JP4464386B2 - IPv6ネットワークにおいてマルチメディアサービスを提供するフローラベルを利用した信号連結サーバ、サービス品質提供サーバ及び方法 - Google Patents

IPv6ネットワークにおいてマルチメディアサービスを提供するフローラベルを利用した信号連結サーバ、サービス品質提供サーバ及び方法 Download PDF

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Description

本発明は、一般には、IPv6(Internet Protocol version 6)ネットワークにおいてセッション区分を通じたサービス品質(Quality of Service;QoS)提供方法に関し、より詳細には、IPv6ネットワークにおいてマルチメディアサービスを提供するにあたって端末またはノードの間に生成されたセッションを区分し、各セッション別に差別化したサービス品質(QoS)を提供するための方法に関する。
一般的に、当該IPネットワークにおいて各セッションの区分はその区分単位に応じて多様に定義することができるが、IPアドレスのようなネットワーク階層の情報と流入されるパケットのフローテーブルを区分することが可能であるTCP/UDP(Transmission Control Protocol/User Datagram Protocol)ポート情報のような転送階層の情報を利用して定義する。
例えば、IPv4パケットの場合のセッションの区分はソースIPv4アドレス(source IPv4 address)と、目的地IPv4アドレス(destination IPv4 address)と、プロトコル番号と、TCP/UDPソースポート番号(source TCP/UDP port number)と、TCP/UDP目的地ポート番号(destination TCP/UDP port number)とを利用して定義する。これと類似して、IPv6パケットの場合のセッションの区分は、ソースIPv6アドレスと、目的地IPv6アドレスと、次ヘッダー(Next Header)と、TCP/UDP ソースポート番号と、TCP/UDP目的地ポート番号とで定義することができる。
ところで、IPv6パケットには標準に定義されたヘッダー形態の特徴により転送階層情報(TCP/UDPソースポート番号及びTCP/UDP目的地ポート番号)が拡張ヘッダー形態に存在する。多数個の拡張ヘッダーが存在する場合、転送階層情報は拡張ヘッダー等の各々の最終端に位置する。従って、IPv6パケットに多数個の拡張ヘッダーが存在する場合、ハードウェア上において高速で転送階層情報を抽出するのに困難がある。
これにより、IPv6パケットに対して拡張ヘッダーの初めがTCPまたはUDPのような転送階層情報ではない場合には、IPv6ソースアドレス、IPv6目的地アドレス、及び次ヘッダー(Next Header)のみでQoSを提供するしかないため、各応用別にQoSを制御することができない短所がある。
このような場合、QoS提供観点では互いに通信をしている二つの端末の間に同一な次ヘッダー(Next Header)を共有するセッション等でグループ化されたセッションにQoSを提供するため、実際、各セッションに対する差別化された制御を行うことができない問題点がある。さらにIPv6パケットにESP(Encapsulating Security Payload)ヘッダーが存在する場合のようにペイロードが暗号化されると、各ノードにおいて復号化を行わない以上、転送階層情報を抽出することができなくなる問題点がある。
このような問題点を解決するための本発明の第1目的は、IPv6ネットワークノード上において流入されるパケットに対する差別化されたサービス品質(QoS)を提供するためのサービス品質提供方法及びこれを適用したシステムを提供することである。
本発明の第2目的は、IPv6ネットワークにおいてマルチメディアサービスを提供するにあたって端末またはノードの間に生成されたセッションを区分し、各セッション別に差別化されたサービス品質(QoS)を提供するためのサービス品質提供方法及びこれを適用したシステムを提供することである。
本発明の第3目的は、IPv6ネットワークにおいて次ヘッダーの存在有無にかかわらず高速のインタフェースでより容易なセッション区分が可能であり、区分された各セッション別に差別化したサービス品質(QoS)を提供することが可能なサービス品質提供方法及びこれを適用したシステムを提供することである。
このような目的を果たすための本発明の実施形態によるIPv6ネットワークにおいて信号連結サーバは、出発地から転送された通話要請信号から目的地の情報を抽出し、抽出した目的地に通話要請信号を転送する通話要請信号転送部と、通話要請信号を受信した目的地から転送されたリング信号を受信し、リング信号から出発地を抽出し、抽出した出発地にリング信号を転送するリング信号転送部と、転送された通話要請信号に対して目的地から転送された通話要請応答信号を受信してセッション情報を抽出し、抽出したセッション情報をQoS(サービス品質)を提供するQoS提供サーバに転送するセッション情報転送部と、転送されたセッション情報のセッションキーに対応してQoS提供サーバからQoS提供完了情報が受信されると、目的地から受信した通話要請応答信号を出発地に転送して出発地と目的地の間にQoSが保障されたセッションを設定する通話要請応答信号転送部とを含むことを特徴とする。
望ましくは、セッションキーは、セッション情報のフローラベル(Flow Label)を含む。セッションキーは、セッション情報のソースIP(SIP)アドレス、目的IP(DIP)アドレス、及び次ヘッダー(Next Header)値をさらに含む。
QoS提供サーバによるQoS設定は、セッション情報に対するセッションキーが生成され、セッションキーの各々に対応するQoS情報が設定される。
QoS情報は、セッションキーによってフォワーディング転送されるパケットのトラフィックタイプ(Traffic Type)情報、及び帯域幅(Band Width)情報を含む。
このような目的を達成するための本発明の実施形態によるQos提供サーバは、IPv6ネットワークにおいて出発地と目的地の間にセッション設定のために受信されるセッション情報を基にフローラベル(Flow Label)が含まれたセッションキーを生成するセッションキー生成部と、生成されたセッションキーに対応するQoS(サービス品質)情報を設定するQoS提供部と、セッションキー及びQoS情報を出発地と目的地の間にデータパケットのフォワーディングを行うIPv6ノードに転送するQoS提供情報転送部と、出発地と目的地の間にセッション設定を中継する信号連結サーバに、セッションキーに対応するQoS提供完了情報を転送するQoS提供完了情報転送部と、を含むことを特徴とする。
セッションキーは、セッション情報のソースIP(SIP)アドレス、目的IP(DIP)アドレス、及び次ヘッダー(Next Header)値をさらに含む。QoS情報は、IPv6ノードにおいてセッションキーによってフォワーディング転送されるパケットのトラフィックタイプ(Traffic Type)情報、及び帯域幅(Band Width)情報を含む。
このような目的を達成するための本発明によるIPv6ノードは、IPv6ネットワークより流入されるパケットからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出部と、出発地と目的地の間にセッション情報からフローラベルが含まれたセッションキーを生成し、セッションキーに対応してQoS情報を設定しQoS保障のためにQoS提供サーバから提供されたQoS情報及びフォワーディング情報を保存するフローテーブルと、フローテーブルからヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリを検索するフローテーブル検索部と、フローテーブルにヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在すると、フローテーブルからヘッダー情報のセッションキーに対応するQoS情報及びフォワーディング情報を抽出するQoS/フォワーディング情報抽出部と、抽出したQoS情報に基づいてフォワーディング情報に応じて流入されるパケットをフォワーディング処理する制御部と、を含むことを特徴とする。
本発明の実施形態によるIPv6ノードは、フローテーブルにヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在しなければ、QoS提供サーバから提供されたセッションキー及びQoS情報を保存するQoS政策(ポリシー)テーブルから流入されるパケットに対するQoS情報を抽出するQoS情報抽出部と、パケットのルーティング経路に対応するフォワーディング情報が含まれたFIBv6テーブルからパケットに対するフォワーディング情報を抽出するフォワーディング情報抽出部とをさらに含む。これにより、制御部はQoS情報抽出部で抽出したQoS情報に基づいてフォワーディング情報抽出部より抽出したフォワーディング情報に応じて流入されるパケットをフォワーディング処理する。
本発明の実施形態によるIPv6ノードは、QoS情報抽出部より抽出したQoS情報及びフォワーディング情報抽出部より抽出したフォワーディング情報を利用してフローテーブルのエントリを生成するフローテーブルエントリ生成部をさらに含むことができる。
このような目的を達成するための本発明の実施形態によるIPv6ネットワークシステムは、出発地の通話要請信号に応答して目的地から転送された通話要請応答信号からセッション情報を抽出して転送し、転送されたセッション情報のセッションキーに対応してQoS提供完了情報が受信されると、目的地から受信した通話要請応答信号を出発地に転送する信号連結サーバと、信号連結サーバより転送されたセッション情報からフローラベルが含まれたセッションキーを生成し、セッションキーに対応するQoS情報を設定して転送し、QoS提供完了情報を信号連結サーバに転送するQoS提供サーバと、QoS提供サーバから転送されたセッションキー及びQoS情報をQoS政策テーブルにアップデートして流入されるパケットに対してセッションキー及びQoS情報に基づいてフォワーディング処理を行うIPv6ノードと、を含むことを特徴とする。
このような目的を達成するための本発明の実施形態によるIPv6ネットワークのサービス品質(Qos)提供方法は、信号連結サーバが出発地の通話要請信号に応答して目的地より転送された通話要請応答信号からセッション情報を抽出してQoS提供サーバに転送するステップと、QoS提供サーバがセッション情報を受信してフローラベルが含まれたセッションキーを生成し、セッションキーに対応するQoS情報を設定するステップと、QoS提供サーバがセッションキー及びQoS情報をパケットのフォワーディング処理を行うIPv6ノードに転送し、QoS情報の提供完了情報を信号連結サーバに転送するステップと、信号連結サーバがQoS情報の提供完了情報を受信すると、目的地から受信された通話要請応答信号を出発地に転送するステップと、IPv6ノードがQoS提供サーバから転送されたセッションキー及びQoS情報に基づいて流入されるパケットをフォワーディング処理するステップとを含むことを特徴とする。
望ましくは、IPv6ノードがフォワーディング処理するステップは、流入されるパケットからヘッダー情報を抽出するステップと、QoS提供サーバから転送されたQoS情報及びルーティングに必要なフォワーディング情報が保存されたフローテーブルからヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリを検索するステップと、フローテーブルにヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在すると、フローテーブルからヘッダー情報のセッションキーに対応するQoS情報及びフォワーディング情報を抽出するステップと、抽出したQoS情報に基づいてフォワーディング情報に応じて流入されるパケットをフォワーディング処理するステップとを含む。
本発明の実施形態によるIPv6ネットワークのサービス品質(QoS)提供方法は、フローテーブルにヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在しなければ、QoS提供サーバから提供されたセッションキー及びQoS情報を保存するQoS政策テーブルから流入されるパケットに対するQoS情報を抽出するステップと、パケットのルーティング経路に対応するフォワーディング情報が含まれたFIBv6テーブルからパケットに対するフォワーディング情報を抽出するステップと、抽出したQoS情報に基づいてフォワーディング情報に応じて流入されるパケットをフォワーディング処理するステップとをさらに含む。
本発明の実施形態によるIPvネットワークのサービス品質(QoS)提供方法は、抽出したQoS情報及びフォワーディング情報を利用してフローテーブルのエントリを生成してフローテーブルにアップデートするステップをさらに含む。
本発明は、相互通信連結のために通信デバイス等の間に交換される信号からセッション情報を抽出してフローラベルが含まれたセッションキー値を生成し、これに対応するQoS情報を設定してIPv6ノードにおいてQoS政策テーブルに設定することによって、IPv6ノードにおいてIPv6パケットのセッションキー値によるQoSが保障されたセッション区分およびフォワーディング処理をより容易に行うことができる。また、フローラベルが含まれたセッションキー値を生成し、これに対応するQoS情報を設定することにより、IPv6ノードが流入されるIPv6パケットのヘッダー情報から抽出されたセッションのキー値に対応するフローテーブルエントリが存在する場合フローテーブルからQoS情報およびフォワーディング情報を抽出し、フローテーブルエントリが存在しない場合QoS政策テーブル及びFIBv6テーブルからQoS情報及びフォワーディング情報を抽出し、その抽出したQoS情報に基づいてフォワーディング情報に応じてIPv6パケットのフォワーディング処理を行うことによって、流入されるパケットのセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在するか否かにかかわらず、高速のインタフェースでハードウェーハ的にQoSが保障されたフォワーディング処理をより容易に行うことができる。
本発明によれば、本発明は相互通信連結のために通信デバイス等の間に交換される信号からセッション情報を抽出してフローラベルが含まれたセッションキー値を生成し、これに対応するQoS情報を設定してIPv6ノードにおいてQoS政策テーブルに設定することによって、IPv6ノードにおいてIPv6パケットのセッションのキー値によるQoSが保障されたセッション区分及びフォワーディング処理をより容易に行うことができる。
また、フローラベルが含まれたセッションのキー値を生成し、これに対応するQoS情報を設定するにより、IPv6ノードが流入されるIPv6パケットのヘッダー情報から抽出されたセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在する場合、フローテーブルからQoS情報及びフォワーディング情報を抽出し、フローテーブルエントリが存在しない場合、QoS政策テーブル及びFIBv6テーブルからQoS情報及びフォワーディング情報を抽出し、その抽出したQoS情報に基づいてフォワーディング情報に応じてIPv6パケットのフォワーディング処理を行うことによって、流入されるパケットのセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在するか否かにかかわらず、高速のインタフェースにおいてハードウェア的にQoSが保障されたフォワーディング処理をより容易に行うことができる。
以下、本発明の望ましい実施形態を添付した図面を参照して詳しく説明する。図面中の同一構成要素等はできるだけ異なる図面上に表示されても同じ符号で示すことに留意すべきである。また、本発明の要旨を不要に曇らせかねない公知機能及び構成に対する詳細な説明は省略する。
本発明は、IPv6ネットワークにおいてマルチメディアサービスに対するQoSを提供するために、SIP(session initiation protocol)のような信号プロトコルにフローラベル(Flow label)が含まれるようにすることで、IPアドレスのようなネットワーク階層情報とフローラベルを利用してより容易にセッションを区分し、その区分されたセッションに対してQoS情報を提供することが可能なシステム及び方法を提案する。
図1は、本発明の望ましい実施形態によるIPv6ネットワークにおいてマルチメディアサービスを提供するにあたってフローラベルを利用したセッション別サービス品質(QoS)提供が可能なシステムを示す図である。
示しているように、IPv6サービス品質(QoS)提供システムは、フォワーディングの側面においてIPv6ノード140と、IPv6ノード140の制御の側面において信号連結サーバ110とQoS提供サーバ120、及び信号連結サーバ110とQoS提供サーバ120とが共有するデータベース130とを含む。
IPv6ノード140は、フォワーディングの側面においてQoS提供サーバ120から提供されるフローラベル(Flow Label)が含まれたセッションキー値及びこれに対応して設定されたQoS情報に応じて流入されるデータの目的地転送のためのQoSが保障された信号切替機能を行う。ここで、IPv6ノード140は一般的にルータのことを意味する。IPv6ノード140の詳細構成については図9で説明する。
また、IPv6ノード140は入力されるパケットを目的地に転送するための切替機能を行うために、フローテーブルと提供されるセッションQoS提供情報がアップデートされるQoS政策テーブル及びFIBv6(Forwarding Information Base version 6)テーブルを具備する。ここで、フローテーブルはQoS政策によって予め定義されたパケット分類情報テーブルのことを意味する。したがって、フローテーブルにはパケットのセッションキー値に対応してフォワーディング情報及びQoS情報が保存される。QoS政策テーブルは本発明の実施形態によって定義されるフローラベルが含まれたセッションキー値及びこれに対応するQoS情報が設定されたテーブルのことを言う。FIBv6テーブルは、ラウティングテーブルのラウティング経路情報に対応してアップデートされ保存されるフォワーディング情報が含まれたテーブルのことを言う。
信号連結サーバ110は、受信される通信連結要請に従って第1使用者160及び第2使用者170の間に通信のための連結サービスを提供する。本発明の実施形態において信号連結サーバ110は受信される通話要請信号を目的地に転送し、その目的地から受信されるリング信号を出発地に転送し、その目的地から通話要請応答信号が受信されるとこれに対するセッション情報をQoS提供サーバ120に転送する。また、信号連結サーバ110は転送したセッション情報に対応してQoS提供サーバ120からセッションに対するQoS提供完了情報が受信されると、目的地から受信した通話要請応答信号を出発地に転送する。
このような観点で、図2は本発明の実施形態による信号連結サーバ110の構成を概略的に示すブロック図であり、信号連結サーバ110は通話要請信号転送部112と、リング信号転送部114と、セッション情報転送部116と、通話要請応答信号転送部118とを含んで構成されることができる。
通話要請信号転送部112は、受信される通話要請信号から目的地を抽出し、通話要請信号を抽出した目的地に転送する。リング信号転送部114は通話要請信号が転送された目的地から受信されるリング信号を受信し、リング信号から出発地を抽出し、リング信号を抽出した出発地に転送する。
セッション情報転送部116は、リング信号を転送した目的地から転送された通話要請信号に対する通話要請応答信号が受信されると、これに対するセッション情報を抽出し、QoS提供サーバ120に転送する。通話要請応答信号転送部118はセッション情報転送部116より転送したセッション情報に対応してQoS提供サーバ120からセッションに対するQoS提供完了情報が受信されると、目的地から受信した通話要請応答信号を出発地に転送する。
QoS提供サーバ120は、IPv6ノード140のIPv6パケットに対するセッション区分のために、IPv6パケットのセッションに対するキー値にフローラベルを追加してセッションキー値を設定し、その設定されたセッションキー値に対するQoS値を設定してIPv6ノード140に提供する。
このような観点から、図3は本発明の実施形態によるQoS提供サーバ120の構成を概略的に示すブロック図であり、QoS提供サーバ120はセッションキー生成部122と、QoS提供部124と、QoS提供情報転送部126と、QoS提供完了情報転送部128とを含んで構成されることができる。
セッションキー生成部122は、信号連結サーバ110のセッション情報転送部116から提供されるセッション情報を基にフローラベルが含まれたセッションキーを生成する。QoS提供部124は、セッションキー生成部122において生成したセッションキーに対応するQoS情報を設定する。
QoS提供情報転送部126は、QoS提供部124において設定したQoS提供情報をIPv6ノード140に転送する。QoS提供完了情報転送部128は、QoS提供部124のQoS設定が完了すると、セッションに対するQoS提供完了情報を信号連結サーバ110に転送する。
データベース130は、QoS提供サーバ120のフローラベルを追加するセッションキー値の設定及びその設定されたセッションキー値に対するQoS値の設定に必要な資源を保存及び管理する。これにより、QoS提供サーバ120はデータベース130に保存された資源情報を確認して可用な資源がある場合、セッションに対するQoS設定を行う。
これにより、IPv6ノード140はマルチメディアサービスを行うにあたって受信されるパケットのヘッダーに含まれたセッションキー値に対応するフローテーブル(エントリ)の存在有無によって当該テーブルからフォワーディング情報及びQoS情報を抽出しパケットのフォワーディング(ルーティング)処理を行う。IPv6ノード140は受信されるパケットのヘッダーに含まれたセッションキー値に対応するフローテーブルが存在する場合、フローテーブルからフォワーディング情報及びQoS情報を抽出し、その抽出されたQoS情報を基にフォワーディング情報に応じてパケットのフォワーディング処理を行う。IPv6ノード140は受信されるパケットのヘッダーに含まれたセッションキー値に対応するフローテーブルが存在しない場合、QoS政策テーブルからQoS情報を抽出し、FIBv6テーブルからフォワーディング情報を抽出してフローテーブルのエントリを生成し、これを基にパケットのフォワーディング処理を行う。
図4は、本発明の望ましい実施形態によるIPv6フローラベルを利用したセッションキー生成及びこれに対応するQoS提供過程を示すフローチャートである。
先ず、第1使用者160は第2使用者170にセッションを設定しようとする場合、「第2使用者に通話要請(INVITE)」メッセージを信号連結サーバ110に転送する(S210)。信号連結サーバ110は、第1使用者160から「第2使用者に通話要請(INVITE)」メッセージを受信して第2使用者170に転送する(S220)。
第2使用者170は、信号連結サーバ110から「第2使用者に通話要請(INVITE)」メッセージを受信すると、これに対応するリング(Ringing)メッセージ信号を信号連結サーバ110に転送する(S230)。信号連結サーバ110は、第2使用者170から受信したリングメッセージ信号を第1使用者160に転送する(S240)。
第2使用者170は、リングメッセージ信号を転送した後、第1使用者160の通話要請に対する応答信号を信号連結サーバ110に転送する(S250)。信号連結サーバ110は第2使用者170から通話要請応答信号を受信すると、第1使用者160及び第2使用者170の間のIPv6セッション情報をQoS提供サーバ120に転送する(S260)。
QoS提供サーバ120は、信号連結サーバ11から転送されたセッション情報を受信すると、テーブルラベルが含まれたセッションキー設定及びこれに対応するQoS情報設定に必要な資源が可用であるか否かをデータベース130を通してチェックする。QoS提供サーバ120はデータベース130に可用資源が存在する場合、セッション情報を参照してフローラベルが含まれたセッションキーを生成し、その生成されたセッションキーに対応するQoS情報を設定する(S270)。QoS提供サーバ120は、生成されたセッションキー及びセッションQoS提供情報をIPv6ノード140に転送する(S280)。またQoS提供サーバ120は提供されたセッション情報によるセッションQoS提供完了情報を信号連結サーバ110に転送してセッションに対するQoS提供が可能であることを知らせてくれる(S282)。
IPv6ノード140は、QoS提供サーバ120から転送されたセッションキー及びセッションQoS提供情報をQoS政策テーブルにアップデートしてIPv6ノード140を通過するパケットに対するQoSを提供できるようにする(S290)。また信号連結サーバ110は、QoS提供サーバ120からセッションQoS提供完了情報を受信すると、ステップS250において第2使用者170から受信した通話要請応答信号を第1使用者160に転送する(S292)。
これにより、IPv6ノード140は設定されたセッションキー及びQoS情報がアップデートされたQoS政策テーブルによってIPv6網60、70の各々を経って第1使用者160及び第2使用者170の間に実際データの転送のためのルーティングを行う(298)。
図5は、本発明の実施形態によるIPv6ノード140に保存されるQoS政策テーブルの詳細例を示す図である。
示しているように、QoS政策テーブル200は本発明によるIPv6のマルチメディアトラフィックに対するQoS提供のためのテーブルとして一般的にハッシュテーブル(hash table)で構成され得る。ハッシュ関数(hash function)は、一般的に多く使用されているCRC(Cycle Redundancy Check)、XOR(eXclusive OR)などのような多様な方法が全て使用できる。QoS政策テーブル200はセッションのキー値210、及び各キー値に対応するQoS情報220で構成され得る。
ここでセッションキー値210はソース(Source)IP(SIP)アドレス、目的(Destination)IP(DIP)アドレス、次ヘッダー(Next Header)値、及びフローラベル(Flow Label)(Flow ID)値で構成される。QoS情報220は、当該キー値に一致するセッションに対するQoS値として、トラフィックに対するタイプ(Traffic Type)、及び帯域幅(Band Width;B/W)情報などを含む。
図を参照すると、一例としてセッションのキー値210はソースIP(SIP)アドレスが「2201:056D::112E:144A:1E24」で、目的IP(DIP)アドレスが「2202:056C::102E:144A:1E00」であり、次ヘッダー(Next Header)はTCPであり、フローラベル値(Flow ID)は「80000」のセッションを表わしている。この場合セッションキー値に対するQoS情報220はトラフィックタイプを「GR(Guaranteed Rate)」とし、これに対応する帯域幅を2[Mbps]で表わしていることが判る。
図6は、一般的なIPv4パケットに対するソースIP(SIP)の要求メッセージフォーマットの例を示す図である。
示しているように、IPv4パケットに対するSIP要求メッセージ300は要求ライン(Request Line)310と、複数のヘッダー(Headers)320と、及びメッセージボディー(Message body)330とで構成されている。
要求ライン(Request Line)310はどのような要求事項であるか、どのような対象に対する要求であるか、及びプロトコルバージョンはどのようなものを使用するかを表している。
ヘッダー(Header)320は、要求ライン310に含まれた上記のような要求に対するより詳しい情報等を含んでいる。ヘッダー320の構成はヘッダーの名前、コローン、及びヘッダーに対する値の順に位置するようになる。このような情報の生成のために発信使用者情報及び受信使用者情報が用いられる。
メッセージボディー(Message body)330は、ヘッダー(Header)と空白ラインに区分され、セッションに対する説明を含んでいる。メッセージボディー330の場合「here. com」の第1使用者(User1)がIPv4アドレスとして「100. 101. 102. 103」を、そしてUDPポートとして「49172」を使用して、RTPプロトコルで音声情報(audio)を転送し、その音声情報は8[KHz](8、000[Hz])のu−lawPCMコードから成ることを表わしている。
図7は、一般的なIPv6パケットに対するソースIP(SIP)の要求メッセージフォーマットの例を示す図面である。
示しているように、IPv6パケットに対するSIP要求メッセージ400はIPv4パケットと同様に要求ライン(Request Line)410と、複数のヘッダー(Headers)420と、メッセージボディー(Message body)430とで構成されている。IPv6パケットに対するSIP要求メッセージ400は、IPv4とIPv6のプロトコルを区分するためにアドレス形態にIP6が使用され、実際IPv6のアドレスが使用されたという点からIPv4と差異がある。
このように一般的なIPv6パケットに対するSIPメッセージ400には、IPv4と同様にアドレス情報を含んだUDPポート情報のみを含んでいる。そのため、この情報のみを利用してIPv6ノードにおいてセッション情報を設定する場合、IPv6ノードで入力される全てのIPv6パケットに対してある種類の次ヘッダー(Next Header)が存在してもUDPポートのような4階層情報を調べてセッション情報を確認しなければならない。このような事は実際に数Gbpsの高速のインタフェースに対してはハードウェア的に処理することが容易ではない。このような短所を解決するためのIPv6パケットに対するSIPメッセージフォーマットを図6に示している。
図8は、本発明の望ましい実施形態によるフローラベル情報を含むIPv6パケットに対するSIPメッセージフォーマットを示す図である。
示しているように、本発明の実施形態において提案するIPv6パケットに対するSIPメッセージ500は、図5のように要求ライン(Request Line)510と、複数のヘッダー(Headers)520と、メッセージボディー(Message body)530とで構成されている。
ここで、本実施形態のIPv6パケットに対するSIPメッセージ500は、IPv6マルチメディアトラフィックに対するQoS提供のためにメッセージボディー530のフィールドとしてフローラベル540を含み、IPv6ノード140のQoS政策テーブル200のセッションキー値210にフローラベル540が包含することができるようにしている。
図9は、本発明の望ましい実施形態による図1のIPv6ノード140の構成をより詳しく示したブロック図である。
示しているように、IPv6ノード140は制御部141と、入力バッファー142と、ヘッダー情報抽出部143と、フローテーブル検索部144と、フローテーブル145と、判別部146と、QoS/フォワーディング情報抽出部147と、出力バッファー148と、QoS情報抽出部153と、QoS政策テーブル154と、フォワーディング情報抽出部155と、FIBv6テーブル156と、フローテーブルエントリ生成部157とを含む。
制御部141は、IPv6ノード140の全般的な動作を制御する機能を行う。入力バッファー142は入力されるIPv6パケットの入力による出力バッファーリングを行う。ヘッダー情報抽出部143は入力バッファー142に流入されるIPv6パケットのヘッダー情報を抽出する。フローテーブル検索部144はフローテーブル145から、ヘッダー情報抽出部143によって抽出されたヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリを検索する。ここで、フローテーブル145にはセッションキー値に対応してフォワーディング情報及びQoS情報が保存されている。
判別部146は、フローテーブル検索部144の検索結果に応じてヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在するか否かを判別する。
QoS/フォワーディング情報抽出部147は、判別部146の判決結果に応じてヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在する場合、フローテーブル145のエントリからヘッダー情報のセッションキー値に対応するフォワーディング情報及びQoS情報を抽出する。
出力バッファー148は、制御部141の制御により入力バッファー142から出力されるパケットをバッファーリング出力する。制御部141は、ヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在することでQoS/フォワーディング情報抽出部147によって抽出されたフォワーディング情報及びQoS情報を基に、入力バッファー142に流入されたパケットを出力バッファー148を介してフォワーディング処理されるように制御する。
一方、制御部141は判別部146の判決結果に応じてヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在しない場合、QoS情報抽出部153及びフォワーディング情報抽出部155を制御してQoS情報及びフォワーディング情報を抽出して流入されたパケットのフォワーディング処理を制御する。
即ち、QoS情報抽出部153は制御部141の制御により判別部146の判決結果に応じてヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在しない場合、本発明で提案するQoS政策テーブル154からQoS情報を抽出する。QoS政策テーブル154には本発明の実施形態により定義されるフローラベルが含まれたセッションキー値及びこれに対応するQoS情報が保存されている。
また、フォワーディング情報抽出部155は制御部141の制御によって判別部146の判決結果に応じてヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在しない場合、FIBv6テーブル156からフォワーディング情報を抽出する。FIBv6テーブル156にはルーティング経路によるパケットのフォワーディング情報が保存されている。
フローテーブルエントリ生成部157は、QoS情報抽出部153及びフォワーディング情報抽出部155によって抽出されたQoS情報及びフォワーディング情報を利用してフローテーブルのエントリを生成する。制御部141は、フローテーブルエントリ生成部157によって生成されたフローテーブルエントリをフローテーブル145にアップデートする。
図10は、本発明の実施形態によるIPv6ノード140のパケットフォワーディング処理過程を示すフローチャートである。
先ず、制御部141はIPv6のマルチメディアトラフィックに対するQoS提供のために入力バッファー142にIPv6パケットが入力されると(S410)、ヘッダー情報抽出部143を制御して入力バッファー142に流入されるIPv6パケットのヘッダー情報を抽出する(S420)。IPv6パケットのヘッダー情報が抽出されると、制御部141はフローテーブル検索部144を制御してフローテーブル145からヘッダー情報抽出部143によって抽出されたヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリを検索する(S430)。
ヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリの検索が完了すると、制御部141は判別部146を制御してフローテーブル検索部144の検索結果に応じてヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在するか否かを判別する(S440)。
判別部146の判決結果によってヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在するものと判別されると、制御部141はQoS/フォワーディング情報抽出部147を制御してフローテーブル145のエントリからヘッダー情報のセッションキー値に対応するフォワーディング情報及びQoS情報を抽出する(S450)。フローテーブル145のエントリからヘッダー情報のセッションキー値に対応するフォワーディング情報及びQoS情報が抽出されると、制御部141は出力バッファー148を制御して抽出されたフォワーディング情報及びQoS情報を基に入力バッファー142に流入されたIPv6パケットをフォワーディング処理する(S460)。
ステップS440において、判別部146の判決結果によってヘッダー情報のセッションキー値に対応するフローテーブルエントリが存在しないものと判別されると、制御部141はQoS情報抽出部153を制御してQoS政策テーブル154からQoS情報を抽出する(S510)。また、制御部141はフォワーディング情報抽出部155を制御してFIBv6テーブル156からフォワーディング情報を抽出する(S520)。
これにより、QoS情報抽出部153及びフォワーディング情報抽出部155によってIPv6パケットヘッダー情報のセッションキー値に対応するQoS情報及びフォワーディング情報が抽出されると、制御部141はフローテーブルエントリ生成部157を制御して抽出されたQoS情報及びフォワーディング情報を利用してフローテーブルのエントリを生成する(S530)。この際、制御部141はフローテーブルをエントリ生成部157によって生成されたフローテーブルエントリをフローテーブル145にアップデートするのが望ましい。また制御部141は出力バッファー148を制御してフローテーブルエントリ生成部157によって生成されたフローテーブルエントリのフォワーディング情報及びQoS情報に応じて、入力バッファー142に流入されたIPv6パケットをフォワーディング処理する(S540)。
以上では、本発明で特定の望ましい実施形態について図示し、また説明した。しかし、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲で添付する本発明の要旨を外れることなく、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変形及び均等な他の実施が可能であるであろう。従って、本発明の真正な技術的保護範囲は添付した特許請求範囲によってのみ定められるべきである。
本発明の望ましい実施形態に係るIPv6ネットワークにおいてマルチメディアサービスを提供するにあたってフローラベルを利用したセッション別サービス品質(QoS)提供が可能なシステムを例示する図である。 本発明の実施形態に係る図1の信号連結サーバの構成を概略的に例示するブロック図である。 本発明の実施形態に係る図1のQoS提供サーバの構成を概略的に例示するブロック図である。 本発明の望ましい実施形態に係るIPv6フローラベルを利用したセッションキー生成及びこれに対応するQoS提供過程を例示するフローチャートである。 本発明の実施形態に係るIPv6ノードに保存されるQoS政策テーブルの詳細例を例示する図である。 一般的なIPv4パケットに対するソースIP(SIP)の要求メッセージフォーマットの例を示す図である。 一般的なIPv6パケットに対するソースIP(SIP)の要求メッセージフォーマットの例を示す図である。 本発明の望ましい実施形態に係るフローラベル情報を含むIPv6パケットに対するSIPメッセージフォーマットを例示する図である。 本発明の望ましい実施形態に係る図1のIPv6ノードの構成をより詳細に例示するブロック図である。 本発明の実施形態に係るIPv6ノードのパケットフォワーディング処理過程を例示するフローチャートである。
符号の説明
110 信号連結サーバ
112 通話要請信号転送部
114 リング信号転送部
116 セッション情報転送部
118 通話要請応答信号転送部
120 QoS提供サーバ
122 セッションキー生成部
124 QoS提供部
126 QoS提供情報転送部
128 QoS提供完了情報転送部
130 データベース
140 IPV6ノード
141 制御部
142 入力バッファー
143 ヘッダー情報抽出部
144 フローテーブル検索部
145 フローテーブル
146 判別部
147 QoS/フォワーディング情報抽出部
148 出力バッファー
153 QoS情報抽出部
154 QoS政策テーブル
155 フォワーディング情報抽出部
156 FIBv6テーブル
157 フローテーブルエントリ生成部

Claims (19)

  1. IPv6ネットワークにおける出発地から転送された通話要請信号より目的地の情報を抽出し、前記抽出した目的地の情報で前記通話要請信号を転送する通話要請信号転送部と、
    前記通話要請信号を受信した目的地から転送されたリング信号を受信し、前記リング信号から前記出発地を抽出し、前記抽出した出発地に前記リング信号を転送するリング信号転送部と、
    前記転送された通話要請信号に対して前記目的地から転送された通話要請応答信号を受信してセッション情報を抽出し、前記抽出したセッション情報を、サービス品質を提供するサービス品質提供サーバに転送するセッション情報転送部と、
    前記転送されたセッション情報のセッションキーに対応して前記サービス品質提供サーバからサービス品質提供完了情報が受信されると、前記目的地から受信した通話要請応答信号を前記出発地に転送し、前記出発地と前記目的地の間に前記サービス品質が保障されたセッションを設定する通話要請応答信号転送部と
    を備えたことを特徴とする信号連結サーバ。
  2. 前記セッションキーは、前記セッション情報のフローラベルを含むことを特徴とする請求項1に記載の信号連結サーバ。
  3. 前記セッションキーは、前記セッション情報のソースIP(SIP)アドレス、目的IP(DIP)アドレス、及び次ヘッダー(Next Header)値をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載の信号連結サーバ。
  4. 前記サービス品質提供サーバによるサービス品質設定は、前記セッション情報に対するセッションキーが生成され、前記セッションキーの各々に対応するサービス品質情報が設定されることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の信号連結サーバ。
  5. 前記サービス品質情報は、前記セッションキーによってフォワーディング転送されるパケットのトラフィックタイプ(Traffic Type)情報、及び帯域幅情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項4に記載の信号連結サーバ。
  6. IPv6ネットワークにおける出発地と目的地の間にセッション設定のために受信されるセッション情報を基にフローラベルが含まれたセッションキーを生成するセッションキー生成部と、
    前記生成されたセッションキーに対応するサービス品質情報を設定するサービス品質提供部と、
    前記セッションキー及び前記サービス品質情報を前記出発地と前記目的地の間にデータパケットのフォワーディングを行うIPv6ノードに転送するサービス品質提供情報転送部と、
    前記出発地と前記目的地の間にセッション設定を中継する信号連結サーバに、前記セッションキーに対応するサービス品質提供完了情報を転送するサービス品質提供完了情報転送部と
    を備えたことを特徴とするサービス品質提供サーバ。
  7. 前記セッションキーは、前記セッション情報のソースIP(SIP)アドレス、目的IP(DIP)アドレス、及び次ヘッダー(Next Header)値をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載のサービス品質提供サーバ。
  8. 前記サービス品質情報は、前記IPv6ノードから前記セッションキーによってフォワーディング転送されるパケットのトラフィックタイプ(Traffic Type)情報、及び帯域幅情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項7に記載のサービス品質提供サーバ。
  9. IPv6ネットワークより流入されるパケットからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出部と、
    出発地と目的地の間にセッション情報からフローラベルが含まれたセッションキーを生成し、前記セッションキーに対応してサービス品質情報を設定しサービス品質保障のためにサービス品質提供サーバから提供されたサービス品質情報及びフォワーディング情報を保存するフローテーブルと、
    前記フローテーブルから前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリを検索するフローテーブル検索部と、
    前記フローテーブルに前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在すると、前記フローテーブルから前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するサービス品質情報及びフォワーディング情報を抽出するサービス品質/フォワーディング情報抽出部と、
    前記フローテーブルに前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在しなければ、前記サービス品質提供サーバから提供されたセッションキー及びサービス品質情報を保存するサービス品質政策テーブルから前記流入されるパケットに対するサービス品質情報を抽出するサービス品質情報抽出部、及び前記パケットのルーティング経路に対応するフォワーディング情報が含まれたFIBv6テーブルから前記パケットに対するフォワーディング情報を抽出するフォワーディング情報抽出部と、
    前記フローテーブルに前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在すると、前記サービス品質/フォワーディング情報抽出部により抽出したサービス品質情報に基づいて前記フォワーディング情報に応じて前記流入されるパケットをフォワーディング処理し、前記フローテーブルに前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在しなければ、前記サービス品質情報抽出部より抽出したサービス品質情報に基づいて前記フォワーディング情報抽出部より抽出したフォワーディング情報に応じて前記流入されるパケットをフォワーディング処理する制御部と
    を備えたことを特徴とするIPv6ノード。
  10. 前記サービス品質情報抽出部より抽出したサービス品質情報及び前記フォワーディング情報抽出部より抽出したフォワーディング情報を利用して前記フローテーブルのエントリを生成するフローテーブルエントリ生成部をさらに備えたことを特徴とする請求項に記載のIPv6ノード。
  11. 前記サービス品質提供サーバより提供されたフローラベルが含まれたセッションキーは、前記セッション情報のソースIP(SIP)アドレス、目的IP(DIP)アドレス、及び次ヘッダー(Next Header)値をさらに含むことを特徴とする請求項10または請求項10に記載のIPv6ノード。
  12. 前記サービス品質提供サーバより提供されたサービス品質情報は、前記サービス品質提供サーバより提供されたセッションキーによってフォワーディング転送される前記パケットのトラフィックタイプ(Traffic Type)情報、及び帯域幅情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項11に記載のIPv6ノード。
  13. 出発地の通話要請信号に応答して目的地より転送された通話要請応答信号からセッション情報を抽出して転送し、前記転送されたセッション情報のセッションキーに対応してサービス品質提供完了情報が受信されると前記目的地から受信した通話要請応答信号を前記出発地に転送する信号連結サーバと、
    前記信号連結サーバより転送されたセッション情報からフローラベルが含まれたセッションキーを生成し、前記セッションキーに対応するサービス品質情報を設定して転送し、前記サービス品質提供完了情報を前記信号連結サーバに転送するサービス品質提供サーバと、
    IPv6ネットワークより流入されるパケットからヘッダー情報を抽出するヘッダー情報抽出部と、
    出発地と目的地の間にセッション情報からフローラベルが含まれたセッションキーを生成し、前記セッションキーに対応してサービス品質情報を設定しサービス品質保障のためにサービス品質提供サーバから提供されたサービス品質情報及びフォワーディング情報を保存するフローテーブルと、
    前記フローテーブルから前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリを検索するフローテーブル検索部と、
    前記フローテーブルに前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在すると、前記フローテーブルから前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するサービス品質情報及びフォワーディング情報を抽出するサービス品質/フォワーディング情報抽出部と、
    前記フローテーブルに前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在しなければ、前記サービス品質提供サーバから提供されたセッションキー及びサービス品質情報を保存するサービス品質政策テーブルから前記流入されるパケットに対するサービス品質情報を抽出するサービス品質情報抽出部、及び前記パケットのルーティング経路に対応するフォワーディング情報が含まれたFIBv6テーブルから前記パケットに対するフォワーディング情報を抽出するフォワーディング情報抽出部と、
    前記フローテーブルに前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在すると、前記サービス品質/フォワーディング情報抽出部により抽出したサービス品質情報に基づいて前記フォワーディング情報に応じて前記流入されるパケットをフォワーディング処理し、前記フローテーブルに前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在しなければ、前記サービス品質情報抽出部より抽出したサービス品質情報に基づいて前記フォワーディング情報抽出部より抽出したフォワーディング情報に応じて前記流入されるパケットをフォワーディング処理する制御部と
    を備え、前記サービス品質提供サーバから転送されたセッションキー及びサービス品質情報をサービス品質政策テーブルにアップデートして流入されるパケットに対して前記セッションキー及び前記サービス品質情報に基づいてフォワーディング処理を行うIPv6ノードと
    を備えたことを特徴とするIPv6ネットワークシステム。
  14. 前記セッションキーは、前記セッション情報のソースIP(SIP)アドレス、目的IP(DIP)アドレス、次ヘッダー(Next Header)値をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のIPv6ネットワークシステム。
  15. 前記サービス品質情報は、前記サービス品質提供サーバから提供されたセッションキーに応じて、前記IPv6ノードによってフォワーディング転送される前記パケットのトラフィックタイプ(Traffic Type)情報、及び帯域幅情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項13に記載のIPv6ネットワークシステム。
  16. 信号連結サーバが出発地の通話要請信号に応答して目的地より転送された通話要請応答信号からセッション情報を抽出してサービス品質提供サーバに転送するステップと、
    前記サービス品質提供サーバが前記セッション情報を受信してフローラベルが含まれたセッションキーを生成し、前記セッションキーに対応するサービス品質情報を設定するステップと、
    前記サービス品質提供サーバが前記セッションキー及び前記サービス品質情報をパケットのフォワーディング処理を行うIPv6ノードに転送し、前記サービス品質情報の提供完了情報を前記信号連結サーバに転送するステップと、
    前記信号連結サーバが前記サービス品質情報の提供完了情報を受信すると、前記目的地から受信された通話要請応答信号を前記出発地に転送するステップと、
    前記IPv6ノードが、
    前記流入されるパケットからヘッダー情報を抽出するステップと、
    前記サービス品質提供サーバから転送されたサービス品質情報及びルーティングに必要なフォワーディング情報が保存されたフローテーブルから前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリを検索するステップと、
    前記フローテーブルに前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在すると、前記フローテーブルから前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するサービス品質情報及びフォワーディング情報を抽出するステップと、
    前記フローテーブルに前記ヘッダー情報のセッションキーに対応するフローテーブルエントリが存在しなければ、前記サービス品質提供サーバより提供されたセッションキー及びサービス品質情報を保存するサービス品質政策テーブルから前記流入されるパケットに対するサービス品質情報を抽出し、前記パケットのルーティング経路に対応するフォワーディング情報が含まれたFIBv6テーブルから前記パケットに対するフォワーディング情報を抽出するステップと、
    前記抽出したサービス品質情報に基づいて前記フォワーディング情報に応じて前記流入されるパケットをフォワーディング処理するステップと
    を含み、前記サービス品質提供サーバから転送されたセッションキー及びサービス品質情報に基づいて流入されるパケットをフォワーディング処理するステップと
    を備えたことを特徴とするIPv6ネットワークのサービス品質提供方法。
  17. 前記抽出したサービス品質情報及びフォワーディング情報を利用して前記フローテーブルのエントリを生成し前記フローテーブルにアップデートするステップをさらに備えたことを特徴とする請求項16に記載のIPv6ネットワークのサービス品質提供方法。
  18. 前記セッションキーは、前記セッション情報のソースIP(SIP)アドレス、目的IP(DIP)アドレス、及び次ヘッダー(Next Header)値をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載のIPv6ネットワークのサービス品質提供方法。
  19. 前記サービス品質情報は、前記サービス品質提供サーバから提供されたセッションキーに応じて、前記IPv6ノードによってフォワーディング転送される前記パケットのトラフィックタイプ(Traffic Type)情報、及び帯域幅情報の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項18に記載のIPv6ネットワークのサービス品質提供方法。
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