(57)【要約】【課題】  特定のセッションに偏らない異常輻輳を検知し、規制することができる輻輳規制装置を提供する。【解決手段】  本発明は、通信端末及び呼処理装置間が、パケットを転送させるネットワークを介して、セッションの確立や切断などの呼処理プロトコルに係るメッセージ及びレスポンスを授受する通信システムに設けられた、輻輳規制装置である。そして、通信端末から呼処理装置への所定種類のメッセージについての「到来頻度／時間」をその時点の呼量として計測する呼量計測手段と、計測された呼量を閾値と比較し、輻輳状態か否かを判定する規制判定手段と、輻輳状態と判定されているときに到来した、所定種類のメッセージを廃棄する規制手段とを有することを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末及び呼処理装置間が、パケットを転送させるネットワークを介して、セッションの確立や切断などの呼処理プロトコルに係るメッセージ及びレスポンスを授受する通信システムに設けられた、輻輳規制装置であって、
上記通信端末から上記呼処理装置への第１の所定種類のメッセージについての「到来頻度／時間」をその時点の呼量として計測する呼量計測手段と、
計測された呼量を閾値と比較し、輻輳状態か否かを判定する規制判定手段と、
輻輳状態と判定されているときに到来した、第２の所定種類のメッセージを廃棄する規制手段と
を有することを特徴とする輻輳規制装置。
【請求項２】
第１の所定種類のメッセージ及び第２の所定種類のメッセージが共に発呼メッセージであることを特徴とする請求項１に記載の輻輳規制装置。
【請求項３】
上記規制手段は、規制対象外の優先的なメッセージ情報を予め保持し、輻輳状態と判定されているときに到来した第２の所定種類のメッセージであっても、保持している規制対象外の優先的なメッセージ情報に合致するときには、そのメッセージを廃棄させないことを特徴とする請求項１又は２に記載の輻輳規制装置。
【請求項４】
上記規制手段は、到来したメッセージを廃棄したときには、所定種類のレスポンスを、上記メッセージの送信元に応答することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の輻輳規制装置。
【請求項５】
通信端末及び呼処理装置間が、パケットを転送させるネットワークを介して、セッションの確立や切断などの呼処理プロトコルに係るメッセージ及びレスポンスを授受する通信システムに、請求項１〜４のいずれかに記載の輻輳規制装置を設けたことを特徴とする輻輳規制システム。
【請求項６】
通信端末及び呼処理装置間が、パケットを転送させるネットワークを介して、セッションの確立や切断などの呼処理プロトコルに係るメッセージ及びレスポンスを授受する通信システムに設けられた、コンピュータを、
上記通信端末から上記呼処理装置への第１の所定種類のメッセージについての「到来頻度／時間」をその時点の呼量として計測する呼量計測手段と、
計測された呼量を閾値と比較し、輻輳状態か否かを判定する規制判定手段と、
輻輳状態と判定されているときに到来した、第２の所定種類のメッセージを廃棄する規制手段と
して機能させることを特徴とする輻輳規制プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は輻輳規制システム、装置及びプログラムに関し、例えば、ＩＰ電話システムに対する輻輳の悪影響を軽減しようとしたものに適用し得るものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、ＩＰ電話の普及が進み、ＩＰ電話システムにおける輻輳も検討されつつある。従来の電話システムで実現されていた、企画型輻輳（チケット予約センターへの集中等）や災害型輻輳（被災地域への集中）へのトラフィックコントロールシステム（ＴＣＳ）や電話交換機を用いた対策システムは、ＩＰ電話システムにおいても、ほぼ同等の方式で対策が可能である。
【０００３】
しかしながら、異常輻輳（予測し得ない発呼集中など）では、呼処理を担当するコールエージェント（ＣＡ）におけるＣＰＵの輻輳となって電話がつながり難くなったり、通常状態であっても遅延が問題となりやすいネットワークでのパケットの輻輳となってパケット廃棄等による音質の劣化を招いたりする。
【０００４】
そのため、ＩＰ電話システムにおける輻輳を制御する方法が既に提案されている。例えば、特許文献１は、セッション設定装置に隣接あるいは内蔵するセッション制御装置が、グループ毎のセッションの不完了率やセッション到着率を計測して輻輳検知し、輻輳が検知されたグループに属する着信端末に向けたセッション要求を規制することによって、輻輳制御を行うことを記載している。
【特許文献１】特開２００５−１６７７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の輻輳制御方法では、セッションの不完了率や到着率に基づいて輻輳を検知しており、特定のセッションに偏らない輻輳を検知できず、そのような輻輳を規制できないという課題がある。
【０００６】
そのため、特定のセッションに偏らない異常輻輳を検知し、規制することができる輻輳規制システム、装置及びプログラムが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するため、第１の本発明は、通信端末及び呼処理装置間が、パケットを転送させるネットワークを介して、セッションの確立や切断などの呼処理プロトコルに係るメッセージ及びレスポンスを授受する通信システムに設けられた、輻輳規制装置であって、（１）上記通信端末から上記呼処理装置への第１の所定種類のメッセージについての「到来頻度／時間」をその時点の呼量として計測する呼量計測手段と、（２）計測された呼量を閾値と比較し、輻輳状態か否かを判定する規制判定手段と、（３）輻輳状態と判定されているときに到来した、第２の所定種類のメッセージを廃棄する規制手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
第２の本発明の輻輳規制システムは、通信端末及び呼処理装置間が、パケットを転送させるネットワークを介して、セッションの確立や切断などの呼処理プロトコルに係るメッセージ及びレスポンスを授受する通信システムに、第１の本発明の輻輳規制装置を設けたことを特徴とする。
【０００９】
第３の本発明の輻輳規制プログラムは、通信端末及び呼処理装置間が、パケットを転送させるネットワークを介して、セッションの確立や切断などの呼処理プロトコルに係るメッセージ及びレスポンスを授受する通信システムに設けられた、コンピュータを、上記通信端末から上記呼処理装置への第１の所定種類のメッセージについての「到来頻度／時間」をその時点の呼量として計測する呼量計測手段と、計測された呼量を閾値と比較し、輻輳状態か否かを判定する規制判定手段と、輻輳状態と判定されているときに到来した、第２の所定種類のメッセージを廃棄する規制手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の輻輳規制システム、装置及びプログラムによれば、特定のセッションに偏らない異常輻輳をもリアルタイムで検知し、規制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（Ａ）一実施形態
以下、本発明による輻輳規制システム、装置及びプログラムを、ＩＰ電話システムに係る輻輳規制に適用した一実施形態を、
図面を参照しながら詳述する。
【００１２】
（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、この実施形態の輻輳規制システムの全体構成を示すブロック図である。図１において、この実施形態の輻輳規制システム１では、コールエージェント（ＣＡ）２を収容し、ＩＰ電話システムを提供するネットワーク３の境界には、輻輳規制装置４が設けられている。すなわち、ＩＰ電話専用端末５−１、５−２や、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）上に実現されているソフトフォン６−１、６−２等は、輻輳規制装置４を介してのみ、ネットワーク３側にアクセスできる位置に輻輳規制装置４が設けられている。なお、ＩＰ電話専用端末（５−２）やソフトフォン（６−２）は、ＬＡＮ７の要素のものであっても良い。以下の説明では、ＩＰ電話専用端末やソフトフォンなどをまとめてＩＰ電話端末と呼ぶ。
【００１３】
なお、コールエージェント２は、周知のように、電話番号とＩＰアドレスとの対応付け処理や、公衆電話網とＩＰネットワークとの連携制御や、呼やシグナリングの制御などを行うものである。
【００１４】
この実施形態の特徴をなす輻輳規制装置４は、例えば、通信機能を有するコンピュータに、輻輳規制プログラムが搭載されることにより構築されるものである。なお、輻輳規制装置４は、専用装置として構築されたものであっても良く、汎用コンピュータを利用して構築されたものであっても良い。また、インターネットサービスプロバイダー（ＩＳＰ）のサーバやルータ等の所定機能を担当する装置の一機能として、輻輳規制装置４が実現されたものであっても良い。
【００１５】
輻輳規制装置４は、輻輳の規制処理を行う装置であって、機能的には、図１に示すように、呼量計測部１１、規制判定部１２及び規制部１３を有する。
【００１６】
呼量計測部１１は、ＩＰ電話端末（５−１、５−２、６−１、６−２等）とコールエージェント２との間で交換されるＳＩＰメッセージを分析し、呼量を計測するものである。呼量計測部１１の処理の詳細については、動作の項で説明する。
【００１７】
規制判定部１２は、呼量計測部１１が計測した呼量と所定の規制値（閾値）との比較により、規制が必要な状態（輻輳状態）か否かを判定するものである。規制判定部１２の処理の詳細については、動作の項で説明する。
【００１８】
規制部１３は、基本的には、規制が必要な状態と規制判定部１２が判定しているときに到来した発呼メッセージを廃棄し、廃棄したことを送信元側に通知するものである。この実施形態の場合、規制部１３は、規制が必要な状態と規制判定部１２が判定しているときであっても、優先呼や優先加入者からの発呼は規制対象外とするものである。規制部１３の処理の詳細については、動作の項で説明する。
【００１９】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、この実施形態の輻輳規制システム１における輻輳規制装置４の動作を説明する。なお、輻輳規制装置４以外の動作は、従来のものと同様である。
【００２０】
まず、呼量計測部１１による呼量計測動作を、図２を参照しながら説明する。図２は、呼量計測部１１による呼量計測動作を示すフローチャートである。
【００２１】
呼量計測部１１は、後述するようなＳＩＰメッセージを受信すると、図２に示す処理を開始し、その受信メッセージがＩＮＶＩＴＥ（発呼）メッセージか否かを判別する（ステップ１００）。受信メッセージがＩＮＶＩＴＥメッセージでなければ、図２に示す一連の処理を終了し、受信メッセージがＩＮＶＩＴＥメッセージであれば、ＩＮＶＩＴＥメッセージ数カウンタ（ソフトカウンタ）の値を１インクリメントした後（ステップ１０１）、図２に示す一連の処理を終了する。
【００２２】
ここで、図２の処理を起動するＳＩＰメッセージは、ＩＰ電話端末（５−１、５−２、６−１、６−２等）からコールエージェント２へ向かうＳＩＰメッセージである。例えば、宛先ＩＰアドレスが指定値で、プロトコルが指定値で、宛先ポート場合が指定値であるという条件を満たすＩＰパケットに係るＳＩＰメッセージである。
【００２３】
また、後述するように、ＩＮＶＩＴＥメッセージ数カウンタの値は定期的（１秒毎）にクリアされるようになされている。
【００２４】
以上のように、この実施形態においては、呼量をＩＮＶＩＴＥメッセージの数として計測するようにしたので、呼量をほぼリアルタイムで捉えることができ、その結果、輻輳が発生した場合にも、ほぼリアルタイムでそのことを捉えることができる。
【００２５】
次に、規制判定部１２による規制判定動作を、図３を参照しながら説明する。図３は、規制判定部１２による規制判定動作を示すフローチャートである。
【００２６】
規制判定部１２は、例えば、１秒毎の定期処理として、図３に示す規制判定処理を開始し、まず、そのときのＩＮＶＩＴＥメッセージ数カウンタの値が規制値を超えているか否かを判別する（ステップ１５０）。このときのＩＮＶＩＴＥメッセージ数カウンタの値は、直前１秒間に到来したＩＮＶＩＴＥメッセージの数になっており、上述したように、呼量をほぼリアルタイムで捉えることができている。
【００２７】
規制判定部１２は、ＩＮＶＩＴＥメッセージ数カウンタの値が規制値を超えていると、規制状態フラグをセット（＝ＴＲＵＥ）し（ステップ１５１）、一方、ＩＮＶＩＴＥメッセージ数カウンタの値が規制値以下であると、規制状態フラグをリセット（＝ＦＡＬＳＥ）する（ステップ１５２）。規制状態フラグのセット、リセットは、輻輳状態か否かに対応している。ここで、規制値を高く設定すると輻輳状態と判定し難く、規制値を低く設定すると輻輳状態と判定し易い。
【００２８】
なお、規制状態フラグをセットしたときには、そのことを管理センタ装置（例えばＴＣＳ）に通知するようにしても良い。
【００２９】
その後、規制判定部１２は、ＩＮＶＩＴＥメッセージ数カウンタの値をクリアし（ステップ１５３）、図３に示す一連の処理を終了する。
【００３０】
次に、規制部１３による規制動作を、図４を参照しながら説明する。図４は、規制部１３による規制動作を示すフローチャートである。
【００３１】
規制部１３は、呼量計測部１１の場合と同様に、ＩＰ電話端末（５−１、５−２、６−１、６−２等）からコールエージェント２へ向かう所定条件を満たすＳＩＰメッセージを受信すると、図４に示す処理を開始し、まず、規制状態フラグがセットされているか否かを判別する（ステップ２００）。規制状態フラグがセットされていなければ（輻輳状態でなければ）、規制の必要がないので、図４に示す一連の処理を終了する。
【００３２】
これに対して、規制状態フラグがセットされていると、受信したＳＩＰメッセージがｒｅＩＮＶＩＴＥメッセージになっているか否かを判別する（ステップ２０１）。ｒｅＩＮＶＩＴＥメッセージは、呼の接続維持をコールエージェント２に伝達するメッセージであり、輻輳状態であっても、廃棄に不向きなメッセージである。すなわち、廃棄により、コールエージェント２にｒｅＩＮＶＩＴＥメッセージが届かない場合には、コールエージェント２は、確立しているセッションが切断されたと誤解するため、廃棄に不向きなメッセージである。そのため、受信したＳＩＰメッセージがｒｅＩＮＶＩＴＥメッセージである場合には、図４に示す一連の処理を終了し、輻輳状態であってもこのｒｅＩＮＶＩＴＥメッセージを廃棄させない。
【００３３】
受信したＳＩＰメッセージがｒｅＩＮＶＩＴＥメッセージでなければ、受信したメッセージがＩＮＶＩＴＥメッセージになっているか否かを判別する（ステップ２０２）。この実施形態の場合、廃棄するメッセージをＩＮＶＩＴＥメッセージだけに定めている。そのため、受信したＳＩＰメッセージがＩＮＶＩＴＥメッセージでなければ、図４に示す一連の処理を終了し、輻輳状態であっても受信メッセージを廃棄させない。
【００３４】
受信したＳＩＰメッセージがＩＮＶＩＴＥメッセージであれば、そのＩＮＶＩＴＥメッセージが、優先呼に係るメッセージ又は優先加入者に係るメッセージか否かを判別する（ステップ２０３）。
【００３５】
優先呼とは、緊急電話（例えば「１１０」）に係る呼など、加入者との契約などに無関係に、そのセッション確立を優先させなければならない呼をいう。規制部１３は予め優先呼番号（１個とは限らない）を保持しておき、受信したＩＮＶＩＴＥメッセージの着番号を、保持している優先呼番号と比較し、着番号が優先呼番号に一致している場合には優先呼と判定する。優先加入者とは、加入者との契約などによって、そのセッション確立を優先させなければならない呼をいう。規制部１３は予め優先加入者ＩＤ（１個とは限らない）を保持しておき、受信したＩＮＶＩＴＥメッセージの所定項目（例えば、ＶＬＡＮ識別子など）の内容を、保持している優先加入者ＩＤと比較し、所定項目の内容が優先加入者ＩＤに一致している場合には優先加入者と判定する。
【００３６】
受信したＩＮＶＩＴＥメッセージが、優先呼に係るメッセージ又は優先加入者に係るメッセージであれば、図４に示す一連の処理を終了し、輻輳状態であっても受信メッセージを廃棄させない。
【００３７】
受信したＩＮＶＩＴＥメッセージが、優先呼に係るメッセージでも優先加入者に係るメッセージでもなければ、規制部１３は、受信したＩＮＶＩＴＥメッセージを廃棄し（ステップ２０４）、受信したＩＮＶＩＴＥメッセージの送信元に対し、５０３レスポンスを応答し（ステップ２０５）、図４に示す一連の処理を終了する。５０３レスポンスは、サービス無効（Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｕｎａｖａｉｌａｂｌｅ）を示す、到来したＳＩＰメッセージに対するレスポンスである（他のビジーレスポンスを適用しても良い）。なお、５０３レスポンスの応答に加え、受信したＩＮＶＩＴＥメッセージの廃棄を管理センタ装置（例えばＴＣＳ）に通知するようにしても良い。
【００３８】
以上のような図４に示す処理により、規制状態では、優先呼や優先加入者以外に係るＩＮＶＩＴＥメッセージが廃棄され、ｒｅＩＮＶＩＴＥメッセージは廃棄されない。
【００３９】
（Ａ−３）実施形態の効果
上記実施形態によれば、ＩＰパケットのトラフィック量ではなく、ＩＮＶＩＴＥメッセージについて計測した呼量に基づいて輻輳状態か否かを判別するようにしたので、特定のセッションに偏らない異常輻輳をも含めて輻輳をリアルタイムで検知でき、輻輳（トラフィック）を規制することができる。輻輳を規制し、トラフィックをある程度以下に抑えた場合には、ネットワーク３での伝搬遅延やその遅延ゆらぎの影響を抑え、ＩＰ電話の音質劣化を防止することができる。
【００４０】
また、規制がＩＮＶＩＴＥメッセージの廃棄であるため、セッションを確立することなく（音声データのトラフィックを生じさせることなく）、輻輳の規制を行うことができ、規制の効率を高くできる。
【００４１】
さらに、緊急電話などの優先呼や、契約による優先加入者などを規制対象外とでき、輻輳規制に優先制御を導入できている。なお、企画型輻輳（チケット予約センターへの集中等）や災害型輻輳（被災地域への集中）に対しても、オペレータが、そのトラフィックの集中先（集中予測先）に関し、優先呼又は優先加入者の登録を行うことで対応することができる。
【００４２】
さらにまた、ＳＩＰメッセージを利用した輻輳規制制御であり、加入者の発呼に対し、ビジーレスポンスを返却することにより、規制状態であることを通知することができる。
【００４３】
上記実施形態においては、ＩＰ電話システムを提供するネットワーク３の境界に設けられた輻輳規制装置４が輻輳の規制を行うようにしたので、コールエージェント２に到達するＳＩＰメッセージが抑制され、その結果、コールエージェント２の処理負担の上限が抑えられ、処理遅延もある程度以下に抑えられる。
【００４４】
（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態においては、呼量計測を、送信元／宛先に無関係に行うものを示したが、送信元（グループ概念を導入しても良い）を単位に計測し、又は、送信元／宛先の組み合わせ（グループ概念を導入しても良い）を単位に計測し、その単位で、規制判定動作や規制動作を行うようにしても良い。このような所定単位で輻輳規制処理を行う場合であれば、呼量が規制値を超えた場合に、輻輳を引き起こした送信元等の情報を、ブラックリストに自動登録するようにしても良い。
【００４５】
また、上記実施形態では、規制判定動作に用いられる規制値が固定のものを示したが、前回の判定結果が規制状態フラグのセットであれば、前回の規制値より１段階小さくした規制値を適用するようにしても良い。このようにすると、今回も、輻輳と判定される可能性が高くなって、ＩＮＶＩＴＥメッセージの廃棄率が高くなる可能性が大きくなる。すなわち、輻輳状態が長く続くほど、メッセージ廃棄率を高くでき、輻輳状態の回避の迅速化に寄与できる。
【００４６】
さらに、上記実施形態においては、呼量（輻輳状態）を、所定時間当たりのＩＮＶＩＴＥメッセージ数で捉えるものを示したが、ＩＮＶＩＴＥメッセージ数が所定数になるに要した時間を呼量のパラメータとして用いるようにしても良い。
【００４７】
上記実施形態においては、呼量の計測に用いるＳＩＰメッセージがＩＮＶＩＴＥメッセージであるものを示したが、呼量の計測に、他のＳＩＰメッセージを利用するようにしても良い。例えば、ＲＥＧＩＳＴＥＲ（登録）メッセージを利用するようにしても良い。この場合において、ＳＩＰメッセージとＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージとの数を別個に計数し、規制判定動作及び規制動作を別個に行うようにしても良く、ＳＩＰメッセージ及びＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージの合計数を計数し、合計数に基づいて、規制判定動作及び規制動作を融合して行うようにしても良い。なお、ＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを利用する場合においては、規制状態でも、ＩＰ電話端末の登録維持をコールエージェント２に伝達するｒｅＲＥＧＩＳＴＥＲメッセージを規制対象外とする。
【００４８】
上記各実施形態では、ＩＰ電話端末として、ＩＰ電話専用端末及びソフトフォンを示したが、他の端末であっても良いことは勿論である。例えば、ＩＰファクシミリ端末であっても良く、携帯型の端末であっても良い。
【００４９】
また、上記各実施形態では、輻輳規制装置がコールエージェントと関連しない独立装置として説明したが、コールエージェントの処理負担の軽減という効果などは得られないが、コールエージェントの１機能として、又は、コールエージェントの周辺装置として、輻輳規制装置を設けるようにしても良い。
【００５０】
上記実施形態においては、本発明をＩＰ電話システムに適用した場合を示したが、他のサービス（例えば、家電制御サービス、ホーム・ケア・サービスなど）を提供する通信システムにも、本発明を適用することができる。要は、セッションの確立などに適用するプロトコルとして、ＳＩＰ又はＳＩＰと同様なプロトコルを適用している通信システムであれば、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態の輻輳規制システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態の呼量計測動作を示すフローチャートである。
【図３】実施形態の規制判定動作を示すフローチャートである。
【図４】実施形態の規制動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１…輻輳規制システム、２…コールエージェント（ＣＡ）、３…ネットワーク、４…輻輳規制装置、５−１、５−２…ＩＰ電話専用端末、６−１、６−２…ソフトフォン、１１…呼量計測部、１２…規制判定部、１３…規制部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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