JP6363475B2

JP6363475B2 - 呼処理制御サーバ、呼処理制御システム、呼処理制御方法

Info

Publication number: JP6363475B2
Application number: JP2014235346A
Authority: JP
Inventors: 山田　真一; 真一山田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2014-11-20
Publication date: 2018-07-25
Anticipated expiration: 2034-11-20
Also published as: JP2016100706A

Description

本発明は、加入者データサーバ連携方式の呼処理制御を行う呼処理制御サーバ、呼処理制御システム、及び呼処理制御方法に関する。

近年、加入者情報を管理する加入者データサーバと呼処理制御を行う呼処理制御サーバと連携したセッション制御方式（加入者データサーバ連携方式の呼処理制御システム）が提唱されている（非特許文献１）。加入者データサーバ連携方式の呼処理制御サーバは、保持していない加入者情報を、加入者データサーバから取得して設定する。よって、システム内に呼処理制御サーバを適切に分散配置することができる。

寺山尚宏、他１名、「加入者管理サーバと連携するSIPサーバの発信規制方式の検討」、電子情報通信学会総合大会通信講演論文集２、2014年3月、p.52

しかしながら、従来の呼処理制御システムは、１台の加入者データサーバに対して複数台が分散して配置される呼処理制御サーバの処理能力を、過剰に制限することで加入者データサーバに生じる輻輳を防止する方式であり、システム全体のリソースを有効に活用できない課題がある。

本発明は、この課題に鑑みてなされたものであり、加入者データサーバの能力に合わせた呼処理制御を行うようにした呼処理制御サーバ、呼処理制御システム、及び呼処理制御方法を提供することを目的とする。

本発明の呼処理制御サーバは、ＩＰ端末からユーザ登録要求を受信して加入者データサーバにユーザ登録要求信号を送信するユーザ登録要求送信部と、前記加入者データサーバが輻輳状態になった場合に生じる輻輳エラーを、一定期間内に所定数以上受信した場合に、前記ユーザ登録要求送信部の動作を所定の時間、規制する登録要求規制部と、前記所定の時間内に発生する前記輻輳エラーの数が無くなれば前記規制を解除し、又は、前記所定の時間よりも短い時間内に発生する前記輻輳エラーの数が閾値以下に減った場合に前記規制を解除し、又は、前記所定の時間が経過すると前記規制を解除する輻輳エラー監視部とを具備する。

また、本発明の呼処理制御システムは、呼処理制御サーバと加入者データサーバとを有する呼処理制御システムであって、前記呼処理制御サーバは、ＩＰ端末からユーザ登録要求を受信して加入者データサーバにユーザ登録要求信号を送信するユーザ登録要求送信部と、前記加入者データサーバが輻輳状態になった場合に生じる輻輳エラーを、一定期間内に所定数以上受信した場合に、前記ユーザ登録要求送信部の動作を所定の時間、規制する登録要求規制部と、前記所定の時間内に発生する前記輻輳エラーの数が無くなれば前記規制を解除し、又は、前記所定の時間よりも短い時間内に発生する前記輻輳エラーの数が閾値以下に減った場合に前記規制を解除し、又は、前記所定の時間が経過すると前記規制を解除する輻輳エラー監視部とを具備する。

また、本発明の呼処理制御方法は、呼処理制御サーバが行う呼処理制御方法であって、
ＩＰ端末からユーザ登録要求を受信して加入者データサーバにユーザ登録要求信号を送信するユーザ登録要求送信ステップと、前記加入者データサーバが輻輳状態になった場合に生じる輻輳エラーを、一定期間内に所定数以上受信した場合に、前記ユーザ登録要求送信ステップの動作を所定の時間、規制する登録要求規制ステップと、前記所定の時間内に発生する前記輻輳エラーの数が無くなれば前記規制を解除し、又は、前記所定の時間よりも短い時間内に発生する前記輻輳エラーの数が閾値以下に減った場合に前記規制を解除し、又は、前記所定の時間が経過すると前記規制を解除する。

本発明によれば、呼処理制御システムにおいて加入者データサーバの能力に合わせた呼処理制御を行うことができ、システム全体のリソースの有効活用を可能にする。

本実施の形態の呼処理制御システム１の機能構成例を示す図である。本実施の形態の呼処理制御サーバ２０の機能構成例を示す図である。呼処理制御システム１の動作シーケンスを示す図である。比較例の呼処理制御システムの動作シーケンスの例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１に、本実施の形態の呼処理制御システム１の機能構成例を示す。

呼処理制御システム１は、ＩＰ電話端末１０と、呼処理制御サーバ２０と、加入者データサーバ３０とで構成される。なお、ＩＰ電話端末１０と呼処理制御サーバ２０と加入者データサーバ３０とを、それぞれ接続するネットワークの表記は省略している。

ＩＰ電話端末１０は、ＩＰ（Internet Protocol）ベースで動作する電話端末である。なお、端末は電話で無くてもよく、例えばタブレット等のＩＰ端末であってもよい。呼処理制御サーバ２０は、ＩＰ電話端末１０からの呼要求に対して呼処理制御を行う。加入者データサーバ３０は、加入者情報を管理するサーバである。

図２に、呼処理制御サーバ２０の機能構成例を示す。図３に、呼処理制御システム１の動作シーケンスを示す。図２と図３を参照して呼処理制御サーバ２０の動作を説明する。

呼処理制御サーバ２０は、ユーザ登録要求送信部２１と、登録要求規制部２２と、輻輳エラー監視部２３とを具備する。呼処理制御サーバ２０の各機能構成部は、本実施の形態の呼処理制御を実現する構成のみを示し、一般的な機能構成部についての表記は省略している。呼処理制御サーバ２０は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等で構成されるコンピュータに所定のプログラムが読み込まれて、ＣＰＵがそのプログラムを実行することで実現されるものである。

ユーザ登録要求送信部２１は、ＩＰ電話端末１０からユーザ登録要求を受信（ステップＳ１）して加入者データサーバ３０にユーザ登録要求信号を送信する（ステップＳ２）。ユーザ登録要求送信部２１は、SIPメッセージをDiameterプロトコルのDia信号に変換して送信する。ユーザ登録要求送信部２１は、認証ヘッダなしのSIPメッセージ（REGISTER）に対してMAR信号、認証ヘッダありのSIPメッセージ（REGISTER）に対してSAR信号を生成する。ユーザ登録要求送信部２１は、MAR信号とSAR信号をユーザ登録要求信号（Dia信号）として送信する。

登録要求規制部２２は、加入者データサーバ３０がユーザ登録要求信号（MAR,SAR）によって輻輳状態になった場合に生じる輻輳エラー（Result-Code=3004、ステップＳ３）を受信（ステップＳ４）し、当該輻輳エラーを一定期間内に所定数以上の回数受信した場合に、ユーザ登録要求送信部２１の動作を所定の時間規制する（ステップＳ５のYES）。登録要求規制部２２は、ユーザ登録要求送信部２１を、その動作を規制する加入者データサーバ輻輳モードに設定する（ステップＳ６）。輻輳エラーは他に、例えば4002や5006のコードがある。

ここで一定期間とは例えば１０秒間、所定の数とは例えば５回、といった値である。また、規制とはユーザ登録要求信号（MAR,SAR）の送信を規制前の例えば１/３〜１/１０に制限することである。

規制は、輻輳エラーを１回でも検出したらユーザ登録要求信号（MAR,SAR）の送信を禁止する様にしてもよい。しかし、１回の輻輳エラーの発生で直ちにその送信を禁止すると、その時点でユーザの要求に応えられなくなる。そこで、図３は、加入者データサーバ輻輳モードにおいてもＩＰ電話端末１０からのユーザ登録要求を受け付けて（ステップＳ７）ユーザ登録要求信号（MAR,SAR）を送信する（ステップＳ８）例を示している。

輻輳エラー監視部２３は、規制している所定の時間の間の輻輳エラーを受信（ステップＳ９）し、所定時間内に輻輳エラーを受信しなかった場合（ステップＳ１０のなし）、又は、所定時間よりも短い時間内に受信した輻輳エラーの数が閾値未満の（ステップＳ１３のNO）場合に、ユーザ登録要求送信部２１に対する規制を解除する（ステップＳ１５）。

所定時間内に輻輳エラーが発生した場合（ステップＳ１０のあり）、登録要求規制部２２は当該輻輳エラーに対応するMAR信号の数を加算してMAR呼数を計数する（ステップＳ１１）。そして、加算したMAR信号に対応するレスポンスメッセージ５０３（網輻輳）をＩＰ電話端末１０に送信する（ステップＳ１２）。

輻輳エラーの数が閾値以上の場合（ステップＳ１３のYES）、登録要求規制部２２は所定時間が経過するまで登録要求規制を継続する（ステップＳ１４のNO）。ここで所定時間とは、例えば数秒間の時間である。この間、ステップＳ６〜Ｓ１４の処理は繰り返される。

この所定時間内に発生する輻輳エラーの数が無くなれば規制は解除される（ステップＳ１０のなし）。また、この所定時間よりも短い時間内に発生する輻輳エラーの数が閾値以下に減った場合に規制は解除される（ステップＳ１３のNO）。また、所定時間が経過すると規制は解除される（ステップＳ１４のYES）。

所定時間を例えば３秒、所定時間よりも短い時間を例えば１秒、そして閾値を例えば３に設定する。そうすることで、加入者データサーバ輻輳モードの解除条件の自由度を増やすことができ、制限された呼数を少しでも早く通常の状態に戻すことが可能になる。

以上説明したように、呼処理制御サーバ２０は、加入者データサーバ３０で発生する輻輳エラーを検出して動作するので、加入者データサーバ３０の能力に合わせた呼数制御を行うことができる。その結果、呼処理制御システム１全体のリソースの有効活用を可能にする。

〔比較例〕
以下、本実施の形態の比較例の呼処理制御システムについて説明する。比較例は、輻輳エラーを検出しないで呼処理制御を行う呼処理制御システムである。図４に比較例の動作シーケンスを示す。なお、輻輳エラーを検出しないで呼処理制御を行う呼処理制御サーバの参照符号を２２０として説明する。

ＩＰ電話端末１０は、ユーザ登録要求を呼処理制御サーバ２２０に送信する（ステップＳ２０）。呼処理制御サーバ２２０は、認証ヘッダなしのSIPメッセージ（REGISTER）をDiameterプロトコルの認証要求信号（MAR: Multimedia Auth Request）に変換して加入者データサーバ３０に送信する（ステップＳ２１）。

加入者データサーバ３０は、その認証要求信号（MAR）の応答としてMAA（ Multimedia Auth Answer）信号と対象ユーザの認証ヘッダを、呼処理制御サーバ２２０に返信する(ステップＳ２２)。呼処理制御サーバ２２０は、MAA信号を受信するとステップＳ２０の応答として認証ヘッダを添付したレスポンスメッセージ４０１（認証エラー）を、ＩＰ電話端末１０に送信する（ステップＳ２３）。

ＩＰ電話端末１０は、認証ヘッダありのユーザ登録要求（REGISTER）を呼処理制御サーバ２２０に送信する（ステップＳ２４）。呼処理制御サーバ２２０は、認証ヘッダありのSIPメッセージ（REGISTER）を、加入者データ取得要求信号（SAR: Server Assignment Request）に変換して加入者データサーバ３０に送信する（ステップＳ２５）。

加入者データサーバ３０は、加入者データ取得要求信号（SAR）の応答としてSAA（SAR:
Server Assignment Answer）信号と加入者データを、呼処理制御サーバ２２０に返信する（ステップＳ２６）。加入者データを受信した呼処理制御サーバ２２０は、ステップＳ２４のリクエストが正常に終了したことを意味するレスポンスメッセージ２００（OK）をＩＰ電話端末１０に送信する（ステップＳ２７）。

ＩＰ電話端末１０は、セッションの開始を意味するSIPメッセージ（INVITE）を呼処理制御サーバ２２０に送信する（ステップＳ２８）。呼処理制御サーバ２２０は、SIPメッセージ（INVITE）を、相手端末のロケーション情報取得要求信号（LIR: Location Info Request）に変換して加入者データサーバ３０に送信する（ステップＳ２９）。加入者データサーバ３０は、その応答としてLIA（Location Info Answer）信号と相手端末のロケーション情報を呼処理制御サーバ２２０に返信する（ステップＳ３０）。相手端末のロケーション情報を取得した呼処理制御サーバ２２０は、相手端末をサービスエリア内に持つ他の呼処理制御サーバ（図示せず）に対してSIPメッセージ（INVITE）を送信する（ステップＳ３１）。

比較例では、輻輳エラーを検出してその発生状況に対応した処理を行わない。比較例の呼処理制御システムは、１台当たりの呼処理制御サーバ２２０の処理能力を制限することで加入者データサーバ３０における輻輳の発生を防止する。

例えば、加入者データサーバ３０のDia信号（MAR等）の処理性能を、仮に32TPS（Transaction/Second）と仮定した場合、呼処理制御サーバ２２０が加入者データサーバ３０に送信可能なDia信号の数は32信号に限られる。加入者データサーバ３０に、仮に２０台の呼処理制御サーバ２２０が接続される場合、１台の呼処理制御サーバが送信可能なDia信号は、平均すると1.6TPS（32÷20=1.6）となる。そこで、呼処理制御サーバ２２０のDia信号の処理能力を1.6TPSに制限すれば、加入者データサーバ３０おいて輻輳は生じなくなる。

しかし、送信可能なDia信号を1.6TPSに制限すると輻輳規制が過規制となりリソース効率を極端に悪化させてしまう。逆に、呼処理制御サーバ２２０の処理能力を制限しないと、輻輳規制が規制不足になる。このように呼処理制御サーバ２２０の処理能力を制限する比較例では、システム全体のリソースを有効に活用することができない。

これに対して本実施の形態では、輻輳エラーを検出してそれに対応した呼数制御を行うことで、呼処理制御サーバ２０の処理能力を最大限に生かすことができる。図３で説明したように、所定時間内に発生する輻輳エラーの数が無くなれば規制は解除される（ステップＳ１０のなし）。また、この所定時間よりも短い時間内に発生する輻輳エラーの数が閾値以下に減った場合に規制は解除される（ステップＳ１３のNO）。また、所定時間が経過すると規制は解除される（ステップＳ１４のYES）。

例えば所定時間を３秒、所定時間よりも短い時間を１秒、そして閾値を例えば３に設定する。そうすることで、加入者データサーバ輻輳モードの解除条件の自由度を増やすことができ、制限された呼数を少しでも早く通常の状態に戻すことが可能になる。

以上説明したように、加入者データサーバ３０で発生する輻輳エラーを検出して動作するので、加入者データサーバ３０の能力に合わせた呼数制御を行うことができる。その結果、呼処理制御システム１全体のリソースの有効活用を可能にすることができる。

なお、本実施の形態を、呼処理制御サーバ２０の自律的な動作によって登録要求を規制する例で説明を行ったが、保守者の意向に基づいて登録要求を規制するようにしてもよい。その場合、図２に破線で示すように保守者によって登録要求規制信号が、登録要求規制部２２に入力される。このように保守者による登録要求規制を可能にするため、コマンドによって、呼処理制御サーバ２０を加入者データサーバ輻輳モードに設定できるようにしてもよい。この場合でも規制の解除は、図３に示した処理に基づいて解除する。

また、加入者データサーバ３０が、輻輳状態の解消を検出して登録要求の規制を解除するようにしてもよい。その場合は、加入者データサーバ３０から呼処理制御サーバ２０の登録要求規制部２２に図２に破線で示す輻輳解除信号が入力される。

また、ユーザ登録要求信号の送信を所定の数に絞る例で説明を行ったがこの例に限定されない。例えばユーザ登録要求信号の送信を多段的に絞るようにしてもよい。多段的に絞る場合、ステップＳ６（図３）において、例えば規制開始から１秒間はユーザ登録要求信号の送信を５回、１秒後からの１秒間は３回、２秒後からの１秒間は１回、と漸次的に減少させる。または、１回の輻輳エラーの発生で直ちにユーザ登録要求信号の送信を禁止（０）するようにしてもよい。このように輻輳時にユーザ登録要求信号の送信をどのように規制するかは、各々の呼処理制御システムのリソースに合わせて設定すればよい。そうすることで、呼処理制御システムに合わせた呼数制御を行うことが可能になる。

また、加入者データサーバ３０が輻輳状態になるのを、MAR信号とSAR信号を例に説明を行ったが、呼処理制御サーバ２０から加入者データサーバへ送信するDia信号の範囲を拡大して輻輳状態を検出するようにしてもよい。他のDia信号としてLIR信号等（図４）を含めてもよい。このように本発明は、説明した実施形態に限定されるものではなくその要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

上記のデバイスと端末の各処理部をコンピュータによって実現する場合、各処理部が有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、上記装置における処理部がコンピュータ上で実現される。

また、このプログラムの流通は、例えば、そのプログラムを記録したＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を販売、譲渡、貸与等することによって行う。さらに、このプログラムをサーバコンピュータの記録装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することにより、このプログラムを流通させる構成としても良い。

１：呼処理制御システム
１０：ＩＰ電話端末
２０：呼処理制御サーバ
２１：ユーザ登録要求送信部
２２：登録要求規制部
２３：輻輳エラー監視部
３０：加入者データサーバ

Claims

ＩＰ端末からユーザ登録要求を受信して加入者データサーバにユーザ登録要求信号を送信するユーザ登録要求送信部と、
前記加入者データサーバが輻輳状態になった場合に生じる輻輳エラーを、一定期間内に所定数以上受信した場合に、前記ユーザ登録要求送信部の動作を所定の時間、規制する登録要求規制部と、
前記所定の時間内に発生する前記輻輳エラーの数が無くなれば前記規制を解除し、又は、前記所定の時間よりも短い時間内に発生する前記輻輳エラーの数が閾値以下に減った場合に前記規制を解除し、又は、前記所定の時間が経過すると前記規制を解除する輻輳エラー監視部とを具備する
ことを特徴とする呼処理制御サーバ。
請求項１に記載した呼処理制御サーバにおいて、
前記登録要求規制部は、
前記規制している間に送信する前記ユーザ登録要求信号の数を、所定の数に絞る、又は、多段的に絞る、又は、０にすることを特徴とする呼処理制御サーバ。
呼処理制御サーバと加入者データサーバとを有する呼処理制御システムであって、
前記呼処理制御サーバは、
ＩＰ端末からユーザ登録要求を受信して加入者データサーバにユーザ登録要求信号を送信するユーザ登録要求送信部と、
前記加入者データサーバが輻輳状態になった場合に生じる輻輳エラーを、一定期間内に所定数以上受信した場合に、前記ユーザ登録要求送信部の動作を所定の時間、規制する登録要求規制部と、
前記所定の時間内に発生する前記輻輳エラーの数が無くなれば前記規制を解除し、又は、前記所定の時間よりも短い時間内に発生する前記輻輳エラーの数が閾値以下に減った場合に前記規制を解除し、又は、前記所定の時間が経過すると前記規制を解除する輻輳エラー監視部とを具備する
ことを特徴とする呼処理制御システム。
呼処理制御サーバが行う呼処理制御方法であって、
ＩＰ端末からユーザ登録要求を受信して加入者データサーバにユーザ登録要求信号を送信するユーザ登録要求送信ステップと、
前記加入者データサーバが輻輳状態になった場合に生じる輻輳エラーを、一定期間内に所定数以上受信した場合に、前記ユーザ登録要求送信ステップの動作を所定の時間、規制する登録要求規制ステップと、
前記所定の時間内に発生する前記輻輳エラーの数が無くなれば前記規制を解除し、又は、前記所定の時間よりも短い時間内に発生する前記輻輳エラーの数が閾値以下に減った場合に前記規制を解除し、又は、前記所定の時間が経過すると前記規制を解除する
ことを特徴とする呼処理制御方法。
請求項４に記載した呼処理制御方法において、
前記登録要求規制ステップは、
前記規制している間に送信する前記ユーザ登録要求信号の数を、所定の数に絞る、又は、多段的に絞る、又は、０にすることを特徴とする呼処理制御方法。