JP5127729B2 - Packet relay method and gateway device - Google Patents
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Description
この発明は、既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間のパケット通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムにおけるパケット中継方法及びゲートウェイ装置に関するものである。 The present invention relates to a packet relay method and a gateway device in a network system that includes a gateway device that exists between an existing terminal and a call control network and that performs call control processing during packet communication between existing terminals. is there.
元来、ベストエフォートを基本とするIP(インターネットプロトコル)ネットワーク上において、セッションの概念を導入し通信帯域等のQoS(Quality of Service)を保証するネットワークが構築されている。このようなネットワークに接続するため、あるいはセッション制御による恩恵を受けるためには、各端末はセッション制御のためのプロトコルをサポートする必要があるが、既存の全ての端末においてこのセッション制御プロトコルに対応することが困難である。このため、端末とネットワークの間に存在し、端末とネットワークの間におけるパケットの中継を行うゲートウェイ装置において、ネットワークとの間のセッション制御処理を代行する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Originally, a network that introduces the concept of a session and guarantees QoS (Quality of Service) such as a communication band on an IP (Internet Protocol) network based on best effort has been constructed. In order to connect to such a network or to benefit from session control, each terminal needs to support a protocol for session control, but all existing terminals support this session control protocol. Is difficult. For this reason, a method has been proposed in which a gateway device that exists between a terminal and a network and relays packets between the terminal and the network performs a session control process with the network (for example, Patent Document 1). reference).
ゲートウェイ装置において、セッション制御処理を代行する場合、既存端末間の1つの通信フローに対しネットワーク内の1つのセッションを割り当てる。このため、従来のセッション制御代行方式では、単一の通信フローの全てのパケットはセッション制御時にゲートウェイ装置よりネットワークに申告されたある単一の通信クラスとしてネットワーク内で扱われるため、単一のフローに対して複数の通信クラスを利用することができないという問題があった。 In the gateway device, when performing session control processing, one session in the network is assigned to one communication flow between existing terminals. For this reason, in the conventional session control proxy method, all packets of a single communication flow are handled in the network as a single communication class declared to the network by the gateway device during session control. However, there is a problem that a plurality of communication classes cannot be used.
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、セッション制御処理を代行する場合に、1つの通信フローに対して複数のセッションを割り当てることにより複数の通信クラスを利用可能とすることができるパケット中継方法及びゲートウェイ装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. When proxying session control processing, a plurality of communication classes can be used by assigning a plurality of sessions to one communication flow. It is an object of the present invention to obtain a packet relay method and a gateway device that can be used.
この発明に係るパケット中継方法は、既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間のパケット通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムにおけるパケット中継方法において、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分けることを特徴とする。 The packet relay method according to the present invention is a packet relay method in a network system including a gateway device that exists between an existing terminal and a call control network and that performs call control processing during packet communication between the existing terminals. Establish multiple communication paths with different priority classes for a single communication flow between existing terminals, identify the priority of communication packets between existing terminals, and relay according to the priority of the identified packets It is characterized by sorting communication paths.
また、この発明に係るゲートウェイ装置は、既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間の通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置であって、パケットの中継・振り分け処理を行うパケット中継・振り分け処理部と、前記パケット中継・振り分け処理部により中継されるパケットの優先度を識別する優先度識別部と、前記呼制御ネットワークとの間の呼び制御処理を代行する制御部とを備え、前記制御部は、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、前記優先度識別部による既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分けることを特徴とする。 A gateway device according to the present invention is a gateway device that exists between an existing terminal and a call control network and that performs call control processing during communication between the existing terminals, and is a packet relay / distribution process. A packet relay / distribution processing unit, a priority identification unit for identifying the priority of a packet relayed by the packet relay / distribution processing unit, and a control unit that performs a call control process between the call control network The control unit establishes a plurality of communication paths with different priority classes for a single communication flow between existing terminals, and identifies the priority of communication packets between existing terminals by the priority identifying unit. The communication path to be relayed is distributed according to the priority of the identified packet.
この発明によれば、セッション制御処理を代行する場合に、1つの通信フローに対して複数のセッションを割り当てることにより複数の通信クラスを利用可能とすることができる。 According to the present invention, when performing session control processing, a plurality of communication classes can be used by assigning a plurality of sessions to one communication flow.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るネットワークシステムの構成を示す図である。図1において、ゲートウェイ装置1及び2は、呼制御を伴わない既存のIPネットワークであるユーザネットワーク101及び102内の既存端末11及び12と、SIP(Session Initiation Protocol)による呼制御・呼管理を伴い複数の優先クラスを有する呼制御ネットワーク100との間に存在し、既存端末11と12との間の通信時に呼制御処理を代行するようになされている。なお、10は呼制御ネットワーク100に接続されたSIPサーバを示す。
1 is a diagram showing a configuration of a network system according to
図2は、図1に示されたネットワークシステムにおけるゲートウェイ装置の構成を示すものである。例えば、ゲートウェイ装置1は、ゲートウェイ装置外部とのパケットの送受信及び2つのネットワーク間のパケットの中継・トラフィックの監視及び振り分け処理を行うパケット中継・振り分け処理部21、パケット中継・振り分け処理部21において中継されるパケットの優先度を識別する優先度識別部22、既存端末11に代わり呼制御ネットワークとの間のセッション制御処理を代行するセッション制御部23及び既存端末11,12間の通信においてセッション制御部23によりセッション制御を行う対象となる通信フローの条件及びセッション制御のためのパラメータを保持するセッション情報テーブル24を含む。なお、ゲートウェイ装置2もゲートウェイ装置1と同様に構成される。
FIG. 2 shows the configuration of the gateway device in the network system shown in FIG. For example, the
次に動作について説明する。既存端末11から既存端末12に対し通信を開始する場合の動作について図3に従って説明する。図3は、既存端末11,12間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置1のセッション情報テーブル24には、既存端末11,12間の当該通信フローに対して、優先クラスの異なる2つのセッション制御パラメータが保持されているとする。
Next, the operation will be described. The operation when communication is started from the existing
まず、既存端末11は、既存端末12宛に当該通信フローの開始を表す通信開始パケットを送信する(ステップ301)。ゲートウェイ装置1は、パケット中継・振り分け処理部21において既存端末11からの通信開始パケットを受信すると、当該パケットを保留し、これをセッション制御部23に通知する。セッション制御部23では、受信した通信開始パケットから送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル24より対応する2つの通信クラスの異なるセッション制御パラメータを得る(ステップ302)。セッション制御部23は、ステップ302において得られたパラメータに対応する2つの呼接続要求であるINVITEメッセージを生成し、それぞれをSIPサーバ10に送信する(ステップ303,304)。このとき、ステップ303により確立する通信路はステップ304により確立する通信路より高い優先クラスを持つものとする。
First, the existing
セッション制御部23により呼制御ネットワーク100上に2つの通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し(ステップ305)、その後の既存端末11,12間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部21において中継処理する(ステップ306)。このとき、既存端末11から既存端末12宛のパケットは、優先度識別部22により中継パケットの優先度の識別を行い(ステップ307)、高優先のパケットをステップ303により確立した通信路へ振り分け(ステップ308)、低優先のパケットをステップ304により確立した通信路へと振り分ける(ステップ309)。例えば、TV電話サービスのトラフィックの場合、音声パケットを高優先側へ、映像パケットを低優先側へ振り分けることが考えられる。
When two communication paths are established on the
同様に、ゲートウェイ装置2においても、既存端末11,12間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う(ステップ306)。このとき、既存端末12から既存端末11宛のパケットは、優先度識別部22により中継パケットの優先度の識別を行い(ステップ307)、高優先のパケットをステップ303により確立した通信路ヘ振り分け(ステップ308)、低優先度のパケットをステップ304により確立した通信路へと振り分ける(ステップ309)。
Similarly, the
既存端末11,12間の当該通信フローが終了すると、ゲートウェイ装置1のパケット中継・振り分け処理部21はそれを検出し(ステップ310)、セッション制御部23に通知する。セッション制御部23は、ステップ303及び304において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるBYEメッセージを生成し、それぞれをSIPサーバ10に送信する(ステップ311,312)。これにより、セッションの切断が行われる。なお、図3中、100 Tryingと200 OKは、試行中とリクエストの受け入れの応答コードを示す。
When the communication flow between the
以上のように、既存端末間における通信の開始・終了を検出し、中継装置においてセッション制御を代行する際に、優先クラスの異なる複数の通信路を確立し既存端末間のパケットをその優先度に応じてそれぞれの通信路に振り分けることにより、単一の通信フローに対して複数の異なる優先クラスを活用することが可能となる。また、これにより、単一の通信フローを単一の高い優先クラスのみに割り当てた場合と比較し、ネットワーク内において高い優先クラスのトラフィック量を削減することが可能となる。 As described above, when the start / end of communication between existing terminals is detected and the session control is performed in the relay device, a plurality of communication paths with different priority classes are established, and packets between existing terminals are set to the priority. Accordingly, it is possible to utilize a plurality of different priority classes for a single communication flow by allocating to each communication path accordingly. This also makes it possible to reduce the traffic amount of the high priority class in the network as compared with the case where a single communication flow is assigned to only a single high priority class.
これにより、TV電話サービスの場合には、ネットワークの混雑時に映像はパケットロスや遅延により乱れるが、音声は安定して通信可能となること、また、音声パケットのみを高優先側に流すためネットワーク内において高優先クラスのトラフィク量を削減する効果が期待できる。 As a result, in the case of a TV phone service, video is disturbed due to packet loss or delay when the network is congested, but voice can be stably communicated, and only voice packets are sent to the high priority side. Can be expected to reduce the traffic volume of the high priority class.
また、TV電話サービス以外の例として、映像通信においてスケーラブルCODEC(COder DECoder)を適用する場合が考えられる。この場合、最低レート分のパケットを高優先側に、最低レートを超える高レート分のパケットを低優先側に振り分ける。これにより、ネットワークの混雑時にも最低レート分の映像品質を保証しつつ、ネットワークが混在していない場合にはより高品質の映像通信を期待できる。 Further, as an example other than the TV phone service, a case where scalable CODEC (COder DECoder) is applied in video communication can be considered. In this case, packets for the lowest rate are assigned to the high priority side, and packets for the higher rate exceeding the lowest rate are assigned to the low priority side. As a result, even when the network is congested, the video quality for the minimum rate is guaranteed, and higher quality video communication can be expected when the network is not mixed.
上記実施の形態では、セッション制御プロトコルとしてSIPを用いた場合を示したが、H.323,MEGACOといった同様に、IPネットワーク上でセッション制御・管理ができるものであればよい。 In the above embodiment, the case where SIP is used as the session control protocol has been described. Similarly, it is only necessary to be able to control and manage sessions on the IP network, such as H.323 and MEGACO.
また、上記実施の形態では、同一ネットワーク内において複数の異なる通信クラスのセッションを利用したが、各セッションは物理的に別のネットワーク上に確立してもよい。 In the above embodiment, a plurality of sessions of different communication classes are used in the same network, but each session may be physically established on a different network.
また、上記実施の形態における既存端末間の通信として、TCP(Transmission Control Protocol)やUDP(User Datagram Protocol)の場合が考えられる。TCPの場合には、SYNパケットにより新規TCPコネクションによる新規の通信フロー開始を識別し、FINパケットやRSTパケットにより当該フローの終了を識別することができる。また、UDPの場合には送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元ポート番号、宛先ポート番号より新規の通信フローの開始を識別し、一定時間当該通信フローのパケットがないことで終了を識別することができる。他のプロトコルにおいても同様に、既存端末の通信の開始・終了がセッション制御を代行するゲートウェイ装置において認識できるものであればよい。 In addition, as a communication between existing terminals in the above-described embodiment, cases of TCP (Transmission Control Protocol) and UDP (User Datagram Protocol) can be considered. In the case of TCP, a new communication flow start by a new TCP connection can be identified by a SYN packet, and the end of the flow can be identified by a FIN packet or an RST packet. In the case of UDP, the start of a new communication flow is identified from the source IP address, the destination IP address, the source port number, and the destination port number, and the end is identified when there is no packet of the communication flow for a certain period of time. be able to. Similarly, other protocols may be used as long as the start / end of communication of an existing terminal can be recognized by a gateway device acting as a session control.
さらに、上記実施の形態では、単一の通信フローに対して2つの異なる通信クラスのセッションを対応付けたが、3つ以上の異なる通信クラスのセッションに対してもパケットの優先度識別においてそれぞれの通信クラスに対応するよう識別し、それに応じてパケットを振り分けることで、同様に適用可能である。 Furthermore, in the above-described embodiment, two different communication class sessions are associated with a single communication flow. However, each of three or more different communication class sessions can be identified in packet priority identification. It can be similarly applied by identifying corresponding to the communication class and distributing the packet accordingly.
実施の形態2.
以上の実施の形態1では、異なる通信クラスの全てにセッション制御が必要なネットワークを対象としたものであるが、次に、セッション制御が必要なネットワークと不要なネットワークを組み合わせた場合の実施の形態を示す。すなわち、この実施の形態2では、振り分けられる通信路として、呼制御の伴うネットワーク上の通信路と呼制御の伴わないネットワーク上の通信路とが組み合わせられ、ゲートウェイ装置のセッション制御部23により、高優先のパケットを呼制御の伴うネットワーク上の通信路に振り分け、低優先のパケットを呼制御の伴わないネットワーク上の通信路に振り分ける制御について説明する。
The first embodiment described above is intended for networks that require session control for all different communication classes. Next, an embodiment in which a network that requires session control and an unnecessary network are combined. Indicates. That is, in the second embodiment, as a communication path to be distributed, a communication path on a network with call control and a communication path on a network without call control are combined. Control for distributing priority packets to communication paths on the network with call control and distributing low priority packets to communication paths on the network without call control will be described.
図4は、この発明の実施の形態2におけるネットワークシステムの構成を示すものである。図4において、図1に示す実施の形態1の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、400はインターネットのようなベストエフォート型の呼制御を伴わないネットワークを示す。 FIG. 4 shows the configuration of the network system according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same components as those of the first embodiment shown in FIG. As a new code, 400 indicates a network such as the Internet that does not involve best-effort call control.
次に動作について説明する。既存端末11から既存端末12に対し通信を開始する場合の動作について図5に従って説明する。図5は、既存端末11,12間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置1及び2は、図2に示す構成を備え、ゲートウェイ装置1のセッション情報テーブル24には、既存端末11,12間の当該通信フローに対して、対応するセッション制御パラメータが保持されているとする。
Next, the operation will be described. The operation when communication is started from the existing
まず、既存端末11は、既存端末12宛に当該通信フローの開始を表す通信開始パケットを送信する(ステップ501)。ゲートウェイ装置1は、パケット中継・振り分け処理部21において既存端末11からの通信開始パケットを受信すると当該パケットを保留し、これをセッション制御部23に通知する。セッション制御部23では、受信した通信開始パケットから送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル24より対応するセッション制御パラメータを得る(ステップ502)。セッション制御部23は、ステップ502において得られたパラメータに対応する呼接続要求であるINVITEメッセージを生成し、SIPサーバ10に送信する(ステップ503)。このとき、ステップ503により確立する通信路は、品質の保証された優先クラスを持つものとする。
First, the existing
セッション制御部23により呼制御ネットワーク100上に通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し(ステップ504)、その後の既存端末11,12間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部21において中継処理する(ステップ505)。このとき、既存端末11から既存端末12宛のパケットは、優先度識別部22により中継パケットの優先度の識別を行い(ステップ506)、高優先のパケットをステップ503により呼制御ネットワーク100上に確立した通信路へ振り分け(ステップ507)、低優先のパケットをベストエフォート型ネットワーク400へと振り分ける(ステップ508)。例えば、TV電話サービスのトラフィックの場合、音声パケットを高優先として呼制御ネットワーク100へ、映像パケットを低優先としてベストエフォート型ネットワーク400へ振り分けることが考えられる。
When the communication path is established on the
同様に、ゲートウェイ装置2においても、既存端末11,12間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う(ステップ505)。このとき、既存端末12から既存端末11宛のパケットは、優先度識別部22により中継パケットの優先度の識別を行い(ステップ506)、高優先のパケットをステップ503により呼制御ネットワーク100上に確立した通信路へ振り分け(ステップ507)、低優先度のパケットをベストエフォート型ネットワーク400へと振り分ける(ステップ508)。
Similarly, the
既存端末11,12間の当該通信フローが終了すると、ゲートウェイ装置1のパケット中継・振り分け処理部21はそれを検出し(ステップ509)、セッション制御部23に通知する。セッション制御部23は、ステップ503において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるBYEメッセージを生成し(ステップ510)、SIPサーバ10に送信する。これにより、呼制御ネットワーク100上に確立したセッションの切断が行われる。
When the communication flow between the existing
以上のように、セッション制御が必要なネットワークと不要なネットワークに同時に接続された場合に、既存端末間における通信の開始・終了を検出し中継装置においてセッション制御を代行する際に、品質の保証された通信路を確立し既存端末間のパケットをその優先度に応じてそれぞれのネットワークに振り分けることにより、当該通信フローに対して品質保証型のネットワークとベストエフォート型のネットワークを同時に活用することが可能となる。また、これにより、当該通信フローを全て品質保証型のネットワークのみに振り分ける場合と比較し、品質保証型のネットワークへのトラフィック量を削減することが可能となる。 As described above, when connected to a network that requires session control and an unnecessary network at the same time, the quality is guaranteed when the start / end of communication between existing terminals is detected and session control is performed on the relay device. By establishing a communication channel and distributing packets between existing terminals to each network according to their priority, it is possible to simultaneously use a quality assurance network and a best effort network for the communication flow. It becomes. This also makes it possible to reduce the amount of traffic to the quality assurance network as compared with the case where all the communication flows are distributed only to the quality assurance network.
これにより、上記TV電話サービスの場合には、ネットワークの混雑時に映像はパケットロスや遅延により乱れるが、音声は安定して通信可能となること、また、音声パケットのみを品質保証型ネットワークに流すためネットワーク内において品質保証型のトラフィク量を削減する効果が期待できる。 As a result, in the case of the above-mentioned TV phone service, video is disturbed due to packet loss or delay when the network is congested, but voice can be stably communicated, and only voice packets are sent to the quality assurance network. The effect of reducing the amount of quality assurance traffic in the network can be expected.
なお、上記実施の形態では、品質保証型とベストエフォート型のネットワークとして物理的に異なるネットワークが存在することとしたが、同一ネットワーク内において論理的にこの2つのネットワークが存在してもよい。 In the above embodiment, the physically different networks exist as the quality assurance type network and the best effort type network. However, these two networks may exist logically in the same network.
実施の形態3.
この実施の形態3では、送信側ゲートウェイ装置で、通信路毎に異なるNAPT(Network Address Port Translation)によるアドレス変換を行い、受信側ゲートウェイ装置において全ての通信路を経由したパケットを同一の通信フローのパケットに認識されるよう書き換える実施の形態について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, the transmission side gateway device performs address conversion by different NAPT (Network Address Port Translation) for each communication path, and the reception side gateway device transmits packets that pass through all communication paths in the same communication flow. An embodiment in which rewriting is performed so as to be recognized by a packet will be described.
図6は、この発明の実施の形態3におけるネットワークシステムの構成を示すものである。図6において、図1に示す実施の形態1の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、600は呼制御ネットワーク100と同様にSIPによる呼制御・呼管理を伴い複数の優先クラスを有する呼制御ネットワーク、60は呼制御ネットワーク600に接続されたSIPサーバを示す。ここで、ユーザネットワーク101,102内のIPアドレスはプライベートアドレスであり、外部との通信時にはゲートウェイ装置1,2においてNAPTによるアドレス変換処理が行われるものとする。
FIG. 6 shows a configuration of a network system according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 6, the same parts as those of the first embodiment shown in FIG. As a new code, 600 indicates a call control network having a plurality of priority classes with call control and call management by SIP as in the
次に動作について説明する。既存端末11から既存端末12に対し通信を開始する場合の動作について図7に従って説明する。図7は、既存端末11,12間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置1及び2は、図2に示す構成を備え、ゲートウェイ装置1のセッション情報テーブル24には、既存端末11,12間の当該通信フローに対して、2つの異なる呼制御ネットワーク上のセッション制御パラメータが保持されているとする。
Next, the operation will be described. The operation when communication is started from the existing
まず、既存端末11は、既存端末12宛に当該通信フローの開始を表す通信開始パケットを送信する(ステップ701)。ゲートウェイ装置1は、パケット中継・振り分け処理部21において既存端末11からの通信開始パケットを受信すると、当該パケットを保留し、これをセッション制御部23に通知する。セッション制御部23では、受信した通信開始パケットから送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル24より対応する異なる呼制御ネットワーク上のセッション制御パラメータを得る(ステップ702)。セッション制御部23は、ステップ702において得られたパラメータに対応する2つの呼接続要求であるINVITEメッセージを生成し、それぞれをSIPサーバ10,60に送信する(ステップ703,704)。このとき、2つのINVITEメッセージを関連付けるため、INVITEメッセージのSDP(Session Description Protocol)内に識別のためのパラメータを含める。
First, the existing
セッション制御部23により呼制御ネットワーク100,600上に2つの通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し(ステップ705)、その後の既存端末11,12間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部21において中継処理する(ステップ706)。既存端末11から既存端末12宛のパケットは、優先度識別部22により中継パケットの優先度の識別を行い(ステップ707)、ステップ703,704により確立した通信路へと振り分ける(ステップ708,709)。このとき、ゲートウェイ装置1ではNAPT処理により通信路へ送信するパケットの送信元IPアドレスをそれぞれ呼制御ネットワーク100,600上でのゲートウェイ装置1のIPアドレスに置き換えて中継を行う。
When two communication paths are established on the
ステップ708,709において、呼制御ネットワーク100,600上の通信路からパケットを受信したゲートウェイ装置2は、端末12に割り当てたポート番号宛のパケットをNAPT変換後,端末12宛に転送する。このとき、ステップ708における通信路からのパケットは宛先IPアドレス、ポート番号を対応する端末12のIPアドレス、ポート番号に書き換える。また、ステップ709における通信路からのパケットは宛先IPアドレス、ポート番号を対応する端末12のIPアドレス、ポート番号に、さらに送信元IPアドレス、ポート番号をステップ708における通信路でのゲートウェイ装置1の送信元IPアドレス、送信元ポート番号に書き換える。ステップ708における通信路の送信元IPアドレス、ポート番号は、ステップ703における呼制御要求時のINVITEメッセージのSDP内の値から取得した値を用いる。これにより、端末12では、当該フローのパケットはステップ708における通信路の送信元IPアドレス、送信元ポート番号からのパケットとして認識される。
In
同様に、ゲートウェイ装置2においても、既存端末11,12間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う(ステップ706)。既存端末12から既存端末11宛のパケットは、優先度識別部22により中継パケットの優先度の識別を行い(ステップ707)、ステップ703,704により確立した通信路へと振り分ける(ステップ708,709)。このとき、ゲートウェイ装置2ではNAPT処理によりステップ708,709による通信路へ送信するパケットの送信元IPアドレスをそれぞれ呼制御ネットワーク100,600上でのゲートウェイ装置2のIPアドレスに置き換えて中継を行う。呼制御ネットワーク100,600上の通信路からパケットを受信したゲートウェイ装置1の処理に関してもゲートウェイ装置2と同様である。
Similarly, the
既存端末11,12間の当該通信フローが終了すると、ゲートウェイ装置1のパケット中継・振り分け処理部21はそれを検出し(ステップ711)、セッション制御部23に通知する。セッション制御部23は、ステップ703及び704において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるBYEメッセージを生成し、それぞれをSIPサーバ10,60に送信する(ステップ712,713)。これにより、セッションの切断が行われる。
When the communication flow between the existing
以上のように、既存端末間における通信の開始・終了を検出し中継装置においてセッション制御を代行する際に、複数の異なるネットワーク上に通信路を確立しNAPT変換により異なるIPアドレス、ポート番号間の通信路を用いる場合にも、受信側の中継装置において端末で単一の通信フローと認識されるよう変換を行うことにより、単一の通信フローに対して複数の異なるネットワークを活用することが可能となる。 As described above, when the start / end of communication between existing terminals is detected and the session control is performed in the relay device, communication paths are established on a plurality of different networks, and between different IP addresses and port numbers by NAPT conversion. Even when using a communication path, it is possible to utilize multiple different networks for a single communication flow by performing conversion so that the terminal can recognize it as a single communication flow at the receiving side relay device. It becomes.
なお、上記実施の形態では、物理的に異なる2つの呼制御ネットワーク上で異なるIPアドレスを使用する場合を示したが、同一のネットワーク上で複数のIPアドレスを用いてもよい。 In the above embodiment, a case where different IP addresses are used on two physically different call control networks has been described, but a plurality of IP addresses may be used on the same network.
また、上記実施の形態では、ゲートウェイ装置においてNAPT変換が行われる場合を示したが、同一通信フローに対する2つの呼を関連付けられればよく、呼制御ネットワーク内においてNAPT変換が行われ同一のセッション確立先に対してセッション毎に送信元のIPアドレス、ポート番号が変わる場合も同様に、適用可能である。 In the above embodiment, the case where NAPT conversion is performed in the gateway device has been described. However, it is only necessary to associate two calls for the same communication flow, and NAPT conversion is performed in the call control network, and the same session establishment destination. However, the same applies when the source IP address and port number change for each session.
実施の形態4.
この発明の実施の形態4におけるネットワークシステムの構成は、図1及び図2に示す実施の形態1と同様である。この実施の形態4では、セッション制御部23により、既存端末間の中継パケットのTCPヘッダ中にACKビットが設定されている場合に、中継パケットのデータ部を削除したTCPヘッダのみからなるパケットを遅延の少ない通信路へ転送する実施の形態について説明する。
Embodiment 4 FIG.
The configuration of the network system according to the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. In the fourth embodiment, when the ACK bit is set in the TCP header of the relay packet between the existing terminals, the
次に動作について説明する。既存端末11から既存端末12に対しTCP通信を開始する場合の動作について図8に従って説明する。図8は、既存端末11,12間でTCP通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置1のセッション情報テーブル24には、既存端末11,12間の当該通信フローに対して、優先クラスの異なる2つのセッション制御パラメータが保持されているとする。
Next, the operation will be described. The operation when TCP communication is started from the existing
まず、既存端末11は、既存端末12宛に当該TCPコネクションの開始を表すSYNパケットを送信する(ステップ801)。ゲートウェイ装置1は、パケット中継・振り分け処理部21において既存端末11からのSYNパケットを受信すると、当該パケットを保留し、これをセッション制御部23に通知する。セッション制御部23では、受信したSYNパケットから送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル24より対応する2つの通信クラスの異なるセッション制御パラメータを得る(ステップ802)。セッション制御部23は、ステップ802において得られたパラメータに対応する2つの呼接続要求であるINVITEメッセージを生成し、それぞれをSIPサーバ10に送信する(ステップ803,804)。このとき、ステップ803により確立する通信路の遅延はステップ804により確立する通信路の遅延より小さいものとする。
First, the existing
セッション制御部23により呼制御ネットワーク100上に2つの通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し(ステップ805)、その後の既存端末11,12間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部21において中継処理する(ステップ806)。このとき、既存端末11から既存端末12宛のパケットは、優先度識別部22により中継パケットの識別を行い(ステップ807)、TCPヘッダ中にACK(ACKnowledgement)ビットが設定されている場合には、中継パケットのデータ部を削除したTCPヘッダのみからなるパケットをステップ803により確立した通信路へ転送し(ステップ808)、元の中継パケットをステップ804により確立した通信路へ転送する(ステップ809)。
When two communication paths are established on the
同様に、ゲートウェイ装置2においても、既存端末11,12間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う(ステップ806)。このとき、既存端末12から既存端末11宛のパケットは、優先度識別部22により中継パケットの識別を行い(ステップ807)、TCPヘッダ中にACKビットが設定されている場合には、中継パケットのデータ部を削除したTCPヘッダのみからなるパケットを通信路へ転送し(ステップ808)、元の中継パケットを通信路へ転送する(ステップ809)。
Similarly, the
既存端末11,12間の当該TCPコネクションが終了すると、ゲートウェイ装置1のパケット中継・振り分け処理部21はそれを検出し(ステップ810)、セッション制御部23に通知する。セッション制御部23は、ステップ803及び804において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるBYEメッセージを生成し、それぞれをSIPサーバ10に送信する(ステップ811,812)。これにより、セッションの切断が行われる。
When the TCP connection between the existing
以上のように、既存端末間におけるTCPコネクションの開始・終了を検出し中継装置においてセッション制御を代行する際に、遅延の異なる複数の通信路を確立しACKのみからなるパケットを複製し遅延時間の小さい通信路で転送することにより、端末からの見かけ上のRTTを小さくすることで端末間のTCPのスループットを向上する。また、これにより、単一のTCPコネクションを単一の遅延時間の小さいクラスのみに割り当てた場合と比較し、ネットワーク内において遅延時間の小さいクラスのトラフィック量を削減することが可能となる。 As described above, when detecting the start / end of a TCP connection between existing terminals and acting as session control in the relay device, a plurality of communication paths with different delays are established, and a packet consisting only of ACK is copied to reduce the delay time. By transferring through a small communication path, the apparent RTT from the terminal is reduced, thereby improving the TCP throughput between the terminals. In addition, this makes it possible to reduce the traffic amount of a class having a small delay time in the network as compared with a case where a single TCP connection is assigned only to a single class having a small delay time.
1,2 ゲートウェイ装置、10,60 SIPサーバ、11,12 既存端末、21 パケット中継・振り分け処理部、22 優先度識別部、23 セッション制御部、24 セッション情報テーブル、100,600 呼制御ネットワーク、101,102,400 呼制御を伴わないユーザネットワーク。 1, 2 Gateway device, 10, 60 SIP server, 11, 12 Existing terminal, 21 Packet relay / distribution processing unit, 22 Priority identification unit, 23 Session control unit, 24 Session information table, 100, 600 Call control network, 101 , 102, 400 User network without call control.
Claims (8)
既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、
既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、
識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分ける
ことを特徴とするパケット中継方法。 In a packet relay method in a network system that includes a gateway device that exists between an existing terminal and a call control network and that performs call control processing during packet communication between existing terminals,
Establish multiple communication paths with different priority classes for a single communication flow between existing terminals,
Identify the priority of communication packets between existing terminals,
A packet relay method characterized by allocating a communication path to be relayed according to the priority of an identified packet.
振り分けられる通信路として、呼制御の伴うネットワーク上の通信路と呼制御の伴わないネットワーク上の通信路とが組み合わせられ、
高優先のパケットを呼制御の伴うネットワーク上の通信路に振り分け、低優先のパケットを呼制御の伴わないネットワーク上の通信路に振り分ける
ことを特徴とするパケット中継方法。 The packet relay method according to claim 1,
As a communication path to be distributed, a communication path on a network with call control and a communication path on a network without call control are combined,
A packet relay method characterized by distributing a high priority packet to a communication path on a network with call control, and distributing a low priority packet to a communication path on a network without call control.
送信側ゲートウェイ装置で、通信路毎に異なるNAPTによるアドレス変換を行い、受信側ゲートウェイ装置において全ての通信路を経由したパケットを同一の通信フローのパケットに認識されるよう書き換える
ことを特徴とするパケット中継方法。 In the packet relay method according to claim 1 or 2,
A packet characterized in that a transmission side gateway device performs address conversion using a different NAPT for each communication path and rewrites a packet that has passed through all communication paths to be recognized as a packet of the same communication flow in the reception side gateway apparatus. Relay method.
既存端末間の中継パケットのTCPヘッダ中にACKビットが設定されている場合に、中継パケットのデータ部を削除したTCPヘッダのみからなるパケットを遅延の少ない通信路へ転送する
ことを特徴とするパケット中継方法。 In the packet relay method according to any one of claims 1 to 3,
A packet characterized in that when an ACK bit is set in a TCP header of a relay packet between existing terminals, a packet consisting only of a TCP header from which the data portion of the relay packet is deleted is transferred to a communication path with a small delay. Relay method.
パケットの中継・振り分け処理を行うパケット中継・振り分け処理部と、
前記パケット中継・振り分け処理部により中継されるパケットの優先度を識別する優先度識別部と、
前記呼制御ネットワークとの間の呼び制御処理を代行する制御部と
を備え、
前記制御部は、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、前記優先度識別部による既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分ける
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 A gateway device that exists between an existing terminal and a call control network, and that performs call control processing during communication between existing terminals,
A packet relay / distribution processing unit that performs packet relay / distribution processing;
A priority identifying unit for identifying a priority of a packet relayed by the packet relay / distribution processing unit;
A control unit acting as a call control process with the call control network,
The control unit establishes a plurality of communication paths with different priority classes for a single communication flow between existing terminals, and identifies and identifies the priority of communication packets between existing terminals by the priority identifying unit. A gateway device that distributes a communication path to be relayed according to the priority of a packet.
振り分けられる通信路として、呼制御の伴うネットワーク上の通信路と呼制御の伴わないネットワーク上の通信路とが組み合わせられ、
前記制御部は、高優先のパケットを呼制御の伴うネットワーク上の通信路に振り分け、低優先のパケットを呼制御の伴わないネットワーク上の通信路に振り分ける
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 The gateway device according to claim 5,
As a communication path to be distributed, a communication path on a network with call control and a communication path on a network without call control are combined,
The gateway device characterized in that the control unit distributes high-priority packets to communication paths on a network with call control, and distributes low-priority packets to communication paths on a network without call control.
送信側で、通信路毎に異なるNAPTによるアドレス変換を行い、受信側において全ての通信路を経由したパケットを同一の通信フローのパケットに認識されるよう書き換える
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 The gateway device according to claim 5 or 6,
A gateway apparatus characterized in that, on the transmission side, address conversion based on a different NAPT is performed for each communication path, and on the reception side, a packet that has passed through all the communication paths is rewritten to be recognized as a packet of the same communication flow.
前記制御部は、既存端末間の中継パケットのTCPヘッダ中にACKビットが設定されている場合に、中継パケットのデータ部を削除したTCPヘッダのみからなるパケットを遅延の少ない通信路へ転送する
ことを特徴とするゲートウェイ装置。 In the gateway apparatus of any one of Claim 5-7,
When the ACK bit is set in the TCP header of the relay packet between the existing terminals, the control unit transfers the packet including only the TCP header from which the data portion of the relay packet is deleted to a communication path with a small delay. The gateway apparatus characterized by this.
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