パケット中継方法及びゲートウェイ装置
【課題】セッション制御処理を代行する場合に、１つの通信フローに対して複数のセッションを割り当てることにより複数の通信クラスを利用可能とすることができるパケット中継方法及びゲートウェイ装置を得る。
【解決手段】既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間のパケット通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムにおけるパケット中継方法において、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分ける。
【解決手段】既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間のパケット通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムにおけるパケット中継方法において、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間のパケット通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムにおけるパケット中継方法及びゲートウェイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
元来、ベストエフォートを基本とするＩＰ（インターネットプロトコル）ネットワーク上において、セッションの概念を導入し通信帯域等のＱｏＳ（Quality of Service）を保証するネットワークが構築されている。このようなネットワークに接続するため、あるいはセッション制御による恩恵を受けるためには、各端末はセッション制御のためのプロトコルをサポートする必要があるが、既存の全ての端末においてこのセッション制御プロトコルに対応することが困難である。このため、端末とネットワークの間に存在し、端末とネットワークの間におけるパケットの中継を行うゲートウェイ装置において、ネットワークとの間のセッション制御処理を代行する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０５１５９４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゲートウェイ装置において、セッション制御処理を代行する場合、既存端末間の１つの通信フローに対しネットワーク内の１つのセッションを割り当てる。このため、従来のセッション制御代行方式では、単一の通信フローの全てのパケットはセッション制御時にゲートウェイ装置よりネットワークに申告されたある単一の通信クラスとしてネットワーク内で扱われるため、単一のフローに対して複数の通信クラスを利用することができないという問題があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、セッション制御処理を代行する場合に、１つの通信フローに対して複数のセッションを割り当てることにより複数の通信クラスを利用可能とすることができるパケット中継方法及びゲートウェイ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るパケット中継方法は、既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間のパケット通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムにおけるパケット中継方法において、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分けることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明に係るゲートウェイ装置は、既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間の通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置であって、パケットの中継・振り分け処理を行うパケット中継・振り分け処理部と、前記パケット中継・振り分け処理部により中継されるパケットの優先度を識別する優先度識別部と、前記呼制御ネットワークとの間の呼び制御処理を代行する制御部とを備え、前記制御部は、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、前記優先度識別部による既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、セッション制御処理を代行する場合に、１つの通信フローに対して複数のセッションを割り当てることにより複数の通信クラスを利用可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】図１に示されたネットワークシステムにおけるゲートウェイ装置の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１において既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るネットワークシステムの構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２において既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係るネットワークシステムの構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３において既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４において既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムの構成を示す図である。図１において、ゲートウェイ装置１及び２は、呼制御を伴わない既存のＩＰネットワークであるユーザネットワーク１０１及び１０２内の既存端末１１及び１２と、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）による呼制御・呼管理を伴い複数の優先クラスを有する呼制御ネットワーク１００との間に存在し、既存端末１１と１２との間の通信時に呼制御処理を代行するようになされている。なお、１０は呼制御ネットワーク１００に接続されたＳＩＰサーバを示す。
【００１１】
図２は、図１に示されたネットワークシステムにおけるゲートウェイ装置の構成を示すものである。例えば、ゲートウェイ装置１は、ゲートウェイ装置外部とのパケットの送受信及び２つのネットワーク間のパケットの中継・トラフィックの監視及び振り分け処理を行うパケット中継・振り分け処理部２１、パケット中継・振り分け処理部２１において中継されるパケットの優先度を識別する優先度識別部２２、既存端末１１に代わり呼制御ネットワークとの間のセッション制御処理を代行するセッション制御部２３及び既存端末１１，１２間の通信においてセッション制御部２３によりセッション制御を行う対象となる通信フローの条件及びセッション制御のためのパラメータを保持するセッション情報テーブル２４を含む。なお、ゲートウェイ装置２もゲートウェイ装置１と同様に構成される。
【００１２】
次に動作について説明する。既存端末１１から既存端末１２に対し通信を開始する場合の動作について図３に従って説明する。図３は、既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置１のセッション情報テーブル２４には、既存端末１１，１２間の当該通信フローに対して、優先クラスの異なる２つのセッション制御パラメータが保持されているとする。
【００１３】
まず、既存端末１１は、既存端末１２宛に当該通信フローの開始を表す通信開始パケットを送信する（ステップ３０１）。ゲートウェイ装置１は、パケット中継・振り分け処理部２１において既存端末１１からの通信開始パケットを受信すると、当該パケットを保留し、これをセッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３では、受信した通信開始パケットから送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル２４より対応する２つの通信クラスの異なるセッション制御パラメータを得る（ステップ３０２）。セッション制御部２３は、ステップ３０２において得られたパラメータに対応する２つの呼接続要求であるＩＮＶＩＴＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０に送信する（ステップ３０３，３０４）。このとき、ステップ３０３により確立する通信路はステップ３０４により確立する通信路より高い優先クラスを持つものとする。
【００１４】
セッション制御部２３により呼制御ネットワーク１００上に２つの通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し（ステップ３０５）、その後の既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部２１において中継処理する（ステップ３０６）。このとき、既存端末１１から既存端末１２宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ３０７）、高優先のパケットをステップ３０３により確立した通信路へ振り分け（ステップ３０８）、低優先のパケットをステップ３０４により確立した通信路へと振り分ける（ステップ３０９）。例えば、ＴＶ電話サービスのトラフィックの場合、音声パケットを高優先側へ、映像パケットを低優先側へ振り分けることが考えられる。
【００１５】
同様に、ゲートウェイ装置２においても、既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う（ステップ３０６）。このとき、既存端末１２から既存端末１１宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ３０７）、高優先のパケットをステップ３０３により確立した通信路ヘ振り分け（ステップ３０８）、低優先度のパケットをステップ３０４により確立した通信路へと振り分ける（ステップ３０９）。
【００１６】
既存端末１１，１２間の当該通信フローが終了すると、ゲートウェイ装置１のパケット中継・振り分け処理部２１はそれを検出し（ステップ３１０）、セッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３は、ステップ３０３及び３０４において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるＢＹＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０に送信する（ステップ３１１，３１２）。これにより、セッションの切断が行われる。なお、図３中、100 Tryingと200 OKは、試行中とリクエストの受け入れの応答コードを示す。
【００１７】
以上のように、既存端末間における通信の開始・終了を検出し、中継装置においてセッション制御を代行する際に、優先クラスの異なる複数の通信路を確立し既存端末間のパケットをその優先度に応じてそれぞれの通信路に振り分けることにより、単一の通信フローに対して複数の異なる優先クラスを活用することが可能となる。また、これにより、単一の通信フローを単一の高い優先クラスのみに割り当てた場合と比較し、ネットワーク内において高い優先クラスのトラフィック量を削減することが可能となる。
【００１８】
これにより、ＴＶ電話サービスの場合には、ネットワークの混雑時に映像はパケットロスや遅延により乱れるが、音声は安定して通信可能となること、また、音声パケットのみを高優先側に流すためネットワーク内において高優先クラスのトラフィク量を削減する効果が期待できる。
【００１９】
また、ＴＶ電話サービス以外の例として、映像通信においてスケーラブルＣＯＤＥＣ（COder DECoder）を適用する場合が考えられる。この場合、最低レート分のパケットを高優先側に、最低レートを超える高レート分のパケットを低優先側に振り分ける。これにより、ネットワークの混雑時にも最低レート分の映像品質を保証しつつ、ネットワークが混在していない場合にはより高品質の映像通信を期待できる。
【００２０】
上記実施の形態では、セッション制御プロトコルとしてＳＩＰを用いた場合を示したが、Ｈ．３２３，ＭＥＧＡＣＯといった同様に、ＩＰネットワーク上でセッション制御・管理ができるものであればよい。
【００２１】
また、上記実施の形態では、同一ネットワーク内において複数の異なる通信クラスのセッションを利用したが、各セッションは物理的に別のネットワーク上に確立してもよい。
【００２２】
また、上記実施の形態における既存端末間の通信として、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）やＵＤＰ（User Datagram Protocol）の場合が考えられる。ＴＣＰの場合には、ＳＹＮパケットにより新規ＴＣＰコネクションによる新規の通信フロー開始を識別し、ＦＩＮパケットやＲＳＴパケットにより当該フローの終了を識別することができる。また、ＵＤＰの場合には送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、宛先ポート番号より新規の通信フローの開始を識別し、一定時間当該通信フローのパケットがないことで終了を識別することができる。他のプロトコルにおいても同様に、既存端末の通信の開始・終了がセッション制御を代行するゲートウェイ装置において認識できるものであればよい。
【００２３】
さらに、上記実施の形態では、単一の通信フローに対して２つの異なる通信クラスのセッションを対応付けたが、３つ以上の異なる通信クラスのセッションに対してもパケットの優先度識別においてそれぞれの通信クラスに対応するよう識別し、それに応じてパケットを振り分けることで、同様に適用可能である。
【００２４】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、異なる通信クラスの全てにセッション制御が必要なネットワークを対象としたものであるが、次に、セッション制御が必要なネットワークと不要なネットワークを組み合わせた場合の実施の形態を示す。すなわち、この実施の形態２では、振り分けられる通信路として、呼制御の伴うネットワーク上の通信路と呼制御の伴わないネットワーク上の通信路とが組み合わせられ、ゲートウェイ装置のセッション制御部２３により、高優先のパケットを呼制御の伴うネットワーク上の通信路に振り分け、低優先のパケットを呼制御の伴わないネットワーク上の通信路に振り分ける制御について説明する。
【００２５】
図４は、この発明の実施の形態２におけるネットワークシステムの構成を示すものである。図４において、図１に示す実施の形態１の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、４００はインターネットのようなベストエフォート型の呼制御を伴わないネットワークを示す。
【００２６】
次に動作について説明する。既存端末１１から既存端末１２に対し通信を開始する場合の動作について図５に従って説明する。図５は、既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置１及び２は、図２に示す構成を備え、ゲートウェイ装置１のセッション情報テーブル２４には、既存端末１１，１２間の当該通信フローに対して、対応するセッション制御パラメータが保持されているとする。
【００２７】
まず、既存端末１１は、既存端末１２宛に当該通信フローの開始を表す通信開始パケットを送信する（ステップ５０１）。ゲートウェイ装置１は、パケット中継・振り分け処理部２１において既存端末１１からの通信開始パケットを受信すると当該パケットを保留し、これをセッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３では、受信した通信開始パケットから送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル２４より対応するセッション制御パラメータを得る（ステップ５０２）。セッション制御部２３は、ステップ５０２において得られたパラメータに対応する呼接続要求であるＩＮＶＩＴＥメッセージを生成し、ＳＩＰサーバ１０に送信する（ステップ５０３）。このとき、ステップ５０３により確立する通信路は、品質の保証された優先クラスを持つものとする。
【００２８】
セッション制御部２３により呼制御ネットワーク１００上に通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し（ステップ５０４）、その後の既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部２１において中継処理する（ステップ５０５）。このとき、既存端末１１から既存端末１２宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ５０６）、高優先のパケットをステップ５０３により呼制御ネットワーク１００上に確立した通信路へ振り分け（ステップ５０７）、低優先のパケットをベストエフォート型ネットワーク４００へと振り分ける（ステップ５０８）。例えば、ＴＶ電話サービスのトラフィックの場合、音声パケットを高優先として呼制御ネットワーク１００へ、映像パケットを低優先としてベストエフォート型ネットワーク４００へ振り分けることが考えられる。
【００２９】
同様に、ゲートウェイ装置２においても、既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う（ステップ５０５）。このとき、既存端末１２から既存端末１１宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ５０６）、高優先のパケットをステップ５０３により呼制御ネットワーク１００上に確立した通信路へ振り分け（ステップ５０７）、低優先度のパケットをベストエフォート型ネットワーク４００へと振り分ける（ステップ５０８）。
【００３０】
既存端末１１，１２間の当該通信フローが終了すると、ゲートウェイ装置１のパケット中継・振り分け処理部２１はそれを検出し（ステップ５０９）、セッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３は、ステップ５０３において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるＢＹＥメッセージを生成し（ステップ５１０）、ＳＩＰサーバ１０に送信する。これにより、呼制御ネットワーク１００上に確立したセッションの切断が行われる。
【００３１】
以上のように、セッション制御が必要なネットワークと不要なネットワークに同時に接続された場合に、既存端末間における通信の開始・終了を検出し中継装置においてセッション制御を代行する際に、品質の保証された通信路を確立し既存端末間のパケットをその優先度に応じてそれぞれのネットワークに振り分けることにより、当該通信フローに対して品質保証型のネットワークとベストエフォート型のネットワークを同時に活用することが可能となる。また、これにより、当該通信フローを全て品質保証型のネットワークのみに振り分ける場合と比較し、品質保証型のネットワークへのトラフィック量を削減することが可能となる。
【００３２】
これにより、上記ＴＶ電話サービスの場合には、ネットワークの混雑時に映像はパケットロスや遅延により乱れるが、音声は安定して通信可能となること、また、音声パケットのみを品質保証型ネットワークに流すためネットワーク内において品質保証型のトラフィク量を削減する効果が期待できる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、品質保証型とベストエフォート型のネットワークとして物理的に異なるネットワークが存在することとしたが、同一ネットワーク内において論理的にこの２つのネットワークが存在してもよい。
【００３４】
実施の形態３．
この実施の形態３では、送信側ゲートウェイ装置で、通信路毎に異なるＮＡＰＴ（Network Address Port Translation）によるアドレス変換を行い、受信側ゲートウェイ装置において全ての通信路を経由したパケットを同一の通信フローのパケットに認識されるよう書き換える実施の形態について説明する。
【００３５】
図６は、この発明の実施の形態３におけるネットワークシステムの構成を示すものである。図６において、図１に示す実施の形態１の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、６００は呼制御ネットワーク１００と同様にＳＩＰによる呼制御・呼管理を伴い複数の優先クラスを有する呼制御ネットワーク、６０は呼制御ネットワーク６００に接続されたＳＩＰサーバを示す。ここで、ユーザネットワーク１０１，１０２内のＩＰアドレスはプライベートアドレスであり、外部との通信時にはゲートウェイ装置１，２においてＮＡＰＴによるアドレス変換処理が行われるものとする。
【００３６】
次に動作について説明する。既存端末１１から既存端末１２に対し通信を開始する場合の動作について図７に従って説明する。図７は、既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置１及び２は、図２に示す構成を備え、ゲートウェイ装置１のセッション情報テーブル２４には、既存端末１１，１２間の当該通信フローに対して、２つの異なる呼制御ネットワーク上のセッション制御パラメータが保持されているとする。
【００３７】
まず、既存端末１１は、既存端末１２宛に当該通信フローの開始を表す通信開始パケットを送信する（ステップ７０１）。ゲートウェイ装置１は、パケット中継・振り分け処理部２１において既存端末１１からの通信開始パケットを受信すると、当該パケットを保留し、これをセッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３では、受信した通信開始パケットから送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル２４より対応する異なる呼制御ネットワーク上のセッション制御パラメータを得る（ステップ７０２）。セッション制御部２３は、ステップ７０２において得られたパラメータに対応する２つの呼接続要求であるＩＮＶＩＴＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０，６０に送信する（ステップ７０３，７０４）。このとき、２つのＩＮＶＩＴＥメッセージを関連付けるため、ＩＮＶＩＴＥメッセージのＳＤＰ（Session Description Protocol）内に識別のためのパラメータを含める。
【００３８】
セッション制御部２３により呼制御ネットワーク１００，６００上に２つの通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し（ステップ７０５）、その後の既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部２１において中継処理する（ステップ７０６）。既存端末１１から既存端末１２宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ７０７）、ステップ７０３，７０４により確立した通信路へと振り分ける（ステップ７０８，７０９）。このとき、ゲートウェイ装置１ではＮＡＰＴ処理により通信路へ送信するパケットの送信元ＩＰアドレスをそれぞれ呼制御ネットワーク１００，６００上でのゲートウェイ装置１のＩＰアドレスに置き換えて中継を行う。
【００３９】
ステップ７０８，７０９において、呼制御ネットワーク１００，６００上の通信路からパケットを受信したゲートウェイ装置２は、端末１２に割り当てたポート番号宛のパケットをＮＡＰＴ変換後，端末１２宛に転送する。このとき、ステップ７０８における通信路からのパケットは宛先ＩＰアドレス、ポート番号を対応する端末１２のＩＰアドレス、ポート番号に書き換える。また、ステップ７０９における通信路からのパケットは宛先ＩＰアドレス、ポート番号を対応する端末１２のＩＰアドレス、ポート番号に、さらに送信元ＩＰアドレス、ポート番号をステップ７０８における通信路でのゲートウェイ装置１の送信元ＩＰアドレス、送信元ポート番号に書き換える。ステップ７０８における通信路の送信元ＩＰアドレス、ポート番号は、ステップ７０３における呼制御要求時のＩＮＶＩＴＥメッセージのＳＤＰ内の値から取得した値を用いる。これにより、端末１２では、当該フローのパケットはステップ７０８における通信路の送信元ＩＰアドレス、送信元ポート番号からのパケットとして認識される。
【００４０】
同様に、ゲートウェイ装置２においても、既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う（ステップ７０６）。既存端末１２から既存端末１１宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ７０７）、ステップ７０３，７０４により確立した通信路へと振り分ける（ステップ７０８，７０９）。このとき、ゲートウェイ装置２ではＮＡＰＴ処理によりステップ７０８，７０９による通信路へ送信するパケットの送信元ＩＰアドレスをそれぞれ呼制御ネットワーク１００，６００上でのゲートウェイ装置２のＩＰアドレスに置き換えて中継を行う。呼制御ネットワーク１００，６００上の通信路からパケットを受信したゲートウェイ装置１の処理に関してもゲートウェイ装置２と同様である。
【００４１】
既存端末１１，１２間の当該通信フローが終了すると、ゲートウェイ装置１のパケット中継・振り分け処理部２１はそれを検出し（ステップ７１１）、セッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３は、ステップ７０３及び７０４において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるＢＹＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０，６０に送信する（ステップ７１２，７１３）。これにより、セッションの切断が行われる。
【００４２】
以上のように、既存端末間における通信の開始・終了を検出し中継装置においてセッション制御を代行する際に、複数の異なるネットワーク上に通信路を確立しＮＡＰＴ変換により異なるＩＰアドレス、ポート番号間の通信路を用いる場合にも、受信側の中継装置において端末で単一の通信フローと認識されるよう変換を行うことにより、単一の通信フローに対して複数の異なるネットワークを活用することが可能となる。
【００４３】
なお、上記実施の形態では、物理的に異なる２つの呼制御ネットワーク上で異なるＩＰアドレスを使用する場合を示したが、同一のネットワーク上で複数のＩＰアドレスを用いてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、ゲートウェイ装置においてＮＡＰＴ変換が行われる場合を示したが、同一通信フローに対する２つの呼を関連付けられればよく、呼制御ネットワーク内においてＮＡＰＴ変換が行われ同一のセッション確立先に対してセッション毎に送信元のＩＰアドレス、ポート番号が変わる場合も同様に、適用可能である。
【００４５】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４におけるネットワークシステムの構成は、図１及び図２に示す実施の形態１と同様である。この実施の形態４では、セッション制御部２３により、既存端末間の中継パケットのＴＣＰヘッダ中にＡＣＫビットが設定されている場合に、中継パケットのデータ部を削除したＴＣＰヘッダのみからなるパケットを遅延の少ない通信路へ転送する実施の形態について説明する。
【００４６】
次に動作について説明する。既存端末１１から既存端末１２に対しＴＣＰ通信を開始する場合の動作について図８に従って説明する。図８は、既存端末１１，１２間でＴＣＰ通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置１のセッション情報テーブル２４には、既存端末１１，１２間の当該通信フローに対して、優先クラスの異なる２つのセッション制御パラメータが保持されているとする。
【００４７】
まず、既存端末１１は、既存端末１２宛に当該ＴＣＰコネクションの開始を表すＳＹＮパケットを送信する（ステップ８０１）。ゲートウェイ装置１は、パケット中継・振り分け処理部２１において既存端末１１からのＳＹＮパケットを受信すると、当該パケットを保留し、これをセッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３では、受信したＳＹＮパケットから送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル２４より対応する２つの通信クラスの異なるセッション制御パラメータを得る（ステップ８０２）。セッション制御部２３は、ステップ８０２において得られたパラメータに対応する２つの呼接続要求であるＩＮＶＩＴＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０に送信する（ステップ８０３，８０４）。このとき、ステップ８０３により確立する通信路の遅延はステップ８０４により確立する通信路の遅延より小さいものとする。
【００４８】
セッション制御部２３により呼制御ネットワーク１００上に２つの通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し（ステップ８０５）、その後の既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部２１において中継処理する（ステップ８０６）。このとき、既存端末１１から既存端末１２宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの識別を行い（ステップ８０７）、ＴＣＰヘッダ中にＡＣＫ（ACKnowledgement）ビットが設定されている場合には、中継パケットのデータ部を削除したＴＣＰヘッダのみからなるパケットをステップ８０３により確立した通信路へ転送し（ステップ８０８）、元の中継パケットをステップ８０４により確立した通信路へ転送する（ステップ８０９）。
【００４９】
同様に、ゲートウェイ装置２においても、既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う（ステップ８０６）。このとき、既存端末１２から既存端末１１宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの識別を行い（ステップ８０７）、ＴＣＰヘッダ中にＡＣＫビットが設定されている場合には、中継パケットのデータ部を削除したＴＣＰヘッダのみからなるパケットを通信路へ転送し（ステップ８０８）、元の中継パケットを通信路へ転送する（ステップ８０９）。
【００５０】
既存端末１１，１２間の当該ＴＣＰコネクションが終了すると、ゲートウェイ装置１のパケット中継・振り分け処理部２１はそれを検出し（ステップ８１０）、セッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３は、ステップ８０３及び８０４において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるＢＹＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０に送信する（ステップ８１１，８１２）。これにより、セッションの切断が行われる。
【００５１】
以上のように、既存端末間におけるＴＣＰコネクションの開始・終了を検出し中継装置においてセッション制御を代行する際に、遅延の異なる複数の通信路を確立しＡＣＫのみからなるパケットを複製し遅延時間の小さい通信路で転送することにより、端末からの見かけ上のＲＴＴを小さくすることで端末間のＴＣＰのスループットを向上する。また、これにより、単一のＴＣＰコネクションを単一の遅延時間の小さいクラスのみに割り当てた場合と比較し、ネットワーク内において遅延時間の小さいクラスのトラフィック量を削減することが可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１，２ ゲートウェイ装置、１０，６０ ＳＩＰサーバ、１１，１２ 既存端末、２１ パケット中継・振り分け処理部、２２ 優先度識別部、２３ セッション制御部、２４ セッション情報テーブル、１００，６００ 呼制御ネットワーク、１０１，１０２，４００ 呼制御を伴わないユーザネットワーク。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間のパケット通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムにおけるパケット中継方法及びゲートウェイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
元来、ベストエフォートを基本とするＩＰ（インターネットプロトコル）ネットワーク上において、セッションの概念を導入し通信帯域等のＱｏＳ（Quality of Service）を保証するネットワークが構築されている。このようなネットワークに接続するため、あるいはセッション制御による恩恵を受けるためには、各端末はセッション制御のためのプロトコルをサポートする必要があるが、既存の全ての端末においてこのセッション制御プロトコルに対応することが困難である。このため、端末とネットワークの間に存在し、端末とネットワークの間におけるパケットの中継を行うゲートウェイ装置において、ネットワークとの間のセッション制御処理を代行する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／０５１５９４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゲートウェイ装置において、セッション制御処理を代行する場合、既存端末間の１つの通信フローに対しネットワーク内の１つのセッションを割り当てる。このため、従来のセッション制御代行方式では、単一の通信フローの全てのパケットはセッション制御時にゲートウェイ装置よりネットワークに申告されたある単一の通信クラスとしてネットワーク内で扱われるため、単一のフローに対して複数の通信クラスを利用することができないという問題があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、セッション制御処理を代行する場合に、１つの通信フローに対して複数のセッションを割り当てることにより複数の通信クラスを利用可能とすることができるパケット中継方法及びゲートウェイ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るパケット中継方法は、既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間のパケット通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムにおけるパケット中継方法において、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分けることを特徴とする。
【０００７】
また、この発明に係るゲートウェイ装置は、既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間の通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置であって、パケットの中継・振り分け処理を行うパケット中継・振り分け処理部と、前記パケット中継・振り分け処理部により中継されるパケットの優先度を識別する優先度識別部と、前記呼制御ネットワークとの間の呼び制御処理を代行する制御部とを備え、前記制御部は、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、前記優先度識別部による既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分けることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、セッション制御処理を代行する場合に、１つの通信フローに対して複数のセッションを割り当てることにより複数の通信クラスを利用可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】図１に示されたネットワークシステムにおけるゲートウェイ装置の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１において既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るネットワークシステムの構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２において既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係るネットワークシステムの構成を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３において既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４において既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムの構成を示す図である。図１において、ゲートウェイ装置１及び２は、呼制御を伴わない既存のＩＰネットワークであるユーザネットワーク１０１及び１０２内の既存端末１１及び１２と、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）による呼制御・呼管理を伴い複数の優先クラスを有する呼制御ネットワーク１００との間に存在し、既存端末１１と１２との間の通信時に呼制御処理を代行するようになされている。なお、１０は呼制御ネットワーク１００に接続されたＳＩＰサーバを示す。
【００１１】
図２は、図１に示されたネットワークシステムにおけるゲートウェイ装置の構成を示すものである。例えば、ゲートウェイ装置１は、ゲートウェイ装置外部とのパケットの送受信及び２つのネットワーク間のパケットの中継・トラフィックの監視及び振り分け処理を行うパケット中継・振り分け処理部２１、パケット中継・振り分け処理部２１において中継されるパケットの優先度を識別する優先度識別部２２、既存端末１１に代わり呼制御ネットワークとの間のセッション制御処理を代行するセッション制御部２３及び既存端末１１，１２間の通信においてセッション制御部２３によりセッション制御を行う対象となる通信フローの条件及びセッション制御のためのパラメータを保持するセッション情報テーブル２４を含む。なお、ゲートウェイ装置２もゲートウェイ装置１と同様に構成される。
【００１２】
次に動作について説明する。既存端末１１から既存端末１２に対し通信を開始する場合の動作について図３に従って説明する。図３は、既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置１のセッション情報テーブル２４には、既存端末１１，１２間の当該通信フローに対して、優先クラスの異なる２つのセッション制御パラメータが保持されているとする。
【００１３】
まず、既存端末１１は、既存端末１２宛に当該通信フローの開始を表す通信開始パケットを送信する（ステップ３０１）。ゲートウェイ装置１は、パケット中継・振り分け処理部２１において既存端末１１からの通信開始パケットを受信すると、当該パケットを保留し、これをセッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３では、受信した通信開始パケットから送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル２４より対応する２つの通信クラスの異なるセッション制御パラメータを得る（ステップ３０２）。セッション制御部２３は、ステップ３０２において得られたパラメータに対応する２つの呼接続要求であるＩＮＶＩＴＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０に送信する（ステップ３０３，３０４）。このとき、ステップ３０３により確立する通信路はステップ３０４により確立する通信路より高い優先クラスを持つものとする。
【００１４】
セッション制御部２３により呼制御ネットワーク１００上に２つの通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し（ステップ３０５）、その後の既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部２１において中継処理する（ステップ３０６）。このとき、既存端末１１から既存端末１２宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ３０７）、高優先のパケットをステップ３０３により確立した通信路へ振り分け（ステップ３０８）、低優先のパケットをステップ３０４により確立した通信路へと振り分ける（ステップ３０９）。例えば、ＴＶ電話サービスのトラフィックの場合、音声パケットを高優先側へ、映像パケットを低優先側へ振り分けることが考えられる。
【００１５】
同様に、ゲートウェイ装置２においても、既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う（ステップ３０６）。このとき、既存端末１２から既存端末１１宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ３０７）、高優先のパケットをステップ３０３により確立した通信路ヘ振り分け（ステップ３０８）、低優先度のパケットをステップ３０４により確立した通信路へと振り分ける（ステップ３０９）。
【００１６】
既存端末１１，１２間の当該通信フローが終了すると、ゲートウェイ装置１のパケット中継・振り分け処理部２１はそれを検出し（ステップ３１０）、セッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３は、ステップ３０３及び３０４において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるＢＹＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０に送信する（ステップ３１１，３１２）。これにより、セッションの切断が行われる。なお、図３中、100 Tryingと200 OKは、試行中とリクエストの受け入れの応答コードを示す。
【００１７】
以上のように、既存端末間における通信の開始・終了を検出し、中継装置においてセッション制御を代行する際に、優先クラスの異なる複数の通信路を確立し既存端末間のパケットをその優先度に応じてそれぞれの通信路に振り分けることにより、単一の通信フローに対して複数の異なる優先クラスを活用することが可能となる。また、これにより、単一の通信フローを単一の高い優先クラスのみに割り当てた場合と比較し、ネットワーク内において高い優先クラスのトラフィック量を削減することが可能となる。
【００１８】
これにより、ＴＶ電話サービスの場合には、ネットワークの混雑時に映像はパケットロスや遅延により乱れるが、音声は安定して通信可能となること、また、音声パケットのみを高優先側に流すためネットワーク内において高優先クラスのトラフィク量を削減する効果が期待できる。
【００１９】
また、ＴＶ電話サービス以外の例として、映像通信においてスケーラブルＣＯＤＥＣ（COder DECoder）を適用する場合が考えられる。この場合、最低レート分のパケットを高優先側に、最低レートを超える高レート分のパケットを低優先側に振り分ける。これにより、ネットワークの混雑時にも最低レート分の映像品質を保証しつつ、ネットワークが混在していない場合にはより高品質の映像通信を期待できる。
【００２０】
上記実施の形態では、セッション制御プロトコルとしてＳＩＰを用いた場合を示したが、Ｈ．３２３，ＭＥＧＡＣＯといった同様に、ＩＰネットワーク上でセッション制御・管理ができるものであればよい。
【００２１】
また、上記実施の形態では、同一ネットワーク内において複数の異なる通信クラスのセッションを利用したが、各セッションは物理的に別のネットワーク上に確立してもよい。
【００２２】
また、上記実施の形態における既存端末間の通信として、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）やＵＤＰ（User Datagram Protocol）の場合が考えられる。ＴＣＰの場合には、ＳＹＮパケットにより新規ＴＣＰコネクションによる新規の通信フロー開始を識別し、ＦＩＮパケットやＲＳＴパケットにより当該フローの終了を識別することができる。また、ＵＤＰの場合には送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、宛先ポート番号より新規の通信フローの開始を識別し、一定時間当該通信フローのパケットがないことで終了を識別することができる。他のプロトコルにおいても同様に、既存端末の通信の開始・終了がセッション制御を代行するゲートウェイ装置において認識できるものであればよい。
【００２３】
さらに、上記実施の形態では、単一の通信フローに対して２つの異なる通信クラスのセッションを対応付けたが、３つ以上の異なる通信クラスのセッションに対してもパケットの優先度識別においてそれぞれの通信クラスに対応するよう識別し、それに応じてパケットを振り分けることで、同様に適用可能である。
【００２４】
実施の形態２．
以上の実施の形態１では、異なる通信クラスの全てにセッション制御が必要なネットワークを対象としたものであるが、次に、セッション制御が必要なネットワークと不要なネットワークを組み合わせた場合の実施の形態を示す。すなわち、この実施の形態２では、振り分けられる通信路として、呼制御の伴うネットワーク上の通信路と呼制御の伴わないネットワーク上の通信路とが組み合わせられ、ゲートウェイ装置のセッション制御部２３により、高優先のパケットを呼制御の伴うネットワーク上の通信路に振り分け、低優先のパケットを呼制御の伴わないネットワーク上の通信路に振り分ける制御について説明する。
【００２５】
図４は、この発明の実施の形態２におけるネットワークシステムの構成を示すものである。図４において、図１に示す実施の形態１の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、４００はインターネットのようなベストエフォート型の呼制御を伴わないネットワークを示す。
【００２６】
次に動作について説明する。既存端末１１から既存端末１２に対し通信を開始する場合の動作について図５に従って説明する。図５は、既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置１及び２は、図２に示す構成を備え、ゲートウェイ装置１のセッション情報テーブル２４には、既存端末１１，１２間の当該通信フローに対して、対応するセッション制御パラメータが保持されているとする。
【００２７】
まず、既存端末１１は、既存端末１２宛に当該通信フローの開始を表す通信開始パケットを送信する（ステップ５０１）。ゲートウェイ装置１は、パケット中継・振り分け処理部２１において既存端末１１からの通信開始パケットを受信すると当該パケットを保留し、これをセッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３では、受信した通信開始パケットから送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル２４より対応するセッション制御パラメータを得る（ステップ５０２）。セッション制御部２３は、ステップ５０２において得られたパラメータに対応する呼接続要求であるＩＮＶＩＴＥメッセージを生成し、ＳＩＰサーバ１０に送信する（ステップ５０３）。このとき、ステップ５０３により確立する通信路は、品質の保証された優先クラスを持つものとする。
【００２８】
セッション制御部２３により呼制御ネットワーク１００上に通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し（ステップ５０４）、その後の既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部２１において中継処理する（ステップ５０５）。このとき、既存端末１１から既存端末１２宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ５０６）、高優先のパケットをステップ５０３により呼制御ネットワーク１００上に確立した通信路へ振り分け（ステップ５０７）、低優先のパケットをベストエフォート型ネットワーク４００へと振り分ける（ステップ５０８）。例えば、ＴＶ電話サービスのトラフィックの場合、音声パケットを高優先として呼制御ネットワーク１００へ、映像パケットを低優先としてベストエフォート型ネットワーク４００へ振り分けることが考えられる。
【００２９】
同様に、ゲートウェイ装置２においても、既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う（ステップ５０５）。このとき、既存端末１２から既存端末１１宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ５０６）、高優先のパケットをステップ５０３により呼制御ネットワーク１００上に確立した通信路へ振り分け（ステップ５０７）、低優先度のパケットをベストエフォート型ネットワーク４００へと振り分ける（ステップ５０８）。
【００３０】
既存端末１１，１２間の当該通信フローが終了すると、ゲートウェイ装置１のパケット中継・振り分け処理部２１はそれを検出し（ステップ５０９）、セッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３は、ステップ５０３において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるＢＹＥメッセージを生成し（ステップ５１０）、ＳＩＰサーバ１０に送信する。これにより、呼制御ネットワーク１００上に確立したセッションの切断が行われる。
【００３１】
以上のように、セッション制御が必要なネットワークと不要なネットワークに同時に接続された場合に、既存端末間における通信の開始・終了を検出し中継装置においてセッション制御を代行する際に、品質の保証された通信路を確立し既存端末間のパケットをその優先度に応じてそれぞれのネットワークに振り分けることにより、当該通信フローに対して品質保証型のネットワークとベストエフォート型のネットワークを同時に活用することが可能となる。また、これにより、当該通信フローを全て品質保証型のネットワークのみに振り分ける場合と比較し、品質保証型のネットワークへのトラフィック量を削減することが可能となる。
【００３２】
これにより、上記ＴＶ電話サービスの場合には、ネットワークの混雑時に映像はパケットロスや遅延により乱れるが、音声は安定して通信可能となること、また、音声パケットのみを品質保証型ネットワークに流すためネットワーク内において品質保証型のトラフィク量を削減する効果が期待できる。
【００３３】
なお、上記実施の形態では、品質保証型とベストエフォート型のネットワークとして物理的に異なるネットワークが存在することとしたが、同一ネットワーク内において論理的にこの２つのネットワークが存在してもよい。
【００３４】
実施の形態３．
この実施の形態３では、送信側ゲートウェイ装置で、通信路毎に異なるＮＡＰＴ（Network Address Port Translation）によるアドレス変換を行い、受信側ゲートウェイ装置において全ての通信路を経由したパケットを同一の通信フローのパケットに認識されるよう書き換える実施の形態について説明する。
【００３５】
図６は、この発明の実施の形態３におけるネットワークシステムの構成を示すものである。図６において、図１に示す実施の形態１の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。新たな符号として、６００は呼制御ネットワーク１００と同様にＳＩＰによる呼制御・呼管理を伴い複数の優先クラスを有する呼制御ネットワーク、６０は呼制御ネットワーク６００に接続されたＳＩＰサーバを示す。ここで、ユーザネットワーク１０１，１０２内のＩＰアドレスはプライベートアドレスであり、外部との通信時にはゲートウェイ装置１，２においてＮＡＰＴによるアドレス変換処理が行われるものとする。
【００３６】
次に動作について説明する。既存端末１１から既存端末１２に対し通信を開始する場合の動作について図７に従って説明する。図７は、既存端末１１，１２間で通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置１及び２は、図２に示す構成を備え、ゲートウェイ装置１のセッション情報テーブル２４には、既存端末１１，１２間の当該通信フローに対して、２つの異なる呼制御ネットワーク上のセッション制御パラメータが保持されているとする。
【００３７】
まず、既存端末１１は、既存端末１２宛に当該通信フローの開始を表す通信開始パケットを送信する（ステップ７０１）。ゲートウェイ装置１は、パケット中継・振り分け処理部２１において既存端末１１からの通信開始パケットを受信すると、当該パケットを保留し、これをセッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３では、受信した通信開始パケットから送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル２４より対応する異なる呼制御ネットワーク上のセッション制御パラメータを得る（ステップ７０２）。セッション制御部２３は、ステップ７０２において得られたパラメータに対応する２つの呼接続要求であるＩＮＶＩＴＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０，６０に送信する（ステップ７０３，７０４）。このとき、２つのＩＮＶＩＴＥメッセージを関連付けるため、ＩＮＶＩＴＥメッセージのＳＤＰ（Session Description Protocol）内に識別のためのパラメータを含める。
【００３８】
セッション制御部２３により呼制御ネットワーク１００，６００上に２つの通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し（ステップ７０５）、その後の既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部２１において中継処理する（ステップ７０６）。既存端末１１から既存端末１２宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ７０７）、ステップ７０３，７０４により確立した通信路へと振り分ける（ステップ７０８，７０９）。このとき、ゲートウェイ装置１ではＮＡＰＴ処理により通信路へ送信するパケットの送信元ＩＰアドレスをそれぞれ呼制御ネットワーク１００，６００上でのゲートウェイ装置１のＩＰアドレスに置き換えて中継を行う。
【００３９】
ステップ７０８，７０９において、呼制御ネットワーク１００，６００上の通信路からパケットを受信したゲートウェイ装置２は、端末１２に割り当てたポート番号宛のパケットをＮＡＰＴ変換後，端末１２宛に転送する。このとき、ステップ７０８における通信路からのパケットは宛先ＩＰアドレス、ポート番号を対応する端末１２のＩＰアドレス、ポート番号に書き換える。また、ステップ７０９における通信路からのパケットは宛先ＩＰアドレス、ポート番号を対応する端末１２のＩＰアドレス、ポート番号に、さらに送信元ＩＰアドレス、ポート番号をステップ７０８における通信路でのゲートウェイ装置１の送信元ＩＰアドレス、送信元ポート番号に書き換える。ステップ７０８における通信路の送信元ＩＰアドレス、ポート番号は、ステップ７０３における呼制御要求時のＩＮＶＩＴＥメッセージのＳＤＰ内の値から取得した値を用いる。これにより、端末１２では、当該フローのパケットはステップ７０８における通信路の送信元ＩＰアドレス、送信元ポート番号からのパケットとして認識される。
【００４０】
同様に、ゲートウェイ装置２においても、既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う（ステップ７０６）。既存端末１２から既存端末１１宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの優先度の識別を行い（ステップ７０７）、ステップ７０３，７０４により確立した通信路へと振り分ける（ステップ７０８，７０９）。このとき、ゲートウェイ装置２ではＮＡＰＴ処理によりステップ７０８，７０９による通信路へ送信するパケットの送信元ＩＰアドレスをそれぞれ呼制御ネットワーク１００，６００上でのゲートウェイ装置２のＩＰアドレスに置き換えて中継を行う。呼制御ネットワーク１００，６００上の通信路からパケットを受信したゲートウェイ装置１の処理に関してもゲートウェイ装置２と同様である。
【００４１】
既存端末１１，１２間の当該通信フローが終了すると、ゲートウェイ装置１のパケット中継・振り分け処理部２１はそれを検出し（ステップ７１１）、セッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３は、ステップ７０３及び７０４において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるＢＹＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０，６０に送信する（ステップ７１２，７１３）。これにより、セッションの切断が行われる。
【００４２】
以上のように、既存端末間における通信の開始・終了を検出し中継装置においてセッション制御を代行する際に、複数の異なるネットワーク上に通信路を確立しＮＡＰＴ変換により異なるＩＰアドレス、ポート番号間の通信路を用いる場合にも、受信側の中継装置において端末で単一の通信フローと認識されるよう変換を行うことにより、単一の通信フローに対して複数の異なるネットワークを活用することが可能となる。
【００４３】
なお、上記実施の形態では、物理的に異なる２つの呼制御ネットワーク上で異なるＩＰアドレスを使用する場合を示したが、同一のネットワーク上で複数のＩＰアドレスを用いてもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、ゲートウェイ装置においてＮＡＰＴ変換が行われる場合を示したが、同一通信フローに対する２つの呼を関連付けられればよく、呼制御ネットワーク内においてＮＡＰＴ変換が行われ同一のセッション確立先に対してセッション毎に送信元のＩＰアドレス、ポート番号が変わる場合も同様に、適用可能である。
【００４５】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４におけるネットワークシステムの構成は、図１及び図２に示す実施の形態１と同様である。この実施の形態４では、セッション制御部２３により、既存端末間の中継パケットのＴＣＰヘッダ中にＡＣＫビットが設定されている場合に、中継パケットのデータ部を削除したＴＣＰヘッダのみからなるパケットを遅延の少ない通信路へ転送する実施の形態について説明する。
【００４６】
次に動作について説明する。既存端末１１から既存端末１２に対しＴＣＰ通信を開始する場合の動作について図８に従って説明する。図８は、既存端末１１，１２間でＴＣＰ通信を行う場合のネットワークの構成要素に関するメッセージシーケンスを示すものである。このとき、ゲートウェイ装置１のセッション情報テーブル２４には、既存端末１１，１２間の当該通信フローに対して、優先クラスの異なる２つのセッション制御パラメータが保持されているとする。
【００４７】
まず、既存端末１１は、既存端末１２宛に当該ＴＣＰコネクションの開始を表すＳＹＮパケットを送信する（ステップ８０１）。ゲートウェイ装置１は、パケット中継・振り分け処理部２１において既存端末１１からのＳＹＮパケットを受信すると、当該パケットを保留し、これをセッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３では、受信したＳＹＮパケットから送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、プロトコル、送信元ポート番号、宛先ポート番号等を抽出し、セッション情報テーブル２４より対応する２つの通信クラスの異なるセッション制御パラメータを得る（ステップ８０２）。セッション制御部２３は、ステップ８０２において得られたパラメータに対応する２つの呼接続要求であるＩＮＶＩＴＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０に送信する（ステップ８０３，８０４）。このとき、ステップ８０３により確立する通信路の遅延はステップ８０４により確立する通信路の遅延より小さいものとする。
【００４８】
セッション制御部２３により呼制御ネットワーク１００上に２つの通信路を確立すると、保留していた通信開始パケットの中継処理を再開し（ステップ８０５）、その後の既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットをパケット中継・振り分け処理部２１において中継処理する（ステップ８０６）。このとき、既存端末１１から既存端末１２宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの識別を行い（ステップ８０７）、ＴＣＰヘッダ中にＡＣＫ（ACKnowledgement）ビットが設定されている場合には、中継パケットのデータ部を削除したＴＣＰヘッダのみからなるパケットをステップ８０３により確立した通信路へ転送し（ステップ８０８）、元の中継パケットをステップ８０４により確立した通信路へ転送する（ステップ８０９）。
【００４９】
同様に、ゲートウェイ装置２においても、既存端末１１，１２間の当該通信フローにおけるパケットの中継処理を行う（ステップ８０６）。このとき、既存端末１２から既存端末１１宛のパケットは、優先度識別部２２により中継パケットの識別を行い（ステップ８０７）、ＴＣＰヘッダ中にＡＣＫビットが設定されている場合には、中継パケットのデータ部を削除したＴＣＰヘッダのみからなるパケットを通信路へ転送し（ステップ８０８）、元の中継パケットを通信路へ転送する（ステップ８０９）。
【００５０】
既存端末１１，１２間の当該ＴＣＰコネクションが終了すると、ゲートウェイ装置１のパケット中継・振り分け処理部２１はそれを検出し（ステップ８１０）、セッション制御部２３に通知する。セッション制御部２３は、ステップ８０３及び８０４において確立した通信路を切断するための呼切断要求であるＢＹＥメッセージを生成し、それぞれをＳＩＰサーバ１０に送信する（ステップ８１１，８１２）。これにより、セッションの切断が行われる。
【００５１】
以上のように、既存端末間におけるＴＣＰコネクションの開始・終了を検出し中継装置においてセッション制御を代行する際に、遅延の異なる複数の通信路を確立しＡＣＫのみからなるパケットを複製し遅延時間の小さい通信路で転送することにより、端末からの見かけ上のＲＴＴを小さくすることで端末間のＴＣＰのスループットを向上する。また、これにより、単一のＴＣＰコネクションを単一の遅延時間の小さいクラスのみに割り当てた場合と比較し、ネットワーク内において遅延時間の小さいクラスのトラフィック量を削減することが可能となる。
【符号の説明】
【００５２】
１，２ ゲートウェイ装置、１０，６０ ＳＩＰサーバ、１１，１２ 既存端末、２１ パケット中継・振り分け処理部、２２ 優先度識別部、２３ セッション制御部、２４ セッション情報テーブル、１００，６００ 呼制御ネットワーク、１０１，１０２，４００ 呼制御を伴わないユーザネットワーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間のパケット通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムにおけるパケット中継方法において、
既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、
既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、
識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分ける
ことを特徴とするパケット中継方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパケット中継方法において、
振り分けられる通信路として、呼制御の伴うネットワーク上の通信路と呼制御の伴わないネットワーク上の通信路とが組み合わせられ、
高優先のパケットを呼制御の伴うネットワーク上の通信路に振り分け、低優先のパケットを呼制御の伴わないネットワーク上の通信路に振り分ける
ことを特徴とするパケット中継方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパケット中継方法において、
送信側ゲートウェイ装置で、通信路毎に異なるＮＡＰＴによるアドレス変換を行い、受信側ゲートウェイ装置において全ての通信路を経由したパケットを同一の通信フローのパケットに認識されるよう書き換える
ことを特徴とするパケット中継方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のパケット中継方法において、
既存端末間の中継パケットのＴＣＰヘッダ中にＡＣＫビットが設定されている場合に、中継パケットのデータ部を削除したＴＣＰヘッダのみからなるパケットを遅延の少ない通信路へ転送する
ことを特徴とするパケット中継方法。
【請求項５】
既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間の通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置であって、
パケットの中継・振り分け処理を行うパケット中継・振り分け処理部と、
前記パケット中継・振り分け処理部により中継されるパケットの優先度を識別する優先度識別部と、
前記呼制御ネットワークとの間の呼び制御処理を代行する制御部と
を備え、
前記制御部は、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、前記優先度識別部による既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分ける
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のゲートウェイ装置において、
振り分けられる通信路として、呼制御の伴うネットワーク上の通信路と呼制御の伴わないネットワーク上の通信路とが組み合わせられ、
前記制御部は、高優先のパケットを呼制御の伴うネットワーク上の通信路に振り分け、低優先のパケットを呼制御の伴わないネットワーク上の通信路に振り分ける
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載のゲートウェイ装置において、
送信側で、通信路毎に異なるＮＡＰＴによるアドレス変換を行い、受信側において全ての通信路を経由したパケットを同一の通信フローのパケットに認識されるよう書き換える
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項８】
請求項５から７までのいずれか１項に記載のゲートウェイ装置において、
前記制御部は、既存端末間の中継パケットのＴＣＰヘッダ中にＡＣＫビットが設定されている場合に、中継パケットのデータ部を削除したＴＣＰヘッダのみからなるパケットを遅延の少ない通信路へ転送する
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項１】
既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間のパケット通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置を備えたネットワークシステムにおけるパケット中継方法において、
既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、
既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、
識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分ける
ことを特徴とするパケット中継方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパケット中継方法において、
振り分けられる通信路として、呼制御の伴うネットワーク上の通信路と呼制御の伴わないネットワーク上の通信路とが組み合わせられ、
高優先のパケットを呼制御の伴うネットワーク上の通信路に振り分け、低優先のパケットを呼制御の伴わないネットワーク上の通信路に振り分ける
ことを特徴とするパケット中継方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパケット中継方法において、
送信側ゲートウェイ装置で、通信路毎に異なるＮＡＰＴによるアドレス変換を行い、受信側ゲートウェイ装置において全ての通信路を経由したパケットを同一の通信フローのパケットに認識されるよう書き換える
ことを特徴とするパケット中継方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のパケット中継方法において、
既存端末間の中継パケットのＴＣＰヘッダ中にＡＣＫビットが設定されている場合に、中継パケットのデータ部を削除したＴＣＰヘッダのみからなるパケットを遅延の少ない通信路へ転送する
ことを特徴とするパケット中継方法。
【請求項５】
既存端末と呼制御ネットワークとの間に存在し、既存端末間の通信時に呼制御処理を代行するようにしたゲートウェイ装置であって、
パケットの中継・振り分け処理を行うパケット中継・振り分け処理部と、
前記パケット中継・振り分け処理部により中継されるパケットの優先度を識別する優先度識別部と、
前記呼制御ネットワークとの間の呼び制御処理を代行する制御部と
を備え、
前記制御部は、既存端末間の単一の通信フローに対して優先クラスの異なる複数の通信路を確立し、前記優先度識別部による既存端末間の通信パケットの優先度を識別し、識別されたパケットの優先度に応じて中継する通信路を振り分ける
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のゲートウェイ装置において、
振り分けられる通信路として、呼制御の伴うネットワーク上の通信路と呼制御の伴わないネットワーク上の通信路とが組み合わせられ、
前記制御部は、高優先のパケットを呼制御の伴うネットワーク上の通信路に振り分け、低優先のパケットを呼制御の伴わないネットワーク上の通信路に振り分ける
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載のゲートウェイ装置において、
送信側で、通信路毎に異なるＮＡＰＴによるアドレス変換を行い、受信側において全ての通信路を経由したパケットを同一の通信フローのパケットに認識されるよう書き換える
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項８】
請求項５から７までのいずれか１項に記載のゲートウェイ装置において、
前記制御部は、既存端末間の中継パケットのＴＣＰヘッダ中にＡＣＫビットが設定されている場合に、中継パケットのデータ部を削除したＴＣＰヘッダのみからなるパケットを遅延の少ない通信路へ転送する
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１６６１４１（Ｐ２０１０−１６６１４１Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４７４０（Ｐ２００９−４７４０）
【出願日】平成２１年１月１３日（２００９．１．１３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、総務省、「情報家電の高度利活用技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１３日（２００９．１．１３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２０年度、総務省、「情報家電の高度利活用技術の研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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