JP2009071746A - Ｉｐ網を介する電話システムにおけるトラヒック平準化制御方法及びサーバ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はＳＩＰまたはＳＩＭＰＬＥのプロトコルによるＩＰ網を介する電話システムにおけるトラヒック平準化制御方法及びサーバに関し，ＳＩＰサーバやプレゼンスサーバに端末から設定された登録情報の登録有効時間を有効時間内に更新する信号トラヒックを平準化制御することを目的とする。
【解決手段】サービスの制御を行うサーバは，ユーザ端末からの登録情報と登録有効時間を含むサービス要求をテーブルに格納し，登録有効時間から現時点を基準とした相対時間を求め，相対時間に対応した更新信号の受信予定数をテーブルから求め，相対時間に対応する時刻を求め，時刻別の単位時間当たりの受信数制限値をテーブルから求め，求めた受信予定数が受信数制限値より少ないことが検出されると，相対時間の基となる登録有効時間を適正な時間として決定するよう構成する。
【選択図】図１

Description

本発明はＳＩＰまたはＳＩＭＰＬＥのプロトコルによる電話端末間で音声通信を行うＩＰ網を介する電話システムにおけるトラヒック平準化制御方法及びサーバに関する。

近年，各通信事業会社（キャリア）においてＩＰ網上での電話・付加サービスの提供が推進されており，ＩＰ電話サービスを利用するユーザ数も増加する一方である。

ＩＰ網を介した電話技術であるＶＯＩＰ(Voice Over IP) のプロトコルとしてＳＩＰ（Session Initiation Protocol)またはＳＩＰを拡張したＳＩＭＰＬＥ(SIP for Instant Messaging and Presence Leveraging Extensions)と呼ばれるプロトコル（以下，ＳＩＰ／ＳＩＭＰＬＥという）が主流となっており，これらのサービスはＳＩＰサーバ（呼接続の制御を行うサーバ）やプレゼンスサーバ（端末のユーザの在席，不在等の状態を管理するサーバ）により提供されている。

ＳＩＰ／ＳＩＭＰＬＥのプロトコルの規定では，端末のユーザからの各種のリクエストにより情報を受け取って登録を行うことで対応するサービスの提供をサーバから受けることができるものがある。そのようなリクエストにより登録した情報は登録有効時間が予め決められており，その登録有効時間が過ぎると登録された情報が消去されて未登録の状態になる。そのためにこれらのサービスを維持したい端末側から登録有効時間内に登録情報を更新するリクエストをＩＰ網のサーバにアクセスする必要があり，そのためのトラヒックが過大になる場合があり，その改善が望まれている。

図８は本発明の対象となるネットワーク構成を示す。図中，５０はＩＰネットワーク，５１はユーザ端末，５２，５３はＩＰ電話の通信事業者（キャリア）のＬＡＮであり，５４は端末に対して呼接続の制御を行うＳＩＰサーバ，５５は端末の状態を登録し，ユーザが他端末の状態に対応したサービスの制御を行うプレゼンスサーバである。なお，ＳＩＰサーバ５４，プレゼンスサーバ５５は別のＬＡＮ５２，５３に接続されているが，実際には同じ通信事業者が運用するＬＡＮである場合が多い。

図８のようなネットワーク構成において，ＳＩＰ／ＳＩＭＰＬＥによる登録有効時間が決められたリクエストには，次のようなものがある。

ＲＥＧＩＳＴＥＲ：ユーザ端末の位置登録を要求するリクエスト信号であり，例えばユーザ端末５１ａから自端末（可搬型の端末）の位置登録を行う時にこのＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージと共に端末のＵＲＩ（Uniform Resource Identification)とＩＰアドレスを付加してネットワークに送信すると，ＳＩＰサーバ５４に当該端末アドレスと共に位置情報（ユーザ端末５１ａの位置）が登録される。この位置登録を行った端末のアドレスを着信先とする呼が発生すると，登録された位置を確認してその位置を呼び出す。

ＰＵＢＬＩＳＨ：ユーザ端末におけるユーザの状態登録を要求するリクエスト信号であり，例えば，ユーザ端末５１ａのユーザが自分の状態として在席，不在（または外出先を含めた不在）といった状態情報を含めた状態登録を要求する時に，このＰＵＢＬＩＳＨメッセージを送信すると，プレゼンスサーバ５５に状態情報が登録される。

ＳＵＢＳＣＲＩＢＥ：他のユーザ端末の状態変化の通知を要求するリクエスト信号であた，例えば，ユーザ端末５１ｂのユーザが他のユーザ端末５１ａの状態に変化が発生したら自端末５１ｂに宛てて通知することを要求するメッセージであり，状態変化を監視する相手のアドレスの情報も付加される。このリクエスト信号はプレゼンスサーバ５５に登録されて管理される。

ＳＩＰ／ＳＩＭＰＬＥのプロトコルによれば，上記した「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」のメッセージの位置登録情報は予め指定（ユーザにより指定）されたユーザ端末登録有効時間だけ保持され，有効時間内に登録有効時間を更新すれば保持されるが，端末側から登録有効時間内に更新の要求を送信しないと消去される。同様に，「ＰＵＢＬＩＳＨ」のメッセージの状態登録情報も指定されたプレゼンス更新登録有効時間だけ保持され，その有効時間内に端末側から更新をする要求を送信しないと消去される。更に，「ＳＵＢＳＣＲＩＢＥ」のメッセージにより指定された監視対象の相手端末の情報を含む登録情報も指定されたプレゼンス監視登録有効時間だけ保持され，その登録有効時間を端末側から更新しないと消去される。

これらの登録有効時間を，ユーザ端末側から定期的に更新する必要があるため，ＩＰネットワーク上の信号トラヒックは，発生契機がユーザ主導であり，ユーザ数の増加に伴いシステム側に与える負荷が増大する傾向にある。このため，システムが提供する本来のサービス処理に影響を与えてしまう。

従来の技術として，電話端末が有効時間の期限切れによりサーバ上で未登録になってしまう場合にも迅速に登録状態に復旧するための技術が提案されている（特許文献１参照）。その提案された技術では，ＳＩＰサーバにおいて，端末登録状態テーブルの各端末の登録情報を常時監視し，登録有効時間の期限切れまたはＳＩＰサーバ自体の障害発生により端末の登録状態が「未登録」に変更されると，該当端末に対して「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」要求メッセージを送信し，これを受けた端末から「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」が到来した場合に，端末登録状態テーブルの登録状態を「登録済み」に再設定するようにしたものである。
特開２００６−１５７６１２号公報

上記の特許文献１の技術によれば，端末登録情報テーブルの登録情報を監視して，登録有効時間の期限切れになって登録状態が「未登録」の変更されたことを検出した場合の技術であり，登録状態が「未登録」になって初めて実行される技術であり，未登録の状態になった直後に呼の接続制御に問題が起きる可能性がある。

そして，端末登録情報の登録有効時間を更新するための発信の契機は，ユーザ主導であり，集中する可能性がありシステム側に多大な負荷を与えて，システムが提供する本来のサービス処理（呼接続制御）に影響を与えるという問題がある。

本発明はＳＩＰサーバやプレゼンスサーバに設定された端末登録情報の登録有効時間を有効時間内に更新する信号トラヒックがシステムに負荷を与えないよう平準化制御することができるＩＰ網を介する電話システムにおけるトラヒック平準化制御方法及びサーバを提供することを目的とする。

本発明は本来のサービス処理によるバーストトラヒック時のシステム耐性を確保するため，定期的に発生する登録有効時間更新の信号トラヒックをシステム側で事前予測して平準化し，常に最適なシステムの余力を維持することができるようにしたものである。

図１は本発明の原理構成を示す図である。図中，１はＩＰネットワークに接続されたサーバ（ＳＩＰサーバまたはプレゼンスサーバ），１０はユーザ端末からのリクエスト情報を受信して登録を行うメッセージ受信登録部，１１は登録更新時間決定部，１１ａは相対時間算出手段，１１ｂは更新受信数検出手段，１１ｃは更新受信数・時刻別制限値比較判定手段，１１ｄはテーブル更新手段，１２は通知部である。１３はメモリであり，１３ａは各種サービス用登録情報テーブル，１３ｂは相対時間に対応した受信予定数（既に受信することが決まっている数）が格納された受信予定数テーブル，１３ｃは１日を２４時間で分けた各時刻に対応した単位時間当たり受信数制限値（呼制御等のトラヒックの分布に応じて受信処理が可能な数）が格納された受信数制限値テーブルである。２はユーザ端末である。

ユーザ端末２からの各種サービスを要求する端末情報と登録有効時間（ユーザが要求する有効時間とする）を含むメッセージ信号をＩＰネットワークを介してサーバ１で受信すると，メッセージ受信登録部１０において各種サービス用テーブル１３ａの中の要求されたサービスに対応するテーブルに要求された情報を登録する。この時，登録更新時間決定部１１において，受信した端末情報の登録有効時間に基づいて最適な登録更新時刻を決定する処理が行われる。最初に相対時間算出手段１１ａに現在時点を起点としてユーザが要求した登録有効時間までの相対時間（起点から何秒）を算出し，続いて更新受信数検出手段１１ｂで受信予定数テーブル１３ｂを参照して算出した相対時間に対応した受信予定数Ｘを求める。次に更新受信数・時刻制限値比較判定手段１１ｃで前記の相対時間を時刻（１日を２４時間とした中の時刻）に換算して，その換算した時刻に対応する受信数制限値Ｙを受信数制限値テーブル１３ｃを参照して求め，上記受信予定数Ｘと受信制限値Ｙを比較する。この比較において受信予定数Ｘが受信制限値Ｙより少ない場合はサーバの処理能力の範囲内であるためユーザが要求した登録有効時間を更新時間として決定し，テーブル更新手段１１ｄが受信予定数テーブル１３ｂの中の対応する相対時間の受信予定数を更新（＋１）する。また，通知部１２によりその登録有効時間をユーザ端末２に通知するようにしてもよい。

受信制限値Ｙが受信予定数Ｘ以下の場合は，相対時間を増加した上で対応する時刻を求め，増加した相対時間に対応する新たな受信予定数Ｘと，新たな受信制限値Ｙをテーブル１３ｂ，１３ｃを参照して求めて，受信制限値Ｙが上記受信予定数Ｘより多いことが検出されるまで同様の処理を行って相対時間を決定する。その場合の相対時間はユーザが要求した登録有効時間に対応する相対時間と異なり，決定した相対時間に対応する登録有効時間を算出してユーザ端末２に通知する。

本発明により次のような効果を奏する。

(1) ＳＩＰ／ＳＩＭＰＬＥに対応したサービスのための登録有効時間の定期更新処理を必要とするユーザ端末からのリクエスト信号（REGISTER，SUBSCRIBE ，PUBLISH 等）に対する登録有効時間の更新時間の発生数をサーバにより処理可能な数に制限することにより，サービスを行うサーバのトラヒックの平準化を実現することができる。

(2) ＳＩＰ／ＳＩＭＰＬＥのプロトコルによるユーザ端末に対する時間帯毎のサーバの本来のサービス負荷量に応じて適切なトラヒックがリクエスト信号の処理に対して分配可能となる。

図２は本発明の実施例のハードウェア構成を示す図である。図中，１はサーバ（ＳＩＰサーバまたはプレゼンスサーバ），１００はプロセッサ，１０１はプログラム格納メモリ，１０１ａはＳＩＰ／ＳＩＭＰＬＥメッセージ処理プログラム，１０１ｂはレジストラ情報（ＲＥＧＩＳＴＲＥ：位置登録情報）処理プログラム，１０１ｃはサブスクリプション情報（ＳＵＢＳＣＲＩＢＥ：他の端末の状態変化の通知要求）処理プログラム，１０１ｄはプレゼンス情報（端末の状態情報）処理プログラム，１０２はメインメモリ，１０２ａは端末の位置登録情報を格納したレジストラテーブル，１０２ｂはサブスクリプションテーブル，１０２ｃはプレゼンステーブル，１０２ｄは単位時間当たり受信数制限値管理テーブル（図１の受信数制限値テーブル１３ｃに対応），１０２ｅは登録有効時間更新時刻管理テーブル（図１の受信予定数テーブル１３ｂに対応），１０３はＩＰインタフェース部，１０４は運用業者のＬＡＮ，２はユーザ端末，３はＩＰネットワークである。

図３はＲＥＧＩＳＴＥＲ（位置登録信号）のリクエストに対応する処理シーケンスである。ユーザ端末２からサーバ１に対して「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」信号（アドレス情報や，ユーザが設定した登録有効時間を含む）を送信すると（図３のＳ２０），サーバ１で受信され（同Ｓ１０），レジストラ情報管理検索処理が行われる（同Ｓ１１）。これは図２のサーバ１においてプログラム格納メモリ１０１のレジストラ情報処理プログラム１０１ｂを実行し，メインメモリ１０２のレジストラテーブル１０２ａに対して登録が行われる。続いて，登録有効時間算出処理が実行される（図３のＳ１２）。この場合，サーバに対して登録有効時間の更新による負荷を平準化することができるような登録有効時間を求め，その詳細は後述する図４に示す。この登録有効時間算出処理により決定した登録有効時間は，登録有効時間設定処理によりレジストラテーブル１０２ａに登録され（図３のＳ１３），サーバから「ＲＥＧＩＳＴＥＲ」を要求したユーザ端末２に対して要求を受け付けたことを表す「２００ＯＫ」を送信し（同Ｓ１４），これをユーザ端末２で受信する。なお，この「２００ＯＫ」の通知と共に決定した「登録有効時間」も通知され，ユーザ端末２で受信して表示，記憶される。

図４は登録有効時間算出処理のフローチャートであり，図３のステップＳ１２において実行される。図５は各テーブルの具体例であり，図４の処理に使用し，図５のＡ．は登録有効時間更新時刻管理テーブル（図２の１０２ｅ）の例であり，相対時間の各秒単位別に登録有効時間更新の受信予定数が設定され，Ｂ．は現在起点ポイントの該当時刻を表し，Ｃ．は時刻（一日を２４時間で分けた各時刻）別の単位時間当たり受信数制限値が設定された単位時間当たり受信数制限値管理テーブル（図２の１０２ｄ）の例である。

図４において，最初に，ユーザ端末から受信した登録有効時間更新値（秒単位の数値で，例えば，１８００秒とする）に対して起点ポイント値（相対時間の起点の時間）を加算して相対時間（秒）を求める（図４のＳ１）。図５のＢ．の例では現在起点ポイントは「３２０２」であり，これにユーザ端末からの登録有効時間更新値が「１８００」であれば，この値を加算することで相対時間は「５００２」（秒）となる。次に，相対時間の時刻を算出する（図４のＳ２）。具体的には起点ポイントの該当時刻（図５のＢ．の例では１０時１０分１０秒）に対してユーザ端末から受信した登録有効時間更新値（秒）を加算して，時刻に換算する。登録有効時間更新値が１８００秒（３０分に相当）であれば，相対時間の時刻は１０時４０分１０秒になる。

次に相対時間の時刻の単位時間当たり受信数制限値は，相対時間の登録有効時間更新受信予定数より多いか判別する（図４のＳ３）。この中の相対時間の時刻の単位時間当たり受信数制限値は，図５のＣ．に示すテーブルを参照して，相対時間の時刻に対応する受信数制限値を求める。上記の例の１０時４０分１０秒の場合，時刻は「１０時」の受信数制限値は「４０」であることが分かる。一方，相対時間の登録有効時間更新受信予定数は，図５のＡ．に示す相対時間の受信予定数テーブルを参照して求め，上記の加算した相対時間が「５００１」の場合，受信予定数は「４０」であり，２つの数値が一致するので，上記ステップＳ３ではノーと判定される。この場合はステップＳ４に移行して，相対時間を＋１にして相対時間を「５００１」から「５００２」に更新して，ステップＳ２に戻る。こうして，相対時間の時刻の単位時間当たり受信数制限値の方が相対時間の登録有効時間更新受信予定数より多いことが判別されると（相対時間「５００２」に対応する受信予定数は「２８」で，１０時の受信数制限値「４０」より小さい），ステップＳ５に移行し，登録有効時間更新時刻管理テーブル（図５のＡ．）の中の該当相対時間に対応する登録有効時間更新受信予定数を＋１の加算による更新をする。続いて，その相対時間から起点ポイント値（図５のＢ．の例では「３２０２」）を減算することにより登録有効時間（秒）が得られて，この処理を終了する。

図６はＳＵＢＳＣＲＩＢＥ（他ユーザ端末の状態変化通知の要求）のリクエストに対応する処理シーケンスである。ユーザ端末２からサーバ１に対して「ＳＵＢＳＣＲＩＢＥ」信号（端末アドレス，状態変化の通知を要求する他の端末情報及び登録有効時間を含む）を送信すると（図６のＳ２０），プレゼンスサーバ１で受信され（同Ｓ１０），サブスクリプション情報管理検索処理が行われる（同Ｓ１１）。これは図２のサーバ１においてプログラム格納メモリ１０１のサブスクリプション情報処理プログラム１０１ｃを実行し，メインメモリ１０２のサブスクリプションテーブル１０２ｂに対してサブスクリプションについての要求された情報の登録が行われる。続いて，登録有効時間算出処理が実行される（図６のＳ１２）。この処理内容は上記図４，図５について説明したのと同じであり，算出された登録有効時間がサブスクリプションテーブル１０２ｂへの登録を含む設定処理が行われ（図６のＳ１３），要求された情報登録が実行されたことを応答するため，サービスを要求したユーザ端末２に対し「２００ＯＫ」が送信され（同Ｓ１４），これをユーザ端末２で受信する。なお，決定した「登録有効時間」もユーザ端末２に通知され，ユーザ端末２で受信して表示，記憶される。

図７はＰＵＢＬＩＳＨ（状態登録の要求）のリクエストに対応する処理シーケンスである。ユーザ端末２からサーバ１に対して「ＰＵＢＬＩＳＨ」信号（端末アドレス，状態情報及び登録有効時間を含む）を送信すると（図７のＳ２０），プレゼンスサーバ１で受信され（同Ｓ１０），プレゼンス情報管理検索処理が行われる（同Ｓ１１）。これは図２のサーバ１においてプログラム格納メモリ１０１のプレゼンス情報処理プログラム１０１ｄを実行し，メインメモリ１０２のプレゼンステーブル１０２ｃに対して登録が行われる。続いて，登録有効時間算出処理が実行される（図７のＳ１２）。この処理内容は，上記図６と同様に図４，図５について説明したのと同じであり，算出された登録有効時間がプレゼンステーブル１０２ｃへの登録を含む設定処理が行われ（図７のＳ１３），要求されたプレゼンス情報登録が実行されたことをユーザ端末２に対し「２００ＯＫ」を送信することで通知し（同Ｓ１４），ユーザ端末２で受信される。この時，決定した「登録有効時間」もユーザ端末２に通知される。

本発明の原理構成を示す図である。 本発明の実施例のハードウェア構成を示す図である。 ＲＥＧＩＳＴＥＲ（位置登録信号）のリクエストに対応する処理シーケンスを示す図である。 登録有効時間算出処理のフローチャートを示す図である。 各テーブルの具体例を示す図である。 ＳＵＢＳＣＲＩＢＥ（他ユーザ端末の状態変化通知の要求）のリクエストに対応する処理シーケンスを示す図である。 ＰＵＢＬＩＳＨ（状態登録の要求）のリクエストに対応する処理シーケンスを示す図である。 本発明の対象となるネットワーク構成を示す図である。

符号の説明

１ サーバ（ＳＩＰサーバまたはプレゼンスサーバ）
１０ メッセージ受信登録部
１１ 登録更新時間決定部
１１ａ 相対時間算出手段
１１ｂ 更新受信数検出手段
１１ｃ 更新受信数・時刻別制限値比較判定手段
１１ｄ テーブル更新手段
１２ 通知部
１３ メモリ
１３ａ 各種サービス用登録情報テーブル
１３ｂ 受信予定数テーブル
１３ｃ 受信数制限値テーブル
２ ユーザ端末

Claims (4)

1. ＳＩＰまたはＳＩＭＰＬＥのプロトコルによるＩＰ網を介する電話システムにおけるトラヒック平準化制御方法において，
   前記ＳＩＰまたはＳＩＭＰＬＥによるサービスの制御を行うサーバは，ユーザ端末からの登録情報とその登録有効時間を含むサービス要求信号を受信すると，登録情報をテーブルに格納し，
   前記登録有効時間から現時点を基準とする相対時間を求め，各相対時間に対応した登録有効時間更新信号の受信予定数が設定されたテーブルから前記求めた相対時間に対応する受信予定数を検出し，
   前記検出した相対時間に対応する時刻を求め，各時刻別の単位時間当たりの受信数制限値が設定されたテーブルから前記求め時刻に対応する受信数制限値を検出し，
   前記検出した受信予定数と前記検出した受信数制限値を比較して，前記受信予定数が前記受信制限値より少ないことが判別されると，前記相対時間の基となる登録有効時間を適正な時間として決定することを特徴とするＩＰ網を介する電話システムにおけるトラヒック平準化制御方法。
2. 請求項１において，
   前記検出した受信予定数と前記検出した受信数制限値を比較して，前記受信予定数が前記受信制限値以上であることが判別されると，前記相対時間に＋１をして相対時間を更新し，その更新した相対時間に対応した受信予定数を前記相対時間に対応した登録有効時間更新信号の受信予定数が設定されたテーブルから求め，前記更新した相対時間に対応する時刻を求めて対応する単位時間当たりの受信数制限値を前記時刻別の単位時間当たりの受信数制限値が設定されたテーブルから求めて前記受信予定数と比較し，
   前記受信予定数が前記受信数制限値を越えると，更に前記相対時間を＋１して更新をして，前記受信予定数が前記受信数制限値より少ないとその時の相対時間に基づいて登録有効時間を求めることを特徴とするＩＰ網を介する電話システムにおけるトラヒック平準化制御方法。
3. ＳＩＰまたはＳＩＭＰＬＥのプロトコルによるＩＰ網を介する電話システムにおけるサーバにおいて，
   ユーザ端末からの登録情報とその登録有効時間を含むサービス要求信号を受け取ると，前記登録情報を登録情報テーブルに格納する受信メッセージ登録部と，
   相対時間別に登録有効時間更新信号の受信予定数を格納した受信予定数テーブルと，時刻別の単位時間当たりの登録情報の更新要求信号の受信数制限値を格納した時刻別受信数制限値テーブルとを備え，
   前記ユーザ端末から要求された登録情報の登録有効時間を起点ポイントを基準にした相対時間に変換し，前記受信予定数テーブルから相対時間に対応する受信予定数を求め，前記相対時間を時刻に変換して前記時刻別受信数制限値テーブルから受信数制限値を求めて前記受信予定数と比較して，前記受信予定数が前記受信制限値より少なくなる相対時間を選択して最適な登録有効時間を判定する手段を含む登録更新時間決定部と，
   前記決定された登録更新時間をユーザ端末に通知する通知部を備えることを特徴とするＩＰ網を介する電話システムにおけるサーバ。
4. 請求項３において，
   前記登録更新時間決定部は，前記ユーザ端末から要求された登録有効時間と起点ポイントを加算して相対時間を求める相対時間算出手段と，前記受信予定数テーブルから前記求めた相対時間に対応する受信予定数を求める更新受信数検出手段と，前記受信数制限値と前記受信予定数とを比較する更新受信数・時刻別制限値比較判定手段とを備え，受信予定数が受信制限値に達していない条件を満たす登録有効時間を決定することを特徴とするＩＰ網を介する電話システムにおけるサーバ。

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