JP2010130032A - System and method for selecting overlay network path, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、IPネットワークにおけるエンド・ツー・エンドの通信品質を向上させる技術に係り、特に,インターネット等のIPネットワーク上に論理的に形成されたオーバーレイネットワークを用いて、エンド・ツー・エンドの通信品質を効率的に向上させるのに好適な技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for improving end-to-end communication quality in an IP network, and in particular, end-to-end communication using an overlay network logically formed on an IP network such as the Internet. The present invention relates to a technique suitable for efficiently improving quality.
IPネットワークを代表するインターネットは、多様なアプリケーションの収容を可能とすべく発展・普及してきており、その一方で、QoS(Quality of Service)に対する要求も高まってきている。 The Internet, which represents an IP network, has been developed and spread to accommodate various applications. On the other hand, there is an increasing demand for QoS (Quality of Service).
これに伴い、エンド・ツー・エンドでの輻輳を回避し、品質を向上するための技術(「エンド・ツー・エンドQoS管理技術」)をインターネット上で実現することが重要な課題となっている。しかしながら、このような技術を実現する上では、以下の(1)、(2)に示す問題点がある。 Along with this, it is an important issue to realize technology ("end-to-end QoS management technology") on the Internet to avoid end-to-end congestion and improve quality. . However, there are problems shown in the following (1) and (2) in realizing such a technique.
(1)インターネットは既に社会的インフラ化しており、既存のネットワーク構造を大きく変更するような、ネットワークレイヤでの新たな機能拡張は困難である。 (1) The Internet has already become a social infrastructure, and it is difficult to expand new functions at the network layer that greatly change the existing network structure.
(2)インターネットは管理主体の異なる複数のAS(Autonomous System)によって形成されており、全てのASに対して一斉に新たな機能を拡張することは困難である。 (2) The Internet is formed by a plurality of ASs (Autonomous Systems) having different management entities, and it is difficult to extend new functions to all ASs simultaneously.
こうした中、下位のネットワークレイヤを変更することなくエンド・ツー・エンドQoSの向上を可能とする有力な技術として、例えば非特許文献1に記載の、オーバーレイネットワークによるQoS管理技術が注目されている。
Under such circumstances, as an effective technique that can improve end-to-end QoS without changing a lower network layer, a QoS management technique using an overlay network described in Non-Patent
オーバーレイネットワークとは、例えば非特許文献2においても記載のように、既存のリンクを用いて、その上位層に目的に応じて論理的(仮想的)なリンクを形成し、構成するネットワークである。
As described in Non-Patent
このようなオーバーレイネットワークによるQoS管理の基本的な概念を図1に例示する。図1は、オーバーレイネットワークの構成例を示すブロック図であり、オーバーレイネットワーク(図中「Overlay−NW」と記載)4は複数のオーバーレイノード1,2,3からなり、複数のIPルータ5〜9からなるIPネットワーク(図中「IP−NW」と記載)10上に論理的に形成されている。
The basic concept of QoS management by such an overlay network is illustrated in FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an overlay network. An overlay network (described as “Overlay-NW” in the figure) 4 includes a plurality of
このような構成のIPネットワーク10において、xからyに向けて、破線矢印で表わされる経路にトラヒックが流れているとする。また、この経路上には輻輳しているIPルータ9が存在しており、その結果として、x,y間のQoSが低下しているとする。
In the
このとき、オーバーレイノード1,2,3で形成されるオーバーレイネットワーク4を用いて、実線矢印で表される経路(x→オーバーレイノード1→オーバーレイノード2→オーバーレイノード3→y)にトラヒックを迂回させることができれば、上記の輻輳を回避できる。
At this time, using the overlay network 4 formed by the
実際、非特許文献3,4,5,6等では、上述のような迂回経路が実網において多数存在していることを実測に基づいて示している。このような非特許文献3,4,5,6および非特許文献7等において挙げられる従来のオーバーレイ経路の選択技術では、各エンドホストが、その時点で最も通信品質の良いものを選ぶ。
In fact, Non-Patent
ここで通信品質とは、各オーバーレイ経路における現在までに観測されたスループットや平均遅延時間を指し、この通信品質をオーバーレイ経路ごとに計測することにより、エンドホストは、通信品質の良い経路を選択することができる。 Here, communication quality refers to the throughput and average delay time observed so far in each overlay route. By measuring this communication quality for each overlay route, the end host selects a route with good communication quality. be able to.
しかしながら、今後、このようなオーバーレイ経路選択を行うエンドホストが増えてくると、複数のエンドホストが最も品質の良いオーバーレイ経路を利己的に選択することにより、同一の経路にトラヒックが集中し、却って輻輳を招く可能性がでてくる。 However, when the number of end hosts that perform such overlay route selection increases in the future, traffic concentrates on the same route by multiple end hosts self-selecting the best quality overlay route. There is a possibility of causing congestion.
但し、実際にトラヒック集中が発生するかどうかは、利己的に経路選択を行うエンドホストの割合によるため、常にこのようなトラヒック集中を想定して品質の悪いオーバーレイ経路を選択することは、エンドホストの通信品質向上に必ずしも繋がらない。 However, whether or not traffic concentration actually occurs depends on the ratio of end hosts that self-select the route, so it is always the end host to select a poor quality overlay route assuming such traffic concentration. Does not necessarily lead to improved communication quality.
従来、このような問題を解決して、エンドホストの通信品質を担保し、かつトラヒック集中を回避するための合理的な技術は検討されていなかった。 Conventionally, a rational technique for solving such a problem, ensuring communication quality of an end host, and avoiding traffic concentration has not been studied.
解決しようとする問題点は、従来の、計測された通信品質に基づいて複数のエンドホストが、最も品質の良いオーバーレイ経路を利己的に選択する技術では、同一の経路にトラヒックが集中し、却って輻輳を招く危険性がある点である。 The problem to be solved is that, in the conventional technology in which multiple end hosts self-select the best quality overlay route based on measured communication quality, the traffic is concentrated on the same route. There is a risk of causing congestion.
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、オーバーレイネットワークにおける通信経路の選択に伴うトラヒック集中を、エンドホストの通信品質を損なわずに回避することを可能とし、オーバーレイネットワークにおける通信品質の向上を図ることである。 The object of the present invention is to solve these problems of the prior art, and to avoid the concentration of traffic accompanying the selection of the communication path in the overlay network without impairing the communication quality of the end host. It is to improve.
上記目的を達成するため、本発明では、オーバーレイネットワークで提供される複数のデータ通信経路候補の中から1つの通信経路を選択する際、通信経路品質取得部において、平均ラウンドトリップタイム(RTT:Round Trip Time)や平均パケットロス率あるいは平均スループット等の、予め定められた基準に基づき特定される各通信経路の品質をオーバーレイネットワークから取得して、通信経路品質記憶部において記憶装置に記憶し、通信経路選択部において、データ通信を行う際に用いる通信経路の選択を、通信経路品質記憶部で記憶した品質に応じた確率で行う。例えば、通信経路品質記憶部で記憶した各通信経路の品質から、重み付け平均による確率分布を生成し、生成した確率分布に従ってデータ通信を行う際に用いる通信経路の選択を行う。そして、通信経路品質更新部において、通信経路選択部で選択した通信経路でのデータ通信が完了するたびに、オーバーレイネットワークから全ての通信経路の通信品質を取得して通信経路品質記憶部で記憶している各通信経路の品質を更新する。この際、通信経路品質更新部は、データ通信の完了のたびに取得する各通信経路の通信品質を累積的に用いて学習理論に基づくオンライン予測アルゴリズムにより、各通信経路の品質の更新値を算出する。例えば、「Y.Fround and R.Schapire,“A Decision−Theoretic Generalization of On−Line Learning and an Application to Boosting,” Journal of Computer and System Sciences,1997.」において挙げられる、学習理論に基づくヘッジアルゴリズムを応用し、オーバーレイネットワークにおける通信経路の選択を行うことで、エンドホストの通信品質を、過去の一定期間同じオーバーレイ経路を選択し続けた場合の通信品質のうち最も良かったものに比べ、遜色ない品質にする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, when one communication path is selected from a plurality of data communication path candidates provided in the overlay network, the communication path quality acquisition unit performs an average round trip time (RTT: Round). The quality of each communication path specified based on predetermined criteria such as Trip Time), average packet loss rate, or average throughput is acquired from the overlay network, stored in the storage device in the communication path quality storage unit, and communicated In the route selection unit, the communication route used for data communication is selected with a probability corresponding to the quality stored in the communication route quality storage unit. For example, a probability distribution based on a weighted average is generated from the quality of each communication path stored in the communication path quality storage unit, and a communication path used when performing data communication according to the generated probability distribution is selected. Then, every time data communication on the communication path selected by the communication path selection unit is completed, the communication path quality update unit acquires the communication quality of all communication paths from the overlay network and stores it in the communication path quality storage unit. Update the quality of each communication path. At this time, the communication path quality update unit calculates an update value of the quality of each communication path by an online prediction algorithm based on learning theory using cumulatively the communication quality of each communication path acquired every time data communication is completed. To do. For example, in “Y.Fund and R. Shapire,“ A Decision-Theoretic Generalization of On-Line Learning and an Application to Boosting, ”Journal of Computer and Scheme 97. By applying and selecting the communication route in the overlay network, the end host communication quality is inferior to the best communication quality when the same overlay route is selected for a certain period of time in the past. To.
本発明によれば、オーバーレイネットワークにおける通信経路の選択に伴うトラヒック集中をエンドホストの通信品質を損なわずに回避することができ、オーバーレイネットワークにおける通信品質の向上を図ることが可能である。 According to the present invention, it is possible to avoid the traffic concentration accompanying the selection of the communication path in the overlay network without impairing the communication quality of the end host, and it is possible to improve the communication quality in the overlay network.
以下、図を用いて本発明を実施するための最良の形態例を説明する。図2は、本発明に係るオーバーレイネットワーク経路選択システムを設ける対象となるネットワークの構成例を示すブロック図であり、図3は、本発明に係るオーバーレイネットワーク経路選択システムを設けたネットワークの第1の構成例を示すブロック図、図4は、本発明に係るオーバーレイネットワーク経路選択システムを設けたネットワークの第2の構成例を示すブロック図、図5は、本発明に係るオーバーレイネットワーク経路選択方法の処理動作例を示すブロック図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a network to which an overlay network route selection system according to the present invention is provided, and FIG. 3 is a first diagram of a network provided with the overlay network route selection system according to the present invention. 4 is a block diagram showing a configuration example, FIG. 4 is a block diagram showing a second configuration example of a network provided with the overlay network route selection system according to the present invention, and FIG. 5 is a process of the overlay network route selection method according to the present invention. It is a block diagram which shows an operation example.
図2においては、本発明に係るオーバーレイネットワーク経路選択システムが適用されるオーバーレイネットワークとIPネットワークの基本構成の一例を示している。 FIG. 2 shows an example of the basic configuration of an overlay network and an IP network to which the overlay network routing system according to the present invention is applied.
オーバーレイネットワーク21を形成する各オーバーレイノード21a〜21eは、論理的に接続しているとする。論理的に接続されているとは、その接続先オーバーレイノードのIPアドレスを知っており、通信可能な状態にあることを言う。
It is assumed that the
また、IPネットワーク22は、いくつかのルータ22a〜22gで構成されている。また、オーバーレイノード21a〜21eやルータ22a〜22gの品質情報を一元的に管理するトラヒック管理サーバ23が設けられているが、このトラヒック管理サーバ23は無くても良い。
The
トラヒック管理サーバ23およびオーバーレイノード21a〜21eは、CPU(Central Processing Unit)や主メモリ、表示装置、入力装置、外部記憶装置等を具備したコンピュータ構成からなり、光ディスク駆動装置等を介してCD−ROM等の記憶媒体に記録されたプログラムやデータを外部記憶装置内にインストールした後、この外部記憶装置から主メモリに読み込みCPUで処理することにより、各処理部の機能を実行する。
The
このように、本例では、IPネットワーク22に接続するいくつかのオーバーレイノード21a〜21eによって構築される論理網であるオーバーレイネットワーク21があるとし、IPネットワーク22内で測定されたトラヒック情報を、オーバーレイネットワーク21における制御に用いるような、IPネットワーク22とオーバーレイネットワーク21の協調型システムを想定し、かつ、各オーバーレイノード21a〜21eをオーバーレイネットワークにおける経路候補として選択可能である。
As described above, in this example, it is assumed that there is an
図3においては、図2に示すネットワークに、本発明に係るオーバーレイネットワーク経路選択システムの機能を具備した集中管理サーバ30を設けた構成を示し、図4においては、図2に示すネットワークに、本発明に係るオーバーレイネットワーク経路選択システムの機能を具備した経路選択装置40a〜40kを設けた構成を示している。
3 shows a configuration in which the
図3および図4において、31a〜31sはオーバーレイノードであり、32a〜32kはIPネットワークエリアであり、図3の集中管理サーバ30および図4の経路選択装置40a〜40kならびにオーバーレイノード31a〜31sのそれぞれは、図2で説明したトラヒック管理サーバ23とオーバーレイノード21a〜21e等と同様のコンピュータ構成からなる。
3 and 4, 31a to 31s are overlay nodes, 32a to 32k are IP network areas, the
図3の集中管理サーバ30内には、図3の(b)に示す本発明に係るオーバーレイネットワーク経路選択システムとしての機能を具備した経路選択システム30aが設けられており、経路選択システム30aは、プログラムされたコンピュータ処理を実行する手段・機能として、通信経路品質取得部30b、通信経路品質情報記憶部30c、通信経路選択部30d、通信経路品質更新部30eを有している。
In the
このような構成の経路選択システム30aを具備した図3の集中管理サーバ30は、オーバーレイネットワークで提供される複数のデータ通信経路候補の中から1つの通信経路を選択する際、通信経路品質取得部30bにおいて、平均ラウンドトリップタイム(RTT)や平均パケットロス率あるいは平均スループット等の、予め定められた基準に基づき特定される各通信経路の品質情報を、オーバーレイネットワークを形成する各オーバーレイノード31a〜31sから取得して、通信経路品質記憶部30cにおいて記憶装置に記憶し、通信経路選択部30dにおいて、データ通信を行う際に用いる通信経路の選択を、通信経路品質記憶部30cで記憶した品質に応じた確率で行う。
The
例えば、通信経路品質記憶部30cで記憶した各通信経路の品質から、重み付け平均による確率分布を生成し、生成した確率分布に従ってデータ通信を行う際に用いる通信経路の選択を行う。 For example, a probability distribution based on a weighted average is generated from the quality of each communication path stored in the communication path quality storage unit 30c, and a communication path used when performing data communication according to the generated probability distribution is selected.
そして、図3の集中管理サーバ30は、通信経路品質更新部30eにおいて、通信経路選択部30dで選択した通信経路でのデータ通信が完了するたびに、オーバーレイネットワークを形成する各オーバーレイノード31a〜31sから全ての通信経路の通信品質を取得して通信経路品質記憶部30cで記憶している各通信経路の品質を更新する。
Then, the
この際、通信経路品質更新部30eは、データ通信の完了のたびに取得する各通信経路の通信品質を累積的に用いて学習理論に基づくオンライン予測アルゴリズムにより、各通信経路の品質の更新値を算出する。 At this time, the communication path quality update unit 30e cumulatively uses the communication quality of each communication path acquired every time data communication is completed, and uses the online prediction algorithm based on the learning theory to calculate the update value of the quality of each communication path. calculate.
例えば、「Y.Fround and R.Schapire,“A Decision−Theoretic Generalization of On−Line Learning and an Application to Boosting,” Journal of Computer and System Sciences,1997.」において挙げられる、学習理論に基づくヘッジアルゴリズムを応用し、オーバーレイネットワークにおける通信経路の選択を行う。 For example, in “Y.Fund and R. Shapire,“ A Decision-Theoretic Generalization of On-Line Learning and an Application to Boosting, ”Journal of Computer and Scheme 97. Apply and select the communication route in the overlay network.
このことにより、エンドホストの通信品質を、過去の一定期間同じオーバーレイ経路を選択し続けた場合の通信品質のうち最も良かったものに比べ、遜色ない品質にすることができる。 As a result, the communication quality of the end host can be made inferior to the best communication quality among the communication qualities when the same overlay route is continuously selected for a certain period in the past.
以下、図3に示す集中管理サーバ30における経路選択システム30aの動作に係る第1の技術の詳細を説明する。
The details of the first technique relating to the operation of the route selection system 30a in the
本第1の技術においては、オーバーレイネットワークにおける経路を決定する装置として、各オーバーレイノード31a〜31sから各オーバーレイネットワークにおける経路の品質情報(遅延時間やスループットなど)を取得して管理する集中管理サーバ30を利用する。
In the first technique, as a device for determining a route in the overlay network, a
集中管理サーバ30は、IPネットワークのエリア32a〜32kにおける送信エリアと宛先エリアの組ごとに品質情報を管理し、あるタイミング(送信パケットごと、一定期間ごと、通信ごとなど)でオーバーレイノード31a〜31sから品質情報を取得し更新する。
The
IPネットワークのエリア32a〜32kにおけるエンドホストから経路の問合せが発生してそれを受けると、集中管理サーバ30は、各オーバーレイ経路の累積的な品質を重みとする確率的な経路推薦アルゴリズムに従って、1つの経路を選択して当該エンドホストに推薦する機能(経路選択システム30a)を持ち、具体的には以下の動作に従う。
When a route query is generated from an end host in the
ここで、集中管理サーバ30が管理するエリア(32a〜32k)の個数をKとし、オーバーレイ経路として推薦できる選択対象のオーバーレイ経路iの個数をNとする(i=1,2,…,N)。また、あるエリアから別のエリアへの通信をr∈{1,2,…,K}×{1,2,…,K}で識別し、通信rごとに以下の情報を管理する。
Here, the number of areas (32a to 32k) managed by the
通信の発生するタイミングに対し、初回を「1」として番号付けを行う。この番号を時刻と呼び「t」で表す。さらに、時刻tのときのオーバーレイ経路iの重みを「w_i,t」と表す。 Numbering is performed with “1” as the first time for the timing of communication. This number is called time and is represented by “t”. Further, the weight of the overlay route i at time t is expressed as “w_i, t”.
通信rに対して推薦する通信経路の選択アルゴリズムとして、以下のものを適用する。 The following is applied as a communication path selection algorithm recommended for the communication r.
初期設定として、集中管理サーバ30は、各オーバーレイ経路i(i=1,2,…,N)について、初期の重みw_i,1=1÷Nを設定する。
As an initial setting, the
そして、通信rからの問合せが発生した時刻t=1,2,…について、集中管理サーバ30は、以下の各処理(1)〜(3)を実行する。
Then, the
(1)集中管理サーバ30は、確率分布pt=(v_1,t,…,v_N,t)に従って、通信経路iを選択し、通信rに対して推薦する。ここで、「v_i,t=w_i,t÷Σw_j,t」とした。
(1) The
(2)集中管理サーバ30は、当該時刻の通信品質情報l_t=(l_1,t,…l_N,t)を各オーバーレイノードから取得する。
(2) The
(3)集中管理サーバ30は、各オーバーレイ経路の重みを、「w_i,t+1=w_i,t×βl_i,t」に更新する。尚、パラメータβ∈(0,1)である。
(3) The
以下、このような第1の技術でオーバーレイネットワークにおける経路選択を行う際に、1通信(ファイルの送受信等)における1パケットあたりの平均ラウンドトリップ時間を品質情報として用いた場合の実施例の説明を行う。 Hereinafter, when performing route selection in the overlay network using the first technique as described above, an explanation will be given of an embodiment in which an average round trip time per packet in one communication (file transmission / reception, etc.) is used as quality information. Do.
集中管理サーバ30は、上述の品質情報を各オーバーレイノード31a〜31sから任意のタイミングで取得する。品質情報の計測の仕方は各オーバーレイノード31a〜31sの実装によるが、直近の過去の情報が取得されていれば良い。
The
図3においては、集中管理サーバ30は、IPネットワークをK個のエリア(32a〜32k)に分割しており、(K−1)×(K−1)個の送信元エリアと宛先エリアの組に対してN個のオーバーレイ通信経路の重みを管理するためのテーブルを通信経路品質情報記憶部30cにおいて備えている。
In FIG. 3, the
動作開始時点においては、実数値「1÷N」によってテーブルの全ての値を初期化する。また、パラメータであるβ∈(0,1)を入力する。このパラメータβは、送信元・宛先の各ペアに対して個別に設定することもできる。 At the start of operation, all values in the table are initialized with a real value “1 ÷ N”. In addition, a parameter β∈ (0, 1) is input. This parameter β can also be set individually for each pair of source and destination.
以上が初期設定であり、次に、各エリア32a〜32kにおけるエンドノードからの経路問合せに対する集中管理サーバ30の経路選択システム30aによる処理動作を説明する。
The above is the initial setting, and the processing operation by the route selection system 30a of the
集中管理サーバ30の経路選択システム30aは、エンドノードからの経路問合せの際、送信元エリアと宛先エリアを取得し、通信経路品質情報記憶部30cで記憶・管理しているテーブルから該当通信についての各オーバーレイ通信経路の重みを参照する。
The route selection system 30a of the
集中管理サーバ30は、エンドノードからの問合せ回数を管理してはいないが、便宜上エンドノードからの現在までの累積問合せ回数をtとすると、ここで参照される各オーバーレイ通信経路の重みは「w_i,t」(i=1,2,…,N)で表される。
The
例えば、初期化直後にある送信元・宛先ペアの問合せ時における各オーバーレイ通信経路の重みは、「w_i,1=1÷N」(i=1,2,…,N)となる。 For example, the weight of each overlay communication path at the time of inquiry of the source / destination pair immediately after initialization is “w_i, 1 = 1 ÷ N” (i = 1, 2,..., N).
そして、集中管理サーバ30は、確率分布「p_i,t=w_i,t÷Σw_j,t」の分布に従って、推薦する通信経路(オーバーレイ通信経路)を選び、問い合わせ元のエンドノードへ返信する。
Then, the
尚、エンドノードは、集中管理サーバ30から推薦された経路に従ってデータ送信を行う。また、エンドノードはデータ送信の終了後、終了を集中管理サーバ30に通知する。
Note that the end node transmits data according to a route recommended by the
集中管理サーバ30は、エンドノードからのデータ送信終了通知を受信すると、経路選択システム30aにおける通信経路品質更新部30eにより、オーバーレイノードから各オーバーレイ通信経路についての品質情報を取得する。ここで取得した各オーバーレイノードの品質情報を「c_i,t」と表す。
When the
そして、通信経路品質更新部30eは、各オーバーレイノードの重みを「w_i,t+1=w_i,t×βc_i,t」と設定し、通信経路品質情報記憶部30cが記憶管理しているテーブルの内容を更新する。 Then, the communication path quality update unit 30e sets the weight of each overlay node as “w_i, t + 1 = w_i, t × β c_i, t ”, and the table stored and managed by the communication path quality information storage unit 30c. Update the contents of.
集中管理サーバ30は、上述の一連の手続きを、送信元エリアと宛先エリアの各ペアに対して独立に実施する。
The
次に、図4に示すネットワーク構成における経路選択装置40a〜40kによる本発明に係るオーバーレイネットワーク経路の選択動作である第2の技術の詳細を説明する。
Next, details of the second technique, which is an overlay network route selection operation according to the present invention by the
本第2の技術においては、オーバーレイネットワークにおける経路を決定する装置として、各オーバーレイノード31a〜31sから各オーバーレイネットワークにおける経路の品質情報(遅延時間やスループットなど)を取得して管理する経路選択装置40a〜40kを利用する。尚、経路選択装置40a〜40kは、加入者終端装置などに配備される。
In the second technique, as a device for determining a route in the overlay network, a
経路選択装置40a〜40kは、図3における集中管理サーバ30と同様に、図3の(b)に示す経路選択システム30aを具備しており、この経路選択システム30aにおいて、IPネットワークの宛先エリア(32a〜32k)ごとに品質情報を記録・管理し、あるタイミングで各オーバーレイ経路(通信経路)の品質情報を取得する。
Similarly to the
そして、経路選択装置40a〜40kは、経路選択システム30aにより、各オーバーレイ経路の累積的な品質を重みとする確率的な経路選択アルゴリズムを用いて、以下の具体的な動作を行う。
Then, the
経路選択装置40a〜40kが管理するエリア(32a〜32k)の個数をKとし、選択の対象となるオーバーレイ経路の個数をNとする。また、あるエリアへの通信をr∈{1,2,…,K}で識別し、通信rごとに以下の情報を管理する。
Assume that the number of areas (32a to 32k) managed by the
経路選択装置40a〜40kがN個のオーバーレイ経路の候補から1つを選択して通信するタイミングに対し、初回を「1」として番号付けを行う。この番号を時刻と呼び「t」と表す。さらに、時刻tのときのオーバーレイ経路iの重みを「w_i,t」と表す。
For the timing at which the
通信rに対して選択する通信経路の選択アルゴリズムとして、以下のものを適用する。 The following is applied as a communication path selection algorithm to be selected for the communication r.
初期設定として、全てのオーバーレイ経路i(i=1,2,…,N)について、初期の重み「w_i,1=1÷N」を設定する。 As an initial setting, initial weights “w_i, 1 = 1 ÷ N” are set for all overlay routes i (i = 1, 2,..., N).
そして、各時刻t=1,2,…について、以下の各処理(1)〜(3)を実行する。 Then, for each time t = 1, 2,..., The following processes (1) to (3) are executed.
(1)経路選択装置40a〜40kは、確率分布pt=(v_1,t,…,v_N,t)に従って、通信経路iを選択する。ここで、「v_i,t=w_i,t÷Σw_j,t」とした。
(1) The
(2)経路選択装置40a〜40kは、当該時刻の通信品質情報l_t=(l_1,t,…l_N,t)を各オーバーレイノードから取得する。
(2) The
(3)経路選択装置40a〜40kは、各通信経路(オーバーレイ経路)の重みを、「w_i,t+1=w_i,t×βl_i,t」に更新する。尚、パラメータβ∈(0,1)である。
(3) The
以下、このような第2の技術でオーバーレイネットワークにおける経路選択を行う際に、1通信(ファイルの送受信等)における1パケットあたりの平均ラウンドトリップ時間を品質情報として用いた場合の実施例の説明を行う。 Hereinafter, when performing route selection in the overlay network using the second technique, description will be given of an embodiment in which an average round trip time per packet in one communication (such as file transmission / reception) is used as quality information. Do.
経路選択装置40a〜40kは、上述の品質情報を各オーバーレイノード31a〜31sから任意のタイミングで取得する。品質情報の計測の仕方は各オーバーレイノード31a〜31sの実装によるが、直近の過去の情報が取得されていれば良い。
The
図4において、経路選択装置40a〜40kは、IPネットワークをK個のエリア(32a〜32k)に分割しており、(K−1)個の宛先エリアに対してN個のオーバーレイ通信経路の重みを管理するためのテーブルを経路選択システム30aの通信経路品質情報記憶部30cにおいて備えている。
In FIG. 4, the
動作開始時点においては、実数値「1÷N」によってテーブルの全ての値を初期化する。また、パラメータであるβ∈(0,1)を入力する。このパラメータβは、各宛先に対して個別に設定することもできる。 At the start of operation, all values in the table are initialized with a real value “1 ÷ N”. In addition, a parameter β∈ (0, 1) is input. This parameter β can also be set individually for each destination.
以上が初期設定であり、このような初期設定の基での経路選択装置40a〜40kの、経路選択システム30aによる処理動作を説明する。
The above is the initial setting, and the processing operation by the route selection system 30a of the
経路選択装置40a〜40kの経路選択システム30aは、エンドノードにおける経路選択の際、通信経路品質情報記憶部30cで記憶・管理しているテーブルから宛先エリアについての各オーバーレイ通信経路の重みを参照する。
The route selection system 30a of the
経路選択システム30aは、経路の選択動作回数を管理してはいないが、便宜上、現在までの累積選択処理回数を「t」とすると、ここで参照される各オーバーレイ通信経路の重みは「w_i,t」(i=1,2,…,N)で表される。 The route selection system 30a does not manage the number of route selection operations, but for convenience, if the cumulative selection processing count up to now is “t”, the weight of each overlay communication route referred to here is “w_i, t ”(i = 1, 2,..., N).
例えば、初期化直後にある宛先への経路選択における各オーバーレイ通信経路の重みは、「w_i,1=1÷N」(i=1,2,…,N)となる。 For example, the weight of each overlay communication path in the path selection to the destination immediately after initialization is “w_i, 1 = 1 ÷ N” (i = 1, 2,..., N).
そして、経路選択システム30aは、確率分布「p_i,t=w_i,t÷Σw_j,t」の分布に従って通信経路(オーバーレイ通信経路)を選び、通信を開始する。 Then, the route selection system 30a selects a communication route (overlay communication route) according to the distribution of the probability distribution “p_i, t = w_i, t ÷ Σw_j, t”, and starts communication.
データの送信が終了すると、経路選択装置40a〜40kの経路選択システム30aは、通信経路品質更新部30eにより、オーバーレイノードから各オーバーレイ通信経路についての品質情報を取得する。ここで取得した各オーバーレイノードの品質情報を「c_i,t」と表す。
When the data transmission is completed, the route selection system 30a of the
そして、通信経路品質更新部30eは、各オーバーレイノードの重みを「w_i,t+1=w_i,t×βc_i,t」と設定し、通信経路品質情報記憶部30cが記憶管理しているテーブルの内容を更新する。 Then, the communication path quality update unit 30e sets the weight of each overlay node as “w_i, t + 1 = w_i, t × β c_i, t ”, and the table stored and managed by the communication path quality information storage unit 30c. Update the contents of.
経路選択装置40a〜40kは、経路選択システム30aにより、上述の一連の手続きを、各宛先エリアに対して独立に実施する。
The
上述の第1,第2の技術により、オーバーレイネットワークにおける通信経路(オーバーレイ経路)を選択する場合、各通信の累積的な通信品質の期待値「Σp_t・l_t」は、現在までに計測した通信品質情報における各オーバーレイ経路の累積的な通信品質のうち最良のもの「minΣl_i,t」に対して、下記の数1の式で示すように、抑えることができる。 When the communication route (overlay route) in the overlay network is selected by the first and second techniques described above, the expected value “Σp_t · l_t” of the cumulative communication quality of each communication is the communication quality measured so far. The best “minΣl_i, t” of the cumulative communication quality of each overlay path in the information can be suppressed as shown by the following equation (1).
ただし、上述の式(数1)は、通信品質として、遅延時間などのように、数値が小さいことを良好とする尺度に対するものである。また、数1の式において、「T」は現在までの経過時刻、「M」は現在までに計測した通信品質のうち最悪の値である。 However, the above equation (Equation 1) is for a measure that favors a small numerical value, such as a delay time, as communication quality. In the formula (1), “T” is the elapsed time up to the present, and “M” is the worst value of the communication quality measured up to the present.
尚、上述の例では、オーバーレイ経路の通信品質として、1通信(ファイルの送受信など)における1パケットあたりの平均ラウンドトリップ時間(RTT)を用いているが、本発明では、これに限定されるものではなく、例えば、1通信当たりの平均遅延時間を通信経路品質として用いることでも良い。この場合、本例では通信ごとに経路を選択するので、到着遅延によるパケットの着順逆転を回避することができる。 In the above example, the average round trip time (RTT) per packet in one communication (such as file transmission / reception) is used as the communication quality of the overlay path. However, the present invention is not limited to this. Instead, for example, the average delay time per communication may be used as the communication path quality. In this case, since a route is selected for each communication in this example, reverse arrival order of packets due to arrival delay can be avoided.
また、オーバーレイ経路の品質情報として、1通信あたりの平均スループットを用いることでも良い。尚、この場合の経路推薦アルゴリズムまたは経路選択アルゴリズムのパラメータはα∈(1,∞)を用いる。 Further, the average throughput per communication may be used as the quality information of the overlay route. In this case, α∈ (1, ∞) is used as a parameter of the route recommendation algorithm or the route selection algorithm.
さらに、オーバーレイ経路の通信品質として、遅延時間やスループットないしは計測可能な別の品質情報を組み合わせたスコアを用いることでも良い。これにより、複合的な通信品質を評価尺度とする場合の経路選択が可能となる。 Furthermore, a score combining delay time, throughput, or other measurable quality information may be used as the communication quality of the overlay route. This makes it possible to select a route when composite communication quality is used as an evaluation measure.
また、各オーバーレイ経路の品質情報を取得するタイミング(契機)は、次の通信が発生したとき、または、定期的、あるいは、通信の終了時と次の通信の発生時および定期的のそれぞれを組み合わせて行うことでも良い。 The timing (timing) for acquiring quality information of each overlay route is the combination of the next communication when it occurs or periodically, or when the communication ends and when the next communication occurs and periodically It may be done.
次に、図5を用いて、図3の(b)に示す経路選択システム30aの本発明に係る処理動作を説明する。 Next, the processing operation according to the present invention of the route selection system 30a shown in FIG. 3B will be described with reference to FIG.
図3における集中管理サーバ30もしくは図4における経路選択装置40a〜40kに設けられた経路選択システム30aは、オーバーレイネットワークで提供される複数のデータ通信経路候補の中から1つの通信経路を選択するための、プログラムされたコンピュータ処理を実行する機能として、通信経路品質取得部30bと通信経路品質記憶部30c、および、通信経路選択部30dと通信経路品質更新部30eを有し、まず、通信経路品質取得部30bにおいて、平均ラウンドトリップタイム(RTT)や平均パケットロス率あるいは平均スループット等の、予め定められた基準に基づき特定される各通信経路の品質情報を、オーバーレイネットワークを形成する各オーバーレイノード(31a〜31s)から取得し(ステップS501)、通信経路品質記憶部30cにおいて記憶装置に記憶・格納する(ステップS502)。
The route selection system 30a provided in the
この状態で、データ通信の開始を待ち(ステップS503)、予め定められた時間(T)が経過する前に(ステップS504)、データ通信が開始すると、通信経路選択部30dにおいて、データ通信を行う際に用いる通信経路の選択を、通信経路品質記憶部30cで記憶した品質に応じた確率で行う(ステップS505)。
In this state, waiting for the start of data communication (step S503), and before the predetermined time (T) elapses (step S504), when the data communication starts, the communication
その後、あるいは、ステップS504において、データ通信が開始する前に予め定められた時間(T)が経過した場合には、ステップS501の処理に戻り、通信経路品質更新部30eにより、各通信経路の品質情報を各オーバーレイノード(31a〜31s)から取得し、通信経路品質記憶部30cにおいて記憶装置に記憶・格納している当該通信品質情報を上書きして更新する。 Thereafter, or when a predetermined time (T) elapses before data communication starts in step S504, the process returns to step S501, and the communication path quality update unit 30e determines the quality of each communication path. Information is acquired from each overlay node (31a to 31s), and the communication path quality storage unit 30c overwrites and updates the communication quality information stored / stored in the storage device.
ここでの通信経路品質取得部30bによる通信経路品質取得のタイミングおよび通信経路品質更新部30eによる通信経路品質更新のタイミングは、通信の発生時と定期的の組み合わせである。 Here, the timing of communication path quality acquisition by the communication path quality acquisition unit 30b and the timing of communication path quality update by the communication path quality update unit 30e are a combination of the occurrence of communication and a regular period.
尚、通信経路品質取得部30bは、通信経路の品質として、平均ラウンドトリップタイム、平均パケットロス率、平均スループットを含む、データ通信における品質尺度のいずれかを取得し、通信経路品質記憶部30cにおいては、通信経路品質取得部30bが取得した通信経路の品質を記憶する。 The communication path quality acquisition unit 30b acquires any of the quality measures in data communication including the average round trip time, the average packet loss rate, and the average throughput as the quality of the communication path, and the communication path quality storage unit 30c Stores the quality of the communication path acquired by the communication path quality acquisition unit 30b.
また、通信経路選択部30dは、通信経路品質記憶部30cで記憶した各通信経路の品質から、重み付け平均による確率分布を生成し、生成した確率分布に従って、データ通信を行う際に用いる通信経路の選択を行う。
Further, the communication
また、通信経路品質更新部30eは、データ通信の完了のたびに取得する各通信経路の通信品質を累積的に用いて学習理論に基づくオンライン予測アルゴリズムにより、各通信経路の品質の更新値を算出する。 Further, the communication path quality update unit 30e calculates an update value of the quality of each communication path by an online prediction algorithm based on a learning theory using cumulatively the communication quality of each communication path acquired every time data communication is completed. To do.
例えば、通信経路品質更新部30eは、オンライン予測アルゴリズムとしてヘッジアルゴリズムを用いる。 For example, the communication path quality update unit 30e uses a hedge algorithm as an online prediction algorithm.
また、通信経路品質記憶部30cは、通信経路i(i=1,2,…,N)の品質の初期値として、各通信経路の品質に対して重み付け平均した値である重み「w_i,1=1÷N」を記憶し、通信経路品質更新部30eは、通信経路iの初期の重み「w_i,1」(=1÷N)に対し、データ通信が発生した時刻t(t=1,2,…)における、各通信経路の品質情報l_t(=l_1,t,…l_N,t)を各オーバーレイネットワークから取得して、各通信経路の品質の重みを、「w_i,t+1=w_i,t×βl_i,t」,(β∈(0,1))に更新し、通信経路選択部30dは、時刻tにおけるデータ通信rの発生時に、通信品質の重み付け平均による確率分布pt「=v_1,t,…,v_N,t」,(v_i,t=w_i,t÷Σw_j,t)」に従って、通信経路を選択する。
Further, the communication path quality storage unit 30c uses a weight “w_i, 1” which is a weighted average value for the quality of each communication path as an initial value of the quality of the communication path i (i = 1, 2,..., N). = 1 ÷ N ”, and the communication path quality update unit 30e performs the time t (t = 1, t) when the data communication occurs for the initial weight“ w_i, 1 ”(= 1 ÷ N) of the communication path i. 2), the quality information l_t (= l_1, t,... L_N, t) of each communication path is acquired from each overlay network, and the quality weight of each communication path is set to “w_i, t + 1 = w_i”. , T × β l — i, t ”, (βε (0, 1)), the communication
また、通信経路選択部30dは、時刻tにおけるデータ通信rの発生時に、確率分布ptにおける確率で、当該確率で通信品質の重み付けがされた通信経路を選択する。
In addition, when the data communication r occurs at the time t, the communication
例えば、通信経路選択部30dは、時刻tにおけるデータ通信rの発生時に、ランダム関数を用いて0〜1の値Aをランダムに算出し、算出した値Aが、予め確率分布ptにおける各通信品質の重み付けの確率毎に対応付けられた範囲のいずれに含まれるかを特定し、特定した範囲に対応する確率の重み付けの通信品質の通信経路を選択する。
For example, the communication
以下、このような、経路選択システム30aによる、通信経路品質取得部30bと通信経路品質記憶部30c、および、通信経路選択部30dと通信経路品質更新部30eを用いて行うオーバーレイネットワーク経路選択処理を具体的な例を用いて説明する。
Hereinafter, overlay network route selection processing performed by the route selection system 30a using the communication route quality acquisition unit 30b and the communication route quality storage unit 30c, and the communication
ここでは、説明を簡単にするため、例えば、第1の経路の品質(重み)が「0.1」で、第2の経路の品質(重み)が「0.15」で、第3の経路の品質(重み)が「0.05」、第4の経路の品質(重み)が「0.2」の簡易なケースでの、経路選択手順を説明する。 Here, to simplify the description, for example, the quality (weight) of the first route is “0.1”, the quality (weight) of the second route is “0.15”, and the third route A route selection procedure in a simple case where the quality (weight) of the route is “0.05” and the quality (weight) of the fourth route is “0.2” will be described.
このように、本例では、4本の経路があるとして、その重みが「w_1,t=0.1」、「w_2,t=0.15」、「w_3,t=0.05」、「w_4,t=0.2」の状態である。 Thus, in this example, assuming that there are four routes, the weights are “w — 1, t = 0.1”, “w — 2, t = 0.15”, “w — 3, t = 0.05”, “ w_4, t = 0.2 ".
ここで,「Σw_j,t=0.1+0.15+0.05+0.2=0.5」であり、各重みを正規化(比を維持しつつ、Σp_i,t=1となるように調整)すると、「p_1,t=0.2」(第1の経路)、「p_2,t=0.3」(第2の経路)、「p_3,t=0.1」(第3の経路)、「p_4,t=0.4」(第4の経路)の確率分布が生成される。 Here, “Σw_j, t = 0.1 + 0.15 + 0.05 + 0.2 = 0.5”, and normalizing each weight (adjusting so that Σp_i, t = 1 while maintaining the ratio) “P — 1, t = 0.2” (first route), “p — 2, t = 0.3” (second route), “p — 3, t = 0.1” (third route), “p — 4 , T = 0.4 ”(fourth route).
そして、ランダム関数を用いて「0〜1」の値を一様ランダムに出力し、その出力により、確率分布を用いた区間を設定することにより、以下のようにして、通信品質に応じた確率での通信経路の選択が可能となる。尚、ランダム関数は汎用的なものを想定する。 Then, a random function is used to output a value of “0 to 1” uniformly and randomly, and by setting the interval using the probability distribution, the probability corresponding to the communication quality is as follows. It is possible to select a communication path at. The random function is assumed to be general purpose.
すなわち、ランダム関数の出力をAとするとき、Aが0以上0.2未満の場合には第1の経路を選び、また、Aが0.2以上0.5未満の場合には第2の経路を選び、さらに、Aが0.5以上0.6未満の場合には第3の経路を選び、そして、Aが0.6以上1.0以下の場合には第4の経路を選ぶ。 That is, when the output of the random function is A, when A is 0 or more and less than 0.2, the first path is selected, and when A is 0.2 or more and less than 0.5, the second path is selected. A route is selected, and further, when A is 0.5 or more and less than 0.6, a third route is selected, and when A is 0.6 or more and 1.0 or less, a fourth route is selected.
尚、複数の経路の確率変数が同じである場合には、複数の経路が選択の対象となるが、この場合には、それぞれ等しい確率で任意に選択する。 In addition, when a plurality of routes have the same random variable, a plurality of routes are selected. In this case, the routes are arbitrarily selected with equal probability.
以上、図1〜図5を用いて説明したように、本例では、オーバーレイネットワークで提供される複数のデータ通信経路候補の中から1つの通信経路を選択する際、通信経路品質取得部30bにおいて、平均ラウンドトリップタイムや平均パケットロス率あるいは平均スループット等の、予め定められた基準に基づき特定される各通信経路の品質をオーバーレイネットワークから取得して、通信経路品質記憶部30cにおいて記憶装置に記憶し、通信経路選択部30dにおいて、データ通信を行う際に用いる通信経路の選択を、通信経路品質記憶部30cで記憶した品質に応じた確率で行う。
As described above with reference to FIGS. 1 to 5, in this example, when one communication path is selected from a plurality of data communication path candidates provided by the overlay network, the communication path quality acquisition unit 30 b The quality of each communication path specified based on a predetermined standard such as average round trip time, average packet loss rate or average throughput is acquired from the overlay network and stored in the storage device in the communication path quality storage unit 30c. Then, the communication
例えば、通信経路品質記憶部30cで記憶した各通信経路の品質から、重み付け平均による確率分布を生成し、生成した確率分布に従ってデータ通信を行う際に用いる通信経路の選択を行う。 For example, a probability distribution based on a weighted average is generated from the quality of each communication path stored in the communication path quality storage unit 30c, and a communication path used when performing data communication according to the generated probability distribution is selected.
そして、通信経路品質更新部30eにおいて、通信経路選択部30dで選択した通信経路でのデータ通信が完了するたびに、オーバーレイネットワークから全ての通信経路の通信品質を取得して通信経路品質記憶部30cで記憶している各通信経路の品質を更新する。
Then, every time data communication on the communication path selected by the communication
この際、通信経路品質更新部30eは、データ通信の完了のたびに取得する各通信経路の通信品質を累積的に用いて学習理論に基づくオンライン予測アルゴリズムにより、各通信経路の品質の更新値を算出する。 At this time, the communication path quality update unit 30e cumulatively uses the communication quality of each communication path acquired every time data communication is completed, and uses the online prediction algorithm based on the learning theory to calculate the update value of the quality of each communication path. calculate.
例えば、「Y.Fround and R.Schapire,“A Decision−Theoretic Generalization of On−Line Learning and an Application to Boosting,” Journal of Computer and System Sciences,1997.」において挙げられる、学習理論に基づくヘッジアルゴリズムを応用し、オーバーレイネットワークにおける通信経路の選択を行う。 For example, in “Y.Fund and R. Shapire,“ A Decision-Theoretic Generalization of On-Line Learning and an Application to Boosting, ”Journal of Computer and Scheme 97. Apply and select the communication route in the overlay network.
このようにすることにより、エンドホストの通信品質を、過去の一定期間同じオーバーレイ経路を選択し続けた場合の通信品質のうち最も良かったものに比べ、遜色ない品質にすることができる。 By doing in this way, the communication quality of the end host can be made inferior to the best communication quality among the communication qualities when the same overlay route is continuously selected for a certain period in the past.
尚、上述したように、本発明は、図1〜図5を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本例のコンピュータ構成例に関しても、キーボードや光ディスクの駆動装置の無いコンピュータ構成としても良い。また、本例では、光ディスクを記録媒体として用いているが、FD(Flexible Disk)等を記録媒体として用いることでも良い。また、プログラムのインストールに関しても、通信装置を介してネットワーク経由でプログラムをダウンロードしてインストールすることでも良い。 In addition, as above-mentioned, this invention is not limited to the example demonstrated using FIGS. 1-5, In the range which does not deviate from the summary, various changes are possible. For example, the computer configuration example of this example may be a computer configuration without a keyboard or optical disk drive. In this example, an optical disk is used as a recording medium. However, an FD (Flexible Disk) or the like may be used as a recording medium. As for the program installation, the program may be downloaded and installed via a network via a communication device.
1〜3,21a〜21e,31a〜31s:オーバーレイノード、4,21:オーバーレイネットワーク、5〜9,22a〜22g:IPルータ、10,22:IPネットワーク、23:トラヒック管理サーバ、30:集中管理サーバ、30a:経路選択システム、30b:通信経路品質取得部、30c:通信経路品質情報記憶部、30d:通信経路選択部、30e:通信経路品質更新部、32a〜32k:エリア(IPネットワークエリア)、40a〜40k:経路選択装置。 1-3, 21a-21e, 31a-31s: overlay node, 4, 21: overlay network, 5-9, 22a-22g: IP router, 10, 22: IP network, 23: traffic management server, 30: centralized management Server, 30a: Route selection system, 30b: Communication route quality acquisition unit, 30c: Communication route quality information storage unit, 30d: Communication route selection unit, 30e: Communication route quality update unit, 32a to 32k: Area (IP network area) , 40a to 40k: route selection device.
Claims (10)
プログラムされたコンピュータ処理を実行する手段として、
予め定められた基準に基づき特定される各通信経路の品質を記憶する通信経路品質記憶手段と、
データ通信を行う際に用いる通信経路の選択を、上記通信経路品質記憶手段で記憶した品質に応じた確率で行う通信経路選択手段と、
該通信経路選択手段で選択した通信経路でのデータ通信が完了するたびに、上記オーバーレイネットワークから全ての通信経路の通信品質を取得して上記通信経路品質記憶手段で記憶している各通信経路の品質を更新する通信経路品質更新手段
を有することを特徴とするオーバーレイネットワーク経路選択システム。 An overlay network route selection system that selects one communication route from a plurality of data communication route candidates provided by an overlay network composed of overlay nodes logically formed on an IP network by programmed computer processing. And
As a means of performing programmed computer processing,
Communication path quality storage means for storing the quality of each communication path specified on the basis of a predetermined criterion;
A communication path selection means for selecting a communication path used when performing data communication with a probability corresponding to the quality stored in the communication path quality storage means;
Each time data communication on the communication path selected by the communication path selection means is completed, the communication quality of all communication paths is acquired from the overlay network and stored in the communication path quality storage means. An overlay network route selection system comprising communication route quality update means for updating quality.
プログラムされたコンピュータ処理を実行する手段として、
平均ラウンドトリップタイム、平均パケットロス率、平均スループットを含む、データ通信における品質尺度のいずれかを、上記通信経路の品質として取得する通信経路品質取得手段を有し、
上記通信経路品質記憶手段は、上記通信経路品質取得手段が取得した通信経路の品質を記憶することを特徴とするオーバーレイネットワーク経路選択システム。 The overlay network routing system of claim 1, comprising:
As a means of performing programmed computer processing,
Communication path quality acquisition means for acquiring any of the quality measures in data communication including the average round trip time, average packet loss rate, and average throughput as the quality of the communication path,
The overlay network path selection system, wherein the communication path quality storage means stores the quality of the communication path acquired by the communication path quality acquisition means.
上記通信経路選択手段は、
上記通信経路品質記憶手段で記憶した各通信経路の品質から、重み付け平均による確率分布を生成し、生成した確率分布に従って上記データ通信を行う際に用いる通信経路の選択を行う
ことを特徴とするオーバーレイネットワーク経路選択システム。 An overlay network routing system according to claim 1 or claim 2,
The communication path selection means is
An overlay characterized by generating a probability distribution by weighted average from the quality of each communication path stored in the communication path quality storage means and selecting a communication path to be used when performing the data communication according to the generated probability distribution Network routing system.
上記通信経路品質更新手段は、
上記データ通信の完了のたびに取得する各通信経路の通信品質を累積的に用いて学習理論に基づくオンライン予測アルゴリズムにより、各通信経路の品質の更新値を算出することを特徴とするオーバーレイネットワーク経路選択システム。 An overlay network routing system according to any of claims 1 to 3,
The communication path quality update means
An overlay network path characterized by calculating an update value of the quality of each communication path by an online prediction algorithm based on learning theory using cumulatively the communication quality of each communication path acquired every time data communication is completed Selection system.
上記通信経路品質更新手段は、上記オンライン予測アルゴリズムとしてヘッジアルゴリズムを用いることを特徴とするオーバーレイネットワーク経路選択システム。 An overlay network routing system according to claim 4,
An overlay network route selection system, wherein the communication route quality update means uses a hedge algorithm as the online prediction algorithm.
上記通信経路品質記憶手段は、
通信経路i(i=1,2,…,N)の品質の初期値として、各通信経路の品質に対して重み付け平均した値である重み「w_i,1=1÷N」を記憶し、
上記通信経路品質更新手段は、
上記通信経路iの初期の重み「w_i,1」(=1÷N)に対し、
データ通信rの発生時刻t(t=1,2,…)における、各通信経路の品質情報l_t(=l_1,t,…l_N,t)を各オーバーレイネットワークから取得して、各通信経路の品質の重みを、「w_i,t+1=w_i,t×βl_i,t」,(β∈(0,1))に更新し、
上記通信経路選択手段は、
上記時刻tにおけるデータ通信rの発生時に、
上記通信品質の重み付け平均による確率分布pt「=v_1,t,…,v_N,t」,(v_i,t=w_i,t÷Σw_j,t)」に従って、通信経路を選択する
ことを特徴とするオーバーレイネットワーク経路選択システム。 An overlay network routing system according to any of claims 1 to 5, comprising:
The communication path quality storage means is
As an initial value of the quality of the communication path i (i = 1, 2,..., N), a weight “w_i, 1 = 1 ÷ N” that is a weighted average value for the quality of each communication path is stored.
The communication path quality update means
For the initial weight “w_i, 1” (= 1 ÷ N) of the communication path i,
Quality information l_t (= l_1, t,... L_N, t) of each communication path at the occurrence time t (t = 1, 2,...) Of data communication r is acquired from each overlay network, and the quality of each communication path is obtained. , And update the weight to “w_i, t + 1 = w_i, t × β l_i, t ”, (β∈ (0, 1))
The communication path selection means is
When data communication r occurs at time t,
An overlay characterized by selecting a communication path according to the probability distribution pt “= v — 1, t,... Network routing system.
上記通信経路選択手段は、
上記時刻tにおけるデータ通信rの発生時に、
上記確率分布ptにおける確率で、当該確率で通信品質の重み付けがされた通信経路を選択する
ことを特徴とするオーバーレイネットワーク経路選択システム。 The overlay network routing system according to claim 6, comprising:
The communication path selection means is
When data communication r occurs at time t,
An overlay network route selection system, wherein a communication route weighted with communication probability is selected based on the probability in the probability distribution pt.
上記通信経路選択手段は、
上記時刻tにおけるデータ通信rの発生時に、
ランダム関数を用いて0〜1の値Aをランダムに算出し、
算出した値Aが、予め上記確率分布ptにおける各通信品質の重み付けの確率毎に対応付けられた範囲のいずれに含まれるかを特定し、
特定した範囲に対応する確率の重み付けの通信品質の通信経路を選択する
ことを特徴とするオーバーレイネットワーク経路選択システム。 The overlay network routing system according to claim 6, comprising:
The communication path selection means is
When data communication r occurs at time t,
A random function is used to randomly calculate a value A between 0 and 1,
Specify which of the ranges in which the calculated value A is included in advance for each probability of weighting of each communication quality in the probability distribution pt,
An overlay network route selection system, wherein a communication route having a communication quality with a weight corresponding to a specified range is selected.
プログラムされたコンピュータの処理手順として、
請求項1から請求項8のいずれかに記載のオーバーレイネットワーク経路選択システムにおける各手段が実行する処理手順を含み、
該各手段の処理手順により、
データ通信を行うたびに、上記複数のデータ通信経路候補の中から1つの通信経路を選択することを特徴とするオーバーレイネットワーク経路選択方法。 A method of selecting one communication path from among a plurality of data communication path candidates provided by an overlay network logically formed on an IP network by programmed computer processing,
As a programmed computer procedure,
A processing procedure executed by each unit in the overlay network routing system according to claim 1,
By the processing procedure of each means,
An overlay network route selection method, wherein one communication route is selected from the plurality of data communication route candidates each time data communication is performed.
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