JP6883427B2 - Ｄｉａｍｅｔｅｒ負荷および過負荷情報ならびに仮想化のための方法、システムおよびコンピュータ読取可能媒体 - Google Patents

Description

優先権主張
本願は、２０１３年９月２３日に出願された米国特許出願シリアル番号第１４／０３４，４７８号の利益を主張する。その開示は、その全体がここに引用により援用される。

技術分野
ここに説明される主題は、Diameterメッセージを処理するための方法およびシステムに関する。より特定的には、ここに説明される主題は、電気通信ネットワーク内でDiameter負荷および過負荷情報を管理するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体に関する。

背景
Diameterとは、コンピュータネットワーク用の認証、認可およびアカウンティング（authentication, authorization and accounting：ＡＡＡ）プロトコルであり、RADIUSの後継版である。Diameterベースのプロトコルは、インターネット特別技術調査委員会（International Engineering Task Force：ＩＥＴＦ）のコメント要求（request for comments：ＲＦＣ）６７３３に規定されており、それはその全体がここに引用により援用される。Diameterメッセージは、ユーザごとのフレームワークを使用しており、要求−回答メッセージのフォーマットで存在する。Diameter回答メッセージは、ホップバイホップ伝送を使用して要求メッセージがルーティングされたのと同じ経路を介して、要求元に戻る。

Diameterメッセージは、さまざまな機能を行なうためのDiameterノード間で交換されてもよい。たとえば、モビリティ管理エンティティ（mobility management entity：ＭＭＥ）とホーム加入者サーバ（home subscriber server：ＨＳＳ）とは、認証、認可および／またはアカウンティング（ＡＡＡ）の目的のためにやりとりしてもよい。Diameterノード間で交換されるDiameterメッセージの量は、さまざまな環境的および状況的な状態およびシナリオに依存して増減してもよい。交換されるDiameterメッセージの量がノードの処理能力を上回る場合、Diameterノードで過負荷が生じるおそれがある。過負荷が生じた場合、過負荷状態に適応するように処理部および記憶部などのネットワークリソースが割当てられ、または再配置されてもよい。

しかしながら、過負荷状態は、予知できない状況的イベントにより、突然および／または不意に生じるおそれがある。たとえば、ロサンジェルスまたはサンフランシスコなどの非常に人口の多い都市で、地震などの自然災害が何の前触れもなく生じるおそれがある。当然ながら、これらの都市のセルラーネットワークには、家族への通話やテキストメッセージ、または通信社への画像および映像が突然殺到するおそれがある。この突然の活動開始はネットワークまたはそれらの要素に過負荷をかけるおそれがあり、ネットワークを停滞させ、おそらく機能させなくする。過負荷状態を補償するために、さまざまなネットワークリソースが手動で再配置されるかもしれないが、そのような動作は往々にして遅く冗長になり得る。

したがって、Diameter負荷および過負荷情報を効率的にかつ迅速に管理するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体に対する要望が存在する。

概要
一局面によれば、ここに説明される主題は、ネットワーク仮想化を管理するために過負荷情報を使用するための方法を含んでいてもよい。この方法は、ハードウェアプロセッサを含む、電気通信ネットワーク内の仮想ネットワークを管理するための仮想化オーケストレータ（virtualization orchestrator：ＶＯ）で、過負荷情報を受信することと、受信された情報に基づいて、行なうべきネットワーク仮想化動作を判断することと、ネットワーク仮想化動作を行なうこととを含んでいてもよい。

別の局面によれば、ここに説明される主題は、ネットワーク仮想化を管理するために過負荷情報を使用するためのシステムを含む。このシステムは、電気通信ネットワーク内の仮想ネットワークを管理するための仮想化オーケストレータを含んでいてもよい。さらに、仮想化オーケストレータは、過負荷情報を受信するためのネットワークインターフェイスと、受信された情報に基づいてネットワーク仮想化動作を判断し、ネットワーク仮想化動作を行なうための規則エンジンとを含んでいてもよい。

ここに説明される主題は、ハードウェアおよび／またはファームウェアと組合されるソフトウェアで実現されてもよい。たとえば、ここに説明される主題は、プロセッサによって実行されるソフトウェアで実現されてもよい。例示的な一実現化例では、ここに説明される主題は、コンピュータのプロセッサによって実行されるとステップを行なうようにコンピュータを制御するコンピュータ実行可能命令を格納したコンピュータ読取可能媒体を使用して実現されてもよい。ここに説明される主題を実現するために好適である例示的なコンピュータ読取可能媒体は、ディスクメモリデバイス、チップメモリデバイス、プログラマブルロジックデバイス、および特定用途向け集積回路といった、非一時的デバイスを含む。加えて、ここに説明される主題を実現するコンピュータ読取可能媒体は、単一のデバイスまたはコンピューティングプラットフォームに配置されてもよく、もしくは、複数のデバイスまたはコンピューティングプラットフォームにわたって分散されてもよい。

ここに使用されるように、「ノード」という用語は、１つ以上のプロセッサおよびメモリを含む物理的なコンピューティングプラットフォームを指す。

ここに使用されるように、「機能」または「モジュール」という用語は、ここに説明される特徴を実現するためにハードウェアおよび／またはファームウェアと組合されるソフトウェアを指す。

電気通信ネットワークの文脈では、「負荷」および「過負荷」という用語は多少重複する意味を有する。たとえば、ノードは、その利用率が０％よりも大きく設計容量未満である場合、「負荷をかけられている」と言われ、その利用率が設計負荷容量よりも大きい場合、「過負荷をかけられている」と言われ得る。たとえば、同じ機能を分散された態様で提供する整合されたペアのノードの一部であるノードは、その利用率が５０％以上よりも大きい場合、「過負荷をかけられている」と考えられ得る。なぜなら、ペアのうちの他方のノードが機能しなくなり、残ったノードが機能しなくなったノードのトラフィックを扱うようになった場合に使用するために、残りの５０％を取っておかなければならないためである。同様に、ノードが、その利用率がある過負荷しきい値未満であると報告した場合、そのようなメッセージは「負荷兆候」と考えられ得るが、ノードが、その利用率がしきい値よりも大きいと報告した場合、そのようなメッセージは「過負荷兆候」と考えられ得る。言い換えれば、「負荷メッセージ」と「過負荷メッセージ」との違いは、程度の問題であり得る。簡潔にするために、「負荷」および「過負荷」という用語は、明示的に別段の定めをした場合を除き、ここに同義的に使用されるであろう。このため、ここに使用されるように、「負荷情報」および「過負荷情報」という用語は同意語であり、Diameterノードまたはノード群が現在動作している負荷レベル、レート、スループットまたは容量を示す情報を指す。

ここに説明される主題の好ましい実施形態を、添付図面を参照してこれから説明する。図中、同様の参照符号は同様の部分を表わす。

ここに説明される主題の一実施形態に従った、ネットワーク仮想化を管理するために過負荷情報を使用するためのシステムの例示的な一実施形態を示す図である。 ここに説明される主題の一実施形態に従った、Diameter過負荷情報を収集して差し向けるための例示的なメッセージングを示すメッセージフロー図である。 ここに説明される主題の一実施形態に従った、過負荷情報を管理するための例示的なプロセスを示すフローチャートである。 ここに説明される主題の一実施形態に従った、ネットワーク仮想化を管理するために過負荷情報を使用するための例示的な方法を示すフローチャートである。

詳細な説明
ここに開示された主題に従って、電気通信ネットワーク内でDiameter負荷および過負荷情報を管理するために、システム、方法、およびコンピュータ読取可能媒体が提供される。

たとえば、いくつかの実施形態では、より効率的なネットワークリソース割当てのために、さまざまなDiameterノードによって生成されたDiameter過負荷情報を利用することが、電気通信ネットワーク仮想化オーケストレータにとって望ましい場合がある。Diameter過負荷情報は、DiameterメッセージからDiameterノードによって抽出されてもよい。Diameterノードは次に、仮想化オーケストレータによってさらに処理されるように、過負荷情報を転送してもよい。他の実施形態では、Diameter過負荷情報は、外部ネットワークなどの外部データソースによって供給されてもよい。たとえば、外部データ収集ネットワークおよび／またはクラウドネットワークが電気通信ネットワークに接続されて、インターフェイスモジュールを介してDiameter過負荷情報を仮想化オーケストレータに供給してもよい。仮想化オーケストレータは過負荷情報を利用して、電気通信ネットワーク内のネットワーク仮想化モジュールへのネットワーク仮想化動作コマンドを生成してもよい。ネットワーク仮想化モジュールは、過負荷の発生またはネットワーク負荷の減少に適応するようにネットワークリソースを追加または除去するように、それに応じて機能することができる。

ここに説明される主題の例示的な実施形態をこれから詳細に参照する。これらの例は添付図面に示されている。可能な限り、図面全体を通し、同じまたは同様の部分を指すために、同じ参照番号が使用されるであろう。

図１は、ここに説明される主題の一実施形態に従った、ネットワーク仮想化を管理するために過負荷情報を使用するためのシステムの例示的な一実施形態を示す図である。例示的な環境１００は１つ以上のネットワークを含んでいてもよく、Diameterクライアント（Diameter client：ＤＣ）１０２〜１０６、Diameterエージェント（Diameter agent：ＤＡ）１０８、Diameterサーバ（Diameter server：ＤＳ）１１２〜１１６などの１つ以上のDiameterノードと、規則エンジン１２０およびイベントインターフェイスモジュール１１８を含み得る仮想化オーケストレータ１２２とを含んでいてもよい。

Diameterクライアント１０２〜１０６の各々は、Diameterサーバ１１２〜１１６から１つ以上のサービスを要求するための任意の好適なエンティティ（たとえば、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含むコンピューティングプラットフォーム）を表わしていてもよい。たとえば、Diameterクライアント１０２は、Diameterサーバ１１２によってホストされるアプリケーションでの１つ以上のサービスを要求するためのDiameter要求メッセージを送信してもよい。Diameterサーバ１１２〜１１６の各々は、Diameterクライアント１０２〜１０６のために１つ以上のサービスを提供または実行するための任意の好適なエンティティ（たとえば、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含むコンピューティングプラットフォーム）を表わしていてもよい。たとえば、Diameterサーバ１１２は、Diameter要求メッセージの受信および処理に応答してDiameter回答メッセージ（たとえば、Diameter応答メッセージ）を送信してもよい。

例示的なDiameterクライアント１０２〜１０６またはDiameterサーバ１１２〜１１６は、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）、ホーム加入者サーバ（ＨＳＳ）、認証、認可およびアカウンティング（ＡＡＡ）サーバ、ベアラ結合およびイベント報告機能（Bearer Binding and Event Reporting Function：ＢＢＥＲＦ）、サービングゲートウェイ（serving gateway：ＳＧＷ）、パケットデータネットワークゲートウェイ（packet data network gateway：ＰＤＮ ＧＷ）、課金データ機能（charging data function：ＣＤＦ）、オンライン課金システム、オフライン課金システム、ポリシー課金実施機能（policy charging enforcement function：ＰＣＥＦ）、ポリシー課金および規則機能（policy charging and rules function：ＰＣＲＦ）、加入者プロファイルリポジトリ（subscriber profile repository：ＳＰＲ）、Diameterエージェント、ネットワークノード、ポリシーエンジン、ポリシーサーバ、アプリケーション機能（application function：ＡＦ）、アプリケーションサーバ、Diameterシグナリングエージェント、ロングタームエボリューション（long term evolution：ＬＴＥ）ノード、インターネットプロトコル（Internet protocol：ＩＰ）マルチメディアサブシステム（multimedia subsystem：ＩＭＳ）ネットワークノード、サーバ、相関ノード、ノード、データベース、シグナリングゲートウェイ、ゲートウェイ、監視ノード、Diameterメッセージプロセッサ、データ収集プラットフォーム、マルチプロトコルシグナリングゲートウェイ、マルチプロトコルシグナリングルータ、またはコンピューティングプラットフォームを含んでいてもよい。

ＤＡ１０８は、ここに説明されるDiameter過負荷制御および／または関連機能を行なうための任意の好適なエンティティであってもよい。たとえば、ＤＡ１０８は、メッセージを受信または送信するための１つ以上のネットワークインターフェイスおよび１つ以上のプロセッサを有するコンピューティングプラットフォーム上で実現されてもよい。ＤＡ１０８の例は、ＤＳＲ、ＤＲＮ、Diameterルーティングエージェント、Diameter中継エージェント、Diameterリダイレクトエージェント、Diameter変換エージェント、またはDiameterプロキシエージェントを含み得るが、それらに限定されない。

いくつかの実施形態では、ＤＡ１０８は、さまざまなメッセージ（たとえば、プロトコルデータ単位（protocol data unit：ＰＤＵ））を受信し、処理し、および／またはルーティングするための機能性を含んでいてもよく、Diameterノードとの通信用のさまざまな通信インターフェイス、たとえば第３世代パートナーシッププロジェクト（3rd Generation Partnership Project：３ＧＰＰ）ＬＴＥ通信インターフェイス、および他の（たとえば非ＬＴＥ）通信インターフェイスを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、受信し、処理し、および／またはルーティングする機能性は、１つ以上のモジュールに含まれていてもよい。たとえば、ＤＡ１０８は、たとえばＳ９、Ｓ６ａ、Ｓ１１、ＣｘおよびＤｘといった複数の異なるDiameterシグナリングインターフェイスに関連付けられたDiameterシグナリングメッセージを受信するための１つ以上のモジュールへのアクセスを含むかまたは有していてもよい。

さらに、ＤＡ１０８は、他のDiameterインターフェイスを介してDiameterメッセージを受信してもよい。たとえば、ＤＡ１０８は、ＬＴＥインターフェイス、ＩＭＳインターフェイス、ＩＥＴＦ仕様インターフェイス、３ＧＰＰ仕様インターフェイス、第３世代パートナーシッププロジェクト２（３ＧＰＰ２）仕様インターフェイス、ヨーロッパ電気通信標準化団体（European Telecommunications Standards Institute：ＥＴＳＩ）仕様インターフェイス、国際電気通信連合（International Telecommunications Union：ＩＴＵ）仕様インターフェイス、パケットケーブル仕様インターフェイス、マルチサービスフォーラム（MultiService Forum：ＭＳＦ）仕様インターフェイス、Ｓｈインターフェイス、Ｄｘインターフェイス、Ｒｏインターフェイス、Ｒｆインターフェイス、Ｓｐインターフェイス、Ｇｘインターフェイス、Ｒｘインターフェイス、Ｇｚインターフェイス、Ｇｙインターフェイス、Ｇｑインターフェイス、Ｚｈインターフェイス、Ｄｚインターフェイス、Ｚｎインターフェイス、Ｔｙインターフェイス、Ｔｘインターフェイス、Ｄｗインターフェイス、Ｗａインターフェイス、Ｗｄインターフェイス、Ｗｘインターフェイス、Ｗｍインターフェイス、Ｗｇインターフェイス、Ｐｒインターフェイス、Ｇｒインターフェイス、Ｇｒ＋インターフェイス、Ｇｉインターフェイス、Ｗｏインターフェイス、Ｗｆインターフェイス、Ｒｅインターフェイス、Ｓ６インターフェイス、Ｓ２インターフェイス、ＳＷインターフェイス、Ｓｔａインターフェイス、Ｓ７インターフェイス、Ｈ２インターフェイス、Ｅ２インターフェイス、Ｅ４インターフェイス、Ｅ５インターフェイス、Ａ３インターフェイス、Ａ４インターフェイス、Ｒｒインターフェイス、Ｇｑ’インターフェイス、ＴＣ−６インターフェイス、ＴＣ−７インターフェイス、ＴＣ−８インターフェイス、ＴＣ−９インターフェイス、ＴＣ−１０インターフェイス、ＴＣ−１１インターフェイス、ＤＢ−０インターフェイス、ＤＢ−２インターフェイス、ＢＩ−１インターフェイス、ＬＯＣ−１インターフェイス、Ｒｗインターフェイス、Ｐｋｔ−ｍｍ−２インターフェイス、Ｐ−ＣＳＣＦ−ＰＡＭインターフェイス、Ｐｋｔ−ｌａｅｓ−２インターフェイス、ＭＭ１０インターフェイス、ＭＺインターフェイス、Ｇｍｂインターフェイス、またはＺｎ’インターフェイスを介して、Diameterメッセージを受信してもよい。

いくつかの実施形態では、ＤＡ１０８は、Diameterクライアント１０２〜１０６とDiameterサーバ１１２〜１１６との通信を容易にしてもよい。たとえば、Diameterクライアント１０２はＤＡ１０８にDiameter要求メッセージ（たとえば、Diameterセッション確立要求メッセージ）を送信してもよい。Diameter要求メッセージは、Diameterサーバ１１２から１つ以上のサービスを必要としてもよい。ＤＡ１０８は、Diameterクライアント１０２とDiameterサーバ１１２との間で要求または応答をルーティングし、中継し、および／または変換してもよい。Diameter要求メッセージを受信して処理した後、Diameterサーバ１１２はＤＡ１０８にDiameter応答メッセージ（たとえば、Diameterセッション確立応答メッセージ）を送信してもよい。Diameter応答メッセージは、Diameterクライアント１０２によって作り出されたDiameter要求メッセージに応答するものであってもよい。ＤＡ１０８は、Diameter応答メッセージをDiameterクライアント１０２に提供してもよい。

さらに、ＤＡ１０８、またはその内部のモジュールは、Diameterメッセージを別のノードに提供する前に、１つ以上の機能を行なってもよい。いくつかの実施形態では、ＤＡ１０８は、Diameterノードから受信された負荷情報から過負荷情報を生成するように構成されてもよい。たとえば、負荷情報は、複数のDiameterノード間で交換されるDiameterメッセージのペイロード部分に位置する１つ以上の属性値ペア（attribute value pair：ＡＶＰ）に格納されていてもよい。負荷ＡＶＰは、負荷情報または負荷メトリクスを特定するための任意の情報を含んでいてもよい。負荷メトリクスを生成するためにさまざまなアルゴリズムが使用されてもよく、いくつかのアルゴリズムは、リソースの利用を反映する負荷メトリクスを生成してもよい。たとえば、負荷メトリクスは、Diameterノードで利用されるかまたは使用可能であるリソースのパーセンテージを示していてもよい。いくつかの実施形態では、負荷ＡＶＰは符号なし３２（Unsigned32）というデータタイプフォーマットを利用してもよく、負荷を表わすために０から２^３２−１（４，２９４，９６７，２９５）までの数を含んでいてもよい。ここで、０は「完全に無負荷状態」、４，２９４，９６７，２９５は「最大容量」である。

ＤＡ１０８は、Diameterメッセージから負荷ＡＶＰなどの負荷情報を抽出し、負荷が増加および／または急上昇するとその負荷情報を使用して過負荷を予測するように構成されてもよい。同様に、負荷情報はまた、ある特定のレートが何らかの挙動をトリガした状態で、負荷増加のレートを判断するために調べられてもよい。いくつかの実施形態では、過負荷状態は、総負荷が予め規定された総負荷まで、および／またはそれを超えて増加することに応答して予測されてもよい。複雑なパターンを経時的に検出するために、負荷情報に信号処理を適用することができる。加えて、ＤＡ１０８、またはその内部のモジュールは、Diameter過負荷情報または他の関連データを修正済Diameterメッセージに挿入するかまたは含めることによって、Diameterメッセージを修正してもよい。たとえば、Diameter過負荷情報は、修正済diameterメッセージのペイロード部分に位置する１つ以上のＡＶＰに格納されていてもよい。

いくつかの実施形態では、ＤＡ１０８は、Diameter過負荷情報を、イベントインターフェイスモジュールなどの任意の好適な機構を介して、クラウドネットワーク仮想化オーケストレータに差し向けてもよい。Diameterエージェント１０８がDiameter過負荷情報を通信する例示的な機構については、図２に関して以下に詳細に説明する。

図１は、さまざまなDiameterノードと通信する（たとえば、さまざまなDiameterノードからDiameterメッセージを受信する）ＤＡ１０８を示しているが、ＤＡ１０８は、追加のおよび／または異なるインターフェイスを介して、図示されたノードおよび他のノード（図示せず）と通信してもよい、ということが理解されるであろう。ＤＡ１０８は、より少ない、追加の、または異なるモジュールおよび／またはコンポーネントを含んでいてもよい、ということも理解されるであろう。

いくつかの実施形態では、Diameterエージェント１０８は、Diameter過負荷情報を仮想化オーケストレータ１２２に差し向けてもよい。たとえば、ＤＡ１０８はインターフェイスモジュールを介して仮想化オーケストレータ１２２の規則エンジン１２０に接続されてもよく、Diameter過負荷情報を含むネットワークメッセージがＤＡ１０８によって規則エンジンに差し向けられ得る。いくつかの実施形態では、ＤＡ１０８は、仮想化オーケストレータ１２２のイベントインターフェイス１１８モジュールと通信していてもよい。イベントインターフェイス１１８は、解析データおよびネットワーク仮想化動作コマンドを仮想化オーケストレータ１２２に供給し、ネットワーク連携コマンドなどのメッセージをＤＡ１０８に折り返し差し向ける、双方向インターフェイスモジュールであるように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、規則エンジン１２０は、イベントインターフェイスモジュール１１８を介して、ＤＡ１０８からDiameter過負荷情報を受信してもよい。規則エンジン１２０は、クラウドネットワークの１組の提供規則を格納し得る規則データベース１３２と、ネットワークの状態情報を監視し格納し得る状態データベース１２４と、ネットワークトポロジデータを規則エンジン１２０に供給し得るトポロジデータベース１２６とに接続されていてもよい。加えて、規則エンジン１２０はグラフィカルユーザーインターフェイス（Graphical User Interface：ＧＵＩ）１３０に接続されていてもよく、それはネットワークステータスをエンドユーザに供給するように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、規則エンジン１２０は、受信されたDiameter過負荷情報を処理するように構成されてもよい。規則エンジン１２０は、電気通信ネットワークへのネットワーク仮想化動作コマンドを生成するために、規則データベース１３２からのネットワーク動作規則を、状態データベース１２４によって供給された現在のネットワーク状態データおよびトポロジデータベース１２６から抽出された現在のネットワークトポロジのステータスとともに適用してもよい。たとえば、１つ以上のDiameterノードがサービス要求の数の減少を必要としていることをDiameter過負荷情報が示す場合、規則エンジン１２０は、追加のリソースをデプロイして過負荷の影響を緩和するように、電気通信ネットワークへの要求コマンドを生成してもよい。同様に、Diameter過負荷情報がネットワーク過負荷の減少または負荷の減少を示す場合、規則エンジン１２０は、デプロイされたリソースを減少させるように電気通信ネットワークに指示するためのコマンドを生成してもよい。

いくつかの実施形態では、生成されたコマンドは、アプリケーション連携インターフェイスモジュールを介して、電気通信ネットワーク内のさまざまなアプリケーションおよび製品に差し向けられ得る。たとえば、アプリケーション連携インターフェイスモジュールは、電気通信ネットワーク内のアプリケーションおよび製品とやりとりするように構成されたポリシー課金および規則機能（ＰＣＲＦ）１２８モジュールであってもよい。ＰＣＲＦ１２８プラグインは、電気通信ネットワーク内のさまざまなリソースへのトポロジおよび提供構成を制御するために使用されてもよい。加えて、ＰＣＲＦ１２８プラグインは、双方向インターフェイスモジュールであるように構成され、プロセッサおよびディスクの使用またはネットワークの使用などのネットワーク性能インジケータを規則エンジン１２０に折り返し供給してもよい。

いくつかの実施形態では、規則エンジン１２０は、ネットワーク仮想化動作コマンドをオーケストレーション連携インターフェイスモジュール１３０に差し向けてもよい。オーケストレーション連携インターフェイス１３０は、より大きい電気通信ネットワークを管理する第２のオーケストレータとやりとりするように構成された双方向インターフェイスモジュールであってもよい。規則エンジン１２０は、オーケストレーション連携インターフェイス１３０を介してコマンドおよびサービス要求を第２のオーケストレータに差し向け、より大きい電気通信ネットワークに関するＡＶＩタイプのステータス情報を折り返し受信してもよい。

いくつかの実施形態では、負荷および過負荷情報は、ポリシーおよび課金規則機能（ＰＣＲＦ）プラグインモジュール、クラウド管理プラグイン、および／または情報収集モジュールなどのDiameterノード１３６から仮想化オーケストレータ１２２に差し向けられてもよい。なお、図１に示すような図は、主題を説明するために提供されており、限定として提供されてはいない。

図２は、ここに説明される主題の一実施形態に従った、Diameter過負荷情報を収集して差し向けるための例示的なメッセージングを示すメッセージフロー図である。ライン２００で、ＤＡ１０８は、ＤＣ１０２、１０４、１０６およびＤＳ１１２、１１４、１１６からネットワーク負荷情報を受信する。たとえば、ＤＡ１０８は、ＤＣ１０２、１０４、１０６とＤＳ１１２、１１４、１１６との間で交換されたサービスメッセージからＡＶＰタイプの負荷情報を抽出してもよい。

ライン２０２で、ＤＡ１０８は、受信された負荷情報を処理して、仮想化オーケストレータ１２２の規則エンジン１２０へのDiameter過負荷情報を含む修正済Diameterメッセージを生成してもよい。いくつかの実施形態では、ＤＡ１０８は負荷情報を抽出し、その負荷情報を使用して過負荷状態に対する予測を行なってもよい。たとえば、ＤＡ１０８は、ネットワークの要求に依存して、複数のノードから受信された総負荷情報に適合されたアルゴリズムを適用してもよく、または、ノード群のうちの特定の１つのノードについての平均負荷情報に適合されたアルゴリズムを適用してもよい。

ライン２０４で、規則エンジン１２０は、規則データベース１３２からのネットワーク動作規則を、状態データベース１２４によって供給された現在のネットワーク状態データおよびトポロジデータベース１２６から抽出された現在のネットワークトポロジのステータスとともに適用することによって、受信されたDiameter過負荷情報を処理し、電気通信ネットワークへのネットワーク仮想化動作コマンドを生成してもよい。いくつかの実施形態では、ネットワーク過負荷が生じたかまたは今にも起こりそうな場合、規則エンジンは、リソースを再度割当てて過負荷状態の影響を緩和するように、ネットワーク仮想化モジュールへのサービス要求を生成することができる。ネットワーク仮想化モジュールは、過負荷状態に応答して、追加のリソースをオンラインにしてもよい。たとえば、より多くのゲートウェイ、スイッチ、登録ノードが必要に応じて割当てられてもよい。

図３は、ここに説明される主題の一実施形態に従った、ネットワーク負荷および過負荷情報を管理するための概して３００で示された例示的なプロセスを示すフローチャートである。図３を参照して、ブロック３０２で、Diameterエージェント１０８によって、ネットワーク負荷および過負荷情報が受信され得る。たとえば、ＤＡ１０８は、Diameterクライアント１０２〜１０６とDiameterサーバ１１２〜１１６との通信を容易にしてもよく、ＤＡ１０８は、ＤＣ１０２〜１０６とＤＳ１１２〜１１６との間でサービス要求または応答などのDiameterメッセージをルーティングし、中継し、および／または変換してもよい。さらに、ＤＡ１０８によって受信されたDiameterメッセージは、ペイロード部分に位置するＡＶＰの形をしたネットワーク負荷情報を含んでいてもよい。これらのＡＶＰは、負荷情報または負荷メトリクスを特定するための任意の情報を含んでいてもよい。負荷メトリクスを生成するためにさまざまなアルゴリズムが使用されてもよく、いくつかのアルゴリズムは、リソースの利用を反映する負荷メトリクスを生成してもよい。たとえば、負荷メトリクスは、Diameterノードで利用されるかまたは使用可能であるリソースのパーセンテージを示していてもよい。いくつかの実施形態では、負荷ＡＶＰは符号なし３２というデータタイプフォーマットを利用してもよく、負荷を表わすために０から２^３２−１（４，２９４，９６７，２９５）までの数を含んでいてもよい。ここで、０は「完全に無負荷状態」、４，２９４，９６７，２９５は「最大容量」である。

ブロック３０４で、ＤＡ１０８は、受信された負荷情報から過負荷情報を生成することができる。たとえば、負荷が増加および／または急上昇すると過負荷を予測するために、または、ある特定のレートが何らかの挙動をトリガすると負荷増加のレートを判断するために、負荷情報がＤＡ１０８によって使用されてもよい。いくつかの実施形態では、複雑なパターンを経時的に検出するために、負荷情報に信号処理を適用することができ、過負荷状態が予測され得る。ＤＡ１０８は次に、Diameter過負荷情報または他の関連データを挿入するかまたは含めることによって、Diameterメッセージを修正してもよい。

ブロック３０６で、過負荷情報は、ＤＡ１０８によって、仮想化オーケストレータ１２２の規則エンジン１２０に差し向けられてもよい。たとえば、ＤＡ１０８は、修正済diameterメッセージを規則エンジン１２０に差し向けてもよく、そのメッセージは、そのペイロード部分に負荷ＡＶＰなどのDiameter過負荷情報を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、修正済Diameterメッセージは、インターフェイスモジュールを介して送信され得る。たとえば、ＤＡ１０８からのメッセージを規則エンジン１２０に通信するために、イベントインターフェイス１１８が利用されてもよい。

ブロック３０８で、規則エンジン１２０は、受信された過負荷情報に基づいてネットワーク仮想化動作コマンドを生成してもよい。いくつかの実施形態では、規則エンジン１２０は、ネットワーク提供規則を提供するように構成され得る規則データベース１３２と、ネットワーク状態情報を監視し格納する状態データベース１２４と、ネットワークトポロジデータを規則エンジン１２０に供給し得るトポロジデータベース１２６とに接続されていてもよい。ネットワーク仮想化動作コマンドは、受信された過負荷情報ならびに現在のネットワークトポロジおよび状態に基づいて、規則エンジン１２０によって生成され得る。たとえば、リソースを再度割当てて過負荷状態の影響を緩和するように、電気通信ネットワーク内のさまざまなアプリケーションおよびブロックへのサービス要求が生成され得る。

ブロック３１０で、規則エンジン１２０は、仮想化動作コマンドを電気通信ネットワーク内のネットワーク仮想化モジュールに通信してもよい。いくつかの実施形態では、仮想化動作コマンドは、規則エンジン１２０によってリソースマネージャモジュールに差し向けられてもよく、ネットワークトポロジは、過負荷状態の影響を緩和するようにそれに応じて修正され得る。たとえば、今にも起こりそうなネットワーク過負荷に応答して、追加のゲートウェイおよびスイッチをデプロイすることができ、または、ネットワーク負荷の減少の兆候がある場合にはリソースを減少させることができる。

図４は、ここに説明される主題の一実施形態に従った、ネットワーク仮想化を管理するために過負荷情報を使用するための概して４００で示された例示的な方法を示すフローチャートである。図４を参照して、ブロック４０２で、過負荷情報が仮想化オーケストレータ１２２によって受信されてもよい。たとえば、過負荷情報は、ＤＡ１０８によって、仮想化オーケストレータ１２２の規則エンジン１２０に差し向けられてもよい。

ブロック４０４で、規則エンジン１２０は、受信された情報に基づいて、行なうべきネットワーク仮想化動作を判断してもよい。いくつかの実施形態では、規則エンジン１２０は、ネットワーク提供規則を提供するように構成され得る規則データベース１３２と、ネットワーク状態情報を監視し格納する状態データベース１２４と、ネットワークトポロジデータを規則エンジン１２０に供給し得るトポロジデータベース１２６とに接続されていてもよい。ネットワーク仮想化動作コマンドは、受信された過負荷制御情報ならびに現在のネットワークトポロジおよび状態情報に基づいて、規則エンジン１２０によって生成され得る。たとえば、リソースを再度割当てて過負荷状態の影響を緩和するように、電気通信ネットワーク内のさまざまなアプリケーションおよびブロックのためにサービス要求が生成され得る。

ブロック４０６で、判断されたネットワーク動作が、仮想化オーケストレータ１２２によって行なわれてもよい。たとえば、規則エンジン１２０は、電気通信ネットワーク内のネットワーク仮想化モジュールに仮想化動作コマンドを通信してもよい。いくつかの実施形態では、仮想化動作コマンドは、規則エンジン１２０によってリソースマネージャモジュールに差し向けられてもよく、ネットワークトポロジは、過負荷状態の影響を緩和するようにそれに応じて修正され得る。たとえば、今にも起こりそうなネットワーク過負荷に応答して、追加のゲートウェイおよびスイッチをデプロイすることができ、または、ネットワーク負荷の減少の兆候がある場合にはリソースを減少させることができる。

特定の実施形態、特徴、および例示的な実施形態を参照して、方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体がここに説明されてきたが、主題の有用性はこのように限定されておらず、むしろ、ここでの開示に基づいてこの主題の分野での当業者に示唆されるような多くの他の変更、修正および代替的な実施形態にまで及び、それらを包含する、ということが理解されるであろう。

ここに説明された構造および特徴のさまざまな組合せおよび部分的組合せが考えられ、この開示の知識を有する当業者には明らかであろう。ここに反対に示されない限り、ここに開示されたようなさまざまな特徴および要素のいずれも、１つ以上の他の開示された特徴および要素と組合わされてもよい。これに対応して、以下に請求されるような主題は、そのような変更、修正および代替的な実施形態をすべてその範囲内に含み、請求項の均等物を含むとして広く捉えられ、解釈されるよう意図されている。現在開示されている主題のさまざまな詳細は、現在開示されている主題の範囲から逸脱することなく変更されてもよい、ということが理解される。さらに、前述の説明は、限定のためではなく例示のみのためのものである。

Claims (15)

1. ネットワーク仮想化を管理するために過負荷情報を使用するための方法であって、
   ハードウェアプロセッサを含む、電気通信ネットワーク内の仮想ネットワークを管理するための仮想化オーケストレータ（ＶＯ）で、
   Diameter過負荷情報を受信することと、
   受信されたDiameter過負荷情報に基づいて、行なうべきネットワーク仮想化動作を判断することと、
   前記Diameter過負荷情報により示された過負荷に応答して、１つ以上のネットワーク仮想化モジュールを用いる電気通信ネットワークにおいて、１つ以上の追加の仮想スイッチを用いることにより、前記Diameter過負荷情報によって示される過負荷を緩和するための追加のリソースを使用するように前記電気通信ネットワークを管理するための前記ネットワーク仮想化動作を行なうこととを含む、方法。
2. Diameter過負荷情報を受信することは、複数のDiameterクライアントと複数のDiameterサーバとの間の通信を容易にするためのDiameterエージェントからネットワーク負荷および過負荷情報を受信することを含む、請求項１に記載の方法。
3. Diameter過負荷情報を受信することは、ポリシーおよび課金規則機能（ＰＣＲＦ）プラグインモジュール、クラウド管理プラグイン、または情報収集モジュールのうちの少なくとも１つから情報を直接受信することを含む、請求項２に記載の方法。
4. Diameter過負荷情報を受信することは、属性値ペア（ＡＶＰ）またはDiameterメッセージを含む情報を受信することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 行なうべきネットワーク仮想化動作を判断することは、前記受信されたDiameter過負荷情報および前記電気通信ネットワークの現在のネットワークトポロジーのステータスを解析して、前記Diameter過負荷情報および前記現在のネットワークトポロジーのステータスに基づいて行なわれるべきネットワーク仮想化動作を特定するために、規則エンジンを使用することを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 行なうべきネットワーク仮想化動作を判断することは、ネットワーク仮想化動作規則を提供するための規則データベース、ネットワーク状態情報を維持するための状態データベース、およびネットワークトポロジ情報を維持するためのトポロジデータベースのうちの少なくとも１つからの情報を使用することを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
7. 行なうべきネットワーク仮想化動作を判断することは、電気通信ネットワーク内から収集された情報を使用することを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
8. 行なうべきネットワーク仮想化動作を判断することは、前記電気通信ネットワークの外部のエンティティから受信された情報を使用することを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記電気通信ネットワーク内で収集された情報を使用することは、イベントインターフェイスを介して収集された関連付けられたネットワークからの情報、ＰＣＲＦプラグインを介して送信されたネットワーク性能インジケータ、およびインターフェイスモジュールを介して収集された情報のうちの少なくとも１つを使用することを含む、請求項７に記載の方法。
10. ネットワーク仮想化を管理するために過負荷情報を使用するためのシステムであって、
    電気通信ネットワーク内の仮想ネットワークを管理するための仮想化オーケストレータ（ＶＯ）を含み、前記ＶＯは、
    Diameter過負荷情報を受信するためのネットワークインターフェイスと、
    受信されたDiameter過負荷情報に基づいてネットワーク仮想化動作を判断し、前記Diameter過負荷情報により示された過負荷に応答して、１つ以上のネットワーク仮想化モジュールを用いる電気通信ネットワークにおいて、１つ以上の追加の仮想スイッチを用いることにより、前記Diameter過負荷情報によって示される過負荷を緩和するための追加のリソースを使用するように前記電気通信ネットワークを管理するための前記ネットワーク仮想化動作を行なうための規則エンジンとを含む、システム。
11. 前記規則エンジンは、ネットワーク仮想化モジュールを介して前記ネットワーク仮想化動作を行なう、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記仮想化オーケストレータは、複数のDiameterクライアントと複数のDiameterサーバとの間の通信を容易にするためのDiameterノードから前記Diameter過負荷情報を受信する、請求項１０または請求項１１に記載のシステム。
13. 前記Diameter過負荷情報は、属性値ペア（ＡＶＰ）を含む情報を含む、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のシステム。
14. 受信されたDiameter過負荷情報は、Diameterメッセージを含む、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のシステム。
15. 請求項１〜９のいずれかに記載の方法をコンピュータのプロセッサに実行させる、コンピュータプログラム。

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