JP2010193124A - Imsにおけるセッション制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各々のI−CSCFサーバは,ユーザ端末へのS−CSCFサーバの割り当て情報を管理するユーザ管理リストを備え,一つのユーザ端末への割り当て情報は,いずれか一つのI−CSCFサーバが管理するユーザ管理リストで管理され,各々のI−CSCFサーバは,一つのユーザ端末への割り当て情報がいずれのI−CSCFサーバが備えるユーザ管理リストで管理されているか,を特定するために用いるI−CSCF管理テーブルを備える。
【選択図】図1
Description
IMSは,主に,P−CSCF(Proxy-CSCF, Proxy Call Session Control Function),I−CSCF(Interrogating-CSCF, Interrogating Call Session Control Function),S−CSCF(Serving-CSCF, Serving Call Session Control Function)と呼ばれる機能を備えた基幹SIPサーバ群と,HSS(Home Subscriber Server)と呼ばれる加入者情報管理データベースと,SLF(Subscription Locator Function)と呼ばれる,加入者情報がどのHSSに登録されているかを検索するためのデータベースを含んで構成される。
・方法1では,各S−CSCF間で,登録するユーザ端末の個数を均等に配分することができず,特定のS−CSCFに負荷が集中する可能性がある。また,従来システムでは,ユーザ端末からの登録要求をS−CSCFに中継するまでに,I−CSCFはまずSLFにアクセスしHSSを特定し,次に,特定したHSSにアクセスしてS−CSCFを特定する必要がある。そのため,2回のリモートアクセスが必要となり,結果,それらのアクセスの遅延時間によって,ユーザへの応答時間が長くなってしまうという問題がある。
・方法2では,HSSが各S−CSCFのユーザ端末登録数情報や負荷情報を一括して管理するため,ユーザ端末数が増えると,HSS自体への問い合わせが集中し負荷が重くなってしまう。この場合,SLFが,ユーザの加入者情報が登録されているHSSを応答することで,HSSを分散させることができるが,その場合でも,SLFへの問い合わせが集中し負荷が重くなってしまうため,解決にはならない。さらに,SLF用のサーバを用意しなければならないため,設備コストが高くなってしまう,という新たな課題も生じる。
(課題1)複数台のS−CSCFで負荷を分散していても,特定のS−CSCFに負荷が偏る可能性がある。
(課題2)従来システムでは,ユーザ端末からの登録要求をS−CSCFに中継するまでに,2回リモートアクセスが必要なため,ユーザへの応答時間が長くなり,サービスの低下につながる。
(課題3)ユーザ端末数が増えると,どのユーザ端末がどのS−CSCFに登録されているかを管理するHSSへの負荷が集中し,その対策のための設備投資コストが増大したり,ユーザにとってはレスポンスが低下するなど,サービスが低下したりする。
(課題4)S−CSCFを増設した場合,既存S−CSCFから増設S−CSCFへのデータの移動が必要になり,S−CSCFに対する負担が大きい。
(1)米国特許第6430618号明細書
(2)"Tom White's Blog: Consistent Hashing",[online],[2009年1月22日検索],インターネット<URL:http://weblogs.java.net/blog/tomwhite/archive/2007/11/consistent_hash.html>
具体的には,予め,システムの管理者は,各I−CSCFのIDをハッシュ関数に入力してハッシュ値を求め,求めたハッシュ値を降順または昇順に並べたテーブルを作成しておく。アクセス元であるユーザ端末からの要求を受けたI−CSCFは,ユーザIDとしてユーザ端末のID(例えば,SIP−URI)のハッシュ値を,I−CSCFのIDのハッシュ値と同じ長さのハッシュ値を出力するハッシュ関数を用いて計算し,得られたハッシュ値以上(または以下)の値でかつ最も近い値を持つI−CSCFを,そのユーザ端末に関するユーザ管理リストを管理するI−CSCFに決定する。ユーザ端末からの要求を受けたI−CSCFは,その決定したI−CSCFに対し,そのユーザ端末に関するユーザ管理リストの内容を要求する。
当該IMSにおけるセッション制御システムは,
各々の前記I−CSCFサーバは,前記ユーザ端末への前記S−CSCFサーバの割り当て情報を管理するユーザ管理リストを備え,
一つの前記ユーザ端末への前記割り当て情報は,いずれか一つの前記I−CSCFサーバが管理する前記ユーザ管理リストで管理され,
各々の前記I−CSCFサーバは,一つの前記ユーザ端末への前記割り当て情報がいずれの前記I−CSCFサーバが備える前記ユーザ管理リストで管理されているか,を特定するために用いるI−CSCF管理テーブルを備える,ことを特徴とする。
前記SIP通信におけるSIPメソッドにおいて,ユーザ端末に割り当てられた前記S−CSCFサーバの特定を要求された前記I−CSCFサーバは,対象となるユーザ端末への前記割り当て情報を管理するべきI−CSCFサーバを,前記I−CSCF管理テーブルに基づき特定し,
特定した前記I−CSCFサーバへ,前記対象となるユーザ端末への前記割り当て情報を要求し,
要求された前記I−CSCFサーバは,自身が管理する前記ユーザ管理リストに基づき,前記対象となるユーザ端末への前記割り当て情報を応答する,という特徴を備えても良い。
前記I−CSCF管理テーブルは,前記I−CSCFサーバの識別子を第一のハッシュ関数に入力して得たハッシュ値と,前記I−CSCFサーバと通信するための情報とを対応付けたものであり,
前記S−CSCFサーバの特定を要求されたI−CSCFサーバは,前記対象となるユーザ端末の識別子を,前記ハッシュ値と同じ長さのハッシュ値を出力する第二のハッシュ関数に入力して,ユーザ端末の識別子のハッシュ値を求め,
前記ユーザ端末識別子のハッシュ値と,前記I−CSCF管理テーブルとに基づき,要求された前記S−CSCFサーバを特定する,という特徴を備えても良い。
前記SIPメソッドは,少なくとも前記ユーザ端末からの他のユーザ端末へのセッションを開始するためのINVITE要求か,もしくは,前記ユーザ端末のIPアドレス情報を前記S−CSCFサーバ装置へ登録するためのREGISTER要求,であってもよい。
前記I−CSCFサーバは,各々の前記S−CSCFサーバに割り当てられたユーザ端末数を管理するS−CSCFサーバ管理リストを備え,
前記I−CSCFサーバは,
前記対象となるユーザ端末への前記割り当て情報が,自身が管理する前記ユーザ管理リストで管理されていない場合,前記S−CSCFサーバ管理リストを参照し,前記ユーザ端末の数が最も少ないS−CSCFサーバを前記対象となるユーザ端末に割り当てて前記ユーザ管理リストを更新し,
更新した前記ユーザ管理リストに基づき,前記対象となるユーザ端末への前記割り当て情報を応答する,という特徴を備えても良い。
前記I−CSCFサーバの識別子はIPアドレスであり,
前記ユーザ端末識別子はSIP−URIであり,
前記第一のハッシュ関数と前記第二のハッシュ関数とは同一,であっても良い。
(効果1)S−CSCFが複数ある場合,特定のS−CSCFに負荷が偏るのを防ぐことができる。
(効果2)S−CSCFを増設した場合でも,既存S−CSCFから増設S−CSCFへのデータの移動を不要とすることができる。その結果,サービス中にS−CSCFに対する負担を掛けずにすむ。
(効果3)どのS−CSCFがどのユーザ端末を収容しているかを管理する情報を複数のI−CSCFに分散して管理することで,また,ユーザ端末数の増加に伴ってI−CSCFを増設する場合でも,一つのI−CSCFが管理する情報の一部を移動するだけでよく,処理が簡単になるため,本システム自身の負荷分散が可能になる。
さらに,
(効果4)I−CSCFが,ユーザ端末からの登録要求をS−CSCFに中継するまでのアクセスは1回となるため,結果,アクセスの遅延時間が短くなり,ユーザへの応答時間を短縮することができる。また,サーバの台数を削減し,設備コストを低減することができる。
(1)ユーザ端末10のSIP−URIをハッシュ関数に入力して,ハッシュ値を算出する。ここで,SIPメソッドとして,REGISTER要求を受信した場合は,Fromヘッダ(要求の送信元を示す領域)に記述されているSIP−URIを対象とする。INVITE要求を受信した場合は,リクエスト行に記述されているSIP−URIを対象とする。
(2)(1)で算出したSIP−URIのハッシュ値以上(または以下)でかつ最も近い,I−CSCFのIDのハッシュ値を,I−CSCF管理テーブル121のハッシュテーブル1212を用いて検索する。このため,ハッシュテーブル1212は,ハッシュ値12121の昇順または降順に,各エントリをソートしておくことが望ましい。(3)(2)の検索で得られたハッシュ値12121を持つエントリに対応するIPアドレス12112の値を,当該ユーザ端末10を担当するI−CSCF12のIPアドレスとして用いる。
I−CSCF12bは,I−CSCF12aから発信者SIP−URIの検索要求を受信すると,検索要求に含まれているSIP−URIのハッシュ値を算出する(S20)。得られたハッシュ値から,ユーザ管理リスト123のハッシュテーブル1231の該当ハッシュ値12311に対応するポインタ12312が示すユーザ管理構造体1233を得る(S21)。
当該ユーザ管理構造体1233のSIP−URI12331の文字列と,検索要求に含まれているSIP−URIの文字列とを文字列比較する(S22)。文字列が完全一致するかどうかチェックし(S23),完全一致するならば(S23でY),エントリ状態12333をチェックする。エントリ状態12333が「作成準備中」であれば,「完了」に変更されるまで待機する(S24)。「完了」であれば,当該ユーザ端末10のS−CSCFは割り当て済みとみなし,S15の処理を行う。完全一致しないならば(S23でN),ユーザ管理構造体1233の次ポインタ12334が示すアドレスを参照して,次のユーザ管理構造体1233を取得する(S25)。ここで,次のユーザ管理構造体1233が存在していれば(S26でN),S22の処理に戻る。一方,もし存在していなければ,すなわち次ポインタ12334が示すアドレスがNULLであれば(S26でY),当該ユーザ端末10のS−CSCFは未割り当てとみなし,S14相当の処理を行う。
まず,ユーザ管理構造体1233を新規作成し,検索要求に含まれているSIP−URIの文字列をSIP−URI12331に,「作成準備中」をエントリ状態12333に,NULLを次ポインタ12334に設定する。そして,今回新規作成したユーザ管理構造体1233のアドレスを,現在参照しているユーザ管理構造体1233の次ポインタ12334に設定する。さらに,S−CSCF管理リスト122のヘッダ情報1221の先頭ポインタ12211から,先頭のS−CSCF管理構造体1222を取得する(S27)。その登録ユーザ数12223を取得し,予め当該I−CSCF12に設定した,登録ユーザ数の上限値と比較する(S28)。上限値と同じか小さければ(S28でY),S26で新規作成したユーザ管理構造体1233に対し,先ほど取得したS−CSCF管理構造体1222のS−CSCFのID12221をS−CSCFのID12332に,「完了」をエントリ状態12333に設定する。更に,登録ユーザ数12223の値を+1した後,S−CSCF管理リストの登録ユーザ数12223をキーに,S−CSCF管理構造体1222を昇順にソート(登録ユーザ数が少ない順に,S−CSCF管理構造体を並べ直す)し(S29),S15の処理を行う。一方,上限値より多ければ(S28でN),正常状態でないものとし,検索要求元I−CSCF12aにエラー応答を行う(S30)。
Claims (6)
- 複数のI−CSCFサーバと複数のS−CSCFサーバとを備え,ユーザ端末との間でSIP通信を行い,前記ユーザ端末の登録及びセッション制御を,当該ユーザ端末に割り当てられたいずれかの前記S−CSCFサーバが担当するIMSにおけるセッション制御システムであって,
各々の前記I−CSCFサーバは,前記ユーザ端末への前記S−CSCFサーバの割り当て情報を管理するユーザ管理リストを備え,
一つの前記ユーザ端末への前記割り当て情報は,いずれか一つの前記I−CSCFサーバが管理する前記ユーザ管理リストで管理され,
各々の前記I−CSCFサーバは,一つの前記ユーザ端末への前記割り当て情報がいずれの前記I−CSCFサーバが備える前記ユーザ管理リストで管理されているか,を特定するために用いるI−CSCF管理テーブルを備える
ことを特徴とするIMSにおけるセッション制御システム。 - 請求項1に記載のIMSにおけるセッション制御システムにおいて,
前記SIP通信におけるSIPメソッドにおいて,ユーザ端末に割り当てられた前記S−CSCFサーバの特定を要求された前記I−CSCFサーバは,対象となるユーザ端末への前記割り当て情報を管理するべきI−CSCFサーバを,前記I−CSCF管理テーブルに基づき特定し,
特定した前記I−CSCFサーバへ,前記対象となるユーザ端末への前記割り当て情報を要求し,
要求された前記I−CSCFサーバは,自身が管理する前記ユーザ管理リストに基づき,前記対象となるユーザ端末への前記割り当て情報を応答する
ことを特徴とするIMSにおけるセッション制御システム。 - 請求項2に記載のIMSにおけるセッション制御システムにおいて,
前記I−CSCF管理テーブルは,前記I−CSCFサーバの識別子を第一のハッシュ関数に入力して得たハッシュ値と,前記I−CSCFサーバと通信するための情報とを対応付けたものであり,
前記S−CSCFサーバの特定を要求されたI−CSCFサーバは,前記対象となるユーザ端末の識別子を,前記ハッシュ値と同じ長さのハッシュ値を出力する第二のハッシュ関数に入力して,ユーザ端末の識別子のハッシュ値を求め,
前記ユーザ端末識別子のハッシュ値と,前記I−CSCF管理テーブルとに基づき,要求された前記S−CSCFサーバを特定する
ことを特徴とするIMSにおけるセッション制御システム。 - 請求項2に記載のIMSにおけるセッション制御システムにおいて,
前記SIPメソッドは,少なくとも前記ユーザ端末からの他のユーザ端末へのセッションを開始するためのINVITE要求か,もしくは,前記ユーザ端末のIPアドレス情報を前記S−CSCFサーバ装置へ登録するためのREGISTER要求,である
ことを特徴とするIMSにおけるセッション制御システム。 - 請求項2に記載のIMSにおけるセッション制御システムにおいて,
前記I−CSCFサーバは,各々の前記S−CSCFサーバに割り当てられたユーザ端末数を管理するS−CSCFサーバ管理リストを備え,
前記I−CSCFサーバは,
前記対象となるユーザ端末への前記割り当て情報が,自身が管理する前記ユーザ管理リストで管理されていない場合,前記S−CSCFサーバ管理リストを参照し,前記ユーザ端末の数が最も少ないS−CSCFサーバを前記対象となるユーザ端末に割り当てて前記ユーザ管理リストを更新し,
更新した前記ユーザ管理リストに基づき,前記対象となるユーザ端末への前記割り当て情報を応答する
ことを特徴とするIMSにおけるセッション制御システム。 - 請求項3に記載のIMSにおけるセッション制御システムにおいて,
前記I−CSCFサーバの識別子はIPアドレスであり,
前記ユーザ端末識別子はSIP−URIであり,
前記第一のハッシュ関数と前記第二のハッシュ関数とは,同一である
ことを特徴とするIMSにおけるセッション制御システム。
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JPN6012049884; 小川 泰文、中村 秀文、平野 美貴: 'IMSアーキテクチャに基づいた論理機能の物理的なサーバへのマッピングに関する検討' 電子情報通信学会技術研究報告 Vol.105 No.405 , 20051110, p.95-98, 社団法人電子情報通信学会 * |
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