JP2017157950A - Session control method and communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エッジコンピューティングを移動体通信網に適用した場合のセッション制御方法および通信システムに関する。 The present invention relates to a session control method and a communication system when edge computing is applied to a mobile communication network.
従来から、ネットワーク上において端末(スマートフォンなど)の近くにあるエッジサーバに処理を分散させることで、地球規模で集中的配備されたクラウドコンピューティングの環境と比べて通信遅延を短縮するエッジコンピューティングという技術が考えられている(非特許文献1)。 Conventionally, edge computing that reduces communication delay compared to a cloud computing environment that is centrally deployed on a global scale by distributing processing to edge servers near the terminal (smartphone, etc.) on the network. Technology has been considered (Non-Patent Document 1).
上記のエッジコンピューティングを移動体通信網に適用する場合、移動体通信網では端末が移動することで端末の在圏情報が変化するという特性(ハンドオーバーの発生)がある。そのため、端末のハンドオーバーに伴って当該端末を収容する処理サーバ(エッジサーバ)が変更された場合、処理サーバがライブマイグレーションをしない限り、端末と処理サーバ間のセッション(例えばTCP(Transmission Control Protocol)セッションやSCTP(Stream Control Transmission Protocol)セッション)が切断されてしまう。 When the above-described edge computing is applied to a mobile communication network, the mobile communication network has a characteristic that the location information of the terminal changes as the terminal moves (occurrence of handover). Therefore, when the processing server (edge server) that accommodates the terminal is changed due to the handover of the terminal, the session between the terminal and the processing server (for example, TCP (Transmission Control Protocol)) unless the processing server performs live migration. Session or SCTP (Stream Control Transmission Protocol) session is disconnected.
この問題に対処する方策として、プロトコルとしてステートレスなUDP(User Datagram Protocol))を用いる策が考えられるが、たしかに低遅延ではあるものの、端末側およびサーバ側のアプリケーションの再開発が必要となり現実的ではない。また、セッションが切断されてもセッション再接続を可能にするという策が考えられるが、セッション再接続に時間がかかるという問題や、アプリケーションの処理中にセッション再接続が発生した場合に処理をやり直す必要が生じ大きなサービス停止時間が生じるおそれがあるという問題がある。 One way to deal with this problem is to use stateless UDP (User Datagram Protocol) as a protocol. However, although it has low latency, it is not practical because it requires redevelopment of applications on the terminal and server sides. Absent. In addition, there is a measure to enable session reconnection even if the session is disconnected, but it may take time to reconnect the session, and if the session reconnection occurs during application processing, it is necessary to repeat the process. There is a problem that a large service stop time may occur.
そこで、本発明は、エッジコンピューティングを移動体通信網に適用する場合に、端末のハンドオーバーが生じたときであっても、端末のアプリケーションのセッション情報を維持することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to maintain session information of an application of a terminal even when a handover of the terminal occurs when edge computing is applied to a mobile communication network.
本発明に係るセッション制御方法は、予め割り当てられたエリアに在圏している端末を収容し端末に係る処理を行う複数の処理サーバを含んで構成される通信システム、において実行されるセッション制御方法であって、端末と該端末を収容する処理サーバとの間のセッションを終端し前記端末側のアプリケーションのセッション情報を保持する端末側セッション維持プロキシサーバが、当該端末に対し設定され、当該端末が移動して新たな処理サーバに収容された場合、当該端末の移動に追従して、当該端末に対し設定されていた端末側セッション維持プロキシサーバのセッションの移動処理が実行されることで、前記新たな処理サーバに収容された端末に対し端末側セッション維持プロキシサーバが設定されることを特徴とする。 A session control method according to the present invention is a session control method that is executed in a communication system including a plurality of processing servers that accommodates terminals located in a pre-assigned area and performs processing related to the terminals. A terminal-side session maintenance proxy server that terminates a session between a terminal and a processing server that accommodates the terminal and holds session information of the application on the terminal side is set for the terminal, and the terminal When moved and accommodated in the new processing server, the movement processing of the session of the terminal side session maintenance proxy server set for the terminal is executed following the movement of the terminal. A terminal-side session maintenance proxy server is set for a terminal accommodated in a simple processing server.
上記のように、端末と該端末を収容する処理サーバとの間のセッションを終端し端末側のアプリケーションのセッション情報を保持する端末側セッション維持プロキシサーバを、当該端末に対し設定しておき、当該端末が移動して新たな処理サーバに収容された場合に、当該端末の移動に追従して、当該端末に対し設定されていた端末側セッション維持プロキシサーバのセッションの移動処理を実行することで、新たな処理サーバに収容された端末に対し端末側セッション維持プロキシサーバを設定する。これにより、端末のハンドオーバーが生じたときでも、端末のアプリケーションのセッション情報を維持することができ、ハンドオーバーを意識することなく、端末のアプリケーションを実行することができる。 As described above, a terminal-side session maintenance proxy server that terminates the session between the terminal and the processing server that accommodates the terminal and holds the session information of the terminal-side application is set for the terminal, When the terminal is moved and accommodated in a new processing server, following the movement of the terminal, by executing the movement process of the session of the terminal side session maintenance proxy server set for the terminal, A terminal-side session maintenance proxy server is set for the terminal accommodated in the new processing server. Thus, even when a terminal handover occurs, the session information of the terminal application can be maintained, and the terminal application can be executed without being aware of the handover.
また、本発明に係るセッション制御方法では、さらに、端末と該端末を収容する処理サーバとの間のセッションを終端し処理サーバ側のアプリケーションのセッション情報を保持する処理サーバ側セッション維持プロキシサーバが、端末に対し設定されている端末側セッション維持プロキシサーバと処理サーバとの間に設定されてもよい。この場合、端末のハンドオーバーが生じたときでも、処理サーバ側のアプリケーションのセッション情報を維持することができ、ハンドオーバーを意識することなく、処理サーバ側のアプリケーションを実行することができる。 In the session control method according to the present invention, the processing server side session maintenance proxy server that terminates the session between the terminal and the processing server that accommodates the terminal and holds the session information of the application on the processing server side, It may be set between the terminal side session maintenance proxy server set for the terminal and the processing server. In this case, even when a terminal handover occurs, the session information of the application on the processing server side can be maintained, and the application on the processing server side can be executed without being aware of the handover.
なお、端末側セッション維持プロキシサーバの設定については、任意の端末からの接続が可能な端末側セッション維持プロキシサーバを設定しておき、端末からの接続要求が来たときに、当該端末と、設定しておいた端末側セッション維持プロキシサーバとが接続されるとともに、次の端末からの接続要求のための新たな端末側セッション維持プロキシサーバが追加的に設定されるようにしてもよい。この場合、端末からの接続要求に応じて適切に、端末側セッション維持プロキシサーバを設定することができる。 Regarding the setting of the terminal-side session maintenance proxy server, a terminal-side session maintenance proxy server that can be connected from any terminal is set, and when a connection request is received from the terminal, The terminal-side session maintenance proxy server may be connected, and a new terminal-side session maintenance proxy server may be additionally set for a connection request from the next terminal. In this case, the terminal-side session maintenance proxy server can be appropriately set according to the connection request from the terminal.
ところで、セッション制御方法に係る本発明は、通信システムに係る発明として以下のように記述することができ、同様の作用および効果を奏する。 By the way, the present invention relating to the session control method can be described as the invention relating to the communication system as follows, and has the same operations and effects.
本発明に係る通信システムは、予め割り当てられたエリアに在圏している端末を収容し端末に係る処理を行う複数の処理サーバを含んで構成される通信システムであって、端末と該端末を収容する処理サーバとの間のセッションを終端し前記端末側のアプリケーションのセッション情報を保持する端末側セッション維持プロキシサーバが、当該端末に対し設定された構成とされており、当該端末が移動して新たな処理サーバに収容された場合、当該端末の移動に追従して、当該端末に対し設定されていた端末側セッション維持プロキシサーバのセッションの移動処理が実行されることで、前記新たな処理サーバに収容された端末に対し端末側セッション維持プロキシサーバが設定されるよう構成される、ことを特徴とする。 A communication system according to the present invention is a communication system configured to include a plurality of processing servers that accommodate a terminal located in a pre-allocated area and perform processing related to the terminal, the terminal and the terminal being connected to each other. A terminal-side session maintenance proxy server that terminates a session with a processing server to be accommodated and retains session information of the terminal-side application is configured for the terminal, and the terminal moves When accommodated in the new processing server, the movement processing of the session of the terminal side session maintenance proxy server set for the terminal is executed following the movement of the terminal, whereby the new processing server A terminal-side session maintenance proxy server is configured for a terminal accommodated in the terminal.
本発明によれば、エッジコンピューティングを移動体通信網に適用する場合に、端末のハンドオーバーが生じたときであっても、端末のアプリケーションのセッション情報を維持することができる。 According to the present invention, when edge computing is applied to a mobile communication network, it is possible to maintain session information of a terminal application even when a terminal handover occurs.
以下、図面と共に本発明に係るセッション制御方法および通信システムの実施形態を説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a session control method and a communication system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1(a)には、発明の実施形態に係る通信システム1の構成例を示す。通信システム1は、エッジコンピューティングを移動体通信網に適用した場合の通信システムであり、図1(a)に示すように、外部ネットワーク(ここではWAN(Wide Area Network)10)と接続するゲートウェイとして機能するPGW(Packet data network GateWay)20と、移動体通信網における在圏パケット交換機として機能する複数のSGW(Serving GateWay)30と、移動体通信網を流れるパケットデータの内容を解析する複数のDPI(Deep Packet Inspection)40と、複数の処理サーバ(エッジサーバ)50と、移動体通信網における基地局に相当するeNodeB(以下「eNB」と称する)60と、端末(User Equipment、以下「UE」と称する)70と、移動体通信網内の信号に基づきUEの移動によるハンドオーバーを検出する移動検出機80と、UE−VM間のセッションを終端しUE側アプリケーションのセッション情報を保持する端末側セッション維持プロキシサーバ(以下「Proxy」又は「UE側Proxy」と称する)90と、を含んで構成される。なお、処理サーバは、通常、仮想マシンとして実行されるが、物理マシンとして実行しても良い。本実施形態では、処理サーバが仮想マシン(Virtual Machine、以下「VM」とも称する)として実行される想定で記述する。
FIG. 1A shows a configuration example of a
上記のさまざまな装置は、図1(a)に示すように相互に直接又は間接的に接続されている。なお、移動検出機80は、PGW20およびSGW30を含んで構成されるモバイルコアネットワークから、移動元eNBおよび移動先eNBを含むハンドオーバー情報を取得可能とされており、図示は省略したが、eNB60、Proxy90、PGW20およびSGW30のそれぞれと接続し信号の送受信可能とされている。
The various devices described above are directly or indirectly connected to each other as shown in FIG. Note that the
説明の便宜上、複数のVMはVM1〜VM3と図示し、UEはUE1と図示している。図1(a)に示すように、VM3は、VM3に割り当てられたエリアに在圏するUE1を収容しており、エッジコンピューティングにおけるエッジとしてUE1からのサービス要求に応じたさまざまな処理を実行する。
For convenience of explanation, a plurality of VMs are illustrated as VM1 to VM3, and a UE is illustrated as UE1. As shown in FIG. 1A, the
VM3の配下のProxyは、在圏するUEそれぞれに対し設定され、図1(b)に示すように複数のProxy(一例としてProxy-1〜Proxy-3)と、送信元のUEに応じてパケットの転送先を振り分けるオープンフロースイッチ95とが設けられている。
The Proxy under VM3 is set for each UE in the area, and as shown in FIG. 1B, a plurality of Proxy (for example, Proxy-1 to Proxy-3) and a packet according to the source UE. And an
なお、図1(a)のPGW20、SGW30、VM50、eNB60、UE70、移動検出機80、Proxy90は、通信機能を備えた一般的なコンピュータにより構成される。例えば、図2に示すように、これらの装置(装置100と総称する)は、一又は複数のCPU101、主記憶装置であるRAM(Random Access Memory)102及びROM(Read Only Memory)103、通信を行うための通信モジュール104(Transmitter又はReceiver)、並びにハードディスク等の補助記憶装置105(Memory)等のハードウェアを備えた1つ又は複数のコンピュータにより構成される。装置100では、図4に示すCPU101、RAM102等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、CPU101の制御のもとで通信モジュール104等を動作させるとともに、RAM102や補助記憶装置105におけるデータの読み出しおよび書き込みを行うことで、各部における一連の機能が実現される。
In addition, PGW20, SGW30, VM50, eNB60, UE70, the
なお、CPU101などのプロセッサ(Processor)は、その機能の全部または一部を専用の集積回路(IC:integrated circuit)により実行するよう構成してもよい。例えば、画像処理や通信制御を行うための専用の集積回路を構築することにより上記機能を実行するようにしてもよい。
Note that a processor (Processor) such as the
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。 Software, whether it is called software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, or other names, instructions, instruction sets, codes, code segments, program codes, programs, subprograms, software modules , Applications, software applications, software packages, routines, subroutines, objects, executable files, execution threads, procedures, functions, etc. should be interpreted broadly.
また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)などの有線技術及び/又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。 Also, software, instructions, etc. may be transmitted / received via a transmission medium. For example, software may use websites, servers, or other devices using wired technology such as coaxial cable, fiber optic cable, twisted pair and digital subscriber line (DSL) and / or wireless technology such as infrared, wireless and microwave. When transmitted from a remote source, these wired and / or wireless technologies are included within the definition of transmission media.
図3(a)には、アドレス設定状況を示しており、複数のVM1〜VM3には同じIPアドレス(Local IP1)が設定される。ただし、UE1のアプリケーションから処理要求を送る場合、送信元アドレスを「UE-IP1」に設定し、送信先アドレスを「SV-IP」に設定すればよく、UE1のアプリケーションから見れば、図3(b)のようなアドレス設定であるとして実装すればよい。なお、複数のVM1〜VM3のIPアドレス(Local IP1)は必ずしも同一である必要はないが、統一可能であればアプリケーションの初期設定が容易になる。 FIG. 3A shows an address setting situation, and the same IP address (Local IP1) is set in a plurality of VM1 to VM3. However, when a processing request is sent from the UE1 application, the source address may be set to “UE-IP1” and the destination address may be set to “SV-IP”. From the viewpoint of the UE1 application, FIG. What is necessary is just to mount as address setting like b). Note that the IP addresses (Local IP1) of the plurality of VM1 to VM3 are not necessarily the same, but if they can be unified, the initial setting of the application becomes easy.
本実施形態では、UE1からの送信先アドレス「SV-IP」のパケットが、図3(a)における右側のDPI40によって取得され、後述する処理により図3(a)のProxy90へ転送される例を説明する。しかし、この手法に限定されるものではなく、UEとVMのIPアドレスがUEのハンドオーバー後も継続される構成であればよい。
In the present embodiment, an example in which the packet of the destination address “SV-IP” from the
(送信処理)
まず、図4を用いてUE1からのパケット送信処理を説明する。UE1のアプリケーションは、外部データセンターのVM1に通信するのと同様に、パケットを送信する。具体的には、送信元アドレスを「UE-IP1」に、送信先アドレスを「SV-IP」にそれぞれ設定してパケットを送信する(ステップS1)。送信されたパケットはeNBを経由してDPIに届く。
(Transmission process)
First, the packet transmission process from UE1 is demonstrated using FIG. The application of UE1 transmits a packet in the same manner as communicating with VM1 of the external data center. Specifically, the packet is transmitted with the source address set to “UE-IP1” and the destination address set to “SV-IP” (step S1). The transmitted packet reaches the DPI via the eNB.
DPIは、図5(a)に示すテーブルを予め記憶しており、該テーブルを参照してパケットの送信先情報および送信元情報に基づきProxyに転送すべきか否かを判断する(ステップS2)。例えば、DPIは、受信したパケットの解析を行い、図5(a)の例のようにIPヘッダの送信先アドレス(サーバのアドレス)「SV-IP」と送信元アドレス(UEのアドレス)「UE-IP1」の組合せに対応するProxyが登録済みであれば、登録されたProxyに向けて転送する(ステップS3)。 The DPI stores a table shown in FIG. 5A in advance, and refers to the table to determine whether or not to transfer to the Proxy based on the packet destination information and source information (step S2). For example, the DPI analyzes the received packet and, as in the example of FIG. 5A, the destination address (server address) “SV-IP” and the source address (UE address) “UE” of the IP header. If the proxy corresponding to the combination of “-IP1” has already been registered, the proxy is transferred to the registered proxy (step S3).
Proxyに向けて転送されたパケットは、図1(b)のオープンフロースイッチ95に入力される。オープンフロースイッチ95は、図5(b)に示すテーブルを予め記憶しており、該テーブルを参照してIPヘッダの送信元アドレス(UEのアドレス)「UE-IP1」に対応付けられたProxy(ここでは「Proxy-1」)へパケットを転送する(ステップS4)。
The packet transferred toward the Proxy is input to the
そして、Proxy-1は、NAT(Network Address Translation)によるIPマスカレード処理を行うことで、パケットの送信先アドレスをVM3のアドレスである「Local IP1」に変更し(ステップS5)、パケットをVM3へ転送する(ステップS6)。これにより、VM3は、送信元アドレスがUE-IP1で、送信先アドレスがLocal IP1であるパケットを受信する。
Proxy-1 then performs IP masquerading processing using NAT (Network Address Translation) to change the packet destination address to “Local IP1”, which is the address of VM3 (step S5), and forwards the packet to VM3. (Step S6). Accordingly, the
(返信処理)
次に、図6を用いてVM3からのパケット返信処理を説明する。VM3は、返信するパケットについて送信元アドレスを「Local IP1」に、送信先アドレスを「UE-IP1」にそれぞれ設定し、当該パケットをProxy1に返信する(ステップS11)。Proxy1は、返信されたパケットについてNAT処理によって送信元アドレスを「SV-IP」に変更し(ステップS12)、変更後のパケットをオープンフロースイッチ95に転送する(ステップS13)。このとき、オープンフロースイッチ95から見て、下り方向(UE1への返信方向)は、複数の送信元(Proxy)から1つの送信先(UE1)へ転送することになるため、上記のようにオープンフロースイッチ95によるパケットの転送先の振分けは不要である。そのため、オープンフロースイッチ95は、転送されてきたパケットをそのままDPIへ転送する(ステップS14)。
(Reply process)
Next, packet return processing from the
DPIは、転送されてきたパケットに対し適切なGTP(GPRS Tunneling Protocol)トンネル処理を行い(ステップS15)、処理後のパケットをeNBへ転送する。DPIは、図7に示すGTPのテーブルを予め記憶しており、上記ステップS15では該テーブルを参照して上記パケットに適用すべきGTPトンネル(例えば送信先アドレス(UEのアドレス)UE-IP1に対応付けられたGTP1)を選択し、選択したGTPトンネルに基づくGTPトンネル処理を行う。その後、パケットは、eNBを経由して送信先のUE1へ届く(ステップS16)。これにより、UE1のアプリケーションは、外部データセンターのVM1から返信されてきたパケットと同様のパケット、即ち、送信元アドレスがSV-IPに、送信先アドレスがUE-IP1にそれぞれ設定されたパケットを受け取ることとなる。 The DPI performs an appropriate GTP (GPRS Tunneling Protocol) tunnel process on the transferred packet (step S15), and transfers the processed packet to the eNB. The DPI stores the GTP table shown in FIG. 7 in advance, and corresponds to the GTP tunnel (for example, destination address (UE address) UE-IP1) to be applied to the packet by referring to the table in step S15. The attached GTP1) is selected, and GTP tunnel processing based on the selected GTP tunnel is performed. Thereafter, the packet reaches the destination UE1 via the eNB (step S16). Thereby, the application of UE1 receives a packet similar to the packet returned from VM1 of the external data center, that is, a packet in which the source address is set to SV-IP and the destination address is set to UE-IP1. It will be.
(移動処理)
次に、UE1が移動しハンドオーバーが生じた場合の移動処理を説明する。図8に示すように、VM3に収容されていたUE1が移動し、VM2に収容されようとしているとき、このUE1の移動に追従して、移動元のUE1に対し設定されていた図8で破線で示すProxy(移動元Proxy)のセッションの移動処理が実行されることで、VM2に収容されようとしているUE1に対し、図8で実線で示すProxy(移動先Proxy)が設定される。上記の「セッションの移動処理」として、以下では、ライブマイグレーションが実行される例を説明する。ただし、これは必須ではなく、セッションの移動処理としては、ライブマイグレーション以外に、エラスティックコアアーキテクチャでのセッション情報の引き継ぎ、プロトコルに用意されたセッション張り替え手続きなどが挙げられる。
(Move process)
Next, the movement process when the
図8には移動後のアドレス設定状況も示されており、前述した図3(a)の移動前のアドレス設定状況と同様に、複数のVM1〜VM3には同じIPアドレス(Local IP1)が設定され、UE1のアプリケーションから処理要求を送る場合、送信元アドレスを「UE-IP1」に設定し、送信先アドレスを「SV-IP」に設定すればよく、UE1のアプリケーションについては、移動前と同様、図3(b)のようなアドレス設定であるとして実装すればよい。 FIG. 8 also shows the address setting status after movement, and the same IP address (Local IP1) is set for a plurality of VM1 to VM3 as in the address setting status before movement shown in FIG. When a processing request is sent from the UE1 application, the source address is set to “UE-IP1” and the destination address is set to “SV-IP”. The UE1 application is the same as before the movement. The address setting as shown in FIG. 3B may be implemented.
以下、図9を用いて移動処理を説明する。VM3に収容されていたUE1が移動開始して(ステップS21)VM2に収容されようとしているとき、移動検出機は、例えばモバイルコアネットワーク側(図1のPGW20やSGW30等)からの、移動元eNBから移動先eNBへのUE1のハンドオーバー開始通知に基づいて、UE1の移動を検出する(ステップS22)。このとき移動検出機は、移動元eNBおよび移動先eNBの情報から、対象となる移動元VM(VM3)および移動先VM(VM2)を検出し、対象となる移動元Proxyとその移動先を決定する。さらに、移動検出機は、移動元Proxyに対し、その移動先情報を含んだ移動指示(ここではVM3からVM2へのライブマイグレーションの指示)を行う(ステップS23)。
Hereinafter, the movement process will be described with reference to FIG. When the UE1 accommodated in the VM3 starts moving (step S21) and is about to be accommodated in the VM2, the mobile detector is the source eNB from the mobile core network side (such as the
これにより、VM3からVM2へのProxyのライブマイグレーション(移動処理)が実行される(ステップS24)。その中で具体的には、移動元Proxyの削除開始(ステップS25)、移動元オープンフロースイッチへのフローテーブル修正指示(ステップS26)に基づく移動元オープンフロースイッチにおける移動元Proxy関連のフローの削除(ステップS27)が実行される。さらに、移動先Proxyの追加(ステップS28)、移動先オープンフロースイッチへのフローテーブル修正指示(ステップS29)に基づく移動先オープンフロースイッチにおける移動先Proxy関連のフローの追加(ステップS30)が実行される。ステップS28の移動先Proxyの追加処理では、必要に応じて認証処理を実行してもよい。そして、移動先Proxyと、移動先の収容VMであるVM2との間でセッションが生成される(ステップS31)。その後、移動先Proxyにおける移動処理完了が移動先Proxyから移動元Proxyへ通知されると(ステップS32)、移動処理完了はさらに移動元Proxyから移動検出機へ通知される(ステップS33)。この通知後、移動元Proxyの削除が完了する。 Thereby, the proxy live migration (migration process) from VM3 to VM2 is executed (step S24). Specifically, the deletion of the source proxy related flow in the source open flow switch based on the start of deletion of the source proxy (step S25) and the flow table modification instruction to the source open flow switch (step S26) is specifically included. (Step S27) is executed. Further, the addition of the destination proxy (step S28) and the addition of the destination proxy related flow in the destination open flow switch (step S30) based on the flow table modification instruction to the destination open flow switch (step S29) are executed. The In the process of adding the destination proxy in step S28, an authentication process may be executed as necessary. Then, a session is generated between the migration destination Proxy and the migration destination VM 2 (Step S31). Thereafter, when the movement processing completion at the movement destination Proxy is notified from the movement destination Proxy to the movement source Proxy (Step S32), the movement processing completion is further notified from the movement source Proxy to the movement detector (Step S33). After this notification, the deletion of the source proxy is completed.
ハンドオーバーの途中段階でUE1から移動元eNBへ送信されたパケットは、図9のステップS34として破線で示すように、標準仕様に基づき、移動元eNBから移動先eNBへ転送され、その後、移動先DPI、移動先オープンフロースイッチ、移動先Proxyを経由して、ハンドオーバー先のVM2へ転送される。このようにしてハンドオーバーの途中段階でUE1から移動元eNBへ送信されたパケットは、ハンドオーバー先のVM2へリダイレクトされる。
The packet transmitted from UE1 to the source eNB in the middle of the handover is transferred from the source eNB to the destination eNB based on the standard specifications as shown by the broken line in step S34 in FIG. The data is transferred to the
なお、図9には、移動先Proxyとハンドオーバー先のVM2との間のセッションが生成された後に、リダイレクトすべきパケットが発生したケースを示したが、移動先Proxyとハンドオーバー先のVM2との間のセッションが生成される前に、リダイレクトすべきパケットが発生した場合は、移動先Proxyが当該パケットを一時的に記憶し、VM2とのセッションが生成され次第、当該パケットをVM2へ転送すればよい。
FIG. 9 shows a case where a packet to be redirected occurs after a session between the destination proxy and the
そして、UE1の移動が完了した(ステップS35)後は、UE1からのパケットは、移動先eNB、移動先DPI、移動先オープンフロースイッチ、移動先Proxyを経由して、ハンドオーバー先のVM2へ送信される(ステップS36:通常の送信)。 After the movement of UE1 is completed (step S35), the packet from UE1 is transmitted to the handover destination VM2 via the destination eNB, destination DPI, destination open flow switch, destination proxy. (Step S36: normal transmission).
上記のような移動元Proxyのライブマイグレーションに伴って、以下のように各種テーブルの値の移動(実際には、移動先への追加および移動元からの削除)が行われる。具体的には、GTPのテーブルについては、図10(a)に示すように移動元のGTPのテーブルからUE1に関するデータが移動元DPIにより削除され、図10(b)に示すように移動先のGTPのテーブルにUE1に関するデータが移動先DPIにより追加される。また、DPIのテーブルについては、図10(c)に示すように移動元DPIのテーブルからUE1に関するデータが移動元DPIにより削除され、図10(d)に示すように移動先DPIのテーブルにUE1に関するデータが移動先DPIにより追加される。同様に、オープンフロースイッチのテーブルについては、図10(e)に示すように移動元オープンフロースイッチのテーブルからUE1に関するデータが移動元オープンフロースイッチにより削除され、図10(f)に示すように移動先オープンフロースイッチのテーブルにUE1に関するデータが移動先オープンフロースイッチにより追加される。なお、移動元DPIは、図9のステップS23での移動指示の転送における途中の経路上にあるため、当該転送の際に移動元Proxyのライブマイグレーションを認識することができる。移動先DPIは、図9のステップS24での移動処理指示の転送における途中の経路上にあるため、当該転送の際に移動元Proxyのライブマイグレーションを認識することができる。 Along with the live migration of the migration source proxy as described above, the values of various tables are moved (actually, addition to the migration destination and deletion from the migration source) as follows. Specifically, with respect to the GTP table, as shown in FIG. 10A, the data related to UE1 is deleted from the source GTP table by the source DPI, and as shown in FIG. Data on UE1 is added to the GTP table by the destination DPI. As for the DPI table, data relating to UE1 is deleted from the source DPI table as shown in FIG. 10C by the source DPI, and UE1 is added to the destination DPI table as shown in FIG. Is added by the destination DPI. Similarly, with respect to the OpenFlow switch table, as shown in FIG. 10E, the data related to UE1 is deleted from the source OpenFlow switch table by the source OpenFlow switch, and as shown in FIG. Data on UE1 is added to the table of the destination open flow switch by the destination open flow switch. Since the movement source DPI is on a route in the middle of the transfer of the movement instruction in step S23 of FIG. 9, it is possible to recognize the live migration of the movement source Proxy at the time of the transfer. Since the movement destination DPI is on a route in the middle of the transfer of the movement processing instruction in step S24 of FIG. 9, it is possible to recognize the live migration of the movement source proxy at the time of the transfer.
(エッジサーバを使わずにWAN上のVM1を用いる場合について)
エッジサーバ(図11(a)のVM2やVM3)を使わずにWAN上のVM1を用いてUE1からの処理要求を処理することもできる。この場合、図11(a)のProxyについては、実際には図11(b)のように同一IP(SV-IP)のProxyがUEの数だけ設定され、オープンフロースイッチ95がパケットの送信元アドレスに応じてパケットを振り分ける構成を採用することができる。
(When using VM1 on WAN without using edge server)
The processing request from UE1 can be processed using VM1 on the WAN without using the edge server (VM2 or VM3 in FIG. 11A). In this case, with regard to the Proxy in FIG. 11A, in practice, as shown in FIG. 11B, the same IP (SV-IP) Proxy is set by the number of UEs, and the
ただし、WAN上のVM1を用いる場合は、ネットワーク経路上で生じる遅延が比較的大きいと推測されるため、図11(b)のような構成でなくProxyを1台だけにして、最悪はセッションを一旦切断して対応する構成としてもよい。このような構成により低遅延化を図ることができる。 However, when VM1 on the WAN is used, it is estimated that the delay generated on the network path is relatively large. Therefore, the configuration is not as shown in FIG. It is good also as a structure which cut | disconnects once and respond | corresponds. With such a configuration, the delay can be reduced.
(最初の接続時の処理)
以下、最初の接続時の処理について、WAN上のVM1を用いる場合を例にして説明する。ここでは、図13(a)のように最初にProxyを1台だけ設定し、任意の送信元アドレスからの接続要求が当該1台のProxyに転送されるようにオープンフロースイッチのテーブルを設定しておく。
(Processing at the first connection)
Hereinafter, the process at the time of the first connection will be described by taking as an example the case of using VM1 on the WAN. Here, as shown in FIG. 13 (a), only one Proxy is set first, and an OpenFlow switch table is set so that a connection request from an arbitrary source address is transferred to the one Proxy. Keep it.
WAN上のVM1への接続要求がUE1から送信されると(図12のステップS41)、上記接続要求はeNB経由でWANへ届き、WANにてルーティングされ(ステップS42)、オープンフロースイッチ95へ転送される(ステップS43)。オープンフロースイッチ95は、図13(b)のように上記接続要求をその時点の待ち受けProxy(最初に設定されたProxy)に送信する(ステップS44、S45)。そして、最初に設定されたProxyは、図14(a)のように、UE1以外の送信元からのパケットを待ち受けるProxy2を新設し(ステップS46)、UE1以外の送信元からのパケットが新設のProxy2へ転送されるようにオープンフロースイッチ95におけるフローを修正する。これは、オープンフロースイッチ95を管理するオープンフローコントローラ(不図示)経由で行われる(ステップS47)。これを受けて、オープンフロースイッチ95では、フローにおける待ち受けProxyがProxy2に修正される(ステップS48)。
When a connection request to the VM1 on the WAN is transmitted from the UE1 (step S41 in FIG. 12), the connection request reaches the WAN via the eNB, is routed by the WAN (step S42), and is transferred to the
また、最初に設定されたProxyは、上記接続要求をVM1へ送信し(ステップS49)、UE1へ向けて接続完了の旨の接続返信を送る(ステップS50)。また、VM1から最初に設定されたProxyへ接続完了の旨の接続返信が送られる(ステップS51)。
Further, the Proxy set first transmits the connection request to the VM 1 (Step S49), and sends a connection reply indicating that the connection is complete to the UE 1 (Step S50). Further, a connection reply indicating that the connection is completed is sent from the
以上のようにして、最初の接続時に、UE1−VM1間で正常な接続が実現される。もし図12のステップS51でのVM1からの接続返信が接続失敗という内容であった場合は、最初に設定されたProxyとUE1間の接続も切断すればよい。上記ではWAN上のVM1を用いる場合を例示したが、DPI経由で接続されるVM2、VM3を用いる場合にも、上記一連の処理は適用可能である。
As described above, a normal connection is realized between the UE1 and the VM1 at the time of the first connection. If the connection reply from the
なお、図12では、最初にProxyを1台だけ設定しておき、最初の接続要求が当該Proxyに転送された時点で、新たなProxyを設定する例を示したが、最初に複数のProxyを設定しておいてもよく、その場合は1台以上のProxyが待ち受けProxyとして残るよう設定することが望ましい。特に、多数の接続要求が予想される時には、それらの接続要求を受け付け可能な台数および待ち受けProxyとして残す台数を含めた台数分のProxyを設定しておくことが望ましい。 FIG. 12 shows an example in which only one proxy is set at the beginning and a new proxy is set when the first connection request is transferred to the proxy. In this case, it is desirable to set so that one or more proxies remain as standby proxies. In particular, when a large number of connection requests are expected, it is desirable to set the number of proxies including the number that can accept these connection requests and the number that remains as standby proxies.
また、図12のステップS45〜S47では待ち受けProxyを1台新設する例を示したが、この場合、もしステップS45〜S47が完了する前に複数の接続要求が来た場合には、2番目以降の接続要求にはすぐには応じられないため、2番目以降の接続要求は破棄される。ただ、このような事態を回避するべく、待ち受けProxyを多く用意しておくことが望ましい。または、2番目以降の接続要求をドロップしてeNBからの再送を待ち、その間に、待ち受けProxyのさらなる新設処理を進めてもよい。 In addition, in steps S45 to S47 of FIG. 12, an example is shown in which one standby proxy is newly installed. In this case, if a plurality of connection requests are received before steps S45 to S47 are completed, the second and subsequent steps are performed. Since the connection request cannot be immediately responded, the second and subsequent connection requests are discarded. However, in order to avoid this situation, it is desirable to prepare many standby proxies. Alternatively, the second and subsequent connection requests may be dropped to wait for retransmission from the eNB, and in the meantime, further establishment processing of the standby proxy may be advanced.
以上説明した本実施形態によれば、エッジコンピューティングを移動体通信網に適用する場合に、UEのハンドオーバーが生じたときであっても、UE側のアプリケーションのセッション情報を維持することができる。 According to the present embodiment described above, when edge computing is applied to a mobile communication network, it is possible to maintain session information of an application on the UE side even when a UE handover occurs. .
(変形例1)
上記の実施形態で述べたProxyは、UEと該UEを収容するVMとの間のセッションを終端しUE側のアプリケーションのセッション情報を保持するUE側Proxyであったが、図15(a)に示すように、UE側Proxyに加え、UEと該UEを収容するVMとの間のセッションを終端しVM側のアプリケーションのセッション情報を保持するVM側Proxy(本発明の「仮想マシン側セッション維持プロキシサーバ」に相当)を、UE側ProxyとVMとの間に設定してもよい。VM側Proxyは、図15(a)に示すようにVM1〜VM3それぞれに対し1台ずつ設定される。図15(b)に示すようにUE側Proxyは、在圏するUEごとに設定されるのに対し、VM側Proxyは、UEを収容するVM(VM3)に対し1台のみ設定される。その1台は、セッションをユーザ数分保持する。例えばIPアドレスやポートをユーザ数分用意し、ユーザ側プロキシと紐づけて管理する。このセッションはユーザが移動しても継続され、VMはセッションを維持することができる。
(Modification 1)
The Proxy described in the above embodiment is a UE-side Proxy that terminates a session between a UE and a VM that accommodates the UE and holds session information of a UE-side application. As shown, in addition to the UE-side Proxy, the VM-side Proxy that terminates the session between the UE and the VM that accommodates the UE and holds the session information of the VM-side application (the “virtual machine-side session maintenance proxy of the present invention” Server ”) may be set between the UE-side Proxy and the VM. As shown in FIG. 15A, one VM-side proxy is set for each of VM1 to VM3. As shown in FIG. 15B, the UE-side Proxy is set for each UE in the area, whereas only one VM-side Proxy is set for the VM (VM3) that accommodates the UE. One of them holds sessions for the number of users. For example, IP addresses and ports are prepared for the number of users, and managed by linking them to the user-side proxy. This session continues even if the user moves, and the VM can maintain the session.
この場合、UEのハンドオーバーが生じたときでも、VM側のアプリケーションのセッション情報を維持することができ、ハンドオーバーを意識することなく、VM側のアプリケーションを実行することができる、という利点がある。 In this case, even when a UE handover occurs, there is an advantage in that the VM side application session information can be maintained and the VM side application can be executed without being aware of the handover. .
(変形例2)
上記実施形態のProxy(UE側のアプリケーションのセッション情報を保持するUE側Proxy)は、図16(a)に示すようにUE上に設定してもよい。この場合、UEの移動に追従させたProxyの移動は不要となる。
(Modification 2)
The Proxy (UE-side Proxy holding session information of the UE-side application) in the above embodiment may be set on the UE as shown in FIG. In this case, it is not necessary to move the Proxy following the movement of the UE.
ただし、UE上にProxyを設定するため、UEのユーザに改変Proxyを使われるなどの攻撃に利用されるおそれがある。ここでの攻撃にはいくつかの種類が考えられるが、少なくとも、成りすまし防止のために、ProxyとVM間での認証は必須になる。その際の認証処理は、図16(b)に示すVM内に設けられた認証機能部55により実行してもよいし、VMの外部に設けられた認証機能部により実行してもよい。UEのハンドオーバーが生じた場合には、ハンドオーバー元のVMの認証機能部とハンドオーバー先のVMの認証機能部との間で、認証情報の引き継ぎが必要になる。
However, since the Proxy is set on the UE, it may be used for an attack such as using a modified Proxy by the user of the UE. There are several types of attacks here, but at least authentication between Proxy and VM is indispensable to prevent impersonation. The authentication process at that time may be executed by the
(変形例3)
上記実施形態では、図17(a)に示すオープンフロースイッチ95によって送信元アドレスに応じたProxyにパケットを振り分ける例を示したが、パケットの振り分けでは、オープンフローを用いることは必須ではなく、別の手法を用いてもよい。例えば、図17(c)のテーブルを予め記憶した図17(b)に示すDNSサーバ96が、当該テーブルを参照することで送信元UEのアドレスに対応するProxyを特定し、スイッチ97を用いて、当該特定されたProxyにパケットを振り分けるよう構成してもよい。
(Modification 3)
In the above embodiment, an example is shown in which the
なお、本明細書で説明した「情報」は、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。 Note that the “information” described herein may be represented using any of a variety of different technologies. For example, data, commands, commands, information, signals, bits, symbols, chips, etc. that may be referred to throughout the above description are voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or magnetic particles, light fields or photons, or any of these May be represented by a combination of
本明細書で使用する「判断」という用語は、多種多様な動作を包含する。「判断」は、例えば、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(lookingup)(例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)などを含み得る。また、「判断」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)などを含み得る。また、「判断」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などを含み得る。 As used herein, the term “determination” encompasses a wide variety of actions. “Judgment” can be, for example, calculating, computing, processing, deriving, investigating, looking up (eg, searching in a table, database, or another data structure) ), Ascertaining, and the like. Also, “determining” can include receiving (eg, receiving information), accessing (eg, accessing data in a memory) and the like. Also, “determining” may include resolving, selecting, selecting, establishing, comparing, and the like.
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。 As used herein, the phrase “based on” does not mean “based only on,” unless expressly specified otherwise. In other words, the phrase “based on” means both “based only on” and “based at least on.”
本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。 As long as there is no contradiction, the order of the processing procedures, sequences, flowcharts, and the like of each aspect / embodiment described in this specification may be changed. For example, the methods described herein present the elements of the various steps in an exemplary order and are not limited to the specific order presented.
本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。 Each aspect / embodiment described in this specification may be used independently, may be used in combination, or may be switched according to execution. In addition, notification of predetermined information (for example, notification of being “X”) is not limited to explicitly performed, but is performed implicitly (for example, notification of the predetermined information is not performed). Also good.
以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。 Although the present invention has been described in detail above, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention is not limited to the embodiments described herein. The present invention can be implemented as modified and changed modes without departing from the spirit and scope of the present invention defined by the description of the scope of claims. Therefore, the description of the present specification is for illustrative purposes and does not have any limiting meaning to the present invention.
1…通信システム、10…WAN、20…PGW、30…SGW、40…DPI、50…VM、55…認証機能部、60…eNB、70…UE、80…移動検出機、90…UE側Proxy、95…オープンフロースイッチ、96…DNSサーバ、97…スイッチ、100…装置、101…CPU、102…RAM、103…ROM、104…通信モジュール、105…補助記憶装置。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
端末と該端末を収容する処理サーバとの間のセッションを終端し前記端末側のアプリケーションのセッション情報を保持する端末側セッション維持プロキシサーバが、当該端末に対し設定され、
当該端末が移動して新たな処理サーバに収容された場合、当該端末の移動に追従して、当該端末に対し設定されていた端末側セッション維持プロキシサーバのセッションの移動処理が実行されることで、前記新たな処理サーバに収容された端末に対し端末側セッション維持プロキシサーバが設定される、
ことを特徴とするセッション制御方法。 A session control method executed in a communication system configured to include a plurality of processing servers that accommodate a terminal located in a pre-assigned area and perform processing related to the terminal,
A terminal-side session maintenance proxy server that terminates a session between a terminal and a processing server that accommodates the terminal and holds session information of the application on the terminal side is set for the terminal,
When the terminal moves and is accommodated in a new processing server, the movement process of the session of the terminal side session maintenance proxy server set for the terminal is executed following the movement of the terminal. A terminal-side session maintenance proxy server is set for the terminal accommodated in the new processing server,
The session control method characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項1に記載のセッション制御方法。 A processing server side session maintenance proxy server that terminates a session between a terminal and a processing server that accommodates the terminal and holds session information of the application on the processing server side is set for the terminal. Set between a proxy server and the processing server;
The session control method according to claim 1, wherein:
任意の端末からの接続が可能な端末側セッション維持プロキシサーバを設定しておき、
端末からの接続要求が来たときに、当該端末と、設定しておいた端末側セッション維持プロキシサーバとが接続されるとともに、次の端末からの接続要求のための新たな端末側セッション維持プロキシサーバが追加的に設定される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のセッション制御方法。 For the setting of the terminal side session maintenance proxy server,
Set up a terminal-side session maintenance proxy server that can be connected from any terminal,
When a connection request is received from a terminal, the terminal is connected to the terminal-side session maintenance proxy server that has been set, and a new terminal-side session maintenance proxy for a connection request from the next terminal The server is additionally configured,
The session control method according to claim 1 or 2, characterized in that
端末と該端末を収容する処理サーバとの間のセッションを終端し前記端末側のアプリケーションのセッション情報を保持する端末側セッション維持プロキシサーバが、当該端末に対し設定された構成とされており、
当該端末が移動して新たな処理サーバに収容された場合、当該端末の移動に追従して、当該端末に対し設定されていた端末側セッション維持プロキシサーバのセッションの移動処理が実行されることで、前記新たな処理サーバに収容された端末に対し端末側セッション維持プロキシサーバが設定されるよう構成される、
ことを特徴とする通信システム。 A communication system configured to include a plurality of processing servers that accommodate a terminal located in a pre-assigned area and perform processing related to the terminal,
A terminal side session maintenance proxy server that terminates a session between a terminal and a processing server that accommodates the terminal and holds session information of the application on the terminal side is configured for the terminal,
When the terminal moves and is accommodated in a new processing server, the movement process of the session of the terminal side session maintenance proxy server set for the terminal is executed following the movement of the terminal. A terminal-side session maintenance proxy server is configured for a terminal accommodated in the new processing server.
A communication system characterized by the above.
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