JP2014171012A

JP2014171012A - Ｉｐマルチメディアサブシステム

Info

Publication number: JP2014171012A
Application number: JP2013040692A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Kanetani; 正章金谷
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2013-03-01
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2014-09-18

Abstract

【課題】Ｐ−ＣＳＣＦサーバが障害状態から復旧した後においても、Ｐ−ＣＳＣＦサーバの間での分散処理の負荷バランスを適正に調整可能なＩＰマルチメディアサブシステムを提供する。
【解決手段】
プロキシサーバの各々は、ユーザ端末から登録要求があったときに、ユーザ端末のユーザデータを記憶するユーザデータ記憶手段と、ユーザデータを記憶した後に、データサーバにユーザデータの複製を転送するユーザデータ転送手段と、を含み、データサーバは、プロキシサーバの各々から転送されたユーザデータの各々の内容を含むデータをバックアップデータとして記憶することを特徴とするＩＰマルチメディアサブシステム。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロキシ制御機能（英語表記：Proxy-CSCF、以下、Ｐ−ＣＳＣＦという）を有する複数のサーバを含むＩＰマルチメディアサブシステム（以下、ＩＭＳという）に関する。

ＩＭＳは、次世代ネットワークとして、固定通信や移動通信を問わず、音声や映像などを含むマルチメディアアプリケーションを、インターネットプロトコル（以下、ＩＰという）をベースにしたパケット通信網で提供する中核的な技術である。ＩＭＳは、通常、セッション制御機能（英語表記：Call Session Control Function、以下、ＣＳＣＦという）として、Ｐ−ＣＳＣＦ、問い合わせ制御機能（英語表記：Interrogating-CSCF、以下、Ｉ−ＣＳＣＦという）、呼セッション制御機能（英語表記：Serving-CSCF、以下、Ｓ−ＣＳＣＦという）の３種類の機能のうちいずれか少なくとも１つを有する複数のサーバを含んでいる。ＣＳＣＦサーバの各々は、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）を用いて互いにＳＩＰメッセージをやり取りしてセッション制御を行っている（非特許文献１参照）。

ここで、Ｐ−ＣＳＣＦサーバが複数配置されて冗長化されることによって、Ｐ−ＣＳＣＦサーバに障害が発生したときには、他のＰ−ＣＳＣＦサーバに切り替えてユーザ端末との通信の継続を図ることが知られている（非特許文献２参照）。複数のＰ−ＣＳＣＦサーバの冗長化の構成には、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバのうちの１つが運用系、運用系以外のＰ−ＣＳＣＦサーバが待機系であるアクティブ・スタンバイ構成と、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバを同時に運用系として稼働させてユーザ端末とのプロキシ制御を分散処理する負荷分散構成とがある。

Ｐ−ＣＳＣＦサーバに障害が発生したときに、アクティブ・スタンバイ構成の場合には、それまで待機系であったＰ−ＣＳＣＦサーバが運用系として稼働する。また、負荷分散構成の場合には、障害状態のＰ−ＣＳＣＦサーバの代わりに当該障害状態のＰ−ＣＳＣＦサーバ以外のＰ−ＣＳＣＦサーバが当該障害状態のＰ−ＣＳＣＦサーバの分の処理を実施する。

ＩＥＴＦＲＦＣ５６２６，"Managing Client-Initiated Connections in the Session Initiation Protocol (SIP)" ３ＧＰＰＴＳ２３．３８０，"IMS Restoration Procedure"

しかしながら、アクティブ・スタンバイ構成では、必要とされるＣＰＵやメモリなどの性能要件を満たすＰ−ＣＳＣＦサーバが少なくとも２台必要である。また、負荷分散構成では、アクティブ・スタンバイ構成と比べて必要とされる性能要件は緩和されるが、ユーザ端末とＰ−ＣＳＣＦサーバとの間で暗号化通信などの鍵交換が行われる。故に、あるユーザ端末と通信を行っていたＰ−ＣＳＣＦサーバに障害が発生したとき、当該ユーザ端末が当該Ｐ−ＣＳＣＦサーバ以外のＰ−ＣＳＣＦサーバと通信を行おうとする場合には、改めて鍵交換の手順から始める必要がある。もしくは、当該Ｐ−ＣＳＣＦサーバ以外のＰ−ＣＳＣＦサーバに当該Ｐ−ＣＳＣＦサーバと当該ユーザ端末との鍵情報が事前に引き継がれている必要がある。

さらに、障害が発生したＰ−ＣＳＣＦサーバが復旧した後に、当該Ｐ−ＣＳＣＦサーバが鍵情報を消失して保持していない場合には、当該Ｐ−ＣＳＣＦサーバの代替処理をしていたＰ−ＣＳＣＦサーバから鍵情報を引き継ぎなおすか、新たにユーザ端末と鍵交換を行わないとユーザ端末との通信を行うことができない。故に、ユーザ端末は、代替処理をしていたＰ−ＣＳＣＦサーバを経由した通信を継続する。従って、当該Ｐ−ＣＳＣＦサーバが復旧した後においても、Ｐ−ＣＳＣＦサーバの間での分散処理の負荷バランスが障害前と同じ状態に戻らないという問題がある。

本発明は、上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、Ｐ−ＣＳＣＦサーバが障害状態から復旧した後においても、Ｐ−ＣＳＣＦサーバの間での分散処理の負荷バランスを適正に調整可能なＩＰマルチメディアサブシステムを提供することを目的としている。

請求項１に係る発明のＩＰマルチメディアサブシステムは、複数のユーザ端末の各々のユーザデータを保持して前記ユーザ端末毎に分散して中継する複数のプロキシサーバと、前記プロキシサーバの各々から転送された前記ユーザデータの内容を含むデータを保持するデータサーバと、を有するＩＰマルチメディアサブシステムであって、前記プロキシサーバの各々は、前記ユーザ端末から登録要求があったときに、前記ユーザ端末の前記ユーザデータを記憶するユーザデータ記憶手段と、前記ユーザデータを記憶した後に、前記データサーバに前記ユーザデータの複製を転送するユーザデータ転送手段と、を含み、前記データサーバは、前記プロキシサーバの各々から転送された前記ユーザデータの各々の内容を含むデータをバックアップデータとして記憶することを特徴としている。

本発明の実施例であるＩＭＳの構成を示すブロック図である。ユーザ端末が図１のＩＭＳに登録する際の動作例のシーケンス図である。図２の一部を詳細に説明するシーケンス図である。図３の一部を詳細に説明するフローチャートである。図１のＩＭＳの全ユーザデータをリカバリする際のシーケンス図である。図１のＩＭＳのユーザデータを個別にリカバリする際のシーケンス図である。図１のＩＭＳの全ユーザデータをリカバリする際のシーケンス図である。図１のＩＭＳのユーザデータを個別にリカバリする際のシーケンス図である。

［実施例］
本発明の実施例であるＩＭＳを図１乃至図８を参照しつつ説明する。

図１において、本発明によるＩＭＳ５００はアクセス網６００に接続され、アクセス網６００の先には、ユーザ端末群１００が接続されている。また、ＩＭＳ５００は、ＩＰ網７００にも接続され、必要に応じて他の事業者のネットワークのサーバや他のＩＭＳにも接続される。

ユーザ端末群１００は、ユーザ端末１０１〜１０ｘの複数の端末から構成される。ユーザ端末群１００は、携帯電話、スマートフォン、ＰＣなどの端末である。ユーザとユーザ端末との関係は、１対１に対応するとは限らないが、本実施例においては、説明を簡単にする故にユーザとユーザ端末とは１対１に対応するものとし、ユーザＡ〜Ｉの９人のユーザのユーザ端末１０１〜１０９がＩＭＳ５００に登録されていることを前提に以下説明する。ユーザ端末群１００は、アクセス網６００を介してＩＭＳ５００に接続する。アクセス網６００は、ＩＰなどのパケット通信網、無線ＬＡＮや携帯電話網などのネットワークである。

ＩＭＳ５００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０を含んでいる。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、ユーザ端末群１００が直接またはアクセス網６００を介して通信するＳＩＰサーバである。すなわち、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、ＩＭＳ５００の中でユーザ端末群１００と接し、ユーザ端末群１００との間でＳＩＰメッセージのやりとりを行う。

Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、ユーザ端末が通信するための暗号化アルゴリズム、ＩＰｓｅｃで用いる鍵情報データ、当該ユーザ端末に関連する登録状態データ、通信状態データなどを含むユーザデータを保持している。すなわち、ユーザデータは、当該ユーザ端末とＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０との間において通信データの暗号化や完全性のチェック（データが改ざんされていないことの確認）が行われ、通信データの暗号化・完全性のチェックに使用される情報（アルゴリズム情報や通信先のアドレス情報、ポート情報など）を含んでいる。これらの情報は、当該ユーザ端末とＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０との間で通信を始めるときの手順でネゴシエートされる。

登録状態データは、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０がＳ−ＣＳＣＦサーバ４２０に送信するSUBSCRIBE信号、Ｓ−ＣＳＣＦサーバ４２０がＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０に送信するNOTIFY信号に含まれる情報データである。また、登録状態データは、SUBSCRIBE信号を送信している情報とSUBSCRIBE信号の有効期限の情報とを含んでいる。

通信状態データは、例えば、呼び出し中や通信中などの状態データである。すなわち、INVITEやその応答(180 Ringing、200 OK)、BYE等、通信を開始して切断終了するまでに送受信する信号によって、通信状態データの内容が変化する。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０がこれらの信号の送受信に応じて、通信状態データを生成する。

また、ユーザデータは、１つのユーザ端末（例えば、ユーザ端末１０１）が接続する１つのＰ−ＣＳＣＦサーバ（例えばＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０）に記憶されていればよい。なお、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、プロキシサーバとも称する。本実施例においては、ＩＭＳ５００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０と各々が同一の構成を有するＰ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０を含んでおり、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバによって冗長化されてユーザ端末毎にプロキシ制御を分散処理する負荷分散構成である。また、Ｐ−ＣＳＣＦサーバは、図示した数に限定されず、複数配置されていればよい。

本実施例では、表１に示すように、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、ユーザＡのユーザデータＤＡ、ユーザＤのユーザデータＤＤ、ユーザＩのユーザデータＤＩを保持している。Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０は、ユーザＢのユーザデータＤＢ、ユーザＧのユーザデータＤＧ、ユーザＨのユーザデータＤＨを保持している。Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、ユーザＣのユーザデータＤＣ、ユーザＥのユーザデータＤＥ、ユーザＦのユーザデータＤＦを保持している。

データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦサーバの各々が保持しているユーザデータを含む内容のデータをバックアップデータとして保持するサーバである。すなわち、データサーバ３００は、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバのユーザデータの各々の内容を含むデータを保持しており、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバのうち１つが障害状態などでそれまで保持していたユーザデータが消失した際のバックアップ用のデータサーバとなる。データサーバ３００は、当該１つＰ−ＣＳＣＦサーバが障害状態などから復旧した際に、当該１つのＰ−ＣＳＣＦサーバのユーザデータ取得要求に従い、当該１つのＰ−ＣＳＣＦサーバにユーザデータを転送する。

データサーバ３００は、表１に示す各ユーザと各ユーザのユーザデータを保持している各Ｐ−ＣＳＣＦサーバとの対応テーブルを有していてもよい。すなわち、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバの各々に登録されているユーザデータがそのままデータサーバ３００に記憶されていてもよい。この場合、データサーバ３００は、ユーザ端末毎のユーザデータを保持する必要がある。ユーザデータは、データ容量が大きく、ユーザ端末数が多くなればなるほど、記憶データは膨大なデータ容量となる。故に、データサーバ３００は、表２に示す各ユーザのユーザデータとデータサーバ３００の記憶領域に対応するインデックスとのインデックス対応テーブルと、表３に示すデータサーバ３００のインデックスと各Ｐ−ＣＳＣＦサーバとのユーザデータ対応テーブルとを有して、各インデックスに記憶されるデータは、ユーザデータの内容を含むデータであるパリティデータである方が好ましい。各インデックスは、１つのユーザデータが登録できる記憶容量を有する。

表２において、ユーザＡ、ユーザＢ、ユーザＣのユーザデータＤＡ、ＤＢ、ＤＣは、それぞれインデックス０の記憶領域に対応し、ユーザＤ、ユーザＥ、ユーザＧのユーザデータＤＤ、ＤＥ、ＤＧは、それぞれインデックス１の記憶領域に対応し、ユーザＦ、ユーザＨ、ユーザＩのユーザデータＤＦ、ＤＨ、ＤＩは、それぞれインデックス２の記憶領域に対応することを示す。

表３において、各インデックスには、表２に対応したユーザデータの各々から生成されたパリティデータが記憶されていることを示す。また、パリティデータが複数のＰ−ＣＳＣＦサーバのうちのどのサーバのユーザデータの内容を含んでいるかを示す。例えば、インデックス０には、ユーザデータＤＡ、ユーザデータＤＢ、ユーザデータＤＣから生成されたパリティデータＰＡＢＣが記憶されていることを示す。更に、パリティデータＰＡＢＣは、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０、Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０の１つのユーザデータから生成されていることを示す。具体的には、パリティデータＰＡＢＣは、ユーザデータＤＡ、ＤＢ、ＤＣを排他的論理和（ＸＯＲ）の演算を行い生成される。すなわち、パリティデータは、Ｐ−ＣＳＣＦサーバ毎に単一ユーザ端末に対応するユーザデータを抽出してこれらを互いに論理演算するシーケンスを少なくとも１回行うことによって得られた演算データである。

１つのパリティデータの容量は、１ユーザ分のユーザデータの容量と同じである。表３には、３つのインデックスが示されているが、インデックスの数はこれに限らない。例えば、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバに均一にユーザデータが分散していた場合には、インデックスの数は、ユーザ数をＰ−ＣＳＣＦサーバの数で除算して得られた数が好ましい。これによって、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバ毎にユーザデータの１つを抽出して効率的にパリティデータが生成される。

なお、１つのインデックスに単一のユーザデータのみを記憶する場合には、ユーザデータの複製をそのまま記憶する。データサーバ３００は、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバの各々のユーザデータ登録の要求の際に、当該ユーザデータを含むデータを記憶するインデックスを設定し、ユーザデータ登録後に当該インデックスの番号を当該Ｐ−ＣＳＣＦサーバに通知する。

表４は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０が保持しているユーザとインデックスとの対応を示す。表５は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０が保持しているユーザとインデックスとの対応を示す。表６は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０が保持しているユーザとインデックスとの対応を示す。

Ｉ−ＣＳＣＦサーバ４１０は、ＳＩＰメッセージの経路を制御する機能を有するＳＩＰサーバである。Ｉ−ＣＳＣＦサーバ４１０は、例えば、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバの各々からＳＩＰメッセージを受信して、ホーム加入者サーバ４３０に問い合わせを行い、ＳＩＰメッセージをＳ−ＣＳＣＦサーバ４２０に転送する。

Ｓ−ＣＳＣＦサーバ４２０は、サービス実行、呼セッション制御のための中心的なＳＩＰサーバである。Ｓ−ＣＳＣＦサーバ４２０は、ホーム加入者サーバ４３０と通信することによってユーザ認証を実行する。また、Ｓ−ＣＳＣＦサーバ４２０は、アプリケーションサーバ４４０と通信することによって、ユーザ端末に対して多様なサービスを提供する。

ホーム加入者サーバ４３０は、ＩＭＳサービスを提供する上でのサービス情報や認証情報などの加入者プロファイルデータが記録されているデータベースを有する。アプリケーションサーバ４４０は、各種サービスをユーザ端末群１００に対して提供する。

図２において、ユーザＡのユーザ端末１０１をＩＭＳ５００に登録する際の動作例を説明する。まず、ユーザ端末１０１が複数のＰ−ＣＳＣＦサーバのうちの１つ（例えばＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０）を選択してREGISTER信号を送信する（ステップＳ１０１）。REGISTER信号を受信したＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、Ｉ−ＣＳＣＦサーバ４１０にREGISTER信号を送信する（ステップＳ１０２）。Ｉ−ＣＳＣＦサーバ４１０は、ホーム加入者サーバ４３０に問い合わせを行い、ホーム加入者サーバ４３０からＳ−ＣＳＣＦサーバ４２０の情報を取得する。Ｉ−ＣＳＣＦサーバ４１０は、取得したＳ−ＣＳＣＦサーバ４２０の情報のうちの当該ユーザ端末１０１に適するＳ−ＣＳＣＦサーバ４２０を選択してREGISTER信号を送信する（ステップＳ１０３）。

Ｓ−ＣＳＣＦサーバ４２０は、ホーム加入者サーバ４３０に認証情報（乱数、認証トークン、ＩＰｓｅｃで用いる鍵情報、認証応答の期待値）の計算を依頼し、ホーム加入者サーバ４３０から認証情報を取得して、ユーザ端末１０１から返送される認証応答の期待値を保持しておく。Ｓ−ＣＳＣＦサーバ４２０は、401 UNAUTHORIZED信号をＩ−ＣＳＣＦサーバ４１０を介してＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０に送信する（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。ここで、401 UNAUTHORIZED信号には、乱数、認証トークン、ＩＰｓｅｃで用いる鍵情報が含まれる。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、401 UNAUTHORIZED信号からＩＰｓｅｃで用いる鍵情報を取り出しこれを保持する。また、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、ユーザ端末１０１に401 UNAUTHORIZED信号を送信する（ステップＳ１０６）。ユーザ端末１０１に転送される401 UNAUTHORIZED信号には、乱数、認証トークンが含まれる。

ユーザ端末１０１は、乱数と共通鍵とを用いてＩＭＳ５００の認証トークンの認証を行うとともに、認証応答の応答値とＩＰｓｅｃで用いる鍵情報とを生成する。ユーザ端末１０１は、ＩＰｓｅｃを確立して、認証応答の応答値を含むREGISTER信号をＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０に送信する（ステップＳ１０７）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、REGISTER信号をＩ−ＣＳＣＦサーバ４１０を介してＳ−ＣＳＣＦサーバ４２０に送信する（ステップＳ１０８、Ｓ１０９）。Ｓ−ＣＳＣＦサーバ４２０は、自身が保持している認証応答の期待値と、ユーザ端末１０１から返送された認証応答の応答値とが一致することでユーザを認証する。Ｓ−ＣＳＣＦサーバ４２０は、ユーザ認証が成功すると、ホーム加入者サーバ４３０に当該ユーザが登録されたことを通知し、ホーム加入者サーバ４３０から当該ユーザの加入者プロファイルデータを取得する。Ｓ−ＣＳＣＦサーバ４２０は、当該ユーザ端末１０１の登録が完了した旨を示す200 OK信号をＩ−ＣＳＣＦサーバ４１０を介してＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０に送信する（ステップＳ１１０、Ｓ１１１）。

Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、当該ユーザのユーザデータを保持する（ステップＳ１１２）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、当該ユーザのユーザデータの複製を作成し、データサーバ３００にユーザデータの複製を転送する。データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０から転送された当該ユーザのユーザデータの内容を含むデータをバックアップデータとして保持する（ステップＳ１１３）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、ユーザ端末１０１に200 OK信号を送信する（ステップＳ１１４）。ユーザ端末１０１は、ＩＭＳ５００に登録されてＩＭＳ５００との発着信などの通信が可能となる。なお、ステップＳ１１３のＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０からデータサーバへのユーザデータの転送は、ステップＳ１１４の後に行われてもよい。

次に、図２のステップＳ１１３のデータサーバ３００におけるユーザデータの登録について、図３を参照しつつ、より詳細に説明する。ユーザＡのユーザ端末１０１がＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０を選択してＩＭＳ５００への登録処理が完了したものとする。説明を簡単にするために、本シーケンスにおいては、表７及び表８に示す如く、データサーバ３００におけるインデックス対応テーブル及びユーザデータ対応テーブルには、ユーザデータを含む内容がまだ記憶されていない状態であるものとして説明する。

ユーザＡの認証が終わると、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、ユーザデータＤＡを保持し、ユーザデータＤＡの登録要求信号をデータサーバに送信する（ステップＳ２０１）。登録要求信号の中には、ユーザ名（例えばユーザＡ）、Ｐ−ＣＳＣＦサーバ名（例えばＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０）、ユーザデータ（例えばユーザデータＤＡ）が含まれる。

データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０から登録要求信号を受信すると、ユーザデータを保存するインデックスを割り当て（ステップＳ２０２）、当該ユーザデータを含む内容のデータを保存する（ステップＳ２０３）。例えば、データサーバ３００は、ユーザデータＤＡの保存場所をインデックス０に設定したとする。このときのインデックス対応テーブル及びユーザデータ対応テーブルは表９及び表１０の如くユーザデータＤＡが保存される。表９においては、ユーザＡのユーザデータＤＡはインデックス０に保存されていることを示し、表１０においては、インデックス０にＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０のユーザデータＤＡの複製が保存されていることを示している。ここで、インデックス０には、他のユーザのユーザデータが含まれていない故に、ユーザデータＤＡの複製がそのまま保存される。

例えば、次に、ユーザＢがＰ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０を経由してＩＭＳ５００に登録されたときのデータサーバ３００内のユーザデータの登録について説明する。データサーバ３００は、ユーザＢのユーザデータＤＢの保存場所をインデックス０に割り当てたとする。このときのインデックス対応テーブル及びユーザデータ対応テーブルには、表１１及び表１２の如くユーザデータＤＢが保存される。

すなわち、インデックス０にユーザデータＤＢを登録する際には、既にインデックス０に保存されているユーザデータＤＡを上書きもしくは消去するのではなく、ユーザデータＤＡとユーザデータＤＢとを用いたパリティデータＰＡＢが生成され、当該パリティデータＰＡＢがインデックス０に保存される。データサーバ３００は、ユーザ端末のＩＭＳ５００への登録毎にユーザデータの複製が転送され、ユーザデータを含む内容のデータを表２及び表３の如くインデックス対応テーブル及びユーザデータ対応テーブルに保存する。

データサーバ３００は、ユーザデータの登録が完了すると、登録結果の応答として登録完了信号をＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０に送信する（ステップＳ２０４）。登録完了信号には、ユーザ名、Ｐ−ＣＳＣＦサーバ名、割り当てられたインデックス番号が含まれる。登録完了信号を受信したＰ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、当該ユーザに割り当てられたインデックス番号を、表４に示す如くユーザとインデックスとの対応テーブルに保存する（ステップＳ２０５）。

次に、図３のステップＳ２０２におけるインデックスの割り当てについて、図４を参照しつつ、より詳細に説明する。図４は、データサーバ３００がユーザデータの内容を含むデータを保持するインデックスを割り当てる際の動作例のフローチャートである。

まず、登録要求のあったユーザＡが表７に示す如くインデックス対応テーブルに登録されているか検索する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１の検索結果から当該ユーザに登録されているインデックスがあるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。

ユーザＡに登録されているインデックスがないので（ステップＳ３０２のＮｏ）、指定されているＰ−ＣＳＣＦサーバのうちの未割り当てのインデックスを検索する（ステップＳ３０６）。すなわち、表８に示す如くユーザデータ対応テーブルにおいて、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０で未割り当てのインデックスを検索すると、インデックス”０”、”１”、”２”の検索結果が得られる。未割り当てのインデックス”０”、”１”、”２”の中から１つを選択し、当該１つのインデックスを登録対象のインデックスに割り当てる（ステップＳ３０７）。インデックスの選択方法は、例えば、検索結果で得られた最小のインデックスを選択する方法やランダムにインデックスを選択する方法であってもよい。ここでは、インデックス”０”を選択したものとする。

例えば、登録要求のあったユーザが既にインデックス対応テーブルに登録されているインデックスが存在する場合には（ステップＳ３０２のＹｅｓ）、ユーザデータ対応テーブルから当該インデックスに対応するＰ−ＣＳＣＦサーバを検索する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３の検索結果で得られたＰ−ＣＳＣＦサーバとデータサーバ３００に登録要求を行ったＰ−ＣＳＣＦサーバとが一致するか否かを判定する（ステップＳ３０４）。Ｐ−ＣＳＣＦサーバが一致する場合には（ステップＳ３０４のＹｅｓ）、同一のＰ−ＣＳＣＦサーバへの再登録と見做して既に当該ユーザ向けに登録されているインデックスを選択し再割り当てを行う（ステップＳ３０８）。

Ｐ−ＣＳＣＦサーバが一致しない場合には（ステップＳ３０４のＮｏ）、インデックスの再割り当て要求と見做し、インデックス対応テーブル及びユーザデータ対応テーブルから、当該ユーザ向けに登録されているデータの登録を解除する（ステップＳ３０５）。当該登録の解除の後に、インデックスの未登録のときと同様に（ステップＳ３０２のＮｏ）、登録要求を行ったＰ−ＣＳＣＦサーバの未割り当てインデックスを検索して（ステップＳ３０６）、インデックスを割り当てる（ステップＳ３０７）。

図５において、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０が障害状態から復旧したときに、障害前に保持していた全ユーザデータをリカバリする際の動作例を説明する。Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に障害が発生して、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、ユーザデータを消失したことを前提として以下説明する。

障害状態から復旧した非運用のＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、データサーバ３００にユーザデータ要求信号を送信する（ステップＳ４０１）。ここで、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０が保持していた全ユーザデータを要求する場合には、ユーザ名の指定を行わない。ユーザデータ要求信号の中には、ユーザ名（例えば、未設定）、Ｐ−ＣＳＣＦサーバ名（例えば、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０）が含まれる。

データサーバ３００は、当該ユーザデータ要求信号を受信すると、ユーザデータ対応テーブルにおいてＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０の登録があるインデックスを検索する（ステップＳ４０２）。表３に示す如くユーザデータ対応テーブルにおいて、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０のユーザデータが含まれる内容のデータが登録されているのは、インデックス”０”、”１”、”２”である。

次に、上記で得られたインデックスにおいて、当該ユーザデータ要求信号を送信したＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０以外のＰ−ＣＳＣＦサーバ毎のユーザデータの内容が含まれているか否かを検索する。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０及びＰ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０は、いずれもインデックス”０”、”１”、”２”にユーザデータの内容を含んでいる。

次に、データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０にインデックス”０”、”１”、”２”に含まれるユーザデータの複製の転送を要求する（ステップＳ４０３）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、ユーザデータの複製の転送要求を受信すると、インデックス０に含まれるユーザＡのユーザデータＤＡの複製、インデックス１に含まれるユーザＤのユーザデータＤＤの複製、インデックス２に含まれるユーザＩのユーザデータＤＩの複製をデータサーバ３００に転送する（ステップＳ４０４）。

また、データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０にインデックス”０”、”１”、”２”に含まれるユーザデータの複製の転送を要求する（ステップＳ４０５）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０は、ユーザデータの複製の転送要求を受信すると、インデックス０に含まれるユーザＢのユーザデータＤＢの複製、インデックス１に含まれるユーザＧのユーザデータＤＧの複製、インデックス２に含まれるユーザＨのユーザデータＤＨの複製をデータサーバ３００に転送する（ステップＳ４０６）。

データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０及びＰ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０から転送されたユーザデータの複製の各々を受信して、各インデックスに対応するユーザデータと各インデックスに対応するパリティデータとを用いて、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に対応するユーザデータを復元する（ステップＳ４０７）。具体的には、インデックス０については、ユーザデータＤＡ、ユーザデータＤＢ、パリティデータＰＡＢＣの排他的論理和の演算を行い、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に対応するユーザデータＤＣを生成する。インデックス１については、ユーザデータＤＤ、ユーザデータＤＧ、パリティデータＰＤＥＧの排他的論理和の演算を行い、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に対応するユーザデータＤＥを生成する。インデックス２については、ユーザデータＤＩ、ユーザデータＤＨ、パリティデータＰＦＨＩの排他的論理和の演算を行い、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に対応するユーザデータＤＦを生成する。

次に、データサーバ３００は、インデックス０に対応するユーザＣのユーザデータＤＣ、インデックス１に対応するユーザＥのユーザデータＤＥ、インデックス２に対応するユーザＦのユーザデータＤＦをＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に転送する（ステップＳ４０８）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、ユーザデータの各々及びユーザデータの各々に対応するインデックス番号の各々を受信してこれらを保持する（ステップＳ４０９）。

これによって、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、障害状態から復旧した後に、障害前に保持していたユーザデータを回復するので、ユーザ端末群１００とのプロキシ制御を継続することが可能となり、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバの間での分散処理の負荷バランスが障害前と比べて大きく崩れない。故に、複数のＰ−ＣＳＣＦサーバの間での分散処理の負荷バランスが大きく崩れる従来のＰ−ＣＳＣＦサーバと比べて、Ｐ−ＣＳＣＦサーバの処理能力の余裕（マージン）を大きくとらなくてもよい。

また、データサーバ３００は、複数のユーザデータをまとめて１つのパリティデータとして記憶している。すなわち、ユーザデータ３個分のデータの論理演算を行い、当該ユーザデータ３個分を含む内容を１つのデータとして記憶して記憶容量が３分の１となるので、バックアップデータのユーザデータのデータ容量の削減が可能である。

なお、ステップＳ４０２において、ユーザデータ対応テーブルにおいてＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０の登録があるインデックスにおいて、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０のユーザデータのみが記憶されている場合には、故に、データサーバ３００は、当該インデックスに記憶されているユーザデータをＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に転送する。

図６において、一部のユーザデータをリカバリする際の動作例を説明する。障害状態から復旧した非運用のＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、データサーバ３００にユーザデータ要求信号を送信する（ステップＳ５０１）。ユーザデータ要求信号の中には、ユーザ名（例えば、ユーザＥ）、Ｐ−ＣＳＣＦサーバ名（例えば、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０）が含まれる。

データサーバ３００は、当該ユーザデータ要求信号を受信すると、インデックス対応テーブルにおいて、ユーザＥに対応するインデックスを検索する（ステップＳ５０２）。表２に示す如くインデックス対応テーブルにおいて、ユーザＥのユーザデータが含まれる内容のデータが登録されているのは、インデックス”１”である。

次に、上記で得られたインデックスにおいて、当該ユーザデータ要求信号を送信したＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０以外のＰ−ＣＳＣＦサーバ毎のユーザデータの内容が含まれているか否かを検索する。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０及びＰ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０は、いずれもインデックス”１”にユーザデータの内容を含んでいる。

次に、データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０にインデックス”１”に含まれるユーザデータの複製の転送を要求する（ステップＳ５０３）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、ユーザデータの複製の転送要求を受信すると、インデックス１に含まれるユーザＤのユーザデータＤＤの複製をデータサーバ３００に転送する（ステップＳ５０４）。また、データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０にインデックス”１”に含まれるユーザデータの複製の転送を要求する（ステップＳ５０５）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０は、ユーザデータの複製の転送要求を受信すると、インデックス１に含まれるユーザＧのユーザデータＤＧの複製をデータサーバ３００に転送する（ステップＳ５０６）。データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０から転送されたユーザデータＤＤ、Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０からユーザデータＤＧ、パリティデータＰＤＥＧの排他的論理和の演算を行い、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に対応するユーザデータＤＥを生成する。（ステップＳ５０７）。

次に、データサーバ３００は、ステップＳ５０７で復元されたインデックス１に対応するユーザＥのユーザデータＤＥをＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に転送する（ステップＳ５０８）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、ユーザデータＤＥ及びインデックス番号１を受信してこれらを保持する（ステップＳ５０９）。

これによって、ユーザ端末からのリクエストがあった場合など、必要とする特定のユーザのユーザデータをタイムリーにリカバリすることができる。すなわち、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０が復旧後に、ユーザ端末群１００からのリクエストを迅速に処理することが可能となる。

なお、ＩＭＳ５００にＰ−ＣＳＣＦ＃４サーバ２４０が追加された場合には、表３に示す如くユーザデータ対応テーブルの列方向にＰ−ＣＳＣＦ＃４サーバ２４０のフィールドを追加すればよく、同一インデックスにＰ−ＣＳＣＦ＃４サーバ２４０が保持しているユーザデータを含む内容のデータも記憶可能となる。

また、Ｉ−ＣＳＣＦサーバ４１０、Ｓ−ＣＳＣＦサーバ４２０、アプリケーションサーバ４２０、ホーム加入者サーバ４３０が複数配置されてもよい。

＜変形例＞
表１３は、表１のインデックス対応テーブルのインデックスの数を２倍増加したものである。表１４は、インデックスの数が２倍増加したので、データの記憶容量も表３のユーザデータ対応テーブルと比べて２倍増加している。表１５は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０が保持しているユーザとインデックスとの対応を示す。表１６は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０が保持しているユーザとインデックスとの対応を示す。表１７は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０が保持しているユーザとインデックスとの対応を示す。

変形例においては、図１に示すＩＭＳ５００の全体構成、図２に示すユーザ端末がＩＭＳに登録する際のシーケンス、図３に示すデータサーバがユーザデータの内容を含むデータを保持する際の動作例のシーケンス、図４に示すデータサーバがユーザデータの内容を含むデータを保持するインデックスを割り当てる際の動作例のフローチャートは、共通である。

図７において、全ユーザデータをリカバリする際の動作例を説明する。障害状態から復旧した非運用のＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、図５のステップＳ４０１と同様にデータサーバ３００にユーザデータ要求信号を送信する（ステップＳ６０１）。

データサーバ３００は、図５のステップＳ４０２と同様にユーザデータ対応テーブルにおいてＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０の登録があるインデックスを検索する（ステップＳ６０２）。表１４に示す如くユーザデータ対応テーブルにおいて、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０のユーザデータが含まれる内容のデータが登録されているのは、インデックス”３”、”４”、”５”である。

次に、上記で得られたインデックスにおいて、当該ユーザデータ要求信号を送信したＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０以外のＰ−ＣＳＣＦサーバ毎のユーザデータの内容が含まれているか否かを検索する。ここで、インデックス”３”においては、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０のみが保存されているので、ユーザＣのユーザデータＤＣの複製がそのまま保存されている。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、インデックス”５”にユーザデータの内容を含んでいる。Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０は、インデックス”４”にユーザデータの内容を含んでいる。

次に、データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０にインデックス”５”に含まれるユーザデータの複製の転送を要求する（ステップＳ６０３）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０は、ユーザデータの複製の転送要求を受信すると、ユーザＩのユーザデータＤＩの複製をデータサーバ３００に転送する（ステップＳ６０４）。

また、データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０にインデックス”４”に含まれるユーザデータの複製の転送を要求する（ステップＳ６０５）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０は、ユーザデータの複製の転送要求を受信すると、ユーザＨのユーザデータＤＨの複製をデータサーバ３００に転送する（ステップＳ６０６）。

データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ２１０及びＰ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０から転送されたユーザデータの複製の各々を受信して、各インデックスに対応するユーザデータと各インデックスに対応するパリティデータとを用いて、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に対応するユーザデータを復元する（ステップＳ６０７）。具体的には、インデックス４については、ユーザデータＤＨ、パリティデータＰＥＨの排他的論理和の演算を行い、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に対応するユーザデータＤＥを生成する。インデックス５については、ユーザデータＤＩ、パリティデータＰＦＩの排他的論理和の演算を行い、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に対応するユーザデータＤＦを生成する。

次に、データサーバ３００は、インデックス３に対応するユーザＣのユーザデータＣ、インデックス４に対応するユーザＥのユーザデータＤＥ、インデックス５に対応するユーザＦのユーザデータＤＦをＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に転送する（ステップＳ６０８）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、ユーザデータの各々及びユーザデータの各々に対応するインデックス番号の各々を受信してこれらを保持する（ステップＳ６０９）。

図８において、一部のユーザデータをリカバリする際の動作例を説明する。障害状態から復旧した非運用のＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、図６のステップＳ５０１と同様にデータサーバ３００にユーザ名（例えばユーザＥ）を指定したユーザデータ要求信号を送信する（ステップＳ７０１）。データサーバ３００は、ステップＳ５０２と同様にインデックス対応テーブルにおいて、ユーザＥに対応するインデックスを検索する（ステップＳ７０２）。インデックス対応テーブルにおいて、ユーザＥのユーザデータが含まれる内容のデータが登録されているのは、インデックス”４”である。

次に、インデックス”４”において、当該ユーザデータ要求信号を送信したＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０以外のＰ−ＣＳＣＦサーバ毎のユーザデータの内容が含まれているか否かを検索する。インデックスＰ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０は、インデックス”４”にユーザデータの内容を含んでいる。

次に、データサーバ３００は、Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０にインデックス”４”に含まれるユーザデータの複製の転送を要求する（ステップＳ７０３）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ２２０は、ユーザデータの複製の転送要求を受信すると、インデックス４に含まれるユーザＨのユーザデータＤＨの複製をデータサーバ３００に転送する（ステップＳ７０４）。

データサーバ３００は、ユーザデータＤＨの複製を受信して、ユーザデータＤＨとパリティデータＰＥＨとを排他的論理和の演算を行い、Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に対応するユーザデータＤＥを復元する（ステップＳ７０５）。

次に、データサーバ３００は、インデックス４に対応するユーザＥのユーザデータＤＥをＰ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０に転送する（ステップＳ７０６）。Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ２３０は、ユーザＥのユーザデータＤＥ及びインデックス番号４を受信してこれらを保持する。（ステップＳ７０７）。

変形例においては、データサーバ３００のユーザデータを含む内容のデータの記憶容量は表３のユーザデータ対応テーブルと比べて２倍に増えているが、表１のデータ記憶容量と比べると３分の２倍となっている。また、表３のユーザデータ対応テーブルと比べて、データサーバ３００が、１つのインデックスに含んでいるユーザデータの数が少ない故に、ユーザデータのリカバリ処理における排他的論理和の演算回数が少ない。すなわち、図５のユーザデータのリカバリでは、演算回数が６回必要であったのに対し、図７のユーザデータのリカバリでは、演算回数が２回となっている。従って、演算回数が少なくなるのでユーザデータのリカバリ処理にかかる時間が短縮される。

なお、表３及び表１４に示したユーザデータ対応テーブルは、インデックスと記憶データとの対応を示すテーブルと、インデックスとＰ−ＣＳＣＦサーバとの対応を示すテーブルとに分けてもよい。また、当該記憶データは、公知の可逆圧縮アルゴリズムを用いてデータ容量を小さくしてもよい。

１００ユーザ端末群
２１０Ｐ−ＣＳＣＦ＃１サーバ
２２０Ｐ−ＣＳＣＦ＃２サーバ
２３０Ｐ−ＣＳＣＦ＃３サーバ
３００データサーバ
４１０Ｉ−ＣＳＣＦサーバ
４２０Ｓ−ＣＳＣＦサーバ
４３０ホーム加入者サーバ
４４０アプリケーションサーバ
５００ＩＰマルチメディアサブシステム
６００アクセス網
７００ＩＰ網

Claims

複数のユーザ端末の各々のユーザデータを保持して前記ユーザ端末毎に分散して中継する複数のプロキシサーバと、前記プロキシサーバの各々から転送された前記ユーザデータの内容を含むデータを保持するデータサーバと、を有するＩＰマルチメディアサブシステムであって、
前記プロキシサーバの各々は、
前記ユーザ端末から登録要求があったときに、前記ユーザ端末の前記ユーザデータを記憶するユーザデータ記憶手段と、
前記ユーザデータを記憶した後に、前記データサーバに前記ユーザデータの複製を転送するユーザデータ転送手段と、を含み、
前記データサーバは、前記プロキシサーバの各々から転送された前記ユーザデータの各々の内容を含むデータをバックアップデータとして記憶することを特徴とするＩＰマルチメディアサブシステム。
前記データサーバは、前記プロキシサーバの各々から転送された前記ユーザデータの複製のうち前記プロキシサーバ毎に単一ユーザ端末に対応するユーザデータを抽出してこれらを互いに論理演算するシーケンスを少なくとも１回行うことによって得られる演算データを生成する演算データ生成手段を有し、前記演算データをバックアップデータとすることを特徴とする請求項１に記載のＩＰマルチメディアサブシステム。
前記演算データは、パリティデータであることを特徴とする請求項２に記載のＩＰマルチメディアサブシステム。
前記データサーバは、前記プロキシサーバのうちの非運用のプロキシサーバから前記ユーザデータの要求があったときに、前記演算データから当該非運用のプロキシサーバに対応するユーザデータを復元するユーザデータ復元手段を更に有することを特徴とする請求項２又は３に記載のＩＰマルチメディアサブシステム。
前記ユーザデータ復元手段は、当該非運用のプロキシサーバ以外のプロキシサーバからユーザデータを取得し、前記演算データと当該非運用のプロキシサーバ以外のプロキシサーバから取得したユーザデータとを用いて当該非運用のプロキシサーバに対応するユーザデータを復元することを特徴とする請求項４に記載のＩＰマルチメディアサブシステム。