JP6057345B2 - ユーザ端末収容装置およびその方法 - Google Patents

Description

本発明は、ユーザ端末とのＰＰＰｏＥセッションを終端するためのＢＡＳ機能、特にキャリアネットワーク内に集約化されたＢＡＳ機能に対するユーザ端末の収容技術に関する。

非特許文献１に示されている通り、今後のキャリアネットワークのアーキテクチャとして、従来、キャリアネットワークの下部（アクセス網）のサービスエッジ等に配備されていたサービス制御機能を、キャリアネットワークの上部（コア網）に集約化する案が提案されている。このアーキテクチャ案を図１に示す。

ここで、集約されたサービス制御機能の実現形態としては、非特許文献１で示されている通り、サービス制御機能を仮想化した装置（ＶＭ：Virtual Machine）を汎用装置上に配備する形態や、仮想化が難しいサービス制御機能については専用の装置群を配置する形態が考えられる。また、サービス制御機能を集約した際には、当該機能を有するＶＭや専用装置は、サービス毎の処理量などに応じて必要となる台数だけ配備すると考えられる。

このとき、複数のサービス制御機能が存在する場合には、ユーザ端末からの通信（パケット）をいずれかのサービス制御機能に転送するための振分機能が必要となる。また、サービス制御機能とユーザ端末はキャリアネットワーク内のユーザ毎回線を介して接続される。ここで、ユーザ毎回線とは、物理的な回線に限らず、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）やＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）等の技術を用いてユーザ毎に設定されたユーザ専用の論理的な回線も含む。

他方、通信キャリアがユーザに提供するＩＳＰ（Internet Service Provider）接続サービスにおいて、ＰＰＰｏＥ（Point to Point Protocol over Ethernet（登録商標））が広く使用されている。本サービスの提供にあたり、キャリアネットワーク内には、ＰＰＰｏＥクライアントを構成するユーザ端末（ユーザ宅内に設置されたコンピュータやブロードバンドルータなど）とのＰＰＰｏＥセッションを終端するためのＢＡＳ（Broadband Access Server）機能が必要となる。

以降、ＢＡＳ機能を、前述のキャリアネットワーク内のサービス制御機能の一つとして集約化することを考える。このときのネットワーク構成を図２に示す。ユーザ端末はキャリアネットワーク内のユーザ毎回線を介して接続される複数のＢＡＳ機能のいずれかにおいてＰＰＰｏＥセッションを終端することとなる。

このとき、通信キャリアは、ユーザのＩＳＰ接続サービスの契約の有無については管理しているが、ユーザの契約先ＩＳＰについては管理していない。このため、ユーザ端末からのＰＰＰｏＥセッションの終端先を振分機能に対して設定する際には、ユーザの契約先ＩＳＰに拘わらず任意のＢＡＳ機能へ振り分け設定を行うこととなる。

ＢＡＳ機能では、任意のＩＳＰと契約しているユーザのユーザ端末とのＰＰＰｏＥセッションを終端し、かつ事前にユーザの契約先ＩＳＰ情報を保持することができない。これに対し、現状のキャリアネットワーク内のＢＡＳ機能では、ＰＰＰｏＥセッション確立時にユーザから申告される契約先ＩＳＰの情報に基づき、ＢＡＳ機能からＰＰＰｏＥ終端後のユーザ端末を契約先ＩＳＰと接続させることを行う。このとき、任意のＩＳＰと契約しているユーザのユーザ端末を当該契約先ＩＳＰに接続させるため、一つのＢＡＳ機能から全てのＩＳＰに対して通信回線が設定されている必要がある。ここで、ＢＡＳ機能とＩＳＰとの間の通信回線は、ユーザ毎回線と同様に、物理的な回線に限らず論理的な回線も含むことが想定される。

なお、ＰＰＰｏＥセッション確立時のユーザからの契約先ＩＳＰの申告は、一般的にはＰＰＰｏＥの認証フェーズで実施されるものであり、例えば認証メッセージ内のユーザ名が記載されている行に、「ユーザ名＠ＩＳＰ名」等のように契約先ＩＳＰを記載することで行われる。

前述したように、キャリアネットワークにおいてＢＡＳ機能を集約化した場合、一つのＢＡＳ機能から全ＩＳＰに対する通信回線が必要となることから回線数が多くなり、ＢＡＳ機能等における通信回線を制御するための高い処理負荷、並びに回線設定に対してキャリアネットワークの運用者に大きな稼働が発生することが課題となる。

このような処理負荷や設定稼働を削減し、ＢＡＳ機能上部のネットワークを効率的に構築・運用可能とするためには、ＢＡＳ機能からの接続先ＩＳＰが１つとなるように、ユーザ端末とＢＡＳ機能との間にある振分機能において、ユーザの契約先ＩＳＰ毎にＰＰＰｏＥセッション終端先のＢＡＳ機能を割り付ける制御が必要となる。

本発明では、前記目的を達成するため、
キャリアネットワーク内に集約化された複数のＢＡＳ機能のいずれかにユーザ端末を収容してＰＰＰｏＥセッションを終端するユーザ端末収容装置であって、
振分機能部と、プレ応答ＢＡＳ機能部と、それぞれ特定のＩＳＰとの通信回線を有する複数のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部と、振分制御機能部とからなり、
前記振分機能部は、ユーザ端末からのパケットのうち、振分先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部が設定されたパケットを該当するＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部へ転送し、振分先の設定がないパケットを前記プレ応答ＢＡＳ機能部へ転送する機能を有し、
前記プレ応答ＢＡＳ機能部は、前記振分先の設定がないパケットのうち、契約先ＩＳＰを申告するパケットに基づいて当該パケットを送信したユーザ端末の契約先ＩＳＰ情報およびセッション情報を作成して前記振分制御機能部へ通知する機能を有し、
前記複数のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部は、セッション情報に基づいてユーザ端末とのＰＰＰｏＥセッションを終端する機能を有し、
前記振分制御機能部は、前記プレ応答ＢＡＳ機能部からの契約先ＩＳＰ情報に基づいてＰＰＰｏＥセッション終端先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部を判定し、ユーザ端末からのパケットを当該ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部へ転送させる設定を前記振分機能部に行うとともに、前記プレ応答ＢＡＳ機能部からのセッション情報を該当する前記ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部に通知する機能を有する、
ことを特徴とするユーザ端末収容装置を提案する。

また、本発明では、前記目的を達成するため、
キャリアネットワーク内に集約化された複数のＢＡＳ機能のいずれかにユーザ端末を収容してＰＰＰｏＥセッションを終端するユーザ端末収容方法であって、
振分機能部と、プレ応答ＢＡＳ機能部と、それぞれ特定のＩＳＰとの通信回線を有する複数のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部と、振分制御機能部とを用い、
前記振分機能部が、ユーザ端末からのパケットのうち、振分先の設定がないパケットを前記プレ応答ＢＡＳ機能部へ転送する工程と、
前記プレ応答ＢＡＳ機能部が、前記振分先の設定がないパケットのうち、契約先ＩＳＰを申告するパケットに基づいて当該パケットを送信したユーザ端末の契約先ＩＳＰ情報およびセッション情報を作成して前記振分制御機能部へ通知する工程と、
前記振分制御機能部が、前記プレ応答ＢＡＳ機能部からの契約先ＩＳＰ情報に基づいてＰＰＰｏＥセッション終端先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部を判定し、ユーザ端末からのパケットを当該ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部へ転送させる設定を前記振分機能部に行うとともに、前記プレ応答ＢＡＳ機能部からのセッション情報を該当する前記ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部に通知する工程と、
前記振分機能部が、ユーザ端末からのパケットのうち、振分先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部が設定されたパケットを該当するＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部へ転送する工程と、
前記複数のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部が、セッション情報に基づいてユーザ端末とのＰＰＰｏＥセッションを終端する工程とを含む、
ことを特徴とするユーザ端末収容方法を提案する。

本発明によれば、キャリアネットワークにおいてＢＡＳ機能を集約化した際に、ＩＳＰ毎のＢＡＳ機能を設置し、ユーザが申告する契約先ＩＳＰに対応した特定のＢＡＳ機能において、当該ユーザのユーザ端末とのＰＰＰｏＥセッションを終端することを可能とする。

これにより、一つのＢＡＳ機能からの接続先のＩＳＰが一つとなり、一つのＢＡＳ機能から全ＩＳＰに対する通信回線を設定する必要がなく、少ない回線数の設定のみを要することにより、ＢＡＳ機能等における通信回線の制御にかかる処理負荷や回線設定の稼働を低減可能とする。

今後のキャリア網アーキテクチャに関する提案の概要を示す説明図 ＢＡＳ機能をサービス制御機能として集約化した時のネットワーク構成の概要を示す説明図 本発明のユーザ端末収容装置の実施の形態の一例を示す装置構成図 本発明のユーザ端末収容装置の実施の形態の一例を示すシーケンス図

＜Ａ．実施の形態の装置構成＞
図３は本発明のユーザ端末収容装置の実施の形態の一例を示すもので、本ユーザ端末収容装置は、振分機能部１と、プレ応答ＢＡＳ機能部２と、複数、ここでは３つのＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３と、振分制御機能部４とからなっている。なお、これらの各機能部はキャリアネットワークの上部においてＶＭや専用装置によって実現されるものとする。

以下、各機能部の詳細について説明する。

振分機能部１は、ユーザ端末からのＰＰＰｏＥパケットのうち、振分制御機能部４から振分先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３が設定されたＰＰＰｏＥパケットを該当するＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３に転送し、振分先の設定がないＰＰＰｏＥパケットをプレ応答ＢＡＳ機能部２に転送する機能を有する。

プレ応答ＢＡＳ機能部２は、前記振分先の設定がないＰＰＰｏＥパケットのうち、契約先ＩＳＰを申告するＰＰＰｏＥパケットに基づいて当該パケットを送信したユーザ端末の契約先ＩＳＰ情報およびセッション情報を作成して振分制御機能部４へ通知する機能を有する。

詳細にはＰＰＰｏＥセッションの確立に際し、ユーザから契約先ＩＳＰが申告されるまでのユーザ端末とのＰＰＰｏＥセッション確立に必要な処理、例えばユーザ端末とのＰＰＰｏＥのディスカバリステージの処理やＰＰＰセッションステージのＬＣＰ（Link Control Protocol）ネゴシエーションの処理を行い、ユーザから契約先ＩＳＰが申告された際には、振分制御機能部４に対し、契約先ＩＳＰ情報を通知するとともに、ＰＰＰｏＥのセッションＩＤやユーザ端末のＭＡＣアドレス、ユーザ毎回線のＩＤ（ＶＬＡＮ−ＩＤやＭＰＬＳラベル等のユーザ毎回線の実現方式に応じたＩＤ）等のＰＰＰｏＥセッションを一意に特定する情報（以降、セッション情報と表記）を通知する機能を有する。

各ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３は、それぞれ特定のＩＳＰとの通信回線を有するとともに、振分制御機能部４から通知されたセッション情報に基づいてユーザ端末とのＰＰＰｏＥセッションを終端する機能、詳細にはプレ応答ＢＡＳ機能部２にて実施されていたＰＰＰｏＥセッション確立に必要な処理より後の、ユーザ端末とのＰＰＰｏＥセッション確立に必要な処理、例えばＩＰＣＰネゴシエーションの処理を行う機能を有する。

振分制御機能部４は、プレ応答ＢＡＳ機能部２から通知される情報に基づいて、以下の処理を実施する機能を有する。

即ち、契約先ＩＳＰ情報または契約先ＩＳＰ情報とセッション情報に基づいてＰＰＰｏＥセッション終端先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３を判定し、ユーザ端末からのＰＰＰｏＥパケットを当該ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３へ転送させる設定を振分機能部１に行う機能を有する。ここで、振分機能部１には、ユーザ毎回線のＩＤやユーザ端末のＭＡＣアドレス、ＰＰＰｏＥのセッションＩＤ等のパラメータに合致するパケットをＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３に転送する設定を行う。なお、セッションＩＤは、ユーザが複数のＩＳＰと契約し、同一のユーザ端末から、同時に複数のＩＳＰと接続するためのＰＰＰｏＥセッションの確立に対応するために、同一のユーザ端末からの複数のＰＰＰｏＥセッションを異なるＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３で終端させる場合に必要となる設定である。この場合を想定しないときは、振分機能部１へ設定するパラメータとしては不要である。また、ユーザ端末のＭＡＣアドレスは、同一のユーザ回線内に複数のユーザ端末が存在し、各ユーザ端末から異なるＩＳＰと接続する場合を想定した時に必要となる設定であり、この場合を想定しないときは不要となる設定である。

また、契約先ＩＳＰと接続されているＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３に対して、セッション情報を通知する機能を有する。

本処理の実施に際し、同一のＩＳＰに接続されるＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３が複数存在する場合は、振分制御機能部４においていずれか一つのＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３を選択する。選択方法としては、ラウンドロビンやランダムに選択する方法、選択時点で最も処理負荷の低いＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３とする方法、等が考えられる。

また、本振分制御機能部４は、それぞれのＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３と独立した装置として実装したり、プレ応答ＢＡＳ機能部２と同一の装置に実装しても良い。

＜Ｂ．実施の形態の動作＞
図３に示す装置構成において、ユーザ宅内のユーザ端末とＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３との間でＰＰＰｏＥセッションを確立し、当該ユーザのユーザ端末が契約先ＩＳＰとの通信を開始する場合における動作について、図４にシーケンスに従って説明する。なお、本例は先に挙げた各機能部間の連携に着目したシーケンスを示すものであり、その他のＰＰＰｏＥセッション確立に必要となるシーケンスは省略している。

ＰＰＰｏＥセッション確立時に、ユーザ端末から契約先ＩＳＰが申告されたとする。本申告は振分機能部１によりプレ応答ＢＡＳ機能部２に転送される。ここで、申告するメッセージは例えば、ＰＰＰｏＥセッション確立時の認証フェーズにおけるユーザ端末からの認証要求としてＢＡＳ機能へ送付されるものであり、ＰＡＰやＣＨＡＰ等の認証プロトコルに従う形式となる。

契約先ＩＳＰの申告を受領したプレ応答ＢＡＳ機能部２は、契約先ＩＳＰ情報および、ＰＰＰｏＥのセッションＩＤやユーザ端末のＭＡＣアドレス、ユーザ毎回線のＩＤ等のセッション情報を振分制御機能部４に通知する。ここで、振分制御機能部４は、例えばＲＡＤＩＵＳサーバの一機能として実装することが想定され、その際には、AccessRequestメッセージとしてプレ応答ＢＡＳ機能部２からＲＡＤＩＵＳサーバへ前述の情報が通知される。

振分制御機能部４は、振分機能部１に対し当該ユーザ端末からのＰＰＰｏＥパケットをユーザ毎回線ＩＤやユーザ端末のＭＡＣアドレス、ＰＰＰｏＥのセッションＩＤ等に基づき、契約先ＩＳＰと接続されたＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３へ転送させる設定を行う。また、契約先ＩＳＰと接続されたＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３に対し、セッション情報を通知する。なお、前述した通り、振分制御機能部４をＲＡＤＩＵＳサーバとして実装した際には、ＲＡＤＩＵＳメッセージのAccessAcceptが別途、ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３に通知される。

振分制御機能部４からのセッション情報の通知を受信したＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３にて、ユーザ端末と以降のＰＰＰｏＥセッション確立に必要な処理が実施される。例えば、ユーザ端末に対しＰＡＰ／ＣＨＡＰに従う認証許可を返す処理やＩＰＣＰネゴシエーションがこの処理に該当する。

ＰＰＰｏＥセッションがＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部３と確立された後に、ユーザ端末と契約先ＩＳＰとのＩＰ通信が開始される。

１：振分機能部、２：プレ応答ＢＡＳ機能部、３：ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部、４：振分制御機能部。

中村孝幸、辻河亨、越塚健一、「外部環境の変化に対するキャリア網アーキテクチャの適用性評価」、２０１３年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会、Ｂ−６−９６、２０１３年９月

Claims (4)

1. キャリアネットワーク内に集約化された複数のＢＡＳ機能のいずれかにユーザ端末を収容してＰＰＰｏＥセッションを終端するユーザ端末収容装置であって、
   振分機能部と、プレ応答ＢＡＳ機能部と、それぞれ特定のＩＳＰとの通信回線を有する複数のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部と、振分制御機能部とからなり、
   前記振分機能部は、ユーザ端末からのパケットのうち、振分先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部が設定されたパケットを該当するＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部へ転送し、振分先の設定がないパケットを前記プレ応答ＢＡＳ機能部へ転送する機能を有し、
   前記プレ応答ＢＡＳ機能部は、前記振分先の設定がないパケットのうち、契約先ＩＳＰを申告するパケットに基づいて当該パケットを送信したユーザ端末の契約先ＩＳＰ情報およびセッション情報を作成して前記振分制御機能部へ通知する機能を有し、
   前記複数のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部は、セッション情報に基づいてユーザ端末とのＰＰＰｏＥセッションを終端する機能を有し、
   前記振分制御機能部は、前記プレ応答ＢＡＳ機能部からの契約先ＩＳＰ情報に基づいてＰＰＰｏＥセッション終端先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部を判定し、ユーザ端末からのパケットを当該ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部へ転送させる設定を前記振分機能部に行うとともに、前記プレ応答ＢＡＳ機能部からのセッション情報を該当する前記ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部に通知する機能を有する、
   ことを特徴とするユーザ端末収容装置。
2. 前記振分制御機能部は、前記に加え、
   ユーザが複数のＩＳＰと契約し、同一のユーザ端末から同時に複数のＩＳＰと接続する場合、契約先ＩＳＰ情報とともにセッション情報中のＰＰＰｏＥのセッションＩＤに基づいてＰＰＰｏＥセッション終端先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部を判定する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末収容装置。
3. 前記振分制御機能部は、前記に加え、
   同一のユーザ回線内に複数のユーザ端末が存在し、各ユーザ端末から異なるＩＳＰと接続する場合、契約先ＩＳＰ情報とともにセッション情報中のユーザ端末のＭＡＣアドレスに基づいてＰＰＰｏＥセッション終端先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部を判定する機能を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のユーザ端末収容装置。
4. キャリアネットワーク内に集約化された複数のＢＡＳ機能のいずれかにユーザ端末を収容してＰＰＰｏＥセッションを終端するユーザ端末収容方法であって、
   振分機能部と、プレ応答ＢＡＳ機能部と、それぞれ特定のＩＳＰとの通信回線を有する複数のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部と、振分制御機能部とを用い、
   前記振分機能部が、ユーザ端末からのパケットのうち、振分先の設定がないパケットを前記プレ応答ＢＡＳ機能部へ転送する工程と、
   前記プレ応答ＢＡＳ機能部が、前記振分先の設定がないパケットのうち、契約先ＩＳＰを申告するパケットに基づいて当該パケットを送信したユーザ端末の契約先ＩＳＰ情報およびセッション情報を作成して前記振分制御機能部へ通知する工程と、
   前記振分制御機能部が、前記プレ応答ＢＡＳ機能部からの契約先ＩＳＰ情報に基づいてＰＰＰｏＥセッション終端先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部を判定し、ユーザ端末からのパケットを当該ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部へ転送させる設定を前記振分機能部に行うとともに、前記プレ応答ＢＡＳ機能部からのセッション情報を該当する前記ＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部に通知する工程と、
   前記振分機能部が、ユーザ端末からのパケットのうち、振分先のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部が設定されたパケットを該当するＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部へ転送する工程と、
   前記複数のＩＳＰ毎ＢＡＳ機能部が、セッション情報に基づいてユーザ端末とのＰＰＰｏＥセッションを終端する工程とを含む、
   ことを特徴とするユーザ端末収容方法。

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