JP5009257B2 - 中継装置、中継方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信を中継する技術に関する。

従来、端末装置からＢＡＳサーバ装置への通信を中継する技術として、中継装置が、端末装置から接続要求を受信した順に回線利用可能なフレーム送信部の利用を割り当てることで、フレーム送信部に接続されたＢＡＳサーバ装置の通信負荷を分散させて中継する技術が特許文献１に示されている。

特開２００７−２０８３５２号公報

上記特許文献１に記載の技術では、接続後はＢＡＳ（Broadband Access Server）と中継装置の物理帯域は複数のユーザ間で共有されるため、ユーザの通信量に応じて負荷の偏りが発生する。そのため、接続後の通信帯域の使用量に応じた適切な負荷の分散には対応できない。

そこで、本発明は、帯域を考慮して通信負荷の分散を行う中継技術の提供を目的とする。

本願に係る中継装置は、上記課題を解決するため、新たに接続要求を受け付けると、既に接続済みのポートの使用帯域に基づいて負荷を分散するように接続先を分散させて中継する。

例えば、端末装置と、前記端末装置に対してネットワーク接続サービスを提供する複数のサーバ装置と、の間の通信を中継する中継装置であって、前記端末装置から送信された接続要求情報を受け付ける受付部と、前記端末装置との間の通信量を前記サーバ装置ごとに計測する計測部と、前記接続要求情報の送信先として、所定の期間に計測された通信量が最も少ない前記サーバ装置を特定して、特定したサーバ装置へ前記接続要求情報を送信する制御部と、を備え、前記制御部は、前記通信量が最も少ないサーバ装置が複数存在する場合には、前記通信量が最も少ないサーバ装置のうち、所定の期間において通信を行った端末装置の数が少ないサーバ装置を前記送信先として特定するものであり、所定の期間においてＥｃｈｏフレームを受信した数を、前記通信を行った端末装置の数とする、ことを特徴とする。

本発明によれば、通信資源を有効に利用する技術を提供することが可能となる。

図１は、本発明の技術を適用した第一の実施形態である中継システム１００を示す図である。

中継システム１００は、中継装置１０１と、中継装置１０１と通信可能な複数のユーザ端末１０２と、中継装置１０１と通信可能な複数のＢＡＳ（Broadband Access Server）１０３と、を有する。

中継装置１０１は、複数のユーザ端末１０２と通信を行う複数のＬＡＮ（Local Area Network）ポート１０４と、複数のＢＡＳ１０３と通信を行う複数のＷＡＮ（Wide Area Network）ポート１０５と、ＬＡＮポート１０４とＷＡＮポート１０５との間の通信を制御する制御部１０６と、記憶部１０７と、を備える。

ユーザ端末１０２は、中継装置１０１に接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。例えば、ユーザ端末１０２は、一般家庭等においてユーザが使用するパーソナルコンピュータであり、中継装置１０１のＬＡＮポート１０４と、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）やＦＴＴＨ（Fiber To The Home）などの通信手段を介してＰＰＰｏＥ（PPP Over Ethernet：Ethernetは登録商標）接続し、中継装置１０１を介してＢＡＳ１０３と接続することで、ＢＡＳ１０３に接続されたＩＳＰ（Internet Service Provider）との接続を確立し、インターネットに接続する。

ＢＡＳ１０３は、ＩＳＰへの接続サービスを提供するサーバ装置であり、例えば回線事業者等が準備するサーバ装置である。

ＬＡＮポート１０４は、ＡＤＳＬ、ＦＴＴＨ等の通信ケーブルを接続するポートであり、通信ケーブルを介してポートに接続された複数のユーザ端末１０２間の通信を中継してＬＡＮを構成する。

ＷＡＮポート１０５は、ＡＤＳＬ、光ファイバー等の通信ケーブルを接続するポートであり、ポートに接続された複数のＢＡＳ１０３間の通信を中継してＷＡＮを構成する。また、ＷＡＮポート１０５は、それぞれ、ＷＡＮポート１０５を通過した送信フレームの数と受信フレームの数とをカウントしそれぞれ記憶するフレームカウント部１１５を備える。

制御部１０６は、単数または複数のＬＡＮポート１０４から受信した通信情報を単数または複数のＷＡＮポート１０５へ転送し、単数または複数のＷＡＮポート１０５から受信した通信情報を単数または複数のＬＡＮポート１０４へ転送する。

制御部１０６は、内部転送制御部１０８と、フレーム解析部１０９と、フレーム制御部１１０と、フレーム監視部１１１と、を有する。

内部転送制御部１０８は、ＬＡＮポート１０４およびＷＡＮポート１０５から受信した通信のフレームをフレーム解析部１０９へ転送し、フレーム制御部１１０からの転送指示に基づいて指示されたＬＡＮポート１０４または指示されたＷＡＮポート１０５にフレームを転送する。

フレーム解析部１０９は、受信した通信のフレームを解析してその種類を特定し、特定した種類をフレーム制御部１１０へ通知する。

また、フレーム解析部１０９は、ＬＣＰ（Linklayer Control Protocol）のＥｃｈｏフレームの受信数をＷＡＮポート１０５ごとに計上し、フレーム監視データベース１１４に記憶させる。

フレーム制御部１１０は、フレーム解析部１０９から通知された通信のフレームの種類に応じて、受け付けたフレームを転送する対象となるＬＡＮポート１０４またはＷＡＮポート１０５を特定し、内部転送制御部１０８に転送指示を出す。

例えば、フレームがＰＡＤＩ（PPPoE Active Discovery Initiation）等の接続要求フレームであれば、フレーム制御部１１０は、接続先ＢＡＳデータベース１１３を用いて、中継装置１０１に対し予め定められた送信又は受信の通信帯域に余裕があるＷＡＮポート１０５を接続先として特定し、特定したＷＡＮポート１０５へ接続要求フレームを転送するよう内部転送制御部１０８に指示する。

フレーム監視部１１１は、複数のＷＡＮポート１０５が備えるフレームカウント部１１５から送信フレーム数と受信フレーム数の情報を取得して、フレーム監視データベース１１４に記憶させる。また、フレーム監視データベース１１４の情報を用いて、接続先のＢＡＳを選択するための情報を算出し、接続先ＢＡＳデータベース１１３に記憶させる。

回線状態監視部１１２は、ＷＡＮポート１０５のハードウェア故障を検知すると、故障のあったＷＡＮポートが接続不可であることを接続先ＢＡＳデータベース１１３に記憶させる。また、ＷＡＮポート１０５のハードウェア故障が復旧したことを検知すると、復旧したＷＡＮポートが接続可であることを接続先ＢＡＳデータベース１１３に記憶させる。

記憶部１０７は、接続先ＢＡＳデータベース１１３と、回線状態監視部１１２と、フレーム監視データベース１１４と、を有する。

接続先ＢＡＳデータベース１１３は、接続先のＢＡＳを特定するための情報を記憶するデータベースである。

図２に、接続先データベース１１３の構成例を示す。

接続先データベース１１３は、ＷＡＮポート番号欄２０１と、送信変動欄２０２と、受信変動欄２０３と、回線状態欄２０４と、を有する。

ＷＡＮポート番号欄２０１には、ＷＡＮポート１０５を識別するための情報である識別番号が記憶される。例えば、中継装置１０１がＷＡＮポート１０５を８個備える場合には、ＷＡＮポート番号欄２０１には、８個のＷＡＮポート１０５に対応する「１」、「２」、・・・、「８」の値が記憶される。

送信変動欄２０２には、ＷＡＮポート１０５ごとに、所定期間のアップロード送信量、すなわちユーザ端末１０２からＢＡＳ１０３に対して送信されたフレームの数が記憶される。例えばＷＡＮポート１０５の「１」について、送信変動欄２０２の情報が「１００」であれば、「１」で識別されるＷＡＮポート１０５は、計測した期間の送信フレーム数が「１００」であることを示す。

受信変動欄２０３には、ＷＡＮポート１０５ごとに、所定期間のダウンロード送信量、すなわちＢＡＳ１０３からユーザ端末１０２に対して送信されたフレームの数が記憶される。

例えばＷＡＮポート１０５の「１」について、受信変動欄２０３の情報が「５００」であれば、「１」で識別されるＷＡＮポート１０５は、計測した期間の受信フレーム数が「５００」であることを示す。

回線状態欄２０４には、ＷＡＮポート番号欄２０１の情報により識別されるＷＡＮポート１０５が接続可能であるか否かを示す情報が記憶される。例えば、接続可能であれば「接続可」、接続不可能であれば「接続不可」という情報が記憶される。

以上が、接続先データベース１１３の構成例である。

フレーム監視データベース１１４は、複数のＷＡＮポート１０５の稼働情報を記憶するデータベースである。

図３に、フレーム監視データベース１１４の構成例を示す。

フレーム監視データベース１１４は、ＷＡＮポート番号欄３０１と、送信フレーム数欄３０２と、旧送信フレーム数欄３０３と、受信フレーム数欄３０４と、旧受信フレーム数欄３０５と、ＬＣＰＥｃｈｏフレーム数欄３０６と、論理障害検出時刻欄３０７と、を有する。

ＷＡＮポート番号欄３０１には、ＷＡＮポート１０５を識別するための情報である識別番号が記憶される。例えば、中継装置１０１がＷＡＮポート１０５を８個備える場合には、ＷＡＮポート番号欄３０１には、８個のＷＡＮポート１０５に対応する「１」、「２」、・・・、「８」の値が記憶される。

送信フレーム数欄３０２には、ＷＡＮポート１０５ごとに、累積アップロード送信量、すなわちユーザ端末１０２からＢＡＳ１０３に対して送信されたフレームの累積数が記憶される。例えばＷＡＮポート１０５の「１」について、送信フレーム数欄３０２の情報が「２００」であれば、累積した送信フレーム数が「２００」であることを示す。

旧送信フレーム数欄３０３には、ＷＡＮポート１０５ごとに、前回の記録時点での累積アップロード送信量、すなわちユーザ端末１０２からＢＡＳ１０３に対して送信されたフレームの累積数が記憶される。例えばＷＡＮポート１０５の「１」について、旧送信フレーム数欄３０３の情報が「１００」であれば、前回記録した累積の送信フレーム数は「１００」であったことを示す。

受信フレーム数欄３０４には、ＷＡＮポート１０５ごとに、累積ダウンロード送信量、すなわちＢＡＳ１０３からユーザ端末１０２に対して送信されたフレームの累積数が記憶される。例えばＷＡＮポート１０５の「１」について、受信フレーム数欄３０４の情報が「５５００」であれば、累積した受信フレーム数が「５５００」であることを示す。

旧受信フレーム数欄３０５には、ＷＡＮポート１０５ごとに、前回の記録時点での累積ダウンロード送信量、すなわちＢＡＳ１０３からユーザ端末１０２に対して送信されたフレームの累積数が記憶される。例えばＷＡＮポート１０５の「１」について、旧受信フレーム数欄３０５の情報が「５０００」であれば、前回記録した累積の受信フレーム数は「５０００」であったことを示す。

ＬＣＰＥｃｈｏフレーム数欄３０６には、ＬＣＰのＥｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔフレームと、Ｒｅｐｌｙフレームと、をフレーム解析部１０９が受信した数が記憶される。例えば、ＷＡＮポート番号「１」で識別されるＷＡＮポート１０５のＬＣＰＥｃｈｏフレーム数欄３０６に記憶された値が「２０」であれば、「１」に該当するＷＡＮポート１０５はＬＣＰＥｃｈｏ ＲｅｑｕｅｓｔフレームとＲｅｐｌｙフレームを合計２０個受信したことを示す。

一般に、ＬＣＰのＥｃｈｏフレームは、サービスの生死監視に用いられるフレームである。対象装置に送信したＬＣＰのＥｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔフレームに対して、対象装置からＬＣＰのＥｃｈｏ Ｒｅｐｌｙフレームによる応答が送信されれば、対象装置は稼働状態であると判断できる。

つまり、本実施例においては、ＬＣＰのＥｃｈｏ Ｒｅｐｌｙフレームは、ユーザ端末１０２からＷＡＮポート番号欄３０１の情報により識別されるＷＡＮポート１０５に接続されたＢＡＳ１０３に向けて送信されたＬＣＰのＥｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔフレームに対する応答である。

論理障害検出時刻欄３０７には、ＷＡＮポート１０５に発生した論理障害、例えばＢＡＳ１０３からの応答が無いなどの障害をフレーム監視部１１１が検出した時刻が記憶される。

以上が、フレーム監視データベース１１４の構成例である。

次に、本実施形態における接続要求受付処理のフローについて、図４を用いて説明する。

図４は、ユーザ端末１０２からＢＡＳ１０３への接続要求の受付処理の流れを示すフロー図である。

まず、フレーム解析部１０９は、受信したフレームがブロードキャストフレームであるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

具体的には、ユーザ端末１０２から送信されたフレームがＬＡＮポート１０４を介して内部転送制御部１０８へ到達すると、内部転送制御部１０８は、受信したフレームをフレーム解析部１０９に受け渡す。そして、フレーム解析部１０９は、受け渡されたフレームがブロードキャストフレームであるか否かを判定する。

ブロードキャストフレームである場合（ステップＳ１０１にて「Ｙｅｓ」）、フレーム解析部１０９は、受け渡されたフレームがＰＡＤＩフレームであるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

具体的には、フレーム解析部１０９は、受け渡されたフレームのイーサネットヘッダ（イーサネットは登録商標）のタイプフィールド値を読み出し、その値がＰＡＤＩを示す値（０ｘ８８６３）と一致するか否かを判定する。

受け渡されたフレームがＰＡＤＩフレームであれば（ステップＳ１０２にて「Ｙｅｓ」）、フレーム解析部１０９は、受け渡されたＰＡＤＩフレームとＷＡＮポート選択指示とをフレーム制御部１１０に送信する（ステップＳ１０３）。

次に、フレーム制御部１１０は、ＷＡＮポート選択指示に従って、後述するＷＡＮポートの選択処理を実施する（ステップＳ１０４）。

次に、フレーム制御部１１０は、ステップＳ１０４にて選択したＷＡＮポートに対して受け取ったＰＡＤＩフレームを転送するよう内部転送制御部１０８へ指示する（ステップＳ１０５）。

次に、内部転送制御部１０８は、ＰＡＤＩフレームを指示されたＷＡＮポートへ転送する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０２において、受け渡されたフレームがＰＡＤＩフレームでない場合（ステップＳ１０２にて「Ｎｏ」）、フレーム解析部１０９は、受け渡されたＰＡＤＩフレームをフレーム制御部１１０に送信する（ステップＳ１０７）。

次に、フレーム制御部１１０は、全てのＷＡＮポート１０５に対して受け取ったＰＡＤＩフレームを転送するよう内部転送制御部１０８へ指示する（ステップＳ１０８）。

次に、内部転送制御部１０８は、ＰＡＤＩフレームを全てのＷＡＮポート１０５へ転送（ブロードキャスト）する（ステップＳ１０９）。

また、フレーム解析部１０９が受け渡されたフレームがブロードキャストフレームではない場合（ステップＳ１０１にて「Ｎｏ」）、フレーム解析部１０９は、受け渡されたフレームがＷＡＮポート１０５にて受信したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

具体的には、フレーム解析部１０９は、受け渡されたフレームに含まれる「受信回線」の情報がＷＡＮポート１０５のいずれかと一致するか否かを判定する。

受け渡されたフレームがＷＡＮポート１０５にて受信したものでなければ（ステップＳ１１０にて「Ｎｏ」）、フレーム解析部１０９は、後述するステップＳ１１３以降の処理を実施する。

受け渡されたフレームが、ＷＡＮポート１０５にて受信したものであれば（ステップＳ１１０にて「Ｙｅｓ」）、フレーム解析部１０９は、受け渡されたフレームがＬＣＰのＥｃｈｏフレームのＲｅｑｕｅｓｔまたはＲｅｐｌｙフレームのいずれかであるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。

具体的には、フレーム解析部１０９は、受け渡されたフレームのＬＣＰヘッダーに含まれるコードフィールドの値を取得し、ＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ（０ｘ０９）またはＬＣＰ Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙ（０ｘ０ａ）であるか否かを判定する。

受け渡されたフレームがＬＣＰのＥｃｈｏフレームのＲｅｑｕｅｓｔまたはＲｅｐｌｙフレームのいずれかである場合には（ステップＳ１１１にて「Ｙｅｓ」）、フレーム解析部１０９は、フレーム監視データベース１１４のＬＣＰＥｃｈｏフレーム数欄３０６の値をインクリメントして更新する（ステップＳ１１２）。

受け渡されたフレームがＬＣＰのＥｃｈｏフレームのＲｅｑｕｅｓｔまたはＲｅｐｌｙフレームのいずれでもない場合には（ステップＳ１１１にて「Ｎｏ」）、フレーム解析部１０９は、後述するステップＳ１１３以降の処理を実施する。

次に、フレーム解析部１０９は、受け渡されたフレームをフレーム制御部１０９に送信する（ステップＳ１１３）。

次に、フレーム制御部１０９は、受け取ったフレームをＷＡＮポート１０５に転送するよう内部転送制御部１０８へ指示する（ステップＳ１１４）。

次に、内部転送制御部１０８は、フレームをあて先に指定されたＭＡＣアドレスを有するＢＡＳ１０３に接続されたＷＡＮポート１０５へ転送する（ステップＳ１１５）。

以上が、接続要求受付処理の処理フローである。

接続要求受付処理により、受け付けたフレームの種類に応じて処理内容を特定することが可能となる。

次に、図４の接続要求受付処理のステップＳ１０４にて実施するＷＡＮポート選択処理の処理フローを図５に示す。

まず、フレーム制御部１０９は、接続先ＢＡＳデータベース１１３から回線接続が可能な回線を抽出してリスト化する（ステップＳ２０１）。

具体的には、フレーム制御部１０９は、接続先ＢＡＳデータベース１１３の回線状態欄２０４の値を参照し、「接続可」であるレコードを抽出してリスト化する。

次に、フレーム制御部１０９は、ステップＳ２０１で抽出したリストが空であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

空である場合（ステップＳ２０２にて「Ｎｏ」）、フレーム制御部１０９は処理を終了する。すなわち、転送するＷＡＮポートを指定しない。

空ではない場合（ステップＳ２０２にて「Ｙｅｓ」）、フレーム制御部１０９は、予め中継装置１０１に設定された接続ポリシーが受信優先であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。

接続ポリシーが受信優先である場合（ステップＳ２０３にて「Ｙｅｓ」）、フレーム制御部１０９は、ステップＳ２０１にて作成したリストから受信変動欄２０３の値が小さいＷＡＮポートを転送先として選択する（ステップＳ２０４）。

接続ポリシーが送信優先である場合（ステップＳ２０３にて「Ｎｏ」）、フレーム制御部１０９は、ステップＳ２０１にて作成したリストから送信変動欄２０２の値が小さいＷＡＮポートを転送先として選択する（ステップＳ２０５）。

以上が、ＷＡＮポート選択処理の処理フローである。

このように、ＷＡＮポート選択処理により、送信変動量または受信変動量の少ないＷＡＮポート、すなわち帯域の使用量が少ないＷＡＮポートを転送先に設定することが可能となる。また、接続することのできる回線がない場合には、フレームをＷＡＮポートに転送しないため、ユーザ端末１０２からは無応答であると認識することができ、エラーの発生をユーザに伝えることができる。

次に、フレーム監視処理について、図６を用いて説明する。

フレーム監視処理は、中継装置１０１の起動を契機として処理を開始し、中継装置１０１が稼働を停止するまで継続する。

フレーム監視処理は、中継装置１０１が中継するフレームを監視し、送受信量の多少をＷＡＮポート１０５ごとに算出して負荷分散の元となる帯域の情報を作成し、ＷＡＮポート１０５に接続された他の機器、例えばＢＡＳ１０３等に論理障害が発生した場合には障害が発生した旨を記録する処理である。

まず、フレーム監視部１１１は、図示しないフレーム監視タイマを起動し、フレーム監視タイマが満了するまで処理を待機する（ステップＳ３０１）。

具体的には、フレーム監視タイマは、時間を計時し、所定の時間（例えば１０秒間）で満了するタイマである。

次に、フレーム監視タイマが満了すると、フレーム監視部１１１は、ＷＡＮポート１０５ごとにフレーム監視データベース１１４の送信フレーム数欄３０２に記憶された情報を旧送信フレーム数欄３０３に複製する（ステップＳ３０２）。

そして、フレーム監視部１１１は、ＷＡＮポート１０５ごとに、ＷＡＮポート１０５のフレームカウンタ１１４から送信フレーム数の累計を取得し、送信フレーム数欄３０２の情報を更新する（ステップＳ３０３）。

次に、フレーム監視部１１１は、ＷＡＮポート１０５ごとにフレーム監視データベース１１４の受信フレーム数欄３０４に記憶された情報を旧受信フレーム数欄３０５に複製する（ステップＳ３０４）。

そして、フレーム監視部１１１は、ＷＡＮポート１０５ごとに、ＷＡＮポート１０５のフレームカウンタ１１４から受信フレーム数の累計を取得し、受信フレーム数欄３０４の情報を更新する（ステップＳ３０５）。

次に、フレーム監視部１１１は、ＷＡＮポート１０５ごとに、フレーム監視データベース１１４に基づいて送信変動と受信変動の値を算出する（ステップＳ３０６）。

具体的には、フレーム監視部１１１は、ＷＡＮポート１０５ごとに、フレーム監視データベース１１４を参照し、送信フレーム数欄３０２に記憶された値から旧送信フレーム数欄３０３に記憶された値を減算して送信変動の値とする。そして、フレーム監視部１１１は、受信フレーム数欄３０４に記憶された値から旧受信フレーム数欄３０５に記憶された値を減算して受信変動の値とする。

次に、フレーム監視部１１１は、ステップＳ３０６にて算出した受信変動の値が０であるか、またはフレーム監視データベース１１４のＬＣＰＥｃｈｏフレーム数欄３０６に記憶された値が０であるか、のいずれかに一致するか否かを判定する（ステップＳ３０７）。

いずれにも一致しない場合には（ステップＳ３０７にて「Ｎｏ」）、フレーム監視部１１１は、接続先ＢＡＳデータベース１１３の送信変動欄２０２の値と受信変動欄２０３の値とをそれぞれステップＳ３０６で算出した送信変動と受信変動の値により更新する（ステップＳ３０８）。

そして、フレーム監視部１１１は、フレーム監視データベース１１４のＬＣＰＥｃｈｏフレーム数欄３０６の値を「０」に更新し、ステップＳ３０１に処理を戻す。

受信変動の値が０であるか、またはフレーム監視データベース１１４のＬＣＰＥｃｈｏフレーム数欄３０６に記憶された値が０であるか、のいずれかに一致する場合（ステップＳ３０７にて「Ｙｅｓ」）、フレーム監視部１１１は、接続先ＢＡＳデータベース１１３の回線状態欄２０４の値を「接続不可」に更新する（ステップＳ３１０）。

次に、フレーム監視部１１１は、フレーム監視データベース１１４の論理障害検出時刻欄３０７にステップＳ３１０の処理時点の時刻を設定する（ステップＳ３１１）。

次に、フレーム監視部１１１は、図示しない回線デッドタイマを起動し、満了まで待機する（ステップＳ３１２）。

具体的には、回線デッドタイマは、時間を計時し、所定の時間（例えば１分間）で満了するタイマである。

次に、回線デッドタイマが満了すると、フレーム監視部１１１は、接続先ＢＡＳデータベース１１３の回線状態欄２０４の値を「接続可」に更新する（ステップＳ３１３）。

次に、フレーム監視部１１１は、フレーム監視データベース１１４の論理障害検出時刻欄３０７に初期値（例えば「０」）を設定し、ステップＳ３０１に処理を戻す（ステップＳ３１４）。

以上が、フレーム監視処理の処理フローである。

このように、フレーム監視処理により、送信変動量または受信変動量の少ないＷＡＮポート、すなわち帯域の使用量が少ないＷＡＮポートを算出するための基礎となる情報をデータベース等に記録することが可能となる。また、論理障害が発生した場合にはそれを検知し、ＷＡＮポートの使用を不可とすることができる。

次に、回線監視処理について、図７を用いて説明する。

回線監視処理は、中継装置１０１の起動を契機として処理を開始し、中継装置１０１が稼働を停止するまで継続する。

回線監視処理は、中継装置１０１のＷＡＮポート１０５についての物理障害（主にハードウェアエラー）を監視し、ＷＡＮポート１０５の利用可否をＷＡＮポート１０５ごとに検知する処理である。

まず、回線状態監視部１１２は、ＷＡＮポート１０５のいずれかから割り込み情報を受信するまで監視を続け、割り込み情報を受信する（ステップＳ４０１）。

なお、割り込み情報は、少なくともＷＡＮポートを識別する値と、割り込み契機を示す値と、を有する。

次に、回線状態監視部１１２は、ステップＳ４０１で受信した割り込み情報がリンクダウンに基づくものか否かを判定する（ステップＳ４０２）。

具体的には、ステップＳ４０１にて受信した割り込み情報に含まれる割り込み契機の情報を読み取り、リンクダウンを示す情報か否かを判定する。

割り込み情報がリンクダウンに基づくものであれば（ステップＳ４０２にて「Ｙｅｓ」）、回線状態監視部１１２は、接続先ＢＡＳデータベース１１３の回線状態を接続不可に更新する（ステップＳ４０３）。

具体的には、回線状態監視部１１２は、接続先ＢＡＳデータベース１１３のＷＡＮポート番号欄２０１に記憶された値がステップＳ４０１にて受信した割り込み情報に含まれるＷＡＮポート１０５を識別する値と一致するレコードについて、回線状態欄２０４に「接続不可」の値を設定する。

次に、回線状態監視部１１２は、フレーム制御部１０９にリンクダウンを通知し、処理をステップＳ４０１に戻す（ステップＳ４０４）。

割り込み情報がリンクダウンに基づくものでなければ（ステップＳ４０２にて「Ｎｏ」）、回線状態監視部１１２は、ステップＳ４０１で受信した割り込み情報がリンクアップに基づくものか否かを判定する（ステップＳ４０５）。

具体的には、ステップＳ４０１にて受信した割り込み情報に含まれる割り込み契機の情報を読み取り、リンクアップを示す情報か否かを判定する。

割り込み情報がリンクアップに基づくものでなければ（ステップＳ４０５にて「Ｎｏ」）、回線状態監視部１１２は、ステップＳ４０１に処理を戻す。

割り込み情報がリンクアップに基づくものであれば（ステップＳ４０５にて「Ｙｅｓ」）、回線状態監視部１１２は、接続先ＢＡＳデータベース１１３の回線状態を接続可に更新する（ステップＳ４０６）。

具体的には、回線状態監視部１１２は、接続先ＢＡＳデータベース１１３のＷＡＮポート番号欄２０１に記憶された値がステップＳ４０１にて受信した割り込み情報に含まれるＷＡＮポート１０５を識別する値と一致するレコードについて、回線状態欄２０４に「接続可」の値を設定する。

次に、回線状態監視部１１２は、フレーム制御部１０９にリンクアップを通知し、処理をステップＳ４０１に戻す（ステップＳ４０７）。

以上が、回線監視処理の処理フローである。

このように、回線監視処理により、ＷＡＮポート１０５についての物理障害（主にハードウェアエラー）を監視し、ＷＡＮポート１０５の利用可否をＷＡＮポート１０５ごとにデータベース等に記録することが可能となる。そのため、物理障害が発生した場合にはそれを検知し、ＷＡＮポートの使用を不可とすることができる。

以上が、本発明の第一の実施形態である。

第一の実施形態により、中継装置１０１は、常時監視している論理障害と物理障害の情報、および使用帯域量に基づいて、ユーザ端末１０２からのＢＡＳ１０３への接続要求の負荷分散を行うことが可能となる。

そのため、中継装置１０１を用いる接続事業者は、ネットワーク資源を有効に利用することが可能となる。また、論理障害について迅速に検知することが可能であるため、ユーザに与える障害の影響を抑えることが可能となる。

なお、例えば、第一の実施形態の中継装置１０１は、接続事業者によりＰＰＰｏＥ方式を用いたＡＤＳＬやＦＴＴＨによるブロードバンドインターネット接続サービスを提供する際に用いることができる。

本実施形態におけるＢＡＳ１０３は、ＰＰＰ（Point to Point Protocol）、ＬＣＰ、ＩＰＣＰ（Internet Protocol Control Protocol）を終端してユーザに対してインターネット接続を提供する場合であっても、Ｌ２ＴＰ（Layer2 Tunneling Protocol）のＬＡＣ（L2TP Access Concentrator）として動作してユーザに対してインターネット接続を提供する場合であっても適用することが可能である。

いずれの場合であっても、ユーザ端末１０２はＰＰＰｏＥにおける接続要求フレームであるＰＡＤＩフレームをブロードキャスト送信し、応答するＢＡＳ１０３がＰＡＤＯ（PPPoE Active Discovery Offer）フレームをユーザ端末１０２宛にユニキャストで送信し、接続後はユーザ端末１０２がＬＣＰによるＥｃｈｏフレームを送信して生存確認を行うためである。

以上、本発明について、実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

以下に、本発明の第一の変形例について、図８〜図１０を用いて説明する。

本発明の第一の変形例は、上記した第一の実施形態とほぼ同じ構成を備えるが、図８、図９、図１０に示すように一部構成が相違する。

以下、その相違について説明する。

図８は、第一の変形例における接続先ＢＡＳデータベース１１３の構成例を示す図である。

第一の変形例における接続先ＢＡＳデータベース１１３は、第一の実施形態における接続先ＢＡＳデータベース１１３の各欄に加え、ＬＣＰＥｃｈｏ数欄２０５を備える。

ＬＣＰＥｃｈｏ数欄２０５には、ＬＣＰのＥｃｈｏ Ｒｅｑｕｅｓｔフレームと、Ｒｅｐｌｙフレームと、をフレーム解析部１０９が受信した数が記憶される。例えば、ＷＡＮポート番号「１」にて識別されるＷＡＮポート１０５のＬＣＰＥｃｈｏフレーム数欄３０６に記憶された値が「２０」であれば、「１」に該当するＷＡＮポート１０５はＬＣＰＥｃｈｏ ＲｅｑｕｅｓｔフレームとＲｅｐｌｙフレームを合計２０個受信したことを示す。

以上が、接続先ＢＡＳデータベース１１３に関する相違点である。

図９は、第一の変形例における接続要求受付処理の処理フローを示す図である。

第一の変形例における接続要求受付処理は、第一の実施形態における接続要求受付処理のステップＳ１１２に該当する処理を、以下に示すステップＳ５１２に変更したものである。

受け渡されたフレームがＬＣＰのＥｃｈｏフレームのＲｅｑｕｅｓｔまたはＲｅｐｌｙフレームのいずれかである場合には（ステップＳ１１１にて「Ｙｅｓ」）、フレーム解析部１０９は、フレーム監視データベース１１４のＬＣＰＥｃｈｏフレーム数欄３０６の値をインクリメントして更新するとともに、接続先ＢＡＳデータベース１１３のＬＣＰＥｃｈｏ数欄２０５に複製する（ステップＳ５１２）。

以上が、接続要求受付処理に関する相違点である。

第一の変形例における接続要求受付処理のステップＳ５１２により、ＬＣＰＥｃｈｏフレームをフレーム解析部１０９が受信すると、接続先ＢＡＳデータベース１１３のＬＣＰＥｃｈｏ数欄２０５の値を最新の値に更新することが可能となる。

図１０は、第一の変形例における接続要求受付処理のステップＳ１０４にて実施されるＷＡＮポート選択処理の処理フローを示す図である。

第一の変形例におけるＷＡＮポート選択処理は、第一の実施形態におけるＷＡＮポート選択処理に、以下のステップＳ２０６とステップＳ２０７と、を加えたものである。

フレーム制御部１０９は、ステップＳ２０４またはステップＳ２０５において選択されたＷＡＮポートが一つであるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

選択されたＷＡＮポートが一つであれば（ステップＳ２０６にて「Ｙｅｓ」）、フレーム制御部１０９はＷＡＮポート選択処理を終了する。

選択されたＷＡＮポートが一つでなければ（ステップＳ２０６にて「Ｎｏ」）、フレーム制御部１０９は、選択されたＷＡＮポートのうち、ＬＣＰＥｃｈｏフレーム数の小さいＷＡＮポート１０５を選択する（ステップＳ２０７）。

具体的には、フレーム制御部１０９は、選択されたＷＡＮポート１０５に該当するレコードを接続先ＢＡＳデータベース１１３から特定し、特定したレコードのＬＣＰＥｃｈｏ数欄２０５に記憶された値を比較する。そして、フレーム制御部１０９は、ＬＣＰＥｃｈｏ数が最も小さいＷＡＮポート１０５を一つ選択する。

以上が、ＷＡＮポート選択処理に関する相違点である。

このようにすることで、ＷＡＮポート選択処理において変動量が同一のＷＡＮポートがある場合に、ＬＣＰＥｃｈｏフレームの受信量が少ないことをＷＡＮポートの第二の選択基準とすることが可能となる。

以上が、第一の変形例である。

第一の変形例によれば、中継装置１０１は、より適切な負荷分散を行うことが可能となる。ＬＣＰＥｃｈｏフレームの受信数が少ないＷＡＮポートは、すなわちＢＡＳ１０３に接続しているユーザ端末１０２の数が少ないことを意味し、そのため、ＢＡＳ１０３の処理負荷が他のＢＡＳ１０３よりも低い可能性が高いと予想されるためである。

以下に、本発明の第二の変形例について、図１１〜図１３を用いて説明する。

本発明の第二の変形例は、上記した第一の実施形態とほぼ同じ構成を備えるが、図１１、図１２、図１３に示すように一部構成が相違する。

以下、その相違について説明する。

図１１は、本発明の技術を適用した第二の変形例である中継システム１００を示す図である。

第二の変形例における中継装置１０１の制御部１０６は、第一の実施形態における制御部１０６の各機能部に加え、ＬＡＮポートポリシーデータベース１１６を備える。

ＬＡＮポートポリシーデータベース１１６は、ＬＡＮポート１０４ごとに接続するＢＡＳ１０３を選択する条件が記憶されるデータベースである。

ＬＡＮポートポリシーデータベース１１６は、図１２に示すとおり、ＬＡＮポート番号欄４０１と、優先帯域欄４０２と、受信利用帯域欄４０３と、送信利用帯域欄４０４と、を有する。

ＬＡＮポート番号欄４０１には、ＬＡＮポート１０４それぞれに対応する番号が記憶される。例えば、中継装置１０１がＬＡＮポート１０４を１６個備える場合には、ＬＡＮポート番号欄４０１には、１６個のＬＡＮポート１０４に対応する「１」、「２」、・・・、「１６」の値が記憶される。

優先帯域欄４０２には、ＬＡＮポート１０４ごとに、優先する帯域が記憶される。

例えばＬＡＮポート１０４の「１」について、優先帯域欄４０２に記憶された情報が「受信」であれば、ＬＡＮポート１０４の「１」は受信帯域の確保を優先することを示す。また、ＬＡＮポート１０４の「３」について、優先帯域欄４０２の情報が「送信」であれば、ＬＡＮポート１０４の「３」は送信帯域の確保を優先することを示す。

受信利用帯域欄４０３には、ＬＡＮポート１０４ごとに、受信側、すなわちＢＡＳ１０３からユーザ端末１０２に対して送信される情報の通信に利用する帯域の目標値が記憶される。

例えばＬＡＮポート１０４の「１」について、受信利用帯域欄４０３に記憶された情報が「１Ｍ（メガ）ｂｐｓ（ビット毎秒）」であれば、ＬＡＮポート１０４の「１」は受信帯域として「１Ｍｂｐｓ」以上の帯域を希望するユーザにより接続されることを示す。

送信利用帯域欄４０４には、ＬＡＮポート１０４ごとに、送信側、すなわちユーザ端末１０２からＢＡＳ１０３に対して送信される情報の通信に利用する帯域の目標値が記憶される。

例えばＬＡＮポート１０４の「１」について、送信利用帯域欄４０４に記憶された情報が「０．５Ｍ（メガ）ｂｐｓ（ビット毎秒）」であれば、ＬＡＮポートの「１」は送信帯域として「０．５Ｍｂｐｓ」以上の帯域を希望するユーザにより接続されることを示す。

なお、これらの優先帯域欄４０２、受信利用帯域欄４０３と、送信利用帯域欄４０４と、に記憶される情報は、例えば中継装置１０１の管理者である回線事業者と、ユーザとの接続契約等に基づいて設定される。

以上が、ＬＡＮポートポリシーデータベース１１６の構成例である。

図１３は、第二の変形例におけるＷＡＮポート選択処理の処理フローを示す図である。

まず、フレーム制御部１０９は、受け渡されたフレームを受信したＬＡＮポート１０４の優先帯域が「受信」であるか否かを判定する（ステップＳ６０１）。

具体的には、フレーム制御部１０９は、受け渡されたフレームを受信したＬＡＮポート１０４に対応するＬＡＮポートポリシーデータベース１１６の優先帯域欄４０２に記憶された値が「受信」であるか否かを判定する。

優先帯域が「受信」であれば（ステップＳ６０１にて「Ｙｅｓ」）、フレーム制御部１０９は、接続先ＢＡＳデータベース１１３に基づき、ＷＡＮポート１０５を受信変動の小さなものから順に整列させる（ステップＳ６０２）。

具体的には、フレーム制御部１０９は、接続先データベース１１３のレコードについて、受信変動欄２０３の値を昇順にソートし、その順にＷＡＮポート番号欄２０１の値を取得する。

優先帯域が「受信」でなければ（ステップＳ６０１にて「Ｎｏ」）、フレーム制御部１０９は、接続先ＢＡＳデータベース１１３に基づき、ＷＡＮポート１０５を送信変動の小さなものから順に整列させる（ステップＳ６０３）。

具体的には、フレーム制御部１０９は、接続先データベース１１３のレコードについて、送信変動欄２０２の値を昇順にソートし、その順にＷＡＮポート番号欄２０１の値を取得する。

次に、フレーム制御部１０９は、優先帯域（送信または受信）について、利用帯域以上の帯域で使用可能なＷＡＮポート１０５が存在するか否かを判定する（ステップＳ６０４）。

具体的には、フレーム制御部１０９は、ＬＡＮポートポリシーデータベース１１６の優先帯域欄４０２に記憶された値が「受信」であれば、ＬＡＮポリシーデータベース１１６の受信利用帯域欄４０３に記憶された値以上の帯域で使用可能なＷＡＮポート１０５がステップＳ６０２にて整列させたレコードに存在するか否かを判定する。または、フレーム制御部１０９は、ＬＡＮポートポリシーデータベース１１６の優先帯域欄４０２に記憶された値が「送信」であれば、ＬＡＮポリシーデータベース１１６の送信利用帯域欄４０４に記憶された値以上の帯域で使用可能なＷＡＮポート１０５がステップＳ６０３にて整列させたレコードに存在するか否かを判定する。

利用帯域以上の帯域で使用可能なＷＡＮポート１０５が存在しない場合には（ステップＳ６０４にて「Ｎｏ」）、フレーム制御部１０９は、ステップＳ６０２またはステップＳ６０３にて整列させた順の先頭に該当するＷＡＮポート１０５を、接続するＷＡＮポート１０５として選択し、処理を終了する（ステップＳ６０５）。

利用帯域以上の帯域で使用可能なＷＡＮポート１０５が存在する場合には（ステップＳ６０４にて「Ｙｅｓ」）、フレーム制御部１０９は、ステップＳ６０２またはステップＳ６０３にて整列させた順の先頭に該当するＷＡＮポート１０５から順に、利用帯域以上の帯域を使用することが可能であって、かつ、回線状態が接続可であるＷＡＮポート１０５を抽出し、リスト化する（ステップＳ６０６）。

次に、フレーム制御部１０９は、ステップＳ６０６にて作成したリストの最後尾から先頭に向かって、つまり変動が大きい順に、優先でない帯域において利用帯域以上の帯域での使用が可能なＷＡＮポート１０５を抽出する（ステップＳ６０７）。

具体的には、フレーム制御部１０９は、優先でない帯域、すなわちＬＡＮポートポリシーデータベース１１６の優先帯域欄４０２に記憶された値が「受信」であれば「送信」帯域、記憶された値が「送信」であれば「受信」帯域、について利用帯域以上の帯域での使用が可能なＷＡＮポート１０５を抽出する。

次に、フレーム制御部１０９は、ステップＳ６０７で抽出したＷＡＮポート１０５が一つ以上あるか否かを判定する（ステップＳ６０８）。

抽出したＷＡＮポート１０５が一つ以上ある場合には（ステップＳ６０８にて「Ｙｅｓ」）、フレーム制御部１０９は、抽出したＷＡＮポート１０５のうち変動の値が大きいＷＡＮポート１０５を選択し処理を終了する（ステップＳ６０９）。

抽出したＷＡＮポートが一つも無い場合には（ステップＳ６０８にて「Ｎｏ」）、フレーム制御部１０９は、ステップＳ６０６にて作成したリストの最後尾のＷＡＮポート１０５、すなわち変動の値が最も大きいＷＡＮポート１０５を選択し処理を終了する（ステップＳ６１０）。

以上が、第二の変形例におけるＷＡＮポート選択処理の処理フローである。

このように、第二の変形例によれば、中継装置１０１はＬＡＮポートポリシーデータベース１１６のポリシーに従ってＷＡＮポート１０５を選択するようＷＡＮポート選択処理を行うため、ユーザとの接続契約の内容に合うよう、帯域を考慮した負荷分散を行うことができる。

また、本発明の第一の実施形態およびその変形例においては、中継装置１０１のＷＡＮポート１０５に接続される装置をＢＡＳ１０３としたが、これに限らず、他の計算機やネットワーク機器であってもよい。また、ユーザ端末１０２についても、他の計算機やネットワーク機器であってもよい。

なお、上記の中継システム１００は、システムとして取引対象とするだけでなく、中継装置１０１、または中継装置１０１の動作を実現するプログラム部品単位で取引対象とすることも可能である。

本実施形態の中継システムの構成図である。 本実施形態における接続先ＢＡＳデータベースのデータ構造を示す図である。 本実施形態におけるフレーム監視データベースのデータ構造を示す図である。 本実施形態における接続要求受付処理の処理フローを示す図である。 本実施形態におけるＷＡＮポート選択処理の処理フローを示す図である。 本実施形態におけるフレーム監視処理の処理フローを示す図である。 本実施形態における回線監視処理の処理フローを示す図である。 本実施形態の第一の変形例における接続先ＢＡＳデータベースのデータ構造を示す図である。 本実施形態の第一の変形例における接続要求受付処理の処理フローを示す図である。 本実施形態の第一の変形例におけるＷＡＮポート選択処理の処理フローを示す図である。 本実施形態の第二の変形例における中継システムの構成図である。 本実施形態の第二の変形例におけるＬＡＮポートポリシーデータベースのデータ構造を示す図である。 本実施形態の第二の変形例におけるＷＡＮポート選択処理の処理フローを示す図である。

符号の説明

１００：中継システム、１０１：中継装置、１０２：ユーザ端末、１０３：ＢＡＳ、１０４：ＬＡＮポート、１０５：ＷＡＮポート、１０６：制御部、１０７：記憶部、１０８：内部転送制御部、１０９：フレーム解析部、１１０：フレーム制御部、１１１：フレーム監視部、１１２：回線状態監視部、１１３：接続先ＢＡＳデータベース、１１４：フレーム監視データベース、１１５：フレームカウント部、１１６：ＬＡＮポートポリシーデータベース

Claims (8)

1. 端末装置と、前記端末装置に対してネットワーク接続サービスを提供する複数のサーバ装置と、の間の通信を中継する中継装置であって、
   前記端末装置から送信された接続要求情報を受け付ける受付部と、
   前記端末装置との間の通信量を前記サーバ装置ごとに計測する計測部と、
   前記接続要求情報の送信先として、所定の期間に計測された通信量が最も少ない前記サーバ装置を特定して、特定したサーバ装置へ前記接続要求情報を送信する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記通信量が最も少ないサーバ装置が複数存在する場合には、前記通信量が最も少ないサーバ装置のうち、所定の期間において通信を行った端末装置の数が少ないサーバ装置を前記送信先として特定するものであり、
   所定の期間においてＥｃｈｏフレームを受信した数を、前記通信を行った端末装置の数とする、
   ことを特徴とする中継装置。
2. 請求項１に記載の中継装置であって、
   前記通信量は、予め定められた方向へ送信された通信量である、
   ことを特徴とする中継装置。
3. 請求項１に記載の中継装置であって、さらに、
   前記端末装置ごとに接続条件を記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記接続条件を満たす前記サーバ装置から、前記所定の期間に計測された通信量が最も少ないサーバ装置を特定し、前記接続要求情報の送信先とする、
   ことを特徴とする中継装置。
4. 請求項３に記載の中継装置であって、
   前記接続条件は、前記端末装置に応じて通信を優先する方向と、所望帯域と、を含み、
   前記制御部は、前記所望帯域を満たす前記サーバ装置について、前記通信を優先する方向の前記所定の期間に計測された前記通信量を特定し、特定した前記通信量が最も少ないサーバ装置を前記接続要求情報の送信先とする、
   ことを特徴とする中継装置。
5. 請求項４に記載の中継装置であって、
   前記制御部は、前記所望帯域を満たす前記サーバ装置が存在しない場合には、前記複数のサーバ装置について、前記通信を優先する方向の前記所定の期間に計測された前記通信量を特定し、特定した前記通信量が最も少ないサーバ装置を前記接続要求情報の送信先として特定する、
   ことを特徴とする中継装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の中継装置であって、さらに、
   前記複数のサーバ装置のうちいずれかに論理障害の発生を検知すると、前記論理障害が発生したサーバ装置を前記制御部に伝える論理障害検出部を備え、
   前記制御部は、前記論理障害が発生したサーバ装置を除いて前記接続要求情報の送信先を特定する、
   ことを特徴とする中継装置。
7. 請求項６に記載の中継装置であって、
   前記論理障害検出部は、前記サーバ装置の生存確認の応答通信が途絶えたことを検知すると、論理障害が発生したと判定する、
   ことを特徴とする中継装置。
8. 端末装置と、前記端末装置に対してネットワーク接続サービスを提供する複数のサーバ装置と、の間の通信を中継する中継装置の中継方法であって、
   前記中継装置は、
   前記端末装置から送信された接続要求情報を受け付ける手順と、
   前記端末装置との間の通信量を前記サーバ装置ごとに計測する手順と、
   前記接続要求情報の送信先として、所定の期間に計測された通信量が最も少ない前記サーバ装置を特定して、特定したサーバ装置へ前記接続要求情報を送信する手順と、を実施し、
   前記接続要求情報を送信する手順は、前記通信量が最も少ないサーバ装置が複数存在する場合には、前記通信量が最も少ないサーバ装置のうち、所定の期間において通信を行った端末装置の数が少ないサーバ装置を前記送信先として特定するものであり、
   所定の期間においてＥｃｈｏフレームを受信した数を、前記通信を行った端末装置の数とする、
   ことを特徴とする中継方法。

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