JP5645269B2 - ネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、ＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）やメールシステム、データセンタ等、サーバ装置と端末間でデータを通信するネットワークシステムにおいて、サーバ装置、または端末とサーバ装置との間の通信経路上に設置される複数の中継装置に関する。

クライアント端末は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続されるサーバ装置へスイッチやファイアウォール、ゲートウェイ等の中継装置を多数介してアクセスする。特に、携帯電話端末等のクライアントがサーバにアクセスする形態では、非常に多くの端末が中継装置を介してサーバへアクセスされることになる。有線ネットワーク網や無線ネットワーク網に接続される端末の普及、昨今の携帯電話端末の高機能化、無線通信網の高速化、そして動画や音楽といったコンテンツの大容量化が浸透してきたことにより、ＷＷＷ等のサーバ装置とクライアント端末間でやり取りされるデータ量が増大している。また、有線ネットワーク網や無線ネットワーク網の通信帯域の大容量化に伴うデータ通信時間の短縮や、コンテンツサイズの増大により、通信量が増加している。

このような背景の下、キャリアやデータセンタシステム内のスイッチやファイアウォール、ゲートウェイ等の中継装置を通過する通信量は膨大なものとなり、その流れは増加の一途を辿っている。この通信量増加に伴い、中継装置やサーバの処理能力増強が急務である。能力増強対策として、ハードウエア性能向上を図る手法と、リクエストを分散処理する手法が挙げられる。

一般に、前者はスケールアップと呼ばれ、後者はスケールアウトと呼ばれている。スケールアップによる対処では、単一障害点によるサービス停止、ハードウエア更新時のサービス停止などの問題点がある。大規模なシステムを有するキャリアやデータセンタ運用業者は、サービスを停止させず、通信量の増加に対応できるスケールアウト型の能力増強を図ることが多い。

一方で、サーバにはクライアントからのアクセス要求に対する高速化応答のため、ハードディスクに格納されているデータを読み出して応答するのではなく、半導体メモリの高速アクセス性能を活用し、半導体メモリ上にデータを保持して応答するデータグリッドの仕組みがある。このデータグリッドの仕組みを利用した複数のサーバから構成されるシステムでは、システム信頼性確保のためスケーラビリティの高いプロトコルによりサーバ間でデータの複製及びデータ管理等が行われている。このようなシステムでは、どのサーバへリクエストを発行しても、データを保持するサーバへリクエストが転送されるため、目的のデータへアクセス可能である。

このようなシステムでは、データへアクセスする側はどこにデータが配置されているのか意識しなくてよい利点がある。一方で、データが配置されているサーバ間でリクエストの転送が発生し、システムの応答が遅くなる場合があり得る。

また、大規模なシステムになればなるほど、複数の中継装置等を介することも多くなる。中継装置の種別によっては高位レイヤまで解析を実施する場合もあり、通信データの転送処理（クライアント端末からみたときのレイテンシ）に時間がかかることもあり得る。

この問題を解決する技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１の技術では、複数の中継装置を介した通信において、前段のスイッチと後段のスイッチがある場合に、前段のスイッチが後段のスイッチでルーティングを行う際に検索テーブルの検索速度向上を図ることにより高速化を実現する技術内容である。

特開２０１０−１８３４２１号公報

しかし、前段及び後段のスイッチにおいて共に上位レイヤまで解析が必須であり解析処理に時間がかかるため、転送速度の向上にはつながりにくいという以下のような問題があると考えられる。

（１）全てのスイッチにおいて、Ｌ３ヘッダ情報の解析を実施しているため、解析負荷が大きく、パケット転送に時間がかかると考えられる。

（２）後段のスイッチでは、転送先の状況を把握せずにルーティングしてしまうため、転送先サーバが処理するデータを保持していないサーバである場合があり、サーバ間で転送処理などの余計なステップが発生することを防止できない。

本発明の目的は、前段の中継装置における解析情報を用いて、メッセージを後段の中継装置が適切なサーバへルーティングでき、かつ、後段の中継装置の転送処理を高速化できるアクセス中継方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、サーバサイドで分散されているデータの分散ルールをサーバよりも前段に配される中継装置が持ち、その中継装置が通信データを解析して最終的にアクセスされるサーバを特定し、ＩＰレイヤのパケットオプションに特定したサーバ識別情報を付加することにより、途中の中継装置のＩＰレイヤより上位のルーティング処理を省く。

複数のサーバの中からアクセス対象のデータを保持するサーバへ直接通信することにより、レイテンシを短くすることが可能になる。また、ルールの与え方によって、複数の中継装置で接続される構成の場合、意図するネットワーク経路で通信を実現することが可能になる。

コンピュータシステムの構成例を示す図である。 ファイアウォール装置の構成例を示す図である。 中継装置の構成例を示す図である。 スイッチの構成例を示す図である。 サーバ装置の構成例を示す図である。 中継装置やスイッチ、サーバ装置が保持する分散ルールを登録するテーブルの一例を示す図である。 ファイアウォール装置が保持するクライアント端末の端末識別情報を登録するテーブルの一例を示す図である。 スイッチが保持する振分け先中継装置のＩＰアドレスを登録するテーブルの一例を示す図である。 スイッチが保持する振分け先サーバ装置のＩＰアドレスを登録するテーブルの一例を示す図である。 スイッチが保持する振分け先サーバ装置又は中継装置へのルーティングを実行する際に用いるルーティングテーブルの一例を示す図である。 ＩＰデータグラムのヘッダフォーマットの一例を示す図である。 ファイアウォール装置において実行される後段の装置へリクエストを転送する際の処理内容の一例を示すフローチャートである。 スイッチにおいて実行される後段の装置へリクエストを転送する際の処理内容の一例を示すフローチャートである。 サーバ装置において実行されるファイアウォール装置又は中継装置又はスイッチへ分散ルールを管理ネットワーク経由で送信する処理内容の一例を示すフローチャートである。 ファイアウォール装置又は中継装置又はスイッチにおいて実行されるサーバ装置から分散ルールを管理ネットワーク経由で受信する処理内容の一例を示すフローチャートである。 中継装置において実行される後段のスイッチへリクエストを転送する処理内容の一例を示すフローチャートである。 中継装置の構成例を示す図である。 中継装置が保持するメールデータを識別するためのユーザ情報を登録するテーブルの一例を示す図である。 中継装置において実行されるメールデータを転送する処理内容の一例を示すフローチャートである。 中継装置が保持する振分け先サーバ装置のＩＰアドレスを登録するテーブルの一例を示す図である。 中継装置又はスイッチにおいて実行される経路履歴情報をＩＰデータグラムのヘッダへ追加する処理内容の一例を示すフローチャートである。 ＩＰデータグラムの例である。 ＨＴＴＰメッセージの例である。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なおこれにより本発明が限定されるものではない。

本実施形態のコンピュータシステムは、ネットワークで接続された、クライアント端末、ファイアウォール装置、中継装置、スイッチとサーバ装置を含んで構成される。

図１は、コンピュータシステムの構成例を示す。１台以上のファイアウォール装置（以下、ＦＷという）１０１はネットワーク１２０を介してクライアント端末（以下、クライアントという）１００と接続される。またＦＷは、ネットワーク１２１を介してスイッチ（Ｌ４ＳＷ）１０２と接続される。スイッチ１０２は、ネットワーク１２２を介して複数の中継装置１０３と接続される。

中継装置１０３は、ネットワーク１２３を介してスイッチ（Ｌ４ＳＷ）１０４と接続される（以下、スイッチ１０２とスイッチ１０４を区別するため、前者を前段のスイッチ、後者を後段のスイッチという）。後段のスイッチ１０４は、ネットワーク１２４を介してサーバ装置１０５（以下、サーバ）と接続される。ＦＷ１０１、前段のスイッチ１０２、中継装置１０３、後段のスイッチ１０４、及びサーバ１０５は、ネットワーク２０８により相互接続される。

本実施例では、ＦＷ１０１と前段のスイッチ１０２と中継装置１０３と後段のスイッチ１０４とサーバ１０５がそれぞれ別々のネットワークにより接続される形態を示しているが、同一のネットワークに接続される形態であってもかまわない。

（各装置の構成）
図２は、ＦＷの構成例を示す図である。ＦＷ１０１は、１つ以上のＣＰＵ２０１と、１つ以上のネットワークインタフェース（ＮＷ Ｉ／Ｆ）２０２〜２０４と、入出力装置２０５と、メモリ２０７が内部バス等の通信路２０５を介して相互に接続されるコンピュータ上に実現される。ＮＷ Ｉ／Ｆ２０２は、ネットワーク１２０を介してクライアント１００と接続する。ＮＷ Ｉ／Ｆ２０３は、ネットワーク１２１を介して前段のスイッチ１０２と接続される。ＮＷ Ｉ／Ｆ２０５は、ネットワーク２０８を介してサーバ１０５と相互に接続する。

メモリ２０７には、ＣＰＵ２０１によって実行されるＨＴＴＰ解析処理２１０、中継処理２１１、パケットオプション付加処理２１２のプログラムと、分散ルール２１３、端末識別情報２１４、ＦＷ設定情報２１５が格納される。ＨＴＴＰ解析処理２１０は、クライアント１００からＨＴＴＰリクエストを受信した場合の解析を実行する。中継処理２１１は、ＦＷ設定情報２１５に基づきクライアント１００からのリクエスト受信可否を決定し、受信可の時にＨＴＴＰ解析処理２１０による処理を経て中継装置１０３へリクエストを転送する処理を実行する。

図３は、中継装置の構成例を示す図である。中継装置１０３は、１つ以上のＣＰＵ３０１と、１つ以上のＮＷ Ｉ／Ｆ３０２〜３０４と、入出力装置３０５と、メモリ３０７が内部バス等の通信路３０６を介して相互に接続されるコンピュータ上に実現される。

ＮＷ Ｉ／Ｆ３０２は、ネットワーク１２２を介して前段のスイッチ１０２と接続される。ＮＷ Ｉ／Ｆ３０３は、ネットワーク１２３を介して後段のスイッチ１０４と接続される。ＮＷ Ｉ／Ｆ３０４は、ネットワーク２０８を介してサーバ１０５と相互に接続する。

メモリ３０７には、ＣＰＵ３０１によって実行されるＨＴＴＰ解析処理３１０、中継処理３１１のプログラムと、Ｌ２パケットオプション処理３１２、分散ルール３１３、振分け先サーバ情報３１４が格納される。ＨＴＴＰ解析処理３１０は、クライアント１００からのＨＴＴＰリクエストを受信した場合の解析を実行する。中継処理３１１は、クライアント１００とサーバ１０５間の通信をＨＴＴＰ解析処理３１０の解析結果に基づき中継処理を実行する。

図４は、前段のスイッチの構成例を示す図である。前段のスイッチ１０２は、１つ以上のＣＰＵ４０１と、１つ以上のＮＷ Ｉ／Ｆ４０２〜４０３と、入出力装置４０４と、メモリ４０６が内部バス等の通信路４０５を介して相互に接続されるコンピュータ上に実現される。ＮＷ Ｉ／Ｆ４０２ａは、ネットワーク１２１を介してＦＷ１０１と接続される。ＮＷ Ｉ／Ｆ４０２ｂは、ネットワーク１２２を介して中継装置１０３と接続される。ＮＷ Ｉ／Ｆ２０５は、ネットワーク２０８を介してサーバ１０５と相互に接続する。

メモリ４０６には、ＣＰＵ４０１によって実行されるＬ２／Ｌ３解析処理４１０、ルーティング処理４１１、Ｌ２パケットオプション処理４１３のプログラムと、ルーティングテーブル４１２、分散ルール４１４、振分け先サーバ情報４１５が格納される。Ｌ２／Ｌ３解析処理４１０は、ＮＷ Ｉ／Ｆ４０２ａ又は４０２ｂ経由で受信したパケットをＬ２又はＬ３レイヤで解析を実行する。ルーティング処理４１１は、Ｌ２／Ｌ３解析処理４１０によって解析された結果を基に、ルーティングテーブル４１２のルールに則りパケット中継処理を実行する。

前段のスイッチ１０２と後段のスイッチ１０４は同様の構成である。そのため、後段のスイッチ１０４の構成例を説明する図は省略する。

図５は、サーバの構成例を示す図である。サーバ１０５は、１つ以上のＣＰＵ５０１と、１つ以上のＮＷ Ｉ／Ｆ５０２〜５０３と、入出力装置５０４と、メモリ５０６が内部バス等の通信路５０５を介して相互に接続されるコンピュータ上に実現される。

ＮＷ Ｉ／Ｆ５０２は、ネットワーク１２４を介して中継装置１０３に接続される。ＮＷ Ｉ／Ｆ５０３は、ネットワーク２０８を介してＦＷ１０１と前段のスイッチ１０２と、中継装置１０３と後段のスイッチ１０４と相互に接続するメモリ５０６には、ＣＰＵ５０１によって実行されるサーバ処理５１０のプログラムと、分散ルール５１１が格納される。

サーバ処理５１０は、本実施例におけるＷＷＷサーバ等のプログラムである。サーバデータ５１２は、サーバ１０５がクライアントからの要求に応じて提供するデータである。

（各テーブルの構成）
図６には、ＦＷ１０１、中継装置１０３、前段のスイッチ１０２、後段のスイッチ１０４及びサーバ１０５に具備された分散ルールの情報を示す。図７には、ＦＷ１０１に具備された端末識別情報を示す。図８は、前段のスイッチ１０２に具備された振分け先サーバ情報を示す。図９は、後段スイッチ１０４に具備された振分け先サーバ情報を示す。図２０は、中継装置１０３に具備された振分け先サーバ情報を示す。図１０は、前段のスイッチ１０２に具備されたルーティングテーブルを示す。図１１は、ＩＰデータグラムヘッダフォーマットを示す。以降、各図について説明する。

図６は、ＦＷ１０１、中継装置１０３、前段のスイッチ１０２、後段のスイッチ１０４及びサーバ１０５に具備された分散ルール６００の一例を示したものである。なお、分散ルール６００は、図２に示した分散ルール２１３、図３に示した分散ルール３１３、図４に示した分散ルール及び図５に示した分散ルール５１１と同様のものである。

例えば、分散ルール６００は、サーバ１０５が具備する分散ルール５１１を、ＦＷ１０１、前段のスイッチ１０２、後段のスイッチ１０４及び中継装置１０３へ送信し、ＦＷ１０１のメモリ２０７、中継装置１０３のメモリ３０７、前段及び後段のスイッチ１０２、１０４のメモリ４０６へ記憶するものである。ＦＷ１０１及び中継装置１０３は、分散ルールを用いてクライアント１００から受信したリクエストがどこのサーバ１０５に分散されているのか把握し、リクエスト転送の際に意図したサーバ１０５又は意図した中継装置１０３（意図したネットワーク）へリクエストを転送する。

分散ルール６００の区分欄６０１には、分散ルール適用先ノードの区分情報が格納される。分散ルール欄６０２には、区分欄６０１に格納される適用先当該ノード間でデータがどのように分散されているのかが決められたルール情報が格納される。階層欄６０３には、当該ノードがコンピュータシステムの中でどの階層に位置するかを示した階層情報が格納される。サーバ１０５と中継装置１０３が各装置間の分散ルール６００として持つ情報は、事前に管理者が入力する。

図７は、ＦＷ１０１に具備された端末識別情報の一例を示したものである。端末識別情報２１４は、ＦＷ１０１においてＨＴＴＰ解析処理２１０がＨＴＴＰリクエストを解析した際にＨＴＴＰヘッダフィールドのＵｓｅｒＡｇｅｎｔヘッダと比較して、クライアント１００の端末種別を認識するために用いる。

端末識別情報２１４のＦＷ１０１は、端末識別情報２１４とクライアント１００の端末種別が等しい場合、リクエストを転送する時にＩＰデータグラム（以降、ＩＰパケットともいう）のヘッダへ分散ルールを付加する。端末識別情報欄７０１には、クライアント１００の端末を識別するための情報が格納される。

図８は、前段のスイッチ１０２に具備された振分け先サーバ情報４１５ａの一例を示したものである。振分け先サーバ情報４１５ａは、前段のスイッチ１０２においてＦＷ１０１から受信したＩＰパケットのヘッダ（以降、ＩＰヘッダともいう）オプションに指定情報が付加されている場合において、ＩＰヘッダオプションに付加されている識別子と比較して転送先アドレスを決定するために用いる。振分けサーバ情報４１５ａの識別子欄８０１には、分散ルール適用して得られる識別子が格納される。アドレス欄８０２には、当該識別子８０１により識別される中継装置１０３のアドレスが格納される。

図９は、後段スイッチ１０４に具備された振分け先サーバ情報４１５ｂの一例を示したものである。前段のスイッチ１０２と後段のスイッチ１０４の構成は同じである。しかし、前段のスイッチ１０２がＦＷ１０１と中継装置１０３との間に位置するのに対し、後段のスイッチ１０４は中継装置１０３とサーバ１０５との間に位置する。そのため、振分けサーバ情報４１５ａの設定内容とは異なる。振分け先サーバ情報４１５ｂの各欄の説明は図８と同様である。

図２０は、中継装置１０３に具備された振分け先サーバ情報４１５ｃの一例を示したものである。振分け先サーバ情報４１５ｃの各欄の説明は図８と同様である。

図１０は、前段のスイッチ１０２に具備されたルーティングテーブルの一例を示したものである。ルーティングテーブル４１２は、前段のスイッチ１０２のルーティング処理４１１がパケットを転送する際に参照する情報である。ルーティングテーブル４１２には、受信パケットのＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎアドレスを参照して、どのネットワークインタフェースへ転送するのかを定めたルールが記載される。

ルーティングテーブル４１２のｄｅｓｔ．ＩＰ欄１００１には制御対象アドレスを格納する。ｎｅｔｍａｓｋ欄１００２には、ｄｅｓｔ．ＩＰ欄１００１記載のアドレスのネットマスク値を格納する。ｉｎｔｅｒｆａｃｅ欄１００３には、該当パケットの送出先ＮＷ Ｉ／Ｆのアドレスを格納する。ｇａｔｅｗａｙ欄１００４には、送出パケットのゲートウェイアドレスを格納する。Ｍｅｔｒｉｃ欄１００５には、メトリック値を格納する。後段のスイッチ１０４にも図１０と同様のテーブルがある。

図２２Ａは、ＩＰデータグラムの構成例を示したものである。ＩＰデータグラム２２１１は、ＩＰヘッダ１１００とＴＣＰセグメント２２１２から構成される。ＴＣＰセグメント２２１２は、ＴＣＰヘッダ１１０１とＨＴＴＰメッセージ１１０２から構成される。また、ＩＰヘッダ１１００の一部には、ＩＰヘッダオプション２２１０が含まれる。

図２２Ｂは、ＨＴＴＰメッセージ１１０２の構成例を示したものである。ＨＴＴＰメッセージ１１０２は、リクエスト行２２２１、ＨＴＴＰヘッダ２２２２、ＨＴＴＰボディ２２２３から構成される。ただし、ＨＴＴＰメッセージ１１０２では、ＨＴＴＰヘッダ２２２２及びＨＴＴＰボディ２２２３は必須ではなく、リクエスト行２２２１のみで構成される場合もありうる。

リクエスト行２２２１は、クライアント１００が要求するメソッドとリソース、及びＨＴＴＰのバージョン２２２４から構成される。ＨＴＴＰヘッダ２２２２は、１つ以上のフィールドから構成される。本例では、Ａｃｃｅｐｔヘッダ２２２５、Ａｃｃｅｐｔ−Ｌａｎｇｕａｇｅヘッダ２２２６、Ｕｓｅｒ−Ａｇｅｎｔヘッダ１１０３の３つのフィールドで構成されるＨＴＴＰヘッダ２２２２を示している。

Ａｃｃｅｐｔヘッダ２２２５は、クライアント１００が受け付けることができるコンテンツタイプを指定できる。Ａｃｃｅｐｔ−Ｌａｎｇｕａｇｅヘッダ２２２６は、サーバ１０５が応答するメッセージの言語を指定できる。Ｕｓｅｒ−Ａｇｅｎｔヘッダ１１０３は、クライアント１００のＨＴＴＰ実装ソフトウエア名を指定できる。

図１１は、ＦＷ１０１や中継装置１０３が転送パケットのＩＰパケットヘッダに転送先の識別子を付加する場合のＩＰデータグラムヘッダ（以下ではＩＰヘッダと略記）１１００のフォーマットの一例を示したものである。図１１のテーブルの上部に記載の目盛りはビットの番号を示し、各行は３２ビットからなる。

Ｖｅｒ．１１０５は、ＩＰのバージョンを示すものである。ヘッダ長１１０６は、ＩＰヘッダの長さを４オクテット（３２ビット）単位として示すものである。サービスタイプ１１０７は、データの優先度等で表されるサービスの質を示し、アプリケーションやユーザにより指定される。

パケット長１１０８は、ＩＰヘッダ１１００とそのあとに続くデータ部を含む全長をオクテット単位で示すものである。識別子１１０９は、細分化された複数のＩＰデータグラム１１００のそれぞれを再編成時に識別するための識別子である。フラグ１１１０とフラグメントオフセット１１１１は、ＩＰデータグラムの細分化を制御するためのフラグと、フラグメントの最初の位置を８オクテット単位とするオフセット値で示すものである。

ＴＴＬ(Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｌｉｖｅ)１１１２は、ＩＰデータグラム１１００がネットワーク内に存在できる最大時間を示すものである。プロトコル１１１３は、ＩＰの上位プロトコルを識別するための情報を示すものである。ヘッダチェックサム１１１４は、ＩＰヘッダの正確さを保証するチェックサムを示すものである。ＵｓｅｒＡｇｅｎｔヘッダ１１０３に含まれる送信元ＩＰアドレス１１１５は、ＩＰデータグラム１１００の送信元アドレスを示すものであり、宛先ＩＰアドレス１１１６は、ＩＰデータグラム１１００の送信先アドレスを示すものである。

図１１の６−９行に示すＩＰヘッダオプション（又はオプション部と略記）２２１０の詳細を説明する。

転送先識別情報１１１７ａ〜ｃは、ＦＷ１０１や中継装置１０３がＩＰデータグラムに付加する転送先の識別子を示すものであり、可変長である。図１１では、３つの転送先が格納されている。

オプションフラグ１１１８は、ＦＷ１０１や中継装置１０３がＩＰデータグラム１１００のヘッダに付加した転送先識別子を区別するためのフラグを示すものである。パティング１１１９、１１２２は、ＩＰデータグラムのヘッダが３２ビット境界で終わるよう調整するためのデータを示すものである。

経路履歴情報１１２０ａ〜ｃは、クライアント１００からのリクエストがサーバ１０５へ届くまでの間に中継装置１０３や前段のスイッチ１０２等を経由したか示す識別子を示すものであり、可変長である。図１１では、３つの経路履歴情報が格納されている。ＡＤＤフラグ１１２１は、経路履歴情報の追加が発生した旨のフラグを示すものである。

（各処理の説明）
本実施例における処理の概要を説明する。予め、サーバ１０５から、ＦＷ１０１、前段のスイッチ１０２、中継装置１０３及び後段のスイッチ１０４に、図６に示す分散ルール６００が送信され（図１４）、送信された分散ルール６００がそれぞれのメモリに格納される（図１５）。

クライアント１００からのリクエストを受信したＦＷ１０１が転送処理を行い（図１２）、ＦＷ１０１からのリクエストを受信した前段のスイッチ１０２が転送処理を行い（図１３）、前段のスイッチ１０２からのリクエストを受信した中継装置１０３が転送処理を行い（図１６）、中継装置１０３からのリクエストを受信した後段のスイッチ１０４がサーバ１０５への転送処理を行う（図１３）。前段のスイッチ１０２、中継装置１０３及び後段のスイッチ１０４のそれぞれでは、経路履歴情報がＩＰデータグラムのヘッダへ追加される（図２１）。

図１２は、ＦＷ１０１の中継処理２１１、ＨＴＴＰ解析処理２１０及びパケットオプション付加処理２１２がクライアント１００からリクエストを受信した際の転送処理の一例を示したフローチャートである。中継処理２１１は、クライアント１００からリクエストを受信する。その後に、図１１のＩＰヘッダ１１００の解析処理を実行する（ステップ１２１）。中継処理２１１は、ＴＣＰヘッダ１１０１の解析処理を実行する（ステップ１２２）。ＨＴＴＰ解析処理２１０は、ステップ１２２の後にＨＴＴＰヘッダ１１０２の解析処理を実行する（ステップ１２３）。

ＨＴＴＰ解析処理２１０は、ＨＴＴＰヘッダフィールド１１０２のＵｓｅｒＡｇｅｎｔヘッダ１１０３の有無を確認する。ＨＴＴＰヘッダフィールド１１０２のＵｓｅｒＡｇｅｎｔヘッダ１１０３が存在する場合はステップ１２５の処理を実行する。一方、ＨＴＴＰヘッダフィールド１１０２のＵｓｅｒＡｇｅｎｔヘッダ１１０３が存在しない場合には、ステップ１２８の処理を実行する（ステップ１２４）。

ステップ１２４において、ＨＴＴＰヘッダフィールド１１０２のＵｓｅｒＡｇｅｎｔヘッダ１１０３が存在する場合、ＦＷ１０１のＨＴＴＰ解析処理２１０は、端末識別情報２１４の端末識別情報欄７０１に登録されている情報とＵｓｅｒＡｇｅｎｔヘッダの情報１１０３を突き合わせ、一致するか否かを確認する。一致する場合は、ステップ１２６の処理を実行する。一致しない場合は、ステップ１２８の処理を実行する（ステップ１２５）。

ステップ１２５において、ＨＴＴＰヘッダフィールドのＵｓｅｒＡｇｅｎｔヘッダ１１０３の情報と端末識別情報２１４の端末識別情報欄７０１に登録されている情報が一致した場合、パケットオプション付加処理２１２は、ＵｓｅｒＡｇｅｎｔヘッダ１１０３の情報を、分散ルール２１３の該当区分欄６０１の当該分散ルール欄６０２に登録されるルールに当てはめて、オプション識別子の算出を行う（ステップ１２６）。

例えば、分散ルール欄６０２に示されるルールはハッシュ関数であり、ＵｓｅｒＡｇｅｎｔヘッダ１１０３の情報をハッシュ関数に当てはめた場合のハッシュ値がオプション識別子となる。また、階層欄６０３に示される情報は、ＦＷ１０１からネットワークの接続を辿った際の装置の階層数である。

次に、パケットオプション付加処理２１２は、ステップ１２６において算出した転送先識別情報１１１７を階層順に（階層欄６０３記載の情報の小さい順に）ＩＰヘッダ１１００のオプション部２２１０へ格納する。そして、同じくＩＰヘッダのオプションフラグ１１１８にも情報を格納する（ステップ１２７）。中継処理２１１は、ＩＰパケットを前段のスイッチ１０２へ転送して処理を終了する（ステップ１２８）。

図１３は、前段のスイッチ１０２のルーティング処理４１１及びＬ２／Ｌ３解析処理及びＬ２パケットオプション処理がＦＷ１０１からリクエストを受信した際の転送処理の一例を示したフローチャートである。

Ｌ２／Ｌ３解析処理４１０は、ＦＷ１０１からリクエストを転送された場合、ＩＰヘッダの解析を実行する（ステップ１３１）。次に、Ｌ２／Ｌ３解析処理４１０は、ＩＰヘッダオプション２２１０が存在するか確認し、存在するならばステップ１３３の処理を実行する。一方、ＩＰヘッダオプション２２１０が存在しない場合、ステップ１３８の処理を実行する（ステップ１３２）。ステップ１３２においてＩＰヘッダオプション２２１０が存在した場合、Ｌ２パケットオプション処理４１３は、ＩＰヘッダオプション２２１０を取得する（ステップ１３３）。

次に、Ｌ２パケットオプション処理４１３は、ＩＰヘッダオプションのオプションフラグ１１１８の情報が指定フラグと一致するか確認する。ここでフラグが一致する場合、ステップ１３５の処理を実行し、一致しない場合ステップ１３８の処理を実行する（ステップ１３４）。

ステップ１３４においてオプションフラグ１１１８の情報が指定フラグと一致する場合、Ｌ２パケットオプション処理４１３は、ＩＰヘッダオプション２２１０の最初に位置する転送先識別情報１１１７ａを取得し、転送先識別情報１１１７ａをキーとして振分け先サーバ情報４１５を検索し、振分け先サーバ情報４１５の識別子欄８０１に一致するアドレス８０２を取得する（ステップ１３５）。

Ｌ２パケットオプション処理４１３は、ステップ１３５で取得したアドレスを宛先アドレス１１１６としてＩＰパケットを生成する。また、この際ステップ１３５で参照したＩＰヘッダオプション２２１０の転送先識別情報１１１７ａを削除する（ステップ１３６）。

次に、Ｌ２パケットオプション処理４１３は、図２１に示すフローチャートを実行し、経路履歴情報１１２０ａをＩＰヘッダオプション２２１０に追加する（ステップ１３００）。ステップ１３００の「ＮＦ１」は「経路履歴情報の追加」を意味する。後述の図１６及び１９も同様である。ルーティング処理４１１は、ステップ１３６で生成したＩＰパケット１１００を、宛先アドレスの中継装置１０３へ転送して処理を終了する（ステップ１３７）。

ステップ１３２においてＩＰヘッダオプション２２１０が存在しない場合、又はステップ１３４においてオプションフラグ１１１８の情報が指定フラグと一致しない場合、ルーティング処理４１１は、ＴＣＰヘッダ１１０１の解析を実施する（ステップ１３８）。次に、ルーティング処理４１１は、ルーティングテーブル４１２の内容に沿って受信リクエストが該当するｄｅｓｔ ＩＰ欄１００１の当該ｉｎｔｅｒｆａｃｅ欄１００３に示されるＮＷ Ｉ／Ｆへパケットを転送するためにＩＰパケット１１００を生成する（ステップ１３９）。

また、図１３に記載のフローチャートは、前段のスイッチ１０２のフローであるが、後段のスイッチ１０４においても転送先が中継装置１０３からサーバ１０５へ変わり、図８に記載の振分けサーバ情報４１５ａの代わりに、図９に記載の振分けサーバ情報４１５ｂを用いる点を除き同様のフローとなる。

図２１は、中継装置１０３又は前段のスイッチ１０２又は後段のスイッチ１０４が経路履歴情報をＩＰデータグラムのヘッダへ追加する処理の一例を示したフローチャートである。中継装置１０３又は前段のスイッチ１０２又は後段のスイッチ１０４共に同様の処理であるため、ここでは中継装置１０３のＬ２パケットオプション処理３１２が実行する処理の流れを説明する。

中継装置１０３のＬ２パケットオプション処理３１２は、管理者からの履歴取得指示が有るか否かを判断する。指示がある場合はステップ２１０２を実行し、指示がない場合は処理を終了する（ステップ２１０１）。ステップ２１０１において指示があると判断した場合、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、自ノード識別子を経路履歴情報１１２０ａとしてＩＰパケットオプション２２１０に追記する。

例えば、自ノード識別子は自ノードのＩＰアドレスを一定数値でマスクした値である（ステップ２１０２）。次に、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、ＩＰヘッダオプション２２１０のＡＤＤフラグ１１２１を更新し、処理を終了する。例えばＡＤＤフラグ１１２１をインクリメントさせる（ステップ２１０３）。

図１４は、分散ルール６００を持つサーバ１０５が、前段のスイッチ１０２、後段のスイッチ１０４、中継装置１０３及びＦＷ１０１へ分散ルールを送信する処理の一例を示したフローチャートである。ここでは、サーバ１０５が、分散ルールをＦＷ１０１及び中継装置１０３へ送信する処理の一例を示したフローチャートのみを取り上げる。サーバ１０５のサーバ処理５１０は、分散ルール５１１をＮＷ Ｉ／Ｆ５０３に接続されるネットワーク２０８経由でＦＷ１０１及び中継装置１０３へ送信する（ステップ１４１）。

図１５は、ＦＷ１０１、中継装置１０３、前段のスイッチ１０２、及び後段のスイッチ１０４が、サーバ１０５から分散ルール６００を受信する処理の一例を示したフローチャートである。どの装置でも同様の受信処理のため、ここではＦＷ１０１の受信フローチャートのみを取り上げる。

ＦＷ１０１のパケットオプション付加処理２１２は、ＮＷ Ｉ／Ｆ２０５経由で分散ルールをサーバ１０５から受信する（ステップ１５１）。次に、パケットオプション付加処理２１２は、メモリ２０７の分散ルール２１３へ受信情報を登録して処理を終了する（ステップ１５２）。

図１６は、中継装置１０３の中継処理３１１及びＨＴＴＰ解析処理３１０及びＬ２パケットオプション処理３１２が、前段のスイッチ１０２からリクエストを受信した際の転送処理の一例を示したフローチャートである。

中継装置１０３のＬ２パケットオプション処理３１２は、前段のスイッチ１０２からリクエストを転送された場合、ＩＰヘッダ１１００の解析を実行する（ステップ１６０）。次に、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、ＩＰヘッダオプション２２１０が存在するか確認し、存在するならばステップ１６６の処理を実行する。一方、ＩＰヘッダオプション２２１０が存在しない場合、ステップ１６２の処理を実行する（ステップ１６１）。ステップ１６１においてＩＰヘッダオプション２２１０が存在する場合、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、ＩＰヘッダオプション２２１０を取得する（ステップ１６６）。

次に、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、ＩＰヘッダオプション２２１０のオプションフラグ１１１８の情報が指定フラグと一致するか確認し（ステップ１６７）、オプションフラグ１１１８の情報が指定フラグと一致するならば、フラグＦＬＧに「１」をセットする（ステップ１６７ａ）。

次に、中継処理３１１は、ＴＣＰヘッダ１１０１の解析を実行する（ステップ１６２）。ステップ１６２の後にＨＴＴＰ解析処理３１０は、ＨＴＴＰヘッダ１１０２の解析を実行する（ステップ１６３）。そして、中継処理３１１は、ステップ１６３の結果を受けて中継のための事前処理を実行する（ステップ１６４）。

上記のステップ１６７において、フラグＦＬＧに「１」がセットされていた場合（ステップ１６７ｂ）、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、ＩＰヘッダオプション２２１０の転送先識別情報１１１７を取得し、転送先識別情報１１１７をキーとして振分け先サーバ情報３１４を検索し、振分け先サーバ情報４１５ｃの識別子欄２００１に一致するアドレス２００２を取得する（ステップ１６８）。

Ｌ２パケットオプション処理３１２は、ステップ１６８で取得したアドレスを宛先アドレス１１１６としてＩＰパケット１１００を生成する。また、この際、ステップ１６８で参照したＩＰヘッダオプション２２１０の転送先識別情報１１１７を削除する（ステップ１６９）。ステップ１６１においてＩＰヘッダオプション２２１０がない場合又はステップ１６７においてオプションフラグ１１１８が一致しなかった場合、ステップ１６４の処理後に、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、図２１に示すフローチャートを実行し、経路履歴情報１１２０ｂをＩＰヘッダオプション２２１０に追加する。

また、ステップ１６９実行後の場合も、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、同様に、図２１に示すフローチャートを実行し、経路履歴情報１１２０ｂをＩＰヘッダオプション２２１０に追加する（ステップ１３００）。そして中継処理３１１は、後段のスイッチ１０４へリクエストを転送して処理を終了する（ステップ１６５）。

本実施例で示す方法では、ＦＷ１０１が、中継装置１０３及びサーバ１０５の分散ルールに基づき、ＩＰパケットのオプションに振分け先の中継装置１０３及びサーバ１０５の識別情報を付与することによって、ネットワーク経路途中に存在する前段のスイッチ１０２及び後段のスイッチ１０４において、ＩＰレイヤでのルーティングを可能にしている。

また、クライアント１００がサーバ１０５へアクセスする際に、中継装置１０３や前段のスイッチ１０２等において転送処理を実行したノードの識別子を経路履歴情報２２１０としてＩＰパケット１１００のオプション２２１０に追記することによって、クライアント１００からサーバ１０５に至るネットワーク経路を把握することが可能である。

本実施例では、ＦＷ１０１が中継装置１０３及びサーバ１０５へのルーティングを実行する実施形態であるが、中継装置１０３がＦＷ１０１と同様のルーティングを実施する形態もありうる。また、中継装置１０３の後段に位置する、後段のスイッチ１０４を分散させない図１のようなコンピュータシステム構成の場合、中継装置１０３の中継処理フローチャート（図１６）において、ＩＰヘッダオプション２２１０の有無にかかわらず、パケットを通常転送する実施形態もありうる。

本実施例では、ＨＴＴＰリクエストのＵｓｅｒＡｇｅｎｅｔヘッダ１１０３に基づく処理が特定の中継装置１０３及びサーバ１０５で実行される場合の実施形態について述べたが、管理者による直接の分散ルール６００の指定により、クライアント１００のリクエストを管理者の意図したネットワーク経路でサーバ１０５へ届けることが可能である。

半導体メモリ上にデータを保持して応答する仕組みを利用した複数のサーバから構成されるシステムの例として、メールボックスサーバがある。例えば、メールボックスの各ユーザデータがこのシステム上のメモリに分散格納され、応答性能を向上させている。

このようなシステムの場合、メールボックスサーバの前段に位置する中継装置は、メールボックスサーバへデータを格納する際に、データが複数のメールボックスサーバの中でどこに格納されているのか把握する必要なしに、データをメールボックスサーバへ送信する。これは、メールボックスサーバ同士で、リクエストを適切なサーバ（ユーザデータを保持するサーバ）へ転送する機能があるためである。

実施例２では、このようなシステムにおいて、メールボックスサーバ内の転送をせずに、適切なサーバへリクエストをルーティングする方法について示す。上記システムの構成は実施例１に示した構成（図１）と同様であり、メールボックスサーバがサーバ１０５に相当する。メールボックスサーバでは、リクエストを受信後当該ユーザのメールボックスデータへ格納する処理を実行する。以降の説明では、実施例１との相違点のみを中心に説明する。

図１７は、図３に示した中継装置１０３の構成例におけるＨＴＴＰ解析処理３１０及び振分け先サーバ情報３１４の代わりに、新たにＳＭＴＰ解析処理３２０及びユーザ情報３２１を追加した構成例を示す図である。ＳＭＴＰ解析処理３２０は、Ｓｉｍｐｌｅ Ｍａｉｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＭＴＰ）のリクエスト（電子メールを転送するためのリクエスト）を解析するプログラムである。

図２２ＡにはＨＴＴＰメッセージのＩＰデータグラム構造を示しているが、ＳＭＴＰメッセージも同様である。ＳＭＴＰメッセージは、ＳＭＴＰヘッダとＳＭＴＰボディから構成される。ユーザ情報３２１は、制御対象とするユーザ情報を格納する。

図１８は、中継装置１０３に具備されたユーザ情報の一例を示したものである。ユーザ情報３２１のユーザ情報欄１８０１には、ルーティング制御対象のユーザＩＤを格納する。

図１９は、中継装置１０３のＳＭＴＰ解析処理３２０、中継処理３１１及びＬ２パケットオプション処理３１２がメールリクエスト受信した際の処理の一例を示したフローチャートである。

中継装置１０３の中継処理３１１は、クライアント１００から受信したリクエストのＩＰヘッダ１１００の解析処理を実行する（ステップ１９０）。次に、中継処理３１１は、受信したリクエストのＴＣＰヘッダ１１０１の解析処理を実行する（ステップ１９１）。ＳＭＴＰ解析処理３２０は、受信したリクエストのＳＭＴＰヘッダの解析処理を実行する（ステップ１９２）。

次に、ＳＭＴＰ解析処理３２０は、差出人（例えばＳｅｎｄｅｒタグ）の情報とユーザ情報３２１のユーザ情報欄１８０１に記載されているユーザＩＤを比較する。双方が一致する場合、ステップ１９４を実行し、一致しない場合ステップ１３００を実行する（ステップ１９３）。ステップ１９３において、ユーザＩＤを差出人の情報が一致した場合、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、分散ルール３１３の該当区分６０１に相当する分散ルール６０２を参照し、そのルール従って転送先識別情報１１１７を算出する（ステップ１９４）。

次に、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、ステップ１９４で算出した転送先識別情報１１１７をＩＰヘッダオプション部２２１０へ格納する。そして、同じく、ＩＰヘッダ１１００のオプションフラグ１１１８にも情報を格納する（ステップ１９５）。

次に、Ｌ２パケットオプション処理３１２は、図２１に示すフローチャートを実行し、経路履歴情報１１２０ａをＩＰヘッダオプション２２１０に追加する（ステップ１３００）。中継処理３１１は、ＩＰパケット１１００を前段のスイッチ１０２へ転送して処理を終了する（ステップ１９６）。

本実施例では、メールデータの格納処理が特定のメールボックスサーバで実行される場合に、上記ルーティングによって余分な経路を辿ることなく、当該ユーザのメールボックスデータが保持されているメールボックスサーバへリクエストが到達可能である。

１００：クライアント、１０１：ＦＷ、１０２：前段のスイッチ、１０３：中継装置、１０４：後段のスイッチ、１０５：サーバ、６００：分散ルール、２１４：端末識別情報、４１５：振分け先サーバ情報、４１２：ルーティングテーブル

Claims (7)

1. データとＩＰレイヤヘッダとを備えたデータグラムを受信した場合に、当該データグラムを解析する機能と、データを送信する場合に、データが格納された新たなデータグラムを生成する機能と、を備えるノードが複数、相互接続され、第一の前記ノードから送信されたデータが、第二、第三の前記ノードを経由して、第四の前記ノードへ中継されるネットワークシステムにおいて、
   前記第一のノードは、前記データと、前記第三のノード用の転送先ノード識別情報を含む複数の前記ノード用の転送先ノード識別情報と、が格納されたデータグラムを、前記第二のノードへ送信し、
   前記第二のノードは、データグラムに格納された、前記データと前記第三のノード用の転送先ノード識別情報とを中継し、
   前記第三のノードは、ＩＰレイヤの処理において、
   前記第二のノードを経由して受信した、前記データが格納されたデータグラムに格納された前記複数の前記ノード用の転送先ノード識別情報のうち、前記第三のノード用の前記転送先ノード識別情報を参照し、
   前記データに、より上位のレイヤヘッダが含まれていた場合に、当該上位レイヤの処理において当該上位レイヤヘッダを処理して宛先ノードが特定される場合に、特定される当該宛先ノードへ至る経路を構成する、当該第三のノードからの送信先となる前記第四のノードを、前記ＩＰレイヤの処理において、参照した前記第三のノード用の転送先ノード識別情報に基づき特定し、
   特定した前記第四のノードを送信先とする、前記データが格納されたデータグラムを生成し、
   生成した前記データグラムを前記第四のノードへ送信する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
2. データとＩＰレイヤヘッダとを備えたデータグラムを受信した場合に、当該データグラムを解析する機能と、データを送信する場合に、データが格納された新たなデータグラムを生成する機能と、を備えるノードが複数、相互接続され、第一の前記ノードから送信されたデータが、第二、第三の前記ノードを経由して、第四の前記ノードへ中継されるネットワークシステムにおいて、
   前記第一のノードは、前記データと、前記第三のノード用の転送先ノード識別情報と、が格納されたデータグラムを、前記第二のノードへ送信し、
   前記第二のノードは、データグラムに格納された、前記データと前記第三のノード用の転送先ノード識別情報とを中継し、
   前記第三のノードは、ＩＰレイヤの処理において、
   前記第二のノードを経由して受信した、前記データが格納されたデータグラムに格納された、前記第三のノード用の転送先ノード識別情報を参照し、
   前記データに、より上位のレイヤヘッダが含まれていた場合に、当該上位レイヤの処理において当該上位レイヤヘッダを処理して宛先ノードが特定される場合に、特定される当該宛先ノードへ至る経路を構成する、当該第三のノードからの送信先となる前記第四のノードを、前記ＩＰレイヤの処理において、参照した前記第三のノード用の転送先ノード識別情報に基づき特定し、
   特定した前記第四のノードを送信先とする、前記データが格納されたデータグラムを生成し、
   前記受信したデータグラムに格納されていた前記転送先ノード識別情報のうち、参照しなかった転送先ノード識別情報を、生成する前記データグラムに格納し、
   生成した前記データグラムを前記第四のノードへ送信する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
3. 請求項１又は２記載のネットワークシステムにおいて、
   前記ノードは、生成する前記データグラムに、自ノードの識別子を設定する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
4. 請求項１ないし３のいずれかの項記載のネットワークシステムにおいて、
   前記転送先ノード識別情報、または、前記転送先ノード識別情報と前記ノードの識別子は、前記データグラムのヘッダオプション部に格納される
   ことを特徴とするネットワークシステム。
5. データとＩＰレイヤヘッダとを備えたデータグラムを受信した場合に、当該データグラムを解析する機能と、データを送信する場合に、データが格納された新たなデータグラムを生成する機能と、を備えるノードが複数、相互接続され、第一の前記ノードから送信されたデータが、第二、第三の前記ノードを経由して、第四の前記ノードへ中継されるネットワークシステムにおいて、
   前記第一のノードは、前記データと、当該第一のノードに接続された他の前記ノードが生成する前記第三のノード用の転送先ノード識別情報と、が格納されたデータグラムを、前記第二のノードへ送信し、
   前記第二のノードは、データグラムに格納された、前記データと前記第三のノード用の転送先ノード識別情報とを中継し、
   前記第三のノードは、ＩＰレイヤの処理において、
   前記第二のノードを経由して受信した、前記データが格納されたデータグラムに格納された、前記第三のノード用の転送先ノード識別情報を参照し、
   前記データに、より上位のレイヤヘッダが含まれていた場合に、当該上位レイヤの処理において当該上位レイヤヘッダを処理して宛先ノードが特定される場合に、特定される当該宛先ノードへ至る経路を構成する、当該第三のノードからの送信先となる前記第四のノードを、前記ＩＰレイヤの処理において、参照した前記第三のノード用の転送先ノード識別情報に基づき特定し、
   特定した前記第四のノードを送信先とする、前記データが格納されたデータグラムを生成し、
   生成した前記データグラムを前記第四のノードへ送信する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
6. 請求項５記載のネットワークシステムにおいて、
   前記他のノードは、予め定められたルールを参照して、前記転送先ノード識別情報を生成することを特徴とするネットワークシステム。
7. 請求項１ないし６のいずれかの項記載のネットワークシステムにおいて、
   前記ノードは、Ｌ４スイッチ、中継装置、または、サーバである
   ことを特徴とするネットワークシステム。

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