JP3883452B2 - 通信システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は通信システムに関し、特にVoIP(voice over Internet Protocol)の通信を行う通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インターネットの台頭により、急速にネットワークやアプリケーションのIP化が進展し、データのみならず、音声についてもIP化して、IPネットワークに統合しようという動きが強まっている。IPネットワーク上に音声(voice)を通すための技術は、VoIPと呼ばれる。
【0003】
VoIPシステムを導入する際には、従来の電話網相当の品質や信頼性(可用性)などが要求される。このようなニーズを解決するために、VoIPシステムを実現するための基本部分や付加サービスなどに関して、ITU−T(International Telecommunication Union−Telecommunication Standardization Sector)のH.323やIETF(Internet Engineering Task Force)のSIP(Session Initiation Protocol)において、標準化へ向けての検討が行われている。
【0004】
図16はVoIPシステムの構成を示す図である。図は、H.323システムで、バックアップ用VoIPサーバが存在する場合の構成を示している。VoIPシステム100は、IPネットワーク100a上で(社内であればLAN)、サーバ機能を有するprimary GK(Gatekeeper)101及びalternate GK102と、クライアント機能を有するEP(EndPoint)103−1〜103−nとから構成される。なお、primary GK101は、現行系のVoIPサーバであり、alternate GK102は、バックアップ用のVoIPサーバである。
【0005】
VoIPシステム100で、例えば、EP103−1を持つユーザAが、EP103−2を持つユーザBに電話をする場合、まずEP103−1は、EP103−2の電話番号をprimary GK101へ送信する。
【0006】
すると、EP103−1〜103−nの電話番号を一元管理しているprimary GK101では、アドレス解決処理を行って、受信した電話番号に対応するEP103−2のIPアドレスを求め、このIPアドレスをEP103−1へ送信する。
【0007】
これにより、EP103−1は、相手先をEP103−2と認識し、EP103−1、103−2間での音声通信が実行される(EP間の音声通信実行時には、VoIPサーバは介さない)。また、primary GK101に障害が発生すると、上述のようなアドレス解決処理ができなくなるので、通常はバックアップ用のalternate GK102が配置される。
【0008】
このようなVoIPシステム100に対して、EP103−1〜103−nが、primary GK101に自アドレス情報を登録する場合、登録手順(H.225.0のRAS(Registration Admission and Status)に規定されている)の中で、primary GK101からEP103−1〜103−nへ、バックアップ用のalternate GK102が存在することが通知される。
【0009】
具体的には、primary GK101は、自アドレス情報を登録してきたEP103−1〜103−nにalternate GKのリストを“AlternateGK”として通知する。
EP103−1〜103−nは、primary GK101から受信した“AlternateGK”を解釈することによって、alternate GK102の存在(alternate GKが複数ある場合には、その優先順位も含まれる)を知ることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来のVoIPシステム100に対し、EP103−1〜103−nがバックアップ用のalternate GK102へ接続する場合、primary GK101への登録が失敗したとき、または登録は成功したがその後の応答がなくなったときに(primary GK101の故障も含め)、EP103−1〜103−nは、初めてalternate GK102に対して登録することが規定されている。
【0011】
図17は従来のalternate GK102への登録の様子を示す図である。VoIPシステム100で、primary GK101とEP103−1〜103−nとの通信が不可能になったときに、EP103−1〜103−nは、alternate GK102に対して登録する。
【0012】
この規定に従うと、primary GK101からalternate GK102への切り替えの際、通話発信元のEPがalternate GK102への登録を先に終了し、着信先のEPがalternate GK102への登録を終了していないといった状態が発生する可能性があり、この場合には、音声通信を実行することができない。
【0013】
すなわち、従来のalternate GKへの登録規定では、現行系のprimary GKからバックアップ用のalternate GKに切り替わる際に、通信不可能な時間帯が発生する場合があり、通信品質の悪化を引き起こすといった問題があった。
【0014】
このような問題点に対して、解決案として、primary GKが保持しているアドレス情報をalternate GKに転送するという方法があるが、現在の勧告ではGK間でアドレス情報を転送する手段については規定されていない。したがって、この方法では独自の方式となるために、異なるベンダ間での相互接続性を確保できなくなる。
【0015】
さらに、alternate GKが最新のアドレス情報を持つためには、定期的な更新が必要となる。特にprimary GKとalternate GKが地理的に離れており、WAN(Wide Area Network)を介しての接続となる場合には、定期更新のためのあらたな帯域を持たなければならない。
【0016】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、現行系のVoIPサーバからバックアップ用のVoIPサーバへ切り替わる際のブランクをなくし、通信品質の向上を図った通信システムを提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図1に示すような、VoIPの通信を行う通信システム1において、クライアントアドレス情報の一元管理を行うサーバ装置10と、サーバ装置10のバックアップを行うバックアップサーバ装置20と、現行系のサーバ装置10及びバックアップサーバ装置20へ、クライアントアドレス情報を同時に登録通知するクライアントアドレス情報登録通知部32と、サーバ装置10から、またはサーバ装置10との通信が不可能になったときはバックアップサーバ装置20から、着信先のIPアドレスを受信し、設定された伝送帯域の確保を行う通信制御部33と、から構成されるクライアント装置30と、を有することを特徴とする通信システム1が提供される。
【0018】
ここで、サーバ装置10は、クライアントアドレス情報の一元管理を行う。バックアップサーバ装置20は、サーバ装置10のバックアップを行う。クライアントアドレス情報登録通知部32は、現行系のサーバ装置10及びバックアップサーバ装置20へ、クライアントアドレス情報を同時に登録通知する。通信制御部33は、サーバ装置10から、またはサーバ装置10との通信が不可能になったときはバックアップサーバ装置20から、着信先のIPアドレスを受信し、設定された伝送帯域の確保を行う。また、クライアントアドレス情報登録通知部32は、バックアップサーバ装置20が複数台ある場合、クライアント装置30とサーバ装置10との通信が不可能になったとき、またはクライアント装置30とクライアントアドレス情報を登録したバックアップサーバ装置20との通信が不可能になったときに、クライアントアドレス情報が登録済みでないバックアップサーバ装置20に対して、1台毎にクライアントアドレス情報を登録通知する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は通信システムの原理図である。通信システム1は、サーバ装置10、バックアップサーバ装置20、エンドポイントであるクライアント装置(以下、EP)30−1〜30−nを有して冗長系構成(サーバ装置10及びバックアップサーバ装置20の複数サーバを持つ)をとり、ネットワーク4(IPネットワークやLAN等)上でVoIP通信を行う。
【0020】
現行系ゲートキーパであるサーバ装置(以下、primary GK)10は、EP30−1〜30−nのクライアントアドレス情報の一元管理を行い、通常時には、EP30−1〜30−nとクライアント・サーバ通信を行う。
【0021】
バックアップゲートキーパであるバックアップサーバ装置(以下、alternate GK)20は、primary GK10のバックアップを行う。alternate GK20は、primary GK10とEP30−1〜30−n間で通信が不可能になったときに、primary GK10の代わりにクライアントアドレス情報を管理して、EP30−1〜30−n間で通信を行うサーバである。なお、primary GK10とalternate GK20を総称する場合には、以降では単にGKと呼ぶ。
【0022】
EP30−1〜30−n(総称する場合はEP30)は、ネットワーク4との接続機能及び電話機能(または電話との接続機能)を有する、H.323システムにおけるクライアント機能を提供する端末装置に該当し、バックアップサーバ検出部31、クライアントアドレス情報登録通知部32、通信制御部33から構成される。
【0023】
バックアップサーバ検出部31は、primary GK10から送信されたalternate GK20の存在を示す存在情報を受信して、alternate GK20の検出を行う。
クライアントアドレス情報登録通知部32は、primary GK10と、検出したalternate GK20へ、クライアントアドレス情報を同時に(例えば、システム起動時に)登録通知する。クライアントアドレス情報とは、EP30に関する、電話番号、IPアドレス、ユーザ名等のアドレス情報のことである。
【0024】
通信制御部33は、通常時はprimary GK10から、またprimary GK10との通信が不可能になったときはalternate GK20から送信された、EP間で音声通信を行う際の着信先のIPアドレスを受信する。さらに、primary GK10またはalternate GK20から設定された伝送帯域の確保を行う。
【0025】
ここで、従来では、primary GK10とEP30との通信が不可能になったときに初めて、EP30は、alternate GK20に対してクライアントアドレス情報を登録していたが、本構成では、クライアントアドレス情報をprimary GK10とalternate GK20へ同時に登録通知することにした。これにより、EP30とprimary GK10との通信が不可能になった場合に、即時にalternate GK20との通信を開始できるので、EP間の音声通信を瞬断なく継続実行することが可能になる。
【0026】
次にprimary GK10とalternate GK20の構成について説明する。図2はprimary GK10の構成を示す図である。primary GK10は、存在情報通知部11、現行系クライアントアドレス情報登録部12、現行系通信設定部13、現行系登録保持設定部14から構成される。
【0027】
存在情報通知部11は、EP30へ、alternate GK20の存在を示す存在情報の通知を行う。また、alternate GK20が複数台ある場合には、EP30との通信が不可能になったときに、alternate GK20に対する負荷を分散させるために、存在情報の内容をEP30によって変更して通知する(図9、10で後述)。
【0028】
現行系クライアントアドレス情報登録部12は、EP30から送信されたクライアントアドレス情報を登録する。現行系通信設定部13は、クライアントアドレス情報のアドレス解決処理を行って、通話着信先のEPのIPアドレスを求め、発信元のEP30へ送信する。また、発信元のEP30に対して伝送帯域を設定する。
【0029】
現行系登録保持設定部14は、クライアントアドレス情報の登録を保持するための登録保持メッセージをEP30へ送信する。なお、登録保持メッセージに関する処理については図5〜図7で後述する。
【0030】
図3はalternate GK20の構成を示す図である。alternate GK20は、バックアップ用クライアントアドレス情報登録部22、バックアップ用通信設定部23、バックアップ用登録保持設定部24から構成される。
【0031】
バックアップ用クライアントアドレス情報登録部22は、EP30から送信されたクライアントアドレス情報を登録する。バックアップ用通信設定部23は、バックアップを行う場合、クライアントアドレス情報のアドレス解決処理を行って、通話着信先のEPのIPアドレスを求め、発信元のEP30へ送信する。また、EP30に対して伝送帯域を設定する。
【0032】
バックアップ用登録保持設定部24は、バックアップを開始しない場合には、クライアントアドレス情報の登録を保持するための登録保持メッセージの送信間隔を、primary GK10での登録保持メッセージの送信間隔よりも長く設定してEP30へ送信する。また、バックアップを開始した場合には、この送信間隔を短く設定して送信する。図5〜図7で後述する。
【0033】
次に通信システム1の動作について詳しく説明する(第1の実施の形態とする)。図4はRASシグナリングを示すシーケンス図である。RASは、EP30が、GKにクライアントアドレス情報を登録する際のシグナリング手順である。
【0034】
図中のGK discoveryとは、EP30がGKを動的に発見するための手順(オプション)である。通常、EP30からはマルチキャストでGKを検出するためのメッセージが送信される。そして、そのメッセージに対して、同一ゾーン(GKが管理対象とするEPの範囲)内のGKが応答する。EP30は、この応答メッセージにてalternate GK(及び primary GK )の存在を知ることができる。
【0035】
EP registration処理とは、EP30のエイリアスアドレス(電話番号やユーザ名等)やIPアドレスがマッピングされたクライアントアドレス情報を登録するための手順である。
【0036】
なお、GK側では、この手順で得た管理対象のEP30のクライアントアドレス情報を内部テーブルに保持する。そして、Admission/bandwidth controlによるアドレス解決要求を受け付けた際に、エイリアスアドレスをキーとしたIPアドレスの解決を行う。Admission/bandwidth control処理とは、アドレス解決によりIPアドレスを求め、音声伝送に必要な帯域の割当てを行うための手順である。
〔S1〕EP30のバックアップサーバ検出部31は、GRQ(Gatekeeper Request)メッセージをマルチキャスト等によって送信する。GRQメッセージには、EP30がalternate GK20をサポートすることを意味する“supportsAltGK”を含んでおく(なお、本構成は、EP30のみが意識して動作すればよいため、GKに対して本構成の機能の存在を通知する必要はない)。
【0037】
そして、ゾーン内のprimary GK10の存在情報通知部11は、GCF(Gatekeeper Confirm)メッセージで応答する。GCFメッセージには、alternate GK20が存在する場合、そのalternate GK20のトランスポートアドレス(IPアドレス、ポート番号)が“AlternateGK”に含まれる。これにより、バックアップサーバ検出部31は、alternate GK20の存在を知ることができる。
【0038】
なお、GK自身がprimaryなのか、alternateなのかは、事前にGKに設定しておくか、GK間で独自に情報(IPアドレス、MACアドレス等)を交換し、その値の大小によって自分がprimaryなのかalternateかを判断するように設定する。また、ステップS1の手順は、EP30にとってオプションであり、EP30に静的にGKのアドレス情報を設定しておけば、この手順を省略することができる。
〔S2a〕EP30のクライアントアドレス情報登録通知部32は、primary GK10にRRQ(Registration Request)メッセージを送信して、自身のクライアントアドレス情報をprimary GK10に通知する。このメッセージをprimary GK10の現行系クライアントアドレス情報登録部12が受け入れた場合は、RCF(Registration Confirm)メッセージで応答する。
〔S2b〕クライアントアドレス情報登録通知部32は、primary GK10への登録動作と同様にして、Admission/bandwidth controlに移行する前に、alternate GK20に対しても、RRQメッセージを送信する。そして、alternate GK20に受け入れられた場合には、RCFメッセージによる応答を受ける。なお、この処理は、primary GK10のゾーン内の全EPが実行する。
〔S3〕EP30の通信制御部33は、ARQ(Address Request)メッセージをprimary GK10へ送信する。primary GK10の現行系通信設定部13は、ARQメッセージを受信すると、内部テーブルにもとづき、アドレス解決を行って着信先EPのIPアドレスを求め、かつ音声伝送に必要な帯域の設定を行う。
【0039】
そして、現行系通信設定部13は、IPアドレスと帯域設定情報をACF(Address Confirm)メッセージに含めてEP30へ送信する。EP30の通信制御部33は、受信したACFメッセージにより、着信先のIPアドレスを認識し、かつ伝送帯域を確保する。
【0040】
以上説明したような、ステップS1〜ステップS3による処理を行うことで、primary GK10とalternate GK20は同じクライアントアドレス情報を保持することができ、EP30がprimary GK10との通信が不可能になった場合には、即時にalternate GK20との通信を開始して、EP間の音声通信を継続することができる。
【0041】
なお、上記のシーケンス処理の中で拒絶される場合のメッセージは、GCFの代わりにGRJ(Gatekeeper Reject)、RCFの代わりにRRJ(Registration Reject)、ACFの代わりにARJ(Address Reject)となる。
【0042】
ここで、primary GK10が復旧したときの自動復帰については、通信不可能となったprimary GK10に対して、EP30のクライアントアドレス情報登録通知部32は、RRQメッセージを定期的に送信し続け(ただし、トラフィック量や負荷を抑えるために、RRQメッセージの送信間隔は長く設定する)、RCFメッセージを受信した時点で復旧したと判断する。その後、alternate GK20から、復旧したprimary GK10へ接続が切り替わり、EP30とprimary GK10との通信が再開する。
【0043】
次にGKで管理されるクライアントアドレス情報テーブル及び登録保持メッセージについて説明する。primary GK10とalternate GK20は、EP30から送信されたクライアントアドレス情報をもとに、クライアントアドレス情報テーブルを作成する。
【0044】
また、primary GK10の現行系登録保持設定部14及びalternate GK20のバックアップ用登録保持設定部24では、EP30による登録を保持するために(EP30が正常に動作しているか否かを判断するために)、EP30に対して登録保持メッセージ(以下、KeepAlive)を送信する。
【0045】
このとき、primary GK10がEP30に通知するKeepAliveの送信間隔(以下timeToLive)よりも、alternate GK20が通知するKeepAliveのtimeToLiveの方を長く設定する。
【0046】
図5はprimary GK10が管理するクライアントアドレス情報テーブルを示す図である。クライアントアドレス情報テーブルT1は、EP30のIDを示すEP##ID、そのIDに対応するEPのトランスポートアドレス(図ではIPアドレスが記されている)、エイリアスアドレス(図では電話番号が記されている)及び時刻情報の項目から構成される。
【0047】
時刻情報とは、KeepAliveを送信する時刻(内部クロックにもとづく)のことであり、内部時刻+timeToLiveで管理される。内部時刻とは、1つ前に送信したKeepAliveの送信済み時刻のことである。時刻情報の例として、内部時刻+timeToLive=10:48:29+60sとは、1つ前に送信したKeepAliveの送信時刻は10:48:29であり、次のKeepAliveの送信時刻は10:49:29(=10:48:29+60s)ということである。
【0048】
図6はalternate GK20が管理するクライアントアドレス情報テーブルを示す図である。クライアントアドレス情報テーブルT2の各項目は、図5の場合と同様である。ただし、時刻情報のtimeToLiveが60sから3600sと長く設定されている。
【0049】
このように、バックアップ用登録保持設定部24が送信するKeepAliveのtimeToLiveは、現行系登録保持設定部14が送信するKeepAliveのtimeToLiveよりも長く設定しておくことで、トラフィック量や負荷の増大を抑制することができる。
【0050】
図7はalternate GK20がバックアップを開始した際のクライアントアドレス情報テーブルを示す図である。EP30とprimary GK10との通信が不可能になり、alternate GK20がバックアップを開始した場合には、バックアップ用登録保持設定部24は、長く設定していたtimeToLiveを短く設定する。
【0051】
クライアントアドレス情報テーブルT2aは、上述した項目の他に、あらたに呼受付状態の項目が追加される。alternate GK20がバックアップ開始後に、該当のEPからARQメッセージを受信した場合には、呼受付状態はActiveとなり、ARQメッセージを受信しない場合は、Passiveとなる。
【0052】
そして、呼受付状態がActiveのEPに対しては、そのEPに対してバックアップ動作を開始したことになるので、KeepAliveのtimeToLiveを短く設定する。また、呼受付状態がPassiveのEPに対しては、そのEPに対してはバックアップ動作はまだ開始していないので、KeepAliveのtimeToLiveは変更せずに、図6で設定した値にしておく。
【0053】
図では、EP_ID=0001、0003のEPは、Activeであるから、時刻情報をそれぞれ10:48:29+3600s→10:48:29+60s、11:03:53+3600s→11:03:53+60sに切り替え、EP_ID=0002はPassiveであるから、10:55:32+3600sのままとする。
【0054】
次に第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態では、alternate GKが1台の場合であるが、より強固なシステムを構築するためにalternate GKを2台以上設置することも考えられる。
【0055】
この場合、EP30がすべてのalternate GKに対して、RASチャネル(EPとGK間でRAS手順を実行するためのチャネル)を設定してしまうと、EPが保持するRASチャネル数が増えてしまい、トラフィックの増加及びEP30に対する負荷が過大になってしまう。
【0056】
したがって、第2の実施の形態では alternate GKが2台以上存在する場合、EP30とprimary GK10との通信が不可能になったとき、または、EP30とバックアップを開始したalternate GKとの通信が不可能になったときに、クライアントアドレス情報が登録済みでないalternate GKに対して、1台毎にクライアントアドレス情報を登録通知するものである。図8を用いてこの様子を説明する。
【0057】
図8は第2の実施の形態のRASシグナリングを示すシーケンス図である。Alternate GK20−1、20−2の2台の場合における処理を示す。
〔S11〕EP30とprimary GK10間で、GK discovery処理としてGRQ/GCFメッセージの通信を行う。
〔S12〕EP30とprimary GK10間で、EP registration処理としてRRQ/RCFメッセージの通信を行う。
〔S13〕EP30とalternate GK20−1間で、EP registration処理としてRRQ/RCFメッセージの通信を行う。
〔S14〕EP30とprimary GK10間で、Admission/bandwidth control処理としてARQ/ACFメッセージの通信を行う。
〔S15〕EP30とprimary GK10との通信が不可能になったとする。
〔S16〕EP30とalternate GK20−2間で、EP registration処理としてRRQ/RCFメッセージの通信を行う。
〔S17〕EP30とalternate GK20−1間で、Admission/bandwidth control処理としてARQ/ACFメッセージの通信を行う。
【0058】
すなわち、複数台のalternate GKを第1〜第nのalternate GKとすると、EP30とprimary GK10との通信が不可能になった時点で、第2のalternate GKにクライアントアドレス情報を登録通知し、第1のalternate GKとの通信が不可能になった時点で、第3のalternate GKにクライアントアドレス情報を登録通知する、というように常に2本のRASチャネルを保持するようにする。
【0059】
なお、この場合、EP30は、RCFメッセージに含まれる“AlternateGK”によって、alternate GKの存在だけでなくプライオリティも知ることができるので、優先度の高い順に2つのRASチャネルを保持するようにしてもよい。
【0060】
次に第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、alternate GKが複数台ある場合、alternate GKの存在を示す“AlternateGK”の内容を、EP30によって変更して通知し、alternate GKに対する負荷を分散させるものである。
【0061】
図9は複数のalternate GKが配置されたシステムの構成を示す図である。VoIPシステム1aに対し、センター拠点(本社)5は、primary GK51、EP52−1〜52−3、ルータ53を有し、バス配線によってそれぞれ接続する。リモート拠点(支店)6は、alternate GK61、EP62−1〜62−3、ルータ63を有し、バス配線によってそれぞれ接続する。リモート拠点(支店)7は、alternate GK71、EP72−1〜72−3、ルータ73を有し、バス配線によってそれぞれ接続する。
【0062】
また、ルータ53は、アクセス回線C1(3Mbps)でIP−VPN(Virtual Private Network)4aと接続し、ルータ63は、アクセス回線C2(1.5Mbps)でIP−VPN4aと接続し、ルータ73は、アクセス回線C3(1.5Mbps)でIP−VPN4aと接続する。
【0063】
このような構成のVoIPシステム1aに対し、通常時では、図中の点線枠で示すゾーン内で、primary GK51をサーバとしたVoIP通信が行われる。ところが、センター拠点(本社)5に設置されたprimary GK51が故障した場合、例えば、alternate GK61のみがバックアップを開始したとすると、アクセス回線の速度が遅いリモート拠点(支店)6のalternate GK61に対して、すべてのEPがアクセスを実行するため、レスポンスが悪くなるといった問題が発生する。
【0064】
図10は複数のalternate GKによりバックアップを行う際の様子を示す図である。VoIPシステム1aに対し、primary GK51が故障した場合、第3の実施の形態では、alternate GK61、71の両方でバックアップを開始する。図では、alternate GK61は、ゾーンz1として、EP52−2、52−3、EP62−1〜EP62−3をカバーし、alternate GK71はゾーンz2として、EP52−1、EP72−1〜EP72−3をカバーする。
【0065】
すなわち、システム起動時に、primary GK51は、EP52−2、52−3、EP62−1〜EP62−3に対してはバックアップ用サーバとしてalternate GK61の存在を通知し、EP52−1、EP72−1〜EP72−3に対してはバックアップ用サーバとしてalternate GK71の存在を通知しておく。
【0066】
これにより、primary GK51との通信が不可能になった場合に、alternate GK61はEP52−2、52−3、EP62−1〜EP62−3をバックアップし、alternate GK71はEP52−1、EP72−1〜EP72−3をバックアップするので、負荷が分散され、レスポンス悪化を抑制することが可能になる。
【0067】
ここで、上述したVoIPシステム1aのように、企業などにおいてalternate GKを設置する場合、自然災害などの影響を考慮して地理的に離れている拠点にalternate GKを設置することが考えられる。
【0068】
企業の通信形態として、ホストコンピュータを設置しているセンター拠点にprimary GKを設置し、そのホストコンピュータにアクセスする端末が設置されているリモート拠点にalternate GKを設置する場合が多い。ところが、このようなシステムでは、primary GKからalternate GKに切り替わるとレスポンスが悪くなる可能性が高い。
【0069】
したがって、第3の実施の形態では、primary GKがEPに通知する “AlternateGK”の内容をEPによって変更する(すなわち、alternate GKの規模やその拠点のアクセス回線速度によって、ゾーンの範囲を変更する)ことによって、primary GKのバックアップを複数のalternate GKで実現する。
【0070】
これにより、alternate GKが管理するゾーンの範囲を小さくできるので、アクセス回線速度がボトルネックになって生じるレスポンスの悪化を抑制することが可能になる。または逆に、primary GKを複数で運用し、1台のalternate GKでバックアップすることも可能である。
【0071】
次に第4の実施の形態について説明する。第1〜第3の実施の形態は、alternate GKを設置することを前提としているが、第4の実施の形態では、alternate GKを設置せずに、primary GKに登録された最新のアドレス情報をEPが保持することによって、primary GKとの通信が不可能になった場合に、EP内部でアドレス解決を行ない、EP間の通信を実現するものである。
【0072】
図11は第4の実施の形態の通信システムの構成を示す図である。通信システム1bは、EP30bとprimary GK10bから構成される。
EP30bに対し、クライアントアドレス情報取得部30b−1は、クライアントアドレス情報または差分情報(EPが追加または削除した際の変更情報)を取得する。通信部30b−2は、クライアントアドレス情報のアドレス解決処理を行い、現行系サーバとの通信が不可能になったときに、クライアント同士で通信を行う。
【0073】
primary GK10bに対し、クライアントアドレス情報通知部10b−1は、登録要求のあったEPに、登録されているクライアントアドレス情報を一括して通知する。差分情報通知部10b−2は、あらたにクライアントアドレス情報が登録された場合は、クライアントアドレス情報の差分情報のみを登録済みのEPへ通知する。
【0074】
図12は第4の実施の形態におけるクライアントアドレス情報の通知手順を示すシーケンス図である。
〔S21〕EP30b−aとprimary GK10b間で、RRQ/RCFメッセージの通信を行う。
〔S22〕primary GK10bのクライアントアドレス情報通知部10b−1は、システム起動時から一定時間(図では3600秒)経過後に、登録済みのクライアントアドレス情報をEP30b−aへ一括して送信する。EP30b−aのクライアントアドレス情報取得部30b−aは、クライアントアドレス情報を一括して取得する。
〔S23〕EP30b−bとprimary GK10b間で、RRQ/RCFメッセージの通信を行う(あらたにEP30b−bが登録要求をしてきた状態)。
〔S24a〕primary GK10bの差分情報通知部10b−2は、あらたにクライアントアドレス情報が登録されたので、このクライアントアドレス情報(差分情報)のみを、すでに登録済みのEP30b−aへ通知する。
〔S24b〕primary GK10bのクライアントアドレス情報通知部10b−1は、クライアントアドレス情報を一括してEP30b−bへ通知する。
〔S25〕EP30b−bとprimary GK10b間で、RRQ/RCFメッセージの通信を行う(あらたにEP30b−cが登録要求をしてきた状態)。
〔S26a〕primary GK10bの差分情報通知部10b−2は、あらたにクライアントアドレス情報が登録されたので、このクライアントアドレス情報(差分情報)のみを、登録済みのEP30b−a、30b−bへ通知する。
〔S26b〕primary GK10bのクライアントアドレス情報通知部10b−1は、クライアントアドレス情報を一括してEP30b−cへ通知する。
【0075】
このように、第4の実施の形態では、primary GKに登録された最新のアドレス情報をEPが保持するために、EPとprimary GK間で定期的に通信を行う。ただし、頻繁に大量のクライアントアドレス情報をやりとりするのは負荷増大に繋がるため、必要最小限に抑える必要がある。
【0076】
このためには、例えば、primary GKに電源が投入されて一定時間経過した後に、その時点でprimary GKが保持しているクライアントアドレス情報を登録された全てのEPに一括送信する。その後、primary GKが保持しているクライアントアドレス情報が変更された時点でEPにその変更分だけを通知すればよい。
【0077】
なお、クライアントアドレス情報の通知は、独自の手順で行なっても良いし、標準で定義されているRASメッセージの拡張(例えば、RCFメッセージにprimary GKが保有するクライアントアドレス情報を含ませて、EPに通知する)によって実現することもできる。
【0078】
次にEPの登録によりGKでアドレス解決が行われるまでの流れについてフローチャートを用いて説明する。図13、図14はEPの登録によりGKでアドレス解決が行われるまでの処理手順を示すフローチャートである。
〔S31〕EPは、登録時に、primary GKから送信されたRCFメッセージを受信し、RCFメッセージ内にalternate GKの存在を示す“AlternateGK”があるか否かを判断する。なければステップS32へ、あればステップS37へ行く。
〔S32〕EPは、一定時間経過後に、クライアントアドレス情報をprimary GKから一括して受信する。
〔S33〕システムに対して、EPの追加/削除があった場合は、ステップS34へ行き、なければこの判断処理を繰り返す。
〔S34〕すでに登録済みのEPは差分情報を受信し、あらたに登録したEPはクライアントアドレス情報を一括して受信する。
〔S35〕EPとprimary GKとの通信が不可能になった場合は、ステップS36へ、そうでなければステップS33へ戻る。
〔S36〕EP内部でアドレス解決処理を行う。
〔S37〕EPは、第1のalternate GKに登録を行う。
〔S38〕EPとprimary GKとの通信が不可能になった場合は、ステップS39へ、そうでなければこの判断処理を繰り返す。
〔S39〕EPは、第2のalternate GKに登録を行う。
〔S40〕EPは、通信不可能となったGKにRRQメッセージを定期的に送信する。
〔S41〕RRCメッセージを返信したGKによってアドレス解決処理が行われる。
【0079】
次にEP30の機能ブロックについて説明する。図15はEP30の機能ブロックを示す図である。画像コーデック(H.261,H.263)3aは、画像信号の符号化/復号化を行う。音声コーデック(G700シリーズ,特にG.710−729)3bは、音声信号の符号化/復号化を行う。
【0080】
システムコントロールユニット3cは、メディア制御部(H.245)3c−1は、呼制御部(H.225.0)3c−2、RAS制御部(H.225.0)3c−3から構成される。
【0081】
メディア制御部(H.245)3c−1は、EP間の主従関係、使用するコーデックなどの能力交換機能を提供するとともに、音声、画像及びデータを送受信するための論理チャネル(Logical Channel)CH1をUDP(User Datagram Protocol)上に設定する。論理チャネルCH1を設定するためのEP間でのやりとりは、TCP(Transport Control Protocol)上のH.245コントロールチャネル(Control Channel)CH2を使って行う。
【0082】
呼制御部(H.225.0)3c−2は、EP間で通話を開始するために必要な情報(電話番号等)の交換を行う。この情報は、EP間に設定されたTCP上の呼シグナリングチャネル(Call Signaling Channel)CH3で送受信する。
【0083】
RAS制御部(H.225.0)3c−3は、EPがGKに対して、電話番号等のアドレス情報の登録、アドレス解決などを行う機能を提供する。これらのやりとりは、EPとGK間で、UDP上のRASチャネル(RAS Channel)CH4を使って行う。また、EP30の機能ブロックは、RAS制御部3c−3に含まれる。
【0084】
RTP(Real-Time Transport Control Protocol)/RTCP制御部3dは、符号化された音声や画像を送受信するために、IPパケットにカプセリングする機能やそのIPパケットを制御(モニタ等)する機能を提供する。
【0085】
ネットワークインタフェースカード(NIC)3eは、LANなどのネットワークに接続するためのデータリンクレイヤ及び物理レイヤ機能を提供する。
以上説明したように、 alternate GK20への切り替えを瞬時に行うことができるため、エンドユーザにとっては、GKの障害を意識することなく、高い可用性のもとで音声通信を行うことが可能になる。
【0086】
なお、VoIP製品は、現在ではH.323対応製品が多く出荷されているために、上記の説明では、H.323をベースにして行ったが、これから製品化が始まる予定であるSIPのクライアント・サーバシステムにも本発明を適用可能である。
【0087】
(付記1) VoIPの通信を行う通信システムにおいて、
クライアントアドレス情報の一元管理を行うサーバ装置と、
前記サーバ装置のバックアップを行うバックアップサーバ装置と、
現行系の前記サーバ装置及び前記バックアップサーバ装置へ、前記クライアントアドレス情報を同時に登録通知するクライアントアドレス情報登録通知部と、前記サーバ装置から、または前記サーバ装置との通信が不可能になったときは前記バックアップサーバ装置から、着信先のIPアドレスを受信し、設定された伝送帯域の確保を行う通信制御部と、から構成されるクライアント装置と、
を有することを特徴とする通信システム。
【0088】
(付記2) 前記クライアント装置は、前記バックアップサーバ装置の存在を示す存在情報を前記サーバ装置から受信して、前記バックアップサーバ装置の検出を行うバックアップサーバ検出部をさらに有することを特徴とする付記1記載の通信システム。
【0089】
(付記3) 前記クライアントアドレス情報登録通知部は、前記バックアップサーバ装置が複数台ある場合、前記クライアント装置と前記サーバ装置との通信が不可能になったとき、または前記クライアント装置と前記クライアントアドレス情報を登録したバックアップサーバ装置との通信が不可能になったときに、前記クライアントアドレス情報が登録済みでないバックアップサーバ装置に対して、1台毎に前記クライアントアドレス情報を登録通知することを特徴とする付記1記載の通信システム。
【0090】
(付記4) 前記クライアントアドレス情報登録通知部は、通信が不可能になったサーバ装置へ、前記クライアントアドレス情報を定期的に送信し、登録許可を受信したときには復旧したとみなし、前記クライアント装置は、復旧した前記サーバ装置へ接続を切り替えることを特徴とする付記1記載の通信システム。
【0091】
(付記5) 前記サーバ装置は、前記バックアップサーバ装置が複数台ある場合、前記クライアント装置と前記サーバ装置との通信が不可能になったときに、前記バックアップサーバ装置に対するバックアップ時の負荷を分散させるために、前記バックアップサーバ装置の存在を示す存在情報の内容を前記クライアント装置によって変更して通知することを特徴とする付記1記載の通信システム。
【0092】
(付記6) 前記バックアップサーバ装置は、前記クライアントアドレス情報の登録を保持するための登録保持メッセージの送信間隔を、前記サーバ装置での登録保持メッセージの送信間隔よりも長く設定することを特徴とする付記1記載の通信システム。
【0093】
(付記7) 前記バックアップサーバ装置は、バックアップを開始した場合、前記サーバ装置よりも長く設定していた前記登録保持メッセージの前記送信間隔を短く設定することを特徴とする付記6記載の通信システム。
【0094】
(付記8) クライアント側のVoIPの通信を行うクライアント装置において、
現行系のサーバ装置及びバックアップサーバ装置へ、クライアントアドレス情報を同時に登録通知するクライアントアドレス情報登録通知部と、
前記サーバ装置から、または前記サーバ装置との通信が不可能になったときは前記バックアップサーバ装置から、着信先のIPアドレスを受信し、設定された伝送帯域の確保を行う通信制御部と、
を有することを特徴とするクライアント装置。
【0095】
(付記9) 前記バックアップサーバ装置の存在を示す存在情報をサーバ装置から受信して前記バックアップサーバ装置の検出を行うバックアップサーバ検出部をさらに有することを特徴とする付記8記載のクライアント装置。
【0096】
(付記10) 前記クライアントアドレス情報登録通知部は、前記バックアップサーバ装置が複数台ある場合、前記クライアント装置と前記サーバ装置との通信が不可能になったとき、または前記クライアント装置と前記クライアントアドレス情報を登録したバックアップサーバ装置との通信が不可能になったときに、前記クライアントアドレス情報が登録済みでないバックアップサーバ装置に対して、1台毎に前記クライアントアドレス情報を登録通知することを特徴とする付記8記載のクライアント装置。
【0097】
(付記11) 前記クライアントアドレス情報登録通知部は、通信が不可能になったサーバ装置へ、前記クライアントアドレス情報を定期的に送信し、登録許可を受信したときには復旧したとみなし、復旧した前記サーバ装置へ接続が切り替わることを特徴とする付記8記載のクライアント装置。
【0098】
(付記12) 現行系サーバ側のVoIPの通信を行うサーバ装置において、クライアント装置へ、バックアップサーバ装置の存在を示す存在情報の通知を行い、前記バックアップサーバ装置が複数台ある場合には、前記クライアント装置と前記サーバ装置との通信が不可能になったときに、前記バックアップサーバ装置に対するバックアップ時の負荷を分散させるために、前記存在情報の内容を前記クライアント装置によって変更して通知する存在情報通知部と、
送信されたクライアントアドレス情報を登録する現行系クライアントアドレス情報登録部と、
前記クライアントアドレス情報のアドレス解決処理を行って求めた、着信先のIPアドレスを前記クライアント装置へ送信し、伝送帯域を設定する現行系通信設定部と、
前記クライアントアドレス情報の登録を保持するための登録保持メッセージを送信する現行系登録保持設定部と、
を有することを特徴とするサーバ装置。
【0099】
(付記13) バックアップサーバ側のVoIPの通信を行うバックアップサーバ装置において、
送信されたクライアントアドレス情報を登録するバックアップ用クライアントアドレス情報登録部と、
前記クライアントアドレス情報のアドレス解決処理を行って求めた、着信先のIPアドレスをクライアント装置へ送信し、伝送帯域を設定するバックアップ用通信設定部と、
前記クライアントアドレス情報の登録を保持するための登録保持メッセージの送信間隔を、サーバ装置での登録保持メッセージの送信間隔よりも長く設定して送信し、バックアップ開始時には、前記送信間隔を短く設定して送信するバックアップ用登録保持設定部と、
を有することを特徴とするバックアップサーバ装置。
【0100】
(付記14) VoIPの通信を行う通信システムにおいて、
クライアントアドレス情報または差分情報を取得するクライアントアドレス情報取得部と、前記クライアントアドレス情報のアドレス解決処理を行い、現行系サーバとの通信が不可能になったときに、クライアント同士で通信を行う通信部と、から構成されるクライアント装置と、
登録要求のあったクライアント装置に、登録されているクライアントアドレス情報を一括して通知するクライアントアドレス情報通知部と、あらたにクライアントアドレス情報が登録された場合は、クライアントアドレス情報の前記差分情報のみを登録済みのクライアント装置へ通知する差分情報通知部と、から構成される現行系のサーバ装置と、
を有することを特徴とする通信システム。
【0101】
(付記15) クライアント側のVoIPの通信を行うクライアント装置において、
クライアントアドレス情報または差分情報を取得するクライアントアドレス情報取得部と、
前記クライアントアドレス情報のアドレス解決処理を行い、現行系サーバとの通信が不可能になったときに、クライアント同士で通信を行う通信部と、
を有することを特徴とするクライアント装置。
【0102】
(付記16) 現行系サーバ側のVoIPの通信を行うサーバ装置において、
登録要求のあったクライアント装置に、登録されているクライアントアドレス情報を一括して通知するクライアントアドレス情報通知部と、
あらたにクライアントアドレス情報が登録された場合は、クライアントアドレス情報の差分情報のみを登録済みのクライアント装置へ通知する差分情報通知部と、
を有することを特徴とするサーバ装置。
【0103】
(付記17) VoIPの通信を行うVoIP通信方法において、
クライアント機能を持つエンドポイントと、サーバ機能を持つ現行系ゲートキーパとの間で、前記現行系ゲートキーパのバックアップ用のバックアップゲートキーパを見つけるためのGK discovery処理を行い、
前記エンドポイントが、前記現行系ゲートキーパ及び前記バックアップゲートキーパへ、クライアントアドレス情報を同時に登録通知するEP registration処理を行い、
前記エンドポイントと前記現行系ゲートキーパとの間で、または前記現行系ゲートキーパとの通信が不可能になったときは、前記エンドポイントと前記バックアップ用ゲートキーパとの間で、IPアドレスの解決及び帯域割り当てを行うためのAdmission/bandwidth control処理を行い、
通常時には、前記エンドポイントと前記現行系ゲートキーパとの間で通信を行い、前記現行系ゲートキーパとの通信が不可能になった場合には、前記エンドポイントと、瞬断なく接続が切り替わった前記バックアップ用ゲートキーパとの間で通信を行うことを特徴とするVoIP通信方法。
【0104】
(付記18) 前記バックアップゲートキーパが複数台ある場合、前記エンドポイントと前記現行系ゲートキーパとの通信が不可能になったとき、または前記エンドポイントと前記クライアントアドレス情報を登録したバックアップゲートキーパとの通信が不可能になったときに、前記クライアントアドレス情報が登録済みでないバックアップゲートキーパに対して、1台毎に前記クライアントアドレス情報を登録通知することを特徴とする付記17記載のVoIP通信方法。
【0105】
(付記19) 通信が不可能になった現行系ゲートキーパへ、前記クライアントアドレス情報を定期的に送信し、登録許可を受信したときには復旧したとみなし、前記バックアップゲートキーパから、復旧した前記現行系ゲートキーパへ接続を切り替えることを特徴とする付記17記載のVoIP通信方法。
【0106】
(付記20) 前記バックアップゲートキーパが複数台ある場合、前記エンドポイントと前記現行系ゲートキーパとの通信が不可能になったときに、前記バックアップゲートキーパに対する負荷を分散させるために、前記バックアップゲートキーパの存在を知らせるための情報の内容を前記エンドポイントによって変更して通知することを特徴とする付記17記載のVoIP通信方法。
【0107】
(付記21) 前記バックアップゲートキーパでのKeepAliveのTimeToLiveを、前記現行系ゲートキーパでのKeepAliveのTimeToLiveよりも長く設定することを特徴とする付記17記載のVoIP通信方法。
【0108】
(付記22) 前記バックアップゲートキーパがバックアップを開始した場合、前記現行系ゲートキーパよりも長く設定していた前記KeepAliveの前記TimeToLiveを短く設定することを特徴とする付記21記載のVoIP通信方法。
【0109】
(付記23) VoIPの通信を行うVoIP通信方法において、
サーバ側では、登録要求のあったクライアントに、登録されているクライアントアドレス情報を一括して通知し、あらたにクライアントアドレス情報が登録された場合には、クライアントアドレス情報の差分情報のみを登録済みのクライアントへ通知し、
クライアント側では、クライアントアドレス情報または差分情報を取得し、前記クライアントアドレス情報のアドレス解決処理を行って、現行系サーバとの通信が不可能になったときに、クライアント同士で通信を行うことを特徴とするVoIP通信方法。
【0110】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の通信システムは、クライアント装置から、現行系のサーバ装置及びバックアップサーバ装置へ、クライアントアドレス情報を同時に登録通知し、サーバ装置から、またはサーバ装置との通信が不可能になったときはバックアップサーバ装置から、着信先のIPアドレスを受信し、設定された伝送帯域の確保を行う構成とした。これにより、現行系からバックアップ用のサーバへ切り替わる際のブランクをなくすことができるので、通信品質の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 通信システムの原理図である。
【図2】 primary GKの構成を示す図である。
【図3】 alternate GKの構成を示す図である。
【図4】RASシグナリングを示すシーケンス図である。
【図5】 primary GKが管理するクライアントアドレス情報テーブルを示す図である。
【図6】 alternate GKが管理するクライアントアドレス情報テーブルを示す図である。
【図7】 alternate GKがバックアップを開始した際のクライアントアドレス情報テーブルを示す図である。
【図8】第2の実施の形態のRASシグナリングを示すシーケンス図である。
【図9】複数のalternate GKが配置されたシステムの構成を示す図である。
【図10】複数のalternate GKによりバックアップを行う際の様子を示す図である。
【図11】第4の実施の形態の通信システムの構成を示す図である。
【図12】第4の実施の形態におけるクライアントアドレス情報の通知手順を示すシーケンス図である。
【図13】EPの登録によりGKでアドレス解決が行われるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【図14】EPの登録によりGKでアドレス解決が行われるまでの処理手順を示すフローチャートである。
【図15】EPの機能ブロックを示す図である。
【図16】VoIPシステムの構成を示す図である。
【図17】従来のalternate GKへの登録の様子を示す図である。
【符号の説明】
1 通信システム
10 サーバ装置
20 バックアップサーバ装置
30−1〜30−n クライアント装置
31 バックアップサーバ検出部
32 クライアントアドレス情報登録通知部
33 通信制御部
Claims (4)
- VoIPの通信を行う通信システムにおいて、
クライアントアドレス情報の一元管理を行うサーバ装置と、
前記サーバ装置のバックアップを行うバックアップサーバ装置と、
現行系の前記サーバ装置及び前記バックアップサーバ装置へ、前記クライアントアドレス情報を同時に登録通知するクライアントアドレス情報登録通知部と、前記サーバ装置から、または前記サーバ装置との通信が不可能になったときは前記バックアップサーバ装置から、着信先のIPアドレスを受信し、設定された伝送帯域の確保を行う通信制御部と、
から構成されるクライアント装置と、
を有し、
前記クライアントアドレス情報登録通知部は、前記バックアップサーバ装置が複数台ある場合、前記クライアント装置と前記サーバ装置との通信が不可能になったとき、または前記クライアント装置と前記クライアントアドレス情報を登録したバックアップサーバ装置との通信が不可能になったときに、前記クライアントアドレス情報が登録済みでないバックアップサーバ装置に対して、1台毎に前記クライアントアドレス情報を登録通知する、
ことを特徴とする通信システム。 - VoIPの通信を行う通信システムにおいて、
クライアントアドレス情報の一元管理を行うサーバ装置と、
前記サーバ装置のバックアップを行うバックアップサーバ装置と、
現行系の前記サーバ装置及び前記バックアップサーバ装置へ、前記クライアントアドレス情報を同時に登録通知するクライアントアドレス情報登録通知部と、前記サーバ装置から、または前記サーバ装置との通信が不可能になったときは前記バックアップサーバ装置から、着信先のIPアドレスを受信し、設定された伝送帯域の確保を行う通信制御部と、
から構成されるクライアント装置と、
を有し、
前記クライアントアドレス情報登録通知部は、通信が不可能になったサーバ装置へ、前記クライアントアドレス情報を定期的に送信し、登録許可を受信したときには復旧したとみなし、前記クライアント装置は、復旧した前記サーバ装置へ接続を切り替える、
ことを特徴とする通信システム。 - VoIPの通信を行う通信システムにおいて、
クライアントアドレス情報の一元管理を行うサーバ装置と、
前記サーバ装置のバックアップを行うバックアップサーバ装置と、
現行系の前記サーバ装置及び前記バックアップサーバ装置へ、前記クライアントアドレス情報を同時に登録通知するクライアントアドレス情報登録通知部と、前記サーバ装置から、または前記サーバ装置との通信が不可能になったときは前記バックアップサーバ装置から、着信先のIPアドレスを受信し、設定された伝送帯域の確保を行う通信制御部と、
から構成されるクライアント装置と、
を有し、
前記サーバ装置は、前記バックアップサーバ装置が複数台ある場合、前記クライアント装置と前記サーバ装置との通信が不可能になったときに、前記バックアップサーバ装置に対するバックアップ時の負荷を分散させるために、前記バックアップサーバ装置の存在を示す存在情報の内容を前記クライアント装置によって変更して通知する、
ことを特徴とする通信システム。 - VoIPの通信を行う通信システムにおいて、
クライアントアドレス情報の一元管理を行うサーバ装置と、
前記サーバ装置のバックアップを行うバックアップサーバ装置と、
現行系の前記サーバ装置及び前記バックアップサーバ装置へ、前記クライアントアドレス情報を同時に登録通知するクライアントアドレス情報登録通知部と、前記サーバ装置から、または前記サーバ装置との通信が不可能になったときは前記バックアップサーバ装置 から、着信先のIPアドレスを受信し、設定された伝送帯域の確保を行う通信制御部と、
から構成されるクライアント装置と、
を有し、
前記バックアップサーバ装置は、前記クライアントアドレス情報の登録を保持するための登録保持メッセージの送信間隔を、前記サーバ装置での登録保持メッセージの送信間隔よりも長く設定する、
ことを特徴とする通信システム。
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