JP5236310B2 - Ｈａ負荷分散制御システム - Google Patents

Description

本発明は、複数の移動端末と、前記各移動端末の位置登録を行う複数のホームエージェント（ＨＡ）とを備え、前記各ＨＡの負荷を分散制御するＨＡ負荷分散制御システムに関する。

次世代の高速移動体通信方式としてＷｉＭＡＸ(Worldwide Interoperability for Microwave Access)が国際的に注目を集め、このＷｉＭＡＸにおいてモバイルＩＰの適用が研究されている。

モバイルＩＰは、ホームエージェント(ＨＡ：Home Agent)を用いて、移動端末のデータ通信を実現する技術である。このＨＡは、移動端末が本来属するネットワークであるホームリンクで用いるホームアドレス(ＨｏＡ：Home Address)と、移動端末の移動先であるホームリンク以外のネットワークである外部リンクで用いる気付けアドレス(ＣｏＡ：Care of Address)との対応関係を管理している（特許文献１参照）。このモバイルＩＰ適用では、管理する移動端末数が増加する場合には、この増加数を考慮して、ＨＡを増加させる必要がある。

特開２００６−８７０７８号公報

しかしながら、移動端末数に合わせてＨＡを増加させても、ＨＡ相互間では、各ＨＡの負荷に応じて、負荷を分散することが考慮されていなかった。その結果、特定のＨＡに対して移動端末からの位置登録要求が集中した場合には、その特定のＨＡの負荷が急激に増加し、ＨＡの処理能力が著しく低下する場合があった。

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、複数のＨＡを備え、各ＨＡの負荷を分散制御するＨＡ負荷分散制御システムを提供することを目的とする。

本発明に係るＨＡ負荷分散制御システムは、複数の移動端末と、前記各移動端末の位置登録を行う複数のホームエージェント（ＨＡ）と、を備え、前記各ＨＡの負荷を分散制御するシステムである。

ＨＡ負荷分散制御システムでは、前記各ＨＡ相互により一のＨＡが自身よりも負荷が軽い他のＨＡをスキップグラフで検索するためのリストが作成され、前記一のＨＡは、前記自身の負荷と閾値とを比較し、前記自身の負荷が前記閾値よりも重くなった場合に、前記リストを参照し前記閾値よりも前記負荷が軽い前記他のＨＡを検索し、検索された前記他のＨＡは、前記一のＨＡに位置登録予定の前記移動端末の位置登録を行うことにより、各ＨＡの負荷を分散することができる。また、ＨＡの負荷の変動毎に通信経路を確立せずに、ＨＡの負荷が閾値を超えた場合に通信経路を確立することにより、各ＨＡ間で形成されるオーバレイネットワークの負荷を軽減することができる。さらに、負荷が軽い前記他のＨＡを検索する際に、スキップグラフで検索することにより、各ＨＡのすべての情報を収集しなくても、検索することが可能となり検索時間を短縮することができる。

また、ＨＡ負荷分散制御システムでは、前記一のＨＡは、前記自身の負荷が変動して、自身よりも負荷が軽い隣接する前記他のＨＡの負荷よりも軽くなった場合又は、自身よりも負荷が重い隣接する前記他のＨＡの負荷よりも重くなった場合に、前記リストから離脱することにより、負荷の変動毎にリストを更新する必要が無くなり、リスト更新に伴うＨＡの全体負荷を軽減することができる。係る場合には、前記一のＨＡは、前記リストから離脱した後に、前記自身の負荷と前記閾値とを比較し、前記自身の負荷が前記閾値よりも重くなった場合に、前記リストに復帰し、前記リストを更新することが好ましい。

さらに、ＨＡ負荷分散制御システムでは、前記負荷は、前記各ＨＡに位置登録されている前記移動端末の数に基づいて決めてもよい。

本発明によれば、前記各ＨＡ相互により一のＨＡが自身よりも負荷が軽い他のＨＡをスキップグラフで検索するためのリストが作成され、前記一のＨＡは、前記自身の負荷と閾値とを比較し、前記自身の負荷が前記閾値よりも重くなった場合に、前記リストを参照し前記閾値よりも前記負荷が軽い前記他のＨＡを検索し、検索された前記他のＨＡは、前記一のＨＡに位置登録予定の前記移動端末の位置登録を行うことにより、各ＨＡの負荷を分散することができる。

また、ＨＡの負荷の変動毎に通信経路を確立せずに、ＨＡの負荷が閾値を超えた場合に通信経路を確立することにより、各ＨＡ間で形成されるオーバレイネットワークの負荷を軽減することができる。さらに、負荷が軽い前記他のＨＡを検索する際に、スキップグラフで検索することにより、各ＨＡのすべての情報を収集しなくても、検索することが可能となり検索時間を短縮することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係るＨＡ負荷分散制御システムが適用されるＨＡ負荷制御システム１０の構成の説明図である。

ＨＡ負荷制御システム１０は、移動端末（ＭＳ）１２と、ＣＳＮ（Connectivity Service Network）１４と、前記移動端末１２と前記ＣＳＮ１４とを接続するＡＳＮ（Access Service Network）１６とを備えている。

移動端末１２は、通信機能を有するコンピュータや携帯電話等である。ＣＳＮ１４は、オーバレイネットワークを形成するＨＡ１８ａ〜１８ｅと、移動端末１２に対してＨｏＡとなるＩＰアドレスを付与するＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバ２０と、認証、許可、アカウンティング等を行うＡＡＡ（Authentication Authorization Accounting）サーバ２２とを備える。ＡＳＮ１６は、移動端末１２と、無線通信する基地局（ＢＳ）２４と、基地局２４とＣＳＮ１４との接続を制御するＡＳＮＧＷ（Access Service Network Gateway）２６とを備える。

次に、ＨＡ１８ａ〜１８ｅの負荷分散制御について説明する。図２は、ＨＡ１８ａ〜１８ｅの負荷分散制御を説明するためのリストの説明図である。

ＨＡ１８ａ〜１８ｅの負荷分散制御では、スキップグラフ(Skip Graph)という検索手法が用いられる。

スキップグラフでは、図２に示すようなリストが作成される。このリストは、複数のＬｅｖｅｌ（Ｌｅｖｅｌｎ：ｎは０、１、２・・・）から構成され、各Ｌｅｖｅｌには複数のノードが存在し、各ノードには、キーと、ノードを識別するためのＩＤに相当し、２進数値で表されるメンバーシップベクタ（menbership vector）とが付与される。このリストでは、(1)各ノードは、キーの順番で並ぶ、(2)Ｌｅｖｅｌ０ではすべてのノードが含まれる、(3)Ｌｅｖｅｌ（ｎ-１）に現れるノードは、ある確率ｐでＬｅｖｅｌｎに現れるという特徴を有している。

ＨＡ負荷制御システム１０におけるスキップグラフの適用では、ノードはＨＡ１８ａ〜１８ｅに対応し、キーはＨＡ１８ａ〜１８ｅの各負荷に対応し、メンバーシップベクタは、ＨＡ１８ａ〜１８ｅを識別するための各ＩＤに対応している。図２では、負荷をＬ、メンバーシップベクタをＭとして表している。ここで、負荷Ｌは、主としてＨＡ１８ａ〜１８ｅに位置登録される移動端末１２の数によって変動する値であり、また、ＨＡ１８自体の処理能力によっても変動する。

リスト中のＨＡ１８ａ〜１８ｅ同士は、Ｌｅｖｅｌｎでは、メンバーシップベクタＭの先頭から桁数ｎが一致するＨＡ同士で検索経路が形成される。すなわち、Ｌｅｖｅｌ０では、すべてのＨＡ１８ａ〜１８ｅ間で検索経路が形成され、Ｌｅｖｅｌ１では、ＨＡ１８ａ、１８ｃ、１８ｄがともにメンバーシップベクタＭの先頭の１桁目が同じ「０」であるので検索経路が形成され、ＨＡ１８ｂ、１８ｅがともにメンバーシップベクタＭの先頭の１桁目が同じ「１」であるので検索経路が形成され、Ｌｅｖｅｌ２では、ＨＡ１８ａ、１８ｄがともにメンバーシップベクタＭの先頭から２桁が同じ「００」であるので検索経路が形成され、ＨＡ１８ｂ、１８ｃ、１８ｅについての検索経路は形成されていない。

次に、ＨＡ１８ａ〜１８ｅの負荷分散制御を詳細に説明する。図３は、リストのＬｅｖｅｌ０におけるＨＡ１８ａ〜１８ｅの負荷の変動とリストの更新についての説明図である。

ＨＡ１８ａ〜１８ｅの各々に対しては、負荷Ｌに関して閾値Ｔが設定されている。図２、図３では閾値ＴとしてＴ＝７０に設定されている。ＨＡ１８ａ〜１８ｅの各々では、自身の負荷Ｌと閾値Ｔとを比較するともに、隣接するＨＡ１８の負荷Ｌとも比較している。

ある時点でのＨＡ１８ｃの負荷ＬがＬ＝４０の状態で（図３（ａ））、その後に負荷ＬがＬ＝４０からＬ＝６５と重くなったとする。リストの各Ｌｅｖｅｌにおいて形成されている検索経路は負荷Ｌの順で形成されるので、ＨＡ１８ｂとＨＡ１８ｄの間に位置しているＨＡ１８ｃは、ＨＡ１８ａ（Ｌ８０）とＨＡ１８ｂ（Ｌ６０）との間に位置するようにリストが更新される（図３（ｂ））。

次に、ＨＡ１８ｃの負荷Ｌがさらに重くなりＬ＝７５になると、閾値Ｔを超えるので以後のＨＡ１８ｃに対する移動端末１２の位置登録を中止し、他のＨＡ１８で位置登録をさせるために、自身の負荷Ｌよりも軽い負荷Ｌの他のＨＡ１８を検索する。

なお、ＨＡ１８ｃの負荷ＬがＬ＝７５になっても、隣接するＨＡ１８ａとＨＡ１８ｂの各負荷Ｌの間の値であるのでリストは更新されない（図３（ｃ））。

ＨＡ１８ｃの検索は、先ず、Ｌｅｖｅｌ２（図２参照）から行われる。Ｌｅｖｅｌ２では、ＨＡ１８ｃと他のＨＡ１８ａ、１８ｂ、１８ｄ、１８ｅとの間では、検索経路が形成されていないので、次にＨＡ１８ｃは、Ｌｅｖｅｌ１で検索を行う。Ｌｅｖｅｌ１では、ＨＡ１８ｃは、ＨＡ１８ａ、１８ｄとの間で検索経路を形成しており、ＨＡ１８ｃは、検索の結果、自身の負荷Ｌよりも負荷Ｌが軽いＨＡ１８ｄ（Ｌ２０）を発見する。ＨＡ１８ｃがＨＡ１８ｄを発見すると、以後の検索はＨＡ１８ｄがＬｅｖｅｌ１の検索を行う。ＨＡ１８ｄは、Ｌｅｖｅｌ１においては、自身の負荷Ｌよりも軽い負荷ＬのＨＡ１８を発見できないので、ＨＡ１８ｄは、Ｌｅｖｅｌ０を検索する。Ｌｅｖｅｌ０では、ＨＡ１８ａ〜１８ｅで検索経路が形成されており、ＨＡ１８ｄは、検索の結果、自身の負荷Ｌよりも負荷Ｌが軽いＨＡ１８ｅ（Ｌ１０）を発見し、その結果をＨＡ１８ｃに通知する。ＨＡ１８ｃは、ＨＡ１８ｄからの通知により、ＨＡ１８ｅの負荷Ｌが最も軽いことがわかる。また、ＨＡ１８ｃは、以上の検索の結果、自身の負荷ＬよりもＨＡ１８ｄ、１８ｅの負荷Ｌが軽いことがわかる。

ＨＡ負荷制御システム１０のリストの各Ｌｅｖｅｌにおいて形成される検索経路は負荷Ｌの重さの順で形成されるために、例えば、図３（ａ）に示すようにＨＡ１８ｃの負荷Ｌが隣接するＨＡ１８ｂよりも重くなり、又はＨＡ１８ｄの負荷Ｌよりも軽くなる度にリストの更新がされる。リストの更新が頻繁に行われると、ＨＡ１８ａ〜１８ｅの負荷が重くなる。

そこで、ＨＡ１８の負荷Ｌが、同じＬｅｖｅｌ２で隣接するＨＡ１８の負荷Ｌよりも重く又は軽く変動した場合に、当該ＨＡ１８をリストから離脱させることにより、ＨＡ１８ａ〜１８ｅの全体の負荷を軽減することができる。図４は、ＨＡ１８の負荷Ｌが変動した場合のＨＡ１８の離脱に関する説明図である。図４では、Ｌｅｖｅｌ０の状態におけるＨＡ１８ａ〜１８ｅを示している。

図４のＨＡ１８ａ〜１８ｅ中、ＨＡ１８ｃの負荷Ｌが変動する場合について説明する。ＨＡ１８ｃは、負荷ＬがＬ＝４０の状態（図４（ａ））から、負荷ＬがＬ＝６５に変動すると、隣接するＨＡ１８ｂ（Ｌ６０）の負荷Ｌよりも重くなる。従って、ＨＡ１８ｃがリストから離脱するとともに、リストが更新されＨＡ１８ｂとＨＡ１８ｄとの間では検索経路が形成される（図４（ｂ））。以後は、ＨＡ１８ｃの負荷Ｌが変動してもリストの更新は行われない。

ＨＡ１８ｃは、リストから離脱後に負荷ＬがＬ＝７５となり、閾値Ｔよりも重くなると、以後のＨＡ１８ｃに対する移動端末１２の位置登録を中止し、他のＨＡ１８で位置登録をさせるために、自身の負荷Ｌよりも軽い負荷Ｌである他のＨＡ１８を検索する必要が生じる。そこで、ＨＡ１８ｃは、再度、リストに復帰し、自身の負荷Ｌよりも軽い負荷Ｌの他のＨＡ１８を検索する（図４（ｃ））。ＨＡ１８ｃのリストへの復帰は隣接するＨＡ１８ｅと検索経路を形成した後に、ＨＡ１８ｅがＨＡ１８ｃのリストへの復帰をＨＡ１８ａ、１８ｂ、１８ｄに知らせた後にリストが更新される（図４（ｄ））。リストが更新された後に、上述した図２に示すリストに従って、自身の負荷Ｌよりも軽いＨＡ１８ｄ、１８ｅが検索される。

次に、ＨＡ１８ｃの負荷Ｌが変動し、検索したＨＡ１８ｄ、１８ｅのうち、最も負荷Ｌが軽いＨＡ１８ｅに移動端末１２を位置登録をさせる場合の処理について説明する。図５は、移動端末１２の位置登録先を変更する場合の処理に供されるシーケンスである。

ＨＡ１８ｃは、負荷Ｌが閾値Ｔよりも重くなったために、以後の移動端末１２の位置登録先を変更し、変更先を最も負荷Ｌが軽いＨＡ１８ｅとするために、ＨＡ１８ｅの情報を含むメッセージ「Radius Access Request」をＡＡＡサーバ２２に送信する（ステップＳ１）。ＡＡＡサーバ２２は、受信したメッセージ「Radius Access Request」に基づいて、ＨＡ１８ｃに代えて、今後の位置登録先としてＨＡ１８ｅを登録し、登録完了を通知するためにＨＡ１８ｃに対してメッセージ「Radius Access Accept」を送信する（ステップＳ２）。

次に、移動端末１２は、ＨＡ１８ａ〜１８ｅのいずれかに対して位置登録するためのレンジングコードとしてメッセージ「RNG REQ」を基地局２４に送信し（ステップＳ３）、基地局２４は、移動端末１２の位置登録要求を受信した旨としてメッセージ「RNG RSP」を移動端末１２に送信する（ステップＳ４）。なお、ステップＳ３、Ｓ４によって、移動端末１２と基地局２４との間の通信のタイミングや送信出力の調整もされる。

移動端末１２は、自身のネットワークとの接続能力を通知するためにメッセージ「SBC REQ」を基地局２４に送信し（ステップＳ５）、基地局２４は、メッセージ「SBC REQ」の受信確認としてメッセージ「SBC RSP」を移動端末１２に送信する（ステップＳ６）。

基地局２４は、移動端末１２の位置登録要求を認証方式等の通知形式に合わせたメッセージ「MS PreAttachment Request」をＡＳＮＧＷ２６に送信し（ステップＳ７）、ＡＳＮＧＷ２６は、メッセージ「MS PreAttachment Request」に対する応答として、メッセージ「MS PreAttachment Response」を基地局２４に送信する（ステップＳ８）。

基地局２４は、メッセージ「MS PreAttachment Response」の受信を確認すると、メッセージ「MS PreAttachment Ack」をＡＳＮＧＷ２６に送信し（ステップＳ９）、ＡＳＮＧＷ２６は、移動端末１２とＡＡＡサーバ２２とのＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）通信を開始するために、基地局２４に対してメッセージ「AuthRelay EAP Transfer」を送信する（ステップＳ１０）。

基地局２４は、ＥＡＰ通信によりメッセージ「PKM RSP」を移動端末１２に送信し（ステップＳ１１）、移動端末１２は、接続認証のための暗号キーの管理を要求するためにメッセージ「PKM REQ」を基地局２４に送信する（ステップＳ１２）。

基地局２４は、受信したメッセージ「PKM REQ」をＥＡＰ通信によりＡＳＮＧＷ２６に送信する（ステップＳ１３）。ＡＳＮＧＷ２６は、ＥＡＰデータを含むメッセージ「Radius Access Request」をＡＡＡサーバ２２に送信し（ステップＳ１４）、ＡＡＡサーバ２２は、メッセージ「Radius Access Request」の受信確認として、メッセージ「Radius Access Challenge」をＡＳＮＧＷ２６に送信する（ステップＳ１５ａ）。ＡＳＮＧＷ２６は、ＥＡＰ通信により、メッセージ「Radius Access Challenge」を基地局２４に送信し（ステップＳ１６）、さらに、基地局２４はメッセージ「PKM RSP」を移動端末１２に送信する（ステップＳ１７）。このステップＳ１２〜Ｓ１７は、複数回繰り返されて、移動端末１２とＡＡＡサーバ２２との間で送受信がされる。その後、移動端末１２の認証を許可した場合には、ＡＡＡサーバ２２は、登録されているＨＡ１８ｅの情報を含む「Radius Access Accept」をＡＳＮＧＷ２６に送信する（ステップＳ１５ｂ）。

移動端末１２は、ＤＨＣＰサーバ２０を検索するためにメッセージ「DHCP Discover」を基地局２４に送信し（ステップＳ１８）、メッセージ「DHCP Discover」はＡＳＮＧＷ２６を経てＤＨＣＰサーバ２０に転送される（ステップＳ１９、Ｓ２０）。

ＤＨＣＰサーバ２０は、移動端末１２の仮登録ＩＤ（例えばＩＰアドレス）を発効し、この仮ＩＤを移動端末１２に通知するために、メッセージ「DHCP Offer」をＡＳＮＧＷ２６に送信し（ステップＳ２１）、メッセージ「DHCP Offer」は、基地局２４を経て移動端末１２へ転送される（ステップＳ２２、Ｓ２３）。

移動端末１２は、ＤＨＣＰサーバ２０によって発効された仮登録ＩＤを用いた接続を行い、ＤＨＣＰサーバ２０で正式な登録を受けるためにメッセージ「DHCP Request」を基地局２４に送信し（ステップＳ２４）、メッセージ「DHCP Request」はＡＳＮＧＷ２６を経てＤＨＣＰサーバ２０に転送される（ステップＳ２５、Ｓ２６）。

ＤＨＣＰサーバ２０は、メッセージ「DHCP Request」を受信し、移動端末１２の仮登録ＩＤを認証した旨として、メッセージ「DHCP Ack」をＡＳＮＧＷ２６に対して送信する（ステップＳ２７）。この認証された仮登録ＩＤが移動端末１２のＨｏＡとなる。

ＡＳＮＧＷ２６は、ＨＡ１８ｅに対する移動端末１２の位置登録を求めるために、メッセージ「MIP Reg Request」をＨＡ１８ｅに送信する（ステップＳ２８）。この際に、メッセージ「MIP Reg Request」には、移動端末１２のＨｏＡが含まれる。

ＨＡ１８ｅは、移動端末１２の位置登録をするとメッセージ「MIP Reg response」をＡＳＮＧＷ２６に対して送信する（ステップＳ２９）。ＨＡ１８ｅでは、移動端末１２のＨｏＡとＨＡ１８ｅに対して発効するＣｏＡとの間で関連づけがされる。

ＡＳＮＧＷ２６は、受信したメッセージ「MIP Reg response」を基地局２４を送信し（ステップＳ３０）、基地局２４はメッセージ「DHCP Ack」を移動端末１２に送信する（ステップＳ３１）。以上の処理を経て移動端末１２は、ＣＳＮ１４との間で通信を行うことが可能となる。

以上説明したように、本発明の実施形態に係るＨＡ負荷分散制御システムは、複数の移動端末１２と、各移動端末１２の位置登録を行う複数のＨＡ１８ａ〜１８ｅと、を備え、ＨＡ１８ａ〜１８ｅの負荷Ｌを分散制御するシステムである。

ＨＡ負荷分散制御システムでは、ＨＡ１８相互によりＨＡ１８ｃが自身よりも負荷Ｌが軽い他のＨＡ１８をスキップグラフで検索するためのリストが作成され、ＨＡ１８ｃは、前記自身の負荷Ｌと閾値Ｔとを比較し、前記自身の負荷Ｌが前記閾値Ｔよりも重くなった場合に、前記リストを参照し前記閾値Ｔよりも前記負荷Ｌが軽い前記他のＨＡ１８を検索し、検索されたＨＡ１８ｅは、ＨＡ１８ｃに位置登録予定の移動端末１２の位置登録を行うことにより、各ＨＡ１８の負荷Ｌを分散することができる。また、ＨＡ１８の負荷Ｌの変動毎に通信経路を確立せずに、ＨＡ１８の負荷Ｌが閾値Ｔを超えた場合に通信経路を確立することにより、各ＨＡ１８間で形成されるオーバレイネットワークの負荷を軽減することができる。さらに、負荷Ｌが軽い他のＨＡ１８を検索する際に、スキップグラフで検索することにより、ＨＡ１８ａ〜１８ｅのすべての情報を収集しなくても、検索することが可能となり検索時間を短縮することができる。

また、ＨＡ負荷分散制御システムでは、ＨＡ１８ｃは、前記自身の負荷Ｌが変動して、自身よりも負荷Ｌが軽い隣接する他のＨＡ１８ｄの負荷Ｌよりも軽くなった場合又は、自身よりも負荷Ｌが重い隣接する他のＨＡ１８ｂの負荷Ｌよりも重くなった場合に、前記リストから離脱することにより、負荷Ｌの変動毎にリストを更新する必要が無くなり、リスト更新に伴うＨＡ１８の全体負荷を軽減することができる。かかる場合には、ＨＡ１８ｃは、前記リストから離脱した後に、前記自身の負荷Ｌと前記閾値Ｔとを比較し、前記自身の負荷Ｌが前記閾値Ｔよりも重くなった場合に、前記リストに復帰し、前記リストを更新することとなる。

さらに、ＨＡ負荷分散制御システムでは、前記負荷Ｌは、前記各ＨＡに位置登録されている移動端末１２の数に基づいて決めてもよい。

なお、本実施形態では、ＨＡ１８ｃの負荷Ｌが変動した後に、最も負荷Ｌが軽いＨＡ１８ｅに移動端末１２を位置登録をさせているが、最も負荷Ｌが軽いＨＡ１８に位置登録をさせる場合に限定されるものではない。例えば、検索されたＨＡ１８のうち、物理的に距離の近いものを位置登録の対象として選択したり、また、その負荷Ｌが閾値Ｔよりも所定負荷以上の余裕のあるものを選択してもよい。

図５は、ＨＡがオーバレイネットワークに加入する際のリストの更新に関する説明図である。

ＨＡ１８ａ、１８ｂ、１８ｄ、１８ｅで構成されるオーバレイネットワークでは、Ｌｅｖｅｌ０の状態でこれらのＨＡ１８間でリストが形成されている。この状態で、新たにＨＡ１８ｃがオーバレイネットワークに加入する場合について説明する。なお、ＨＡ１８ａ〜１８ｅに設定されている閾値ＴはＴ＝７０と設定されている。また、ＨＡ１８ａ、１８ｂ、１８ｄ、１８ｅの負荷ＬがＬ＝０であるのは、オーバレイネットワークが形成された直後であり、ＨＡ１８ａ、１８ｂ、１８ｄ、１８ｅのいずれに対しても移動端末１２が位置登録されていないためである。

ＨＡ１８ｃ（Ｌ４０）は、オーバレイネットワークに加入するためにＨＡ１８ｅに対して、加入要求を行う（図５（ａ））。ＨＡ１８ｃがオーバレイネットワークへの加入を認められると、ＨＡ１８ａ、１８ｂ、１８ｄ、１８ｅにＨＡ１８ｃが含められたＨＡ１８ａ〜１８ｅでリストが更新される（図５（ｂ））。ＨＡ１８ｃの負荷は、ＨＡ１８ａ〜１８ｅの中で最大であるために、最も左に位置する。リストの更新後に、ＨＡ１８ｃは離脱する（図５（ｃ））。ＨＡ１８ｃが離脱した後は、ＨＡ１８ｃ以外のＨＡ１８ａ、１８ｂ、１８ｄ、１８ｅへの移動端末１２の位置登録は禁止される。

ＨＡ１８ｃは、リストから離脱後に負荷ＬがＬ＝７５となり、閾値Ｔよりも重くなると、以後のＨＡ１８ｃに対する移動端末１２の位置登録を中止し、他のＨＡ１８で位置登録をさせるために、自身の負荷Ｌよりも軽い負荷Ｌである他のＨＡ１８を検索する必要が生じる。そこで、ＨＡ１８ｃは、再度、リストに復帰し、自身の負荷Ｌよりも軽い負荷Ｌの他のＨＡ１８を検索する（図５（ｄ））。ＨＡ１８ｃのリストへの復帰は隣接するＨＡ１８ｅと検索経路を形成した後に、ＨＡ１８ｅがＨＡ１８ｃのリストへの復帰をＨＡ１８ａ、１８ｂ、１８ｄに知らせた後にリストが更新される（図４（ｅ））。リストが更新された後に、上述した図２に示すリストに従って、自身の負荷Ｌよりも軽いＨＡ１８ａ、１８ｂ、１８ｄ、１８ｅが検索される。以後、検索された前記ＨＡ１８のいずれかを選択され、ＨＡ１８ｃから選択されたＨＡに対する移動端末１２の位置登録が上述した処理に従って行われる。

本実施形態では、ＨＡ１８ａ〜１８ｅの負荷分散制御を対象としていたが、複数のサーバを有するネットワークに対して、複数の端末が接続されている場合にも適用することが可能である。図７は、本実施形態の変形例であるサーバ負荷分散制御システム５０の構成の説明図である。

サーバ負荷分散制御システム５０は、端末５２と、ルータ５４と、前記ルータ５４と接続するネットワーク５６とを備えている。ネットワーク５６は、オーバレイネットワークを形成するサーバ５８を備える。ルータ５４に対する端末５２の接続は、有線であっても無線であってもよい。また、端末５２、ルータ５４、ネットワーク５６、サーバ５８はそれぞれ、ＨＡ負荷制御システム１０における移動端末１２、ＡＳＮ１６、ＣＳＮ１４、ＨＡ１８の各々と対応する関係にある。従って、ＨＡ負荷制御システム１０におけるＨＡ１８ａ〜１８ｅの負荷分散制御を、サーバ５８ａ〜５８ｅに適用することが可能である。

サーバ負荷分散制御システム５０におけるサーバ５８ａ〜５８ｅの負荷分散制御は、まず、図２に示すリスト中のＨＡ１８ａ〜１８ｅをサーバ５８ａ〜５８ｅに置き換えたスキップグラフに用いるリストを形成する。そして、図３で説明したように、サーバ５８ａ〜５８ｅでは自身の負荷Ｌと閾値Ｔとを比較するともに、隣接するサーバ５８の負荷Ｌとも比較し、特定のサーバ５８の負荷Ｌが閾値Ｔよりも重くなった場合にリストの更新をする。次に、更新後のリストに従って、自身の負荷Ｌよりも負荷Ｌが軽いサーバ５８を検索し、以後、その負荷Ｌが軽いサーバ５８に対して端末５２が接続される。

また、サーバ負荷分散制御システム５０では、図４で説明したようにサーバ５８ａ〜５８ｅにおいて負荷Ｌが、隣接するサーバ５８の負荷Ｌよりも重くなり又は軽く変動した場合に、リストから離脱させることにより、サーバ５８ａ〜５８ｅの全体の負荷を軽減することができる。

以上説明したように、サーバ負荷分散制御システム５０は、複数の端末５２と、前記各端末５２に接続される複数のサーバ５８ａ〜５８ｅと、を備え、前記サーバ５８ａ〜５８ｅの負荷を分散制御するシステムである。

前記各サーバ５８相互により一のサーバ５８が自身よりも負荷が軽い他のサーバ５８をスキップグラフで検索するためのリストが作成され、前記一のサーバ５８は、前記自身の負荷Ｌと閾値Ｔとを比較し、前記自身の負荷Ｌが前記閾値Ｔよりも重くなった場合に、前記リストを参照し前記閾値Ｔよりも前記負荷Ｌが軽い前記他のサーバ５８を検索し、検索された前記他のサーバ５８は、前記一のサーバ５８に接続予定の前記端末を接続する。

本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の実施形態に係るＨＡ負荷分散制御システムが適用されるＨＡ負荷制御システムの構成の説明図である。 スキップグラフで用いられるリストの説明図である。 リストのＬｅｖｅｌ０におけるＨＡ１８ａ〜１８ｅの負荷の変動とリストの更新についての説明図である。 ＨＡの負荷Ｌが変動した場合のＨＡの離脱に関する説明図である。 ＨＡがオーバレイネットワークに加入する際のリストの更新に関する説明図である。 移動端末の位置登録先を変更する場合の処理に供されるシーケンスである。 本発明の他の実施形態に係るサーバ負荷分散制御システムの構成の説明図である。

符号の説明

１０…ＨＡ負制御システム １２…移動端末
１４…ＣＳＮ １６…ＡＳＮ
１８、１８ａ〜１８ｅ…ＨＡ ２０…ＤＨＣＰサーバ
２２…ＡＡＡサーバ ２４…基地局
２６…ＡＳＮＧＷ ５０…サーバ負荷分散制御システム
５２…端末 ５４…ルータ
５６…ネットワーク ５８、５８ａ〜５８ｅ…サーバ

Claims (4)

1. 複数の移動端末と、前記各移動端末の位置登録を行う複数のホームエージェント（ＨＡ）と、を備え、前記各ＨＡの負荷を分散制御するＨＡ負荷分散制御システムであって、
   前記各ＨＡ相互により一のＨＡが自身よりも負荷が軽い他のＨＡをスキップグラフで検索するためのリストが作成され、
   前記一のＨＡは、前記自身の負荷と閾値とを比較し、前記自身の負荷が前記閾値よりも重くなった場合に、前記リストを参照し前記閾値よりも前記負荷が軽い前記他のＨＡを検索し、
   検索された前記他のＨＡは、前記一のＨＡに位置登録予定の前記移動端末の位置登録を行う
   ことを特徴とするＨＡ負荷分散制御システム。
2. 請求項１記載のＨＡ負荷分散制御システムにおいて、
   前記一のＨＡは、前記自身の負荷が変動して、自身よりも負荷が軽い隣接する前記他のＨＡの負荷よりも軽くなった場合又は、自身よりも負荷が重い隣接する前記他のＨＡの負荷よりも重くなった場合に、前記リストから離脱する
   ことを特徴とするＨＡ負荷分散制御システム。
3. 請求項２記載のＨＡ負荷分散制御システムにおいて、
   前記一のＨＡは、前記リストから離脱した後に、前記自身の負荷と前記閾値とを比較し、前記自身の負荷が前記閾値よりも重くなった場合に、前記リストに復帰し、前記リストを更新する
   ことを特徴とするＨＡ負荷分散制御システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のＨＡ負荷分散制御システムにおいて、
   前記負荷は、前記各ＨＡに位置登録されている前記移動端末の数に基づく
   ことを特徴とするＨＡ負荷分散制御システム。

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