JP2012501147A - Ｒｆｃ３３１３に対する帯域内ｄｐｉメディア予約修正 - Google Patents

Abstract

様々な例示的な実施形態において、ディープパケット検査デバイスは、ユーザエージェントクライアントに関連するプロバイダエッジルータ内に統合されるか、または外部から提供される。ＤＰＩデバイスは、発信プロキシとユーザエージェントクライアントとの間のパケットの交換を監視して、ＳＩＰ制御メッセージを識別するために、それらのパケットを検査する。２つのデバイス間で交換されるメッセージを監視することによって、ＤＰＩデバイスは、アプリケーションのタイプ、所望されるＱｏＳ、発信源、宛先、および接続に関するその他の情報を判断することが可能である。この情報を使用して、ルータは、次いで、アプリケーションおよび／またはユーザに関するＱｏＳポリシーが存在するかどうかを判断するために、ポリシーデータベースにアクセスすることが可能である。この判断に基づいて、ルータは、予測されるデータフローに関してネットワーク予約を開始すること、または情報を格納することが可能であり、したがって、パケットが到着するにつれて、パケットのフローはリマーキングされ得る。したがって、様々な例示的な実施形態において、エッジルータは、ＱｏＳが付与されるべきであることを知る。

Description

本発明は、一般に、ＩＰネットワーク内のメディア予約に関する。

現代のインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワークは、ユーザがかつてないほど多くの形で通信することを可能にする。ユーザは、現在、ボイスオーバＩＰ（ＶｏＩＰ）、テレビ電話、ビデオ会議、ストリーミングマルチメディア、インスタントメッセージング、および無数のその他のアプリケーションを使用して情報を交換することが可能である。通信方法の数が増大したため、接続を確立して維持するために必要とされるシグナリングは、より複雑になった。

ＲＦＣ３２６１において規定されるセッション開始プロトコル（ＳＩＰ）は、ＩＰネットワーク内のユーザ同士の間でマルチメディアセッションをセットアップし、修正し、終了するために開発されたシグナリングプロトコルである。セットアップメッセージに標準フォーマットを提供することによって、ＳＩＰは、デバイスが、基礎となるトランスポートプロトコルにかかわらず、シームレスにマルチメディアセッションのパラメータを折衝することを可能にする。その簡単さと柔軟性とを考えると、多くの現在のシステムは、ＳＩＰメッセージングを利用し、開発中の多くのシステムはＳＩＰも使用することになる。

簡単に述べると、ＳＩＰは、開始ユーザ、すなわちユーザエージェントクライアント（ＵＡＣ）が、ユーザエージェントサーバ（ＵＡＳ）と呼ばれる別のユーザとの接続が確立されることを要求することを可能にする。ＵＡＣは、ＵＡＣとＵＡＳとの間でセットアップメッセージの交換を調整して、その接続を確立するために必要な情報をそれぞれの当事者に提供するプロキシサーバに接続要求を送信する。その接続が開始された後で、ＵＡＣおよびＵＡＳは、リアルタイムトランスポートプロトコル（ＲＴＰ）など、適切なトランスポートプロトコルを使用して、メッセージを直接的に交換することができる。

ＲＦＣ３２６１は２人のユーザの間で接続を確立するプロセスを大いに簡素化するが、この標準は、サービス品質（ＱｏＳ）を修正して、サービス拒否攻撃を防ぐための効果的な手段を提供しない。ＲＦＣ３２６１の直後に公表されたＲＦＣ３３１３は、ＱｏＳ承認制御をＳＩＰシグナリングメッセージ内に統合するための拡張を規定することによって、これらの問題の解決を試みる。詳細には、ＲＦＣ３３１３は、開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルのレイヤ１−３内で特定のメディア予約を許可することによって、ユーザの体感品質（ＱｏＥ）を改善することを追求する。

ＲＦＣ３３１３拡張をサポートするシステムでは、ＵＡＣがプロキシを介して接続要求を送信するとき、そのプロキシは、発呼側を認証して、その発呼側がＱｏＳを受信する権限を与えられていることを検証する。次いで、プロキシは、許可トークンを取得するために、エッジルータまたはポリシー判断ポイント（ＰＤＰ）とメッセージを交換して、このトークンをＵＡＣに転送する。接続の開始時に、ＵＡＣは、それに応じてＱｏＳを提供するエッジルータにそのトークンを送信する。

上述の説明から明らかであるように、ＲＦＣ３３１３において規定されたプロセスは、ＳＩＰ接続に関するＱｏＳを確立するために、かなりの量の追加のメッセージングを必要とする。詳細には、プロキシとエッジルータとの間のリンクは、かなりの量の追加のトラフィックを経験する。さらに、メッセージ交換に関与するそれぞれのデバイス上のハードウェアおよび／またはソフトウェアは、それらのデバイスがＲＦＣ３３１３拡張を適切に処理することを確実にするために、修正されなければならない。

ＳＩＰシグナリングメッセージを使用して開始された接続においてＱｏＳを提供する簡素化された機構を可能にするシステムおよび方法の必要が存在する。詳細には、追加のメッセージの使用を最小限に抑えて、システム内のすべてのデバイス上で追加の機能性を実装する必要を排除する解決法の必要が存在する。

上で述べられた問題は、様々な例示的な実施形態によって対処される問題を例示し、網羅的であること、または対処される問題もしくは解決される問題を限定することが意図されない。したがって、様々な例示的な実施形態によって解決されるその他の問題は、当業者に明らかであろう。

ＲＦＣ３３１３に対する帯域内ＤＰＩメディア予約修正の現在の必要に照らして、様々な例示的な実施形態の簡単な概要が提示される。本発明の範囲を限定するのではなく、様々な例示的な実施形態のいくつかの態様を強調し、紹介することが意図される以下の概要において、いくつかの簡素化および省略が行われる場合がある。当業者が本発明の概念を行い、これを使用するのを可能にするのに適した、好ましい例示的な実施形態の詳細な説明が後の項に続く。

様々な例示的な実施形態において、ディープパケット検査（ＤＰＩ）デバイスは、ユーザエージェントクライアントに関連するプロバイダエッジルータ内に統合されるか、またはルータと通信可能に外部的に提供される。ＤＰＩデバイスは、発信プロキシとユーザエージェントクライアントとの間のパケットの交換を監視して、ＳＩＰ制御メッセージを識別するために、それらのパケットを検査する。２つのデバイス間で交換されるメッセージを監視することによって、ＤＰＩデバイスは、アプリケーションのタイプ、所望されるＱｏＳ、発信源、宛先、およびその接続に関するその他の情報を判断することが可能である。この情報を使用して、ルータは、次いで、そのアプリケーションおよび／またはユーザに関するＱｏＳポリシーが存在するかどうかを判断するために、ポリシーデータベースにアクセスすることができる。この判断に基づいて、ルータは、予期されるデータフローに関してネットワーク予約を開始すること、または情報を格納することが可能であり、したがって、パケットが到着するにつれて、パケットのフローはリマーキングされ（ｒｅｍａｒｋｅｄ）得る。したがって、様々な例示的な実施形態において、エッジルータは、ＱｏＳが付与されるべきであることを知り、ユーザエージェントクライアントに代わって、ネットワーク内のリソースを予約することが可能である。

様々な例示的な実施形態をよりよく説明するために、添付の図面が参照される。

マルチメディアセッションを確立するためにＳＩＰ制御メッセージを利用する例示的なＩＰネットワークの概略図である。 図１のネットワーク内で使用するための統合ＤＰＩデバイスを含む、例示的なエッジルータの概略図である。 図１のネットワーク内のエンティティ同士の間のメッセージの交換を示す例示的なメッセージ図である。 ＳＩＰ制御メッセージに関してディープパケット検査を実行するための方法の１つの例示的な実施形態の流れ図である。 ＳＩＰセッションに関連するパケットに関するＱｏＳ予約を実行するための方法の１つの例示的な実施形態の流れ図である。

以下の説明はＳＩＰセッションおよび制御メッセージを参照するが、任意の類似のプロトコルが使用され得る点は明らかであろう。したがって、制御メッセージがそこからサービス品質要件が抽出され得る十分な情報を含むことを条件に、発信源とノードとの間の通信を確立するための任意のプロトコルが使用され得る。その他の適切なプロトコルは当業者に明らかであろう。

次に、類似の数字が類似の構成要素またはステップを指す図面を参照すると、様々な例示的な実施形態の幅広い態様が開示される。

図１は、マルチメディアセッションを確立するためにＳＩＰ制御メッセージを利用する例示的なＩＰネットワーク１００の概略図である。様々な例示的な実施形態において、ネットワーク１００は、ユーザエージェントクライアント１１０と、ネットワーク１２０と、プロバイダエッジルータ１３０と、ＩＰマルチメディアサブシステム１４０と、コアネットワーク１５０と、プロバイダエッジルータ１６０と、ネットワーク１７０と、ユーザエージェントサーバ１８０とを含む。

様々な例示的な実施形態において、ユーザエージェントクライアント１１０は、ネットワーク１００に対するアクセスを可能にして、ＳＩＰ要求を発行するユーザによって操作されるデバイスである。ユーザエージェントクライアント１１０は、パーソナルコンピュータもしくはラップトップコンピュータ、セル電話、携帯情報端末、無線電子メールデバイス、またはＩＰネットワークを介した通信をサポートする任意のその他のデバイスであってよい。さらに、ユーザエージェントクライアント１１０は、１つまたは複数のセッションに関するデータパケットをユーザエージェントサーバ１８０と送受信することが可能である。

ネットワーク１２０は、ユーザエージェントクライアント１１０とプロバイダエッジルータ１３０との間に接続を提供する。ネットワーク１２０は、ユーザエージェントクライアント１１０とプロバイダエッジルータ１３０との間でデータおよび要求を送信することが可能な任意のネットワークであってよい。したがって、ネットワーク１１０は、複数のルータ、スイッチ、ブリッジ、およびデータパケットを受信して、転送するのに適したその他の構成要素を備え得る。

様々な例示的な実施形態において、プロバイダエッジルータ１３０、１６０は、着信パケットを受信して、データパケットをネットワーク１５０内の経路のうちの１つに転送するように構成された、ハードウェアとソフトウェアの組合せである。図２を参照して下でさらに詳細に説明されるように、プロバイダエッジルータ１３０、１６０は、ＩＰマルチメディアサブシステム１４０内でユーザエージェントクライアント１１０とプロキシとの間で交換されるパケットの解析のためのＤＰＩデバイスを備え得る。ＤＰＩデバイスによって抽出された情報に基づいて、ルータ１３０、１６０は、ＳＩＰセッションに関連するパケットに関してＱｏＳ修正を実行することが可能である。あるいは、ＤＰＩデバイスは、ルータ１３０、１６０の外部に配備されて、必要とされるＱｏＳに関する情報をルータに伝えるために、パケットマーキング技法を使用することが可能である。例えば、ＤＰＩデバイスは、それに関してルータ１３０、１６０上でＱｏＳ予約がトリガされるアプリケーションを識別するためにＤｉｆｆＳｅｒｖｅｒリマーキングなどの方法を利用することが可能である。

ＩＰマルチメディアサブシステム１４０は、ユーザエージェントクライアント１１０とユーザエージェントサーバ１８０との間でマルチメディアセッションを確立するように構成された、いくつかの構成要素を備えるネットワークであってよい。詳細には、ＩＰマルチメディアサブシステム１４０は、それぞれが１つまたは複数のユーザエージェントクライアント１１０およびユーザエージェントサーバ１８０と通信中のいくつかのプロキシを含み得る。図３を参照して下でさらに説明されるように、これらのプロキシは、２人のユーザの間でマルチメディアセッションを確立して維持する際に媒体として機能する。ＩＰマルチメディアサブシステム１４０内に包括するのに適したその他の構成要素は、当業者に明らかであろう。

様々な例示的な実施形態において、コアネットワーク１５０は、異なるプロトコルの下で動作するネットワークから受信されたデータパケットを転送するのに適した電気通信ハードウェアを備える。したがって、コアネットワーク１５０は、例えば、複数のトンネルまたはラベル交換経路を含むＭＰＬＳネットワークであり得る。様々な例示的な実施形態において、それぞれのトンネルは、複数のルータおよびリンクを備え、それぞれのトンネルは、帯域幅、遅延、およびパケット中断確率を含む、異なる特性のセットを有する。したがって、図５を参照して下でさらに説明されるように、プロバイダエッジルータ１３０、１６０は、そのセッションに関するＱｏＳ要件に基づいて、ＳＩＰセッション内のパケットに関して適切なトンネルを選択することが可能である。

ネットワーク１７０は、プロバイダエッジルータ１６０とユーザエージェントサーバ１８０との間に接続を提供する。ネットワーク１７０は、プロバイダエッジルータ１６０とユーザエージェントサーバ１８０との間でデータおよび要求を送信することが可能な任意のネットワークであってよい。したがって、ネットワーク１７０は、複数のルータ、スイッチ、ブリッジ、およびデータパケットを受信して、転送するのに適したその他の構成要素を備え得る。

様々な例示的な実施形態において、ユーザエージェントサーバ１８０は、ネットワーク１００に対するアクセスを可能にするユーザによって操作されるデバイスである。ユーザエージェントサーバ１８０は、ユーザエージェントクライアント１１０からＳＩＰ要求を受信して、その要求を受け入れる応答、拒否する応答、または宛先変更する応答を生成する。ユーザエージェントクライアント１１０と同様に、ユーザエージェントサーバ１８０は、パーソナルコンピュータもしくはラップトップコンピュータ、セル電話、携帯情報端末、無線電子メールデバイス、またはＩＰネットワークを介した通信をサポートする任意のその他のデバイスであってよい。

ネットワーク１００の構成要素は、例示的であり、説明のためだけに例示されて、記載されている点を理解されたい。したがって、様々な例示的な実施形態において、ネットワーク１００は、追加の機能性を実装するように構成された追加の構成要素を含む。あるいは、ネットワーク１００の２つ以上の構成要素は、ネットワーク１００がより少ない総数の構成要素を含むように、単一の構成要素に併合されることが可能である。ネットワーク１００のその他の適切な構成は、当業者に明らかであろう。

図２は、図１のネットワーク１００内で使用するための統合ＤＰＩデバイスを含む、例示的なエッジルータ１３０の概略図である。様々な例示的な実施形態において、エッジルータ１３０は、ユーザエージェントクライアントＳＩＰポリシーデータベース２１０と、ＳＩＰ接続データベース２２０と、ＤＰＩプロセッサ２３０と、汎用プロセッサ２４０と、受信機２５０と、送信機２６０とを含む。エッジルータ１３０の構成要素の以下の説明は、それぞれの構成要素の機能性を紹介することが意図される。ＱｏＳのプロビジョニングのより詳細な説明は、図３−５を参照して、下でさらに提供される。

様々な例示的な実施形態において、ＵＡＣ ＳＩＰポリシーデータベース２１０は、ＳＩＰ接続へのＱｏＳプロビジョニングに関する情報を維持する。詳細には、ＵＡＣ ＳＩＰポリシーデータベース２１０は、それぞれのユーザエージェントクライアント１１０に関して、そのユーザがＱｏＳを予約することが許可されるかどうかを示し、許可される場合、どのアプリケーションに関して許可されるかを示す。したがって、例えば、ＵＡＣ ＳＩＰポリシーデータベース２１０は、ユーザエージェントクライアント１１０は、ＶｏＩＰおよびビデオ会議に関してリソースを予約できるが、ストリーミングマルチメディアに関してはリソースを予約できないことを示すことが可能である。

ＵＡＣ ＳＩＰポリシーデータベース２１０は、ユーザエージェントクライアント１１０が特定のユーザエージェントサーバ１８０との接続に関してリソースを予約することができるかどうかを示すことも可能である。例えば、データベース２１０は、第１のユーザとの接続を要求しているとき、ユーザがリソースを予約することができるが、第２のユーザと接続しているときは、予約することができないことを示すことが可能である。データベース２１０は、ユーザがその割当量を超えた後で、ルータ１３０がリソース予約を許可しないように、データ転送割当量を格納することも可能である。さらに、データベース２１０は、ＱｏＳ修正が許可される日時と許可されない日時とを示すことも可能である。ＱｏＳが付与されるべきかどうかを判断する際に有用なその他の基準は、当業者に明らかであろう。

ＵＡＣ ＳＩＰポリシーデータベース２１０は、例えば、アプリケーション、発信源、宛先、日時、およびその他の関連要因に基づいて適用可能なポリシーに関する情報を格納することも可能である。このポリシーは、例えば、差別化サービスコードポイント（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｃｏｄｅ Ｐｏｉｎｔ）（ＤＳＣＰ）優先順位、サービスのタイプ（ＴＯＳ）マーキング、適用可能なＭＰＬＳトンネル、または特定のＳＩＰセッションにＱｏＳを提供するために使用される任意のその他の情報を指定することが可能である。

様々な例示的な実施形態において、ＳＩＰ接続データベース２２０は、エッジルータ１３０によって管理されるそれぞれのＳＩＰ接続に関する状態情報を格納する。したがって、ＤＰＩデバイス２３０によるＳＩＰ制御メッセージの傍受の後で、ＳＩＰ接続データベース２２０は、発信源および宛先のＩＰアドレス、ポート番号、メディアタイプ、およびＳＩＰ制御メッセージから抽出された任意のその他の情報を格納する。図５を参照して下でさらに説明されるように、ルータ１３０は、ＳＩＰ接続に関連するパケットに関するＱｏＳを確立するために必要とされる情報を抽出するために、ＳＩＰ接続データベース２２０にアクセスすることが可能である。

ＵＡＣ ＳＩＰポリシーデータベース２１０およびＳＩＰ接続データベース２２０は、それぞれ、必要とされるデータを格納するように構成されたコンピュータ可読記憶媒体として実装されることが可能である点は明らかであろう。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、ハードドライブ、フラッシュメモリドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、または任意のその他の物理的記憶媒体であってよい。データベース２１０、２２０は、プロセッサと、その中に格納されたデータを処理して、取り出すために必要な任意のソフトウェアとを備えることも可能である。

様々な例示的な実施形態において、ＤＰＩプロセッサ２３０は、開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルのレイヤ２から７の中の情報の任意の組合せを試験するように構成されたマイクロプロセッサまたは実行可能ソフトウェアである。したがって、様々な例示的な実施形態において、ＤＰＩプロセッサ２３０は、通常、レイヤ４から７の中に含まれるＳＩＰ制御メッセージを識別するために、１つまたは複数のパケットの「ディープ」解析を実行する。次いで、ＤＰＩプロセッサ２３０は、ヘッダフィールドまたはセッション記述プロトコル（ＳＤＰ）フィールドから情報を抽出するために、ＳＩＰ制御メッセージを解析することが可能である。この情報は、アプリケーション、圧縮方式、メディアタイプ、発信源、宛先、ポート番号、ネットワーク要素に関する情報、およびＳＩＰ制御メッセージ内の任意のその他のフィールドを含み得る。抽出された情報は、次いで、ＳＩＰ接続データベース２２０内に格納されて、特定のＳＩＰ接続に関するＱｏＳを付与する際にルータ１３０によって使用されることが可能である。

様々な例示的な実施形態において、汎用プロセッサ２４０は、典型的なパケット処理動作を実行するように構成される。したがって、汎用プロセッサ２４０は、例えば、ＲＳＶＰメッセージを生成して、パケットマーキングを実行することが可能である。汎用プロセッサ２４０によって実行されるその他の動作は、当業者に明らかであろう。

ルータ１３０は、それぞれ、パケットを送受信するように構成された、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの組合せであってもよい受信機２５０および送信機２６０を含むことも可能である。したがって、受信機２５０は、ＩＰマルチメディアサブシステム１４０内に配置されたプロキシからＳＩＰ制御メッセージを受信することが可能であり、一方、送信機２６０は、ＳＩＰ制御メッセージを戻すことが可能である。

上で個別の構成要素として説明されたが、ＵＡＣ ＳＩＰポリシーデータベース２１０、ＳＩＰ接続データベース２２０、ＤＰＩプロセッサ２３０、汎用プロセッサ２４０、受信機２５０、および送信機２６０は、より少ないモジュールに併合され得る点は明らかであろう。あるいは、構成要素２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０のうちの１つまたは複数によって実行される機能は、ルータ１３０が追加の構成要素を含むように複数の構成要素に分離されることも可能である。ルータ１３０の機能性の代替の構成は、当業者に明らかであろう。

前述のように、図２を参照して説明された構成の代替として、ＤＰＩデバイスは、ルータ１３０の外部に配備されて、それに関してＱｏＳが提供されるアプリケーションに関する情報を伝えるために、パケットマーキング技法を使用することが可能である。かかる実施形態では、ＤＰＩプロセッサ２３０は、外部のＤＰＩデバイス内に配置され得る。

図３は、図１のネットワーク１００内のエンティティ同士の間のメッセージの交換を示す例示的なメッセージ図３００である。図３００および以下の説明は、一実施形態によるネットワーク１００内で交換されるメッセージの概要を提供することが意図される。エッジルータ１３０の機能性に関するさらなる詳細は、図４および５を参照して下で提供される。この場合も、図３００はエッジルータ内に統合されたＤＰＩデバイスを参照して説明されるが、ＤＰＩデバイスは、代わりに、エッジルータに対して外部的に配置されたデバイスであってよい点を理解されたい。

ステップ３０１において、図１のユーザエージェントクライアント１１０など、ユーザエージェントクライアントは、図１のユーザエージェントサーバ１８０など、ユーザエージェントサーバとのメディアセッションを確立することを追求する。したがって、ＵＡＣは、図１のＩＰマルチメディアサブシステム１４０内に配置され得る発信プロキシを経由して、ユーザエージェントクライアントに「ＩＮＶＩＴＥ」要求を送信する。

リソースを予約するために、ＵＡＣは、ＱｏＳ変更が所望されることを示すメディア許可トークンを有するヘッダを含む。「ＩＮＶＩＴＥ」要求は、中でも、ＵＡＣのアドレスおよびＵＡＳに関連するユニフォームリソース識別子（ＵＲＩ）を指定するいくつかのその他のヘッダフィールドを含み得る。「ＩＮＶＩＴＥ」要求のボディは、セッション記述プロトコル（ＳＤＰ）など、別のプロトコルフォーマットの形で符号化されたセッションの記述を含み得る。この記述は、例えば、メディアのタイプ、コーデック、およびサンプリングレートを含み得る。

発信プロキシが「ＩＮＶＩＴＥ」要求を受信するとき、実行は、発信プロキシが図１のＩＰマルチメディアサブシステム１４０内に配置され得る宛先プロキシに要求を転送するステップ３０２に進む。次いで、宛先プロキシは、ユーザエージェントサーバ（図示せず）がそのセッションを受け入れることになるかどうかを判断するために、ユーザエージェントサーバと通信する。ステップ３０３において、宛先プロキシは、例えば、１８０（リンギング）応答であってよい、ユーザエージェントサーバからの応答を転送する。

１８ｘ応答の受信時に、発信プロキシは、エンドポイント、帯域幅、およびメディア交換の特性に関して十分な情報を有する。したがって、ステップ３０４において、発信プロキシは、ポリシーセットアップメッセージ、すなわち、ＡｕｔｈＰｒｏｆｉｌｅを、図１のプロバイダエッジルータ１３０など、プロバイダエッジルータに送信する。プロバイダエッジルータは、そのセッションにＱｏＳが付与されるべきかどうかを判断するために、ポリシーセットアップメッセージを処理する。詳細には、図４を参照して下でさらに説明されるように、プロバイダエッジルータは、アプリケーション、発信源、宛先、および任意のその他のパラメータに基づいて、ＱｏＳプロビジョニングが許可されるかどうかを判断する。ＱｏＳが利用可能であるという検証時に、実行は、プロバイダエッジルータが許可トークン（ＡｕｔｈＴｏｋｅｎ）を発信プロキシに返信するステップ３０５に進む。

ステップ３０６において、発信プロキシは、宛先プロキシから受信された１８ｘメッセージをＵＡＣに転送する。しかし、プロバイダエッジルータにおいてアスタリスクによって示されるように、ＤＰＩデバイスは、このメッセージを傍受して、解析する。詳細には、ＤＰＩデバイスは、ヘッダフィールドからセッションに関する情報および／またはＳＤＰコンテンツを抽出して、そのメッセージ内に格納する。図５を参照して下でさらに説明されるように、この情報は、そのセッションに属しているパケットに関するリマーキングを円滑にするために使用され得る。

ステップ３０７および３０８において、ＵＡＣは、発信プロキシと宛先プロキシとを経由して、肯定応答（ＡＣＫ）または一時的な肯定応答（ＰＲＡＣＫ）をＵＡＳに転送する。ステップ３０９および３１０において、ＵＡＳは、宛先プロキシと発信プロキシとを介してその独自のＡＣＫまたはＰＲＡＣＫを送信することによって応答する。ＵＡＣおよびＵＡＳが適切なトランスポートプロトコルを使用してデータを交換できるように、ＵＡＣとＵＡＳとの間のセッションがこのとき確立される。

ステップ３１１において、プロバイダエッジルータは、発信源プロバイダエッジルータからユーザエージェントサーバに関する接続を管理するプロバイダエッジルータへの転送経路に沿って、セッションに関するリソースを予約するためのＲＳＶＰ−ＰＡＴＨメッセージを送信する。ステップ３１２において、プロバイダエッジは、ユーザエージェントサーバに関する接続を管理するプロバイダエッジルータからＲＳＶＰ−ＰＡＴＨ応答を受信する。

ステップ３１３において、プロバイダエッジルータは、そのプロバイダエッジルータからユーザエージェントサーバに関する接続を管理するプロバイダエッジルータへの逆方向経路に沿って、セッションに関するリソースを予約するためのＲＳＶＰ−ＲＥＳＶメッセージを送信する。ステップ３１４において、プロバイダエッジは、ユーザエージェントサーバに関する接続を管理するプロバイダエッジルータからＲＳＶＰ−ＲＥＳＶ応答を受信する。

ユーザエージェントクライアントではなく、プロバイダエッジルータがステップ３１１−３１４においてリソース予約要求を管理することは明らかであろう。この構成は、結果として、交換されたメッセージの数をかなり削減させ、ＳＩＰセッションに関するＱｏＳをサポートするために、ユーザエージェントクライアントのハードウェアおよび／またはソフトウェアを修正する必要を最小限に抑える。

ネットワーク内で所与のＱｏＳを確立するために、リソース予約プロトコル（ＲＳＶＰ）メッセージを使用するとして説明されるが、ＱｏＳを提供する任意の方法が使用され得る点は明らかであろう。したがって、予期されるデータフローに関するリソースを予約する代替として、プロバイダエッジルータは、代わりに、パケットが到着するにつれて、パケットをリマーキングすること、または特定のセッションに属しているパケットによって利用される経路を変更することが可能である。これらの代替案のうちのいくつかは、図４および５を参照して下でより詳細に説明される。

図４は、ＳＩＰ制御メッセージに関してディープパケット検査を実行するための方法４００の１つの例示的な実施形態の流れ図である。方法４００の処理ステップは、ＳＩＰ制御メッセージから抽出された情報に基づいて、特定のＳＩＰセッションにＱｏＳが付与されるべきかどうかを判断するために、エッジルータ１３０によって実行され得る。あるいは、方法４００の処理ステップは、エッジルータ１３０から外部的に配置されたＤＰＩデバイスによって実行され得る。

例示的な方法４００は、ステップ４１０で開始して、ルータ１３０のＤＰＩデバイス２３０が、発信プロキシからユーザエージェントクライアント１１０に送信されたＳＩＰ制御メッセージを傍受するステップ４２０に進む。例示的な方法４００は、次いで、ＤＰＩデバイス２３０が、そのメッセージから情報を抽出するために、ＳＩＰ制御メッセージのレイヤ２から７の中に含まれた情報を解析するステップ４３０に進む。詳細には、ＤＰＩデバイス２３０は、そのメッセージ内に含まれたメディア許可トークンから所望されるＱｏＳに関する情報を抽出することが可能である。ＤＰＩデバイス２３０は、アプリケーション、発信源および宛先に関する情報、圧縮方式、ならびにＱｏＳが付与されるべきかどうかを判断するために、ルータ１３０によって使用される任意のその他の情報を抽出することも可能である。

ステップ４３０において情報を抽出した後で、例示的な方法４００は、ルータ１３０が、ＱｏＳ調整が必要とされるかどうかを判断する判断ステップ４４０に進む。詳細には、ルータ１３０は、ユーザエージェントクライアントが要求されたＱｏＳ調整を有するかどうかを判断するために、許可トークン内に含まれた情報を解析することが可能である。判断ステップ４４０において、ＱｏＳ調整が必要とされないことが判断されたとき、例示的な方法４００は、例示的な方法４００が終了するステップ４８０に進む。あるいは、ＱｏＳ調整が必要とされることが判断されたとき、例示的な方法４００は、判断ステップ４５０に進む。

判断ステップ４５０において、ルータ１３０は、制御メッセージに関連するＳＩＰセッションに関して、ＱｏＳプロビジョニングが許可されるかどうかを判断する。この判断を下す際に、ルータ１３０は、ＵＡＣ ＳＩＰポリシーデータベース２１０にアクセスすることが可能である。したがって、ルータ１３０は、特定の発信源ユーザまたは宛先ユーザにＱｏＳが付与され得るかどうか、ＱｏＳが特定のアプリケーションに関して許可されるかどうか、ユーザがその割当量を満たしたかどうか、現時点でＱｏＳが許可されるかどうかを考慮することが可能である。ＱｏＳが提供され得るかどうかを判断するために使用されるその他の要因は、当業者に明らかであろう。

判断ステップ４５０において、ＱｏＳプロビジョニングが許可されないことが判断されたとき、例示的な方法４００は、例示的な方法４００が終了するステップ４８０に進む。あるいは、ＱｏＳが許可されることが判断されたとき、例示的な方法４００はステップ４６０に進む。

ステップ４６０において、ルータ１３０は、そのフローに関連するパケットの後続の処理に関して必要な、ステップ４３０で抽出された情報をＳＩＰ接続データベース２００内に格納する。したがって、ルータ１３０は、例えば、発信源および宛先のＩＰアドレス、ポート番号、メディアタイプ、およびＳＩＰ制御メッセージから抽出された任意のその他の情報を格納することが可能である。ルータ１３０によるこの情報の使用は、図５を参照して、下でさらに説明される。

次いで、例示的な方法４００は、ルータ１３０が、オプションで、ＵＡＣ ＳＩＰポリシーデータベース２１０内に含まれたポリシー情報に基づいて、ネットワーク上でリソース予約を実行することが可能なステップ４７０に進む。したがって、例えば、ルータ１３０は、ＳＩＰセッションに関して必要とされる帯域幅を判断して、ＲＳＶＰメッセージを使用して、経路に沿って帯域幅を予約することが可能である。その他のプロトコルおよび予約方法は、当業者に明らかであろう。リソース予約を実行するのに加えて、またはリソース予約を実行する代わりに、ルータ１３０は、図５を参照して下でさらに説明されるように、ＳＩＰ制御セッションに関連するユーザデータパケットをリマーキングすることが可能である。

ステップ４７０においてネットワークからＱｏＳを要求した後で、例示的な方法４００は、例示的な方法４００が終了するステップ４８０に進む。

図５は、ＳＩＰ制御セッションに関連するユーザデータパケットに関してＱｏＳ予約を実行するための方法５００の例示的な実施形態の流れ図である。方法５００の処理ステップは、トランスポートプロトコルを使用して、ユーザエージェントクライアントからユーザエージェントサーバに送信されたパケットの受信時に、エッジルータ１３０によって実行され得る。

例示的な方法５００は、ステップ５１０で開始し、ルータ１３０の受信機２５０がＳＩＰ制御接続に関連するユーザデータパケットを受信するステップ５２０に進む。例示的な方法は、次いで、ルータ１３０が、その接続に関して適切なＱｏＳを判断するために、ＵＡＣ ＳＩＰポリシーデータベース２１０内およびＳＩＰ接続データベース２２０内に格納された情報にアクセスするステップ５３０に進む。この判断は、例えば、基礎となるアプリケーション、その接続の発信源および／または宛先、日時、ユーザサービス契約、ならびに適切なサービス品質を判断するのに関連する任意のその他の要因に基づき得る。

次いで、例示的な方法５００は、ルータ１３０のＤＰＩデバイス２３０が、オプションで、ＳＩＰ制御接続データベース２２０によって識別されたアプリケーションを検証するステップ５４０に進む。より詳細には、ＤＰＩデバイス２３０は、このとき、そのアプリケーションに関連するパケットに対するアクセスを有するため、ＤＰＩデバイス２３０は、ＳＩＰ制御メッセージ内に含まれた情報に基づいて下された初期の判断を検証することが可能である。

ＤＰＩデバイス２３０がそのアプリケーションを成功裏に検証すると仮定すると、例示的な方法５００は、ルータ１３０がそのパケットに関するサービス品質を調整するステップ５５０に進む。したがって、ルータ１３０は、例えば、差別化サービスコードポイント（ＤＳＣＰ）優先順位、またはサービスのタイプ（ＴＯＳ）マーキングを使用して、そのパケットをリマーキングすることが可能である。あるいは、ルータ１３０は、そのパケットに関して適用可能なＭＰＬＳトンネルを設定することが可能である。その他のＱｏＳ調整は、当業者に明らかであろう。

ＱｏＳを付与する前にアプリケーションを検証することの代替として、様々な例示的な実施形態において、ＱｏＳはＳＩＰ接続プロセスの一環として確立される。次いで、ＤＰＩデバイス２３０によるアプリケーションの検証時に、付与されたＱｏＳは、保存されるか、またはドロップされる。したがって、これらの実施形態において、ステップ５５０は、ステップ５４０に先立って実行されることになる。これらのステップが実行される順序にかかわらず、最終的なＱｏＳを付与するために十分な情報が利用可能になるまで、その情報が格納されるように、ルータ１３０は、部分的な情報が取得されるにつれて、その情報を格納することが可能である点は明らかであろう。

ＳＩＰセッションに属しているパケットに関するＱｏＳを調整した後で、例示的な方法５００は、例示的な方法５００が終了するステップ５６０に進む。

先の記述から、様々な例示的な実施形態は、かなりの量のメッセージングを回避して、ユーザエージェントクライアントの必要な構成を除去することは明らかであろう。詳細には、プロバイダエッジルータは、ＳＩＰ制御メッセージを認識するＤＰＩデバイスを含むため、このルータは、セッションに関するリソースを予約するために必要な情報を捕捉して、それによって、ユーザエージェントクライアントが予約メッセージを送信して、管理する必要を排除することが可能である。さらに、様々な例示的な実施形態は、プロキシとエッジルータとの間の相互作用の数をかなり削減する。本明細書で説明される実施形態によって提供されるその他の利点および利益は、当業者に明らかであろう。

様々な例示的な実施形態が特にそのいくつかの例示的な態様を参照して詳細に説明されているが、本発明はその他の実施形態が可能であり、その詳細は、様々な明らかな点で修正が可能である点を理解されたい。当業者に容易に明らかであるように、本発明の趣旨および範囲内に依然としてありながら、改変形態および修正形態が実施されることが可能である。したがって、前述の開示、説明、および図面は、例示のためだけであり、特許請求の範囲によってだけ規定される本発明を決して限定しない。

Claims (10)

1. 発信源ノードと宛先ノードとの間の接続に関するサービス品質（ＱｏＳ）を実装するためのシステムであって、
   発信源ノードと宛先ノードとの間で転送されたデータを受信する受信機と、
   発信源ノードと宛先ノードとの間でデータを送信する送信機と、
   コンピュータ可読記憶媒体であって、
   ルータによってサービス提供されるノードおよびアプリケーションに関するＱｏＳポリシーを格納するポリシーデータベースと、
   サービス提供されるノードに関する接続を識別するために使用される情報を格納する接続データベースと
   を備えるコンピュータ可読記憶媒体と、
   制御チャネルを介して発信源ノードと宛先ノードとの間で転送された制御メッセージを傍受して、制御メッセージから接続に関する接続情報を抽出し、接続情報を接続データベース内に格納するように構成されたディープパケット検査（ＤＰＩ）プロセッサと、
   接続情報を使用して、ポリシーデータベースに問い合わせることによって取得されたＱｏＳ情報を使用して、接続に属しているパケットに関するＱｏＳを修正する汎用プロセッサとを備える、システム。
2. ＤＰＩプロセッサが、エンドユーザアプリケーションを識別するために、制御チャネルに関連するユーザデータを処理するようにさらに構成され、
   汎用プロセッサが、接続情報と識別されたエンドユーザプリケーションとを使用して、ポリシーデータベースに問い合わせることによって取得されたＱｏＳ情報を使用して、接続に属しているパケットに関するＱｏＳを修正する、
   請求項１に記載の発信源ノードと宛先ノードとの間の接続に関するＱｏＳを実装するためのシステム。
3. ポリシーデータベース内に格納されたＱｏＳポリシーが、発信源ノードに関連する特定のユーザまたは接続に関連する特定のアプリケーションに関してＱｏＳが提供され得るかどうかを指定する、請求項１に記載の発信源ノードと宛先ノードとの間の接続に関するＱｏＳを実装するためのシステム。
4. 汎用プロセッサが、差別化サービスコードポイント（ＤＳＣＰ）マーキングおよびサービスのタイプ（ＴＯＳ）マーキングのうちの少なくとも１つを使用して、接続に関連するユーザデータパケットをマーキングする、請求項１に記載の発信源ノードと宛先ノードとの間の接続に関するＱｏＳを実装するためのシステム。
5. 汎用プロセッサが、接続に付与されたＱＯＳに基づいて、異なるＱｏＳ保証に関連する、事前に確立されたネットワーク接続を介してパケットを宛先変更する、請求項１に記載の発信源ノードと宛先ノードとの間の接続に関するＱｏＳを実装するためのシステム。
6. 発信源ノードが、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）接続内のユーザエージェントクライアントであり、宛先ノードが、ＳＩＰ接続内のユーザエージェントサーバである、請求項１に記載の発信源ノードと宛先ノードとの間の接続に関するＱｏＳを実装するためのシステム。
7. 発信源ノードと宛先ノードとの間の接続にＱｏＳを提供する方法であって、
   制御チャネルを介して発信源ノードから宛先ノードに要求メッセージを転送するステップであって、要求メッセージが、発信源ノードが宛先ノードと接続を確立することを追及していることを示す、転送するステップと、
   宛先ノードによる接続の受け入れを示す応答を宛先ノードから発信源ノードに転送するステップと、
   ディープパケット検査（ＤＰＩ）プロセッサによる応答を傍受するステップと、
   ＤＰＩプロセッサによって、接続に関する接続情報を応答から抽出するステップと、
   ＤＰＩプロセッサによって抽出された接続情報に少なくとも部分的に基づいて、接続に属しているパケットに関するＱｏＳを修正するステップとを備える、方法。
8. ＤＰＩプロセッサによって、エンドユーザアプリケーションを識別するために、制御チャネルに関連するユーザデータを処理するステップと、
   ＤＰＩプロセッサによって識別されたエンドユーザアプリケーションに少なくとも部分的に基づいて、接続に属しているパケットに関するＱｏＳを修正するステップと
   をさらに備える、請求項７に記載の発信源ノードと宛先ノードとの間の接続にＱｏＳを提供する方法。
9. 接続情報を使用して、エッジルータ上に格納されたポリシーデータベースに問い合わせることによって、接続に関してＱｏＳプロビジョニングが許可されるかどうかを判断するステップと、
   接続情報を使用して、ポリシーデータベースに問い合わせることによって、ＱｏＳをどのように修正するかを判断するステップと
   をさらに備える、請求項７に記載の発信源ノードと宛先ノードとの間の接続にＱｏＳを提供する方法。
10. ＤＰＩプロセッサによって抽出された接続情報を接続データベース内に格納するステップ
    をさらに備える、請求項７に記載の発信源ノードと宛先ノードとの間の接続にＱｏＳを提供する方法。

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