次世代マルチメディアインターネットに向けた動画像キャッシング技術に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650401
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 安田 靖彦 早稲田大学, 理工学部, 教授 (40013106)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 甲藤 二郎 早稲田大学, 理工学部, 助教授 (70318765)
• Keywords: Webキャッシュ / ストリーミング / 分散キャッシュ / 階層キャッシュ / プリフェッチ / ルータ / TCP

Research Abstract

前年に引き続き、ストリーミングメディアに適したキャッシュサーバの構成方式に関する検討を行った。
(1)ストリーミングメディアに適した分散キャッシング方式の改善 前年度に提案を行ったストリーミングメディアに適した分散キャッシング方式の改善について検討を進めた。具体的には、クライアントとキャッシュサーバの間に「振り分け」サーバを配置し、この振り分けサーバとキャッシュサーバとの間で定期的に情報交換を行うことで、特定のキャッシュサーバへの負荷の集中を避ける方式を提案した。つまり、キャッシュサーバの分散配置と振り分けサーバによるキャッシュサーバの動的選択とを組み合わせることで、従来方式で問題となった分散キャッシングとクライアントからの接続要求のアンバランスを解消することができた。合わせて、振り分けサーバの具体的な構成方法について検討を行い、既存のCDN(Content Delivery Network)との関係についても言及した。
(2)Webキャッシングと親和性を持つストリーミングキャッシュ方式の改善 前年度に提案を行った「Webフレンドリ」なストリーミングサーバのキャッシング方式の改善について検討を進めた。Webフレンドリとは、Webキャッシュとストリームキャッシュを同時に行うキャッシュサーバにおいて、大容量のストリームデータが小容量のWebデータを排除しないように、インテリジェントなキャッシングを行う方式である。前年度は基礎的な提案に留まっていたが、本年度はクライアントからのアクセス頻度を積極的に活用することで、より効果的なストリームキャッシングが実現できることを明らかにした。
(3)階層化データのプリフェッチアルゴリズムの改善 前年度に提案を行った階層化データのプリフェッチアルゴリズムに関して、これまでの検討をまとめて国際学会で発表を行った。さらに、階層化データのプリフェッチに関する理論解析モデルを提案し、クライアントのアクセス頻度を自己回帰モデルで近似することで、より優れたキャッシュヒット率を実現しうるプリフェッチアルゴリズムを提案した。合わせて、提案方式のシミュレーション評価を行い、既存のアルゴリズムに対する有効性を定量的に明らかにした。
(4)サーバ・クライアント間データ転送アルゴリズムの改善 上記の検討は主にOSI参照モデルにおける第7層(アプリケーション層)の検討であるが、本年度はさらに第3層(ネットワーク層)、第4層(トランスポート層)におけるキャッシュサーバ・クライアント間のデータ転送アルゴリズムの改善についても検討を進めた。具体的には、第3層課題としてのルータにおけるスループットの改善方式と、第4層課題としてのTCP(Transport Control Protocol)の改善方式の提案を行い、シミュレーションによってそれぞれの方式の有効性を明らかにした。

Research Products

• [Publications] Z.Su, T.Washizawa, J.Katto, Y.Yasuda: "Performance Improvement of Graceful Caching by Using Request Frequency Based Prefetching Algorithm"Proceedings of IEEE TENCON-2001. 370-376 (2001)
• [Publications] Z.Su, T.Washizawa, J.Katto, Y.Yasuda: "A New and Robust Replacement Algorithm for Proxy Caching with Hierarchical Image Coding"映像メデイア処理シンポジウム 予稿集. 27-28 (2001)
• [Publications] 西川 村上, 蘇, 鷲沢, 甲藤, 安田: "分散型ストリーミングキャッシングにおける協調関係に関する-検討"電子情報通信学会春季全国大会 予稿集. B分冊. B7-60 (2002)
• [Publications] 西川 村上, 蘇, 鷲沢, 甲藤, 安田: "ストリーミング・キャッシングにおけるキャッシング・アルゴリズム"電子情報通信学会 春季全国大会 予稿集. B分冊. B7-61 (2002)
• [Publications] 山口, 甲藤: "TCP Vegasの輻輳回避フェーズにおけるウィンドウサイズ更新アルゴリズムの-検討"電子情報通信学会 春季全国大会 予稿集. B分冊. B7-108 (2002)
• [Publications] 山口, 甲藤: "バッファ管理における廃棄確率更新アルゴリズムに関する-検討"電子情報通信学会 春季全国大会 予稿集. B分冊. B7-115 (2001)
• [Publications] 大久保, 川島, 甲藤: "H.323/MPEG-4教科書"IEインスティチュート. 558 (2001)