JP4690445B2 - リソース管理方法およびリソース管理システム - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークを構成するルータとは独立したリソース管理機能（リソース管理サーバ）を用いて、ルータやパケット転送装置間のリンクの利用可能な帯域（リソース）を管理するリソース管理方法およびリソース管理システムに関する。

従来、リソース管理機能（リソース管理サーバ）を用いて、ルータやパケット転送装置間のリンクの利用可能な帯域をリソース量として、その利用状況を管理するとともに、ユーザ端末等からのリソース確保要求に対して適切な容量のリソースを払い出す方式が採用されている。また、ユーザ端末間で必要なトラヒックに対するリソース量はＳＩＰ（Session Initiation Protocol)を用いてネゴシエーションして決定され、ユーザ端末間やユーザ端末とサーバ間でＳＩＰを用いてネゴシエーションが行われる際に、リソース管理機能に対して帯域の予約と確保要求、通信ネットワークへのポリシング設定が行われる。ここで、ポリシング設定とは、ＩＰアドレス、ポート番号を対象としたクラシファイ、カラーリング、マーキング、シェイピング、ドロッピング、ディスカードなどである。すなわち、通信ネットワークへのポリシング設定により、トラヒックが制御されて適切なＱｏＳがリソース管理機能により提供される。

ところで、従来のリソース管理機能はアクセス系のネットワークに限られ、アクセス系のネットワークのＳＩＰ信号はユーザ端末の発呼ごとになり、アクセス区間のリソースを使用するメディア通信のトラヒックに比べて少ないので特段の考慮がなされていない。

また、中継網、特に他網との接続に対してその境界ゲートウェイに対して、同じようなリソース管理と転送網へのポリシング設定を行う場合、ＳＩＰ信号は同じ束として扱うことが可能となる。このため、無視できない値であるが、従来技術では考慮されていなかった。
ＮＴＴ技術ジャーナル2007年４月、「ＮＧＮが提供する新しいコミュニケーションとそれを支える技術」

従来のポリシング設定は、ユーザ通信のメディアトラヒックを制御（ポリシング等）することを前提としており、制御信号であるＳＩＰ信号をポリシングする技術は具体的に開示されていない。すなわち、これまでのリソース管理機能と転送処理機能（中継境界ゲートウェイ等）を用いたリソース管理方法では、メディア情報のトラヒック制御（クラシファイやポリシング等）を行うことを前提とし、ＳＩＰ信号の制御情報（ＳＩＰ信号路の識別子、シーケンスナンバー、メッセージ種別等）を管理することができないた、転送処理機能上でＳＩＰ信号をトラヒック制御することができなかった。

呼処理サーバと複数の中継境界ゲートウェイ（Ｉ−ＢＧＦ：Interconnection Border Gateway Function ）を含む次世代通信網（ＮＧＮ：Next Generation Network ）では、インターネットと比較してより一定の品質を保証し、より高い情報セキュリティを担保し、従来の電機通信網回線レベルに近い高信頼性のＩＰ回線を提供するためには、ＳＩＰ信号の通信路（ＳＩＰ信号路）とリソース管理機能を実現することが課題となる。

本発明は、転送処理部（Ｉ−ＢＧＦ）で呼制御信号路（ＳＩＰ信号路）を区別して束として扱うこと、その呼制御信号路を通過する呼制御信号によりネゴシエーションされるユーザ端末間のユーザ通信トラヒックと関連付けること、呼制御信号路を確保するために転送網に対して適切なポリシングを行うことができるリソース管理方法およびリソース管理システムを提供することを目的とする。

第１の発明は、呼処理部と１以上の転送処理部を含む通信ネットワーク上で、呼処理部のリソース管理機能で通信ネットワークの経路毎に仮想パスとしてリソース管理し、呼処理部および少なくとも１つの転送処理部を転送されるユーザ端末間の呼制御ネゴシエーションの度に確立した転送処理部を転送されるメディアトラヒックの帯域量を呼制御ネゴシエーションで確立したメディアセッション毎に仮想パスから加減算して管理するリソース管理方法において、リソース管理機能は、通信ネットワークに含まれる自転送網と他網との間でパケット送受信可能な１以上の転送処理部を登録してゲート制御し、ユーザ端末間のメディア通信トラヒックの流入許可を行い、転送網でユーザ端末間のメディア通信トラヒックを呼制御ネゴシエーションによって決定されたメディア種別により優先順位（ＤＳＣＰ：DiffServ Code Point ）クラスとを対応付け、呼制御信号の制御情報を管理し、ユーザ端末間の呼制御ネゴシエーションの前に、転送網の１以上の転送処理部に対して接続する網毎に呼制御信号路を固定的に設定し、転送処理部を介して対向する呼処理部が対地ごとに呼制御信号を、束の仮想パスとして制御管理し、各ユーザ端末間のネゴシエーションで送受信される呼制御信号のパケットをメディア信号のパケットとみなし、呼処理部のリソース管理機能で呼制御信号のパケットの集合をメディアトラヒックの帯域量とみなし、接続する網および通過する転送処理部ごとに、呼制御信号路の帯域として仮想パスの内で管理する。

また、第１の発明のリソース管理方法において、転送処理部に各ユーザ端末間のネゴシエーションで決定したメディアセッションで送受信されるメディア信号の束と関連付けて呼制御信号を識別管理する。

また、第１の発明のリソース管理方法において、呼処理部は、呼制御信号路の帯域幅を平均レートとし、最優先パケットの扱いで転送処理部に対してポリシング設定を行う。

また、第１の発明のリソース管理方法において、ＴＣＰコネクションのソースＩＰアドレスおよびポート番号の変化を検出し、次の変更時のための許可設定を行う。

また、第１の発明のリソース管理方法において、呼処理部は、転送網を論理仮想化したリソース上で呼制御信号路の帯域を識別し管理する。

また、第１の発明のリソース管理方法において、リソース管理機能は、保持する呼制御信号路の仮想パス情報を維持するために、定期的に開通情報と同じ情報を送信し、呼制御信号路の情報が欠損していた場合に転送処理部に対して監査を行い、設定情報を一旦消去した上で再設定する。

また、第１の発明のリソース管理方法において、呼制御信号路を転送処理装置に対して上りＴＣＰコネクション用、下りＴＣＰコネクション用の２本設定し、自網発の呼制御信号は下り用を利用し、接続不可能な場合に上りＴＣＰコネクションを利用する。

また、第１の発明のリソース管理方法において、ＩＰＶ４とＩＰＶ６の信号路の設定は、ＩＰＶ４路０系、ＩＰＶ４路１系、ＩＰＶ６路０系、ＩＰＶ６路１系、の識別子を含めて、転送処理装置に対して平行に設定実施する。

第２の発明は、呼処理部と１以上の転送処理部を含む通信ネットワーク上で、呼処理部のリソース管理機能で通信ネットワークの経路毎に仮想パスとしてリソース管理し、呼処理部および少なくとも１つの転送処理部を転送されるユーザ端末間の呼制御ネゴシエーションの度に確立した転送処理部を転送されるメディアトラヒックの帯域量を呼制御ネゴシエーションで確立したメディアセッション毎に仮想パスから加減算して管理するリソース管理システムにおいて、リソース管理機能は、通信ネットワークに含まれる自転送網と他網との間でパケット送受信可能な１以上の転送処理部を登録してゲート制御し、ユーザ端末間のメディア通信トラヒックの流入許可を行う手段と、転送網でユーザ端末間のメディア通信トラヒックを呼制御ネゴシエーションによって決定されたメディア種別により優先順位クラスとを対応付け、呼制御信号の制御情報を管理する手段と、ユーザ端末間の呼制御ネゴシエーションの前に、転送網の１以上の転送処理部に対して接続する網毎に呼制御信号路を固定的に設定する手段と、転送処理部を介して対向する呼処理部が対地ごとに呼制御信号を、束の仮想パスとして制御管理する手段と、各ユーザ端末間のネゴシエーションで送受信される呼制御信号のパケットをメディア信号のパケットとみなし、呼処理部のリソース管理機能で呼制御信号のパケットの集合をメディアトラヒックの帯域量とみなし、接続する網および通過する転送処理部ごとに、呼制御信号路の帯域として仮想パスの内で管理する手段とを備える。

本発明は、メディア信号の制御を前提とした転送処理部において、効率的に呼制御信号（ＳＩＰ信号）のリソース管理を行うことができる。これにより、リソース管理機能を含む呼処理部と複数の転送処理部とを含む通信ネットワークにおいて、呼制御信号をリソース管理された呼制御信号路上で、ＴＣＰやＵＤＰなどを使用して従来の電機通信網回線レベルに近い信頼性の高いＩＰ通信を行うことができる。

図１は、本発明のリソース管理システムの構成例を示す。
図において、通信ネットワーク（ＮＧＮ）１は、リソース管理機能（ＲＡＣＳ：Resource and Admission Control Subsystem）１２１と呼処理制御機能（ＣＳＣＦ：Call State Control Function ）１２２を含む呼処理サーバ１２と、対向呼処理サーバ１３と、転送網１１の転送処理機能（Ｉ−ＢＧＦ）１１１，１１２を含む。ＮＧＮ１はＩ−ＢＧＦ１１１経由で他網２と接続し、Ｉ−ＢＧＦ１１１およびＩ−ＢＧＦ１１２経由で他網３と接続している。物理的な接続は、一般的に専有、非専有の中継装置１４を介して接続する。

ＣＳＣＦ１２２からの呼の要求を受信したＲＡＣＳ１２１は、ネットワークリソース情報とデータフロー情報に基づく帯域管理により、リソースとＩ−ＢＧＦを含む経路帯域が十分か否かを判定して経路選択を行い、呼処理サーバ１２はＳＩＰ信号のセッション状態情報の管理により呼処理の決定と実施を行う。ＲＡＣＳ１２１が対象とする転送網１１は、コアルータ（ＣＲ）およびＩ−ＢＧＦを含み他網までの網によって構成される。ＲＡＣＳ１２１のＱｏＳ提供区間は、図２に示すように、転送網の帯域をリソースとして論理仮想化したものであり、Ｉ−ＢＧＦごとのＩ−ＢＧＦ区間、Ｉ−ＢＧＦと他網との間のＰＯＩ（Point of Interface）区間に大別できる。呼処理サーバ間の呼制御信号はＳＩＰ信号を用いて行われる。

図３は、ＳＩＰ信号の通信パターンを示す。
図において、ＳＩＰ信号（invite,update 等) は、物理的にはユーザ通信のメディアトラヒックが流れるルートとは別のルートを通る。ただし、転送網１１では、双方向の太矢印で示すように転送網１１を通過するＳＩＰ信号は、二重線で示すユーザ通信のメディアトラヒックと同様に、図中両端にある呼処理サーバ１６と呼処理サーバ１７との間でポリシングを行い、特に網内にトラヒックが流入する方向で流入制御を行うため、Ｉ−ＢＧＦ１１１とＩ−ＢＧＦ１１２など同一のパケット転送処理機能を通過して網内に流入する。Ｉ−ＢＧＦは呼処理サーバ１２の最大同時接続数をＩ−ＢＧＦの最大セッション数で割った数制御可能だが、図では簡単のため２台記載している。セキュリティの観点からも、網間から網内へのＳＩＰ信号の大量送信から装置を保護するための網内装置の情報隠蔽のために境界に位置するこれら転送処理機能のゲート制御が必要になる。この転送処理機能は、ネットワークの境界に位置してトラヒックのゲートの役割を担うことから、Ｉ−ＢＧＦ（中継境界ゲートウェイ）と呼ばれている。Ｉ−ＢＧＦの制御には、megacoプロトコルを用いるが、ＮＧＮ方式ではmegacoプロトコル上でＳＩＰ信号パケット用のポリシング設定を他のパケットのポリシングと識別することについて定義がされていない。ＮＧＮ方式では、ポリシングを行う単位をmegaco対象装置／グループ／物理インタフェース／識別番号の階層構造で表すことが推奨されており、この階層構造を次のようにIP/group/interface/id と表現し、termination lDとしてＲＡＣＳ１２１内で識別管理する。

例えば、/interface/ はmegaco制御対象装置の物理インタフェースを表し、物理インタフェースの故障時には、該当インタフェースに相当する/interface/ の識別子を含むmegaco信号の受信を期待する。ＮＧＮ方式におけるtermination では、本発明におけるＳＩＰ信号用途のような利用用途による識別は定義されていない。本発明では、termination を構成する階層構成に利用用途を追加し、特に/sip/ を定義することで、ＳＩＰ信号が通過するためのＳＩＰ信号路のポリシング設定を区別して扱うこととする。carrierID/sip/interface/idとする。/sip/ の中身はIPv6、IPv4のIPバージョンと、SIP 信号路の番号を識別子に含み、識別管理する。

/interface/ の識別子を含むmegaco信号を受信した場合には、その識別子をもつtermination IDでかつ、/sip/ となっているtermination IDから、該当のＳＩＰ信号路の故障を判定し、そのＳＩＰ信号路を故障状態と記憶して呼処理制御部に通知し、そのＳＩＰ信号路を用いた端末間のメディア通信のためのＳＩＰネゴシエーションを抑止する。また、このＳＩＰ信号路を選択指定したポリシングを設定することを抑止する。

ＳＩＰ信号路は、megaco制御時にmegaco信号上のパラメータを最優先クラスで設定する。したがってＳＩＰ信号のパケットは、転送処理装置上でのパケットのふるまいはメディア通信のパケットのうち最優先クラスと同じとなる。リソース管理機能でＳＩＰ信号路の帯域が確保されているため、メディアトラヒックが最優先クラスを使いきった場合も、ＳＩＰ信号パケットの疎通に問題はない。もちろんメディアトラヒックの帯域についてもリソース管理機能が管理している範囲で払いだしているため、互いに帯域を食い合うことはない。

呼処理サーバ１２のＣＳＣＦ１２２がＲＡＣＳ１２１と連携し、ＳＩＰ信号を加入者網から他網へ、他網から加入者網へ転送する。このＳＩＰ信号によるユーザ端末間のネゴシエーション結果に伴いユーザ端末間のエンドツーエンドでメディアセッションが確立されメディア通信が開始される。このメディア通信は、Ｉ−ＢＧＦ１１１またはＩ−ＢＧＦ１１２を経由して転送網１１で行われる。呼処理サーバ１６および呼処理サーバ１７の代わりに、ＳＩＰプロキシサーバまたはパケット転送処理装置がある場合でも、同様に機能してＳＩＰ信号が転送される。

図４は、ＳＩＰ信号路とメディア通信路の関係を示す。
図において、転送網１１にはルータ１３１，１３２、Ｉ−ＢＧＦ１１３，１１４，１１５が含まれる。５本の破線表示により、メディアセッション、つまりメディア通信のトラヒックを図示している。メディア通信のトラヒックは、ルータ１３１，１３２をそれぞれ通過し、Ｉ−ＢＧＦ１１３，１１４に２本ずつ、Ｉ−ＢＧＦ１１５に１本が通過しており、最終的に他網２に５本すべてが接続されている。他網３に接続されているメディア通信のトラヒックは０本である。Ｉ−ＢＧＦ１１３，１１４，１１５と他網２は、１本の太線で表示されたＳＩＰ信号路で接続されており、自網側のユーザと他網２のユーザのユーザ端末間のＳＩＰネゴシエーションがこのＳＩＰ信号路を使って行われる。自網側のユーザと他網３のユーザのユーザ端末間のＳＩＰネゴシエーションはこのＳＩＰ信号路を用いて行われることはない。自網側のユーザと他網３のユーザのユーザ端末間のＳＩＰネゴシエーション用のＳＩＰ信号路は図示するＳＩＰ信号路とは別にＩ−ＢＧＦ１１３，１１４，１１５のいずれかに設定可能である。自網から他網２への冗長のＳＩＰ信号路を図示するＳＩＰ信号路とは別にＩ−ＢＧＦ１１４，１１５に設定可能である。

ＲＡＣＳ１２１は、メディア通信路の経路を制御管理し、自網と他網の方路の組み合わせ毎に、Ｉ−ＢＧＦ１１３，１１４，１１５に設定する。各メディア通信路の経路の中に破線で示すメディアセッションが通過する。Ｉ−ＢＧＦ１１３，１１４，１１５を通過するメディアセッションの数は、ＣＳＣＦ１２２からの帯域確保要求により増減する。

メディアセッション（メディア通信のトラヒック）は、ＳＩＰ信号路を通過するＳＩＰ信号ごとにユーザ端末間でネゴシエーションされるため、ＣＳＣＦ１２２からの帯域確保要求ごとにＳＩＰ信号路と結びつけたキー情報とともにＲＡＣＳ１２１で記憶し、管理される。メディアセッションはまた、そのメディアセッションをmegaco制御したＩ−ＢＧＦ１１３，１１４，１１５と結び付けて記憶し管理する。

図５は、ＳＩＰ信号路開通におけるＴＣＰ（Transmission Control Protocol ）コネクション確立手順を示す。
図において、本システムは、リソース管理機能（ＲＡＣＳ）１２１と呼処理制御機能（ＣＳＣＦ）１２２を含む呼処理サーバ１２と、転送処理機能（Ｉ−ＢＧＦ）１１１と、対向呼処理サーバ１３を含む。保守端末１９から本システムに、ＳＩＰ信号路の開通指示を出し、Ｉ−ＢＧＦ１１１でＳＩＰ信号路が設定されると、ＳＹＮとＳＹＮ／ＡＣＫとＡＣＫによる３ウェイハンドシェイク方式でＴＣＰコネクションの確立を行う。以下、ＳＩＰ信号路確立のための手順を各ステップごとに説明する。

ステップＳ１では、ＳＩＰ信号路開通コマンドを保守端末１９に入力する。ＳＩＰ信号路は、接続する他網の対向サーバごとに冗長構成をとり、ＳＩＰ信号路の識別子（他網識別子、０／１）を指定する。

ステップＳ２では、保守端末１９は呼処理サーバ１２のＣＳＣＦ１２２に、ＳＩＰ信号路開通の指示（ＳＩＰ信号路の識別子）を行う。

ステップＳ３では、呼処理サーバ１２のＣＳＣＦ１２２はＲＡＣＳ１２１に対して、ＩＰｖ４かつＩＰアドレスとポート番号の組(7) 、ＩＰアドレス(5) でＣＳＣＦ１２２と対向呼処理サーバ１３間の上りＴＣＰコネクション用のＳＩＰ信号路の開通を指示する。また、ＩＰｖ４かつＩＰアドレス(7)'、ＩＰアドレスとポート番号の組(5)'で、ＣＳＣＦ１２２と対向呼処理サーバ１３との間の下りＴＣＰコネクションの開通を指示する。(5) と(7)'のポート番号は、Ｉ−ＢＧＦ１１１に到達したＳＩＰ信号パケットのソースポート番号を使用するため指定しない。以上の指示は、帯域確保要求メッセージ（ＳＩＰ信号路の識別子、ＩＰｖ４、((7),(5)) 、((5)', (7)')）で定義する。

ステップＳ４では、ＲＡＣＳ１２１はＳＩＰ信号路の識別子から、あらかじめ記憶されたＳＩＰ信号路の識別子とＩ−ＢＧＦの組を元にして、megaco制御対象となるＩ−ＢＧＦを選択する。そして、当該選択したＩ−ＢＧＦ１１１にＳＩＰ信号路追加設定指示（add ）の前に、ＳＩＰ信号路設定が二重設定にならないように監査要求をし、Ｉ−ＢＧＦ１１は指定されたＳＩＰ信号識別子の有無を確認応答する。ＳＩＰ信号路を固定的に維持するので、すでに同じＳＩＰ信号路が設定されている可能性を考慮して監査を実施する。termination IDにＳＩＰ信号路の識別子を含めて的を絞り込んで監査要求を行うことで、二重設定の確認のための応答内容量を削減し、効率化向上をしている。そしてＩ−ＢＧＦ１１１は、監査結果として指定されたtermination IDの有無を確認応答する。

ステップＳ５では、ＲＡＣＳ１２１は選択したＩ−ＢＧＦ１１１に対して、ＲＡＣＳ１２１に当該Ｉ−ＢＧＦ情報として記憶している送信時送信元となるＩＰアドレスとポート番号の組(1) 、受信時に受け側となるＩＰアドレスとポート番号の組(2) を追加して設定する。そして、((2),(5)) の組を((1),(7)) の組に置き換えるＮＡＰＴ動作を設定する。
ステップＳ６では、Ｉ−ＢＧＦ１１１がステップＳ５に対して確認応答する。

ステップＳ７では、ＲＡＣＳ１２１は選択したＩ−ＢＧＦ１１１に対して、ＲＡＣＳ１２１に当該Ｉ−ＢＧＦ情報として記憶している送信時送信元となるＩＰアドレスとポート番号の組(4) 、受信時に受け側となるＩＰアドレスとポート番号の組(3) を追加して設定する。そして、((3),(5)')の組を((4),(7)')の組に置き換えるＮＡＰＴ動作を設定する。
ステップＳ８では、Ｉ−ＢＧＦ１１１がステップＳ７に対して確認応答する。

ステップＳ９では、ＲＡＣＳ１２１はＩ−ＢＧＦ１１１に設定したＩＰアドレスとポート番号の組（(1),(2),(3),(4))を帯域確保要求の応答メッセージとしてＣＳＣＦ１２２に送信する。ＣＳＣＦ１２２は、リフレッシュのための周期的な帯域確保要求メッセージ（ＳＩＰ信号路の識別子、ＩＰｖ４、((7),(5)) 、((5)', (7)')）を開始する。リフレッシュのための周期的な帯域確保要求メッセージは、初回の帯域確保要求メッセージと同一のメッセージフォーマットで送信することにより、ＲＡＣＳ１２１で帯域確保要求済みの情報が喪失した場合に、早期に同じＳＩＰ信号路を再確立する。

ステップＳ10では、ＣＳＣＦ１２２はＲＡＣＳ１２１に対して、ＩＰｖ６かつＩＰアドレスとポート番号の組(17)、ＩＰアドレス(15)でＣＳＣＦ１２２と対向呼処理サーバ１３との間の上りＴＣＰコネクションを開通する指示をする。また、ＩＰｖ６かつＩＰアドレスとポート番号の組(15)' 、ＩＰアドレス(17)' で、ＣＳＣＦ１２２と対向呼処理サーバ１３との間の下りＴＣＰコネクションの開通を指示する。(15)と(17)' のポート番号は、Ｉ−ＢＧＦ１１１に到達したＳＩＰ信号パケットのソースポート番号を使用するため指定しない。以上の指示は、帯域確保要求メッセージ（ＩＰｖ６、((17),(15)) 、((15)', (17)')）で定義する。

ステップＳ11では、ＲＡＣＳ１２１はＳＩＰ信号路の識別子から、あらかじめ記憶されたＳＩＰ信号路の識別子とＩ−ＢＧＦの組を元にして、megaco制御対象となるＩ−ＢＧＦを選択する。そして、当該選択したＩ−ＢＧＦ１１１にＳＩＰ信号路追加設定指示（add ）の前に、ＳＩＰ信号路設定が二重設定にならないように監査要求する。ＳＩＰ信号路を固定的に維持するので、すでに同じＳＩＰ信号路が設定されている可能性を考慮して監査を実施する。termination IDにＳＩＰ信号路の識別子を含めて的を絞り込んで監査要求を行うことで、二重設定の確認のための応答内容量を削減し、効率化向上をしている。
ステップＳ12では、Ｉ−ＢＧＦ１１１は、監査結果として指定されたtermination IDの有無を確認応答する。

ステップＳ13では、ＲＡＣＳ１２１は選択したＩ−ＢＧＦ１１１に対して、ＲＡＣＳ１２１に当該Ｉ−ＢＧＦ情報として記憶している送信時送信元となるＩＰアドレスとポート番号の組(11)、受信時に受け側となるＩＰアドレスとポート番号の組(12)を追加して設定する。そして、((12),(15)) の組を((11),(17)) の組に置き換えるＮＡＰＴ動作を設定する。
ステップＳ14では、Ｉ−ＢＧＦ１１１がステップＳ13に対して確認応答する。

ステップＳ15では、ＲＡＣＳ１２１は選択したＩ−ＢＧＦ１１１に対して、ＲＡＣＳ１２１に当該Ｉ−ＢＧＦ情報として記憶している送信時送信元となるＩＰアドレスとポート番号の組(14)、受信時に受け側となるＩＰアドレスとポート番号の組(13)を追加して設定する。そして、((13),(15)')の組を((14),(17)')の組に置き換えるＮＡＰＴ動作を設定する。そして、Ｉ−ＢＧＦ１１１が確認応答する。

ステップＳ16では、ＲＡＣＳ１２１はＩ−ＢＧＦ１１１に設定したＩＰアドレスとポート番号の組（(11),(12),(13),(14))を帯域確保要求の応答メッセージとしてＣＳＣＦ１２２に送信する。ＣＳＣＦ１２２は、リフレッシュのための周期的な帯域確保要求メッセージ（ＳＩＰ信号路の識別子、ＩＰｖ６、((17),(15)) 、((15)', (17)')）を開始する。リフレッシュのための周期的な帯域確保要求メッセージは、初回の帯域確保要求メッセージと同一のメッセージフォーマットで送信することにより、ＲＡＣＳ１２１で帯域確保要求済みの情報が喪失した場合に、早期に同じＳＩＰ信号路を再確立する。

ステップＳ17では、ＣＳＣＦ１２２は下りＴＣＰコネクションの場合、ＴＣＰコネクションの確立要求ＳＹＮを対向呼処理サーバ１３に送信する。ＳＹＮによるシーケンス番号の同期も行う。
ステップＳ18では、対向呼処理サーバ１３は確認応答ＡＣＫとシーケンス番号の同期通知ＳＹＮを返送する。

ステップＳ19では、ＣＳＣＦ１２２はＴＣＰコネクションの確立の承認のＡＣＫを返送する。
ステップＳ20では、ＣＳＣＦ１２２と対向呼処理サーバ１３との間でＴＣＰコネクションが確立する。

なお、以上の処理において、ＩＰｖ４とＩＰｖ６デュアル設定の場合には、ステップＳ３とステップＳ10がパラレルに開始進行する。
パラレルに設定、記憶した場合も、各termination ID中のＩＰバージョンにより、識別可能とする。

図６は、ＳＩＰ信号路開通におけるＵＤＰ（User Datagram Protocol）処理手順を示す。
ステップＳ21では、ＳＩＰ信号路開通コマンドを保守端末１９に入力する。

ステップＳ22では、保守端末１９は呼処理サーバ１２のＣＳＣＦ１２２に、ＳＩＰ信号路開通の指示（ＳＩＰ信号路の識別子）を行う。

ステップＳ23では、呼処理サーバ１２のＣＳＣＦ１２２はＲＡＣＳ１２１に対して、ＩＰｖ４かつＩＰアドレスとポート番号の組(7) 、ＩＰアドレス(5) でＣＳＣＦ１２２と対向呼処理サーバ１３間の下りＵＤＰコネクション用のＳＩＰ信号路の開通を指示する。(5) のポート番号は、Ｉ−ＢＧＦ１１１に到達したＳＩＰ信号パケットのソースポート番号を使用するため指定しない。以上の指示は、帯域確保要求メッセージ（ＳＩＰ信号路の識別子、ＩＰｖ４、((7),(5)) ）で定義する。

ステップＳ24では、ＲＡＣＳ１２１はＳＩＰ信号路の識別子から、あらかじめ記憶されたＳＩＰ信号路の識別子とＩ−ＢＧＦの組を元にして、megaco制御対象となるＩ−ＢＧＦを選択する。そして、当該選択したＩ−ＢＧＦ１１１にＳＩＰ信号路追加設定指示（add ）の前に、ＳＩＰ信号路設定が二重設定にならないように監査要求をする。
ステップＳ25では、Ｉ−ＢＧＦ１１１は、監査結果として指定されたtermination IDの有無を確認応答する。

ステップＳ26では、ＲＡＣＳ１２１は選択したＩ−ＢＧＦ１１１に対して、ＲＡＣＳ１２１に当該Ｉ−ＢＧＦ情報として記憶している送信時送信元となるＩＰアドレスとポート番号の組(1) 、受信時に受け側となるＩＰアドレスとポート番号の組(2) を追加して設定する。そして、((2),(5)) の組を((1),(7)) の組に置き換えるＮＡＰＴ動作を設定する。
ステップＳ27では、Ｉ−ＢＧＦ１１１がステップＳ26に対して確認応答する。

ステップＳ28では、ＲＡＣＳ１２１はＩ−ＢＧＦ１１１に設定したＩＰアドレスとポート番号の組（(1),(2))を帯域確保要求の応答メッセージとしてＣＳＣＦ１２２に送信する。ＣＳＣＦ１２２は、リフレッシュのための周期的な帯域確保要求メッセージ（ＳＩＰ信号路の識別子、ＩＰｖ４、((7),(5)) ）を開始する。リフレッシュのための周期的な帯域確保要求メッセージは、初回の帯域確保要求メッセージと同一のメッセージフォーマットで送信することにより、ＲＡＣＳ１２１で帯域確保要求済みの情報が喪失した場合に、早期に同じＳＩＰ信号路を再確立する。

ステップＳ29では、ＣＳＣＦ１２２はＲＡＣＳ１２１に対して、ＩＰｖ６かつＩＰアドレスとポート番号の組(17)、ＩＰアドレス(15)でＣＳＣＦ１２２と対向呼処理サーバ１３との間の下りＵＤＰコネクション用のＳＩＰ信号路を開通する指示をする。(15)のポート番号は、Ｉ−ＢＧＦ１１１に到達したＳＩＰ信号パケットのソースポート番号を使用するため指定しない。以上の指示は、帯域確保要求メッセージ（ＩＰｖ６、((17),(15)) ）で定義する。

ステップＳ30では、ＲＡＣＳ１２１はＳＩＰ信号路の識別子から、あらかじめ記憶されたＳＩＰ信号路の識別子とＩ−ＢＧＦの組を元にして、megaco制御対象となるＩ−ＢＧＦを選択する。そして、当該選択したＩ−ＢＧＦ１１１にＳＩＰ信号路追加設定指示（add ）の前に、ＳＩＰ信号路設定が二重設定にならないように監査要求する。
ステップＳ31では、Ｉ−ＢＧＦ１１１は、監査結果として指定されたtermination IDの有無を確認応答する。

ステップＳ32では、ＲＡＣＳ１２１は選択したＩ−ＢＧＦ１１１に対して、ＲＡＣＳ１２１に当該Ｉ−ＢＧＦ情報として記憶している送信時送信元となるＩＰアドレスとポート番号の組(11)、受信時に受け側となるＩＰアドレスとポート番号の組(12)を追加して設定する。そして、((12),(15)) の組を((11),(17)) の組に置き換えるＮＡＰＴ動作を設定する。
ステップＳ33では、Ｉ−ＢＧＦ１１１がステップＳ32に対して確認応答する。

ステップＳ34では、ＲＡＣＳ１２１はＩ−ＢＧＦ１１１に設定したＩＰアドレスとポート番号の組（(11),(12))を帯域確保要求の応答メッセージとしてＣＳＣＦ１２２に送信する。ＣＳＣＦ１２２は、リフレッシュのための周期的な帯域確保要求メッセージ（ＳＩＰ信号路の識別子、ＩＰｖ６、((17),(15)) ）を開始する。リフレッシュのための周期的な帯域確保要求メッセージは、初回の帯域確保要求メッセージと同一のメッセージフォーマットで送信することにより、ＲＡＣＳ１２１で帯域確保要求済みの情報が喪失した場合に、早期に同じＳＩＰ信号路を再確立する。

なお、以上の処理において、ＩＰｖ４とＩＰｖ６デュアル設定の場合には、ステップＳ23とステップＳ29がパラレルに開始進行する。
また、ＩＰｖ４とＩＰｖ６の信号路の設定は、ＩＰｖ４路０系、ＩＰｖ４路１系、ＩＰｖ６０系、ＩＰｖ６路１系の識別子を含めて、平行に設定してもよい。

ＴＣＰコネクション新規接続時（図５Ｓ17）、またはＴＣＰコネクションが切断され、再接続される際に、ＴＣＰパケットのソースＩＰアドレス、ポート番号を監視し、いずれか変化がある場合にＩ−ＢＧＦから通信信号を送信させる。この通知信号を受けて、ＲＡＣＳ１２１がソースＩＰアドレス、ポート番号変更が記憶している情報を参照して許容される場合に、再度変更時のために監視要である旨再度設定することで、対向呼処理サーバをＩＰアドレス、ポート番号の組で監視し、セキュリティを向上する。

ここで、ＳＩＰポートセッションのリフレッシュタイミングについて説明する。ＲＡＣＳ１２１は次の通り動作する。例えば２分30秒を周期に、ＣＳＣＦ１２２からＲＡＣＳ１２１に対して、セッションのリフレッシュを行う。単位は、ＳＩＰ信号路のＩＰバージョン毎、上り下りセットとする。つまり、帯域確保要求メッセージの単位で送信する。セッションのリフレッシュとは、一般的な情報の生存確認のほかに、ＲＡＣＳ１２１側で情報が欠損していた場合の再設定要件を満たした信号としており、ＳＩＰポート開通時の信号と同じものである。ＲＡＣＳ１２１側で受信したＳＩＰポート開通時の帯域確保要求と同じ情報がすでにある場合には、ＲＡＣＳ１２１側は情報を更新せず正常応答する。ＲＡＣＳ１２１側で上りまたは下り分の欠損など情報の欠如や帯域など変更がある場合、またＣＳＣＦ１２２で管理しているＳＩＰポート情報をＯＵＳ化する場合に、このＳＩＰ信号路の帯域確保要求メッセージ中でステータスをＯＵＳに設定して通知することにより、ＲＡＣＳ１２１では当該ＳＩＰ信号路のセッション情報を維持したまま、ＯＵＳ化し保持し続ける。上り、下りいずれかの欠損がある場合に、欠損した側のみmegaco制御を行うことで、片側のＴＣＰコネクションを維持し、サービス継続性を向上している。図５の(1) を上りＴＣＰコネクション、図５の(4) を下りＴＣＰコネクションと定義するが、megaco制御時にＴＣＰコネクションのため設定できないソースポートがany 設定となっており、接続後に決定される点が上り下りで異なっている。ＳＩＰ信号は基本的に自網発となるＳＩＰ信号はＴＣＰコネクションの下りを用いるが、使用不可能な場合は、接続済みのＴＣＰ上りコネクションを利用することが可能である。

ＲＡＣＳ１２１では、２分30秒間リフレッシュ信号を受信したか否かを監視する。ＯＵＳ化時は、リフレッシュ信号を必要としない。ＲＡＣＳ１２１側でリフレッシュのタイマが満了した場合、ＲＡＣＳ１２１からＣＳＣＦ１２２に通知する。ＣＳＣＦ１２２は、この通知を受けた場合に、速やかに再設定のためのＳＩＰポート開通時と同じ帯域確保要求を作成してＲＡＣＳ１２１へ返信する。さらに、3600秒間リフレッシュを受けなかった場合、ＲＡＣＳ１２１はセッションを開放し、ＣＳＣＦ１２２にセッションの開放通知を行う。この場合もＣＳＣＦ１２２は、この通知を受けた場合に、速やかに再設定のためのＳＩＰポート開通時と同じ帯域確保要求を作成してＲＡＣＳ１２１へ返信する。

次に、ＳＩＰ信号路の帯域算出方法について説明する。ＳＩＰ信号路の帯域算出方法は、１秒当たりのＳＩＰセッション数、すなわち最大同時接続可能なセッション数が同時に存在している場合に、１ＳＩＰ信号当たりの信号サイズ分が同時に必要な帯域となる。これを上り／下りで按分することにより算出する。
ＳＩＰ信号用帯域量（SIRN0 とSIRN1 は同一帯域量を推奨）
＝１秒当たりのＳＩＰセッション数×１ＳＩＰセッション当たりの信号サイズ／２
＝（ＳＩＰセッション数)／180[call/sec] ×16500[byte/call]×８[bit/byte]／２
なお、最大同時接続可能なセッション数は呼処理制御機能（ＣＳＣＦ）に固定的に設定する。さらにＴＣＰの場合にはＴＣＰのウィンドウ制御により実際のトラヒックが少なくなることを考慮して、３／４乗算される。

また、リソース管理機能（ＲＡＣＳ）は登録された転送処理機能（Ｉ−ＢＧＦ）に対して、ヘルスチェックのために定期的に信号を送信する。また、Ｉ−ＢＧＦの故障時に装置単位または機能部単位の通知を受け、これらを識別する。ＳＩＰ信号路をＩ−ＢＧＦに設定するときに使用した装置、機能部の識別子を用いて故障ＳＩＰ信号路を判断する。

リソース管理機能（ＲＡＣＳ）が制御するＩ−ＢＧＦの故障時は、該当するＩ−ＢＧＦや、故障範囲に設定済みのＳＩＰ信号路と対応するリソース管理機能で管理するＳＩＰセッション情報ごとに呼処理制御機能（ＣＳＣＦ）に対して故障通知を行う。端末間のメディア通信はＳＩＰによりネゴシエーションされるため、ＲＡＣＳからＣＳＣＦへの故障通知はＩ−ＢＧＦ単位ではなく、他のＩ−ＢＧＦに設定されたメディア通信についても障害となっている可能性があるため、ＳＩＰ信号路（系番号（０／１）を明示）単位で行う。呼処理制御機能（ＣＳＣＦ）では、故障通知を受け取ったＳＩＰ信号路の故障と判断し、Ｉ−ＢＧＦの回復まで該当のＳＩＰ信号路を選択した呼処理を抑止する。ＳＩＰ信号路にまつわるＵプレーンの考え方から、故障していないＩ−ＢＧＦを通過するメディアのうち、このメディアをＳＩＰネゴシエーションするのに使用した、ＳＩＰ信号路（Ｃプレーン）が故障（それが設定されたＩ−ＢＧＦが故障）の場合には、これにまつわるこのメディアについても呼処理を抑止する。

本発明のリソース管理システムの構成例を示す図。 本発明のリソース管理システムにおける帯域管理範囲を示す図。 ＳＩＰ信号の通信パターンを示す図。 ＳＩＰ信号路とメディア通信路の関係を示す図。 ＳＩＰ信号路開通におけるＴＣＰコネクション確立手順を示す図。 ＳＩＰ信号路開通におけるＵＤＰ処理手順を示す図。

符号の説明

１ 通信ネットワーク（ＮＧＮ）
２，３ 他網
１１ 転送網
１２，１６，１７ 呼処理サーバ
１３ 対向呼処理サーバ
１４ 中継装置
１９ 保守装置
１１１〜１１５ 転送処理機能（Ｉ−ＢＧＦ）
１２１ リソース管理機能（ＲＡＣＳ）
１２２，１６，１７ 呼処理制御機能（ＣＳＣＦ）
１３１，１３２ ルータ

Claims (9)

1. 呼処理部と１以上の転送処理部を含む通信ネットワーク上で、呼処理部のリソース管理機能で通信ネットワークの経路毎に仮想パスとしてリソース管理し、呼処理部および少なくとも１つの転送処理部を転送されるユーザ端末間の呼制御ネゴシエーションの度に確立した転送処理部を転送されるメディアトラヒックの帯域量を呼制御ネゴシエーションで確立したメディアセッション毎に仮想パスから加減算して管理するリソース管理方法において、
   前記リソース管理機能は、
   前記通信ネットワークに含まれる自転送網と他網との間でパケット送受信可能な１以上の転送処理部を登録してゲート制御し、ユーザ端末間のメディア通信トラヒックの流入許可を行い、
   前記転送網でユーザ端末間のメディア通信トラヒックを呼制御ネゴシエーションによって決定されたメディア種別により優先順位クラスとを対応付け、前記呼制御信号の制御情報を管理し、
   前記ユーザ端末間の呼制御ネゴシエーションの前に、前記転送網の１以上の転送処理部に対して接続する網毎に呼制御信号路を固定的に設定し、
   前記転送処理部を介して対向する前記呼処理部が対地ごとに呼制御信号を、束の仮想パスとして制御管理し、
   前記各ユーザ端末間のネゴシエーションで送受信される呼制御信号のパケットをメディア信号のパケットとみなし、呼処理部のリソース管理機能で呼制御信号のパケットの集合をメディアトラヒックの帯域量とみなし、接続する網および通過する前記転送処理部ごとに、呼制御信号路の帯域として仮想パスの内で管理する
   ことを特徴とするリソース管理方法。
2. 請求項１に記載のリソース管理方法において、
   前記転送処理部に前記各ユーザ端末間のネゴシエーションで決定したメディアセッションで送受信されるメディア信号の束と関連付けて前記呼制御信号を識別管理する
   ことを特徴とするリソース管理方法。
3. 請求項１に記載のリソース管理方法において、
   前記呼処理部は、前記呼制御信号路の帯域幅を平均レートとし、最優先パケットの扱いで前記転送処理部に対してポリシング設定を行う
   ことを特徴とするリソース管理方法。
4. 請求項１に記載のリソース管理方法において、
   ＴＣＰコネクションのソースＩＰアドレスおよびポート番号の変化を検出し、次の変更時のための許可設定を行う
   ことを特徴とするリソース管理方法。
5. 請求項１に記載のリソース管理方法において、
   前記呼処理部は、前記転送網を論理仮想化したリソース上で前記呼制御信号路の帯域を識別し管理する
   ことを特徴とするリソース管理方法。
6. 請求項１に記載のリソース管理方法において、
   前記リソース管理機能は、保持する前記呼制御信号路の仮想パス情報を維持するために、定期的に開通情報と同じ情報を送信し、前記呼制御信号路の情報が欠損していた場合に前記転送処理部に対して監査を行い、設定情報を一旦消去した上で再設定する
   ことを特徴とするリソース管理方法。
7. 請求項１に記載のリソース管理方法において、
   前記呼制御信号路を前記転送処理装置に対して上りＴＣＰコネクション用、下りＴＣＰコネクション用の２本設定し、自網発の呼制御信号は下り用を利用し、接続不可能な場合に上りＴＣＰコネクションを利用する
   ことを特徴とするリソース管理方法
8. 請求項１に記載のリソース管理方法において、
   ＩＰＶ４とＩＰＶ６の信号路の設定は、ＩＰＶ４路０系、ＩＰＶ４路１系、ＩＰＶ６路０系、ＩＰＶ６路１系、の識別子を含めて、前記転送処理装置に対して平行に設定実施する
   ことを特徴とするリソース管理方法
9. 呼処理部と１以上の転送処理部を含む通信ネットワーク上で、呼処理部のリソース管理機能で通信ネットワークの経路毎に仮想パスとしてリソース管理し、呼処理部および少なくとも１つの転送処理部を転送されるユーザ端末間の呼制御ネゴシエーションの度に確立した転送処理部を転送されるメディアトラヒックの帯域量を呼制御ネゴシエーションで確立したメディアセッション毎に仮想パスから加減算して管理するリソース管理システムにおいて、
   前記リソース管理機能は、
   前記通信ネットワークに含まれる自転送網と他網との間でパケット送受信可能な１以上の転送処理部を登録してゲート制御し、ユーザ端末間のメディア通信トラヒックの流入許可を行う手段と、
   前記転送網でユーザ端末間のメディア通信トラヒックを呼制御ネゴシエーションによって決定されたメディア種別により優先順位クラスとを対応付け、前記呼制御信号の制御情報を管理する手段と、
   前記ユーザ端末間の呼制御ネゴシエーションの前に、前記転送網の１以上の転送処理部に対して接続する網毎に呼制御信号路を固定的に設定する手段と、
   前記転送処理部を介して対向する前記呼処理部が対地ごとに呼制御信号を、束の仮想パスとして制御管理する手段と、
   前記各ユーザ端末間のネゴシエーションで送受信される呼制御信号のパケットをメディア信号のパケットとみなし、呼処理部のリソース管理機能で呼制御信号のパケットの集合をメディアトラヒックの帯域量とみなし、接続する網および通過する前記転送処理部ごとに、呼制御信号路の帯域として仮想パスの内で管理する手段と
   を備えたことを特徴とするリソース管理システム。

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