JP3645852B2 - 負荷分散方法、コンテンツ配信システム及び負荷分散装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クライアントからのインターネット経由のコネクションを各ミラーサーバに適切に分配することにより、各ミラーサーバにかかる負荷を分散する負荷分散方法、コンテンツ配信システム及び負荷分散装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日のインターネットの普及に伴って、ユーザがクライアントからインターネットを介してサーバにアクセスして、サーバから様々なコンテンツを取得することが一般的に行われている。サーバの中には、非常に人気が高いためクライアントからのアクセス数が多く混雑するものがある。そのようなサーバでは、混雑を解消するために、元のサーバと同じ機能や情報を保持したいわゆるミラーサーバを複数台設置することにより、サーバにかかる負荷の分散が図られている。
【０００３】
しかし、クライアントから複数のミラーサーバに対するアクセス頻度は、ミラーサーバ毎に異なり、複数のミラーサーバには、均等に負荷がかかっているわけではない。従って、複数のミラーサーバが効率的に活用されず、その結果、ユーザが高速にミラーサーバからコンテンツを取得することができない場合が生じ得る。そこで、ユーザが複数のミラーサーバの中から最適なミラーサーバを選択する方法が、例えば、特開２０００−２９８１３号公報や特開２００１−２５６２０８号公報などに開示されている。
【０００４】
特開２０００−２９８１３号公報に開示された方法（サーバ選択システム）は、プライマリサーバに用意されている複数のミラーサーバを認識し、複数のミラーサーバの状態を調べ、クライアントとのデータの送受信に適したミラーサーバを決定して接続するものである。
【０００５】
また、特開２００１−２５６２０８号公報に開示された方法（ミラーサーバ間におけるロードバランスを取る方法）は、Ｗｅｂページがクライアントからアクセスされたときに、Ｗｅｂページの他に所定スクリプトもクライアントに転送し、複数のミラーサーバそれぞれと接続を確立し、それらの応答時間を測定するため、クライアントでスクリプトを自動的に実行し、応答時間が最短のミラーサーバを選択するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したミラーサーバの選択方法は、クライアント側において負荷のかかっていない最適なミラーサーバを選択する方法であるため、クライアントに当該方法を実現する手段（以下、サーバ選択手段という）を設定または導入（インストール）しなければならない。従って、サーバ選択手段を設定または導入していないクライアントは、最適なミラーサーバの選択を行うことができず、また、クライアントにサーバ選択手段を設定または導入するにはユーザの手間もかかってしまう。
【０００７】
一方、従来、サーバ側においては、クライアントからのミラーサーバに対するコネクションを複数のミラーサーバに均等に振り分けることができなかった。複数のミラーサーバが設置されている場合には、ミラーサーバ毎にＩＰアドレスが設定される。この場合、クライアントで指定されたＩＰアドレスに対応するミラーサーバに対してしか、クライアントからのコネクションが確立されない。すなわち、サーバ側では、クライアントで指定されたＩＰアドレスに対応しないミラーサーバ（ＩＰアドレスの異なるミラーサーバ）に対しては、クライアントからのコネクションを確立するためのパケットを転送（ルーティング）しない。
【０００８】
このように、サーバ側でクライアントからのコネクションを複数のミラーサーバに均等に振り分けることができなかったので、複数のミラーサーバにかかる負荷を均一にすることができず、複数のミラーサーバを効率的に活用することができなかった。その結果、複数のミラーサーバが設置されているにもかかわらず、ユーザにとっては、特定のミラーサーバが混雑しているために、高速にミラーサーバからコンテンツを取得できないことも生じ得るものであった。
【０００９】
例えば、クライアントが、あるＵＲＬ（Uniform Resource Locator）に存在するファイルをＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）プロトコルで取得（ＧＥＴ）している最中に、別のクライアントから当該ＵＲＬに存在するファイルを取得しようとしても、当該ＵＲＬのミラーサーバが混雑しているため（ダウンロード中であるため）、ファイルの取得を待たされたりしてしまう。
【００１０】
ミラーサーバのファイルの転送性能は、そのミラーサーバの外部記憶装置等のハードウェアに依存するため、いくら回線速度を高速化したとしても、クライアントのファイルの取得速度（転送処理時間）は制限される。
【００１１】
尚、クライアント側のエッジルータやプロキシサーバにおけるキャッシュ機能を利用することにより、よく利用するサイトの情報などを一時的に保管し、トラフィックの軽減を図ることも行われているが、キャッシング容量には制限があり、また、サーバ側で複数のミラーサーバにかかる負荷を均一化するものではないので、本質的な解決にはならない。
【００１２】
本発明は、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、サーバ側で複数のミラーサーバにかかる負荷を分散することにより、クライアント側でのコンテンツの転送処理時間を短縮することができる負荷分散方法、コンテンツ配信システム及び負荷分散装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明の負荷分散方法は、クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を保有している一のミラーサーバに転送し、一のクライアントと一のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させることを特徴とする。
【００１４】
また、コネクションが確立されるときに一のミラーサーバから権利を返却させ、返却される権利を受け取ると、権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を現に保有している他のミラーサーバに転送し、他のクライアントと他のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させるように構成されているのが好ましい。
【００１５】
また、本発明のコンテンツ配信システムは、ネットワーク接続装置と複数のミラーサーバとの間に、クライアントからの通信ネットワーク経由のコネクションを各ミラーサーバに分配するコネクション分配装置が設けられ、当該コネクション分配装置が、クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を保有している一のミラーサーバに転送し、一のクライアントと一のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、一のミラーサーバが、コネクションが確立されるときに権利をコネクション分配装置に返却し、当該コネクション分配装置が、返却される権利を受け取ると、権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を現に保有している他のミラーサーバに転送し、他のクライアントと他のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させるように構成されているのが好ましい。
【００１７】
また、コネクション分配装置は、権利を複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当てる権利割当処理部と、複数のミラーサーバのうちの所定のミラーサーバとの間で既にコネクションが確立されているクライアントのＩＰアドレス及びポート番号と当該コネクションが確立されている所定のミラーサーバのＭＡＣアドレスとの対応関係を記憶するテーブルと、クライアントと所定のミラーサーバとの間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときにテーブルに対応関係を追加し、コネクションが切断されたときにテーブルから対応関係を削除するコネクション監視処理部と、ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントから現に権利を保有しているミラーサーバに対して送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、テーブルの対応関係に基づいて、現に権利を保有しているミラーサーバのＭＡＣアドレスから一のクライアントとの間でコネクションが確立されているミラーサーバのＭＡＣアドレスに変換するＭＡＣアドレス変換処理部と、パケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチングするとともに、一のミラーサーバから受信した「根拠のないＡＲＰ要求」については他のミラーサーバに転送せず、ネットワーク接続装置に転送するスイッチング処理部とを備えていてもよい。
【００１８】
また、本発明の負荷分散装置は、クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を保有している一のミラーサーバに転送し、一のクライアントと一のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させることを特徴とする。
【００１９】
また、負荷分散装置が、コネクションが確立されるときに一のミラーサーバから返却される権利を受け取ると、権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を現に保有している他のミラーサーバに転送し、他のクライアントと他のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させるように構成されているのが好ましい。
【００２０】
さらに、負荷分散装置は、権利を複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当てる権利割当処理部と、複数のミラーサーバのうちの所定のミラーサーバとの間で既にコネクションが確立されているクライアントのＩＰアドレス及びポート番号と当該コネクションが確立されている所定のミラーサーバのＭＡＣアドレスとの対応関係を記憶するテーブルと、クライアントと所定のミラーサーバとの間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときにテーブルに対応関係を追加し、コネクションが切断されたときにテーブルから対応関係を削除するコネクション監視処理部と、ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントから現に権利を保有しているミラーサーバに対して送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、テーブルの対応関係に基づいて、現に権利を保有しているミラーサーバのＭＡＣアドレスから一のクライアントとの間でコネクションが確立されているミラーサーバのＭＡＣアドレスに変換するＭＡＣアドレス変換処理部と、パケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチングするとともに、一のミラーサーバから受信した「根拠のないＡＲＰ要求」については他のミラーサーバに転送せず、ネットワーク接続装置に転送するスイッチング処理部とを備えていてもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明のコンテンツ配信システムが接続されるネットワーク構成を示す図である。本発明のコンテンツ配信システムは、負荷分散装置を実現するコネクション分配装置３０及びコンテンツサーバ４０から構成される。コンテンツサーバ４０は、複数のミラーサーバ４０−１〜４０−４から構成されている。
【００２３】
図１において、クライアント１０は、ユーザが備えた、コンテンツサーバ４０からコンテンツの提供を受ける側のパーソナルコンピュータなどである。クライアント１０は、例えばモデムやターミナルアダプタなどを介してインターネット１００に接続される。クライアント１０には、ＩＰアドレスとして「ＩＰ１」が割り当てられているものとする。
【００２４】
ネットワーク接続装置としてのエッジルータ２１は、外部のインターネット１００と内部ＬＡＮ（イーサーネット）との接続地点に設けられ、パケットのＩＰヘッダの中のＩＰアドレスなどを基に、パケットのルーティング（経路選択）を行う。エッジルータ２１は、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応関係を格納するテーブルであるＡＲＰキャッシュ２２を備えている。
【００２５】
尚、一般にＬＡＮに接続された端末は、エッジルータ２１と同様に、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応関係を認識してＬＡＮ通信を実現するために、ＡＲＰキャッシュを備えている。ＡＲＰ（Address Resolution Protocol ；アドレス解決プロトコル）は、例えば最初の通信時（新規購入後のセットアップ完了後など）にＡＲＰキャッシュ内に情報がないためＭＡＣアドレスがわからないとき、全端末にＩＰアドレスを問い合わせ、該当端末からの返事のフレームでＭＡＣアドレスの情報を取得するプロトコルである。このＡＲＰにはＡＲＰ要求とＡＲＰ応答がある。
【００２６】
尚、エッジルータ２１には、ＬＡＮ通信する場合に必要な端末の物理アドレスであるＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ１」が割り付けられているものとする。
【００２７】
コネクション分配装置３０は、エッジルータ２１とコンテンツサーバ４０との間に設置され、コンテンツサーバ４０を構成する各ミラーサーバ４０−１〜４０−４に対してクライアント１０からのコネクションを適切に分配する装置である。
【００２８】
コネクション分配装置３０は、エッジルータ２１に対しＡＲＰの一種である「根拠のないＡＲＰ要求」（ＡＲＰについてはＩＥＴＦ（Internet Engineering Tas
ｋ Ｆｏｒｃｅ ）文書ＲＦＣ８２６参照）を使用して自身のＭＡＣアドレスを通知できるミラーサーバ４０−１〜４０−４の権利、すなわち、クライアント１０からのコネクションが割り振られるというミラーサーバ４０−１，４０−２の権利であるトークン（Ｔｏｋｅｎ）を、ある一つのミラーサーバ（例えばミラーサーバ４０−１）に割り当てる機能を備えている。また、コネクション分配装置３０は、トークンを保持しているミラーサーバ（例えばミラーサーバ４０−１）に対してクライアント１０からの新たなコネクションを割り振る機能を備えている。
【００２９】
さらに、コネクション分配装置３０は、クライアント１０とミラーサーバのコネクションを同一のミラーサーバで終端させるため、すなわち、クライアント１０とミラーサーバとの間で既に確立されたコネクションを維持させるため、クライアント１０から例えばミラーサーバ４０−１に送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、正当なミラーサーバ４０−１のＭＡＣアドレスに変換する機能なども備えている。
【００３０】
尚、コネクション分配装置３０は、通常のＭＡＣスイッチに上記各機能などを追加することにより、クライアント１０からのコネクションを各ミラーサーバ４０−１〜４０−４に適切に分配することを実現している。また、コネクション分配装置３０には、トークンをミラーサーバ４０−１〜４０−４との間で受け渡しをするときに使用するＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ６」が割り当てられている。コネクション分配装置３０の具体的構成については後述する（図２参照）。
【００３１】
コンテンツサーバ４０は、クライアント１０からの要求に対してコンテンツを提供するサーバである。上記したように、コンテンツサーバ４０は、複数のミラーサーバ４０−１〜４０−４から構成されている。各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は、同一のＩＰアドレス「ＩＰ２」と同一のコンテンツを具備している。従って、ＷＡＮ側に接続されているエッジルータ２１からは、各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は意識されず、グローバルアドレスが付与された唯一つのコンテンツサーバ４０があるかのように認識される。
【００３２】
ミラーサーバ４０−１には、ＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ２」が割り付けられ、ミラーサーバ４０−２には、ＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ３」が割り付けられ、ミラーサーバ４０−３には、ＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ４」が割り付けられ、また、ミラーサーバ４０−４には、ＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ５」が割り付けられているものとする。
【００３３】
尚、各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は、同一のＩＰアドレスと同一のコンテンツを具備するとしていたが、全く同一のハードディスクイメージ（デッドコピー）を具備するものであってもよい。各ミラーサーバ４０−１〜４０−４の具体的構成については後述する（図４参照）。
【００３４】
各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は、コネクション分配装置３０から送信されたトークンを受信して取得すると、「根拠のないＡＲＰ要求」をエッジルータ２１に対して送信する機能を備えている。
【００３５】
ここで、「根拠のないＡＲＰ要求」は、自端末（自ホスト）のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを他端末（他ホスト）に通知し、他端末のＡＲＰキャッシュのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを更新させるフレームである。「根拠のないＡＲＰ要求」を受信した他端末は、そのＡＲＰ要求の内容に従ってＡＲＰキャッシュ内に格納されたＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの情報を更新しなければならないことになっている。尚、他端末が自端末に割り当てられているＩＰアドレスを使用していない限り、このＡＲＰ要求に対して応答はしない（もし応答があるとすれば、ＩＰアドレスが重複して割り当てられているという障害であり通常はありえない。
【００３６】
また、各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は、クライアント１０との間でコネクションが張られたとき、すなわち、アプリケーション通信を開始するときに、自身が保有しているトークンをコネクション分配装置３０に送信して返却する機能も備えている。
【００３７】
尚、図１においては、コンテンツサーバ４０は、４つのミラーサーバ４０−１〜４０−４から構成されているが、４つに限られるものではなく、複数のミラーサーバ４０−１〜４０−ｎで構成されていてもよい。
【００３８】
図２は、コネクション分配装置の構成を示すブロック図である。尚、図１では、コネクション分配装置３０には４つのミラーサーバ４０−１〜４０−４が接続されていたが、図２では、説明を簡略化するため、コネクション分配装置３０に２つのミラーサーバ４０−１，４０−２を接続した構成としている。
【００３９】
図２に示すように、コネクション分配装置３０には、ＷＡＮ側にエッジルータ２１を接続する物理ポート３１が設けられ、ＬＡＮ側にミラーサーバ４０−１，４０−２をそれぞれ接続する物理ポート３２，３３が設けられている。尚、図２では、コネクション分配装置３０は、ＷＡＮ側に１つの物理ポート３１を、ＬＡＮ側には２つの物理ポート３２，３３を収容した構成としているが、これに限られるものではなく、ＷＡＮ側にＮ個の物理ポートを、ＬＡＮ側にもＮ個の物理ポートを収容することも可能である。
【００４０】
トークン割当処理部３４は、複数のミラーサーバ４０−１，４０−２の中から負荷がかかっていない適切なミラーサーバを選択し、その選択したミラーサーバにトークンを送信して割り当てる。コネクション監視処理部３５は、クライアント１０とミラーサーバ４０−１，４０−２との間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときにコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６にエントリを追加し、コネクションが切断されたときにコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６からエントリを削除する。
【００４１】
コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６は、複数のクライアント１０とミラーサーバ４０−１，４０−２のアプリケーションの通信において、それぞれの通信におけるコネクションとミラーサーバ４０−１，４０−２のＭＡＣアドレスとの対応関係の情報を記憶するテーブルである。
【００４２】
図３は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表の一例を示す図である。図３においては、クライアント１０とミラーサーバのアプリケーションが通信している場合における、パケットのクライアント１０側のＩＰアドレスとクライアント１０側のポート番号の組のことを「コネクション」といっている。また、コネクションとアプリケーション通信しているミラーサーバのＭＡＣアドレス（下りフレームの宛先ＭＡＣアドレス）の対応関係の情報を「エントリ」という。エントリは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７がコネクションを基にしてＭＡＣアドレスを効率よく検索できるように、コネクションをキーとする連想メモリ形式でコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に記憶される。
【００４３】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、物理ポート３１から入力したパケット（下りフレーム）内のコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に存在するか否かを検索し、そのコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に存在する場合に、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のエントリに従ってパケットの宛先ＭＡＣアドレスをエントリのＭＡＣアドレスに変換する（書き換える）。また、ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、物理ポート３２または３３から入力したパケット（上りフレーム）内のコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に存在するか否かを検索し、そのコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に存在する場合に、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のエントリに従ってパケットの発信元ＭＡＣアドレスをエントリのＭＡＣアドレスに変換する。
【００４４】
スイッチング処理部３８は、物理ポート３１から入力したパケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいて、該当の物理ポート３２または３３に向けてパケットをスイッチングする。また、スイッチング処理部３８は、物理ポート３２または３３から入力したパケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいて、物理ポート３１に向けてパケットをスイッチングする。尚、スイッチング処理部３８は、物理ポート３２または３３から入力したパケットに対しては物理ポート３１に向けてのみスイッチングする。すなわち、スイッチング処理部３８は、物理ポート３２から物理ポート３３に向けて、また物理ポート３３から物理ポート３２に向けてはスイッチングしない。
【００４５】
図４は、ミラーサーバの構成を示すブロック図である。尚、ミラーサーバ４０−１及びミラーサーバ４０−２は、上記したように、全く同一構成であるので、ミラーサーバ４０−１についてのみ内部構成を示し、ミラーサーバ４０−２については図示を省略している。
【００４６】
図４において、通信部４１は、コネクション分配装置３０の物理ポート３２と接続され、コネクション分配装置３０との間でパケット（フレーム）の送受信を行う。記憶部４２は、ミラーサーバ４０−１の各種処理を制御するための制御プログラム４２ａや、ＨＴＴＰやＦＴＰ（File Transfer Protocol）などのアプリケーションで転送されるファイルなどのコンテンツ４２ｂなどを記憶（保存）する。ＡＲＰキャッシュ４３は、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応関係を格納するテーブルである。
【００４７】
制御部４４は、記憶部４２に格納された制御プログラム４２ａに従って、クライアント１０に対してコンテンツ４２ｂを提供する動作を制御する他に、本発明の負荷分散方法を実現するための次のような処理も行う。すなわち、制御部４４は、通信部４１においてコネクション分配装置３０から送信されたトークンを受信すると、記憶部４２の制御プログラム４２ａに従って、「根拠のないＡＲＰ要求」をエッジルータ２１に送信する処理を実行する。また、制御部４４は、クライアント１０との間でコネクションが張られるとき、記憶部４２の制御プログラム４２ａに従って、保持しているトークンをコネクション分配装置３０に送信して返却する処理を実行する。
【００４８】
図５は、ミラーサーバが通信で使用するプロトコルスタックを示す図である。図５において、ＭＡＣ／ＬＬＣ（Media Access Control／Logical Link Control）は、データリンク層（レイヤ２）に対応しているプロトコルで、データをフレーム化して送受信し、そのフロー制御、伝送エラー制御などを行う。
【００４９】
ＩＰ（Internet Protocol ）は、ネットワーク層（レイヤ３）に対応しているプロトコルで、通信相手をＩＰアドレスで識別し、エンド−エンドの通信を実現する。ＡＲＰも、ネットワーク層に対応しているプロトコルで、上記したように、通信相手のＩＰアドレスからＭＡＣアドレスを求めるものである。トークン処理部は、トークンの受け渡し（送受信）に使用する新規のプロトコルであり、ネットワーク層に新たに定義されている。
【００５０】
ＴＣＰ／ＵＤＰ（Transmission Control Protocol／User Datagram Protocol ）は、トランスポート層（レイヤ４）に対応しているプロトコルで、コネクションの確立・解放、データ転送などを行う。アプリケーションは、セッション層（レイヤ５）からアプリケーション層（レイヤ７）に対応し、ＦＴＰ、ＨＴＴＰなどのプロトコルが利用される。
【００５１】
図５に示すように、ミラーサーバ４０−１，４０−２とコネクション分配装置３０との間で送受信されるフレームにはトークン処理部が設けられている。トークン処理部は、トークンの受け渡しをミラーサーバ４０−１，４０−２の制御部４４に実行させる。制御部４４は、コネクション分配装置３０から送信されたトークンを受信すると、その直後に、フレームのＡＲＰを「根拠のないＡＲＰ要求」に設定して送信させる。また、制御部４４は、クライアント１０からアプリケーションに対して通信が開始され、アプリケーションデータをクライアント１０に送信する際に、トークンをコネクション分配装置３０に返却する。
【００５２】
図６は、「根拠のないＡＲＰ要求」のフレーム構造（イーサーネットフレーム構造）を示す図である。図６に示すように、「宛先アドレス」としては、ブロードキャストアドレス（ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ）が格納され、「発信元アドレス」としては、自インターフェースに付与されているＭＡＣアドレスが格納される。フレームタイプはＡＲＰである。
【００５３】
「送り手イーサーネットアドレス」としては、自インターフェースに付与されているＭＡＣアドレスが格納され、「送り手ＩＰアドレス」としては、自ホストに割り当てられているＩＰアドレスが格納される。「ターゲットイーサーネットアドレス」としては、ブロードキャストアドレス（ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ）が格納され、「ターゲットＩＰアドレス」としては、自ホストに割り当てられているＩＰアドレスが格納される。
【００５４】
尚、「根拠のないＡＲＰ要求」が普通の「ＡＲＰ要求」と違うのは、「ターゲットＩＰアドレス」が自ホスト（自分自身）に割り当てられているＩＰアドレスになっていることだけである。
【００５５】
次に、本発明の負荷分散装置の動作について説明する。
図７は、本発明のコンテンツ配信システムにおけるトークン割り当て動作を説明するためのシーケンス図である。
【００５６】
前提として、コネクション分配装置３０がトークンを保持している状態であるものとする。この状態は、コネクション分配装置３０の電源を立ち上げた初期状態、またはミラーサーバ４０−１，４０−２からトークンを返却された状態である（図９のステップＳＴ４０参照）。
【００５７】
コネクション分配装置３０において、トークン割当処理部３４は、トークンを割り当てる（与える）べきミラーサーバ４０−１，４０−２を任意のアルゴリズムで決定する（ステップＳＴ１）。このアルゴリズムとしては、例えば、各ミラーサーバ４０−１，４０−２に順番を付けておき、クライアント１０からのコネクションの接続先をコネクション毎に順番に選択するラウンドロビン法や、各ミラーサーバ４０−１，４０−２に所定基準の重み付けをし、その重み付けを加味した優先順位により決定する優先順位法などがある。尚、本実施の形態においては、ラウンドロビン法を用いるものとして説明する。
【００５８】
トークン割当処理部３４は、ラウンドロビン法で決定したミラーサーバ（ここではミラーサーバ４０−１としている）に対して物理ポート３２を介してトークンを送信する（ステップＳＴ２）。この段階においては、コネクション分配装置３０はミラーサーバ４０−１のＭＡＣアドレスを知らないので、トークンを運ぶＭＡＣフレームの宛先ＭＡＣアドレスはブロードキャストアドレスが使用され、発信元ＭＡＣアドレスはコネクション分配装置３０に割り当てられているＭＡＣアドレス（ＭＡＣ６）が使用される。
【００５９】
ミラーサーバ４０−１では、制御部４４は、コネクション分配装置３０から送信されたトークンを通信部４１を介して受信すると（ステップＳＴ３）、制御プログラム４２ａに従って、「根拠のないＡＲＰ要求」を出力するよう制御する。すなわち、制御部４４は、図６に示したように、ＡＲＰのフレーム（ＡＲＰパケット）の送り手ＩＰアドレスとターゲットＩＰアドレスにコンテンツサーバ４０として唯一つ提供されているＩＰアドレス（ＩＰ２）を付与し、そのように設定した「根拠のないＡＲＰ要求」を通信部４１を介して送信する（ステップＳＴ４）。
【００６０】
コネクション分配装置３０では、トークン割当処理部３４は、ミラーサーバ４０−１から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」を物理ポート３２を介して受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」の発信元アドレス（ＭＡＣ２）を取り出してコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に記憶するとともに、ＭＡＣアドレス変換処理部３７に通知する（ステップＳＴ５）。
【００６１】
また、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−１から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」を物理ポート３２を介して受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」をＷＡＮ側の物理ポート３１に向けてそのままスイッチングする。これにより、「根拠のないＡＲＰ要求」は、物理ポート３１を介してエッジルータ２１に転送される（ステップＳＴ６）。
【００６２】
尚、図６に示したように、「根拠のないＡＲＰ要求」の宛先アドレスには、ブロードキャストアドレスが格納されているので、本来なら、「根拠のないＡＲＰ要求」は、ＬＡＮに接続されている全ての端末に転送される。しかし、スイッチング処理部３８は、ＬＡＮ側の物理ポート３２，３３同士はスイッチングしないように構成されているため、ミラーサーバ４０−１から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」をＬＡＮ側の物理ポート３３にはスイッチングしない。従って、ミラーサーバ４０−２には、「根拠のないＡＲＰ要求」は転送されない。
【００６３】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送された「根拠のないＡＲＰ要求」を受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」の内容に従って、ミラーサーバ４０−１のＩＰアドレス（ＩＰ２）とＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）をＡＲＰキャッシュ２２に記憶して更新する（ステップＳＴ７）。その結果、クライアント１０からのコネクションの接続先が、ミラーサーバ４０−１に自動的に決定されることになる。
【００６４】
図８は、本発明のコンテンツ配信システムにおけるコネクション割り振り動作を説明するためのシーケンス図である。
【００６５】
ユーザは、コンテンツサーバ４０がインターネット１００上に提供しているコンテンツを取得しようとする場合、クライアント１０でコンテンツサーバ４０のＩＰアドレス（ＩＰ２）を指定し、コンテンツサーバ４０にパケットを送信してアクセスする（ステップＳＴ１０）。
【００６６】
エッジルータ２１は、クライアント１０からのコンテンツサーバ４０に対してアクセスするパケットを受信すると、ＡＲＰキャッシュ２２に格納されている情報を参照することにより、パケットを転送すべきＩＰアドレス（ＩＰ２）に対応するＭＡＣアドレス（宛先ＭＡＣアドレス）を直ちに解決する。このとき、ＡＲＰキャッシュ２２に格納されているＭＡＣアドレスは「ＭＡＣ２」であるので、エッジルータ２１は、現在トークンを保有しているＭＡＣ２のミラーサーバ４０−１に対してクライアント１０からのパケットを転送する（ステップＳＴ１１）。
【００６７】
コネクション分配装置３０では、コネクション監視処理部３５は、エッジルータ２１から転送されたパケットを物理ポート３１を介して受信すると、図３に示すようにパケットのクライアント１０側ＩＰアドレス（ＩＰ１）及びポート番号（例えば２３）の組をコネクションとし、そのコネクションとパケット（フレーム）の宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）とをエントリとしてコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に追加する（ステップＳＴ１２）。
【００６８】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６にはパケットのコネクションに対応するエントリがなかったので、パケットのＭＡＣアドレスを変換せずに、パケットをスイッチング処理部３８に送る。
【００６９】
スイッチング処理部３８は、パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）に従って、物理ポート３２に向けてスイッチングする。これにより、パケットは、ミラーサーバ４０−１に転送される（ステップＳＴ１３）。
【００７０】
ミラーサーバ４０−１では、制御部４４は、コネクション分配装置３０から送信されたパケットを通信部４１を介して受信すると（ステップＳＴ１４）、制御プログラム４２ａに従って、アプリケーション処理を実行し、応答パケットを送信する（ステップＳＴ２２）。
【００７１】
但し、制御部４４は、ＡＲＰキャッシュ４３に情報が格納されていない場合には、応答パケットを送信することができないので、応答パケットを送信する前に、エッジルータ２１のＭＡＣアドレスを解決するためにＡＲＰ要求を送信（発信）する（ステップＳＴ１５）。その後、制御部４４は、アプリケーション処理を実行する（ステップＳＴ１６）。
【００７２】
コネクション分配装置３０では、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−１から送信されたＡＲＰ要求を物理ポート３２を介して受信すると、ＡＲＰ要求を物理ポート３１のみに向けてスイッチングする。これにより、ＡＲＰ要求は、エッジルータ２１にのみ転送される（ステップＳＴ１７）。
【００７３】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送されたＡＲＰ要求を受けると、そのＡＲＰ要求に対するＡＲＰ応答を送信する（ステップＳＴ１８）。そして、コネクション分配装置３０は、スイッチング処理部３８がＡＲＰ応答を物理ポート３２に向けてスイッチングすることにより、ＡＲＰ応答をミラーサーバ４０−１に転送する（ステップＳＴ１９）。
【００７４】
ミラーサーバ４０−１では、制御部４４は、コネクション分配装置３０から転送されたＡＲＰ応答を通信部４１を介して受信すると（ステップＳＴ２０）、ＡＲＰ応答の内容に従って、ＡＲＰキャッシュ４３にエッジルータ２１のＩＰアドレスとＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１）を記憶する（ステップＳＴ２１）。その後、制御部４４は、クライアント１０からのアクセスに対する応答パケットをクライアント１０に対して送信する（ステップＳＴ２２）。
【００７５】
コネクション分配装置３０では、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−１から送信された応答パケットを物理ポート３２を介して受信すると、応答パケットを物理ポート３１に向けてスイッチングする。従って、応答パケットは、スイッチング処理部３８からＭＡＣアドレス変換処理部３７に送られる。
【００７６】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のエントリを参照することにより、応答パケットの発信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）をトークンを保有しているミラーサーバ４０−１のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）に書き換える（ステップＳＴ２３）。このとき、パケットの発信元ＭＡＣアドレスとトークンを保有しているミラーサーバ４０−１のＭＡＣアドレスとは、いずれもＭＡＣ２であって同一の値であるので、ＭＡＣアドレスは同一の値に上書きされることになる。
【００７７】
応答パケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７でＭＡＣアドレスの変換処理が行われた後、コネクション監視処理部３５を通過して、物理ポート３１を介してエッジルータ２１に転送される（ステップＳＴ２４）。
【００７８】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送された応答パケットをミラーサーバ４０−１からの応答パケットとして受信する。エッジルータ２１は、応答パケットを受信すると、ルーティングを行って、クライアント１０に対して応答パケットを転送する（ステップＳＴ２５）。
【００７９】
クライアント１０は、エッジルータ２１から送信された応答パケットをインターネット１００を経由して受信すると、応答パケットに対するパケットを送信する（ステップＳＴ２６）。エッジルータ２１は、クライアント１０から送信されたパケットを受信すると、ルーティングを行って、ミラーサーバ４０−１に対して転送する（ステップＳＴ２７）。
【００８０】
コネクション分配装置３０では、コネクション監視処理部３５は、エッジルータ２１から転送されたパケットを物理ポート３１を介して受信すると、パケット内のコネクションと同じコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に存在するか否かを確認する。このとき、コネクション監視処理部３５は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に同じコネクションを発見するので、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６には何もエントリを追加しない。コネクション監視処理部３５を通過したパケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７に送られる。
【００８１】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、パケットのコネクションと同一のコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６の中に存在することを確認すると、パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）をコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のエントリのＭＡＣアドレスに書き換える（ステップＳＴ２８）。このとき、パケットの宛先ＭＡＣアドレスとコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６中のエントリのＭＡＣアドレスとは、いずれもＭＡＣ２であって同一の値であるので、ＭＡＣアドレスは上書きされることになる。
【００８２】
パケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７でＭＡＣアドレスの変換処理が行われた後、スイッチング処理部３８に送られる。スイッチング処理部３８は、パケットの宛先ＭＡＣアドレスに従って、パケットを物理ポート３２に向けてスイッチングする。これにより、パケットは、ミラーサーバ４０−１に転送される（ステップＳＴ２９）。ミラーサーバ４０−１は、コネクション分配装置３０から転送されたパケットを受信する（ステップＳＴ３０）。
【００８３】
その後、クライアント１０とミラーサーバ４０−１におけるアプリケーション通信でやり取りするパケットは、上記したステップＳＴ２２からステップＳＴ３０の処理が繰り返される。
【００８４】
図９は、本発明のコンテンツ配信システムにおけるトークン返却後のトークン割り当て動作を説明するためのシーケンス図である。
【００８５】
ミラーサーバ４０−１の制御部４４は、クライアント１０との間でコネクションが張られるとき、すなわち、図８のステップＳＴ２２の処理において応答パケットを送信した直後に、トークンをコネクション分配装置３０に送信して返却する（ステップＳＴ４０）。
【００８６】
ミラーサーバ４０−１がトークンを返却するのは、別のクライアント１０’からのコンテンツサーバ４０に対するコネクションがあったときに、そのコネクションの接続先を他のミラーサーバに引き渡すためである。
【００８７】
コネクション分配装置３０では、トークン割当処理部３４は、ミラーサーバ４０−１から送信されたトークンを物理ポート３２を介して受信すると（ステップＳＴ４１）、ラウンドロビン法に従って、次にトークンを割り当てるミラーサーバを決定し（ステップＳＴ４２）、当該ミラーサーバにトークンを送信する（ステップＳＴ４３）。ここで、トークン割当処理部３４は、次のコネクションの接続先としてミラーサーバ４０−２に決定し、トークンを送信したものとする。
【００８８】
ミラーサーバ４０−２では、制御部４４は、コネクション分配装置３０から送信されたトークンを通信部４１を介して受信すると（ステップＳＴ４４）、「根拠のないＡＲＰ要求」を通信部４１を介して送信する（ステップＳＴ４５）。
【００８９】
コネクション分配装置３０では、トークン割当処理部３４は、ミラーサーバ４０−２から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」を物理ポート３３を介して受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」の発信元アドレス（ＭＡＣ３）を取り出してコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に記憶するとともに、ＭＡＣアドレス変換処理部３７に通知する（ステップＳＴ４６）。
【００９０】
また、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−２から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」を物理ポート３３を介して受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」をＷＡＮ側の物理ポート３１に向けてスイッチングする。これにより、「根拠のないＡＲＰ要求」は、物理ポート３１を介してエッジルータ２１に転送される（ステップＳＴ４７）。
【００９１】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送された「根拠のないＡＲＰ要求」を受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」の内容に従って、ミラーサーバ４０−２のＩＰアドレス（ＩＰ２）とＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）をＡＲＰキャッシュ２２に記憶して更新する（ステップＳＴ４８）。その結果、クライアント１０からの次のコネクションの接続先が、ミラーサーバ４０−２に自動的に決定されることになる。
【００９２】
図１０は、本発明のコンテンツ配信システムにおける新たな別のコネクション割り振り動作を説明するためのシーケンス図である。
【００９３】
図１０においては、クライアント１０とは別にクライアント１０’からコンテンツサーバ４０に対するコネクションがあるものとする。ユーザは、コンテンツサーバ４０からコンテンツを取得しようとする場合、クライアント１０’でコンテンツサーバ４０のＩＰアドレス（ＩＰ２）を指定し、コンテンツサーバ４０にパケットを送信してアクセスする（ステップＳＴ５０）。
【００９４】
エッジルータ２１は、クライアント１０’からのコンテンツサーバ４０に対してアクセスするパケットを受信すると、ＡＲＰキャッシュ２２に格納されている情報を参照することにより、ルーティングを行って、当該パケットを転送する（ステップＳＴ５１）。ここで、ＡＲＰキャッシュ２２に格納されているＭＡＣアドレスは「ＭＡＣ３」であるので、エッジルータ２１は、現在トークンを保有しているＭＡＣ３のミラーサーバ４０−２に対してクライアント１０’からのパケットを転送する（ステップＳＴ５１）。
【００９５】
コネクション分配装置３０では、コネクション監視処理部３５は、エッジルータ２１から転送されたパケットを物理ポート３１を介して受信すると、パケットのクライアント１０’側ＩＰアドレス及びポート番号の組をコネクションとし、そのコネクションとパケット（フレーム）の宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）とを新しいエントリとしてコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に追加する（ステップＳＴ５２）。
【００９６】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６には新たなコネクションに対応するエントリがなかったので、パケットのＭＡＣアドレスを変換せずに、パケットをスイッチング処理部３８に送る。
【００９７】
スイッチング処理部３８は、パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）に従って、物理ポート３３に向けてスイッチングする。これにより、パケットは、ミラーサーバ４０−２に転送される（ステップＳＴ５３）。
【００９８】
ミラーサーバ４０−２では、制御部４４は、コネクション分配装置３０から送信されたパケットを通信部４１を介して受信すると（ステップＳＴ５４）、制御プログラム４２ａに従って、アプリケーション処理を実行し、応答パケットを送信する（ステップＳＴ５５）。
【００９９】
コネクション分配装置３０では、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−２から送信された応答パケットを物理ポート３３を介して受信すると、応答パケットを物理ポート３１に向けてスイッチングする。従って、応答パケットは、スイッチング処理部３８からＭＡＣアドレス変換処理部３７に送られる。
【０１００】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のエントリを参照することにより、応答パケットの発信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）をトークンを保有しているミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）に書き換える（ステップＳＴ５６）。このとき、パケットの発信元ＭＡＣアドレスとトークンを保有しているミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレスとは、いずれもＭＡＣ３であって同一の値であるので、ＭＡＣアドレスは上書きされることになる。
【０１０１】
応答パケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７でＭＡＣアドレスの変換処理が行われた後、コネクション監視処理部３５を通過して、物理ポート３１を介してエッジルータ２１に転送される（ステップＳＴ５７）。
【０１０２】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送された応答パケットをミラーサーバ４０−２からの応答パケットとして受信する。エッジルータ２１は、応答パケットを受信すると、ルーティングを行って、クライアント１０’に対して応答パケットを転送する（ステップＳＴ５８）。
【０１０３】
クライアント１０’は、エッジルータ２１から送信された応答パケットをインターネット１００を経由して受信する（ステップＳＴ５９）。その後、クライアント１０’が応答パケットに対してパケットを送信する場合は、図８のステップＳＴ２６からステップＳＴ３０の処理が行われる。
【０１０４】
図１１は、本発明のコンテンツ配信システムにおけるＭＡＣアドレス変換動作を説明するためのシーケンス図である。
【０１０５】
尚、図８に示したように、クライアント１０とミラーサーバ４０−１とが既にアプリケーション通信を行っており、また、図９に示したように、トークンがミラーサーバ４０−２に引き渡され、ミラーサーバ４０−２が現にトークンを保有している状態であるものとする。
【０１０６】
クライアント１０からパケットが送信されると（ステップＳＴ６０）、そのパケットは、エッジルータ２１でルーティングされる。このとき、ミラーサーバ４０−２がトークンを保有しており、ＡＲＰキャッシュ２２にはミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）が格納されているので、エッジルータ２１は、クライアント１０からのパケットをミラーサーバ４０−２に対して転送することになる（ステップＳＴ６１）。
【０１０７】
コネクション分配装置３０では、エッジルータ２１から送信されたパケットを物理ポート３１を介して受信すると、コネクション監視処理部３５は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６の中にパケットのコネクションと同一のコネクションを発見するため、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に何もエントリを追加しない。
【０１０８】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、パケットのコネクションと同一のコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６の中に存在することを確認すると、パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）をコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のコネクションに対応するミラーサーバ４０−１のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）に書き換える（ステップＳＴ２８）。
【０１０９】
パケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７でＭＡＣアドレスの変換処理が行われた後、スイッチング処理部３８に送られる。スイッチング処理部３８は、パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）に従って、パケットを物理ポート３２に向けてスイッチングする。これにより、パケットは、ミラーサーバ４０−１に転送される（ステップＳＴ６３）。
【０１１０】
ミラーサーバ４０−１は、コネクション分配装置３０から転送されたパケットを通信部４１で受信すると（ステップＳＴ６４）、制御部４４は、アプリケーション処理に従って、通信部４１からクライアント１０に対して応答パケットを送信する（ステップＳＴ６５）。
【０１１１】
コネクション分配装置３０では、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−１から送信された応答パケットを物理ポート３２を介して受信すると、応答パケットを物理ポート３１に向けてスイッチングする。従って、応答パケットは、スイッチング処理部３８からＭＡＣアドレス変換処理部３７に送られる。
【０１１２】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に記憶されているトークンを保有しているミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレスを参照し、応答パケットの発信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）をトークンを保有しているミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）に書き換える（ステップＳＴ６６）。
【０１１３】
応答パケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７でＭＡＣアドレスの変換処理が行われた後、コネクション監視処理部３５を通過して、物理ポート３１を介してエッジルータ２１に転送される（ステップＳＴ６７）。
【０１１４】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送された応答パケットをミラーサーバ４０−２からの応答パケットとして受信する。このように、エッジルータ２１は、実際は、ミラーサーバ４０−１から送信された応答パケットをミラーサーバ４０−２からの応答パケットとして受信することになる。従って、エッジルータ２１がパケットのルーティングを行う際において、ＡＲＰキャッシュ２２に格納されている情報との整合性が保たれることになる。
【０１１５】
エッジルータ２１は、受信した応答パケットをクライアント１０に対して転送する（ステップＳＴ６８）。クライアント１０は、エッジルータ２１から転送されたパケットをインターネット１００を経由して受信する（ステップＳＴ６９）。
【０１１６】
図１２は、本発明のコンテンツ配信システムにおけるＡＲＰ要求・ＡＲＰ応答及びコネクション終了によるエントリ削除の動作を説明するためのシーケンス図である。
【０１１７】
一般的に、ＡＲＰキャッシュ２２（ＡＲＰキャッシュ４３も同様）に格納されているＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの情報は、エージタイム（例えば１０分）により自動的に消去（クリア）される（ステップＳＴ７０）。
【０１１８】
従って、エッジルータ２１では、ＡＲＰキャッシュ２２のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスがエージタイムにより消去された後に、クライアント１０からパケットが送信された場合（ステップＳＴ７１）は、ルーティングを行ってパケットを転送するためにＡＲＰ要求を行う必要がある。エッジルータ２１は、クライアント１０から送信されたパケットを受信すると（ステップＳＴ７２）、ＡＲＰ要求を送信する（ステップＳＴ７３）。
【０１１９】
コネクション分配装置３０では、ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、エッジルータ２１から送信されたＡＲＰ要求内のブロードキャストアドレスである宛先ＭＡＣアドレスを、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に記憶されているトークンを保有しているミラーサーバ（例えば４０−２）のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）に書き換える（ステップＳＴ７４）。
【０１２０】
スイッチング処理部３８は、ＭＡＣアドレス変換処理部３７によって書き換えられたユニキャストアドレスのＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）を持つＡＲＰ要求として、物理ポート３３に向けてスイッチングする。これにより、ＡＲＰ要求は、トークンを保有しているミラーサーバ４０−２に対してのみ転送される（ステップＳＴ７５）
【０１２１】
ミラーサーバ４０−２では、制御部４４は、通信部４１を介してＡＲＰ要求を受信すると、ＡＲＰ応答を通信部４１を介して送信する（ステップＳＴ７６）。
【０１２２】
コネクション分配装置３０では、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−２から送信されたＡＲＰ応答を物理ポート３１に向けてスイッチングし、ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、ＡＲＰ応答の発信元ＭＡＣアドレスをトークンを保有しているミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）に書き換え、すなわち上書し（ステップＳＴ７７）、物理ポート３１からエッジルータ２１にＡＲＰ応答を転送する（ステップＳＴ７８）。
【０１２３】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送されたＡＲＰ応答を受信すると、ＡＲＰ応答の内容に従って、ＡＲＰキャッシュ２２のＩＰアドレス（ＩＰ２）とＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）の情報を記憶する（ステップＳＴ７９）。その後、エッジルータ２１は、クライアント１０からのパケットをミラーサーバ４０−２に対して転送する（ステップＳＴ８０）。
【０１２４】
コネクション分配装置３０では、コネクション監視処理部３５は、パケットを受信すると、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６にクライアント１０からのコネクションに対応するエントリを追加し（ステップＳＴ８１）、スイッチング処理部３８は、パケットを物理ポート３３に向けてスイッチングする。これにより、パケットがミラーサーバ４０−２に転送される（ステップＳＴ８２）。そして、ミラーサーバ４０−２は、コネクション分配装置３０からのパケットを受信する（ステップＳＴ８３）。
【０１２５】
その後は、図８のステップＳＴ２２からステップＳＴ３０の処理が行われる。
【０１２６】
また、コネクション分配装置３０のコネクション監視処理部３５は、例えばクライアント１０とミラーサーバ４０−２との間のコネクションの終了（切断）を検出すると（ステップＳＴ９０）、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に格納されている当該コネクションに対応するエントリを削除する（ステップＳＴ９１）。これにより、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に格納される同一コネクションの重複したエントリが回避される。
【０１２７】
以上のように、この実施の形態１によれば、エッジルータ２１とコンテンツサーバ４０との間に設置されたコネクション分配装置３０によって、コンテンツサーバ４０を構成する複数のミラーサーバ４０−１〜４０−４に対するクライアント１０からのコネクションを適切に分配するように構成されているので、複数のミラーサーバ４０−１〜４０−４にかかる負荷を均一となるように分散させることができ、クライアント１０側でのコンテンツの転送処理時間を短縮することができる。その結果、インターネット１００上におけるコンテンツサーバ４０に対するレスポンスが一層改善されることになる。
【０１２８】
また、システム管理者は、本発明の負荷分散システムを設置するために、エッジルータ２１に対して何ら特別な設定を行う必要がない。なぜなら、エッジルータ２１は、グローバルアドレスが付与された１つのコンテンツサーバ４０が接続されているのと同様に動作するからである。従って、本発明の負荷分散システムを設置するのに要するシステム管理者の負担は軽いものである。
【０１２９】
また、システム管理者、ミラーサーバ４０−１〜４０−４については、トークンを送受信するためのプロトコル（トークン処理部）を実行するソフトウェア（制御プログラム４２ａ）をインストールするだけでよく、既存のアプリケーションに対しては何ら特別な設定を行う必要はない。従って、本発明の負荷分散システムを設置するための作業負担は、システム管理者にとって軽いものである。
【０１３０】
また、コンテンツサーバ４０を構成する複数のミラーサーバ４０−１〜４０−４は、全く同一のコンテンツを備えているのみならず、同一のＩＰアドレス（グローバルアドレス）が付与される。従って、各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は、元のサーバのデットコピーであってもよく、デットコピーを行う作業は簡単であるため、システム管理者の負担は一層軽減される。
【０１３１】
さらに、各ミラーサーバ４０−１〜４０−４にかかる負荷分散の度合いを高めたい場合には、コネクション分配装置３０のＬＡＮ側の物理ポートを増設し、デットコピーのミラーサーバを接続するだけよく、システム管理者にとって素早い対応が可能となる。
【０１３２】
実施の形態２．
尚、コネクション分配装置３０においては、ＷＡＮ側の物理ポートを増設して複数のエッジルータを接続することも可能である。この場合、ミラーサーバ（例えば４０−１）から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」は、全てのエッジルータに転送され、全てのエッジルータは、ＡＲＰキャッシュの情報を更新する。従って、上記実施の形態１で説明したのと同様に、エッジルータからは、唯一つのコンテンツサーバ４０が接続されているものとして動作するので、上記実施の形態１と同様の効果を奏し得る。また、コネクション分配装置３０が複数のエッジルータを接続可能とすることにより、様々な形態（トポロジ）のネットワークに対して適用することができるようになる。
【０１３３】
また、コネクション分配装置３０は、ＷＡＮ側の物理ポートにエッジルータ２１のみならず通常のＩＰ接続機器（例えばファイアーウォール、認証サーバなど）を複数接続しても、すなわち、エッジルータ２１とコネクション分配装置３０の間に通常のＩＰ接続機器を接続したとしても、上記同様の効果が得られる。
【０１３４】
さらに、コネクションの接続先のミラーサーバの決定方法としては、ラウンドロビン法や優先順位法をあげていたが、これらの方法以外にも、例えば、ランダムにコネクションの接続先を選択するランダム法などであってもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、クライアントが通信ネットワークおよびネットワーク接続装置を介して複数のミラーサーバのいずれかからコンテンツの転送を受けるシステムにおける負荷分散方法であって、クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、権利が割り当てられた一のミラーサーバからネットワーク接続装置に対して、宛先ＭＡＣアドレスを一のミラーサーバのＭＡＣアドレスにさせる要求を送出させるようにした。これにより、複数のミラーサーバにかかる負荷を均一となるように分散させることができ、クライアント側でのコンテンツの転送処理時間を一層短縮することができる効果を奏する。
【０１３６】
また、本発明によれば、権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、クライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を保有している一のミラーサーバに転送し、一のクライアントと一のミラーサーバとの間でコネクションを張らせてアプリケーション通信を実行させるようにした。これにより、本発明の負荷分散方法を実現するために、ネットワーク接続装置に対して何ら特別な設定を行う必要がなく、システム管理者の負担も軽減される。
【０１３７】
また、本発明によれば、コネクションが張られる場合に一のミラーサーバから権利を返却させ、返却される権利を受け取ると、権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を現に保有している他のミラーサーバに転送し、他のクライアントと他のミラーサーバとの間でコネクションを張らせてアプリケーション通信を実行させるようにした。これにより、確実にクライアントからのコネクションを複数のミラーサーバに割り振ることができ、複数のミラーサーバにかかる負荷を確実に分散させることができる。
【０１３８】
また、本発明によれば、クライアントが通信ネットワークおよびネットワーク接続装置を介して複数のミラーサーバのいずれかからコンテンツの転送を受けるコンテンツ配信システムであって、ネットワーク接続装置と複数のミラーサーバとの間にコネクション分配装置が設けられ、ミラーサーバは、コネクションが割り振られる権利をコネクション分配装置から割り当てられると、「根拠のないＡＲＰ要求」を送出し、コネクション分配装置は、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに権利を割り当て、権利を保有している一のミラーサーバに対してクライアントからの新たなコネクションを割り振るものである。このように構成したことにより、複数のミラーサーバにかかる負荷を均一となるように分散させることができ、クライアント側でのコンテンツの転送処理時間を一層短縮することができる効果を奏する。
【０１３９】
また、本発明によれば、コネクション分配装置を、権利を複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当てる権利割当処理部と、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバとの間で既にコネクションを張っているクライアントのＩＰアドレス及びポート番号と当該コネクションが張られている一のミラーサーバのＭＡＣアドレスとの対応関係を記憶するテーブルと、クライアントと一のミラーサーバとの間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときにテーブルに対応関係を追加し、コネクションが切断されたときにテーブルから対応関係を削除するコネクション監視処理部と、ネットワーク接続装置から転送される、クライアントから一のミラーサーバに対して送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、現に権利を保有している他のミラーサーバのＭＡＣアドレスから一のミラーサーバのＭＡＣアドレスに変換するＭＡＣアドレス変換処理部と、パケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチングするスイッチング処理部とから構成した。これにより、クライアントからのコネクションを適切に複数のミラーサーバに分配するコネクション分配装置を確実に構成することができ、上記効果を一層容易に達成することができる。
【０１４０】
また、本発明によれば、スイッチング処理部は、一のミラーサーバから受信した「根拠のないＡＲＰ要求」を他のミラーサーバに転送せず、ネットワーク接続装置に転送するように構成したので、ネットワーク接続装置に対して権利を保有している一のミラーサーバを確実に認識させることができるとともに、一のミラーサーバから他のミラーサーバに対する不必要なフレーム転送を回避することができる。
【０１４１】
また、本発明によれば、権利を保有している一のミラーサーバは、クライアントへの応答パケットを送出すると権利を返却するように構成したので、確実に他のミラーサーバに権利を引き渡すことができ、その結果、クライアントからの新たなコネクションを確実に他のミラーサーバに分配することが可能となる。
【０１４２】
また、本発明によれば、クライアントが通信ネットワークおよびネットワーク接続装置を介して複数のミラーサーバのいずれかからコンテンツの転送を受けるシステムにおけるネットワーク接続装置と複数のミラーサーバとの間に配置される負荷分散装置であって、この負荷分散装置は、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに権利を割り当て、権利を保有している一のミラーサーバに対してクライアントからの新たなコネクションを割り振るように構成した。これにより、複数のミラーサーバにかかる負荷を均一となるように分散させることができ、クライアント側でのコンテンツの転送処理時間を一層短縮することができる効果を奏する。
【０１４３】
さらに、本発明によれば、負荷分散装置を、権利を複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当てる権利割当処理部と、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバとの間で既にコネクションを張っているクライアントのＩＰアドレス及びポート番号と当該コネクションが張られている一のミラーサーバのＭＡＣアドレスとの対応関係を記憶するテーブルと、クライアントと一のミラーサーバとの間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときにテーブルに対応関係を追加し、コネクションが切断されたときにテーブルから対応関係を削除するコネクション監視処理部と、ネットワーク接続装置から転送される、クライアントから一のミラーサーバに対して送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、現に権利を保有している他のミラーサーバのＭＡＣアドレスから一のミラーサーバのＭＡＣアドレスに変換するＭＡＣアドレス変換処理部と、パケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチングするスイッチング処理部とから構成した。これにより、複数のミラーサーバにかかる負荷を分散する負荷分散装置を確実に構成することができ、上記効果を一層容易に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のコンテンツ配信システムが接続されるネットワーク構成を示す図である。
【図２】 コネクション分配装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 コネクション対ＭＡＣアドレス対応表の一例を示す図である。
【図４】 ミラーサーバの構成を示すブロック図である。
【図５】 ミラーサーバが通信で使用するプロトコルスタックを示す図である。
【図６】 「根拠のないＡＲＰ要求」のフレーム構造を示す図である。
【図７】 本発明のコンテンツ配信システムにおけるトークン割り当て動作を説明するためのシーケンス図である。
【図８】 本発明のコンテンツ配信システムにおけるコネクション割り振り動作を説明するためのシーケンス図である。
【図９】 本発明のコンテンツ配信システムにおけるトークン返却後のトークン割り当て動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１０】 本発明のコンテンツ配信システムにおける新たな別のコネクション割り振り動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１１】 本発明のコンテンツ配信システムにおけるＭＡＣアドレス変換動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１２】 本発明のコンテンツ配信システムにおけるＡＲＰ要求・ＡＲＰ応答及びコネクション終了によるエントリ削除の動作を説明するためのシーケンス図である。
【符合の説明】
１０ クライアント
２１ エッジルータ（ネットワーク接続装置）
２２ ＡＲＰキャッシュ
３０ コネクション分配装置（負荷分散装置）
３４ トークン割当処理部
３５ コネクション監視処理部
３６ コネクション対ＭＡＣアドレス対応表（テーブル）
３７ ＭＡＣアドレス変換処理部
３８ スイッチング処理部
４０ コンテンツサーバ
４０−１〜４０−４ ミラーサーバ
１００ インターネット（通信ネットワーク）
【発明の属する技術分野】
本発明は、クライアントからのインターネット経由のコネクションを各ミラーサーバに適切に分配することにより、各ミラーサーバにかかる負荷を分散する負荷分散方法、コンテンツ配信システム及び負荷分散装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日のインターネットの普及に伴って、ユーザがクライアントからインターネットを介してサーバにアクセスして、サーバから様々なコンテンツを取得することが一般的に行われている。サーバの中には、非常に人気が高いためクライアントからのアクセス数が多く混雑するものがある。そのようなサーバでは、混雑を解消するために、元のサーバと同じ機能や情報を保持したいわゆるミラーサーバを複数台設置することにより、サーバにかかる負荷の分散が図られている。
【０００３】
しかし、クライアントから複数のミラーサーバに対するアクセス頻度は、ミラーサーバ毎に異なり、複数のミラーサーバには、均等に負荷がかかっているわけではない。従って、複数のミラーサーバが効率的に活用されず、その結果、ユーザが高速にミラーサーバからコンテンツを取得することができない場合が生じ得る。そこで、ユーザが複数のミラーサーバの中から最適なミラーサーバを選択する方法が、例えば、特開２０００−２９８１３号公報や特開２００１−２５６２０８号公報などに開示されている。
【０００４】
特開２０００−２９８１３号公報に開示された方法（サーバ選択システム）は、プライマリサーバに用意されている複数のミラーサーバを認識し、複数のミラーサーバの状態を調べ、クライアントとのデータの送受信に適したミラーサーバを決定して接続するものである。
【０００５】
また、特開２００１−２５６２０８号公報に開示された方法（ミラーサーバ間におけるロードバランスを取る方法）は、Ｗｅｂページがクライアントからアクセスされたときに、Ｗｅｂページの他に所定スクリプトもクライアントに転送し、複数のミラーサーバそれぞれと接続を確立し、それらの応答時間を測定するため、クライアントでスクリプトを自動的に実行し、応答時間が最短のミラーサーバを選択するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したミラーサーバの選択方法は、クライアント側において負荷のかかっていない最適なミラーサーバを選択する方法であるため、クライアントに当該方法を実現する手段（以下、サーバ選択手段という）を設定または導入（インストール）しなければならない。従って、サーバ選択手段を設定または導入していないクライアントは、最適なミラーサーバの選択を行うことができず、また、クライアントにサーバ選択手段を設定または導入するにはユーザの手間もかかってしまう。
【０００７】
一方、従来、サーバ側においては、クライアントからのミラーサーバに対するコネクションを複数のミラーサーバに均等に振り分けることができなかった。複数のミラーサーバが設置されている場合には、ミラーサーバ毎にＩＰアドレスが設定される。この場合、クライアントで指定されたＩＰアドレスに対応するミラーサーバに対してしか、クライアントからのコネクションが確立されない。すなわち、サーバ側では、クライアントで指定されたＩＰアドレスに対応しないミラーサーバ（ＩＰアドレスの異なるミラーサーバ）に対しては、クライアントからのコネクションを確立するためのパケットを転送（ルーティング）しない。
【０００８】
このように、サーバ側でクライアントからのコネクションを複数のミラーサーバに均等に振り分けることができなかったので、複数のミラーサーバにかかる負荷を均一にすることができず、複数のミラーサーバを効率的に活用することができなかった。その結果、複数のミラーサーバが設置されているにもかかわらず、ユーザにとっては、特定のミラーサーバが混雑しているために、高速にミラーサーバからコンテンツを取得できないことも生じ得るものであった。
【０００９】
例えば、クライアントが、あるＵＲＬ（Uniform Resource Locator）に存在するファイルをＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）プロトコルで取得（ＧＥＴ）している最中に、別のクライアントから当該ＵＲＬに存在するファイルを取得しようとしても、当該ＵＲＬのミラーサーバが混雑しているため（ダウンロード中であるため）、ファイルの取得を待たされたりしてしまう。
【００１０】
ミラーサーバのファイルの転送性能は、そのミラーサーバの外部記憶装置等のハードウェアに依存するため、いくら回線速度を高速化したとしても、クライアントのファイルの取得速度（転送処理時間）は制限される。
【００１１】
尚、クライアント側のエッジルータやプロキシサーバにおけるキャッシュ機能を利用することにより、よく利用するサイトの情報などを一時的に保管し、トラフィックの軽減を図ることも行われているが、キャッシング容量には制限があり、また、サーバ側で複数のミラーサーバにかかる負荷を均一化するものではないので、本質的な解決にはならない。
【００１２】
本発明は、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、サーバ側で複数のミラーサーバにかかる負荷を分散することにより、クライアント側でのコンテンツの転送処理時間を短縮することができる負荷分散方法、コンテンツ配信システム及び負荷分散装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明の負荷分散方法は、クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を保有している一のミラーサーバに転送し、一のクライアントと一のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させることを特徴とする。
【００１４】
また、コネクションが確立されるときに一のミラーサーバから権利を返却させ、返却される権利を受け取ると、権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を現に保有している他のミラーサーバに転送し、他のクライアントと他のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させるように構成されているのが好ましい。
【００１５】
また、本発明のコンテンツ配信システムは、ネットワーク接続装置と複数のミラーサーバとの間に、クライアントからの通信ネットワーク経由のコネクションを各ミラーサーバに分配するコネクション分配装置が設けられ、当該コネクション分配装置が、クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を保有している一のミラーサーバに転送し、一のクライアントと一のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させることを特徴とする。
【００１６】
また、一のミラーサーバが、コネクションが確立されるときに権利をコネクション分配装置に返却し、当該コネクション分配装置が、返却される権利を受け取ると、権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を現に保有している他のミラーサーバに転送し、他のクライアントと他のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させるように構成されているのが好ましい。
【００１７】
また、コネクション分配装置は、権利を複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当てる権利割当処理部と、複数のミラーサーバのうちの所定のミラーサーバとの間で既にコネクションが確立されているクライアントのＩＰアドレス及びポート番号と当該コネクションが確立されている所定のミラーサーバのＭＡＣアドレスとの対応関係を記憶するテーブルと、クライアントと所定のミラーサーバとの間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときにテーブルに対応関係を追加し、コネクションが切断されたときにテーブルから対応関係を削除するコネクション監視処理部と、ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントから現に権利を保有しているミラーサーバに対して送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、テーブルの対応関係に基づいて、現に権利を保有しているミラーサーバのＭＡＣアドレスから一のクライアントとの間でコネクションが確立されているミラーサーバのＭＡＣアドレスに変換するＭＡＣアドレス変換処理部と、パケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチングするとともに、一のミラーサーバから受信した「根拠のないＡＲＰ要求」については他のミラーサーバに転送せず、ネットワーク接続装置に転送するスイッチング処理部とを備えていてもよい。
【００１８】
また、本発明の負荷分散装置は、クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を保有している一のミラーサーバに転送し、一のクライアントと一のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させることを特徴とする。
【００１９】
また、負荷分散装置が、コネクションが確立されるときに一のミラーサーバから返却される権利を受け取ると、権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を現に保有している他のミラーサーバに転送し、他のクライアントと他のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させるように構成されているのが好ましい。
【００２０】
さらに、負荷分散装置は、権利を複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当てる権利割当処理部と、複数のミラーサーバのうちの所定のミラーサーバとの間で既にコネクションが確立されているクライアントのＩＰアドレス及びポート番号と当該コネクションが確立されている所定のミラーサーバのＭＡＣアドレスとの対応関係を記憶するテーブルと、クライアントと所定のミラーサーバとの間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときにテーブルに対応関係を追加し、コネクションが切断されたときにテーブルから対応関係を削除するコネクション監視処理部と、ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントから現に権利を保有しているミラーサーバに対して送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、テーブルの対応関係に基づいて、現に権利を保有しているミラーサーバのＭＡＣアドレスから一のクライアントとの間でコネクションが確立されているミラーサーバのＭＡＣアドレスに変換するＭＡＣアドレス変換処理部と、パケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチングするとともに、一のミラーサーバから受信した「根拠のないＡＲＰ要求」については他のミラーサーバに転送せず、ネットワーク接続装置に転送するスイッチング処理部とを備えていてもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明のコンテンツ配信システムが接続されるネットワーク構成を示す図である。本発明のコンテンツ配信システムは、負荷分散装置を実現するコネクション分配装置３０及びコンテンツサーバ４０から構成される。コンテンツサーバ４０は、複数のミラーサーバ４０−１〜４０−４から構成されている。
【００２３】
図１において、クライアント１０は、ユーザが備えた、コンテンツサーバ４０からコンテンツの提供を受ける側のパーソナルコンピュータなどである。クライアント１０は、例えばモデムやターミナルアダプタなどを介してインターネット１００に接続される。クライアント１０には、ＩＰアドレスとして「ＩＰ１」が割り当てられているものとする。
【００２４】
ネットワーク接続装置としてのエッジルータ２１は、外部のインターネット１００と内部ＬＡＮ（イーサーネット）との接続地点に設けられ、パケットのＩＰヘッダの中のＩＰアドレスなどを基に、パケットのルーティング（経路選択）を行う。エッジルータ２１は、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応関係を格納するテーブルであるＡＲＰキャッシュ２２を備えている。
【００２５】
尚、一般にＬＡＮに接続された端末は、エッジルータ２１と同様に、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応関係を認識してＬＡＮ通信を実現するために、ＡＲＰキャッシュを備えている。ＡＲＰ（Address Resolution Protocol ；アドレス解決プロトコル）は、例えば最初の通信時（新規購入後のセットアップ完了後など）にＡＲＰキャッシュ内に情報がないためＭＡＣアドレスがわからないとき、全端末にＩＰアドレスを問い合わせ、該当端末からの返事のフレームでＭＡＣアドレスの情報を取得するプロトコルである。このＡＲＰにはＡＲＰ要求とＡＲＰ応答がある。
【００２６】
尚、エッジルータ２１には、ＬＡＮ通信する場合に必要な端末の物理アドレスであるＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ１」が割り付けられているものとする。
【００２７】
コネクション分配装置３０は、エッジルータ２１とコンテンツサーバ４０との間に設置され、コンテンツサーバ４０を構成する各ミラーサーバ４０−１〜４０−４に対してクライアント１０からのコネクションを適切に分配する装置である。
【００２８】
コネクション分配装置３０は、エッジルータ２１に対しＡＲＰの一種である「根拠のないＡＲＰ要求」（ＡＲＰについてはＩＥＴＦ（Internet Engineering Tas
ｋ Ｆｏｒｃｅ ）文書ＲＦＣ８２６参照）を使用して自身のＭＡＣアドレスを通知できるミラーサーバ４０−１〜４０−４の権利、すなわち、クライアント１０からのコネクションが割り振られるというミラーサーバ４０−１，４０−２の権利であるトークン（Ｔｏｋｅｎ）を、ある一つのミラーサーバ（例えばミラーサーバ４０−１）に割り当てる機能を備えている。また、コネクション分配装置３０は、トークンを保持しているミラーサーバ（例えばミラーサーバ４０−１）に対してクライアント１０からの新たなコネクションを割り振る機能を備えている。
【００２９】
さらに、コネクション分配装置３０は、クライアント１０とミラーサーバのコネクションを同一のミラーサーバで終端させるため、すなわち、クライアント１０とミラーサーバとの間で既に確立されたコネクションを維持させるため、クライアント１０から例えばミラーサーバ４０−１に送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、正当なミラーサーバ４０−１のＭＡＣアドレスに変換する機能なども備えている。
【００３０】
尚、コネクション分配装置３０は、通常のＭＡＣスイッチに上記各機能などを追加することにより、クライアント１０からのコネクションを各ミラーサーバ４０−１〜４０−４に適切に分配することを実現している。また、コネクション分配装置３０には、トークンをミラーサーバ４０−１〜４０−４との間で受け渡しをするときに使用するＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ６」が割り当てられている。コネクション分配装置３０の具体的構成については後述する（図２参照）。
【００３１】
コンテンツサーバ４０は、クライアント１０からの要求に対してコンテンツを提供するサーバである。上記したように、コンテンツサーバ４０は、複数のミラーサーバ４０−１〜４０−４から構成されている。各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は、同一のＩＰアドレス「ＩＰ２」と同一のコンテンツを具備している。従って、ＷＡＮ側に接続されているエッジルータ２１からは、各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は意識されず、グローバルアドレスが付与された唯一つのコンテンツサーバ４０があるかのように認識される。
【００３２】
ミラーサーバ４０−１には、ＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ２」が割り付けられ、ミラーサーバ４０−２には、ＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ３」が割り付けられ、ミラーサーバ４０−３には、ＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ４」が割り付けられ、また、ミラーサーバ４０−４には、ＭＡＣアドレスとして「ＭＡＣ５」が割り付けられているものとする。
【００３３】
尚、各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は、同一のＩＰアドレスと同一のコンテンツを具備するとしていたが、全く同一のハードディスクイメージ（デッドコピー）を具備するものであってもよい。各ミラーサーバ４０−１〜４０−４の具体的構成については後述する（図４参照）。
【００３４】
各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は、コネクション分配装置３０から送信されたトークンを受信して取得すると、「根拠のないＡＲＰ要求」をエッジルータ２１に対して送信する機能を備えている。
【００３５】
ここで、「根拠のないＡＲＰ要求」は、自端末（自ホスト）のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを他端末（他ホスト）に通知し、他端末のＡＲＰキャッシュのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを更新させるフレームである。「根拠のないＡＲＰ要求」を受信した他端末は、そのＡＲＰ要求の内容に従ってＡＲＰキャッシュ内に格納されたＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの情報を更新しなければならないことになっている。尚、他端末が自端末に割り当てられているＩＰアドレスを使用していない限り、このＡＲＰ要求に対して応答はしない（もし応答があるとすれば、ＩＰアドレスが重複して割り当てられているという障害であり通常はありえない。
【００３６】
また、各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は、クライアント１０との間でコネクションが張られたとき、すなわち、アプリケーション通信を開始するときに、自身が保有しているトークンをコネクション分配装置３０に送信して返却する機能も備えている。
【００３７】
尚、図１においては、コンテンツサーバ４０は、４つのミラーサーバ４０−１〜４０−４から構成されているが、４つに限られるものではなく、複数のミラーサーバ４０−１〜４０−ｎで構成されていてもよい。
【００３８】
図２は、コネクション分配装置の構成を示すブロック図である。尚、図１では、コネクション分配装置３０には４つのミラーサーバ４０−１〜４０−４が接続されていたが、図２では、説明を簡略化するため、コネクション分配装置３０に２つのミラーサーバ４０−１，４０−２を接続した構成としている。
【００３９】
図２に示すように、コネクション分配装置３０には、ＷＡＮ側にエッジルータ２１を接続する物理ポート３１が設けられ、ＬＡＮ側にミラーサーバ４０−１，４０−２をそれぞれ接続する物理ポート３２，３３が設けられている。尚、図２では、コネクション分配装置３０は、ＷＡＮ側に１つの物理ポート３１を、ＬＡＮ側には２つの物理ポート３２，３３を収容した構成としているが、これに限られるものではなく、ＷＡＮ側にＮ個の物理ポートを、ＬＡＮ側にもＮ個の物理ポートを収容することも可能である。
【００４０】
トークン割当処理部３４は、複数のミラーサーバ４０−１，４０−２の中から負荷がかかっていない適切なミラーサーバを選択し、その選択したミラーサーバにトークンを送信して割り当てる。コネクション監視処理部３５は、クライアント１０とミラーサーバ４０−１，４０−２との間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときにコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６にエントリを追加し、コネクションが切断されたときにコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６からエントリを削除する。
【００４１】
コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６は、複数のクライアント１０とミラーサーバ４０−１，４０−２のアプリケーションの通信において、それぞれの通信におけるコネクションとミラーサーバ４０−１，４０−２のＭＡＣアドレスとの対応関係の情報を記憶するテーブルである。
【００４２】
図３は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表の一例を示す図である。図３においては、クライアント１０とミラーサーバのアプリケーションが通信している場合における、パケットのクライアント１０側のＩＰアドレスとクライアント１０側のポート番号の組のことを「コネクション」といっている。また、コネクションとアプリケーション通信しているミラーサーバのＭＡＣアドレス（下りフレームの宛先ＭＡＣアドレス）の対応関係の情報を「エントリ」という。エントリは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７がコネクションを基にしてＭＡＣアドレスを効率よく検索できるように、コネクションをキーとする連想メモリ形式でコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に記憶される。
【００４３】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、物理ポート３１から入力したパケット（下りフレーム）内のコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に存在するか否かを検索し、そのコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に存在する場合に、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のエントリに従ってパケットの宛先ＭＡＣアドレスをエントリのＭＡＣアドレスに変換する（書き換える）。また、ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、物理ポート３２または３３から入力したパケット（上りフレーム）内のコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に存在するか否かを検索し、そのコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に存在する場合に、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のエントリに従ってパケットの発信元ＭＡＣアドレスをエントリのＭＡＣアドレスに変換する。
【００４４】
スイッチング処理部３８は、物理ポート３１から入力したパケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいて、該当の物理ポート３２または３３に向けてパケットをスイッチングする。また、スイッチング処理部３８は、物理ポート３２または３３から入力したパケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいて、物理ポート３１に向けてパケットをスイッチングする。尚、スイッチング処理部３８は、物理ポート３２または３３から入力したパケットに対しては物理ポート３１に向けてのみスイッチングする。すなわち、スイッチング処理部３８は、物理ポート３２から物理ポート３３に向けて、また物理ポート３３から物理ポート３２に向けてはスイッチングしない。
【００４５】
図４は、ミラーサーバの構成を示すブロック図である。尚、ミラーサーバ４０−１及びミラーサーバ４０−２は、上記したように、全く同一構成であるので、ミラーサーバ４０−１についてのみ内部構成を示し、ミラーサーバ４０−２については図示を省略している。
【００４６】
図４において、通信部４１は、コネクション分配装置３０の物理ポート３２と接続され、コネクション分配装置３０との間でパケット（フレーム）の送受信を行う。記憶部４２は、ミラーサーバ４０−１の各種処理を制御するための制御プログラム４２ａや、ＨＴＴＰやＦＴＰ（File Transfer Protocol）などのアプリケーションで転送されるファイルなどのコンテンツ４２ｂなどを記憶（保存）する。ＡＲＰキャッシュ４３は、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応関係を格納するテーブルである。
【００４７】
制御部４４は、記憶部４２に格納された制御プログラム４２ａに従って、クライアント１０に対してコンテンツ４２ｂを提供する動作を制御する他に、本発明の負荷分散方法を実現するための次のような処理も行う。すなわち、制御部４４は、通信部４１においてコネクション分配装置３０から送信されたトークンを受信すると、記憶部４２の制御プログラム４２ａに従って、「根拠のないＡＲＰ要求」をエッジルータ２１に送信する処理を実行する。また、制御部４４は、クライアント１０との間でコネクションが張られるとき、記憶部４２の制御プログラム４２ａに従って、保持しているトークンをコネクション分配装置３０に送信して返却する処理を実行する。
【００４８】
図５は、ミラーサーバが通信で使用するプロトコルスタックを示す図である。図５において、ＭＡＣ／ＬＬＣ（Media Access Control／Logical Link Control）は、データリンク層（レイヤ２）に対応しているプロトコルで、データをフレーム化して送受信し、そのフロー制御、伝送エラー制御などを行う。
【００４９】
ＩＰ（Internet Protocol ）は、ネットワーク層（レイヤ３）に対応しているプロトコルで、通信相手をＩＰアドレスで識別し、エンド−エンドの通信を実現する。ＡＲＰも、ネットワーク層に対応しているプロトコルで、上記したように、通信相手のＩＰアドレスからＭＡＣアドレスを求めるものである。トークン処理部は、トークンの受け渡し（送受信）に使用する新規のプロトコルであり、ネットワーク層に新たに定義されている。
【００５０】
ＴＣＰ／ＵＤＰ（Transmission Control Protocol／User Datagram Protocol ）は、トランスポート層（レイヤ４）に対応しているプロトコルで、コネクションの確立・解放、データ転送などを行う。アプリケーションは、セッション層（レイヤ５）からアプリケーション層（レイヤ７）に対応し、ＦＴＰ、ＨＴＴＰなどのプロトコルが利用される。
【００５１】
図５に示すように、ミラーサーバ４０−１，４０−２とコネクション分配装置３０との間で送受信されるフレームにはトークン処理部が設けられている。トークン処理部は、トークンの受け渡しをミラーサーバ４０−１，４０−２の制御部４４に実行させる。制御部４４は、コネクション分配装置３０から送信されたトークンを受信すると、その直後に、フレームのＡＲＰを「根拠のないＡＲＰ要求」に設定して送信させる。また、制御部４４は、クライアント１０からアプリケーションに対して通信が開始され、アプリケーションデータをクライアント１０に送信する際に、トークンをコネクション分配装置３０に返却する。
【００５２】
図６は、「根拠のないＡＲＰ要求」のフレーム構造（イーサーネットフレーム構造）を示す図である。図６に示すように、「宛先アドレス」としては、ブロードキャストアドレス（ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ）が格納され、「発信元アドレス」としては、自インターフェースに付与されているＭＡＣアドレスが格納される。フレームタイプはＡＲＰである。
【００５３】
「送り手イーサーネットアドレス」としては、自インターフェースに付与されているＭＡＣアドレスが格納され、「送り手ＩＰアドレス」としては、自ホストに割り当てられているＩＰアドレスが格納される。「ターゲットイーサーネットアドレス」としては、ブロードキャストアドレス（ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ）が格納され、「ターゲットＩＰアドレス」としては、自ホストに割り当てられているＩＰアドレスが格納される。
【００５４】
尚、「根拠のないＡＲＰ要求」が普通の「ＡＲＰ要求」と違うのは、「ターゲットＩＰアドレス」が自ホスト（自分自身）に割り当てられているＩＰアドレスになっていることだけである。
【００５５】
次に、本発明の負荷分散装置の動作について説明する。
図７は、本発明のコンテンツ配信システムにおけるトークン割り当て動作を説明するためのシーケンス図である。
【００５６】
前提として、コネクション分配装置３０がトークンを保持している状態であるものとする。この状態は、コネクション分配装置３０の電源を立ち上げた初期状態、またはミラーサーバ４０−１，４０−２からトークンを返却された状態である（図９のステップＳＴ４０参照）。
【００５７】
コネクション分配装置３０において、トークン割当処理部３４は、トークンを割り当てる（与える）べきミラーサーバ４０−１，４０−２を任意のアルゴリズムで決定する（ステップＳＴ１）。このアルゴリズムとしては、例えば、各ミラーサーバ４０−１，４０−２に順番を付けておき、クライアント１０からのコネクションの接続先をコネクション毎に順番に選択するラウンドロビン法や、各ミラーサーバ４０−１，４０−２に所定基準の重み付けをし、その重み付けを加味した優先順位により決定する優先順位法などがある。尚、本実施の形態においては、ラウンドロビン法を用いるものとして説明する。
【００５８】
トークン割当処理部３４は、ラウンドロビン法で決定したミラーサーバ（ここではミラーサーバ４０−１としている）に対して物理ポート３２を介してトークンを送信する（ステップＳＴ２）。この段階においては、コネクション分配装置３０はミラーサーバ４０−１のＭＡＣアドレスを知らないので、トークンを運ぶＭＡＣフレームの宛先ＭＡＣアドレスはブロードキャストアドレスが使用され、発信元ＭＡＣアドレスはコネクション分配装置３０に割り当てられているＭＡＣアドレス（ＭＡＣ６）が使用される。
【００５９】
ミラーサーバ４０−１では、制御部４４は、コネクション分配装置３０から送信されたトークンを通信部４１を介して受信すると（ステップＳＴ３）、制御プログラム４２ａに従って、「根拠のないＡＲＰ要求」を出力するよう制御する。すなわち、制御部４４は、図６に示したように、ＡＲＰのフレーム（ＡＲＰパケット）の送り手ＩＰアドレスとターゲットＩＰアドレスにコンテンツサーバ４０として唯一つ提供されているＩＰアドレス（ＩＰ２）を付与し、そのように設定した「根拠のないＡＲＰ要求」を通信部４１を介して送信する（ステップＳＴ４）。
【００６０】
コネクション分配装置３０では、トークン割当処理部３４は、ミラーサーバ４０−１から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」を物理ポート３２を介して受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」の発信元アドレス（ＭＡＣ２）を取り出してコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に記憶するとともに、ＭＡＣアドレス変換処理部３７に通知する（ステップＳＴ５）。
【００６１】
また、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−１から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」を物理ポート３２を介して受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」をＷＡＮ側の物理ポート３１に向けてそのままスイッチングする。これにより、「根拠のないＡＲＰ要求」は、物理ポート３１を介してエッジルータ２１に転送される（ステップＳＴ６）。
【００６２】
尚、図６に示したように、「根拠のないＡＲＰ要求」の宛先アドレスには、ブロードキャストアドレスが格納されているので、本来なら、「根拠のないＡＲＰ要求」は、ＬＡＮに接続されている全ての端末に転送される。しかし、スイッチング処理部３８は、ＬＡＮ側の物理ポート３２，３３同士はスイッチングしないように構成されているため、ミラーサーバ４０−１から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」をＬＡＮ側の物理ポート３３にはスイッチングしない。従って、ミラーサーバ４０−２には、「根拠のないＡＲＰ要求」は転送されない。
【００６３】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送された「根拠のないＡＲＰ要求」を受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」の内容に従って、ミラーサーバ４０−１のＩＰアドレス（ＩＰ２）とＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）をＡＲＰキャッシュ２２に記憶して更新する（ステップＳＴ７）。その結果、クライアント１０からのコネクションの接続先が、ミラーサーバ４０−１に自動的に決定されることになる。
【００６４】
図８は、本発明のコンテンツ配信システムにおけるコネクション割り振り動作を説明するためのシーケンス図である。
【００６５】
ユーザは、コンテンツサーバ４０がインターネット１００上に提供しているコンテンツを取得しようとする場合、クライアント１０でコンテンツサーバ４０のＩＰアドレス（ＩＰ２）を指定し、コンテンツサーバ４０にパケットを送信してアクセスする（ステップＳＴ１０）。
【００６６】
エッジルータ２１は、クライアント１０からのコンテンツサーバ４０に対してアクセスするパケットを受信すると、ＡＲＰキャッシュ２２に格納されている情報を参照することにより、パケットを転送すべきＩＰアドレス（ＩＰ２）に対応するＭＡＣアドレス（宛先ＭＡＣアドレス）を直ちに解決する。このとき、ＡＲＰキャッシュ２２に格納されているＭＡＣアドレスは「ＭＡＣ２」であるので、エッジルータ２１は、現在トークンを保有しているＭＡＣ２のミラーサーバ４０−１に対してクライアント１０からのパケットを転送する（ステップＳＴ１１）。
【００６７】
コネクション分配装置３０では、コネクション監視処理部３５は、エッジルータ２１から転送されたパケットを物理ポート３１を介して受信すると、図３に示すようにパケットのクライアント１０側ＩＰアドレス（ＩＰ１）及びポート番号（例えば２３）の組をコネクションとし、そのコネクションとパケット（フレーム）の宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）とをエントリとしてコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に追加する（ステップＳＴ１２）。
【００６８】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６にはパケットのコネクションに対応するエントリがなかったので、パケットのＭＡＣアドレスを変換せずに、パケットをスイッチング処理部３８に送る。
【００６９】
スイッチング処理部３８は、パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）に従って、物理ポート３２に向けてスイッチングする。これにより、パケットは、ミラーサーバ４０−１に転送される（ステップＳＴ１３）。
【００７０】
ミラーサーバ４０−１では、制御部４４は、コネクション分配装置３０から送信されたパケットを通信部４１を介して受信すると（ステップＳＴ１４）、制御プログラム４２ａに従って、アプリケーション処理を実行し、応答パケットを送信する（ステップＳＴ２２）。
【００７１】
但し、制御部４４は、ＡＲＰキャッシュ４３に情報が格納されていない場合には、応答パケットを送信することができないので、応答パケットを送信する前に、エッジルータ２１のＭＡＣアドレスを解決するためにＡＲＰ要求を送信（発信）する（ステップＳＴ１５）。その後、制御部４４は、アプリケーション処理を実行する（ステップＳＴ１６）。
【００７２】
コネクション分配装置３０では、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−１から送信されたＡＲＰ要求を物理ポート３２を介して受信すると、ＡＲＰ要求を物理ポート３１のみに向けてスイッチングする。これにより、ＡＲＰ要求は、エッジルータ２１にのみ転送される（ステップＳＴ１７）。
【００７３】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送されたＡＲＰ要求を受けると、そのＡＲＰ要求に対するＡＲＰ応答を送信する（ステップＳＴ１８）。そして、コネクション分配装置３０は、スイッチング処理部３８がＡＲＰ応答を物理ポート３２に向けてスイッチングすることにより、ＡＲＰ応答をミラーサーバ４０−１に転送する（ステップＳＴ１９）。
【００７４】
ミラーサーバ４０−１では、制御部４４は、コネクション分配装置３０から転送されたＡＲＰ応答を通信部４１を介して受信すると（ステップＳＴ２０）、ＡＲＰ応答の内容に従って、ＡＲＰキャッシュ４３にエッジルータ２１のＩＰアドレスとＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１）を記憶する（ステップＳＴ２１）。その後、制御部４４は、クライアント１０からのアクセスに対する応答パケットをクライアント１０に対して送信する（ステップＳＴ２２）。
【００７５】
コネクション分配装置３０では、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−１から送信された応答パケットを物理ポート３２を介して受信すると、応答パケットを物理ポート３１に向けてスイッチングする。従って、応答パケットは、スイッチング処理部３８からＭＡＣアドレス変換処理部３７に送られる。
【００７６】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のエントリを参照することにより、応答パケットの発信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）をトークンを保有しているミラーサーバ４０−１のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）に書き換える（ステップＳＴ２３）。このとき、パケットの発信元ＭＡＣアドレスとトークンを保有しているミラーサーバ４０−１のＭＡＣアドレスとは、いずれもＭＡＣ２であって同一の値であるので、ＭＡＣアドレスは同一の値に上書きされることになる。
【００７７】
応答パケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７でＭＡＣアドレスの変換処理が行われた後、コネクション監視処理部３５を通過して、物理ポート３１を介してエッジルータ２１に転送される（ステップＳＴ２４）。
【００７８】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送された応答パケットをミラーサーバ４０−１からの応答パケットとして受信する。エッジルータ２１は、応答パケットを受信すると、ルーティングを行って、クライアント１０に対して応答パケットを転送する（ステップＳＴ２５）。
【００７９】
クライアント１０は、エッジルータ２１から送信された応答パケットをインターネット１００を経由して受信すると、応答パケットに対するパケットを送信する（ステップＳＴ２６）。エッジルータ２１は、クライアント１０から送信されたパケットを受信すると、ルーティングを行って、ミラーサーバ４０−１に対して転送する（ステップＳＴ２７）。
【００８０】
コネクション分配装置３０では、コネクション監視処理部３５は、エッジルータ２１から転送されたパケットを物理ポート３１を介して受信すると、パケット内のコネクションと同じコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に存在するか否かを確認する。このとき、コネクション監視処理部３５は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に同じコネクションを発見するので、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６には何もエントリを追加しない。コネクション監視処理部３５を通過したパケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７に送られる。
【００８１】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、パケットのコネクションと同一のコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６の中に存在することを確認すると、パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）をコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のエントリのＭＡＣアドレスに書き換える（ステップＳＴ２８）。このとき、パケットの宛先ＭＡＣアドレスとコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６中のエントリのＭＡＣアドレスとは、いずれもＭＡＣ２であって同一の値であるので、ＭＡＣアドレスは上書きされることになる。
【００８２】
パケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７でＭＡＣアドレスの変換処理が行われた後、スイッチング処理部３８に送られる。スイッチング処理部３８は、パケットの宛先ＭＡＣアドレスに従って、パケットを物理ポート３２に向けてスイッチングする。これにより、パケットは、ミラーサーバ４０−１に転送される（ステップＳＴ２９）。ミラーサーバ４０−１は、コネクション分配装置３０から転送されたパケットを受信する（ステップＳＴ３０）。
【００８３】
その後、クライアント１０とミラーサーバ４０−１におけるアプリケーション通信でやり取りするパケットは、上記したステップＳＴ２２からステップＳＴ３０の処理が繰り返される。
【００８４】
図９は、本発明のコンテンツ配信システムにおけるトークン返却後のトークン割り当て動作を説明するためのシーケンス図である。
【００８５】
ミラーサーバ４０−１の制御部４４は、クライアント１０との間でコネクションが張られるとき、すなわち、図８のステップＳＴ２２の処理において応答パケットを送信した直後に、トークンをコネクション分配装置３０に送信して返却する（ステップＳＴ４０）。
【００８６】
ミラーサーバ４０−１がトークンを返却するのは、別のクライアント１０’からのコンテンツサーバ４０に対するコネクションがあったときに、そのコネクションの接続先を他のミラーサーバに引き渡すためである。
【００８７】
コネクション分配装置３０では、トークン割当処理部３４は、ミラーサーバ４０−１から送信されたトークンを物理ポート３２を介して受信すると（ステップＳＴ４１）、ラウンドロビン法に従って、次にトークンを割り当てるミラーサーバを決定し（ステップＳＴ４２）、当該ミラーサーバにトークンを送信する（ステップＳＴ４３）。ここで、トークン割当処理部３４は、次のコネクションの接続先としてミラーサーバ４０−２に決定し、トークンを送信したものとする。
【００８８】
ミラーサーバ４０−２では、制御部４４は、コネクション分配装置３０から送信されたトークンを通信部４１を介して受信すると（ステップＳＴ４４）、「根拠のないＡＲＰ要求」を通信部４１を介して送信する（ステップＳＴ４５）。
【００８９】
コネクション分配装置３０では、トークン割当処理部３４は、ミラーサーバ４０−２から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」を物理ポート３３を介して受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」の発信元アドレス（ＭＡＣ３）を取り出してコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に記憶するとともに、ＭＡＣアドレス変換処理部３７に通知する（ステップＳＴ４６）。
【００９０】
また、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−２から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」を物理ポート３３を介して受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」をＷＡＮ側の物理ポート３１に向けてスイッチングする。これにより、「根拠のないＡＲＰ要求」は、物理ポート３１を介してエッジルータ２１に転送される（ステップＳＴ４７）。
【００９１】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送された「根拠のないＡＲＰ要求」を受信すると、「根拠のないＡＲＰ要求」の内容に従って、ミラーサーバ４０−２のＩＰアドレス（ＩＰ２）とＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）をＡＲＰキャッシュ２２に記憶して更新する（ステップＳＴ４８）。その結果、クライアント１０からの次のコネクションの接続先が、ミラーサーバ４０−２に自動的に決定されることになる。
【００９２】
図１０は、本発明のコンテンツ配信システムにおける新たな別のコネクション割り振り動作を説明するためのシーケンス図である。
【００９３】
図１０においては、クライアント１０とは別にクライアント１０’からコンテンツサーバ４０に対するコネクションがあるものとする。ユーザは、コンテンツサーバ４０からコンテンツを取得しようとする場合、クライアント１０’でコンテンツサーバ４０のＩＰアドレス（ＩＰ２）を指定し、コンテンツサーバ４０にパケットを送信してアクセスする（ステップＳＴ５０）。
【００９４】
エッジルータ２１は、クライアント１０’からのコンテンツサーバ４０に対してアクセスするパケットを受信すると、ＡＲＰキャッシュ２２に格納されている情報を参照することにより、ルーティングを行って、当該パケットを転送する（ステップＳＴ５１）。ここで、ＡＲＰキャッシュ２２に格納されているＭＡＣアドレスは「ＭＡＣ３」であるので、エッジルータ２１は、現在トークンを保有しているＭＡＣ３のミラーサーバ４０−２に対してクライアント１０’からのパケットを転送する（ステップＳＴ５１）。
【００９５】
コネクション分配装置３０では、コネクション監視処理部３５は、エッジルータ２１から転送されたパケットを物理ポート３１を介して受信すると、パケットのクライアント１０’側ＩＰアドレス及びポート番号の組をコネクションとし、そのコネクションとパケット（フレーム）の宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）とを新しいエントリとしてコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に追加する（ステップＳＴ５２）。
【００９６】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６には新たなコネクションに対応するエントリがなかったので、パケットのＭＡＣアドレスを変換せずに、パケットをスイッチング処理部３８に送る。
【００９７】
スイッチング処理部３８は、パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）に従って、物理ポート３３に向けてスイッチングする。これにより、パケットは、ミラーサーバ４０−２に転送される（ステップＳＴ５３）。
【００９８】
ミラーサーバ４０−２では、制御部４４は、コネクション分配装置３０から送信されたパケットを通信部４１を介して受信すると（ステップＳＴ５４）、制御プログラム４２ａに従って、アプリケーション処理を実行し、応答パケットを送信する（ステップＳＴ５５）。
【００９９】
コネクション分配装置３０では、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−２から送信された応答パケットを物理ポート３３を介して受信すると、応答パケットを物理ポート３１に向けてスイッチングする。従って、応答パケットは、スイッチング処理部３８からＭＡＣアドレス変換処理部３７に送られる。
【０１００】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のエントリを参照することにより、応答パケットの発信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）をトークンを保有しているミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）に書き換える（ステップＳＴ５６）。このとき、パケットの発信元ＭＡＣアドレスとトークンを保有しているミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレスとは、いずれもＭＡＣ３であって同一の値であるので、ＭＡＣアドレスは上書きされることになる。
【０１０１】
応答パケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７でＭＡＣアドレスの変換処理が行われた後、コネクション監視処理部３５を通過して、物理ポート３１を介してエッジルータ２１に転送される（ステップＳＴ５７）。
【０１０２】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送された応答パケットをミラーサーバ４０−２からの応答パケットとして受信する。エッジルータ２１は、応答パケットを受信すると、ルーティングを行って、クライアント１０’に対して応答パケットを転送する（ステップＳＴ５８）。
【０１０３】
クライアント１０’は、エッジルータ２１から送信された応答パケットをインターネット１００を経由して受信する（ステップＳＴ５９）。その後、クライアント１０’が応答パケットに対してパケットを送信する場合は、図８のステップＳＴ２６からステップＳＴ３０の処理が行われる。
【０１０４】
図１１は、本発明のコンテンツ配信システムにおけるＭＡＣアドレス変換動作を説明するためのシーケンス図である。
【０１０５】
尚、図８に示したように、クライアント１０とミラーサーバ４０−１とが既にアプリケーション通信を行っており、また、図９に示したように、トークンがミラーサーバ４０−２に引き渡され、ミラーサーバ４０−２が現にトークンを保有している状態であるものとする。
【０１０６】
クライアント１０からパケットが送信されると（ステップＳＴ６０）、そのパケットは、エッジルータ２１でルーティングされる。このとき、ミラーサーバ４０−２がトークンを保有しており、ＡＲＰキャッシュ２２にはミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）が格納されているので、エッジルータ２１は、クライアント１０からのパケットをミラーサーバ４０−２に対して転送することになる（ステップＳＴ６１）。
【０１０７】
コネクション分配装置３０では、エッジルータ２１から送信されたパケットを物理ポート３１を介して受信すると、コネクション監視処理部３５は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６の中にパケットのコネクションと同一のコネクションを発見するため、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に何もエントリを追加しない。
【０１０８】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、パケットのコネクションと同一のコネクションがコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６の中に存在することを確認すると、パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）をコネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６のコネクションに対応するミラーサーバ４０−１のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）に書き換える（ステップＳＴ２８）。
【０１０９】
パケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７でＭＡＣアドレスの変換処理が行われた後、スイッチング処理部３８に送られる。スイッチング処理部３８は、パケットの宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）に従って、パケットを物理ポート３２に向けてスイッチングする。これにより、パケットは、ミラーサーバ４０−１に転送される（ステップＳＴ６３）。
【０１１０】
ミラーサーバ４０−１は、コネクション分配装置３０から転送されたパケットを通信部４１で受信すると（ステップＳＴ６４）、制御部４４は、アプリケーション処理に従って、通信部４１からクライアント１０に対して応答パケットを送信する（ステップＳＴ６５）。
【０１１１】
コネクション分配装置３０では、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−１から送信された応答パケットを物理ポート３２を介して受信すると、応答パケットを物理ポート３１に向けてスイッチングする。従って、応答パケットは、スイッチング処理部３８からＭＡＣアドレス変換処理部３７に送られる。
【０１１２】
ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に記憶されているトークンを保有しているミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレスを参照し、応答パケットの発信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）をトークンを保有しているミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）に書き換える（ステップＳＴ６６）。
【０１１３】
応答パケットは、ＭＡＣアドレス変換処理部３７でＭＡＣアドレスの変換処理が行われた後、コネクション監視処理部３５を通過して、物理ポート３１を介してエッジルータ２１に転送される（ステップＳＴ６７）。
【０１１４】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送された応答パケットをミラーサーバ４０−２からの応答パケットとして受信する。このように、エッジルータ２１は、実際は、ミラーサーバ４０−１から送信された応答パケットをミラーサーバ４０−２からの応答パケットとして受信することになる。従って、エッジルータ２１がパケットのルーティングを行う際において、ＡＲＰキャッシュ２２に格納されている情報との整合性が保たれることになる。
【０１１５】
エッジルータ２１は、受信した応答パケットをクライアント１０に対して転送する（ステップＳＴ６８）。クライアント１０は、エッジルータ２１から転送されたパケットをインターネット１００を経由して受信する（ステップＳＴ６９）。
【０１１６】
図１２は、本発明のコンテンツ配信システムにおけるＡＲＰ要求・ＡＲＰ応答及びコネクション終了によるエントリ削除の動作を説明するためのシーケンス図である。
【０１１７】
一般的に、ＡＲＰキャッシュ２２（ＡＲＰキャッシュ４３も同様）に格納されているＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの情報は、エージタイム（例えば１０分）により自動的に消去（クリア）される（ステップＳＴ７０）。
【０１１８】
従って、エッジルータ２１では、ＡＲＰキャッシュ２２のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスがエージタイムにより消去された後に、クライアント１０からパケットが送信された場合（ステップＳＴ７１）は、ルーティングを行ってパケットを転送するためにＡＲＰ要求を行う必要がある。エッジルータ２１は、クライアント１０から送信されたパケットを受信すると（ステップＳＴ７２）、ＡＲＰ要求を送信する（ステップＳＴ７３）。
【０１１９】
コネクション分配装置３０では、ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、エッジルータ２１から送信されたＡＲＰ要求内のブロードキャストアドレスである宛先ＭＡＣアドレスを、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に記憶されているトークンを保有しているミラーサーバ（例えば４０−２）のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）に書き換える（ステップＳＴ７４）。
【０１２０】
スイッチング処理部３８は、ＭＡＣアドレス変換処理部３７によって書き換えられたユニキャストアドレスのＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）を持つＡＲＰ要求として、物理ポート３３に向けてスイッチングする。これにより、ＡＲＰ要求は、トークンを保有しているミラーサーバ４０−２に対してのみ転送される（ステップＳＴ７５）
【０１２１】
ミラーサーバ４０−２では、制御部４４は、通信部４１を介してＡＲＰ要求を受信すると、ＡＲＰ応答を通信部４１を介して送信する（ステップＳＴ７６）。
【０１２２】
コネクション分配装置３０では、スイッチング処理部３８は、ミラーサーバ４０−２から送信されたＡＲＰ応答を物理ポート３１に向けてスイッチングし、ＭＡＣアドレス変換処理部３７は、ＡＲＰ応答の発信元ＭＡＣアドレスをトークンを保有しているミラーサーバ４０−２のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）に書き換え、すなわち上書し（ステップＳＴ７７）、物理ポート３１からエッジルータ２１にＡＲＰ応答を転送する（ステップＳＴ７８）。
【０１２３】
エッジルータ２１は、コネクション分配装置３０から転送されたＡＲＰ応答を受信すると、ＡＲＰ応答の内容に従って、ＡＲＰキャッシュ２２のＩＰアドレス（ＩＰ２）とＭＡＣアドレス（ＭＡＣ３）の情報を記憶する（ステップＳＴ７９）。その後、エッジルータ２１は、クライアント１０からのパケットをミラーサーバ４０−２に対して転送する（ステップＳＴ８０）。
【０１２４】
コネクション分配装置３０では、コネクション監視処理部３５は、パケットを受信すると、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６にクライアント１０からのコネクションに対応するエントリを追加し（ステップＳＴ８１）、スイッチング処理部３８は、パケットを物理ポート３３に向けてスイッチングする。これにより、パケットがミラーサーバ４０−２に転送される（ステップＳＴ８２）。そして、ミラーサーバ４０−２は、コネクション分配装置３０からのパケットを受信する（ステップＳＴ８３）。
【０１２５】
その後は、図８のステップＳＴ２２からステップＳＴ３０の処理が行われる。
【０１２６】
また、コネクション分配装置３０のコネクション監視処理部３５は、例えばクライアント１０とミラーサーバ４０−２との間のコネクションの終了（切断）を検出すると（ステップＳＴ９０）、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に格納されている当該コネクションに対応するエントリを削除する（ステップＳＴ９１）。これにより、コネクション対ＭＡＣアドレス対応表３６に格納される同一コネクションの重複したエントリが回避される。
【０１２７】
以上のように、この実施の形態１によれば、エッジルータ２１とコンテンツサーバ４０との間に設置されたコネクション分配装置３０によって、コンテンツサーバ４０を構成する複数のミラーサーバ４０−１〜４０−４に対するクライアント１０からのコネクションを適切に分配するように構成されているので、複数のミラーサーバ４０−１〜４０−４にかかる負荷を均一となるように分散させることができ、クライアント１０側でのコンテンツの転送処理時間を短縮することができる。その結果、インターネット１００上におけるコンテンツサーバ４０に対するレスポンスが一層改善されることになる。
【０１２８】
また、システム管理者は、本発明の負荷分散システムを設置するために、エッジルータ２１に対して何ら特別な設定を行う必要がない。なぜなら、エッジルータ２１は、グローバルアドレスが付与された１つのコンテンツサーバ４０が接続されているのと同様に動作するからである。従って、本発明の負荷分散システムを設置するのに要するシステム管理者の負担は軽いものである。
【０１２９】
また、システム管理者、ミラーサーバ４０−１〜４０−４については、トークンを送受信するためのプロトコル（トークン処理部）を実行するソフトウェア（制御プログラム４２ａ）をインストールするだけでよく、既存のアプリケーションに対しては何ら特別な設定を行う必要はない。従って、本発明の負荷分散システムを設置するための作業負担は、システム管理者にとって軽いものである。
【０１３０】
また、コンテンツサーバ４０を構成する複数のミラーサーバ４０−１〜４０−４は、全く同一のコンテンツを備えているのみならず、同一のＩＰアドレス（グローバルアドレス）が付与される。従って、各ミラーサーバ４０−１〜４０−４は、元のサーバのデットコピーであってもよく、デットコピーを行う作業は簡単であるため、システム管理者の負担は一層軽減される。
【０１３１】
さらに、各ミラーサーバ４０−１〜４０−４にかかる負荷分散の度合いを高めたい場合には、コネクション分配装置３０のＬＡＮ側の物理ポートを増設し、デットコピーのミラーサーバを接続するだけよく、システム管理者にとって素早い対応が可能となる。
【０１３２】
実施の形態２．
尚、コネクション分配装置３０においては、ＷＡＮ側の物理ポートを増設して複数のエッジルータを接続することも可能である。この場合、ミラーサーバ（例えば４０−１）から送信された「根拠のないＡＲＰ要求」は、全てのエッジルータに転送され、全てのエッジルータは、ＡＲＰキャッシュの情報を更新する。従って、上記実施の形態１で説明したのと同様に、エッジルータからは、唯一つのコンテンツサーバ４０が接続されているものとして動作するので、上記実施の形態１と同様の効果を奏し得る。また、コネクション分配装置３０が複数のエッジルータを接続可能とすることにより、様々な形態（トポロジ）のネットワークに対して適用することができるようになる。
【０１３３】
また、コネクション分配装置３０は、ＷＡＮ側の物理ポートにエッジルータ２１のみならず通常のＩＰ接続機器（例えばファイアーウォール、認証サーバなど）を複数接続しても、すなわち、エッジルータ２１とコネクション分配装置３０の間に通常のＩＰ接続機器を接続したとしても、上記同様の効果が得られる。
【０１３４】
さらに、コネクションの接続先のミラーサーバの決定方法としては、ラウンドロビン法や優先順位法をあげていたが、これらの方法以外にも、例えば、ランダムにコネクションの接続先を選択するランダム法などであってもよい。
【０１３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、クライアントが通信ネットワークおよびネットワーク接続装置を介して複数のミラーサーバのいずれかからコンテンツの転送を受けるシステムにおける負荷分散方法であって、クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、権利が割り当てられた一のミラーサーバからネットワーク接続装置に対して、宛先ＭＡＣアドレスを一のミラーサーバのＭＡＣアドレスにさせる要求を送出させるようにした。これにより、複数のミラーサーバにかかる負荷を均一となるように分散させることができ、クライアント側でのコンテンツの転送処理時間を一層短縮することができる効果を奏する。
【０１３６】
また、本発明によれば、権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、クライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を保有している一のミラーサーバに転送し、一のクライアントと一のミラーサーバとの間でコネクションを張らせてアプリケーション通信を実行させるようにした。これにより、本発明の負荷分散方法を実現するために、ネットワーク接続装置に対して何ら特別な設定を行う必要がなく、システム管理者の負担も軽減される。
【０１３７】
また、本発明によれば、コネクションが張られる場合に一のミラーサーバから権利を返却させ、返却される権利を受け取ると、権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを権利を現に保有している他のミラーサーバに転送し、他のクライアントと他のミラーサーバとの間でコネクションを張らせてアプリケーション通信を実行させるようにした。これにより、確実にクライアントからのコネクションを複数のミラーサーバに割り振ることができ、複数のミラーサーバにかかる負荷を確実に分散させることができる。
【０１３８】
また、本発明によれば、クライアントが通信ネットワークおよびネットワーク接続装置を介して複数のミラーサーバのいずれかからコンテンツの転送を受けるコンテンツ配信システムであって、ネットワーク接続装置と複数のミラーサーバとの間にコネクション分配装置が設けられ、ミラーサーバは、コネクションが割り振られる権利をコネクション分配装置から割り当てられると、「根拠のないＡＲＰ要求」を送出し、コネクション分配装置は、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに権利を割り当て、権利を保有している一のミラーサーバに対してクライアントからの新たなコネクションを割り振るものである。このように構成したことにより、複数のミラーサーバにかかる負荷を均一となるように分散させることができ、クライアント側でのコンテンツの転送処理時間を一層短縮することができる効果を奏する。
【０１３９】
また、本発明によれば、コネクション分配装置を、権利を複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当てる権利割当処理部と、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバとの間で既にコネクションを張っているクライアントのＩＰアドレス及びポート番号と当該コネクションが張られている一のミラーサーバのＭＡＣアドレスとの対応関係を記憶するテーブルと、クライアントと一のミラーサーバとの間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときにテーブルに対応関係を追加し、コネクションが切断されたときにテーブルから対応関係を削除するコネクション監視処理部と、ネットワーク接続装置から転送される、クライアントから一のミラーサーバに対して送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、現に権利を保有している他のミラーサーバのＭＡＣアドレスから一のミラーサーバのＭＡＣアドレスに変換するＭＡＣアドレス変換処理部と、パケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチングするスイッチング処理部とから構成した。これにより、クライアントからのコネクションを適切に複数のミラーサーバに分配するコネクション分配装置を確実に構成することができ、上記効果を一層容易に達成することができる。
【０１４０】
また、本発明によれば、スイッチング処理部は、一のミラーサーバから受信した「根拠のないＡＲＰ要求」を他のミラーサーバに転送せず、ネットワーク接続装置に転送するように構成したので、ネットワーク接続装置に対して権利を保有している一のミラーサーバを確実に認識させることができるとともに、一のミラーサーバから他のミラーサーバに対する不必要なフレーム転送を回避することができる。
【０１４１】
また、本発明によれば、権利を保有している一のミラーサーバは、クライアントへの応答パケットを送出すると権利を返却するように構成したので、確実に他のミラーサーバに権利を引き渡すことができ、その結果、クライアントからの新たなコネクションを確実に他のミラーサーバに分配することが可能となる。
【０１４２】
また、本発明によれば、クライアントが通信ネットワークおよびネットワーク接続装置を介して複数のミラーサーバのいずれかからコンテンツの転送を受けるシステムにおけるネットワーク接続装置と複数のミラーサーバとの間に配置される負荷分散装置であって、この負荷分散装置は、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに権利を割り当て、権利を保有している一のミラーサーバに対してクライアントからの新たなコネクションを割り振るように構成した。これにより、複数のミラーサーバにかかる負荷を均一となるように分散させることができ、クライアント側でのコンテンツの転送処理時間を一層短縮することができる効果を奏する。
【０１４３】
さらに、本発明によれば、負荷分散装置を、権利を複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当てる権利割当処理部と、複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバとの間で既にコネクションを張っているクライアントのＩＰアドレス及びポート番号と当該コネクションが張られている一のミラーサーバのＭＡＣアドレスとの対応関係を記憶するテーブルと、クライアントと一のミラーサーバとの間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときにテーブルに対応関係を追加し、コネクションが切断されたときにテーブルから対応関係を削除するコネクション監視処理部と、ネットワーク接続装置から転送される、クライアントから一のミラーサーバに対して送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、現に権利を保有している他のミラーサーバのＭＡＣアドレスから一のミラーサーバのＭＡＣアドレスに変換するＭＡＣアドレス変換処理部と、パケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチングするスイッチング処理部とから構成した。これにより、複数のミラーサーバにかかる負荷を分散する負荷分散装置を確実に構成することができ、上記効果を一層容易に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のコンテンツ配信システムが接続されるネットワーク構成を示す図である。
【図２】 コネクション分配装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 コネクション対ＭＡＣアドレス対応表の一例を示す図である。
【図４】 ミラーサーバの構成を示すブロック図である。
【図５】 ミラーサーバが通信で使用するプロトコルスタックを示す図である。
【図６】 「根拠のないＡＲＰ要求」のフレーム構造を示す図である。
【図７】 本発明のコンテンツ配信システムにおけるトークン割り当て動作を説明するためのシーケンス図である。
【図８】 本発明のコンテンツ配信システムにおけるコネクション割り振り動作を説明するためのシーケンス図である。
【図９】 本発明のコンテンツ配信システムにおけるトークン返却後のトークン割り当て動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１０】 本発明のコンテンツ配信システムにおける新たな別のコネクション割り振り動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１１】 本発明のコンテンツ配信システムにおけるＭＡＣアドレス変換動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１２】 本発明のコンテンツ配信システムにおけるＡＲＰ要求・ＡＲＰ応答及びコネクション終了によるエントリ削除の動作を説明するためのシーケンス図である。
【符合の説明】
１０ クライアント
２１ エッジルータ（ネットワーク接続装置）
２２ ＡＲＰキャッシュ
３０ コネクション分配装置（負荷分散装置）
３４ トークン割当処理部
３５ コネクション監視処理部
３６ コネクション対ＭＡＣアドレス対応表（テーブル）
３７ ＭＡＣアドレス変換処理部
３８ スイッチング処理部
４０ コンテンツサーバ
４０−１〜４０−４ ミラーサーバ
１００ インターネット（通信ネットワーク）
Claims (8)
- クライアントが通信ネットワークおよびネットワーク接続装置を介して複数のミラーサーバのいずれかからコンテンツの転送を受ける際に、前記クライアントからの前記通信ネットワーク経由のコネクションを各ミラーサーバに分配することにより、各ミラーサーバにかかる負荷を分散する負荷分散方法であって、
前記クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、前記複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、
前記権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、前記ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を前記一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」を前記ネットワーク接続装置に転送し、
前記ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを前記権利を保有している前記一のミラーサーバに転送し、前記一のクライアントと前記一のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させる
ことを特徴とする負荷分散方法。 - コネクションが確立されるときに一のミラーサーバから権利を返却させ、
返却される前記権利を受け取ると、前記権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、前記他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」を前記ネットワーク接続装置に転送し、
前記ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを前記権利を現に保有している前記他のミラーサーバに転送し、前記他のクライアントと前記他のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させる
請求項１記載の負荷分散方法。 - 通信ネットワークおよびネットワーク接続装置を介して複数のミラーサーバのいずれかからクライアントにコンテンツを配信するコンテンツ配信システムであって、
前記ネットワーク接続装置と前記複数のミラーサーバとの間に、前記クライアントからの前記通信ネットワーク経由のコネクションを各ミラーサーバに分配するコネクション分配装置が設けられ、
当該コネクション分配装置は、
前記クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、前記複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、
前記権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、前記ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を前記一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」を前記ネットワーク接続装置に転送し、
前記ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを前記権利を保有している前記一のミラーサーバに転送し、前記一のクライアントと前記一のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させる
ことを特徴とするコンテンツ配信システム。 - 一のミラーサーバは、コネクションが確立されるときに権利をコネクション分配装置に返却し、
当該コネクション分配装置は、返却される前記権利を受け取ると、前記権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、前記他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、
前記ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを前記権利を現に保有している前記他のミラーサーバに転送し、前記他のクライアントと前記他のミラーサーバとの間でコネクションを 確立させてアプリケーション通信を実行させる
請求項３記載のコンテンツ配信システム。 - コネクション分配装置は、
権利を複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当てる権利割当処理部と、
前記複数のミラーサーバのうちの所定のミラーサーバとの間で既にコネクションが確立されているクライアントのＩＰアドレス及びポート番号と当該コネクションが確立されている前記所定のミラーサーバのＭＡＣアドレスとの対応関係を記憶するテーブルと、
前記クライアントと前記所定のミラーサーバとの間のコネクションの接続及び切断を常時監視し、コネクションが接続されたときに前記テーブルに前記対応関係を追加し、コネクションが切断されたときに前記テーブルから前記対応関係を削除するコネクション監視処理部と、
前記ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントから現に前記権利を保有しているミラーサーバに対して送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、前記テーブルの前記対応関係に基づいて、現に前記権利を保有しているミラーサーバのＭＡＣアドレスから前記一のクライアントとの間でコネクションが確立されているミラーサーバのＭＡＣアドレスに変換するＭＡＣアドレス変換処理部と、
前記パケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチングするとともに、前記一のミラーサーバから受信した「根拠のないＡＲＰ要求」については他のミラーサーバに転送せず、前記ネットワーク接続装置に転送するスイッチング処理部とを備えた
請求項３または請求項４記載のコンテンツ配信システム。 - ネットワーク接続装置とクライアントにコンテンツを配信する複数のミラーサーバとの間に配置され、前記クライアントからの前記通信ネットワーク経由のコネクションを各ミラーサーバに分配することにより、各ミラーサーバにかかる負荷を分散する負荷分散装置であって、
当該負荷分散装置は、
前記クライアントからのコネクションが割り振られる権利を、前記複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当て、
前記権利を割り当てたときに一のミラーサーバから送信される、前記ネットワーク接続装置のＡＲＰキャッシュの情報を前記一のミラーサーバのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスに自動的に更新させる「根拠のないＡＲＰ要求」を前記ネットワーク接続装置に転送し、
前記ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを前記権利を保有している前記一のミラーサーバに転送し、前記一のクライアントと前記一のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させる
ことを特徴とする負荷分散装置。 - 負荷分散装置は、コネクションが確立されるときに一のミラーサーバから返却される権利を受け取ると、前記権利を他のミラーサーバに割り当てるとともに、前記他のミラーサーバから送信される「根拠のないＡＲＰ要求」をネットワーク接続装置に転送し、
前記ネットワーク接続装置から転送される、他のクライアントからの新たなコネクションのパケットを受信すると、当該パケットを前記権利を現に保有している前記他のミラーサーバに転送し、前記他のクライアントと前記他のミラーサーバとの間でコネクションを確立させてアプリケーション通信を実行させる
請求項６記載の負荷分散装置。 - 負荷分散装置は、
権利を複数のミラーサーバのうちの一のミラーサーバに割り当てる権利割当処理部と、
前記複数のミラーサーバのうちの所定のミラーサーバとの間で既にコネクションが確立されているクライアントのＩＰアドレス及びポート番号と当該コネクションが確立されている前記所定のミラーサーバのＭＡＣアドレスとの対応関係を記憶するテーブルと、
前記クライアントと前記所定のミラーサーバとの間のコネクションの接続及び切断を常 時監視し、コネクションが接続されたときに前記テーブルに前記対応関係を追加し、コネクションが切断されたときに前記テーブルから前記対応関係を削除するコネクション監視処理部と、
前記ネットワーク接続装置から転送される、一のクライアントから現に前記権利を保有しているミラーサーバに対して送信されたパケットの宛先ＭＡＣアドレスを、前記テーブルの前記対応関係に基づいて、現に前記権利を保有しているミラーサーバのＭＡＣアドレスから前記一のクライアントとの間でコネクションが確立されているミラーサーバのＭＡＣアドレスに変換するＭＡＣアドレス変換処理部と、
前記パケットの宛先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチングするとともに、前記一のミラーサーバから受信した「根拠のないＡＲＰ要求」については他のミラーサーバに転送せず、前記ネットワーク接続装置に転送するスイッチング処理部とを備えた
請求項６または請求項７記載の負荷分散装置。
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