JP2000049858A - 通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラフィックの集中する経路を迂回すること
なしに、またクライアントには何の設定変更や制御機能
の追加することなしに、トラフィック発生の源であるサ
ーバを動的にネットワーク上で移動させることができ、
ネットワークの使用率の低い部分を有効に使うことが可
能な通信システムを提供すること。 【解決手段】 ネットワークで接続された複数のサーバ
101,102とクライアント105に対してそれぞれを識別して
通信するための固有のアドレスA1,A2,A3を持たせる。さ
らに、それらの複数のサーバのうちいずれか１つに固有
アドレスとは異なる代表アドレスV1を割り当てる。クラ
イアントはサーバからのサービスを受けるときは、この
代表アドレスを指定する。サーバとクライアント間で通
信経路上のトラフィックの状態を監視し、通信速度やレ
スポンスタイムなどが一定の閾値を越えた場合に別のサ
ーバに代表アドレスを動的に割り当て直す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のサーバコン
ピュータ（以下、単にサーバという）とクライアントコ
ンピュータ（以下、単位クライアントという）が接続さ
れたコンピュータネットワークのトラフィック制御技術
に係り、特に、ネットワークの空き帯域の状況に基づい
てクライアントが通信するサーバを動的に切り替えるこ
とにより、トラフィックのネットワーク全体での分散化
を図るようにした通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、サーバとクライアントが接続され
たコンピュータネットワークシステムにおいて、負荷の
分散や障害対策のためにサーバを複数設けることが一般
的に行われている。その場合、クライアントからのサー
ビス要求が特定のサーバに集中し、クライアントへの応
答性能が悪化することがある。そのため、従来から、様
々なトラフィック制御やサーバの負荷分散に関する技術
が提案されている。その例として、次のような文献が挙
げられる。

【０００３】特開平９−３１９６８９号公報には、サー
バに障害が起こると、ネームサーバより事前にクライア
ントに配布しておいた選択候補サーバリストから次のサ
ーバを選択することが開示されている。これは、クライ
アントにサーバ選択のための特別な処理を持たせる必要
があるため、その分コストが高くなる。また、これはサ
ーバの負荷のみを問題としており、経由するネットワー
クの負荷については全く考慮されていない。さらに、予
め代替のサーバを固定的に準備しておく必要があり、そ
の分コストが高くなる。

【０００４】特開平７−１５４３９９号公報には、ネッ
トワークにおける送受信可能なバッファサイズを制御す
るウィンドウによりネットワークへのデータ流入量を制
御するフィードバック技術が開示されている。このフィ
ードバック技術によると、輻輳は回避できるが、サーバ
とクライアントの物理的、論理的位置は固定であり、ネ
ットワーク全体として資源を効率よく使っているとはい
えない。特開平７−３１９８３５号公報に記載されたも
のは、サーバの持つファイルのアクセス頻度に応じてフ
ァイルを分散させることによってサーバの負荷分散を図
る技術に関するものである。これは、ネットワークの負
荷分散については考慮していない。特開平９−２４４９
７９号公報に記載されたものは、サーバのアクセス頻度
をサービス資源の再配置の契機としたものであり、ネッ
トワークの負荷や輻輳状態を契機とすることについては
全く考慮されていない。また、この場合、サービス資源
の再配置によってクライアントがアクセス先（宛先アド
レス）を意識して変更しなくてはならない。

【０００５】特開平１０−０２３０７４号公報に記載さ
れたものは、サーバに障害が発生した場合にサーバを切
り替えるようにしたもので、ネットワークの負荷が高ま
ったことを契機にサーバを切り替えることについては全
く考慮されていない。また、サーバを切り替えるときに
どのサーバを選ぶか、また切り替え先のサーバに必要な
データやアプリケーションが存在していない場合には切
り替えられない。さらに、現用系のサーバがダウンする
ことを前提として予備系のサーバが稼動するため、現用
系サーバの固有アドレスを予備系サーバが引き継いでし
まうため、現用系サーバは、切り替え後には用いること
ができない。すなわち、サーバ切り替え後に固有アドレ
スでのサービスを行ったり、保守や管理のための通信が
できなくなるという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のトラフィック制御に関する技術は、サーバとクライア
ントの位置が固定されていて、その間のトラフィックを
どのように迂回させるか、またはネットワーク内やエン
ドシステムの通信トラフィックの流量をどのように制御
するかというものである。これは、予め、迂回路を用意
する必要があるためコストの問題が生じたり、流量制限
によるクライアントのレスポンス特性が悪化するという
問題がある。

【０００７】また、従来のサーバ切り替え技術は、サー
バの障害に対するバックアップを目的としたものである
ため、バックアップサーバも事前の設定が必要な固定サ
ーバであり、その準備のためのコストが高くなるという
問題がある。さらに、ネットワークの負荷分散を検出し
てサーバを動的に切り替える手段もなかった。従来のサ
ーバの切り替え技術においては、クライアントに事前に
設定を要するものが多く、インターネットのような全世
界規模で流通しているＷＷＷ（ＷorldＷide Ｗeb：ワー
ルド・ワイド・ウェブ）サーバに対して、クライアント
の設定やソフトウェアの変更なしに、ネットワークのト
ラフィックの状況によって、動的にサーバを切り替える
確立した技術はなかった。

【０００８】トラフィックの集中する経路を迂回せず
に、サーバを動的にネットワーク上で移動させることに
より、ネットワークの使用率の低い部分を有効に使うよ
うにすれば、ネットワーク全体としてトラフィックを平
均化することができ、結果的に、クライアントの平均応
答特性を改善することができる。例えば、インターネッ
トで用いられるＷＷＷなどのサーバとクライアント間の
通信システムにおいて、中継ネットワークの混雑を解消
し、ネットワーク全体でみて利用されていない回線やサ
ーバを有効に使うことで、クライアントの得る通信サー
ビスの速度や品質を向上することができると考えられ
る。

【０００９】しかし、トラフィックがネットワーク内で
平均的に分散するように、クライアントの通信するサー
バを適切な位置にある別のサーバに切り替えるための情
報をどのように把握するかという課題がある。また、ク
ライアントに対するサービスを連続して提供するため
に、クライアントからみて動的にサーバを切り替え、さ
らに切り替えることをクライアントに意識させない、つ
まりクライアントには何の設定変更や制御機能を追加す
ることなしに切り替えることが必要がある。本発明の目
的は、これらの課題を解決し、トラフィックの集中する
経路を迂回することなしに、またクライアントには何の
設定変更や制御機能の追加することなしに、トラフィッ
ク発生の源であるサーバを動的にネットワーク上で移動
させることができ、ネットワークの使用率の低い部分を
有効に使うことが可能な通信システムを提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、具体的に次の如き手段を有する。 （１）ネットワークで接続された複数のサーバとクライ
アントに対してそれぞれを識別して通信するための固有
のアドレスを持たせる。さらに、それらの複数のサーバ
のうちいずれか１つに固有アドレスとは異なる代表アド
レスを割り当てる。クライアントはサーバからのサービ
スを受けるときは、この代表アドレスを指定する。サー
バとクライアント間では、その通信経路上のトラフィッ
クの状態を検出する手段により、状態が常に監視されて
おり、通信速度やレスポンスタイムなどが一定の閾値を
越えると、ネットワーク上の別のサーバに代表アドレス
を動的に割り当て直す手段により、代表アドレスを引き
継ぐ。サーバとクライアント間にルータなどの中継装置
がある場合は、代表アドレスを引き継いだサーバが新し
くダイナミック・ルーティングの手法を用いることによ
り、ネットワーク上の中継装置の経路情報が書き換えら
れ、代表アドレスを持つサーバが動的に移設されたかの
如くになる。これにより、クライアントには一切設定変
更やソフトウェアの変更なしに、通信相手のサーバが動
的に切り替わるので、トラフィックの分散が行われ、ク
ライアントが受けるサービスの通信速度やレスポンスタ
イムを改善することができる。

【００１１】（２）上記のサーバに代表アドレスを動的
に割り当て直す手段の一つを以下に示す。まず、切り替
え元サーバが切り替え先サーバ（バックアップサーバ）
に対して、切り替え指示のパケットを送信することで代
表アドレスの引き継ぎを行う。この切り替え指示パケッ
トには、引き継ぐ代表アドレスを含んでいてもよいし、
あるいは予めバックアップサーバに設定し無効化してお
いた代表アドレスを有効化する指示を含んでいてもよ
い。切り替え元サーバは、予め設定しておいた複数のバ
ックアップサーバの識別情報（固有アドレス）のリスト
と各種の属性情報と、上記の通信経路上のトラフィック
の状態を検出する手段から得た情報に基づいて、その中
で適切なサーバを選んで切り替指示パケットを出すこと
で、動的に代表アドレスの割当てをバックアップサーバ
に引き継がせることができる。 （３）上記の切り替え指示パケットを送信する装置は、
上記のトラフィック検出手段を持ち、最適なトラフィッ
ク分散を行う判断機能を持った中継装置やネットワーク
管理装置が行ってもよい。

【００１２】（４）上記のサーバの代表アドレスを動的
に割り当て直す手段の一つとして、サーバとクライアン
トの経路上に中継装置がある場合、その中継装置で対応
する方法がある。サーバの識別に使うアドレスとして、
クライアントと中継装置の間の通信はサーバの代表アド
レスを用い、中継装置とサーバの間の通信はサーバの固
有アドレスを用いるように、パケットのアドレスを変換
する機能を中継装置に持たせる。中継装置には、サーバ
の固有アドレスと代表アドレスの対応付けテーブル（ア
ドレス変換テーブルと呼ぶ）を持ち、これを参照するこ
とでパケットの変換を行う。サーバの代表アドレスを動
的に割り当て直すには、この変換テーブルの固有アドレ
スと代表アドレスの対応関係を書き換えることで実現す
る。ネットワークの構成によって、このパケットのアド
レス変換機能をいくつか、または全ての中継装置に持た
せる。サーバの動的切り替えは、このアドレス変換テー
ブルの動的書き換えによって実現できる。このアドレス
変換テーブルの書き換えは、トラフィックの状態を検出
する手段を持った中継装置やネットワーク管理システム
から、書き換え指示情報を上記アドレス変換テーブルを
持ったルータに送ることで実現する。

【００１３】（５）上記のサーバが代表アドレスを動的
に割り当て直すときに、引き継ぐサーバ（バックアップ
サーバと呼ぶ）にクライアントに提供するデータを転送
することで、バックアップサーバに必要な環境をそろえ
ることができる。 （６）上記のサーバが、代表アドレスを動的に割り当て
直すときに、引き継ぐサーバにアプリケーションプログ
ラムを転送することで、バックアップサーバに必要な環
境をそろえることができる。 （７）上記の各サーバとクライアント間のネットワーク
のトラフィックの状況を検出する手段として、レスポン
スタイム測定用の折り返しパケットを使う方法がある。
サーバは常時、クライアントの一部または全体に対して
このレスポンスタイム測定を一定間隔で実施する。バッ
クアップ候補となるサーバは、これらのクライアントに
対して常にレスポンスタイムを測定しておくか、現用サ
ーバからの指示によって特定クライアントまでのレスポ
ンスタイム測定を必要な時に実施する。

【００１４】（８）上記の各サーバとクライアント間の
ネットワークのトラフィックの状況を検出する別の手段
として、各経路上にトラフィック計測手段を置くことに
より検出する方法がある。サーバとクライアント間の経
路上にある中継装置に、全てのトラフィックを監視し、
統計をとる機能を持たせることで、サーバとクライアン
トとの間の総トラフィック量、その他の通信トラフィッ
ク量、空き帯域の量などを測定し、その情報を上記の現
用サーバに渡し、サーバ切り替え判断の情報とする。 （９）上記の各サーバとクライアント間のネットワーク
のトラフィックの状況を検出するさらに別の手段とし
て、通信パケットがネットワーク上で輻輳によって廃棄
されたことにより発せられるメッセージを用いる方法が
ある。中継装置は、輻輳により送信不能、もしくは受信
不能な量のトラフィックが発生すると、パケットの流量
制限を行ったり、廃棄を行い送信元にメッセージを送信
する。これらのメッセージの内容と発生数などの情報を
もとに、通信状態の劣化を判断する。

【００１５】

【発明の実施の形態】（１）＜実施形態１＞ 以下、本発明の通信システムにおいて、クライアントに
最も通信速度の速いサーバからサービスを提供するよう
サーバの切り替えを行なう実施例を説明する。図１は、
本実施例の簡単な構成を示す図である。同図において、
１０１は現用サーバ、１０２はバックアップ用サーバ、
１０３は現用サーバ１０１のあるネットワーク、１０４
はバックアップサーバ１０２のあるネットワークであ
る。１０５は最初に現用サーバ１０１と通信しているク
ライアント、１０６はクライアント１０５のあるネット
ワーク、１０７はネットワーク１０３とネットワーク１
０６を接続する回線、１０８はネットワーク１０４とネ
ットワーク１０６を接続する回線である。

【００１６】図１に示すように、本発明による通信シス
テムでは、現用サーバ１０１とバックアップサーバ１０
２の存在するネットワークは異なり、その経路も異な
る。また、回線１０７は回線１０８より通信帯域が広い
ものとする。１０９は回線１０７に接続されたネットワ
ーク１０３のルータ、１１０は回線１０８に接続された
ネットワーク１０４のルータ、１１１は回線１０７と１
０８に接続されたネットワーク１０６のルータである。
１１２は、ネットワーク１０３，１０４および１０６を
管理するネットワーク管理装置である。

【００１７】図１において、現用サーバ１０１の固有ア
ドレスとしてＡ１、バックアップ用サーバ１０２の固有
アドレスとしてＡ２が設定され、現用サーバ１０１には
さらに代表アドレスとしてＶ１が設定されているものと
する。

【００１８】図２は、本発明におけるサーバの一構成例
である。同図において、２０１はこのサーバの切り替え
機能とサーバ機能を実行する制御部、２０２はサーバと
クライアントとの間のトラフィックの状態を監視するト
ラフィック監視部、２０３はトラフィック監視部２０２
で得たトラフィック情報と後述するメモリ２０７内にあ
るバックアップサーバ情報２１０に基づいてバックアッ
プサーバをどれにするかを判断して選択する代替サーバ
選択部、２０４は代替サーバ選択部２０３からの指示を
受けて、バックアップサーバに対して代表アドレスを引
き継ぐことを指示し、自己の持つ代表アドレスを無効化
する処理を行うサーバ切り替え処理部、２０５はサーバ
のサービス機能を実行するアプリケーションプログラム
処理部、２０６はサーバが外部と通信するための入出力
部である。

【００１９】また、２０７は各種制御情報を保持する高
速のメモリ、２０８はこのサーバに割当てられた固有ア
ドレスのメモリ内の保持部、２０９は、複数のサーバの
うち、このサーバだけに割当てられた代表アドレスのメ
モリ内の保持部、２１０はバックアップサーバに関する
各種情報であるバックアップサーバ情報のメモリ内の保
持部、２１１はアプリケーションプログラムに関わる情
報やトラフィック情報などのデータを保持する外部記憶
装置、２１２は、上述した制御部２０１，メモリ２０
７，入出力部２０６，外部記憶装置２１１を相互に接続
する内部バスである。図２に示したサーバの構成例で
は、サーバの切り替えに必要な要素を中心に記述してい
るので、サーバがクライアントに提供する各種機能要素
については、省略している。

【００２０】図３は、本発明におけるルータの一構成例
である。同図において、３０１は本発明によるルータの
機能を実行する制御部、３０２はパケットの経路選択お
よび転送処理を行うルーティング処理部、３０３は各種
情報を保持するメモリ、３０４はネットワークの経路情
報をメモリ内に貯えたルーティングテーブル、３０５〜
３０８は、このルータのパケット送受信を行う入出力
部、３０９は制御部３０１とメモリ３０３および各入出
力部３０５〜３０８を相互に接続する内部バスである。
図３に示した構成例では、サーバの切り替えに必要な要
素を中心に記述しているので、ルータ本来の機能である
ルーティング処理機構の詳細は省略してある。

【００２１】図４は、本発明におけるルータの別の構成
例である。同図において、４０１は本発明によるルータ
の機能を実行する制御部、４０２はサーバとクライアン
ト間でのトラフィックの状況を監視するトラフィック監
視部、４０３はトラフィック監視部４０２から得た情報
と後述するメモリ４０７内にあるバックアップサーバ情
報４０９に基づいてバックアップサーバをどれにするか
を判断して選択する代替サーバ選択部、４０４は代替サ
ーバ選択部からの指示により、サーバ切り替えを関連す
る各サーバに指示するサーバ切り替え処理部、４０５は
パケットの経路選択および転送処理を行うルーティング
処理部、４０６はサーバの固有アドレスと代表アドレス
の変換処理を行うアドレス変換処理部である。

【００２２】また、４０７は各種情報を高速に記憶でき
るメモリ、４０８はサーバの固有アドレスと代表アドレ
スとの対応関係を記述したアドレス変換テーブル、４０
９はバックアップサーバに関する各種情報を保持するバ
ックアップサーバ情報のメモリ内の保持部、４１０はネ
ットワークの経路情報を持つルーティングテーブル、４
１１はサーバとクライアント間のトラフィック統計デー
タのメモリ内の保持部、４１２〜４１５は、このルータ
のパケット送受信を行う入出力部、４１６は制御部４０
１とメモリ４０７および各入出力部４１２〜４１５を相
互に接続する内部バスである。図４の構成例では、サー
バの切り替えに必要な要素を中心に記述しているので、
ルータ本来の機能であるルーティング処理機構の詳細は
省略してある。

【００２３】図５は、本発明で用いられる一般的なクラ
イアントの構成例である。本発明では、クライアントに
対して何ら変更を加えるものではないため、この図にお
いては特に発明に関わる要素はないが、以降の説明上必
要なので、簡単に記述する。同図において、５０１はク
ライアントの動作を制御する機能を持つ制御部、５０２
はクライアント上で動作するクライアント用アプリケー
ションプログラム処理部、５０３はクライアントが外部
と通信するときにパケットを送受信する入出力部、５０
４はクライアントの動作に必要な情報を高速に記憶する
メモリ、５０５はこのクライアントに割当てられた固有
アドレスのメモリ内の保持部、５０６はクライアントが
通信するサーバの代表アドレスのメモリ内の保持部、５
０７はメモリ５０４に比べて各種情報を、より長期的，
より大量に保存するための大容量の外部記憶装置、５０
８は、制御部５０１，メモリ５０４，入出力部５０３お
よび外部記憶装置５０７を相互に接続する内部バスであ
る。本クライアントの構成例では、サーバの切り替え動
作に関連する部分のみを記述しており、その他の処理に
関わる部分については記述を省略してある。

【００２４】図９は、ルータのアドレス変換テーブル４
０８（図４参照）の内容例である。同図において、９０
１はサーバの固有アドレスフィールドであり、９０２は
各サーバが代表アドレスの割当てを持っているかどうか
を示すとともに、もし代表アドレスの割当てを持ってい
る場合にはそのアドレス値を示す代表アドレスフィール
ドである。

【００２５】次に、本実施例の動作をフローチャートを
用いて詳細に説明する。図７は現用のサーバの動作を示
すフローチャートであり、図８はバックアップサーバの
動作を示すフローチャートである。図１において説明し
たように、現用サーバ１０１，バックアップサーバ１０
２およびクライアント１０５は、それぞれを識別して通
信するための固有のアドレスＡ１，Ａ２，およびＡ３を
持っている。さらに、サーバ１０１は、その固有アドレ
スとは異なる代表アドレスＶ１を割り当ててある。クラ
イアント１０５は、サーバからのサービスを受けるとき
は、この代表アドレスＶ１を指定して通信を行う。

【００２６】図１の通信システムにおいて、クライアン
ト１０５は現用サーバ１０１と通信しているものとす
る。このとき、現用サーバ１０１が複数のクライアント
からアクセスを受けたり、その他のトラフィックで回線
１０７の空き帯域が少なくなっているものとする。現用
サーバ１０１は、定期的にクライアント１０５に対して
レスポンスタイム測定のための折り返しパケットをトラ
フィック監視部２０２より送信する（トラフィック情報
収集：ステップ７０１）。ＴＣＰ／ＩＰ（Ｔransmissio
n ＣontrolＰrotocol／Ｉnternet Ｐrotocol）のＩＣＭ
Ｐ（Ｉnternet Ｃontrol ＭessageＰrotocol）エコープ
ロトコルなどがその折り返しパケットの典型例である。
また、現用サーバ１０１がクライアント１０５に対し
て、どれだけの量のトラフィックを発生させているかも
統計を取る。これにより、現用サーバ１０１は、回線上
のトラフィックの状態を常に把握することができる。ま
た、バックアップ用サーバ１０２も同様の手法でクライ
アント１０５に対して定期的にレスポンスタイムを測定
している。

【００２７】現用サーバ１０１では、クライアント１０
５に対するレスポンスタイム測定結果が予め決めておい
た閾値を一定回数超えると（ステップ７０２：Ｙ）、代
替サーバ選択部２０３に通知し、ここで代替サーバの選
択処理を行う（ステップ７０３）。なお、測定結果が閾
値を一定回数超えたことを契機にサーバの交代要否を判
断するようにしたのは、レスポンスタイムが瞬間的に悪
化して閾値を超えることがあっても、超える回数が少な
い場合は平均的にならせばトラフィックの負荷に問題が
ないことがあるためである。

【００２８】現用サーバ１０１の代替サーバ選択部２０
３は、バックアップサーバ情報２１０と上記のレスポン
スタイム測定値に基づいて、クライアント１０５にサー
ビスを提供できる別のサーバで、クライアント１０５と
その別のサーバ間でトラフィックが低く、現用サーバ１
０１のトラフィックを処理できるかどうかを判断する
（ステップ７０３）。バックアップサーバ情報２０１に
は、事前に設定可能な各種情報が含まれている。例え
ば、各サーバごとの、サーバの固有アドレス、サーバの
ＯＳ（Ｏperating Ｓystem：オペレーティングシステ
ム）、持っているアプリケーションプログラム、ネット
ワークインタフェース、クライアントからそのサーバま
での回線の総帯域幅、その回線の料金、サーバマシンの
性能、サーバの所有者などである。

【００２９】代替サーバ選択部２０３では、代替サーバ
候補１０２からクライアント１０５に対してどのくらい
のレスポンスタイムを保証できるかを問い合わせる。代
替サーバ候補１０２は、このクライアントに対して常に
レスポンスタイムを折り返しパケットで測定しておく
か、現用サーバ１０１からの問い合せによって特定クラ
イアントまでのレスポンスタイム測定を実施するか、も
しくは事前の知識としてバックアップ用サーバとして十
分なトラフィック処理能力があることを前提に性能を測
定しないかいずれかによって、保証できるレスポンスタ
イムを現用サーバ１０１に連絡する。

【００３０】これらの情報を総合的に判断し、現用サー
バ１０１は、サーバの切り替え先であるバックアップ用
サーバ１０２を決定し、サーバ切り替え処理部２０４に
対して、切り替え処理実行を依頼する。サーバ切り替え
処理部２０４は、代替サーバの固有アドレスをバックア
ップサーバ情報２１０から得て、代表アドレスＶ１を引
き継ぐ指示パケットを送信する（ステップ７０５）。

【００３１】バックアップ用サーバ１０２では、現用サ
ーバ１０１から送信された上記パケットにより代表アド
レスＶ１を得て（ステップ８０１）、この代表アドレス
Ｖ１での通信も可能にするよう動的に設定の変更を行う
（ステップ８０２）。バックアップ用サーバ１０２で
は、代表アドレスＶ１の引き継ぎが完了すると現用サー
バ１０１に対して完了通知を送信する（ステップ８０
３）。

【００３２】現用サーバ１０１ではこれを受信し（ステ
ップ７０６）、代表アドレスＶ１による通信を終了す
る。また、現用サーバ１０１では、自己のアドレスとし
て使っていた代表アドレスＶ１が消滅したことをダイナ
ミックルーティングプロトコルにより、ルータ１０９に
伝え、ルータ１０９では代表アドレスＶ１に対する経路
が消滅したことをルータ１１１およびルータ１１０に伝
える（ステップ７０７）。一方、バックアップ用サーバ
１０２では、上記の現用サーバ１０１の代表アドレスＶ
１消滅処理、経路消滅処理を行うのに十分な時間が経過
したのち、自己のアドレスとして代表アドレスＶ１をダ
イナミックルーティングプロトコルにより、ルータ１１
０に伝え、さらにルータ１１０はその経路情報をルータ
１１１および１０９に伝える（ステップ８０４）。以上
により、現用サーバがサーバ１０１からサーバ１０２に
切り替えられる。このようにして、現用サーバをサーバ
１０１からサーバ１０２への切り替えは、クライアント
の設定変更なしに動的に実現することができ、またトラ
フィックが分散されるので、クライアントが受けるサー
ビスの通信速度やレスポンスタイムを改善することがで
きる。

【００３３】サーバの切り替えを行うときのレスポンス
タイム測定は、１つまたはいくつかの代表クライアント
に対して行うことも、全てのクライアントに対して行う
ことでもよい。しかし、後者の場合、クライアントの数
が多いと、測定負荷がサーバと回線の両方を圧迫するた
め、現実的でない場合もある。

【００３４】次に、上記の各サーバとクライアント間の
ネットワークのトラフィックの状況を検出するさらに別
の手段として、通信パケットがネットワーク上で輻輳に
よって廃棄されたことにより発せられるメッセージを用
いる方法について以下に説明する。一般に、ネットワー
クの輻輳が起こり、送信可能、もしくは受信可能な量の
トラフィックが発生すると、中継装置がパケットの流量
制限を行ったり、廃棄を行ったりするシステムがある。
例えば、ＴＣＰ／ＩＰのＩＣＭＰのソースクエンチと呼
ばれる送信元に対するパケット流量制限、ＴＣＰのウィ
ンドウサイズの制限、ＩＣＭＰエラーメッセージでのパ
ケット廃棄通知などがある。これらの通知情報は、ネッ
トワークの負荷が高まった場合や輻輳が発生した場合に
中継装置や相手システムから送信される。これらの情報
を契機に、通信状態の劣化を判断し、これをもとに、バ
ックアップ用サーバを新たな現用のサーバに切り替える
ことができる。ただし、この切り替えは、事前に定義し
ておいてもよいし、上記のようにバックアップ用サーバ
とクライアント間のトラフィックを測定して決めてもよ
い。

【００３５】上記の現用サーバの切り替えをするかどう
かの判断には、上記に示した情報以外にも幾つかの情報
が必要な場合がある。一つ目は、各サーバからクライア
ントまでの空き帯域情報と現用サーバがクライアントに
対して処理する単位時間当たりの総トラフィック量であ
る。これは、サーバを切り替えることで、トラフィック
がバックアップ用サーバに向けられ、事前に測定したレ
スポンスタイムよりかなり劣る値となり、切り替え前の
ほうが優る可能性があるため、切り替後のトラフィック
を事前に計算する必要があるためである。

【００３６】２つ目は、クライアントの平均レスポンス
タイムと各クライアントに対するレスポンスタイムの分
散、最悪のレスポンスタイムなどである。いくら切り替
えにより、各クライアントに対する平均レスポンスタイ
ムが改善されるとしても、一部に極端に劣るレスポンス
タイムのクライアントが発生する場合は切り替えないほ
うがよい場合もある。その他、切り替えの判断にはネッ
トワークの料金、切り替先のサーバの持ち主、切り替先
のサーバの性能など各種属性情報を必要とする場合もあ
る。

【００３７】上記の動作例で示したバックアップサーバ
への代表アドレスの引き継ぎの方法以外に、予めサーバ
切り替えに備えて代表アドレスＶ１を格納しておき、通
常はその代表アドレスを無効化しておき、現用サーバか
らサーバ代替の切り替え指示パケットを受信したとき
に、その代表アドレスＶ１を有効化する方法もある。サ
ーバ１０１は、サーバの代表アドレスＶ１をサーバ１０
２に引き継ぐ際、クライアントへのサービスを提供する
ために必要なデータを送信することもできる。これは、
バックアップサーバ情報２１０に記述された属性情報に
照らし合わせて知る方法と、毎回バックアップ可能かど
うかその属性を現用サーバ１０１がバックアップ候補と
なるサーバに問い合わせることでも実現可能である。サ
ーバ１０１が代表アドレスを動的に割り当て直すとき
に、引き継ぐサーバ１０２にクライアントに提供するデ
ータも同時に渡すことにより、事前にサービス情報など
を含めた各種データをバックアップ用サーバを用意する
必要がなくなり、ディスクの容量を減らせるだけではな
く、動的に切り替えられるサーバの候補を増加させるこ
とができる。

【００３８】サーバ１０１は、サーバの代表アドレスＶ
１を新たに現用サーバになるサーバ１０２に引き継ぐ
際、クライアントへのサービスを提供するために必要な
アプリケーションプログラムを送信することも可能であ
る。これは、バックアップサーバ情報２１０に記述され
た属性情報に照らし合わせて知る方法でも、毎回バック
アップ可能かどうかその属性を現用サーバ１０１がバッ
クアップ候補となるサーバに問い合わせる方法でも実現
可能である。アプリケーションプログラムも代表アドレ
スを引き継ぐサーバに同時に渡すことにより、事前にア
プリケーションプログラムを含めてバックアップサーバ
を用意する必要がなくなり、ディスクの容量を減らせる
だけではなく、動的に切り替えられるサーバの候補を増
加させることができる。この場合、転送するアプリケー
ションプログラムとしては、実行可能なオブジェクトコ
ード形式のファイルのみならず、ＪＡＶＡ（ジャバ）の
アプレットようなコンピュータのＯＳに依存しない実行
可能な形式をとることも可能である。

【００３９】（２）＜実施形態２＞ 次に、本発明における別の実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。図６は、本発明において、中継装置でのア
ドレス変換によって動的に代表アドレスの引き継ぎを行
う機能を持ったルータの構成例である。本実施例でも、
図７および図８のフローチャートに従った代表アドレス
の切り替えの方法が可能である。しかし、本実施例で
は、前述の実施形態１の場合と異なり、図７は、現用サ
ーバに対してアドレス変換を行っているルータの動作を
示すフローチャートであり、図８は、バックアップ用サ
ーバに対してアドレス変換を行っているルータの動作を
示すフローチャートである。

【００４０】図６に示した通信システムの場合、代表ア
ドレスＶ１は、当初、ルータ１０９の回線１０７側に割
当てられている。サーバ１０１とクライアント１０５の
間の通信は、クライアント１０５とルータ１０９の間で
はサーバ１０１の識別に代表アドレスＶ１を用い、ルー
タ１０９とサーバ１０１の間ではサーバ１０１の識別に
サーバの固有アドレスＡ１を用いて通信しているものと
する。ルータ１０９の内部は図４のようになっている。
そして、アドレス変換処理部４０６がメモリ４０７内の
アドレス変換テーブル４０８を参照し、ルータ１０９の
回線１０７側の代表アドレスＶ１とサーバ１０１側の固
有アドレスＡ１間で変換するようにしている。従って、
サーバ１０１とクライアント１０５間の全てのパケット
はアドレス部分が変換される。

【００４１】図６に示した通信システムにおいて、当
初、クライアント１０５はサーバ１０１と通信している
ものとする。このとき、サーバ１０１が複数のクライア
ントからアクセスを受けたり、その他のトラフィックで
回線１０７の空き帯域が少なくなっているものとする。

【００４２】ルータ１０９は、トラフィック監視部４０
２が回線１０７の全てのトラフィック情報を収集し、統
計をとっている（ステップ７０１）。このトラフィック
統計情報から、回線１０７のトラフィック量が予め決め
ておいた閾値を一定時間超えたか否かを判断し（ステッ
プ７０２）、トラフィック量が該閾値を一定時間超えた
場合（ステップ７０２：Ｙ）、それを契機にその旨を代
替サーバ選択部４０３に通知し、代替サーバ選択部４０
３はその通知に基づいて代替サーバを選択する（ステッ
プ７０３）。このように、トラフィック量の測定結果が
一定時間閾値を超えたことを契機に、サーバの交代要否
を判断するようにしたのは、トラフィックが瞬間的に悪
化し閾値を超えた場合であっても平均的にならせばトラ
フィック量が少ない場合があるためである。

【００４３】ルータ１０９の代替サーバ選択部３０３
は、バックアップサーバ情報３０９と上記のトラフィッ
ク統計情報に基づいて、クライアントにサービスを提供
できる別のサーバで、クライアントとその別のサーバ間
でトラフィックが低く、現用サーバである１０１のトラ
フィックを処理できるようなサーバが存在するか否かを
判断する（ステップ７０４）。バックアップサーバ情報
３０９には、事前に設定可能な各種情報を含んでいる。
例えば、サーバの固有アドレス、サーバに最寄りのアド
レス変換機能を有したルータの固有アドレスを含む各種
情報、サーバのＯＳ、持っているアプリケーションプロ
グラム、ネットワークインタフェース、クライアントか
らそのサーバまでの回線の総帯域幅、その回線の料金、
サーバマシンの性能、サーバの所有者などである。代替
サーバ選択部４０３では、代替サーバ候補からクライア
ント１０５に対してどのくらいのレスポンスタイムを保
証できるかを問い合わせて必要な情報を取得し、取得し
た情報などを総合的に判断し、ルータ１０９は、サーバ
の切り替え先であるバックアップ用サーバ１０２を決定
し、サーバ切り替え処理部３０４に対して、切り替え処
理実行を依頼する。

【００４４】サーバ切り替え処理部３０４では、切り替
え処理実行の依頼を受けた場合、バックアップ用サーバ
１０２の固有アドレスとその最寄りのルータ１１０の固
有アドレスをバックアップサーバ情報３０９から取得し
て、代表アドレスＶ１を引き継ぐ代表アドレス切り替え
指示パケットを、前記取得したルータ１１０の固有アド
レス宛てに送信する（ステップ７０５）。

【００４５】ルータ１１０では、この代表アドレス切り
替え指示パケットを受信したら（ステップ８０１）、サ
ーバの固有アドレスと代表アドレスの組をアドレス変換
テーブル３０８に登録して代表アドレス切り替え処理を
行うとともに（ステップ８０２）、代表アドレスＶ１の
引き継ぎが完了した旨の通知（代表アドレス引き継ぎ完
了パケット）をルータ１０９に返す（ステップ８０
３）。

【００４６】ルータ１０９では、この完了通知を受けて
（ステップ７０６）、代表アドレスＶ１を持つサーバが
ネットワーク１０３から消滅しそのルートが消滅したこ
とを、ネットワークに接続された全てのルータ（図６の
例では１１１、１１０）にダイナミックルーティングプ
ロトコルを用いて通知する（ステップ７０７）。その
後、ルータ１１０は、代表アドレスＶ１がネットワーク
１０３から消滅されたことの通知を受けたことを契機と
して、新たにネットワーク１０４の中に代表アドレスＶ
１を持つシステムが発生したこととそのルート情報を接
続ネットワーク全体のルータ（図６の例では１１１、１
０９）に通知する（ステップ８０４）。このようにし
て、ルータ１０９と１１０にあるアドレス変換テーブル
を動的に変更することによってサーバの移動を実現し、
クライアント１０５はサーバ１０１からサーバ１０２へ
の切り替えを設定変更なしに実現することができる。

【００４７】次に、上記の各サーバとクライアント間の
ネットワークのトラフィックの状況を検出す手段につい
て補足説明する。一般に大規模な通信システムでは、サ
ーバとクライアントの間にいくつものネットワークを中
継装置で構成した形態をとるものがある。このとき、サ
ーバとクライアント間の経路上にある中継装置では、全
てのトラフィックを監視、取得できる環境にある。この
中継装置にトラフィックの統計をとる機能を持たせるこ
とで、サーバとクライアント間の総トラフィック量、そ
の他のトラフィック量、空き帯域の量などを測定するこ
とができる。ここで得たトラフィック情報を上記の現用
サーバに渡し、サーバ切り替え判断の情報とすることが
できる。上記の実施例では、ルータにトラフィック測定
手段を実装した例を示しているが、これをトラフィック
測定専用の装置、例えばＲＭＯＮ（アールモン、Ｒemot
e Ｍonitoring Ｍanagement Ｉnformation Ｂase）とい
うＴＣＰ／ＩＰのトラフィック計測用の管理情報収集装
置を用いることも可能である。また、このトラフィック
情報収集装置からトラフィック情報をネットワーク管理
装置１１２に収集し、このネットワーク管理装置で上記
のようなサーバ切り替え指示の一連の処理を実行するよ
うにしてもよい。

【００４８】しかしながら、いくつものネットワークを
経由した通信の場合、その経路上の全てのネットワーク
に関して上記のトラフィック情報を収集しないと正確な
判断はできない。このため、経路上の全ての中継装置か
ら上記トラフィック情報をサーバが収集する。また、サ
ーバがいちいち全ての中継装置の持つトラフィック情報
を収集しなくても、その代理としてネットワーク管理装
置が収集し、サーバに渡してもよい。また、ネットワー
ク管理装置は、そのトラフィック情報を直接にはサーバ
に渡さず、自ら情報を解析し、適切なトラフィック分散
となるようなサーバの切り替指示をサーバに直接送信す
るようにしてもよい。

【００４９】また、ネットワークの負荷状態を知る手段
の別の手段として、輻輳関連のメッセージを用いること
もできる。輻輳関連のメッセージとしては、例えば、Ｔ
ＣＰ／ＩＰのＩＣＭＰのソースクエンチと呼ばれる送信
元に対するパケット流量制限指示、ＴＣＰのウィンドウ
サイズによるパケット送受信量の制限、ＩＣＭＰエラー
メッセージでのパケット廃棄通知が送信元に返されるこ
となどがある。これらはネットワークの負荷が高まった
場合や輻輳が発生した場合に中継装置や相手システムか
ら送信される。これらの情報により、通信状態の劣化を
判断することができる。特に、パケットの廃棄通知メッ
セージは、パケットが廃棄されるたびに送信されるもの
で、経路上のルータでその統計をとり、一定回数超えた
ところでサーバの切り替え契機と判断するなどの手法が
とれる。また、この判断をサーバが行うようにしてもよ
い。

【００５０】上記のサーバ、ルータにおける代替サーバ
の選択の判断には、以下のような考慮をすることも有効
である。１つは、各サーバとクライアント間のネットワ
ーク経路上の単位時間当たりの平均トラフィックまたは
平均レスポンスタイムをサーバの切り替えの判断基準と
することである。これは、瞬間的なトラフィック特性の
悪化ではなく、慢性的な悪化の判断に近づく。また、複
数のクライアントが存在するとき、サーバの切り替えに
よってクライアント全体としての通信速度の平均が改善
されるように、いくつかの代表クライアントのレスポン
スタイムやトラフィック量を測定して、クライアント全
体として平均通信性能が向上することを図ることも重要
である。これは、クライアントに対するレスポンスタイ
ムの測定ではなく、回線の終端であるルータでのパケッ
ト折り返しによるレスポンスタイムの測定も有効であ
る。また、サーバを切り替えることによって使用する回
線が変わるとき、その料金が一定以上高くなる場合には
サーバを切り替えないことや、サーバの所有者が異な
り、バックアップすることにより課金される場合は、切
り替えの閾値を上げるなどの工夫も有効となる。

【００５１】また、トラフィックの測定には、通信パケ
ットの各フィールドの属性情報である送信元アドレス、
宛先アドレス、送信元アプリケーション識別子、宛先ア
プリケーション識別子および優先度を含むパラメタ毎に
トラフィック統計を取得し、これらの属性毎のデータの
流れ（フローと呼ぶ）に予め重要度指標を割当て、サー
バの切り替えを行うときに変更先のネットワークのフロ
ーの重要度に応じて切り替えを行うかどうかを決定する
ことも、特定の通信を優先さなくてはならない環境で、
有効となる。

【００５２】本実施例では、ルータ１０９と１１０の間
でアドレス変換テーブルの変更を行うことで、代表アド
レスの動的引き継ぎを実現しているが、ルータ１１１に
それらの機能を持たせることでも実現可能である。その
場合は、ルータ１０９と１１０の間で代表アドレス切り
替え指示パケットやその代表アドレス引き継ぎ完了通知
パケットを送受信する不要であり、全てルータ１１１の
内部でそれらに相当する機能が実現することが可能であ
る。また、この場合には、ダイナミックルーティングを
用いて経路情報をネットワーク全体に通知する必要もな
くなり、切り替え時間も短くできるというメリットがあ
る。

【００５３】図９は、アドレス変換テーブル４０８の例
である。「サーバの固有アドレス」フィールド９０１に
は各サーバの固有アドレスを登録し、「代表アドレス」
フィールド９０２には、そのサーバが代表アドレスの割
当てを受けていればその値を、割当てを受けていなけれ
ばその旨（なし）を登録しておく。図９の例は、固有ア
ドレスＡ１を持つサーバが代表アドレスＶ１を割り当て
られ、固有アドレスＡ２〜Ａ５を持つサーバは代表アド
レスが割り当てられていない例を示している。

【００５４】上記実施例は、次の如き効果が得られる。 （１）クライアントとサーバ間のネットワークのトラフ
ィックが上昇し、クライアントが十分な通信速度を得ら
れないとき、空き回線容量に余裕があるネットワークに
あるサーバに現用サーバを切り替えることで、ネットワ
ークのトラフィックの分散および平均化を、動的に、し
かもクライアントには何の設定変更や制御機能の追加す
ることなしに行うことが可能になる。 （２）ルータにアドレス変換機能を設け、代表アドレス
と固有アドレスの対応関係を動的に変更することで、サ
ーバとクライアントにサーバ切り替えの機能や設定の変
更をすることなしに、サーバを切り替えることができ
る。 （３）サーバが障害により通信できなくなった場合に
も、ルータのアドレス変換機能により、サーバの切り替
えが起こり、クライアントはサービスを継続して受ける
ことができる。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、トラフィックの集中す
る経路を迂回することなしに、またクライアントには何
の設定変更や制御機能の追加することなしに、トラフィ
ック発生の源であるサーバを動的にネットワーク上で移
動させることができ、ネットワークの使用率の低い部分
を有効に使うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の通信システムの構成例である。

【図２】実施形態１の通信システムにおけるサーバの構
成例である。

【図３】実施形態１の通信システムにおけるルータの構
成例である。

【図４】実施形態２の通信システムにおけるルータの構
成例である。

【図５】実施形態１の通信システムにおけるクライアン
トの構成例である。

【図６】実施形態２の通信システムにおけるサーバの構
成例である。

【図７】実施形態１および２の動作例を説明するための
フローチャートである。

【図８】実施形態１および２の動作例を説明するための
フローチャートである。

【図９】実施形態２の通信システムにおけるアドレス変
換テーブルの例である。

【符号の説明】

１０１，１０２：サーバ、１０３，１０４，１０６：ネ
ットワーク、１０５：クライアント、１０７，１０８：
回線、１０９，１１０，１１１：ルータ、１１２：ネッ
トワーク管理装置、２０１は、：制御部、２０２：トラ
フィック監視部、２０３：代替サーバ選択部、２０４：
サーバ切り替え処理部、２０５：アプリケーションプロ
グラム処理部、２０６：入出力部、２０７：メモリ、２
０８：固有アドレス、２０９：代表アドレス、２１０：
バックアップサーバ情報、２１１：外部記憶装置、２１
２：内部バス、３０１：制御部、３０２：ルーティング
処理部、３０３：メモリ、３０４：ルーティングテーブ
ル、３０５〜３０８：入出力部、３０９：内部バス、４
０１：制御部、４０２：トラフィック監視部、４０３：
代替サーバ選択部、４０４：サーバ切り替え処理部、４
０５：ルーティング処理部、４０６：アドレス変換処理
部、４０７：メモリ、４０８：アドレス変換テーブル、
４０９：バックアップサーバ情報、４１０は：ルーティ
ングテーブル、４１１：トラフィック統計データ、４１
２〜４１５：入出力部、４１６：内部バス、５０１：制
御部、５０２：アプリケーションプログラム処理部、５
０３：入出力部、５０４：メモリ、５０５：固有アドレ
ス、５０６：代表アドレス、５０７：外部記憶装置、５
０８：内部バス、８０１：固有アドレスフィールド、８
０２：代表アドレスフィールド。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワーク接続された複数のサーバと
   クライアントがそれぞれ固有のアドレスを持つととも
   に、該複数のサーバのうちのいずれかに代表アドレスを
   割当て、前記クライアントは該代表アドレスを用いて前
   記サーバと通信する通信システムにおいて、前記複数あ
   る各サーバとクライアント間のネットワークのトラフィ
   ックの状況を検出する手段と、該手段により検出された
   トラフィック情報に基づき前記クライアントがアクセス
   する適切なサーバを選択する手段と、前記代表アドレス
   を持つサーバがその代表アドレスを該選択されたサーバ
   に動的に引き継ぐ手段を有することを特徴とする通信シ
   ステム。
2. 【請求項２】 請求項１の通信システムにおいて、前記
   代表アドレスを別のサーバに動的に引き継ぐ手段は、該
   代表アドレスを含む切り替え指示パケットを引き継ぎ先
   のサーバに与えることによって代表アドレスの引き継ぎ
   を実現するか、あるいは、予め各サーバ全てに代表アド
   レスを設定しておき、そのうちの１つのサーバのみが該
   代表アドレスを有効として通信を可能とし、その他のサ
   ーバは該代表アドレス無効にしておき、サーバの外部よ
   り代表アドレスの有効化、無効化の指示パケットを与え
   ることによって代表アドレスの引き継ぎを実現するもの
   であることを特徴とする通信システム。
3. 【請求項３】 請求項１の通信システムにおいて、サー
   バとクライアント間に設けられた中継装置が、パケット
   に記述されたサーバの固有アドレスと代表アドレスの変
   換を行い、前記中継装置とサーバ間ではサーバの固有ア
   ドレスを、前記クライアントと中継装置ではそのサーバ
   に割当てた代表アドレスを用いて通信を行うことを特徴
   とする通信システム。