JP2017139645A - 分散型呼制御システム、および、分散型呼制御方法 - Google Patents

分散型呼制御システム、および、分散型呼制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】効率的に稼働するように呼制御システムを分散化すること。
【解決手段】分散型呼制御システムは、振り分けられたリクエスト信号を受け、ユーザ端末1およびオペレータ端末5それぞれに送信する呼接続信号に対して、リクエスト信号のキー情報を可逆的に変換可能なデータを含む所定のキー情報を生成する信号処理部と、呼接続信号の応答信号を受け、当該応答信号に含まれる所定のキー情報からリクエスト信号のキー情報を復元し、当該復元結果であるリクエスト信号のキー情報を、振り分け部43による応答信号の振り分け先の信号処理部を特定するためのハッシュ関数の入力に使用させるRESTキー復元部42とを有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、分散型呼制御システム、および、分散型呼制御方法の技術に関する。
サーバの処理能力を向上させる技術として、複数のサーバに処理を分散させることで、単体のサーバよりも大きな処理能力を実現するクラスタ化の技術が普及しつつある。これらの技術の実現方式はいくつか存在し、本願出願人からも振り分けサーバを用いたクラスタシステムを提案している(非特許文献1,2参照)。以下、図3を参照して、クラスタシステムを説明する。
図3は、振り分けサーバを用いたクラスタシステムの構成図である。
C(Client)処理部は、P処理部に処理を依頼するため、複数のP処理部の窓口であるB処理部に信号を送信する。なお、図面では、「処理部」の記載を省略し、アルファベット1文字(「C」など)で表記する。
B(Balancer)処理部は、C処理部から受信した信号を複数のD処理部に振り分けるときに、ランダムに振り分けるなどの単純な振り分け処理を実行する。B処理部は、振り分けサーバのうちの低レイヤのLB(load balancer)である。
D(Dispatcher)処理部は、B処理部から受信した信号のキー情報を入力としたハッシュ関数によりハッシュ値を計算し、同じハッシュ値の信号を同じP処理部へ振り分ける。つまり、同一のキー情報を持つ複数の信号は同じP処理部に割り振られて処理される。ハッシュ計算はB処理部のランダム振り分けよりも複雑な(詳細な)振り分け処理であるため、D処理部は、振り分けサーバのうちのB処理部よりも高レイヤのLBである。
P(Processor)処理部は、D処理部から振り分けられた信号を処理する。なお、処理に必要な状態データはS記憶部より取得する。
S(Storage)記憶部には、P処理部の処理に必要な状態データが記憶(ストア)されている。
ここで、縦方向の「D処理部→P処理部→S記憶部」には、ラインL1〜L4が形成されている。同じラインに属する「D処理部→P処理部→S記憶部」は、例えば同じ筐体内や直接接続される部品群として形成されることで、P処理部がS記憶部のデータをアクセスする速度などで高速にアクセスが可能である。
一方、ラインL1のP処理部がラインL2のS記憶部にデータアクセスするなど、異なるラインにまたがってアクセスするときには、そのアクセス速度は低下してしまう(図では破線矢印で表記)。
入江、西村、金子、別所、飯尾、「スケールアウトと柔軟な構成変更を実現するセッション制御サーバのクラスタモデル」、2011年2月28日、電子情報通信学会総合大会 B-6-11 野口、森谷、福元、「広域ネットワークにおける高可用サーバクラスタ構成方式に関する一検討」、2014年3月4日、電子情報通信学会総合大会 B-6-104
近年、企業における顧客への対応業務(コンタクトセンタサービス)において、Web技術と連携したものが登場しつつある。代表的な例としては、Web API(Application Programming Interface)とC2D(Click to Dial)型コンタクトセンタサービスを組み合わせたものであり、利用者(顧客)はWebブラウザから企業のホームページ上から自身の電話番号を入力し上で、コンタクトセンタへの接続操作を行う。以下、図4を参照して、コンタクトセンタシステムの一例を説明する。
図4は、コンタクトセンタシステムの構成図である。コンタクトセンタシステムは、ユーザ端末1と、Webサーバ2と、API−GW3と、基盤サーバ4と、オペレータ端末5とが、ネットワーク(インターネット8、IP電話網9など)で接続されて構成される。
なお、コンタクトセンタシステムの各装置は、それぞれCPU(Central Processing Unit)と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段(記憶部)と、ネットワークインタフェースとを有するコンピュータとして構成される。
このコンピュータは、CPUが、メモリ上に読み込んだプログラム(アプリケーションや、その略のアプリとも呼ばれる)を実行することにより、後記する各処理部により構成される制御部(制御手段)を動作させる。
ユーザ端末1からのClick-to-Callによる接続操作が行われたWebサーバ2は、ユーザ端末1とオペレータ端末5との間の接続指示(C2Dリクエスト)をAPI−GW3に対して送信する。API−GW3は基盤サーバ4に対してC2Dリクエストを転送する。
C2Dリクエストを受信した基盤サーバ4は、ユーザ端末1の電話番号に対して発信動作を行って接続を確認した後、オペレータ端末5の電話番号に対しても発信動作を行って接続を確認する。基盤サーバ4は、ユーザ端末1とオペレータ端末5との両者で確認が完了した時点で、基盤サーバ4が通話を中継する形で(2-leg発信)、IP電話網9を介して両者の通話が可能となる。
なお、コンタクトセンタシステムで用いられるプロトコルとしては、Webサーバ2〜API−GW3〜基盤サーバ4間の接続指示には、HTTP(Hypertext Transfer Protocol)ベースのREST(REpresentational State Transfer)−APIが用いられる。また、基盤サーバ4〜IP電話網9〜ユーザ端末1、オペレータ端末5間の接続操作には、SIP(Session Initiation Protocol)が用いられる。
ここで、図4のコンタクトセンタシステムの規模が大きくなり、接続する利用者・オペレータの数が増加すると、それに伴い基盤サーバ4の処理能力も要求される。そのため、基盤サーバ4においても図3で示したようなクラスタ化による処理能力向上が求められる。
なお、図3で示したように、異なるラインにまたがったアクセスが発生してしまうと、せっかく複数のP処理部に処理を分散させていても、処理性能は低下してしまう。よって、ユーザ端末1とオペレータ端末5とのセッションの組み合わせについて、同じセッションに関する処理を極力同じP処理部へと割り当てることが重要である。これにより、セッションに関する処理データのアクセスが、同じライン内のS記憶部から高速でデータアクセスすることができる。
しかし、非特許文献1,2には、コンタクトセンタシステムに適用した場合の同じセッションに関する処理を極力同じP処理部へと割り当てるための具体的な実装内容(キー情報をどのプロトコルの何パラメータにするか、など)が記載されていない。
そこで、本発明は、効率的に稼働するように呼制御システムを分散化することを、主な課題とする。
前記課題を解決するために、本発明の分散型呼制御システムは、
ユーザ端末からオペレータ端末への呼接続をWeb上で指定するリクエスト信号を受け、当該リクエスト信号に対してハッシュ関数のキー情報を付加する信号変換部と、
前記リクエスト信号のキー情報を入力とするハッシュ関数の計算結果であるハッシュ値をもとに、複数の信号処理部のうちの振り分け先の前記信号処理部を特定する振り分け部と、
振り分けられた前記リクエスト信号を受け、前記ユーザ端末および前記オペレータ端末それぞれに送信する呼接続信号に対して付加する、前記リクエスト信号のキー情報を可逆的に変換可能なデータを含む所定のキー情報を生成する前記信号処理部と、
呼接続信号の応答信号を受け、当該応答信号に含まれる前記所定のキー情報から前記リクエスト信号のキー情報を復元し、当該復元結果である前記リクエスト信号のキー情報を、前記振り分け部による応答信号の振り分け先の前記信号処理部を特定するためのハッシュ関数の入力に使用させるキー復元部とを有することを特徴とする。
これにより、同じセッション内でのリクエスト信号と呼接続信号の応答信号とが、同じ信号処理部に振り分けられることで、効率的に稼働するように呼制御システムを分散化することができる。
本発明は、前記信号処理部が、前記リクエスト信号のキー情報と所定の区切り文字とを文字列として連結することで、前記リクエスト信号のキー情報を可逆的に変換可能なデータを生成し、
前記キー復元部が、応答信号に含まれる前記所定のキー情報の最初の文字から所定の区切り文字の前までの文字である文字列を、前記リクエスト信号のキー情報として復元することを特徴とする。
これにより、簡単な計算でリクエスト信号のキー情報を復元できる。
本発明は、分散型呼制御システムが、さらに、前記ユーザ端末からのWeb上での指定により前記リクエスト信号を送信するWebサーバを含めて構成され、
前記振り分け部が、ハッシュ関数のキー情報が付加された前記リクエスト信号を正しく受信できたときには、当該リクエスト信号に付加されたハッシュ関数のキー情報を前記Webサーバに通知し、
前記Webサーバが、同じ前記ユーザ端末および前記オペレータ端末の組み合わせで呼接続された後に当該呼接続に関する新たな前記リクエスト信号を送信するときには、前記振り分け部から通知されたハッシュ関数のキー情報と同じものを新たな前記リクエスト信号にも付加することを特徴とする。
これにより、同じセッション内での複数のリクエスト信号が同じ信号処理部に振り分けられる。
本発明によれば、効率的に稼働するように呼制御システムを分散化することができる。
本実施形態に係わるクラスタ化されたコンタクトセンタシステムの構成図である。 本実施形態に係わる分散処理システムの処理を示すシーケンス図である。 振り分けサーバを用いたクラスタシステムの構成図である。 コンタクトセンタシステムの構成図である。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、クラスタ化されたコンタクトセンタシステム(分散型呼制御システム)の構成図である。この図1は、前記した図3の各処理部(C,B,D,P)とS記憶部の詳細を示す。なお、クラスタシステムにおける各処理部の個数は図1や図3で例示した個数に限定されず、コンタクトセンタシステムの負荷状況や提供可能な計算機資源などを考慮して、任意に設定してよい。
C処理部は、図4で前記したユーザ端末1、オペレータ端末5、API−GW3に加え、新たに信号変換部31を追加して構成される。信号変換部31は、API−GW3〜基盤サーバ4間の信号に対し、D処理部が振り分け(ハッシュ計算)に利用するキー情報が存在しない場合、キー情報を自動生成して信号に付与する。なお、信号変換部31は独立した機能ブロックであってもよいし、API−GW3やWebサーバ2上に含めてもよい。
B処理部は、図3で説明した通りである。
D処理部は、図3で説明したようにハッシュ計算により処理を振り分けるための振り分け部43に加え、「同じセッションに関する処理を極力同じP処理部へと割り当てる」ための構成要素として、信号判定部41と、RESTキー復元部42とを有する。
信号判定部41は、B処理部から振り分けられた信号のプロトコル種別を判定し、その結果により次に信号を転送する処理部を分岐させる。D処理部は、REST−APIの信号(以下、REST信号、リクエスト信号と略す)なら、その信号を振り分け部43に転送する。SIPの信号なら、その信号をRESTキー復元部42に転送する。
RESTキー復元部42は、SIPキー生成部44により生成されたSIP信号(呼接続信号)上のキー情報から、その生成元のREST信号のキー情報を復元(逆生成)する。そして、RESTキー復元部42は、復元したREST信号のキー情報を付加して、SIPの信号を振り分け部43に通知する。
振り分け部43は、REST信号のキー情報から所定のハッシュ関数を計算することで、割り当て先であるP処理部を特定するためのハッシュ値を求める。つまり、同じREST信号のキー情報をもつ複数の信号(REST信号、SIP信号)は、同じP処理部へと割り当てられる。なお、所定のハッシュ関数は、例えば、非特許文献1に記載のコンシステントハッシュ法を用いてもよいし、P処理部の台数で除算したあまり値(mod演算)をハッシュ値としてもよい。なお、コンシステントハッシュ法を用いることで、マシン(P処理部)の増減へのインパクト(担当ノードの再配置)を減らすことができる。
P処理部(信号処理部)は、図3で説明したような信号処理という基本機能に加え、「同じセッションに関する処理を極力同じP処理部へと割り当てる」ための構成要素として、SIPキー生成部44を有する。
SIPキー生成部44は、REST信号のキー情報から、SIP信号上の新たなキー情報の生成を行う。なお、SIP信号上の新たなキー情報は、RESTキー復元部42によりREST信号のキー情報を復元させるために、REST信号、SIP信号間で可逆的に変換可能となるように生成される。そして、新たなキー情報を含むSIP信号は、基盤サーバ4からIP電話網9を介してユーザ端末1、オペレータ端末5に出力されるとともに、その応答のSIP信号がB処理部へと届く。
S記憶部は、図3で説明した通りである。
図2は、分散処理システムの処理を示すシーケンス図である。まず図2の処理を説明するために、図2の信号を示す矢印の上に記載される「ABC123」、「ABC123@call1」について説明する。
「ABC123」はREST信号に付されるキー情報であり、例えば、太線矢印で示すREST信号のHTTPヘッダ内のx-Keyヘッダ内に格納される。
「ABC123@call1」はSIP信号に付されるキー情報であり、例えば、細線矢印で示すSIP信号の呼を一意に識別する「Call-ID」として格納される。ここでの呼とは、通話開始から終話までの一連の処理である。
また、図2の信号を示す矢印の符号は、以下の通りである。
信号P11〜P13は、REST信号である。
信号P21,P22は、オペレータ端末5宛てのSIP信号である。
信号P31〜P33は、オペレータ端末5からの信号P22への応答信号である。
信号P41,P42は、ユーザ端末1宛てのSIP信号である。
以下、図2の各処理(S101〜S114)を順に説明する。
まず、B処理部は、C処理部からキー情報「ABC123」が付されたREST信号(P11)を受信する。そのため、信号変換部31は、API−GW3から基盤サーバ4に向けて送信されたC2DリクエストのREST信号を監視することで受信し、そのREST信号上にキー情報が存在しない場合、キー情報「ABC123」を生成してx-Keyヘッダと共に信号上に付与する。
S101として、B処理部は、図3で説明したようにランダム振り分けなどの単純振り分け処理を実行することで、受信したREST信号を振り分け先のD処理部に転送する。
S102として、D処理部の信号判定部41は、受信した信号(P12)のプロトコル種別を判定する。判定の方法は、例えば、送信先のポート番号や信号上の特定の文字列を判別する方法(例えばSIP信号であれば、信号上の1行目に"SIP"という文字列が含まれる)などである。ここでは、REST信号と判定されたので、信号判定部41はその信号を振り分け部43に転送する。
S103として、振り分け部43は、REST信号に対して詳細振り分け処理を実行する。つまり、振り分け部43は、REST信号のキー情報「ABC123」を入力として所定のハッシュ関数を計算することにより、その結果のハッシュ値を元に振り分け先のP処理部を決定する。
振り分け先のP処理部は、REST信号がデータ破損など発生しておらず、正しく解釈できた場合は、信号変換部31→API−GW3→Webサーバ2というように、C2Dリクエストの送信元に向かって正常応答を返却する。なお、この正常応答にはキー情報「ABC123」を含む。
これにより、正常応答を受信した信号変換部31、API−GW3、または、Webサーバ2は、同じ呼が続いているときに、話者変更などのC2Dリクエストの内容を変更させるための新たなREST信号を送信するときに、その新たなREST信号に対してキー情報「ABC123」を付加させることができる。
S104として、SIPキー生成部44は、振り分けられたREST信号(P13)からSIPキーを生成する。例えば、SIPキー生成部44は、REST信号のキー情報「ABC123」と、「@」と、「call1」(任意の文字列)とを連結することにより、SIP信号のキー情報(所定のキー情報)「ABC123@call1」が生成される。
なお、SIPキー生成部44によるキー生成アルゴリズムは、前記の文字列連結処理に限定されず、SIP信号のキー情報からREST信号のキー情報を可逆的に変換できるもの(換言すると、REST信号のキー情報が一部でも欠けたりしないもの)であればよい。
そして、SIPキー生成部44は、生成したキー情報「ABC123@call1」をCall-IDヘッダとして付したSIP信号を、B処理部を経由して(P21)IP電話網9(オペレータ端末5)に送信する(P22)。オペレータ端末5は、この送信信号に対し、同じSIP信号の種別である応答信号などの後続信号をB処理部に送信する(P31)。ここで、図3で示した同一ラインの制約により、この応答信号もS104の発信元のP処理部に正しく転送される必要がある。
S111として、B処理部は、S101と同様に、応答信号(P31)に対して単純振り分け処理を実行することで、振り分け先のD処理部を特定し、そのD処理部に応答信号を転送する。なお、同じセッションには同じCall-IDヘッダを付するというSIPの規約に従って、応答信号にもSIP信号のキー情報「ABC123@call1」が付されている。
S112として、信号判定部41は、S102と同様に信号判定する。ここでは、SIP信号(P32)であるので、そのSIP信号上のキー情報「ABC123@call1」をRESTキー復元部42に送信することで、キー復元処理を依頼する。
S112aとして、RESTキー復元部42は、SIP信号上のキー情報「ABC123@call1」からREST信号のキー情報「ABC123」を復元する。この復元処理は、S104のキー生成処理の逆の処理であり、例えば、先頭から「@」文字が出現するまでの文字列をREST信号のキー情報として抽出する処理である。
S113として、振り分け部43は、S103と同様に、詳細振り分け処理を実行する。ここで、ハッシュ計算の入力となるキー情報はSIP信号上のキー情報「ABC123@call1」の代わりに、そのキー情報からS112aで復元されたREST信号のキー情報「ABC123」を用いる。これにより、S103とS113とで同じキー情報が使われることにより、両処理の振り分け先となるP処理部が互いに一致する。
S114として、P処理部は、S104でSIP信号上のキー情報「ABC123@call1」を生成する代わりに、振り分けられたSIP信号(P33)に既に付されているキー情報「ABC123@call1」を利用して、ユーザ端末1に送信するSIP信号を作成する。このSIP信号はB処理部から(P41)IP電話網9を介してユーザ端末1に送信される(P42)。これにより、ユーザ端末1とオペレータ端末5とでそれぞれSIP信号が送信されることで、2-leg発信により、IP電話網9を介して両者の通話が可能となる。
なお、対応中のオペレータを変更するためにオペレータ端末5間で呼の転送をする場合などで、API−GW3は、基盤サーバ4に対して新たなREST信号を送信することもある。そのときでも、初回のREST信号と次回のREST信号とで同じREST信号のキー情報を用いることで、同じP処理部にREST信号を割り当てることができる(S103)。
なお、S103で初回のREST信号と次回のREST信号とで同じREST信号のキー情報を用いる処理として、例えば、Webサーバ2は、初回のREST信号に対してS103の正常応答で通知されたキー情報を、次回のREST信号にも付加する。これにより、信号変換部31は、次回のREST信号に対して新たなキー情報を発行する必要がなくなる。
以上、図1,図2を参照して、コンタクトセンタシステムのクラスタ化について説明した。以下では、「同じセッションに関する処理を極力同じP処理部へと割り当てる」という本実施形態の特徴的な構成要素が無い比較例と比較することで、本実施形態の効果を主張する。
まず、REST信号(S101〜S104)と、SIP信号(S111〜S114)とが同じP処理部へと割り当てられるか否かについて説明する。
比較例では、SIP信号のキー情報は、REST信号のキー情報とは無関係に生成されるので、振り分け部43は、SIP信号のキー情報から求めたP処理部が、REST信号のキー情報から求めたP処理部と一致することを保証できない。なお、キー情報からハッシュ値を生成するのは容易であるが、ハッシュ値からキー情報を生成するのは原理的には不可能というハッシュの不可逆性により、REST信号が振り分けられたP処理部が、その振り分けに使用されたREST信号のキー情報を取得することは困難である。
本実施形態では、SIPキー生成部44がREST信号のキー情報が可逆的に変換可能となるように、SIP信号のキー情報を生成する。そして、RESTキー復元部42は、SIP信号のキー情報からREST信号のキー情報を復元することで、振り分け部43に対して復元したREST信号のキー情報を使用させる。これにより、REST信号とSIP信号とが同じP処理部へと割り当てられることを保証できる。
次に、同じセッション内での、初回のREST信号(S101〜S104)と、次回のREST信号(S101〜S104)とが同じP処理部へと割り当てられるか否かについて説明する。
比較例では、そもそもREST信号に対してどのようなキー情報を付すのかについて、何の制約も無い。よって、同じセッション内であっても、別々のキー情報が付されることで、同じP処理部へと割り当てられることを保証できない。
本実施形態では、前記したS103で説明したように、同一のキー情報を2つのREST信号に付すことで、同じP処理部へと割り当てられることを保証する。
1 ユーザ端末
2 Webサーバ
3 API−GW
4 基盤サーバ
5 オペレータ端末
8 インターネット
9 IP電話網
31 信号変換部
41 信号判定部
42 RESTキー復元部(キー復元部)
43 振り分け部
44 SIPキー生成部

Claims (4)

  1. ユーザ端末からオペレータ端末への呼接続をWeb上で指定するリクエスト信号を受け、当該リクエスト信号に対してハッシュ関数のキー情報を付加する信号変換部と、
    前記リクエスト信号のキー情報を入力とするハッシュ関数の計算結果であるハッシュ値をもとに、複数の信号処理部のうちの振り分け先の前記信号処理部を特定する振り分け部と、
    振り分けられた前記リクエスト信号を受け、前記ユーザ端末および前記オペレータ端末それぞれに送信する呼接続信号に対して付加する、前記リクエスト信号のキー情報を可逆的に変換可能なデータを含む所定のキー情報を生成する前記信号処理部と、
    呼接続信号の応答信号を受け、当該応答信号に含まれる前記所定のキー情報から前記リクエスト信号のキー情報を復元し、当該復元結果である前記リクエスト信号のキー情報を、前記振り分け部による応答信号の振り分け先の前記信号処理部を特定するためのハッシュ関数の入力に使用させるキー復元部とを有することを特徴とする
    分散型呼制御システム。
  2. 前記信号処理部は、前記リクエスト信号のキー情報と所定の区切り文字とを文字列として連結することで、前記リクエスト信号のキー情報を可逆的に変換可能なデータを生成し、
    前記キー復元部は、応答信号に含まれる前記所定のキー情報の最初の文字から所定の区切り文字の前までの文字である文字列を、前記リクエスト信号のキー情報として復元することを特徴とする
    請求項1に記載の分散型呼制御システム。
  3. 分散型呼制御システムは、さらに、前記ユーザ端末からのWeb上での指定により前記リクエスト信号を送信するWebサーバを含めて構成され、
    前記振り分け部は、ハッシュ関数のキー情報が付加された前記リクエスト信号を正しく受信できたときには、当該リクエスト信号に付加されたハッシュ関数のキー情報を前記Webサーバに通知し、
    前記Webサーバは、同じ前記ユーザ端末および前記オペレータ端末の組み合わせで呼接続された後に当該呼接続に関する新たな前記リクエスト信号を送信するときには、前記振り分け部から通知されたハッシュ関数のキー情報と同じものを新たな前記リクエスト信号にも付加することを特徴とする
    請求項1または請求項2に記載の分散型呼制御システム。
  4. 分散型呼制御システムは、信号変換部と、振り分け部と、信号処理部と、キー復元部とを有しており、
    前記信号変換部は、ユーザ端末からオペレータ端末への呼接続をWeb上で指定するリクエスト信号を受け、当該リクエスト信号に対してハッシュ関数のキー情報を付加し、
    前記振り分け部は、前記リクエスト信号のキー情報を入力とするハッシュ関数の計算結果であるハッシュ値をもとに、複数の信号処理部のうちの振り分け先の前記信号処理部を特定し、
    前記信号処理部は、振り分けられた前記リクエスト信号を受け、前記ユーザ端末および前記オペレータ端末それぞれに送信する呼接続信号に対して付加する、前記リクエスト信号のキー情報を可逆的に変換可能なデータを含む所定のキー情報を生成し、
    前記キー復元部は、呼接続信号の応答信号を受け、当該応答信号に含まれる前記所定のキー情報から前記リクエスト信号のキー情報を復元し、当該復元結果である前記リクエスト信号のキー情報を、前記振り分け部による応答信号の振り分け先の前記信号処理部を特定するためのハッシュ関数の入力に使用させることを特徴とする
    分散型呼制御方法。
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