JP2001508258A - レプリカルーティング - Google Patents

レプリカルーティング

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、サービスを要求するクライエントコンピュータ(31,32,33,34)をそのサービスに対するサーバレプリカ(41,42,43)へ自動的に指向するレプリカルーティングと称する新規な方法に係る。レプリカルーティングにより選択されるレプリカは、インターネットワークトポロジーにおけるクライエントの位置及びインターネットワークの推定性能に基づいてクライエントに最良の性能を与えると予想されるレプリカである。更に、このシステム及び方法は、不当な管理オーバーヘッドを伴うことなく新たなレプリカを柔軟に追加できるように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】 レプリカルーティング発明の分野 本発明は、一般に、インターネットワークのレプリカルーティングシステムに 係り、より詳細には、クライエントコンピュータに対して良好な性能を与えるこ とが推定されるサーバレプリカへクライエントコンピュータを指向するためのシ ステムに係る。先行技術の説明 インターネットのような国際的な公衆パケット交換コンピュータインターネッ トワークの利用者が最近急激に増加したために、それらが含む情報及びサービス について多大な需要が生じている。インターネットワークにおけるサービスのレ プリカ形成は、それらのサービスを大勢のユーザに利用できるようにする。 クライエントコンピュータをサーバに自動的に向けさせる幾つかの既知の解決 策は、例えば、多数のサーバ間で負荷のバランスをとるよう試みるために多数の サーバレプリカの1つへユーザを向けるラウンドロビンDNS及び負荷バランス DNSを含む。マルチプルホストネームと称する別の解決策では、各々個別のホ ストネームを有する多数のサーバにわたって内容が分散される。ユーザに返送さ れるウェブページは、負荷バランスの問題及びレプリカの内容事項に基づいてユ ーザに対して選択されたレプリカを指すリンクを含む。インターネット負荷バラ ンシングと称する別の解決策では、ハードウェア要素が、単一のIPアドレスへ 送られるユーザ要求を多数のサーバレプリカの1つへ自動的に分配して、負荷の バランスをとる。更に別の解決策は、動作状態にあって、要求で過負荷となって おらず且つ要求された情報を含んでいるレプリカへユーザを自動的に向けるよう に負荷バランシングをレプリカ機能と組合わせる共振ディスパッチである。発明の要旨 本発明は、インターネットワークにおけるクライエントの位置が与えられると 、クライエントに対して良好に機能するサーバレプリカへクライエントコンピュ ータを自動的に向けるためにレプリカルーティングと称する新たな方法を使用す るネットワークサーバ複製システムを提供することである。より詳細には、クラ イ エントコンピュータがレプリカルータと連絡し、このレプリカルータは、クライ エントのネットワーク位置及びインターネットワークの推定性能が与えられると 、良好に機能するインターネットワークのサーバレプリカへそれらクライエント コンピュータを透過的に再指向する。 本発明により与えられるレプリカルーティングは、クライエントコンピュータ が、インターネットワークにおけるその使用位置の付近で重要な複製情報にアク セスできるようにする。特に、適当なサーバレプリカが確立されると、本発明に よるレプリカルーティングは、インターネットワークにおいてその特定のレプリ カの「近傍」にあるクライエントをその特定のレプリカに自動的に向け、これによ り、複製されたサーバへの高性能アクセスを与える。例えば、本発明は、ネット ワークリンクやネットワークルータのようなネットワーク要素により導入される 遅延及び帯域巾に非常に敏感な映像のようなネットワークアプリケーションへの 高性能アクセスを可能にする。この高性能アクセスは、公衆コンピュータインタ ーネットワークが、通常、多数の個人及び組織により制御される交換、送信及び ホストコンピュータ要素を含む場合に、特に重要である。 ある実施形態では、各サーバレプリカは、インターネットワークにおけるその 位置と、ローカルインターネットワークトポロジー及び性能の観察とに関する情 報を要約するレプリカ広告を形成する。サーバレプリカは、そのレプリカ広告を レプリカルーティングシステムに自動的に送り込む。レプリカルータは、各サー バレプリカにより供給されるレプリカ広告及び他の任意の測定に基づいて、クラ イエントコンピュータを1つ以上のサーバレプリカへルート指定するように応答 する。管理のために不当なオーバーヘッドを伴うことなく新たなレプリカを柔軟 に追加することができる。 サーバレプリカの数が増加するにつれて、各レプリカルータが1つのサービス に対して全てのサーバレプリカのレプリカ広告を含むことが不可能になり又は非 効率的となる。本発明によるレプリカルーティングの1つの特定の方法は、レプ リカルータを任意にハイアラーキーに構成できるようにし、そしてこのレプリカ ルータハイアラーキーの一部分のみを上るようにレプリカ広告を伝播できるよう にする。レプリカルーティングプロセスの間に、クライエント要求がハイアラー キーを下るように自動的に送信され、やがて、それらは、通知済みレプリカルー ティング判断を行うためにレプリカのインターネットワーク位置に関して充分に 知識のあるレプリカルータに到達する。従って、特定のサービスに対して全ての レプリカ広告を単一のレプリカルーティングサーバに含ませる必要はない。 レプリカルータのハイアラーキーを導入する第2の理由は、機密性に関する。 レプリカ広告は、インターネットワーク特性及びトポロジーに関する敏感な情報 を含み得るので、ある組織は、プライベートなインターネットワーク(イントラ ネット)内にプライベートなレプリカルータを形成して、この情報を含むように 選択することができる。本発明の1つの特定の実施形態では、イントラネットの 内部からのクライエント要求がこのプライベートなレプリカルータに自動的に向 けられる一方、イントラネットの外部からのクライエント要求は、アクセスでき ないレプリカに対して詳細な広告を知る必要のない他のレプリカルータを使用す る。 本発明の別の特徴においては、クライエントアプレットがレプリカルーティン グプロセスにおいて助けとなる。クライエントアプレットは、クライエントイン ターネットワーク環境の幾つかの特性を決定し、そしてそれらを、ルーテイング プロセスを助けるための付加的な情報としてレプリカルータに送信することがで きる。レプリカルータは、2つ以上のレプリカアドレスをクライエントアプレッ トへ返送することができ、そしてクライエントアプレットは、経験的な性能実験 を実行して、クライエントの使用に対する最良のサーバレプリカを選択すること ができる。 本発明の多数の他の目的、特徴及び効果は、添付図面を参照した以下の説明か ら明らかとなろう。図面の簡単な説明 図1は、本発明によるレプリカルーティングシステムのブロック図である。 図2は、レプリカルーティングハイアラーキーを示す図である。 図3a−3cは、レプリカ広告の形成及びレプリカルータによるレプリカ広告 の処理を示すフローチャートである。 図4a−4bは、レプリカルータへのクライエント要求を処理し、クライエン トが別のレプリカルータ又はレプリカへ再指向されるところを示すフローチャー トである。 図5a−5bは、クライエントレプリカルーティングアプレットの助けによる レプリカルータへのクライエント要求の別の処理を示すフローチャートである。 図6は、調整可能なサイズの隣接部においてインターネットワークの性能を決 定するプロセスを示すフローチャートである。好ましい実施形態の詳細な説明 図1に示されたレプリカルーティングシステム100は、ファイアウオール2 0及び21により保護された公衆インターネットワーク10及びイントラネット 11、12を使用し、複数のクライエントコンピュータ31、32、33及び3 4と、サーバレプリカ41、42、43及び44と、レプリカルータ51及び5 2と、マスターサーバ61及び62とを相互接続する。各レプリカルータ51及 び52は、それに対応するレプリカルーティングデータベース71及び72を有 する。システムのユーザは、マスターサーバ61、62及びサーバレプリカ41 、42、43、44により与えられるサービスにアクセスするためにクライエン トコンピュータ31、32、33、34を使用し、そして1つ以上のレプリカル ータ51、52により適当なサーバレプリカに向けられる。クライエントコンピ ュータは、ユーザワークステーション及び代理サーバを含むことができる。マス ターサーバ61、62は、サーバレプリカ41、42、43、44において処理 されないある更新要求、例えば、共用データベースの同期更新を必要とする商品 の購入やユーザの登録にサービスするのに使用される。レプリカルータ、サーバ レプリカ及びマスターサーバは、図示されたように個別のコンピュータにおいて 実施することもできるし、又はコンピュータを共用することもできる。例えば、 レプリカルータ、サーバレプリカ及びマスターサーバは、同じコンピュータに存 在することができる。 サーバレプリカ41、42、43、44の内容は、マスター/スレーブ構成や 重み付選択のようなネットワークベースの複製方法によって動的に維持すること もできるし、或いはネットワークを経てのデジタルブロードキャスト又は衛星や 地上リンクのような個別のマルチキャスト又はブロードキャストチャンネルによ りレプリカを更新することもできる。或いは又、光学ディスクのような物理的に 配布できる媒体によってレプリカを部分的に又は完全に実施することもできる。 特定の好ましい実施形態の基礎となるソフトウェアアーキテクチャーは、ワー ルドワイドウェブのハイパーテキスト規定に基づく。ハイパーテキストマークア ップ言語(HTLM)の文書フォーマットを使用して、文書及びフォームが表わ され、そしてハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)が、クライエント、 レプリカルータ、サーバレプリカと、マスターサーバコンピュータとの間に使用 される。文書は、コンピュータのネットワークにおいて均一リソースロケータ( URL)で名前付けされる。文書は、広範囲に構成されたいかなる形式のデジタ ルデータでもよく、例えば、テキスト、音声及び映像を含むマルチメディア文書 、及びプログラムを含む文書である。特に、新たなプログラムのダウンロードに よりクライエントコンピュータを自動的に拡張する能力を許すJavaアプレッ ト及びActiveXコントロールを文書に含ませることもできるし、又は文書 により参照することもできる。 文書に加えて、サーバレプリカは、関連データベース、マルチメディアデータ 、ビデオファイル及びグループウェアデータを含むいかなる形式のデータを複製 するのにも使用できる。これらのデータタイプへのアクセスをサポートするため に、サーバレプリカ及びマスターサーバは、HTTPに加えて又はそれに代わっ て、種々の標準化されたプロトコル、例えば、標準リモート手順コールプロトコ ル、ODBCのようなデータベースインターフェイス、マイクロソフトの分散型 共通オブジェクトモデル(DCOM)及びそれらの後継モデルをサポートするこ とができる。 又、サーバレプリカは、動的な内容を発生するのに使用されるプログラムを複 製することもできる。サーバレプリカがこのようなプログラムのURLに対する HTTP要求をクライエントから受け取って処理するときに、プログラムが実行 され、そしてプログラムは、クライエントへ返送される動的な内容を発生する。 又、同じURLベースのメカニズムを使用して、動的に実行されるプログラムへ HTTP POSTデータを送信することもできる。従って、サーバレプリカは 、動的な内容を発生し、クライエントデータを処理しそして静的な内容に作用す る ように使用することができる。このプログラム複製及び動的プログラム呼び出し メカニズムは、他の標準化された通信プロトコルと共に使用することができる。 サーバレプリカは、ある更新及びトランザクション要求を任意に処理し、そし てそれらを他のサーバレプリカ又はマスターサーバへ中継することができる。例 えば、共用プロジェクトページを1つのサーバレプリカにおいて更新し、そして この更新を他の全てのレプリカへ自動的に伝播することができる。或いは又、ハ ード・グッド・オーダーの提出フォームをサーバレプリカによりファイルにスプ ールし、そして所定の間隔でマスターサーバへ送信して、更に処理することもで きる。 1つの特定の実施形態の基礎となるネットワークアーキテクチャーは、TCP /IP及び1群のIPルーティング手順である。このネットワーク技術の背景は 、スチーブンス氏著の「TCP/IPイラストレーテッド(TCP/IP Illustrated) 」(1994年、アジソン−ウエスリー、リーディング、マサチューセッツ州)、 ヒューテナ氏著の「インターネットにおけるルーティング(Routing in the Inte rnet)」(1995年、プレンティス・ホール、エングレウッド・クリフス、ニュ ージャージー州)、及びパクソン氏著の「インターネットにおける端−端ルーテ ィング特性(End-to-End Routing Behavior in the Internet)」(1996年、S IGCOMM '96 8/96 CA、USA)に見ることができる。ここで使 用するネットワークという用語は、ネットワーク及びサブネットワークの両方を 指すものとする。ここで使用するネットワーク番号又はネツトワーク識別子とい う用語は、ネットワーク及びサブネットワークの両方の要素を含むネットワーク のIPアドレスを指す。 図2は、レプリカルータの例示的ハイアラーキー200を示すもので、ルータ 201は、ルート(根)レプリカルータであり、そしてルータ203は、その隣 接ネットワークにおけるサーバレプリカに対するレプリカ広告を含むリーフ(葉 )レプリカルータである。ハイアラーキーの各レベルに2つ以上のレプリカルー タが存在してもよく、そして多数のルートレプリカルータがあってもよい。ルー トレプリカルータのIPアドレスは、「www.pathfinder.com 」のようなサービスのDNS名に結び付けられる。 クライエントコンピュータに対して良好な性能を与えるサーバレプリカへクラ イエントコンピュータを向けるためにレプリカルータがいかに動作するかを説明 する前に、クライエントコンピュータ又はサーバレプリカがそのローカルインタ ーネットワークトポロジーをいかに「発見」できるかについてここで説明する。次 いで、この技術を本発明のレプリカルーティングシステムに関連していかに使用 するかについて説明する。 図6は、ローカルインターネットワークトポロジー及び性能の発見を示すフロ ーチャートである。インターネットワークに使用される全てのルーティングプロ トコルが使用され、それらは、ルーティング・インフォーメーション・プロトコ ル(RIP)、外部ゲートウェイ・プロトコル(EGP)、ボーダー・ゲートウェイ ・プロトコル(BGP)、オープン・ショーテスト・パス・ファースト(OPSF) 、クラスレス・インタードメイン・ルーティング(CDIR)、並びにそれらの子 孫及びそれに続くものを含む。ステップ905において、クライエントコンピュ ータ(又はサーバレプリカ)は、隣接ネットワークルータについて学習するため に、ブロードキャスト又はマルチキャストにより、全ての接続されたネットワー クにネットワークルータ勧誘メッセージを送信する(標準的なネットワークルー タは、本発明によるレプリカルータと混同されない)。 ステップ910において、ネットワークルーティングテーブル要求メッセージ が、良く知られた又は予め構成されたネットワークルータと共に、ステップ90 5で発見された全てのネットワークルータへ送信される。ネットワークルータか らの応答(ルーティングテーブル)は、ステップ915においてクライエントコ ンピュータにより受け取られる。ステップ920において、クライエントコンピ ュータは、クライエントネットワークからその受け取ったルーティングテーブル で指定された全てのネットワークへの予想される性能をルーティングテーブルか ら導出し、そしてその情報をネットワーク性能テーブルに記録する。ネットワー ク性能テーブルは、ネットワーク番号と、ネットマスクと、クライエントからネ ットワーク番号への性能の推定値(例えば、帯域巾の推定値)とを各々含む行の リストである。ネットマスク(サブネットマスクと称することもある)は、IP アドレスのどの部分がネットワーク及びサブネットワーク識別子を含むかを指定 し、従って、2つのアドレスが同じネットワークにあるかどうかを決定するため には第2のIPアドレスに合致しなければならない。又、各ネットワーク性能テ ーブルエントリーも、ルーティングテーブルにより報告されるものとして行先ネ ットワークのネットマスクを含む。行先ネットワークにおけるネットワークルー タによりネットマスクが報告されない場合には、行先ネットワークのIPアドレ スのクラスに基づくデフォールトネットマスク(アドレスの最初の数字から推測 される)が使用されるか、又は別の予め指定された1組のルールが使用される。 2つ以上のネットワークルータが離れたネットワークへのルートを与える場合に は、クライエントコンピュータが最良の性能のルートのみを性能テーブルに記録 する。レプリカルーティング「性能」に対して、1つのメトリック、例えば、推定 帯域巾が使用される。例えば、特定のRIPネットワークルータが、離れたネッ トワークに到達するために必要な推定帯域巾ではなくて、離れたネットワークに 到達するために必要なネットワークホップの数を報告する場合には、各ホップが 報告されるたびに理想的な固定の最大値から固定量だけ帯域巾を減少するだけで 、ホップの数を推定帯域巾に変換することができる。或いは又、離れたネットワ ークにおけるルータのアドレスがステップ915で受け取った情報において発見 された場合には、クライエントから離れたネット枠へのネットワーク性能を推定 するよう試みるために「ピング(ping)」することができる。ステップ925にお いて、構成により設定された最大繰り返し数を越えない場合には、ステップ93 5において、まだ調査されていないステップ915で受け取られたルーティング テーブルにおいて名前付けされた全てのネットワークルータが組み立てられ、そ してその組の新たなルータがステップ910において使用されて、隣接ネットワ ークについて更に学習が行なわれる。さもなくば、ステップ930において、イ ンターネットワークの性能発見が終了し、ネットワーク番号と、ネットマスクと 、そのネットワーク番号に対する性能の推定値とを各々含む行のリストであるネ ットワーク性能テーブルが形成される。 別の実施形態においては、所与のネットワークルータに対して調査された最大 深さ(最大繰り返し数)が、ネットワークルータに依存してもよい(例えば、良 く知られたネットワークルータは、更に大きな最大深さを有してもよい)。更に 別の実施形態では、2つ以上のネットワーク性能メトリック(帯域巾及び待ち時 間)を使用することができる。 多数の形式のネットワーク番号をネットワーク性能テーブルに同時に使用する ことができ、従って、IPネットワーク番号、IPng(次世代)番号及びそれ らの子孫を含むレプリカルーティングデータベースに多数の形式のネットワーク 番号を使用することができる。 別の実施形態においては、予め構成されたIPアドレス及びサーバレプリカの IPアドレスへのトレースルートを実行するためにトレースルートユーティリテ ィを使用することによりネットワーク性能マップが拡張される。トレースルート ユーティリティは、スチーブンス氏著の「TCP/IPイラストレーテッド」、第 1巻、第8章「トレースルートプログラム(Traceroutes Program)」(1994年 、アジソン−ウェスリー、リーディング、マサチューセッツ州)に掲載されてい る。サーバレプリカアドレスは、ルートレプリカルータ及び他のレプリカルータ と連絡して、特殊な要求により、サーバレプリカ及びレプリカルータアドレスの リストを送信するよう求めることにより、発見することができる。トレースルー トの使用は、ルートテーブル問合せでは得られない情報を露呈することができる 。 図3a−3cは、レプリカ広告の形成を含むサーバレプリカ及びレプリカルー タの動作を示すフローチャートである。このシステムの動作における重要な概念 は、親のレプリカルータを選択しそして親のレプリカルータに「広告」を送信する 機能をサーバレプリカ及びレプリカルータの両方が実行することであり、上記広 告は、インターネットワークにおけるサーバレプリカ又はレプリカルータのアド レス並びにそれらサーバレプリカ又はレプリカルータから導出されたローカルイ ンターネットワークトポロジー及び性能推定値に関する情報を含む。 ステップ301において、特定のコンピュータがサーバレプリカである場合に は、制御がステップ302へ移行し、そしてそれがレプリカルータである場合に は、制御がステップ306へ移行する。 ステップ302において、サーバレプリカは、図6に示す方法を用いてネット ワーク性能テーブルを形成する。ステップ305において、サーバレプリカは、 それが到達し得る各ネットワークごとに1つのエントリを有するレプリカ要約記 録を形成する。各レプリカ要約記録エントリは、ネットワーク番号と、ネットワ ーク性能テーブルからのネットワークのネットマスク(図6)と、ネットワーク 性能テーブルからネットワークへの性能の推定値と、タイムスタンプとしての現 在時間とを含む。レプリカ要約記録全体は、サーバレプリカにより形成されたも のとしてマスクされる。 或いは又、特定のコンピュータがレプリカルータである場合には、ステップ3 06において、レプリカルータは、そのレプリカルーティングデータベースを走 査し、そして構成により設定された時間限界より古いタイムスタンプを有するレ プリカ要約記録エントリを削除する。ステップ307において、このレプリカル ータがルートレプリカルータとして構成されているかどうか調べるためのテスト が行なわれる。もしそうであれば、制御はステップ370へ移行し、ルートレプ リカルータは広告を作成しない(ルートレプリカルータは、それが広告を送信で きる親をもたないので)。このレプリカルータがルートレプリカルータでない場 合には、ステップ310において、レプリカルーティングデータベースを使用し て、そのレプリカルーティングテーブルのレプリカ要約記録で広告される各ネッ トワーク番号ごとに1つづつの多数のエントリーを有する新たなレプリカ要約記 録が作成される。新たに作成されたレプリカ要約記録の各エントリは、ネットワ ーク番号と、そのネットワーク番号に対するネットマスクと、サーバレプリカ又 はレプリカルータによりレプリカ要約記録において広告されるそのネットワーク 番号に対する最良の性能メトリック値と、ルーティングデータベースにおけるこ の最良の性能エントリーからのタイムスタンプとを備えている。新たに作成され るレプリカ要約記録は、レプリカルータにより作成されたものとして表示される 。 ステップ315において、レプリカルータ及びサーバレプリカに共通のロジッ クが開始され、そして新たなレプリカ要約記録は、レプリカルータ又はサーバレ プリカに対して特有のオペレータ特有のルールに基づいて変更することができる 。新たなレプリカ要約記録に対する任意の変更を指定することかでき、これは、 あるネットワークの除去と、指定のネットワークマスク、性能メトリック値、及 び「経過しない値(do not expire value)」を含むことのできるタイムスタンプ を伴 うネットワーク番号の追加と、ネットワーク番号によるネットワークマスク及び 性能メトリック値又はレプリカ要約記録エントリーの手動オーバーライドと、指 定の性能メトリック値に到達しないレプリカ要約記録エントリの除去とを含む。 このように、サーバのオペレータは、例えば、イントラネットのファイアウオー ルの外から見ることのできないイントラネットネットワーク番号を追加すること によりサーバがその意図された聴取を果たすよう確保することができる。次いで 、レプリカルータ又はサーバレプリカは、親レプリカルータのセットを選択する 。親のレプリカルータのアドレスは、サービスのDNSネーム(www.pat hfainder.comのような)に結合されたレプリカルータをルックアッ プすることにより初期化される。或いは又、親のレプリカルータのセットは、よ り多くの当該ハイアラーキーに対して手動で構成することができる。 別の実施形態では、サーバレプリカは、同じ基本的情報を含むが、それらの内 容を外国言語でもつか又は買手−場所特有の価格をもつといったローカル特徴で 特殊化される。この実施形態では、サーバレプリカの広告は、例えば国のような 地理的エリア又は例えば会社のような管理ドメインにあるネットワーク番号にサ ービスして、これらネットワーク番号が実際にサーバレプリカに近いかどうかに 関わりなく、サーバレプリカへのクライエントルーティングを内容の特殊性に基 づいたものとするために、上記のようにステップ315において変更される。特 に、サーバレプリカがサービスしようとするネットワーク番号は、サーバレプリ カの位置に近いとして普通に広告されたネットワーク番号に追加することができ (サーバレプリカがサービスしようとするネットワーク番号がサーバレプリカの 位置に近いとして広告された番号と異なる場合)、或いは普通に広告された番号 が削除される。例えば、フランス語の内容を有するサーバレプリカは、フランス におけるネットワーク番号にサービスすることができる。この例では、多数のサ ーバがフランスにおけるネットワークにサービスするときには、性能メトリック 値がクライエント要求に対して最適なものを選択するのに使用される。 親のレプリカルータのセットが決定されると、それらのアドレスは、後で使用 するように安定に記録される。 ステップ325において、レプリカ要約記録、ローカルコンピュータのIPア ドレス及び現在時間を含むレプリカ広告が構成される。ステップ330において 、あるサービスの全てのレプリカ及びレプリカルータに知られているサービス特 有のプライベートキーに基づいてレプリカ広告にデジタル符号が追加され、そし て完成したレプリカ広告がHTTP POSTメッセージ335において親レプ リカルータに送られる。 親のレプリカルータがレプリカ広告メッセージ335を受け取ると、ステップ 340において、サービスの公開キーを使用してレプリカ広告を認証する。広告 が認証されると、ステップ341において、広告のIPアドレスがメッセージ3 35のヘッダにおけるソールIPアドレスと同じであることを確保するためのチ ェックがなされる。IPアドレスが一致した場合には、制御はステップ345に 続き、さもなくば、制御は342へ続く。 ステップ342において、IPアドレスが一致しない場合には、レプリカ広告 がファイアウオール(図1)を通過したことを意味する。レプリカ広告における マルチエントリのレプリカ要約記録は、メッセージ335のヘッダにおけるソー スIPアドレス、全ビット「1」のネットマスク、デフォールトネットワークメト リック値、及び現在時間を含む単一の追加エントリを含む。この付加的なエント リが要約に追加される理由は、追加IPアドレスが同じファイアウオールの後方 からクライエントによりなされた要求のIPアドレスと同一であり、従って、こ れらクライエント要求のIPアドレスに一致するからである。この新たなレプリ カ要約記録は、レプリカルータにより形成されたものとして表示される。 ステップ345において、レプリカ広告に指定された同じIPアドレスからの ルーティングデータベースにおける以前のレプリカ広告よりも最近のタイムスタ ンプを広告が有する場合には、親のレプリカルータにおいてローカルルーティン グデータベースにレプリカ広告が追加される。新しい広告に取って代わられるレ プリカ広告は削除される。 広告に含まれたIPアドレス、タイムスタンプ、及びサービスプライベートキ ーを用いるデジタル符号を含む確認メッセージがステップ355において構成さ れる。確認メッセージ360は、ステップ365において送信側サーバレプリカ 又はレプリカルータにより認証され、そしてステップ370においてタイマーが セットされて、構成により決定される間隔で登録情報がリフレッシュされる。タ イマーが時間切れすると、サーバレプリカ又はレプリカルータの制御はステップ 301へ復帰する。 別の実施形態では、レプリカルータが、それらのレプリカルーティングデータ ベースにおいてレプリカ広告で記述されたサーバを規則的に「ピング(ping)」す る。応答しないサーバは、それらのレプリカ要約記録が、全て「1」で構成された ネットマスク(サーバがファイアウオールの後方にあることを示す)を有するエ ントリを含まない限り、広告を除去している。 図4a−4bは、HTTP再指向を用いてクライエントコンピュータをサーバ レプリカへ転送するプロセスを示すフローチャートである。ステップ505にお いて、ユーザは、複製されたサービスを参照するURLを含む既に受信したHT TPページからエントリを選択する。ステップ510において、GET又はPO STのようなネットワーク要求515が形成され、そしてこの要求515がサー ビスのためのルートレプリカルータへ送信される。ルートレプリカルータのIP アドレスは、ステップ505で選択されたURLのアドレス又はDNSネームか ら導出される。 ステップ535において、レプリカルータは、レプリカルーティングデータベ ースにおけるレプリカ要約記録エントリ全部をメッセージ515におけるソース IPアドレスに一致させる。各レプリカ要約記録エントリのアドレス一致は、そ のエントリに含まれたネットマスクに従ってネットワーク識別子を構成する各ア ドレスの部分に基づいて行なわれる。一致が見られない場合には、制御がステッ プ562へ移行する。一致が見られた場合には、ステップ545において、最良 のネットワーク性能メトリック値を含むN個の一致するレプリカ要約記録エント リが選択され、そして減少するネットワーク性能メトリック値により分類され、 そして対応するレプリカ広告エントリに含まれたIPアドレスがターゲットIP アドレスの候補とされる。ターゲットIPアドレス候補リストにおける各エント リは、それがレプリカルータであるかサーバレプリカであるかを指示する記述子 を含む(この情報は、エントリのレプリカ広告から決定される)。数字Nは、構成 パラメータである。次いで、制御は、ステップ590へ移行する。 ステップ562において、レプリカルータは、トレースルートのようなユーテ ィリティを用いてメッセージ515のヘッダにおけるクライエントIPアドレス に対してネットワークルート及びホップバイホップ遅延を決定する。同じクライ エントアドレスに対するステップ562の以前の実行によりレプリカルータが既 にルーティング及び性能情報を有している場合には、その情報が構成により設定 された最大時間より古くなければ、その情報を使用する。 ステップ565において、クライエントへのネットワークルートにおける各ネ ットワークルータのIPアドレスは、クライエントに最も近いネットワークルー タで始めて、レプリカルーティングデータベースのレプリカ要約記録においてル ックアップされる。各レプリカ要約記録エントリにおけるネットマスクを用いて 一致が行なわれる。レプリカルーティングデータベースに一致するエントリがな い場合には、次いで、ステップ575において、予め指定されたサーバレプリカ のデフォールトセットがターゲットIPアドレス候補のセットとされ、そして全 てのデフォールトレプリカがサーバレプリカとして表示される。次いで、制御は 、ステップ590へ移行される。 ルーティングデータベースにおけるレプリカ要約記録に一致するエントリがあ る場合には、ステップ570において、各一致するレプリカ要約記録エントリは 、その広告されたネットワーク性能を、クライエントからそれが一致したネット ワークルータへと推定されるネットワーク性能に追加している。この性能を推定 する1つの方法は、レプリカルータからクライエントヘ観察されるラウンドトリ ップ性能を取り出し、そしてレプリカルータから一致したネットワークルータへ のラウンドトリップ性能に対して調整することである。最良の集合的ネットワー ク性能メトリック値を含むN個の一致するレプリカ広告エントリが選択され、そ してこれらのレプリカ広告エントリに含まれたIPアドレスがターゲットIPア ドレスの候補とされる。ターゲットIPアドレス候補リストにおける各エントリ は、それがレプリカルータであるかサーバレプリカであるかを指示する記述子を 含み、この情報は、エントリのレプリカ広告から決定される。N個のIPアドレ スは、減少するネットワークメトリックの特性により順序付される。次いで、制 御は、ステップ590へ移行する。 ステップ590において、メッセージ515で送られたURLより成り、その ネットワークアドレス部分が、ターゲットIPアドレス候補リストの最上位のI Pアドレスに置き換えられた新たなURLが計算される。この新たなURLは、 再指向メッセージ595においてクライエントへ返送される。 ステップ596において、クライエントは再指向を処理する。新たなURLが レプリカルータを指すときには、クライエントは、異なるレプリカルータを用い てステップ510において再び自動的にスタートする。このような再指向の1つ のアプリケーションは、クライエントのイントラネットにおいてサーバレプリカ に対して特殊化されたファイアウオールの後方のレプリカルータへクライエント を再指向することである。新たなURLがサーバレプリカを指す場合には、サー バレプリカは、そのレプリカからサービスできる全ての要求に対する相対的リン クと、マスターサーバによりサービスされる必要のある全ての要求に対するマス ターサーバへの絶対的リンクとを含むページを返送する。相対的リンクは、クラ イエントが、ローカルサーバレプリカホスト名を要求から要求へと保持できると 共に、セッション識別子又はデジタル受領証のような任意の情報も保持できるよ うにする。サーバレプリカにより形成される絶対的リンクは、セッション識別子 を含む同様の情報をエンコードできると共に、参照サーバレプリカのIPアドレ スを常にエンコードし、従って、マスターサーバがその特殊な処理を終了すると 、マスターサーバが参照レプリカのIPアドレスを学習して、マスターサーバが クライエントを参照レプリカへ再指向できるようにする。 別の実施形態では、ネットワーク性能の推定がネットワークルーティングサー ビスにより直接サポートされ、そしてレプリカルーティングに対して使用するこ とができる。例えば、IDPRのようなある提案されたネットワークルーティン グ手順は、インターネットワークにおいて2つの特定のIPアドレス間のルート の予想ネットワーク性能を決定することのできるネットワークルーティングサー バをサポートする。このネットワークサービスは、ステップ535ないし570 又は575において直接使用され、レプリカルーティングデータベースにおいて サーバレプリカのIPアドレスからクライエントのIPアドレスへの最良の予想 性能をもつサーバレプリカを取り上げる。 別の実施形態では、各ルートレプリカルータは、サーバレプリカと同じコンピ ュータで動作する。この実施形態では、特定のクライアントのIPアドレス及び ネットワーク位置に対してサーバレプリカが見つからないときに、レプリカルー タは、クライエントを再指向するのではなく、そのローカルサーバレプリカから 要求された情報を直接返送する。 図5a−5bのフローチャートは、レプリカルーティングをクライエントアプ レットでいかに実行できるかを示している。ステップ605において、ユーザは 、リンクの後方のターゲットへのアクセスを取り次ぐクライエントアプレットを 記述するリンクをアクチベートする。ステップ610において、アプレットは、 図6について説明したインターネットワーク性能発見を実行し、そしてステップ 615において、アプレットは、レプリカルーティング要求620を構成して1 つ以上のルートレプリカルータへ送信する。ステップ615で構成される要求は 、ステップ610で計算されるネットワーク性能テーブルを含む。クライエント がステップ610を実行すると、このステップは、構成により設定された間隔で 繰り返す必要がなくなる。 ステップ630において、レプリカルータは、メッセージ620のソースIP アドレスを使用し、そして図4aからステップ535ないし570又は575を 実行して、ターゲットIPアドレス候補のセットを計算する。ステツプ562の 場所において、ステップ610で計算されてメッセージ620で送信されるネッ トワーク性能テーブルは、性能の低くなる順序でクライエントから到達し得るネ ットワーク番号の順序付されたリストを形成するのに使用される。これらのネッ トワーク番号は、レプリカルーティングデータベースのレプリカ要約記録におい てルックアップされ(ステップ565)、そして一致するレプリカ要約記録エント リは、両方のエントリから計算される(ステップ570)集合的性能数と、クラ イエントメッセージ620により与えられるネットワーク性能とを生じさせる。 上位のN個のエントリは、ターゲットIPアドレス候補として使用される。ター ゲットIPアドレス候補リストの各エントリは、それがレプリカルータであるか サーバレプリカであるかを示す記述子を含む(この情報は、エントリのレプリカ 広告から決定される)。メッセージ620におけるネットワークマップのいずれ のネットワークもレプリカ要約記録に一致しない場合には、サーバレプリカのデ フォールトセットがターゲットアドレス候補として使用される(ステップ575) 。 ターゲットIPアドレス候補リストがステップ630で計算されると、ステッ プ645において、IPアドレスリストと、そのリストの各エレメントに対応す る性能メトリック値と、リストの各エレメントがレプリカルータであるかサーバ レプリカであるかの指示と、タイムスタンプと、サービス特有のデジタル符号と を含む応答メッセージ650が構成され、そしてステップ655において、デジ タル符号が認証される。ステップ660において、返送されるIPアドレス候補 がレプリカルータを含む場合には、制御がステップ615へ復帰し、そしてIP アドレス候補リストが拡張されて、性能メトリック値で分類される。さもなくば 、ステップ670において、ステップ605の最初のユーザ動作に対応するサー ビス要求が、メッセージ675において、最良の性能メトリックを有する一定数 のサーバレプリカへ送信される。ステップ680では、サーバレプリカがその要 求を処理し、そしてクライエントへ返送されるページに、エンコードされた相対 的リンクを挿入し、これは、その後の要求に対し、返送ページを与えたレプリカ にクライエントを戻す。応答メッセージ685は、ステップ690においてアプ レットにより受け取られ、そして最も早期に受け取られた応答が、ステップ60 5において最初のユーザ動作に基づいて処理するために選択される。 別の実施形態では、クライエントアプレットは、メッセージ650で与えられ た全てのサーバ及びレプリカルータのリストを記憶し、そしてステップ670に おいて、最良の集合的ネットワーク性能メトリック値をリストに有するサーバレ プリカ又はレプリカルータへの単一のサービス要求を単に構成する。サーバ又は レプリカルータが応答しない場合には、アプレットは、セーブされたリストへ戻 り、試みるべき別のサーバアドレス又はレプリカルータアドレスを取り上げる。 更に別の実施形態では、ステップ510又は615において、クライエントは 、所定のブロードキャスト又はマルチキャストアドレスへ向けられるレプリカル ーティング要求を構成する。この実施形態では、レプリカルータは、ステップ5 15又は620においてこのアドレスに対するブロードキャスト又はマルチキャ ス ト要求を聴取する。多数のレプリカルータがブロードキャスト又はマルチキャス ト要求に応答できるので、クライエントは、第1の応答を取り上げるか、又はク ライエントのインターネットワーク位置から最良の推定性能をサーバレプリカに 与える応答を取り上げることができる。 レプリカルータ及びサーバレプリカの全部が単一のサービス(例えば、情報の 単一収集)を実行するシステムについて説明したが、当業者であれば、メッセー ジ及びデータベースエントリに適当な独特のサービス識別子を導入し、そしてこ れらサービス識別子を含むように上記ロジックを変更することにより、レプリカ ルータが多数のサービスに対して機能できるようにする一般化を達成することが できよう。 以上、レプリカルーティングのための新規で且つ改良された装置及び技術につ いて説明した。当業者であれば、本発明の概念から逸脱せずに、上述した特定の 実施形態についての多数の使い方及び変更が明らかであろう。従って、本発明は 、ここに開示する装置及び技術に存在し又はそれが所有する各々の新規な特徴及 びそれら特徴の新規な組合せを包含するものであり、請求の範囲に記載した本発 明の精神及び範囲のみによって限定されるものとする。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.複数のサーバレプリカ、少なくとも1つのレプリカルータ、及び少なくとも 1つのクライエントコンピュータが通信インターネットワークにより相互接続 され、 クライエントコンピュータは、サーバレプリカへアクセスするためのネット ワーク要求を、通信インターネットワークを経て送信するようにプログラムさ れ、 少なくとも1つのレプリカルータは、ネットワーク要求を受け取り、そして 少なくとも幾つかのサーバレプリカの各々に対し、インターネットワークにお けるクライエントコンピュータの位置に基づいてクライエントコンピュータと サーバレプリカとの間の推定通信性能を特定する性能メトリック値を計算する ようにプログラムされると共に、インターネットワークにおけるクライエント コンピュータの位置に基づいて良好な性能を与えると推定される少なくとも1 つのサーバレプリカへクライエントコンピュータを指向するようにプログラム され、レプリカルータは、レプリカルータにより計算されるサーバレプリカの 性能メトリック値に基づいてクライエントコンピュータを指向するところのサ ーバレプリカを選択し、そして レプリカルータによりクライエントコンピュータが指向されるところのサー バレプリカは、クライエントコンピュータからのネットワーク要求に応答する ようにプログラムされることを特徴とするインターネットワークのレプリカル ーティングシステム。 2.サーバレプリカは、サーバレプリカ広告をレプリカルータヘ送信するように プログラムされ、上記広告は、レプリカルータが性能メトリック値を計算でき るようにするところの情報を含み、そして レプリカルータは、サーバレプリカ広告のデータベースを維持するようにプ ログラムされる請求項1に記載のシステム。 3.レプリカルータは、レプリカ広告をそれらの実際のソースIPアドレスに一 致させて、いずれかのサーバレプリカがファイアウオールの後方に位置するか どうか決定するようにプログラムされる請求項2に記載のシステム。 4.クライエントコンピュータは、そのネットワーク環境の記述をレプリカルー タへ送信するようにプログラムされ、そして レプリカルータは、クライエントコンピュータのネットワーク環境の記述に 基づいてサーバレプリカに対する性能メトリック値を計算するようにプログラ ムされる請求項1に記載のシステム。 5.レプリカルータは、クライエントコンピュータからレプリカルータへの経路 に配置された少なくとも1つのネットワークルータの性能メトリック値に基づ いてサーバレプリカの性能メトリック値を計算するようにプログラムされる請 求項1に記載のシステム。 6.クライエントコンピュータは、レプリカルーティング要求を通信インターネ ットワークを経てマルチキャスト又はブロードキャストすることにより、サー バレプリカへアクセスするためのネットワーク要求をレプリカルータへ送信さ せるようにプログラムされる請求項1に記載のシステム。 7.複数のレプリカルータがハイアラーキーに構成され、これらレプリカルータ の少なくとも1つは、ハイアラーキー内のより下位のレプリカルータへクライ エントコンピュータを指向することにより、インターネットワークにおけるク ライエントコンピュータの位置に基づいて良好な性能を与えると推定されるサ ーバレプリカへクライエントコンピュータを指向するようにプログラムされる 請求項1に記載のシステム。 8.少なくとも1つのレプリカルータは、ハイアラーキー内のより上位のレプリ カルータへレプリカルータ広告を送信するようにプログラムされ、レプリカル ータ広告は、ハイアラーキー内の上位のレプリカルータが性能メトリック値を 計算できるようにするところの情報を含み、そして ハイアラーキー内の上位のレプリカルータは、レプリカルータ広告を広告の データベースに記憶するようにプログラムされる請求項7に記載のシステム。 9.ハイアラーキー内の上位のレプリカルータは、レプリカルータ広告をその実 際のソースIPアドレスに一致させ、そのレプリカルータ広告を送信したレプ リカルータがファイアウオールの後方に配置されているかどうか決定するよう にプログラムされる請求項8に記載のシステム。 10.複数のサーバレプリカ、少なくとも1つのレプリカルータ、及び少なくとも 1つのクライエントコンピュータを備えた通信インターネットワークにおける レプリカルーティング方法において、 あるサーバレプリカへアクセスするためのネットワーク要求をクライエント コンピュータから通信インターネットワークを経て送信するようにし、 少なくとも1つのレプリカルータでネットワーク要求を受け取り、 そのレプリカルータにおいて、少なくとも幾つかのサーバレプリカの各々に 対し、インターネットワークにおけるクライエントコンピュータの位置に基づ いてクライエントコンピュータとサーバレプリカとの間の推定通信性能を特定 する性能メトリック値を計算し、 インターネットワークにおけるクライエントコンピュータの位置に基づいて 良好な性能を与えると推定される少なくとも1つのサーバレプリカへクライエ ントコンピュータを指向し、クライエントコンピュータが指向されるサーバレ プリカは、レプリカルータにより計算されるサーバレプリカの性能メトリック 値に基づいて選択され、そして クライエントコンピュータが指向されるサーバレプリカにおいて、クライエ ントコンピュータからのネットワーク要求に応答する、 という段階を備えたことを特徴とする方法。 11.サーバレプリカ広告をサーバレプリカからレプリカルータへ送信するように し、上記広告は、レプリカルータが性能メトリック値を計算できるようにする ところの情報を含み、そして レプリカルータは、サーバレプリカ広告のデータベースを維持する、 という段階を更に含む請求項10に記載の方法。 12.レプリカルータにおいて、レプリカ広告をそれらの実際のソースIPアドレ スに一致させて、いずれかのサーバレプリカ又はレプリカルータがファイアウ オールの後方に位置するかどうか決定する段階を更に含む請求項11に記載の 方法。 13.クライエントコンピュータからそのネットワーク環境の記述をレプリカルー タへ送信し、そして レプリカルータにおいてクライエントコンピュータのネットワーク環境の記 述に基づいてサーバレプリカに対する性能メトリック値を計算する、 という段階を更に含む請求項10に記載の方法。 14.レプリカルータにおいて、クライエントコンピュータからレプリカルータへ の経路に配置された少なくとも1つのネットワークルータの性能メトリック値 に基づいてサーバレプリカの性能メトリック値を計算する段階を更に含む請求 項10に記載の方法。 15.レプリカルーティング要求を通信インターネットワークを経てマルチキャス ト又はブロードキャストすることにより、サーバレプリカへアクセスするため のネットワーク要求をクライエントコンピュータからレプリカルータへ送信さ せる段階を更に含む請求項10に記載の方法。 16.複数のレプリカルータがハイアラーキーに構成され、上記方法は、更に、こ れらレプリカルータの少なくとも1つが、ハイアラーキー内のより下位のレプ リカルータへクライエントコンピュータを指向することにより、インターネッ トワークにおけるクライエントコンピュータの位置に基づいて良好な性能を与 えると推定されるサーバレプリカへクライエントコンピュータを指向する段階 を含む請求項10に記載の方法。 17.レプリカルータの1つからハイアラーキー内のより上位のレプリカルータへ レプリカルータ広告を送信するようにし、レプリカルータ広告は、ハイアラー キー内の上位のレプリカルータが性能メトリック値を計算できるようにすると ころの情報を含み、そして ハイアラーキー内の上位のレプリカルータは、レプリカルータ広告を広告の データベースに記憶する、 という段階を更に含む請求項16に記載の方法。 18.ハイアラーキー内の上位のレプリカルータにおいてレプリカルータ広告をそ の実際のソースIPアドレスに一致させ、そのレプリカルータ広告を送信した レプリカルータがファイアウオールの後方に配置されているかどうか決定する 段階を更に含む請求項17に記載の方法。 19.複数のサーバレプリカ、少なくとも1つのレプリカルータ及び少なくとも1 つのクライエントコンピュータが通信インターネットワークにより相互接続さ れ、 サーバレプリカは、サーバレプリカ広告をレプリカルータへ送信するようプ ログラムされ、上記広告の各々は、サーバレプリカによりサービスされるべき 通信インターネットワークにおけるネットワークの少なくとも1つの識別子を 含み、 クライエントコンピュータは、サーバレプリカへアクセスするためのネット ワーク要求を、通信インターネットワークを経て送信するようにプログラムさ れ、 少なくとも1つのレプリカルータは、サーバレプリカ広告のデータベースを 維持し、クライエントコンピュータからネットワーク要求を受け取り、そして データベースの広告で識別されたネットワークと、クライエントコンピュータ が位置するネットワークとの間の関係に基づいてサーバレプリカの少なくとも 1つにクライエントコンピュータを指向するようプログラムされ、そして レプリカルータによりクライエントコンピュータが指向されるところのサー バレプリカは、クライエントコンピュータからのネットワーク要求に応答する ようにプログラムされることを特徴とするインターネットワークのレプリカル ーティングシステム。 20.複数のサーバレプリカ、少なくとも1つのレプリカルータ及び少なくとも1 つのクライエントコンピュータを備えた通信インターネットワークにおけるレ プリカルーティング方法において、 サーバレプリカからサーバレプリカ広告をレプリカルータへ送信するように し、上記広告の各々は、サーバレプリカによりサービスされるべき通信インタ ーネットワークにおけるネットワークの少なくとも1つの識別子を含み、 サーバレプリカへアクセスするためのネットワーク要求をクライエントコン ピュータから通信インターネットワークを経て送信するようにし、 レプリカルータは、サーバレプリカ広告のデータベースを維持し、 クライエントコンピュータからネットワーク要求をレプリカルータで受け取 り、 データベースの広告で識別されたネットワークと、クライエントコンピュー タが位置するネットワークとの間の関係に基づいてサーバレプリカの少なくと も1つにクライエントコンピュータを指向し、そして レプリカルータによりクライエントコンピュータが指向されるところのサー バレプリカにおいてクライエントコンピュータからのネットワーク要求に応答 する、 という段階を含むことを特徴とする方法。
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