JP2011182031A

JP2011182031A - クラウドサービス提供システム

Info

Publication number: JP2011182031A
Application number: JP2010041817A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Chiba; 恒彦千葉; Manabu Ito; 学伊藤; Hidetoshi Yokota; 英俊横田
Original assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Current assignee: KDDI Research Inc
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】SDPにクラウドサービスもしくはSDP外にクラウド選択支援サーバを配置し、クラウドサービス群と連携することにより、ユーザを煩雑な手続や操作から開放し、無線リソースの利用を図り、ユーザ無線の処理付加を軽減し、複数のユーザがクラウドサービスを簡単に共有できるクラウドサービス提供システムを提供する。
【解決手段】クラウド支援サーバASは、IMSコアネットワークNWcのS-CSCFまたはSDPと接続されてSIPのアプリケーションサーバとして動作し、クラウドサービス群の情報（各クラウドの接続ユーザ数、負荷、対応プロトコル、価格情報、設置場所など）を管理し、ユーザ端末UEからのクラウド要求に応じて適切なクラウドを選択する。また、選択したクラウドがSIPに対応していない場合には、直接もしくはSDPを介してリソース確保や暗号鍵などの情報をクラウドに渡す。
【選択図】図２

Description

本発明は、オールIPネットワークにおいて、IMS(IP Multimedia Subsystem)やサービス提供基盤SDP(Service Delivery Platform)とユーザ端末UEとを連携させて効率的にクラウドサービスを提供するクラウドサービス提供システムに関する。

次世代の通信網NGN (Next Generation Network)では、非特許文献１に開示されているように、音声やビデオなどを含むマルチメディアアプリケーションをIPベースのパケット通信ネットワークによって柔軟に提供するセッション制御機能としてIMS (IP Multimedia Subsystem)が検討されている。

また、NGNでは通信事業者が管理するネットワーク機能を外部のアプリケーションに公開するためのサービス提供基盤としてSDP(Service Delivery Platform)が注目されている。このSDPは、様々なサービスを連携させるために、イネーブラとよばれる機能要素で構築されている。

一方、コンピュータリソースを必要に応じてネットワークを介して利用可能とするシステムとしてクラウド (Cloud)・コンピューティングが注目されている。クラウドコンピューティングを利用すれば、ユーザはインターネットを通じて提供されるサービスやストレージなどのコンピュータリソースを、その所在を意識することなく利用できるようになる。

Hanhua Lu, "The Next Generation SDP Architecture: Based on SOA and Integrated with IMS," IITA, vol.3, pp.141-145, 2008.

従来のSDPは、テレコムサービスなどを外部のサードパーティプロバイダも活用できるようにするためのAPI (Application Programming Interface) を用意したり、サービス提供に使いまわせるイネーブラを一般化したりすることで効率の良いサービス創出基盤を構築するものであるが、クラウドコンピューティングとの連携は考慮されていなかった。

すなわち、ユーザ端末UEがクラウドコンピューティングを利用する際には、ユーザ端末UEが所望のサービスを提供できるクラウドコンピュータを選択して、そのURLにアクセスしたり、クラウドコンピュータにユーザ登録を行ったり、クラウドコンピュータとの間で暗号鍵を交換したり、クラウドコンピュータに対してログインしたり、クラウドコンピュータにリソースを要求したり、クラウドサービスで利用したいアプリケーションをクラウドコンピュータにダウンロードさせたりしなければならない。

したがって、端末ユーザに煩雑な手続、操作が要求され、また無線区間での通信が増えるので無線リソースが多く消費されてしまい、さらにはハードウエアのスペックに制約の多いユーザ無線の処理が増えてしまうという技術課題があった。

また、クラウドコンピュータ上で写真アルバムを公開して複数のメンバで閲覧したり、クラウドコンピュータ上でゲームを実行して複数のメンバで対戦したりするなど、クラウドサービスを複数のメンバで共有する際には、主催者が他のメンバへクラウドサービスを通知しなければならなかった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、SDPにクラウドサービスもしくはSDP外にクラウド選択支援サーバを配置し、クラウドサービス群と連携することにより、ユーザを煩雑な手続や操作から開放し、無線リソースの有効利用を図り、ユーザ端末の処理負荷を軽減し、さらには複数のユーザがクラウドサービスを簡単に共有できるクラウドサービス提供システムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、IMSを含むネットワーク環境においてクラウドサービスを提供するシステムにおいて、以下のような手段を講じた点に特徴がある。

(1)複数のクラウドコンピュータを含むクラウドコンピューティング群と、ユーザ端末からの要求に応答してクラウドサービスの準備を実行し、要求されたサービスを提供するクラウドコンピュータへの接続情報を返信するクラウドサービス手段とを具備し、クラウドサービス手段は、クラウドコンピュータの選択、選択されたクラウドコンピュータへのリソース確保および前記選択されたクラウドコンピュータとの暗号鍵交換を含むクラウドサービスの準備を実行し、前記接続情報として前記クラウドコンピュータのアドレスおよび暗号鍵を返信することを特徴とする。

(2)クラウドサービス手段は、ユーザ端末からの通知要求に応答して、前記クラウドサービスを共有させる他のユーザに対してクラウドサービスを通知することを特徴とする。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。

(1)ユーザにサービスを提供するクラウドの選択、選択されたクラウドに対するリソース要求およびその応答、暗号鍵の提供および取得、ならびに選択されたクラウド上で実行するアプリケーションの指定などの、従来であればユーザ端末が自らクラウドコンピュータにアクセスし、無線リソースを消費して行わなければならなかった多くの処理手順が、無線リソースを消費しないSDP、クラウド支援サーバASおよび各クラウドの間で実行されるので、ユーザを煩雑な手続や操作から開放し、無線リソースの有効利用を図り、ユーザ端末の処理負荷を軽減することができる。

(2)クラウドサービス部は、ユーザ端末からクラウド要求を受信すると、ユーザ端末の端末IDなどに基づいて、予め登録されているユーザ情報を参照し、このユーザ情報を利用してクラウドコンピュータへのユーザ登録を行うので、ユーザ端末は複雑な認証手続きから解放されるようになる。

(3)ユーザ端末へメッセージを送信できるクラウドサービス部を介してクラウドサービスが実現されるので、サービス主催者のユーザ端末からクラウドサービス部へ、当該サービスを共有したいメンバを通知するだけで、クラウドサービス部から各メンバへクラウドサービスを通知できる。したがって、サービス主催者が各メンバへクラウドサービスを通知する必要がなくなり、クラウドサービスの共有が容易になる。

本発明が適用される次世代ネットワークの構成を示したブロック図である。ユーザ端末UEをクラウド選択支援サーバへSIP登録する手順を示したシーケンスフローである。ユーザ端末UEをSIP対応のクラウドコンピュータに接続する手順を示したシーケンスフローである。ユーザ端末UEをHTTP対応のクラウドコンピュータに接続する手順を示したシーケンスフローである。ユーザ端末UEをRTP対応のクラウドコンピュータに接続する手順を示したシーケンスフローである。クラウドサービスの共有手順を示したシーケンスフローである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明が適用される次世代ネットワーク(NGN)の構成を示したブロック図であり、無線式の移動端末（ユーザ端末）UEを収容するアクセスネットワークNWaが、IMSのプラットフォーム上で実現されるIMSコアネットワークNWcに接続されている。

IMSプラットフォームにおいて、P-CSCF(Proxy Call Server Control Function：プロキシ制御機能）は、ユーザ端末UEのセッションを制御する。I-CSCF(Interrogating CSCF：問い合わせ制御機能）は、CSCFからの問い合わせを受け付ける機能および他網とのゲートウェア機能を有する。S-CSCF(Serving CSCF：呼セッション制御機能）は、IMSコアネットワークNWcにおける中核のセッション制御を行う。HSSサーバ(Home Subscriber Server：ホーム加入者サーバ)は、ユーザ情報、各ユーザが加入しているサービスに関するプロファイル、ユーザ認証用情報、ユーザの移動管理用情報（現在位置情報）など、各CSCF機能がセッション制御を行う際に必要とする情報を記録するデータベースサーバである。

前記P-CSCF、I-CSCFおよびS-CSCFの各機能は、物理的に分離したサーバ装置(P-CSCFサーバ，I-CSCFサーバ，S-CSCFサーバ）で構成しても良いし、あるいは少なくとも一つの機能を物理的に併合して一体化したサーバ装置で構成しても良い。SDP(Service Delivery Platform)には、各種のアプリケーションおよびサービス・イネーブラ（サービス実行機能）が登録されている。

クラウドサービス群は複数のクラウドコンピュータにより構成され、それぞれ別のプロトコル群をサポートする。例えば、クラウドコンピュータ#1はSIPをサポートし、クラウドコンピュータ#2はHTTPをサポートし、クラウドコンピュータ#3はRTPをサポートする。以下、各クラウドコンピュータを単にクラウドと表現する場合もある。

クラウド支援サーバASは、IMSコアネットワークNWcのS-CSCFまたはSDPと接続されてSIPのアプリケーションサーバとして動作し、クラウドサービス群の情報（各クラウドの接続ユーザ数、負荷、対応プロトコル、価格情報、設置場所など）を管理し、ユーザ端末UEからのクラウド要求に応じて適切なクラウドを選択する。また、選択したクラウドがSIPに対応していない場合には、直接もしくはSDPを介してリソース確保や暗号鍵などの情報をクラウドに渡す。

次いで、図２，３，４，５のシーケンスフローを参照して本発明の一実施形態の動作を説明する。図２は、ユーザ端末UEをクラウド支援サーバASへSIP登録する手順を示したシーケンスフローであり、ここでは本発明の説明に不要な手順は図示が省略されている。

時刻t1では、ユーザ端末UEからIMSのP-CSCFへ送信されたSIP REGISTER（所在登録要求）がP-CSCFからI-CSCFを中継してS-CSCFへ転送される。このSIP REGISTERには、ユーザ端末UEのSIP URIおよびコンタクトアドレスが記述されており、前記S-CSCFにユーザ情報が記憶される。時刻t2では、前記SIP REGISTERに対する200 OKがS-CSCFからI-CSCFおよびP-CSCFを中継してユーザ端末UEへ返信される。

時刻t3では、ユーザ端末UEから送信されたSIP SUBSCRIBE（イベント送信要求）が、P-CSCFを中継してS-CSCFへ送信される。時刻t4では、前記SIP SUBSCRIBEがS-CSCFからSDPを中継してクラウド支援サーバASへ転送される。時刻t5では、前記SIP SUBSCRIBEに対する200 OKが前記クラウド支援サーバからSDPを中継してS-CSCFへ返信される。時刻t6では、前記200 OKがS-CSCFからP-CSCFを中継してユーザ端末UEへ返信される。

時刻t7では、クラウド支援サーバからIMSのS-CSCFへSIP NOTIFY（イベント通知）が送信される。時刻t8では、前記SIP NOTIFYがS-CSCFおよびP-CSCFを中継してユーザ端末UEへ転送される。時刻t9では、前記SIP NOTIFYに対する200 OKがユーザ端末UEからP-CSCFを中継してS-CSCFへ送信される。時刻t10では、前記200 OKがS-CSCFからクラウド支援サーバASへ転送される。

図３は、ユーザ端末UEをSIP対応のクラウド#1へ接続する手順を示したシーケンスフローであり、ここでも本発明の説明に不要な手順は図示が省略されている。

時刻t21では、ユーザ端末UEから送信されたSIP INVITE（接続要求）がP-CSCFを中継してS-CSCFへ送信される。このSIP INVITEには、ユーザ端末UEを一意に識別する端末ID、および端末ユーザUEが要求する各種の情報として、例えばアプリケーションの識別子やパラメータなどが記述されている。時刻t22では、前記SIP INVITEがS-CSCFからSDPを中継してクラウド支援サーバASへ転送される。この際、前記S-CSCFに登録されたユーザ情報に基づいて認証が行われる。

時刻t23では、SDPおよびクラウド支援サーバASが前記SIP INVITEに応答して相互に連携し、サービスの要求内容および各クラウドコンピュータの状況を確認する。これにより、クラウド支援サーバASでは、ユーザ端末UEにアクセスさせるクラウドコンピュータが選択される。ここでは、クラウド#1が選択されたものとして説明を続ける。このとき、SDPではクラウドコンピュータ#1に確保すべきリソースが決定され、さらに暗号鍵が生成される。

時刻t24では、前記選択されたクラウド#1の識別情報がSDPに通知される。時刻t25では、SDPから前記選択されたクラウド＃１へ、前記確保すべきリソースおよび暗号鍵を含むSIP INVITEが送信される。時刻t26では、前記クラウド＃１からSDPへ、当該クラウド#1へアクセスするための接続先情報および暗号鍵の記述された200 OKが返信される。時刻t27では、SDPからS-CSCFへ前記200 OKが転送され、さらに時刻t28において、S-CSCFからP-CSCFを中継してユーザ端末UEへ転送される。時刻t29では、ユーザ端末UEが前記受信した200 OKに記述されている接続先情報および暗号鍵を用いてクラウド#1へアクセスすることによりクラウドサービスが開始される。

図４は、ユーザ端末UEをHTTP対応のクラウド#2へ接続する手順を示したシーケンスフローであり、ここでも本発明の説明に不要な手順は図示が省略されている。

ユーザ端末UEがHTTP対応のクラウド#2に接続される場合、SDPがクラウド#2へ前記確保すべきリソースおよび暗号鍵を通知する手順（時刻t41）、およびクラウド#2が接続先情報および暗号鍵をSDPへ応答する手順（時刻t42）において、前記SIP INVITEおよび200OKに代えてAPIが用いられる。前記接続先情報および暗号鍵は、前記SDPにおいてSIP応答（ここでは、200OK）に記述されてユーザ端末UEへ通知される。ユーザ端末UEは、前記通知された接続先情報および暗号鍵を用いてHTTPでクラウド#2へアクセスし、これによりクラウドサービス（時刻t43）が開始される。

図５は、ユーザ端末UEをRTP対応のクラウド#3に接続する手順を示したシーケンスフローであり、ここでも本発明の説明に不要な手順は図示が省略されている。

ユーザ端末UEがRTP対応のクラウド#3に接続される場合、SDPがクラウド#3へ前記確保すべきリソースおよび暗号鍵を通知する手順（時刻t51）、およびクラウド#3が接続先情報および暗号鍵をSDPへ応答する手順（時刻t52）においてAPIが用いられる。前記接続先情報および暗号鍵は、SDPにおいてSIP応答（ここでは、200OK）に記述されてユーザ端末UEへ通知される。ユーザ端末UEは、前記通知された接続先情報および暗号鍵を用いてRTPでクラウド#3へアクセスし、これによりクラウドサービス（時刻t53）が開始される。

このように、本実施形態によれば、ユーザにサービスを提供するクラウドの選択、選択されたクラウドに対するリソース要求およびその応答、暗号鍵の提供および取得、ならびに選択されたクラウド上で実行するアプリケーションの指定などの、従来であればユーザ端末UE自らがクラウドコンピュータにアクセスし、無線リソースを消費して行わなければならなかった多くの処理手順が、無線リソースを消費しないSDP、クラウド支援サーバASおよび各選択されたクラウド間で実行されるので、無線リソースの消費が抑制される。

次いで、図６のシーケンスフローを参照して、(1)写真アルバム、(2)ゲーム、(3)アップロードゲーム、のクラウドサービスを複数のユーザが共有する方法について説明する

(1)写真アルバム

写真アルバムをクラウドサービスで実現する場合、時刻t81では、初めに主催者がユーザ端末UE#1からSIP(ここでは、SIP SUBSCRIBE)でクラウドサービス部（SDPおよびクラウド支援サーバASの連携）へアルバム利用のクラウド要求を送信する。クラウドサービス部では、時刻t82においてSDPがクラウド支援サーバASと連携してクラウドを選択すると共に当該クラウド上にリソースを確保し、自身のイネーブラで管理されているアルバムアプリケーションを前記選択されたクラウドにダウンロードさせるなどのクラウドサービスの準備が行われる。時刻t83では、クラウドサービス部から主催者のユーザ端末UE#1へクラウドの準備完了応答が返信されてクラウドの宛先アドレスや暗号鍵が通知される。

主催者のユーザ端末UE#1とクラウドとの間でクラウドサービスが開始されると、時刻t84では、主催者のユーザ端末UE#1からクラウドへ写真データがアップロードされる。時刻t85では、クラウドサービスを共有して写真アルバムを閲覧させたいメンバへのクラウド通知要求が主催者のユーザ端末UE#1からクラウドサービス部へ送信される。時刻t86では、クラウドサービス部がHSSまたはSDPのイネーブラ情報を参照して、主催者から通知されたグループ名(ここでは、alice-group1)と対応付けられているメンバ（ここでは、bob）およびその通知先を特定し、各メンバのユーザ端末UE#2へ、クラウドアルバムを紹介する通知が送信される。時刻t87では、各メンバがクラウドにアクセスして写真を閲覧する。

(2)ゲーム

ゲームの場合は、(a)主催者がユーザ端末UEからクラウドサービス部へクラウドゲーム利用を要求すると共に対戦相手のメンバを通知すると、クラウドが選択されてリソース確保等の準備が行われ、(b)選択されたクラウドがSDPからゲームアプリケーションをダウンロードし、(c)クラウドサービスにより各メンバがクラウドゲームに招待され、(d)招待された各メンバがクラウドにアクセスしてゲームに参加する。

(3)アップロードゲーム

アップロードゲームの場合も同様に、(a)主催者がユーザ端末UEからクラウドサービス部へクラウドゲーム利用を要求すると共に対戦相手のメンバを通知すると、クラウドが選択されてリソース確保等の準備が行われ、(b)主催者ユーザからクラウドにゲームアプリケーションがアップロードされ、(c)クラウドサービス部により各メンバがクラウドゲームに招待され、(d)招待された各メンバがクラウドにアクセスしてゲームに参加する。

このように、本実施形態によればユーザ端末UEへメッセージを送信できるクラウドサービス部を介してクラウドサービスが実現されるので、サービス主催者のユーザ端末からクラウドサービス部へ、当該サービスを共有したいメンバを通知するだけで、クラウドサービス部から各メンバへクラウドサービスを通知できる。したがって、サービス主催者が各メンバへクラウドサービスを通知する必要がなくなり、クラウドサービスの共有が容易になる。

AS…クラウド選択支援サーバ，NWa…アクセスネットワーク，NWc…IMSコアネットワーク，UE…ユーザ端末

Claims

IMS(IP Multimedia Subsystem)を含むネットワーク環境においてクラウドサービスを提供するシステムにおいて、
複数のクラウドコンピュータを含むクラウドコンピューティング群と、
ユーザ端末からの要求に応答してクラウドサービスの準備を実行し、要求されたサービスを提供するクラウドコンピュータへの接続情報を返信するクラウドサービス手段とを具備し、
前記クラウドサービス手段は、クラウドコンピュータの選択、選択されたクラウドコンピュータへのリソース確保および前記選択されたクラウドコンピュータとの暗号鍵交換を含むクラウドサービスの準備を実行し、前記接続情報として前記クラウドコンピュータのアドレスおよび暗号鍵を返信することを特徴とするクラウドサービス提供システム。
前記クラウドサービス手段がSDP(Service Delivery Platform)およびクラウド支援サーバの連携により構成され、
前記クラウド支援サーバは、各クラウドコンピュータの状況および前記ユーザ端末からの要求に基づいてクラウドコンピュータを選択し、前記選択されたクラウドコンピュータに確保するリソースおよび暗号鍵の情報を前記SDP経由でクラウドコンピュータへ通知することを特徴とする請求項１に記載のクラウドサービス提供システム。
前記SDPは、前記選択されたクラウドコンピュータから通知される前記接続情報を中継して前記ユーザ端末へ転送することを特徴とする請求項２に記載のクラウドサービス提供システム。
前記選択されたクラウドコンピュータは、前記ユーザ端末からの要求されたサービスを実現するためのアプリケーションをSDPのイネーブラからダウンロードすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のクラウドサービス提供システム。
前記クラウドサービス手段は、前記ユーザ端末からの通知要求に応答して、前記クラウドサービスを共有させる他のユーザに対して前記クラウドサービスを通知することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のクラウドサービス提供システム。