特許 7335216 コンテンツ配信システムの転送装置及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-21

(45)【発行日】2023-08-29

(54)【発明の名称】コンテンツ配信システムの転送装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 45/60 20220101AFI20230822BHJP

   H04L 45/7453 20220101ALI20230822BHJP

【ＦＩ】

H04L45/60

H04L45/7453

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020159724

(22)【出願日】2020-09-24

(65)【公開番号】P2022053105

(43)【公開日】2022-04-05

【審査請求日】2022-05-31

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ▲１▼ウェブサイトの掲載日：令和２年８月２１日 ウェブサイトのアドレス ｈｔｔｐｓ：／／ｉｅｅｅｘｐｌｏｒｅ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｄｏｃｕｍｅｎｔ／９１７３６９３

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100134175

【弁理士】

【氏名又は名称】永川 行光

(74)【代理人】

【識別番号】100131886

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 隆志

(74)【代理人】

【識別番号】100170667

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 浩次

(72)【発明者】

【氏名】武政 淳二

(72)【発明者】

【氏名】田上 敦士

【審査官】中川 幸洋

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１６５１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２４８１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１６２６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９１７８８０６（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】中国特許出願公開第１８４２７９９（ＣＮ，Ａ）

【文献】情報指向型ネットワークに適用するためのコンテンツ人気度推定方式，電子情報通信学会２０１８年総合大会，2018年03月06日

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ４５／６０

Ｈ０４Ｌ ４５／７４５３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パケットに関連付けられたコンテンツの名前に基づき前記パケットを転送するコンテンツ配信システムの転送装置であって、
複数の通信インタフェースと、
前記パケットの転送処理を行う複数の転送処理手段と、
前記複数の通信インタフェースの内の通信インタフェースが前記パケットを受信した際、前記複数の転送処理手段から、当該パケットの転送処理を行う転送処理手段を決定する制御を行う制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記複数の通信インタフェースが受信した前記パケットに基づき、前記コンテンツを、第１コンテンツと、前記第１コンテンツより人気度の低い第２コンテンツに分類し、
前記第１コンテンツに関連付けられた前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を乱数に基づき決定することで、前記第１コンテンツに関連付けられた前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を前記複数の転送処理手段に分散させ、
前記第２コンテンツに関連付けられた前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を前記第２コンテンツの名前に基づき決定することを特徴とする転送装置。

【請求項2】

前記制御手段は、
第１ハッシュ関数による第１ハッシュ値を求める第１算出手段と、
前記第１ハッシュ値に基づき前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を決定する決定手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記第１コンテンツに関連付けられた前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を決定する場合、前記乱数を前記第１算出手段への入力とし、前記第２コンテンツに関連付けられた前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を決定する場合、前記第２コンテンツの前記名前を前記第１算出手段への入力とすることを特徴とする請求項１に記載の転送装置。

【請求項3】

前記乱数は、前記パケットに格納されている値であることを特徴とする請求項２に記載の転送装置。

【請求項4】

前記制御手段は、前記複数の通信インタフェースで受信した前記パケットに基づき、前記コンテンツを要求するパケットの数を前記コンテンツ毎に判定し、判定した前記コンテンツ毎のパケットの数を閾値と比較することで、前記コンテンツを前記第１コンテンツと前記第２コンテンツに分類することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の転送装置。

【請求項5】

前記制御手段は、第２ハッシュ関数による第２ハッシュ値を求める第２算出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第２ハッシュ値に対応する前記コンテンツが前記第１コンテンツであるか前記第２コンテンツであるかを示す対応関係情報を管理し、前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を決定する際、当該パケットに関連付けられた前記コンテンツの名前を前記第２算出手段の入力とすることで求めた前記第２ハッシュ値と、前記対応関係情報とに基づき、当該パケットに関連付けられた前記コンテンツが前記第１コンテンツであるか前記第２コンテンツであるかを判定し、
前記制御手段は、前記複数の通信インタフェースで受信した前記パケットに基づき、前記コンテンツを前記第１コンテンツと前記第２コンテンツに分類すると、分類結果に基づき前記対応関係情報を更新することを特徴とする請求項４に記載の転送装置。

【請求項6】

前記コンテンツを要求するパケットを転送して当該コンテンツを搬送するパケットの受信待ちであることと、当該コンテンツを搬送するパケットを送信する前記通信インタフェースとを示すテーブルを格納する格納手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を決定すると、前記通信インタフェースに、決定した前記転送処理手段と、当該パケットに関連付けられた前記コンテンツの処理において前記テーブルの排他制御が必要か否かと、を通知し、
前記通信インタフェースは、当該パケットの所定フィールドに、当該パケットに関連付けられた前記コンテンツの処理において前記テーブルの排他制御が必要か否かを示す情報を設定して、当該パケットを前記制御手段から通知された前記転送処理手段に出力し、
前記制御手段は、前記コンテンツが前記第１コンテンツである場合、前記コンテンツの処理において前記テーブルの排他制御が必要であることを通知し、前記コンテンツが前記第２コンテンツである場合、前記コンテンツの処理において前記テーブルの排他制御が必要ではないことを通知することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の転送装置。

【請求項7】

前記転送処理手段は、前記通信インタフェースから前記パケットを受信すると、前記パケットの前記所定フィールドに設定された情報に基づき、前記テーブルに対する処理において排他制御を行うか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の転送装置。

【請求項8】

１つ以上のプロセッサを有する装置の前記１つ以上のプロセッサで実行されると、前記１つ以上のプロセッサを有する装置を請求項１から７のいずれか１項に記載の転送装置として機能させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、コンテンツの名前に基づきルーティングを行うコンテンツ配信システムの転送装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

コンテンツの名前に基づきコンテンツの要求及び配信を行うコンテンツ配信システムが提案されている。非特許文献１は、その様なシステムの１つであるコンテンツ・セントリック・ネットワーク（ＣＣＮ：Ｃｏｎｔｅｎｔ Ｃｅｎｔｒｉｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）を開示している。

【0003】

ＣＣＮにおいて、コンテンツを公開するサーバ装置は当該コンテンツを１つ以上のチャンクに分割し、クライアント装置は、この分割されたチャンク単位でコンテンツを取得する。また、ＣＣＮにおいて、チャンクの転送を行った通信装置（以下、転送装置と呼ぶ。）は、当該チャンクを保存（キャッシュ）できる。転送装置は、キャッシュしているチャンクを要求するインタレスト・パケット（要求パケット）をクライアント装置から受信すると、当該インタレスト・パケットをサーバ装置に向けて転送することなく、キャッシュしているチャンクを、当該インタレスト・パケットを送信したクライアント装置に向けて送信できる。

【0004】

以下に、転送装置の動作の一例を説明する。転送装置は、ＣＳ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ｓｔｏｒｅ）と、ＦＩＢ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ）と、ＰＩＴ（Ｐｅｎｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｔａｂｌｅ）と、を管理する。ＣＳは、キャッシュしているチャンクを示す情報である。ＦＩＢは、インタレスト・パケットが要求するチャンクと、当該インタレスト・パケットの転送のために、当該インタレスト・パケットを送信するインタフェースとの関係を示す情報である。ＰＩＴは、インタレスト・パケットが要求するチャンクと、当該インタレスト・パケットを受信したインタフェースとの関係を示す情報である。

【0005】

転送装置は、インタレスト・パケットを受信すると、ＣＳを検索し、当該インタレスト・パケットが要求するチャンク（以下、要求チャンク）をキャッシュしているか否かを判定する。要求チャンクをキャッシュしている場合には、キャッシュしている要求チャンクを含むデータ・パケットを、当該インタレスト・パケットの送信元のクライアント装置に向けて送信する。なお、当該データ・パケットを送信するインタフェースは、当該インタレスト・パケットを受信したインタフェースである。一方、要求チャンクをキャッシュしていない場合、転送装置は、ＰＩＴを検索して、要求チャンクを要求する別のインタレスト・パケットを既に転送し、要求チャンクの受信待ち状態であるかを判定する。受信待ち状態であると、転送装置は、受信したインタレスト・パケットを転送せず、ＰＩＴの当該要求チャンクのエントリに当該インタレスト・パケットの受信インタフェースを追加する。一方、要求チャンクの受信待ち状態ではない場合、転送装置は、ＦＩＢに基づき判定したインタフェースから当該インタレスト・パケットを送信（転送）し、ＰＩＴに要求チャンクのエントリを追加する。このエントリは、要求チャンクを示す情報（チャンク名）と、当該インタレスト・パケットを受信したインタフェースを示す情報と、を有する。

【0006】

また、転送装置は、チャンクを含むデータ・パケットを受信すると、当該データ・パケットを送信するインタフェースをＰＩＴに基づき判定し、判定したインタフェースから当該データ・パケットを送信し、当該チャンクのエントリをＰＩＴから削除する。なお、データ・パケットを送信するインタフェースは、当該チャンクを要求するインタレスト・パケットを受信したインタフェースであり、ＰＩＴの当該チャンクに関するエントリに設定されている。また、転送装置は、受信したデータ・パケットに含まれるチャンクをキャッシュするとＣＳを更新する。

【0007】

この様に、ＣＣＮにおいて、チャンクを含むデータ・パケットは、当該チャンクを要求するインタレスト・パケットを受信したインタフェースに送信される。よって、チャンクは、当該チャンクを要求するインタレスト・パケットと同じ経路を逆向きに転送されて、当該チャンクを要求したクライアント装置に配信される。

【0008】

転送装置は、一般的には、パケットの送受信処理を行うインタフェース部と、パケットの転送処理を行う転送処理部と、を有する。なお、本明細書において、パケットとは、インタレスト・パケットとデータ・パケットの総称を意味する。ここで、転送装置のスループットを高めるために転送装置に複数の転送処理部を設けることが検討されている。

【0009】

転送装置の転送処理部は、パケットを受信した際、ＰＩＴのエントリに対するエントリ処理を行う。なお、本明細書において、エントリ処理とは、ＰＩＴへのエントリの追加処理、エントリ内容の更新処理、エントリの削除処理の総称である。転送装置に複数の転送処理部を設けると、各転送処理部が、ＰＩＴの同じエントリに同時にアクセスしてエントリ処理を行うことが生じ得る。ＰＩＴの同じエントリに対して、異なる転送処理部によるエントリ処理が同時に生じると、ＰＩＴに格納すべき情報が消失するといった不具合がＰＩＴに生じ得る。

【0010】

このため、非特許文献２は、同じチャンクを要求するインタレスト・パケットと、同じチャンクを搬送しているデータ・パケットについては、同じ転送処理部に処理させる構成を開示している。具体的には、ハッシュ値と転送処理部との対応関係を予め決定して、この対応関係を示す情報を転送装置に格納しておく。そして、転送装置は、パケットを受信すると、当該パケットが要求している、或いは、当該パケットが搬送しているチャンク（以下、パケットが要求している、或いは、パケットが搬送しているチャンクを、"パケットに関連付けられたチャンク"と表記する。）の名前のハッシュ値を求め、求めたハッシュ値に対応する転送処理部に当該パケットの転送処理を行わせることを非特許文献２は開示している。この構成により、ＰＩＴのあるエントリに対するエントリ処理は、同じ１つの転送処理部のみにより行われるため、ＰＩＴに不具合が生じることを防ぐことができる。

【0011】

また、非特許文献３は、ＰＩＴのエントリ処理において排他制御を行うことを提案している。具体的には、ＰＩＴにロック状態フィールドを設ける。なお、ロック状態フィールドには、値"０"又は値"１"が設定され、値"０"はアンロック状態を示し、値"１"はロック状態を示している。ＰＩＴのエントリ処理を行う転送処理部は、処理対象のエントリのロック・フィールドの値をチェックし、値が"１"、つまり、ロック状態であれば、値が"０"、つまりアンロック状態になるまで待機する。処理対象のＰＩＴエントリがアンロック状態である場合、転送処理部は、エントリ処理を開始するが、この際、転送処理部は、まず、処理対象のエントリのロック状態フィールドの値を"１"に設定して処理対象のエントリをロック状態にする。そして、転送処理部は転送処理及びエントリ処理を実行し、これらの処理が完了すると、処理対象のエントリのロック状態フィールドの値を"０"に設定してアンロック状態にする。非特許文献３においては、この排他制御により、異なる転送処理部が、ＰＩＴの同じエントリに同時にアクセスすることを防いでいる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0012】

【文献】Ｖ．Ｊａｃｏｂｓｏｎ，ｅｔ ａｌ．，"Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｎａｍｅｄ Ｃｏｎｔｅｎｔ"，ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＡＣＭ ＣｏＮＥＸＴ ２００９，２００９年１２月

【文献】Ｄ．Ｋｉｒｃｈｎｅｒ，ｅｔ ａｌ．，"Ａｕｇｕｓｔｕｓ：ａ ＣＣＮ ｒｏｕｔｅｒ ｆｏｒ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｎｅｔｗｏｒｋｓ"，ＡＣＭ ＩＣＮ， ２０１６

【文献】Ｊ．Ｔａｋｅｍａｓａ，ｅｔ ａｌ．，"Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｍｕｔｕａｌ ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｏｆ ＮＤＮ ｐａｃｋｅｔ ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ｏｎ ｍｕｌｔｉ－ｃｏｒｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｒｏｕｔｅｒ"，ＡＣＭ ＩＣＮ ２０１８ Ｐｏｓｔｅｒ Ｓｅｓｓｉｏｎ

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

非特許文献３の構成において、転送処理部は、パケットを受信しても、当該パケットに関連付けられたチャンクに対応するＰＩＴのエントリがロック状態であると、アンロック状態になるまで待機しなければならず、スループットが低下する。また、非特許文献２の構成では、パケットに関連付けられたチャンクの名前により、当該パケットの転送処理を行う転送処理部が決まるため、同じ名前のチャンクに関連付けられたパケットが連続して到着すると、１つの転送処理部に処理が集中し、パケット損失の原因となり得る。

【0014】

本発明は、スループットの低下を防ぎ、かつ、パケット損失を低下させることができる技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の一態様によると、パケットに関連付けられたコンテンツの名前に基づき前記パケットを転送するコンテンツ配信システムの転送装置は、複数の通信インタフェースと、前記パケットの転送処理を行う複数の転送処理手段と、前記複数の通信インタフェースの内の通信インタフェースが前記パケットを受信した際、前記複数の転送処理手段から、当該パケットの転送処理を行う転送処理手段を決定する制御を行う制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の通信インタフェースが受信した前記パケットに基づき、前記コンテンツを、第１コンテンツと、前記第１コンテンツより人気度の低い第２コンテンツに分類し、前記第１コンテンツに関連付けられた前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を乱数に基づき決定することで、前記第１コンテンツに関連付けられた前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を前記複数の転送処理手段に分散させ、前記第２コンテンツに関連付けられた前記パケットの転送処理を行う前記転送処理手段を前記第２コンテンツの名前に基づき決定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によると、スループットの低下を防ぎ、かつ、パケット損失を低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態による転送装置の構成図。

【図2】パケットのヘッダ領域を示す図。

【図3】一実施形態による制御部の構成図。

【図4】第１情報及び第２情報の例を示す図。

【図5】一実施形態によるＰＩＴを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0019】

以下では、コンテンツ配信システム（コンテンツ配信ネットワーク）が、ＣＣＮであるものとして本実施形態の説明を行う。しかしながら、コンテンツを示す名前に基づきルーティングを行う任意のコンテンツ配信システムに対して本発明を適用することができる。特に、以下ではＣＣＮによるコンテンツの配信に従い、チャンクと呼ばれるコンテンツの断片を単位としてコンテンツを配信する形態で本実施形態の説明を行うが、コンテンツを分割することなく配信するネットワークに対しても本発明を適用することができる。さらに、ＣＣＮにおいては、コンテンツの断片であるチャンクを単位としてコンテンツを配信するため、以下の説明では、このチャンクの名前を"チャンク名"と表記するが、チャンクもコンテンツであるため、本実施形態の"チャンク名"は、"コンテンツ名"に置き換えることもできる。

【0020】

図１は、本実施形態による転送装置１００の構成図である。転送装置１００は、通信インタフェース（ＩＦ）部１と、複数の転送処理部２０と、記憶部３０と、を有する。ＩＦ部１は、複数の通信インタフェース（ＩＦ）１０と、制御部１１と、を有する。複数の転送処理部２０のそれぞれは、ＣＰＵ（プロセッサ）により実現され得る。この場合、ＣＰＵが、例えば、記憶部３０に格納されているプログラムを実行することで以下に説明する転送処理部２０の機能が実現され得る。さらに、複数の転送処理部２０は、複数のコアを有するマルチコアＣＰＵにより実現され得る。この場合、マルチコアＣＰＵが、例えば、記憶部３０に格納されているプログラムを実行することで、各コアそれぞれが、以下に説明する転送処理部２０として機能する。なお、転送処理部２０の機能は、ＡＳＩＣ等のハードウェアによっても実現され得る。また、転送処理部２０の機能は、適切なプログラムを実行する任意のプロセッサと、ＡＳＩＣ等のハードウェアの組み合わせでも実現され得る。なお、図１においては、ＩＦ部１が有するＩＦ１０の数をＮ（Ｎは２以上の整数）としている。また、転送処理部２０の数をＭ（Ｍは２以上の整数）としている。なお、個々のＩＦ１０を区別するため、ｎ番目（ｎは１～Ｎまでの整数）のＩＦ１０をＩＦ＃ｎとも表記する。同様に、個々の転送処理部２０を区別するため、ｍ番目（ｍは１～Ｍまでの整数）の転送処理部２０を転送処理部＃ｍとも表記する。

【0021】

ＩＦ１０は、通信線を介して他の装置（他の転送装置や、サーバ装置や、クライアント装置等）に接続され、接続されている他の装置とパケットの送受信を行う。具体的には、ＩＦ１０は、パケットを受信すると、当該パケットを転送処理部＃１～転送処理部＃Ｍの内の１つに出力する。なお、ＩＦ１０が、パケットを出力する転送処理部２０については、制御部１１が決定する。制御部１１が、パケットを出力する転送処理部２０をどの様に決定するかについては後述する。また、ＩＦ１０は、転送処理部２０からパケットを受信すると、当該パケットを、通信線を介して他の装置に送信する。

【0022】

記憶部３０は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを含む１つ以上の記憶デバイス（メモリ）を備え、ＰＩＴ、ＦＩＢを保持している。さらに、記憶部３０は、チャンクをキャッシュし、かつ、キャッシュしているチャンクの情報（ＣＳ）も保持している。

【0023】

転送処理部２０は、ＩＦ１０からパケットを受信すると、当該パケットに応じた処理を行う。具体的には、パケットがインタレスト・パケットであり、要求チャンクをキャッシュしていると、当該パケットを受信したＩＦ１０にキャッシュしているチャンクを含むデータ・パケットを送信する。また、パケットがインタレスト・パケットであり、要求チャンクをキャッシュしていないが、ＰＩＴに当該要求チャンクのエントリがあると、ＰＩＴを更新してインタレスト・パケットを廃棄する。さらに、パケットがインタレスト・パケットであり、要求チャンクをキャッシュしておらず、かつ、ＰＩＴに当該要求チャンクのエントリが無いと、ＰＩＴに要求チャンクのエントリを追加し、ＦＩＢに基づき決定したＩＦ１０にインタレスト・パケットを転送する。また、パケットがデータ・パケットであると、ＰＩＴに基づき判定したＩＦ１０に当該データ・パケットを送信し、当該データ・パケットが搬送しているチャンクに関するＰＩＴのエントリを削除する。

【0024】

図２は、パケットのヘッダの一部を示している。パケットのヘッダは、チャンク名フィールドと、ナンス値フィールドと、を含んでいる。チャンク名フィールドには、チャンク名が格納される。なお、インタレスト・パケットの場合には、要求するチャンクのチャンク名が格納され、データ・パケットの場合には、ペイロードに格納されているチャンクのチャンク名が格納される。本明細書において、パケットのチャンク名フィールドに格納されているチャンク名を、"パケットに関連付けられたチャンク名"と表記する。さらに、パケットのチャンク名フィールドに格納されているチャンク名が示すチャンクを、"パケットに関連付けられたチャンク"と表記する。同様に、"チャンク名に関連付けられたパケット"とは、チャンク名フィールドに当該チャンク名が格納されているパケットを意味するものとする。さらに、"チャンクに関連付けられたパケット"とは、チャンク名フィールドに当該チャンクのチャンク名が格納されているパケットを意味するものとする。ナンス値フィールドには、ランダムに生成された数字であるナンス値が格納される。ナンス値は、パケットがループ状に転送されているといったパケットの転送異常を検出するために設けられている。

【0025】

続いて、ＩＦ１０が他の装置からパケットを受信した際、受信したパケットの出力先の転送処理部２０を制御部１１がどの様に決定するかについて説明する。なお、ＩＦ１０は、他の装置からパケット受信した際、当該パケットのチャンク名フィールドに格納されているチャンク名と、ナンス値フィールドに格納されているナンス値と、を制御部１１に通知するものとする。図３は、制御部１１の機能ブロック図である。例えば、制御部１１は、１つ以上のプロセッサにより構成され、当該１つ以上のプロセッサが記憶部３０に格納されているプログラムを実行することで、図３の機能ブロックが実現され得る。また、制御部１１は、ハードウェアによっても実現され得る。さらに、制御部１１は、適切なプログラムを実行する任意のプロセッサと、ＡＳＩＣ等のハードウェアの組み合わせでも実現され得る。

【0026】

ＩＦ１０から通知されるチャンク名は、第２ハッシュ値算出部１１０と、第１ハッシュ値算出部１１２に入力される。また、ＩＦ１０から通知されるナンス値は、第１ハッシュ値算出部１１２に入力される。第２ハッシュ値算出部１１０は、チャンク名を第２ハッシュ関数の入力として、そのハッシュ値（第２ハッシュ値）を求め、選択部１１１に第２ハッシュ値を通知する。選択部１１１は、第２情報１１４と、第２ハッシュ値と、に基づき、チャンク名とナンス値のいずれか１つを選択して選択結果を第１ハッシュ値算出部１１２に通知する。

【0027】

図４（Ａ）は、第２情報１１４の例である。第２情報１１４は、第２ハッシュ値と、第１ハッシュ関数の入力として使用する入力値との対応関係を示す対応関係情報である。図４（Ａ）の例において、第２ハッシュ値が"０"又は"１"であると、選択部１１１は、第１ハッシュ値算出部１１２に選択結果としてチャンク名を通知する。一方、第２ハッシュ値が"２"であると、選択部１１１は、第１ハッシュ値算出部１１２に選択結果としてナンス値を通知する。

【0028】

第１ハッシュ値算出部１１２は、チャンク名及びナンス値の内の選択部１１１から通知された値を第１ハッシュ関数の入力として、そのハッシュ値（第１ハッシュ値）を求め、決定部１１３に第１ハッシュ値を通知する。決定部１１３は、第１情報１１５と、第１ハッシュ値と、に基づき、転送処理部＃１～転送処理部＃Ｍの内の１つの転送処理部２０を決定し、決定した転送処理部２０を、チャンク名及びナンス値を通知したＩＦ１０に通知する。ＩＦ１０は、決定部１１３から通知された転送処理部２０に受信したパケットを出力する。

【0029】

図４（Ｂ）は、第１情報１１５の例である。第１情報１１５は、第１ハッシュ値と、転送処理部２０との対応関係を示す情報である。図４（Ｂ）の例において、第１ハッシュ値が"０"であると、決定部１１３は、転送処理部＃１にパケットを出力することをＩＦ１０に通知する。

【0030】

例えば、ＩＦ＃１から通知されたチャンク名が"Ｃａ"であり、その第２ハッシュ値が"０"であり、その第１ハッシュ値が"１"であるものとする。なお、第２情報１１４及び第１情報１１５は図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す通りとする。選択部１１１は、第２ハッシュ値が"０"であるため、第１ハッシュ値算出部１１２に、第１ハッシュ値の算出にチャンク名"Ｃａ"を使用することを通知する。したがって、第１ハッシュ値算出部１１２は、第１ハッシュ値として"１"を決定部１１３に通知する。よって、決定部１１３は、第１情報１１５に基づき、転送処理部＃２をＩＦ＃１に通知する。この様に、受信したパケットのチャンク名が"Ｃａ"であると、当該パケットは、常に、転送処理部＃２で処理されることになる。

【0031】

一方、ＩＦ＃１から通知されたチャンク名が"Ｃｂ"であり、その第２ハッシュ値が"２"であるものとする。なお、第２情報１１４及び第１情報１１５は図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す通りとする。選択部１１１は、第２ハッシュ値が"２"であるため、第１ハッシュ値算出部１１２に、第１ハッシュ値の算出にナンス値を使用することを通知する。したがって、第１ハッシュ値算出部１１２は、ナンス値に基づき第１ハッシュ値を算出して決定部１１３に通知する。ここで、ナンス値は、ランダムに生成された値であるため、パケットのチャンク名が"Ｃｂ"であっても、ナンス値はパケット毎に異なる。したがって、パケットのチャンク名が"Ｃｂ"であっても、第１ハッシュ値算出部１１２が算出する第１ハッシュ値もパケット毎に異なる。よって、パケットのチャンク名が"Ｃｂ"であっても決定部１１３が出力先として決定する転送処理部２０は同じではなく、パケット毎に異なることになる。

【0032】

例えば、要求数の少ないチャンクに関連付けられたパケットについては、同じ転送処理部２０で処理しても、転送処理部２０の処理能力を超えることはなく、パケット損失等の原因とはなり得ない。また、同じチャンクに関連付けられたパケットを同じ転送処理部２０が処理するため、異なる転送処理部２０が同じＰＩＴのエントリに同時にアクセスすることで生じ得るＰＩＴの不具合を防ぐことができる。したがって、制御部１１は、第２情報１１４において、要求数の少ないチャンクのチャンク名による第２ハッシュ値に対応する入力値を"チャンク名"に設定する。一方、要求数の多いチャンクに関連付けられたパケットを同じ転送処理部２０で処理すると、転送処理部２０の処理能力を超え、パケット損失の原因となり得る。したがって、制御部１１は、第２情報１１４において、要求数の多いチャンクのチャンク名による第２ハッシュ値に対応する入力値を"ナンス値"に設定する。これにより、要求数の多いチャンクに関連付けられたパケットは、複数の転送処理部２０により分散して処理されることになり、パケット損失の発生を抑えることができる。

【0033】

このため、制御部１１は、ＩＦ１０がパケットを受信した際にＩＦ１０から通知されるチャンク名に基づき、各チャンクの人気度を求める。チャンクの人気度は、例えば、所定期間において受信した当該チャンクを要求するインタレスト・パケットの合計数とすることができる。そして、制御部１１は、人気度（合計数）を閾値と比較することで、チャンクを人気度の高い第１チャンクと、人気度の低い第２チャンクに分類する。第１チャンクは、合計数が閾値より大きいチャンクであり、第２チャンクは合計数が閾値以下のチャンクである。制御部１１は、第１チャンクのチャンク名による第２ハッシュ値を求め、第２情報１１４のこの第２ハッシュ値に対応する入力値を"ナンス値"に設定し、それ以外の第２ハッシュ値に対応する入力値を"チャンク名"に設定する。制御部１１４は、各チャンクの人気度を求めて第１チャンクを判定する処理と、判定結果に基づき第２情報１１４を更新する処理を所定期間毎に繰り返す。この構成により、パケット損失を抑えつつ、パケットの転送処理を複数の転送処理部２０に分散させることができ、転送装置１００のスループットを高くすることができる。

【0034】

上述した構成により、人気度が閾値以下である第２チャンクに関連付けられたパケットは、同じ転送処理部２０により処理されるため、異なる転送処理部２０が同時にＰＩＴの同じエントリにアクセスすることは生じず、よって、ＰＩＴに不具合は生じない。しかしながら、人気度が閾値より大きい第１チャンクに関するパケットは、異なる転送処理部２０により処理されるため、異なる転送処理部２０が同時にＰＩＴの同じエントリにアクセスすることが生じ得る。このため、本実施形態では、第１チャンクに関連付けられたパケットを転送処理部２０が処理する際、当該転送処理部２０にＰＩＴの排他制御を行わせる。

【0035】

例えば、制御部１１は、ナンス値を使用して転送処理部２０を決定した際、決定した転送処理部２０にＰＩＴの排他制御を行うことを通知する構成とすることができる。本実施形態では、パケットのヘッダ領域を使用して、転送処理部２０にＰＩＴの排他制御を行うことを通知する。このため、図２に示すパケットのヘッダ領域に、ロック・フィールドを設ける。そして、第１ハッシュ値算出部１１２は、選択結果として"チャンク名"が通知された場合、第１ハッシュ値と共に"ロック不要"を示す情報を決定部１１３に通知する。一方、選択結果として"ナンス値"が通知された場合、第１ハッシュ値算出部１１２は、第１ハッシュ値と共に"ロック要"を示す情報を決定部１１３に通知する。決定部１１３は、決定した転送処理部２０を示す情報と共に、第１ハッシュ値算出部１１２から通知された、"ロック不要"又は"ロック要"を示す情報をＩＦ１０に通知する。

【0036】

ＩＦ１０は、決定部１１３から通知された転送処理部２０にパケットを出力する際、決定部１１３から"ロック不要"が通知されていると、当該パケットのロック・フィールドに、例えば、値"０"を設定し、"ロック要"が通知されていると、当該パケットのロック・フィールドに、例えば、値"１"を設定する。転送処理部２０は、ロック・フィールドに値"０"が設定されていると、ＰＩＴの排他制御を行わず、ロック・フィールドに値"１"が設定されていると、ＰＩＴの排他制御を行う。

【0037】

具体的には、図５に示す様に、ＰＩＴにロック状態フィールドを設ける。ロック状態フィールドには、値"０"又は値"１"が設定され、値"０"はアンロック状態を示し、値"１"はロック状態を示す。転送処理部２０は、受信したパケットのロック・フィールドの値が"０"であると、ＰＩＴの処理対象のエントリのロック状態フィールドの値に拘わらず当該パケットの転送処理と、処理対象のエントリに対するエントリ処理を実行する。一方、受信したパケットのロック・フィールドの値が"１"である場合、ＰＩＴの処理対象のエントリのロック状態フィールドの値をまず検査する。そして、ＰＩＴの処理対象のエントリのロック状態フィールドの値が"１"、つまり、ロック状態であると、値が"０"、つまりアンロック状態になるまで待機する。処理対象のＰＩＴエントリがアンロック状態である場合、転送処理部２０は、転送処理及びエントリ処理を開始するが、この際、転送処理部２０は、まず、処理対象のエントリのロック状態フィールドの値を"１"に設定して処理対象のエントリをロック状態にする。そして、転送処理部２０は転送処理及びエントリ処理を実行し、これらの処理が完了すると、処理対象のエントリのロック状態フィールドの値を"０"に設定してアンロック状態にする。

【0038】

この様に、本実施形態では、総てのパケットの処理においてＰＩＴの排他制御を行うのではなく、一部のパケットの処理においてのみＰＩＴの排他制御を行うため、排他制御の実行によるスループットの低下を抑えることができる。

【0039】

なお、本実施形態において、制御部１１は、第１ハッシュ関数と第２ハッシュ関数の２つのハッシュ関数を使用していたが、第１ハッシュ関数と第２ハッシュ関数は、異なる関数であっても、同じ関数であっても良い。さらに、本実施形態では、第１ハッシュ値に基づきパケットの転送処理を行う転送処理部２０を決定し、第１ハッシュ値を求めるための第１ハッシュ関数の入力値を、第２ハッシュ値に基づき制御していた。しかしながら、第１チャンクに関連付けられたパケットを複数の転送処理部２０に分散させて処理し、第２チャンクに関連付けられたパケットについては、基本的には、同じ１つの転送処理部２０で処理すれば良く、第１チャンクに関連付けられたパケットを複数の転送処理部２０に分散させる方法は、上記構成に限定されない。

【0040】

例えば、制御部１１は、上記実施形態で説明した様に閾値に基づき第１チャンクを判定する。そして、第１チャンクとは判定されなかったチャンク（第２チャンク）については、上記実施形態と同様に、チャンク名に基づき１つの転送処理部２０を決定してＩＦ１０に通知する。一方、第１チャンクについては、複数の転送処理部２０から１つの転送処理部２０をランダムに選択してＩＦ１０に通知する構成とすることもできる。例えば、第１チャンクについては、乱数を生成し、生成した乱数に基づき求めた第１ハッシュ値により、当該第１チャンクに関連付けられたパケットを転送する転送処理部２０を決定する構成とすることもできる。また、複数の転送処理部２０の選択順序を、例えば、ラウンドロビン形式で予め決めておき、第１チャンクについては、選択順序に従い複数の転送処理部２０から１つの転送処理部２０を選択してＩＦ１０に通知する構成とすることもできる。

【0041】

なお、上記実施形態において制御部１１は、人気度の高い第１チャンクを判定し、第２情報１１４において、第１チャンクの名前の第２ハッシュ値に対応する入力値をナンス値に設定していた。この場合、人気度の低い第２チャンクの名前の第２ハッシュ値が、第１チャンクの名前の第２ハッシュ値に一致することが生じ得る。この様な場合、第２ハッシュ値が、第１チャンクの名前の第２ハッシュ値に一致する第２チャンクについては、同じ転送処理部２０で処理されるのではなく、複数の転送処理部２０で処理されることになる。しかしながら、この様なケースが生じる確率は低く、かつ、複数の転送処理部２０で処理される場合にはＰＩＴの排他制御が行われるため問題はない。

【0042】

纏めると、人気度の高い第１チャンクに関連付けられたパケットの転送処理については複数の転送処理部２０に分散させる。一方、人気度の低い第２チャンクに関連付けられたパケットの転送処理については、基本的には、同じ１つの転送処理部２０で処理させる。つまり、本発明は、人気度の低い第２チャンクに関連付けられたパケットの転送処理を同じ１つの転送処理部２０で処理させる形態のみならず、人気度の低い第２チャンクに関連付けられたパケットの内の一部が、複数の転送処理部２０に分散されて処理され得る形態と、を含むものである。

【0043】

また、本発明による転送装置１００は、複数のＩＦ１０と、１つ以上のプロセッサと、プログラムを格納する１つ以上のメモリと、を有する装置で実現することができる。この場合、１つ以上のメモリに格納されたプログラムは、１つ以上のプロセッサで実行されると、当該装置を上記転送装置１００として機能・動作させるための命令を含んでいる。また、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

【0044】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0045】

１０：インタフェース、２０：転送処理部、１１：制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】