JP5950023B2 - 通信路制御装置、アドレス変換装置、通信システム及び通信路設定方法 - Google Patents
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Description
本明細書で論じられる実施態様は、通信路制御装置、アドレス変換装置、通信システム及び通信路設定方法に関する。
移動体通信システムには、移動局装置と外部網とを経由する移動通信ネットワークが設けられる。このような移動通信ネットワークは、例えば移動局装置と基地局装置を含む無線アクセスネットワークと、無線アクセスネットワークと外部網とを接続するコアネットワークを含む。移動局装置が外部網を経由して相手通信装置と通信を行う場合には、移動通信ネットワークのいずれかのノード装置がアンカーポイントとなる。アンカーポイントのノード装置と移動局装置との間に通信路が設けられ、移動局装置には外部網上で使用されるアドレスが割り当てられる。
関連技術として、複数のローカルネットワークがNAPT(Network Address Port Translation)機能付きルータを介して基幹ネットワークに接続され、第1のローカルネットワークに接続された第1の端末が、第1のルータ及び基幹ネットワークを介して、第2の端末と通信するシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。
また、モバイルコアネットワーク内に配置されたNAPT処理を実行するゲートウェイが知られている。ゲートウェイは、特定の送受信アドレスおよび送受信ポート番号を持つパケットが到着すると、ゲートウェイの下流に配置されたNAPT処理を実行するパケット転送装置へ該パケットを転送する。パケット転送装置は、ゲートウェイから受信したパケットを所望の送受信アドレス及び送受信ポート番号を持つパケットとして転送する(例えば、特許文献2参照)。
あるノード装置をアンカーポイントとして設定した後に、このノード装置を経由する通信経路よりも、このノード装置以外のノード装置を経由する通信経路の方が適切になる場合がある。例えば、移動局装置の移動により、アンカーポイントとして設定したノード装置と移動局装置とのネットワーク上の距離が大きくなり、他のノード装置を経由した方が通信経路が短くなる場合がある。
このような場合に移動局装置とノード装置との間に新たに通信路を設定すると、通信路設定処理及びアドレス割当処理が発生しノード装置の負荷が増加する。
本明細書に開示される装置又は方法は、移動通信ネットワークと外部網を接続するノード装置を経由する通信路を設定する際のノード装置の負荷を低減することを目的とする。
装置の一観点によれば、通信路制御装置が与えられる。通信路制御装置は、基地局装置が設けられた第1ネットワークを第2ネットワークに接続する複数の第1ノード装置と第2ネットワークの複数のアドレス変換装置との間に設定される複数の第1通信路、及び第1ネットワーク及び第2ネットワークと異なる第3ネットワークを第2ネットワークに接続する複数の第2ノード装置と複数のアドレス変換装置との間に設定される複数の第2通信路を組み合わせた設定を記憶する設定記憶部と、複数の第1ノード装置のいずれかと複数の第2ノード装置のいずれかを複数の第1通信路のいずれか及び複数の第2通信路のいずれかを経由して中継する、複数のアドレス変換装置のいずれかを選択するアドレス変換装置選択部を備える。
装置の他の一観点によれば、アドレス変換装置が与えられる。アドレス変換装置は、基地局装置が設けられた第1ネットワークをアドレス変換装置が設けられる第2ネットワークに接続する複数の第1ノード装置とアドレス変換装置との間に予め設定される複数の第1通信路と、第1ネットワーク及び第2ネットワークと異なる第3ネットワークを第2ネットワークに接続する複数の第2ノード装置と複数のアドレス変換装置と間に設定される複数の第2通信路との間でパケットを転送する転送部と、複数の第1通信路毎に、複数の第1通信路を経由するパケットを送信する移動局装置の第1アドレスと、第3ネットワーク上の第2アドレスとを対応付けた変換情報を記憶する変換情報記憶部と、複数の第1通信路の中のいずれかの通信路を経由して受信したパケットの送信元アドレスのエントリが、いずれかの通信路の変換情報に存在しない場合に、いずれかの通信路へ転送されるパケットを送信する複数の第2ノード装置のいずれかからのパケットが転送される、いずれかの通信路以外の第1通信路の変換情報から、送信元アドレスのエントリを検出する検出部と、検出されたエントリをいずれかの通信路の変換情報へ移動する変換情報更新部を備える。
本明細書に開示される装置又は方法によれば、移動通信ネットワークと外部網を接続するノード装置を経由する通信路を設定する際のノード装置の負荷が低減される。
<1.ネットワーク構成>
以下、添付する図面を参照して好ましい実施例について説明する。図1は、通信システムの構成の第1例の説明図である。通信システム1は、移動体通信システムの無線アクセスネットワーク30を、外部網40に接続する通信ネットワーク10を備える。
以下、添付する図面を参照して好ましい実施例について説明する。図1は、通信システムの構成の第1例の説明図である。通信システム1は、移動体通信システムの無線アクセスネットワーク30を、外部網40に接続する通信ネットワーク10を備える。
通信ネットワーク10は、無線アクセスネットワーク30と通信ネットワーク10を接続するノード装置としてのS−GW装置11#1〜11#kを備える。通信ネットワーク10は、外部網40#1、40#2…と通信ネットワーク10を接続するノード装置としてのP−GW装置12#1〜11#mを備える。通信ネットワーク10は、移動局31#1〜31#pとP−GW装置12#1〜11#mとの間のベアラ制御のためのノード装置としてのMME13を備える。
以下の説明では、通信システム1が3GPP(3rd Generation Partnership Project)の標準規格上で規定されているLTE(Long term Evolution)に準拠するシステムである場合の例示を使用する。但し、この例示は、本明細書に記載される通信システムが、LTEに準拠する通信システムのみに限定して適用されることを意図するものではない。本明細書に記載される通信システムは、無線アクセスネットワークを外部網に接続する通信ネットワークを備えるシステムに広く適用可能である。
なお、以下の説明及び添付図面において、S−GW装置及びP−GW装置をそれそれ「S−GW」及び「P−GW」と表記することがある。また、S−GW11#1〜11#kを総称して「S−GW11」とすることがある。S−GW11#1〜11#kを代表するいずれかを「S−GW11#a」及び「S−GW11#b」と表記することがある。P−GW12#1〜12#mを総称して「P−GW12」とすることがある。P−GW12#1〜12#mを代表するいずれかを「P−GW12#a」及び「P−GW12#b」と表記することがある。外部網40#1、40#2…を総称して「外部網40」と表記することがある。
通信システム1は、複数のアドレス変換装置14#1〜14#nと、通信路制御装置15と、複数の第1通信路21と、複数の第2通信路22を備える。以下の説明においてアドレス変換装置14#1〜14#nを総称して「アドレス変換装置14」と表記することがある。アドレス変換装置14#1〜14#nを代表するいずれかを「アドレス変換装置14#x」及び「アドレス変換装置14#y」と表記することがある。
また、外部網40#1には、移動局31によりアクセスされるサーバ装置の一例としてのCDN(Contents Delivery Network)キャッシュサーバ42#1、42#2…が分散配置されている。CDNキャッシュサーバ42#1、42#2…は、同一のコンテンツを提供可能なサーバ装置である。添付する図面においてCDNキャッシュサーバを「CDNキャッシュ」と表記する。また以下の説明において、CDNキャッシュサーバ42#1、42#2…を総称してCDNキャッシュサーバ42と表記することがある。CDNキャッシュサーバ42#i及び42#jは、CDNキャッシュサーバ42#1、42#2…を代表するいずれかのCDNキャッシュサーバである。
また、外部網40#1には、CDNキャッシュサーバ42のアドレスを解決するDNS(Domain Name System)サーバ43#1、43#2…が設けられている。以下の説明及び添付する図面においてDNSサーバを「DNS」と表記する。また以下の説明において、DNS43#1、43#2…を総称してDNS43と表記することがある。DNS43#i、43#jは、DNS43#1、43#2…を代表するいずれかのDNSである。
なお、CDNキャッシュサーバ42及びDNS43は、P−GW12に直接接続する外部網40だけでなく、外部網40を経由する他の外部網のノード装置であってもよい。
アドレス変換装置14は、移動局31から送信されP−GW12を経由して外部網40へ送信されるパケットを中継する。アドレス変換装置14は、移動局31から送信されるパケットの送信元アドレスを、通信ネットワーク10上で使用されるIPアドレス及びTCP/UDPポート番号から、外部網40上で使用されるIPアドレス及びTCP/UDPポート番号に変換する。
以下の説明において、IPアドレス及びTCP/UDPポート番号を併せて単に「アドレス」と表記することがある。また、通信ネットワーク10上で使用されるアドレスを内部アドレスと表記することがある。外部網40上で使用されるアドレスを外部アドレスと表記することがある。
アドレス変換装置14は、外部網40及びP−GW12を経由して移動局31へ送信されるパケットを中継する。アドレス変換装置14は、移動局31から送信されるパケットの送信先アドレスを、外部アドレスから内部アドレスに変換する。
複数の第1通信路21は、移動局31がCDNキャッシュサーバ42にアクセスするフローを転送するために事前に設定される通信路であり、S−GW11とアドレス変換装置14との間に設けられる。また、複数の第2通信路22は、移動局31がCDNキャッシュサーバ42にアクセスするフローを転送するために事前に設定される通信路であり、アドレス変換装置14とP−GW12との間に設けられる。
移動局31のアタッチ時に、移動局31のユーザパケットを経由するためのいずれかのP−GW12が選択される。以下の説明において、移動局31のアタッチ時に選択されたP−GWを「デフォルトP−GW」と表記する。デフォルトP−GWは、例えば、移動局31のアタッチ時に、アンカーポイントとして移動局31に固定的に使用されるP−GWであってよい。デフォルトP−GWを経由して移動局31が送受信するフローを転送する経路を「デフォルト通信路」と表記する。
第1通信路21及び第2通信路22は、例えばVLAN(Virtual Local Area Network)−IDで識別されるVLANパスで構成されてよい。また例えば、第1通信路21及び第2通信路22は、例えばMPLS(Multi-Protocol Label Switching)ラベルパスや、IPカプセル化パスで構成されてもよい。
第1通信路21の各々と第2通信路22の各々とは1対1に対応しており、S−GW11、P−GW12及びアドレス変換装置14の組み合わせ毎に、異なる第1通信路21及び第2通信路22が設定される。また、単一のP−GW12に複数の外部網40が接続される場合に、外部網40毎に、第1通信路21及び第2通信路22の組み合わせが設定される。
すなわち、移動局31がCDNキャッシュサーバ42にアクセスするフローを転送するS−GW11、P−GW12、アドレス変換装置14及び外部網40が決定されると、このフローを転送する第1通信路21及び第2通信路22の1以上の組み合わせが定まる。デフォルト通信路以外の経路で、移動局31がCDNキャッシュサーバ42にアクセスするフローを転送するために、第1通信路21及び第2通信路22が使用できる。
第2通信路22の各々には、第2通信路22で転送されるフローのパケットの送信元アドレスに使用される外部アドレスの帯域が指定されている。移動局31に外部アドレスを割り当てる場合に、アドレス変換装置14は、移動局31からCDNキャッシュサーバ42への上りフローを転送する第1通信路21に対応する第2通信路22について指定された外部アドレスの帯域内のアドレスを指定する。
P−GW12は、CDNキャッシュサーバ42から移動局31への下りフローを転送する第2通信路22を、宛先アドレスとして指定された外部アドレスに基づいて決定する。第2通信路22で転送されたフローはアドレス変換装置14に転送され、宛先アドレスが内部アドレスに変換される。アドレス変換装置14が、第2通信路22に対応する第1通信路21でフローを転送することで、外部アドレスが割り当てられた内部アドレスを持つ移動局31と接続するS−GW11へ、CDNキャッシュサーバ42からの下りフローが転送される。
通信路制御装置15は、移動局31がCDNキャッシュサーバ42にアクセスする際に、移動局31がCDNキャッシュサーバ42にアクセスするフローを経由するアドレス変換装置14を選択する。例えば、通信路制御装置15は、移動局31が接続するS−GW11とアドレス変換装置14との間の転送遅延に応じてアドレス変換装置14を選択してよい。例えば、通信路制御装置15は、アドレス変換装置14の負荷や収容フロー数に応じてアドレス変換装置14を選択してもよい。
アドレス変換装置14が選択されると、移動局31と接続するS−GW11は、選択されたアドレス変換装置14とS−GW11との間に設けられた第1通信路21を選択する。S−GW11は、移動局31から外部網40へ流れる上りフローのうち、移動局31がCDNキャッシュサーバ42にアクセスするフローをデフォルト通信路で転送するフローから分離し、第1通信路21で転送する。また、S−GW11は、第1通信路21を介して受信するCDNキャッシュサーバ42からの下りフローと、デフォルト通信路を流れるフローとを集約して移動局31へ送信する。
<2.機能構成>
続いて、通信システム1の個々の構成要素の機能について説明する。
続いて、通信システム1の個々の構成要素の機能について説明する。
<2.1.S−GW>
図2は、S−GW11の一例の機能構成図である。S−GW11は、ネットワーク通信部50と、通信データ処理部51と、ベアラ制御部52と、コア網サービス制御部53と、代替/新規通信路設定管理部54を備える。S−GW11は、アドレス変換サービス制御部55と、コア網内アドレス変換機構管理部56を備える。
図2は、S−GW11の一例の機能構成図である。S−GW11は、ネットワーク通信部50と、通信データ処理部51と、ベアラ制御部52と、コア網サービス制御部53と、代替/新規通信路設定管理部54を備える。S−GW11は、アドレス変換サービス制御部55と、コア網内アドレス変換機構管理部56を備える。
ネットワーク通信部50は、通信ネットワーク10に固有の物理層、データリンク層及びネットワーク層の通信プロトコルを終端し、通信ネットワーク10の他のノード装置とのデータ送受信を行う。
通信データ処理部51は、通信路(ベアラ)の設定情報に基づき、データのルーティング、及びデータ転送用プロトコルに関する処理を行う。通信データ処理部51は、無線アクセス手順メッセージなど、S−GW11宛てのシグナリング情報等を認識し、このシグナリング情報を処理する、S−GW11内の他の構成要素とのデータ送受を行う。
ベアラ制御部52は、コア網サービス制御部53から受信する情報を基に、通信データ処理部51への転送情報の設定、解放及び変更処理を行い、設定情報を保持管理する。
コア網サービス制御部53は、移動局31、他のS−GW11、P−GW12及びMME13と移動体通信サービスを提供するためのシグナリング処理を行う。
代替/新規通信路設定管理部54は、移動局31から、CDNキャッシュサーバ42のアドレスを照会するDNS要求を受信すると、S−GW11とCDNキャッシュサーバ42との間の経路の検索処理を行う。代替/新規通信路設定管理部54は、例えば、デフォルトP−GW12以外のP−GWを経由する経路を検索してもよい。
デフォルト通信路以外の新たな経路を検索するために、例えば、代替/新規通信路設定管理部54は、DNS要求を通信データ処理部51に送信させる。通信データ処理部51は、デフォルト通信路に加えて、他のP−GW12にDNS要求を送信する。
以下の説明において、CDNキャッシュサーバ42にアクセスする移動局31が移動局31#1である場合を想定する。また、移動局31#1のデフォルトP−GWがP−GW12#aである場合を想定する。P−GW12#aを経由して転送されたDNS要求に対するDNS応答がCDNキャッシュサーバ42#iのアドレスを指定する場合を想定する。
また、デフォルトP−GW12#a以外の、DNS要求を送信されたP−GW12がP−GW12#bであり、このDNS要求に対するDNS応答がCDNキャッシュサーバ42#jのアドレスを指定する場合を想定する。
代替/新規通信路設定管理部54は、DNS応答が異なっていた場合に、デフォルト通信路を経由するCDNキャッシュサーバ42#iより、P−GW12#bを経由するCDNキャッシュサーバ42#jの方が良いと判断する。この場合、代替/新規通信路設定管理部54は、第1通信路21、第2通信路22及びアドレス変換装置14を経由してCDNキャッシュサーバ42#jへフローを転送する新通信路を設定することを決定する。
以下の説明において、移動局31#1がCDNキャッシュサーバ42#jにアクセスするフローを「付加フロー」と表記する。付加フローのうち移動局31#1からCDNキャッシュサーバ42#jへ向かうフローを「上り付加フロー」と表記する。付加フローのうちCDNキャッシュサーバ42#jから移動局31#1へ向かうフローを「下り付加フロー」と表記する。
代替/新規通信路設定管理部54は、第1通信路21及び第2通信路22以外の付加フロー転送用の新規通信路を設定するためのMME13及びP−GW12#bとの手順を起動してもよい。この手順により、付加フロー用に、移動局31#1の新たな外部アドレスがP−GW12#bから振り出され、S−GW11とP−GW12#bとの間のトンネルが形成される。
アドレス変換サービス制御部55は、第1通信路21、第2通信路22及びアドレス変換装置14経由で付加フローを転送することを通信路制御装置15に要求する。このため、アドレス変換サービス制御部55は、アドレス変換装置経由通信要求を通信路制御装置15に送信する。アドレス変換装置経由通信要求は、S−GW11、P−GW12#b及び外部網40#1の識別子を含んでいてよい。
アドレス変換サービス制御部55は、通信路制御装置15から、アドレス変換装置経由通信要求に対する要求受付応答を受信する。要求受付応答は、付加フローを転送するアドレス変換装置14を指定する情報を含んでいてよい。
アドレス変換装置14が通信ポートを複数備える場合に、ポート毎に、第1通信路21及び第2通信路22の接続先が識別されてよい。この場合、アドレス変換装置14を識別する識別子として、例えば、アドレス変換装置14の装置番号と装置毎の通信ポート番号の組み合わせを示す「アドレス変換装置識別子」が使用されてもよい。要求受付応答は、付加フローを転送するアドレス変換装置14を指定する情報としてアドレス変換装置識別子を含んでいてよい。
アドレス変換サービス制御部55は、要求受付応答によるアドレス変換装置14の指定に応じて、付加フローを転送する第1通信路21を特定する。S−GW11は、アドレス変換装置14に対応する第1通信路21を定めるための第1通信路設定テーブル101を備えていてもよい。
図3は、第1通信路設定テーブル101の一例の説明図である。第1通信路設定テーブル101は、情報要素「アドレス変換装置識別子」と「上り第1通信路識別子」と「下り第1通信路識別子」を備える。アドレス変換装置識別子は、アドレス変換装置14の装置番号と装置毎の通信ポート番号の組み合わせを示す。上り第1通信路識別子及び下り第1通信路識別子は、各アドレス変換装置識別子毎に定められた上り方向の第1通信路21と下り方向の第1通信路21の識別子を示す。
図3の例では、アドレス変換装置識別子「nid1」で識別されるアドレス変換装置14のポートに対して、上り第1通信路識別子「ru1id1」及び下り第1通信路識別子「rd1id1」で識別される第1通信路21が対応する。第1通信路設定テーブル101は、コア網内アドレス変換機構管理部56に格納されてよい。
アドレス変換サービス制御部55は、第1通信路21で付加フローを転送するため情報を以下のように設定する。
S−GW11と無線アクセスネットワーク30の間には、デフォルト通信路で基地局装置とS−GW11との上り方向のフローを転送するベアラである第1トンネルが設けられる。S−GW11とデフォルトP−GW12#aとの間にもこの間のデフォルト通信路で上り方向フローを転送する第2トンネルが設けられる。
アドレス変換サービス制御部55は、デフォルト通信路を形成する第1トンネルと第2トンネルとの接続関係を記憶するテーブルに、デフォルト通信路で通信する移動局31の上り付加フローを特定する情報を識別する識別子を登録する。
図4は、第1トンネルと第2トンネルとの接続関係を記憶する第1中継テーブル102の一例の説明図である。第1中継テーブル102は、情報要素「第1トンネル識別子」と「第2トンネル識別子」と「フロー情報識別子」を備える。例えば、第1トンネル識別子及び第2トンネル識別子は、各トンネルのトンネルIDと、トンネル転送時にカプセル化されるパケットのヘッダ情報との組み合わせであってよい。
フロー情報識別子は、第1トンネル識別子及び第2トンネル識別子で識別されるデフォルト通信路で通信を行う移動局31の付加フローを特定する情報の識別子である。第1中継テーブル102はベアラ制御部52に格納されてよい。
図4の例では、第1トンネル識別子「t1id1」及び第2トンネル識別子「t2id2」で識別されるデフォルト通信路で通信を行う移動局31の付加フローを特定する情報がフロー情報識別子「fiid」で識別される。
アドレス変換サービス制御部55は、付加フローを特定する情報と付加フローを転送する第1通信路21の組み合わせを分岐フロー処理テーブル103に登録する。図5は、分岐フロー処理テーブル103の一例の説明図である。分岐フロー処理テーブル103は、フロー情報識別子毎に設けられる。各フロー情報識別子の分岐フロー処理テーブル103は、情報要素「移動局IPアドレス」と「移動局ポート番号」と「相手先IPアドレス」と「相手先ポート番号」と「上り第1通信路識別子」を含む。分岐フロー処理テーブル103は、コア網内アドレス変換機構管理部56に格納されてよい。
移動局IPアドレス及び移動局ポート番号は、付加フローを送受信する移動局31#1のIPアドレス及びTCP/UDPポート番号である。相手先IPアドレス及び相手先ポート番号は、付加フローの相手先のCDNキャッシュサーバ42#jのIPアドレス及びTCP/UDPポート番号である。移動局IPアドレス、移動局ポート番号、相手先IPアドレス及び相手先ポート番号により上り付加フローが特定される。
上り第1通信路識別子は、上り付加フローを転送する第1通信路21の識別子である。図5の例では、付加フローを特定する情報は移動局IPアドレス「a:b:c:1」と移動局ポート番号「pa1」と相手先IPアドレス「x:y:z:1」と相手先ポート番号「px1」を含む。この情報の識別子はフロー情報識別子「fiid1」であり、この上り付加フローを転送する第1通信路21の識別子は、上り第1通信路識別子「ru1id」である。
アドレス変換サービス制御部55は、第1中継テーブル102にフロー情報識別子を登録することにより、あるデフォルト通信路で通信を行う移動局31の上り付加フローの分岐先の第1通信路21を設定する。
下り方向については、アドレス変換サービス制御部55は、下り付加フローを転送する第1通信路21毎に、第1通信路21で伝送される下り付加フローと転送先の基地局の組み合わせを定める集約フロー処理テーブル104を生成する。
図6は、集約フロー処理テーブル104の一例の説明図である。集約フロー処理テーブル104は、下り付加フローを転送する第1通信路21を識別する下り第1通信路識別子毎に設けられる。集約フロー処理テーブル104は、情報要素「相手先IPアドレス」と「相手先ポート番号」と「移動局IPアドレス」と「移動局ポート番号」と「基地局識別子」を含む。集約フロー処理テーブル104は、コア網内アドレス変換機構管理部56に格納されてよい。
相手先IPアドレス、相手先ポート番号、移動局IPアドレス及び移動局ポート番号の内容は、分岐フロー処理テーブル103の同じ名称の情報要素と同様である。相手先IPアドレス、相手先ポート番号、移動局IPアドレス及び移動局ポート番号により下り付加フローが特定される。基地局識別子は、下り付加フローの転送先の移動局31が在圏する基地局の識別子である。
図6の例では、付加フローを特定する情報は相手先IPアドレス「x:y:z:1」と相手先ポート番号「px1」移動局IPアドレス「a:b:c:1」と移動局ポート番号「pa1」とを含む。下り付加フローを転送する第1通信路21の識別子は、下り第1通信路識別子「rd1id」である。この下り付加フローの転送先の基地局識別子は「bid1」である。
S−GW11と基地局装置の間には、デフォルト通信路で下り方向のフローを転送するベアラである第3トンネルが設けられる。基地局識別子は、送信先指定テーブル105により、基地局とS−GW11との間に設けられた第3トンネルに対応付けられる。
図7は、送信先指定テーブル105の一例の説明図である。送信先指定テーブル105は、情報要素「基地局識別子」と「第3トンネル識別子」を備える。基地局識別子は、S−GW11との間にデフォルト通信路が設定された基地局の識別子である。第3トンネル識別子は、デフォルト通信路を形成する第3トンネルの識別子である。
アドレス変換サービス制御部55は、集約フロー処理テーブル104に基地局識別子を登録することにより、あるデフォルト通信路で通信を行う移動局31の下り付加フローをどのデフォルト通信路と集約するかを設定できる。
なお、以下の説明において、第1通信路21で付加フローを伝送させるための分岐フロー処理テーブル103及び集約フロー処理テーブル104のエントリを生成することを、「フロー処理情報を設定する」と表記することがある。
通信データ処理部51は、上りパケットを受信した場合、受信パケットのフローのエントリが分岐フロー処理テーブル103に設定されているか否かを判断する。受信パケットのフローのエントリが分岐フロー処理テーブル103に設定されている場合には、通信データ処理部51は、分岐フロー処理テーブル103に従って指定される第1通信路21#1で受信パケットを転送する。受信パケットのフローのエントリが分岐フロー処理テーブル103に設定されていない場合には、通信データ処理部51は、デフォルト通信路で受信パケットを送信する。
通信データ処理部51は、下りパケットを受信した場合、受信パケットのフローのエントリが集約フロー処理テーブル104に設定されているか否かを判断する。エントリが集約フロー処理テーブル104に設定されている場合には、通信データ処理部51は、集約フロー処理テーブル104で指定される基地局との間に設定されている第3トンネルで受信パケットを転送する。
次に、移動局31#1のハンドオーバにより移動局31#1の接続先が他のS−GWからS−GW11に変わると、MME13はS−GW11にハンドオーバ手順メッセージを送信する。以下の説明及び添付図面においてハンドオーバを「HO」と表記することがある。
アドレス変換サービス制御部55は、MME13から送信されるHO手順メッセージに、移動局31#1のアドレス変換装置経由通信情報が付加されているか否かを判断する。アドレス変換装置経由通信情報は、移動局31#1の付加フローに関する情報と、HO前に付加フローを経由するアドレス変換装置14を指定する情報を含む。以下の説明において、HO前に付加フローを経由するアドレス変換装置14がアドレス変換装置14#xであると想定する。
アドレス変換サービス制御部55は、第1通信路設定テーブル101に基づき、アドレス変換装置経由通信情報で指定されるアドレス変換装置14#xとの間に第1通信路21が設定されているか否かを判断する。第1通信路21が設定されている場合には、アドレス変換サービス制御部55は、指定されたアドレス変換装置14#xとの間の第1通信路21で上り付加フローを伝送させるための分岐フロー処理テーブル103のエントリを作成する。また、アドレス変換サービス制御部55は、下り付加フローを、アドレス変換装置14#xとの間の第1通信路21で伝送させるための集約フロー処理テーブル104のエントリを生成する。
第1通信路21が設定されていない場合にはアドレス変換サービス制御部55は、他のアドレス変換装置14を経由してフローを伝送させるためのリソース変更処理を開始する。アドレス変換サービス制御部55は、付加フローを転送する別のアドレス変換装置14の指定を要求するリソース要求を通信路制御装置15へ送信する。
リソース要求は、S−GW11の識別子、付加フローを収容するP−GW12#bの識別子、外部網40#1の識別子を含んでいてよい。リソース要求は、HO前に付加フローを転送していたアドレス変換装置14#xの識別子と、HOが発生した移動局31#1のアドレスを含んでいてよい。
アドレス変換サービス制御部55は、通信路制御装置15から、リソース要求に対する要求受付応答を受信する。要求受付応答は、付加フローを転送する別のアドレス変換装置14を指定する情報を含んでいてよい。「2.1.S−GW」の以下の説明において、要求受付応答が指定するアドレス変換装置14がアドレス変換装置14#yであると想定する。
アドレス変換サービス制御部55は、アドレス変換装置14#yとの間の第1通信路21で付加フローを転送するためのフロー処理情報を設定する。
アドレス変換サービス制御部55は、アドレス変換装置経由通信要求に対する要求受付応答を受信した場合に、移動局31#1のアドレスと、要求受付応答で指定されたアドレス変換装置14をアドレス変換装置テーブル106に登録する。
図8は、アドレス変換装置テーブル106の一例の説明図である。アドレス変換装置テーブル106は、情報要素「移動局IPアドレス」と「移動局ポート番号」と「アドレス変換装置識別子」を備える。アドレス変換装置テーブル106は、コア網内アドレス変換機構管理部56に格納されてよい。
移動局IPアドレス及び移動局ポート番号は、付加フローを送受信する移動局31#1のIPアドレス及びTCP/UDPポート番号である。アドレス変換装置識別子は、アドレス変換装置14の装置番号と装置毎の通信ポート番号の組み合わせを示す。図8の例では、移動局IPアドレス「a:b:c:1」と移動局ポート番号「pa1」で識別される移動局31#1の付加フローを転送するアドレス変換装置及びその通信ポートが識別子「nid1」で識別される。
アドレス変換サービス制御部55は、リソース変更要求に対する要求受付応答を受信した場合も、同様に、移動局31#1のアドレスと、要求受付応答で指定されたアドレス変換装置14をアドレス変換装置テーブル106に登録する。
<2.2.通信路制御装置>
図9は、通信路制御装置15の一例の機能構成図である。通信路制御装置15は、ネットワーク通信部60と、通信設定シグナリング処理部61と、アドレス変換装置リソース管理部62と、経路情報保持部63を備える。
図9は、通信路制御装置15の一例の機能構成図である。通信路制御装置15は、ネットワーク通信部60と、通信設定シグナリング処理部61と、アドレス変換装置リソース管理部62と、経路情報保持部63を備える。
アドレス変換装置リソース管理部62は、アドレス変換装置選択部と、アドレス情報取得部と、アドレス情報送信部と、計算方法特定部の一例である。
経路情報保持部63は、設定記憶部と、計算方法記憶部と、使用条件記憶部の一例である。
ネットワーク通信部60は、通信ネットワーク10に固有の物理層、データリンク層及びネットワーク層の通信プロトコルを終端し、通信ネットワーク10の他のノード装置とのデータ送受信を行う。
通信設定シグナリング処理部61は、S−GW11から、アドレス変換装置14経由で付加フローを転送することを要求するためのアドレス変換装置経由通信要求を受信する。
アドレス変換装置リソース管理部62は、付加フローを経由するアドレス変換装置14があるか否かを判断する。通信路制御装置15は、第1通信路21及び第2通信路22が設定されているS−GW11、P−GW12、外部網40及びアドレス変換装置14の組み合わせを定める第2通信路設定テーブル107を備える。第2通信路設定テーブル107は、経路情報保持部63に格納されてよい。
図10は、第2通信路設定テーブル107の第1例の説明図である。第2通信路設定テーブル107は、情報要素「S−GW識別子」、「P−GW識別子」、「外部網識別子」及び「アドレス変換装置リスト番号」を含む第1テーブルを備える。
S−GW識別子、P−GW識別子及び外部網識別子は、S−GW11、P−GW12、外部網40のそれぞれの識別子である。アドレス変換装置リスト番号は、アドレス変換装置識別子の集合を識別する識別子である。第1テーブルの各エントリは、第1通信路21及び第2通信路22が設定されているS−GW11、P−GW12、外部網40及びアドレス変換装置14の組み合わせを指定する。
図10の例は、アドレス変換装置リスト番号「nl1」が指定する集合に含まれるアドレス変換装置識別子とS−GW識別子「sgwid1」とP−GW識別子「pgwid1」及び外部網識別子「eid」の組み合わせを指定する。この組み合わせに第1通信路21及び第2通信路22が設定されている。
S−GW11とアドレス変換装置14とこれらの間に設けられた第1通信路21との組み合わせは、S−GW11に予め設定された図3の第1通信路設定テーブル101によって定められる。同様に、アドレス変換装置14とP−GW12とこれらの間に設けられた第2通信路22との組み合わせは、P−GW12に予め設定された後述の図18の第3通信路設定テーブル113によって定められる。したがって、S−GW11、P−GW12及びアドレス変換装置14の組み合わせを定める第2通信路設定テーブル107は、対応する第1通信路21と第2通信路22の組み合わせを定める。
第2通信路設定テーブル107は、アドレス変換装置リスト番号で識別されるアドレス変換装置識別子の集合を定める第2テーブルをアドレス変換装置リスト番号毎に備える。第2テーブルは、情報要素「アドレス変換装置識別子」、「変換テーブル使用率」及び「転送トラヒック量」を備える。
アドレス変換装置識別子は、アドレス変換装置14の装置番号と装置毎の通信ポート番号の組み合わせを示す。変換テーブル使用率は、アドレス変換装置14の通信ポート毎に設けられる後述のアドレス変換テーブル108の使用率を示す。転送トラヒック量は、通信ポート毎に転送トラヒック量を示す。
通信設定シグナリング処理部61は、アドレス変換装置14から、アドレス変換テーブル108の使用率や転送トラヒック量の情報を収集して第2通信路設定テーブル107に格納する。
アドレス変換装置リソース管理部62は、アドレス変換装置経由通信要求で指定されたS−GW11、P−GW12#b及び外部網40#1の識別子を全て含むエントリが第2通信路設定テーブル107にあるか否かを判断する。エントリが第2通信路設定テーブル107にある場合に、付加フローを経由するアドレス変換装置14があると判断する。
付加フローを経由するアドレス変換装置14が複数存在する場合にアドレス変換装置リソース管理部62は、そのいずれかを選択する。例えば、アドレス変換装置リソース管理部62は、以下に例示する所定の選択基準に従ってアドレス変換装置14を選択してよい。
例えば、アドレス変換装置リソース管理部62は、第2通信路設定テーブル107を参照し、転送トラヒック量が閾値より小さいアドレス変換装置14や、転送トラヒック量が最も小さいアドレス変換装置14を選んでよい。例えば、アドレス変換装置リソース管理部62は、アドレス変換装置経由通信要求を送信したS−GW11から転送遅延が最小のアドレス変換装置14を選択してよい。アドレス変換装置リソース管理部62は、これらの選択基準の論理積を満たすアドレス変換装置14を選択してもよい。
アドレス変換装置リソース管理部62は、アドレス変換装置経由通信要求に対する要求受付応答をS−GW11へ送信する。要求受付応答は、選択されたアドレス変換装置14を指定する情報を含む。
また、通信設定シグナリング処理部61は、移動局31#1のHOにより新たに移動局31#1が接続するS−GW11から、付加フローを転送する別のアドレス変換装置14の指定を要求するリソース要求を受信する。「2.2.通信路制御装置」の以下の説明において、リソース要求を送信したS−GW11がS−GW11#bであると想定する。
アドレス変換装置リソース管理部62は、付加フローを経由するアドレス変換装置14があるか否かを判断する。アドレス変換装置リソース管理部62は、リソース要求で指定されたS−GW11#b、P−GW12#b及び外部網40#1の識別子を全て含むエントリが第2通信路設定テーブル107にあるか否かを判断する。これらのエントリが第2通信路設定テーブル107にある場合に、付加フローを経由するアドレス変換装置14があると判断する。
付加フローを経由するアドレス変換装置14が複数存在する場合に、アドレス変換装置リソース管理部62は、所定の選択基準に従って複数のアドレス変換装置14のいずれかであるアドレス変換装置14#yを選択する。
アドレス変換装置リソース管理部62は、リソース要求に対する要求受付応答をS−GW11へ送信する。要求受付応答は、選択されたアドレス変換装置14#yを指定する情報を含む。
アドレス変換装置リソース管理部62は、HO前の移動局31#1の付加フローを経由するアドレス変換装置14#xに変換情報引継ぎ指示を送信する。変換情報引継ぎ指示は、移動局31#1のアドレスを含み、アドレス変換装置14#xが移動局31#1に割り当てた外部アドレスを要求する信号である。
アドレス変換装置リソース管理部62は、アドレス変換装置14#xが移動局31#1に割り当てた外部アドレスを、アドレス変換装置14#xから受信する。アドレス変換装置リソース管理部62は、移動局31#1のアドレス及び外部アドレスをアドレス変換装置14#yへ送信する。
アドレス変換装置リソース管理部62は、P−GW12#bとアドレス変換装置14#yとの第2通信路22と、移動局31#1の外部アドレスを、P−GW12#bに通知する。
<2.3.アドレス変換装置>
図11は、アドレス変換装置14の一例の機能構成図である。アドレス変換装置14は、ネットワーク通信部70と、通信データ処理部71と、変換テーブル管理部72と、変換リソース管理部73と、コア網内経路情報保持部74と、アドレス変換サービス制御部75を備える。
図11は、アドレス変換装置14の一例の機能構成図である。アドレス変換装置14は、ネットワーク通信部70と、通信データ処理部71と、変換テーブル管理部72と、変換リソース管理部73と、コア網内経路情報保持部74と、アドレス変換サービス制御部75を備える。
通信データ処理部71は、転送部の一例である。
変換テーブル管理部72は、変換情報記憶部と、検出部と、変換情報更新部と、計算方法記憶部と、アドレス計算部の一例である。
ネットワーク通信部70は、通信ネットワーク10に固有の物理層、データリンク層及びネットワーク層の通信プロトコルを終端し、通信ネットワーク10の他のノード装置とのデータ送受信を行う。
通信データ処理部71は、通信路(ベアラ)の設定情報に基づき、データのルーティング、及びデータ転送用プロトコルに関する処理を行う。通信データ処理部71は、アドレス変換装置14の宛てのシグナリング情報等を認識し、このシグナリング情報を処理する、アドレス変換装置14内の他の構成要素とのデータ送受を行う。
通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108に基づいて上り付加フローのパケットの送信元アドレスを外部アドレスに変換する。通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108に基づいて下り付加フローのパケットの送信先アドレスを内部アドレスに変換する。
図12は、アドレス変換テーブル108の一例の説明図である。アドレス変換テーブル108は、上り方向の第1通信路21毎に設けられる。アドレス変換テーブル108は、上り方向の第1通信路21により転送される付加フローが転送されるP−GW12毎及び外部網40毎にグループ化されている。すなわち、同じP−GW12と同じ外部網40を経由して付加フローを転送する上り方向の第1通信路21のアドレス変換テーブル108のグループが指定されている。
アドレス変換テーブル108は、情報要素「外部網識別子」と「P−GW識別子」と「上り第1通信路識別子」を含む。アドレス変換テーブル108は、「移動局IPアドレス」と「移動局ポート番号」と「外部IPアドレス」と「外部ポート番号」と「上り第2通信路識別子」を含む。アドレス変換テーブル108は、変換テーブル管理部72に格納される。
上り第1通信路識別子は、通信データ処理部71によるアドレス変換の対象のパケットを転送する上り方向の第1通信路21の識別子である。外部網識別子及びP−GW識別子は、アドレス変換の対象のパケットを転送する外部網40及びP−GW12の識別子である。
移動局IPアドレス及び移動局ポート番号は、移動局31#1の内部アドレスを示す。外部IPアドレス及び外部ポート番号は、アドレス変換装置14により割り当てられた移動局31#1の外部アドレスを示す。
上り第2通信路識別子は、移動局IPアドレス及び移動局ポート番号で指定される送信元アドレスを持つパケットを転送する上り方向の第2通信路22を指定する第2通信路22の識別子である。
図12の例では、上り第1通信路識別子「ru1id1」の第1通信路21にて、送信元アドレスがIPアドレス「a:b:c:1」及びポート番号「pa1」であるパケットが受信される。このパケットの送信元アドレスに割り当てられた外部アドレスは、IPアドレス「d:e:f:1」及びポート番号「pd1」である。この第1通信路21で転送される付加フローは、P−GW識別子「pgwid1」のP−GW12及び外部網識別子「eid1」の外部網40で転送される。
上りパケットを受信した場合、通信データ処理部71は、パケットを受信した第1通信路21に対応するアドレス変換テーブル108を参照し、受信パケットの送信元アドレスのエントリを検出する。通信データ処理部71は検出したエントリから外部アドレス及び第2通信路22を特定する。
通信データ処理部71は、受信パケットの送信元アドレスを、特定した外部アドレスに変換する。通信データ処理部71は、特定した第2通信路22で受信パケットを転送する。
下りパケットを受信した場合、通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108の中から、受信パケットの送信元アドレスを外部アドレスとして有するエントリを検出する。通信データ処理部71は検出したエントリから内部アドレスを特定する。通信データ処理部71は、いずれのアドレス変換テーブル108からエントリを検出したのかに基づき、上り方向の第1通信路21を特定する。
通信データ処理部71は、上り方向の第1通信路21と下り方向の第1通信路21の組み合わせを定める第2中継テーブル109と、特定した上り方向の第1通信路21に基づき下り方向の第1通信路21を特定する。通信データ処理部71は、特定した下り方向の第1通信路21で下り受信パケットを転送する。
図13は、第2中継テーブル109の一例の説明図である。第2中継テーブル109は、情報要素「上り第1通信路識別子」と「下り第1通信路識別子」と「上り第2通信路識別子」を備える。第2中継テーブル109は、コア網内経路情報保持部74に格納されてよい。
上り第1通信路識別子、下り第1通信路識別子及び上り第2通信路識別子は、移動局31#1の付加フローを転送する上り方向の第1通信路21、下り方向の第1通信路21及び上り方向の第2通信路22の識別子である。第2中継テーブル109の各エントリは、移動局31#1の付加フローを転送する上り方向の第1通信路21、下り方向の第1通信路21及び上り方向の第2通信路22の組み合わせを定義する。
図13の例では、移動局31#1の付加フローは、上り第1通信路識別子「ru1id1」の第1通信路21及び下り第1通信路識別子「rd1id1」の下り方向の第1通信路21によって転送される。また、移動局31#1の付加フローは、第2通信路識別子「ru2id1」の第2通信路22によって転送される。
変換テーブル管理部72は、アドレス変換テーブル108のエントリ登録、エントリ変更及びエントリ削除を行う。上り受信パケットの送信元アドレスのエントリが、パケットを受信した第1通信路21のアドレス変換テーブル108にない場合、変換テーブル管理部72はリソース管理テーブル110から外部アドレスを取得する。
図14は、リソース管理テーブル110の一例の説明図である。リソース管理テーブル110は、情報要素「上り第1通信路識別子」と「リソースID」を備える。上り第1通信路識別子は上り方向の第1通信路21の識別子を示す。リソースIDは、外部アドレスのリソースのリストの識別子であり、リストは第1通信路21毎に用意される。リソース管理テーブル110は、変換リソース管理部73に格納されてよい。
外部アドレスのリソースのリストの各々は、各第1通信路21で使用可能な1つ以上の未使用の外部アドレスを含む。付加フローの外部アドレスとして使用可能なアドレス帯域は、第2通信路22毎に割り当てられている。このため、リストに含まれる外部アドレスのアドレス帯域は、第1通信路21に対応する第2通信路22に応じて割り当てられている。
図14の例では、上り第1通信路識別子「ru1id1」の第1通信路21用の未使用のリソースのリストのリソースIDは「rid1」である。このリストには、未使用の外部アドレスとしてIPアドレス「d:e:f:10」及びポート番号「pd1」が含まれている。
変換テーブル管理部72は、受信パケットのアドレスを、リソース管理テーブル110から取得した外部アドレスへと変換するエントリを、パケットを受信した第1通信路21のアドレス変換テーブル108に生成する。変換テーブル管理部72は、第2中継テーブル109に基づいて、パケットを受信した上り方向の第1通信路21に対応する上り方向の第2通信路22を特定する。変換テーブル管理部72は、生成したエントリの情報要素「上り第2通信路識別子」に特定した第2通信路22を登録する。
移動局31#1のHOにより移動局31#1の接続先のS−GW11が変更した場合を想定する。接続先のS−GW11が変わると、移動局31#1の付加フローを転送する第1通信路21が変化する。「2.3.アドレス変換装置」の以下の説明において、HO前の移動局31#1の付加フローを転送する第1通信路21が第1通信路21#1であり、HO後の移動局31#1の付加フローを転送する第1通信路21が第1通信路21#2と想定する。この場合、HO後の第1通信路21#2のアドレス変換テーブル108には、上り付加フローの受信パケットの送信元アドレスに対応するエントリがない。
変換テーブル管理部72は、第1通信路21#2と同様にP−GW12及び外部網40へ付加フローを転送する第1通信路21のアドレス変換テーブル108のグループを参照する。
このグループ内の第1通信路21#1のアドレス変換テーブル108に受信パケットに対応するエントリがある場合には、変換テーブル管理部72は、このエントリを第1通信路21#2のアドレス変換テーブル108に移動する。
HOにより、移動局31#1の付加フローを転送するアドレス変換装置14が変化した場合には、このアドレス変換装置14が備えるアドレス変換テーブル108に受信パケットに対応するエントリがない。この場合には、変換テーブル管理部72は、他のアドレス変換装置がHO前に移動局31#1の付加フローに与えた外部アドレスを通信路制御装置15から受信する。
変換テーブル管理部72は、受信パケットのアドレスを、通信路制御装置15から受信した外部アドレスへと変換するエントリを、パケットを受信した第1通信路21のアドレス変換テーブル108に生成する。
アドレス変換サービス制御部75は、アドレス変換装置14が移動局31に割り当てた外部アドレスを照会する変換情報引継ぎ指示を、通信路制御装置15から受信する。アドレス変換サービス制御部75は、変換情報引継ぎ指示で指定された移動局31#1のアドレスのエントリを、アドレス変換テーブル108から検出する。アドレス変換サービス制御部75は、検出したエントリに格納される移動局31#1の外部アドレスを通信路制御装置15へ送信する。
<2.4.P−GW>
図15は、P−GW12の一例の機能構成図である。P−GW12は、ネットワーク通信部80と、通信データ処理部81と、ベアラ制御部82と、コア網サービス制御部83と、フロー管理部84と、コア網内アドレス変換機構経路管理部85を備える。
図15は、P−GW12の一例の機能構成図である。P−GW12は、ネットワーク通信部80と、通信データ処理部81と、ベアラ制御部82と、コア網サービス制御部83と、フロー管理部84と、コア網内アドレス変換機構経路管理部85を備える。
ネットワーク通信部80は、通信ネットワーク10に固有の物理層、データリンク層及びネットワーク層の通信プロトコルを終端し、通信ネットワーク10の他のノード装置とのデータ送受信を行う。
通信データ処理部81は、通信路(ベアラ)の設定情報に基づき、データのルーティング、及びデータ転送用プロトコルに関する処理を行う。通信データ処理部81は、P−GW12宛てのシグナリング情報等を認識し、このシグナリング情報を処理する、P−GW12内の他の構成要素とのデータ送受を行う。
ベアラ制御部82は、コア網サービス制御部83から受信する情報を基に、通信データ処理部81への転送情報設定、解放、変更処理を行い、設定情報を保持管理する。コア網サービス制御部83は、S−GW11、他のP−GW12及びMME13と移動体通信サービスを提供するためのシグナリング処理を行う。
フロー管理部84は、下り転送テーブル111に従って、外部網40#1から受信した下り付加フローのパケットを第2通信路22で転送する。図16は、下り転送テーブル111の一例の説明図である。下り転送テーブル111は、情報要素「受信ポート番号」と「検索優先度」と「宛先IPアドレス」と「宛先IPポート」と「下り第2通信路識別子」を備える。フロー管理部84は、下り転送テーブル111を格納してよい。
受信ポート番号は、下り付加フローを受信するP−GW12の受信ポートを識別する。下り第2通信路識別子は、下り付加フローを転送する下り方向の第2通信路22を示す。「宛先IPアドレス」と「宛先ポート」は、この第2通信路22へ転送される下り付加フローのパケットの外部アドレスの「IPアドレス」と「TCP/UDPポート番号」を示す。外部アドレスは個別のIPアドレスで指定されてもよく、アドレス帯域で指定してもよい。情報要素「検索優先度」については後述する。
図16の例では、宛先IPアドレスで指定されたアドレス帯域「d:e:f:g/16」の付加フローのパケットは受信ポート「#r1」で受信され、下り第2通信路識別子「rdid1」の第2通信路22に転送される。
フロー管理部84は、下り受信パケットの送信先アドレスに指定された外部アドレスに基づき、下り転送テーブル111の外部アドレスの指定に応じて定める第2通信路22へ受信パケットを転送する。
フロー管理部84は、上り転送テーブル112に従って、第2通信路22から受信した上り付加フローを外部網40#1へ転送する。図17は、上り転送テーブル112の一例の説明図である。上り転送テーブル112は情報要素「上り第2通信路識別子」と「送信先ポート番号」と「IPアドレス帯域」を備える。フロー管理部84は、上り転送テーブル112を格納してよい。
上り第2通信路識別子は、上り付加フローが受信される上り方向の第2通信路22を示す。送信先ポート番号は、上り付加フローを外部網40#1へ送信するP−GW12の送信ポートを識別する。IPアドレス帯域は、上り第2通信路識別子で指定される第2通信路22に割り当てられた外部アドレスのアドレス帯域を指定する。
図17の例では上り第2通信路識別子「ruid1」の第2通信路22で受信したパケットは、送信ポート「#t1」から外部網40#1へ転送される。この第2通信路22に割り当てられるアドレス帯域は「d:e:f:g/16」である。
フロー管理部84は、上りパケットを受信した第1通信路21に応じて、上り転送テーブル112の送信先ポート番号の指定に応じて受信パケットを転送する。
移動局31#1のHOにより移動局31#1の付加フローを転送するアドレス変換装置14が変わると、P−GW12が付加フローを転送する第2通信路22も変わる。「2.4.P−GW」の以下の説明において、HO前に付加フローを転送するアドレス変換装置14及び第2通信路22がアドレス変換装置14#x及び通信路22#xである場合を想定する。HO後に付加フローを転送するアドレス変換装置14及び第2通信路22がアドレス変換装置14#y及び通信路22#yである場合を想定する。
コア網内アドレス変換機構経路管理部85は、通信路制御装置15から、移動局31#1の外部アドレスと第2通信路22#yの通知を受信する。
コア網内アドレス変換機構経路管理部85は、下り転送テーブル111により指定される移動局31#1の下り付加フローの転送先を、第2通信路22#yへ個別に変更する。すなわち、下り転送テーブル111内に、移動局31#1の外部アドレスが格納されたエントリを個別に生成し、その情報要素「第2通信路識別子」の値を第2通信路22#yの識別子に変更する。
このエントリにより、P−GW12は、アドレス変換装置14#xが移動局31#1に割り当てた外部アドレスが、第2通信路22#yに割り当られたアドレス帯域になくても、付加フローを第2通信路22#yに転送できる。このため、付加フローを転送する第2通信路22が変更されても同じ外部アドレスを使用し続けることができる。
この場合、移動局31#1の外部アドレスを含むアドレス帯域のフローの転送先に第2通信路22#xを指定するエントリと、移動局31#1の外部アドレスのフローの転送先に第2通信路22#yを指定するエントリが併存する。移動局31#1のパケットが第2通信路22#xへ誤って転送されることを防ぐために、第2通信路22#yを指定するエントリが、第2通信路22#xを指定するエントリより優先して参照されることが望ましい。
このため、コア網内アドレス変換機構経路管理部85は、アドレス単位で転送先を指定するエントリに対して、アドレス帯域毎に転送先を指定するエントリの優先度よりも高い優先度を、エントリの検索優先度として設定する。コア網内アドレス変換機構経路管理部85は、下り転送テーブル111のエントリの検索優先度を、情報要素「検索優先度」に格納する。フロー管理部84は、下り付加フローのパケットを転送する第2通信路22を選択する場合に、より高い検索優先度が設定されたエントリで指定される第2通信路22を優先的に選択する。
コア網内アドレス変換機構経路管理部85は、上り付加フローのパケットを受信した時に、下り転送テーブル111により指定される移動局31#1の下り付加フローの転送先を変更してもよい。
コア網内アドレス変換機構経路管理部85は、上り付加フローの受信パケットを検出すると、パケットを転送した第2通信路22について上り転送テーブル112で定められたアドレス帯域を参照する。受信パケットの外部アドレスが、アドレス帯域内にない場合、コア網内アドレス変換機構経路管理部85は、上り方向の第2通信路22と下り方向の第2通信路22の組み合わせを指定する第3通信路設定テーブル113を参照する。
図18は、第3通信路設定テーブル113の一例の説明図である。第3通信路設定テーブル113は、情報要素「アドレス変換装置識別子」と「下り第2通信路識別子」と「上り第2通信路識別子」を備える。第3通信路設定テーブル113は、コア網内アドレス変換機構経路管理部85に格納されていてよい。
各エントリは、P−GW12とアドレス変換装置14の間に設けられた下り方向の第2通信路22と上り方向の第2通信路22の組み合わせを定める。図18の例では、アドレス変換装置識別子「rid1」のアドレス変換装置14との間に下り第2通信路識別子「rd2id1」の下り方向の第2通信路22と、上り第2通信路識別子「ru2id1」の下り方向の第2通信路22がある。
コア網内アドレス変換機構経路管理部85は、下り転送テーブル111により指定される移動局31#1の下り付加フローの転送先を、パケットを受信した上り方向の第2通信路22に対応する下り方向の第2通信路22に変更する。
<2.5.MME>
図19は、MME13の一例の説明図である。MME13は、ネットワーク通信部90と、通信データ処理部91と、ベアラ制御部92と、無線網サービス制御部93と、コア網サービス制御部94と、アドレス変換サービス制御部95を備える。
図19は、MME13の一例の説明図である。MME13は、ネットワーク通信部90と、通信データ処理部91と、ベアラ制御部92と、無線網サービス制御部93と、コア網サービス制御部94と、アドレス変換サービス制御部95を備える。
ネットワーク通信部90は、通信ネットワーク10に固有の物理層、データリンク層及びネットワーク層の通信プロトコルを終端し、通信ネットワーク10の他のノード装置とのデータ送受信を行う。
通信データ処理部91は、MME13宛てのシグナリング情報等を認識し、このシグナリング情報を処理する、MME13内の他の構成要素とのデータ送受を行う。ベアラ制御部92は、無線網サービス制御部93及びコア網サービス制御部94を通じて、移動局31、基地局、S−GW11及びP−GW12に設定した通信路の情報を保持管理する。
無線網サービス制御部93は、移動体通信サービスのための基地局とのシグナリング処理を行う。コア網サービス制御部94は、移動体通信サービスのための移動局31、基地局及びS−GW11とのシグナリング処理を行う。コア網サービス制御部94は、移動局31のHOの検出及びHO手順を行う。
移動局31のHOが検出されると、アドレス変換サービス制御部95は、HOを実行する移動局31の付加フローが、第1通信路21及び第2通信路22で転送されているか否かを判断する。例えば、アドレス変換サービス制御部95は、移動局31#1のアドレス変換装置経由通信情報をS−GW11から過去に受信し、アドレス変換装置経由フローテーブル114に格納しているか否かを判断する。
図20は、アドレス変換装置経由フローテーブル114の一例の説明図である。アドレス変換装置経由フローテーブル114は、情報要素「移動局IPアドレス」、「アドレス変換装置識別子」、「移動局ポート番号」、「移動局IPアドレス」及び「移動局ポート番号」を備える。アドレス変換サービス制御部95は、アドレス変換装置経由フローテーブル114を備えていてよい。
移動局IPアドレス、移動局ポート番号、相手先IPアドレス及び相手先ポート番号の内容は、分岐フロー処理テーブル103の同じ名称の情報要素と同様である。アドレス変換装置識別子は付加フローを転送するアドレス変換装置14の識別子である。図20の例では、識別子「nid1」のアドレス変換装置14が、移動局IPアドレス「a:b:c:1」と移動局ポート番号「pa1」と相手先IPアドレス「x:y:z:1」と相手先ポート番号「px1」の付加フローを転送する。
アドレス変換装置経由通信情報がアドレス変換装置経由フローテーブル114に格納されている場合に、アドレス変換サービス制御部95は、付加フローが第1通信路21及び第2通信路22で転送されていると判定してよい。
アドレス変換サービス制御部95は、アドレス変換装置経由フローテーブル114に格納されている移動局31#1のアドレス変換装置経由通信情報を、HO手順メッセージに付加してHO先のS−GW11へ送信する。
<3.動作説明>
<3.1.新通信設定動作>
続いて、通信システム1の各構成要素の動作について説明する。図21及び図22は新通信路設定動作の一例の説明図である。図21及び図22を参照して、新通信路設定時の全体動作を説明する。
<3.1.新通信設定動作>
続いて、通信システム1の各構成要素の動作について説明する。図21及び図22は新通信路設定動作の一例の説明図である。図21及び図22を参照して、新通信路設定時の全体動作を説明する。
P−GW12#bとアドレス変換装置14#xとの間には第2通信路22#xが設定され、S−GW11#bとアドレス変換装置14#xとの間には、第2通信路22#xに対応する第1通信路21#1が設定されている。P−GW12#bとアドレス変換装置14#yとの間には第2通信路22#yが設定され、S−GW11#bとアドレス変換装置14#yとの間には、第2通信路22#yに対応する第1通信路21#2が設定されている。
オペレーションAAにおいて、S−GW11#bに接続される移動局31#1は、デフォルトP−GW12#aとの間のデフォルト通信路を経由して外部網40と通信をしている。
オペレーションABにおいてCDNキャッシュサーバ42にアクセスする移動局31#1は、コンテンツサーバのアドレスを解決するためのDNS要求をS−GW11#bに送信する。オペレーションACにおいてS−GW11#bは、P−GW12#aを経由してDNSサーバ43#iへ送信する。その結果S−GW11#bは、CDNキャッシュサーバ42#iのアドレスを通知するDNS応答を受信する。
オペレーションADにおいてS−GW11#bは、P−GW12#aと異なるP−GW12#bを経由してDNSサーバ43#jへ送信する。P−GW12#bは、例えば、P−GW12#aよりもS−GW11#bに近いノード装置であってよい。S−GW11#bは、DNSサーバ43#jから、CDNキャッシュサーバ42#jのアドレスを通知するDNS応答を受信する。
オペレーションAEにおいてS−GW11#bは、移動局31#1がCDNキャッシュサーバ42にアクセスするための新通信路を設定するか否かを判断する。例えば、オペレーションACとADで各々受信したDNS応答の結果が異なる場合に、S−GW11#bは、デフォルト通信路を経由するCDNキャッシュサーバ42#iより、CDNキャッシュサーバ42#jの方が良いと判断する。この場合、S−GW11#bは新通信路を設定すると判断する。オペレーションACとADで各々受信したDNS応答の結果が同じ場合に、S−GW11#bは新通信路を設定しないと判断する。
新通信路を設定する場合に、オペレーションAFにおいてS−GW11#bは、アドレス変換装置経由通信要求を通信路制御装置15へ送信する。アドレス変換装置経由通信要求は、S−GW11#bと、CDNキャッシュサーバ42#jのアドレスを通知するDNS応答を経由したP−GW12#bと、P−GW12#bが接続する外部網40#1の各々の識別子を含んでいてよい。
オペレーションAGにおいて通信路制御装置15は、これらの識別子に基づいて、アドレス変換装置14#xを選択する。
通信路制御装置15は要求受付応答をS−GW11#bへ送信する。アドレス変換装置14が選択しない場合、通信路制御装置15は要求拒否応答をS−GW11#bへ送信する。
要求受付応答を受信すると、オペレーションAHにおいてS−GW11#bは、選択されたアドレス変換装置14#xに応じて、付加フローを第1通信路21#1で転送するためのフロー処理情報を設定する。
オペレーションAIにおいて移動局31#1からCDNキャッシュサーバ42#jへ送信されるパケットは、第1通信路21#1を経由してアドレス変換装置14#xへ転送される。オペレーションAJにおいてアドレス変換装置14#xは、第1通信路21#1において、移動局31#1から送信されたCDNキャッシュサーバ42#j宛のパケットを最初に検出する。アドレス変換装置14#xは、第1通信路21#1に応じた外部アドレスをリソース管理テーブル110から取得する。アドレス変換装置14#xは、取得したアドレスを移動局31#1の外部アドレスとして設定する。
オペレーションAKにおいてこのパケットは、第1通信路21#1に対応する第2通信路22#xを経由してP−GW12#bへ転送され、P−GW12#bを経由してCDNキャッシュサーバ42#jへ転送される。
その後、S−GW11#bは、付加フローの分岐処理及び集約処理を行う。オペレーションALにおいてS−GW11#bは、分岐フロー処理テーブル103及び集約フロー処理テーブル104が設定されていないフローのパケットをデフォルト通信路で転送する。
一方で、オペレーションAMにおいてS−GW11#bは、分岐フロー処理テーブル103に基づいて、付加フローのパケットを第1通信路21#1へ分岐する。アドレス変換装置14#xは、上り付加フローのパケットの送信元アドレスを外部アドレスに変換し、第1通信路21#1に対応する第2通信路22#xで転送する。
P−GW12#bは、下り付加フローの送信先アドレスに基づいて、パケットを転送するため第2通信路22#xを識別する。第2通信路22で転送されるパケットのアドレス帯域は第2通信路22毎に定められている。P−GW12#bは、下りパケットの送信先アドレスがいずれのアドレス帯域にあるかに基づいて、パケットを転送するため第2通信路22を識別する。
アドレス変換装置14#xは、第2通信路22#x経由でパケットを受信すると、パケットの送信先アドレスを、外部アドレスから移動局31#1の内部アドレスに変換する。アドレス変換装置14#xは、第2通信路22#xに対応する第1通信路21#1を経由してS−GW11#bへパケットを転送する。S−GW11#bは、集約フロー処理テーブル104とパケットの送信先アドレスに基づいて、移動局31#1へのパケットを転送する基地局を識別し、デフォルト通信路を経由して移動局31#1へ送信されるパケットと集約して基地局へ送信する。
続いて、新通信路設定時の個々の構成要素の動作を説明する。図23は、S−GW11#bにおける新通信路設定動作の一例の説明図である。オペレーションBAにおいて通信データ処理部51は、移動局31#1からデフォルト通信路を経由してCDNキャッシュサーバ42のDNS要求が受信したか否かを判断する。DNS要求が受信された場合(オペレーションBA:Y)に動作はオペレーションBBへ進む。DNS要求が受信されない場合(オペレーションBA:N)に動作はオペレーションBAへ戻る。
オペレーションBBにおいて代替/新規通信路設定管理部54は、DNS要求を通信データ処理部51に送信させる。通信データ処理部51は、移動局31#1とデフォルト通信路で接続されるP−GW12#aに加えて、他のP−GW12#bにDNS要求を送信する。
オペレーションBCにおいて代替/新規通信路設定管理部54は、P−GW12#a及び12#bを経由するDNS応答を受信する。代替/新規通信路設定管理部54は、DNS応答の結果に基づいて、移動局31#1がCDNキャッシュサーバ42#jにアクセスするための新通信路を設定するか否かを判断する。
P−GW12#a及び12#bから受信したDNS応答が異なるCDNキャッシュサーバ42#i及び42#jのアドレスを示す場合、代替/新規通信路設定管理部54は新通信路の設定を決定する(オペレーションBD:Y)。この場合に代替/新規通信路設定管理部54は、P−GW12#bから受信したDNS応答がアドレスを示すCDNキャッシュサーバ42#jを、移動局31#1のアクセス先として選択する。その後、動作はオペレーションBEへ進む。新通信路を設定しない場合(オペレーションBD:N)に新通信路設定動作が終了する。
オペレーションBEにおいてアドレス変換サービス制御部55は、アドレス変換装置経由通信要求を通信路制御装置15に送信する。
オペレーションBFにおいてアドレス変換サービス制御部55は、アドレス変換装置経由通信要求に対する応答を受信したか否かを判断する。応答を受信した場合(オペレーションBG:Y)に動作はオペレーションBGへ進む。応答を受信しない場合(オペレーションBG:N)に動作はオペレーションBFへ戻る。
オペレーションBGにおいてアドレス変換サービス制御部55は、受信した応答が要求受付応答であるか否かを判断する。応答が要求受付応答である場合(オペレーションBG:Y)に動作はオペレーションBHへ進む。応答が要求拒否応答である場合(オペレーションBG:N)に動作はオペレーションBIへ進む。
オペレーションBHにおいてアドレス変換サービス制御部55は、付加フローについて、分岐フロー処理テーブル103及び集約フロー処理テーブル104のエントリを作成する。エントリの生成により、S−GW11#bがフローを転送する第1通信路21が設定される。その後動作はオペレーションBJへ進む。
一方のオペレーションBIでは、代替/新規通信路設定管理部54は、S−GW11#bとP−GW12#bとの新たな通信路を設定するための手順を起動する。この手順により、付加フロー用に、移動局31#1の新たな外部アドレスがP−GW12#bから振り出され、S−GW11#bとP−GW12#bとの間のトンネルが形成される。
オペレーションBJにおいて代替/新規通信路設定管理部54は、アクセス先として選択されたCDNキャッシュサーバ42#jのアドレスを指定するDNS応答を、移動局31#1へ送信する。
なお、移動局31#1のHOにより移動局31#1が接続するS−GW11が変わった場合に、HO後に移動局31#1が接続するS−GW11にフロー処理情報を設定するために、付加フローに関する情報がMME13に通知されてもよい。図24は、S−GW11#bにおける新通信路設定動作の変形例の説明図である。
オペレーションBKにおいてアドレス変換サービス制御部55は、アドレス変換装置経由通信情報をMME13に送信する。MME13は、アドレス変換装置経由通信情報を格納するエントリをアドレス変換装置経由フローテーブル114に作成する。
図25は、通信路制御装置15における新通信路設定動作の一例の説明図である。オペレーションCAにおいて通信設定シグナリング処理部61は、S−GW11からアドレス変換装置経由通信要求を受信したか否かを判断する。アドレス変換装置経由通信要求が受信された場合(オペレーションCA:Y)に動作はオペレーションCBへ進む。アドレス変換装置経由通信要求が受信されない場合(オペレーションCA:N)に動作はオペレーションCAへ戻る。
オペレーションCBにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、付加フローを経由するアドレス変換装置14があるか否かを判断する。付加フローを経由するアドレス変換装置14がある場合(オペレーションCB:Y)に動作はオペレーションCCへ進む。付加フローを経由するアドレス変換装置14がない場合(オペレーションCB:N)に動作はオペレーションCEへ進む。
付加フローを経由するアドレス変換装置14が複数存在する場合に、オペレーションCCにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、所定の選択基準に従っていずれかを選択する。オペレーションCDにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、要求受付応答をS−GW11#bへ送信する。要求受付応答は、選択されたアドレス変換装置14#xを指定する情報を含む。
一方のオペレーションCEにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、要求拒否応答をS−GW11#bへ送信する。
図26は、上りパケット受信時のS−GW11#bの動作の一例の説明図である。オペレーションDAにおいて通信データ処理部51は、受信したパケットがDNS要求であるか否かを判断する。受信したパケットがDNS要求である場合(オペレーションDA:Y)に動作は図23のオペレーションBBへ進む。受信したパケットがDNS要求でない場合(オペレーションDA:N)に動作はオペレーションDBへ進む。
オペレーションDBにおいて通信データ処理部51は、受信パケットのフローのエントリが、分岐フロー処理テーブル103に設定されているか否かを判断する。エントリが設定されている場合(オペレーションDB:Y)にオペレーションDCへ進む。エントリが設定されていない場合(オペレーションDB:N)にオペレーションDDへ進む。
オペレーションDCにおいて通信データ処理部51は、分岐フロー処理テーブル103に従って指定される第1通信路21#1で、受信したパケットを転送する。オペレーションDDにおいて通信データ処理部51は、デフォルト通信路で受信したパケットを転送する。
図27は、下りパケット受信時のS−GW11#bの動作の一例の説明図である。オペレーションEAにおいて通信データ処理部51は、受信したパケットがDNS応答であるか否かを判断する。受信したパケットがDNS応答である場合(オペレーションEA:Y)に動作は図23のオペレーションBCへ進む。受信したパケットがDNS応答でない場合(オペレーションEA:N)に動作はオペレーションEBへ進む。
オペレーションEBにおいて通信データ処理部51は、受信したパケットのフローのエントリが、集約フロー処理テーブル104に設定されているか否かを判断する。エントリが設定されている場合(オペレーションEB:Y)にオペレーションECへ進む。エントリが設定されていない場合(オペレーションEB:N)にオペレーションEDへ進む。
オペレーションECにおいて通信データ処理部51は、受信パケットを集約フロー処理テーブル104に従って指定される移動局31#1へ転送する。オペレーションEDにおいて通信データ処理部51は、デフォルト通信路で受信したパケットを転送する。
図28は、上りパケット受信時のアドレス変換装置14#xの動作の第1例の説明図である。オペレーションFAにおいて通信データ処理部71は、パケットを受信した第1通信路21#1に対応するアドレス変換テーブル108を参照する。
オペレーションFBにおいて通信データ処理部71は、受信パケットの移動局31#1のアドレスに対応するエントリがアドレス変換テーブル108にあるか否かを判断する。対応するエントリがアドレス変換テーブル108にある場合(オペレーションFB:Y)に動作はオペレーションFCへ進む。対応するエントリがアドレス変換テーブル108にない場合(オペレーションFB:N)に動作はオペレーションFDへ進む。
オペレーションFCにおいて通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108に従って受信パケットの移動局31#1のアドレスを外部アドレスに変換する。通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108に従って受信パケットを第2通信路22#xで転送する。
オペレーションFDにおいて変換テーブル管理部72は、リソース管理テーブル110内の第1通信路21#1用の未使用リソースから外部アドレスを取得する。また、変換テーブル管理部72は、第2中継テーブル109を参照して第1通信路21#1に対応する第2通信路22#xを決定する。
変換テーブル管理部72は、受信パケットのアドレスを、リソース管理テーブル110から取得した外部アドレスへ変換するエントリを、第1通信路21#1に対応するアドレス変換テーブル108に生成する。変換テーブル管理部72は、このエントリに第2通信路22#xを登録する。その後、動作はオペレーションFCへ進む。
図29は、下りパケット受信時のアドレス変換装置14#xの動作の一例の説明図である。オペレーションGAにおいて通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108を参照する。
オペレーションGBにおいて通信データ処理部71は、受信パケットの移動局31#1の外部アドレスに対応するエントリがアドレス変換テーブル108にあるか否かを判断する。対応する外部エントリがアドレス変換テーブル108にある場合(オペレーションGB:Y)に動作はオペレーションGCへ進む。対応するエントリがアドレス変換テーブル108にない場合(オペレーションGB:N)に動作はオペレーションGDへ進む。
オペレーションGCにおいて通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108基づいて、移動局31#1の内部アドレスと、第2通信路22#xに対応する第1通信路21#1を特定する。通信データ処理部71は、受信パケットの送信先アドレスを内部アドレスに変換する。通信データ処理部71は、特定した第1通信路21#1で受信パケットを転送する。オペレーションGDにおいて通信データ処理部71は、受信パケットを廃棄する。
<3.2.通信路変更動作1>
図30は、通信路変更動作の第1例の説明図である。移動局31#1のHOにより、移動局31#1が接続するS−GWがS−GW11#aからS−GW11#bへ変わった場合の全体動作を説明する。
図30は、通信路変更動作の第1例の説明図である。移動局31#1のHOにより、移動局31#1が接続するS−GWがS−GW11#aからS−GW11#bへ変わった場合の全体動作を説明する。
P−GW12#bとアドレス変換装置14#xとの間には第2通信路22#x及び22#yが設定されている。S−GW11#aとアドレス変換装置14#xとの間には、第2通信路22#xに対応する第1通信路21#1が設定されている。S−GW11#bとアドレス変換装置14#xとの間には、第2通信路22#yに対応する第1通信路21#2が設定されている。第2通信路22#x及び22#yは、P−GW12#bを介して同じ外部網40#1に接続される第2通信路である。
オペレーションHAにおいて移動局31#1は、S−GW11#a、第1通信路21#1、アドレス変換装置14#x、第2通信路22#x及びPG−W#12#bを経由して、CDNキャッシュサーバ42#jにアクセスしている。
移動局31#1のHOにより、移動局31#1が接続するS−GWがS−GW11#aからS−GW11#bへ変わると、オペレーションHBにおいてMME13は移動局31#1のHOを検出する。
オペレーションHCにおいてMME13は、移動局31#1のアドレス変換装置経由通信情報をS−GW11#bへ送信する。MME13は、アドレス変換装置経由通信情報をHO手順メッセージに付加して送信してよい。
オペレーションHDにおいてS−GW11#bは、アドレス変換装置経由通信情報に基づいて、移動局31#1の間のフローを第1通信路21#2で転送するためのフロー処理情報を設定する。
オペレーションHEにおいて移動局31#1からCDNキャッシュサーバ42#jへ送信されるパケットは、第1通信路21#2を経由してアドレス変換装置14#xへ転送される。オペレーションHFにおいてアドレス変換装置14#xは、第1通信路21#2において、移動局31#1の付加フローのパケットを最初に検出する。
アドレス変換装置14#xは、第1通信路21#2と同様にP−GW12#b及び外部網40#1へ付加フローを転送する第1通信路21のアドレス変換テーブル108のグループから、受信パケットの送信元の移動局31#1のアドレスのエントリを検出する。
アドレス変換装置14#xは、検出されたエントリを、第1通信路21#2に対応するアドレス変換テーブル108へ移動する。この結果、下り付加フローが転送される通信路が、第1通信路21#1から第1通信路21#2に変更される。
オペレーションHFで検出されたパケットは、オペレーションHGにおいて第2通信路22#xを経由してP−GW12#bへ転送され、P−GW12#bを経由してCDNキャッシュサーバ42#jへ転送される。
その後のオペレーションHHにおいて、S−GW11#bは、フロー処理情報に基づいて、付加フローのパケットを第1通信路21#2へ分岐する。アドレス変換装置14#xは、第1通信路21#2で伝送される上りパケットを第2通信路22#xで転送する。
アドレス変換装置14#xは、付加フローの下りパケットを第2通信路22#x経由で受信すると、アドレス変換テーブル108に基づき第1通信路21#2を経由してS−GW11#bへパケットを転送する。S−GW11#bは、受信したパケットを、デフォルト通信路を経由して移動局31#1へ送信されるパケットと集約して基地局へ送信する。
通信路変更の第1例の場合における個々の構成要素の動作を説明する。図31は、HO時のMME13の動作の一例の説明図である。オペレーションIAにおいてアドレス変換サービス制御部95は、HOを実行する移動局31の付加フローが、第1通信路21及び第2通信路22で転送されているか否かを判断する。
フローが第1通信路21及び第2通信路22で転送されている場合(オペレーションIA:Y)に動作はオペレーションIBへ進む。フローが第1通信路21及び第2通信路22で転送されていない場合(オペレーションIA:N)に動作はオペレーションICへ進む。
オペレーションIBにおいてアドレス変換サービス制御部95は、移動局31#1のアドレス変換装置経由通信情報をHO手順メッセージに付加して、HO先S−GW11#bへ送信する。その後に動作はオペレーションICへ進む。オペレーションICにおいてコア網サービス制御部94は、HO手順を実施する。
図32は、HO時のS−GW11#bの動作の第1例の説明図である。オペレーションJAにおいてアドレス変換サービス制御部55は、MME13から受信したHO手順メッセージに、移動局31のアドレス変換装置経由通信情報をHO手順メッセージが付加されているか否かを判断する。アドレス変換装置経由通信情報をHO手順メッセージが付加されている場合(オペレーションJA:Y)に動作はオペレーションJBへ進む。アドレス変換装置経由通信情報をHO手順メッセージが付加されていない場合(オペレーションJA:N)に動作はオペレーションJDへ進む。
オペレーションJBにおいてアドレス変換サービス制御部55は、第1通信路設定テーブル101に基づき、アドレス変換装置経由通信情報で指定されるアドレス変換装置14#xとの間に第1通信路21が設定されているか否かを判断する。第1通信路21が設定されている場合(オペレーションJB:Y)に動作はオペレーションJCへ進む。第1通信路21が設定されていない場合(オペレーションJB:N)に動作はオペレーションJEへ進む。
オペレーションJCにおいてアドレス変換サービス制御部55は、上り付加フローを、アドレス変換装置14#xとの間の第1通信路21#2で伝送させるための分岐フロー処理テーブル103のエントリを作成する。アドレス変換サービス制御部55は、下り付加フローを、アドレス変換装置14#xとの間の第1通信路21#2で伝送させるための集約フロー処理テーブル104のエントリを生成する。
その後、オペレーションJDにおいてコア網サービス制御部53は、HO手順を実行する。
アドレス変換装置経由通信情報で指定されるアドレス変換装置14とG−SW11#bとの間に第1通信路21が設定されてない場合(オペレーションJB:N)、付加フローを第1通信路21で伝送できない。
この場合、オペレーションJEにおいてアドレス変換サービス制御部55は、リソース変更処理を開始する。オペレーションJEの後に動作はオペレーションJDへ進む。
図33は、上りパケット受信時のアドレス変換装置14#xの動作の第2例の説明図である。オペレーションKAにおいて通信データ処理部71は、パケットを受信した第1通信路21#2に対応するアドレス変換テーブル108を参照する。
オペレーションKBにおいて通信データ処理部71は、受信パケットの移動局31#1のアドレスに対応するエントリがアドレス変換テーブル108にあるか否かを判断する。対応するエントリがアドレス変換テーブル108にある場合(オペレーションKB:Y)に動作はオペレーションKCへ進む。対応するエントリがアドレス変換テーブル108にない場合(オペレーションKB:N)に動作はオペレーションKDへ進む。
オペレーションKCにおいて通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108に従って受信パケットの移動局31#1のアドレスを外部アドレスに変換する。通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108に従って受信パケットを第2通信路22#xで転送する。
オペレーションKDにおいて変換テーブル管理部72は、第1通信路21#2と同様にP−GW12及び外部網40へ付加フローを転送する第1通信路21のアドレス変換テーブル108のグループを参照する。通信データ処理部71は、このグループから移動局31#1のアドレスのエントリを検出する。エントリを検出された場合(オペレーションKD:Y)に動作はオペレーションKEへ進む。エントリを検出されない場合(オペレーションKD:N)に動作はオペレーションKFへ進む。
オペレーションKEにおいて変換テーブル管理部72は、検出されたエントリを、第1通信路21#2に対応するアドレス変換テーブル108へ移動する。その後に動作はオペレーションKCへ進む。一方のオペレーションKFでは、通信データ処理部71は、受信パケットを廃棄する。
<3.3.通信路変更動作2>
図34は、通信路変更動作の第2例の説明図である。この例では、HO前に第1通信路21#1経由で付加フローを転送していたアドレス変換装置14#xが、HO後の移動局31#1が接続するS−GW11#bとの間で付加フローを転送しない場合を想定する。
図34は、通信路変更動作の第2例の説明図である。この例では、HO前に第1通信路21#1経由で付加フローを転送していたアドレス変換装置14#xが、HO後の移動局31#1が接続するS−GW11#bとの間で付加フローを転送しない場合を想定する。
第2通信路22#xは、P−GW12#bとアドレス変換装置14#xとの間に設定されている第2通信路である。第2通信路22#yは、P−GW12#bとアドレス変換装置14#yとの間に設定されている第2通信路である。第2通信路22#x及び22#yは、P−GW12#bを介して同じ外部網40#1に接続される第2通信路である。
第1通信路21#1は、S−GW11#aとアドレス変換装置14#xとの間に設定されている第1通信路である。第1通信路21#1は、第2通信路22#xに対応する。第1通信路21#2は、S−GW11#bとアドレス変換装置14#yとの間に設定されている第1通信路である。第1通信路21#2は、第2通信路22#yに対応する。
オペレーションLAにおいて移動局31#1は、S−GW11#a、第1通信路21#1、アドレス変換装置14#x、第2通信路22#x及びPG−W12#bを経由して、CDNキャッシュサーバ42#jにアクセスしている。
移動局31#1のHOにより、移動局31#1が接続するS−GWがS−GW11#aからS−GW11#bへ変わると、オペレーションLBにおいてMME13は移動局31#1のHOを検出する。
オペレーションLCにおいてMME13は、移動局31#1のアドレス変換装置経由通信情報を、HO先のS−GW11#bへ送信する。アドレス変換装置経由通信情報で指定されるアドレス変換装置14#xが、S−GW11#bとの間で付加フローを転送しない場合、オペレーションLDにおいてS−GW11#bはリソース変更処理を開始する。S−GW11#bは、リソース要求を通信路制御装置15へ送信する。
オペレーションLEにおいて通信路制御装置15は、リソース要求に応じて付加フローを転送するアドレス変換装置14#yを選択する。オペレーションLFにおいて通信路制御装置15は、アドレス変換装置14#xに変換情報引継ぎ指示を送信する。オペレーションLGにおいてアドレス変換装置14#xは、移動局31#1に割り当てた外部アドレスを通信路制御装置15へ送信する。
オペレーションLHにおいて通信路制御装置15は、移動局31#1の外部アドレスをP−GW12#bに通知する。通信路制御装置15は、外部網40#1との通信フローを伝送するアドレス変換装置14#yとP−GW12#bとの間の第2通信路22#yをP−GW12#bに通知する。
オペレーションLIにおいてP−GW12#bは、下り付加フローの転送先を第2通信路22#yに個別に指定するエントリを、下り転送テーブル111に生成する。
オペレーションLJにおいて通信路制御装置15は、アドレス変換装置14#yに、移動局31#1のアドレスと移動局31#1の外部アドレスを通知する。アドレス変換装置14#yは、第1通信路21#2において移動局31#1の上り付加フローのパケットを初めて受信した場合に、通信路制御装置15から受信した外部アドレスをアドレス変換テーブル108に登録する。
オペレーションLKにおいて通信路制御装置15は、リソース要求に対する要求受付応答をS−GW11#bに送信する。オペレーションLLにおいてS−GW11#bは、要求受付応答で通知されたアドレス変換装置14#yに応じて、付加フローを第1通信路21#2で転送するためのフロー処理情報を設定する。
通信路変更の第2例の場合における個々の構成要素の動作を説明する。図35は、リソース変更処理におけるS−GW11#bの動作の一例の説明図である。オペレーションMAにおいてアドレス変換サービス制御部55は、リソース要求を通信路制御装置15へ送信する。
オペレーションMBにおいてアドレス変換サービス制御部55は、リソース要求に対する応答を受信したか否かを判断する。応答を受信した場合(オペレーションMB:Y)に動作はオペレーションMCへ進む。応答を受信しない場合(オペレーションMB:N)に動作はオペレーションMBへ戻る。
オペレーションMCにおいてアドレス変換サービス制御部55は、受信した応答が要求受付応答であるか否かを判断する。応答が要求受付応答である場合(オペレーションMC:Y)に動作はオペレーションMDへ進む。応答が要求拒否応答である場合(オペレーションMC:N)にリソース変更処理が終了する。
オペレーションMDにおいてアドレス変換サービス制御部55は、要求受付応答で指定されたアドレス変換装置14#yとの間の第1通信路21#2で付加フローを転送するためのフロー処理情報を設定する。オペレーションMEにおいてアドレス変換装置経由通信情報をMME13に送信する。
図36は、リソース変更処理における通信路制御装置15の動作の第1例の説明図である。オペレーションNAにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、付加フローを経由するアドレス変換装置14があるか否かを判断する。付加フローを経由するアドレス変換装置14がある場合(オペレーションNA:Y)に動作はオペレーションNBへ進む。付加フローを経由するアドレス変換装置14がない場合(オペレーションNA:N)に動作はオペレーションNHへ進む。
付加フローを経由するアドレス変換装置14が複数存在する場合に、オペレーションNBにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は所定の選択基準に従っていずれかを選択する。
オペレーションNCにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、アドレス変換装置14#xに変換情報引継ぎ指示を送信する。オペレーションNDにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、アドレス変換装置14#xが移動局31#1に割り当てた外部アドレスを、アドレス変換装置14#xから受信する。
オペレーションNEにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、移動局31#1の外部アドレスと、第2通信路22#yをP−GW12#bに通知する。オペレーションNFにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、移動局31#1のアドレス及び外部アドレスを、オペレーションNBで選択されるアドレス変換装置14#yへ送信する。
オペレーションNGにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、要求受付応答をS−GW11#bへ送信する。要求受付応答は、選択されたアドレス変換装置14#yを指定する情報を含む。一方でオペレーションNHにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、要求拒否応答をS−GW11#bへ送信する。
図37は、リソース変更処理におけるアドレス変換装置14#xの動作の一例の説明図である。変換情報引継ぎ指示を受信すると、オペレーションOAにおいてアドレス変換サービス制御部75は、変換情報引継ぎ指示で指定された移動局31#1のアドレスのエントリを、アドレス変換テーブル108から検出する。アドレス変換サービス制御部75は、検出したエントリに格納される移動局31#1の外部アドレスを通信路制御装置15へ送信する。
オペレーションOBにおいて変換テーブル管理部72は、オペレーションOAで検出されたエントリを無効化する。オペレーションOCにおいて変換テーブル管理部72は、所定の待機時間を計時するタイマを起動する。
オペレーションODにおいて変換テーブル管理部72は、タイマが満了したか否かを判断する。タイマが満了しない場合(オペレーションOD:Y)に動作はオペレーションODへ戻る。タイマが満了した場合(オペレーションOD:N)に動作はオペレーションOEへ戻る。オペレーションOEにおいて変換テーブル管理部72は、無効化したエントリを所定の削除リストに記憶する。削除リストの登録数が所定数を超えると、削除リストに登録されたエントリは消去される。
図38は、リソース変更処理におけるP−GW12#bの動作の第1例の説明図である。オペレーションPAにおいてコア網内アドレス変換機構経路管理部85は、通信路制御装置15から、移動局31#1の外部アドレスと第2通信路22#yの通知を受信する。
オペレーションPBにおいてコア網内アドレス変換機構経路管理部85は、下り転送テーブル111により指定される下り付加フローの転送先を、第2通信路22#yへ変更する。
図39は、リソース変更処理におけるP−GW12#bの動作の第2例の説明図である。この例では、P−GW12#bは、第2通信路22#yで伝送される移動局31#1の上りパケットの検出によって下り転送テーブル111にエントリを生成する。
オペレーションQAにおいて通信データ処理部81は、第2通信路22で上りパケットを検出すると、コア網内アドレス変換機構経路管理部85は、第2通信路22について上り転送テーブル112で定められたアドレス帯域を参照する。コア網内アドレス変換機構経路管理部85は、検出されるパケットの外部アドレスが、アドレス帯域内のアドレスであるか否かを判断する。外部アドレスがアドレス帯域内である場合(オペレーションQA:Y)に動作はオペレーションQCへ進む。外部アドレスがアドレス帯域内でない場合(オペレーションQA:N)に動作はオペレーションQBへ進む。
オペレーションQBにおいてコア網内アドレス変換機構経路管理部85は、下り転送テーブル111により指定される下り付加フローの転送先を、第2通信路22#yへ変更する。その後に動作はオペレーションQCへ進む。オペレーションQCにおいて通信データ処理部81は、上りパケットを外部網40#1へ送信する。
<3.4.通信路変更動作3>
図40及び図41は、通信路変更動作の第3例の説明図である。上記第2例と同様に、HO前に第1通信路21#1経由で付加フローを転送していたアドレス変換装置14#xが、HO後の移動局31#1が接続するS−GW11#bとの間で付加フローを転送しない場合を想定する。
図40及び図41は、通信路変更動作の第3例の説明図である。上記第2例と同様に、HO前に第1通信路21#1経由で付加フローを転送していたアドレス変換装置14#xが、HO後の移動局31#1が接続するS−GW11#bとの間で付加フローを転送しない場合を想定する。
本例の通信路制御装置15は、アドレス変換装置14#xから移動局31#1の外部アドレスを受信しなくてもよい。アドレス変換装置14は、第1通信路21についてそれぞれ対応付けられた所定の算出方法に基づいて、移動局31#1に割り当てる外部アドレスを算出する。通信路制御装置15と新たに付加フローを転送するアドレス変換装置14#yは、同じ算出方法を使って、アドレス変換装置14#xが割り当てていた外部アドレスと同じアドレスを算出する。通信路制御装置15とアドレス変換装置14との間のアドレスの送受信を省略することで通信路変更のための信号量を低減することができる。
第2通信路22#xは、P−GW12#bとアドレス変換装置14#xとの間に設定されている第2通信路である。第2通信路22#y及び22#zは、P−GW12#bとアドレス変換装置14#yとの間に設定されている第2通信路である。第2通信路22#x、22#y及び22#zは、P−GW12#bを介して同じ外部網40#1に接続される第2通信路である。
第1通信路21#1は、S−GW11#aとアドレス変換装置14#xとの間に設定されている第1通信路である。第1通信路21#1は、第2通信路22#xに対応する。第1通信路21#2及び21#3は、S−GW11#bとアドレス変換装置14#yとの間に設定されている第1通信路である。第1通信路21#2及び21#3は、第2通信路22#y及び22#zにそれぞれ対応する。
オペレーションRA〜RDまでの動作は、図34を参照して説明したオペレーションLA〜LDまでの動作と同様である。オペレーションREにおいて通信路制御装置15は、第1通信路21#1に対応する算出方法を特定する。
例えば算出方法は、第2通信路設定テーブル107で定めてもよい。図42は、第2通信路設定テーブル107の第2例の説明図である。第2通信路設定テーブル107の第1テーブルは、情報要素「算出方法識別子」を備える。
情報要素「算出方法識別子」は、S−GW11、P−GW12、外部網40及びアドレス変換装置14の組み合わせに対応する第1通信路21毎に指定される算出方法の識別子である。
図42の例では、S−GW識別子「sgwid1」、P−GW識別子「pgwid1」、外部網識別子「eid」及びアドレス変換装置リスト番号「nl1」の組み合わせに、特定の第1通信路21が対応する。この第1通信路21に対して、算出方法識別子「c1」で識別される算出方法が指定される。
なお、算出方法識別子は、外部アドレスを算出するために使用される算出方法と、この算出方法による外部アドレスを使用する場合の使用条件を識別してよい。例えば、算出方法は、移動局31の内部アドレスの関数により外部アドレスを算出してよい。使用条件は、例えば、アドレス変換装置14のアドレス変換テーブル108の使用率に関する条件であってよい。例えば、アドレス変換テーブル108の使用率が所定閾値未満の場合にアドレス変換装置14が算出した外部アドレスが使用されてよい。
アドレス変換装置14が、パケットの通信ポートを複数備え、各々に個別のアドレス変換装置識別子が割り当てられる場合に、ポート毎に算出方法識別子が指定されてもよい。通信路制御装置15は、算出方法識別子を記憶するための第1算出方法指定テーブル115を備えてもよい。図43は、第1算出方法指定テーブル115の一例の説明図である。
第1算出方法指定テーブル115は、情報要素「アドレス変換装置識別子」と「算出方法識別子」を備える。算出方法識別子は、アドレス変換装置識別子毎に外部アドレス算出方法と使用条件を識別する。図43の例では、アドレス変換装置識別子「nid1」で識別されるポートに接続される第1通信路21に対して、算出方法識別子「c1」で識別される算出方法が指定される。
図40及び図41を参照する。本実施例では、S−GW11#bとアドレス変換装置14#yとを接続する第1通信路21#2及び21#3のうち、第1通信路21#3に対して指定された算出方法が第1通信路21#1に対して指定された算出方法と同じ場合を想定する。
オペレーションRFにおいて通信路制御装置15は、付加フローを転送するアドレス変換装置14#yを選択する。このとき通信路制御装置15は、リソース要求で指定されたS−GW11#b、P−GW12#b及び外部網40#1の識別子を全て含むアドレス変換装置14のエントリを第2通信路設定テーブル107から抽出する。
通信路制御装置15は、抽出されたアドレス変換装置14のうち第1算出方法指定テーブル115により第1通信路21#1と同じ算出方法が指定される第1通信路21#3が設けられたアドレス変換装置14#yを選ぶ。
オペレーションRG及びRHの動作は、図34のオペレーションLH及びLIの動作と同様である。なお、第2実施例と同様にP−GW12#bは、第2通信路22で伝送される移動局31#1の上りパケットの検出によって下り転送テーブル111にエントリを生成してもよい。
オペレーションRIにおいて、通信路制御装置15はリソース要求に対する要求受付応答をS−GW11#bに送信する。要求受付応答は、アドレス変換装置14#yを指定する情報として、アドレス変換装置識別子を含んでいてよい。S−GW11#bは、アドレス変換装置識別子に基づき、付加フローを転送する第1通信路として第1通信路21#3を選択する。オペレーションRJにおいてS−GW11#bは、通知されたアドレス変換装置識別子に応じて、付加フローを第1通信路21#3で転送するためのフロー処理情報を設定する。
オペレーションRKにおいてオペレーションAIにおいて移動局31#1からCDNキャッシュサーバ42#jへ送信されるパケットは、第1通信路21#3を経由してアドレス変換装置14#yへ転送される。
オペレーションRLにおいてアドレス変換装置14#yは、第1通信路21#3において、付加フローのパケットを最初に検出する。アドレス変換装置14#yは、第1通信路21#3に第1通信路21#3に対応付けられた算出方法に基づいて、移動局31#1の外部アドレスを算出する。
アドレス変換装置14#yは、第1通信路21毎に指定された算出方法を記憶するための第2算出方法指定テーブル116を備えてもよい。図44は、第2算出方法指定テーブル116の一例の説明図である。第2算出方法指定テーブル116は情報要素「上り第1通信路識別子」と「算出方法識別子」を備える。上り第1通信路識別子は、第1通信路21を識別する。算出方法識別子は、第1通信路21毎に外部アドレス算出方法と使用条件を識別する。図44の例では、上り第1通信路識別子「ru1id1」で識別される第1通信路21に対して算出方法識別子「c1」で識別される算出方法が指定される。第2算出方法指定テーブル116は、変換テーブル管理部72に格納されてよい。
アドレス変換装置14#yは、算出した外部アドレスをアドレス変換テーブル108に登録する。オペレーションRMにおいてこのパケットは、第1通信路21#3に対応する第2通信路22#zを経由してP−GW12#bへ転送され、P−GW12#bを経由してCDNキャッシュサーバ42#jへ転送される。
通信路変更の第3例の場合における個々の構成要素の動作を説明する。図45は、リソース変更処理における通信路制御装置15の動作の第2例の説明図である。
オペレーションSAにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、HO前の付加フローを伝送する第1通信路21#1に対応する算出方法を特定する。アドレス変換装置リソース管理部62は、第2通信路設定テーブル107及び/又は第1算出方法指定テーブル115により第1通信路21#1に対応付けられる算出方法及びその使用条件を特定する。
オペレーションSBにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、付加フローを経由するアドレス変換装置14があるか否かを判断する。アドレス変換装置リソース管理部62は、リソース要求で指定されたS−GW11#b、P−GW12#b及び外部網40#1の識別子を全て含むアドレス変換装置14のエントリを第2通信路設定テーブル107から抽出する。
アドレス変換装置リソース管理部62は、オペレーションSAで特定した算出方法の使用条件が満たされるか否かを判断する。使用条件は、例えば、第1通信路21#1が設けられたアドレス変換装置14#xのアドレス変換テーブル108の使用率に関する条件であってよい。例えば、使用率が所定閾値未満の場合に使用条件が満たされてよい。使用率が閾値以上の場合に、新たに使用する外部アドレスを計算で求めずリソース管理テーブル110から選ぶことにより外部アドレスの利用効率を向上する。
使用条件が満たされる場合、アドレス変換装置リソース管理部62は第2通信路設定テーブル107及び/又は第1算出方法指定テーブル115を参照する。アドレス変換装置リソース管理部62は、抽出したアドレス変換装置14のうち、オペレーションSAで特定した算出方法と同じ算出方法が指定される第1通信路21#3が設けられたアドレス変換装置14#yをさらに抽出する。
オペレーションSC及びSDの動作は、図36のオペレーションNB及びNEの動作と同様である。オペレーションSEにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、要求受付応答をS−GW11#bへ送信する。要求受付応答は、選択されたアドレス変換装置14#yを指定する情報として、第1通信路21#3を特定するアドレス変換装置識別子を含んでいてよい。一方でオペレーションSDにおいてアドレス変換装置リソース管理部62は、要求拒否応答をS−GW11#bへ送信する。
図46は、上りパケット受信時のアドレス変換装置14の動作の第2例の説明図である。オペレーションTAにおいて通信データ処理部71は、パケットを受信した第1通信路21#3に対応するアドレス変換テーブル108を参照する。
オペレーションTBにおいて通信データ処理部71は、受信パケットの移動局31#1のアドレスに対応するエントリがアドレス変換テーブル108にあるか否かを判断する。対応するエントリがアドレス変換テーブル108にある場合(オペレーションTB:Y)に動作はオペレーションTCへ進む。対応するエントリがアドレス変換テーブル108にない場合(オペレーションTB:N)に動作はオペレーションTDへ進む。
オペレーションTCにおいて通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108に従って受信パケットの移動局31#1のアドレスを外部アドレスに変換する。通信データ処理部71は、アドレス変換テーブル108に従って受信パケットを第2通信路22#zで転送する。
オペレーションTDにおいて変換テーブル管理部72は、第1通信路21#3について定められた外部アドレスの算出方法の使用条件が満たされるか否かを判断する。使用条件は、例えば、第1通信路21#3が設けられたアドレス変換装置14#yのアドレス変換テーブル108の使用率に関する条件であってよい。例えば、使用率が所定閾値未満の場合に使用条件が満たされてよい。使用条件が満たされる場合(オペレーションTD:Y)に動作はオペレーションTEへ進む。使用条件が満たされない場合(オペレーションTD:N)に動作はオペレーションTFへ進む。
オペレーションTEにおいて変換テーブル管理部72は、第1通信路21#3について定められた算出方法に従い、移動局31#1の内部アドレスに応じた外部アドレスを算出する。変換テーブル管理部72は、受信パケットのアドレスを、算出した外部アドレスに変換するエントリを、第1通信路21#3に対応するアドレス変換テーブル108に生成する。変換テーブル管理部72は、このエントリに第2通信路22#zを登録する。その後、動作はオペレーションTCへ進む。
オペレーションTFにおいて変換テーブル管理部72は、リソース管理テーブル110内の第1通信路21#3用の未使用リソースから外部アドレスを取得する。受信パケットのアドレスを、リソース管理テーブル110から取得した外部アドレスへ変換するエントリを、第1通信路21#3に対応するアドレス変換テーブル108に生成する。変換テーブル管理部72は、このエントリに第2通信路22#zを登録する。その後、動作はオペレーションTCへ進む。
以上の説明において、図2、図9、図11、図15及び図19の機能構成図は、本明細書において説明される機能に関係する構成を中心に示している。S−GW、通信路制御装置、アドレス変換装置、P−GW及びMMEは、図示の構成要素以外の他の構成要素を含んでいてよい。図21〜図41、図45及び図46を参照して説明する一連の動作は複数の手順を含む方法と解釈してもよい。この場合に「オペレーション」を「ステップ」と読み替えてもよい。
<4.実施例の効果>
本実施例によれば、デフォルトP−GW12#a以外のP−GW12#bを経由する通信路で付加フローを転送する際の、P−GW12の通信路の設定処理及びIPアドレスの割り当て処理を省略することができる。また、これらの処理の省略により通信遅延を回避することができる。
本実施例によれば、デフォルトP−GW12#a以外のP−GW12#bを経由する通信路で付加フローを転送する際の、P−GW12の通信路の設定処理及びIPアドレスの割り当て処理を省略することができる。また、これらの処理の省略により通信遅延を回避することができる。
また、付加フロー用に新たにP−GW12〜S−GW11間に通信路を設定する場合と比べ、P−GW12で管理する経路情報量を少なくすることができる。
<5.ハードウエア構成>
以下、通信システム1の各構成要素のハードウエア構成例を説明する。図47は、S−GW11のハードウエア構成の一例の説明図である。S−GW11は、プロセッサ200と、記憶装置201と、ネットワークインタフェース回路202を備える。以下の説明及び添付図面においてネットワークインタフェースを「NIF」と表記することがある。
以下、通信システム1の各構成要素のハードウエア構成例を説明する。図47は、S−GW11のハードウエア構成の一例の説明図である。S−GW11は、プロセッサ200と、記憶装置201と、ネットワークインタフェース回路202を備える。以下の説明及び添付図面においてネットワークインタフェースを「NIF」と表記することがある。
記憶装置201は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリ(ROM: Read Only Memory)やランダムアクセスメモリ(RAM: Random Access Memory)、フラッシュメモリ等を含んでいてよい。プロセッサ200は、記憶装置201に格納されたコンピュータプログラムに従いS−GW11の動作制御を行う。NIF回路202は、固定通信回線を経由する通信のため物理層、データリンク層及びネットワーク層の処理を行う電子的な回路を備える。
図2に示すネットワーク通信部50の上記動作は、NIF回路202によって実行されてよい。通信データ処理部51、ベアラ制御部52、コア網サービス制御部53、代替/新規通信路設定管理部54、アドレス変換サービス制御部55の上記動作は、プロセッサ200によって実行されてよい。
図48は、通信路制御装置15のハードウエア構成の一例の説明図である。通信路制御装置15は、プロセッサ210と、記憶装置211と、NIF回路212を備える。
記憶装置211は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリやランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ等を含んでいてよい。プロセッサ210は、記憶装置211に格納されたコンピュータプログラムに従い通信路制御装置15の動作制御を行う。NIF回路212は、固定通信回線を経由する通信のため物理層、データリンク層及びネットワーク層の処理を行う電子的な回路を備える。
図9に示すネットワーク通信部60の上記動作は、NIF回路212によって実行されてよい。通信設定シグナリング処理部61及びアドレス変換装置リソース管理部62の上記動作は、プロセッサ210によって実行されてよい。
図49は、アドレス変換装置14のハードウエア構成の一例の説明図である。アドレス変換装置14は、プロセッサ220と、記憶装置221と、NIF回路222を備える。
記憶装置221は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリやランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ等を含んでいてよい。プロセッサ220は、記憶装置221に格納されたコンピュータプログラムに従いアドレス変換装置14の動作制御を行う。NIF回路222は、固定通信回線を経由する通信のため物理層、データリンク層及びネットワーク層の処理を行う電子的な回路を備える。
図11に示すネットワーク通信部70の上記動作は、NIF回路222によって実行されてよい。通信データ処理部71、変換テーブル管理部72及びアドレス変換サービス制御部75の上記動作は、プロセッサ220によって実行されてよい。
図50は、P−GW12のハードウエア構成の一例の説明図である。P−GW12は、プロセッサ230と、記憶装置231と、NIF回路232を備える。
記憶装置231は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリやランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ等を含んでいてよい。プロセッサ230は、記憶装置231に格納されたコンピュータプログラムに従いP−GW12の動作制御を行う。NIF回路232は、固定通信回線を経由する通信のため物理層、データリンク層及びネットワーク層の処理を行う電子的な回路を備える。
図15に示すネットワーク通信部80の上記動作は、NIF回路232によって実行されてよい。通信データ処理部81と、ベアラ制御部82と、コア網サービス制御部83と、フロー管理部84及びコア網内アドレス変換機構経路管理部85の上記動作は、プロセッサ230によって実行されてよい。
図51は、MME13のハードウエア構成の一例の説明図である。MME13は、プロセッサ240と、記憶装置241と、NIF回路242を備える。
記憶装置241は、コンピュータプログラムやデータを記憶するための、不揮発性メモリや、読み出し専用メモリやランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ等を含んでいてよい。プロセッサ240は、記憶装置241に格納されたコンピュータプログラムに従いMME13の動作制御を行う。NIF回路242は、固定通信回線を経由する通信のため物理層、データリンク層及びネットワーク層の処理を行う電子的な回路を備える。
図19に示すネットワーク通信部90の上記動作は、NIF回路232によって実行されてよい。通信データ処理部91、ベアラ制御部92、無線網サービス制御部93、コア網サービス制御部94及びアドレス変換サービス制御部95の上記動作は、プロセッサ240によって実行されてよい。
なお、図47〜図51に示すハードウエア構成は実施例の説明のための例示にすぎない。上述の動作を実行するものであれば、本明細書に記載されるS−GW、通信路制御装置、アドレス変換装置、P−GW及びMMEは他のどのようなハードウエア構成を採用してもよい。
<6.他のネットワーク構成>
図52は、通信システムの構成の第2例の説明図である。通信ネットワーク10は、経路計算及び受信パケットの処理を定義する所定の制御装置と、制御装置の従ってパケットを転送するスイッチ装置とを含む。このような制御装置の一例は、ONF(Open Networking Foundation)により標準化が進められているOpenflowプロトコルを実行するOPC(Openflow Controller)であってよい。スイッチ装置の一例は、Openflowプロトコルを実行するOPS(Openflow Switch)であってよい。
図52は、通信システムの構成の第2例の説明図である。通信ネットワーク10は、経路計算及び受信パケットの処理を定義する所定の制御装置と、制御装置の従ってパケットを転送するスイッチ装置とを含む。このような制御装置の一例は、ONF(Open Networking Foundation)により標準化が進められているOpenflowプロトコルを実行するOPC(Openflow Controller)であってよい。スイッチ装置の一例は、Openflowプロトコルを実行するOPS(Openflow Switch)であってよい。
以下の説明では、通信ネットワーク10が、OPC及びOPSによってパケットが転送されるネットワークである場合の例示を使用する。但し、この例示は、本明細書に記載される通信システムが、Openflowプロトコルに準拠する通信システムのみに限定して適用されることを意図するものではない。本明細書に記載される通信システムは、通信ネットワークに設けられパケット転送を行うスイッチ装置が、経路計算及び受信パケットの処理を定義する制御装置の指示に従って動作するシステムに広く適用可能である。
通信ネットワーク10は、無線アクセスネットワーク30と通信ネットワーク10を接続するノード装置としてOPS16#1〜16#kを備える。通信ネットワーク10は、外部網40#1、40#2…と通信ネットワーク10を接続するノード装置としてのOPS17#1〜17#mを備える。通信ネットワーク10は、OPC18を備える。
なお、以下の説明において、OPS16#1〜16#kを総称して「OPS16」と表記することがある。また、OPS17#1〜17#kを総称して「OPS17」と表記することがある。
通信ネットワーク10は、ゲートウェイ制御プレーン処理装置19を備える。以下の説明及び添付図面において、ゲートウェイ制御プレーン処理装置を「S/P−GW−C」と表記する。S/P−GW−C19は、MME13及び通信路制御装置15と信号を送受信し、パケット転送に用いる制御テーブルを設定するS−GW及びP−GWの制御プレーンの処理を実行する。
S/P−GW−C19は、図2のS−GW11の代替/新規通信路設定管理部54の経路の検索処理と同様の動作によって、OPS16とCDNキャッシュサーバ42との間の経路の検索処理を行う。OPS16は、移動局31から、CDNキャッシュサーバ42のアドレスを照会するDNS要求を受信すると、DNS要求をS/P−GW−C19に転送する。
S/P−GW−C19は、デフォルト通信路を経由するOPS以外のOPS17を経由する経路でDNS要求を転送することによって、付加フローを経由する新通信路の探索を行う。
S/P−GW−C19は、OPC18を経由して、OPS16及び17のパケット転送に使用する制御テーブルの設定を行う。OPS16及び17は、受信したパケットの物理層、データリンク層、ネットワーク層及びトランスポート層のヘッダ情報を参照し、OPC18が設定した制御テーブルに従って転送先経路を選択する。
例えばOPS16は、図5の分岐フロー処理テーブル103、図6の集約フロー処理テーブル104及び図7の送信先指定テーブル105を保持してよい。分岐フロー処理テーブル103、集約フロー処理テーブル104及び送信先指定テーブル105は、OPC18を経由して、S/P−GW−C19が設定する。
例えば図3の第1通信路設定テーブル101及び図8のアドレス変換装置テーブル106は、S/P−GW−C19に保持される。
また、例えばOPS17は、図16の下り転送テーブル111及び図17の上り転送テーブル112を保持してよい。下り転送テーブル111及び上り転送テーブル112は、OPC18を経由して、S/P−GW−C19が設定する。
例えば図18の第3通信路設定テーブル113は、S/P−GW−C19に保持される。
新たな付加フローに第1通信路21及び第2通信路を設定する新通信設定動作において、S/P−GW−C19は、図23及び24を参照して説明した、新通信路設定処理とMME13及び通信路制御装置15との信号の送受信を行う。S/P−GW−C19は、通信路制御装置15から受信した信号に応じて、OPS16の分岐フロー処理テーブル103、集約フロー処理テーブル104及び送信先指定テーブル105を設定する。
移動局31のHOにより通信路変更動作において、MME13は、図31を参照して説明したHO手順メッセージをS/P−GW−C19へ送信する。HO手順によって構築及び解放されるOPS16及び基地局間の通信路は、S/P−GW−C19からOPC18を経由して、当該通信路を収容するOPS16に設定される。
S/P−GW−C19は、図32及び図35を参照して説明したS−GW11の動作のうち、MME13及び通信路制御装置15との信号の送受信を行う。S/P−GW−C19は、通信路制御装置15から受信した信号に応じて、OPS16の分岐フロー処理テーブル103、集約フロー処理テーブル104及び送信先指定テーブル105を設定する。
S/P−GW−C19は、図38を参照して説明したP−GW12の動作のうち、通信路制御装置15との信号の送受信を行う。S/P−GW−C19は、通信路制御装置15から受信した信号に応じて、OPS17の下り転送テーブル111を設定する。
図39を参照して説明したP−GW12の動作において、OPS17は、上り受信パケットに対応する上り転送テーブル112のエントリがない場合に、Openflowプロトコルに従って、受信パケットをOPC18へ転送する。OPS18はそのパケット情報をS/P−GW−C19に通知する。
S/P−GW−C19は、ヘッダ情報と第3通信路設定テーブル113に従って下り付加フローの転送先の下り方向の第2通信路22を決定する。S/P−GW−C19は、決定した第2通信路22を下り付加フローの転送先に指定する下り転送テーブル111の設定をOPS17に指示する。
本実施例によれば、アドレス変換装置14を経由する経路制御と、それ以外の基地局装置からP−GWまでの間の経路制御とを同じプロトコルで統合的に処理することができ、通信システム1の管理が容易になる。
1 通信システム
11、11#1〜11#k S−GW
12、12#1〜12#m P−GW
13 MME
14、14#1〜14#n アドレス変換装置
15 通信路制御装置
16、16#1〜16#k、17、17#1〜17#m OPS
18 OPC
19 S/P−GW−C
21 第1通信路
22 第2通信路
31、31#1〜31#p 移動局
11、11#1〜11#k S−GW
12、12#1〜12#m P−GW
13 MME
14、14#1〜14#n アドレス変換装置
15 通信路制御装置
16、16#1〜16#k、17、17#1〜17#m OPS
18 OPC
19 S/P−GW−C
21 第1通信路
22 第2通信路
31、31#1〜31#p 移動局
Claims (7)
- 基地局装置が設けられた第1ネットワークを第2ネットワークに接続する複数の第1ノード装置と前記第2ネットワークの複数のアドレス変換装置との間に設定される複数の第1通信路、及び前記第1ネットワーク及び前記第2ネットワークと異なる第3ネットワークを前記第2ネットワークに接続する複数の第2ノード装置と前記複数のアドレス変換装置との間に設定される複数の第2通信路を組み合わせた設定を記憶する設定記憶部と、
前記複数の第1ノード装置のいずれかと前記複数の第2ノード装置のいずれかを前記複数の第1通信路のいずれか及び前記複数の第2通信路のいずれかを経由して中継する、前記複数のアドレス変換装置のいずれかを選択するアドレス変換装置選択部と、
を備えることを特徴とする通信路制御装置。 - 前記複数のアドレス変換装置の中の第1アドレス変換装置を経由する通信を行う移動局装置のパケットを、前記複数のアドレス変換装置の中の第1アドレス変換装置以外の第2アドレス変換装置を経由して転送する場合に、前記第1アドレス変換装置が割り当てた前記移動局装置のアドレス情報を取得するアドレス情報取得部と、
前記アドレス情報を前記第2アドレス変換装置へ送信するアドレス情報送信部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の通信路制御装置。 - 前記第1通信路に各々対応付けられたアドレス計算方法を記憶する計算方法記憶部と、
前記複数の第1通信路のうち、前記複数のアドレス変換装置の中の第1アドレス変換装置と前記複数の第1ノード装置のいずれかとの間で移動局装置の通信を経由するいずれかの通信路に対応付けられたアドレス計算方法を特定する計算方法特定部と、を備え、
前記アドレス変換装置選択部は、特定された前記アドレス計算方法と同じ計算方法に対応付けられた、前記複数の第1通信路のうち前記いずれかの通信路以外の通信路が前記複数の第1ノード装置のいずれかとの間に設定される、第1アドレス変換装置以外の第2アドレス変換装置を前記複数のアドレス変換装置から選択する、ことを特徴とする請求項1に記載の通信路制御装置。 - アドレス変換装置であって、
基地局装置が設けられた第1ネットワークを前記アドレス変換装置が設けられる第2ネットワークに接続する複数の第1ノード装置と前記アドレス変換装置との間に予め設定される複数の第1通信路と、前記第1ネットワーク及び前記第2ネットワークと異なる第3ネットワークを前記第2ネットワークに接続する複数の第2ノード装置と前記複数のアドレス変換装置との間に設定される複数の第2通信路との間でパケットを転送する転送部と、
前記複数の第1通信路毎に、前記複数の第1通信路を経由するパケットを送信する移動局装置の第1アドレスと、前記第3ネットワーク上の第2アドレスとを対応付けた変換情報を記憶する変換情報記憶部と、
前記複数の第1通信路の中のいずれかの通信路を経由して受信したパケットの送信元アドレスのエントリが、前記いずれかの通信路の前記変換情報に存在しない場合に、前記いずれかの通信路へ転送されるパケットを送信する前記複数の第2ノード装置のいずれかからのパケットが転送される、前記いずれかの通信路以外の前記第1通信路の前記変換情報から、前記送信元アドレスのエントリを検出する検出部と、
検出された前記エントリを前記いずれかの通信路の前記変換情報へ移動する変換情報更新部と、
を備えるアドレス変換装置。 - 前記第1通信路に各々対応付けられたアドレス計算方法を記憶する計算方法記憶部と、
前記変換情報により移動局装置の前記第1アドレスに対応付ける第2アドレスを前記計算方法に従って算出するアドレス計算部と、
を備えることを特徴とする請求項4に記載のアドレス変換装置。 - 基地局装置が設けられた第1ネットワークを第2ネットワークに接続する複数の第1ノード装置と、
前記第2ネットワークと異なる第3ネットワークを前記第2ネットワークに接続する複数の第2ノード装置、
前記第2ネットワークに設けられた複数のアドレス変換装置と、
前記複数の第1ノード装置と前記複数のアドレス変換装置との間に設定される複数の第1通信路と、
前記複数の第2ノード装置と前記複数のアドレス変換装置との間に設定される複数の第2通信路と、
前記複数の第1ノード装置のいずれかと前記複数の第2ノード装置のいずれかを前記複数の第1通信路のいずれか及び前記複数の第2通信路のいずれかを経由して中継する、前記複数のアドレス変換装置のいずれかを選択する通信路制御装置と、
を備えることを特徴とする通信システム。 - 基地局装置が設けられた第1ネットワークを第2ネットワークに接続する複数の第1ノード装置と前記第2ネットワークの複数のアドレス変換装置との間に設定される複数の第1通信路、及び前記第1ネットワーク及び前記第2ネットワークと異なる第3ネットワークを前記第2ネットワークに接続する複数の第2ノード装置と前記複数のアドレス変換装置との間に設定される複数の第2通信路を組み合わせた設定を予め設定し、
前記複数の第1ノード装置のいずれかと前記複数の第2ノード装置のいずれかを前記複数の第1通信路のいずれか及び前記複数の第2通信路のいずれかを経由して中継する、前記複数のアドレス変換装置のいずれかを選択する、
ことを特徴とする通信路設定方法。
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