JP2020507289A - 多重パケット処理コア上の無線加入者パケット処理の負荷分散 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年1月25日に出願された米国仮特許出願第62/450,162号に対する優先権を主張するものであり、同出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
アクセスネットワークとパケットデータネットワークとの間で電気通信トラフィックをルーティングする従来の方法は、パケット送信元データおよびパケット宛先データ上のパケット処理コアの選択に基づいていた。対照的に、本開示の実施形態では、所与の無線加入者のユーザ機器(「UE」)について、ネットワークのアクセス側から受信されたパケットおよびインターネットコアから来る対応する応答パケットが識別され、対応する加入者のトンネルエンドポイント識別子(「TEID」)およびワークフローセッションIDに基づいて、処理コアにルーティングされる。DPDK負荷分散装置コアは、特定のコアを選択/割り当てするためにTEIDおよびワークフローセッションIDの共通の値(例えば、それぞれの最初の24ビット)を使用し、それによって、ワークフローセッションIDに対応するUE加入者セッションがアクティブである限り、そのUEのパケット処理をそのコアにピン留めする。いくつかの実装形態では、TEIDは、モビリティ管理エンティティ(「MME」)または進化したノードB(「eNodeB」)と本開示のMCCとの間でネゴシエートされる加入者特有の識別子である。例えば、いくつかの実施形態では、初期の「セッション作成」要求がMME/eNodeBからMCCに送信される。MCCは、ワークフローセッションID(例えば24ビット)、ワークフローセッションIDを含むトンネリングID(「TEID」)(例えば、24ビットのワークフローセッションIDを含む32ビット)、およびUEのIPアドレスを割り当てる。言い換えれば、ワークフローセッションIDの割り当ては、TEIDの最初の24ビットをワークフローセッションIDの24ビットとして複製することを含むことができる(各々の最初の24ビットが一致するのを確実にする)。MCCにおけるこれらの割り当ては、本明細書に記載の1つ以上のシステムによって実行することができる。MCCは、TEIDおよびUEのIPアドレスをMME/eNodeBに返送し、MME/eNodeBは修正されたTEIDをMCCに返送する。いくつかのそのような実施形態では、修正されたTEIDは、元々提案されたTEIDのTEIDと同じ24ビットのワークフローセッションIDを含む。関連付けられたセッション中に、指定されたユーザに割り当てられたデータパケットの識別および/またはルーティングのために後で使用される最終的なTEIDをもたらすのは、MME/eNodeBとMCCとの間のこの往復のネゴシエーションである。MCCにおいて、最終的なTEIDは、後で使用するために、制御プレーンからWSMおよびデータプレーン内の1つ以上のIOMに転送される。TEIDは、入出力多重化(「IOM」)段階でパケットヘッダに追加することができる。ネゴシエートされたTEIDが確立されると、1つ以上のUEから発信されて、TEIDを含むヘッダを有する加入者データパケットを、事実上、MCCへGTP−Uトンネリングすることができる。次いで、ハッシュ化アルゴリズムをパケットヘッダに対して使用して、利用可能なすべてのコアにわたって多数のUEを割り当てるまたは分配することができる。
いくつかの実施形態では、マルチプロトコルラベルスイッチング(「MPLS」)がコア側で使用されるとき、ダウンストリームUEトラフィックからシステム開始プロキシトラフィックを区別するために、MPLSラベルスペースを2つの異なるドメイン:UEプールアドレスドメインと、プロキシループバックアドレスドメインと、に分割することができる。所与のUEのIPアドレスに対応するスタティックルートは、UEドメインからのラベルを使用して、アドバタイズすることができ、プロキシループバックアドレスに対応するスタティックルートは、マルチプロトコルボーダーゲートウェイプロトコル(「MP−BGP」)によってループバックアドレスドメインからのラベルを使用して、アドバタイズすることができる。DPDK負荷分散装置コアは、次いでラベル範囲情報を使用して、ダウンストリームUEトラフィックからプロキシトラフィックを区別することができる。例えば、ダウンストリームプロキシトラフィックパケットが5タプル値(例えば、送信元アドレス、宛先アドレス、送信元ポート、宛先ポート、およびイーサタイプのうちの1つ以上)に基づいて、負荷分散されるとき、UEパケットはセッションIDに基づいて、負荷分散することができる。
システムが加入者/UEに対するプロキシサービスを識別すると、その加入者/UEからのすべてのパケットは、プロキシサービスのために付加価値サービス(「VAS」)モジュールに導かれる。ワークフローサービスモジュールは、IPv4ベースの送信元NATを使用して、VASモジュールと通信する。NATアドレスの3番目のバイトは、コアID情報を搬送するためにエンコードされている。リターンパスでは、ワークフローサービスモジュール上の負荷分散装置コアがNATアドレスからコア情報を抽出し、ダウンストリーム処理のための対応するコアにパケットを導く。これは、確実にアップストリームおよびダウンストリームのUEプロキシトラフィックが同じコアで処理され、L2キャッシュの利用率を最大化し、システムのパフォーマンスを向上するようにする。
/etc/platform/platform.xml
platform.xml−>/etc/platform/platform_SRIOV_RED.xml
<!−−Variables for DPDK−−>
<dpdk>
<sriov>true</sriov>
<loadbalDpdkPorts>3c</loadbalDpdkPorts>
<loadbalThreadsCount>1</loadbalThreadsCount>
<loadbalHugePageSize>25</loadbalHugePageSize>
<loadbalHugePageCount>1500</loadbalHugePageCount>
<loadbalCoreCount>fffffff0</loadbalCoreCount>
<loadbalIoCorePortMask0>24</loadbalIoCorePortMask0>
<loadbalIoCorePortMask1>18</loadbalIoCorePortMask1>
<loadbalIoFctGrouping>all−separated</loadbalIoFctGrouping>
<workflowDpdkPorts>24</workflowDpdkPorts>
<workflowThreadsCount>1</workflowThreadsCount>
<workflowHugePageSize>25</workflowHugePageSize
<workflowHugePageCount>1500</workflowHugePageCount>
<workflowCoreCount>fffffff0</workflowCoreCount>
<workflowIoCorePortMask0>24</workflowIoCorePortMask0>
<workflowIoFctGrouping>all−separated</workflowIoFctGrouping>
Claims (28)
- 通信システムにおいてパケットハンドラコアにパケットを送信するためのコンピューティングシステムであって、
プロセッサと、
メモリであって、前記プロセッサに結合され、かつ前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、
セッションを作成する要求を受信することであって、前記要求が、加入者に対応する、ことと、
ダウンストリーム識別子およびアップストリーム識別子を前記セッションに割り当てることと、
前記ダウンストリーム識別子および前記アップストリーム識別子をセッション識別子に関連付けることであって、前記セッション識別子が、前記セッションを一意的に識別する、ことと、
前記ダウンストリーム識別子または前記アップストリーム識別子を含むデータパケットを受信することと、
前記ダウンストリーム識別子または前記アップストリーム識別子に基づいて、前記データパケットに関連付けられた前記セッション識別子を識別することと、
前記セッション識別子に基づいて、前記データパケットをパケットハンドラコアにルーティングすることと、を行わせる、コンピュータ可読命令を含む、メモリと、を備える、コンピューティングシステム。 - 前記アップストリーム識別子が、トンネルエンドポイント識別子(「TEID」)または暗号化キーを含む、請求項1に記載のコンピューティングシステム。
- 前記プロセッサに、前記暗号化キーを使用して、前記データパケットを暗号化または復号化することをさらに行わせる、請求項2に記載のコンピューティングシステム。
- 前記ダウンストリーム識別子が、ユーザ機器(「UE」)インターネットプロトコル(「IP」)アドレスまたはTEIDのうちの1つを含む、請求項1に記載のコンピューティングシステム。
- アップストリーム識別子およびダウンストリーム識別子が、共通の値を共有する、請求項1に記載のコンピューティングシステム。
- 前記共通の値が、前記アップストリーム識別子およびダウンストリーム識別子の最初の24ビット部分を含む、請求項5に記載のコンピューティングシステム。
- 前記プロセッサに、前記セッション識別子にハッシュ化アルゴリズムを適用して、前記パケットハンドラコアを判定することをさらに行わせる、請求項1に記載のコンピューティングシステム。
- 前記プロセッサに、
前記データパケットに対するプロキシサービスを識別することと、
前記データパケットをプロキシサービスモジュールにルーティングすることと、
前記パケットハンドラコアに対する識別子を前記セッション識別子と相関させることと、をさらに行わせる、請求項1に記載のコンピューティングシステム。 - 前記プロセッサに、前記パケットハンドラコアに対する前記識別子に基づいて、前記データパケットを前記パケットハンドラコアにルーティングすることをさらに行わせる、請求項8に記載のコンピューティングシステム。
- 通信システムにおいてパケットハンドラコアにパケットを送信するための方法であって、
コンピューティングデバイスによって、セッションを作成するための要求を受信することであって、前記要求が、加入者に対応する、ことと、
前記コンピューティングデバイスによって、ダウンストリーム識別子およびアップストリーム識別子を前記セッションに割り当てることと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記ダウンストリーム識別子および前記アップストリーム識別子をセッション識別子に関連付けることであって、前記セッション識別子が、前記セッションを一意的に識別する、ことと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記ダウンストリーム識別子または前記アップストリーム識別子を含むデータパケットを受信することと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記ダウンストリーム識別子または前記アップストリーム識別子に基づいて、前記データパケットに関連付けられた前記セッション識別子を識別することと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記セッション識別子に基づいて、前記データパケットをパケットハンドラコアにルーティングすることと、を含む、方法。 - 前記アップストリーム識別子が、トンネルエンドポイント識別子(「TEID」)または暗号化キーを含む、請求項10に記載のコンピューティングシステム。
- 前記プロセッサに、前記暗号化キーを使用して、前記データパケットを暗号化または復号化することをさらに行わせる、請求項11に記載のコンピューティングシステム。
- 前記ダウンストリーム識別子が、ユーザ機器(「UE」)インターネットプロトコル(「IP」)アドレス、またはTEIDのうちの1つを含む、請求項10に記載のコンピューティングシステム。
- アップストリーム識別子およびダウンストリーム識別子が、共通の値を共有する、請求項10に記載のコンピューティングシステム。
- 前記共通の値が、前記アップストリーム識別子およびダウンストリーム識別子の最初の24ビット部分を含む、請求項14に記載のコンピューティングシステム。
- 前記プロセッサに、前記セッション識別子にハッシュ化アルゴリズムを適用して、前記パケットハンドラコアを判定することをさらに行わせる、請求項10に記載のコンピューティングシステム。
- 前記プロセッサに、
前記データパケットに対するプロキシサービスを識別することと、
前記データパケットをプロキシサービスモジュールにルーティングすることと、
前記パケットハンドラコアに対する識別子を前記セッション識別子と相関させることと、をさらに行わせる、請求項10に記載のコンピューティングシステム。 - 前記プロセッサに、前記パケットハンドラコアに対する前記識別子に基づいて、前記データパケットを前記パケットハンドラコアにルーティングすることをさらに行わせる、請求項17に記載のコンピューティングシステム。
- 通信システムにおいてパケットハンドラコアにパケットを送信するためのコンピューティングシステムであって、
プロセッサと、
メモリであって、前記プロセッサに結合され、前記プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、
セッションを作成する要求を受信することであって、前記要求が、加入者に対応する、ことと、
ダウンストリーム識別子およびアップストリーム識別子を前記セッションに割り当てることと、
前記ダウンストリーム識別子および前記アップストリーム識別子をセッション識別子に関連付けることであって、前記セッション識別子が、前記セッションを一意的に識別する、ことと、
前記ダウンストリーム識別子または前記アップストリーム識別子を含むデータパケットを受信することと、
前記データパケットが、プロキシサービスを必要とすることを判定することと、
前記データパケットが、前記ダウンストリーム識別子または前記アップストリーム識別子を含むかどうかを判定することと、
前記データパケットが、前記アップストリーム識別子を含むとき、前記アップストリーム識別子に基づいて、前記データパケットに関連付けられた前記セッション識別子を識別し、かつ前記セッション識別子に基づいて、前記データパケットをパケットハンドラコアにルーティングすることと、
前記データパケットが、前記ダウンストリーム識別子を含むとき、前記ダウンストリーム識別子に基づいて、前記データパケットを前記パケットハンドラコアにルーティングすることと、を行わせる、コンピュータ可読命令を含む、メモリと、を備える、コンピューティングシステム。 - 前記ダウンストリーム識別子が、UEループバックIPアドレスを含む、請求項19に記載のコンピューティングシステム。
- 前記アップストリーム識別子が、TEIDを含む、請求項19に記載のコンピューティングシステム。
- システム開始プロキシトラフィックが、区分されたマルチプロトコルラベルスイッチング(「MPLS」)ラベルスペースを使用して、ダウンストリーム加入者トラフィックと区別される、請求項19に記載のコンピューティングシステム。
- 前記MPLSラベルスペースが、UEプールアドレスドメインと、プロキシループバックアドレスドメインと、に分割される、請求項22に記載のコンピューティングシステム。
- 通信システムにおいてパケットハンドラコアにパケットを送信するための方法であって、
コンピューティングデバイスによって、セッションを作成するための要求を受信することであって、前記要求が、加入者に対応する、ことと、
前記コンピューティングデバイスによって、ダウンストリーム識別子およびアップストリーム識別子を前記セッションに割り当てることと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記ダウンストリーム識別子および前記アップストリーム識別子をセッション識別子に関連付けることであって、前記セッション識別子が、前記セッションを一意的に識別する、ことと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記ダウンストリーム識別子または前記アップストリーム識別子を含むデータパケットを受信することと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記データパケットが、プロキシサービスを必要とすることを判定することと、
前記コンピューティングデバイスによって、前記データパケットが、前記ダウンストリーム識別子または前記アップストリーム識別子を含むかどうかを判定することと、
前記データパケットが、前記アップストリーム識別子を含むとき、前記アップストリーム識別子に基づいて、前記データパケットに関連付けられた前記セッション識別子を識別し、かつ前記セッション識別子に基づいて、前記データパケットをパケットハンドラコアにルーティングすることと、
前記データパケットが、前記ダウンストリーム識別子を含むとき、前記ダウンストリーム識別子に基づいて、前記データパケットを前記パケットハンドラコアにルーティングすることと、を含む、方法。 - 前記ダウンストリーム識別子が、UEループバックIPアドレスを含む、請求項24に記載の方法。
- 前記アップストリーム識別子が、TEIDを含む、請求項24に記載の方法。
- システム開始プロキシトラフィックが、区分されたマルチプロトコルラベルスイッチング(「MPLS」)ラベルスペースを使用して、ダウンストリーム加入者トラフィックと区別される、請求項24に記載の方法。
- 前記MPLSラベルスペースが、UEプールアドレスドメインと、プロキシループバックアドレスドメインと、に分割される、請求項27に記載の方法。
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