JP2022538720A - サービス通信プロキシにおけるプロデューサネットワーク機能サービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のための方法、システムおよびコンピュータ可読媒体 - Google Patents

サービス通信プロキシにおけるプロデューサネットワーク機能サービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のための方法、システムおよびコンピュータ可読媒体 Download PDF

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Abstract

ネットワーク機能（ＮＦ）サービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のための方法は、サービス通信プロキシ（ＳＣＰ）およびレート制限ポリサにおいて実行される処理を含む。処理は、ＳＣＰワーカインスタンスにおいて、ＳＣＰワーカインスタンスとは別のレート制限ポリサから、サービス要求を処理するためのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求するステップを含む。処理は、ＳＣＰワーカインスタンスからの結合エグレストラフィックがプロデューサＮＦサービスインスタンスのレート容量を超過しないように、レート制限ポリサにおいて、ＳＣＰワーカインスタンスからのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量の要求を許可または拒否することによって、ＳＣＰワーカインスタンスとプロデューサＮＦサービスインスタンスとの間でプロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するステップを含む。

Description

優先権主張
この出願は２０１９年６月２６日付の米国特許出願１６／４５３,９５５の優先権の利益を請求し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
技術分野
本明細書で説明される主題は、プロデューサネットワーク機能（ＮＦ：Network Function）に対するネットワークサービス要求のレート制限を実行することに関する。より具体的には、本明細書で説明される主題は、サービス通信プロキシ（ＳＣＰ：Service Communication Proxy）におけるプロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のための方法、システムおよびコンピュータ可読媒体に関する。
背景
第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ：3rd Generation Partnership Project）によって特定される５Ｇネットワークアーキテクチャにおいて、ネットワーク機能（ＮＦ）は、サービスを提供または消費するネットワークノードである。サービスを提供するＮＦはプロデューサＮＦと呼ばれる。サービスを消費するＮＦはコンシューマＮＦと呼ばれる。ＮＦは、文脈に応じてプロデューサまたはコンシューマであり得る。ＮＦリポジトリ機能（ＮＲＦ：NF Repository Function）は、利用可能なＮＦインスタンスおよびそれらのサポートサービスのＮＦプロファイルを維持するネットワークエンティティである。ＮＲＦはまた、他のＮＦインスタンスが、所定の種類の新規の／更新されたプロデューサＮＦサービスインスタンスのＮＲＦへの登録に加入したり通知されたりすることを可能にする。ＮＲＦは、ＮＦ検出要求を受信したり、利用可能なＮＦに関する情報を提供したりすることによって、サービス検出機能をサポートする。
サービス通信プロキシ（ＳＣＰ）は、コンシューマＮＦとプロデューサＮＦとの間の間接通信に使用可能なノードである。間接通信では、コンシューマＮＦは、サービス要求をＳＣＰに送信し、ＳＣＰは、各サービス要求を処理するためにプロデューサＮＦを選択し、そして、ＳＣＰは、サービス要求をプロデューサＮＦに転送する。ＳＣＰはまた、プロデューサＮＦからの応答をコンシューマＮＦに転送する。その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、３ＧＰＰ ＴＳ２３.５０１， ３rd Generation Partnership Project、技術仕様グループサービスおよびシステム態様（Technical Specification Group Service and System Aspects）、５Ｇシステムのためのシステムアーキテクチャ、ステージ２（リリース１６）， Ｖ１６.０.０（２０１９-０３）によれば、ＳＣＰによって提供される負荷分散、監視および過負荷制御は、実装に任されるが、実装の詳細は指定されていない。
プロデューサＮＦの選択に使用される既存のプロセスの１つの課題は、他のエンティティからプロデューサＮＦに送られるサービス要求に基づいて、プロデューサＮＦ容量を認識していない個々のエンティティによってプロデューサＮＦ選択決定が行われ得ることである。たとえば、プロデューサＮＦは、異なるコンシューマＮＦまたはコンシューマＮＦのためのプロキシとして機能するエンティティからサービス要求を受信し得る。コンシューマＮＦまたはコンシューマＮＦのためのプロキシとして動作するエンティティは、プロデューサＮＦの容量、または、他のコンシューマＮＦもしくはプロキシによって使用される容量の量を認識しているかもしれないし認識していないかもしれない。その結果、プロデューサＮＦは、他のエンティティからプロデューサＮＦサービスインスタンスに送られたサービス要求を認識していない１つのエンティティからの大量のサービス要求に対応できなくなる可能性がある。
よって、これらの課題に照らして、プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のための方法、システムおよびコンピュータ可読媒体に対するニーズが存在する。
概要
本明細書で説明される主題は、プロデューサネットワーク機能（ＮＦ）サービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のための方法、システムおよびコンピュータ可読媒体を含む。１つの方法は、少なくとも１つのプロセッサを含むサービス通信プロキシ（ＳＣＰ）において実行されるステップを含む。ステップは、コンシューマＮＦからサービス要求を受信するステップを含む。ステップは、ＳＣＰワーカインスタンスにサービス要求を転送するステップをさらに含む。ステップは、ＳＣＰワーカインスタンスにおいて、ＳＣＰワーカインスタンスとは別のレート制限ポリサから、サービス要求を処理するためのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求するステップをさらに含む。方法はまた、レート制限ポリサにおいて実行されるステップを含む。ステップは、ＳＣＰワーカインスタンスからの結合エグレストラフィックがプロデューサＮＦサービスインスタンスのレート容量を超過しないように、ＳＣＰワーカインスタンスからのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量のための要求を許可または拒否することによって、プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限をＳＣＰワーカインスタンスとプロデューサＮＦサービスインスタンスとの間で実行するステップを含む。
本明細書で説明される主題の一態様によれば、レート制限ポリサからプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求するステップは、レート制限ポリサからトークン割当を要求するステップを含む。トークンは、サービス要求を許可するか拒否するかを判定するためにＳＣＰワーカインスタンスによって利用可能である。
本明細書で説明される主題の一態様によれば、ＮＦサービスインスタンスのワイドレート制限を実行するステップは、プロデューサＮＦサービスインスタンスの各々について利用可能なトークン量を決定するためにデータベースにアクセスするステップを含む。
本明細書で説明される主題の他の態様によれば、トークン割当を要求するステップは、ＳＣＰワーカインスタンスのうちの１つに利用可能な許可トークンの比率が閾値量未満であることに応答して、トークン割当を要求するステップを含む。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、レート制限ポリサは、ＮＦサービスインスタンスの各々について、時間間隔で割り当てられ得るトークン最大限度を維持し、かつ、トークン割当要求によって要求されるトークン数がトークン最大限度を超過するかどうかに基づいてトークン割当要求を許可または拒否する。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、ＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するステップは、トークンが許可され得る固定ウィンドウを実装するステップを含む。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、ＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するステップは、トークンが許可され得るスライディングウィンドウを実装するステップを含む。
本明細書に記載される主題のさらに他の態様によれば、プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドレート制限ポリシングを実行するステップは、ベストエフォート割当を実装するステップを含む。ある時間間隔でＳＣＰワーカインスタンスのうちの１つによって要求されるトークン数が当該時間間隔で最大割り当てられたトークンを超過する場合に、トークン最大限度を超過しない時間間隔で利用可能な残りトークンが許可される。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するステップは、トークン要求数がトークン最大限度を超過する場合に、トークン割当要求を拒否することによって最大限度トークン割当を実装するステップを含む。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、ＳＣＰは、サービス通信プロキシ（ＳＣＰ）を備える。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、ネットワーク機能（ＮＦ）サービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のためのシステムが提供される。本システムは、少なくとも１つのプロセッサを含むサービス通信プロキシ（ＳＣＰ）を含む。プロセッサは、コンシューマＮＦからサービス要求を受信するステップと、ＳＣＰによって実装されるＳＣＰワーカインスタンスにサービス要求を転送するステップと、ＳＣＰワーカインスタンスによって、サービス要求を処理するためのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求するステップとを含む。システムはレート制限ポリサをさらに含む。レート制限ポリサは、ＳＣＰワーカインスタンスからの結合エグレストラフィックがプロデューサＮＦサービスインスタンスのレート容量を超過しないように、ＳＣＰワーカインスタンスからのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量のための要求を許可または拒否することによって、ＳＣＰワーカインスタンスとプロデューサＮＦサービスインスタンスとの間でプロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行する。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、ＳＣＰワーカインスタンスは、レート制限ポリサからトークン割当を要求することによって、レート制限ポリサからプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求するように構成されている。トークンは、サービス要求を許可または拒否するかどうかを判定するためにＳＣＰワーカインスタンスによって使用可能である。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、システムは、プロデューサＮＦサービスインスタンスの各々について利用可能なトークン量を決定するためにレート制限ポリサによってアクセス可能なデータベースを含む。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、ＳＣＰワーカインスタンスは、ＳＣＰワーカインスタンスのうちの１つに利用可能な許可トークン数が閾値未満であることに応答して、トークン割当を要求するように構成されている。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、レート制限ポリサは、ＮＦサービスインスタンスの各々について、時間間隔で割り当てられ得るトークン最大限度を維持し、かつ、トークン割当要求によって要求されるトークン数がトークン最大限度を超過するかどうかに基づいてトークン割当要求を許可または拒否するように構成されている。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、レート制限ポリサは、トークンが許可され得る固定ウィンドウを実装することによって、ＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するように構成されている。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、レート制限ポリサは、トークンが許可され得るスライディングウィンドウを実装することによって、ＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するように構成されている。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、レート制限ポリシングは、ベストエフォート割当を実装することによって、プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドレート制限ポリシングを実行するように構成されている。ある時間間隔でＳＣＰワーカインスタンスのうちの１つによって要求されるトークン数が、ある時間間隔で最大割り当てられたトークンを超過する場合に、トークン最大限度を超過しない時間間隔で利用可能な残りトークンが許可される。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、レート制限ポリサは、最大限度トークン割当を実装することによって、プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するように構成されている。最大限度トークン割当は、トークン要求数がトークン最大限度を超過する場合に、トークン割当要求を拒否することを含む。
本明細書で説明される主題のさらに他の態様によれば、コンピュータのプロセッサによって実行されると、ステップを実行するようにコンピュータを制御する実行可能な命令が記憶された非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。ステップは、少なくとも１つのプロセッサを含むサービス通信（ＳＣＰ）において実行される第１セットのステップを含む。第１セットのステップは、コンシューマＮＦからサービス要求を受信するステップと、サービス要求をＳＣＰワーカインスタンスに転送するステップと、ＳＣＰワーカインスタンスにおいて、ＳＣＰワーカインスタンスとは別のレート制限ポリサから、サービス要求を処理するためのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求するステップとを含む。ステップは、レート制限ポリサにおいて実行される第２セットのステップをさらに含む。第２セットのステップは、ＳＣＰワーカインスタンスからの結合エグレストラフィックがプロデューサＮＦサービスインスタンスのレート容量を超過しないように、ＳＣＰワーカインスタンスからのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量ための要求を許可または拒否することによって、ＳＣＰワーカインスタンスとプロデューサＮＦインスタンスとの間でプロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するステップを含む。
本明細書で説明される主題は、ハードウェアおよび／またはファームウェアと組み合わせてソフトウェアにより実装可能である。たとえば、本明細書で説明される主題は、プロセッサによって実行されるソフトウェアにより実装可能である。例示的な一実施形態では、本明細書で説明される主題は、コンピュータのプロセッサによって実行されると、ステップを実行するようにコンピュータを制御するコンピュータ実行可能命令が記憶された非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて実装可能である。本明細書で説明される主題を実装するのに好適な例示的なコンピュータ可読媒体は、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、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの非一時的コンピュータ可読媒体を含む。加えて、本明細書で説明される主題を実装するコンピュータ可読媒体は、単一のデバイスもしくはコンピュータプラットフォーム上に配置され得るか、または、複数のデバイスもしくはコンピュータプラットフォームにわたって分散され得る。
プロデューサＮＦ、コンシューマＮＦ、ＮＲＦおよびＳＣＰを含む例示的な５Ｇネットワークアーキテクチャを示すネットワーク図である。 ＳＣＰワーカインスタンスからプロデューサＮＦサーバインスタンスへのリクエストのエグレスレート制限なしに、ＳＣＰワーカインスタンスからプロデューサＮＦサービスインスタンスへのサービス要求の転送を示すネットワーク図である。 異なるＳＣＰワーカインスタンスからの要求によってプロデューサＮＦサービスインスタンスの容量を超過する場合に、ＳＣＰからプロデューサＮＦサービスインスタンスへの要求の転送を示すネットワーク図である。 ＳＣＰワーカインスタンスとプロデューサＮＦサービスインスタンスとの間のトラフィックのエグレスレート制限を示すネットワーク図である。 プロデューサＮＦサービスインスタンスがコンシューマＮＦサービスインスタンスからの大量のトラフィックで対応不能になるのを防ぐために、図４のレート制限ポリサによって実装され得る例示的な固定ウィンドウ・トークンバケットアルゴリズムを示すフローチャートである。 プロデューサＮＦサービスインスタンスへのトラフィックのエグレスレート制限を実行するためにレート制限ポリサによって実装され得るスライディングウィンドウ・トークンバケットアルゴリズムを示すフローチャートである。 ＳＣＰワーカインスタンスによって実装され得るトークン要求アルゴリズムを示すフローチャートである。 ＳＣＰワーカインスタンスによって実施されるトークン要求アルゴリズムの一部を示すフローチャートである。 ＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のための例示的なプロセスを示すフローチャートである。
詳細な説明
本明細書で説明される主題は、サービス通信プロキシにおけるプロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のための方法、システムおよびコンピュータ可読媒体に関する。前述したように、既存のネットワークアーキテクチャの１つの課題は、５ＧプロデューサＮＦサービスインスタンスが、複数の異なるコンシューマからの大量のトラフィックに対応不能になり得ることである。レート制限ポリシングをより完全に説明するために、５Ｇサービスプロデューサおよびサービスコンシューマネットワークアーキテクチャの背景が最初に提示される。図１は、例示的な５Ｇシステムネットワークアーキテクチャを示すブロック図である。図１のアーキテクチャは、ホーム公衆陸上移動体通信網（ＨＰＬＭＮ：Home Public Land Mobile Network）に位置するＮＲＦ１００およびＳＣＰ１０１を含む。前述したように、ＮＲＦ１００は、利用可能なプロデューサＮＦサービスインスタンスおよびそれらにサポートされたサービスのプロファイルを維持し、コンシューマＮＦが新規の／更新されたプロデューサＮＦサービスインスタンスの登録に加入し、その登録を通知されるようにし得る。ＳＣＰ１０１はまた、サービス検出およびプロデューサＮＦの選択をサポートし得る。加えて、ＳＣＰ１０１は、コンシューマＮＦとプロデューサＮＦとの間の接続の負荷分散を実行し得る。
図１では、ＮＲＦ１００およびＳＣＰ１０１以外のいずれのノードも、それらがサービスを要求しているか提供しているかに応じて、コンシューマＮＦまたはプロデューサＮＦとなり得る。図示した例では、ノードは、ネットワーク内でポリシー関連動作を実行するポリシー制御機能（ＰＣＦ：Policy Control Function）１０２と、ユーザデータを管理するユーザデータ管理（ＵＤＭ：User Data Management）機能１０４と、アプリケーションサービスを提供するアプリケーション機能１０６とを含む。図１に示すノードは、アクセスおよびモビリティ管理（ＡＭＦ：Access and Mobility Management）機能１１０とＰＣＦ１０２との間のセッションを管理するセッション管理機能（ＳＭＦ：Session Management Function）１０８をさらに含む。ＡＭＦ１１０は、４Ｇネットワークにおいてモビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ：Mobility Management Entity）によって実行される動作と同様のモビリティ管理動作を実行する。認証サーバ機能（ＡＵＳＦ：Authentication Server Function）１１２は、ＵＥ１１４のようにネットワークへのアクセスを求めるユーザ機器（ＵＥ：User Equipment）のための認証サービスを実行する。
ネットワークスライス選択機能（ＮＳＳＦ：Network Slice Selection Function）１１６は、ネットワークスライスに関連する特定のネットワーク能力および特性にアクセスしようとするデバイスのためのネットワークスライスサービスを提供する。ネットワーク露出機能（ＮＥＦ：Network Exposure Function）１１８は、ＩｏＴ（Internet of Things）デバイスおよびネットワークに接続された他のＵＥに関する情報を取得しようとするアプリケーション機能のためのＡＰＩ（Application Programming Interfaces）を提供する。
無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ：Radio Access network）１２０は、無線リンクを介してＵＥ１１４をネットワークに接続する。無線アクセスネットワーク１２０は、ｇノードＢ（ｇＮＢ）または他の無線アクセスポイントを用いてアクセスされ得る。ユーザプレーン機能（ＵＰＦ：User Plane Function）１２２は、ユーザプレーンサービスのための様々なプロキシ機能をサポート可能である。そのようなプロキシ機能の一例は、マルチパス送信制御プロトコル（ＭＰＴＣＰ：Multipath Transmission Control Protocol）プロキシ機能である。ＵＰＦ１２２はまた、ネットワーク性能測定を取得するためにＵＥ１１４によって使用され得る性能測定機能をサポートし得る。また、図１には、インターネットサービスなどのデータネットワークサービスにＵＥがアクセスするデータネットワーク（ＤＮ：Data Network）１２４も示されている。
前述したように、プロデューサＮＦは、プロデューサＮＦが提供するサービスの種類を示すためにＮＲＦに登録する。プロデューサＮＦはまた、容量および優先情報をＮＲＦに登録できる。コンシューマＮＦは、特定のサービスを提供するために登録されたプロデューサＮＦを検出でき、プロデューサＮＦを選択するために容量および優先情報を使用できる。
コンシューマＮＦは、ＮＦサービスプロデューサＮＦと直接的に通信できる。あるいは、コンシューマＮＦは、ＳＣＰを介してプロデューサＮＦと間接的に通信できる。直接通信では、コンシューマＮＦは、ローカル構成によって、またはＮＲＦを介して、対象のプロデューサＮＦの検出を実行する。さらに、コンシューマＮＦは、対象のサービスプロデューサＮＦと直接通信する。間接モードでは、コンシューマＮＦは、サービス要求メッセージをＳＣＰに送信し、ＳＣＰは、コンシューマＮＦの代理でサービス検出およびプロデューサＮＦの選択を実行し得る。
本明細書で説明される主題は、５ＧコンシューマＮＦとプロデューサＮＦとの間に存在するサービス通信プロキシ（ＳＣＰ）を含む。ＳＣＰは、３ＧＰＰ ＴＳ ２３.５０１に定義されているように、ＳＣＰ機能を実行し得る。そのような機能は、プロデューサＮＦサービス検出、プロデューサＮＦ選択、コンシューマＮＦとプロデューサＮＦとの間のメッセージのルーティング、および、プロデューサＮＦとコンシューマＮＦとの間の負荷分散を含み得る。図２は、サービス通信プロキシがプロデューサＮＦとコンシューマＮＦとの間に存在する例示的なアーキテクチャを示すネットワーク図である。図２において、サービス通信プロキシ２００は、プロデューサＮＦ２０６および２０８からサービスを受けるために５ＧコンシューマＮＦ２０４に接続されたサービスＩＰアドレス２０２を提供する。サービス通信プロキシ２００は、コンシューマＮＦ２０４からの要求をプロデューサＮＦ２０６および２０８に転送し、プロデューサＮＦ２０６および２０８からの応答をコンシューマＮＦ２０４にルーティングする。サービス通信プロキシ２００は、コンシューマＮＦ２０４からのイングレスサービス要求がＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２間で負荷分散されるように、拡張性がある態様で展開されるＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２を含む。各ＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２は、冗長性および負荷分布の目的のために、プロデューサＮＦサービスインスタンス２０６および２０８のすべてに接続されている。図示した例では、ＳＣＰワーカインスタンス２１０は、サービスエンドポイント２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８Ａおよび２０８Ｂをそれぞれ介して、プロデューサＮＦサービスインスタンス２０６およびプロデューサＮＦサービスインスタンス２０８とのＨＴＴＰ２サービス接続を開始する。同様に、ＳＣＰワーカインスタンス２１２は、サービスエンドポイント２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８Ａおよび２０８Ｂをそれぞれ介して、プロデューサＮＦサービスインスタンス２０６および２０８とのＨＴＴＰ２サービス接続を確立する。サービスエンドポイント２０６Ａ，２０６Ｂ，２０８Ａおよび２０８Ｂの各々は、プロデューサＮＦサービスインスタンス２０６および２０８によって宣伝されるサービスアクセスポイントであり得る。
サービス通信プロキシ２００は、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含むコンピュータプラットフォームを用いて実装され得る。コンピュータプラットフォームは、ネットワークサービスプロバイダによって管理される設備におけるオンプレミス展開用に構成されてもよいし、クラウドネットワーク展開用に構成されてもよい。クラウド展開では、サービス通信プロキシは、ネットワークサービスプロバイダにクラウドサービスとして提供されてもよい。
図３は、プロデューサＮＦサービスインスタンスへのＳＣＰ２００によって生成されたサービス要求のためのエグレスレートポリシングなしに、図２に示されたアーキテクチャにて起こり得る課題を説明するためのネットワーク図である。プロデューサＮＦサービスインスタンス２０６および２０８は、それらのレート容量をＳＣＰ２００に公開し得る。図３において、プロデューサＮＦサービスインスタンス２０６は、毎秒５０，０００要求の公開レート容量を有する。プロデューサＮＦサービスインスタンス２０８は、毎秒７０,０００要求の公開レート容量を有する。レート容量は、ある期間内に各プロデューサＮＦが処理可能な新たなサービス要求の数を規定する。ＳＣＰ２００は各プロデューサＮＦのレート容量を認識しているとしても、ＳＣＰ２００は複数のＳＣＰワーカインスタンスを用いてプロデューサＮＦ２０６および２０８にサービス要求を送信し、かつ、ＳＣＰワーカインスタンスは他のＳＣＰワーカインスタンスによって送信されたサービス要求を認識していないため、プロデューサＮＦサービスインスタンス２０６および２０８のレート容量が所定の時間間隔で超過され得る。
この課題を回避するために、プロデューサＮＦの容量を超過する独立エンティティからのトラフィック受信に対してプロデューサＮＦサービスインスタンスが保護されるように、プロデューサＮＦサービスインスタンス毎にレート制限が適用されるべきである。図３に示されるアーキテクチャの課題は、複数のＳＣＰワーカインスタンスが同じプロデューサＮＦにメッセージを接続してルーティングでき、ＳＣＰワーカインスタンスが他のＳＣＰワーカインスタンスの伝送レートを認識していないという事実を含む。その結果、プロデューサＮＦサービスインスタンスが過負荷になる可能性が高い。
この課題に対して考えられる１つの解決策は、各プロデューサＮＦによる容量の静的な割当を各ＳＣＰワーカインスタンスに提供することである。たとえば、プロデューサＮＦサービスインスタンス２０６は、その総容量の半分をＳＣＰワーカインスタンス２１０に静的に割り当て、他の半分をＳＣＰワーカインスタンス２１２に静的に割り当てることができる。この手法の１つの課題は、入力されるサービス要求がＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２の間で均等に分散されない場合に、プロデューサＮＦサービスインスタンス２０６の容量を十分に活用できないことである。ＳＣＰワーカインスタンスが自身のエグレストラフィックレートを規制することを要する他の課題は、エグレスサービスインスタンスに対する複数のエンドポイントが存在し得、ＮＦサービスインスタンス当たりの追跡レート制限がＳＣＰワーカインスタンスロジックを不必要に複雑にし得ることである。ＳＣＰワーカインスタンス間にプロデューサＮＦ容量を静的に割り当てることに伴う他の課題は、新たなＳＣＰワーカインスタンスが継続的に確立される可能性があり、新規のおよび既存のＳＣＰワーカインスタンス間に静的容量の再割当を必要とすることである。
図４は、ＮＦサービスインスタンス毎にエグレスレート制限を実行するためにＳＣＰワーカインスタンスとは別のマイクロサービスとして実装されるレート制限ポリサ４００を有する図３のアーキテクチャを示すネットワーク図である。図示された例では、レート制限ポリサ４００は、プロデューサＮＦサービスインスタンス毎の総レート限度容量を維持し、ＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２間の容量割当を制御するメモリ内データベースまたはキャッシュ４０２を含む。レート制限ポリサ４００は、プロデューサＮＦから、または、プロデューサＮＦから容量情報を受信するＳＣＰ２００から、プロデューサＮＦ容量情報を受信し得る。
ＳＣＰワーカインスタンス２１２は、コンシューマＮＦからのサービス要求を処理するためにＳＣＰ２００によってインスタンス化されたエンティティである。一般に、ＳＣＰワーカインスタンスの機能は、コンシューマＮＦから入力されるサービス要求を受信すること、（たとえば、提供されるサービスの種類に基づいて）サービス要求を処理するためにプロデューサＮＦを選択すること、レート制限ポリサ４００からプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求すること、および、レート制限ポリサによって許可されたプロデューサＮＦサービスインスタンス容量が要求を処理するのに十分であるかどうかに応じてサービス要求を転送または脱落（drop）させることを含む。レート制限ポリサ４００は、所定のサービスの容量の割当に対する要求をＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２から受信する。レート制限ポリサ４００は、以下で説明するトークンバケットアルゴリズムを使用して、ＮＦサービスインスタンス毎に各ＳＣＰワーカにレート容量スライスを割り当てる。各プロデューサＮＦサービスインスタンス２０６および２０８が利用可能なまたは使用済みの容量は、高速アクセスのためにデータベース４０２に維持され得る。
レート制限ポリサ４００は、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含むコンピュータプラットフォームを用いて実装され得る。コンピュータプラットフォームは、ネットワークサービスプロバイダによって管理される設備におけるオンプレミス展開用に構成されてもよいし、クラウドネットワーク展開用に構成されてもよい。クラウド展開では、レート制限ポリサ４００は、ネットワークサービスプロバイダにクラウドサービスとして提供されてもよい。
ＳＣＰワーカインスタンスがプロデューサＮＦサービスインスタンスの使用済み容量を維持する必要はないため、各ＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２におけるレート制限ロジックは、図４に示されるアーキテクチャを用いて単純化される。それに代えて、各ＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２は、コンシューマＮＦ２０４からのサービス要求を処理するためにレート制限ポリサ４００によって許可された十分なプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を有するか否かを判定する。ＳＣＰワーカインスタンスが十分なプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を有さない場合、ワーカは、レート制限ポリサ４００からの追加容量を要求する。レート制限ポリサ４００が容量をＳＣＰワーカインスタンスに許可する場合、ＳＣＰワーカインスタンスは、対応するサービス要求を受け入れ、許可された容量に従ってＮＦサービスインスタンス２０６または２０８に要求をルーティングできる。ＳＣＰワーカインスタンスが新たな要求を処理するのに十分な容量を取得できない場合、ＳＣＰワーカインスタンスは、プロデューサＮＦサービスインスタンスのためのトラフィックを脱落させてもよい。このように、レート制限は、ＳＣＰワーカインスタンスに対して、スケールアップまたはスケールダウンに拘らずシームレスである。
前述したように、一例では、レート制限ポリサ４００は、サービスインスタンス毎にレート制限ポリシングを実行するためのトークンバケットアルゴリズムを実装する。トークンバケットアルゴリズムは、レート制限ウィンドウ毎にすべてのプロデューサＮＦサービスインスタンス２０６または２０８について実装され得る。レート制限ウィンドウは、１秒などの期間であり、その期間にわたって、当該ウィンドウの間に許可され得るトークン数を用いてＮＦサービスインスタンスのレート限度容量が定義され得る。ＳＣＰワーカインスタンスは、レート制限ポリサ４００からのレート制限ウィンドウにおいて複数のトークン（コンシューマＮＦからの各係属中の要求に対して１トークン）を要求し得る。ＳＣＰワーカインスタンスのアルゴリズムについては後に詳細に説明する。レート制限ポリシングは、２つの異なるアルゴリズムで実装され得る。一方のアルゴリズムは固定ウィンドウを使用し、もう一方のアルゴリズムはスライディングウィンドウを使用する。図５は、レート制限ポリサ４００によって実装され得る固定ウィンドウレートポリシングアルゴリズムを示す。固定ウィンドウアルゴリズムは、２つの異なる構成で動作する。一方の構成は、トークン要求数がプロデューサＮＦの最大限度容量を超過するであろう場合に、要求が拒否される最大限度構成である。もう一方の構成オプションは、ベストエフォート構成オプションである。構成オプションでは、所定のウィンドウにおけるトークン要求数が利用可能なトークン数を超過する場合に、利用可能なトークンが、それらが現在の要求を完全に満たさなくても割り当てられ得る。トークン需要毎に、レート制限ポリサ４００は、アルゴリズムに従って許可されたトークンおよび現在のウィンドウに残っている時間を返す。
図５のフローチャートを参照して、ＳＣＰワーカは、最初にまたは断続的に、ＳＣＰワーカインスタンスが所定のサービス要求のためのサービスを提供することを選択したプロデューサＮＦサービスインスタンスに対するトークンを要求し得る。トークン割当要求は、現在のタイムスタンプおよび現在のトークンアスク（トークン要求数）を含み得る。ステップ５００において、レート制限ポリサ４００は、トークン割当要求を受信し、データベース４０２における検索を実行して、要求が現在の時間間隔に対する新たな要求であるかどうか、または、現在の時間間隔でトークンが要求者に既に割り当てられているかどうかを判定する。ステップ５０２において、レコードが検索において見つからない場合、要求は新たな要求であって、制御はステップ５０４に進み、サービスＸのためのトークン割当の第１ウィンドウを開始する。ここで、以前に割り当てられたトークン数は、ウィンドウを作成した直後であるためゼロに設定される。以前の満了時間は、現在のタイムスタンプにウィンドウ長を加えたもの、すなわち、作成されたウィンドウの満了時間に設定される。ステップ５０２において、レコードが見つかった場合、要求は同じ要求者に対する後続の要求であって、制御はステップ５０６に進み、以前に割り当てられたトークンおよび以前の満了時間が読み込まれる。
ステップ５０８において、P-Expiryタイマが満了したか否かが判定される。P-Expiryタイマは、以前に割り当てられたトークンの満了を制御する。P-Expiryタイマが満了している場合、制御はステップ５０４に進み、現在の要求が新たな要求のように処理される。ステップ５０８において前回の満了時間が満了していない場合、制御はステップ５１０に進む。ステップ５１０では、以前に割り当てられたトークン数に、現在の要求されたトークン数を加えたものが、時間間隔に対するサービスインスタンスの最大限度を超過するかどうかが判定される。最大限度を超過しない場合、制御はステップ５１０に進み、要求されたトークンが割り振られ、変数Ｐトークン（以前のトークン）は、ＰトークンにＣトークン（現在要求されているトークン）を加えた現在値に等しくなるように設定される。ステップ５１２において、ＰトークンおよびＣトークンの値がデータベース４０２に格納される。その後、ＳＣＰワーカインスタンスは、プロデューサＮＦサービスインスタンスにサービス要求を送信することによってトークンを消費できる。ある実施形態では、１つのトークンは、ＳＣＰワーカインスタンスが１つのサービス要求をプロデューサＮＦサービスインスタンスに送信することを可能にする。ＳＣＰワーカインスタンスが対象のプロデューサＮＦサービスにサービス要求を送信した後、ＳＣＰワーカインスタンスは、利用可能なトークン数をデクリメントする。
ステップ５１０に戻り、以前に割り当てられたトークンに、時間間隔で現在要求されたトークンを加えたものが最大限度を超過する場合、制御はステップ５１２に進み、ベストエフォート割当が実装されているかどうかが判定される。前述したように、ベストエフォート割当は、利用可能なトークン数が現在の要求を満たすのに十分でない場合であってもトークンが割り当てられることを可能にする。ベストエフォート割当が実装されない場合、制御は、トークン需要が拒否されるステップ５１６に進み、その後、ＰトークンおよびP-Expiryの値がデータベース４０２に格納される５１２に進む。ベストエフォート割当が実装される場合、制御は、残りのトークンが割り当てられるステップ５１４に進む。割り当てられたトークン数は、最大限度から以前に割り当てられたトークンを差し引いた値に等しい。次いで、制御は、ＰトークンおよびP-Expiryの値がデータベース４０２に格納されるステップ５１２に進む。
図５は、エグレスレート制限ポリサ４００によって実装される固定ウィンドウトークン割当アルゴリズムを示す。前述したように、他の例では、トークン割当アルゴリズムは、スライディングウィンドウを利用し得る。スライディングウィンドウの手法では、所定のトークン割当ウィンドウにとっての初期時間および満了時間が時間的に移動する。ウィンドウ内のトークンはバケットに分割され、各バケットは開始時間および長さを有する。現在のタイムスタンプがバケットの終わり（バッケット開始時間＋長さ）を通過するとき、バケット内の未使用トークンは満了し、同じまたは他のＳＣＰワーカインスタンスからのトークンへの要求を満たすために再生（reclaim）および使用できる。したがって、スライディングウィンドウの使用は、未使用トークンの利用可能性を増大させる。
図６は、レート制限ポリサ４００によって実装され得る例示的なスライディングウィンドウ・トークンバケットアルゴリズムを示すフローチャートである。図６を参照して、ＳＣＰワーカは、サービスを対象とした要求を処理するためのトークンを最初にまたは断続的に要求する。要求は、現在のタイムスタンプおよび要求されたトークンの現在の数を特定する。ステップ６００において、レート制限ポリサ４００は、要求が時間間隔に対する新たな要求であるか既存の要求であるかを判定するために、データベース４０２における検索を実行する。エントリが検索内にない場合、要求は新たな要求である。したがって、制御は、ステップ６０２からステップ６０４に進み、その時間間隔に対して以前に割り当てられたトークン変数（P-Tokens）がゼロに初期化される。その後、制御はステップ６０６に進み、変数P-Bucket-Tokensがゼロに設定されるとともに、変数P-Bucket-Start-Timestampが現在のタイムスタンプに設定される。
ステップ６０２において、エントリが見つかった場合、要求は、現在の時間間隔のための後続の要求である。要求が後続の要求である場合、制御はステップ６０８に進み、以前に割り当てられたトークン（P-Tokens）、変数P-Bucket-Tokens、および、変数P-Bucket-Start-Timeがデータベース内の値に初期化される。続いて制御はステップ６１０に進み、変数P-Bucket-Start-Timeが現在のタイムスタンプからバケット長を差し引いたものよりも古いかどうかが判定される。これが真である場合、制御はステップ６１２に進み、現在のバケットは満了とマークされる。その後、制御はステップ６０６に進み、変数P-tokens-bucketがゼロに設定されるとともに、変数P-Bucket-Start-Timeは現在の開始時刻に設定される。
ステップ６１０の後、制御はステップ６１３に進み、満了したトークンが満了したバケットから再生され、満了したバケットのレコードが除去される。ステップ６１３から、制御はステップ６１４に進み、満了したバケットからの再生トークンがＰトークン（すなわち、Ｐトークン＝Ｐトークン－再生トークン）に調整される。続いて制御はステップ６１６に進み、以前に割り当てられたトークンに現在要求されたトークンを加えたものが最大限度より大きいかどうかが判定される。以前に割り当てられたトークンと現在のトークンとの合計が最大限度を超過しない場合、トークンが割り当てられ、制御はステップ６１８に進み、Ｐトークンが以前に割り当てられたトークンに現在要求されたトークンを加えたものに設定される。その後、制御はステップ６２０に進み、変数P-Tokens，P-Bucket-TokensおよびP-Bucket-Timestampの値がデータベース４０２に格納される。
ステップ６１６を参照して、以前に割り当てられたトークンと現在要求されたトークンとの合計が時間間隔の最大限度を超過する場合、制御はステップ６２２に進み、ベストエフォート割当が実装されるかどうかが判定される。ベストエフォート割当が実装されていない場合、制御は、要求が拒否されるステップ６２４に進む。ベストエフォート割当が実装されている場合、制御はステップ６２６に進み、残りのトークンが部分的に要求を満たすように割り当てられる。続いて制御はステップ６２０に進み、変数P-Tokens，P-Bucket-TokensおよびP-Bucket-Timestampの値がデータベース４０２に格納される。
前述したように、ＳＣＰワーカインスタンスとは別のレート制限ポリサ４００においてレート制限ポリシングを実装することによって、ＳＣＰワーカインスタンスのロジックが単純化される。図７Ａおよび図７Ｂは、各ＳＣＰワーカインスタンスによって実装され得るＳＣＰワーカインスタンストークン要求アルゴリズムを示す。一般に、各ＳＣＰワーカインスタンスは、プロデューサＮＦサービスインスタンスによって提供されるサービスに対する要求を受信し、トークン数を初期化し、レート制限ポリサ４００にトークンの初期許可を依頼する。後続の要求のために、ＳＣＰワーカインスタンスは、利用可能なトークン数が許可トークンの設定可能な比率より大きいかどうか確認し、要求を転送する。たとえば、積極的なトークン要求アルゴリズムでは、閾値量を５０％以上に設定し、最終のトークン不足を予測してもよい。それほど積極的でないアルゴリズムでは、ＳＣＰワーカインスタンスがさらに多くのトークンを要求する前にそれらのトークン割当をほぼ枯渇させることを可能にするために、閾値は、２５％などのより低い比率に設定されてもよい。後続のトークン需要は、サイズが固定されていてもよく、たとえばフィボナッチ数列に基づいて増加する順序であってもよい。ＳＣＰワーカインスタンスは、レート制限時間ウィンドウトラバーサルを管理する必要はない。レート制限ポリサは、現在のウィンドウに残り時間を提供する。
図７Ａに示されるフローチャートを参照して、ＳＣＰワーカインスタンスは、プロデューサＮＦサービスインスタンスによって提供されるサービスの要求をコンシューマＮＦから受信する。ステップ７００において、ＳＣＰワーカインスタンスは、サービスインスタンスｘのためのローカルデータベースにおける検索を実行し、現在利用可能なトークン数、現在許可されたトークン数、および、所定のサービスインスタンスに対する最後のトークン要求ステータスを決定する。なお、ＳＣＰワーカインスタンスは、プロデューサＮＦのレート容量または他のコンシューマＮＦによって使用中の利用可能な容量の値を知る必要はない。各ＳＣＰワーカインスタンスによって維持されるデータベースは、各プロデューサＮＦサービスインスタンスについてレート制限ポリサによってＳＣＰワーカインスタンスに許可されるトークン数、および、使用されなかったトークン数を含み得る。
ステップ７０２において、レコードが見つからない場合、ＳＣＰワーカインスタンスが現在の時間間隔で所定のプロデューサＮＦサービスインスタンスに対するトークンを要求していないことを意味する。続いて制御はステップ７０４に進み、ＳＣＰワーカインスタンスは、サービスインスタンスｘに対する利用可能なトークンを０に初期化し、サービスインスタンスｘに対する許可されたトークンを０に初期化し、ウィンドウ残り時間を０に初期化し、トークン要求ステータスを係属なしに初期化する。
レコードが見つかった場合、ＳＣＰワーカインスタンスが現在の時間間隔でプロデューサＮＦサービスインスタンスに対するトークンを既に要求していることを意味する。レコードが見つかった場合、制御はステップ７０６に進み、ＳＣＰワーカインスタンスは、検索内に位置する情報を読み込む。読み込まれる情報は、サービスインスタンスのための利用可能なトークン、プロデューサＮＦサービスインスタンスのための許可されたトークン、ウィンドウ残り時間、および、トークン要求ステータスを含む。ステップ７０８において、ＳＣＰワーカは、利用可能なトークンから１を差し引いたものが、許可されたトークンの前述の設定可能な比率よりも大きいか否かを判定する。言い換えれば、ＳＣＰワーカは、既存のトークンの半数以上が現在の時間間隔に使用された場合に新たなトークンを要求する。これは積極的なアルゴリズムであるが、ＳＣＰワーカが欠乏することを防止し得る。
利用可能なトークンから１を差し引いたものが、許可されたトークンの設定可能な比率よりも大きい場合、新たなトークンは必要とされない。そして、制御はステップ７１０に進み、要求はサービスインスタンスｘに転送され、利用可能なトークン変数は、要求を満たすための１つのトークンの使用を示すためにデクリメントされる。
利用可能なトークンから１を差し引いたものが、許可されたトークンの設定可能な比率よりも大きくない場合、制御はステップ７１２に進み、ＳＣＰワーカは、現在の時間間隔に対する係属中のトークン要求があるか否かを判定する。係属中のトークン要求が存在する場合、制御はステップ７１４に進み、現在のウィンドウに残り時間があるかどうかが判定される。現在のウィンドウに残り時間がない場合、ＳＣＰワーカは、ステップ７１６でトークン要求を脱落させる。現在のウィンドウに残り時間がある場合、制御はステップ７１８に進み、ＳＣＰワーカは、利用可能なトークンがあるかどうかを判定する。利用可能なトークンが存在する場合、制御はステップ７１０に進み、ＳＣＰワーカはサービス要求を転送し、利用可能なトークン数をデクリメントする。利用可能なトークンがない場合、制御はステップ７２０に進み、係属中のトークン要求のステータスが何であるかが判定される。トークンステータス要求がある場合、制御はステップ７２２に進み、要求は待ち行列に入れられ、ＳＣＰワーカはレート制限ポリサからの応答を待つ。係属中のトークン要求がない場合、制御はステップ７１６に進み、現在の要求が脱落する。
ステップ７１２において、係属中のトークン要求が存在せず、利用可能なトークン数が許可されたトークンの半数未満である場合、制御はステップ７２４に進む。そして、ＳＣＰワーカは、レート制限ポリサからトークンを要求し、係属中のトークンステータス要求変数を係属中にマークする。
図７Ｂはトークン要求アルゴリズムを示す。図７Ｂにおいて、ステップ７２３にて、利用可能なトークン数がゼロである場合、制御はステップ７２８に進み、ＳＣＰワーカは、ｙが設定可能な値であるｙトークンの許可をレート制限ポリサに要求する。ステップ７３０において、ＳＣＰワーカは、現在のウィンドウ内に時間が残された許可を受信する。ステップ７３２において、ＳＣＰワーカは、利用可能なトークンを、現在利用可能なトークンに許可を加えた数に設定する。許可されたトークン変数は、許可のトークン数に設定される。ウィンドウ時間残り変数は現在のウィンドウの残り時間に設定され、トークン要求ステータスは係属要求なしに設定される。
ステップ７２６において、利用可能なトークン数がゼロである場合、制御はステップ７３４に進み、ＳＣＰワーカインスタンスは、ｗが設定可能な値である初期許可ｗトークンをレート制限ポリサに要求する。ｗを大きな値に設定することにより、メッセージの初期バーストの供給を促進できる。ステップ７３６において、ＳＣＰワーカインスタンスは、レート制限ポリサからの許可を待つ。ステップ７３０において許可が生じると、制御はステップ７３２に進み、ＳＣＰワーカインスタンスは、トークン許可を反映するようにその変数を更新する。
図８は、サービス通信プロキシにおけるネットワーク機能サービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のための例示的な処理を示すフローチャートである。図８を参照して、ステップ８００において、サービス要求がコンシューマＮＦから受信される。たとえば、サービス通信プロキシ２００は、プロデューサＮＦによって提供されるサービスにアクセスするためのサービス要求をコンシューマＮＦ２０４から受信し得る。サービス要求は、ＵＥがネットワークに接続すること、または、ＵＥが通信セッションを開始することに応答して開始され得る。
ステップ８０２において、サービス要求は、ＳＣＰワーカインスタンスに転送される。たとえば、５ＧサービスコンシューマＮＦ２０４は、ＳＣＰ２００の単一のＩＰアドレスにサービス要求を送信し得る。ＳＣＰ２００は、ＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２に要求を転送し得る。一例では、ＳＣＰ２００は、ＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２間で入力されるサービス要求を負荷分散してもよい。
ステップ８０４において、ＳＣＰワーカインスタンスは、レート制限ポリサから、サービス要求を処理するためのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求する。たとえば、ＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２は、サービス要求を処理するためにレート制限ポリサ４００からプロデューサＮＦサービスインスタンス容量のトークンまたは他の指示を要求し得る。ＳＣＰワーカインスタンスからの要求は、サービス要求において識別されたサービスを提供するプロデューサＮＦを識別し得る。ＳＣＰワーカインスタンスは、プロデューサＮＦからのサービス登録に基づいて、プロデューサＮＦサービスインスタンスによって提供されるサービスを認識してもよい。
ステップ８０６において、レート制限ポリサは、ＳＣＰワーカインスタンスからの結合エグレストラフィックがプロデューサＮＦサービスインスタンスの容量を超過しないように、プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行する。たとえば、レート制限ポリサ４００は、ＳＣＰワーカインスタンス２１０および２１２からのトークン要求に応答して、ＳＣＰワーカインスタンスによって選択されたプロデューサＮＦサービスの容量超過を要求の許可が引き起こすかどうかに応じて、トークンを許可または拒否し得る。ベストエフォートトークン割当が実装される場合、レート制限ポリサ４００は、トークン要求数が利用可能なトークン数を超過するときであっても、時間間隔で利用可能なトークン数を有するトークン割当要求を部分的に満足し得る。ベストエフォートトークン割当が実装されない場合、トークン要求数が利用可能なトークン数を超過するときには、トークン割当要求は拒否されるであろう。上記のように、レート制限ポリサ４００は、プロデューサＮＦサービスインスタンスの容量と、コンシューマＮＦサービスインスタンスに既に割り当てられたその容量の部分とを追跡するために使用するメモリ内データベースを維持し得る。レート制限ポリサ４００は、各トークン割当要求を許可するか拒否するかを判定するためにデータベースにアクセスし得る。
このように、各プロデューサＮＦサービスインスタンスに割り当てられたトークンのグローバルな視点を有するレート制限ポリサを用いて、ＳＣＰワーカインスタンストークン要求アルゴリズムが単純化される。ＳＣＰワーカインスタンスは、トークン需要がレート制限ポリサを有する係属状態にある場合には、サービス要求を脱落させない。係属要求は、レート制限ポリサからの応答が来るまで待ち行列に入れられる。これは、ワーカがレート制限ポリサから許可をゼロとして得る場合、すなわち、依然としてウィンドウ内に時間が残されているが、現在のレート制限ウィンドウ内で超過したレートが、時間ウィンドウが満了するか下降するまで受信されたメッセージを要求する場合と同様に、初期要求にも当てはまる。ある時間間隔中の後続のトークン需要は、サイズが固定されるか、たとえばフィボナッチ数列に基づいて増加する値に設定され得る。よって、本明細書で説明される主題を用いて、ＳＣＰ機能が単純化され、ＮＦサービスインスタンス毎にレート制限が実装される。ＳＣＰ２００は、ＳＣＰ２００経由でアクセス可能なすべてのプロデューサＮＦに対してエグレス側レート制限を実行するための５ＧプロデューサＮＦのためのプロキシまたはＡＰＩゲートウェイとして実装できる。ＳＣＰ２００および／またはレート制限ポリサ４００は、ユーザのサイトに展開されたオンプレミスハードウェアプラットフォームとして、または、クラウドネットワークを介して利用可能に作成されたサービスとして実装できる。
本明細書で説明される主題の様々な詳細は、本明細書で説明される主題の範囲から逸脱することなく変更され得ることが理解されるであろう。さらに、本明細書で説明される主題は、以下で説明される特許請求の範囲によって規定されるため、前述の説明は、例示を目的とするものに過ぎず、限定を目的とするものではない。

Claims (20)

  1. ネットワーク機能（ＮＦ：Network Function）サービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のための方法であって、
    少なくとも１つのプロセッサを含むサービス通信プロキシ（ＳＣＰ：Service Communication Proxy）において、
    コンシューマＮＦからサービス要求を受信するステップと、
    前記サービス要求をＳＣＰワーカインスタンスに転送するステップと、
    前記ＳＣＰワーカインスタンスにおいて、前記ＳＣＰワーカインスタンスとは別のレート制限ポリサから、前記サービス要求を処理するためのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求するステップと、
    前記レート制限ポリサにおいて、
    前記ＳＣＰワーカインスタンスからの結合エグレストラフィックが前記プロデューサＮＦサービスインスタンスのレート容量を超過しないように、前記ＳＣＰワーカインスタンスからのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量の要求を許可または拒否することによって、前記ＳＣＰワーカインスタンスとプロデューサＮＦサービスインスタンスとの間でプロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するステップとを含む、方法。
  2. 前記レート制限ポリサからプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求するステップは、前記レート制限ポリサからトークン割当を要求するステップを含み、
    前記トークンは、前記サービス要求を許可するか拒否するかを判定するために前記ＳＣＰワーカインスタンスによって使用可能である、請求項１に記載の方法。
  3. レート制限ポリシングを実行するステップは、前記プロデューサＮＦサービスインスタンスの各々について利用可能なトークン量を決定するためのデータベースにアクセスするステップを含む、請求項２に記載の方法。
  4. トークン割当を要求するステップは、前記ＳＣＰワーカインスタンスのうちの１つに利用可能な許可トークンの比率が閾値量未満であることに応答して、前記トークン割当を要求するステップを含む、請求項２または３に記載の方法。
  5. 前記レート制限ポリサにおいて、
    前記プロデューサＮＦサービスインスタンスの各々について、ある時間間隔で割り当て可能なトークン最大限度を維持するステップと、
    前記トークン割当要求によって要求されるトークン数が前記トークン最大限度を超過するかどうかに基づいて、前記トークン割当要求を許可または拒否するステップとを含む、請求項２～４のいずれか１項に記載の方法。
  6. プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するステップは、トークンが許可され得る固定ウィンドウを実装するステップを含む、請求項５に記載の方法。
  7. プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するステップは、トークンが許可され得るスライディングウィンドウを実装するステップを含む、請求項５に記載の方法。
  8. プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドレート制限ポリシングを実行するステップは、ベストエフォートトークン割当を実装するステップを含み、
    ある時間間隔で前記ＳＣＰワーカインスタンスのうちの１つによって要求されたトークン数が前記時間間隔で最大割り当てられたトークンを超過する場合に、前記トークン最大限度を超過しない前記時間間隔で利用可能な残りトークンが許可される、請求項２～７のいずれか１項に記載の方法。
  9. プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するステップは、トークン要求数が前記トークン最大限度を超過する場合に、トークン割当要求を拒否することによって最大限度トークン割当を実装するステップを含む、請求項２～８のいずれか１項に記載の方法。
  10. 前記ＳＣＰは、少なくとも１つのサービス通信プロキシ（ＳＣＰ）機能を実装する、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。
  11. ネットワーク機能（ＮＦ）サービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限のためのシステムであって、
    少なくとも１つのプロセッサを含むサービス通信プロキシ（ＳＣＰ）を備え、
    前記ＳＣＰは、コンシューマＮＦからサービス要求を受信し、前記ＳＣＰによって実装されるＳＣＰワーカインスタンスに前記サービス要求を転送し、前記ＳＣＰワーカインスタンスによって、前記サービス要求を処理するためのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求し、さらに、
    前記ＳＣＰワーカインスタンスからの結合エグレストラフィックが前記プロデューサＮＦサービスインスタンスのレート容量を超過しないように、前記ＳＣＰワーカインスタンスからのプロデューサＮＦサービスインスタンスの容量に関する要求を許可または拒否することによって、前記ＳＣＰワーカインスタンスとプロデューサＮＦインスタンスとの間のプロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するレート制限ポリサを備える、システム。
  12. 前記ＳＣＰワーカインスタンスは、前記レート制限ポリサからトークン割当を要求することによって、前記レート制限ポリサからプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求するように構成され、
    前記トークンは、前記サービス要求を許可するか拒否するかを判定するために前記ＳＣＰワーカインスタンスによって使用可能である、請求項１１に記載のシステム。
  13. 前記プロデューサＮＦサービスインスタンスの各々について利用可能なトークン量を決定するために前記レート制限ポリサによってアクセス可能なデータベースを備える、請求項１２に記載のシステム。
  14. 前記ＳＣＰワーカインスタンスは、前記ＳＣＰワーカインスタンスのうちの１つに利用可能な許可トークンの比率が閾値量未満であることに応答して、トークン割当を要求するように構成されている、請求項１１～１３のいずれか１項に記載のシステム。
  15. 前記レート制限ポリサは、前記ＮＦサービスインスタンスの各々について、ある時間間隔で割り当て可能なトークン最大限度を維持し、かつ、トークン割当要求によって要求されるトークン数が前記トークン最大限度を超過するかどうかに基づいて、前記トークン割当要求を許可または拒否するように構成されている、請求項１２～１４のいずれか１項に記載のシステム。
  16. 前記レート制限ポリサは、トークンが許可され得る固定ウィンドウを実装することによってＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
  17. 前記レート制限ポリサは、トークンが許可され得るスライディングウィンドウを実装することによってＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
  18. 前記レート制限ポリサは、ベストエフォート割当を実装することによって、前記プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドレート制限ポリシングを実行するように構成され、
    ある時間間隔で前記ＳＣＰワーカインスタンスのうちの１つによって要求されたトークン数が時間間隔で最大割り当てられたトークンを超過する場合に、前記トークン最大限度を超過しない前記時間間隔で利用可能な残りトークンを許可する、請求項１２～１７のいずれか１項に記載のシステム。
  19. 前記レート制限ポリサは、最大限度トークン割当を実装することによってプロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するように構成され、
    プロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限の実行は、トークン要求数がトークン最大限度を超過する場合のトークン割当要求の拒否を含む、請求項１２～１８のいずれか１項に記載のシステム。
  20. コンピュータのプロセッサによって実行されると、ステップを実行するように前記コンピュータを制御する実行可能な命令が記憶された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
    前記ステップは、
    少なくとも１つのプロセッサを含むサービス通信プロキシ（ＳＣＰ）において、
    コンシューマＮＦからサービス要求を受信するステップと、
    前記サービス要求をＳＣＰワーカインスタンスに転送するステップと、
    前記ＳＣＰワーカインスタンスにおいて、前記ＳＣＰワーカインスタンスとは別のレート制限ポリサから、前記サービス要求を処理するためのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量を要求するステップと、
    前記レート制限ポリサにおいて、
    前記ＳＣＰワーカインスタンスからの結合エグレストラフィックがプロデューサＮＦサービスインスタンスのレート容量を超過しないように、前記ＳＣＰワーカインスタンスからのプロデューサＮＦサービスインスタンス容量に関する要求を許可または拒否することによって、前記ＳＣＰワーカインスタンスとプロデューサＮＦインスタンスとの間でプロデューサＮＦサービスインスタンス・ワイドエグレスレート制限を実行するステップとを含む、コンピュータ可読媒体。
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