JP2009089326A - 負荷分散機能パケット転送システム - Google Patents

Abstract

【課題】冗長化された複数のゲートウェイ装置のうち一方を現用系、他方を予備系とするとき、負荷が均等になるようにユーザ端末を接続するためのゲートウェイ装置の管理および冗長化構成が構築できない。
【解決手段】ユーザ端末とゲートウェイ装置間にゲートウェイ選択装置および負荷分散管理装置を設置し、ゲートウェイ選択装置にて受信した複数のゲートウェイ装置からの応答パケットより、負荷分散管理装置の負荷分散管理テーブルにおける優先度に従い、優先度の高いゲートウェイ装置からの応答パケットを選択し、ユーザ端末に対して選択した応答パケットの転送を行い、選択したゲートウェイ装置以外からの応答パケットの廃棄を行うことで、ユーザ端末の実装に依存することなく、ゲートウェイ装置の冗長化構成を構築することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、インターネットアクセス網を構成するパケット転送システムに関し、更に詳しくは、インターネット中継網に接続された複数のゲートウェイ装置のうちの１つを選択し、選択されたゲートウェイ装置を介してユーザ端末を上記中継網に接続するゲートウェイ負荷分散機能を備えたパケット転送システムに関する。

現在、ユーザ端末をＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）、無線ＬＡＮ等の高速アクセス回線を介して認証サーバに接続し、認証に成功したユーザ端末のみをインターネットに接続する認証型高速インターネット接続サービスが提供されている。認証型高速インターネット接続サービスでは、ユーザ端末は、例えば、高速アクセス網を終端するゲートウェイ（ゲートウェイ）装置であるＢＡＳ（Broadband Access Server）等を介して、インターネットサービスプロバイダ：ＩＳＰ（Internet Services Provider）が管理する中継網に接続される。ユーザ端末が、ＲＦＣ２５１６（非特許文献１）で規定されたＰＰＰｏＥ（Point to Point Protocol over Ethernet（登録商標））端末の場合、ＢＡＳは、ユーザ端末との接続プロトコルであるＰＰＰｏＥおよびＰＰＰを終端して、中継網にレイヤ３のパケットを転送する。

上述した高速アクセス網では、近年、ＩＰ電話サービスの開始に伴って、既存の電話網並みの高い品質が要求されている。そのため、障害が発生した時、ネットワークへの影響度が高いＢＡＳにおけるサービス停止時間を短縮すべく、中継網の入り口に冗長化された複数のＢＡＳを設置し、各ユーザ端末と中継網との接続経路を冗長化した構成のアクセス網が構築されている。今後は、このような冗長化された複数のＢＡＳを含むアクセス網において、各ＢＡＳの接続負荷を適正に分散可能なアクセス網の提供が望まれている。

上述したレイヤ３レベルでのインターネット接続サービス以外に、近年では、レイヤ２レベルでの認証接続サービスも提供され始めている。レイヤ２レベルの認証接続サービスでは、ユーザ認証は、ＲＦＣ２２８４（非特許文献２）で規定されたＩＥＥＥ８０２.１ＸにおけるＥＡＰ（PPP Extensible Authentication Protocol）に従って行われ、中継網は、イーサネットで構築される。ＥＡＰでは、サプリカント（認証要求者：ユーザ端末）とオーセンティケータ（認証者：ゲートウェイ装置）との間で、ＥＡＰＯＬ（ＥＡＰ over LAN）パケットを交信することによって、ユーザ認証が行われる。オーセンティケータは、認証済みユーザ端末からパケットを受信すると、これを中継網にレイヤ２パケットとして転送する。

上記ＩＥＥＥ８０２.１Ｘを利用したレイヤ２レベルのインターネット接続サービスでは、各ユーザ端末（サプリカント）は、例えば、ＥＡＰ認証フェーズが完了すると、ＥＡＰ転送フェーズにおいて、ＩＳＰが管理するＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバにＩＰアドレスを要求し、使用すべきＩＰアドレスの割当てを受ける。ＩＥＥＥ８０２.１Ｘは、サプリカントとオーセンティケータを１対１で接続することを基本としているため、オーセンティケータとなるゲートウェイ装置には、収容するサプリカントの個数に応じた複数の接続ポートを備える必要がある。

但し、複数のユーザ端末をＬ２ＳＷを介してオーセンティケータに収容しておき、各ユーザ端末が、ＥＡＰＯＬパケットにマルチキャスト用の特殊なＭＡＣアドレス（「０１−８０−Ｃ２−００−００−０３」）を適用し、Ｌ２ＳＷが、このマルチキャスト用ＥＡＰＯＬパケットを透過するようにしておくことによって、オーセンティケータの１つの接続ポートに複数のサプリカントを収容することもできる。

レイヤ２レベルのインターネット接続サービスでも、上述したレイヤ３の接続サービスと同様、ＩＰ電話サービスの提供に伴って、ゲートウェイ装置（オーセンティケータ）の冗長化と負荷分散が求められている。

特許文献１には、それぞれが複数のＩＳＰに接続されている複数のＢＲＡＳ（Broadband Remote Access Server）と、ＰＰＰｏＥ端末との間にＰＰＰｏＥセッション管理装置を配置し、ＰＰＰｏＥ端末からＰＡＤＩパケットを受信した時、ＰＰＰｏＥセッション管理装置が、該ＰＰＰｏＥ端末を接続すべき最適なＢＲＡＳを選択し、この選択されたＢＲＡＳにＰＡＤＩパケットを転送するようにしたＰＰＰｏＥ分散システムおよび方法が提案されている。

特開２００５−０６４９３６号公報 ＲＦＣ２５１６ ＲＦＣ２２８４

各ユーザ端末に中継網を介してＩＰ電話サービスを提供するためには、アクセス網および中継網の通信性能を既存の電話網並みに高める必要がある。ＰＰＰｏＥに従ったレイヤ３の接続サービスでは、上述したように、冗長化ＢＡＳ構成のアクセス網を構築できる。

冗長化ＢＡＳ構成のネットワークでは、ＰＰＰｏＥ端末からブロードキャストされたＰＡＤＩ（PPPoE Active Discovery Initiation）パケットに対して、複数のＢＡＳが応答パケット：ＰＡＤＯ（PPPoE Active Discovery Offer）を返信する。ＰＰＰｏＥ端末は、これらのＰＡＤＯパケットの送信元ＢＡＳのうちの１つを選択し、選択されたＢＡＳとの間で、ＰＰＰｏＥの接続手順に従ったＰＡＤＲ（PPPoE Active Discovery Request）パケット送信以降の通信制御手順を実行する。

但し、ＰＰＰｏＥ端末におけるＢＡＳの選択は、ＰＡＤＯパケットの受信タイミング、または各ＰＰＰｏＥ端末に実装されたＢＡＳ選択アルゴリズムに依存している。従って、ＰＰＰｏＥ端末がＢＡＳを選択する方式では、中継網を運営するＩＳＰ（または通信事業者）側で、冗長化した複数のＢＡＳの負荷分散を独自に制御することができない。そのため、複数のＢＡＳで接続負荷が均等になるようにＰＰＰｏＥ端末の接続先ＢＡＳを決める負荷分散型のＢＡＳ管理や、冗長化された複数のＢＡＳを現用系と予備系に分けたＢＡＳ運用ができないという問題がある。

特許文献１で提案されたＰＰＰｏＥセッション分散システムによれば、ＰＰＰｏＥセッション管理によって、負荷が複数のＢＲＡＳに分散される。特許文献１のＰＰＰｏＥセッション管理装置は、各ＢＲＡＳが持っているＩＳＰ毎のＩＰアドレスの残数を記憶したＢＲＡＳ ＩＰアドレス管理テーブルと、端末ＭＡＣアドレスと接続先ＩＳＰとの対応関係を示すＩＳＰ ＰＰＰセッション対応テーブルとを備えている。ＰＰＰｏＥセッション管理装置は、ユーザ端末からブロードキャストされたＰＡＤＩパケットを受信した時、ＩＳＰ ＰＰＰセッション対応テーブルを参照して接続先ＩＳＰを特定し、ＢＲＡＳ ＩＰアドレス管理テーブルを参照して、接続先ＩＳＰ用のＩＰアドレス残数が最も多いＢＲＡＳを選択し、選択されたＢＲＡＳに対して、ユニキャストパケットに変換されたＰＡＤＩパケットを送信している。

しかしながら、特許文献１では、ＰＰＰｏＥセッション管理装置が参照するＢＲＡＳ ＩＰアドレス管理テーブルの内容を適正化するために、ＰＰＰｏＥセッションを終端した各ＢＲＡＳが、現在自分が保持しているＰＰＰｏＥセッション数と残りのＩＰアドレス数をＰＰＰｏＥセッション管理装置に報告し、ＰＰＰｏＥセッション管理装置が、各ＢＲＡＳからの報告データに従って、ＢＲＡＳ ＩＰアドレス管理テーブルを更新するようにしている。従って、特許文献１の負荷分散方式では、各ＢＲＡＳに、ＰＰＰｏＥセッション数と残りＩＰアドレス数のレポート機能を新たに追加する必要がある。また、各ＢＲＡＳの配下に複数のＰＰＰｏＥセッション管理装置が接続されている網構成において、各ＰＰＰｏＥセッション管理装置間にて各ＢＲＡＳのＰＰＰｏＥセッション数等を共有することが出来ず、他のＰＰＰｏＥセッション管理装置にて接続されたＰＰＰｏＥセッション数等の最新情報を即時に反映することが出来ないという課題がある。

なお、ＰＰＰｏＥに従ったレイヤ３（またはＩＥＥＥ８０２.１Ｘに従ったレイヤ２）の接続サービスにおいて、本願の発明者等は、複数のユーザ端末と接続されたパケット転送装置が、各ユーザ端末から受信したＰＡＤＩパケット（またはＥＡＰＯＬ−Ｓｔａｒｔパケット）を中継網にマルチキャストし、これに応答して複数のゲートウェイ装置（ＢＡＳまたはオーセンティケータ）がＰＡＤＯ（またはＥＡＰＯＬ−Ｒｅｑｕｅｓｔ／ＩＤ要求）パケットを返信した時、パケット転送装置が、選択された特定ゲートウェイ装置からの応答パケットのみを接続要求元ユーザ端末に転送するようにした網構成を提案している（特願２００６−１６２０７４）。

また、複数のユーザ端末が接続されたアクセス網と、インターネットへの中継網とを冗長化された複数のゲートウェイ装置（ＢＡＳ、オーセンティケータ等）で接続したネットワーク構成において、各ゲートウェイ装置に特別な機能を追加することなく、これらのゲートウェイ装置の負荷を分散して、ユーザ端末とゲートウェイ装置とを接続できる負荷分散パケット転送装置を提案している（特願２００６−２９５０２０）。

上記網構成によれば、ゲートウェイ装置の機能を変更することなく、ゲートウェイ装置の冗長化および負荷分散制御が可能となる。但し、上記特許出願では、ゲートウェイ装置配下に複数の負荷分散パケット転送装置が接続されている網構成において、各パケット転送装置間のユーザ接続情報共有による冗長化ゲートウェイ装置の負荷分散制御については述べていない。

本発明の目的は、ユーザ端末が接続されたアクセス網と、インターネットへの中継網とを接続する冗長化された複数のゲートウェイ装置（ＢＡＳ、オーセンティケータ等）を有する網構成において、ゲートウェイ装置の負荷分散を考慮してユーザ端末を接続する負荷分散機能パケット転送システムを提供することにある。

上述した課題は、ユーザ端末とインターネットへの中継網に接続されている冗長化された複数のゲートウェイ装置との間に配置される負荷分散パケット転送装置と、この負荷分散パケット転送装置と連携して動作する負荷分散管理装置とからなり、負荷分散パケット転送装置は、ユーザ端末またはゲートウェイ装置との接続回線を収容する複数の回線インタフェースと、複数の回線インタフェース間でのユーザパケットおよび通信制御パケットの転送を制御するプロトコル処理部とからなり、プロトコル処理部は、ユーザ端末から受信した中継網への接続開始要求パケットを複数のゲートウェイ装置に転送し、所定時間内に受信した接続開始要求パケットに対する応答パケットの情報を、負荷分散管理装置に通知し、負荷分散管理装置が選択したゲートウェイ装置からの応答パケットをユーザ端末に転送し、ユーザ端末から受信した通信制御パケットとユーザパケットとを選択したゲートウェイ装置に転送するパケット転送システムにより、達成できる。

また、ユーザ端末とインターネットへの中継網に接続されている冗長化された複数のゲートウェイ装置との間に配置される負荷分散パケット転送装置と、この負荷分散パケット転送装置と連携して動作する負荷分散管理装置とからなり、負荷分散管理装置は、負荷分散パケット転送装置との接続回線を収容する回線インタフェースと、ゲートウェイ装置の負荷分散制御を行う負荷分散処理部とからなり、ゲートウェイ装置毎の優先度情報を記憶する負荷分散管理テーブルに基いて、負荷分散パケット転送装置からのゲートウェイ情報一覧通知より、優先度の高いゲートウェイ装置を選択し、選択ゲートウェイ装置情報を負荷分散パケット転送装置に通知する負荷分散パケット転送システムにより、達成できる。

本発明によれば、ユーザ端末が接続されたアクセス網と、インターネットへの中継網とを接続する冗長化された複数のゲートウェイ装置を有する網構成において、ゲートウェイ装置の負荷分散を考慮してユーザ端末を接続する負荷分散機能パケット転送システムを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について実施例を用い、図面を参照しながら説明する。なお、実質同一部位には同じ参照番号を振り、説明は繰り返さない。

図１を参照して、負荷分散パケット転送システムが適用される通信ネットワークの構成を説明する。ここで、図１は、通信ネットワークのブロック図である。図１において、通信ネットワーク１００は、アクセス網１と、通信事業者またはＩＳＰが管理する中継網２と、インターネット網３とからなっている。

アクセス網１は、それぞれ、ＩＥＥＥ８０２.１Ｘ、ＰＰＰｏＥ等の異種プロトコルによる通信フレームの終端機能をもつゲートウェイ（ＧＷ）装置２０（２０−１、２０−ｍ）を介して中継網２と接続されている。

アクセス網１は、それぞれＩＥＥＥ８０２.１ＸまたはＰＰＰｏＥ等によるセッション接続機能を備えた複数の端末４０と、これらの端末４０を収容する複数の負荷分散パケット転送装置１０と、ゲートウェイ装置２０の負荷分散制御を行う負荷分散管理装置６０からなる。各パケット転送装置１０は、冗長化された複数のゲートウェイ装置２０と接続されている。

負荷分散パケット転送システムは、負荷分散パケット転送装置１０と負荷分散管理装置６０からなり、後述するように、負荷分散パケット転送装置１０は、受信パケットをレイヤ２ヘッダ情報に従って転送する一般的なＬ２ＳＷ機能の他に、各端末４０を冗長化された複数のゲートウェイ装置２０のうちの１つに選択的に接続するためのゲートウェイ選択機能を備えている。以下の説明では、特に後者の機能に着目して、負荷分散パケット転送装置１０を「ゲートウェイ選択装置」と呼ぶことにする。

次に、負荷分散管理装置６０は、各負荷分散パケット転送装置１０から通知されるゲートウェイ識別情報に従って負荷分散制御を行い、選択したゲートウェイ装置情報の通知を行う機能を備えている。また、負荷分散管理装置６０は、アクセス網１に接続されているが、中継網２に接続されても良い。

アクセス網１では、ゲートウェイ選択装置１０−１は、複数の端末４０−１〜４０−ｋをそれぞれ個別のアクセス回線を介して収容している。一方、ゲートウェイ選択装置１０−ｎは、複数の端末４０−１〜４０−ｎを受動光網ＰＯＮ（Passive Optical Network）を介して収容している。ＰＯＮは、複数の加入者接続装置ＯＮＵ（Optical Network Unit）４２と、ゲートウェイ選択装置１０−ｎに内蔵された局側装置ＯＬＴ（Optical Line Terminal）とＯＬＴに収容された１本の光ファイバをスターカプラ（Ｓ.Ｃ.）４３で複数の支線光ファイバに分岐した構造の光ファイバ網とからなっている。

中継網２は、複数のレイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）２１と、ユーザ認証サーバ（ＲＡＤＩＵＳサーバ）２２と、ユーザ端末にＩＰアドレスを配布するためのＤＨＣＰサーバ２３と、該中継網をインターネット３に接続するためのルータ２４とからなる。Ｌ２ＳＷ２１−１は、ルータ２４および冗長化された１組のゲートウェイ装置（２０−１〜２０−ｍ）に接続され、ＲＡＤＩＵＳサーバ２２とＤＨＣＰサーバ２３はＬ２ＳＷ２１−ｎに接続されている。

図２を参照して、ゲートウェイ選択装置および負荷分散管理装置が備える負荷分散ゲートウェイ選択機能を説明する。ここで、図２は、通信ネットワークの簡便なブロック図である。ここでは、ゲートウェイ選択装置１０−１、１０−２が、冗長化された２台のゲートウェイ装置（２０−１、２０−２）に接続され、ＰＰＰｏＥに従ったセッション接続手順を実行する端末４０から、セッション接続要求を受信した場合の動作について説明する。なお、端末ブロックとゲートウェイブロックに付随する「ＭＡＣ ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ−ｘｘ」は、端末またはゲートウェイ装置のＭＡＣアドレスの値を示している。

端末４０−１からＰＰＰｏＥによる接続要求を受信した場合、ゲートウェイ選択装置１０−１は、端末４０−１をＰＰＰｏＥ端末とし、ゲートウェイ選択装置１０−１に接続されたゲートウェイ装置をそれぞれＢＡＳ２０−１、２０−２とみなして、接続制御手順を実行する。

これらのゲートウェイ装置（ＢＡＳ）から上記接続要求に対する応答を受信した時、ゲートウェイ選択装置１０−１は、負荷分散管理装置６０における負荷分散制御にて選択通知されたゲートウェイ装置２０−１を端末４０−１用の有効ＢＡＳとして選択して、その後の接続制御手順を続行する。ＰＰＰｏＥ端末４０−１と通信すべき有効ＢＡＳが決定すると、他のゲートウェイ装置２０−２は、ＰＰＰｏＥ端末４０−１のパケット転送には関与しない。

同様の方法で、ゲートウェイ選択装置１０−１は、ＰＰＰｏＥ端末４０−２からの接続要求については、ゲートウェイ装置２０−１を選択する。ゲートウェイ選択装置１０−２は、ＰＰＰｏＥ端末４０−１１からの接続要求については、ゲートウェイ装置２０−２を選択する。各ＰＰＰｏＥ端末４０は、ゲートウェイ選択装置１０−１または１０−２および負荷分散管理装置６０の負荷分散制御によって選択されたゲートウェイ装置２０を介して、インターネット３と通信する。ＰＰＰｏＥ端末からの接続要求を受信した時、負荷分散管理装置６０が行うゲートウェイ選択（負荷分散）アルゴリズムについては、後で詳述する。

図３を参照して、負荷分散パケット転送装置（ゲートウェイ選択装置）を説明する。ここで、図３はゲートウェイ選択装置のハードウェアブロック図である。図３において、ゲートウェイ選択装置１０は、それぞれ個別のポート番号（Port−１〜Port−ｎ）が割り当てられた複数の回線インタフェース１１と、これらの回線インタフェース１１に接続されたルーティング部１２と、通信制御パケット用の送信バッファ１３Ｔおよび受信バッファ１３Ｒと、制御プロセッサ１４と、メモリ１５からなる。

ルーティング部１２と制御プロセッサ１４は、上記回線インタフェース間でのパケット転送を制御するためのプロトコル処理部を構成している。メモリ１５には、制御プロセッサ１４が実行するプログラムである通信制御ルーチン１６と、監視パケットテーブル１５１、接続管理テーブル１５２およびポート管理テーブル１５３が格納されている。

通信制御ルーチン１６には、図１０〜図１２、図１４〜図１６で後述する各種の制御パケット受信処理ルーチンと、タイマ監視ルーチンが含まれる。監視パケットテーブル１５１は、制御プロセッサ１４で処理すべき通信制御パケットの種類を指定している。オペレータが制御端末５０を操作して、監視パケットテーブル１５１の内容を書き換えることにより、制御プロセッサ１４の動作モードを変更することができる。接続管理テーブル１５２とポート管理テーブル１５３については、後で図６、図７を参照して詳述する。

ゲートウェイ選択装置１０が、図１に示したアクセス網１のゲートウェイ選択装置１０−１の場合、回線インタフェース１１−１〜１１−ｎは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＡＴＭ、ＰＯＳ（PPP over SONET）等、収容回線上で適用される通信プロトコルに対応したフレーム終端機能を備える。ゲートウェイ選択装置１０が、ＰＯＮを収容するゲートウェイ選択装置１０−ｎの場合は、回線インタフェース１１−１〜１１−ｎは、ＧＥ−ＰＯＮ、Ｇ−ＰＯＮ、ＷＤＭ−ＰＯＮ等のＰＯＮフレームを終端するＯＬＴ機能を備えた構成となる。

図４を参照して、負荷分散管理装置を説明する。ここで、図４は負荷分散管理装置のハードウェアブロック図である。図４において、負荷分散管理装置６０は、バス６４で相互接続された回線インタフェース６１と、メモリ６２と、制御プロセッサ６３からなる。

メモリ６２には、プロセッサが実行する負荷分散処理プログラム６２１と、ゲートウェイ負荷分散管理テーブル６２２が格納されている。制御プロセッサ６３が、負荷分散処理プログラム６２１を実行することにより、負荷分散管理装置６０の負荷分散処理部として機能する。

負荷分散処理プログラム６２１には、図１３で後述する各種の制御パケット受信処理ルーチンと、負荷分散処理ルーチンと、タイマ監視ルーチンが含まれる。ゲートウェイ負荷分散管理テーブル６２２については、後で図８を参照して詳述する。

図５を参照して、ＰＰＰｏＥで使用される通信制御フレームのフォーマットを説明する。ここで、図５はＰＰＰｏＥの通信制御フレームのフォーマットである。すなわち、図５（Ａ）は、端末４０からゲートウェイ装置２０に送信される接続開始パケット：ＰＡＤＩである。図５（Ｂ）は、ゲートウェイ装置２０から端末４０に送信される接続開始応答パケット：ＰＡＤＯである。図５（Ｃ）は、ゲートウェイ装置２０から端末４０に送信されるセッションＩＤ通知パケット：ＰＡＤＳ（PPPoE Active Discovery Session−Confirmation）である。図５（Ｄ）は、端末４０またはゲートウェイ装置２０が発行する切断通知パケット：ＰＡＤＴ（PPPoE Active Discovery Terminate）のフォーマットである。これらの通信制御フレームには、イーサネットヘッダ９００とＰＰＰｏＥヘッダ９２０が付加されている。

ＰＡＤＩは、図５（Ａ）に示すように、ＭＡＣ−ＤＡ９０１にブロードキャストＭＡＣアドレス（Ｂ.Ｃ）、ＭＡＣ−ＳＡ９０２に、送信元となる端末４０のＭＡＣアドレスを含む。プロトコルタイプ９０３には、「０ｘ８８６３」のようなＰＰＰｏＥを表す特定値が設定され、ＰＰＰｏＥヘッダのフレームタイプ９２１には、このフレームが「ＰＡＤＩ」であることを示すコードが設定される。

ＰＡＤＯは、図５（Ｂ）に示すように、ＭＡＣ−ＤＡ９０１に、ＰＡＤＩの送信元である端末４０のＭＡＣアドレス、ＭＡＣ−ＳＡ９０２に、ゲートウェイ装置２０のＭＡＣアドレスを含み、プロトコルタイプ９０３は、ＰＰＰｏＥを表す特定値「０ｘ８８６３」が設定される。ＰＰＰｏＥヘッダのフレームタイプ９２１には、このフレームが「ＰＡＤＯ」であることを示すコードが設定される。

ＰＡＤＳは、図５（Ｃ）に示すように、ＭＡＣ−ＤＡ９０１に、ＰＡＤＩの送信元である端末４０のＭＡＣアドレス、ＭＡＣ−ＳＡ９０２に、ゲートウェイ装置２０のＭＡＣアドレスを含み、プロトコルタイプ９０３には、ＰＰＰｏＥを表す特定値「０ｘ８８６３」が設定される。ＰＰＰｏＥヘッダのフレームタイプ９２１には、このフレームが「ＰＡＤＳ」であることを示すコードが設定され、セッションＩＤ９２２に、ゲートウェイ装置２０から端末４０に割り当てられたセッションＩＤの値が設定される。

ＰＡＤＴは、端末４０からゲートウェイ装置２０に送信する場合、図５（Ｄ）に示すように、ＭＡＣ−ＤＡ９０１にゲートウェイ装置２０のＭＡＣアドレス、ＭＡＣ−ＳＡ９０２に端末４０のＭＡＣアドレスを含み、プロトコルタイプ９０３には、ＰＰＰｏＥを表す特定値「０ｘ８８６３」が設定される。ＰＰＰｏＥヘッダのフレームタイプ９２１にはこのフレームが「ＰＡＤＴ」であることを示すコードが設定され、セッションＩＤ９２２に、切断すべきセッションＩＤが設定される。なお、ゲートウェイ装置２０が端末４０にＰＡＤＴを送信する場合、ＭＡＣ−ＤＡ９０１とＭＡＣ−ＳＡ９０２との関係が逆になる。

図６ないし図８を参照して、各種管理テーブルを説明する。ここで、図６は接続管理テーブルを説明する図である。図７はポート管理テーブルを説明する図である。図８は負荷分散管理テーブルを説明する図である。

図６において、（Ａ）〜（Ｆ）は、特定のタイミングでの接続管理テーブル１５２の状態である。ここでは、一般的な接続管理テーブル１５２を説明し、詳細な遷移は後述する。端末管理テーブル１５２は、端末ポート５１２と、端末ＭＡＣ１５２２と、ゲートウェイポート１５２３と、ゲートウェイ ＭＡＣ／＊ゲートウェイ ＭＡＣ−ＳＡ １５２４と、ステータス１５２５と、タイマ値１５２６とから構成される。

図７において、ポート管理テーブル１５３は、ポートＮｏ.１５３１と、ゲートウェイ接続フラグ１５３２と、ＭＡＣアドレス１５３３とから構成される。ポートＮｏ.１５３１は、ゲートウェイ選択装置１０のポート番号である。ゲートウェイ接続フラグ１５３２が「１」のポートにはゲートウェイ２０が接続され、そのＭＡＣアドレスがＭＡＣアドレス１５３３に記載される。一方、ゲートウェイ接続フラグ１５３２が「０」のポートには端末４０、負荷分散管理装置６０等が接続され、そのＭＡＣアドレスがＭＡＣアドレス１５３３に記載される。なお、一つのポートに複数のＭＡＣアドレス１５３３のレコードがあるのは、ポートにスイッチをカスケード接続する際に有効になるからである。

図８において、ゲートウェイ負荷分散管理テーブル６２２は、ゲートウェイ ＭＡＣ６２２１と、管理優先度６２２２、選択優先度６２２３、接続比率６２２４、最大接続数６２２５、接続数６２２６からなる。接続比率６２２４は、接続数６２２６を最大接続数６２２５で割った値であり、最も接続比率６２２４が低く、かつＭＡＣアドレスが最も若いゲートウェイ２０に優先度「１」を表示する。

次に、図９〜図１６を参照して、負荷分散パケット転送システムによるＰＰＰｏＥの接続制御について説明する。ここで、図９は負荷分散パケット転送システムによるＰＰＰｏＥの接続制御を説明するシーケンス図である。図１０はゲートウェイ選択装置が実行するＰＡＤＩパケット受信処理のフローチャートである。図１１はゲートウェイ選択装置が実行するＰＡＤＯパケット受信処理のフローチャートである。図１２はゲートウェイ選択装置が実行するタイマ監視処理のフローチャートである。図１３は負荷分散管理装置が実行するゲートウェイ負荷分散処理のフローチャートである。図１４はゲートウェイ選択装置が実行するゲートウェイ ＭＡＣ登録処理のフローチャートである。図１５はゲートウェイ選択装置が実行するＰＡＤＳパケット受信処理のフローチャートである。図１６はゲートウェイ選択装置が実行するＰＡＤＴパケット受信処理のフローチャートである。

ここでは、図２に示したゲートウェイ選択装置１０−１が、ゲートウェイ装置２０−１、２０−２から受信した応答パケット（ＰＡＤＯ）のうち、負荷分散管理装置６０の負荷分散制御にて選択された、優先度の最も高いゲートウェイ装置から受信したものを有効とし、以降の通信制御およびパケット転送を行い、負荷分散管理装置６０では、今回選択したゲートウェイ装置の優先度を低く設定し、あるゲートウェイ選択装置１０からの次の接続問合せでは、異なる別の優先度の高いゲートウェイ装置を有効とするゲートウェイ選択方法を採用した場合について説明する。

図９において、端末（ＰＰＰｏＥ端末）４０−２がＰＡＤＩパケットをブロードキャストすると（ＳＱ１１０）、ＰＰＰｏＥ接続フェーズＳＰ１がスタートする。
ゲートウェイ選択装置１０−１のルーティング部１２は、上記ＰＡＤＩパケットを受信すると、これを受信ポート番号「ｍ」と共に受信バッファ１３Ｒに出力する。制御プロセッサ１４は、ＰＡＤＩパケット受信処理を実行し（ＳＱ１３０）、図６（Ａ）に示す接続管理テーブル１５２のＥＮｍに、端末ＭＡＣ１５２２、ステータス１５２５、タイマ値１５２６を記録する。ルーティング部１２は、さらに、図７のポート管理テーブル１５３のゲートウェイ接続フラグ１５３２が「１」のテーブルエントリに対して、ＰＡＤＩパケットをゲートウェイに接続された複数の回線インタフェースにブロードキャストする（ＳＱ１１１−１、ＳＱ１１１−２）。なお、ここではポート５へのブロードキャストパケットの送信を、図示の簡便のため省く。

ゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１、２０−２は、ＰＡＤＩパケットに応答して、それぞれＰＡＤＯパケットを返信する（ＳＱ１１２−１、ＳＱ１１２−２）。これらのＰＡＤＯパケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＤＡ９０１）は、ＰＰＰｏＥ端末４０−２のＭＡＣアドレス「００−００−００−００−００−０２」となっている。

ゲートウェイ選択装置１０−１のルーティング部１２は、ゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−２から受信した最初のＰＡＤＯパケットを受信ポート番号「ｎ」と共に受信バッファ１３Ｒに出力する。２番目に受信したゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１からのＰＡＤＯパケットは、受信ポート番号「４」と共に受信バッファ１３Ｒに出力される。

制御プロセッサ１４は、図１１に示すＰＡＤＯパケット受信処理ルーチン（ＳＱ１４０）を実行し、負荷分散管理装置６０に、複数の＊ゲートウェイ ＭＡＣ−ＳＡ一覧を含む選択要求を送信する（ＳＱＭ１）。なお、先頭の「＊」は未確定を意味する。

負荷分散管理装置６０は、ゲートウェイ選択装置１０−１から、選択要求を受信すると、図１３に示すゲートウェイ負荷分散処理を実行する（ＳＱ１５０）。なお、ゲートウェイ負荷分散処理１５０は、図４の負荷分散処理プログラム６２１の一部を構成している。負荷分散管理装置６０は、選択した選択したゲートウェイ（ＢＡＳ）のＭＡＣアドレスを添付した選択応答をゲートウェイ選択装置１０−１宛てに送信する（ＳＱＭ２）。

ゲートウェイ選択装置１０−１が負荷分散管理装置６０からの選択ＭＡＣアドレスを受信すると、制御プロセッサ１４は、図１４のゲートウェイ ＭＡＣ登録処理を実行する（ＳＱ１６０）。ルーティング部１２は、ゲートウェイ ＭＡＣ登録処理を終了すると、受信パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＤＡ９０１）に基づいて、ポート管理テーブル１５３を参照する。ここでは、ＰＡＤＯパケットの宛先ＭＡＣアドレスは「００−００−００−００−００−０２」となっており、ポート管理テーブル１５３は、図７に示すように、ＭＡＣアドレス「００−００−００−００−００−０２」と対応するポート番号１５３１として、ＰＰＰｏＥ端末４０−２の接続ポート番号「ｍ」を示している。従って、ルーティング部１２は、上記ＰＡＤＯパケットをポート番号「ｍ」の回線インタフェースから送信する（ＳＱ１１３）。

ＰＰＰｏＥ端末４０−２は、上記ＰＡＤＯパケットを受信すると、該ＰＡＤＯパケットの送信元であるゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１宛にＰＡＤＲパケットを送信する（ＳＱ１１４）。ここでは、図６の（Ｄ）に示すように、接続管理テーブル１５２において、端末４０−２と対応するテーブルエントリＥＮｍのステータス１５２５がＰＡＤＲへの応答パケットであるＰＡＤＳ待ち状態となっている。つまり、ＰＡＤＲパケットは、ゲートウェイ選択装置１０−１での監視対象から除外されているため、ゲートウェイ選択装置１０−１の制御プロセッサ１４は、ルーティング部１２から上記ＰＡＤＲパケットを受信すると、これを直ちにルーティング部１２に転送する。ルーティング部１２は、上記ＰＡＤＲパケットを受信すると、受信パケットをポート管理テーブル１５３に従ってルーティングする。

上記ＰＡＤＲパケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＤＡ９０１）は、ゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１のＭＡＣアドレス「００−００−００−２２−２２−０１」となっており、ポート管理テーブル１５３には、上記ＭＡＣアドレスと対応して、ゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１との接続回線のポート番号「４」が記憶されている。従って、ＰＡＤＲパケットは、回線インタフェース１１−４を介してゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１に転送される（ＳＱ１１５）。

ゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１は、上記ＰＡＤＲに応答して、ＰＡＤＳパケットを返信する（ＳＱ１１６）。ゲートウェイ選択装置１０−１ルーティング部１２は、上記ＰＡＤＳパケットを受信すると、これを受信ポート番号「４」と共に受信バッファ１３Ｒに出力する。

制御プロセッサ１４は、ＰＡＤＳパケットを受信すると、図１５に示すＰＡＤＳパケット受信処理ルーチンを実行する（ＳＱ１７０）。

上記ＰＡＤＳパケットの宛先アドレス（ＭＡＣ−ＤＡ９０１）は「００−００−００−００−００−０２」となっているため、ルーティング部１２は、上記ＰＡＤＳパケットを図７のポート管理テーブル１５３が示すポート番号「ｍ」の回線インタフェースに転送する。これによって、ＰＡＤＳパケットは、ＰＰＰｏＥ端末４０−２に送信される（ＳＱ１１７）。

ＰＰＰｏＥ端末４０−２がＰＡＤＳパケットを受信すると、ＰＰＰｏＥ接続フェーズＳＰ１からＰＰＰｏＥ転送フェーズＳＰ２に移行する。ＰＰＰｏＥ転送フェーズＳＰ２において、ゲートウェイ選択装置１０−１は、ＰＰＰｏＥ端末４０−２とゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１との間で交信されるユーザパケットの転送（ＳＱ２００）を行う。

ＰＰＰｏＥ転送フェーズＳＰ２において、ゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１は、ゲートウェイ選択装置１０−１を介してＰＰＰｏＥ端末４０−２から、ＰＰＰｏＥパケットを受信すると（ＳＱ２００）、ＩＰパケットに変換して、ルータ２４に転送する（ＳＱ２０１）。また、ルータ２４からＩＰパケットを受信すると（ＳＱ２０１）、ＰＰＰｏＥパケットに変換して、ゲートウェイ選択装置１０Ｌ−１を介してＰＰＰｏＥ端末４０−２に転送する（ＳＱ２００）。

端末ユーザがインターネットアクセスを終了すると、ＰＰＰｏＥ端末４０−２からゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１宛に接続終了パケットＰＡＤＴが送信され（ＳＱ３１０）、ＰＰＰｏＥ転送フェーズＳＰ２からＰＰＰｏＥ切断フェーズＳＰ３に移行する。

ゲートウェイ選択装置１０−１のルーティング部１２は、ＰＡＤＴパケットを受信すると、図１６に示すＰＡＤＴパケット受信処理ルーチンを実行する（ＳＱ３００）。ルーティング部１２は、受信処理ルーチンが終了すると、ポート管理テーブル１５３から出力ポートのポート番号１５３１を特定し、上記ＰＡＤＴパケットをゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１に転送する（ＳＱ３１１）。

制御プロセッサ１４は、受信したＰＡＤＴパケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＤＡ９０１）の値「００−００−００−２２−２２−０１」を、負荷分散管理装置６０に通知する（ＳＱＭ３）。

負荷分散管理装置６０は、ゲートウェイ選択装置１０−１から特定のＭＡＣアドレス「００−００−００−２２−２２−０１」を受信すると、ゲートウェイ選択装置１０−１に対して、受信応答を通知する（ＳＱＭ４）。

負荷分散管理装置６０は、また、ゲートウェイ負荷分散テーブル更新処理を実行する（ＳＱ３１０）。具体的には、制御プロセッサ６３は、負荷分散管理テーブル６２２のゲートウェイ ＭＡＣ６２２１が、上記特定のＭＡＣアドレスと一致するテーブルエントリを検索し、一致したテーブルエントリの接続数６２２６の値を減算（−１）し、接続比率６２２４の再計算を行うと共に、接続数６２２６または接続比率６２２４の少ない順に、選択優先度６２２３の再割当てを実行し、負荷分散管理テーブル６２２の情報を更新する。

図１０を参照して、ＰＡＤＩパケット受信処理を説明する。ＰＡＤＩパケット受信処理ルーチンは、後述するＰＡＤＯパケット受信処理ルーチン、ゲートウェイ ＭＡＣ登録処理ルーチン、ＰＡＤＳパケット受信処理ルーチン、タイマ監視ルーチン、ＰＡＤＴパケット受信処理ルーチンと共に、通信制御ルーチン１６の一部を構成している。

図１０に示すＰＡＤＩパケット受信処理ルーチンにおいて、制御プロセッサ１４は監視パケットテーブル１５１を参照して、ＰＡＤＩが監視対象パケットとして指定されているか否かを判定する（Ｓ１３１）。もし、ＰＡＤＩが監視対象に指定されていなければ、制御プロセッサ１４は、受信したＰＡＤＩパケットを送信バッファ１３Ｔを介してルーティング部１２に転送し（Ｓ１３４）、このルーチンを終了する。

ステップ１３１でＰＡＤＩが監視対象として指定されていた場合、制御プロセッサ１４は、接続管理テーブル１５２に新たなテーブルエントリＥＮｍを登録する（Ｓ１３２）。上記テーブルエントリＥＮｍは、図６の（Ａ）に示すように、端末ポート１５２１としてルーティング部１２から通知された受信ポート「ｍ」、端末ＭＡＣ１５２２として受信パケットの送信元ＭＡＣアドレス「００−００−００−００−００−０２」を含み、ステータス１５２５がＰＡＤＯ待ちとなっている。次に、制御プロセッサ１４は、上記テーブルエントリＥＮｍのタイマ値１５２６を所定値に初期化し（タイマ値＝３,０００ｍｓ）、図１２で後述するタイマ監視ルーチン１８０を起動（Ｓ１３３）した後、受信したＰＡＤＩパケットを送信バッファ１３Ｔに転送して（Ｓ１３４）、このルーチンを終了する。

図１１において、先ず制御プロセッサ１４は、接続管理テーブル１５２から、端末ＭＡＣ１５２２が上記ＰＡＤＯパケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＤＡ９０１）の値「００−００−００−００−００−０２」と一致するテーブルエントリを検索する（Ｓ１４１）。

検索の結果（Ｓ１４２）、宛先ＭＡＣアドレスに一致するテーブルエントリＥＮｍが見つかった場合（Ｙｅｓ）、制御プロセッサ１４は、テーブルエントリＥＮｍのステータス１５２５がＰＡＤＯ待ち状態となっているか否かを判定する（Ｓ１４４）。ステータス１５２５がＰＡＤＯ待ち状態以外の場合（Ｎｏ）、制御プロセッサ１４は、受信したＰＡＤＯパケットを不正パケットと判断し、受信パケットを廃棄して（Ｓ１４６）、このルーチンを終了する。

今回のケースでは、図６の（Ａ）に示すように、接続管理テーブル１５２から検索されたテーブルエントリＥＮｍでは、ステータス１５２５がＰＡＤＯ待ち状態となっている。ステップ１４４はＹｅｓであり、制御プロセッサ１４は、図６の（Ｂ）に示すように、受信したＰＡＤＯパケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＳＡ９０２）の値「００−００−００−２２−２２−０２」をゲートウェイ ＭＡＣ（＊ゲートウェイ ＭＡＣ−ＳＡ）１５２４に記録し、受信ポート番号「ｎ」をゲートウェイポート１５２３に登録（Ｓ１４５）して、このルーチンを終了する。

同様に、制御プロセッサ１４は、受信バッファ１３Ｒから、ゲートウェイ（ＢＡＳ）２０−１が送信したＰＡＤＯパケットと受信ポート番号を読み出すと、図１１に示すＰＡＤＯパケット受信処理ルーチン１４０を実行し、図６の（Ｃ）に示すように、２番目に受信したＰＡＤＯパケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＳＡ９０２）の値「００−００−００−２２−２２−０１」をゲートウェイ ＭＡＣ（＊ゲートウェイ ＭＡＣ−ＳＡ）１５２４に追加記録し、受信ポート番号「４」をゲートウェイポート１５２３に追加登録（Ｓ１４５）して、このルーチンを終了する。

なお、ＰＡＤＩが監視対象パケットとして指定されていなかった場合、図１０で説明したＰＡＤＩパケット受信処理ルーチン１３０において、接続管理テーブル１５２への登録が行われず、上記検索の結果（Ｓ１４２）にて、宛先ＭＡＣアドレスに一致するテーブルエントリが見つからないため（Ｎｏ）、制御プロセッサ１４は、ＰＡＤＯパケットに基づいて新たなテーブルエントリＥＮｍを生成し、これを接続管理テーブル１５２に登録（Ｓ１４３）した後、このルーチンを終了する。

図１２を参照して、タイマ監視ルーチン１８０のフローチャートを説明する。図１２において、ＰＡＤＩパケット受信時に起動されたタイマ監視ルーチン１８０は、制御プロセッサ１４によって、上述したＰＡＤＯパケット受信処理ルーチン１４０と並行して周期的に実行される。

タイマ監視ルーチンＳＱ１８０では、制御プロセッサ１４は、接続管理テーブル１５２のテーブルエントリＥＮｍに設定されたタイマ値１５２６が「０」（タイムアウト）になるのを待つ（Ｓ１８１）。タイマ値１５２６が、タイムアウトになったとき（タイマ値＝０ｍｓ）、制御プロセッサ１４は、このルーチンを終了する。

図１３に示すゲートウェイ負荷分散処理ＳＱ１５０において、制御プロセッサ６３は、先ず、選択優先度ｎを１に初期化し（Ｓ１５１）、図８（Ａ）の負荷分散管理テーブル６２２の選択優先度６２２３が、選択優先度ｎ＝１と一致するテーブルエントリを検索する（Ｓ１５２）。

検索の結果（Ｓ１５３）、選択優先度ｎ＝１と一致するテーブルエントリが見つかった場合、＊ゲートウェイ ＭＡＣ−ＳＡ一覧から上記テーブルエントリのゲートウェイ ＭＡＣ６２２１のＭＡＣアドレス「００−００−００−２２−２２−０１」と一致する＊ゲートウェイ ＭＡＣ−ＳＡを検索する（Ｓ１５４）。

検索の結果（Ｓ１５５）、上記テーブルエントリのゲートウェイ ＭＡＣ６２２１のＭＡＣアドレス「００−００−００−２２−２２−０１」と一致する＊ゲートウェイ ＭＡＣ−ＳＡが見つかった場合、一致したＭＡＣアドレスを選択ＭＡＣアドレス「００−００−００−２２−２２−０１」として決定する。その後、一致したテーブルエントリの接続数６２２６の値に＋１を加算および接続比率６２２４の再計算を行い、接続比率６２２４（または接続数１６６６）の少ない順に、選択優先度６２２３を再割当てする（Ｓ１５６）。

今回のケースでは、ステップ１５６を実行することによって、図８（Ｂ）に示すように、選択されたゲートウェイ ＭＡＣ６２２１＝「００−００−００−２２−２２−０１」のテーブルエントリで、接続数６２２６の値が「９９９」から「１０００」に、接続比率６２２４の値が「１９.９８」から「２０.００」に変更される。その結果、ゲートウェイ ＭＡＣ６２２１＝「００−００−００−２２−２２−０１」の選択優先度６２２３の値が「１」から「２」に変更され、ゲートウェイ ＭＡＣ６２２１＝「００−００−００−２２−２２−０２」の選択優先度６２２３が「２」から「１」に変更される。選択優先度６２２３の再割当てが完了すると、制御プロセッサ６３は、このルーチンを終了する。

なお、ステップ１５４の実行による、検索の結果（Ｓ１５５）、上記テーブルエントリのゲートウェイ ＭＡＣ６２２１のＭＡＣアドレスと一致する＊ゲートウェイ ＭＡＣ−ＳＡが見つからなかった場合、選択優先度ｎの値に＋１を加算し（Ｓ１５７）、再度、ステップ１５２を実行する。

また、ステップ１５２の実行による、検索の結果（Ｓ１５３）、選択優先度ｎと一致するテーブルエントリが見つからなかった場合（Ｎｏ）、該当ＭＡＣアドレス無しをセットして（Ｓ１５９）、このルーチンを終了する。この事象は、タイマ監視ルーチンによって、テーブルエントリが自動的に削除された場合等において、発生する。

なお、選択されたＭＡＣアドレスまたは該当ＭＡＣアドレスなしは、図６のＳＱＭ２でゲートウェイ選択装置１０−１に送信される。

図１４に示すゲートウェイ ＭＡＣ登録処理ルーチンＳＱ１６０において、先ず制御プロセッサ１４は、選択ＭＡＣアドレスの確認を実施し、確認の結果（Ｓ１６１）、選択ＭＡＣアドレス「００−００−００−２２−２２−０１」を接続管理テーブル１５２のテーブルエントリＥＮｍのゲートウェイ ＭＡＣ（＊ゲートウェイ ＭＡＣ−ＳＡ）１５２４に変更する（Ｓ１６２）。さらに、制御プロセッサ１４は、ステータス１５２５をＰＡＤＳ待ちに変更する（Ｓ１６３）。制御プロセッサ１４は、保持してあった選択ゲートウェイからのＰＡＤＯパケットを送信バッファ１３Ｔに転送し、その他のＰＡＤＯパケットを廃棄して（Ｓ１６４）、このルーチンを終了する。

なお、確認の結果（Ｓ１６１）、該当ＭＡＣアドレス無しの場合、制御プロセッサ１４は、保持してあったＰＡＤＯパケットを廃棄して（Ｓ１６５）、このルーチンを終了する。

図１５に示すＰＡＤＳパケット受信処理ルーチンＳＱ１７０において、制御プロセッサ１４は、ルーティング部１２から通知された受信ポート番号「４」と、受信パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＤＡ９０１）の値「００−００−００−００−００−０２」と、送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＳＡ９０２）の値「００−００−００−２２−２２−０１」を検索キーとして、接続管理テーブル１５２から、ゲートウェイポート１５２３、端末ＭＡＣ１８２、ゲートウェイ ＭＡＣ１８４が検索キーに一致するテーブルエントリを検索する（Ｓ１７１）。

検索の結果（Ｓ１７２）、検索キーに一致するテーブルエントリＥＮｍが見つかると（Ｙｅｓ）、制御プロセッサ１４は、図６（Ｅ）に示すように、受信したＰＡＤＳパケットが示すセッションＩＤの値（ここでは、「１,０００」）を上記テーブルエントリのステータス１５２５に設定する（Ｓ１７３）。制御プロセッサ１４は、上記ＰＡＤＳを送信バッファ１３Ｔを介してルーティング部１２に転送して（Ｓ１７４）、このルーチンを終了する。ステップ１７２でＮｏのとき、制御プロセッサ１４は、そのままステップ１７４に遷移する。

図１６に示すＰＡＤＴパケット受信処理ルーチンＳＱ３００において、制御プロセッサ１４は、受信ポート番号「ｍ」と、受信パケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＳＡ９０２）の値「００−００−００−００−００−０２」と、宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＤＡ９０１）の値「００−００−００−２２−２２−０１」を検索キーとして、接続管理テーブル１５２から、端末ポート１５２１、端末ＭＡＣ１５２２、ゲートウェイ ＭＡＣ１５２４が検索キーと一致するテーブルエントリＥＮｍを検索する（Ｓ３０１）。ここで、受信ポート番号は、検索キー項目から除外してもよい。

検索の結果（Ｓ３０２）、検索キーに一致したテーブルエントリＥＮｍが見つかると（Ｙｅｓ）、制御プロセッサ１４は、上記テーブルエントリのステータス１５２５が示すセッションＩＤの値が、受信したＰＡＤＴパケットのセッションＩＤ９２２が示すセッションＩＤ値「１,０００」と一致するか否かを判定する（Ｓ３０３）。

判定の結果（Ｓ３０４）、２つのセッションＩＤが一致した場合（Ｙｅｓ）、制御プロセッサ１４は、図６（Ｆ）に示すように、接続管理テーブル１５２から上記テーブルエントリＥＮｍを削除する（Ｓ３０５）。制御プロセッサ１４は、受信パケットについて送信バッファ１３Ｔを介してルーティング部１２に転送して（Ｓ３０６）、このルーチンを終了する。

なお、検索の結果（Ｓ３０２）、検索キーに一致したテーブルエントリＥＮｍが見つからなかった場合（Ｎｏ）、および、判定の結果（Ｓ３０４）、セッションＩＤが一致しなかった場合（Ｎｏ）、制御プロセッサ１４は、受信したＰＡＤＴをルーティング部１２に転送して（Ｓ３０６）、このルーチンを終了する。この事象は、タイマ監視ルーチンによって、テーブルエントリが自動的に削除された場合に発生する。

上記実施例では、ゲートウェイ選択装置１０における制御プロセッサ１４が、監視パケットテーブル１５１を参照して、受信パケットが監視対象の通信制御パケットか否かを判断しているが、この判断をルーティング部１２で行って、監視対象となっている通信制御パケットのみを選択的に制御プロセッサ１４に転送するようにしてもよい。

上述した実施例から理解できるように、負荷分散パケット転送装置（ゲートウェイ選択装置）１０が、ＰＰＰｏＥ端末４０から受信した接続開始要求パケットを複数のゲートウェイ装置（ＢＡＳ）２０にブロードキャストしておき、所定時間内に受信した複数の応答パケットのうち、負荷分散管理装置６０における負荷分散制御にて従って選択された特定のゲートウェイ装置２０からの応答パケットのみを有効にし、これを要求元端末に転送している。ＰＰＰｏＥ端末４０は、上記応答パケットの送信元ゲートウェイ装置との間で、その後の通信制御手順を実行する。従って、本実施例の負荷分散パケット転送システムによれば、ＰＰＰｏＥ端末４０の実装に依存することなく、ゲートウェイ装置（ＢＡＳ）２０の冗長化と負荷分散が可能となる。また、ゲートウェイ装置（ＢＡＳ）に、特許文献１のような特殊な機能を追加する必要がない。

本実施例では、ＰＰＰｏＥ端末４０と冗長化ゲートウェイ装置（ＢＡＳ）との間の接続制御手順について説明した。しかし、本実施例の負荷分散パケット転送システムは、ＩＥＥＥ８０２.１Ｘにおけるサプリカント（ユーザ端末）とオーセンティケータ（ゲートウェイ装置）との間の接続制御手順にも適用できる。

本実施例の負荷分散パケット転送装置は、回線インタフェースとして、メタル回線インタフェース、光回線インタフェース、無線回線インタフェース、あるいは、受動光網ＰＯＮの局側装置ＯＬＴ機能を備えた回線インタフェースを適用することによって、Ｌ２ＳＷ、ＰＯＮシステム、無線アクセスポイント、または無線ブリッジとして機能できる。

本実施例の負荷分散パケット転送システムは、複数のゲートウェイ装置配下に複数の負荷分散パケット転送装置を接続する網構成において、負荷分散管理装置にてゲートウェイ装置毎のユーザ接続情報等の管理および負荷分散制御の集中管理を行う。これによって、ユーザ端末に特殊なソフトウェアを実装することなく、アクセス網をインターネット中継網に接続するゲートウェイ装置の負荷分散比率を考慮した冗長化構成を、ＩＳＰまたは通信事業者にて管理することを可能とする。また、本実施例の負荷分散パケット転送システムは、プロトコル処理部に、通信プロトコルの識別機能を備えることによって、同一のレイヤ２アクセス網に、例えば、ＰＰＰｏＥ端末とＩＥＥＥ８０２.１ＸにおけるＥＡＰＯＬ端末（サプリカント）のように、通信プロトコルの異なる複数種類のユーザ端末の混在を可能とする。

通信ネットワークのブロック図である。 通信ネットワークの簡便なブロック図である。 ゲートウェイ選択装置のハードウェアブロック図である。 負荷分散管理装置のハードウェアブロック図である。 ＰＰＰｏＥの通信制御フレームのフォーマットである。 接続管理テーブルを説明する図である。 ポート管理テーブルを説明する図である。 負荷分散管理テーブルを説明する図である。 負荷分散パケット転送システムによるＰＰＰｏＥの接続制御を説明するシーケンス図である。 ゲートウェイ選択装置が実行するＰＡＤＩパケット受信処理のフローチャートである。 ゲートウェイ選択装置が実行するＰＡＤＯパケット受信処理のフローチャートである。 ゲートウェイ選択装置が実行するタイマ監視処理のフローチャートである。 負荷分散管理装置が実行するゲートウェイ負荷分散処理のフローチャートである。 ゲートウェイ選択装置が実行するゲートウェイ ＭＡＣ登録処理のフローチャートである。 ゲートウェイ選択装置が実行するＰＡＤＳパケット受信処理のフローチャートである。 ゲートウェイ選択装置が実行するＰＡＤＴパケット受信処理のフローチャートである。

符号の説明

１…アクセス網、２…中継網、３…インターネット、１０…負荷分散パケット転送装置（ゲートウェイ選択装置）、１１…回線インタフェース、１２…ルーティング部、１３（１３Ｔ、１３Ｒ）…送受信バッファ、１４…制御プロセッサ、１５…メモリ、１６…通信制御ルーチン、１５１…監視パケットテーブル、１５２…接続管理テーブル、１５３…ポート管理テーブル、２０…ゲートウェイ装置、２１…Ｌ２ＳＷ、２２…ＲＡＤＩＵＳサーバ、２３…ＤＨＣＰサーバ、２４…ルータ、４０…端末、４２…ＯＮＵ、４３…スターカプラ、５０…制御端末、６０…負荷分散管理装置、６１…回線インタフェース、６２…メモリ、６３…制御プロセッサ、６４…バス、１００…通信ネットワーク、６２１…負荷分散処理、６２２…負荷分散管理テーブル。

Claims (7)

1. ユーザ端末とインターネットへの中継網に接続されている冗長化された複数のゲートウェイ装置との間に配置される負荷分散パケット転送装置と、この負荷分散パケット転送装置と連携して動作する負荷分散管理装置とからなるパケット転送システムにおいて、
   前記負荷分散パケット転送装置は、前記ユーザ端末または前記ゲートウェイ装置との接続回線を収容する複数の回線インタフェースと、前記複数の回線インタフェース間でのユーザパケットおよび通信制御パケットの転送を制御するプロトコル処理部とからなり、
   前記プロトコル処理部は、前記ユーザ端末から受信した前記中継網への接続開始要求パケットを前記複数のゲートウェイ装置に転送し、所定時間内に受信した前記接続開始要求パケットに対する応答パケットの情報を、前記負荷分散管理装置に通知し、前記負荷分散管理装置が選択したゲートウェイ装置からの応答パケットを前記ユーザ端末に転送し、前記ユーザ端末から受信した通信制御パケットとユーザパケットとを前記選択したゲートウェイ装置に転送することを特徴とするパケット転送システム。
2. 前記プロトコル処理部は、前記接続開始要求パケットを受信したとき、前記接続要求パケットのヘッダから抽出した前記ユーザ端末の識別情報を含む新たなテーブルエントリを接続管理テーブルに登録することを特徴とする請求項１に記載の負荷分散パケット転送システム。
3. 前記プロトコル処理部は、前記応答パケットのヘッダから抽出したゲートウェイ装置情報を、前記接続管理テーブルに記録することを特徴とする請求項２に記載の負荷分散パケット転送システム。
4. 前記プロトコル処理部は、前記複数の回線インタフェースに接続されたルーティング部と、このルーティング部に結合された制御プロセッサとからなり、
   前記ルーティング部は、監視対象となる通信制御パケットの種類を示す監視パケットテーブルを備え、前記各回線インタフェースから受信した通信制御パケットのうち、前記監視パケットテーブルで指定された通信制御パケットを前記制御プロセッサに転送し、前記監視パケットテーブルで指定されなかった通信制御パケットについて、そのヘッダ情報に従って前記何れかの回線インタフェースにルーティングすることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一つに記載の負荷分散パケット転送システム。
5. ユーザ端末とインターネットへの中継網に接続されている冗長化された複数のゲートウェイ装置との間に配置される負荷分散パケット転送装置と、この負荷分散パケット転送装置と連携して動作する負荷分散管理装置とからなるパケット転送システムにおいて、
   前記負荷分散管理装置は、前記負荷分散パケット転送装置との接続回線を収容する回線インタフェースと、ゲートウェイ装置の負荷分散制御を行う負荷分散処理部とからなり、前記ゲートウェイ装置毎の優先度情報を記憶する負荷分散管理テーブルに基いて、前記負荷分散パケット転送装置からのゲートウェイ情報一覧通知より、優先度の高いゲートウェイ装置を選択し、選択ゲートウェイ装置情報を前記負荷分散パケット転送装置に通知することを特徴とする負荷分散パケット転送システム。
6. 前記負荷分散処理部が、前記ゲートウェイ情報一覧通知を受信したとき、前記負荷分散管理テーブルにおける接続優先度の高い順に、テーブルエントリに登録されているゲートウェイ装置情報から、前記ゲートウェイ情報一覧通知に登録されている各ゲートウェイ装置情報を検索し、前記負荷分散管理テーブルが示す一致したゲートウェイ装置の接続数と接続比率とを更新し、前記一致したゲートウェイ装置のテーブル更新後の接続比率と他の接続比率とに基いて、前記各ゲートウェイ装置の新たな選択優先度を決定して、前記負荷分散管理テーブルに登録し、前記負荷分散管理テーブルが示す各ゲートウェイ選択装置の選択優先度に基いて、新たな接続開始要求パケットと対応する新たな選択ゲートウェイ装置を選択することを特徴とする請求項５に記載の負荷分散パケット転送システム。
7. 前記負荷分散管理テーブルは、さらに、前記各ゲートウェイ装置の運用モードを示す運用優先度を含み、
   前記負荷分散処理部は、第１の運用優先度をもつゲートウェイ装置の中から、前記選択ゲートウェイ装置を選択することを特徴とする請求項５または６に記載の負荷分散パケット転送システム。

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