JP2011097566A - 負荷分散装置、負荷分散プログラム及び負荷分散システム、並びにサーバ - Google Patents

Abstract

【課題】レジストラサーバの負荷状態を認識し、レジストラサーバの代わりにメッセージ送信処理を行うことで、レジストラサーバの負荷を軽減させる。
【解決手段】本発明の負荷分散装置は、１又は複数の収容端末とサーバとの間に介在し、サーバに代わって各収容端末から受信した信号の再試行要求信号を送信して、サーバの処理負荷を分散させる負荷分散装置において、サーバの代理動作を実行するか否かを判断するためのパラメータが閾値を超えると、サーバに代わって当該各収容端末に対して再試行要求信号を送信する信号応答手段と、サーバから各収容端末宛の再試行要求信号の受信の有無を監視する信号監視手段と、信号監視手段による各収容端末宛の再試行要求信号の受信の有無に応じて、信号応答手段の閾値を変更する閾値変更手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、負荷分散装置、負荷分散プログラム及び負荷分散システム、並びにサーバに関し、例えば、１又は複数の端末の端末情報を登録するサーバの処理負荷を分散する負荷分散装置、負荷分散プログラム及び負荷分散システム、並びにサーバに適用し得るものである。

近年、ＩＰネットワーク上に音声パケットを授受して通話を実現するＶｏＩＰ（Voice Over IP）技術が、企業内や家庭内等において充分に普及している。

ＶｏＩＰ技術では、信号処理プロトコルの１つとしてＳＩＰ（Session Initiation Protocol）が利用されており、端末間でＳＩＰメッセージの授受を行うために、登録サーバ（レジストラサーバ）が、端末の位置情報等を登録する必要がある（非特許文献１参照）。

図２は、ＳＩＰサーバであるレジストラサーバに端末情報を登録する際の手順を示すシーケンス図である。

まず、端末Ａは、基本的にはＲＥＧＩＳＴＥＲというメッセージをＳＩＰメッセージに含めてレジストラサーバＲへ送信し（ステップＳ１）、レジストラサーバＲにおいて端末情報の登録完了時に２００ＯＫを端末Ａへ返信するというものである（ステップＳ２）。

なお、レジストラサーバＲでは、一定時間が経過すると登録情報を削除するため、登録された端末Ａは、定期的に登録サーバＲにＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを送信する必要がある。

ここで、通常、電話事業者の運用の場合、加入者数は数百〜数千万人というオーダーとなり、ＳＩＰサーバは、レジストラサーバとして、これら多数の加入者のデータを管理している。

従って、例えば停電等で大規模な障害が発生した場合には、電話が不通となるので、端末からＳＩＰサーバへの通信もできず、所定時間が過ぎるとレジストラサーバ内の端末情報が消滅する。

その後、復旧すると、端末はＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージをＳＩＰサーバに送信することが考えられるが、例えば数百〜数千万台という端末が、ほぼ同時に一斉送信した場合、レジストラサーバはＢＵＳＹ状態となる可能性が非常に高い。

この場合、レジストラサーバのＤＯＷＮを防止するため、レジストラサーバは、あるパラメータの閾値を超えると、端末に、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒というメッセージを返信するようにしている。端末は、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを受けると、指定されたＸ秒後に、再度ＲＥＧＩＳＴＥＲを試みることで、レジストラの負荷を時系列的に分散している。

例えば、通常、閾値としてはｃｐｓ（ｃａｌｌ／ｓｅｃ）という単位を用いており、単位時間内に受信したＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が閾値を超えた場合に、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを送信している。

一方、昨今のＩＰｖ４アドレスが枯渇してしまうという状況から、端末アドレスをＩＰｖ６化するという目的で、セッションボーダーコントローラ（ＳＢＣ：Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｂｏｒｄｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を端末とレジストラサーバとの間に介在させ、ＩＰｖ６端末を、既存のＩＰｖ４対応のレジストラサーバに収容するという手段がとられている。

この場合、セッションボーダーコントローラは、レジストラサーバの代わりに、閾値を超えると、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを端末に送信し、同様の負荷分散を実施することができる。

図３は、セッションボーダーコントローラを介在させた場合の端末情報の登録処理を示すシーケンス図である。

図３において、セッションボーダーコントローラＢは、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを返信するための閾値が設定されている。セッションボーダーコントローラＢは、端末ＡからＲＥＧＩＳＴＥメッセージを受信し（ステップＳ１１）、閾値を超えている場合、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージＸ秒（ここではＸ＝６秒とする）を返信する（ステップＳ１２）。

そして、端末Ａは、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージ受信後、６秒経過後に、再度、ＲＥＧＩＳＴＥメッセージを送信する（ステップＳ１３）。このとき、セッションボーダーコントローラＢにおいて、閾値以下である場合、当該ＲＥＧＩＳＴＥメッセージをレジストラサーバＲに送信し（ステップＳ１４）、端末情報の登録後（ステップＳ１５）、レジストラサーバは、２００ＯＫメッセージを端末Ａに返信する（ステップＳ１６、Ｓ１７）。

特開２００８−０３４９４７号公報 特開２００７−２１９６３７号公報 特開２００７−０１３６１２号公報 特開２００２−３１４６１６号公報

ＲＦＣ３２６１ Session Initiation Protocol

しかしながら、上述したように、端末とレジストラサーバとの間にセッションボーダーコントローラを介在させて端末情報の登録処理を行う場合、以下のような問題がある。

例えば、上述したように、一般に、レジストラサーバは電話事業者が運用管理するものであり、複数のセッションボーダーコントローラを経由して、数百万〜数千万の端末情報の登録・管理を行うことが期待される。

しかし、セッションボーダーコントローラは、レジストラサーバとの間で負荷情報の交換を行う手段がない。そのため、レジストラサーバがＢＵＳＹ状態でない場合にも、自身の閾値を超えていれば、レジストラサーバの代わりに、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒを返信してしまうことになり、システム全体の処理負荷の最適化を図ることができない。

また、上述したように、一般に、レジストラサーバは電話事業者が運用管理するものであり、複数のセッションボーダーコントローラを経由して、数百万〜数千万の端末情報の登録・管理を行う。

そのため、セッションボーダーコントローラの閾値は、セッションボーダーコントローラの収容端末数や、その時点でのレジストラサーバの負荷状態などの環境状況に応じて単純に行うことはできない。また、レジストラサーバに接続するセッションボーダーコントローラの数が増えれば増えるほど複雑となる。

また例えば、特許文献１〜特許文献４には、呼処理サーバに関する負荷分散技術が記載されている。しかし、特許文献１〜特許文献４の記載技術はいずれも、負荷分散装置が接続する複数の呼処理サーバの負荷状態を管理しており、複数の呼処理サーバ間で処理負荷を分担するという方式である。従って、セッションボーダーコントローラにはそのまま適用することができない。

そのため、収容端末とサーバとの間に介在する装置が、サーバの負荷状態を認識することができ、その負荷状態に応じて、サーバの代わりに再試行要求信号を端末に送信することで、サーバの処理負荷の軽減及びシステム全体の処理負荷の最適化を図ることができる負荷分散装置、負荷分散プログラム及び負荷分散システム、並びにサーバが求められている。

かかる課題を解決するために、第１の本発明の負荷分散装置は、１又は複数の収容端末とサーバとの間に介在し、サーバに代わって各収容端末から受信した信号の再試行要求信号を送信して、サーバの処理負荷を分散させる負荷分散装置において、（１）サーバの代理動作を実行するか否かを判断するためのパラメータが閾値を超えると、サーバに代わって当該各収容端末に対して再試行要求信号を送信する信号応答手段と、（２）サーバから各収容端末宛の再試行要求信号の受信の有無を監視する信号監視手段と、（３）信号監視手段による各収容端末宛の再試行要求信号の受信の有無に応じて、信号応答手段の閾値を変更する閾値変更手段とを備えることを特徴とする。

第２の本発明の負荷分散プログラムは、１又は複数の収容端末とサーバとの間に介在し、サーバに代わって各収容端末から受信した信号の再試行要求信号を送信して、サーバの処理負荷を分散させる負荷分散装置を、（１）サーバの代理動作を実行するか否かを判断するためのパラメータが閾値を超えると、サーバに代わって当該各収容端末に対して再試行要求信号を送信する信号応答手段、（２）サーバから各収容端末宛の再試行要求信号の受信の有無を監視する信号監視手段、（３）信号監視手段による各収容端末宛の再試行要求信号の受信の有無に応じて、信号応答手段の閾値を変更する閾値変更手段として機能させることを特徴とする。

第３の本発明の負荷分散システムは、複数の収容端末とサーバとの間に介在する１又は複数の中継装置を有し、各中継装置が、第１の本発明の負荷分散装置を備え、上記サーバに代わって収容端末に再試行要求信号を送信して、サーバの処理負荷を分散させる。

第４の本発明のサーバは、１又は複数の負荷分散装置に収容される１又は複数の収容端末を管理するサーバにおいて、自身の処理負荷が閾値を超えたとき、負荷分散装置の全て又は一部に対して、再試行要求信号を送信する再試行要求信号送信手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、サーバの負荷状態を認識でき、その負荷状態に応じてサーバの代わりに再試行要求信号を端末に送信することで、サーバの処理負荷の軽減及びシステム全体の処理負荷の最適化を図ることができる。

第１の実施形態の中継装置の内部構成を示す内部構成図である。 従来の端末情報の登録処理を示すシーケンス図である。 従来のセッションボーダーコントローラを介在させた場合の端末情報の登録処理を示すシーケンス図である。 第１の実施形態の負荷分散システムの構成を示すシステム構成図である。 第１の実施形態の負荷分散処理の動作を示すシーケンス図である。 変形実施形態の中継装置の内部構成を示す内部構成図である。 変形実施形態の負荷分散システムの構成を示すシステム構成図である。 変形実施形態の拠点毎に閾値を設定することを説明する説明図である。 第２の実施形態の負荷分散システムの構成を示すシステム構成図である。 第２の実施形態の負荷分散処理の動作を示すシーケンス図である。

（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明の負荷分散装置、負荷分散プログラム及び負荷分散システム、並びにサーバの第１の実施形態を図面を参照しながら説明する。

第１の実施形態では、例えば、ＳＩＰを採用した音声通信システムにおいて、１又は複数の端末とレジストラサーバとの間に介在する中継装置に本発明を適用した場合の実施形態を例示する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図４は、第1の実施形態の負荷分散システムの構成を示す構成図である。図４において、第1の実施形態の負荷分散システム１０は、複数の中継装置１−１〜１−Ｍ（Ｍは正の整数）、ＳＩＰサーバ２、複数の端末３−１〜３−Ｎ（Ｎは正の整数）を少なくとも有して構成される。

ここで、図４に示すネットワーク４は、有線回線、無線回線又はこれらを結合させた回線のいずれを適用することができる通信網である。通信プロトコルは特に限定されないが、例えばインターネットプロトコル（ＩＰ）を適用した通信網を想定する。

なお、中継装置１−１〜１−Ｍはそれぞれ同一の装置であり、以下の説明において、中継装置の同一の機能を説明する際には、中継装置１のように表現して説明する。

中継装置１は、それぞれ収容する複数の端末３−１〜３−ＮとＳＩＰサーバ２との間に介在する中継装置であり、接続するＳＩＰサーバ２の処理負荷を軽減させる負荷分散装置として機能する。中継装置１は、例えば、セッションボーダーコントローラ（ＳＢＣ）等に代表されるアドレス変換機能を有するゲートウェイ装置等のネットワーク機器を適用することができる。

また、中継装置１は、ＢＵＳＹ状態となったＳＩＰサーバ（レジストラサーバ）２に代わって、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを送信してきた端末３−１〜３−Ｎに対して、再試行要求信号であるＲｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージを返信するものである。これにより、ＳＩＰサーバ２に代わってＳＩＰメッセージの応答を行うことができるので、ＳＩＰサーバ２の処理負荷を軽減することができる。なお、Ｒｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージの再試行要求時間Ｘは、任意に設定することができる。例えばこの実施形態では３０秒と設定する場合を例示する。

図１は、負荷分散装置として機能する中継装置１の内部構成を示す内部構成図である。
図１において、中継装置１は、サーバ側インターフェース部１０１、端末情報記憶部１０２、タイマー１０３、ＳＩＰメッセージ監視部１０４、中継処理部１０５、閾値設定変更部１０６、メッセージ応答部１０７、端末側インターフェース部１０８を少なくとも有する。

サーバ側インターフェース部１０１は、ＳＩＰサーバ２側の通信回線に接続する通信インターフェースであり、ＳＩＰサーバ２との間で情報の授受を行うものである。

端末情報記憶部１０２は、収容する端末３−１〜３−ＮのＩＰアドレスなどを記憶する記憶領域である。

タイマー１０３は、ＳＩＰメッセージ監視部１０４の制御を受けて、所定時間の計時を行う計時手段である。タイマー１０３は、ＳＩＰメッセージ監視部１０４からの指示に応じて、計時する設定時間を変更することができる。

ＳＩＰメッセージ監視部１０４は、サーバ側インターフェース部１０１を通じて、ＳＩＰサーバ２から受信したＳＩＰメッセージを監視するものである。ＳＩＰメッセージ監視部１０４は、端末情報記憶部１０２に記憶される端末情報を参照し、受信したＳＩＰメッセージが、自身の収容する端末３−１〜３−Ｎに対するＲｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージであるか否かを判断し、その判断結果を閾値設定変更部１０６与えるものである。

また、ＳＩＰメッセージ監視部１０４は、Ｒｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージを受信したか否かに応じて、タイマー１０３の計時時間の設定を行うものである。

中継処理部１０５は、ＳＩＰメッセージ監視部１０４により、受信したＳＩＰメッセージがＲｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージでないと判断された場合に、当該ＳＩＰメッセージを送信先の端末３−１〜３−Ｎに対して送信する処理部である。中継処理部１０５は、必要に応じて、ＳＩＰメッセージの送信先のアドレス変換機能を備えるようにしても良い。

閾値設定変更部１０６は、ＳＩＰメッセージ監視部１０４により、受信したＳＩＰメッセージがＲｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージであると判断されると、メッセージ応答部１０７に設定されている閾値を引き下げるように変更するものである。

これは、ＳＩＰサーバ２からＲｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージが送信された場合とは、ＳＩＰサーバ２において、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が自身の閾値を超えたＢＵＳＹ状態であることを示す。従って、ＳＩＰサーバ２の処理負荷を軽減するために、中継装置１自身の閾値を引き下げる変更をすることで、ＳＩＰサーバ２に代わってメッセージ応答処理を行うことができる。

また、閾値設定変更部１０６は、タイマー１０３による設定時間経過後、Ｒｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージの受信がない場合には、ＳＩＰサーバ２のＢＵＳＹ状態が解除したとみなし、上記のように引き下げた閾値を元の閾値に戻すものである。

メッセージ応答部１０７は、端末側インターフェース部１０８を通じて、収容する端末３−１〜３−Ｎから受信したＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が閾値を超えている場合に、ＳＩＰサーバ２に代わって、当該送信元の端末３−１〜３−Ｎに対してＲｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージを返信するものである。

ここで、閾値について説明する。閾値は、ＳＩＰサーバ２に代わって自身がＲｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージを返信するためのパラメータの閾値である。この実施形態では、収容する端末３−１〜３−ＮからのＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数をパラメータとする。

また、閾値の設定については、収容端末数に応じて異なるが、例えば、収容端末数に対して５０％〜６０％のコール数を閾値とすることができる。これは、一般にＳＩＰサーバ２がＲｅｔｒｙ−Ａｆｔｅｒメッセージを返信する閾値として、加入者数（収容端末数）に対して５０％程度としていることが考えられるので、ＳＩＰサーバ２側に合わせて上記のような閾値を設定するものとする。勿論、上記の閾値の設定に限定されるものではなく、中継装置１が端末３−１〜３−Ｎを収容する環境や条件などに応じた閾値を設定することができる。

端末側インターフェース部１０８は、端末３−１〜３−Ｎ側の通信回線に接続する通信インターフェースであり、端末３−１〜３−Ｎとの間で情報の授受を行うものである。

ＳＩＰサーバ２は、ＳＩＰを用いた呼接続処理を行うサーバである。この実施形態のＳＩＰサーバ２は、特にレジストラサーバが該当し、収容する端末３−１〜３−Ｎの位置情報や、ユーザとＩＰアドレスとの対応情報等の加入者の端末情報の登録を行うものである。一般に、ＳＩＰサーバ２は電話事業者などにより運用されており、その加入者数は数百万〜数千万人である。そのため、ＳＩＰサーバ２に登録されるデータ数も、加入者数に応じたデータ数を保持する。

また、ＳＩＰサーバ２は、端末３−１〜３−ＮからＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを受け付けるための閾値（ｃａｌｌ／ｓｅｃ）を有している。ＳＩＰサーバ２は、受信したＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ数が閾値を超えると、送信元端末に対して再試行要求信号であるＲｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージを返信する。なお、閾値は、ＳＩＰサーバ２のダウンを防止するためのものであり、ＳＩＰサーバ２の処理能力や加入者数等の環境に応じて任意に設定又は変更することができる。また、Ｒｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージの再試行要求時間Ｘも、任意に設定することができる。例えば、この実施形態では１５秒と設定する場合を例示する。

端末３−１〜３−Ｎは、ユーザが利用する端末であり、中継装置１に収容される収容端末である。端末３−１〜３−Ｎは、ＳＩＰを用いた呼接続処理により通話機能を有する通信端末が該当し、例えば、固定式又は移動式の電話端末、通話機能を有するパーソナルコンピュータ（いわゆるソフトフォン）、通話機能を有する携帯端末（例えば、ＰＤＡやゲーム端末等）などが該当する。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の負荷分散システム１０を構成する中継装置が行う負荷分散処理の動作を説明する。

図５は、第１の実施形態の負荷分散処理の動作を示すシーケンス図である。

まず、レジストラサーバ２に端末情報の登録を要求する端末３は、レジストラサーバ２にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを送信する（ステップＳ１０１）。

このとき、レジストラサーバ２は、複数の中継装置１を経由して、複数の方路からＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを受信しているものとし、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が閾値（ｃｐｓ）を超えるものとする。その場合、レジストラサーバ２は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの送信元アドレスを送信先アドレスとしたＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを端末３に返信する（ステップＳ１０２）。

レジストラサーバ２からのＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージは、中継装置１を経由して送信先である端末３に送信される。図５の例では、レジストラサーバ２が、例えば１５秒後にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの再試行を要求する場合を示している。

中継装置２では、ＳＩＰメッセージ監視部１０４が、常時レジストラサーバ２からのＳＩＰメッセージを監視しており、端末情報記憶部１０２及びＳＩＰメッセージのヘッダ情報に記載されているメッセージ種別に基づいて、当該メッセージが収容する端末３宛のＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージであることを判断する。

ＳＩＰメッセージ監視部１０４がＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを受信したことを判断すると、閾値設定変更部１０６は直ちに自身の閾値を引き下げ、ＳＩＰメッセージ監視部１０４は、タイマー１０３の設定時間（監視期間）をランダムに設定して起動させる（ステップＳ１０３）。

ここで、閾値設定変更部１０６は、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを受信した瞬間に閾値を引き下げるようにする。これは、レジストラサーバ２がＤＯＷＮしてしまうことを防止するためである。

つまり、レジストラサーバ２がＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージするときは、レジストラサーバ２がＢＵＳＹ状態のときである。また、上述したように、レジストラサーバ２には、多数の方路から多数のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージが与えられているから、迅速に処理負荷を分散しなければＤＯＷＮしてしまう可能性があるからである。

また、図５の例の場合、中継装置１には予め閾値α（ｃｐｓ）が設定されているものとして、閾値設定変更部１０６は閾値αを閾値βに変更する場合を例示する。この実施形態では、閾値設定変更部１０６は、それぞれ大きさが異なる２個の閾値αと閾値βと（β＜α）を備えることとし、レジストラサーバ２からのＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージの受信の有無に応じて、これら閾値を切り替えるようにする。例えば、閾値αとしては中継装置１の収容端末数に対して５０％のコール数（ｃｐｓ）とし、閾値βは中継装置１の収容端末数に対して４０％のコール数（ｃｐｓ）とすることができる
また図５の例では、ＳＩＰメッセージ監視部１０４は、タイマー１０３に対して１０秒の設定時間（監視時間）を設定して計時させる場合を例示する。タイマー１０３に時間を設定するのは、レジストラサーバ２の負荷状態を監視するためである。

つまり、タイマー１０３の計時時間内に、再度レジストラサーバ２からＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを受信した場合には、依然としてレジストラサーバ２がＢＵＳＹ状態であることを認識することができる。その場合には、閾値設定変更部１０６は、再度閾値を引き下げるようにする。また、ＳＩＰメッセージ監視部１０４は、必要に応じて、監視期間が短くなるようにタイマー１０３を設定するようにしても良い。勿論、そのままの時間（図５の場合１０秒）を再度設定するようにしても良い。

ステップＳ１０３において、中継装置１の閾値の引き下げ及びタイマー設定・起動がなされた後、端末３からのＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージが中継装置１に与えられる（ステップＳ１０４）。

中継装置１において、ＳＩＰメッセージ監視部１０４により、受信メッセージがレジストラサーバ２宛のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージであると判断され、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が自身の閾値を超えている場合（ステップＳ１０５）、メッセージ応答部１０７は、レジストラサーバ２に代わって、当該端末３を送信先とするＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを返信する（ステップＳ１０６）。図５の例では、中継装置１が、例えば３０秒後にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの再試行を要求する場合を示している。

なお、受信メッセージがレジストラサーバ２宛のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージであっても、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が自身の閾値以下の場合には、中継処理部１０５が当該ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージをレジストラサーバ２に送信する。

その後、タイマー１０３の計時が終了（ｅｘｐｉｒｅ）する前に、レジストラサーバ２からＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを受信しない場合、閾値設定変更部１０６は、閾値を再度、元の閾値αに戻す。またタイマー１０３の設定時間もランダムに設定する（ステップＳ１０７）。

これは、レジストラサーバ２がＢＵＳＹ状態から解除されたものとみなしたためである。つまり、タイマー１０３の計時終了までに、レジストラサーバ２からのＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージが受信されないことをもって、レジストラサーバ２のＢＵＳＹ状態から解除したものとし、さらに、必要以上に中継装置１の処理負荷を大きくしないように、元の閾値に戻すようにする。

さらに、その後、端末３からのＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージが中継装置１に与えられる（ステップＳ１０８）。

中継装置１において、ＳＩＰメッセージ監視部１０４により、受信メッセージがレジストラサーバ２宛のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージであると判断され、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が自身の閾値以下の場合（ステップＳ１０９）、中継処理部１０５は、当該ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージをレジストラサーバ２に送信する（ステップＳ１１０）。

そして、レジストラサーバ２において当該端末３の端末情報の登録が完了すると、２００ＯＫメッセージが、中継装置１を経由して端末３に送信される（ステップＳ１１１及びＳ１１２）。

その後の処理は、上述した処理を繰り返し行う。例えば、ステップＳ１１３〜Ｓ１１７に示す処理は、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３で説明した処理であるので、ここでの再度の説明は省略する。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
上記のように、第１の実施形態によれば、レジストラサーバの現状の状態をＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージをキャプチャすることで認識することができるため、レジストラサーバの負荷状態に合わせて、中継装置（ＳＢＣ）側の閾値を変更することができ、レジストラサーバのリソースを最大限まで使用することができる。

また、第１の実施形態によれば、メッセージは現状標準化されているメッセージのみをしようしている（単にＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒを見ているだけ）ため、現状のＳＩＰプロトコルそのものを変更することなく、負荷分散が可能となる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明の負荷分散装置、負荷分散プログラム及び負荷分散システム、並びにサーバの第２の実施形態を図面を参照しながら説明する。

第１の実施形態は、中継装置が、レジストラサーバからのＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを受信することで、レジストラサーバの負荷状態に応じた閾値に変更して、レジストラサーバに代わってＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを収容端末に送信するというものである。しかし、レジストラサーバから送信されるＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージは、当該中継装置が収容する収容端末にのみ与えられるものである。そのため、次のような問題が生じ得る。図９を参照して説明する。

図９において、端末３−１からのＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージは、中継装置１−１を経由してＳＩＰサーバ（レジストラサーバ）２に与えられる。このとき、レジストラサーバ２が、端末３−１宛のＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを送信したとする。

その場合、第１の実施形態で説明したとおり、中継装置１−１は、端末３−１宛のＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを検出すると、閾値を小さくする。そして、その後の収容端末からのＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が閾値を超えると、中継装置１−１は、レジストラサーバ２に代わってＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを送信する。

一方、端末３−２からのＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージは、中継装置１−２及び中継装置１−１を経由してレジストラサーバ２に与えられる。第１の実施形態の場合、レジストラサーバ２から送信されるＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージは、当該中継装置が収容する収容端末にのみ与えられるから、中継装置１−１の閾値を下げることができる。

しかし、中継装置１−２の閾値を小さく下げることはできない。そのため、端末３−２から送信されたＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージは、中継装置１−２を通過し、さらには中継装置１−１を通過してしまうことがあり得る。

そうすると、ＢＵＳＹ状態のレジストラサーバ２に対してＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを与えてしまい、レジストラサーバの処理負荷の軽減を図ることができない場合が生じ得る。そこで、第２の実施形態では、上記の課題を以下のようにして解決する。

なお、第２の実施形態も、第１の実施形態と同様に、例えばＳＩＰを採用して、端末、ＳＩＰサーバ（レジストラサーバ）、中継装置（例えばＳＢＣ等）を有して構成される音声通信システムに本発明を適用した場合の実施形態を例示する。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
第２の実施形態の負荷分散システム２０は、図９に例示するように、中継装置１−１及び中継装置１−２、ＳＩＰサーバ（レジストラサーバ）２、端末３−１及び端末３−２を少なくとも有して構成される。

端末３−１は中継装置１−１に収容され、端末３−２は中継装置１−２に収容されるものとする。端末３−２からＳＩＰサーバ２に対してＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージは、複数の中継装置１−１及び中継装置１−２を経由して与えられる。

ＳＩＰサーバ２は、第１の実施形態で説明した同様の機能を有する。さらに、ＳＩＰサーバ２は、受信したＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が閾値を越えＢＵＳＹ状態となると、全ての中継装置１−１及び中継装置１−２に対してＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを送信するものである。

全ての中継装置１にＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを送信する方法は、種々の方法を広く適用することができる。例えば、ＳＩＰサーバ２は、全ての中継装置１−１及び１−２をグループとするマルチキャストアドレスを付与したＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを送信することで実現できる。なお、全ての中継装置１に送信することができれば、ユニキャストで各中継装置１にＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを送信するようにしてもよい。

なお、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージは、複数の中継装置１の全てとする場合を例示するが、複数の中継装置１の一部であってもよい。例えば、複数の拠点があり、各拠点からＳＩＰサーバ２までの方路が複数ある場合、ある方路を１グループとし、各グループを構成する複数の中継装置にＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを送信するようにしてもよい。

中継装置１（１−１及び１−２）は、第１の実施形態で説明した機能を有する。さらに、中継装置１は、自身宛のＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを受信した場合にも閾値の変更を行うものである。第２の実施形態の中継装置１の内部構成は、第１の実施形態と同じであるので、図１を用いて説明する。ここでは、中継装置１の内部構成のうち、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。

ＳＩＰメッセージ監視部１０４は、第１の実施形態の機能に加えて、受信したＳＩＰメッセージが、自身宛のＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージであるか否かを判断する。

閾値設定変更部１０６は、第１の実施形態の機能に加えて、ＳＩＰメッセージ監視部１０４により自身宛のＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージであると判断されると、メッセージ応答部１０７に設定されている閾値を下げるように変更するものである。

閾値設定変更部１０６により閾値の変更の仕方は、第１の実施形態と同様の方法を適用してもよい。つまり、ＳＩＰサーバ２からＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを受信すると閾値を小さく下げて、その後、タイマー１０３の設定時間経過までに、ＳＩＰサーバ２からＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージの受信がない場合には、閾値を元の閾値に上げるようにしてもよい。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
図１０は、第２の実施形態の負荷分散処理の動作を示すシーケンス図である。図１０に示すシーケンスは、一例である。

中継装置１−１及び中継装置１−２において閾値はαが設定されているとする。端末３−２は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを送信する（ステップＳ２０１）。

このとき、中継装置１−２において、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が閾値α未満であり（ステップＳ２０２）、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージは、中継装置１−２から中継装置１−１を経由して（ステップＳ２０３）、レジストラサーバ２に与えられる（ステップＳ２０４）。

レジストラサーバ２では、端末３−２からＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを受信すると、端末３−２の端末登録を行う。レジストラサーバ２は、端末情報の登録が完了すると、２００ＯＫメッセージを中継装置１−１及び中継装置１−２を経由して（ステップＳ２０５及びＳ２０６）、端末３−２に送信する（ステップＳ２０７）。

次に、端末３−１が、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを送信する（ステップＳ２０８）。このとき、中継装置１−１において、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が閾値α未満であり（ステップＳ２０９）、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージは、中継装置１−１を経由してレジストラサーバ２に与えられる（ステップＳ２１０）。

レジストラサーバ２は、複数の方路からＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを受信しており、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が閾値を越えたとする。その場合、レジストラサーバ２は、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒（例えばＸ＝１５秒）メッセージを返信する（ステップＳ２１１）

このとき、レジストラサーバ２は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの送信元である端末３−１と全ての中継装置１−１及び１−２をあて先とするＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを送信する。例えば、レジストラサーバ２は、端末３−１のアドレスとマルチキャストグループのマルチキャストアドレスとを含むＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを送信するようにしてよいし、端末３−１のアドレスのＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを送信した後に、マルチキャストグループのマルチキャストアドレスのＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを送信するようにしてもよい。

中継装置１−１では、レジストラサーバ２からＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを受信すると、そのＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを端末３−１に与える（ステップＳ２１２）。さらに、中継装置１−１は、レジストラサーバ２からのＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを、中継装置１−２に中継する（ステップＳ２１３）。

レジストラサーバ２からＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを受信した中継装置１−１及び中継装置１−２では、閾値設定変更部１０６が自身の閾値を閾値αから閾値β（β＜α）に変更する（ステップＳ２１４）。

第１の実施形態では、レジストラサーバ２が、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの送信元である端末３のみにＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを返信するものであった。そのため、その端末３を収容する中継装置１のみが閾値を変更した。しかし、上記のように、レジストラサーバ２が、全ての中継装置１−１及び１−２にＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを送信することで、全ての中継装置１−１及び１−２で閾値の変更が可能となる。

そのため、その後に中継装置１−２に収容される端末３−２からＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの送信があっても（ステップＳ２１５）、中継装置１−２におけるＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が閾値βを超える場合には（ステップＳ２１６）、中継装置１−２のメッセージ応答部１０７が、レジストラサーバ２に代わって、端末３−２を送信先とするＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒（例えばＸ＝３０秒）メッセージを返信することができる（ステップＳ２１７）。

つまり、レジストラサーバ２がＢＵＳＹ状態のときには、端末３−２からＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージが中継装置１−２を通過しないので、レジストラサーバ２の処理負荷を軽減することができる。

また、上記同様に、中継装置１−１に収容される端末３−１からＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの送信があっても（ステップＳ２１８）、中継装置１−１におけるＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数が閾値βを超える場合には（ステップＳ２１９）、中継装置１−１のメッセージ応答部１０７が、レジストラサーバ２に代わって、端末３−１を送信先とするＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒（例えばＸ＝３０秒）メッセージを返信することができる（ステップＳ２２０）。

その後、中継装置１−１及び中継装置１−２において、タイマー１０３の計時が終了する前に、レジストラサーバ２からＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージを受信しない場合、閾値設定変更部１０６は、閾値βを元の閾値αに戻し、タイマーも設定時間（例えば１３秒）に設定する（ステップＳ２２１）。

ステップＳ２２１以降は、第１の実施形態の図５に例示した処理を繰り返し行うことができる。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
以上のように、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加えて、ＳＩＰサーバが全ての中継装置に対してＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを送信することにより、他の中継装置に収容される端末からに対してもＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒメッセージを送信することができるので、レジストラの負荷を軽減することができる。

（Ｃ）他の実施形態
（Ｃ−１）上述した実施形態において、閾値設定変更部１０６は、予め異なる２個の閾値α及び閾値βを用いて閾値の変更を行う場合を例示した。しかし、上記の方法以外に以下に示すような方法で閾値の変更を行うようにしてもよい。

（１）まず、上述した実施形態では、２個の閾値としたが３個以上の閾値を予め設定しておき、レジストラサーバ２からのＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージの受信状況に応じて閾値を変更するようにしても良い。

例えば、最初のＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージの受信後、閾値設定変更部１０６が閾値をαからβに引き下げた後、更にタイマー時間経過前に、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージの受信した場合には、閾値設定変更部１０６は閾値をβからγ（β＞γ）等のようにすることができる。

（２）上述した実施形態では、予め複数の閾値自体を設定しておく場合を例示したが、閾値の引き下げ幅又は引き上げ幅を、所定値に決めておく方法も適用することができる。また、閾値の引き下げ幅又は引き上げ幅を、可変にする方法を適用することができる。

図６は、閾値の引き下げ幅を可変設定する場合の中継装置の内部構成を示す内部構成図である。図６に示す構成が、図１に示す構成と異なる点は、受信数計数部２０１を新たに備える点と、閾値設定変更部２０２の機能の点である。

受信数計数部２０１は、所定時間内に、ＳＩＰサーバ２から受信するＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージの受信数を計数するものである。

閾値設定変更部２０２は、受信数計数部２０１が計数したＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージの受信数が多いほど、閾値の引き下げ幅を大きくするように閾値を設定するものである。

なお、閾値設定変更部２０２が引き下げ幅を求める方法としては、例えば、予めＲｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージの受信数に応じた引き下げ幅を決定した対応テーブルを備えておき、この対応テーブルを参照して引き下げ幅を求める方法や、Ｒｅｔｒｙ−ａｆｔｅｒＸ秒メッセージの受信数が多いほど、閾値の引き下げ幅を大きくする所定の関数式を定義し、この関数式を用いて引き下げ幅を求める方法を適用することができる。

（３）また、中継装置１に接続する拠点毎に異なる閾値を設定するようにしても良い。具体的には、端末３が属するサブネットのアドレス情報（例えばＩＰアドレス）毎に異なる閾値を設定するようにしても良い。

図７は、変形実施形態の負荷分散システムの構成を示す構成図である。図７に示すように、中継装置１は拠点毎の端末３を収容している。

図７では、中継装置１が２つの拠点Ｘ及び拠点Ｙに属する端末３を収容している場合を示す。拠点Ｘは、全ての端末３が定期的にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージをレジストラサーバ２に送信してくる傾向があり、拠点Ｙは、拠点内の一部又は全部の端末３が不定期にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージをレジストラサーバ２に送信してくる傾向がある。

このような場合、閾値設定変更部１０６は、図８に示すように、定期的に数多くのＲＥＳＩＴＥＲメッセージを送信してくる拠点Ｘに対しては比較的大きい閾値αを設定し、そうでない拠点Ｙに対しては比較的小さい閾値βを設定する。

上記の場合、閾値設定変更部１０６は、拠点毎に閾値を変更することができる。具体的な方法としては、ＳＩＰメッセージ監視部１０４は、端末情報記憶部１０２を参照して、Ｒｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージの送信先アドレスを知ることができる。従って、Ｒｅｔｒｙ−ＡｆｔｅｒＸ秒メッセージの送信先アドレスから送信先拠点を割り出すことができるので、閾値設定変更部１０６は、その拠点の閾値を変更することができる。なお、閾値の変更については、上述したように所定値としたり可変としても良い。

（Ｃ−２）上述した実施形態では、レジストラサーバの代理動作を実行するか否かを判断するためのパラメータが、収容する端末からのＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信数をパラメータとした場合を例示したが、中継端末（ＳＢＣ）自身の持つＣＰＵ使用率を上記パラメータとしても良い。この場合、閾値もＣＰＵ使用率となる。

（Ｃ−３）上述した実施形態で説明した中継装置の各種機能は、ソフトウェア処理により実現される。例えば、中継装置のハードウェアは、通常の情報処理装置と同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなり、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納される処理プログラム（負荷分散プログラム）を読み出し、必要データを用いて実行することにより実現される。

１０…負荷分散システム、１（１−１〜１−Ｍ）…中継装置（例えばＳＢＣ）、
１０１…サーバ側インターフェース部、１０２…端末情報記憶部、
１０３…タイマー、１０４…ＳＩＰメッセージ監視部、１０５…中継処理部、
１０６及び２０２…閾値設定変更部、２０１…受信数計数部、
１０７…メッセージ応答部、１０８…端末側インターフェース部、
２…ＳＩＰサーバ（例えばレジストラサーバ）、３−１〜３−Ｎ…端末。

Claims (9)

1. １又は複数の収容端末とサーバとの間に介在し、上記サーバに代わって上記各収容端末から受信した信号の再試行要求信号を送信して、上記サーバの処理負荷を分散させる負荷分散装置において、
   上記サーバの代理動作を実行するか否かを判断するためのパラメータが閾値を超えると、上記サーバに代わって当該各収容端末に対して再試行要求信号を送信する信号応答手段と、
   上記サーバから上記各収容端末宛の再試行要求信号の受信の有無を監視する信号監視手段と、
   上記信号監視手段による上記各収容端末宛の再試行要求信号の受信の有無に応じて、上記信号応答手段の上記閾値を変更する閾値変更手段と
   を備えることを特徴とする負荷分散装置。
2. 上記閾値変更手段が、上記各収容端末宛の再試行要求信号の受信があると、上記閾値を引き下げることを特徴とする請求項１に記載の負荷分散装置。
3. 上記閾値変更手段が、所定時間経過しても、上記各収容端末宛の再試行要求信号の受信がない場合には、引き下げた上記閾値を引き上げることを特徴とする請求項２に記載の負荷分散装置。
4. 上記閾値変更手段が、上記複数の収容端末の属する拠点毎に上記閾値を変更設定を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の負荷分散装置。
5. 上記閾値変更手段が、自身宛の再試行要求信号の受信があると、上記閾値を引き下げることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の負荷分散装置。
6. １又は複数の収容端末とサーバとの間に介在し、上記サーバに代わって上記各収容端末から受信した信号の再試行要求信号を送信して、上記サーバの処理負荷を分散させる負荷分散装置を、
   上記サーバの代理動作を実行するか否かを判断するためのパラメータが閾値を超えると、上記サーバに代わって当該各収容端末に対して再試行要求信号を送信する信号応答手段、
   上記サーバから上記各収容端末宛の再試行要求信号の受信の有無を監視する信号監視手段、
   上記信号監視手段による上記各収容端末宛の再試行要求信号の受信の有無に応じて、上記信号応答手段の上記閾値を変更する閾値変更手段
   として機能させることを特徴とする負荷分散プログラム。
7. 複数の収容端末とサーバとの間に介在する１又は複数の中継装置を有し、
   上記各中継装置が、請求項１〜５のいずれかに記載の負荷分散装置を備え、上記サーバに代わって上記収容端末に再試行要求信号を送信して、上記サーバの処理負荷を分散させる負荷分散システム。
8. 上記サーバが、自身の処理負荷が閾値を超えたとき、上記負荷分散装置の全て又は一部に対して、再試行要求信号を送信するものであることを特徴とする請求項７に記載の負荷分散システム。
9. １又は複数の負荷分散装置に収容される１又は複数の収容端末を管理するサーバにおいて、
   自身の処理負荷が閾値を超えたとき、上記負荷分散装置の全て又は一部に対して、再試行要求信号を送信する再試行要求信号送信手段を備えることを特徴とするサーバ。

Images