JPWO2019065059A1 - 通信装置、通信方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

通信装置、通信方法及びコンピュータプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】既存のスライス構築手法を改善することで通信効率を改善することが可能な、新規かつ改良された通信装置を提供する。【解決手段】ｍバイトからなるネットワークアドレスを用いて、１以上のネットワークスライス上での通信制御を行う通信制御部を備え、前記ネットワークアドレスは、上位ｎバイトの一部に前記ネットワークスライスを識別するスライス番号と、該ネットワークスライスにおけるサブネット番号と、を含むプレフィクス部を有する、通信装置が提供される。【選択図】図３

Description

本開示は、通信装置、通信方法及びコンピュータプログラムに関する。
次世代の携帯電話網である5Gには、eMBB(enhanced Mobile Broadband: 高速大容量通信)、URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications:超高信頼低遅延通信)、mMTC(massive Machine Type Communications:大量端末通信)などの通信サービスが求められている。しかし、既存の携帯電話網であるLTE(Long Term Evolution)のような１つの物理的なネットワーク上で、このような性質が異なる複数の通信サービスの要求事項を同時に満たすことは困難である。新世代の携帯電話技術である5Gのコアネットワークにおいては、物理的なネットワークを複数の仮想的なネットワーク、すなわちスライスに分け、スライスごとに特定の通信サービスを実現することを目指している。スライス構築手法には大きく分けてSDN(Software Defined Networking)方式とEdge Overlay方式がある。そのような技術を開示した文献として、例えば非特許文献１〜２などがある。
N.McKeown, T.Anderson, H.Balakrishnan, G.Parukar, L.Peterson, J.Rexford, S.Shenker, and J.Turner. OpenFlow:enabling innovation in campus networks. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, Vol. 38, pp. 69-74, April 2008. M.Mahalingam, D.Dutt, K.Duda, P.Agarwal, L.Kreeger, T.Sridhar, M.Bursell, and C.Wright. Virtual eXtensible Local Area Network (VXLAN):A Framework for Overlaying Virtualized Layer 2 Networks over Layer 3 Networks, August 2014. RFC 7348. E.Rosen, A.Viswanathan, and R.Callon. Multiprotocol Label Switching Architecture, January 2001. RFC 3031. M.Ishiyama, M.Kunishi, K.Uehara, H.Esaki, and F.Teraoka. LINA:A New Approach to Mobility Support in Wide Area Networks. IEICE Transactions on Communications, Vol. E84-B, No. 8, pp.2076-2086, August 2001. 落合孝壮、松枝耕平、金子晋丈、寺岡文男 携帯通信網におけるLocator/ID分離に基づくムービングセルの実現．情報処理学会研究報告, Vol.2017-MBL-83, No.20, pp. 1-8, June 2017.
しかし、物理的なネットワークを複数の仮想的なネットワーク、すなわちスライスに分ける際には、SDN方式にもEdge Overlay方式にも、改善すべき点が存在する。
そこで、本開示では、既存のスライス構築手法を改善することで通信効率を改善することが可能な、新規かつ改良された通信装置、通信方法及びコンピュータプログラムを提案する。
本開示によれば、ｍバイトからなるネットワークアドレスを用いて、１以上のネットワークスライス上での通信制御を行う通信制御部を備え、前記ネットワークアドレスは、上位ｎバイトの一部に前記ネットワークスライスを識別するスライス番号と、該ネットワークスライスにおけるサブネット番号と、を含むプレフィクス部を有する、通信装置が提供される。
また本開示によれば、ｍバイトからなるネットワークアドレスを用いて、１以上のネットワークスライス上での通信制御をプロセッサが行うことを含み、前記ネットワークアドレスは、上位ｎバイトの一部に前記ネットワークスライスを識別するスライス番号と、該ネットワークスライスにおけるサブネット番号と、を含むプレフィクス部を有する、通信方法が提供される。
また本開示によれば、ｍバイトからなるネットワークアドレスを用いて、１以上のネットワークスライス上での通信制御をコンピュータに実行させ、前記ネットワークアドレスは、上位ｎバイトの一部に前記ネットワークスライスを識別するスライス番号と、該ネットワークスライスにおけるサブネット番号と、を含むプレフィクス部を有する、コンピュータプログラムが提供される。
以上説明したように本開示によれば、既存のスライス構築手法を改善することで通信効率を改善することが可能な、新規かつ改良された通信装置、通信方法及びコンピュータプログラムを提供することができる。
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
VXLANとMPLSによってEthernet（登録商標）フレームをカプセル化する様子を示す説明図である。 本開示の実施の形態に係る、Locator/ID分離に基づくIPv6アドレスフォーマットを示す説明図である。 同実施の形態に係るネットワークシステム１の構成例を示す説明図である。 同実施の形態に係るＰＧＷ１１の機能構成例を示す説明図である。 同実施の形態に係るＲＴ１２ａの機能構成例を示す説明図である。 同実施の形態に係るｅＮＢ１４ａの機能構成例を示す説明図である。 同実施の形態に係るＵＥ１５ａの機能構成例を示す説明図である。 図３に示した物理ネットワーク１０に、４つのスライスを構築した例を示す説明図である。 同実施形態に係るパケットフォーマット例を示す説明図である。 ＰＧＷ１１のスライス０での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＰＧＷ１１のスライス１での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＰＧＷ１１のスライス２での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＰＧＷ１１のスライス３での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＲＴ１２ａのスライス０での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＲＴ１２ａのスライス１での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＲＴ１２ａのスライス３での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＲＴ１２ｂのスライス０での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＲＴ１２ｂのスライス１での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＲＴ１２ｂのスライス３での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＲＴ１２ｃのスライス０での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＲＴ１２ｃのスライス１での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ｅＮＢ１４ａのスライス０での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ｅＮＢ１４ａのスライス１での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ｅＮＢ１４ａのスライス２での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ｅＮＢ１４ａのスライス３での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ｅＮＢ１４ｂのスライス０での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ｅＮＢ１４ｂのスライス１での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ｅＮＢ１４ｂのスライス２での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ｅＮＢ１４ｂのスライス３での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＵＥ１５ａのスライス０での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＵＥ１５ａのスライス１での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＵＥ１５ａのスライス２での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＵＥ１５ａのスライス３での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＵＥ１５ｂのスライス０での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＵＥ１５ｂのスライス１での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＵＥ１５ｂのスライス２での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＵＥ１５ｂのスライス３での仮想ノードが保持する経路表を示す説明図である。 ＭＰＬＳパスの設定例を示す説明図である。 本開示に係る技術が適用され得るサーバ７００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢ８００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢ８３０の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン９００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置９２０の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．本開示の実施の形態
１．１．経緯
１．２．IPv6アドレスフォーマット例
１．３．構成例
１．４．動作例
２．応用例
３．まとめ
＜１．本開示の実施の形態＞
［１．１．経緯］
まず、本開示の実施の形態に至る経緯を説明する。
上述のように、次世代の携帯電話網である5Gには、eMBB(enhanced Mobile Broadband: 高速大容量通信)、URLLC(Ultra-Reliable and Low Latency Communications:超高信頼低遅延通信)、mMTC(massive Machine Type Communications:大量端末通信)などの通信サービスが求められている。しかし、既存の携帯電話網であるLTE(Long Term Evolution)のような１つの物理的なネットワーク上で、このような性質が異なる複数の通信サービスの要求事項を同時に満たすことは困難である。新世代の携帯電話技術である5Gのコアネットワークにおいては、物理的なネットワークを複数の仮想的なネットワーク、すなわちスライスに分け、スライスごとに特定の通信サービスを実現することを目指している。
ネットワークのスライス化とは、物理的なネットワーク上に仮想的なネットワーク（すなわちスライス）を構築し、それぞれのスライスが使用する資源を他のスライスから隔離することである。例えば、5Gのコア網を構成する１つの物理的なネットワーク上に４つのスライスを構成し、第０のスライス（すなわち物理ネットワーク）はベストエフォートの通信、第１のスライスはeMBB用、第２のスライドはURLLC用、第３のスライスはmMTC用、というように構成することができる。
スライス構築手法には大きく分けてSDN(Software Defined Networking)方式とEdge Overlay方式がある。SDN方式はSDNスイッチとSDNコントローラによって物理ネットワークを構築する。SDNコントローラは複数台のSDNスイッチを管理し、SDNスイッチにパケットに対する処理を指示する。SDNスイッチは、SDNコントローラの指示をフローテーブルと呼ぶ形式で保持する。フローテーブルはマッチングフィールド、アクションフィールド、カウンタフィールドなどから構成される。マッチングフィールドはパケットマッチングに使用するフィールドとその値を定義する。アクションフィールドは、マッチしたパケットに対する処理を定義する。処理とは、指定したポートへの中継、廃棄、フィールドの書き換えなどである。カウンタフィールドは、マッチしたパケット数をカウントするためのものである。スライスごとにマッチングフィールドを定義し、およびマッチしたパケットに対する中継方法をSDN スイッチに設定することにより、スライスを構成する。SDNコントローラとSDNスイッチ間の通信を規定するプロトコルとしては、OpenFlow（非特許文献１参照）が提案されている。SDN方式におけるスライス間でのネットワーク資源隔離は、SDNスイッチに実装された資源隔離機能に依存する。
Edge Overlay方式は、ネットワーク層(L3)の上にトンネリングによって仮想的なデータリンク層(L2)リンクを確立してスライスを構成する。トンネリングプロトコルとしてはVXLAN（非特許文献２参照）が提案されている。Edge Overlay方式におけるスライス間でのネットワーク資源隔離は、トンネリング端点のルータ間でMPLS(Multi-Protocol Label Switching)（非特許文献３参照）のリンクを確立することで実現できる。
図１は、VXLANとMPLSによってEthernet（登録商標）フレームをカプセル化する様子を示す説明図である。図１の上段はEthernet上で送信されるIPv6パケット(元のEthernetフレーム)を示し、下段はVXLANとMPLSによってカプセル化された元のEthernetフレームを示す。図１に示すように、VXLANでは元のEthernetフレームを８バイトのVXLANヘッダ、８バイトのUDPヘッダ、40バイトのIPv6ヘッダ、14バイトのEthernetヘッダと４バイトのEthernetトレイラ(CRC)でカプセル化する。さらにMPLSを使用すると４バイトのMPLSヘッダがカプセル化のためのEthernetヘッダとIPv6ヘッダの間に挿入される。したがって、ヘッダオーバヘッドは74バイトになる。VXLANでは、トンネリングの端点となるルータにはトンネリング処理機能を追加する必要があるが、その他のルータは通常のままでよい。
しかし、SDN方式は、すべてのスイッチをSDNに対応する必要があるので、導入が困難である。またSDN方式は、SDNコントローラによってSDNスイッチを集中制御するので、SDNコントローラが単一障害点（single point of failure）となる。またSDN方式では、SDNスイッチはフローテーブルに従って動作するため、ネットワーク障害が発生した場合に関係するすべてのSDNスイッチのフローテーブルをチェックする必要があり、障害原因の切り分けが困難である。
またVXLANを使用したEdge Overlay方式は、VXLANのカプセル化のヘッダオーバヘッドが、IPv4を使用した場合は54バイト、IPv6を使用した場合は74バイトと非常に大きい。またVXLANを使用したEdge Overlay方式は、ヘッダオーバヘッドが大きいため、VXLANの入口ノードのIP層においてパケットのフラグメンテーション処理が発生し、VXLANの出口ノードのIP層においてリアセンブリが発生することがある。またVXLANを使用したEdge Overlay方式は、フラグメンテーションとリアセンブリ処理のオーバヘッドのため、スループットが大幅に減少してしまうことが知られている。
そこで本件開示者は、上述した点に鑑み、既存のスライス構築手法を改善することが可能な技術について鋭意検討を行った。その結果、本件開示者は、以下で説明するように、Locator/ID分離に基づくIPv6アドレスフォーマットを規定することで、効率よくスライスを構築することが可能な技術を考案するに至った。
以上、本開示の実施の形態の経緯を説明した。
［１．２．IPv6アドレスフォーマット例］
本実施形態では、Locator/ID分離に基づくIPv6アドレスフォーマットを規定する。図２は、本開示の実施の形態に係る、Locator/ID分離に基づくIPv6アドレスフォーマットを示す説明図である。Locator/ID分離とは、16バイトのIPv6アドレスを、上位と下位に分けて、上位をノードが接続するサブネット番号(Locator)として解釈し、下位をノードの識別子(ID)として解釈するという考え方である（非特許文献４参照）。本実施形態では、16バイトのIPv6アドレスを、上位８バイト（第０バイト〜第７バイト）と下位８バイト（第８バイト〜第１５バイト）に分け、上位８バイトをノードが接続するサブネット番号(Locator)として解釈し、下位８バイトをノードの識別子(ID)として解釈する。なお、上位のバイト数と下位のバイト数は、係る例に限定されるものでは無い。
本実施形態では、Locatorの第５バイトはスライス番号を表すものと定義し、Locatorの第６〜７バイトはスライス内のサブネット番号を表すものと定義する。したがって、スライス番号は０から255までの256個となり、各スライス内には65536個のサブネットを定義することができる、また、IDの最後のバイト(第１５バイト)もスライス番号を表すものと定義する。なお、上記の定義は一例であり、スライス番号を示すフィールドやサブネット番号を示すフィールドのビット数は変更してもよい。
Loc01をIPv6アドレスの第０バイトと第１バイトを表す２バイトの整数、Loc23をIPv6アドレスの第２バイトと第３バイトを表す２バイトの整数、Loc4をIPv6アドレスの第４バイトを表す１バイトの整数、Sliceをスライス番号を表す１バイトの整数、Subnetをサブネットを表す２バイトの整数、ID01をIPv6アドレスの第８バイトと第９バイト(IDパートの第０バイトと第１バイト)を表す２バイトの整数、ID23をIPv6アドレスの第10バイトと第11バイト(IDパートの第２バイトと第３バイト)を表す２バイトの整数、ID45をIPv6アドレスの第12バイトと第13バイト(IDパートの第４バイトと第５バイト)を表す２バイトの整数、ID6をIPv6アドレスの第14バイト(IDパートの第６バイト)を表す１バイトの整数とする。本実施形態におけるIPv6アドレスは以下のように表すことができる。
Loc01:Loc23:Loc4Slice:Subnet:ID01:ID23:ID45:ID6Slice
［１．３．システム構成例］
図３は、本開示の実施の形態に係るネットワークシステム１の構成例を示す説明図である。図３に示したネットワークシステム１は、本実施形態に係るIPv6アドレスが適用されるネットワークシステムである。以下、図３を用いて本開示の実施の形態に係るネットワークシステム１の構成例について説明する。
図３に示したように、本開示の実施の形態に係るネットワークシステム１は、インターネット２と、ＣＮ（Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ Ｎｏｄｅ）３と、物理ネットワーク１０と、を含んで構成される。ＣＮ３は、インターネット２に接続され、物理ネットワーク１０の中の通信機器との間で通信を行う装置である。ＣＮ３の例としてはＷｅｂサーバがある。
物理ネットワーク１０は、本実施形態の通信プロトコルが動作するネットワークの範囲を指し、本開示の通信ネットワーク網の一例である。物理ネットワーク１０の例としては１つの携帯電話網、携帯電話事業者網、コアネットワーク（Ｃｏｒｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が挙げられる。この携帯電話網は、例えば、いわゆる５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）と称される携帯電話網である。また本実施形態では、物理ネットワーク１０の内部の機器ではＩＰｖ６が動作する。なお、図３ではドメインを１つのみ図示しているが、ドメインは複数存在しうる。
物理ネットワーク１０は、ＰＧＷ（Ｐａｃｋｅｔ ｄａｔａ ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ）１１と、ＲＴ（Ｒｏｕｔｅｒ）１２ａ、１２ｂ、１２ｃと、ｅＮＢ（ｅＮｏｄｅＢ）１４ａ、１４ｂと、ＵＥ１５ａ、１５ｂと、を含んで構成される。
ＰＧＷ１１は、インターネット２に接続され、物理ネットワーク１０の内部の通信装置と、物理ネットワーク１０の外部の通信装置との通信の中継機能を有する。ＲＴ１２ａ、１２ｂは、ルーティング機能を有するルータであり、いずれも上位側がＰＧＷ１１に接続されている。ＲＴ１２ａは、下位側ではＲＴ１２ｂ、１２ｃと接続されている。ＲＴ１２ｂは、下位側はｅＮＢ１４ｂと接続されている。またＲＴ１２ｃは、下位側でｅＮＢ１４ａ、１４ｂと接続されている。なお、上位側とは、インターネット２に近い側を指すものとする。逆に下位側とは、インターネット２から遠い側を指すものとする。
ｅＮＢ（ｅＮｏｄｅＢまたは、Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ、ｇＮＢ、ｇＮｏｄｅＢもしくはＡｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）１４ａ、１４ｂは、有線網と無線網とを中継するルータである。ｅＮＢ１４ａを例に挙げると、ｅＮＢ１４ａは、上流側でＲＴ１２ｃと有線で接続されており、下流側でＵＥ１５ａと無線で接続されている。
ＵＥ１５ａは、無線回線を介してｅＮＢ１４ａと接続しており、種々のアプリケーションを実行する端末装置である。またＵＥ１５ｂは、無線回線を介してｅＮＢ１４ｂと接続しており、種々のアプリケーションを実行する端末装置である。
この物理ネットワーク１０では、
Loc01:Loc23:Loc400::/48
というＩＰｖ６アドレスプレフィクスを使用している。また、図３の各ノードを結ぶリンクに付された数字は、上記ＩＰｖ６アドレスプレフィクスに続く２バイトの整数を１６進数で表したものである。例えば、“０００１”が付されたリンクのＩＰｖ６アドレスプレフィクスは、
Loc01:Loc23:Loc400:0001::/64
となる。
以降、IDNodeType SliceNumは、ノードがNodeType(PGW、RT、eNBなど)であり、スライス番号がSliceNumであるノードのIDを表す。また、IPNodeType SliceNumは、ノードがNodeTypeであり、スライス番号がSliceNumであるノードのIPv6アドレスを表すこととする。たとえば、IDPGW 00はPGWのスライス０におけるIDを表し、IPPGW 00はPGWのスライス０におけるIPv6アドレスを表す。
（ＰＧＷ１１）
続いて、本開示の実施の形態に係るＰＧＷ１１の機能構成例を説明する。図４は、本開示の実施の形態に係るＰＧＷ１１の機能構成例を示す説明図である。以下、図４を用いて本開示の実施の形態に係るＰＧＷ１１の機能構成例について説明する。
図４に示したように、本開示の実施の形態に係るＰＧＷ１１は、ネットワーク通信部１１１０、記憶部１１２０、及び処理部１１３０を備える。
ネットワーク通信部１１１０は、他の装置との間で通信を行うためのインタフェースである。例えば、ＰＧＷ１１は、インターネット２に接続されているＣＮ３や、ＲＴ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、ｅＮＢ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間で通信を行う。
記憶部１１２０は、例えばＨＤＤその他の記憶媒体で構成され、ＰＧＷ１１の動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
処理部１１３０は、例えばＣＰＵ等の演算装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等の各種メモリなどで構成され、ＰＧＷ１１の様々な機能を提供する。処理部１１３０は、通信制御部１１３１を含む。なお、処理部１１３０は、この構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、処理部１１３０は、この構成要素の動作以外の動作も行い得る。
通信制御部１１３１は、Locator/ID分離に基づくIPv6アドレスフォーマットを用いたネットワーク処理その他の各種処理を行う機能を有する。
（ＲＴ１２ａ）
続いて、本開示の実施の形態に係るＲＴ１２ａの機能構成例を説明する。図５は、本開示の実施の形態に係るＲＴ１２ａの機能構成例を示す説明図である。以下、図５を用いて本開示の実施の形態に係るＲＴ１２ａの機能構成例について説明する。また、ここではｅＮＢ１４ａのみについて示すが、他のＲＴ１２ｂ、１２ｃについても同様の構成を有する。
図５に示したように、本開示の実施の形態に係るＲＴ１２ａは、ネットワーク通信部１３１０、記憶部１３２０、及び処理部１３３０を備える。
ネットワーク通信部１３１０は、他の装置との間で通信を行うためのインタフェースである。例えば、ＲＴ１２ａは、ＰＧＷ１１、ＲＴ１２ｂ、１２ｃ、ｅＮＢ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間で通信を行う。
記憶部１３２０は、例えばＨＤＤその他の記憶媒体で構成され、ＲＴ１２ａの動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
処理部１３３０は、例えばＣＰＵ等の演算装置やＲＯＭ、ＲＡＭ等の各種メモリなどで構成され、ＲＴ１２ａの様々な機能を提供する。処理部１３３０は、通信制御部１３３１を含む。なお、処理部１３３０は、この構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、処理部１３３０は、この構成要素の動作以外の動作も行い得る。
通信制御部１３３１は、Locator/ID分離に基づくIPv6アドレスフォーマットを用いたネットワーク処理その他の各種処理を行う機能を有する。
（ｅＮＢ１４ａ）
続いて、本開示の実施の形態に係るｅＮＢ１４ａの機能構成例を説明する。図６は、本開示の実施の形態に係るｅＮＢ１４ａの機能構成例を示す説明図である。以下、図６を用いて本開示の実施の形態に係るｅＮＢ１４ａの機能構成例について説明する。また、ここではｅＮＢ１４ａのみについて示すが、他のｅＮＢ１４ｂ、１４ｃについても同様の構成を有する。
図６に示したように、本開示の実施の形態に係るｅＮＢ１４ａは、アンテナ部１１０と、無線通信部１２０と、通信部１２１と、記憶部１３０と、処理部１４０と、を含んで構成される。
アンテナ部１１０は、無線通信部１２０により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部１１０は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部２２０へ出力する。
無線通信部１２０は、信号を送受信する。例えば、無線通信部１２０は、接続先のＲＮ２１からのアップリンク信号を受信し、接続先のＲＮ２１へのダウンリンク信号を送信する。通信部１２１は、図１に示したネットワークシステム１ではＲＴ１２ａに接続され、ドメイン１０の内部の各装置との間の通信を行う。
記憶部１３０は、ｅＮＢ１４ａの動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
処理部１４０は、ｅＮＢ１４ａの様々な機能を提供する。処理部１４０は、通信制御部１４１を含む。なお、処理部１４０は、この構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、処理部１４０は、この構成要素の動作以外の動作も行い得る。
通信制御部１４１は、ドメイン１０の内部の各装置との間の通信を制御したり、接続先のＲＮ２１との接続処理又はハンドオーバ処理等を行ったりする機能を有する。
以上、本開示の実施の形態に係るｅＮＢ１４ａの機能構成例について説明した。
（ＵＥ１５ａ）
続いて、本開示の実施の形態に係るＵＥ１５ａの機能構成例を説明する。図７は、本開示の実施の形態に係るＵＥ１５ａの機能構成例を示す説明図である。以下、図７を用いて本開示の実施の形態に係るＵＥ１５ａの機能構成例について説明する。
図７に示したように、本開示の実施の形態に係るＵＥ１５ａは、アンテナ部２１０と、無線通信部２２０と、記憶部２３０と、処理部２４０と、を含んで構成される。
アンテナ部２１０は、無線通信部２２０により出力される信号を電波として空間に放射する。また、アンテナ部２１０は、空間の電波を信号に変換し、当該信号を無線通信部２２０へ出力する。
無線通信部２２０は、信号を送受信する。例えば、無線通信部２２０は、接続先のｅＮＢ１４ａからのダウンリンク信号を受信し、接続先のｅＮＢ１４ａへのアップリンク信号を送信する。
記憶部２３０は、ＵＥ１５ａの動作のためのプログラム及び様々なデータを一時的に又は恒久的に記憶する。
処理部２４０は、ＵＥ１５ａの様々な機能を提供する。処理部２４０は、通信制御部２４３を含む。なお、処理部２４０は、この構成要素以外の他の構成要素をさらに含み得る。即ち、処理部２４０は、この構成要素の動作以外の動作も行い得る。通信制御部２４３は、接続先のｅＮＢ１４ａとの接続処理又はハンドオーバ処理等を行ったりする機能を有する。
以上、本開示の実施の形態に係るＵＥ１５ａの機能構成例について説明した。
（スライスの構築例）
続いて、本開示の実施の形態に係る、スライスの構築例を説明する。図８は、図３に示した物理ネットワーク１０に、４つのスライスを構築した例を示す説明図である。たとえば、スライス０は物理ネットワークと同等のスライス、スライス１はBest Effort用のスライス、スライス２はURLLC用のスライス、スライス３はeMBB用のスライスであるとする。
スライス０が、Loc01:Loc23:Loc400::/48というIPv6アドレスプレフィクスを使用する場合、スライス１、２、３は、それぞれLoc01:Loc23:Loc401::/48、Loc01:Loc23:Loc402::/48、Loc01:Loc23:Loc403::/48というIPv6アドレスプレフィクスを使用する。
スライス０及びスライス１は物理ネットワーク１０と同一の構造となっており、物理ネットワーク１０のすべてのノードがスライス０及びスライス１において仮想ノードとして存在する。ＰＧＷ１１、ｅＮＢ１４ａ、ｅＮＢ１４ｂ、ＵＥ１５ａおよびＵＥ１５ｂはスライス０、スライス２やスライス３において仮想ノードとして存在する。一方、ＲＴ１２ａ、１２ｂはスライス３において仮想ノードとして存在する。物理ノードと、その物理ノード上の仮想ノードは、スライスごとに異なったIDを持つ。たとえば、スライス０（物理ネットワーク）におけるＰＧＷ１１の仮想ノードＰＧＷ１１−０のＩＤ、スライス１におけるＰＧＷ１１の仮想ノードＰＧＷ１１−１のＩＤ、スライス２におけるＰＧＷ１１の仮想ノードＰＧＷ１１−２のＩＤ、およびスライス３におけるＰＧＷ１１の仮想ノードＰＧＷ１１−３のＩＤはそれぞれ、
IDPGW 01:IDPGW 23:IDPGW 45:IDPGW 600
IDPGW 01:IDPGW 23:IDPGW 45:IDPGW 601
IDPGW 01:IDPGW 23:IDPGW 45:IDPGW 602
IDPGW 01:IDPGW 23:IDPGW 45:IDPGW 603
となる。ここで、IDPGW 01、IDPGW 23、IDPGW 45は、いずれも２バイトの整数であり、IDPGW 6は１バイトの整数である。
また、ＵＥ１５ａ及び対応する仮想ノードＵＥ１５ａ−０、ＵＥ１５ａ−１、ＵＥ１５ａ−２、ＵＥ１５ａ−３は、スライス０、１、２、３において、
Loc01:Loc23:Loc400:0004:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 600
Loc01:Loc23:Loc401:0014:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 601
Loc01:Loc23:Loc402:0024:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 602
Loc01:Loc23:Loc403:0034:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 603
というIPv6アドレスを持つ。同様に、ＵＥ１５ｂ及び対応する仮想ノードＵＥ１５ｂ−０、ＵＥ１５ｂ−１、ＵＥ１５ｂ−２、ＵＥ１５ｂ−３は、スライス０、１、２、３において、
Loc01:Loc23:Loc400:0007:IDUE2 01:IDUE2 23:IDUE2 45:IDUE2 600
Loc01:Loc23:Loc401:0017:IDUE2 01:IDUE2 23:IDUE2 45:IDUE2 601
Loc01:Loc23:Loc402:0027:IDUE2 01:IDUE2 23:IDUE2 45:IDUE2 602
Loc01:Loc23:Loc403:0037:IDUE2 01:IDUE2 23:IDUE2 45:IDUE2 603
というIPv6アドレスを持つ。他のノードが持つIPv6アドレスも同様に規定することができる。
スライス０とスライス１以外のスライスでは、隣接するノード間にはＭＰＬＳのパスを確立し、ＭＰＬＳのパスごとにネットワーク資源を隔離するものとする。たとえば、スライス２では、ＰＧＷ１１−２とｅＮＢ１４ａ−２の間、ＰＧＷ１１−２とｅＮＢ１４ｂ−２の間、ｅＮＢ１４ａ−２とｅＮＢ１４ｂ−２の間には、ＭＰＬＳのパスを確立する。携帯電話網を想定すると、ｅＮＢ１４ａ−２とＵＥ１５ａ−２の間、およびｅＮＢ１４ｂ−２とＵＥ１５ｂ−２の間は無線リンクである。なお無線リンクでのネットワーク資源隔離方法は、特定の方法に限定されるものでは無い。
図９は、本実施形態に係るパケットフォーマット例を示す説明図である。図８の上段は、Ethernetで送信されるIPv6パケット、すなわち元のEthernetフレームである。また図８の下段は、本実施形態によって構築されるスライスにおいて運ばれるEthernetフレームである。本実施形態によって構築されるスライスにおいては、図８の下段に示すように、EthernetヘッダとIPv6ヘッダの間に４バイトのＭＰＬＳヘッダが挿入される。すなわち、上述のVXLANを使用したEdge Overlay方式と比べ、本実施形態に係るスライス構築方法は、スライスを構成するために生じるヘッダオーバヘッドは生じないことになる。
上記のようにスライスを構成した場合、各物理ノードや仮想ノードは、自ノードが属するスライス内での経路表を持つことになる。この経路表は、例えば記憶部１３０、２３０、１１２０、１３２０に記憶され、各ノードは記憶された経路表を参照してデータの送信を行う。図１０、図１１、図１２および図１３に、ＰＧＷ１１の（スライス０での）物理ノード、スライス１での仮想ノード、スライス２での仮想ノード、およびスライス３での仮想ノードが保持する経路表をそれぞれ示す。これらの経路表における「Ｄｓｔ Ｎｅｔ」は宛先のリンクを示し、「Ｎｅｘｔ Ｈｏｐ」は次にパケットを転送するノードのIPv6アドレスを示している。
また、図１４、図１５、図１６に、ＲＴ１２ａのスライス０での仮想ノード、スライス１での仮想ノード、スライス２での仮想ノード、およびスライス３での仮想ノードが保持する経路表をそれぞれ示す。これらの経路表における「Ｄｓｔ Ｎｅｔ」は宛先のリンクを示し、「Ｎｅｘｔ Ｈｏｐ」は次にパケットを転送するノードのIPv6アドレスを示している。
また、図１７、図１８および図１９に、ＲＴ１２ｂのスライス０での仮想ノード、スライス１での仮想ノード、およびスライス３での仮想ノードが保持する経路表をそれぞれ示す。これらの経路表における「Ｄｓｔ Ｎｅｔ」は宛先のリンクを示し、「Ｎｅｘｔ Ｈｏｐ」は次にパケットを転送するノードのIPv6アドレスを示している。
また、図２０および図２１に、ＲＴ１２ｃのスライス０での仮想ノード、およびスライス１での仮想ノードが保持する経路表をそれぞれ示す。これらの経路表における「Ｄｓｔ Ｎｅｔ」は宛先のリンクを示し、「Ｎｅｘｔ Ｈｏｐ」は次にパケットを転送するノードのIPv6アドレスを示している。
また、図２２、図２３、図２４および図２５に、ｅＮＢ１４ａのスライス０での仮想ノード、スライス１での仮想ノード、スライス２での仮想ノード、およびスライス３での仮想ノードが保持する経路表をそれぞれ示す。これらの経路表における「Ｄｓｔ Ｎｅｔ」は宛先のリンクを示し、「Ｎｅｘｔ Ｈｏｐ」は次にパケットを転送するノードのIPv6アドレスを示している。
また、図２６、図２７、図２８および図２９に、ｅＮＢ１４ｂのスライス０での仮想ノード、スライス１での仮想ノード、スライス２での仮想ノード、およびスライス３での仮想ノードが保持する経路表をそれぞれ示す。これらの経路表における「Ｄｓｔ Ｎｅｔ」は宛先のリンクを示し、「Ｎｅｘｔ Ｈｏｐ」は次にパケットを転送するノードのIPv6アドレスを示している。
また、図３０、図３１、図３２および図３３に、ＵＥ１５ａのスライス０での仮想ノード、スライス１での仮想ノード、スライス２での仮想ノード、およびスライス３での仮想ノードが保持する経路表をそれぞれ示す。これらの経路表における「Ｄｓｔ Ｎｅｔ」は宛先のリンクを示し、「Ｎｅｘｔ Ｈｏｐ」は次にパケットを転送するノードのIPv6アドレスを示している。
また、図３４、図３５、図３６および図３７に、ＵＥ１５ｂのスライス０での仮想ノード、スライス１での仮想ノード、スライス２での仮想ノード、およびスライス３での仮想ノードが保持する経路表をそれぞれ示す。これらの経路表における「Ｄｓｔ Ｎｅｔ」は宛先のリンクを示し、「Ｎｅｘｔ Ｈｏｐ」は次にパケットを転送するノードのIPv6アドレスを示している。
それぞれの経路表において，IPNodeName SliceNumは、NodeNameというノードまたは仮想ノードがSliceNumというスライスにおいて持つIPv6アドレスを表す。たとえば，IPrt1 0は、ＲＴ１２ａ−０がスライス０において持つIPv6アドレスを表す．なお、IPGWは、インターネット側でＰＧＷ１１と接続しているゲートウェイルータのIPv6アドレスを表す。
以下において、このようなスライスを構築した場合におけるパケット転送例を説明する。
（パケット転送例１）
まず、ＵＥ１５ａのWeb閲覧アプリケーションが、インターネット上のサーバであるＣＮ３で動作するWebサーバにアクセスする場合を想定する。まずＵＥ１５ａでWeb閲覧アプリケーションが起動したとする。Webサイトの閲覧には特別な通信品質は必要ないので、Web閲覧アプリケーションに関わるパケットはスライス１（Best Effort）を利用することになる。従って、ＵＥ１５ａで動作するWeb閲覧アプリケーションは、起動時にＵＥ１５ａのＯＳから、以下に示すIPv6アドレスを始点IPv6アドレスとして指定される。
IPUE1 1(=Loc01:Loc23:Loc401:0014:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 601)
ＵＥ１５ａからＣＮ３に送信するIPv6パケットの終点アドレスはIPCNとなる。ＵＥ１５ａのスライス１での仮想ノードＵＥ１５ａ−１は、図３１に示した自ノードの経路表を参照し、最下段のエントリにしたがってｅＮＢ１４ａのスライス１での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−１に、このパケットを転送する。
ｅＮＢ１４ａのスライス１での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−１は、ＵＥ１５ａのスライス１での仮想ノードＵＥ１５ａ−１からのパケットを受信すると、図２３に示した自ノードの経路表を参照し、最下段のエントリにしたがってＲＴ１２ｃのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ｃ−１に、このパケットを転送する。
ＲＴ１２ｃのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ｃ−１は、ｅＮＢ１４ａのスライス１での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−１からのパケットを受信すると、図２１に示した自ノードの経路表を参照し、最下段のエントリにしたがってＲＴ１２ａのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ａ−１に、このパケットを転送する。
ＲＴ１２ａのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ａ−１は、ＲＴ１２ｃのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ｃ−１からのパケットを受信すると、図１５に示した自ノードの転送表を参照し、最下段のエントリにしたがってＰＧＷ１１のスライス１での仮想ノードＰＧＷ１１−１に、このパケットを転送する。
ＰＧＷ１１のスライス１での仮想ノードＰＧＷ１１−１は、ＲＴ１２ａのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ａ−１からのパケットを受信すると、図１１に示した自ノードの転送表を参照し、最下段のエントリにしたがって、インターネット２側にこのパケットを転送する。インターネット２内では、通常の経路制御により、ＲＴ１２ａのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ａ−１からのパケットはＣＮ３に到達する。
ＣＮ３からＵＥ１５ａで動作するWeb閲覧アプリケーションに送信するIPv6パケットの、始点アドレスと終点アドレスは以下のようになる。
始点：IPCN
終点：IPUE1 1(=Loc01:Loc23:Loc401:0014:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 601)
終点アドレスのプレフィクスはこの物理ネットワークに割り当てられたものなので、通常の経路制御により、インターネット２内においてこのパケットはＰＧＷ１１に転送される。
ＰＧＷ１１は、終点アドレスの第５バイトの値が１であることから、このパケットはスライス１（Best Effort）に属することを、例えば通信制御部１１３１において認識することができる。ＰＧＷ１１のスライス１での仮想ノードＰＧＷ１１−１は、インターネット２からのパケットを受信すると。図１１に示した自ノードの転送表を参照し、４行目のエントリにしたがって、ＲＴ１２ａのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ａ−１に、このパケットを転送する。
ＲＴ１２ａのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ａ−１は、ＰＧＷ１１のスライス１での仮想ノードＰＧＷ１１−１からのパケットを受信すると、図１５に示した自ノードの転送表を参照し、４行目のエントリにしたがって、ＲＴ１２ｃのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ｃ−１に、このパケットを転送する。
ＲＴ１２ｃのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ｃ−１は、ＲＴ１２ａのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ａ−１からのパケットを受信すると、図２１に示した自ノードの経路表を参照し、４行目のエントリにしたがって、ｅＮＢ１４ａのスライス１での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−１に、このパケットを転送する。
ｅＮＢ１４ａのスライス１での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−１は、ＲＴ１２ｃのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ｃ−１からのパケットを受信すると、図２３に示した自ノードの経路表を参照し、４行目のエントリにしたがって、ＵＥ１５ａのスライス１での仮想ノードＵＥ１５ａ−１に、このパケットを転送する。
ＵＥ１５ａのスライス１での仮想ノードＵＥ１５ａ−１は、ｅＮＢ１４ａのスライス１での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−１からのパケットを受信すると、Web閲覧アプリケーションにこのパケットを渡す。ＵＥ１５ａで動作するWeb閲覧アプリケーションは、受信したパケットに基づいて情報の表示処理を実行する。
（パケット転送例２）
次に、ＵＥ１５ａのVoIP（Voice over Internet Protocol）アプリケーションが、インターネット上のサーバであるＣＮ３で動作するVoIPアプリケーションと通信する場合を想定する。VoIPアプリケーションは低遅延が要求されるので、VoIPアプリケーションに関わるパケットはスライス２を利用するとする。ＵＥ１５ａからＣＮ３に送信するIPv6パケットの始点アドレスと終点アドレスは以下のようになる。
始点：IPUE1 2(=Loc01:Loc23:Loc402:0022:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 602)
終点：IPCN
ＵＥ１５ａのスライス２での仮想ノードＵＥ１５ａ−２は、図３２に示した自ノードの経路表を参照し、最下段のエントリにしたがってｅＮＢ１４ａのスライス２での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−２に、このパケットを転送する。
ｅＮＢ１４ａのスライス２での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−２は、ＵＥ１５ａのスライス２での仮想ノードＵＥ１５ａ−２からのパケットを受信すると、図２４に示した自ノードの経路表を参照し、最下段のエントリにしたがってＰＧＷ１１のスライス２での仮想ノードＰＧＷ１１−２に、このパケットを転送する。
ＰＧＷ１１のスライス２での仮想ノードＰＧＷ１１−２は、ｅＮＢ１４ａのスライス２での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−２からのパケットを受信すると、図１２に示した自ノードの転送表を参照し、最下段のエントリにしたがって、インターネット２側にこのパケットを転送する。インターネット２内では、通常の経路制御により、ｅＮＢ１４ａのスライス２での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−２からのパケットはＣＮ３に到達する。
ＣＮ３からＵＥ１５ａで動作するVoIPアプリケーションに送信するIPv6パケットの、始点アドレスと終点アドレスは以下のようになる。
始点：IPCN
終点：IPUE1 2(=Loc01:Loc23:Loc402:0022:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 602)
終点アドレスのプレフィクスはこの物理ネットワークに割り当てられたものなので、通常の経路制御により、インターネット２内においてこのパケットはＰＧＷ１１に転送される。
ＰＧＷ１１は、終点アドレスの第５バイトの値が２であることから、このパケットはスライス２（URLLC用）に属することを、例えば通信制御部１１３１において認識することができる。ＰＧＷ１１のスライス２での仮想ノードＰＧＷ１１−２は、インターネット２からのパケットを受信すると。図１２に示した自ノードの転送表を参照し、２行目のエントリにしたがって、ｅＮＢ１４ａのスライス２での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−２に、このパケットを転送する。
ｅＮＢ１４ａのスライス２での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−２は、ＰＧＷ１１のスライス２での仮想ノードＰＧＷ１１−２からのパケットを受信すると、図２４に示した自ノードの経路表を参照し、２行目のエントリにしたがって、ＵＥ１５ａのスライス２での仮想ノードＵＥ１５ａ−２に、このパケットを転送する。
ＵＥ１５ａのスライス２での仮想ノードＵＥ１５ａ−２は、ｅＮＢ１４ａのスライス２での仮想ノードｅＮＢ１４ａ−２からのパケットを受信すると、VoIPアプリケーションにこのパケットを渡す。ＵＥ１５ａで動作するVoIPアプリケーションは、受信したパケットに基づいて、インターネット２を通じた通話処理を実行する。
（パケット転送例３）
次に、ＵＥが移動して別のｅＮＢとの間で通信を継続する場合の例を示す。ここでは、例えば非特許文献５で示されているＵＥの移動管理方式を利用するものとする。この移動管理方式では、IPv6アドレスの下位64ビットをノードの識別子と解釈し、上位64ビットをノードが接続するサブネットのプレフィクスと解釈する。アプリケーション層やトランスポート層ではIPv6アドレスの上位64ビットに固定値が使用される。アプリケーションがパケットを送信する際、アプリケーション層が使用するIPv6アドレスの上位64ビットは、ネットワーク層において自ノードや通信相手ノードが接続するサブネットのプレフィクスに書き換えられる。受信側では、IPv6アドレスはネットワーク層において上位64ビットが固定値に書き換えられて、トランスポート層やアプリケーション層に渡される。したがって、ノードが移動してもアプリケーション層やトランスポート層が使用するIPv6アドレスは変化せず、通信を継続することができる。
上記のパケット転送例２において、ＵＥ１５ａの接続先がｅＮＢ１４ａからｅＮＢ１４ｂに移動したとする。移動前後において、ＵＥ１５ａのネットワーク層が通信に使用するIPv6アドレスは以下のように変化する。
移動前：Loc01:Loc23:Loc402:0022:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 602
移動後：Loc01:Loc23:Loc402:0025:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 602
アプリケーション層やトランスポート層が使用するIPv6アドレスの上位64ビットの固定値をPrefとすると、ＵＥ１５ａのVoIPアプリケーションが使用するIPv6アドレスは、ＵＥ１５ａが移動しても変化しない。すなわち、
Pref:IDUE1 01:IDUE1 23:IDUE1 45:IDUE1 602
と現すことが出来る。したがって、ＵＥ１５ａの接続先がｅＮＢ１４ａからｅＮＢ１４ｂに移動しても、ＣＮ３上で動作するVoIPアプリケーションは、ＵＥ１５ａ上で動作するVoIPアプリケーションと通信を継続することができる。
（コンテナ型仮想化技術によるスライス構築の実装）
コンテナは仮想マシンより軽量な、隔離されたＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の環境を持ち，その中でアプリケーションを動作させることができる。例えばＯＳとしてはＬｉｎｕｘ（登録商標）があり，コンテナとしてはＤｏｃｋｅｒやＬＸＣがある。コンテナはホストＯＳとカーネルなどのリソースを共有する。そのため、コンテナ内で動作するアプリケーションのオーバヘッドは仮想マシンに比べ小さい。本実施形態では、コンテナとしてＤｏｃｋｅｒを使用することとするが、本開示ではコンテナとして使用されるのはＤｏｃｋｅｒに限定されるものでは無い。
図８に示した、ＲＴ１２ｂのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ｂ−１と、ｅＮＢ１４ｂのスライス１での仮想ノードｅＮＢ１４ｂ−１に着目する。図３８は、ＲＴ１２ｂのスライス１での仮想ノードＲＴ１２ｂ−１と、ｅＮＢ１４ｂのスライス１での仮想ノードｅＮＢ１４ｂ−１との間のＭＰＬＳパスの設定例を示す説明図である。物理ノードｅＮＢ１４ｂではスライス０〜４にそれぞれ仮想ノードｅｎｂ２ｃ０〜ｅｎｂ２ｃ３が存在し、物理ノードノードＲＴ１２ｂではスライス０、スライス１、スライス３にそれぞれ仮想ノードｒｔ２ｃ０，ｒｔ２ｃ１，ｒｔ２ｃ３が存在する。仮想ノードｅｎｂ２ｃ０〜ｅｎｂ２ｃ３は、物理ノードｅＮＢ１４ｂが持つ４つの物理インタフェースｐｅｔｈ０〜ｐｅｔｈ３に対応し，仮想ノードｅｎｂ２ｃ１は４つの仮想インタフェースｅｔｈ０〜ｅｔｈ３を持つ。同様に、仮想ノードｒｔ２ｃ０，ｒｔ２ｃ１，ｒｔ２ｃ３は、物理ノードＲＴ１２ｂがもつ３つの物理インタフェースｐｅｔｈ０〜ｐｅｔｈ２に対応し、仮想ノードｒｔ２ｃ１は３つの仮想インタフェースｅｔｈ０〜ｅｔｈ２を持つ。仮想ノードｅｎｂ２ｃ１と仮想ノードｒｔ２ｃ１は、図３８において破線矢印で示すＭＰＬＳパスで接続されている。図３８の破線矢印に付された番号はＭＰＬＳタグを示す。
仮想ノードｒｔ２ｃ１が仮想ノードｅｎｂ２ｃ１にパケットを送信する場合、仮想ノードｒｔ２ｃ１は仮想インタフェースｅｔｈ０を使用する。仮想インタフェースｅｔｈ０は送信パケットに２０というＭＰＬＳタグを付加する。このパケットは仮想ブリッジｖｂｒ０を介して物理インタフェースｐｅｔｈ０に送られる。物理インタフェースｐｅｔｈ０は、このパケットのＭＰＬＳタグを２０から２１に付け替える。ＭＰＬＳタグが付け替えられたパケットは物理回線を介して物理ノードｅＮＢ１４ｂの物理インタフェースｐｅｔｈ３に到達する。物理インタフェースｐｅｔｈ３は、この到達したパケットを仮想スイッチｖｂｒ３に送る。仮想スイッチｖｂｒ３は、このパケットのＭＰＬＳタグを２１から２２に付け替え、このパケットを仮想ノードｅｎｂ２ｃ１の仮想インタフェースｅｔｈ３に送る。仮想インタフェースｅｔｈ３は、仮想スイッチｖｂｒ３から到達したパケットのＭＰＬＳタグを削除し、元のパケットを取り出す。仮想ノードｅｎｂ２ｃ１から仮想ノードｒｔ２ｃ１への送信も同様に行われる。
以下に、物理ノードＲＴ１２ｂでの仮想ノードｒｔ２ｃ１とＭＰＬＳパスの作成例を示す。以降、“ｒｔ２＃”は物理ノードＲＴ１２ｂ上でのコマンドインタプリタの入力プロンプトを示し、“ｒｔ２ｃ１＃”は仮想ノードｒｔ２ｃ１上でのコマンドインタプリタの入力プロンプトを示す。
まず、物理ノードＲＴ１２ｂでＭＰＬＳモジュールをロードする。そのコマンドは以下の通りである。
rt2# modprobe mpls router
次に、使用可能なＭＰＬＳラベルの上限値を指定する。そのコマンドは以下の通りである。ここではＭＰＬＳラベルの上限値を１００とする。
rt2# echo 100 > /proc/sys/net/mpls/platform labels
次に、物理インタフェースｐｅｔｈ０でＭＰＬＳを有効化する。そのコマンドは以下の通りである。
rt2# echo 1 > /proc/sys/net/mpls/conf/peth0/input
次に、パケット中継機能を有効化する。そのコマンドは以下の通りである。
rt2# echo 1 > /proc/sys/net/ipv6/conf/all/forwarding
次に、仮想ノードrt2c1をdockerコンテナとして作成する。なお、コンテナを作成するためのイメージファイルcimgには、以降の手順で必要なプログラムが導入されているものとする。想ノードrt2c1をdockerコンテナとして作成するコマンドは以下の通りである。
rt2# docker run -it --name=rt2c1 --hostname=rt2c1 -privileged cimg /bin/bash
次に、仮想ブリッジｖｂｒ０を作成する。仮想ブリッジvbr0には、スライス１でのIPv6アドレスプリフィクスが割り当てられる。ここではIPv6アドレスプリフィクスは2001:0200:0001:0016::/64（省略形では2001:200:1:16::/64）とする．第５バイトの01は、スライス１を表し、第６バイトおよび第７バイトの0016はサブネット番号を表す。仮想ブリッジvbr0を作成するコマンドは以下の通りである。
rt2# docker network create -d bridge --ipv6 --subnet=2001:200:1:16::/64 vbr0
次に、仮想ブリッジｖｂｒ０でＭＰＬＳを有効化する。そのコマンドは以下の通りである。
rt2# echo 1 > /proc/sys/net/mpls/conf/vbr0/input
次に、仮想ノードｒｔ２ｃ１と仮想ブリッジｖｂｒ０を結合する。そのコマンドは以下の通りである。この際、仮想ノードｒｔ２ｃ１内に仮想インタフェースｅｔｈ０が作成される．ここでは、仮想ノードｒｔ２ｃ１の識別子を0000:0000:0000:0201（省略形では::201）とする。最後のバイトの01はスライス番号を表す。
rt2# docker network connect --ip6=2001:200:1:16::201 vbr0 rt2c1
この結果、仮想インタフェースｅｔｈ０は2001:200:1:16::201というＩＰｖ６アドレスを持つことになる。次に、仮想ノードｒｔ２ｃ１の仮想インタフェースｅｔｈ０でＭＰＬＳを有効化する。そのコマンドは以下の通りである。
rt2c1# echo 1 > /proc/sys/net/mpls/conf/eth0/input
次に、仮想ノードｒｔ２ｃ１の仮想インタフェースｅｔｈ０に、パケット送信時のＭＰＬＳタグ付加を設定する。そのコマンドは以下の通りである。ここでは、物理ノードｅＮＢ２内の仮想ブリッジｖｂｒ３のＩＰｖ６アドレスを2001:0200:0001:0016:0000:0000:0000:1001（省略形では2001:200:1:16::1001）とする。
rt2c1# ip -6 route add 2001:200:1:16::201 encap mpls 20 via 2001:200:1:16::1001 via dev eth0
次に、仮想ノードｒｔ２ｃ１の仮想インタフェースｅｔｈ０に、パケット受信時のＭＰＬＳタグ削除を設定する。そのコマンドは以下の通りである。
rt2c1# ip -f mpls route add 18 via 2001:200:1:16::201
次に、物理インタフェースｐｅｔｈ０にパケット送信時のＭＰＬＳタグ付け替えを設定する。そのコマンドは以下の通りである。なお、物理ノードｅＮＢ１４ｂの物理インタフェースｐｅｔｈ３のＩＰｖ６アドレスをｐｅｔｈ３＿ａｄｄｒとする。
rt2# ip -f mpls route add 20 as 21 via inet6 peth3_addr dev peth0
次に、仮想ブリッジｖｂｒ０にパケット受信時のＭＰＬＳタグ付け替えを設定する。そのコマンドは以下の通りである。なお，2001:200:1:16::201は仮想インタフェースｅｔｈ０のＩＰｖ６アドレスである。
rt2# ip -f mpls route add 17 as 18 via inet6 2001:200:1:16::201 dev vbr0
以上の手順により、仮想ノードｅｎｂ２ｃ１とｒｔ２ｃ１との間がＭＰＬＳパスで接続される。その他の仮想ノードや、それらの仮想ノード間のＭＰＬＳパスも同様に設定することが可能である。
＜２．応用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用可能である。例えば、ｅＮＢ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、マクロｅＮＢ又はスモールｅＮＢなどのいずれかの種類のｅＮＢ（evolved Node B）として実現されてもよい。スモールｅＮＢは、ピコｅＮＢ、マイクロｅＮＢ又はホーム（フェムト）ｅＮＢなどの、マクロセルよりも小さいセルをカバーするｅＮＢであってよい。その代わりに、ｅＮＢ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、ＮｏｄｅＢ又はＢＴＳ（Base Transceiver Station）などの他の種類の基地局として実現されてもよい。ｅＮＢ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、無線通信を制御する本体（基地局装置ともいう）と、本体とは別の場所に配置される１つ以上のＲＲＨ（Remote Radio Head）とを含んでもよい。また、後述する様々な種類の端末が一時的に又は半永続的に基地局機能を実行することにより、ｅＮＢ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとして動作してもよい。
また、例えば、ＵＥ１５ａ、１５ｂは、スマートフォン、タブレットＰＣ（Personal Computer）、ノートＰＣ、携帯型ゲーム端末、携帯型／ドングル型のモバイルルータ若しくはデジタルカメラなどのモバイル端末、又はカーナビゲーション装置などの車載端末として実現されてもよい。また、ＵＥ１５ａ、１５ｂは、Ｍ２Ｍ（Machine To Machine）通信を行う端末（ＭＴＣ（Machine Type Communication）端末ともいう）として実現されてもよい。さらに、ＵＥ１５ａ、１５ｂは、これら端末に搭載される無線通信モジュール（例えば、１つのダイで構成される集積回路モジュール）であってもよい。
［２．１．ＰＧＷに関する応用例］
図３９は、本開示に係る技術が適用され得るサーバ７００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。サーバ７００は、プロセッサ７０１、メモリ７０２、ストレージ７０３、ネットワークインタフェース７０４及びバス７０６を備える。
プロセッサ７０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）であってよく、サーバ７００の各種機能を制御する。メモリ７０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を含み、プロセッサ７０１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。ストレージ７０３は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体を含み得る。
ネットワークインタフェース７０４は、サーバ７００を有線通信ネットワーク７０５に接続するための有線通信インタフェースである。有線通信ネットワーク７０５は、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）などのコアネットワークであってもよく、又はインターネットなどのＰＤＮ（Packet Data Network）であってもよい。
バス７０６は、プロセッサ７０１、メモリ７０２、ストレージ７０３及びネットワークインタフェース７０４を互いに接続する。バス７０６は、速度の異なる２つ以上のバス（例えば、高速バス及び低速バス）を含んでもよい。
図３９に示したサーバ７００において、図４を参照して説明したＰＧＷ１１に含まれる１つ以上の構成要素（例えば通信制御部１１３１）は、プロセッサ７０１において実装されてもよい。一例として、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム（換言すると、プロセッサに上記１つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム）がサーバ７００にインストールされ、プロセッサ７０１が当該プログラムを実行してもよい。別の例として、サーバ７００は、プロセッサ７０１及びメモリ７０２を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記１つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムをメモリ７０２に記憶し、当該プログラムをプロセッサ７０１により実行してもよい。以上のように、上記１つ以上の構成要素を備える装置としてサーバ７００又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるための上記プログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。
また、図３９に示したサーバ７００において、例えば、図４を参照して説明したネットワーク通信部１１１０は、ネットワークインタフェース７０４において実装されてもよい。また、記憶部１１２０や、記憶部１３２０は、メモリ７０２及び／又はストレージ７０３において実装されてもよい。
［２．２．基地局に関する応用例］
（第１の応用例）
図４０は、本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢの概略的な構成の第１の例を示すブロック図である。ｅＮＢ８００は、１つ以上のアンテナ８１０、及び基地局装置８２０を有する。各アンテナ８１０及び基地局装置８２０は、ＲＦケーブルを介して互いに接続され得る。
アンテナ８１０の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、基地局装置８２０による無線信号の送受信のために使用される。ｅＮＢ８００は、図４０に示したように複数のアンテナ８１０を有し、複数のアンテナ８１０は、例えばｅＮＢ８００が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図４０にはｅＮＢ８００が複数のアンテナ８１０を有する例を示したが、ｅＮＢ８００は単一のアンテナ８１０を有してもよい。
基地局装置８２０は、コントローラ８２１、メモリ８２２、ネットワークインタフェース８２３及び無線通信インタフェース８２５を備える。
コントローラ８２１は、例えばＣＰＵ又はＤＳＰであってよく、基地局装置８２０の上位レイヤの様々な機能を動作させる。例えば、コントローラ８２１は、無線通信インタフェース８２５により処理された信号内のデータからデータパケットを生成し、生成したパケットをネットワークインタフェース８２３を介して転送する。コントローラ８２１は、複数のベースバンドプロセッサからのデータをバンドリングすることによりバンドルドパケットを生成し、生成したバンドルドパケットを転送してもよい。また、コントローラ８２１は、無線リソース管理（Radio Resource Control）、無線ベアラ制御（Radio Bearer Control）、移動性管理（Mobility Management）、流入制御（Admission Control）又はスケジューリング（Scheduling）などの制御を実行する論理的な機能を有してもよい。また、当該制御は、周辺のｅＮＢ又はコアネットワークノードと連携して実行されてもよい。メモリ８２２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、コントローラ８２１により実行されるプログラム、及び様々な制御データ（例えば、端末リスト、送信電力データ及びスケジューリングデータなど）を記憶する。
ネットワークインタフェース８２３は、基地局装置８２０をコアネットワーク８２４に接続するための通信インタフェースである。コントローラ８２１は、ネットワークインタフェース８２３を介して、コアネットワークノード又は他のｅＮＢと通信してもよい。その場合に、ｅＮＢ８００と、コアネットワークノード又は他のｅＮＢとは、論理的なインタフェース（例えば、Ｓ１インタフェース又はＸ２インタフェース）により互いに接続されてもよい。ネットワークインタフェース８２３は、有線通信インタフェースであってもよく、又は無線バックホールのための無線通信インタフェースであってもよい。ネットワークインタフェース８２３が無線通信インタフェースである場合、ネットワークインタフェース８２３は、無線通信インタフェース８２５により使用される周波数帯域よりもより高い周波数帯域を無線通信に使用してもよい。
無線通信インタフェース８２５は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、アンテナ８１０を介して、ｅＮＢ８００のセル内に位置する端末に無線接続を提供する。無線通信インタフェース８２５は、典型的には、ベースバンド（ＢＢ）プロセッサ８２６及びＲＦ回路８２７などを含み得る。ＢＢプロセッサ８２６は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、各レイヤ（例えば、Ｌ１、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＲＬＣ（Radio Link Control）及びＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol））の様々な信号処理を実行する。ＢＢプロセッサ８２６は、コントローラ８２１の代わりに、上述した論理的な機能の一部又は全部を有してもよい。ＢＢプロセッサ８２６は、通信制御プログラムを記憶するメモリ、当該プログラムを実行するプロセッサ及び関連する回路を含むモジュールであってもよく、ＢＢプロセッサ８２６の機能は、上記プログラムのアップデートにより変更可能であってもよい。また、上記モジュールは、基地局装置８２０のスロットに挿入されるカード若しくはブレードであってもよく、又は上記カード若しくは上記ブレードに搭載されるチップであってもよい。一方、ＲＦ回路８２７は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ８１０を介して無線信号を送受信する。
無線通信インタフェース８２５は、図４０に示したように複数のＢＢプロセッサ８２６を含み、複数のＢＢプロセッサ８２６は、例えばｅＮＢ８００が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。また、無線通信インタフェース８２５は、図４０に示したように複数のＲＦ回路８２７を含み、複数のＲＦ回路８２７は、例えば複数のアンテナ素子にそれぞれ対応してもよい。なお、図４０には無線通信インタフェース８２５が複数のＢＢプロセッサ８２６及び複数のＲＦ回路８２７を含む例を示したが、無線通信インタフェース８２５は単一のＢＢプロセッサ８２６又は単一のＲＦ回路８２７を含んでもよい。
図４０に示したｅＮＢ８００において、図５を参照して説明したｅＮＢ１４ａに含まれる１つ以上の構成要素（例えば、処理部１４０）は、無線通信インタフェース８２５において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、コントローラ８２１において実装されてもよい。一例として、ｅＮＢ８００は、無線通信インタフェース８２５の一部（例えば、ＢＢプロセッサ８２６）若しくは全部、及び／又はコントローラ８２１を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記１つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム（換言すると、プロセッサに上記１つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム）を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがｅＮＢ８００にインストールされ、無線通信インタフェース８２５（例えば、ＢＢプロセッサ８２６）及び／又はコントローラ８２１が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記１つ以上の構成要素を備える装置としてｅＮＢ８００、基地局装置８２０又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。
また、図４０に示したｅＮＢ８００において、図５を参照して説明した無線通信部１２０は、無線通信インタフェース８２５（例えば、ＲＦ回路８２７）において実装されてもよい。また、アンテナ部３１０は、アンテナ８１０において実装されてもよい。また、ネットワーク通信部３３０は、コントローラ８２１及び／又はネットワークインタフェース８２３において実装されてもよい。また、記憶部３４０は、メモリ８２２において実装されてもよい。
（第２の応用例）
図４１は、本開示に係る技術が適用され得るｅＮＢの概略的な構成の第２の例を示すブロック図である。ｅＮＢ８３０は、１つ以上のアンテナ８４０、基地局装置８５０、及びＲＲＨ８６０を有する。各アンテナ８４０及びＲＲＨ８６０は、ＲＦケーブルを介して互いに接続され得る。また、基地局装置８５０及びＲＲＨ８６０は、光ファイバケーブルなどの高速回線で互いに接続され得る。
アンテナ８４０の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、ＲＲＨ８６０による無線信号の送受信のために使用される。ｅＮＢ８３０は、図４１に示したように複数のアンテナ８４０を有し、複数のアンテナ８４０は、例えばｅＮＢ８３０が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図４１にはｅＮＢ８３０が複数のアンテナ８４０を有する例を示したが、ｅＮＢ８３０は単一のアンテナ８４０を有してもよい。
基地局装置８５０は、コントローラ８５１、メモリ８５２、ネットワークインタフェース８５３、無線通信インタフェース８５５及び接続インタフェース８５７を備える。コントローラ８５１、メモリ８５２及びネットワークインタフェース８５３は、図４０を参照して説明したコントローラ８２１、メモリ８２２及びネットワークインタフェース８２３と同様のものである。
無線通信インタフェース８５５は、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、ＲＲＨ８６０及びアンテナ８４０を介して、ＲＲＨ８６０に対応するセクタ内に位置する端末に無線接続を提供する。無線通信インタフェース８５５は、典型的には、ＢＢプロセッサ８５６などを含み得る。ＢＢプロセッサ８５６は、接続インタフェース８５７を介してＲＲＨ８６０のＲＦ回路８６４と接続されることを除き、図４０を参照して説明したＢＢプロセッサ８２６と同様のものである。無線通信インタフェース８５５は、図４１に示したように複数のＢＢプロセッサ８５６を含み、複数のＢＢプロセッサ８５６は、例えばｅＮＢ８３０が使用する複数の周波数帯域にそれぞれ対応してもよい。なお、図４１には無線通信インタフェース８５５が複数のＢＢプロセッサ８５６を含む例を示したが、無線通信インタフェース８５５は単一のＢＢプロセッサ８５６を含んでもよい。
接続インタフェース８５７は、基地局装置８５０（無線通信インタフェース８５５）をＲＲＨ８６０と接続するためのインタフェースである。接続インタフェース８５７は、基地局装置８５０（無線通信インタフェース８５５）とＲＲＨ８６０とを接続する上記高速回線での通信のための通信モジュールであってもよい。
また、ＲＲＨ８６０は、接続インタフェース８６１及び無線通信インタフェース８６３を備える。
接続インタフェース８６１は、ＲＲＨ８６０（無線通信インタフェース８６３）を基地局装置８５０と接続するためのインタフェースである。接続インタフェース８６１は、上記高速回線での通信のための通信モジュールであってもよい。
無線通信インタフェース８６３は、アンテナ８４０を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース８６３は、典型的には、ＲＦ回路８６４などを含み得る。ＲＦ回路８６４は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ８４０を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース８６３は、図４１に示したように複数のＲＦ回路８６４を含み、複数のＲＦ回路８６４は、例えば複数のアンテナ素子にそれぞれ対応してもよい。なお、図４１には無線通信インタフェース８６３が複数のＲＦ回路８６４を含む例を示したが、無線通信インタフェース８６３は単一のＲＦ回路８６４を含んでもよい。
図４１に示したｅＮＢ８３０において、図５を参照して説明したｅＮＢ１４ａに含まれる１つ以上の構成要素（例えば、処理部１４０）は、無線通信インタフェース８５５及び／又は無線通信インタフェース８６３において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、コントローラ８５１において実装されてもよい。一例として、ｅＮＢ８３０は、無線通信インタフェース８５５の一部（例えば、ＢＢプロセッサ８５６）若しくは全部、及び／又はコントローラ８５１を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記１つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム（換言すると、プロセッサに上記１つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム）を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがｅＮＢ８３０にインストールされ、無線通信インタフェース８５５（例えば、ＢＢプロセッサ８５６）及び／又はコントローラ８５１が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記１つ以上の構成要素を備える装置としてｅＮＢ８３０、基地局装置８５０又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。
また、図４１に示したｅＮＢ８３０において、例えば、図５を参照して説明した無線通信部１２０は、無線通信インタフェース８６３（例えば、ＲＦ回路８６４）において実装されてもよい。また、アンテナ部３１０は、アンテナ８４０において実装されてもよい。また、ネットワーク通信部３３０は、コントローラ８５１及び／又はネットワークインタフェース８５３において実装されてもよい。また、記憶部３４０は、メモリ８５２において実装されてもよい。
［２．３．端末装置に関する応用例］
（第１の応用例）
図４２は、本開示に係る技術が適用され得るスマートフォン９００の概略的な構成の一例を示すブロック図である。スマートフォン９００は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、ストレージ９０３、外部接続インタフェース９０４、カメラ９０６、センサ９０７、マイクロフォン９０８、入力デバイス９０９、表示デバイス９１０、スピーカ９１１、無線通信インタフェース９１２、１つ以上のアンテナスイッチ９１５、１つ以上のアンテナ９１６、バス９１７、バッテリー９１８及び補助コントローラ９１９を備える。
プロセッサ９０１は、例えばＣＰＵ又はＳｏＣ（System on Chip）であってよく、スマートフォン９００のアプリケーションレイヤ及びその他のレイヤの機能を制御する。メモリ９０２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、プロセッサ９０１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。ストレージ９０３は、半導体メモリ又はハードディスクなどの記憶媒体を含み得る。外部接続インタフェース９０４は、メモリーカード又はＵＳＢ（Universal Serial Bus）デバイスなどの外付けデバイスをスマートフォン９００へ接続するためのインタフェースである。
カメラ９０６は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を有し、撮像画像を生成する。センサ９０７は、例えば、測位センサ、ジャイロセンサ、地磁気センサ及び加速度センサなどのセンサ群を含み得る。マイクロフォン９０８は、スマートフォン９００へ入力される音声を音声信号へ変換する。入力デバイス９０９は、例えば、表示デバイス９１０の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、キーパッド、キーボード、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。表示デバイス９１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどの画面を有し、スマートフォン９００の出力画像を表示する。スピーカ９１１は、スマートフォン９００から出力される音声信号を音声に変換する。
無線通信インタフェース９１２は、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、無線通信を実行する。無線通信インタフェース９１２は、典型的には、ＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４などを含み得る。ＢＢプロセッサ９１３は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、無線通信のための様々な信号処理を実行する。一方、ＲＦ回路９１４は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ９１６を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース９１２は、ＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４を集積したワンチップのモジュールであってもよい。無線通信インタフェース９１２は、図４２に示したように複数のＢＢプロセッサ９１３及び複数のＲＦ回路９１４を含んでもよい。なお、図４２には無線通信インタフェース９１２が複数のＢＢプロセッサ９１３及び複数のＲＦ回路９１４を含む例を示したが、無線通信インタフェース９１２は単一のＢＢプロセッサ９１３又は単一のＲＦ回路９１４を含んでもよい。
さらに、無線通信インタフェース９１２は、セルラー通信方式に加えて、近距離無線通信方式、近接無線通信方式又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）方式などの他の種類の無線通信方式をサポートしてもよく、その場合に、無線通信方式ごとのＢＢプロセッサ９１３及びＲＦ回路９１４を含んでもよい。
アンテナスイッチ９１５の各々は、無線通信インタフェース９１２に含まれる複数の回路（例えば、異なる無線通信方式のための回路）の間でアンテナ９１６の接続先を切り替える。
アンテナ９１６の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、無線通信インタフェース９１２による無線信号の送受信のために使用される。スマートフォン９００は、図４２に示したように複数のアンテナ９１６を有してもよい。なお、図４２にはスマートフォン９００が複数のアンテナ９１６を有する例を示したが、スマートフォン９００は単一のアンテナ９１６を有してもよい。
さらに、スマートフォン９００は、無線通信方式ごとにアンテナ９１６を備えてもよい。その場合に、アンテナスイッチ９１５は、スマートフォン９００の構成から省略されてもよい。
バス９１７は、プロセッサ９０１、メモリ９０２、ストレージ９０３、外部接続インタフェース９０４、カメラ９０６、センサ９０７、マイクロフォン９０８、入力デバイス９０９、表示デバイス９１０、スピーカ９１１、無線通信インタフェース９１２及び補助コントローラ９１９を互いに接続する。バッテリー９１８は、図中に破線で部分的に示した給電ラインを介して、図４２に示したスマートフォン９００の各ブロックへ電力を供給する。補助コントローラ９１９は、例えば、スリープモードにおいて、スマートフォン９００の必要最低限の機能を動作させる。
図４２に示したスマートフォン９００において、図６を参照して説明したＵＥ１５ａに含まれる１つ以上の構成要素（例えば、通信制御部２４３）は、無線通信インタフェース９１２において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、プロセッサ９０１又は補助コントローラ９１９において実装されてもよい。一例として、スマートフォン９００は、無線通信インタフェース９１２の一部（例えば、ＢＢプロセッサ９１３）若しくは全部、プロセッサ９０１、及び／又は補助コントローラ９１９を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記１つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム（換言すると、プロセッサに上記１つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム）を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがスマートフォン９００にインストールされ、無線通信インタフェース９１２（例えば、ＢＢプロセッサ９１３）、プロセッサ９０１、及び／又は補助コントローラ９１９が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記１つ以上の構成要素を備える装置としてスマートフォン９００又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。
また、図４２に示したスマートフォン９００において、例えば、図６を参照して説明した無線通信部２２０は、無線通信インタフェース９１２（例えば、ＲＦ回路９１４）において実装されてもよい。また、アンテナ部２１０は、アンテナ９１６において実装されてもよい。また、記憶部２３０は、メモリ９０２において実装されてもよい。
（第２の応用例）
図４３は、本開示に係る技術が適用され得るカーナビゲーション装置９２０の概略的な構成の一例を示すブロック図である。カーナビゲーション装置９２０は、プロセッサ９２１、メモリ９２２、ＧＰＳ（Global Positioning System）モジュール９２４、センサ９２５、データインタフェース９２６、コンテンツプレーヤ９２７、記憶媒体インタフェース９２８、入力デバイス９２９、表示デバイス９３０、スピーカ９３１、無線通信インタフェース９３３、１つ以上のアンテナスイッチ９３６、１つ以上のアンテナ９３７及びバッテリー９３８を備える。
プロセッサ９２１は、例えばＣＰＵ又はＳｏＣであってよく、カーナビゲーション装置９２０のナビゲーション機能及びその他の機能を制御する。メモリ９２２は、ＲＡＭ及びＲＯＭを含み、プロセッサ９２１により実行されるプログラム及びデータを記憶する。
ＧＰＳモジュール９２４は、ＧＰＳ衛星から受信されるＧＰＳ信号を用いて、カーナビゲーション装置９２０の位置（例えば、緯度、経度及び高度）を測定する。センサ９２５は、例えば、ジャイロセンサ、地磁気センサ及び気圧センサなどのセンサ群を含み得る。データインタフェース９２６は、例えば、図示しない端子を介して車載ネットワーク９４１に接続され、車速データなどの車両側で生成されるデータを取得する。
コンテンツプレーヤ９２７は、記憶媒体インタフェース９２８に挿入される記憶媒体（例えば、ＣＤ又はＤＶＤ）に記憶されているコンテンツを再生する。入力デバイス９２９は、例えば、表示デバイス９３０の画面上へのタッチを検出するタッチセンサ、ボタン又はスイッチなどを含み、ユーザからの操作又は情報入力を受け付ける。表示デバイス９３０は、ＬＣＤ又はＯＬＥＤディスプレイなどの画面を有し、ナビゲーション機能又は再生されるコンテンツの画像を表示する。スピーカ９３１は、ナビゲーション機能又は再生されるコンテンツの音声を出力する。
無線通信インタフェース９３３は、ＬＴＥ又はＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄなどのいずれかのセルラー通信方式をサポートし、無線通信を実行する。無線通信インタフェース９３３は、典型的には、ＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５などを含み得る。ＢＢプロセッサ９３４は、例えば、符号化／復号、変調／復調及び多重化／逆多重化などを行なってよく、無線通信のための様々な信号処理を実行する。一方、ＲＦ回路９３５は、ミキサ、フィルタ及びアンプなどを含んでもよく、アンテナ９３７を介して無線信号を送受信する。無線通信インタフェース９３３は、ＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５を集積したワンチップのモジュールであってもよい。無線通信インタフェース９３３は、図４３に示したように複数のＢＢプロセッサ９３４及び複数のＲＦ回路９３５を含んでもよい。なお、図４３には無線通信インタフェース９３３が複数のＢＢプロセッサ９３４及び複数のＲＦ回路９３５を含む例を示したが、無線通信インタフェース９３３は単一のＢＢプロセッサ９３４又は単一のＲＦ回路９３５を含んでもよい。
さらに、無線通信インタフェース９３３は、セルラー通信方式に加えて、近距離無線通信方式、近接無線通信方式又は無線ＬＡＮ方式などの他の種類の無線通信方式をサポートしてもよく、その場合に、無線通信方式ごとのＢＢプロセッサ９３４及びＲＦ回路９３５を含んでもよい。
アンテナスイッチ９３６の各々は、無線通信インタフェース９３３に含まれる複数の回路（例えば、異なる無線通信方式のための回路）の間でアンテナ９３７の接続先を切り替える。
アンテナ９３７の各々は、単一の又は複数のアンテナ素子（例えば、ＭＩＭＯアンテナを構成する複数のアンテナ素子）を有し、無線通信インタフェース９３３による無線信号の送受信のために使用される。カーナビゲーション装置９２０は、図４３に示したように複数のアンテナ９３７を有してもよい。なお、図４３にはカーナビゲーション装置９２０が複数のアンテナ９３７を有する例を示したが、カーナビゲーション装置９２０は単一のアンテナ９３７を有してもよい。
さらに、カーナビゲーション装置９２０は、無線通信方式ごとにアンテナ９３７を備えてもよい。その場合に、アンテナスイッチ９３６は、カーナビゲーション装置９２０の構成から省略されてもよい。
バッテリー９３８は、図中に破線で部分的に示した給電ラインを介して、図４３に示したカーナビゲーション装置９２０の各ブロックへ電力を供給する。また、バッテリー９３８は、車両側から給電される電力を蓄積する。
図４３に示したカーナビゲーション装置９２０において、図６を参照して説明したＵＥ１５ａに含まれる１つ以上の構成要素（例えば、通信制御部２４３）は、無線通信インタフェース９３３において実装されてもよい。あるいは、これらの構成要素の少なくとも一部は、プロセッサ９２１において実装されてもよい。一例として、カーナビゲーション装置９２０は、無線通信インタフェース９３３の一部（例えば、ＢＢプロセッサ９３４）若しくは全部及び／又はプロセッサ９２１を含むモジュールを搭載し、当該モジュールにおいて上記１つ以上の構成要素が実装されてもよい。この場合に、上記モジュールは、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラム（換言すると、プロセッサに上記１つ以上の構成要素の動作を実行させるためのプログラム）を記憶し、当該プログラムを実行してもよい。別の例として、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムがカーナビゲーション装置９２０にインストールされ、無線通信インタフェース９３３（例えば、ＢＢプロセッサ９３４）及び／又はプロセッサ９２１が当該プログラムを実行してもよい。以上のように、上記１つ以上の構成要素を備える装置としてカーナビゲーション装置９２０又は上記モジュールが提供されてもよく、プロセッサを上記１つ以上の構成要素として機能させるためのプログラムが提供されてもよい。また、上記プログラムを記録した読み取り可能な記録媒体が提供されてもよい。
また、図４３に示したカーナビゲーション装置９２０において、例えば、図６を参照して説明した無線通信部２２０は、無線通信インタフェース９３３（例えば、ＲＦ回路９３５）において実装されてもよい。また、アンテナ部２１０は、アンテナ９３７において実装されてもよい。また、記憶部２３０は、メモリ９２２において実装されてもよい。
また、本開示に係る技術は、上述したカーナビゲーション装置９２０の１つ以上のブロックと、車載ネットワーク９４１と、車両側モジュール９４２とを含む車載システム（又は車両）９４０として実現されてもよい。即ち、中継部２４１及び通信制御部２４３を備える装置として車載システム（又は車両）９４０が提供されてもよい。車両側モジュール９４２は、車速、エンジン回転数又は故障情報などの車両側データを生成し、生成したデータを車載ネットワーク９４１へ出力する。
＜３．まとめ＞
以上説明したように本開示の実施の形態によれば、Locator/ID分離に基づくIPv6アドレスフォーマットを規定することで、既存のスライス構築方法に比べて効率よくスライスを構築することが可能なネットワークシステム１を提供することが出来る。本開示の実施の形態に係るネットワークシステム１は、スライス構成のためのヘッダオーバヘッドが生じない。そのため、本開示の実施の形態に係るネットワークシステム１は、スライス構築時にスループットの低下がない。またMPLSが使用可能なオペレーティングシステムであれば、本開示の実施の形態に係るネットワークシステム１は、オペレーティングシステムのカーネルへの変更は不要である。
本明細書の各装置が実行する処理における各ステップは、必ずしもシーケンス図またはフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。例えば、各装置が実行する処理における各ステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で処理されても、並列的に処理されてもよい。
また、各装置に内蔵されるＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどのハードウェアを、上述した各装置の構成と同等の機能を発揮させるためのコンピュータプログラムも作成可能である。また、該コンピュータプログラムを記憶させた記憶媒体も提供されることが可能である。また、機能ブロック図で示したそれぞれの機能ブロックをハードウェアで構成することで、一連の処理をハードウェアで実現することもできる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
ｍバイトからなるネットワークアドレスを用いて、１以上のネットワークスライス上での通信制御を行う通信制御部を備え、
前記ネットワークアドレスは、上位ｎバイトの一部に前記ネットワークスライスを識別するスライス番号と、該ネットワークスライスにおけるサブネット番号と、を含むプレフィクス部を有する、通信装置。
（２）
前記ネットワークアドレスは、下位（ｍ−ｎ）バイトの一部に、前記スライス番号を含むインタフェースＩＤ部を有する、前記（１）に記載の通信装置。
（３）
データの宛先のアドレスの前記プレフィクス部及び次にデータを送るノードのネットワークアドレス情報を示す経路表を記憶する記憶部を備える、前記（１）または（２）に記載の通信装置。
（４）
前記通信制御部は、前記経路表を参照して受信した前記データの送信先を決定する、前記（３）に記載の通信装置。
（５）
前記経路表は、前記ネットワークスライス毎に設定される、前記（３）または（４）に記載の通信装置。
（６）
前記通信制御部は、前記スライス番号を取得し、前記ネットワークアドレスの所定の位置に受信した前記スライス番号を埋め込む、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の通信装置。
（７）
前記スライス番号は、実行されるアプリケーションの種類に応じて決定される、前記（６）に記載の通信装置。
（８）
前記ネットワークスライスは複数存在し、ネットワーク資源を前記ネットワークスライスの間で隔離するための情報が前記ネットワークアドレスの前段に付加される、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の通信装置。
（９）
前記通信制御部は、無線通信を行う接続先が変化すると、前記プレフィクス部における前記サブネット番号を、新しい前記接続先に対応するものに書き換える、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の通信装置。
（１０）
前記ネットワークアドレスは、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ｖ６アドレスのフォーマットに準拠する、前記（１）〜（９）のいずれかに記載の通信装置。
（１１）
ｍバイトからなるネットワークアドレスを用いて、１以上のネットワークスライス上での通信制御をプロセッサが行うことを含み、
前記ネットワークアドレスは、上位ｎバイトの一部に前記ネットワークスライスを識別するスライス番号と、該ネットワークスライスにおけるサブネット番号と、を含むプレフィクス部を有する、通信方法。
（１２）
ｍバイトからなるネットワークアドレスを用いて、１以上のネットワークスライス上での通信制御をコンピュータに実行させ、
前記ネットワークアドレスは、上位ｎバイトの一部に前記ネットワークスライスを識別するスライス番号と、該ネットワークスライスにおけるサブネット番号と、を含むプレフィクス部を有する、コンピュータプログラム。
３ ＣＮ
１０ 物理ネットワーク
１１ ＰＧＷ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ ＲＴ
１４ａ、１４ｂ ｅＮＢ
１５ａ、１５ｂ ＵＥ

Claims (12)

  1. ｍバイトからなるネットワークアドレスを用いて、１以上のネットワークスライス上での通信制御を行う通信制御部を備え、
    前記ネットワークアドレスは、上位ｎバイトの一部に前記ネットワークスライスを識別するスライス番号と、該ネットワークスライスにおけるサブネット番号と、を含むプレフィクス部を有する、通信装置。
  2. 前記ネットワークアドレスは、下位（ｍ−ｎ）バイトの一部に、前記スライス番号を含むインタフェースＩＤ部を有する、請求項１に記載の通信装置。
  3. データの宛先のアドレスの前記プレフィクス部及び次にデータを送るノードのネットワークアドレス情報を示す経路表を記憶する記憶部を備える、請求項１に記載の通信装置。
  4. 前記通信制御部は、前記経路表を参照して受信した前記データの送信先を決定する、請求項３に記載の通信装置。
  5. 前記経路表は、前記ネットワークスライス毎に設定される、請求項３に記載の通信装置。
  6. 前記通信制御部は、前記スライス番号を取得し、前記ネットワークアドレスの所定の位置に受信した前記スライス番号を埋め込む、請求項１に記載の通信装置。
  7. 前記スライス番号は、実行されるアプリケーションの種類に応じて決定される、請求項６に記載の通信装置。
  8. 前記ネットワークスライスは複数存在し、ネットワーク資源を前記ネットワークスライスの間で隔離するための情報が前記ネットワークアドレスの前段に付加される、請求項１に記載の通信装置。
  9. 前記通信制御部は、無線通信を行う接続先が変化すると、前記プレフィクス部における前記サブネット番号を、新しい前記接続先に対応するものに書き換える、請求項１に記載の通信装置。
  10. 前記ネットワークアドレスは、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ｖ６アドレスのフォーマットに準拠する、請求項１に記載の通信装置。
  11. ｍバイトからなるネットワークアドレスを用いて、１以上のネットワークスライス上での通信制御をプロセッサが行うことを含み、
    前記ネットワークアドレスは、上位ｎバイトの一部に前記ネットワークスライスを識別するスライス番号と、該ネットワークスライスにおけるサブネット番号と、を含むプレフィクス部を有する、通信方法。
  12. ｍバイトからなるネットワークアドレスを用いて、１以上のネットワークスライス上での通信制御をコンピュータに実行させ、
    前記ネットワークアドレスは、上位ｎバイトの一部に前記ネットワークスライスを識別するスライス番号と、該ネットワークスライスにおけるサブネット番号と、を含むプレフィクス部を有する、コンピュータプログラム。
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