CN101076980A - 通信网络的ip分组中继方法和网关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明具备：收容IP终端的不以呼叫控制功能为前提的多个用户网络(101、102)；位于多个用户网络之间，具有呼叫控制/呼叫管理功能的核心网络(呼叫控制网络)(201)；将用户网络(101、102)与核心网络(201)联结起来的网关装置(11、12)，网关装置(11、12)取得用户网络(101、102)发出的通信要求分组或最初发送的数据分组，通过对其进行分析，而在核心网络(201)内确立需要的呼叫，使IP分组通过核心网络(201)内，在有效地将已存在的IP通信适用于呼叫控制网络中的同时，确实地管理作为呼叫控制对象的呼叫控制网络。

Description

通信网络的IP分组中继方法和网关装置
技术领域
本发明涉及具备IP(因特网协议)网络、以其为基础的呼叫控制网络、用于将它们连接起来的网关装置的的通信网络的IP分组中继方法和网关装置。
背景技术
作为处于被称为网关的地位的功能或装置有各种定义。首先，作为处于与网关同样的地位的装置，可以列举能够收容以太网(注册商标)的ATM(Asynchronous Transfer Mode)路由器、或ATM-LAN开关等ATM通信装置。另外，还有现在大多适用于将已存在的模拟电话、PSTN(Public Switched Telephone Network：公共交换电话网)或PBX(Private Branch Exchange)等与IP网络连接起来的情况的MGCP(Media Gateway Control Protocol：IETF RFC3435)网关、SIP(Session Initiation Protocol：IETF RFC3261)网关等。进而，作为用于实现多媒体通信的呼叫控制协议，也可以利用H.323(ITU-T推荐H.323)。这些网关或与网关相当的装置在以下这样的网络结构中，被用于协议变换或介质变换。
图10表示利用ATM开关或ATM路由器作为基于已存在的以太网(注册商标)的IP网络与ATM网络之间的网关的情况的例子。一般，ATM路由器如下这样动作。
1.如果从以太网(注册商标)输入了分组，则检索其发送目的地MAC地址，确定应该发送的ATM线路连接(ATM connection)，将输入的分组打包(capsule)并转送到该线路连接上。
2.在从ATM网络输入了分组的情况下也一样，根据该发送目的地MAC地址确定应该发送的以太网(注册商标)端口，转送到以太网(注册商标)上。
在此，ATM路由器作为在以太网(注册商标)与面向线路连接的ATM这样的性质完全不同的网络方式的ATM网络之间进行中继的网关而发挥功能。
图11是表示PSTN(公共交换电话网)与IP网络的H.323网关的一般连接结构的图。在H.323网关(GW)中，进行原样地利用模拟电话中的电信号的信号协议与在已存在的IP网络上利用的H.323之间的协议变换。H.323网关的基本步骤如下。
1.H.323GW接收表示拿下了听话器的摘机信号。
2.如果输入了电话号码，则通过H.323GW对其进行分析，在与该电话号码所对应的对方的H.323GW之间，进行H.255.0Q.931呼叫设置。
3.设置H.245逻辑信道。
4.在UDP会话(session)中，转送RTP(Real-time Protocol)声音信号。
即，H.323GW接收模拟电话发出的信号，在H.323协议中展开，确立用于与对方的H.323网关交换声音数据的UDP/IP会话，开始声音数据的交换(通话)。另外，在用于确立交换声音数据的UDP/IP会话的控制下，确立TCP/IP会话，由此交换上述的Q.931和H.245。在此，H.323网关结果也将模拟电话那样的非假想线路的面向线路连接的终端中继到IP网络那样的无线路连接的通信方式。
另外，在专利文献1中，提出了进行H.323与SIP的协议变换的网关。该专利文献1的网关具有用于存储至少与一个SIP引擎对应的H.323假名(alias)的SIP引擎假名表，该网关在至少一个H.323客户终端点和至少一个SIP引擎之间实施信号变换。
另外，近年来，在利用作为原来为了IP电话而开发的协议的SIP等IP网络中的呼叫控制协议，特别提供IP网络中的载波等的IP-WAN服务中，实现呼叫控制和呼叫管理的网络很有前途。进而，实现呼叫控制和呼叫管理还能够实现每个呼叫的服务质量管理或网络资源的确保等QoS。在作为因特网的基础(infra)而在世界上最为普及的IP网络中，进入了面向线路连接的时代。另外，还有作为其候选已经被利用并普及的MPLS(Multi-Protocol Label Switching)。
专利文献1：特开2001-358778号公报。
但是，如从以前的历史也可以知道的那样，WAN世界的发展与LAN世界的发展是不同的。首先，基本地，
WAN的频带窄，昂贵，
LAN的频带宽，廉价。
因此，在LAN中，并不需要严密的频带控制。当然，如果可以廉价地得到能够这样实现的系统，则也有可能普及。而另一方面，如果开发需要这样的系统的商业上的有影响力的应用程序，则即使有些昂贵也十分有可能普及。但是，如果不是这样，则LAN有可能选择频带宽并且廉价的系统。
另一方面，即使对WAN进行呼叫控制而通过IP网络提供QoS，与其连接的用户终端也很有可能产生与现在一样的问题。这是因为即使在进入WAN时需要呼叫控制，但占通信的大半的LAN内的通信也会利用已存在的方式。
因此，需要一种上述那样的网关装置，即对已存在的IP通信与呼叫控制IP网络进行中继的变换装置。该网关装置与现有的网关装置有很大不同的地方是：应该适用该网关装置的关注点只不过是IP网络与IP网络的连接点，如果除了安全性等的问题，则原样地进行连接也能够进行通信。作为现有技术的上述的ATM路由器和H.323网关等如果没有这些网关，则完全不可能进行通信。即，以前的网关需要一种地位完全不同的网关功能/装置。
以前并不存在这样的地位的装置，即能够一边依照对应的呼叫控制的正规步骤，一边将已存在的IP通信协议中继到呼叫控制IP网络的功能和装置。
另外，在现在的因特网连接服务中有很多利用的访问路由器将已存在的IP网络之间(LAN和WAN)连接起来，因此可以认为与上述一样，但WAN侧的IP网络只不过是“已存在”的IP网络，不进行呼叫控制/呼叫管理。即，本发明那样的网关的功能或装置定位于现有的网关和访问路由器的中间。
发明内容
本发明就是鉴于以上问题而提出的，其目的在于：提供一种能够有效地将已存在的IP通信适用于呼叫控制网络中，同时确实地管理作为呼叫控制对象的呼叫控制网络的通信网络中的IP分组中继方法和网关装置。
为了解决上述问题而达到目的，本发明是一种通信网络中的IP分组中继方法，该通信网络具备：收容IP终端的不以呼叫控制功能为前提的多个第一IP网络；位于上述多个第一IP网络之间，具有呼叫控制/呼叫管理功能的第二IP网络；将上述第一IP网络和第二IP网络联结起来的网关装置，其特征在于：上述网关装置取得第一IP网络发出的通信要求分组或最初发送的数据分组，通过对其进行分析，而在上述第二IP网络内确立需要的呼叫，使IP分组通过上述第二IP网络内。
本发明将定位于以前所一般认识的网关装置与访问路由器的中间的网关装置配置在已存在的IP网络与呼叫控制网络的连接点，该网关装置对作为IP通信中的最一般的转送协议的TCP和UDP等的通过进行监视并在内部进行积蓄，在通过呼叫控制步骤确立了必要的呼叫后转送分组，因此在将已存在的IP通信适用于呼叫控制网络时，能够确实地管理作为呼叫控制对象的呼叫控制网络。
附图说明
图1是表示本发明的最基本的网络结构的图。
图2是表示网关装置的内部结构例子的图。
图3是表示TCP通信收容时序例子的图。
图4是表示将TCP分组展开为INVITE消息(message)的例子的图。
图5是表示TCP通信收容时序的其他例子的图。
图6是表示UDP通信收容时序例子的图。
图7是表示伴随着QoS的用于已存在的IP通信收容的网关装置的内部结构的图。
图8是表示伴随着QoS服务器的收容已存在IP通信的呼叫控制网络结构的图。
图9是表示将RTSP的数据会话适用于呼叫控制网络的适用步骤的图。
图10是表示ATM-LAN与WAN的一般连接结构的图。
图11是表示PSTN与IP网络的基于H.323网关的一般连接结构的图。
符号说明
11、12：网关装置(GW装置)，20：LAN端口，21：WAN端口，22：过滤(filtering)功能部件，23：路由选择(routing)功能部件，24：TCP/UDP功能部件，25：应用程序功能部件，26：SIP适配功能部件，27：QoS表，101、102：用户网络，201：核心网络(呼叫控制网络)，301、302、303：核心网络节点，401：代理服务器，501：QoS服务器，901、902：IP终端。
具体实施方式
以下，根据附图，详细说明本发明的通信网络的IP分组中继方法和网关装置的实施例。另外，并不通过该实施例限定本发明。
实施例1
在实施例1中，以今后作为IP网络的呼叫控制协议而广泛适用的可能性高的SIP(Session Initiation Protocol)为例子进行说明。图1表示适用实施例1的基本网络结构。在图1的网络结构中，通过IP路由器实现安装了本发明的功能的网关装置(以下称为GW装置)11、12。当然，也可以由层(layer)2的桥构成本GW装置。
在图1中，用户网络101、102是已存在的IP网络，并不伴随着呼叫控制。核心网络201是伴随着呼叫控制/呼叫管理的网络，包含核心网络节点301、302、303。SIP服务器401与核心网络201连接，作为基本功能而安装了SIP代理服务器。901、902是位于用户网络101上的已存在的IP终端或服务器，能够成为telnet、ftp或tftp等的客户端和服务器。
图2是表示GW装置11、12的内部功能结构例子的图。在图2所示的GW装置的情况下，具备2个LAN端口20、1个WAN端口21、过滤功能部件22、路由选择功能部件23、TCP/UDP功能部件24、应用程序功能部件25、SIP适配功能部件(SIP-Adaptation)26。在图1中，除了经由SIP适配功能部件26的以外，箭头都是双方向的。
LAN端口20是用于与LAN连接的端口，在该图的情况下，MAC(Media Access Control)层包含在其中。WAN端口21是用于与WAN连接的端口，在该图的情况下，MAC(Media Access Control)层包含在其中。
过滤功能部件22检测出用于该GW的特有处理的作为起始的IP分组(UDP的最初的分组、或TCP-SYN、TCP-SYN-ACK分组等)，基于该检测，将分组分配到路由选择功能部件23和SIP适配功能部件26的任意一个。
路由选择功能部件23是用于对IP分组进行路由选择的功能模块，根据各分组的发送目的地IP地址检索路由选择表，依照其结果将分组转送到适当的端口、或GW内的上位功能模块。一般，LINUX等OS(操作系统)发挥该功能。
TCP/UDP功能部件24是传输层的功能模块，并不具有特别的功能，而最多只具有一般的功能。它也基本上作为OS的功能而被安装。应用程序功能部件25是用于远程地管理作为网络设备的该GW装置的应用程序功能模块，特别地，在该情况下，也包含服务器功能(telnet服务器等)。
SIP适配功能部件26接收TCP-SYN分组等并展开到SIP消息分组，是安装了与开始SIP步骤等的SIP步骤有关的GW功能的功能模块。
在本GW装置中，如下这样处理以下的(a)～(e)所示的分组。
(a)TCP-SYN、TCP-SYN-ACK分组
(b)UDP分组
(c)SIP消息分组
(d)发向GW装置的分组
(e)其他的分组
上述分组中的(a)和(c)的分组全部、以及(b)的一部分分组(会话的最初的分组)通过过滤功能部件22被分配给SIP适配功能部件26。另外，(d)和(e)的分组通过过滤功能部件22被转送到路由选择功能部件23，如果是发送到该GW装置所具有的IP地址，则还转送到TCP/UDP功能部件24、应用程序功能部件25。如果不是发送到该GW装置，则通过路由选择功能部件23向适当的发送目的地(端口)发送。另外，在图1中，GW装置11、12以外的结构要素(网络节点等)都是一般的结构，因此不需要本发明特有的功能和结构。
依照图3，说明在图1所示的结构中，根据来自终端901的要求开始TCP会话的情况下的动作。图3表示执行TCP会话的情况下的与网络的各构成要素有关的消息时序。
首先，由IP终端901发出作为TCP会话确立要求的TCP-SYN分组。在该情况下，TCP-SYN分组的发送目的地是作为TCP服务器的IP终端902。
GW装置11取得TCP-SYN分组。由于所输入的分组是TCP-SYN，所以GW装置11的过滤功能部件22将输入的TCP-SYN分组转送到SIP适配功能部件26。SIP适配功能部件26对TCP-SYN分组的地址和端口编号进行分析，生成作为与之对应的呼叫连接要求分组的SIP INVITE分组，并将生成的SIP INVITE分组(INVITE消息)转送到SIP代理服务器401。另外，TCP-SYN分组可以是组合在INVITE消息中的方式、在生成INVITE消息后原样地转送的方式。在实施例1的情况下，表示了组合在INVITE消息中的方式。另外，该INVITE消息的发送方是IP终端901，最终的发送目的地是IP终端902。这是因为在TCP-SYN分组到来的阶段，没有GW装置11知道发送目的地的GW装置12的地址的手段。为了保持对称性，理想的是发送方也是IP终端901。
图4示例了将TCP-SYN分组展开到INVITE消息内的情况。在该情况下，通过多个编码方式将TCP分组嵌入到能够存储SIP的各种数据的主体(body)区域中。一个是SDP(Session DescriptionProtocol：IETF RFC2327)，另一个是TCP的原始的分组数据。在图4中，规定了x-raw-ip-packet那样的MIME格式并进行展开。在该例子中，为用文本对每4字节记述16进制数的方式。为“4500 0030......”，它表示了原样地展开IP分组的情况。在TCP中，有若干个在生成时必须嵌入序列号、校验、其他分组的字段，但由于对TCP自身产生干扰并不是目的，所以最简单的是对每个IP分组进行映射(mapping)。
SIP代理服务器401如果从GW装置11接收到INVITE消息，则将该INVITE消息转送到作为发送目的地的TCP服务器的IP终端902。这时，SIP代理服务器401将100Trying等准备应答消息返回到GW装置11。
GW装置12如果接收到INVITE消息，则向SIP代理服务器401返100Trying等准备应答消息，同时再次从INVITE消息中抽出TCP-SYN分组，并将抽出的TCP-SYN分组转送到IP终端(TCP服务器)902。这样，作为SIP步骤，在GW装置11、12之间结束，在IP终端看不见。另外，在GW装置12中，由SIP适配功能部件26处理INVITE消息。原样地按照IP帧将TCP-SYN分组展开到INVITE消息内，因此在SIP适配功能部件26中，从INVITE消息中抽出TCP-SYN分组，从SIP适配功能部件26将抽出的TCP-SYN分组转送到路由选择功能部件23，通过路由选择功能部件23中的路由选择处理，TCP-SYN分组结果到达IP终端902。
IP终端902如果接收到TCP-SYN分组，则如果该服务器端口监控进程(server daemon)已经启动则受理请求，然后将作为TCP会话确立应答分组的TCP-SYN-ACK分组分组返回到IP终端901。
在GW装置12中，与上述一样，取得TCP-SYN-ACK分组，将该TCP-SYN-ACK分组展开到作为之前的INVITE消息的受理应答的呼叫连接应答分组(200OK消息)的内部，并发送到SIP代理服务器401。在SIP代理服务器401中，如果没有特别的问题，则将包含该INVITE消息的200OK消息转送到GW装置11。
在GW装置11中，如果接收到200OK消息，则与上述的GW装置12一样，从200OK消息中抽出TCP-SYN-ACK分组，将抽出的TCP-SYN-ACK分组转送到IP终端901，同时将SIP-ACK消息发送到SIP代理服务器401。在该时刻，在IP终端901、902之间确立TCP会话，在SIP协议水平上也确立会话。由GW装置12经由SIP代理服务器401接收SIP-ACK消息。这样，完成还包含ACK的基于SIP的会话确立步骤。但是，SIP步骤上的发送方(From头)和发送目的地(To头)分别只不过是IP终端901和IP终端902的地址。
IP终端901如果接收到TCP-SYN-ACK分组，则将TCP-ACK分组发送到IP终端902。并不在GW装置中进行特别地取得，而是原样地在核心网络201内转送该TCP-ACK分组、其后发送的数据分组。即，在GW装置11、12中，将这些分组全部从过滤功能部件22转送到路由选择功能部件23，GW装置11、12通过路由选择功能部件23的路由选择处理而产生通常的路由器的作用。这样，在发送TCP-ACK分组以后，在IP终端901、902之间进行确立了的TCP会话的通信。
在通信结束而切断TCP会话时，从IP终端901、902分别向对方IP终端发出作为TCP会话结束分组的TCP-FIN分组。接收到TCP-FIN分组的IP终端901、902将TCP-ACK消息返回对方IP终端。在该情况下，作为INVITE消息的起点的GW装置11检测出从IP终端901、902发送的TCP-FIN分组，在检测出从IP终端901、902发送的2个TCP-FIN分组的时刻，生成作为呼叫切断要求分组的BYE请求，并发送到SIP代理服务器401。在GW装置11中，由SIP适配功能部件26检测出TCP-FIN分组并发出BYE请求。另外，在该情况下，并不展开到作为呼叫切断要求分组的BYE请求内，而是原样地中继TCP-FIN分组和TCP-ACK分组，由此简化步骤。
如果接收到BYE请求，则SIP代理服务器401将该BYE请求转送到GW装置12。在GW装置12中，针对BYE请求，将200OK应答消息经由SIP代理服务器401转送到GW装置11。这样，结束一连串的与会话有关的步骤。
在本实施例1中，分别将TCP-SYN分组和TCP-SYN-ACK分组展开到INVITE消息和200OK消息内而作为发送用，由此取得SIP中的会话确立与TCP中的会话确立的同步，在TCP的数据开始传输时，会没有错误地确立SIP中的会话。该方式在核心网络内伴随着QoS设置的情况下特别有效。这是因为对最初的数据也确实地实施QoS处理。
另外，在根据TCP-RST分组切断TCP会话的情况下，发出了TCP-RST分组的IP终端侧的GW装置取得TCP-RST分组，原样地转送该TCP-RST分组，同时生成呼叫切断要求分组并发出，由此也可以在中断TCP会话的同时，也切断第二IP网络中的呼叫连接。
这样，根据实施例1，在将TCP的会话控制分组展开到呼叫连接要求/应答分组内部的同时在IP终端之间转送，在IP终端之间确立TCP会话的同时，也确立呼叫控制网络中的呼叫，因此能够在呼叫控制网络中中继已存在的IP通信的TCP会话。
实施例2
接着，依照图5，说明本发明的实施例2。在该实施例2中，在GW装置11、12中，以原样地转送全部TCP分组为基础，在入口侧的GW装置11中，取得来自GW装置12的TCP-SYN-ACK分组，在取得了与SIP的200OK消息的同步后，将TCP-SYN-ACK分组转送到IP终端901。
如果由IP终端901发出了作为TCP会话确立要求的TCP-SYN分组，则GW装置11取得该TCP-SYN分组。然后，GW装置11原样地转送该TCP-SYN分组。与此同时，GW装置12生成作为呼叫连接要求分组的SIP INVITE分组，将生成的SIP INVITE分组(INVITE消息)转送到SIP代理服务器401。SIP代理服务器401如果从GW装置11接收到INVITE消息，则将该INVITE消息转送到与发送目的地的IP终端对应的GW装置12。这时，SIP代理服务器401向GW装置11返回100Trying等准备应答消息。
在GW装置12中，也取得TCP-SYN分组，但原样地将该TCP-SYN分组发送到IP终端902。另外，GW装置12如果接收到INVITE消息，则向SIP代理服务器401返100Tryung等准备应答消息。
IP终端902如果接收到TCP-SYN分组，则如果对应的服务器监控进程已经启动则受理请求，然后向IP终端901返回TCP-SYN-ACK分组。GW装置12取得该TCP-SYN-ACK分组，原样地转送该TCP-SYN-ACK分组，同时向SIP代理服务器401发送作为呼叫连接应答分组的200OK消息。在SIP代理服务器401中，如果没有特别问题，则向GW装置11转送该200OK消息。
在GW装置11中，如果接收到TCP-SYN-ACK分组和200OK消息，则取得它们，在取得这2个信号的同步后，向IP终端901转送TCP-SYN-ACK分组。IP终端901如果接收到TCP-SYN-ACK分组，则将TCP-ACK分组发送到IP终端902。这样，在发送TCP-ACK分组以后，在IP终端901、902之间进行确立了的TCP会话的通信。
这样，在实施例2中，能够一边分别独立地转送呼叫控制网络的呼叫控制分组和TCP会话确立分组，一边以发送方的GW装置11为主体取得这些要求/应答的同步，同时地确立与TCP会话的呼叫连接。
实施例3
接着，依照图6，说明本发明的实施例3。在该实施例3中，说明收容UDP通信的实现例子。图6表示在图1所示的结构中，执行UDP会话的情况下的与网络的各构成要素有关的消息时序。
首先，GW装置11的过滤功能部件22检测从IP终端901发送的UDP的最初的分组。过滤功能部件22与该检测同时地将UDP分组复制转送到图2的路由选择功能部件23和SIP适配功能部件26。转送到路由选择功能部件23的分组原样地经由WAN端口21被转送到WAN内。为了抽出用于生成INVITE消息的会话信息，而利用转送到SIP适配功能部件26的分组。经由SIP代理服务器401，将生成的INVITE消息发送到GW装置12。
在图6中，用□(四方形)表示的部分表示在过滤功能部件22中，假定定义了在过滤处理中利用的过滤表的情况。即，由于对该会话确认了UDP的最初的分组，所以然后，不将与之相同的会话的数据分组转送到SIP适配功能部件26。假定定义是指会话自身还没有完全在SIP步骤上被接受，换一种说法就是在呼叫控制网络的会话管理上还没有被接受。
即，在过滤功能部件22中，具有存储了现在确立了的UDP会话列表的过滤表，在接收到UDP分组的情况下，参照UDP会话列表，在没有命中(hit)的情况下，认为是新的会话，将该UDP分组转送到SIP适配功能部件26，生成呼叫连接要求分组并发出，同时将该分组转送到路由选择功能部件23，原样地转送到呼叫控制网络内部。另一方面，在接收到的UDP分组在UDP会话列表中命中了的情况下，不将该分组转送到SIP适配功能部件26，而是只转送到路由选择功能部件23，而原样地转送到呼叫控制网络内部。
SIP步骤基本上与TCP的情况一样。其中，不进行将与TCP-SYN分组和TCP-SYN-ACK分组相当的分组展开到INVITE消息中或抽出的处理。在GW装置11和GW装置12之间，只实施通常的SIP步骤。
即，SIP代理服务器401如果从GW装置11接收到INVITE消息，则将该INVITE消息转送到与发送目的地IP终端对应的GW装置12。这时，SIP代理服务器401向GW装置11返回100Trying。GW装置12如果接收到INVITE消息，则向SIP代理服务器401发送100Trying和作为呼叫连接应答分组的200OK消息。在SIP代理服务器401中，如果没有特别问题，则将该200OK消息转送到GW装置11。
另外，在这样的SIP步骤实施中，顺序地发送UDP分组。通过核心网络201的通常的路由选择，将它们转送到作为目的地的IP终端902。
在图6中，用○(椭圆)表示的是将向过滤功能部件22的过滤表的登录从假定转移到正式的情况。通过SIP步骤顺利地在呼叫控制网络的管理上也识别出该UDP会话。
然后，如果不再利用该UDP会话，则由于没有明确地切断会话的装置，所以通过老化(aging)功能切断呼叫连接并释放资源。即，在规定时间内在呼叫中没有分组的情况下，切断呼叫连接并释放资源。老化处理由作为SIP步骤的起点的GW装置11进行，与超时同时地发出BYE请求，并切断该会话。
在图6中的△(三角形)的定时，即接收到来自GW装置12的200OK消息的时刻，删除向过滤表的登录。由于UDP自身不伴随着控制分组，所以为这样的步骤。
这样，在实施例3中，在通过呼叫控制步骤在呼叫控制网络中设置了线路连接的阶段中，并不关注所传输的UDP分组。由此，网络节点装置的可实现性极大。UDP通信自身在最初的UDP分组以后与呼叫连接的确立无关地进行，但在与之不直接同步的形式中，通过尽早，即在新的UDP会话的最初的阶段中确立呼叫控制网络的呼叫连接，而简单地实现向UDP通信的适用。
实施例4
接着，依照图7、图8，说明本发明的实施例4。在本实施例4中，说明执行伴随着资源确保的呼叫连接功能的情况下的步骤。图7表示伴随着最基本的QoS控制的情况下的GW装置的内部结构。在图7中，向图2所示的结构中追加了QoS表27。QoS表27定义了以从IP终端发出的TCP、UDP等个别的IP通信会话为特征的会话信息(协议编号、IP地址、与协议对应的端口编号、TOS(服务类型)值等)、与作为在该会话通过呼叫控制网络中时希望在呼叫控制网络上确保的资源信息的QoS信息(峰值速率、平均速率、短脉冲大小、延迟水平等)的对应关系。
在执行伴随着资源确保的呼叫连接功能的情况下，SIP适配功能部件26在生成INVITE请求消息时，用一度成为起点的分组的会话信息，检索该QoS表27，
·在命中的情况下，将记载在QoS表27中的对应的QoS信息展开到INVITE消息内，
·在不命中的情况下，不产生QoS信息，或作为不实质要求资源的QoS信息展开到INVITE消息内。
即，如果接收到TCP的TCP-SYN分组或UDP的最初的分组，则SIP适配功能部件26用从该分组抽出的会话信息检索QoS表27，在命中的情况下，发出包含对应的资源信息和该分组的INVITE请求消息，在表检索没有命中的情况下，看作是不伴随资源确保的会话而进行呼叫连接，由此，也能够将QoS适用于难以与QoS对应的已存在的IP通信会话，而进行保证一定质量的通信。
在SIP的情况下，有将QoS信息展开到SDP中的方法等。作为能够展开的QoS信息，例如有如下这样的信息。
1.b参数：表示频带宽度
2.Audio/Video RTP曲线(IETF RFC3551)
RTP曲线能够基本上将其中所述的内容与频带宽度等大致固定连接起来。通过准备将曲线与网络的资源信息连接起来的表来进行检索，也能够进行对应。在图4所示的INVITE消息中，指定为b＝0，但通过将其例如设置为b＝2000等，能够作为要求频带的INVITE消息。另外，在SDP的情况下，今后也能够进行扩展而可以记述各种参数。
接着，说明QoS的设置步骤。图8表示了在SIP服务器401以外，在图1所示的网络上构成QoS服务器501的例子。在SIP服务器401和QoS服务器501之间规定了接口，例如可以适用SIP-CGI(IETFRFC3050)等接口。QoS服务器501能够全面掌握作为控制对象的呼叫控制网络的核心网络201中的IP路由信息，全面掌握各路径上的资源的状况，进而作为其结果，具有促使各节点301～303进行用于确保资源的设置变更的功能。
另外，作为其他系统形式，可以考虑分别设置多个SIP服务器401和QoS服务器501，在核心网络201内，预先设置各服务器401、501的呼叫控制负责范围。在该情况下，指定各服务器401、501的呼叫控制负责的网络节点。在这样的情况下，也要求在各QoS服务器501中具有查询现在新的能够利用的资源信息，判断是否能够接受的功能。即，各QoS服务器501必须判断进行了要求的会话通过哪个路径，需要哪个节点的哪个端口的资源。在图8的情况下，QoS服务器501在核心网络201内只有一个，因此必须由这一个QoS服务器501针对3个核心网络节点301～303，判断进行了要求的会话通过哪个路径，需要哪个节点的哪个端口的资源。在图3所示那样的TCP会话中，在伴随着QoS要求的情况下，由QoS服务器501管理这些网络的路由选择表和各节点全部的端口的资源信息。
这样，在具有多个QoS服务器501的情况下，各QoS服务器501向呼叫控制负责范围的节点，要求判断可否接受伴随着各自的呼叫控制负责范围内的资源的呼叫控制以及进行用于确保实际的资源的设置变更。具体地说，在多个QoS服务器501之间顺序地转送作为呼叫连接要求分组的SIP INVITE分组时，各QoS服务器501判断可否接受伴随着资源确保的呼叫连接要求，如果能够接受，则转送到下一个QoS服务器501，如果不能，则在中途作为错误进行应答，由此判断可否接受进行了要求的呼叫连接。
接着，说明不使这些信息管理集中在QoS服务器501中的2个方法。
在收容TCP的情况下，如图6所示那样，采取不将TCP-SYN或TCP-SYN-ACK分组等TCP分组展开到INVITE消息中的方式。在各网络节点301～303中，在核心网络内传输这些TCP-SYN或TCP-SYN-ACK分组等TCP分组时，检测它们的通过，基于该检测，与上述TCP分组的通过并行地，向QoS服务器501通知用于使QoS服务器501判断呼叫的路径的信息(该节点的识别信息和上述TCP分组所通过了的端口的端口编号)、与该端口的资源的空状况有关的信息。在QoS服务器501中，根据从各网络节点301～303接收到的节点的识别信息和端口编号，掌握呼叫的路径，进而根据从各网络节点301～303接收到的与资源的空状况有关的信息，能够掌握上述路径上的资源的状况。在QoS服务器501中，对所掌握的与路径上的各节点的资源的空状况有关的信息和SIP INVITE分组内的资源值进行比较，判断可否接受呼叫。
在收容UDP的情况下，如果该呼叫控制网络的入口的GW装置检测出最初的UDP分组，则该GW装置生成IP头和UDP头相同而大小为0、或专用的规定的数据模式的分组，将该生成的独特的数据模式的UDP分组与通常的最初的UDP分组一起同时转送。在核心网络201的各节点301～303中，检测出该独特的UDP分组，基于该检测，与独特的UDP分组的传输同时地，向QoS服务器501通知用于使QoS服务器501判断呼叫的路径的信息(该节点的识别信息和独特的UDP分组所通过了的端口的端口编号)、与该端口的资源的空状况有关的信息。由此，在QoS服务器501中，与上述一样，能够掌握呼叫的路径和路径上的各节点的资源的空状况。在QoS服务器501中，与上述同样地对与路径上的各节点的资源的空状况有关的信息和SIP INVITE分组内的资源值进行比较，判断可否接受呼叫。另外，在出口侧的GW装置中，废弃该独特的UDP分组。
接着，说明经由作为呼叫控制网络的核心网络201在已存在的IP终端之间，执行确立控制会话并在其中确立其他会话，即进行交涉(negotiation)的协议的情况。在这样的协议中，通过TCP首先启动控制会话，在其中交涉(negotiation)会话的信息和QoS信息等，与控制会话不同地确立另外的TCP或UDP的会话，进行数据转送。在这样的协议中，有上述的SIP、RTSP、H.323、ftp。其中，在ftp的情况下，由于数据转送会话也是TCP，所以容易成为呼叫控制对象。
使用图9，说明RTSP的情况。图9表示在图1所示那样的基本网络结构中，将RTSP的数据转送会话作为呼叫控制对象而识别的步骤。
在IP终端901确立用于RTSP的TCP会话时，在GW装置11中，在进行通常的TCP会话适用步骤的同时，识别其是RTSP会话的情况。
GW装置11对在RTSP会话上交换RTSP控制数据的情况进行分析。特别地由于在与DESCRIBE消息对应的200OK消息中记述了媒体会话的信息的全部，所以在此能够收集大致全部的信息。在该例子中，表示了设置为trackID＝1、track＝2地发出2次与会话确立指令相当的SETUP消息，媒体会话为2个。因此，在该情况下，与2个SETUP消息同步地生成呼叫控制网络中的呼叫控制请求，在此为SIPINVITE消息。另外，在与DESCRIBE消息对应的200OK应答消息中记述了全部的trackID与会话的端口编号和QoS信息的对应关系。
在确立了媒体会话后，通过PLAY消息而实际开始传输媒体数据。在该情况下，最理想的是直到SIP中的会话确立结束为止，在GW装置11中保持PLAY消息。上述各协议全部能够通过上述那样的方式取得数据会话的信息。在H.323、或终端直接发送SIP消息的情况下，也能够通过同样的步骤进行对应。
这样，在经由呼叫控制网络在已存在的IP终端之间实施确立SIP、RTSP、H.323、ftp等的控制会话并在其中确立其他的会话，即进行交涉的协议时，在入口侧的GW装置中，在取得该交涉分组并进行中继的同时，对交涉分组中进行分析，抽出由这些协议在今后利用的会话信息，在发出与在每个协议中规定的会话确立指令相当的信息的同时，在该呼叫控制网络上，还确立用于传输这些会话的呼叫。
接着，说明ftp的情况。在ftp中，由于数据转送会话也是TCP，所以不需要特别考虑呼叫控制开始的起始。但是，在伴随着QoS设置的情况下，例如必须适用以下这样的步骤。
在ftp的控制会话启动的时刻，针对其间的数据转送会话，能够确定应该适用的QoS信息。即，在图7所示的QoS表27中，进行数据登录使得能够从ftp的控制会话信息(发送接收IP地址和发送目的地端口编号“20”)中检索所要求的QoS信息。这时，如果是可能(possible)模式，则在ftp控制下分析交换的内容，取得发送目的地的端口编号，如果不是可能模式，则将发送目的地端口编号识别为“20”。另外，GW装置11如果取得了与上述条件一致的TCP-SYN分组，将用发送接收IP地址、发送目的地端口编号“20”进行检索得到的QoS信息展开到INVITE消息内，实施伴随着QoS的会话确立。
由此，特别是在端口编号不确定的可能模式下，也能够作为ftp数据会话而取得，能够在核心网络内确保伴随着理想的QoS的会话路径。
另外，在通过确立了控制会话后的交涉所确立的会话分析了其记述的结果而要求网络资源确保时，或者根据一定的规定计算出传输该会话的应用程序数据量的特性的情况(RTP Profile(RFC3551)等)下，在入口的GW装置中，与其内容一致地进行分析，在发出了确立该会话的要求的情况下，一边同时进行网络资源的确保，一边确立呼叫控制网络的呼叫。
另外，在IP终端直接发出作为呼叫连接要求分组的SIP INVITE分组的情况下，在GW装置中，只要SIP INVITE分组的要求内容自身没有问题，就使其直接通过，也能够使呼叫连接控制对应来自GW装置外部的要求。
如上所述，本发明的通信网络的IP分组中继方法在具备IP(因特网协议)网络、以它为基础的呼叫控制网络、用于将它们连接起来的网关装置的通信网络中是有用的。

Claims (17)

1.一种通信网络的IP分组中继方法，该通信网络具备：收容IP终端的不以呼叫控制功能为前提的多个第一IP网络；位于上述多个第一IP网络之间，具有呼叫控制/呼叫管理功能的第二IP网络；将上述第一IP网络和第二IP网络联结起来的网关装置，该IP分组中断方法的特征在于：
上述网关装置取得第一IP网络发出的通信要求分组或最初发送的数据分组，通过对其进行分析，而在上述第二IP网络内确立需要的呼叫，使IP分组通过上述第二IP网络内。
2.根据权利要求1所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于包括：
与收容发送方IP终端的第一IP网络连接的发送方侧网关装置取得发送方IP终端发出的TCP会话确立要求分组，通过将该TCP会话确立要求分组对每个IP帧展开到呼叫连接要求分组内部，而生成与TCP会话确立要求分组对应的呼叫连接要求分组并发出的第一步骤；
与收容发送目的地IP终端的第一IP网络连接的发送目的地侧网关装置取出包含在接收到的呼叫连接要求分组内的TCP会话确立要求分组，并发送到发送目的地IP终端的第二步骤；
上述发送目的地侧网关装置取得上述发送目的地IP终端发出的TCP会话确立应答分组，将该TCP会话确立应答分组对每个IP帧展开到呼叫连接应答分组内部，从而生成与TCP会话确立应答分组对应的呼叫连接应答分组并发出的第三步骤；
发送方侧网关装置取出包含在接收到的呼叫连接应答分组内的TCP会话确立应答分组，并发送到发送方IP终端的第四步骤，其中
在IP终端之间确立TCP会话的同时，也确立第二IP网络中的呼叫。
3.根据权利要求2所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
在根据TCP会话结束分组切断TCP会话的情况下，
上述发送方侧网关装置根据检测出从发送方IP终端和发送目的地IP终端发送的2个TCP会话结束分组的情况，生成并发出呼叫切断要求分组，由此在结束TCP会话的同时，也切断第二IP网络中的呼叫。
4.根据权利要求2所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
在根据TCP-RST分组切断TCP会话的情况下，
发出了TCP-RST分组的IP终端侧的GW装置取得上述TCP-RST分组，原样地转送该TCP-RST分组，同时生成呼叫切断要求分组并发出，由此在中断TCP会话的同时，也切断第二IP网络中的呼叫连接。
5.根据权利要求1所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于包括：
与收容发送方IP终端的第一IP网络连接的发送方侧网关装置取得发送方IP终端发出的TCP会话确立要求分组，在原样地转送该TCP会话确立要求分组的同时，生成呼叫连接要求分组并发出的第一步骤；
与收容发送目的地IP终端的第一IP网络连接的发送目的地侧网关装置将接收到的上述TCP会话确立要求分组原样地发送到发送目的地IP终端，同时原样地转送接收到的上述发送目的地IP终端发出的TCP会话确立应答分组，如果接收到呼叫连接要求分组，则向发送方IP终端回信呼叫连接应答分组的第二步骤；
上述发送目的地侧网关装置取得上述TCP会话确立应答分组和上述呼叫连接应答分组，在取得了它们的同步后，将TCP会话确立应答分组转送到发送方IP终端的第三步骤，其中
同时确立TCP会话和呼叫连接。
6.根据权利要求1所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
与收容发送方IP终端的第一IP网络连接的发送方侧网关装置只在接收到来自发送方IP终端的新的UDP会话中的最初的UDP分组时，生成呼叫连接要求分组并发出，同时原样地转送接收到的各UDP分组，
与收容发送目的地IP终端的第一IP网络连接的发送目的地侧网关装置针对上述呼叫连接要求分组，回信呼叫连接应答分组，
在新的UDP会话中的最初的阶段中，确立第二IP网络的呼叫连接。
7.根据权利要求6所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
上述发送方侧网关装置在检测出在规定的时间内在呼叫中没有传输分组的情况下，切断呼叫连接并释放资源。
8.根据权利要求1所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
在网关装置中预先准备使从上述IP终端发出的以IP通信会话为特征的会话信息、与在第二IP网络中通过了对应的IP通信会话时希望在第二IP网络上确保的资源信息对应起来的表，
网关装置如果接收到上述第一IP网络发出的通信要求分组或最初发送的数据分组，则用从该分组中抽出的会话信息检索上述表，在命中的情况下，发出包含对应的资源信息和该分组的呼叫连接要求分组。
9.根据权利要求8所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
在上述表检索没有命中的情况下，看作是不伴随资源确保的会话，进行呼叫连接。
10.根据权利要求1所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
上述第二IP网络具备QoS服务器，
该QoS服务器掌握全部的作为控制对象的呼叫控制网络的IP路径信息和各路径上的资源状况，进而通过促使第二IP网络的各节点进行用于资源确保的设置变更，而受理伴随着资源的呼叫控制，判断可否接受。
11.根据权利要求10所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
具备多个上述QoS服务器，
各QoS服务器向呼叫控制负责范围的节点要求进行各个呼叫控制负责范围内的上述接受可否的判断和用于进行实际的资源确保的设置变更。
12.根据权利要求11所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
使得在上述多个QoS服务器之间顺序地转送呼叫连接要求分组，各QoS服务器判断可否接受伴随着资源确保的呼叫连接要求，如果能够接受，则转送到下一个QoS服务器，如果不能，则在中途作为错误进行应答，从而判断可否接受有要求的呼叫连接。
13.根据权利要求10所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
第二IP网络的各节点在第二IP网络内传输TCP分组时，向QoS服务器通知用于使QoS服务器判断呼叫路径的信息和与各节点中的资源的空状况有关的信息，
QoS服务器根据该通知的信息，判断呼叫的路径和该路径上的各节点的资源的空状况。
14.根据权利要求10所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
与收容发送方IP终端的第一IP网络连接的发送方侧网关装置如果接收到最初的UDP分组，则生成在数据部分以外与检测出的最初的UDP分组相同而大小为0、或具有规定的数据模式的数据部分的独特的UDP分组，并与接收到的最初的UDP分组一起进行转送，
第二IP网络的各节点在第二IP网络内传输该独特的UDP分组时，向QoS服务器通知用于使QoS服务器判断呼叫的路径的信息和与各节点中的资源的空状况有关的信息，
QoS服务器根据该通知的信息，判断呼叫的路径和该路径上的各节点的资源的空状况。
15.根据权利要求1所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
在经由第二IP网络在IP终端之间执行用于进行确立控制会话并在其中确立其他会话的交涉的协议的情况下，
与收容发送方IP终端的第一IP网络连接的发送方侧网关装置在取得上述交涉协议分组并进行中继的同时，对交涉分组中进行分析，抽出由该交涉协议今后利用的会话信息，发出与在该交涉协议中规定的会话确立指令相当的信息，同时确立用于传输该会话的呼叫。
16.根据权利要求15所述的通信网络的IP分组中继方法，其特征在于：
在通过确立控制会话后的交涉而确立的会话根据分析其记述的结果而要求网络资源确保时，或者在根据一定的规定计算出传输该会话的应用程序数据量的特性的情况下，上述发送方侧网关装置还与其内容一致地进行分析，在发出用于确立该会话的要求的情况下，一边同时进行网络资源确保，一边确立呼叫控制网络中的呼叫。
17.一种网关装置，将收容IP终端的不以呼叫控制功能为前提的多个第一IP网络、位于上述多个第一IP网络之间并具有作为通信线路连接的控制/管理功能的呼叫控制功能的第二IP网络联结起来，其特征在于包括：
取得第一IP网络发出的通信要求或最初发送的数据分组，通过对其进行分析，而在上述第二IP网络内确立需要的呼叫，使IP分组通过上述第二IP网络内的单元。
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