JP2016197905A

JP2016197905A - 仮想プライベート・ネットワークを介して接続を確立するための方法および装置

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Publication number: JP2016197905A
Application number: JP2016145055A
Authority: JP
Inventors: グラン，ジャン−イヴ; Grand Jean-Yves
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2011-11-14
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: CN104067589B; US20140298446A1; KR20140090677A; JP2014533476A; ES2628520T3; KR101700583B1; JP6378261B2; CA2796249C; CA2796249A1; TW201334464A; EP2592808A1; WO2013072245A1; US10182036B2; EP2592808B1; TWI504198B; CN104067589A; JP6046736B2

Abstract

【課題】差別化されたＱｏＳ機能を仮想プライベート・ネットワークにより提供される機能と組み合わせることを可能とする。
【解決手段】ＬＴＥベースのトランスポート・ネットワーク上で仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」を介して、利用者装置とアプリケーション機能サーバとの間の接続を確立するための方法は、利用者装置のＶＰＮインターフェイスとアプリケーション機能サーバのＶＰＮゲートウェイとの間のベアラを確立するステップであって、ベアラは、接続のために要求されたＱｏＳに対応する形式である、確立するステップと、トランスポート・ネットワーク内で使用されるＴＦＴパラメータをＶＰＮ内で使用される対応するＴＦＴパラメータに翻訳することにより得られる、翻訳されたＴＦＴパラメータと呼ばれる、少なくとも１つのパラメータに基づいて、接続のパケットを確立されたベアラに関連付けるステップとを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、通信ネットワークの分野に関し、より具体的には、仮想プライベート・ネットワーク（ＶＰＮ）の管理に関する。

仮想プライベート・ネットワーク（ＶＰＮ）は、トランスポート・ネットワークの既存の通信インフラストラクチャを使用するネットワークであって、エンティティ間を接続しかつ暗号化されたデータを転送するトンネルを既存の通信インフラストラクチャ上に確立することにより、遠隔のエンティティ間に機密性のある接続（ｓｅｃｕｒｅｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を提供するネットワークを指す。図１は、トランスポート・ネットワークの第１のエンティティ１と第２のエンティティ３の間に仮想プライベート・ネットワークを確立することを表す。両エンティティは、遠隔地に位置している。第１のエンティティはＶＰＮインターフェイス５を含み、第２のエンティティはＶＰＮインターフェイス７を含む。したがって、第１のエンティティ１が第２のエンティティ３との接続を確立することを欲し、それによって、両エンティティのインターネット・プロトコル（ＩＰ）アドレス間でデータパケットを転送する場合、セキュア・トンネルに対応するＶＰＮ９が、ＩＰストリーム１１の伝送されるデータパケットをカプセル化するために、第１のＶＰＮインターフェイス５と第２のＶＰＮインターフェイス７の間に確立される。次いで、ＶＰＮ９の暗号化されたデータパケットは、ＶＰＮインターフェイス５と７両者の間でトランスポート・ネットワーク１３により伝送される。

さらに、ロングターム・エボリューション（ＬＴＥ）などのいくつかの通信規格によれば、接続が確立される時点で、接続に対して所望のＱｏＳを保証するために十分なリソースを確保することを目的として、サービス品質（ＱｏＳ）を要求することができる。したがって、異なるＱｏＳに関連した異なる形式のベアラが定義され、選ばれた形式のベアラが、要求されたＱｏＳに従って確立される。

しかしながら、最新の技術では、仮想プライベート・ネットワークは、発信者と宛先の間のセキュアな伝送のみは保証するが、使用されたベアラのような伝送の機能をＶＰＮの両端に位置するトランスポート・ネットワーク・エンティティに対して提供してはいない。結果として、トランスポート・ネットワーク・エンティティが、異なるベアラを差別化し、それによって最新の仮想プライベート・ネットワークを使用しつつ差別化されたＱｏＳを使用する可能性はない。

したがって、差別化されたＱｏＳ機能を仮想プライベート・ネットワークにより提供される機能と組み合わせることを可能とする解決手段を提供することが、本発明の実施形態の目的である。

したがって、本発明の実施形態は、トランスポート・ネットワークの第１および第２のエンティティ間の仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」を介した接続を確立するための方法を指し、前記エンティティは、仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」インターフェイスを含み、前記インターフェイス間で、複数のサービス品質「ＱｏＳ」に対応する複数の形式の中から選択された形式のベアラは、接続に要求されるサービス品質「ＱｏＳ」に従って決定され、ベアラの確立のための仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」インターフェイスにより使用されるパラメータは、トランスポート・ネットワークのグローバル・ルーティング・パラメータに対応したグローバル・ルーティング・パラメータであり、前記パラメータは、ベアラ形式ごとに他と異なる少なくとも１つのパラメータを含み、その結果、接続のために要求されるサービス品質「ＱｏＳ」と関連して選択されたベアラ形式が、第１のおよび第２のエンティティにより特定される。

本発明の実施形態のさらなる態様によれば、接続は、第１および第２のエンティティ間のパケットの伝送を含み、トランスポート・ネットワークのグローバル・ルーティング・パラメータに対応する仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」のグローバル・ルーティング・パラメータが、接続に要求されるサービス品質「ＱｏＳ」に対応して選択された形式のベアラに向けて接続のパケットをルーティングするために使用される。

本発明の実施形態の別の態様によれば、第１および第２のエンティティ間の仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」は、前記第１および第２のエンティティ間の暗号化されたトンネルを確立することを含む。

本発明の実施形態のさらなる態様によれば、接続の確立のために仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」インターフェイスにより使用されるパラメータは、ベアラの形式を特定可能とするトラフィック・フロー・テンプレート（ｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｔｅｍｐｌａｔｅ）「ＴＦＴ」のパラメータを含む。

本発明の実施形態のさらなる態様によれば、トランスポート・ネットワークは、インターネット・プロトコル「ＩＰ」に基づいている。

本発明の実施形態の別の態様によれば、トランスポート・ネットワークは、ロングターム・エボリューション「ＬＴＥ」構造を使用する。

本発明の実施形態のさらなる態様によれば、第１のエンティティは、仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」クライアント・インターフェイスを含む利用者装置であり、また第２のエンティティは、仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」ゲートウェイ・インターフェイスを介してアクセス可能なトランスポート・ネットワークのアプリケーション機能サーバまたはアプリケーション機能の一覧である。

本発明の実施形態のさらなる態様によれば、ベアラは、動的に専用化されたベアラであって、所与のサービス品質「ＱｏＳ」を持つ利用者装置との接続の要求にあたり、アプリケーション機能サーバは、ポリシーおよび課金ルール機能「ＰＣＲＦ」に要求を送信することにより要求されたサービス品質「ＱｏＳ」に対応する新しい形式のベアラを確立し、仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」ゲートウェイが、アプリケーション機能サーバとポリシーおよび課金ルール機能「ＰＣＲＦ」との間のプロキシまたは翻訳機として働く。

本発明の実施形態の別の態様によれば、ポリシーおよび課金ルール機能「ＰＣＲＦ」への要求の送信は、第３世代パートナーシップ・プロジェクト「３ＧＰＰ」正規化Ｒｘインターフェイスを使用して達成される。

本発明の実施形態のさらなる態様によれば、ベアラは、モビリティ管理エンティティ「ＭＭＥ」を介して利用者装置の取り付け時に登録制で確立される。

本発明の実施形態はまた、仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」の別のエンティティとの接続を確立し、前記接続を介してパケットを伝送するための仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」インターフェイスを含むトランスポート・ネットワークの利用者装置に関連するもので、前記インターフェイスは、
− 要求されたサービス品質「ＱｏＳ」に従って、様々なサービス品質「ＱｏＳ」に対応した複数の形式の中からベアラ形式を選択し、
− 選択された形式のベアラを確立し、
− 確立されたベアラに対して要求されたサービス品質「ＱｏＳ」に関連したパケットをルーティングするためにトランスポート・ネットワーク内で使用されるグローバル・ルーティング・パラメータに対応するグローバル・ルーティング・パラメータであって、前記パラメータの少なくとも１つが、ベアラ形式ごとに他と異なる、グローバル・ルーティング・パラメータを使用する、
ように構成される。

本発明の実施形態のさらなる態様によれば、トランスポート・ネットワークは、インターネット・プロトコル「ＩＰ」に基づいており、前記構成はまた、トランスポート・ネットワーク内で使用されるグローバル・ルーティング・パラメータと仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」内で使用されるグローバル・ルーティング・パラメータとの間の対応関係を達成するためのものである。

本発明の実施形態の別の態様によれば、利用者装置は、ロングターム・エボリューション「ＬＴＥ」構造上で接続を確立するように構成される。

本発明の実施形態はまた、トランスポート・ネットワーク内の仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」の別のエンティティとの接続を確立するための仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」インターフェイスを含むアプリケーション・サーバに関連するもので、
前記インターフェイスは、
− 要求されたサービス品質「ＱｏＳ」に従って、様々なサービス品質「ＱｏＳ」に対応した複数の形式の中からベアラ形式を選択し、
− 選択された形式のベアラを確立し、
− 確立されたベアラに対して要求されたサービス品質「ＱｏＳ」に関連したパケットをルーティングするためにトランスポート・ネットワーク内で使用されるグローバル・ルーティング・パラメータに対応するグローバル・ネットワーク・パラメータであって、前記パラメータの少なくとも１つが、ベアラ形式ごとに他と異なるグローバル・ネットワーク・パラメータを使用する、
ように構成される。

本発明の実施形態のさらなる態様によれば、アプリケーション・サーバは、ロングターム・エボリューション「ＬＴＥ」構造上で接続を確立するように構成される。

本発明の実施形態のさらなる態様によれば、仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」インターフェイスは、仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」ゲートウェイおよびパケット・データ・ネットワーク「ＰＤＮ」ゲートウェイを含む。

２つのトランスポート・ネットワーク・エンティティ間で確立された仮想プライベート・ネットワークの図である。トランスポート・ネットワーク・インフラストラクチャの図である。本発明の実施形態に従った複数の異なるベアラを持つ仮想プライベート・ネットワークの図である。利用者装置およびコアネットワークの異なるエンティティの図である。

本明細書で使用される用語「ＱｏＳ」は、サービス品質（ｑｕａｌｉｔｙｏｆｓｅｒｖｉｃｅ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「ＶＰＮ」は、仮想プライベート・ネットワーク（ｖｉｒｔｕａｌｐｒｉｖａｔｅｎｅｔｗｏｒｋ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「ＩＰ」は、インターネット・プロトコル（Ｉｎｔｅｒｎｅｔｐｒｏｔｏｃｏｌ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「ＬＴＥ」は、ロングターム・エボリューション（ｌｏｎｇｔｅｒｍｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「ＴＦＴ」は、トラフィック・フロー・テンプレート（ｔｒａｆｆｉｃｆｌｏｗｔｅｍｐｌａｔｅ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「ＰＤＮ」は、パケット・データ・ネットワーク（ｐａｃｋｅｔｄａｔａｎｅｔｗｏｒｋ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「ｅＮＢ」は、ＬＴＥネットワークで使用される基地局に対応した拡張型ノードＢまたは進化型ノードＢの表現を指し、
本明細書で使用される用語「ＰＣＲＦ」は、ポリシーおよび課金ルール機能（ｐｏｌｉｃｙａｎｄｃｈａｒｇｉｎｇｒｕｌｅｓｆｕｎｃｔｉｏｎ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「３ＧＰＰ」は第三世代パートナーシップ・プロジェクト（ｔｈｉｒｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐｐｒｏｊｅｃｔ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「ＲＡＮ」は、無線アクセス・ネットワーク（ｒａｄｉｏａｃｃｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「ＨＳＳ」は、ホーム加入者サービス（ｈｏｍｅｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒｓｅｒｖｉｃｅ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「ＰＴＴ」は、プッシュ・ツー・トーク（ｐｕｓｈ−ｔｏ−ｔａｌｋ）の頭字語を指し、
本明細書で使用される用語「ＭＭＥ」は、モビリティ管理エンティティ（ｍｏｂｉｌｉｔｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｅｎｔｉｔｙ）の頭字語を指す。

本発明の実施形態は、トランスポート・ネットワーク内で使用されるグローバル・ルーティング・パラメータに対応したグローバル・ルーティング・パラメータをＶＰＮ内で確立すること、およびＶＰＮ９内でＱｏＳ差別化を可能とするために、ＶＰＮ９のインターフェイス間の専用ベアラの確立のための前記グローバル・ルーティング・パラメータを使用することに関連する。

以下の説明において、ＶＰＮ９は、ＬＴＥトランスポート・ネットワーク上で第１のエンティティ１と第２のエンティティ３の間で確立され、第１のエンティティ１はＶＰＮクライアント５であり、第２のエンティティ３はＶＰＮゲートウェイ７である。しかしながら、本発明の実施形態は、例えば２つのＶＰＮクライアント５間に、ＱｏＳ差別化能力を提供する任意のトランスポート・ネットワーク上で確立されるＶＰＮ９のような任意のＶＰＮ構成に適用され得る。

したがって、本実施形態では、ＶＰＮクライアント５は、携帯電話などの利用者装置１内に位置づけられ、またＶＰＮゲートウェイ７は、コアネットワークのアプリケーション・サーバ内に位置づけられる。

図２は、利用者装置１５とアプリケーション・サーバ１７との間のＬＴＥネットワークに基づくトランスポート・ネットワーク構成の例を表す。利用者装置１５は、拡張型ノードＢ（ｅＮＢ）１９に無線通信を介して接続される。ｅＮＢ１９は、コアネットワーク２７のサービング・ゲートウェイ（ｓｅｒｖｉｎｇｇａｔｅｗａｙ（ＳＧＷ））２５に向かうバックホール２１のルータ２３に連結される。次いで、ＳＧＷは、それ自体がアプリケーション・サーバ１７に連結されるＰＤＮゲートウェイ（ＰＧＷ）２９に連結される。利用者装置１５とアプリケーション・サーバ１７との間にＬＴＥネットワーク上で接続が確立された時、利用者装置１５の利用者により要求されたアプリケーションに従って異なるＱｏＳが定義される。ＬＴＥネットワークの場合には、ＱｏＳが利用者装置１５からＰＧＷ２９まで保証されることに留意されるべきである。異なるＱｏＳに関連した異なるカテゴリー、例えば、会話の音声、会話型ビデオ、ストリーミング・ビデオ、電子メールおよびチャット、が定義され、優先度レベルが、各カテゴリーに対して決定される。優先度レベルは、アプリケーションに対して要求されたＱｏＳを保証するために接続に対して確保する必要があるリソースに関連する。

実際に、ビデオ・ストリーミングは、電子メールアプリケーションよりも多くのリソースを必要とし、より多くのリソースがビデオアプリケーションに対して確保される。このリソース確保は、異なる容量またはＱｏＳを有する異なる形式のベアラの確立を通じて達成される。したがって、接続が確立された時、必要なＱｏＳを提供するために、接続に使用されるベアラの形式は要求されたアプリケーションに従って選択される一方で、このＱｏＳを保証するために必要とされるリソースのみを使用することが、それゆえリソース使用の最適化につながる。

さらに、ＬＴＥネットワーク上でＶＰＮを介して接続する場合には、ＶＰＮ９により連結されるネットワーク・エンティティがＶＰＮ９内の異なる形式のベアラを差別化するために付加的なパラメータが必要となる。したがって、ベアラの確立および確立されたベアラに向けてのデータパケットのルーティングに必要なパラメータセットは、選択された形式のベアラがネットワーク・エンティティ、本例では、利用者装置１５およびアプリケーション・サーバ１７により特定されるように、ベアラ形式ごとに他と異なる少なくとも１つのパラメータを含むことを必要とする。

したがって、グローバル・ルーティング・パラメータ、例えば、トラフィック・フロー・テンプレート（ＴＦＴ）パラメータは、ＶＰＮ９の確立のために使用される。これらのＴＦＴパラメータは、ＩＰ宛先アドレス、宛先ポート、ＩＰ発信元アドレス、発信元ポート、およびプロトコルを含み、トランスポート・ネットワーク内で使用されるグローバル・ルーティング・パラメータに対応する。したがって、決定されたベアラにより伝送されるように定められたパケットは、ＶＰＮのＴＦＴパラメータを使用して選択されたベアラに向けてルーティングされ、前記ベアラによりＶＰＮ９を介して伝送される。さらに、差別化サービス・コード・ポイント（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄｓｅｒｖｉｃｅｃｏｄｅｐｏｉｎｔ（ＤＳＣＰ））フィールドまたはオーディオ形式フィールド内に位置づけられる情報などのその他の情報もまた、いずれのＱｏＳ分類が使用されることになるかを決定し、その結果、選択されたベアラに向けてパケットをルーティングするために、ＶＰＮ９により使用され得る。

図３は、ＶＰＮ９により接続されたエンティティ間で伝送されるパケットストリームの図を表し、パケットストリームは、矢印で表されている。点線の矢印は、アプリケーション・サーバから利用者装置へのダウンリンク・トラフィックに対応し、また実線の矢印は、アップリンク・トラフィックに対応する。

トラフィックは、３つの部分、すなわち、利用者装置のレベルではあるが集約されたトラフィックに対応するＶＰＮインターフェイス５の外側にある第１の部分３１、分割されたトラフィックに対応したＶＰＮ内の第２の部分３３、およびアプリケーション・サーバのレベルではあるが集約されたトラフィックに対応するＶＰＮインターフェイスまたはＶＰＮゲートウェイ７の外側にある第３の部分３５、に分割され得る。

したがって、ダウンリンク・トラフィックに対して、集約されたパケットは、それらに関連した優先度レベルに従ってＶＰＮゲートウェイ７レベルにおいて分割されて、異なる形式Ｂ１、Ｂ２・・・Ｂ５の中のある形式のベアラに向けてルーティングされる。前記ベアラは、所定の優先度レベルに対応したＱｏＳを有する。例えば、ベアラ形式Ｂ１に関連したＱｏＳは、ビデオに対して要求されるＱｏＳに対応することができ、したがって、ビデオアプリケーションに関連しかつＶＰＮゲートウェイで受信されたパケットは、Ｂ１形式のベアラに向けてルーティングされる。

異なるパケットストリームのこのような分割を達成するために、ＶＰＮゲートウェイ７は、ＶＰＮ９内にＴＦＴパラメータを確立し、トランスポート・ネットワーク内で使用されるＴＦＴパラメータとＶＰＮ９のＴＦＴパラメータとの間の翻訳機構を生成する。次いで、確立されたＶＰＮ９のＴＦＴパラメータは、異なる形式のベアラを差別化するために使用される。結果として、ＴＦＴパラメータの少なくとも１つは、ベアラの形式ごとに他と異なる必要がある。次いで、ＶＰＮゲートウェイおよびＰＧＷは、ＶＰＮ９のＴＦＴパラメータを使用して各パケットに関連した優先度に従って専用の形式のベアラに向けてパケットをルーティングする。次いで、異なるパケットストリームを含む異なるベアラＢ１、Ｂ２・・・Ｂ５は、ＶＰＮクライアント・インターフェイス５により受信される。前記ＶＰＮクライアント・インターフェイス５は、パケットの宛先アドレスを使用して、利用者装置１内のパケットに対応するアプリケーションに向けて、パケットをルーティングする。各パケットストリームに対して要求されるＱｏＳは、ＶＰＮゲートウェイ７内で確立されたＴＦＴパラメータを使用して、翻訳およびルーティング機構により保証される。同様にして、翻訳機構は、ＶＰＮクライアント・インターフェイス５において、各パケットに関連した優先度レベルに従って、異なるパケットストリームに分割される、アップリンク・トラフィックに対してＶＰＮクライアント・インターフェイス５において達成される。次いで、異なるパケットストリームは、ＶＰＮ９のＴＦＴパラメータを使用して、専用のベアラに向けてルーティングされ、異なるパケットストリームは、ＶＰＮゲートウェイ７においてそれらの宛先に向けてルーティングされる。各パケットストリームのＱｏＳは、ＶＰＮクライアント・インターフェイス内で達成される翻訳およびルーティング機構により保証される。

したがって、ダウンリンク・トラフィックに対して、トランスポート・ネットワークのＴＦＴパラメータは、ＶＰＮを介して提供されるＱｏＳが、トランスポート・ネットワークのＴＦＴパラメータ内で定義されるＱｏＳに対応することを保証可能とする、ＶＰＮ内で使用される対応したＴＦＴパラメータを確立するために、ＶＰＮゲートウェイ内で使用される。

同様に、アップリンク・トラフィックに対して、トランスポート・ネットワークのＴＦＴパラメータは、ＶＰＮを介して提供されるＱｏＳが、トランスポート・ネットワークのＴＦＴパラメータ内で定義されるＱｏＳに対応することを保証可能とする、ＶＰＮ内で使用される対応したＴＦＴパラメータを確立するためにＶＰＮクライアント・インターフェイス内で使用される。

さらに、２つのベアラの構成が、確立され得る。
第１の実施形態によれば、ベアラは、動的に専用化されたベアラであり、利用者装置からの要求に基づいてアプリケーション・サーバのアプリケーション機能により確立される。例えば、要求は、ビデオアプリケーションのために利用者装置により送信される。次いで、このアプリケーションに関連したＱｏＳは、アプリケーション機能により決定される。次いで、アプリケーション機能は、決定されたＱｏＳの新しいベアラを確立するための要求を３ＧＰＰＲｘインターフェイスまたはＲＡＤＩＵＳインターフェイスを介してポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）に送信する。要求は、プロキシまたは翻訳機いずれかとして働く、ＶＰＮゲートウェイを通過する。いずれの場合も、ＶＰＮゲートウェイは、異なるルーティングパラメータを「翻訳する」。適用される翻訳規則は、パケットストリームをルーティングするための制御計画に使用される規則と一致する。このように、この実施形態では、専用のベアラが、要求に応じて確立される。

別の実施形態によれば、ベアラは、登録制で利用者装置の取り付け時に確立される、登録制のベアラである。この場合、ベアラは、無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）エンティティ、ＬＴＥネットワークの場合にはモビリティ管理エンティティにより確立される。本実施形態では、ＲＡＮおよび／またはホーム加入者サービス（ＨＳＳ）内で事前に確立された規則は、ＶＰＮ内で事前に構成されかつ使用されるアドレスおよびポートに一致しなければならない、いくつかのＶＰＮアドレスおよびポートを使用する。したがって、本実施形態では、専用化されたベアラは、登録制で利用者装置の取り付け時に確立されている。両方のベアラ構成は、ＶＰＮと組み合わせてＱｏＳ差別化を可能とする。

ここで、より良い理解のために、１例を図４により説明する。本例では、ベアラは、動的に専用化されるベアラである。利用者装置１５は、３つの通信アプリケーション、すなわちＩＰポート１に連結されたビデオ・クライアント・アプリケーション３９、ＩＰポート２に連結されたプッシュ・ツウ・トーク（「ＰＴＴ」）アプリケーション４１、およびＩＰポート３に連結されたブラウザアプリケーション４３を有する。３つのポートは、ＩＰポートＡを介してＬＴＥモデム４５に連結される、ＶＰＮクライアント・インターフェイス５に連結される。このＬＴＥモデム４５は、バックホール２１を介してサービング・ゲートウェイ２５およびＰＤＮゲートウェイ２９（ＳＧＷおよびＰＧＷ）に連結される、拡張型ノードＢ（ｅＮＢ）１９に利用者装置を取り付けることを可能とする。ＳＧＷ２５およびＰＧＷ２９は、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）４７、ポリシーおよび課金ルール機能（ＰＣＲＦ）４９、および３つのＩＰポートＢ、ＣおよびＤを備えるＶＰＮゲートウェイ７に連結される。ＶＰＮゲートウェイは、利用者装置のアプリケーションに対応した３つのアプリケーション機能、すなわちビデオアプリケーション機能５１、ＰＴＴアプリケーション機能５３、およびインターネットアプリケーション機能５５を含む、アプリケーション・サーバ１７に連結される。アプリケーション機能は、それぞれ相互接続１８を介してＩＰポート４、５および６により連結される。

利用者装置１５の利用者が、アプリケーション、例えば、ビデオアプリケーション３９を開始する場合、アプリケーション・サーバ１７のビデオアプリケーション５１に要求が送信される。要求には、利用者装置１５のＩＰアドレスおよびこの場合にはＩＰＵＥポート１と書き留められた利用者装置１５のポート１を指し、アプリケーション・サーバ１７のビデオアプリケーション５１から送信されるビデオパケットのための宛先アドレスとなる、利用者装置１内のビデオアプリケーション３９のアドレスを含む。アプリケーション・サーバ１７およびビデオアプリケーション５１は、利用者装置１５から要求を受信し、利用者装置１５内のビデオアプリケーション３９のアドレスである、ＩＰＵＥポート１に対するビデオアプリケーション機能５１のアドレスである、アプリケーション・サーバのＩＰアドレスおよび、ＩＰＡＳポート４と書き留められるアプリケーション・サーバのポート４からベアラを確立するためにＰＣＲＦ４９に要求を送信する。この要求は、Ｒｘインターフェイス５７を使用してＶＰＮゲートウェイ７を介して伝送される。ＶＰＮゲートウェイ７は、プロキシまたは翻訳機として働き、要求を翻訳して、ＰＣＲＦ４９にこの要求を送信する。この翻訳に伴い、ＩＰＡＳポート４とＩＰＵＥポート１間の接続の要求は、ビデオアプリケーションの優先度に対応したＱｏＳを有するベアラ上のＩＰＡＳポートＢとＩＰＵＥポートＡ間の接続の要求へと翻訳される。このような翻訳は、トランスポート・ネットワークを介してアプリケーション・サーバにより伝送されるＴＦＴパラメータを使用して、並びに、要求されたＱｏＳを有するベアラを確立するために、ＰＣＲＦに伝送されかつＰＣＲＦにより解釈される、ＶＰＮ内の対応するＴＦＴパラメータを導入して達成される。

次いで、ＰＣＲＦ４９は、ＶＰＮを介してビデオアプリケーションに要求されるＱｏＳを提供するためのリソースを含むベアラの確立を始動する。ＶＰＮは、ＩＰＡＳポート４およびＩＰＵＥポート１を使用する代わりに、発信元アドレスとしてＩＰＡＳポートＢを、また宛先アドレスとしてＩＰＵＥポートＡを使用して確立される。ベアラの確立後、データパケットは、アプリケーション・サーバ１７のビデオアプリケーション５１（アドレスＩＰＡＳポート４）から利用者装置１５のビデオアプリケーション３９（アドレスＩＰＵＥポート１）に向けて送信される。これらのパケットは、これらをＶＰＮ内でカプセル化する、ＶＰＮゲートウェイにより受信される。アプリケーション・サーバ１７により受信されたＴＦＴパラメータを使用して、ＶＰＮは、受信したパケットストリームを識別し、識別されたパケットストリームに関連したＩＰ発信元および宛先のアドレスＩＰを使用する。このことは、両方向（アップリンクおよびダウンリンク）に対して当てはまる。識別されないストリームは、デフォルトの発信元および宛先ＩＰアドレスを持つデフォルトのベアラを使用して伝送される。ＶＰＮ内では、ＰＧＷ２９は、関連するベアラを選択し、宛先において要求されたＱｏＳを保証するために、ＶＰＮゲートウェイにより提供されるグローバル・ルーティング・パラメータ、すなわち翻訳されたＴＦＴパラメータを使用する。実際に、ＶＰＮゲートウェイにより提供された対応するＴＦＴパラメータは、データパケットと共に伝送され、ＰＧＷは、これらのＴＦＴパラメータに従ったベアラに向けてパケットをルーティングする。したがって、ＶＰＮクライアント・インターフェイス５が、ビデオアプリケーション機能５１からパケットを受信する場合、ＶＰＮクライアント・インターフェイス５は、これらのパケットを利用者装置１のビデオアプリケーション３９に向けてルーティングし、要求されたＱｏＳは、ＶＰＮゲートウェイにより提供されるＶＰＮのＴＦＴパラメータを使用して、ＰＧＷにおいて達成されるベアラ形式を選択することで、利用者に保証され得る。

要約すると、ＶＰＮゲートウェイは、トランスポート・ネットワークにより伝送されるＴＦＴパラメータに対応するＶＰＮＴＦＴパラメータを提供するための翻訳機として働く。前記ＶＰＮパラメータは、一方では、選択されたアプリケーションに関連して要求されたＱｏＳを有する専用化されたベアラを確立するためにＰＣＲＦに、他方では、ＰＧＷがこのアプリケーションのために確立されたベアラに向けて前記伝送されたパケットをルーティングするために、選択されたアプリケーションに関連付けられて伝送されるパケットと共に、伝送される。

さらに、動的ベアラと共に、要求されたビデオに対応する全てのパケットの伝送の終了時に、ベアラにより使用されたリソースは、他のアプリケーションおよび／または他の利用者のために開放されて、パケットストリーム伝送終了の情報が、専用のＲｘメッセージを使用して、アプリケーション・サーバ１７の対応するアプリケーション（この場合にはビデオアプリケーション５１）により送信される。

したがって、ＶＰＮインターフェイスにおける、ＴＦＴパラメータなどの、対応したグローバル・ルーティング・パラメータを使用することは、異なるＱｏＳを有する異なる形式のベアラを確立すること、および選択された形式のベアラに向けてデータパケットをルーティングすることを可能とする。したがって、このようなＱｏＳ差別化は、同一の利用者装置のために複数のＩＰポートを管理することを可能とする。ＱｏＳ差別化能力を有するＶＰＮの機能およびトランスポート・ネットワークの機能の組み合わせは、リソース使用を最適化しかつ利用者に対し所定のＱｏＳを保証しつつ、セキュアな接続を提供する。

Claims

ＬＴＥベースのトランスポート・ネットワーク上で仮想プライベート・ネットワーク「ＶＰＮ」を介して、利用者装置とアプリケーション機能サーバとの間の接続を確立するための方法であって、
−前記利用者装置のＶＰＮインターフェイスと前記アプリケーション機能サーバのＶＰＮゲートウェイとの間のベアラを確立するステップであって、前記ベアラは、前記接続のために要求されたＱｏＳに対応する形式である、確立するステップと、
−前記トランスポート・ネットワーク内で使用されるＴＦＴパラメータを前記ＶＰＮ内で使用される対応するＴＦＴパラメータに翻訳することにより得られる、翻訳されたＴＦＴパラメータと呼ばれる、少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記接続のパケットを前記確立されたベアラに関連付けるステップとを含む、方法。
−前記翻訳されたＴＦＴパラメータを前記パケットと共に伝送するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記翻訳されたＴＦＴパラメータは、ＩＰアドレス情報を含む、請求項１または２に記載の方法。
前記ベアラは、動的に専用化されたベアラであって、前記アプリケーション機能サーバの前記ＶＰＮゲートウェイは、前記専用化されたベアラの確立のために、前記アプリケーション機能サーバとポリシーおよび課金ルール機能「ＰＣＲＦ」との間のプロキシまたは翻訳機として働く、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
前記ベアラは、前記利用者装置の取り付け時に登録制で確立される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
ＶＰＮインターフェイスを含む利用者装置であって、前記ＶＰＮインターフェイスは、
−ＬＴＥベースのトランスポート・ネットワーク上でＶＰＮを介して、前記利用者装置とアプリケーション機能サーバとの間の接続を確立することをサポートし、
−前記ＶＰＮインターフェイスと前記アプリケーション機能サーバのＶＰＮゲートウェイとの間のベアラを確立することをサポートするように構成され、前記ベアラは、前記接続のために要求されたＱｏＳに対応する形式であり、前記ＶＰＮインターフェイスは、さらに、
−前記トランスポート・ネットワーク内で使用されるＴＦＴパラメータを前記ＶＰＮ内で使用される対応するＴＦＴパラメータに翻訳することにより得られる、翻訳されたＴＦＴパラメータと呼ばれる、少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記接続のパケットを前記確立されたベアラに関連付けることをサポートするように構成された、利用者装置。
−前記翻訳されたＴＦＴパラメータを前記パケットと共に伝送することをサポートするように構成された、請求項６に記載の利用者装置。
前記翻訳されたＴＦＴパラメータは、ＩＰアドレス情報を含む、請求項６または７に記載の利用者装置。
アプリケーション機能サーバのＶＰＮゲートウェイであって、前記ＶＰＮゲートウェイは、
−ＬＴＥベースのトランスポート・ネットワーク上でＶＰＮを介して、利用者装置と前記アプリケーション機能サーバとの間の接続を確立することをサポートし、
−前記利用者装置のＶＰＮインターフェイスと前記ＶＰＮゲートウェイとの間のベアラを確立することをサポートするように構成され、前記ベアラは、前記接続のために要求されたＱｏＳに対応する形式であり、前記ＶＰＮゲートウェイは、さらに、
−前記トランスポート・ネットワーク内で使用されるＴＦＴパラメータを前記ＶＰＮ内で使用される対応するＴＦＴパラメータに翻訳することにより得られる、翻訳されたＴＦＴパラメータと呼ばれる、少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記接続のパケットを前記確立されたベアラに関連付けることをサポートするように構成された、ＶＰＮゲートウェイ。
−前記翻訳されたＴＦＴパラメータを前記パケットと共に伝送することをサポートするように構成された、請求項９に記載のＶＰＮゲートウェイ。
前記翻訳されたＴＦＴパラメータは、ＩＰアドレス情報を含む、請求項９または１０に記載のＶＰＮゲートウェイ。
専用化されたベアラの確立のために、前記アプリケーション機能サーバとポリシーおよび課金ルール機能「ＰＣＲＦ」との間のプロキシまたは翻訳機として働くように構成された、請求項９に記載のＶＰＮゲートウェイ。