JP7120059B2 - 負荷分散システム及び負荷分散方法 - Google Patents

Description

本発明は、負荷分散システム及び負荷分散方法に関する。

ルータ等のパケット転送装置の負荷を分散させる技術が従来から知られている。例えば、パケットの転送先として複数のパケット転送装置と複数の転送経路とを用意し、それぞれの転送経路にトラヒックを均等に印加することで、パケット転送装置の負荷を分散する技術が知られている。また、このような負荷分散技術として、ＥＣＭＰ（Equal Cost Multi Path）又はＥＣＭＰルーティングと呼ばれる技術も知られている。ＥＣＭＰは、上述した複数の転送経路のうち、等コストとなる転送経路にトラヒックを均等に印加する負荷分散技術である。

ＥＣＭＰを用いた負荷分散システムにおいて、パケット転送装置の出力物理ポートの出力バッファを監視し、この出力バッファの使用量又はパケット流量が閾値を超えた場合、転送経路を切り替える技術が知られている（例えば、特許文献１）。

パケット転送装置における転送容量の指標として、ｂｐｓ（bits per second）で表されるデータ量の転送容量と、ｐｐｓ（packets per second）で表されるパケット数の転送容量とがある。また、これらの転送容量には、パケット転送装置に固有の上限値がある。例えば、パケット転送装置をネットワーク仮想化技術により実現した場合、ｂｐｓは物理ＮＩＣ（Network Interface Card）のラインレートに律速されることがあり、ｐｐｓはＯＳ（Operating System）やアプリケーション等のソフトウェアのパケット処理速度に律速されることがある。

ＥＣＭＰでは、フロー特性、すなわちロングパケット中心のフローかショートパケット中心のフローかを考慮していないため、パケット転送装置が転送するパケット長に偏りがある場合に、パケット転送装置の転送容量を最大限に活用することができないことがある。ここで、フローとは、フロー情報が同一のパケット（トラヒック）又はパケット群のことを言う。フロー情報は、パケットに含まれるヘッダ情報により特定され、例えば、５－ｔｕｐｌｅ（送信元ＩＰ（Internet Protocol）アドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、宛先ポート番号、プロトコルタイプ）のことを言う。

例えば、動画等のトラヒックはロングパケットが多いという性質がある。このため、動画等のトラヒックが集中した場合、データ量の転送容量は枯渇する一方で、パケット数の転送容量には余裕がある状態となる。他方で、例えば、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）やテレメトリング等のトラヒックはショートパケットが多いという性質がある。このため、ＶｏＩＰやテレメトリング等のトラヒックが集中した場合、データ量の転送容量には余裕がある一方で、パケット数の転送容量が枯渇する状態となる。

そこで、フロー特性を考慮して負荷を分散する技術がある。図１０は、フロー特性を考慮して負荷を分散する負荷分散システムの一例を示す図である（例えば、非特許文献１）。図１０において、サーバ＃１及びサーバ＃２はサーバ９１である。ＣＰＥ＃１及びＣＰＥ＃２は宅内装置（Customer Premises Equipment：ＣＰＥ）９２である。Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１～Ｎｅｔｗｏｒｋ＃３はネットワーク９３である。

サーバ９１は、ＣＰＥ９２の一部機能を仮想化するｖＣＰＥ（Virtualized CPE）をホストする。Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１からＮｅｔｗｏｒｋ＃３へ転送されるパケットは、ＣＰＥ＃１と、サーバ＃１又はサーバ＃２とを介して転送される。すなわち、パケットは、第１のパケット転送装置としてのＣＰＥ９２と第２のパケット転送装置としてのサーバ９１を介して転送される。

負荷監視装置９４は、ｂｐｓとｐｐｓの観点でサーバ９１の負荷を監視し（１）、サーバ９１の負荷が所定の閾値を超えるとＣＰＥ９２に負荷状態を通知する（２）。ＣＰＥ９２は、通知に基づいて各サーバ９１の負荷状態を記憶する。そして、ＣＰＥ９２は、Ｎｅｔｗｏｒｋ＃１から新規フローのパケットを受信すると、新規フローのアプリケーションを識別し、識別したアプリケーションに基づいてパケット長を予測する。

そして、ＣＰＥ９２は、パケット長が長いと予測した場合には、ｂｐｓの観点で低負荷なサーバ９１上のｖＣＰＥを選択し、パケット長が短いと予測した場合には、ｐｐｓの観点で低負荷なサーバ９１上のｖＣＰＥを選択する。そして、ＣＰＥ９２は、選択したサーバ９１にパケットを転送する（３）。

特開２００４－３５００７８号公報

木村 明寛、宮本 克真、河野 伸也、土屋 英雄、岡田 昭宏、「フロー特性に基づくｖＣＰＥサーバの負荷分散方式」、電子情報通信学会２０１８年総合大会講演論文集，Ｖｏｌ．２０１８年＿通信（２），ｐ．９０ ｂ－６－９０

図１０に示した負荷分散システムでは、第１のパケット転送装置が新規フローのアプリケーションを識別する。このため、図１０に示した負荷分散システムには、第１のパケット転送装置のコストが増加する問題がある。

本発明の実施の形態は、上記の点に鑑みてなされたもので、第１のパケット転送装置による新規フローのアプリケーションの識別を不要とし、第１のパケット転送装置のコストの増加を防ぐことを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の実施の形態は、データ量又はパケット数において負荷が高い場合に新規フローのアプリケーションを識別する識別手段と、前記識別手段により識別されたアプリケーションのフロー特性とデータ量又はパケット数のいずれにおいて負荷が高いかと基づいて、前記新規フローの振り分けが必要であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記新規フローの振り分けが必要であると判定された場合に振り分け先を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された振り分け先を介して前記新規フローのパケットが転送されるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

第１のパケット転送装置による新規フローのアプリケーションの識別を不要とし、第１のパケット転送装置のコストの増加を防ぐことを目的とする。

図１は、本発明の実施の形態における負荷分散システムの全体構成の一例を示す図である。 図２は、実施例１における第２のパケット転送装置が新規フローの振り分けが必要であると判定した場合の経路制御の一例を示す図である。 図３は、実施例１における負荷分散システムの機能構成の一例を示す図である。 図４は、実施例１における第２のパケット転送装置による振り分け処理の流れの一例を説明するための図である。 図５は、実施例１における第２のパケット転送装置による経路制御処理の流れの一例を説明するための図である。 図６は、実施例２における第２のパケット転送装置が新規フローの振り分けが必要であると判定した場合の経路制御の一例を示す図である。 図７は、実施例２における負荷分散システムの機能構成の一例を示す図である。 図８は、実施例２における経路制御処理のシーケンスの一例を説明するための図である。 図９は、コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。 図１０は、フロー特性を考慮して負荷を分散する負荷分散システムの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以降では、フロー特性には、ロングパケットが多いフローであることを示す「高ｂｐｓフロー」と、ショートパケットが多いフローであることを示す「高ｐｐｓフロー」とがあるものとする。

＜全体構成＞
まず、本発明の実施の形態における負荷分散システム１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態における負荷分散システム１の全体構成の一例を示す図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態における負荷分散システム１には、負荷監視装置１０と、第１のパケット転送装置２０と、第２のパケット転送装置３０とが含まれる。

負荷監視装置１０は、例えばコンピュータ又はコンピュータシステム等であり、負荷分散対象である第２のパケット転送装置３０のトラヒック流量を監視する。負荷監視装置１０は、ｂｐｓとｐｐｓの観点で第２のパケット転送装置３０の負荷を監視する。

第１のパケット転送装置２０は、例えばルータ等であり、ネットワークＮ１側からのパケットを第２のパケット転送装置３０に転送する。このとき、第１のパケット転送装置２０は、負荷分散に用いられる所定のテーブルを参照して、複数の第２のパケット転送装置３０のうちの１台の第２のパケット転送装置３０に当該パケットを転送する。

第２のパケット転送装置３０は、例えばルータ等であり、第１のパケット転送装置２０から転送されたパケットをネットワークＮ２側に転送する。第２のパケット転送装置３０は、データ量（ｂｐｓ）又はパケット数（ｐｐｓ）において負荷が高い場合に新規フローのアプリケーションを識別する。そして、第２のパケット転送装置３０は、高負荷の種別と識別したアプリケーションのフロー特性とに基づいて、新規フローの振り分けが必要であるか否かを判定する。ここで、高負荷の種別とは、データ量の点で高負荷であるかパケット数の点で高負荷であるかを示す。

そして、第２のパケット転送装置３０は、新規フローの振り分けが必要であると判定した場合に振り分け先の第２のパケット転送装置３０を決定し、決定した第２のパケット転送装置３０を介して新規フローのパケットが転送されるように経路制御する。

なお、以降では、複数の第２のパケット転送装置３０の各々を区別する場合は、「第２のパケット転送装置＃１」、「第２のパケット転送装置＃２」等と表す。また、図１に示す負荷分散システム１の構成は一例であって、他の構成であっても良い。例えば、第１のパケット転送装置２０及び第２のパケット転送装置３０は、ネットワーク仮想化技術によってコンピュータ上等に構築された仮想的なルータ等であっても良い。また、第２のパケット転送装置３０は、３台以上あっても良い。

（実施例１）
以降では、本発明の実施の形態における負荷分散システム１の実施例１について説明する。

＜経路制御＞
まず、実施例１における第２のパケット転送装置３０が新規フローの振り分けが必要であると判定した場合の経路制御について図２を参照しながら説明する。図２は、実施例１における第２のパケット転送装置３０が新規フローの振り分けが必要であると判定した場合の経路制御の一例を示す図である。図２に示すように、第２パケット転送装置＃１は、負荷監視装置１０から、第２のパケット転送装置＃２の「ＮＡＴ（Network Address Translation）の送信元ＩＰ（Internet Protocol）アドレス」を取得する（１）。

そして、第２のパケット転送装置＃１は、フローの開始契機となるパケットをＮＡＴしてネットワークＮ２に転送する（２）が、このとき、送信元ＩＰアドレスとして、（１）で取得したＩＰアドレスを用いる。これにより、応答パケットは第２のパケット転送装置＃２に宛てて送信される。

そして、第２のパケット転送装置＃１は、応答パケットが第２のパケット転送装置＃２のフィルタに止められないよう、第２のパケット転送装置＃１のフィルタの状態情報を第２のパケット転送装置＃２と共有する（３）。フィルタの状態情報としては、例えばｉｐｔａｂｌｅｓの状態情報がある。第２のパケット転送装置＃２は、通常はＥＳＴＡＢＬＩＳＨＥＤ状態にないパケットはドロップする。

そして、第２のパケット転送装置＃１は、第１のパケット転送装置２０に対して、当該フローの転送用トンネルを第２のパケット転送装置＃２宛トンネルとするよう指示する（４）。

このように、第２のパケット転送装置３０は、ＮＡＴ又はＮＡＰＴ（Network Address Port Translation）の送信元ＩＰアドレスを用いて経路制御を行うことで、新規フローを他の第２のパケット転送装置３０に振り分けることができる。

＜機能構成＞
次に、実施例１における負荷分散システム１の機能構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、実施例１における負荷分散システム１の機能構成の一例を示す図である。

図３に示すように、実施例１における負荷監視装置１０は、流量監視部１０１と、低負荷リスト送信部１０２と、ＩＰアドレス送信部１０３とを有する。

流量監視部１０１は、第２のパケット転送装置３０の統計情報から、これらの第２のパケット転送装置３０のトラヒック流量をデータ量及びパケット数それぞれの観点で監視する。すなわち、流量監視部１０１は、各第２のパケット転送装置３０について、監視結果として、データ量及びパケット数を得る。

低負荷リスト送信部１０２は、第２のパケット転送装置３０からの依頼に応答して、低負荷の第２のパケット転送装置３０のリストを送信する。低負荷リスト送信部１０２は、観点として「データ量」を指定されて依頼された場合には、「データ量」の点で低負荷の第２のパケット転送装置３０のリストを送信する。また、低負荷リスト送信部１０２は、観点として「パケット数」を指定されて依頼された場合には、「パケット数」の点で低負荷の第２のパケット転送装置３０のリストを送信する。低負荷リスト送信部１０２は、例えば、負荷の低い順に第２のパケット転送装置３０のリストを作成して送信する。

ＩＰアドレス送信部１０３は、第２のパケット転送装置３０からの依頼に応答して、依頼で指定された第２のパケット転送装置３０のＮＡＴの送信元ＩＰアドレスを送信する。

また、図３に示すように、実施例１における第２のパケット転送装置３０は、識別部３０１と、判定部３０２と、決定部３０３と、制御部３０４とを有する。

識別部３０１は、データ量又はパケット数において負荷が高い場合に、新規フローのアプリケーションを識別し、当該新規フローのフロー特性を特定する。識別部３０１は、例えば、パケットの５－ｔｕｐｌｅやＬ７情報（Ｌ７のヘッダ情報等）を用いて新規フローのアプリケーションを識別する。

判定部３０２は、高負荷の種別と識別部３０１により特定されたフロー特性とに基づいて、新規フローの振り分けが必要か否かを判定する。判定部３０２は、データ量の点で負荷が高く、フロー特性が高ｂｐｓフローである場合に、新規フローの振り分けが必要と判定し、パケット数の点で負荷が高く、フロー特性が高ｐｐｓフローである場合に、新規フローの振り分けが必要と判定する。

決定部３０３は、判定部３０２により新規フローの振り分けが必要と判定された場合に、負荷監視装置１０から低負荷の第２のパケット転送装置３０のリストを取得する。決定部３０３は、新規フローのフロー特性が高ｂｐｓフローである場合には、観点として「データ量」を指定して負荷監視装置１０に低負荷のリストを依頼する。決定部３０３は、新規フローのフロー特性が高ｐｐｓフローである場合には、観点として「パケット数」を指定して負荷監視装置１０に低負荷のリストを依頼する。

そして、決定部３０３は、低負荷の第２のパケット転送装置３０のリストの中から１つ第２のパケット転送装置３０を選択し、選択した第２のパケット転送装置３０を振り分け先として決定する。決定部３０３は、例えば、リストの先頭の第２のパケット転送装置３０を振り分け先として決定する。

制御部３０４は、振り分け先として決定した第２のパケット転送装置３０のＮＡＴの送信元ＩＰアドレスを負荷監視装置１０から取得し、取得した送信元ＩＰアドレスを用いて、フローの開始契機となるパケットをＮＡＴしてネットワークＮ２に転送する。そして、制御部３０４は、自装置のフィルタの状態情報を振り分け先として決定した第２のパケット転送装置３０と共有する。そして、制御部３０４は、第１のパケット転送装置２０に対して、新規フローの転送用トンネルを、振り分け先として決定した第２のパケット転送装置３０宛てトンネルとするように指示する。

＜振り分け処理＞
以降では、実施例１における第２のパケット転送装置３０による振り分け処理について、図４を参照しながら説明する。図４は、実施例１における第２のパケット転送装置３０による振り分け処理の流れの一例を説明するための図である。

まず、第２のパケット転送装置３０は、パケットを受信し（ステップＳ１０１）、高負荷であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、第２のパケット転送装置３０は、データ量の点で高負荷であるか否か、及び、パケット数の点で高負荷であるか否かをそれぞれ判定する。

次に、第２のパケット転送装置３０は、データ量又はパケット数の点で高負荷である場合には、受信したパケットがフローの開始契機となるパケットか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

次に、受信したパケットがフローの開始契機となるパケットの場合には、第２のパケット転送装置３０は、当該フローのアプリケーションを識別する（ステップＳ１０４）。

次に、第２のパケット転送装置３０は、識別したアプリケーションのフロー特性と高負荷の種別に基づいて、振り分け要か否かを判定する（ステップＳ１０５）。第２のパケット転送装置３０は、データ量の点で負荷が高く、識別したアプリケーションのフロー特性が高ｂｐｓフローである場合に、振り分け要と判定する。また、第２のパケット転送装置３０は、パケット数の点で負荷が高く、フロー特性が高ｐｐｓフローである場合に、振り分け要と判定する。

次に、第２のパケット転送装置３０は、振り分け要と判定した場合には、負荷監視装置１０から、識別したアプリケーションのフロー特性に基づいて、低負荷の第２のパケット転送装置３０のリストを取得する（ステップＳ１０６）。

次に、第２のパケット転送装置３０は、取得したリストに基づいて、振り分け先の第２のパケット転送装置３０を決定し（ステップＳ１０７）、決定した第２のパケット転送装置３０にフローが流れるように誘導する経路制御を行う（ステップＳ１０８）。

一方、ステップＳ１０５において振り分け不要と判定した場合、ステップＳ１０３においてフローの開始契機となるパケットでないと判定した場合、ステップＳ１０２において高負荷でないと判定した場合には、第２のパケット転送装置３０は、パケットをネットワークＮ２へ送信する（ステップＳ１０９）。

このように、第２のパケット転送装置３０が、新規フローのアプリケーションを識別し、識別したアプリケーションのフロー特性と高負荷の種別に基づいて、新規フローの振り分け要否を判定する。そして、第２のパケット転送装置３０は、振り分け要と判定すると、振り分け先にパケットが送信されるよう経路制御する。したがって、負荷分散システム１は、第１のパケット転送装置２０による新規フローのアプリケーションの識別を不要とすることができる。

＜経路制御処理＞
図５は、実施例１における第２のパケット転送装置３０による経路制御処理の流れの一例を説明するための図である。図５に示す処理は、図４に示したステップＳ１０８に対応する処理である。まず、第２のパケット転送装置３０の制御部３０４は、振り分け先の第２のパケット転送装置３０のＮＡＴの送信元ＩＰアドレスを取得する（ステップＳ２０１）。

次に、制御部３０４は、フローの開始契機となるパケットを、取得した送信元ＩＰアドレスを用いてＮＡＴし、ネットワークＮ２へ転送する（ステップＳ２０２）。

次に、制御部３０４は、自装置のフィルタの状態情報を振り分け先の第２のパケット転送装置３０と共有する（ステップＳ２０３）。

次に、制御部３０４は、第１のパケット転送装置２０に対して、当該フローの転送先を振り分け先の第２のパケット転送装置３０とするように指示する（ステップＳ２０４）。

このように、制御部３０４が振り分け先の第２のパケット転送装置３０にフローが流れるように誘導する経路制御を行うので、第１のパケット転送装置２０は、振り分け先の第２のパケット転送装置３０にパケットを転送することができる。

以上のように、実施例１における負荷分散システム１は、高負荷になると、第２のパケット転送装置３０の識別部３０１が、新規フローのアプリケーションを識別する。そして、判定部３０２が、アプリケーションのフロー特性と高負荷の種別とに基づいて新規フローの振り分けが必要か否かを判定する。そして、新規フローの振り分けが必要な場合、決定部３０３が、負荷監視装置１０から低負荷の第２のパケット転送装置３０のリストを取得して、振り分け先の第２のパケット転送装置３０を決定する。そして、制御部３０４が、振り分け先の第２のパケット転送装置３０にフローが流れるように誘導する経路制御を行う。これにより、第１のパケット転送装置２０による新規フローのアプリケーションの識別を不要とすることができる。このため、第１のパケット転送装置２０のコストの増加を防ぐことができる。

また、判定部３０２は、新規フローのアプリケーションのフロー特性が高ｂｐｓフローであり、データ量に関して負荷が高い場合に、振り分け要と判定する。また、判定部３０２は、新規フローのアプリケーションのフロー特性が高ｐｐｓフローであり、パケット数に関して負荷が高い場合に、振り分け要と判定する。このため、第２のパケット転送装置３０は、新規フローのフロー特性に応じた振り分けを行うことができる。

また、制御部３０４は、振り分け先の第２のパケット転送装置３０がＮＡＴで用いる送信元ＩＰアドレスを負荷監視装置１０から取得し、取得した送信元ＩＰアドレスを用いてＮＡＴして新規フローの契機となるパケットをネットワークＮ２へ送信する。そして、制御部３０４は、振り分け先の第２のパケット転送装置３０とフィルタの状態情報を共有し、第１のパケット転送装置２０に対して、新規フローのパケットを振り分け先の第２のパケット転送装置３０に送信するように指示する。このため、制御部３０４は、振り分け先の第２のパケット転送装置３０に新規フローが流れるように誘導することができる。

（実施例２）
以降では、本発明の実施の形態における負荷分散システム１の実施例２について説明する。なお、実施例２では、主に、実施例１との相違点について説明し、実施例１と同様の構成要素については、適宜、その説明を省略する。

＜経路制御＞
まず、実施例２における第２のパケット転送装置３０が新規フローの振り分けが必要であると判定した場合の経路制御について説明する。図６は、実施例２における第２のパケット転送装置３０が新規フローの振り分けが必要であると判定した場合の経路制御の一例を示す図である。図６に示すように、第２パケット転送装置＃１は、負荷監視装置１０から、第２のパケット転送装置＃２とのトンネル接続に必要な情報を取得する（１）。

そして、第２のパケット転送装置＃１は、取得した情報に基づいて、第２のパケット転送装置＃２とのトンネル接続を確立する（２）。そして、第２のパケット転送装置＃１は、フローの開始契機となるパケットを、確立したトンネル接続を介して第２のパケット転送装置＃２に転送する（３）。

第２のパケット転送装置＃２は、フローの開始契機となるパケットを、自身のＩＰアドレスを用いてＮＡＴし、ネットワークＮ２に転送する（４）。これにより、応答パケットは、パケット転送装置＃２に宛てて送信される。

そして、第２のパケット転送装置＃１は、第１のパケット転送装置２０に対して、当該フローの転送用トンネルを第２のパケット転送装置＃２宛トンネルとするよう指示する（５）。

このように、実施例２における第２のパケット転送装置３０は、振り分け先の第２のパケット転送装置３０との間のトンネルを用いて経路制御を行うことで、新規フローを他の第２のパケット転送装置３０に振り分けることができる。

＜機能構成＞
次に、実施例２における負荷分散システム１の機能構成について、図７を参照しながら説明する。図７は、実施例２における負荷分散システム１の機能構成の一例を示す図である。

図７に示すように、実施例２における負荷監視装置１０は、流量監視部１０１と、接続情報送信部１０４とを有する。接続情報送信部１０４は、実施例２における第２のパケット転送装置３０からの依頼に応答して、当該依頼で指定された第２のパケット転送装置３０のトンネル接続に必要な情報を送信する。

また、実施例２における第２のパケット転送装置３０は、識別部３０１と、判定部３０２と、決定部３０３と、制御部３０５とを有する。制御部３０５は、負荷監視装置１０から、振り分け先の第２のパケット転送装置３０とのトンネル接続に必要な情報を取得し、取得した情報に基づいて、振り分け先の第２のパケット転送装置３０とのトンネル接続を確立する。そして、制御部３０５は、フローの開始契機となるパケットを、確立したトンネル接続を介して振り分け先の第２のパケット転送装置３０に転送する。そして、制御部３０５は、第１のパケット転送装置２０に対して、当該フローの転送用トンネルを、振り分け先の第２のパケット転送装置３０宛トンネルとするよう指示する。

＜経路制御処理＞
図８は、実施例２における経路制御処理のシーケンスの一例を説明するための図である。まず、第２のパケット転送装置＃１は、負荷監視装置１０から、第２のパケット転送装置＃２とのトンネル接続に必要な情報を取得し（ステップＳ３０１）、取得した情報に基づいて、第２のパケット転送装置＃２とのトンネル接続を確立する（ステップＳ３０２）。

次に、第２のパケット転送装置＃１は、フローの開始契機となるパケットを、確立したトンネル接続を介して第２のパケット転送装置＃２に転送する（ステップＳ３０３）。

第２のパケット転送装置＃２は、フローの開始契機となるパケットを、自身のＩＰアドレスを用いてＮＡＴし、ネットワークＮ２に転送する（ステップＳ３０４）。

次に、第２のパケット転送装置＃１は、第１のパケット転送装置２０に対して、当該フローの転送用トンネルを、振り分け先の第２のパケット転送装置３０宛トンネルとするよう指示する（ステップＳ３０５）。

以上のように、実施例２における第２のパケット転送装置３０は、新規フローを他の第２のパケット転送装置３０に振り分ける場合に、振り分け先の第２のパケット転送装置３０との間でトンネル接続を確立する。そして、実施例２における第２のパケット転送装置３０は、振り分け先の第２のパケット転送装置３０に、確立したトンネル接続を介して新規フローの契機となるパケットを送信する。そして、実施例２における第２のパケット転送装置３０は、第１のパケット転送装置２０に対して、新規フローの転送用トンネルを、振り分け先の第２のパケット転送装置３０宛トンネルとするよう指示する。このため、実施例２における第２のパケット転送装置３０は、振り分け先の第２のパケット転送装置３０に新規フローが流れるように誘導することができる。

＜ハードウェア構成＞
最後に、本発明の実施の形態における負荷監視装置１０、第１のパケット転送装置２０及び第２のパケット転送装置３０のハードウェア構成について説明する。本発明の実施の形態における負荷監視装置１０、第１のパケット転送装置２０及び第２のパケット転送装置３０は、例えば図９に示すコンピュータ５００を１台以上用いることにより実現される。図９は、コンピュータ５００のハードウェア構成の一例を示す図である。

図９に示すコンピュータ５００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０３と、外部Ｉ／Ｆ５０４と、通信Ｉ／Ｆ５０５と、補助記憶装置５０６とを有する。これら各ハードウェアは、それぞれがバスＢを介して通信可能に接続されている。

ＣＰＵ５０１は、ＲＯＭ５０３や補助記憶装置５０６等からプログラムやデータをＲＡＭ５０２上に読み出して処理を実行する演算装置である。

ＲＡＭ５０２は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ５０３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ＲＯＭ５０３には、例えば、ＯＳ（Operating System）設定やネットワーク設定等が格納されている。

外部Ｉ／Ｆ５０４は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、記録媒体５０４ａ等がある。コンピュータ５００は、外部Ｉ／Ｆ５０４を介して、記録媒体５０４ａ等の読み取りや書き込み等を行うことができる。

記録媒体５０４ａには、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤメモリカード（Secure Digital memory card）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリカード等がある。

通信Ｉ／Ｆ５０５は、他の装置と通信を行うためのインタフェースである。なお、第１のパケット転送装置２０及び第２のパケット転送装置３０は、複数の通信Ｉ／Ｆ５０５を有する。

補助記憶装置５０６は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等であり、プログラムやデータを格納している不揮発性の記憶装置である。補助記憶装置５０６に格納されているプログラムやデータには、例えば、ＯＳ、当該ＯＳ上において各種機能を実現するアプリケーションプログラム等がある。

本発明の実施の形態における負荷監視装置１０、第１のパケット転送装置２０及び第２のパケット転送装置３０は、図９に示すコンピュータ５００を１台以上用いることにより、上述した各種処理を実行することができる。例えば、負荷監視装置１０が有する各機能部は、補助記憶装置５０６に格納された１以上のプログラムがＣＰＵ５０１等に実行させる処理により実現される。また、例えば、第２のパケット転送装置３０が有する各機能部は、補助記憶装置５０６に格納された１以上のプログラムがＣＰＵ５０１等に実行させる処理や通信Ｉ／Ｆ５０５等により実現される。

なお、負荷監視装置１０は、例えばディスプレイ等の表示装置と、例えばキーボードやマウス等の入力装置とのうちの少なくとも一方を有していても良い。

本発明は、具体的に開示された上記の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、上記の実施の形態では、負荷分散を行うパケット転送装置を第１のパケット転送装置２０、負荷分散の対象となるパケット転送装置を第２のパケット転送装置３０としたが、これは、或るパケット転送装置が常に第１のパケット転送装置２０又は第２のパケット転送装置３０のいずれかとして機能することを意味するものではない。例えば、同一のパケット転送装置が第１のパケット転送装置２０として機能し、かつ、第２のパケット転送装置３０としても機能しても良い。

１ 負荷分散システム
１０、９４ 負荷監視装置
２０ 第１のパケット転送装置
３０ 第２のパケット転送装置
９１ サーバ
９２ ＣＰＥ
９３ ネットワーク
１０１ 流量監視部
１０２ 低負荷リスト送信部
１０３ ＩＰアドレス送信部
１０４ 接続情報送信部
３０１ 識別部
３０２ 判定部
３０３ 決定部
３０４、３０５ 制御部
Ｎ１、Ｎ２ ネットワーク

Claims (7)

1. データ量又はパケット数において負荷が高い場合に新規フローのアプリケーションを識別する識別手段と、
   前記識別手段により識別されたアプリケーションのフロー特性とデータ量又はパケット数のいずれにおいて負荷が高いかと基づいて、前記新規フローの振り分けが必要であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記新規フローの振り分けが必要であると判定された場合に振り分け先を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された振り分け先を介して前記新規フローのパケットが転送されるように制御する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記振り分け先がＮＡＴで用いる送信元ＩＰアドレスを取得し、取得した送信元ＩＰアドレスを用いてＮＡＴして前記新規フローの契機となるパケットを送信し、前記振り分け先とフィルタの状態情報を共有し、前記新規フローの契機となるパケットの送信元に前記新規フローのパケットを前記振り分け先に送信するように指示することを特徴とする負荷分散システム。
2. データ量又はパケット数において負荷が高い場合に新規フローのアプリケーションを識別する識別手段と、
   前記識別手段により識別されたアプリケーションのフロー特性とデータ量又はパケット数のいずれにおいて負荷が高いかと基づいて、前記新規フローの振り分けが必要であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記新規フローの振り分けが必要であると判定された場合に振り分け先を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された振り分け先を介して前記新規フローのパケットが転送されるように制御する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記振り分け先との接続を確立し、前記確立した接続を介して前記新規フローの契機となるパケットを前記振り分け先に送信し、前記新規フローの契機となるパケットの送信元に前記新規フローのパケットを前記振り分け先に送信するように指示することを特徴とする負荷分散システム。
3. データ量又はパケット数において負荷が高い場合に新規フローのアプリケーションを識別する識別手段と、
   前記識別手段により識別されたアプリケーションのフロー特性とデータ量又はパケット数のいずれにおいて負荷が高いかと基づいて、前記新規フローの振り分けが必要であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記新規フローの振り分けが必要であると判定された場合に振り分け先を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された振り分け先を介して前記新規フローのパケットが転送されるように制御する制御手段と、
   を有し、
   第１のネットワークからパケットを受信する第１のパケット転送装置と、前記第１のパケット転送装置から前記パケットを受信して第２のネットワークに送信する複数の第２のパケット転送装置を有し、
   各第２のパケット転送装置は、前記識別手段と、前記判定手段と、前記決定手段と、前記制御手段とを有し、
   前記振り分け先は、他の第２のパケット転送装置であり、
   前記制御手段は、前記第１のパケット転送装置に前記新規フローのパケットを前記振り分け先に送信するように指示することを特徴とする負荷分散システム。
4. 前記判定手段は、前記識別手段により識別されたアプリケーションのフロー特性がロングパケットが多い高データ量フローであって、データ量において負荷が高い場合と、前記識別手段により識別されたアプリケーションのフロー特性がショートパケットが多い高パケット数フローであって、パケット数において負荷が高い場合に、前記新規フローの振り分けが必要であると判定することを特徴とする請求項１～３に記載の負荷分散システム。
5. データ量又はパケット数において負荷が高い場合に新規フローのアプリケーションを識別する識別手順と、
   前記識別手順により識別されたアプリケーションのフロー特性とデータ量又はパケット数のいずれにおいて負荷が高いかと基づいて、前記新規フローの振り分けが必要であるか否かを判定する判定手順と、
   前記判定手順により前記新規フローの振り分けが必要であると判定された場合に振り分け先を決定する決定手順と、
   前記決定手順により決定された振り分け先を介して前記新規フローのパケットが転送されるように制御する制御手順と、
   を含み、
   前記制御手順は、前記振り分け先がＮＡＴで用いる送信元ＩＰアドレスを取得し、取得した送信元ＩＰアドレスを用いてＮＡＴして前記新規フローの契機となるパケットを送信し、前記振り分け先とフィルタの状態情報を共有し、前記新規フローの契機となるパケットの送信元に前記新規フローのパケットを前記振り分け先に送信するように指示することを特徴とする負荷分散方法。
6. データ量又はパケット数において負荷が高い場合に新規フローのアプリケーションを識別する識別手順と、
   前記識別手順により識別されたアプリケーションのフロー特性とデータ量又はパケット数のいずれにおいて負荷が高いかと基づいて、前記新規フローの振り分けが必要であるか否かを判定する判定手順と、
   前記判定手順により前記新規フローの振り分けが必要であると判定された場合に振り分け先を決定する決定手順と、
   前記決定手順により決定された振り分け先を介して前記新規フローのパケットが転送されるように制御する制御手順と、
   を含み、
   前記制御手順は、前記振り分け先との接続を確立し、前記確立した接続を介して前記新規フローの契機となるパケットを前記振り分け先に送信し、前記新規フローの契機となるパケットの送信元に前記新規フローのパケットを前記振り分け先に送信するように指示することを特徴とする負荷分散方法。
7. データ量又はパケット数において負荷が高い場合に新規フローのアプリケーションを識別する識別手順と、
   前記識別手順により識別されたアプリケーションのフロー特性とデータ量又はパケット数のいずれにおいて負荷が高いかと基づいて、前記新規フローの振り分けが必要であるか否かを判定する判定手順と、
   前記判定手順により前記新規フローの振り分けが必要であると判定された場合に振り分け先を決定する決定手順と、
   前記決定手順により決定された振り分け先を介して前記新規フローのパケットが転送されるように制御する制御手順と、
   を含み、
   第１のネットワークからパケットを受信する第１のパケット転送装置と、前記第１のパケット転送装置から前記パケットを受信して第２のネットワークに送信する複数の第２のパケット転送装置を有し、
   各第２のパケット転送装置は、前記識別手順と、前記判定手順と、前記決定手順と、前記制御手順とを有し、
   前記振り分け先は、他の第２のパケット転送装置であり、
   前記制御手順は、前記第１のパケット転送装置に前記新規フローのパケットを前記振り分け先に送信するように指示することを特徴とする負荷分散方法。

Images