JP2007004361A - Load distribution device - Google Patents

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Shunji Imai
俊二 今井
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Mitsubishi Electric Corp
三菱電機株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load distribution device capable of changing a transfer destination according to a load in an SIP server for increasing precision of load distribution in a VoIP system based on an SIP.
SOLUTION: In this load distribution device 5, a plurality of SIP terminals 1 and 2 and a plurality of SIP servers 3 and 4 are connected mutually via a network. The load distribution device 5 is constructed of a registration request identification part 51 identifying a registration request to the SIP servers, a registration request duplication part 52 duplicating the registration request from the identified SIP terminal, a distribution control part 54 transmitting the duplicated registration requests to all the SIP servers, a distribution information management part 53 managing priority connection server information of the SIP terminals, and an SIP server load monitoring part 55 monitoring a load in each of the SIP servers. The distribution control part 53 transfers a session from the SIP terminal to a priority connection server when the priority connection server matching the calling SIP terminal is in a low load condition.
COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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。 This invention relates to a load balancer to load balance in set up a plurality of SIP (Session Initiation Protocol) server VoIP (Voice over Internet Protocol) system.

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 is an IP telephone with VoIP technology, to search for the other party is a protocol for controlling the (referred to as call control) the call start of such calls. 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。 If you use an IP phone that uses SIP, the SIP server that is installed on the IP network of communication operators and user companies, telephone number of each user, IP address, registered in advance and the host name. 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。 When making a call from the IP phone, SIP server is connected to look up the IP address of the destination from the telephone number specified by the user.
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。 The present invention for the load balancer to distribute 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。 Conventionally, when performing load balancing for multiple servers, distributed to a server for each VLAN (Virtual LAN), we have used the load-distribution method of the load distribution method at the network level or at the terminal level according to IP address or the like, It was.
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。 The load distribution method according to VLAN, the plurality of terminals and a plurality of servers, allocated to VLAN # 1, VLAN # 2, the load balancer from a terminal allocated to VLAN # 1 session, the same VLAN # 1 to the server, the session from the terminal allocated to VLAN # 2, was subjected to load distribution by transferring to the same VLAN # 2 servers.
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。 Patent Document 1, the load state of the server of the VLAN, so as distribute the load of the different VLAN server has been shown that changes the address of the packet.
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。 The load distribution method according to the IP address, the two terminals, IP address # 1, IP address # 2 have been allocated, the load balancer, the session from the IP address # 1 of the terminal, to one server, IP address # from 2 terminal session was performed load balancing by distributing the server for each IP address to forward to another server.

特開2003−234752号公報(第4〜6頁、図4) JP 2003-234752 JP (4-6 pages, Fig. 4)

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。 Conventional load distribution method, the distribution server for each VLAN or IP address, if it is configured to implement load balancing at the network level or device-level, to apply it to the VoIP system, the terminal SIP terminal the server is configured with the SIP server, the nature of the service, compared with the performance of the SIP server, since many SIP terminals expropriated, deviation of the actual traffic is generated in the load distribution of the terminal unit, only a specific SIP server load there is a problem that there is to concentrate on.
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。 Of those patent document 1, but performs a load distribution for each VLAN according to the load condition, it did not distribute the load from a large number of the SIP terminal.
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。 Further, in the SIP protocol, it is necessary to register to the SIP server by the registration request when starting the SIP terminal, it is impossible to change the transfer destination by monitoring the load on the SIP server, increase the accuracy of the load distribution that there is a problem that can not be.

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 to solve the above problems, in a VoIP system by SIP, to allow the change of the transfer destination, the load of the SIP server, load balancing that can increase the accuracy of the load distribution aims at obtaining 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 balancing apparatus according to the invention, the registration request identifying section, the registration request identifies a registration request to a plurality of SIP servers from any of a plurality of SIP terminals connected via a plurality of SIP servers and network registration request replication unit for replicating a registration request from SIP terminal identified by the identifying unit, distribution control unit that sends replicated registration request to all SIP server by the registration request replication unit, and the load on each SIP server includes a SIP server load monitoring unit for monitoring, allocation control unit is configured to transfer the session from the SIP terminal, the SIP server low load is confirmed by monitoring 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 The present invention, As described above, the registration request identifying section that identifies a registration request to a plurality of SIP servers from any of a plurality of SIP terminals connected via a plurality of SIP servers and networks, this registration request registration request replication unit for replicating a registration request from SIP terminal identified by the identifying unit, distribution control unit that sends replicated registration request to all SIP server by the registration request replication unit, and the load on each SIP server It includes a SIP server load monitoring unit for monitoring, allocation control unit, the session from SIP terminal, since the transfer to the SIP server a low load is confirmed by monitoring the SIP server load monitoring unit, the same SIP to all SIP servers register the terminal, to allow the change of the transfer destination in accordance with the load state of the SIP server, the SIP server processing power by limiting 損率が低減される。 Loss rate is reduced.

実施の形態1. The first embodiment.
以下、この発明の実施の形態を図1に従って説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention according to FIG.
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。 Figure 1 is a block diagram showing a load distribution apparatus according to a first embodiment of the present invention.
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。 In Figure 1, the load balancer 5 is connected to the SIP terminal 1, SIP terminals 2, the SIP server 3 and the SIP server 4 via the network. 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。 Load balancer 5, the registration request identifying section 51 identifies the registration request from SIP terminal duplicates the identified registration request by the registration request identification unit 51 generates a plurality of registration request frame of the SIP server addressed register a request replication 52, a distribution control unit 54 for transferring the register request frames generated by the registration request replication 52 in a plurality of SIP servers, the network unit and terminal units, preferentially connect the call from the SIP terminal a distribution information managing unit 53 which manages the preferred server information is the SIP server information is constituted by the SIP server load monitoring unit 55 that monitors the load on each SIP server.

次に、動作について説明する。 Next, a description will be given of the operation.
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。 SIP terminal 1, when in a set of performing a registration request to the SIP server 3 at startup, the registration request frame transmitted by the SIP terminal 1 is inputted to the load balancer 5, the registration request of the load balancer 5 is identified by the identification unit 51, it is inputted to the registration request replication unit 52. 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。 Registration request replication unit 52 duplicates the input registration request frame, generating a registration request frame of the SIP server 3 addressed and the SIP server 4 addressed. 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。 Registration request frame generated by the registration request replication unit 52 is input to the distribution control unit 54, are respectively transferred to the SIP server 3 and SIP server 4.
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。 SIP server 3, the SIP server 4 which has received the registration request frame, both registers the SIP terminal 1.

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。 Thereafter, when the SIP terminal 1 originates a call, the load distribution apparatus 5 that received the signaling frames, each network and terminal units, in the distribution information managing unit 53 which manages the preferred server information for each SIP terminal, for example SIP terminal when one priority connection server is a SIP server 3, when the SIP server load monitoring unit 55 load factor of the SIP server 3 is low, then transferred to the SIP server 3, when the load factor of the SIP server 3 is high, SIP notifies the sorting controller 54 to transfer to the server 4, the distribution control unit 54, to the notified SIP server transfers the session from SIP terminal 1 performs the distribution of load on the SIP server.
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。 To SIP server 4, the registration of the SIP terminal 1, since it has been completed, it is possible to establish a session with the SIP server 4.
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。 Incidentally, the SIP server load monitoring unit 55, the load factor of the SIP server, detects the CPU use rate and the like of the SIP server by SNMP (Simple Network Management Protocol) or the like.
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。 Further, the heartbeat packet or the like, when detecting the failure of the SIP server 3, etc. to transfer all of the packet to the SIP server 4, it is possible to take the device redundant configuration.

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。 According to the first embodiment, duplicate the registration request frame from the SIP terminal by sending a registration request frame to all of the SIP server, and registers the same SIP terminal to all SIP server, the SIP server by enabling the transfer destination changes according to the load state, performs the accuracy of the load distribution, call loss rate due to limitations of SIP server processing power is reduced.
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。 Further, by registering the same SIP terminal to all SIP server, without adding a function to the SIP server, redundancy of the SIP server can be realized.

実施の形態2. The second embodiment.
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。 Comparison In the first embodiment, in the network unit or terminal units, but decided to SIP server priority destination, for primary use of SIP is an IP phone, the nature of the service, the SIP server performance to, for acquisition of the vast number of the SIP terminal, load balancing process of the network units and terminal units, there is a possibility that the biased load on a specific server.
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。 Therefore, in the second embodiment, by performing the load distribution processing in Session, improve the accuracy of the load distribution.

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。 Figure 2 is a block diagram showing a load distribution apparatus according to a second embodiment of the present invention.
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。 2, 1~5,51,52,54,55 are the same as the reference numerals in FIG. 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。 In Figure 2, the load balancer 5 has a connection session counter 56 for counting the number of sessions currently connected to each SIP server.

以下、図2に従い、動作を説明する。 Hereinafter, in accordance with FIG. 2, for explaining the operation.
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。 When starting the SIP terminal, the operation of registering to all SIP servers are the same as in the first embodiment.
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。 Comparison Thereafter, when there is outgoing call from the SIP terminal, the SIP server load monitoring unit 55 of the load controller 5, upon detecting a session start frame (INVITE), the count value of the connection session counter 56 for each SIP server and counts up a connection session counter 56 with the lowest count value, and notifies the control unit 54 distributes SIP server corresponding to the connection session counter 56 count up. 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。 Allocation control unit 54 until it receives a session disconnection frame (BYE), was transferred to the notified SIP server, it counts down the connection session counter 56.
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。 That is, to monitor the start frame of the SIP session (INVITE) and the cutting frame (BYE), per session, the smallest SIP server of the count value of the connection session counter 56 as the transfer destination.

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。 Incidentally, when the count value of each connection session counter 56 are equal, in a round robin to select a forwarding SIP server for the session.

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 monitors the start frame of the SIP session (INVITE) and the cutting frame (BYE), by changing the destination SIP server in Session, in the case of expropriation multiple SIP terminals it is possible to improve the accuracy of the load distribution.

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。 Is a block diagram showing a load distribution apparatus according to a first embodiment of the present invention. 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。 It is a block diagram showing a load distribution apparatus according to a second embodiment of the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 SIP端末、2 SIP端末、3 SIPサーバ、4 SIPサーバ、 1 SIP terminal, 2 SIP terminal, 3 SIP server, 4 SIP server,
5 負荷分散装置、51 登録要求識別部、52 登録要求複製部、 5 load balancer, 51 registration request identification section, 52 registration request replication unit,
53 振り分け情報管理部、54 振り分け制御部、 53 distribution information managing unit, 54 distribution controller,
55 SIPサーバ負荷監視部、56 接続セッションカウンタ。 55 SIP server load monitoring unit, 56 connection session counter.

Claims (3)

  1. 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上記複数の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上記SIPサーバに送信する振り分け制御部、及び上記各SIPサーバの負荷を監視するSIPサーバ負荷監視部を備え、上記振り分け制御部は、上記SIP端末からのセッションを、上記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サーバに転送することを特徴とする負荷分散装置。 Registration request identifying section that identifies a registration request to the plurality of SIP servers from any of a plurality of SIP terminals connected via a plurality of SIP servers and networks, the SIP terminal identified by the registration request identifying section registration request replication unit for replicating the registration request, the allocation control unit that sends replicated registration request to all of the SIP server by the registration request replication unit, and the SIP server load monitoring unit for monitoring the load on each SIP server the provided, the allocation control unit, the load distribution apparatus characterized by transferring the session from the SIP terminal, the SIP server low load is confirmed by the monitoring of the SIP server load monitoring unit.
  2. 上記SIP端末からのセッションを優先接続するSIPサーバを取り決めた優先接続サーバ情報を管理する振り分け情報管理部を備え、上記振り分け情報管理部は、上記SIP端末からのセッションに基き、このSIP端末に対応する優先接続サーバが上記SIPサーバ負荷監視部の監視により低負荷であるとき、上記優先接続サーバを上記振り分け制御部に通知すると共に、上記振り分け制御部は、上記振り分け情報管理部から通知された上記優先接続サーバに上記SIP端末からのセッションを転送することを特徴とする請求項1記載の負荷分散装置。 Comprises a distribution information managing unit for managing the preferred server information negotiated a SIP server for priority connection session from the SIP terminal, the distribution information managing unit, based on the session from the SIP terminal, corresponding to the SIP terminal when priority connection server which has a low load by the monitoring of the SIP server load monitoring unit, the preferred server notifies to the distribution control unit, the distribution control unit, the notified from the distribution information managing unit load balancer according to claim 1, wherein the transfer of session from the SIP terminal to the preferred server.
  3. 上記SIPサーバ毎に接続中のセッションの数をカウントする複数の接続セッションカウンタを備え、上記SIPサーバ負荷監視部は、上記SIP端末からのセッションに基き、上記複数の接続セッションカウンタのカウント値が最小の上記接続セッションカウンタに対応する上記SIPサーバを上記振り分け制御部に通知すると共に、上記振り分け制御部は、上記SIPサーバ負荷監視部から通知されたSIPサーバへ上記SIP端末からのセッションを転送することを特徴とする請求項1記載の負荷分散装置。 Comprising a plurality of connection session counter for counting the number of sessions under connection for each of the SIP server, the SIP server load monitoring unit, based on the session from the SIP terminal, the count value of the plurality of connection session counter minimum of the SIP server corresponding to the connection session counter notifies to the distribution control unit, the allocation control unit is to transfer the session from the SIP terminal to the SIP server notified from the SIP server load monitoring unit load balancer according to claim 1, wherein.
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