JP2008502244A

JP2008502244A - フロー処理

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Publication number: JP2008502244A
Application number: JP2007526476A
Authority: JP
Inventors: マハムニ，アトゥル; バクムツキー，アレックス; ファイホ，チー
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2008-01-24
Also published as: KR20070028583A; CN1973503A; WO2006000629A2; US20050286512A1; EP1762061A2; KR100891208B1; WO2006000629A3; CN1973503B

Abstract

パケットデータネットワークにおけるパケットデータフロー処理のための方法と，システムと，ネットワークノードと，計算機プログラムとが開示されている。本発明においては，従来の＜規則，操作＞ペアを２ステップの処理に分割する。新しい処理は，例えば＜規則，選択操作，将来操作タグ＞，外付け処理，＜将来操作タグ，出力時操作＞の流れに従う。重要な点は，「選択操作」及び「出力時操作」双方が，始めの規則に基づいて決定されることである。出力時操作の実行は，変換されたパケットがサービスを意識したネットワーク要素において受信されるまで遅らされる。２ステップの処理によって，本発明は完全にパケットを変換する第三者の外付けサービスを用いてさえ，ＩＰサービスを創生することができる。

Description

本願発明は，データ通信ネットワークに関する。特に本願発明は，パケットデータフローを処理するための新規かつ改善された方法と，ネットワーク要素と，計算機プログラムとに関する。

インターネットのようなパケット交換ネットワークにおいて，ルータはパケットをそのあて先に向かって転送すべき次のネットワーク点を決定するデバイス，又はある場合には計算機内のソフトウェアである。ルータは少なくとも２つのネットワークに接続され，接続されているネットワークの現在分かっている状態に基づいて，各情報パケットの送信経路を決定する。ルータは，インターネット上の各接続点を含む任意のゲートウェイ（１つのネットワークがもう１つのネットワークと交わる場所）に設置される。ルータはしばしば，ネットワーク交換設備の一部として含まれる。ルータは利用できる経路及びその情報についてのテーブルを作成又は維持管理し，この情報を距離及び経費アルゴリズムと共に使用して特定のパケットについての最適な経路を判定する。典型的には，パケットはいくつかのルータを供えたネットワーク点を通って，そのあて先に到着する。経路制御は，ネットワークプログラミングの標準モデルである開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルにおいてはネットワーク層（第３層）に関連付けられた機能である。第３層交換設備は，経路制御機能を実行することができる交換設備である。

パケット経路制御の非効率性を改善するために新しい技術が開発されてきた。１つの解決策は，いわゆるフローベース経路制御による解決策を適用することである。

フローベース経路制御は，フローを認識し，フローの最初のパケットを経路制御し，動的に一時的状態を経路制御に関連させ，そして状態情報を用いてフローの残りのパケットを交換するという原理に基づく。ルータを通るすべてのフローについて，パケットごとの判定ではなく，フローごとに判定がなされるということが，フローベース経路制御アーキテクチャと，既存の経路制御アーキテクチャとの主要な差異である。フローのとらえ方はネットワーク依存である。例えば，情報源及びあて先のＩＰアドレスと，送信制御プロトコル（ＴＣＰ）／ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）の情報源及びあて先ポート番号と，プロトコル種別とを含む５要素のインターネットプロトコル（ＩＰ）情報は，フローと考えることができる。

フローベース経路制御は，フローの最初のパケットについて広範な処理を行い，フローと状態を関連付け，そしてこの処理結果をフローの後に続くパケットに適用する。状態情報はいかなる明示的な信号通知もなしに，動的に生成され削除される。状態情報は，それ自身がソフト状態（ｓｏｆｔ−ｓｔａｔｅ）の性質を持つ。状態情報は，ＴＣＰフロー及びＵＤＰフローの変動を監視することによって管理される。フローの最初のパケットは，ＩＰネットワークに固有の柔軟性及び剛健性を保ちつつ全般的なパケット経路制御規則に従って経路制御される。しかしながらフローの残りのパケットは，コネクション指向技術の予測可能性及び追跡可能性を持つ，記憶したフロー状態情報に基づいて交換される。

フローベース経路制御技術は，三つの主要な観点で利点をもたらす。第１に，広範な並列処理による新たな高速パケット処理と，革新的な交換装置レベルのリソース管理体系を持つ高度にスケーラブルな交換装置アーキテクチャとを出現させるという顕著な交換装置レベルの利点がある。第２に，経路制御の効率性と，負荷バランスと，より重要なネットワークレベルのＱｏＳという意味で，いくつかのネットワークレベルの利点がある。第３に，インターネット上の複数サービスの融合と，厳重なサービス品質（ＱｏＳ）要求条件を持つ新しいＩＰベースのサービスアプリケーションの出現とを可能にするインターネットにおける新しいサービスモデルを可能にする。

上記のとおり，ＩＰサービスを意識したルータは，典型的にはフローを用いてＩＰパケットストリームを分類し，パケットストリームのパケットが特定の規則に一致するとき，操作を行う。正規化形式によれば，これらのフローは＜規則，操作＞ペアとして表され，規則が一致したとき，その特定の操作が行われる。規則とは，第２層から第７層までのヘッダ及びアプリケーションデータを含み，しかしそれに限定はされないパケットのヘッダ及び内容に基づいて，パケットを識別／分類するために用いられるポリシをいう。この定義は，経路，フロー，及び／又はほかのパケット分類機構の複合表現である。基本体系に対して多くの変形がある。次に２〜３の例を示す。
・規則は複合体であってよく，論理演算（ＡＮＤ，ＯＲ，ＸＯＲ，など）を伴う連続した規則の組として規定してもよい。
・操作は複合体であってよく，複数の操作の組合せであってもよい。
・操作は，縦続するサービスに一致することになる次の規則を含んでもよい。

サービスアーキテクチャにおいては，技術的理由及び事業的理由によって，しばしばすべてのサービスを単一の装置（ｓｉｎｇｌｅｂｏｘ）には実装しない。ＩＰサービス基盤設備に柔軟性及び構成可能性を与えるため，ＩＰフローは典型的には特定のサービス又はサービスの組を実行する外付け（ｏｕｔｏｆｂｏｘ）のネットワーク要素を経由する。

図１に先行技術の解決策を示す例を開示する。送信機１０がデータフローをＩＰフロー処理要素１２へ送信する。操作点１６において，受信したフローが＜規則，操作＞ペアを用いて処理される。用いるべき適当な規則は，受信したデータフローに基づいてＩＰフロー処理要素１２において決定される。決定した規則に基づいて，データフローは，データフロー内のデータパケットをある程度まで処理／修正する外付けサービス要素１８に向けられる。処理／修正したデータパケットはＩＰフロー処理要素１２へ返送され，処理／修正したデータパケットは受信機１４へ送信される。

図１に示した＜規則，操作＞に基づくＩＰフロー処理の伝統的な方法は，パケットをそのまま放置するか，又は少し修正するかどちらかの外付けサービスにはうまく働く。しかしこの方法では，外付けサービスが実際にパケットを変換する（すなわち，パケットストリームを大きく修正する）フローを実装することは容易ではない。例えばあるサービスでは，例えば複数のＴＣＰパケットストリームを１つのＵＤＰのような専用プロトコルに集約するように，プロトコルを修正すらするかもしれない。これらの修正したパケットは，システム内のどんな予め構成したフローにも一致しないと予想される。

前述の方法におけるもう１つの問題は，観察点（規則が始めに一致した場所）と操作点（操作が実行される場所）とが緊密に結び付けられていることである。例えば運用事業者が，サービスを意識したゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）を第三者の外付けオプティマイザと共に用いたとしよう。この場合運用事業者は，（外付けオプティマイザによって外付けサービスが行われた後に）圧縮したデータの量に基づいて課金記録を生成する操作を行いたいかもしれない。ユーザを識別するための規則は，（外付けサービスが行われる前に）始めのパケットと一致させなければならないので，これは不可能である。

まとめとして，先行技術による実装は，パケットがそのまま放置されるか，又はわずかに修正される場合だけうまく働く。しかし既存の実装は，外付けネットワーク要素によってパケットが例えば完全に変換されるときにはうまく働かない。

本発明は，従来の＜規則，操作＞ペアを２ステップの処理に分解する解決策を開示する。新しい処理は，例えば＜規則，選択操作，将来操作タグ（ｆｕｔｕｒｅ−ａｃｔｉｏｎ−ｔａｇ）＞，外付け処理，＜将来操作タグ，出力時操作（ｅｇｒｅｓｓ−ａｃｔｉｏｎ）＞の流れに従う。重要な点は，「選択操作」及び「出力時操作」双方が，始めの規則に基づいて決定されることである。出力時操作の実行は，変換したパケットがサービスを意識したネットワーク要素において受信されるまで遅らされる。

本発明の１つの態様によれば，パケットデータネットワークにおいてパケットデータフローを処理する方法が提供される。該方法は，観察点において，パケットデータフローに適用する規則を決定するステップと，前記観察点において，前記の決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して少なくとも１つの操作点において実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定するステップと，前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定するステップと，処理のために前記観察点から外部ネットワーク要素へ，前記パケットデータフローに属するデータパケットを送信するステップと，少なくとも１つの外部ネットワーク要素と前記少なくとも１つの操作点との間で処理したデータパケットを交換するステップと，前記少なくとも１つの操作点において，前記の指定した将来操作識別子に基づいて以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定するステップと，前記少なくとも１つの操作点の前記少なくとも１つにおいて，前記少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを実行するステップと，を有する。

本発明の１つの実施例においては，前記方法は，前記観察点において，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して前記観察点において実行すべき少なくとも１つの入力時操作（ｉｎｇｒｅｓｓ−ａｃｔｉｏｎ）を決定するステップと，前記観察点において，前記少なくとも１つの入力時操作を実行するステップと，を更に有する。

本発明の１つの実施例においては，前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，単一の実行点を指す。

本発明の１つの実施例においては，前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，別々の実行点を指す。

本発明の１つの実施例においては，前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，単一のネットワーク要素を構成する。

本発明の１つの実施例においては，前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，少なくとも２つのネットワーク要素を構成する。

本発明のほかの態様によれば，パケットデータフローを処理するための計算機プログラムであって，データ処理デバイス上で実行するとき次のステップを実行するように構成したコードを有する計算機プログラムが提供される。すなわち，実行点において，パケットデータフローに適用すべき規則を決定するステップと，前記実行点において，前記の決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定するステップと，前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定するステップと，処理のために前記パケットデータフローに属するデータパケットを外部ネットワーク要素へ送信するステップと，前記実行点と少なくとも１つの外部ネットワーク要素との間で処理したデータパケットを交換するステップと，前記実行点において少なくとも一度，前記指定した将来操作識別子に基づいて前記以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定するステップと，前記実行点において，前記少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを実行するステップと，である。

本発明の１つの実施例においては，前記計算機プログラムがデータ処理デバイス上で実行されるとき次のステップを実行するように更に構成される。すなわち，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定するステップと，前記少なくとも１つの入力時操作を実行するステップと，である。

本発明の１つの実施例においては，前記計算機プログラムを，計算機可読媒体に格納する。

本発明のほかの態様によれば，パケットデータフローを処理するための計算機プログラムであって，データ処理デバイス上で実行するとき次のステップを実行するように構成したコードを有する計算機プログラムが提供される。すなわち，パケットデータフローに適用すべき規則を決定するステップと，前記の決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定するステップと，前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定するステップと，前記パケットデータフローに属するデータパケットを，処理のために外部ネットワーク要素へ送信するステップと，である。

本発明の１つの実施例においては，データ処理デバイス上で実行するとき次のステップを実行するように更に構成した計算機プログラムが提供される。すなわち，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定するステップと，前記少なくとも１つの入力時操作を実行するステップと，である。

本発明のほかの態様によれば，パケットデータフローを処理するための計算機プログラムであって，データ処理デバイス上で実行するとき次のステップを実行するように構成したコードを有する計算機プログラムが提供される。すなわち，外部ネットワーク要素から処理したデータパケットを受信するステップと，以前に指定した将来操作識別子に基づいて，少なくとも１つの以前に決定した出力時操作を判定するステップと，少なくとも１つの以前に決定した出力時操作を実行するステップと，である。

本発明の１つの実施例においては，計算機プログラムがデータ処理デバイス上で実行したとき次のステップを実行するように更に構成される。すなわち，前記少なくとも１つの以前に決定した出力時操作を実行した後に，前記受信したデータパケットを更なる処理のために外部ネットワーク要素に送信する。

本発明のほかの態様によれば，パケットデータフローを処理するためのネットワーク要素が提供される。該ネットワーク要素は，パケットデータフローを受信し，前記パケットデータに適用すべき規則を決定し，前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定し，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して少なくとも１つの操作点において実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定し，かつ前記パケットデータに属するデータパケットを処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成した観察点と，ネットワーク要素から処理したデータパケットを受信し，前記指定した将来操作識別子に基づいて，前記少なくとも１つの操作点の少なくとも１つにおいて，前記以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定し，かつ前記少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを実行するように構成した少なくとも１つの操作点と，を備える。

本発明の１つの実施例においては，前記少なくとも１つの操作点の少なくとも１つを，前記受信したデータパケットを更なる処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成する。

本発明の１つの実施例においては，前記観察点を，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して前記観察点において実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定し，かつ前記観察点において前記少なくとも１つの入力時操作を実行するように更に構成する。

本発明のほかの態様によれば，パケットデータフローを処理するためのネットワーク要素が提供される。該ネットワーク要素は，パケットデータフローを受信し，前記パケットデータに適用すべき規則を決定し，前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定し，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して少なくとも１つの操作点において実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定し，かつ前記パケットデータに属するデータパケットを処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成した観察点を備える。

本発明のほかの態様によれば，パケットデータフローを処理するためのネットワーク要素が提供される。該ネットワーク要素は，外部ネットワーク要素から処理したデータパケットを受信し，指定した将来操作識別子に基づいて，前記少なくとも１つの操作点の少なくとも１つにおいて，前記以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定し，かつ前記少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを実行するように構成した少なくとも１つの操作点を備える。

本発明の１つの実施例においては，前記少なくとも１つの操作点が，単一の実行点を指す。

本発明の１つの実施例においては，前記少なくとも１つの操作点が，別々の実行点を指す。

本発明のほかの態様によれば，パケットデータネットワークにおいてパケットデータフローを処理するシステムが提供される。該システムは，少なくとも１つの外部ネットワーク要素と，パケットデータフローを受信し，前記パケットデータに適用すべき規則を決定し，前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定し，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して少なくとも１つの操作点において実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定し，かつ前記パケットデータに属するデータパケットを処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成した観察点と，外部ネットワーク要素から処理したデータパケットを受信し，前記指定した将来操作識別子に基づいて，前記少なくとも１つの操作点の少なくとも１つにおいて，前記以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定し，かつ前記少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを実行するように構成した少なくとも１つの操作点と，を備える。

本発明の１つの実施例においては，少なくとも１つの操作点の少なくとも１つを，前記受信したデータパケットを更なる処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成する。

本発明の１つの実施例においては，前記観察点を，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して前記観察点において実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定し，かつ前記少なくとも１つの入力時操作を実行するように更に構成する。

本発明の１つの実施例においては，前記パケットデータネットワークが，移動体通信ネットワークを構成する。

本発明は，先行技術による解決策に対していくつかの利点を有する。本発明は，パケットを完全に変換する第三者の外付けサービスを用いてさえ，ＩＰサービスを創生できる。本発明はまた，残りのサービス要素に更新を要する中間ネットワーク要素の内部パケット処理機構／アルゴリズムの更新を可能にする。更に本発明は，同じ機構を複数の異種の外付けネットワーク要素と共に用いることができるようにする。

付属の図面は，本発明の更なる理解を助けるために含められ，本願明細書の一部を成すものであって，本発明の実施例を図示し，記述と共に本発明の原理の説明を補助する。

ここで，付属の図面に例が図示されている本願発明の実施例を詳細に参照する。

図２に本発明に従う方法の実施例を示す。例えば移動体通信ネットワークのゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）などのサービスを意識したネットワーク要素は，データフロー源からデータフローを受信する。パケットデータフローに適用すべき規則を観察点において決定する（ステップ２０）。更に，パケットデータフローに対して少なくとも１つの操作点において実行するべき少なくとも１つの出力時操作を，決定した規則に基づいて観察点において決定する（ステップ２２）。観察点はまた代替Ｂにおいて，決定した規則に基づいてパケットデータフローに対して観察点で実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定し（ステップ２４），少なくとも１つの入力時操作を観察点において実行する（ステップ２６）。

将来操作識別子を観察点においてパケットデータフローに対して指定する（ステップ２８）。将来操作識別子に基づいて，どの少なくとも１つの出力時操作が将来操作識別子に関連するかを，後に推測することができる。パケットデータフローに属するデータパケットを，処理のために観察点から外部ネットワーク要素へ送信する（ステップ２１０）。外部ネットワーク要素は，例えばパケットデータフローを大きく修正する外付けサービス要素である。

処理したデータパケットを，少なくとも１つの外部ネットワーク要素と少なくとも１つの操作点との間で交換する（ステップ２１２）。「交換する」という用語は，外部ネットワーク要素から操作点への一方向データパケットフローを指してもよい。ほかの実施例においては，外部ネットワーク要素からデータパケットを受信した操作点は，恐らくはある処理の後に，更なる処理のためにそのデータパケットを同じネットワーク要素又はほかの外部ネットワーク要素に送信してもよい。操作点はまた，必ずしも処理の直後ではなく後で，外付けサービス要素からデータパケットを受信してもよい。

ステップ２１４において，少なくとも１つの操作点の少なくとも１つにおいて，指定された将来操作識別子に基づいて，以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を決定する。ステップ２１６において，少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを，少なくとも１つの操作点の少なくとも１つにおいて実行する。換言すれば，少なくとも１つの出力時操作を実行する操作点が複数あってもよい。更に，データパケットを処理する外部ネットワーク要素も複数あってよい。外部ネットワーク要素は，処理したデータパケットを，そのデータパケットを以前に受信したのと同一の操作点へ送信してもよいし，代替として別の（新たな）操作点に送信してもよい。

観察点と操作点とは，単一の実行点を指してもよい。ほかの実施例においては，観察点と操作点とは，別々の実行点を指す。

図３に本発明に従うシステムの実施例を示す。システムは，サービスを意識したネットワーク要素３２へデータパケット３１６を送信する送信機３０を備える。サービスを意識したネットワーク要素３２へ送信したデータパケット３１６は，データパケットフローを指す。

図３に開示された実施例の大体の思想は，従来の＜規則，操作＞ペアを２ステップの処理に分割することである。新しい処理は，例えば＜規則，選択操作，将来操作タグ＞３８，外付け処理，＜将来操作タグ，出力時操作＞３１０の流れに従う。重要な点は，「選択操作」及び「出力時操作」双方が始めの規則に従って決定されることである。出力時操作の実行は，変換されたパケットがサービスを意識したネットワーク要素３２において受信されるまで遅らされる。選択操作は，規則の実行時に存在してもよいし，しなくてもよい。選択操作の例は，接続制御又はセキュリティポリシに対する一致，若しくはサービス品質／トラヒック管理に関連した処理を含むことができる。

本実施例においては，フロー分類（観察）点と操作点とは，単一の実行点３６内に実装される。観察及び操作点３６は，フロー３１６に基づいて，フロー３１６に適用すべき規則を決定する。規則は，３１６が属するユーザを識別した後で決定してもよい。規則は，単一の規則又はフロー３１６に適用される規則の組を指してもよい。例えば規則は，フローが向けられる外付けサービス要素を決定してもよい。観察及び操作点３６はまた，２つの別のネットワーク要素内に実装することができる。

データフロー３１６の最初のパケットが観察及び操作点３６に到着したとき，観察及び操作点３６で行われる決定は，トラヒックを外付けサービス要素３１４に向ける前に「記憶」されたものである。戻りのトラヒックを識別するために，特別な将来操作タグがトラヒックの前に付けられる。この実施例において将来操作タグは，それに基づいて以前になされた決定を取得できる一片の情報として用いられる。実際の実装においては，将来操作タグは例えば，一般的な第２層識別情報（例えば，仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ），フレームリレーデータリンクコネクション識別子（ＤＬＣＩ），非同期転送モード（ＡＴＭ）仮想経路識別子（ＶＰＩ）／仮想回線識別子（ＶＣＩ），マルチプロトコルラベル交換（ＭＰＬＳ）ラベル，など），又はＩＰアドレス，ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号などのような第３，４層ＩＤのいずれかであってよく，若しくは特別なヘッダ／タグであってもよい。

トラヒックは，トラヒックアナライザ３１２を介して外付けサービス要素３１４に向けることができる。トラヒックアナライザは，パケットを外付けサービス要素に向ける働きをする。トラヒックアナライザは一例として，追加のパケットヘッダ付加又はトンネル（第２層〜第７層）におけるカプセル化，経路参照，及びパケット転送を行う。

外付けサービス要素３１４はデータフローを所定の方法，又は動的な方法で変換し，変換されたデータフローをトラヒックアナライザ３１２を介して観察及び操作点３６へ返信する。観察及び操作点３６は，トラヒックフロー内に存在する将来操作タグに基づいて，以前に行った決定又は操作を取得する。操作が決定すると，観察及び操作点３６はそれを変換したデータパケットに適用する。最後に，変換したデータパケット３１８を受信機３４に送信する。

図３の１つの実施例においては，サービスを意識したネットワーク要素３２は，サービス提供ＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）とインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク（送信機３０）とにインタフェースされた，ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）を指す。サービスを意識したネットワーク要素３２が，ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）を指してもよいので，データフローはパケットデータプロトコル（ＰＤＰ）コンテキストを用いて受信機３４へ送信してもよい。ほかの実施例においては，サービスを意識したネットワーク要素３２は外部ノード，すなわち外付けサービス要素に接続された任意のほかのネットワーク要素を指してもよい。図３のほかの実施例には，ポリシベースルータ，パケット分類器及びコンテンツベース交換装置／ゲートウェイを含む。

サービスを意識したネットワーク要素３２がまた，データフローに適用すべき規則，選択操作，将来操作タグ及び出力時操作を記憶するためのメモリも備えることは明白である。メモリとは，例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ），リードオンリメモリ（ＲＯＭ）などを含む単一メモリ又はメモリ領域，若しくは，複数メモリ又は複数メモリ領域を指す。メモリはまた，ほかのアプリケーション又は詳細には記述されていないソフトウェアコンポーネントを含んでもよく，更にまた中央処理ユニット上で実行すると，本発明の方法ステップの少なくともいくつかを実行する計算機プログラム（又はその一部）を含んでもよい。

図４に本発明に従うシステムのほかの実施例を示す。システムは，データパケット４１６をサービスを意識したネットワーク要素４２に送信する送信機４０を備える。サービスを意識したネットワーク要素４２に送信されるデータパケット４１６は，データパケットフローを指す。

図４に開示した実施例の大体の思想は，従来の＜規則，操作＞ペアを２ステップの処理に分割することである。新しい処理は，例えば＜規則，選択操作，将来操作タグ＞４１８，外付け処理，＜将来操作タグ，出力時操作＞４２０の流れに従う。重要な点は，「選択操作」及び「出力時操作」双方が始めの規則に従って決定されることである。出力時操作の実行は，変換されたパケットがサービスを意識したネットワーク要素４２において受信されるまで遅らされる。

本実施例においては，フロー分類（観察）点と操作点とは，別々の実行点内に実装される。観察点４６は，フロー４１４に基づいて，フロー４１４に適用すべき規則を決定する。規則は，フロー４１４が属するユーザを識別した後で決定してもよい。規則は，単一の規則又はフロー４１４に適用される規則の組を指してもよい。例えば規則は，フローが向けられる外付けサービス要素を決定してもよい。

データフロー４１６の最初のパケットが観察点４６に到着したとき，観察点４６で行われる決定は，トラヒックを外付けサービス要素４１２に向ける前に「記憶」されたものである。戻りのトラヒックを識別するために，特別な将来操作タグと関連付けられる。この実施例において将来操作タグは，それに基づいて以前になされた決定を取得できる一片の情報として用いられる。実際の実装においては，将来操作タグは例えば，一般的な第２層識別情報（例えば，仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ），フレームリレーデータリンクコネクション識別子（ＤＬＣＩ），非同期転送モード（ＡＴＭ）仮想経路識別子（ＶＰＩ）／仮想回線識別子（ＶＣＩ），マルチプロトコルラベル交換（ＭＰＬＳ）ラベル，など），又はＩＰアドレス，ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号などのような第３，４層ＩＤのいずれかであってよく，若しくは特別なヘッダ／タグであってもよい。

トラヒックは，トラヒックアナライザ４１０を介して外付けサービス要素４１２に向けることができる。トラヒックアナライザは，パケットを外付けサービス要素に向ける働きをする。トラヒックアナライザは一例として，追加のパケットヘッダ付加又はトンネル（第２層〜第７層）におけるカプセル化，経路参照，及びパケット転送を行う。

外付けサービス要素４１２はデータフローを所定の方法で変換し，変換されたデータフローをトラヒックアナライザ４１０を介して操作点４８へ返信する。操作点４８は，トラヒックフロー内に存在する将来操作タグに基づいて，以前に行った決定又は操作を取得する。操作が決定すると，操作点４８はそれを変換したデータパケットに適用する。最後に，変換したデータパケット４１６を受信機４４に送信する。

図４の１つの実施例においては，サービスを意識したネットワーク要素４２は，サービス提供ＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）とインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク（送信機４０）とにインタフェースされた，ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）を指す。サービスを意識したネットワーク要素４２が，ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）を指してもよいので，データフローはパケットデータプロトコル（ＰＤＰ）コンテキストを用いて受信機４４へ送信してもよい。ほかの実施例においては，サービスを意識したネットワーク要素４２は外部ノード，すなわち外付けサービス要素に接続された任意のほかのネットワーク要素を指してもよい。

図３及び４に開示したように，２ステップ処理はフロー分類点，すなわち観察点を，操作が実際に実行される操作点から分離するために用いることができる。これは次のようないくつかのシナリオにおいて用いることができる。

１．ユーザ勘定は，外付けオプティマイザによって（例えば操作点４８において）完全に変換されたパケットについて行われる一方で，ユーザ識別は始めのパケットに基づいて（例えば観察点４６において）行うことができる。

２．ユーザ識別及びパケット経路制御判断を，ユーザポリシに基づいて（例えばポリシベース経路制御），また始めのパケットに基づいて（例えば観察点４６において）行うことができる。パケットが外付けオプティマイザによって変換された後，以前に行われた判断が実施される。

サービスを意識したネットワーク要素４２がまた，データフローに適用すべき規則，選択操作，将来操作タグ及び出力時操作を記憶するためのメモリも備えることは明白である。メモリとは，例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ），リードオンリメモリ（ＲＯＭ）などを含む単一メモリ又はメモリ領域，若しくは，複数メモリ又は複数メモリ領域を指す。メモリはまた，ほかのアプリケーション又は詳細には記述されていないソフトウェアコンポーネントを含んでもよく，更にまた中央処理ユニット上で実行すると，本発明の方法ステップの少なくともいくつかを実行する計算機プログラム（又はその一部）を含んでもよい。

図５は，本発明に従う実装概念の１つの実施例を図示するフロー図である。図３及び４において，観察点と操作点とを単一のサービスを意識したネットワーク要素において実装できることを開示した。

図５は，どのように本発明を実装できるかについて，より一般化した考え方を示すものである。図５中には，１つの観察点５０，２つの操作点５２及び５４，並びに１つの外付けサービス要素５６がある。図５は，外付けサービス要素５６によるメッセージングを，例えば図３及び４に開示するような２ステップ処理だけに限定する必要はないことを示そうとするものである。外付けサービス要素５６は観察点５０から受信したデータパケットを処理して，処理したデータパケットを第１操作点５２へ送信する。第１操作点５２は，以前に指定した将来操作識別子に基づいて，以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定することができる。更に第１操作点は，少なくとも１つの出力時操作の１つ以上を実行することができ，実行後再度データパケットを外付けサービス要素５６へ送信することができる。外付けサービス要素５６は更にデータパケットを処理して，処理したデータパケットを第２操作点５４へ送信する。第２操作点５４もまた，以前に指定した将来操作識別子に基づいて，以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定することができる。更に，第２操作点は，少なくとも１つの出力時操作の１つ以上を実行することができる。

図５に示す１つの実施例においては，操作点５２はデータパケットにいかなる始めの出力時操作も適用することはできない。例えば外付けサービス要素５６は，データパケットを修正できないように暗号化しているかもしれない。したがってそのような場合には，データパケットに適用する，いくつかの既定の規則を用意してもよい。例えば，そのような（例外の）パケットを処理するために，ある外付けサービス要素に送信する規則を用意してもよい。

前述の点５０と，５２と，５４とは，別々のネットワーク要素に実装してもよい。任意のほかの実装方法もまた可能であることは，明白である。例えば，観察点５０と第１操作点５２とを，１つのネットワーク要素に実装し，第２操作点５４をもう１つのネットワーク要素に実装してもよい。図５に開示したものより多い観察点又は操作点を実装することもまた可能である。

図６は，本発明に従う実装概念の１つの実施例を図示するフロー図である。図３及び４において，観察点と操作点とを単一のサービスを意識したネットワーク要素において実装できることを開示した。

図６は，どのように本発明を実装できるかについて，より一般化した考え方を示すものである。図６中には，１つの観察点６０，２つの操作点６２及び６４，並びに２つの外付けサービス要素６６及び６８がある。図６は，外付けサービス要素６６及び６８によるメッセージングを，例えば図３及び４に開示するような２ステップ処理だけに限定する必要はないことを示そうとするものである。外付けサービス要素６６及び６８は，観察点６０及び第１操作点６２から受信したデータパケットを処理する。第１操作点６２は，以前に指定した将来操作識別子に基づいて，以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定することができる。更に第１操作点は，少なくとも１つの出力時操作の１つ以上を実行することができ，実行後再度データパケットを第２外付けサービス要素６８へ送信することができる。第２外付けサービス要素６８は更にデータパケットを処理して，処理したデータパケットを第２操作点６４へ送信する。第２操作点６４もまた，以前に指定した将来操作識別子に基づいて，以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定することができる。更に，第２操作点は，少なくとも１つの出力時操作の１つ以上を実行することができる。

前述の点６０と，６２と，６４とは，別々のネットワーク要素に実装してもよい。任意のほかの実装方法もまた可能であることは，明白である。例えば，観察点６０と第１操作点６２とを１つのネットワーク要素に実装し，第２操作点６４をもう１つのネットワーク要素に実装してもよい。図６に開示したものより多い観察点又は操作点を実装することもまた可能である。

図６に示す一つの実施例においては，第１操作点６２は，始めの規則及び将来操作識別子に基づいて判断を行う必要はない。例えば，外付けサービス要素６６があるトンネルにおいて始めのメッセージをカプセル化すると，第１操作点６２における判断は外付けサービス要素６６からのパケットだけに基づくことができ，そのようにして始めのメッセージから保存した状態（将来操作識別子）を無視する。

図３〜６においては，データパケットを処理のために外付けサービス要素へ送信することが開示されているが，処理要素は外付けサービス要素である必要はない。それは可能な実施例の１つに過ぎない。

本発明の主な利点は，パケットを完全に変換する第三者の外付けサービスによってさえ，ＩＰサービスの創生が可能なことである。

本技術の当業者であれば，技術の進歩によって本発明の基本思想をさまざまな方法で実装できることは明白である。このように本発明及びその実施例は，上記の例に限定されることなく，本願請求項の範囲内で変更できるものである。

データフローを処理する先行技術による解決策を示すフロー図である。本発明に従う方法の１つの実施例を示すフロー図である。本発明に従うシステムの１つの実施例を示すフロー図である。本発明に従うシステムのもう１つの実施例を示すフロー図である。本発明に従う実装概念の１つの実施例を示すフロー図である。本発明に従う実装概念のもう１つの実施例を示すフロー図である。

Claims

パケットデータネットワークにおいてパケットデータフローを処理する方法であって，
観察点において，パケットデータフローに適用する規則を決定するステップと，
前記観察点において，前記の決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して少なくとも１つの操作点において実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定するステップと，
前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定するステップと，
処理のために前記観察点から外部ネットワーク要素へ，前記パケットデータフローに属するデータパケットを送信するステップと，
少なくとも１つの外部ネットワーク要素と前記少なくとも１つの操作点との間で処理したデータパケットを交換するステップと，
前記少なくとも１つの操作点において，前記の指定した将来操作識別子に基づいて以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定するステップと，
前記少なくとも１つの操作点の前記少なくとも１つにおいて，前記少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを実行するステップと，を有する方法。
前記観察点において，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して前記観察点において実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定するステップと，
前記観察点において，前記少なくとも１つの入力時操作を実行するステップと，を更に有する請求項１に記載の方法。
前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，単一の実行点を指す請求項１に記載の方法。
前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，別々の実行点を指す請求項１に記載の方法。
前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，単一のネットワーク要素を構成する請求項１に記載の方法。
前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，少なくとも２つのネットワーク要素を構成する請求項１に記載の方法。
パケットデータフローを処理するための計算機プログラムであって，データ処理デバイス上で実行するとき次のステップを実行するように構成したコードを有し，該ステップは，
実行点において，パケットデータフローに適用すべき規則を決定するステップと，
前記実行点において，前記の決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定するステップと，
前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定するステップと，
処理のために，前記パケットデータフローに属するデータパケットを外部ネットワーク要素へ送信するステップと，
前記実行点と，少なくとも１つの外部ネットワーク要素との間で処理したデータパケットを交換するステップと，
前記実行点において少なくとも一度，前記指定した将来操作識別子に基づいて前記以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定するステップと，
前記実行点において，前記少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを実行するステップと，である計算機プログラム。
データ処理デバイス上で実行するとき次のステップを実行するように更に構成した計算機プログラムであって，前記ステップは，
前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定するステップと，
前記少なくとも１つの入力時操作を実行するステップと，である請求項７に記載の計算機プログラム。
前記計算機プログラムを，計算機可読媒体に格納する請求項７に記載の計算機プログラム。
パケットデータフローを処理するための計算機プログラムであって，データ処理デバイス上で実行するとき次のステップを実行するように構成したコードを有し，該ステップは
パケットデータフローに適用すべき規則を決定するステップと，
前記の決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定するステップと，
前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定するステップと，
前記パケットデータフローに属するデータパケットを，処理のために外部ネットワーク要素へ送信するステップと，である計算機プログラム。
データ処理デバイス上で実行するとき次のステップを実行するように更に構成した計算機プログラムであって，前記ステップは，
前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定するステップと，
前記少なくとも１つの入力時操作を実行するステップと，である請求項１０に記載の計算機プログラム。
前記計算機プログラムを，計算機可読媒体に格納する請求項１０に記載の計算機プログラム。
パケットデータフローを処理するための計算機プログラムであって，データ処理デバイス上で実行するとき次のステップを実行するように構成したコードを有し，該ステップは，
外部ネットワーク要素から処理したデータパケットを受信するステップと，
以前に指定した将来操作識別子に基づいて，少なくとも１つの以前に決定した出力時操作を判定するステップと，
少なくとも１つの以前に決定した出力時操作を実行するステップと，である計算機プログラム。
データ処理デバイス上で実行するとき次のステップを実行するように更に構成した計算機プログラムであって，前記ステップは，
前記少なくとも１つの以前に決定した出力時操作を実行した後に，前記受信したデータパケットを更なる処理のために外部ネットワーク要素に送信するステップである請求項１３に記載の計算機プログラム。
前記計算機プログラムを，計算機可読媒体に格納する請求項１３に記載の計算機プログラム。
パケットデータフローを処理するためのネットワーク要素であって，
パケットデータフローを受信し，前記パケットデータに適用すべき規則を決定し，前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定し，前記パケットデータフローに対して前記決定した規則に基づいて少なくとも１つの操作点において実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定し，かつ前記パケットデータに属するデータパケットを処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成した観察点と，
ネットワーク要素から処理したデータパケットを受信し，前記指定した将来操作識別子に基づいて，前記少なくとも１つの操作点の少なくとも１つにおいて，前記以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定し，かつ前記少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを実行するように構成した少なくとも１つの操作点と，を備えるネットワーク要素。
前記少なくとも１つの操作点の少なくとも１つを，前記受信したデータパケットを更なる処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成する請求項１６に記載のネットワーク要素。
前記観察点を，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して前記観察点において実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定し，かつ前記観察点において前記少なくとも１つの入力時操作を実行するように更に構成する請求項１６に記載のネットワーク要素。
前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，単一の実行点を指す請求項１６に記載のネットワーク要素。
前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，別々の実行点を指す請求項１６に記載のネットワーク要素。
パケットデータフローを処理するためのネットワーク要素であって，
パケットデータフローを受信し，前記パケットデータに適用すべき規則を決定し，前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定し，前記パケットデータフローに対して前記決定した規則に基づいて少なくとも１つの操作点において実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定し，かつ前記パケットデータに属するデータパケットを処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成した観察点を含むネットワーク要素。
前記観察点を，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して前記観察点において実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定し，かつ前記観察点において前記少なくとも１つの入力時操作を実行するように更に構成する請求項２１に記載のネットワーク要素。
パケットデータフローを処理するためのネットワーク要素であって，
外部ネットワーク要素から処理したデータパケットを受信し，指定した将来操作識別子に基づいて，前記少なくとも１つの操作点の少なくとも１つにおいて，前記以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定し，かつ前記少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを実行するように構成した少なくとも１つの操作点を備えるネットワーク要素。
前記少なくとも１つの操作点の少なくとも１つを，前記受信したデータパケットを更なる処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成する請求項２３に記載のネットワーク要素。
前記少なくとも１つの操作点が，単一の実行点を指す請求項２３に記載のネットワーク要素。
前記少なくとも１つの操作点が，別々の実行点を指す請求項２３に記載のネットワーク要素。
パケットデータネットワークにおいてパケットデータフローを処理するシステムであって，
少なくとも１つの外部ネットワーク要素と，
パケットデータフローを受信し，前記パケットデータに適用すべき規則を決定し，前記パケットデータフローに対して将来操作識別子を指定し，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して少なくとも１つの操作点において実行すべき少なくとも１つの出力時操作を決定し，かつ前記パケットデータに属するデータパケットを処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成した観察点と，
外部ネットワーク要素から処理したデータパケットを受信し，前記指定した将来操作識別子に基づいて，前記少なくとも１つの操作点の少なくとも１つにおいて，前記以前に決定した少なくとも１つの出力時操作を判定し，かつ前記少なくとも１つの出力時操作の少なくとも１つを実行するように構成した少なくとも１つの操作点と，を備えるシステム。
少なくとも１つの操作点の少なくとも１つを，前記受信したデータパケットを更なる処理のために外部ネットワーク要素へ送信するように構成する請求項２７に記載のシステム。
前記観察点を，前記決定した規則に基づいて前記パケットデータフローに対して前記観察点において実行すべき少なくとも１つの入力時操作を決定し，かつ前記少なくとも１つの入力時操作を実行するように更に構成する請求項２７に記載のシステム。
前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，単一の実行点を指す請求項２７に記載のシステム。
前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，別々の実行点を指す請求項２７に記載のシステム。
前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，単一のネットワーク要素を構成する請求項２７に記載のシステム。
前記観察点と前記少なくとも１つの操作点とが，少なくとも２つのネットワーク要素を構成する請求項２７に記載のシステム。
前記パケットデータネットワークが，移動体通信ネットワークを構成する請求項２７に記載のシステム。