JP2008277968A

JP2008277968A - Ｉｐ電話通信システムおよびｉｐ電話通信方法

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Publication number: JP2008277968A
Application number: JP2007116781A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Mitomi; 啓智三富
Original assignee: NEC Infrontia Corp
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2027-04-26
Also published as: JP5125207B2

Abstract

【課題】IP電話通信システムにおいてクライアントがサーバの現状を適切に認識するための技術を提供する。
【解決手段】一対のサーバ装置間で互いの稼動状態の変化を監視する（S1）。クライアント装置は、一方のサーバ装置に対し自機の位置情報を登録するための第１の呼制御メッセージを送信する（S2）。第１の呼制御メッセージを受信したサーバ装置は、位置情報を記録し（S4）、位置情報を他方のサーバ装置へ通知する（S5）。位置情報を通知されたサーバ装置は、他方のサーバ装置における稼動状態の変化を検知したとき（S7）、第１の呼制御メッセージの宛先を自装置とするようクライアント装置へ指示するための第２の呼制御メッセージを送信する（S8）。クライアント装置は、第２の呼制御メッセージを受信したとき、メッセージにより指示された宛先を設定した第１の呼制御メッセージを送信する（S10,S11）。
【選択図】図５

Description

本発明は、IPネットワークを利用した電話通信システムに関し、特に、冗長構成されたサーバ装置を備えるシステムに関する。

IPネットワークを利用した電話通信システムに適用される呼制御プロトコルとして、例えば、RFC3261準拠のSIP（Session Initiation Protocol）がある。また、電話通信システムにおけるサーバの障害対策として、サーバの冗長構成が知られている。冗長構成とは、優先的に用いるサーバの他に、その代用としてのサーバを配備するというものである。

冗長構成を採用したシステムでは、停電等により正常系のサーバに障害が発生して動作が停止すると、自動的に予備系のサーバが作動する。それ以降、クライアントとなる電話機は、予備系のサーバに接続して通信を行う。

上記のような冗長構成のSIPサーバを用いた技術が、例えば、後述の特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のシステムは、各SIPサーバの優先順位及び利用可否の情報をIP電話端末に登録しておき、利用可能に登録されたSIPサーバへの発信要求に応答が得られない場合、そのサーバの登録を利用不可に変更すると共に、他のサーバに発信要求を行う。これにより、複数のSIPサーバの効率的な利用を図る。
特開２００６−２３７９５０号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のシステムにあっては、クライアントとなる電話機が複数のSIPサーバの情報を常時管理する必要があるため、電話機に処理負荷がかかる。また、利用可能として電話機に登録されたSIPサーバであっても、実際は利用不可の場合もあり、電話機側の登録内容をサーバの現状に対応させることは困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、IP電話通信システムにおいてクライアントがサーバの現状を適切に認識するための技術を提供することにある。

本発明に係るIP電話通信システムは、IPネットワークに接続されたクライアント装置および一対のサーバ装置を備え、前記クライアント装置は、前記一対のサーバ装置の一方に対し自機の位置情報を登録するための第１の呼制御メッセージを送信する手段と、前記第１の呼制御メッセージに設定すべき宛先を認識する手段とを有し、前記一対のサーバ装置は、前記クライアント装置から前記第１の呼制御メッセージを受信したとき当該位置情報を記録し且つ該位置情報を他方のサーバ装置へ通知する手段と、他方のサーバ装置における稼動状態の変化を監視する手段と、前記第１の呼制御メッセージの宛先を自装置とするよう前記クライアント装置へ指示するための第２の呼制御メッセージを他方のサーバ装置の稼動状態が変化したときに前記クライアント装置へ送信する手段とを有し、前記クライアント装置は、前記第２の呼制御メッセージを受信したとき、前記第２の呼制御メッセージにより指示された宛先を設定した第１の呼制御メッセージを送信する。

本発明によれば、クライアント装置は、各サーバ装置の稼動状態を管理することなく、位置情報の登録先となるサーバ装置を把握することができる。これにより、クライアント装置の処理負荷が軽減されると共に、サーバ装置への位置登録を速やかに済ませることができる。

図１に、本発明の実施形態のシステム構成を示す。システム10Aは、IPパケットが伝送されるIPネットワーク103に接続された正常系のIP電話装置100及び予備系のIP電話装置101と、複数の電話機102とを備える。

正常系及び予備系のIP電話装置（100, 101）は、本発明のIP電話通信システムにおける一対のサーバ装置に対応する。予備系のIP電話装置101は、正常系のIP電話装置100に障害が発生した場合の代用として用意されたものである。電話機102は、本発明におけるクライアント装置に対応する。

図２に、各IP電話装置（100,101）の機能的な構成を示す。LANインタフェース201は、IPネットワーク103によりIPパケットを送受信するためのインタフェースである。IPパケット解析部202は、受信したIPパケットを解析し、パケットの内容をSIPメッセージ、共有データ、キープアライブメッセージ等に振り分ける。また、パケット送信時にはIPパケットを生成する。呼制御部204は、SIPサーバ機能としてのSIPメッセージ呼制御を行う機能を備える。

SIPメッセージ処理部203は、IPパケット解析部202より振り分けられたSIPメッセージを解析して電話機102の位置情報（IPアドレス）を取得し、それを電話機位置情報保管部205へ登録する。電話機位置情報保管部205は、内線番号をキーとして位置情報を登録するための図３（ａ）に示すような電話機位置情報管理テーブル301を有する。電話機位置情報保管部205は、電話機位置情報管理テーブル301の登録内容が更新されたとき、その旨を保持情報共有処理部206へ通知する。

冗長IP電話装置位置情報保管部207には、他方のIP電話装置の位置情報（IPアドレス）が、図３（ｂ）に示すような冗長IP電話装置位置情報302として保存される。具体的には、正常系のIP電話装置100には予備系のIP電話装置101の位置情報（302）が保存されており、予備系のIP電話装置101には正常系のIP電話装置100の位置情報（302）が保存されている。これらの情報は、予めユーザインタフェース部209を介して管理者等により入力される。

保持情報共有処理部206は、電話機位置情報保管部205より電話機位置情報管理テーブルの更新通知を受けたとき、冗長IP電話装置位置情報保管部207を参照して、予備系のIP電話装置101へ更新内容を通知する。予備系のIP電話装置101は、正常系のIP電話装置100から通知された内容を電話機位置情報保管部205へ保存する。

キープアライブ処理部208は、冗長IP電話装置位置情報保管部207を参照し、他方のIP電話装置に対しキープアライブメッセージを送受信する機能を備える。キープアライブメッセージは、それを授受する装置間で互いの稼動状態を監視するための従来知られたメッセージである。予備系のIP電話装置101のキープアライブ処理部208は、予め設定された期間のタイムアウトを検知したとき、すなわち正常系のIP電話装置100の稼動停止を検知したとき、その旨を呼制御部204へ通知する。

図４に、電話機102の機能的構成を示す。電話機102のLANインタフェース401、IPパケット解析部402、SIPメッセージ処理部403および呼制御部404は、基本的には、図２に示すIP電話装置のそれらと同様な機能を果たす。電話機102は、登録先情報411として保存されているIP電話装置100またはIP電話装置101のIPアドレスに宛てて、自機の位置情報（IPアドレス）410を登録するためのSIPメッセージを送信する。

図５に示すシーケンスを参照して、システムの全体的な動作について説明する。事前に、各IP電話装置（100,101）において、ユーザインタフェース209により、他方のIP電話装置のIPアドレスを冗長IP電話装置位置情報302（図３）として保存する。電話機102の登録先情報411には、正常系のIP電話装置100のIPアドレスが初期値として設定されている。

予備系IP電話装置101は、正常系IP電話装置100との間でキープアライブのIPパケットを授受することにより、IP電話装置100が稼動しているかどうかを監視する（ステップS1）。この間、電話機102のユーザがIP通話を行うべく操作を行うと、電話機102は、自機の位置情報を登録するための「REGISTER」のSIPメッセージを正常系IP電話装置100へ送信する（ステップS2）。この「REGISTER」メッセージは、本発明における第１の呼制御メッセージに対応するものである。

正常系のIP電話装置100は、電話機102から「REGISTER」メッセージを受信すると、登録を承諾した旨を示す「200 OK」のSIPメッセージを返信する（ステップS3）。また、「REGISTER」メッセージに含まれる電話機102のIPアドレスを抽出して、電話機位置情報管理テーブル301（図３）へ登録する（ステップS4）。IP電話装置100は、この登録処理によるテーブルの更新データを予備系のIP電話装置101へ通知する（ステップS5）。

予備系のIP電話装置101は、正常系のIP電話装置100からの更新データを自機の電話機位置情報管理テーブル301へ保存する（ステップS6）。これにより、正常系及び予備系間でテーブルの情報が共通化される。

その後、予備系のIP電話装置101が、キープアライブ処理において正常系のIP電話装置100の稼動停止を検知すると（ステップS7）、正常系に代わって動作すべく、電話機102に対し自装置への位置情報の登録を指示する。すなわち、位置情報の登録先を正常系から予備系へ変更するよう指示するためのSIPメッセージを電話機102へ送信する（ステップS8）。

位置情報の登録先を変更するためのSIPメッセージには、送信タイミングが任意である「OPTIONS」を用いる。「OPTIONS」メッセージは、本発明における第２の呼制御メッセージに対応するものである。「OPTIONS」メッセージの宛先には、正常系のIP電話装置100から通知されて電話機位置情報管理テーブル301へ保存した電話機102のIPアドレスを設定する。

電話機102は、予備系のIP電話装置101から「OPTIONS」メッセージにより登録先の変更指示を受けると、それに承諾する旨を示す「200 OK」を返信し（ステップS9）、自機の登録先情報411を正常系のアドレスから予備系のものに変更する（ステップS10）。そして、予備系のIP電話装置101に対し「REGISTER」メッセージを送信することで、新たに位置情報の登録を行う（ステップS11,S12）。

図６に示すフローチャートを参照して、上記の一連の処理（図５）における正常系のIP電話装置100の動作を説明する。IP電話装置100は、IPネットワーク103からLANインタフェース201を介してIPパケットを受信すると、IPパケット解析部202にてIPパケットを解析し（ステップA1）、メッセージ種別を識別する（ステップA2）。受信したIPパケットがSIPメッセージの場合は、そのメッセージをSIPメッセージ処理部203にて解析し（ステップA3）、メッセージ種別を識別する（ステップA4）。

識別の結果、メッセージ種別が「REGISTER」の場合は、メッセージの送信元となる電話機102の位置情報（IPアドレス）をメッセージから抽出し（ステップA5）、それを電話機位置情報管理テーブル301へ登録する（ステップA6）。また、IP電話装置100は、電話機102に対し、位置情報の登録を許可することを示す「200 OK」を送信する（ステップA7）。

上記のように正常系のIP電話装置100にて電話機位置情報管理テーブル301が更新されると、保持情報共有処理部205が、冗長IP電話装置位置情報302を参照し（ステップA8）、予備系IP電話装置101のIPアドレスに宛てて更新データを送信する（ステップA9）。

一方、正常系のIP電話装置100にて受信したIPパケットの識別結果（ステップA2）がキープアライブメッセージの場合、キープアライブ処理部208が、メッセージを解析し（ステップA10）、送信元情報を抽出する（ステップA11）。そして、送信元となる予備系IP電話装置101に対して、キープアライブ処理部208がキープアライブメッセージ応答を送信する（ステップA12）。

図７に示すフローチャートを参照して、正常系に対する予備系の動作について説明する。予備系のIP電話装置101は、IPネットワーク103からLANインタフェース201を介してIPパケットを受信すると、IPパケット解析部202にてIPパケット解析を行い（ステップB1）、メッセージ種別を識別する（ステップB2）。

識別の結果、正常系のIP電話装置100からの更新データである場合は、更新データを保持情報共有部205が解析して電話機102のIPアドレスを抽出し（ステップB3,B4）、そのIPアドレスを電話機位置情報管理テーブル301へ登録する（ステップB5）。

また、受信したIPパケットが、正常系のIP電話装置100からのキープアライブメッセージ応答の場合、キープアライブ処理部208がキープアライブメッセージを解析し、送信元情報を抽出する（ステップB6,B7）。そして、キープアライブタイマーを更新し（ステップB8）、正常系IP電話装置100に対して新たなキープアライブメッセージを送信する（ステップB9）。

図８に示すフローチャートを参照して、正常系に障害が発生した場合の予備系IP電話装置101の動作について説明する。正常系の動作が停止することにより、予備系IP電話装置101にてキープアライブタイマーがタイムアウトすると（ステップC1）、呼処理部204が正常系の稼動が停止したと判断する。これを契機に、予備系IP電話装置101は、正常系としての稼動を開始する。

SIPメッセージ処理部204は、電話機位置情報管理テーブル301を検索し（ステップC2）、登録されたIPアドレスが存在した場合は、IPアドレスを読み出し、そのアドレスを宛先とする前述の「OPTIONS」メッセージを送信する（ステップC3,C4）。送信される「OPTIONS」メッセージには、予備系IP電話装置101のIPアドレスが設定されている。これにより、電話機102に対し、位置情報の登録先を正常系のIP電話装置100から予備系のIP電話装置101へ変更するよう指示される。

図９に示すフローチャートを参照して、登録先の変更を指示される電話機102の動作について説明する。電話機102は、受信したSIPメッセージを解析して、メッセージ種別を識別する（ステップD1,D2）。

識別の結果、メッセージ種別が「OPTIONS」の場合、そのメッセージの送信元である予備系IP電話装置101のIPアドレスをメッセージから抽出し（ステップD3）、抽出したアドレス宛に、「OPTIONS」に対する応答メッセージ（200 OK）を送信する（ステップD4）。さらに、予備系IP電話装置101に対し、「REGISTER」メッセージを送信することにより、新たな位置登録を行う（ステップD5）。

なお、稼動が停止した正常系のIP電話装置100は、障害が解消されて稼動可能な状態となった場合、直ちに正常系として復帰してもよいが、現時点で正常系として稼動しているIP電話装置101に対する予備系として動作してもよい。その場合、IP電話装置100は、上記の予備系（101）の手順に沿って動作する。

このように、上記実施形態は、正常系の稼動停止を契機に、予備系のIP電話装置101が、電話機102に対し、位置登録の登録先を変更するよう指示する。よって、電話機102は、各IP電話装置の稼動状態を管理することなく、位置情報の登録先を把握することができる。これにより、電話機102の処理負荷が軽減されると共に、位置登録を速やかに済ませることができる。また、予備系のIP電話装置の増設やアドレス変更といった変化があっても、電話機側で、その変化に柔軟に対処することができる。

上記実施形態では、一方のサーバ装置（100）の稼動停止を契機に、クライアント装置の位置情報の登録先が変更されたが、これに替えて、一方のサーバ装置における処理負荷の状況を登録先変更の判断に利用してもよい。その実施形態を以下に説明する。

図１０に、本発明に係る他の実施形態のシステム構成を示す。本実施形態のシステム10Bは、一対のIP電話装置500及びIP電話装置501の双方が正常系として稼動するシステムである。各電話機502は、登録先情報411（図４）に基づき、IP電話装置500又はIP電話装置501に位置登録を行う。

図１１に示すフローチャートを参照して、IP電話装置500及びIP電話装置501の動作について説明する。ここでは、IP電話装置501が持つ処理能力がIP電話装置500のものよりも高いという状況を想定する。

IP電話装置500は、前述の実施形態と同様に、電話機502の位置情報を電話機位置情報管理テーブル301（図３）へ新たに登録したとき（ステップE1）、その更新データを他方のIP電話装置501へ通知する（ステップE2）。

IP電話装置500は、登録の都度、現時点の登録数が予め設定された上限数を超えたか否かを判定する（ステップE3）。判定の結果、登録数が上限を超えた場合、その旨をIP電話装置501へ通知し（ステップE4）、登録した位置情報を電話機位置情報管理テーブル301から削除する（ステップE5）。IP電話装置500は、登録数が上限を超える間、上記処理を繰り返すことにより、電話機502の接続数を制限する。

一方、IP電話装置501は、IP電話装置500から通知された新規登録の位置情報をいったん保存し（ステップE6）、IP電話装置500での登録数が上限を超えたか否かを認識する。具体的には、更新データを受信後、所定期間、上限を超えた旨の通知が無い場合（ステップE7：No）、未だ上限を超えない、すなわちIP電話装置500は過負荷状態ではないと判断する。この場合、IP電話装置501は、IP電話装置500から通知された更新データの位置情報をテーブルから削除する（ステップE10）。

また、IP電話装置500から更新データを受信後、上限を超えた旨の通知を受けた場合（ステップE7：Yes）、IP電話装置501は、対象となる電話機502の位置情報をテーブルから読み出し（ステップE8）、その電話機502に宛てて前述の「OPTIONS」メッセージを送信する（ステップE9）。「OPTIONS」メッセージを受信した電話機502は、登録先をIP電話装置500からIP電話装置501に変更すると共に、このIP電話装置501に対し位置情報を登録する。

図１０及び図１１により説明した実施形態によれば、IP電話装置500が処理する接続数が上限を超える場合に、その超過分を他方のIP電話装置501が自動的に代替処理するよう制御することができる。これにより、システムにおける処理負荷を分散することができる。

上記各実施形態では、IPネットワークの呼制御プロトコルが、RFC3261準拠のSIPであったが、本発明の適用範囲は、SIPに限らず、H.323あるいはMGSPのような他の呼制御プロトコルであってもよい。

本発明は、システムとしての実施に限らず、上記各実施形態のIP電話装置及び電話機の処理手順に対応するコンピュータプログラムとして実施してもよい。

本発明に係る実施形態のシステムの構成図である。実施形態におけるIP電話装置の機能構成を示すブロック図である。実施形態における電話機位置情報管理テーブル及び冗長IP電話装置位置情報の説明図である。実施形態における電話機の機能構成を示すブロック図である。実施形態のシステム動作を示すシーケンス図である。実施形態における正常系IP電話装置の処理を示すフローチャートである。実施形態における予備系IP電話装置の処理を示すフローチャートである。実施形態における予備系IP電話装置の処理を示すフローチャートである。実施形態における電話機の処理を示すフローチャートである。本発明に係る他の実施形態のシステムの構成図である。他の実施形態におけるIP電話装置の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

10A,10B システム
100,101,500,501 IP電話装置（サーバ装置）
102,502 電話機（クライアント装置）
103,503 IPネットワーク
201,401 LANインタフェース
202,402 IPパケット解析部
203,403 SIPメッセージ処理部
204,404 呼制御部
205 電話機位置情報保管部
206 保持情報共有処理部
207 冗長IP電話装置位置情報保管部
208 キープアライブ処理部
209 ユーザインタフェース部
301 電話機位置情報管理テーブル
302 冗長IP電話装置位置情報
410 位置情報
411 登録先情報

Claims

IPネットワークに接続されたクライアント装置および一対のサーバ装置を備え、
前記クライアント装置は、前記一対のサーバ装置の一方に対し自機の位置情報を登録するための第１の呼制御メッセージを送信する手段と、前記第１の呼制御メッセージに設定すべき宛先を認識する手段とを有し、
前記一対のサーバ装置は、前記クライアント装置から前記第１の呼制御メッセージを受信したとき当該位置情報を記録し且つ該位置情報を他方のサーバ装置へ通知する手段と、他方のサーバ装置における稼動状態の変化を監視する手段と、前記第１の呼制御メッセージの宛先を自装置とするよう前記クライアント装置へ指示するための第２の呼制御メッセージを他方のサーバ装置の稼動状態が変化したときに前記クライアント装置へ送信する手段とを有し、
前記クライアント装置は、前記第２の呼制御メッセージを受信したとき、前記第２の呼制御メッセージにより指示された宛先を設定した第１の呼制御メッセージを送信することを特徴とするIP電話通信システム。
前記一対のサーバ装置は、他方のサーバ装置における稼動状態の変化として稼動停止か否かを監視し、稼動停止を検知したとき、前記第２の呼制御メッセージを前記クライアント装置へ送信することを特徴とする請求項１記載のIP電話通信システム。
前記一対のサーバ装置は、他方のサーバ装置における稼動状態の変化として位置情報の登録数が上限を超えたか否かを監視し、登録数が上限を超えたことを検知したとき、前記第２の呼制御メッセージを前記クライアント装置へ送信することを特徴とする請求項１記載のIP電話通信システム。
前記各呼制御メッセージがＳＩＰ（Session Initiation Protocol）準拠のメッセージであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のIP電話通信システム。
IPネットワークに接続されたクライアント装置の位置情報を登録するための第１の呼制御メッセージを受信したとき当該位置情報を記録し且つ該位置情報を他のサーバ装置へ通知する手段と、前記他のサーバ装置における稼動状態の変化を監視する手段と、前記第１の呼制御メッセージの宛先を自装置とするよう前記クライアント装置へ指示するための第２の呼制御メッセージを前記他のサーバ装置の稼動状態が変化したときに前記クライアント装置へ送信する手段とを備えることを特徴とするサーバ装置。
前記他のサーバ装置における稼動状態の変化として稼動停止か否かを監視し、稼動停止を検知したとき、前記第２の呼制御メッセージを前記クライアント装置へ送信することを特徴とする請求項５記載のサーバ装置。
前記他のサーバ装置における稼動状態の変化として位置情報の登録数が上限を超えたか否かを監視し、登録数が上限を超えたことを検知したとき、前記第２の呼制御メッセージを前記クライアント装置へ送信することを特徴とする請求項５記載のサーバ装置。
前記各呼制御メッセージがＳＩＰ（Session Initiation Protocol）準拠のメッセージであることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のサーバ装置。
コンピュータを請求項５乃至８のいずれか１項に記載のサーバ装置として機能させることを特徴とするプログラム。
IPネットワークに接続された一対のサーバ装置の一方に対し自機の位置情報を登録するための第１の呼制御メッセージを送信する手段と、前記第１の呼制御メッセージに設定すべき宛先を認識する手段とを備え、
自装置に対し前記第１の呼制御メッセージの宛先を指示するための第２の呼制御メッセージを受信したとき、前記第２の呼制御メッセージにより指示された宛先を設定した第１の呼制御メッセージを送信することを特徴とするクライアント装置。
前記各呼制御メッセージがＳＩＰ（Session Initiation Protocol）準拠のメッセージであることを特徴とする請求項１０記載のクライアント装置。
コンピュータを請求項１０又は１１記載のクライアント装置として機能させることを特徴とするプログラム。
IPネットワークに接続されたクライアント装置および一対のサーバ装置を備えるシステムにおいて、
前記一対のサーバ装置間で他方のサーバ装置における稼動状態の変化を監視し、
前記クライアント装置が前記一対のサーバ装置の一方に対し自機の位置情報を登録するための第１の呼制御メッセージを送信し、
前記クライアント装置から前記第１の呼制御メッセージを受信したサーバ装置が当該位置情報を記録し且つ該位置情報を他方のサーバ装置へ通知し、
前記位置情報を通知されたサーバ装置が、他方のサーバ装置における稼動状態の変化を検知したとき、前記第１の呼制御メッセージの宛先を自装置とするよう前記クライアント装置へ指示するための第２の呼制御メッセージを送信し、
前記クライアント装置が、前記第２の呼制御メッセージを受信したとき、前記第２の呼制御メッセージにより指示された宛先を設定した第１の呼制御メッセージを送信することを特徴とするIP電話通信方法。
前記一対のサーバ装置が、他方のサーバ装置における稼動状態の変化として稼動停止か否かを監視し、稼動停止を検知したとき、前記第２の呼制御メッセージを前記クライアント装置へ送信することを特徴とする請求項１３記載のIP電話通信方法。
前記一対のサーバ装置が、他方のサーバ装置における稼動状態の変化として位置情報の登録数が上限を超えたか否かを監視し、登録数が上限を超えたことを検知したとき、前記第２の呼制御メッセージを前記クライアント装置へ送信することを特徴とする請求項１３記載のIP電話通信方法。
前記各呼制御メッセージがＳＩＰ（Session Initiation Protocol）準拠のメッセージであることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載のIP電話通信方法。