(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末が接続される第１通信ネットワーク、及び、前記第１通信ネットワークと異なる方式であって、前記通信端末が接続される第２通信ネットワークを接続するゲートウェイ装置において、
前記ゲートウェイ装置は、少なくとも一つのプロセッサと、前記プロセッサに接続されるメモリとを備え、
前記プロセッサの資源が、前記第１通信ネットワークを管理する第１通信ブロック、前記第２通信ネットワークを管理する第２通信ブロック、及び前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックへの前記プロセッサの資源の割り当てを管理する制御ブロックに割り当てられ、
前記制御ブロックは、
前記第１通信ブロックが管理する前記第１通信ネットワークへの前記通信端末の現在までの接続数である第１接続数、及び、前記第２通信ブロックが管理する前記第２通信ネットワークへの前記通信端末の現在までの接続数である第２接続数を計数する接続数計数部と、
前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックへの前記プロセッサの資源の割り当てを変更する割当変更部と、を備え、
前記割当変更部は、
今回計数された前記第１接続数から前回計数された第１接続数を減算した第１減算結果を算出し、
今回計数された前記第２接続数から前回計数された第２接続数を減算した第２減算結果を算出し、
前記算出された第１減算結果又は第２減算結果と第１所定値とを比較し、
前記第１所定値以下となった減算結果に対応する通信ブロックに割り当てられたプロセッサの資源を、前記第１所定値以下となった減算結果に対応する通信ブロックでない他方の通信ブロックに割り当てることを特徴とするゲートウェイ装置。
【請求項２】
前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックは、前記通信端末の接続を検出した場合、他のブロックに接続信号を送信し、
前記第１接続数は、前記制御ブロックが前記第１通信ブロックから前記接続信号を受信した回数であり、
前記第２接続数は、前記制御ブロックが前記第２通信ブロックから前記接続信号を受信した回数であり、
前記各通信ブロックは、自身に現在接続中の通信端末の数であるセッション数を管理し、所定のタイミングで前記セッション数を前記制御ブロックに送信し、
前記割当変更部は、
前記第１減算結果又は第２減算結果が前記第１所定値以下であると判定した場合、受信したセッション数に基づいて、前記第１所定値以下である減算結果に対応する通信ブロックでない他方の通信ブロックのセッション数を抽出し、
前記抽出されたセッション数と第２所定値とを比較し、
前記抽出されたセッション数が前記第２所定値以上である場合、前記第１所定値以下である減算結果に対応する通信ブロックに割り当てられたプロセッサの資源を、前記他方の通信ブロックに割り当て、
前記抽出されたセッション数が前記第２所定値より小さい場合、前記第１所定値以下である減算結果に対応する通信ブロックに割り当てられたプロセッサのセッション数が０になった後、当該プロセッサの資源の電源の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ装置。
【請求項３】
前記割当変更部は、
前記算出された第１減算結果又は第２減算結果が、前記第１所定値より大きな値に設定された第３所定値より大きいか否かを判定し、
前記第１減算結果又は第２減算結果が、前記第３所定値より大きいと判定された場合、前記電源の供給が停止しているプロセッサの資源があるか否かを判定し、
前記電源の供給が停止しているプロセッサの資源がある場合、当該プロセッサの資源を前記第３所定値より大きい減算結果に対応する通信ブロックに割り当てることを特徴とする請求項２に記載のゲートウェイ装置。
【請求項４】
前記割当変更部は、
前記電源の供給が停止しているプロセッサの資源がない場合、前記第３所定値より大きい減算結果に対応する通信ブロックでない他方の通信ブロックに割り当てられたプロセッサの資源を、前記第３所定値より大きい減算結果に対応する通信ブロックに割り当てること特徴とする請求項３に記載のゲートウェイ装置。
【請求項５】
前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックは、前記通信端末の接続を検出した場合、他のブロックに接続信号を送信し、
前記第１接続数は、前記制御ブロックが前記第１通信ブロックから前記接続信号を受信した回数であり、
前記第２接続数は、前記制御ブロックが前記第２通信ブロックから前記接続信号を受信した回数であり、
前記各通信ブロックは、自身に現在接続中の通信端末の数であるセッション数を管理し、所定のタイミングで前記セッション数を示すセッション数を前記制御ブロックに送信し、
前記割当変更部は、
前記第１減算結果又は第２減算結果が前記第１所定値以下であると判定した場合、受信したセッション数に基づいて、前記第１所定値以下である減算結果に対応する通信ブロックのセッション数を抽出し、
前記抽出されたセッション数と第４所定値とを比較し、
前記抽出されたセッション数が第４所定値以下である場合、前記第４所定値以下となったセッション数に対応する通信ブロックに割り当てられたプロセッサの資源を、前記第４所定値以下となったセッション数に対応する通信ブロックでない他方の通信ブロックに割り当てることを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ装置。
【請求項６】
前記ゲートウェイ装置は、少なくとも三つの前記プロセッサを備え、
前記第１通信ブロック、前記第２通信ブロック、及び前記制御ブロックには、前記プロセッサ単位で前記プロセッサの資源が割り当てられ、
前記割当変更部は、前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックへの前記プロセッサの資源の割り当てを前記プロセッサ単位で変更することを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、少なくも三つのコアを備え、
前記通信ブロック割当部は、前記第１通信ブロック、前記第２通信ブロック、及び前記制御ブロックには、前記コア単位で前記プロセッサの資源が割り当てられ、
前記割当変更部は、前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックへの前記プロセッサの資源の割り当てを前記コア単位で変更することを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ装置。
【請求項８】
前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックは、前記通信端末の接続を検出した場合、他のブロックに不要ＡＲＰをブロードキャストで送信し、
前記不要ＡＲＰの送信先のＩＰアドレスには、前記通信端末の接続を検出した前記第１通信ブロック又は前記第２通信ブロックのＩＰアドレスが登録され、
前記不要ＡＲＰを受信したブロックは、前記受信した不要ＡＲＰの送信先のＩＰアドレスと自身のＩＰアドレスとが一致する場合にのみ、ＡＲＰ  Ｒｅｐｌｙを送信し、
前記接続数計数部は、
前記制御ブロックが前記第１通信ブロックから前記不要ＡＲＰを受信した回数を前記第１接続数として計数し、
前記制御ブロックが前記第２通信ブロックから前記不要ＡＲＰを受信した回数を前記第２接続数として計数することを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ装置。
【請求項９】
通信端末が接続される第１通信ネットワーク、及び、前記第１通信ネットワークと異なる方式であって、前記通信端末が接続される第２通信ネットワークを接続するゲートウェイ装置で、各ネットワークを管理する通信ブロックに割り当てるプロセッサの資源を変更する通信ブロック割当変更方法において、
前記ゲートウェイ装置は、少なくとも一つの前記プロセッサと、前記プロセッサに接続されるメモリとを備え、
前記プロセッサの資源が、前記第１通信ネットワークを収容する第１通信ブロック、前記第２通信ネットワークを収容する第２通信ブロック、及び前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックへの前記プロセッサの資源の割り当てを管理する制御ブロックに割り当てられ、
前記方法は、
前記制御ブロックが、前記第１通信ブロックが管理する前記第１通信ネットワークへの前記通信端末の現在までの接続数である第１接続数、及び、前記第２通信ブロックが管理する前記第２通信ネットワークへの前記通信端末の現在までの接続数である第２接続数を計数する接続数計数ステップと、
前記制御ブロックが、前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックへの前記プロセッサの資源の割り当てを変更する割当変更ステップと、を備え、
前記割当変更ステップでは、
今回計数された前記第１接続数から前回計数された第１接続数を減算した第１減算結果を算出し、
今回計数された前記第２接続数から前回計数された第２接続数を減算した第２減算結果を算出し、
前記算出された第１減算結果又は第２減算結果と第１所定値とを比較し、
前記第１所定値以下となった減算結果に対応する通信ブロックに割り当てられたプロセッサの資源を、前記第１所定値以下となった減算結果に対応する通信ブロックでない他方の通信ブロックに割り当てることを特徴とする通信ブロック割当変更方法。
【請求項１０】
前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックは、前記通信端末の接続を検出した場合、他のブロックに接続信号を送信し、
前記第１接続数は、前記制御ブロックが前記第１通信ブロックから前記接続信号を受信した回数であり、
前記第２接続数は、前記制御ブロックが前記第２通信ブロックから前記接続信号を受信した回数であり、
前記各通信ブロックは、自身に現在接続中の通信端末の数であるセッション数を管理し、所定のタイミングで前記セッション数を前記制御ブロックに送信し、
前記割当変更ステップでは、
前記第１減算結果又は第２減算結果が前記第１所定値以下であると判定した場合、受信したセッション数に基づいて、前記第１所定値以下である減算結果に対応する通信ブロックでない他方の通信ブロックのセッション数を抽出し、
前記抽出されたセッション数と第２所定値とを比較し、
前記抽出されたセッション数が前記第２所定値以上である場合、前記第１所定値以下である減算結果に対応する通信ブロックに割り当てられたプロセッサの資源を、前記他方の通信ブロックに割り当て、
前記抽出されたセッション数が前記第２所定値より小さい場合、前記第１所定値以下である減算結果に対応する通信ブロックに割り当てられたプロセッサのセッション数が０になった後、当該プロセッサの資源の電源の供給を停止することを特徴とする請求項９に記載の通信ブロック割当変更方法。
【請求項１１】
前記割当変更ステップでは、
前記算出された第１減算結果又は第２減算結果が、前記第１所定値より大きな値に設定された第３所定値より大きいか否かを判定し、
前記第１減算結果又は第２減算結果が、前記第３所定値より大きいと判定された場合、前記電源の供給が停止しているプロセッサの資源があるか否かを判定し、
前記電源の供給が停止しているプロセッサの資源がある場合、当該プロセッサの資源を前記第３所定値より大きい減算結果に対応する通信ブロックに割り当てることを特徴とする請求項１０に記載の通信ブロック割当変更方法。
【請求項１２】
前記割当変更ステップでは、
前記電源の供給が停止しているプロセッサの資源がない場合、前記第３所定値より大きい減算結果に対応する通信ブロックでない他方の通信ブロックに割り当てられたプロセッサの資源を、前記第３所定値より大きい減算結果に対応する通信ブロックに割り当てること特徴とする請求項１１に記載の通信ブロック割当変更方法。
【請求項１３】
前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックは、前記通信端末の接続を検出した場合、他のブロックに接続信号を送信し、
前記第１接続数は、前記制御ブロックが前記第１通信ブロックから前記接続信号を受信した回数であり、
前記第２接続数は、前記制御ブロックが前記第２通信ブロックから前記接続信号を受信した回数であり、
前記各通信ブロックは、自身に現在接続中の通信端末の数であるセッション数を管理し、所定のタイミングで前記セッション数を示すセッション数を前記制御ブロックに送信し、
前記割当変更ステップでは、
前記第１減算結果又は第２減算結果が前記第１所定値以下であると判定した場合、受信したセッション数に基づいて、前記第１所定値以下である減算結果に対応する通信ブロックのセッション数を抽出し、
前記抽出されたセッション数と第４所定値とを比較し、
前記抽出されたセッション数が第４所定値以下である場合、前記第４所定値以下となったセッション数に対応する通信ブロックに割り当てられたプロセッサの資源を、前記第４所定値以下となったセッション数に対応する通信ブロックでない他方の通信ブロックに割り当てることを特徴とする請求項９に記載の通信ブロック割当変更方法。
【請求項１４】
前記ゲートウェイ装置は、少なくとも三つの前記プロセッサを備え、
前記第１通信ブロック、前記第２通信ブロック、及び前記制御ブロックには、前記プロセッサ単位で前記プロセッサの資源が割り当てられ、
前記割当変更ステップでは、前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックへの前記プロセッサの資源の割り当てを前記プロセッサ単位で変更することを特徴とする請求項９に記載の通信ブロック割当変更方法。
【請求項１５】
前記プロセッサは、少なくも三つのコアを備え、
前記第１通信ブロック、前記第２通信ブロック、及び前記制御ブロックには、前記コア単位で前記プロセッサの資源が割り当てられ、
前記割当変更ステップでは、前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックへの前記プロセッサの資源の割り当てを前記コア単位で変更することを特徴とする請求項９に記載の通信ブロック割当変更方法。
【請求項１６】
前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックは、前記通信端末の接続を検出した場合、他のブロックに不要ＡＲＰをブロードキャストで送信し、
前記不要ＡＲＰの送信先のＩＰアドレスには、前記通信端末の接続を検出した前記第１通信ブロック又は前記第２通信ブロックのＩＰアドレスが登録され、
前記不要ＡＲＰを受信したブロックは、前記受信した不要ＡＲＰの送信先のＩＰアドレスと自身のＩＰアドレスとが一致する場合にのみ、ＡＲＰ  Ｒｅｐｌｙを送信し、
前記接続数計数ステップでは、
前記制御ブロックが前記第１通信ブロックから前記不要ＡＲＰを受信した回数を前記第１接続数として計数し、
前記制御ブロックが前記第２通信ブロックから前記不要ＡＲＰを受信した回数を前記第２接続数として計数することを特徴とする請求項９に記載の通信ブロック割当変更方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のネットワークを接続するゲートウェイ装置に関し、特に、接続数が増加している論理ノードを増加させるゲートウェイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゲートウェイ装置は、通信システムにおいてネットワーク網と無線通信ネットワークに接続されるユーザ端末との間に存在し、通信媒体及びプロトコルが異なるデータを相互に変換して、ユーザの望む接続先との通信を可能にするための装置である。
【０００３】
ゲートウェイ装置の一種に統合ゲートウェイ装置がある。統合ゲートウェイ装置は、複数の通信ネットワークに対して接続できる機能を備える。例えば、統合ゲートウェイ装置は、無線通信ネットワークであるＬＴＥネットワーク及びＥＶＤＯネットワークの両方に接続できる。
【０００４】
ＬＴＥネットワーク及びＥＶＤＯネットワークについて説明する。
【０００５】
ＬＴＥ及びＥＶＤＯは無線通信規格の名称である。ＥＶＤＯネットワークは現在使用されている無線通信規格であり、ＬＴＥネットワークは今後サービスを開始する予定の無線通信規格である。ＬＴＥネットワークでは、１００Ｍｂｉｔ／ｓ以上の通信速度を実現することが可能となり、ＥＶＤＯネットワークより高速な通信が可能である。今後、現在使用中のＥＶＤＯネットワークからＬＴＥネットワークへとユーザが移行することが想定される。
【０００６】
統合ゲートウェイ装置は、ＬＴＥネットワークと接続するための機能部であるＰ−ＧＷブロック、及び、ＥＶＤＯネットワークと接続するための機能部であるＨＡブロックを備える。これらを総称して通信ブロックという。
【０００７】
ＬＴＥネットワークのユーザ数が増加してきた場合、統合ゲートウェイ装置は、Ｐ−ＧＷブロックを新たに用意し、ＬＴＥネットワークへの収容可能数を増加させる必要がある。
【０００８】
このため、ＬＴＥネットワークのユーザ数の増加の割合等から、Ｐ−ＧＷブロックをいつ新しく用意するか、という判断が必要になる。また、装置の更新の際にサービスを中断することなく新しい装置を導入することもサービスの品質向上のため重要である。
【０００９】
前述の通り、統合ゲートウェイ装置は複数の通信システムの通信を制御する。この場合、各通信ブロックが使用するＣＰＵの数を適切な構成にすることが課題となる。
【００１０】
ある通信ブロックが使用するＣＰＵ及び他の通信ブロックが使用するＣＰＵの比率と、統合ゲートウェイ装置に接続する呼の比率とがかけ離れていると、統合ゲートウェイ装置全体の性能上の収容可能数に余裕があっても、実際にはＬＴＥブロック及びＨＡブロックのいずれかが使用するＣＰＵ数が不足し、統合ゲートウェイ装置に接続できない呼が発生する可能性がある。
【００１１】
このため、接続してくる呼の比率に基づいて統合ゲートウェイ装置の通信システムに利用されるＣＰＵの比率を適切に設定することが重要である。
【００１２】
統合ゲートウェイ装置に接続してくる呼の比率に基づいて、統合ゲートウェイ装置において通信ブロックが使用するＣＰＵの比率を調整するために、各通信ブロックが使用するＣＰＵ間で収容替えを実行する。
【００１３】
収容替えとは、あるＣＰＵで収容しているユーザを他のＣＰＵで収容するように移し替えることである。収容替えによってＣＰＵの機能をある通信ブロックから他の通信ブロックに変換する。これによって、統合ゲートウェイ装置に接続してくる呼の割合から通信ブロックが使用するＣＰＵの比率を調整し、統合GW装置の収容可能数を余らせることなく使用できる。
【００１４】
統合ゲートウェイ装置のようなノード装置の内部には複数の論理ノードが存在する。既存のシステムでは装置に備わるＣＰＵごとの論理ノードの構成を動的かつ自律的に変更することはなかった。
【００１５】
このため、ある論理ノードが接続可能数の上限まで使用されている場合、統合ゲートウェイ装置全体でまだ接続可能数に余裕があれば、接続可能数の上限まで使用されていない論理ノードにはユーザが接続することができるが、接続可能数の上限まで使用されている論理ノードにはユーザが接続することはできない。したがって、一部の論理ノードに接続が集中するような状況になると統合ゲートウェイ装置を効率的に運用できなかった。
【００１６】
ここで、新しい無線通信システムのサービスが開始された場合のユーザ数の推移について考える。新しい無線通信システムのサービスが開始された時点では、今まで稼働している古い通信システムのユーザがユーザ総数の多くの部分を占め、新しい通信システムのユーザ数はそれほど多くはないと考えられる。
【００１７】
このため、新しい通信システムのサービス開始時には新しい通信システム用の通信ブロックにはそれほど強力な性能を求める必要はないと考えられる。
【００１８】
新しい無線通信システムのサービス開始から時間が経つにつれて、古い通信システムを利用していたユーザが新しい通信システムにサービスを切り替え始めると予想される。したがって、新しい通信システムのユーザ数が増大するため、サービス開始時の状態から新しい無線通信システム用の設備を増加、又は古い無線通信システム用の装置を新しい無線通信システム用に交換して、新しい無線通信システムのユーザの収容可能数を増加させる必要がある。
【００１９】
ただし、この場合、装置を増設するには大きなコストがかかるため、ただ単に装置を増設するのではなく、各無線通信システムの接続ユーザ数を調べて、いつ、どの装置の設備を変更するかの計画を立て、装置を増設する必要がある。接続ユーザ数の調査、いつ、どの装置の設備を変更するかの決定、及び、実際の設備の変更作業をする作業者が必要である。
【００２０】
今までも収容替えを行う装置は開発されている。例えば、ユーザ情報を収容している装置を廃止する場合、収容しているユーザ情報を別の装置に移動させることによって収容替えを実行する方法が知られている。この方法では、どの装置に収容替えを実施するかは予め決定されている必要がある。また、人の操作によって、ある装置に収容しているユーザ情報を任意の装置に移動させることによって収容替えを実行する方法も知られている。
【００２１】
さらに、交換機が廃止対象とされて実際に交換機が廃止される場合、又は交換機が交換対象とされて新規交換機と交換される場合、交換機に半固定的に収容されていた多数の加入者を、時分割スイッチ内部での一斉パス切替えによって、別の交換機に一斉に分散収容替えをする方法が知られている（特許文献１参照）。分散収容替えによって、複数の交換機の処理負荷を均等化できる。
【００２２】
収容替えをする場合、複数ノード間での加入者収容替えを、収容替え先ノードのみに対する集中的な保守指示により行うことによって、収容替え元に収容されているユーザに対して収容替えを実施できる方法が知られている（特許文献２参照）。予め収容替え先ノードに収容替えできるかどうかを調査してから収容替え元ノードで収容替えを実施していたため、収容替え元ノードと収容替え先ノードとの両方のノードを操作する必要があったが、特許文献２に記載された方法では収容替え先ノードのみを操作するだけで収容替えを実施できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開平９−３６９５６号公報
【特許文献２】特開平１０−１１７２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
新旧の無線通信システムの両方の機能を備える統合ゲートウェイ装置で新しい無線通信システムのサービスを開始した場合、収容替えを実施してＣＰＵの機能を変換する必要があるが、この場合、以下の第１〜第４の課題がある。
【００２５】
第１の課題は、収容替えをするか否かの判定するために、人手で各通信システムの接続ユーザ数及びメモリの使用状況等を確認する必要があるので、保守者の負担が大きい点である。
【００２６】
第２の課題は、収容替えをすると判定した場合、どのＣＰＵからどのＣＰＵに収容替えをするかの収用計画を保守者が立てなければならず、保守者の負担が大きい点である。
【００２７】
第３の課題は、収容替えをする場合、人手で収容替えの操作をしなければならず、保守者の負担が大きい点である。
【００２８】
第４の課題は、すでに無線通信システムのサービスが開始されているため、サービスを受けるユーザに影響を与えずに収容替えを実行する必要がある点である。
【００２９】
なお、特許文献１及び特許文献２に記載された方法でも、どちらも保守者が収容替えの計画を立てて、保守者が実際に収容替えの操作をする必要があり、第１〜第４の課題がある。
【００３０】
本発明は、収容替えの判定、及び、収容替えの操作を、サービスを受けるユーザに影響を与えないように、統合ゲートウェイ装置に自動的かつ自律的に実行させ、保守者の作業負荷を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の代表的な一例を示せば、通信端末が接続される第１通信ネットワーク、及び、前記第１通信ネットワークと異なる方式であって、前記通信端末が接続される第２通信ネットワークを接続するゲートウェイ装置において、前記ゲートウェイ装置は、少なくとも一つのプロセッサと、前記プロセッサに接続されるメモリとを備え、前記プロセッサの資源が、前記第１通信ネットワークを管理する第１通信ブロック、前記第２通信ネットワークを管理する第２通信ブロック、及び前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックへの前記プロセッサの資源の割り当てを管理する制御ブロックに割り当てられ、前記制御ブロックは、前記第１通信ブロックが管理する前記第１通信ネットワークへの前記通信端末の現在までの接続数である第１接続数、及び、前記第２通信ブロックが管理する前記第２通信ネットワークへの前記通信端末の現在までの接続数である第２接続数を計数する接続数計数部と、前記第１通信ブロック及び前記第２通信ブロックへの前記プロセッサの資源の割り当てを変更する割当変更部と、を備え、前記割当変更部は、今回計数された前記第１接続数から前回計数された第１接続数を減算した第１減算結果を算出し、今回計数された前記第２接続数から前回計数された第２接続数を減算した第２減算結果を算出し、前記算出された第１減算結果又は第２減算結果と第１所定値とを比較し、前記第１所定値以下となった減算結果に対応する通信ブロックに割り当てられたプロセッサの資源を、前記第１所定値以下となった減算結果に対応する通信ブロックでない他方の通信ブロックに割り当てることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、収容替えの判定、及び、収容替えの操作を、サービスを受けるユーザに影響を与えないように、統合ゲートウェイ装置に自動的かつ自律的に実行させ、保守者の作業負荷を軽減することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態の統合ゲートウェイ装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態のＡＲＰ ｒｅｑｕｅｓｔの説明図である。
【図３】本発明の実施形態の不要ＡＲＰの説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の統合ゲートウェイ装置の各ブロックが不要ＡＲＰを用いてＨＡブロック及びＰ−ＧＷブロック（以下、総称して通信ブロック）の接続数を把握する方法の説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の機能変換処理のシーケンス図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のセッション数メッセージの説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の機能変換メッセージの説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の制御ブロックに割り当てられたＣＰＵによって実行される機能変換判定処理のフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態の予閉塞状態に遷移したＣＰＵの説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の新たにＰ−ＧＷブロックに割り当てられたＣＰＵの説明図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態の電源断処理のシーケンス図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態の制御ブロックに割り当てられたＣＰＵによって実行される電源断判定処理のフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施形態のＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵで電源断処理が実行された状態の説明図である。
【図１４】本発明の第１の実施形態の制御ブロックに割り当てられたＣＰＵによって実行される増加原因機能変換判定処理のフローチャートである。
【図１５】本発明の第１の実施形態の増加条件に適合するＣＰＵに割り当てられた通信ブロックと異なる通信ブロックに割り当てられたＣＰＵが機能変換する場合の増加原因機能変換処理のシーケンス図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態の電源供給が停止しているＣＰＵが機能変換する場合の増加原因機能変換処理のシーケンス図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態のＨＡブロックに割り当てられ、電源供給が停止しているＣＰＵ１１１で機能変換処理が実行された場合の説明図である。
【図１８】本発明の第１の実施形態の変形例の制御ブロックに割り当てられたＣＰＵによって実行される増加原因機能変換判定処理のフローチャートである。
【図１９】本発明の第２の形態の統合ゲートウェイ装置に備わるマルチコアＣＰＵの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を図１〜図１７を用いて説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施形態の統合ゲートウェイ装置のブロック図である。
【００３６】
統合ゲートウェイ装置は、ネットワーク網と無線通信端末（携帯電話等）を収容する基地局との間に配置され、データを送受信する装置である。
【００３７】
無線通信端末がネットワーク網の所定の計算機宛にデータを送信すると、基地局は、無線通信端末によって送信されたデータを受信し、受信したデータを統合ゲートウェイ装置へ送信する。統合ゲートウェイ装置は、受信したデータに対してデータ処理を実行し、ネットワーク網のある計算機宛にデータを送信する。
【００３８】
ネットワーク網の所定の計算機がデータを無線通信端末宛に送信する場合、統合ゲートウェイ装置は、所定の計算機から受信したデータを基地局へ送信する。そして、基地局は、受信したデータを無線通信端末に送信する。
【００３９】
なお、統合ゲートウェイ装置は、無線通信端末のユーザに関するユーザ情報を保持し、ユーザ情報を参照して、基地局又はネットワーク網へデータを送信する。
【００４０】
統合ゲートウェイ装置は、複数の通信方式が異なるネットワークと接続でき、例えば、ＬＴＥネットワーク及びＥＶＤＯネットワークに接続できる。この場合、統合ゲートウェイ装置は、ＬＴＥネットワーク及びＥＶＤＯネットワークのユーザを収容して通信できる。
【００４１】
統合ゲートウェイ装置では、複数の論理ノードが生成され、本実施形態では、制御ブロック、Ｐ−ＧＷブロック、ＨＡブロック、及び冗長ブロック等が生成される。
【００４２】
Ｐ−ＧＷブロックは、ＬＴＥネットワークを利用する無線通信端末の通信を制御し、ＨＡブロックは、ＥＶＤＯネットワークを利用する無線通信端末の通信を制御する。制御ブロックは、各ブロックを制御し、冗長ブロックは、いずれかのブロックが動作しない場合に代替ブロックとして使用するブロックである。
【００４３】
本実施形態では、統合ゲートウェイ装置は５個のＣＰＵ１１０〜１１４及び５個のメモリ１３０〜１３４を備え、ＣＰＵ及びメモリ単位で各ブロックに割り当てられることによって、論理ノードが生成される。
【００４４】
ＣＰＵ１１０及びメモリ１３０は、制御ブロックに割り当てられている。ＣＰＵ１１１、１１２及びメモリ１３１、１３２は、ＨＡブロックに割り当てられている。ＣＰＵ１１３及びメモリ１３３は、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てられている。ＣＰＵ１１４及びメモリ１３４は、冗長用ブロックに割り当てられている。
【００４５】
ＨＡブロックに割り当てられたメモリ１３１及び１３２には、ＨＡブロックに接続する無線通信端末に関するデータが記憶され、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てられたメモリ１３３には、Ｐ−ＧＷブロックに接続する無線通信端末に関するデータが記憶される。
【００４６】
なお、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てられるＣＰＵの数が多い場合、Ｐ−ＧＷブロックの処理能力が大きく、ＬＴＥネットワークに収容可能な無線通信端末の数が多いことを示す。一方、ＨＡブロックに割り当てられるＣＰＵの数が多い場合、ＨＡブロックの処理能力が大きく、ＥＶＤＯネットワークに収容可能な無線通信端末の数が多いことを示す。
【００４７】
ＬＴＥネットワークを利用する無線通信端末の数は増加し、ＥＶＤＯネットワークを利用する無線通信端末の数は減少することが想定される。
【００４８】
ＬＴＥネットワークを利用する無線通信端末の数の増加割合等から、ＣＰＵをＰ−ＧＷブロックに割り当てるタイミングの判断が必要となる。なお、統合ゲートウェイ装置は、ＣＰＵのブロックへの割り当てを変更する場合であっても、サービスを中断することは許されない。
【００４９】
本実施形態では、制御ブロックは、Ｐ−ＧＷブロック及びＨＡブロックに接続される無線通信端末の数を不要ＡＲＰ（Ｇｒａｔｕｉｔｏｕｓ ＡＲＰ）によって把握することができる。
【００５０】
図２〜図４を用いて不要ＡＲＰについて説明する。
【００５１】
まず、ＨＡブロックは、自身に無線通信端末が接続された場合、不要ＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を送信するものである。
【００５２】
まず、不要ＡＲＰについて説明する前に、ＡＲＰについて説明する。
【００５３】
ＡＲＰは、イーサネット（登録商標）環境においてＩＰアドレスからＭＡＣアドレスを得るためのプロトコルである。
【００５４】
図２は、本発明の実施形態のＡＲＰ ｒｅｑｕｅｓｔの説明図である。
【００５５】
図２では、無線通信端末がＨＡブロック１のＭＡＣアドレスを得る場合について説明する。
【００５６】
無線通信端末は、ＨＡブロック１のＭＡＣアドレスを得るために、ＡＲＰ ｒｅｑｕｅｓｔをブロードキャストで送信する。ＡＲＰ ｒｅｑｕｅｓｔには、送信元（無線通信端末）のＩＰアドレス、送信元（無線通信端末）のＭＡＣアドレス、送信先（ＨＡブロック１）のＩＰアドレスが含まれる。
【００５７】
ブロードキャストで送信されたＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔを受信したすべての端末（ＨＡブロック１〜３）は、受信したＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔに含まれる送信先（ＨＡブロック１）のＩＰアドレスと自身のＩＰアドレスとが一致するか否かを判定する。
【００５８】
両者のＩＰアドレスが一致した場合、当該端末（ＨＡブロック１）は、自身のＭＡＣアドレスを含むＡＲＰ ｒｅｐｌｙを送信元の無線通信端末へ送信する。
【００５９】
なお、ＡＲＰ ｒｅｐｌｙにはＡＲＰ ｒｅｑｕｅｓｔに含まれる情報に加えて、送信先（ＨＡブロック１）のＭＡＣアドレスが含まれる。
【００６０】
以上によって、端末Ａが端末ＢのＭＡＣアドレスを得るためには、端末ＢのＩＰアドレスを含むＡＲＰ ｒｅｑｕｅｓｔをブロードキャストで送信すればよい。これによって、端末Ｂは、自身のＭＡＣアドレスを含むＡＲＰ ｒｅｐｌｙを端末Ａに送信するので、端末Ａは端末ＢのＭＡＣアドレスを得ることができる。
【００６１】
図３は、本発明の実施形態の不要ＡＲＰの説明図である。
【００６２】
不要ＡＲＰは、ＡＲＰパケットの一種である。不要ＡＲＰは、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｓｅｔに含まれる送信先のＩＰアドレスに自身のＩＰアドレスが登録されている。
【００６３】
通常、不要ＡＲＰの送信先のＩＰアドレスと不要ＡＲＰを受信した端末のＩＰアドレスとが一致することはないので、ＩＰアドレスが送信元の端末と重複していない限り、不要ＡＲＰを受信した端末はＡＲＰ ｒｅｐｌｙを送信しない。このため、不要ＡＲＰは、ＩＰアドレスの重複を検知するために利用できる。
【００６４】
ここで、図３に示すように、ＨＡブロック１は、無線通信端末が接続された場合、不要ＡＲＰをブロードキャストで送信する。これによって、当該ＨＡブロックは、自身に無線通信端末が接続されたことを他のＨＡブロック２、３に通知できる。
【００６５】
図４は、本発明の第１の実施形態の統合ゲートウェイ装置の各ブロックが不要ＡＲＰを用いてＨＡブロック及びＰ−ＧＷブロック（以下、総称して通信ブロック）の接続数を把握する方法の説明図である。
【００６６】
図４では、無線通信端末がＨＡブロックに割り当てられているＣＰＵ１１１に接続した場合、当該ＣＰＵ１１１は不要ＡＲＰをブロードキャストで送信する。ブロードキャストで送信された不要ＡＲＰはＣＰＵ１１０、１１２〜１１４及び外部機器によって受信される。
【００６７】
不要ＡＲＰでは、図３で説明したように、送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスとが同じに設定される。このため、当該不要ＡＲＰを受信するＣＰＵ１１０、１１２〜１１４は、受信したパケットに含まれる送信先ＩＰアドレスと送信元ＩＰアドレスとが一致していれば、不要ＡＲＰを受信したと判定できる。
【００６８】
ＣＰＵ１１０〜１１４は、不要ＡＲＰを受信した場合、不要ＡＲＰの受信数を送信元ＩＰアドレスごとに計数する。これによって、ＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１、１１２、及びＰ−ＧＷブロックに割り当てられたＣＰＵ１１３への無線通信端末の接続数を把握できる。
【００６９】
通信ブロックに割り当てられたＣＰＵへの無線通信端末の接続数が所定の減少条件に適合する場合、当該ＣＰＵを他方の通信ブロックに割り当てる処理（機能変換処理）について、図５〜図８を用いて説明する。
【００７０】
図５は、本発明の第１の実施形態の機能変換処理のシーケンス図である。
【００７１】
まず、ＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵ１１２（ＨＡブロック２）は、自身に無線通信端末が接続されたことを検出し（５０１）、不要ＡＲＰをブロードキャストで送信する（５０２）。
【００７２】
各ＣＰＵ１１０〜１１３は、不要ＡＲＰに基づいて、各ＣＰＵ１１１〜１１３への無線通信端末の接続数が所定の減少条件に適合するか否かの判定処理を周期的に実行している。
【００７３】
具体的には、各ＣＰＵ１１０〜１１３は、受信した不要ＡＲＰの送信元ＩＰアドレスに基づいて各ＣＰＵへ接続される無線通信端末の合計接続数を特定する。そして、各ＣＰＵ１１０〜１１３は、前回判定処理を実行した場合に特定された各ＣＰＵ１１０〜１１３の合計接続数（前回合計接続数）を特定する。そして、ＣＰＵ１１０〜１１３は、各ＣＰＵごとに合計接続数から前回合計接続数を減算し、減算した値が所定の下限値以下であるか否かを判定する。
【００７４】
ＣＰＵ１１０は、上述の処理により通信ブロックに割り当てられたすべてのＣＰＵ１１１〜１１３について判定処理を実行できるが、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１〜１１３は、受信した不要ＡＲＰに基づいて自身の無線通信端末の接続数が所定の減少条件に適合するか否かを判定できない。
【００７５】
このため、ＣＰＵ１１１〜１１３は、送信した不要ＡＲＰに基づいて自身へ接続される無線通信端末の合計接続数を特定し、前回判定処理を実行した場合に特定された自身の合計接続数（前回合計接続数）を特定する。そして、ＣＰＵ１１１〜１１３は、合計接続数から前回合計接続数を減算し、減算した値が所定の下限値以下であるか否かを判定する。
【００７６】
ここで、ＣＰＵ１１０〜１１３は、ＣＰＵ１１２の接続数が所定の減少条件に適合すると判定する（５０３）。
【００７７】
次に、ステップ５０３の処理で、ＣＰＵ１１２の接続数が所定の減少条件に適合すると判定すると、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１〜１１３は、自身と無線通信端末との間に確立されたセッション数を含むセッション数メッセージを制御ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１０に通知する（５０４）。セッション数メッセージは、図６で詳細を説明する。セッション数は、各ＣＰＵ１１１〜１１３に実際に接続している無線通信端末の数を示す。
【００７８】
ＣＰＵ１１０は、ＣＰＵ１１１〜１１３からセッション数メッセージを受信し、受信したセッション数メッセージを参照し、所定の減少条件に適合すると判定されたＣＰＵ１１２のセッション数が所定値以下であると判定された場合、当該ＣＰＵ１１２を他方の通信ブロック（Ｐ−ＧＷブロック）に割り当てる機能変換を実行することを判定する（５０５）。
【００７９】
そして、ＣＰＵ１１０は、統合ゲートウェイ装置の保守者にＣＰＵ１１２の機能変換を実行する旨を通知し（５０６）、ＣＰＵ１１２に機能変換メッセージを送信する（５０７）。機能変換メッセージは、図７で詳細を説明する。
【００８０】
ＣＰＵ１１２は、機能変換メッセージを受信した場合、自身を無線通信端末の新たな接続を受け付けない予閉塞状態にし、ＣＰＵ１１２と無線通信端末との間のセッション数が０になった場合、受信した機能変換メッセージに含まれる変換後システム名７０３に登録されたブロックへ割り当てる（５０８）。
【００８１】
図６は、本発明の第１の実施形態のセッション数メッセージの説明図である。
【００８２】
セッション数メッセージは、メッセージタイプ６０１、メッセージ長６０２、及び接続セッション数６０３を含む。
【００８３】
メッセージタイプ６０１には、メッセージの種別を示す識別子が登録され、ここでは、セッション数メッセージであることを示す識別子が登録される。メッセージ長６０２には、当該セッション数メッセージのｂｉｔ長が登録される。接続セッション数６０３には、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１〜１１３と無線通信端末との間に確立されたセッション数が登録される。
【００８４】
図７は、本発明の第１の実施形態の機能変換メッセージの説明図である。
【００８５】
機能変換メッセージは、メッセージタイプ７０１、メッセージ長７０２、変換後システム名７０３、及び通信先カード７０４を含む。
【００８６】
メッセージタイプ７０１は、機能変換メッセージであることを示す識別子が登録される。メッセージ長７０２には、当該機能変換メッセージのｂｉｔ長が登録される。
【００８７】
変換後システム名７０３には、機能変換後に当該ＣＰＵに割り当てられる通信ブロックの識別子が登録される。通信先カード７０４には、機能変換メッセージの送信先となるＣＰＵの識別子が登録される。
【００８８】
図８は、本発明の第１の実施形態の制御ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１０によって実行される機能変換判定処理のフローチャートである。
【００８９】
この機能変換判定処理は、ＣＰＵ１１０によって所定周期で繰り返し実行される。
【００９０】
まず、ＣＰＵ１１０は、受信した不要ＡＲＰを参照し、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１〜１１３への無線通信端末の接続数が所定の減少条件に適合するか否かを判定する（８０１）。当該判定処理は、図５で説明したので、具体的な説明は省略する。
【００９１】
ステップ８０１の処理で、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１〜１１３の少なくとも一つのＣＰＵが所定の減少条件に適合すると判定された場合、ＣＰＵ１１０は、所定の減少条件に適合すると判定されたＣＰＵから受信したセッション数メッセージを参照し、所定の減少条件に適合すると判定されたＣＰＵと無線通信端末との間に確立されたセッション数が所定値以下であるか否かを判定する（８０２）。
【００９２】
ステップ８０１の処理では不要ＡＲＰに基づく接続数の判定であるため、不要ＡＲＰの受信回数、つまり接続合計数である。このため、通信ブロックに実際に接続しているかについては特定できないので、ステップ８０２の処理で通信ブロックに実際に接続している数を示すセッション数に基づいて判定している。これは、実際に接続している無線通信端末の数が多いにもかかわらず、当該通信ブロックに割り当てられたＣＰＵが他の通信ブロックに割り当てられることを防止するために実行される。
【００９３】
ステップ８０２の処理で、所定の減少条件に適合しないと判定されたＣＰＵと無線通信端末との間に確立されたセッション数が所定値以下であると判定された場合、ＣＰＵ１１０は、当該ＣＰＵを予閉塞状態にして機能変換処理を実行させる機能変換メッセージを当該ＣＰＵに送信し（８０３）、処理を終了する。
【００９４】
ステップ８０１の処理で、通信ブロックに割り当てられたすべてのＣＰＵ１１１〜１１３が所定の減少条件を満たさないと判定された場合、及び、ステップ８０２の処理で、所定の減少条件に適合すると判定されたＣＰＵと無線通信端末との間に確立されたセッション数が所定値より多いと判定された場合、ＣＰＵ１１０は、ステップ８０３の処理を実行しないで、処理を終了する。
【００９５】
これによって、接続数が減少傾向にあるＣＰＵの通信ブロックを他の通信ブロックに自動的に割り当てることができる。
【００９６】
次に、ＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵ１１２が、機能変換メッセージを受信し、予閉塞状態に遷移してからＰ−ＧＷブロックに割り当てられる状態について、図９及び図１０を用いて説明する。
【００９７】
図９は、本発明の第１の実施形態の予閉塞状態に遷移したＣＰＵ１１２の説明図である。
【００９８】
図５に示すステップ５０７の処理で、制御ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１０から送信された機能変換メッセージを受信したＣＰＵ１１２は、予閉塞状態に遷移する。
【００９９】
ＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵ１１２は、予閉塞状態に遷移すると、無線通信端末の新たな接続を受け付けない。この状態を示すため、図９では、ＣＰＵ１１２とＥＶＤＯネットワークとの間は点線で示している。
【０１００】
したがって、ＣＰＵ１１２は、自身と無線通信端末との間に確立されたセッションが増加することはなく、当該セッションが０になるまで、つまり、当該ＣＰＵ１１２に接続している無線通信端末が存在しなくなるまで、予閉塞状態となる。
【０１０１】
ＣＰＵ１１２が予閉塞状態となった場合、冗長系ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１４がＨＡブロックとして機能する。したがって、ＣＰＵ１１２に対して接続を要求した無線通信端末は冗長系ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１４に接続される。
【０１０２】
図１０は、本発明の第１の実施形態の新たにＰ−ＧＷブロックに割り当てられたＣＰＵ１１２の説明図である。
【０１０３】
予閉塞状態に遷移したＣＰＵ１１２は、自身と無線通信端末との間に確立されたセッションが０になると、自身をＰ−ＧＷブロックに割り当てる。
【０１０４】
具体的には、統合ゲートウェイ装置の図示しない記憶装置からＰ−ＧＷブロックのプログラムデータをメモリ１３２にロードし、これまでメモリ１３２にロードされていたＨＡブロックのプログラムデータと入れ替えることによって、ＣＰＵ１１２の機能をＨＡブロックからＰ−ＧＷブロックに変更する。
【０１０５】
そして、ＣＰＵ１１２は、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てられた場合、冗長系ブロックに割り当てられているＣＰＵ１１４に機能変換終了メッセージを送信する。
【０１０６】
ＣＰＵ１１４は、機能変換終了メッセージを受信した場合、自身と接続している無線通信端末に関する情報を、ＨＡブロックに割り当てられているＣＰＵ１１１のメモリ１３１に移動することによって、これらの無線通信端末をＣＰＵ１１１に接続する。以降、ＣＰＵ１１４に接続されていた無線通信端末に関する情報はメモリ１３１に記憶される。
【０１０７】
なお、ＨＡブロックに割り当てられているＣＰＵ１１１のメモリ１３１の記憶可能な容量が、ＣＰＵ１１４と接続している無線通信端末に関する情報の容量より少ない場合、ＣＰＵ１１４は、ＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１を予閉塞状態に遷移させ、メモリ１３１の容量が無線通信端末に関する情報の容量以上になってから、当該無線通信端末に関する情報をメモリ１３１に移動する。
【０１０８】
次に、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵへの無線通信端末の接続数が所定の減少条件に適合する場合、当該ＣＰＵへの電源供給を停止する処理（電源断処理）について、図１１〜図１３を用いて説明する。
【０１０９】
図１１は、本発明の第１の実施形態の電源断処理のシーケンス図である。
【０１１０】
電源断処理のうち、図５に示す機能変換処理と同じ処理は、図５と同じ符号を付与し、説明を省略する。
【０１１１】
ステップ１１０１の処理について説明する。
【０１１２】
制御ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１０は、受信した各ＣＰＵ１１１〜１１３のセッション数を参照し、所定の減少要件に適合すると判定されたＣＰＵ１１２と異なる通信ブロック（Ｐ−ＧＷブロック）に割り当てられているＣＰＵ１１３のセッション数が所定値より少ない場合、当該ＣＰＵ１１２への電源供給を停止することを判定する（１１０１）。
【０１１３】
そして、ＣＰＵ１１０は、統合ゲートウェイ装置の保守者にＣＰＵ１１２への電源供給を停止する旨を通知し（５０６）、ＣＰＵ１１２に電源断メッセージを送信する（１１０２）。
【０１１４】
ＣＰＵ１１２は、電源断メッセージを受信した場合、自身を無線通信端末の新たな接続を受け付けない予閉塞状態にし、ＣＰＵ１１２と無線通信端末との間のセッション数が０になった場合、自身への電源供給を停止する（１１０３）。
【０１１５】
図１２は、本発明の第１の実施形態の制御ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１０によって実行される電源断判定処理のフローチャートである。
【０１１６】
電源断判定処理は、ＣＰＵ１１０によって所定周期で繰り返し実行される。
【０１１７】
電源断判定処理のうち、図８に示す機能変換判定処理と同じ処理は、同じ符号を付与し、説明を省略する。
【０１１８】
この電源断判定処理は、ＣＰＵ１１０によって所定周期で繰り返し実行される。
【０１１９】
ステップ８０１の処理で、ステップ８０１の処理で、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１〜１１３の少なくとも一つのＣＰＵが所定の減少条件に適合すると判定された場合、ＣＰＵ１１０は、所定の減少条件に適合すると判定されたＣＰＵが割り当てられた通信ブロックと異なる通信ブロックに割り当てられたＣＰＵのセッション数が所定値以上であるか否かを判定する（１２０１）。
【０１２０】
ステップ１２０１の処理で、異なる通信ブロックに割り当てられたＣＰＵのセッション数が所定値以上であると判定された場合、ＣＰＵ１１０は、所定の減少条件に適合すると判定されたＣＰＵに、当該異なる通信ブロックに変換するための機能変換メッセージを送信し（８０３）、電源断判定処理を終了する。
【０１２１】
異なる通信ブロックのＣＰＵのセッション数が所定値以上であり、異なる通信ブロックは無線通信端末を収容できなくなる可能性が高い場合に、減少条件に適合するＣＰＵを当該通信ブロックに新たに割り当てるので、無線通信端末を収容できない事態の発生を防止する。
【０１２２】
一方、ステップ１２０２の処理で、異なる通信ブロックに割り当てられたＣＰＵのセッション数が所定値未満であると判定された場合、ＣＰＵ１１０は、所定の減少条件に適合すると判定されたＣＰＵを予閉塞状態にして電源断処理を実行させる電源断メッセージを、所定の減少条件に適合すると判定されたＣＰＵに送信し（１２０３）、電源断判定処理を終了する。
【０１２３】
異なる通信ブロックのＣＰＵのセッション数が所定値未満であり、異なる通信ブロックは無線通信端末を収容できなくなる可能性が低い場合に、減少条件に適合するＣＰＵへの電源供給を停止するので、無駄な電力の消費を低減できる。
【０１２４】
ステップ８０１の処理で、通信ブロックに割り当てられたすべてのＣＰＵ１１１〜１１３が所定の減少条件を満たさないと判定された場合、電源断判定処理を終了する。
【０１２５】
図１３は、本発明の第１の実施形態のＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵ１１２で電源断処理が実行された状態の説明図である。
【０１２６】
図１３では、ＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵ１１２が、所定の減少条件に適合するＣＰＵと判断される。そして、当該ＣＰＵ１１２に割り当てられたＨＡブロックと異なる通信ブロックであるＰ−ＧＷブロックに割り当てられたＣＰＵ１１３のセッション数が所定値未満であると判断される。
【０１２７】
このため、Ｐ−ＧＷブロックが無線通信端末を収容できなくなり、他のＣＰＵの割り当てを必要とする事態が発生する可能性が低いので、所定の減少条件に適合するＣＰＵ１１２への電源の供給を停止している。
【０１２８】
次に、ある通信ブロックに割り当てられたＣＰＵが所定の増加条件に適合する場合、当該ＣＰＵは無線通信端末を収容できなくなる可能性が高いため、他のＣＰＵを当該通信ブロックに割り当てる増加原因機能変換処理について、図１４〜図１７を用いて説明する。
【０１２９】
図１４は、本発明の第１の実施形態の制御ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１０によって実行される増加原因機能変換判定処理のフローチャートである。
【０１３０】
増加原因機能変換判定処理は、ＣＰＵ１１０によって所定周期で繰り返し実行される。
【０１３１】
まず、ＣＰＵ１１０は、受信した不要ＡＲＰを参照し、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１〜１１３への無線通信端末の接続数が所定の増加条件に適合するか否かを判定する（１４０１）。
【０１３２】
具体的には、ＣＰＵ１１０は、受信した不要ＡＲＰの送信元ＩＰアドレスに基づいて各ＣＰＵへ接続される無線通信端末の合計接続数を特定する。そして、ＣＰＵ１１０は、前回増加原因機能変換判定処理を実行した場合に特定された各ＣＰＵの合計接続数（前回合計接続数）を特定する。そして、ＣＰＵ１１０は、各ＣＰＵごとに合計接続数から前回合計接続数を減算し、減算した値が所定の上限値以上であるか否かを判定する。
【０１３３】
ＣＰＵ１１０は、減算した値が所定の上限値以上であるＣＰＵを所定の増加条件に適合するＣＰＵと判定する。
【０１３４】
ステップ１４０１の処理で、増加条件に適合するＣＰＵがあると判定された場合、増加条件に適合するＣＰＵが無線通信端末を収容できなくなる可能性が高く、当該ＣＰＵに割り当てられた通信ブロックを他のＣＰＵを新たに割り当てる必要がある。
【０１３５】
ＣＰＵ１１０は、増加条件に適合するＣＰＵに割り当てられた通信ブロックに新たに割り当てるＣＰＵを特定するためにステップ１４０２〜１４０５の処理を実行する。
【０１３６】
まず、ＣＰＵ１１０は、電源供給が停止しているＣＰＵがあるか否かを判定する（１４０２）。
【０１３７】
ステップ１４０２の処理で、電源供給が停止しているＣＰＵがあると判定された場合、ＣＰＵ１１０は、増加条件に適合するＣＰＵに割り当てられた通信ブロックに電源供給が停止しているＣＰＵを割り当てて、電源供給が停止しているＣＰＵの電源供給を開始させる復帰メッセージを当該ＣＰＵに送信し（１４０３）、処理を終了する。
【０１３８】
一方、ステップ１４０２の処理で、電源供給が停止しているＣＰＵがないと判定された場合、ＣＰＵ１１０は、増加条件に適合するＣＰＵに割り当てられた通信ブロックと異なる通信ブロックに割り当てられたＣＰＵでセッション数が所定値以下のＣＰＵがあるか否かを判定する（１４０４）。
【０１３９】
ステップ１４０４の処理で、異なる通信ブロックでセッション数が所定値以下のＣＰＵがあると判定された場合、ＣＰＵ１１０は、セッション数が所定値以下のＣＰＵを予閉塞状態にして、増加条件に適合するＣＰＵに割り当てられた通信ブロックの機能に変換する機能変換処理を実行させる機能変換メッセージを当該ＣＰＵに送信し（１４０５）、処理を終了する。
【０１４０】
なお、ステップ１４０４の処理で、セッション数が所定値以下のＣＰＵが複数ある場合、ＣＰＵ１１０は、これらのＣＰＵのうち最もセッション数が少ないＣＰＵを機能変換対象ＣＰＵとして選択する。
【０１４１】
一方、ステップ１４０４の処理で、異なる通信ブロックでセッション数が所定値以下のＣＰＵがないと判定された場合、増加条件に適合するＣＰＵに割り当てられた通信ブロックの機能に変換するＣＰＵが存在しないので、そのまま処理を終了する。
【０１４２】
ステップ１４０１の処理で、増加条件に適合するＣＰＵがないと判定された場合、処理を終了する。
【０１４３】
図１５は、本発明の第１の実施形態の増加条件に適合するＣＰＵに割り当てられた通信ブロックと異なる通信ブロックに割り当てられたＣＰＵが機能変換する場合の増加原因機能変換処理のシーケンス図である。
【０１４４】
まず、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てられたＣＰＵ１１３は、自身に無線通信端末が接続されたことを検出し（１５０１）、不要ＡＲＰをブロードキャストで送信する（１５０２）。
【０１４５】
ここで、ＣＰＵ１１０〜１１３は、ＣＰＵ１１３の接続数が所定の増加条件に適合すると判定する（１５０３）。
【０１４６】
ステップ１５０３の処理における増加条件判定処理の具体的な処理は、図１４に示すステップ１４０１と同じであるので説明を省略する。
【０１４７】
次に、ステップ１５０３の処理で、ＣＰＵ１１３の接続数が所定の増加条件に適合すると判定された場合、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１〜１１３は、自身と無線通信端末との間に確立されたセッション数を含むセッション数メッセージを制御ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１０に通知する（１５０４）。
【０１４８】
ＣＰＵ１１０は、ＣＰＵ１１１〜１１３からセッション数を受信した場合、接続数が所定の増加条件に適合するＣＰＵ１１３に割り当てられたＰ−ＧＷに新たに割り当てるＣＰＵ（機能変換対象ＣＰＵ）を選択する。具体的には、ＣＰＵ１１０は、図１４に示すステップ１４０２及び１４０４の処理を実行し、電源供給を停止しているＣＰＵ、又はＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵのうちセッション数が所定値以下であってセッション数が最小のＣＰＵを、機能変換対象ＣＰＵとして選択する。
【０１４９】
図１５では、ＣＰＵ１１０は、機能変換対象ＣＰＵとしてＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵ１１２を選択する（１５０５）。
【０１５０】
そして、ＣＰＵ１１０は、統合ゲートウェイ装置の保守者にＣＰＵ１１２の機能変換を実行する旨を通知し（１５０６）、ＣＰＵ１１２に機能変換メッセージを送信する（１５０７）。なお、機能変換メッセージの変換後システム名７０３でＰ−ＧＷブロックを指定する。
【０１５１】
ＣＰＵ１１２は、機能変換メッセージを受信した場合、自身を無線通信端末の新たな接続を受け付けない予閉塞状態にし、ＣＰＵ１１２と無線通信端末との間のセッション数が０になった場合、受信した機能変換メッセージに基づいて、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てる（１５０８）。
【０１５２】
図１６は、本発明の第１の実施形態の電源供給が停止しているＣＰＵが機能変換する場合の増加原因機能変換処理のシーケンス図である。
【０１５３】
図１６に示す増加原因機能変換処理のうち図１５と同じ処理は、同じ符号を付与し、説明を省略する。
【０１５４】
図１６では、ＨＡブロックに割り当てられたＣＰＵ１１１は、電源供給が停止しているため、ステップ１５０２の処理で送信される不要ＡＲＰを受信せず、ステップ１５０３の処理で、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てられたＣＰＵ１１３の接続数が所定の増加条件に適合する旨も検出しない。さらに、ＣＰＵ１１１は、ステップ１５０４の処理で、自ノードのセッション数を含むセッション数メッセージも送信しない。
【０１５５】
ＣＰＵ１１０は、電源供給が停止しているＣＰＵ１１１があるので、機能変換対象ＣＰＵとしてＣＰＵ１１１を選択する（１６０１）。
【０１５６】
そして、ＣＰＵ１１０は、ステップ１５０６の処理に進み、統合ゲートウェイ装置の保守者にＣＰＵ１１１の電源供給を開始する旨を通知し、ＣＰＵ１１１に復帰命令を出力する。ＣＰＵ１１１は、電源供給が開始された場合、ＣＰＵ１１０に電源供給が開始された旨を通知する。ＣＰＵ１１０は、電源供給が開始された旨を通知されると、ＣＰＵ１１１に割り当てる通信ブロック（Ｐ−ＧＷ）を特定可能な情報を含む復帰メッセージをＣＰＵ１１１に送信する（１６０２）。
【０１５７】
ＣＰＵ１１１は、復帰メッセージを受信した場合、復帰メッセージで特定される通信ブロックに自身を割り当てる（１６０３）。
【０１５８】
図１７は、本発明の第１の実施形態のＨＡブロックに割り当てられ、電源供給が停止しているＣＰＵ１１１で機能変換処理が実行された場合の説明図である。
【０１５９】
図１７では、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てられたＣＰＵ１１３が所定の増加条件に適合するＣＰＵと判断される。そして、電源供給が停止しているＣＰＵ１１２があるので、ＣＰＵ１１０は、機能変換対象ＣＰＵとしてＣＰＵ１１１を選択し、ＣＰＵ１１１への電源供給を再開し、ＣＰＵ１１１にＰ−ＧＷブロックを割り当てる。
【０１６０】
以上によって、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵのうち増加条件に適合するＣＰＵがある場合、電源供給を停止しているＣＰＵ、又は他の通信ブロックに割り当てられたＣＰＵのうちセッション数が所定値以下であってセッション数が最小のＣＰＵを、増加条件に適合するＣＰＵに割り当てられた通信ブロックに新たに割り当てる。これによって、ある通信ブロックに接続する無線通信端末の数が増加している場合であっても、当該通信ブロックにＣＰＵを新たに割り当てるので、通信ブロックが無線通信端末を収容できなくなる事態を防止できる。
【０１６１】
（第１の実施形態の変形例）
第１の実施形態では、機能変換対象となるＣＰＵでは、予閉塞状態に遷移し、セッション数が０になった後に機能変換処理を実行したが、本変形例では、予閉塞状態に遷移させない機能変換処理を実行する。
【０１６２】
具体的な例を、図１８を用いて説明する。
【０１６３】
図１８は、本発明の第１の実施形態の変形例の制御ブロックに割り当てられたＣＰＵ１１０によって実行される増加原因機能変換判定処理のフローチャートである。
【０１６４】
図１８に示す増加原因機能変換判定処理のうち、図１４と同じ処理は、同じ符号を付与し、説明を省略する。
【０１６５】
ステップ１４０２の処理で、電源供給が停止しているＣＰＵがないと判定された場合、ＣＰＵ１１０は、増加条件に適合するＣＰＵに割り当てられた通信ブロックと異なる通信ブロックに割り当てられたＣＰＵから、直近の所定時間のメモリ使用率の平均値が少ないＣＰＵを、少ない順に二つ選択する（１８０１）。
【０１６６】
次に、ＣＰＵ１１０は、ステップ１８０１の処理で選択された二つのＣＰＵに割り当てられた通信ブロックを統合できるか否かを判定する（１８０２）。
【０１６７】
ここで、統合とは、ステップ１８０１の処理で選択されたＣＰＵのうち、メモリ使用率の平均値が少ない方のＣＰＵが無線通信端末との通信のために使用するデータを、メモリ使用率の平均値が多い方のＣＰＵが使用するメモリに移動させることである。
【０１６８】
具体的には、ＣＰＵ１１０は、ステップ１８０１の処理で選択された各ＣＰＵのセッション数を特定する。そして、ＣＰＵ１１０は、各ＣＰＵのセッション数を加算した加算値が所定値以下であるか否かを判定し、当該加算値が所定値以下である場合、ステップ１８０１の処理で選択された二つのＣＰＵに割り当てられた通信ブロックを統合できると判定する。
【０１６９】
なお、通信ブロックに割り当てられたＣＰＵはセッション数に比例してメモリを使用する。
【０１７０】
ステップ１８０１の処理で選択された二つのＣＰＵに割り当てられた通信ブロックを統合できるとステップ１８０２の処理で判定された場合、ＣＰＵ１１０は、ステップ１８０１の処理で選択されたＣＰＵのうちメモリ使用率の平均値が少ない方のＣＰＵが、無線通信端末との通信のために使用するデータを、メモリ使用率の平均値が多い方のＣＰＵが使用するメモリに移動させ、メモリ使用率の平均値が少ない方のＣＰＵに、増加条件を満たすＣＰＵに割り当てられた通信ブロックに変換するための機能変換メッセージを送信する（１８０３）。
【０１７１】
一方、ステップ１８０１の処理で選択された二つのＣＰＵに割り当てられた通信ブロックを統合できないとステップ１８０２の処理で判定された場合、ＣＰＵ１１０は、ステップ１８０１の処理で選択されたＣＰＵのうちメモリ使用率の平均値が少ない方のＣＰＵを予閉塞状態にし、当該ＣＰＵのセッション数が０になった場合に増加条件を満たすＣＰＵに割り当てられた通信ブロックに変換するための機能変換メッセージを送信する（１８０４）。
【０１７２】
以上によって、機能変換を実行するＣＰＵが他のＣＰＵと統合できる場合、当該ＣＰＵを予閉塞状態に遷移させなくてもよいので、いち早く機能変換をすることができる。
【０１７３】
なお、このステップ１８０１〜ステップ１８０４の処理は、図８及び図１２にも適用可能である。
【０１７４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図１９を用いて説明する。
【０１７５】
第１の実施形態では、ＣＰＵ単位で各ブロックが割り当てられていたが、第２の実施形態では、マルチコアＣＰＵのコア単位で各ブロックが割り当てられる。
【０１７６】
図１９は、本発明の第２の形態の統合ゲートウェイ装置に備わるマルチコアＣＰＵ１８０１の説明図である。
【０１７７】
マルチコアＣＰＵ１８０１は、一つのＣＰＵに複数のコア１２０〜１２３が含まれ、各コアが一つのＣＰＵであるかのように処理を実行する。
【０１７８】
図１９では、例えば、コア１２０が制御ブロックに割り当てられ、コア１２１がＨＡブロックに割り当てられ、コア１２１がＨＡブロックに割り当てられ、コア１２２がＰ−ＧＷブロックに割り当てられ、コア１２３が冗長系コアに割り当てられているとする。
【０１７９】
コア単位での機能変換処理については第１の実施形態のＣＰＵをコアとすれば実現可能であるので、説明を省略する。
【０１８０】
（第３の実施形態）
第２の実施形態は、コア単位で各ブロックを割り当てるものであるが、第３の実施形態は、一つのＣＰＵのＣＰＵリソースを各ブロック（ＨＡブロック及びＰ−ＧＷブロック）に割り当てる割合を変更するものである。
【０１８１】
一つのＣＰＵ内のＣＰＵリソースがＨＡブロック及びＰ−ＧＷブロックに割り当てられる場合、ＨＡブロックで用いるデータ形式とＰ−ＧＷブロックで用いるデータ形式とが相違するため、メモリに通信ブロックごとにデータの保存領域を予め確保しなければならない。
【０１８２】
ここで、ある通信ブロックの接続可能数を増加させる場合、当該通信ブロックに割り当てるＣＰＵリソースの割合を増加させるため、他の通信ブロックに割り当てるＣＰＵリソースの割合を減少させなければならない。
【０１８３】
例えば、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てるＣＰＵリソースの割合を増加させ、ＨＡブロックに割り当てるＣＰＵリソースの割合を減少させる場合、ＨＡブロックのセッション数をＣＰＵリソース減少後のＨＡブロックに収容可能なセッション数まで減少させる必要がある。
【０１８４】
換言すれば、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てるＣＰＵリソースの割合を増加させる場合、ＨＡブロックに収容可能なセッション数が、ＨＡブロックの現在割り当てられている割合での収容可能なセッション数（現在最大収容数）から減少対象となる割合での収容可能なセッション数（減設対象数）を減算した値まで減少した後、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てるＣＰＵリソースの割合を増加させる。
【０１８５】
ここで、同一のＣＰＵ内で、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てられるＣＰＵリソースの割合と、ＨＡブロックに割り当てられるＣＰＵリソースの割合とを変更するシーケンスについて説明する。
【０１８６】
制御ブロックは、ＣＰＵリソースを減少させる通信ブロック（減設対象ブロック、例えば、ＨＡブロック）に、減設対象数を含むメッセージを通知する。
【０１８７】
減設対象ブロックは、制御ブロックからメッセージが通知されると、自身のセッション数が、現在最大収容数から減設対象数を減算した値まで減少するまで、無線通信端末からの新たな接続を受け付けない予閉塞状態に遷移する。そして、減設対象ブロックは、自身のセッション数が、現在最大収容数から減設対象数を減算した値まで減少した場合、当該減設対象ブロック用に確保されたメモリの記憶領域には減設対象数分の空き領域があるので、当該空き領域をＰ−ＧＷブロックの使用領域に割り当て、予閉塞状態を解除する。
【０１８８】
これによって、減設対象ブロックに現在接続している無線通信端末への接続を中断せず、機能変換処理を実行できる。
【０１８９】
（第４の実施形態）
また、第２の実施形態では、各通信ブロックに割り当てられたコア単位で、セッション数及び各通信ブロックからの不要ＡＲＰの受信に基づいて機能変換等を実行するか否かを判定することを説明したが、第４の実施形態では、各通信ブロックに割り当てられたコアの無線通信端末との通信によるトランザクション量に基づいて機能変換等を実行するか否かを判定する。
【０１９０】
制御ブロックは、トランザクション量が多い通信ブロックのコアの負荷を軽減させるために、当該コアに割り当てられた通信ブロックと異なる通信ブロックに割り当てられたコアのうちトランザクション量が少ないコアを、トランザクション量の多い通信ブロックに割り当てる。
【０１９１】
具体的には、制御ブロックは、通信ブロックに割り当てられている各コアについて、無線通信端末との通信によるトランザクション量が第１の所定値以上であるコアが存在するか否かを判定する。
【０１９２】
制御ブロックは、トランザクション量が第１の所定値以上であると判定されたコアが存在すると判定された場合、当該コアに割り当てられた通信ブロック以外の通信ブロックに割り当てられたコアのうち、トランザクション量が第２の所定値以下であるコアが存在するか否かを判定する。ここで、第２の所定値は第１の所定値より小さい値に設定される。
【０１９３】
トランザクション量が第２の所定値以下であるコアが存在すると判定された場合、制御ブロックは、当該コアを、トランザクションが第１の所定値以上であると判定されたコアに割り当てられた通信ブロックに割り当てる。
【０１９４】
一方、トランザクション量が第２の所定値以下であるコアが存在しないと判定された場合、制御ブロックは、トランザクション量が第１の所定値以上であると判定されたコアに割り当てられた通信ブロックに新たにコアを割り当てない。これによって、トランザクション量が第１の所定値以上であるコアに割り当てられた通信ブロックにトランザクション量が第２の所定値より大きいコアを割り当てると、割り当てるコアに割り当てられていた通信ブロックで処理可能なトランザクション量が減少するため、無線通信端末が割り当て前の通信ブロックに接続できなくなる事態を防止できる。
【０１９５】
なお、統合ゲートウェイ装置の保守者は、第１の所定値及び第２の所定値を、各通信システムに割り当てられたコア数に応じて、設定できるものとする。
【０１９６】
これによって、各コアのトランザクション量に基づいて、コア単位で機能変換を実行できる。
【０１９７】
例えば、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てられたコアで、ＬＴＥユーザによるトランザクション量が第１の所定値以上であると判定された場合、制御ブロックは、ＨＡブロックに割り当てられたコアのうち、ＥＶＤＯユーザによるトランザクション量が第２の所定値以下であるコアがあると判定したとする。この場合、制御ブロックは、当該トランザクション量が第２の所定値以下であるコアをＰ−ＧＷブロックに割り当てるように設定する。
【０１９８】
これによって、Ｐ−ＧＷブロックに割り当てられたコア数が増加し、Ｐ−ＧＷブロックによって処理可能なトランザクション量が増加するため、Ｐ−ＧＷブロックはトランザクション量が増加しても対応できる。
【０１９９】
なお、振分用コアの設定を変更することによって、コアに割り当てられていた通信ブロックを変更するようにしてもよい。この場合、振分用コアは、変更対象のコアで処理中のユーザの呼に対する処理が終了した後、変更対象のコアに割り当てられていた通信ブロックを変更する。
【０２００】
第１〜第４の実施形態において、統合ゲートウェイ装置が収容替えを自動的にするか否かは、保守者が当該ゲートウェイ装置に設定可能である。
【０２０１】
また、統合ゲートウェイ装置が自動的に収容替えをする場合、収容替えをするか否かの判定に用いる各種所定値は、保守者によって予め設定される。
【０２０２】
さらに、各通信ブロックの無線通信端末の接続数等に基づいて、無線通信端末の接続先となる通信ブロックのトレンドを予測し、収容替えを行うことも可能である。例えば、あるコンテンツに接続する無線通信端末の数が増加し、今後さらに増加する可能性がある場合、コンテンツの開始に伴って急激に接続数が増加している場合等に、当該コンテンツへ接続する通信ブロックの接続可能数を増加させるように収容替えをする。
【０２０３】
また、新しい通信方式の無線通信端末の導入による接続数の増加を予想して、保守者が時間指定で収容替えをすることも可能である。これによって、新しい通信方式の無線通信端末の接続数を確保することができる。
【符号の説明】
【０２０４】
１１０〜１１４    ＣＰＵ
１３０〜１３４    メモリ
６０１    メッセージタイプ
６０２    メッセージ長
６０３    接続セッション数
７０１    メッセージタイプ
７０２    メッセージ長
７０３    変換後システム名
７０４    通信先カード
【図１】
0005572812.tif 000002
【図２】
0005572812.tif 000003
【図３】
0005572812.tif 000004
【図４】
0005572812.tif 000005
【図５】
0005572812.tif 000006
【図６】
0005572812.tif 000007
【図７】
0005572812.tif 000008
【図８】
0005572812.tif 000009
【図９】
0005572812.tif 000010
【図１０】
0005572812.tif 000011
【図１１】
0005572812.tif 000012
【図１２】
0005572812.tif 000013
【図１３】
0005572812.tif 000014
【図１４】
0005572812.tif 000015
【図１５】
0005572812.tif 000016
【図１６】
0005572812.tif 000017
【図１７】
0005572812.tif 000018
【図１８】
0005572812.tif 000019
【図１９】
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