JP5292335B2 - 接続先ノード選択方法及び装置及びプログラム - Google Patents

接続先ノード選択方法及び装置及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、接続先ノード選択方法及び装置及びプログラムに係り、特に、IPネットワークにおいて、ユーザからの認証要求情報に基づいて、ネットワーク内に配置されたエッジノードと接続先選択サーバ間の信号送受信により、接続先ノードを払い出し、接続先ノードへのセッション接続を実現するための接続先ノード選択方法及び装置及びプログラムに関する。
従来、ISP(Internet Service Provider)アクセスやVPN(Virtual Private Network)接続を実施する際、図17に示すように、接続先ノード選択サーバは、ユーザからのセッション接続要求に対して、ユーザの認証や、当該ユーザがどの接続先ノードへアクセス可能か、認証結果(複数の接続先ノード情報)を通知するRADIUS(Remote Access Dial In User Service)プロトコル及び本認証結果を基にし、エッジノードが接続先ノード選択機能を用いて接続先ノードを選択し、接続先ノードとセッション接続を確立させる、セッション接続モデルを採用するケースが多数ある(例えば、非特許文献1参照)。
Jonathan Hassell 著『「RADIUS」ユーザ認証セキュリティプロトコル』、オーム社、pp. 1-7, 2003年12月18日
しかしながら、大規模なIP(Internet Protocol)ネットワークでは、ユーザからの接続要求が大量に発生し、接続要求毎に多数の接続先ノード候補から一つを選択してセッションを選択してセッションを接続するため、各接続先ノードのセッション数は絶えず変動する。
エッジノード及び接続先ノードは多数存在すること、エッジノードの収容ユーザ数に偏りがあることなどから、接続先ノード選択処理を各エッジノードで分散的に実施すると、図18に示すように、各接続先ノードのセッション接続数に偏りが発生することがある。また、接続先ノードの最大接続可能セッション数は装置により様々であるため、セッション接続割合(最大接続可能数に対する接続数の割合)も大きく偏る可能性がある。
各接続先ノードへのセッション接続割合が偏ることにより、接続割合の低い接続先ノードでは、各セッションが高スループットで通信できるのに、割合が高い接続先ノードではパケット輻輳が発生してサービス品質が低下するなど、公平性が損なわれたり、ネットワークリソースを有効活用できない等の問題が発生する。
つまり、従来の方式では、複数存在するエッジノードは独自に接続ノードを選択することと、各接続先ノードはセッション接続可能数が様々であり、かつ、セッション接続/切断は頻繁に実施されることから各接続先ノードのセッション接続割合に偏りが生じる場合がある。
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、セッション接続先ノード選択を行う際に、セッション接続割合が偏らないようにすることが可能な接続先ノード選択方法及び装置及びプログラムを提供することを目的とする。
図1は、本発明の原理構成図である。
本発明(請求項)は、IPネットワークにおいて、ユーザからの認証要求情報を基にして、ネットワーク内に配置されたエッジノードと接続先ノード選択サーバとの間の信号送受信により接続先ノードを選択し、該エッジノードと該接続先ノードとの間のセッション接続を実現する接続先ノード選択システムであって、
接続先ノード選択サーバ900は、
各接続先ノード400毎のセッション接続可能数が記憶されたセッション接続可能数記憶手段140と、
エッジノード1000からPPP(Point-to-Point Protocol)接続におけるRadius認証モデルによる通信シーケンスにより、該エッジノード1000の接続ログ情報を取得して、接続ログ記憶手段920に格納するログ取得手段910と、
セッション接続可能数記憶手段140からセッション接続可能数を読み出し、接続ログ記憶手段920から接続ログ情報を読み出して、該接続ログ情報920から接続先ノードとの接続数を取得し、該セッション接続可能数と該接続数からセッション接続割合を求め、該セッション接続割合の小さい順にN件の接続先ノード候補を選択してエッジノード1000に通知するセッション接続割合計算手段930と、
を有し、
エッジノード1000は、
PPP接続におけるRadius認証モデルによる通信シーケンスにより接続ログ情報を接続先ノード選択サーバに送信する通信手段1010と、
接続先ノード選択サーバ900から取得した接続ノード候補の中から1つの接続先ノードを選択する選択手段240と、を有する。
図2は、本発明の原理を説明するための図である。
本発明(請求項)は、IPネットワークにおいて、ユーザからの認証要求情報を基にして、ネットワーク内に配置されたエッジノードと接続先ノード選択サーバとの間の信号送受信により接続先ノードを選択し、該エッジノードと該接続先ノードとの間のセッション接続を実現する接続先ノード選択方法であって、
接続先ノード選択サーバは、
エッジノードの間で、PPP(Point-to-Point Protocol)接続におけるRadius認証モデルによる通信シーケンスにより、該エッジノードの接続ログ情報を取得して、接続ログ記憶手段に格納し(ステップ1)
各接続先ノード毎のセッション接続可能数が記憶されたセッション接続可能数記憶手段からセッション接続可能数を読み出し、接続ログ記憶手段から接続ログ情報を読み出して、該接続ログ情報から接続先ノードとの接続数を取得し、該セッション接続可能数と該接続数からセッション接続割合を求め(ステップ2)、該セッション接続割合の小さい順にN件の接続先ノード候補を選択して(ステップ3)エッジノードに通知し(ステップ4)
エッジノードは、
接続先ノード選択サーバから取得した接続ノード候補の中から1つの接続先ノードを選択する(ステップ5)。
本発明(請求項)は、請求項に記載の接続先ノード選択サーバを構成する各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
本発明(請求項)は、請求項に記載のエッジノードを構成する各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
上記のように本発明によれば、接続先ノード選択サーバにおいて各サーバの現在のセッション接続数を集計し、その値に基づいてエッジノードがサーバを選択することにより、ほぼリアルタイムなセッション接続割合に応じた接続先ノードを選択することで、セッション数の偏りを解消することができる。また、各装置間のデータの送受に既存プロトコルを活用することで、容易に実現可能となる。
本発明の原理構成図である。 本発明の原理を説明するための図である。 本発明の第1の実施の形態におけるシステム構成図である。 本発明の第1の実施の形態におけるシーケンスチャートである。 本発明の第1の実施の形態におけるセッション接続割合に応じた接続先ノード選択の例である。 本発明の第2の実施の形態におけるシステム構成図である。 本発明の第2の実施の形態におけるシーケンスチャートである。 本発明の第2の実施の形態におけるSNMPによるセッション接続数の取得の例である。 本発明の第3の実施の形態におけるシステム構成図である。 本発明の第3の実施の形態におけるシーケンスチャートである。 本発明の第3の実施の形態におけるエッジノード単位のセッション接続割合に応じた選択の例である。 本発明の第4の実施の形態におけるシステム構成図である。 本発明の第4の実施の形態におけるシーケンスチャートである。 本発明の第4の実施の形態における接続ログ数計算による接続先ノード通知の例である。 本発明の第4の実施の形態における代表的なRadiusプロトコルによる認証シーケンス例である。 本発明の各実施の形態の適用領域を示す図である。 従来の接続先ノード選択方法を説明するための図である。 従来の技術の問題点を示す図である。
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
[第1の実施の形態]
本実施の形態では、既存のプロトコル(Radius/L2TP((Layer 2 Tunneling Protocol))を用いて情報を取得し、接続先ノードを選択する技術について説明する。
図3は、本発明の第1の実施の形態におけるシステム構成を示す。
同図に示すシステムは、ネットワーク(IPネットワーク)10を介して、1台の接続先ノード選択サーバ100、複数(n)台のエッジノード200、複数(m)台の接続先ノード300が接続されている。
接続先選択サーバ100は、ネットワーク10を介してエッジノード200、接続先ノード300と既存のプロトコル(Radius/L2TP)を用いて通信を行う通信部110、通信先の装置を認証するための認証部120、各ノードの情報を格納したノード管理情報記憶部130、接続先ノード毎のセッション接続可能数を格納したセッション接続可能数記憶部140を有する。
エッジノード200は、ネットワーク10を介して接続先ノード選択サーバ100、接続先ノード300と通信を行う通信部210、受信したデータや計算結果等を格納するメモリ220、メモリ220の内容を参照して接続先ノード毎のセッション接続可能数を取得し、セッション接続割合を計算し、メモリ220に格納する接続割合計算部230、メモリ220に格納された接続先毎のセッション接続割合を取得して、最小なセッション接続割合の接続先ノードを選択する接続割合選択部240と、を有する。
接続先ノード300は、定期的に現在のセッション接続数をエッジノード200に通知する接続数通知部310を有する。
次に、上記の構成における動作を説明する。
図4は、本発明の第1の実施の形態におけるシーケンスチャートである。
ステップ101) 各接続先ノード300の接続数通知部310は、現在のセッション接続数をエッジノード200に定期的に通知する。このとき、接続先ノード300では、その時点で接続されているセッション数をカウントする、または、自動的にカウントされメモリ等の記憶手段に格納されているセッション数を読み出して通知するものとする。
エッジノード200は、各エッジノード300から受信したセッション接続数をメモリ220に格納する。
ステップ102) エッジノード200から接続先ノード選択サーバ100に接続要求を送信する。
ステップ103) 接続先ノード選択サーバ100の認証部120は、受信した接続要求について、ノード管理情報記憶部130を参照して、認証を行う。
ステップ104) ステップ103において認証できた場合には、接続先ノード選択サーバ100の通信部110において、セッション接続可能数記憶部140から各接続先ノードのセッション接続可能数を読み出して、エッジノード200に送信する。
ステップ105) エッジノード200は、接続先ノード選択サーバ100から各セッション接続可能数を取得すると、メモリ220に格納する。接続割合計算部230は、ステップ101でメモリ220に格納されている各接続先ノードのセッション接続数Aを読み出し、受信した各セッション接続可能数Bを用いてセッション接続割合を求め、メモリ220に格納する。
ステップ106) エッジノード200の選択部240は、メモリ220のセッション接続割合を参照して、接続割合が最小の接続先ノードを選択する。
ステップ107) 選択された接続先ノードとセッションを確立する。
次に、上記の動作を具体的に説明する。
図5は、本発明の第1の実施の形態におけるセッション接続割合に応じた接続先ノード選択の例を示す。
接続先ノード300(A)から現セッション接続数「1200」、接続先ノード300(B)から現セッション接続数「900」、接続先ノード300(C)から現セッション接続数「900」がエッジノード200に通知される(ステップ101)
接続先ノード選択サーバ100のセッション接続可能数記憶部140には、各接続先ノードのセッション接続可能数が、
ノード(A):3000
ノード(B):1000
ノード(C):1000
のように格納されており、これらの情報をエッジノード200に送信する(ステップ104)。
エッジノード200では、各接続先ノード(A)(B)(C)から受信した現セッション接続数と、接続先ノード選択サーバ100から受信した各接続先サーバのセッション接続可能数をメモリ220に格納する。
エッジノード200の接続割合計算部230は、メモリ220から上記の情報を参照して、以下のように、各接続先ノードのセッション接続割合を求める(ステップ105)。
接続先ノード(A):1200/3000→40%
接続先ノード(B):900/1000→90%
接続先ノード(C):900/1000→90%
エッジノード200の選択部240は、接続先ノード(A)の割合が最も小さいため、当該接続先ノード(A)を接続先として選択する(ステップ106)。これによりエッジノード200と接続先ノード(A)間のセッションが確立される(ステップ107)。
上記のように、本実施の形態によれば、既存シーケンス内に現在のセッション数と接続可能数の情報を通知し、接続割合に応じた接続先ノードの選択が可能となる。
[第2の実施の形態]
前述の第1の実施の形態では、エッジノード200においてセッション接続割合を計算し、接続先ノードを選択する場合を説明したが、本実施の形態では、接続先ノード選択サーバにおいて、SNMP(Simple Network Management Protocol)を用いて接続先ノードからセッション接続数を取得し、セッション接続割合を計算する例について説明する。
図6は、本発明の第2の実施の形態におけるシステム構成を示す。同図において、図3と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
接続先ノード選択サーバ500は、図3の構成に、セッション接続数記憶部510と接続割合計算部520を付加した構成である。セッション接続数記憶部510は、各接続先ノード700から取得したセッション接続数を格納する。
接続先ノード700は、SNMP(Simple Network Management Protocol)のSNMPエージェントとして機能し、当該ノードの管理情報を格納するMIB(Management Information Base)710を有する。管理情報としては、少なくともその時点におけるセッション接続数を有し、これを接続先ノード選択サーバ500に送信するものとする。
エッジノード600は、前述の接続割合計算部230を除いた、通信部210、メモリ220、選択部240から構成される。
図7は、本発明の第2の実施の形態におけるシーケンスチャートである。また、図8は、本発明の第2の実施の形態におけるセッション接続割合に応じた接続先ノード選択を説明するための図である。
ステップ201) エッジノード600は、接続先ノード選択サーバ500に対して接続要求を送信する。
ステップ202) 接続先ノード選択サーバ500の認証部120においてノード管理情報記憶部130を参照して、接続要求元のエッジノード600の認証を行う。
ステップ203) 接続先ノード選択サーバ500は、SNMP(Simple Network Management Protocol)を用いて、接続先ノード700のMIB710からセッション接続数を取得する。
ステップ204) 接続先ノード選択サーバ500は、接続先ノード700から取得したセッション接続数をセッション接続数記憶部510に格納し、接続割合計算部520において、セッション接続可能数記憶部140から各接続先ノード毎のセッション接続可能数を読み込み、セッション接続数記憶部510から各接続先ノードのセッション接続数を取得して、接続割合を計算する。
ステップ205) セッション割合計算部520は、接続割合の低い順にN件の接続先ノードの情報を選択する。
ステップ206) 選択されたN件の接続先ノードを接続先ノード候補として通信部110を介してエッジノード600に通知する。
ステップ207) エッジノード600の通信部210は接続先ノード候補をメモリ220に格納し、選択部240は、メモリ220に格納されている接続先の候補から1件の接続先ノードを決定する。
ステップ208) 選択された接続先ノードとセッションを確立する。
上記のように、本実施の形態によれば、SNMPによって現在のセッション数を取得し、接続割合に応じた選択を実現することができる。
[第3の実施の形態]
本実施の形態では、エッジノード単位のセッション接続割合に応じて接続先ノードを決定する例を説明する。本実施の形態における各装置間の通信プロトコルとして、既存のRadiusを用いるものとする。
図9は、本発明の第3の実施の形態におけるシステム構成を示す。
同図において、接続先ノード選択サーバ100及び接続先ノード300の構成は、第1の実施の形態の図3の構成と同様である。
エッジノード800は、図3の構成に接続数記憶部250を付加した構成であり、通信部210が接続先ノード300とのセッションが確立すると接続数記憶部250の接続数を1加算する。
第1、2の実施の形態と異なる点は、エッジノード800が接続先ノード選択サーバ100から取得したセッション接続可能数をメモリ220に格納するが、セッション接続数を接続先ノード選択サーバ100や接続先ノード300から取得しない点において異なる。このため、エッジノード800は、通信部210で接続先ノードをセッションが確立する度に、接続数記憶部250の値をカウントアップしておく。接続割合計算部230は、メモリ220の各接続先ノードのセッション接続可能数と接続数記憶部250の値に基づいて接続割合を求め、選択部240において、接続割合の最も小さい接続先ノードを選択して、セッションを確立する。
図10は、本発明の第3の実施の形態におけるシーケンスチャートである。また、図11は、本発明の第3の実施の形態におけるエッジノード単位のセッション接続割合に応じた選択例を示す。
ステップ301) エッジノード800の通信部210は、接続先ノード300とのセッションが確立された後、接続数記憶部250の接続数を1カウントアップし、接続数記憶部250の値を更新する。
ステップ302) エッジノード800から接続先ノード選択サーバ100に接続要求を送信する。
ステップ303) 接続先ノード選択サーバ100は認証部120にて当該接続要求もとのエッジノード800の認証を行い、認証できた場合にはセッション接続可能数記憶部140からセッション接続可能数を読み出して、エッジノード800に送信する。
ステップ304) エッジノード800は、受信したセッション接続可能数をメモリ220に格納する。接続割合計算部230は、接続数記憶部250から接続数を読み出し、メモリ220からセッション接続可能数を取得して、各接続先ノード毎のセッション接続割合を計算し、計算結果をメモリ220に格納する。
ステップ305) エッジノード800の選択部240は、メモリ220の各接続先ノードのセッション接続割合を参照して最も値の小さいものを接続先ノードとして選択する。
ステップ306) 通信部210は、選択部240で選択された接続先ノード300との間でセッションを確立する。
上記のように本実施の形態によれば、既存シーケンス(Radius)内に接続可能数を通知し、ノード管理のセッション数を合わせ、接続割合に応じた接続先ノードの選択が可能となる。
[第4の実施の形態]
本実施の形態では、接続先ノード選択サーバにおいてセッション接続ログに基づいて接続割合を計算し、その計算結果に基づいて接続先ノード候補をエッジノードに通知する場合を説明する。
図12は、本発明の第4の実施の形態におけるシステム構成を示す。
同図に示すシステムにおいて、接続先ノード400は、第3の実施の形態と同様である。
接続先ノード選択サーバ900は、図3の構成にログ取得部910、接続ログ記憶部920、接続割合計算部930を付加した構成である。
エッジノード1000は、図6の構成と同様である。
本実施の形態における接続先ノード選択サーバ900の通信部110とエッジノード1000の通信部1010は、PPP(Point-to-Point Protocol)接続におけるRadius認証モデルによる通信シーケンスを行う。
図13は、本発明の第4の実施の形態におけるシーケンスチャートであり、図14は、本発明の第4の実施の形態における接続ログ数計算による接続先ノード通知の例を説明するための図である。
ステップ401) エッジノード1000と接続先ノード選択サーバ900との間でRadiusプロトコルによる通信を行うことにより、接続先ノード選択サーバ900の接続ログ取得部920は接続ログを取得して接続ログ記憶部920に格納する。当該Radiusプロトコルの通信シーケンスを図15に示す。
ステップ402) ステップ401のRadiusプロトコルによる通信によりエッジノード1000が認証された場合には、接続割合計算部930において、接続ログ記憶部920からその時点の各エッジノード毎の接続数を取得し、セッション接続可能数記憶部140から各接続先ノード毎のセッション接続可能数を取得して、接続割合を計算する。
ステップ403) 計算された接続割合の小さい順にN件の接続先ノード候補を選択する。
ステップ404) 接続先ノード選択サーバ900の通信部110から選択された接続先ノード候補を接続割合と共にエッジノード1000に送信する。
ステップ405) エッジノード1000は、受信した接続先ノード候補をメモリ220に格納し、選択部240は、メモリ220から最も接続割合が小さい接続先ノード、または、所望の接続先ノードを選択する。
ステップ406) ステップ406で選択された接続先ノードとの間でセッションを確立する。
上記のように、本実施の形態によれば、セッション接続ログにより現在のセッション数を算出し、接続割合に応じた選択を実現することができる。
図16は、本発明の各実施の形態の適用領域を示す。
本発明によれば、ネットワーク規模(接続先ノード数)は中規模から大規模なシステムに適用可能であり、また、偏り解消の必要性についてもほぼ満たしており、各ネットワークの要求条件に応じたソリューションが実現可能となる。
また、各実施の形態における接続先ノード選択サーバ、エッジノード、接続先ノードの各構成要素の動作をプログラムとして構築し、各接続先ノード選択サーバ、エッジノード、接続先ノードとして利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。
また、構築されたプログラムをハードディスクや、フレキシブルディスク・CD−ROM等の可搬記憶媒体に格納し、コンピュータにインストールする、または、配布することが可能である。
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。
本発明は、Radius、L2TP、SNMP等の既存のプロトコルに適用可能である。
10 ネットワーク
100,500,900 接続先ノード選択サーバ
110 セッション接続先可能数通知手段、通信部
120 認証部
130 ノード管理情報記憶部
140 セッション接続可能数記憶手段、セッション接続可能数記憶部
200,600,800,1000 エッジノード
210 通信部
220 メモリ
230 セッション接続割合計算手段、接続割合計算部
240 択手段、選択部
250 接続数記憶部
300,400,700 接続先ノード
310 接続数通知手段、接続数通知部
510 セッション接続数記憶部
520 接続割合計算部
710 MIB
910 ログ取得部,ログ取得手段
920 接続ログ記憶部、接続ログ記録手段
930 接続割合計算部、セション接続割合計算手段
1010 通信部、通信手段

Claims (4)

  1. IPネットワークにおいて、ユーザからの認証要求情報を基にして、ネットワーク内に配置されたエッジノードと接続先ノード選択サーバとの間の信号送受信により接続先ノードを選択し、該エッジノードと該接続先ノードとの間のセッション接続を実現する接続先ノード選択システムであって、
    接続先ノード選択サーバは、
    各接続先ノード毎のセッション接続可能数が記憶されたセッション接続可能数記憶手段と、
    前記エッジノードからPPP(Point-to-Point Protocol)接続におけるRadius認証モデルによる通信シーケンスにより、該エッジノードの接続ログ情報を取得して、接続ログ記憶手段に格納するログ取得手段と、
    前記セッション接続可能数記憶手段からセッション接続可能数を読み出し、前記接続ログ記憶手段から接続ログ情報を読み出して、該接続ログ情報から前記接続先ノードとの接続数を取得し、該セッション接続可能数と該接続数からセッション接続割合を求め、該セッション接続割合の小さい順にN件の接続先ノード候補を選択して前記エッジノードに通知するセッション接続割合計算手段と、
    を有し、
    前記エッジノードは、
    前記PPP接続におけるRadius認証モデルによる通信シーケンスにより前記接続ログ情報を前記接続先ノード選択サーバに送信する通信手段と、
    前記接続先ノード選択サーバから取得した前記接続ノード候補の中から1つの接続先ノードを選択する選択手段と、
    を有することを特徴とする接続先ノード選択システム。
  2. IPネットワークにおいて、ユーザからの認証要求情報を基にして、ネットワーク内に配置されたエッジノードと接続先ノード選択サーバとの間の信号送受信により接続先ノードを選択し、該エッジノードと該接続先ノードとの間のセッション接続を実現する接続先ノード選択方法であって、
    前記接続先ノード選択サーバは、
    前記エッジノードの間で、PPP(Point-to-Point Protocol)接続におけるRadius認証モデルによる通信シーケンスにより、該エッジノードの接続ログ情報を取得して、接続ログ記憶手段に格納し、
    各接続先ノード毎のセッション接続可能数が記憶されたセッション接続可能数記憶手段からセッション接続可能数を読み出し、前記接続ログ記憶手段から接続ログ情報を読み出して、該接続ログ情報から前記接続先ノードとの接続数を取得し、該セッション接続可能数と該接続数からセッション接続割合を求め、該セッション接続割合の小さい順にN件の接続先ノード候補を選択して前記エッジノードに通知し、
    前記エッジノードは、
    前記接続先ノード選択サーバから取得した前記接続ノード候補の中から1つの接続先ノードを選択する
    ことを特徴とする接続先ノード選択方法。
  3. 請求項に記載の接続先ノード選択サーバを構成する各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  4. 請求項に記載のエッジノードを構成する各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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