JP5344626B2 - 発信規制方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、ユーザ端末からエンドサーバへのアクセスを規制する発信規制方法およびシステムに係り、特に、ユーザ端末からエンドサーバへの発信を規制してエンドサーバへのアクセス数や同時接続セッション数をエンドサーバのシステム容量以下に規制する発信規制方法およびシステムに関する。

通信回線としてインターネットが普及し、TV番組やラジオ番組でヒットチャートを発表した直後に人気曲の配信を要求するダウンロードのリクエストや、視聴者参加番組において視聴者が自身のメッセージを投稿するアップロードのリクエストなど、特定のイベントを契機とするリクエストメッセージは短時間に集中する傾向がある。しかしながら、これらの宛先でリクエストを受け付けるサーバ（エンドサーバ）では、ユーザ端末からのリクエスト数が急増して、同時接続セッション数やアクセス数がエンドサーバの処理能力（例えば、システム容量）以上になると輻輳負荷状態が急激に悪化し、最悪の場合にはサーバの運用停止に追い込まれてしまう。

このような技術課題に対して、コンテンツ配信や投稿のリクエストを受け付けるエンドサーバとは別に、リクエストの受付専用にアクセスパスサーバを設け、このアクセスパスサーバが、リクエストに応答してエンドサーバへのアクセス順序やアクセスタイミングを決定すると共に、これをアクセスパスとして各ユーザ端末へ通知し、各ユーザ端末では、このアクセスパスにしたがってエンドサーバへアクセスする技術が特許文献１に開示されている。

また、特許文献２にはユーザ端末からのアクセスが集中発生する際、全部または一部のユーザ端末からの発信を当該ユーザ端末側で一旦保留し、その後、放送波などを用いてユーザ端末へ、保留解除の条件等が記述された制御情報を送信し、エンドサーバへのアクセスがシステム容量以下となるよう発信の保留を解除することにより、エンドサーバの負荷を軽減する順次受付型の発信規制技術が開示されている。

上記した特許文献１，２の技術では、エンドサーバの負荷が主にユーザ端末からエンドサーバへの発信数に基づいて判定され、ユーザ端末からの発信数が増すほどエンドサーバの負荷も増すものとみなして発信規制が行われる。しかしながら、エンドサーバの負荷はユーザ端末からの発信数のみならず、ユーザ端末から発信されたサービス要求の処理にエンドサーバが要した時間やデータ転送に要した時間（以下、合わせてサービス時間と表現する）にも依存する。

例えば、ユーザ端末からエンドサーバへ発信されたサービス要求がコンテンツのダウンロードであると、コンテンツのデータサイズが大きいほど、エンドサーバではダウンロード時間、すなわち処理時間が長くなって負荷が大きくなる。しかしながら、従来技術ではサーバ負荷が発信数に基づいて求められていたので、コンテンツのデータサイズ（ダウンロード時間）を考慮することなくサーバ負荷が見積もられてしまう。

また、コンテンツのデータサイズが同一であっても、これを要求するユーザ端末が光ファイバーによるブロードバンド回線のような高速網に接続されている場合と、携帯電話網のような低速網に接続されている場合とではサーバ負荷が大きく異なる。具体的には、低速網経由の配信では高速網経由の配信よりも配信時間（通信セッションの接続時間）が長くなるので、エンドサーバでも、その処理時間が長くなって負荷が大きくなる。したがって、従来技術では低速網経由の発信については負荷が実際よりも小さく見積もられてしまう。

このように、エンドサーバの負荷は、ユーザ端末が接続されている網の速度、送受信データのサイズ、エンドサーバのアクセス回線の速度、さらにはユーザ端末から発信されたサービス要求の処理に要する時間に依存する。しかしながら、上記した従来技術では、エンドサーバへの発信数のみに基づいて発信制御が行われていたので、例えばダウンロード時間が長いサービスと短いサービスとが混在する場合など、アクセスの状況によってはサーバの負荷を正確に検知・制御することが難しかった。

このような新たな技術課題は、各ユーザ端末からエンドサーバへの発信を全て測定・監視して厳密に解析し、各ユーザ端末の接続網の速度、送受信するデータサイズ、アクセス回線の速度、サービスの処理に要する時間等を見極めれば解決できるものの、大量のアクセスが発生する場合、全ての発信やアクセス回線の詳細を厳密に解析し、リアルタイムで制御に反映することは実質的に困難である。

そこで、本発明の発明者等は、各ユーザ端末からエンドサーバへの発信を厳密に解析することなく、ユーザ端末からエンドサーバへの発信を制御し、ユーザ端末とエンドサーバとの間に確立される通信セッション数をエンドサーバのシステム容量以下に規制する発信規制方法およびシステムを発明し、特許出願した（特許文献３）。

特開２００９−４３０６９号公報 特開２００８−２１１７３０号公報 特願２００８−２３２３４９号

従来技術では、各ユーザ端末MNは端末ユーザの発信要求の操作に応答して、所望のサービスをエンドサーバESへ要求するための発信を行う。ただし、エンドサーバESへのアクセス数を推定するために、ユーザ端末MNの一部が所定のサンプル確率Rsampleでサンプル端末MN(s)に分類され、当該サンプル端末MN(s)のみが発信操作に即応して発信を許可される一方、それ以外のユーザ端末MNは発信を一旦保留される。サンプル端末MN(s)によるエンドサーバESへの発信数は測定サーバDSで計測され、サンプル端末MN(s)によるアクセス数とサンプル確率Rsampleとに基づいて発信総数が算出される。

しかしながら、従来技術ではサンプル確率Rsampleが固定値であったため、発信するユーザ端末MNの数が多いとサンプル端末MN(s)によるアクセスのみでトラヒックがエンドサーバESのシステム容量を超過して、過負荷や輻輳が発生してしまう可能性がある。

また、このような事態を想定してサンプル確率Rsampleを予め低い値に設定してしまうと、今度はサンプル確率Rsampleとサンプル端末MN(s)の発信数とに基づいて推定される発信総数の精度が低下するので、この推定値に基づくアクセス制御の精度まで低下してしまうという技術課題があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、ユーザ端末の発信を、その一部であるサンプル端末MN(s)の発信を除いて保留し、サンプル端末MN(s)が発生するトラヒック量に基づいて数トラヒック量を推定することでエンドサーバの負荷を時刻分散する発信規制システムにおいて、サンプル端末MN(s)の比率をエンドサーバESへのアクセス状況に基づいて動的に制御する発信規制方法およびシステムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、ユーザ端末からエンドサーバへの発信を一旦保留し、その後、制御スロット単位で順次に保留解除することでエンドサーバの負荷を制限する発信規制システムにおいて、各ユーザ端末およびその発信の保留を解除する制御サーバが、以下の構成を具備した点に特徴がある。

(1)ユーザ端末が、ユーザ端末の一部をサンプル端末に分類するサンプル確率を受信する手段と、前記サンプル確率で自端末をサンプル端末に分類する手段と、発信操作に応答して、サンプル端末であれば発信し、非サンプル端末であれば発信を保留する手段と、保留解除の条件を受信する手段と、保留中の発信が前記受信した保留解除条件を満足すれば発信し、満足しなければ保留を継続する手段とを具備した。

また、制御サーバが、エンドサーバの負荷状況を代表する負荷パラメータ値を計測する手段と、前記負荷パラメータ値に基づいて保留解除の条件を決定する手段と、前記サンプル確率を前記負荷パラメータ値に基づいて決定する手段と、前記サンプル確率および保留解除条件を各ユーザ端末へ通知する手段とを具備した。

(2)負荷パラメータ値を計測する手段が、サンプルトラヒック量を制御スロットごとに計測するようにした。

(3)負荷パラメータ値を計測する手段が、エンドサーバへの到着トラヒック量として、サンプル端末のトラヒック量と保留解除された発信によるトラヒック量との総和を制御スロットごとに計測するようにした。

(4)負荷パラメータ値を計測する手段が、保留継続中のトラヒック量の総和を制御スロットごとに計測するようにした。

(5)負荷パラメータ値を計測する手段が、保留継続中のトラヒックを対象に保留時間の最大値を制御スロットごとに計測するようにした。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。

(1)エンドサーバの負荷が大きければ、エンドサーバへのアクセスに占めるサンプルアクセス数の割合が低下し、保留解除によるアクセスの割合が上昇するので、各ユーザ端末が発信順にアクセスできる公平性が高められる。また、エンドサーバの負荷が小さければサンプル確率が高く設定されるので、サンプル端末数から総発信数を推定する際の精度を向上させることができる。

(2)負荷パラメータ値を計測する手段が、サンプルトラヒック量を計測すれば、サンプル比率をサンプルトラヒック量に基づいて補正できるので、サンプル端末)が発生するトラヒックによるエンドサーバのシステム容量超過を直接回避できる。また、サンプル端末数の推定精度不足を直接向上させることができる。

(3)負荷パラメータ値を計測する手段が、エンドサーバへの到着トラヒック量を計測すれば、サンプル比率をエンドサーバへの到着トラヒック量に基づいて補正できるので、サンプル端末および非サンプル端末が発生するトラヒック量によるエンドサーバのシステム容量超過を直接回避できるようになる。また、サンプル端末数の推定精度不足を直接向上させることができる。

(4)負荷パラメータ値を計測する手段が、保留継続中のトラヒック量の総和を計測すれば、サンプル比率を保留継続中のトラヒック量の総和に基づいて補正できるので、必要十分な制御精度を維持しつつ、より多くの保留トラヒック量を解放することにより、保留中トラヒックの保留継続すなわち待ち時間を短縮できる適切な制御が可能になる。

(5)負荷パラメータ値を計測する手段が、保留継続中のトラヒックを対象に保留時間の最大値を計測すれば、サンプル比率を最大保留時間に基づいて補正できるので、保留中トラヒックの待ち時間を短縮できる適切な制御が可能になる。

本発明の発信規制システムが適用されるネットワークの構成を示したブロック図である。 ユーザ端末MNの動作を示したフローチャートである。 制御サーバCSの動作を示したフローチャートである。 発信の保留を解除する制御スロットの決定方法を説明するための図である。 保留解除判定の手順を示したフローチャートである。 サンプル比率Rsampleの第１の制御方法を説明するための図である。 サンプル比率Rsampleの第２の制御方法を説明するための図（その１）である。 サンプル比率Rsampleの第２の制御方法を説明するための図（その２）である。 サンプル比率Rsampleの第３の制御方法を説明するための図である。 サンプル比率Rsampleの第４の制御方法を説明するための図である。 本発明の効果を従来技術と比較して説明した図（その１）である。 本発明の効果を従来技術と比較して説明した図（その２）である。 発信タイミングと宛先アドレスとの関係を説明するための図である。 保留解除のタイミングと宛先アドレスとの関係を説明するための図である。 測定サーバで検出される宛先アドレスごとのアクセス数の一例を示した図である。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の発信規制システムが適用されるネットワークの構成を示したブロック図であり、ここでは、ユーザ端末MNがエンドサーバES（サービス提供サーバ）にアクセスしてコンテンツ配信のサービスを要求し、これに応答してエンドサーバESがユーザ端末へコンテンツを配信する場合の発信規制を例にして説明する。

各ユーザ端末MNは、端末ユーザの発信要求の操作に応答して、エンドサーバESに所望のサービスを要求するアクセスのための発信を行う。ただし、本実施形態ではユーザ端末MNの一部が所定のサンプル確率Rsampleでサンプル端末MN(s)に分類され、当該サンプル端末MN(s)のみが前記発信操作に即応して発信を許可される一方、それ以外は非サンプル端末MN(n)に分類されて発信を一旦保留される。以下、サンプル端末MN(s)および非サンプル端末MN(n)をユーザ端末MNで総称する場合もある。

前記サンプル端末MN(s)および非サンプル端末MN(n)には、後に詳述するように、エンドサーバESへの宛先アドレスとして異なるアドレスが割り当てられて、測定サーバDSは、前記サンプル端末MN(s)のトラヒック量を計測して制御サーバCSへ報告する。制御サーバCSは、後にフローチャートを参照して詳述するように、各ユーザ端末MNで保留されている発信を解除するタイミングを、各ユーザ端末MNとエンドサーバESとの間に確立される通信セッションの継続時間（サービス時間）およびエンドサーバESに同時接続可能なセッション数に基づいて制御スロット単位で決定し、これを保留解除の条件として放送サーバBSへ通知する。

放送サーバBSは、前記通知された保留解除条件の記述された制御情報を放送局BCから放送波で送信する。各ユーザ端末MNは、前記制御情報を放送波で受信すると、保留中の発信要求の発生タイミングが当該保留解除タイミングよりも前であれば保留を解除し、当該保留解除タイミングよりも後であれば保留を継続する。なお、制御サーバCSから各ユーザ端末MNへの制御情報の通知方法は放送波に限定されず、インターネット等の他の適宜の通知手段により通知されるようにしても良い。

保留解除されたユーザ端末MNでは、エンドサーバESへアクセスするための発信が実行され、ユーザ端末MNとエンドサーバESとの間に通信セッションが確立される。本実施形態では、エンドサーバESに複数のIPアドレス、ポート番号およびURLのいずれか、または組み合わせ（以下、宛先アドレスAD1，AD2…で総称する）が仮想的に割り当てられており、前記制御情報には、発信要求の発生タイミング（制御スロット）ごとに異なり、かつユーザ端末MNがサンプル端末MN(s)であるか非サンプル端末MN(n)であるかによっても異なる宛先アドレスが記述されている。そして、保留解除された各非サンプル端末MN(n)では、その発信要求の発生タイミング（制御スロット）に対して割り当てられている固有の宛先アドレスに発信する。

すなわち、本実施形態では発信要求の発生タイミング（制御スロット）が同一のユーザ端末同士であれば、サンプル端末MN(s)同士および非サンプル端末MN(n)同士は割り当てられる宛先アドレスが同じであり、また発信要求の発生タイミングが異なれば、サンプル端末MN(s)同士あるいは非サンプル端末MN(n)同士であっても、割り当てられる宛先アドレスが異なる。

エンドサーバESは、各ユーザ端末MNから要求されたサービスがコンテンツの配信要求であれば、当該コンテンツをユーザ端末MNへ配信し、その完了後に通信セッションを遮断する。本実施形態では、エンドサーバESが各ユーザ端末MNからの要求に応じてサービスを提供するのに要する時間、換言すれば通信セッションが確立されている時間が「サービス時間(TAT)として定義される。

図２は、各ユーザ端末MNの動作を示したフローチャートであり、前記制御スロットとは非同期に所定の周期で自律的に繰り返し実行される。

ステップＳ１１では、前記放送局BCから所定の制御スロットごとに送信され、各ユーザ端末MNにおいて受信されてメモリ等に蓄積されている制御情報が読み出される。この制御情報には、後に詳述するように、次回の制御スロットτ1における保留解除条件、および次回の制御スロットτ1で発信操作されたユーザ端末MNがエンドサーバESへアクセスする際の宛先アドレスを含む各種の情報が記述されており、エンドサーバESの宛先アドレスは、サンプル端末MN(s)に割り当てられる宛先アドレスADs[τ1]と非サンプル端末MN(n)に割り当てられる宛先アドレスADn[τ1]とで異なる。

ステップＳ１２では、保留継続中の発信の有無が判定され、最初は保留継続中の発信が未登録と判定されるのでステップＳ１９へ進む。ステップＳ１９では新たな発信操作の有無が判定され、ユーザによる発信操作が検知されるとステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、所定の乱数シードを乱数関数に適用して乱数rand1（0＜rand1≦1）が発生される。ステップＳ２１では、前記乱数rand1とサンプル確率Rsample[τ0]とが比較される。このサンプル確率Rsample[τ0]は、ユーザ端末MNの一部をサンプル端末MN(s)に分類する確率であり、後に詳述するように、前記制御サーバCSにおいて制御スロットτ毎に、サンプル端末MN(s)のトラヒック量や保留継続中のトラヒック量などに応じて動的に制御され、放送波などで全てのユーザ端末MNへ適宜に通知される。

ここで、rand1＞Rsample[τ0]であれば、非サンプル端末MN(n)として振る舞うべくステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、今回の発信が保留扱いとされ、その発信要求タイミングτ1および宛先アドレスADn[τ1]が登録される。これに対して、rand1≦Rsample[τ0]であれば、サンプル端末MN(s)として振る舞うべくステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５では、前記サンプル端末MN(s)の発信が許可され、前記ステップＳ１１で取得されたサンプル端末MN(s)用の宛先アドレスADs[τ1]への発信が直ちに実行される。ステップＳ１６においてエンドサーバESとの間に通信セッションが確立されると、ステップＳ１７へ進んでコンテンツ配信のサービスを受ける。ステップＳ１８において、コンテンツ配信のサービスが完了すると、エンドサーバESとの間に確立されていた通信セッションが遮断される。前記測定サーバDSでは、各サンプル端末MN(s)からエンドサーバESへのサンプルトラヒック量が制御スロット単位で、かつ宛先アドレスごとに測定される。この測定結果は、所定のタイミングで制御サーバCSへ通知される。ステップＳ１３〜Ｓ１８の処理については後述する。

図３は、前記制御サーバCSの動作を示したフローチャートであり、制御サーバCSのCPUを含む主制御部が、予め不揮発性の記憶装置に記憶されているプログラムや制御データに基づいて、揮発性の記憶領域をワークエリアとして実行する。前記制御サーバCSは、今回の制御スロット[τ0]が終了するごとに、次回の制御スロット[τ1]で保留解除する発信を特定するための保留解除処理を実行する。

ステップＳ３１において、今回の制御スロットτ0の終了タイミングが検知されると、ステップＳ３２では、今回の制御スロットτ0でサンプル端末MN(s)がエンドサーバESへ送信したサービス要求のトラヒック量（サンプルトラヒック量）λsample[τ0]が前記測定サーバDSから取得される。ステップＳ３３では、このサンプルトラヒック量λsample[τ0]およびサンプル端末MN(s)の比率Rsample[τ0]を次式(1)に適用して、当該制御スロットτ0において発信要求された総トラヒック量の推定値λall[τ0]が算出される。前記サンプル比率Rsample[τ0]は制御サーバCSから制御スロットτごとに通知され、その初期値Rsample_initも前期制御サーバCSに予め登録されており、放送波などで全てのユーザ端末MNへ通知される。ステップＳ３４では、制御スロットτ0で保留された非サンプル端末MS(n)のトラヒック量（保留トラヒック量）λwait[τ0] が、次式(2)で推定される。

ステップＳ３５では、以前のx番目の制御スロットτxで発生し、かつy番目の制御スロットτyの終了時も保留継続されるトラヒック量ψτx[τy] （x≦y）の一つとして、制御スロットτ0で発生し、かつ制御スロットτ0の終了時も保留継続されるトラヒック量ψτ0[τ0]が算出される。この保留継続されるトラヒック量ψτx[τy]の初期値は全て「０」であり、各ユーザ端末MNにおいて発信が行われ、その処理が進行するに従って値が徐々に埋まる。本実施形態では、サンプル端末MN(s)の発信以外は全て一旦保留されるので、保留継続されるトラヒック量ψτ0[τ0]は次式(3)で算出される。

ステップＳ３６では、サンプル比率Rsampleの見直しの要否が判定される。本実施形態では、後に詳述するように、(1) サンプルトラヒック量、(2) エンドサーバESへの到着トラヒック量（各制御スロットにおけるサンプルトラヒック量と保留解除トラヒック量との総和）、(3) 保留継続されている総トラヒック量、あるいは(4) 保留継続時間の最大値、など、エンドサーバESの負荷状況を代表する負荷パラメータ値が、エンドサーバESのシステム容量Cmaxや設定閾値targetと比較される。そして、負荷パラメータ値がシステム容量Cmaxや設定閾値targetと所定の関係にあれば、ステップＳ３７においてサンプル比率Rsampleが増（減）補正され、それ以外であれば現状維持される。

ステップＳ３８では、次の制御スロットτ1で新たに生じるサンプル端末による発信に備えてエンドサーバESに確保すべきマージン容量φ[τ1]が、次の制御スロットτ1においてサンプル用に確保すべきマージン比率Rmarginを考慮して次式(4)により算出される。前記マージン比率Rmarginは、例えば「２倍」程度の適宜の値に予め設定されている。

ステップＳ３９では、次の制御スロットτ1におけるエンドサーバESの空き容量C[τ1]が、エンドサーバESの最大容量Cmax、および新たに発生するサンプル端末MN(s)の発信を処理するためにエンドサーバESに要求されるマージン容量φ[τ1]を次式(5)に適用して算出される。

ステップＳ４０では、制御スロットτ0以前の各制御スロットτk（k≦0）で発生し、制御スロットτ0の終了後も保留継続されている発信のうち、発生時刻の古い順に制御スロット単位で保留を解除したときに次の制御スロットτ1において保留中の全ての発信を解除できるスロット番号の最大値nが、保留解除の条件として算出される。

ここで、少なくとも一つの発信を保留継続している制御スロットのうち、全ての発信を次の制御スロットτ1で保留解除できる制御スロット番号の最大値nは、保留されている全てのトラヒック量を、発信動作の古い順に制御スロット単位で時系列で累積したときに、n番目の制御スロットまでの総和は制御スロットτ1におけるシステムの空き容量C[τ1]以下になるものの、n+1番目の制御スロットで発生し、制御スロットτ0の終了後も保留継続される全てのトラヒック量を更に累積してしまうと前記システム空き容量C[τ1]を超えてしまうような制御スロット番号nである。

すなわち、図４に一例を示したように、制御スロットτp (p+2≦k) で保留されているトラヒック量を「２０」、制御スロットτp+1におけるそれを「１５」，制御スロットτp+2におけるそれを「３０」とし、制御スロットτ1におけるシステムの空き容量C[τ1]を「５０」とすれば、制御スロットτpから保留を解除し始めて次の制御スロットτp+1の保留を全て解除しても、その総容量は「３５」であって空き容量C[τ1]に達しない。しかしながら、さらに次の制御スロットτp+2の保留を全て解除してしまうと、その総容量は「６５」となって空き容量C[τ1]を超えてしまうので、このような場合には[p+1]が前記最大値nとなる。

したがって、制御スロットτxで発生し、かつ制御スロットτ0の終了後も保留継続されるトラヒック量をψτx[τ0]とすれば、次式(6)を満足する最大のn（n≦0）が、保留中の全ての発信を解除できるスロット番号の最大値となる。そして、この最大値nが求まれば、第n制御スロットまでは、保留中の全ての発信を解除でき、第(n+2)制御スロット以降については、全ての発信が保留を継続される。

一方、第(n+1)制御スロットについては、制御スロット番号nまで保留解除されたトラヒック量の総和が前記空き容量C[τ1]に満たない場合、一部の発信に関してのみ保留解除されることになる。なお、保留解除の対象である前記保留継続中のトラヒック量ψτx[τ0]は、前回の制御周期（制御スロット）において、後述するステップＳ４１で式(7.1)，(7.2)，(7.3)により求められる。

図３へ戻り、ステップＳ４１では、前記一部の発信のみが保留解除される第(n+1)制御スロットに関して、制御スロットτ1で保留解除できる発信の割合Rr[τ1]を算出するために、前記保留解除の条件を満足できずに制御スロットτ1の終了時も保留継続するトラヒック量ψτm[τ1] (k≦m≦0)、および前記保留解除の条件を満足して制御スロットτ1で保留解除されるトラヒック量ρτm[τ1]が、それぞれ次式(7)，(8)に基づいて算出され、記憶される。ここで、ρτx[τy]は、制御スロットxで発生し、かつ制御スロットyで保留解除されるトラヒック量であって、その初期値は全て「０」であり、処理の進行に伴って値が徐々に埋まる。

上式(7.1)，(8.1)は、スロット番号mがm≦nの全ての制御スロットに適用され、保留中の全ての発信が制御スロットτ1で解除され、制御スロットτ1の終了時も保留継続するトラヒック量ψτm[τ1]はゼロとなり[(7.1)]、制御スロットτ0の終了時に保留継続されていたトラヒック量ψτm[τ0]と制御スロットτ1で保留解除されるトラヒック量ρτm[τ1]とが等しくなる[(8.1)]。

式(7.3)，(8.3)は、スロット番号mがm＞n+1の全ての制御スロットに適用され、保留中の全ての発信が制御スロットτ1では解除されず[(8.3)]、制御スロットτ1の終了時も制御スロットτ0の終了時と同数の発信が保留継続される[(7.3)]。

上式(7.2)は、スロット番号m＝n+1の制御スロットに適用され、制御スロットτ0の終了時に保留継続されている全ての発信のうち、スロット番号n+1までの発信の総和から空き容量C[τ1]を減じたトラヒック量、すなわち制御スロット番号τn+1で発生して制御スロットτ0の終了時に保留継続されているトラヒック量ψτn+1[τ0]から、制御スロットτ1で保留解除されるトラヒック量を減じた数の発信が、制御スロットτ1の終了時も保留継続される。

上式(8.2)も、発信を保留されたスロット番号m＝n+1の制御スロットに適用され、制御スロットτ1において、空き容量C[τ1]から、制御スロットτ0の終了時に保留継続されている全てのトラヒックのうちスロット番号nまでのトラヒック量の総和を減じた数の発信が保留解除されることになる。

ステップＳ４２では、第(n+1)制御スロットで発生し、かつ制御スロットτ0の終了時に保留継続中のトラヒック量ψτn+1[τ0] のうち、制御スロット[τ1]で保留解除されるトラヒック量ρτn+1[τ1]の割合Rr[τ1]が、次式(9)で求められる。

ステップＳ４３では、制御スロットτ1において各ユーザ端末MNで発生する発信操作のアクセス先として割り当てる宛先アドレスが適宜に決定される。本実施形態では、サンプル端末MN(s)に割り当てられる宛先アドレスADs[τ1]と非サンプル端末MN(n)割り当てられる宛先アドレスADn[τ1]とが決定される。

ステップＳ４４では、前記制御スロット番号τn+1および前記保留解除されるトラヒック量の割合Rr[τ1]のペア(τn+1，Rr[τ1])、ならびに前記宛先アドレスADs[τ1]，ADn[τ1]が制御情報として放送サーバBSへ通知され、放送局BCからユーザ端末MNへ送信される。ステップＳ４５では、次式(10)に基づいて、制御スロットτ1で保留解除された発信により確立されたセッション数（必要容量）のうち、制御スロットτ1以降もサービス時間が継続するセッション数φ[τ1+i]が算出される。

換言すれば、例えば制御スロットτ1で保留解除された発信により新たに確立されたセッション数が全て制御スロットτ1で終了する場合、マージン容量φ[τ1]は、制御スロットτ0までに保留解除された発信により確立されたセッション数で制御スロットτ1においてもサービス時間が継続するセッション数に、制御スロットτ1で保留解除された発信により確立されたセッション数を加えた数となる。このセッション数φ[τx]も初期値は全て「０」であり、処理の進行に伴って値が徐々に埋まる。

なお、TATはサービス時間（秒）であり、過去の実績データを引用したり、TATを観測するサーバを別途に設けて一部または全部のセッションのサービス時間を測定したりすることで得られる。Δτは制御周期（制御スロットτ）の時間幅（秒）である。なお、TAT/Δτは、これが０または小数点を含む場合には繰り上げの整数値とされる。

例えば、サービス時間TATが１０（秒）、制御周期Δτが５（秒）であれば、制御スロットτ1で保留解除された発信に応答してエンドサーバがコンテンツ配信（ダウンロード）等のサービスを提供する時間（サービス時間）は制御スロット数で「２」に相当するので、制御スロットτ1で開始されたサービス時間は制御スロットτ1，τ2において継続されることになる。したがって、ここではマージン容量φ[τ1]，φ[τ2]が求められて一時記憶され、次回の制御周期τ2において、ステップＳ３９でマージン容量φ[τ2]として利用される。

図２へ戻り、各ユーザ端末MNは、ステップＳ１２において保留継続中の発信動作があると判定されるとステップＳ１３へ進む。ステップＳ１３では、保留継続中の発信ごとに、その保留を解除するか否かが判定される。

図５は、この保留解除判定の手順を示したフローチャートであり、ステップＳ５１では、前記制御情報に登録されていた保留解除タイミングτn+1よりも前に発生した発信が保留中であるか否かが判定される。保留中であればステップＳ５２へ進み、その全ての保留が解除される。ステップＳ５３では、前記制御情報に登録されていた保留解除タイミングτn+1で発生した発信が保留中であるか否かが判定され、保留中であればステップＳ５４へ進む。

ステップＳ５４では、所定の乱数シードを乱数関数に適用して乱数rand2（0＜rand2≦1）が発生される。ステップＳ５５では、この乱数rand2と前記制御情報に登録されていた保留解除率Rr[τ1]とが比較され、rand2≦Rr[τ1]と判定されれば、ステップＳ５６へ進んで保留解除される。なお、前記ステップＳ５５においてrand2＞Rr[τ1]と判定されると、前記τn+1よりも後に発生した発信と共に保留解除が見送られて保留が継続される。

図２へ戻り、ステップＳ１４では、保留解除の条件を満足しているか否かが判定され、満足していればステップＳ１５へ進む。ステップＳ１５では、前記保留解除された発信が実行される。ステップＳ１６でエンドサーバESとの間に通信セッションが確立されるとステップＳ１７へ進み、要求したコンテンツ配信のサービスを受ける。ステップＳ１８において、サービスの完了が検知されると、エンドサーバESとの間に確立されていた通信セッションが遮断される。

本実施形態によれば、エンドサーバＥＳの負荷が大きければ、エンドサーバＥＳへのアクセスに占めるサンプルアクセスの割合が低下して保留解除によるアクセスの割合が上昇するので、各ユーザ端末が発信順にアクセスできる公平性が高められる。また、エンドサーバＥＳの負荷が小さければサンプル比率Rsampleが高く設定されるので、サンプル端末のトラヒック量から総トラヒック量を推定する際の精度を向上させることができる。

次いで、前記ステップＳ３６，Ｓ３７においてサンプル比率Rsampleを前記エンドサーバESの負荷状況や輻輳状態を代表できる負荷パラメータ値に基づいて動的に制御する方法について、さらに具体的に説明する。

[第１の制御方法]
図６は第１の制御方法を説明するための図であり、負荷パラメータの設定閾値targetおよび／またはシステム容量Cmaxを予め定義し、制御スロットτi+1のように負荷パラメータ値が設定閾値targetを上回るとサンプル比率Rsampleを所定の割合で下げる。これに対して、制御スロットτi，τi+2のように負荷パラメータ値が設定閾値targetを下回っていれば現在のサンプル比率Rsampleを維持する。なお、制御スロットτi+2のように、負荷パラメータ値が設定閾値targetを大きく下回る場合には前記比率Rsampleを上げるようにしても良い。

[第２の制御方法]
図７、８は第２の制御方法を説明するための図であり、図７に示したように、負荷パラメータ値の設定閾値targetならびにその上限値HWMおよび下限値LWMを予め定義し、制御スロットτiのように負荷パラメータ値が上限値HWMと下限値LWMとの間であればサンプル比率Rsampleを維持する。これに対して、制御スロットτi+1のように負荷パラメータ値が上限値HWMを上回るとサンプル比率Rsampleを所定の比率で下げる一方、制御スロットτi+2のように下限値LWMを下回るとサンプル比率Rsampleを上げる。

図８は、前記上限値HWMおよび下限値LWMの設定方法の一例を示した図であり、上限値HWMは設定閾値targetのk（例えば、k=2）倍にされ、下限値LWMは設定閾値targetの1/k倍にされる。

[第３の制御方法]
図９は第３の制御方法を説明するための図である。上記の２つの制御例では、負荷パラメータ値として制御スロット単位の瞬時値を用いるものとして説明したが、ここでは、タイムウィンドウを適宜に設定して負荷パラメータ値の移動平均、移動二乗平均、指数平滑化移動平均あるいはその標準偏差を求め、これらを対応する設定閾値targetやその上下限値HWM，LWMと比較する。

[第４の制御方法]
図１０は第４の制御方法を説明するための図である。上記の３つの制御例では、負荷パラメータ値の計測値に基づいてサンプル比率Rsampleを制御するものとして説明したが、ここでは負荷パラメータ値の予測値に基づいてサンプル比率Rsampleを制御する。予測手法としては、(a)自己回帰モデル(autoregressive model：AR)、(b)自己回帰移動平均(autoregressive moving average model：ARMA)モデル、(c)ニューラルネットあるいはカオス時系列など、を用いることができる。

(a) AR モデルは、ある時点の出力が過去の出力の線形結合として得られるシステムを表し、次式(11)で表現される

ここで、y(n)は離散時間の時刻nにおけるシステムの出力を表す。a(k)は任意の定数であり、ARモデルの性質を決定するパラメータであることからARパラメータと呼ばれる。上式(11)では過去p個の出力が使われているため、これはp次のARモデル(またはAR(p)モデル) と呼ばれる。ε(n)は、システムの出力が過去の出力の線形結合で表現しきれない要素を表しており、予測誤差と呼ばれる。これは、実際にはシステムの出力が過去m 個(m＞p) の出力の線形結合であるのに対し、これをモデル化するときに過去p個の線形結合としたために生じる誤差である。前記ε(n)に対しては別の見方をすることもできる。すなわち、ε(n)をシステムへの入力と考え、時刻nにおけるシステムの出力が、過去p個の出力と時刻nの入力2(n)の線形結合として得られるとみなすこともできる。

(b) ARMAモデルは、ある時点の出力が過去の出力の線形結合と現在の線形結合の和として得られるシステムを表し、次式(12)で表現される。ただし、定数a(k)，b(k)はそれぞれARパラメータ，MAパラメータと呼ばれ、これらは合わせてARMAパラメータと呼ばれる。

なお、上記の説明では、(1) サンプルトラヒック量λsample[τ0]、(2) エンドサーバESへの到着トラヒック量（サンプルトラヒック量と保留解除により生じたトラヒック量との和）、(3) 保留継続中の総トラヒック量Σψτi[τ0]、および(4) 保留継続時間の最大値、を負荷パラメータ値」で代表して説明したが、以下に詳述するように、負荷パラメータ値ごとに制御方式を異ならせても良い。

[負荷パラメータ値としてサンプルトラヒック量を採用]
直前の制御スロットτ0におけるサンプルトラヒック量λsample[τ0]がシステム容量Cmaxや設定閾値targetを超過したとき、前記ステップＳ３７において、次式(13)に基づいてサンプル比率Rsample[τ1]をRsample[τ0]との比較で減補正（例えば、Rsample[τ0]を0.5倍）する。あるいは、上回った量分比率を減少させる。

このように、サンプル比率Rsampleをサンプルトラヒック量λsampleに基づいて補正すれば、サンプル端末MN(s)が発生するトラヒックによるエンドサーバESのシステム容量超過を直接回避できる。また、サンプルトラヒック量λsample[τ0]がシステム容量Cmaxや設定閾値targetを一定以上下回った場合、サンプル比率Rsample[τ1]をRsample[τ0]との比較で増補正すれば、制御スロットτ１でのサンプルトラヒック量λsample[τ1]が増加することにより、サンプル端末数の推定精度不足を直接向上させることができる。

[負荷パラメータ値としてエンドサーバESへの到着トラヒック量を採用]
直前の制御スロットτ0におけるエンドサーバESへの到着トラヒック量λ[τ0]がシステム容量Cmaxや設定閾値targetを下回ったとき、前記ステップＳ３７において、次式(14)に基づいてサンプル比率Rsample[τ1]をRsample[τ0]との比較で増補正（例えば、Rsample[τ0]を1.1倍）する。あるいは、下回った量分比率を増加させる。

このように、サンプル比率RsampleをエンドサーバESへの総アクセス数に基づいて補正するようにすれば、制御スロットτ１でのサンプルトラヒック量λsample[τ1]が増加することによりサンプル端末数の推定精度不足を直接向上させることができる。また、エンドサーバESへの到着トラヒック量λ[τ0]がシステム容量Cmaxや設定閾値targetを超過した場合、サンプル比率Rsample[τ1]をRsample[τ0]との比較で減補正すれば、サンプル端末MN(s)および非サンプル端末MNが発生するトラヒック量によるエンドサーバESのシステム容量超過を直接回避できるようになる。

[負荷パラメータ値として保留継続中の総トラヒック量を採用（その１）]
保留継続中トラヒック量の合計Σiψτi[τ0]が、システム容量Cmaxや設定閾値target、あるいは直前の制御スロット[τ0]と同等のサンプル比率を用いて算出したマージン容量φを下回ったとき、すなわち保留継続中の発信を全て保留解除してもシステム容量に余りが発生する場合、前記ステップＳ３７において、次式(15)に基づいてサンプル比率Rsample[τ1]をRsample[τ0]との比較で増補正する。あるいは、上回った量分比率を減少させる。

このように、サンプル比率Rsampleを保留継続中の発信総数に基づいて補正するようにすれば、必要十分な推定精度すなわち制御精度を維持しつつ、より多くの保留トラヒック量を解放することにより、保留中トラヒックの保留継続すなわち待ち時間を短縮できる適切な制御が可能になる。

[負荷パラメータ値として保留継続中の総トラヒック量を採用（その２）]
保留継続中トラヒック量の合計Σiψτi[τ0]が以下の条件を満たす場合、制御精度を落としてでも、より多くの保留解放トラヒック量を確保するため、次式(16)に基づいてサンプル比率Rsample[τ1]をRsample[τ0]との比較で減補正する。

条件１：Σiψτi[τ0]がシステム容量CmaxのN倍を超える場合（Nは設定値）、つまり、今現在保留されているトラヒック量を解除するのに早くてもNスロットかかってしまう場合、上記と同等

条件２：Σiψτi[τ0]が設定閾値over_targetを超える場合、上記と同等

条件３：Σiψτi[τ0]が、前スロットと同等のサンプルトラヒック量が今後も同様に発生すると仮定すると、今現在保留されているトラヒック量を解除するのに早くてもMスロットかかってしまう場合、上記と同等

さらに、保留継続中のトラヒックを負荷パラメータとして参照する観点から、以下の条件４を更に加えても良い。

条件４：Σiψτi[τ0]で保留されているトラヒックの内、最大待ち時間や待ちスロット数、つまり、発生し保留されてからの経過待ち時間や待ちスロット数が許容最大待ち時間Wを超える場合、つまり、保留中のトラヒック量を待たせ過ぎた場合

上記の４条件のいずれか、あるいは予め規定された単一条件が満足されると、次式(16)に基づいてサンプル比率Rsample[τ1]が減補正される。あるいは、サンプルトラヒック量から総トラヒック量を推定する際の精度や制御精度に必要な最低限のサンプル比率Rsample[min]に設定するようにしても良い。

なお、精度に必要な最低限のサンプル比率rs_minは、比率ではなくサンプルトラヒック量で決定される。これは統計学上の大数の法則から同州可能なサンプル精度による。例えば、精度として５％の誤差を保ちたい場合、全体の総量が1000の時はサンプル量278が必要、10,000の場合は370が必要、また、サンプル量３８４が得られれば、母集団無限大でも誤差は５％以内に収まる。このことから、過去のDBや傾向などから大体の発生トラヒック量を見積もっておき、その結果を基にrs_minを設定し、あるいは直前に得られたサンプルトラヒック量からrs_minを見積もればよい。

図１１は、上記のようにサンプル比率RsampleをエンドサーバESの負荷パラメータ値（ここでは、サンプルトラヒック量）に基づいて動的に制御することによりエンドサーバESへのアクセス数が適正に制御される様子を従来技術と比較して示した図である。

制御スロットτiまで設定容量（ここでは、例えばシステム容量Cmaxの半分と同じ値に設定される）未満であったサンプルトラヒック量λsample[τ0]が上昇に転じ、次の制御スロットτi+1で設定容量を越える場合、従来技術ではサンプル比率Rsampleが固定であったため、同図(a)に示したようにサンプルトラヒック量λsample[τ0]はその後も上昇を続け、制御スロットτi+1で設定容量を超えてしまう。

これに対して、本発明では制御スロットτi+1でサンプルトラヒック量λsample[τ0]が設定容量を上回るとサンプル比率Rsampleが減ぜられ、これが設定容量を下回るようになるまで繰り返されるので、同図(b)に示したように、制御スロットτi+2またはそれ以降でサンプルトラヒック量λsample[τ0]が設定容量を下回る。その結果、サンプル端末MN(s)の発信による輻輳を回避できるのみならず、サンプルアクセスが減少することにより、今回のサンプル端末MN(s)の発信よりも早いタイミングで発生して保留されている発信を、より多く処理できるようになるので、より公平なアクセス制御が可能になる。

図１２は、前記サンプル比率Rsampleをサンプルトラヒック量に基づいて動的に制御することによりエンドサーバESへのアクセス数を正確に予測できるようになる様子を従来技術と比較して示した図である。

制御スロットτiまで下限値LWMを上回っていたサンプルトラヒック量λsample[τ0]が降下に転じ、次の制御スロットτi+1で下限値LWMを下回る場合、従来技術ではサンプル比率Rsampleが固定であったため、同図(a)に示したようにサンプルトラヒック量λsample[τ0]はその後も降下を続ける。その結果、サンプルトラヒック量λsample[τ0]は制御スロットτi+1で下限値LWMを下回ってしまい、当該サンプルトラヒック量λsample[τ0]に基づいて推定される総トラヒック量λall[τ0]の精度が低下してしまう。

これに対して、本発明では制御スロットτi+1でサンプルトラヒック量λsample[τ0]が下限値LWMを下回るとサンプル比率Rsampleが高められるので、同図(b)に示したように、制御スロットτi+2以降では発信数λsample[τ0]が下限値LWMを上回る。その結果、総トラヒック量[τ0]の推定に十分な数のサンプル端末MN(s)を確保できるようになるので、総トラヒック量[τ0]を高い精度で推定できるようになる。

なお、以上の効果は、エンドサーバESの負荷状況や輻輳状態を代表する負荷パラメータ値としてサンプルトラヒック量λsample[τ0]を採用してサンプル比率Rsampleを動的に制御する場合の効果であるが、負荷パラメータ値として保留継続中の発信総数Σψτi[τ0]を採用してサンプル比率Rsampleを動的に制御する場合も同様および固有の効果が得られる。

すなわち、保留継続中の発信総数が、対応する設定閾値targetを上回るとサンプル比率Rsampleが減ぜられるようにすれば、各制御スロットτにおけるエンドサーバESへの総アクセス数に占めるサンプル端末MN(s)のアクセス数が減ぜられ、保留継続されている発信の保留解除によるアクセス数を相対的に増やすことができる。その結果、今回のサンプル端末MN(s)の発信よりも早いタイミングで発生して保留されている発信をより早くかつ多く処理できるようになるので、公平なアクセス制御が可能になる。

また、保留継続中の発信総数が下限値LWMを下回るとサンプル比率Rsampleが高められ、総発信数λall[τ0]の推定に十分な数のサンプル端末MN(s)を確保できるようになる。したがって、保留継続されている発信よりもサンプル端末MN(s)の発信が先に処理される不公平を最小限に抑えながら、総発信数λall[τ0]を高い精度で推定できるようになる。

なお、負荷パラメータ値として前記保留継続中の発信総数Σψτi[τ0]を採用するのであれば、前記設定容量として、(1)システム容量CmaxのX倍値、を採用すれば保留継続される時間（制御スロット数）の短縮を図れる。また、(2)保留継続時間、を採用しても保留継続時間の短縮を図れる。

ところで、上式(1)〜(10)では、各制御スロットτmで発生して保留されているトラヒック量が制御サーバCSで管理されており、放送波で各ユーザ端末MNへ保留解除率Rr[τ1]を通知すれば、この保留解除率R[τ1]に応じた発信が次の制御スロットで確実に行われることが前提となっている。しかしながら、実際には発信を保留されている全てのユーザ端末MNが前記放送波を受信できるとは限らず、また保留解除された全てのユーザ端末MNが発信できるとは限らず、さらには発信タイミングに遅延が生じる場合もある。

加えて、保留解除のために通知される制御情報は保留解除比率であるため、保留解除判定の際に統計誤差が生じる場合もある。さらに、制御情報の算出においてもサンプル推定の結果に基づいて解除比率が算出されるので、保留解除されるトラヒック量の計算値とエンドサーバESへの到着トラヒック量との間に誤差が生じる場合がある。

そのため、各制御スロットτmで発生して保留されているトラヒック量および保留解除率Rr[τ1]から求まるトラヒックρの期待値ρestと実績値ρrealとの間には乖離が生じることがあり、これによりエンドサーバESのアクセス制御に狂いが生じる場合がある。

これに対して、本発明ではエンドサーバESに複数のアドレスADxを仮想的に割り当てると共に、以下に詳述するように、制御情報に保留解除のタイミングを記述して放送波で各ユーザ端末MNへ通知する際、宛先として通知するエンドサーバESのアドレスを制御スロット毎に異ならせ、実際に発信されるタイミングにかかわらず、その発信が生じた制御スロットに対して割り当てられたアドレスADrへの発信を強制されるようにしている。そして、測定サーバDSは各発信の宛先アドレスを監視することで、発信数の実績値ρrealを当該発信が発生した制御スロット毎に正確に把握し、これに基づいて、保留継続されている発信数ψτmを制御スロットτmごとに正確に把握できるようにしている。

図１３は、各ユーザ端末MNに対して、発信要求のタイミングに応じて異なる宛先アドレスが割り当てられる様子を模式的に表現した図である。

放送局BSから放送された制御情報において、次の制御スロットτi-3におけるエンドサーバESのアドレスとしてADs[τi-3]（サンプル端末用），ADn[τi-3]（非サンプル端末用）が通知されると、この制御スロットτi-3で発信要求が生じたユーザ端末MNには、サンプル端末MN(s)であればアドレスADs[τi-3]が割り当てられ、非サンプル端末MN(n)であればアドレスADn[τi-3]が割り当てられる。したがって、サンプル端末MN１(s)は直ちにアドレスADs[τi-3]へ発信する。

また、非サンプル端末MN2(n)は、この制御スロットτi-3での発信は保留されるものの、次の制御情報により保留解除されると、当該制御情報で新たに通知されるアドレスADn[τi-2]ではなく、前記ADn[τi-3]に発信する。

同様に、制御スロットτi-2で発信要求が生じたユーザ端末MN3には、エンドサーバESのアドレスとしてADs[τi-2]，ADn[τi-2]が割り当てられるので、次の制御情報により保留解除されると、当該制御情報で新たに通知される宛先アドレスADn[τi-1]ではなく、前記ADn[τi-2]に発信する。

図１４は、本実施形態の動作を模式的に表現した図であり、ここでは説明を判りやすくするために、制御スロットτiで発信要求が生じたユーザ端末MNに割り当てられる宛先アドレスを、サンプル端末MN(s)であるか非サンプル端末MN(n)であるかにかかわらず、全てADs[τi]と表現している。

制御スロットτi-3で発生した発信のうち、サンプル比率Rsampleで分類されるサンプル端末MN(s)は、保留されることなく当該制御スロットτi-3で直ちに宛先アドレスAD[τi-3]に発信する。これに対して、残りの非サンプル端末MNは全て発信を一旦保留され、その一部は制御スロットτi-2で保留解除されて発信し、さらに他の一部は制御スロットτi-1で保留解除されて発信し、残りは制御スロットτiで保留解除されて発信する。このとき、全ての非サンプル端末MNの発信要求は制御スロットτi-3で発生しているので、その宛先アドレスは保留解除のタイミングにかかわらず全てAD[τi-3]となる。

図１５は、測定サーバDSによる監視結果の一例を示した図であり、宛先アドレスごとにエンジンサーバESへの発信数を検出でき、これにより各制御スロットにおける未発信数を検出できるようになる。

さらに具体的に説明すれば、制御スロットτmで発生し、制御スロットτ0で保留解除される発信数ρの推定値ρτm_est[τ0]は次式(17)で求められる。式(17.1)は、スロット番号mがm≦n（n：前記保留解除できる制御スロット番号の最大値）の全ての制御スロットに適用され、制御スロットτ0の一つ前の制御スロットτ-1の終了時点で保留継続中の全ての発信ψτm_after[τ-1]が保留解除される。なお、ψτm_after[τ0]は、制御スロットτ0の終了後も保留継続される発信数を、制御スロットτ0で保留解除された発信数の実績値に基づいて修正した値であり、後述の式(18)で求められる。

式(17.3)は、スロット番号mがm＞n+1の全ての制御スロットに適用され、保留継続中の全ての発信が制御スロットτ0では解除されず、制御スロットτ0でも制御スロットτ-1の終了時と同数の発信が保留継続される。式(17.2)は、スロット番号m＝n+1の制御スロットに適用され、制御スロットτ-1の終了時に保留継続されている全ての発信のうち、スロット番号n(＝n−1)までの保留継続数の総和を空き容量C[τ0]から減じて求まる発信数が保留解除される。

そして、本実施形態ではエンドサーバESへのアクセスが測定サーバDSにより観測されており、そのエンドサーバESへの宛先アドレスは、発信要求が発生したタイミング（制御スロット）ごとに異なるので、前記測定サーバDSでは各アクセスの宛先アドレスを識別することで、制御スロットごとに保留解除により発生した発信数の実績値ρτm_real[τ0]を求めることができる。したがって、制御スロットτ0の直前まで保留継続されていると推定する発信数をψτm_before[τ0]とすれば、制御スロットτ0の終了後も保留継続され、制御スロットτ0で保留解除された発信数の実績値に基づいて修正される発信数ψτm_after[τ0]は次式(18)で求められる。

なお、上式(13)，(14)の補正処理は、制御スロットτ0で保留解除された発信が発生した制御スロットτm毎に実施される。すなわち、保留解除された制御スロットが複数あれば、その制御スロットごとに補正処理が実施される。

そして、上式(14)で求められた保留継続数ψτm_after[τ0]を上式(6)のψτk[τ0]に適用すれば、前記保留解除できる制御スロット番号の最大値nを、より正確に求められるようになり、その結果、ユーザ端末MNとエンドサーバESとの間に確立される通信セッション数を、制御スロット単位でエンドサーバESのシステム容量以下に正確に規制できるようになる。

なお、上記の実施形態では各発信の宛先アドレスを、保留解除されたタイミングとは無関係に、当該発信の要求が発生したタイミングごとに異ならせるものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、発信要求の発生タイミングおよび保留解除のタイミングの組み合わせ毎に異ならせるようにしても良い。

このようにすれば、保留解除された発信総数を算出することにより、上式(17)，(18)の補正処理を適用する前後での、今回の制御スロットで保留解除した発信数とそれ以前に保留解除した発信数の差分とを把握できるようになる。その結果、例えば、無線通信回線の一時的な遮断などによる発信タイミングの遅延など本来保留解除されるべき制御スロットからのズレも検知可能となる。

さらに、上記の実施形態では、各ユーザ端末MNの発信を、エンドサーバESへの同時接続セッション数がシステム容量以下となるように規制するものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、エンドサーバESへの単位時間あたりのアクセス数がシステム容量以下となるように規制する場合にも同等に適用できる。

MN…ユーザ端末，ES…エンドサーバ，DS…測定サーバ，CS…制御サーバ，BS…放送サーバ，BC…放送局，NW…ネットワーク

Claims (11)

1. ユーザ端末からエンドサーバへの発信を一旦保留し、その後、制御スロット単位で順次に保留解除することでエンドサーバの負荷を制限する発信規制システムにおいて、
   各ユーザ端末における発信の保留を解除する制御サーバを具備し、
   前記ユーザ端末は、
   ユーザ端末の一部をサンプル端末に分類するサンプル確率を受信する手段と、
   前記サンプル確率で自端末をサンプル端末に分類する手段と、
   発信操作に応答して、サンプル端末であれば発信し、非サンプル端末であれば発信を保留する手段と、
   保留解除の条件を受信する手段と、
   保留中の発信が前記受信した保留解除条件を満足すれば発信し、満足しなければ保留を継続する手段とを具備し、
   前記制御サーバは、
   エンドサーバの負荷状況を代表する負荷パラメータ値を計測する手段と、
   前記負荷パラメータ値に基づいて保留解除の条件を決定する手段と、
   前記負荷パラメータ値に基づいて前記サンプル確率を決定する手段と、
   前記サンプル確率および保留解除条件を各ユーザ端末へ通知する手段とを具備し、
   前記負荷パラメータ値を計測する手段は、サンプルトラヒック量を制御スロットごとに計測することを特徴とする発信規制システム。
2. 前記サンプル確率を決定する手段は、前記サンプルトラヒック量が所定の設定閾値を上回ると前記サンプル確率を減補正することを特徴とする請求項１に記載の発信規制システム。
3. 前記負荷パラメータ値を計測する手段は、エンドサーバへの到着トラヒック量として、サンプル端末のトラヒック量と保留解除された発信によるトラヒック量との総和を制御スロットごとに計測することを特徴とする請求項１に記載の発信規制システム。
4. 前記サンプル確率を決定する手段は、前記エンドサーバへの到着トラヒック量が所定の設定閾値を下回ると前記サンプル確率を増補正することを特徴とする請求項３に記載の発信規制システム。
5. ユーザ端末からエンドサーバへの発信を一旦保留し、その後、制御スロット単位で順次に保留解除することでエンドサーバの負荷を制限する発信規制システムにおいて、
   各ユーザ端末における発信の保留を解除する制御サーバを具備し、
   前記ユーザ端末は、
   ユーザ端末の一部をサンプル端末に分類するサンプル確率を受信する手段と、
   前記サンプル確率で自端末をサンプル端末に分類する手段と、
   発信操作に応答して、サンプル端末であれば発信し、非サンプル端末であれば発信を保留する手段と、
   保留解除の条件を受信する手段と、
   保留中の発信が前記受信した保留解除条件を満足すれば発信し、満足しなければ保留を継続する手段とを具備し、
   前記制御サーバは、
   エンドサーバの負荷状況を代表する負荷パラメータ値を計測する手段と、
   前記負荷パラメータ値に基づいて保留解除の条件を決定する手段と、
   前記負荷パラメータ値に基づいて前記サンプル確率を決定する手段と、
   前記サンプル確率および保留解除条件を各ユーザ端末へ通知する手段とを具備し、
   前記負荷パラメータ値を計測する手段は、保留継続中のトラヒック量の総和を制御スロットごとに計測することを特徴とする発信規制システム。
6. 前記サンプル確率を負荷パラメータ値に基づいて決定する手段は、前記保留継続中のトラヒック量の総和が前記エンドサーバのシステム容量を上回ると前記サンプル確率を減補正することを特徴とする請求項５に記載の発信規制システム。
7. 前記サンプル確率を負荷パラメータ値に基づいて決定する手段は、前記保留継続中のトラヒック量の総和が所定の設定閾値を上回ると前記サンプル確率を減補正することを特徴とする請求項５に記載の発信規制システム。
8. 前記サンプル確率を負荷パラメータ値に基づいて決定する手段は、前記保留継続中のトラヒック量の総和が、前回の制御スロットで発生したサンプルトラヒックが今後も継続すると仮定すると全ての保留を解除し終えるのに所定数を超える制御スロット期間が必要となるときに前記サンプル確率を減補正することを特徴とする請求項５に記載の発信規制システム。
9. ユーザ端末からエンドサーバへの発信を一旦保留し、その後、制御スロット単位で順次に保留解除することでエンドサーバの負荷を制限する発信規制システムにおいて、
   各ユーザ端末における発信の保留を解除する制御サーバを具備し、
   前記ユーザ端末は、
   ユーザ端末の一部をサンプル端末に分類するサンプル確率を受信する手段と、
   前記サンプル確率で自端末をサンプル端末に分類する手段と、
   発信操作に応答して、サンプル端末であれば発信し、非サンプル端末であれば発信を保留する手段と、
   保留解除の条件を受信する手段と、
   保留中の発信が前記受信した保留解除条件を満足すれば発信し、満足しなければ保留を継続する手段とを具備し、
   前記制御サーバは、
   エンドサーバの負荷状況を代表する負荷パラメータ値を計測する手段と、
   前記負荷パラメータ値に基づいて保留解除の条件を決定する手段と、
   前記負荷パラメータ値に基づいて前記サンプル確率を決定する手段と、
   前記サンプル確率および保留解除条件を各ユーザ端末へ通知する手段とを具備し、
   前記負荷パラメータ値を計測する手段は、保留継続中のトラヒックを対象に保留時間の最大値を制御スロットごとに計測することを特徴とする発信規制システム。
10. 前記サンプル確率を負荷パラメータ値に基づいて決定する手段は、前記保留時間の最大値が所定の設定閾値を上回ると前記サンプル確率を減補正することを特徴とする請求項９に記載の発信規制システム。
11. ユーザ端末からエンドサーバへの発信を一旦保留し、その後、制御スロット単位で順次に保留解除することでエンドサーバの負荷を制限する発信規制方法において、
    各ユーザ端末における発信の保留を解除する制御サーバを具備し、
    前記ユーザ端末は、
    ユーザ端末の一部をサンプル端末に分類するサンプル確率を受信する手順と、
    前記サンプル確率で自端末をサンプル端末に分類する手順と、
    発信操作に応答して、サンプル端末であれば発信し、非サンプル端末であれば発信を保留する手順と、
    保留解除の条件を受信する手順と、
    保留中の発信が前記受信した保留解除条件を満足すれば発信し、満足しなければ保留を継続する手順とを具備し、
    前記制御サーバは、
    エンドサーバの負荷状況を代表する負荷パラメータ値を計測する手順と、
    前記負荷パラメータ値に基づいて保留解除の条件を決定する手順と、
    前記サンプル確率を前記負荷パラメータ値に基づいて決定する手順と、
    前記サンプル確率および保留解除条件を各ユーザ端末へ通知する手順とを具備し、
    前記負荷パラメータ値を計測する手段は、サンプルトラヒック量を制御スロットごとに計測することを特徴とする発信規制方法。

Images