中継装置、通信ネットワークシステム、及び、負荷分散方法
【課題】複数ＬＳＮ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｎａｔ）装置が設置されたネットワークにおいて加入者セッションを複数のＬＳＮへ均等に分散させる。
【解決手段】中継装置３００にてネットワーク内の複数のＬＳＮ装置が保持しているセッション数を定期的に取得し、加入者からパケットを受信した場合に最も保持しているセッション数が少ないＬＳＮ装置へ、又は、予め定めた閾値よりセッション数が少ないＬＳＮ装置へ加入者からのパケットを振り分ける。
【解決手段】中継装置３００にてネットワーク内の複数のＬＳＮ装置が保持しているセッション数を定期的に取得し、加入者からパケットを受信した場合に最も保持しているセッション数が少ないＬＳＮ装置へ、又は、予め定めた閾値よりセッション数が少ないＬＳＮ装置へ加入者からのパケットを振り分ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置、通信ネットワークシステム、及び、負荷分散方法に係り、特に、ＬＳＮを使用するネットワークシステムの通信を中継する中継装置及び通信ネットワークシステム、セッション負荷分散を行う負荷分散方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、未配分のＩＰｖ４（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｖｅｒｓｉｏｎ ４）アドレスの在庫が少なくなってきており、２０１１年〜２０１２年にＩＰｖ４アドレスは枯渇するかもしれないという予測がなされている。
そこでＩＰｖ４アドレス枯渇対策の一案として、通信事業者が提供するＦＴＴＨ(Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ)やＡＤＳＬ(Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ)の集約点にてＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）を実施し、複数の加入者に一つのグローバルアドレスを割り当てるＬＳＮ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｎａｔ：非特許文献１）が検討されている。
【０００３】
ＬＳＮの特徴のひとつは従来加入者宅内で加入者宅内の装置に対し小規模で実施されていたＮＡＴを通信事業者のネットワークシステム内で大規模に実施する点である。
また、特許文献１には、既存の通信端末とＤＨＣＰサーバに変更を加えることなく、ルータの負荷を考慮したデフォルトルータの分散による負荷分散を行うルータ設定方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４８１３６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ、Ｃｏｍｍｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ＩＰ ａｄｄｒｅｓｓ ｓｈａｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１に、従来のネットワーク構成図を示す。
従来、ＬＳＮを実施するＬＳＮ装置（図１：１０２）は通信事業者のネットワークシステム（図１：１０１）で他通信事業との接続点やグローバルアドレス空間との接続点に設置される。加入者発・加入者宛のパケットは、ルーチングプロトコル等で動的もしくは保守運用者の設定により静的に生成された各装置の経路表に従い、通信事業者の中継網（図１：１０３）を経由してＬＳＮ装置（図１：１０２）や加入者宅内（図１：１０５）に転送される。そしてＬＳＮ装置（図１：１０２）は受信したパケットのヘッダとＬＳＮ装置（図１：１０２）内部のＮＡＴセッションテーブルに従い、ＮＡＴ処理を実施する。
【０００７】
ここで、ＬＳＮ装置（図１：１０２）を複数設置した場合、加入者のパケットに対しＮＡＴ処理を行うＬＳＮ装置（図１：１０２）はネットワークシステム内の各装置の経路表に基づき決定されることと、加入者の使用するセッション数は動的に変化することから、各ＬＳＮ装置（図１：１０２）に対し、保持するセッション数を均等に分散させることは、通常困難となる。
【０００８】
また、特許文献１では、ルータは、現在のパケット転送機能の負荷状態を複数のルータ間で交換する機能を持ち、二つのネットワークを接続する複数のルータ間で、最も負荷の低いルータを認識する手段を持つことが必要となる。また、通信端末が、自アドレスやデフォルトルータのアドレスなどの設定パラメータ獲得のためにＤＨＣＰメッセージをブロードキャストする必要がある。
【０００９】
本発明では、以上の点に鑑み、通信事業者内の中継網にてＬＳＮ装置等のルータ装置の負荷分散を行う中継装置、通信ネットワークシステム、及び、負荷分散方法を提供することを目的とする。本発明は、通信事業者内の中継網に設置された中継装置にて、各ＬＳＮ装置等のルータ装置が保持しているセッション数に基づきセッションの分散を行うことで、複数設置されたＬＳＮ装置等のルータ装置を効率的に使用することを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によると、
加入者からのパケットに対しＮＡＴ処理を行う複数のＬＳＮ装置と、該ＬＳＮ装置との間の通信を中継する中継装置とを備え、
前記中継装置は、
加入者からパケットを受信すると受信したパケットの送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に経路表を検索し、転送先の決定、ＬＳＮセッション管理部より選択されたＬＳＮ装置に対する経路情報を経路表に更新する経路制御部と、
定期的にＬＳＮ装置の保持するセッション数をＬＳＮセッション表に登録し、経路表に登録されていないパケットを受信した場合に、ＬＳＮセッション表より最も保持するセッション数の少ないＬＳＮ装置を転送先として選択するＬＳＮセッション管理部を備えた中継装置が提供される。
【００１１】
本発明の第２の態様によると、
加入者からのパケットに対しＮＡＴ処理を行う複数のＬＳＮ装置と、該ＬＳＮ装置との間の通信を中継する中継装置とを備え、加入者からのパケットをＬＳＮ装置に対しセッションを均等に分散するセッション負荷分散方法であって、
定期的にＬＳＮの保持するセッション数を取得し、ＬＳＮセッション表を更新するステップと、
受信したパケットに対し、経路表を検索することでＬＳＮ装置へ振り分け済みのセッションか判定するステップと、
未振り分けのセッションの場合、ＬＳＮセッション表より最も保持するセッション数が少ないＬＳＮ装置を選択するステップと、
振り分けたセッションの情報を経路表に追加するステップと
を含むセッション負荷分散方法が提供される。
【００１２】
本発明の第１の解決手段によると、
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおける、前記中継装置であって、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
中継装置が提供される。
【００１３】
本発明の第２の解決手段によると、
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおいて、
前記中継装置は、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
通信ネットワークシステムが提供される。
【００１４】
本発明の第３の解決手段によると、
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおいて、加入者からのパケットをルータ装置に対しセッションを均等に分散するための負荷分散方法であって、
前記中継装置は、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
負荷分散方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数のＬＳＮ装置等のルータ装置が設置されたネットワークシステムにおいて、各ＬＳＮ装置等のルータ装置のセッション数を均等に分散させることにより、各ＬＳＮ装置等のルータ装置を効率的に使用することが可能である。また、大規模なＬＳＮ装置を使用せず、小規模なＮＡＴ装置を複数台使用し、ネットワークシステムを構築することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のネットワーク構成図である。
【図２】本実施形態のネットワーク構成図である。
【図３】本実施形態の中継装置の構成図である。
【図４】本実施形態の経路表のデータ構造を示す図である。
【図５】本実施形態のＬＳＮセッション表のデータ構造を示す図である。
【図６】本実施形態の経路制御部のパケット受信処理フローを示す図である。
【図７】本実施形態の経路制御部の経路表更新フローを示す図である。
【図８】本実施形態のＬＳＮセッション管理部のＬＳＮ装置選択フローを示す図である。
【図９】本実施形態のＬＳＮセッション管理部のＬＳＮセッション表更新フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．構成
図２に、本実施形態のネットワーク構成図を示す。
本実施形態に係る中継装置は、中継装置（図２：２０３）にてネットワーク内の複数のＬＳＮ装置（図２：２０２）が保持しているセッション数を定期的に取得し、加入者からパケットを受信した場合に最も保持しているセッション数が少ないＬＳＮ装置、又は、予め定められた閾値より保持しているセッション数が少ないＬＳＮ装置（図２：２０２）へ加入者からのパケットを振り分けることでＬＳＮ装置（図２：２０２）のセッション負荷分散を可能とする。
【００１８】
中継装置（図２：２０３）は、例えば、加入者からのパケットに対しＮＡＴ処理を行う複数のＬＳＮ装置（図２：２０２）との間の通信を中継するものであって、次の構成を備える。
・各ＬＳＮ装置（図２：２０２）の保持するセッション情報の取得、受信したパケットに対し接続先ＬＳＮ装置（図２：２０２）の選択を実施するＬＳＮセッション管理部、
・受信したパケットに対し、経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部
【００１９】
経路制御部は、加入者より受信したパケットの送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に当該パケットが経路表に存在するかどうか判定し、経路表に存在する場合は経路表に従い転送処理を実施し、経路表に存在しない場合は接続先ＬＳＮ装置（図２：２０２）の選択処理をＬＳＮセッション管理部に依頼し、ＬＳＮセッション管理部より選択されたＬＳＮ装置（図２：２０２）に対する経路情報を経路表に更新する。ＬＳＮセッション管理部は、セッション表の情報を定期的に更新し、接続先ＬＳＮ装置（図２：２０２）の選択を行う。
また、中継装置（図２：２０３）は、経路表と、ＬＳＮ装置（図２：２０２）の保持するセッション数を保持するＬＳＮセッション表と、を備える。
【００２０】
図３は、本実施の形態の中継装置を示す図である。
中継装置（図３：３００）は、次の構成を備える。
・複数の加入者宅内装置（図２：２０６）と通信を行う複数の加入者側ポート（図３：３０１）、
・複数のＬＳＮ装置（図２：２０２）と通信を行う複数のＬＳＮ側ポート（図３：３０２）、
・各ポートへパケット転送処理を行う内部転送制御部（図３：３０３）、
・送信元ＩＰアドレス・ネットワークマスク、送信先ＩＰアドレス・ネットワークマスク、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間（秒）を含む経路表（図３：３０５）、
・受信パケットに基づき経路表（図３：３０５）を検索し、受信パケットの転送先を決定し、経路表（図３：３０５）の更新処理を行う経路制御部（図３：３０４）
・、各ＬＳＮ装置（図２：２０２）のＩＰアドレス、各ＬＳＮ装置の保持するセッション数、転送先ポート、からなるＬＳＮセッション表（図３：３０６）、
・経路制御部（図３：３０３）からの依頼により、受信したパケットに対しＬＳＮセッション表（図３：３０６）に基づき、接続先ＬＳＮ装置（図２：２０２）の選択を実施するＬＳＮセッション管理部（図３：３０４）
【００２１】
加入者（図２：２０６）は、ブロードバンドルータ相当の加入者宅内装置を用いてＡＤＳＬやＦＴＴＨサービスを利用している。
中継装置（図３：３００）とＬＳＮ装置（図２：２０２）は、通信事業者ネットワークシステム（図２：２０１）内に設置される装置で、加入者（図２：２０６）に対しインターネット接続サービスを提供するルータ装置である。ＬＳＮ装置（図２：２０２）は加入者（図２：２０６）より受信したパケットに対しＮＡＴ処理を実施する。
【００２２】
加入者側 ポート（図３：３０１）は、通信事業者ネットワークシステム（図２：２０１）内で加入者（図２：２０６）との通信を行うためのインターフェースである。ＬＳＮ側ポート（図３：３０２）は、通信事業者ネットワークシステム（図２：２０１）内でＬＳＮ（図２：２０２）との通信を行うためのインターフェースである。パケット通信は、加入者側ポート（図３：３０１）とＬＳＮ側ポート（図３：３０２）を介して行われる。なお、加入者側ポート（図３：３０２）とＬＳＮ側ポート（図３：３０２）は加入者（図２：２０６）やＬＳＮ装置（図２：２０２）と直接接続される必要はなく、加入者収容ルータ（図２：２０５）など、他の中継装置経由で接続されてもよい。
【００２３】
内部転送制御部（図３：３０３）は、加入者側ポート（図３：３０１)やＬＳＮ側ポート（図３：３０２)から受信したパケットに対し、経路制御部（図３：３０４)からの指示に従って該当パケットを加入者側ポート（図３：３０１)やＬＳＮ側ポート（図３：３０２)へ転送する。
経路制御部（図３：３０４)は、ルーチングプロトコルや保守運用者の設定により経路表（図３：３０５)の更新、内部転送制御部（図３：３０３）より受信したパケットに対し、ＩＰヘッダ情報に基づき、経路表（図３：３０５)を検索し転送先ポートの決定、加入者側ポート（図３：３０１)から受信したパケットに対し、転送先が経路表に存在しない場合は、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）に対して、ＬＳＮ装置の選択を依頼し、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）からの転送先ポートの通知に基き、転送先の決定と経路表の更新、を行う。
【００２４】
図４に、経路表（図３：３０５)のデータ構造を示す。
経路表（図３：３０５)は、経路制御部（図３：３０４）が転送先ポートを決定する際に使用される、送信元アドレス・ネットワークマスク、送信先アドレス・ネットワークマスク、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間（例、秒）の組み合わせを記憶するデータベースである。データベースの更新は、例えば、ルーチングプロトコルによる経路の学習や保守運用者により経路の設定が行われたタイミング、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）より受信パケットに対してＬＳＮ装置（図２：２０２）が選択されたタイミング、受信パケットに対しＬＳＮ装置（図２：２０２）が割り当てられてから一定時間経過したタイミング等で実施される。
【００２５】
ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）は通信事業者ネットワークシステム（図２：２０１）内に存在するＬＳＮ装置（図２：２０２）より定期的にＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などで保持するセッション数を取得し、ＬＳＮセッション表（図３：３０７)の更新、経路制御部（図３：３０４）より依頼があった場合は、受信したパケットに対してＬＳＮセッション表（図３：３０７)より最も保持しているセッション数が少ないＬＳＮ装置を接続先ＬＳＮ装置として選択、を行う。
【００２６】
図５に、ＬＳＮセッション表（図３：３０７）のデータ構造を示す。
ＬＳＮセッション表（図３：３０７)はＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）が接続先ＬＳＮ装置を選択する際に使用され、ＬＳＮ装置のＩＰアドレス、ＬＳＮ装置の保持するセッション数、転送先ポートの組み合わせを記憶するデータベースである。ＬＳＮ装置のＩＰアドレスはＬＳＮ装置の識別、アクセスのために使用され、セッション数は各ＬＳＮが保持するセッション数を示し、転送先ポートは該当のＬＳＮがどのＬＳＮ側ポートに接続されているかを示す。データベースのデータ更新は例えば、上述の通り、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）がＬＳＮ装置（図２：２０２）から定期的に情報を取得したタイミング等で実施される。
【００２７】
２．処理
２−１．受信処理
図６に、本実施形態の経路制御部（図３：３０４)のパケット受信処理のフロー図を示す。
まず経路制御部（図３：３０４)は、内部転送制御部（図３：３０３）よりパケットを受信する（ステップ６００）と、パケットがＬＮＳ側ポート（図３：３０２)より受信されたか判定する（ステップ６０１）。
【００２８】
そしてＬＳＮ側ポート（図３：３０２)より受信されたパケットであれば、受信パケットの送信先ＩＰアドレスを用いて、経路表（図３：３０５)を検索する(ステップ６０１がＹＥＳ、６０２)。検索の結果、経路表（図３：３０５)に該当のデータがあれば、該当の転送先ポートに対し、パケット転送を行うよう内部転送制御部（図３：３０３)に指示する（ステップ６０３がＹＥＳ、６０４）。経路表（図３：３０５)に該当のデータがなければ、受信パケットを破棄する。（ステップ６０３がＮＯ、６０５）。
【００２９】
また受信パケットが加入者側ポート（図３：３０１)より受信されたパケットであれば、受信パケットの送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を用いて、経路表（図３：３０５)を検索する(ステップ６０１がＮＯ、６０６)。検索の結果、経路表（図３：３０５)に該当のデータがあれば、該当の転送先ポートに対し、パケット転送を行うよう内部転送制御部（図３：３０３)に指示する（ステップ６０７がＹＥＳ、６０４）。経路表（図３：３０５)に該当のデータがなければ、ＬＳＮ装置未選択のパケットと判断し、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)に対し、ＬＳＮ装置の選択を依頼する（ステップ６０８)。ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)においてＬＳＮ装置選択を実施後（ステップ８００）、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)より選択されたＬＳＮ装置の転送先ポートへパケットを転送するよう内部転送制御部（図３：３０３)に指示する（ステップ６０９）。
【００３０】
図８に、本実施形態のＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)のＬＳＮ装置選択のフロー図を示す。
まずＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)は、経路制御部（図３：３０４)よりＬＳＮ装置選択を依頼される（ステップ８００）と、ＬＳＮセッション表（図３：３０７）より最もセッション数の少ないＬＳＮ装置の転送先ポートを受信パケットの転送先として選択する（ステップ８０１）。なお、予め定めた閾値よりセッション数の少ないＬＳＮ装置の転送先ポートを選択するようにしてもよい。
そして転送先として選択した転送先ポートを経路制御部（図３：３０４）に通知する。
【００３１】
２−２．更新処理
図７に、本実施形態の経路制御部（図３：３０４)の経路表（図３：３０５)更新のフロー図を示す。
まず経路制御部（図３：３０４)は、保守運用者より設定された経路情報（送信元ＩＰアドレス／ネットワークマスク、送信先ＩＰアドレス／ネットワークマスク、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間（秒））が経路表にあるか判定を行い（ステップ７０１）、保守運用者により設定された経路情報が経路表にあれば、経路表（図３：３０５)に、設定された経路情報（送信元ＩＰアドレス／ネットワークマスク、送信先ＩＰアドレス／ネットワークマスク、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間（秒））の登録（追加）や削除を実施する（ステップ７０１のＹＥＳ、７０２）。
【００３２】
次に経路制御部（図３：３０４)は、保守運用者より設定された経路情報が経路表にない（ステップ７０１のＮＯ）もしくは経路表の更新（ステップ７０２）を実施後、ダイナミックルーチングプロトコル等の各種の予め定められたルーチングプロトコルにより学習した経路情報があるか判定を行う（ステップ７０３）。ルーチングプロトコルの経路情報更新メッセージを受信し、新たに登録（追加）もしくは削除すべきか学習した経路情報があれば、経路表（図３：３０５)に学習した経路情報（送信先ＩＰアドレス・ネットワークマスク、転送先ポート、経路有効時間（秒））の登録（追加）や削除を実施する（ステップ７０３のＹＥＳ、７０４）。
【００３３】
次に経路制御部（図３：３０４)は、ルーチングプロトコルにより学習した新たな経路情報がない（ステップ７０３のＮＯ）もしくは経路表の更新（ステップ７０４）を実施後、ＬＳＮセッション管理部によりＬＳＮ装置選択が実施されたか判定を行う（ステップ７０５）。ＬＳＮセッション管理部によりＬＳＮ装置選択が実施されていれば（ステップ７０５のＹＥＳ、７０６）、経路表（図３：３０５)に該当ＬＳＮに関する経路情報（送信先ＩＰアドレス・ネットワークマスク、送信先ＩＰアドレス・ネットワークマスク、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間（秒））の登録を実施する（ステップ７０５のＹＥＳ、７０６）。なお、ステップ７０５の判定は、例えば、経路表の更新フローの実行される周期又はタイミングにおいて、又は、予め定められた所定期間内又は所定タイミングにおいて実施することができる。また、例えば、ＬＳＮ装置選択が実施されたか否かを表すフラグを設定しておき、それを参照することで判定を行うことができる。
【００３４】
そして、経路表（図３：３０５)の経路有効時間（秒）を予め定めた時間減算し（ステップ７０７）、経路有効時間（秒）を超過した経路があるか判定する(ステップ７０８)。経路有効時間（秒）を超過（この例では、経路有効時間が０又はマイナス）した経路がある場合、該当の経路情報を経路表（図３：３０５)から削除する（ステップ７０９）。
経路有効時間（秒）を超過したパケットがない（ステップ７０７のＮＯ）もしくは経路表から経路の削除（ステップ７０８）を実施後、ステップ７０１に戻る。
【００３５】
図９に、本実施形態のＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)のＬＳＮセッション表（図３：３０７)更新のフロー図を示す。
まずＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)は、定期的にＬＳＮ装置からセッション情報を取得するために、一定時間経過したか判定を行う（ステップ９０１）。一定時間経過後であれば（ステップ９０１のＹＥＳ）、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)は、ＬＳＮセッション表（図３：３０７）のＬＳＮ装置ＩＰアドレス毎にセッション数を取得する（ステップ９０２）。
【００３６】
そして、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)は、セッション数に変化があるか判定を行い（ステップ９０３）、変化があれば該当ＬＳＮ装置のセッション数を取得した値に更新する（ステップ９０３のＹＥＳ、９０４）。セッション数に変化がない（ステップ９０３のＮＯ）もしくはセッション表を更新（ステップ９０４）後、ステップ９０１に戻る。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、例えば、ＬＳＮ装置を複数したネットワークシステムの中継装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１００、２００：Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
１０１、２０１：通信事業者ネットワークシステム
１０２、２０２：ＬＳＮ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ ＮＡＴ）装置
１０３、２０４：通信事業者中継網
１０４、２０５：加入者収容ルータ
１０６、２０６：加入者
２０３、３００：中継装置
３０１：加入者側ポート
３０２：ＬＳＮ側ポート
３０３：内部転送制御部
３０４：経路情報制御部
３０５：経路表
３０６：ＬＳＮセッション管理部
３０７：ＬＳＮセッション表
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置、通信ネットワークシステム、及び、負荷分散方法に係り、特に、ＬＳＮを使用するネットワークシステムの通信を中継する中継装置及び通信ネットワークシステム、セッション負荷分散を行う負荷分散方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、未配分のＩＰｖ４（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｖｅｒｓｉｏｎ ４）アドレスの在庫が少なくなってきており、２０１１年〜２０１２年にＩＰｖ４アドレスは枯渇するかもしれないという予測がなされている。
そこでＩＰｖ４アドレス枯渇対策の一案として、通信事業者が提供するＦＴＴＨ(Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ)やＡＤＳＬ(Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ)の集約点にてＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）を実施し、複数の加入者に一つのグローバルアドレスを割り当てるＬＳＮ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｎａｔ：非特許文献１）が検討されている。
【０００３】
ＬＳＮの特徴のひとつは従来加入者宅内で加入者宅内の装置に対し小規模で実施されていたＮＡＴを通信事業者のネットワークシステム内で大規模に実施する点である。
また、特許文献１には、既存の通信端末とＤＨＣＰサーバに変更を加えることなく、ルータの負荷を考慮したデフォルトルータの分散による負荷分散を行うルータ設定方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４８１３６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ、Ｃｏｍｍｏｎ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ＩＰ ａｄｄｒｅｓｓ ｓｈａｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅｓ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１に、従来のネットワーク構成図を示す。
従来、ＬＳＮを実施するＬＳＮ装置（図１：１０２）は通信事業者のネットワークシステム（図１：１０１）で他通信事業との接続点やグローバルアドレス空間との接続点に設置される。加入者発・加入者宛のパケットは、ルーチングプロトコル等で動的もしくは保守運用者の設定により静的に生成された各装置の経路表に従い、通信事業者の中継網（図１：１０３）を経由してＬＳＮ装置（図１：１０２）や加入者宅内（図１：１０５）に転送される。そしてＬＳＮ装置（図１：１０２）は受信したパケットのヘッダとＬＳＮ装置（図１：１０２）内部のＮＡＴセッションテーブルに従い、ＮＡＴ処理を実施する。
【０００７】
ここで、ＬＳＮ装置（図１：１０２）を複数設置した場合、加入者のパケットに対しＮＡＴ処理を行うＬＳＮ装置（図１：１０２）はネットワークシステム内の各装置の経路表に基づき決定されることと、加入者の使用するセッション数は動的に変化することから、各ＬＳＮ装置（図１：１０２）に対し、保持するセッション数を均等に分散させることは、通常困難となる。
【０００８】
また、特許文献１では、ルータは、現在のパケット転送機能の負荷状態を複数のルータ間で交換する機能を持ち、二つのネットワークを接続する複数のルータ間で、最も負荷の低いルータを認識する手段を持つことが必要となる。また、通信端末が、自アドレスやデフォルトルータのアドレスなどの設定パラメータ獲得のためにＤＨＣＰメッセージをブロードキャストする必要がある。
【０００９】
本発明では、以上の点に鑑み、通信事業者内の中継網にてＬＳＮ装置等のルータ装置の負荷分散を行う中継装置、通信ネットワークシステム、及び、負荷分散方法を提供することを目的とする。本発明は、通信事業者内の中継網に設置された中継装置にて、各ＬＳＮ装置等のルータ装置が保持しているセッション数に基づきセッションの分散を行うことで、複数設置されたＬＳＮ装置等のルータ装置を効率的に使用することを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によると、
加入者からのパケットに対しＮＡＴ処理を行う複数のＬＳＮ装置と、該ＬＳＮ装置との間の通信を中継する中継装置とを備え、
前記中継装置は、
加入者からパケットを受信すると受信したパケットの送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に経路表を検索し、転送先の決定、ＬＳＮセッション管理部より選択されたＬＳＮ装置に対する経路情報を経路表に更新する経路制御部と、
定期的にＬＳＮ装置の保持するセッション数をＬＳＮセッション表に登録し、経路表に登録されていないパケットを受信した場合に、ＬＳＮセッション表より最も保持するセッション数の少ないＬＳＮ装置を転送先として選択するＬＳＮセッション管理部を備えた中継装置が提供される。
【００１１】
本発明の第２の態様によると、
加入者からのパケットに対しＮＡＴ処理を行う複数のＬＳＮ装置と、該ＬＳＮ装置との間の通信を中継する中継装置とを備え、加入者からのパケットをＬＳＮ装置に対しセッションを均等に分散するセッション負荷分散方法であって、
定期的にＬＳＮの保持するセッション数を取得し、ＬＳＮセッション表を更新するステップと、
受信したパケットに対し、経路表を検索することでＬＳＮ装置へ振り分け済みのセッションか判定するステップと、
未振り分けのセッションの場合、ＬＳＮセッション表より最も保持するセッション数が少ないＬＳＮ装置を選択するステップと、
振り分けたセッションの情報を経路表に追加するステップと
を含むセッション負荷分散方法が提供される。
【００１２】
本発明の第１の解決手段によると、
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおける、前記中継装置であって、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
中継装置が提供される。
【００１３】
本発明の第２の解決手段によると、
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおいて、
前記中継装置は、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
通信ネットワークシステムが提供される。
【００１４】
本発明の第３の解決手段によると、
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおいて、加入者からのパケットをルータ装置に対しセッションを均等に分散するための負荷分散方法であって、
前記中継装置は、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
負荷分散方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数のＬＳＮ装置等のルータ装置が設置されたネットワークシステムにおいて、各ＬＳＮ装置等のルータ装置のセッション数を均等に分散させることにより、各ＬＳＮ装置等のルータ装置を効率的に使用することが可能である。また、大規模なＬＳＮ装置を使用せず、小規模なＮＡＴ装置を複数台使用し、ネットワークシステムを構築することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のネットワーク構成図である。
【図２】本実施形態のネットワーク構成図である。
【図３】本実施形態の中継装置の構成図である。
【図４】本実施形態の経路表のデータ構造を示す図である。
【図５】本実施形態のＬＳＮセッション表のデータ構造を示す図である。
【図６】本実施形態の経路制御部のパケット受信処理フローを示す図である。
【図７】本実施形態の経路制御部の経路表更新フローを示す図である。
【図８】本実施形態のＬＳＮセッション管理部のＬＳＮ装置選択フローを示す図である。
【図９】本実施形態のＬＳＮセッション管理部のＬＳＮセッション表更新フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
１．構成
図２に、本実施形態のネットワーク構成図を示す。
本実施形態に係る中継装置は、中継装置（図２：２０３）にてネットワーク内の複数のＬＳＮ装置（図２：２０２）が保持しているセッション数を定期的に取得し、加入者からパケットを受信した場合に最も保持しているセッション数が少ないＬＳＮ装置、又は、予め定められた閾値より保持しているセッション数が少ないＬＳＮ装置（図２：２０２）へ加入者からのパケットを振り分けることでＬＳＮ装置（図２：２０２）のセッション負荷分散を可能とする。
【００１８】
中継装置（図２：２０３）は、例えば、加入者からのパケットに対しＮＡＴ処理を行う複数のＬＳＮ装置（図２：２０２）との間の通信を中継するものであって、次の構成を備える。
・各ＬＳＮ装置（図２：２０２）の保持するセッション情報の取得、受信したパケットに対し接続先ＬＳＮ装置（図２：２０２）の選択を実施するＬＳＮセッション管理部、
・受信したパケットに対し、経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部
【００１９】
経路制御部は、加入者より受信したパケットの送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に当該パケットが経路表に存在するかどうか判定し、経路表に存在する場合は経路表に従い転送処理を実施し、経路表に存在しない場合は接続先ＬＳＮ装置（図２：２０２）の選択処理をＬＳＮセッション管理部に依頼し、ＬＳＮセッション管理部より選択されたＬＳＮ装置（図２：２０２）に対する経路情報を経路表に更新する。ＬＳＮセッション管理部は、セッション表の情報を定期的に更新し、接続先ＬＳＮ装置（図２：２０２）の選択を行う。
また、中継装置（図２：２０３）は、経路表と、ＬＳＮ装置（図２：２０２）の保持するセッション数を保持するＬＳＮセッション表と、を備える。
【００２０】
図３は、本実施の形態の中継装置を示す図である。
中継装置（図３：３００）は、次の構成を備える。
・複数の加入者宅内装置（図２：２０６）と通信を行う複数の加入者側ポート（図３：３０１）、
・複数のＬＳＮ装置（図２：２０２）と通信を行う複数のＬＳＮ側ポート（図３：３０２）、
・各ポートへパケット転送処理を行う内部転送制御部（図３：３０３）、
・送信元ＩＰアドレス・ネットワークマスク、送信先ＩＰアドレス・ネットワークマスク、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間（秒）を含む経路表（図３：３０５）、
・受信パケットに基づき経路表（図３：３０５）を検索し、受信パケットの転送先を決定し、経路表（図３：３０５）の更新処理を行う経路制御部（図３：３０４）
・、各ＬＳＮ装置（図２：２０２）のＩＰアドレス、各ＬＳＮ装置の保持するセッション数、転送先ポート、からなるＬＳＮセッション表（図３：３０６）、
・経路制御部（図３：３０３）からの依頼により、受信したパケットに対しＬＳＮセッション表（図３：３０６）に基づき、接続先ＬＳＮ装置（図２：２０２）の選択を実施するＬＳＮセッション管理部（図３：３０４）
【００２１】
加入者（図２：２０６）は、ブロードバンドルータ相当の加入者宅内装置を用いてＡＤＳＬやＦＴＴＨサービスを利用している。
中継装置（図３：３００）とＬＳＮ装置（図２：２０２）は、通信事業者ネットワークシステム（図２：２０１）内に設置される装置で、加入者（図２：２０６）に対しインターネット接続サービスを提供するルータ装置である。ＬＳＮ装置（図２：２０２）は加入者（図２：２０６）より受信したパケットに対しＮＡＴ処理を実施する。
【００２２】
加入者側 ポート（図３：３０１）は、通信事業者ネットワークシステム（図２：２０１）内で加入者（図２：２０６）との通信を行うためのインターフェースである。ＬＳＮ側ポート（図３：３０２）は、通信事業者ネットワークシステム（図２：２０１）内でＬＳＮ（図２：２０２）との通信を行うためのインターフェースである。パケット通信は、加入者側ポート（図３：３０１）とＬＳＮ側ポート（図３：３０２）を介して行われる。なお、加入者側ポート（図３：３０２）とＬＳＮ側ポート（図３：３０２）は加入者（図２：２０６）やＬＳＮ装置（図２：２０２）と直接接続される必要はなく、加入者収容ルータ（図２：２０５）など、他の中継装置経由で接続されてもよい。
【００２３】
内部転送制御部（図３：３０３）は、加入者側ポート（図３：３０１)やＬＳＮ側ポート（図３：３０２)から受信したパケットに対し、経路制御部（図３：３０４)からの指示に従って該当パケットを加入者側ポート（図３：３０１)やＬＳＮ側ポート（図３：３０２)へ転送する。
経路制御部（図３：３０４)は、ルーチングプロトコルや保守運用者の設定により経路表（図３：３０５)の更新、内部転送制御部（図３：３０３）より受信したパケットに対し、ＩＰヘッダ情報に基づき、経路表（図３：３０５)を検索し転送先ポートの決定、加入者側ポート（図３：３０１)から受信したパケットに対し、転送先が経路表に存在しない場合は、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）に対して、ＬＳＮ装置の選択を依頼し、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）からの転送先ポートの通知に基き、転送先の決定と経路表の更新、を行う。
【００２４】
図４に、経路表（図３：３０５)のデータ構造を示す。
経路表（図３：３０５)は、経路制御部（図３：３０４）が転送先ポートを決定する際に使用される、送信元アドレス・ネットワークマスク、送信先アドレス・ネットワークマスク、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間（例、秒）の組み合わせを記憶するデータベースである。データベースの更新は、例えば、ルーチングプロトコルによる経路の学習や保守運用者により経路の設定が行われたタイミング、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）より受信パケットに対してＬＳＮ装置（図２：２０２）が選択されたタイミング、受信パケットに対しＬＳＮ装置（図２：２０２）が割り当てられてから一定時間経過したタイミング等で実施される。
【００２５】
ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）は通信事業者ネットワークシステム（図２：２０１）内に存在するＬＳＮ装置（図２：２０２）より定期的にＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などで保持するセッション数を取得し、ＬＳＮセッション表（図３：３０７)の更新、経路制御部（図３：３０４）より依頼があった場合は、受信したパケットに対してＬＳＮセッション表（図３：３０７)より最も保持しているセッション数が少ないＬＳＮ装置を接続先ＬＳＮ装置として選択、を行う。
【００２６】
図５に、ＬＳＮセッション表（図３：３０７）のデータ構造を示す。
ＬＳＮセッション表（図３：３０７)はＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）が接続先ＬＳＮ装置を選択する際に使用され、ＬＳＮ装置のＩＰアドレス、ＬＳＮ装置の保持するセッション数、転送先ポートの組み合わせを記憶するデータベースである。ＬＳＮ装置のＩＰアドレスはＬＳＮ装置の識別、アクセスのために使用され、セッション数は各ＬＳＮが保持するセッション数を示し、転送先ポートは該当のＬＳＮがどのＬＳＮ側ポートに接続されているかを示す。データベースのデータ更新は例えば、上述の通り、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６）がＬＳＮ装置（図２：２０２）から定期的に情報を取得したタイミング等で実施される。
【００２７】
２．処理
２−１．受信処理
図６に、本実施形態の経路制御部（図３：３０４)のパケット受信処理のフロー図を示す。
まず経路制御部（図３：３０４)は、内部転送制御部（図３：３０３）よりパケットを受信する（ステップ６００）と、パケットがＬＮＳ側ポート（図３：３０２)より受信されたか判定する（ステップ６０１）。
【００２８】
そしてＬＳＮ側ポート（図３：３０２)より受信されたパケットであれば、受信パケットの送信先ＩＰアドレスを用いて、経路表（図３：３０５)を検索する(ステップ６０１がＹＥＳ、６０２)。検索の結果、経路表（図３：３０５)に該当のデータがあれば、該当の転送先ポートに対し、パケット転送を行うよう内部転送制御部（図３：３０３)に指示する（ステップ６０３がＹＥＳ、６０４）。経路表（図３：３０５)に該当のデータがなければ、受信パケットを破棄する。（ステップ６０３がＮＯ、６０５）。
【００２９】
また受信パケットが加入者側ポート（図３：３０１)より受信されたパケットであれば、受信パケットの送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を用いて、経路表（図３：３０５)を検索する(ステップ６０１がＮＯ、６０６)。検索の結果、経路表（図３：３０５)に該当のデータがあれば、該当の転送先ポートに対し、パケット転送を行うよう内部転送制御部（図３：３０３)に指示する（ステップ６０７がＹＥＳ、６０４）。経路表（図３：３０５)に該当のデータがなければ、ＬＳＮ装置未選択のパケットと判断し、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)に対し、ＬＳＮ装置の選択を依頼する（ステップ６０８)。ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)においてＬＳＮ装置選択を実施後（ステップ８００）、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)より選択されたＬＳＮ装置の転送先ポートへパケットを転送するよう内部転送制御部（図３：３０３)に指示する（ステップ６０９）。
【００３０】
図８に、本実施形態のＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)のＬＳＮ装置選択のフロー図を示す。
まずＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)は、経路制御部（図３：３０４)よりＬＳＮ装置選択を依頼される（ステップ８００）と、ＬＳＮセッション表（図３：３０７）より最もセッション数の少ないＬＳＮ装置の転送先ポートを受信パケットの転送先として選択する（ステップ８０１）。なお、予め定めた閾値よりセッション数の少ないＬＳＮ装置の転送先ポートを選択するようにしてもよい。
そして転送先として選択した転送先ポートを経路制御部（図３：３０４）に通知する。
【００３１】
２−２．更新処理
図７に、本実施形態の経路制御部（図３：３０４)の経路表（図３：３０５)更新のフロー図を示す。
まず経路制御部（図３：３０４)は、保守運用者より設定された経路情報（送信元ＩＰアドレス／ネットワークマスク、送信先ＩＰアドレス／ネットワークマスク、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間（秒））が経路表にあるか判定を行い（ステップ７０１）、保守運用者により設定された経路情報が経路表にあれば、経路表（図３：３０５)に、設定された経路情報（送信元ＩＰアドレス／ネットワークマスク、送信先ＩＰアドレス／ネットワークマスク、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間（秒））の登録（追加）や削除を実施する（ステップ７０１のＹＥＳ、７０２）。
【００３２】
次に経路制御部（図３：３０４)は、保守運用者より設定された経路情報が経路表にない（ステップ７０１のＮＯ）もしくは経路表の更新（ステップ７０２）を実施後、ダイナミックルーチングプロトコル等の各種の予め定められたルーチングプロトコルにより学習した経路情報があるか判定を行う（ステップ７０３）。ルーチングプロトコルの経路情報更新メッセージを受信し、新たに登録（追加）もしくは削除すべきか学習した経路情報があれば、経路表（図３：３０５)に学習した経路情報（送信先ＩＰアドレス・ネットワークマスク、転送先ポート、経路有効時間（秒））の登録（追加）や削除を実施する（ステップ７０３のＹＥＳ、７０４）。
【００３３】
次に経路制御部（図３：３０４)は、ルーチングプロトコルにより学習した新たな経路情報がない（ステップ７０３のＮＯ）もしくは経路表の更新（ステップ７０４）を実施後、ＬＳＮセッション管理部によりＬＳＮ装置選択が実施されたか判定を行う（ステップ７０５）。ＬＳＮセッション管理部によりＬＳＮ装置選択が実施されていれば（ステップ７０５のＹＥＳ、７０６）、経路表（図３：３０５)に該当ＬＳＮに関する経路情報（送信先ＩＰアドレス・ネットワークマスク、送信先ＩＰアドレス・ネットワークマスク、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間（秒））の登録を実施する（ステップ７０５のＹＥＳ、７０６）。なお、ステップ７０５の判定は、例えば、経路表の更新フローの実行される周期又はタイミングにおいて、又は、予め定められた所定期間内又は所定タイミングにおいて実施することができる。また、例えば、ＬＳＮ装置選択が実施されたか否かを表すフラグを設定しておき、それを参照することで判定を行うことができる。
【００３４】
そして、経路表（図３：３０５)の経路有効時間（秒）を予め定めた時間減算し（ステップ７０７）、経路有効時間（秒）を超過した経路があるか判定する(ステップ７０８)。経路有効時間（秒）を超過（この例では、経路有効時間が０又はマイナス）した経路がある場合、該当の経路情報を経路表（図３：３０５)から削除する（ステップ７０９）。
経路有効時間（秒）を超過したパケットがない（ステップ７０７のＮＯ）もしくは経路表から経路の削除（ステップ７０８）を実施後、ステップ７０１に戻る。
【００３５】
図９に、本実施形態のＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)のＬＳＮセッション表（図３：３０７)更新のフロー図を示す。
まずＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)は、定期的にＬＳＮ装置からセッション情報を取得するために、一定時間経過したか判定を行う（ステップ９０１）。一定時間経過後であれば（ステップ９０１のＹＥＳ）、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)は、ＬＳＮセッション表（図３：３０７）のＬＳＮ装置ＩＰアドレス毎にセッション数を取得する（ステップ９０２）。
【００３６】
そして、ＬＳＮセッション管理部（図３：３０６)は、セッション数に変化があるか判定を行い（ステップ９０３）、変化があれば該当ＬＳＮ装置のセッション数を取得した値に更新する（ステップ９０３のＹＥＳ、９０４）。セッション数に変化がない（ステップ９０３のＮＯ）もしくはセッション表を更新（ステップ９０４）後、ステップ９０１に戻る。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、例えば、ＬＳＮ装置を複数したネットワークシステムの中継装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１００、２００：Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
１０１、２０１：通信事業者ネットワークシステム
１０２、２０２：ＬＳＮ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ ＮＡＴ）装置
１０３、２０４：通信事業者中継網
１０４、２０５：加入者収容ルータ
１０６、２０６：加入者
２０３、３００：中継装置
３０１：加入者側ポート
３０２：ＬＳＮ側ポート
３０３：内部転送制御部
３０４：経路情報制御部
３０５：経路表
３０６：ＬＳＮセッション管理部
３０７：ＬＳＮセッション表
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおける、前記中継装置であって、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の中継装置において、
前記経路制御部は、
受信したパケットが、ルータ装置側ポートより受信されたか、加入者側ポートより受信されたかを判定し、
受信パケットがルータ装置側ポートより受信されたパケットであれば、受信パケットの送信先アドレスを用いて、前記経路表を検索し、該当の転送先ポートに対し、パケット転送を行い、前記経路表に該当のデータがなければ、受信パケットを破棄する
ことを特徴とする中継装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の中継装置において、
前記経路表は、各データに対して経路有効時間をさらに含み、
前記経路制御部は、
前記セッション管理部によりルータ装置選択が実施されたか判定を行い、
前記セッション管理部によりルータ装置選択が実施されていれば、前記経路表に該当ルータ装置に関する、送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間を含む経路情報の登録を実施し、
該経路情報の経路有効時間を減算し、予め定められた経路有効時間を超過した経路がある場合、該経路情報を前記経路表から削除する
ことを特徴とする中継装置。
【請求項４】
請求項３に記載の中継装置において、
前記経路制御部は、
保守運用者より設定された経路情報に従い、前記経路表に該経路情報の登録及び／又は削除を実施し、
予め定められたルーチングプロトコルにより学習した経路情報に従い、前記経路表に学習した経路情報の登録及び／又は削除を実施する
ことを特徴とする中継装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の中継装置において、
前記セッション管理部は、
一定時間経過後に、前記セッション表のルータ装置アドレス毎にセッション数を取得し、
セッション数に変化があるか判定を行い、変化があれば該当ルータ装置のセッション数を取得した値に更新する
ことを特徴とする中継装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の中継装置において、
送信元アドレス及び／又は送信先アドレスは、さらにネットワークマスクを含むことを特徴とする中継装置。
【請求項７】
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおいて、
前記中継装置は、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
通信ネットワークシステム。
【請求項８】
請求項７に記載の通信ネットワークシステムにおいて、
前記経路制御部は、
受信したパケットが、ルータ装置側ポートより受信されたか、加入者側ポートより受信されたかを判定し、
受信パケットがルータ装置側ポートより受信されたパケットであれば、受信パケットの送信先アドレスを用いて、前記経路表を検索し、該当の転送先ポートに対し、パケット転送を行い、前記経路表に該当のデータがなければ、受信パケットを破棄する
ことを特徴とする通信ネットワークシステム。
【請求項９】
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおいて、加入者からのパケットをルータ装置に対しセッションを均等に分散するための負荷分散方法であって、
前記中継装置は、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
負荷分散方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の負荷分散方法において、
前記経路制御部は、
受信したパケットが、ルータ装置側ポートより受信されたか、加入者側ポートより受信されたかを判定し、
受信パケットがルータ装置側ポートより受信されたパケットであれば、受信パケットの送信先アドレスを用いて、前記経路表を検索し、該当の転送先ポートに対し、パケット転送を行い、前記経路表に該当のデータがなければ、受信パケットを破棄する
ことを特徴とする負荷分散方法。
【請求項１】
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおける、前記中継装置であって、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の中継装置において、
前記経路制御部は、
受信したパケットが、ルータ装置側ポートより受信されたか、加入者側ポートより受信されたかを判定し、
受信パケットがルータ装置側ポートより受信されたパケットであれば、受信パケットの送信先アドレスを用いて、前記経路表を検索し、該当の転送先ポートに対し、パケット転送を行い、前記経路表に該当のデータがなければ、受信パケットを破棄する
ことを特徴とする中継装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の中継装置において、
前記経路表は、各データに対して経路有効時間をさらに含み、
前記経路制御部は、
前記セッション管理部によりルータ装置選択が実施されたか判定を行い、
前記セッション管理部によりルータ装置選択が実施されていれば、前記経路表に該当ルータ装置に関する、送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポート、経路有効時間を含む経路情報の登録を実施し、
該経路情報の経路有効時間を減算し、予め定められた経路有効時間を超過した経路がある場合、該経路情報を前記経路表から削除する
ことを特徴とする中継装置。
【請求項４】
請求項３に記載の中継装置において、
前記経路制御部は、
保守運用者より設定された経路情報に従い、前記経路表に該経路情報の登録及び／又は削除を実施し、
予め定められたルーチングプロトコルにより学習した経路情報に従い、前記経路表に学習した経路情報の登録及び／又は削除を実施する
ことを特徴とする中継装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の中継装置において、
前記セッション管理部は、
一定時間経過後に、前記セッション表のルータ装置アドレス毎にセッション数を取得し、
セッション数に変化があるか判定を行い、変化があれば該当ルータ装置のセッション数を取得した値に更新する
ことを特徴とする中継装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の中継装置において、
送信元アドレス及び／又は送信先アドレスは、さらにネットワークマスクを含むことを特徴とする中継装置。
【請求項７】
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおいて、
前記中継装置は、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
通信ネットワークシステム。
【請求項８】
請求項７に記載の通信ネットワークシステムにおいて、
前記経路制御部は、
受信したパケットが、ルータ装置側ポートより受信されたか、加入者側ポートより受信されたかを判定し、
受信パケットがルータ装置側ポートより受信されたパケットであれば、受信パケットの送信先アドレスを用いて、前記経路表を検索し、該当の転送先ポートに対し、パケット転送を行い、前記経路表に該当のデータがなければ、受信パケットを破棄する
ことを特徴とする通信ネットワークシステム。
【請求項９】
加入者からのパケットに対しネットワーク・アドレス変換処理を行う複数のルータ装置と、該各ルータ装置と加入者との間の通信を中継する中継装置とを備えた通信ネットワークシステムにおいて、加入者からのパケットをルータ装置に対しセッションを均等に分散するための負荷分散方法であって、
前記中継装置は、
送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号、転送先ポートの組み合わせを記憶する経路表と、
ルータ装置のアドレス、ルータ装置の保持するセッション数、ルータ装置の転送先ポートの組み合わせを記憶するセッション表と、
受信したパケットに対し、前記経路表に基づきパケットの転送処理を行う経路制御部と、
各ルータ装置の保持するセッション数を前記セッション表に登録し、受信したパケットに対し転送先のルータ装置選択を実施するセッション管理部と、
備え、
受信パケットが加入者側より受信されたパケットである場合、前記経路制御部は、受信したパケットの送信元アドレス、送信先アドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を基に前記経路表を検索し、該当するデータがあれば、該当する転送先ポートへパケットを転送し、
前記経路制御部は、該当するデータがなければ、前記セッション管理部に対しルータ装置選択を依頼し、
前記セッション管理部は、前記経路制御部からルータ装置選択を依頼されると、前記セッション表を参照して、最も保持するセッション数の少ない又は予め定められた閾値よりセッション数の少ないルータ装置を転送先として選択して転送先ポートを求め、
前記経路制御部は、前記セッション管理部より選択されたルータ装置の転送先ポートへパケットを転送し、選択されたルータ装置の転送先ポートを含む経路情報を前記経路表に更新する
負荷分散方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の負荷分散方法において、
前記経路制御部は、
受信したパケットが、ルータ装置側ポートより受信されたか、加入者側ポートより受信されたかを判定し、
受信パケットがルータ装置側ポートより受信されたパケットであれば、受信パケットの送信先アドレスを用いて、前記経路表を検索し、該当の転送先ポートに対し、パケット転送を行い、前記経路表に該当のデータがなければ、受信パケットを破棄する
ことを特徴とする負荷分散方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１５６６９８（Ｐ２０１２−１５６６９８Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０７７（Ｐ２０１１−１３０７７）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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