JP2008067303A - リレーエージェント装置及び代行アドレス貸与装置 - Google Patents

リレーエージェント装置及び代行アドレス貸与装置 Download PDF

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Abstract

【課題】正常運用時のIPアドレス獲得のレスポンスを落とすことなくサーバ設備追加コストを抑えたDHCPサーバ冗長化の実現を課題とする。
【解決手段】端末及びこの端末に対してアドレス貸与サービスを実施するアドレス貸与装置を収容する複数のネットワークの1つに配置され、前記アドレス貸与装置による前記端末へのアドレス貸出状況を、前記複数のネットワーク間で共用される代行アドレス貸与装置に通知する通知部と、前記アドレス貸与装置の障害を検知する検知部と、前記障害が検知されたときに、前記アドレス貸与装置によるIPアドレス貸与サービスを前記代行アドレス貸与装置に引き継がせるために、前記端末からのアドレス貸与に係るメッセージを前記代行アドレス貸与装置に転送し、前記代行アドレス貸与装置から前記端末へ向けたアドレス貸与に係るメッセージを該端末に転送する転送部と、を含むリレーエージェント装置とした。
【選択図】図1

Description

本発明は、DHCPサーバ機能および装置の冗長化に関する。
近年のLAN(Local Area Network)においては、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol、RFC2131)プロトコルを使用することが多い。DHCPは、端末IP(Internet Protocol)アドレスのアサインを自動化するプトロコルである。具体的には、D
HCPは、企業/家庭内LAN、xDSL(x Digital Subscriber Line)、ケーブルイ
ンターネット(Cable Internet)等において、しばしば使用されている。
本プロトコルの動作は、端末がDHCPサーバのIPアドレスを知らずに動作できるように、サブネット内ブロードキャスト(broadcast)を基本とする。即ち、次の動作をす
る。
(1)IPアドレス未取得のクライアント端末は、IPアドレス割り当て要求DHCPパケットをサブネットにブロードキャストし、
(2)DHCPパケットを検出したDHCPサーバは、要求元の端末にIPアドレスを割り当てる。
本プロトコルは、エンドユーザ/システム管理者をアドレス管理/設定の手間から解放する一方で、DHCPサーバ故障時に端末がIPアドレス取得不可となってしまう問題がある。ここで、「IPアドレス取得不可」とは、「ネットワークを使用できない」ことを意味する。これは、例えば、企業においては業務停止を引き起こすことになるため、DHCPサーバの冗長化対策が重要となってくる。
図16及び図17は、従来のDHCPの運用形態を示す図である。従来のDHCPの運用形態は、大きく次の2つの運用形態に分かれる。
〈1〉各サブネットに1台ずつDHCPサーバを配置する(図16)。
〈2〉全ネットワークで共用する1台のDHCPサーバを配置し、
各サブネットにはそれぞれリレーAgentを配置する(図17)。
図18は、運用形態〈2〉におけるリレーAgent及び共用DHCPサーバの構成例を示す図である。リレーAgent130は、DHCP転送部236を有する。DHCP転送部236は、サブネット105と共用DHCPサーバ140との間でDHCPパケットを中継する。また、共用DHCPサーバ140は、共用DHCPサーバ部246と使用アドレス管理データベース248を有する。共用DHCPサーバ部246は、IPアドレス割り当て要求に対し、IPアドレスを割り当てる。
上記した運用形態〈2〉は、運用形態〈1〉に比べ、端末とサーバと間にWAN(Wide
Area Network)やイントラネット(Intranet)があることによるレスポンスの低さがユ
ーザに直接見えてしまうことが問題である。そのため、通常は運用形態〈1〉の形態がとられることが多い。
図19は、上記した運用形態〈1〉のDHCPの運用形態の動作シーケンス図である。
端末120は、IPアドレス割り当ての打診のためDHCPサーバ110に対してDiscoverメッセージを送信する。すると、DHCPサーバ110は、端末120に対してOfferメッセージを送信する。Offerメッセージを受信した端末120は、DHCPサーバ110に対して、IPアドレスを要求するために、Requestメッセージを送信する。DHCP
サーバ110は、ACKメッセージを端末120に送信するとともに、IPアドレス及びリ
ース開始時間/リース期間を通知する。これら、Discover、Offer、Request、ACKのそれ
ぞれのメッセージは、ブロードキャスト(broadcast)で送信される。
リース期間延長の際には、端末120はDHCPサーバ110に対して、IPアドレスのリース期間の延長を要求するために、Requestメッセージを送信する。DHCPサーバ
110は、端末120に対して、ACKメッセージを送信するとともに新たなリース期間を
通知する。これら、Request、ACKのメッセージは、ユニキャスト(unicast)で送信され
る。したがって、他の装置は、これらのメッセージを見ることはできない。
図20は、上記した運用形態〈2〉のDHCPの運用形態の動作シーケンス図である。
端末120と共用DHCPサーバ140との間の情報の流れは、上記した運用形態〈1〉における端末120とDHCPサーバ110との間の情報の流れと同様である。しかし、共用DHCPサーバ140は端末120のサブネット105上に無いので、リレーAgent130が端末120と共用DHCPサーバ140との間の通信を中継する。リレーAgent130と共用DHCPサーバ140との間の通信は、ユニキャストで行われる。
図21及び図22は、従来のDHCPサーバ冗長化アプローチを示す図である。次の2つのアプローチは、上記した2つの運用形態に対応するものである。
〈1〉DHCPサーバを各LANに2台設置し、障害時にDHCPサーバを切り替える(図21)。
〈2〉共用DHCPサーバをネットワークに2台設置し、障害時に共用DHCPサーバを切り替える(図22)。
アプローチ〈1〉は、高信頼性が求められるネットワークにおいて、従来技術として使われているアプローチである。しかし、本アプローチは、各LANに対し、冗長化のためにサーバを2台ずつ置くことを要求する。このため、管理者にとって大きなコスト負担となってしまう。
アプローチ〈2〉は、現状では実現不可のアプローチである。すなわち、現状のリレーAgentは、障害の検知や検知後の共用DHCPサーバ切り替え機能を持たないため、実現不可である。仮に実現したとしても、前述のように、元が共用する1台のDHCPサーバを配置する形態である。このため、アドレス取得までのレスポンスの低さが、冗長化とは無関係に常に見えてしまう。この点が問題となる。
特開2001−230788号公報
本発明は、各サブネットにDHCPサーバを配置する形態と比較して、正常運用時のIPアドレス獲得のレスポンスを落とすことなくサーバ設備追加コストを抑えたDHCPサーバ冗長化の実現を課題とする。
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。
即ち、本発明は、
端末及びこの端末に対してアドレス貸与サービスを実施するアドレス貸与装置を収容する複数のネットワークの1つと、前記複数のネットワーク間で共用される代行アドレス貸与装置との間に配置され、
前記アドレス貸与装置による前記端末へのアドレス貸出状況を前記代行アドレス貸与装置に通知する通知部と、
前記アドレス貸与装置の障害を検知する検知部と、
前記障害が検知されたときに、前記アドレス貸与装置によるIPアドレス貸与サービスを前記代行アドレス貸与装置に引き継がせるために、前記端末からのアドレス貸与に係るメッセージを前記代行アドレス貸与装置に転送し、前記代行アドレス貸与装置から前記端末へ向けたアドレス貸与に係るメッセージを該端末に転送する転送部と
を含むリレーエージェント装置
である。
本発明によると、アドレス貸与装置の障害が発生した際、同じネットワークに代わりのアドレス貸与装置が存在しなくても、複数のネットワーク間で共用される代行アドレス貸与装置にアドレス貸与サービスを引き継がせることができる。
また、本発明は、
端末とこの端末に対してアドレス貸与サービスを実施するアドレス貸与装置とを収容するネットワークとリレーエージェント装置を介して接続され、
前記アドレス貸与装置に障害が生じていない場合に前記リレーエージェント装置から転送されてくる前記アドレス貸与装置による前記端末へのアドレス貸出状況を学習する学習部と、
前記アドレス貸出状況を記憶する記憶部と、
前記学習部の学習内容及び前記記憶部のアドレス貸出状況に基づいて、前記端末との間でアドレス貸与に係るやりとりを前記リレーエージェント装置を介して行うことで、前記アドレス貸与装置によるアドレス貸与サービスを引き継ぐ代行部と、
を含む代行アドレス貸与装置
である。
本発明によると、あるネットワークのアドレス貸与装置に障害が発生した際、アドレス貸与サービスを引き継ぐことができる。
本発明によれば、各サブネットにDHCPサーバを配置する形態と比較して、正常運用時のIPアドレス獲得のレスポンスを落とすことなくサーバ設備追加コストを抑えたDHCPサーバ冗長化の実現をすることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
〔第1実施形態〕
〈ネットワーク構成〉
図1は、本実施形態のネットワーク構成を示す図である。WAN(又はInternet)100に、代行DHCPサーバ145、1つ又は複数の拡張リレーAgent150
が接続される。サブネット(LAN)105は、拡張リレーAgent150を通じてWAN100に接続される。サブネット105には、DHCPサーバ110、端末120が接続される。
各サブネット105上のDHCPサーバ110は、従来のDHCPサーバと同様のものであり、現用系として動作する。代行DHCPサーバ145は、従来の共用DHCPサーバに拡張を加えたものであり、待機系として動作する。
サブネット105上の各拡張リレーAgent150は、従来のリレーAgentに拡張を加えたものである。
本発明のリレーエージェント装置及び代行アドレス貸与装置には、それぞれ本実施形態の拡張リレーAgent150及び代行DHCPサーバ145が含まれる。
〈拡張リレーAgent及び代行DHCPサーバ〉
図2は、本実施形態の拡張リレーAgent150及び代行DHCPサーバ145を示す図である。
(拡張リレーAgent)
拡張リレーAgent150は、使用アドレス通知部232、障害検知部234、及びDHCP転送部236を有する。
本発明の、通知部、検知部、及び転送部には、それぞれ、本実施形態の使用アドレス通知部232、障害検知部234、及びDHCP転送部236が含まれる。
使用アドレス通知部232は、LAN上で、ブロードキャスト(broadcast)でやり取
りされるDHCPパケットを監視する。DHCPパケットは、Discovery、Offer、Request、ACKのパケットである。使用アドレス通知部232は、LAN上のDHCPサーバ110から端末120にリースされた割り当て済みIPアドレス情報を代行DHCPサーバ145に通知する。割り当て済みIPアドレス情報には、端末120に割り当てられたIPアドレス、該IPアドレスのリース開始時間及びリース期間、端末120のMACアドレス等の情報が含まれる。
障害検知部234は、ブロードキャストでやり取りされるDHCPパケットを監視する。障害検知部234は、DHCPサーバ110の障害の有無を監視し、障害を検知する。障害検知部234は、端末120からのDiscoveryメッセージに対するDHCPサーバ1
10からのOffer応答の有無、及び端末120からのRequestメッセージに対するDHCPサーバ110からのACK応答の有無を監視する。障害検知部234は、DHCPサーバ1
10から端末120への応答が、一定時間、無い場合、DHCPサーバ110に障害が起きたと判断し、DHCPサーバ110の障害を検知する。また、障害検知部234は、障害検知後もLAN上で監視を続ける。障害検知部234は、DHCPサーバ110から端末120への応答の再開を確認すると、LAN上のDHCPサーバ110が復旧したことを検知する。
DHCP転送部236は、端末120と代行DHCPサーバ145との間でDHCPパケットを転送する。DHCP転送部236は、既存のリレーAgentと同様の機能を有する。
なお、使用アドレス通知部232及び障害検知部234が、本発明を実現するために既存のリレーAgentに搭載された新規又は改良に係る構成である。
(代行DHCPサーバ)
代行DHCPサーバ145は、使用アドレス学習部242、リース期間延長確認部244、共用DHCPサーバ部246、使用アドレス管理データベース248を有する。
使用アドレス管理データベース248は、DHCPによる割り当て済みIPアドレスを管理するデータベース(DB)である。既存のDHCPサーバや、共用DHCPサーバが有するものと同様である。
使用アドレス学習部242は、拡張リレーAgent150の使用アドレス通知部232から通知された割り当て済みIPアドレス情報を、通知元LANのIPアドレス使用状況として、使用アドレス管理データベース248に格納する。
リース期間延長確認部244は、リース期間が切れたIPアドレスについて、該当IPに対して、使用中か否かを確認するため問い合わせメッセージ(Ping)を送信する。このメッセージに対して、応答が無い場合は、リース期間切れとして使用アドレス管理データベース248を更新する。また、応答があった時は、リース期間延長として使用アドレス管理データベース248を更新する。
共用DHCPサーバ部246は、既存の共用DHCPサーバと同様の機能を有する。
代行DHCPサーバ145における使用アドレス学習部242及びリース期間延長確認部244が、本発明を実現するための新規又は改良に係る構成に相当する。
〈動作の概要〉
(障害発生前)
障害発生前は、拡張リレーAgent150は、障害検知部234により、同一LAN上のDHCPサーバの障害の有無を監視/検知する。さらに、拡張リレーAgent部150は、使用アドレス通知部232により、同一LAN上のDHCPサーバ110によるIPアドレス使用状況を、代行DHCPサーバ145に通知する。
代行DHCPサーバ145は、IPアドレス使用状況の通知を受けると、使用アドレス学習部242により、IPアドレス使用状況を学習する。
DHCPの仕様では、一端リースしたIPアドレスに関するリース期間の延長依頼/応答は、ユニキャスト(unicast)で行われる。そのため、使用アドレス通知部232は、
リースされているIPアドレスのリース期間延長を認識して通知することができない。そこで、代行DHCPサーバ145は、リース期間延長確認部244により、リース期間の更新を端末120に対して確認し、確認結果に基づき使用アドレス管理データベース248を更新する。
(障害発生後)
LAN上のDHCPサーバ110に障害が発生したとする。拡張リレーAgent150は、障害検知部234により、障害の発生を検知する。障害検知部234は、DHCP転送部236に対して、代行DHCPサーバ145へ、DHCPパケットの転送開始を指示する。また、障害検知部234は、使用アドレス通知部232に対して、使用アドレス学習部242への割り当て済みアドレス情報の通知停止を指示する。障害発生後は、代行DHCPサーバ145自体が、IPアドレスの割り当てを行うため、拡張リレーAgent150が重複してIPアドレス使用状況を通知する必要が無いからである。
代行DHCPサーバ145は、使用アドレス学習部242及びリース期間延長確認部244により構築された使用アドレス管理データベース248を使用して、以降のDHCPサーバ処理を引き継ぐ。
(障害復旧後)
LAN上のDHCPサーバ110の障害が復旧したとする。拡張リレーAgent150は、障害検知部234により障害の復旧を検知する。障害検知部234は、DHCP転送部236に対して代行DHCPサーバへの転送停止を指示する。また、障害検知部234は、使用アドレス通知部232に対して、使用アドレス学習部242への割り当て済みアドレス情報の通知開始を指示する。
以後、障害発生前と同様の動作をする。
〈動作の詳細〉
図3及び図4は、本実施形態の動作シーケンス図である。本実施形態の動作例を図面を参照して詳細に説明する。説明は、「障害発生前」、「障害発生後」、「障害復旧後」に分けて行う。
(障害発生前)
図1に示した或るLAN上の既存のDHCPサーバ110Aは、端末A(120A)からのIPアドレス割り当ての要求に対して応答する。具体的には、DHCPサーバ110Aは、DHCP Discoveryメッセージを受信する(SQ1002)と、DHCP Offerメッセージにより応答する(SQ1006)。また、DHCPサーバ110Aは、DHCP Requestメッセージを受信する(SQ1010)と、DHCP ACKメッセージにより応答する(SQ1014)。これらメッセージのやり取りは、すべてブロードキャスト(broadcast)で、UD
Pのport 67、68宛パケットにより行われる。
図5は、DHCPメッセージフォーマットを示す図である。図6は、DHCPメッセージフォーマットの各フィールドの意味を説明するテーブルである。DHCPメッセージフォーマットは、Op、htype、hlen、hops、xid、secs、flags、ciaddr、siaddr,siaddr、giaddr、chaddr、sname、file、optionsの各フィールドを有する。
図3に戻って、同じLAN上の拡張リレーAgent150の障害検知部234は、上記DHCPのペイロードを見て、DHCPサーバ110Aによる端末A(120A)への応答の有無を監視する(SQ1004、SQ1008)。図7は、障害検知の為の監視対象フィールドを示す図である。障害検知部234は、DHCPパケットのUDPヘッダのDstPort、DHCPメッセージのchaddr及びXIDを、監視する。
障害検知部234を有する拡張リレーAgent150は、UDP DstPort=
67によりDHCPサーバ110A宛パケット(要求パケット)を認識する。UDP D
stPort=68によりDHCPクライアント宛パケット(応答パケット)を認識する。端末A(120A)からの要求に対する応答であることの判断は、chaddrおよびXIDフ
ィールドの一致判定により行う。chaddrは、クライアント端末のMACアドレスを示す。XIDは、トランザクションID(1トランザクション毎にクライアントが決める乱数)を
示す。応答があれば障害なしと判断し、応答がなければ障害ありと判断する。
また、同じ拡張リレーAgent150内の使用アドレス通知部232は、同様に、上記DHCPパケットの要求/応答を監視する(SQ1012、SQ1016)。使用IPアドレスを知る為の監視対象フィールドは、図7の例と同様である。使用アドレス通知部
232は、DHCPパケットのUDPヘッダのDstPort、DHCPメッセージのchaddr及
びXIDを、監視する。
使用アドレス通知部232を有する拡張リレーAgent150は、UDP DstP
ort=67によりDHCPサーバ110A宛パケット(要求パケット)を認識する。UDP DstPort=68によりDHCPクライアント宛パケット(応答パケット)を
認識する。端末A(120A)からの要求に対する応答であることの判断は、chaddrおよびXIDフィールドの一致判定により行う。IPアドレス、リース期間は、応答メッセージ
中のyiaddrおよびoptionフィールドから抽出する。
この情報を代行DHCPサーバ145の使用アドレス学習部242に対して通知する(SQ1018)。図8は、使用アドレス通知の際のメッセージフォーマット例を示す図である。図9は、使用アドレス通知の際のメッセージフォーマットの各フィールドの意味を説明するテーブルである。使用アドレス通知の際のメッセージは、yiaddr、giaddr、chaddr、lease timeの各フィールドを有する。
使用アドレス通知を受けた代行DHCPサーバ145の使用アドレス学習部242は、アドレス使用状況を使用アドレス管理データベース248に登録する(SQ1020)。使用アドレス管理データベース248は、既存の共用DHCPサーバが持つデータベースそのものである。
図10は、データベース・フォーマット例を示す図である。図10の各行が使用アドレス管理データベース248のレコードに相当する。これらのレコードは、拡張リレーAgent毎に区別して格納される。使用アドレス管理データベース248の各レコードは、クライアント端末MACアドレス、割り当てIPアドレス、リース開始時間、リース終了時間を有している。リース終了時間の代わりに、リース期間などとしてもよい。
図11は、IPアドレスプール空間の定義例を示す図である。図11では、IPアドレスが「192.168.0.1」の拡張リレーAgent150の存在するサブネットに対して、「192.168.0.2〜9」のIPアドレスが割り当てられている。同様に、IPアドレスが「192.168.1.1」の拡張リレーAgent150の存在するサブネットに対して、「192.168.1.2〜9」のIPアドレスが割り当てられている。IPアドレスが「192.168.2.1」の拡張リレーAgent150の存在するサブネットに対して、「192.168.2.2〜9」のIPアドレスが割り当てられている。
図12は、図11の如くIPアドレスプール空間定義がされたネットワークにおいて、図10のように端末A(120A)にIPアドレスが割り当てられているときの、ネットワーク構成例を示す図である。図12では、代行DHCPサーバに、IPアドレス「192.168.3.1」が割り当てられている。
図3に戻って、IPアドレスのリース期間延長を希望する端末A(120A)は、DHCPサーバに対し、Requestメッセージを送信する(SQ1022)。DHCPサーバ1
10Aは、端末A(120A)からリース期間延長のRequestメッセージを受信すると、ACKメッセージにより応答する(SQ1024)。これにより、端末A(120A)にリースされたIPアドレスのリース期間が、延長される。
代行DHCPサーバ145のリース期間延長確認部244は、使用アドレス管理データベース248に登録された各IPアドレスに対し、リース期間が切れたことを確認する(SQ1026)と、ICMP Echo Requestパケットを送信する(S1028)。応答があれ
ば(SQ1030)、リース期間が更新されたものと判断し、使用アドレス管理データベース248上のリース終了時間を延長する(SQ1032)。応答がなければ、使用アドレス管理データベース248から当該エントリを削除する。
(障害発生後)
次に、図4を用いて、障害発生後について説明する。図1に示した或るLAN上のDHCPサーバ110Aに障害が発生(例えば、DHCPサーバ110Aが、停止している)したとする。拡張リレーAgent150は、障害検知部234が端末B(120B)のDHCPサーバ110Aに対する要求(SQ2002)を受信した(SQ2004)にもかかわらず、それに対する応答がない場合(SQ2006)、障害検知部234は、DHCPサーバ110Aに障害ありと判断し、障害発生を検知する。応答の有無を判断するまでの待ち時間は、例えば10秒とする。
障害の発生を検知した障害検知部234は、DHCP転送部236に対して代行DHCPサーバ145へのDHCPパケットの転送開始を指示する(SQ2008)。また、障害検知部234は、使用アドレス通知部232に対して代行DHCPサーバ145の使用アドレス学習部242への割り当て済みアドレス情報の通知停止を指示する(SQ2010)。
指示を受けたDHCP転送部236は、既存のリレーAgent機能を開始する。具体的には、LAN内部のUDP DstPort=67パケットを、あらかじめ設定された
代行DHCPサーバ145宛に転送する。転送メッセージフォーマットは、上記したDHCPのメッセージフォーマット(図5)と同様である。拡張リレーAgent150は、DHCPメッセージ中のgiaddrフィールドに拡張リレーAgent150のIPアドレスを入れる。また、拡張リレーAgent150は、送信元IPヘッダを拡張リレーAgent150に、送信先IPヘッダを代行DHCPサーバ145に更新した上で、ユニキャスト(unicast)として送信する。これにより、端末B(120B)のDHCPサーバへ
の要求(S2012)は、DHCPサーバ110Aから応答されないが、DHCP転送部236で受信され(S2014)、代行DHCPサーバ246へ転送される。
代行DHCPサーバ145は、拡張リレーAgent150からDHCPパケットを受信する(SQ2016)と、既存の共用DHCPサーバと同様の動作によりIPアドレス割り当ての動作を行う(待機系として動作する)。その際に使用するデータベースは、上記した使用アドレス通知部232およびリース期間延長確認部244が構築した使用アドレス管理データベース248となる。共用DHCPサーバ機能部246は、使用アドレス管理データベース248を確認する(SQ2018)。共用DHCPサーバ機能部246は、端末B(120B)にリースするIPアドレスを決定し、DHCP転送部236を経由して(SQ2020)、端末B(120B)へ通知する(SQ2022)。
(障害復旧後)
その後、図4に示すように、LAN上のDHCPサーバ110Aの障害が復旧したとする。拡張リレーAgent150は、障害検知部234が端末120からDHCPサーバ110Aへの要求(SQ2024)を受信し(SQ2026)、その要求に対するDHCPサーバ110Aからの応答(SQ2028)があることを認識(SQ2030)した時点で障害の復旧を検知する。障害検知部234は、DHCP転送部236に対して代行DHCPサーバ145へのDHCPパケットの転送停止を指示し(SQ2032)、使用アドレス通知部232に対して代行DHCPサーバ145の使用アドレス学習部242への割り当て済みアドレス情報の通知開始を指示する(SQ2034)。
復旧後の各LAN上のDHCPサーバ110Aは、使用中のIPアドレスを知りえない
が、以下の従来機能により、使用中のIPアドレスを別端末に重複して割り当てるリスクは回避される。即ち、端末120からアドレス割り当て要求を受けた際に、DHCPサーバ110Aは、今から割り当てようとするアドレスがLAN内で使われているか否かを、ARP(Address Resolution Protocol)要求により確認する。ARP応答がなければ、
未使用であるので、そのIPアドレスを端末120に割り当てる。応答があれば、既に使用済みであり、別のIPアドレスを割り当て対象とする。
〈本実施形態の効果〉
本実施形態によると、DHCPサーバ110はサブネット105上に存在するので、端末120からのIPアドレス取得要求があった際のレスポンスが低下しない。また、各サブネット105に1台のDHCPサーバ110を配置するため、各サブネットに現用系と待機系の2台のDHCPサーバを配置する場合と比較して、低コストである。
〔第2実施形態〕
第2実施形態では、第1実施形態において、使用アドレス通知部232から代行DHCPサーバ145への割り当て済みアドレス情報の通知の際のメッセージフォーマットとして、既存のリレーAgentからの要求メッセージフォーマットを使用する形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
ネットワーク構成は、第1実施形態と同様である(図1)。
図13は、本実施形態の拡張リレーAgent150及び代行DHCPサーバ145の構成例を示す図である。
拡張リレーAgent150の使用アドレス通知部232は、以下のDHCPメッセージを代行DHCPサーバ145の共用DHCPサーバ部246へ送信する。
代行DHCPサーバ145へ送信される割り当て済みアドレス情報のメッセージフォーマットは、図5の既存のDHCPメッセージと同様である。DHCPメッセージのchaddrフィールドに、IPアドレスが割り当てられた端末120(例えば、図1で示した端末A(120A))のMACアドレスを格納する。DHCPメッセージの「要求IPアドレス」オプションフィールドに、端末A(120A)にリースするものとして通知したIPアドレスを格納する。DHCPメッセージの「リース期間」オプションフィールドに、リース期間情報を格納する。
更に、拡張リレーAgent150は、DHCPパケットを既存のリレーAgentが行うのと同様に代行DHCPサーバ145宛ユニキャスト(unicast)パケットに更新し
た上で、代行DHCPサーバ145宛に転送する。
要求メッセージを受信した代行DHCPサーバ145の共用DHCPサーバ部246は、使用したいIPアドレス及びリース期間の申請を、端末A(120A)から直接受信したかの如く動作する。即ち、共用DHCPサーバ部246は、「要求IPアドレス」オプションフィールドで通知されたIPアドレスを使用アドレス管理データベース248に登録し、更に応答メッセージを拡張リレーAgent150宛にユニキャスト(unicast)
で返す。
応答メッセージを受信した拡張リレーAgent150上では、使用アドレス通知部232が当該メッセージを受信し、障害監視部234と同じフィールドを見て、先述の要求に対応した応答であることを認識し、該メッセージを破棄する。DHCPサーバ110の
障害なしの場合は、使用アドレス通知部232が動作開始しており、DHCP転送部236は動作停止している。しかし、DHCPサーバ110の障害ありの場合は、使用アドレス通知部232が動作停止しており、DHCP転送部236が動作開始しているので、DHCP転送部236が当該メッセージを受信し、既存の転送処理を行う。
本実施形態によると、代行DHCPサーバ145において、第1実施形態の代行DHCPサーバ145における使用アドレス学習部242が不要となり、代行DHCPサーバ145の簡素化が可能となる。
〔第3実施形態〕
第3実施形態では、障害検知部234が、DHCPの要求/応答の監視ではなく、使用中のIPアドレスに対するICMP(Internet Control Message Protocol) Echo Request/Replyにより、DHCPサーバ110の障害の検知を行う形態について説明する。第
3実施形態は、第1実施形態との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
ネットワーク構成および機能構成は第1実施形態と同様である(図1、図2)。
拡張リレーAgent150の障害検知部234(図2)は、LAN内のDHCPパケットを参照して、DHCPサーバ110のIPアドレスを認識する。障害検知部234は、そのDHCPサーバ110のIPアドレス宛にICMP Echoを送信する。その後、一定時
間内にICMP Echo Replyを受信しなければ、障害ありと判断する。
本実施形態によると、障害検知部234は、ICMPに基づく状態確認メッセージ(ICMP Echo)をDHCPサーバ110に送信する。DHCPサーバ110が正常であれば、
その応答メッセージ(ICMP Echo Reply)を障害検知部234は受け取ることができる。
これに対し、DHCPサーバ110が異常である(障害を持つ)場合には、障害検知部234は、所定期間内に応答メッセージを受信できない。この応答メッセージの負受信を以って、DHCPサーバ110の障害を検知する。このようにすれば、LAN上を流れるDHCPパケットを常に監視すること無く、DHCPサーバ110の障害検知が可能となる。
〔第4実施形態〕
第4実施形態では、障害検知部が、DHCPの要求/応答の監視ではなく、使用中のアドレスに対するARP(Address Resolution Protocol)により、DHCPサーバの障害
の検知を行う形態について説明する。ARPとは、IPアドレスからMACアドレスを知るためのプロトコルである。第4実施形態は、第1実施形態との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
ネットワーク構成および機能構成は第1実施形態と同様である(図1、図2)。
拡張リレーAgent150の障害検知部234(図2)は、LAN内のDHCPパケットを参照して、DHCPサーバ110のIPアドレスを認識する。障害検知部234は、DHCPサーバ110のIPアドレス宛にARP Requestを送信する。その後、一定時間
内にARP Replyを受信しなければ、障害ありと判断する。
本実施形態によると、障害検知部234は、ARPリクエストに対するARPリプライの受信/不受信を以って、DHCPサーバ110の障害の有無を判断する。このようにすれば、障害検知部234がLAN上を流れるDHCPパケットを常に監視すること無く、DHCPサーバ110の障害検知が可能となる。
〔第5実施形態〕
第5実施形態では、DHCPサーバの復旧時に、使用中IPアドレスを逐一ARP確認しなくてよいように、代行DHCPサーバがDHCPサーバに対し、使用アドレス管理データベースの内容を通知する形態について説明する。第5実施形態は、第1実施形態との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
ネットワーク構成は、第1実施形態と同様である(図1)。図14は、第5実施形態におけるDHCPサーバ110、拡張リレーAgent150、代行DHCPサーバ145を示す図である。
本実施形態では、第1実施形態の構成に対し、次の構成を追加する。
拡張リレーAgent150は、復旧通知部238をさらに備える。復旧通知部238は、DHCPサーバ110の復旧を代行DHCPサーバ145に対して通知する。
代行DHCPサーバ145は、使用アドレス管理DB通知部247をさらに備える。使用アドレス管理DB通知部247は、代行DHCPサーバ145上の使用アドレス管理データベース248の内容を拡張リレーAgent150に通知する。
DHCPサーバ110は、使用アドレス管理DB受信部214、使用アドレス管理データベース216を備える。使用アドレス管理DB受信部214は、通知された使用アドレス管理データベース248の内容を、DHCPサーバ110内の使用アドレス管理データベース216に格納する。
即ち、拡張リレーAgent150の障害検知部234は、DHCPサーバ110の復旧を検知すると、復旧通知部238に通知する。復旧通知部238は、代行DHCPサーバ145に対してDHCPサーバ110の復旧を通知する。
復旧の通知を受けた代行DHCPサーバ145は、使用アドレス管理DB通知部247により、メッセージ中のgiaddr(拡張リレーAgent150のIPアドレス)宛に、当該拡張リレーAgent150用の使用アドレス管理データベース内容を通知する。
通知を受けた拡張リレーAgent150内の復旧検知部238は、LAN内のDHCPサーバ110に対し、使用アドレス管理データベース内容を通知する。
DHCPサーバ110内の使用アドレス管理DB受信部214は、通知された使用アドレス管理データベース内容を、自身の使用アドレス管理データベース216に格納する。
本実施形態によれば、DHCPサーバ110は、障害復旧時に、使用中のIPアドレスを逐一ARP確認する必要が無くなる。
〔第6実施形態〕
第6実施形態では、幾つかのLANをグループ化し、グループ毎に代行DHCPサーバを設置することで、全体で1台しか代行DHCPサーバを設置しない場合と比較して、代
行DHCPサーバ1台あたりの処理負荷を軽減する形態について説明する。第6実施形態は、第1実施形態との共通点を有する。従って、主として相違点について説明し、共通点については説明を省略する。
図15は、本実施形態のネットワーク構成例を示す図である。機能構成は、第1実施形態と同様である。
拡張リレーAgentA(150A)は、代行DHCPサーバA(145A)とやり取りするように、あらかじめ設定する。また、拡張リレーAgentB(145B)及び拡張リレーAgentC(145C)は、代行DHCPサーバB(145B)とやり取りするように、あらかじめ設定する。
本実施形態によれば、代行DHCPサーバを複数用意することにより、代行DHCPサーバ1台あたりの処理負荷を軽減できる。
〔その他〕
上記した実施形態は、以下の発明を開示する。以下の発明は、必要に応じて適宜組み合わせることができる。
(付記1)
端末及びこの端末に対してアドレス貸与サービスを実施するアドレス貸与装置を収容する複数のネットワークの1つに配置され、
前記アドレス貸与装置による前記端末へのアドレス貸出状況を、前記複数のネットワーク間で共用される代行アドレス貸与装置に通知する通知部と、
前記アドレス貸与装置の障害を検知する検知部と、
前記障害が検知されたときに、前記アドレス貸与装置によるIPアドレス貸与サービスを前記代行アドレス貸与装置に引き継がせるために、前記端末からのアドレス貸与に係るメッセージを前記代行アドレス貸与装置に転送し、前記代行アドレス貸与装置から前記端末へ向けたアドレス貸与に係るメッセージを該端末に転送する転送部と
を含むリレーエージェント装置。(1)
(付記2)
前記通知部は、前記アドレス貸与装置から前記端末へ貸与されたアドレスを、前記代行アドレス貸与装置が前記引き継ぎ時に使用する情報として管理するために、前記代行アドレス貸与装置に通知する
付記1記載のリレーエージェント装置。(2)
(付記3)
前記転送部は、前記端末に貸与されたアドレスが貸与期間を過ぎたときに前記代行アドレス貸与装置から送信されてくる該アドレスの継続使用を端末に問い合わせるメッセージを前記端末へ転送し、前記端末からの前記問い合わせメッセージの応答メッセージを前記代行アドレス貸与装置に転送する
付記1又は2記載のリレーエージェント装置。(3)
(付記4)
前記アドレス貸与装置及び前記代行アドレス貸与装置は、ダイナミック・ホスト・コンフィグレーション・プロトコル(DHCP)に基づいてIPアドレスを端末に貸与するDHCPサーバであり、
前記通知部は、前記アドレス貸与装置によって端末に貸与されるIPアドレスを、DHCPに基づくメッセージに格納して前記代行アドレス貸与装置に通知する
付記1〜3のいずれかに記載のリレーエージェント装置。(4)
(付記5)
前記検知部は、前記アドレス貸与装置と前記端末との間でやりとりされるアドレス貸与のためのメッセージを監視し、前記アドレス貸与装置が前記端末からのメッセージに応答しない場合に、前記アドレス貸与装置の障害を検知する
付記1〜4のいずれかに記載のリレーエージェント装置。
(付記6)
前記検知部は、前記アドレス貸与装置に対して状態確認メッセージを送信し、前記アド
レス貸与装置が前記状態確認メッセージに応答しない場合に、前記アドレス貸与装置の障害を検知する
付記1〜4のいずれかに記載のリレーエージェント装置。
(付記7)
前記検知部は、前記アドレス貸与装置に対して、アドレス問い合わせメッセージを送信し、前記アドレス貸与装置が前記アドレス問い合わせメッセージに応答しない場合に、前記アドレス貸与装置の障害を検知する
付記1〜4のいずれかに記載のリレーエージェント装置。
(付記8)
前記アドレス貸与装置の障害からの復旧が検知された場合に、復旧を前記代行アドレス貸与装置に通知し、前記復旧通知に応じて前記代行アドレス貸与装置から送信されてくる前記代行アドレス貸与装置によるアドレス貸出状況を、前記アドレス貸与装置に通知する復旧通知部、
をさらに含む付記1〜7のいずれかに記載のリレーエージェント装置。
(付記9)
前記リレーエージェント装置は、複数の代行アドレス貸与装置のうちの1つに対して接続されている
付記1〜8のいずれかに記載のリレーエージェント装置。
(付記10)
前記通信部は、前記端末と前記アドレス貸与装置との間でやり取りされる前記ネットワークの1つの中でブロードキャストされるメッセージからアドレス貸出状況を得る、
付記1〜9のいずれかに記載のリレーエージェント装置。
(付記11)
端末とこの端末に対してアドレス貸与サービスを実施するアドレス貸与装置とを収容するネットワークとリレーエージェント装置を介して接続され、
前記アドレス貸与装置に障害が生じていない場合に前記リレーエージェント装置から転送されてくる前記アドレス貸与装置による前記端末へのアドレス貸出状況を学習する学習部と、
前記アドレス貸出状況を記憶する記憶部と、
前記学習部の学習内容及び前記記憶部のアドレス貸出状況に基づいて、前記端末との間でアドレス貸与に係るやりとりを前記リレーエージェント装置を介して行うことで、前記アドレス貸与装置によるアドレス貸与サービスを引き継ぐ代行部と、
を含む代行アドレス貸与装置。(5)
(付記12)
前記記憶部は、前記端末に貸与されているアドレスを含むアドレス貸出状況を記憶する付記11記載の代行アドレス貸与装置。
(付記13)
前記代行部は、前記記憶部に記憶された前記端末に貸与されているアドレスの貸与期間が過ぎたときに、このアドレスの貸与期間延長を問い合わせる問い合わせメッセージを前記リレーエージェント装置を介して前記端末に送信し、前記端末からの問い合わせメッセージの応答メッセージを前記リレーエージェント装置を介して受信し、応答メッセージの内容に応じて前記記憶部に記憶されたアドレス貸出状況を更新する
付記12記載の代行アドレス貸与装置。
(付記14)
前記アドレス貸与装置の障害からの復旧が前記リレーエージェント装置から通知された場合に、前記記憶部に記憶されているアドレス貸出状況を、前記リレーエージェント装置を介して前記アドレス貸与装置に通知する通知部をさらに含む
付記11〜13のいずれかに記載の代行アドレス貸与装置。
第1実施形態のネットワーク構成例を示す図である。 第1実施形態の拡張リレーAgent及び代行DHCPサーバの構成例を示す図である。 第1実施形態の動作シーケンス(障害発生前)を示す図である。 第1実施形態の動作シーケンス(障害発生後)を示す図である。 DHCPメッセージフォーマットを示す図である。 DHCPメッセージフォーマットの各フィールドの意味を示すテーブルである。 障害検知のための監視対象フィールドを示す図である。 使用アドレス通知メッセージのメッセージフォーマットを示す図である。 使用アドレス通知メッセージのメッセージフォーマットの各フィールドの意味を示すテーブルである。 使用アドレス管理データベースの例を示す図である。 IPアドレスプール空間定義例を示す図である。 ネットワーク構成例を示す図である。 第2実施形態の拡張リレーAgent及び代行DHCPサーバの構成例を示す図である。 第5実施形態のDHCPサーバ、拡張リレーAgent及び代行DHCPサーバの構成例を示す図である。 第6実施形態のネットワーク構成例を示す図である。 従来のDHCPの運用形態〈1〉を示す図である。 従来のDHCPの運用形態〈2〉を示す図である。 従来のリレーAgent及び共用DHCPサーバの構成例を示す図である。 従来のDHCPの運用形態〈1〉のDHCPの運用形態の動作シーケンスを示す図である。 従来のDHCPの運用形態〈2〉のDHCPの運用形態の動作シーケンスを示す図である。 従来のDHCPサーバ冗長化アプローチ〈1〉を示す図である。 従来のDHCPサーバ冗長化アプローチ〈2〉を示す図である。
符号の説明
100 WAN/Internet
105 サブネット(LAN)
110 DHCPサーバ
110A DHCPサーバ
112 DHCPサーバ(現用)
114 DHCPサーバ(待機)
120 端末
120A 端末A
120B 端末B
130 リレーAgent
140 共用DHCPサーバ
142 共用DHCPサーバ(現用)
144 共用DHCPサーバ(待機)
145 代行DHCPサーバ
145A 代行DHCPサーバA
145B 代行DHCPサーバB
150 拡張リレーAgent
150A 拡張リレーAgentA
150B 拡張リレーAgentB
150C 拡張リレーAgentC
212 DHCPサーバのDHCPサーバ機能部
214 DHCPサーバの使用アドレス管理データベース受信部
216 DHCPサーバの使用アドレス管理データベース
232 拡張リレーAgentの使用アドレス通知部
234 拡張リレーAgentの障害検知部
236 拡張リレーAgentのDHCP転送部
238 拡張リレーAgentの復旧通知部
242 代行DHCPサーバの使用アドレス学習部
244 代行DHCPサーバのリース期間延長確認部
246 代行DHCPサーバの共用DHCPサーバ部
248 代行DHCPサーバの使用アドレス管理データベース

Claims (5)

  1. 端末及びこの端末に対してアドレス貸与サービスを実施するアドレス貸与装置を収容する複数のネットワークの1つに配置され、
    前記アドレス貸与装置による前記端末へのアドレス貸出状況を、前記複数のネットワーク間で共用される代行アドレス貸与装置に通知する通知部と、
    前記アドレス貸与装置の障害を検知する検知部と、
    前記障害が検知されたときに、前記アドレス貸与装置によるIPアドレス貸与サービスを前記代行アドレス貸与装置に引き継がせるために、前記端末からのアドレス貸与に係るメッセージを前記代行アドレス貸与装置に転送し、前記代行アドレス貸与装置から前記端末へ向けたアドレス貸与に係るメッセージを該端末に転送する転送部と
    を含むリレーエージェント装置。
  2. 前記通知部は、前記アドレス貸与装置から前記端末へ貸与されたアドレスを、前記代行アドレス貸与装置が前記引き継ぎ時に使用する情報として管理するために、前記代行アドレス貸与装置に通知する
    請求項1記載のリレーエージェント装置。
  3. 前記転送部は、前記端末に貸与されたアドレスが貸与期間を過ぎたときに前記代行アドレス貸与装置から送信されてくる該アドレスの継続使用を端末に問い合わせるメッセージを前記端末へ転送し、前記端末からの前記問い合わせメッセージの応答メッセージを前記代行アドレス貸与装置に転送する
    請求項1又は2記載のリレーエージェント装置。
  4. 前記アドレス貸与装置及び前記代行アドレス貸与装置は、ダイナミック・ホスト・コンフィグレーション・プロトコル(DHCP)に基づいてIPアドレスを端末に貸与するDHCPサーバであり、
    前記通知部は、前記アドレス貸与装置によって端末に貸与されるIPアドレスを、DHCPに基づくメッセージに格納して前記代行アドレス貸与装置に通知する
    請求項1〜3のいずれかに記載のリレーエージェント装置。
  5. 端末とこの端末に対してアドレス貸与サービスを実施するアドレス貸与装置とを収容するネットワークとリレーエージェント装置を介して接続され、
    前記アドレス貸与装置に障害が生じていない場合に前記リレーエージェント装置から転送されてくる前記アドレス貸与装置による前記端末へのアドレス貸出状況を学習する学習部と、
    前記アドレス貸出状況を記憶する記憶部と、
    前記学習部の学習内容及び前記記憶部のアドレス貸出状況に基づいて、前記端末との間でアドレス貸与に係るやりとりを前記リレーエージェント装置を介して行うことで、前記アドレス貸与装置によるアドレス貸与サービスを引き継ぐ代行部と、
    を含む代行アドレス貸与装置。
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