JP6406424B2 - 通信システムにおけるデータセンタ、通信装置、通信方法および通信制御方法 - Google Patents
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Description
本発明はデータセンタを含む通信システムに係り、特にその通信技術および通信制御技術に関する。
近年、クラウドサービス等の種々のサービスが多くの仮想移動体通信事業者（ＭＶＮＯ：Mobile Virtual Network Operator)により提供されるようになっている。一般に、ＭＶＮＯは無線通信設備を保有していないので、アクセスネットワークおよびコアネットワークを移動体通信事業者（ＭＮＯ：Mobile Network Operator)から借り受けている場合が多い。たとえば、図１に示すように、ＭＶＮＯは、ＭＮＯが保有する基地局およびコアネットワークＥＰＣ(Evolved Packet Core)を借り、ユーザの移動端末に対してインターネットを通してサービスを提供する（たとえば特許文献１を参照）。
ＭＮＯは、最近のトラフィック量の増大に伴う設備および運用コストの増大に対処するために、ネットワークの機能の仮想化（ＮＦＶ：Network Functions Virtualization）およびソフトウェア定義ネットワーク化(ＳＤＮ：Software-Defined Networking)を促進している。このようなＳＤＮ／ＮＦＶ環境下で、コアネットワークの仮想化も進んでおり、将来的には、たとえばクラウド事業者のデータセンタ内に仮想ＥＰＣ（ｖＥＰＣ：virtual EPC）を構築することも考えられる。
データセンタ内に仮想ネットワークを構築する場合、上述したように、ＭＶＮＯは無線通信インフラを保有していないために、既存のＭＮＯのアクセスネットワークを用いて端末からのアクセスを受ける必要がある。特に、複数のＭＮＯがそれぞれアクセスネットワークを保有している場合、データセンタ内の仮想ネットワークは複数のアクセスネットワークにより共有されることが望ましい。
また、たとえばＭＶＮＯがクラウド事業者の場合には、自社データセンタ内にクラウドとキャリアのコアネットワークとを併存させる必要がある。このために、クラウドユーザのトラフィックとキャリアのトラフィックとが混在することとなり、クラウドとコアネットワークとの棲み分けが問題となる。
そこで、本発明の目的は、データセンタおよびそこに構築された仮想ネットワークの効率的利用を可能にする通信システムにおけるデータセンタ、通信装置、通信方法および通信制御方法を提供することにある。
本発明による通信システムは、少なくとも１つの通信事業者が保有する通信設備と、前記通信設備とネットワークを通して接続するデータセンタと、を有し、前記データセンタが、前記通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークと、クラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークと、通信手段と、を有し、前記通信手段が、前記通信設備からのトラフィックを受信する受信手段と、前記受信したトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける振分手段と、を含むことを特徴とする。
本発明によるデータセンタは、通信事業者が保有する通信設備とネットワークを通して接続するゲートウェイ手段と、前記通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークと、クラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークと、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける振分手段と、を含むことを特徴とする。
本発明による通信装置は、データセンタ内の通信装置であって、通信事業者が保有する通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークと、クラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークと、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける振分手段と、を含むことを特徴とする。
本発明による通信装置は、通信事業者が保有する通信装置であって、端末と無線接続する少なくとも１つの基地局と、他の通信事業者が保有するデータセンタ内の仮想コアネットワークあるいはユーザ向けの仮想ネットワークとネットワークを通して通信を行うためのゲートウェイ手段と、を含み、前記仮想コアネットワークと前記少なくとも１つの基地局とにより移動体通信機能が実現され、前記仮想ネットワークが前記通信設備に接続した端末に対して所定のサービスを提供する、ことを特徴とする。
本発明による通信方法は、通信事業者が通信設備を保有し、前記通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークとクラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークとをデータセンタ内に構築し、前記データセンタ内の振分手段が、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける、ことを特徴とする。
本発明による通信制御方法は、データセンタにおける通信制御方法であって、ゲートウェイ手段が、通信事業者が保有する通信設備とネットワークを通して接続し、計算リソースが、前記通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークと、クラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークと、を構築し、振分手段が、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける、ことを特徴とする。
本発明による通信制御方法は、データセンタ内の通信装置における通信制御方法であって、第一仮想ネットワークが、通信事業者が保有する通信設備を用いて移動体通信機能を実現し、第二仮想ネットワークが前記通信設備に接続した端末に対して所定のサービスを提供し、振分手段が、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける、ことを特徴とする。
本発明による通信制御方法は、通信事業者が保有する通信設備における通信制御方法であって、少なくとも１つの基地局が端末と無線接続し、ゲートウェイ手段が、他の通信事業者が保有するデータセンタ内の第一仮想ネットワークあるいは第二仮想ネットワークとネットワークを通して通信を行い、前記第一仮想ネットワークと前記少なくとも１つの基地局とにより移動体通信機能が実現され、前記第二仮想ネットワークが前記通信設備に接続した端末に対して所定のサービスを提供する、ことを特徴とする。
本発明によるデータセンタは、通信事業者が保有する通信設備とネットワークを通して接続するゲートウェイ手段と、前記通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークと、クラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークと、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける振分手段と、を含むことを特徴とする。
本発明による通信装置は、データセンタ内の通信装置であって、通信事業者が保有する通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークと、クラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークと、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける振分手段と、を含むことを特徴とする。
本発明による通信装置は、通信事業者が保有する通信装置であって、端末と無線接続する少なくとも１つの基地局と、他の通信事業者が保有するデータセンタ内の仮想コアネットワークあるいはユーザ向けの仮想ネットワークとネットワークを通して通信を行うためのゲートウェイ手段と、を含み、前記仮想コアネットワークと前記少なくとも１つの基地局とにより移動体通信機能が実現され、前記仮想ネットワークが前記通信設備に接続した端末に対して所定のサービスを提供する、ことを特徴とする。
本発明による通信方法は、通信事業者が通信設備を保有し、前記通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークとクラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークとをデータセンタ内に構築し、前記データセンタ内の振分手段が、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける、ことを特徴とする。
本発明による通信制御方法は、データセンタにおける通信制御方法であって、ゲートウェイ手段が、通信事業者が保有する通信設備とネットワークを通して接続し、計算リソースが、前記通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークと、クラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークと、を構築し、振分手段が、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける、ことを特徴とする。
本発明による通信制御方法は、データセンタ内の通信装置における通信制御方法であって、第一仮想ネットワークが、通信事業者が保有する通信設備を用いて移動体通信機能を実現し、第二仮想ネットワークが前記通信設備に接続した端末に対して所定のサービスを提供し、振分手段が、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける、ことを特徴とする。
本発明による通信制御方法は、通信事業者が保有する通信設備における通信制御方法であって、少なくとも１つの基地局が端末と無線接続し、ゲートウェイ手段が、他の通信事業者が保有するデータセンタ内の第一仮想ネットワークあるいは第二仮想ネットワークとネットワークを通して通信を行い、前記第一仮想ネットワークと前記少なくとも１つの基地局とにより移動体通信機能が実現され、前記第二仮想ネットワークが前記通信設備に接続した端末に対して所定のサービスを提供する、ことを特徴とする。
上述したように、本発明によれば、データセンタ内に第一仮想ネットワークと第二仮想ネットワークとが構築され、通信設備からのトラフィックを第一仮想ネットワークあるいは第二仮想ネットワークのいずれかに振り分けることで、データセンタおよびそこに構築された仮想ネットワークの汎用性を向上させることができ、仮想ネットワークの効率的利用が可能となる。
＜実施形態の概要＞
本発明の実施形態による通信システムでは、仮想移動体通信事業者（以下、ＭＶＮＯと記す。）が自社のデータセンタ内に仮想コアネットワークを構築し、移動体通信事業者（以下、ＭＮＯと記す。）が保有する無線通信設備を利用して移動体通信ネットワーク機能を実現する。
本発明の実施形態による通信システムでは、仮想移動体通信事業者（以下、ＭＶＮＯと記す。）が自社のデータセンタ内に仮想コアネットワークを構築し、移動体通信事業者（以下、ＭＮＯと記す。）が保有する無線通信設備を利用して移動体通信ネットワーク機能を実現する。
本発明の一実施形態によるデータセンタでは、その内部に構築された仮想コアネットワークが複数のＭＮＯの無線通信設備からのトラフィックを処理することができる。また本発明の他の実施形態によるデータセンタでは、その内部に仮想コアネットワークとクラウドサービスを提供する別の仮想ネットワークとが独立に構築され、複数のＭＮＯの無線通信設備からのトラフィックは仮想コアネットワークへ、クラウドサービスを利用するユーザのトラフィックは別の仮想ネットワークへ、それぞれ振り分けられる。以下、本発明の実施形態および実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
１．第１実施形態
本発明の第１実施形態によれば、データセンタ内に仮想コアネットワークが構築され、データセンタ内の仮想コアネットワークが複数のＭＮＯにより提供される無線通信設備からのトラフィックを処理するように通信制御を行うことで仮想コアネットワークの汎用性を高めることができる。
本発明の第１実施形態によれば、データセンタ内に仮想コアネットワークが構築され、データセンタ内の仮想コアネットワークが複数のＭＮＯにより提供される無線通信設備からのトラフィックを処理するように通信制御を行うことで仮想コアネットワークの汎用性を高めることができる。
１．１）システム
図２に例示するように、本実施形態による通信システムは、複数の無線通信設備（１０Ａ、１０Ｂ）と、データセンタ２０と、複数の無線通信設備とデータセンタ２０とを接続するネットワーク３０と、を有する。図２では、異なるＭＮＯ（Ａ）およびＭＮＯ（Ｂ）が無線通信設備１０Ａおよび１０Ｂをそれぞれ保有し、ＭＶＮＯがデータセンタ２０を保有するものとする。
図２に例示するように、本実施形態による通信システムは、複数の無線通信設備（１０Ａ、１０Ｂ）と、データセンタ２０と、複数の無線通信設備とデータセンタ２０とを接続するネットワーク３０と、を有する。図２では、異なるＭＮＯ（Ａ）およびＭＮＯ（Ｂ）が無線通信設備１０Ａおよび１０Ｂをそれぞれ保有し、ＭＶＮＯがデータセンタ２０を保有するものとする。
無線通信設備１０Ａは、ＭＮＯ（Ａ）が保有する移動体通信ネットワークのアクセスネットワーク部の一部であり、少なくとも基地局１０１およびゲートウェイ１０２を含むものとする。ここでは一つの基地局１０１が図示されているが、複数の基地局１０１からなるアクセスネットワーク（たとえば、eUTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Network））を構成してもよい。なお、ＭＮＯ（Ａ）がコアネットワークを保有する場合には、端末Ａからのアクセスがゲートウェイ１０２によりオフロードされ、ＭＮＯ（Ａ）のコアネットワークを経由しないものとする。基地局１０１はＭＮＯ（Ａ）の加入者端末Ａと無線通信を行い、ゲートウェイ１０２はネットワーク３０を通してデータセンタ２０に接続する。無線通信設備１０Ｂも基本的に同様の構成を有するものとする。また、ＭＶＮＯの加入者端末（端末Ｃ）がＭＮＯの無線通信設備を利用してネットワーク３０経由でデータセンタ２０に接続することもできる。
データセンタ２０はコンピュータ等の計算資源を有し、コアネットワーク機能を実現する仮想ネットワーク２０１と、ネットワーク３０に接続するゲートウェイ２０２と、が構築されている。ゲートウェイ２０２は各無線通信設備のゲートウェイ１０２との間で専用の物理チャネルあるいはネットワーク３０を通る保護された論理チャネルを形成することが望ましい。これによって、各無線通信設備の基地局と仮想ネットワーク２０１とを接続することができ、仮想ネットワーク２０１が異なるＭＮＯの無線アクセスネットワークを収容することが可能となる。なお、仮想ネットワーク２０１は、例えば物理サーバ上に設定された仮想マシン、スイッチ、ルータ等のリソースを用いて構築されうる。
ネットワーク３０は、無線通信設備１０Ａ、１０Ｂおよびその他無線通信設備をデータセンタ２０に接続するインターネット等のＩＰネットワーク、ＲＡＮ（Radio Access Network）、物理的に他のネットワークと隔離された専用線等である。また仮想ネットワーク２０１に接続されたネットワーク４０は、外部のパケットネットワークあるいはインターネット等のＩＰネットワークである。
１．２）データセンタ
次に、仮想ネットワーク２０１に異なるＭＮＯの無線アクセスネットワークを収容するデータセンタ２０について説明する。ただし、図２に示した通信システムと同様の機能を有するブロックには同一の参照番号を付して詳細な説明は省略する。
次に、仮想ネットワーク２０１に異なるＭＮＯの無線アクセスネットワークを収容するデータセンタ２０について説明する。ただし、図２に示した通信システムと同様の機能を有するブロックには同一の参照番号を付して詳細な説明は省略する。
＜第１実施例＞
図３に例示するように、本発明の第１実施例による通信システムでは、クラウド事業者（ＭＶＮＯ）のデータセンタ２０内に仮想コアネットワーク（ｖＥＰＣ）２０１が構築され、ｖＥＰＣ２０１の前段に、すなわちｖＥＰＣ２０１のＳ−ＧＷとゲートウェイ２０２との間に、各端末のベアラを終端する端末ベアラ終端部２０３が設けられている。
図３に例示するように、本発明の第１実施例による通信システムでは、クラウド事業者（ＭＶＮＯ）のデータセンタ２０内に仮想コアネットワーク（ｖＥＰＣ）２０１が構築され、ｖＥＰＣ２０１の前段に、すなわちｖＥＰＣ２０１のＳ−ＧＷとゲートウェイ２０２との間に、各端末のベアラを終端する端末ベアラ終端部２０３が設けられている。
ｖＥＰＣ２０１は、例えば、データセンタ２０内のサーバ上の仮想マシンにおいて、アプライアンス単位又は各アプライアンスが有する個別の機能単位で実現される。これらの機能としては、たとえば以下のものがある。
ＨＳＳ（Home Subscriber Server）：
通信システムの加入者情報を管理する機能。
ＲＡＤＩＵＳ（Remote Authorization Dial In Service）：
・ネットワークにアクセスするユーザを認証する機能（Authentication機能）。
・認証したユーザに対して、アクセス許可を与える機能（Authorization機能）。
・課金管理のため、アクセスを監視する機能（Accounting機能）。
Ｐ−ＧＷ：
・パケットを処理する機能（Ｕｓｅｒ−Ｐｌａｎｅ機能）
・通信に応じた課金状態を管理する機能（ＰＣＥＦ：Policy and Charging Enforcement Function）
・ＱｏＳ（Quality of Service）等のポリシを制御する機能（ＰＣＲＦ：Policy and Charging Rule Function）
・ＬＩ機能
Ｓ−ＧＷ：
・パケットを処理する機能（Ｕｓｅｒ−Ｐｌａｎｅ機能）
・制御シグナリングを処理する機能（Ｃ−Ｐｌａｎｅ機能）
ＭＭＥ（Mobility Management Entity）：
・制御シグナリングを処理する機能（Ｃ−Ｐｌａｎｅ機能）：例えば、通信用のセッションの設定・解放、ハンドオーバーの制御等
・ＨＳＳ（Home Subscriber Server）と連携して、通信システムの加入者情報を管理する機能。
通信システムの加入者情報を管理する機能。
ＲＡＤＩＵＳ（Remote Authorization Dial In Service）：
・ネットワークにアクセスするユーザを認証する機能（Authentication機能）。
・認証したユーザに対して、アクセス許可を与える機能（Authorization機能）。
・課金管理のため、アクセスを監視する機能（Accounting機能）。
Ｐ−ＧＷ：
・パケットを処理する機能（Ｕｓｅｒ−Ｐｌａｎｅ機能）
・通信に応じた課金状態を管理する機能（ＰＣＥＦ：Policy and Charging Enforcement Function）
・ＱｏＳ（Quality of Service）等のポリシを制御する機能（ＰＣＲＦ：Policy and Charging Rule Function）
・ＬＩ機能
Ｓ−ＧＷ：
・パケットを処理する機能（Ｕｓｅｒ−Ｐｌａｎｅ機能）
・制御シグナリングを処理する機能（Ｃ−Ｐｌａｎｅ機能）
ＭＭＥ（Mobility Management Entity）：
・制御シグナリングを処理する機能（Ｃ−Ｐｌａｎｅ機能）：例えば、通信用のセッションの設定・解放、ハンドオーバーの制御等
・ＨＳＳ（Home Subscriber Server）と連携して、通信システムの加入者情報を管理する機能。
たとえば端末Ａ（端末Ｂ、Ｃでも同様）は、当該端末が加入しているキャリアＡ（ＭＮＯ（Ａ））の基地局１０１と無線接続し、クラウド事業者のデータセンタ２０内に構築されたｖＥＰＣ２０１を経由してインターネット４０にアクセスすることができる。Ｅ−ＵＴＲＡＮを用いたＥＰＳ(Evolved Packet System)である場合、端末Ａは、接続した基地局（eNodeB）１０１を通してｖＥＰＣ２０１との間でベアラ（仮想パス）を確立してパケット通信を行うが、本実施例では、端末ＡとｖＥＰＣ２０１の前段に配置された端末ベアラ終端部２０３との間でベアラを終端し、端末との間のトラフィックをエンド・ツー・エンドで保護する。ベアラはパケットをカプセル化して提供されるので、端末ベアラ終端部２０３はパケットのアウタヘッダにより各キャリアのアクセスネットワークを識別可能である。以下、第１実施例の動作について図４を参照しながら説明する。
図４において、端末Ａは、加入しているキャリアＡ（ＭＮＯ（Ａ））が提供する設備（基地局およびＧＷ）を通して、データセンタ２０内のｖＥＰＣ２０１に対してベアラ接続要求を送信すると（動作Ｓ３０１ａ）、ｖＥＰＣ２０１の前段に設けられた端末ベアラ終端部２０３が終端し、端末Ａと端末ベアラ終端部２０３との間でベアラ設定処理が行われる（動作Ｓ３０２ａ）。端末ベアラ終端部２０３からベアラ接続応答が端末Ａへ送信されると（動作Ｓ３０３ａ）、端末Ａと端末ベアラ終端部２０３との間にベアラが確立し、当該ベアラを通して端末ＡとｖＥＰＣ２０１との間で規定された信号のやりとりが行われる（動作Ｓ３０４ａ）。端末Ｂも同様に、加入しているキャリアＢ（ＭＮＯ（Ｂ））が提供する設備（基地局およびＧＷ）を通して、ベアラ接続要求の送信（動作Ｓ３０１ｂ）、端末ベアラ終端部２０３との間のベアラ設定処理（動作Ｓ３０２ｂ）、端末ベアラ終端部２０３からのベアラ接続応答の送信（動作Ｓ３０３ａ）、端末Ｂと端末ベアラ終端部２０３との間のベアラを通したｖＥＰＣ２０１との間の規定された信号のやりとり（動作Ｓ３０４ｂ）がそれぞれ実行される。このように、端末ベアラ終端部２０３は、各キャリアに加入した各端末との間のベアラを識別することができ、設定されたベアラによりそれぞれのキャリアトラフィックが保護される。
なお、端末ベアラ終端部２０３は、ゲートウェイ２０２あるいはｖＥＰＣ２０１の内部に設けられてもよい。
＜第２実施例＞
図５に例示するように、本発明の第２実施例による通信システムでは、クラウド事業者（ＭＶＮＯ）のデータセンタ２０内に仮想コアネットワーク（ｖＥＰＣ）２０１が構築され、さらにネットワーク３０を通して各キャリアの保有設備との間に設定された仮想パス（トンネル）を終端する機能が設けられている。本実施例によれば、ゲートウェイ２０２にトンネル終端部２０２１およびゲートウェイ処理部２０２２が設けられている。
図５に例示するように、本発明の第２実施例による通信システムでは、クラウド事業者（ＭＶＮＯ）のデータセンタ２０内に仮想コアネットワーク（ｖＥＰＣ）２０１が構築され、さらにネットワーク３０を通して各キャリアの保有設備との間に設定された仮想パス（トンネル）を終端する機能が設けられている。本実施例によれば、ゲートウェイ２０２にトンネル終端部２０２１およびゲートウェイ処理部２０２２が設けられている。
トンネル終端部２０２１は、キャリアＡが保有する無線通信設備１０Ａとの間のトンネル３０１と、キャリアＢが保有する無線通信設備１０Ｂとの間のトンネル３０２と、をそれぞれ終端する。なお、クラウド事業者が保有する他の無線通信設備があれば、トンネル終端部２０２１は、その無線通信設備との間のトンネルを終端してもよい。したがって、ゲートウェイ処理部２０２２は、各無線アクセスネットワークからのパケットを識別して、それぞれｖＥＰＣ２０１へ転送することができる。このように端末との間のトラフィックがトンネルにより保護される。なお、ｖＥＰＣ２０１については、第１実施例で説明した通りである。
＜第３実施例＞
図６に例示するように、データセンタ２０を保有するクラウド事業者（ＭＶＮＯ）が基地局等の無線設備１１を保有してもよい。たとえば、ＭＶＮＯの保有設備１１は、ＭＮＯが提供する設備１０Ａあるいは１０Ｂと同様に基地局およびゲートウェイＧＷを有する。ＭＶＮＯに加入している端末Ｃは、無線設備１１を通してデータセンタ２０にアクセス可能である。なお、第３実施例は上述した第１あるいは第２実施例と組み合わせることができる。すなわち、第１実施例と同様に、仮想ネットワーク２０１の前段に端末ベアラ終端部２０３を設けてもよいし、第２実施例と同様に、ＧＷ２０２にトンネル終端部２０２１を設けてもよい。
図６に例示するように、データセンタ２０を保有するクラウド事業者（ＭＶＮＯ）が基地局等の無線設備１１を保有してもよい。たとえば、ＭＶＮＯの保有設備１１は、ＭＮＯが提供する設備１０Ａあるいは１０Ｂと同様に基地局およびゲートウェイＧＷを有する。ＭＶＮＯに加入している端末Ｃは、無線設備１１を通してデータセンタ２０にアクセス可能である。なお、第３実施例は上述した第１あるいは第２実施例と組み合わせることができる。すなわち、第１実施例と同様に、仮想ネットワーク２０１の前段に端末ベアラ終端部２０３を設けてもよいし、第２実施例と同様に、ＧＷ２０２にトンネル終端部２０２１を設けてもよい。
１．３）効果
上述したように、本発明の第１実施形態によれば、データセンタ内に構築された仮想コアネットワークが複数のＭＮＯにより提供される無線アクセス設備からのトラフィックを識別可能に処理できるので、異なるＭＮＯの無線アクセスネットワークに対応した汎用性の高いデータセンタを実現でき、仮想コアネットワークの効率的利用が可能となる。
上述したように、本発明の第１実施形態によれば、データセンタ内に構築された仮想コアネットワークが複数のＭＮＯにより提供される無線アクセス設備からのトラフィックを識別可能に処理できるので、異なるＭＮＯの無線アクセスネットワークに対応した汎用性の高いデータセンタを実現でき、仮想コアネットワークの効率的利用が可能となる。
２．第２実施形態
本発明の第２実施形態によれば、データセンタ内に、キャリア向けの仮想コアネットワークと、ユーザにクラウドサービスを提供する仮想ネットワークと、が独立に構築される。さらにデータセンタ内に振分手段が設けられ、トラフィックを仮想コアネットワークあるいは仮想ネットワークのいずれかに振り分けることで、データセンタの汎用性が向上する。
本発明の第２実施形態によれば、データセンタ内に、キャリア向けの仮想コアネットワークと、ユーザにクラウドサービスを提供する仮想ネットワークと、が独立に構築される。さらにデータセンタ内に振分手段が設けられ、トラフィックを仮想コアネットワークあるいは仮想ネットワークのいずれかに振り分けることで、データセンタの汎用性が向上する。
２．１）システム
図７に例示するように、本実施形態による通信システムは、複数の無線通信設備（１０Ａ、１０Ｂ）と、仮想アプリケーションユーザの端末を接続したネットワーク設備１２と、データセンタ２１と、複数の無線通信設備およびネットワーク設備１２とデータセンタ２１とを接続するネットワーク３０と、を有する。ここでは、異なるＭＮＯ（Ａ）およびＭＮＯ（Ｂ）が無線通信設備１０Ａおよび１０Ｂをそれぞれ保有し、別の通信事業者（Ｃ社）がネットワーク設備１２を保有し、ＭＶＮＯがデータセンタ２１を保有するものとする。なお、第１実施形態と同様に、ＭＶＮＯ自身が保有する無線通信設備１１をネットワーク３０経由でデータセンタ２１に接続してもよい。
図７に例示するように、本実施形態による通信システムは、複数の無線通信設備（１０Ａ、１０Ｂ）と、仮想アプリケーションユーザの端末を接続したネットワーク設備１２と、データセンタ２１と、複数の無線通信設備およびネットワーク設備１２とデータセンタ２１とを接続するネットワーク３０と、を有する。ここでは、異なるＭＮＯ（Ａ）およびＭＮＯ（Ｂ）が無線通信設備１０Ａおよび１０Ｂをそれぞれ保有し、別の通信事業者（Ｃ社）がネットワーク設備１２を保有し、ＭＶＮＯがデータセンタ２１を保有するものとする。なお、第１実施形態と同様に、ＭＶＮＯ自身が保有する無線通信設備１１をネットワーク３０経由でデータセンタ２１に接続してもよい。
無線通信設備１０Ａは、ＭＮＯ（Ａ）が保有する移動体通信ネットワークのアクセスネットワーク部の一部であり、少なくとも基地局１０１およびゲートウェイ１０２を含むものとする。ここでは一つの基地局１０１が図示されているが、複数の基地局１０１からなるアクセスネットワーク（たとえば、eUTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Network）を構成してもよい。また、ＭＮＯ（Ａ）はコアネットワークＥＰＣ（Ａ）も保有し、ここでは端末Ａからのアクセスをゲートウェイ１０２によりオフロードすることもできるし、ＭＮＯ（Ａ）のコアネットワークＥＰＣ（Ａ）を経由してデータセンタ２１へ転送することもできる。基地局１０１はＭＮＯ（Ａ）の加入者端末Ａと無線通信を行い、ゲートウェイ１０２はネットワーク３０を通してデータセンタ２１に接続する。無線通信設備１０Ｂも基本的に同様の構成を有するものとする。
Ｃ社が保有するネットワーク設備１２は、端末１０３をネットワーク３０に接続させることができる。後述するように、端末１０３はネットワーク３０を通してデータセンタ２１に接続しクラウドサービスを受けることが可能となる。
データセンタ２１はコンピュータ等の計算資源を有し、ゲートウェイ２１０によりネットワーク３０に接続され、さらにゲートウェイ２１０に接続された複数の仮想ネットワークが互いに独立に構築されている。ここでは、仮想ネットワーク２１１がコアネットワーク機能を実現する仮想コアネットワークであり、仮想ネットワーク２１２がクラウド向けの企業ネットワークである。仮想ネットワーク２１２は企業ユーザごとに設けられる。なお、仮想コアネットワーク２１１および仮想ネットワーク２１２は、例えば物理サーバ上に設定された仮想マシン、スイッチ、ルータ等のリソースを用いて構築されうる。
ゲートウェイ２１０は各無線通信設備のゲートウェイ１０２との間で専用の物理チャネルあるいはネットワーク３０を通る保護された論理チャネルを形成することが望ましい。これによって、各無線通信設備の基地局と仮想ネットワーク２１１あるいは２１２とを接続することができ、仮想ネットワーク２１１が異なるＭＮＯの無線アクセスネットワークを収容することが可能となる。
また、本実施形態では、端末１０３のユーザは仮想ネットワーク２１２が提供するクラウドサービスの契約をしているものとし、これによって、端末１０３はネットワーク設備１２およびネットワーク３０を通してクラウド向けの仮想ネットワーク２１２にアクセス可能である。たとえば、端末１０３のユーザがＭＮＯ（Ａ）の加入者であれば、端末１０３は無線通信設備１０Ａを通して仮想ネットワーク２１２にアクセスするができ、あるいは仮想ネットワーク２１１に接続しネットワーク４０を経由して仮想ネットワーク２１２にアクセスすることも可能である。
ネットワーク３０は、無線通信設備１０Ａ、１０Ｂおよびネットワーク設備１２をデータセンタ２１に接続するインターネット等のＩＰネットワーク、ＲＡＮ（Radio Access Network）等である。また仮想ネットワーク２１１および２１２に接続されたネットワーク４０は、外部のパケットネットワークあるいはインターネット等のＩＰネットワークである。
２．２）データセンタ
次に、仮想ネットワーク２１１としてキャリア向けの仮想コアネットワーク（ｖＥＰＣ）と、仮想ネットワーク２１２としてＩａａＳ、ＰａａＳ等のクラウドサービスを提供する企業ネットワークとがデータセンタ内に構築されたシステムを一例として説明する。
次に、仮想ネットワーク２１１としてキャリア向けの仮想コアネットワーク（ｖＥＰＣ）と、仮想ネットワーク２１２としてＩａａＳ、ＰａａＳ等のクラウドサービスを提供する企業ネットワークとがデータセンタ内に構築されたシステムを一例として説明する。
＜第４実施例＞
図８に例示するように、本発明の第４実施例による通信システムでは、クラウド事業者（ＭＶＮＯ）のデータセンタ２１内にｖＥＰＣ２１１とクラウド２１２とが構築され、ｖＥＰＣ２１１およびクラウド２１２は外部ネットワーク４０に接続されるとともに、ゲートウェイ２１０によってネットワーク３０に接続されている。ｖＥＰＣ２１１およびクラウド２１２は、ＭＶＮＯが保有するデータセンタ２１内の計算リソース（物理サーバ、仮想サーバ、仮想マシン等）上で動作する。
図８に例示するように、本発明の第４実施例による通信システムでは、クラウド事業者（ＭＶＮＯ）のデータセンタ２１内にｖＥＰＣ２１１とクラウド２１２とが構築され、ｖＥＰＣ２１１およびクラウド２１２は外部ネットワーク４０に接続されるとともに、ゲートウェイ２１０によってネットワーク３０に接続されている。ｖＥＰＣ２１１およびクラウド２１２は、ＭＶＮＯが保有するデータセンタ２１内の計算リソース（物理サーバ、仮想サーバ、仮想マシン等）上で動作する。
ゲートウェイ２１０はゲートウェイ処理部２１０１と振分部２１０２とを有し、振分部２１０２がキャリアのトラフィックとクラウドユーザのトラフィックとをそれぞれｖＥＰＣ２１１あるいはクラウド２１２に振り分ける。振分部２１０２によるトラフィックの振分は、送信元のネットワークＩＤ、宛先および／または上述したベアラあるいはトンネルの識別に基づいて、ネットワーク単位あるいは通信設備単位で行うことができる。たとえば、ネットワークＩＤあるいはトンネルの識別は、パケットの一部、パケットに含まれるネットワーク、ユーザ、サービス等を示す識別子、あるいは入力ポート番号を参照することで行うことができる。以下、第４実施例の動作について図９および図１０を参照しながら説明する。
図９において、キャリアＡが提供する無線通信設備１０Ａには、上述したように基地局１０１およびゲートウェイ１０２が設けられ、ゲートウェイ１０１がデータセンタ２１のゲートウェイ２１０との間のトンネルを終端する。ゲートウェイ２１０には上述したようにゲートウェイ処理部２１０１と振分部２１０２とが設けられているものとする。また、キャリアＡはコアネットワークＥＰＣ（Ａ）も保有し、ここでは端末Ａからのアクセスをゲートウェイ１０２によりオフロードすることもできるし、キャリアＡのコアネットワークＥＰＣ（Ａ）を経由してデータセンタ２１へ転送することもできる。
図９に例示するように、キャリア提供設備１０Ａのゲートウェイ１０２とデータセンタ２１のゲートウェイ２１０との間に所定の手順によりトンネルが設定されると（動作Ｓ４０１〜Ｓ４０３）、端末Ａは、当該トンネルを通して、データセンタ２１内のｖＥＰＣ２１１あるいはクラウド２１２にアクセス可能となる。
たとえば、ゲートウェイ１０２によりオフロードされたキャリア向けトラフィックは、ゲートウェイ２１０の振分部２１０２によりｖＥＰＣ２１１へ振り分けられる（動作Ｓ４１０）。また、端末Ａからのキャリア向けトラフィックがクラウド２１２を宛先とし、キャリアＡのコアネットワークＥＰＣ（Ａ）を経由した場合には、ゲートウェイ２１０の振分部２１０２は当該トラフィックを宛先であるクラウド２１２へ直接振り分ける（動作Ｓ４１１）。
また、ｖＥＰＣ２１１がコアネットワークＥＰＣ（Ａ）の一部の機能だけを構築し、残りの機能についてはコアネットワークＥＰＣ（Ａ）を利用することも可能である。たとえば、端末Ａからのキャリア向けトラフィックがキャリアＡのコアネットワークＥＰＣ（Ａ）の一部の機能を経由した場合には、ゲートウェイ２１０の振分部２１０２は、当該キャリア向けトラフィックをｖＥＰＣ２１１へ振り分けることで、残りのＥＰＣ機能を経由させ、ネットワーク４０へ送付することが可能となる（動作Ｓ４１２）。
図１０に例示するように、Ｃ社が保有するネットワーク設備１２によりネットワーク３０に接続した端末１０３とデータセンタ２１のゲートウェイ２１０との間に所定の手順によりトンネルが設定されると（動作Ｓ５０１〜Ｓ５０３）、端末１０３は、当該トンネルを通して、データセンタ２１内のｖＥＰＣ２１１経由で、あるいは直接に、クラウド２１２にアクセス可能となる。
たとえば、クラウド向けトラフィックは、ゲートウェイ２１０の振分部２１０２によりクラウド２１２へ直接振り分けられる（動作Ｓ５１０）。また、ＥＰＣ経由でクラウド２１２へアクセスする場合、クラウド向けトラフィックは、ゲートウェイ２１０の振分部２１０２によりｖＥＰＣ２１１へ振り分けられ（動作Ｓ５１１）、ｖＥＰＣ２１１からネットワーク４０を通してクラウド２１２へ転送される（動作Ｓ５１２）。
次に、図８に示すシステムにおけるトラフィックの経路の例を図１１および図１２を参照しながら説明する。
図１１には本実施例におけるトラフィックの経路がいくつか例示されている。端末Ａからのトラフィックがゲートウェイ１０２でオフロードされた場合、当該トラフィックは経路４０１を通してデータセンタ２１のｖＥＰＣ２１１へ転送される。たとえば、振分部２１０２は、トラフィックの送信元がキャリアＡの無線アクセスネットワークであれば、当該トラフィックをｖＥＰＣ２１１へ転送する。
また、端末Ａからクラウド２１２へのトラフィックがオフロードされずにキャリアＡのＥＰＣ（Ａ）へ転送された場合、当該トラフィックは経路４０２を通してデータセンタ２１のクラウド２１２へ転送される。たとえば、振分部２１０２は、トラフィックの送信元がキャリアＡのＥＰＣ（Ａ）であり、宛先がクラウド２１２であれば、当該トラフィックをクラウド２１２へ転送する。
なお、宛先がクラウド２１２のトラフィックがゲートウェイ１０２でオフロードされた場合には、当該トラフィックは経路４０１を通してデータセンタ２１のｖＥＰＣ２１１へ転送され、ネットワーク４０を通してクラウド２１２へ転送される。
また、Ｃ社が保有するネットワーク設備１２を用いてクラウドユーザの端末１０３がクラウド２１２へアクセスする場合、端末１０３からのトラフィックは経路４０３を通してデータセンタ２１のクラウド２１２へ転送される。たとえば、振分部２１０２は、トラフィックの送信元がＣ社ネットワーク１２であり、宛先がクラウド２１２であれば、当該トラフィックをクラウド２１２へ転送する。
また、図１２に示す経路４０４のように、ＥＰＣ（Ａ）とｖＥＰＣ２１１の両方を経由することもできる。この場合、データセンタ２１のｖＥＰＣ２１１がＥＰＣを構築する一部の機能のみを有し、残りの機能についてはキャリアＡのＥＰＣ（Ａ）の機能を仮想的に使用する。例えば、ｖＥＰＣ２１１がＰ−ＧＷ機能、ＨＳＳ機能のみを有する場合には、ＥＰＣ（Ａ）のＳ−ＧＷまでの機能を利用する。あるいは、ｖＥＰＣ２１１が課金機能および顧客情報・認証機能のみを有する場合には、ＥＰＣ（Ａ）のＳ−ＧＷ、Ｐ−ＧＷおよびＨＳＳを使用する。このように、キャリアＡが保有するＥＰＣ（Ａ）とデータセンタ２１内のｖＥＰＣ２１１の両方を経由してコアネットワークの機能を実現する構成も可能である。この場合、ＥＰＣ（Ａ）は、ＭＮＯであるキャリアＡとＭＶＮＯであるクラウド事業者とにより共有され、ネットワークを通して物理的あるいは仮想的に分離して使用される。
なお、第４実施例において、図３に示す第１実施例と同様に、データセンタ２１にベアラ終端部を設けてもよい。あるいは図４に示す第２実施例と同様にゲートウェイ２１０にトンネル終端部を設けることもできる。
２．３）効果
上述したように、本発明の第２実施形態によれば、データセンタ内に、キャリア向けの仮想コアネットワークと、ユーザにクラウドサービスを提供する仮想ネットワークと、が独立に構築され、トラフィックを仮想コアネットワークあるいは仮想ネットワークのいずれかに振り分けることでデータセンタの汎用性を向上させることができ、仮想ネットワークの効率的利用が可能となる。
上述したように、本発明の第２実施形態によれば、データセンタ内に、キャリア向けの仮想コアネットワークと、ユーザにクラウドサービスを提供する仮想ネットワークと、が独立に構築され、トラフィックを仮想コアネットワークあるいは仮想ネットワークのいずれかに振り分けることでデータセンタの汎用性を向上させることができ、仮想ネットワークの効率的利用が可能となる。
本発明はデータセンタを含む通信システムに適用可能である。
１０Ａ、１０Ｂ ＭＮＯの無線通信設備
１１ ＭＶＮＯの無線通信設備
１２ 別の通信事業者の通信設備
２０、２１ データセンタ
３０、４０ ネットワーク
１０１ 基地局
１０２ ゲートウェイ
１０３ 端末
２０１ 仮想コアネットワーク（ｖＥＰＣ）
２０２ ゲートウェイ
２０３ ベアラ終端部
２１０ ゲートウェイ
２１１ キャリア向け仮想ネットワーク
２１２ クラウド向け仮想ネットワーク
３０１〜３０３ トンネル（仮想パス）
４０１〜４０３ トラフィックの経路
２０２１ トンネル終端部
２０２２ゲートウェイ処理部
２１０１ ゲートウェイ処理部
２１０２ 振分部
１１ ＭＶＮＯの無線通信設備
１２ 別の通信事業者の通信設備
２０、２１ データセンタ
３０、４０ ネットワーク
１０１ 基地局
１０２ ゲートウェイ
１０３ 端末
２０１ 仮想コアネットワーク（ｖＥＰＣ）
２０２ ゲートウェイ
２０３ ベアラ終端部
２１０ ゲートウェイ
２１１ キャリア向け仮想ネットワーク
２１２ クラウド向け仮想ネットワーク
３０１〜３０３ トンネル（仮想パス）
４０１〜４０３ トラフィックの経路
２０２１ トンネル終端部
２０２２ゲートウェイ処理部
２１０１ ゲートウェイ処理部
２１０２ 振分部
Claims (10)
- 少なくとも１つの通信事業者が保有する通信設備と、前記通信設備とネットワークを通して接続するデータセンタと、を有し、
前記データセンタが、前記通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークと、クラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークと、通信手段と、を有し、
前記通信手段が、
前記通信設備からのトラフィックを受信する受信手段と、
前記受信したトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける振分手段と、
を含むことを特徴とする通信システム。 - 通信事業者が保有する通信設備とネットワークを通して接続するゲートウェイ手段と、
前記通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークと、
クラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークと、
前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける振分手段と、
を含むことを特徴とするデータセンタ。 - 前記振分手段が前記トラフィックの送信元ネットワークの識別情報に基づいて前記トラフィックの転送先を振り分けることを特徴とする請求項２に記載のデータセンタ。
- 前記ゲートウェイ手段が前記ネットワークを通して前記通信設備と物理チャネルあるいは仮想チャネルにより接続することを特徴とする請求項２または３に記載のデータセンタ。
- 前記通信設備に接続した端末との間のベアラを終端する端末ベアラ終端手段を更に有することを特徴とする請求項２−４のいずれか１項に記載のデータセンタ。
- 前記通信設備との間に前記ネットワークを通して設定されたトンネルを終端するトンネル終端手段を更に有することを特徴とする請求項２−４のいずれか１項に記載のデータセンタ。
- 前記第一仮想ネットワークと前記通信設備に接続した端末との間でトラフィックを保護する仮想パス終端手段を更に有することを特徴とする請求項２−６に記載のデータセンタ。
- データセンタにおける通信制御方法であって、
ゲートウェイ手段が、通信事業者が保有する通信設備とネットワークを通して接続し、
計算リソースが、前記通信設備を用いて移動体通信機能を実現する第一仮想ネットワークと、クラウドサービスを提供する第二仮想ネットワークと、を構築し、
振分手段が、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける、
ことを特徴とする通信制御方法。 - データセンタ内の通信装置における通信制御方法であって、
第一仮想ネットワークが、通信事業者が保有する通信設備を用いて移動体通信機能を実現し、
第二仮想ネットワークが前記通信設備に接続した端末に対して所定のサービスを提供し、
振分手段が、前記通信設備からのトラフィックを前記第一仮想ネットワークあるいは前記第二仮想ネットワークのいずれかに振り分ける、
ことを特徴とする通信制御方法。 - 通信事業者が保有する通信設備における通信制御方法であって、
少なくとも１つの基地局が端末と無線接続し、
ゲートウェイ手段が、他の通信事業者が保有するデータセンタ内の第一仮想ネットワークあるいは第二仮想ネットワークとネットワークを通して通信を行い、
前記第一仮想ネットワークと前記少なくとも１つの基地局とにより移動体通信機能が実現され、前記第二仮想ネットワークが前記通信設備に接続した端末に対して所定のサービスを提供する、ことを特徴とする通信制御方法。
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