KR20170091681A - 통신 장치, 제어 방법, 통신 시스템 및 매체에 기억된 컴퓨터 프로그램 - Google Patents
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Abstract
네트워크 노드에 있어서의 신호 처리의 성능 열화를 저감, 및/또는, 통신 트래픽에 대해 적절한 설비량의 견적에 의거하는 당해 네트워크 노드의 안정성을 향상하기 위한 통신 장치는, 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치이다. 통신 장치는, 복수의 상기 단말이 송수신하는 트래픽을 처리하는 네트워크 노드로부터, 당해 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는 제1 수단과, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하는 제2 수단을 포함한다. 제2 수단은, 추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 트래픽을 처리하기 위해 필요한 상기 통신 장치 및/또는 상기 네트워크 노드의 리소스량을 산출하는 기능을 갖는다.
Description
본 발명은, 통신 장치, 제어 방법, 통신 시스템 및 기억 매체에 관한 것이다.
최근, 스마트폰이나 스마트 디바이스 등의 보급에 의해, 통신 트래픽이 급격하게 증가하고 있다. 또한, 금후, M2M(Machine to Machine) 통신이 증가할 것으로 상정되어, 통신 트래픽은 더 증가할 가능성이 있다. 통신 트래픽의 증가에 수반해서, 당해 통신 트래픽을 처리하는 네트워크 노드의 설비 증강이 중요해진다.
특허문헌 1에는, 가상 호 처리 노드를 실현하는 물리 서버를 포함하는 이동체 통신 시스템에 있어서, 당해 물리 서버마다의 통신 처리의 처리량에 의거하여, 당해 가상 호 처리 노드를 생성하는 기술이 개시되어 있다. 특허문헌 1에는, 물리 서버마다의 통신 처리의 처리량에 의거하여 가상 호 처리 노드를 생성함에 의해, 통신 처리에 필요해지는 리소스를 확보함과 함께, 설비 이용 효율을 높이는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1에 기재된 기술은, 상술한 바와 같이, 물리 서버마다의 통신 처리의 처리량, 즉 CPU(Central Processing Unit)의 사용률, 혹은 단말 수에 의거하여, 가상 호 처리 노드의 설비량을 결정하고 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재된 기술은, 통신 트래픽의 통계량 등의 특성을 고려해서 가상 호 처리 노드의 설비량을 결정하지 않아, 당해 통신 트래픽의 특성에 따라서는, 당해 가상 호 처리 노드에 있어서의 신호 처리의 지연 또는 폐기률 등에 있어서 성능이 열화하거나, 또는, 당해 가상 호 처리 노드의 성능이 불안정해질 가능성이 있다.
본 발명의 목적은, 상기 과제를 해결하고, 네트워크 노드에 있어서의 신호 처리의 성능 열화를 저감, 및 통신 트래픽에 대해 적절한 설비량의 견적에 의거하는 당해 네트워크 노드의 안정성 향상 중 적어도 하나가 가능한 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서의 통신 장치는, 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치로서, 복수의 상기 단말이 송수신하는 트래픽을 처리하는 네트워크 노드로부터, 당해 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는 제1 수단과, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하는 제2 수단을 포함하고, 상기 제2 수단은, 추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 트래픽을 처리하기 위해 필요한, 상기 통신 장치 및 상기 네트워크 노드 중 적어도 한쪽의 리소스량을 산출한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서의 제어 방법은, 복수의 단말이 송수신하는 트래픽을 처리하는 네트워크 노드로부터, 당해 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하고, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하고, 추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치 및 상기 네트워크 노드 중 적어도 한쪽에 필요한 리소스량을 산출한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서의 통신 시스템은, 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치와, 복수의 상기 단말이 송수신하는 트래픽을 처리하는 네트워크 노드를 포함하고, 상기 통신 장치는, 상기 네트워크 노드로부터, 당해 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는 제1 수단과, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하는 제2 수단을 구비하고, 상기 제2 수단은, 추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 트래픽을 처리하기 위해 필요한, 상기 통신 장치 및 상기 네트워크 노드 중 적어도 한쪽의 리소스량을 산출한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서의 기억 매체에 기록된 프로그램은, 복수의 단말이 송수신하는 트래픽을 처리하는 네트워크 노드로부터, 당해 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는 처리와, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하는 처리와, 추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치 및 상기 네트워크 노드 중 적어도 한쪽에 필요한 리소스량을 산출하는 처리를 컴퓨터에 실행시킨다.
본 발명은, 네트워크 노드에 있어서의 신호 처리의 성능 열화를 저감 가능하거나, 및/또는, 적절한 설비량의 견적에 의한 네트워크 노드의 안정성을 향상할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 제1 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 2는 제1 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 3은 제1 실시형태의 단말(1)의 구성예를 나타내는 도면.
도 4는 제1 실시형태의 통신 장치(7)의 구성예를 나타내는 도면.
도 5는 제1 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예를 나타내는 도면.
도 6은 동시 도착률(η)이 1일 경우의, 패킷이 도착하는 모습을 나타내는 도면.
도 7은 동시 도착률을 파라미터로 한 C 플레인 발생률과 평균 지연과의 관계를 나타내는 그래프.
도 8은 제1 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 9는 제2 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 10은 제2 실시형태의 서버(20)의 구성예를 나타내는 도면.
도 11은 제2 실시형태의 VNF(Virtual Network Function)(200)의 구성예를 나타내는 도면.
도 12는 제2 실시형태의 제어부(210)의 구성예를 나타내는 도면.
도 13은 제2 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예를 나타내는 도면.
도 14는 컨트롤러(6)가, 서버(20)에 대해, 가상 네트워크 노드(7A)의 리소스를 프로비져닝하는 동작을 설명하기 위한 도면.
도 15는 제2 실시형태의 서버(20)의 구성예를 나타내는 도면.
도 16은 제2 실시형태의 서버(20)의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 17은 제2 실시형태의 서버(20)의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 18은 제2 실시형태의 서버(20)의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 19는 제2 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 20은 제3 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 21은 제3 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 22는 제3 실시형태의 가상 MME(Mobility Management Entity)(5A)를 실현하는 서버(20A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 23은 제3 실시형태의 가상 MME(5A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 24는 제3 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예를 나타내는 도면.
도 25는 제3 실시형태에 있어서, 컨트롤러(6)가, 서버(20A)에 대해, 가상 MME(5A)의 리소스를 프로비져닝하는 동작을 설명하기 위한 도면.
도 26은 제3 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
구성예를 나타내는 도면.
도 27은 제4 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 28은 제4 실시형태의 기지국(2B)의 구성예를 나타내는 도면.
도 29는 제4 실시형태의 단말(1A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 30은 제4 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 31은 제5 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 32는 제6 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 33은 제6 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 34는 제6 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 35는 제6 실시형태에 있어서의 가상 MME(5A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 36은 제6 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 37은 제7 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 38은 제7 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 39는 제7 실시형태에 있어서의 가상 MME(5A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 40은 제7 실시형태에 있어서의 리소스 제어 장치(8)의 구성예를 나타내는 도면.
도 41은 제7 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 42는 제8 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 43은 제8 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 44는 제8 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 45는 제8 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 46은 제9 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 47은 제9 실시형태에 있어서의 HSS(Home Subscriber Server)(100)의 구성예를 나타내는 도면.
도 48은 제9 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 49는 제9 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 50은 제9 실시형태에 있어서의 가상 HSS(100A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 51은 제9 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 2는 제1 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 3은 제1 실시형태의 단말(1)의 구성예를 나타내는 도면.
도 4는 제1 실시형태의 통신 장치(7)의 구성예를 나타내는 도면.
도 5는 제1 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예를 나타내는 도면.
도 6은 동시 도착률(η)이 1일 경우의, 패킷이 도착하는 모습을 나타내는 도면.
도 7은 동시 도착률을 파라미터로 한 C 플레인 발생률과 평균 지연과의 관계를 나타내는 그래프.
도 8은 제1 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 9는 제2 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 10은 제2 실시형태의 서버(20)의 구성예를 나타내는 도면.
도 11은 제2 실시형태의 VNF(Virtual Network Function)(200)의 구성예를 나타내는 도면.
도 12는 제2 실시형태의 제어부(210)의 구성예를 나타내는 도면.
도 13은 제2 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예를 나타내는 도면.
도 14는 컨트롤러(6)가, 서버(20)에 대해, 가상 네트워크 노드(7A)의 리소스를 프로비져닝하는 동작을 설명하기 위한 도면.
도 15는 제2 실시형태의 서버(20)의 구성예를 나타내는 도면.
도 16은 제2 실시형태의 서버(20)의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 17은 제2 실시형태의 서버(20)의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 18은 제2 실시형태의 서버(20)의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 19는 제2 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 20은 제3 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 21은 제3 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 22는 제3 실시형태의 가상 MME(Mobility Management Entity)(5A)를 실현하는 서버(20A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 23은 제3 실시형태의 가상 MME(5A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 24는 제3 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예를 나타내는 도면.
도 25는 제3 실시형태에 있어서, 컨트롤러(6)가, 서버(20A)에 대해, 가상 MME(5A)의 리소스를 프로비져닝하는 동작을 설명하기 위한 도면.
도 26은 제3 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
구성예를 나타내는 도면.
도 27은 제4 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 28은 제4 실시형태의 기지국(2B)의 구성예를 나타내는 도면.
도 29는 제4 실시형태의 단말(1A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 30은 제4 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 31은 제5 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 32는 제6 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 33은 제6 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 34는 제6 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 35는 제6 실시형태에 있어서의 가상 MME(5A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 36은 제6 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 37은 제7 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 38은 제7 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 39는 제7 실시형태에 있어서의 가상 MME(5A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 40은 제7 실시형태에 있어서의 리소스 제어 장치(8)의 구성예를 나타내는 도면.
도 41은 제7 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 42는 제8 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 43은 제8 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 44는 제8 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 45는 제8 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 46은 제9 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 47은 제9 실시형태에 있어서의 HSS(Home Subscriber Server)(100)의 구성예를 나타내는 도면.
도 48은 제9 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
도 49는 제9 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타내는 도면.
도 50은 제9 실시형태에 있어서의 가상 HSS(100A)의 구성예를 나타내는 도면.
도 51은 제9 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트.
＜제1 실시형태＞
본 발명의 제1 실시형태에 대해, 도면을 참조해서 설명한다. 이하의 설명에서, 이 실시형태에 부기한 도면 참조 부호는, 이해를 돕기 위한 일례로서 각 요소에 편의상 부기한 것이고, 이 실시형태의 기재는 전혀 한정을 의도하는 것은 아니다. 또한, 도면 중 화살표의 방향은, 일례를 나타내는 것이고, 블록간의 신호의 방향을 한정하는 것은 아니다.
도 1은, 제1 실시형태의 통신 시스템의 구성예이다. 도 1은 LTE(Long Term Evolution)의 통신 시스템을 예시하지만, 본 발명의 통신 시스템은 도 1의 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 본 발명은, GPRS(General Packet Radio Service), UMTS(Universal Mobile Telecommunication System), ＷiMAX(Ｗorldwide Interoperability for Microwave Access) 등에도 적용 가능하다.
도 1의 예에 있어서, 제1 실시형태의 통신 시스템은, 단말(1)과, 복수 종류의 통신 장치를 포함한다. 단말(1)(UE：User Equipment)은, 복수 종류의 통신 장치를 통해, 인터넷 등의 외부의 패킷 데이터 네트워크와 통신 한다. 여기에서, 통신 장치란, 예를 들면, 기지국(2)이나 S-GＷ(3), P-GＷ(4), MME(5) 등의 네트워크 노드이다. 이후의 설명에 있어서, 통신 장치는, 통신 장치(7)로서 나타난다.
단말(1)은, 기지국(2)에 접속하고, 코어 네트워크를 통해 인터넷 등에 액세스한다. 코어 네트워크는, 예를 들면, S-GＷ(Serving Gateway)(3)나 P-GＷ(Packet Data Network Gateway)(4), MME(Mobility Management Entity)(5)로 구성된다. 다음의 설명에서, S-GＷ(3)는, SGＷ(3)로서 나타나는 경우도 있다. 또한, P-GＷ(4)는, PGＷ(4)로서 나타나는 경우도 있다.
단말(1)은, 휴대 전화, PC(Personal Computer), 모바일 라우터, 스마트 디바이스(예를 들면, 가정의 소비 전력을 모니터하는 스마트 미터, 스마트 텔레비전, 웨어러블 단말), M2M(Machine to Machine) 디바이스 등의 단말(1)을 포함한다. M2M 디바이스는, 예를 들면, 상기 디바이스에 더해, 산업기기, 차, 헬스케어 기기, 가전 등을 포함한다.
상술한 바와 같이, 통신 장치(7)는, 예를 들면, 기지국(2)이나 S-GＷ(3), P-GＷ(4), MME(5) 등의 네트워크 노드이다. 각 네트워크 노드는, 통신 시스템이 제공하는 통신 서비스에 관한 다양한 신호 처리를 실행한다. 예를 들면, MME(5)는, 단말(1)의 이동 관리나 접속 관리에 관한 신호 처리를 실행한다. 또한, 통신 장치(7)는, 도 1에 나타내는 기지국(2)이나 S-GＷ(3), P-GＷ(4), MME(5) 등의 네트워크 노드 중 어느 것이어도 된다.
도 1의 예에 있어서의 각 네트워크 노드는, 예를 들면, 이하의 네트워크 기능을 포함한다.
기지국(2)은, 예를 들면, PDCP(Packet Data Convergence Protocol)에 의거하여, 단말(1)과의 사이에서 데이터 통신을 실행하는 기능(U-Plane 기능)을 갖는다. 또한, 기지국(2)은, 제어 시그널링을 처리하는 기능(C-Plane 기능)을 갖는다.
S-GＷ(3)는, 예를 들면, 패킷을 처리하는 기능(User-Plane 기능)이나, 제어 시그널링을 처리하는 기능(C-Plane 기능)을 포함한다.
P-GＷ(4)는, 예를 들면, 패킷을 처리하는 기능(User-Plane 기능)이나, 통신에 따른 과금 상태를 관리하는 기능(PCEF：Policy and Charging Enforcement Function), QoS 등의 폴리시를 제어하는 기능(PCRF：Policy and Charging Rule Function), 통신을 방수(傍受)하기 위한 합법적 방수(LI：Lawful Interception) 기능 등을 포함한다.
MME(5)는, 예를 들면, 통신 시스템의 가입자 정보를 관리하는 HSS(Home Subscriber Server)와 연휴(連携)해서, 통신용의 세션의 설정·해방, 핸드오버의 제어 등인 제어 시그널링을 처리하는 기능(C-Plane 기능)을 포함한다.
컨트롤러(6)는, 통신 장치(7)로부터 트래픽 데이터를 수집하고, 수집한 트래픽 데이터로부터 트래픽 특징량을 추출한다. 트래픽 데이터는, 각각의 기기간에서 송수신된 패킷 그 자체여도 된다. 트래픽 데이터는, 패킷의 헤더 정보여도 된다. 트래픽 데이터는, 패킷의 로그 정보여도 된다. 트래픽 데이터는, 송수신된 패킷의 시각에 관한 정보, 당해 패킷의 수에 관한 정보, 또는, 당해 패킷의 데이터 사이즈에 관한 정보여도 된다.
트래픽 특징량은, 예를 들면, 트래픽의 특성, 또는, 트래픽의 성질을 나타내는 양이다. 트래픽 특징량은, 트래픽 데이터로부터 도출되는 통계량, 또는, 트래픽 데이터에 대한 통계적인 처리에 의해 도출되는 량이다. 트래픽 특징량은, 송수신된 패킷의 시각에 관한 정보나 송수신된 패킷의 수에 관한 정보로부터 유도된다. 트래픽 특징량은, 예를 들면, 이하에 나타내는 양 중 하나, 또는, 복수의 조합이어도 된다.
·접속 요구의 발생률 혹은 도착률(네트워크 전체의 접속 빈도)
·버스트성 지표(복수 단말간의 동기률, 네트워크 내의 동기률, 또는, 복수 단말로부터의 동시 도착률이라고도 함)
·주기 간격(주기성이 있을 경우)
·위상(예를 들면, 발생 시각이 매시 00분에 결정되어 있을 경우 등)
·위상의 어긋남(발생 시각이 기준으로 되는 위상을 중심으로 하여 어느 범위에 분포하고 있을 경우 등)
컨트롤러(6)는, 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 통신 장치(7)마다 필요한 리소스량을 산출한다. 컨트롤러(6)는, 예를 들면, 트래픽 특징량으로서 복수의 단말 또는 다른 통신 장치(7)로부터의 트래픽의 버스트성 지표를 추출하고, 추출한 버스트성 지표에 의거하여 통신 장치(7)마다 필요한 리소스량을 산출한다.
도 2는, 제1 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태의 통신 시스템은, 복수의 단말(UE1)과, 복수의 기지국(2)과, S-GＷ(3)와, P-GＷ(4)와, MME(5)와, 컨트롤러(6)를 포함한다. 컨트롤러(6)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수의 기지국(2)이나 S-GＷ(3), P-GＷ(4), MME(5)로부터 트래픽을 수집하고, 트래픽 특징량을 추출해도 된다.
도 3은, 제1 실시형태에 있어서의 단말(1)의 구성예를 나타낸다. 도 3에 예시하는 바와 같이, 단말(1)은, 예를 들면, 메시지 생성부(10)와, 통신부(11)를 포함한다. 메시지 생성부(10)는, 단말(1)이 기지국(2)에 대해 통지하는 메시지를 생성한다. 예를 들면, 메시지 생성부(10)는, 기지국(2)에 송신하는 접속 요구(예를 들면, "RRC Connection Request")를 생성한다. 통신부(11)는, 생성된 메시지를 기지국(2)에 송신한다.
도 4는, 제1 실시형태에 있어서의 각 통신 장치(7)의 구성예를 나타낸다. 도 4에 예시하는 바와 같이, 통신 장치(7)는, 제어부(70)와, 신호 처리부(71)를 포함한다. 그러나, 통신 장치(7)는, 제어부(70)와 신호 처리부(71)의 양쪽을 반드시 구비하고 있을 필요는 없고, 어느 한쪽이어도 된다.
신호 처리부(71)는, 소위 U-Plane에 상당하는 기능을 갖는다. U-Plane은, 통신 시스템에서 전송되는 데이터를 처리하는 기능을 갖는다.
제어부(70)는, 소위 C-Plane에 상당하는 기능을 갖는다. C-Plane은, 통신 시스템에서 전송되는 제어 신호를 처리하는 기능을 갖는다.
제어부(70)는, 컨트롤러(6)에 대해, 트래픽 데이터를 통지한다. 트래픽 데이터는, 예를 들면, C-Plane 기능에 의해 처리되는 제어 신호 패킷의 트래픽 데이터, 혹은 U-Plane 기능에 의해 처리되는 유저 데이터 패킷의 트래픽 데이터여도 된다. 트래픽 데이터는, 예를 들면, 제어부(70)가 송신 또는 수신한 제어 신호에 대해 시각과 연관지은 로그 정보나, 단위 시간마다의 트래픽량이나 헤더 정보여도 되고, 또는, 신호 처리부(71)가 송신 또는 수신한 유저 데이터 패킷에 대해 시각과 연관지은 로그 정보나, 단위 시간마다의 트래픽량이나 헤더 정보여도 된다.
또한, 트래픽 데이터는, S-GＷ(3)와 P-GＷ(4) 사이에 설정된 IP(Internet Protocol) 터널 등, 통신 장치(7)간에 설정된 IP 터널의 출입구에서 취득할 수도 있다.
제어부(70)는, 예를 들면, 소정의 타이밍에, 컨트롤러(6)에 대해 트래픽 데이터를 통지한다. 제어부(70)는, 예를 들면, 소정의 주기로, 컨트롤러(6)에 대해 트래픽 데이터를 통지한다. 제어부(70)는, 예를 들면, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 당해 컨트롤러(6)에 대해 트래픽 데이터를 통지한다. 제어부(70)는, 예를 들면, 소정의 양의 트래픽 데이터를 수집했음에 따라, 컨트롤러(6)에 대해 트래픽 데이터를 통지한다. 제어부(70)는, 예를 들면, 다른 통신 장치(7)로부터의 요구에 따라, 컨트롤러(6)에 대해 트래픽 데이터를 통지한다. 그러나, 제어부(70)가 컨트롤러(6)에 대해 트래픽 데이터를 통지하는 타이밍은 이들 예에 한정되지 않고, 어떠한 타이밍이어도 된다.
본 실시형태에서, 트래픽 데이터를 통지하는 통신 장치(7)는, 네트워크 내에 포함되는 모든 통신 장치(7)여도 되고, 일부의 통신 장치(7)여도 된다.
도 5는, 제1 실시형태에 있어서의 컨트롤러(6)의 구성예를 나타낸다. 도 5에 예시하는 바와 같이, 컨트롤러(6)는, 예를 들면, 트래픽 데이터 축적부(60)와, 제어부(61)와, 인터페이스(62)를 포함한다.
인터페이스(62)는, 기지국(2)이나 MME(5) 등의 다른 통신 장치(7)와 통신하기 위한 인터페이스이다. 컨트롤러(6)는, 인터페이스(62)를 통해, 소정의 프로토콜로 기지국(2)이나 MME(5)와 통신할 수 있다. 컨트롤러(6)는, 예를 들면, 인터페이스(62)를 통해, 통신 장치(7)로부터 트래픽 데이터를 수집한다.
트래픽 데이터 축적부(60)는, 예를 들면, 통신 장치(7)로부터 수집한 트래픽 데이터를 저장한다. 트래픽 데이터 축적부(60)는, 예를 들면, 복수의 통신 장치(7)로부터 수집한 트래픽 데이터를, 당해 복수의 통신 장치(7)마다 저장해도 된다. 트래픽 데이터 축적부(60)는, 예를 들면, 통신 장치(7)로부터 수집한 트래픽 데이터를, 수집한 시각마다 저장해도 된다.
제어부(61)는, 통신 장치(7)로부터 수집한 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다. 제어부(61)는, 예를 들면, 트래픽 데이터 축적부(60)에 저장된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다. 제어부(61)는, 예를 들면, 소정의 주기로, 트래픽 특징량을 추출한다. 제어부(61)는, 예를 들면, 미리 정해진 시각에, 트래픽 특징량을 추출한다. 그러나, 제어부(61)가 트래픽 특징량을 추출하는 타이밍은, 이들 예에 한하지 않고, 트래픽 데이터 축적부(60)에 소정 양의 트래픽 데이터가 저장될 때마다 트래픽 특징량을 추출하는 등, 어떠한 타이밍이어도 된다.
제어부(61)는, 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 소정의 조건을 만족시키기 위해 필요한 각 통신 장치(7)의 리소스량을 산출한다. 소정의 조건은, 예를 들면, 각 통신 장치(7)에 있어서의 신호 처리의 처리 지연이, 소정의 역치 이하로 되는(허용 레벨을 만족시키는) 조건이다.
이하, 제어부(61)가, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표(B)(동기률, 동시 도착률)를 산출하는 예를 설명한다.
버스트성 지표(B)는, 통신 시스템 내에서 일정 시간 내에 복수 단말로부터 발생하는 패킷이 동시에 도착하는 정도를 나타내는 지표이다. 버스트성 지표(B)는, 예를 들면, 발생한 패킷의 시각 정보와 패킷 수의 정보에 대해 통계적 처리를 실시함에 의해 산출 가능하다.
트래픽 데이터에 있어서의 시간축에 대해 슬롯 폭(t)으로 분할한다. 여기에서, 슬롯 폭의 최소값을 tmin로 한다. 최소값(tmin)은, 예를 들면, 서버의 처리율(μ)을 사용해서, tmin＝1/μ로 해도 된다. 또한 이때, 슬롯 폭이 t일 경우, 슬롯 폭(t)에 등가인 시간 내에 서버가 처리 가능한 패킷 수(m)는 m＝t/tmin로 된다.
한편, 분할한 슬롯에 대해, k번째의 슬롯에 존재하는 패킷 수를 nk로 한다. 수(nk)는 즉, 슬롯 폭(t)의 시간 간격 내에 동시에 도착하는 패킷, 즉 서버가 동시에 접수하는 패킷 수라는 의미에서 버스트 사이즈라 간주할 수 있다.
상기 nk로 표현되는 패킷 수에 관해서, nk-m으로 표시되는 패킷 수는 슬롯 시간 폭(t) 내에서 서버가 처리할 수 없는 패킷 수를 표시하고 있다. nk-m＞0을 만족시키는 nk를 새롭게 nl로 하고, nl이 p개 존재한 것으로 하면, nk-m＞0의 조건을 만족시키는 슬롯에 있어서의 패킷 수의 평균에 대해, 슬롯 폭(t)의 함수(f(t))로서 이하와 같이 나타낼 수 있다.
[식 (1)]
함수(f(t))는 당해 트래픽에 버스트성이 존재할 경우, 도 6과 같은 형상으로 되고, 어느 특정의 슬롯 시간 폭에 있어서, f(t)는 최대값 max{f(t)}를 취한다. 또한, 네트워크 시스템이 상정하는 최대의 버스트 사이즈를 N으로 했을 때, 트래픽 특징량인 버스트성 지표(B)는 이하의 식을 사용해서 산출할 수 있다.
[식 (2)]
버스트성 지표(B)는, 혹은, 발생한 패킷의 도착 시간 간격의 평균을 
, 당해 패킷의 도착 시간 간격의 분산을 σ2, 당해 평균 및 당해 분산으로부터 산출 가능한 변동 계수를 CV로 했을 때, 하기의 식 (3)을 사용해서 산출할 수도 있다.
[식 (3)]
제어부(61)는, 예를 들면, 통신 장치(7)로부터 수집한 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량으로서, 식 (2) 혹은 식 (3)을 사용해서 버스트성 지표(B)를 산출할 수 있다.
도 7은, 버스트성 지표(B)를 파라미터로 한 C-Plane에 있어서의 발생률과 평균 지연과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 버스트성 지표(B)에 의존해서, C―Plane의 패킷의 발생률(λc)과, 평균 지연(E) 사이의 관계가 변화한다. 여기에서, 평균 지연(E)은, 각 통신 장치(7)의 제어부(70)(C-Plane)의 처리 지연이고, 예를 들면, MME(5)의 처리 부하에 대응한다.
따라서, 컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 추출한 버스트성 지표(B)와 도 7의 관계에 의거하여, 통신 장치(7)의 평균 지연(E)이 허용 레벨(D)(소정의 역치)을 초과하는지의 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(61)는, 추출한 버스트성 지표(B)와 도 7의 관계에 의거하여, 통신 장치(7)의 평균 지연(E)이 허용 레벨(D)(소정의 역치)을 하회하기 위해 필요한 당해 통신 장치(7)의 리소스량을 산출한다. 제어부(61)는, 예를 들면, 추출한 버스트성 지표(B)와 도 7의 관계에 의거하여, MME(5)에 있어서의 신호 처리의 평균 지연(E)을 소정의 역치 이하로 하기 위해 필요한 리소스량을 산출한다.
제1 실시형태에서는, 컨트롤러(6)의 제어부(61)에 의해 산출된 리소스량에 의거하여 각 통신 장치(7)의 리소스를 확보함에 의해, 예를 들면 버스트성 등의 트래픽의 특성에 의거하여 발생하는 통신 장치(7)의 처리 지연 등을 방지할 수 있다.
도 8은, 제1 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다.
단말(들)(1)의 통신부(들)(11)는, 통신 장치(7)와 통신을 실행한다(S1-1의 트래픽). 단말(들)(1)의 통신부(들)(11)는, 예를 들면, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나를, 통신 장치(7)에 대해 송신한다.
각 통신 장치(7)의 제어부(70)는, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽의 정보 중 적어도 하나에 관한 정보인 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다(S1-2). 제어부(70)는, 예를 들면, 소정의 타이밍에, 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 통지된 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적한다(S1-3).
컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적된 트래픽 데이터으로부터, 트래픽 특징량을 추출한다(S1-4). 제어부(61)는, 예를 들면, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터, 각 통신 장치(7)에 필요한 리소스량을 산출한다(S1-5). 제어부(61)는, 예를 들면, 추출한 버스트성 지표(B)와 도 7의 관계에 의거하여, 통신 장치(7)의 평균 지연(E)이 허용 레벨(D)(소정의 역치)을 하회하기 위해 필요한 당해 통신 장치(7)의 리소스량을 산출한다.
상기와 같이, 제1 실시형태에서는, 컨트롤러(6)가, 트래픽 데이터로부터 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 각 통신 장치(7)에 필요한 리소스량을 산출한다. 그 때문에, 제1 실시형태에서는, 산출된 리소스량에 의거하여 통신 장치(7)의 리소스를 확보함에 의해, 예를 들면, 버스트성 등의 트래픽의 특성에 의거하여 발생하는 통신 장치(7)의 처리 지연 등을 방지하는 것 및 네트워크의 안정성을 향상시키는 것 중 적어도 하나가 가능해진다.
＜제2 실시형태＞
본 발명의 제2 실시형태에 대해, 도면을 참조해서 설명한다. 제2 실시형태의 기술은, 상술한 제1 실시형태, 후술하는 실시형태 중 어느 기술에도 적용 가능하다.
본 발명의 제2 실시형태에 있어서, 도 1 및 도 2에 예시된 제1 실시형태의 통신 장치(7)가 제공하는 네트워크 기능이, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행된다.
도 9는, 제2 실시형태의 통신 시스템의 구성예이다. 도 9에 예시하는 바와 같이, 제2 실시형태에 있어서, 통신 장치(7)에 의해 실행되는 신호 처리에 관한 네트워크 기능은, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 가상 네트워크 노드로서 실행된다. 여기에서, 가상 네트워크 노드란, 예를 들면, 가상 기지국(eNB：evolved Node B)(2A), 가상 MME(5A), 가상 SGＷ(3A), 가상 PGＷ(4A) 등이다. 이후의 설명에 있어서, 가상 네트워크 노드는, 가상 네트워크 노드(7A)로서 나타난다. 또한, 당해 가상 네트워크 노드(7A)는 지리적으로 1개소에 집중해 있어도 되고, 복수 개소에 분산해서 배치되어도 된다.
가상 머신 상에서 실행되는 네트워크 기능은, 동적인 스케일 아웃 또는 스케일 인이 가능하다. 따라서, 컨트롤러(6)는, 추출한 트래픽 특징량에 의거해 산출된 리소스량에 의거하여, 당해 네트워크 기능의 동적인 스케일 아웃 또는 스케일 인을 요구하는 것이 가능하다. 컨트롤러(6)는, 예를 들면, 추출한 트래픽 특징량을 이용해 산출한 가상 MME(5A)의 리소스량에 의거하여, 당해 가상 MME(5A)의 동적인 스케일 아웃 또는 스케일 인을 요구한다.
도 10은, 제2 실시형태의 가상 네트워크 노드(7A)를 실현하는 서버(20)의 구성예이다. 서버(20)는, 예를 들면, 제어부(210)와, 가상 네트워크 기능(VNF：Virtual Network Function)(200)을 포함한다. 그러나, 가상 네트워크 노드(7A)를 실현하는 장치는, 서버(20)에 한하지 않고, 예를 들면 라우터 등이어도 된다.
제어부(210)는, 통신 장치(7)에서 실행되게 설계된 네트워크 기능을, VNF(200)로서, 가상 머신 상에서 운용할 수 있다. 예를 들면, VNF(200)는, 가상적인 통신 장치(7)(가상 네트워크 노드(7A)：가상 eNB(2A), 가상 MME(5A), 가상 S-GＷ(3A), 가상 P-GＷ(4A) 등)로서 동작 가능하다. 또한, 네트워크 기능은, 예를 들면, 도 1의 예에 있어서의 각 네트워크 노드(기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4) 및 MME(5))가 갖는 기능이다. 단, 제어부(210)가 가상 머신 상에서 운용 가능한 기능은, 이들 예에 한정되지 않는다.
예를 들면, 기지국(eNB)(2)은, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행 가능하다.
제어부(210)는, 예를 들면, 기지국(eNB)(2)이 갖는 기능을, VNF(200)로서, 가상 머신 상에서 운용할 수 있다.
기지국(eNB)(2)은, 디지털 베이스밴드 신호 처리를 행하는 기능(베이스밴드 처리부：BBU(Base Band Unit))과, 아날로그 RF(Radio Frequency) 신호 처리를 행하는 기능(무선부：RRH)으로 분리되어 있어도 된다.
RRH(Remote Radio Head)는, 아날로그 RF 신호 처리를 담당하고, 단말에 에어·인터페이스를 제공하다.
아날로그 RF 신호 처리는, D/A 변환, A/D 변환, 주파수 업-컨버전, 주파수 다운-컨버전, 증폭 등을 포함한다.
BBU는, 상위 네트워크(예를 들면, 통신 사업자의 백홀 네트워크나 코어 네트워크)에 접속되고, 무선 기지국의 제어 및 감시와 디지털 베이스밴드 신호 처리를 실행한다. 디지털 베이스밴드 신호 처리는, 레이어2 신호 처리와 레이어1(물리 레이어) 신호 처리를 포함한다. 레이어2 신호 처리는, (i) 데이터 압축/복원, (ii) 데이터 암호화, (iii) 레이어2 헤더의 추가/삭제, (iv) 데이터의 세그먼테이션/컨캐터네이션(concatenation), 및 (v) 데이터의 다중/분리에 의한 전송 포맷의 생성/분해, 중 적어도 하나를 포함한다. 구체예의 하나로서의 E(Evolved)-UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)의 경우, 레이어2 신호 처리는, RLC(Radio Link Control) 및 MAC(Media Access Control)의 처리를 포함한다. 물리 레이어 신호 처리는, 전송로 부호화/복호화(Channel Coding/Decoding), 변조/복조(Modulation/Demodulation), 확산/역확산(Spreading/De-spreading), 리소스 맵핑, 및 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)에 의한 OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 심벌 데이터(베이스밴드 OFDM 신호)의 생성 등을 포함한다.
BBU에 의해 실행되는 기능은, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행 가능하다. 제어부(210)는, 예를 들면, BBU가 제공하는 기능을, VNF(200)로서, 가상 머신 상에서 운용할 수 있다.
제어부(210)는, 예를 들면, 하이퍼바이저(Hypervisor) 등, 컴퓨터의 가상화를 실행 가능한 제어 소프트웨어에 의해 구성되어도 된다.
제어부(210)는, 수신 신호를 각 VNF(200)에 전송하고, VNF(200)의 기능에 따른 신호 처리를 VNF(200)에 실행시킬 수 있다. 신호는, 예를 들면, 베어러를 통해 송수신되는 통신 데이터(유저 데이터 패킷 등)나 네트워크 노드가 송수신하는 메시지 등이다.
도 11은, 제2 실시형태의 각 VNF(200)의 구성예이다. 각 VNF(200)는, 예를 들면, 제어 기능(201)과, 신호 처리 기능(202)을 포함한다. 제어 기능(201)과 신호 처리 기능(202)은, 각각, 통신 장치(7)의 제어부(70), 신호 처리부(71)와 동등한 기능을 갖는다.
제어 기능(201)은, 소위 C-Plane에 상당하는 기능을 포함한다. C-Plane은, 통신 시스템에서 전송되는 제어 신호를 처리하는 기능을 갖는다.
신호 처리 기능(202)은, 소위 U-Plane에 상당하는 기능을 포함한다. U-Plane은, 통신 시스템에서 전송되는 데이터를 처리하는 기능을 갖는다.
도 12는, 제2 실시형태의 제어부(210)의 구성예이다. 제어부(210)는, 예를 들면, VM(Virtual Machine) 제어부(2100)와, 세션 제어부(2101)를 포함한다.
VM 제어부(2100)는, 네트워크 노드가 실행하는 신호 처리에 대응하는 VNF(200)를 운용하기 위한 가상 머신을 제어한다. 예를 들면, VM 제어부(2100)는, 가상 머신의 기동, 삭제, 정지 중 적어도 하나를 실행할 수 있다. 또한, 예를 들면, VM 제어부(2100)는, 가동 중인 가상 머신을 다른 가상 머신으로 이행(마이그레이션)하는 것도 가능하다.
VM 제어부(2100)는, 예를 들면, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 가상 머신의 기동이나 정지, 이행 등을 제어한다. 예를 들면, VM 제어부(2100)는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 동적으로 가상 머신의 기동이나 정지, 이행 등을 실행한다. 또한, VM 제어부(2100)는, 예를 들면, 통신 시스템의 상황에 따라, 가상 머신의 기동이나 정지, 이행 등을 제어할 수도 있다. 예를 들면, VM 제어부(2100)는, 통신 시스템의 통신량이나 폭주 상황, 서버(20)의 부하 등에 따라, 혹은, 상술한 트래픽 특징량을 이용해서 산출된 리소스량에 의거하여 컨트롤러(6)로부터 지시를 받고 동적으로 가상 머신의 기동이나 정지, 이행 등을 실행한다.
세션 제어부(2101)는, 수신한 신호를, 당해 신호에 대응하는 VNF(200)에 전송할 수 있다. 또한, 세션 제어부(2101)는, VNF(200)가 발행한 신호를, 당해 신호에 대응하는 수신처에 전송할 수 있다.
도 13은, 제2 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예이다. 도 13의 예에서는, 컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 제1 실시형태의 제어부(61)의 기능에 더해, 가상 네트워크의 리소스의 프로비져닝을 실행하는 기능을 포함한다.
인터페이스(62)는, 가상 네트워크 노드(7A)에 상당하는 각각의 기기와 통신하기 위한 인터페이스이다. 컨트롤러(6)는, 인터페이스(62)를 통해, 소정의 프로토콜로 가상 기지국(2A)이나 가상 MME(5A)와 통신할 수 있다. 컨트롤러(6)는, 예를 들면, 인터페이스(62)를 통해, 가상 네트워크 노드(7A)로부터 트래픽 데이터를 수집한다.
트래픽 데이터 축적부(60)는, 예를 들면, 가상 네트워크 노드(7A)로부터 수집한 트래픽 데이터를 저장한다.
제어부(61A)는, 가상 네트워크 노드(7A)로부터 수집한 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다. 제어부(61A)가 트래픽 특징량을 추출하는 처리는, 도 5에 예시된 제어부(61)와 마찬가지인 처리이기 때문에, 상세한 설명은 생략된다. 제어부(61A)는, 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 소정의 조건을 만족시키기 위해 필요한 각 가상 네트워크 노드(7A)의 리소스량을 산출한다. 소정의 조건은, 예를 들면, 각 가상 네트워크(7A)에 있어서의 신호 처리의 처리 지연이, 소정의 역치 이하로 되는(허용 레벨을 만족시키는) 조건이다. 제어부(61A)가 각 가상 네트워크 노드(7A)의 리소스량을 산출하는 처리는, 도 5에 예시된 제어부(61)와 마찬가지인 처리이기 때문에, 상세한 설명은 생략된다.
제어부(61A)는, 각 가상 네트워크 노드(7A)의 리소스의 프로비져닝을 실행한다. 제어부(61A)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에, 각 가상 네트워크 노드(7A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다. 혹은, 제어부(61A)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 네트워크 노드(7A)에 대해 리소스(서버 자원, CPU 자원, 네트워크 자원 등)를 할당할 것을 요구한다. 예를 들면, 제어부(61A)는, 산출된 가상 MME(5A)의 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)에 대해 리소스를 할당할 것을 요구한다.
도 14는, 제2 실시형태에 있어서, 컨트롤러(6)가, 서버(20)에 대해, 각 가상 네트워크 노드(7A)의 리소스를 프로비져닝하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14에 예시하는 바와 같이, 컨트롤러(6)는, 서버(20)의 제어부(210)에 대해, 각 가상 네트워크 노드(7A)의 리소스(서버 자원, CPU 자원, 네트워크 자원 등)의 프로비져닝을 요구한다. 예를 들면, 제어부(61A)는, 산출된 가상 MME(5A)의 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에, 가상 MME(5A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다.
서버(20)의 제어부(210)는, 컨트롤러(6)의 제어부(61A)로부터의 요구에 따라, 가상 머신 상에서 운용하는 각 가상 네트워크 노드(7A)에 대해, 리소스를 할당한다. 예를 들면, 제어부(210)는, 가상 머신 상에서 운용하는 가상 MME(5A)에 대해, 제어부(61A)로부터 요구된 리소스량을 할당한다.
도 15는, 제2 실시형태의 각 가상 네트워크 노드(7A)를 실현하는 서버(20)의 다른 구성예이다. 도 15에 예시하는 바와 같이, 제어부(210)는, 도 1 및 도 2에 예시된 각 네트워크 노드의 네트워크 기능을 구성하는 복수의 서브 기능(예를 들면, 도 15의 기능 A, B, C)의 각각을, 각 서브 기능에 각각 대응하는 복수의 가상 머신 상에서 실행할 수 있다. 제어부(210)는, 도 15에 예시하는 바와 같이, 각 서브 기능에 대응하는 VNF(200)를 실행하는 가상 머신을 운용한다.
각 네트워크 노드의 네트워크 기능에 대응하는 서브 기능의 예가 이하에 나타난다.
P-GＷ의 서브 기능은 다음을 포함한다：
- 패킷을 처리하는 기능(User-Plane 기능)
- 통신에 따른 과금 상태를 관리하는 기능(PCEF：Policy and Charging Enforcement Function)
- QoS 폴리시 등의 폴리시를 제어하는 기능(PCRF：Policy and Charging Rule Function) 및
- 통신을 방수하기 위한 합법적 방수(LI：Lawful Interception) 기능
S-GＷ의 서브 기능은 다음을 포함한다：
- 패킷을 처리하는 기능(User-Plane 기능) 및
- 제어 시그널링을 처리하는 기능(C-Plane 기능)
MME의 서브 기능은 다음을 포함한다：
- 통신 시스템의 가입자 정보를 관리하는 HSS(Home Subscriber Server)와 연휴해서, 제어 시그널링을 처리하는 기능(C-Plane 기능)： 예를 들면, 통신용의 세션의 설정 및 해방, 핸드오버의 제어 등
기지국(eNB)의 서브 기능은 다음을 포함한다：
- 디지털 베이스밴드 신호 처리를 행하는 기능 및
- 아날로그 RF(Radio Frequency) 신호 처리를 행하는 기능
제어부(210)는, 상기 서브 기능마다, VNF(200)를 실행하는 가상 머신을 운용할 수 있다. 제어부(210)는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 상기 서브 기능마다, VNF(200)를 실행하는 가상 머신에 대해, 리소스를 할당할 수 있다.
도 16은, 제2 실시형태의 가상 네트워크 노드(7A)를 실현하는 서버(20)의 다른 구성예이다. 도 16에 예시하는 바와 같이, 제어부(210)는, 복수 종류의 네트워크 노드(도 16의 네트워크 엔티티(1), (2))를, 가상 머신 상에서 운용하는 것도 가능하다. 제어부(210)는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 상기 복수 종류의 네트워크 노드마다, 당해 네트워크 노드를 실행하는 가상 머신에 대해, 리소스를 할당할 수 있다.
또한, VNF(200)는, 복수의 서버(20)에 나눠 배치되어도 된다. 예를 들면, 도 15의 예에 있어서, 기능 "A"와 "B"의 각각 대응하는 VNF(200)는 서버(20)(1)에 배치되고, 기능 "C"에 대응하는 VNF(200)는 서버(20)(2)에 배치되어도 된다. 이 경우에 있어서, 컨트롤러(6)는, VNF(200)가 배치되어 있는 각 서버(20)의 제어부(210)에 대해, 각각 VNF(200)를 실행하는 가상 머신에 리소스를 할당할 것을 요구한다.
도 17은, 제2 실시형태의 가상 네트워크 노드(7A)를 실현하는 서버(20)의 다른 구성예이다.
제어부(210)의 VM 제어부(2100)는, VNF(200)가 제공하는 기능에 따라, 각 VNF(200)에 대응하는 가상 머신에 할당하는 컴퓨팅 리소스를 제어할 수 있다. 도 17의 예에서는, VM 제어부(2100)는, VNF(200)가 제공하는 각 기능(도 15의 기능 "A", "B", "C")에 따라, 각 VNF(200)에 할당하는 컴퓨팅 리소스의 배분을 바꾼다. 도 17의 예에서는, VM 제어부(2100)는, VNF(200)의 기능에 따라, 각 VNF(200)에 할당하는 리소스량(도 17의 "Low", "Mid", "High")을 제어한다.
통신 장치(7)는, 신호 처리에 따라 복수의 상태 천이를 수반하는 통신 스테이터스의 관리에 요구되는 기능을 포함할 경우가 있다. 예를 들면, MME(5)는, 베어러의 컨텍스트를 관리하는 기능을 포함한다. 베어러 컨텍스트는, 예를 들면, 무선 통신에 관한 기술사양(3GPP：3rd Generation Partnership Project)에 관한 다큐먼트(TS23.401 V12.3.0)의 5.7장 등에 기재되어 있다. 또한, 예를 들면, P-GＷ(4)는, 통신량에 따른 과금을 관리하는 기능을 포함한다.
VNF(200)가 통신 스테이터스를 관리할 경우, VM 제어부(2100)는, 예를 들면 당해 VNF(200)를 다른 가상 머신 상으로 이행할 때, VNF(200)의 통신 스테이터스도 포함해서 다른 가상 머신으로 이행한다. 통신 스테이터스의 정보량이 많을 수록 통신 스테이터스의 이행에 요하는 시간이 길어져, 이행 중의 VNF(200)에 관한 통신 서비스의 퍼포먼스가 저하할 것으로 상정된다. 따라서, 예를 들면 VNF(200)가 통신 스테이터스를 관리하는 기능을 제공할 경우, VNF(200)의 증설이나 VNF(200)의 이행 등의 스케일 아웃의 실행을 억제함으로써, 통신 서비스의 퍼포먼스 저하가 억제할 수 있다.
VM 제어부(2100)는, 통신 스테이터스의 관리 기능을 포함하는 VNF(200)에는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 의거하여 설정되는 리소스보다도 많은 리소스를, 당해 VNF(200)에 할당할 수 있다. 즉, VM 제어부(2100)는, VNF(200)에 대해 여분의 리소스를 배분함으로써 VNF의 증설이나 VNF의 이행 등의 스케일 아웃에 수반하는 처리 지연을 억제해서, 상술한 퍼포먼스 저하를 회피할 수 있다. VM 제어부(2100)는, VNF(200)에 의한 통신 스테이터스의 갱신 빈도에 의거하여, 각 VNF(200)에 할당하는 리소스량을 제어할 수도 있다. 예를 들면, VM 제어부(2100)는, 통신 스테이터스의 갱신 빈도가 높은 기능(예를 들면, P-GＷ(4)의 PCEF 등)을 제공하는 VNF(200)에 대해, 여분의 리소스를 할당해도 된다.
도 18은, 제2 실시형태의 가상 네트워크 노드(7A)를 실현하는 서버(20)의 다른 구성예이다.
도 18의 예에서는, VM 제어부(2100)는, 각 VNF(200)의 기능에 따라, VNF(200)의 증설이나 VNF(200)의 이행 등 동적 스케일링의 빈도(이하, 변경 빈도)를 제어할 수 있다. VNF(200)의 증설이나 이행은, 예를 들면 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라 실행된다. VM 제어부(2100)는, 예를 들면, VNF(200)의 증설이나 이행을 실행하는 부하 상황의 역치를 조정함으로써, 각 VNF의 변경 빈도를 제어한다.
VM 제어부(2100)는, 예를 들면, 통신 스테이터스의 관리 기능의 유무나, 통신 스테이터스의 갱신 빈도에 따라, 각 VNF의 변경 빈도를 제어한다. 예를 들면, VM 제어부(2100)는, 통신 스테이터스를 빈번히 갱신하는 기능(예를 들면 PCEF)을 VNF(200)가 포함할 경우, 당해 VNF(200)의 변경 빈도를, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 의거하여 설정되는 변경 빈도보다도 낮게 해도 된다. 또한, 예를 들면, VM 제어부(2100)는, 통신 스테이터스의 갱신 빈도가 낮은 기능(예를 들면 U-Plane 기능)을 VNF(200)가 포함할 경우, 당해 VNF(200)의 변경 빈도를, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 의거하여 설정되는 변경 빈도보다도 높게 해도 된다. 혹은, VM 제어부(2100)는, 통신 스테이터스의 갱신 빈도가 낮은 기능을 VNF(200)가 포함할 경우, 당해 VNF(200)의 변경 빈도를, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 의거하여 설정되는 변경 빈도와 동(同) 레벨로 설정해도 된다.
도 18의 예와 같이 VNF의 변경 빈도를 제어함으로써, VNF(200)의 스케일 아웃에 수반하는 재구성을 행하는 제어에 의한 퍼포먼스 저하가 억제된다.
도 19는, 제2 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다.
단말(들)(1)의 통신부(들)(11)는, 가상 네트워크 노드(7A)와 통신을 실행한다(S2-1의 트래픽). 단말(들)(1)의 통신부(들)(11)는, 예를 들면, 제어 신호 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나를, 가상 네트워크 노드(7A)에 대해 송신한다. 또한, 각 가상 네트워크 노드(7A)는, 다른 가상 네트워크 노드(7A)에 대해, 당해 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나를 송신해도 된다. 예를 들면, 가상 eNB는, 가상 MME(5A)에 대해, 제어 신호의 트래픽을 송신한다.
각 가상 네트워크 노드(7A)의 제어 기능(201)은, 상술한 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나에 관한 정보인 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다(S2-2). 제어 기능(201)은, 예를 들면, 소정의 주기나 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 혹은 소정의 트래픽 데이터를 수집한 타이밍 등의 상술한 소정의 타이밍에, 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 통지된 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적한다(S2-3).
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다(S2-4). 예를 들면, 제어부(61A)는, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터, 각 가상 네트워크 노드(7A)에 필요한 리소스량을 산출한다(S2-5). 예를 들면, 제어부(61A)는, 추출한 버스트성 지표(B)와 도 7의 관계에 의거하여, 가상 네트워크 노드(7A)의 평균 지연(E)이 허용 레벨(D)(소정의 역치)을 하회하기 위해 필요한 당해 각 가상 네트워크 노드(7A)의 리소스량을 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 제어부(61A)가 산출한 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에, 가상 네트워크 노드(7A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다(S2-6의 프로비져닝 요구). 예를 들면, 제어부(61A)는, 제어부(61A)가 산출한 가상 MME(5A)의 리소스량에 의거하여, 서버(20)에 대해, 당해 가상 MME(5A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다.
서버(20)의 제어부(210)는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 각 가상 네트워크 노드(7A)에 대해, 당해 요구에 의거한 리소스량을 할당한다(S2-7의 프로비져닝). 예를 들면, 제어부(210)는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 가상 MME(5A)에 대해, 당해 요구에 의거한 리소스량을 할당한다.
상기와 같이, 제2 실시형태에서는, 컨트롤러(6)가, 트래픽 데이터로부터 추출한 트래픽 특징량에 의거하여 각 가상 네트워크 노드(7A)에 필요한 리소스량을 산출하고, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에 대해 당해 리소스량의 할당을 요구한다. 서버(20)는, 요구된 리소스량을, 당해 각 가상 네트워크 노드(7A)에 할당한다. 따라서, 제2 실시형태에서는, 산출된 리소스량에 의거하여 가상 네트워크 노드(7A)를 프로비져닝하는 것이 가능해지고, 예를 들면, 버스트성 등의 트래픽의 특성에 의거하여 발생하는 가상 네트워크 노드(7A)의 처리 지연의 증가 등의 성능 열화의 방지, 및, 네트워크의 안정성 중 적어도 하나를 향상시킬 수 있다.
＜제3 실시형태＞
본 발명의 제3 실시형태에 대해, 도면을 참조해서 설명한다. 제3 실시형태의 기술은, 상술한 각 실시형태, 및, 후술하는 실시형태 중 어느 기술에도 적용 가능하다.
본 발명의 제3 실시형태는, 컨트롤러(6)가, 수집한 트래픽으로부터 추출된 트래픽 특징량에 의거하여, 가상 MME(5A)의 프로비져닝을 실행한다.
MME의 성능 특성은, 통신 트래픽의 버스트성 지표(패킷의 동시 도착률)의 영향을 받는다. 따라서, 트래픽 특징량을 고려하지 않고 MME의 리소스를 정했을 경우, 당해 MME의 성능 특성은, 버스트성을 갖는 트래픽에 대해 불안정해질 가능성이 있다.
그래서, 본 발명의 제3 실시형태는, 컨트롤러(6)가, 추출된 트래픽 특징량을 이용해 산출한 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)의 프로비져닝을 행함에 의해, 당해 가상 MME(5A)의 성능 특성이 불안정해지는 것을 저감한다.
도 20은, 제3 실시형태의 통신 시스템의 구성예이다. 도 20에 예시하는 바와 같이, 제3 실시형태에 있어서, MME(5)에 의해 실행되는 신호 처리에 관한 네트워크 기능은, 가상 MME(5A)로서, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행된다.
가상 머신 상에서 실행되는 네트워크 기능은, 동적인 스케일 아웃 또는 스케일 인이 가능하다. 따라서, 컨트롤러(6)는, 통신 장치(7B)(기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4) 등) 및 가상 MME(5A) 중 어느 하나, 혹은 모두로부터 수집한 트래픽으로부터, 트래픽 특징량을 추출한다. 그리고, 컨트롤러(6)는, 추출된 트래픽 특징량으로부터 산출되는 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)의 동적인 스케일 아웃 또는 스케일 인을 요구하는 것이 가능하다.
도 21은, 제3 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예이다. 도 21에 예시하는 바와 같이, 제3 실시형태의 통신 시스템은, 복수의 단말(UE1)과, 복수의 기지국(2)과, S-GＷ(3)와, P-GＷ(4)와, 가상 MME(5A)와, 컨트롤러(6)를 포함한다.
컨트롤러(6)는, 도 21에 나타내는 바와 같이, 복수의 기지국(2)이나 S-GＷ(3), P-GＷ(4), 가상 MME(5A)로부터 트래픽 데이터를 수집하고, 트래픽 특징량을 추출해도 된다. 컨트롤러(6)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터 산출한 가상 MME(5A)의 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)의 리소스량을 제어한다.
컨트롤러(6)는, 가상 MME(5A)가 처리하는 제어 신호의 트래픽 데이터를 당해 가상 MME(5A)로부터 수집하고, 트래픽 특징량을 추출해도 된다. 컨트롤러(6)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터 산출한 가상 MME(5A)의 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)의 리소스량을 제어해도 된다. 상기에서, 가상 MME(5A)가 처리하는 제어 신호는, 예를 들면, 단말(1)이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호(메시지)이다.
도 22는, 제3 실시형태의 가상 MME(5A)를 실현하는 서버(20A)의 구성예이다.
서버(20A)는, 예를 들면, 제어부(210A)와, 가상 MME(5A)를 포함한다. 이 경우에, 가상 MME(5A)를 실현하는 서버(20A)는, 도 10, 및, 도 15 내지 도 18의 각각에 나타내는 서버(20)와 마찬가지인 구성이어도 된다.
제어부(210A)는, 도 10에 예시하는 서버(20)의 제어부(210)와 동등한 기능을 갖는다. 또한, 가상 MME(5A)는, 도 10에 예시하는 VNF(200)가 가상적인 MME(5)로서 동작할 경우와 동등한 기능을 갖는다. 그러나, 가상 MME(5A)를 실현하는 장치는, 서버(20A)로 한하지 않고, 예를 들면 라우터나 스위치 등이어도 된다.
제어부(210A)는, MME(5)에 의해 실행되는 네트워크 기능을, 가상 MME(5A)로서, 가상 머신 상에서 운용할 수 있다. 예를 들면, 가상 MME(5A)는, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행 가능하다. 제어부(210A)는, 예를 들면, 하이퍼바이저(Hypervisor) 등, 컴퓨터의 가상화를 실행 가능한 제어 소프트웨어에 의해 구성되어도 된다.
제어부(210A)는, 통신용의 세션의 설정 및 해방, 핸드오버의 제어 등의 제어 시그널링의 처리를, 가상 MME(5A)에 실행시킬 수 있다. 예를 들면, 제어부(210A)는, 단말(1)이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호(메시지)의 처리를, 가상 MME(5A)에 실행시킬 수 있다.
제어부(210A)의 구성예는, 제2 실시형태의 도 12에 예시하는 제어부(210)와 마찬가지이므로, 상세한 설명은 생략된다.
도 23은, 제3 실시형태의 가상 MME(5A)의 구성예이다. 가상 MME(5A)는, 예를 들면, 제어 기능(51)과, 통신 기능(52)을 포함한다.
제어 기능(51)은, C-Plane에 상당하는 기능을 갖는다. C-Plane은, 통신용의 세션의 설정 및 해방, 핸드오버의 제어 등의 제어 시그널링을 처리하는 기능을 갖는다. 제어 기능(51)은, 통신 기능(52)을 통해, 제어 시그널링을 송수신한다.
도 24는, 제3 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예이다. 도 24의 예에서는, 컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 가상 MME(5A)의 리소스의 프로비져닝을 실행하는 기능을 포함한다.
인터페이스(62)는, 도 20의 통신 장치(7B)(기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)) 및 가상 MME(5A)의 각각과 통신하기 위한 인터페이스이다. 컨트롤러(6)는, 인터페이스(62)를 통해, 소정의 프로토콜로 통신 장치(7B)나 가상 MME(5A)와 통신할 수 있다. 컨트롤러(6)는, 예를 들면, 인터페이스(62)를 통해, 통신 장치(7B)나 가상 MME(5A)로부터 트래픽 데이터를 수집한다.
트래픽 데이터 축적부(60)는, 예를 들면, 통신 장치(7B)나 가상 MME(5A)로부터 수집한 트래픽 데이터를 저장한다.
제어부(61B)는, 통신 장치(7B)나 가상 MME(5A)로부터 수집한 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다. 제어부(61B)가 트래픽 특징량을 추출하는 처리는, 도 5에 예시된 제어부(61)와 마찬가지인 처리이기 때문에, 상세한 설명은 생략된다. 제어부(61B)는, 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 소정의 조건을 만족시키기 위해 필요한 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다. 소정의 조건은, 예를 들면, 가상 MME(5A)에 있어서의 신호 처리의 처리 지연이, 소정의 역치 이하로 되는(허용 레벨을 만족시키는) 조건이다. 제어부(61B)가 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출하는 처리는, 도 5에 예시된 제어부(61)와 마찬가지인 처리이기 때문에, 상세한 설명은 생략된다.
제어부(61B)는, 가상 MME(5A)의 리소스의 프로비져닝을 실행한다. 제어부(61B)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)를 운용하는 서버(20)에, 당해 가상 MME(5A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다. 제어부(61B)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)에 대해 리소스(서버 자원, CPU 자원, 네트워크 자원 등)를 할당할 것을 요구한다.
통신 장치(7B)의 구성예는, 제1 실시형태의 도 4에 예시하는 통신 장치(7)와 마찬가지이므로, 상세한 설명은 생략된다.
도 25는, 제3 실시형태에 있어서, 컨트롤러(6)가, 서버(20A)에 대해, 가상 MME(5A)의 리소스를 프로비져닝하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 25에 예시하는 바와 같이, 컨트롤러(6)는, 서버(20A)의 제어부(210A)에 대해, 가상 MME(5A)의 리소스(서버 자원, CPU 자원, 네트워크 자원 등)의 프로비져닝을 요구한다. 컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에, 가상 네트워크 노드(7A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다. 예를 들면, 제어부(61B)는, 산출된 가상 MME(5A)의 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20A)에, 가상 MME(5A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다.
서버(20A)의 제어부(210A)는, 컨트롤러(6)의 제어부(61B)로부터의 요구에 따라, 가상 머신 상에서 운용하는 가상 MME(5A)에 대해, 리소스를 할당한다.
도 26은, 제3 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다.
단말(들)(1)의 통신부(들)(11)는, 통신 장치(7B)와 통신을 실행한다(S3-1의 트래픽). 단말(들)(1)의 통신부(들)(11)는, 예를 들면, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나를, 통신 장치(7B)에 대해 송신한다. 또한, 통신 장치(7B)는, 단말(들)이 네트워크에 접속하기 위해 송신한 제어 신호를, 가상 MME(5A)에 대해 송신한다(S3-1의 트래픽).
각 통신 장치(7B)의 제어부(70) 및 가상 MME(5A)의 제어 기능(51)은, 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다(S3-2). 제어부(70) 및 제어 기능(51)은, 예를 들면, 소정의 타이밍에, 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 통지된 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적한다(S3-3).
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다(S3-4). 예를 들면, 제어부(61B)는, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터, 가상 MME(5A)에 필요한 리소스량을 산출한다(S3-5). 예를 들면, 제어부(61B)는, 추출한 버스트성 지표(B)와 도 7의 관계에 의거하여, 가상 MME(5A)의 평균 지연(E)이 허용 레벨(D)(소정의 역치)을 하회하기 위해 필요한 당해 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)를 운용하는 서버(20A)에, 가상 MME(5A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다(S3-6의 프로비져닝 요구).
서버(20A)의 제어부(210A)는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 가상 MME(5A)에 대해, 당해 요구에 의거한 리소스량을 할당한다(S3-7의 프로비져닝).
상기와 같이, 본 발명의 제3 실시형태는, 컨트롤러(6)가, 추출된 트래픽 특징량으로부터 산출된 가상 MME(5A)의 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)의 프로비져닝을 행한다. 따라서, 본 발명의 제3 실시형태에서는, 예를 들면 버스트성 등을 갖는 트래픽에 대해, 당해 가상 MME(5A)의 성능 특성이 불안정해지는 것을 저감할 수 있다.
＜제4 실시형태＞
본 발명의 제4 실시형태에 대해, 도면을 참조해서 설명한다. 제4 실시형태의 기술은, 상술한 각 실시형태, 및, 후술하는 실시형태 중 어느 기술에도 적용 가능하다.
도 27은, 제4 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타낸다. 도 27에 예시하는 바와 같이, 제4 실시형태의 통신 시스템은, MME(5)와 가상 MME(5A)를 구비하고, 기지국(2B)으로부터 송신되는 제어 시그널링이 복수의 MME(MME(5) 및 가상 MME(5A))에 분산된다. 도 27에 있어서, 기지국(2B)은, 트래픽의 종류나 단말(1A)의 속성 및 종별에 의거하여, 트래픽을 MME(5)와 가상 MME(5A) 사이에서 나눈다.
도 28은, 본 발명의 제4 실시형태의 기지국(2B)의 구성예를 나타낸다. 기지국(2B)은, 통신부(21), 전환부(22), 식별부(23)를 포함한다.
통신부(21)는, 단말(1A)이나 MME(5), 가상 MME(5A) 등과 통신하기 위한 인터페이스이다.
식별부(23)는, 트래픽의 종별이나 단말(1A)의 속성 및 종별을 식별한다. 식별부(23)는, 예를 들면, 단말(1A)이 MTC(Machine Type Communication) 디바이스인지의 여부를 식별한다. 또한, 식별부(23)는, 식별한 트래픽의 종별이나 단말(1A)의 속성 및 종별에 의거하여, 예를 들면 가상 MME(5)(또는 MME(5))에서 처리해야 할 트래픽을 식별한다.
MTC 디바이스는, 예를 들면, 스마트 디바이스(가정의 소비 전력을 모니터하는 스마트 미터, 스마트 텔레비전, 웨어러블 단말), 산업기기, 차, 헬스케어 기기, 가전 등이다. MTC는, 예를 들면 스마트 미터 등, 반드시 인간의 개입을 필요로 하지는 않는 데이터 통신의 형태를 의미한다. 즉, MTC 디바이스는, 통신 상대의 기기와 자율 통신이 가능하다. MTC는, 기술 표준 사양서(3GPP TS22.368 등)에서 표준화가 진행되고 있다. MTC 디바이스는, 특정의 시간(예를 들면, "매일, PM12：00"나 "매주 금요일, AM3：00" 등)에 통신을 행할 경우가 상정된다. 이 경우, 다수의 동종의 MTC 디바이스(예를 들면, 스마트 미터)가, 동일한 시간에 통신을 개시하여, 대량의 트래픽이 특정의 시간에 발생하는 것이 상정된다. 장래, 팽대한 수의 MTC 디바이스가 통신 시스템과 접속하는 것이 상정되기 때문에, 이와 같은 대량의 트래픽에 의해, MME(5)에 큰 부하가 발생한다.
그래서, 본 발명의 제4 실시형태에서는, 기지국(2B)은, 식별부(23)에 의해 MTC의 트래픽을 식별함에 의해, 예를 들면, MTC 디바이스의 통신 트래픽을 가상 MME(5A)에 오프로드할 수 있다. 따라서, 제4 실시형태에 의해, MTC 디바이스의 통신 트래픽에 의한 MME(5)에의 부하가 경감된다. 예를 들면, 기지국(2B)은, MTC 디바이스와 네트워크를 접속하기 위한 제어 신호를, 가상 MME(5A)에 송신할 수 있다.기지국(2B)이 상기 제어 신호를 가상 MME(5A)에 오프로드함으로써, MME(5)가 상기 제어 신호를 처리하는 부하를 경감할 수 있다.
전환부(22)는, 예를 들면, MME(5)에 관한 정보와 가상 MME(5A)에 관한 정보를, 서로 구별해서 관리한다. 예를 들면, 전환부(22)는, MME(5)에 관한 식별 정보(예를 들면, MME(5)의 어드레스 등)와, 가상 MME(5A)에 관한 식별 정보(예를 들면, 가상 MME(5A)의 어드레스 등)를, 서로 구별해서 관리한다. 전환부(22)는, 상기 구성에 의해, 가상 MME(5A)에 오프로드해야 할 트래픽을, 당해 가상 MME(5A)에 송신할 수 있다.
전환부(22)는, 예를 들면, 식별부(23)에 의해 식별된 통신 트래픽을, 가상 MME(5A)에 전송한다. 전환부(22)는, 예를 들면, 식별부(23)에 의해 식별된 소정의 트래픽을, 가상 MME(5A)에 전송한다. 전환부(22)는, 예를 들면, 식별부(23)가 MTC 디바이스라고 식별한 단말(1A)의 트래픽을 가상 MME(5A)에 전송한다.
식별부(23)는, 예를 들면, 단말(1A)이 MTC 디바이스일 경우에, 당해 단말이 속하는 MTC 디바이스 그룹을 식별해도 된다. 전환부(22)는, 예를 들면, 식별된 MTC 디바이스 그룹에 따라, 단말(1A)에 관한 통신 트래픽을 전송하는 MME(MME(5) 또는 가상 MME(5A))를 전환하다.
식별부(23)는, 예를 들면, 소정의 애플리케이션에 대응하는 통신 트래픽을 식별한다. 식별부(23)는, 예를 들면, M2M(Machine-to-Machine) 관련의 애플리케이션에 대응하는 통신 트래픽을 식별한다. 전환부(22)는, 예를 들면, 식별부(23)에 의해 식별된 M2M 관련의 통신 트래픽을, 가상 MME(5A)에 전송한다.
식별부(23)는, 예를 들면, SNS(Social Network Service) 등의 애플리케이션에 대응하는 통신 트래픽을 식별해도 된다. 또한, 식별부(23)는, 단말(1A)의 백그라운드에서 동작하는 애플리케이션(예를 들면, 유저의 조작과는 무관계로 소정의 시간 간격으로 자동 통신하는 애플리케이션)에 대응하는 통신 트래픽을 식별해도 된다.
식별부(23)는, 예를 들면, 소정의 위치(예를 들면, 소정의 기지국, 소정의 셀 등)에 대응하는 통신 트래픽을 식별한다. 예를 들면, 식별부(23)는, 다수의 유저가 모이는 위치(이벤트 회장이나 쇼핑몰 등)에 대응하는 통신 트래픽을 식별한다.
식별부(23)는, 예를 들면, 소정의 식별 폴리시에 의거하여, 통신 트래픽의 종별이나 단말(1A)의 종별을 식별할 수 있다. 식별부(23)는, 예를 들면, 식별 폴리시에 의거하여, 가상 MME(5A)에 의해 처리해야 할 통신 트래픽을 식별한다. 또한, 예를 들면, 식별부(23)는, 식별 폴리시에 의거하여, 단말(1A)로부터의 제어 신호가, 가상 MME(5A)에 의해 처리해야 할 종별의 단말(1A)인지의 여부를 식별한다. 예를 들면, 식별부(23)가 이용하는 식별 폴리시는, 동적으로 변경된다. 예를 들면, 네트워크 오퍼레이터는, 식별 폴리시를 동적으로 변경할 수 있다.
식별부(23)는, 식별한 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다. 식별부(23)는, 예를 들면, MTC 디바이스라고 식별한 단말(1A)의 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다. 식별부(23)는, 예를 들면, MTC 디바이스 그룹에 속하는 것으로 식별한 단말(1A)의 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다. 식별부(23)는, 예를 들면, 소정의 애플리케이션에 대응하는 것으로 식별한 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다. 식별부(23)는, 예를 들면, SNS 등의 애플리케이션에 대응하는 것으로 식별한 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다.
식별부(23)는, 예를 들면, 가상 MME(5A)에 의해 처리해야 한다고 식별한 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다. 식별부(23)는, 예를 들면, 식별 폴리시에 의거하여, 가상 MME(5A)에 의해 처리해야 한다고 식별한 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다. 또한, 식별부(23)는, 예를 들면, MME(5)에 의해 처리해야 한다고 식별한 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 통지해도 된다.
식별부(23)는, 예를 들면, 가상 MME(5A)에 전송한 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 통지해도 된다. 또한, 식별부(23)는, 예를 들면, MME(5)에 전송한 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 통지해도 된다.
식별부(23)는, 예를 들면, 소정의 타이밍에, 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 대해 통지한다. 식별부(23)는, 예를 들면, 소정의 주기로, 트래픽 데이터를 컨트롤러에 대해 통지한다. 그러나, 식별부(23)가 트래픽 데이터를 통지하는 타이밍은, 이들 예에 한하지 않고, 컨트롤러(6)로부터 요구되었을 경우 등, 어떠한 타이밍이어도 된다.
기지국(2B)은, 단말(1A)이 송신하는 소정의 메시지에 의거하여, MME(MME(5) 또는 가상 MME(5A))를 선택할 수도 있다.
도 29는, 기지국(2B)에 대해 소정의 메시지를 송신 가능한 단말(1A)의 구성예를 나타낸다.
단말(1A)은, 메시지 생성부(10A) 및 통신부(11A)를 포함한다. 단말(1A)은, 기지국(2B)에 접속 요구(예를 들면, "RRC(Radio Resource Control) Connection Request")를 송신한다.
메시지 생성부(10A)는, 기지국(2B)이 MME(MME(5) 또는 가상 MME(5A))를 선택하기 위한 메시지를 생성한다. 예를 들면, 메시지 생성부(10A)는, 단말(1A)이 MTC 디바이스인지의 여부를 나타내는 정보를 포함하는 메시지를 생성한다. 또한, 예를 들면, 메시지 생성부(10A)는, 통신 트래픽에 대응하는 애플리케이션을 나타내는 정보를 포함하는 메시지를 생성한다.
메시지 생성부(10A)는, 예를 들면, "RRC Connection Request" 메시지를 생성할 수 있다. 예를 들면, 메시지 생성부(10A)는, 단말(1A)의 속성에 따라, "RRC Connection Request" 메시지에, 단말(1A)의 우선도를 나타내는 정보를 포함시킬 수 있다. 예를 들면, 메시지 생성부(10A)는, "RRC Connection Request"에 "LAPI(Low Access Priority Indicator)"를 포함시킬 수 있다. 또는, 예를 들면, 메시지 생성부(10A)는, 통신 트래픽에 대응하는 애플리케이션을 나타내는 정보를 포함하는 메시지를 생성한다.
통신부(11A)는, 생성된 메시지를 기지국(2B)에 송신한다.
기지국(2B)의 식별부(23)는, 접속 요구의 수신에 따라, 단말 속성을 식별한다. 예를 들면, 식별부(23)는, 단말(1A)로부터 수신한 "RRC Connection Request"에, "LAPI"가 포함되는지의 여부에 의거하여, 단말 속성을 식별한다. 예를 들면, 식별부(23)는, 비(非)MTC 디바이스인 단말(1A)로부터 송신된 "RRC Connection Request"에는 "LAPI"가 포함되어 있지 않기 때문에, 당해 단말(1A)을 비MTC 디바이스라고 식별한다. 한편, 식별부(23)는, MTC 디바이스인 단말(1A)로부터 송신된 "RRC Connection Request"에는 "LAPI"가 포함되어 있기 때문에, 당해 "LAPI"에 의거하여, 당해 단말(1A)을 MTC 디바이스라고 식별한다.
본 발명의 제4 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예는, 도 24에 나타내는 제3 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예와 마찬가지이다.
인터페이스(62)는, 도 27의 기지국(2B), S-GＷ(3), P-GＷ(4), MME(5) 및 가상 MME(5A)의 각각과 통신하기 위한 인터페이스이다. 컨트롤러(6)는, 인터페이스(62)를 통해, 소정의 프로토콜로 기지국(2B)이나 가상 MME(5A)와 통신할 수 있다. 컨트롤러(6)는, 예를 들면, 인터페이스(62)를 통해, 기지국(2B)으로부터 트래픽 데이터를 수집한다.
트래픽 데이터 축적부(60)는, 예를 들면, 기지국(2B)으로부터 수집한 트래픽 데이터를 저장한다.
제어부(61B)는, 기지국(2B)으로부터 수집한 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다. 제어부(61B)가 트래픽 특징량을 추출하는 처리는, 도 5에 예시된 제어부(61)와 마찬가지인 처리이기 때문에, 상세한 설명은 생략된다.
제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 기지국(2B)의 식별부(23)에 의해 식별된 트래픽의 트래픽 데이터이다. 예를 들면, 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 식별부(23)에 의해 MTC 디바이스라고 식별된 트래픽의 트래픽 데이터이다. 예를 들면, 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 식별부(23)에 의해 MTC 디바이스 그룹에 속하는 것으로 식별된 단말(1A)의 트래픽의 트래픽 데이터이다. 예를 들면, 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 식별부(23)에 의해 소정의 애플리케이션에 대응하는 것으로 식별된 트래픽의 트래픽 데이터이다. 예를 들면, 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 식별부(23)에 의해 SNS 등의 애플리케이션에 대응하는 것으로 식별된 트래픽의 트래픽 데이터이다. 예를 들면, 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 식별부(23)에 의해 소정의 위치(예를 들면, 소정의 기지국, 소정의 셀 등)에 대응하는 것으로 식별된 트래픽의 트래픽 데이터이다.
예를 들면, 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 식별부(23)에 의해 가상 MME(5A)에 의해 처리해야 한다고 식별된 트래픽의 트래픽 데이터이다. 예를 들면, 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 식별부(23)에 의해 MME(5)에 의해 처리해야 한다고 식별된 트래픽의 트래픽 데이터이다.
예를 들면, 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 식별부(23)에 의해 가상 MME(5A)에 전송된 트래픽의 트래픽 데이터이다. 또한, 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 식별부(23)에 의해 MME(5)에 전송된 트래픽의 트래픽 데이터여도 된다.
제어부(61B)는, 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 소정의 조건을 만족시키기 위해 필요한 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다. 소정의 조건은, 예를 들면, 가상 MME(5A)에 있어서의 신호 처리의 처리 지연이, 소정의 역치 이하로 되는(허용 레벨을 만족시키는) 조건이다. 제어부(61B)가 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출하는 처리는, 도 5에 예시된 제어부(61)와 마찬가지인 처리이기 때문에, 상세한 설명은 생략된다.
제어부(61B)는, 가상 MME(5A)의 리소스의 프로비져닝을 실행한다.
제어부(61B)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)를 운용하는 서버(20A)에, 당해 가상 MME(5A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다. 제어부(61B)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)에 대해 리소스(서버 자원, CPU 자원, 네트워크 자원 등)를 할당할 것을 요구한다.
본 발명의 제4 실시형태의 가상 MME(5A)를 운용하는 서버(20A)의 구성예는, 도 22에 나타내는 제3 실시형태의 서버(20A)의 구성예와 마찬가지이다.
서버(20A)의 제어부(210A)는, 컨트롤러(6)의 제어부(61B)로부터의 요구에 따라, 가상 머신 상에서 운용하는 가상 MME(5A)에 대해, 리소스를 할당한다.
도 30은, 제4 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다.
단말(들)(1A)의 통신부(들)(11A)는, 기지국(들)(2B)과 통신을 실행한다(S4-1의 트래픽).
단말(들)(1A)의 통신부(들)(11A)는, 예를 들면, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나를, 기지국(들)(2B)에 대해 송신한다. 예를 들면, MTC 디바이스(들)인 단말(들)(1A)의 통신부(들)(11A)는, "LAPI(들)"를 포함하는 "RRC Connection Request(들)"를, 기지국(들)(2B)에 대해 송신한다.
기지국(들)(2B)의 식별부(들)(23)는, 트래픽의 종별이나 단말(들)(1A)의 속성(들) 및 종별(들)을 식별한다(S4-2). 식별부(들)(23)는, 예를 들면, 단말(들)(1A)이 MTC 디바이스(들)인지의 여부를 식별한다. 또한, 식별부(들)(23)는, 식별한 트래픽의 종별이나 단말(들)(1A)의 속성(들) 및 종별(들)에 의거하여, 예를 들면 가상 MME(5A)(또는 MME(5))에 의해 처리해야 할 트래픽을 식별한다.
기지국(들)(2B)의 전환부(들)(22)는, 식별부(들)(23)에 의해 식별된 통신 트래픽(소정의 트래픽)을, 가상 MME(5A)에 전송한다(S4-3). 전환부(들)(22)는, 예를 들면, 식별부(들)(23)가 MTC 디바이스(들)라고 식별한 단말(들)(1A)의 트래픽을 가상 MME(5A)에 전송한다.
기지국(들)(2B)의 식별부(들)(23)는, 식별한 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다(S4-4). 식별부(들)(23)는, 예를 들면, MTC 디바이스(들)라고 식별한 단말(들)(1A)의 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다. 또는, 가상 MME(5A)가, 컨트롤러(6)에 대해, 기지국(들)(2B)으로부터 수신한 트래픽의 트래픽 데이터를 통지해도 된다.
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 통지된 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적한다(S4-5).
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다(S4-6). 예를 들면, 제어부(61B)는, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터, 가상 MME(5A)에 필요한 리소스량을 산출한다(S4-7). 예를 들면, 제어부(61B)는, 추출한 버스트성 지표(B)와 도 7의 관계에 의거하여, 가상 MME(5A)의 평균 지연(E)이 허용 레벨(D)(소정의 역치)을 하회하기 위해 필요한 당해 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)를 운용하는 서버(20A)에, 가상 MME(5A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다(S4-8의 프로비져닝 요구).
서버(20A)의 제어부(210A)는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 가상 MME(5A)에 대해, 당해 요구에 의거한 리소스량을 할당한다(S4-9의 프로비져닝).
상기와 같이, 본 발명의 제4 실시형태는, 컨트롤러(6)가, 가상 MME(5A)가 처리하는 소정의 트래픽의 트래픽 데이터를 수집하고, 수집한 당해 트래픽 데이터로부터 트래픽 특징량을 추출한다. 그리고, 컨트롤러(6)는, 추출된 당해 트래픽 특징량으로부터 산출된 가상 MME(5A)의 리소스량에 의거하여, 가상 MME(5A)의 프로비져닝을 행한다. 따라서, 본 발명의 제4 실시형태에서는, 예를 들면 버스트성 등을 갖는 트래픽에 대해도, 가상 MME(5A)의 성능 특성이 불안정해지는 것을 저감할 수 있다.
＜제5 실시형태＞
본 발명의 제5 실시형태에 대해, 도면을 참조해서 설명한다. 제5 실시형태의 기술은, 상술한 각 실시형태, 및, 후술하는 실시형태 중 어느 기술에도 적용 가능하다.
도 31은, 제5 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타낸다. 도 31에 예시하는 바와 같이, 제5 실시형태의 통신 시스템은, 레거시 네트워크와 가상 네트워크를 포함하여 구성된다. 레거시 네트워크와 가상 네트워크는, EPC(Evolved Packet Core) 등의 백본 네트워크이다. 레거시 네트워크와 가상 네트워크는, 단말(1A)이, 기지국(2B)을 통해 인터넷 등의 외부 네트워크와 통신하기 위한 백본 네트워크이다.
도 31의 예에서는, 소정 속성의 단말(1A)(예를 들면, MTC 디바이스)로부터의 통신 트래픽이, 가상 네트워크에 오프로드된다. 따라서, 당해 통신 시스템은, 예를 들면, MTC 디바이스의 통신 트래픽에 의한 레거시 네트워크에의 부하를 경감할 수 있다. 예를 들면, MTC 디바이스와 네트워크를 접속하기 위한 제어 신호를, 가상 네트워크에 송신함으로써, 레거시 네트워크가 MTC 디바이스로부터의 제어 신호를 처리하는 부하를 경감할 수 있다.
도 31에 예시하는 바와 같이, 제5 실시형태의 통신 시스템은, 컨트롤러(6)를 포함한다. 컨트롤러(6)는, 예를 들면, 가상 네트워크에 오프로드되는 통신 트래픽을 수집하고, 수집한 당해 통신 트래픽으로부터 트래픽 특징량을 추출한다. 컨트롤러(6)는, 추출한 트래픽 특징량을 이용해서, 가상 네트워크에 포함되는 가상 네트워크 노드(7A)에 필요한 리소스량을 산출한다. 여기에서, 가상 네트워크 노드란, 예를 들면, 가상 SGＷ(3A), 가상 PGＷ(4A), 가상 MME(5A) 등의 네트워크 노드이다. 이후에 있어서, 가상 네트워크 노드는, 총칭해서 가상 네트워크 노드(7A)로서 나타난다. 컨트롤러(6)는, 산출한 리소스량에 의거하여, 당해 가상 네트워크 노드(7A)의 프로비져닝을 행한다. 따라서, 당해 통신 시스템은, 예를 들면, 가상 네트워크 노드(7A)에 오프로드되는 통신 트래픽의 버스트성 등의 트래픽 특성에 의거하여 발생하는 당해 가상 네트워크 노드(7A)의 처리 지연 등을 방지하거나, 또는, 당해 통신 네트워크의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 컨트롤러(6)는, 도 13에 예시하는 컨트롤러(6)와 마찬가지인 기능을 갖는다.
레거시 네트워크는, 단말(1A)에 통신 서비스를 제공하기 위한 복수의 네트워크 노드(SGＷ(3), PGＷ(4), MME(5))를 포함한다. 각 네트워크 노드는, 예를 들면, 소정의 통신 기능을 갖는 통신 장치(7)이다.
가상 네트워크에서는, 레거시 네트워크의 네트워크 노드의 기능의 적어도 일부가, 소프트웨어에 의해 가상적으로 운용된다. 예를 들면, 네트워크 노드의 기능은, 가상 머신 상의 애플리케이션에 의해 운용된다. 가상 네트워크는, 예를 들면, 서버나 통신 기기(스위치나 라우터 등)로 구성되는 데이터 센터에 의해 구축된다.
가상 네트워크는, 예를 들면, 가상 머신의 동적인 스케일 아웃 또는 스케일 인에 의해 구축된다. 예를 들면, 네트워크 오퍼레이터는, 네트워크에 있어서의 통신 트래픽의 상황에 따라, 또는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 가상 머신을 동적으로 기동함으로써, 가상 네트워크를 구축할 수 있다. 또한, 예를 들면, 네트워크 오퍼레이터는, 컨트롤러(6)를 통해, 소정의 시간대에 가상 머신을 동적으로 기동함으로써, 가상 네트워크를 구축할 수도 있다. 네트워크 오퍼레이터는, 컨트롤러(6)를 통해, 소정의 통신 트래픽이나, 소정의 단말(1A)의 통신 트래픽에 대응하는 가상 머신을 기동하여, 동적으로 가상 네트워크를 구축할 수 있다. 네트워크 오퍼레이터는, 컨트롤러(6)를 통해, 통신 트래픽의 처리에 대한 요구 조건(예를 들면, SLA(Service Level Agreement))을 만족시키도록 가상 머신을 기동하여, 동적으로 가상 네트워크를 구축할 수 있다.
네트워크 오퍼레이터는, 예를 들면, 컨트롤러(6)를 통해, 통신 트래픽이 적은 소정의 시간대에, 가상 머신을 정지함으로써, 가상 네트워크에 할당하는 리소스를 억제하여, 데이터 센터의 소비 전력을 억제할 수도 있다.
도 31에 예시하는 통신 시스템은, 레거시 네트워크와 가상 네트워크 이외에 다른 네트워크를 포함해도 된다. 또한, 레거시 네트워크와 가상 네트워크는, 각각, 복수 종류의 네트워크를 포함해도 된다. 예를 들면, 레거시 네트워크와 가상 네트워크는, 각각, LTE 네트워크, GPRS 네트워크, UMTS 네트워크 등의 복수 종류의 네트워크를 포함해도 된다.
본 발명의 제5 실시형태에 있어서의 기지국(2B)의 구성예는, 도 28에 나타내는 본 발명의 제4 실시형태에 있어서의 기지국(2B)의 구성예와 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 생략된다.
제5 실시형태에 있어서의 기지국(2B)의 식별부(23)는, 식별한 트래픽의 종별이나 단말(1A)의 속성 및 종별에 의거하여, 예를 들면 가상 네트워크에 오프로드해야 할 트래픽을 식별해도 된다. 식별부(23)는, 예를 들면, 식별 폴리시에 의거하여, 가상 네트워크에서 처리해야 할 통신 트래픽을 식별해도 된다. 또한, 예를 들면, 식별부(23)는, 식별 폴리시에 의거하여, 단말(1A)이, 가상 네트워크에서 처리해야 할 종별의 단말(1A)인지의 여부를 식별해도 된다.
또한, 식별부(23)는, 예를 들면, 가상 네트워크에서 처리해야 한다고 식별한 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지해도 된다. 식별부(23)는, 예를 들면, 식별 폴리시에 의거하여, 가상 네트워크에서 처리해야 한다고 식별한 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지해도 된다.
제5 실시형태의 전환부(22)는, 예를 들면, 식별부(23)에 의해 식별된 통신 트래픽을, 가상 네트워크에 전송해도 된다. 전환부(22)는, 예를 들면, 식별부(23)에 의해 식별된 소정의 트래픽을, 가상 네트워크에 전송해도 된다. 전환부(22)는, 예를 들면, 식별부(23)가 MTC 디바이스라고 식별한 단말(1A)의 트래픽을 가상 네트워크에 전송해도 된다.
본 발명의 제5 실시형태에 있어서의 단말(1A)의 구성예는, 도 29에 나타내는 본 발명의 제4 실시형태에 있어서의 단말(1A)의 구성예와 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 생략된다.
본 발명의 제5 실시형태에 있어서의 컨트롤러(6)의 구성예는, 도 24에 나타내는 제3 실시형태의 컨트롤러(6)의 구성예와 마찬가지이다.
인터페이스(62)는, 도 31의 기지국(2B), 가상 네트워크 노드(7A)(가상 S-GＷ(3A), 가상 P-GＷ(4A), 및 가상 MME(5A))의 각각과 통신하기 위한 인터페이스이다. 컨트롤러(6)는, 인터페이스(62)를 통해, 소정의 프로토콜로 기지국(2B)이나 가상 MME(5A)와 통신할 수 있다. 컨트롤러(6)는, 예를 들면, 인터페이스(62)를 통해, 기지국(2B)으로부터 트래픽 데이터를 수집한다. 또한, 인터페이스(62)는, 도 31의 SGＷ(3), PGＷ(4) 및 가상 MME(5A)의 각각과 통신할 수 있어도 된다.
트래픽 데이터 축적부(60)는, 예를 들면, 기지국(2B)으로부터 수집한 트래픽 데이터를 저장한다.
제어부(61B)는, 기지국(2B)으로부터 수집한 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다. 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 기지국(2B)의 식별부(23)에 의해 식별된 트래픽의 트래픽 데이터이다. 본 발명의 제5 실시형태에 있어서, 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 예를 들면, 가상 네트워크에 오프로드해야 한다고 식별된 트래픽의 트래픽 데이터여도 된다. 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 예를 들면, 가상 네트워크에서 처리해야 한다고 식별된 트래픽의 트래픽 데이터여도 된다. 제어부(61B)가 수집하는 트래픽 데이터는, 예를 들면, 식별 폴리시에 의거하여, 가상 네트워크에서 처리해야 할 종별로 식별된 단말(1A)로부터의 트래픽의 트래픽 데이터여도 된다.
제어부(61B)는, 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 소정의 조건을 만족시키기 위해 필요한 각 가상 네트워크 노드(7A)(가상 S-GＷ(3A), 가상 P-GＷ(4A), 및 가상 MME(5A))의 리소스량을 산출한다. 소정의 조건은, 예를 들면, 각 가상 네트워크 노드(7A)에 있어서의 신호 처리의 처리 지연이, 소정의 역치 이하로 되는(허용 레벨을 만족시키는) 조건이다.
제어부(61B)는, 가상 MME(5A)의 리소스의 프로비져닝을 실행한다.
제어부(61B)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 네트워크에 포함되는 가상 네트워크 노드(7A)를 운용하는 서버(20)에, 당해 각 가상 네트워크 노드(7A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다. 제어부(61B)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 각 가상 네트워크 노드(7A)에 대해 리소스(서버 자원, CPU 자원, 네트워크 자원 등)를 할당할 것을 요구한다.
본 발명의 제5 실시형태의 가상 네트워크 노드(7A)를 운용하는 서버의 구성예는, 도 10, 및, 도 15 내지 도 18 중 어느 하나에 나타내는 제2 실시형태의 서버(20)의 구성예와 마찬가지이다.
서버(20)의 제어부(210)는, 컨트롤러(6)의 제어부(61B)로부터의 요구에 따라, 가상 머신 상에서 운용하는 각 가상 네트워크 노드(7A)에 대해, 리소스를 할당한다.
도 32는, 제5 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다.
단말(들)(1A)의 통신부(들)(11A)는, 기지국(들)(2B)과 통신을 실행한다(S5-1의 트래픽). 단말(들)(1A)의 통신부(들)(11A)는, 예를 들면, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나를, 기지국(들)(2B)에 대해 송신한다. 예를 들면, MTC 디바이스(들)(1A)인 단말(들)(1A)의 통신부(들)(11A)는, "LAPI(들)"를 포함하는 "RRC Connection Request(들)"를, 기지국(들)(2B)에 대해 송신한다.
기지국(들)(2B)의 식별부(들)(23)는, 트래픽의 종별이나 단말(들)(1A)의 속성(들) 및 종별(들)을 식별한다(S5-2). 식별부(들)(23)는, 예를 들면, 단말(들)(1A)이 MTC 디바이스(들)인지의 여부를 식별한다. 또한, 식별부(들)(23)는, 식별한 트래픽의 종별이나 단말(들)(1A)의 속성(들) 및 종별(들)에 의거하여, 예를 들면 가상 네트워크에서 처리할 트래픽을 식별한다.
기지국(들)(2B)의 전환부(들)(22)는, 식별부(들)(23)에 의해 식별된 통신 트래픽(소정의 트래픽)을, 가상 네트워크에 포함되는 가상 네트워크 노드(7A)에 전송한다(S5-3). 전환부(들)(22)는, 예를 들면, 식별부(들)(23)가 MTC 디바이스(들)라고 식별한 단말(들)(1A)의 트래픽을 가상 네트워크에 포함되는 가상 네트워크 노드(7A)에 전송한다.
기지국(들)(2B)의 식별부(들)(23)는, 식별한 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다(S5-4). 식별부(23)는, 예를 들면, MTC 디바이스(들)라고 식별한 단말(들)(1A)의 트래픽의 트래픽 데이터를, 컨트롤러(6)에 대해 통지한다. 또한, 가상 네트워크에 포함되는 가상 네트워크 노드(7A)의 각각이, 컨트롤러(6)에 대해, 가상 네트워크에서 처리하는 트래픽의 트래픽 데이터를 통지해도 된다.
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 통지된 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적한다(S5-5).
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다(S5-6). 예를 들면, 제어부(61B)는, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 추출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터, 각 가상 네트워크 노드(7A)에 필요한 리소스량을 산출한다(S5-7). 예를 들면, 제어부(61B)는, 추출한 버스트성 지표(B)와 도 7의 관계에 의거하여, 가상 MME(5A)의 평균 지연(E)이 허용 레벨(D)(소정의 역치)을 하회하기 위해 필요한 당해 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61B)는, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 네트워크 노드(7A)를 운용하는 서버(20)에, 각 가상 네트워크 노드(7A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다(S5-8의 프로비져닝 요구).
서버(20)의 제어부(210)는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 각 가상 네트워크 노드(7A)에 대해, 당해 요구에 의거한 리소스량을 할당한다(S5-9의 프로비져닝).
상기와 같이, 본 발명의 제5 실시형태는, 컨트롤러(6)가, 가상 네트워크에서 처리되는(가상 네트워크에 오프로드되는) 소정의 트래픽의 트래픽 데이터를 수집하고, 수집한 당해 트래픽 데이터로부터 트래픽 특징량을 추출한다. 그리고, 컨트롤러(6)는, 추출된 당해 트래픽 특징량으로부터 산출된 각 가상 네트워크 노드(7A)의 리소스량에 의거하여, 당해 가상 네트워크 노드(7A)의 프로비져닝을 행한다. 따라서, 본 발명의 제5 실시형태에서는, 예를 들면 버스트성 등을 갖는 트래픽에 대해도, 가상 네트워크 노드(7A)의 성능 특성이 불안정해지는 것을 저감할 수 있다.
＜제6 실시형태＞
본 발명의 제6 실시형태에 대해, 도면을 참조해서 설명한다. 제6 실시형태의 기술은, 상술한 각 실시형태, 및, 후술하는 실시형태 중 어느 기술에도 적용 가능하다.
제6 실시형태에서는, 가상 MME(5A)가, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4) 등으로부터 수집한 트래픽 데이터에 의거하여, 자(自)장치(즉, 가상 MME(5A))에 필요한 리소스량을 산출한다. 가상 MME(5A)는, 산출한 리소스량을 확보함에 의해, 예를 들면 버스트성 등의 트래픽의 특성에 의거하여 발생하는 제어 신호의 처리의 지연 등을 방지할 수 있다.
도 33은, 제6 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타낸다. 도 33에 예시하는 바와 같이, 제6 실시형태의 통신 시스템은, 통신 장치(7)(기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)), 가상 MME(5A)를 포함한다. 또한, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)는, 도 1 등에 예시된 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)와 마찬가지인 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략된다.
또한, 제6 실시형태의 통신 시스템에 있어서, 각 통신 장치(7)(기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)의 각각)에 관한 네트워크 기능은, 가상 네트워크 노드(7A)로서, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행해도 된다. 도 33에 있어서, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)는, 각각 가상 기지국(2A), 가상 S-GＷ(3A), 가상 P-GＷ(4A)여도 된다. 또한, 가상 기지국(2A), 가상 S-GＷ(3A), 가상 P-GＷ(4A)는, 도 9 등에 예시된 가상 기지국(2A), 가상 S-GＷ(3A), 가상 P-GＷ(4A)와 마찬가지인 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략된다. 하기의 설명에서는, 통신 시스템이 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)를 포함하는 것으로서 설명하지만, 어느 경우도, 당해 통신 시스템은, 가상 기지국(2A), 가상 S-GＷ(3A), 가상 P-GＷ(4A)를 포함하고 있어도 된다.
도 34는, 제6 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예이다. 도 34에 예시하는 바와 같이, 제6 실시형태의 통신 시스템은, 복수의 단말(UE1)과, 복수의 기지국(2)과, S-GＷ(3)와, P-GＷ(4)와, 가상 MME(5A)를 포함한다.
가상 MME(5A)는, 도 34에 나타내는 바와 같이, 복수의 기지국(2)이나 S-GＷ(3)로부터 트래픽 데이터를 수집하고, 트래픽 특징량을 추출한다. 가상 MME(5A)는, S-GＷ(3)를 통해, P-GＷ(4)로부터 트래픽 데이터를 수집해도 된다. 또는, 가상 MME(5A)는, P-GＷ(4)로부터 직접 트래픽 데이터를 수집해도 된다. 가상 MME(5A)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터 산출한 자장치(가상 MME(5A))의 리소스량에 의거하여, 자장치(가상 MME(5A))의 리소스량을 제어한다.
도 35는, 제6 실시형태에 있어서의 가상 MME(5A)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 35에 예시하는 바와 같이, 제6 실시형태에 있어서, 가상 MME(5A)는, 트래픽 데이터 축적 기능(50)과, 제어 기능(51A)과, 통신 기능(52)을 구비한다. 통신 기능(52)은, 도 23에 예시된 통신 기능(52)과 마찬가지인 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략된다.
트래픽 데이터 축적 기능(50)은, 예를 들면, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)의 각각으로부터 수집한 트래픽 데이터를 저장한다. 트래픽 데이터 축적 기능(50)은, 예를 들면, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)의 각각으로부터 수집한 트래픽 데이터를, 당해 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)마다 저장해도 된다. 트래픽 데이터 축적 기능(50)은, 예를 들면, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)의 각각으로부터 수집한 트래픽 데이터를, 수집한 시각마다 저장해도 된다.
제어 기능(51A)은, C-Plane에 상당하는 기능을 갖는다. C-Plane은, 통신용의 세션의 설정 및 해방, 핸드오버의 제어 등의 제어 시그널링을 처리하는 기능을 갖는다. 제어 기능(51A)은, 통신 기능(52)을 통해, 제어 시그널링을 송수신한다. 제어 기능(51A)은, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)의 각각으로부터, 트래픽 데이터를 수집해서, 트래픽 데이터 축적 기능(50)에 저장한다.
제어 기능(51A)은, 트래픽 데이터 축적 기능(50)에 저장된 트래픽 데이터를 사용해서, 트래픽 특징량을 추출한다. 또한, 제어 기능(51A)은, 도 5에 나타내는 제어부(61)와 마찬가지인 예에 따라, 트래픽 특징량을 추출한다.
제어 기능(51A)은, 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 소정의 조건을 만족시키기 위해 필요한 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다. 소정의 조건은, 예를 들면, 가상 MME(5A)에 있어서의 신호 처리의 처리 지연이, 소정의 역치 이하로 되는(허용 레벨을 만족시키는) 조건이다. 상기에서, 제어 기능(51A)은, 도 5에 나타내는 제어부(61)와 마찬가지인 예에 의해, 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다.
제어 기능(51A)은, 자장치(가상 MME(5A))의 리소스의 프로비져닝을 실행한다. 제어 기능(51A)은, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에, 자장치(가상 MME(5A))에 대한 리소스의 할당을 요구한다.
도 36은, 제6 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다. 또한, 도 36에서는, 통신 장치(7)의 예를 사용해서 설명하지만, 통신 장치(7)는 가상 네트워크 노드(7A)여도 된다.
단말(들)(1)의 통신부(들)(11)는, 예를 들면, 통신 장치(7)와 통신을 실행한다(S6-1의 트래픽). 단말(들)(1)의 통신부(들)(11)는, 예를 들면, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나를, 통신 장치(7)에 대해 송신한다.
각 통신 장치(7)의 제어부(70)는, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나의 정보인 트래픽 데이터를 가상 MME(5A)에 통지한다(S6-2). 제어부(70)는, 예를 들면, 소정의 타이밍에, 트래픽 데이터를 가상 MME(5A)에 통지한다.
가상 MME(5A)의 제어 기능(51A)은, 통지된 트래픽 데이터를, 트래픽 데이터 축적 기능(50)에 축적한다(S6-3). 가상 MME(5A)의 제어 기능(51A)은, 트래픽 데이터 축적 기능(50)에 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다(S6-4). 제어 기능(51A)은, 예를 들면, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 산출한다.
가상 MME(5A)의 제어 기능(51A)은, 추출한 트래픽 특징량으로부터, 가상 MME(5A)(자장치)에 필요한 리소스량을 산출한다(S6-5). 제어 기능(51A)은, 예를 들면, 추출한 버스트성 지표(B)와 도 7의 관계에 의거하여, 가상 MME(5A)의 평균 지연(E)이 허용 레벨(D)(소정의 역치)을 하회하기 위해 필요한 당해 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다.
가상 MME(5A)의 제어 기능(51A)은, 산출한 리소스량에 의거하여, 당해 가상 MME(5A)의 리소스량을 확보한다(S6-6).
상기와 같이, 본 발명의 제6 실시형태는, 가상 MME(5A)가, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4) 등으로부터 수집한 트래픽 데이터에 의거하여, 자장치(가상 MME(5A))에 필요한 리소스량을 산출한다. 가상 MME(5A)는, 산출한 리소스량을 확보함에 의해, 예를 들면 버스트성 등의 트래픽의 특성에 의거하여 발생하는 제어 신호의 처리의 지연 등을 방지할 수 있다.
＜제7 실시형태＞
본 발명의 제7 실시형태에 대해, 도면을 참조해서 설명한다. 제7 실시형태의 기술은, 상술한 각 실시형태, 및, 후술하는 실시형태 중 어느 기술에도 적용 가능하다.
제7 실시형태에서는, 리소스 제어 장치(8)가, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4) 등으로부터 가상 MME(5A)가 수집한 트래픽 데이터에 의거하여, 가상 MME(5A)에 필요한 리소스량을 산출한다. 가상 MME(5A)는, 리소스 제어 장치(8)가 산출한 리소스량의 통지를 받고, 당해 리소스량을 확보함에 의해, 예를 들면 버스트성 등의 트래픽의 특성에 의거하여 발생하는 제어 신호의 처리의 지연 등을 방지할 수 있다.
도 37은, 제7 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타낸다. 도 37에 예시하는 바와 같이, 제7 실시형태의 통신 시스템은, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4), 가상 MME(5A), 리소스 제어 장치(8)를 포함한다. 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)는, 도 1 등에 예시된 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)와 마찬가지인 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략된다. 또한, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)의 각각의 네트워크 기능은, 가상 네트워크 노드(7A)로서, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행해도 된다.
도 38은, 제7 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예이다. 도 38에 예시하는 바와 같이, 제7 실시형태의 통신 시스템은, 복수의 단말(UE1)과, 복수의 기지국(2)과, S-GＷ(3)와, P-GＷ(4)와, 가상 MME(5A)와, 리소스 제어 장치(8)를 포함한다.
가상 MME(5A)는, 도 38에 나타내는 바와 같이, 복수의 기지국(2)이나 S-GＷ(3)로부터 트래픽 데이터를 수집하여, 리소스 제어 장치(8)에 통지한다. 가상 MME(5A)는, S-GＷ(3)를 통해, P-GＷ(4)로부터 트래픽 데이터를 수집해도 된다. 또는, 가상 MME(5A)는, P-GＷ(4)로부터 직접 트래픽 데이터를 수집해도 된다. 가상 MME(5A)는, 리소스 제어 장치(8)로부터 통지된 자장치(가상 MME(5A))의 리소스량에 의거하여, 자장치(가상 MME(5A))의 리소스량을 제어한다.
도 39는, 제7 실시형태에 있어서의 가상 MME(5A)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 39에 예시하는 바와 같이, 제7 실시형태에 있어서, 가상 MME(5A)는, 제어 기능(51)과, 통신 기능(52)을 구비한다.
가상 MME(5A)의 제어 기능(51)은, C-Plane에 상당하는 기능을 갖는다. C-Plane은, 통신용의 세션의 설정 및 해방, 핸드오버의 제어 등의 제어 시그널링을 처리하는 기능을 갖는다. 제어 기능(51)은, 통신 기능(52)을 통해, 제어 시그널링을 송수신한다. 제어 기능(51)은, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)의 각각으로부터, 트래픽 데이터를 수집하여, 통신 기능(52)을 통해, 리소스 제어 장치(8)에 통지한다. 제어 기능(51)은, 예를 들면, 트래픽 데이터를 수집할 때마다, 통신 기능(52)을 통해, 당해 수집한 트래픽 데이터를 리소스 제어 장치(8)에 통지한다.
제어 기능(51)은, 리소스 제어 장치(8)로부터 통지된 가상 MME(5A)의 리소스량에 의거하여, 자장치(가상 MME(5A))의 리소스의 프로비져닝을 실행한다. 제어 기능(51)은, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에, 자장치(가상 MME(5A))에 대한 리소스의 할당을 요구한다.
도 40은, 제7 실시형태에 있어서의 리소스 제어 장치(8)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 40에 예시하는 바와 같이, 제7 실시형태에 있어서, 리소스 제어 장치(8)는, 트래픽 데이터 축적부(80)와, 제어부(81)와, 인터페이스(82)를 구비한다.
인터페이스(82)는, 가상 MME(5A)와 통신하기 위한 인터페이스이다. 리소스 제어 장치(8)는, 인터페이스(82)를 통해, 소정의 프로토콜로 가상 MME(5A)와 통신할 수 있다. 리소스 제어 장치(8)는, 예를 들면, 인터페이스(82)를 통해, 가상 MME(5A)로부터 트래픽 데이터의 통지를 받는다. 리소스 제어 장치(8)는, 예를 들면, 인터페이스(82)를 통해, 가상 MME(5A)에 대해, 산출한 가상 MME(5A)에 필요한 리소스량을 통지한다.
트래픽 데이터 축적부(80)는, 예를 들면, 가상 MME(5A)로부터 통지된 트래픽 데이터를 저장한다. 트래픽 데이터 축적부(80)는, 예를 들면, 가상 MME(5A)로부터 통지된 트래픽 데이터를, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4)마다 저장해도 된다. 트래픽 데이터 축적부(80)는, 예를 들면, 가상 MME(5A)로부터 통지된 트래픽 데이터를, 수집한 시각마다 저장해도 된다.
제어부(81)는, 트래픽 데이터 축적부(80)에 저장된 트래픽 데이터를 사용해서, 트래픽 특징량을 추출한다. 또한, 제어부(81)는, 도 5에 나타내는 제어부(61)와 마찬가지인 예에 의해, 트래픽 특징량을 추출한다.
제어부(81)는, 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 소정의 조건을 만족시키기 위해 필요한 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다. 소정의 조건은, 예를 들면, 가상 MME(5A)에 있어서의 신호 처리의 처리 지연이, 소정의 역치 이하로 되는(허용 레벨을 만족시키는) 조건이다. 상기에서, 제어부(81)는, 도 5에 나타내는 제어부(61)와 마찬가지인 예에 의해, 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다.
제어부(61)는, 산출한 리소스량을, 인터페이스(82)를 통해, 가상 MME(5A)에 통지한다.
도 41은, 제7 실시형태의 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다.
또한, 도 41에서는, 통신 장치(7)를 포함하는 예를 사용해서 설명하지만, 통신 장치(7)는 가상 네트워크 노드(7A)여도 된다.
단말(1)의 통신부(들)(11)는, 예를 들면, 통신 장치(7)와 통신을 실행한다(S7-1의 트래픽). 단말(들)(1)의 통신부(들)(11)는, 예를 들면, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나를, 통신 장치(7)에 대해 송신한다.
각 통신 장치(7)의 제어부(70)는, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나에 관한 정보인 트래픽 데이터를 가상 MME(5A)에 통지한다(S7-2). 제어부(70)는, 예를 들면, 소정의 타이밍에, 트래픽 데이터를 가상 MME(5A)에 통지한다.
가상 MME(5A)의 제어 기능(51)은, 통신 장치(7)로부터 통지된 트래픽 데이터를, 리소스 제어 장치(8)에 통지한다(S7-3). 제어 기능(51)은, 예를 들면, 소정의 타이밍에, 리소스 제어 장치(8)에 대해, 트래픽 데이터를 통지한다.
리소스 제어 장치(8)의 제어부(81)는, 가상 MME(5A)로부터 통지된 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(80)에 축적한다(S7-4). 제어부(81)는, 트래픽 데이터 축적부(80)에 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다(S7-5). 제어부(81)는, 예를 들면, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 산출한다.
제어부(81)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터, 가상 MME(5A)에 필요한 리소스량을 산출한다(S7-6). 제어부(81)는, 예를 들면, 추출한 버스트성 지표(B)와 도 7의 관계에 의거하여, 가상 MME(5A)의 평균 지연(E)이 허용 레벨(D)(소정의 역치)을 하회하기 위해 필요한 당해 가상 MME(5A)의 리소스량을 산출한다.
제어부(81)는, 산출한 리소스량을, 인터페이스(82)를 통해, 가상 MME(5A)에 통지한다(S7-7).
가상 MME(5A)의 제어 기능(51)은, 통지된 리소스량에 의거하여, 당해 가상 MME(5A)의 리소스량을 확보한다(S7-8).
상기와 같이, 본 발명의 제7 실시형태는, 리소스 제어 장치(8)가, 기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4) 등으로부터 가상 MME(5A)가 수집한 트래픽 데이터에 의거하여, 가상 MME(5A)에 필요한 리소스량을 산출한다. 가상 MME(5A)는, 리소스 제어 장치(8)가 산출한 리소스량의 통지에 의거하여, 당해 리소스량을 확보함에 의해, 예를 들면, 버스트성 등의 트래픽의 특성에 의거하여 발생하는 제어 신호의 처리의 지연 등을 방지하거나, 및 네트워크의 안정성을 향상시키는 것 중 적어도 하나가 가능해진다.
＜제8 실시형태＞
본 발명의 제8 실시형태에 대해, 도면을 참조해서 설명한다. 제8 실시형태의 기술은, 상술한 각 실시형태, 및, 후술하는 실시형태 중 어느 기술에도 적용 가능하다.
본 발명의 제8 실시형태는, IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 네트워크에 있어서 세션 제어 기능을 제공하는 CSCF(Call Session Control Function)의 리소스량 산출, 및, 리소스 제어에 관한 것이다.
도 42는, 제8 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타낸다. 도 42에 예시하는 바와 같이, 제8 실시형태의 통신 시스템은, 단말(1)과, 액세스 네트워크와, 컨트롤러(6)와, 통신 장치와, 다른 IMS 네트워크를 포함한다. 여기에서, 통신 장치란, 예를 들면, S-CSCF(Serving-CSCF)(90)나 P-CSCF(Proxy-CSCF)(91), I-CSCF(Interrogating-CSCF)(92)이고, IMS 네트워크에 있어서 세션 제어 기능을 제공하는 CSCF이다. 이후에 있어서, 이 통신 장치는, 총칭해서 통신 장치(9)로서 나타난다.
단말(1)은, 도 1 등에 예시하는 단말(1)과 마찬가지인 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략된다.
액세스 네트워크는, 무선 액세스 네트워크와, 코어 네트워크를 포함한다. 액세스 네트워크는, 예를 들면, 도 1 등에 예시하는 통신 장치(7)(기지국(2), S-GＷ(3), P-GＷ(4), MME(5) 등)를 포함한다. 또한, 액세스 네트워크에 포함되는 통신 장치(7)의 각각의 네트워크 기능은, 가상 네트워크 노드(7A)로서, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행해도 된다.
S-CSCF(90)와, P-CSCF(91)와, I-CSCF(92)는, 각각, SIP(Session Initiation Protocol) 신호를 처리 가능하다.
S-CSCF(90)는, HSS(Home Subscriber Server)로부터 얻은 통신 시스템의 가입자 정보(유저 정보)를 사용해서, 세션 제어나 유저 인증을 행한다. S-CSCF(90)는, 예를 들면, 단말(1)로부터 세션 기동 신호를 수신하고, 서비스에 따른 애플리케이션 서버(AS：Application Server)를 선택하고, 당해 애플리케이션 서버에 SIP 신호를 중계하는 기능을 갖는다. S-CSCF(90)는, 예를 들면, 단말(1)이 통신 수신처를 전화번호로 지정했을 경우에, 당해 전화번호에 의거한 라우팅을 실행하는 기능을 갖는다.
S-CSCF(90)는, 예를 들면, 음성이나 영상 등의 미디어 제어를 위해, 애플리케이션 서버(AS)로부터, 미디어 제어의 기능을 제공하는 MRF(Media Resource Function)에 포함되는 MRFC(MRF Controller)에, SIP 신호를 중계한다.
S-CSCF(90)는, 예를 들면, 호 제어 프로토콜들간의 변환을 행하는 MGCF(Media Gateway Controller Function)와의 사이에서, 다른 네트워크와의 사이의 SIP 신호를 송수신한다.
P-CSCF(91)는, IMS 네트워크와, 액세스 네트워크와의 접속점에 배치된다. P-CSCF(91)는, 예를 들면, 액세스 네트워크가 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 및 EPC(Evolved Packet Core) 네트워크일 경우, P-GＷ(4)와 접속한다. P-CSCF(91)는, 예를 들면, 액세스 네트워크가, Ｗ-CDMA(Ｗideband CDMA(Code Division Multiple Access)) 네트워크일 경우, GGSN(Gateway GPRS(General Packet Radio Service) Support Node)과 접속한다. 이 경우에, GGSN은, 단말(1)로부터의 접속 요구에 따라서, 외부 IP(Internet Protocol) 네트워크와의 접속을 제어하는 기능을 갖는다.
P-CSCF(91)는, 예를 들면, 단말(1)과, S-CSCF(90)와, I-CSCF(92)와의 사이에서 송수신되는 SIP 신호를 중계한다. P-CSCF(91)는, 예를 들면, 단말(1)로부터 송신된 SIP 신호의 정당성 확인을 실행하고, 당해 SIP 신호에 대해, 세션 제어에 필요한 정보(예를 들면 과금 정보 등)를 S-CSCF(90)에 대해 부가한다. P-CSCF(91)는, 예를 들면, IMS에 있어서 QoS(Quality of Service) 제어를 행하기 위해 필요한 애플리케이션 종별을, 폴리시 및 과금을 실시하는 기능을 제공하는 PCRF(Policy and Charging Enforcement Function)에 통지한다.
I-CSCF(92)는, 예를 들면, 다른 네트워크와 S-CSCF(90) 사이에서 송수신되는 SIP 신호를 중계한다. I-CSCF(92)는, 예를 들면, IMS 네트워크에의 등록이나 세션 제어 시에, HSS의 유저 정보에 따라서, S-CSCF(90)를 선택한다.
컨트롤러(6)는, 도 5에 예시하는 컨트롤러와 마찬가지인 기능을 갖는다.
컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 액세스 네트워크에 포함되는 통신 장치(7) 및 통신 장치(9) 중 적어도 하나로부터 트래픽 데이터를 수집하고, 당해 수집한 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 저장한다. 제어부(61)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 저장한 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량을 추출한다. 제어부(61)는, 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 소정의 조건을 만족시키기 위해 필요한 각 통신 장치(9)(S-CSCF(90), P-CSCF(91), I-CSCF(92))의 리소스량을 산출한다. 소정의 조건은, 예를 들면, 각 통신 장치(9)에 있어서의 신호 처리의 처리 지연이, 소정의 역치 이하로 되는(허용 레벨을 만족시키는) 조건이다. 상기에서, 제어부(61)의 기능은, 도 5 등에 나타내는 제어부(61)의 기능과 마찬가지이다.
도 43은, 도 42에 예시한 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다.
액세스 네트워크에 포함되는 통신 장치(7) 및 통신 장치(9) 중 적어도 하나는, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나에 관한 정보인 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다(S8-1). 통신 장치(7) 및 통신 장치(9) 중 적어도 하나는, 예를 들면, 소정의 타이밍에, 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 통지된 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적한다(S8-2).
컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다(S8-3). 제어부(61)는, 예를 들면, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터, 각 통신 장치(9)에 필요한 리소스량을 산출한다(S8-4).
도 44는, 제8 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타낸다. 도 44에 있어서, 단말(1)과, 액세스 네트워크와, 다른 IMS 네트워크는, 도 42에 예시하는 구성예와 마찬가지인 구성을 갖는다.
도 44에 예시하는 바와 같이, 제8 실시형태의 다른 구성예에 있어서, 통신 장치(9)의 각각의 네트워크 기능은, 가상 네트워크 노드(9A)(가상 S-CSCF(90A), 가상 P-CSCF(91A), 가상 I-CSCF(92A))로서, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행된다. 이 구성에서, 당해 가상 네트워크 노드(9A)는 지리적으로 1개소에 집중해 있어도 되고, 복수 개소에 분산해서 배치되어도 된다. 또한, 가상 네트워크 노드(9A)는, 예를 들면, 도 14 내지 도 18의 각각에 예시된 서버(20)에 의해 실현된다.
컨트롤러(6)는, 도 13에 예시하는 컨트롤러(6)와 마찬가지인 기능을 갖는다.
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 각 가상 네트워크 노드(7A)의 리소스의 프로비져닝을 실행한다. 제어부(61A)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에, 각 가상 네트워크 노드(9A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다. 혹은, 제어부(61A)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 네트워크 노드(9A)에 대해 리소스(서버 자원, CPU 자원, 네트워크 자원 등)를 할당할 것을 요구한다. 예를 들면, 제어부(61A)는, 산출된 가상 S-CSCF(90A)의 리소스량에 의거하여, 가상 S-CSCF(90A)에 대해 리소스를 할당할 것을 요구한다.
도 45는, 도 44에 예시한 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다.
가상 네트워크 노드(9A)는, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나에 관한 정보인 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다(S9-1). 가상 네트워크 노드(9A)는, 예를 들면, 소정의 주기나 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 혹은 소정의 트래픽 데이터를 수집한 타이밍 등의 상술한 소정의 타이밍에, 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 통지된 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적한다(S9-2).
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다(S9-3). 예를 들면, 제어부(61A)는, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터, 각 가상 네트워크 노드(9A)에 필요한 리소스량을 산출한다(S9-4).
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 제어부(61)가 산출한 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에, 각 가상 네트워크 노드(9A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다(S9-5의 프로비져닝 요구). 예를 들면, 제어부(61A)는, 제어부(61A)가 산출한 가상 S-CSCF(90A)의 리소스량에 의거하여, 서버(20)에 대해, 당해 가상 S-CSCF(90A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다.
서버(20)의 제어부(210)는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 각 가상 네트워크 노드(9A)에 대해, 당해 요구에 의거한 리소스량을 할당한다(S9-6의 프로비져닝).
상기와 같이, 본 발명의 제8 실시형태는, 컨트롤러(6)가, 트래픽 데이터로부터 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, CSCF의 리소스 제어(통신 장치(9) 또는 가상 네트워크 노드(9A)의 리소스 제어)를 행한다. 그 때문에, 제8 실시형태에서는, 예를 들면, 버스트성 등의 트래픽의 특성에 의거하여 발생하는 CSCF(통신 장치(9) 또는 가상 네트워크 노드(9A))에 있어서의 처리 지연 등을 방지하거나 및 네트워크의 안정성을 향상시키는 것 중 적어도 하나가 가능해진다.
＜제9 실시형태＞
본 발명의 제9 실시형태에 대해, 도면을 참조해서 설명한다. 제9 실시형태의 기술은, 상술한 각 실시형태, 및, 후술하는 실시형태 중 어느 기술에도 적용 가능하다.
본 발명의 제9 실시형태는, HSS의 리소스량 산출, 및, 리소스 제어에 관한 것이다.
도 46은, 제9 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타낸다. 도 46에 예시하는 바와 같이, 제9 실시형태의 통신 시스템은, 단말(1)과, 액세스 네트워크와, 컨트롤러(6)와, 통신 장치(9)(S-CSCF(90), P-CSCF(91), I-CSCF(92))와, 다른 IMS 네트워크와, HSS(100)를 포함한다.
액세스 네트워크는, MME(5)를 포함한다. MME(5)는, 도 1 등에 예시된 MME(5)와 마찬가지인 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략된다. MME(5)는, 통신 시스템의 가입자 정보를 관리하는 HSS(100)와 연휴해서, 제어 시그널링을 처리한다. 이 경우에, MME(5)의 네트워크 기능은, 가상 MME(5A)로서, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행해도 된다.
통신 장치(9)(S-CSCF(90), P-CSCF(91), I-CSCF(92))는, 도 42 등에 예시된 통신 장치(9)(S-CSCF(90), P-CSCF(91), I-CSCF(92))와 마찬가지인 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략된다. 이 경우에, 통신 장치(9)(S-CSCF(90), P-CSCF(91), I-CSCF(92)의 각각)의 네트워크 기능은, 가상 네트워크 노드(9A)(가상 S-CSCF(90A), 가상 P-CSCF(91A), 가상 I-CSCF(92A))로서, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행해도 된다.
HSS(100)는, 통신 시스템의 가입자 정보를 관리한다. HSS(100)는, 예를 들면, 통신 시스템의 가입자에 관한 정보를 기억해 두고, 단말(1)의 유저의 인증과 인가를 실행한다. HSS(100)는, 예를 들면, 단말(1)의 위치 정보나 IP 정보를, 다른 장치(예를 들면 MME(5))에 대해 제공하다. 이 경우에, HSS(100)의 네트워크 기능은, 가상 HSS(100A)로서, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행해도 된다.
도 47은, HSS(100)의 구성예를 나타내는 도면이다. 제9 실시형태에 있어서, HSS(100)는, 가입자 정보 데이터베이스(1000)와, 제어부(1001)와, 인터페이스(1002)를 구비한다.
가입자 정보 데이터베이스(1000)는, 통신 시스템의 유저 정보 및 가입자 정보를 유지한다. 가입자 정보 데이터베이스(1000)는, 예를 들면, 유저의 식별에 사용되는 IMSI(International Mobile Subscriber Identity)나, 유저의 전화번호에 대응하는 MSISDN(Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network Number)을 유지한다. 가입자 정보 데이터베이스(1000)는, 예를 들면, IMPI(IP Multimedia Private Identity)나, IMPU(IP Multimedia Public Identity)를 유지한다. 가입자 정보 데이터베이스(1000)는, 그 외에도, 유저나 가입자에 관한 정보를 유지한다.
제어부(1001)는, C-Plane에 상당하는 기능을 갖는다. 제어부(1001)는, 인터페이스(1002)를 통해, 제어 시그널링을 송수신한다. 제어부(1001)는, 예를 들면, 가입자 정보 데이터베이스(1000)를 참조해서, 단말(1)의 유저의 인증과 인가를 실행한다. 제어부(1001)는, 예를 들면, 가입자 정보 데이터베이스(1000)를 참조해서, 단말(1)의 위치 정보나 IP 정보를, 다른 장치(예를 들면 MME(5))에 대해 제공하다.
인터페이스(1002)는, MME(5)나, S-CSCF(90), I-CSCF(92) 등과 통신하기 위한 인터페이스이다. HSS(100)는, 인터페이스(1002)를 통해, 소정의 프로토콜로 MME(5)나, S-CSCF(90), I-CSCF(92) 등과 통신할 수 있다. HSS(100)는, 예를 들면, 인터페이스(1002)를 통해, Diameter 프로토콜로, S-CSCF(90) 및 I-CSCF(92)와 통신할 수 있다. 컨트롤러(6)는, 도 5에 예시하는 컨트롤러와 마찬가지인 기능을 갖는다.
컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 액세스 네트워크에 포함되는 MME(5) 및 통신 장치(9)(S-CSCF(90), P-CSCF(91), I-CSCF(92)) 중 적어도 하나로부터 트래픽 데이터를 수집하고, 당해 수집한 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 저장한다. 제어부(61)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 저장한 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량을 추출한다. 제어부(61)는, 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, 소정의 조건을 만족시키기 위해 필요한 HSS(100)의 리소스량을 산출한다. 소정의 조건은, 예를 들면, HSS(100)에 있어서의 신호 처리의 처리 지연이, 소정의 역치 이하로 되는(허용 레벨을 만족시키는) 조건이다.
도 48은, 도 46에 예시한 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다. 도 48에서는, HSS(100)의 예를 사용해서 설명하지만, HSS(100)는 가상 HSS(100A)여도 된다.
액세스 네트워크에 포함되는 MME(5), 통신 장치(9)(S-CSCF(90), P-CSCF(91), I-CSCF(92)), 및 HSS(100) 중 적어도 하나는, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나에 관한 정보인 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다(S10-1). MME(5), 통신 장치(9), 및 HSS(100) 중 적어도 하나는, 예를 들면, 소정의 타이밍에, 트래픽 데이터를 통지한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 통지된 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적한다(S10-2).
컨트롤러(6)의 제어부(61)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다(S10-3). 제어부(61)는, 예를 들면, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 산출한다.
컨트롤러의 제어부(61)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터, HSS(100)에 필요한 리소스량을 산출한다(S10-4).
도 49는, 제9 실시형태의 통신 시스템의 다른 구성예를 나타낸다. 도 49에 있어서, 단말(1)과, 액세스 네트워크와, 컨트롤러(6)와, 통신 장치(9)(S-CSCF(90), P-CSCF(91), I-CSCF(92))와, 다른 IMS 네트워크는, 도 46에 예시하는 구성예와 마찬가지인 구성을 갖는다.
도 49에 예시하는 바와 같이, 제9 실시형태의 다른 구성예에 있어서, HSS(100)의 네트워크 기능은, 가상 HSS(100A)로서, 가상 머신 등의 소프트웨어에 의해 실행된다. 이 경우에, 가상 HSS(100A)는, 예를 들면, 도 14 내지 도 18의 각각에 예시된 서버(20)에 의해 실현된다.
도 50은, 가상 HSS(100A)의 구성예를 나타내는 도면이다. 가상 HSS(100A)는, 가입자 정보 데이터베이스 기능(1000A)과, 제어 기능(1001A)과, 통신 기능(1002A)을 구비한다.
가입자 정보 데이터베이스 기능(1000A)은, 통신 시스템의 유저 정보 및 가입자 정보를 유지한다. 가입자 정보 데이터베이스 기능(1000A)은, 도 47에 나타내는 HSS(100)의 가입자 정보 데이터베이스(1000)와 마찬가지인 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략된다.
제어 기능(1001A)은, C-Plane에 상당하는 기능을 갖는다. 제어 기능(1001A)은, 도 47에 나타내는 HSS(100)의 제어부(1001)와 마찬가지인 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략된다.
통신 기능(1002A)은, MME(5)나, S-CSCF(90), I-CSCF(92) 등과 통신하기 위한 기능을 갖는다. 통신 기능(1002A)은, 도 47에 나타내는 HSS(100)의 인터페이스(1002)와 마찬가지인 기능을 가지므로, 상세한 설명은 생략된다. 컨트롤러(6)는, 도 13에 예시하는 컨트롤러(6)와 마찬가지인 기능을 갖는다.
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 가상 HSS(100A)의 리소스의 프로비져닝을 실행한다. 제어부(61A)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에, 가상 HSS(100A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다. 혹은, 제어부(61A)는, 예를 들면, 산출된 리소스량에 의거하여, 가상 HSS(100A)에 대해 리소스(서버 자원, CPU 자원, 네트워크 자원 등)를 할당할 것을 요구한다.
도 51은, 도 49에 예시한 통신 시스템의 동작예를 나타내는 시퀀스 차트이다.
액세스 네트워크에 포함되는 MME(5), 통신 장치(9)(S-CSCF(90), P-CSCF(91), I-CSCF(92)), 및 가상 HSS(100A) 중 적어도 하나는, 제어 신호의 트래픽 및 유저 데이터의 트래픽 중 적어도 하나에 관한 정보인 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다(S11-1). MME(5), 통신 장치(9), 및 가상 HSS(100A) 중 적어도 하나는, 예를 들면, 소정의 타이밍에, 트래픽 데이터를 컨트롤러(6)에 통지한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 통지된 트래픽 데이터를 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적한다(S11-2).
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 트래픽 데이터 축적부(60)에 축적된 트래픽 데이터에 의거하여, 트래픽 특징량을 추출한다(S11-3). 예를 들면, 제어부(61A)는, 식 (2)를 사용해서, 축적된 트래픽 데이터로부터, 트래픽 특징량으로서 패킷의 버스트성 지표를 산출한다.
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 추출한 트래픽 특징량으로부터, 가상 HSS(100A)에 필요한 리소스량을 산출한다(S11-4).
컨트롤러(6)의 제어부(61A)는, 제어부(61A)가 산출한 리소스량에 의거하여, 가상 머신을 운용하는 서버(20)에, 가상 HSS(100A)에 대한 리소스의 할당을 요구한다(S11-5의 프로비져닝 요구).
서버(20)의 제어부(210)는, 컨트롤러(6)로부터의 요구에 따라, 가상 HSS(100A)에 대해, 당해 요구에 의거한 리소스량을 할당한다(S11-6의 프로비져닝).
상기와 같이, 본 발명의 제9 실시형태는, 컨트롤러(6)가, 트래픽 데이터로부터 추출한 트래픽 특징량에 의거하여, HSS(100)(또는 가상 HSS(100A))의 리소스 제어를 행한다. 그 때문에, 제9 실시형태에서는, 예를 들면, 버스트성 등의 트래픽의 특성에 의거하여 발생하는 HSS(100)(또는 가상 HSS(100A))에 있어서의 처리 지연 등을 방지하거나, 및 네트워크의 안정성을 향상시키는 것 중 적어도 하나가 가능해진다.
이상, 본 발명의 실시형태를 설명했지만, 본 발명은, 상기한 각각의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 각 실시형태의 임의의 변형, 치환, 또는 조정에 의거하여 실시할 수 있다. 또한, 본 발명은, 각 실시형태를 임의로 조합해서 실시할 수도 있다. 즉, 본 발명은, 본 명세서의 모든 개시 내용, 기술적 사상에 따라서 실현할 수 있는 각종 변형, 수정을 포함한다. 또한, 본 발명은, SDN(Software-Defined Network)의 기술분야에도 적용 가능하다.
이 출원은, 2014년 12월 10일에 출원된 일본 출원 특원2014-249511을 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두를 여기에 도입한다.
1 단말
2, 2B 기지국(eNB)
2A 가상 기지국(가상 eNB) 3 S-GＷ
3A 가상 S-GＷ 4 P-GＷ
4A 가상 P-GＷ 5 MME
5A 가상 MME 6 컨트롤러
7, 7B 통신 장치 7A 가상 네트워크 노드
8 리소스 제어 장치 9 통신 장치
9A 가상 네트워크 노드 10, 10A 메시지 생성부
11, 11A 통신부 20, 20A 서버
21 통신부 22 전환부
23 식별부 50 트래픽 데이터 축적 기능
51, 51A 제어 기능 52 통신 기능
60 트래픽 데이터 축적부 61, 61A, 61B 제어부
62 인터페이스 70 제어부
71 신호 처리부 80 트래픽 데이터 축적부
81 제어부 82 인터페이스
90 S-CSCF 90A 가상 S-CSCF
91 P-CSCF 91A 가상 P-CSCF
92 I-CSCF 92A 가상 I-CSCF
100 HSS 100A 가상 HSS
200 가상 네트워크 기능(VNF) 201 제어 기능
202 신호 처리 기능 210, 210A 제어부
1000 가입자 정보 데이터베이스
1000A 가입자 정보 데이터베이스 기능 1001 제어부
1001A 제어 기능 1002 인터페이스
1002A 통신 기능 2100 VM 제어부
2101 세션 제어부
2A 가상 기지국(가상 eNB) 3 S-GＷ
3A 가상 S-GＷ 4 P-GＷ
4A 가상 P-GＷ 5 MME
5A 가상 MME 6 컨트롤러
7, 7B 통신 장치 7A 가상 네트워크 노드
8 리소스 제어 장치 9 통신 장치
9A 가상 네트워크 노드 10, 10A 메시지 생성부
11, 11A 통신부 20, 20A 서버
21 통신부 22 전환부
23 식별부 50 트래픽 데이터 축적 기능
51, 51A 제어 기능 52 통신 기능
60 트래픽 데이터 축적부 61, 61A, 61B 제어부
62 인터페이스 70 제어부
71 신호 처리부 80 트래픽 데이터 축적부
81 제어부 82 인터페이스
90 S-CSCF 90A 가상 S-CSCF
91 P-CSCF 91A 가상 P-CSCF
92 I-CSCF 92A 가상 I-CSCF
100 HSS 100A 가상 HSS
200 가상 네트워크 기능(VNF) 201 제어 기능
202 신호 처리 기능 210, 210A 제어부
1000 가입자 정보 데이터베이스
1000A 가입자 정보 데이터베이스 기능 1001 제어부
1001A 제어 기능 1002 인터페이스
1002A 통신 기능 2100 VM 제어부
2101 세션 제어부
Claims (29)
- 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치로서,
복수의 상기 단말이 송수신하는 트래픽을 처리하는 네트워크 노드로부터, 당해 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는 제1 수단과,
수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하는 제2 수단을 포함하고,
상기 제2 수단은, 추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 트래픽을 처리하기 위해 필요한, 상기 통신 장치 및 상기 네트워크 노드 중 적어도 한쪽의 리소스량을 산출하는
통신 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제2 수단은, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터, 상기 트래픽이 변동하는 정도로서 상기 네트워크 노드에 있어서 트래픽이 버스트적으로 도착하는 정도를 나타내는 버스트성 지표(burstiness index)를 추출하는
통신 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 트래픽 특징량은, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터 추출된, 상기 트래픽의 발생 또는 도착에 관한 통계량을 포함하는
통신 장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 수단은, 산출된 상기 리소스량을 상기 가상 머신에 할당하는
통신 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 수단은, 상기 네트워크 노드의 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 다른 통신 장치에 대해, 산출된 상기 리소스량을 당해 네트워크 노드에 할당할 것을 요구하는
통신 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 수단은, 상기 트래픽 중 소정의 트래픽을 처리하는 네트워크 노드에 대해, 당해 소정의 트래픽을 처리하기 위해 필요한 당해 네트워크 노드의 리소스량을 산출하는
통신 장치. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 수단은, 상기 트래픽 중 소정의 트래픽에 관한 트래픽 데이터를 수집하는
통신 장치. - 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 소정의 트래픽은, MTC(Machine Type Communication) 디바이스로부터의 트래픽인
통신 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 수단은, 상기 네트워크 노드가 처리하는 제어 신호의 트래픽 및 데이터 신호의 트래픽 중 적어도 한쪽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는
통신 장치. - 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치로서,
복수의 상기 단말이 송신하는 제어 신호의 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는 제1 수단과,
수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하는 제2 수단을 포함하고,
상기 제2 수단은, 추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 트래픽을 처리하기 위해 필요한 상기 통신 장치의 리소스량을 산출하는
통신 장치. - 제10항에 있어서,
상기 제2 수단은, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터, 상기 트래픽이 변동하는 정도로서 상기 네트워크 노드에 있어서 패킷이 버스트적으로 도착하는 정도를 나타내는 버스트성 지표를 추출하는
통신 장치. - 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 트래픽 특징량은, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터 추출된, 상기 트래픽의 발생 또는 도착에 관한 통계량을 포함하는
통신 장치. - 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 수단은, 산출된 상기 리소스량을 상기 가상 머신에 할당하는
통신 장치. - 복수의 단말이 송수신하는 트래픽을 처리하는 네트워크 노드로부터, 당해 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하고,
수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하고,
추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치 및 상기 네트워크 노드 중 적어도 한쪽에 필요한 리소스량을 산출하는
제어 방법. - 제14항에 있어서,
수집된 상기 트래픽 데이터로부터, 상기 트래픽이 변동하는 정도로서 상기 네트워크 노드에 있어서 트래픽이 버스트적으로 도착하는 정도를 나타내는 버스트성 지표를 추출하는
제어 방법. - 제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 트래픽 특징량은, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터 추출된, 상기 트래픽의 발생 또는 도착에 관한 통계량을 포함하는
제어 방법. - 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
산출된 상기 리소스량을 상기 가상 머신에 할당하는
제어 방법. - 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 네트워크 노드의 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 다른 통신 장치에 대해, 산출된 상기 리소스량을 당해 네트워크 노드에 할당할 것을 요구하는
제어 방법. - 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트래픽 중 소정의 트래픽을 처리하는 네트워크 노드에 대해, 당해 소정의 트래픽을 처리하기 위해 필요한 당해 네트워크 노드의 리소스량을 산출하는
제어 방법. - 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 트래픽 중 소정의 트래픽에 관한 트래픽 데이터를 수집하는
제어 방법. - 제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 소정의 트래픽은, MTC(Machine Type Communication) 디바이스로부터의 트래픽인
제어 방법. - 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 네트워크 노드가 처리하는 제어 신호의 트래픽 및 데이터 신호의 트래픽 중 적어도 한쪽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는
제어 방법. - 복수의 단말이 송신하는 제어 신호의 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하고,
수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하고,
추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치에 필요한 리소스량을 산출하는
제어 방법. - 제23항에 있어서,
수집된 상기 트래픽 데이터로부터, 상기 트래픽이 변동하는 정도인 상기 트래픽 특징량으로서 상기 네트워크 노드에 있어서 패킷이 버스트적으로 도착하는 정도를 나타내는 버스트성 지표를 추출하는
제어 방법. - 제23항 또는 제24항에 있어서,
상기 트래픽 특징량은, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터 추출된, 상기 트래픽의 발생 또는 도착에 관한 통계량을 포함하는
제어 방법. - 제23항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
산출된 상기 리소스량을 상기 가상 머신에 할당하는
제어 방법. - 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치와,
복수의 상기 단말이 송수신하는 트래픽을 처리하는 네트워크 노드를 포함하고,
상기 통신 장치는,
상기 네트워크 노드로부터, 당해 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는 제1 수단과, 수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하는 제2 수단을 구비하고,
상기 제2 수단은, 추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 트래픽을 처리하기 위해 필요한, 상기 통신 장치 및 상기 네트워크 노드 중 적어도 한쪽의 리소스량을 산출하는
통신 시스템. - 복수의 단말이 송수신하는 트래픽을 처리하는 네트워크 노드로부터, 당해 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는 처리와,
수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하는 처리와,
추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치 및 상기 네트워크 노드 중 적어도 한쪽에 필요한 리소스량을 산출하는 처리
를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기억하는 기억 매체. - 복수의 단말이 송신하는 제어 신호의 트래픽에 관한 정보인 트래픽 데이터를 수집하는 처리와,
수집된 상기 트래픽 데이터로부터 상기 트래픽이 변동하는 정도를 포함하는 트래픽 특징량을 추출하는 처리와,
추출된 상기 트래픽 특징량에 의거하여, 상기 단말이 네트워크에 접속하기 위해 송신하는 제어 신호를 처리하는 기능을 가상 머신에 의해 운용하는 통신 장치에 필요한 리소스량을 산출하는 처리
를 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기억하는 기억 매체.
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