JP2015512096A - Virtualized open wireless service software architecture - Google Patents
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Abstract
仮想化オープン無線サービスソフトウェアアーキテクチャのためのコンピュータプログラム製品を含む、方法および装置。方法は、モバイルネットワークにおいて、利用のためのハードウェアリソースを監視することと、サービスをインスタンス化するための要求を受信することと、十分に利用されていないハードウェアリソースを選択することと、十分に利用されていないハードウェアリソースにサービスをマッピングすることと、を含む。【選択図】 図1A method and apparatus comprising a computer program product for a virtualized open wireless service software architecture. In the mobile network, the method monitors hardware resources for usage, receives a request to instantiate a service, selects hardware resources that are not fully utilized, and sufficient Mapping services to hardware resources that are not used for [Selection] Figure 1
Description
本発明は、概して、無線ネットワーク、より具体的には、仮想化オープン無線サービスソフトウェアアーキテクチャに関する。 The present invention relates generally to wireless networks, and more specifically to a virtualized open wireless service software architecture.
無線ネットワークは、典型的に、異なるデバイスにマッピングされる、多くの異なる機能を含む。例えば、3G/4Gネットワークは、基地局、無線ネットワークコントローサ(RNC)、サービングGPRSサポートノード(SGSN)、ゲートウェイGPRSサポートノード(GGSC)、サービングゲートウェイ(SGW)、パケットデータネットワークゲートウェイ(PGW)、モバイル管理エンティティ(MME)、デジタル電話インターフェース(DPI)プローブ、交通アナライザ、ファイアウォール、ポリシーおよび課金ルール機能(PCRF)、認証および会計(AAA)サーバ、軽量ディレクトリアクセスプロトコル(LDAP)データベース、課金サーバ、ハイパーテキスト転送プロトコル(HTTP)プロキシ、交通オプティマイザ、ビデオオプティマイザ等を含む。これらの無線ネットワークが進化するにつれて、追加される各追加の機能は、異なる機能をホストする同じデバイスにおいて、その機能または複数のハードウェアプロセッサをホストする、新たなデバイスの導入を必要としている。 A wireless network typically includes many different functions that are mapped to different devices. For example, a 3G / 4G network includes a base station, a radio network controller (RNC), a serving GPRS support node (SGSN), a gateway GPRS support node (GGSC), a serving gateway (SGW), a packet data network gateway (PGW), mobile Management Entity (MME), Digital Telephone Interface (DPI) Probe, Traffic Analyzer, Firewall, Policy and Billing Rules Function (PCRF), Authentication and Accounting (AAA) Server, Lightweight Directory Access Protocol (LDAP) Database, Billing Server, Hypertext Includes transfer protocol (HTTP) proxy, traffic optimizer, video optimizer, and the like. As these wireless networks evolve, each additional function that is added requires the introduction of a new device that hosts that function or multiple hardware processors in the same device that hosts the different functions.
以下は、本発明のいくつかの態様の基礎的理解を提供するために、本革新の簡略化した概要を示す。本概要は、本発明の広範な概略ではない。これは、本発明の主要なまたは重大な要素を特定することも、本発明の範囲を詳述することも意図しない。その唯一の目的は、本発明のいくつかの概念を、後に示されるより詳細な説明の前置きとして簡略化した形態で示すことである。 The following presents a simplified summary of the innovation in order to provide a basic understanding of some aspects of the invention. This summary is not an extensive overview of the invention. This is not intended to identify key or critical elements of the invention or to delineate the scope of the invention. Its sole purpose is to present some concepts of the invention in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.
本発明は、仮想化オープン無線サービスソフトウェアアーキテクチャのためのコンピュータプログラム製品を含む、方法および装置を提供する。 The present invention provides a method and apparatus including a computer program product for a virtualized open wireless service software architecture.
概して、一態様において、本発明は、サービスをインスタンス化するための要求を受信することと、十分に利用されていないハードウェアリソースを選択することと、十分に利用されていないハードウェアリソースにサービスをマッピングすることと、を特徴とする。 In general, in one aspect, the invention receives a request to instantiate a service, selects a hardware resource that is not fully utilized, and services a hardware resource that is not fully utilized. And mapping.
別の態様において、本発明は、中央処理ユニットと、メモリであって、該メモリは、オペレーティングシステムおよびグリッドリソース管理過程を含み、該グリッドリソース管理過程は、利用のためのモバイルネットワークにおけるハードウェアリソースを監視することと、サービスをインスタンス化するための要求を受信することと、十分に利用されていないハードウェアリソースを選択することと、十分に利用されていないハードウェアリソースにサービスをマッピングすることと、を含む、メモリと、を含む、サーバを特徴とする。 In another aspect, the present invention comprises a central processing unit and a memory, the memory including an operating system and a grid resource management process, wherein the grid resource management process is a hardware resource in a mobile network for use. Monitoring requests, receiving requests to instantiate services, selecting underutilized hardware resources, and mapping services to underutilized hardware resources A server including a memory.
本発明の他の特徴および利点は、以下の説明および特許請求の範囲から明白である。 Other features and advantages of the invention will be apparent from the following description and the claims.
本発明は、以下の図面とともに発明を実施するための形態を参照することにより、より完全に理解されよう。
主題の革新は、これより図面を参照して説明され、同様の参照番号は同様の要素を参照するように全体を通して使用される。以下の説明において、説明を目的として、多数の具体的な詳細が本発明の徹底的な理解を提供するために記載される。しかしながら、本発明が、これらの具体的な詳細なくして実践され得ることは明らかであり得る。他の事例では、本発明の説明を促進するために、公知の構造およびデバイスが、ブロック図の形態で示される。 The subject innovation will now be described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used throughout to refer to like elements. In the following description, for purposes of explanation, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. It may be evident, however, that the invention can be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate describing the present invention.
本出願で使用される際、「コンポーネント」「システム」「プラットフォーム」等という用語は、コンピュータ関連の構成要素、または1つ以上の具体的な機能性を有する操作可能な機械に関連する構成要素を指すことができる。本明細書で開示される構成要素は、ハードウェア、ハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアのうちのいずれかであり得る。例えば、コンポーネントは、プロセッサ上で稼働している過程、プロセッサ、オブジェクト、実行ファイル、実行のスレッド、プログラム、および/またはコンピュータであってもよいが、そうであることを限定されない。例解として、サーバ上で稼働しているアプリケーションおよびサーバの両方が、コンポーネントであり得る。1つ以上のコンポーネントが実行の過程および/またはスレッド内に存在し得、コンポーネントは、1つのコンピュータ上にローカライズされ得る、および/または2つ以上のコンピュータ間に分散され得る。また、これらのコンポーネントは、種々のデータ構造がそこに記憶されている種々のコンピュータで読み取り可能な媒体から実行することができる。コンポーネントは、1つ以上のデータパケット(例えば、ローカルシステム、分散システム内で別のコンポーネントと相互機能している、および/またはインターネット等のネットワークを通して信号を介して他のシステムと交信している、1つのコンポーネントからのデータ)を有する信号に従うなどして、ローカルおよび/またはリモート過程を介して通信し得る。 As used in this application, the terms “component”, “system”, “platform”, etc. refer to computer-related components, or components related to an operable machine having one or more specific functionalities. Can point. The components disclosed herein can be either hardware, a combination of hardware and software, software, or running software. For example, a component may be, but is not limited to being, a process running on a processor, a processor, an object, an executable, a thread of execution, a program, and / or a computer. By way of illustration, both an application running on a server and the server can be a component. One or more components may exist in the course of execution and / or threads, components may be localized on one computer and / or distributed between two or more computers. In addition, these components can execute from various computer readable media having various data structures stored thereon. A component may include one or more data packets (e.g., interoperating with other components in a local system, distributed system, and / or communicating with other systems via signals through a network such as the Internet, May communicate via local and / or remote processes, such as following a signal having data from one component).
加えて、「または/もしくは」という用語は、排他的な「または/もしくは」ではなく包含的な「または/もしくは」を意味することが意図される。つまり、別途指定されない限り、または文脈から明らかでない限り、「Xは、Aまたは/もしくはBを採用する」とは、自然な包括的置換を意味することが意図される。つまり、XがAを採用する場合、XがBを採用する場合、またはXがAおよびBの両方を採用する場合、「XはAまたは/もしくはBを採用する」は、前述の事例のいずれの下でも満たされる。さらに、冠詞「a」および「an」は、主題の明細書および付属の図面において使用される際、別途指定されない限り、または文脈から単数形を指すことが明らかでない限り、概して「1つ以上の」を意味するように解釈されるべきである。 In addition, the term “or / or” is intended to mean an inclusive “or / or” rather than an exclusive “or / or”. That is, unless otherwise specified or apparent from the context, “X adopts A or / or B” is intended to mean a natural global substitution. That is, when X employs A, X employs B, or X employs both A and B, "X employs A or / or B" Is also satisfied under. Furthermore, the articles “a” and “an”, as used in the subject specification and accompanying drawings, generally refer to “one or more” unless otherwise specified or apparent from the context. Should be interpreted to mean.
さらに、「ユーザ機器」、「モバイル局」、「モバイル」、「加入者局」、「通信デバイス」、「アクセス端末」、「端末」、「ハンドセット」、および類似の専門用語などの用語は、無線通信サービスの加入者またはユーザによって、データ、制御、音声、ビデオ、音、ゲーム、または実質的にあらゆるデータストリームもしくは信号ストリームを受信または伝達するために利用される無線デバイス(例えば、携帯電話、スマートフォン、コンピュータ、携帯情報端末(PDA)、セットトップボックス、インターネットプロトコルテレビジョン(IPTV)、電子ゲームデバイス、プリンタ等)を指す。前述の用語は、主題の明細書および関連する図面において同義的に利用される。同様に、「アクセスポイント」、「基地局」、「ノードB」、「進化型ノードB」、「ホームノードB(HNB)」等という用語は、主題の出願において同義的に利用され、データ、制御、音声、映像、音、ゲーム、または実質的にあらゆるデータストリームもしくは信号ストリームを一連の加入者局から供給または受信する無線ネットワークコンポーネントまたは機器を指す。データおよび信号ストリームは、パケット化されるか、またはフレーム式に流れることができる。 In addition, terms such as “user equipment”, “mobile station”, “mobile”, “subscriber station”, “communication device”, “access terminal”, “terminal”, “handset”, and similar terminology, A wireless device (e.g., a mobile phone, utilized by a subscriber or user of a wireless communication service to receive or communicate data, control, voice, video, sound, games, or virtually any data or signal stream Smart phone, computer, personal digital assistant (PDA), set top box, Internet protocol television (IPTV), electronic game device, printer, etc.). The foregoing terms are used interchangeably in the subject specification and the associated drawings. Similarly, the terms “access point”, “base station”, “node B”, “evolved node B”, “home node B (HNB)”, etc. are used interchangeably in the subject application, and data, Control, audio, video, sound, game, or wireless network component or device that supplies or receives virtually any data or signal stream from a series of subscriber stations. Data and signal streams can be packetized or flow in frames.
さらに、「ユーザ」、「加入者」、「顧客」等という用語は、文脈が用語間の特定の区別(複数可)を要する場合を除き、主題の明細書の全体を通して同義的に採用される。 Further, the terms “user”, “subscriber”, “customer”, etc. are used interchangeably throughout the subject specification unless the context requires specific distinction (s) between the terms. .
ネットワーク内の各ハードウェアノードが、アクティブおよびスタンバイアプリケーションの混合を稼働させる、ならびにスタンバイアプリケーションが、アクティブアプリケーションと同じ量の物理リソースを必要としない、分散された高可用性環境において、物理リソース(例えば、CPU、メモリ、ディスクスペース、帯域幅)に対する要件は、ハードウェアノード上で稼働するアプリケーションを割り当てる時、通常、考慮されない。スタンバイアプリケーションは、ハードウェア集合体にわたって分散されるアクティブアプリケーションをバックアップしており、任意の所与の時間においては、アプリケーションのサブセットのみがアクティブとなり得る。この事実は、アプリケーションをハードウェアノードに割り当てる時に考慮されないため、リソースの内在する不十分な利用が存在する。 In a distributed high availability environment where each hardware node in the network runs a mix of active and standby applications, and the standby applications do not require the same amount of physical resources as the active applications, physical resources (e.g., CPUs) , Memory, disk space, bandwidth) requirements are usually not considered when allocating applications running on hardware nodes. The standby application is backing up active applications that are distributed across the hardware collection, and only a subset of the applications can be active at any given time. This fact is not taken into account when assigning applications to hardware nodes, so there is an inherent underutilization of resources.
例えば、無線ネットワークは、典型的に異なるデバイスにマッピングされる、多くの異なる機能を含む。典型的な3G/4Gネットワークは、基地局(BS)、RC、SGSN、GGSN、SGW、PGW、MME、DPIプローブ、交通アナライザ、ファイアウォール、PCRF、AAAサーバ、LDAPデータベース、課金サーバ、HTTPプロキシ、交通オプティマイザ、ビデオオプティマイザ等を含むことができる。これらのネットワークが進化するにつれて、追加される各追加の機能は、異なる機能をホストする同じデバイスにおいて、その機能または複数のハードウェアプロセッサをホストする、新たなデバイスの導入を必要としている。この手法は、いくつかの主要な問題を引き起こす。 For example, a wireless network typically includes many different functions that are mapped to different devices. Typical 3G / 4G networks are: base station (BS), RC, SGSN, GGSN, SGW, PGW, MME, DPI probe, traffic analyzer, firewall, PCRF, AAA server, LDAP database, billing server, HTTP proxy, traffic Optimizers, video optimizers, etc. can be included. As these networks evolve, each additional function that is added requires the introduction of a new device that hosts that function or multiple hardware processors in the same device that hosts a different function. This approach raises several major problems.
本手法は、リソースの不十分な使用につながる。機能は、比較的静的様態で、処理リソースにマッピングされるため、これは、潜在的に、いくつかのデバイスが十分に利用されず、いくつかがオーバロードされ、オーバロードデバイスをオフロードするために、十分に利用されていない処理リソースを使用する柔軟性がない、状況につながる。 This approach leads to insufficient use of resources. Since functions are mapped to processing resources in a relatively static manner, this potentially results in some devices not being fully utilized, some being overloaded and offloading overloaded devices. This leads to a situation where there is no flexibility to use processing resources that are not fully utilized.
本手法は、拡張性の問題につながる。ネットワークへの需要が増加するにつれて、各デバイスは、増加した負荷を管理するように独立して拡張されなければならず、これは、費用の観点から準最適である。加えて、新たな機能が追加されるにつれて、新たなデバイスを、ネットワークに追加しなければならない。 This method leads to scalability problems. As the demand for the network increases, each device must be scaled independently to manage the increased load, which is suboptimal from a cost standpoint. In addition, as new functions are added, new devices must be added to the network.
本手法は、管理の問題につながる。より多くのデバイスが存在するほど、それらを監視および維持することはより困難である。典型的に、各デバイスは、それ自身の管理インターフェースを有し、それらを単一の管理プラットフォームに統合することは、非常に複雑となる。
代替的に、オペレータは、複数の管理プラットフォームに対処しなければならない。
This method leads to management problems. The more devices there are, the more difficult it is to monitor and maintain them. Typically, each device has its own management interface, and integrating them into a single management platform is very complex.
Alternatively, the operator must deal with multiple management platforms.
本手法は、機能の順序付けにおける非柔軟性につながる。異なる端末相互間{たんまつそうごかん}でサービスは、機能の異なる順序付けを必要とし得る。例えば、1つのサービスは、ファイアウォール機能の前の課金を必要とし得、別のサービスは、逆を必要とし得る。これらの機能は、異なるデバイス上にあるため、順序付けは、どのようにそれらが配線接続されるかの関数であり、したがって、かなり静的である。順序を変更しようとすることは、交通に対する複数の余分なホップにつながり、これは、極めて非効率的であり、かつ待ち時間も増加させる。 This approach leads to inflexibility in function ordering. Services between different terminals may require different ordering of functions. For example, one service may require a pre-charge for the firewall function and another service may require the reverse. Since these functions are on different devices, the ordering is a function of how they are wired and is therefore fairly static. Trying to change the order leads to multiple extra hops for traffic, which is very inefficient and also increases latency.
本手法は、サービスインスタンス化の複雑性につながり得る。新たなサービスが導入されるときはいつでも、複数の機能が、末端相互間サービスをインスタンス化するように構成されなければならない。複数のデバイス上の構成が、修正されなければならないため、これは、面倒かつ間違えを起こしやすい過程である。加えて、これらのデバイスのうちの1つを構成する上での間違いは、既存のサービスに影響を及ぼし得る。さらに、この過程と関連付けられる複雑性は、サービスが特定される時から、それが実際に実行されるまで、多くの労力および多くの時間がかかることを意味する。結果として、ほとんどのオペレータは、非常に採算の採れる、かつ長く続くサービスを可能にするのみであり、あまり採算の採れない、かつより短い期間であり得るサービス(例えば、スポーツイベントへのプレミアムアクセスを提供すること)に対する機会を見逃す。 This approach can lead to service instantiation complexity. Whenever a new service is introduced, multiple functions must be configured to instantiate end-to-end services. This is a cumbersome and error-prone process because configurations on multiple devices must be modified. In addition, mistakes in configuring one of these devices can affect existing services. Furthermore, the complexity associated with this process means that it takes a lot of effort and a lot of time from when a service is identified until it is actually executed. As a result, most operators only allow for highly profitable and long lasting services, services that are less profitable and can be of shorter duration (eg premium access to sporting events). Miss the opportunity to provide).
本手法は、閉鎖されたソフトウェア環境につながる。ネットワークを構成するデバイスのソフトウェアアーキテクチャは、それらを提供するベンダによって、それらが構築されている機能をサポートするように、特殊設計され、したがって、オペレータが、これらのプラットフォームの処理リソースを使用して、彼らが望む任意の他の機能(本来の機能に関連するまたは関連しない)をホストすることができないという意味において、閉鎖的である。オペレータが、処理リソースを購入したとしても、それらは、これらのリソースが使用され得ることにおいて、非常に限られている。 This approach leads to a closed software environment. The software architecture of the devices that make up the network is specially designed by the vendors that provide them to support the functions for which they are built, so operators can use the processing resources of these platforms, It is closed in the sense that it cannot host any other function they want (related or not related to the original function). Even if an operator purchases processing resources, they are very limited in that these resources can be used.
本明細書において説明される本発明は、アプリケーションがアクティブおよびスタンバイの役割にある間の、それらによって必要とされる物理リソースの量を特徴とし、ハードウェアノードの集合体内でアクティブ/スタンバイ過程の分散をマッピングする。これは、それらの物理リソース要件および高可用性状態に基づいて、ハードウェアノード上で稼働するようにアプリケーションを戦略的に割り当てることによる、最大化されたハードウェア利用をもたらす。 The invention described herein is characterized by the amount of physical resources required by the applications while they are in the active and standby roles, and distributes the active / standby process within a collection of hardware nodes. Map. This results in maximized hardware utilization by strategically allocating applications to run on the hardware nodes based on their physical resource requirements and high availability status.
本明細書において説明される本発明は、グローバル・システム・フォー・モバイル(GSM)、符号分割多重アクセス(CDMA)、ロング・ターム・エボリューション(LTE)、WiMAX等を含む、アクセス技術にかかわらず、全ての無線ネットワークに適用される。説明を容易にするために、本発明は、4Gネットワーク環境において説明される。 The invention described herein is independent of access technologies, including Global System for Mobile (GSM), Code Division Multiple Access (CDMA), Long Term Evolution (LTE), WiMAX, etc. Applies to all wireless networks. For ease of explanation, the present invention is described in a 4G network environment.
図1に示されるように、例示的なモバイルネットワーク10は、スマートフォン等のユーザ機器(UE)12を含む。US12の他の例としては、携帯電話、コンピュータ、携帯情報端末(PDA)、セットトップボックス、インターネットプロトコルテレビ(IPTV)、電子ゲームデバイス、プリンタ、タブレット、WiFiホットスポット等が挙げられるが、これらに限定されない。UE12は、進化型ノードB(eNB)14に無線でリンクされる。eNB14は、セルサイトの無線部分である。単一のeNBは、いくつかの無線伝送器、受信器、制御セクション、および電源を含有し得る。eNB14は、メトロイーサネットリング16にバックホールされ、これは、モビリティ管理エンティティ(MME)18およびサービングゲートウェイ(SGW)20を含む。バックホールは、過程のための別個の場所までの比較的長い距離にわたって、パケットまたは通信信号を転送する過程である。SGW20は、eノードB間のハンドオーバの間、ユーザプレーンのためのモビリティアンカとしても機能しつつ、ユーザデータパケットをルーティングおよび転送する。
As shown in FIG. 1, an exemplary mobile network 10 includes user equipment (UE) 12, such as a smartphone. Other examples of US12 include mobile phones, computers, personal digital assistants (PDAs), set-top boxes, Internet protocol television (IPTV), electronic game devices, printers, tablets, WiFi hotspots, etc. It is not limited. The
SGW20は、インターネットプロトコル(IP)バックボーン22にリンクされる。IPバックボーン22は、オンライン課金システム(OCS)24、オフライン課金サブシステム(OFCS)26、ならびにポリシー制御および課金機能(PCRF)28へのリンクを含む。概して、OCS24は、リアルタイム(またはほぼリアルタイム)で課金の識別、評価、および掲載を可能にする、一連の相互接続されたネットワーク要素である。OFCS26は、加入者がネットワークリソースの使用を負担した後、ネットワーク要素から、呼詳細記録(Call Detail Record:CDR)およびダイアメータ(Diameter)アカウンティングメッセージの形態の課金データを受信する。
The
IPバックボーン22は、3Gおよび4Gモバイルネットワークのための仮想化オープン無線サービスソフトウェアアーキテクチャを実装する、ネットワークサーバ30を含む。ネットワークサーバ30は、インターネットサービスプロバイダ(ISP)34を通じて、ウェブサーバ32にリンクされる。
The
図2に示されるように、ネットワークサーバ30は、1つ以上の中央処理ユニット(CPU)50、52、54、およびメモリ52を含む。メモリ52は、Linux(登録商標)等の少なくともオペレーティングシステム(OS)54、およびグリッドリソース管理過程100を含む。以下で説明されるグリッドリソース管理過程100は、ハードウェアリソースを監視し、経時的にそれらの利用を判定し、ソフトウェア過程をハードウェアリソース、例えば、1つ以上の中央処理ユニット(CPU)50、52、54に、それらの可用性および利用に従って、マッピング/再マッピングする。加えて、グリッドリソース管理過程100は、例示的なモバイルネットワーク10内の他のハードウェアリソースの利用を監視し、ソフトウェア過程をこれらの他のハードウェアリソースにマッピング/再マッピングすることができ、仮想化オープン無線サービスソフトウェアアーキテクチャを可能にする。
As shown in FIG. 2, the
1つ以上のCPU50、52、54を監視することは、いくつかの方法において実装することができる。例えば、Linux OSにおいて、監視は、「mpstat」および他のツールを使用して行うことができる。
Monitoring one or
図3に示されるように、グリッドリソース管理過程100は、利用のためのモバイルネットワーク内にあるハードウェアリソースを監視すること(102)を含む。
As shown in FIG. 3, the grid
グリッドリソース管理過程100は、サービスをインスタンス化するための要求を受信する(104)。
The grid
グリッドリソース管理サービス100が知的にハードウェアリソースにマッピング/再マッピングすることができるサービスは、ネットワークファイアウォールサービス、サービングゲートウェイ(SGW)サービス、パケットデータネットワークゲートウェイ(PGW)サービス、HTTPウェブプロキシサービス、ビデオプロキシサービス、サービスモジュール等を含み得る。
Services that the grid
SGWサービスは、ユーザデータパケットをルーティングおよび転送し、LTEと他の3GPP技術との間のモビリティのためのアンカとして機能する。 The SGW service routes and forwards user data packets and acts as an anchor for mobility between LTE and other 3GPP technologies.
PGWサービスは、ユーザ機器に対する交通の出入口点であることによって、ユーザ機器から外部パケットデータネットワークへの接続性を提供する。PGWサービスは、ポリシー強化、各ユーザに対するパケットフィルタリング、課金サポート、合法的傍受、およびパケットスクリーニングを実施する。 The PGW service provides connectivity from the user equipment to the external packet data network by being a gateway for traffic to the user equipment. The PGW service performs policy enforcement, packet filtering for each user, charging support, lawful intercept, and packet screening.
HTTPウェブプロキシサービスは、他のサーバからリソースを探すクライアントからの要求に対する中継部として機能する。HTTPウェブプロキシサービスは、ウェブキャッシング、ウェブ翻訳、およびウェブトランスコーディングを提供する。 The HTTP web proxy service functions as a relay unit for requests from clients searching for resources from other servers. The HTTP web proxy service provides web caching, web translation, and web transcoding.
ビデオプロキシサービスは、ビデオキャッシング、ビデオ翻訳、およびビデオトランスコーディングを提供する。加えて、このモジュールは、広告挿入、コンテンツの接合、または適応ビットレートマニフェストファイルの書き換え等のコンテンツ操作を含む、関連するサービスを提供する。 Video proxy services provide video caching, video translation, and video transcoding. In addition, this module provides related services, including content manipulation such as advertisement insertion, content splicing, or adaptive bit rate manifest file rewriting.
サービスモジュールは、例えば、半径)/直径、ポリシー個人イベントプロトコル(PEP)、パケット転送、コンテンツフィルタリング、セッション管理、ドメイン名システム(DNS)サービス、アクセス制御、パケット検査、セッション期間、IPトランスポートI/O、課金機能、ポリシー強化機能、交通ステアリング機能、待ち時間サービス機能等といった、いくつかのサービスを提供する。 The service module can be, for example, radius) / diameter, policy personal event protocol (PEP), packet forwarding, content filtering, session management, domain name system (DNS) service, access control, packet inspection, session duration, IP transport I / Several services such as O, billing function, policy strengthening function, traffic steering function, waiting time service function, etc. are provided.
課金機能は、パケットのボリューム、フローがアクティブである時間量、およびフロー内のパケット(複数を含む)の浅い若しくは深いパケット検査によって判定される際のフローと関連付けられるアプリケーションといったフロー特徴に基づいて、区別された請求プランを適用することによって、またはフローのヒューリスティック(例えば、署名分析)、もしくは時刻といったフローをサービスすることと関連付けられる他のパラメータを分析することによって、フロー単位に基づいて、モバイル加入者および/またはコンテンツパートナに選択的に課金する能力を指す。 The billing function is based on flow characteristics such as the volume of the packet, the amount of time the flow is active, and the application associated with the flow as determined by shallow or deep packet inspection of the packet (s) in the flow, Mobile subscriptions on a per-flow basis by applying a differentiated billing plan or by analyzing other parameters associated with servicing the flow, such as flow heuristics (eg, signature analysis), or time of day Refers to the ability to selectively charge a subscriber and / or content partner.
ポリシー強化機能は、加入者関連のQoSおよびゲーティングポリシーを、フロー単位で加入者フローに適用する能力を指し、フローは、浅い若しくは深いパケット検査、またはフローパターンのヒューリスティックな分析(例えば、署名分析)によって判定される。 Policy enhancement refers to the ability to apply subscriber-related QoS and gating policies to subscriber flows on a per-flow basis, where flows are shallow or deep packet inspection, or heuristic analysis of flow patterns (eg, signature analysis) ).
待ち時間サービスは、任意の選択された加入者または加入者の組と無線コア内のゲートウェイ機能との間のネットワーク往復待ち時間を測定する能力を指す。 Latency service refers to the ability to measure network round trip latency between any selected subscriber or set of subscribers and a gateway function within the radio core.
グリッドリソース管理過程100は、十分に利用されていないハードウェアリソースを選択する(106)。
The grid
グリッドリソース管理過程100は、十分に利用されていないハードウェアリソースにサービスをマッピングする(108)。
The grid
グリッドリソース管理過程100は、マッピングされたハードウェアリソースを監視する(110)。
The grid
グリッドリソース管理過程100は、マッピングされたハードウェアリソースが過度に利用される時、別の十分に利用されていないハードウェアリソースにサービスを再マッピングする(112)。
The grid
グリッドリソース管理過程100は、データセンタソリューションのような任意の標準的なプロセッサデバイス上で稼働させることができる仮想化環境における処理リソースに、無線ネットワーク機能をマッピングする、オープンおよびモジュラソフトウェアアーキテクチャを提供する。グリッドリソース管理過程100は、利用可能なプロセッサリソースに機能を動的にマッピングする。機能は仮想環境で稼働されるため、それらを、異なるサービスに対して異なる順序でともにまとめることができる。標準的な無線機能を仮想化ソフトウェアモジュールとして実装することに加え、本アーキテクチャは、オペレータが、プロトコルアナライザのための、および彼らがプラットフォーム上でホストしたい追加の機能のための両方の彼ら自身のモジュールをプラグインすることを可能にする。
Grid
このアーキテクチャは、古い方法によって生じる問題に対処する。機能は仮想であり、かつ細やかなレベルで(過程単位で)プロセッサリソースにマッピングすることができるため、プロセッサは、プロセッサ容量を少しずつ、これらの機能に配分される。これは、機能のために必要とされる量のみが配分されるため、プロセッサ使用の効率を最大化する。 This architecture addresses the problems caused by old methods. Since the functions are virtual and can be mapped to processor resources at a granular level (on a process basis), the processor is allocated processor capacity in small increments to these functions. This maximizes the efficiency of processor usage because only the amount needed for the function is allocated.
リソースへの機能の配分は、少しずつ動的に行われるため、各機能は、特定の展開の必要性、ならびに動的に変化するネットワーク条件、アプリケーション、およびユーザ挙動に従って、必要に応じて、拡張することができる。加えて、処理リソースは一般的であるため、必要とされる時にプラットフォームに追加のリソースを追加すること、および拡張の必要性に応じて、任意の機能にこれらのリソースを配分することは容易である。 Since the distribution of functions to resources is performed dynamically little by little, each function expands as needed according to specific deployment needs and dynamically changing network conditions, applications, and user behavior. can do. In addition, processing resources are common, so it is easy to add additional resources to the platform when needed, and to distribute these resources to any function depending on the need for expansion. is there.
複数の機能を、一般的なリソースを伴う単一の拡張可能なプラットフォームにマッピングすることができるため、いくつかの機能を、同じプラットフォーム上でホストすることができる。単一の機能を稼働する複数のプラットフォームよりも、統合された様態で複数の機能を稼働する単一のプラットフォームを管理することがはるかに容易である。 Because multiple functions can be mapped to a single extensible platform with common resources, several functions can be hosted on the same platform. It is much easier to manage a single platform that operates multiple functions in an integrated manner than multiple platforms that operate a single function.
機能は、同じプラットフォーム上のソフトウェア過程として、仮想化環境において稼働しているため、それらを、任意のフローに対して、任意の順序で呼び出すことができる。 Since the functions are operating in a virtualized environment as software processes on the same platform, they can be called in any order for any flow.
複数の機能が容易に任意の順序でまとめられることを可能にする、これらの機能のための単一の管理インターフェースが存在し得、端末相互間サービスインスタンス化が容易になる。サービスインスタンス化は、プランニングエクササイズと、オペレータが、フロー分類のためのプロトコルアナライザを指定することを可能にする、サービスを意識した構成インターフェース、ならびにインスタンス化され、所望の順序でまとめられる、一連 の機能であるサービスワークフローを通じた、容易な構成とを含む。これは、オペレータが、迅速にサービスをオンおよびオフにすること、ならびに短期のサービスの機会を活用することを可能にする。 There may be a single management interface for these functions that allows multiple functions to be easily combined in any order, facilitating end-to-end service instantiation. Service instantiation is a set of functions that are instantiated and organized in the desired order, as well as planning exercises and a service-aware configuration interface that allows the operator to specify a protocol analyzer for flow classification. And easy configuration through a service workflow. This allows operators to turn services on and off quickly and take advantage of short-term service opportunities.
モジュラおよび仮想化環境を創出することは、オペレータが、彼ら自身のプロトコルアナライザおよびソフトウェア機能をプラグインすること、ならびにサービスワークフロー機構を使用して、サービスをインスタンス化するように、これらのプラグインされたモジュールを使用することができるようになる、「サービスプラットフォーム」を可能にする。 Creating a modular and virtualized environment is a plug-in for operators to plug in their own protocol analyzers and software functions and instantiate services using the service workflow mechanism. Enables a "service platform" that will allow the use of other modules.
本明細書において説明されるシステムおよび技術の種々の実装は、デジタル電子回路、集積回路、特殊設計ASIC(特定用途向け集積回路)、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および/またはこれらの組み合わせにおいて実現され得る。これらの種々の実装は、記憶システム、少なくとも1つの入力デバイス、および少なくとも1つの出力デバイスから、データおよび命令を受信し、かつそれらにデータおよび命令を伝送するように連結される、専用もしくは汎用であり得る、少なくとも1つのプログラム可能なプロセッサを含むプログラム可能なシステム上で実行可能および/または解釈可能である、1つ以上のコンピュータプログラムにおける実装を含むことができる。 Various implementations of the systems and techniques described herein may be implemented in digital electronic circuits, integrated circuits, specially designed ASICs (application specific integrated circuits), computer hardware, firmware, software, and / or combinations thereof. Can be done. These various implementations are dedicated or general purpose, coupled to receive and transmit data and instructions to and from the storage system, at least one input device, and at least one output device. Possible implementations may include implementations in one or more computer programs that are executable and / or interpretable on a programmable system including at least one programmable processor.
これらのコンピュータプログラム(プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーションまたはコードとしても既知)は、プログラム可能なプロセッサに対する機械命令を含み、高レベルの手続き型および/もしくはオブジェクト指向プログラミング言語において、ならびに/またはアセンブリ/機械言語において、実装することができる。本明細書で使用される場合、「機械で読み取り可能な媒体」、「コンピュータで読み取り可能な媒体」という用語は、機械命令を機械が読み取り可能な信号として受信する、機械で読み取り可能な媒体を含む、機械命令および/またはデータをプログラム可能なプロセッサに提供するために使用される、任意のコンピュータプログラム製品、装置、および/またはデバイス(例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラム可能な論理デバイス(PLD)を指す。「機械で読み取り可能な信号」という用語は、機械命令および/またはデータをプログラム可能なプロセッサに提供するために使用される、任意の信号を指す。 These computer programs (also known as programs, software, software applications or code) contain machine instructions for programmable processors, in high-level procedural and / or object-oriented programming languages, and / or assembly / machine languages Can be implemented. As used herein, the terms “machine-readable medium” and “computer-readable medium” refer to a machine-readable medium that receives machine instructions as a machine-readable signal. Any computer program product, apparatus, and / or device (eg, magnetic disk, optical disk, memory, programmable logic device (used to provide machine instructions and / or data to a programmable processor) The term “machine-readable signal” refers to any signal used to provide machine instructions and / or data to a programmable processor.
ユーザとの相互機能を提供するために、本明細書において説明されるシステムおよび技術は、ユーザに情報を表示するための表示デバイス(例えば、CRT(陰極線管)またはLCD(液晶ディスプレイ)モニタ)を有するコンピュータ、ならびにユーザがコンピュータに入力を提供することができるキーボードおよびポインティングデバイス(例えば、マウスまたはトラックボール)上で実装することができる。他の種類のデバイスも、ユーザとの相互機能を提供するために使用することができ、例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、任意の形態の感覚的フィードバック(例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバック)とすることができ、ユーザからの入力は、音響、音声言語、または触覚入力を含む、任意の形態で受信することができる。 In order to provide interoperability with a user, the systems and techniques described herein include a display device (eg, a CRT (cathode ray tube) or LCD (liquid crystal display) monitor) for displaying information to the user. It can be implemented on a computer with a keyboard and pointing device (eg, a mouse or trackball) that can provide input to the computer. Other types of devices can also be used to provide interoperability with the user, for example, the feedback provided to the user can be any form of sensory feedback (eg, visual feedback, audio feedback, or Tactile feedback) and input from the user can be received in any form, including acoustic, spoken language, or tactile input.
本明細書において説明されるシステムおよび技術は、バックエンドコンポーネント(例えば、データサーバ)を含む、またはミドルウェアコンポーネント(例えば、アプリケーションサーバ)を含む、またはフロントエンドコンポーネント(例えば、ユーザがそれを通じて本明細書において説明されるシステムおよび技術の実装と相互機能することができる、グラフィカルユーザインターフェースもしくはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ)を含む、コンピューティングシステムにおいて、またはかかるバックエンド、ミドルウェア、もしくはフロントエンドコンポーネントの任意の組み合わせに実装することができる。システムのコンポーネントは、任意の形態または媒体のデジタルデータ通信(例えば、通信ネットワーク)によって相互接続することができる。通信ネットワークの例としては、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)、広域ネットワーク(「WAN」)、およびインターネットが挙げられる。 The systems and techniques described herein include a back-end component (eg, a data server), or include a middleware component (eg, an application server), or a front-end component (eg, through which a user may Any of the backend, middleware, or frontend components in a computing system, including a graphical user interface or a client computer having a web browser) that can interoperate with the system and technology implementation described in Can be implemented in combination. The components of the system can be interconnected by any form or medium of digital data communication (eg, a communication network). Examples of communication networks include a local area network (“LAN”), a wide area network (“WAN”), and the Internet.
コンピューティングシステムは、クライアントおよびサーバを含むことができる。クライアントおよびサーバは、概して、互いに遠隔であり、典型的に、通信ネットワークを通じて相互機能する。クライアントおよびサーバの関係は、それぞれのコンピュータ上で稼働し、互いにクライアント・サーバ関係を有する、コンピュータプログラムにより生じる。 The computing system can include clients and servers. A client and server are generally remote from each other and typically interact through a communication network. The relationship between the client and the server is caused by a computer program that runs on each computer and has a client-server relationship with each other.
前述の説明は、本開示と一貫するすべての可能な実装、または説明される実装のすべての可能な変形の総記を示すものではない。いくつかの実装が説明されている。それにもかかわらず、本明細書において説明されるシステム、デバイス、方法、および技術の精神および範囲を逸脱することなく、種々の修正がなされ得ることが理解されよう。例えば、上で示される種々の形態のフローは、並べ替えられた、追加された、または削除されたステップとともに使用され得る。したがって、他の実装は、以下の特許請求の範囲内である。 The above description is not intended to be a comprehensive list of all possible implementations consistent with this disclosure or all possible variations of the described implementations. Several implementations have been described. Nevertheless, it will be understood that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the systems, devices, methods, and techniques described herein. For example, the various forms of flow shown above can be used with sorted, added, or deleted steps. Accordingly, other implementations are within the scope of the following claims.
Claims (19)
サービスをインスタンス化するための要求を受信することと、
十分に利用されていないハードウェアリソースを選択することと、
前記十分に利用されていないハードウェアリソースに前記サービスをマッピングすることと、を含む、方法。
Monitoring hardware resources for use in mobile networks;
Receiving a request to instantiate a service;
Select hardware resources that are not fully utilized,
Mapping the service to the underutilized hardware resource.
前記マッピングされたハードウェアリソースが過度に利用される時、別の十分に利用されていないハードウェアリソースに前記サービスを再マッピングすることと、をさらに含む、請求項1に記載の方法。
Monitoring the mapped hardware resource;
The method of claim 1, further comprising remapping the service to another underutilized hardware resource when the mapped hardware resource is overutilized.
The service is selected from the group consisting of a network firewall service, a serving gateway (SGW) service, a packet data network gateway (PGW) service, an HTTP web proxy service, a video proxy service, a service module, and a custom service. The method described in 1.
4. The method of claim 3, wherein the SGW service routes and forwards user data packets and acts as an anchor for mobility between LTE and other 3GPP technologies.
The method of claim 3, wherein the PGW service provides connectivity from the user equipment to an external packet data network by being a gateway for traffic to the user equipment.
The method according to claim 3, wherein the HTTP web proxy service functions as a relay unit for a request from a client searching for a resource from another server.
The method of claim 3, wherein the video proxy service provides video caching, video translation, and video transcoding.
The service module includes a radius / diameter service, a policy personal event protocol (PEP) service, a packet forwarding service, a content filtering service, a session management service, a domain name system (DNS) service, an access control service, a packet 4. The method of claim 3, selected from the group consisting of inspection service, session duration service, IP transport I / O service, charging function service, policy enhancement function service, traffic steering function service, and latency service function service. .
The method of claim 1, wherein the hardware resource is selected from the group consisting of a central processing unit (CPU), memory, disk space, and bandwidth.
中央処理ユニットと、
メモリであって、前記メモリは、オペレーティングシステムおよびグリッドリソース管理過程を備え、前記グリッドリソース管理過程は、
利用のためのモバイルネットワークにおけるハードウェアリソースを監視することと、
サービスをインスタンス化するための要求を受信することと、
十分に利用されていないハードウェアリソースを選択することと、
前記十分に利用されていないハードウェアリソースに前記サービスをマッピングすることと、を含む、メモリと、を備える、サーバ。
A server,
A central processing unit;
A memory comprising an operating system and a grid resource management process, the grid resource management process comprising:
Monitoring hardware resources in the mobile network for use;
Receiving a request to instantiate a service;
Select hardware resources that are not fully utilized,
Mapping the service to the underutilized hardware resource. The server comprises a memory.
前記マッピングされたハードウェアリソースが過度に利用される時、別の十分に利用されていないハードウェアリソースに前記サービスを再マッピングすることと、をさらに含む、請求項10に記載のサーバ。
The grid resource management process monitoring the mapped hardware resources;
11. The server of claim 10, further comprising remapping the service to another underutilized hardware resource when the mapped hardware resource is overutilized.
11. The service is selected from the group consisting of a network firewall service, a serving gateway (SGW) service, a packet data network gateway (PGW) service, an HTTP web proxy service, a video proxy service, a service module, and a custom service. Server described in.
The server of claim 12, wherein the SGW service routes and forwards user data packets and serves as an anchor for mobility between LTE and other 3GPP technologies.
13. The server of claim 12, wherein the PGW service provides connectivity from the user equipment to an external packet data network by being a traffic gateway for the user equipment.
The server according to claim 12, wherein the HTTP web proxy service functions as a relay unit for a request from a client searching for a resource from another server.
The server of claim 12, wherein the video proxy service provides video caching, video translation, and video transcoding.
The service module includes a radius / diameter service, a policy personal event protocol (PEP) service, a packet forwarding service, a content filtering service, a session management service, a domain name system (DNS) service, an access control service, a packet 13. The server of claim 12, selected from the group consisting of inspection service, session duration service, IP transport I / O service, billing function service, policy enhancement function service, traffic steering function service, and latency service function service. .
The server of claim 10, wherein the hardware resource is selected from the group consisting of a central processing unit (CPU), memory, disk space, and bandwidth.
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