WO2023119466A1 - 通信装置、ネットワーク管理装置、通信方法、およびプログラム - Google Patents

通信装置、ネットワーク管理装置、通信方法、およびプログラム Download PDF

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WO2023119466A1
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嘉 岡田
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楽天モバイル株式会社
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0252—Traffic management, e.g. flow control or congestion control per individual bearer or channel
    • H04W28/0263—Traffic management, e.g. flow control or congestion control per individual bearer or channel involving mapping traffic to individual bearers or channels, e.g. traffic flow template [TFT]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/24—Traffic characterised by specific attributes, e.g. priority or QoS
    • H04L47/2475—Traffic characterised by specific attributes, e.g. priority or QoS for supporting traffic characterised by the type of applications

Definitions

  • the present invention relates to communication control technology in communication systems to which network slicing is applied.
  • 5G 5th generation
  • NR New Radio
  • 5G a network slicing technology specification has been established that virtually divides a network into multiple network slices and provides communication services in each network slice.
  • the devices that make up the network are configured, for example, to be able to manage and transmit slice information.
  • the communication control device described in Patent Literature 1 associates transmission control information included in packets from communication terminals with slice types in advance and stores them.
  • the communication control device determines a slice based on the transmission control information included in the packet and performs communication control.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and aims to provide a technique for improving the versatility of transmitting the type of network slice in a communication system to which network slicing is applied.
  • one aspect of the communication apparatus is a setting unit for setting slice information for identifying a type of network slice in a Flow Label field of a header of a packet conforming to the IPv6 protocol; a transmitting unit for transmitting packets including headers set by the unit.
  • one aspect of the network management apparatus includes a receiving unit that receives a packet conforming to the IPv6 protocol, and a determining unit that determines the route of the packet based on information included in the header of the packet. and a transfer unit that transfers the packet according to the determined route, slice information for identifying a type of network slice is set in the Flow Label field of the header, and the determination unit: The route is determined based on the slice information.
  • the determination unit can determine the route based on the slice information and the value of the DSCP (Differentiated Service Code Point) field in the TOS (Type of Service) field of the header.
  • DSCP Differentiated Service Code Point
  • TOS Type of Service
  • one aspect of the communication method is a setting step of setting slice information for identifying a type of network slice in a Flow Label field of a header of a packet conforming to the IPv6 protocol; and a transmitting step of transmitting the packet including the header set by the unit.
  • another aspect of the communication method includes a receiving step of receiving a packet conforming to the IPv6 protocol, and a determining step of determining a route of the packet based on information contained in a header of the packet. and a forwarding step of forwarding the packet along the determined route, wherein slice information for identifying a type of network slice is set in the Flow Label field of the header, and in the determining step, The route is determined based on the slice information.
  • one aspect of the control program according to the present invention is a control program for causing a computer to execute communication processing, the program instructing the computer to set the Flow Label of the header of a packet conforming to the IPv6 protocol.
  • This is for executing processing including setting processing for setting slice information for identifying the type of network slice in the field and transmission processing for transmitting a packet including the header set by the setting processing. .
  • another aspect of the control program according to the present invention is a control program for causing a computer to execute communication processing, the program instructing the computer to receive a packet conforming to the IPv6 protocol.
  • determination processing for determining the route of the packet based on information contained in the header of the packet; and forwarding processing for forwarding the packet along the determined route.
  • slice information for identifying the type of network slice is set in the Flow Label field of the header, and in the determination process, the route is determined based on the slice information.
  • FIG. 1 shows an example of the configuration of a communication system according to an embodiment.
  • FIG. 2 shows the format of the IPv6 header.
  • FIG. 3 is a diagram showing a functional configuration example of a base station according to the embodiment; 3 is a diagram illustrating an example of functional configuration of a node according to the embodiment; FIG. It is a figure which shows the hardware structural example of the communication apparatus by embodiment. 4 is a flowchart of processing performed by a base station according to an embodiment; 4 is a flowchart of processing performed by a node according to an embodiment;
  • FIG. 1 shows an example of the configuration of a communication system according to this embodiment.
  • this communication system comprises a terminal device 1, a base station 2, and nodes (network management devices) 3 and 4 such as routers.
  • the communication system according to this embodiment is configured to be capable of transmitting packets according to IPv6 (Internet Protocol Version 6) protocol.
  • a terminal device 1 is configured to be connectable to a base station 2
  • the base station 2 is configured to be connected to a node 3 .
  • a node 3 is a node located in a first area
  • a node 4 is a node located in a second area wider than the first area.
  • nodes 3 and one node 4 are shown as nodes in the configuration of the communication system shown in FIG. 1, the number of nodes 3 and 4 is not limited to a specific number. Further, another node (router) may be hierarchically configured in an area smaller or larger than the first area where the node 3 is located and the second area where the node 4 is located.
  • the terminal device 1 is a communication device that transmits a packet (traffic) containing data and a slice identifier for indicating the type of network slice requested for the packet.
  • the types of network slices will be described later.
  • the slice identifier can be an identifier such as S-NSSAI (Single-Network Slice Selection Assistance Information) defined by 3GPP (Third Generation Partnership Project).
  • the terminal device 1 is a mobile device such as a User Equipment (UE), a Mobile Station (MS), a mobile station device, a mobile terminal, a subscriber unit, a subscriber station, a wireless terminal, or a mobile device. or fixed-type user terminal equipment.
  • the terminal device 1 may be a device such as a cellular phone, smart phone, personal digital assistant (PDA), tablet, laptop, handheld communication device, handheld computing device, satellite radio, wireless modem card, CPE (Customer Premises Equipment).
  • PDA personal digital assistant
  • CPE Customer Premises Equipment
  • the base station 2 is a communication device that adds (sets) slice information for identifying the type of network slice described later to the header (header conforming to the IPv6 protocol) of a packet received from the terminal device 1, and transfers the slice information to the node 3. be.
  • the terminal device 1 may be configured to add slice information to the header of the packet.
  • FIG. 2 shows the format of a packet header (IPv6 header) conforming to the IPv6 protocol.
  • the Traffic Class field 21 consists of 8 bits and includes a DSCP (Differentiated Service Code Point) field 22 consisting of 6 bits.
  • the value (DSCP value) indicated by the DSCP field 22 is a value (priority information) indicating the priority of packet transfer.
  • a DSCP value can be set by a carrier that manages the base station 2 .
  • the Flow Label field 23 is a field introduced in IPv6, and it is assumed that it can be used to ensure the quality of communication paths.
  • the base station 2 (or the terminal device 1) includes slice information for identifying the type of network slice in the Flow Label field 23 (marks the slice information).
  • the slice information may be information corresponding to the network slice identifier described above.
  • the slice information may be information set by a communication carrier that manages the base station 2 in correspondence with the network slice identifier.
  • Types of network slices include, for example, mMTC, URLLC, and eMBB.
  • mMTC stands for Massive Machine Type Communications
  • URLLC stands for Ultra-Reliable and Low Latency Communications
  • eMBB stands for enhanced Mobile Broad Band.
  • mMTC is for logistics management, IoT (Internet of Things), smart city/smart home, smart meters, sensors, wearable terminals, and the like.
  • URLLLC is for smart factories, remote control of robots and drones, smart agriculture, remote surgery, traffic management, autonomous driving, etc.
  • eMBB is for high-definition video distribution, games, VR (virtual reality), AR (augmented reality), free-viewpoint video, ultra-high-density traffic at stadiums, high-definition video surveillance, and the like.
  • the node 3 analyzes the header of the packet received from the base station 2, determines the optimal communication route for transfer to the core network 5 based on the information contained in the header, and transfers the packet according to the determined communication route. do.
  • the node 3 may be configured to perform transfer processing using protocols such as SRv6 (Segment Routing IPv6) and SR-MPLS (Multi-Protocol Label Switching).
  • SRv6 Segment Routing IPv6
  • SR-MPLS Multi-Protocol Label Switching
  • the node 3 determines a communication path based on the slice information (slice type) indicated in the Flow Label field in the header of the received packet.
  • the node 3 that has received the packet from the base station 2 sends another node 3 (connected to the base station 2 in FIG.
  • the node 3 determines each link connecting each of the plurality of nodes according to the priority indicated by the DSCP value in the header of the received packet. For example, when traffic is congested (congested, overloaded), the node 3 decides which nodes to keep (use) and which nodes not to use for connecting to the core network 5 based on the DSCP value. can be determined.
  • FIG. 3 shows an example of the functional configuration of the base station 2.
  • the base station 2 has a receiving section 31, a setting section 32, and a transmitting section 33 as an example of its functional configuration.
  • the receiving unit 31 receives a packet including data from the terminal device 1 and a slice identifier for indicating the type of requested network slice.
  • the slice identifier can be S-NSSAI as described above.
  • the setting unit 32 sets slice information indicating the type of network slice in the Flow Label field (Flow Label field 23 in FIG. 2) in the header of the received packet according to the slice identifier. That is, the setting unit 32 includes slice information in the Flow Label field. Also, the setting unit 22 can set priority information in the DSCP value in the header.
  • the transmitting unit 33 transmits the packet with the header set by the setting unit 32 to the node 3 .
  • the functional configuration of the terminal device 1 may be configured to include the setting unit 32 and the transmission unit 33 described above.
  • FIG. 4 shows an example of the functional configuration of the node (network management device) 3.
  • the node 3 has a receiving unit 41, a route determining unit 42, and a transferring unit 43 as an example of its functional configuration.
  • the receiver 41 receives packets from the base station 2 . Slice information is set in the header of the packet.
  • the route determining unit 42 analyzes the header of the packet received by the receiving unit 41 and determines a communication route based on information (set information) included in the header. In this embodiment, the route determination unit 42 determines communication routes based on slice information.
  • the forwarding unit 43 forwards the packet through the route determined by the route determining unit 42 . Further, as described above, when traffic is congested, the route determination unit 42 determines the node to be used between each link based on the DSCP value included in the header of the received packet, and according to this, the transfer unit 43 performs packet forwarding.
  • FIG. 5 is a diagram showing a non-limiting example of the hardware configuration of the communication device (terminal device 1, base station 2, node 3) according to this embodiment.
  • a communication apparatus according to the present embodiments may be implemented on any computer or any other processing platform, single or multiple.
  • the communication device may be implemented in a general-purpose server device that constitutes a cloud, or may be implemented in a dedicated server device.
  • the communication device according to the present embodiment may be implemented in a computer system including multiple computers.
  • a plurality of computers may be interconnectably connected by a wired or wireless network.
  • the communication device may include a CPU 51 , a ROM 52 , a RAM 53 , an HDD 54 , an input section 55 , a display section 56 , a communication I/F 57 and a system bus 58 .
  • the communication device may also include external memory.
  • a CPU (Central Processing Unit) 51 comprehensively controls operations in the communication apparatus, and controls each component (52 to 57) via a system bus 58, which is a data transmission line.
  • a ROM (Read Only Memory) 52 is a non-volatile memory that stores control programs and the like necessary for the CPU 51 to execute processing.
  • the program may be stored in a non-volatile memory such as a HDD (Hard Disk Drive) 54 or an SSD (Solid State Drive) or an external memory such as a removable storage medium (not shown).
  • a RAM (Random Access Memory) 53 is a volatile memory and functions as a main memory, a work area, and the like of the CPU 51 . That is, the CPU 51 loads necessary programs and the like from the ROM 52 to the RAM 53 when executing processing, and executes various functional operations by executing the programs and the like.
  • the HDD 54 stores, for example, various data and information necessary for the CPU 51 to perform processing using programs.
  • the HDD 54 also stores various data, information, and the like obtained by the CPU 51 performing processing using programs and the like, for example.
  • the input unit 55 is composed of a pointing device such as a keyboard and a mouse.
  • the display unit 56 is configured by a monitor such as a liquid crystal display (LCD).
  • the display unit 56 may provide a GUI (Graphical User Interface) for instructing and inputting various parameters, communication parameters used in communication with other devices, etc. to the communication device.
  • Communication I/F 57 is an interface that controls communication between a communication device and an external device.
  • At least some of the functions of the elements of the base station 2 and node 3 shown in FIGS. 3 and 4 can be realized by the CPU 51 executing a program. However, at least some of the functions of the elements of the base station 2 and node 3 shown in FIGS. 3 and 4 may operate as dedicated hardware. In this case, the dedicated hardware operates under the control of the CPU 51 .
  • FIG. 6 shows a flowchart of processing executed by the base station 2 according to this embodiment.
  • the receiving unit 31 receives the packet transmitted from the terminal device 1 .
  • the setting unit 32 sets the header of the packet received by the receiving unit 31 .
  • the setting unit 32 sets slice information in the Flow Label field in the header of the packet.
  • the setting unit 32 can set the DSCP value in the header.
  • the setting unit 32 may perform filtering on the DSCP value (DSCP field) in order to classify the priority.
  • the transmission unit 33 transmits the packet with the header set by the setting unit 32 to the node 3 .
  • FIG. 7 shows a flow chart of the processing performed by the node 3 according to this embodiment.
  • the receiver 41 receives a packet from the base station 2 . At least slice information and a DSCP value are set in the header of the packet.
  • the route determining unit 42 analyzes the header of the packet received by the receiving unit 31 .
  • the route determination unit 42 determines a communication route based on the analysis result including slice information. That is, the route determination unit 42 determines a communication route so as to realize communication of the slice type indicated by the slice information.
  • the slice type is eMBB
  • a communication route capable of high-speed communication and large-capacity data transmission is determined based on information such as the communication capacity of the link held in advance.
  • the route determination unit 42 determines nodes to be used between links based on the DSCP value. Therefore, the route determination unit 42 may have a function of measuring the degree of traffic congestion.
  • the transfer unit 43 transfers the packet through the route determined by the route determination unit 42 . That is, the forwarding unit 43 designates the path determined by the route determining unit 42 and forwards the packet.
  • the base station sets slice information for identifying the type of network slice independently of the Flow Label field of the IPv6 header and transmits it to the node.
  • the node determines the optimum communication route for realizing communication of the slice type indicated by the slice information, based on the slice information obtained by referring to the Flow Label field set in the header. becomes possible.
  • the Flow Label field it is possible to notify the slice type using an independent header field without indicating the slice type in combination with the transmission control information such as the DSCP value. improves.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

通信装置（２）は、ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットのヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報を設定する設定部（３２）と、前記設定部により設定されたヘッダを含むパケットを送信する送信部（３３）と、を有する。

Description

通信装置、ネットワーク管理装置、通信方法、およびプログラム
　本発明は、ネットワークスライシングが適用される通信システムにおける通信制御技術に関する。
　３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）において、Ｎｅｗ  Ｒａｄｉｏ（ＮＲ）と称される第５世代（５Ｇ）の移動通信システムの規格が策定されている。５Ｇでは、ネットワークを仮想的に複数ネットワークスライスに分割し、各ネットワークスライスにおいて通信サービスを提供するネットワークスライシングの技術の仕様が策定されている。ネットワークを構成する装置は例えば、スライスの情報を管理し伝達することが可能に構成されている。
　特許文献１に記載の通信制御装置は、通信端末からのパケットに含まれる送信制御情報と、スライス種別とを、予め対応させて記憶している。そして、当該通信制御装置は、通信端末からパケットを受信した際に、当該パケットに含まれる送信制御情報に基づいて、スライスを決定し通信制御を行っている。
特開２０１８－１８６４５０号公報
　送信制御情報とスライス種別の関係は固定的ではなく可変でありうる。よって、上記文献の手法では、当該情報とスライス種別との対応を予め設定することにより、スライス種別の伝達に関してシステムの汎用性が損なわれるといった課題があった。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ネットワークスライシングが適用される通信システムにおいて、ネットワークスライスの種別の伝達の汎用性を向上させるための技術を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明による通信装置の一態様は、ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットのヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報を設定する設定部と、前記設定部により設定されたヘッダを含むパケットを送信する送信部と、を有する。
　上記課題を解決するために、本発明によるネットワーク管理装置の一態様は、ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットを受信する受信部と、前記パケットのヘッダに含まれる情報に基づいて前記パケットの経路を決定する決定部と、前記決定された経路に従って前記パケットを転送する転送部と、を有し、前記ヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドには、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報が設定され、前記決定部は、前記スライス情報に基づいて前記経路を決定する。
　前記通信装置において、前記決定部は、前記スライス情報、および、前記ヘッダのＴＯＳ（Ｔｙｐｅ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）フィールドにおけるＤＳＣＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｃｏｄｅ　Ｐｏｉｎｔ）フィールドの値に基づいて、前記経路を決定しうる。
　上記課題を解決するために、本発明による通信方法の一態様は、ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットのヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報を設定する設定工程と、前記設定部により設定されたヘッダを含むパケットを送信する送信工程と、を有する。
　上記課題を解決するために、本発明による通信方法の別の態様は、ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットを受信する受信工程と、前記パケットのヘッダに含まれる情報に基づいて前記パケットの経路を決定する決定工程と、前記決定された経路に従って前記パケットを転送する転送工程と、を有し、前記ヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドには、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報が設定され、前記決定工程では、前記スライス情報に基づいて前記経路を決定する。
　上記課題を解決するために、本発明による制御プログラムの一態様は、通信処理をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットのヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報を設定する設定処理と、前記設定処理により設定されたヘッダを含むパケットを送信する送信処理と、を含む処理を実行させるためのものである。
　上記課題を解決するために、本発明による制御プログラムの別の態様は、通信処理をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットを受信する受信処理と、前記パケットのヘッダに含まれる情報に基づいて前記パケットの経路を決定する決定処理と、前記決定された経路に従って前記パケットを転送する転送処理と、を含む処理を実行させるためのものであり、前記ヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドには、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報が設定され、前記決定処理では、前記スライス情報に基づいて前記経路を決定する。
　本発明によれば、ネットワークスライシングが適用される通信システムにおいて、ネットワークスライスの種別の伝達の汎用性を向上させることが可能となる。
図１は、実施形態による通信システムの構成の一例を示す。 図２は、ＩＰｖ６ヘッダのフォーマットを示す。 実施形態による基地局の機能構成例を示す図である。 実施形態によるノードの機能構成例を示す図である。 実施形態による通信装置のハードウェア構成例を示す図である。 実施形態による基地局により実行される処理のフローチャートである。 実施形態によるノードにより実行される処理のフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための実施形態について詳細に説明する。以下に開示される構成要素のうち、同一機能を有するものには同一の符号を付し、その説明を省略する。なお、以下に開示される実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正または変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。
　（通信システムの構成）
　図１に、本実施形態による通信システムの構成の一例を示す。
　図１に示すように、本通信システムは、端末装置１、基地局２、ルータといったノード（ネットワーク管理装置）３、４から構成され、ノード４はコアネットワーク５に接続されている。本実施形態による通信システムは、ＩＰｖ６（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　６）プロトコルに従うパケットの伝送が可能に構成される。
　端末装置１は、基地局２に接続可能に構成され、基地局２は、ノード３に接続されるように構成される。ノード３は第１のエリアに位置するノードであり、ノード４は第１のエリアよりも広域の第２のエリアに位置するノードである。
　なお、図１に示す通信システムの構成では、ノードについて、３台のノード３と１台のノード４が示されているが、ノード３やノード４の台数は特定の数に限定されない。また、ノード３が位置する第１のエリアやノード４が位置する第２のエリアより小さいもしくは大きいエリアに、他のノード（ルータ）が階層的に構成されてもよい。
　端末装置１は、データを含むパケット（トラフィック）や、当該パケットについて要求するネットワークスライスの種別を示すためのスライス識別子を送信する通信装置である。ネットワークスライスの種別については、後述する。当該スライス識別子は、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ　Ｐｒｏｊｅｃｔ）で規定されるＳ－ＮＳＳＡＩ（Ｓｉｎｇｌｅ－Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｓｌｉｃｅ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）といった識別子でありうる。端末装置１は、ユーザ装置（Ｕｓｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ（ＵＥ））、移動局（Ｍｏｂｉｌｅ　Ｓｔａｔｉｏｎ（ＭＳ））、移動局装置、移動端末、加入者ユニット、加入者局、ワイヤレス端末、移動体デバイスなどの移動型又は固定型のユーザ端機器を総称するものとする。また、端末装置１は、セルラ電話機、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、タブレット、ラップトップ、ハンドヘルド通信デバイス、ハンドヘルドコンピューティングデバイス、衛星ラジオ、ワイヤレスモデムカード、ＣＰＥ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ　Ｐｒｅｍｉｓｅｓ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）といったデバイスであってもよい。
　基地局２は、端末装置１から受信したパケットのヘッダ（ＩＰｖ６プロトコルに従うヘッダ）に、後述するネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報を付与（設定）し、ノード３へ転送する通信装置である。なお、端末装置１が、パケットのヘッダにスライス情報を付与するように構成されてもよい。
　図２に、ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットのヘッダ（ＩＰｖ６ヘッダ）のフォーマットを示す。ここで、Ｔｒａｆｆｉｃｅ　Ｃｌａｓｓ（トラフィッククラス）フィールド２１は８ビットで構成され、６ビットで構成されるＤＳＣＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｃｏｄｅ　Ｐｏｉｎｔ）フィールド２２を含む。ＤＳＣＰフィールド２２で示される値（ＤＳＣＰ値）は、パケット転送の優先度を示す値（優先度情報）である。ＤＳＣＰ値は、基地局２を管理する通信事業者により設定されうる。また、Ｆｌｏｗ　Ｌａｂｅｌ（フローラベル）フィールド２３は、ＩＰｖ６で導入されたフィールドであり、通信経路の品質確保等のために使用することができることが想定されている。
　本実施形態では、基地局２（または端末装置１）は、Ｆｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールド２３に、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報を含める（スライス情報をマーキングする）。当該スライス情報は、前述のネットワークスライス識別子に対応する情報でありうる。また、当該スライス情報は、当該ネットワークスライス識別子に対応して、基地局２を管理する通信事業者により設定される情報であってもよい。
　ここで、ネットワークスの種別について説明する。ネットワークスライスの種別としては、例えば、ｍＭＴＣ、ＵＲＬＬＣおよびｅＭＢＢがある。ｍＭＴＣは、ｍａｓｓｉｖｅ　Ｍａｃｈｉｎｅ　Ｔｙｐｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓの略であり、ＵＲＬＬＣは、Ｕｌｔｒａ－Ｒｅｌｉａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｌｏｗ　Ｌａｔｅｎｃｙ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓの略であり、ｅＭＢＢは、ｅｎｈａｎｃｅｄ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｂｒｏａｄ　Ｂａｎｄの略である。
　ｍＭＴＣは、物流管理、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｏｆ　Ｔｈｉｎｇｓ）、スマートシティ／スマートホーム、スマートメータ、センサ、ウェアラブル端末等のためのものである。
　ＵＲＬＬＣは、スマート工場、ロボット・ドローンの遠隔制御、スマート農業、遠隔手術、交通管理、自動運転等のためのものである。
　ｅＭＢＢは、高精細映像配信、ゲーム、ＶＲ（仮想現実）、ＡＲ（拡張現実）、自由視点映像、スタジアムでの超高密度トラフィック、高精細映像による監視等のためのものである。
　ノード３は、基地局２から受信したパケットのヘッダを解析し、当該ヘッダに含まれる情報に基づいて、コアネットワーク５へ転送する最適な信経路を決定し、決定した通信経路に従って、パケットを転送する。本実施形態では、ノード３は、ＳＲｖ６（Ｓｅｇｍｅｎｔ　Ｒｏｕｔｉｎｇ　ＩＰｖ６）、ＳＲ－ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ－Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）などのプロトコルを使用して転送処理を行うように構成されうる。
　本実施形態では、ノード３は、受信したパケットのヘッダにおけるＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに示されるスライス情報（スライスの種別）に基づいて、通信経路を決定する。図１の例では、基地局２からパケットを受信したノード３は、Ｆｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに示されるスライス情報に基づいて、コアネットワーク５への他のノード３（図１において基地局２と接続されていないノード３）やノード４を通る通信経路を決定する。
　また、ノード３は、受信したパケットのヘッダにおけるＤＳＣＰ値に示される優先度に従って、複数のノードのそれぞれをつなぐ各リンクを決定する。例えば、トラフィックの混雑時（輻輳時、過負荷時）に、ノード３は、ＤＳＣＰ値に基づいて、コアネットワーク５へ接続するために、どのノードを残し（使用し）、どのノードを使用しないかを決定することができる。
　（基地局２の機能構成）
　図３に、基地局２の機能構成例を示す。
　基地局２は、その機能構成の一例として、受信部３１、設定部３２、および送信部３３を有する。
　受信部３１は、端末装置１からデータを含むパケットや要求するネットワークスライスの種別を示すためのスライス識別子を受信する。当該スライス識別子は、前述のようにＳ－ＮＳＳＡＩでありうる。
　設定部３２は、スライス識別子に従って、ネットワークスライスの種別を示すスライス情報を、受信したパケットのヘッダにおけるＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールド（図２のＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールド２３）に設定する。すなわち、設定部３２は、Ｆｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドにスライス情報を含める。また、設定部２２は、ヘッダにおけるＤＳＣＰ値に優先度情報を設定しうる。
　送信部３３は、設定部３２によりヘッダが設定されたパケットを、ノード３へ送信する。
　なお、端末装置１の機能構成は、前述の設定部３２および送信部３３を含んで構成されてもよい。
　（ノード３の機能構成）
　図４にノード（ネットワーク管理装置）３の機能構成例を示す。
　ノード３は、その機能構成の一例として、受信部４１、経路決定部４２、および転送部４３を有する。
　受信部４１は、基地局２からパケットを受信する。当該パケットのヘッダには、スライス情報が設定されている。
　経路決定部４２は、受信部４１により受信されたパケットのヘッダを解析し、当該ヘッダに含まれる情報（設定されている情報）に基づいて通信経路を決定する。本実施形態では、経路決定部４２は、スライス情報に基づいて、通信経路を決定する。
　転送部４３は、経路決定部４２により決定された経路で、パケットを転送する。
　また、前述のように、トラフィックの混雑時には、経路決定部４２は、受信されたパケットのヘッダに含まれるＤＳＣＰ値に基づいて、各リンク間で使用するノードを決定し、これに従って、転送部４３はパケットの転送を行う。
　（通信装置のハードウェア構成）
　図５は、本実施形態による通信装置（端末装置１、基地局２、ノード３）のハードウェア構成の非限定的一例を示す図である。
　本実施形態による通信装置は、単一または複数の、あらゆるコンピュータ、または他のいかなる処理プラットフォーム上にも実装することができる。通信装置は、クラウドを構成する汎用サーバ装置に実装されてもよく、専用のサーバ装置に実装されてもよい。
　図５を参照して、通信装置は、単一のコンピュータに実装される例が示されているが、本実施形態による通信装置は、複数のコンピュータを含むコンピュータシステムに実装されてよい。複数のコンピュータは、有線または無線のネットワークにより相互通信可能に接続されてよい。
　図５に示すように、通信装置は、ＣＰＵ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３と、ＨＤＤ５４と、入力部５５と、表示部５６と、通信Ｉ／Ｆ５７と、システムバス５８とを備えてよい。通信装置はまた、外部メモリを備えてよい。
　ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）５１は、通信装置における動作を統括的に制御するものであり、データ伝送路であるシステムバス５８を介して、各構成部（５２～５７）を制御する。
　ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）５２は、ＣＰＵ５１が処理を実行するために必要な制御プログラム等を記憶する不揮発性メモリである。なお、当該プログラムは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）５４、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性メモリや着脱可能な記憶媒体（不図示）等の外部メモリに記憶されていてもよい。
　ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）５３は、揮発性メモリであり、ＣＰＵ５１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。すなわち、ＣＰＵ５１は、処理の実行に際してＲＯＭ５２から必要なプログラム等をＲＡＭ５３にロードし、当該プログラム等を実行することで各種の機能動作を実現する。
　ＨＤＤ５４は、例えば、ＣＰＵ５１がプログラムを用いた処理を行う際に必要な各種データや各種情報等を記憶している。また、ＨＤＤ５４には、例えば、ＣＰＵ５１がプログラム等を用いた処理を行うことにより得られた各種データや各種情報等が記憶される。
　入力部５５は、キーボードやマウス等のポインティングデバイスにより構成される。
　表示部５６は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等のモニターにより構成される。表示部５６は、各種パラメータや、他の装置との通信で使用される通信パラメータ等を通信装置へ指示入力するためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ　Ｕｓｅｒ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供してよい。
　通信Ｉ／Ｆ５７は、通信装置と外部装置との通信を制御するインタフェースである。
　図３や図４に示す基地局２やノード３の各要素のうち少なくとも一部の機能は、ＣＰＵ５１がプログラムを実行することで実現することができる。ただし、図３や図４に示す基地局２やノード３の各要素のうち少なくとも一部の機能が専用のハードウェアとして動作するようにしてもよい。この場合、専用のハードウェアは、ＣＰＵ５１の制御に基づいて動作する。
　（処理の流れ）
　図６に、本実施形態による基地局２により実行される処理のフローチャートを示す。
　Ｓ６１において、受信部３１は、端末装置１から送信されたパケットを受信する。
　Ｓ６２において、設定部３２は、受信部３１により受信されたパケットのヘッダの設定を行う。ここで、設定部３２は、パケットのヘッダにおけるＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに、スライス情報を設定する。また、設定部３２は、当該ヘッダにおいてＤＳＣＰ値を設定しうる。また、Ｓ６２において、設定部３２は、優先度のクラス分けを行うために、ＤＳＣＰ値（ＤＳＣＰフィールド）に対してフィルタリングを行ってもよい。
　Ｓ６３において、送信部３３は、設定部３２によりヘッダが設定されたパケットをノード３へ送信する。
　図７に、本実施形態によるノード３により実行される処理のフローチャートを示す。
　Ｓ７１において、受信部４１は、基地局２からパケットを受信する。当該パケットのヘッダには、少なくともスライス情報やＤＳＣＰ値が設定されている。
　Ｓ７２において、経路決定部４２は、受信部３１により受信されたパケットのヘッダを解析する。
　Ｓ７３において、経路決定部４２は、スライス情報を含む解析結果に基づいて、通信経路を決定する。すなわち、経路決定部４２は、スライス情報が示すスライス種別の通信を実現できるように、通信経路を決定する。例えば、スライス種別がｅＭＢＢの場合は、予め保持しているリンクの通信容量等の情報に基づき、高速通信かつ大容量データ伝送が可能な通信経路を決定する。
　また、トラフィック混雑時には、経路決定部４２は、ＤＳＣＰ値に基づいて、各リンク間で使用するノードを決定する。そのために、経路決定部４２は、トラフィックの混雑度を測定する機能を有してもよい。
　Ｓ７４において、転送部４３は、経路決定部４２により決定された経路で、パケットを転送する。すなわち、転送部４３は、経路決定部４２により決定されたパスを指定して、パケットを転送する。
　このように、本実施形態では、基地局は、ＩＰｖ６ヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに独立して、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報を設定してノードへ送信する。これにより、当該ノードは、当該ヘッダに設定されたＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドを参照することにより取得したスライス情報に基づいて、スライス情報により示されるスライス種別の通信を実現するために最適な通信経路を決定することが可能となる。このように、Ｆｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドを用いることにより、ＤＳＣＰ値といった送信制御情報と組み合わせてスライス種別を示さずに、独立したヘッダフィールド用いてスライス種別を通知することができ、結果として、システムの汎用性が向上する。
　なお、上記において特定の実施形態が説明されているが、当該実施形態は単なる例示であり、本発明の範囲を限定する意図はない。本明細書に記載された装置及び方法は上記した以外の形態において具現化することができる。また、本発明の範囲から離れることなく、上記した実施形態に対して適宜、省略、置換及び変更をなすこともできる。かかる省略、置換及び変更をなした形態は、請求の範囲に記載されたもの及びこれらの均等物の範疇に含まれ、本発明の技術的範囲に属する。
１：端末装置、２：基地局、３；４：ノード、５：コアネットワーク

Claims (7)

  1. 　ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットのヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報を設定する設定部と、
    　前記設定部により設定されたヘッダを含むパケットを送信する送信部と、
    を有することを特徴とする通信装置。
  2. 　ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットを受信する受信部と、
    　前記パケットのヘッダに含まれる情報に基づいて前記パケットの経路を決定する決定部と、
    　前記決定された経路に従って前記パケットを転送する転送部と、を有し、
    　前記ヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドには、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報が設定され、
    　前記決定部は、前記スライス情報に基づいて前記経路を決定する
    ことを特徴とする通信装置。
  3. 　前記決定部は、前記スライス情報、および、前記ヘッダのＴｒａｆｆｉｃｅ　ＣｌａｓｓフィールドにおけるＤＳＣＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ　Ｓｅｒｖｉｃｅ　Ｃｏｄｅ　Ｐｏｉｎｔ）フィールドの値に基づいて、前記経路を決定することを特徴とする請求項２項に記載の通信装置。
  4. 　ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットのヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報を設定する設定工程と、
    　前記設定部により設定されたヘッダを含むパケットを送信する送信工程と、
    を有することを特徴とする通信方法。
  5. 　ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットを受信する受信工程と、
    　前記パケットのヘッダに含まれる情報に基づいて前記パケットの経路を決定する決定工程と、
    　前記決定された経路に従って前記パケットを転送する転送工程と、を有し、
    　前記ヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドには、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報が設定され、
    　前記決定工程では、前記スライス情報に基づいて前記経路を決定する
    ことを特徴とする通信方法。
  6. 　通信処理をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、
    　ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットのヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドに、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報を設定する設定処理と、
    　前記設定処理により設定されたヘッダを含むパケットを送信する送信処理と、
    　を含む処理を実行させるためのものであることを特徴とする制御プログラム。
  7. 　通信処理をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって、該プログラムは、前記コンピュータに、
    　ＩＰｖ６プロトコルに従うパケットを受信する受信処理と、
    　前記パケットのヘッダに含まれる情報に基づいて前記パケットの経路を決定する決定処理と、
    　前記決定された経路に従って前記パケットを転送する転送処理と、を含む処理を実行させるためのものであり、
    　前記ヘッダのＦｌｏｗ　Ｌａｂｅｌフィールドには、ネットワークスライスの種別を識別するためのスライス情報が設定され、
    　前記決定処理では、前記スライス情報に基づいて前記経路を決定する
    ことを特徴とする制御プログラム。
     
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