JP2011510564A - 送達時間保証および区分化されたサービスレベルをサポートする、高速ファイル送達サービスのための実用的モデル - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2008年1月17日に出願された、米国仮特許出願整理番号61/021,766の優先権を主張し、35 U.S.C 119(e)節の下で、参照によって本明細書に組み入れられる。本出願は、その全体において、以下の出願の明細書もまた参照によって組み入れられる。それは、“BULK DATA TRANSFER PROTOCOL FOR RELIABLE, HIGH-PEFORMANCE DATA TRANSFER WITH INDEPENDENT, FULLY MANAGEABLE RATE CONTROL”と題され、2004年12月24日に出願された米国仮特許出願整理番号60/638,806と、“BULK DATA TRANSFER”と題され、2005年12月23日に出願された米国特許出願整理番号11/317,663と、“METHOD AND SYSTEM FOR AGGREGATE BANDWIDTH CONTROL”と題され、2007年9月4日に出願された米国特許出願整理番号11/849,742である。
メディアおよびエンターテイメント産業全般にわたって、従来のアナログプロセスは、全てデジタルで、ファイルベースのワークフローによって急速に取って代わられつつある。大部分のデジタルワークフローの中心部で、事業ユニット間もしくは会社間でファイルベースのデータを移動することは、基本的な要件である。撮影後、最終段階前の吹き替え、現地語化、もしくは複製を介して、未加工のメディアの取り込みから、視聴者への配布まで、ファイルベースのメディアは常に要素間で移動する。長年の間、幾らかの量の電子ファイル転送は、従来のFTP、もしくは個人ネットワークサービスへの送達をオフロードする専用の送達サービスを介して行われてきたが、大部分においては、ほとんどのメディアは、いまだにある場所からまた別の場所へと物理的に輸送されるか、または、配達される。これには以下のような多くの理由がある。それは、ファイルサイズが大きすぎて、FTPなどの従来のプロトコルの乏しい帯域幅の使用では実用的な転送ができないこと、専用の送達サービスは、多用する場合には特に周知のごとく高価であること、電子サービスは、準備が完全に整っておらず、安全でなく、不便であり、または未完成であるとみなされることである。我々は、これらの理由は全て、送達時間に基づいて価格が決まり、返金するような経済的モデルを含む、迅速な世界的規模の送達を提供することが可能な物理的な宅配を反映するような、業務用の電子ファイル送達サービスを構築するまでには起こり得なかった、包括的な問題点の一部であると信じている。
物理的な配送サービスの機能を考慮した、業務用の電子ファイル転送サービスの特徴を説明することから開始する。現在の技術の欠点および電子分野において同一の機能を実現する上で妨げとなる欠如部分を説明する。
以下において説明されるのは、混雑状態に基づく価格決定を使用して送達に対してユーザに価格を請求する、終了時間保証を伴った電子ファイル送達サービスのモデルである。定額制料金のサービスが既にインターネットサービスの標準となっているので、ユーザは、転送帯域幅応じた定額制料金での加入を期待し、プロバイダはそれを提供すると仮定する。また、過剰な供給を避けるために、ユーザからの全転送によって使用される総帯域幅を制限して、既定の場合においては、加入時の帯域幅を超えないようにする技術的手段を提供する。より多くの帯域幅を必要とする転送に対して混雑状態に基づく価格決定を提供し、それらの転送を期限に間に合わせる。規定を超過する送達の価格は、その利益(転送期限)に応じて直接ユーザに課され、他のユーザに対するコスト(そのユーザの転送が、どの程度、ある期間にわたり混雑状態として他の転送の遅延を引き起こすか)によって決定される。我々のモデルは、ネットワーク遅延およびパケット損失を伴う人工的なスループット障害を有さない新規の転送技術、および、目標の帯域幅使用方針を満足させるために使用されうる動的レート制御に依存する。
この節においては、モデルを実装する上で使用される新規技術を取り上げる。その技術の機能、ならびに、(高速で世界的に)送達時間を保証し、区分化されたサービスレベルを提供し、サービスプロバイダにとって公正かつ実用的な返金システムを提供する、複数ユーザの電子ファイル送達システムを実現するためにいかにそれが使用されるかを示す。システムは、集中型の制御を必要としない。送達時間保証、帯域幅共有、および請求システムは、全て、システムに組み込まれる機構を介して機能する。例示的なシステムは、faspプロトコル、およびその上に構築された幾つかの新規技術革新を使用する。以下には、それらを一つ一つ説明し、また、システムにおけるその役割を説明する。
本明細書で説明されるようなシステムおよび方法の例示的な一実施形態においては、一つ以上のホストプロセッサがネットワークに接続され、それら一つ以上のホストプロセッサは、一つ以上のグループの一つ以上のプロセスでプログラムされる。また、一つ以上のグループの一つ以上のプロセスは、標準的データ転送として、ネットワークを介してデータを転送する。標準的データ転送とは、公称割り当ての帯域幅で実施されるデータ転送のことを称する。例えば、特定のユーザが、そのユーザによって所有される全プロセスによって、データを転送する際に使用するために使用可能な帯域幅のうちのある部分を割り当てられうる。仮想リンク制御モジュールは、プロセスがネットワークを介してデータを転送するレートを制限するために、標準的データ転送を実行するプロセスに組み込まれる。仮想リンクコントローラは、標準的データ転送によってネットワークを介して転送されるデータの集合トラフィックレートを決定し、標準的データ転送がそれを通じて流れる仮想リンクを提供する。仮想リンクは、仮想キュー(待ち行列)を含み、仮想キューは、集合トラフィックレートが、各々特定の帯域幅限界Clよりも大きいか、または小さいかによって、満たされるか、または、空にされる。プロセスに組み込まれたレート制御モジュールは、仮想キューがデータで満たされる程度を反映する、計算された仮想待機遅延に基づいて、各標準的データ転送のデータ転送レートx(t)を制御する。一つ以上のホストプロセッサは、特定の送達期限を満足させる優先的データ転送として、ネットワークを介してデータを転送する一つ以上のプロセスでもプログラムされる。優先的データ転送は、特定の期限を満足させるために、標準的データ転送に対する優先権を与えられる。すなわち、さもなければ標準的データ転送に割り当てられる帯域幅は、必要に応じて、優先的データ転送によって使用される。どの程度の帯域幅が標準的データ転送から取り去られるか(すなわち、優先的データ転送が生じなければ、標準的データ転送が使用するはずだった帯域幅)を決定するために、仮想リンク制御モジュールは、さらに、優先的データ転送の結果として、標準的データ転送に対する混雑状態コストを決定するように構成される。例えば、仮想キューの占有度の増加、もしくは仮想待機遅延の増加は、混雑状態コストの指標として使用されてもよい。ある特定の一実施形態においては、システムは、優先的データ転送が特定の送達期限を満足させるために必要な程度まで、仮想リンクの特定の帯域幅制限Clを減少させるが、優先的データ転送は、仮想リンクの外で実行する。別の特定の実施形においては、優先的データ転送は、標準的データ転送が仮想リンクを介してデータを転送するレートよりも高いデータ転送レートで、仮想リンク内で実行する。優先的データ転送は、その後、仮想リンクを介して特定の送達期限を満足させるために十分な一定のレートで実行する。優先的データ転送は、混雑状態コストの発生しない最大レート、および要求された送達期限を満足させるために必要な最小レートを超えるレートで実施されうる。ここで、最小レートは、優先的データ転送によって転送されるべきデータ量を、開始時間と特定の送達期限との間の時間間隔によって除算したものに等しい。
ここで、NRは、標準的データ転送の数、NPは、優先的データ転送の数、W1は、標準的データ転送に割り当てられたネットワーク帯域幅を反映する相対的な重みづけ、W2は、優先的データ転送に割り当てられたネットワーク帯域幅を反映する相対的な重みづけである。
Claims (20)
- 一つ以上のホストプロセッサで実行するソフトウェアとして実装される方法であって、
複数の標準的データ転送として、ネットワークを介してデータを転送する一つ以上のグループの一つ以上のプロセスを実行するステップと、
前記複数の標準的データ転送によって前記ネットワークを介して転送される前記データの集合トラフィックレートを決定し、前記複数の標準的データ転送がそこを介して流れる仮想リンクを提供する仮想リンク制御モジュールを実装するステップであって、前記仮想リンクは、仮想キューを含み、前記仮想キューは、前記集合トラフィックレートが、各々特定の帯域幅限界Clよりも大きいか、または小さいかによって、満たされるか、または、空にされる、ステップと、
前記仮想キューがデータで満たされる程度を反映する、計算された仮想待機遅延に基づいて、前記複数の標準的データ転送の各々の前記データ転送レートx(t)を制御する、レート制御モジュールを実装するステップと、
特定の送達期限を満足させる複数の優先的データ転送として、前記ネットワークを介してデータを転送する一つ以上のプロセスを実行するステップと、
前記複数の優先的データ転送の結果としての前記複数の標準的データ転送に対する混雑状態コストを決定するために、前記仮想リンク制御モジュールを実行するステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。 - 前記複数の優先的データ転送が前記特定の送達期限を満足させるために必要な程度まで、前記仮想リンクの前記特定の帯域幅限界Clを減少させるステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記仮想リンクを介して前記特定の送達期限を満足させるために十分な一定レートで、前記複数の優先的データ転送を実施するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記複数の優先的データに対して請求される、または、前記複数の標準的データ転送に対して課金される相対的価格を、前記混雑状態コストの関数として計算するステップをさらに含み、前記混雑状態コストは、存在する複数の標準的データ転送に引き起こされる減速に由来し、公称割り当てレートからの全標準的データ転送のレート減少の合計と前記減速の継続時間との乗算として計算される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記複数の優先的データ転送による前記混雑状態コストの関数として、複数の標準的データ転送に請求される価格を減少させるステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 公称割り当てデータ転送レートと要求されたデータ転送レートのうちのいずれか小さい方と実際のデータ転送レートとの間の相違と、その相違が存在した持続時間との乗算に比例して、複数の標準的データ転送に対して請求される前記価格における前記減少を計算するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項5に記載の方法。 - 混雑状態コストの発生しない最大レート、および前記要求された送達期限を満足させるために必要な最小レートを超えるレートで前記複数の優先的データ転送を実施するステップをさらに含み、前記最小レートは、前記優先的データ転送によって転送されるべきデータ量を、開始時間と特定の送達期限との間の時間間隔によって除算したものに等しい、
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記複数の標準的データ転送によって実現される実際のデータ転送レート(ADTR)と、公称割り当てデータ転送レート(NADTR)との間の相違に比例し、このような相違が生じた持続時間および標準的データ転送の数で乗算された価格として、前記複数の優先的データ転送に対する請求を計算するステップをさらに含み、ここで、
a)NADTR=W1×Cl/(W1×NR+W2×NP)であって、NRは、標準的データ転送の数、NPは、優先的データ転送の数、W1は、複数の標準的データ転送に割り当てられた前記ネットワーク帯域幅を反映する相対的な重みづけ、W2は、複数の優先的データ転送に割り当てられた前記ネットワーク帯域幅を反映する相対的な重みづけであり、
b)ADTRは、前記仮想リンク容量Clと各優先的転送の前記データ転送レートの総計との間の相違であり、相違は、標準的データ転送の数NRによって除算される、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記特定の送達期限に悪影響を与えることのない、できるだけ高いデータ転送レートを使用して、前記複数の標準的データ転送を実施するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記混雑状態コストが、前記優先的データ転送に対して請求される価格を超過することなく、できるだけ高いデータ転送レートで、優先的データ転送を実行するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記特定の送達期限を満足させるように特定の最小データ転送レートで実施されるべき、提案された優先的データに対して、予想される混雑状態コストを計算するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記提案された優先的データ転送に対する入札を募るステップと、
前期予想された混雑状態コストが特定の限界値以下である場合に、前記入札を受け入れるステップと、
をさらに含む、
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - ユーザの提案された複数の優先的データ転送に対して、前記ユーザの口座に支払を受け入れるステップと、
複数の優先的データ転送が実行された場合、前記混雑状態コストに基づいて、前記ユーザの口座から請求額を差し引くステップと、
前記ユーザの口座残高が正である場合には、前記ユーザの提案された複数の優先的データ転送を、複数の優先的データ転送として実行し、そうでない場合には、前記提案された複数のデータ転送を複数の標準的データ転送として実行するステップと、
をさらに含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 方法を実行するために、一つ以上のホストプロセッサで実行可能な複数の命令を含む、コンピュータで読み出し可能な記憶媒体であって、
複数の標準的データ転送として、ネットワークを介してデータを転送する一つ以上のグループの一つ以上のプロセスを実行するステップと、
前記複数の標準的データ転送によって前記ネットワークを介して転送される前記データの集合トラフィックレートを決定し、前記複数の標準的データ転送がそこを介して流れる仮想リンクを提供する仮想リンク制御モジュールを実装するステップであって、前記仮想リンクは、仮想キューを含み、前記仮想キューは、前記集合トラフィックレートが、各々特定の帯域幅限界Clよりも大きいか、または小さいかによって、満たされるか、または、空にされる、ステップと、
前記仮想キューがデータで満たされる程度を反映する、計算された仮想待機遅延に基づいて、前記複数の標準的データ転送の各々の前記データ転送レートx(t)を制御する、レート制御モジュールを実装するステップと、
特定の送達期限を満足させる複数の優先的データ転送として前記ネットワークを介してデータを転送する一つ以上のプロセスを実行するステップと、
前記複数の優先的データ転送の結果としての前記複数の標準的データ転送に対する混雑状態コストを決定するために、前記仮想リンク制御モジュールを実行するステップと、
を含む、
ことを特徴とする記憶媒体。 - 前記複数の優先的データ転送が前記特定の送達期限を満足させるために必要な程度まで、前記仮想リンクの前記特定の帯域幅限界Clを減少させるための複数の命令をさらに含む、
ことを特徴とする請求項14に記載の記憶媒体。 - 前記仮想リンクを介して前記特定の送達期限を満足させるために十分な一定レートで、前記複数の優先的データ転送を実施するための複数の命令をさらに含む、
ことを特徴とする請求項14に記載の記憶媒体。 - 前記複数の優先的データに対して請求される、または、前記複数の標準的データ転送に対して課金される相対的価格を前記混雑状態コストの関数として計算するための複数の命令をさらに含み、前記混雑状態コストは、存在する複数の標準的データ転送に引き起こされる減速に由来し、公称割り当てレートからの全標準的データ転送のレート減少の合計と前記減速の継続時間との乗算として計算される、
ことを特徴とする請求項14に記載の方法。 - ネットワークに接続された一つ以上のホストプロセッサを含み、一つ以上の前記ホストプロセッサは、
複数の標準的データ転送としてネットワークを介してデータを転送する一つ以上のグループの一つ以上のプロセスと、
前記複数の標準的データ転送によって前記ネットワークを介して転送される前記データの集合トラフィックレートを決定し、前記複数の標準的データ転送がそこを介して流れる仮想リンクを提供する仮想リンク制御モジュールであって、前記仮想リンクは、仮想キューを含み、前記仮想キューは、前記集合トラフィックレートが、各々特定の帯域幅限界Clよりも大きいか、または小さいかによって、満たされるか、または、空にされる、仮想リンク制御モジュールと、
前記仮想キューがデータで満たされる程度を反映する、計算された仮想待機遅延に基づいて、前記複数の標準的データ転送の各々の前記データ転送レートx(t)を制御する、レート制御モジュールと、
特定の送達期限を満足させる複数の優先的データ転送として、前記ネットワークを介してデータを転送する一つ以上のプロセスと、
でプログラムされ、
前記仮想リンク制御モジュールは、前記複数の優先的データ転送の結果として、前記複数の標準的データ転送に対する混雑状態コストを決定するようさらに構成される、
ことを特徴とするシステム。 - 一つ以上のホストプロセッサは、前記複数の優先的データ転送が前記特定の送達期限を満足させるために必要な程度まで、前記仮想リンクの前記特定の帯域幅限界Clを減少させるモジュールでプログラムされる、
ことを特徴とする請求項18に記載のシステム。 - 一つ以上のホストプロセッサは、前記仮想リンクを介して前記特定の送達期限を満足させるために十分な一定レートで、前記複数の優先的データ転送を実施するためのモジュールでプログラムされる、
ことを特徴とする請求項18に記載のシステム。
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