JP5952719B2 - 通信システム、通信制御方法および通信制御装置 - Google Patents
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Description
また、特許文献1では、U−Plane受信パケットの解析およびU−Plane送信パケットの生成を行うAGW(Access Gateway)が複数存在する場合に、受信したU−Planeパケットの転送先として適切なAGWを選択する技術が開示されている。
したがって、IFは、同じユーザまたは同じセッションまたは同じベアラに属するU−Planeパケットに対して、同じUGWを転送先として選択することが望ましい。
したがって、IFは、同じユーザまたは同じセッションまたは同じベアラに属するC−Planeパケットに対して、同じCGWを転送先として選択することが望ましい。
第1の案として、パケットに設定されるユーザ識別子またはセッション識別子またはベアラ識別子に対して、対応する転送先UGWまたは転送先CGWを示すルーティングテーブルをIFに設定する方法が考えられる。しかし、この方法では、IFに1台のP−GWがサポートする全ユーザ数または全セッション数または全ベアラ数と同じ数のエントリを有する巨大なルーティングテーブルを設定する必要がある。一般に、IFのように高速なパケット転送処理が要求される装置で用いられるハードウェアチップでは、ルーティングテーブルのエントリ数の増加に応じて検索に要する時間が長くなるため、このような巨大なルーティングテーブルをIFに設定した場合、遅延の増加等による転送処理性能の低下が懸念される。
通信システムであって、
端末装置(MS)と他の装置との間で、パケットの通信を中継する複数の通信装置(GW)と、
他の装置から前記通信装置へ送信されたパケットの転送先として、前記複数の通信装置の中から転送先通信装置を選択する選択装置(IF)と、
前記選択装置におけるパケットの転送先通信装置を選択するロジックを保持し、該ロジックにより作成された転送先通信装置に関する条件を前記選択装置に提供するポリシー管理装置(PS)と、
を備え、
前記選択装置は、
前記ポリシー管理装置から提供された、広帯域通信に属するパケットの転送先通信装置を選択するための条件を記憶する第1テーブルと、
前記ポリシー管理装置から提供された、非広帯域通信に属するパケットの転送先通信装置を選択するための条件を記憶する第2テーブルと、
パケットの転送先通信装置を選択するための処理部と
を備え、
前記処理部は、前記ポリシー管理装置から前記条件を受信し、該条件に基づき、前記第1テーブル及び前記第2テーブルを追加又は更新又は削除し、
前記処理部は、他の装置から送信されたパケットの転送先通信装置を選択する際に、前記第1テーブルに記憶された条件に基づいて、該パケットが広帯域通信に属するパケットか否かを判定し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットである場合、前記第1テーブルを用いて前記転送先通信装置を選択し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットでない場合、該パケットを非広帯域通信に属するパケットと判定し、前記第2テーブルを用いて前記転送先通信装置を選択し、
前記処理部は、選択されたパケットの前記転送先通信装置に対して、パケットを転送する
ことを特徴とする通信システムが提供される。
通信システムにおける通信制御方法であって、
前記通信システムは、
端末装置(MS)と他の装置との間で、パケットの通信を中継する複数の通信装置(GW)と、
他の装置から前記通信装置へ送信されたパケットの転送先として、前記複数の通信装置の中から転送先通信装置を選択する選択装置(IF)と、
前記選択装置におけるパケットの転送先通信装置を選択するロジックを保持し、該ロジックにより作成された転送先通信装置に関する条件を前記選択装置に提供するポリシー管理装置(PS)と、
を備え、
前記選択装置は、
前記ポリシー管理装置から提供された、広帯域通信に属するパケットの転送先通信装置を選択するための条件を記憶する第1テーブルと、
前記ポリシー管理装置から提供された、非広帯域通信に属するパケットの転送先通信装置を選択するための条件を記憶する第2テーブルと、
パケットの転送先通信装置を選択するための処理部と
を備え、
前記処理部は、前記ポリシー管理装置から前記条件を受信し、該条件に基づき、前記第1テーブル及び前記第2テーブルを追加又は更新又は削除し、
前記処理部は、他の装置から送信されたパケットの転送先通信装置を選択する際に、前記第1テーブルに記憶された条件に基づいて、該パケットが広帯域通信に属するパケットか否かを判定し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットである場合、前記第1テーブルを用いて前記転送先通信装置を選択し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットでない場合、該パケットを非広帯域通信に属するパケットと判定し、前記第2テーブルを用いて前記転送先通信装置を選択し、
前記処理部は、選択されたパケットの前記転送先通信装置に対して、パケットを転送する
ことを特徴とする通信制御方法が提供される。
通信制御装置であって、
端末装置(MS)と他の装置との間で、パケットの通信を中継する複数の通信部(GW)と、
他の装置から前記通信部へ送信されたパケットの転送先として、前記複数の通信部の中から転送先通信部を選択する選択部(IF)と、
を備え、
前記選択部は、
前記選択部におけるパケットの転送先通信部を選択するロジックを保持して該ロジックにより作成された転送先通信部に関する条件を前記選択部に提供するポリシー管理部(PS)から提供された、広帯域通信に属するパケットの転送先通信部を選択するための条件を記憶する第1テーブルと、
前記ポリシー管理部から提供された、非広帯域通信に属するパケットの転送先通信部を選択するための条件を記憶する第2テーブルと、
パケットの転送先通信部を選択するための処理部と
を備え、
前記処理部は、前記ポリシー管理部から前記条件を受信し、該条件に基づき、前記第1テーブル及び前記第2テーブルを追加又は更新又は削除し、
前記処理部は、他の装置から送信されたパケットの転送先通信部を選択する際に、前記第1テーブルに記憶された条件に基づいて、該パケットが広帯域通信に属するパケットか否かを判定し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットである場合、前記第1テーブルを用いて前記転送先通信部を選択し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットでない場合、該パケットを非広帯域通信に属するパケットと判定し、前記第2テーブルを用いて前記転送先通信部を選択し、
前記処理部は、選択されたパケットの前記転送先通信部に対して、パケットを転送する
ことを特徴とする通信制御装置が提供される。
本発明の代表的な一実施例を示せば次の通りである。すなわち、ネットワークに接続されたサーバ装置と、前記ネットワークに接続され、前記サーバ装置との間でパケットを通信する端末装置と、前記パケットの通信を中継する通信装置と、前記パケットを適切な通信装置を選択して転送する選択装置とを備える通信システムおよびその制御方法であって、前記選択装置は、通信装置が複数存在する場合において、パケット毎に適切な通信装置を選択する際に、同じユーザまたは同じセッションまたは同じベアラに属するパケットに対して、同じ通信装置を転送先として選択し、かつ、選択装置が保持するテーブルのサイズの低減、及び/又は、各通信装置の処理負荷の均等分散の双方を考慮して選択することを特徴とする。
1.システムおよび装置
<システム構成>
図2は、第1の実施例の通信システムの一構成例を示す図である。第1の実施例の通信システムは、BS4と無線通信または有線通信を行うMS5と、BS4を介してMS5と通信するIF6と、IF6と通信するGW2と、IF6と通信するSS1と、IF6と通信するPS3と、IF6と通信するEG7と、を含む。
ここで、PS3およびGW2およびIF6は、同じ装置に実装されてもよいし、それぞれ異なる装置として実装されてもよい。また、BS4は省略可能であり、その場合、MS5はBS4を介さずにIF6と通信し、IF6はBS4を介さずにMS5と通信する。また、GW2とPS3は、IF6を介して通信してもよいし、IF6を介さずに通信してもよい。
図3に、本実施例で使用するIF6の一構成例の機能ブロックを示す。IF6は、例えば、SSインタフェース部61と、BSインタフェース部62と、PSインタフェース部63と、GWインタフェース部64と、EGインタフェース部65と、メモリ部66と、処理部67とを有する。
SSインタフェース部61は、SS1とのインタフェースである。SSインタフェース部61を用いて、IF6はSS1との間でIPパケットの送受信を行う。
BSインタフェース部62は、BS4とのインタフェースである。BSインタフェース部62を用いて、IF6はBS4との間でIPパケットの送受信を行う。BS4が省略される通信システムの場合、BSインタフェース部62を用いて、IF6はBS4を介さずに直接MS5との間でIPパケットの送受信を行う。
PSインタフェース部63は、PS3とのインタフェースである。PSインタフェース部63を用いて、IF6はPS3との間でIPパケットの送受信を行う。PS3が省略、またはIF6とPS3が同じ装置に実装される通信システムの場合、本インタフェース部は省略可能である。
GWインタフェース部64は、GW2とのインタフェースである。GWインタフェース部64を用いて、IF6はGW2との間でIPパケットの送受信を行う。
EGインタフェース部65は、EG7とのインタフェースである。EGインタフェース部65を用いて、IF6はEG7との間でIPパケットの送受信を行う。
メモリ部66は、送受信するIPパケット、接続するSS1、GW2、PS3、BS4、およびEG7のアドレスなどの情報を、必要に応じて記憶・管理する。
処理部67は、例えば中央処理部(Central Processing Unit:CPU)で構成される。処理部67は、メモリ部66に保持される情報を管理し、さらに、メモリ部66に記憶される各種のプログラムを実行することによって、各種の処理、例えば、IPパケットの構築または解析などのIPパケット送受信処理、パケット種別の判定、広帯域通信の判定、パケット転送先GW2の選択などを行う。
メモリ部66は、例えば図4に示すように、テーブル661〜テーブル663を保持する。
テーブル661は、広帯域通信向け転送先GW2テーブルであり、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラに属するパケットを判定し、転送先GW2を決定するための情報を示す。テーブル661を用いることによって、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの識別子、および転送先GW2の識別子などの情報を管理することができる。なお、テーブル661の詳細は後述する(図7参照)。
テーブル662は、非広帯域通信向け転送先GW2テーブルであり、非広帯域通信ユーザまたは非広帯域通信セッションまたは非広帯域通信ベアラに属するパケットを判定し、転送先GW2を決定するための情報を示す。テーブル662を用いることによって、仮想ノードID、および転送先GW2の識別子などの情報を管理することができる。なお、テーブル662の詳細は後述する(図8参照)。
テーブル663は、転送先GW2のアドレステーブルであり、IF6が受信したパケットの転送先となる各GW2のMACアドレスおよびIPアドレスの情報を示す。テーブル663を用いることによって、転送先GW2の識別子、転送先GW2のMACアドレス、および転送先GW2のIPアドレスなどの情報を管理することができる。なお、テーブル663の詳細は後述する(図9参照)。
図7に、本実施例のIF6のメモリ部66が保持する情報の一例として、テーブル661を示す。テーブル661は、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラに属するパケットを判定し、転送先GW2を決定するための情報を示す。
テーブル661には、例えば、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの識別子(広帯域通信識別子:Heavy Traffic ID)、および転送先GW2の識別子(GW2 ID)が記憶される。
広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの識別子は、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラを識別するパラメータである。広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの識別子は、例えば、MS5に割り当てられているIPv4アドレスとIPv6 Prefixの一方または双方や、IMSI(International Mobile Subscriber Identity)のようなユーザ単位の識別子でもよいし、GTP(GPRS Tunneling Protocol。GPRSはGeneral packet radio serviceの略)におけるTEID(Tunnel Endpoint IDentifier)のようなセッション単位の識別子でもよいし、EPS Bearer ID(EPSはEvolved Packet Systemの略)のようなベアラ単位の識別子でもよいし、それらの複数の組み合わせで示されていてもよい。
転送先GW2の識別子は、IF6がGW2を一意に識別するためのパラメータである。転送先GW2の識別子は、例えば、数値で管理されていてもよいし、任意の文字列で管理されていてもよい。
なお、テーブル661に含まれる情報の初期値は、IF6に予め設定されていてもよいし、PS3またはGW2からIF6が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって設定されてもよい。また、これらの情報は、PS3またはGW2からIF6が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって更新させることができる。
テーブル662には、例えば、仮想ノードID(Virtual Node ID)、および転送先GW2の識別子(GW2 ID)などが記憶される。
仮想ノードIDは、IF6が受信したパケットが属するユーザまたはセッションまたはベアラが非広帯域通信と判定された場合に、対応する転送先GW2を決定するためのパラメータである。仮想ノードIDは、例えば、IF6が受信したパケットが属するユーザまたはセッションまたはベアラの識別子を入力キーとしたハッシュ計算の出力結果に対応する数値で管理されていてもよい。
転送先GW2の識別子は、IF6がGW2を一意に識別するためのパラメータである。転送先GW2の識別子は、例えば、数値で管理されていてもよいし、任意の文字列で管理されていてもよい。
なお、テーブル662に含まれる情報の初期値は、IF6に予め設定されていてもよいし、PS3またはGW2からIF6が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって設定されてもよい。また、これらの情報は、PS3またはGW2からIF6が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって更新させることができる。
テーブル663には、例えば、転送先GW2の識別子(GW2 ID)、転送先GW2のMACアドレス(GW2 MAC)、および転送先GW2のIPアドレス(GW2 IP)などが記憶される。
転送先GW2の識別子は、IF6がGW2を一意に識別するためのパラメータである。転送先GW2の識別子は、例えば、数値で管理されていてもよいし、任意の文字列で管理されていてもよい。
転送先GW2のMACアドレスは、各GW2を宛先として転送するためのMACアドレスを示すパラメータである。
転送先GW2のIPアドレスは、各GW2を宛先として転送するためのMACアドレスを示すパラメータである。転送先GW2のIPアドレスは、例えば、IPv4アドレスで管理されていてもよいし、IPv6 Prefixで管理されていてもよいし、IPv6フルアドレスで管理されていてもよい。なお、IPv4とIPv6のアドレスが混在する場合、IPバージョンを示すパラメータを本テーブルに別途設定して区別してもよい。
なお、テーブル663に含まれる情報の初期値は、IF6に予め設定されていてもよいし、PS3またはGW2からIF6が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって設定されてもよい。また、これらの情報は、PS3またはGW2からIF6が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって更新させることができる。
図5に、本実施例で使用するPS3の一構成例の機能ブロックを示す。PS3は、例えば、IFインタフェース部31と、GWインタフェース部32と、メモリ部33と、処理部34とを有する。
IFインタフェース部31は、IF6とのインタフェースである。IFインタフェース部31を用いて、PS3はIF6との間でIPパケットの送受信を行う。PS3とIF6が同じ装置に実装される通信システムの場合、本インタフェース部は省略可能である。
GWインタフェース部32は、GW2とのインタフェースである。GWインタフェース部32を用いて、PS3はGW2との間でIPパケットの送受信を行う。PS3とGW2が必ずIF6を介して通信する場合、あるいは、PS3とGW2が同じ装置に実装される通信システムの場合、本インタフェース部は省略可能である。
メモリ部33は、送受信するIPパケット、接続するIF6、およびGW2のアドレスなどの情報を、必要に応じて記憶・管理する。
処理部34は、例えば中央処理部(Central Processing Unit:CPU)で構成される。処理部34は、メモリ部33に保持される情報を管理し、さらに、メモリ部33に記憶される各種のプログラムを実行することによって、各種の処理、例えば、IPパケットの構築または解析などのIPパケット送受信処理、パケット種別の判定、広帯域通信の判定、広帯域通信向け転送先GW2テーブルや非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの作成および更新などを行う。
なお、詳細な内部構成の説明を省略するが、本実施例の通信システムを構成するIF6およびPS3以外の他の構成要素であるSS1、GW2、BS4、MS5およびEG7も同様にその内部にネットワークインタフェース部、メモリ部、処理部を備えている。それらの処理部もIF6の処理部67と同様にCPUによって実現され、装置毎に設定された機能プログラムを実行、処理する。
メモリ部33は、例えば図4に示すように、テーブル331〜テーブル335を保持する。
テーブル331は、広帯域通信向け転送先GW2テーブルであり、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラに属するパケットを判定し、転送先GW2を決定するための情報を示す。テーブル331を用いることによって、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの識別子、および転送先GW2の識別子などの情報を管理することができる。なお、テーブル331は、前記テーブル661と同様の方法で管理されてもよい(図7参照)。
テーブル332は、非広帯域通信向け転送先GW2テーブルであり、非広帯域通信ユーザまたは非広帯域通信セッションまたは非広帯域通信ベアラに属するパケットを判定し、転送先GW2を決定するための情報を示す。テーブル332を用いることによって、仮想ノードID、および転送先GW2の識別子などの情報を管理することができる。なお、テーブル332は、前記テーブル662と同様の方法で管理されてもよい(図8参照)。
テーブル333は、GW2単位処理スループットテーブルであり、IF6が受信したパケットの転送先となる各GW2の処理スループットの情報を示す。テーブル333を用いることによって、転送先GW2の識別子、および転送先GW2の処理スループットなどの情報を管理することができる。なお、テーブル333の詳細は後述する(図10参照)。
テーブル334は、GW2単位広帯域通信数テーブルであり、IF6が受信したパケットの転送先となる各GW2に接続中の広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数の情報を示す。テーブル334を用いることによって、転送先GW2の識別子、および各GW2に接続中の広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数などの情報を管理することができる。なお、テーブル334の詳細は後述する(図11参照)。
テーブル335は、稼働中GW2識別テーブルであり、IF6が受信したパケットの転送先となる各GW2が現在稼働中であるか否かの情報を示す。テーブル335を用いることによって、転送先GW2の識別子、および各GW2が現在稼働中か否かのフラグなどの情報を管理することができる。なお、テーブル335の詳細は後述する(図12参照)。
図7に、本実施例のPS3のメモリ部33が保持する情報の一例として、テーブル331を示す。テーブル331は、前記テーブル661と同様の方法で管理されてもよい。
なお、テーブル331に含まれる情報の初期値は、PS3に予め設定されていてもよいし、IF6またはGW2からPS3が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって設定されてもよい。また、これらの情報は、IF6またはGW2からPS3が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって更新させることができる。
なお、テーブル332に含まれる情報の初期値は、PS3に予め設定されていてもよいし、IF6またはGW2からPS3が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって設定されてもよい。また、これらの情報は、IF6またはGW2からPS3が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって更新させることができる。
テーブル333には、例えば、転送先GW2の識別子(GW2 ID)、および転送先GW2の処理スループット(Throughput)などが記憶される。
転送先GW2の識別子は、IF6がGW2を一意に識別するためのパラメータである。転送先GW2の識別子は、例えば、数値で管理されていてもよいし、任意の文字列で管理されていてもよい。
転送先GW2の処理スループットは、転送先GW2の処理スループット性能を示すためのパラメータである。転送先GW2の処理スループット性能は、例えば、GW2のハードウェア性能に基づく静的な値でもよいし、GW2の現在の処理負荷として取得したCPU使用率や送信スループットのピーク値や平均値等の情報に基づく動的な値でもよい。また、PS3は、GW2の処理スループット性能を示すパラメータを、GW2から直接取得してもよいし、保守管理装置で取得している統計情報を管理している装置等を経由して取得してもよい。
なお、テーブル333に含まれる情報の初期値は、PS3に予め設定されていてもよいし、IF6またはGW2からPS3が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって設定されてもよい。また、これらの情報は、IF6またはGW2からPS3が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって更新させることができる。
テーブル334には、例えば、転送先GW2の識別子(GW2 ID)、および各GW2に接続中の広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数(Number of Heavy Traffic)などが記憶される。
転送先GW2の識別子は、IF6がGW2を一意に識別するためのパラメータである。転送先GW2の識別子は、例えば、数値で管理されていてもよいし、任意の文字列で管理されていてもよい。
各GW2に接続中の広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数は、IF6が受信したパケットの転送先となる各GW2において、現在接続中の広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数を示すためのパラメータである。
なお、テーブル334に含まれる情報の初期値は、PS3に予め設定されていてもよいし、IF6またはGW2からPS3が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって設定されてもよい。また、これらの情報は、IF6またはGW2からPS3が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって更新させることができる。
テーブル335には、例えば、テーブル335を用いることによって、転送先GW2の識別子(GW2 ID)、および各GW2が現在稼働中か否かのフラグ(Working Flag)などが記憶される。
転送先GW2の識別子は、IF6がGW2を一意に識別するためのパラメータである。転送先GW2の識別子は、例えば、数値で管理されていてもよいし、任意の文字列で管理されていてもよい。
各GW2が現在稼働中か否かのフラグは、IF6が受信したパケットの転送先となる各GW2が稼働中か否かを示すためのパラメータである。例えば、PS3があるGW2の故障を示す情報を通知された場合、本フラグの該GW2に対応する設定値は「NO」と設定され、PS3があるGW2の故障からの復旧を示す情報を通知された場合、又はPSがあるGW2が正常を示す情報を通知された場合、本フラグの該GW2に対応する設定値は「YES」と設定される。
なお、テーブル335に含まれる情報の初期値は、PS3に予め設定されていてもよいし、IF6またはGW2からPS3が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって設定されてもよい。また、これらの情報は、IF6またはGW2からPS3が受信するパケットや、オペレータの投入するコマンドによって更新させることができる。
以上で、本実施例の装置構成の一例についての説明を終了する。
続いて、本実施例の動作処理の一例を図13〜図16のフローチャートを用いて説明する。
なお、以下では、ユーザまたはセッションまたはベアラを広帯域通信と非広帯域通信の2種類に分類するケースを例として示すが、ユーザまたはセッションまたはベアラの通信量に基づく分類は、2種類に限らず、3種類以上であってもよい。ユーザまたはセッションまたはベアラの通信量に基づく分類が3種類以上の場合、以下で説明する2種類のケースと比べて、IF6が受信したパケットがどの分類のユーザまたはセッションまたはベアラに属するかを判定するためのテーブルおよびステップが分類の数に応じて増加する点が異なる。
図13に、本実施例のIF6における受信パケットの転送先GW2の選択処理の一例を示す。
ステップS601において、IF6の処理部67は、SSインタフェース部61、またはBSインタフェース部62、またはPSインタフェース部63、またはGWインタフェース部64、またはEGインタフェース部65で、パケットを受信する。この場合、IF6の処理部67は、例えば、受信パケットのヘッダ解析等に基づいて、パケットのC−PlaneまたはU−Plane、およびパケットの送信元である対向装置の種別等の、パケット種別を判定し、GW2宛てにパケットを転送する必要があるか否かを判定する。
GW2宛てにパケットを転送する必要がないと判定された場合、ステップS602Nにおいて、IF6の処理部67は、受信パケットの種別および内容に基づいて、パケットの適切な転送先を選択し、処理を終了する。
GW2宛てにパケットを転送する必要があると判定された場合、ステップS603Yにおいて、IF6の処理部67は、メモリ部66に保持している広帯域通信向け転送先GW2テーブル661を検索し、該パケットが広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの通信に用いられるパケットか否かを判定する。例えば、受信パケットがU−PlaneのDLパケットの場合、テーブル661は図7のように管理されていてもよい。テーブル661が図7のように管理されている場合、IF6の処理部は、パケットのIPヘッダに含まれる宛先IPv4アドレスまたは宛先IPv6 Prefixについて、テーブル661で管理されている広帯域通信識別子(Heaby Traffic ID)の中に一致するものがないか検索する。一致するものがあった場合、IF6の処理部67は、該パケットが広帯域通信ユーザの通信に用いられるパケットであると判定し、一致するものが無かった場合、該パケットは広帯域通信ユーザの通信に用いられるパケットではないと判定する。
ステップS603Yにおいて、パケットが広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの通信に用いられるパケットではないと判定された場合、ステップS605Nにおいて、IF6の処理部67は、メモリ部66に保持している非広帯域通信向けのパケット転送先GW2選択ロジックを適用し、パケットの転送先となるGW2を決定する。例えば、IF6の処理部67は、受信パケットがU−PlaneのDLパケットの場合、非広帯域通信向けのパケット転送先GW2選択ロジックとして、パケットのIPヘッダに含まれる宛先IPv4アドレスまたは宛先IPv6 Prefixを入力キーとしたハッシュ計算を適用してもよい。ここで、ハッシュ計算とは、例えば、CRC16−CCITT等を指す。このとき、例えば、メモリ部66に保持している非広帯域通信向け転送先GW2テーブル662が図8のように管理されている場合、IF6の処理部67は、前記のハッシュ計算の出力結果を仮想ノードID(Virtual Node ID)としてテーブル662を検索し、該仮想ノードIDに対応するパケット転送先GW2の識別子をテーブル662から抽出する。また、非広帯域通信向けのパケット転送先GW2選択ロジックとして、前記のハッシュ計算と、非広帯域通信ユーザまたは非広帯域通信セッションまたは非広帯域通信ベアラの識別子と転送先GW2の識別子の組をエントリとして保持するテーブルを併用してもよい。該テーブルは、例えば、図7で示されるテーブル661と同様のフォーマットで保持されていてもよい。例えば、IF6の処理部67は、まず、ステップS601で受信したパケットまたはメモリ部66に含まれる受信したパケットが属する非広帯域通信ユーザまたは非広帯域通信セッションまたは非広帯域通信ベアラの識別子について、該テーブルで管理されている非広帯域通信ユーザまたは非広帯域通信セッションまたは非広帯域通信ベアラの識別子の中に一致するものがないか検索する。一致するものがあった場合、IF6の処理部67は、一致した非広帯域通信ユーザまたは非広帯域通信セッションまたは非広帯域通信ベアラの識別子と組になって登録されている転送先GW2の識別子に対応するGW2を転送先GW2として決定し、一致するものが無かった場合、前記のハッシュ計算に基づいて転送先GW2を決定してもよい。
ステップS606において、IF6の処理部67は、ステップ604Yまたはステップ605Nで決定したパケットの転送先となるGW2へ、ステップ601で受信したパケットを転送する。このとき、IF6の処理部67は、ステップ601で受信したパケットをそのままGW2へ転送してもよいし、ヘッダ等を書き換えたうえでGW2へ転送してもよい。例えば、IF6のメモリ部66に保持しているテーブル663が図9のように管理されている場合、IF6の処理部67は、ステップ604Yまたはステップ605Nで転送先として決定したGW2の識別子をテーブル663から検索する。そして、IF6の処理部67は、ステップ601で受信したパケットのEtherヘッダの宛先MACアドレスにテーブル663から抽出したGW2のMACアドレスを設定し、ステップ601で受信したパケットのEtherヘッダとIPヘッダの間に、又は、前若しくは後の適宜の位置に、テーブル663から抽出した該GW2の識別子と対応するGW2のIPv4アドレスを宛先に設定したOuter IPヘッダを設定してからGW2へパケットを転送してもよい。
以下に、PS3またはGW2またはIF6における広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の作成の処理の一例を示す。
(広域帯通信)
PS3は、通信事業者のポリシーに基づいて、広帯域通信の判定条件を保持し、GW2を用いて通信する各ユーザや各セッションや各ベアラを広帯域通信向け転送先GW2テーブルに登録するか否かを判定する。ここで、広帯域通信の判定条件とは、例えば、GW2で測定されるユーザ単位またはセッション単位またはベアラ単位の受信パケット数や受信バイト数の履歴から、ある時間内の受信パケット数や受信バイト数の総量がPS3で保持している閾値を超えているか否かでもよい。このとき、PS3で保持している閾値は、ユーザ単位またはセッション単位またはベアラ単位で個別に設定されていてもよいし、共通に設定されていてもよい。また、例えば、広帯域通信の判定条件として、ユーザ単位またはセッション単位またはベアラ単位の加入者情報や課金額に基づいて、広帯域通信を判定してもよい。例えば、ある高額な料金プランに加入しているユーザに対して、他のユーザに比べて上限帯域が大きいなど、より広帯域の通信を保証している場合などに、PS3が保持している加入者情報において、ある高額な料金プランに加入していることが示されているユーザを、PS3は広帯域通信ユーザと判定してもよい。また、広帯域通信の判定条件は、単一の条件でもよいし、複数の条件に合致することを判定条件としてもよい。
PS3(処理部34)は、通信事業者のポリシーに基づいて、前記広帯域通信の判定条件によって広帯域通信と判定された各ユーザや各セッションや各ベアラに対応する転送先GW2の識別子を、広帯域通信向け転送先GW2テーブルに登録する。例えば、PS3は、現在稼働中のGW2に対して、GW2の処理スループット性能を示す値と、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数の比がなるべく均等になるように転送先GW2の識別子を設定してもよい。ここで、GW2の処理スループット性能とは、GW2のハードウェア性能に基づく静的な値でもよいし、GW2の現在の処理負荷として取得したCPU使用率や送信スループットのピーク値や平均値等の情報に基づく動的な値でもよい。また、PS3は、GW2の処理スループット性能を示すパラメータを、GW2から直接取得してもよいし、保守管理装置で取得している統計情報を管理している装置等を経由して取得してもよい。
(該GW2に接続している広帯域通信ユーザ数)/(処理スループット性能)
の値を計算し、その値が各GW2でなるべく均等となるようにテーブル331のGW2の識別子を転送先GW2の識別子として割り当ててもよい。また、PS3の処理部34は、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラのそれぞれに対して、予測される通信量を示す値が設定されている場合、前記のGW2の処理スループット性能を示す値と広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数との比の代わりに、テーブル335とテーブル333からGW2の処理スループット性能を示す値と広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの予測される通信量の合計との比を用いて、その比がなるべく均等になるように、テーブル335の現在稼働中のGW2の識別子を転送先GW2の識別子として割り当ててもよい。ここで、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラのそれぞれに対して予測される通信量とは、例えば、GW2で測定されるユーザ単位またはセッション単位またはベアラ単位の受信パケット数や受信バイト数の履歴から、スループットやPPS(Packet Per Second)の平均値や最大値などの代表値を用いてもよいし、QoS設定されたユーザ単位またはセッション単位またはベアラ単位の上限帯域を用いてもよい。
PS3は、通信事業者のポリシーに基づいて、非広帯域通信の判定条件を保持し、GW2を用いて通信する各ユーザや各セッションや各ベアラを非広帯域通信向け転送先GW2テーブルに登録するか否かを判定する。ここで、非広帯域通信の判定条件とは、例えば、前記の広帯域通信の判定条件で、広帯域通信と判定されなかったことでもよい。
また、非広帯域通信の判定条件として、例えば、GW2で測定されるユーザ単位またはセッション単位またはベアラ単位の受信パケット数や受信バイト数の履歴から、ある時間内の受信パケット数や受信バイト数の総量がPS3で保持している閾値を下回っているか否かに基づいて、非広帯域通信を判定してもよい。なお、ここでの閾値は、前記のある時間内の受信パケット数や受信バイト数の総量がGW2で保持している閾値を超えているか否かを判定するのに用いた閾値と同じ値が設定されていてもよいし、異なる値が設定されていてもよい。このとき、PS3で保持している閾値は、ユーザ単位またはセッション単位またはベアラ単位で個別に設定されていてもよいし、共通に設定されていてもよい。また、例えば、非広帯域通信の判定条件として、ユーザ単位またはセッション単位またはベアラ単位の加入者情報や課金額に基づいて、非広帯域通信を判定してもよい。例えば、ある低額な料金プランに加入しているユーザに対して、他のユーザに比べて上限帯域が小さいなど、より狭い帯域の通信を保証している場合などに、PS3が保持している加入者情報において、ある低額な料金プランに加入していることが示されているユーザを、PS3は非広帯域通信ユーザと判定してもよい。また、非広帯域通信の判定条件は、単一の条件でもよいし、複数の条件に合致することを判定条件としてもよい。
PS3(処理部34)は、通信事業者のポリシーに基づいて、前記非広帯域通信の判定条件によって非広帯域通信と判定された各ユーザや各セッションや各ベアラに対応する転送先GW2の識別子を非広帯域通信向け転送先GW2テーブルに登録する。例えば、PS3は、現在稼働中のGW2に対して、GW2の処理スループット性能と、非広帯域通信ユーザまたは非広帯域通信セッションまたは非広帯域通信ベアラの数の比がなるべく均等になるように転送先GW2の識別子を設定してもよい。ここで、GW2の処理スループット性能とは、GW2のハードウェア性能に基づく静的な値でもよいし、GW2の現在の処理負荷として取得したCPU使用率や送信スループットのピーク値や平均値等の情報に基づく動的な値でもよい。また、PS3は、GW2の処理スループット性能を示すパラメータを、GW2から直接取得してもよいし、保守管理装置で取得している統計情報を管理している装置等を経由して取得してもよい。
(該GW2を転送先とする仮想ノードID数)/(処理スループット性能)
の値を計算し、その値が各GW2でなるべく均等となるようにテーブル332のGW2の識別子を転送先GW2の識別子として割り当ててもよい。
PS3は、PS3に設定された条件を満たした場合などに、広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方に新たなユーザやセッションやベアラや転送先GW2の情報を追加してもよいし、広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方に既に登録されているユーザやセッションやベアラの情報や転送先GW2を更新してもよいし、広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方に既に登録されているユーザやセッションやベアラや転送先GW2の情報を削除してもよい。
例えば、PS3は、GW2から送信された、あるMS5の新規セッションや新規ベアラの確立を示すパケットの受信などの契機で、広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリを追加してもよい。ここで、PS3の処理部34は、受信したパケットが、広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリ追加要求を示すパケットか否かを、例えば、受信パケットのヘッダに含まれるパケット種別を示す値の解析で判定してもよいし、パケットに含まれるユーザやセッションやベアラの識別情報などに基づいて、広帯域通信の判定条件を満たす場合にパケットを広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリ追加要求と判定してもよい。本処理の一例の詳細は、PS3における広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリ追加処理として後述する。また、PS3は、パケットに含まれるMS5の識別情報またはセッションの識別情報またはベアラの識別情報が、非広帯域通信向け転送先GW2テーブルに登録されている場合、該情報を削除してもよい。
また、例えば、PS3は、GW2またはIF6から送信された、広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の転送先GW2更新要求を示す通知パケットを受信した契機で、パケットに含まれる情報などに基づいて、広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の転送先GW2の情報の一部または全てを、別のGW2に更新してもよい。ここで、広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の転送先GW2更新要求を示す通知パケットが送信される契機として、例えば、GW2またはIF6または保守管理装置などによってあるGW2の障害または輻輳の発生または復旧が検出されたことを契機としてもよいし、GW2またはIF6または保守管理装置などによって各GW2の処理負荷の最大値と最小値の差が閾値以上に達したことが検出されたことを契機としてもよい。本処理の一例の詳細は、PS3における広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の更新処理として後述する。
ここで、例えば、MS5のIPアドレスとして同一セッションでIPv4アドレスとIPv6 Prefixの2つのMS5識別子が割り当てられるDual Stackセッションの場合を想定する。この場合、ユーザまたはセッションまたはベアラの識別情報の変化とは、IPv6 Prefixのみが割り当てられている状態から、IPv4アドレスとIPv6 Prefixの双方が割り当てられている状態への遷移およびその逆方向の遷移する場合や、MS5のIPアドレスとしてIPv6 Prefixが割り当てられているセッションにおいて、MS5がIPv4のみをサポートしているアクセス網へハンドオーバした契機で、MS5のIPアドレスがIPv6 PrefixからIPv4アドレスへ変化する場合などを指す。本処理の一例の詳細は、ユーザまたはセッションまたはベアラの識別情報の変化時における広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の更新処理として後述する。
図14に、PS3における広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリ追加処理の一例を示す。なお、例えば、非広帯域通信向け転送先GW2テーブルにおいて、非広帯域通信ユーザまたは非広帯域通信セッションまたは非広帯域通信ベアラの識別子を管理する場合などにおいて、PS3における非広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリ追加処理として、本処理と同様の手順が適用されてもよい。
ステップS301において、PS3の処理部34は、IFインタフェース部31、またはGWインタフェース部32から受信したパケットを解析し、広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリ追加要求を示すパケットであると判定された場合、受信パケットを解析し、広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリ追加要求を示す情報を抽出する。ここで、PS3の処理部34は、受信したパケットが、広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリ追加要求を示すパケットか否かを、例えば、受信パケットのヘッダに含まれるパケット種別を示す値の解析で判定してもよいし、パケットに含まれるユーザやセッションやベアラの識別情報などに基づいて、広帯域通信の判定条件を満たす場合にパケットを広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリ追加要求と判定してもよい。ここで、広帯域通信の判定として、例えば、パケットに含まれるユーザやセッションやベアラの識別情報や、ユーザやセッションやベアラに要求されるQoSや課金の設定情報などに基づいて、該ユーザまたは該セッションまたは該ベアラに関するユーザ単位またはセッション単位またはベアラ単位の加入者情報や過去の通信履歴などを検索した結果を用いて判定してもよい。
ステップS302において、PS3の処理部34は、ステップS301で抽出した広帯域通信向け転送先GW2テーブルに対するエントリ追加要求を示す情報に基づいて、メモリ部33に保持している広帯域通信向け転送先GW2テーブルにエントリを追加する。例えば、PS3のメモリ部33において、広帯域通信向け転送先GW2テーブル331が図7のように管理されていて、かつGW2単位処理スループットテーブル333が図10のように管理されていて、かつGW2単位広帯域通信数テーブル334が図11のように管理されていて、かつ稼働中GW2テーブル335が図12のように管理されている場合を想定する。この場合、PS3の処理部34は、メモリ部33から、テーブル335の現在稼働中のGW2の識別子と、テーブル333の各GW2の処理スループット性能を示す値と、テーブル334の各GW2に接続中の広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数をそれぞれ読み出し、各GW2の処理スループット性能を示す値と、各GW2における転送総量との比が最小のGW2を選択し、ステップS301で抽出したユーザやセッションやベアラの識別情報と、選択したGW2の識別子をテーブル331の新たなエントリとして追加してもよい。ここで、各GW2における転送総量とは、例えば、テーブル334から抽出された各GW2に接続中の広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数でもよいし、テーブル334から抽出された各GW2に接続中の広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数とテーブル332から抽出された各GW2を転送先として設定している仮想ノードID数にそれぞれ異なる重み値を掛けて加算した推定通信量でもよい。このとき、広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラのそれぞれに対して、予測される通信量を示す値が設定されている場合、前記のGW2の処理スループット性能を示す値と広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数との比の代わりに、テーブル335とテーブル333から、GW2の処理スループット性能を示す値と広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの予測される通信量の合計との比を用いてもよい。
ステップS303において、PS3の処理部34は、ステップS302で追加した広帯域通信向け転送先GW2テーブルのエントリの追加要求を示すパケットを生成し、IFインタフェース部31を用いてIF6へパケットを送信する。本パケットを受信したIF6は、メモリ部66に保持している広帯域通信向け転送先GW2テーブル661に、ステップS302で追加した広帯域通信向け転送先GW2テーブルのエントリと同じエントリを追加する。
図15に、PS3における広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の転送先GW2更新処理の一例を示す。
ステップS311において、PS3の処理部34は、IFインタフェース部31、またはGWインタフェース部32から受信したパケットを解析し、広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の転送先GW2更新要求を示すパケットであると判定された場合、受信パケットを解析し、広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の転送先GW2更新要求を示す情報を抽出する。ここで、PS3の処理部34は、受信したパケットが、広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の転送先GW2更新要求を示すパケットか否かを、例えば、受信パケットのヘッダに含まれるパケット種別を示す値の解析で判定してもよい。
ステップS312において、PS3の処理部34は、ステップS311で抽出した広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の転送先GW2更新要求を示す情報に基づいて、メモリ部33に保持している広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方を更新する。
例えば、広帯域通信向け転送先GW2テーブルを更新する処理の一例として、PS3のメモリ部33において、広帯域通信向け転送先GW2テーブル331が図7のように管理されていて、かつGW2単位処理スループットテーブル333が図10のように管理されていて、かつGW2単位広帯域通信数テーブル334が図11のように管理されていて、かつ稼働GW2識別テーブル335が図12のように管理されていて、ステップS311で更新要求を示すパケットの一例として、GW2識別子=G#1のGW2が輻輳していることを示すパケットを受信した場合を想定する。この場合、PS3の処理部34は、例えば、ステップS311で受信したパケットからGW2識別子=G#1のGW2で処理可能な広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数を読み出し、メモリ部33から、テーブル335の現在稼働中のGW2の識別子と、テーブル333の各GW2の処理スループット性能を示す値と、テーブル334の各GW2に接続中の広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数をそれぞれ読み出し、GW2の処理スループット性能を示す値と、各GW2における転送総量との比がGW2識別子=G#1以外のGW2の中で最小となるGW2を選択する。そして、PS3の処理部34は、テーブル331でGW2識別子=G#1のGW2を転送先としているエントリの中から一つを選択し、そのエントリのGW2識別子を、前記のGW2の処理スループット性能を示す値と、各GW2における転送総量との比がGW2識別子=G#1以外のGW2の中で最小となるGW2のGW2識別子に更新する処理を実行する。PS3の処理部34は、この処理をテーブル331でGW2識別子=G#1のGW2を転送先としているエントリ数が、ステップS311で受信したパケットからGW2識別子=G#1のGW2で処理可能な広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数に基づく閾値以下に達するか、各GW2の処理スループット性能を示す値と各GW2における転送総量との比がGW2識別子=G#1以外のGW2の中で最小となるGW2において、該比の値がメモリ部33で保持しているGW2の処理スループット性能を示す値と各GW2における転送総量との比の閾値を超えるか、などの条件を満たすまで繰り返してもよい。
一方、再度、その時点(図17(A)のように1行目が「G#3」に更新された状態)における「GW2の処理スループット性能を示す値と、各GW2における転送総量との比がGW2識別子=G#1以外のGW2の中で最小となるGW2」を判定したときの別の場合を想定する。このとき、図17(A)の1行目のエントリが「G#3」に更新されたことにより(図17(A)参照)、「G#3」のGW2における「GW2における転送総量」が増加することになり、「GW2の処理スループット性能を示す値と、各GW2における転送総量との比がGW2識別子=G#1以外のGW2の中で最小となるGW2」が「G#3」以外のGW2(例えば「G#4」のGW2)に変化していれば、別の図17(A)の「G#1」のエントリ(例えば図17(A)の3行目)は、「G#3」に更新するのではなく、「G#4」に更新するのが適切な処理となる(図17(C)参照)。
また、例えば、非広帯域通信向け転送先GW2テーブルを更新する処理の一例として、PS3のメモリ部33において、非広帯域通信向け転送先GW2テーブル332が図8のように管理されていて、かつGW2単位処理スループットテーブル333が図10のように管理されていて、かつ稼働GW2識別テーブル335が図12のように管理されていて、ステップS311で、更新要求を示すパケットの一例として、GW2識別子=G#1のGW2が輻輳していることを示すパケットを受信した場合を想定する。この場合、PS3の処理部34は、例えば、テーブル332等により、ステップS311で受信したパケットからGW2識別子=G#1のGW2で処理可能な仮想ノードIDの数を読み出し、メモリ部33から、テーブル335の現在稼働中のGW2の識別子と、テーブル333の各GW2の処理スループット性能を示す値をそれぞれ読み出し、GW2の処理スループット性能を示す値と、各GW2における転送総量との比がGW2識別子=G#1以外のGW2の中で最小となるGW2を選択する。そして、PS3の処理部34は、テーブル331で該GW識別子=G#1のGW2を転送先としているエントリの中から一つを選択し、そのエントリのGW2識別子を、前記のGW2の処理スループット性能を示す値と、各GW2における転送総量との比がGW2識別子=G#1以外のGW2の中で最小となるGW2のGW2識別子に更新する処理を実行する。PS3の処理部34は、この処理を、テーブル331でGW2識別子=G#1のGW2を転送先としているエントリ数が、ステップS311で受信したパケットからGW2識別子=G#1のGW2で処理可能な仮想ノードIDの数に基づく閾値以下に達するか、各GW2の処理スループット性能を示す値と各GW2における転送総量との比がGW2識別子=G#1以外のGW2の中で最小となるGW2において、該比の値がメモリ部33で保持しているGW2の処理スループット性能を示す値と各GW2における転送総量との比の閾値を超えるか、などの条件を満たすまで繰り返してもよい。ここで、各GW2における転送総量とは、例えば、テーブル332から抽出された各GW2を転送先として設定している仮想ノードIDの数でもよいし、テーブル334から抽出された各GW2に接続中の広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの数とテーブル332から抽出された各GW2を転送先として設定している仮想ノードIDの数にそれぞれ異なる重み値を掛けて加算した推定通信量でもよい。また、ここで、ステップS311で受信したパケットからGW2識別子=G#1のGW2で処理可能な仮想ノードIDの数に基づく閾値とは、例えば、ステップS311で受信したパケットからGW2識別子=G#1のGW2で処理可能な仮想ノードIDの数に対して、メモリ部33で保持しているGW2識別子=G#1のGW2で処理に必要なマージンを示す値を掛けた値でもよい。
ここで、転送先GW2を変更するユーザまたはセッションまたはベアラとして、広帯域通信テーブル331から選択するか、非広帯域通信テーブル332から選択するかの判定ロジックは、オペレータのポリシーに基づいて、PS3の処理部34に事前設定されていてもよい。例えば、広帯域通信テーブル331から選択するか非広帯域通信テーブル332から選択するかの優先度がオペレータによって設定されていてもよいし、例えば、GW2の輻輳度がある閾値より大きいときは非広帯域通信テーブル332から選択し、GW2の輻輳度がある閾値以下のときは広帯域通信テーブル331から選択するなど、条件に基づいて選択対象を決定してもよい。
これにより、例えば、広帯域通信テーブル331から優先して転送先GW2を変更するユーザまたはセッションまたはベアラを選択した場合、非広帯域ユーザまたは非広帯域セッションまたは非広帯域ベアラを選択する場合に比べて、より少ない数のユーザやセッションやベアラの転送先GW2を変更するだけで輻輳を解消できる。そのため、転送先GW2の変更に伴う変更後の転送先GW2に対するユーザやセッションやベアラに関する情報の引き継ぎに関する内部通信のトラフィック量が低減されることで、全GW2の総処理負荷が低減し、転送遅延等の通信性能の低減を抑制する効果が期待される。また、例えば、非広帯域通信テーブル332から優先して転送先GW2を変更するユーザまたはセッションまたはベアラを選択した場合、例えば、非広帯域通信テーブル332が図8のように管理されている場合、ある1つの仮想ノードIDに対応する転送先GW2を変更するだけで、複数の非広帯域ユーザまたは非広帯域セッションまたは非広帯域ベアラに対する転送先GW2が変更されるため、例えば、非広帯域通信テーブル332から選択対象となるユーザまたはセッションまたはベアラを選択する処理を輻輳度が閾値以下になるまで繰り返す方法に比べて、より短い時間で輻輳度を閾値以下に低減させられる効果が期待される。
図16に、PS3におけるユーザまたはセッションまたはベアラの識別情報の変化時における広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の更新処理の一例を示す。
ステップS321において、PS3の処理部34は、IFインタフェース部31、またはGWインタフェース部32から受信したパケットを解析する。PS3の処理部34は、ユーザまたはセッションまたはベアラの識別情報の変化を示すパケットであると判定した場合、受信パケットを解析し、該当するユーザまたはセッションまたはベアラの識別子と、その変更内容を示す情報を抽出する。ここで、PS3の処理部34は、受信したパケットが、ユーザまたはセッションまたはベアラの識別情報の変化を示すパケットか否かを、例えば、受信パケットのヘッダに含まれるパケット種別を示す値の解析で判定してもよい。
ステップS322において、PS3の処理部34は、ステップS321で抽出したユーザまたはセッションまたはベアラの識別子と、その変更内容を示す情報に基づいて、メモリ部33に保持している広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方を更新する。
ステップS323において、PS3の処理部34は、広帯域通信向け転送先GW2テーブルと非広帯域通信向け転送先GW2テーブルの一方または双方の更新を示すパケットを生成し、IFインタフェース部31を用いてIF6へパケットを送信する。本パケットを受信したIF6は、広帯域通信向け転送先GW2テーブル661と非広帯域通信向け転送先GW2テーブル662の一方または双方に対して、ステップS323と同様の更新を実施する。
上述の説明から明らかなように、本実施例の通信システムは、無線または有線の通信システムにおいて、通信装置が複数存在する場合において、選択装置がパケット毎に適切な通信装置を選択する際に、同じユーザまたは同じセッションまたは同じベアラに属するパケットに対して、同じ通信装置を転送先として選択し、かつ、選択装置が保持するテーブルのサイズの低減と、各通信装置の処理負荷の均等分散の双方を考慮した選択を可能とする通信システム、通信制御方法および通信制御装置を提供することができる。
例えば、選択装置における受信パケット転送先の通信装置の選択ロジックとして、広帯域通信と判定されたユーザやセッションやベアラに対しては、各通信装置の処理スループット性能に応じて、各通信装置が転送先となるユーザやセッションやベアラの数や通信量が配分されるように、ポリシー管理装置が転送先の通信装置を割り当てることで、各通信装置の処理負荷の偏りを低減することができる。また、非広帯域通信と判定されたユーザやセッションやベアラに対しては、各ユーザや各セッションや各ベアラの識別子を入力キーとしたハッシュ計算を主に用いて、各通信装置の処理スループット性能に応じて、各通信装置が転送先となる仮想ノードIDの数や通信量が配分されるように、ポリシー管理装置が転送先の通信装置を割り当てることで、選択装置が保持するテーブルのサイズの低減と、各通信装置の処理負荷の偏りを低減の双方を考慮した選択を可能とする。
また、例えば、ある通信装置の輻輳または故障等の契機で、広帯域通信と判定されたユーザやセッションやベアラ、または非広帯域通信と判定されたユーザやセッションやベアラの転送先となる通信装置を更新する場合、各通信装置の処理スループット性能に応じて、各通信装置が転送先となるユーザやセッションやベアラの数や通信量が配分されるように、ポリシー管理装置が転送先の通信装置を割り当てることで、各通信装置の処理負荷の偏りを低減した選択を可能とする。
また、例えば、同じユーザやセッションやベアラに対して複数の識別子が割り当てられる契機や、無線規格の異なる網へのハンドオーバなどによって同じユーザやセッションやベアラに対して識別子が変更される契機などで、広帯域通信と判定されるユーザやセッションやベアラ、または非広帯域通信と判定されるユーザやセッションやベアラの識別子に関する情報を更新する場合、ポリシー管理装置が、同じユーザやセッションやベアラに対して転送先となる通信装置が変化しないように割り当てることで、同じユーザまたは同じセッションまたは同じベアラに属するパケットに対して、同じ通信装置を転送先として選択することができる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記憶装置、または、ICカード、DVD等の記録媒体に置くことができるし、必要に応じてネットワーク等を介してダウンロードし、各種の記憶装置にインストールすることも可能である。
また、本発明は、例えば、無線または有線端末と送受信するIPパケットに対して輻輳制御を実施する通信システムに利用可能であり、GW、PS、BS、MS、IF、EGおよびSS等の各種の通信装置に適用することができる。
2 ゲートウェイ(GW)
3 ポリシー管理装置(PS)
31 IFインタフェース部
32 GWインタフェース部
33 メモリ部
331〜334 テーブル
34 処理部
4 基地局(BS)
5 端末(MS)
6 選択装置(IF)
61 SSインタフェース部
62 BSインタフェース部
63 PSインタフェース部
64 GWインタフェース部
65 EGインタフェース部
66 メモリ部
661〜663 テーブル
67 処理部
7 外部通信装置(EG)
Claims (15)
- 通信システムであって、
端末装置(MS)と他の装置との間で、パケットの通信を中継する複数の通信装置(GW)と、
他の装置から前記通信装置へ送信されたパケットの転送先として、前記複数の通信装置の中から転送先通信装置を選択する選択装置(IF)と、
前記選択装置におけるパケットの転送先通信装置を選択するロジックを保持し、該ロジックにより作成された転送先通信装置に関する条件を前記選択装置に提供するポリシー管理装置(PS)と、
を備え、
前記選択装置は、
前記ポリシー管理装置から提供された、広帯域通信に属するパケットの転送先通信装置を選択するための条件を記憶する第1テーブルと、
前記ポリシー管理装置から提供された、非広帯域通信に属するパケットの転送先通信装置を選択するための条件を記憶する第2テーブルと、
パケットの転送先通信装置を選択するための処理部と
を備え、
前記処理部は、前記ポリシー管理装置から前記条件を受信し、該条件に基づき、前記第1テーブル及び前記第2テーブルを追加又は更新又は削除し、
前記処理部は、他の装置から送信されたパケットの転送先通信装置を選択する際に、前記第1テーブルに記憶された条件に基づいて、該パケットが広帯域通信に属するパケットか否かを判定し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットである場合、前記第1テーブルを用いて前記転送先通信装置を選択し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットでない場合、該パケットを非広帯域通信に属するパケットと判定し、前記第2テーブルを用いて前記転送先通信装置を選択し、
前記処理部は、選択されたパケットの前記転送先通信装置に対して、パケットを転送する
ことを特徴とする通信システム。
- 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記第2テーブルは、仮想ノードIDに対して、転送先通信装置識別子を記憶し、
前記処理部は、受信したパケットのヘッダを入力キーとしたハッシュ計算を適用し、前記ハッシュ計算の出力結果を仮想ノードIDとして前記第2テーブルを検索し、転送先通信装置識別子を抽出することを特徴とする通信システム。
- 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、前記第1テーブルまたは前記第2テーブルに基づき、前記転送先通信装置を決定する際に、
各通信装置の処理スループット性能を示す第3テーブルと、
各通信装置における転送総量を示す第4テーブルと、
現在稼働中の通信装置を示す第5テーブルと、
に基づいて、ある前記通信装置の処理スループット性能と、各前記通信装置における転送総量の比が最小となる前記通信装置を転送先として選択することで前記条件を作成することを特徴とする通信システム。
- 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、複数の前記通信装置の中で、ある第一の通信装置の障害または輻輳の検出の契機又は他の契機において、前記第1テーブルまたは前記第2テーブルにおける、転送先となる前記通信装置を更新する際に、
各通信装置の処理スループット性能を示す第3テーブルと、
各通信装置における転送総量を示す第4テーブルと、
現在稼働中の通信装置を示す第5テーブルと、
に基づいて、ある前記通信装置の処理スループット性能と、各前記通信装置における転送総量の比が最小となる第二の通信装置を選択することで前記条件を作成し、前記第1テーブルまたは前記第2テーブルにおいて前記第一の通信装置を転送先とするエントリの全てまたは一部について、転送先となる通信装置を前記第二の通信装置に更新することを特徴とする通信システム。
- 請求項4に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、前記第1テーブルまたは前記第2テーブルにおいて第一の通信装置を転送先とするエントリの全てまたは一部について、転送先となる通信装置を第二の通信装置に更新する際に、更新するエントリを選択する条件として、
「前記第1テーブルまたは前記第2テーブルのどちらのエントリから選択するかを示す優先度」、
各エントリに属するユーザまたはセッションまたはベアラの「課金設定」、
「QoS設定」、
「過去の通信履歴」
のうちいずれか一つまたは複数を条件に含み、選択することを特徴とする通信システム。
- 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、複数の前記通信装置の中で、あるユーザまたはセッションまたはベアラに対する複数の識別情報の割り当ての契機又は他の契機において、前記第1テーブルまたは前記第2テーブルにおける、ユーザまたはセッションまたはベアラの識別情報を追加する際に、同じユーザまたはセッションまたはベアラに対する転送先となる前記通信装置が共通となるように、前記第1テーブルまたは前記第2テーブルを更新することを特徴とする通信システム。
- 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、複数の前記通信装置の中で、規格の異なる網間のハンドオーバに伴うユーザまたはセッションまたはベアラの識別情報の変更の契機又は他の契機において、前記第1テーブルまたは前記第2テーブルにおける、ユーザまたはセッションまたはベアラの識別情報を更新する際に、同じユーザまたはセッションまたはベアラに対する転送先となる前記通信装置が更新前後で共通となるように、前記第1テーブルまたは前記第2テーブルを更新することを特徴とする通信システム。
- 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、
広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの識別子である広帯域通信識別子に対して、転送先通信装置識別子が記憶される広帯域通信テーブルを備え、
各通信装置の処理スループット性能を示す第3テーブルと、
現在稼働中の通信装置を示す第5テーブル
に基づいて、前記第3テーブルの通信装置の処理スループット性能を示す値と、前記広帯域通信テーブルの広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラのうち該通信装置を転送先とするものの数との比がなるべく均等になるように、前記第5テーブルの現在稼働中の通信装置の識別子を転送先通信装置の識別子として割り当てることを特徴とする通信システム。
- 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、
広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの識別子である広帯域通信識別子に対して、転送先通信装置識別子が記憶される広帯域通信テーブルを備え、
各通信装置の処理スループット性能を示す第3テーブルと、
各通信装置における転送総量を示す第4テーブルと、
現在稼働中の通信装置を示す第5テーブル
に基づいて、現在稼働中の各通信装置に対して、
[該通信装置に接続している広帯域通信ユーザ数]/[処理スループット性能]
の値を計算し、その他が均等となるように前記広帯域通信テーブルの転送先通信装置識別子を割り当てることを特徴とする通信システム。 - 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、
広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの識別子である広帯域通信識別子に対して、転送先通信装置識別子が記憶される広帯域通信テーブルを備え、
各通信装置の処理スループット性能を示す第3テーブルと、
現在稼働中の通信装置を示す第5テーブル
に基づいて、前記第3テーブルの通信装置の処理スループット性能を示す値と広帯域通信ユーザまたは広帯域通信セッションまたは広帯域通信ベアラの予測される通信量の合計との比を用いて、その比がなるべく均等になるように、前記第5テーブルの現在稼働中の通信装置の識別子を転送先通信装置の識別子として割り当てることを特徴とする通信システム。
- 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、
受信したパケットのヘッダを入力キーとしたハッシュ計算の出力結果に対応する値である仮想ノードIDに対して、転送先通信装置が記憶される非広帯域通信テーブルを備え、
通信装置の処理スループット性能を示す第3テーブルと、
現在稼働中の通信装置を示す第5テーブル
に基づいて、前記第3テーブルの通信装置の処理スループット性能を示す値と、前記非広帯域通信テーブルの仮想ノードIDのうち該通信装置を転送先とするものの数との比が均等になるように、前記第5テーブルの現在稼働中の通信装置の識別子を転送先通信装置の識別子として割り当てることを特徴とする通信システム - 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、
受信したパケットのヘッダを入力キーとしたハッシュ計算の出力結果に対応する値である仮想ノードIDに対して、転送先通信装置が記憶される非広帯域通信テーブルを備え、
前記非広帯域通信テーブルと、
各通信装置の処理スループット性能を示す第3テーブルと、
現在稼働中の通信装置を示す第5のテーブル
に基づいて、現在稼働中の各通信装置に対して、
[該通信装置を転送先とする仮想ノードID数]/[処理スループット性能]
の値を計算し、その値が均等となるように前記広帯域通信テーブルの通信装置識別子を割り当てることを特徴とする通信システム。 - 請求項1に記載の通信システムにおいて、
前記ポリシー管理装置は、
受信したパケットのヘッダを入力キーとしたハッシュ計算の出力結果に対応する値である仮想ノードIDに対して、転送先通信装置が記憶される非広帯域通信テーブルを備え、
各通信装置の処理スループット性能を示す第3テーブルと、
現在稼働中の通信装置を示す第5テーブル
に基づいて、ある通信装置が輻輳していることを示すパケットを受信した場合、前記非広帯域通信テーブルを参照し、受信パケットから輻輳中の前記通信装置で処理可能な仮想ノードIDの数を読み出し、輻輳中の前記通信装置の処理スループット性能を示す値と、各通信装置における転送総量との比が輻輳中の前記通信装置以外の通信装置の中で最小となる通信装置を選択することを特徴とする通信システム。 - 通信システムにおける通信制御方法であって、
前記通信システムは、
端末装置(MS)と他の装置との間で、パケットの通信を中継する複数の通信装置(GW)と、
他の装置から前記通信装置へ送信されたパケットの転送先として、前記複数の通信装置の中から転送先通信装置を選択する選択装置(IF)と、
前記選択装置におけるパケットの転送先通信装置を選択するロジックを保持し、該ロジックにより作成された転送先通信装置に関する条件を前記選択装置に提供するポリシー管理装置(PS)と、
を備え、
前記選択装置は、
前記ポリシー管理装置から提供された、広帯域通信に属するパケットの転送先通信装置を選択するための条件を記憶する第1テーブルと、
前記ポリシー管理装置から提供された、非広帯域通信に属するパケットの転送先通信装置を選択するための条件を記憶する第2テーブルと、
パケットの転送先通信装置を選択するための処理部と
を備え、
前記処理部は、前記ポリシー管理装置から前記条件を受信し、該条件に基づき、前記第1テーブル及び前記第2テーブルを追加又は更新又は削除し、
前記処理部は、他の装置から送信されたパケットの転送先通信装置を選択する際に、前記第1テーブルに記憶された条件に基づいて、該パケットが広帯域通信に属するパケットか否かを判定し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットである場合、前記第1テーブルを用いて前記転送先通信装置を選択し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットでない場合、該パケットを非広帯域通信に属するパケットと判定し、前記第2テーブルを用いて前記転送先通信装置を選択し、
前記処理部は、選択されたパケットの前記転送先通信装置に対して、パケットを転送する
ことを特徴とする通信制御方法。
- 通信制御装置であって、
端末装置(MS)と他の装置との間で、パケットの通信を中継する複数の通信部(GW)と、
他の装置から前記通信部へ送信されたパケットの転送先として、前記複数の通信部の中から転送先通信部を選択する選択部(IF)と、
を備え、
前記選択部は、
前記選択部におけるパケットの転送先通信部を選択するロジックを保持して該ロジックにより作成された転送先通信部に関する条件を前記選択部に提供するポリシー管理部(PS)から提供された、広帯域通信に属するパケットの転送先通信部を選択するための条件を記憶する第1テーブルと、
前記ポリシー管理部から提供された、非広帯域通信に属するパケットの転送先通信部を選択するための条件を記憶する第2テーブルと、
パケットの転送先通信部を選択するための処理部と
を備え、
前記処理部は、前記ポリシー管理部から前記条件を受信し、該条件に基づき、前記第1テーブル及び前記第2テーブルを追加又は更新又は削除し、
前記処理部は、他の装置から送信されたパケットの転送先通信部を選択する際に、前記第1テーブルに記憶された条件に基づいて、該パケットが広帯域通信に属するパケットか否かを判定し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットである場合、前記第1テーブルを用いて前記転送先通信部を選択し、
前記処理部は、前記判定の結果が広帯域通信に属するパケットでない場合、該パケットを非広帯域通信に属するパケットと判定し、前記第2テーブルを用いて前記転送先通信部を選択し、
前記処理部は、選択されたパケットの前記転送先通信部に対して、パケットを転送する
ことを特徴とする通信制御装置。
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