JP2007004361A - Load distribution device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数のSIP(Session Initiation Protocol)サーバを設置したVoIP(Voice over Internet Protocol)システムでの負荷分散を行う負荷分散装置に関するものである。 The present invention relates to a load distribution apparatus that performs load distribution in a VoIP (Voice over Internet Protocol) system in which a plurality of SIP (Session Initiation Protocol) servers are installed.
SIPは、VoIP技術を使ったIP電話で、通話相手を検索する、呼び出すなどの通話開始を制御する(呼制御と呼ぶ)ためのプロトコルである。SIPを使ったIP電話を使う場合、通信事業者やユーザ企業のIPネットワーク上に設置してあるSIPサーバに、各ユーザの電話番号、IPアドレス、ホスト名などをあらかじめ登録しておく。IP電話機から電話をかけると、SIPサーバは、ユーザが指定した電話番号から相手先のIPアドレスを検索して接続する。
この発明は、このようなSIPサーバの負荷を分散する負荷分散装置についてのものである。
SIP is a protocol for controlling the start of a call (referred to as call control) such as searching for or calling a call partner in an IP phone using VoIP technology. When using an IP phone using SIP, the telephone number, IP address, host name, etc. of each user are registered in advance in a SIP server installed on the IP network of the carrier or user company. When a call is made from an IP telephone, the SIP server searches for a destination IP address from the telephone number designated by the user and connects.
The present invention relates to a load balancer that distributes the load of such a SIP server.
従来、複数サーバに対して負荷分散を行う場合には、VLAN(Virtual LAN)ごとにサーバに振り分けるなど、ネットワークレベルでの負荷分散方式、またはIPアドレス等による端末レベルでの負荷分散方式を用いていた。
VLANによる負荷分散方式では、複数の端末と複数のサーバは、VLAN#1、VLAN#2に割り振られ、負荷分散装置は、VLAN#1に割り振られた端末からのセッションは、同じVLAN#1のサーバへ、VLAN#2に割り振られた端末からのセッションは、同じVLAN#2のサーバへ転送することにより負荷分散を行なっていた。
特許文献1には、VLANのサーバの負荷状態により、異なるVLANのサーバに負荷を振り分けるように、パケットのアドレスを変更するものが示されている。
IPアドレスによる負荷分散方式では、2台の端末は、IPアドレス#1、IPアドレス#2が割り振られており、負荷分散装置は、IPアドレス#1の端末からのセッションは、一つのサーバへ、IPアドレス#2の端末からのセッションは、別のサーバへ転送するようにIPアドレス毎にサーバを振り分けることにより負荷分散を行なっていた。
Conventionally, when load distribution is performed for a plurality of servers, a load distribution method at a network level, such as distribution to a server for each VLAN (Virtual LAN), or a load distribution method at a terminal level by an IP address or the like has been used. It was.
In the VLAN load distribution method, a plurality of terminals and a plurality of servers are allocated to
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151561 discloses a technique for changing a packet address so that a load is distributed to different VLAN servers depending on the load state of the VLAN server.
In the load distribution method using IP addresses, two terminals are assigned
従来の負荷分散方法は、VLANまたはIPアドレス毎にサーバを振り分け、ネットワークレベルまたは端末レベルでの負荷分散を実施するように構成されているが、これをVoIPシステムに適用する場合、端末はSIP端末、サーバはSIPサーバで構成され、サービスの性格上、SIPサーバの処理性能に比べ、収用されるSIP端末が多いため、端末単位の負荷分散では実トラヒックの偏りが発生し、特定のSIPサーバのみに負荷が集中することがあるという問題があった。
特許文献1のものでは、負荷状態に応じてVLAN毎に負荷分散を行うものであるが、多数のSIP端末からの負荷を振り分けるものではなかった。
また、SIPプロトコルでは、SIP端末の起動時に登録要求によりSIPサーバに登録しておく必要があるため、SIPサーバの負荷を監視して転送先を変更することができず、負荷分散の精度を上げることができないという問題があった。
The conventional load distribution method is configured to distribute servers at each VLAN or IP address and implement load distribution at a network level or a terminal level. When this is applied to a VoIP system, a terminal is a SIP terminal. The server is composed of SIP servers, and because of the nature of the service, there are many SIP terminals that are taken compared to the processing performance of the SIP server. Therefore, actual traffic is biased in load distribution on a terminal basis, and only specific SIP servers are used. There was a problem that the load might be concentrated.
In
In addition, in the SIP protocol, it is necessary to register with the SIP server by a registration request when the SIP terminal is activated. Therefore, it is not possible to change the transfer destination by monitoring the load of the SIP server, and increase the accuracy of load distribution. There was a problem that I could not.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、SIPによるVoIPシステムにおいて、SIPサーバの負荷により転送先の変更を可能とし、負荷分散の精度を上げることができる負荷分散装置を得ることを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and in a SIP VoIP system, the load distribution can change the transfer destination by the load of the SIP server and can improve the accuracy of load distribution. The purpose is to obtain a device.
この発明に係わる負荷分散装置においては、複数のSIPサーバとネットワークを介して接続された複数のSIP端末のいずれかからの複数のSIPサーバへの登録要求を識別する登録要求識別部、この登録要求識別部により識別されたSIP端末からの登録要求を複製する登録要求複製部、この登録要求複製部により複製された登録要求を全てのSIPサーバに送信する振り分け制御部、及び各SIPサーバの負荷を監視するSIPサーバ負荷監視部を備え、振り分け制御部は、SIP端末からのセッションを、SIPサーバ負荷監視部の監視により低負荷が確認されたSIPサーバに転送するものである。 In the load distribution apparatus according to the present invention, a registration request identifying unit for identifying a registration request to a plurality of SIP servers from any of a plurality of SIP terminals connected to the plurality of SIP servers via a network, the registration request A registration request duplicating unit that duplicates a registration request from the SIP terminal identified by the identifying unit, a distribution control unit that sends the registration request duplicated by this registration request duplicating unit to all SIP servers, and the load on each SIP server The SIP server load monitoring unit for monitoring is provided, and the distribution control unit transfers a session from the SIP terminal to a SIP server whose low load is confirmed by the monitoring of the SIP server load monitoring unit.
この発明は、以上説明したように、複数のSIPサーバとネットワークを介して接続された複数のSIP端末のいずれかからの複数のSIPサーバへの登録要求を識別する登録要求識別部、この登録要求識別部により識別されたSIP端末からの登録要求を複製する登録要求複製部、この登録要求複製部により複製された登録要求を全てのSIPサーバに送信する振り分け制御部、及び各SIPサーバの負荷を監視するSIPサーバ負荷監視部を備え、振り分け制御部は、SIP端末からのセッションを、SIPサーバ負荷監視部の監視により低負荷が確認されたSIPサーバに転送するので、全てのSIPサーバに同じSIP端末を登録し、SIPサーバの負荷状態に応じて転送先の変更を可能とし、SIPサーバの処理能力の限界による呼損率が低減される。 As described above, the present invention provides a registration request identifying unit for identifying registration requests to a plurality of SIP servers from any of a plurality of SIP terminals connected to a plurality of SIP servers via a network, and the registration request. A registration request duplicating unit that duplicates a registration request from the SIP terminal identified by the identifying unit, a distribution control unit that sends the registration request duplicated by this registration request duplicating unit to all SIP servers, and the load on each SIP server The SIP server load monitoring unit for monitoring is provided, and the distribution control unit transfers the session from the SIP terminal to the SIP server whose low load is confirmed by the monitoring of the SIP server load monitoring unit. Register the terminal and change the transfer destination according to the load status of the SIP server, and limit the processing capacity of the SIP server. Loss rate is reduced.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態を図1に従って説明する。
図1は、この発明の実施の形態1による負荷分散装置を示すブロック図である。
図1において、負荷分散装置5は、ネットワーク経由でSIP端末1、SIP端末2、SIPサーバ3及びSIPサーバ4と接続されている。負荷分散装置5は、SIP端末からの登録要求を識別する登録要求識別部51と、登録要求識別部51により識別された登録要求を複製し、複数のSIPサーバ宛ての登録要求フレームを生成する登録要求複製部52と、登録要求複製部52により生成された登録要求フレームを複数のSIPサーバに転送する振り分け制御部54と、ネットワーク単位や端末単位で、各SIP端末からの発呼を優先接続するSIPサーバ情報である優先接続サーバ情報を管理する振り分け情報管理部53と、各SIPサーバの負荷を監視するSIPサーバ負荷監視部55とにより構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a load distribution apparatus according to
In FIG. 1, a
次に、動作について説明する。
SIP端末1が、起動時にSIPサーバ3への登録要求を行なう設定となっているとき、SIP端末1により送信された登録要求フレームは、負荷分散装置5へ入力され、負荷分散装置5の登録要求識別部51で識別され、登録要求複製部52へ入力される。登録要求複製部52は、この入力された登録要求フレームを複製し、SIPサーバ3宛てとSIPサーバ4宛ての登録要求フレームを生成する。登録要求複製部52で生成した登録要求フレームは、振り分け制御部54へ入力され、各々SIPサーバ3及びSIPサーバ4へ転送される。
登録要求フレームを受信したSIPサーバ3、SIPサーバ4は、どちらもSIP端末1を登録する。
Next, the operation will be described.
When the
The
その後、SIP端末1が発呼したとき、シグナリングフレームを受信した負荷分散装置5は、ネットワーク単位や端末単位で、各SIP端末の優先接続サーバ情報を管理する振り分け情報管理部53で、例えばSIP端末1の優先接続サーバがSIPサーバ3となっているとき、SIPサーバ負荷監視部55によりSIPサーバ3の負荷率が低い場合、SIPサーバ3へ転送し、SIPサーバ3の負荷率が高い場合、SIPサーバ4へ転送するように振り分け制御部54に通知し、振り分け制御部54は、通知されたSIPサーバへSIP端末1からのセッションを転送し、SIPサーバへの負荷の振り分けを行う。
SIPサーバ4にも、SIP端末1の登録は、完了しているため、SIPサーバ4によるセッションの確立が可能となる。
なお、SIPサーバ負荷監視部55は、SIPサーバの負荷率を、SIPサーバのCPU使用率等をSNMP(Simple Network Management Protocol)等により検出する。
また、ハートビートパケット等により、SIPサーバ3の故障を検出した場合、全てのパケットをSIPサーバ4へ転送する等、装置冗長化構成を取ることが可能となる。
Thereafter, when the
Since the registration of the
The SIP server
Further, when a failure of the
実施の形態1によれば、SIP端末からの登録要求フレームを複製し、全てのSIPサーバに対して登録要求フレームを送信することにより、全てのSIPサーバに同じSIP端末を登録し、SIPサーバの負荷状態に応じた転送先の変更を可能とすることで、負荷分散の精度向上を行い、SIPサーバの処理能力の限界による呼損率が低減される。
また、全SIPサーバに同一SIP端末を登録することにより、SIPサーバに機能を追加することなく、SIPサーバの冗長化が実現可能となる。
According to
In addition, by registering the same SIP terminal in all SIP servers, it is possible to realize SIP server redundancy without adding a function to the SIP server.
実施の形態2.
実施の形態1では、ネットワーク単位または端末単位で、優先転送先のSIPサーバを決めたが、SIPの主な使用目的はIP電話であるため、そのサービスの性格上、SIPサーバの処理性能と比較して、膨大な数のSIP端末を収用するため、ネットワーク単位や端末単位の負荷分散処理では、特定のサーバに負荷が偏る可能性がある。
そこで、実施の形態2では、セッション単位での負荷分散処理を行なうことにより、負荷分散の精度向上を図る。
In the first embodiment, the SIP server as the preferential transfer destination is determined for each network or each terminal. However, since the main use purpose of the SIP is an IP phone, it is compared with the processing performance of the SIP server because of the nature of the service. Since a huge number of SIP terminals are taken, load may be biased to a specific server in load distribution processing in units of networks or terminals.
Thus, in the second embodiment, load distribution accuracy is improved by performing load distribution processing in units of sessions.
図2は、この発明の実施の形態2による負荷分散装置を示すブロック図である。
図2において、1〜5、51、52、54、55は図1におけるものと同一のものである。図2では、負荷分散装置5は、各SIPサーバ毎に接続中のセッション数をカウントする接続セッションカウンタ56を持っている。
FIG. 2 is a block diagram showing a load distribution apparatus according to
2, 1 to 5, 51, 52, 54, and 55 are the same as those in FIG. In FIG. 2, the
以下、図2に従い、動作を説明する。
各SIP端末の起動時に、全SIPサーバへ登録する動作は、実施の形態1と同様である。
その後、SIP端末からの発呼があった場合、負荷制御装置5のSIPサーバ負荷監視部55は、セッション開始フレーム(INVITE)を検出したら、各SIPサーバ用の接続セッションカウンタ56のカウント値を比較し、最も小さいカウント値を持つ接続セッションカウンタ56をカウントアップし、このカウントアップした接続セッションカウンタ56に対応するSIPサーバを振り分け制御部54へ通知する。振り分け制御部54は、セッション切断フレーム(BYE)を受信するまで、通知されたSIPサーバへ転送した後、接続セッションカウンタ56をカウントダウンする。
つまり、SIPのセッションの開始フレーム(INVITE)と切断フレーム(BYE)をモニタし、セッション単位で、接続セッションカウンタ56のカウント値の最も小さいSIPサーバを転送先とする。
The operation will be described below with reference to FIG.
The operation of registering in all SIP servers when starting up each SIP terminal is the same as in the first embodiment.
Thereafter, when there is a call from the SIP terminal, when detecting the session start frame (INVITE), the SIP server
That is, the SIP session start frame (INVITE) and disconnection frame (BYE) are monitored, and the SIP server with the smallest count value of the
なお、各接続セッションカウンタ56のカウント値が等しい場合は、ラウンドロビンで、そのセッションの転送SIPサーバを選択する。
When the count values of the
実施の形態2によれば、SIPのセッションの開始フレーム(INVITE)と切断フレーム(BYE)をモニタし、セッション単位に転送先のSIPサーバを変更することにより、多数のSIP端末を収用した場合の負荷分散の精度向上を図ることができる。 According to the second embodiment, when a SIP session start frame (INVITE) and a disconnect frame (BYE) are monitored and the transfer destination SIP server is changed for each session, a large number of SIP terminals are expropriated. The accuracy of load distribution can be improved.
1 SIP端末、2 SIP端末、3 SIPサーバ、4 SIPサーバ、
5 負荷分散装置、51 登録要求識別部、52 登録要求複製部、
53 振り分け情報管理部、54 振り分け制御部、
55 SIPサーバ負荷監視部、56 接続セッションカウンタ。
1 SIP terminal, 2 SIP terminal, 3 SIP server, 4 SIP server,
5 load distribution device, 51 registration request identifying unit, 52 registration request duplicating unit,
53 distribution information management unit, 54 distribution control unit,
55 SIP server load monitoring unit, 56 connection session counter.
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