JP2013255178A - 負荷分散制御装置、通信装置、通信システム、及び負荷分散制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲートウェイサーバにかかる負荷を分散する。
【解決手段】実施形態の負荷分散制御装置は、受信手段と、取得手段と、送信手段と、を備える。受信手段は、セッションを切断した後の通信装置から、当該通信装置がゲートウェイサーバを介して外部装置にアクセスしたアクセス頻度情報を受信する。取得手段は、通信装置から接続可能な複数のゲートウェイサーバ各々の通信に基づく負荷を示した負荷情報を取得する。送信手段は、アクセス頻度情報で示される、通信装置のアクセス頻度が所定の閾値以上の場合に、複数のゲートウェイサーバに負荷が分散するように負荷情報に基づいて定められたゲートウェイサーバがセッションの次のセッションの接続先として示された接続先情報を、通信装置に送信する。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、負荷分散制御装置、通信装置、通信システム、及び負荷分散制御方法に関する。

現在、ＮＧＮ（Next Generation Network）と呼ばれる次世代ＩＰネットワーク技術により、現行の公衆網をＩＰネットワークで置き換えようとする動きが見られる。通信事業者は、通信のＩＰ化、光化を進めており、ＩＰ電話の加入者数も年々増加の傾向にある。またクラウド技術に代表されるように、装置をＩＰネットワーク上に自由に分散させる要望が高まってきた。

一方で、ＩＰネットワーク上に装置を分散配置するシステムにおいて装置数が増加した場合、多数のネットワークデバイスが同時に同一の装置、例えばゲートウェイサーバ等にアクセスすることが想定される。そのような場合に、装置の許容を超えた負荷となり、処理性能低下、又は装置がダウンするといった問題が発生する可能性がある。

従って、ＩＰネットワーク上に分散配置するシステムでは、ネットワークデバイスが増加してきた際の負荷分散が大きな課題となりえる。

このような問題を防ぐため、従来の負荷分散方式として、複数のＩＰを同一のドメイン名に割当てるＤＮＳラウンドロビンが提案されている。しかしながら、ＤＮＳラウンドロビンは複数のＤＮＳサーバで実現した場合にうまく負荷分散が働かないといった問題がある。また、負荷分散装置が、ゲートウェイサーバの負荷情報を取得し、ユーザが利用している端末からアクセス要求があった場合に、負荷の軽いゲートウェイサーバに振り分ける手法が提案されている。

特開２００２−７２３８公報

しかしながら、従来技術においては、アクセス要求を受け付けてから振り分ける方法では、コンテンツの提供開始時間等に、複数の端末から負荷分散装置にアクセス負荷が集中する可能性が高い。このため、負荷分散制御装置は、高い処理性能を有する必要があるという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アクセス集中を分散する負荷分散制御装置、通信装置、通信システム、及び負荷分散制御方法を提供することを目的とする。

実施形態の負荷分散制御装置は、受信手段と、取得手段と、送信手段と、を備える。受信手段は、セッションを切断した後の通信装置から、当該通信装置がゲートウェイサーバを介して外部装置にアクセスしたアクセス頻度情報を受信する。取得手段は、通信装置から接続可能な複数のゲートウェイサーバ各々の通信に基づく負荷を示した負荷情報を取得する。送信手段は、アクセス頻度情報で示される、通信装置のアクセス頻度が所定の閾値以上の場合に、複数のゲートウェイサーバに負荷が分散するように負荷情報に基づいて定められたゲートウェイサーバがセッションの次のセッションの接続先として示された接続先情報を、通信装置に送信する。

図１は、第１の実施形態にかかる通信システムの構成を示した図である。 図２は、第１のゲートウェイサーバのハードウェア構成を示した図である。 図３は、第１の実施形態にかかる複数のネットワークデバイス、複数のゲートウェイサーバ及び管理サーバの構成を示したブロック図である。 図４は、第１の実施形態にかかる接続先ゲートウェイリストのテーブル構造の例を示した図である。 図５は、第１の実施形態にかかる通信システムにおいて、ネットワークデバイスの起動時に行われる処理を示したシーケンス図である。 図６は、ＩＰアドレスによりゲートウェイサーバの負荷分散を行う場合の通信経路の一例の説明図である。 図７は、第１の実施形態にかかる通信システムにおける、ネットワークデバイスのアクセス頻度に基づいた通信経路の確立手法の例を示した図である。 図８は、ネットワークデバイス毎に適用される負荷分散方式の例を示した図である。 図９は、第１の実施形態にかかる第１のネットワークデバイスが、通信パスを確立するまでの処理を示したシーケンス図である。 図１０は、第１の実施形態にかかる第２のネットワークデバイスが、通信パスを確立するまでの処理を示したシーケンス図である。 図１１は、接続先ゲートウェイリストの更新手法の例を示したシーケンス図である。 図１２は、接続先ゲートウェイリストの更新手法の第２の例を示したシーケンス図である。 図１３は、第２の実施形態にかかる接続先ゲートウェイリストのテーブル構造を示した図である。 図１４は、第３の実施形態にかかる複数のネットワークデバイス、複数のゲートウェイサーバ及び管理サーバの構成を示したブロック図である。 図１５は、第４の実施形態にかかる複数のネットワークデバイス、複数のゲートウェイサーバ及び管理サーバの構成を示したブロック図である。 図１６は、第４の実施形態にかかる第１のネットワークデバイスが、通信パスを確立するまでの処理を示したシーケンス図である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる通信システムの構成を示した図である。第１の実施形態にかかる通信システムでは、通信装置としてのネットワークデバイスのアクセス頻度に基づいて、ゲートウェイサーバが負荷を分散する例とする。

通信システム１０は、複数のネットワークデバイス（第１のネットワークデバイス１１−１、第２のネットワークデバイス１１−２、第３のネットワークデバイス１１−３）と、複数のゲートウェイサーバ（第１のゲートウェイサーバ１４−１、第２のゲートウェイサーバ１４−２、第３のゲートウェイサーバ１４−３）と、管理サーバ１５と、を備えている。そして、複数のネットワークデバイス１１−１〜１１−３と、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３と、の間は、ＩＰ網／公衆通信網１２を介して通信可能に接続されている。さらに、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３と、管理サーバ１５と、の間は、基幹ネットワーク１３を介して通信可能に接続されている。

ここで、複数のネットワークデバイス１１−１〜１１−３は、（図示しない）外部の通信装置との間で通信を行う際に、ＩＰ網／公衆通信網１２及びいずれかのゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３を介して基幹ネットワーク１３にアクセスする。この場合、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３は、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３のうちいずれかを選択して基幹ネットワーク１３との間の通信を確立する。

このため、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３は、初期立ち上げ時に、それぞれ基幹ネットワーク１３に接続されている管理サーバ１５に対して通信を確立し、初期登録処理を実施する。なお、本実施形態では、この初期登録が複数のネットワークデバイス１１−１〜１１−３においてほぼ同時に立ち上げる場合のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３における負荷分散を実現する。

さらに、本実施形態では、立ち上げた後、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３に接続された端末から、接続要求を受け付けた際に、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３と外部の通信装置との間でセッションを確立する際の負荷分散も実現する。

ところで、負荷分散を実現する手法としては、従来、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３がＤＮＳ(Domain Name System)ラウンドロビン方式や、負荷分散装置(ロードバランサー)を用いて、接続するゲートウェイサーバを決定していた。しかしながら、ラウンドロビン等で選択しても、同一の装置に負荷が集中する可能性があった。そこで、本実施形態では、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３のアクセス頻度に基づいて、接続先を決定する手法を切り替えることとした。さらに、本実施形態では、セッション切断時にゲートウェイサーバの決定手法を特定することで、負荷分散を管理する装置（本実施形態ではゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３）に対して接続要求によるアクセス集中を抑止する。

本実施形態にかかる通信システム１０では、複数のネットワークデバイス１１−１〜１１−３の各々のアクセス頻度に基づいて、負荷分散方式の手法を切り替えることで、効率的な負荷分散を実現する。

本実施形態にかかる通信システム１０においては、端末１６からの外部の通信装置に対する接続要求に応じて、第１のネットワークデバイス１１−１が、ＩＰ網／公衆通信網１２を介して複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３のうちいずれか一つに接続する。そして、第１のネットワークデバイス１１−１は、接続したゲートウェイサーバを介して基幹ネットワーク１３にアクセスし、当該基幹ネットワーク１３を介して、端末１６の接続要求先の外部の通信装置との間で通信を開始する。そして、本実施形態にかかる通信システム１０では、第１のネットワークデバイス１１−１が、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３のうちいずれか１つと接続する際、当該第１のネットワークデバイス１１−１のアクセス頻度を利用して、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３の負荷分散を実現する。

図２は、第１のゲートウェイサーバ１４−１のハードウェア構成を示した図である。なお、複数のゲートウェイサーバ１４−２、１４−３は、第１のゲートウェイサーバ１４−１と同一の構成のため、説明を省略する。

第１のゲートウェイサーバ１４−１は、第１のゲートウェイサーバ１４−１全体を制御するＭＰＵ２１と、ＭＰＵ２１を制御するための制御プログラム等を不揮発的に記憶するＲＯＭ２２と、ワークエリアとして機能し、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２３と、各種データを更新可能、かつ、不揮発的に記憶するフラッシュＲＯＭ２４と、様々なデータを記憶するＨＤＤ２５と、ＩＰ網／公衆通信網１２又は基幹ネットワーク１３との間の通信インタフェース動作を行う通信インタフェース部２７と、を備えている。

なお、複数のネットワークデバイス１１−１〜１１−３、及び管理サーバ１５も、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３と同様のハードウェア構成を備えているものとする。

そして、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３、複数のネットワークデバイス１１−１〜１１−３、及び管理サーバ１５は、各々が備えているＲＯＭ２２に記憶された制御プログラムを実行することで、様々なソフトウェア構成が実現される。実現されるソフトウェア構成は、図３に示すものとする。

図３は、第１の実施形態にかかる、複数のネットワークデバイス１１−１、１１−２、複数のゲートウェイサーバ１４−１、１４−２、及び管理サーバ１５の構成を示したブロック図である。なお、図３に示す例では、ネットワークデバイス１１−３、及びゲートウェイサーバ１４−３を省略しているが、ネットワークデバイス１１−１、１１−２、及び複数のゲートウェイサーバ１４−１、１４−２と同様の構成を備えているものとする。

第１のネットワークデバイス１１−１は、制御プログラムを実行することで、通信制御部３０１と、アクセス頻度算出部３０３と、接続先判定部３０４と、パス形成部３０５と、リスト情報更新部３０６と、を実現する。接続先情報記憶部３０２は、第１のネットワークデバイス１１−１のＨＤＤ２５に備えられている。なお、第２のネットワークデバイス１１−２は、第１のネットワークデバイス１１−１と同様の構成を備えているため、説明を省略する。

図３に示す例では、通信システム１０に複数存在するネットワークデバイス１１−１、１１−２は、複数のゲートウェイサーバ１４−１、１４−２から、いずれか一つのゲートウェイを選択して、基幹ネットワーク１３との間の通信を確立する。これにより、ネットワークデバイス１１−１、１１−２は、基幹ネットワーク１３を介して外部の通信装置とデータの送受信が可能となる。

本実施形態にかかるネットワークデバイス１１−１〜１１−３は、端末１６からの接続要求に応じて、ＩＰ網／公衆通信網１２と接続する通信装置とする。本実施形態にかかるネットワークデバイス１１−１〜１１−３は、端末（例えば携帯電話端末）１６等と接続するターミナルの例とするが、ターミナルに制限するものではなく、ネットワークと通信可能な通信装置であればよい。

本実施形態にかかるネットワークデバイス１１−１〜１１−３は、ネットワークデバイス各々のアクセス頻度に基づいて、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３から指示されたゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３のいずれか一つを次のセッションの接続先として用いる方式と、ラウンドロビン方式と、を切り替える。つまり、アクセス頻度が高いほど、次のセッションに接続するまでの間隔が短いと考えられるため、本実施形態にかかる通信システム１０では、アクセス頻度が高いネットワークデバイスに対して、セッションの切断時に、次のセッション接続時に、現在負荷が低いゲートウェイサーバに接続するように指示することとした。つまり、アクセス頻度が高いネットワークデバイスは、次にセッションを確立するまでの間隔が短いため、負荷が低い状態を維持したゲートウェイサーバに対して接続する可能性が高くなる。このため負荷を分散することが可能となる。

なお、アクセス頻度とは、端末１６からネットワークデバイス１１−１〜１１−３に対して、外部の通信装置と接続するための接続要求の頻度とする。

一方、本実施形態にかかる通信システム１０では、アクセス頻度が低いネットワークデバイスに対しては、上述した接続方式を用いない。これは、セッション切断時に次のセッションの接続するゲートウェイサーバを指示する方式では、次のアクセスまでの間隔が長い場合に負荷状況が変わっている可能性があるためである。また、時間差により負荷分散先の装置へのアクセスが集中してしまう可能性も考えられる。

そこで、セッション切断時に次のセッションの接続時のゲートウェイサーバを指示するのは、アクセス頻度が高いネットワークデバイスに限り、アクセス頻度が低いネットワークデバイスについては、通常のラウンドロビン方式で、次のセッション接続時のゲートウェイサーバを特定することとした。

これにより、従来一般的にラウンドロビンを用いていた場合でも生じていた、負荷が一つのゲートウェイに集中することを抑止できる。

さらに、本実施形態では、セッションの切断時に、次のセッションの接続先を決定することで、セッションを確立する際に複数の通信装置からの要求が、負荷分散制御装置に集中することを抑止できる。

通信制御部３０１は、通信インタフェース部２７を制御して、ＩＰ網／公衆通信網１２を介して、外部の通信装置との間のデータの送受信を制御する。

接続先情報記憶部３０２は、接続先ゲートウェイリストと、接続先利用フラグと、接続先ゲートウェイと、を記憶する。

接続先利用フラグは、次のセッションの接続時に、接続先ゲートウェイリストと、接続先ゲートウェイと、のうちどちらを利用するのかを示したフラグとする。接続先情報記憶部３０２に記憶される接続先ゲートウェイは、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３から指示された次のセッションの接続先を示したゲートウェイとする。

図４は、第１の実施形態にかかる接続先ゲートウェイリストのテーブル構造の例を示した図である。図４に示す様に、接続先ゲートウェイリスト３０７は、検索順を示す番号（Ｎｏ．）３１と、ゲートウェイサーバの名称と、当該ゲートウェイサーバのＩＰアドレス３３と、ネットワークアドレスデータ３２と、を対応付けて記憶する。

番号３１は、最初の接続先のゲートウェイアドレスの検索順を示している。ネットワークアドレスデータ３２は、最初に接続する際に用いられる、検索キーとしてのネットワークデバイス１１―１〜１１−３に予め割り当てられるＩＰアドレスの少なくとも一部を格納している。

ネットワークアドレスデータ３２は、ネットワークデバイス１１―１〜１１−３に予め割り当てられたＩＰアドレスの一部（例えば、ＩＰｖ４でサブネットマスクが２５５．２５５．２５５．０の場合、ネットワークアドレスデータ３２の２４ビットの内、下位１６ビット）が用いられ、さらに上位８ビット及び下位８ビットのうち少なくとも一方が必要に応じて用いられる。

図４に示す例では、検索キーとして、ネットワークデバイス１１―１〜１１−３に割り当てられたネットワークアドレスのうち下位ｎビット、具体的には、ｎ＝１６、すなわち、下位１６ビットを用いると、例えば、検索順を示す番号３１＝１の場合に、ネットワークアドレスの下位１６ビット＝「１６．１００」のＩＰアドレスが割り当てられているネットワークデバイス（図１の例においては、「１７２.１６．１００．ＸＸ」のＩＰアドレスが割り当てられているネットワークデバイス）１１―１の接続先のゲートウェイサーバのアドレス＝「ＸＸ．ＸＸ．ＸＸ．１０１」となる。すなわち、図１に示した例では、ゲートウェイサーバ１４−１が最初の接続先のゲートウェイサーバとなる。

また、接続先ゲートウェイリスト３０７は、最初の接続以降については、アクセス頻度が低い場合のラウンドロビンに用いる。その際は、検索順を示す番号（Ｎｏ．）３１や、ネットワークアドレスデータ３２を用いず、単なるゲートウェイサーバのリストとして参照する。

本実施形態にかかる通信システム１０では、アクセス要求を受け付ける前に負荷を振り分ける方式として、上述した処理を行うことで、立ち上げ時にネットワークデバイス側から能動的に接続先を分散することを実現した。そして、本実施形態では、立ち上げ時以降については、ネットワークデバイスのアクセス頻度に応じて、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３に対する接続方式を切り替えることとした。

本実施形態にかかる通信システム１０では、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３とのセッション切断時に、ネットワークデバイス１１−１のアクセス頻度に応じて、次に接続するゲートウェイサーバの特定手法が決定される。なお、特定手法は後述する。

アクセス頻度算出部３０３は、ネットワークデバイス１１−１からゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３を介して外部の通信装置にアクセスするアクセス頻度を算出する。本実施形態では、アクセス頻度は、単位時間あたりのアクセス数から算出する。本実施形態ではアクセス数とはセッションの接続に成功した回数とするが、接続に失敗した回数を含めても良い。

アクセス頻度の計算式として以下の（１）式を用いる。なお、Ｆ_1iは、ネットワークデバイスｉのアクセス数に基づくアクセス頻度とし、Ｔiは、ネットワークデバイスiのアクセス時間とする。
Ｆ_1i＝Ｔi／ΣＴn……（１）

また、本実施形態と異なる手法として、アクセス頻度をアクセス時間から算出しても良い。アクセス時間とは、セッションの接続を開始してから切断するまでの時間の総和とする。

この場合、アクセス頻度の計算式として以下の（２）式を用いる。なお、Ｆ_2iは、ネットワークデバイスｉのアクセス時間に基づくアクセス頻度とし、Ｃiは、ネットワークデバイスiのアクセス数とする。
Ｆ_2i＝Ｃi／ΣＣn……（２）

さらに他の手法として、アクセス時間とアクセス数との組み合わせを用いても良い。この場合、アクセス頻度の計算式として以下の（３）式を用いる。なお、Ｆ_3iは、ネットワークデバイスｉのアクセス数とアクセス時間の組み合わせに基づくアクセス頻度とし、Ｔiは、ネットワークデバイスiのアクセス時間とし、Ｃiはネットワークデバイスiのアクセス数とする。
Ｆ_3i＝Ｔi×Ｃi／ΣＴn×Ｃi……（３）

本実施形態は、アクセス頻度の算出を、ネットワークデバイス１１−１側で算出する例について説明するが、アクセス頻度の算出を、ネットワークデバイス１１−１側に制限するものではなく、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３や管理サーバ１５側で行っても良い。

そして、通信制御部３０１が、セッション切断時に算出されたアクセス頻度を、予め定められたゲートウェイサーバに送信する。本実施形態にかかる送信先は、負荷分散を行うための構成を備えたゲートウェイであれば良く、図３に示す第１のゲートウェイサーバ１４−１及び第２のゲートウェイサーバ１４−２のどちらでも良い。

そして、本実施形態においては、アクセス頻度が所定の閾値以上の場合に、第１のゲートウェイサーバ１４−１及び第２のゲートウェイサーバ１４−２で、次のセッションの接続先となるゲートウェイサーバが特定される。このため、通信制御部３０１は、アクセス頻度を送信したゲートウェイサーバから、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３のうち、次のセッションの接続先となるゲートウェイサーバのＩＰアドレス等が示された接続先ゲートウェイ情報を受信する。

そして、接続先ゲートウェイ情報を受信した場合に、通信制御部３０１は、受信した接続先ゲートウェイ情報を、接続先情報記憶部３０２の“接続先ゲートウェイ”として記憶させる。そして、通信制御部３０１は、接続先情報記憶部３０２に記憶された接続先利用フラグを、次のセッションで“接続先ゲートウェイ”を利用する旨を設定する。

その後、接続先判定部３０４は、端末１６から接続要求を受け付けた際に、外部の通信装置との通信に用いるゲートウェイサーバを、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３から判定する。

本実施形態にかかる接続先判定部３０４は、接続先利用フラグを参照し、“接続先ゲートウェイ”を利用するか、接続先ゲートウェイリスト３０７を利用するかを判定する。

通信制御部３０１は、接続先判定部３０４が“接続先ゲートウェイ”を利用すると判定した場合に、端末１６からの要求に応じて次のセッションを確立する際に、接続先ゲートウェイに格納されたゲートウェイサーバのＩＰアドレスに対して接続要求を送信する。これにより通信制御部３０１が受信した接続先ゲートウェイ情報で示されたゲートウェイサーバに対する接続を実現する。

一方、通信制御部３０１は、接続先判定部３０４が“接続先ゲートウェイ”を利用しないと判定した場合に、接続先ゲートウェイリスト３０７からラウンドロビン方式で選択されたゲートウェイサーバに対して接続要求を送信する。これにより、本実施形態では、通信制御部３０１が接続先ゲートウェイ情報を受信しない場合に、接続先ゲートウェイリスト３０７から、ラウンドロビン方式で特定されたゲートウェイサーバに対して接続要求を送信することになる。

パス形成部３０５は、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３と通信を行う。

リスト情報更新部３０６は、接続先ゲートウェイリスト３０７を更新する。本実施形態では、定期的に接続先ゲートウェイリスト３０７を更新する。

ネットワークデバイス１１−１〜１１−３の各構成について説明したので、次にゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３について説明する。

第１のゲートウェイサーバ１４−１は、通信制御部３１１と、アクセス頻度判定部３１２と、負荷情報取得部３１３と、接続先判定部３１４と、分散方式特定部３１５と、通知部３１６と、を備える。なお、第２のゲートウェイサーバ１４−２は、第１のゲートウェイサーバ１４−１と同様の構成を備えているため、説明を省略する。

通信制御部３１１は、ＩＰ網／公衆通信網１２及び基幹ネットワーク１３を介して、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３と外部の通信装置との間のデータの送受信を制御する。

また、通信制御部３１１は、セッションを切断した後のネットワークデバイス１１−１〜１１−３から、当該ネットワークデバイス１１−１〜１１−３がゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３を介して外部の通信装置にアクセスしていたアクセス頻度情報を受信する。

負荷情報取得部３１３は、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３から接続可能な複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３各々の通信に基づく負荷を示した負荷情報を取得する。本実施形態にかかる負荷情報取得部３１３は、通信制御部３１１を介して、管理サーバ１５から負荷情報を取得する。

アクセス頻度判定部３１２は、受信したアクセス頻度情報に基づいて、当該アクセス頻度情報の送信先のネットワークデバイス１１−１〜１１−３のアクセス頻度が高いか否かを判定する。

分散方式特定部３１５は、判定されたネットワークデバイス１１−１〜１１−３のアクセス頻度の高さに応じて、次のセッションの接続時の負荷分散方式を特定する。上述したように、アクセス頻度が所定の閾値以上の場合に、次に接続するゲートウェイサーバを指示し、アクセス頻度が所定の閾値より小さい場合に、ラウンドロビン方式を用いることとする。

接続先判定部３１４は、アクセス頻度が所定の閾値以上の場合に、次に接続するゲートウェイサーバを、各ゲートウェイサーバの負荷情報に基づいて判定する。

これにより、通知部３１６が、通信制御部３１１を制御して、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３のアクセス頻度が所定の閾値以上の場合に、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３に負荷が分散するように、負荷情報に基づいて定められたゲートウェイサーバが次のセッションの接続先として示された接続先ゲートウェイ情報を、アクセス頻度情報の送信元のネットワークデバイス１１−１〜１１−３に送信する。

特に本実施形態にかかる通知部３１６は、通信制御部３１１を制御して、取得した負荷情報を参照し、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３のうち、通信の負荷が最も低いゲートウェイサーバを接続先として示された接続先ゲートウェイ情報を、アクセス頻度情報の送信元のネットワークデバイス１１−１〜１１−３に送信する。

通信制御部３１１は、さらに、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３のアクセス頻度が予め定められた閾値より小さい場合に、接続先ゲートウェイ情報を送信しない。代わりに、通信制御部３１１は、次のセッションの接続先をラウンドロビンで特定するような指示を送信する。

管理サーバ１５は、通信制御部３２１と、負荷情報管理部３２２と、を備える。

通信制御部３２１は、基幹ネットワーク１３を介して、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３等の外部の通信装置との間のデータの送受信を制御する。

そして、通信制御部３２１は、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３から、各ゲートウェイサーバの通信の負荷状況を定期的に受信する。

負荷情報管理部３２２は、受信した各ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３の負荷状況を示した負荷情報を記憶する。

そして、管理サーバ１５の通信制御部３２１は、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３からの要求に応じて、各ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３の負荷情報を送信する。

次に、各ネットワークデバイス１１−１〜１１−３の起動時に行われる処理について説明する。図５は、第１の実施形態にかかる通信システム１０において、ネットワークデバイスの起動時に行われる処理を示したシーケンス図である。

図５において、各ネットワークデバイス１１−１〜１１−３の通信インタフェース部２７は、ＩＰアドレス設定部として機能し、ＭＰＵ２１は、接続先判定部３０４として機能し、さらに通信インタフェース部２７及びＭＰＵ２１は、共働してパス（通信経路）形成部３０５として機能している。以下の説明においては、主として、ネットワークデバイス１１−１を例として説明する。

ネットワークデバイス１１−１の通信インタフェース部２７は、ＭＰＵ２１の制御下でＩＰアドレス設定部として機能し、ＩＰ網／公衆通信網１２の図示しないＤＨＣＰサーバに対して、自己にＩＰアドレスを割り当てるようにＤＨＣＰ要求を行う（ステップＳ５０１）。

これによりＤＨＣＰサーバは、ＤＨＣＰ応答を行い（ステップＳ５０２）、ＩＰアドレスを、ＩＰアドレス設定部として機能する通信インタフェース部２７に通知する。

これにより通信インタフェース部２７は、接続先判定部３０４に、ＩＰアドレスを通知する（ステップＳ５０３）。そして、接続先判定部３０４は、接続先ゲートウェイリスト３０７を参照し、接続先ゲートウェイサーバを判定する（ステップＳ５０４）。

具体的には、接続先判定部３０４は、ネットワークデバイス１１−１に割り当てられたＩＰアドレス＝「１７２．１６．１００．ＡＡ／２４」からネットワークアドレス部である「１７２．１６．１００」を参照し、予め設定された負荷分散単位である下位ｎビット部分を抽出する。ここでは、ｎ＝１６の場合、かつ、接続先ゲートウェイリスト３０７が図４に示すようなものの場合、接続先判定部３０４は、抽出したネットワークアドレスの下位１６ビット＝「１６．１００」を検索キーとして、図４に示した接続先ゲートウェイリスト３０７を検索順を示す番号３１の参照番号順に参照する。

この場合には、検索順を示す番号３１＝「１」に対応するデータを参照した時点で、ネットワークアドレス部の下位１６ビットが一致するので、接続先ゲートウェイサーバのＩＰアドレス＝「ＸＸ．ＸＸ．ＸＸ．１０１」を取得する。

これにより、接続先判定部３０４は、取得した接続先ゲートウェイサーバのＩＰアドレス＝「ＸＸ．ＸＸ．ＸＸ．１０１」を、パス形成部３０５に通知する（ステップＳ５０５）。そして、パス形成部３０５は、取得した接続先ゲートウェイアドレス＝「ＸＸ．ＸＸ．ＸＸ．１０１」に対応するゲートウェイサーバ１４−１に対してパス確立要求を行う（ステップＳ５０６）。

これによりゲートウェイサーバ１４−１は、パス形成部３０５にパス確立を行う旨のパス確立応答を行うとともに（ステップＳ５０７）、通信パスを確立する（ステップＳ５０８）。

このネットワークデバイス１１−１とゲートウェイサーバ１４−１との間の通信パスの確立に伴い、パス形成部３０５は、ＩＰ網／公衆通信網１２、ゲートウェイサーバ１４−１及び基幹ネットワーク１３を介して管理サーバ１５に対して初期登録要求を行う（ステップＳ５０９）。

この結果、管理サーバ１５は、初期登録を行って、以降、ネットワークデバイス１１−１の情報管理を行う。

そして、初期登録が完了すると、管理サーバ１５は、基幹ネットワーク１３、ゲートウェイサーバ１４−１及びＩＰ網／公衆通信網１２を介してネットワークデバイス１１−１に対して初期登録完了通知を行い（ステップＳ５１０）、処理を終了する。

図６は、ＩＰアドレスによりゲートウェイサーバの負荷分散を行う場合の通信経路の一例の説明図である。図６に示すように、上述した手順により、ネットワークデバイス１１−１は、ＩＰ網／公衆通信網１２、ゲートウェイサーバ１４−１及び基幹ネットワーク１３を介して管理サーバ１５に対する通信経路を構築する。

同様にして、ネットワークデバイス１１−２のＭＰＵ２１は、ネットワークデバイス１１−２に割り当てられたＩＰアドレス＝「１７２．１６．２００．ＢＢ／２４」からネットワークアドレス部である「１７２．１６．２００」を参照し、下位１６ビット部分を抽出する。そして、ネットワークデバイス１１−２のＭＰＵ２１は、抽出したネットワークアドレスの下位１６ビット＝「１６．２００」を検索キーとして、図４に示した接続先ゲートウェイリスト３０７を検索順データ３１の参照番号順に参照する。

この場合には、検索順データ３１＝「２」に対応するデータを参照した時点で、ネットワークアドレス部の下位１６ビットが一致するので、接続先ゲートウェイアドレス＝「ＸＸ．ＸＸ．ＸＸ．１０２」を取得する。

したがって、ネットワークデバイス１１−２のＭＰＵ２１及び通信インタフェース部２７は、ＩＰ網／公衆通信網１２、ゲートウェイサーバ１４−２及び基幹ネットワーク１３を介して管理サーバ１５に対して初期登録要求を行い（ステップＳ５０９）、管理サーバ１５は、基幹ネットワーク１３、ゲートウェイサーバ１４−２及びＩＰ網／公衆通信網１２を介してネットワークデバイス１１−２に対して初期登録完了通知を行い（ステップＳ５１０）、処理を終了する。

また、ネットワークデバイス１１−３のＭＰＵ２１は、ネットワークデバイス１１−３に割り当てられたＩＰアドレス＝「１７２．１７．１００．ＣＣ／２４」からネットワークアドレス部である「１７２．１７．１００」を参照し、下位１６ビット部分を抽出する。そして、ネットワークデバイス１１−３のＭＰＵ２１は、抽出したネットワークアドレスの下位１６ビット＝「１７．１００」を検索キーとして、図４に示した接続先ゲートウェイリスト３０７を検索順を示す番号３１の参照番号順に参照する。

この場合には、検索順を示す番号３１＝「３」に対応するデータを参照した時点で、ネットワークアドレス部の下位１６ビットが一致するので、接続先ゲートウェイのＩＰアドレス＝「ＸＸ．ＸＸ．ＸＸ．１０３」を取得する。

したがって、ネットワークデバイス１１−３のＭＰＵ２１及び通信インタフェース部２７は、ＩＰ網／公衆通信網１２、ゲートウェイサーバ１４−３及び基幹ネットワーク１３を介して管理サーバ１５に対して初期登録要求を行い（ステップＳ５０９）、管理サーバ１５は、基幹ネットワーク１３、ゲートウェイサーバ１４−３及びＩＰ網／公衆通信網１２を介してネットワークデバイス１１−３に対して初期登録完了通知を行い（ステップＳ５１０）、処理を終了する。

以上の説明のように、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３が接続するＩＰ網／公衆通信網１２のネットワーク体系による負荷分散を実現でき、出荷時に各個別にネットワークデバイス１１−１〜１１−３に異なるゲートウェイアドレスを設定しなくても、ＩＰ網／公衆通信網１２への接続時に各ネットワークデバイス１１−１〜１１−３は己が接続すべきゲートウェイサーバがゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３のいずれであるかを自律的に判断してゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３の負荷分散を実現することが可能となる。

次に、立ち上げ以降のネットワークデバイスにおいて、アクセス頻度に基づいた負荷分散について説明する。図７は、本実施形態にかかる通信システム１０における、ネットワークデバイスのアクセス頻度に基づいた通信経路の確立手法の例を示した図である。

図７に示す例では、第１のゲートウェイサーバ１４−１の負荷が小さく、第２のゲートウェイサーバ１４−２の負荷が大きく、第３のゲートウェイサーバ１４−３の負荷が小さいものとする。一方、第１のネットワークデバイス１１−１のアクセス頻度が高く、第２のネットワークデバイス１１−２のアクセス頻度が低く、第３のネットワークデバイス１１−３のアクセス頻度が高いものとする。

本実施形態では、このような状況において、第１のネットワークデバイス１１−１のセッションを確立させる場合、図７に示す様に通信の負荷が小さい第３のゲートウェイサーバ１４−３が接続先として指示されるように制御を行う。

図８は、ネットワークデバイス毎に適用される負荷分散方式の例を示した図である。図８に示す様に、アクセス頻度が高い第１のネットワークデバイス１１−１及び第３のネットワークデバイス１１−３は、通信（セッション）の切断時に負荷分散を考慮して、次の接続先が指示される。一方、アクセス頻度が低い第２のネットワークデバイス１１−２は、図８に示す様に、ラウンドロビン方式で接続先を決定する。このように、本実施形態では、ネットワークデバイス毎のアクセス頻度に基づいて、接続先の決定手法を切り替える。

そして、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３は、アクセス頻度が高いネットワークデバイス１１−１、１１−３に対して、管理サーバ１５から取得した負荷情報を参照して特定された負荷が小さいゲートウェイサーバ１４−１のＩＰアドレスを特定する。そして、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３の通知部３１６が、特定したＩＰアドレスを、接続先ゲートウェイ情報として、ネットワークデバイス１１−１、１１−３に通知する。これにより、アクセス頻度が高いネットワークデバイス１１−１、１１−３は、次のセッション確立時に、負荷の低いゲートウェイサーバ（例えば１４−３）に対して接続要求を送信することが可能となる。

次に、アクセス頻度が高い第１のネットワークデバイス１１−１が、通信パスを確立するまでの処理について説明する。図９は、第１のネットワークデバイス１１−１が、通信パスを確立するまでの処理を示したシーケンス図である。

まずは、第１のネットワークデバイス１１−１のパス形成部３０５と、第１のゲートウェイサーバ１４−１との間で通信パス（セッション）が確立しているものとする（ステップＳ９０１）。

そして、第１のネットワークデバイス１１−１のパス形成部３０５が、通信制御部３０１を介して、セッションの切断を第１のゲートウェイサーバ１４−１に対して要求する（ステップＳ９０２）。これにより、第１のゲートウェイサーバ１４−１は、パス形成部３０５に対して、セッションの切断応答を送信する（ステップＳ９０３）。

セッションの切断応答を受信したパス形成部３０５は、アクセス頻度情報の送信を、アクセス頻度算出部３０３に対して要求する（ステップＳ９０４）。

その後、アクセス頻度算出部３０３が、第１のネットワークデバイス１１−１のアクセス頻度を算出する（ステップＳ９０５）。そして、アクセス頻度算出部３０３が、通信制御部３０１を介して、アクセス頻度情報を、第２のゲートウェイサーバ４−２に通知する（ステップＳ９０６）。本実施形態では、負荷分散制御を行う装置が、第２のゲートウェイサーバ１４−２の場合について説明するが、第２のゲートウェイサーバ１４−２以外のゲートウェイサーバであっても良い。

そして、第２のゲートウェイサーバ１４−２のアクセス頻度判定部３１２は、受信したアクセス頻度情報に基づいて、第１のネットワークデバイス１１−１のアクセス頻度が高いか否かを判定する（ステップＳ９０７）。なお、本シーケンスでは、アクセス頻度が高いと判定された場合について説明する。

その後、アクセス頻度判定部３１２が、第１のネットワークデバイス１１−１のアクセス頻度が高いことを、分散方式特定部３１５に通知する（ステップＳ９０８）。そして、分散方式特定部３１５は、通知された情報（アクセス頻度が高いか否か）に基づいて、負荷分散方式を特定する（ステップＳ９０９）。本実施形態ではアクセス頻度が高い場合に、次のセッションを確立するための接続先ゲートウェイサーバを指示する旨が決定される。

そこで、分散方式特定部３１５が、管理サーバ１５に対して負荷情報の送信を要求する（ステップＳ９１０）。当該要求を受け付けた管理サーバ１５は、負荷情報管理部３２２から負荷情報を読み込み（ステップＳ９１１）、読み込んだ負荷情報を第２のゲートウェイサーバ１４−２に対して通知する（ステップＳ９１２）。

当該通知を受け付けた、第２のゲートウェイサーバ１４−２の接続先判定部３１４が、負荷情報を参照して、通信の負荷が小さいゲートウェイサーバを、次のセッション確立時の接続先として判定する（ステップＳ９１３）。

そして、通知部３１６が、通信制御部３１１を介して、通信の負荷が最も小さいゲートウェイサーバのＩＰアドレスが示された接続先ゲートウェイ情報を、第１のネットワークデバイス１１−１に対して通知する（ステップＳ９１４）。

当該通知を受信した際に、第１のネットワークデバイス１１−１は、接続先情報記憶部３０２の接続先利用フラグに対して、接続先ゲートウェイを利用する旨を設定すると共に、接続先ゲートウェイに、通知された接続先ゲートウェイ情報で示されたＩＰアドレスを設定する。

その後、第１のネットワークデバイス１１−１が、端末１６から通信要求を受け付ける（ステップＳ９１５）。そして、接続先判定部３０４が、接続先情報記憶部３０２を読み込み、接続先を判定する（ステップＳ９１６）。本実施形態では、接続先利用フラグを参照することで、接続先ゲートウェイを利用する旨を特定すると共に、接続先情報記憶部３０２の接続先ゲートウェイに格納された接続先ゲートウェイサーバを示すＩＰアドレスを読み出す。

そして、パス形成部３０５が、読み出したＩＰアドレスに対して、パスの確立要求を送信する（ステップＳ９１７）。図９に示すシーケンスでは、パスの確立要求を、第３のゲートウェイサーバ１４−３に送信する例とする。

そして、第３のゲートウェイサーバ１４−３は、第１のネットワークデバイス１１−１に対して、パスの確立応答を送信する（ステップＳ９１８）。これにより、第１のネットワークデバイス１１−１と、第３のゲートウェイサーバ１４−３との間で通信パスを確立する（ステップＳ９１９）。

次に、アクセス頻度が低い第２のネットワークデバイス１１−２が、通信パスを確立するまでの処理について説明する。図１０は、第２のネットワークデバイス１１−２が、通信パスを確立するまでの処理を示したシーケンス図である。なお、図１０に示す、シーケンスにおいては、既に第２のネットワークデバイス１１−２と第２のゲートウェイサーバ１４−２との間でセッションが確立しているものとする。

図１０に示す例では、図９のステップＳ９０１〜Ｓ９０７と同様の手順でアクセス頻度の判定まで行う（ステップＳ１００１〜Ｓ１００７）。なお、本シーケンスでは、アクセス頻度が低いと判定された場合について説明する。

その後、アクセス頻度判定部３１２が、第２のネットワークデバイス１１−２のアクセス頻度が低いことを、分散方式特定部３１５に通知する（ステップＳ１００８）。そして、分散方式特定部３１５は、通知された情報（アクセス頻度が高いか否か）に基づいて、負荷分散方式を特定する（ステップＳ１００９）。本実施形態ではアクセス頻度が低い場合に、次のセッションを確立するためにはラウンドロビンを用いることが決定される。

そして、通知部３１６が、通信制御部３１１を介して、ラウンドロビンの利用の要求を、第２のネットワークデバイス１１−２に対して通知する（ステップＳ１０１０）。

当該通知を受信した際に、第２のネットワークデバイス１１−２は、接続先情報記憶部３０２の接続先利用フラグに対して、ラウンドロビンを利用する旨を設定する。

その後、第２のネットワークデバイス１１−２が、端末１６から通信要求を受け付ける（ステップＳ１０１１）。そして、接続先判定部３０４が、接続先情報記憶部３０２を読み込み、接続先を判定する（ステップＳ１０１２）。本実施形態では、接続先利用フラグを参照することで、ラウンドロビン利用する旨を特定すると共に、接続先情報記憶部３０２の接続先ゲートウェイリスト３０７を参照して、接続先となるゲートウェイサーバを示すＩＰアドレスを特定する。そして、接続先判定部３０４は、特定されたＩＰアドレスを示された接続先ゲートウェイ情報として、パス形成部３０５に通知する（ステップＳ１０１３）。

そして、パス形成部３０５が、読み出したＩＰアドレスに対して、パスの確立要求を第３のゲートウェイサーバ１４−３に送信する（ステップＳ１０１４）。

そして、第３のゲートウェイサーバ１４−３は、第２のネットワークデバイス１１−２に対して、パスの確立応答を送信する（ステップＳ１０１５）。これにより、第２のネットワークデバイス１１−２と、第３のゲートウェイサーバ１４−３との間で通信パスを確立する（ステップＳ１０１６）。

上述したシーケンスにより、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３のアクセス頻度に応じた通信パスの確立が行われるため、負荷を分散することが可能となる。

次に、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３における接続先ゲートウェイリスト３０７の更新手法について説明する。本実施形態にかかる更新手法では、各ゲートウェイサーバの負荷情報を管理する管理サーバ１５から定期的に送信されるリストに基づいて更新する。

図１１は、接続先ゲートウェイリスト３０７の更新手法の例を示したシーケンス図である。図１１に示す様に、管理サーバ１５が、基幹ネットワーク１３及びＩＰ網／公衆通信網１２を介して接続されている第１のネットワークデバイス１１−１に対して、定期的に接続先ゲートウェイリスト３０７を送信する（ステップＳ１１０１、１１０３、１１０５）。なお、本実施形態では、接続先ゲートウェイリスト３０７には、当該リスト送信時に接続可能なゲートウェイサーバのＩＰアドレス等が示されている。

そして、第１のネットワークデバイス１１−１は、接続先ゲートウェイリスト３０７を受信した場合に、受信した接続先ゲートウェイリストに基づいて、接続先情報記憶部３０２の接続先ゲートウェイリスト３０７を更新する（ステップＳ１１０２、１１０４、１１０６）。これにより、接続先情報記憶部３０２に記憶された接続先ゲートウェイリスト３０７には、接続可能なゲートウェイサーバに関する情報が格納されることになる。これによりラウンドロビン方式で接続先を決める際に、接続先ゲートウェイリスト３０７を参照することで、確実にゲートウェイサーバに接続することが可能となる。

なお、本実施形態は、接続先ゲートウェイリスト３０７の更新を定期的に行う手法に制限するものではない。ネットワークデバイス側の要求に応じて、接続先ゲートウェイリスト３０７を更新しても良い。図１２は、接続先ゲートウェイリスト３０７の更新手法の第２の例を示したシーケンス図である。図１２に示す様に、第１のネットワークデバイス１１−１の通信制御部３０１が、接続先ゲートウェイリスト３０７の要求を、管理サーバ１５に対して送信する（ステップＳ１２０１）。

これにより、管理サーバ１５の通信制御部３２１が、基幹ネットワーク１３及びＩＰ網／公衆通信網１２を介して接続されている第１のネットワークデバイス１１−１に対して、接続先ゲートウェイリスト３０７を送信する（ステップＳ１２０２）。そして、第１のネットワークデバイス１１−１は、受信した接続先ゲートウェイリストに基づいて、接続先情報記憶部３０２の接続先ゲートウェイリスト３０７を更新する（ステップＳ１２０３）。

このように、接続先ゲートウェイリスト３０７の更新手法は、定期更新を行っても良いし、ネットワークデバイスからの能動的な更新要求に応じて更新を行っても良いし、他の手法を用いても良い。

本実施形態にかかる通信システム１０では、上述した構成及び手順により負荷分散を実現する。

本実施形態にかかる通信システムでは、アクセス要求を受け付ける前に負荷を振り分ける方式として、立ち上げ時にネットワークデバイス側から能動的に接続先を分散する手法を示した。これにより、立ち上げ時にゲートウェイサーバに負荷が集中することを抑止し、負荷分散を可能とした。

さらに、本実施形態にかかる通信システムでは、立ち上げた後の継続した負荷分散を実現するために、アクセス頻度に応じて、ゲートウェイサーバに接続する手法を異ならせることとした。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３のアクセス頻度が低い場合に、ラウンドロビン方式でゲートウェイサーバを特定する例について説明した。しかしながら、アクセス頻度が低い場合に、ラウンドロビン方式を用いることに制限するものではない。そこで、第２の実施形態では、アクセス頻度が低い場合に、各ゲートウェイサーバの負荷を考慮して、接続先を決定しても良い。

本実施形態にかかるネットワークデバイス１１−１〜１１−３の接続先情報記憶部３０２に記憶された接続先ゲートウェイリスト１３０１について説明する。図１３は、第２の実施形態にかかる接続先ゲートウェイリスト１３０１のテーブル構造を示した図である。図１３に示す例では、第１の実施形態の図４に示した接続先ゲートウェイリスト１３０１と比べて、負荷を示す項目が追加されている。

そして、図１３に示す接続先ゲートウェイリスト１３０１が更新されてから、所定の時間以内は、各ゲートウェイサーバの負荷状態が信頼できると考えられる。そこで、本実施形態では、接続先ゲートウェイリスト１３０１を更新してから所定の時間に限り、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３の接続先判定部３０４は、接続先ゲートウェイリスト１３０１を参照して、負荷が小さいゲートウェイサーバを、接続先として判定する。なお、所定の時間は、実施の態様に応じて決定されるものとする。

このように、本実施形態にかかるネットワークデバイス１１−１〜１１−３の通信制御部３０１が、複数のゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３の各々の通信に基づく負荷が示された接続先ゲートウェイリスト１３０１を受信（取得）する。

そして、通信制御部３０１は、接続先判定部３０４の判定結果により、接続先ゲートウェイリスト１３０１を受信してから所定の時間に限り、複数のゲートウェイサーバに負荷が分散するように、接続先ゲートウェイリスト１３０１に基づいて定められたゲートウェイサーバに対して接続要求を送信することとした。

本実施形態においては、アクセス頻度が少ない場合に、接続先ゲートウェイリスト１３０１が更新されてから所定の時間内に限り、負荷が小さいゲートウェイサーバを接続先として特定できることで、より一層の負荷分散を実現する。

（第３の実施形態）
第１〜第２の実施形態では、負荷情報を管理サーバ１５が管理し、ゲートウェイサーバ１４−１〜１４−３が、ネットワークデバイス１１−１〜１１−３の次のセッションの接続先を判定する例について説明した。しかしながら、このような構成に制限するものではない。第３の実施形態では、負荷情報をゲートウェイサーバで管理する例とする。

図１４は、第３の実施形態にかかる複数のネットワークデバイス１１−１、１１−２、複数のゲートウェイサーバ１４−１、１４−２、１４０１−１及び管理サーバ１５の構成を示したブロック図である。なお、複数のゲートウェイサーバ１４−１、１４−２、及びネットワークデバイス１１−１、１１−２の構成については第１の実施形態と同様として同一符号を割り当て、説明を省略する。

図１４に示す例では、第３のゲートウェイサーバ１４０１−１が、第１の実施形態の管理サーバ１５と同様の構成（通信制御部３２１，負荷情報管理部３２２）を備え、各ゲートウェイサーバ１４−１、１４−２、１４０１−１の負荷情報を取得し、その他のゲートウェイサーバ１４−１、１４−２に対して提供する。なお、第３のゲートウェイサーバ１４０１−１は、ゲートウェイサーバ１４−１、１４−２が備えるアクセス頻度判定部３１２、負荷情報取得部３１３、接続先判定部３１４、分散方式特定部３１５、及び通知部３１６を備えても良い。

第３の実施形態においては、上述した構成を備えることで、第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。

（第４の実施形態）
第１〜第３の実施形態では、ゲートウェイサーバが、アクセス頻度に基づいて、各ネットワークデバイス１１−１〜１１−２の接続先を判定する例について説明した。しかしながら、当該判定を行う装置をゲートウェイサーバに制限するものではなく、負荷分散を制御する装置であればよい。そこで第４の実施形態では、管理サーバが、接続先の判定を行う例について説明する。

図１５は、第４の実施形態にかかる複数のネットワークデバイス１１−１、１１−２、複数のゲートウェイサーバ１５１１−１、１５１１−２及び管理サーバ１５５０の構成を示したブロック図である。なお、ネットワークデバイス１１−１、１１−２の構成については第１の実施形態と同様として同一符号を割り当て、説明を省略する。

そして、第１のゲートウェイサーバ１５１１−１、第２のゲートウェイサーバ１５１１−２は、通信制御部１５２１を備え、通信制御部１５２１がネットワークデバイス１１−１、１１−２と、管理サーバ１５５０との間で送受信されるデータを中継する。

管理サーバ１５５０は、通信制御部１５５１と、負荷情報管理部１５５２と、アクセス頻度判定部１５５３と、負荷情報取得部１５５４と、接続先判定部１５５５と、分散方式特定部１５５６と、通知部１５５７と、を備える。

そして、管理サーバ１５５０が備える通信制御部１５５１、及び負荷情報管理部１５５２は、第１の実施形態の管理サーバ１５が記憶する通信制御部３２１、及び負荷情報管理部３２２と同様の制御を行うものとする。また、管理サーバ１５５０が備えるアクセス頻度判定部１５５３、接続先判定部１５５５、分散方式特定部１５５６、及び通知部１５５７は、第１の実施形態のゲートウェイサーバ１４−１が備えるアクセス頻度判定部３１２、接続先判定部３１４、分散方式特定部３１５及び通知部３１６と同様の制御を行うものとする。

負荷情報取得部１５５４は、第１のゲートウェイサーバ１５１１−１、第２のゲートウェイサーバ１５１１−２から、通信の負荷状態を示した負荷情報を取得して、負荷情報管理部１５５２に格納する。

次に、アクセス頻度が高い第１のネットワークデバイス１１−１が、通信パスを確立するまでの処理について説明する。図１６は、第１のネットワークデバイス１１−１が、通信パスを確立するまでの処理を示したシーケンス図である。

まずは、第１のネットワークデバイス１１−１のパス形成部３０５と、第１のゲートウェイサーバ１５１１−１との間で通信パス（セッション）が確立しているものとする（ステップＳ１６０１）。

そして、第１のネットワークデバイス１１−１のパス形成部３０５が、通信制御部３０１を介して、セッションの切断を第１のゲートウェイサーバ１５１１−１に対して要求する（ステップＳ１６０２）。これにより、第１のゲートウェイサーバ１５１１−１は、パス形成部３０５に対して、セッションの切断応答を送信する（ステップＳ１６０３）。

セッションの切断応答を受信したパス形成部３０５は、アクセス頻度情報の送信を、アクセス頻度算出部３０３に対して要求する（ステップＳ１６０４）。

その後、アクセス頻度算出部３０３が、第１のネットワークデバイス１１−１のアクセス頻度を算出する（ステップＳ１６０５）。そして、アクセス頻度算出部３０３が、通信制御部３０１を介して、アクセス頻度情報を、図示しない第３のゲートウェイサーバに通知する（ステップＳ１６０６）。なお、第３のゲートウェイサーバは、第１のゲートウェイサーバ１５１１−１及び第２のゲートウェイサーバ１５１１−２と同様の構成とする。

そして、第３のゲートウェイサーバは、受信したアクセス頻度情報を、管理サーバ１５５０に通知する（ステップＳ１６０７）。

そして、管理サーバ１５５０のアクセス頻度判定部１５５３は、受信したアクセス頻度情報に基づいて、第１のネットワークデバイス１１−１のアクセス頻度が高いか否かを判定する（ステップＳ１６０８）。なお、本シーケンスでは、アクセス頻度が高いと判定された場合について説明する。

その後、アクセス頻度判定部１５５３が、第１のネットワークデバイス１１−１のアクセス頻度が高いことを、分散方式特定部１５５６に通知する（ステップＳ１６０９）。そして、分散方式特定部１５５６は、通知された情報（アクセス頻度が高いか否か）に基づいて、負荷分散方式を特定する（ステップＳ１６１０）。本実施形態ではアクセス頻度が高い場合に、次のセッションを確立するための接続先ゲートウェイサーバを指示する旨が決定される。

そして、分散方式特定部１５５６が、負荷情報管理部１５５２に対して、各ゲートウェイサーバの負荷情報の読み出しを要求する（ステップＳ１６１１）。そして、負荷情報管理部１５５２から負荷情報を読み込み（ステップＳ１６１２）、読み込んだ負荷情報を接続先判定部１５５５に対して通知する（ステップＳ１６１３）。

当該通知を受け付けた、接続先判定部１５５５が、負荷情報を参照して、通信の負荷が小さいゲートウェイサーバを、次のセッション確立時の接続先として判定する（ステップＳ１６１４）。

そして、通知部１５５７が、通信制御部１５５１を介して、通信の負荷が最も小さいゲートウェイサーバのＩＰアドレスが示された接続先ゲートウェイ情報を、第３のゲートウェイサーバに対して通知する（ステップＳ１６１５）。そして、第３のゲートウェイサーバが、当該接続先ゲートウェイ情報を、第１のネットワークデバイス１１−１に対して通知する（ステップＳ１６１６）。

当該通知を受信した際に、第１のネットワークデバイス１１−１は、接続先情報記憶部３０２の接続先利用フラグに対して、接続先ゲートウェイを利用する旨を設定すると共に、接続先ゲートウェイに、通知された接続先ゲートウェイ情報で示されたＩＰアドレスを設定する。

その後、第１のネットワークデバイス１１−１が、端末１６から通信要求を受け付ける（ステップＳ１６１７）。そして、接続先判定部３０４が、接続先情報記憶部３０２を読み込み、接続先を判定する（ステップＳ１６１８）。本実施形態では、接続先利用フラグを参照することで、接続先ゲートウェイを利用する旨を特定すると共に、接続先情報記憶部３０２の接続先ゲートウェイに格納された接続先ゲートウェイサーバを示すＩＰアドレスを読み出す。

そして、パス形成部３０５が、読み出したＩＰアドレスに対して、パスの確立要求を送信する（ステップＳ１６１９）。図１６に示すシーケンスでは、パスの確立要求を、第３のゲートウェイサーバに送信する例とする。

そして、第３のゲートウェイサーバは、第１のネットワークデバイス１１−１に対して、パスの確立応答を送信する（ステップＳ１６２０）。これにより、第１のネットワークデバイス１１−１と、第３のゲートウェイサーバとの間で通信パスを確立する（ステップＳ１６２１）。

上述した実施形態にかかる通信システムでは、アクセス頻度が高いネットワークデバイスに対して、セッション切断時に、ゲートウェイサーバ側から次に接続するゲートウェイサーバを指示することとした。これにより、当該指示により、負荷分散を実現し、且つアクセス要求の集中を抑止できる。

一方、アクセス頻度が低いネットワークデバイスに対して、セッション切断時に指示すると、次のアクセスまでの間隔が長い場合に負荷状況が変わっている可能性があるため、ラウンドロビン方式で次に接続するゲートウェイサーバを特定することとした。

このように、アクセス頻度が高い場合に接続先ゲートウェイサーバを指示する一方、アクセス頻度が低い場合に通常のラウンドロビン方式等を用いるように指示することで、ネットワークデバイスに対してアクセス頻度に応じた負荷分散を実現できる。

上述した実施形態のネットワークデバイス及びゲートウェイサーバで実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、上述した実施形態のネットワークデバイス及びゲートウェイサーバで実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のネットワークデバイス及びゲートウェイサーバで実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

また、本実施形態の制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…通信システム、１１−１〜１１−３…ネットワークデバイス、１４−１〜１４−３、１４０１−１、１５１１−１、１５１１−２…ゲートウェイサーバ、１５、１５５０…管理サーバ、３０１…通信制御部、３０２…接続先情報記憶部、３０３…アクセス頻度算出部、３０４…接続先判定部、３０５…パス形成部、３０６…リスト情報更新部、３１１、１５５１、１５２１…通信制御部、３１２…アクセス頻度判定部、３１３…負荷情報取得部、３１４…接続先判定部、３１５…分散方式特定部、３１６…通知部、３２１…通信制御部、３２２…負荷情報管理部、１５５１…通信制御部、１５５２…負荷情報管理部、１５５３…アクセス頻度判定部、１５５４…負荷情報取得部、１５５５…接続先判定部、１５５６…分散方式特定部、１５５７…通知部

Claims (10)

1. セッションを切断した後の通信装置から、当該通信装置がゲートウェイサーバを介して外部装置にアクセスしたアクセス頻度情報を受信する受信手段と、
   前記通信装置から接続可能な複数のゲートウェイサーバ各々の通信に基づく負荷を示した負荷情報を取得する取得手段と、
   前記アクセス頻度情報で示される、前記通信装置のアクセス頻度が所定の閾値以上の場合に、前記複数のゲートウェイサーバに負荷が分散するように前記負荷情報に基づいて定められたゲートウェイサーバが前記セッションの次のセッションの接続先として示された接続先情報を、前記通信装置に送信する送信手段と、
   を備える負荷分散制御装置。
2. 前記送信手段は、さらに、前記負荷情報において、前記複数のゲートウェイサーバのうち、通信の負荷が最も低いゲートウェイサーバを接続先として示された前記接続先情報を、前記通信装置に送信する、
   請求項１に記載の負荷分散制御装置。
3. 前記送信手段は、さらに、前記アクセス頻度情報で示される、前記通信装置のアクセス頻度が予め定められた閾値より小さい場合に、前記接続先情報を送信しない、
   請求項１又は２に記載の負荷分散制御装置。
4. 前記送信手段は、さらに、前記アクセス頻度情報で示される、前記通信装置のアクセス頻度が予め定められた閾値より小さい場合に、前記セッションの次のセッションの接続先をラウンドロビンで特定するよう指示を送信する、
   請求項３に記載の負荷分散制御装置。
5. セッションを切断した際に、自装置がゲートウェイサーバを介して外部装置にアクセスしたアクセス頻度情報を、複数のゲートウェイサーバの負荷を制御する負荷分散制御装置に送信する第１の送信手段と、
   前記負荷分散制御装置から、前記複数のゲートウェイサーバのうち前記セッションの次のセッションの接続先となるゲートウェイサーバが示された接続先情報を受信する受信手段と、
   前記次のセッションを確立する際に、前記受信手段により受信された前記接続先情報で示されたゲートウェイサーバに対して接続要求を送信する第２の送信手段と、
   を備える通信装置。
6. 前記第２の送信手段は、前記受信手段が前記接続先情報を受信しない場合に、前記複数のゲートウェイサーバから、ラウンドロビン方式で特定されたゲートウェイサーバに対して接続要求を送信する、
   請求項５に記載の通信装置。
7. 前記複数のゲートウェイサーバ各々の通信に基づく負荷を示した負荷情報を取得する取得手段と、
   前記取得手段が前記負荷情報を取得してから所定の時間に限り、前記複数のゲートウェイサーバに負荷が分散するように前記負荷情報に基づいて定められたゲートウェイサーバに対して接続要求を送信する、
   請求項６に記載の通信装置。
8. 前記複数のゲートウェイサーバのネットワークアドレスを前記通信装置に予め割り当てられた情報に基づいて選択するためのゲートウェイサーバリストを記憶するリスト記憶手段と、
   自装置の立ち上げ時に、前記予め割り当てられた情報に基づいて前記リスト記憶手段を参照し、接続すべきゲートウェイサーバを特定するゲートウェイサーバ特定手段と、
   をさらに備える請求項７に記載の通信装置。
9. 通信装置と、当該通信装置から接続可能な複数のゲートウェイサーバと、複数のゲートウェイサーバの負荷を分散させる負荷分散制御装置と、で構成される通信システムにおいて、
   前記負荷分散制御装置が、
   第１のセッションを切断した後の前記通信装置から、当該通信装置がゲートウェイサーバを介して外部装置にアクセスしたアクセス頻度情報を受信する受信手段と、
   前記複数のゲートウェイサーバ各々の通信に基づく負荷を示した負荷情報を取得する取得手段と、
   前記アクセス頻度情報で示される、前記通信装置のアクセス頻度が所定の閾値以上の場合に、前記複数のゲートウェイサーバに負荷が分散するように前記負荷情報に基づいて定められたゲートウェイサーバが前記第１のセッションの次の第２のセッションの接続先として示された接続先情報を、前記通信装置に送信する送信手段と、を備え、
   前記通信装置が、
   前記第１のセッションを切断した際に、前記アクセス頻度情報を、前記負荷分散制御装置に送信する第１の送信手段と、
   前記負荷分散制御装置から、前記複数のゲートウェイサーバのうち前記第２のセッションの接続先となるゲートウェイサーバが示された接続先情報を受信する受信手段と、
   前記第２のセッションを確立する際に、前記受信手段により受信された前記接続先情報で示されたゲートウェイサーバに対して接続要求を送信する第２の送信手段と、
   を備える通信システム。
10. 通信装置と、当該通信装置から接続可能な複数のゲートウェイサーバと、複数のゲートウェイサーバの負荷を分散させる負荷分散制御装置と、で構成される通信システムで実行される負荷分散制御方法において、
    前記通信装置が、第１のセッションを切断した際に、当該通信装置がゲートウェイサーバを介して外部装置にアクセスしたアクセス頻度情報を、前記負荷分散制御装置に送信する第１の送信ステップと、
    前記負荷分散制御装置が、前記通信装置から、前記アクセス頻度情報を受信する受信ステップと、
    前記負荷分散制御装置が、前記複数のゲートウェイサーバ各々の通信に基づく負荷を示した負荷情報を取得する取得ステップと、
    前記負荷分散制御装置が、前記アクセス頻度情報で示される、前記通信装置のアクセス頻度が所定の閾値以上の場合に、前記複数のゲートウェイサーバに負荷が分散するように前記負荷情報に基づいて定められたゲートウェイサーバが前記第１のセッションの次の第２のセッションの接続先として示された接続先情報を、前記通信装置に送信する送信ステップと、
    前記通信装置が、前記負荷分散制御装置から、前記複数のゲートウェイサーバのうち前記第２のセッションの接続先となるゲートウェイサーバが示された接続先情報を受信する受信ステップと、
    前記負荷分散制御装置が、前記第２のセッションを確立する際に、前記受信ステップにより受信された前記接続先情報で示されたゲートウェイサーバに対して接続要求を送信する第２の送信ステップと、
    を含む負荷分散制御方法。

Images