KR20140144246A - 통신 시스템 및 경로 제어 방법 - Google Patents

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도시유키 다무라
슈테판 슈미트
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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

셀룰러 폰 시스템 내에, 장치 고장, 정체 등에 의해 야기된 서비스 중단을 회피할 수 있는 통신 시스템을 제공하는데 목적이 있다. 본 발명에 따른 통신 시스템은, 데이터 전송 장치 (11), 데이터 전송 장치 (11) 와 통신하는 게이트웨이 (12), 게이트웨이 (12) 의 대체 장치인 게이트웨이 (13), 및 데이터 전송 장치 (11) 와 게이트웨이들 (2 및 3) 사이의 통신 경로를 제어하는 경로 제어 장치 (14) 를 포함한다. 경로 제어 장치가 게이트웨이 (12) 에서 장해 상태를 검출하는 경우, 경로 제어 장치는 데이터 전송 장치 (11) 로부터 게이트웨이 (12) 로 전송되는 데이터를 게이트웨이 (13) 로 전송시키고, 게이트웨이 (12) 에 설정되어 있는 세션 정보를 게이트웨이 (13) 에 통지한다.

Description

통신 시스템 및 경로 제어 방법{COMMUNICATION SYSTEM, AND PATH CONTROL METHOD}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것이고, 특히 장해 발생시에 경로 제어를 실시하는 통신 시스템에 관한 것이다.
최근, 가상화 기술을 활용한 서버 통합 (가상 서버) 및 클라우딩이 급속히 개발되고 있다. 따라서, 스토리지 장치의 크기의 확장 및 스토리지 장치들 간의 자원들의 이동이 진행되고 있다. 그러나, 이용자가 이용하는 통신 단말과 가상 서버와의 사이를 접속하는 네트워크의 운용은 여전히 고도의 지식이나 기술 등을 요구한다. 그 때문에, 네트워크의 운용을 간소화할 수 있는 장치의 개발이 요망된다.
그래서, 네트워크의 운용을 간소화하기 위한 기술의 하나로서, OpenFlow 가 검토 중에 있다. OpenFlow 는, OpenFlow 컨소시엄에 의해 표준 스펙이 책정되는 기술이다. OpenFlow 를 이용하는 네트워크에서, OpenFlow 컨트롤러를 이용하는 네트워크에 대한 집중 제어는, 네트워크의 운용을 간소화한다. 또한, OpenFlow 를 이용하는 네트워크에서, 플로우 단위에 의한 경로 제어는, 유연한 라우팅을 실현할 수 있기 때문에, 내장해성을 높일 수 있다.
특허문헌 1 은, 데이터 전송용 스위치 군과, 프로토콜 종별, 포트 번호 등의 정보를 유지하는 플로우 테이블을 스위치 군으에 설정하는 컨트롤러로 구성되는 OpenFlow 를 이용한 컴퓨터 시스템의 구성이 개시된다.
미심사 일본 공개특허공보 2011－160363호
3GPP 표준화 단체 등에 의해 규정되는 현재의 휴대전화 시스템에서, 통상적인 IP 네트워크 기술이 휴대전화 패킷망에 적용되고, 데이터 통신 서비스들이 휴대전화 이용자들에게 제공된다. 또한, 휴대전화 시스템은, 현재 사회 인프라의 일부로서 인식되어 있고, 안정적인 서비스의 제공이 강하게 요구되고 있다. 그래서, 현재의 휴대전화 시스템에, 플로우 단위로 경로 제어를 실시하는 네트워크 기술을 도입함으로써, 휴대전화 시스템내의 장치 고장 및 정체 (congestion) 등에서 기인되는 서비스의 중단을 회피하는 것이 가능할 수도 있다고 생각된다. 그러나, 휴대전화 시스템에 있어서 플로우 단위로 경로 제어를 실시하는 네트워크 기술의 도입 방법으로서, 명시적으로 검토를 하지 않았기 때문에, 플로우 단위로 경로 제어를 실시하는 네트워크 기술을 이용한 휴대전화 시스템의 구성을 명확하게 하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은, 이와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 통신 시스템내의 장치 고장, 장치 정체, 장치 증설, 장치 감설 및 장치 메인터넌스 등에서 기인되는 서비스의 중단을 회피할 수 있는 통신 시스템 및 경로 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태는, 데이터 전송 장치와; 데이터 전송 장치와 통신하는 제 1 게이트웨이와; 제 1 게이트웨이의 대체 장치인 제 2 게이트웨이; 및 데이터 전송 장치와 제 1 게이트웨이 및 제 2 게이트웨이 사이의 통신 경로를 제어하는 경로 제어 수단을 구비하는 통신 시스템이다. 경로 제어 수단이 제 1 게이트웨이에서 장해 상태를 검출하는 경우, 경로 제어 수단은 데이터 전송 장치로부터 제 1 게이트웨이로 전송되는 데이터를 제 2 게이트웨이로 전송시키고, 제 1 게이트웨이에 설정되어 있는 세션 정보를 제 2 게이트웨이에 통지한다.
본 발명의 제 2 양태는, 데이터 전송 장치와 통신하는 제 1 게이트웨이에서 장해 상태를 검출하는 것과, 데이터 전송 장치로부터 제 1 게이트웨이로 전송되는 데이터를 제 1 게이트웨이의 대체 장치인 제 2 게이트웨이로 전송시키는 것과 함께, 제 1 게이트웨이에 설정되어 있는 세션 정보를 제 2 게이트웨이에 통지하는 것을 포함하는 제어 방법이다.
본 발명에 따르면, 통신 시스템내의 장치 고장, 장치 정체, 장치 증설, 장치 감설 및 장치 메인터넌스 등에서 기인되는 서비스의 중단을 회피할 수 있는 통신 시스템 및 경로 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1 은 예시적인 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2 는 예시적인 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템에서 발생된 고장을 도시하는 도면이다.
도 3 은 예시적인 제 1 실시형태에 따른 라우팅 테이블을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 예시적인 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템에서 발생된 고장을 도시하는 도면이다.
도 5 는 예시적인 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템에서 발생된 고장을 도시하는 도면이다.
도 6 은 예시적인 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템에서 발생된 고장을 도시하는 도면이다.
도 7 은 예시적인 제 1 실시형태에 따른 베어러 설정 처리에 관한 순서도이다.
도 8 은 예시적인 제 1 실시형태에 따른 베어러 설정 처리에 관한 순서도이다.
도 9 는 예시적인 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 고장에 관한 순서도이다.
도 10 은 예시적인 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 고장에 관한 순서도이다.
도 11 은 예시적인 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템내 고장 복구에 관한 순서도이다.
도 12 는 예시적인 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템내 고장 복구에 관한 순서도이다.
도 13 은 예시적인 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템내 고장 복구에 관한 순서도이다.
도 14 는 예시적인 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체를 도시하는 도면이다.
도 15 는 예시적인 제 2 실시형태에 따른 라우팅 테이블을 설명하는 도면이다.
도 16 은 예시적인 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 17 은 예시적인 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 18 은 예시적인 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 19 는 예시적인 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 20 은 예시적인 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 21 은 예시적인 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 22 는 예시적인 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템내 정체 복구에 관한 순서도이다.
도 23 은 예시적인 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템내 정체 복구에 관한 순서도이다.
도 24 는 예시적인 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템내 정체 복구에 관한 순서도이다.
도 25 는 예시적인 제 3 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 고장을 도시하는 도면이다.
도 26 은 예시적인 제 3 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 고장을 도시하는 도면이다.
도 27 은 예시적인 제 3 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 고장을 도시하는 도면이다.
도 28 은 예시적인 제 3 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 고장에 관한 순서도이다.
도 29 는 예시적인 제 3 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 고장에 관한 순서도이다.
도 30 은 예시적인 제 3 실시형태에 따른 통신 시스템내 고장 복구에 관한 순서도이다.
도 31 은 예시적인 제 3 실시형태에 따른 통신 시스템내 고장 복구에 관한 순서도이다.
도 32 는 예시적인 제 3 실시형태에 따른 통신 시스템내 고장 복구에 관한 순서도이다.
도 33 은 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체를 도시하는 도면이다.
도 34 는 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 34 는 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 35 는 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 36 은 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 37 은 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 38 은 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 39 는 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내에 발생된 정체에 관한 순서도이다.
도 40 은 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내 정체 복구에 관한 순서도이다.
도 41 은 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내 정체 복구에 관한 순서도이다.
도 42 는 예시적인 제 4 실시형태에 따른 통신 시스템내 정체 복구에 관한 순서도이다.
도 43 은 3GPP 에 의해 규정되는 eUTRAN (evolved UTRAN) 액세스에 관한 통신 네트워크의 전체 구성도이다.
도 44 는 3GPP 에 의해 규정되는 UTRAN with EPC direct tunneling model 에 관한 통신 네트워크의 전체 구성도이다.
도 45 는 3GPP 에 의해 규정되는 UTRAN access with EPC 에 관한 통신 네트워크의 전체 구성도이다.
도 46 은 3GPP 에 의해 규정되는 UTRAN access with GPRS 에 관한 통신 네트워크의 전체 구성도이다.
도 47 은 본 발명의 적용 예를 도시하는 도면이다.
도 48 은 본 발명의 적용 예를 도시하는 도면이다.
(예시적인 제 1 실시형태)
이하, 본 발명의 예시적인 실시형태들이 도면들을 참조해 설명된다. 본 발명은, OpenFlow, VXLAN, NVGRE, DOVE, Cisco NEXUS, Juniper QFabric (등록상표) 등에 적용될 수 있다. 하기의 예시적인 실시형태들에서, 주로 OpenFlow 를 이용한 실시예가 설명된다.
우선, 3GPP 에 의해 규정되는 eUTRAN (evolved UTRAN) 액세스에 관한 통신 네트워크의 전체 구성이 도 43 을 이용해 설명된다. 통신 네트워크는, EPS (100) 와 외부 네트워크 (200) 로 구성된다. EPS (100) 는, eNB들 (101 내지 104), FR들 (105 내지 107), SGW들 (108 내지 111), FC/MME (112), FR들 (113 내지 115), PGW들 (116 및 117), 및 FC/PCRF (118) 를 포함한다. 외부 네트워크 (200) 는, FR들 (Flexible Router) (201 내지 203), TDF들 (Traffic Detection Function) (204 내지 207), 및 서비스 서버들 (208 및 209) 을 포함한다.
FR들 (105 내지 107) 은, eNB들 (101 내지 104) 과 SGW들 (108 내지 111) 사이의 통신을 중계한다. 또한, FR들 (113 내지 115) 은, SGW들 (108 내지 111) 과 PGW들 (116 및 117) 사이의 통신을 중계한다. FR 은, OpenFlow 를 이용한 시스템에서 이용되는 통신 장치이며, 예를 들어, FC/MME (112) 및 FC/PCRF (118) 에 의해 제어되는 스위치, 라우터 등일 수도 있다.
FC/MME (112) 는 FR들 (105 내지 107) 에 대한 경로 제어를 실시한다. 즉, FC/MME (112) 는, eNB들 (101 내지 104) 과 SGW들 (108 내지 111) 사이의 통신 경로들을 설정한다. 또, FC/MME (112) 는, FC 와 MME 가 서로 제휴해 동작하는 것을 나타낸다.
FC/PCRF (118) 는 FR들 (113 내지 115) 에 대한 경로 제어를 실시한다. 요컨대, FC/PCRF (118) 는, SGW들 (108 내지 111) 과 PGW들 (116 및 117) 사이의 통신 경로를 설정한다. 또, FC/PCRF (118) 는, FC 와 PCRF 가 서로 제휴해 동작하는 것을 나타낸다.
다음으로, 외부 네트워크 (200) 의 구성예를 설명한다. FR들 (201 내지 203) 은, PGW들 (116 및 117) 과 TDF들 (204 내지 207) 사이의 통신을 중계한다. 또, FR들 (201 내지 203) 에 대한 경로 제어는, FC/PCRF (118) 를 이용해 실시한다. 요컨대, FC/PCRF (118) 는, PGW들 (116 및 117) 과 TDF들 (204 내지 207) 사이의 통신 경로들을 설정한다.
서비스 서버들 (208 및 209) 은, TDF들 (204 내지 207) 을 개재하여 송신된 데이터를 수신하고, 서비스들을 수행한다.
통신 네트워크내의 각 구성 요소들은, 도 2 이후의 도면들을 이용하여 설명될 것이다.
다음으로, 3GPP 에서 규정되는 UTRAN with EPC direct tunneling model 에 관한 통신 네트워크의 전체 구성을 도 44 를 이용해 설명할 것이다. 도 44 에서는, 도 43 의 eNB들 (101 내지 104) 대신에, RNC들 (121 내지 124) 이 이용된다. 또한, FC/MME (112) 대신에, FC/SGSN (131) 가 이용된다. 나머지 구성은, 도 43 에 도시된 구성과 같다.
다음으로, 3GPP 에서 규정되는 UTRAN access with EPC 에 관한 통신 네트워크의 전체 구성을 도 45 를 이용해 설명할 것이다. 도 45 에서는, 도 44 의 FR들 (105 내지 107) 과 FR들 (113 내지 115) 사이에, SGW들 (108 내지 111) 대신에, FC/SGSN (132) 이 이용된다. FC/SGSN (132) 는, FR들 (105 내지 107) 에 대한 경로 제어를 실시한다. 또, FR들 (105 내지 107) 은, RNC (121 내지 124) 로부터 송신된 제어 신호들을 FC/SGSN (132) 에 송신한다. 나머지 구성은, 도 43 및 도 44 에 도시된 구성과 같다.
다음으로, 3GPP 에 규정되는 UTRAN access with GPRS 에 관한 통신 네트워크의 전체 구성을 도 46 을 이용해 설명할 것이다. 도 46 에서는, PGW들 (116 및 117) 대신에, GGSN들 (151 및 152) 이 이용된다.
대안으로, 도 43 내지 도 46 에 도시된 것 이외의 구성으로서, RNC들 (121 내지 124) 대신에, BSC (Base Station Controller) 를 이용하여, 이른바 2G 시스템에 본 발명을 적용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템의 구성예에 대해 도 1 을 이용해 설명한다. 도 1 의 통신 시스템은, 데이터 전송 장치 (11), 게이트웨이들 (12 및 13) 및 경로 제어 장치 (14) 를 포함한다. 데이터 전송 장치 (11) 는, 데이터를 중계하는 장치이며, 예를 들어, IP 어드레스를 이용해 데이터를 전송하는 라우터나, MAC 어드레스 등을 이용해 데이터를 전송하는 L2 스위치일 수도 있다.
게이트웨이 (12) 는 데이터 전송 장치 (11) 와 통신하기 위한 장치이다. 요컨대, 게이트웨이 (12) 는 실제로 데이터 전송 장치 (11) 에 데이터를 송신하고, 데이터 전송 장치 (11) 로부터 데이터를 수신하는 장치이다. 또한, 게이트웨이 (13) 는, 게이트웨이 (12) 의 대체 장치이다. 상세하게는, 게이트웨이 (12) 에 장해 등이 발생했을 경우에, 게이트웨이 (13) 는, 데이터 전송 장치 (11) 로부터 게이트웨이 (12) 로 위치지정된 데이터를 수신하여, 데이터 처리를 실시한다. 게이트웨이 (12) 에 장해 등이 발생하고 있지 않는 경우에는, 게이트웨이 (13) 는, 동작할 수도 있고, 정지할 수도 있다.
경로 제어 장치 (14) 는, 데이터 전송 장치 (11) 와 게이트웨이 사이, 그리고, 데이터 전송 장치 (11) 및 게이트웨이 (13) 사이의 통신 경로들을 제어한다. 예를 들어, 경로 제어 장치 (14) 는, 데이터 전송 장치 (11) 로부터 데이터의 전송처로서, 게이트웨이 (12) 또는 게이트웨이 (13) 중 어느 하나를 지정하고, 통신 경로를 결정할 수도 있다. 경로 제어 장치 (14) 의 구체적인 동작을 이하 설명할 것이다.
경로 제어 장치 (14) 는, 게이트웨이 (12) 에서 장해 상태를 검출하는 경우, 데이터 전송 장치 (11) 로부터 게이트웨이 (12) 로 전송되는 데이터를 게이트웨이 (13) 에 라우팅하도록 데이터 전송 장치 (11) 를 제어함과 함께, 게이트웨이 (12) 에 설정되어 있는 세션 정보를 게이트웨이 (13) 에 통지한다.
게이트웨이 (12) 에서 장해 상태는, 게이트웨이 (12) 의 고장 및 정체, 및 데이터 전송 장치 (11) 와 게이트웨이 (12) 사이의 경로 장해이다. 요컨대, 장해 상태는, 게이트웨이 (12) 가 데이터 처리를 실시할 수가 없게 되는 상태, 및 게이트웨이 (12) 가 고부하가 되어, 데이터 처리를 실시하는 것이 곤란해지는 상태를 포함한다.
세션 정보는, 베어러 정보를 포함한다. 또한 세션 정보는, 제어 신호 정보 등을 포함할 수도 있다. 베어러 정보는, 예를 들어, 통신 단말과 게이트웨이 (12) 또는 게이트웨이 (13) 가 데이터의 송수신을 실시하기 위해 설정되는 접속 정보이다. 통신 단말은, 휴대 전화 단말 등의 이동 통신 단말, 및 MTC (Machine Type Communication) 에 이용되는 단말을 포함한다. 제어 신호 정보는, 베어러를 설정하기 위해서 이용되는 신호 등일 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 도 1 의 통신 시스템에서, 장해가 게이트웨이 (12) 에서 발생했을 경우라도, 경로 제어 장치 (14) 를 이용하여, 게이트웨이 (12) 에 송신되는 데이터를 대체 장치인 게이트웨이 (13) 에 송신하도록 전환할 수 있다. 또한, 데이터 경로를 전환하는 것만이 아니고, 게이트웨이 (12) 에 설정되는 세션 정보를 게이트웨이 (13) 에 통지할 수 있다. 그후, 게이트웨이 (12) 에 장해가 발생하는 경우라도, 게이트웨이 (12) 에 의해 실행되고 있던 데이터 처리를 게이트웨이 (13) 에 의해서도 실행할 수 있다. 그 때문에, 통신 시스템내에 장해가 발생하는 경우라도, 대체 장치를 이용하여, 장해 발생전과 동일한 서비스를 제공할 수 있다.
다음으로, 통신 시스템 내에 발생된 고장을 도 2 를 이용해 설명할 것이다. 도 2 는, EPS (Evolved Packet System) (20) 와 외부 네트워크 (40) 를 이용해 통신을 실시하는 구성을 도시한다. EPS (20) 는, LTE (Long Term Evolution), W－CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), GERAN (GSM (등록상표) EDGE Radio Access Network), 및 WiFi (등록상표) 등으로 대표되는 논 3GPP 액세스 등으로 실현되는 무선 통신과 EPC (Evolved Packet Core) 로 제공되는 플렉서블 코어 네트워크로 구성된다. LTE, W－CDMA, GERAN 및 EPC 는, 3GPP 의 기술 명세서에 있어서 규정된다. 외부 네트워크 (40) 는, EPS (20) 와는 상이한 Packet Data Network (PDN) 으로 규정되며, 예를 들어, EPS (20) 를 운용하는 사업자와는 상이한 사업자에 의해 운용되는 네트워크이다. 예를 들어, 외부 네트워크 (40) 는, 인터넷 프로바이더에 의해 운용되는 네트워크 등일 수도 있다.
EPS (20) 는, SGW (Serving GW) (21), 라우터 (22), PGW들 (Packet data network GW) (23 및 24), FC (Flow Controller) (25), 및 PCRF (Policy and Charging Rules Function) (26) 를 포함한다. 외부 네트워크 (40) 는 라우터 (41), TDF (Traffic Data Function) (42), 및 서비스 서버 (43) 를 포함한다.
SGW (21) 는, 3GPP 에 의해 이른바 3G 시스템이라고 칭해지는 시스템과, LTE 시스템과의 U－Plane (유저 트래픽) 을 수용하는 논리 노드이다. 3G 시스템은, 무선 방식으로서 주로 W－CDMA 기술을 이용한다.
SGW (21) 는, UE 로부터 송신된 유저 트래픽을, 라우터 (22) 를 개재하여 PGW (23) 또는 PGW (24) 에 송신한다. PGW (23) 에 할당된 IP 어드레스 ＃A 또는 PGW (24) 에 할당된 IP 어드레스 ＃B 가 행선지 어드레스로서 유저 트래픽에 설정된다. 라우터 (22) 는, 행선지 어드레스와 전송처 장치가 관련되는 라우팅 테이블을 이용해, SGW (21) 로부터 송신된 유저 트래픽을 PGW (23) 또는 PGW (24) 로 전송한다. 본 도면에서, PGW (23) 에 장해가 발생하기 전의 유저 트래픽은, 유저 트래픽이 PGW (23) 로 전송되는 것을 나타낸다.
PGW (23) 및 PGW (24) 는, EPS (20) 와 외부 네트워크 (40) 사이의 인터페이스 기능을 갖는 논리 노드들이다. 요컨대, EPS (20) 내의 통신 장치와 외부 네트워크 (40) 내의 통신 장치 등과의 사이에서의 송수신은, PGW (23) 또는 PGW (24) 를 개재하여 행해진다.
FC (25) 는, EPS (20) 내에서 전송 경로를 플로우 단위로 결정하고, 결정된 경로를 라우터 (22) 에 통지한다. 라우터 (22) 는, FC (25) 가 통지한 경로 정보에 따라 데이터를 전송한다. 또한, FC (25) 는, 외부 네트워크 (40) 내에서도, 전송 경로를 플로우 단위로 결정할 수도 있다. 이 경우, FC (25) 는, 결정된 경로를 라우터 (41) 에 통지한다. 플로우는, L1 (물리 포트 등), L2 (MAC), L3 (IP) 및 L4 (포트 번호) 의 각 레이어의 임의의 어드레스들, 또는 L1 (물리 포트 등), L2 (MAC), L3 (IP), L4 (포트 번호) 의 각 레이어들의 임의의 어드레스들 및 플로우 제어용 식별자의 조합에 의해 특정된 통신 트래픽이다. 또한, 플로우 단위는, IP 어드레스 및 식별자로서 이용되는 TEID (Tunnel Endpoint Identifier) 에 의해 결정되는 EPS 베어러마다 또는 복수의 EPS 베어러들의 조합 등일 수도 있다. 또한 플로우 단위는, 가입자 (UE) 마다, 또는 서비스 마다 등일 수도 있다.
FC (25) 는, 특정의 룰에 따라 각 레이어들의 임의의 어드레스 또는 식별자를 조합하여 통신 트래픽을 식별한다. 라우터 (22) 및 라우터 (41) 로 전송된 경로 정보인 FC (25) 에 의해 결정된 경로는, 라우팅 폴리시로서 칭해질 것이다.
FC (25) 는, 통신 단말과 PGW (23) 또는 PGW (24) 와의 사이에 설정되는 베어러 정보 및 제어 신호 정보 등을 포함하는 세션 정보를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 베어러 정보는, 통신 단말에 할당되는 IP 어드레스, TEID, QoS 정보 등을 포함한다. 제어 신호 정보는, 예를 들어, 베어러 정보를 설정하기 위해서 이용되는 신호 등이다. FC (25) 는, 베어러 정보 및 제어 정보를, PGW (23) 및 PGW (24) 에 통지한다.
PGW (23) 및 PGW (24) 는, 과금 정보 등을 생성하는 논리 노드들이다.
라우터 (41) 는, PGW (23) 또는 PGW (24) 로부터 송신된 데이터를, TDF (42) 를 개재하여 서비스 서버 (43) 에 송신한다. 또는, 라우터 (41) 는, TDF (42) 를 개재하여 서비스 서버 (43) 로부터 송신된 데이터를 PGW (23) 또는 PGW (24) 에 송신한다. 서비스 서버 (43) 는, 외부 네트워크 (40) 내에 배치되는 서버 장치이며, 예를 들어, Web 서버나, 동영상 데이터를 저장하는 저장 장치 등이다.
본 도면은, PGW (23) 에 고장이 발생했을 경우에, UE 로부터 송신된 유저 트래픽에 대해, 라우터 (22) 가, PGW (23) 에 위치지정된 데이터를 PGW (24) 에 라우팅하도록 변경하는 것, 및 서비스 서버 (43) 로부터 송신된 유저 트래픽에 대해, 라우터 (41) 가, PGW (23) 에 위치지정된 데이터를 PGW (24) 에 라우팅하도록 변경하는 것을 나타낸다. 또, PGW들이 2 개 있는 경우의 동작이 본 도면에 도시되지만, PGW들이 3 개 이상인 경우에 있어서도 본 발명을 적용할 수 있다.
라우터 (22) 에 유지된 라우팅 테이블에 설정되는 정보 (라우팅 폴리시) 가 도 3 을 이용해 설명된다. 라우팅 테이블은, IP 어드레스 정보 (IP address) 와 행선지 정보 (Destination) 로 구성된다. 예를 들어, IP 어드레스 ＃A 와 PGW (23) 가 관련되고, IP 어드레스 ＃B 와 PGW (24) 가 관련된다.
그 후, PGW (23) 에 고장이 발생했을 경우에, IP 어드레스 ＃A 와 PGW (24) 가 관련될 수 있도록, 라우팅 테이블이 갱신된다. 이로써, PGW (23) 에 고장이 발생한 후, 라우터 (22) 는, 행선지 어드레스로서 IP 어드레스 ＃A 가 설정되어 있는 데이터를, PGW (24) 에 송신한다. PGW (23) 에 고장이 발생한 후, 라우터 (22) 는, FC (25) 로부터 통지되는 경로 정보에 기초하여, 라우팅 테이블의 설정 정보를 갱신한다는 점을 주목한다.
또한, PGW (23) 에 고장이 발생했을 경우에, FC (25) 는, PGW (24) 에 PGW (23) 에 의해 설정된 베어러 정보, 제어 신호 정보 등을 포함하는 세션 정보를 통지한다. 본 도면은, FC (25) 와 PCRF (26) 가 서로 제휴해 동작하는 것을 도시한다. FC (25) 와 PCRF (26) 는, 동일한 장치로서 구성될 수도 있고, 상이한 장치들로서 구성될 수도 있다. FC (25) 와 PCRF (26) 가 서로 제휴해 동작함으로써, PGW (23) 에 고장이 발생해, 동작이 PGW (24) 로 전환되더라도, PGW (24) 에 베어러 정보 등이 인계되기 때문에 과금 정보의 수집이 연속적으로 가능해진다. 이로써, PGW (24) 에 인계된 베어러 정보에 관해서, PGW (23) 에 의해 발생된 과금 정보와 PGW (24) 에 의해 발생된 과금 정보를 조합한 과금 정보를 생성할 수 있다.
FC (25) 와 PCRF (26) 가 동일한 장치로서 구성된 경우에는, FC (25) 에 의해 제공된 플로우 제어와 PCRF (26) 에 의해 제공된 폴리시 및 과금 제어를 동일 장치내에서 제휴하는 것으로, 처리의 고속화가 가능하여, 장치 전환에 의한 서비스성의 열화 (예를 들어 순간적인 서비스의 장애) 를 방지한다.
다음으로, 도 2 와는 다른 통신 시스템 내에서 발생된 고장을, 도 4 를 이용해 설명할 것이다. 도 4 에서는, SGW (21) 대신에 논 3GPP 액세스 (31) 가 이용된다. 나머지 구성은 도 2 에 도시된 구성과 같다.
PGW (23) 및 PGW (24) 는, 외부 네트워크 (40) 와 인터페이스 기능을 갖는 논리 노드들이고, 그 기능은 3GPP 의 기술 명세서에 규정된다. 예를 들어, PGW (23) 및 PGW (24) 는, GTP (GPRS Tunneling Protocol), 또는 PMIP (Proxy Mobile IP) 를 이용해 전송된 패킷 데이터이며, 논 3GPP 액세스 (31) 로부터 라우터 (22) 를 개재하여 전송된 패킷 데이터를 외부 네트워크 (40) 에 송신한다. 본 도면은, PGW (23) 에 고장이 발생했을 경우에, 라우터 (22) 가 PGW (23) 로 위치지정된 데이터를 변경하여 PGW (24) 에 라우팅한다. 라우터 (22) 에 의해 라우팅 테이블의 갱신 처리 등은, 도 2 및 도 3 에 도시된 것과 동일하게 때문에 갱신 처리 등에 대한 상세한 설명을 생략할 것이다.
계속해서, 도 2 및 도 4 의 경우들과는 다른 통신 시스템에서 발생된 고장을, 도 5 를 이용해 설명할 것이다. 도 5 에 있어서는, SGW (21) 대신에 SGSN (29) 가 이용된다. 또한, PGW (23) 및 PGW (24) 대신에 GGSN (27) 및 GGSN (28) 이 이용된다. 구성의 나머지는, 도 4 에 도시된 구성과 같다. SGSN (29) 은, 주로 3GPP 의 기술 명세서에 규정되는 3G 시스템에 이용되는 무선 액세스 시스템과 접속되고, U－Plane 데이터 및 C－Plane 데이터에 대해 데이터 처리를 실시한다. GGSN (27) 및 GGSN (28) 은, 외부 네트워크 (40) 와의 인터페이스 기능을 갖는 논리 노드들로서, 그 기능은 3GPP 기술 명세서에 규정된다. 본 도면에 있어서는, GGSN (27) 에 고장이 발생했을 경우에, 라우터 (22) 가 GGSN (27) 에 위치지정된 데이터를 변경하여 GGSN (28) 에 라우팅하도록 하는 것을 나타낸다. 라우터 (22) 에 의한 라우팅 테이블의 갱신 처리 등이, 도 2 및 도 3 에 도시된 것과 같기 때문에, 갱신 처리 등에 대한 상세한 설명을 생략할 것이다.
다음으로, 도 2, 도 4 및 도 5 의 경우들과는 다른 통신 시스템내에 발생된 고장을, 도 6 을 이용해 설명한다. 도 6 에서, SGW (21) 대신에 RNC (30) 가 이용된다. 구성의 나머지는 도 5 에 도시된 구성과 같다. RNC (30) 는, 주로 3G 시스템에 이용되는 기지국들을 제어한다. 예를 들어, RNC (30) 는, 기지국들 사이에서 핸드오버 제어 등을 실시한다. 본 도면은, 도 5 와 마찬가지로, GGSN (27) 에 고장이 발생했을 경우에, 라우터 (22) 가 GGSN (27) 으로 위치지정된 데이터를 변경하여, GGSN (28) 에 라우팅하도록 하는 것을 나타낸다. 라우터 (22) 에 의한 라우팅 테이블의 갱신 처리 등이, 도 2 및 도 3 에 도시된 것과 같기 때문에 갱신 처리 등의 상세한 설명을 생략할 것이다. 또, RNC (30) 대신에, BSC (Base Station Controller) 를 이용하는 것에 의해, 이른바 2G 시스템에 본 발명을 적용할 수 있다.
다음으로, 베어러 설정 처리의 플로우에 대해 도 7 을 이용해 설명할 것이다. 우선, UE (User Equipment) 는, PGW 와의 경로를 확립하기 위해서, PGW (23) 에 "Establish IP CAN bearer request" 를 송신한다 (S11). UE 는, 예를 들어, 3GPP 시스템에서 이용되는 이동 통신 장치 등을 나타내는 호칭이다. 다음으로, PGW (23) 는, 폴리시 정보 등을 얻기 위해서, PCRF (26) 에 "PCC rule request (CCR)" 를 송신한다 (S12). PCC 는, Policy and Charging Control 의 약어이다. PCRF (26) 는, FC (25) 와 제휴해 동작한다. 그러므로, 본 도면 및 이후의 도면들의 설명에서, FC (25) 와 PCRF (26) 를 동일한 노드 장치로서 간주한다.
다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 에 "PCC rule" 을 설정하기 위해서, PGW (23) 에 "PCC rule answer (CCA)" 를 송신한다 (S13). 다음으로, PGW (23) 는, PGW (23) 에 의해 설정된 PCC 룰에 대응하는 베어러 정보 및 제어 신호 정보를 통지하기 위해서, "PCC rule update (CCR)" 를 송신한다 (S14). PCC 룰은, 베어러마다 설정되는 대역 등의 폴리시 정보와 과금 정보 등을 규정한다. 베어러 정보는, 예를 들어, UE 에 할당되는 IP 어드레스, TEID (Tunnel Endpoint Identifier) 및 QoS 파라미터 등을 포함한다. 게다가, 제어 신호 정보는, 예를 들어, UE 에 할당된 IP 어드레스, TEID－C, 자(自)노드의 리스타트 카운터 및 대응 노드의 리스타트 카운터를 포함한다. TEID 는, UE 와 PGW (23) 사이에 설정되는 이용자 데이터 전송용 터널을 식별하는 식별자이다. 또, TEID－C 는, C－Plane 상에서 이용되는 터널의 식별자이다.
PCRF (26) 는, "PCC rule update (CCR)" 에 설정되어 있는 베어러 정보 및 제어 신호 정보 등을 기록한다. PCRF (26) 는, 베어러 정보 및 제어 신호 정보 등을, 폴리시 룰로서 기록할 수도 있다.
PCRF (26) 는, "PCC rule update (CCR)" 에 대한 응답 신호로서 "PCC rule answer (CCA)" 를 PGW (23) 에 송신한다 (S15). 이 동작의 결과, UE 와 PGW (23) 사이에 베어러가 확립된다 (S16).
다음으로, 외부 네트워크 (40) 와 베어러 설정 처리의 플로우를, 도 8 을 이용해 설명할 것이다. 우선, 서비스 서버 (43) 는, PCRF (26) 에 "Session request (AAR)" 를 송신한다 (S21). 다음으로, PCRF (26) 는 "Session request (AAR)" 에 대한 응답으로서 "Session request Answer (AAA)" 를 서비스 서버 (43) 에 송신한다 (S22). 다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 에 PCC 룰을 송신하기 위해서, PGW (23) 에 "PCC rule provision (RAR)" 을 송신한다 (S23). 다음으로, PGW (23) 는, PGW (23) 에 의해 설정되는 PCC 룰에 대응하는 베어러 정보를 PCRF (26) 에 통지하기 위해서, PCRF (26) 에 "PCC rule provision answer (RAA)" 를 송신한다 (S24). 베어러 정보는, 예를 들어, UE 에 할당된 IP 어드레스, TEID (Tunnel Endpoint Identifier) 및 QoS 파라미터 등을 포함한다.
PCRF (26) 는, "PCC rule provision answer (RAA)" 에 설정되는 베어러 정보를 기록한다. PCRF (26) 는, 베어러 정보를, 폴리시 룰로서 기록할 수도 있다. 이 동작의 결과, UE 와 PGW (23) 사이에 베어러가 확립된다 (S25).
다음으로, PCRF (26) 가 PGW (23) 의 고장을 검출했을 경우의 처리의 플로우를, 도 9 를 이용해 설명할 것이다. 우선, PCRF (26) 는, PGW (23) 의 고장을 검출한다 (S31). PCRF (26) 는, SNMP (Simple Network Management Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol) 등의 네트워크 매니지먼트 프로토콜을 이용해, PGW (23) 의 고장을 검출할 수도 있다. 대안으로, PCRF (26) 는, SCTP (Stream Control Transmission Protocol) 의 킵 얼라이브 (keep alive) 기능을 이용해 PGW (23) 의 고장을 검출할 수도 있다.
다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 의 대체 장치인 PGW (24) 에 대해 순서대로, 데이터 통신 서비스를 계속시키기 위해서, 리다이렉션 결정 (Redirection decision) 처리를 개시한다 (S32). 다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 에 발생된 고장에 의해 영향을 받는 플로우에 대한 폴리시 정보를 PGW (24) 에 통지하기 위해서, "Install all policy rules for affected session" 를 PGW (24) 에 통지한다 (S33). 폴리시 정보는 세션 정보를 포함한다. 세션 정보는, PCC rule, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 OpenFlow rule 등을 포함한다. OpenFlow 룰은, 예를 들어, FC (25) 가 OpenFlow 컨트롤러로서 동작하고, 라우터 (22) 및 라우터 (41) 가 OpenFlow 컨트롤러를 이용해 제어되는 OpenFlow 스위치들 등인 경우에 적용되는 제어 룰이다. 다음으로, PGW (24) 는, "Install all policy rules for affected session" 에 대한 응답 신호로서 "Install policy rule ack" 를 PCRF (24) 에 통지한다 (S34).
단계들 S33 및 S34 는, PGW (23) 와 베어러를 확립하는 각 UE 에 대해 실행될 수도 있고, 복수의 UE들의 폴리시 정보를 일괄적으로 (collectively) 송신하기 위해서 벌크 메세지를 이용해 복수의 UE들에 대해 실행될 수도 있다. 벌크 메세지를 이용하여, 각 UE 에 메세지를 송신하는 경우와 비교해, 전환 시간, 처리량 및 처리 부하를 삭감할 수 있다.
다음으로, FC (25) 는 라우터 (22) 에 라우팅 폴리시를 통지하기 위해서, "Routing policy update" 를 송신한다 (S35). 라우터 (22) 가 "Routing policy update" 를 수신하면, 도 3 을 이용하여 설명한 바와 같이, 라우터 (22) 는 라우팅 테이블을 갱신한다. 구체적으로는, 라우터 (22) 는 행선지 IP 어드레스로서 IP 어드레스 ＃A 가 설정되어 있는 이용자 데이터를, PGW (24) 로 전송하도록 라우팅 테이블을 갱신한다. 동일하게, FC (25) 는, 라우터 (41) 에 대해 "Routing policy update" 를 송신한다 (S36).
다음으로, 라우터 (22) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신하고 (S37), 라우터 (41) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신한다 (S38).
다음으로, 도 9 의 예와는 상이한, PCRF (26) 가 PGW (23) 의 고장을 검출했을 경우의 처리의 플로우를, 도 10 을 이용해 설명할 것이다. 단계들 S41 및 S42 가 도 9 의 단계들 S31 및 S32 와 같기 때문에, 단계들 S41 및 S42 의 설명을 생략한다.
다음으로, FC (25) 는, 라우터 (22) 에 대해 "Routing policy update" 를 송신한다 (S43). 라우터 (22) 가 "Routing policy update" 를 수신하면, 도 3 을 이용해 설명한 바와 같이, 라우터 (22) 는 라우팅 테이블을 갱신한다. 구체적으로는, 행선지 IP 어드레스로서 IP 어드레스 ＃A 가 설정되는 이용자 데이터를, PGW (24) 로 전송하도록, 라우터 (22) 는 라우팅 테이블을 갱신한다. 동일하게, FC (25) 는 라우터 (41) 에 "Routing policy update" 를 송신한다 (S44).
다음으로, 라우터 (22) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신하고 (S45), 라우터 (41) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신한다 (S46).
다음으로, 라우터 (22) 에서 라우팅 테이블이 갱신된 후에, 행선지 IP 어드레스로서 IP 어드레스 ＃A 가 설정되어 있는 U－Plane 트래픽 또는 C－Plane 트래픽이 PGW (24) 에 송신된다 (S47). 다음으로, PGW (24) 는, 세션 정보를 포함하는 폴리시 정보를 수신하기 위해, PCRF (26) 에 "Policy rule request" 를 송신한다 (S48). "Policy rule request" 는, PGW (24) 가 수신한 플로우에 관한 IMSI 또는 IP 어드레스와, TEID 또는 TEID－C 를 포함한다. 다음으로, PCRF (26) 는, 세션 정보를 포함하는 "Install all policy rules for affected session" 을 PGW (24) 에 송신한다 (S49).
이상 설명한 바와 같이, 도 9 와는 상이한, 도 10 에서, PGW (23) 의 고장을 검출하면, 라우터 (22) 및 라우터 (41) 의 라우팅 테이블들이 갱신되고, 그 후, PGW (24) 에 데이터가 송신되면, PGW (24) 에 폴리시 정보가 통지된다. 이와 같은 순서로 처리를 함으로써, 전환되어질 PGW (24) 에 모든 UE들에 관한 베어러들을 설정할 필요는 없고, 데이터가 송신된 베어러만을 PGW (24) 에 설정해야만 한다. 이로써, PGW (24) 에 의해 설정되는 베어러수를 감소시키는 것이 가능해져, 전환 시간을 삭감 및 PGW (24) 에 있어서의 처리 부하를 삭감할 수 있다.
다음으로, PGW (23) 에 발생된 고장이 복구되었을 경우의 처리 플로우를, 도 11 을 이용해 설명할 것이다. 우선, FC (25) 는, PGW (23) 의 고장이 복구된 것을 검출한다 (S51). 예를 들어, FC (25) 는, SNMP, ICMP 등과 같은 네트워크 매니지먼트 프로토콜을 이용해 PGW (23) 의 고장이 복구된 것을 검출할 수도 있다.
다음으로, PGW (23) 가 복구되면, FC (25) 는, 데이터 통신 서비스를 대체 장치인 PGW (24) 로부터 PGW (23) 에 전환하기 위해, Redirection decision 처리를 개시한다 (S52). 다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 에 폴리시 정보를 통지하기 위해서, "Re-Install all policy rules originally in PGW23" 를 PGW (23) 에 통지한다 (S53). 폴리시 정보는, PCC rule, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 OpenFlow rule 등을 포함하는 세션 정보를 포함한다. 다음으로, PGW (23) 는, "Re-Install all policy rules originally in PGW23" 에 대한 응답 신호로서 "Install policy rules ack" 를 PCRF (26) 에 통지한다 (S54).
단계들 S53 및 S54 는, PGW (23) 와 베어러를 확립하는 각 UE 에 대해 실행될 수도 있고, 복수의 UE들의 폴리시 정보를 일괄적으로 송신하기 위해서 벌크 메세지를 이용해 복수의 UE들에 대해 실행될 수도 있다. 벌크 메세지를 이용하여 각 UE 에 메세지를 송신하는 경우와 비교해, 전환 시간, 처리량 및 처리 부하를 삭감할 수 있다.
다음으로, FC (25) 는 라우터 (22) 에 "Routing policy update" 를 송신한다 (S55). 라우터 (22) 가 "Routing policy update" 를 수신하면, 라우터 (22) 는 라우팅 테이블을 갱신한다. 구체적으로는, 라우터 (22) 는 행선지 IP 어드레스로서 IP 어드레스 ＃A 가 설정되어 있는 이용자 데이터를, PGW (23) 로 전송하도록 라우팅 테이블을 갱신한다. 동일하게, FC (25) 는, 라우터 (41) 에 "Routing policy update" 를 송신한다 (S56).
다음으로, 라우터 (22) 는, FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신하고 (S57), 라우터 (41) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신한다 (S58).
다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 가 복구되고, PGW (24) 가 PGW (23) 로 전환될 때, PGW (24) 에서 불필요해진 세션을 삭제하기 위해서, PGW (24) 에 "Remove transferred session" 을 송신한다 (S59). PGW (24) 가 불필요해진 세션을 삭제한 후, PSW (24) 는 "Remove transferred session ack" 를 PCRF (26) 에 송신한다 (S60).
여기서, 리스타트 카운터를 이용한 처리가 이하에 설명된다. 현행의 GTP 프로토콜이 이용될 때, PGW 와 SGW 는 리스타트 카운터를 정기적으로 서로 통지한다. 장해가 PGW 및 SGW 의 일방에 발생하면, 그리고 PGW 및 SGW 의 일방이 장해로부터 복구되면, PGW 및 SGW 의 일방은 리스타트 카운터를 증분하고, 리스타트 카운터를 PGW 및 SGW 의 타방에 통지한다. PGW 및 SGW 의 타방이 리스타트 카운터의 증분을 검지하면, PGW 및 SGW 의 타방이, PGW 및 SGW 의 일방에 관한 터널을 삭제한다. 한편, 본 발명에 따른 PGW 및 SGW 에서, 장해로부터 복구된 PGW 및 SGW 는, 기존의 터널을 유지하도록 제어된다. 요컨대, 장해로부터 복구된 PGW 및 SGW 는, 실수로 터널을 삭제하지 않도록 복구했을 경우에서도 리스타트 카운터를 증분시키지 않도록 동작한다.
다음으로, 도 11 의 예와는 상이한, PGW (23) 에 발생된 고장이 복구되었을 경우의 처리의 플로우가 도 12 를 이용해 설명될 것이다. 우선, PGW (23) 가 복구되는 경우, PGW (23) 는, PCRF (26) 에 "Recovery notification" 을 송신한다 (S61).
다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 에 폴리시 정보를 통지하기 위해서, "Re-Install all policy rules originally in PGW23" 를 PGW (23) 에 통지한다 (S62). 폴리시 정보는, PCC rule, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 Open Flow rule 등을 포함하는 세션 정보를 포함한다. 다음으로, PGW (23) 는, "Re-Install all policy rules originally in PGW23" 에 대한 응답 신호로서 "Install policy rules ack" 를 PCRF (26) 에 통지한다 (S63).
단계들 S62 및 S63 은, PGW (23) 와 베어러를 확립하는 각 UE 에 대해 실행될 수도 있고, 또는 복수의 UE들의 폴리시 정보를 일괄적으로 송신하기 위해서 벌크 메세지를 이용해 복수의 UE들에 대해 실행될 수도 있다. 벌크 메세지를 이용하여 각 UE 에 대해 메세지를 송신하는 경우와 비교해, 전환 시간, 처리량 및 처리 부하를 삭감할 수 있다.
다음으로, PCRF (26) 는, "Recovery notification" 에 대한 응답 신호로서 "Recovery ack" 를 PGW (23) 에 송신한다 (S64). 단계들 S65 내지 S70 의 처리가, 도 11 에서 단계들 S55 내지 S60 의 처리와 같기 때문에, 단계들 S65 내지 S70 의 상세한 설명을 생략할 것이다.
다음으로, 도 11 및 도 12 의 예들과는 상이한, PGW (23) 에 발생한 고장이 복구되었을 때의 처리의 플로우가 도 13 을 이용해 설명될 것이다. 우선, PCRF (26) 는, PGW (23) 의 고장이 복구된 것을 검출한다 (S71). 예를 들어, FC (25) 는, SNMP, ICMP 등과 같은 네트워크 매니지먼트 프로토콜을 이용해 PGW (23) 의 고장이 복구된 것을 검출할 수도 있다.
다음으로, PGW (23) 가 복구되었기 때문에, PCRF (26) 는 데이터 통신 서비스를 대체 장치인 PGW (24) 로부터 PGW (23) 로 전환시키기 위해, Redirection decision 처리를 개시한다 (S72).
다음으로, FC (25) 는 라우터 (22) 에 "Routing policy update" 를 송신한다 (S73). 라우터 (22) 가 "Routing policy update" 를 수신하면, 라우터 (22) 는 라우팅 테이블을 갱신한다. 구체적으로는, 라우터 (22) 는 행선지 IP 어드레스로서 IP 어드레스 ＃A 가 설정되어 있는 이용자 데이터를 PGW (23) 로 전송하도록 라우팅 테이블을 갱신한다. 동일하게, FC (25) 는, 라우터 (41) 에 "Routing policy update" 를 송신한다 (S74).
다음으로, 라우터 (22) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신하고 (S75), 라우터 (41) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신한다 (S76).
다음으로, 행선지 IP 어드레스로서 IP 어드레스 ＃A 가 설정된 U－Plane 트래픽 또는 C－Plane 트래픽이 PGW (23) 에 송신된다 (S77). 다음으로, PGW (23) 는, 행선지 IP 어드레스로서 IP 어드레스 ＃A 가 설정된 데이터에 관한 폴리시 정보를 수신하도록, PCRF (26) 에 "Policy rule request" 를 송신한다 (S78). "Policy rule request" 는, PGW (23) 에 의해 수신된 플로우에 관한 IMSI 또는 IP 어드레스 및 TEID 또는 TEID－C 를 포함한다. 단계 S79 의 처리가 도 11 의 단계 S53 의 처리와 같기 때문에, 단계 S79 의 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 단계들 S80 및 S81 의 처리가 도 11 의 단계들 S59 및 S60 의 처리와 같기 때문에, 단계들 S80 및 S81 의 상세한 설명을 생략할 것이다.
다음으로, 네트워크내의 일부의 PGW들 또는 GGSN들의 장해 내성을 강화하는 네트워크 구성을, 도 47 을 이용하여 설명할 것이다. 통상, 이용자에 의해 액세스되는 서비스는, APN (Access Point Name) 을 지정함으로써 결정되지만, 본 도면에 있어서는, 예를 들어, 경찰 및 소방의 긴급 통신을 실시하는 가입자에 의해 특별한 APN 를 이용해 IMS 시스템 (77) 을 액세스하는 것을 나타낸다. IMS 시스템은, 음성 서비스와 같은 전화 서비스를 제공하는 시스템이라는 것을 주목한다.
PGW 는, 이용자에 의해 지정된 APN 에 의해, 또는 이용자 프로파일에 의해 지정된 APN 에 의해 DNS 서버를 개재하여 선택된다. 본 도면에서는, 통상적인 가입자로부터 IMS 액세스 요구에 대해 PGW (74) 가 DNS 서버 (72) 로부터 지정되는 한편, 우선 가입자로부터 IMS 액세스 요구에 대해 PGW (75) 가 DNS 서버 (72) 로부터 지정된다.
본 도면은, PGW (74) 와 PGW (75) 가 동일 건물에 배치되는 상황으로, 그 건물이 화재와 같은 재해에 의해 PGW (74) 와 PGW (75) 가 동작 불능에 빠졌을 경우를 가정한다. 또한, PGW (75) 와 PGW (76) 는, OpenFlow 시스템에서 이용되는 OF based router (73) 에 의해 전환되어 선택된다.
이 가정 하에서는, 통상의 가입자에 대해 IMS 서비스가 중단되더라도, OF based router (73) 는, 우선 가입자에 대해 PGW (75) 로부터 대체의 PGW (76) 로 경로를 변경한다. 이로써, 우선 가입자에 대한 IMS 서비스를 계속하는 것이 가능해진다.
본 도면은, 네트워크에 대한 투자를 최소한으로 줄이면서도 긴급성이 높은 통신에 대해서 OpenFlow 기술을 적용하여 네트워크를 강화하는 예를 도시한다.
(예시적인 제 2 실시형태)
다음으로, 통신 시스템내에서 발생된 정체가 도 14 를 이용해 설명될 것이다. 본 도면의 네트워크 구성은, 도 2 의 구성과 같기 때문에, 네트워크 구성의 상세한 설명을 생략할 것이다. 본 도면은, 정체가 PGW (23) 에 발생했을 경우에, UE 로부터 송신된 유저 트래픽에 대해, 라우터 (22) 가, PGW (23) 에 위치지정된 데이터의 일부를 PGW (24) 에 라우팅하도록 변경하는 것, 및 서비스 서버 (43) 로부터 송신된 유저 트래픽에 대해, 라우터 (41) 가, PGW (23) 에 위치지정된 데이터의 일부를 PGW (24) 에 라우팅하도록 변경하는 것을 나타낸다. 또한, GGSN 이 PGW (23) 및 PGW (24) 대신 이용될 수도 있다는 점을 주의한다. 게다가, SGSN 또는 SNC 가 SGW (21) 대신 이용될 수도 있다.
라우터 (22) 에 유지된 라우팅 테이블에 설정된 정보가 도 15 를 이용해 설명될 것이다. 라우팅 테이블은, IP 어드레스 정보 (IP address) 와 행선지 정보 (Destination) 로 구성된다. 예를 들어, IP 어드레스 ＃A 와 PGW (23) 가 관련되고, IP 어드레스 ＃B 와 PGW (24) 가 관련된다.
그 후, 정체가 PGW (23) 에 발생하면, 라우팅 테이블은, 짝수의 TEID 와 관련되는 IP 어드레스 ＃A 가 PGW (23) 와 관련되도록 갱신된다. 또한, 라우팅 테이블은 홀수의 TEID 와 관련되는 IP 어드레스 ＃A 가 PGW (24) 와 관련되도록 갱신된다. 이로써, 정체가 PGW (23) 에 발생했을 경우, 라우터 (22) 는, 홀수의 TEID 와 관련되는 IP 어드레스 ＃A 에 위치지정된 패킷 데이터를 PGW (24) 에 라우팅하도록 변경할 수 있다. 따라서, PGW (23) 에 위치지정된 패킷 데이터를 감소시킬 수 있어, PGW (23) 의 정체 상태를 해소할 수 있다. 짝수 또는 홀수의 TEID 와 IP 어드레스 사이의 상기 관련은 단지 일례이며, 예를 들어, 짝수의 TEID 와 관련되는 IP 어드레스 ＃A 가 PGW (24) 와 관련되고, 홀수의 TEID 와 관련되는 IP 어드레스 ＃A 와 PGW (23) 가 관련된다.
홀수의 TEID 와 관련되는 IP 어드레스와 PGW 사이의 관련을 갱신하는 실시예가 위에서 설명되었지만, 홀수의 TEID 대신에, TEID 의 레인지가 이용될 수도 있다. 대안으로, TEID 를 이용하는 대신에, PMIP 터널의 GRE Key 의 레인지, 또는 홀수나 짝수의 GRE Key 가 이용될 수도 있다. 다른 대안으로, TEID 및 GRE Key 대신에, PGW 가 통신하는 SGW 와 관련이 이루어질 수 있고, 라우팅 테이블의 설정은 통신 사업자가 독자적인 지표를 이용해 이루어질 수도 있다.
정체가 PGW (23) 에 발생하는 경우, 라우터 (22) 는 FC (25) 로부터 통지되는 경로 정보, 요컨대 라우팅 폴리시에 기초하여, 라우팅 테이블의 설정 정보를 갱신한다는 점을 주의한다.
다음으로, PCRF (26) 가 PGW (23) 에서 정체를 검출했을 경우의 처리의 플로우가 도 16 을 이용하여 설명될 것이다. 우선, PCRF (26) 는, PGW (23) 에서 정체를 검출한다 (S91). PCRF (26) 는, SNMP, ICMP 등과 같은 네트워크 매니지먼트 프로토콜을 이용해, PGW (23) 의 정체를 검출할 수도 있다.
다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 의 대체 장치인 PGW (24) 에 대해 순서대로, 데이터 통신 서비스를 실행시키기 위해, Redirection decision 처리를 개시한다 (S92). 다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 에 고장이 발생함으로써 영향을 수용하는 플로우의 폴리시 정보를 PGW (24) 에 통지하기 위해서, "Install all policy rules for affected sessions" 을 PGW (24) 에 통지한다 (S93). 폴리시 정보는, PCC rule, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 OpenFlow rule 등을 포함하는 세션 정보를 포함한다. 다음으로, PGW (24) 는, "Install all policy rules for affected sessions" 에 대한 응답 신호로서 "Install policy rule ack" 를 PCRF (26) 에 통지한다 (S94).
단계들 S93 및 S94 는, PGW (23) 와 베어러를 확립하는 각 UE 에 대해 실행될 수도 있고, 복수의 UE들의 폴리시 정보를 일괄적으로 송신하기 위해서 벌크 메세지를 이용해 복수의 UE들에 대해 실행될 수도 있다. 벌크 메세지를 이용하여, 각 UE 에 메세지를 송신하는 경우와 비교해, 전환 시간, 처리량 및 처리 부하의 삭감을 도모할 수 있다.
다음으로, FC (25) 는, 라우터 (22) 에 대해 "Routing policy update" 를 송신한다 (S95). 라우터 (22) 가 "Routing policy update" 를 수신하면, 도 15 를 이용해 설명된 바와 같이, 라우터 (22) 는 라우팅 테이블을 갱신한다. 구체적으로는, 라우터 (22) 는, 홀수의 TEID 와 관련되는 행선지 IP 어드레스 ＃A 가 설정되어 있는 이용자 데이터를, PGW (24) 에 라우팅하도록 라우팅 테이블을 갱신한다. 동일하게, FC (25) 는, 라우터 (41) 에 "Routing policy update" 를 송신한다 (S96).
다음으로, 라우터 (22) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신하고 (S97), 라우터 (41) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신한다 (S98).
다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 에 위치지정된 패킷 데이터 중 일부를 PGW (24) 에 라우팅시키는 경우 불필요해진 세션을 삭제하기 위해서, PGW (23) 에 "Remove transferred sessions" 을 송신한다 (S99). PGW (23) 가 불필요해진 세션을 삭제한 후, PGW (23) 는 "Remove transferred session ack" 를 PCRF (26) 에 송신한다 (S100).
다음으로, 도 16 의 실시예와는 상이한, PCRF (26) 가 PGW (23) 의 정체를 검출했을 경우의 처리의 플로우가 도 17 을 이용해 설명될 것이다. 단계들 S101 및 S102 이, 도 16 의 단계들 S91 및 S92 와 같기 때문에, 단계들 S101 및 S102 의 설명을 생략할 것이다. 또한, 단계들 S103 내지 S106 은, 도 16 의 단계들 S95 내지 S98 과 같기 때문에, 단계들 S103 내지 S106 의 설명을 생략할 것이다.
다음으로, 라우터 (22) 가, PGW (23) 에 위치지정된 데이터의 일부를 PGW (24) 에 단계 S106 까지 라우팅하도록, 라우팅 테이블을 갱신한 후에, PGW (24) 는, 라우터 (22) 로부터 행선지 IP 어드레스로서 IP 어드레스 ＃A 가 설정되어 있는 이용자 데이터를 수신한다 (S107).
다음으로, PGW (24) 는, 수신된 이용자 데이터에 대응하는 폴리시 정보를 수신하기 위해, PCRF (26) 에 "Policy rule request" 를 송신한다 (S108). "Policy rule request" 는, PGW (24) 에 의해 수신된 플로우에 관한 IMSI 또는 IP 어드레스와 TEID 또는 TEID－C 를 포함한다. 다음으로, PCRF (26) 는, PGW (24) 에 의해 수신된 플로우에 관한, PCC rule, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 OpenFlow rule 등을 포함하는 세션 정보를 PGW (24) 에 통지하기 위해서, PGW (24) 에 "Install policy rule for specified session" 을 송신한다 (S109).
단계들 S110 및 S111 은, 도 16 의 단계들 S99 및 S100 과 같기 때문에, 단계들 S110 및 S111 의 설명을 생략할 것이다.
다음으로, 도 16 및 도 17 의 예들과는 상이한, PCRF (26) 가 PGW (23) 의 정체를 검출했을 경우의 처리의 플로우가 도 18 을 이용해 설명될 것이다. 단계들 S121 및 S122 는, 도 16 의 단계들 S91 및 S92 와 같기 때문에, 단계들 S121 및 S122 의 설명을 생략할 것이다.
다음으로, PCRF (26) 는, PGW (24) 에게 이행 대상이 되는 라우팅 폴리시를 정체된 PGW (23) 에 통지하고, 일부 또는 모든 세션들의 이행을 촉구하기 위해, "Context transfer request" 를 송신한다 (S123). 이 실시예에서, 이행 대상으로서, 홀수의 TEID 와 관련되는 IP 어드레스 ＃A 가 지정된다.
다음으로, PGW (23) 는, 이행 대상이 되는 라우팅 폴리시 정보에 대응하는 세션 정보 (PCC rule, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 Open Flow rule 등) 를 PGW (24) 에 통지하기 위해서, PGW (24) 에 "Transfer all policy rules for affected sessions" 를 송신한다 (S124).
단계들 S123 및 S124 는, PGW (23) 와 베어러를 확립하는 각 UE 에 대해 실행될 수도 있고, 복수의 UE들의 폴리시 정보를 일괄적으로 송신하기 위해서 벌크 메세지를 이용해 복수의 UE들에 대해 실행될 수도 있다. 벌크 메세지를 이용하여, 각 UE 에 메시지를 송신하는 경우와 비교해, 전환 시간, 처리량 및 처리 부하의 삭감을 도모할 수 있다.
다음으로, PGW (24) 는, 응답 신호로서 PGW (23) 에 "Transfer policy rules ack" 를 송신한다 (S125). 다음으로, PGW (23) 는, "Context transfer request" 에 대한 응답 신호로서 "Context transfer answer" 를 FC (25) 에 송신한다.
단계들 S127 내지 S130 는, 도 16 의 단계들 S95 내지 S98 과 같기 때문에, 단계들 S127 내지 S130 의 설명을 생략할 것이다.
다음으로, 도 16 내지 도 18 의 실시예들과는 상이한, PCRF (26) 가 PGW (23) 의 정체를 검출했을 경우의 처리의 플로우가 도 19 를 이용해 설명될 것이다. 우선, PGW (23) 에 정체가 발생하면, PGW (23) 는, PCRF (26) 에 정체를 통지하기 위해서 "Congestion notification" 을 PCRF (26) 에 송신한다 (S131). "Congestion notification" 은, PGW (24) 에 이행 대상이 되는 라우팅 폴리시 정보를 포함하고, PGW (23) 는, PCRF (26) 에 일부 또는 모든 세션들의 이행을 촉구한다. 이행 대상이 되는 타깃으로서, 홀수의 TEID 와 관련되어 있는 IP 어드레스 ＃A 가 지정된다.
단계들 S132 및 S133 은, 도 16 의 단계들 S93 및 S94 와 같기 때문에, 단계들 S132 및 S133 의 설명을 생략할 것이다. 단계 S133 다음에, PCRF (26) 는, "Congestion notification" 에 대한 응답 신호로서 "Congestion notification ack" 를 PGW (23) 에 송신한다 (S134). 단계들 S135 내지 S140 는, 도 16 의 단계들 S95 내지 S100 과 같기 때문에, 단계들 S135 내지 S140 의 설명을 생략할 것이다.
다음으로, 도 16 내지 도 19 의 예들과는 상이한, PCRF (26) 가 PGW (23) 에 정체를 검출했을 경우의 처리의 플로우가 도 20 을 이용해 설명될 것이다. 단계 S141 은, 도 19 의 단계 S131 과 같기 때문에, 단계 S141 의 설명을 생략할 것이다. 다음으로, PCRF (26) 는, 응답 신호로서 "Congestion notification ack" 를 송신한다 (S142). 단계들 S143 내지 S151 은, 도 17 의 단계들 S103 내지 S111 과 같기 때문에, 단계들 S143 내지 S151 의 설명을 생략할 것이다.
다음으로, 도 16 내지 도 20 의 예들과는 상이한, PCRF (26) 가 PGW (23) 의 정체를 검출했을 경우의 처리의 플로우가 도 21 을 이용해 설명될 것이다. 단계들 S161 및 S162 는, 도 20 의 단계들 S141 및 S142 와 같기 때문에, 단계들 S161 및 S162 의 설명을 생략할 것이다. 또한, 단계들 S163 내지 S170 이, 도 18 의 단계들 S123 내지 S130 과 같기 때문에, 단계들 S163 내지 S170 의 설명을 생략할 것이다.
다음으로, PGW (23) 가 정체 상태로부터 복구했을 경우의 처리 플로우를, 도 22 를 이용해 설명할 것이다. 우선, PCRF (26) 는, PGW (23) 의 정체가 복구된 것을 검출한다 (S171). 예를 들어, PCRF (26) 는, SNMP 나, ICMP 등과 같은 네트워크 매니지먼트 프로토콜을 이용해 PGW (23) 의 정체가 복구된 것을 검출할 수도 있다.
다음으로, PGW (23) 가 복구되었기 때문에, PCRF (26) 는, 대체 장치인 PGW (24) 에서 세션을 PGW (24) 로부터 PGW (23) 으로 전환하기 위해, Redirection decision 처리를 개시한다 (S172). 다음으로, PCRF (26) 는, 정체 발생시에 PGW (23) 로부터 PGW (24) 에 이행된 세션을 복구하기 위해, PGW (24) 에 "Context transfer request" 를 송신한다 (S173). "Context transfer request" 는, PGW (23) 에 이행 대상이 되는 라우팅 폴리시 정보를 포함한다. 이행 대상이 되는 타겟으로서, 홀수의 TEID 와 관련되어 있는 IP 어드레스 ＃A 가 지정된다.
다음으로, PGW (24) 는, PGW (23) 에 이행 대상이 되는 라우팅 폴리시에 대응하는 세션 정보를 포함하는 "Transfer all policy rules for affected sessions" 를 PGW (23) 에 통지한다 (S174).
단계 S174 는 PGW (23) 와 베어러를 확립하는 각 UE 에 대해 실행될 수도 있고, 복수의 UE들의 폴리시 정보를 일괄적으로 송신하기 위해서 벌크 메세지를 이용해 복수의 UE들에 대해 실행될 수도 있다. 벌크 메세지를 이용하여, 각 UE 에 메시지를 송신하는 경우와 비교해, 전환 시간, 처리량 및 처리 부하의 삭감을 도모할 수 있다.
다음으로, PGW (23) 는 응답 신호로서 "Transfer all policy rules ack" 를 PGW (24) 에 송신한다 (S175). 또한, PGW (24) 는 "Context transfer request" 에 대한 응답 신호로서 "Context transfer answer" 를 FC (25) 에 송신한다 (S176).
다음으로, FC (25) 는 라우터 (22) 에 "Routing policy update" 를 송신한다 (S177). 라우터 (22) 가 "Routing policy update" 를 수신하면, 라우터 (22) 는 홀수의 TEID 와 관련되어 있는 행선지 IP 어드레스 ＃A 가 설정되어 있는 이용자 데이터를, PGW (23) 에 라우팅하도록 라우팅 테이블을 갱신한다.
동일하게, FC (25) 는 라우터 (41) 에 "Routing policy update" 를 송신한다 (S178).
다음으로, 라우터 (22) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신하고 (S179), 라우터 (41) 는 FC (25) 에 "Routing policy update ack" 를 송신한다 (S180).
다음으로, 도 22 의 예와는 상이한, PGW (23) 가 정체 상태로부터 복구되었을 경우의 처리의 플로우가 도 23 을 이용해 설명될 것이다. 우선, PGW (23) 가 정체 상태로부터 복구되면, PGW (23) 는 PCRF (26) 에 정체 복구를 통지하기 위해서, "Congestion notification" 을 PCRF (26) 에 송신한다 (S181). "Congestion notification" 은 PGW (24) 로부터 PGW (23) 에 이행 대상이 되는 라우팅 폴리시 정보를 포함하고, PGW (23) 는 PCRF (26) 에 일부 세션 또는 모든 세션들의 이행을 촉구한다. 다음으로, PCRF (26) 는 "Congestion notification" 의 응답 신호로서 "Congestion notification ack" 를 송신한다 (S182).
다음으로, PCRF (26) 는, 대체 장치인 PGW (24) 에, PGW (23) 에 대한 이행 대상이 되는 라우팅 폴리시를 통지하고, 일부 세션 또는 모든 세션들의 이행을 촉구하기 위해서, "Context transfer request" 를 송신한다 (S183). 이행되어질 타겟으로서, 행선지 IP 어드레스 ＃A 가 지정된다.
다음으로, PGW (24) 는, 이행 대상이 되는 라우팅 폴리시 정보에 대응하는 세션 정보 (PCC rule, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 OpenFlow rule 등) 를 PGW (23) 에 통지하기 위해서, "Transfer all policy rules for affected sessions" 를 PGW (23) 에 송신한다 (S184).
다음으로, PGW (23) 는, 응답 신호로서 "Transfer policy rules ack" 를 PGW (24) 에 송신한다 (S185). 또한, PGW (24) 는, "Context transfer request" 에 대한 응답 신호로서 "Context transfer answer" 를 PCRF (26) 에 송신한다 (S186).
단계들 S184 및 S185 는, PGW (23) 와 베어러를 확립하는 각 UE 에 대해 실행될 수도 있고, 복수의 UE들의 폴리시 정보를 일괄적으로 송신하기 위해서 벌크 메세지를 이용해 복수의 UE들에 대해 실행될 수도 있다. 벌크 메세지를 이용하여, 각 UE 에 메시지를 송신하는 경우와 비교해, 전환 시간, 처리량 및 처리 부하를 삭감할 수 있다.
단계들 S187 내지 S190 이, 도 22 의 단계들 S177 내지 180 과 같기 때문에, 단계들 S187 내지 S190 의 설명을 생략할 것이다.
다음으로, 도 22 및 도 23 의 예들과는 상이한, PGW (23) 가 정체 상태로부터 복구했을 경우의 처리의 플로우가 도 24 를 이용하여 설명될 것이다. PGW (23) 의 정체 복구를 검출하는 단계들 S191 및 S192 는, 도 23 의 단계들 S181 및 S182 와 같기 때문에, 단계들 S191 및 S192 의 설명을 생략할 것이다. 또한, 라우터 (22) 및 라우터 (41) 의 라우팅 폴리시를 변경하는 단계들 S193 내지 S196 이, 도 22 의 단계들 S177 내지 S180 과 같기 때문에, 단계들 S193 내지 S196 의 설명을 생략할 것이다.
다음으로, 라우터 (22) 가, PGW (24) 에 위치지정된 데이터의 일부를 PGW (23) 에 단계 S196 까지 라우팅하도록, 라우팅 테이블을 갱신한 후에, PGW (23) 는, 라우터 (22) 로부터 행선지 IP 어드레스로서 IP 어드레스 ＃A 가 설정된 이용자 데이터를 수신한다 (S197).
다음으로, PGW (23) 는, 수신된 이용자 데이터에 대응하는 폴리시 정보를 수신하기 위해, PCRF (26) 에 "Policy rule request" 를 송신한다 (S198). "Policy rule request" 는, PGW (23) 에 의해 수신된 플로우에 관한 IMSI 또는 IP 어드레스와 TEID 또는 TEID－C 를 포함한다. 다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 에 의해 수신된 플로우에 관한 PCC rule, 베어러 정보, C-Plane 제어 신호 정보 등을 PGW (23) 에 통지하기 위해서, PGW (23) 에 "Install policy rule for specified session" 을 송신한다 (S199).
다음으로, PCRF (26) 는, PGW (23) 가 복구되는 경우, PGW (24) 에서 불필요해진 세션을 삭제하기 위해서, PGW (24) 에 "Remove transferred session" 을 송신한다 (S200). PGW (24) 가 불필요해진 세션을 삭제한 후, PGW (24) 는 "Remove transferred session ack" 를 PCRF (26) 에 송신한다 (S201).
(예시적인 제 3 실시형태)
다음으로, 예시적인 제 3 실시형태에 따른 통신 시스템에 발생된 고장이 도 25 을 이용해 설명될 것이다. 도 25 는, RAN (Radio Access Network) (50) 과 EPC (60) 를 이용해 통신을 하는 구성을 나타낸다.
RAN (50) 은, eNB (51), Router (52), SGW들 (53 및 54), FC (55) 및 MME (56) 를 포함한다. EPC (60) 는, Router (61) 와 PGW (62) 를 포함한다. PGW (62) 는, 외부 네트워크 (40) 의 서비스 서버 (43) 에 접속된다.
eNB (51) 는, 무선 방식으로서 3GPP 에서 규정되고 있는 LTE 방식을 이용해 통신 단말과 통신하는 기지국이다. eNB (51) 는, UE 로부터 송신된 유저 트래픽을, 라우터 (52) 를 개재하여 SGW (53) 또는 SGW (54) 에 송신한다. 행선지 어드레스로서 SGW (53) 에 할당되는 IP 어드레스 ＃A 또는 SGW (54) 에 할당되는 IP 어드레스 ＃B 가 유저 트래픽에 설정된다. 라우터 (52) 는, 행선지 어드레스와 전송처 장치를 관련시키는 라우팅 테이블을 이용해, eNB (51) 로부터 송신된 유저 트래픽을 SGW (53) 또는 SGW (54) 로 전송한다. 본 도면에서, SGW (53) 에 고장이 발생하기 전의 유저 트래픽은, 유저 트래픽이 SGW (53) 로 전송되는 것을 나타낸다.
라우터 (61) 는, SGW (53) 또는 SGW (54) 로부터 송신된 데이터를, PGW (62) 를 개재하여 서비스 서버 (43) 에 송신한다. 대안으로, 라우터 (61) 는, 서비스 서버 (43) 로부터 송신된 데이터를, PGW (62) 를 개재하여 SGW (53) 또는 SGW (54) 에 송신한다.
MME (56) 는, 무선 방식으로서 3GPP 에서 규정되어 있는 LTE 방식을 이용해 통신을 실시하는 통신 단말의 모빌리티 관리, 세션 관리 및 서비스 관리를 실시한다.
FC (55) 가, 예시적인 제 1 실시형태에 따른 FC (25) 의 기능과 동일한 기능을 갖기 때문에, FC (55) 의 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, SGW (53) 및 SGW (54) 가, 예시적인 제 1 실시형태에 따른 SGW (21) 의 기능들과 동일한 기능들을 갖기 때문에, SGW (53) 및 SGW (54) 의 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, PGW (62) 가, 예시적인 제 1 실시형태의 PGW (23) 또는 PGW (24) 의 기능들과 동일한 기능들을 갖기 대문에, PGW (62) 의 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 도면은, SGW (53) 에 고장이 발생했을 경우에, 라우터 (52) 가, SGW (53) 에 위치지정된 데이터를 SGW (54) 에 라우팅하도록 변경하는 것을 나타낸다.
다음으로, 도 25 의 경우와는 상이한, 통신 시스템에서 발생된 고장을 도 26 을 이용해 설명할 것이다. 본 도면에 있어서는, SGSN (57) 이 도 25 의 eNB (51) 대신에 이용된다. 그 밖의 구성은, 도 25 에 도시된 구성과 같다. 본 도면은 또한, SGW (53) 에 고장이 발생했을 경우에, 라우터 (52) 가, SGW (53) 에 위치지정된 데이터를 SGW (54) 에 라우팅하도록 변경하는 것을 나타낸다.
다음으로, 도 25 및 도 26 의 경우들과는 상이한, 통신 시스템에 발생된 고장을 도 27 을 이용해 설명할 것이다. 본 도면에서 RNC (58) 가 도 25 의 eNB (51) 대신에 이용된다. 그 밖의 구성은, 도 25 에 도시된 구성과 같다. 본 도면은 또한, SGW (53) 에 고장이 발생했을 경우에, 라우터 (52) 가, SGW (53) 에 위치지정된 데이터를 SGW (54) 에 라우팅하도록 변경하는 것을 나타낸다. RNC (58) 대신에, BSC (Base Station Controller) 를 이용하여, 본 발명이 이른바 2G 시스템에 적용될 수도 있다.
도 25 내지 도 27 의 라우터 (52) 에 의해 이용되는 라우팅 테이블은, 도 3 의 PGW들 대신에 본 도면의 SGW들이 이용되는 것을 제외하고, 도 3 의 라우팅 테이블과 기본적으로는 동일하다.
다음으로, MME (56) 가 SGW (53) 의 고장을 검출하는 경우의 처리 플로우를, 도 28 및 도 29 를 이용해 설명할 것이다. 도 28 의 처리는, 도 9 의 처리와 동일하지만, 도 28 에서는, 도 9 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 9 와의 차이들은, 도 28 의 단계 S213 에서, MME (56) 가 대체 장치인 SGW (54) 에 "Install all contexts for affected sessions" 를 송신하고, 단계 S214 에서, SGW (54) 가 MME (56) 에 "Install ack" 를 송신한다는 것이다. "Install all contexts for affected sessions" 는, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 Open Flow rule 등을 포함한다. 도 28 의 그 밖의 처리는, 도 9 의 처리와 같다.
또한, 도 29 의 처리는, 도 10 의 처리와 동일하지만, 도 29 에서는, 도 10 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 10 과의 차이들은, 도 29 의 단계 S228 에서, 대체 장치인 SGW (54) 가 MME (56) 에 "Context requesut" 를 송신하고, 단계 S229 에서, MME (56) 가 대체 장치인 SGW (54) 에 "Install all contexts for affected sessions" 를 송신한다는 것이다. "Install all contexts for affected sessions" 는, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 Open Flow rule 등을 포함한다. 도 29 의 그 밖의 처리는, 도 10 의 처리와 같다.
도 9 및 도 10 과 마찬가지로, 도 28 및 도 29 는, 대체 장치인 SGW (54) 에 대한 폴리시의 설정 처리를 나타내고, 라우터 (52) 에서 대체 장치인 SGW (54) 에 대한 라우팅 폴리시의 변경 처리를 나타낸다. 그 처리는, 도 9 및 도 10 의 처리와 동일하기 때문에, 상기 언급된 처리의 상세한 설명을 생략할 것이다.
다음으로, SGW (53) 의 고장이 복구되는 경우, MME (56) 에 의해 처리하는 플로우는, 도 30 내지 도 32 를 이용해 설명할 것이다. 도 30 의 처리는 도 11 의 처리와 동일하지만, 도 30 에서는 도 11 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 11 과의 차이들은, 도 30 의 단계 S233 에서, MME (56) 가 고장으로부터 복구된 장치인 SGW (53) 에 "Re-install all sessions originally in SGW53" 를 송신하고, 단계 S234 에서 SGW (54) 가 MME (56) 에 "Install ack" 를 송신한다는 것이다. "Re-install all sessions originally in SGW23" 은, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 Open Flow rule 등을 포함한다. 도 30 의 그 밖의 처리는, 도 11 의 처리와 같다.
도 31 의 처리는 도 12 의 처리와 동일하지만, 도 31 에서는 도 12 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 12 와의 차이들은, 도 31 의 단계 S242 에서, MME (56) 가 고장이 복구된 장치인 SGW (53) 에 "Re-install all sessions originally in SGW53" 를 송신하고, 단계 S243 에서 SGW (53) 가 MME (56) 에 "Install ack" 를 송신한다는 것이다. 도 31 의 그 밖의 처리는, 도 12 의 처리와 같다.
도 32 의 처리는, 도 13 의 처리와 동일하지만, 도 32 에서는 도 13 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 13 과의 차이들은, 도 32 의 단계 S258 에서, 고장이 복구된 장치인 SGW (53) 가 MME (56) 에 "Session re-installation request" 를 송신하고, 단계 S259 에서 MME (56) 가 SGW (53) 에 "Install specified session" 를 송신한다는 것이다. "Install specified session" 은, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 Open Flow rule 등을 포함한다. 도 32 의 그 밖의 처리는, 도 13 의 처리와 같다.
다음으로, 지리적 또는 네트워크 토폴로지의 단위로 한 EPC 네트워크의 강화를 도 48 을 이용해 설명할 것이다. 통상, SGW 는, 지리적 또는 네트워크 토폴로지의 단위로서 배치된다. 본 도면에서, 지리적 위치들 또는 네트워크 토폴로지들을 나타내는 에어리어 A, 에어리어 B 및 에어리어 C 가 OpenFlow 기술을 이용하여, 서로 전환이 가능한 것을 나타낸다. 본 도면에서 지진, 해일, 태풍 등과 같은 지리적으로 발생하는 재해들에 대해, OpenFlow 기술을 이용하여 네트워크를 강화할 수 있다는 것을 나타낸다.
(예시적인 제 4 실시형태)
다음으로, 통신 시스템에서 발생된 정체가 도 33 을 이용해 설명될 것이다. 도 33 은, 도 25 의 구성과 동일한 구성을 나타내고, SGW (53) 에 발생된 정체를 나타낸다.
도 33 의 라우터 (52) 에 의해 이용된 라우팅 테이블은, 도 15 의 라우팅 테이블과 기본적으로는 동일하고, 도 33 에서는, SGW들이 도 15 의 PGW 대신에 이용된다.
다음으로, SGW (53) 가 정체 상태로부터 복구되었을 경우의 처리의 플로우가 도 34 내지 도 39 를 이용해 설명될 것이다.
도 34 에서의 처리는 도 16 의 처리와 동일하지만, 도 34 에서는 도 16 의PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 16 과의 차이들은, 도 34 의 단계 S273 에서 MME (56) 가 대체 장치인 SGW (54) 에 "Install all affected sessions" 를 송신하고, 단계 S274 에서 SGW (54) 가 MME (56) 에 "Install ack" 를 송신한다는 것이다. "Install all affected sessions" 는, 베어러 정보, 제어 신호 정보 및 Open Flow rule 등을 포함한다. 도 34 의 그 밖의 처리는, 도 16 의 처리와 같다.
도 35 의 처리는, 도 17 의 처리와 동일하지만, 도 35 에서는 도 17 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 17 과의 차이들은, 도 35 의 단계 S288 에서, 대체 장치인 SGW (54) 가 MME (56) 에 "Session installation request" 를 송신하고, 단계 S289 에서 FC (55) 가 SGW (54) 에 "Install specified session" 을 송신한다는 것이다. 도 35 의 그 밖의 처리는, 도 17 의 처리와 같다.
도 36 의 처리는, 도 18 의 처리와 동일하지만, 도 36 에서는, 도 18 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 18 과의 차이들은, 도 36 의 단계 S304 에서, 정체 장치인 SGW (53) 가 MME (56) 에 "Install all affected sessions" 를 송신하고, 단계 S305 에서 MME (56) 가 SGW (53) 에 "Install ack" 를 송신한다는 것이다. 도 36 의 그 밖의 처리는, 도 18 의 처리와 같다.
도 37 의 처리는, 도 19 의 처리와 동일하지만, 도 37 에서는, 도 19 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 19 와의 차이들은, 도 37 의 단계 S312 에서, MME (56) 가 대체 장치인 SGW (54) 에 "Install all affected sessions" 를 송신하고, 단계 S313 에서 SGW (54) 가 MME (56) 에 "Install ack" 를 송신한다는 것이다. 도 37 의 그 밖의 처리는, 도 19 의 처리와 같다.
도 38 의 처리는, 도 20 의 처리와 동일하지만, 도 38 에서는, 도 20 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 20 과의 차이들은, 도 38 의 단계 S328 에서, 대체 장치인 SGW (54) 가 MME (56) 에 "Session install request" 를 송신하고, 단계 S329 에서 MME (56) 가 SGW (54) 에 "Install specified session" 을 송신한다는 것이다. 도 38 의 그 밖의 처리는, 도 20 의 처리와 같다.
도 39 의 처리는, 도 21 의 처리와 동일하지만, 도 39 에서는 도 21 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 21 과의 차이들은, 도 39 의 단계 S344 에서, SGW (53) 가 대체 장치인 SGW (54) 에 "Transfer all affected sessions" 를 송신하고, 단계 S345 에서 SGW (54) 가 SGW (53) 에 "Transfer ack" 를 송신한다는 것이다. 도 39 의 그 밖의 처리는, 도 21 의 처리와 같다.
도 40 의 처리는, 도 22 의 처리와 동일하지만, 도 40 에서는 도 22 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 22 와의 차이들은, 도 40 의 단계 S354 에서, 대체 장치인 SGW (54) 가 정체 상태로부터 복구된 SGW (53) 에 "Transfer all affected sessions" 를 송신하고, 단계 S355 에서 SGW (53) 가 SGW (54) 에 "Transfer ack" 를 송신한다는 것이다. 도 40 의 그 밖의 처리는, 도 22 의 처리와 같다.
도 41 의 처리는, 도 23 의 처리와 동일하지만, 도 41 에서는 도 23 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 23 과의 차이들은, 도 41 의 단계 S364 에서, 대체 장치인 SGW (54) 가 정체 상태로부터 복구된 SGW (53) 에 "Transfer all affected sessions" 를 송신하고, 단계 S365 에서 SGW (53) 가 SGW (54) 에 "Transfer ack" 를 송신한다는 것이다. 도 41 의 그 밖의 처리는, 도 23 의 처리와 같다.
도 42 의 처리는, 도 24 의 처리와 동일하지만, 도 42 에서는 도 24 의 PGW들이 SGW들로 대체된다. 도 24 와의 차이들은, 도 42 의 단계 S378 에서, 정체 상태로부터 복구된 SGW (53) 가 MME (56) 에 "Session installation request" 를 송신하고, 단계 S379 에서 FC (55) 가 SGW (53) 에 "Install specified session" 을 송신한다는 것이다. 도 42 의 그 밖의 처리는, 도 24 의 처리와 같다.
본 발명이 상기 예시적인 실시형태들에 한정된 것이 아니고, 범위를 일탈하지 않는 한 적절히 변경하는 것이 가능하다.
본 발명이 예시적인 실시형태들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상기 에 의해 한정되지 않는다. 당업자들에게 명백한, 본 발명의 구성들이나 상세들에 대한 다양한 변경들이 본 발명의 범위내에서 이루어질 수 있다.
본 출원은, 2012년 4월 27일에 출원된 일본특허출원 2012－102741을 기초로 하여 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두를 참조로서 여기에 포함시킨다.
11 데이터 전송 장치
12 게이트웨이
13 게이트웨이
14 경로 제어 장치
20 EPS
21 SGW
22 라우터
23 PGW
24 PGW
25 FC
26 PCRF
27 GGSN
28 GGSN
29 SGSN
30 RNC
31 논 3GPP 액세스
40 외부 네트워크
41 라우터
42 TDF
43 서비스 서버
50 RAN
51 eNB
52 라우터
53 SGW
54 SGW
55 FC
56 MME
57 SGSN
58 RNC
60 EPC
61 라우터
62 PGW

Claims (19)

  1. 데이터 전송 장치;
    상기 데이터 전송 장치와 통신하는 제 1 게이트웨이;
    상기 제 1 게이트웨이의 대체 장치인 제 2 게이트웨이; 및
    상기 데이터 전송 장치와 상기 제 1 게이트웨이 및 상기 제 2 게이트웨이 사이의 통신 경로를 제어하는 경로 제어 수단을 구비하고,
    상기 경로 제어 수단이 상기 제 1 게이트웨이에서 장해 상태를 검출하는 경우, 상기 경로 제어 수단은 상기 데이터 전송 장치로부터 상기 제 1 게이트웨이로 전송되는 데이터를 상기 제 2 게이트웨이로 전송하고, 상기 제 1 게이트웨이에 설정되어 있는 세션 정보를 상기 제 2 게이트웨이에 통지하는, 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 장해 상태는, 상기 제 1 게이트웨이의 고장 및 정체, 그리고 상기 데이터 전송 장치와 상기 제 1 게이트웨이 사이의 경로 장해 중 적어도 하나를 포함하는, 통신 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 세션 정보는, 베어러 정보를 포함하는, 통신 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 전송 장치는, 상기 제 1 게이트웨이에 할당되는 제 1 어드레스 정보와 상기 제 1 게이트웨이를 관련시키는 라우팅 테이블을 포함하고,
    상기 경로 제어 수단이 상기 제 1 게이트웨이에서 상기 장해 상태를 검출하는 경우, 상기 경로 제어 수단은 상기 제 1 어드레스 정보와 상기 제 2 게이트웨이를 관련시키도록 상기 라우팅 테이블을 갱신하는, 통신 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 경로 제어 수단이 상기 장해 상태에 있는 상기 제 1 게이트웨이의 복구를 검출하는 경우, 상기 경로 제어 수단은 상기 제 1 어드레스 정보와 상기 제 1 게이트웨이를 관련시키도록 상기 라우팅 테이블을 갱신하는, 통신 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    정체가 상기 제 1 게이트웨이에서 발생하면, 상기 경로 제어 수단은, 상기 제 1 게이트웨이로부터 송신된 정체 통지에 기초하여, 상기 제 1 게이트웨이에 설정되어 있는 상기 세션 정보를 상기 제 2 게이트웨이에 통지하는, 통신 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 전송 장치는, 상기 제 1 게이트웨이에 할당된 상기 제 1 어드레스 정보 및 복수의 터널 식별 정보와 상기 제 1 게이트웨이를 관련시키는 라우팅 테이블을 포함하고,
    상기 경로 제어 수단이 상기 제 1 게이트웨이에서 정체를 검출하는 경우, 상기 경로 제어 수단은, 상기 복수의 터널 식별자들 중 일부의 터널 식별자와 관련되는 상기 제 1 어드레스 정보가 상기 제 2 게이트웨이와 관련되도록 상기 라우팅 테이블을 갱신하는, 통신 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 경로 제어 수단이 상기 제 1 게이트웨이에서 상기 정체를 검출하는 경우, 상기 경로 제어 수단은, 상기 복수의 터널 식별자들 중 일부의 터널 식별자와 관련되는 상기 제 1 어드레스 정보에 관한 세션 정보를 상기 제 2 게이트웨이에 통지하는 세션 정보 전송 통지를 상기 제 1 게이트웨이에 송신하고,
    상기 제 1 게이트웨이가 상기 세션 정보 전송 통지를 수신하는 경우, 상기 제 1 게이트웨이는 상기 복수의 터널 식별자들 중 일부의 터널 식별자와 관련되는 상기 제 1 어드레스 정보에 관한 상기 세션 정보를 상기 제 2 게이트웨이에 송신하는, 통신 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 게이트웨이 및 상기 제 2 게이트웨이는, 3GPP 기술 명세서에 규정되어 있는 PGW들 또는 GGSN들인, 통신 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 경로 제어 수단은, 상기 3GPP 기술 명세서에 규정되어 있는 PCRF 와 제휴해 동작하는, 통신 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 게이트웨이 및 상기 제 2 게이트웨이는, 3GPP 기술 명세서에 규정되어 있는 SGW들인, 통신 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 경로 제어 수단은, 3GPP 기술 명세서에 규정되어 있는 MME 와 제휴해 동작하는, 통신 시스템.
  13. 데이터 전송 장치와 통신하는 제 1 게이트웨이에서 장해 상태를 검출하는 단계; 및
    상기 데이터 전송 장치로부터 상기 제 1 게이트웨이로 전송되는 데이터를 제 2 게이트웨이로 전송하고, 세션 정보를 상기 제 2 게이트웨이에 통지하는 단계로서, 상기 제 2 게이트웨이는 상기 제 1 게이트웨이의 대체 장치이며, 상기 세션 정보는 상기 제 1 게이트웨이에 설정되어 있는, 상기 전송하고 통지하는 단계를 구비하는, 경로 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 장해 상태는, 상기 제 1 게이트웨이의 고장 및 정체, 그리고 상기 데이터 전송 장치와 상기 제 1 게이트웨이 사이의 경로 장해 중 적어도 하나를 포함하는, 경로 제어 방법.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 세션 정보는, 베어러 정보를 포함하는, 경로 제어 방법.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장해 상태를 검출하는 단계;
    상기 데이터 전송 장치로부터 상기 제 1 게이트웨이로 전송되는 데이터가, 상기 제 1 게이트웨이의 대체 장치인 제 2 게이트웨이로 전송되도록 제어를 실시하는 단계;
    상기 데이터가 상기 제 2 게이트웨이로 전송되는 경우에, 상기 제 2 게이트웨이로부터 송신되는 세션 정보 취득 요구를 수신하는 단계; 및
    상기 세션 정보 취득 요구에 기초하여, 상기 제 2 게이트웨이로 상기 세션 정보를 송신하는 단계를 더 포함하는, 경로 제어 방법.
  17. 제 13 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    정체가 상기 제 1 게이트웨이에서 발생하는 경우, 상기 제 1 게이트웨이로부터 송신되는 정체 통지에 기초하여, 상기 제 1 게이트웨이에 설정되어 있는 세션 정보를 상기 제 2 게이트웨이에 통지하는, 경로 제어 방법.
  18. 제 13 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터 전송 장치는, 상기 제 1 게이트웨이에 할당된 제 1 어드레스 정보 및 복수의 터널 식별 정보와 상기 제 1 게이트웨이를 관련시키는 라우팅 테이블을 포함하고,
    정체가 상기 제 1 게이트웨이에서 검출되는 경우, 상기 복수의 터널 식별자들 중 일부의 터널 식별자와 관련되는 상기 제 1 어드레스 정보가 상기 제 2 게이트웨이와 관련되도록 상기 라우팅 테이블을 갱신시키는, 경로 제어 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 정체가 상기 제 1 게이트웨이에서 검출되는 경우, 상기 복수의 터널 식별자들 중 일부의 터널 식별자와 관련되는 상기 제 1 어드레스 정보에 관한 상기 세션 정보를 상기 제 2 게이트웨이에 통지하는 세션 정보 전송 통지가 상기 제 1 게이트웨이에 송신되는, 경로 제어 방법.
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