(57)【要約】【課題】サービスに応じて仮想ネットワーク内のサービス要求メッセージの経路を適切なものに調節する通信システムを提供する。【解決手段】ＵＥ１０と複数の仮想ネットワークＡ、Ｂを含む通信システム。ＵＥ１０からＳＩＰメッセージを受信し仮想ネットワークへのパケットの振り分けを行うパケット振り分けノード３と、仮想ネットワークＡ、Ｂとパケット振り分けノード３の管理を行う仮想ネットワーク管理ノード４と、を備え、パケット振り分けノード３は、受信した第１ＳＩＰメッセージをデフォルト設定された仮想ネットワークＡに送信し、仮想ネットワーク管理ノード４は、サービス識別情報に基づきＳＩＰメッセージに係るサービスを処理するのに最適な仮想ネットワークＢを選別する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体である端末と複数の仮想ネットワークを含む通信システムであって、
前記端末から送信されるサービス要求メッセージ（ＳＩＰメッセージ）を受信し前記仮想ネットワークへのパケットの振り分けを行うパケット振り分けノードと、
前記仮想ネットワークと前記パケット振り分けノードの管理を行う管理ノードと、
を備え、
前記端末は、前記パケット振り分けノードに第１ＳＩＰメッセージを送信し、
前記パケット振り分けノードは、受信した前記第１ＳＩＰメッセージをデフォルト設定された第１仮想ネットワークに送信し、
前記第１仮想ネットワーク上のＰ−ＣＳＣＦが、前記ＳＩＰメッセージのＳＩＰヘッダ内に含まれる情報に基づきサービス識別情報を取得し、取得した前記サービス識別情報を前記管理ノードに送信し、
前記管理ノードは、前記サービス識別情報に基づき前記ＳＩＰメッセージに係るサービスを処理するのに最適な第２仮想ネットワークを選別し、前記第１仮想ネットワークの各ノードが保持しているステート情報を前記第２仮想ネットワークの対応するノードにそれぞれ複製するとともに、フローテーブルを前記パケット振り分けノードに登録し、
前記フローテーブルが登録された前記パケット振り分けノードは、前記端末からメッセージを受信すると前記フローテーブルに基づき前記メッセージがＳＩＰメッセージであるか否かの判定を行い、ＳＩＰメッセージである場合には、前記第１ＳＩＰメッセージに関連するメッセージであるか否かの判定を行い、前記第１ＳＩＰメッセージに関連するメッセージである場合には、前記メッセージを前記第２仮想ネットワークに転送する、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記パケット振り分けノードは、必要に応じて前記ＳＩＰメッセージのヘッダ書換えを行うことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記パケット振り分けノードは、前記メッセージが前記第１ＳＩＰメッセージに関連するか否かの判断を、ＳＩＰメッセージのヘッダ部の文字列検索により行うことを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
前記パケット振り分けノードは、前記メッセージが前記第１ＳＩＰメッセージに関連するか否かの判断を、メッセージ到着時刻に基づき行うことを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項５】
前記パケット振り分けノードは、前記メッセージが前記第１ＳＩＰメッセージに関連するか否かの判断を、メッセージサイズに基づき行うことを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項６】
前記パケット振り分けノードは、前記メッセージが前記第１ＳＩＰメッセージに関連するか否かの判断を、シーケンス情報に基づき行うことを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サービスに応じて仮想ネットワーク内のサービス要求メッセージの経路を適切なものに調節する通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ａｌｌ−ＩＰ移動体通信ネットワークへのネットワーク仮想化の適用が検討されている。ネットワーク仮想化技術により、テレコムサービスの種別に応じてシグナリング処理が最適化された仮想ネットワークを用意し、これら仮想ネットワークを物理ネットワーク上に構成することで、設備投資を抑えつつもネットワーク全体の処理能力を向上することができる。
【０００３】
このようなネットワーク収容効率の向上を実現するためには、通信サービスの種別に応じて、サービス要求メッセージを適切な仮想ネットワークに振り分ける必要がある。
こうした振り分け技術の一例として、非特許文献１に記載されているように、サービス要求メッセージをＵＥ（user equipment、端末）単位で仮想ネットワークへ振り分ける技術が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Kempf, J.; Johansson, B.; Pettersson, S.; Luning, H.; Nilsson, T., "Moving the mobile Evolved Packet Core to the cloud," Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WiMob), 2012 IEEE 8th International Conference on, vol., no., pp.784, 791, 8-10 Oct. 2012
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術では、同一のＵＥにより送受信されたサービス要求（ＳＩＰ）メッセージを区別することができず、通信サービスの種類に応じてサービス要求メッセージを適切な転送先に振り分けることができない。
【０００６】
また、移動体通信ネットワークの基地局（ｅＮＢ）やゲートウェイ（ＳＧＷ）の前段において、ＳＩＰメッセージのヘッダ部に含まれる文字列を精査することで、サービスの種類を識別する方法も考えられるが、全てのメッセージに対してこのような精査を実施することはメッセージの転送処理を遅延させる原因となる。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）内で識別されるサービスの種類に基づき、必要な場合にのみＳＩＰメッセージのヘッダ解析及びヘッダ操作を行い、サービス要求メッセージを適切な仮想ネットワークへ振り分けることを可能とすることで、設備投資を抑えつつネットワーク全体の処理能力を向上させることのできる通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上述した課題を解決するために、ＩＭＳ内で識別されるサービスの種類に基づき、必要な場合にのみＳＩＰメッセージのヘッダ解析及びヘッダ操作を行い、サービス要求メッセージを適切な仮想ネットワークへ振り分けることを可能とすることで、設備投資を抑えつつネットワーク全体の処理能力を向上させることのできる通信システムを発明した。
【０００９】
第１発明に係る通信システムは、移動体である端末と複数の仮想ネットワークを含む通信システムであって、前記端末から送信されるサービス要求メッセージ（ＳＩＰメッセージ）を受信し前記仮想ネットワークへのパケットの振り分けを行うパケット振り分けノードと、前記仮想ネットワークと前記パケット振り分けノードの管理を行う管理ノードと、
を備え、前記端末は、前記パケット振り分けノードに第１ＳＩＰメッセージを送信し、前記パケット振り分けノードは、受信した前記第１ＳＩＰメッセージをデフォルト設定された第１仮想ネットワークに送信し、前記第１仮想ネットワーク上のＰ−ＣＳＣＦが、前記サービス要求メッセージのＳＩＰヘッダ内に含まれる情報に基づきサービス識別情報を取得し、取得した前記サービス識別情報を前記管理ノードに送信し、前記管理ノードは、前記サービス識別情報に基づき前記サービス要求メッセージに係るサービスを処理するのに最適な第２仮想ネットワークを選別し、前記第１仮想ネットワークの各ノードが保持しているステート情報を前記第２仮想ネットワークの対応するノードにそれぞれ複製するとともに、フローテーブルを前記パケット振り分けノードに登録し、前記フローテーブルが登録された前記パケット振り分けノードは、前記端末からメッセージを受信すると前記フローテーブルに基づき前記メッセージがＳＩＰメッセージであるか否かの判定を行い、ＳＩＰメッセージである場合には、前記第１ＳＩＰメッセージに関連するメッセージであるか否かの判定を行い、前記第１ＳＩＰメッセージに関連するメッセージである場合には、前記メッセージを前記第２仮想ネットワークに転送する、ことを特徴とする。
【００１０】
第２発明に係る通信システムは、第１発明において、前記パケット振り分けノードは、必要に応じて前記ＳＩＰメッセージのヘッダ書換えを行うことを特徴とする。
【００１１】
第３発明に係る通信システムは、第１又は第２発明において、前記パケット振り分けノードは、前記メッセージが前記第１ＳＩＰメッセージに関連するか否かの判断を、ＳＩＰメッセージのヘッダ部の文字列検索により行うことを特徴とする。
【００１２】
第４発明に係る通信システムは、第１又は第２発明において、前記パケット振り分けノードは、前記メッセージが前記第１ＳＩＰメッセージに関連するか否かの判断を、メッセージ到着時刻に基づき行うことを特徴とする。
【００１３】
第５発明に係る通信システムは、第１又は第２発明において、前記パケット振り分けノードは、前記メッセージが前記第１ＳＩＰメッセージに関連するか否かの判断を、メッセージサイズに基づき行うことを特徴とする。
【００１４】
第６発明に係る通信システムは、第１又は第２発明において、前記パケット振り分けノードは、前記メッセージが前記第１ＳＩＰメッセージに関連するか否かの判断を、シーケンス情報に基づき行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上述した構成からなる本発明によれば、サービスの種類に基づき、必要な場合にのみＳＩＰメッセージのヘッダ解析及びヘッダ操作を行い、サービス要求メッセージを適切な仮想ネットワークへ振り分けることを可能とすることで、設備投資を抑えつつネットワーク全体の処理能力を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る通信システム１の構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態に係る通信システム１の各構成の機能ブロック図である。
【図３】本実施形態に係る通信システム１によりＳＩＰメッセージが送受信される様子を示す模式図である。
【図４】ＳＩＰメッセージの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る通信システムについて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る通信システム１の構成を示す模式図である。
【００１８】
通信システム１は、物理的な構成として、ユーザの端末であるＵＥ１０、ＵＥ１０からの電波を受信する無線基地局であるｅＮＢ（evolved Node B）１１、ＵＥ１０から送信されるサービス要求メッセージ（ＳＩＰメッセージ）を前記仮想ネットワークに振り分けるパケット振り分けノード３、複数の物理サーバ２、移動体通信ネットワーク１の管理を行う仮想ネットワーク管理ノード４及び各構成を接続し情報の授受を仲介する汎用スイッチ１２により構成されている。
【００１９】
また、上述した移動体通信ネットワーク１により、２つの仮想ネットワークＡ、Ｂが形成されている。
【００２０】
ＵＥ１０は、例えばスマートフォンや、タブレット型端末、ウェアラブル端末等、ユーザ自身が携帯して移動することが可能な通信デバイスである。
【００２１】
ｅＮＢ１１は、ＵＥ１０から、例えばＬＴＥ等に基づく規格によりアクセスを許容するものである。
【００２２】
物理サーバ２は、ＵＥ１０から送信される情報の処理や記憶を行うコンピュータ本体であり、内部に物理サーバ２の全体的な制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵにより使用される制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）及びＣＰＵによる使用時に制御プログラムが展開されるＲＡＭ（Random Access Memory）が設けられている。
【００２３】
そして、仮想ネットワークＡ及びＢの形成時には、物理サーバ２のＣＰＵにより、仮想ネットワークＡ−Ｂ間で通信を行う際の情報の授受に用いられる仮想的なスイッチであり、ゲートウェイとして機能するｖＳＷ（Virtual Switch）２１が形成される。
【００２４】
また、物理サーバ２は、それぞれ複数の仮想的なサーバに分割されている。本実施形態においては、物理サーバ２は、仮想ネットワークＡを構成するための仮想サーバ２２と、仮想ネットワークＢを構成するための仮想サーバ２３の２種類の仮想サーバにそれぞれ分割されている。この分割も、物理サーバ２のＣＰＵが分割使用、すなわち仮想ネットワークＡの形成と仮想ネットワークＢの形成とに分割されて使用されることで行われている。
【００２５】
パケット振り分けノード３は、仮想ネットワーク管理ノード４による制御下で、ＵＥ１０からｅＮＢ１１を経て受信したパケットを、物理サーバ２により構成される仮想ネットワークＡ及びＢの何れかに振り分ける機能を有している。このパケット振り分けノード３によるパケットの振り分けの詳細については後述する。
【００２６】
仮想ネットワーク管理ノード４は、仮想ネットワークＡ、Ｂとパケット振り分けノード３を含む移動体通信ネットワーク１全体の通信制御を行う。この仮想ネットワーク管理ノード４の機能の詳細についても後述する。
【００２７】
仮想ネットワークＡ及びＢは、上述した物理サーバ２により形成される仮想的なネットワークであり、複数の物理サーバ２が協働することで形成されている。
【００２８】
仮想ネットワークＡ（Ｂ）は、それぞれ仮想的な機能部位であるゲートウェイであるＳ−ＧＷ（Gateway）６１ａ（６１ｂ）、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）６２ａ（６２ｂ）、ＰＣＲＦ（Policy and Charging Rules Function）６３ａ（６３ｂ）、Ｐ−ＧＷ（Gateway）６４ａ（６４ｂ）、ＨＳＳ（Home Subscriber Server）６５ａ（６５ｂ）、Ｐ−ＣＳＣＦ（Call Session Control Function）６６ａ（６６ｂ）、Ｓ−ＣＳＣＦ（Call Session Control Function）６７ａ（６７ｂ）、ＳＣＣ  ＡＳ（Service Centralization and Continuity  Application Server）６８ａ（６８ｂ）、及びＭＲＦ（Media Resource Function）６９ａ（６９ｂ）を備えて構成されている。
【００２９】
なお、Ｓ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）、ＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）及びＰ−ＧＷ（６４ａ（６４ｂ）によりＩＰ移動伝達ネットワーク（ＥＰＣ：Evolved Packet Core）が形成される。また、ＨＳＳ６５ａ（６５ｂ）、Ｐ−ＣＳＣＦ６６ａ（６６ｂ）、Ｓ−ＣＳＣＦ６７ａ（６７ｂ）、ＳＣＣ  ＡＳ６８ａ（６８ｂ）及びＭＲＦ６９ａ（６９ｂ）により、サービス制御システム（ＩＭＳ）が形成される。
【００３０】
ＥＰＣは、ＬＴＥや従来の２Ｇ／３Ｇ等のアクセス網を集約するコアネットワークである。特にこのＥＰＣは、３ＧＰＰ標準においてＩＰベースのコアネットワークであり、常にネットワークにつながった常時接続を前提としており、ＩＭＳによる音声通話等の様々なサービスを効率的に提供できるように単純化されている。またＥＰＣは、複数のパケット網に同時に接続することができ、ＩＭＳによる音声通話をしながら同時にインターネット接続によるパケット通信が可能となる。
【００３１】
ＩＭＳは、パケット通信ネットワーク上で、音声や映像等を利用したマルチデバイスを用いたリアルタイム通信サービスを柔軟に提供するために標準化されたシステムである。特にＩＭＳは、ＩＰ（Internet Protocol）をベースとして、従来より固定網や移動体通信、放送等で行なわれていたマルチメディアサービスをＩＰ化するもので、３ＧＰＰ標準の下で規格化されている。
【００３２】
ＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）は、ＵＥ１０の移動制御を行い、例えばＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）やｅＮＢ１１に対して、ユーザデータの経路設定や変更指示等を行う。具体的には、このＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）は、ＵＥ１１間のコネクションであるベアラの確立や開放、位置登録やハンドオーバー等の移動制御、認証処理等を行う。
【００３３】
Ｓ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）は、ｅＮＢ１１を収容するゲートウェイであり、ｅＮＢ１１と仮想ネットワークＡ、Ｂとのパケットデータの授受を中継し、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）による制御の下で、ＥＰＣ内の通信のためのベアラリソースを確保する。
【００３４】
Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）は、ｅＮＢ１１とＩＭＳとを中継する。またこのＰ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）は、ＩＭＳ等のパケット網に対する接続ポイントとなり、各ＵＥ１０に対するＩＰ（Internet Protocol）アドレスの払出し、ベアラ確立時のパケット網への接続に関するユーザー認証、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）による指示に基づくサービスの品質を制御するためのＱｏＳ(Quality of Service)制御や課金データの作成等の処理を行う。また、Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）は、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）による制御の下で、ＥＰＣ内の通信のためのベアラリソースを確保する。
【００３５】
ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）は、ベアラに対するＱｏＳや、パケットの透過、破棄のポリシー及び課金方式を判断し、上述したＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）、Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）に指示する。ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）は、ＩＭＳによる音声通話の利用時には、音声ベアラの確立、開放を当該ＩＭＳと連携しながらＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）、Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）を制御する。ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）は、Ｓ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）、Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）に対してＥＰＣ内の通信のためのベアラリソースを確保するように指示を出す。
【００３６】
ＨＳＳ６５ａ（６５ｂ）は、加入者情報を管理するデータベースであり、ＵＥ１０における各種の加入者プロファイル情報や、識別子、長期共有キー、各加入者が加入しているサービスプロファイル等が格納されている。また、このＨＳＳ６５ａ（６５ｂ）は、ＵＥ１０の位置情報や、解像度に関する情報も記録されている。これらの情報がＵＥ１０のアドレス情報とともにＨＳＳ６５ａ（６５ｂ）に記録されている。
【００３７】
Ｐ−ＣＳＣＦ（Call Session Control Function）６６ａ（６６ｂ）及びＳ−ＣＳＣＦ（Call Session Control Function）６７ａ（６７ｂ）は、ＩＭＳにおいて核となるＳＩＰサーバであり、主として移動端末１１、１２の呼制御等を行う。
【００３８】
ＳＣＣ  ＡＳ６８ａ（６８ｂ）は、異種の無線アクセスシステム間やＵＥ１０間のシームレスな切り替え機能を提供する。
【００３９】
ＭＲＦ６９ａ（６９ｂ）は、メディア操作（例えば、音声ストリームの合成）やトーンやアナウンスなどの再生といったメディア関連機能を提供する。
【００４０】
上述した通信システム１では、ＵＥ１０の電源投入後、ＵＥ１０は自らをＥＰＣに登録（アタッチ）する。このアタッチ手順の中で、ＥＰＣは、ＵＥ１０の位置登録及びＩＰアドレスの割り当て、ＳＩＰメッセージ送受信用の通信路（デフォルトのベアラ）の確立を行う。
【００４１】
アタッチ手順終了後、ＵＥ１０は、Ｐ−ＣＳＣＦ６６ａ（６６ｂ）に対してＳＩＰメッセージを送信することで、自らをＩＭＳに登録する。
【００４２】
ＥＰＣ及びＩＭＳへの登録完了後、ＵＥ１０がＩＭＳサービス（電話サービス等）を利用する際には、ＩＭＳとの間でＳＩＰメッセージを送受信することで通信セッションの確立を行う。
【００４３】
この過程で、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）は、Diameterと呼ばれる認証プロトコルを用いたメッセージ交換をＩＭＳ及びＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）／Ｐ−ＧＷ（６４ａ（６４ｂ）と実施することで、ＩＭＳサービスのメディア用の通信路（Dedicatedベアラ）を確立し、ＱｏＳ設定を行う。
【００４４】
次に、上述した物理的及び仮想的な各構成の動作について更に詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る通信システム１の各構成の機能ブロック図である。
【００４５】
パケット振り分けノード３は、それが備えるＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することで、フローテーブル３２、フロー識別部３４、ヘッダ解析部３６、ヘッダ書換部３７、ｅＮＢインターフェース３５、ｖＮＷ（virtual network）管理インターフェース３１及びＧＷ（Gateway）インターフェース３３として機能する。
【００４６】
フローテーブル３２は、パケット振り分けノード３に設けられた図示しない記憶手段に記憶される、メッセージの種類に応じた処理が規定されているテーブルである。
【００４７】
フロー識別部３４は、フローテーブル３２を参照し、ＵＥ１０から送信されたＳＩＰメッセージか否かの識別を行う。
【００４８】
ヘッダ解析部３６は、ＵＥ１０から受信したパケットがＳＩＰメッセージである場合に、そのヘッダ解析を行う。
【００４９】
ヘッダ書換え部３７は、ＳＩＰヘッダ及びＩＰヘッダ内のＰ−ＣＳＣＦ６６ａ（６６ｂ）及びＳ−ＣＳＣＦ６７ａ（６７ｂ）のＩＰアドレス、ＧＴＰ（ベアラを実現するトンネリングプロトコル）ヘッダ内のＩＰアドレス等のヘッダ書換えを行う。
【００５０】
ｅＮＢインターフェース３５は、ｅＮＢ１１とパケット振り分けノード３１との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００５１】
ｖＮＷ管理インターフェース３１は、仮想ネットワーク管理ノード４とパケット振り分けノード３１との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００５２】
ＧＷインターフェース３３は、仮想ネットワークＡ、ＢにおけるゲートウェイであるＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）及びＰ−ＧＷ（６４ａ（６４ｂ）とパケット振り分けノード３１との間の情報の授受に用いられるインターフェースであり、仮想スイッチ２１及び下句構成のＧＷインターフェース２１７、２２１、２３１、２４１に接続されている。
【００５３】
仮想ネットワーク管理ノード４は、それが備えるＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することで、フロー管理部４４、既存機能部４５、サービス管理部４６、ステート情報移動制御部４７及びインターフェース４１、４２、４３として機能する。
【００５４】
フロー管理部４４は、パケット振り分けノード３のフローテーブルへのＳＩＰメッセージの管理動作を制御する。
【００５５】
既存機能部４５は、仮想ネットワーク管理ノード４の既存の機能を発揮させる。
【００５６】
サービス管理部４６は、サービスと仮想ネットワークとの紐付けを管理し、サービス毎にその処理に最適な仮想ネットワークを判断する。
【００５７】
ステート情報移動制御部４７は、仮想ネットワークＡ（Ｂ）の各構成（Ｓ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）、ＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）、Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）、ＨＳＳ６５ａ（６５ｂ）、Ｐ−ＣＳＣＦ６６ａ（６６ｂ）、Ｓ−ＣＳＣＦ６７ａ（６７ｂ）及びＳＣＣ  ＡＳ６８ａ（６８ｂ））が有する、後述するステート情報移動部の制御を行う。
【００５８】
インターフェース４１は、仮想ネットワーク管理ノード４とパケット振り分けノード３との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００５９】
インターフェース４２は、仮想ネットワーク管理ノード４と仮想ネットワークＡ（Ｂ）の仮想スイッチ２１との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００６０】
インターフェース４３は、仮想ネットワーク管理ノード４と仮想ネットワークＡ（Ｂ）の各構成（Ｓ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）、ＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）、Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）、ＨＳＳ６５ａ（６５ｂ）、Ｐ−ＣＳＣＦ６６ａ（６６ｂ）、Ｓ−ＣＳＣＦ６７ａ（６７ｂ）及びＳＣＣ  ＡＳ６８ａ（６８ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００６１】
Ｓ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）は、物理サーバ２が備えるＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することで、インターフェース２１１、メッセージ処理部２１２、既存機能部２１４、ステート情報移動部２１６、ｖＮＷ管理インターフェース２１３、ＭＭＥインターフェース２１５及びＧＷインターフェース２１７として機能する。
【００６２】
インターフェース２１１は、仮想スイッチ２１とＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００６３】
メッセージ処理部２１２は、インターフェース２１１と、ＭＭＥインターフェース２１５からの信号に含まれるメッセージや、既存機能部２１４、ステート情報移動部２１６及びＧＷインターフェース２１７からの信号に含まれるメッセージを処理する。
【００６４】
既存機能部２１４は、Ｓ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）の既存の機能を発揮させる。
【００６５】
ステート情報移動部２１６は、パケット振り分けノード３がＳＩＰメッセージの送信先の仮想ネットワークを切り替える際に、切り替え先の仮想ネットワークのＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）に対して、既存機能部２１４が有する既存のステート情報の送信を行う。こうして新しく選択された仮想ネットワークにおいて、元の仮想ネットワークが保持していたステート情報が複製される。
【００６６】
ｖＮＷ管理インターフェース２１３は、仮想ネットワーク管理ノード４とＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００６７】
ＭＭＥインターフェース２１５は、ＭＭＥ２１５とＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００６８】
ＧＷインターフェース２１７は、Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）とＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００６９】
Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）は、物理サーバ２が備えるＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することで、ＧＷインターフェース２２１、メッセージ処理部２２２、既存機能部２２５、ステート情報移動部２２６、ｖＮＷ管理インターフェース２２３、ＰＣＲＦインターフェース２２４及びＩＭＳインターフェース２２７として機能する。
【００７０】
ＧＷインターフェース２１１は、Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）とＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００７１】
メッセージ処理部２１２は、ＧＷインターフェース２２１、ｖＮＷ管理インターフェース２２３、ＰＣＲＦインターフェース２２４、ＩＭＳインターフェース２２７、既存機能部２２４及びステート情報移動部２２６からの信号に含まれるメッセージを処理する。
【００７２】
既存機能部２１４は、Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）の既存の機能を発揮させる。
【００７３】
ステート情報移動部２２６は、パケット振り分けノード３がＳＩＰメッセージの送信先の仮想ネットワークを切り替える際に、切り替え先の仮想ネットワークのＰ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）に対して、既存機能部２２５が有する既存のステート情報の送信を行う。こうして新しく選択された仮想ネットワークにおいて、元の仮想ネットワークが保持していたステート情報が複製される。
【００７４】
ｖＮＷ管理インターフェース２２３は、仮想ネットワーク管理ノード４とＰ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００７５】
ＰＣＲＦインターフェース２２４は、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）とＰ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００７６】
ＩＭＳインターフェース２２７は、Ｐ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）とＩＭＳとの間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００７７】
ＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）は、物理サーバ２が備えるＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することで、ＧＷインターフェース２３１、メッセージ処理部２３２、既存機能部２３４、ステート情報移動部２３５、ｖＮＷ管理インターフェース２３６及びｅＮＢインターフェース２３３として機能する。
【００７８】
ＧＷインターフェース２３１は、ＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）とＳ−ＧＷ６１ａ（６１ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００７９】
メッセージ処理部２３２は、ＧＷインターフェース２３１、ｖＮＷ管理インターフェース２３６、ｅＮＢインターフェース２３３、既存機能部２３４及びステート情報移動部２３５からの信号に含まれるメッセージを処理する。
【００８０】
既存機能部２３４は、ＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）の既存の機能を発揮させる。
【００８１】
ステート情報移動部２３５は、パケット振り分けノード３がＳＩＰメッセージの送信先の仮想ネットワークを切り替える際に、切り替え先の仮想ネットワークのＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）に対して、既存機能部２３４が有する既存のステート情報の送信を行う。こうして新しく選択された仮想ネットワークにおいて、元の仮想ネットワークが保持していたステート情報が複製される。
【００８２】
ｖＮＷ管理インターフェース２３６は、仮想ネットワーク管理ノード４とＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００８３】
ｅＮＢインターフェース２３３は、ｅＮＢ１１とＭＭＥ６２ａ（６２ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００８４】
ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）は、物理サーバ２が備えるＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することで、ＧＷインターフェース２４１、メッセージ処理部２４２、既存機能部２４４、ステート情報移動部２４５、ｖＮＷ管理インターフェース２４６及びＩＭＳインターフェース２４３として機能する。
【００８５】
ＧＷインターフェース２４１は、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）とＰ−ＧＷ６４ａ（６４ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００８６】
メッセージ処理部２４２は、ＧＷインターフェース２４１、ｖＮＷ管理インターフェース２４６、ＩＭＳインターフェース２４３、既存機能部２４４及びステート情報移動部２４５からの信号に含まれるメッセージを処理する。
【００８７】
既存機能部２４４は、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）の既存の機能を発揮させる。
【００８８】
ステート情報移動部２４５は、パケット振り分けノード３がＳＩＰメッセージの送信先の仮想ネットワークを切り替える際に、切り替え先の仮想ネットワークのＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）に対して、既存機能部２４４が有する既存のステート情報の送信を行う。こうして新しく選択された仮想ネットワークにおいて、元の仮想ネットワークが保持していたステート情報が複製される。
【００８９】
ｖＮＷ管理インターフェース２４６は、仮想ネットワーク管理ノード４とＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００９０】
ＩＭＳインターフェース２４３は、ＰＣＲＦ６３ａ（６３ｂ）とＰ−ＣＳＣＦ６６ａ（６６ｂ）又はＳ−ＣＳＣＦ６７ａ（６７ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００９１】
Ｐ−ＣＳＣＦ６６ａ（６６ｂ）、Ｓ−ＣＳＣＦ６７ａ（６７ｂ）は、物理サーバ２が備えるＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することで、サービス識別部２５１、ステート情報移動部２５２及びｖＮＷ管理インターフェース２５３として機能する。
【００９２】
サービス識別部２５１は、ＳＩＰメッセージに含まれるサービスの識別を行う。サービス識別部２５１により識別されたサービスの種別は、仮想ネットワーク管理ノード４へと送信される。
【００９３】
ステート情報移動部２５２は、パケット振り分けノード３がＳＩＰメッセージの送信先の仮想ネットワークを切り替える際に、切り替え先の仮想ネットワークのＰ−ＣＳＣＦ６６ａ（６６ｂ）やＳ−ＣＳＣＦ６７ａ（６７ｂ）に対して、既存機能部２４４が有する既存のステート情報の送信を行う。こうして新しく選択された仮想ネットワークにおいて、元の仮想ネットワークが保持していたステート情報が複製される。
【００９４】
ｖＮＷ管理インターフェース２４６は、仮想ネットワーク管理ノード４とＰ−ＣＳＣＦ６６ａ（６６ｂ）やＳ−ＣＳＣＦ６７ａ（６７ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【００９５】
ＳＣＣ  ＡＳ６８ａ（６８ｂ）は、物理サーバ２が備えるＣＰＵがＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＲＡＭに展開して実行することで、メッセージ処理部２６１、既存機能部２６２、ステート情報移動部２６４、ｖＮＷ管理インターフェース２６５及びＣＳＣＦインターフェース２６３として機能する。
【００９６】
メッセージ処理部２６１は、ｖＮＷ管理インターフェース２６５、ＣＳＣＦインターフェース２６３、既存機能部２６２及びステート情報移動部２６４からの信号に含まれるメッセージを処理する。
【００９７】
既存機能部２６２は、ＳＣＣ  ＡＳ６８ａ（６８ｂ）の既存の機能を発揮させる。
【００９８】
ステート情報移動部２６４は、パケット振り分けノード３がＳＩＰメッセージの送信先の仮想ネットワークを切り替える際に、切り替え先の仮想ネットワークのＳＣＣ  ＡＳ６８ａ（６８ｂ）に対して、既存機能部２６２が有する既存のステート情報の送信を行う。こうして新しく選択された仮想ネットワークにおいて、元の仮想ネットワークが保持していたステート情報が複製される。
【００９９】
ｖＮＷ管理インターフェース２６５は、仮想ネットワーク管理ノード４とＳＣＣ  ＡＳ６８ａ（６８ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【０１００】
ＣＳＣＦインターフェース２６３は、ＳＣＣ  ＡＳ６８ａ（６８ｂ）とＰ−ＣＳＣＦ６６ａ（６６ｂ）やＳ−ＣＳＣＦ６７ａ（６７ｂ）との間の情報の授受に用いられるインターフェースである。
【０１０１】
次に、上述した通信システム１によるＳＩＰメッセージの送受信について説明する。図３は、本実施形態に係る通信システム１によりＳＩＰメッセージが送受信される様子を示す模式図である。
【０１０２】
まず、ＵＥ１０から送信された最初のＳＩＰメッセージである第１ＳＩＰメッセージは、ｅＮＢ１１を経てパケット振り分けノード３に送信されると共に、これを経由し、通常の処理を行う、送信先としてデフォルト設定されている仮想ネットワークＡ上のＳＩＰサーバであるＰ−ＣＳＣＦ６６ａに到達する（ステップＳ１）。
【０１０３】
次に、Ｐ−ＣＳＣＦ６６ａは、ＳＩＰメッセージを処理する際に、ＳＩＰヘッダ内に含まれる情報を参照することでサービスの識別を行い（ステップＳ２）、サービス種別を仮想ネットワーク管理ノード４へと送信する（ステップＳ３）。この際のサービスの識別とその種別の送信は、具体的にはＰ−ＣＳＣＦ６６ａのサービス識別部２５１により行われる。
【０１０４】
次に、サービス識別部２５１によるサービス識別の結果、サービスの種別が仮想ネットワークＢ（当該サービスに最適化された仮想ネットワーク）内で処理されるべきものである場合、仮想ネットワーク管理ノード４は、仮想ネットワークＡのＥＰＣ／ＩＭＳノード（Ｐ−ＧＷ６４ａ、Ｓ−ＧＷ６１ａ及びＰ−ＣＳＣＦ６６ａ）が保持している特定のステート情報を、仮想ネットワークＢ内の対応するＥＰＣ／ＩＭＳノードに複製する。
【０１０５】
そして、これと同時に仮想ネットワーク管理ノード４は、該当するＵＥ１０から送信されたＳＩＰメッセージのみをＳＩＰヘッダ解析するようパケット振り分けノード３のフローテーブル３２への登録を行う（ステップＳ４）。
【０１０６】
ここで、ステート情報の複製については、サーバ冗長化で用いられているバックアップを利用する方法や、標準で規定されているrelocation及びハンドオーバーに用いられているシグナリングメッセージを利用する手法が考えられる。
【０１０７】
仮想ネットワークＢ内のＰ−ＣＳＣＦ６６ｂは、ＳＩＰメッセージの処理を引き継ぎ、Ｓ−ＣＳＣＦ（図１参照）に第１ＳＩＰメッセージを送信する（ステップＳ５）。
【０１０８】
図４は、ＳＩＰメッセージの構成を示す模式図である。ＳＩＰヘッダ部は、電話やＳＮＳ、電話会議、メッセージの複製、電話を切る等、希望する動作を示すメソッド部Ｏ及びメッセージにおいてヘッダを構成するヘッダフィールド部Ｐを備えている。ＳＩＰＳＤＰ（Session Description Protocol）部は、ＱｏＳが確保されているか否かを判別することを示す領域である。
【０１０９】
このＳＩＰメッセージに対する応答メッセージは、仮想ネットワークＢ内の各ノードを経由してパケット振り分けノード３のフロー識別部３４へと到達する（ステップＳ６）。
【０１１０】
このとき、ヘッダ解析部３６は、仮想ネットワークＢ内の各ノードが仮想ネットワークＡ内の対応ノードと異なるＩＰアドレス体系で構成されているか否かを解析し、異なるＩＰアドレス体系で構成されている場合には、ヘッダ書換部３７は、ＳＩＰヘッダ及びＩＰヘッダ内のＣＳＣＦのＩＰアドレス、ベアラを実現するトンネリングプロトコルであるＧＴＰ（GPRS（General Packet Radio Service） Tunneling Protocol）のヘッダ内のＩＰアドレス等のヘッダ書換えを行い、ＵＥ１０に対してメッセージを転送する（ステップＳ７）。
【０１１１】
また、フロー識別部３４は、ＵＥ１０からメッセージを受信すると、フローテーブル３２を参照し、該当するＵＥ１０から送信されたＳＩＰメッセージか否かの識別を行う。
【０１１２】
こうしたＳＩＰメッセージである場合は、ヘッダ解析部３６がＳＩＰヘッダ解析を行うことで、ステップＳ１のＳＩＰメッセージに関連するメッセージであるか否かを判断する。
【０１１３】
該当メッセージである場合には、ステップＳ７と同様に、必要に応じてヘッダ書換部３７によるヘッダの書換えが行われ、仮想ネットワークＢへとヘッダ書換え後のメッセージが送信される（ステップＳ８）。
【０１１４】
上述した本発明に係る通信システムによると、ＩＭＳ内で識別されるサービスの種類に基づき、必要な場合にのみＳＩＰメッセージのヘッダ解析及びヘッダ操作を行い、サービス要求メッセージを適切な仮想ネットワークへ振り分けることを可能とすることで、設備投資を抑えつつネットワーク全体の処理能力を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  通信システム
２  物理サーバ
３  パケット振り分けノード
４  仮想ネットワーク管理ノード
１０  ＵＥ
１１  ｅＮＢ
１２  汎用スイッチ
２１、２１ａ、２１ｂ  仮想スイッチ
２２、２３  仮想サーバ
６１ａ、６１ｂ  Ｓ−ＧＷ
６２ａ、６２ｂ  ＭＭＥ
６３ａ、６３ｂ  ＰＣＲＦ
６４ａ、６４ｂ  Ｐ−ＧＷ
６５ａ、６５ｂ  ＨＳＳ
６６ａ、６６ｂ  Ｐ−ＣＳＣＦ
６７ａ、６７ｂ  Ｓ−ＣＳＣＦ
６８ａ、６８ｂ  ＳＣＣ  ＡＳ
６９ａ、６９ｂ  ＭＲＦ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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