JP2013005126A - Communication system and gateway device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信システムおよびゲートウェイ装置に係わり、特に、移動体通信網の構成要素であるゲートウェイ装置におけるパケット転送処理負荷の偏りを抑制する通信システムおよびゲートウェイ装置に関する。 The present invention relates to a communication system and a gateway device, and more particularly to a communication system and a gateway device that suppress a bias in packet transfer processing load in a gateway device that is a component of a mobile communication network.
３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）やＩＥＥＥ（ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ） ８０２．１６ｅといった規格に代表される移動体通信網のコアネットワークでは、ユーザ端末の移動先である基地局やユーザが所望するサービス網に向けてのユーザデータパケットは、各ユーザのデータフローごとにＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）カプセル化技術を用いて適切に転送される。ＩＰカプセル化のプロトコルには、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ、ＧＲＥ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）、ＧＴＰ（ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などを用いる。コアネットワークの構成要素であるゲートウェイ装置は、このパケット転送を中継し、ＩＰカプセル化のプロトコル変換、適当な装置／ネットワークへのルーティング、課金、トラヒックコントロールなどのゲートウェイ処理を行う。 3GPP (3rd Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution) and IEEE (the Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16e, which is the core of the mobile network that is the core of the mobile network that is the core of the mobile network A user data packet destined for a service network desired by a station or a user is appropriately transferred using an IP (Internet Protocol) encapsulation technique for each data flow of each user. As the IP encapsulation protocol, Mobile IP, GRE (Generic Routing Encapsulation), GTP (GPRS Tunneling Protocol), or the like is used. The gateway device, which is a component of the core network, relays this packet transfer and performs gateway processing such as IP encapsulation protocol conversion, routing to an appropriate device / network, charging, and traffic control.
ゲートウェイ装置は、大量のユーザデータのトラヒックを収容するため、通常はＡＴＣＡ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）などのシャーシに、複数枚のパケット処理カードを装填して実装される。一方、移動体通信では、ゲートウェイ装置はセッションという概念を用いてユーザデータフローを管理する。セッションとは、ユーザ端末と、ユーザが接続したいサービス網（たとえば、インターネットや企業網）の組で定義される通信のことである。セッションに対応して、これらのＩＰアドレス情報に加えて、ユーザ端末に割り当てられている無線リソースの情報や、上述したゲートウェイ処理に必要なＩＰカプセル化情報、ルーティング情報、課金情報、トラヒックコントロール情報などが管理される。１つのセッションは、ユーザ端末が電源投入してコアネットワークに位置登録してから、ユーザ端末が電源を切って登録削除するまでの間続く。その間、ゲートウェイ装置は、このセッションに関する情報を保持する。セッションに管理される情報の一部はパケット処理ごとに逐次更新されるため、各セッションはいずれかのパケット処理カードに固定的に割り当てられ、セッション終了まで収容される。 In order to accommodate a large amount of user data traffic, the gateway device is usually mounted by mounting a plurality of packet processing cards in a chassis such as an ATCA (Advanced Telecommunications Computing Architecture). On the other hand, in mobile communication, the gateway device manages the user data flow using the concept of session. A session is communication defined by a set of a user terminal and a service network (for example, the Internet or a corporate network) that the user wants to connect to. Corresponding to the session, in addition to these IP address information, information on radio resources allocated to the user terminal, IP encapsulation information, routing information, billing information, traffic control information necessary for the gateway processing described above, etc. Is managed. One session lasts from when the user terminal is powered on and registered in the core network until the user terminal turns off the power and deletes the registration. Meanwhile, the gateway device holds information regarding this session. Since a part of the information managed by the session is sequentially updated every packet processing, each session is fixedly assigned to any packet processing card and accommodated until the session ends.
ところで、インターネットトラヒックは一般にトラヒック量が空間的、時間的に変動する性質を持つ。そのため、各パケット処理カードへの入力トラヒックには偏りが発生し、パケット処理カード間の処理負荷にも偏りが発生する。その結果、各パケット処理カードの処理能力を最大限かつ有効に活用できない。 Incidentally, Internet traffic generally has the property that the traffic volume varies spatially and temporally. Therefore, the input traffic to each packet processing card is biased, and the processing load between the packet processing cards is also biased. As a result, the processing capacity of each packet processing card cannot be utilized to the maximum and effectively.
特許文献１および特許文献２は、装置に入力されたパケットを負荷の低い同種の別装置に転送して処理させることで、外部の装置に制御信号を送ることなく、装置間の処理負荷の偏りを抑制する方法を開示している。特許文献１では、複数枚のラインカードに入口プロセッサと出口プロセッサを配置する。あるラインカードの入口プロセッサに入ったパケットを入口処理した後、負荷の低い別のラインカードの出口プロセッサにパケットを転送して出口処理する。また、特許文献２では、ゲートウェイ装置は、ゲートウェイ処理を行う複数のパケット処理装置と、処理負荷が分散するように複数のパケット処理装置を一元管理するパケット管理装置を含む。いずれかのパケット処理装置は、パケットを外部から受信すると、パケット管理装置に問い合わせて、負荷の最も低いパケット処理装置を選択し、パケットをその装置に転送する。
上述したいずれの特許文献も、パケット順序が逆転する可能性があるという問題がある。これは、ユーザデータフローが続いている、すなわち同じユーザ端末のパケットが連続して入力されている間に、出口処理やゲートウェイ処理の収容先となる装置が、別装置に切り替わることが原因となる。処理装置が切り替わった直後は、複数の処理装置で並列にパケット処理される状態となり、その結果、出力パケットは順序が維持されない。移動体通信では、パケット順序の逆転が発生した場合、再送制御や誤課金など、ユーザに対して不利益を生む。 Any of the above-mentioned patent documents has a problem that the packet order may be reversed. This is due to the fact that the user data flow continues, that is, while the packets of the same user terminal are continuously input, the device that is the destination of the exit processing and gateway processing is switched to another device. . Immediately after the processing device is switched, packets are processed in parallel by a plurality of processing devices, and as a result, the order of output packets is not maintained. In mobile communication, when packet order reversal occurs, there is a disadvantage to the user such as retransmission control and erroneous charging.
また、移動体通信ではセッションごとに固有となるパラメータ（パケット通過時間、パケット通過量、シーケンス番号など）を維持する必要があるが、上述したいずれの特許文献もこれらパラメータを正しく引き継げない可能性があるという問題がある。これも、ユーザデータフローが続いている間に、出口処理やゲートウェイ処理の収容先が別装置に切り替わることが原因となる。処理装置が切り替わった直後は、複数の処理装置で並列にパケット処理される状態となり、その結果、パラメータに一貫性がなくなる。 In mobile communication, it is necessary to maintain parameters (packet passage time, packet passage amount, sequence number, etc.) that are unique to each session, but none of the above-mentioned patent documents may succeed to these parameters. There is a problem that there is. This is also caused by the fact that the destination of the exit process or gateway process is switched to another apparatus while the user data flow continues. Immediately after the processing device is switched, packets are processed in parallel by a plurality of processing devices. As a result, the parameters are not consistent.
したがって、移動体通信網の構成要素であるゲートウェイ装置において、パケット順序の逆転や、セッションごとに固有となるパラメータの不整合を発生させずに、パケット処理カード間の処理負荷の偏りを抑制することが課題となる。 Therefore, in the gateway device that is a component of the mobile communication network, it is possible to suppress the processing load unevenness between the packet processing cards without causing a reversal of the packet order or inconsistency of parameters unique to each session. Is an issue.
上述した2つの問題は、ユーザ端末がエンド−エンド間で連続してデータパケットの送受信を行っている最中に、収容先となる装置を切り替えることに原因がある。 The two problems described above are caused by switching the device as the accommodation destination while the user terminal is continuously transmitting and receiving data packets between end-to-end.
ここで、移動体通信のセッションは、基地局がユーザ端末に対して無線リソースを割り当てているアクティブ状態と、基地局がユーザ端末に対して無線リソースを割り当てていないアイドル状態に分かれることに着目する。アクティブ状態のときは、ユーザ端末は、エンド−エンド間で通信を行うことができる。しかし、アイドル状態のときは、ユーザ端末は、無線リソースが割り当てられていないため、ユーザ端末による通信は発生し得ない。これらは移動体通信に特有の通信状態であり、アイドル状態とアクティブ状態を使い分けることで、システム全体の無線リソースを有効活用している。アイドル状態においては、基地局はセッション情報を解放してしまう一方で、コアネットワークを構成するゲートウェイ装置群はセッション情報を保持しておく。これにより、アイドル状態からアクティブ状態へのセッションの状態遷移を高速に行うことを可能にしている。 Here, it is noted that the mobile communication session is divided into an active state in which the base station allocates radio resources to the user terminal and an idle state in which the base station does not allocate radio resources to the user terminal. . In the active state, the user terminal can perform end-to-end communication. However, when the user terminal is in the idle state, no radio resource is allocated to the user terminal, and therefore communication by the user terminal cannot occur. These are communication states peculiar to mobile communication, and the radio resources of the entire system are effectively utilized by properly using the idle state and the active state. In the idle state, the base station releases the session information, while the gateway device group constituting the core network holds the session information. As a result, the session state transition from the idle state to the active state can be performed at high speed.
アイドル状態にあるセッションでは、ユーザ端末によるデータパケットの送受信が発生しない。 In a session in the idle state, transmission / reception of data packets by the user terminal does not occur.
本願発明は、セッションがアイドル状態にある間に、そのセッションのゲートウェイ処理を行う収容先パケット処理カードを切り替えることを特徴とする。 The present invention is characterized in that, while a session is in an idle state, an accommodation destination packet processing card that performs gateway processing of the session is switched.
本発明によれば、パケット処理カードの処理負荷が処理性能の上限に達するのを未然に防止する。その結果、パケット順序の逆転を発生させずに、パケット処理カード間での長期的なトラヒックの偏りを抑制し、処理負荷の偏りを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to prevent the processing load of the packet processing card from reaching the upper limit of the processing performance. As a result, long-term traffic bias between packet processing cards can be suppressed without causing packet order reversal, and processing load bias can be suppressed.
１．システム
はじめに、図１を用いて本発明が適用される通信システムの構成例を説明する。ここでは３ＧＰＰ ＬＴＥにおける移動体通信システムを例にとる。端末（１００−１、１００−２）は、無線インタフェースを介して、無線信号を有線信号に相互変換する基地局（１０１−１、１０１−２）と通信を行う。基地局（１０１−１、１０１−２）は、アクセスゲートウェイ装置１０２とユーザデータトラヒックの通信を行う。アクセスゲートウェイ装置は、ユーザデータトラフィックを、そのユーザの端末が属する適切な基地局に対して転送する装置である。アクセスゲートウェイ装置１０２は、サービス網ゲートウェイ装置１０３とユーザデータトラヒックの通信を行う。サービス網ゲートウェイ装置は、ユーザデータトラヒックを適切なサービス網１０４に転送する装置である。サービス網とは、インターネットや企業網などのことである。また、移動管理装置１０５は、基地局（１０１−１、１０１−２）、アクセスゲートウェイ装置１０２、及び、サービス網ゲートウェイ装置１０３と制御信号の通信を行う。移動管理装置は、端末の無線接続状況を管理するとともに、基地局とアクセスゲートウェイ装置とサービス網ゲートウェイ装置の間のユーザデータトラヒックの経路を制御する装置である。最後に、対向端末１０６は、サービス網１０４に接続し、上記説明した移動体通信システムを介して、端末（１００−１、１００−２）とエンド−エンド間の通信を行う。
1. System First, a configuration example of a communication system to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. Here, a mobile communication system in 3GPP LTE is taken as an example. The terminals (100-1, 100-2) communicate with the base stations (101-1, 101-2) that mutually convert wireless signals into wired signals via the wireless interface. The base stations (101-1, 101-2) communicate user data traffic with the access gateway apparatus. The access gateway device is a device that transfers user data traffic to an appropriate base station to which the user terminal belongs. The
本願において述べるゲートウェイ装置とは、アクセスゲートウェイ装置とサービス網ゲートウェイ装置である。本実施の形態では、便宜上、アクセスゲートウェイ装置を本発明適用対象として説明するが、サービス網ゲートウェイ装置にも適用することは可能である。また、本実施の形態ではゲートウェイ装置と移動管理装置は別装置としているが、これらは物理的に同一の装置であっても良い。 The gateway devices described in this application are an access gateway device and a service network gateway device. In the present embodiment, for convenience, the access gateway device will be described as an application target of the present invention, but it can also be applied to a service network gateway device. In this embodiment, the gateway device and the mobility management device are separate devices, but they may be physically the same device.
次に、図２を用いて、本実施の形態のゲートウェイ装置のハードウェア構成例を説明する。ゲートウェイ装置２００は、ゲートウェイ処理を行ってユーザデータパケットの転送を実現するパケット処理カード１〜３（２１０−１、２１０−２、２１０−３）と、スイッチ２２０から構成される。
Next, a hardware configuration example of the gateway device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The
パケット処理カード１（２１０−１）は、メモリ２１１−１、ＣＰＵ２１２−１、インタフェース（Ｉ／Ｆ：Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）（２１３−１、２１４−１）、ＦＲＯＭ２１５−１を備える。ゲートウェイ装置としての機能を提供するためのソフトウェアプログラムはＦＲＯＭに記憶されており、装置の起動時にメモリに展開される。ＣＰＵは、メモリ内に展開されたソフトウェアプログラムを順次読み出して実行する。Ｉ／Ｆ２１３−１は、装置外部と接続されており、装置外部とのパケットの送受信を行う。もう１つのＩ／Ｆ２１４−１は、スイッチに接続されており、他のパケット処理カードとのパケットの送受信を行う。パケット処理カード２と３（２１０−２、２１０−３）もパケット処理カード１と同様の構成である。
The packet processing card 1 (210-1) includes a memory 211-1, a CPU 212-1, an interface (I / F) (213-1, 214-1), and a FROM 215-1. A software program for providing a function as a gateway device is stored in the FROM, and is expanded in the memory when the device is activated. The CPU sequentially reads and executes the software programs developed in the memory. The I / F 213-1 is connected to the outside of the apparatus and performs transmission / reception of packets with the outside of the apparatus. Another I / F 214-1 is connected to the switch, and transmits / receives packets to / from another packet processing card. The
図３は、パケット処理カード１〜３（２１０−１、２１０−２、２１０−３）のメモリに展開されるソフトウェアプログラムの構成図である。ここでは、パケット処理カード１を例にとって説明する。本発明のソフトウェアプグラムは、プログラム領域３００−１とテーブル領域３１０−１から構成される。なお、パケット処理カード２と３もパケット処理カード１と同様の構成である。
FIG. 3 is a configuration diagram of software programs developed in the memories of the
プログラム領域３００−１は、装置外部から受信したユーザデータパケットのセッションを特定して他のパケット処理カードに必要に応じてそのパケットを転送する振分処理部３０１−１、ゲートウェイ処理を行ってユーザデータパケットを装置外部に送信するゲートウェイ処理部３０２−１、パケット処理カードの処理負荷を計測して他のパケット処理カードとその情報を共有するカードモニタ部３０３−３、各セッションのアクティブ状態持続時間を計測するセッションモニタ部３０４−１から構成される。 The program area 300-1 identifies a session of user data packets received from outside the apparatus, and distributes the packets to other packet processing cards as necessary. Gateway processing unit 302-1 for transmitting data packets to the outside of the device, card monitor unit 303-3 for measuring the processing load of the packet processing card and sharing the information with other packet processing cards, active state duration of each session It is comprised from the session monitor part 304-1 which measures.
テーブル領域３１０−１は、各パケット処理カードの負荷情報を格納するカード情報テーブル４００−１、各セッションが実際にゲートウェイ処理される収容先パケット処理カードを示す振分テーブル６００−１、ゲートウェイ処理に必要となるセッション情報のパラメータを格納したセッション情報テーブル７００−１、各セッションのアクティブ状態持続時間を格納するモニタ情報テーブル１１００−１から構成される。なお、各テーブルのデータ構成については、２．処理（シーケンス）にて詳細を後述する。 The table area 310-1 includes a card information table 400-1 that stores load information of each packet processing card, a distribution table 600-1 that indicates a destination packet processing card in which each session is actually gatewayed, and gateway processing. It consists of a session information table 700-1 storing necessary session information parameters and a monitor information table 1100-1 storing active state duration of each session. For the data structure of each table, see 2. Details will be described later in the processing (sequence).
以上が、本実施の形態のシステムである。 The above is the system of the present embodiment.
２．処理（シーケンス）
本実施の形態のゲートウェイ装置において、アイドル状態のセッションの収容先パケット処理カードを切り替える処理について、４つの手順を説明する。具体的には、（Ａ）：処理負荷上昇時にセッションの収容先を切り替える処理と、（Ｂ）：（Ａ）において切り替えたセッション収容先の処理負荷が上昇した場合の処理と、（Ｃ）：セッション収容先を増設のパケット処理カードに切り替える処理と、（Ｄ）：アクティブ状態のセッションの収容先パケット処理カードを強制的に切り替える処理の手順である。
2. Processing (sequence)
In the gateway device according to the present embodiment, four procedures will be described for the process of switching the accommodation destination packet processing card for the idle session. Specifically, (A): processing to switch the session accommodation destination when the processing load increases, (B): processing when the processing load of the session accommodation destination switched in (A) increases, and (C): This is a procedure for switching a session accommodation destination to an additional packet processing card, and (D): a process for forcibly switching the accommodation destination packet processing card of an active session.
（Ａ）処理負荷上昇時にセッションの収容先を切り替える処理
各パケット処理カードは常に、自身の処理負荷を計測し、他のパケット処理カードとその情報を共有し、保持している。処理負荷は、ＣＰＵ使用率、メモリ使用率、デバイス入力／出力帯域使用率を測定し、それらを加味して算出する。
(A) Processing for switching the accommodation destination of a session when the processing load increases Each packet processing card always measures its own processing load and shares and holds the information with other packet processing cards. The processing load is calculated by measuring the CPU usage rate, the memory usage rate, and the device input / output bandwidth usage rate and taking them into account.
図４は、パケット処理カード１が保持するカード情報テーブル４００−１のデータ構成図である。カード情報テーブルは、パケット処理カード番号４０１、処理負荷４０２、設備状態４０３から構成される。パケット処理カード番号４０１には、各パケット処理カードの番号を格納する。処理負荷４０２には、自身が測定した処理負荷の値、または各パケット処理カードから送られてくる処理負荷の値を格納する。設備状態４０３には、そのパケット処理カードが常に設置される常設のものなのか、またはゲートウェイ装置の増強のため、一時的に設置された増設のものなのかという情報を格納する。たとえば、パケット処理カード番号が１のエントリについて、処理負荷は８０％であり、設備状態は常設であることを表す。
FIG. 4 is a data configuration diagram of the card information table 400-1 held by the
次に、図５を用いて、処理負荷上昇時にセッションの収容先を切り替える手順を説明する。アクセスゲートウェイ装置１０２は、パケット処理カード１と２（２１０−１、２１０−２）を含む。ここでは、あるセッションの収容先をパケット処理カード１からパケット処理カード２に切り替える場合を想定する。
Next, a procedure for switching the session accommodation destination when the processing load increases will be described with reference to FIG. The
まず、パケット処理カード１は、自身の処理負荷が上昇して、あらかじめ設定した閾値を超えたことを検知する（ステップ５００）。このとき、パケット処理カード１は、カード状態テーブル４００−１の処理負荷４０２を参照し、パケット処理カード２の処理負荷が閾値以下であることを確認する。次に、パケット処理カード１は、振分テーブル６００−１の状態６０２を参照して、アイドル状態にあるセッションを選択する（ステップ５０１）。
First, the
図６（ａ）は、パケット処理カード１が保持する振分テーブル６００−１のデータ構成図である。振分テーブルは、セッション番号６０１、状態６０２、収容先カード６０３、収容元カード６０４から構成される。セッション番号６０１には、セッションの番号を格納する。状態６０２には、そのセッションの現在の状態（アイドル／アクティブ）を格納する。収容先カード６０３には、そのセッションに関して現在ゲートウェイ処理を割り当てている収容先のパケット処理カード番号を格納する。収容元カード６０４には、そのセッションに関して元々ゲートウェイ処理を割り当てられていた収容元のパケット処理カード番号を格納する。たとえば、セッション番号＜１１１１＞のエントリについて、状態はアイドル状態であり、収容先カードはパケット処理カード１であり、収容元カードもパケット処理カード１であることを表す。
FIG. 6A is a data configuration diagram of the distribution table 600-1 held by the
図５に戻る。ステップ５０１において、ここではセッション番号＜１１１１＞を選択したとする。パケット処理カード１は、セッション番号＜１１１１＞に関してアクティブ化一時停止通知を移動管理装置１０５に送信する（ステップ５０２）。移動管理装置は、アクティブ化一時停止通知を受信すると、基地局から該当セッションについてアクティブ状態に遷移する要求があっても一定の間応答を返さないなどして、アクティブ化を一時的に停止するよう設定する（ステップ５０３）。一方、パケット処理カード１は、振分テーブルの内容を更新する（ステップ５０４）。
Returning to FIG. In
図６（ｂ）は、ステップ５０４後におけるパケット処理カード１の振分テーブル６００−１である。このとき、セッション番号＜１１１１＞のエントリについて、状態はアイドル状態であり、収容先カードはパケット処理カード２であり、収容元カードはパケット処理カード１である。
FIG. 6B is a distribution table 600-1 of the
図５に戻る。パケット処理カード１は、セッション番号＜１１１１＞に関して収容先変更通知をパケット処理カード２に送信する（ステップ５０５）。パケット処理カード２は、収容先変更通知を受信すると、振分テーブルの内容を更新する（ステップ５０６）。
Returning to FIG. The
図６（ｃ）は、ステップ５０６後におけるパケット処理カード２の振分テーブル６００−２である。セッション番号＜１１１１＞のエントリを新たに追加する。このとき、セッション番号＜１１１１＞のエントリについて、状態はアイドル状態であり、収容先カードはパケット処理カード２であり、収容元カードはパケット処理カード１である。
FIG. 6C shows the distribution table 600-2 of the
図５に戻る。その後、パケット処理カード１は、セッション情報テーブル７００−１を参照して、セッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報のパラメータを含むセッション情報通知をパケット処理カード２に送信する（ステップ５０７）。
Returning to FIG. Thereafter, the
図７は、パケット処理カード１が保持するセッション情報テーブル７００−１のデータ構成図である。セッション情報テーブルは、カプセリング情報７０２、ユーザデータフロー情報７０３、課金情報７０４、トラヒックコントロール情報７０５から構成される。これらには、ゲートウェイ処理に必要なパラメータが格納され、またこれら情報をまとめてセッション情報と呼ぶ。カプセリング情報７０２には、ＩＰカプセル化のプロトコル変換に必要なパラメータを格納する。ユーザデータフロー情報７０３には、適当な装置／ネットワークへのルーティングに必要なパラメータを格納する。課金情報７０４には、課金に必要なパラメータを格納する。トラヒックコントロール情報７０５には、トラヒックコントロールに必要なパラメータを格納する。なお、これらの情報は当業者によく知られたものであり、詳細なパラメータについては省略する。ここでは、パケット処理カード１を例に採ったが、他のパケット処理カードも同様のセッション情報テーブルを保持する。
FIG. 7 is a data configuration diagram of the session information table 700-1 held by the
図５に戻る。パケット処理カード２は、セッション情報通知を受信すると、その中に含まれたセッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報を、セッション情報テーブルに格納する（ステップ５０８）。その後、パケット処理カード２は、解除通知を移動管理装置に送信する（ステップ５０９）。移動管理装置は、解除通知を受信すると、ステップ５０３で設定した該当セッションのアクティブ化一時停止状態を解除する。
Returning to FIG. When the
以上の手順によって、アイドル状態にあるセッションの収容先を他のパケット処理カードに切り替える処理が完了する。 With the above procedure, the process of switching the accommodation destination of the session in the idle state to another packet processing card is completed.
次に、図８を用いて、図５の後にセッション番号＜１１１１＞がアクティブ状態になり、実際にユーザデータパケットを受信して処理する手順を説明する。現在はアイドル状態にあってデータパケットの通信が行えないため、まず、端末１００−１は、基地局１０１−１に対して、アクティブ化要求の制御信号を送る（ステップ８００）。次に、セッション番号＜１１１１＞をアイドル状態からアクティブ状態に遷移するため、基地局１０１−１と移動管理装置１０５の間でアクティブ状態遷移処理が行われる（ステップ８０１）。このアクティブ状態遷移処理の手順は、当業者にはよく知られているため、詳細は省略する。セッションをアクティブ状態に遷移する際、移動管理装置は、パケット処理カード２（２１０−２）にフロー設定要求を送信する（ステップ８０２）。パケット処理カード２は、振分テーブルを参照して、セッション番号＜１１１１＞の収容先であるパケット処理カード１（２１０−１）にもフロー設定要求を送信する（ステップ８０３）。このフロー設定要求によって、パケット処理カード１と２は、セッション番号＜１１１１＞がアクティブ状態に遷移したことを検知する。その後、基地１０１−１は、端末１００−１に対して、無線リソース割当の通知を行い（ステップ８０４）、セッションのアクティブ状態への遷移が完了する。
Next, a procedure for actually receiving and processing user data packets when session number <1111> becomes active after FIG. 5 will be described with reference to FIG. Since it is currently in an idle state and data packet communication cannot be performed, terminal 100-1 first transmits an activation request control signal to base station 101-1 (step 800). Next, in order to transition the session number <1111> from the idle state to the active state, an active state transition process is performed between the base station 101-1 and the mobility management device 105 (step 801). Since the procedure of this active state transition process is well known to those skilled in the art, the details are omitted. When transitioning the session to the active state, the mobility management device transmits a flow setting request to the packet processing card 2 (210-2) (step 802). The
端末１００−１は、対向端末１０６とエンド−エンド間での通信を行うため、基地局１０１−１に対して、無線によってユーザデータパケットを送信する（ステップ８１０）。基地局は、パケット処理カード１（２１０−１）にそのユーザデータパケットを送信する（ステップ８１１）。ここで、基地局に対してセッション番号＜１１１１＞の収容先が変更されたことを何ら通知していないため、基地局は標準通りの動作として、依然としてパケット処理カード１にユーザデータパケットを送信する。
The terminal 100-1 transmits a user data packet by radio to the base station 101-1 in order to perform communication between the
次に、パケット処理カード１は、セッション情報テーブル７０２のユーザデータフロー情報７０３とユーザデータパケットに含まれる情報とを参照して、そのユーザデータパケットがセッション番号＜１１１１＞であることを特定する。そして、振分テーブル６００−１の収容先カード６０３を参照して、セッション番号＜１１１１＞の収容先がパケット処理カード２であることを特定する（ステップ８１２）。パケット処理カード１は、ユーザデータパケットをパケット処理カード２に転送する（ステップ８１３）。パケット処理カード２は、ゲートウェイ処理を実行し（ステップ８１４）、ユーザデータパケットを適切なサービス網ゲートウェイ装置１０３に送信する（ステップ８１５）。最後に、サービス網ゲートウェイ装置は、対向端末１０６に対してユーザデータパケットを送信する（ステップ８１６）。
Next, the
一方、上記と逆方向のトラヒックとして、対向端末１０６は、端末１００−１宛にユーザデータパケットを送信する。移動体通信システムでは、このユーザデータパケットは、まず、サービス網ゲートウェイ装置に中継される（ステップ８２０）。サービス網ゲートウェイ装置は、パケット処理カード１に対してユーザデータパケットを送信する（ステップ８２１）。ここで、サービス網ゲートウェイ装置に対してセッション番号＜１１１１＞の収容先が変更されたことを何ら通知していないため、サービス網ゲートウェイ装置は、標準通りの動作として、依然としてパケット処理カード１にユーザデータパケットを送信する。
On the other hand, the
パケット処理カード１は、セッション情報テーブル７０２のユーザデータフロー情報７０３とユーザデータパケットに含まれる情報とを参照して、そのユーザデータパケットがセッション番号＜１１１１＞であることを特定する。そして、振分テーブル６００−１の収容先カード６０３を参照して、セッション番号＜１１１１＞の収容先がパケット処理カード２であることを特定する（ステップ８２２）。パケット処理カード１は、ユーザデータパケットをパケット処理カード２に転送する（ステップ８２３）。パケット処理カード２は、ゲートウェイ処理を実行し（ステップ８２４）、ユーザデータパケットを適切な基地局に送信する（ステップ８２５）。最後に、基地局は、端末に対して、むせんによって ユーザデータパケットを送信する（ステップ８２６）。 以上の図５と図８の手順によって、端末と対向端末がエンド−エンド間でユーザデータパケットを通信し合う段階では、アクセスゲートウェイ装置は、セッションの収容先となるパケット処理カードの切り替え処理を完了しており、その結果、パケット順序の逆転が発生することを防ぐことができる。また、図５の手順を繰り返すことで、各パケット処理カードがゲートウェイ処理を担当するセッション数を調整することができる。統計的に見れば、セッションはアイドル状態とアクティブ状態とをある確率で遷移しており、アイドル状態のセッション数とアクティブ状態のセッション数との割合はほぼ一定に保たれることが一般に知られている。しがたって、処理負荷が高いパケット処理カード内のアイドル状態のセッション数を少なくし、処理負荷が低いパケット処理カード内のアイドル状態のセッション数を多くすれば、次第にセッションの状態が遷移していき、しばらくすれば、処理負荷が高いパケット処理カード内のアクティブ状態のセッション数が減少することになる。アクティブ状態のセッション数が減少すれば、ゲートウェイ処理すべきユーザデータパケットの量も減少するので、結果として、次第に処理負荷が低減していく。こうすることで、処理負荷が閾値以上に上がって処理性能の上限に達するのを未然に防止する効果を得られる。その結果、パケット順序の逆転を発生させずに、パケット処理カード間での長期的なトラヒックの偏りを抑制し、処理負荷の偏りを抑制できる。
The
また、図５と図８の手順では、基地局とサービス網ゲートウェイ装置は標準通りの動作となるため、何ら修正を加える必要がない。 Further, in the procedures of FIGS. 5 and 8, the base station and the service network gateway device operate as standard, so that no modification is required.
（Ｂ）（Ａ）において切り替えたセッション収容先の処理負荷が上昇した場合の処理
（Ａ）において切り替えたセッション収容先のパケット処理カード２の処理負荷が上昇した場合に、（Ｂ−１）：セッションを元の収容先に切り戻す、または（Ｂ−２）：セッションの収容先をさらに別のパケット処理カードに切り替える手順を説明する。
(B) Processing when the processing load of the session accommodation destination switched in (A) increases When the processing load of the
（Ｂ−１）セッションを元の収容先に切り戻す処理
図９を用いて、セッションの収容先をパケット処理カード２（２１０−２）から、元の収容先であるパケット処理カード１（２１０−１）に切り戻す手順を説明する。パケット処理カード１は、処理負荷があらかじめ設定した閾値以下になっていることを計測し、他のパケット処理カードとその情報を共有している（ステップ９００）。パケット処理カード２は、自身の処理負荷が上昇して、あらかじめ設定した閾値を超えたことを検知する（ステップ９０１）。パケット処理カード２は、振分テーブルの状態６０２と収容元カード６０４を参照して、収容元がパケット処理カード２ではなく、かつアイドル状態にあるセッションを選択する（ステップ９０２）。ここでは、セッション番号＜１１１１＞を選択したとする。
(B-1) Processing for switching session back to original accommodation destination Using FIG. 9, the session accommodation destination is changed from packet processing card 2 (210-2) to packet processing card 1 (210-) which is the original accommodation destination. The procedure for switching back to 1) will be described. The
パケット処理カード２は、セッション番号＜１１１１＞に関してアクティブ化一時停止通知を移動管理装置１０５に送信する（ステップ９０３）。移動管理装置は、アクティブ化一時停止通知を受信すると、基地局から該当セッションについてアクティブ状態に遷移する要求があっても一定の間応答を返さないなどして、アクティブ化を一時的に停止するよう設定する（ステップ９０４）。一方、パケット処理カード２は、振分テーブルからセッション番号＜１１１１＞のエントリを削除する（ステップ９０５）。パケット処理カード２は、セッション番号＜１１１１＞に関して収容先変更通知をパケット処理カード１に送信する（ステップ９０６）。パケット処理カード１は、収容先変更通知を受信すると、セッション番号＜１１１１＞に関して、振分テーブルの収容先カード６０３をパケット処理カード１に更新する（ステップ９０７）。その後、パケット処理カード２は、セッション情報テーブルを参照して、セッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報のパラメータを含むセッション情報通知をパケット処理カード１に送信する（ステップ９０８）。パケット処理カード１は、セッション情報通知を受信すると、その中に含まれたセッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報を、セッション情報テーブルに格納する（ステップ９０９）。その後、パケット処理カード１は、解除通知を移動管理装置に送信する（ステップ９１０）。移動管理装置は、解除通知を受信すると、ステップ９０４で設定した該当セッションのアクティブ化一時停止状態を解除する。
The
以上の手順によって、アイドル状態にあるセッションを収容元パケット処理カードに切り戻す処理が完了する。この手順を繰り返すことで、各パケット処理カードがゲートウェイ処理を担当するセッション数を調整することができる。処理負荷が閾値以上に上がって処理性能の上限に達するのを未然に防止する効果を得られ、その結果、パケット順序の逆転を発生させずに、パケット処理カード間での長期的なトラヒックの偏りを抑制し、処理負荷の偏りを抑制できる。 With the above procedure, the process of returning the session in the idle state to the accommodating packet processing card is completed. By repeating this procedure, the number of sessions in which each packet processing card is in charge of gateway processing can be adjusted. This has the effect of preventing the processing load from exceeding the threshold and reaching the upper limit of processing performance. As a result, long-term traffic bias between packet processing cards without causing packet order reversal. Can be suppressed, and an uneven processing load can be suppressed.
（Ｂ−２）セッションの収容先をさらに別のパケット処理カードに切り替える処理
図１０を用いて、セッションの収容先をパケット処理カード２（２１０−２）から、さらに別のパケット処理カード３（２１０−３）に切り替える手順を説明する。パケット処理カード１（２１０−１）は、処理負荷があらかじめ設定した閾値以下になっていない状態にある。
(B-2) Processing for switching the session accommodation destination to another packet processing card Using FIG. 10, the session accommodation destination is changed from the packet processing card 2 (210-2) to another packet processing card 3 (210 -3) will be described. The packet processing card 1 (210-1) is in a state where the processing load is not below a preset threshold value.
パケット処理カード２は、自身の処理負荷が上昇して、処理負荷があらかじめ設定した閾値を超えたことを検知する（ステップ１０００）。このとき、パケット処理カード２は、カード状態テーブルの処理負荷４０２を参照し、パケット処理カード３の処理負荷が閾値以下であることを確認する。パケット処理カード２は、振分テーブルの状態６０２と収容元カード６０４を参照して、収容元がパケット処理カード２ではなく、かつアイドル状態にあるセッションを選択する（ステップ１００１）。ここでは、セッション番号＜１１１１＞を選択したとする。
The
パケット処理カード２は、セッション番号＜１１１１＞に関してアクティブ化一時停止通知を移動管理装置１０５に送信する（ステップ１００２）。移動管理装置は、アクティブ化一時停止通知を受信すると、基地局から該当セッションについてアクティブ状態に遷移する要求があっても一定の間応答を返さないなどして、アクティブ化を一時的に停止するよう設定する（ステップ１００３）。パケット処理カード２は、セッション番号＜１１１１＞に関して収容先変更通知をパケット処理カード１に送信する（ステップ１００４）。パケット処理カード１は、収容先変更通知を受信すると、セッション番号＜１１１１＞に関して、振分テーブルの収容先カード６０３をパケット処理カード３に更新する（ステップ１００５）。一方、パケット処理カード２は、振分テーブルからセッション番号＜１１１１＞のエントリを削除する（ステップ１００６）。さらに、パケット処理カード２は、セッション番号＜１１１１＞に関して収容先変更通知をパケット処理カード３に送信する（ステップ１００７）。パケット処理カード３は、収容先変更通知を受信すると、振分テーブルにセッション番号＜１１１１＞のエントリを追加し、振分テーブル収容先カード６０３をパケット処理カード３に、収容元カード６０４をパケット処理カード１に更新する（ステップ１００８）。その後、パケット処理カード２は、セッション情報テーブルを参照して、セッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報のパラメータを含むセッション情報通知をパケット処理カード３に送信する（ステップ１００９）。パケット処理カード３は、セッション情報通知を受信すると、その中に含まれたセッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報を、セッション情報テーブルに格納する（ステップ１０１０）。その後、パケット処理カード３は、解除通知を移動管理装置に送信する（ステップ１０１１）。移動管理装置は、解除通知を受信すると、ステップ１００３で設定した該当セッションのアクティブ化一時停止状態を解除する。
The
以上の手順によって、アイドル状態にあるセッションの収容先をさらに別のパケット処理カードに切り替える処理が完了する。この手順を繰り返すことで、各パケット処理カードがゲートウェイ処理を担当するセッション数を調整することができる。処理負荷が閾値以上に上がって処理性能の上限に達するのを未然に防止する効果を得られ、その結果、パケット順序の逆転を発生させずに、パケット処理カード間での長期的なトラヒックの偏りを抑制し、処理負荷の偏りを抑制できる。 With the above procedure, the process of switching the accommodation destination of the session in the idle state to another packet processing card is completed. By repeating this procedure, the number of sessions in which each packet processing card is in charge of gateway processing can be adjusted. This has the effect of preventing the processing load from exceeding the threshold and reaching the upper limit of processing performance. As a result, long-term traffic bias between packet processing cards without causing packet order reversal. Can be suppressed, and an uneven processing load can be suppressed.
（Ｃ）セッション収容先を増設のパケット処理カードに切り替える処理
ゲートウェイ装置の処理能力を一時的に増強したい場合に、新たにパケット処理カードを追加増設することを想定する。処理負荷を分散するため、常設のパケット処理カードに収容されているセッションの収容先を、増設のパケット処理カードに切り替える手順を説明する。各パケット処理カードは常に、自身が収容するセッションをモニタし、その情報を保持している。
(C) Processing for switching the session accommodation destination to an additional packet processing card It is assumed that a new packet processing card is additionally installed when it is desired to temporarily increase the processing capacity of the gateway device. In order to distribute the processing load, a procedure for switching the accommodation destination of the session accommodated in the permanent packet processing card to the additional packet processing card will be described. Each packet processing card always monitors the session that it accommodates and retains that information.
図１１は、パケット処理カード１が保持するモニタ情報テーブル１１００−１のデータ構成図である。モニタ情報テーブルは、セッション番号１１０１、総接続時間１１０２、アクティブ状態累計時間１１０３、アクティブ状態連続時間１１０４から構成される。セッション番号１１０１には、セッションの番号を格納する。総接続時間１１０２には、端末が電源を投入してコアネットワークにセッションを登録してからの総経過時間を格納する。アクティブ状態累計時間１１０３には、そのセッションがアクティブ状態であった時間の現在までの累計を格納する。アクティブ状態連続時間１１０４には、そのセッションが現在アクティブ状態である場合に、その持続時間を格納する。たとえば、セッション番号＜１１１１＞のエントリについて、総接続時間は３２時間であり、アクティブ状態累計時間は１５時間であり、アクティブ状態連続時間は０時間、すなわち現在はアイドル状態であることを表す。
FIG. 11 is a data configuration diagram of the monitor information table 1100-1 held by the
次に、図１２を用いて、セッションの収容先をパケット処理カード１（２１０−１）から、増設したパケット処理カード４（２１０−４）に切り替える手順を説明する。まず、パケット処理カード４をアクセスゲートウェイ装置１０２に増設する（ステップ１２００）。パケット処理カード１は、振分テーブルの状態６０２を参照して、アイドル状態にあるセッションを選択する（ステップ１２０１）。このとき、パケット処理カード４に収容先を切り替えるべきセッションは、常設のパケット処理カードの処理負荷を下げる観点から、アクティブ状態になりやすいセッションが望ましい。したがって、パケット処理カード１は、モニタ情報テーブルの総接続時間１１０２とアクティブ状態累計時間１１０３を参照し、アクティブ率（＝アクティブ状態累計時間／総接続時間）を算出し、このアクティブ率があらかじめ設定した閾値以上であり、かつアイドル状態であるセッションを選択する。ここでは、セッション番号＜１１１１＞を選択したとする。
Next, a procedure for switching the session accommodation destination from the packet processing card 1 (210-1) to the added packet processing card 4 (210-4) will be described with reference to FIG. First, the
パケット処理カード１は、セッション番号＜１１１１＞に関してアクティブ化一時停止通知を移動管理装置１０５に送信する（ステップ１２０２）。移動管理装置は、アクティブ化一時停止通知を受信すると、基地局から該当セッションについてアクティブ状態に遷移する要求があっても一定の間応答を返さないなどして、アクティブ化を一時的に停止するよう設定する（ステップ１２０３）。一方、パケット処理カード１は、セッション番号＜１１１１＞に関して、振分テーブルの収容先カード６０３をパケット処理カード４に更新する。（ステップ１２０４）。パケット処理カード１は、セッション番号＜１１１１＞に関して収容先変更通知をパケット処理カード４に送信する（ステップ１２０５）。パケット処理カード４は、収容先変更通知を受信すると、振分テーブルにセッション番号＜１１１１＞のエントリを追加し、振分テーブルの収容先カード６０３をパケット処理カード４に、収容元カード６０４をパケット処理カード１に更新する（ステップ１２０６）。その後、パケット処理カード１は、セッション情報テーブルを参照して、セッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報のパラメータを含むセッション情報通知をパケット処理カード４に送信する（ステップ１２０７）。パケット処理カード４は、セッション情報通知を受信すると、その中に含まれたセッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報を、セッション情報テーブルに格納する（ステップ１２０８）。その後、パケット処理カード４は、解除通知を移動管理装置に送信する（ステップ１２０９）。移動管理装置は、解除通知を受信すると、ステップ１２０３で設定した該当セッションのアクティブ化一時停止状態を解除する。
The
以上の手順によって、アイドル状態にあるセッションの収容先を増設のパケット処理カードに切り替える処理が完了する。この手順を繰り返すことで、増設分も含めて各パケット処理カードがゲートウェイ処理を担当するセッション数を調整することができる。その結果、増設のパケット処理カードに処理負荷を分散することができる。 With the above procedure, the process of switching the accommodation destination of the session in the idle state to the additional packet processing card is completed. By repeating this procedure, it is possible to adjust the number of sessions in which each packet processing card is in charge of gateway processing, including the expansion. As a result, the processing load can be distributed to the additional packet processing cards.
一方、（Ｂ）で記載した手順を適用することによって、増設のパケット処理カードが担当するセッションをゼロにすることができる。すると、ゲートウェイ装置からこの増設のパケット処理カードを抜き去ることができる。したがって、ゲートウェイ装置の処理負荷の増減に応じて、パケット処理カードを追加、または削除することで消費電力の調整を行うことができ、省電力化に貢献できる。 On the other hand, by applying the procedure described in (B), the session handled by the additional packet processing card can be made zero. Then, the additional packet processing card can be removed from the gateway device. Therefore, the power consumption can be adjusted by adding or deleting the packet processing card according to the increase or decrease of the processing load of the gateway device, which can contribute to power saving.
（Ｄ）アクティブ状態のセッションの収容先パケット処理カードを強制的に切り替える処理
図１３を用いて、（Ａ）において切り替えたセッション収容先のパケット処理カード２（２１０−２）の処理負荷が上昇した場合に、アクティブ状態にあるセッションを、強制的に元の収容先であるパケット処理カード１（２１０−１）に切り戻す手順を説明する。パケット処理カード１は、処理負荷があらかじめ設定した閾値以下になっていることを計測し、他のパケット処理カードとその情報を共有している（ステップ１３００）。パケット処理カード２は、自身の処理負荷が上昇して、あらかじめ設定した閾値を超えたことを検知する（ステップ１３０２）。パケット処理カード２は、振分テーブルの状態６０２と収容元カード６０４を参照して、収容元がパケット処理カード２ではなく、かつアクティブ状態にあるセッションを選択する（ステップ１３０２）。ただし、パケット処理カード２は、モニタ情報テーブルのアクティブ状態連続時間１１０４を参照して、アクティブ状態連続時間があらかじめ設定した閾値よりも長いアクティブ状態のセッションを選択する。アクティブ状態が一定時間以上続いたセッションは、今後もアクティブ状態が続く可能性が高く、いつまでも収容元への切り戻しが実行できなくなる。そのため、強制的な切り替えを実施する。ここでは、セッション番号＜１１１１＞を選択したとする。
(D) Processing for forcibly switching accommodation destination packet processing card of session in active state Using FIG. 13, the processing load of packet processing card 2 (210-2) of session accommodation destination switched in (A) has increased. In this case, a procedure for forcibly returning the session in the active state to the packet processing card 1 (210-1) that is the original accommodation destination will be described. The
パケット処理カード２は、セッション番号＜１１１１＞に関して強制アイドル化通知を移動管理装置１０５に送信する（ステップ１３０３）。移動管理装置は、強制アイドル化通知を受信すると、基地局と通信を行い、該当セッションについてアイドル状態への遷移処理を開始する（ステップ１３１０）。このアイドル状態遷移処理は、当業者には良く知られた処理であり、詳細は省略する。
The
一方、パケット処理カード２は、振分テーブルからセッション番号＜１１１１＞のエントリを削除する（ステップ１３２０）。パケット処理カード２は、セッション番号＜１１１１＞に関して収容先変更通知をパケット処理カード１に送信する（ステップ１３２１）。パケット処理カード１は、収容先変更通知を受信すると、セッション番号＜１１１１＞に関して、振分テーブルの収容先カード６０３をパケット処理カード１に更新する（ステップ１３２２）。その後、パケット処理カード２は、セッション情報テーブルを参照して、セッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報のパラメータを含むセッション情報通知をパケット処理カード１に送信する（ステップ１３２３）。パケット処理カード１は、セッション情報通知を受信すると、その中に含まれたセッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報を、セッション情報テーブルに格納する（ステップ１３２４）。その後、パケット処理カード１は、解除通知を移動管理装置に送信する（ステップ１３２５）。移動管理装置は、解除通知を受信すると、セッション番号＜１１１１＞が再びアクティブ状態になるように、基地局と通信を行い、該当セッションについてアクティブ状態への遷移処理を開始する（ステップ１３３０）。このアクティブ状態遷移処理は、当業者には良く知られた処理であり、詳細は省略する。
On the other hand, the
以上の手順によって、アクティブ状態にあるセッションを収容元パケット処理カードに切り戻す処理が完了する。これにより、パケット処理カードの処理負荷が高くなった場合には、アクティブ状態が一定時間以上続いたセッションを収容元へ切り戻すことができる。この手順は、切り戻し以外にも適用することも可能である。たとえば、常にセッションがアクティブ状態にあるヘビーユーザのセッションを各パケット処理カードに均等に分散することができ、ゲートウェイ装置全体の利用効率向上に貢献できる。 With the above procedure, the process of switching back the active session to the accommodating packet processing card is completed. As a result, when the processing load on the packet processing card increases, a session in which the active state has continued for a certain time or more can be switched back to the accommodation source. This procedure can be applied in addition to switch back. For example, a session of a heavy user whose session is always active can be evenly distributed to each packet processing card, which can contribute to an improvement in utilization efficiency of the entire gateway device.
３．処理（フローチャート）
本実施の形態のゲートウェイ装置は４つの動作から成る。具体的には、処理負荷上昇を検知してセッションの収容先切り替えを実施するパケット処理カードの動作、その収容先切り替え相手として通知を受信したパケット処理カードの動作、パケット処理カードから通知を受信した移動管理装置の動作、ユーザデータパケットを受信したパケット処理カードの動作である。
3. Processing (flow chart)
The gateway device of this embodiment is composed of four operations. Specifically, the operation of the packet processing card that detects the increase in processing load and switches the session accommodation destination, the operation of the packet processing card that received the notification as the accommodation destination switching partner, and the notification received from the packet processing card The operation of the mobility management device and the operation of the packet processing card that has received the user data packet.
図１４は、パケット処理カードが処理負荷上昇を検知するフローチャート図である。まず、パケット処理カードは、処理負荷が上昇し、閾値を超えたことを検知する（ステップ１４００）。パケット処理カードは、振分テーブルの収容元カード６０４を参照して、収容元が他のパケット処理カードであるセッションを列挙する（１４０１）。候補がない場合（収容元が他のパケット処理カードであるセッションがない場合）、パケット処理カードは、振分テーブルの状態６０２と、モニタ情報テーブルの総接続時間１１０２とアクティブ状態累積時間１１０３を参照して、アイドル状態、かつアクティブ率（＝アクティブ状態累積時間／総接続時間）が閾値以上のセッションを選択する（ステップ１４０２）。次に、パケット処理カードは、カード情報テーブルの処理負荷４０２を参照して、処理負荷が閾値以下であるパケット処理カードを収容先として選択する（ステップ１４０３）。選択したセッションに関して、移動管理装置にアクティブ化一時停止通知を送信する（ステップ１４０４）。その後、該当セッションに関して、振分テーブルの収容先カード６０３を、選択した収容先パケット処理カードに更新する（ステップ１４０５）。次に、収容先パケット処理カードに、該当セッションに関して収容先変更通知を送信する（ステップ１４０６）。さらに、収容先パケット処理カードに、セッション情報テーブルを参照して、該当セッションに関するセッション情報のパラメータを含むセッション情報通知を送信し（ステップ１４０７）、処理を収容する（１４０８）。
FIG. 14 is a flowchart for detecting an increase in processing load by the packet processing card. First, the packet processing card detects that the processing load has increased and has exceeded a threshold (step 1400). The packet processing card refers to the
ステップ１４０１に戻り、候補があった場合（収容元が他のパケット処理カードであるセッションがある場合）、振分テーブルの状態６０２を参照し、列挙した候補の中からアイドル状態にあるセッションを選択する（ステップ１４０９）。そのようなセッションが選択可能である場合、カード情報テーブルの処理負荷４０２を参照して、選択したセッションの収容元パケット処理カードの処理負荷が閾値以下になっているかを検査する（ステップ１４１０）。収容元パケット処理カードの処理負荷が閾値以下である場合、選択したセッションの収容先を切り戻すため、収容元パケット処理カードを選択し（ステップ１４１１）、ステップ１４０４以降を実行する。
Returning to step 1401, if there is a candidate (when there is a session whose accommodation source is another packet processing card), refer to the
ステップ１４１０に戻り、収容元パケット処理カードの処理負荷が閾値以上である場合、カード情報テーブルの処理負荷４０２を参照して、処理負荷が閾値以下であるパケット処理カードを新たな収容先として選択する（ステップ１４１２）。その後、選択したセッションに関して、移動管理装置にアクティブ化一時停止通知を送信する（ステップ１４１３）。収容元パケット処理カードに、該当セッションに関して収容先変更通知を送信し（ステップ１４１４）、ステップ１４０５以降を実行する。
Returning to Step 1410, when the processing load of the accommodation source packet processing card is equal to or greater than the threshold, the packet processing card having the processing load equal to or less than the threshold is selected as a new accommodation destination with reference to the
ステップ１４０９に戻り、列挙した候補の中にアイドル状態のセッションが存在しない場合、モニタ情報テーブルのアクティブ状態連続時間１１０４を参照して、アクティブ状態連続時間が閾値以上となるセッションを選択する（ステップ１４１５）。そのようなセッションが存在しない場合、ステップ１４０２以降を実行する。一方、そのようなセッションを選択可能である場合、該当セッションに関して、移動管理装置に強制アイドル化通知を送信し（ステップ１４１６）、ステップ１４１０以降を実行する。
Returning to step 1409, if there is no idle session among the listed candidates, the session having the active state continuous time equal to or greater than the threshold is selected with reference to the active state
図１５は、パケット処理カードがセッション収容先変更通知を受信するフローチャート図である。まず、他のパケット処理カードからセッション収容先変更通知を受信する（ステップ１５００）。通知の中に記されたセッションに関して、振分テーブルの収容先カード６０３を自分に、収容元カード６０４を元来該当セッションが収容されていた収容元パケット処理カードに更新する（ステップ１５０１）。その後、セッション収容先変更通知を送信したパケット処理カードからセッション情報通知を受信するまで待機する（ステップ１５０２）。セッション情報通知の中に含まれた該当セッションに関するセッション情報を、セッション情報テーブルに格納する（ステップ１５０３）。さらに、該当セッションに関して、移動管理装置に解除通知を送信し（ステップ１５０４）、処理を終了する（ステップ１５０５）。
FIG. 15 is a flowchart in which the packet processing card receives a session accommodation destination change notification. First, a session accommodation destination change notification is received from another packet processing card (step 1500). Regarding the session described in the notification, the
図１６は、移動管理装置がパケット処理カードから通知を受信するフローチャート図である。まず、パケット処理カードから何らかの通知を受信し（ステップ１６００）、そのメッセージの種別を判別する（ステップ１６０１）。アクティブ化一時停止通知である場合、その通知に記されたセッションに関して、基地局から該当セッションについてアクティブ状態に遷移する要求があっても一定の間応答を返さないなどして、アクティブ化を一時的に停止するよう設定し（ステップ１６０２）、処理を終了する（ステップ１６０３）。 FIG. 16 is a flowchart for the mobile management device to receive a notification from the packet processing card. First, some notification is received from the packet processing card (step 1600), and the type of the message is determined (step 1601). In the case of an activation suspension notification, the activation is temporarily suspended with respect to the session described in the notification, for example, by not returning a response for a certain period even if there is a request for transition to the active state for the corresponding session from the base station. (Step 1602), and the process ends (step 1603).
ステップ１６０１に戻り、強制アイドル化通知であった場合、その通知に記されたセッションに関して、基地局と通信してアイドル状態への遷移処理を実行し（ステップ１６０４）、処理を終了する（ステップ１６０３）。 Returning to step 1601, if it is a forced idle notification, communication with the base station is executed for the session described in the notification to execute a transition process to the idle state (step 1604), and the process is terminated (step 1603). ).
ステップ１６０１に戻り、解除通知であった場合、その通知に記されたセッションに関して、現在の状態を識別する（ステップ１６０５）。アクティブ化一時停止状態に設定されていた場合、該当セッションのアクティブ化一時停止の設定を解除し（ステップ１６０６）、処理を終了する（ステップ１６０３）。 Returning to step 1601, if it is a cancellation notification, the current state of the session described in the notification is identified (step 1605). If the activation pause state is set, the activation pause setting for the corresponding session is canceled (step 1606), and the process is terminated (step 1603).
ステップ１６０５に戻り、解除通知に記されたセッションに関して、現在の状態が強制的にアイドル状態化を実行された場合、該当セッションに対して、基地局と通信してアクティブ状態への遷移処理を実行し（ステップ１６０７）、処理を終了する（ステップ１６０３）。 Returning to step 1605, when the current state is forcibly changed to the idle state for the session indicated in the cancellation notification, the session is communicated with the base station and the transition process to the active state is executed. (Step 1607), and the process ends (Step 1603).
図１７は、パケット処理カードがユーザデータパケットを受信するフローチャート図である。まず、ユーザデータパケットを受信すると（ステップ１７００）、そのパケットをどのＩ／Ｆから受信したのかを特定する（ステップ１７０１）。ここで、Ｉ／Ｆには内部装置向けと外部装置向けがあり、内部装置向けＩ／Ｆとは図２に示したＩ／Ｆ（２１４−１、２１４−２、２１４−３）であり、外部装置向けＩ／ＦとはＩ／Ｆ（２１３−１、２１３−２、２１３−３）である。ユーザデータパケットを受信したＩ／Ｆが内部装置向けであった場合、他のパケット処理カードから転送されてきたパケットであるので、ゲートウェイ処理を実行し（ステップ１７０２）、処理を終了する（ステップ１７０３）。 FIG. 17 is a flowchart for receiving a user data packet by the packet processing card. First, when a user data packet is received (step 1700), it is specified from which I / F the packet is received (step 1701). Here, the I / F includes an internal device and an external device, and the internal device I / F is the I / F (214-1, 214-2, 214-3) illustrated in FIG. The I / F for external devices is I / F (213-1, 212-2, 213-3). If the I / F that received the user data packet is for an internal device, it is a packet transferred from another packet processing card, so gateway processing is executed (step 1702), and the processing ends (step 1703). ).
ステップ１７０１に戻り、ユーザデータパケットを受信したＩ／Ｆが外部装置向けであった場合、ゲートウェイ装置外部から直接受信したパケットであるので、まず、セッション情報テーブルのカプセリング情報７０２とユーザデータフロー情報７０３と照合して、セッション番号を判別する（ステップ１７０４）。次に、振分テーブルの収容先カード６０３を参照して、該当セッションの収容先パケット処理カードを特定する（ステップ１７０５）。収容先が自分である場合、ゲートウェイ処理を実行し（ステップ１７０２）、処理を終了する（ステップ１７０３）。一方、収容先が他のパケット処理カードである場合、
収容先パケット処理カードにユーザデータパケットを転送して（ステップ１７０６）、処理を終了する（ステップ１７０３）。
Returning to step 1701, if the I / F that received the user data packet is for an external device, it is a packet received directly from the outside of the gateway device. And the session number is determined (step 1704). Next, the accommodation destination packet processing card of the corresponding session is specified with reference to the
The user data packet is transferred to the accommodation destination packet processing card (step 1706), and the processing is terminated (step 1703).
以上の動作によって、パケット処理カードの処理負荷がそれ以上上がって処理性能の上限に達するのを未然に防止する効果を得られる。その結果、パケット順序の逆転を発生させずに、パケット処理カード間での長期的なトラヒックの偏りを抑制し、処理負荷の偏りを抑制できる。 With the above operation, an effect of preventing the processing load of the packet processing card from increasing further and reaching the upper limit of the processing performance can be obtained. As a result, long-term traffic bias between packet processing cards can be suppressed without causing packet order reversal, and processing load bias can be suppressed.
１．システム
本発明が適用される通信システムの構成、本実施の形態のゲートウェイ装置のハードウェア構成、およびソフトウェアプログラム構成は、実施例１と同様である。
1. System The configuration of the communication system to which the present invention is applied, the hardware configuration of the gateway device of the present embodiment, and the software program configuration are the same as those in the first embodiment.
２．処理（シーケンス）
本実施の形態のゲートウェイ装置において、セッションがアイドル状態からアクティブ状態に遷移する際に、そのセッションの収容先パケット処理カードを切り替える手順を説明する。
2. Processing (sequence)
In the gateway device of the present embodiment, a procedure for switching the accommodation destination packet processing card of a session when the session transitions from the idle state to the active state will be described.
各パケット処理カードは常に、自身の処理負荷を計測し、他のパケット処理カードとその情報を共有し、カード情報テーブル（４００−１）に保持している。処理負荷は、ＣＰＵ使用率、メモリ使用率、デバイス入力／出力帯域使用率を測定し、それらを加味して算出する。 Each packet processing card always measures its own processing load, shares its information with other packet processing cards, and holds it in the card information table (400-1). The processing load is calculated by measuring the CPU usage rate, the memory usage rate, and the device input / output bandwidth usage rate and taking them into account.
図１８を用いて、セッションがアイドル状態からアクティブ状態に遷移する際にセッションの収容先パケット処理カードを切り替える手順を説明する。アクセスゲートウェイ装置１０２は、パケット処理カード１と２（２１０−１、２１０−２）を含む。ここでは、あるセッションの収容先をパケット処理カード１からパケット処理カード２に切り替える場合を想定する。
With reference to FIG. 18, a procedure for switching a session accommodation packet processing card when a session transitions from an idle state to an active state will be described. The
現在、セッション番号＜１１１１＞がアイドル状態にあるとする（ステップ１８００）。このとき、基地局１０１−１と移動管理装置１０５が制御信号の通信を行い、セッション番号＜１１１１＞がアクティブ状態に遷移する処理を開始する（ステップ１８１０）。このアクティブ状態遷移処理は、当業者にはよく知られているものであり、詳細は省略する。アクティブ状態遷移処理が開始されると、セッション番号＜１１１１＞に関するユーザデータパケットのゲートウェイ処理準備のために、移動管理装置は、フロー設定要求をパケット処理カード１に送信する（ステップ１８１１）。これにより、パケット処理カード１は、セッション番号＜１１１１＞がアイドル状態からアクティブ状態への遷移を開始したことを認識する。
次に、パケット処理カード１は、自身の処理負荷が上昇しており、あらかじめ設定した閾値を超えたことを検知する（ステップ１８１２）。このとき、パケット処理カード１は、カード状態テーブル４００−１の処理負荷４０２を参照し、パケット処理カード２の処理負荷が閾値以下であることを確認する。パケット処理カード１は、セッション番号＜１１１１＞を選択し、パケット処理カード２に収容先を変更することを決定する（ステップ１８１３）。パケット処理カード１は、セッション番号＜１１１１＞に関してアクティブ化一時停止通知を移動管理装置に送信する（ステップ１８１４）。移動管理装置は、アクティブ化一時停止通知を受信すると、基地局との通信を一定時間停止するなどして、該当セッションのアクティブ状態への遷移を一時的に中断するよう設定する（ステップ１８１５）。一方、パケット処理カード１は、セッション番号＜１１１１＞に関して、振分テーブルの収容先カード６０３をパケット処理カード２に更新する（ステップ１８１６）。 パケット処理カード１は、セッション番号＜１１１１＞に関して収容先変更通知をパケット処理カード２に送信する（ステップ１８１７）。パケット処理カード２は、収容先変更通知を受信すると、収容先変更通知を受信すると、振分テーブルにセッション番号＜１１１１＞のエントリを追加し、振分テーブルの収容先カード６０３をパケット処理カード２に、収容元カード６０４をパケット処理カード１に更新する（ステップ１８１８）。その後、パケット処理カード１は、セッション情報テーブル７００−１を参照して、セッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報のパラメータを含むセッション情報通知をパケット処理カード２に送信する（ステップ１８１９）。パケット処理カード２は、セッション情報通知を受信すると、その中に含まれたセッション番号＜１１１１＞に関するセッション情報を、セッション情報テーブルに格納する（ステップ１８２０）。その後、パケット処理カード２は、解除通知を移動管理装置に送信する（ステップ１８２１）。移動管理装置は、解除通知を受信すると、ステップ１８１５で設定した該当セッションのアクティブ化一時中断状態を解除する。最後に、パケット処理カード１は、ステップ１８１１のフロー設定要求に対する応答としてフロー設定応答を移動管理装置に返す（ステップ１８２２）。その後、移動管理装置は、基地局と通信して、セッション番号＜１１１１＞のアクティブ状態遷移処理を再開する。
Assume that session number <1111> is currently in an idle state (step 1800). At this time, the base station 101-1 and the
Next, the
以上の手順によって、セッションがアイドル状態からアクティブ状態に遷移する際に、そのセッションの収容先パケット処理カードを切り替える処理が完了する。 With the above procedure, when the session transitions from the idle state to the active state, the process of switching the accommodation destination packet processing card of the session is completed.
図１８の後にセッション番号＜１１１１＞のユーザデータパケットを実際に受信して処理する手順は、図８の８１０からの手順と同様である。図８については実施例１において説明済みのため、ここでは説明を省略する。 The procedure for actually receiving and processing the user data packet of session number <1111> after FIG. 18 is the same as the procedure from 810 of FIG. Since FIG. 8 has already been described in the first embodiment, description thereof is omitted here.
以上の手順によって、端末と対向端末がエンド−エンド間でユーザデータパケットを通信し合う段階では、アクセスゲートウェイ装置は、セッションの収容先となるパケット処理カードの切り替え処理を完了しており、その結果、パケット順序の逆転が発生することを防ぐことができる。 With the above procedure, at the stage where the terminal and the opposite terminal communicate user data packets between end-to-end, the access gateway device has completed the switching processing of the packet processing card serving as the session accommodation destination, and as a result Therefore, it is possible to prevent the packet order from being reversed.
また、図１８の手順を繰り返すことで、処理負荷が高いパケット処理カードにおいて、それ以上アクティブ状態のセッション数が増えるのを防止することができる。アクティブ状態のセッション数が変わらなければ、そのパケット処理カードにおいてゲートウェイ処理するユーザデータトラヒック量が大きく変動する可能性は低くなる。こうすることで、処理負荷が閾値以上に上がって処理性能の上限に達するのを未然に防止する効果を得られる。その結果、パケット順序の逆転を発生させずに、パケット処理カード間での長期的なトラヒックの偏りを抑制し、処理負荷の偏りを抑制できる。 Further, by repeating the procedure of FIG. 18, it is possible to prevent the number of sessions in the active state from increasing further in the packet processing card having a high processing load. If the number of sessions in the active state does not change, the possibility that the amount of user data traffic to be gateway-processed in the packet processing card fluctuates greatly is low. By doing so, it is possible to obtain an effect of preventing the processing load from exceeding the threshold value and reaching the upper limit of the processing performance. As a result, long-term traffic bias between packet processing cards can be suppressed without causing packet order reversal, and processing load bias can be suppressed.
また、図１８と図８のステップ８１０以降の手順では、基地局とサービス網ゲートウェイ装置は標準通りの動作となるため、何ら修正を加える必要がない。
Further, in the procedure from
３．（フローチャート）
本実施の形態のゲートウェイ装置は４つの動作から成る。具体的には、セッションのアクティブ状態遷移開始を検出して該当セッションの収容先切り替えを実施するパケット処理カードの動作、その収容先切り替え相手として通知を受信したパケット処理カードの動作、パケット処理カードから通知を受信した移動管理装置の動作、ユーザデータパケットを受信したパケット処理カードの動作である。
3. (flowchart)
The gateway device of this embodiment is composed of four operations. Specifically, the operation of the packet processing card that detects the start of the transition of the active state of the session and switches the accommodation destination of the corresponding session, the operation of the packet processing card that receives the notification as the accommodation destination switching partner, The operation of the mobility management device that has received the notification, and the operation of the packet processing card that has received the user data packet.
図１９は、パケット処理カードがあるセッションのアクティブ状態遷移開始を検出するフローチャート図である。まず、自身が収容しており、かつアイドル状態にあるセッションのうちのいずれかが、アクティブ状態への遷移を開始したことを検出する（ステップ１９００）。次に、自分の処理負荷が閾値以上であるかを確認する（ステップ１９０１）。自分の処理負荷が閾値以下であるなら、処理を収容する（ステップ１９０７）。一方、自分の処理負荷が閾値以上であるなら、カード情報テーブルの処理負荷４０２を参照して、処理負荷が閾値以下であるパケット処理カードを収容先として選択する（ステップ１９０２）。該当セッションに関して、移動管理装置にアクティブ化一時停止通知を送信する（ステップ１９０３）。その後、該当セッションに関して、振分テーブルの収容先カード６０３を、選択した収容先パケット処理カードに更新する（ステップ１９０４）。次に、収容先パケット処理カードに、該当セッションに関して収容先変更通知を送信する（ステップ１９０５）。さらに、収容先パケット処理カードに、セッション情報テーブルを参照して、該当セッションに関するセッション情報のパラメータを含むセッション情報通知を送信し（ステップ１９０６）、処理を収容する（１９０７）。
FIG. 19 is a flowchart for detecting the start of the active state transition of a session with a packet processing card. First, it is detected that any of the sessions accommodated by itself and in the idle state has started transition to the active state (step 1900). Next, it is confirmed whether or not its processing load is equal to or greater than a threshold value (step 1901). If the processing load of the user is equal to or less than the threshold value, the processing is accommodated (step 1907). On the other hand, if the own processing load is equal to or greater than the threshold value, the packet processing card having the processing load equal to or less than the threshold value is selected as an accommodation destination with reference to the
パケット処理カードがセッション収容先変更通知を受信するフローチャート図、移動管理装置がパケット処理カードから通知を受信するフローチャート図、パケット処理カードがユーザデータパケットを受信するフローチャート図は、それぞれ図１５、図１６、図１７と同様であり、実施例１において説明済みのため、ここでは説明を省略する。 FIG. 15 and FIG. 16 are flowcharts for the packet processing card to receive the session accommodation destination change notification, the flowchart for the mobility management device to receive the notification from the packet processing card, and the flowchart for the packet processing card to receive the user data packet, respectively. FIG. 17 is the same as FIG. 17 and has been described in the first embodiment, and thus description thereof is omitted here.
以上の動作によって、パケット処理カードの処理負荷がそれ以上上がって処理性能の上限に達するのを未然に防止する効果を得られる。その結果、パケット順序の逆転を発生させずに、パケット処理カード間での長期的なトラヒックの偏りを抑制し、処理負荷の偏りを抑制できる。 With the above operation, an effect of preventing the processing load of the packet processing card from increasing further and reaching the upper limit of the processing performance can be obtained. As a result, long-term traffic bias between packet processing cards can be suppressed without causing packet order reversal, and processing load bias can be suppressed.
１０１−１ 基地局
１０２ 移動管理装置
１０３ アクセスゲートウェイ装置
１０４ サービス網ゲートウェイ装置
２００ ゲートウェイ装置
２１０−１ パケット処理カード
３００−１ 振分処理部
３０１−１ ゲートウェイ処理部
３０２−１ カードモニタ部
３０３−１ セッションモニタ部
４００−１ カード情報テーブル
６００−１ 振分テーブル
７００−１ セッション情報テーブル
１１００−１ モニタ情報テーブル
101-1
Claims (10)
前記第１のパケット処理カードは、前記セッション情報を保持しているセッションのうち、移動体通信を行わないアイドル状態にある移動体通信セッションを選択し、前記選択した移動体通信セッションのセッション情報を前記第２のパケット処理カードに送信し、
前記第２のパケット処理カードは、前記第１のパケット処理カードから送信されたセッション情報を記憶し、
前記第１のパケット処理カードは、前記選択した移動体通信セッションのパケットを受信すると、前記第２のパケット処理カードに前記選択した移動体通信セッションのパケットを転送し、
前記第２のパケット処理カードは、前記第１のパケット処理カードから転送された前記選択された移動体通信セッションのパケットを受信すると、前記第１のパケット処理カードから受信し記憶している前記セッション情報を用いて移動体通信に関わるパケット処理を行う
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 First and second packet processing cards that hold session information of mobile communication sessions of different users and perform packet processing related to the held mobile communication sessions, and the first and second packet processing cards A gateway device having a switch to be connected,
The first packet processing card selects a mobile communication session in an idle state that does not perform mobile communication from among the sessions holding the session information, and sets session information of the selected mobile communication session. Send to the second packet processing card;
The second packet processing card stores session information transmitted from the first packet processing card,
When the first packet processing card receives the packet of the selected mobile communication session, the packet of the selected mobile communication session is transferred to the second packet processing card;
When the second packet processing card receives the packet of the selected mobile communication session transferred from the first packet processing card, the session received and stored from the first packet processing card A gateway device that performs packet processing related to mobile communication using information.
ことを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ装置。 When the first packet processing card detects that the mobile communication session that has been in the idle state has transitioned to the active state, the first packet processing card transmits the session information of the mobile communication session that has transitioned from the idle state to the active state as the second packet. The gateway device according to claim 1, wherein the gateway device is transmitted to a processing card.
前記第１及び第２のパケット処理カードは、処理負荷状態を定期的に計測し、前記処理負荷状態の情報をパケット処理カード間で共有し、
前記第１のパケット処理カードは、処理負荷が閾値を超えており、前記第２のパケット処理カードの処理負荷が閾値を超えていない場合に、前記セッションのセッション情報を前記第２のパケット処理カードに送信する
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 The gateway device according to claim 1,
The first and second packet processing cards periodically measure the processing load state, and share the processing load state information between the packet processing cards,
When the processing load of the first packet processing card exceeds a threshold value and the processing load of the second packet processing card does not exceed the threshold value, the session information of the session is transmitted to the second packet processing card. The gateway apparatus characterized by transmitting to.
該ゲートウェイ装置は、基地局とゲートウェイ装置との間のユーザデータトラヒックの経路を制御する呼制御装置と接続され、
前記第１のパケット処理カードは、前記セッション情報を前記第２のパケット処理カードに送信するとき、呼制御装置に対してアクティブ化一時停止通知を行う
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 The gateway device according to claim 1,
The gateway device is connected to a call control device that controls a route of user data traffic between the base station and the gateway device,
When the first packet processing card transmits the session information to the second packet processing card, the gateway device performs activation suspension notification to a call control device.
前記第２のパケット処理カードは、前記第１のパケット処理カードから送信された前記セッション情報の記憶が完了すると、前記呼制御装置に対して前記アクティブ化一時停止通知を解除する解除通知を行う
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 The gateway device according to claim 4,
When the storage of the session information transmitted from the first packet processing card is completed, the second packet processing card performs a release notification for canceling the activation suspension notification to the call control device. The gateway apparatus characterized by this.
前記第２のパケット処理カードの処理負荷が閾値を超えた場合、前記第２のパケット処理カードは、セッション情報を保持する移動体通信セッションのうち前記第１のパケット処理カードからセッション情報が通知された移動体通信セッションを優先して選択し、前記選択したセッションがアイドル状態であれば、前記選択したセッションのセッション情報を前記第１のパケット処理カードに送信し、
前記第１のパケット処理カードは、前記第２のパケット処理カードから送信されたセッション情報を記憶し、
前記第２のパケット処理カードは、前記第１のパケット処理カードに前記セッションのパケット転送設定を削除するように通知を送信する
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 The gateway device according to claim 5,
When the processing load of the second packet processing card exceeds a threshold, the second packet processing card is notified of the session information from the first packet processing card in the mobile communication session holding the session information. If the selected session is idle, the session information of the selected session is transmitted to the first packet processing card.
The first packet processing card stores session information transmitted from the second packet processing card;
The gateway device characterized in that the second packet processing card transmits a notification to the first packet processing card so as to delete the packet transfer setting of the session.
さらに、第３のパケット処理カードを備え、
前記第２のパケット処理カードの処理負荷が閾値を超えた場合、前記第２のパケット処理カードは、前記第１のパケット処理カードから収容した前記セッションを優先して選択し、前記セッションがアイドル状態であれば、前記セッションのセッション情報を処理負荷が閾値より低い第３のパケット処理カードに送信し、
前記第３のパケット処理カードは、前記セッション情報を記憶し、
前記第２のパケット処理カードは、前記第１のパケット処理カードに前記セッションのパケット転送設定を前記第３のパケット処理カードに変更するように通知を送信し、
アイドル状態にあった前記セッションがその後にアクティブ状態に遷移し、前記第１のカードに前記セッションのパケットが入力された場合に、前記第１のパケット処理カードは前記第３のパケット処理カードに前記パケットを転送し、
前記第３のパケット処理カードは、転送された前記パケットを受信すると、記憶している前記セッション情報を用いて移動体通信に関わるパケット処理を行う
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 The gateway device according to claim 5,
And a third packet processing card.
When the processing load of the second packet processing card exceeds a threshold, the second packet processing card preferentially selects the session accommodated from the first packet processing card, and the session is in an idle state If so, the session information of the session is transmitted to a third packet processing card whose processing load is lower than the threshold,
The third packet processing card stores the session information;
The second packet processing card sends a notification to the first packet processing card to change the packet transfer setting of the session to the third packet processing card;
When the session that has been in the idle state subsequently transitions to the active state, and the session packet is input to the first card, the first packet processing card is transferred to the third packet processing card. Forward the packet,
When the third packet processing card receives the transferred packet, the third packet processing card performs packet processing related to mobile communication using the stored session information.
前記各パケット処理カードは、各セッションのアクティブ状態の累積時間を計測し、
前記第１のパケット処理カードは、アイドル状態にあるセッションを選択する際に、前記アクティブ状態の累積時間に基づいて前記選択を決定する
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 The gateway device according to claim 5,
Each packet processing card measures the accumulated time of the active state of each session,
When the first packet processing card selects a session in an idle state, the first packet processing card determines the selection based on the accumulated time in the active state.
前記各パケット処理カードは、各セッションがアクティブ状態である場合には、セッションのアクティブ状態の継続時間を計測し、
前記第２のパケット処理カードは、前記選択したセッションの前記アクティブ状態の継続時間が閾値を超えていた場合に、移動管理装置に選択したセッションをアクティブ状態からアイドル状態に遷移させるように通知する強制アイドル化通知を行う
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 In the gateway apparatus according to claim 6 or 7,
Each packet processing card measures the duration of the active state of the session when each session is active,
The second packet processing card is forced to notify the mobility management device to transition the selected session from the active state to the idle state when the duration of the active state of the selected session exceeds a threshold value A gateway device that performs an idle notification.
前記ゲートウェイ装置は、
それぞれ異なるユーザの移動体通信セッションのセッション情報を保持して、該保持した移動体通信セッションに関わるパケット処理を行う第１及び第２のパケット処理カードと前記第１及び第２のパケット処理カードを接続するスイッチを備え
前記第１のパケット処理カードは、前記セッション情報を保持しているセッションのうち、移動体通信を行わないアイドル状態にある移動体通信セッションを選択し、前記選択した移動体通信セッションのセッション情報を前記第２のパケット処理カードに送信し、
前記第２のパケット処理カードは、前記第１のパケット処理カードから送信されたセッション情報を記憶し、
前記第１のパケット処理カードは、前記選択した移動体通信セッションのパケットを受信すると、前記第２のパケット処理カードに前記選択した移動体通信セッションのパケットを転送し、
前記第２のパケット処理カードは、前記第１のパケット処理カードから転送された前記選択された移動体通信セッションのパケットを受信すると、前記第１のパケット処理カードから受信し記憶している前記セッション情報を用いて移動体通信に関わるパケット処理を行う
ことを特徴とする無線通信システム。 A wireless communication system including a gateway device for transferring packets,
The gateway device is
First and second packet processing cards that hold session information of mobile communication sessions of different users and perform packet processing related to the held mobile communication sessions, and the first and second packet processing cards The first packet processing card includes a switch to be connected. The first packet processing card selects a mobile communication session in an idle state in which mobile communication is not performed from among the sessions holding the session information, and the selected mobile communication Sending session information of the session to the second packet processing card;
The second packet processing card stores session information transmitted from the first packet processing card,
When the first packet processing card receives the packet of the selected mobile communication session, the packet of the selected mobile communication session is transferred to the second packet processing card;
When the second packet processing card receives the packet of the selected mobile communication session transferred from the first packet processing card, the session received and stored from the first packet processing card A wireless communication system characterized by performing packet processing related to mobile communication using information.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015141229A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | 日本電気株式会社 | Communication device, communication method, communication system, and program |
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