JP2012156988A - ネットワークのトポロジを識別する方法、ネットワーク・モニタリング・システム及びコンピュータ読出し可能な蓄積媒体 - Google Patents

ネットワークのトポロジを識別する方法、ネットワーク・モニタリング・システム及びコンピュータ読出し可能な蓄積媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】テレコミュニケーション・ネットワークにおけるネットワーク・ノード識別に関し、個別のＳ１−ＭＭＥインタフェース、ＳＣＴＰアソシエーション及びＭＭＥＩＰアドレスをネットワーク・トポロジ・リストの特有のＭＭＥにリンクさせる。
【解決手段】Ｓ６ａ及びＳ１−ＭＭＥインタフェースで伝送される認証メッセージを用いて、モニタリング・システムが個別のＳ６ａインタフェース及びＳ６ａインタフェースＩＰアドレスをネットワーク・トポロジ・リストの特有のＭＭＥにリンクし、ネットワーク・トポロジ・リストに１つ以上のＨＳＳノード・エントリを作成する。モニタリング・システムがネットワーク・トポロジ・リストにｅＮｏｄｅＢ、Ｓ−ＧＷ及びＰＤＮ−ＧＷノードを作成し、これらをＩＰアドレス並びにＸ２、Ｓ１１及びＳ５／Ｓ８インタフェースにリンクさせる。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般に、テレコミュニケーション・ネットワークにおけるネットワーク・ノード及びインタフェースの識別に関し、特に、ロング・ターム・エボリューション（Long Term Evolution：ＬＴＥ）／システム・アーキテクチャ・エボリューション（System Architecture Evolution:ＳＡＥ）ネットワークにおけるノード及びインタフェースの識別に関する。
ＬＴＥ／ＳＡＥネットワークの如きテレコミュニケーション・ネットワークにおいて、ネットワークが発展又はアップデートされることにより、ノード間に新たなノード及びリンクがしばしば追加される。ＬＴＥ／ＳＡＥネットワークにおいて、ＭＭＥノード及びｅＮｏｄｅＢを追加して、例えば、ネットワーク・カバレージ・エリア及びサポートする加入者の数を増やせる。サービス・プロバイダ及びネットワーク操作者は、典型的には、これらのネットワークをモニタして、動作状態を評価すると共に、ネットワーク問題を修正する。この目的に用いるモニタリング・システムは、正しく正確な測定を行うと共に、測定をノード及びリンクに相関させる（例えば、かかるイベントに影響されるネットワーク・エンティティに警告を相関させる）ために、試験対象であり新たなモニタリング・ノード及びリンクを含む最新のネットワーク・トポロジを知る必要がある。
特開２００３−１１５８４３号公報
各新たなノード及び全ての関連した新たな相互接続を他のノードに入れることにより、ネットワーク・モニタリング・システムが用いるネットワーク・トポロジをマニュアルでアップデートできる。しかし、ネットワーク・トランスポートのマニュアル構成は、大きな労働力を要し、間違いを起こしやすいため、望ましくない。さらに、かかるマニュアル・トポロジのアップデートは、典型的には、ネットワークの実際の物理的アップデートの後、いくらかの時間だけ遅延する。ネットワーク・アップデート及びマニュアル・トポロジ・アップデートの間の時間では、ネットワーク・モニタリング・システムがネットワーク・プロトコル又は動作を適切に分析できない。
ネットワーク・モニタリング・システムは、ネットワーク・インタフェースに結合された１つ以上の受動モニタリング・プローブを含む。これらプローブは、ネットワーク・インタフェースからのデータ・パケットを受動的且つ非干渉で捕捉できる。モニタリング・システムは、プローブから捕捉したデータ・パケットを受け分析するプロセッサを更に含む。モニタリング・システムは、ネットワーク・インタフェースから捕捉されたデータ・パケットから、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースに特有のメッセージを識別する。Ｓ１−ＭＭＥメッセージ内で、モニタリング・システムは、ＧＵＭＭＥＩパラメータを更に識別する。モニタリング・システムは、ネットワーク・トポロジ・リスト又はテーブルを作成する。モニタリング・システムが、各固有のＧＵＭＭＥＩ値用のネットワーク・トポロジ・リストに、ＭＭＥノード・エントリを作成する。Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージに対応するＳＣＴＰアソシエーションから、モニタリング・システムが個別のＳ１−ＭＭＥインタフェースを識別する。個別のＳ１−ＭＭＥインタフェースは、ネットワーク・トポロジ・リスト内で特定のＭＭＥにリンクされる。さらに、Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージ内のＭＭＥエンドポイントに対応するＩＰアドレスは、ネットワーク・トポロジ・リスト内の特定ＭＭＥにリンクされる。
モニタリング・システムは、更に、Ｓ６ａ及びＳ１−ＭＭＥインタフェースにて伝送される認証メッセージを相関させる。モニタリング・システムは、Ｓ６ａインタフェース・メッセージ内のＭＭＥエンドポイントに対応するＳ６ａインタフェースＩＰアドレスを識別する。モニタリング・システムは、ネットワーク・トポロジ・リスト内の多数のＨＳＳノード・エントリ又は単一のＨＳＳノード・エントリを作成する。単一又は複数のＨＳＳノード・エントリは、ＨＳＳエンドポイントに対応するＳ６ａインタフェースＩＰアドレスに関連する。
モニタリング・システムは、更に、Ｓ１１セッション又はベアラ（bearer）メッセージを、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースに特有のメッセージに相関させる。モニタリング・システムは、Ｓ１１インタフェース・メッセージ内のＭＭＥエンドポイントに対応するＳ１１インタフェースＩＰアドレスを識別し、各個別Ｓ１１インタフェースＩＰアドレスをネットワーク・トポロジ・リストにて特定ＭＭＥにリンクする。モニタリング・システムは、ネットワーク・トポロジ・リストにＳ−ＧＷノード・エントリを作成する。Ｓ−１１インタフェース・メッセージ内のＳ−ＧＷエンドポイントに対応する固有のＳ１１インタフェースＩＰアドレスにＳ−ＧＷノードが関連する。
モニタリング・システムは、ネットワーク・トポロジ・リストにｅＮｏｄｅＢエントリを作成する。固有のＳＣＴＰに対応するｅＮｏｄｅＢエントリの各々は、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースに関係する。Ｓ１−ＭＭＥメッセージでのｅＮｏｄｅＢエンドポイント用のＩＰアドレスを用いて、個別のｅＮｏｄｅＢをＸ２インタフェースに相関させる。これは、ネットワーク・トポロジ・リストにてｅＮｏｄｅＢにリンクされる。
モニタリング・システムは、また、Ｓ５／Ｓ８インタフェースで伝送されるベアラ・メッセージ又はセッションを識別する。ＰＤＮ−ＧＷノード・エントリ又はＰＤＮ−ＧＷエントリのグループがネットワーク・トポロジ・リスト内で作成される。Ｓ５／Ｓ８インタフェースでのＰＤＮ−ＧＷに対応するＳ５／Ｓ８インタフェースＩＰアドレスにＰＤＮ−ＧＷノード・エントリが関連する。
本発明の第１態様によれば、ネットワークのトポロジを識別する方法は；ネットワーク・インタフェースからのデータ・パケットをモニタリング・プローブにより捕捉し；Ｓ１−ＭＭＥインタフェースに特有なメッセージを識別し；上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージ内のＧＵＭＥＩパラメータを識別し；モニタリング・システム・メモリ内でネットワーク・トポロジ・リストにＭＭＥノード・エントリを作成し、上記ＭＭＥノードの各々が固有のＧＵＭＭＥＩ値に対応し；上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージに対応するＳＣＴＰアソシエーションから個別のＳ１−ＭＭＥインタフェースを識別し；各個別Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを上記ネットワーク・トポロジ・リスト内の特有のＭＭＥにリンクさせ；上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージを伝送する上記ＳＣＴＰアソシエーションのＭＭＥエンドポイントに対応するＩＰアドレスを識別し；各個別のＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リスト内の特有のＭＭＥにリンクさせる方法。
本発明の第２態様によれば、上記第１態様の方法は、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースに特定の上記メッセージがＳ１イニシャルＵＥメッセージを含むことを特徴とする。
本発明の第３態様によれば、上記第１態様の方法は、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースに特定の上記メッセージがＳ１ＴＡＵメッセージを含むことを特徴とする。
本発明の第４態様によれば、上記第１態様の方法は、更に；Ｓ６ａインタフェースで伝送される認証メッセージを上記モニタリング・システムにより識別し；Ｓ１−ＭＭＥインタフェースで伝送される認証メッセージを識別し；上記Ｓ６ａ及びＳ１−ＭＭＥ認証メッセージを相関させ；上記Ｓ６ａインタフェース・メッセージを伝送する上記ＳＣＴＰアソシエーションのＭＭＥエンドポイントに対応するＳ６ａインタフェースＩＰアドレスを識別し；各個別のＳ６ａインタフェースＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リスト内の特定ＭＭＥにリンクさせることを特徴とする。
本発明の第５態様によれば、上記第４態様の方法は、ＲＡＮＤ及びＡＵＴＮパラメータを用いて、上記Ｓ６ａ及びＳ１−ＭＭＥ認証メッセージが相関されることを特徴とする。
本発明の第６態様によれば、上記第４態様の方法は、ＩＭＳＩパラメータを用いて、上記Ｓ６ａ及びＳ１−ＭＭＥ認証メッセージが相関されることを特徴とする。
本発明の第７態様によれば、上記第２態様の方法は、更に；上記モニタリング・システム・メモリ内の上記ネットワーク・トポロジ・リストにＨＳＳノード・エントリを作成し、上記Ｓ６ａインタフェース・メッセージ内のＨＳＳ終端に対応する固有のＳ６ａインタフェースＩＰアドレスに上記ＨＳＳノードの各々が関連することを特徴とする。
本発明の第８態様によれば、上記第２態様の方法は、更に；上記モニタリング・システム・メモリ内の上記ネットワーク・トポロジ・リストに単一のＨＳＳノード・エントリを作成し、上記Ｓ６ａインタフェース・メッセージ内のＨＳＳエンドポイントに対応する全てのＳ６ａインタフェースＩＰアドレスに上記単一のＨＳＳノードが関連することを特徴とする。
本発明の第９態様によれば、上記第１態様の方法は、更に；Ｓ１１インタフェースで伝送されるセッション又はベアラ・メッセージを上記モニタリング・システムにより識別し；Ｓ１−ＭＭＥインタフェースに特有の上記メッセージに上記Ｓ１１セッション又はベアラ・メッセージを相関させ；上記Ｓ１１インタフェース・メッセージ内のＭＭＥエンドポイントに対応するＳ１１インタフェースＩＰアドレスを識別し；各個別のＳ１１インタフェースＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リスト内で特有のＭＭＥにリンクさせることを特徴とする。
本発明の第１０態様によれば、上記第９態様の方法は、ＩＭＳＩパラメータを用いて、上記Ｓ１１セッション又はベアラ・メッセージとＳ１−ＭＭＥインタフェースに特有の上記メッセージとが相関されることを特徴とする。
本発明の第１１態様によれば、上記第９態様の方法は；更に；上記モニタリング・システム・メモリの上記ネットワーク・トポロジ・リストにＳ−ＧＷノード・エントリを作成し、上記Ｓ−ＧＷノードの各々が上記Ｓ１１インタフェース・メッセージ内のＳ−ＧＷエンドポイントに対応する固有のＳ１１インタフェースＩＰアドレスに関連することを特徴とする。
本発明の第１２態様によれば、上記第１態様の方法は、更に；上記Ｓ１ＭＭＥインタフェース・メッセージに対応する上記ＳＣＴＰアソシエーションから個別のｅＮｏｄｅＢを識別し；上記モニタリング・システム・メモリの上記ネットワーク・トポロジ・リストにｅＮｏｄｅＢエントリを作成し、上記ｅＮｏｄｅＢエントリの各々が上記Ｓ１−ＭＭＥでの固有のＳＣＴＰアソシエーションに対応することを特徴とする。
本発明の第１３態様によれば、上記第１２態様の方法は、更に；上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージを伝送する上記ＳＣＴＰアソシエーションのｅＮｏｄｅＢエンドポイントに対応するＩＰアドレスを識別し；各個別ＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジの特有ｅＮｏｄｅＢにリンクさせることを特徴とする。
本発明の第１４態様によれば、上記第１３態様の方法は、更に；Ｘ２インタフェースに特有のメッセージを識別し；上記Ｘ２インタフェース・メッセージＳＣＴＰアソシエーション内のＩＰアドレスを識別し、各Ｘ２エンドポイント用のＩＰアドレスがｅＮｏｄｅＢに対応し；ｅＮｏｄｅＢエンドポイントに対応するＳ１−ＭＭＥインタフェースＩＰアドレスに上記Ｘ２インタフェースＩＰアドレスの各々を相関させ；上記Ｘ２インタフェースＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リストの特有ｅＮｏｄｅＢにリンクさせることを特徴とする。
本発明の第１５態様によれば、上記第１態様の方法は、更に；Ｓ５／Ｓ８インタフェースで伝送されるセッション又はベアラ・メッセージを識別し；上記Ｓ５／Ｓ８インタフェース・メッセージ内のＰＤＮ−ＧＷエンドポイントに対応するＳ５／Ｓ８インタフェースＩＰアドレスを識別し；上記モニタリング・システム・メモリ内の上記ネットワーク・トポロジ・リストにＰＤＮ−ＧＷノード・エントリを作成し、上記Ｓ５／Ｓ８インタフェース・メッセージ内のＰＤＮ−ＧＷエンドポイントに対応する固有のＳ５／Ｓ８インタフェースＩＰアドレスに上記ＰＤＮ−ＧＷノードの各々が関連することを特徴とする。
本発明の第１６態様によれば、上記第１態様の方法は、更に；Ｓ５／Ｓ８インタフェースにて伝送されるセッション又はベアラ・メッセージを識別し；上記Ｓ５／Ｓ８インタフェース・メッセージ内のＰＤＮ−ＧＷエンドポイントに対応するＳ５／Ｓ８インタフェースＩＰアドレスを識別し；上記モニタリング・システム・メモリ内の上記ネットワーク・トポロジ・リストに単一のＰＤＮ−ＧＷノード・エントリを作成し、上記Ｓ５／Ｓ８インタフェース・メッセージ内のＰＤＮ−ＧＷエンドポイントに対応する各固有のＳ５／Ｓ８インタフェースＩＰアドレスに上記ＰＤＮ−ＧＷノード・エントリが関連することを特徴とする。
本発明の第１７態様によれば、上記第１６態様の方法は、更に；上記Ｓ５／Ｓ８インタフェース・メッセージ内のＳ−ＧＷエンドポイントに対応するＳ５／Ｓ８インタフェースＩＰアドレスを識別し；各個別のＳ５／Ｓ８インタフェースＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リスト内の特定Ｓ−ＧＷにリンクさせることを特徴とする。
本発明の第１８態様によれば、ネットワーク・モニタリング・システムは；ネットワーク・インタフェースに結合され、上記ネットワーク・インタフェースからデータ・パケットを捕捉できる１つ以上の受動モニタリング・プローブと；上記プローブから上記捕捉されたデータ・パケットを受けるプロセッサとを備え；上記プロセッサは；上記ネットワーク・インタフェースから捕捉したデータ・パケットからＳ１−ＭＭＥインタフェースに特有のメッセージを識別し；上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージ内のＧＵＭＭＥＩパラメータを識別し；モニタリング・システム・メモリ内のネットワーク・トポロジ・リストに、各々が固有のＧＵＭＭＥＩ値に対応するＭＭＥノード・エントリを作成し；上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージに対応するＳＣＴＰアソシエーションから個別のＳ１−ＭＭＥインタフェースを識別し；各固有のＳ１−ＭＭＥインタフェースを上記ネットワーク・トポロジ・リストの特定ＭＭＥにリンクし；上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージを伝送する上記ＳＣＴＰアソシエーションのＭＭＥエンドポイントに対応するＩＰアドレスを識別し；各個別のＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リストの特定ＭＭＥにリンクさせるように動作する。
本発明の第１９態様によれば、上記第１７態様の方法は、上記プロセッサが、更に；上記Ｓ６ａ及びＳ１−ＭＭＥインタフェースで伝送される認証メッセージを相関させ；上記Ｓ６ａインタフェース・メッセージを伝送する上記ＳＣＴＰアソシエーションのＭＭＥエンドポイントに対応するＳ６ａインタフェースＩＰアドレスを識別し；上記ネットワーク・トポロジ・リストの特有ＭＭＥに各個別のＳ６ａインタフェースＩＰアドレスをリンクさせ；上記モニタリング・システム・メモリ内の上記ネットワーク・トポロジ・リストに単一のＨＳＳノード・エントリを作成し、上記Ｓ６ａインタフェース・メッセージ内のＨＳＳ終端に対応する全てのＳ６ａインタフェースＩＰアドレスに上記単一のＨＳＳノードが関連し；Ｓ１１セッション又はベアラ・メッセージをＳ１−ＭＭＥインタフェースに特有の上記メッセージに相関させ；上記Ｓ１１インタフェース・メッセージ内のＭＭＥエンドポイントに対応するＳ１１インタフェースＩＰアドレスを識別し；各個別のＳ１１インタフェースＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リスト内の特有ＭＭＥにリンクさせ；上記モニタリング・システム・メモリの上記ネットワーク・トポロジ・リストにＳ−ＧＷノード・エントリを作成し、上記Ｓ１１インタフェース・メッセージ内のＳ−ＧＷエンドポイントに対応する固有のＳ１１インタフェースＩＰアドレスに上記Ｓ−ＧＷノードの各々が関連し；上記モニタリング・システム・メモリの上記ネットワーク・トポロジ・リストにｅＮｏｄｅＢエントリを作成し、上記ｅＮｏｄｅＢエントリの各々が上記Ｓ１−ＭＭＥで固有のＳＣＴＰアソシエーションに対応することを特徴とする。
本発明の第２０態様によれば、ネットワーク・インタフェースから捕捉したデータ・パケットに基づいてネットワーク・トポロジを識別するために、モニタリング・システムを制御するインストラクションを含むコンピュータ読出し可能な蓄積媒体であって、上記インストラクションを実行するとき、上記インストラクションによりプロセッサが；上記ネットワーク・インタフェースから捕捉したデータ・パケットからＳ１−ＭＭＥに特有のメッセージを識別し；上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージ内にＧＵＭＭＥＩパラメータを識別し；モニタリング・システム・メモリのネットワーク・トポロジ・リストにＭＭＥノード・エントリを作成し、上記ＭＭＥノードの各々が固有のＧＵＭＭＥＩ値に対応し；上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージに対応するＳＣＴＰアソシエーションから個別のＳ１−ＭＭＥインタフェースを識別し；各個別のＳ１−ＭＭＥインタフェースを上記ネットワーク・トランスポート・リストの特有のＭＭＥにリンクし；上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージを伝送する上記ＳＣＴＰアソシエーションのＭＭＥエンドポイントに対応するＩＰアドレスを識別し；各個別のＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リストの特有のＭＭＥにリンクさせる。
よって、一般用語で本発明を説明することにより、添付図について説明を行う。
図１は、ＬＴＥ／ＳＡＥネットワーク・アーキテクチャを示すブロック図である。 図２は、ネットワーク・トポロジを判断するためにＬＴＥ／ＳＡＥネットワーク・インタフェースから捕捉したメッセージを示す。
以下に添付図を参照して本発明を更に詳細に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形式で実施でき、ここでの説明の実施例に限定することを意図するものではない。むしろここでの開示が詳細且つ完全になるようにこれら実施例を提供し、当業者に本発明の範囲を充分に示すものである。当業者は、本発明の種々の実施例を用いることができよう。
図１は、ＬＴＥ（ロング・ターム・エボリューション）／ＳＡＥ（システム・アーキテクチャ・エボリューション）ネットワーク・アーキテクチャを示すブロック図である。ＬＴＥ／ＳＡＥネットワーク技術は、高速ＩＰベース・サービスを提供するためのモバイル・ネットワーク・エボリューションを代表する。第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）として知られているモバイル標準の規格を行う標準化団体は、無線アクセス及びコア・ネットワーク・エボリューションの両方を含むモバイル・テレコミュニケーション・システムの標準を定義している。この標準は、進化したパケット・システム（Evolved Packet System：ＥＰＳ）と名付けられ、これは、ＵＴＲＡＮアクセス・ネットワークのエボリューション、即ち、進化したＵＴＲＡＮ（evolved UTRAN：ｅＵＴＲＡＮ）１０１と、コア・ネットワークのコンカレント・エボリューション、即ち、進化したパケット・コア（Evolved Packet Core：ＥＰＣ）１０２とを特定する。ＬＴＥ及びＳＡＥは、夫々ｅＵＴＲＡＮ１０１及びＥＰＣ１０２用に一般に用いる同義語である。
このネットワークは、多くの異なる形式のネットワーク・ノード及びインタフェースを備えている。ノードは、例えば、進化したＮｏｄｅＢ（enhanced NodeB：ｅＮｏｄｅＢ又はｅＮｂ）１０３、モビリティ・マネージメント・エンティティ（Mobility Management Entity：ＭＭＥ）１０４、ホーム加入者サービス（Home Subscriber Service：ＨＳＳ）１０５、サービング・ゲートウェイ（Serving Gateway：Ｓ−ＧＷ）１０６、パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ（Packet Date Network Gateway：ＰＤＮ−ＧＷ）１０７を含む。ＥＰＣドメイン内のノード間のインタフェースは、一般に「Ｓ＃」と名付けられている。「Ｘ２」インタフェース（ｅＮｏｄｅＢ間）及び「Ｕｕ」インタフェース（ｅＮｏｄｅＢ１０３及びユーザ機器１０８の間のエア・インタフェース）は、ｅＵＴＲＡＮドメイン内である。
ＥＰＳ技術のゴールは、複数のユーザが利用可能な帯域幅を大幅に強化し、同時に、無線接続のサービス品質（ＱｏＳ）を改善することである。これを達成するのに適する改良のいくつかは、例えば、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）モジュール技術、多数入力多数出力（Multiple-Input and Multiple-Output：ＭＩＭＯ）アンテナ、フラット全ＩＰネットワーク・アーキテクチャを含む。選択されたネットワーク・コンポーネントのゴールは、モバイル・ユーザによるサービス体験の改善と同時に、ネットワーク操作者用のＣＡＰＥＸ及びＯＰＥＸコストの低減である。
以下のノードは、ｅＵＴＲＡＮドメイン内で動作する。ユーザ機器（User Equipment：ＵＥ）１０８は、端から端までのサービスの加入者エンドポイントである。ＵＥ１０８は、Ｕｕインタフェースを介して無線経路のｅＮｏｄｅＢ１０３と通信をする。ｅＮｏｄｅＢ（１０３）は、ＵＥ１０８への無線経路を管理し、物理的な無線の確立、無線リンク制御、媒体アクセス制御機能をホストする。ｅＮｏｄｅＢ１０３は、無線リソース制御（radio resource control：ＲＲＣ）無線経路に向かうデータの暗号化及び解読を行い、無線リソース承認及び管理を扱う。
以下のノードは、ＥＰＣドメイン内で動作する。ＭＭＥ１０４は、ＵＥ１０８からの／への非アクセス層（non access stratum：ＮＡＳ）制御プレーン・メッセージの管理に関与するノードである。さらに、ＭＭＥ１０４は、ユーザ・プレーン・トラフィック用のＳ−ＧＷの選択に影響を与え、ＬＴＥ／ＳＡＥでのハンドオーバと調和させ、認証及びセキュリティ手順のためにＨＳＳ１０５への必要な接続を確立する。ＭＭＥ１０４は、ＵＥ１０８へのベアラ割り当ても調和させる。ＨＳＳ１０５には、３ＧＨＬＲ（ホーム・ロケーション・レジスタ）と類似の役目がある。ＨＳＳ１０５は、加入者プロファイル及び加入者データ、加入者識別名（例えば、インターナショナル・モバイル加入者アイデンティティ（International Mobile Subscriber Identity：ＩＭＳＩ）及びモバイル加入者統合サービス・デジタル・ネットワーク番号（Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network Number：ＭＳＩＳＤＮ））、加入者認証及びセキュリティ・データを維持する。ＨＳＳ１０５は、ＭＭＥ１０４から来る手順をアップデートするＵＥ１０８ロケーション用のエンドポイントである。Ｓ−ＧＷ１０６は、ｅＮｏｄｅＢノード１０３からのユーザ・プレーン接続のエンドポイントである。複数のｅＮｏｄｅＢ１０３の間のＵＥハンドオーバの場合、Ｓ−ＧＷ１０６は、ユーザ・プレーン接続用のアンカーである。Ｓ−ＧＷ１０４は、課金機能及びＱｏＳDiffServハンドリングも管理する。ＰＤＮ−ＧＷ（１０７）は、インターネット１０９の如き外部ＰＤＮネットワークをＥＰＣの間のインタフェースに提供するネットワーク・ノードである。
ＬＴＥ／ＳＡＥネットワークの如く複雑なシステムにおいて、ネットワーク性能の測定、ネットワーク動作の故障修理、及びネットワーク・サービス動作の制御のタスクは、ネットワーク操作者にとって非常に異なる。新たなネットワーク技術の導入及び開発などのネットワークの進化により、ネットワーク測定、故障修理及び制御が更に不安定となり、更なる問題が生じる。これらタスクを実行するために、ネットワーク操作者は、外部モニタリング・システムをしばしば用いる。これらモニタリング・システムは、典型的には、非侵入モードでネットワークに接続されており、ネットワーク・インタフェースからのデータを傍受し、そのデータを処理し、測定及びレポートを提供できる。これは、そのネットワークを管理するために、ネットワーク操作者にとって助けとなる。故障修理及び最適化を目的として、加入者が利用するサービスを詳細に分析し、ネットワーク動作に関する情報を収集するために、モニタリング・システムは、典型的には、ＵＥのアクティビティを追跡する必要がある。
モニタリング・システム１１０は、ＬＴＥ／ＳＡＥネットワーク内のリンクに結合されて、ネットワーク内の１つ以上のインタフェースからのシグナリング・データを受動的にモニタし収集する。モニタリング・システム１１０は、ユーザ・プレーンを収集し、ＥＰＣ及びｅＵＴＲＡＮインタフェースからのプレーン・データを制御する。これらインタフェースには、例えば、ＭＭＥ１０４で終端するＳ１−ＭＭＥ、Ｓ６ａ、Ｓ１０及びＳ１１インタフェースや、ｅＮｏｄｅＢ１０３で終端するＳ１−ＭＭＥ及びＸ２インタフェースや、Ｓ−ＧＷ１０６で終端するＳ１１、Ｓ１−Ｕ及びＳ５／Ｓ８インタフェースが含まれる。ネットワーク内の他のインタフェース又はリンクのいくつか又は全てもモニタリング・システム１１０によりモニタされることが理解できよう。モニタリング・システム１１０は、一実施例において、１つ以上のソフトウェア・アプリケーションを実行する１つ以上のプロセッサを備える。これらソフトウェア・アプリケーションは、ｅＵＴＲＡＮ１０１及びＥＰＣ１０２からのデータ・パケット及びプロトコル・データ・ユニット（ＰＤＵ）を収集し、相関させ、分析する。
モニタリング・システム１１０は、プロトコル・アナライザ、セッション・アナライザ及び／又はトラフィック・アナライザ機能を組み込んでいる。この機能は、ネットワークでのリンク、ノード、アプリケーション及びサービスによるＩＰトラフィックを特徴付けることによって、ＯＳＩ（オープン・システム・インターコネクション）階層２から階層７の故障修理を行う。かかる機能は、例えば、テクトロニクス社製のアイリス・アナライザ・ツールキット・アプリケーション及びSpIprobeを含むGeoProbe G10プラットホームにより提供できる。単一のモニタリング・システム・プローブを図１に示すが、これは、簡略化のためであり、相互接続された任意の数のモニタリング・システム・プローブをＬＴＥ／ＳＡＥネットワーク内の１つ以上のインタフェースに結合できることが理解できよう。単一のモニタリング・プローブが特有のインタフェースからのデータを捕捉し、又は、２つ以上のプローブが１つのインタフェースに結合される。
高帯域幅ＩＰトラフィックを扱うのに最適化された高速高密度プローブの如きパケット捕捉装置を介して、モニタリング・システム１１０がネットワーク・インタフェースに結合される。モニタリング・システム１１０は、ネットワークの動作に干渉することなく、インタフェースからのメッセージ・トラフィックを受動的に捕捉する。サービス・プロバイダ又はネットワーク操作者は、ユーザ・インタフェース・ステーション１１１を介してモニタリング・システム１１０からのデータにアクセスする。モニタリング・システム１１０は、更に内部又は外部のメモリ１１２を有し、捕捉したデータ・パケット、ユーザ・セッション・データ、コール記録構成情報、及びソフトウェア・アプリケーション・インストラクションを蓄積する。モニタリング・システム１１０は、ネットワーク・インタフェースでのパケット関連の特定データ・セッションを捕捉し相関させる。一実施例において、５組のアソシエーション・メカニズムを用いて関連パケットを相関できる。５組のアソシエーションは、５つの部分から成るＩＰ相関キーを用いる。これら５つの部分は、サーバーＩＰアドレス、クライアントＩＰアドレス、発信元ポート、宛先ポート、及び階層４プロトコル（ＴＣＰ又はＵＤＰ又はＳＣＴＰ）である。ネットワークでの特有のフロー、セッション又はコール用の記録に、関連パケットを組み合わせることができる。
別の実施例において、モニタリング・システム１１０は、例えばＭＭＥ１０４の如きＥＰＣノードに常駐し、ノードに又は外に向かうデータ・パケットを捕捉するソフトウェア・エージェントの如きアクティブ・コンポーネントである。
一般に、モニタリング・システムは、以下の処理を実行して、ＬＴＥ／ＳＡＥネットワーク・ノードを識別しリンクさせる。ＭＭＥにとって、モニタリング・システムは、ＧＵＭＭＥＩパラメータを用いて、個別のＭＭＥを固有に識別する。次に、モニタリング・システムは、ＭＭＥ及びｅＮｏｄｅＢの間のＳ１−ＭＭＥインタフェースと、ＭＭＥ及びＨＳＳの間のＳ６ａインタフェースとで、ＭＭＥに関連したＳＣＴＰアソシエーションを識別し、グループ化する。また、モニタリング・システムは、ＭＭＥ及びＳ−ＧＷの間のＳ１１インタフェース用のＭＭＥでのＩＰアドレスも識別する。ｅＮｏｄｅＢに対して、モニタリング・システムは、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースと、複数のｅＮｏｄｅＢの間のＸ２インタフェースとで、各ｅＮｏｄｅＢに属するＳＣＴＰアソシエーションを識別しグループ化する。ＨＳＳに対して、モニタリング・システムは、各ＭＭＥに関連するＨＳＳに属するＳＣＴＰアソシエーションを識別しグループ化する。Ｓ−ＧＷに対して、モニタリング・システムは、Ｓ１１インタフェース及びＳ５／Ｓ８インタフェース用のＳ−ＧＷでのＩＰアドを識別する。ＰＤＮ−ＧＷに対して、モニタリング・システムは、Ｓ５／Ｓ８インタフェース用のＰＤＮ−ＧＷでのＩＰアドレスを識別する。
いくつかの異なるインタフェース形式の中から選択された多くの個別のインタフェースに各ＭＭＥが接続されるため、ＭＭＥ検出処理が複雑である。これらインタフェースの各々で、ＭＭＥは、異なる組合せのＩＰアドレスを用いる。モニタリング・システムは、これら異なるインタフェースを適切なＭＭＥに相関させなければならない。ＭＭＥ検出処理を次のステップに分割できる。
固有のＧＵＭＭＥＩパラメータにより個別のＭＭＥノードを作成する。
各Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを特定のＭＭＥにグループ化する。
Ｓ１−ＭＭＥＩＰアドレスを特定のＭＭＥインタフェースにグループ化する。
各Ｓ６ａインタフェースを特定のＭＭＥにグループ化する。
各Ｓ１１インタフェースを特定のＭＭＥにグループ化する。
ＧＵＭＭＥＩ（Globally Unique MME Identifier：グローバルに固有なＭＭＥ識別子）パラメータを用いて、特定のＭＭＥを識別できる。ＧＵＭＭＥＩは、モバイル・カントリー・コード（ＭＣＣ）、モバイル・ネットワーク・コード（ＭＮＣ）及びＭＭＥ識別子（ＭＭＥＩ）から構成される。ＭＭＥＩは、更に、ＭＭＥグループＩＤ（ＭＭＥＧＩ）及びＭＭＥコード（ＭＭＥＣ）に分解できる。ＧＵＭＭＥＩパラメータは、ＬＴＥ／ＳＡＥネットワーク内の各ＭＭＥを固有に識別する。ネットワーク・アクセス期間中、サービングＭＭＥは、グローバルな固有の一時的識別子（Globally Unique Temporary Identity：ＧＵＴＩ）を各ＵＥに割り当てる。ＧＵＴＩ識別子を用いることにより、無線アクセス・リンクを介してＵＥパラメータ・アイデンティティ（即ち、そのインターナショナル・モバイル加入者アイデンティティ、即ち、ＩＭＳＩ）を交換する必要がなくなる。ＧＵＴＩは、２つの要素、即ち、ＧＵＭＭＥＩ及びＭＭＥ一時的モバイル加入者アイデンティティ（MME Temporary Mobile Subscriber Identity：Ｍ−ＴＭＳＩ）から構成される。ＧＵＭＭＥＩは、ＧＵＴＩを割り当てたＭＭＥを識別する。Ｍ−ＴＭＳＩは、ＭＭＥに関連した特定のＵＥを識別する。Ｓ１ＡＰのトップにて伝送されるメッセージの如きいくつかのＥＰＳ非アクセス階層（Non Access Stratum：ＮＡＳ）にてＧＵＴＩが伝送される。表１は、ＧＵＴＩに含まれるパラメータを示す。
Figure 2012156988
モニタリング・システムは、ＧＵＴＩパラメータを伝送するメッセージを分析し、ＧＵＴＩ内のＧＵＭＭＥＩパラメータを識別できる。ＧＵＭＭＥＩは、次に、特定のＭＭＥに割り当てられる。例えば、モニタリング・システムは、Ｓ１ＡＰイニシャルＵＥ及びＳ１ＡＰダウンリンクＮＡＳトランスポート・メッセージを捕捉し分析して、ＧＵＴＩを識別する。ＥＰＳＮＡＳアタッチ要求を伝送するＳ１ＡＰイニシャルＵＥメッセージは、ＵＥ用の古いＧＵＴＩを含む。この古いＧＵＴＩは、ＵＥがアタッチされる最終ＭＭＥにより割り当てられたＩＤである。古いＧＵＴＩを割り当てたＭＭＥは、ＵＥが現在アタッチされているＭＭＥと異なる。ＧＵＴＩが現在のＭＭＥ又は古いＭＭＥに属するかを判断するために、アタッチ要求メッセージ単独での分析では不十分である。アタッチ要求にて送られた古いＧＵＴＩが異なるＭＭＥに属しているならば、ＥＰＳＮＡＳアタッチ・アクセプトを伝送するＳ１ＡＰダウンリンクＮＡＳトランスポート・メッセージは、新たなＧＵＴＩ（現在のＭＭＥ用）を含んでいる。新たなＧＵＴＩは、このメッセージにてオプションである。
モニタリング・システムは、ＧＵＴＩを識別するのに、少なくとも２つの異なる解決策を用いる。１つは、モニタリング・システムが、新たなＧＵＴＩを伝送するアタッチ・アクセプト・メッセージのみを分析する。アタッチ・アクセプト・メッセージが新たなＧＵＴＩを伝送しないと、そのメッセージが無視される。代わりに、モニタリング・システムは、アタッチ要求及びアタッチ・アクセプト・メッセージの両方を分析し相関させる。アタッチ・アクセプト・メッセージが新たなＧＵＴＩを伝送しないと、アタッチ要求メッセージからの古いＧＵＴＩを用いてＭＭＥを識別する。両方のメッセージを分析することは、より確固とした解決策を提供し、アタッチ・アクセプト・メッセージを分析するのみよりも非常に高速な検出を提供する。
アタッチ要求及びアタッチ・アクセプト・メッセージを用いる他に、トラッキング・エリア・アップデート（ＴＡＵ）要求及びＴＡＵアクセプト・メッセージも類似の方法で分析できる。ＴＡＵ要求メッセージは、ｅＮｏｄｅＢからＭＭＥに送られ、ＵＥがアタッチされる最終ＭＭＥ用のＧＵＴＩを含む。ＴＡＵアクセプト・メッセージは、再配置されれば、ＭＭＥからｅＮｏｄｅＢに送られ、ＧＵＴＩを含む。
時間と伴にこの処理を用いることにより、モニタリング・システムは、ネットワークで使用されるＧＵＭＭＥＩを識別しなければならない。モニタリング・システムは、各特有のＧＵＭＭＥＩ用のネットワーク・トポロジ・マップに新たなＭＭＥノードを作成できる。モニタリング・システムは、この方法で全ての既存のＭＭＥノードを最終的に識別しなければならない。
ＭＭＥノードが識別されると、モニタリング・システムは、各Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを識別し、既存のＭＭＥの１つにグループ化する。ＧＵＭＭＥＩパラメータを識別するとき、ＧＵＭＭＥＩを伝送するアタッチ要求／アタッチ・アクセプト・メッセージのＳＣＴＰアソシエーションは、ＧＵＭＭＥＩ値自体を有するＭＭＥと共にＭＭＥに関連する。各ＳＣＴＰアソシエーションは、単一のＳ１−ＭＭＥインタフェースを表す。ＧＵＭＭＥＩアサイメント・ロジックを繰り返して、同じＧＵＭＭＥＩを伝送する異なるＳＣＴＰアソシエーションを識別する。モニタリング・システムは、全ての識別したＳ１−ＭＭＥインタフェース及びＳＣＴＰアソシエーションを、検出したＭＭＥの１つに割り当てる。
Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを上述のように検出するとき、ＳＣＴＰアソシエーションのエンドポイントの１つのＩＰアドレスがＭＭＥに関連する。これは、アタッチ要求が常にアップリンク・メッセージ（即ち、ＵＥからＭＭＥへ）であり、アタッチ・アクセプトが常にダウンリンク・メッセージ（即ち、ＭＭＥからＵＥへ）であるという事実を用いている。よって、アタッチ要求メッセージの宛先ＩＰアドレスと、アタッチ・アクセプト・メッセージの発信元ＩＰアドレスとは、ＭＭＥに関連する。
ＥＰＳにおいて、ＭＭＥを一緒にプールすることができ、ＭＭＥプールがｅＮｏｄｅＢ、ＨＳＳ及びＳＧＷノードをサービスできる。同じＭＣＣ、ＭＮＣ及びＭＭＥＧＩパラメータを共有する任意のＭＭＥをグループ化することにより、ＭＭＥプールを識別できる。
ＨＳＳへのＳ６ａインタフェース用にＭＭＥが用いるＩＰアドレスは、ｅＮｏｄｅＢへのＳ１−ＭＭＥインタフェースでＭＭＥが用いるＩＰアドレスを共有しない。Ｓ６ａインタフェースを特定のＭＭＥに結びつけるために、Ｓ１−ＭＭＥ及びＳ６ａインタフェースを相関させなければならない。いくつかのオプションの内の１つを用いて、相関を達成できる。
第１に、モニタリング・システムは、（Ｓ１−ＭＭＥインタフェースでの）Ｓ１認証要求メッセージ内のＲＡＮＤ＋ＡＵＴＮパラメータを用い、これを（Ｓ６ａインタフェースでの）ＡＩＡメッセージ内のＲＡＮＤ＋ＡＵＴＮパラメータに一致させる。この技術により生じる１つの問題は、ＭＭＥがＨＳＳからのＳ６ａインタフェースを介した認証ベクトルをプリフェッチできることである。ＭＭＥは、Ｓ１認証要求内の認証ベクトルを直ちに使用することができない。その結果、ＲＡＮＤ＋ＡＵＴＮの一致が可能になる前に時間遅延がある。第２に、モニタリング・システムは、Ｓ１アタッチ要求からのＩＭＳＩパラメータを用い、それをＳ１認証要求に相関させ、それをＳ６ＡインタフェースでのＡＩＡメッセージ内のＩＭＳＩと一致させることができる。ＩＭＳ１は、Ｓ６ＡＡＩＲ／ＡＩＡメッセージで強制だか、ＩＭＳＩは、Ｓ１ＡＰでオプションであり、ほとんどの場合、Ｓ１ＡＰのみがＧＵＴＩを用いる。このため、このオプションをサポートするために、ＧＵＴＩ−ＩＭＳＩ追跡が必要である。Ａ１ＡメッセージがＭＭＥに相関すると、ＡＩＡを伝送するＳＣＴＰアソシエーションの宛先ＩＰアドレスを既知のＭＭＥＩＰアドレスのリストに追加できる。
各ＭＭＥは、任意のＨＳＳによりＳ６ａインタフェースで手順を開始できる。提案する検出ロジックにより、モニタリング・システムのトポロジ・マップでの多数のＩＰアドレスにより、ネットワーク内の全てのＨＳＳノードは、単一のＨＳＳノードに組合される。これは、いくつかのサービス・プロバイダが、異なるＩＰアドレスを表す多数のカードにより単一のボックスとしてＨＳＳを構成するため、許容できる。
ＭＭＥ用に上述したＳ６ａインタフェース検出メカニズムを用いて、ＨＳＳノードのＩＰアドレスを検出できる。ＡＩＡを伝送するＳＣＴＰアソシエーションの発信元ＩＰアドレスを用いて、ＨＳＳ用のＩＰアドレスを識別できる。モニタリング・システムは、１つのＭＭＥ当たりたった１つのＨＳＳノードの最大値を作成しマップできる。１つのＨＳＳノードは、多数のＭＭＥをサービスできる。
モニタリング・システムは、Ｓ１１インタフェースの各々を特有のＭＭＥにグループ化もできる。Ｓ１１インタフェース用のＭＭＥが用いるＩＰアドレスは、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースでＭＭＥが用いるＩＰアドレスのプールを共用しない。Ｓ１１インタフェースを特有のＭＭＥに結びつけるために、Ｓ１−ＭＭＥ及びＳ１１インタフェースを相関しなければならない。この相関は、Ｓ１ＡＰイニシャルＵＥメッセージからＩＭＳＩ値を抽出して達成でき、クリエート・セッション要求又はモディファイ・ベアラ要求（Modify Bearer Request）メッセージの如きＳ１１インタフェース・メッセージから捕捉したＩＭＳＩにその値を一致させる。Ｓ１１クリエート・セッション要求又はＳ１１モディファイ・ベアラ要求メッセージが特有のＭＭＥに相関されると、Ｓ１１メッセージの発信元ＩＰアドレスをＭＭＥＩＰアドレスのリストに追加する。Ｓ１１クリエート・セッション応答及びＳ１１モディファイ・ベアラ応答をメッセージの夫々の要求に相関できる。要求／応答メッセージの場合におけるメッセージから抽出された宛先ＩＰアドレスは、異なるＩＰアドレスに進む。
上述のメカニズムを用いて、検出されたＳ１１インタフェースを組合せることによりＳ−ＧＷノードを検出する。同じＳ−ＧＷＩＰアドレスを共有するＳ１１インタフェースを１つの単一Ｓ−ＧＷノードに組合せる。１つのＳ−ＧＷが多数のＭＭＥをサービスできるので、モニタリング・システムは、一実施例において、１つのＭＭＥ当たりたった１つのＳＧＷノードを作成する。
Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを用いて、ｅＮｏｄｅＢを検出できる。各ｅＮｏｄｅＢは、対応するＭＭＥに対してたった１つのＳＣＴＰアソシエーションを有する。Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを識別すると、モニタリング・システムがｅＮｏｄｅＢを作成できる。ＩＰアドレスをｅＮｏｄｅＢに割り当てることができる。Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを検出するとき、ＳＣＴＰアソシエーションのエンドポイントの１つのＩＰアドレスがＭＭＥに関連し、他がｅＮｏｄｅＢに対応する。上述のように、アタッチ要求が常にアップリンク・メッセージ（即ち、ＵＥからＭＭＥへ）であり、アタッチ・アクセプトが常にダウンリンク・メッセージ（即ち、ＭＭＥからＵＥへ）である。よって、アタッチ要求メッセージの発信元ＩＰアドレスとアタッチ・アクセプト・メッセージの宛先ＩＰアドレスは、ｅＮｏｄｅＢに関連する。
Ｓ１ＡＰアップリンク・ダイレクト・トランスファ・メッセージを分析することにより、グローバルｅＮｏｄｅＢ識別子をｅＮｏｄｅＢに割り当てることができる。このメッセージは、強制フィールドとしてＥＣＧＩ（E-UTRAN Cell Global Identifier：Ｅ−ＵＴＲＡＮセル・グローバル識別子）を有する。ＭＣＣ、ＭＮＣ及びＥＣＩ（E-UTRAN Cell Identifier：Ｅ−ＵＴＲＡＮセル識別子）からＥＣＧＩを構成する。ＥＣＧＩは、それが属するセルとｅＮｏｄｅＢを識別する。ＥＣＧＩは、ＰＬＭＮアイデンティティ＋セル・アイデンティティ（２８ビット）を備える。セル・アイデンティティの左端からの２０ビットがｅＮｏｄｅＢを識別する。よって、ＬＴＥ／ＳＡＥネットワーク内でグローバルにｅＮｏｄｅＢを区別するのに用いることができる固有のｅＮｏｄｅＢアイデンティティ（グローバルｅＮｏｄｅＢＩｄ）は、ＰＬＭＮアイデンティティ＋セル・アイデンティティの左端から２０ビットとして作成できる。ｅＮｏｄｅＢ内のセルは、全体のＥＣＧＩにより識別できる。
ｅＮｏｄｅＢは、Ｘ２インタフェースを介して互いに通信できる。接続された互いのｅＮｏｄｅＢへのＸ２インタフェースを介して、各ｅＮｏｄｅＢがたった１つのＳＣＴＰアソシエーションを有する。Ｘ２インタフェース検出は、２つの異なる方法で達成できる。第１に、Ｓ１−ＭＭＥインタフェース及びＸ２インタフェース用の同じＩＰアドレスをｅＮｏｄｅＢが共有すると、モニタリング・システムは仮定できる。よって、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースがｅＮｏｄｅＢに結ばれると、Ｘ２インタフェースは、共通ｅＮｏｄｅＢＩＰアドレスを用いることにより、同じｅＮｏｄｅＢにも結ぶことができる。Ｘ２インタフェースを識別する第２オプションは、発信元ｅＮｏｄｅＢのグローバルｅＮｏｄｅＢＩｄを含むＸ２セットアップ要求メッセージをモニタし、ターゲットｅＮｏｄｅＢのグローバルｅＮｏｄｅＢＩＤを含むＸ２セットアップ応答メッセージをモニタすることである。上述の如く、グローバルｅＮｏｄｅＢが既に検出され且つ割り当てられているので、これらのグローバルｅＮｏｄｅＢＩｄが識別した２つのｅＮｏｄｅＢの間でＸ２インタフェースを検出できる。
ＭＭＥへのＳ１１インタフェース用のＳ−ＧＷが用いるＩＰアドレスは、ＰＤＮ−ＧＷへのＳ５／Ｓ８インタフェースで用いるＩＰアドレスの同じプールを共有しない。Ｓ５／Ｓ８インタフェースを特有のＳ−ＧＷに結ぶために、Ｓ５／Ｓ８及びＳ１１の間の相関が必要である。Ｓ１１クリエート・セッション要求又はＳ１１モディファイ・ベアラ要求メッセージから捕捉したＩＭＳＩを抽出し、ＩＭＳＩをＳ５／Ｓ８クリエート・セッション要求メッセージと一致させることにより、この相関を達成できる。次に、Ｓ５／Ｓ８クリエート・セッション要求の発信元ＩＰアドレスをＳ−ＧＷに関連させることができる。
Ｓ−ＧＷへのＳ５／Ｓ８インタフェースから捕捉したメッセージを用いて、ＰＤＮ−ＧＷノードを検出できる。Ｓ５／Ｓ８クリエート・セッション要求及びＳ５／Ｓ８モディファイ・ベアラ要求メッセージの宛先ＩＰアドレスをＰＤＮ−ＧＷに関連させることができる。１つのＳ−ＧＷは、多数のＰＤＮ−ＧＷに接続できる。多数のＰＤＮ−ＧＷを検出するために、単一のＰＤＮ−ＧＷノードとして、各固有のＰＤＮ−ＧＷＩＰアドレスを検出する。Ｓ５／Ｓ８クリエート・セッション要求内のＡＰＮ（アクセス・ポイント・ネーム）が抽出され、アトリビュートとしてＰＤＮ−ＧＷノードに関連させる。１つのＰＤＮ−ＧＷノードは、アトリビュートとして多数のＡＰＮを有することができる。同じＡＰＮが２つの異なるＰＤＮ−ＧＷに現れると、これらＰＤＮ−ＧＷが１つのノードに組合される。
Ｓ１１クリエート・セッション要求メッセージによりコールの流れを観察することによって、既存のＰＤＮ−ＧＷではなく新たなＰＤＮ−ＧＷにＳ−ＧＷが接続しているとモニタリング・システムが推測できる。非ゼロのＴＥＩＤ（Tunnel Endpoint Identifier：トンネル・エンドポイント識別子）を有するＳ１１クリエート・セッション要求メッセージが、ゼロのＴＥＩＤを有するＳ５／Ｓ８クリエート・セッション要求メッセージをトリガすると、ＵＥが２つ以上のＰＤＮ−ＧＷに接続する。
図２は、ネットワーク・トポロジを決定するためにＬＴＥ／ＳＡＥネットワーク・インタフェースから捕捉したメッセージを示す。ＭＭＥ２０１は、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを介してｅＮｏｄｅＢ２０２に結合され、Ｓ６ａインタフェースを介してＨＳＳ２０３に結合される。ｅＮｏｄｅＢ２０２は、エア・インタフェースＵｕを介してＵＥ２０４と通信する。モニタリング・システム・プローブ２０５は、Ｓ１−ＭＭＥ及びＳ６ａインタフェースに結合され、一実施例において、ＭＭＥ２０１に送られ及びＭＭＥ２０１から送られたＰＤＵを受動的に捕捉する。簡略化のためにわずか１つのＭＭＥ２０１を図２に示すが、モニタリング・システム・プローブ２０５は、任意の数のＳ１−ＭＭＥと、任意の数のＭＭＥ、ＨＳＳ及び他のノードと関連した他のインタフェースとに結合できることが理解できよう。
捕捉されたメッセージ内のデータを用いて、モニタリング・システム・プローブ２０５は、アクティブなＭＭＥを識別する。例えば、モニタリング・システム・プローブ２０５がＳ１−ＭＭＥインタフェースでのＵＥ２０４からのアタッチ要求メッセージ２０６を捕捉するとき、このプローブは、ＧＵＴＩパラメータ２０７を識別する。メッセージ２０６内のＧＵＴＩパラメータは、ＵＥ２０４が関連した最終ＭＭＥに関連する。これがＭＭＥ２０１又は他のＭＭＥである。モニタリング・システム２０５は、ＭＭＥ２０１からのアタッチ・アクセプト・メッセージ２０８も捕捉する。このプローブは、現在のＭＭＥ２０１に関連するＧＵＴＩパラメータ２０９を識別する。しかし、ＧＵＴＩ２０９がオプションであるので、モニタリング・システム２０５は、関連メッセージ２０６及び２０８を相関させ、もし存在するならば、ＧＵＴＩ２０７及びＧＵＴＩ２０９を比較して、これらが同じ又は異なるＭＭＥＭかを判断する。ＧＵＴＩ２０９が存在しなければ、モニタリング・システムは、ＧＵＴＩ２０７を用いる。必要ならば、ＧＵＴＩ２０９又はＧＵＴＩ２０７を用いて、モニタリング・システムは、ＧＵＭＭＥＩパラメータを抽出し、それが新たな値ならば、それをネットワーク内の新たなＭＭＥに割り当てる。
メッセージ２０６及び２０８用のＳＣＴＰアソシエーションは、ＧＵＴＩ２０９又は２０７にて識別された新たなＭＭＥに関連する。さらに、ＳＣＴＰアソシエーションの１つの終わりに関連するＩＰアドレスは、ＭＭＥにリンクされる。例えば、メッセージ２０６内の宛先ＩＰアドレス２１０及びメッセージ２０８用の発信元ＩＰアドレス２１１は、Ｓ１−ＭＭＥインタフェースのＭＭＥ２０１エンドポイントを識別する。よって、アタッチ要求／アタッチ・アクセプト・メッセージを捕捉し分析することにより、モニタリング・システムは、ネットワーク内の全てのアクティブなＭＭＥを識別し、特定のＳＣＴＰアソシエーション及び特定のＳ１−ＭＭＥインタフェースＩＰアドレスをＭＭＥの特有の１つにリンクできる。
モニタリング・システム・プローブ２０５は、ＨＳＳ２０３へのＳ６ａインタフェースでのメッセージも捕捉する。ＵＥ２０４用の認証及びキー・アグリーメント（ＡＫＡ）手順の期間中、ＡＩＡメッセージ２１２及び認証要求２１３を他のメッセージの間で交換する。これらメッセージは、同じＡＫＡ手順に関係するが、これらは、異なるインタフェース（即ち、Ｓ１−ＭＭＥ及びＳ６ａ）での異なるＩＰアドレスである。しかし、ＲＡＮＤ＋ＡＵＴＮ組合せ２１４又はＩＭＳＩ２１５ｎの如きパラメータを用いて、２１２及び２１３メッセージを相関できる。メッセージ２１３用のＳＣＴＰアソシエーションをＭＭＥ２０１にリンクできる。さらに、メッセージ２１２及び２１３を伝送するＳＣＴＰアソシエーションのＭＭＥエンドポイント用のＩＰアドレスをＭＭＥ２０１にリンクできる。
ＭＭＥ２０１は、Ｓ１１インタフェースを介してＳ−ＧＷ２１６にも結合される。モニタリング・システム・プローブ２０５をＳ１１インタフェースに結合して、ＭＭＥ２０１及びＳ−ＧＷ２１６の間で交換されたＰＤＵを捕捉する。クリエート・セッション要求２１７、モディファイ・ベアラ要求２１８及びこれら各々の応答メッセージの如きメッセージは、Ｓ１１インタフェースを介して交換される。Ｓ１１メッセージは、例えば、Ｓ１ＡＰイニシャルＵＥメッセージからのＳ１−ＭＭＥインタフェースで捕捉されたＩＭＳＩに相関されたＩＭＳＩパラメータを含む。特有のＳ１−ＭＭＥに相関されると、メッセージ２１７及び２１８用の発信元ＩＰアドレスをＭＭＥ用のＩＰアドレスのリストに追加できる。同様に、対応応答メッセージ（図示せず）における宛先ＩＰアドレスもＭＭＥにリンクされる。
図２に示すようにメッセージを捕捉することにより、モニタリング・システム・プローブは、ネットワーク内の任意のアクティブなＭＭＥを識別し、表２に示すようなＭＭＥパラメータのリスト、表又はデータベースを作成できる。
Figure 2012156988
同様な方法で、図２に示すメッセージを用いて、モニタリング・システムは、個別のｅＮｏｄｅＢ、ＨＳＳ、Ｓ−ＧＷ及びＰＤＮ−ＧＷノードを識別できる。例えば、ｅＮｏｄｅＢ及びＭＭＥの間には１つのＳＣＴＰアソシエーションのみがある。モニタリング・システムがＭＭＥ用のＳＣＴＰアソシエーションを識別すると、これは、そのアソシエーションの他のエンドポイント及びそのＩＰアドレスにてｅＮｏｄｅＢを識別できる。モニタリング・システムは、互いにリンクされたＩＰアドレス、アソシエーション、インタフェース及び識別子のデータベース、テーブル又はリストも作成できる。
本発明の多くの変更及び他の実施例が当業者には想定され、本発明は、上述及び添付図に示す利点を有する。よって、本発明は、開示した特定実施例に限定されないことを理解すべきである。特定の用語をここでは用いたが、これらは、汎用且つ説明のためのみであり、限定の目的ではない。
１０１：進化したＵＴＲＡＮ（ｅＵＴＲＡＮ）
１０２：進化したパケット・コア（ＥＰＣ）
１０３：強化したＮｏｄｅＢ（ｅＮｏｄｅＢ又はｅＮｂ
１０４：モビリティ・マネージメント・エンティティ（ＭＭＥ）
１０５：ホーム加入者サービス（ＨＳＳ）
１０６：サービス・ゲートウェイ（Ｓ−ＧＷ）
１０７：パケット・データ・ネットワーク・ゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ）
１０８：ユーザ機器（ＵＥ）
１０９：インターネット
１１０：モニタリング・システム・プローブ
１１１：ユーザ・インタフェース・ステーション
１１２：内部又は外部メモリ
２０１：ＭＭＥ
２０２：ｅＮｏｄｅＢ
２０３：ＨＳＳ
２０４：ＵＥ
２０５：モニタリング・システム・プローブ
２０６：アタッチ要求メッセージ
２０７：ＧＵＴＩ
２０８：アタッチ・アクセプト・メッセージ
２０９：ＧＵＴＩ
２１０：宛先ＩＰアドレス
２１１：発信元ＩＰアドレス
２１２：ＡＩＡメッセージ
２１３：認証要求
２１４：ＲＡＮＤ＋ＡＵＴＮ組合せ
２１５：ＩＳＭＩ
２１６：Ｓ−ＧＷ
２１７：クリエート・セッション要求
２１８：モディファイ・ベアラ要求

Claims (3)

  1. ネットワークのトポロジを識別する方法であって、
    ネットワーク・インタフェースからのデータ・パケットをモニタリング・プローブにより捕捉し、
    Ｓ１−ＭＭＥインタフェースに特有なメッセージを識別し、
    上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージ内のＧＵＭＥＩパラメータを識別し、
    モニタリング・システム・メモリ内でネットワーク・トポロジ・リストにＭＭＥノード・エントリを作成し、上記ＭＭＥノードの各々が固有のＧＵＭＭＥＩ値に対応し、
    上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージに対応するＳＣＴＰアソシエーションから個別のＳ１−ＭＭＥインタフェースを識別し、
    各個別Ｓ１−ＭＭＥインタフェースを上記ネットワーク・トポロジ・リスト内の特有のＭＭＥにリンクさせ、
    上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージを伝送する上記ＳＣＴＰアソシエーションのＭＭＥエンドポイントに対応するＩＰアドレスを識別し、
    各個別のＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リスト内の特有のＭＭＥにリンクさせる
    ことを特徴とする方法。
  2. ネットワーク・インタフェースに結合され、上記ネットワーク・インタフェースからデータ・パケットを捕捉できる１つ以上の受動モニタリング・プローブと、
    上記プローブから上記捕捉されたデータ・パケットを受けるプロセッサとを備え、
    上記プロセッサは、
    上記ネットワーク・インタフェースから捕捉したデータ・パケットからＳ１−ＭＭＥインタフェースに特有のメッセージを識別し、
    上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージ内のＧＵＭＭＥＩパラメータを識別し、
    モニタリング・システム・メモリ内のネットワーク・トポロジ・リストに、各々が固有のＧＵＭＭＥＩ値に対応するＭＭＥノード・エントリを作成し、
    上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージに対応するＳＣＴＰアソシエーションから個別のＳ１−ＭＭＥインタフェースを識別し、
    各固有のＳ１−ＭＭＥインタフェースを上記ネットワーク・トポロジ・リストの特定ＭＭＥにリンクし、
    上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージを伝送する上記ＳＣＴＰアソシエーションのＭＭＥエンドポイントに対応するＩＰアドレスを識別し、
    各個別のＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リストの特定ＭＭＥにリンクさせるように動作する
    ことを特徴とするネットワーク・モニタリング・システム。
  3. ネットワーク・インタフェースから捕捉したデータ・パケットに基づいてネットワーク・トポロジを識別するために、モニタリング・システムを制御するインストラクションを含むコンピュータ読出し可能な蓄積媒体であって、上記インストラクションを実行するとき、上記インストラクションによりプロセッサが、
    上記ネットワーク・インタフェースから捕捉したデータ・パケットからＳ１−ＭＭＥに特有のメッセージを識別し、
    上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージ内にＧＵＭＭＥＩパラメータを識別し、
    モニタリング・システム・メモリのネットワーク・トポロジ・リストにＭＭＥノード・エントリを作成し、上記ＭＭＥノードの各々が固有のＧＵＭＭＥＩ値に対応し、
    上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージに対応するＳＣＴＰアソシエーションから個別のＳ１−ＭＭＥインタフェースを識別し、
    各個別のＳ１−ＭＭＥインタフェースを上記ネットワーク・トランスポート・リストの特有のＭＭＥにリンクし、
    上記Ｓ１−ＭＭＥインタフェース・メッセージを伝送する上記ＳＣＴＰアソシエーションのＭＭＥエンドポイントに対応するＩＰアドレスを識別し、
    各個別のＩＰアドレスを上記ネットワーク・トポロジ・リストの特有のＭＭＥにリンクさせる
    ことを特徴とするコンピュータ読出し可能な蓄積媒体。
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