JP2000134214A - サーバ・クラスタからサーバを選択し、選択されたサーバへのスイッチング経路を選択するための分散型スケーラブル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ＡＴＭスイッチまたはＡＴＭスイッチング型の
ネットワークなどのスイッチまたはスイッチング型のネ
ットワークの中からクラスタ・ウエブ・サーバなどのス
ケール可能なＴＣＰ／ＩＰサービスを構築する。 【解決手段】分散化された大型ＴＣＰルータはＡＴＭス
イッチング型のネットワークを用いて構築されうる。ス
ケールされたサービスは単一のサービスとしてクライア
ントに与えられる。クライアントはスイッチまたはスイ
ッチング型のネットワークに直接または間接に接続され
うる。１バージョンは制御エンジン（ＣＥ）および転送
エンジン（ＦＥ）と言う２つの要素を含む。ＣＥはサー
バに接続を割り当てて、割り当てられたサーバに関する
情報を転送し、またＦＥへの接続を割り当てる機能を持
つ。ＦＥはＣＥから受け取った割り当てを適用してＴＣ
Ｐ接続をスイッチ型ＡＴＭ接続にマップする。終了時
に、ＦＥは接続終了事象をＣＥに戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】インタネット・エンジニアリ
ング・タスク・フォース（ＩＥＴＦ）のＮＢＭＡ（non-
broadcast multiple access）でのインタネットワーキ
ング（Internetworking over NBMA−ＩＯＮ）のワーキ
ング・グループはインタネット・プロトコル（ＩＰ）ス
イッチングに対する３つの異なる提案を現在検討中であ
る。これらのアーキテクチャは２つの方法により要約す
ることができる。即ち先ず、イプシロンスイッチング方
法は非同期転送モード（ＡＴＭ）接続をインタネット・
プロトコル・フローに関連づけ、次のものは接続を出口
ルータのルートに関連づける。

【０００２】

【従来の技術】ＡＴＭはこの分野で良く知られている。
概観すると、ＡＴＭは歴史的にはＢ−ＩＳＤＮ（Broadb
and Integrated Services Digital Network）の開発に
基づいている。ＡＴＭはＢ−ＩＳＤＮの伝送モードとし
て選ばれたパケットを多重化しスイッチングする方法で
ある。ＡＴＭ、即ち高速ディジタル伝送、はパケット・
スイッチング技術を用いるが、「非同期」伝送とは関係
がない。（例えば、PDH,Broadband ISDN, ATM and All
That:A Guide to Modern WAN Networking, and How It
Evolved,Paul Reilly著、Silicon Graphics Inc. April
4, 1994発行を参照されたい）。ＡＴＭパケットはセル
と呼ばれ、各セルは５バイトのヘッダおよび４８バイト
のデータを有する。ＡＴＭパケット・スイッチングは、
ＡＴＭパケットが仮想的経路および仮想的回路と呼ばれ
る予め設定されたルートを辿ると言う点において従来の
パケット・スイッチングと異なる。ＡＴＭはいかなる特
定の物理的伝送媒体にも依存しないが、伝送媒体が主と
して光ファイバであるときにはエラー率および損失率が
非常に少なく、従って再伝送は行われない。"Asynchron
ous Transfer Mode Tutorial", Northern Telecom, htt
p://www.webproforum.com/nortel2/index.html,(6/10/9
8)を参照されたい。

【０００３】トランスミッション・コントロール・プロ
トコル／インタネット・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）お
よびＡＴＭにおけるＴＣＰ／ＩＰの使用はこの分野で良
く知られている。D.E. Comer著、"Internetworking wit
h TCP/IP:Principles, Protocols, and Architecture",
Englewood Cliffs, N.J.,Prentice Hall発行（1988）
を参照されたい。トランスミッション・コントロール・
プロトコル（ＴＣＰ）スイッチングは異なるＡＴＭルー
タの間で接続を割り当てることによって、例えば予め定
義された仮想経路インディケータ／仮想チャネル・イン
ディケータ（ＶＰＩ／ＶＣＩ）を用いて働くが、この方
法は接続当たり交換される所与の量のパケットが効率的
であることを必要とする。取りうる別の処理方法はイプ
シロンＩＰスイッチング方法を用いることである。

【０００４】ワールドワイド・ウエブ上のトラフィック
は特に評判の良い（ホット）所では指数的に増大してい
る。従ってスケーラブルなウエブ・サーバを提供するこ
とが重要である（例えば、Goldszmidt, G.および Hunt,
G.著、"Net Dispatcher a TCP Connection Router" IB
M Research Report, 1997,および Dias, D.M., Kish,
W., Mukherjee, R., Tewari, R.著、"A Scalable and H
ighly Available Web Server", Proc. 41st IEEE Compu
ter Society Intl. Conf. (COMPCON), 1996, Technolog
ies for the Information Superhighway, pp85-92, Fe
b. 1996 を参照されたい。スケーラブル・ウエブ・サー
バにおいて負荷バランスを与える公知の一方法はネット
ワーク・ディスパッチャを用いることである（例えば、
米国特許第5,371,852号、およびAttanasio, Clement R,
Smith, Stephen E.著、"A VirtualMulti-Processor Im
plemented by an Encapsulated Cluster of Loosely Co
upled Computers", IBM Research Report RC 18442 (19
92)を参照されたい）。ここではネットワーク・ディス
パッチャ（ＮＤ）のアドレスだけがクライアントに与え
られ、ネットワーク・ディスパッチャがクラスタ（いわ
ゆる仮想的カプセル化クラスタ−ＶＥＣ）内のノードの
間で、ラウンド・ロビン式に、またはノードの負荷に基
づいて、入来要求を分配する。継続中の米国特許出願番
号08/861,749には一般化されたネットワーク・ディスパ
ッチャの例が開示されており、これはネットワーク相互
間全体の任意の場所に所在するノードへのルート決定を
可能にする。

【０００５】インタネットの基幹ネットワークはスイッ
チング型ＡＴＭインフラストラクチャに移行しつつあ
る。同時に、非常に大きなサーバ（メイン・フレーム、
メイン・フレーム・クラスタ、またはその他のタイプの
クラスタの如何を問わず）が、帯域幅および要求時スル
ープットの画期的な成長を扱うためＡＴＭリンクを介し
てインタネット基幹に接続されようとしている。

【０００６】この意味において、ＩＥＴＦはＡＴＭスイ
ッチの単純、高速、効率的な処理能力の利点を活用する
ための種々の代替案を検討中である。種々の代替案に共
通するものは、ＩＰヘッダに基づくルート決定をＡＴＭ
ヘッダに基づくスイッチング決定と置き換えてすべての
中間のホップ（クライアントおよびサーバ以外のすべて
のホップ）処理を単純化するための動的な方式である。
このことは究極的にはエンドポイント（つまり、クライ
アントおよびサーバ）だけがＩＰパケット（ＩＰレイヤ
ー、ＴＣＰレイヤーなど）を処理し、エンドポイント間
の経路上のその他のすべてのホップがＡＴＭパケットを
スイッチすることを意味する。代替案の或るものはいわ
ゆる「ショートカット」方法も検討しており、これは物
理的接続性が許容するときには中間のホップの幾つかを
バイパスする機構である。インタネット業界で検討され
ている解決策には、ネクスト・ホップ・レゾリューショ
ン・プロトコル（ＮＨＲＰ）、イプシロンＩＰスイッチ
ング・プロトコル（ＩＦＭＰおよびＧＳＭＰ）、タグ・
スイッチング、およびＩＢＭのアグリゲート・ルート・
ベース・ＩＰスイッチ（ＡＲＩＳ）がある。ＮＨＲＰに
ついては、"Next Hop Resolution Protocol (NHRP)", T
he Internet Society, Network Working Group, RFC 23
32 (1998)を参照されたい。

【０００７】全面的にまたは部分的であってもスイッチ
ング型のネットワークにおいては、サーバのクラスタに
対し従来型のフロント・エンド（ネットワーク・ディス
パッチャなど）を稼働させるホップはＩＥＴＦで検討さ
れている革新的なアプローチ全体と相容れないものとな
る。ＩＰおよびＴＣＰ分野を調べることが必要であり、
その他のどのようなホップもルート決定を行うのにＩＰ
を考慮するのを避けようとすることになるであろう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の必要性に従っ
て、本発明はサーバのクラスタに対するフロント・エン
ドにスイッチング能力を与えて、パケットがサーバま
で、また、サーバに戻るように、またはクライアントに
最も近いスイッチへと、スイッチされるようにする特徴
を有する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の１態様は１つの
要素、すなわち、制御エンジン（ＣＥ）および転送エン
ジン（ＦＥ）を含む。制御エンジンはサーバへの接続を
割り当てて、割り当てられたサーバに関する情報を伝送
し、そして転送エンジンに接続する機能を有する。各転
送エンジンは制御エンジンから受け取った割り当てを適
用してスイッチング型ＡＴＭ接続へのＴＣＰ接続をマッ
プする。転送エンジンは終了時に接続終了事象を制御エ
ンジンに戻す。

【００１０】スイッチング型のネットワークを含むクラ
イアント−サーバ・システムにおいてサーバのクラスタ
からサーバを選択し、選択されたサーバに至るスイッチ
された経路を選択する方法の例は以下のステップを含
む。即ち、転送エンジン（ＦＥ）がクライアントの要求
を受け取るステップと、クライアントの要求に応答して
ＦＥが制御エンジン（ＣＥ）に要求を送ってクラスタか
らサーバおよび対応するスイッチング・アドレスを選択
するステップと、ＣＥがサーバを選択して対応するスイ
ッチング・アドレスをＦＥに送り、ＦＥがクライアント
の要求に関連するデータをスイッチング・アドレスに関
連するスイッチング型接続を通して選択されたサーバに
送るステップとが含まれる。ここでスイッチング型接続
はＣＥを通る必要はない。

【００１１】ＣＥがスイッチング・アドレスをＦＥに送
るステップは更に以下のステップを含む。即ち、ＣＥが
サーバ選択基準およびＦＥがその基準を使用することが
できる条件をＦＥに送るステップと、ＦＥにより受け取
られたその後のクライアント要求に対して、現存するス
イッチされた接続がこの要求に関連しているかどうかを
ＦＥが判定するステップと、現存する接続があるなら
ば、現存するスイッチされた接続を通してＦＥがこの要
求を送るステップと、現存するスイッチされた接続がな
いならばＦＥが基準に基づいて宛先をローカルに選択す
るステップと、が含まれる。

【００１２】本発明はその他の特徴を有しており、これ
は中央に集中されたクラスタ・フロント・エンド（クラ
スタ・サーバまたはディスパッチャとも呼ばれる）を通
るパケットの経由を最小にし、ルート決定機能の幾分か
をスイッチング型のネットワークの端に分配することに
よって隘路が生じる可能性を都合良く低減する。また、
この方法はディスパッチャに２ホップ以上離れたサーバ
を管理させ、また伝送処理を分配することによってシス
テム全体の頑強さおよび性能を増大させる。例えば、Ｆ
Ｅはスイッチング・アドレスに基づいてＴＣＰ接続をス
イッチング型ＡＴＭ接続にマップすることができる。Ｃ
Ｅから遠くに離れた複数のＦＥを設けてＦＥがスイッチ
ング型のネットワークの端に分布され、各ＦＥがＣＥの
指図に従ってＴＣＰ接続を分配するようにすることもで
きる。別の例では、複数の分散されたＦＥがスイッチ組
織を介してＣＥに接続されることも可能であり、分散さ
れた各ＦＥはＣＥの指図に従ってスイッチング型接続を
マップする。

【００１３】本発明の１実施例は現存するＴＣＰ接続ル
ータのすべての能力を含んでいる。これには利用可能度
が高いことおよびフォールト・トレランスが含まれる。
例えば、１９９７年９月１５日出願、継続中の米国特許
出願（出願人整理番号YO997-232）を参照されたい。別
の実施例は現存するＴＣＰ接続型のルータの、サーバ・
クラスタに加わる負荷をバランスさせるためのフィード
バック機能の幾つかを含んでいる。

【００１４】本発明によるフォールト・トレランスの特
徴を含む方法の１例は一次ＣＥと、この一次ＣＥが故障
したときのためのバックアップＣＥとを含んでいる。こ
の方法は、一次ＣＥの障害を検出するステップと、障害
の検出に応答してバックアップＣＥが一次ＣＥを引き継
いでＦＥにそれが新しい一次ＣＥであることを通知する
ステップとを含む。

【００１５】複数のＦＥを含む別の例はクライアントの
要求に応答してネットワークで入手できるコンフィギュ
レーション情報を用いて一次ＦＥが障害を起こしたとき
に選択されるバックアップＦＥを１つ以上構成に組み入
れるステップと、一次ＦＥが障害を起こしたとき活動中
のクライアント接続を中断することなくバックアップＦ
Ｅにデータを送るステップとを含む。追加のステップと
して、障害を起こしたＦＥが回復したことを判定するス
テップと、回復したＦＥを現状に更新するステップと、
ネットワークを更新して新たな要求が回復したＦＥに送
られるようにするステップと、クライアントを中断する
ことなく現存する接続のパケットを一次ＦＥとして回復
したＦＥに経路変更するステップとが含まれても良い。

【００１６】本発明は取り付けられた（直接または間接
に）サーバによって提供されるサービスをスケールする
汎用装置を開発するためのシステムおよび方法を含む。
この汎用装置は強化されたスケール能力を与えるための
スイッチを利用する。この装置の１例において、分散大
型ＴＣＰルータがＡＴＭスイッチング型のネットワーク
を用いて構築される。スケールされたサービスはクライ
アントに対する単一のサービスとして提供されうる。こ
れらのサービスはスイッチ組織に直接または遠隔地から
取り付けられ得る。

【００１７】幾つかの利点として、次のものが挙げられ
る。 ・インタネット・サービスをスケールする現在のいかな
る手法と比べても最高の容量およびスループットを有す
る。 ・この手法はフォールト・トレランスおよび高い利用可
能度を有する。 ・この手法はサーバおよびクラスタ・サーバが同一サブ
ネットに共存することを強制すると言うような制約を持
たない。サーバはＡＴＭ組織に直接取り付けられまたは
ルート経由のネットワークを介して取り付けられ得る。 ・スイッチ組織はネットワーク内にあって良く、または
高度にスケール可能な並列コンピュータであっても良
く、或いはその他任意のアプリケーション（電話など）
であって良い。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１はスイッチング技術を含むス
イッチング型のネットワークに配置された本発明の例を
示す。一般に、スイッチング・ワイド・エアリア・ネッ
トワークの基幹１０４０は、フレーム・リレー、ＡＴ
Ｍ、またはＸ．２５を含む（これらに限られるものでは
ないが）任意のスイッチ技術により具体化された従来型
のＷＡＮ（Wide Area Network）である。同様にスイッ
チされる企業ネットワーク１０１０は、フレーム・リレ
ー、ＡＴＭ、またはＸ．２５等の任意のスイッチ技術に
より具体化された従来型の企業ネットワークである。従
来通り、基幹ネットワークはインタネットに対する中央
の相互接続を作る任意のネットワークである。全国的基
幹は通常はＷＡＮであり、企業基幹は通常はＬＡＮ（Lo
cal Area Network）またはＬＡＮの組合せである。

【００１９】本発明は周知のネットワーク・ディスパッ
チャ（ＮＤ）を含むことが望ましい。これはＴＣＰ接続
のソフトウエア・ルータであり、複数のＴＣＰサーバ間
で負荷のバランスをも支援する。しかしながら、任意の
ＴＣＰ接続ルータや負荷バランス論理が本発明に採用で
きることは当業者にとって明らかであろう。図に示され
たように、本発明は２つの主体であるネットワーク・デ
ィスパッチャ制御エンジン（ＮＤ−ＣＥ）１０１１およ
びネットワーク・ディスパッチャ転送エンジン（ＮＤ−
ＦＥ）１０１３、１０１４を含む。ＮＤ−ＣＥ１０１１
はサーバ１００５への接続を割り当てて、そのサーバに
関する情報を送り、またＮＤ−ＦＥ１０１３、１０１４
への接続を割り当てる。ＮＤ−ＦＥ１０１３、１０１４
の各々はＮＤ−ＣＥ１０１１から受け取った割り当てを
適用してスイッチング（例えばＡＴＭ）接続へのＴＣＰ
接続をマップする。ＮＤ−ＦＥは最終的には接続終了事
象をＮＤ−ＣＥ１０１１に戻す。この方法がＮＤ−ＣＥ
１０１１とＮＤ−ＦＥ１０１３、１０１４との間で情報
を伝播させるのに用いられるプロトコルに無関係である
と共に、これらの機能の物理的所在にも無関係であるこ
とは当業者に明らかであろう。

【００２０】転送エンジン（ＦＥ）は次の２つの極端に
至るまでネットワークのどこにあっても良い。 １．クライアント側：ＴＣＰ接続がクライアントからサ
ーバへ全体的にスイッチされるようにする。この手法は
最も効率的であり、クライアントがスイッチング型のネ
ットワーク（１０４０または１０１０）に直接接続され
ることを必要とする（より詳細な例が図４を参照して後
で説明される）。しかしながら一般にクライアント（１
０３１、１０３２、１０２１、１０２２）はスイッチン
グ型のネットワークを介して直接に接続される必要はな
く、これらは任意の技術を用いてインタネットに接続さ
れても良い。

【００２１】２．制御エンジンと同じ場所：クラスタと
なったＮＤ−ＦＥおよびＮＤ−ＣＥの組は従来型のスイ
ッチ組織または企業スイッチング型のネットワークを介
して接続されうる。このやり方はクライアントおよびＷ
ＡＮの基幹を変更しないと言う利点を持つ。しかしなが
ら、ＷＡＮ基幹がスイッチング型のネットワーク１０４
０であるならば、この手法はスイッチング型ＷＡＮ基幹
１０４０を完全には利用しないことになる。それでもこ
の手法は転送エンジン１０１４の分散を可能にすると共
に企業スイッチング型のネットワーク（併合されたＮＤ
−ＦＥ／ＮＤ−ＣＥとサーバとの間）の利点を依然活用
する。併合されたＮＤ−ＦＥ／ＮＤ−ＣＥの例は図３を
参照して後で説明される。

【００２２】好適なＴＣＰ接続ルータの実施例では、Ｆ
Ｅは「実行者」プロセスを含み、ＣＥは「実行者」およ
び「管理者」プロセスを含む。これらは例えばＮＤから
適応されたものである。「実行者」は高速ＩＰパケット
転送を支援するＯＳカーネルの拡張であって良く、また
「管理者」は「実行者」を制御するユーザ・レベルのプ
ロセスであって良い。この新しい実施態様はその「実行
者」を有するＦＥがスイッチまたはスイッチング型のネ
ットワークの端に分散されることを可能にして性能およ
び頑強性の改善をもたらす。ＦＥはＣＥの指示の下で同
期的または非同期的に接続を分散する。ホストは従来か
ら通信していたのと同じ方法でＣＥと通信することもで
きる。一次と指定されるＣＥおよび二次と指定されるも
う１つのＣＥと言う２つのＣＥをネットワークに持つこ
とによって高い利用可能性およびフォールト・トレラン
スが得られる。２つのＣＥ間の通信は公知の方法を用い
ることができる。ＦＥが分散されているので相違点とし
ては一次とバックアップとの間で追加の状態が転送され
ねばならないことが挙げられる。

【００２３】従来型のネットワーク・ディスパッチャま
たはルータとは異なり、本発明はトポロジ、速度、リン
ク速度、およびクライアントの要求をサーバに伝えるた
めにスイッチング型のネットワークに備えられるその他
の情報を用いることができる。例えば、ＡＴＭなどのス
イッチング型のネットワークではＰＮＮＩ（PrivateNet
work to Network Interface）などの経路指定プロトコ
ルがスイッチに大量の情報を分配し、これがＮＤ−ＣＥ
やＮＤ−ＦＥにより用いられて適当なサーバに至る適当
なルートを選択する。このようなルート決定プロトコル
を利用する場合、ＮＤ−ＣＥおよびＮＤ−ＦＥは、サー
バ選択を改善するのに用いられるその他のスイッチ、そ
れらの間のリンク、および装置に関するおそらくは多様
な関連情報にアクセスする。このような有用な情報の例
には、端から端までの遅延（サーバに至るまで）ジター
（サーバの至るまでの遅延の変動）、サーバへの、およ
びサーバからのスループット（平均、ピーク、バースト
度）、および伝播遅延が含まれる。これは構成可能な計
測量が最適なサーバを選択するために基準となることを
可能にする。この決定はＮＤ−ＣＥにおいてなされ、Ｎ
Ｄ−ＣＥは、重みおよびＮＤ−ＦＥがその基準を用いる
ことができる条件などの決定基準をＮＤ−ＦＥ１０１
３、１０１４に送る。このようにしてＮＤ−ＦＥはそれ
が作った現存するスイッチ接続を用いてサーバに接続要
求を独立的に割り当てることができる。ＮＤ−ＣＥのク
ライアントであるＮＤ−ＦＥの部分がこの情報を優先的
に受け取ってＮＤ−ＦＥにおけるその使用を指示するこ
とになることは当業者にとって明らかであろう。

【００２４】図１に戻ると、１つ以上のクライアント１
０２１、１０２２がＳＷＡＮ（Switched Wide Area Net
work）基幹１０４０にルートされた基幹１０２０（ルー
トされたネットワークとも呼ばれる）およびＥＳ／ＮＤ
−ＦＥ（Edge Switch/Network Dispatcher Forwarding
Engine）１０１４を介して接続されている。クライアン
ト１０３１、１０３２はルートされたネットワーク１０
３０およびＥＳ／ＮＤ−ＦＥ１０１３を介してＳＷＡＮ
基幹１０４０に接続されている。ルートされた基幹１０
２０、１０３０は、クライアントの要求を端スイッチ１
０１３または１０１４に送ることのできる任意の基幹と
して広義に定義される。スイッチされる企業ネットワー
ク１０１０もスイッチ１０１２を介してＳＷＡＮ基幹１
０４０に接続される。ネットワーク・ディスパッチャ制
御エンジンＮＤ−ＣＥ１０１１もＳＷＡＮ基幹１０４０
に接続される。サーバのクラスタ１００５はスイッチさ
れる企業ネットワーク１０１０に接続される。

【００２５】ネットワーク１０４０および１０１０がＡ
ＴＭネットワークである場合にはＮＨＲＰ（Next Hop R
esolution Protocol）が本発明に従って使用されうる。
ＮＨＲＰは同じサブネットに属さない端点間にいわゆる
ショートカット接続を作り、中間のすべてのＮＢＭＡ
（non-broadcast multiple access）を取り付けられた
ルータをバイパスすることを可能にする。標準的なＮＨ
ＲＰ要素はＮＨＲＰクライアント（ＮＨＣ）およびＮＨ
ＲＰサーバ（ＮＨＳ）を含む。この場合、ＮＤ−ＦＥお
よびＮＤ−ＣＥはＮＨＣ＋＋（以下に説明する追加の機
能を有する標準的なＮＨＣ）と呼ばれる変更されたＮＨ
ＲＰを用いることができる。一実施例において、ＮＤ−
ＣＥ１０１１はＮＨＳ＋＋（以下に説明する追加の機能
を有する標準的なＮＨＳ）と呼ばれる変更されたＮＨＲ
Ｐを含んでいる。

【００２６】サーバのクラスタ１００５には幾つかの目
標となりうるものがあるが、クライアントはただ１つの
目標ＩＰアドレス（仮想的なカプセル化されたクラスタ
（ＶＥＣ）アドレス）しか見ていないので、ＮＨＲＰの
具現化には特別の拡張が加えられなければならない。従
ってＮＨＣ＋＋およびＮＨＳ＋＋機能（以下に述べる）
がこの場合設けられなければならない。必要とされる特
定の装置の数は顧客のどのような構成でも支援できるよ
うに最小にされるべきである。ショートカット接続の利
点を最大限に利用するために、好適な実施例はＮＨＣ＋
＋クライアントをＳＷＡＮ１０４０への入り口ルータに
置き、ＮＨＳ＋＋機能を少なくともＮＤ−ＣＥ１０１１
に置く。ＷＡＮ入り口ＮＨＣ＋＋からＮＤ−ＣＥ／ＮＨ
Ｓ＋＋への経路にあるルータに必要とされるすべてのこ
とはＮＨＳの支援である。これと同様に、ＮＤ−ＣＥ／
ＮＨＳ＋＋から目標サーバのＮＨＣ＋＋への経路にある
ルータに必要とされるすべてのことはＮＨＳの支援であ
る（図７を参照してこの後述べられるように）。企業ル
ータ（ＷＡＮ出口１）はＮＨＳ＋＋機能を持つ必要はな
い。

【００２７】図２は本発明に従ってクライアントとサー
バとの間でスイッチング経路を設定するための論理フロ
ーの例を示す。ここに示されたように、クライアント１
０２１はサーバのクラスタ１００５からＴＣＰサービス
を得るための要求２０３５を出す。この要求２０３５
は、スイッチング型ワイド・エリア・ネットワーク基幹
１０４０の境界にある端スイッチ１０１４に最終的に到
達する。この端スイッチ１０１４はネットワーク・ディ
スパッチャ転送エンジン（ＮＤ−ＦＥ）２０２３も含ん
でいる。ＮＤ−ＦＥ２０２３は、要求が現存する接続の
一部であるか否かを調べるために標準的なテーブル・ル
ックアップを行う。要求が現存する接続の一部であるな
らば、ＮＤ−ＦＥ２０２３は対応するスイッチング型接
続を取り出して、現存するスイッチング型接続上のクラ
イアント要求をクラスタ１００５のサーバにそのまま送
る（スイッチング型のネットワーク１０４０、スイッチ
１０１２、およびスイッチング型企業ネットワーク１０
１０を介して）。既に存在する接続がないならば、ＮＤ
−ＦＥ２０２３はクライアント要求２０２５をネットワ
ーク・ディスパッチャ制御エンジンＮＤ−ＣＥ１０１１
に送る。ＮＤ−ＣＥ１０１１はクラスタ１００５におい
てサーバを選択し、選択されたサーバのスイッチング・
アドレスをＮＤ−ＦＥ２０２３に戻す。

【００２８】これに加えて、ＮＤ−ＣＥ１０１１はその
決定基準（重みなどの）およびＮＤ−ＦＥ２０２３がこ
の基準を用いることのできる条件をＮＤ−ＦＥ２０２３
に送ることができる。ＮＤ−ＦＥ２０２３は、それが作
った現存するスイッチ接続を用いてサーバ１００５に接
続要求を独立して割り当てるためにこの基準を用いるこ
とができる。また、ＮＤ−ＣＥ１０１１は、サーバへの
スイッチング経路をそれがアイドルになった後どのくら
い長く維持するかについての情報をＮＤ−ＦＥ２０２３
に与えることが望ましい。この追加の情報は同じフロー
（２０２６）を用いて、または別途（２０２９）送るこ
とができる。

【００２９】接続設定に戻ると、ＮＤ−ＣＥ１０１１
は、スイッチング型のネットワーク１０４０、スイッチ
１０１２、およびスイッチング型企業ネットワーク１０
１０を介してクラスタのサーバ１００５に最初のクライ
アント要求を送る（２０１５）。ＮＤ−ＦＥ２０２３が
選ばれたサーバのスイッチング・アドレスを受け取る
と、それは選択されたサーバへのスイッチング型接続２
０２８を作ることになる（２０２７）。スイッチ接続が
既に存在するならば（２０２８）、新しく接続を作る代
わりに（２０２７）現存する（２０２８）接続をそれが
再使用することが望ましい。接続が作られた後（新たな
接続かまたは現存する接続）、ＮＤ−ＦＥ２０２３は、
スイッチング型のネットワーク１０４０、スイッチ１０
１２、およびスイッチング型のネットワーク１０１０を
介して、作られたスイッチ接続２０２８上のクライアン
ト接続のすべての後続パケット２０３６をサーバ１００
５に送ることになる。

【００３０】クライアント１０２１がサーバ１００５へ
の接続を終了すると、ＮＤ−ＦＥ２０２３はその接続を
除去としてマークし、接続終了パケットおよびその接続
に対するすべての後続パケットをＮＤ−ＣＥ１０１１に
送るか（２０２５）、または接続終了パケットをサーバ
１００５に送り、接続が終了した後、ＮＤ−ＣＥ１０１
１に接続が終了したことを別途通知する（２０２９）。
接続終了パケットおよび後続パケットがＮＤ−ＣＥ１０
１１に送られようとするとき（２０２５）、ＮＤ−ＣＥ
１０１１はこの接続を除去としてマークし、パケットを
関連するサーバに送る（２０１５）。接続が或る時間の
間アイドルになっているとＮＤ−ＣＥ１０１１はこの接
続を除去するが、これは構成可能であることが望まし
い。ＮＤ−ＦＥ２０２３がＮＤ−ＣＥ１０１１に接続終
了を別途通知すると（２０２９）、ＮＤ−ＣＥ１０１１
はその接続テーブルから単純にその接続を除去するだけ
となる。接続が終了すると、端スイッチ１０１４とサー
バ１００５との間のスイッチング型接続は、同じＮＤ−
ＦＥ２０２３から同じサーバに向けられる追加の接続が
それを再使用することができるように維持される。どの
クライアント接続もそのサーバを要求することなく或る
時間が経過した後、対応するスイッチ接続は除去されて
も良い。

【００３１】図３は、ＮＤ−ＦＥ、ＮＤ−ＣＥ、端スイ
ッチ、企業基幹へのスイッチが同じ物理的ボックスまた
は装置に取り込まれた例を示す。図に示すように、クラ
イアント３０８０、３０８１、３０８２はルート指定さ
れたネットワーク３１１０、ＮＤ−ＣＥ−ＦＥスイッチ
３０１０、およびスイッチング型のネットワーク３１０
０を介してサーバ３０９０、３０９１、３０９２のクラ
スタにアクセスすることができる。クライアント３０８
０からの最初の要求３００５はＮＤ−ＦＥ３０２０に到
達する。ＮＤ−ＦＥ３０２０はその接続テーブルでのル
ックアップが不首尾となった後、最初のクライアント要
求３００５をＮＤ−ＣＥ３０４０に送る（３０２５）。
ＮＤ−ＣＥ３０４０はクラスタからの選択されたサーバ
３０９０のスイッチング・アドレスで以てＮＤ−ＦＥ３
０２０に応答する。ＮＤ−ＣＥ３０４０はまた最初のク
ライアント要求３００５を選択されたサーバ３０９０に
も送る（３０３５）。同じクライアント接続上でクライ
アント３０８０により出されるすべての後続パケット３
０４５はクライアント３０８０からＮＤ−ＦＥ３０２０
にルートされ、そしてＮＤ−ＦＥ３０２０から選択され
たサーバ３０９０にスイッチされる（３０５５）。終了
のフローは図２に述べたのと同じである。

【００３２】図４はＮＤ−ＦＥ１０１４および図１のク
ライアント１０２１が併合されてクライアント／ＮＤ−
ＦＥ４４２０となった例を示す。図に示されたように、
クライアント／ＮＤ−ＦＥ４４２０が新たな要求を出す
と、それはＳＷＡＮ１０４０を介して直接（４４２０）
ＮＤ−ＣＥ１０１１に行き、ＮＤ−ＣＥ１０１１はクラ
スタの選択されたサーバ１００５のスイッチング・アド
レスをクライアント／ＮＤ−ＦＥ４４２０に戻す（４４
１５）。ＮＤ−ＣＥ１０１１は選択されたサーバ１００
５にも要求を送る（４４２５）。この最初の交換の後、
この接続についてのすべてのトラフィックはスイッチさ
れる基幹１０４０を介してクライアント／ＮＤ−ＦＥ４
４２０と選択されたサーバ１００５との間でスイッチさ
れる（４４４５）。終了のフローは図２について述べた
ものと同じである。

【００３３】図５はサーバを選択し、そのサーバへの経
路を選択または設定するためにＮＤ−ＦＥで用いられる
論理フローの例を示す。ステップ５０１０において、Ｎ
Ｄ−ＦＥ２０２３（図２）はクライアント要求を受け取
る。ステップ５０３０において、ＮＤ−ＦＥ２０２３
は、この要求が属する現存する接続があるか否かを調べ
るためにテーブル・ルックアップを行う。現存する接続
があるならば、ステップ５１７０においてそれは関連の
スイッチング型接続を介してこの要求を単に送るだけで
ある。ステップ５０３０において現存する接続がなけれ
ば、ステップ５０６０においてＮＤ−ＦＥ２０２３は、
宛先サーバをローカルで選択することができるか否か、
またはＮＤ−ＣＥ１０１１まで行かなければならないか
どうかを調べる（図２）。この決定は前のフロー（２０
２９−図２で述べた）でＮＤ−ＣＥ１０１１により与え
られた構成可能な機能およびデータを用いてなされるの
が望ましい。ＮＤ−ＦＥ２０２３がサーバをローカルで
選択することができる場合には、ステップ５１００にお
いてそれはサーバを選択する。ステップ５０６０におい
てＮＤ−ＦＥ２０２３がサーバをローカルで選択するこ
とができない場合には、ステップ５０９０においてＮＤ
−ＦＥ２０２３はＮＤ−ＣＥ１０１１を調べてサーバ選
択および対応するスイッチング・アドレスを得る（図２
の２０２５）。サーバがローカルで、またはＮＤ−ＣＥ
１０１１により選択されると、処理はステップ５１３０
に続く。ステップ５１３０において、ＮＤ−ＦＥ２０２
３は、選択されたサーバへの現存するスイッチング型接
続が存在するか否かを調べる。スイッチング型接続があ
るならば、ステップ５１７０においてそれは現存するス
イッチング型接続を通してこの要求を送る（図２の２０
２８）。サーバへの現存するスイッチング型接続が存在
しないならば、ステップ５１６０においてＮＤ−ＦＥは
選択されたサーバへのスイッチング型接続を設定する。
これがなされると、ステップ５１７０においてそれは新
たなスイッチされる（図２の２０２７）接続を通してク
ライアント要求を送る。

【００３４】図６ないし１２は、割り当てられたサーバ
をＮＤ−ＦＥに知らせてそれがスイッチされる（ＡＴ
Ｍ）接続にＴＣＰ接続をマップすることができるように
するためＮＤ−ＣＥとＮＤ−ＦＥとの間でＮＨＲＰプロ
トコルを用いる本発明の例を示す。本発明の一部はＮＤ
−ＦＥ，ＮＤ−ＣＥ、およびサーバの間の経路に関し、
またサーバ上でＮＨＲＰの公知の特徴を用いる。本発明
がその他のタイプのスイッチ、またはスイッチング型の
ネットワークにも直ちに実施できることは当業者にとっ
て明らかであろう。好適な実施例に用いられるすべての
フローは標準的なＮＨＲＰフローである。ＮＨＲＰは拡
張フィールドを許容するが、これは追加の機能を取り入
れるために用いるのに好都合である。従って、フローに
関するすべてのエラーはこの分野で知られた技術を用い
て具合良く処理される。

【００３５】図６は本発明を取り入れたネットワーク・
トポロジの例を示す。ＴＣＰクライアント（１０１）
は、サーバ１４１、および１４２を含むサーバのクラス
タのサービスを用いることを必要とするＩＰホストであ
る。クライアントはサーバの１つ（１４１または１４
２）上のアプリケーションとＴＣＰ接続を作らなければ
ならない。この例において、クラスタのＩＰアドレスは
ＩＰ＿ＳＣであるものと仮定される。ＴＣＰクライアン
トはクラスタのＩＰアドレスＩＰ＿ＳＣおよびＴＣＰポ
ート番号を知っているだけである。サーバはＮＢＭＡ
（Non-Broadcast Multiple Access）ネットワーク（１
６２）内に置かれる。この図および以降の図において、
ＮＢＭＡネットワークにおけるスイッチング型接続はＮ
ＢＭＡ接続と呼ばれることになる。ここで判るように、
ネットワーク１６２はＡＴＭネットワークであるが、本
発明がその他のタイプのスイッチング型のネットワーク
においても実施できることは当業者にとって明らかであ
ろう。

【００３６】普通は、クライアント１０１によってサー
バの１つ１４１または１４２に送られるＩＰデータグラ
ムは点線で示された経路に通常は従う。ルート指定され
たこの経路は幾つかの中間のルータ、つまりサーバ１４
１については１１１、１３１、１３２、１２１および１
３４、サーバ１４２については１１１、１３１、１３
２、１２１および１３５と交差する。

【００３７】本発明によれば、ネットワーク１６２にわ
たってＴＣＰ接続の間ショートカットＡＴＭ接続が作ら
れて中間のホップ数が最小になるようにされる。

【００３８】中間のルータの内の２つ１１１および１２
１が本発明に従って用いられている。ルータ１１１はＮ
Ｄ−ＦＥを含んでいる。それはサーバとのショートカッ
ト接続を作る。それはまた、データグラムをＴＣＰクラ
イアントからショートカット接続に送る。ルータ１２１
はＮＤ−ＣＥを含んでいる。それは各新たなＴＣＰ接続
毎にサーバを割り当てる。

【００３９】以下のフローはＩＥＴＦ（Internet Engin
eering Task Force）によって標準化されようとしてい
るＮＨＲＰからのものである。ＮＨＲＰ要素はＮＨＲＰ
クライアント（ＮＨＣ）およびＮＨＲＰサーバ（ＮＨ
Ｓ）を含むが、これらは共にこの分野では知られてい
る。ＮＤ−ＦＥ（１１１）およびＮＤ−ＣＥ（１２１）
はＮＨＣ＋＋（以下に述べる追加的機能を有する標準的
なＮＨＣ）と呼ばれる変更されたＮＨＲＰクライアント
を用いる。ルータ１３３もＮＨＳ＋＋（以下に述べる追
加的機能を有する標準的なＮＨＳ）と呼ばれる変更され
たＮＨＲＰサーバを含んでいる。必要とされる特定の装
置の数はどのような構成をも支援できるように最小でな
ければならない。ＷＡＮ入り口ＮＨＣ＋＋１１１からＮ
ＨＳ＋＋１３３間での経路にあるルータ１３１、１３２
に必要とされるすべてのことはＮＨＳの支援である。

【００４０】ショートカットの利点を十分に活用するた
めの好適な実施例はＮＨＣ＋＋クライアントを、少なく
ともＮＤ−ＣＥ１２１においてＷＡＮおよびＮＨＳ＋＋
機能に至る入り口ルータ１１１に置くことである（ルー
タ１３３の代わりに）。この場合、ルータ１３３はＮＨ
Ｓも支援する。

【００４１】これと同様に、ＮＤ−ＣＥにサービスを与
えるＮＨＳ＋＋（１３３）から目標サーバ１４１、１４
２への経路にあるすべてのルータ（図６には何も示され
ていないが、ルータ１３４とサーバ１４１との間には１
つ以上のルータが存在しうる）に必要とされるすべての
ことはＮＨＳの支援である（図７に関して説明する）。
企業ルータ１１１（ＷＡＮ出口１）はＮＨＳ＋＋機能を
持つ必要がないことに留意されたい。ＷＡＮ入り口およ
び出口ルータは同じルータである必要はないことは当業
者にとって明らかであろう。

【００４２】図７は図６に示したネットワーク・トポロ
ジに関する初期化フローの例を示す。

【００４３】フロー２０１：各ＮＨＣ（１１１，１２
１，１４１）はそれぞれが所有するＮＨＳ（１３１，１
３３，１３４）に対するＮＢＭＡ接続設定を開始する。
この例ではＮＨＳ１３１はＮＨＣ１１１に対するサーバ
であり、ＮＨＳ１３３はＮＨＣ＋＋１２１に対するサー
バであり、ＮＨＳ１３４はＮＨＣ１４１に対するサーバ
であるものと仮定される。ＮＨＣおよびそれにサービス
を与えるＮＨＳの総体的所在場所は本発明の原理に関係
がない。

【００４４】フロー２０２：フロー２０１が完了した
後、各ＮＨＣ（１１１、１２１、１４１）はそれ自身の
プロトコル・アドレスおよびそれ自身のハードウエア・
アドレスをそれぞれにサービスするＮＨＳ（１３１、１
３３、１３４）に登録する（ＮＨＲＰ ＲＥＧＩＳ
Ｔ）。例えば、ＮＤ−ＣＥ１２１はサーバ・クラスタの
ＩＰアドレスをそれ自身のＡＴＭアドレスと共に登録す
る。

【００４５】フロー２０３：アドレス登録が完了する
と、ＮＨＳ１３１、１３３、１３４は肯定応答をそのク
ライアントに送る。

【００４６】フロー２１４：ＮＤ−ＣＥ１２１はサーバ
・クラスタの各ホストとのＮＢＭＡ接続を用いて受け取
った最初のパケットをルートを決められた経路に送る。
各ホスト毎にそれは権限ある解決要求（ＮＨＲＰ ＲＥ
ＳＯＬ）をそれにサービスするＮＨＳ１３３に送る。こ
の解決要求は宛先ホストのＩＰアドレス（例えば、サー
バ１４１に対しＩＰ１）を指定する。この例では初期化
フロー２１４ないし２２８がクラスタの１サーバについ
て説明される。これらのフローは各サーバ毎に実行され
なければならない。

【００４７】フロー２１５：ＮＨＳ１３３は解決要求を
その隣のＮＨＳに送る。この分野で知られた手法を用い
て要求は、要求されたＩＰアドレスを有するＮＨＳ、例
えばＩＰ１に対してはＮＨＳ１３４、に到達する。

【００４８】フロー２１６：ＮＨＳ１３４は１４１のハ
ードウエア・アドレスを含む解決応答を要求を出した所
に送る。

【００４９】フロー２１７：この分野で知られた手法を
用いて解決応答は要求を出したところ、即ちＮＤ−ＣＥ
（１２１）、に到達する。

【００５０】フロー２２８：ＮＤ−ＣＥ（１２１）はサ
ーバ１４１とのＡＴＭショートカット接続をここで作り
上げる。

【００５１】図８は、サーバ１４１および１４２を含む
クラスタとのＴＣＰ接続を作るためＴＣＰクライアント
１０１（図６）によって送られるＩＰデータグラムの処
理の例を示す。この例はＮＤ−ＦＥがローカルにサーバ
を選択しようとしていないときの論理フローを述べる。
上に述べたように、ＮＤ−ＦＥがサーバをローカルで選
択するときには、それはＮＢＭＡ接続を再使用するので
これについてのフローは不要である。

【００５２】フロー３０１：ＴＣＰクライアント１０１
はＩＰデータグラムを送って新たなＴＣＰ接続（ＴＣＰ
オープン接続）を要求する。データグラムの宛先ＩＰア
ドレスはＩＰ＿ＳＣ、即ちサーバ・クラスタのアドレス
である。ソースＩＰアドレスはＴＣＰクライアントのア
ドレス（ＩＰ＿ＣＬ）である。ＴＣＰヘッダはソースＴ
ＣＰポート番号（Ｐ１）および宛先ＴＣＰポート番号
（Ｐ２）を含んでいる。４つの組合せ（ＩＰ＿ＳＣ，Ｉ
Ｐ＿ＣＬ，Ｐ２，Ｐ１）（以下、“ＴＣＰ接続キー”と
呼ぶ）はＴＣＰ接続を一意的に指定する。

【００５３】フロー３０２：ＩＰデータグラムはＮＤ−
ＦＥ（１１１）に到達する。ＮＤ−ＦＥ（１１１）はそ
の「ＮＤ−ＦＥキャッシュ・テーブル」を調べてＴＣＰ
接続キー（ＩＰ＿ＳＣ，ＩＰ＿ＣＬ，Ｐ２，Ｐ１）に一
致する項目を探す。これは新たな接続なので、このテー
ブルにこのような項目は無い。ＮＤ−ＦＥ（１１１）は
このデータグラムをデフォールト・ルートの経路３０３
（図６の点線で表される）に送る。ＮＤ−ＦＥ（１１
１）はまたＮＤ−ＦＥキャッシュ・テーブルに新たなＴ
ＣＰ接続キーに対する新たな項目を作る。このＴＣＰ接
続にはＮＢＭＡ接続は関連されない。

【００５４】フロー３０３：ＩＰデータグラムはルート
された経路（１３１、１３２および１３３）に沿ってす
べてのルータにより送られる。

【００５５】フロー３０４：ＮＤ−ＣＥ（１２１）はＩ
Ｐデータグラムを受け取り、そのキャッシュ・テーブル
を調べてＴＣＰ接続キー（ＩＰ＿ＳＣ，ＩＰ＿ＣＬ，Ｐ
２，Ｐ１）に一致する項目を探す。これは新たな接続な
ので、このテーブルにこのような項目は無い。要求され
たサービス（ＴＣＰ宛先ポートＰ２によって指示され
る）、およびサーバの負荷またはその他の情報に基づい
て、ＮＤ−ＣＥ（１２１）は新たなＴＣＰ接続のための
クラスタ中の最良のサーバを決定する。選択されたサー
バはサーバ１４１であるものとここでは仮定される。従
って、ＮＤ−ＣＥ（１２１）は以前に作られたＮＢＭＡ
接続を通してＩＰデータグラムをサーバ１４１に送る
（フロー２２８）。新たなＴＣＰ接続がサーバに対して
作られると，ＮＤ−ＣＥ（１２１）はそれ自身のＴＣＰ
接続キャッシュ・テーブルに新たな項目を加えて不活動
タイマをスタートさせる。

【００５６】フロー３１５：サーバ１４１との新たなＴ
ＣＰ接続が作られようとしているので、ＮＤ−ＣＥ１２
１は修正されたＮＨＲＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲ要求を用い
てこの新たなＴＣＰ接続をそれにサービスするＮＨＳ１
３３に登録する。この修正された要求はＮＤ−ＣＥに特
有の拡張フィールドを持っており、これはＴＣＰ接続キ
ー（ＩＰ＿ＳＣ，ＩＰ＿ＣＬ，Ｐ２，Ｐ１）、および宛
先サーバのハードウエア・アドレス、即ちサーバ１４１
のＡＴＭアドレスを指定する。

【００５７】フロー３１６：アドレス登録が完了する
と、ＮＨＳ１３３は肯定応答をそのクライアントに送
る。

【００５８】フロー３２７：短い遅延の後、ＮＤ−ＦＥ
（１１１）は修正された権限ＮＨＲＰ ＲＥＳＯＬＵＴ
ＩＯＮ要求をそれにサービスするＮＨＳ（１３１）に送
る。この修正された要求は、ＴＣＰ接続キー（ＩＰ＿Ｓ
Ｃ，ＩＰ＿ＣＬ，Ｐ２，Ｐ１）を指定するネットワーク
・ディスパッチャ特有の拡張フィールドを含むことが望
ましい。ＮＤ−ＦＥはルート指定された経路を用いてこ
の要求が満足されるまでクラスタにパケットを送り続け
ることになる（フロー３０３）。この要求に対して否定
応答があると、ＮＤ−ＦＥ１１１は再び要求する。

【００５９】フロー３２８：この要求は権限あるもので
ある。この分野で知られた手法を用いてこの要求はＮＢ
ＭＡネットワーク１６２（図６）を通して送られ、要求
されたＴＣＰ接続キーを有するＮＨＳ１３３に到達す
る。

【００６０】フロー３２９：ＮＨＳ１３３は修正された
ＮＨＲＰキャッシュにおいてキー（ＩＰ＿ＳＣ，ＩＰ＿
ＣＬ，Ｐ２，Ｐ１）を用いてＴＣＰ接続キーを探索す
る。ＮＨＳ１３３が項目を見つけると、それは選択され
たサーバ１４１のＡＴＭアドレスを指定するＮＨＲＰ
ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ肯定応答を送り返す。ＮＨＳ１３
３が項目を見つけないときには、それはある時間の間遅
延してＮＨＣ＋＋／ＮＤ−ＣＥ１２１がＮＨＲＰ ＲＥ
ＧＩＳＴＥＲを送ることを許容する（フロー３１５）。
遅延が終了する前にＮＨＲＰ ＲＥＧＩＳＴＥＲが受け
取られると、ＮＨＲＰ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ肯定応答
が送られ、そうでない場合にはＮＨＳ＋＋１３３がＮＨ
ＲＰ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ否定応答を要求に対して送
る。

【００６１】フロー３３０：この分野で知られた手法を
用いて、ＮＨＲＰ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ応答は要求者
であるＮＤ−ＦＥ１１１に到達する。

【００６２】フロー３４１：ＮＤ−ＦＥ（１１１）はＴ
ＣＰ接続キー（ＩＰ＿ＳＣ，ＩＰ＿ＣＬ，Ｐ２，Ｐ１）
と共にサーバ１４１のＡＴＭアドレスをＮＤ−ＦＥキャ
ッシュ・テーブルに保存し、サーバ１４１へのショート
カットＮＢＭＡ接続を作る。ＡＴＭ接続ができると、そ
れはそのインタフェース番号および標準的なＡＴＭのＶ
ＰＩ／ＶＣＩ（Virtual Path Indicator/Virtual Chann
el Indicator）値をＮＤ−ＦＥキャッシュ・テーブルに
保存する。ＮＢＭＡ接続が作り上げられる前にＴＣＰ接
続に対する第２のＩＰデータグラムがＮＤ−ＦＥ１１１
によって受け取られると、このデータグラムはルート決
定された経路に送り出される。

【００６３】図９はＮＤ−ＦＥ１１１によるショートカ
ットＮＢＭＡ接続の使用の例を示す。

【００６４】フロー４０１：ＴＣＰクライアント１０１
は以前に作られたＴＣＰ接続（ＩＰ＿ＳＣ，ＩＰ＿Ｃ
Ｌ，Ｐ２，Ｐ１）上のサーバ・クラスタにＩＰデータグ
ラムを送る。

【００６５】フロー４０２：ＮＤ−ＦＥ１１１はＩＰデ
ータグラムを受け取る。ＮＤ−ＦＥ１１１はそのＮＤ−
ＦＥキャッシュ・テーブルを調べてＴＣＰ接続キー（Ｉ
Ｐ＿ＳＣ，ＩＰ＿ＣＬ，Ｐ２，Ｐ１）に一致する項目を
探索し、そしてショートカットＡＴＭ接続が既に存在す
ることを見いだす。ＮＤ−ＦＥ１１１はＩＰデータグラ
ムをサーバ１４１に直接送る。

【００６６】フロー４１０：ＮＤ−ＦＥ１１１はルート
決定された経路を通してＮＤ−ＣＥ１２１のために意図
されたリフレッシュ・メッセージを定期的に送る。この
メッセージは活動中のＴＣＰ接続キーのリストを含んで
いる。リフレッシュ・メッセージは肯定応答を必要とし
ない無接続データグラムであることが望ましい（例えば
ＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いて）。リフレ
ッシュの期間はルートされるトラフィックを過剰に増大
させないように十分大きく選ぶことができる。事実、Ｎ
Ｄ−ＣＥ不活動タイマの期間の１／３の値で十分であ
る。

【００６７】フロー４１１：リフレッシュ・メッセージ
はサーバ・クラスタ・アドレスと同じ宛先ＩＰアドレス
を持っている。それはこの分野で知られた手法を用いて
ＮＤ−ＣＥ１２１に到達する。

【００６８】図１０はＴＣＰ接続が閉じられようとして
いることを示すＴＣＰパケットの処理の例を示す。

【００６９】フロー５０１：ＴＣＰクライアント１０１
はＴＣＰ接続終了を示すＴＣＰパケットを送る。ＮＤ−
ＦＥ１１１はこのパケットを受け取り、ＴＣＰ接続キー
（ＩＰ＿ＳＣ，ＩＰ＿ＣＬ，Ｐ２，Ｐ１）を取り出して
ＮＤ−ＦＥキャッシュ・テーブルを調べ、ＴＣＰ接続キ
ーに一致する項目を探索する。それは接続状態を“クロ
ーズ”とマークし、ルート決定された経路にこのパケッ
トを送り出し、そしてタイマを始動させる。このタイマ
は、最後のパケットが接続を通った後に、項目を追い出
す前にどのくらいの長さだけ待つのかを指定する。この
接続に対する以後のパケットはすべてこのルート指定さ
れた経路に送り出されるのでＮＤ−ＣＥ１２１は同じタ
イマを維持することができる。正しい動作のためには、
このタイマはＭＳＬ（Maximum Segment Lifetime）の２
倍よりも大きくなければならない。指示された長さに時
間の間接続がアイドルになっていると、ＮＤ−ＦＥ１１
１は対応する項目をそのＮＤ−ＦＥキャッシュ・テーブ
ルから取り除く。

【００７０】フロー５０２：ＴＣＰパケット宛先アドレ
スはサーバ・クラスタ・アドレスであるＩＰ＿ＳＣであ
る。従って、このパケットはそれがＮＤ−ＣＥ１２１に
受け取られるまでルータからルータへとルートされる。
ＮＤ−ＣＥ１２１はＴＣＰ接続キーを取り出して対応す
るサーバ１４１のアドレスを得る。

【００７１】フロー５０３：ＮＤ−ＣＥ１２１は以前に
作られたＡＴＭ接続（フロー２２８）を通してＴＣＰパ
ケットをサーバ１４１に送る。それはＴＣＰ接続の状態
を“クローズ”とマークしてタイマを始動させる。この
タイマもＭＳＬ ＴＣＰタイマの２倍より長い。

【００７２】フロー５１０：タイマがタイムアウトする
と、ＮＤ−ＣＥ１２１はそのテーブルから対応する項目
を取り除く。それはまた修正されたＮＨＲＰ ＰＵＲＧ
Ｅ要求（例えばＴＣＰ接続キーを含む）をそれにサービ
スするＮＨＳに送る。

【００７３】フロー５１１：ＮＨＳ１３３はその内部テ
ーブルからＴＣＰ接続キーを取り除く。それはまたＮＨ
ＲＰ ＰＵＲＧＥ応答を要求元１２１に送ることによっ
て応答する。

【００７４】図１１はサーバによるショートカットＡＴ
Ｍ接続をクリアする処理の例を示す。

【００７５】フロー６０１：ショートカットＡＴＭ接続
はサーバ１４１によってクリアされる。サーバは２つの
理由により自由意志でショートカット接続をクリアする
ことができる。タイマの或るものはタイムアウトしてい
るかまたはそのＡＴＭアドレスが変化しようとしてい
る。この要求はＮＢＭＡ接続に関連する会話の上で流れ
るすべてのパケットに、ＮＢＭＡ接続が選択されたサー
バに対して再び作られるまで、ルート決定された経路を
辿らせる。

【００７６】フロー６１０：１つ以上のＴＣＰ接続項目
が、クリアされようとしているＮＢＭＡ接続に関連する
ＮＤ−ＦＥ１１１（ＮＤ−ＦＥキャッシュ・テーブル）
に存在するならば、ＮＢＭＡ接続が再び作られることが
必要である。サーバのＡＴＭアドレスは認証される必要
がある。修正された権限ＮＨＲＰ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯ
Ｎ（図８のフロー３２７で定義されたもの）要求がＮＨ
Ｓ１３１に送られる。サーバ１４１およびＮＤ−ＣＥ１
２１が再初期化するための時間を与えるために、ＮＨＲ
Ｐ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ応答はＡＴＭ接続がクリアさ
れた直後には送られないのが望ましく、それは短い遅延
の後に送られる。

【００７７】フロー６１１：この要求は権限あるもので
ある。ＮＨＳ１３１はこの解決要求をその隣のＮＨＳ１
３２に送る。この要求はこの分野で知られた手法を用い
て、要求されたＴＣＰ接続キーを有するＮＨＳ１３３に
到達する。

【００７８】フロー６１２：ＮＨＳ１３３はその修正さ
れたＮＨＲＰキャッシュにＴＣＰ接続キー（ＩＰ＿Ｓ
Ｃ，ＩＰ＿ＣＬ，Ｐ２，Ｐ１）を見つけている。ＮＨＳ
１３３は、選択されたサーバ１４１のＡＴＭアドレスを
指定するＮＨＲＰ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ肯定応答を送
り返す。

【００７９】フロー６１３：ＮＨＲＰ ＲＥＳＯＬＵＴ
ＩＯＮ応答はこの分野で知られた手法を用いて要求元の
ＮＤ−ＦＥ１１１に到達する。

【００８０】フロー６２０：ＮＤ−ＦＥ１１１はサーバ
１４１に対するＡＴＭショートカット接続を再び作る。

【００８１】図１２はネットワークによりＡＴＭショー
トカット接続をクリアする処理の例を示す。

【００８２】フロー７０１：ＮＤ−ＦＥ１１１とサーバ
１４１との間のショートカットＡＴＭ接続はネットワー
クによりクリアされる。ＮＤ−ＦＥ１１１はこの接続を
ＮＤ−ＦＥキャッシュ・テーブル中のどの項目によって
も使用できないものとしてマークする。これは、この接
続を用いたであろう後続のすべてのパケットを、選択さ
れたサーバに対してＮＢＭＡ接続が再び作られるまで、
ルート決定された経路を通して送らせる。

【００８３】フロー７１０：ＮＤーＦＥ１１１はサーバ
１４１とのショートカット接続を再び作ろうと試みる。

【００８４】高度の利用可能度およびフォールト・トレ
ランス 図１は本発明の高度の利用可能度の特徴をも示す。スイ
ッチング型のネットワーク１０４０の内部には１つ以上
のＮＤ−ＣＥが存在しうる。これらのＣＥはそれらの内
部テーブルを同期状態に保つために上述のものと同じキ
ャッシュに一貫性あるプロトコルを用いることになる。
ＮＤ−ＣＥが障害を起こすと、それを引き継いだＮＤ−
ＣＥが、新たな制御ＮＤ−ＣＥであることをすべてのＮ
Ｄ−ＦＥに知らせる。

【００８５】ＮＤ−ＦＥはＮＤ−ＣＥとは無関係に障害
を起こす。ＮＤ−ＦＥが障害を起こすと、この障害を起
こしたＮＤ−ＦＥを介して接続されたクライアント（１
０２１、１０２２、１０３１または１０３２）だけが影
響を受ける。図１において、クライアント１０２１、１
０２２はＮＤ−ＦＥ１０１４を介して接続され、クライ
アント１０３２、１０３１はＮＤ−ＦＥ１０１３を介し
て接続されている。ＮＤ−ＦＥ１０１３が障害を起こす
と、期間１０３０を介して接続されたクライアント（１
０３２、１０３１）だけが影響を受ける。クライアント
の要求を本発明のシステムに導く期間ネットワーク（ル
ートを与える期間）が１つのＮＤ−ＦＥ１０１３だけを
有しそれを介してネットワークがルートを与える場合に
は、そのＦＥの障害はこれらのクライアントを恒久的に
切り離すことになる。この１点の障害から保護するため
に、第２のＮＤ−ＦＥがこのルート基幹１０３０に取り
付けられるように構成に組み込まれることができる。し
かしながら、典型的には、インタネットのようなルート
基幹では複数のルートが利用可能となる。クライアント
が接続すると、ネットワークにおいて得られるルート情
報が、ＮＤ−ＦＥ１０１３が障害を起こしたときに別の
どのＮＤ−ＦＥ（またはルート）が選択されうるのかを
決めるのに使用されうる。一次および二次ＮＤ−ＦＥ優
先的選択情報を用いてこのように構成されうる。接続テ
ーブルを活動中のＮＤ−ＦＥと同期するよう維持するた
めに一次ＮＤ−ＦＥと次の２つの最も可能性あるＮＤ−
ＦＥとの間にキャッシュ一貫性プロトコルが維持されう
る。キャッシュ一貫性プロトコルはＴＣＰ接続キーおよ
び選択されたサーバの識別子をバックアップのＮＤ−Ｃ
Ｅに送る。バックアップのＮＤ−ＣＥがＴＣＰ接続キー
を受け取ると、ショートカットが割り当てられ、その接
続テーブルに項目が記入される。バックアップのＮＤ−
ＦＥと選択されたサーバとの間にショートカットが存在
しない場合、ショートカットが作られる。最初のパケッ
トが受け取られるまでこの接続を作るのを遅らせるため
に既に述べた定義のフローを用いることができることは
当業者にとって明らかであろう。図１において、ＮＤ−
ＦＥ１０１３を一次ＮＤ−ＦＥとし、ＮＤ−ＦＥ１０１
４をバックアップとして考察する。ＮＤ−ＦＥ１０１４
接続テーブルはＮＤ−ＦＥ１０１３（１０１４はこれの
代替として構成に入れられている）を介して接続された
すべてのクライアントについての項目を含んでいる。一
次ＮＤ−ＦＥが障害を起こすと、基幹はパケットを構成
に入れられた代替のＮＤ−ＦＥにルート指定する。ここ
で、代替を構成に組み入れることは、ルーティング・テ
ーブルなどのネットワーク構成に関する従来の手法を意
味する。しかしながら、その他の構成機構も利用可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。例えば、ネ
ットワーク・トポロジを動的に決定する方法が知られて
いる。この知識は一次およびバックアップを構成するの
に用いることができる。

【００８６】再び図５を参照すると、転送決定論理に関
した、すべての接続、一次およびバックアップは同じ接
続テーブルで与えられることが望ましい。

【００８７】一次ＮＤ−ＦＥが通常行われるように修復
または回復したとき、それはルートが利用可能であるか
どうかについてネットワーク１０３０を更新する。それ
は、それのバックアップとして構成に入れられたＦＥか
らキャッシュ更新を得ることになる。通常行われるよう
に、ネットワークはルートのためのＮＤ−ＦＥの使用可
能性を知るので、新たな接続が自動的にそれにルートさ
れ、現存する接続に対するパケットはクライエントに対
する中断なしにＮＤ−ＦＥを介して再ルートされること
ができるようになる。一次ＮＤ−ＦＥへのスイッチ・バ
ックはこの分野で知られた標準的なプロトコルによって
処理することができる。ＮＤ−ＦＥ間のキャッシュ一貫
性プロトコルは本発明がパケット・スイッチング型のネ
ットワークの利点を利用することを可能にする。

【００８８】ＮＤ−ＦＥ間のキャッシュ一貫性プロトコ
ルは活動中の接続が終了したことがバックアップである
ＮＤ−ＦＥに同報されることを保証する。輻輳状態の変
動のためにネットワークがパケットを異なるやり方でル
ートするならば、２つのＮＤ−ＦＥに１つのクライアン
トが活動しているものと映ることがある。或る点で接続
が終了され、そしてこれらＮＤ−ＦＥの各々は他のＮＤ
−ＦＥのバックアップであるため、終了はキャッシュ一
貫性プロトコルを介してバックアップＮＤ−ＦＥに繰り
返されることになってバックアップＦＥからクライエン
ト接続が外されることになる。

【００８９】本発明は好適な実施例によりその代替実施
例と共に説明されたので、本明細書の特許請求の範囲に
含まれる種々の等価物、改良、改善が現在、および将来
においても当業者にとって自明であることが理解されよ
う。従って、特許請求の範囲は最初に開示された本発明
の適正な保護を全うするように解釈されなければならな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 スイッチング型のネットワーク配置された本
発明の１例を示す図。

【図２】 スイッチング経路を設定するための論理的フ
ローの１例を示す図。

【図３】 単一のスイッチに併合された制御エンジン
（ＣＥ）および転送エンジン（ＦＥ）の例を示す図。

【図４】 クライアントに併合されたＦＥの例を示す図

【図５】 ＦＥにおける決定プロセスの例を示す図。

【図６】 ネクスト・ホップ・レゾリューション・プロ
トコル（ＮＨＲＰ）を用いたネットワーク・トポロジの
例を示す図。

【図７】 種々の要素に対するＮＨＲＰ初期化フローの
例を示す図。

【図８】 ＴＣＰ接続設定のためのクライアント・サー
バ論理フローの例を示す図。

【図９】 ＴＣＰ定常状態に対するクライアント・サー
バ・フローの例を示す図。

【図１０】ＴＣＰ閉鎖接続のためのクライアント・サー
バ・フローの例を示す図。

【図１１】サーバによりクリアされたクライアント・サ
ーバ・ショートカット接続の例を示す図。

【図１２】ネットワークによりクリアされたクライアン
ト・サーバ・ショートカット接続の例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ガルニー・ダグラス・ホロウェイ・ハント アメリカ合衆国10598、ニューヨーク州ヨ ークタウン・ハイツ、ウェリントン・コー ト 31 (72)発明者 エリック・ミシェル・レヴィ−アベノール フランス国06200、ニース、アンシャン・ シュマン・ドゥ・ラ・ランテール 67 (72)発明者 ダニエル・ジョルジュ・ジャン−マリー・ モデュ フランス国06200、ニース、１・シュマ ン・ドゥ・ラ・バテリィ・リュス、ジャル ダン・デ・イリ、エイ・５ Ｆターム(参考） 5K030 GA04 GA11 HA08 HC06 HC13 JT02 KA05 LB05 LB19 LE03 MB01 MD02 MD08 5K033 AA04 AA09 BA04 CB01 CB06 DA06 DB12 DB14 DB16 DB18 EA04 EB06 EC04

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スイッチング型のネットワークを含むクラ
   イアント−サーバ・システムにおいてサーバのクラスタ
   からあるサーバを選択すると共に選択されたサーバに至
   るスイッチされる経路を選択するための方法であって、 転送エンジンによりクライアントの要求を受け取るステ
   ップと、 クライアントの要求に応答して、クラスタからサーバを
   選択すると共に対応するスイッチング・アドレスを選択
   するため、転送エンジンにより要求を制御エンジンに送
   るルートを指定するステップと、 制御エンジンによりサーバを選択して対応するスイッチ
   ング・アドレスを転送エンジンに送るステップと、 転送エンジンにより、クライアントの要求に関連された
   データを、スイッチング・アドレスに関連するスイッチ
   ング型接続を通して、制御エンジンを通ることなく選択
   されたサーバに送るステップと、 を含む方法。
2. 【請求項２】スイッチング・アドレスを転送エンジンに
   送る前記ステップは、制御エンジンによりサーバ選択基
   準および転送エンジンがこの基準を使用できる条件を転
   送エンジンに送り、 転送エンジンにより受け取られる後続のクライアントの
   要求に対して、 転送エンジンによりこの要求に現存するスイッチング型
   接続が関連しているか否かを調べ、 現存する接続が存在するならば、転送エンジンにより現
   存する接続を通してこの要求を送り、 現存する接続が存在しないならば、転送エンジンにより
   前記基準に基づいて宛先をローカルに選択する、 ステップを含む、 請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】転送エンジンによりスイッチング・アドレ
   スに基づいて、スイッチング型ＡＴＭ接続にＴＣＰ接続
   をマップするステップを更に含む請求項１に記載の方
   法。
4. 【請求項４】制御エンジンから遠隔の場所に複数の転送
   エンジンを配置してこの転送エンジンをスイッチング型
   ネットワークの端に分散させ、 前記転送エンジンの各々により制御エンジンの指示の下
   でＴＣＰ接続を分散させるステップ、 を更に含む請求項３に記載の方法。
5. 【請求項５】分散された複数の転送エンジンをスイッチ
   組織を介して制御エンジンに接続させ、 制御エンジンの指示の下で、分散された各転送エンジン
   によりスイッチング型接続をマップするステップ、 を更に含む請求項３に記載の方法。
6. 【請求項６】クライアント−サーバ・システムが制御エ
   ンジンに障害が生じたときのため一次制御エンジンおよ
   びバックアップ制御エンジンを含んでおり、 前記方法が、 一次制御エンジンの障害を検出するステップと、 前記検出するステップに応答して、バックアップ制御エ
   ンジンが一次制御エンジンを引継ぎ、それが新たな一次
   制御エンジンであることを転送エンジンに通知するステ
   ップと、 を含む請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】クライアント−サーバ・システムが複数の
   転送エンジンを含んでおり、 前記方法が、 クライアントの要求に応答して、構成情報を用いて、一
   次転送エンジンが障害を起こしたとき選択されうる１つ
   以上のバックアップ転送エンジンを構成に組み入れるス
   テップと、 一次転送エンジンが障害を起こしたとき、活動中のクラ
   イアント接続を中断することなくバックアップ転送エン
   ジンにデータをルート指定するステップと、 を更に含む請求項１に記載の方法。
8. 【請求項８】障害を起こした転送エンジンが回復したこ
   とを判定し、回復した転送エンジンを更新するステップ
   と、 新たな要求が回復した転送エンジンにルート指定され、
   現存する接続のためのパケットをクライアントに中断を
   与えることなく一次転送エンジンとしての回復した転送
   エンジンに再ルート指定するようにネットワークを更新
   するステップと、 を更に含む請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】クライアントがスイッチング型のネットワ
   ークに直接取り付けられ、クライアントが転送エンジン
   を含んでいる請求項１に記載の方法。
10. 【請求項１０】クライアントがインタネットを介してス
    イッチング型のネットワークに取り付けられる請求項１
    に記載の方法。
11. 【請求項１１】スイッチング型のネットワークを含むク
    ライアント−サーバ・システムにおいてサーバのクラス
    タからあるサーバを選択すると共に選択されたサーバに
    至るスイッチング経路を選択するためのシステムであっ
    て、 クライアントの要求を受け取って要求を制御エンジンに
    ルート指定し、クライアントの要求に応答してクラスタ
    からサーバおよび対応するスイッチング・アドレスを選
    択するための手段と、 前記制御エンジンは、サーバ選択要求に応答してサーバ
    を選択するための制御エンジン手段、および対応するス
    イッチング・アドレスを転送エンジンに送るための制御
    エンジン手段を含むことと、 前記転送エンジンは前記スイッチング・アドレスに関連
    するスイッチング接続を通して制御エンジンを通ること
    なくクライアントの要求に関連するデータを選択された
    サーバに送るための転送エンジン手段と、 を含むシステム。
12. 【請求項１２】前記スイッチング・アドレスを転送エン
    ジンに送るための制御エンジン手段は、 サーバ選択基準および転送エンジンが該基準を使用でき
    る条件を転送エンジンに送るための制御エンジン手段を
    含み、 その後受け取られるクライアントの要求に対して、転送
    エンジンが、 この要求に関連する現存するスイッチング接続が存在す
    るか否かを判定するための転送エンジン手段と、 現存する接続が存在する場合、その接続を通して要求を
    送るための転送エンジン手段と、 現存する接続がない場合、前記基準に基づいて宛先サー
    バをローカルに選択するための転送エンジン手段と、 を更に含む請求項１１に記載のシステム。
13. 【請求項１３】スイッチング・アドレスに基づいてＴＣ
    Ｐ接続をスイッチング型ＡＴＭ接続にマップするための
    転送エンジン手段を更に含む請求項１１に記載のシステ
    ム。
14. 【請求項１４】制御エンジンから遠隔の場所にあるスイ
    ッチング型ネットワークの端に分散された複数の転送エ
    ンジンを含み、 前記転送エンジンの各々が制御エンジンの指示の下でＴ
    ＣＰ接続を分散させることを特徴とする請求項１３に記
    載のシステム。
15. 【請求項１５】分散された複数の転送エンジンをスイッ
    チ組織を介して制御エンジンに接続させ、 制御エンジンの指示の下で、分散された各転送エンジン
    によりスイッチング型接続をマップする、 ことを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
16. 【請求項１６】制御エンジンに障害が生じたときのため
    に一次制御エンジンおよびバックアップ制御エンジンを
    含んでおり、 一次制御エンジンの障害を検出する手段と、 前記検出する手段に応答して、バックアップ制御エンジ
    ンが一次制御エンジンを引継ぎ、それが新たな一次制御
    エンジンであることを転送エンジンに通知するためのバ
    ックアップ制御エンジン手段と、 を更に含む請求項１１に記載のシステム。
17. 【請求項１７】複数の転送エンジンを含んでおり、 クライアントの要求に応答して、ネットワークで得られ
    る構成情報を用いて、一次転送エンジンが障害を起こし
    たとき選択されうる１つ以上のバックアップ転送エンジ
    ンを構成に組み入れるための手段と、 一次転送エンジンが障害を起こしたとき、活動中のクラ
    イアント接続を中断することなくバックアップ転送エン
    ジンにデータをルート指定するための手段と、 を更に含む請求項１１に記載のシステム。
18. 【請求項１８】障害を起こした転送エンジンが回復した
    ことを判定し、回復した転送エンジンを更新するための
    手段と、 新たな要求が回復した転送エンジンにルート指定され、
    現存する接続のためのパケットをクライアントに中断を
    与えることなく一次転送エンジンとしての回復した転送
    エンジンに再ルート指定するようにネットワークを更新
    するための手段と、 を更に含む請求項１７に記載のシステム。
19. 【請求項１９】クライアントがスイッチング型のネット
    ワークに直接取り付けられ、クライアントが転送エンジ
    ンを含んでいる請求項１１に記載のシステム。
20. 【請求項２０】クライアントがインタネットを介してス
    イッチング型のネットワークに取り付けられる請求項１
    １に記載のシステム。
21. 【請求項２１】サーバがルート指定されるネットワーク
    に取り付けられる請求項１１に記載のシステム。
22. 【請求項２２】転送エンジン、制御エンジン、およびス
    イッチ組織が単一の装置に共存する請求項１５に記載の
    システム。