WO2014203291A1 - 通信システムおよびプログラム - Google Patents

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WO2014203291A1
WO2014203291A1 PCT/JP2013/003826 JP2013003826W WO2014203291A1 WO 2014203291 A1 WO2014203291 A1 WO 2014203291A1 JP 2013003826 W JP2013003826 W JP 2013003826W WO 2014203291 A1 WO2014203291 A1 WO 2014203291A1
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WO
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packet
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tunnel
address
gateway
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PCT/JP2013/003826
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聡 松嶋
Original Assignee
ソフトバンクテレコム株式会社
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/22—Parsing or analysis of headers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/167—Adaptation for transition between two IP versions, e.g. between IPv4 and IPv6
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/11—Allocation or use of connection identifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/16—Gateway arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a communication system and a program.
  • Patent Document 1 discloses transmission of user data by reselecting a PGW (Packet Data Network Gateway) and re-establishing a default bearer in accordance with movement of a user apparatus (UE) in EPC (Evolved Packet Core). A system is described that achieves delay improvement and efficiency of network resources within an EPC.
  • a communication system is a communication system that controls routing by a physical gateway that connects a mobile station and a communication network, and a communication establishment sequence between a virtual gateway corresponding to the physical gateway and the mobile station.
  • the communication setting information acquisition part which acquires the communication setting information between a virtual gateway and a mobile station by performing, and the routing control part which controls the routing by a physical gateway based on communication setting information are provided.
  • the communication setting information acquisition unit includes, as communication setting information, network identification information that identifies a communication network, base station identification information that identifies a base station that accommodates a mobile station, and virtual gateway identification that identifies a virtual gateway
  • the information may be acquired, and the routing control unit may update route information that the physical gateway refers to control routing based on the network identification information, the base station identification information, and the virtual gateway identification information.
  • the communication setting information acquisition unit includes, as base station identification information, a first corresponding to a base station for identifying a tunnel that is virtually formed between the virtual gateway and the base station by a communication establishment sequence.
  • Tunnel identification information is acquired
  • second tunnel identification information corresponding to a virtual gateway for identifying a tunnel is acquired as virtual gateway identification information
  • the routing control unit includes network identification information, first tunnel identification information, and second tunnel identification information. Based on the tunnel identification information, route information referred to by the physical gateway for controlling routing may be updated.
  • the communication setting information acquisition unit acquires, as the first tunnel identification information, an IP address of the base station and a first tunnel identification code generated by the base station that identifies the tunnel, and second tunnel identification information
  • the route information is the next hop indicating the destination IP address and the next relay point for the destination IP address
  • the routing control unit generates a destination path corresponding to the mobile station based on the network identification information and the second tunnel identification code, and generates an IP address of the base station and the first tunnel identification code.
  • route information that associates the generated IP address and generated next hop address of the destination that is registered in the routing table may update the routing information.
  • the base station when the base station receives a first packet having an IPv4 header from the mobile station, the base station encapsulates the first packet with the second tunnel identification information and transfers the encapsulated first packet to the physical gateway.
  • the physical gateway decapsulates the encapsulated first packet, and then recapsulates the first packet with an IPv6 header including the network identification information, the second tunnel identification code, and the IP address of the mobile station as a source address.
  • the re-encapsulated first packet may be sent out to the communication network.
  • the physical gateway when the physical gateway receives the second packet having the IPv4 header encapsulated by the IPv6 header directed to the mobile station, the destination of the IPv6 header of the second packet is referred to with the path information.
  • the first tunnel identification information is specified as the next hop address corresponding to the network identification information and the second tunnel identification code indicated in the address, and the second packet is re-encapsulated by the specified first tunnel identification information, and re-encapsulated.
  • the converted second packet may be transferred to the base station.
  • the base station when the base station receives a third packet having an IPv6 header including network identification information and a second tunnel identification code in a source address from the mobile station, the base station encapsulates the third packet with the second tunnel identification information.
  • the encapsulated third packet may be transferred to the physical gateway, and the physical gateway may decapsulate the encapsulated third packet and then send the third packet toward the communication network.
  • the physical gateway when the physical gateway receives the fourth packet including the network identification information and the second tunnel identification code as the IPv6 header as the destination address, the physical gateway refers to the path information and refers to the destination of the IPv6 header of the fourth packet.
  • the first tunnel identification information is specified as the next hop address corresponding to the network identification information and the second tunnel identification code included in the nation address, and the fourth packet is encapsulated by the specified first tunnel identification information, and encapsulated.
  • the transmitted fourth packet may be transferred to the base station.
  • the communication setting information acquisition unit and the routing control unit may be arranged on the cloud.
  • the communication system may further include a virtual gateway arranged on the cloud.
  • the communication system may further include a physical gateway.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a network configuration of a communication system according to the present embodiment.
  • the communication system includes a virtual service device 100, an eNodeB (base station) 200, an EPCE (EPC Edge) router 210, a V4V6 conversion gateway 220, an IPv6 router 230, and a mobile station (UE) 300.
  • eNodeB base station
  • EPCE EPC Edge
  • V4V6 conversion gateway 220 an IPv6 router 230
  • IPv6 router 230 IPv6 router 230
  • UE mobile station
  • the eNodeB 200 accommodates the mobile station 300 existing in its own cell.
  • the eNodeB 200 communicates with the EPCE router 210 via the E-UTRAN / EPC 10.
  • the E-UTRAN / EPC 10 is communicatively connected to the cloud 20.
  • the EPCE router 210 is a gateway that connects the E-UTRAN / EPC 10 and the IPv6 carrier network 30 for communication.
  • the EPCE router 210 communicates with the V4V6 conversion gateway 220 or the IPv6 router 230 via the IPv6 carrier network 30.
  • the V4V6 conversion gateway 220 is a gateway that connects the IPv6 carrier network 30 and the IPv4 Internet 40 for communication.
  • the IPv6 router 230 is a gateway for communication connection between the IPv6 carrier network 30 and the IPv6 Internet 50.
  • the EPCE router 210 is an example of a physical gateway that connects the mobile station 300 to the IPv4 Internet 40 or the IPv6 Internet 50 that is a communication network.
  • the virtual service apparatus 100 establishes communication between the virtual service apparatus 100 and the mobile station 300 via the eNodeB 200 that accommodates the mobile station 300 by transmitting and receiving control data in the control plane with the mobile station 300 via the eNodeB 200. Run the sequence.
  • the virtual service device 100 virtually forms a tunnel between the virtual service device 100 and the eNodeB 200 by executing a communication establishment sequence.
  • the virtual service apparatus 100 executes a communication establishment sequence between the virtual service apparatus 100 and the mobile station 300 via the handover destination eNodeB 200 that accommodates the mobile station 300. Then, a virtual new tunnel is formed between the virtual service device 100 and the handover destination eNodeB 200.
  • the EPCE router 210 transfers user data received from the mobile station 300 via the eNodeB 200 toward the IPv6 carrier network 30 in the user plane.
  • the EPCE router 210 transfers user data for the mobile station 300 received from the IPv6 carrier network 30 in the user plane to the mobile station 300 via the eNodeB 200.
  • the EPCE router 210 may hold route information referred to for controlling routing.
  • the route information is, for example, a routing table including a destination IP address and a next hop address indicating a next relay point for the destination IP address in association with each other.
  • the EPCE router 210 refers to the path information, determines the transfer destination of the packet, and transfers the packet to the determined transfer destination.
  • the virtual service device 100 uses the EPCE router 210 based on communication setting information obtained by a communication establishment sequence executed with the mobile station 300 when the mobile station 300 is activated or when the mobile station 300 is handed over. Update route information for.
  • the V4V6 conversion gateway 220 is a gateway that connects the IPv6 carrier network 30 and the IPv4 Internet 40 for communication.
  • the V4V6 translation gateway 220 decapsulates and then transmits the IPv4 packet as an IPv4 packet toward the IPv4 Internet 40 by AFTR (defined by RFC 6333).
  • Address-Family Translation Router) device or a 464XLAT device defined in RFC6877, which is a conversion method using NAT64 that converts received IPv6 packets into IPv4 packets and reversely converts them. It may be.
  • the V4V6 conversion gateway 220 encapsulates the IPv4 packet received from the IPv4 Internet 40 using the IPv6 header or converts the IPv6 packet to the EPCE router 210.
  • the IPv6 router 230 is a gateway for communication connection between the IPv6 carrier network 30 and the IPv6 Internet 50.
  • the eNodeB 200 communicates control data in the control plane with the virtual service device 100.
  • the eNodeB 200 communicates user data in the user plane with the EPCE router 210.
  • the virtual service device 100 is arranged on the cloud and may be configured by a plurality of devices. Therefore, even when a large amount of control data is exchanged with a large number of mobile stations 300 at a time, the control data processing can be distributed using a plurality of devices, for example. Moreover, even if user data increases, the influence on communication of control data between the mobile station 300 and the virtual service apparatus 100 can be suppressed.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of functional blocks of the virtual service device 100.
  • the virtual service device 100 includes a mobility management entity (MME) 110 and a route information distribution system 120.
  • MME mobility management entity
  • the virtual service device 100 further includes a first virtual gateway 130 and a second virtual gateway 140 as virtual gateways.
  • the MME 110 performs mobility management of the mobile station 300 and authentication of the mobile station 300 in cooperation with HSS (Home Subscriber Server).
  • HSS Home Subscriber Server
  • the first virtual gateway 130 virtually functions as an SGW (Serving Gateway).
  • the virtual service device 100 may include at least one first virtual gateway 130 for at least one eNodeB 200.
  • the second virtual gateway 140 virtually functions as a PGW (Packet Data Network Gateway).
  • the virtual service device 100 may include at least one second virtual gateway 140 for at least one first virtual gateway 130.
  • the MME 110 includes a communication setting information acquisition unit 112.
  • the communication setting information acquisition unit 112 virtually executes communication establishment sequence between the virtual gateway corresponding to the EPCE router 210 and the mobile station 300, thereby obtaining communication setting information between the virtual gateway and the mobile station 300. get.
  • each first virtual gateway 130 may have the communication setting information acquisition unit 112 and acquire the communication setting information.
  • the route information distribution system 120 manages route information of the EPCE router 210.
  • the route information distribution system 120 includes a routing control unit 122.
  • the routing control unit 122 controls routing by the EPCE router 210 based on the communication setting information.
  • the communication setting information acquisition unit 112 includes, as communication setting information, network identification information (APN) that identifies a communication network to which the mobile station 300 is connected, base station identification information that identifies the eNodeB 200 that houses the mobile station 300, and a virtual gateway Virtual gateway identification information for identifying
  • the routing control unit 122 may update route information that the EPCE router 210 refers to in order to control routing based on the network identification information, the base station identification information, and the virtual gateway identification information.
  • the communication setting information acquisition unit 112 uses, as base station identification information, a first corresponding to the eNodeB 200 for identifying a tunnel that is virtually formed between the virtual gateway and the eNodeB 200 that accommodates the mobile station 300 by the communication establishment sequence. Tunnel identification information may be acquired.
  • the communication setting information acquisition unit 112 may acquire the second tunnel identification information corresponding to the virtual gateway for identifying the tunnel virtually formed between the virtual gateway and the eNodeB 200 as the virtual gateway identification information. .
  • the routing control unit 122 may update route information that the physical gateway refers to control routing based on the network identification information, the first tunnel identification information, and the second tunnel identification information.
  • the communication setting information acquisition unit 112 uses the IP address of the eNodeB 200 for identifying the eNB-SGW tunnel virtually formed between the eNodeB 200 and the first virtual gateway 130 by the communication establishment sequence as the first tunnel identification information. (ENB S1-U Address) and the first tunnel identification code (eNB TEID) generated by the eNodeB 200 may be acquired.
  • the communication setting information acquisition unit 112 is generated as the second tunnel identification information by the first virtual gateway 130 and the IP address (SGW S1-U Address) of the first virtual gateway 130 for identifying the eNB-SGW tunnel.
  • the second tunnel identification code (SGW TEID) may be acquired.
  • the routing control unit 122 may generate destination IPv6 route information corresponding to the mobile station 300 based on the network identification information (APN) and the second tunnel identification code (SGW TEID).
  • the routing control unit 122 uses the IPv4 address (UE Address) of the mobile station 300 generated by the second virtual gateway 140 and the network identification.
  • IPv6 route information of the destination corresponding to the mobile station 300 may be generated based on the information (APN) and the second tunnel identification code (SGW TEID).
  • the routing control unit 122 generates a next hop address corresponding to the route information of the destination of the mobile station 300 based on the first tunnel identification information (eNB S1-U Address, eNB TEID), and the generated route information and
  • the route table may be updated by associating the generated next hop address and registering it in the route table.
  • the eNodeB 200 When the eNodeB 200 receives the first packet having the IPv4 header from the mobile station 300, the eNodeB 200 encapsulates the first packet with the second tunnel identification code (SGW TEID) and transfers the encapsulated first packet to the EPCE router 210. To do. After decapsulating the encapsulated first packet, the EPCE router 210 includes the network identification information (APN), the second tunnel identification code (SGW TEID), and the IP address (UE Address) of the mobile station 300 as the source address. The first packet is re-encapsulated by the IPv6 header, and the re-encapsulated first packet is transmitted to the IPv4 Internet 40 which is a communication network to which the mobile station 300 is connected.
  • APN network identification information
  • SGW TEID the second tunnel identification code
  • UE Address IP address
  • the EPCE router 210 When the EPCE router 210 receives the second packet having the IPv4 header encapsulated by the IPv6 header, the EPCE router 210 refers to the path information and identifies the network identification information (APN) indicated in the destination address of the IPv6 header of the second packet.
  • the first tunnel identification information (eNB S1-U Address, eNB TEID) is specified as the next hop address corresponding to the second tunnel identification code (SGW TEID).
  • the EPCE router 210 re-encapsulates the second packet using the IP address (eNB S1-U Address) and the first tunnel identification code (eNB TEID) of the eNodeB 200 included in the identified first tunnel identification information, and re-encapsulates the second packet.
  • the converted second packet is transferred to the eNodeB 200.
  • the eNodeB 200 When the eNodeB 200 receives the third packet having the IPv6 header including the network identification information (APN) and the second tunnel identification code (SGW TEID) as the source address from the mobile station 300, the eNodeB 200 uses the second tunnel identification code to receive the third packet. And the encapsulated third packet is transferred to the EPCE router 210. The EPCE router 210 decapsulates the encapsulated third packet and then sends the third packet toward the IPv6 Internet 50.
  • API network identification information
  • SGW TEID second tunnel identification code
  • the EPCE router 210 When the EPCE router 210 receives the fourth packet including the network identification information (APN) and the second tunnel identification code (SGW TEID) as the destination address of the IPv6 header, the EPCE router 210 refers to the path information and determines the IPv6 of the fourth packet.
  • the first tunnel identification information (eNB S1-U Address, eNB TEID) is specified as the next hop address corresponding to the network identification information and the second tunnel identification code included in the destination address of the header.
  • the EPCE router 210 encapsulates the fourth packet by the IP address (eNB S1-U Address) of the eNodeB 200 and the first tunnel identification code (eNB TEID) included in the identified first tunnel identification information.
  • the fourth packet is transferred to the eNodeB 200.
  • FIG. 3 shows an example of route information held by the EPCE router 210.
  • the route information includes “IPv6 Prefix” corresponding to the destination IP address, the egress interface “Inreface” corresponding to the next hop address, and the next hop address “next_hop (eNB S1-U address, TEID)”.
  • the prefix (subnet number) used in the APN to which the mobile station 300 is connected is “2001: db8”, and the eNB-SGW tunnel formed between the first virtual gateway 130 corresponding to the mobile station 300 and the eNodeB 200.
  • the EPCE router 210 When the second tunnel identification code generated by the first virtual gateway 130 for identifying “0x0a0b0c0d” is used, the EPCE router 210, for example, http://tools.ietf.org/html/draft-savolainen-stateless -32 bits of the second tunnel identification code (SGW TEID) generated by the first virtual gateway 130 for identifying the tunnel between eNB and SGW following the APN Prefix using the method indicated by -pd-01 Is added to the destination IPv6 prefix corresponding to the mobile station 300.
  • SGW TEID second tunnel identification code
  • the routing control unit 122 when the IP address of the eNodeB 200 is “1.1.1.1” and the first tunnel identification code generated by the eNodeB 200 for identifying the tunnel between the eNB and the SGW is “0x1a1b1c1d”, the routing control unit 122 Then, “eNB S1-U ⁇ 1.1.1.1, TEID ⁇ 0x1a1b1c1d / 32” is generated as the next hop address.
  • the next hop address including TEID is defined in RFC 5512 so that, for example, RFC 5512 that defines the next hop address as a tunnel can be extended, GTP is specified as a tunnel type, and the next hop address including TEID can be expressed. May be extended.
  • the mobile station 300 may perform voice packet communication while connected to the Internet.
  • the mobile station 300 establishes a GTP tunnel for Internet service and a GTP tunnel for VoLTE service with the EPCE router 210.
  • the mobile station 300 virtually establishes a plurality of tunnels corresponding to the GTP tunnel for the Internet service and the GTP tunnel for the VoLTE service with the virtual service device 100.
  • a plurality of tunnels established between the eNodeB 200 corresponding to the mobile station 300 and the EPCE router 210 with respect to the IP address of the eNodeB 200 corresponding to the mobile station 300 as the next hop address for the mobile station 300.
  • Route information associated with an endpoint identifier (TEID) may be generated. In this way, by associating a plurality of TEIDs with a single destination IP address, even when a plurality of tunnels are established for one mobile station 300, the EPCE router 210 can Multiple packets can be routed appropriately through each tunnel.
  • TEID endpoint identifier
  • the mobile station 300 Since the mobile station 300 is connected to a plurality of services at the same time, when a plurality of eNB-SGW tunnels are virtually formed between the eNodeB 200 and the first virtual gateway 130, the first virtual gateway 130 is connected to the mobile station 300.
  • the range of the SGW TEID generated from “0x0a0b0c00” to “0x0a0b0cff” 256 tunnels can be expressed by only one IPv6 route “2001: db8: 0a0b: 0c00 :: / 56”.
  • the eNodeB 200 also sets the range of the eNB TEID corresponding to the SGW TEID from “0x1a1b1c00” to “0x1a1b1cff”, so that the next hop address corresponding to the IPv6 route “2001: db8: 0a0b: 0c00 :: / 56” As "eNB S1-U-> 1.1.1.1, TEID-> 0x1a1b1c00 / 24".
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a communication establishment sequence executed between the mobile station 300 and the virtual service device 100 when the mobile station 300 is activated.
  • the mobile station 300 When the mobile station 300 is activated, the mobile station 300 transmits an attach request signal including the APN for identifying the communication network to be connected and the IP address type of the communication network to be connected to the MME 110 via the eNodeB 200 (S100).
  • the IP address type indicates either IPv4, IPv6, or IPv4v6 as the IP address type to be assigned to the mobile station 300.
  • IPv4v6 When the IP address type assigned to the mobile station 300 is IPv4v6, it indicates that the IP address to be assigned to the mobile station 300 is both an IPv4 address and an IPv6 address.
  • the MME 110 that has received the attach request signal communicates with the HSS to authenticate the mobile station 300, and then acquires contract information necessary for bearer setting from the HSS.
  • the MME 110 sets the first virtual gateway (SGW) 130 and the second virtual gateway 140 (PGW) as bearer setting destinations by DNS (Domain Name System) based on the APN notified from the mobile station 300 by the attach request signal.
  • a bearer setting request signal is transmitted to the selected first virtual gateway 130 so as to virtually form an SGW-PGW tunnel between the first virtual gateway 130 and the second virtual gateway 140.
  • the first virtual gateway 130 includes a third tunnel identification code generated by the first virtual gateway 130 for identifying the SGW-PGW tunnel and the IP address of the first virtual gateway 130 according to the bearer setting request signal.
  • the tunnel identification information (FTEID of SGW) is notified to the second virtual gateway 140.
  • the first virtual gateway 130 virtually executes bearer setting processing on the second virtual gateway 140 indicated in the bearer setting request signal (S104). By executing the bearer setting process, an SGW-PGW tunnel is virtually formed between the first virtual gateway 130 and the second virtual gateway 140.
  • the second virtual gateway 140 includes a fourth tunnel identification code generated by the second virtual gateway 140 for identifying the SGW-PGW tunnel and the IP address of the second virtual gateway 140 in the bearer setting process. Identification information (FTEID of PGW) is notified to the first virtual gateway 130.
  • the first virtual gateway 130 When the bearer setting is completed, that is, when the SGW-PGW tunnel is virtually formed, the first virtual gateway 130 virtually forms an eNB-SGW tunnel between the first virtual gateway 130 and the eNodeB 200. Therefore, a bearer setting response signal is transmitted to the MME 110 (S106).
  • the first virtual gateway 130 uses the bearer setup response signal to generate a second tunnel identification code (SGW TEID) generated by the first virtual gateway 130 for identifying the eNB-SGW tunnel and the eNodeB 200 side of the first virtual gateway 130.
  • the second tunnel identification information (SGW FTEID: SGW S1-U Address, SGW TEID) including the IP address (SGW S1-U Address) is notified to the MME 110.
  • the MME 110 When receiving the bearer setup response signal, the MME 110 notifies the eNodeB 200 of the second tunnel identification information (SGW FTEID) indicated in the bearer setup response signal as a radio bearer setup request signal (S108).
  • the radio bearer setting request signal includes an attach acceptance signal to the mobile station 300.
  • the eNodeB 200 When the eNodeB 200 receives the radio bearer setting request signal, the eNodeB 200 transmits an attach acceptance signal to the mobile station 300 when establishing a radio bearer with the mobile station 300. Next, the eNodeB 200 receives the radio bearer setup response signal from the mobile station 300, and uses the first tunnel identification code generated by the eNodeB 200 for identifying the eNB-SGW tunnel as transmission information for the first virtual gateway 130 ( The first tunnel identification information (eNB FTEID: eNB S1-U Address, eNB TEID) including the IP address of the eNodeB 200 and the eNodeB 200 is notified to the MME 110 (S110).
  • the first tunnel identification information eNB FTEID: eNB S1-U Address, eNB TEID
  • the MME 110 notifies the first virtual gateway 130 of the first tunnel identification information received from the eNodeB 200 by transmitting a bearer update request signal to the first virtual gateway 130 (S112). Based on the received first tunnel identification information, the first virtual gateway 130 virtually forms an eNB-SGW tunnel with the eNodeB 200, and transmits a bearer update response signal to the MME 110 (S114).
  • the communication setting information acquisition unit 112 of the MME 110 the network identification information (APN) acquired in the communication establishment sequence, the first tunnel identification information (eNB FTEID: eNB S1 -Route information update request signal including U Address, eNB TEID) and second tunnel identification information (SGW FTEID: SGW SI-U Address, SGW TEID) is notified to the route information distribution system 120 (S116).
  • the first tunnel identification information eNB FTEID: eNB S1 -Route information update request signal including U Address, eNB TEID
  • SGW FTEID SGW SI-U Address, SGW TEID
  • the routing control unit 122 of the route information distribution system 120 receives the route of the destination corresponding to the mobile station 300 based on the network identification information (APN) and the second tunnel identification code (SGW TEID). Is generated. In addition, the routing control unit 122 generates a next hop address corresponding to the destination route of the mobile station 300 based on the first tunnel identification information (eNB S1-U Address, eNB TEID).
  • APN network identification information
  • SGW TEID second tunnel identification code
  • the route information distribution system 120 transmits to the EPCE router 210 a route information update signal including route information including the generated destination route and the generated next hop address (S118).
  • the EPCE router 210 registers the route information indicated by the route information update signal in the route table, and updates the route table.
  • the route information distribution system 120 advertises to all the EPCE routers 210 related to the route information generated by the routing control unit 122 (S120).
  • a route information distribution system that distributes route information to a plurality of EPCE routers may use a route reflector (RR) method device defined by RFC4456 that distributes route information using BGP (Border Gateway Protocol). Alternatively, XMPP or other PubSub systems may be used.
  • RR route reflector
  • the EPCE router 210 Based on the routing table updated by the routing information update signal, the EPCE router 210 transmits the user data in the user plane to the eNodeB 200 via the GTP tunnel as if there is an eNB-SGW tunnel with the eNodeB 200. Via the mobile station 300.
  • the virtual service device 100 arranged on the cloud 20 transmits and receives control data in the control plane to and from the eNodeB 200, thereby executing a communication establishment sequence with the mobile station 300 via the eNodeB 200.
  • the communication setting information acquisition unit 112 acquires network identification information, base station identification information, and virtual gateway identification information as communication setting information.
  • the routing control unit 122 updates route information that the EPCE router 210 refers to in order to control routing.
  • the eNodeB 200 transmits / receives control data in the control plane to / from the virtual service device 100, and transmits / receives user data in the user plane to / from the EPCE router 210.
  • the virtual service device 100 may be configured by a plurality of devices arranged on the cloud. Therefore, even when a large amount of control data is exchanged with a large number of mobile stations 300 at a time, control data processing can be distributed using a plurality of devices functioning as the virtual service device 100. Even if the processing of user data increases, the device that processes the control data and the device that processes the user data are physically separated, so that adverse effects on the processing of the control data can be suppressed.
  • FIG. 5 shows a sequence in which the mobile station 300 transmits an IPv4 packet to the IPv4 Internet 40, and a sequence in which the mobile station 300 receives an IPv4 packet from the IPv4 Internet 40.
  • the mobile station 300 transmits a packet P1 having an IPv4 header to the eNodeB 200 (S200).
  • the eNodeB 200 encapsulates the packet P1 with the IP header having the SGW S1-U IP address as the destination address and the GTP header including the second tunnel identification code (SGW TEID), and the encapsulated packet P1 is the EPCE router 210.
  • SGW TEID second tunnel identification code
  • the E-UTRAN / EPC 10 which is a network for transferring the packet P 1, is configured to send a packet having the SGW S1-U IP address as the destination address to the EPCE router 210.
  • the EPCE router 210 decapsulates the packet P1, and then refers to the IPv4 header of the packet P1 to identify the APN and the IP address (UE Address) of the mobile station 300.
  • the EPCE router 210 uses the IPv6 header including the network identification information (APN), the second tunnel identification code (SGW TEID), and the IP address (UE Address) of the mobile station 300 as a source address in the decapsulated packet P1. Is re-encapsulated or converted to IPv6, and the packet P1 converted to IPv6 is transmitted to the IPv6 carrier network toward the V4V6 conversion gateway 220 (S204).
  • the V4V6 conversion gateway 220 decapsulates the received packet P1, removes the IPv6 header or performs IPv4 conversion, and sends the packet P1 to the IPv4 Internet 40, which is a communication network to which the mobile station 300 is connected (S206).
  • the V4V6 translation gateway 220 When the V4V6 translation gateway 220 receives the packet P2 destined for the mobile station 300 having the IPv4 header (S210), the V4V6 translation gateway 220 receives the IP address (UE Address) of the destination mobile station 300 indicated by the IPv4 destination address. From the IPv6 header, the IPv6 address including the network identification information (APN), the second tunnel identification code (SGW TEID) and the IP address (UE Address) of the mobile station 300 is specified, and the specified IPv6 address is the destination address. The packet P2 is encapsulated or IPv6 converted, and the IPv6 packet P2 is transmitted to the EPCE router 210 (S212).
  • the EPCE router 210 When receiving the packet P2, the EPCE router 210 refers to the route information, and sets the first hop address corresponding to the network identification information (APN) and the second tunnel identification code (SGW TEID) indicated in the IPv6 destination address. After identifying the tunnel identification information (eNB S1-U Address, eNB TEID), the packet P2 is decapsulated or converted to IPv4.
  • APN network identification information
  • SGW TEID second tunnel identification code
  • the EPCE router 210 uses the IP header having the destination address to be the eNB S1-U Address of the eNodeB 200 included in the specified first tunnel identification information, and the GTP header including the first tunnel identification code (eNB TEID) to generate the packet P2 Is re-encapsulated, and the re-encapsulated packet P2 is transferred to the eNodeB 200 (S214).
  • eNB TEID first tunnel identification code
  • the eNodeB 200 decapsulates the received packet P2, and then transmits the packet P2 to the mobile station 300 having a radio bearer corresponding to the eNB TEID indicated in the GTP header (S216).
  • FIG. 6 shows a sequence in which the mobile station 300 transmits an IPv6 packet to the IPv6 Internet 50, and a sequence in which the mobile station 300 receives an IPv6 packet from the IPv6 Internet 50.
  • the mobile station 300 transmits an IPv6 packet P3 having an IPv6 header including network identification information (APN) and a second tunnel identification code (SGW TEID) as a source address to the eNodeB 200 (S300).
  • APN network identification information
  • SGW TEID second tunnel identification code
  • the eNodeB 200 encapsulates the received packet P3 with the GTP header including the IP header having the SGW S1-U IP address as the destination address and the second tunnel identification code (SGW TEID), and transmits the result to the EPCE router 210 (S302). ).
  • the E-UTRAN / EPC 10 which is a network for transferring the packet P 1, is configured to send a packet having the SGW S1-U IP address as the destination address to the EPCE router 210.
  • the EPCE router 210 decapsulates the packet P3, and then transmits the packet P3 to the IPv6 carrier network 30 based on the routing result and the routing result based on the IPv6 destination address of the packet P3.
  • the IPv6 router 230 receives the packet P3 (S304).
  • the IPv6 router 230 transmits the received packet P3 toward the IPv6 Internet 50 (S306).
  • the IPv6 router 230 When the IPv6 router 230 receives the IPv6 packet P4 having the IPv6 header including the network identification information (APN) and the second tunnel identification code (SGW TEID) as the destination address (S310), the IPv6 router 230 EPCPs the packet P4. Transfer to the IPv6 carrier network 30 toward the router 210 (S312).
  • the IPv6 carrier network 30 is configured to send an IPv6 packet including the network identification information (APN) and the second tunnel identification code (SGW TEID) as the destination address to the EPCE router 210.
  • the EPCE router 210 When receiving the packet P4, the EPCE router 210 refers to the route information, and the first tunnel identification information (as the next hop address corresponding to the network identification information and the second tunnel identification code included in the IPv6 destination address of the packet P4) eNB S1-U Address, eNB TEID) is specified.
  • the EPCE router 210 includes an IP header that uses the IP address (eNB S1-U Address) of the eNodeB 200 included in the identified first tunnel identification information as a destination address, and a GTP header that includes a first tunnel identification code (eNB TEID).
  • the packet P4 is encapsulated, and the encapsulated packet P4 is transferred to the eNodeB 200 (S314).
  • the eNodeB 200 decapsulates the packet P4 and transmits the packet P4 to the mobile station 300 having a radio bearer corresponding to the eNB TEID indicated in the GTP header of the packet P4 (S316).
  • the virtual service device 100 that processes control data communicated on the control plane and the EPCE router 210 that processes user data communicated on the user plane are physically separated. Has been. Thereby, even when the processing load of control data or user data increases with the increase in the number of mobile stations 300, the system can be flexibly changed individually in accordance with the processing load.
  • Each unit included in the virtual service device 100 installs a program recorded on a computer-readable recording medium that performs various processes related to a communication establishment sequence and routing, and causes the computer to execute the program. It may be configured. That is, even if the virtual service device 100 is configured by causing the computer to function as each unit included in the virtual service device 100 by causing the computer to execute programs for performing various processes related to the communication establishment sequence and routing of the virtual service device 100. Good.
  • the computer has various memories such as a CPU, ROM, RAM, and EEPROM (registered trademark), a communication bus, and an interface.
  • the CPU reads and sequentially executes a processing program stored in the ROM as firmware in advance, thereby enabling a virtual service device. It functions as 100.

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Abstract

　通信システムは、移動局と通信ネットワークとを接続する物理ゲートウェイによるルーティングを制御する。通信システムは、通信設定情報取得部およびルーティング制御部を備える。通信設定情報取得部は、物理ゲートウェイに対応する仮想ゲートウェイと移動局との間で通信確立シーケンスを実行することにより、仮想ゲートウェイと移動局との間の通信設定情報を取得する。ルーティング制御部は、通信設定情報に基づいて、物理ゲートウェイによるルーティングを制御する。

Description

通信システムおよびプログラム
　本発明は、通信システムおよびプログラムに関する。
　特許文献１には、ＥＰＣ（Ｅｖｏｌｖｅｄ　Ｐａｃｋｅｔ　Ｃｏｒｅ）において、ユーザ装置（ＵＥ）の移動に合わせて、ＰＧＷ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｇａｔｅｗａｙ）を再選択し、デフォルトベアラを再確立することにより、ユーザデータの伝送遅延改善およびＥＰＣ内のネットワークリソースの効率化を実現するシステムが記載されている。
　特許文献１　特開２０１１－２１７３９７
　ＥＰＣのような通信システムにおいて、より柔軟にシステム変更を可能にすることが望まれている。
　本発明の一態様に係る通信システムは、移動局と通信ネットワークとを接続する物理ゲートウェイによるルーティングを制御する通信システムであって、物理ゲートウェイに対応する仮想ゲートウェイと移動局との間で通信確立シーケンスを実行することにより、仮想ゲートウェイと移動局との間の通信設定情報を取得する通信設定情報取得部と、通信設定情報に基づいて、物理ゲートウェイによるルーティングを制御するルーティング制御部とを備える。
　上記通信システムにおいて、通信設定情報取得部は、通信設定情報として、通信ネットワークを識別するネットワーク識別情報、移動局を収容する基地局を識別する基地局識別情報、および仮想ゲートウェイを識別する仮想ゲートウェイ識別情報を取得し、ルーティング制御部は、ネットワーク識別情報、基地局識別情報および仮想ゲートウェイ識別情報に基づいて、物理ゲートウェイがルーティングを制御するために参照する経路情報を更新してもよい。
　上記通信システムにおいて、通信設定情報取得部は、基地局識別情報として、通信確立シーケンスによって仮想ゲートウェイと基地局との間に仮想的に形成されるトンネルを識別するための基地局に対応する第１トンネル識別情報を取得し、仮想ゲートウェイ識別情報として、トンネルを識別するための仮想ゲートウェイに対応する第２トンネル識別情報を取得し、ルーティング制御部は、ネットワーク識別情報、第１トンネル識別情報および第２トンネル識別情報に基づいて、物理ゲートウェイがルーティングを制御するために参照する経路情報を更新してもよい。
　上記通信システムにおいて、通信設定情報取得部は、第１トンネル識別情報として、基地局のＩＰアドレス、およびトンネルを識別する基地局により生成される第１トンネル識別符号を取得し、第２トンネル識別情報として、仮想ゲートウェイのＩＰアドレス、およびトンネルを識別する仮想ゲートウェイにより生成される第２トンネル識別符号を取得し、経路情報は、宛先のＩＰアドレスと、宛先のＩＰアドレスに対する次中継点を示すネクストホップアドレスとを対応付けて含み、ルーティング制御部は、ネットワーク識別情報と第２トンネル識別符号とに基づいて移動局に対応する宛先の経路を生成し、基地局のＩＰアドレスおよび第１トンネル識別符号に基づいて移動局の宛先のＩＰアドレスに対応するネクストホップアドレスを生成し、生成された宛先のＩＰアドレスおよび生成されたネクストホップアドレスを対応付けた経路情報を経路表に登録することで、経路情報を更新してもよい。
　上記通信システムにおいて、基地局は、移動局からＩＰｖ４ヘッダを有する第１パケットを受信した場合、第２トンネル識別情報により第１パケットをカプセル化して、カプセル化された第１パケットを物理ゲートウェイに転送し、物理ゲートウェイは、カプセル化された第１パケットをデカプセル化した後、ネットワーク識別情報、第２トンネル識別符号および移動局のＩＰアドレスをソースアドレスとして含むＩＰｖ６ヘッダにより第１パケットを再カプセル化して、再カプセル化された第１パケットを通信ネットワークに向けて送出してもよい。
　上記通信システムにおいて、物理ゲートウェイは、移動局に向けたＩＰｖ６ヘッダによりカプセル化されたＩＰｖ４ヘッダを有する第２パケットを受信した場合、経路情報を参照して、第２パケットの前記ＩＰｖ６ヘッダのデスティネーションアドレスに示されるネットワーク識別情報および第２トンネル識別符号に対応するネクストホップアドレスとして第１トンネル識別情報を特定し、特定された第１トンネル識別情報により、第２パケットを再カプセル化して、再カプセル化された第２パケットを基地局に転送してもよい。
　上記通信システムにおいて、基地局は、移動局から、ネットワーク識別情報および第２トンネル識別符号をソースアドレスに含むＩＰｖ６ヘッダを有する第３パケットを受信した場合、第２トンネル識別情報により第３パケットをカプセル化して、カプセル化された第３パケットを物理ゲートウェイに転送し、物理ゲートウェイは、カプセル化された第３パケットをデカプセル化した後、第３パケットを通信ネットワークに向けて送出してもよい。
　上記通信システムにおいて、物理ゲートウェイは、ＩＰｖ６ヘッダとしてネットワーク識別情報および第２トンネル識別符号をデスティネーションアドレスとして含む第４パケットを受信した場合、経路情報を参照して、第４パケットのＩＰｖ６ヘッダのデスティネーションアドレスに含まれるネットワーク識別情報および第２トンネル識別符号に対応するネクストホップアドレスとして第１トンネル識別情報を特定し、特定された第１トンネル識別情報により、第４パケットをカプセル化して、カプセル化された第４パケットを基地局に転送してもよい。
　上記通信システムにおいて、通信設定情報取得部およびルーティング制御部は、クラウド上に配置されてもよい。上記通信システムは、クラウド上に配置された仮想ゲートウェイをさらに備えてもよい。上記通信システムは、物理ゲートウェイをさらに備えてもよい。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本実施形態に係る通信システムのネットワーク構成の一例を示す図である。 仮想サービス装置の機能ブロックの一例を示す図である。 経路情報の一例を示す図である。 移動局が起動した場合に、移動局と仮想サービス装置との間で実行される通信確立シーケンスの一例を示す図である。 移動局がＩＰｖ４パケットを送受信する場合のシーケンスを示す図である。 移動局がＩＰｖ６パケットを送受信する場合のシーケンスを示す図である。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、本実施形態に係る通信システムのネットワーク構成の一例を示す図である。通信システムは、仮想サービス装置１００、ｅＮｏｄｅＢ（基地局）２００、ＥＰＣＥ（ＥＰＣ　Ｅｄｇｅ）ルータ２１０、Ｖ４Ｖ６変換ゲートウェイ２２０、ＩＰｖ６ルータ２３０、および移動局（ＵＥ）３００を備える。
　ｅＮｏｄｅＢ２００は、自己のセル内に存在する移動局３００を収容する。ｅＮｏｄｅＢ２００は、Ｅ－ＵＴＲＡＮ／ＥＰＣ１０を介してＥＰＣＥルータ２１０と通信する。Ｅ－ＵＴＲＡＮ／ＥＰＣ１０は、クラウド２０に通信接続されている。クラウド２０上には、仮想サービス装置１００が配置されている。
　ＥＰＣＥルータ２１０は、Ｅ－ＵＴＲＡＮ／ＥＰＣ１０とＩＰｖ６キャリアネットワーク３０とを通信接続するゲートウェイである。ＥＰＣＥルータ２１０は、ＩＰｖ６キャリアネットワーク３０を介してＶ４Ｖ６変換ゲートウェイ２２０またはＩＰｖ６ルータ２３０と通信する。
　Ｖ４Ｖ６変換ゲートウェイ２２０は、ＩＰｖ６キャリアネットワーク３０とＩＰｖ４インターネット４０とを通信接続するゲートウェイである。ＩＰｖ６ルータ２３０は、ＩＰｖ６キャリアネットワーク３０とＩＰｖ６インターネット５０とを通信接続するゲートウェイである。
　ＥＰＣＥルータ２１０は、移動局３００と通信ネットワークであるＩＰｖ４インターネット４０またはＩＰｖ６インターネット５０とを接続する物理ゲートウェイの一例である。
　仮想サービス装置１００は、ｅＮｏｄｅＢ２００を介して移動局３００と制御プレーンにおいて制御データを送受信することで、仮想サービス装置１００と移動局３００との間で、移動局３００を収容するｅＮｏｄｅＢ２００を介して通信確立シーケンスを実行する。仮想サービス装置１００は、通信確立シーケンスを実行することにより、仮想サービス装置１００とｅＮｏｄｅＢ２００との間に仮想的にトンネルを形成する。移動局３００がｅＮｏｄｅＢ２００間をハンドオーバーすると、仮想サービス装置１００は、仮想サービス装置１００と移動局３００との間で、移動局３００を収容するハンドオーバー先のｅＮｏｄｅＢ２００を介して通信確立シーケンスを実行し、仮想サービス装置１００とハンドオーバー先のｅＮｏｄｅＢ２００との間に仮想的に新たなトンネルを形成する。
　ＥＰＣＥルータ２１０は、ユーザプレーンにおいて移動局３００からｅＮｏｄｅＢ２００を介して受信したユーザデータをＩＰｖ６キャリアネットワーク３０に向けて転送する。ＥＰＣＥルータ２１０は、ユーザプレーンにおいてＩＰｖ６キャリアネットワーク３０から受信した移動局３００向けのユーザデータを、ｅＮｏｄｅＢ２００を介して移動局３００に転送する。
　ＥＰＣＥルータ２１０は、ルーティングを制御するために参照する経路情報を保持してもよい。経路情報は、例えば、宛先のＩＰアドレスと、宛先のＩＰアドレスに対する次中継点を示すネクストホップアドレスとを対応付けて含むルーティングテーブルである。ＥＰＣＥルータ２１０は、パケットを受信すると、経路情報を参照して、そのパケットの転送先を決定し、決定した転送先にそのパケットを転送する。
　仮想サービス装置１００は、移動局３００の起動時、または移動局３００のハンドオーバー時などに、移動局３００との間で実行される通信確立シーケンスにより得られる通信設定情報に基づいて、ＥＰＣＥルータ２１０の経路情報を更新する。
　Ｖ４Ｖ６変換ゲートウェイ２２０は、ＩＰｖ６キャリアネットワーク３０とＩＰｖ４インターネット４０とを通信接続するゲートウェイである。Ｖ４Ｖ６変換ゲートウェイ２２０は、ＩＰｖ６ヘッダでカプセル化されたＩＰｖ４パケットをＩＰｖ６キャリアネットワーク３０を介して受信すると、デカプセル化した後、ＩＰｖ４パケットとして、ＩＰｖ４インターネット４０に向けて送信するＲＦＣ６３３３で定義されるＡＦＴＲ（Ａｄｄｒｅｓｓ－Ｆａｍｉｌｙ　Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ　Ｒｏｕｔｅｒ）方式の機器であってもよいし、受信したＩＰｖ６パケットをＩＰｖ４パケットに変換し、またその逆変換を行うＮＡＴ６４を利用した変換方式であるＲＦＣ６８７７で定義された４６４ＸＬＡＴ方式の機器であってもよい。Ｖ４Ｖ６変換ゲートウェイ２２０は、ＩＰｖ４インターネット４０から受信したＩＰｖ４パケットをＩＰｖ６ヘッダでカプセル化、またはＩＰｖ６変換した後、ＥＰＣＥルータ２１０に転送する。
　ＩＰｖ６ルータ２３０は、ＩＰｖ６キャリアネットワーク３０とＩＰｖ６インターネット５０とを通信接続するゲートウェイである。
　上記のように構成された通信システムによれば、ｅＮｏｄｅＢ２００は、制御プレーンにおける制御データを仮想サービス装置１００と通信する。また、ｅＮｏｄｅＢ２００は、ユーザプレーンにおけるユーザデータをＥＰＣＥルータ２１０と通信する。仮想サービス装置１００は、クラウド上に配置されており、複数の装置により構成してもよい。よって、多数の移動局３００との間で一度に大量の制御データをやり取りする場合でも、制御データの処理を例えば複数の装置を用いて分散処理できる。また、ユーザデータが増大しても、移動局３００と仮想サービス装置１００との間の制御データの通信への影響を抑制できる。
　図２は、仮想サービス装置１００の機能ブロックの一例を示す図である。仮想サービス装置１００は、モビティティ管理エンティティ（ＭＭＥ）１１０、および経路情報配信システム１２０を備える。仮想サービス装置１００は、仮想ゲートウェイとして第１仮想ゲートウェイ１３０、および第２仮想ゲートウェイ１４０をさらに備える。
　ＭＭＥ１１０は、移動局３００の移動管理、およびＨＳＳ（Ｈｏｍｅ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｓｅｒｖｅｒ）と連携して移動局３００の認証などを行う。第１仮想ゲートウェイ１３０は、仮想的にＳＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ　Ｇａｔｅｗａｙ）として機能する。仮想サービス装置１００は、少なくとも１つのｅＮｏｄｅＢ２００に対して少なくとも１つの第１仮想ゲートウェイ１３０を備えてもよい。
　第２仮想ゲートウェイ１４０は、仮想的にＰＧＷ（Ｐａｃｋｅｔ　Ｄａｔａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｇａｔｅｗａｙ）として機能する。仮想サービス装置１００は、少なくとも１つの第１仮想ゲートウェイ１３０に対して少なくとも１つの第２仮想ゲートウェイ１４０を備えてもよい。
　ＭＭＥ１１０は、通信設定情報取得部１１２を有する。通信設定情報取得部１１２は、ＥＰＣＥルータ２１０に対応する仮想ゲートウェイと移動局３００との間で仮想的に通信確立シーケンスを実行することにより、仮想ゲートウェイと移動局３００との間の通信設定情報を取得する。ＭＭＥ１１０が通信設定情報取得部を持たない場合、それぞれの第１仮想ゲートウェイ１３０が通信設定情報取得部１１２を有し、通信設定情報を取得する構成としてもよい。
　経路情報配信システム１２０は、ＥＰＣＥルータ２１０の経路情報を管理する。経路情報配信システム１２０は、ルーティング制御部１２２を有する。ルーティング制御部１２２は、通信設定情報に基づいて、ＥＰＣＥルータ２１０によるルーティングを制御する。
　通信設定情報取得部１１２は、通信設定情報として、移動局３００の接続先の通信ネットワークを識別するネットワーク識別情報（ＡＰＮ）、移動局３００を収容するｅＮｏｄｅＢ２００を識別する基地局識別情報、および仮想ゲートウェイを識別する仮想ゲートウェイ識別情報を取得してもよい。ルーティング制御部１２２は、ネットワーク識別情報、基地局識別情報および仮想ゲートウェイ識別情報に基づいて、ＥＰＣＥルータ２１０がルーティングを制御するために参照する経路情報を更新してもよい。
　通信設定情報取得部１１２は、基地局識別情報として、通信確立シーケンスによって仮想ゲートウェイと移動局３００を収容するｅＮｏｄｅＢ２００との間に仮想的に形成されるトンネルを識別するためのｅＮｏｄｅＢ２００に対応する第１トンネル識別情報を取得してもよい。通信設定情報取得部１１２は、仮想ゲートウェイ識別情報として、仮想ゲートウェイとｅＮｏｄｅＢ２００との間に仮想的に形成されるトンネルを識別するための仮想ゲートウェイに対応する第２トンネル識別情報を取得してもよい。ルーティング制御部１２２は、ネットワーク識別情報、第１トンネル識別情報および第２トンネル識別情報に基づいて、物理ゲートウェイがルーティングを制御するために参照する経路情報を更新してもよい。
　通信設定情報取得部１１２は、第１トンネル識別情報として、通信確立シーケンスによってｅＮｏｄｅＢ２００と第１仮想ゲートウェイ１３０との間に仮想的に形成されるｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルを識別するためのｅＮｏｄｅＢ２００のＩＰアドレス（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ）、およびｅＮｏｄｅＢ２００によって生成される第１トンネル識別符号（ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）を取得してもよい。通信設定情報取得部１１２は、第２トンネル識別情報として、ｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルを識別するための第１仮想ゲートウェイ１３０のＩＰアドレス（ＳＧＷ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ）、および第１仮想ゲートウェイ１３０によって生成される第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）を取得してもよい。
　ルーティング制御部１２２は、ネットワーク識別情報（ＡＰＮ）と第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）とに基づいて移動局３００に対応する宛先のＩＰv６経路情報を生成してもよい。ルーティング制御部１２２は、移動局３００のＩＰｖ４アドレスに対応する経路情報を生成する場合、ルーティング制御部１２２は、第２仮想ゲートウェイ１４０が生成した移動局３００のＩＰv４アドレス（ＵＥ　Ａｄｄｒｅｓｓ）と、ネットワーク識別情報（ＡＰＮ）と第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）とに基づいて移動局３００に対応する宛先のＩＰｖ６経路情報を生成してもよい。また、ルーティング制御部１２２は、第１トンネル識別情報（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ，ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）に基づいて移動局３００の宛先の経路情報に対応するネクストホップアドレスを生成し、生成された経路情報および生成されたネクストホップアドレスを対応付けて経路表に登録することで、経路表を更新してもよい。
　ｅＮｏｄｅＢ２００は、移動局３００からＩＰｖ４ヘッダを有する第１パケットを受信した場合、第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）により第１パケットをカプセル化して、カプセル化された第１パケットをＥＰＣＥルータ２１０に転送する。ＥＰＣＥルータ２１０は、カプセル化された第１パケットをデカプセル化した後、ネットワーク識別情報（ＡＰＮ）、第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）および移動局３００のＩＰアドレス（ＵＥ　Ａｄｄｒｅｓｓ）をソースアドレスとして含むＩＰｖ６ヘッダにより第１パケットを再カプセル化して、再カプセル化された第１パケットを、移動局３００の接続先の通信ネットワークであるＩＰｖ４インターネット４０に向けて送出する。
　ＥＰＣＥルータ２１０は、ＩＰｖ６ヘッダによりカプセル化されたＩＰｖ４ヘッダを有する第２パケットを受信した場合、経路情報を参照して、第２パケットのＩＰｖ６ヘッダのデスティネーションアドレスに示されるネットワーク識別情報（ＡＰＮ）および第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）に対応するネクストホップアドレスとして第１トンネル識別情報（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ，　ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）を特定する。ＥＰＣＥルータ２１０は、特定された第１トンネル識別情報に含まれるｅＮｏｄｅＢ２００のＩＰアドレス（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ）および第１トンネル識別符号（ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）により、第２パケットを再カプセル化して、再カプセル化された第２パケットをｅＮｏｄｅＢ２００に転送する。
　ｅＮｏｄｅＢ２００は、移動局３００から、ネットワーク識別情報（ＡＰＮ）および第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）をソースアドレスとして含むＩＰｖ６ヘッダを有する第３パケットを受信した場合、第２トンネル識別符号により第３パケットをカプセル化して、カプセル化された第３パケットをＥＰＣＥルータ２１０に転送する。ＥＰＣＥルータ２１０は、カプセル化された第３パケットをデカプセル化した後、第３パケットをＩＰｖ６インターネット５０に向けて送出する。
　ＥＰＣＥルータ２１０は、ＩＰｖ６ヘッダのデスティネーションアドレスとしてネットワーク識別情報（ＡＰＮ）および第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）を含む第４パケットを受信した場合、経路情報を参照して、第４パケットのＩＰｖ６ヘッダのデスティネーションアドレスに含まれるネットワーク識別情報および第２トンネル識別符号に対応するネクストホップアドレスとして第１トンネル識別情報（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ，　ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）を特定する。ＥＰＣＥルータ２１０は、特定された第１トンネル識別情報に含まれるｅＮｏｄｅＢ２００のＩＰアドレス（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ）および第１トンネル識別符号（ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）により、第４パケットをカプセル化して、カプセル化された第４パケットをｅＮｏｄｅＢ２００に転送する。
　図３は、ＥＰＣＥルータ２１０が保持する経路情報の一例を示す。経路情報は、宛先のＩＰアドレスに対応する「ＩＰｖ６　Ｐｒｅｆｉｘ」、ネクストホップアドレスに対応する出口のインタフェース「Ｉｎｒｅｆａｃｅ」、およびネクストホップアドレス「ｎｅｘｔ＿ｈｏｐ（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　ａｄｄｒｅｓｓ，ＴＥＩＤ）」を含む。
　ここで、移動局３００が接続するＡＰＮにおいて利用するＰｒｅｆｉｘ（サブネット番号）が「２００１：ｄｂ８」、移動局３００に対応する第１仮想ゲートウェイ１３０とｅＮｏｄｅＢ２００との間に形成されるｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルを識別するための第１仮想ゲートウェイ１３０によって生成される第２トンネル識別符号が「０ｘ０ａ０ｂ０ｃ０ｄ」の場合、ＥＰＣＥルータ２１０は、例えば、http://tools.ietf.org/html/draft-savolainen-stateless-pd-01で示される手法を利用して、ＡＰＮ　Ｐｒｅｆｉｘに続いて、ｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルを識別するための第１仮想ゲートウェイ１３０によって生成される第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）の３２ビットを付加することで、移動局３００に対応する宛先のＩＰｖ６プレフィクスとして、「２００１：ｄｂ８：０ａ０ｂ：０ｃ０ｄ：：／６４」を生成し、生成されたＩＰｖ６プレフィックスを通常のＩＰｖ６アドレス生成手続きに従い移動局３００に通知する。移動局３００は、通知されたＩＰｖ６プレフィクスを用いてＩＰｖ６アドレスを自動生成する。
　また、ｅＮｏｄｅＢ２００のＩＰアドレスが「１．１．１．１」で、ｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルを識別するためのｅＮｏｄｅＢ２００によって生成される第１トンネル識別符号が「０ｘ１ａ１ｂ１ｃ１ｄ」の場合、ルーティング制御部１２２は、ネクストホップアドレスとして、「ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ－＞１．１．１．１，ＴＥＩＤ－＞０ｘ１ａ１ｂ１ｃ１ｄ／３２」を生成する。なお、ＴＥＩＤを含むネクストホップアドレスは、例えば、ネクストホップアドレスをトンネルとして定義するＲＦＣ５５１２を拡張し、トンネルタイプとしてＧＴＰを指定し、かつＴＥＩＤを含むネクストホップアドレスを表現できるように、ＲＦＣ５５１２で定義された方式を拡張してもよい。
　移動局３００は、例えば、インターネットに接続しながら、音声パケット通信をする場合がある。この場合、移動局３００は、ＥＰＣＥルータ２１０との間に、インターネットサービス用のＧＴＰトンネルおよびＶｏＬＴＥサービス用のＧＴＰトンネルを確立する。移動局３００は、仮想サービス装置１００との間に、インターネットサービス用のＧＴＰトンネルおよびＶｏＬＴＥサービス用のＧＴＰトンネルに対応する複数のトンネルを仮想的に確立する。このような場合に、移動局３００に対するネクストホップアドレスとして、移動局３００に対応するｅＮｏｄｅＢ２００のＩＰアドレスに対して、移動局３００に対応するｅＮｏｄｅＢ２００とＥＰＣＥルータ２１０との間に確立される複数のトンネル端点識別子（ＴＥＩＤ）を対応付けた経路情報を生成してもよい。このように、一つの宛先のＩＰアドレスに対して、複数のＴＥＩＤを対応付けることにより、一つの移動局３００に対して複数のトンネルが確立されている場合でも、ＥＰＣＥルータ２１０は、複数のトンネルに対する複数のパケットをそれぞれのトンネルを通じて適切にルーティングできる。
　移動局３００が同時に複数のサービスに接続するため、複数のｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルをｅＮｏｄｅＢ２００と第１仮想ゲートウェイ１３０との間に仮想的に形成する場合において、第１仮想ゲートウェイ１３０は移動局３００に対して生成するＳＧＷ　ＴＥＩＤの範囲を「０ｘ０ａ０ｂ０ｃ００」から「０ｘ０ａ０ｂ０ｃｆｆ」とすることで、１つのＩＰｖ６経路「２００１：ｄｂ８：０ａ０ｂ：０ｃ００：：／５６」のみで、２５６本のトンネルを表現できる。同様に、ｅＮｏｄｅＢ２００も上記ＳＧＷ　ＴＥＩＤに対応するｅＮＢ　ＴＥＩＤの範囲を「０ｘ１ａ１ｂ１ｃ００」から「０ｘ１ａ１ｂ１ｃｆｆ」とすることで、上記ＩＰｖ６経路「２００１：ｄｂ８：０ａ０ｂ：０ｃ００：：／５６」に対応するネクストホップアドレスとして、「ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ－＞１．１．１．１，ＴＥＩＤ－＞０ｘ１ａ１ｂ１ｃ００／２４」として表現してもよい。
　図４は、移動局３００が起動した場合に、移動局３００と仮想サービス装置１００との間で実行される通信確立シーケンスの一例を示す図である。
　移動局３００が起動すると、移動局３００は、接続先の通信ネットワークを識別するＡＰＮ、および接続先の通信ネットワークのＩＰアドレスタイプを含むアタッチ要求信号をｅＮｏｄｅＢ２００を介してＭＭＥ１１０に送信する（Ｓ１００）。ＩＰアドレスタイプは、移動局３００に割り当てるべきＩＰアドレスのタイプとして、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６、またはＩＰｖ４ｖ６のいずれかを示す。なお、移動局３００に割り当てるＩＰアドレスのタイプが、ＩＰｖ４ｖ６の場合には、移動局３００に割り当てるべきＩＰアドレスが、ＩＰｖ４アドレスおよびＩＰｖ６アドレスの両方であることを示す。
　アタッチ要求信号を受信したＭＭＥ１１０は、ＨＳＳと通信して移動局３００の認証を行った後、ＨＳＳからベアラ設定に必要な契約情報を取得する。そして、ＭＭＥ１１０は、アタッチ要求信号により移動局３００から通知されたＡＰＮに基づいて、ＤＮＳ（Ｄｏｍａｉｎ　Ｎａｍｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）によりベアラ設定先の第１仮想ゲートウェイ（ＳＧＷ）１３０および第２仮想ゲートウェイ１４０（ＰＧＷ）を選択し、選択された第１仮想ゲートウェイ１３０に対して、第１仮想ゲートウェイ１３０と第２仮想ゲートウェイ１４０との間に仮想的にＳＧＷ－ＰＧＷ間トンネルを形成すべく、ベアラ設定要求信号を送信する（Ｓ１０２）。第１仮想ゲートウェイ１３０は、ベアラ設定要求信号により、ＳＧＷ－ＰＧＷ間トンネルを識別するための第１仮想ゲートウェイ１３０によって生成される第３トンネル識別符号および第１仮想ゲートウェイ１３０のＩＰアドレスを含む第３トンネル識別情報（ＦＴＥＩＤ　ｏｆ　ＳＧＷ）を第２仮想ゲートウェイ１４０に通知する。
　第１仮想ゲートウェイ１３０は、ベアラ設定要求信号に示される第２仮想ゲートウェイ１４０に対して仮想的にベアラ設定処理を実行する（Ｓ１０４）。ベアラ設定処理の実行により、第１仮想ゲートウェイ１３０と第２仮想ゲートウェイ１４０との間に仮想的にＳＧＷ－ＰＧＷ間トンネルが形成される。第２仮想ゲートウェイ１４０は、ベアラ設定処理において、ＳＧＷ－ＰＧＷ間トンネルを識別するための第２仮想ゲートウェイ１４０によって生成される第４トンネル識別符号および第２仮想ゲートウェイ１４０のＩＰアドレスを含む第４トンネル識別情報（ＦＴＥＩＤ　ｏｆ　ＰＧＷ）を第１仮想ゲートウェイ１３０に通知する。
　ベアラ設定が完了すると、つまり仮想的にＳＧＷ－ＰＧＷ間トンネルが形成されると、第１仮想ゲートウェイ１３０は、第１仮想ゲートウェイ１３０とｅＮｏｄｅＢ２００との間に仮想的にｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルを形成すべく、ＭＭＥ１１０にベアラ設定応答信号を送信する（Ｓ１０６）。第１仮想ゲートウェイ１３０は、ベアラ設定応答信号により、ｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルを識別するための第１仮想ゲートウェイ１３０によって生成される第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）および第１仮想ゲートウェイ１３０のｅＮｏｄｅＢ２００側のＩＰアドレス（ＳＧＷ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ）を含む第２トンネル識別情報（ＳＧＷ　ＦＴＥＩＤ：ＳＧＷ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ，ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）をＭＭＥ１１０に通知する。
　ベアラ設定応答信号を受信すると、ＭＭＥ１１０は、ベアラ設定応答信号に示される第２トンネル識別情報（ＳＧＷ　ＦＴＥＩＤ）をｅＮｏｄｅＢ２００へ無線ベアラ設定要求信号として通知する（Ｓ１０８）。無線ベアラ設定要求信号には、移動局３００へのアタッチ受け入れ信号も含まれる。
　ｅＮｏｄｅＢ２００は、無線ベアラ設定要求信号を受信すると、移動局３００との間で無線ベアラを確立すると当時に、アタッチ受け入れ信号を移動局３００へ送信する。次いで、ｅＮｏｄｅＢ２００は、移動局３００から無線ベアラ設定応答信号を受信し、第１仮想ゲートウェイ１３０向けの伝達情報として、ｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルを識別するためのｅＮｏｄｅＢ２００によって生成された第１トンネル識別符号（ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）およびｅＮｏｄｅＢ２００のＩＰアドレスを含む第１トンネル識別情報（ｅＮＢ　ＦＴＥＩＤ：ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ，ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）をＭＭＥ１１０に通知する（Ｓ１１０）。
　次いで、ＭＭＥ１１０は、第１仮想ゲートウェイ１３０にベアラ更新要求信号を送信することで、ｅＮｏｄｅＢ２００から受信した第１トンネル識別情報を第１仮想ゲートウェイ１３０に通知する（Ｓ１１２）。第１仮想ゲートウェイ１３０は、受信した第１トンネル識別情報に基づいて、ｅＮｏｄｅＢ２００との間に、仮想的にｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルを形成して、ＭＭＥ１１０にベアラ更新応答信号を送信する（Ｓ１１４）。
　ｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルが仮想的に形成されると、ＭＭＥ１１０の通信設定情報取得部１１２は、上記の通信確立シーケンスにおいて取得したネットワーク識別情報（ＡＰＮ）、第１トンネル識別情報（ｅＮＢ　ＦＴＥＩＤ：ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ，ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）および第２トンネル識別情報（ＳＧＷ　ＦＴＥＩＤ：ＳＧＷ　ＳＩ－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ，ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）を含む経路情報更新要求信号を、経路情報配信システム１２０に通知する（Ｓ１１６）。
　経路情報更新要求信号を受信すると、経路情報配信システム１２０のルーティング制御部１２２は、ネットワーク識別情報（ＡＰＮ）と第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）とに基づいて移動局３００に対応する宛先の経路を生成する。また、ルーティング制御部１２２は、第１トンネル識別情報（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ，ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）に基づいて移動局３００の宛先の経路に対応するネクストホップアドレスを生成する。
　次いで、経路情報配信システム１２０は、生成された宛先の経路および生成されたネクストホップアドレスから成る経路情報を含む経路情報更新信号をＥＰＣＥルータ２１０に送信する（Ｓ１１８）。経路情報更新信号を受信すると、ＥＰＣＥルータ２１０は、経路情報更新信号に示される経路情報を経路表に登録し、経路表を更新する。経路情報配信システム１２０は、ルーティング制御部１２２が生成した経路情報に関わるすべてのＥＰＣＥルータ２１０に広告する（Ｓ１２０）。複数のＥＰＣＥルータに経路情報を配信する経路情報配信システムは、ＢＧＰ（Ｂｏｒｄｅｒ　Ｇａｔｅｗａｙ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて経路情報を配信するＲＦＣ４４５６で定義されるルートリフレクタ（Ｒｏｕｔｅ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ：ＲＲ）方式の機器を用いてもよいし、ＸＭＰＰやその他のＰｕｂＳｕｂシステムを用いてもよい。
　ＥＰＣＥルータ２１０は、経路情報更新信号により更新された経路表に基づいて、ｅＮｏｄｅＢ２００との間にあたかもｅＮＢ－ＳＧＷ間トンネルがあるかのように、ＧＴＰトンネルを介してユーザプレーンにおけるユーザデータをｅＮｏｄｅＢ２００を介して移動局３００との間で送受信する。
　以上の通り、クラウド２０上に配置された仮想サービス装置１００が、制御プレーンにおける制御データをｅＮｏｄｅＢ２００との間で送受信することで、ｅＮｏｄｅＢ２００を介して移動局３００と通信確立シーケンスを実行する。仮想サービス装置１００が通信確立シーケンスを実行することにより、通信設定情報取得部１１２が、通信設定情報として、ネットワーク識別情報、基地局識別情報および仮想ゲートウェイ識別情報を取得する。ルーティング制御部１２２は、ネットワーク識別情報、基地局識別情報および仮想ゲートウェイ識別情報に基づいて、ＥＰＣＥルータ２１０がルーティングを制御するために参照する経路情報を更新する。
　ｅＮｏｄｅＢ２００は、制御プレーンにおける制御データを仮想サービス装置１００との間で送受信し、ユーザプレーンにおけるユーザデータをＥＰＣＥルータ２１０との間で送受信する。仮想サービス装置１００は、クラウド上に配置される複数の装置により構成してもよい。したがって、多数の移動局３００との間で一度に大量の制御データをやり取りする場合でも、制御データの処理を仮想サービス装置１００として機能する複数の装置を用いて分散処理できる。また、ユーザデータの処理が増大しても、制御データを処理する装置とユーザデータを処理する装置とが物理的に分離されているので、制御データの処理への悪影響を抑制できる。
　図５は、移動局３００がＩＰｖ４パケットをＩＰｖ４インターネット４０に送信するシーケンス、および移動局３００がＩＰｖ４パケットをＩＰｖ４インターネット４０から受信するシーケンスを示す。
　移動局３００は、ＩＰｖ４ヘッダを有するパケットＰ１をｅＮｏｄｅＢ２００に送信する（Ｓ２００）。ｅＮｏｄｅＢ２００は、ＳＧＷ　Ｓ１－Ｕ　ＩＰアドレスをデスティネーションアドレスとするＩＰヘッダ、および第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）を含むＧＴＰヘッダによりパケットＰ１をカプセル化して、カプセル化されたパケットＰ１をＥＰＣＥルータ２１０に転送する（Ｓ２０２）。ここで、パケットＰ１を転送するネットワークであるＥ－ＵＴＲＡＮ／ＥＰＣ１０は、ＳＧＷ　Ｓ１－Ｕ　ＩＰアドレスをデスティネーションアドレスとするパケットを、ＥＰＣＥルータ２１０へ向かわせるように構成されている。
　ＥＰＣＥルータ２１０は、パケットＰ１をデカプセル化した後、パケットＰ１のＩＰｖ４ヘッダを参照して、ＡＰＮおよび移動局３００のＩＰアドレス（ＵＥ　Ａｄｄｒｅｓｓ）を特定する。ＥＰＣＥルータ２１０は、デカプセル化されたパケットＰ１に、ネットワーク識別情報（ＡＰＮ）、第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）および移動局３００のＩＰアドレス（ＵＥ　Ａｄｄｒｅｓｓ）をソースアドレスとして含むＩＰｖ６ヘッダによりパケットＰ１を再カプセル化、またはＩＰｖ６変換して、ＩＰｖ６化されたパケットＰ１を、Ｖ４Ｖ６変換ゲートウェイ２２０に向けてＩＰｖ６キャリアネットワークに送信する（Ｓ２０４）。Ｖ４Ｖ６変換ゲートウェイ２２０は、受信したパケットＰ１をデカプセル化して、ＩＰｖ６ヘッダを取り除いて、またはＩＰｖ４変換して、移動局３００の接続先の通信ネットワークであるＩＰｖ４インターネット４０に向けて送出する（Ｓ２０６）。
　Ｖ４Ｖ６変換ゲートウェイ２２０は、ＩＰｖ４ヘッダを有する移動局３００に向けたパケットＰ２を受信すると（Ｓ２１０）、Ｖ４Ｖ６変換ゲートウェイ２２０は、ＩＰｖ４デスティネーションアドレスに示される宛先の移動局３００のＩＰアドレス（ＵＥ　Ａｄｄｒｅｓｓ）から、ネットワーク識別情報（ＡＰＮ）、第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）および移動局３００のＩＰアドレス（ＵＥ　Ａｄｄｒｅｓｓ）を含むＩＰｖ６アドレスを特定し、特定したＩＰｖ６アドレスをデスティネーションアドレスとするＩＰｖ６ヘッダによりパケットＰ２をカプセル化、またはＩＰｖ６変換して、ＩＰｖ６化されたパケットＰ２をＥＰＣＥルータ２１０に送信する（Ｓ２１２）。
　ＥＰＣＥルータ２１０は、パケットＰ２を受信すると、経路情報を参照して、ＩＰｖ６デスティネーションアドレスに示されるネットワーク識別情報（ＡＰＮ）および第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）に対応するネクストホップアドレスとして第１トンネル識別情報（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ，ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）を特定した後、パケットＰ２をデカプセル化、またはＩＰｖ４変換する。ＥＰＣＥルータ２１０は、特定された第１トンネル識別情報に含まれるｅＮｏｄｅＢ２００のｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　ＡｄｄｒｅｓｓをデスティネーションアドレスとするＩＰヘッダ、および第１トンネル識別符号（ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）を含むＧＴＰヘッダにより、パケットＰ２を再カプセル化して、再カプセル化されたパケットＰ２をｅＮｏｄｅＢ２００に転送する（Ｓ２１４）。
　ｅＮｏｄｅＢ２００は、受信したパケットＰ２をデカプセル化した後、ＧＴＰヘッダに示されるｅＮＢ　ＴＥＩＤに対応するラジオベアラを有する移動局３００に、パケットＰ２を送信する（Ｓ２１６）。
　図６は、移動局３００がＩＰｖ６パケットをＩＰｖ６インターネット５０に送信するシーケンス、および移動局３００がＩＰｖ６パケットをＩＰｖ６インターネット５０から受信するシーケンスを示す。
　移動局３００は、ネットワーク識別情報（ＡＰＮ）、第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）をソースアドレスとして含むＩＰｖ６ヘッダを有するＩＰｖ６パケットＰ３をｅＮｏｄｅＢ２００に送信する（Ｓ３００）。
　ｅＮｏｄｅＢ２００は、受信したパケットＰ３をＳＧＷ　Ｓ１－Ｕ　ＩＰアドレスをデスティネーションアドレスとするＩＰヘッダ、および第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）を含むＧＴＰヘッダでカプセル化して、ＥＰＣＥルータ２１０に送信する（Ｓ３０２）。ここで、パケットＰ１を転送するネットワークであるＥ－ＵＴＲＡＮ／ＥＰＣ１０は、ＳＧＷ　Ｓ１－Ｕ　ＩＰアドレスをデスティネーションアドレスとするパケットを、ＥＰＣＥルータ２１０へ向かわせるように構成されている。ＥＰＣＥルータ２１０は、パケットＰ３をデカプセル化した後、経路表とパケットＰ３のＩＰｖ６デスティネーションアドレスに基づいてルーティングした結果により、パケットＰ３をＩＰｖ６キャリアネットワーク３０に送信する。パケットＰ３がＩＰｖ６インターネット５０に向かうとき、ＩＰｖ６ルータ２３０はパケットＰ３を受信する（Ｓ３０４）。ＩＰｖ６ルータ２３０は、受信したパケットＰ３をＩＰｖ６インターネット５０に向けて送信する（Ｓ３０６）。
　ＩＰｖ６ルータ２３０は、ネットワーク識別情報（ＡＰＮ）、第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）をデスティネーションアドレスとして含むＩＰｖ６ヘッダを有するＩＰｖ６パケットＰ４を受信すると（Ｓ３１０）、ＩＰｖ６ルータ２３０は、パケットＰ４をＥＰＣＥルータ２１０に向けて、ＩＰｖ６キャリアネットワーク３０に転送する（Ｓ３１２）。ここでＩＰｖ６キャリアネットワーク３０は、ネットワーク識別情報（ＡＰＮ）、第２トンネル識別符号（ＳＧＷ　ＴＥＩＤ）をデスティネーションアドレスとして含むＩＰｖ６パケットを、ＥＰＣＥルータ２１０へ向かわせるように構成されている。
　ＥＰＣＥルータ２１０は、パケットＰ４を受信すると、経路情報を参照して、パケットＰ４のＩＰｖ６デスティネーションアドレスに含まれるネットワーク識別情報および第２トンネル識別符号に対応するネクストホップアドレスとして第１トンネル識別情報（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ，ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）を特定する。ＥＰＣＥルータ２１０は、特定された第１トンネル識別情報に含まれるｅＮｏｄｅＢ２００のＩＰアドレス（ｅＮＢ　Ｓ１－Ｕ　Ａｄｄｒｅｓｓ）をデスティネーションアドレスとするＩＰヘッダ、および第１トンネル識別符号（ｅＮＢ　ＴＥＩＤ）を含むＧＴＰヘッダにより、パケットＰ４をカプセル化して、カプセル化されたパケットＰ４をｅＮｏｄｅＢ２００に転送する（Ｓ３１４）。ｅＮｏｄｅＢ２００は、パケットＰ４をデカプセル化して、パケットＰ４のＧＴＰヘッダに示されるｅＮＢ　ＴＥＩＤに対応するラジオベアラを有する移動局３００に、パケットＰ４を送信する（Ｓ３１６）。
　以上の通り、本実施形態によれば、制御プレーン上で通信される制御データを処理する仮想サービス装置１００と、ユーザプレーン上で通信されるユーザデータを処理するＥＰＣＥルータ２１０とが物理的に分離されている。これにより、移動局３００の増加に伴い、制御データまたはユーザデータの処理の負担が増加した場合でも、それぞれの処理の負担に応じて、個別にシステムを柔軟に変更することができる。
　また、クラウド上に配置した仮想サービス装置１００により制御データの処理を実行させることで、たとえ移動局３００の増加に伴い制御データの処理の負担が増大した場合でも、仮想サービス装置１００として機能させる装置の増設などにより、容易にシステムを変更できる。
　なお、本実施形態に係る仮想サービス装置１００が備える各部は、通信確立シーケンスおよびルーティングに関する各種処理を行う、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムをインストールし、このプログラムをコンピュータに実行させることで、構成してもよい。つまり、コンピュータに仮想サービス装置１００の通信確立シーケンスよびルーティングに関する各種処理を行うプログラムを実行させることにより、仮想サービス装置１００が備える各部としてコンピュータを機能させることで、仮想サービス装置１００を構成してもよい。
　コンピュータはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等の各種メモリ、通信バス及びインタフェースを有し、予めファームウェアとしてＲＯＭに格納された処理プログラムをＣＰＵが読み出して順次実行することで、仮想サービス装置１００として機能する。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０　Ｅ－ＵＴＲＡＮ／ＥＰＣ
２０　クラウド
３０　キャリアネットワーク
４０　ＩＰｖ４インターネット
５０　ＩＰｖ６インターネット
１００　仮想サービス装置
１１２　通信設定情報取得部
１２０　経路情報配信システム
１２２　ルーティング制御部
１３０　第１仮想ゲートウェイ
１４０　第２仮想ゲートウェイ
２１０　ＥＰＣＥルータ
２２０　Ｖ４Ｖ６変換ゲートウェイ
２３０　ＩＰｖ６ルータ
３００　移動局

Claims (12)

  1. 　移動局と通信ネットワークとを接続する物理ゲートウェイによるルーティングを制御する通信システムであって、
    　前記物理ゲートウェイに対応する仮想ゲートウェイと前記移動局との間で通信確立シーケンスを実行することにより、前記仮想ゲートウェイと前記移動局との間の通信設定情報を取得する通信設定情報取得部と、
    　前記通信設定情報に基づいて、前記物理ゲートウェイによるルーティングを制御するルーティング制御部と
    を備える通信システム。
  2. 　前記通信設定情報取得部は、前記通信設定情報として、前記通信ネットワークを識別するネットワーク識別情報、前記移動局を収容する基地局を識別する基地局識別情報、および前記仮想ゲートウェイを識別する仮想ゲートウェイ識別情報を取得し、
    　前記ルーティング制御部は、前記ネットワーク識別情報、前記基地局識別情報および前記仮想ゲートウェイ識別情報に基づいて、前記物理ゲートウェイがルーティングを制御するために参照する経路情報を更新する、請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記通信設定情報取得部は、前記基地局識別情報として、前記通信確立シーケンスによって前記仮想ゲートウェイと前記基地局との間に仮想的に形成されるトンネルを識別するための前記基地局に対応する第１トンネル識別情報を取得し、前記仮想ゲートウェイ識別情報として、前記トンネルを識別するための前記仮想ゲートウェイに対応する第２トンネル識別情報を取得し、
    　前記ルーティング制御部は、前記ネットワーク識別情報、前記第１トンネル識別情報および前記第２トンネル識別情報に基づいて、前記物理ゲートウェイがルーティングを制御するために参照する経路情報を更新する、請求項２に記載の通信システム。
  4. 　前記通信設定情報取得部は、前記第１トンネル識別情報として、前記基地局のＩＰアドレス、および前記トンネルを識別する前記基地局により生成される第１トンネル識別符号を取得し、前記第２トンネル識別情報として、前記仮想ゲートウェイのＩＰアドレス、および前記トンネルを識別する前記仮想ゲートウェイにより生成される第２トンネル識別符号を取得し、
    　前記経路情報は、宛先のＩＰアドレスを含む経路と、前記経路に対する次中継点を示すネクストホップアドレスとを対応付けて含み、
    　前記ルーティング制御部は、前記ネットワーク識別情報と前記第２トンネル識別符号とに基づいて前記移動局に対応する宛先の経路を生成し、前記基地局のＩＰアドレスおよび前記第１トンネル識別符号に基づいて前記移動局の前記宛先の経路に対応するネクストホップアドレスを生成し、生成された前記宛先の経路および生成された前記ネクストホップアドレスを対応付けた前記経路情報を経路表に登録することで、前記経路情報を更新する、請求項３記載の通信システム。
  5. 　前記基地局は、前記移動局からＩＰｖ４ヘッダを有する第１パケットを受信した場合、前記第２トンネル識別情報により前記第１パケットをカプセル化して、カプセル化された前記第１パケットを前記物理ゲートウェイに転送し、
    　前記物理ゲートウェイは、前記カプセル化された前記第１パケットをデカプセル化した後、前記ネットワーク識別情報、前記第２トンネル識別符号および前記移動局のＩＰアドレスをソースアドレスとして含むＩＰｖ６ヘッダにより前記第１パケットを再カプセル化して、再カプセル化された前記第１パケットを前記通信ネットワークに向けて送出する、請求項４に記載の通信システム。
  6. 　前記物理ゲートウェイは、前記移動局に向けたＩＰｖ６ヘッダによりカプセル化されたＩＰｖ４ヘッダを有する第２パケットを受信した場合、前記経路情報を参照して、前記第２パケットの前記ＩＰｖ６ヘッダのデスティネーションアドレスに示される前記ネットワーク識別情報および前記第２トンネル識別情報に対応するネクストホップアドレスとして前記第１トンネル識別情報を特定し、前記特定された前記第１トンネル識別情報により、前記第２パケットを再カプセル化して、再カプセル化された前記第２パケットを前記基地局に転送する、請求項４または請求項５に記載の通信システム。
  7. 　前記基地局は、前記移動局から、前記ネットワーク識別情報および前記第２トンネル識別符号をソースアドレスとして含むＩＰｖ６ヘッダを有する第３パケットを受信した場合、前記第２トンネル識別情報により前記第３パケットをカプセル化して、カプセル化された前記第３パケットを前記物理ゲートウェイに転送し、
    　前記物理ゲートウェイは、前記カプセル化された前記第３パケットをデカプセル化した後、前記第３パケットを前記通信ネットワークに向けて送出する、請求項４から請求項６のいずれか１つに記載の通信システム。
  8. 　前記物理ゲートウェイは、ＩＰｖ６ヘッダとして前記ネットワーク識別情報および前記第２トンネル識別符号をデスティネーションアドレスとして含む第４パケットを受信した場合、前記経路情報を参照して、前記第４パケットの前記ＩＰｖ６ヘッダに含まれるデスティネーションアドレスの前記ネットワーク識別情報および前記第２トンネル識別符号に対応するネクストホップアドレスとして前記第１トンネル識別情報を特定し、前記特定された前記第１トンネル識別情報により、前記第４パケットをカプセル化して、カプセル化された前記第４パケットを前記基地局に転送する、請求項４から請求項７のいずれか１つに記載の通信システム。
  9. 　前記通信設定情報取得部および前記ルーティング制御部は、クラウド上に配置されている、請求項１から請求項８のいずれか１つに記載の通信システム。
  10. 　クラウド上に配置された前記仮想ゲートウェイをさらに備える、請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の通信システム。
  11. 　請求項１から請求項１０のいずれか１つに記載の通信システムとしてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  12. 　前記物理ゲートウェイをさらに備える、請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の通信システム。
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