JP2010050717A - 方路選択方法およびセッション制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 負荷の分散を図ることにより予防保全がとれるようにし、また、優先呼のために資源(セッション)を留保し、更に、セッション制御装置に障害が発生し処理ができなくなった場合は、障害が発生したセッション制御装置を迂回する迂回処理が迅速にとることができるセッション制御技術を実現する。
【解決手段】 複数の端末間に複数存在するセッション制御装置で行われ、送信元端末から送信先端末へのセッション確立要求を転送する際に方路を選択する方路選択方法であって、送信先端末毎に、接続するすべての方路について、ポリシー規則、および、上限のセッション数をあらかじめ定め、セッション確立要求を受け付けると、ポリシー規則を参照して適合する方路を検索し、該検索した方路でセッションを確立したときの仮定のセッション数が該方路に対応する上限のセッション数を超えない場合に該方路を選択する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、次世代ネットワーク(以下、NGN:Next Generation Networkと称する)における方路選択方法およびセッション制御装置。
近年、NGNの議論が盛んに行われテイル。NGNは、IP(Internet Protocol)をベースとしたネットワークであって、パケットを転送するトランスポートストラタム(層)と、セッション開始プロトコルによるセッションの確立、切断等を含むサービスの制御を行うサービスストラタム(層)との2つのストラタム(層)を有し、電話サービスをはじめ固定通信と移動通信とを融合したFMC(Fixed Mobile Convergence)や今後開発される新しい通信サービスを提供する基盤ネットワークである。セッション開始プロトコルは、以下、SIP:Session Initiation Protocolと称する。SIPについては、例えば、非特許文献1(NTT技術ジャーナル2007年4月号第30頁‐第49頁、「NGNが提供する新しいコミュニケーションとそれを支える技術」参照。
NGNの技術面から見た特徴は、高品質、安全性、信頼性およびオープン性を確保することにある[例えば、非特許文献2{http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20070125/259673/ (NTTのNGNはどんなしくみ?:平成20年8月7日確認)}参照]。
これらの特徴にあって、信頼性を確保するには、その1つとして、サービスストラタム(層)の構成要素であるセッション制御装置が、過負荷状態となり処理に時間がかかることや、処理できなくなることが起きないようにすることが重要になる。
従来の、IPをベースとしたネットワークにおける輻輳の検出と規制に関する技術について図5および図6を用いて説明する。
図5は、従来のIPをベースとしたネットワークにおける輻輳の検出と規制の方法を説明する図である。同図は従来技術が、基本的な形態としては、端末装置31およびセッション設定装置41を含む端末装置群1と、端末装置32およびセッション設定装置42を含む端末装置群2とにより構成されることを示している。本構成に基づく動作の概要を、端末装置31が端末装置32に向けて発信した場合を例に説明する。
端末装置31がセッションを要求すると、この要求をセッション設定装置41が受け付ける。セッション設定装置41は、要求を受け付けるとともにセッションの要求およびその要求に対する応答を経時的に監視する。また、要求情報の中に含まれる着信先の端末装置32の存在位置を示す情報から、端末装置32が端末装置群2に属するものであることを判断し、経時的に監視した要求情報および応答情報に基づき、一定周期の間に端末装置群2に向けて発信したセッションの不完了率およびセッション到着率を算出する。
ここで、端末装置群2のセッション設定装置42が輻輳状態にあるとすると、セッション設定装置41が算出するセッションの不完了率等の値が高くなる。セッションの不完了率等の値が予め定めた閾値を越えると、セッション設定装置41は、端末装置群2が輻輳状態にあると判断し、以降の端末装置群2に属する端末装置へのセッションの要求を規制する。
なお、ここで言うセッションの不完了率とは、一定周期における、正常に完了したセッションの総数および正常に完了しなかったセッションの総数の比である。またセッション到着率とは、一定周期におけるセッションの要求数である。
これにより、IPをベースとしたネットワークにおいて、特定の端末装置群に対しセッションの要求が集中することによって生じる輻輳を検出し、輻輳を検出した端末装置群へのセッションの要求を規制することにより、輻輳を制御することができるようになる(例えば、特許文献1:特開2005−167771号公報参照)。
しかしながら、セッションの要求を中継するセッション設定装置が存在する場合に起きる問題点について説明する。
図6は、従来技術において、セッションの要求を中継するセッション設定装置44がある場合を示したものであり、セッション設定装置44には、端末装置群2の他に、更に端末装置群3が接続されていることを示している。
セッション設定装置44が輻輳状態にあるとすると、端末装置群2および端末装置群3に発信したセッションの要求に対する不完了率等の値が高くなるため、セッション設定装置41は、端末装置群2および端末装置群3が輻輳状態にあると誤って判断してしまう。
特開2005−167771号公報 NTT技術ジャーナル2007年4月号第30頁‐第49頁、「NGNが提供する新しいコミュニケーションとそれを支える技術」 http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20070125/259673/ (NTTのNGNはどんなしくみ?:平成20年8月7日確認)
従来のセッション制御技術は、セッションの要求を中継するセッション設定装置が輻輳により処理が困難になっていても、端末装置群の輻輳として検出するものである。したがって輻輳しているセッション設定装置を迂回させる処理ができない。また、実際に輻輳が起きてからこのことを検出し、セッションの要求を規制する構成であり、輻輳が起きる前に輻輳を回避する予防保全がとれないという問題点がある。
本発明の解決すべき主要な課題は、上記の問題を解決し、高負荷のかかるセッション制御装置が発生しないように負荷の分散を図ることにより予防保全がとれるようにし、また、優先呼のために資源(セッション)を留保し、更に、セッション制御装置に障害が発生し処理ができなくなった場合は、障害が発生したセッション制御装置を迂回する迂回処理が迅速にとることができるセッション制御技術を実現することにある。
本発明の方路選択方法は、複数の端末間に複数存在するセッション制御装置で行われ、送信元端末から送信先端末へのセッション確立要求を転送する際に方路を選択する方路選択方法であって、
送信先端末毎に、接続するすべての方路について、ポリシー規則、および、上限のセッション数をあらかじめ定め、
セッション確立要求を受け付けると、前記ポリシー規則を参照して適合する方路を検索し、該検索した方路でセッションを確立したときの仮定のセッション数が該方路に対応する前記上限のセッション数を超えない場合に該方路を選択することを特徴とする方路選択方法。
この場合、前記ポリシー規則は、各方路の優先順位および各方路で確立されるセッション数の比率を定義するものであるとしてもよい。
また、前記仮定のセッション数は、現在、実際に確立されているセッション数に、優先呼のために留保しているセッション数を加え、さらに1を加えたものとしてもよい。
さらに、対向するセッション制御装置に障害が発生した場合には、該セッション制御装置との間の方路を前記検索の対象から除外することとしてもよい。
本発明のセッション制御装置は、複数の端末間に複数存在し、送信元端末から送信先端末へのセッション確立要求を転送するするセッション制御装置であって、
送信先端末毎に、接続するすべての方路についてポリシー規則を蓄積する方路選択ポリシー蓄積部と、
接続するすべての方路についての上限のセッション数および現在存在するセッション数を蓄積するセッション数蓄積部と、
セッション確立要求を受け付けると、前記方路選択ポリシー蓄積部に蓄積されているポリシー規則を参照して適合する方路を選択し、該選択した方路でセッションを確立したときの仮定のセッション数が該方路に対応して前記セッション数蓄積部に蓄積されている上限のセッション数を超えない場合に該方路にてセッションを確立してセッション確立要求を転送する方路選択部と、を有する。
この場合、前記ポリシー規則は、各方路の優先順位および各方路で確立されるセッション数の比率を定義するものであるとしてもよい。
また、前記方路選択部は、前記仮定のセッション数を、現在、実際に確立されているセッション数に、優先呼のために留保しているセッション数を加え、さらに1を加えたものとしてもよい。
さらに、前記方路選択ポリシー蓄積部は、対向するセッション制御装置に障害が発生したことの通知を受けた場合には、該セッション制御装置との間の方路を前記方路選択部による検索の対象から除外することとしてもよい。
セッション制御装置が、方路(以下、TGNと称する)毎に対向するセッション制御装置の上限のセッション数および現在確立しているセッション数を管理し、また、送信先端末(接続先)が同一となるTGNをグループ化し(以下、TGXと称する)、各TGNに対してポリシー規則を設定して管理する。セッションの確立時にあっては、送信先情報とポリシー規則から、該当するTGXを検索し、検索したTGXに属するTGNの中から応じてセッションを確立するTGNを選択する。
選択に際し、選択したTGNでセッション数が上限を超えないように選択するため、対向するセッション制御装置の負荷を均等にすることや、対向するセッション制御装置の負荷を一定の比率とすることが可能となる。
仮定のセッション数として優先呼のために留保しているセッション数を考慮したものとする場合には、その数分は優先呼を確実に処理することができる。
対向するセッション制御装置に障害が発生したことの通知を受けた場合には、該セッション制御装置との間のTGNを検索の対象から除外する場合には、障害が発生したセッション制御装置に対向するTGNの選択を止め、同じTGXに属する他のTGNを予め決めた優先順位にしたがって選択することにより確実にセッションを確立することができる。
本発明は、高負荷のかかるセッション制御装置が発生しないように負荷の分散を図ることにより予防保全がとれるようになり、障害が発生したセッション制御装置を迂回する迂回処理が迅速にできることから信頼性を高めることができる。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明によるシステムの一実施形態の構成例を示す接続図である。
(システムの構成)
図1に示される実施形態は、セッションの確立、切断等のセッションの制御を行うセッション制御装置(以下、SCと称する)11〜SC13,SC21〜SC23と、ユーザが操作する端末装置131と、端末装置132と、端末装置133とを有している。端末装置131はSC11に接続され、端末装置132はSC12に接続され、端末装置133はSC13に接続されており、端末装置131が発信側とされている。
SC11は、対向するSC21の上限のセッション数および現在のセッション数をTGNaとして管理し、同様に対向するSC22についてTGNbとして管理し、同様に対向するSC23についてTGNcとして管理する。
SC21は、対向するSC12についてTGNdとして管理し、同様に対向するSC13についてTGNeとして管理する。SC22は、対向するSC12についてTGNfとして管理し、同様に対向するSC13についてTGNgとして管理する。SC23は、対向するSC13についてTGNhとして管理する。
また、SC11は、SC12に向かうルートとしては、TGNa/TGNd、およびTGNb/TGNfの2つのルートが選択可能であるため、この2つのルートにつながるTGNaおよびTGNbをグループ化し、TGXαとして管理し、同様にSC13に向かうルートは、TGNa/TGNe、TGNb/TGNgおよびTGNc/TGNhの3つが選択可能であるため、この3つにつながるTGNa、TGNbおよびTGNcをグループ化しTGXβとして管理している。
次に、上記に述べたシステムの機能について説明する。
(システムの機能)
本実施形態のシステムは、次の機能を有するものである。
端末装置131が端末装置132と電話をするためにSIP信号のセッション確立要求信号を送信すると、SC11が受信し、送信先情報からSC12に接続された端末装置132であることを判断し、該当するTGXαを選択し、選択したTGXαに属するTGNaおよびTGNbの中から、予め決められたセッション数の配分方法に従って選択し、例えばTGNaを選択し、SC21に向けセッション確立要求信号を転送する。
次に、上記に述べたシステムの機能を実現するシステムの構成装置のうち、本発明の特徴をなすSC11について説明する。
(SC11の構成)
図2は、図1のシステムにおけるSC11の構成を示す図である。同図はSC11の機能のうち本発明に関係する部分のみを概念的に示している。
ここでは、端末装置31が発信側となり端末装置32が着信側となる場合について説明する。
SC11は、SIP信号制御部111と、着信者判断部112と、方路選択ポリシー蓄積部として動作するTGXTGN蓄積部113と、TGX選択部114と、セッション数蓄積部115と、TGX選択部114とともに方路選択部として動作するTGN選択部116とを有する。
SIP信号制御部111は、セッション確立要求信号を受信すると、送信先情報を着信者判断部112に伝え、TGN選択部116から伝えられるTGNの選択結果を待つ。また、切断信号を受信すると、TGN選択部116に伝える。
着信者判断部112は、SIP信号制御部111から伝えられた着信者情報から、SC12に接続された端末装置32であることを判断し、判断した結果をTGX選択部114に伝える。
TGXTGN蓄積部113は、SC12/端末装置32とTGXαとの対応、TGXαとTGXαに属するTGNaおよびTGNbとの対応を蓄積し、またSC13/端末装置33とTGXβとの対応、TGXβとTGXβに属するTGNa、TGNbおよびTGNcとの対応を蓄積する。詳細についてはこの後説明する。
TGX選択部114は、着信者判断部112から伝えられた着信側がSC12/端末装置32であることから、TGXTGN蓄積部113にアクセスし、該当するTGXαを検索し、TGXαに属するTGNaおよびTGNbを検索し、検索したTGNaおよびTGNbにおける優先順位、セッション数の配分方法をTGN選択部116に伝える。
セッション数蓄積部115は、TGNa、TGNbおよびTGNc毎の上限のセッション数、現在のセッション数について蓄積する。詳細についてはこの後説明する。
TGN選択部116は、TGX選択部114から伝えられたTGNaおよびTGNbにおける優先順位およびセッション数の配分方法に基づき、セッション数蓄積部115にアクセスし、TGNを選択する。例えばTGNaを選択した場合には、TGNaの現在のセッション数に1を加算し、セッション使用率の数値を修正し、TGNaを選択したことをSIP信号制御部111に伝える。
また、TGN選択部116は、SIP信号制御部111から切断信号を受信したことが伝えられると、セッション数蓄積部115が蓄積するTGNaの現在のセッション数から1を減算し、セッション使用率の数値を修正する。
また、着信者判断部112が、着信先情報から優先呼であると判断した場合は、優先呼であることをTGX選択部114に伝え、TGX選択部114がTGN選択部116に伝え、TGN選択部116が留保されているセッションの中から選択する。
また、SCに障害が発生した場合は、保守者から障害情報がTGXTGN蓄積部113に送信されることにより、該障害情報をTGXTGN蓄積部113が蓄積し、TGX選択部114からアクセスされたときに、障害が発生したSCに対向するTGNが検索されないようにする。
図3は、図2におけるTGXTGN蓄積部113およびセッション数蓄積部115のデータの構成例を示す図である。
図3(1)は、TGXTGN蓄積部113のデータの構成例である。送信先と、TGXと、TGNとの対応を示している。送信先がSC12/端末装置32のTGXはTGXαであり、TGXαに対応するTGNは第1優先がTGNa、第2優先がTGNbであり、セッション数の配分方法は2:1であることを示している。これは、第1優先のTGNaの現在のセッション数と、第2優先のTGNbの現在のセッション数とを比較し、TGNaがTGNbの2倍以上になっている場合は、TGNbを選択し、TGNaがTGNbの2倍よりも少なかった場合は、TGNaを選択することを意味するものである。同様に送信先がSC13/端末装置33のTGXはTGXβであり、TGXβに対応するTGNは第1優先がTGNa、第2優先がTGNb、第3優先がTGNcであり、セッション数の配分方法は2:1:1であることを示している。これは、先ず第1優先のTGNaと第2優先のTGNbとの間で、上記に述べたことと同様にしてTGNを選択し、次に選択したTGNと第3優先のTGNcとの間で、上記に述べたことと同等にして選択することを意味する。
また、セッション数の配分方法は一例であり、この他に、セッション数により、あるいはセッション使用率により配分することが考えられる。
これらのデータは保守者により設定情報として入力される。障害情報が入力された場合は該当するTGNの部分がマスクされる。
図3(2)は、セッション数蓄積部115のデータの構成例である。TGNa、TGNbおよびTGNc毎の上限のセッション数と、現在のセッション数と、現在のセッション使用率が示されている。現在のセッション数には、現在、実際に確立されているセッション数に、優先呼のために留保しているセッション数が加えられている。このため、優先呼については、留保されているセッション数は確実にセッションが確立されることとなる。
ここにおいて、例えば送信先がSC12/端末装置32のTGNの選択を行うことになると、TGNaのセッション数450個がTGNbのセッション数250個の2倍よりも少ないことからTGNaを選択することになる。
上限のセッション数は保守者により設定情報として入力される。
次に、SC11の動作について説明する。
(SC11の動作)
図4は、SC11の動作例を示すフローチャートである。保守者から設定情報が送信されてくると、TGXTGN蓄積部113およびセッション数蓄積部115が受信する(ステップA1)。TGXTGN蓄積部113は、送信先、TGXおよびTGNの情報を蓄積し(ステップA2)、セッション数蓄積部115は、上限のセッション数を蓄積し(ステップA3)、ステップA1の前に戻る。
保守者から障害情報が送信されてくるとTGXTGN蓄積部113が受信し(ステップA4)、障害が発生したSCに対向するTGNの情報を蓄積し(ステップA5)、ステップA4の前に戻る。
SIP信号制御部111がセッション確立要求信号を受信すると(ステップA6)、送信先情報を着信者判断部112に伝える。送信先情報を着信者判断部112は、着信者判断部112がSC12に接続された端末装置32であることを判断し(ステップA7)、判断した結果をTGX選択部114に伝える。
判断結果を受信したTGX選択部114は、TGXTGN蓄積部113にアクセスし、該当するTGXαを検索し、TGXαに属するTGNaおよびTGNbを検索し(ステップA8)、検索したTGNaおよびTGNbにおける優先順位、セッション数の配分方法をTGN選択部116に伝える。
セッション数の配分方法を受信したTGN選択部116は、セッション数蓄積部115にアクセスし、TGNを選択する(ステップA9)。例えば、TGNaを選択した場合、セッション数蓄積部115の蓄積する現在のセッション数に1を加算し(ステップA10)、セッション使用率の数値を修正し、TGNaを選択したことをSIP信号制御部111に伝える。TGNaを選択したことを受信したSIP信号制御部111はセッション確立要求を転送する(ステップA11)。
SIP信号制御部111が切断情報を受信すると(ステップA12)、その旨をTGN選択部116に伝える。TGN選択部116は、セッション数蓄積部115の蓄積するTGNaの現在のセッション数から1を減算し(ステップA13)、セッション使用率の数値を修正する。SIP信号制御部111が切断信号を転送する(スップA14)。
上記のように構成される本実施形態においては、
(1)ネットワークの信頼性を高めることができる。
(2)セッション制御装置の能力、資源(リソース)の有効活用を図ることができる。
本発明によるシステムの一実施形態の構成例を示す接続図である。 図1のシステムにおけるSC11の構成を示す図である。 (1)、(2)のそれぞれは、図2におけるTGXTGN蓄積部113、セッション数蓄積部115のデータの構成例を示す図である。 SC11の動作例を示すフローチャートである。 従来のIPをベースとしたネットワークにおける輻輳の検出と規制の方法を説明するための図である。 従来技術において、セッションの要求を中継するセッション設定装置が設けられている状態を示す図である。
符号の説明
11〜13,21〜23 セッション制御装置
111 SIP信号制御部
112 着信者判断部
113 TGXTGN蓄積部
114 TGX選択部
115 セッション数蓄積部
116 TGN選択部
131〜133 端末装置

Claims (8)

  1. 複数の端末間に複数存在するセッション制御装置で行われ、送信元端末から送信先端末へのセッション確立要求を転送する際に方路を選択する方路選択方法であって、
    送信先端末毎に、接続するすべての方路について、ポリシー規則、および、上限のセッション数をあらかじめ定め、
    セッション確立要求を受け付けると、前記ポリシー規則を参照して適合する方路を検索し、該検索した方路でセッションを確立したときの仮定のセッション数が該方路に対応する前記上限のセッション数を超えない場合に該方路を選択することを特徴とする方路選択方法。
  2. 請求項1記載の方路選択方法において、
    前記ポリシー規則は、各方路の優先順位および各方路で確立されるセッション数の比率を定義するものであることを特徴とする方路選択方法。
  3. 請求項1または請求項2記載の方路選択方法において、
    前記仮定のセッション数は、現在、実際に確立されているセッション数に、優先呼のために留保しているセッション数を加え、さらに1を加えたものであることを特徴とする方路選択方法。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の方路選択方法において、
    対向するセッション制御装置に障害が発生した場合には、該セッション制御装置との間の方路を前記検索の対象から除外することを特徴とする方路選択方法。
  5. 複数の端末間に複数存在し、送信元端末から送信先端末へのセッション確立要求を転送するするセッション制御装置であって、
    送信先端末毎に、接続するすべての方路についてポリシー規則を蓄積する方路選択ポリシー蓄積部と、
    接続するすべての方路についての上限のセッション数および現在存在するセッション数を蓄積するセッション数蓄積部と、
    セッション確立要求を受け付けると、前記方路選択ポリシー蓄積部に蓄積されているポリシー規則を参照して適合する方路を選択し、該選択した方路でセッションを確立したときの仮定のセッション数が該方路に対応して前記セッション数蓄積部に蓄積されている上限のセッション数を超えない場合に該方路にてセッションを確立してセッション確立要求を転送する方路選択部と、を有することを特徴とするセッション制御装置。
  6. 請求項5記載のセッション制御装置において、
    前記ポリシー規則は、各方路の優先順位および各方路で確立されるセッション数の比率を定義するものであることを特徴とするセッション制御装置。
  7. 請求項5または請求項6記載のセッション制御装置において、
    前記方路選択部は、前記仮定のセッション数を、現在、実際に確立されているセッション数に、優先呼のために留保しているセッション数を加え、さらに1を加えたものとすることを特徴とするセッション制御装置。
  8. 請求項5ないし請求項7のいずれかに記載のセッション制御装置において、
    前記方路選択ポリシー蓄積部は、対向するセッション制御装置に障害が発生したことの通知を受けた場合には、該セッション制御装置との間の方路を前記方路選択部による検索の対象から除外することを特徴とするセッション制御装置。
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