特許 7605402 分散方法およびその分散ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】分散方法およびその分散ユニット

(51)【国際特許分類】

   H04W 28/088 20230101AFI20241217BHJP

   H04W 92/14 20090101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

H04W28/088

H04W92/14

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023175561

(22)【出願日】2023-10-10

(65)【公開番号】P2024159421

(43)【公開日】2024-11-08

【審査請求日】2023-10-10

(31)【優先権主張番号】112115574

(32)【優先日】2023-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】504429600

【氏名又は名称】緯創資通股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＷＩＳＴＲＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】陳 志明

【審査官】伊東 和重

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３５７０８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１６９８７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４－７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１，４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネットワークエンティティクラスタに結合された分散クラスタのための分散方法であって、
第１のパケットを受信するステップと、
前記ネットワークエンティティクラスタの複数のネットワークエンティティから第１のネットワークエンティティを選択するステップと、
前記第１のパケットのターゲット媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを前記第１のネットワークエンティティのＭＡＣアドレスに書き換えるステップと、
前記第１のパケットを前記第１のネットワークエンティティに送信するステップと
を含む分散方法。

【請求項2】

前記分散クラスタまたは前記ネットワークエンティティクラスタは、プライベートインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを有する仮想ユーザプレーン機能としてセッション管理機能に登録し、前記プライベートＩＰアドレスは、前記分散クラスタの複数のノードによって共有されるか、または前記ネットワークエンティティクラスタの前記複数のネットワークエンティティによって共有される、請求項１に記載の分散方法。

【請求項3】

前記第１のネットワークエンティティは、前記ネットワークエンティティクラスタの前記複数のネットワークエンティティから前記分散クラスタによって選択されて、第１のエンティティから前記分散クラスタに送信された前記第１のパケットを、前記第１のネットワークエンティティを介して第２のエンティティに送信し、前記複数のネットワークエンティティからの第２のネットワークエンティティは、前記ネットワークエンティティクラスタの管理ネットワークによって選択されて、前記第２のエンティティから第２のパケットを受信し、前記第２のパケットを前記第１のエンティティに送信し、前記第１のネットワークエンティティおよび前記第２のネットワークエンティティは、同じネットワークエンティティまたは異なるネットワークエンティティである、請求項１に記載の分散方法。

【請求項4】

前記分散クラスタの複数のノードは、共有プライベートＩＰアドレスを有し、前記ネットワークエンティティクラスタの前記複数のネットワークエンティティは、共有パブリックＩＰアドレスを有するか、または
前記分散クラスタの前記複数のノードは、共有パブリックＩＰアドレスを有し、前記ネットワークエンティティクラスタの前記複数のネットワークエンティティは、共有プライベートＩＰアドレスを有する、
請求項１に記載の分散方法。

【請求項5】

ネットワークエンティティクラスタに結合された分散クラスタであって、
プログラムコードを実行するように構成された処理回路と、
前記処理回路に結合され、前記プログラムコードを記憶するように構成された記憶回路と
を備え、前記プログラムコードは、前記処理回路に、
第１のパケットを受信するステップと、
前記ネットワークエンティティクラスタの複数のネットワークエンティティから第１のネットワークエンティティを選択するステップと、
前記第１のパケットのターゲット媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを前記第１のネットワークエンティティのＭＡＣアドレスに書き換えるステップと、
前記第１のパケットを前記第１のネットワークエンティティに送信するステップと
を実行するように命令する、分散クラスタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分散方法およびその分散ユニットに関し、より詳細には、ネットワークエンティティを迅速に切り替えることができる分散方法およびその分散ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

モバイル事業者は、結果として生じるコスト上の利点および運用上の簡素化のために、Ｎ：Ｍ冗長モデルでユーザプレーン機能（ＵＰＦ）を展開することを好む。しかしながら、Ｎ：Ｍ展開されたＵＰＦは、非常に長いフェイルオーバ時間を招く可能性がある（その結果、サービス中断が長くなる）。そのため、事業者は、異なるタイプのサービスによって必要とされるサービスレベルアグリーメント（ＳＬＡ）に応じて異なる冗長モデルを使用してＵＰＦを展開しており、最適なコスト上の利点および運用の簡素化を達成することができない。加えて、セッション管理機能（ＳＭＦ）は、ＵＰＦ（複数可）の正常性／ステータスを知る方法がなく、ＵＰＦに障害が発生した場合に実行中のＵＰＦ（複数可）に切り替えることができない。ＵＰＦ選択のためにＳＭＦによって使用される既存の基準では、適切な負荷バランシングを確保することができない。実際には、各プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）セッションのトラフィックは広い範囲で変化するが、ＰＤＵセッションをビジー／障害が発生した（failed）ＵＰＦからアイドルＵＰＦに移動させるＰＤＵセッション移行はない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３２６４７８号明細書

【文献】中国特許出願公開第１１２０７３５０３号明細書

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０１１２０４９号明細書

【発明の概要】

【0004】

したがって、本発明の目的は、ネットワークエンティティを迅速に切り替え、それによってサービス中断を回避し、可用性を向上させるために、分散方法およびその分散ユニットを提供することである。

【0005】

本発明の一実施形態は、ネットワークエンティティクラスタに結合された分散ユニットのための分散方法であって、第１のパケットを受信するステップと、ネットワークエンティティクラスタの複数のネットワークエンティティから第１のネットワークエンティティを選択するステップと、第１のパケットのターゲット媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを第１のネットワークエンティティのＭＡＣアドレスに書き換えるステップと、第１のパケットを第１のネットワークエンティティに送信するステップとを含む分散方法を開示する。

【0006】

本発明の一実施形態は、ネットワークエンティティクラスタに結合され、処理回路と記憶回路とを備える分散ユニットを開示する。処理回路は、プログラムコードを実行するように構成される。記憶回路は、処理回路に結合され、プログラムコードを記憶するように構成される。プログラムコードは、処理回路に、第１のパケットを受信するステップと、ネットワークエンティティクラスタの複数のネットワークエンティティから第１のネットワークエンティティを選択するステップと、第１のパケットのターゲット媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを第１のネットワークエンティティのＭＡＣアドレスに書き換えるステップと、第１のパケットを第１のネットワークエンティティに送信するステップとを実行するように命令する。

【0007】

一実施形態では、分散ユニットは、複数のネットワークエンティティのトラフィックにしたがって第１のネットワークエンティティを選択するように構成される。

【0008】

一実施形態では、分散ユニットはクラスタであり、複数のノードを含み、複数のノードのうちの第１のノードは、ターゲットＭＡＣアドレスを書き換えるためにハッシュアルゴリズムにしたがって複数のノードから選択され、複数のノードの各々はロードバランサある。

【0009】

一実施形態では、分散ユニットまたはネットワークエンティティクラスタは、管理ネットワークを含み、ハッシュアルゴリズムにしたがって分散ユニットの複数のノードから管理ネットワークによって１つのノードが選択されるか、または複数のネットワークエンティティのトラフィックまたはステータスにしたがってネットワークエンティティクラスタの複数のネットワークエンティティから管理ネットワークによって１つのネットワークエンティティが選択される。

【0010】

一実施形態では、第１のネットワークエンティティは、プライベートＩＰアドレスをネットワークエンティティクラスタの共有パブリックＩＰアドレスに変換するように構成されるか、または分散ユニットの共有パブリックＩＰアドレスをプライベートＩＰアドレスに変換するように構成される。

【0011】

一実施形態では、分散ユニットの複数のノードは、それぞれ、複数のユーザプレーン機能、複数の無線ユニット、複数の分散ユニット、または複数の中央ユニット内に配置される。代替的に、分散ユニットは、複数のユーザプレーン機能、複数の無線ユニット、複数の分散ユニット、または複数の中央ユニットの外側に独立して配置される。

【0012】

本発明のこれらおよび他の目的は、様々な図および図面に示される好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読めば、当業者には疑いなく明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本出願の一実施形態によるクラスタの概略図である。

【図2】本出願の一実施形態による分散システムの概略図である。

【図3】本出願の実施形態による通信システムおよび対応する通信方法の概略図である。

【図4】本出願の実施形態による通信システムおよび対応する通信方法の概略図である。

【図5】本出願の実施形態による通信システムおよび対応する通信方法の概略図である。

【図6】本出願の実施形態による通信システムおよび対応する通信方法の概略図である。

【図7】本出願の一実施形態による通信システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１は、本出願の一実施形態によるクラスタ１４の概略図である。クラスタ１４は、複数の（クラスタ）ノード（例えば、１４０Ｎ１、１４０Ｎ２）および管理ネットワーク１４０Ｍを含み得る。

【0015】

すべてのノード（例えば、１４０Ｎ１および１４０Ｎ２）の外部インタフェース（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）インタフェース）は、仮想クラスタインタフェースを作成するために結合される。すべてのノードは、管理ネットワーク１４０Ｍを使用して、互いに通信、会話、制御、またはデータ交換を行い得る。クラスタ１４は、アクティブ－アクティブクラスタであり得る。すべてのノードは、データを受信、送信、または処理することができる。管理ネットワーク１４０Ｍは、すべてのノードから、データを受信、送信、または処理するための１つを選択するために（例えば、ＣｌｕｓｔｅｒＩＰによって使用されるハッシュアルゴリズムにしたがって）調停し得る。

【0016】

一実施形態では、クラスタ１４は、（共有）インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを有し得、それは、プライベートＩＰアドレスまたはパブリックＩＰアドレスであり得る。例えば、クラスタ１４の（共有）ＩＰアドレスＩＰ１は、１９２．１６８．１０．３であり得、クラスタ１４の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスＭＡＣ１は、０１：０２：０３：０４：０５：０６であり得る。一実施形態では、管理ネットワーク１４０Ｍのネットワークセグメントは、例えば、１９２．１６８．２０．０／２４であり得る。ノード１４０Ｎ１のＩＰアドレスＩＰ１１およびＩＰ１２は、それぞれ、例えば、１９２．１６８．１０．１および１９２．１６８．２０．１である。ノード１４０Ｎ２のＩＰアドレスＩＰ２１およびＩＰ２２は、それぞれ、例えば、１９２．１６８．１０．２および１９２．１６８．２０．２である。ノード１４０Ｎ１または１４０Ｎ２に接続されたデバイスのネットワークセグメントは、例えば、１９２．１６８．１０．０／２４であり得る。ノード１４０Ｎ１および１４０Ｎ２は、異なるＭＡＣアドレスを有し得る。

【0017】

一実施形態では、クラスタ１４、ノード（例えば、１４０Ｎ１または１４０Ｎ２）、または管理ネットワーク１４０Ｍは、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはハードウェア（例えば、回路（複数可）またはプロセッサ（複数可））の異なる組み合わせを使用して実装され得る。一実施形態では、Ｎｅｔｆｉｌｔｅｒコードの一部であり得るＣｌｕｓｔｅｒＩＰを使用して、クラスタ１４（または、サイズｍもしくはｎのアクティブ－アクティブクラスタ）を実装し得る。一実施形態では、管理ネットワーク１４０Ｍは、例えば、ワークグループスイッチなどのスイッチであり得る。一実施形態では、クラスタ１４は、分散クラスタ（例えば、３４１、４４１、５４１、または６４１）であり得、ノード（例えば、１４０Ｎ１または１４０Ｎ２）は、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはハードウェア（例えば、ロードバランサ（複数可））の異なる組み合わせを使用して、負荷分散または負荷バランシングを実行し得る。一実施形態では、クラスタ１４は、ネットワークエンティティクラスタ（例えば、２４２、３４２、４４２、５４２、または６４２）であり得、ノード（例えば、１４０Ｎ１または１４０Ｎ２）は、ユーザプレーン機能（ＵＰＦ）、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）、ネットワークリポジトリ機能（ＮＲＦ）、セッション管理機能（ＳＭＦ）、無線ユニット（ＲＵ）、分散ユニット（ＤＵ）、または中央ユニット（ＣＵ）などのネットワークエンティティであり得る。

【0018】

図２は、本出願の一実施形態による分散システム２０の概略図である。分散システム２０は、分散ユニット２４１およびネットワークエンティティクラスタ２４２を含み得る。ネットワークエンティティクラスタ２４２は、複数のネットワークエンティティ２４２ＴＴ１～２４２ＴＴｎを含み得る。分散ユニット２４１またはネットワークエンティティ（例えば、２４２ＴＴ１または２４２ＴＴｎ）は、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはハードウェアの異なる組み合わせを使用して実装され得る。一実施形態では、分散ユニット２４１は、分散クラスタであり得、したがって複数のノードを含む。

【0019】

分散ユニット２４１は、パケットを受信し、ネットワークエンティティ２４２ＴＴ１～２４２ＴＴｎからネットワークエンティティ（例えば、２４２ＴＴ１）を選択し得る。分散ユニット２４１は、パケットのターゲットＭＡＣアドレスを選択されたネットワークエンティティ（例えば、２４２ＴＴ１）のＭＡＣアドレスに書き換え、選択されたネットワークエンティティ（例えば、２４２ＴＴ１）にパケットを送信し得る。言い換えると、分散ユニット２４１は、すべてのネットワークエンティティ２４２ＴＴ１～２４２ＴＴｎの負荷／状態にしたがって負荷分散または負荷バランシングを実行し得、ネットワークエンティティ２４２ＴＴ１～２４２ＴＴｎのうちの１つにわたってタスクを割り振る／割り当てる／分散し得る。これにより、他のネットワークエンティティ（例えば、２４２ＴＴ２～２４２ＴＴｎ）がアイドルのままである間に任意の特定のネットワークエンティティ（例えば、２４２ＴＴ１）に不均一に過負荷がかかることを回避する。それはまた、ネットワークエンティティ２４２ＴＴ１～２４２ＴＴｎのうちのいずれかが応答しなかったり障害が発生したりした場合に、別のネットワークエンティティ（例えば、２４２ＴＴ１）を選択することによってサービス提供の継続を保証する。

【0020】

図３は、本出願の一実施形態による通信システム３０およびその通信方法の概略図である。通信システム３０は、ユーザ機器（ＵＥ）３１０ＵＥと、ＲＵ ３２０ＲＵと、ＤＵ ３２０ＤＵ１および３２０ＤＵ２と、ＣＵ ３２０ＣＵ１および３２０ＣＵ２と、ルータ３３０ＡＲと、ＡＭＦ ３４０ＡＭＦと、ＳＭＦ ３４０ＳＭＦと、ＮＲＦ ３４０ＮＲＦと、仮想ＵＰＦ ３４０ＵＰＦと、サーバ３５０ＳＶＲとを含み得、これらは、互いに通信可能に結合または相互接続され得る。ルータ３３０ＡＲ（例えば、アグリゲーションルータ）は、ＣＵ ３２０ＣＵ１および３２０ＣＵ２と仮想ＵＰＦ ３４０ＵＰＦとの間に位置する。

【0021】

図３において、仮想ＵＰＦ ３４０ＵＰＦは、分散クラスタ３４１とネットワークエンティティクラスタ３４２とを含み得る。分散クラスタ３４１は、ｍ個のロードバランサ３４１ＬＢ１～３４１ＬＢｍを含み得る（そして、ダイレクトサーバリターン（direct server return）の負荷分散方法を有するサイズｍのアクティブ－アクティブクラスタであり得る。）（クラスタ）ノードとして使用され得るロードバランサ３４１ＬＢ１～３４１ＬＢｍは、（クラスタノード間の）分散クラスタ３４１の管理ネットワークを介して互いに制御、ネゴシエート、またはデータ交換を行い得る。分散クラスタ３４１（または分散クラスタ３４１）のロードバランサ３４１ＬＢ１～３４１ＬＢｍは、同じ（共有）プライベートＩＰアドレスまたはポート（例えば、ポート番号）を有し得る。起動時に、分散クラスタ３４１（例えば、ロードバランサのアクティブ－アクティブクラスタ）は、プライベートＩＰアドレス／ポートであり得る（共有）ＩＰアドレス／ポートを有する／もつ仮想ＵＰＦ ３４０ＵＰＦとしてＳＭＦ ３４０ＳＭＦに（プライベートＩＰアドレスおよび／またはポートを用いて／使用して）登録し得る。

【0022】

ネットワークエンティティクラスタ３４２は、ｎ個のＵＰＦ ３４２ＵＰＦ１～３４２ＵＰＦｎを含み得る。ノードとして使用され得るＵＰＦ ３４２ＵＰＦ１～３４２ＵＰＦｎは、ネットワークエンティティクラスタ３４２の管理ネットワークを介して互いに制御、ネゴシエート、またはデータ交換を行い得る。ネットワークエンティティクラスタ３４２のＵＰＦ ３４２ＵＰＦ１～３４２ＵＰＦｎは、それぞれ異なるプライベートＩＰアドレスを有し得るが、（ネットワークエンティティクラスタ３４２または）ＵＰＦ ３４２ＵＰＦ１～３４２ＵＰＦｎは、同じ（共有）パブリックＩＰアドレスまたはポートを有する。

【0023】

図３において、ＵＥ ３１０ＵＥは、サーバ３５０ＳＶＲにデータを送信することを意図している。ＵＥ ３１０ＵＥがＡＭＦ ３４０ＡＭＦを通してＳＭＦ ３４０ＳＭＦに登録した後、ＳＭＦ ３４０ＳＭＦは、ローカルリポジトリまたはＮＲＦ ３４０ＮＲＦから／を使用してＵＰＦ（例えば、仮想ＵＰＦ ３４０ＵＰＦ）を選択し、選択されたＵＰＦをＵＥ ３１０ＵＥのプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）セッションに割り振り得る／割り当て得る。一実施形態では、選択されたＵＰＦ（例えば、仮想ＵＰＦ ３４０ＵＰＦ）のプライベートＩＰアドレスおよび／またはポートは、分散クラスタ３４１（すなわち、ロードバランサのアクティブ－アクティブクラスタ）の（共有）プライベートＩＰアドレスおよび／またはポートである。

【0024】

図３のステップＳ３０１～Ｓ３０５に示すように、ＵＥ ３１０ＵＥによって送信され、サーバ３５０ＳＶＲに向けられたパケットは、ＲＵ ３２０ＲＵ、ＤＵ ３２０ＤＵ１、ＣＵ ３２０ＣＵ１、およびルータ３３０ＡＲ（例えば、アグリゲーションルータ）を通過し、次いで、分散クラスタ３４１（すなわち、ロードバランサのアクティブ－アクティブクラスタ）の（共有）プライベートＩＰアドレスおよび／またはポートに送信される。一実施形態では、ソースＩＰアドレスは、ＵＥ ３１０ＵＥのプライベートＩＰアドレスであり得、ターゲットＩＰアドレスは、分散クラスタ３４１の（共有）プライベートＩＰアドレスであり得る。

【0025】

ロードバランサ３４１ＬＢ１～３４１ＬＢｍのプライベートＩＰアドレスは同じであるので、分散クラスタ３４１の管理ネットワークは、ロードバランサ３４１ＬＢ１～３４１ＬＢｍのうちの１つ（例えば、３４１ＬＢ１）を（例えば、ＣｌｕｓｔｅｒＩＰによって使用されるハッシュアルゴリズムにしたがって）選択して、選択されたロードバランサ（例えば、３４１ＬＢ１）がパケットをピックアップするようにし得る。選択されたロードバランサ（例えば、３４１ＬＢ１）は、パケットのターゲットＭＡＣアドレスを、（選択された）ロードバランサ（例えば、３４１ＬＢ１）によって選択された１つのＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）のＭＡＣアドレスに書き換え得る。

【0026】

一実施形態では、（選択された）ロードバランサ（例えば、３４１ＬＢ１）が、バックエンドＵＰＦ ３４２ＵＰＦ１～３４２ＵＰＦｎ上のＰＤＵセッションのトラフィックに基づいて、ネットワークエンティティクラスタ３４２内の１つのＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）を選択し得るように、すべてのＰＤＵセッションの状態情報がメモリ３４３（例えば、分散キャッシュメモリシステム、ｍｅｍｃａｃｈｅｄ、またはＲｅｄｉｓ）に記憶される。このようにして、ＵＥ ３１０ＵＥのサービス中断を回避するために、ビジー／障害が発生したＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦｎ）からアイドルＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）へのＰＤＵセッション移行は、極めて短い時間（例えば、３秒）内とすることができる。

【0027】

図３のステップＳ３０６に示すように、選択されたロードバランサ（例えば、３４１ＬＢ１）は、選択されたＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）にパケットを送信する。一実施形態では、ソースＩＰアドレスは、ＵＥ ３１０ＵＥのプライベートＩＰアドレスであり得、ターゲットＩＰアドレスは、選択されたＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）のプライベートＩＰアドレスであり得る。

【0028】

その後、パケットは、ソースネットワークアドレス変換（ＳＮＡＴ）に基づいてプライベートＩＰアドレスをパブリックＩＰアドレスに変換する、選択されたＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）に送信される。言い換えると、パケットがコアネットワーク内を移動するとき、使用されるのは、ＳＭＦ ３４０ＳＭＦによってＵＥ ３１０ＵＥに割り当てられたプライベートＩＰアドレスである。パケットがインターネットに入るか、またはインターネットを介して送信されるとき／前に、パケットは、（ＵＥ ３１０ＵＥの）プライベートＩＰアドレスから（トラフィックがグローバルにルーティング可能となるための）パブリックＩＰアドレスに変換される。一実施形態では、パブリックＩＰアドレスは、ＵＰＦ ３４２ＵＰＦ１～３４２ＵＰＦｎにより共有される（共有）パブリックＩＰアドレスであり、プライベートＩＰアドレスは、ＳＭＦ ３４０ ＳＭＦによってＵＥ ３１０ＵＥに割り当てられた（コアネットワーク内のパケット転送のための、またはローカルルーティング可能性を与えるための）プライベートＩＰアドレスである。図３のステップＳ３１６に示すように、選択されたＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）は、次に、（パブリックＩＰアドレスおよび／またはポートならびにマルチキャストＭＡＣアドレスを有する）パケットをサーバ３５０ＳＶＲに送信し得る。一実施形態では、ソースＩＰアドレスは、ＵＰＦ ３４２ＵＰＦ１～３４２ＵＰＦｎによって共有される（共有）パブリックＩＰアドレスであり得、ターゲットＩＰアドレスは、サーバ３５０ＳＶＲのパブリックＩＰアドレスであり得る。

【0029】

パケットのヘッダのソースＩＰアドレスがネットワークエンティティクラスタ３４２の（共有）パブリックＩＰアドレスであるので、図３のステップＳ３１７では、サーバ３５０ＳＶＲは、（応答された）パケットをネットワークエンティティクラスタ３４２（例えば、ＵＰＦクラスタ）に送り返し得る。一実施形態では、ソースＩＰアドレスは、サーバ３５０ＳＶＲのパブリックＩＰアドレスであり得、ターゲットＩＰアドレスは、ＵＰＦ ３４２ＵＰＦ１～３４２ＵＰＦｎによって共有される（共有）パブリックＩＰアドレスであり得る。すなわち、ダイレクトサーバリターンによる負荷分散が実現され得る。

【0030】

ネットワークエンティティクラスタ３４２がサーバ３５０ＳＶＲから（応答された）パケットを受信した後、ネットワークエンティティクラスタ３４２の１つのＵＰＦが（応答された）パケットを処理し得る。一実施形態では、以前に選択されたＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）は、（ネットワークエンティティクラスタ３４２の管理ネットワークの命令（複数可）にしたがって）（応答された）パケットを処理し得る。一実施形態では、以前に選択されたＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）が、反応がなかったり誤動作していたりする場合、ネットワークエンティティクラスタ３４２の管理ネットワークは、調停を行い、ネットワークエンティティクラスタ３４２から（アイドル）ＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦｎ）を選択し得る。選択されたＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦｎ）は、メモリ３４３に記憶された関連情報を利用して、（応答された）パケットを処理し得る。このようにして、ＰＤＵセッション（複数可）は、ＵＥ ３１０ＵＥのサービス中断を回避するために、極めて短い時間内にビジー／障害が発生したＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）からアイドルＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦｎ）に移行され得る。

【0031】

図３のステップＳ３１９～Ｓ３２３に示すように、選択されたＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１）またはＵＰＦクラスタは、次に、（応答された）パケットを（元の）ＵＥ ３１０ＵＥにルーティングし得る。一実施形態では、ソースＩＰアドレスは、選択されたＵＰＦ（例えば、３４２ＵＰＦ１または３４２ＵＰＦｎ）のプライベートＩＰアドレスであり得、ターゲットＩＰアドレスは、ＵＥ ３１０ＵＥのプライベートＩＰアドレスであり得る。

【0032】

一実施形態では、ＵＥ ３１０ＵＥは、例えば、モバイル電話であり得、サーバ４５０ＳＶＲは、例えば、アプリケーション（ＡＰＰ）サーバ、ウェブサーバ、またはＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サーバであり得る。ＵＥ ３１０ＵＥは、サーバ４５０ＳＶＲに要求を送信し得、サーバ４５０ＳＶＲは、実行後に要求にしたがって応答を送り返し得る。しかしながら、本発明はこれに限定されない。

【0033】

図４は、本出願の一実施形態による通信システム４０およびその通信方法の概略図である。通信システム４０は、ＵＥ ４１０ＵＥと、ＲＵ ４２０ＲＵと、ＤＵ ４２０ＤＵ１および４２０ＤＵ２と、ＣＵ ４２０ＣＵ１および４２０ＣＵ２と、ルータ４３０ＡＲと、ＡＭＦ ４４０ＡＭＦと、ＳＭＦ ４４０ＳＭＦと、ＮＲＦ ４４０ＮＲＦと、分散クラスタ４４１と、ネットワークエンティティクラスタ４４２と、サーバ４５０ＳＶＲとを含み得る。

【0034】

一実施形態（図７に示されるような）では、ＵＥ ４１０ＵＥは、例えば、カメラであり得、サーバ４５０ＳＶＲは、例えば、人工知能（ＡＩ）サーバまたはＩＭＳサーバであり得る。サーバ４５０ＳＶＲは、ＵＥ ４１０ＵＥに通信可能に結合／接続されるか、またはＵＥ ４１０ＵＥに要求（複数可）を送信し得、ＵＥ ４１０ＵＥは、画像（複数可）またはマルチメディア／ビデオ／オーディオデータをサーバ４５０ＳＶＲに送信することによって応答し得る。ＵＥ ４１０ＵＥおよびサーバ４５０ＳＶＲは、リアルタイムストリーミングプロトコル（ＲＴＳＰ）ストリーミングをサポートし得る。しかしながら、本発明はこれに限定されない。

【0035】

図４において、分散クラスタ４４１は、ｍ個のロードバランサ４４１ＬＢ１～４４１ＬＢｍを含み得る（また、ダイレクトサーバリターンの負荷分散方法を有するサイズｍのアクティブ－アクティブクラスタであり得る）。（クラスタ）ノードとして使用され得るロードバランサ４４１ＬＢ１～４４１ＬＢｍは、（クラスタノード間の）分散クラスタ４４１の管理ネットワークを介して互いに制御、ネゴシエート、またはデータ交換を行い得る。分散クラスタ４４１（または分散クラスタ４４１）のロードバランサ４４１ＬＢ１～４４１ＬＢｍは、同じ（共有）パブリックＩＰアドレスまたはポートを有し得る。

【0036】

ネットワークエンティティクラスタ４４２は、ｎ個のＵＰＦ ４４２ＵＰＦ１～４４２ＵＰＦｎを含み得る。ノードとして使用され得るＵＰＦ ４４２ＵＰＦ１～４４２ＵＰＦｎは、ネットワークエンティティクラスタ４４２の管理ネットワークを介して互いに制御、ネゴシエート、またはデータ交換を行い得る。ネットワークエンティティクラスタ４４２のＵＰＦ ４４２ＵＰＦ１～４４２ＵＰＦｎは、それぞれ異なるパブリックＩＰアドレスを有し得るが、（ネットワークエンティティクラスタ４４２または）ＵＰＦ ４４２ＵＰＦ１～４４２ＵＰＦｎは、同じ（共有）プライベートＩＰアドレスまたはポートを有する。起動時に、ネットワークエンティティクラスタ４４２（例えば、ＵＰＦのアクティブ－アクティブクラスタ）は、プライベートＩＰアドレス／ポートであり得る（共有）ＩＰアドレス／ポートを有する／もつ仮想ＵＰＦ ４４０ＵＰＦとしてＳＭＦ ４４０ＳＭＦに（プライベートＩＰアドレスおよび／またはポートを用いて／使用して）登録し得る。

【0037】

図４において、サーバ４５０ＳＶＲは、データをＵＥ ４１０ＵＥに送信することを意図している。ＵＥ ４１０ＵＥがＡＭＦ ４４０ＡＭＦを通してＳＭＦ ４４０ＳＭＦに登録した後、ＳＭＦ ４４０ＳＭＦは、ローカルリポジトリまたはＮＲＦ ４４０ＮＲＦから／を使用してＵＰＦ（例えば、仮想ＵＰＦ ４４０ＵＰＦ）を選択し、選択されたＵＰＦをＵＥ ４１０ＵＥのＰＤＵセッションに割り振り得る／割り当て得る。一実施形態では、選択されたＵＰＦ（例えば、仮想ＵＰＦ ４４０ＵＰＦ）のプライベートＩＰアドレスおよび／またはポートは、ネットワークエンティティクラスタ４４２の（共有）プライベートＩＰアドレスおよび／またはポートである。

【0038】

図４のステップＳ４０１に示すように、サーバ４５０ＳＶＲによって送信され、ＵＥ ４１０ＵＥに向けられたパケットは、分散クラスタ４４１（すなわち、ロードバランサのアクティブ－アクティブクラスタ）の（共有）パブリックＩＰアドレスおよび／またはポートに送信される。一実施形態では、パケットは、サーバ４５０ＳＶＲのパブリックＩＰアドレスから分散クラスタ４４１の（共有）パブリックＩＰアドレスに送信され得る。

【0039】

ロードバランサ４４１ＬＢ１～４４１ＬＢｍのパブリックＩＰアドレスは同じであるので、分散クラスタ４４１の管理ネットワークは、ロードバランサ４４１ＬＢ１～４４１ＬＢｍのうちの１つ（例えば、４４１ＬＢ１）を（例えば、ＣｌｕｓｔｅｒＩＰによって使用されるハッシュアルゴリズムにしたがって）選択して、選択されたロードバランサ（例えば、４４１ＬＢ１）がパケットをピックアップするようにし得る。選択されたロードバランサ（例えば、４４１ＬＢ１）は、パケットのターゲットＭＡＣアドレスを、（選択された）ロードバランサ（例えば、４４１ＬＢ１）によって選択された１つのＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦ１）のＭＡＣアドレスに書き換え得る。

【0040】

一実施形態では、（選択された）ロードバランサ（例えば、４４１ＬＢ１）が、バックエンドＵＰＦ ４４２ＵＰＦ１～４４２ＵＰＦｎ上のＰＤＵセッションのトラフィックに基づいて、ネットワークエンティティクラスタ４４２内の１つのＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦ１）を選択し得るように、すべてのＰＤＵセッションの状態情報がメモリ４４３に記憶される。これにより、ＵＥ ４１０ＵＥのサービス中断を回避するために、極めて短い時間（例えば、３秒）内にビジー／障害が発生したＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦｎ）からアイドルＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦ１）へのＰＤＵセッション（複数可）の転送が可能になる。

【0041】

図４のステップＳ４０５に示すように、選択されたロードバランサ（例えば、４４１ＬＢ１）が、選択されたＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦ１）のパブリックＩＰアドレスにパケットを送信した後、選択されたＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦ１）は、宛先ネットワークアドレス変換（ＤＮＡＴ）にしたがってパブリックＩＰアドレスをプライベートＩＰアドレスに変換し得る。一実施形態では、パブリックＩＰアドレスは、分散クラスタ４４１によって共有される（共有）パブリックＩＰアドレスであり、プライベートＩＰアドレスは、ＳＭＦ ４４０ＳＭＦによってＵＥ ４１０ＵＥに割り振られたプライベートＩＰアドレスである。図４のステップＳ４０７～Ｓ４１７に示すように、選択されたＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦ１）は、次に、（プライベートＩＰアドレスおよび／またはポートならびにマルチキャストＭＡＣアドレスを有する）パケットをＵＥ ４１０ＵＥに送信し得る。一実施形態では、パケットは、ネットワークエンティティクラスタ４４２によって共有される（共有）プライベートＩＰアドレスから、ルータ４４０ＡＲ（例えば、アグリゲーションルータ）、ＣＵ ４２０ＣＵ１、ＤＵ ４２０ＤＵ１、およびＲＵ ４２０ＲＵを介して、ＵＥ ４１０ＵＥのプライベートＩＰアドレスに送信され得る。

【0042】

図４のステップＳ４１８～Ｓ４３０において、ＵＥ ４１０ＵＥは、（応答された）パケットをネットワークエンティティクラスタ４４２に送り返し得る。一実施形態では、（応答された）パケットは、ＵＥ ４１０ＵＥのプライベートＩＰアドレスから、ネットワークエンティティクラスタ４４２によって共有される（共有）プライベートＩＰアドレスに送信され得る。

【0043】

ネットワークエンティティクラスタ４４２が、（応答された）パケットをＵＥ ４１０ＵＥから受信した後、ネットワークエンティティクラスタ４４２の１つのＵＰＦが（応答された）パケットを処理し得る。一実施形態では、以前に選択されたＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦ１）は、（ネットワークエンティティクラスタ４４２の管理ネットワークの命令（複数可）にしたがって）（応答された）パケットを処理し得る。一実施形態では、以前に選択されたＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦ１）が応答しなかったり障害が発生したりした場合、ネットワークエンティティクラスタ４４２の管理ネットワークは、調停を行い、ネットワークエンティティクラスタ４４２から（アイドル）ＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦｎ）を選択し得る。選択されたＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦｎ）は、メモリ４４４に記憶された関連情報を利用して、（応答された）パケットを処理し得る。これにより、ＵＥ ４１０ＵＥのサービス中断を回避するために、極めて短い時間内でのビジー／障害が発生したＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦ１）からアイドルＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦｎ）へのＰＤＵセッション（複数可）の移行が可能になる。

【0044】

図４のステップＳ４３３に示すように、選択されたＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦｎ）またはＵＰＦクラスタは、次に、（応答された）パケットを（元の）サーバ４５０ＳＶＲにルーティングし得る。一実施形態では、（応答された）パケットは、選択されたＵＰＦ（例えば、４４２ＵＰＦ１）のパブリックＩＰアドレスからサーバ４５０ＳＶＲのパブリックＩＰアドレスに送信され得る。すなわち、ダイレクトサーバリターンによる負荷分散が達成され得る。

【0045】

図５は、本出願の一実施形態による通信システム５０およびその通信方法の概略図である。通信システム５０は、ＵＥ ５１０ＵＥと、ＲＵ ５２０ＲＵと、ＤＵ ５２０ＤＵ１と、ＣＵ ５２０ＣＵ１～５２０ＣＵｍと、ルータ５３０ＡＲと、ネットワークエンティティクラスタ５４２と、メモリ５４３と、スイッチ５６０ＳＷ（例えば、レイヤ３（Ｌ３）スイッチ）と、サーバ５５０ＳＶＲとを含み得る。

【0046】

図５において、ＣＵ ５２０ＣＵ１～５２０ＣＵｍは、それぞれネットワークコントローラ５２０ＮＩＣ１～５２０ＮＩＣｍを含み得る。各々がシステムオンチップ（ＳｏＣ）によって実装され得るネットワークコントローラ５２０ＮＩＣ１～５２０ＮＩＣｍは、それぞれ、ロードバランサ５４１ＬＢ１～５４１ＬＢｍを含み得る。ロードバランサ５４１ＬＢ１～５４１ＬＢｍは、分散クラスタ５４１を形成／構成し、分散クラスタ５４１のノードとして機能し得、分散クラスタ５４１の管理ネットワーク５４１ｍｇｍｔｎｅｔＬを介して互いに制御、ネゴシエート、またはデータ交換を行い得る。分散クラスタ５４１（または分散クラスタ５４１）のロードバランサ５４１ＬＢ１～５４１ＬＢｍは、同じ（共有）プライベートＩＰアドレスまたはポートを有し得る。言い換えると、ロードバランサ５４１ＬＢ１～５４１ＬＢｍは、ＣＵ ５２０ＣＵ１～５２０ＣＵｍのコンピューティングリソースを活用することによって実現／実装し得る。

【0047】

図５において、ネットワークエンティティクラスタ５４２は、ｎ個のＵＰＦ ５４２ＵＰＦ１～５４２ＵＰＦｎを含み得る。ノードとして使用され得るＵＰＦ ５４２ＵＰＦ１～５４２ＵＰＦｎは、ネットワークエンティティクラスタ５４２の管理ネットワーク５４２ｍｇｍｔｎｅｔＵを介して互いに制御、ネゴシエート、またはデータ交換を行い得る。ネットワークエンティティクラスタ５４２のＵＰＦ ５４２ＵＰＦ１～５４２ＵＰＦｎは、それぞれ異なるプライベートＩＰアドレスを有し得るが、（ネットワークエンティティクラスタ５４２または）ＵＰＦ ５４２ＵＰＦ１～５４２ＵＰＦｎは、同じ（共有）パブリックＩＰアドレスまたはポートを有する。

【0048】

図５のステップＳ５０１～Ｓ５０４およびＳ５１２に示すように、ＵＥ ５１０ＵＥによって送信され、サーバ５５０ＳＶＲに向けられたパケットは、分散クラスタ５４１に送信される。図５のステップＳ５１２に示すように、ロードバランサ５４１ＬＢ１～５４１ＬＢｍによって共有されるプライベートＩＰアドレスが同じであるので、分散クラスタ５４１の管理ネットワーク５４１ｍｇｍｔｎｅｔＬは、ロードバランサ５４１ＬＢ１～５４１ＬＢｍのうちの１つ（例えば、５４１ＬＢ１）を選択して、パケットをピックアップし得る。選択されたロードバランサ（例えば、５４１ＬＢ１）は、パケットのターゲットＭＡＣアドレスを、ロードバランサ（例えば、５４１ＬＢ１）によって選択された１つのＵＰＦ（例えば、５４２ＵＰＦ１）のＭＡＣアドレスに書き換え得る。一実施形態では、（選択された）ロードバランサ（例えば、５４１ＬＢ１）が、バックエンドＵＰＦ ５４２ＵＰＦ１～５４２ＵＰＦｎ上のＰＤＵセッションのトラフィックに基づいて、ネットワークエンティティクラスタ５４２内の１つのＵＰＦ（例えば、５４２ＵＰＦ１）を選択し得るように、すべてのＰＤＵセッションの状態情報がメモリ５４３に記憶される。

【0049】

図５のステップＳ５１３～Ｓ５１４に示すように、選択されたロードバランサ（例えば、５４１ＬＢ１）がパケットを選択されたＵＰＦ（例えば、５４２ＵＰＦ１）のプライベートＩＰアドレスに送信した後、選択されたＵＰＦ（例えば、５４２ＵＰＦ１）は、ソースネットワークアドレス変換に基づいて、プライベートＩＰアドレスをパブリックＩＰアドレスに変換し得る。一実施形態では、パブリックＩＰアドレスは、ＵＰＦ ５４２ＵＰＦ１～５４２ＵＰＦｎによって共有される（共有）パブリックＩＰアドレスである。図５のステップＳ５１５～Ｓ５１６に示すように、選択されたＵＰＦ（例えば、５４２ＵＰＦ１）は、（パブリックＩＰアドレスおよび／またはポートならびにマルチキャストＭＡＣアドレスをもつ）パケットをサーバ５５０ＳＶＲに送信し得る。

【0050】

パケットのヘッダのソースＩＰアドレスはネットワークエンティティクラスタ５４２の（共有）パブリックＩＰアドレスであるので、図５のステップＳ５１７～Ｓ５１８において、サーバ５５０ＳＶＲは、（応答された）パケットをネットワークエンティティクラスタ５４２に送り返し得る。すなわち、ダイレクトサーバリターンによる負荷分散が達成され得る。一実施形態では、図５のステップＳ５１８において、以前に選択されたＵＰＦ（例えば、５４２ＵＰＦ１）は、（ネットワークエンティティクラスタ５４２の管理ネットワーク５４２ｍｇｍｔｎｅｔＵの命令（複数可）にしたがって）（応答された）パケットを処理し得る。一実施形態では、図５のステップＳ５１８において、以前に選択されたＵＰＦ（例えば、５４２ＵＰＦ１）が応答しなかったり障害が発生したりした場合、ネットワークエンティティクラスタ５４２の管理ネットワーク５４２ｍｇｍｔｎｅｔＵは、調停を行い、ネットワークエンティティクラスタ５４２から（アイドル）ＵＰＦ（例えば、５４２ＵＰＦｎ）を選択し得る。選択されたＵＰＦ（例えば、５４２ＵＰＦｎ）は、メモリ５４３に記憶された関連情報を利用して、（応答された）パケットを処理し得る。

【0051】

図５のステップＳ５１９～Ｓ５２３に示すように、選択されたＵＰＦ（例えば、５４２ＵＰＦｎ）またはＵＰＦクラスタは、次に、（応答された）パケットを（元の）ＵＥ ５１０ＵＥにルーティングし得る。

【0052】

図６は、本出願の一実施形態による通信システム６０およびその通信方法の概略図である。通信システム６０は、ＵＥ ６１０ＵＥ、ＲＵ ６２０ＲＵ、ＤＵ ６２０ＤＵ１、ＣＵ ６２０ＣＵ１～６２０ＣＵｍ、ルータ６３０ＡＲ、分散クラスタ６４１、ネットワークエンティティクラスタ６４２、メモリ６４３、スイッチ６６０ＳＷ（例えば、Ｌ３スイッチ）、およびサーバ６５０ＳＶＲを含み得る。言い換えると、分散クラスタ６４１（例えば、ロードバランサクラスタ）が、ネットワークエンティティクラスタ６４２（例えば、ＵＰＦクラスタ）とサーバ６５０ＳＶＲとの間に追加される。

【0053】

分散クラスタ６４１は、ｍ個のロードバランサ６４１ＬＢ１～６４１ＬＢｍを含み得る。ノードとして使用され得るロードバランサ６４１ＬＢ１～６４１ＬＢｍは、分散クラスタ６４１の管理ネットワーク６４１ｍｇｍｔｎｅｔＬを介して互いに制御、ネゴシエート、またはデータ交換を行い得る。分散クラスタ６４１（または分散クラスタ６４１）のロードバランサ６４１ＬＢ１～６４１ＬＢｍは、同じ（共有）パブリックＩＰアドレスまたはポートを有し得る。

【0054】

ネットワークエンティティクラスタ６４２は、ｎ個のＵＰＦ ６４２ＵＰＦ１～６４２ＵＰＦｎを含み得る。ノードとして使用され得るＵＰＦ ６４２ＵＰＦ１～６４２ＵＰＦｎは、ネットワークエンティティクラスタ６４２の管理ネットワーク６４２ｍｇｍｔｎｅｔＵを介して互いに制御、ネゴシエート、またはデータ交換を行い得る。ネットワークエンティティクラスタ６４２のＵＰＦ ６４２ＵＰＦ１～６４２ＵＰＦｎは、それぞれ異なるパブリックＩＰアドレスを有し得るが、（ネットワークエンティティクラスタ６４２または）ＵＰＦ ６４２ＵＰＦ１～６４２ＵＰＦｎは、同じ（共有）プライベートＩＰアドレスまたはポートを有する。

【0055】

一実施形態では、ＵＰＦ ６４２ＵＰＦ１～６４２ＵＰＦｎは、コンピューティング回路６４２ＮＩＣ１～６４２ＮＩＣｍを含み得、その各々は、それぞれＳｏＣによって実装され得る。コンピューティング回路６４２ＮＩＣ１～６４２ＮＩＣｍは、それぞれロードバランサ６４１ＬＢ１～６４１ＬＢｍを含み得る。言い換えると、ロードバランサ６４１ＬＢ１～６４１ＬＢｍは、ＵＰＦ ６４２ＵＰＦ１～６４２ＵＰＦｎのコンピューティングリソースを活用することによって実現／実装され得る。しかしながら、ロードバランサ６４１ＬＢ１～６４１ＬＢｍはまた、図６に示すように、ＵＰＦ ６４２ＵＰＦ１～６４２ＵＰＦｎの外側に独立して構成／配置され得る。

【0056】

図６のステップＳ６０１～Ｓ６０２に示すように、サーバ６５０ＳＶＲによって送信され、ＵＥ ６１０ＵＥに向けられたパケットは、分散クラスタ６４１に送信される。図６のステップＳ６０３に示すように、ロードバランサ６４１ＬＢ１～６４１ＬＢｍによって共有される（共有）パブリックＩＰアドレスが同じであるので、分散クラスタ６４１の管理ネットワーク６４１ｍｇｍｔｎｅｔＬは、ロードバランサ６４１ＬＢ１～６４１ＬＢｍのうちの１つ（例えば、６４１ＬＢ１）を選択して、パケットをピックアップし得る。選択されたロードバランサ（例えば、６４１ＬＢ１）は、パケットのターゲットＭＡＣアドレスを、ロードバランサ（例えば、６４１ＬＢ１）によって選択された１つのＵＰＦ（例えば、６４２ＵＰＦ１）のＭＡＣアドレスに書き換え得る。一実施形態では、（選択された）ロードバランサ（例えば、６４１ＬＢ１）が、バックエンドＵＰＦ ６４２ＵＰＦ１～６４２ＵＰＦｎ上のＰＤＵセッションのトラフィックに基づいて、ネットワークエンティティクラスタ６４２内の１つのＵＰＦ（例えば、６４２ＵＰＦ１）を選択し得るように、すべてのＰＤＵセッションの状態情報がメモリ６４３に記憶される。

【0057】

図６のステップＳ６０４～Ｓ６０５に示すように、選択されたロードバランサ（例えば、６４１ＬＢ１）がパケットを選択されたＵＰＦ（例えば、６４２ＵＰＦ１）のパブリックＩＰアドレスに送信した後、選択されたＵＰＦ（例えば、６４２ＵＰＦ１）は、宛先ネットワークアドレス変換にしたがってパブリックＩＰアドレスをプライベートＩＰアドレスに変換し得る。図６のステップＳ６０７～Ｓ６１７に示すように、選択されたＵＰＦ（例えば、６４２ＵＰＦ１）は、次に、（プライベートＩＰアドレスおよび／またはポートとマルチキャストＭＡＣアドレスとを有する）パケットをＵＥ ６１０ＵＥに送信し得る。

【0058】

図６のステップＳ６１８～Ｓ６３０において、ＵＥ ６１０ＵＥは、（応答された）パケットをネットワークエンティティクラスタ６４２に送り返し得る。一実施形態では、図６のステップＳ６３１において、以前に選択されたＵＰＦ（例えば、６４２ＵＰＦ１）は、（ネットワークエンティティクラスタ６４２の管理ネットワーク６４２ｍｇｍｔｎｅｔＵの命令（複数可）にしたがって）（応答された）パケットを処理し得る。一実施形態では、図６のステップＳ６３１において、以前に選択されたＵＰＦ（例えば、６４２ＵＰＦ１）が応答しなかったり誤動作したりした場合、ネットワークエンティティクラスタ６４２の管理ネットワーク６４２ｍｇｍｔｎｅｔＵは、調停を行い、ネットワークエンティティクラスタ６４２から（アイドル）ＵＰＦ（例えば、６４２ＵＰＦｎ）を選択し得る。選択されたＵＰＦ（例えば、６４２ＵＰＦｎ）は、メモリ６４３に記憶された関連情報を利用して、（応答された）パケットを処理し得る。

【0059】

図６のステップＳ６３２～Ｓ６３３に示すように、選択されたＵＰＦ（例えば、６４２ＵＰＦｎ）は、次に、（応答された）パケットを（元の）サーバ６５０ＳＶＲにルーティングし得る。すなわち、ダイレクトサーバリターンによる負荷分散が達成され得る。

【0060】

一実施形態では、ステップＳ５０１～Ｓ５０４、Ｓ５１６、Ｓ５１７、およびＳ５１９～Ｓ５２３は、ステップＳ３０１～Ｓ３０４、Ｓ３１６、Ｓ３１７、およびＳ３１９～Ｓ３２３にほぼ対応する。ステップＳ６０１、Ｓ６０５、Ｓ６０７、Ｓ６０８、Ｓ６１５～Ｓ６２０、Ｓ６２９～Ｓ６３０、およびＳ６３３は、ステップＳ４０１、Ｓ４０５、Ｓ４０７、Ｓ４０８、Ｓ４１５～Ｓ４２０、Ｓ４２９～Ｓ４３０、およびＳ４３３にほぼ対応する。

【0061】

要約すると、ＰＤＵセッションがネットワークエンティティ（例えば、ＵＰＦ）へ送信されるとき、本発明は、分散ユニット（または、ネットワークエンティティクラスタの管理ネットワーク）を使用してビジー／誤動作しているネットワークエンティティとアイドルネットワークエンティティとの間の迅速な切り換えを可能にし、これは、アイドルネットワークエンティティへのＰＤＵの送信を可能にして、サービス中断を回避し、可用性を向上させる。本発明は、ネットワークエンティティ（例えば、ＵＰＦ）に障害が発生しているときに、１：１冗長モデルで見られるのと同じエンドユーザエクスペリエンスを、より低い資本支出で達成する。さらに、基本的に、すべてのネットワークエンティティ（例えば、ＵＰＦ）は、アイドルになることなく使用されるが、Ｎ：Ｍ冗長モデルの場合であっても、Ｍ／（Ｎ＋Ｍ）個のネットワークエンティティ（例えば、ＵＰＦ）はアイドル状態にする。加えて、ネットワークエンティティ（例えば、ＵＰＦ）のスケールアウト、ひいてはコアネットワークの（高）スループットが可能になるように、ネットワークエンティティ（例えば、ＵＰＦ）の負荷バランシングが強化される。さらに、あるパケットは分散ユニットを通して転送されるが、このパケットに応答する別のパケットは分散ユニットを通過せず、それによってダイレクトサーバリターンが可能になる。

【0062】

当業者は、本発明の教示を保持しながら、デバイスおよび方法の多数の修正および変更が行われ得ることを容易に認識するであろう。したがって、上記の開示は、添付の特許請求の範囲の境界によってのみ限定されると解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】