特表 2023-543428 モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）へのＳ１接続、および、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）へのＮ２接続を分配するための方法、システムならびにコンピュータ読取可能媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-16

(54)【発明の名称】モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）へのＳ１接続、および、アクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）へのＮ２接続を分配するための方法、システムならびにコンピュータ読取可能媒体

(51)【国際特許分類】

   H04L 47/12 20220101AFI20231006BHJP

   H04L 45/247 20220101ALI20231006BHJP

   H04L 61/5007 20220101ALI20231006BHJP

【ＦＩ】

H04L47/12

H04L45/247

H04L61/5007

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023518266

(86)(22)【出願日】2021-03-24

(85)【翻訳文提出日】2023-05-16

(86)【国際出願番号】 US2021024001

(87)【国際公開番号】W WO2022060413

(87)【国際公開日】2022-03-24

(31)【優先権主張番号】17/027,633

(32)【優先日】2020-09-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】502303739

【氏名又は名称】オラクル・インターナショナル・コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ゴエル，イェシュ

【テーマコード（参考）】

5K030

【Ｆターム（参考）】

5K030GA13

5K030HC09

5K030HC13

5K030LE03

(57)【要約】

モビリティ管理ノードインスタンスへの接続を分配するための方法は、ＲＡＮノードから接続要求およびイングレスメッセージを受信するためのＩＰアドレスを発行するステップを含む。上記方法はさらに、モビリティ管理ノードインスタンスの接続ローディング測定値を維持するステップと、モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つとの接続を開始するためにＲＡＮノードによって生成された接続要求メッセージを受信するステップと、接続要求メッセージを処理するためのモビリティ管理ノードインスタンスを選択するように接続分配アルゴリズムを適用するステップと、選択されたモビリティ管理ノードインスタンスのＩＰアドレスと、接続要求のソースＩＰアドレスおよびソースポートフィールドから抽出されたＲＡＮノードのＩＰアドレスおよびポートとの間の関連付けを作成するステップとを含む。上記方法はさらに、選択されたモビリティ管理ノードインスタンスに接続要求メッセージを転送するステップを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モビリティ管理ノードインスタンスへの接続を分配するための方法であって、
接続ロードバランサが、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ：Radio Access Network）ノードから接続要求およびイングレスメッセージを受信するためのインターネットプロトコル（ＩＰ：Internet Protocol）アドレスを発行するステップと、
前記接続ロードバランサが、前記モビリティ管理ノードインスタンスの接続ローディング測定値を維持するステップと、
前記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つとの接続を開始するためにＲＡＮノードによって生成された接続要求メッセージを前記接続ロードバランサで受信するステップと、
前記接続ロードバランサが、前記接続要求メッセージを処理するためのモビリティ管理ノードインスタンスを選択するように接続分配アルゴリズムを適用するステップと、
前記接続ロードバランサが、プロトコル連続性のために、前記選択されたモビリティ管理ノードインスタンスのＩＰアドレスと、前記接続要求メッセージのソースＩＰアドレスおよびソースポートフィールドから抽出された前記ＲＡＮノードのＩＰアドレスおよびポートとを、少なくとも部分的に前記接続ロードバランサによって投入されたキャッシュまたはデータベースの中に作成するステップと、
前記接続ロードバランサが、前記接続分配アルゴリズムを使用して選択された前記モビリティ管理ノードインスタンスに前記接続要求メッセージを転送するステップとを備える、方法。

【請求項2】

前記接続を介して後続のメッセージを前記接続ロードバランサで受信するステップと、
前記後続のメッセージから抽出されたソースＩＰアドレスおよびソースポートを使用して前記キャッシュまたはデータベースに照会して、前記接続を提供する前記モビリティ管理ノードインスタンスの前記ＩＰアドレスを決定するステップと、
前記接続ロードバランサが、前記後続のメッセージを前記モビリティ管理ノードインスタンスの前記ＩＰアドレスに転送するステップとを備える、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ＩＰアドレスを発行するステップは、グラチューイタス・アドレス・レゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ：Address Resolution Protocol）メッセージまたはインターネット制御管理プロトコルバージョン６（ＩＣＭＰｖ６：Internet Control Management Protocol version 6）近隣探索メッセージをボーダーゲートウェイノードにブロードキャストするステップを含み、前記グラチューイタスＡＲＰメッセージまたはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージは、前記発行されたＩＰアドレスを前記接続ロードバランサのインターフェイスのメディアアクセス制御（ＭＡＣ：Media Access Control）と関連付ける、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記接続ロードバランサによって発行された前記ＩＰアドレスを前記モビリティ管理ノードインスタンスのループバックインターフェイスのエイリアスアドレスとして構成するステップを備える、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

前記接続ロードバランサによって発行された前記ＩＰアドレスを前記モビリティ管理ノードインスタンスにおいてリッスンするステップを備える、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記モビリティ管理ノードインスタンスは、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ：Mobility Management Entity）インスタンスまたはアクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ：Access and Mobility Management Function）インスタンスを含み、前記接続要求メッセージを受信するステップは、Ｓ１またはＮ２接続要求メッセージを受信するステップを含む、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。

【請求項7】

接続ローディング情報を維持するステップは、各モビリティ管理ノードインスタンス上の全ての構成されたグループについて各前記モビリティ管理ノードインスタンスのグループカウントを維持するステップを含み、グループは、前記グループが表すＲＡＮノードの１つまたは複数のＩＰアドレスを含み、前記グループカウントは、前記モビリティ管理ノードインスタンスとの接続の数のカウントを含み、モビリティ管理ノードインスタンスを選択するステップは、前記グループカウントを使用してモビリティ管理ノードインスタンスを選択するステップを含む、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。

【請求項8】

前記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つの障害を検出して、利用可能なモビリティ管理ノードインスタンスに前記接続要求メッセージを自動的にルーティングするステップを備える、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記モビリティ管理ノードインスタンスの再確立を検出するステップを備え、前記接続分配アルゴリズムを適用するステップは、前記再確立されたモビリティ管理ノードインスタンスを前記接続分配アルゴリズムの選択候補として含むステップを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

新たなモビリティ管理ノードインスタンスの利用可能性を検出するステップを備え、前記接続分配アルゴリズムを適用するステップは、前記新たなモビリティ管理ノードインスタンスを前記接続分配アルゴリズムの選択候補として含むステップを含む、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。

【請求項11】

モビリティ管理ノードインスタンスへの接続を分配するためのシステムであって、
少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含む接続ロードバランサと、
前記少なくとも１つのプロセッサによって実現されるＳ１／Ｎ２接続分配器とを備え、前記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、
無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノードから接続要求およびイングレスメッセージを受信するためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを発行し、
前記モビリティ管理ノードインスタンスの接続ローディング測定値を維持し、
前記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つとの接続を開始するためにＲＡＮノードによって生成された接続要求メッセージを受信し、
前記接続要求メッセージを処理するためのモビリティ管理ノードインスタンスを選択するように接続分配アルゴリズムを適用し、プロトコル連続性のために、前記選択されたモビリティ管理ノードインスタンスのＩＰアドレスと、前記接続要求メッセージのソースＩＰアドレスおよびソースポートフィールドから抽出された前記ＲＡＮノードのＩＰアドレスおよびポートとの間の関連付けを、少なくとも部分的に前記接続ロードバランサによって投入されたキャッシュまたはデータベースの中に作成し、
前記選択されたモビリティ管理ノードインスタンスに前記接続要求メッセージを転送する、システム。

【請求項12】

前記Ｓ１／Ｎ２接続分配器はさらに、
前記接続を介して後続のメッセージを前記接続ロードバランサで受信し、
前記後続のメッセージから抽出されたソースＩＰアドレスおよびソースポートを使用して前記キャッシュまたはデータベースに照会して、前記接続を提供する前記モビリティ管理ノードインスタンスの前記ＩＰアドレスを決定し、
前記接続ロードバランサが、前記後続のメッセージを前記モビリティ管理ノードインスタンスの前記ＩＰアドレスに転送するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記ＩＰアドレスを発行することは、グラチューイタス・アドレス・レゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ）メッセージまたはインターネット制御管理プロトコルバージョン６（ＩＣＭＰｖ６）近隣探索メッセージをボーダーゲートウェイノードにブロードキャストすることを含み、前記グラチューイタスＡＲＰメッセージまたはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージは、前記接続ロードバランサのＩＰアドレスを前記接続ロードバランサのインターフェイスのメディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレスと関連付ける、請求項１１または１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記モビリティ管理ノードインスタンスは、モビリティ管理エンティティ（ＭＭＥ）インスタンスまたはアクセスおよびモビリティ管理機能（ＡＭＦ）インスタンスを含み、前記接続要求メッセージを受信することは、Ｓ１またはＮ２接続要求メッセージを受信することを含む、請求項１１～１３のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項15】

接続ローディング情報を維持することは、各前記モビリティ管理ノードインスタンスのグループカウントを維持することを含み、前記グループカウントは、前記モビリティ管理ノードインスタンスとの接続の数のカウントを含み、モビリティ管理ノードインスタンスを選択することは、前記グループカウントを使用してモビリティ管理ノードインスタンスを選択することを含む、請求項１１～１４のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項16】

前記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、前記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つの障害を検出して、利用可能なモビリティ管理ノードインスタンスに前記接続要求メッセージを自動的にルーティングするように構成されている、請求項１１～１５のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項17】

前記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、前記モビリティ管理ノードインスタンスの再確立を検出するように構成されており、前記接続分配アルゴリズムを適用することは、前記再確立されたモビリティ管理ノードインスタンスを前記接続分配アルゴリズムの選択候補として含むことを含む、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、新たなモビリティ管理ノードインスタンスの利用可能性を検出するように構成されており、前記接続分配アルゴリズムを適用することは、前記新たなモビリティ管理ノードインスタンスを前記接続分配アルゴリズムの選択候補として含むことを含む、請求項１１～１７のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項19】

実行可能な命令が格納された非一時的なコンピュータ読取可能媒体であって、前記命令は、コンピュータのプロセッサによって実行されると、ステップを実行するように前記コンピュータを制御し、前記ステップは、
接続ロードバランサが、モビリティ管理ノードインスタンスに向けられる無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノードから接続要求およびイングレスメッセージを受信するためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを発行するステップと、
前記接続ロードバランサが、前記モビリティ管理ノードインスタンスの接続ローディング測定値を維持するステップと、
前記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つとの接続を開始するためにＲＡＮノードによって生成された接続要求メッセージを前記接続ロードバランサで受信するステップと、
前記接続ロードバランサが、前記接続要求メッセージを処理するためのモビリティ管理ノードインスタンスを選択するように接続分配アルゴリズムを適用するステップと、
前記接続ロードバランサが、プロトコル連続性のために、前記選択されたモビリティ管理ノードインスタンスのＩＰアドレスと、前記接続要求メッセージのソースＩＰアドレスおよびソースポートフィールドから抽出された前記ＲＡＮノードのＩＰアドレスおよびポートとの間の関連付けを、少なくとも部分的に前記接続ロードバランサによって投入されたキャッシュまたはデータベースの中に作成するステップと、
前記接続分配アルゴリズムを使用して選択された前記モビリティ管理ノードインスタンスに前記接続要求メッセージを転送するステップとを備える、非一時的なコンピュータ読取可能媒体。

【請求項20】

前記接続を介して後続のメッセージを前記接続ロードバランサで受信するステップと、
前記後続のメッセージから抽出されたソースＩＰアドレスおよびソースポートを使用して前記キャッシュまたはデータベースに照会して、前記接続を提供する前記モビリティ管理ノードインスタンスの前記ＩＰアドレスを決定するステップと、
前記接続ロードバランサが、前記後続のメッセージを前記モビリティ管理ノードインスタンスの前記ＩＰアドレスに転送するステップとを備える、請求項１９に記載の非一時的なコンピュータ読取可能媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権主張
本願は、２０２０年９月２１日に出願された米国特許出願番号第１７／０２７，６３３号の優先権利益を主張し、米国特許出願番号第１７／０２７，６３３号の開示は、全文が引用によって本明細書に援用される。

【0002】

技術分野
本明細書に記載されている主題は、モバイル通信ネットワークにおける接続分配に関する。より特定的には、本明細書に記載されている主題は、ＭＭＥへのＳ１接続およびＡＭＦへのＮ２接続を分配するための方法、システムならびにコンピュータ読取可能媒体に関する。

【背景技術】

【0003】

背景
４Ｇモバイル通信ネットワークにおいて、モビリティ管理エンティティは、携帯電話加入者を代表してモビリティ関連機能を実行するために無線アクセスノードと通信するノードである。５Ｇ通信ネットワークにおいて、ＡＭＦは、ユーザを代表してモビリティ関連機能を実行するために無線アクセスノードと通信するノードである。無線アクセスノードとＭＭＥノードとの間の接続はＳ１接続と称される。なぜなら、無線アクセスノードとＭＭＥとの間のインターフェイスがＳ１インターフェイスであるからである。同様に、５Ｇ通信ネットワークにおいて、無線アクセスノードとＡＭＦとの間のインターフェイスはＮ２インターフェイスと称され、このインターフェイスを介した接続はＮ２接続と称される。

【0004】

モバイル通信ネットワークで生じる１つの問題は、特にクラウド構成においてＭＭＥノードおよびＡＭＦノードをスケールアップまたはスケールダウンしなければならない場合があるというものである。ＭＭＥノードまたはＡＭＦノードのスケールアップまたはスケールダウン中に、Ｓ１接続またはＮ２接続を追加または除去する必要がある場合がある。Ｓ１接続またはＮ２接続を追加または除去することは、無線アクセスノードにとって混乱を引き起こすものであるおそれがある。

【0005】

これらの問題に鑑みて、無線アクセスノードとのＳ１接続またはＮ２接続に悪影響を及ぼすことなくＭＭＥノードまたはＡＭＦノードの再構成を可能にするための改良された方法、システムおよびコンピュータ読取可能媒体が必要である。

【発明の概要】

【0006】

概要
モビリティ管理ノードインスタンスへの接続を分配するための方法は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ：Radio Access Network）ノードから接続要求（Ｓ１またはＮ２接続要求など）およびイングレスメッセージを受信するためのインターネットプロトコル（ＩＰ：Internet Protocol）アドレスを発行するステップを含む。上記方法はさらに、上記接続ロードバランサが、上記モビリティ管理ノードインスタンスの接続ローディング測定値を維持するステップを含む。上記方法はさらに、上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つとの接続を開始するためにＲＡＮノードによって生成された接続要求メッセージを上記接続ロードバランサで受信するステップを含む。上記方法はさらに、上記接続ロードバランサが、上記接続要求メッセージを処理するためのモビリティ管理ノードインスタンスを選択するように接続分配アルゴリズムを適用するステップを含む。上記方法はさらに、上記接続ロードバランサが、プロトコル連続性のために、上記選択されたモビリティ管理ノードインスタンスのＩＰアドレスと、上記接続要求メッセージのソースＩＰアドレスフィールドおよびソースポートフィールドから抽出された上記ＲＡＮノードのＩＰアドレスおよびポートとの間の関連付けを、少なくとも部分的に上記接続ロードバランサによって投入されたデータベースまたはキャッシュの中に作成するステップを含む。上記方法はさらに、上記接続ロードバランサが、上記接続分配アルゴリズムを使用して選択された上記モビリティ管理ノードインスタンスに上記接続要求メッセージを転送するステップを含む。

【0007】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、上記ＩＰアドレスを発行するステップは、上記接続ロードバランサが、グラチューイタスＡＲＰまたはインターネット制御管理プロトコルバージョン６（ＩＣＭＰｖ６：Internet Control Management Protocol version 6）近隣探索メッセージをブロードキャストするステップを含み、上記グラチューイタスＡＲＰまたはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージは、上記ＩＰアドレスを上記接続ロードバランサのメディアアクセス制御（ＭＡＣ：Media Access Control）アドレスと関連付ける。

【0008】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、上記接続ロードバランサによって発行された上記ＩＰアドレスは、上記モビリティ管理ノードインスタンスのループバックインターフェイスに関連付けられ得る。上記ＩＰアドレスを上記モビリティ管理ノードインスタンスのループバックアドレスと関連付けることは、上記モビリティ管理ノードインスタンスが、上記ＩＰアドレスを含むアドレス・レゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ：Address Resolution Protocol）またはＩＣＭＰメッセージをブロードキャストすることなく上記ＩＰアドレスをエイリアスとして使用することを可能にする。

【0009】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、上記メッセージが初期のメッセージであるか後続のメッセージであるかを判断するステップは、メッセージが初期のメッセージであると判断するステップを含み得て、上記接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられているかどうかを判断するステップは、上記接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられていないと判断するステップを含み得る。上記メッセージが初期のメッセージであると判断され、上記接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられていない場合、負荷分散アルゴリズムを使用してＳ１接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられる。次いで、上記初期のメッセージは、上記Ｓ１接続に割り当てられた上記モビリティ管理ノードインスタンスに転送される。

【0010】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、上記メッセージが初期のメッセージであるかＳ１接続に関連付けられた後続のメッセージであるかを判断するステップは、上記メッセージが後続のメッセージであると判断するステップを含み得る。上記後続のメッセージに関連付けられた上記Ｓ１接続がメッセージプロセッサのうちの１つに割り当てられているかどうかを判断するステップは、上記Ｓ１接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられていると判断するステップを含み得る。上記メッセージが、上記Ｓ１接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられた後続のメッセージであると判断される場合、上記メッセージは、上記割り当てられたモビリティ管理ノードインスタンスに転送され得る。

【0011】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、上記メッセージが初期のメッセージであるか後続のメッセージであるかを判断するステップは、メッセージが初期のメッセージであると判断するステップを含み得て、上記接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられているかどうかを判断するステップは、上記接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられていないと判断するステップを含み得る。上記メッセージが初期のメッセージであると判断され、上記接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられていない場合、負荷分散アルゴリズムを使用してＮ２接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられる。次いで、上記初期のメッセージは、上記Ｎ２接続に割り当てられた上記モビリティ管理ノードインスタンスに転送される。

【0012】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、上記メッセージが初期のメッセージであるかＮ２接続に関連付けられた後続のメッセージであるかを判断するステップは、上記メッセージが後続のメッセージであると判断するステップを含み得る。上記後続のメッセージに関連付けられた上記Ｎ２接続が上記メッセージプロセッサのうちの１つに割り当てられているかどうかを判断するステップは、上記Ｎ２接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられていると判断するステップを含み得る。上記メッセージが、上記Ｎ２接続が上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つに割り当てられた後続のメッセージであると判断される場合、上記メッセージは、上記割り当てられたモビリティ管理ノードインスタンスに転送され得る。

【0013】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、モビリティ管理ノードインスタンスへの接続を分配するための方法は、上記接続ロードバランサによって発行された上記ＩＰアドレスを上記モビリティ管理ノードインスタンスにおいてリッスンするステップを含む。

【0014】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、グループとは、特定のピアＲＡＮノードから上記モビリティ管理ノードの方に開始される接続のグループのことである。したがって、各ピアＲＡＮノードからの接続は、接続ロードバランサにおいて異なるグループに分離される。各グループは、接続ロードバランサにおいて、上記初期のメッセージのためのソースアドレスとして使用される上記ピアＲＡＮノードの上記ＩＰアドレスによって識別される。

【0015】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、接続ロードバランサに着地する各Ｓ１接続要求について、負荷分散アルゴリズムが評価される上記グループを識別するためにそのソースＩＰアドレスが使用される。

【0016】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、負荷分散アルゴリズムを使用して上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つを上記Ｓ１接続に割り当てるステップは、各グループについて各上記モビリティ管理ノードインスタンスのグループカウントを維持するステップを含み、上記グループカウントは、各モビリティ管理ノードインスタンスに割り当てられたＳ１接続の数を示す。各モビリティ管理ノードインスタンスについて、上記モビリティ管理ノードインスタンスの上記グループカウントと上記モビリティ管理ノードインスタンスの最低グループカウントとの間のグループカウント差が計算される。接続分配閾値未満のグループカウント差を有するメッセージプロセッサは、接続分配候補として含まれる。上記接続分配閾値以上のグループカウント差を有するモビリティ管理ノードインスタンスは、接続分配候補としての検討から除外される。

【0017】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、接続ロードバランサに着地する各Ｎ２接続要求について、負荷分散アルゴリズムが評価される上記グループを識別するためにそのソースＩＰアドレスが使用される。

【0018】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、負荷分散アルゴリズムを使用して上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つを上記Ｎ２接続に割り当てるステップは、各グループについて各上記モビリティ管理ノードインスタンスのグループカウントを維持するステップを含み、上記グループカウントは、各モビリティ管理ノードインスタンスに割り当てられたＮ２接続の数を示す。各モビリティ管理ノードインスタンスについて、上記モビリティ管理ノードインスタンスの上記グループカウントと上記モビリティ管理ノードインスタンスの最低グループカウントとの間のグループカウント差が計算される。接続分配閾値未満のグループカウント差を有するモビリティ管理ノードインスタンスは、接続分配候補として含まれる。上記接続分配閾値以上のグループカウント差を有するメッセージプロセッサは、接続分配候補としての検討から除外される。

【0019】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、モビリティ管理ノードインスタンスへの接続を分配するための方法は、上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つの障害を検出して、利用可能なモビリティ管理ノードインスタンスに上記接続要求メッセージを自動的にルーティングするステップを含む。

【0020】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、モビリティ管理ノードインスタンスへの接続を分配するための方法は、上記モビリティ管理ノードインスタンスの再確立を検出するステップを含み、上記接続分配アルゴリズムを適用するステップは、上記再確立されたモビリティ管理ノードインスタンスを上記接続分配アルゴリズムの選択候補として含むステップを含む。

【0021】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、モビリティ管理ノードインスタンスへの接続を分配するための方法は、新たなモビリティ管理ノードインスタンスの利用可能性を検出するステップを含み、上記接続分配アルゴリズムを適用するステップは、上記新たなモビリティ管理ノードインスタンスを上記接続分配アルゴリズムの選択候補として含むステップを含む。

【0022】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、モビリティ管理ノードインスタンスへの接続を分配するためのシステムが提供される。上記システムは、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含む接続ロードバランサを含む。上記システムはさらに、Ｓ１／Ｎ２接続分配器を含み、上記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノードから接続要求およびイングレスメッセージを受信するためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを発行し、上記モビリティ管理ノードインスタンスの接続ローディング測定値を維持し、上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つとの接続を開始するためにＲＡＮノードによって生成された接続要求メッセージを受信し、上記接続要求メッセージを処理するためのモビリティ管理ノードインスタンスを選択するように接続分配アルゴリズムを適用し、上記接続ロードバランサが、プロトコル連続性のために、上記選択されたモビリティ管理ノードインスタンスのＩＰアドレスと、上記接続要求メッセージのソースＩＰアドレスフィールドおよびソースポートフィールドから抽出された上記ＲＡＮノードのＩＰアドレスおよびポートとの間の関連付けを、少なくとも部分的に上記接続ロードバランサによって投入されたデータベースまたはキャッシュの中に作成し、上記接続分配アルゴリズムを使用して選択された上記モビリティ管理ノードインスタンスに上記接続要求メッセージを転送する。

【0023】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、上記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、グラチューイタス・アドレス・レゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ）またはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージをボーダーゲートウェイノードにブロードキャストすることによって上記ＩＰアドレスを発行するように構成されており、上記グラチューイタスＡＲＰまたはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージは、上記ＩＰアドレスを上記接続ロードバランサのインターフェイスのメディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレスと関連付ける。

【0024】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、上記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、１つまたは複数のグループを維持するように構成されている。各グループは、上記グループが表すピアＲＡＮの１つまたは複数のＩＰアドレスで構成されている。

【0025】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、上記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、接続分配閾値で構成されている。

【0026】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、上記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、構成されたグループ当たり上記接続ロード情報を維持するように構成されている。各々の構成されたグループについて、上記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、各上記モビリティ管理ノードインスタンスのグループカウントを維持し、上記グループカウントは、上記モビリティ管理ノードインスタンスとの接続の数のカウントを含み、上記Ｓ１／Ｎ２接続分配器はさらに、各モビリティ管理ノードインスタンスについて、上記モビリティ管理ノードインスタンスの上記グループカウントと上記モビリティ管理ノードインスタンスの最低グループカウントとの間のグループカウント差を計算して、接続分配閾値未満のグループカウント差を有するモビリティ管理ノードインスタンスを接続分配候補として含むように構成されている。

【0027】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、上記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つの障害を検出して、利用可能なモビリティ管理ノードインスタンスに上記接続要求メッセージを自動的にルーティングするように構成されている。

【0028】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、上記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、上記モビリティ管理ノードインスタンスの再確立を検出して、上記再確立されたモビリティ管理ノードインスタンスを上記接続分配アルゴリズムの選択候補として含むように構成されている。

【0029】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、上記Ｓ１／Ｎ２接続分配器は、新たなモビリティ管理ノードインスタンスの利用可能性を検出して、上記新たなモビリティ管理ノードインスタンスを上記接続分配アルゴリズムの選択候補として含むように構成されている。

【0030】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面に従って、実行可能な命令が格納された非一時的なコンピュータ読取可能媒体であって、上記命令は、コンピュータのプロセッサによって実行されると、ステップを実行するように上記コンピュータを制御する、非一時的なコンピュータ読取可能媒体が提供される。上記ステップは、接続ロードバランサが、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノードから接続要求およびイングレスメッセージを受信するためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを発行するステップを含む。上記ステップはさらに、上記接続ロードバランサが、上記モビリティ管理ノードインスタンスの接続ローディング測定値を維持するステップを含む。上記ステップはさらに、上記モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つとの接続を開始するためにＲＡＮノードによって生成された接続要求メッセージを上記接続ロードバランサで受信するステップを含む。上記ステップはさらに、上記接続ロードバランサが、上記接続要求メッセージを処理するためのモビリティ管理ノードインスタンスを選択するように接続分配アルゴリズムを適用するステップを含む。上記ステップはさらに、上記接続ロードバランサが、プロトコル連続性のために、上記選択されたモビリティ管理ノードインスタンスのＩＰアドレスと、上記接続要求メッセージのソースＩＰアドレスフィールドおよびソースポートフィールドから抽出された上記ＲＡＮノードのＩＰアドレスおよびポートとの間の関連付けを、少なくとも部分的に上記接続ロードバランサによって投入されたデータベースまたはキャッシュの中に作成するステップを含む。上記ステップはさらに、上記接続ロードバランサが、上記モビリティ管理ノードインスタンスに上記接続要求メッセージを転送するステップを含む。

【0031】

本明細書に記載されている主題の別の局面に従って、上記接続要求メッセージは、Ｓ１接続またはＮ２接続のための接続要求メッセージを含む。

【0032】

本明細書に記載されている主題は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実現することができる。したがって、本明細書で使用される「機能」、「ノード」または「モジュール」という語は、記載されている特徴を実現するための、ソフトウェアおよび／またはファームウェアコンポーネントも含み得るハードウェアを指す。１つの例示的な実現例において、本明細書に記載されている主題は、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実行するようにコンピュータを制御する、コンピュータによって実行可能な命令が格納されたコンピュータ読取可能媒体を使用して実現することができる。本明細書に記載されている主題を実現することに適した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、プログラム可能ロジックデバイスおよび特定用途向け集積回路などの非一時的なコンピュータ読取可能媒体を含む。また、本明細書に記載されている主題を実現するコンピュータ読取可能媒体は、単一のデバイスもしくはコンピューティングプラットフォーム上に位置していてもよく、または、複数のデバイスもしく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いてもよい。

【0033】

ここで、本明細書に記載されている主題について添付の図面を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】無線アクセスノードとＭＭＥインスタンスまたはＡＭＦインスタンスとの間のＳ１接続またはＮ２接続を示すネットワーク図である。

【図2】ＭＭＥノードインスタンスまたはＡＭＦノードインスタンスがダウンした場合に生じる問題を示すネットワーク図である。

【図3】現行のシステムに関連付けられた問題のうちの少なくとも一部を回避する、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスとのＳ１／Ｎ２接続の負荷分散を行うための接続ロードバランサを有するモバイル通信ネットワークを示すネットワーク図である。

【図4】接続ロードバランサを使用したＳ１接続またはＮ２接続を介したイングレストラフィックの負荷分散を示すネットワーク図である。

【図5】接続ロードバランサを含むモバイル通信ネットワークにおけるエグレストラフィックのフローを示すネットワーク図である。

【図6A】接続ロードバランサ初期化を示すコールフロー図である。

【図6B】接続ロードバランサ初期化を示すコールフロー図である。

【図7】接続ロードバランサを使用した接続分配を示すコールフロー図である。

【図8】接続ロードバランサを使用したプロトコル連続性を示すコールフロー図である。

【図9】接続ロードバランサを使用したＲＡＮ接続確立を示すネットワーク図である。

【図10】例示的な接続ロードバランサを示すブロック図である。

【図11】Ｓ１／Ｎ２接続分配のための接続ロードバランサによって実行される例示的なプロセスを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0035】

詳細な説明
モバイルネットワークは、シグナリングを送るための複数の技術および相互接続とともに発展しつつある。モバイル通信ネットワークの１つの現在の課題は、モバイル通信ネットワークにおいてサービスを提供するアプリケーションおよびノードをクラウドに移行することである。クラウドベースの環境も、ネットワークのスマートなスケールアップおよびスケールダウンを必要とする。ＭＭＥ／ＡＭＦノードがクラウドにおいてスケールアップ／ダウンしている場合にＭＭＥ／ＡＭＦノードを再構成することが潜在的に必要である。スケールアップおよびスケールダウン中に全てのＳ１／Ｎ２接続を追加／除去する必要がある。Ｓ１接続は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）ノードとＭＭＥとの間の接続である。Ｎ２接続は、ＲＡＮノードとＡＭＦとの間の接続である。

【0036】

本明細書に記載されている主題は、クラウド内に位置し得る接続ロードバランサ（ＣＬＢ：Connection Load Balancer）を使用してＭＭＥ／ＡＭＦノードの再構成の問題を解決することを目指している。これは、ネットワークが、クラウド内またはオンプレミスのＭＭＥ／ＡＭＦノードに接続されたＲＡＮノードに影響を及ぼすことなくＭＭＥおよび／またはＡＭＦのスケールアップおよびスケールダウンを管理することを可能にする。

【0037】

現行のシステムでは、複数のＭＭＥ／ＡＭＦノードは、ＲＡＮ側からのＳ１／Ｎ２トラフィックスケーリング／高可用性プロセスを容易にするために複数のインスタンスとして動作し、それにより、各ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスは、外部ＲＡＮノードとの専用の接続を有する。各ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスは、同一のＲＡＮノードからの複数のＳ１／Ｎ２接続を有していてもよい。高可用性のために、１つのＲＡＮノードが、複数のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスにわたるＳ１／Ｎ２接続を有していてもよい。

【0038】

（エラーまたはスケールダウンに起因して）いずれか１つまたは複数のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスがダウンすると、これらのインスタンスを有する全てのＳ１／Ｎ２接続は切断される。（ディザスタリカバリまたはスケールアップ後に）ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスが立ち上がると、新たなＳ１／Ｎ２接続をＲＡＮから構成しなければならない。上記の事実のために、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスに再接続しようとするリモートＲＡＮノードは、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスにわたる負荷分散を実現するために、異なるＩＰアドレスを有する各Ｓ１／Ｎ２接続を管理する必要がある。異なるＩＰアドレスを有する各Ｓ１／Ｎ２接続をリモートＲＡＮが別々に管理しなければならないことは、特にＭＭＥまたはＡＭＦが動作停止期間後に再び動作するようになった後に接続を再確立する必要がある場合には、リモートＲＡＮノードに構成負担を生じさせることになる。

【0039】

図１は、複数のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスに接続されたＲＡＮノードを示す図であり、これらのＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスは、単一のＭＭＥ／ＡＭＦノードを表す。図１を参照して、ＲＡＮノード１００は、Ｓ１／Ｎ２接続１０４を介して複数のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２に接続されている。各ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２は、ネットワークＡおよびＢを介したイーサネット（登録商標）インターフェイス１０６を含む。各イーサネットインターフェイス１０６はＭＡＣアドレスを含み、別々のＩＰアドレスが各イーサネットインターフェイス１０６に関連付けられている。

【0040】

示されている例において、Ｓ１／Ｎ２接続１０４の各々は、ＭＭＥ／ＡＭＦ１０２のイーサネットインターフェイスのうちの１つに関連付けられた一次イングレス接続経路１０８と、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２の別のイーサネットインターフェイス１０６に関連付けられた二次イングレス接続経路１１０とを含む。一次および二次通信経路は、ストリーム制御伝送プロトコル（ＳＣＴＰ：Stream Control Transmission Protocol）ベースのマルチホーム接続経路であってもよい。しかし、本明細書に記載されている主題は、関連付けを２つだけ有するＳＣＴＰマルチホーム接続を使用することに限定されるものではない。関連付けの数は、１つの関連付けからＳＣＴＰプロトコルによってサポートされる最大の関連付けまで調整することができる。しかし、本明細書に記載されている主題は、ＳＣＴＰをトランスポート層プロトコルとして使用することに限定されるものではない。本明細書に記載されている主題の範囲から逸脱することなく、ＳＣＴＰの代わりに伝送制御プロトコル（ＴＣＰ：Transmission Control Protocol）が使用されてもよい。

【0041】

示されている例において、ＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ｎ－Ａは、シグナリングデバイスまたはイーサネットインターフェイスＡ １０６に関するＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－１ １０２のＩＰアドレスである。ＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ｎ－Ｂは、シグナリングデバイスＢまたはイーサネットインターフェイスＢ １０６に関するＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－１ １０２のＩＰアドレスである。ＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ｎ－Ａは、シグナリングデバイスまたはイーサネットインターフェイスＡ １０６に関するＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－Ｎ １０２のＩＰアドレスである。ＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ｎ－Ｂは、シグナリングデバイスまたはイーサネットインターフェイスＢ １０６に関するＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－Ｎ １０２のＩＰアドレスである。

【0042】

リモートＲＡＮノードは、Ｓ１／Ｎ２接続を介してＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスに接続することができ、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスは、選択された冗長性モデルに応じて単一のプロセッサ上で実現されたり複数のプロセッサ上で実現されたりする。本明細書に記載されている主題は、単一のプロセッサまたは複数のプロセッサ上で実現されたＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスへのＳ１／Ｎ２接続を管理することに限定されるものではない。どちらの場合も、本明細書に記載されている主題の範囲内であるよう意図されている。

【0043】

図２は、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスがダウンした場合の現行のネットワークアーキテクチャの問題の一部を示す図である。ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスがダウンすると、影響を受けたＭＭＥ／ＡＭＦに以前に接続されたＲＡＮノードは、影響を受けた接続を別のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスの固定ＩＰで再構成する必要があるだろう。このような再構成は、Ｓ１／Ｎ２接続の両方の終端にとって負担になる。

【0044】

現行のアーキテクチャによって引き起こされる再構成問題に加えて、負荷が最小のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスへの自動的な接続分配ができなくなるだろう。ＲＡＮノードは、特にクラウド構成における停電または変化に起因してインスタンスが変化する場合には、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスのローディングへの可視性を持つことができない。その結果、ＲＡＮノードによるＳ１／Ｎ２接続の分配は最適下限である可能性がある。

【0045】

現行のネットワークアーキテクチャに存在し得る別の問題は、いずれかのＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス（または、複数のインスタンス）がダウンすると、それ／それらに接続された接続が他のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスに自動的に分配されず、そのため、他のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスとの接続を再構成するように手動介入が行われない限り、操作性の低い接続を残すことになる、というものである。ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスが動作停止すると、接続の自動的な再構成ができなくなるだろう。

【0046】

図２に示される例では、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２のうちの１つがダウンすると、機能しなくなったまたは動作停止したＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２に接続されたＳ１／Ｎ２接続は中断される。機能しなくなったＭＭＥ／ＡＭＦ１０２との再接続試行は、接続不良を生じさせる。また、残りのＭＭＥ／ＡＭＦ１０２への自動的な負荷分散はない。

【0047】

現行のＳ１／Ｎ２接続アーキテクチャに関連付けられた問題のうちの少なくとも一部を回避または軽減するために、ＲＡＮノードとＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスとの間に接続ロードバランサが設けられ得て、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス構成が変化した場合に、接続ロードバランサとリモートＲＡＮノードとの間の接続の再構成を必要とすることなく接続の自動的な再構成を実行する。たとえば、接続ロードバランサを使用して、図２に関して言及した問題を解決することができる。

【0048】

一実現例において、接続ロードバランサは、ＲＡＮノードにサービスを提供するために使用されている全てのＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスに接続するための一組のパブリックＩＰアドレスを公開する。これは、ＲＡＮノードに提供されるパブリックＩＰアドレス情報の変更を必要とすることなくスケールアップまたはスケールダウンする柔軟性をＭＭＥ／ＡＭＦノードに提供する。接続ロードバランサによって公開されるパブリックＩＰアドレスは、ＭＭＥ／ＡＭＦ構成から独立しているので、ＭＭＥ／ＡＭＦ構成は、リモートＲＡＮノードにＳ１／Ｎ２接続を再構成することを要求することなく変化することができる。

【0049】

リモートＲＡＮノードの側で必要とされる再構成の量を減少させることに加えて、接続ロードバランサは、利用可能なＭＭＥ／ＡＭＦリソース上の接続を自動的に平衡させる柔軟性を提供し、これにより、リソース使用を最適化する。たとえば、接続ロードバランサは、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスのＳ１／Ｎ２接続ローディングの測定値を維持し、これらの測定値を使用してＳ１／Ｎ２接続分配決定を行うことができる。ＭＭＥ／ＡＭＦノードにおいてメッセージ処理容量損失がある場合、接続ロードバランサは、接続を他のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスに再分配して、同一レベルのサービスをリモートＲＡＮノードに提供することができる。

【0050】

図３において、接続ロードバランサ３００は、イーサネットインターフェイス３０２および３０４を含む。接続ロードバランサ３００は、ＲＡＮノード１００などのＲＡＮデバイスにＩＰアドレスＩＰ－ノード－ＡおよびＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ｂのみを公開する。ＩＰアドレスＩＰ－ノード－１－Ａ、ＩＰ－ノード－１－Ｂ、ＩＰ－ノード－Ｎ－ＡおよびＩＰ－ノード－Ｎ－Ｂは、ＲＡＮノードには発行されない。仮想エンティティとして、接続ロードバランサ３００および／またはモビリティ管理ノードインスタンス１０２は、クラウドコンピューティングハードウェア上のハイパーバイザで実行される仮想マシンを表し得る。

【0051】

図４は、イングレストラフィックに接続ロードバランサを使用した解決策の案の一例を示す図である。図４において、接続ロードバランサ３００は、ＲＡＮノード１００からＳ１／Ｎ２接続要求を受信し、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２の間でこれらの要求の負荷分散を行うための負荷分散を実行し、選択されたＭＭＥ／ＡＭＦ１０２にこれらの接続要求を転送する。ＭＭＥ／ＡＭＦ１０２のＩＰアドレスがＲＡＮノード１００に公開されていないので、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２をスケールアップまたはスケールダウンする必要がある場合には、このようなスケーリングは、以下でより詳細に説明するように、接続ロードバランサ３００においてシームレスに処理することができる。ＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ａは、ＲＡＮノード１００およびネットワークＡ上の他のＲＡＮノードに発行される。ＲＡＮノード１００およびネットワークＡ上の他のノードは、ＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ａを、ネットワークＡを介したイングレスＳ１／Ｎ２接続のための宛先ＩＰアドレスとして使用し、イングレス方向は、ＲＡＮノードからＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスへの方向である。ＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ｂは、ＲＡＮノード１００およびネットワークＢ上の他のＲＡＮノードに発行される。ＲＡＮノード１００およびネットワークＢ上の他のノードは、ＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ｂを、ネットワークＢを介したイングレスＳ１／Ｎ２接続のための宛先ＩＰアドレスとして使用する。

【0052】

図５は、接続ロードバランサ３００を含むネットワークを使用したエグレストラフィックの経路を示す図である。図５において、エグレストラフィックは、接続ロードバランサ３００を通ることなくＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２からＲＡＮノード１００に進んでいくことが分かる。この例では、エグレス方向とは、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスからＲＡＮノードへの方向のことである。ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスからのエグレストラフィックは、接続ロードバランサ３００を通らない。なぜなら、エグレストラフィックは、リモートＲＡＮノードからのイングレスメッセージから取得されたリモートＲＡＮノードのＩＰアドレスにアドレス指定されるからである。

【0053】

図６Ａおよび図６Ｂは、接続ロードバランサ３００の初期化段階を示す図である。図６ＡのステップＡ．１において、ＲＡＮノード１００と接続ロードバランサ３００との間に接続され得るボーダーゲートウェイ６００は、接続ロードバランサ３００からブロードキャスト・グラチューイタス・アドレス・レゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ）メッセージまたはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージを受信する。ブロードキャストグラチューイタスＡＲＰメッセージまたはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージは、ＩＰアドレスＩＰ－ノード－ＡおよびＩＰ－ノード－Ｂをそれぞれメディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレスＭＡＣ－ＡおよびＭＡＣ－Ｂと関連付ける。ステップＡ．２において、ボーダーゲートウェイ６００は、ＩＰアドレスＩＰ－ノード－ＡおよびＩＰ－ノード－ＢをそれぞれＭＡＣアドレスＭＡＣ－ＡおよびＭＡＣ－Ｂと関連付けるようにそのＭＡＣテーブルを更新する。なお、ＭＡＣアドレスＭＡＣ－ＡおよびＭＡＣ－Ｂは、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスではなく、接続ロードバランサ３００のイーサネットインターフェイス３０２および３０４に関連付けられる。

【0054】

図６Ｂは、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスを構成するためのステップを示す図である。図６Ｂを参照して、ステップＢ．１において、各ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスは、そのループバックインターフェイス上でエイリアスＩＰアドレスＩＰ－ノード－ＡおよびＩＰ－ノード－Ｂを構成する。ループバックインターフェイスは、ＭＡＣアドレスを有していないので、これらのＭＭＥ／ＡＭＦインターフェイスによってＡＲＰメッセージおよびＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージは送信されない。ステップＢ．２において、各ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスは、一次経路のためのアドレスＩＰ－ノード－Ａおよび二次経路のためのアドレスＩＰ－ノード－Ｂの、入来するＳ１／Ｎ２接続要求のためのリスティングを開始するマルチホームレスポンダ接続で構成される。上記のように、ＩＰアドレスＩＰ－ノード－ＡおよびＩＰ－ノード－Ｂは、接続ロードバランサ３００のＭＡＣアドレスＭＡＣ－ＡおよびＭＡＣ－Ｂに関連付けられる。リモートＲＡＮノードは、ＩＰアドレスＩＰ－ノード－ＡおよびＩＰ－ノード－Ｂを使用して複数の異なるＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスに接続し、接続ロードバランサは、どのＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスが所与の接続要求を処理すべきであるかを決定するので、再構成の結果としてリモートＲＡＮノードがそれらのＳ１／Ｎ２接続を再構成することを要求することなくＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスを再構成することができる。

【0055】

上記のように、接続ロードバランサ３００によって実行され得る１つの機能は、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスの間でのリモートＲＡＮノードからのＳ１／Ｎ２接続の分配である。図７は、接続ロードバランサ３００によって実行される接続分配アルゴリズムにおいてやりとりされ得るメッセージの一例を示すメッセージフロー図である。図７を参照して、ステップＣ．１において、宛先ＩＰアドレス｛ＩＰ－ノード－Ａ，ＩＰ－ノード－Ｂ｝およびソースＩＰアドレス｛Ｒ－ＩＰ－ｘ，Ｒ－ＩＰ－ｙ｝および宛先ポートＰ１を有する接続－１のＳ１／Ｎ２接続要求がリモートＲＡＮノードから到着する。

【0056】

ステップＣ．２において、ボーダーゲートウェイ６００は、｛ＩＰ－ノード－Ａ，ＩＰ－ノード－Ｂ｝についてそのＭＡＣテーブルに照会して、接続－１の接続要求を接続ロードバランサ３００に転送する。ステップＣ．３において、接続ロードバランサ３００は、接続要求が転送されるべきＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスを決定するように接続分配アルゴリズムを適用する。１つの例示的な実現例において、接続負荷分散は、以下のパラメータに基づいて実行される。

【0057】

・グループ：特定のピア、すなわちＲＡＮノードからの全ての接続を表す。
・グループカウント（すなわち、グループ当たりのＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス当たりのリモートＲＡＮノードからの接続のカウント）－全てのＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスについてゼロに初期化される。

【0058】

・接続分配閾値（グループにわたって有効）－最低のグループカウントとの、この値以上のグループカウント差を有するＭＭＥ/ＡＭＦインスタンスは、新たな接続要求を受信するための候補であるとはみなされない。たとえば、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１，２および３が１，２および３というグループカウントを有しており、接続分配閾値が２である場合、ＭＭＥ/ＡＭＦインスタンス１および２は、新たな接続要求を受信するための候補であるとみなされる。ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１は、最低のグループカウントを有するインスタンスであるため、２という接続分配閾値未満の１－１＝０というグループカウント差を有する。ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス２は、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１に対して、２という接続分配閾値未満の２－１＝１というグループカウント差を有する。ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス３は、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１に対して３－１＝２というグループカウント差を有する。２が接続分配閾値に等しいので、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス３は、新たな接続要求を受信するための候補であるとはみなされない。

【0059】

・複数のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスが接続分配閾値未満のグループカウント差を有する場合、接続ロードバランサ３００は、ＭＭＥ/ＡＭＦインスタンスのインスタンス識別子などの任意の好適なパラメータを使用して、利用可能な候補の中から昇順で選択することができる。前の例に続けて、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１および２が新たな接続要求のための候補である場合、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１は、インスタンス識別子原理の昇順に基づいて、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス２よりも前に、新たな接続要求のために選択されることができる。

【0060】

接続ロードバランサ３００が、接続要求が転送されるべきであるＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスを識別すると、接続ロードバランサ３００は、以下のステップを実行し得る：
・ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－Ｉのグループカウントをインクリメントする（ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスｉは、接続ロードバランサが転送されるべきであると接続ロードバランサ３００が判断したＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスである）
・プロトコル連続性のために、関連付けレコードをそのキャッシュの中に作成する
・この例では、関連付けは、リモートピアのソースＩＰアドレスおよびソースポートをＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスの宛先ＩＰアドレスと関連付ける。象徴的に、関連付けレコードは、｛Ｓｒｃ－ＩＰ，Ｓｒｃ－Ｐｏｒｔ，Ｄｅｓｔ－ＩＰ（ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス）｝であってもよい。図５では、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスの宛先ＩＰアドレスはＩＰ－ノード－Ａ－１であり、これは、接続ロードバランサ３００によって発行されたエイリアスＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ａとは異なるＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスのＩＰアドレスである。

【0061】

ステップＣ．４において、接続ロードバランサ３００は、接続要求を、ステップＣ．３において決定されたＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－ｉに転送する。

【0062】

ステップＣ．５において、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－ｉは、接続を受け付ける。応答は、ボーダーゲートウェイを介してリモートピアに直接送信される。接続ロードバランサは、ＭＭＥ/ＡＭＦインスタンス－ｉからＲＡＮノード１００に送信されるメッセージのための戻り経路の中にはない。

【0063】

図８は、接続ロードバランサ３００を含むネットワークにおける通話連続性のためのシグナリングを示すメッセージフロー図である。図８を参照して、ステップＤ．１において、宛先ＩＰアドレス｛ＩＰ－ノード－Ａ，ＩＰ－ノード－Ｂ｝、ソースＩＰアドレス｛Ｒ－ＩＰ－ｘ，Ｒ－ＩＰ－ｙ｝および宛先ポートＰ１を有する接続－１を介してＳ１／Ｎ２メッセージが到着する。

【0064】

ステップＤ．２において、ボーダーゲートウェイ６００は、｛ＩＰ－ノード－Ａ，ＩＰ－ノード－Ｂ｝についてそのＭＡＣテーブルに照会して、Ｓ１／Ｎ２メッセージを接続－１を介して接続ロードバランサ３００に転送する。この例では、接続－１の接続要求は、上記のように既に処理されていると仮定される。

【0065】

ステップＤ．３において、接続ロードバランサ３００は、その関連付けデータベース（キャッシュメモリ内）に照会して、接続ロードバランサ３００が接続要求メッセージを以前に転送したＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスを決定する。この例では、以下の関連付けレコードが、接続ロードバランサ３００によって維持される関連付けデータベース内に存在していると仮定される。

【0066】

｛Ｒ－ＩＰ－ｘ，Ｐ１，ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－ｉ）｝→ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－ｉ
この項目は、上記のように、接続要求への負荷分散アルゴリズムの適用に基づいて、接続ロードバランサ３００によってその関連付けデータベースの中に作成されている。

【0067】

ステップＤ．４において、接続ロードバランサ３００は、メッセージを、ステップＤ．３において決定されたＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－ｉに転送する。

【0068】

ステップＤ．５において、ＭＭＥ/ＡＭＦインスタンス－ｉは、このメッセージを受け付けて、メッセージを処理し、応答を準備して、この応答を同一の接続を介して送信する。応答は、ボーダーゲートウェイ６００を介してリモートピアに直接送信される。接続ロードバランサ３００は、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２からＲＡＮノード１００に送信されるメッセージのための転送経路の中にはない。

【0069】

図９は、ＲＡＮ接続再確立を示す図である。図９において、ステップ１において、Ｓ１／Ｎ２接続１を提供するＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１ １０２がダウンする。ステップ２において、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１ １０２に接続されたＳ１／Ｎ２接続１は中断する。ステップ３において、リモートＲＡＮノード１００によってＳ１／Ｎ２接続１の再確立が試行される。接続ロードバランサ３００は、上記の接続分配アルゴリズムに基づいて、接続要求をＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス－ｉに再ルーティングする。接続が再ルーティングされている新たなＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスのＩＰアドレスをリモートＲＡＮノード１００が知っている必要はない。リモートＲＡＮノード１００は、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスを代表して接続ロードバランサ３００によって発行されたエイリアスＩＰアドレスに再接続要求を送信し、接続ロードバランサ３００は、その接続分配アルゴリズムを使用して、接続再確立要求を処理するためのＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスを選択する。

【0070】

図１０は、例示的な接続ロードバランサを示すブロック図である。図１０を参照して、接続ロードバランサ３００は、少なくとも１つのプロセッサ１０００と、メモリ１００２とを含む。Ｓ１／Ｎ２接続分配器１００４は、本明細書に記載されているＳ１／Ｎ２接続分配ステップを実行するためにメモリ１００２に格納されたソフトウェアで実現することができる。接続ロードバランサ３００は、入来するＳ１／Ｎ２接続要求をＲＡＮノードから受信するシグナリングまたはイーサネットインターフェイス３０２および３０４も含む。一例では、接続ロードバランサ３００は、シグナリングインターフェイス３０２および３０４のＭＡＣアドレスを、やはりＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２のループバックインターフェイスに関連付けられた発行されたＩＰアドレスと関連付ける。接続ロードバランサ３００は、接続を処理するように選択されたＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２のＩＰアドレスとリモートＲＡＮピアＩＰアドレスおよびポートとの間の関連付けが少なくとも部分的に接続ロードバランサ３００によって投入されたＳ１／Ｎ２関連付けキャッシュまたはデータベース１００６も含み得る。たとえば、Ｓ１／Ｎ２接続分配器１００４は、接続に割り当てられたＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２のＩＰアドレスと接続管理メッセージのソースＩＰアドレスおよびポートフィールドから抽出されたリモートＲＡＮノードのＩＰアドレスおよびポートとの間の関連付けをＳ１／Ｎ２関連付けデータベースまたはキャッシュ１００６の中に作成し得る。

【0071】

図１１は、モビリティ管理ノードへのＳ１／Ｎ２接続を分配する際に接続ロードバランサ３００によって実行され得る例示的な方法を示すフローチャートである。図１１を参照して、ステップ１１００において、この方法は、接続ロードバランサが、ＲＡＮノードからＳ１／Ｎ２接続要求およびイングレスメッセージを受信するためのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを発行するステップを含む。たとえば、接続ロードバランサ３００のＳ１／Ｎ２接続分配器１００４は、発行されたＩＰアドレスを、ボーダーゲートウェイにおける接続ロードバランサのシグナリングインターフェイスのＭＡＣアドレスと関連付けるグラチューイタスＡＲＰメッセージまたはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージをブロードキャストし得る。一例として図５および図６ＡにおけるＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ａを使用して、接続ロードバランサ３００は、グラチューイタスＡＲＰメッセージまたはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージをボーダーゲートウェイ６００に送信し、グラチューイタスＡＲＰメッセージまたはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージは、ＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ａを、接続ロードバランサ３００のシグナリングインターフェイスＳＩＧ－Ａ３０２のＭＡＣアドレスであるＭＡＣアドレスＭＡＣ－Ａと関連付ける。各ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２は、エイリアスアドレスとしてＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ａを有するそのループバックインターフェイスを構成する。発行されたＩＰアドレスをＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス上でエイリアスとして追加するためにループバックインターフェイスを使用する理由は、ループバックインターフェイスがＭＡＣアドレスを有しておらず、ループバックインターフェイス上でエイリアスとして構成されたＩＰアドレスに対してＡＲＰ要求またはＩＣＭＰｖ６近隣探索要求が受信される場合にはＡＲＰ応答またはＩＣＭＰｖ６近隣探索メッセージ応答が送信されないからである。そのため、複数のＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスは、ネットワークコンフリクトがない状態で同一の発行されたＩＰアドレスを構成することができる。ＩＰアドレスＩＰ－ノード－ＡおよびＩＰ－ノード－ＢがＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスのループバックインターフェイス上でエイリアスとして構成される理由は、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスがＳ１／Ｎ２接続要求をこのポートでリッスンするようにこれらのアドレスでトランスポート層をバインドするためである。

【0072】

図１１に戻って、ステップ１１０２において、この方法は、接続ロードバランサが、各グループについてモビリティ管理ノードインスタンスの接続ローディング測定値を維持するステップをさらに含む。一例では、接続ロードバランサ３００は、全ての構成されたグループについて各ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２のグループカウントを維持し得る。グループカウントは、グループ当たり各ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２に割り当てられた接続の数を示す。本明細書に記載されている主題の範囲から逸脱することなく他のローディング測定値が使用されてもよい。

【0073】

ステップ１１０４において、この方法は、モビリティ管理ノードインスタンスのうちの１つとの接続を開始するためにリモートピアＲＡＮノードによって生成された接続要求メッセージを接続ロードバランサで受信するステップをさらに含む。たとえば、モビリティ管理ノードインスタンスがＭＭＥである場合、接続要求はＳ１接続要求であってもよい。モビリティ管理ノードインスタンスがＡＭＦである場合、接続要求はＮ２接続要求であってもよい。

【0074】

ステップ１１０６において、この方法は、接続ロードバランサが、接続要求メッセージを処理するためのモビリティ管理ノードインスタンスを選択するように接続分配アルゴリズムを適用するステップと、接続ロードバランサが、プロトコル連続性のために、選択されたモビリティ管理ノードインスタンスのＩＰアドレスと、接続要求メッセージのソースＩＰアドレスおよびソースポートから抽出されたリモートＲＡＮピアのＩＰアドレスおよびポートとの間の関連付けを、少なくとも部分的に接続ロードバランサによって投入されたデータベースの中に作成するステップとをさらに含む。たとえば、接続分配アルゴリズムは、新たなＳ１またはＮ２接続要求を受信するための接続分配閾値を超えるグループカウント差を有するＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスをＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスから選択し得る。接続ロードバランサ３００は、選択されたＭＭＥまたはＡＭＦインスタンスに関連付けられた発行されたＩＰアドレスと、リモートＲＡＮピアのＩＰアドレスおよびポートとの間の関連付けをＳ１／Ｎ２関連付けキャッシュまたはデータベース３０６の中に作成し得る。一例として図５を使用して、この関連付けは、ＲＡＮノード１００のＩＰアドレスおよびポートと、接続を処理するために選択されたＭＭＥ／ＡＭＦインスタンス１０２のうちの１つを代表して発行されたＩＰアドレスＩＰ－ノード－Ａとの間の関連付けであってもよい。

【0075】

ステップ１１０８において、この方法は、接続ロードバランサが、接続分配アルゴリズムを使用して選択されたモビリティ管理ノードインスタンスに接続要求メッセージを転送するステップをさらに含む。たとえば、接続ロードバランサ３００は、ステップ１１０６において選択されたＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスに接続要求を転送して、当該ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスのグループカウントを更新し得る。接続ロードバランサは、プロトコル連続性のために、このＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスに転送可能なこのＳ１／Ｎ２接続を介した後続のメッセージの関連付けレコードをそのキャッシュの中に作成する。ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスに送信されるメッセージの中に、接続ロードバランサは、そのＭＡＣアドレスをソースＭＡＣアドレスとして含み得る。

【0076】

利点
本明細書に記載されている接続ロードバランサは、少なくとも以下の利点を提供する。

【0077】

本明細書に記載されている接続ロードバランサは、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスの間でＳ１／Ｎ２接続を分配するために使用することができ、これは、送信ノードに対するＭＭＥ／ＡＭＦ構成の変更の影響を減少させる。すなわち、送信ノードまたはリモートピアは、ＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスがダウンした場合または新たなＭＭＥ／ＡＭＦインスタンスが確立された場合に新たなＩＰアドレスとの接続を再確立する必要がない。

【0078】

接続ロードバランサは、Ｓ１／Ｎ２接続をセットアップするために１つのＩＰインターフェイスカードを使用するか複数のインターフェイスカードを使用するかに関係なく、リモートピアへの単一のインターフェイスを使用して内部インターフェイスを管理することによってこの問題を解決するために使用することができる。

【0079】

接続ロードバランサをクラウド／オンプレミス環境ＭＭＥ／ＡＭＦノードの上流に設置することは、以下のメリットを有する。

【0080】

ＭＭＥ／ＡＭＦノードがスケールアップまたはスケールダウンする際のリモートノードに対する再構成の影響が小さくなる。

【0081】

クラウド内のリソースを最適に使用するためのＳ１／Ｎ２トラフィックの自動的な負荷分散。

【0082】

リモートピアの側で広範な外部構成を必要とすることなく、高い冗長性が実現される。

【0083】

ここに開示されている主題のさまざまな詳細は、ここに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であろう。さらに、上記の説明は、例示を目的としたものであるに過ぎず、限定を目的としたものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【国際調査報告】