JP2015528228A - ポリシーおよび課金ルール機能（ｐｃｒｆ）に統合型オープンフローコントローラを提供するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体 - Google Patents

Abstract

ここに記載される主題は、ＰＣＲＦに統合型オープンフローコントローラを提供するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体を含む。１つのシステムによると、ポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）は、ネットワークセッションまたはユーザに適用すべきポリシーを決定するように構成される。オープンフローコントローラはＰＣＲＦに統合され、オープンフロープロトコルで電気通信ネットワーク要素に命令を与えて当該ポリシーを実現させるように構成される。

Description

優先権主張
本願は、２０１２年６月１４日に出願された米国仮特許出願連続番号第６１／６５９，９６７号の利益を主張し、この米国仮特許出願連続番号第６１／６５９，９６７号の開示は、全文が引用によって本明細書に援用される。

技術分野
ここに記載される主題は、電気通信ネットワークにおけるリソースの柔軟な割当てを可能にすることに関する。より特定的には、ここに記載される主題は、統合型オープンフローコントローラを有するＰＣＲＦに関する。

背景
電気通信ネットワークにおいて、世界的なインターネットプロトコルトラフィックは年間４０〜５０パーセントの割合で増加している。サービス利用者を維持するためには、サービスプロバイダがサービス利用者に対する毎月の料金を比較的変えないことが望ましい。トラフィックの増加と共に料金を一定に保つには、経費の削減が必要である。たとえば、トラフィックが４０パーセント増加すると、サービスプロバイダは比較的一定した価格設定を達成するために資本経費および運営経費を年間で４０〜５０パーセント／ギガバイト／秒削減しなければならない。

資本および運営経費を削減するための１つの可能な方法は、ソフトウェア定義ネットワーク（software defined network：ＳＤＮ）を使用することである。ＳＤＮを用いて、フローを管理し、スイッチを制御し、ネットワークアクセスを制御し、ユーザの位置および動きを追跡することができる。ＳＤＮを用いて、ネットワーク構成要素を効率的に使用することもできる。たとえば、ＳＤＮを用いて、非ピーク期間中に使われていない機器の電源を切ってエネルギーを節約することができる。

ＳＤＮモデルの中には、ルータおよびスイッチからインテリジェンスを取出し、そのインテリジェンスを集中化した場所に置くことによって、ルータおよびスイッチなどのネットワーク要素の制御を集中化するものがある。ルータおよびスイッチの集中化制御を提供する１つのそのような努力は、Openflow Switch Specification, Version 1.1.0, February 28, 2011に記載されたオープンフローアーキテクチャであり、この文献の開示は、全文が引用によって本明細書に援用され、その写しがここに添付される。Openflow Switch Specificationによると、オープンフローコントローラがオープンフロー対応スイッチの機能を制御する。オープンフローはこれまで、電気通信ネットワーク要素を制御するためには使用されていない。したがって、オープンフローを電気通信ネットワークに拡大して運営および資本経費を削減し、ネットワークをよりスケーラブルにおよびより柔軟にすることが必要とされている。

概要
ここに記載される主題は、ＰＣＲＦに統合型オープンフローコントローラを提供するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体を含む。１つのシステムによると、ポリシーおよび課金ルール機能（policy and charging rules function：ＰＣＲＦ）は、ネットワークセッションまたはユーザに適用すべきポリシーを決定するように構成される。オープンフローコントローラはＰＣＲＦに統合され、オープンフロープロトコルで電気通信ネットワーク要素に命令を与えて当該ポリシーを実現させるように構成される。

ここに記載される主題は、ハードウェアおよび／またはファームウェアと組合わされるソフトウェアにおいて実現され得る。たとえば、ここに記載される主題は、１つ以上のプロセッサによって実行されるソフトウェアにおいて実現され得る。１つの例示的な実現では、ここに記載される主題は、コンピュータのプロセッサによって実行されると当該コンピュータを制御してステップを実行させるコンピュータ実行可能命令を格納している非一時的なコンピュータ読取可能媒体を用いて実現され得る。ここに記載される主題を実現するのに適した例示的なコンピュータ読取可能媒体は、ディスクメモリデバイス、チップメモリデバイス、プログラマブルロジックデバイス、および特定用途向け集積回路を含む。さらに、ここに記載される主題を実現するコンピュータ読取可能媒体は、単一の装置もしくはコンピューティングプラットフォームに位置してもよいし、または複数の装置もしくはコンピューティングプラットフォームにわたって分散してもよい。

ここに記載される主題の好ましい実施形態が、ここで、添付の図面を参照して説明される。

ここに記載される主題の実施形態に係る電気通信ネットワーク要素を制御する統合型オープンフローコントローラを有するＰＣＲＦを示すネットワーク図である。 ここに記載される主題の実施形態に係るオープンフロー対応ＰＣＲＦを含むＳＤＮの例示的なアーキテクチャを示すブロック図である。 ここに記載される主題の実施形態に係る、ＰＣＲＦが、オープンフロープロトコルを用いることによって電気通信ネットワークノードにポリシー命令を与えるための例示的なメッセージングを示すメッセージフロー図である。

詳細な説明
ここに記載される主題は、統合型オープンフローコントローラを有するＰＣＲＦを含む。図１は、そのようなＰＣＲＦの例を示す。図１において、ＰＣＲＦ１００は統合型オープンフローコントローラ１０２を含む。オープンフローコントローラ１０２は上述のオープンフロープロトコルを実現して、ｅノードＢ１０４、ＢＲＡＳ／ＢＮＧ１０６、ＧＧＳＮもしくはＰＤＮ−ＧＷ／Ｓ−ＧＷ１０８、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント（図示せず）または１つ以上のオープンフロースイッチもしくはルータ（図示せず）の１つ以上を制御する。図示される例では、ＰＣＲＦ１００は、オンライン課金システム（ＯＣＳ）１１０またはディープパケットインスペクション（ＤＰＩ）ノード１１２などの非オープンフロー装置を制御するための非オープンフローインタフェース１０９をさらに含む。非オープンフローインタフェース１０９は、ＯＣＳ１１０およびＤＰＩ１１２などの非オープンフローノードと通信するためのDiameterインタフェースまたは他の好適なインタフェースであってもよい。

従来、図１のネットワークは、ノード１０４，１０６および１０８内のルーティングインテリジェンスのほとんどを提供することによって動作してきた。ＰＣＲＦ１００は従来、Diameterなどのレイヤ７プロトコルのみを用いてそのようなノードを制御してきた。図示される実施形態では、ＰＣＲＦ１００は、ノード１０４，１０６および１０８に従来含まれていたのと同じルーティングインテリジェンスの少なくともいくらかを含み得、オープンフローコントローラ１０２を用いて、ノード１０４，１０６および１０８によって行われるスイッチングおよびルーティングを制御し得る。ゆえに、ＰＣＲＦ１００は、Diameterなどのレイヤ７プロトコルに加えてまたはレイヤ７プロトコルの代わりにオープンフロープロトコルを用いてノードを制御し得る。

図２は、統合型オープンフローコントローラ１０２を有するＰＣＲＦ１００を含むソフトウェア定義ネットワークの例示的なアーキテクチャを示すブロック図である。図２を参照して、ＰＣＲＦ１００は、オープンフローを用いて、ＢＲＡＳ／ＢＮＧ１０６、ＧＧＳＮ１０８Ａ、ＰＤＮ−ＧＷ／Ｓ−ＧＷ１０８Ｂ、ｅノードＢ１０４、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント１１４およびオープンフロースイッチ／ルータ１１６を制御する。ＰＣＲＦ１００はさらに、Diameterなどの任意の好適なプロトコルを用いてＤＳＲ１１８およびＨＳＳ１２０と通信し得る。ＰＣＲＦ１００は、コンテンツストリーミング１２２、ボイスオーバーＬＴＥ１２４、リッチコミュニケーションスイート（ＲＣＳ）１２６、クラウドサービス１２８、およびビジネスアプリケーション１３０などのさまざまなアプリケーションをサポートし得る。

図３は、ＢＲＡＳ／ＢＮＧ１０６などのノードがオープンフローを用いるＰＣＲＦ１００によって制御される場合のエクスチェンジであり得る例示的なメッセージを示すフロー図である。図３を参照して、ライン１では、ユーザ要素３００が最初のイーサネット(登録商標）フレームまたはＩＰパケットをネットワークに送信する。ＢＲＡＳ／ＢＮＧ１０６は当該フレームまたはパケットを受信し、そのフローテーブルでルックアップを行い、一致するエントリがないと判断する。したがって、ライン２では、ＢＲＡＳ／ＢＮＧ１０６は当該フレームまたはパケットをＰＣＲＦ１００に送信し、当該イーサネットフレームまたはＩＰパケットと同じフローで当該フレームまたはパケットおよびその後のフレームまたはパケットにどのポリシーを適用すべきか決定する。オープンフローコントローラ１０２は当該フレームまたはパケットを受信し、当該フレームまたはパケットに適用すべきポリシーを決定する。ライン３では、オープンフローコントローラ１０２はオープンフロー追加コマンドを送信し、ＢＲＡＳ／ＢＮＧ１０６に、そのフローテーブルにエントリを追加し、受信したイーサネットフレームと同じフローに関連付けられたフレームのポリシーを実現することを命令する。同じフローに関連付けられたその後のイーサネットフレームまたはＩＰパケットは、オープンフローコントローラ１０２によってそのフローテーブルに追加されたエントリを用いるＢＲＡＳ／ＢＮＧ１０６によって切替えられ得る。

現在開示される主題のさまざまな詳細は、現在開示される主題の範囲から逸脱するとなく変更され得ることが理解される。さらに、上記の記載は限定のためではなく、例示のために過ぎない。

Claims (12)

1. ポリシー制御ネットワークを提供するためのシステムであって、前記システムは、
   ネットワークセッションまたはユーザに適用すべきポリシーを決定するように構成されるポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）と、
   前記ＰＣＲＦに統合され、オープンフロープロトコルで電気通信ネットワーク要素に命令を与えて前記ポリシーを実現させるように構成されるオープンフローコントローラとを備える、システム。
2. 前記オープンフローコントローラは、ブロードバンドリモートアクセスサーバ／ブロードバンドネットワークゲートウェイ（ＢＲＡＳ／ＢＮＧ）、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）、パケットデータネットワークゲートウェイ／サーバゲートウェイ（ＰＤＮ−ＧＷ／Ｓ−ＧＷ）、発展型ノードＢ（ｅノードＢ）の１つ以上に前記オープンフロープロトコルで命令を与えるように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記オープンフローコントローラは、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイント、スイッチ、およびルータの１つ以上に前記オープンフロープロトコルで命令を与えるように構成される、請求項１に記載のシステム。
4. 前記ＰＣＲＦは、非オープンフロープロトコルを用いて前記電気通信ネットワーク要素の少なくともいくつかに命令を与えるための非オープンフローインタフェースを含む、請求項１に記載のシステム。
5. 前記非オープンフロープロトコルはDiameterプロトコルを含む、請求項４に記載のシステム。
6. 前記ＰＣＲＦは、Diameterを用いてホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）と通信するように構成される、請求項１に記載のシステム。
7. 前記ＰＣＲＦは、Diameterを用いてDiameterシグナリングルータ（ＤＳＲ）と通信するように構成される、請求項１に記載のシステム。
8. 前記ＰＣＲＦは、非オープンフロー装置を制御するための非オープンフローインタフェースを含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記非オープンフロー装置は、オンライン課金システム（ＯＣＳ）を含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記非オープンフロー装置は、ディープパケットインスペクション（ＤＰＩ）ノードを含む、請求項８に記載のシステム。
11. 前記オープンフローコントローラは、ブロードバンドリモートアクセスサーバ／ブロードバンドネットワークゲートウェイ（ＢＲＡＳ／ＢＮＧ）からイーサネットフレームを受信し、前記イーサネットフレームに適用すべきポリシーを決定するように構成される、請求項１に記載のシステム。
12. 前記オープンフローコントローラは、前記ＢＲＡＳ／ＢＮＧにオープンフロー追加コマンドを送信し、そのフローテーブルにエントリを追加させ、受信した前記イーサネットフレームと同じフローに関連付けられたフレームのポリシーを実現させるように構成される、請求項１１に記載のシステム。