JP2004146973A - ポリシ設定可能なピアツーピアセッション中継装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ポリシ設定可能なピアツーピア通信において、通信の開始および終了を検出し、パケット中継遅延を防ぐセッション中継装置を提供する。
【解決手段】通信端末間で送受信されるピアツーピア通信を制御するセッション制御メッセージを中継するセッション中継装置が、セッション制御メッセージから通信の開始および終了を検出し、セッションの識別情報およびセッション上で行われるピアツーピア通信に関する情報を取得し、ポリシ生成部がパケット中継制御処理を示すポリシを生成すると、該パケットを通過させるエッジノードを検索し、検索されたエッジノードにポリシを配信する構成とし、通信開始時に通信端末を収容するエッジノードにポリシ設定を行い、通信終了時にポリシ設定解除を行う。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、1対1の対等型ピアツーピア通信に関し、特に、ピアツーピア通信の開始および終了を契機とし、ネットワーク上の中継ノードに対するネットワーク運用ポリシを設定解除可能なセッション中継装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
通信キャリアやISP (Internet Service Provider)などのネットワーク事業者において、ネットワークの経路制御方針や通信品質方針といったネットワーク運用方針はポリシとよばれ、それらポリシを一元的に管理するポリシサーバからネットワークを構築する多数の中継ノードにポリシを配布することでネットワークに反映していた。ポリシを配布するプロトコルとしては、IETF (Internet Engineering Task Force)にて作成され、IAB (Internet Architecture Boad) によって発行された標準勧告文書RFC (Request for Comments) 2748に規定されたCOPS (Common Open Policy Service) プロトコルが知られている。
【0003】
例えば、特定のパケットを優先的に中継する優先制御を行うために、ネットワークの境界に配置されたエッジノードと呼ばれる中継ノードに対し、ネットワーク内に流入する特定のパケットを複数の優先制御クラスに分類し、クラスに対応したDSCP (Diffserv Code Point)と呼ばれる値をパケットのヘッダに設定するというポリシを配布する。
【0004】
エッジノードによりDSCP値を設定されたパケットの優先制御の一例としては、特開2000−253047号公報に示したような、ネットワーク内部に配置されたコアノードと呼ばれる中継ノードにより、受信したパケットのヘッダにあるDSCP値に基づいて予め決められた規則に従い優先制御転送を行うDiffserv (DifferentiatedServices)と呼ばれる技術が用いられ、IP (Internet Protocol)電話などのように、音声パケットや映像パケットといったリアルタイムパケットをIPネットワーク上で送受信するの転送遅延を小さくするために利用される。
【0005】
一方、IP電話のような1対1の対等型ピアツーピア通信では、標準勧告文書RFC (Request for Comments) 3261に規定されたSIP (Session Initiation Protocol)プロトコルに代表されるセッション制御プロトコルにて両通信端末間にセッションを確立し、その上で音声や映像といったリアルタイムデータによるピアツーピア通信が行われる。SIPでは、セッション制御メッセージを中継するセッション中継装置により、通信相手となる端末の検索や、端末情報、ピアツーピア通信情報などのセッション管理が行われる。
【特許文献1】
特開2000−253047号公報(請求項1および11)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記ポリシサーバを用いたポリシ制御可能なピアツーピア通信では、ポリシサーバにおいてピアツーピア通信の開始や終了を検出することができないため、ポリシサーバのオペレータがピアツーピア通信の開始や終了に応じてエッジノードに対するポリシ設定を行う必要がある。しかし、ネットワーク規模が大きくなれば、ポリシの設定も頻繁に行われることになり、オペレータによる設定では対応が困難となる。
【0007】
一方で、ピアツーピア通信を行う通信端末に関するポリシを全て事前にエッジノードに設定しておく方法では、ネットワークの大規模化に伴い、エッジノードにおけるポリシ制御の分類条件に対する検索処理が増大し、処理付加となって結果としてリアルタイムパケットのパケット中継遅延の増大を招く。
【0008】
そこで本発明では、ポリシ設定可能なピアツーピア通信において、セッション中継装置にてピアツーピア通信の開始および終了を検出し、通信端末を収容するエッジノードに対するポリシ設定および解除を行うことで、オペレータによるポリシ設定操作を必要とせず、また、不要なポリシ設定によるエッジノードでのパケット中継遅延を防ぐことの可能なセッション中継装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、通信端末間を接続するネットワークに位置し、前記通信端末間にて送受信されるピアツーピア通信を制御するためのセッション制御メッセージを中継する手段を備え、前記セッション制御メッセージを送受信する通信端末間のセッション状態を格納するセッション管理テーブルを備えたピアツーピアセッション中継装置において、前記ネットワークを構成する中継ノードにて、前記ピアツーピア通信パケットに対するパケット中継制御処理を示すポリシを格納するポリシ管理テーブルと、前記通信端末と前記ネットワークの境界上に位置し前記通信端末をネットワークに収容するエッジノードとの対応関係を保持する通信端末−エッジノード対応テーブルを備え、前記セッション制御メッセージを解析し、前記端末間でのピアツーピア通信の開始および終了を検出する手段と、前記ピアツーピア通信セッションの識別情報および前記セッション上で送受信されるピアツーピア通信パケットの送信元アドレス、送信先アドレス、ポート番号、通信プロトコル、通信データ情報等のピアツーピア通信情報を取得する手段と、前記取得手段により取得したセッション識別情報およびピアツーピア通信情報から、前記ピアツーピア通信パケットに対するポリシを生成し前記ポリシ管理テーブルに登録或いは前記セッションに関連するポリシを削除する手段と、前記ポリシから前記通信端末−エッジノード対応テーブルを検索し、該当するエッジノードに前記ポリシを配信する手段を備えた。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、ピアツーピア通信セッション制御プロトコルとしてSIPを、ポリシ配信プロトコルとしてCOPSを用いた場合を例にとり、本発明の実施形態について説明する。
【0011】
図1に本発明のセッション中継装置のブロック構成を示すブロック図である。
本発明のセッション中継装置10は、IPパケット処理を行うIP機能ブロック100、ピアツーピア通信セッション制御を行うSIPメッセージ制御ブロック110、セッション状態を保持するセッション管理テーブル120、ポリシの配信を行うポリシ配信部200、ポリシの生成を行うポリシ生成部210、生成したポリシを格納するポリシ管理テーブル220、通信端末と通信端末を収容するエッジノードの対応関係を保持する通信端末−エッジノード対応テーブル230とで構成した。上記構成でIPネットワーク上のピアツーピア通信端末15から送信されたピアツーピア通信セッション制御メッセージを、通信相手端末を管理するセッション中継装置10に転送するとともに、セッション開始および終了に伴い通信端末を収容するエッジノード20に対してポリシ配信を行うものである。
【0012】
図2は、QoS制御可能なIPネットワークとしてDiffservによるIPネットワークを用いた場合に本発明のセッション中継装置を適用したネットワークの構成を示す網構成図である。
【0013】
より具体的には、IPアドレス192.168.10.1を持つピアツーピア通信端末15aを用いてIPアドレス192.168.20.1を持つ通信相手装置15bとQoS制御可能なIPネットワーク40を介してQoSポリシの設定されたピアツーピア通信を行う場合の網構成と動作を示している。
【0014】
通信端末A 15aが通信端末B 15bとピアツーピア通信を開始す通信端末15aは、IPアドレス192.168.100.10を持つ中継装置10aに対し、通信端末15bとのピアツーピア通信要求メッセージを転送する。通信端末15aの送信したピアツーピア通信要求メッセージは、本発明の中継装置10a、通信端末15bを管理するIPアドレス192.168.100.20を持つ中継装置10bを介し、通信端末15bに送信される。その際、中継装置10a、10bはそれぞれ中継メッセージを解析しピアツーピア通信のQoSクラス分類条件を抽出し、QoSポリシを生成する。生成したQoSポリシはそれぞれの中継装置から通信端末を収容しているIPアドレス192.168.100.1のエッジノード20a、IPアドレス192.168.100.2のエッジノード20bに設定される。)例を詳細に説明する。
【0015】
以下、図3〜図9を用いて本発明のセッション中継装置およびこれらを用いた通信網の動作(QoS制御された端末間のピアツーピア通信動作)例を詳細に説明する。
【0016】
図3は、通信端末A 15aが通信端末B 15bとピアツーピア通信を開始する際の通信手順を示すシーケンス図である。
通信端末A(15a)は、まずセッション中継装置A(10a)に対し、セッション確立要求を示すINVITEメッセージ501を送信する。INVITEメッセージを受信したセッション中継装置A(15a)は、INVITEメッセージに格納されているセッション情報およびピアツーピア通信情報を内部のポリシ生成部210に保持しておき(502)、INVITEメッセージ503をセッション中継装置B(10b)に転送するとともに、INVITEメッセージを転送したことを示すTryingメッセージ504を通信端末A(15a)に応答する。
【0017】
セッション中継装置B(10b)は、同様にINVITEメッセージ505を通信端末B(15b)に転送し、Tryingメッセージ506をセッション中継装置Aに応答する。
【0018】
INVITEメッセージを受信した通信端末B(15b)が通信準備中であることを示すRingingメッセージ507をセッション中継装置B(10b)に応答すると、セッション中継装置B(10b)およびセッション中継装置A(10a)は、それぞれ同様にRingingメッセージ508、509をセッション中継装置A(10a)と通信端末A(15a)に送信する。
【0019】
ピアツーピア通信が可能となった通信端末B(15b)がOKメッセージ510をセッション中継装置Bに転送すると、セッション中継装置B(10b)は、OKメッセージ内に格納されているセッション情報およびピアツーピア通信情報を内部のポリシ生成部210に保持しておき(511)、OKメッセージ512をセッション中継装置A(10a)に転送する。
【0020】
セッション中継装置A(10a)が同様にOKメッセージ513を通信端末A(15a)に転送すると、OKメッセージを受信した通信端末A(15a)は、ピアツーピア通信開始を示すACKメッセージ514をセッション中継装置A(10a)に送信する。
【0021】
ACKメッセージを受信したセッション中継装置A(15a)は、内部のポリシ生成部210に保持しておいたセッション情報およびピアツーピア通信情報をポリシ管理テーブル220に登録するとともに、QoSポリシを生成し、内部QoSポリシ配信部200に受け渡す。ポリシ配信部200は、ポリシ生成部210から受け取ったQoSポリシからCOPS Decisionメッセージ516を生成するとともに、QoSポリシに含まれる送信元IPアドレスから通信端末−エッジノード対応テーブルを検索し、対応するエッジノードに対してDecisionメッセージを送信する(515)。
【0022】
エッジノードA(20a)は、受信したDecisionメッセージに格納されているQoSポリシからQoS制御クラス分類条件およびパケット処理を取り出し登録するとともに、登録完了を示すReportメッセージ517をセッション中継装置A(10a)に応答する。
【0023】
Reportメッセージを受信したセッション中継装置A(10a)がACKメッセージ519をセッション中継装置B(10b)に送信する(518)と、セッション中継装置B(10b)は、同様に内部ポリシ生成部210に格納しておいたセッション情報およびピアツーピア通信情報をポリシ管理テーブル220に登録し、ポリシ配信部210にてCOPS Decisionメッセージ521を生成し通信端末Bを収容するエッジノードB(20b)に送信する520。
【0024】
Decisionメッセージを受信したエッジノードB(20b)は、同様にQoS制御クラス分類条件およびパケット処理を登録し、Reportメッセージ522をセッション中継装置B(10b)に送信し、このReportメッセージを受信したセッション中継装置B(10b)は、ACKメッセージ524を通信端末B(15b)に送信する(523)。
【0025】
以上で説明した動作によりQoSの設定は完了し、通信端末A(15a)からのピアツーピア通信パケット525は、エッジノードA(20a)でQoS制御クラス設定が行われ(526)、通信端末B(15b)からのピアツーピア通信パケット526は、エッジノードB(20b)でQoS制御クラス設定が行われ(528)、ネットワーク40内部ではコアノード30が優先制御によるパケット中継を実行する。
【0026】
図4は、INVITEメッセージ501に格納されているピアツーピア通信情報の一例を示す情報説明図である。
SIPでは、ピアツーピア通信情報をSDP (Session Description Protocol)で記述するもので、図4の例では、送信元IPアドレスが192.168.10.1、送信先IPアドレスが192.168.20.1、通信データが音声、送信元ポート番号が49170、通信プロトコルとしてRTP (Realtime Transport Protocol)を使用することを示している。
【0027】
図5は、セッション中継装置のポリシ管理テーブル220の構成例を示すテーブル構成図である。
各エントリは、1つのピアツーピア通信に対応し、SIPにおけるセッションを一意に識別するための情報であるCall−ID、To tag、From tag、ピアツーピア通信の送信元アドレスおよびポート番号、送信先アドレス、パケットの優先中継制御レベルを示すDSCP値、中継ネットワークを選択する場合の次中継ノードのアドレスとで構成した。
【0028】
図6は、セッション中継装置の通信端末−エッジノード対応テーブル230の構成例を示すテーブル構成図である。本例では、各エントリが1つの通信端末に対応するもので、通信端末のIPアドレス、通信端末を収容するエッジノードのIPアドレスとで構成した。
【0029】
図7は、セッション中継装置のポリシ生成部で生成されたポリシの一例を示す説明図である。本例では、送信元IPアドレスが192.168.10.1かつ、送信元ポート番号が49170かつ、送信先IPアドレスが192.168.20.1の条件を満たすパケットのDSCP値を0x001010に書き換えということを示している。これにより、エッジノード20にて条件に合致するパケットのDSCP値が書き換えられ、コアノード30にてDSCP値を基にした優先制御が実行される。尚、中継ネットワークを請託する場合には、DSCP値の代わりに次中継ノードのアドレスが示される。
【0030】
図8は、通信端末B(15b)が通信端末A(15a)とのピアツーピア通信を終了する際の通信手順を示すシーケンス図である。
通信端末B(15b)がセッション中継装置B(10b)に対してセッション終了を示すBYEメッセージ601を送信すると、セッション中継装置B(10b)は、BYEメッセージ602をセッション中継装置A(10a)に転送し、セッション中継装置A(10a)は、同様にBYEメッセージ603を通信端末A(15a)に転送する。そして、BYEメッセージを受信した通信端末A(15a)は、OKメッセージ604をセッション中継装置A(10a)に送信する。
【0031】
OKメッセージを受信したセッション中継装置A(10a)は、内部ポリシ生成部210がメッセージに格納されているCall−ID、To tag、From tagを用いてポリシ管理テーブル220を検索し、該当するエントリを削除するとともに、QoS制御の解除を示すQoSポリシを生成し、ポリシ配信部に受け渡す。QoSポリシを受け取ったポリシ配信部220は、Decisionメッセージ606を生成し、通信端末−エッジノード対応テーブル230から通信端末を収容するエッジノードを検索して、該当するエッジノードA(20a)に配信する(605)。
【0032】
Decisionメッセージを受信したエッジノードA(20a)は、該当するQoSポリシ設定を削除し、削除完了を示すReportメッセージ607を応答する。
【0033】
Reportメッセージを受信したセッション中継装置A(10a)がACKメッセージ609をセッション中継装置B(10b)に送信する(608)と、ACKメッセージを受信したセッション中継装置Bは、同様に、内部ポリシ管理テーブルからの該当エントリの削除および、Decisionメッセージ611のエッジノードB(20b)への送信を行う(610)。
【0034】
Decisionメッセージを受信したエッジノードB(20b)がQoSポリシ設定の削除を行いReportメッセージ612を送信すると、このReportメッセージを受信したセッション中継装置B(10b)は、ACKメッセージ614を通信端末Bに送信する(613)。
以上の手順でピアツーピア通信の終了と対応するQoS制御の解除が行なわれる。
【0035】
図9は、本発明のセッション中継装置10に備えたポリシ生成部の処理フローを示す動作フロー図である。
ポリシ生成部210は、起動時にポリシ管理テーブル220の初期化を行い、以降、次の処理を繰り返し行う。
【0036】
まず、セッションの確立が検出されたかどうかを調べる。検出された場合には、セッション制御メッセージ内のセッション情報およびピアツーピア通信情報からDSCP値を設定するポリシを生成する。生成したポリシをポリシ管理テーブル220に登録し、ポリシ配信部200を介してエッジノード30にポリシ設定を行う。
【0037】
次に、セッション終了が検出されたかどうかを調べる。検出された場合には、セッション制御メッセージ内のセッション情報をキーとし、ポリシ管理テーブル220を検索する。検索結果のエントリを用いてDSCP値をクリアするポリシを生成し、ポリシ配信部210を介してエッジノード30のポリシの設定解除を行う。尚、ポリシ管理テーブル220の該当エントリはこの後削除される。
【0038】
図10は、中継ネットワークが選択可能な通信網に本発明のセッション中継装置10を適用したネットワークの構成を示す網構成図である。
中継ネットワークとして40a、40b、40cで示されるネットワークが存在し、ピアツーピア通信データの種別に従い中継ネットワークを選択することでネットワークの帯域を確保することができる。例えば、ポリシ設定により40aで示される中継ネットワークを選択する場合には、ポリシ内部のパケット中継制御処理として次中継ノードに30aaで示されるコアノードを指定することで容易に実現可能である。
【0039】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ポリシ設定可能なピアツーピア通信において、セッション中継装置にてピアツーピア通信の開始および終了を検出し、通信開始時には通信端末を収容するエッジノードにポリシ設定を行い、通信終了時にはポリシ設定解除を行うことが可能となる。また、オペレータによるポリシ設定操作が不要となり、不必要なポリシ設定によるエッジノードでのパケット中継遅延を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセッション中継装置の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明のセッション中継装置を用いた通信網の構成例を示す網構成図である。
【図3】同じく、ピアツーピア通信を開始する通信手順を示すシーケンス図である。
【図4】同じく、INVITEメッセージとOKメッセージ内のピアツーピア通信情報の例を示す説明図である。
【図5】同じく、ポリシ管理テーブルの構成例を示すテーブル構成図である。
【図6】同じく、通信端末−エッジノード対応テーブルの構成例を示すテーブル構成図である。
【図7】同じく、ポリシ生成部で生成されるポリシの内容を示す説明図である。
【図8】同じく、ピアツーピア通信を終了する通信手順を示すシーケンス図である。
【図9】同じく、ポリシ生成部の動作を説明する動作フロー図である。
【図10】本発明のセッション中継装置を用いた通信網の別の構成を示す網構成図である。
【符号の説明】
10・・・セッション中継装置、15・・・通信端末、20・・・エッジノード、
30・・・コアノード、40・・・ポリシ設定可能なIPネットワーク、
100・・・IP機能ブロック、110・・・ピアツーピア通信機能ブロック、
120・・・セッション管理テーブル、200・・・ポリシ配信部、
210・・・ポリシ生成部、220・・・ポリシ管理テーブル、
230・・・通信端末−エッジノード対応テーブル。

Claims (4)

  1. 通信端末同士を接続するネットワークに位置し、前記通信端末の送受信するピアツーピア通信を制御するセッション制御メッセージを中継する手段を備え、前記セッション制御メッセージを送受信する通信端末間のセッション状態を格納するセッション管理テーブルを備えたピアツーピアセッション中継装置において、
    前記ネットワークを構成する中継ノードにて、前記ピアツーピア通信パケットに対するパケット中継制御処理を示すポリシを格納するポリシ管理テーブルと、
    前記通信端末と前記ネットワークの境界上に位置し前記通信端末をネットワークに収容するエッジノードとの対応関係を保持する通信端末−エッジノード対応テーブルを備え、前記セッション制御メッセージを解析し、前記端末間でのピアツーピア通信の開始を検出する手段と、
    前記開始したピアツーピア通信セッションの識別情報および前記セッション上で送受信されるピアツーピア通信パケットの送信元アドレス、送信先アドレス、ポート番号、通信プロトコル、通信データ情報等のピアツーピア通信情報を取得する手段と、
    前記取得手段により取得したセッション識別情報およびピアツーピア通信情報から、前記ピアツーピア通信パケットに対するポリシを生成し前記ポリシ管理テーブルに登録する手段と、
    前記ポリシ管理テーブルに登録したポリシから前記通信端末−エッジノード対応テーブルを検索し、該当するエッジノードに前記ポリシを配信する手段と
    を備えることを特徴とするセッション中継装置。
  2. 前記セッション制御メッセージを解析し、前記端末間のピアツーピア通信の終了を検出する手段と、
    前記終了したピアツーピアセッションの識別情報を取得する手段と、
    当該セッション開始時に登録したポリシ情報を前記ポリシ管理テーブルから削除する手段と、
    当該セッション開始時にエッジノードに配信したポリシを削除する手段と
    を備えることを特徴とする請求項1に記載のセッション中継装置。
  3. 前記ポリシ管理テーブルに格納されるポリシにおけるピアツーピア通信パケットに対するパケット中継制御処理としてパケットの優先中継処理を指定可能な請求項1ならびに2に記載のセッション中継装置。
  4. 前記ポリシ管理テーブルに格納されるポリシにおけるピアツーピア通信パケットに対するパケット中継制御処理として次の中継先ノードを指定可能な請求項1ならびに2に記載のセッション中継装置。
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