JP5926164B2 - High-speed distribution method and connection system for session border controller - Google Patents
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Description
本発明は、IP(インターネットプロトコル:Internet Protocol)電話サービス網などのネットワークを相互に接続するためのSBC(セッションボーダーコントローラ:Session Border Controller)に関し、特に、複数のSBCを用いて負荷分散を図るときの振り分け方法と、この振り分け方法を実施してネットワークを相互に接続する接続システムとに関する。 The present invention relates to an SBC (Session Border Controller) for connecting networks such as an IP (Internet Protocol) telephone service network to each other, and in particular, when load balancing is performed using a plurality of SBCs. And a connection system that implements this distribution method and connects networks to each other.
インターネットなどの普及に伴って、IP網上で電話サービスを提供するIP電話サービス網などが構築されるようになってきた。IP網上で電話サービスなどの実時間性が要求されるサービスを実現するためにはパス制御プロトコルとして一般にSIP(セッションイニシエーションプロトコル:Session Initiation Protocol)が使用され、ネットワークに接続する端末間で実際に疎通の対象となる情報(これを主情報と呼ぶ)のデータは、RTP(リアルタイム転送プロトコル(Realtime Transfer Protocol))を用いて伝送されている。SIPが利用可能な複数のネットワークが存在してそれらのネットワークの相互間で例えばIP電話による通話を行おうとする場合には、それらのネットワークを相互に接続してネットワーク間でIPパケットが転送されるようにする必要がある。隣接するネットワーク間で主情報のRTPパケットを疎通できるようにする装置として、セッションボーダーコントローラ(SBC)がある。なお、SIPもRTPもアプリケーションレイヤでのプロトコルであり、SIPやRTPのパケットデータは、TCP(トランミッション制御プロトコル(Transmission Control Protocol))/IPまたはUDP(ユーザデータグラムプロトコル(User Datagram Protocol))/IPなどの下位レイヤの通信プロトコルを利用して伝送される。 With the spread of the Internet and the like, an IP telephone service network that provides telephone service on an IP network has been constructed. SIP (Session Initiation Protocol) is generally used as a path control protocol in order to realize services that require real-time performance, such as telephone service, over an IP network and is actually used between terminals connected to the network. Data of information to be communicated (referred to as main information) is transmitted using RTP (Realtime Transfer Protocol). When there are a plurality of networks that can use SIP and an attempt is made to make a telephone call between the networks, for example, by IP telephone, the IP packets are transferred between the networks by connecting the networks to each other. It is necessary to do so. There is a session border controller (SBC) as a device that enables communication of RTP packets of main information between adjacent networks. SIP and RTP are protocols in the application layer, and packet data of SIP and RTP is TCP (Transmission Control Protocol) / IP or UDP (User Datagram Protocol) / It is transmitted using a lower layer communication protocol such as IP.
2つのSIP網を相互接続する場合、それぞれの網におけるアドレス体系及び使用するポートが異なる場合があり、その場合、SBCにおいてアドレスとポート番号の変換が必要となる。アドレスとポート番号の変換には、一般的にNAPT(ネットワークアドレスポート変換:Network Address Port Translation)技術が用いられる。また、セキュリティ上の観点から、ネットワーク間をまたがるトラフィックをSBCにおいて原則として阻止した上で、IPアドレス及びポート番号で指定される許されたセッションのトラフィックのみがネットワーク間で伝送されるようにする必要がある。IPアドレス及びポート番号で指定されるセッションのみがネットワーク間で伝送できる仕組みを、ファイアウォール(直訳すれば防火壁)に開けられた小さな穴になぞらえて、ピンホール(Pinhole)技術と呼ぶ。 When two SIP networks are interconnected, the address system in each network and the port to be used may be different. In this case, conversion of an address and a port number is required in the SBC. In general, NAPT (Network Address Port Translation) technology is used for the conversion of the address and the port number. Also, from a security point of view, it is necessary to prevent traffic across networks as a rule in SBC, and to allow only traffic for permitted sessions specified by IP addresses and port numbers to be transmitted between networks. There is. A mechanism in which only a session specified by an IP address and a port number can be transmitted between networks is called a pinhole technology, compared with a small hole opened in a firewall (firewall if translated directly).
図5は、SBCの基本動作を説明するものであって、一方のネットワークにIP電話番号が0501111である発信端末AAが存在し、他方のネットワークにIP電話番号0502222である着信端末BBが存在するとして、発信端末AAから着信端末BBに対して発呼した時のSIPの処理を示している。図では、SIP所定のINVITEメッセージ、Ringingメッセージ、OKメッセージ、ACKメッセージ及びBYEメッセージが端末間で交換されることが示されている。発信端末AAがINVITEメッセージによって発呼した場合、図示丸付き数字の1で示されるように、まず、下り(発信側から着信側に向かう方向)のRTPパケットに対するピンホールが開けられる。次いで、着信端末BBから発信端末AAへのOKメッセージにより、丸付き数字の2で示すように、上り(着信側から発信側に向かう方向)のRTPパケットに対するピンホールが開けられ、主情報転送処理として両者間での通話が可能となる。その後、BYEメッセージに応じて、丸付き数字の3で示すように、上り及び下りのピンホールが閉じられる。図6は、このようなピンホール処理をファイアウォールに対する設定情報により示したものである。図6における丸付き数字は図5での丸付き数字に対応している。
FIG. 5 illustrates the basic operation of the SBC. A calling terminal AA having an IP telephone number 0501111 exists in one network, and a receiving terminal BB having an
また図7は、図5に示した例でのNAPT処理を示しており、ここでは、一方のネットワークではプライベートIPアドレスが使用され、他方のネットワークではグローバルIPアドレスが使用されているものとしている。 FIG. 7 shows the NAPT processing in the example shown in FIG. 5, where it is assumed that a private IP address is used in one network and a global IP address is used in the other network.
図8は、SIPが利用可能な2つのネットワーク間をSBCを用いて相互接続した例を示している。ここではいずれもパケット転送網であるIP電話サービス網AとIP電話サービス網Bが設けられ、RTPセッションによってデータが転送され、IP電話サービス網A側にSBCが設けられているものとする。SBC自体は、上述したピンホール処理とNAPT処理を実行するものであり、そのために、アドレス変換テーブル等(すなわち、ピンホール処理に用いるテーブルおよびNAPTテーブル)を備えている。アドレス変換テーブル等に対してデータを書き込むためにSIPサーバも設けられている。SIPサーバは、通常のSIP処理を行い、SIPセッションのパケットのペイロード部分を参照することで、対応するRTPセッションを特定し、当該RTPセッションのパケットに対して行うべき処理内容をパス制御信号に記述してこのパス制御信号のパケットをSBCに送信する。これにより、SIPサーバで決定された処理内容がSBC内のアドレス変換テーブル等に書き込まれることになる。 FIG. 8 shows an example in which two networks that can use SIP are interconnected using SBC. Here, it is assumed that both IP telephone service network A and IP telephone service network B, which are packet transfer networks, are provided, data is transferred by an RTP session, and SBC is provided on the IP telephone service network A side. The SBC itself executes the above-described pinhole processing and NAPT processing, and is provided with an address conversion table and the like (that is, a table used for pinhole processing and a NAPT table). An SIP server is also provided for writing data to an address conversion table or the like. The SIP server performs normal SIP processing, refers to the payload portion of the packet of the SIP session, identifies the corresponding RTP session, and describes the processing content to be performed on the packet of the RTP session in the path control signal Then, this path control signal packet is transmitted to the SBC. As a result, the processing content determined by the SIP server is written to an address conversion table or the like in the SBC.
IP電話サービス網Aには、端末Aとコールエージェントが設けられている。またIP電話サービス網Bには端末BとSIPサーバが設けられている。端末Aから端末Bに発呼する場合、標準的なSIP手順にしたがって、端末Aはコールエージェントを介してSIPサーバにアクセスしてセッションの確立を行う。その結果、端末Aと端末Bとの間でのRTPによるデータ転送に必要な情報が、パス制御信号によりSIPサーバからSBCのアドレス変換テーブル等に書き込まれ、端末Aから端末Bへのデータ転送用のRTPセッションが確立する。 The IP telephone service network A is provided with a terminal A and a call agent. The IP telephone service network B is provided with a terminal B and an SIP server. When a call is made from terminal A to terminal B, according to a standard SIP procedure, terminal A accesses a SIP server via a call agent and establishes a session. As a result, information necessary for data transfer by RTP between the terminal A and the terminal B is written in the address conversion table of the SBC from the SIP server by the path control signal, and is used for data transfer from the terminal A to the terminal B. RTP session is established.
図8に示した構成においてSIPサーバは、RTPセッションの確立と解消の際にSBCに対して必要な設定を行うだけであるから処理負荷は小さいが、SBCは、RTPパケットの到着ごとにNAPT処理を行い、また、不正なパケットを阻止する処理を行う必要があるから、各ネットワークにおける端末数が増えた場合などに処理負荷量が増大する。SBCを介して大規模ネットワーク同士の接続を実現するためには、例えば、SBCを複数並列に配置して処理の分散を図る必要がある。図9は、複数のSBC(図示したものではSBC #1とSBC #2)を設けてこれを単一のSIPサーバによって制御するようにした例を示している。複数のSBCのうちのいずれに対してピンホールやNAPTの設定を行うべきかを決定するために、SIPサーバ内には管理用のテーブルも設けられる。
In the configuration shown in FIG. 8, the SIP server only performs necessary settings for the SBC when establishing and canceling the RTP session, so the processing load is small. However, the SBC performs NAPT processing every time an RTP packet arrives. In addition, since it is necessary to perform processing for blocking illegal packets, the processing load increases when the number of terminals in each network increases. In order to realize the connection between large-scale networks via the SBC, for example, it is necessary to disperse the processing by arranging a plurality of SBCs in parallel. FIG. 9 shows an example in which a plurality of SBCs (in the illustrated case,
図9のように構成した場合、図中の[1]〜[6]で示すように、複数のSBCはそれぞれ異なるアドレス(例えばMAC(メディアアクセス制御(Media Access Control)アドレス)によってアクセスされることになる。したがって、RTPパケットなどの主情報のデータ及びパス制御信号のパケットに関し、IP電話サービス網A及びIP電話サービス網Bのいずれにおいても、予め定められているSBCのそれぞれ異なるアドレスに対してパケットを送信する必要がある。当然のことながら、転送すべき情報に関する同一のセッションに属するRTPパケットとパス制御信号は、同じSBCに送られなければならない。そのため、例えばSBCの台数を増減させた場合に、SIPサーバにおいてもIP電話サービス網A,Bにおいても設定の変更を行う必要があり、運用が煩雑になる。また、特定のSBCに処理が動的に集中した場合においてそれを解消することが難しく、また、特定のSBCが故障した場合おいてもアドレス設定の変更を要するため、故障からの回復に時間がかかるようになる。なお、SBC間で動的に負荷分散を行うとしても、現に確立されて利用されているセッションに関しては、パケットロスや遅延などを防ぐために、同じSBCを経由するようにする必要がある。 When configured as shown in FIG. 9, as indicated by [1] to [6] in the figure, a plurality of SBCs are accessed by different addresses (for example, MAC (Media Access Control) addresses). Therefore, with respect to the main information data such as the RTP packet and the packet of the path control signal, both the IP telephone service network A and the IP telephone service network B have different addresses of the predetermined SBC. Of course, RTP packets and path control signals belonging to the same session regarding the information to be transferred must be sent to the same SBC, so the number of SBCs is increased or decreased, for example. Change the settings in both the SIP server and the IP telephone service networks A and B In addition, it is difficult to solve the problem when the processing is dynamically concentrated on a specific SBC, and even when a specific SBC breaks down, address setting is difficult. It takes time to recover from a failure because it needs to be changed, and even if load distribution is performed dynamically between SBCs, packet loss, delay, etc. In order to prevent this, it is necessary to go through the same SBC.
本発明に関連するものとして、非特許文献1には、SIPによるセッション制御を行い、VoIP(ボイスオーバーIP(Voice over IP))通話による通信などのリアルタイム性を要求されるデータに対しては帯域を保証できるようにした、IPネットワークにおける呼制御技術が開示されている。
As related to the present invention, Non-Patent
上述するように、負荷分散しつつネットワークを相互接続するために、複数のSBCを並列に配置した場合、SBCごとにそのSBCにアクセスするためのMACアドレスなどのアドレスが異なるため、SBCの増減や障害対応のためには、ネットワークやSIPサーバにおいてSBCにアクセスするために予め設定されているアドレスをその都度変更しなければならない。しかしながら、そのようなアドレス変更を行うことは複雑な運用をもたらすことになり、また、障害等への迅速な対応を困難にする。 As described above, when a plurality of SBCs are arranged in parallel in order to interconnect the networks while distributing the load, since the addresses such as MAC addresses for accessing the SBC are different for each SBC, In order to cope with a failure, an address set in advance for accessing the SBC in the network or SIP server must be changed each time. However, performing such an address change leads to a complicated operation, and makes it difficult to quickly respond to a failure or the like.
そこで本発明の目的は、トラヒックに応じて網間接続のためのSBCを複数設置した場合における、これらSBCに対する呼やセッションの振り分けを行う振り分け方法であって、ネットワーク等での再設定を行うことなくSBCの増減を柔軟に行うことができる方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is a distribution method for distributing calls and sessions to SBCs when a plurality of SBCs for inter-network connection are installed according to traffic, and to perform resetting in a network or the like. It is another object of the present invention to provide a method capable of flexibly increasing / decreasing SBC.
そこで本発明の別の目的は、トラヒックに応じてSBCを複数備える網間接続のための接続システムであって、SBCに対する呼やセッションの振り分けを行うとともに、ネットワーク等での再設定を行うことなくSBCの増減を柔軟に行うことができる接続システムを提供することにある。 Therefore, another object of the present invention is a connection system for inter-network connection that includes a plurality of SBCs according to traffic, and distributes calls and sessions to SBCs, without re-setting in a network or the like. An object of the present invention is to provide a connection system capable of flexibly increasing / decreasing SBC.
本発明の接続システムは、第1のネットワークと第2のネットワークとを接続して第1のネットワークと第2のネットワークとの間での主情報の転送を可能にする接続システムであって、第1のネットワークと第2のネットワークとの間に並列に設けられた複数のSBC(セッションボーダーコントローラ)と、第1及び第2のネットワークの少なくとも一方からのパス制御プロトコルによる要求に応じて複数のセッションボーダーコントローラに対するパス制御信号を生成するパス制御サーバと、第1及び第2のネットワークの少なくとも一方ごとに設けられてそのネットワークからネットワークごとの単一のアドレスによってアクセスされ、主情報のデータを複数のSBCのいずれかに振り分ける第1の振分装置と、パス制御サーバから単一のアドレスでアクセスされ、パス制御信号を複数のSBCのいずれかに振り分ける第2の振分装置と、を有し、主情報の転送の同一のセッションに関して主情報のデータとパス制御信号とが同一のSBCに振り分けられるようにされている。 A connection system according to the present invention is a connection system that connects a first network and a second network and enables transfer of main information between the first network and the second network, A plurality of SBCs (session border controllers) provided in parallel between one network and a second network, and a plurality of sessions in response to a request by a path control protocol from at least one of the first and second networks A path control server that generates a path control signal for the border controller, and is provided for each of at least one of the first and second networks, and is accessed from the network by a single address for each network. From the first distribution device that distributes to one of the SBCs and the path control server A second distribution device that is accessed at one address and distributes the path control signal to one of the plurality of SBCs, and the main information data and the path control signal are related to the same session of the main information transfer. It is arranged to be distributed to the same SBC.
本発明の振り分け方法は、並列配置された複数のSBC(セッションボーダーコントローラ)を介して第1のネットワークと第2のネットワークとの間での主情報の転送を行う際の、複数のSBCに対して主情報のデータを振り分ける振り分け方法であって、第1及び第2のネットワークの少なくとも一方ごとにそのネットワークごとの単一のアドレスによって受け付けた主情報のデータを複数のSBCのいずれかに振り分ける第1の振分処理と、第1及び第2のネットワークの少なくとも一方からのパス制御プロトコルによる要求に応じて生成された複数のSBCに対するパス制御信号を単一のアドレスによって受け付けて、パス制御信号を複数のSBCのいずれかに振り分ける第2の振分処理と、を有し、主情報の転送における同一のセッションに関し、第1及び第2の振分処理において主情報のデータとパス制御信号とが同一のSBCに振り分けられるようにする。 The distribution method according to the present invention applies to a plurality of SBCs when transferring main information between a first network and a second network via a plurality of SBCs (session border controllers) arranged in parallel. A method of distributing main information data, wherein at least one of the first and second networks distributes main information data received by a single address for each network to one of a plurality of SBCs. A single address and a path control signal for a plurality of SBCs generated in response to a request based on a path control protocol from at least one of the first and second networks. A second sorting process for sorting to any of a plurality of SBCs, and the same sec- tion in the transfer of main information. Relates Deployment, data and path control signal of the main information in the first and second sorting process is to be distributed to the same SBC.
本発明において、パス制御プロトコルは例えばSIPであり、主情報が例えばRTPによって転送される。パス制御プロトコルがSIPであれば、パス制御サーバはSIPサーバである。また、振分装置ごとあるいは振分処理ごとのアドレスは、例えば、MACアドレスである。 In the present invention, the path control protocol is, for example, SIP, and the main information is transferred by, for example, RTP. If the path control protocol is SIP, the path control server is a SIP server. The address for each sorting device or sorting process is, for example, a MAC address.
本発明では、振分装置あるいは振分処理を設けることによって複数のSBCを連携させ、単一のアドレスで動作する1台の装置であるように振る舞わせている。これによって、内部装置であるSBCの増減がネットワークやパス制御サーバから隠蔽される。その結果、本発明によれば、SBCの増減に際してネットワーク側やSIPサーバ側などでのアドレス再設定を行う必要がなくなり、システム拡張の際にもサービスの一時停止や設定変更などを行う必要がなくなる、という効果が得られる。 In the present invention, by providing a sorting device or a sorting process, a plurality of SBCs are linked to behave as a single device operating at a single address. As a result, the increase / decrease in SBC, which is an internal device, is hidden from the network and the path control server. As a result, according to the present invention, it is not necessary to reset the address on the network side or SIP server side when increasing or decreasing the SBC, and it is not necessary to temporarily stop the service or change the setting when expanding the system. The effect of is obtained.
次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の一形態の振り分け方法が適用されるネットワークを示している。 Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a network to which a distribution method according to an embodiment of the present invention is applied.
図1に示したものでは、図9に示したものと同様に、IP電話サービス網AとIP電話サービス網Bとの間で情報のやり取りを可能にするために、複数のSBC(ここでは、SBC #1とSBC #2)を設け、これを単一のSIPサーバによって制御するようにしている。図1に示すものが図9に示したものと異なるところは、IP電話サービス網Aから複数のSBCに対してRTPパケットを振り分ける振分装置Aと、SIPサーバからのパス制御信号を複数のSBCに振り分ける振分装置Bと、IP電話サービス網Bから複数のSBCに対してRTPパケットを振り分ける振分装置Cが設けられていることである。振分装置A〜Cは、図示[1]〜[3]で示すように、それぞれ、アクセス用のアドレス(例えばMACアドレス)を有しており、例えば、IP電話サービス網Aからはアドレス[1]を用いて振分装置Aにアクセスすることにより、複数のSBCのうちのいずれかに対して振分装置Aを経由してRTPパケットを送ることができるようになっている。同様に、SIPサーバは、アドレス[2]を用いてパス制御信号を振分装置Bに送ることにより、複数のSBCのうちのいずれかにピンホールやNAPTの設定を行うことができるようになっている。このように図1に示した構成では、振分装置A〜Cに付与されたアドレスを用いて複数のSBCにアクセスできるようになっており、ネットワークやSIPサーバからは、複数のSBCがあたかも1台の装置であるかのように見えることとなる。すなわち、複数のSBCを有するという内部構成が隠蔽されることとなり、各ネットワーク(IP電話サービス網A,B)及びSIPサーバでは、SBCの増減やSBCでの障害発生等に関係なく、対応する振分装置のアドレスを永続的に設定しておくことで、複数のSBCへのアクセスが可能となる。
In the example shown in FIG. 1, in order to enable the exchange of information between the IP telephone service network A and the IP telephone service network B, as shown in FIG. 9, a plurality of SBCs (here,
図1に示した構成では、2つのネットワーク間にセッションを形成して主情報のデータをRTPパケットなどによって伝送させる場合、セッション開始時(IP電話サービスの場合であれば発呼時)及びセッション終了時(IP電話サービスの場合であれば終呼時)に、SIPサーバからSBCに対してパス制御信号を送って、アドレス変換テーブル等(ピンホールテーブ及びNAPTテーブル)の変更などのパス生成/削除の処理を行う必要がある。したがって、同一のセッションに関し、振分装置A,Cによる主情報のデータの振り分け先となるSBCと、振分装置Bによるパス制御信号の振り分け先となるSBCとが一致している必要がある。セッションごとに振分装置A〜Cによる振り分け先が同一となるようにするためには、あらかじめ同一の振り分けルールを各振分装置に設定する方法や、あるいは、振分装置Bと振分装置A,Cとの間に図1の点線で示すように通知回線を設定し、振分装置Bで動的に決定した振り分け先を振分装置A,Cにも適用させる方法などがある。
In the configuration shown in FIG. 1, when a session is formed between two networks and the main information data is transmitted by an RTP packet or the like, the session starts (when the IP phone service is used, the call originates) and the session ends. At the time (end call in the case of IP phone service), a path control signal is sent from the SIP server to the SBC, and path creation / deletion such as change of address translation table (pinhole table and NAPT table) is performed. It is necessary to perform the process. Therefore, for the same session, the SBC that is the distribution destination of the main information data by the distribution apparatuses A and C and the SBC that is the distribution destination of the path control signal by the distribution apparatus B must match. In order to make the distribution destinations by the distribution devices A to C the same for each session, a method of setting the same distribution rule in each distribution device in advance, or the distribution device B and the
振分装置Aと振分装置Cとは、IP電話サービス網A,Bのどちらに接続しているかのみが異なっていて、その他の点では同一であるから、以下、振分装置Aと振分装置Bとによって、本実施形態の振り分け方法についてさらに詳しく説明する。 The distribution device A and the distribution device C differ only in which of the IP telephone service networks A and B is connected, and are the same in other respects. The distribution method of the present embodiment will be described in more detail with the device B.
振分装置A,Bにおいて同じ振り分けルールをあらかじめ設定しておく場合、振分装置A,Bは、入力するパケットがRTPパケットか、パス制御信号を伝送するためのパケットであるかの違いがあるだけで、図2に示すように実質的に同じ構成を有する。 When the same sorting rule is set in advance in the sorting devices A and B, the sorting devices A and B have a difference whether the input packet is an RTP packet or a packet for transmitting a path control signal. Alone, having substantially the same configuration as shown in FIG.
IP電話サービス網A,Bで用いられる通信プロトコルがTCP/IPまたはUDP/IPであるとすると、よく知られているようにセッションは、5−tuple(5−タプル)すなわち、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元ポート番号、宛先ポート番号及びプロトコル種別の組み合わせによって特定できる。SBCにおけるピンホール処理も、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元ポート番号及び宛先ポート番号の組み合わせで実行されることになる。そこで、振分装置は、受信したRTPパケットのヘッダから、あるいは受信したパス制御信号のパケットから、5−tupleタプルをパケット受信部11と、パケット受信部11で抽出した5−タプルに対してハッシュ関数を適用してハッシュ値を算出するハッシュ値化処理部12と、ハッシュ値化処理部12で算出されたハッシュ値から、振り分け先となるSBCに対応する宛先装置IDを決定する宛先装置決定部13と、宛先装置決定部13で決定された宛先装置IDに基づいて、パケット受信部で受信したRTPパケットまたはパス制御信号パケットのMACアドレスを書き換えて、それらのパケットが振り分け先のSBCに転送されるようにするパケット送信部15と、を備えている。複数のSBCにはあらかじめ固有の宛先装置IDが付与されており、宛先装置決定部13には、ハッシュ値ごとにそのハッシュ値に対応した宛先装置IDを記述した振分テーブル14が設けられている。宛先装置決定部13は、ハッシュ値に応じて振分テーブル14を検索することにより、パケットの振り分け先となるべきSBCを宛先装置IDとして取り出す。パケット送信部15には、宛先装置IDで特定されるSBCのMACアドレス(宛先MACアドレス)を記述したMACアドレステーブル16が設けられている。パケット送信部15は、受け取った宛先装置IDに基づいてMACアドレステーブル16を検索することによって、RTPパケットまたはパス制御信号パケットを書き換えるためのMACアドレスを得る。
Assuming that the communication protocol used in the IP telephone service networks A and B is TCP / IP or UDP / IP, as is well known, a session is a 5-tuple (5-tuple), that is, a source IP address, It can be specified by a combination of a destination IP address, a transmission source port number, a destination port number, and a protocol type. The pinhole process in the SBC is also executed by a combination of the transmission source IP address, the destination IP address, the transmission source port number, and the destination port number. Therefore, the distribution apparatus hashes the 5-tuple from the header of the received RTP packet or the packet of the received path control signal with respect to the
振分装置A〜Cにおいて、ハッシュ値を求めるためのハッシュ関数は共通であり、振分テーブル14の内容は同一であり、MACアドレステーブル16の内容も同一である。これによって、RTPパケットから抽出される5−tupleとパス制御信号のパケットから抽出される5−tupleが同一であれば、それらのRTPパケットとパス制御信号パケットとが同一のSBCに転送されることが保障される。したがって、同一のセッションに関して主情報のデータ(RTPパケット)とパス制御信号とが必ず同一のSBCに振り分けられることになる。また、ハッシュ関数を用いているので、特定のSBCに処理が集中することが起きにくくなっている。なお、SBCの増減の際には、その増減の内容に合わせて各振分装置A〜C内の振分テーブル14及びMACアドレステーブル16を書き換えればよい。 In the allocating apparatuses A to C, the hash function for obtaining the hash value is common, the contents of the allocating table 14 are the same, and the contents of the MAC address table 16 are also the same. Thus, if the 5-tuple extracted from the RTP packet and the 5-tuple extracted from the path control signal packet are the same, the RTP packet and the path control signal packet are transferred to the same SBC. Is guaranteed. Therefore, the main information data (RTP packet) and the path control signal are always distributed to the same SBC for the same session. In addition, since the hash function is used, it is difficult for processing to concentrate on a specific SBC. When the SBC is increased or decreased, the distribution table 14 and the MAC address table 16 in each of the distribution devices A to C may be rewritten according to the content of the increase / decrease.
図3は、以上説明した振り分け方法での処理を図解している。 FIG. 3 illustrates processing in the sorting method described above.
ところで、図3に示した振り分け方法では、ハッシュ関数を使用していて特定のSBCへの処理の集中が起こりにくくなっているが、それでも、特定の少数の端末の相互に主情報の転送が集中する場合などに、特定のSBCに対して処理が集中するおそれがある。そこで、処理の集中がさらに起こりにくくなるように動的に振分テーブル14の内容を変化させることが考えられる。図4は、振分テーブル14の内容を動的に変化させる場合の処理を示している。振分テーブル14の内容を動的に変化させることは、SBC間での負荷分散を動的に実行することに相当するが、上述したように、SBC間で動的に負荷分散を行う場合、現に確立されて利用されているセッションに関しては、パケットロスや遅延などを防ぐために、同じSBCを経由するようにする必要がある。 By the way, in the distribution method shown in FIG. 3, the hash function is used and concentration of processing to a specific SBC is difficult to occur. However, the transfer of main information to a specific small number of terminals is still concentrated. In such a case, processing may concentrate on a specific SBC. Therefore, it is conceivable to dynamically change the contents of the sorting table 14 so that the concentration of processing is less likely to occur. FIG. 4 shows processing when the contents of the distribution table 14 are dynamically changed. Dynamically changing the contents of the distribution table 14 corresponds to dynamically executing load distribution between SBCs. As described above, when load distribution is dynamically performed between SBCs, For a session that is actually established and used, it is necessary to go through the same SBC in order to prevent packet loss and delay.
図4に示したものでは、振分装置Bは、振分装置A(及び振分装置C)に対して通知回線によって接続されているものとする。そして振分装置Bの宛先装置決定部13では、次回宛先装置として特定のSBCの宛先装置IDを格納する記憶部17が設けられるとともに、振分テーブル14に「エントリ数」の欄が設けられている。振分装置A(及び振分装置C)の宛先装置決定部13の振分テーブル14は、図2及び図3に示したものと同じである。また、パケット受信部11、ハッシュ値化処理部12及びパケット送信部15については、図4に示したものは、図2及び図3に示したものと同じである。
In the example shown in FIG. 4, it is assumed that the sorting apparatus B is connected to the sorting apparatus A (and the sorting apparatus C) via a notification line. The destination
振分装置Bは、SIPサーバからのパス制御信号を処理するので、現在どのSBCがどのセッションの処理を行っているかを把握することができ、各SBCが実行するセッション数を計数する機能を有する。そこで振分装置Bの宛先装置決定部13は、ハッシュ値ごとにそのハッシュ値に対応して現在処理中であるセッションの数を振分テーブル14のエントリ数欄に格納する。そして、新たなセッションが発生するたびに対応するエントリ数欄の値をインクリメント(+1)し、セッションが削除された時にはエントリ数欄の値をデクリメント(−1)する。また振分装置Bの宛先装置決定部13は、ハッシュ値ごとのセッション数を求めることとは別プロセスで、各SBCが現在処理しているセッションの数を常時監視しており、複数のSBCの中でセッションの数が最小のものの宛先装置IDを次回宛先装置として記憶部17に格納する。そして、振分テーブル14において、あるハッシュ値に対応するエントリ数の欄の値が1から0に変化したとき、そのハッシュ値に対応する宛先装置IDを記憶部17に次回宛先装置として格納されている宛先装置IDに書き換える。このような宛先装置IDの書き換えを行ったとき、振分装置Bは、上述した通知回線を使用して、振分装置A(及び振分装置C)に対し、このような書き換えを行ったことを通知する。振分装置A(及び振分装置C)では、この通知に対応して、自装置の宛先装置決定部13内の振分テーブル14を書き換える。書き換えの通知自体は、どのハッシュ値の宛先装置IDを何に変更したかという差分情報であるので、振分装置A(及び振分装置C)での振分テーブル14の書き換えのための処理量は小さくて済む。なお、振分装置Bはパス制御信号の振り分けのほかに上述した各処理を行うが、もともと振分装置Bが担う処理量は振分装置A,Cの処理量に比べて格段に小さいため、上述した各処理を振分装置Bが実行したとしても、振分装置Bでの処理量が過大なものとなることはない。
Since the distribution apparatus B processes the path control signal from the SIP server, it can grasp which SBC is currently processing which session, and has a function of counting the number of sessions executed by each SBC. . Therefore, the destination
図4に示した振り分け方法では、処理負荷が相対的に小さいSBCがより多くのハッシュ値に対応するようになるので、SBC間での負荷の分散を図ることができる。また、ハッシュ値ごとの宛先装置IDの変更は、そのハッシュ値に対応する現在処理中のセッションが存在しない場合に実施されるので、SBC間でステート情報などの移動を処理を行う必要がなく、宛先装置IDの変更に伴うパケットロスや遅延の発生を防ぐことができる。 In the distribution method shown in FIG. 4, since the SBC having a relatively small processing load corresponds to more hash values, the load can be distributed among the SBCs. In addition, since the change of the destination device ID for each hash value is performed when there is no session currently being processed corresponding to the hash value, there is no need to process the movement of state information between SBCs. It is possible to prevent occurrence of packet loss and delay due to change of the destination device ID.
図2及び図3に示した振り分け方法では、RTPパケットに関して振分装置A(及び振分装置C)が全転送データを振り分けることとなり、振分装置A(及び振分装置C)の負荷が大きくなるが、図4に示した振り分け方法では、振分装置A(及び振分装置C)は振分装置Bからの宛先情報変更の通知に対する対応のみを行えばよいので、処理負荷が小さくなり、情報転送の高速化が実現できる。 In the distribution method shown in FIGS. 2 and 3, the distribution device A (and the distribution device C) distributes all transfer data with respect to the RTP packet, and the load on the distribution device A (and the distribution device C) is large. However, in the sorting method shown in FIG. 4, the sorting device A (and the sorting device C) only needs to respond to the notification of the destination information change from the sorting device B, so the processing load is reduced. High-speed information transfer can be realized.
11 パケット受信部
12 ハッシュ値化処理部
13 宛先装置決定部
14 振分テーブル
15 パケット送信部
16 MACアドレステーブル
17 記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1のネットワークと第2のネットワークとの間に並列に設けられた複数のセッションボーダーコントローラと、
前記第1及び第2のネットワークの少なくとも一方からのSIPによる要求に応じて前記複数のセッションボーダーコントローラに対するパス制御信号を生成するパス制御サーバと、
前記第1及び第2のネットワークの少なくとも一方ごとに設けられて当該ネットワークからネットワークごとの単一のアドレスによってアクセスされ、前記主情報のデータを前記複数のセッションボーダーコントローラのいずれかに振り分ける第1の振分装置と、
前記パス制御サーバから単一のアドレスでアクセスされ、前記パス制御信号を前記複数のセッションボーダーコントローラのいずれかに振り分ける第2の振分装置と、
を有し、
前記主情報の転送の同一のセッションに関して前記主情報のデータと前記パス制御信号とが同一のセッションボーダーコントローラに振り分けられるようにし、
前記第1の振分装置は、RTPパケットから5−タプルを抽出する第1のパケット受信部と、抽出した5−タプルに対してハッシュ関数を適用して第1のハッシュ値を算出する第1のハッシュ値化処理部と、前記第1のハッシュ値に基づいて前記複数のセッションボーダーコントローラのいずれかを選択する第1の宛先装置決定部と、前記第1の宛先装置決定部が選択した前記セッションボーダーコントローラに前記RTPパケットが入力するようにMACアドレスを書き換える第1のパケット送信部と、を備え、
前記第2の振分装置は、前記パス制御信号から5−タプルを抽出する第2のパケット受信部と、前記第2のパケット受信部が抽出した5−タプルに対して前記ハッシュ関数を適用して第2のハッシュ値を算出する第2のハッシュ値化処理部と、前記第2のハッシュ値に基づいて前記複数のセッションボーダーコントローラのいずれかを選択する第2の宛先装置決定部と、前記第2の宛先装置決定部が選択した前記セッションボーダーコントローラに前記パス制御信号が入力するようにMACアドレスを書き換える第2のパケット送信部と、を備える、接続システム。 A connection system for connecting a first network and a second network to enable transfer of main information between the first network and the second network by RTP ,
A plurality of session border controllers provided in parallel between the first network and the second network;
A path control server that generates path control signals for the plurality of session border controllers in response to a request by SIP from at least one of the first and second networks;
A first network which is provided for at least one of the first and second networks, is accessed from the network by a single address for each network, and distributes the main information data to any of the plurality of session border controllers; A sorting device;
A second distribution device that is accessed by a single address from the path control server and distributes the path control signal to any of the plurality of session border controllers;
Have
The main information data and the path control signal are distributed to the same session border controller for the same session of the main information transfer ,
The first allocating device calculates a first hash value by applying a hash function to a first packet receiving unit that extracts a 5-tuple from an RTP packet and a 5-tuple extracted from the first packet receiving unit. A hash value conversion processing unit, a first destination device determination unit that selects one of the plurality of session border controllers based on the first hash value, and the first destination device determination unit selected by the first destination device determination unit A first packet transmitter that rewrites the MAC address so that the RTP packet is input to the session border controller,
The second allocating device applies the hash function to a second packet receiving unit that extracts a 5-tuple from the path control signal and a 5-tuple extracted by the second packet receiving unit. A second hash value processing unit that calculates a second hash value, a second destination device determination unit that selects one of the plurality of session border controllers based on the second hash value, And a second packet transmission unit that rewrites a MAC address so that the path control signal is input to the session border controller selected by the second destination device determination unit .
前記第2の振分装置は、前記パス制御信号から5−タプルを抽出する第2のパケット受信部と、前記第2のパケット受信部が抽出した5−タプルに対して前記ハッシュ関数を適用して第2のハッシュ値を算出する第2のハッシュ値化処理部と、前記第2のハッシュ値に基づいて前記複数のセッションボーダーコントローラのいずれかを選択する第2の宛先装置決定部と、前記第2の宛先装置決定部が選択した前記セッションボーダーコントローラに前記パス制御信号が入力するようにMACアドレスを書き換える第2のパケット送信部と、を備える、請求項1に記載の接続システム。 The first allocating device calculates a first hash value by applying a hash function to a first packet receiving unit that extracts a 5-tuple from an RTP packet and a 5-tuple extracted from the first packet receiving unit. A hash value conversion processing unit, a first destination device determination unit that selects one of the plurality of session border controllers based on the first hash value, and the first destination device determination unit selected by the first destination device determination unit A first packet transmitter that rewrites the MAC address so that the RTP packet is input to the session border controller,
The second allocating device applies the hash function to a second packet receiving unit that extracts a 5-tuple from the path control signal and a 5-tuple extracted by the second packet receiving unit. A second hash value processing unit that calculates a second hash value, a second destination device determination unit that selects one of the plurality of session border controllers based on the second hash value, comprising a second packet transmission unit to rewrite the MAC address as the path control signal to the session border controller second target device determining unit has selected to input, a connection system according to claim 1.
前記第1及び第2のネットワークの少なくとも一方ごとに当該ネットワークごとの単一のアドレスによって受け付けた前記主情報のデータを前記複数のセッションボーダーコントローラのいずれかに振り分ける第1の振分処理と、
前記第1及び第2のネットワークの少なくとも一方からのSIPによる要求に応じて生成された前記複数のセッションボーダーコントローラに対するパス制御信号を単一のアドレスによって受け付けて、前記パス制御信号を前記複数のセッションボーダーコントローラのいずれかに振り分ける第2の振分処理と、
を有し、
前記主情報の転送における同一のセッションに関し、前記第1及び第2の振分処理において前記主情報のデータと前記パス制御信号とが同一のセッションボーダーコントローラに振り分けられるようにし、
前記第1の振分処理は、RTPパケットから5−タプルを抽出してハッシュ関数を適用し、第1のハッシュ値を算出する処理と、前記第1のハッシュ値に基づいて前記複数のセッションボーダーコントローラのいずれかを選択して該選択されたセッションボーダーコントローラに前記RTPパケットが入力するようにMACアドレスを書き換える処理と、を含み、
前記第2の振分処理は、前記パス制御信号から5−タプルを抽出し前記ハッシュ関数を適用し、第2のハッシュ値を算出する処理と、前記第2のハッシュ値に基づいて前記複数のセッションボーダーコントローラのいずれかを選択して該選択された前記セッションボーダーコントローラに前記パス制御信号が入力するようにMACアドレスを書き換える処理と、を含む、振り分け方法。 The main information is transferred to the plurality of session border controllers when the main information is transferred by RTP between the first network and the second network via the plurality of session border controllers arranged in parallel. A method of distributing data,
A first distribution process for distributing data of the main information received by a single address for each network to at least one of the first and second networks to any of the plurality of session border controllers;
The path control signal for the plurality of session border controllers generated in response to the SIP request from at least one of the first and second networks is received by a single address, and the path control signal is transmitted to the plurality of sessions. A second distribution process that distributes to one of the border controllers;
Have
With respect to the same session in the transfer of the main information, the data of the main information and the path control signal are distributed to the same session border controller in the first and second distribution processes ,
The first distribution process includes a process of extracting a 5-tuple from an RTP packet and applying a hash function to calculate a first hash value, and the plurality of session borders based on the first hash value. Selecting one of the controllers and rewriting the MAC address so that the RTP packet is input to the selected session border controller,
The second allocating process extracts a 5-tuple from the path control signal, applies the hash function, calculates a second hash value, and sets the plurality of hash values based on the second hash value. And a process of selecting any of the session border controllers and rewriting the MAC address so that the path control signal is input to the selected session border controller .
前記ハッシュ値ごとに対応する前記セッションボーダーコントローラを記述して前記第1の振分処理で用いられるテーブルを、前記再設定があるごとに当該再設定の内容で書き換える、請求項3に記載の振り分け方法。 In the second distribution process, the number of sessions currently processed for each of the plurality of session border controllers is stored, and the session border controller with the smallest number of sessions being processed is set as the next destination. Each time a hash value is generated in which the number of sessions currently being processed becomes zero, the session border controller set as the next destination is reset as the session border controller corresponding to the hash value,
The distribution according to claim 3 , wherein the session border controller corresponding to each hash value is described and the table used in the first distribution process is rewritten with the content of the reset every time the reset is performed. Method.
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