CN101044723A - 通信处理系统、包处理负荷分散装置及其方法 - Google Patents

通信处理系统、包处理负荷分散装置及其方法 Download PDF

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CN101044723A CNA2005800059644A CN200580005964A CN101044723A CN 101044723 A CN101044723 A CN 101044723A CN A2005800059644 A CNA2005800059644 A CN A2005800059644A CN 200580005964 A CN200580005964 A CN 200580005964A CN 101044723 A CN101044723 A CN 101044723A
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Abstract

本发明公开一种负荷分散管理器，其按照依据规定的规则划分通信量处理的方式，分别给群集成员分配过滤规则。群集成员分别依据该分配规则，获得由邻接节点在与邻接节点之间的数据链路上进行组播的包。群集成员分别检测所获得的包的对话，并进行状态的记录更新以及防火墙的包过滤的应用等规定的处理。

Description

通信处理系统、包处理负荷分散装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种通信处理系统、包处理负荷分散装置及其中采用的包处理负荷分散方法，尤其涉及一种IP(Internet Protocol，互联网协议)包的处理负荷分散方法。
背景技术
关于在IP网络中设置的路由器装置，存在参照IP的上层的信息进行处理的装置。例如，作为这种装置，可以列举阻止非法访问等所采用的防火墙装置或端接(terminte)IPsec(IP security protocol，IP安全协议)通道的VPN(Virtual Private Network)网关装置等。
在这些装置中，需要对所通过的包所属的上层的对话进行识别，根据各个对话的状态来处理包。这些装置，由于每次包通过时都进行对话的识别和状态的参照·更新，因此处理所需要的计算量很大，正在开发一种准备多台装置使负荷分散的技术。在此，所谓对话是指由IP的上层所提供的虚拟通信方式，包含例如TCP(Transmission Control Protocol)的连接，IPsec的安全协定等。
作为以往系统的分散方式，有以下所述这样的2种方式。第一方式是如图8所示的方式，先于多个包处理装置(路由器装置(#1～#n)4-1～4-n)而设置分配包的装置(包分配装置5)，通过由该装置向任一包处理装置分配包，从而进行负荷的分散。
在图8中，路由器装置(#1～#n)4-1～4-n具备保持对话状态41a-1～41a-n(对话状态41a-2～41a-n未图示)的对话处理功能41-1～41-n(对话处理功能41-2～41-n未图示)，包分配装置5具备负荷分散规则51。
在该第一方案中，存在的问题在于，处理集中在分配包的装置中，另外因该装置的故障会导致整个系统瘫痪。为了解决这个问题，提出了以下所述的第二方案。
即，第二方式是一种如图9所示的方式，在该第二方式中，包通过数据链路层协议的组播(multicast)而到达所有的包处理装置(主路由装置7以及路由装置6-1～6-n)中。在每个包处理装置中存在包分散过滤[通信量分散过滤73以及通信量分散过滤63-1～63-n(通信量分散过滤63-2～63-n未图示)]。
在图9中，主路由器装置7，具备其它装置的对话状态(当前使用)71，以及保持对话状态72a的对话处理功能72，路由装置6-1～6-n，具备其它装置的对话状态(备用)61-1～61-n(其它装置的对话状态(备用)61-2～61-n未图示)以及保持对话状态62a-1～62a-n(对话状态62a-2～62-n未图示)的对话处理功能62-1～62-n(对话处理功能62-2～62-n未图示)。并且，主路由装置7以及路由装置6-1以及6-n经由与邻接节点之间的数据链路200而与邻接节点(发送侧)8连接。
包分散过滤，根据负荷分散规则使经数据链路所组播的IP包通过或者丢弃。负荷分散规则，以按照满足如下条件的方式设定在各装置中：即(1)同一内容的包由任何一个装置处理；(2)包必须通过任一装置的过滤，
在第二方式的负荷分散的过程中，执行以下这样的动作。
(1)主装置将负荷分散规则设定在其它装置中；
(2)主装置掌握在其它装置中设定了怎样的负荷分散过滤，并设定规则使负荷均匀分散；
(3)主装置本身设定有对不适合于负荷分散规则包进行处理这样的负荷分散过滤；
(4)根据主装置处理的包的对话信息制作新的负荷分散规则并在其它装置中设定规则；
(5)如果主装置产生故障，则按照其它装置作为主装置工作的方式而进行动作。
在图9中，各装置具有对话处理功能。对话处理功能，参照内部的对话处理规则和对话状态，对通过了包分散过滤的包进行处理，并将该包丢弃或者传送。
主路由装置7在各装置中设定对话处理规则。并且，包含主路由装置7的各装置，相互交换对话状态，并每隔恒定时间如果存在与上次交换的差分(difference)则进行交换。
包含主路由装置7的各装置，保持着其它装置的对话处理规则以及在某个时刻各装置的对话状态。因此，如果主路由装置7以外的任一装置产生故障，则主路由装置7确定代替的装置，使该装置接替设定在产生了故障的装置中的对话处理规则和对话状态。并且，如果主装置7产生故障，则其它装置接替主路由装置的功能。这样可实现对任意装置的故障的自动恢复(文献：特公表2003-518338号公报，特公表2003-517221号公报)。
然而，在上述以往的负荷分散方法中，为了对付主装置产生的故障，其它装置需要保持必要的信息从而作为主装置产生动作。
由于主装置需要全部保持分配给其它装置的对话内容，因此所有的装置需要保持应分配给其它所有装置的对话信息。因此，在以往的负荷分散方法中，产生的问题在于，如果群集系统(cluster system)所处理的对话数增加，则不管系统内的装置数量如何，各装置应保持的状态的量都会增加。
并且，在以往的负荷分散方法中，由于在各装置中上述状态同步，因而当主装置重新将对话分配给其它装置时，所有装置的状态的均被更新。因此，在以往的负荷分散方法中，存在的问题在于，在为了缩短主装置在故障时的故障转移(failover)(其它装置继承主装置的控制处理)时间的情况下，若缩短状态的同步间隔，则用于状态的更新的通信成本会增加。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种消除上述问题，不会增加用于更新系统内的各装置应保持的状态的量以及用于更新状态的通信成本，便可以实现包处理的负荷分散的通信处理系统、包处理负荷分散装置以及其中采用的包处理负荷分散方法。
本发明的通信处理系统，具备对作为传送包的路由器而工作的路由器群集装置组的负荷分散进行控制的多个负荷分散控制装置，
与对上述包进行处理的包处理装置分离地设置上述多个负荷分散控制装置，
在上述多个负荷分散控制装置中的一台产生故障时，其它负荷分散控制装置继承着该产生了故障的装置的控制装置。
本发明的包处理负荷分散装置，具备对作为传送包的路由器而工作的路由器群集装置组的负荷分散进行控制的功能，
被设置为与对上述包进行处理的包处理装置分离，在对上述包处理装置执行控制处理的当前使用装置产生故障时，继承该产生了故障的当前使用装置的控制处理。
本发明的包处理负荷分散方法，具备在与对包进行处理的包处理装置相分离设置的多个负荷分散控制装置侧，对作为传送包的路由器而工作的路由器群集装置组的负荷分散进行控制的步骤，
在上述多个负荷分散控制装置中的一台产生故障时，使其它负荷分散控制装置继承该产生了故障的装置的控制处理。
即，本发明的包处理负荷分散方法，是一种对作为传送IP(InternetProtocol)包的路由器而工作的路由器群集装置组的负荷分散进行控制的方法，将多台控制装置与包处理装置分离设置，即使一台控制装置产生故障，因其它装置继承控制处理(failover，故障转移)，故而防止在故障产生时IP路由器的功能以及负荷分散功能的停止。
并且，在本发明的包处理负荷分散方法中，因不依赖于包的通过而根据静态决定的划分规则使所通过的包的处理分散在各装置中，故而抑制负荷分散控制的成本使之降低。
进而，在本发明的包处理负荷分散方法中，因仅在与控制装置之间进行因控制装置的故障和故障转移而引起的群集系统的处理，因此控制装置的故障转移处理中不会涉及路由器群集。
在此，IP路由器群集，具有以下功能：
(A)相对于其它邻接IP节点，作为传送IP包的一台路由器而工作；
(B)因多台路由器分担执行包的传送处理，故而能提高整体的性能；
(C)利用TCP(Transmission Control Protocol)等的上层的头信息，检测包所属的对话，并记录更新它的对话状态，并且根据对话状态执行规定的处理。
另，所谓对话是指由IP的上层所提供的虚拟通信方式，包含例如TCP的连接，IPsec的安全协定等。
这样，在本发明的包处理负荷分散方法中，因备用的管理器保持与当前使用的管理器同样的信息，故而使管理器冗余化。并且，因管理器被设置为与群集成员分离，由于不必因管理器的故障而停止群集成员的处理或者使群集成员处理多余的控制信号，因此因管理器的故障而对群集成员产生的影响变小。
另外，在本发明的包处理负荷分散方法中，由于预先对各群集成员分配通信量的划分规则，在群集成员的变更以外的时刻不需要交换对话信息，因此用于负荷分散的控制信息的通信成本变少。
进而，在本发明的包处理负荷分散方法中，在频繁发送用于激活/非激活监测的广告的情况下，也可以用控制信号专用的数据链路来连接管理器与各群集成员。
因而，在本发明的包处理负荷分散方法中，不会增加用于更新系统内的各装置应保持的状态的量的、或状态的更新的通信成本，可以实现包处理的负荷分散。
附图说明
图1为表示本发明的一实施例的通信处理系统的结构的框图。
图2为表示图1的负荷分散管理器的结构的框图。
图3为表示图1的群集成员的结构的框图。
图4为表示图1的负荷分散管理器之间的激活/非激活监测·故障转移过程的流程图。
图5为表示由图1的负荷分散管理器执行的群集成员的负荷分散控制过程的流程图。
图6为表示图1的群集成员的包处理过程的流程图。
图7为表示图1的群集成员的激活/非激活监测·故障转移过程的流程图。
图8为表示以往例的通信处理系统的结构例的框图。
图9为表示以往例的通信处理系统的其它结构例的框图。
具体实施方式
接着，针对本发明的实施例参照附图进行说明。图1为表示根据本发明的一实施例的通信处理系统的结构的框图。在图1中，根据本发明的一实施例的通信处理系统，由负荷分散管理器1-1～1-k、群集成员2-1～2-n、邻接节点(发送侧)3构成，是一种经由与邻接节点之间的数据链路100连接这些装置的IP群集系统。
即，群集成员2-1～2-n，分别连接在与邻接节点(发送侧)3相同的数据链路(与邻接节点的数据链路100)上。负荷分散管理器1-1～1-k，连接在与任一邻接节点(发送侧)3之间的数据链路(与邻接节点之间的数据链路100)上。
群集成员2-1～2-n，分别具备：保保持对话状态表格21a-1～21a-n(对话状态表格21a-2～21a-n未图示)的对话处理功能21-1～21-n(对话处理功能21-2～21-n未图示)、通信量分散过滤(主处理)22-1～22-n(通信量分散过滤(主处理)22-2～22-n未图示)、和通信量分散过滤(副处理)23-1～23-n(通信量分散过滤(副处理)23-2～23-n未图示)。
负荷分散管理器1-1～1-k，具备：负荷分散规则(『成员#1的主处理的范围、备份处理的范围』，……『成员#n的主处理的范围，备份处理的范围』)11-1、和管理器清单(管理器#1、……管理器#k)12-1。
负荷分散管理器1-1～1-k，按照按规定的规则划分通信量处理的方式对群集成员2-1～2-n分别分配过滤规则。群集成员2-1～2-n分别依据该分配规则，获得由邻接节点3在与邻接节点之间的数据链路100上进行组播(mulicast)后的包。
群集成员2-1～2-n分别检测所获得的包的对话，进行状态的记录更新以及防火墙的包过滤的应用等、规定的处理。在此，对话是指由IP(Internet Protocol)的上层所提供的虚拟通信方式，包含例如TCP(Transimission Control Protocol)的连接、IPsec(IP security protoco)的安全协定等。
负荷分散管理器1-1～1-k可以设置多台。这些负荷分散管理器1-1～1-k中的一台作为当前使用的而工作，其它管理器作为备用而工作。当前使用的负荷分散管理器，根据群集内的成员清单，分配各群集成员2-1～2-n的通信量的处理范围并指示处理。
备用负荷分散管理器，对当前使用的负荷分散管理器的激活/非激活(active/inactive)进行监测，在当前使用的负荷分散管理器产生了故障时，那些备用负荷分散管理器中的一台成为当前使用的负荷分散管理器。因此，群集成员2-1～2-n中的每一个能够在不知道负荷分散管理器1-1～1-k的故障或冗余结构的情况在，便可以进行处理。
图2为表示图1的负荷分散管理器1-i(0＜i≤k)的结构的框图。在图2中，负荷分散管理器1-i，由负荷分散控制功能13-i、管理器激活/非激活监测功能15-i、负荷分散规则设定部16-i、广告发送接收部17-i、管理器个别信息18-i、网络接口部19-i构成。
另，负荷分散控制功能13-i，包含负荷分散规则11-i和成员激活/非激活监测功能14-i，管理器激活/非激活监测功能15-i包含管理器清单12-i。另外，成员激活/非激活监测功能14-i，由每个群集成员2-1～2-n(成员#1～#n)的广告接收经过时间(t1～tn)与激活/非激活信息构成，管理器清单12-i，由每个负荷分散管理器1-1～1-k(管理器#1～#n)的有效期间(u1～uk)与优先级(p_1～p_k)组成。
并且，作为负荷分散管理器1-1～1-k的个别参数，设定有『管理器标识符：按照在群集内为唯一的方式设定』、『优先级：被设定为全部按顺序』、和『管理器广告的有效期间』。
广告发送接收部17-i，与成员激活/非激活监测功能14-i以及管理器激活/非激活监测功能15-i连接，发送用于通知本装置的活性的广告，同时接收群集成员2-1～2-n以及其它负荷分散管理器发送的广告信息，将该信息传递给成员激活/非激活监测功能14-i以及管理器激活/非激活监测功能15-i。成员激活/非激活监测功能14-i以及管理器激活/非激活监测功能15-i，根据广告信号对其发送源的装置的激活/非激活状态进行管理。
负荷分散规则11-i，对群集成员2-1～2-n分别对应处理的通信量的划分规则以及当前的划分状态进行管理。并且，负荷分散规则11-i，由主负荷分散规则(mf_1～mf_n)、和副负荷分散规则(bf_1～bf_n)组成。负荷分散规则设定部16-i与负荷分散规则11-i连接，将负荷分散规则11-i规定的通信量分配，通知给各路由装置(未图示)。
广告发送接收部17-i以及负荷分散规则设定部16-i，分别经由网络接口部19-i连接在与邻接节点之间的数据链路100上。管理器个别信息18-i中存储有负荷分散管理器1-i的标识符、优先级、有效期间等个别信息。
图3为表示图1的群集成员2-j(0＜j≤k)的结构的框图。在图3中，群集成员2-j，由对话处理功能21-j、对话状态表格21a-j、负荷分散过滤22-j&23-j、广告发送接收部24-j、成员个别信息25-j、激活/非激活管理功能26-j、包传送功能27-j、和网络接口(#1～#m)281-j～28m-j构成。
并且，作为各群集成员2-j的个别参数，设定有『成员标识符：按照在群集内为唯一的方式设定』、和『成员广告的有效期间』。
网络接口(#1～#m)281-j～28m-j，与连接各路由器与邻接节点的数据链路(与邻接节点之间的数据链路100)连接。在本实施例中，数据链路需要支持组播或者广播。
负荷分散过滤22-j&23-j，包含主处理规则(mf_j)和副处理规则(bf_j)，对从数据链路接收的包中本装置应该处理的包进行分配。
对话处理功能21-j，进行与各包所述的对话相应的处理。对话状态表格21a-j，对每个包所属的对话状态进行保持。在此，所谓对话是指由IP的上层所提供的虚拟通信方式，包含例如TCP的连接、Ipsec(IP securityprotocol)的SA(Security Association)等。
对话状态表格21a-j，是指按保持于每个这些对话的固有信息，当为TCP连接时，包含『连接的状态』、『序号』、『应答编号』等。当为IPsecSA时，包含由RFC(Request for Comments)2401所规定的SA的参数。
包传送功能27-j，是一种将包的目的地址作为关键字检索预先设定的路径信息，而决定包的送出路径并向下一中继节点传送的功能。
激活/非激活管理功能26-j，是一种用于将本装置的信息通知给其它群集成员和负荷分散管理器，并且检测其它群集成员的故障的功能，由广告消息的发送和接收功能以及激活/非激活监测计时器构成。
图4是表示图1的负荷分散管理器1-1～1-k之间的激活/非激活监测/故障转移过程的流程图，图5为表示由图1的负荷分散管理器1-1～1-k执行的群集成员2-1～2-n的负荷分散控制的顺序的流程图，图6为表示图1的群集成员2-1～2-n的包处理过程的流程图，图7为表示图1的群集成员2-1～2-n的激活/非激活监测/故障转移顺序的流程图。参照这些图1～图7针对本发明的一实施例的通信处理系统的动作进行说明。以下，采用如图2所示的负荷分散管理器1-i以及如图3所示的群集成员2-j进行说明。
各负荷分散管理器1-i，通过接收后述的管理器广告，从而获得群集内存在的其它负荷分散管理器的标识符和信息，进行负荷分散管理器1-i的冗余(redundancy)结构的控制。负荷分散管理器1-i的冗余控制，是通过负荷分散管理器1-i的管理器激活/非激活监测功能15-i进行的。
管理器监测功能15-i，从规定的接口上向规定的目的地址发送包含标识符、优先级、有效期间在内的管理广告。管理器广告被设定为所有负荷分散管理器1-i都接收。
各负荷分散管理器1-i，根据所接收的管理器广告制作管理器清单12-i。如果广告所含有的有效期间经过，且没有接收新的广告则从一览表中将管理器清单12-i的各要素删除。
管理器清单12-i中包含的管理器中、本装置的优先级最大的管理器的状态被设定为“当前使用”。其它管理器将本装置的状态设定为“备用”。
当前被使用的管理器，按后述的过程进行群集成员2-j的负荷分散控制。因群集成员2-j的故障等，在处理范围的分配被更新了的情况下，对其它管理器通知被更新后的分配内容。备用管理器，从当前被使用的管理器中接收分散处理的分配并保持。
备用管理器，根据如图4所示的过程监测当前使用的管理器的激活/非激活。在管理器广告的有效期间结束，而从管理器一览表中删除当前被使用的管理器的要素时，则使已注册在一览表中的备用管理器当中的、本装置的优先级为最大的备用管理器作为当前被使用的管理器而工作。
即，备用管理器，根据包的目的地址检索路径信息B(图4的步骤S1)，如果本节点不是接收处理对象(图4的步骤S2)，则丢弃该包(图4的步骤S3)。
如果本节点是接收处理对象(图4的步骤S2)，则备用管理器判定该包是否为管理器广告消息(图4的步骤S4)。如果该包不是管理器广告消息，则备用管理器将该包传递给其它协议的接收处理(图4的步骤S5)。
如果该包是管理器广告消息，且本装置正在按备用模式工作中(图4的步骤S6)，则备用管理器重新设置当前被使用的管理器的激活/非激活监测计时器A(图4的步骤S7)。
另一方面，备用管理器对激活/非激活监测计时器A的状态进行监测(图4的步骤S11)，若激活/非激活监测计时器A超时(图4的步骤S12)，如果本装置在备用管理器中为最高优先级(图4的步骤S13)，则对从备用管理器向当前被使用的管理器的处理进行切换(图4的步骤S14)，并更新管理器清单C(图4的步骤S15)。
各群集成员2-j，通过发送广告从而向负荷分散管理器1-i以及其它群集成员，传递本装置的活性。该广告从规定的接口上被发送给规定的目的地址。并且，该广告中包含群集成员的标识符、广告的有效期间。进而通过各群集成员以及当前被使用的管理器来接收该广告。
当前被使用的管理器，通过接收上述群集成员广告从而获得存在于群集内的群集成员的标识符，并进行通信量分散的控制。负荷分散控制功能13-i，包含与同一数据链路连接的群集成员的清单。
群集成员的清单的各要素，包含：表示在清单中的位置的号码、标识符、有效期限、以及用于计算与该要素对应的过滤规则的信息。并且，群集成员的清单以与广告中所包含的成员的标识符的编号顺序并列的方式构成。
当前被使用的管理器，根据所制作的群集成员的清单中所包含的成员数与清单中的各成员的位置，计算各群集成员所应主处理的通信量的范围。
在此，假定各处理范围满足以下条件的计算规则是预先设定的。即，主处理范围是路由器群集应处理的所有通信量的一部分，各范围没有相互重叠。若令通信量整体为T，空集合为φ，则各群集成员j(0＜j≤n)负责主处理的通信量的范围变成：
mf_1∪mf_2∪…∪mf_n＝T
mf_1∩mf_2∩…∩mf_n＝φ。
并且，与主处理不同，各群集成员j(0＜j≤n)按照满足以下条件的方式进行计算副处理的范围bf_j：
bf_1∪bf_2∪…∪bf_n＝T
mf_j∩bf_j＝φ。
其中，0＜j≤n。各群集成员j(0＜j≤n)，向各群集成员发送指示应对上述mf_j、bf_p_j进行处理的通知。
并且，各群集成员j(0＜j≤n)，除上述副处理的范围的分配之外，负责相同范围的主处理的群集成员的标识符也包含在该指示中。即，
计算诸如master(bf_j)＝1那样的l_p并记录。
当前被使用的管理器，对路由器群集内的成员数增减时的负荷进行重新分散。如图2的负荷分散控制功能13-i那样，在由上述过程所制作的群集成员的清单要素中，设置规定的有效期限。
如图5所示，通信量分散控制功能，根据由预先规定的收发信号步骤所接收的广告中所包含的标识符，依据上述步骤对一览表进行更新。同时，将相应要素的监测计时器重新设置成规定的有效期限。
如果含有与相应要素所包含的群集成员的标识符相同的标识符的广告，从上次接收时开始至有效期限这之间未能被再次接收，则因监测计时器的超时而将该要素从群集成员的清单中删除。
即，当前被使用的管理器，根据包的目的地址检索路径信息B(图5的步骤S21)，如果本节点不是接收处理对象(图5的步骤S22)，则丢弃该包(图5的步骤S23)。
如果本节点是接收处理对象(图5的步骤S22)，则当前被使用的管理器，判定该包是否为成员广告消息(图5的步骤S24)。如果不是成员广告消息，则当前被使用的管理器将该包传递给其它协议的接收处理(图5的步骤S25)。如果该包是成员广告消息，则当前被使用的管理器对成员清单D进行更新(图5的步骤S26)。
接着，当前被使用的管理器，重新设置激活/非激活监测计时器A(图5的步骤S27)，并移行到对激活/非激活计时器A的状态进行监测的处理(图5的步骤S28)。当前被使用的管理器，在激活/非激活监测计时器A超时的情况下(图5的步骤S29)，从成员清单D中删除该成员，并实施处理范围的重新分配(图5的步骤S30)。
当前被使用的管理器，在通过该顺序从群集成员的清单中取消要素时、或者增加新的群集成员时等使得群集成员的清单的要素产生改变，从而任一群集成员应处理的通信量的范围产生改变，则将处理范围的重新分配的指示发送给各群集成员。
在某群集成员中，在由于由该顺序执行的通信量处理分配的变更，而使该成员本身正保持对话状态的通信量超出过滤范围的情况下，设定过滤使之接收保持对话状态的范围内的通信量。只是，在该范围的通信量中，关于重新确立的对话的通信量是无法受理的。
并且，该群集成员将该对话的信息和状态报告给当前被使用的管理器。当前被使用的管理器，将相应的对话状态复制到，与对包含该对话在内的范围内的通信量的范围进行分配的路由装置。
采用图6进行说明，从邻近节点3发送路由器群集而作为下一中继的IP包这一处理。将路由器群集用IP地址作为下一中继(hop)的包，在数据链上被发送给规定的组播地址。
被组播的包，被设定为可由所有群集成员受理的。接收了规定的组播地址以外的数据链地址作为目的地址的包，参照路径信息进行其它处理。
群集成员，使组播后的包受上述通过当前管理器所设定的负荷分散过滤22-j&23-j的影响。在负荷分散过滤22-j&23-j中，只有根据主处理过滤或者副处理过滤中的任一个而允许包的通过的路由器，才能将该包转送给对话处理功能21-j，其它包被丢弃。
通过了负荷分散过滤22-j&23-j后的包，基于包的头信息，参照对话状态表格21a-j，对相应的对话进行识别。无法识别其对话的包，依据缺省的处理规则来处理。
对话被识别的包，参照对话的状态，基于相应的状态和规定的处理规则，进行包处理和对话状态的更新。
在未被对话处理丢弃的包中、通过了通信量分散过滤(主处理)22-j的包，被转送给包传送功能27-j。并且，通过了通信量分散过滤(副处理)23-j的包未被转送而被丢弃。
在包传送功能27-j中，对路径信息c进行检索，将本成员地址的包转送给接收处理，将此外的包从由路径信息c所决定的发送侧接口送出。
即，如果是存在由数据链路而发送给群集目的地址的包(图6的步骤S41)，则群集成员2-j应用负荷分散过滤规则a中的负荷分散主处理过滤规则(图6的步骤S42)。并且，如果不是由数据链路发送给群集的包(图6的步骤S41)，则群集成员2-j根据包的目的地址检索路径信息c(图6的步骤S51)，并从由路径信息c所决定的发送侧的接口送出。
通过应用负荷分散主处理过滤规则，如果该包不能够通过(图6的步骤S43)，则群集成员2-j应用负荷分散副处理过滤规则(图6的步骤S44)。此时，如果该包不可通过，则群集成员2-j应用负荷分散副处理过滤规则，将该包丢弃(图6的步骤S46)。
如果该包不可通过(图6的步骤S43)，则群集成员2-j应用负荷分散主处理过滤规则，或者如果该包不可通过(图6的步骤S45)，则群集成员2-j应用负荷分散副处理过滤规则，从而根据该包的头信息检索对话状态(图6的步骤S47)。
群集成员2-j，基于检索结果处理包，并更新对话状态表格b(图6的步骤S48)。如果根据主处理过滤规则该包没有通过(图6的步骤S49)，则群集成员2-j将该包丢弃(图6的步骤S50)。
如果根据主处理过滤规则该包通过了(图6的步骤S49)，则群集成员2-j根据包的目的地址检索路径信息c(图6的步骤S51)，并从由路径信息c所决定的发送侧的接口送出。
各群集成员，如图7所示那样执行主处理成员故障时的故障转移处理。如图7所示，群集成员2-j的激活/非激活监测功能26-j，在如下情况下重新设置该群集成员的激活/非激活监测计时器，即在由负荷分散管理器1-i分配的本装置负责副处理的范围内，由预先规定的收发信号顺序所接收的广告中所包含的标识符，与进行主处理的群集成员的标识符相等时。
若从没能接收到上述广告起经过了规定的时间，由于激活/非激活监测计时器超时，则以此为契机，激活/非激活监测功能26-j视为对应的广告的发送源即群集成员已产生故障，并将本装置的通信量分散过滤的副处理规则变更为主处理规则。
进行副处理的群集成员，可以将与进行主处理的群集成员相同的对话状态保持在节点内。因此，只要从主处理节点产生故障的时刻开始副处理节点作为主处理节点工作，则不会因主处理节点的切换而对群集外部产生影响。
一旦通过故障转移处理使得担当副处理的群集成员执行主处理，则对相应的范围进行副处理的群集成员便没有了，副处理范围可能存在缺损。要弥补缺损的副处理范围，则需负荷分散管理器重新设定分散处理规则。在故障转移处理后，进行故障转移处理的群集成员，将切换后的负荷分散过滤的内容报告给当前被使用的管理器以便可以立即执行上述动作。
即，群集成员，根据包的目的地址检索路径信息c(图7的步骤S61)，如果本节点不是接收处理对象(图7的步骤S62)，则将该包传递给送出处理(图7的步骤S63)。
并且，如果本节点是接收处理对象(图7的步骤S62)，且不是成员广告消息(图7的步骤S64)，则群集成员将该包传递给其它协议的接收处理(图7的步骤S65)。
如果是成员广告消息(图7的步骤S64)，且没有被本路由器从正在进行副处理的主处理成员中发送(图7的步骤S66)，则群集成员将该包丢弃(图7的步骤S67)。如果本路由器已经将该包从正在进行副处理的主处理成员中发送了(图7的步骤S66)，则群集成员重新设置激活/非激活监测计时器d(图7的步骤S68)。
另外，群集成员对激活/非激活监测计时器d的状态进行监测(图7的步骤S71)，若激活/非激活监测计时器d超时(图7的步骤S72)，则在负荷分散过滤规则a中将副处理过滤规则变更为主处理过滤规则(图7的步骤S73)，并向管理器侧发送故障转移报告(图7的步骤S74)。
当前被使用的管理器在接收到故障转移报告之后，按照通过规定的顺序弥补副处理范围的方式重新设定负荷分散规则。只是，在接收报告时，在当前被使用的管理器已经检测到主处理成员的故障时，由于应当通过负荷的重新分散来弥补对应的缺损范围，因此就不执行弥补该副处理范围的处理了。
按照这样，在本实施例中，因备用管理器保持与当前被使用的管理器同样的信息而实现冗余化，由于负荷分散管理器1-1～1-k与群集成员2-1～2-n分离，因此不必因负荷分散管理器的故障而停止群集成员2-1～2-n的处理，也不必因此而使群集成员2-1～2-n处理多余的控制信号，因此可以减小因负荷分散管理器的故障而对群集成员2-1～2-n产生的影响。
并且，在本实施例中，由于预先对各群集成员2-1～2-n预先分配通信量的划分规则，在群集成员2-1～2-n的变更以外的时候不需要交换对话信息，因此可以减少用于负荷分散的控制信息的通信成本。
另，在本实施例中，在频繁发送用于激活/非激活监测的广告的情况下，也可以由控制信号专用的数据链路，来连接负荷分散管理器1-1～1-k与各群集成员2-1～2-n。
另外，关于上述实施例的负荷分散管理器的各功能，固然可以由硬件来实现，也可以由软件来实现这些构成要素所执行的功能。这种情况下，在实现负荷分散管理器的计算机装置上，执行提供上述控制功能的计算机程序(负荷分散控制程序)。
本发明的通信处理系统、包处理负荷分散装置，因以上所述的构成以及动作，故而在不增加用于系统内的各装置所应保持的状态量的、以及用于状态更新的通信成本的情况下，可以实现包处理的负荷分散的效果。

Claims (21)

1、一种通信处理系统，其包含作为对包进行转送的路由器而动作的路由器群集装置组，其特征在于，
具备：
包处理装置，其对所述包进行处理；以及
多个负荷分散控制装置，其对所述路由器群集装置组的负荷分散进行控制，
与所述包处理装置分离地设置所述多个负荷分散控制装置，
进行控制，以便使在所述多个负荷分散控制装置中的任一个产生故障时其它负荷分散控制装置对该产生了故障的装置的控制处理进行继承。
2、根据权利要求1所述的通信处理系统，其特征在于，
所述负荷分散控制装置进行如下控制，即不依赖于所述包的通过而根据静态决定的划分规则使通过的包的处理分散在各所述包处理装置中。
3、根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，
在所述多个负荷分散控制装置之间，进行所述故障的通知，以及由该故障引起的、用于对所述控制处理进行继承的处理。
4、根据权利要求1所述的通信处理系统，其特征在于，
所述负荷分散控制装置进行如下控制，即不依赖于所述包的通过，而根据静态决定的划分规则使通过的包的处理分散在各所述包处理装置中，
在所述多个负荷分散控制装置之间，进行所述故障的通知，以及由该故障引起的、用于对所述控制处理进行继承的处理。
5、根据权利要求1所述的通信处理系统，其特征在于，
在所述多个负荷分散控制装置中，通过由作为备用而动作的各个负荷分散控制装置，对作为当前被使用而动作的负荷分散控制装置的所述控制处理的信息进行保持，而执行使所述负荷分散控制装置冗余化的处理。
6.根据权利要求1所述的通信处理系统，其特征在于，
所述包是一种IP(Internet Protocol)包。
7.一种包处理负荷分散装置，其被设置在包含作为对包进行转送的路由器而动作的路由器群集装置组的通信系统中，其特征在于，
具有：
控制装置，其对作为对包进行转送的路由器而工作的路由器群集装置组的负荷分散，进行控制，
并与对所述包进行处理的包处理装置分离地被设置，
进行如下控制：即在执行针对所述包处理装置的控制处理的当前被使用的装置产生故障时，对该产生了故障的当前被使用的装置的控制处理进行继承。
8.根据权利要求7所述的包处理负荷分散装置，其特征在于，
进行如下控制，即不依赖于所述包的通过而根据静态决定的划分规则使通过的包的处理分散在每个包处理装置中。
9.根据权利要求7所述的包处理负荷分散装置，其特征在于，
在与其它包处理负荷分散装置之间，进行所述故障的通知，以及由该故障引起的、用于对所述控制处理进行继承的控制。
10.根据权利要求7所述的包处理负荷分散装置，其特征在于，
进行如下控制，即不依赖于所述包的通过而根据静态决定的划分规则使通过的包的处理分散在各包处理装置中，
在与其他控制装置之间，进行所述故障的通知，以及由该故障引起的、用于对所述控制处理进行继承的控制。
11.根据权利要求7所述的包处理负荷分散装置，其特征在于，
在作为备用而动作之际，保持所述当前被使用的装置的所述控制处理的信息。
12.根据权利要求7所述的包处理负荷分散装置，其特征在于，
所述包是一种IP(Internet Protocol)包。
13.一种包处理负荷分散方法，其中采用包含作为对包进行转送的路由器而动作的路由器群集装置组的通信系统，其特征在于，
具有，在与对包进行处理的包处理装置相分离地而设置的多个负荷分散控制装置中，对作为对包进行转送的路由器而工作的路由器群集装置组的负荷分散进行控制的步骤，
还具有，在所述多个负荷分散控制装置中的的任一装置产生故障时，使其它负荷分散控制装置对该产生了故障的装置的控制处理进行继承的步骤。
14.根据权利要求13所述的包处理负荷分散方法，其特征在于，
具有，在所述负荷分散控制装置中，不依赖于所述包的通过，而根据静态决定的划分规则使通过的包的处理分散在每个包处理装置中的步骤。
15.根据权利要求13所述的包处理负荷分散方法，其特征在于，
具有，在所述多个负荷分散控制装置之间，进行所述故障的通知以及因该故障引起的对所述控制处理进行继承的步骤。
16.根据权利要求13所述的包处理负荷分散方法，其特征在于，
具有，在所述负荷分散控制装置中，不依赖于所述包的通过而根据静态决定的划分规则使通过的包的处理分散在各个包处理装置中的步骤，
还具有，在所述多个负荷分散控制装置之间，进行所述故障的通知以及因该故障引起的对所述控制处理进行继承的步骤。
17.根据权利要求13所述的包处理负荷分散方法，其特征在于，
具有，在所述多个负荷分散控制装置中，通过将作为当前被使用而动作的负荷分散控制装置的所述控制处理的信息，保持在作为备用而动作的每个负荷分散控制装置中，从而使所述负荷分散控制装置冗余化的步骤。
18.根据权利要求13所述的包处理负荷分散方法，其特征在于，
所述包是一种IP(Internet Protocol)包。
19.一种负荷分散控制程序，是包含作为对包进行转送的路由器而工作的路由器群集装置组的通信系统中的负荷分散控制程序，并具有下述功能：
执行如下功能，即，使与对包进行处理的包处理装置相分离而设置的多个负荷分散控制装置，对作为对包进行转送的路由器而动作的路由器群集装置组的负荷分散进行控制，
还执行如下功能，即在所述多个负荷分散控制装置中的任一装置产生故障时，使其它负荷分散控制装置对该产生了故障的装置的控制处理进行继承。
20.根据权利要求19所述的负荷分散控制程序，其特征在于，
在所述负荷分散控制装置中，执行如下功能，即不依赖于所述包的通过而根据静态决定的划分规则使通过的包的处理分散在各包处理装置。
21.根据权利要求19所述的负荷分散控制程序，其特征在于，
在所述多个负荷分散控制装置之间，执行如下功能，即进行所述故障的通知以及因该故障引起的对所述控制处理的继承。
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