JP2013502190A - ネットワーク構造内でトラフィックを制御する方法およびネットワーク構造 - Google Patents
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Abstract
Description
− 単一のPDPコンテキスト/PDNコネクションに基づく解決法(複数のAPNをサポートするUEにも適用可能):
○ 事業者DNSにおけるDNSベースのルーティングポリシー:
・ 事業者はDNS解決に基づいてトラフィック処理を制御する。LIPAトラフィックに対するサービス連続性は、コアネットワークにおける複雑さの追加なしに(トラフィックがP−GWへトンネリングされてから通常のIPルーティングに基づいてLP−GWへルーティングされる場合)、または、S−GWにおけるわずかな複雑さの追加で(トラフィックがS−GWによってLP−GWへ直接ルーティングされる場合)、以下のいずれかによりサポート可能である。
・ Twice−NAT:
○ DNS解決が、宛先IPアドレス(DestNAT)をUEに与え、事業者ネットワークにおけるそのアドレスへのトラフィックが(設定に基づいて)LP−GWへルーティングされ、LP−GWがTwice−NATを実行する。ここで、トラフィック処理はUEにとって透過的である。
・ 単純トンネリング:
○ DNS解決が、要求側UEにLP−GWアドレスを通知し、UEは、LIPA/SIPTO経由で送信すべきフローの単純IP−in−IPトンネリングのためにそのアドレスを使用することができる。UEは、単純な追加機能を必要とするが、その決定に関与してもよい。単純トンネリングの代わりに、IPv6におけるソースルーティングおよびルーティングヘッダも使用可能である。
− 複数のPDPコンテキスト/PDNコネクションに基づく解決法(DNSベース):
・ 事業者はDNSリプライに基づいてトラフィック処理を制御する。DNSリプライは、特定のIPフロー/コネクションに対してどのAPNを使用すべきかをUEに指示する。UEは、わずかな追加機能を必要とするが、決定プロセスに関与してもよい。LIPA/SIPTOトラフィックに対するサービス連続性は、この解決法でサポートされる。
図1は、想定されるアーキテクチャの主要構成要素、すなわち、SIPTO対応ドメインまたはPDN(例えばインターネット)、コアDNSサーバ、MME(Mobility Management Entity, モビリティ管理エンティティ)、(H)eNB(あるいは3Gでは(H)NB)、UE、コアP/S−GW(あるいはGPRSではGGSN/SGSN)、および(H)eNB/(H)NBと共同配置されるローカルゲートウェイ(LP−GWという)を示している。
想定されるメカニズムにおいて、どのトラフィックがマクロネットワーク経由で処理され、どのトラフィックがLIPA/SIPTO経由で負荷軽減されるべきかに関する決定は、コアDNS解決を通じて事業者によって行われる。
・情報2:相手側(YouTube)のグローバルIPアドレス
・アクション1:このトラフィックはLIPA/SIPTOに従うべきなので、相手側(YouTube)の外部IPアドレスをローカルGW(またはH(e)NB)に保存する。
・アクション2:単純ソースNATを適用する。ローカルGWは、UEのIPアドレスをローカルGWのアドレスに変換するエントリを自己のNATテーブルに追加する。
図3および図4は、ターゲット(H)eNBへのUEのハンドオフあるいはハンドオーバー時における、アップリンクおよびダウンリンクの両方のトラフィックに対するすべての可能なパスを示している。
この解決法では、SIPTOトラフィック処理は、以下の特徴を有する図2のステップに従う。
− 情報2:非SIPTOトラフィックの場合の相手側のグローバルIPアドレス。そうでない場合、ローカルGWのローカルIPアドレス(宛先NATアドレス)。これは、マクロネットワーク内でルーティング可能であり、DestNATと呼ばれる。
− アクション1:ローカル宛先NATアドレス(DestNAT)を割り当て、それを相手側(YouTube)のグローバルIPアドレスと関連づける。
− アクション2:Twice−NATを実行する:DestNATを相手側(YouTube)のグローバルIPアドレスに変換し、UEのIPアドレス(ソースIP)を外部NATアドレスに変換する(ソースNAT)。
この解決法では、SIPTOトラフィック処理は、以下の特徴を有する図2のステップに従う。
− 情報2:非LIPA/SIPTOトラフィックの場合の相手側(YouTube)のグローバルIPアドレス。そうでない場合、次の2つのアドレス:マクロネットワーク内でルーティング可能なローカルGWのローカルIPアドレス、および、相手側(YouTube)のグローバルIPアドレス。
− アクション1:新しいDNSレコードにより、ローカルGWのIP−in−IPトンネリングアドレスを含める。
− アクション2:単純ソースNAT、すなわち、UEがソース。
この解決法では、UEは、相異なるAPNで複数の確立されたPDPコンテキスト/PDNコネクションを有し、少なくとも1つのAPNがLIPA/SIPTO専用であると仮定される。事業者DNSは、UEからDNSクエリを受信すると、与えられたフローに対してどのAPNを使用すべきか(下記のオプションを参照)を、好ましくはE2E方式でUEに指示する。結果として、UEは、それに応じて、DNSクエリ内で、事業者によって指示されたAPNが割り当てられたPDNコネクションを使用する。LIPA/SIPTOトラフィックに対するサービス連続性もサポートされる。というのは、標準的なモビリティ手順により、ハンドオーバー中にPDNコネクションが維持されることが保証されるからである。ダウンリンクおよびアップリンクのトラフィックは、それぞれ図3および図4に示すようなパス1Dおよび2Uをたどる。
Claims (26)
- ネットワーク構造内でトラフィックを制御する方法において、前記構造は、PDN(Packet Data Network)、DNS(Domain Name System)サーバを備えた事業者コアネットワーク、HeNB(Home evolved Node B)もしくはNHB(Home Node B)および/またはeNB(Evolved Node B)もしくはNB(Node B)、ならびに前記HeNBもしくはNHBおよび/またはeNBもしくはNBに関連づけられたUE(User Equipment)を有し、
所定のルーティングポリシーに基づいて、前記DNSサーバは、UEからHeNBもしくはNHBもしくはeNBもしくはNBに関連づけられたローカルネットワーク内またはPDN内の宛先アドレスへのトラフィックおよび/またはその逆のトラフィックが、コアネットワーク経由でルーティングされるか、それとも、ローカルネットワークプロトコルアクセスまたは選択ネットワークプロトコルトラフィック負荷軽減をサポートしたローカルネットワーク経由で直接にルーティングされるかを制御することを特徴とする、ネットワーク構造内でトラフィックを制御する方法。 - PDNがインターネットであり、ネットワークプロトコルがIPであり、ローカルネットワークプロトコルアクセスがLIPA(Local IP (Internet Protocol) Access)であり、選択ネットワークプロトコルトラフィック負荷軽減がSIPTO(Selected IP Traffic Offload)であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記DNSサーバが、UEによるDNS要求後に、DNS応答において、コアネットワーク経由での、または、ローカルネットワークプロトコルアクセスのためのローカルネットワーク経由もしくは選択ネットワークプロトコルトラフィック負荷軽減のための無線アクセスネットワーク(RAN)付近のローカルトラフィック負荷軽減ノード経由での直接のトラフィックルーティングに関して、ルーティング情報を指示することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- LP−GW(ローカルPDNゲートウェイまたはL−GW)が、HeNBもしくはNHBまたはeNBもしくはNBに関連づけられ、または共同配置されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記LP−GWがLGGSN(ローカルGGSN)であり、HNBまたはNBに関連づけられ、または共同配置されることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- DNSプロキシ機能が、LP−GWに、または、HeNBもしくはNHBもしくはeNBもしくはNBに実現されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の方法。
- ルーティング情報が、DNS応答内のフラグによって提供され、該フラグは、HeNBもしくはeNBもしくはNBに対して、またはLP−GWに対して、後続のトラフィックルーティングを指示することを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載の方法。
- DNSプロキシ機能が、HeNBもしくはHNBもしくはeNBもしくはNBに、またはLP−GWに実現され、DestNAT(Destination Network Address Translation)ネットワークプロトコルアドレスをDNS応答の一部としてUEに提供し、DestNATと、ローカルネットワーク内またはPDN内の宛先アドレスとの間のバインディング/アソシエーションを確立することを特徴とする請求項3ないし7のいずれか1項に記載の方法。
- DNSサーバは、LP−GWにDNSプロキシ機能がない場合に、ローカルネットワーク内またはPDN内の宛先アドレスに対するNATをLP−GWに要求することを特徴とする請求項4に記載の方法。
- HeNBもしくはeNBまたはLP−GWが、ソースおよび宛先の両方のアドレスを2つの異なるアドレス、すなわちそれぞれSrcNAT(Source Network Address Translation)アドレスおよびDestNATアドレス、に変換するTwice−NAT機能を有することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の方法。
- DestNATアドレスがローカルネットワーク内またはPDN内の宛先アドレスを有する場合に、ステートレスTwice−NATが実行されることを特徴とする請求項8ないし10のいずれか1項に記載の方法。
- LP−GWまたはHeNBもしくはHNBもしくはeNBもしくはNBの関与なしに、DNSサーバが、他の手段によってLP−GWまたはHeNBもしくはHNBもしくはeNBもしくはNBからDNSサーバによって取得された、LP−GWまたはHeNBもしくはHNBもしくはeNBもしくはNBのDestNATアドレスを直接提供することを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1項に記載の方法。
- HeNBもしくはHNBもしくはeNBもしくはNBまたはLP−GWが、コアネットワークのP−GW(PDN-Gateway)またはS−GW(Serving Gateway)へのトンネリングメカニズムをサポートすることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の方法。
- P−GWがGGSNであり、S−GWがSGSNであることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- HeNBもしくはHNBもしくはeNBもしくはNBまたはLP−GWが、UEへのトンネリングメカニズムをサポートすることを特徴とする請求項1ないし14のいずれか1項に記載の方法。
- UEのネットワーク層が、トラフィックがトンネリングされるべきか否かを判定するために、コネクションまたはフローごとの状態を維持することを特徴とする請求項13ないし15のいずれか1項に記載の方法。
- UEが、ソースルーティングメカニズムをサポートすることを特徴とする請求項13ないし16のいずれか1項に記載の方法。
- 2つのアドレス、すなわち、コアネットワーク内でルーティング可能なLP−GWまたはローカルGWのアドレス、および、ローカルネットワーク内またはPDN内の宛先アドレス、がDNS応答内で指示されることを特徴とする請求項13ないし17のいずれか1項に記載の方法。
- UEが相異なるAPNを有する複数のPDP(Packet Data Protocol)コンテキスト/PDNコネクションを有する場合またはサポートする場合に、前記DNSサーバが、UEによるDNS要求後に、UEへのDNS応答において、特定のトラフィックまたはフローまたはコネクションに対してどのAPNを使用すべきかを選択し指示することを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 少なくとも1つのPDPコンテキスト/PDNコネクションが、LIPAおよび/またはSIPTO専用であることを特徴とする請求項19に記載の方法。
- DNSサーバが、利用可能なAPNまたはPDPコンテキスト/PDNコネクションに関する事前知識を有することを特徴とする請求項19または20に記載の方法。
- UEは、前のDNS要求において、UEが現在利用可能なAPNを通知することを特徴とする請求項19ないし21のいずれか1項に記載の方法。
- DNSサーバが、利用可能なAPNを優先するパラメータまたはメトリックに基づいてAPNを選択することを特徴とする請求項22に記載の方法。
- UEが、好ましくはDNS応答内の指示またはフラグにより、ローカルネットワークプロトコルアクセスおよび/または選択ネットワークプロトコルトラフィック負荷軽減に従うDNS要求の結果をキャッシュせず、好ましくは、それぞれのAPNに対するDNSキャッシングを完全に無効化することを特徴とする請求項19ないし23のいずれか1項に記載の方法。
- UEが、トラフィックルーティングのために使用されるべきAPNまたはPDPコンテキスト/PDNコネクションの最終的な選択プロセスに関与することを特徴とする請求項19ないし23のいずれか1項に記載の方法。
- ネットワーク構造、好ましくは請求項1ないし25のいずれか1項に記載の方法を実行するネットワーク構造において、該構造は、PDN(Packet Data Network)、DNS(Domain Name System)サーバを備えた事業者コアネットワーク、HeNB(Home evolved Node B)もしくはNHB(Home Node B)および/またはeNB(Evolved Node B)もしくはNB(Node B)、ならびに前記HeNBもしくはHNBおよび/またはeNBもしくはNBに関連づけられたUE(User Equipment)を有し、
所定のルーティングポリシーに基づいて、UEからHeNBもしくはNHBもしくはeNBもしくはNBに関連づけられたローカルネットワーク内またはPDN内の宛先アドレスへのトラフィックおよび/またはその逆のトラフィックが、コアネットワーク経由でルーティングされるか、それとも、ローカルアクセスプロトコルアクセスまたは選択ネットワークプロトコルトラフィック負荷軽減をサポートしたローカルネットワーク経由で直接にルーティングされるかを前記DNSサーバが制御するように、前記DNSサーバが構成されることを特徴とするネットワーク構造。
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