JP2008244840A

JP2008244840A - 中継装置、ネットワークシステム及び中継処理プログラム

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Publication number: JP2008244840A
Application number: JP2007082475A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Nogami; 耕介野上
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-09
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Also published as: JP4883487B2

Abstract

【課題】余分な課金の発生を未然に防止することを可能にする中継装置、ネットワークシステム及び中継処理プログラムを提供する。
【解決手段】ＳＩＰによるセッション管理を行うネットワークシステムでユーザエージェント間の通信を中継する中継装置であって、ＳＩＰメッセージの送受信を制御するＳＩＰトランスポート５０２、ＳＩＰメッセージのトランザクションを管理するＳＩＰトランザクション管理部５０１、ユーザエージェントの情報を管理するユーザエージェント登録管理部５０３、ユーザエージェントが形成するセッション状態を管理するセッション管理部５０４、ユーザエージェントによるセッションの継続性を判断し、セッションの継続性が失われている場合に該当セッションの解放処理を行うセッション継続性識別部５０５とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＳＩＰによるセッション管理を行うネットワーク通信において、クライアント端末等の異常が発生した場合に、セッションの継続性を判断し、必要に応じてセッションを切断するための中継装置、ネットワークシステム及び中継処理プログラムに関する。

ネットワーク上で、音声通話や映像配信を行うためのプロトコルとして、ＳＩＰ（ＳｅｓｓｉｏｎＩｎｉｔｉａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）を通じたセッション管理技術の利用が進められている。例えば、音声通話を行うアプリケーションにおいては図１７に示すような構成で通信が行われる。

図１７に示すネットワークシステムは、ネットワーク１０１、プロキシサーバ１０２、１０３、１０４、クライアント端末であるユーザ端末（以下、ＵＡと記述する場合がある）１０５、１０６で構成される。ユーザ端末１０５は、ユーザ端末１０６と音声通話を行う際、最初にＳＩＰを通じて、ユーザ端末１０６との間にセッションを確立する。この時、アドレスの解決や音声通話中の通信状態管理、課金情報の収集等を行うために、ネットワーク１０１中に分散的に配置されているプロキシサーバ（１０２、１０３、１０４）と呼ばれるサーバを中継してセッションを形成する形態が多く採用されている。

プロキシサーバ１０２〜１０４がセッションを中継する場合、プロキシサーバは音声通話のようなアプリケーションのセッション情報を把握するために自身のリソースを消費する。ユーザ端末１０５、１０６間の音声通話が正常に終了した場合、プロキシサーバはその状態を把握することが出来るため、音声通話の終了と同時に自身のリソースを解放することが可能である。

しかし、ユーザ端末１０５、１０６の故障や動作不良による再起動等が発生した場合、プロキシサーバはその音声通話のセッションが終了したことを認識することが出来ないため、自身のリソースを解放することが出来ない。また、ＶｏＩＰ（ＶｏｉｃｅｏｖｅｒＩＰ）のようなサービスにおいて、プロキシサーバが課金情報を収集していた場合、音声通話の終了を知ることが出来ないため、無駄な課金が発生してしまうという可能性がある。

この問題を解決するため、プロキシサーバがアプリケーションのセッションの継続性を把握するための仕組みが必要となる。

非特許文献１においては、セッションタイマと呼ばれる機能が規定されている。図１８に、従来のセッションタイマ機能を備えるプロキシサーバの構成図を示す。プロキシサーバ２００は、ＳＩＰのトランザクションを管理するＳＩＰトランザクション管理部２０１と、ＳＩＰの送受信管理を行うＳＩＰトランスポート２０２と、ユーザエージェント（以下、ＵＡ）と呼ばれるクライアント端末管理を行うＵＡ登録管理部２０３と、中継するセッション状態を管理するセッション管理部２０４から構成される。また、セッション管理部２０４は、図１９に示すようなセッション管理情報を保持する（実際に管理する情報には、図１９に掲載した情報以外の情報も含まれるが、図１９では、本明細書に関係する部分のみを抜粋して示している）。

以下、セッションタイマ機能の管理について説明する。プロキシサーバ２００は、ＵＡ間のセッションを中継する際に、図１９に示すように、セッションを一意に特定するセッション番号とリフレッシュメッセージの送信間隔及びリフレッシュメッセージを最後に受信した時刻情報を保持する。リフレッシュメッセージは、片方のＵＡから残り片方のＵＡに向けて送信されるメッセージであり、そのメッセージには、次のリフレッシュメッセージの送信間隔に関する情報も含まれる。

プロキシサーバ２００は、ＳＩＰトランスポート２０２を介して、リフレッシュメッセージを受信し、ＳＩＰトランザクション管理部２０１において、リフレッシュメッセージに含まれるセッション番号及びリフレッシュメッセージの送信間隔を抽出し、セッション管理部２０４で管理するセッション管理情報について、該当するセッション番号のリフレッシュメッセージの送信間隔及びリフレッシュメッセージの受信時刻情報を更新する。

プロキシサーバ２００は、セッションリフレッシュメッセージが受信されている間は該当するセッションが生存していると判断することが可能となる。また、ＵＡに障害等が発生し、セッションリフレッシュメッセージを送信できなくなった場合、プロキシサーバ２００は、事前に決定されたリフレッシュメッセージ送信時間の送信期限、つまり、セッション管理部２０４のセッション管理情報に含まれるセッションリフレッシュメッセージ受信時刻（最後に受信した時刻情報）からセッションリフレッシュメッセージの送信間隔が経過するまでの間に、セッションリフレッシュメッセージが送受信されない場合、そのセッションは終了したと判断し、そのセッションに関連する自身のリソースを解放する。

このようなセッションタイマ機能によって、セッションが終了したことを認識することが出来ず、自身のリソースを解放することが出来ないという先の問題を解決することができる。
RFC4028S.Donovan,J. Rosenberg, "Session Timers in the Session Initiation Protocol (SIP)", April2005

しかしながら、プロキシサーバは、その管理下に非常に多くのＵＡ（ユーザエージェント）を抱えるため、リソースの制約上、セッションリフレッシュメッセージの送信時間間隔を一定以上に短くすることが難しいという問題がある。例えば、非特許文献１において、セッションリフレッシュメッセージの送信間隔として、３０分以上を指定することが推奨されている。そのため、ＶｏＩＰ等のような課金サービスにおいて、ユーザエージェントの異常等が発生した場合、セッションリフレッシュメッセージの送信時間間隔が大きいと、最大でその送信時間間隔だけ余分に課金が発生してしまう可能性がある。

本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ユーザエージェントの異常等が発生した場合にセッションの継続性が失われたことを検出し、セッションが終了したことをプロキシサーバに伝達し、余分な課金の発生を未然に防止することを可能にする中継装置、ネットワークシステム及び中継処理プログラムを提供することにある。

上記目的を達成する本発明は、ＳＩＰによるセッション管理を行うネットワークシステムでユーザエージェント間の通信を中継する中継装置であって、ＳＩＰメッセージの送受信を制御するＳＩＰトランスポートと、ＳＩＰメッセージのトランザクションを管理するＳＩＰトランザクション管理部と、前記ユーザエージェントの情報を管理するユーザエージェント登録管理部と、前記ユーザエージェントが形成するセッション状態を管理するセッション管理部と、前記ユーザエージェントによるセッションの継続性を判断し、セッションの継続性が失われている場合に該当セッションの解放処理を行うセッション継続性識別部とを備えることを特徴とする。

請求項２の本発明の中継装置によれば、前記ユーザエージェント登録管理部が、前記ユーザエージェント毎に、前記ユーザエージェントから次回送信される登録メッセージの受信時刻を記録した登録処理受信時刻と、メッセージ送信に要する処理遅延等を考慮した障害判定許容期間を情報として保持する情報テーブルを有し、前記セッション継続性識別部は、前記ユーザエージェントから送信された前記登録メッセージを受信した時刻と前記情報テーブルの前記登録処理受信時刻とを比較し、その差が前記障害判定許容期間を外れている場合に、前記ユーザエージェントに異常が発生して前記セッションの継続性が失われていると判断し、該当セッションの解放処理を行うことを特徴とする。

請求項３の本発明の中継装置によれば、前記セッション継続性識別部は、前記ユーザエージェントから送信された前記登録メッセージを中継した際に、前記登録メッセージから前記ユーザエージェントの情報を抽出し、当該ユーザエージェントに対する前記情報テーブルの前記登録処理受信時刻と前記登録メッセージを受信した時刻とを比較し、その差が前記障害判定許容期間を外れているかどうかを判定することを特徴とする。

請求項４の本発明の中継装置によれば、前記セッション継続性識別部は、前記ユーザエージェントに対し、前記ユーザエージェントが生存している場合にエラーが返されるＳＩＰトランザクションメッセージを送信し、その応答が得られない場合に、前記ユーザエージェントが生存しておらず、前記セッションの継続性が失われていると判断し、該当セッションの解放処理を行うことを特徴とする。

請求項５の本発明の中継装置によれば、前記セッション継続性識別部は、前記ユーザエージェントから送信されるＳＩＰメッセージに含まれるシーケンス番号の連続性及び増加性を監視し、前記シーケンス番号の増加性に大きな変化を検出した場合に、前記ユーザエージェントに異常が発生して前記セッションの継続性が失われていると判断することを特徴とする。

請求項６の本発明の中継装置によれば、前記セッション継続性識別部は、定期的にデータの送受信が行われるアプリケーションにおいて、データの送受信が一定時間以上行われなくなったことを検出した場合、前記ユーザエージェントの異常の可能性を判断することを特徴とする。

請求項７の本発明の中継装置によれば、前記セッション継続性識別部は、異常の可能性のある前記ユーザエージェントに対し、生存確認メッセージを送信し、応答が得られない場合、前記ユーザエージェントに障害が発生したと判断し、前記セッションの継続性が失われていると判断することを特徴とする。

請求項８の本発明の中継装置によれば、前記ユーザエージェント登録管理部、前記セッション管理部、前記セッション継続性識別部が保持する情報を永続的に保存する外部記憶部を備えることを特徴とする。

本発明の第１の効果は、ＳＩＰによるセッション管理を行う通信において、ユーザエージェントに異常が発生した場合に、セッションの継続性を判断し、必要に応じてセッションを切断することで、余分な課金を防止することが可能となることである。その理由は、セッションを形成するアプリケーションもしくはユーザエージェントの生存状態を監視することで、セッションが終了していることをより短い時間で検出し、セッションの解放処理を実行できるためである。

本発明の第２の効果は、中継装置が何らかの事情で再起動したとしても、第１の効果を継続して提供できることである。その理由は、従来、メモリ上に置かれていたＵＡ登録管理及びセッション管理に関する情報を永続的に記憶可能な外部記憶に保存しておくことで、障害等により再起動した場合でも、再起動前の状態を復旧させることが可能なためである。

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態による中継装置を適用したネットワークシステム全体の接続関係を示す構成図である。クライアント端末であるユーザエージェント４０６、４０７、４０８、４０９は、ネットワーク４０１を介して互いにアプリケーション通信を行う。

中継装置４０４は、ユーザエージェント４０６及び４０７を管理下に置くホームゲートウェイ機能を提供する。中継装置４０５は、同様にユーザエージェント４０８及び４０９を管理下に置くホームゲートウェイ機能を提供する。プロキシサーバ４０２及び４０３は、ユーザエージェント４０６、４０７、４０８、４０９間でやりとりされるセッション状態の管理を行う。

図２は、本発明の第１の実施の形態による中継装置の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、中継装置４０４は、ＳＩＰトランザクション管理部５０１、ＳＩＰトランスポート５０２、ＵＡ登録管理部５０３、セッション管理部５０４、セッション継続性識別部５０５を備えている。ここでは、中継装置４０４の構成を示しているが、中継装置４０５についても図２と同様の構成である。

これらの手段は次のように動作する。ＳＩＰトランザクション管理部５０１は、プロキシサーバ４０２、ユーザエージェント４０６、４０７間で送受信するＳＩＰメッセージの状態管理を行う。ＳＩＰトランスポート５０２は、ネットワーク４０１を介して、ユーザエージェント４０６、４０７もしくはプロキシサーバ４０２に対して、ＳＩＰメッセージの送受信を行う。ＵＡ登録管理部５０３は、中継装置５００が管理するＵＡ、図１においては、ユーザエージェント４０６及び４０７の情報を管理する。

セッション管理部５０４は、ユーザエージェント４０６、４０７が他のユーザエージェントと形成するセッション状態を管理する。セッション継続性識別部５０５は、セッション管理部５０４で形成されるセッションの継続性を識別し、セッションが終了していると判断した場合、その旨をプロキシサーバ４０２に通知する機能を提供する。

ここで、中継装置４０４，４０５のハードウェア構成について簡単に説明する。

図１６は、本実施の形態による中継装置４０４（中継装置４０５も同様）のハードウェア構成例を示すブロック図である。

図１６を参照すると、本発明による中継装置４０４は、一般的なコンピュータ装置と同様のハードウェア構成によって実現することができ、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）９０１、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等のメインメモリであり、データの作業領域やデータの一時退避領域に用いられる主記憶部９０２、インターネット等の通信網を介してデータの送受信を行う通信制御部９０３、液晶ディスプレイ、プリンタやスピーカ等の出力部９０４、キーボードやマウス等の入力部９０５、周辺機器と接続してデータの送受信を行うインタフェース部９０６、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリから構成されるハードディスク装置である補助記憶部９０７、本情報処理装置の上記各構成要素を相互に接続するシステムバス９０８等を備えている。

本発明による中継装置４０４は、その動作を、中継装置４０４内部にそのような機能を実現する中継処理プログラムを組み込んだ、ＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のハードウェア部品からなる回路部品を実装してハードウェア的に実現することは勿論として、上記した各構成要素の各機能を提供する中継処理プログラムを、上記ＣＰＵ９０１で実行することにより、ソフトウェア的に実現することができる。

すなわち、ＣＰＵ９０１は、補助記憶部９０７に格納されている中継処理プログラムを、主記憶部９０２にロードして実行し、中継装置４０４のＳＩＰトランザクション管理部５０１、ＳＩＰトランスポート５０２、ＵＡ登録管理部５０３、セッション管理部５０４、セッション継続性識別部５０５の各機能をソフトウェア的に実現することが可能である。

次に、図２の構成図及び図３のフローチャートを参照して、本実施の形態の全体の動作について説明する。

ユーザエージェントからのメッセージを中継することで、中継装置４０４、４０５は、ユーザエージェントの状態及びユーザエージェントが形成するセッションの状態を管理する（ステップＳ１０１）。中継装置４０４、４０５において、ユーザエージェントの状態は、ＵＡ登録管理部５０３で、ユーザエージェントが形成するセッションの状態は、セッション管理部５０４で管理される。

セッション継続性識別部５０５は、中継装置４０４、４０５が中継するユーザエージェントから発信されたＳＩＰメッセージによって、またはセッション継続性識別部５０５が積極的にユーザエージェントの生存を確認するといった方法によって、ユーザエージェントの生存状態もしくはユーザエージェントが形成したセッションの継続性を監視する（ステップＳ１０２）。

セッション継続性識別部５０５において、定期的に送信されるはずのユーザエージェントの登録メッセージが想定されていない時間に到着した等の現象から、ユーザエージェントの障害や状態管理しているセッションの継続性が途切れていることを判断する（ステップ１０３）。

セッション継続性識別部５０５は、障害発生と判断したユーザエージェントが関与するセッションもしくは継続性が途切れていると判断したセッションの解放処理をプロキシサーバに通知し、セッションの解放処理を行う（ステップＳ１０４）。

以下、ステップＳ１０２及びＳ１０３におけるセッション継続性識別部５０５の詳細な動作について説明する。セッション継続性識別部５０５は、ユーザエージェントが形成するセッションが継続しているかを識別するために以下に説明する複数の機能を提供し、これらの機能は、単独でもしくは幾つかを組み合わせて使用することが可能である。

ここで、セッション継続性識別部５０５がユーザエージェントの生存を確認して、セッションの継続性を判断するための方法について詳細に説明する。

図４にユーザエージェント４０６が、自身が生存していることをプロキシサーバ４０２に通知する処理シーケンスを示す。また、ユーザエージェントの情報を管理するため、中継装置４０４のＵＡ登録管理部５０３には、図５に示すような情報テーブル８００が保持されている。

情報テーブル８００は、ユーザエージェントを識別するＵＡ識別情報８０１、ユーザエージェントのＩＰアドレス８０２、ユーザエージェントから次回送信されるＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ（登録メッセージ）の受信時刻を記録する登録処理受信時刻８０３、メッセージ送信に要する処理遅延等を考慮した障害判定許容期間８０４を情報として保持する。障害判定許容期間８０４は、メッセージ送信に要する時間の誤差等を許容するために設けられ、事前設定、端末からの申請に基づき設定する等の方法により決定される。

図４にあるように、ユーザエージェント４０６は、自身が起動した際に、自分がシステムに参加したことを示すために、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージ（登録メッセージ）を発行して、ユーザエージェント４０６自身の情報をプロキシサーバ４０２に対して登録する。

ユーザエージェント４０６が発行したＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージは、中継装置４０４を介してプロキシサーバ４０２に届くため、その際に、中継装置４０４は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージからユーザエージェント４０６の情報を抽出し、その情報をＵＡ登録管理部５０３に追加登録する。

また、ユーザエージェント４０６は自身が生存していることを示すため、定期的にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージをプロキシサーバ４０２に発行する。中継装置４０４は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを中継する際に、ユーザエージェント４０６の情報を抽出する。

セッション継続性識別部５０５は、ＵＡ登録管理部５０３に格納されている情報テーブル８００の登録処理受信時刻８０３とユーザエージェント４０６からＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを受信した時刻を比較し、その時刻の差が障害判定許容期間８０４内である場合、ユーザエージェント４０６に異常は発生していないと判断し、ＵＡ登録管理部５０３が管理する情報テーブル８００における該当ユーザエージェントの登録処理受信時刻８０３を更新する。

図６にユーザエージェント４０６に何らかの異常が発生し、再起動した場合の処理シーケンスを示す。

ユーザエージェント４０６は、再起動した際に、上述した場合と同様に、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを発行する。中継装置４０４は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを中継する際に、ユーザエージェント４０６の情報を抽出する。セッション継続性識別部５０５は、ＵＡ登録管理部５０３に格納されている情報テーブル８００の登録処理受信時刻８０３とユーザエージェント４０６からＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを受信した時刻を比較する。

このとき、図６に示すように本来受信が想定されていた登録処理受信時刻８０３よりもＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを早く受信し、その差が障害判定許容期間８０４を外れている場合、セッション継続性識別部５０５は、ユーザエージェント４０６が何らかの原因により再起動したと判断する。セッション継続性識別部５０５は、ユーザエージェント４０６が形成しているセッション情報をセッション管理部５０４から抽出し、セッションの解放処理を行う。

また、中継装置４０４からセッションを形成するアプリケーションが確実にエラーを返すようなメッセージやサービスの継続性に影響を与えないメッセージをユーザエージェントに送信し、アプリケーションの生存確認を行う方法がある。その方法について詳細に説明する。

ＳＩＰにおけるユーザエージェントは、ＳＩＰメッセージを受信した際に、何らかの応答を返すことが期待されている。図７は、ユーザエージェント４０６とユーザエージェント４０８がユーザエージェント４０８からの要請によりセッションを形成する処理シーケンスである。

セッションを形成するために、ユーザエージェント４０８は、ユーザエージェント４０６を示すＵＲＩ（ＵｎｉｆｏｒｍＲｅｓｏｕｒｃｅＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を付与したＩＮＶＩＴＥメッセージを発信する。ユーザエージェント４０６は自身のＵＲＩが含まれているため、自分宛のメッセージであると解釈し、正常応答（“２００ＯＫ”）を返す。

この特性を利用し、中継装置４０４のセッション継続性識別部５０５は、ユーザエージェント４０６の生存を確認するため、ユーザエージェント４０６が確実にエラーメッセージを返すと期待されるメッセージを発信する。

図８では、ユーザエージェント４０６とセッションを形成するためのＩＮＶＩＴＥメッセージを送信する際に、ユーザエージェント４０６以外を示すランダムに生成されたＵＲＩを含める場合を示している。ユーザエージェント４０６は、受信したＩＮＶＩＴＥメッセージに自身を示すＵＲＩが含まれていないため、エラー応答（“４０４ＮｏｔＦｏｕｎｄ”）を返す。

セッション継続性識別部５０５は、エラー応答を受信することで、ユーザエージェント４０６の生存を確認することが出来る。もし、中継装置４０４が発行したＩＮＶＩＴＥメッセージに対して、ユーザエージェント４０６から一定時間、応答が得られない場合、セッション継続性識別部５０５はユーザエージェント４０６に障害が発生したと判断し、ーザエージェント４０６が形成しているセッション情報をセッション管理部５０４から抽出し、セッションの解放処理を行う。

上記のような処理を中継装置４０４のセッション継続性識別部５０５が定期的に実行することで、ユーザエージェントの生存を識別する。

また、ユーザエージェントの生存を確認するメッセージとして、ＳＩＰメッセージを利用する以外にも、「ｐｉｎｇ」のようなユーザエージェント端末そのものの生存確認を可能とするメッセージを利用する方法、ＡＲＰのようなネットワークレベルでの生存確認を可能とするメッセージを利用する方法がある。

また、中継装置４０４、４０５が、セッションを形成するユーザエージェントから送信されるＳＩＰメッセージに含まれるシーケンス番号の連続性及び単調増加性を監視し、シーケンス番号の増加性に大きな変化が見られた場合、ユーザエージェントが再起動したと判断する方法がある。その方法について詳細に説明する。

ユーザエージェント間でやりとりされるＳＩＰメッセージにはトランザクションを識別するためにシーケンス番号が付与される。図９に示すように、同一のユーザエージェント（図９におけるユーザエージェント４０６）から発信されるＳＩＰメッセージに含まれるシーケンス番号を、トランザクション毎に連続的に増加させる（例えば、前回のシーケンス番号に「１」を加算する）。

図９及び図１０では説明を分かり易くするために、「ＳＩＰ／ＣＳｅｑ＝ＸＸＸ」という表記を行っており、実際のＳＩＰメッセージとフォーマットが異なっている。ＣＳｅｑはシーケンス番号を示しており、「ＳＩＰ／ＣＳｅｑ＝ＸＸＸ」でシーケンス番号が「ＸＸＸ」のＳＩＰメッセージであることを意味する。また、図９及び図１０において中継装置４０４は、ユーザエージェント４０６から他ユーザエージェントやプロキシサーバに送信されるメッセージを中継しているが、その処理について記載していない。

ユーザエージェントが再起動した場合、シーケンス番号の初期値がランダムに選択され、そこからＳＩＰメッセージを送信するたびに連続的に増加していく。

図１０では、ユーザエージェント４０６が発信するメッセージのシーケンス番号は「１０１」、「１０２」と増加する。ユーザエージェント４０６が、障害の発生により再起動を行い、シーケンス番号の初期値として「１０００」を選択し、シーケンス番号「１０００」のＳＩＰメッセージを発信した場合、次に送信するＳＩＰメッセージは「１００１」となる。

中継装置４０４のセッション継続性識別部５０５は、ユーザエージェント４０６が発信するＳＩＰメッセージに含まれるシーケンス番号を記憶する。図９のように、ユーザエージェント４０６から発信されるＳＩＰメッセージのシーケンス番号が連続的に単調増加する場合、セッション継続性識別部５０５はユーザエージェント４０６に異常は発生していないと判断する。

図１０にあるように、ユーザエージェント４０６が発信するＳＩＰメッセージのシーケンス番号に大きな変化があった場合、セッション継続性識別部５０５は、ユーザエージェント４０６が何らかの障害により再起動したと判断し、セッション継続性識別部５０５は、ユーザエージェント４０６が形成しているセッション情報をセッション管理部５０４から抽出し、セッションの解放処理を行う。

さらに、中継装置４０４、４０５が、ＶｏＩＰのように定期的にデータの送受信が行われるアプリケーションにおいて、データの送受信が一定時間行われなくなったことを検出した場合、ユーザエージェントに問題が発生したと判断する方法がある。その方法について詳細に説明する。

ユーザエージェント間でＶｏＩＰやＶｏＤのようなアプリケーションセッションを形成する場合、図１１に示すシーケンス図に従って処理を行う。図１１は、ユーザエージェント４０６とユーザエージェント４０８が音声通信を行う際のシーケンス図である。図１１では、通信先であるユーザエージェント４０８の動作については記載していないがユーザエージェント４０６と対称的に動作する。

ユーザエージェント４０６は、通信先のユーザエージェント４０８にセッション形成を依頼する“ＩＮＶＩＴＥ”メッセージを、中継装置４０４を通じて送信する。

“ＩＮＶＩＴＥ”メッセージにはＳＤＰ（ＳｅｓｓｉｏｎＤｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）と呼ばれる情報が付与されており、通信に利用する映像や音声のコーデックや通信時のポート番号等の情報をユーザエージェント間で決定するための情報が付与される。ユーザエージェント４０６とユーザエージェント４０８間でＳＤＰの交換が完了すると、音声通信のセッションが形成されたことになる。

ユーザエージェント４０６はＳＤＰに記載された音声コーデックでデータを符号化し、ＳＤＰに記載されたユーザエージェント４０８の通信ポート番号にＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅＴｒａｎｓｐｏｒｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）パケットの送信を行う。

一般的には、音声データを送信するＲＴＰパケットは、一定間隔、例えば、２０ミリ秒間隔で送信される。音声通話終了時には、ユーザエージェント４０６は“ＢＹＥ”メッセージをユーザエージェント４０８に送信し、音声通話セッションの終了処理を行う。

中継装置４０４は、定期的にデータが送信される音声通話のようなアプリケーションにおいて、“ＢＹＥ”メッセージの送受信が行われる前に、本来送受信されるべきデータのやりとりが途切れた場合、ユーザエージェントの障害を判定することが可能となる。

中継装置４０４の具体的な動作について、図１２を用いて説明する。セッション継続性識別部５０５は、ユーザエージェント４０６が送信する“ＩＮＶＩＴＥ”メッセージに含まれるＳＤＰの内容を確認することで、アプリケーション種別を確認する。

ＳＤＰから推測されるアプリケーション種別が音声通話のような連続的にデータの送受信が行われるアプリケーションだと判定した場合、中継装置４０４のセッション継続性識別部５０５は、その後、ユーザエージェント４０６とユーザエージェント４０８の間で送受信されるデータパケットの継続性を確認する。

ユーザエージェント４０６に障害が発生した場合、それまで定期的に発信されていたＲＴＰパケットの送受信が行われなくなる。セッション継続性識別部５０５は、“ＢＹＥ”メッセージによりセッション終了が明示的に示される前に、ＲＴＰパケットの送受信が停止したことから、ユーザエージェント４０６の障害の可能性を検知する。

セッション継続性識別部５０５は、ユーザエージェント４０６の生存を確認するため、ユーザエージェント４０６に対し、先に説明したような生存確認メッセージ（例えば、ｐｉｎｇ）を送信する。応答が得られない場合、セッション継続性識別部５０５はユーザエージェント４０６に障害が発生したと判断し、セッション継続性識別部５０５は、ユーザエージェント４０６が形成しているセッション情報をセッション管理部５０４から抽出し、セッションの解放処理を行う。

（第１の実施の形態の効果）
次に、本実施の形態の発明の効果について説明する。本実施の形態の第一の効果は、余分な課金発生を防止することが可能となることである。その理由は、セッションを形成するアプリケーションもしくはユーザエージェントの生存状態を監視することで、セッションが終了していることをより短い時間で検出し、セッションの解放処理を実行できるためである。

（第２の実施の形態）
図１３は、本発明の第２の実施の形態による中継装置の構成図である。図１３を参照すると、第２の実施の形態による中継装置６００は、ＳＩＰトランザクション管理部６０１、ＳＩＰトランスポート６０２、ＵＡ登録管理部６０３、セッション管理部６０４、セッション継続性識別部６０５、外部記憶部６０６を備えている。

外部記憶部６０６を除く、ＳＩＰトランザクション管理部６０１、ＳＩＰトランスポート６０２、ＵＡ登録管理部６０３、セッション管理部６０４、セッション継続性識別部６０５については、図２に示す第１の実施の形態による中継装置の構成要素と同一であるため、それらの説明は省略し、外部記憶部６０６の動作のみ説明する。

外部記憶部６０６は、ＵＡ登録管理部６０３、セッション管理部６０４、セッション継続性識別部６０６がメモリ上に管理・記録している情報を格納し、永続性を付与する装置である。ＵＡ登録管理部６０３、セッション管理部６０４、セッション継続性識別部６０６は、自身が管理・記録する情報に何らかの変更があった場合、外部記憶部６０６にその変更を反映させる。

上記のような外部記憶部６０６にＵＡ登録管理及びセッション管理に関する情報を保存することにより、中継装置が障害等の事情で再起動したとしても、メモリ上に置かれていたＵＡ登録管理及びセッション管理に関する情報を、再起動前の状態に復旧させることができる。

（第２の実施の形態の効果）
次に、本実施の形態の効果について説明する。第１の実施の形態で得られる効果に加え、中継装置が何らかの事情で再起動したとしても、上述した第１の実施の形態による効果を継続して提供できることである。その理由は、従来、メモリ上に置かれていたＵＡ登録管理及びセッション管理に関する情報を永続的に記憶可能な外部記憶部６０６に保存しておくことで、障害等により再起動した場合でも、再起動前の状態を復旧させることが可能なためである。

次に、本発明の具体的な実施例について説明する。図１４は、映像配信システムに本発明による中継装置を適用した実施例の構成を示す図である。この実施例では、本発明による中継装置を、ホームゲートウェイ１００３として適用している。

図１４に示す映像配信システムは、品質制御を可能とするネットワーク１００１、映像を視聴する装置であるセットトップボックス１００２、セットトップボックス１００２とネットワーク１００１の間に存在するホームゲートウェイ１００３、ネットワーク１００１を通じて、映像配信サービスを提供するストリームサーバ１００４、ネットワーク１００１の品質制御機能を活用し、映像配信セッションへの高い配信品質を提供するために映像配信セッションの状態管理及び課金情報を管理するプロキシサーバ１００５、１００６で構成される。

セットトップボックス１００２は、その起動時に自身の情報を登録するため、プロキシサーバ１００５にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを送信する。ホームゲートウェイ１００３は、送信されたＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを中継する際、セットトップボックス１００２の存在を検出し、その情報を登録する。

本実施例によるＳＩＰトランザクションの処理シーケンス例である図１５に示すように、セットトップボックス１００２は、その後、定期的に、例えば、１時間毎にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージをプロキシサーバ１００５に送信し、自身の情報を更新する。

ホームゲートウェイ１００３は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを中継する際に、今回発行されたＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信時刻と、前回のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信時刻から想定される次回のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信時刻とを比較し、セットトップボックス１００２に障害等が発生していないことを確認する。

映像配信サービスを開始する際、セットトップボックス１００２は、ストリームサーバ１００４に視聴要求を発行する。視聴要求が発行されると、プロキシサーバ１００５及びプロキシサーバ１００６は、セットトップボックス１００２とストリームサーバ１００４を結ぶ高品質な映像配信を実現するためのネットワーク経路をネットワーク１００１に形成し、その映像配信セッションの状態管理を開始する。ホームゲートウェイ１００３も同様に視聴要求を中継する際に、形成される映像配信セッション情報を抽出し、記憶する。

映像配信セッションが形成されると、ストリームサーバ１００４からセットトップボックス１００２に映像データの配信が開始され、セットトップボックス１００２を通じて、ユーザは映像視聴を行う。

このとき、何らかの事故、例えば、セットトップボックス１００２のコンセントを抜いてしまった等により、セットトップボックス１００２が再起動したと仮定する。

セットトップボックス１００２は、再起動時に、プロキシサーバ１００２にＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを発行する。ホームゲートウェイ１００３は、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを中継した際、今回発行されたＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信時刻と、前回のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信時刻から想定される次回のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信時刻とを比較し、今回発行されたＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージが許容範囲（障害判定許容区間）を超えたタイミングで受信されているため、セットトップボックス１００２が何らかの異常により再起動を行ったと判断する。

ホームゲートウェイ１００３は、セットトップボックス１００２が形成しているセッション、本実施例では、ストリームサーバ１００４との映像配信セッションは既に終了していると判断し、セットトップボックス１００２が形成しているセッションの解放処理をプロキシサーバ１００５及びプロキシサーバ１００６に指示する。

プロキシサーバ１００５及びプロキシサーバ１００６は、ホームゲートウェイ１００３の指示に基づき、ネットワーク１００１上で確保したネットワーク経路のリソースを解放し、また、管理していた映像配信セッションを破棄する。

また、セットトップボックス１００２が再起動したタイミングが、ホームゲートウェイ１００３が管理する次回受信するＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信時刻と重なってしまう場合がある。

この場合、ホームゲートウェイ１００３は、セットトップボックス１００２からの定期的なＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信による生存確認に加え、例えば、ホームゲートウェイ１００３がセットトップボックス１００２に対し、想定される次回のＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの受信時刻の期間（障害判定許容区間）において、例えば、１分毎に、セットトップボックス１００２を識別するＵＲＩ以外のＵＲＩを付与したＩＮＶＩＴＥメッセージを発信することで、セットトップボックス１００２の生存確認を行う。

ホームゲートウェイ１００３が発信したＩＮＶＩＴＥメッセージに対し、セットトップボックス１００２からエラーメッセージが得られた場合はセットトップボックス１００２の生存を確認できる。セットトップボックス１００２から一定時間応答がない場合、ホームゲートウェイ１００３は、セットトップボックス１００２に何らかの障害が発生したと判断し、セットトップボックス１００２が形成しているセッションの解放処理をプロキシサーバ１００５及びプロキシサーバ１００６に指示する。

本実施例によれば、セットトップボックス等に異常が発生した場合に、映像配信セッションの継続性を判断し、必要に応じてセッションを切断することで、余分な課金を防止することが可能となる。

以上好ましい実施の形態と実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも、上記実施の形態及び実施例に限定されるものでなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。

本発明の第１の実施の形態による中継装置を適用したネットワークシステム全体の接続関係を示す構成図である。本発明の第１の実施の形態による中継装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施の形態における全体の動作を説明するフローチャートである。本発明の第１の実施の形態においてユーザエージェントが自身が生存していることをプロキシサーバに通知する処理シーケンスである。本発明の第１の実施の形態における中継装置のＵＡ登録管理部で管理されるユーザエージェントに関する情報テーブルの構成例を示す図である。本発明の第１の実施の形態においてユーザエージェントに何らかの異常が発生し、再起動した場合の処理シーケンスである。本発明の第１の実施の形態におけるユーザエージェント間のＳＩＰトランザクションの処理シーケンスである。本発明の第１の実施の形態におけるユーザエージェントと中継装置のＳＩＰトランザクションの処理シーケンスである。本発明の第１の実施の形態におけるユーザエージェントが発信するＳＩＰメッセージのシーケンス番号の増加を示す図である。本発明の第１の実施の形態におけるユーザエージェント障害時に、ユーザエージェントが発信するＳＩＰメッセージのシーケンス番号の変化を示す図である。本発明の第１の実施の形態における音声配信実施時の開始から終了までのシーケンス図である。本発明の第１の実施の形態におけるユーザエージェントが音声配信を開始し、その途中で障害が発生した場合のシーケンス図である。本発明の第２の実施の形態による中継装置の構成を示すブロック図である。映像配信システムに本発明による中継装置を適用した実施例を示す図である。図１４の実施例におけるセットトップボックスとホームゲートウェイとの処理シーケンス図である。本発明の第１の実施の形態による中継装置のハードウェア構成を示す図である。従来の音声通信を行うアプリケーションにおけるネットワークシステムの構成例を示す図である。従来のプロキシサーバの構成例を示す図である。従来のプロキシサーバのセッション管理部が管理する情報テーブルの構成例を示す図である。

符号の説明

４０１：ネットワーク
４０２、４０３：プロキシサーバ
４０４、４０５、６００：中継装置
４０６、４０７、４０８、４０９：ユーザエージェント
５０１、６０１：ＳＩＰトランザクション管理部
５０２、６０２：ＳＩＰトランスポート
５０３、６０３：ＵＡ登録管理部
５０４、６０４：セッション管理部
５０５、６０５：セッション継続性識別部
６０６：外部記憶部
８００：情報テーブル
１００１：ネットワーク
１００２：セットトップボックス
１００３：ホームゲートウェイ
１００４：ストリームサーバ
１００５、１００６：プロキシサーバ

Claims

ＳＩＰによるセッション管理を行うネットワークシステムでユーザエージェント間の通信を中継する中継装置であって、
ＳＩＰメッセージの送受信を制御するＳＩＰトランスポートと、
ＳＩＰメッセージのトランザクションを管理するＳＩＰトランザクション管理部と、
前記ユーザエージェントの情報を管理するユーザエージェント登録管理部と、
前記ユーザエージェントが形成するセッション状態を管理するセッション管理部と、
前記ユーザエージェントによるセッションの継続性を判断し、セッションの継続性が失われている場合に該当セッションの解放処理を行うセッション継続性識別部と
を備えることを特徴とする中継装置。
前記ユーザエージェント登録管理部が、
前記ユーザエージェント毎に、前記ユーザエージェントから次回送信される登録メッセージの受信時刻を記録した登録処理受信時刻と、メッセージ送信に要する処理遅延等を考慮した障害判定許容期間を情報として保持する情報テーブルを有し、
前記セッション継続性識別部は、
前記ユーザエージェントから送信された前記登録メッセージを受信した時刻と前記情報テーブルの前記登録処理受信時刻とを比較し、その差が前記障害判定許容期間を外れている場合に、前記ユーザエージェントに異常が発生して前記セッションの継続性が失われていると判断し、該当セッションの解放処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
前記セッション継続性識別部は、
前記ユーザエージェントから送信された前記登録メッセージを中継した際に、前記登録メッセージから前記ユーザエージェントの情報を抽出し、当該ユーザエージェントに対する前記情報テーブルの前記登録処理受信時刻と前記登録メッセージを受信した時刻とを比較し、その差が前記障害判定許容期間を外れているかどうかを判定することを特徴とする請求項２に記載の中継装置。
前記セッション継続性識別部は、
前記ユーザエージェントに対し、前記ユーザエージェントが生存している場合にエラーが返されるＳＩＰトランザクションメッセージを送信し、その応答が得られない場合に、前記ユーザエージェントが生存しておらず、前記セッションの継続性が失われていると判断し、該当セッションの解放処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
前記セッション継続性識別部は、
前記ユーザエージェントから送信されるＳＩＰメッセージに含まれるシーケンス番号の連続性及び増加性を監視し、前記シーケンス番号の増加性に大きな変化を検出した場合に、前記ユーザエージェントに異常が発生して前記セッションの継続性が失われていると判断することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
前記セッション継続性識別部は、
定期的にデータの送受信が行われるアプリケーションにおいて、データの送受信が一定時間以上行われなくなったことを検出した場合、前記ユーザエージェントの異常の可能性を判断することを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
前記セッション継続性識別部は、
異常の可能性のある前記ユーザエージェントに対し、生存確認メッセージを送信し、応答が得られない場合、前記ユーザエージェントに障害が発生したと判断し、前記セッションの継続性が失われていると判断することを特徴とする請求項７に記載の中継装置。
前記ユーザエージェント登録管理部、前記セッション管理部、前記セッション継続性識別部が保持する情報を永続的に保存する外部記憶部を備えることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の中継装置。
ＳＩＰによるセッション管理を行うネットワークシステムにおいて、
前記ユーザエージェント間の通信を中継する中継装置が、
ＳＩＰメッセージの送受信を制御するＳＩＰトランスポートと、
ＳＩＰメッセージのトランザクションを管理するＳＩＰトランザクション管理部と、
前記ユーザエージェントの情報を管理するユーザエージェント登録管理部と、
前記ユーザエージェントが形成するセッション状態を管理するセッション管理部と、
前記ユーザエージェントによるセッションの継続性を判断し、セッションの継続性が失われている場合に該当セッションの解放処理を行うセッション継続性識別部と
を備えることを特徴とするネットワークシステム。
前記中継装置の前記ユーザエージェント登録管理部が、
前記ユーザエージェント毎に、前記ユーザエージェントから次回送信される登録メッセージの受信時刻を記録した登録処理受信時刻と、メッセージ送信に要する処理遅延等を考慮した障害判定許容期間を情報として保持する情報テーブルを有し、
前記中継装置の前記セッション継続性識別部は、
前記ユーザエージェントから送信された前記登録メッセージを受信した時刻と前記情報テーブルの前記登録処理受信時刻とを比較し、その差が前記障害判定許容期間を外れている場合に、前記ユーザエージェントに異常が発生して前記セッションの継続性が失われていると判断し、該当セッションの解放処理を行うことを特徴とする請求項９に記載のネットワークシステム。
前記中継装置の前記セッション継続性識別部は、
前記ユーザエージェントから送信された前記登録メッセージを中継した際に、前記登録メッセージから前記ユーザエージェントの情報を抽出し、当該ユーザエージェントに対する前記情報テーブルの前記登録処理受信時刻と前記登録メッセージを受信した時刻とを比較し、その差が前記障害判定許容期間を外れているかどうかを判定することを特徴とする請求項１０に記載のネットワークシステム。
前記中継装置の前記セッション継続性識別部は、
前記ユーザエージェントに対し、前記ユーザエージェントが生存している場合にエラーが返されるＳＩＰトランザクションメッセージを送信し、その応答が得られない場合に、前記ユーザエージェントが生存しておらず、前記セッションの継続性が失われていると判断し、該当セッションの解放処理を行うことを特徴とする請求項９に記載のネットワークシステム。
前記セッション継続性識別部は、
前記ユーザエージェントから送信されるＳＩＰメッセージに含まれるシーケンス番号の連続性及び増加性を監視し、前記シーケンス番号の増加性に大きな変化を検出した場合に、前記ユーザエージェントに異常が発生して前記セッションの継続性が失われていると判断することを特徴とする請求項９に記載のネットワークシステム。
前記中継装置の前記セッション継続性識別部は、
定期的にデータの送受信が行われるアプリケーションにおいて、データの送受信が一定時間以上行われなくなったことを検出した場合、前記ユーザエージェントの異常の可能性を判断することを特徴とする請求項９に記載のネットワークシステム。
前記中継装置の前記セッション継続性識別部は、
異常の可能性のある前記ユーザエージェントに対し、生存確認メッセージを送信し、応答が得られない場合、前記ユーザエージェントに障害が発生したと判断し、前記セッションの継続性が失われていると判断することを特徴とする請求項１４に記載のネットワークシステム。
前記中継装置が、前記ユーザエージェント登録管理部、前記セッション管理部、前記セッション継続性識別部が保持する情報を永続的に保存する外部記憶部を備えることを特徴とする請求項９から請求項１５の何れか１項に記載のネットワークシステム。
ＳＩＰによるセッション管理を行うネットワークシステムでユーザエージェント間の通信を中継する中継装置上で動作し、
前記中継装置に、
ＳＩＰメッセージの送受信を制御するＳＩＰトランスポート機能と、
ＳＩＰメッセージのトランザクションを管理するＳＩＰトランザクション管理機能と、
前記ユーザエージェントの情報を管理するユーザエージェント登録管理機能と、
前記ユーザエージェントが形成するセッション状態を管理するセッション管理機能と、
前記ユーザエージェントによるセッションの継続性を判断し、セッションの継続性が失われている場合に該当セッションの解放処理を行うセッション継続性識別機能を実行させることを特徴とする中継処理プログラム。
前記ユーザエージェント登録管理機能は、
前記ユーザエージェント毎に、前記ユーザエージェントから次回送信される登録メッセージの受信時刻を記録した登録処理受信時刻と、メッセージ送信に要する処理遅延等を考慮した障害判定許容期間を情報として保持し、
前記セッション継続性識別機能は、
前記ユーザエージェントから送信された前記登録メッセージを受信した時刻と前記登録処理受信時刻とを比較し、その差が前記障害判定許容期間を外れている場合に、前記ユーザエージェントに異常が発生して前記セッションの継続性が失われていると判断し、該当セッションの解放処理を行うことを特徴とする請求項１７に記載の中継処理プログラム。
前記セッション継続性識別機能は、
前記ユーザエージェントから送信された前記登録メッセージを中継した際に、前記登録メッセージから前記ユーザエージェントの情報を抽出し、当該ユーザエージェントに対する前記情報テーブルの前記登録処理受信時刻と前記登録メッセージを受信した時刻とを比較し、その差が前記障害判定許容期間を外れているかどうかを判定することを特徴とする請求項１８に記載の中継処理プログラム。
前記セッション継続性識別機能は、
前記ユーザエージェントに対し、前記ユーザエージェントが生存している場合にエラーが返されるＳＩＰトランザクションメッセージを送信し、その応答が得られない場合に、前記ユーザエージェントが生存しておらず、前記セッションの継続性が失われていると判断し、該当セッションの解放処理を行うことを特徴とする請求項１７に記載の中継処理プログラム。
前記セッション継続性識別機能は、
前記ユーザエージェントから送信されるＳＩＰメッセージに含まれるシーケンス番号の連続性及び増加性を監視し、前記シーケンス番号の増加性に大きな変化を検出した場合に、前記ユーザエージェントに異常が発生して前記セッションの継続性が失われていると判断することを特徴とする請求項１７に記載の中継処理プログラム。
前記セッション継続性識別機能は、
定期的にデータの送受信が行われるアプリケーションにおいて、データの送受信が一定時間以上行われなくなったことを検出した場合、前記ユーザエージェントの異常の可能性を判断することを特徴とする請求項１７に記載の中継処理プログラム。
前記セッション継続性識別機能は、
異常の可能性のある前記ユーザエージェントに対し、生存確認メッセージを送信し、応答が得られない場合、前記ユーザエージェントに障害が発生したと判断し、前記セッションの継続性が失われていると判断することを特徴とする請求項２２に記載の中継処理プログラム。