特表 2024-500782 セッション管理機能（ＳＭＦ）によるＩＰアドレス割り当て要求に非同期的に応えるために動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバからインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスプールを作成するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体

(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】2024-01-10

(54)【発明の名称】セッション管理機能（ＳＭＦ）によるＩＰアドレス割り当て要求に非同期的に応えるために動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバからインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスプールを作成するための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体

(51)【国際特許分類】

   H04W 8/26 20090101AFI20231227BHJP

   H04W 80/04 20090101ALI20231227BHJP

   H04L 61/5014 20220101ALI20231227BHJP

   H04W 88/18 20090101ALI20231227BHJP

   H04W 76/10 20180101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

H04W8/26 110

H04W80/04

H04L61/5014

H04W88/18

H04W76/10

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023537102

(86)(22)【出願日】2021-10-28

(85)【翻訳文提出日】2023-08-14

(86)【国際出願番号】 US2021057160

(87)【国際公開番号】W WO2022132317

(87)【国際公開日】2022-06-23

(31)【優先権主張番号】17/125,925

(32)【優先日】2020-12-17

(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）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067DD57

5K067EE16

5K067HH23

(57)【要約】

インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスプールを取得して維持し、サービス管理機能（ＳＭＦ）からのＩＰアドレス割り当て要求に応答するためにＩＰアドレスプールを使用するための方法は、少なくとも１つのプロセッサを使用して実現されたＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスで、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバから複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得し、複数のＩＰアドレスをＩＰアドレスプールに格納するステップを含む。方法はさらに、ＩＰアドレスリースを維持するステップを含む。方法はさらに、ＳＭＦからＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信するステップを含む。方法はさらに、複数のＩＰアドレスのうちの１つをプールのうちの１つからＳＭＦに割り当てるステップを含む。方法はさらに、ＩＰアドレスをＳＭＦに通信するステップを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスプールを取得して維持し、サービス管理機能（ＳＭＦ）からのＩＰアドレス割り当て要求に応答するために前記ＩＰアドレスプールを使用するための方法であって、前記方法は、
少なくとも１つのプロセッサを使用して実現されたＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスで、
動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバから複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得し、前記複数のＩＰアドレスをＩＰアドレスプールに格納するステップと、
前記ＩＰアドレスリースを維持するステップと、
ＳＭＦからＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信するステップと、
前記複数のＩＰアドレスのうちの１つを前記プールのうちの１つから前記ＳＭＦに割り当てるステップと、
前記ＩＰアドレスを前記ＳＭＦに通信するステップとを含む、方法。

【請求項2】

前記ＤＨＣＰサーバから前記複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得するステップは、前記ＩＰアドレスプールの各々において初期数のＩＰアドレスが存在するまで、前記ＤＨＣＰサーバからのＩＰアドレスの割り当てを要求するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記初期数は、ネットワークオペレータによって設定される静的な数である、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記初期数は、ＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求の量に基づいて動的に設定される動的な数である、請求項２に記載の方法。

【請求項5】

前記ＩＰアドレスリースを維持するステップは、各ＩＰアドレスリースについて、
前記ＩＰアドレスリースのためのリース満了時間に先立って満了するように構成されたリース更新タイマーを維持するステップと、
前記リース更新タイマーの満了を検出するステップと、
前記更新タイマーの満了に応答して、前記ＩＰアドレスリースの更新を要求するための更新要求を前記ＤＨＣＰサーバに送信するステップとを含む、先行する請求項のいずれか１項に記載の方法。

【請求項6】

各ＩＰアドレスリースについて、エントリを有するタイマー待ち行列を維持するステップを含み、
前記更新タイマーの満了を検出するステップは、現在の時間がいつ、前記タイマー待ち行列の先頭のエントリのためのタイマー値と等しいかを検出するステップと、前記タイマー待ち行列の前記先頭から前記エントリを除去するステップとを含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記ＤＨＣＰサーバから、更新されたリース満了時間を含む前記更新要求への応答を受信するステップと、
前記タイマー待ち行列において、前記更新されたリース満了時間に対応する位置で、新たなエントリを作成するステップとを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記ＩＰアドレスリースを維持するステップは、前記ＳＭＦから透過的に前記ＩＰアドレスリースを維持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9】

前記ＳＭＦから透過的にＩＰアドレスリースを維持するステップは、前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスでのリース更新タイマーの満了に応答して前記ＩＰアドレスリースを自動的に更新するステップを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスからＩＰアドレスの割り当てを要求するために、前記ＳＭＦのためのアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）を提供するステップを含み、
ＩＰアドレスの割り当てのための前記要求を受信するステップは、前記ＡＰＩを介して前記要求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11】

インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスプールを取得して維持し、サービス管理機能（ＳＭＦ）からのＩＰアドレス割り当て要求に応答するために前記ＩＰアドレスプールを使用するためのシステムであって、前記システムは、
少なくとも１つのプロセッサおよびメモリと、
前記少なくとも１つのプロセッサを使用して実現されたＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスとを含み、前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバから複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得し、前記複数のＩＰアドレスをＩＰアドレスプールとして前記メモリに格納し、前記ＩＰアドレスリースを維持し、ＳＭＦからＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信し、前記複数のＩＰアドレスのうちの１つを前記プールのうちの１つから前記ＳＭＦに割り当て、前記ＩＰアドレスを前記ＳＭＦに通信するためのものである、システム。

【請求項12】

前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、前記ＩＰアドレスプールの各々において初期数のＩＰアドレスが存在するまで、前記ＤＨＣＰサーバからのＩＰアドレスの割り当てを要求することによって、前記ＤＨＣＰサーバから前記複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得するように構成される、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記初期数は、ネットワークオペレータによって設定される静的な数である、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

前記初期数は、時間周期内に受信されたＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求の量に基づいて動的に設定される動的な数である、請求項１２に記載のシステム。

【請求項15】

前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、各ＩＰアドレスリースについて、
前記ＩＰアドレスリースのためのリース満了時間に先立って満了するように構成されたリース更新タイマーを維持し、
前記リース更新タイマーの満了を検出し、
前記リース更新タイマーの満了に応答して、前記ＩＰアドレスリースの更新を要求する更新要求を前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスから前記ＤＨＣＰサーバに送信することによって、
前記ＩＰアドレスリースを維持するように構成される、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ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、各ＩＰアドレスリースについて、エントリを有するタイマー待ち行列を維持し、現在の時間がいつ、前記タイマー待ち行列の先頭のエントリのためのリース更新タイマー値と等しいかを判定することによってリースのための前記更新タイマーの前記満了を検出し、前記タイマー待ち行列の前記先頭から前記エントリを除去するように構成される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、前記ＤＨＣＰサーバから、更新されたリース満了時間を含む前記リース更新要求への応答を受信し、前記タイマー待ち行列において、前記更新されたリース満了時間に対応する位置で、新たなエントリを作成するように構成される、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスでのリース更新タイマーの満了に応答して前記ＩＰアドレスリースを自動的に更新することによって、前記ＳＭＦから透過的に前記ＩＰアドレスリースを維持するように構成される、請求項１６に記載のシステム。

【請求項19】

前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、前記ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスからＩＰアドレスの割り当てを要求するために、前記ＳＭＦのためのアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）を提供するように構成され、
ＩＰアドレスの割り当てのための前記要求を受信することは、前記ＡＰＩを介して前記要求を受信することを含む、請求項１１～１８のいずれか１項に記載のシステム。

【請求項20】

コンピュータの少なくとも１つのプロセッサによって実行されると複数のステップを行なうように前記コンピュータを制御する実行可能命令が格納された、非一時的コンピュータ読取可能媒体であって、前記複数のステップは、
前記少なくとも１つのプロセッサを使用して実現されたインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスプロバイダマイクロサービスで、
動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバから複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得し、前記複数のＩＰアドレスをＩＰアドレスプールに格納するステップと、
前記ＩＰアドレスリースを維持するステップと、
サービス管理機能（ＳＭＦ）からＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信するステップと、
前記複数のＩＰアドレスのうちの１つを前記プールのうちの１つから前記ＳＭＦに割り当てるステップと、
前記ＩＰアドレスを前記ＳＭＦに通信するステップとを含む、非一時的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１２月１７日に出願された米国特許出願連続番号第１７／１２５，９２５号の優先権利益を主張する。当該開示は、その全体がここに引用により援用される。

【0002】

技術分野
本明細書に記載されている主題は、５Ｇ通信ネットワークにおけるネットワークアドレッシングに関する。より特定的には、本明細書に記載されている主題は、ＤＨＣＰサーバとの対話からＩＰアドレスプールを作成し、ＩＰアドレスプールにおいてＩＰアドレスのためのＩＰアドレスリースを自動的に維持し、ＩＰアドレスプールを使用してＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求に非同期的に応えるための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体に関する。

【背景技術】

【0003】

背景
５Ｇ電気通信ネットワークでは、サービスを提供するネットワークノードは、プロデューサネットワーク機能（network function：ＮＦ）と呼ばれる。サービスを消費するネットワークノードは、コンシューマＮＦと呼ばれる。ネットワーク機能は、それがサービスを消費しているか提供しているかによって、プロデューサＮＦおよびコンシューマＮＦの双方であり得る。

【0004】

所与のプロデューサＮＦは、多くのサービスエンドポイントを有し得る。サービスエンドポイントとは、プロデューサＮＦによってホストされる１つ以上のＮＦインスタンスのための接点である。サービスエンドポイントは、プロデューサＮＦをホストするネットワークノード上のインターネットプロトコル（Internet protocol：ＩＰ）アドレスおよびポート番号または完全修飾ドメイン名（ＩＰアドレスとポート番号とに分解する）の組合せによって識別される。ＮＦインスタンスとは、サービスを提供するプロデューサＮＦのインスタンスである。所与のプロデューサＮＦは２つ以上のＮＦインスタンスを含んでいてもよい。なお、複数のＮＦインスタンスが同じサービスエンドポイントを共有することができる。

【0005】

プロデューサＮＦは、ネットワーク機能リポジトリ機能（NF repository function：ＮＲＦ）に登録する。ＮＲＦは、各ＮＦインスタンスによってサポートされるサービスを識別する、利用可能なＮＦインスタンスのサービスプロファイルを維持する。コンシューマＮＦは、ＮＲＦに登録したプロデューサＮＦインスタンスについての情報の受信をサブスクライブすることができる。

【0006】

コンシューマＮＦに加えて、ＮＦサービスインスタンスについての情報の受信をサブスクライブすることができる別のタイプのネットワークノードは、サービス通信プロキシ（service communications proxy：ＳＣＰ）である。ＳＣＰは、ＮＲＦにサブスクライブし、プロデューサＮＦサービスインスタンスに関する到達可能性およびサービスプロファイル情報を取得する。コンシューマＮＦはサービス通信プロキシに接続し、サービス通信プロキシは、要求されたサービスを提供するプロデューサＮＦサービスインスタンス間でトラフィックを負荷分散するか、または、トラフィックを宛先プロデューサＮＦインスタンスへ直接ルーティングする。

【0007】

ＳＣＰに加えて、プロデューサＮＦとコンシューマＮＦとの間でトラフィックをルーティングするネットワークノードの中間プロキシノードまたはグループの他の例は、５Ｇサービスメッシュにおけるセキュリティエッジ保護プロキシ（security edge protection proxy：ＳＥＰＰ）、サービスゲートウェイ、およびノードを含む。ＳＥＰＰとは、異なる５Ｇパブリックランドモバイルネットワーク（public land mobile network：ＰＬＭＮ）間で交換される制御プレーントラフィックを保護するために使用されるネットワークノードである。そのため、ＳＥＰＰは、すべてのアプリケーションプログラミングインターフェイス（application programming interface：ＡＰＩ）メッセージのために、メッセージフィルタリング、ポリシー化、およびトポロジ隠蔽を行なう。

【0008】

５Ｇ通信ネットワークアーキテクチャに存在する１つの難題は、パケットデータユニット（packet data unit：ＰＤＵ）セッションのためのＩＰアドレスを取得し、ＤＨＣＰサーバとのＩＰアドレスのリースを更新することである。たとえば、ＵＥがＰＤＵセッションの確立を要求する場合、ＵＥは、ＩＰｖ４アドレス、ＩＰｖ６アドレス、またはそれら双方がセッションのために必要とされることを示し得る。ＵＥは、セッション確立手順の一環としてＩＰアドレス割り当てを要求する。５Ｇ通信ネットワークは、セッションのためのＩＰアドレス（複数可）を取得するためにＤＨＣＰサーバと通信する。ＤＨＣＰに従って、ＩＰアドレス（複数可）が、更新されなければならないリースの下で与えられる。

【0009】

このアーキテクチャでの１つの問題または難題は、ＩＰアドレスリースを必要とするすべてのＰＤＵセッションについて、ＩＰアドレスリースを取得し、リースタイマーを維持し、そしてセッションがリースよりも長く続く場合にはリースが満了する前にＩＰアドレスを更新するために、ＳＭＦがＤＨＣＰサーバと接触しなければならないという点で、手順がＳＭＦと同期しているということである。ＳＭＦはまた、ＰＤＵセッションが終わるとＩＰアドレスを解除してＤＨＣＰサーバに戻すことを担う。この手順は、すべてではないにしろ多くのＰＤＵセッションについて必要とされ得るため、ＩＰアドレスリースを処理して維持する際のＳＭＦへの負担が、ＰＤＵセッション確立の遅延をもたらし得る。

【0010】

これらのおよび他の難題を考慮すると、本明細書に記載されている主題は、５Ｇ通信ネットワークにおいてＩＰアドレスリースを取得して維持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を含む。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

概要
インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスプールを取得して維持し、サービス管理機能（ＳＭＦ）からのＩＰアドレス割り当て要求に応答するためにＩＰアドレスプールを使用するための方法は、少なくとも１つのプロセッサを使用して実現されたＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスで、動的ホスト構成プロトコル（dynamic host configuration protocol：ＤＨＣＰ）サーバから複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得し、複数のＩＰアドレスをＩＰアドレスプールに格納するステップを含む。方法はさらに、ＩＰアドレスリースを維持するステップを含む。方法はさらに、ＳＭＦからＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信するステップを含む。方法はさらに、複数のＩＰアドレスのうちの１つをプールのうちの１つからＳＭＦに割り当てるステップを含む。方法はさらに、ＩＰアドレスをＳＭＦに通信するステップを含む。

【0012】

本明細書に記載されている主題の別の局面によれば、ＤＨＣＰサーバから複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得するステップは、ＩＰアドレスプールの各々において初期数のＩＰアドレスが存在するまで、ＤＨＣＰサーバからのＩＰアドレスの割り当てを要求するステップを含む。

【0013】

本明細書に記載されている主題の別の局面によれば、初期数は、ネットワークオペレータによって設定される静的な数である。

【0014】

本明細書に記載されている主題の別の局面によれば、初期数は、ＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求の量に基づいて動的に設定される動的な数である。

【0015】

本明細書に記載されている主題の別の局面によれば、ＩＰアドレスリースを維持するステップは、各ＩＰアドレスリースについて、ＩＰアドレスリースのためのリース満了時間に先立って満了するように構成されたリース更新タイマーを維持するステップと、更新タイマーの満了を検出するステップと、リース更新タイマーの満了に応答して、ＩＰアドレスリースの更新を要求するためのリース要求をＤＨＣＰサーバに送信するステップとを含む。

【0016】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、ＩＰアドレスプールを取得して維持し、ＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求に応答するためにＩＰアドレスプールを使用するための方法のための方法は、各ＩＰアドレスリースについて、エントリを有するタイマー待ち行列を維持するステップを含み、リース更新タイマーの満了を検出するステップは、現在の時間がいつ、タイマー待ち行列の先頭のエントリのためのタイマー値と等しいかを検出するステップと、タイマー待ち行列の先頭からエントリを除去するステップと、タイマー待ち行列の先頭のエントリのためにＩＰアドレスリースを更新するための更新要求を送信するステップとを含む。

【0017】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、ＩＰアドレスプールを取得して維持し、ＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求に応答するためにＩＰアドレスプールを使用するための方法は、ＤＨＣＰサーバから、更新されたリース満了時間を含むリース更新要求への応答を受信するステップと、タイマー待ち行列において、更新されたリース満了時間に対応する位置で、新たなエントリを作成するステップとを含む。

【0018】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、ＩＰアドレスリースを維持するステップは、ＳＭＦから透過的にＩＰアドレスリースを維持するステップを含む。

【0019】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、ＳＭＦから透過的にＩＰアドレスリースを維持するステップは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスでのリース更新タイマーの満了に応答してＩＰアドレスリースを自動的に更新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さらに別の局面によれば、ＩＰアドレスプールを取得して維持し、ＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求に応答するためにＩＰアドレスプールを使用するための方法は、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスからＩＰアドレスの割り当てを要求するために、ＳＭＦのためのアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）を提供するステップを含み、ＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信するステップは、ＡＰＩを介して要求を受信するステップを含む。

【0021】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスプールを取得して維持し、サービス管理機能（ＳＭＦ）からのＩＰアドレス割り当て要求に応答するためにＩＰアドレスプールを使用するためのシステムが提供される。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。システムはさらに、少なくとも１つのプロセッサを使用して実現されたＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスを含み、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバから複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得し、複数のＩＰアドレスをＩＰアドレスプールとしてメモリに格納し、ＩＰアドレスリースを維持し、ＳＭＦからＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信し、複数のＩＰアドレスのうちの１つをプールのうちの１つからＳＭＦに割り当て、ＩＰアドレスをＳＭＦに通信するためのものである。

【0022】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、ＩＰアドレスプールの各々において初期数のＩＰアドレスが存在するまで、ＤＨＣＰサーバからのＩＰアドレスの割り当てを要求することによって、ＤＨＣＰサーバから複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得するように構成される。

【0023】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、各ＩＰアドレスリースについて、ＩＰアドレスリースのためのリース満了時間に先立って満了するように構成されたリース更新タイマーを維持し、更新タイマーの満了を検出し、更新タイマーの満了に応答して、ＩＰアドレスリースの更新を要求するための更新要求をＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスからＤＨＣＰサーバに送信することによって、ＩＰアドレスリースを維持するように構成される。

【0024】

本明細書に記載されている主題の別の局面によれば、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、各ＩＰアドレスリースについて、エントリを有するタイマー待ち行列を維持し、現在の時間がいつ、タイマー待ち行列の先頭のエントリのためのタイマー値と等しいかを判定することによって更新タイマーの満了を検出するように構成され、更新タイマーの満了に応答して、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、タイマー待ち行列の先頭からエントリを除去するように構成される。

【0025】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、ＤＨＣＰサーバから、更新されたリース満了時間を含む更新要求への応答を受信し、タイマー待ち行列において、更新されたリース満了時間に対応する位置で、新たなエントリを作成するように構成される。

【0026】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスでのリース更新タイマーの満了に応答してＩＰアドレスリースを自動的に更新することによって、ＳＭＦから透過的にＩＰアドレスリースを維持するように構成される。

【0027】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスからＩＰアドレスの割り当てを要求するために、ＳＭＦのためのアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）を提供するように構成され、ＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信することは、ＡＰＩを介して要求を受信することを含む。

【0028】

本明細書に記載されている主題のさらに別の局面によれば、コンピュータの少なくとも１つのプロセッサによって実行されると複数のステップを行なうようにコンピュータを制御する実行可能命令が格納された、非一時的コンピュータ読取可能媒体が提供される。複数のステップは、少なくとも１つのプロセッサを使用して実現されたインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスプロバイダマイクロサービスで行なわれる。複数のステップは、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバから複数のＩＰアドレスおよび対応するＩＰアドレスリースを取得し、複数のＩＰアドレスをＩＰアドレスプールに格納するステップを含む。複数のステップはさらに、ＩＰアドレスリースを維持するステップを含む。複数のステップはさらに、サービス管理機能（ＳＭＦ）からＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信するステップを含む。複数のステップはさらに、複数のＩＰアドレスのうちの１つをプールのうちの１つからＳＭＦに割り当てるステップを含む。複数のステップはさらに、ＩＰアドレスをＳＭＦに通信するステップを含む。

【0029】

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合せで実現されてもよい。そのため、本明細書で使用されるような「機能」、「ノード」、または「モジュール」という用語は、記載されている特徴を実現するための、ソフトウェアコンポーネントおよび／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。例示的な一実現化例では、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複数の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されてもよい。本明細書に記載されてい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、非一時的コンピュータ読取可能媒体を含む。加えて、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、単一のデバイスまた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、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間で分散されていてもよい。

【0030】

図面の簡単な説明
ここで、添付図面を参照して、本明細書に記載されている主題を説明する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】例示的な５Ｇネットワークアーキテクチャを示すネットワーク図である。

【図2】ＰＤＵセッションのためのＩＰアドレスリースの取得に関連付けられた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。

【図3】ＩＰアドレスリースを維持する際のＳＭＦとＤＨＣＰサーバとの間の例示的なメッセージングを示すネットワーク図である。

【図4】ＳＭＦと対話し、ＳＭＦに代わってＩＰアドレスリースを維持するＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスを示すネットワーク図である。

【図5】ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスによって維持され得る例示的なＩＰアドレスプール構造を示すブロック図である。

【図6】ＩＰアドレスリース更新のためのタイマー待ち行列を示すブロック図である。

【図7】ＩＰアドレスリースを取得して維持するためにＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスを含むネットワークノード間で交換される例示的なメッセージを示すメッセージフロー図である。

【図8】ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスのための例示的な初期化アルゴリズムを示すフローチャートである。

【図9】ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスのための例示的なＩＰアドレス割り当て／解除アルゴリズムを示すフローチャートである。

【図10】ＳＭＦからの割り当て要求に応答するためにＩＰアドレスプールを取得して利用するためにＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスを使用するための例示的なプロセス全体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】

【0032】

詳細な説明
本明細書に記載されている主題は、ＤＨＣＰサーバからＩＰアドレスプールを作成し、５Ｇ ＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求に非同期的に応えるための方法、システム、およびコンピュータ読取可能媒体に関する。５Ｇ ＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求に非同期的に応えることは、５Ｇネットワーク側でＳＭＦと対話し、パケットデータネットワーク側でＤＨＣＰサーバと対話するＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスによって実現され得る。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスについて説明する前に、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスが対話する５Ｇネットワークアーキテクチャについて詳細に説明する。

【0033】

図１は、例示的な５Ｇシステムネットワークアーキテクチャを示すブロック図である。図１のアーキテクチャは、同じホームパブリックランドモバイルネットワーク（home public land mobile network：ＨＰＬＭＮ）に位置し得るＮＲＦ１００とＳＣＰ１０１とを含む。上述のように、ＮＲＦ１００は、利用可能なプロデューサＮＦサービスインスタンスおよびそれらのサポートされるサービスのプロファイルを維持し、コンシューマＮＦまたはＳＣＰが、新たな／更新されたプロデューサＮＦインスタンスをサブスクライブしてその登録を通知されることを可能にし得る。ＳＣＰ１０１はまた、サービス発見およびプロデューサＮＦインスタンスの選択をサポートし得る。ＳＣＰ１０１は、コンシューマＮＦとプロデューサＮＦとの接続の負荷分散を行ない得る。

【0034】

ＮＲＦ１００は、プロデューサＮＦインスタンスのＮＦプロファイルまたはサービスプロファイルのためのリポジトリである。プロデューサＮＦインスタンスと通信するために、コンシューマＮＦまたはＳＣＰは、ＮＲＦ１００からプロデューサＮＦインスタンスのＮＦプロファイルまたはサービスプロファイルを取得しなければならない。ＮＦプロファイルまたはサービスプロファイルは、第３世代パートナーシッププロジェクト（Third Generation Partnership Project：３ＧＰＰ（登録商標））技術仕様書（Technical Specification：ＴＳ） ２９．５１０で定義されたＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）オブジェクト表記法（JavaScript object notation：ＪＳＯＮ）データ構造である。ＮＦプロファイルまたはサービスプロファイルの定義は、完全修飾ドメイン名（fully qualified domain name：ＦＱＤＮ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）バージョン４（ＩＰｖ４）アドレス、またはＩＰバージョン６（ＩＰｖ６）アドレスのうちの少なくとも１つを含む。図１では、（ＮＲＦ１００以外の）ノードはいずれも、それらがサービスを要求しているか提供しているかによって、コンシューマＮＦまたはプロデューサＮＦであり得る。図示された例では、ノードは、ネットワークにおいてポリシー関連動作を行なうポリシー制御機能（policy control function：ＰＣＦ）１０２と、ユーザデータを管理するユーザデータ管理（user data management：ＵＤＭ）機能１０４と、アプリケーションサービスを提供するアプリケーション機能（application function：ＡＦ）１０６とを含む。図１に示されるノードはさらに、アクセスおよびモビリティ管理機能（access and mobility management function：ＡＭＦ）１１０とＰＣＦ１０２との間のセッションを管理するセッション管理機能（session management function：ＳＭＦ）１０８を含む。ＡＭＦ１１０は、４Ｇネットワークにおいてモビリティ管理エンティティ（mobility management entity：ＭＭＥ）によって行なわれるものと同様のモビリティ管理動作を行なう。認証サーバ機能（authentication server function：ＡＵＳＦ）１１２は、ネットワークへのアクセスを求めるユーザ機器（User Equipment：ＵＥ）１１４などのユーザ機器（ＵＥ）のための認証サービスを行なう。

【0035】

ネットワークスライス選択機能（network slice selection function：ＮＳＳＦ）１１６は、ネットワークスライスに関連付けられた特定のネットワーク能力および特性にアクセスしようとするデバイスのためのネットワークスライシングサービスを提供する。ネットワーク公開機能（network exposure function：ＮＥＦ）１１８は、ネットワークに接続されたインターネット・オブ・シングス（Internet of Things：ＩｏＴ）デバイスおよび他のＵＥについての情報を取得しようとするアプリケーション機能のためのアプリケーションプログラミングインターフェイス（ＡＰＩ）を提供する。ＮＥＦ１１８は、４Ｇネットワークにおけるサービス能力公開機能（service capability exposure function：ＳＣＥＦ）と同様の機能を行なう。

【0036】

無線アクセスネットワーク（radio access network：ＲＡＮ）１２０は、無線リンクを介してユーザ機器（ＵＥ）１１４をネットワークに接続する。無線アクセスネットワーク１２０は、ｇノードＢ（ｇＮＢ）（図１に図示せず）または他の無線アクセスポイントを使用してアクセスされ得る。ユーザプレーン機能（user plane function：ＵＰＦ）１２２は、ユーザプレーンサービスのためのさまざまなプロキシ機能性をサポートすることができる。そのようなプロキシ機能性の一例は、マルチパス伝送制御プロトコル（multipath transmission control protocol：ＭＰＴＣＰ）プロキシ機能性である。ＵＰＦ１２２は性能測定機能性もサポートすることができ、それは、ネットワーク性能測定値を取得するためにＵＥ１１４によって使用され得る。図１にはデータネットワーク（data network：ＤＮ）１２４も図示されており、それを通してＵＥは、インターネットサービスなどのデータネットワークサービスにアクセスする。

【0037】

ＳＥＰＰ１２６は、別のＰＬＭＮからの着信トラフィックをフィルタリングし、ホームＰＬＭＮを出るトラフィックのためのトポロジ隠蔽を行なう。ＳＥＰＰ１２６は、外部ＰＬＭＮのためのセキュリティを管理する、当該外部ＰＬＭＮにおけるＳＥＰＰと通信し得る。このため、異なるＰＬＭＮにおけるＮＦ間のトラフィックは、ホームＰＬＭＮのためのＳＥＰＰ機能と外部ＰＬＭＮのためのＳＥＰＰ機能という２つのＳＥＰＰ機能を横断し得る。

【0038】

上述のように、現在の３ＧＰＰアーキテクチャでの１つの問題は、ＩＰアドレスを必要とするすべてのＰＤＵセッションについて、ＳＭＦがＤＨＣＰサーバとのＩＰアドレスリースを取得して維持するよう要求されるということである。図２は、ＩＰアドレスリースを取得するために５Ｇネットワーク要素間で行なわれる例示的なシグナリングを示す。

【0039】

図２を参照して、ライン１で、ＵＥ１１４はＰＤＵセッション確立要求をＡＭＦ１１０に送信する。この例では、ＵＥ１１４は、それがＰＤＵセッションを確立するために少なくとも１つのＩＰアドレスを必要とすることを示すと仮定される。

【0040】

メッセージフロー図のライン２で、ＡＭＦ１１０は、ＰＤＵセッション確立要求に応答して、Nsmf_PDU Session_Create ＳＭコンテキスト要求をＳＭＦ１０８に送信する。Nsmf_PDU Session_Create ＳＭコンテキスト要求は、サブスクリプション永続識別子（subscription permanent identifier：ＳＵＰＩ）、データネットワーク名（data network name：ＤＮＮ）、および他のパラメータなどのパラメータを含む。メッセージフロー図のライン３で、ＳＭＦ１０８は、Nsmf_PDU Session_Create ＳＭコンテキスト応答をＡＭＦ１１０に送信することによって、Nsmf_PDU Session_Create ＳＭコンテキストメッセージの受信を確認する。

【0041】

少なくとも１つのＩＰアドレスがＵＥによって要求されたため、ライン４で、ＳＭＦ１０８は、少なくとも１つのＩＰアドレスの割り当てを要求するＤＨＣＰ要求をＤＨＣＰサーバ２００に送信する。ＤＨＣＰサーバ２００はライン５で、ＩＰアドレスと当該ＩＰアドレスのためのリース時間とを提供することによって要求に応答する。

【0042】

ＩＰアドレスとリース時間との受信に応答して、ライン６で、ＳＭＦ１０８は（ＩＰリース時間－ｎ）にわたってタイマーを始動させる。ここで、ＩＰリースタイマーがＤＨＣＰサーバで満了する前に更新がトリガされることを保証するために、ｎは０よりも大きく、ＰＤＵセッションがリース時間を超えて延長した場合には、ＳＭＦ１０８は、リースが満了する前にそれを更新するようになっている。

【0043】

ライン７で、ＵＰＦ１２２はＮ４関連付け設定要求をＳＭＦ１０８に送信する。ライン８で、ＳＭＦ１０８とＵＰＦ１２２とは、Ｎ４セッション確立要求および応答メッセージを交換する。ライン９で、ＳＭＦ１０８とＡＭＦ１１０とは、Namf_Communication_N1N2メッセージ転送要求および応答メッセージを交換する。

【0044】

なお、図２に示すメッセージフローは、少なくとも１つのＩＰアドレスが要求されるＰＤＵセッションごとに、ＳＭＦ１０８によって行なわれなければならない。これは、ＳＭＦ１０８のリソースへの負担を生み出すおそれがあり、また、セッション確立時間を遅延させるおそれがある。加えて、ＰＤＵセッションが現在のリース満了時間を超えて延長した場合、ＳＭＦ１０８は各リースを更新しなければならない。

【0045】

図３は、リースを更新するためにＳＭＦ１０８によって行なわれる例示的なシグナリングを示すメッセージフロー図である。図３を参照して、ライン１で、ＤＨＣＰサーバからのＩＰアドレスリースの受信に応答してＳＭＦ１０８によって始動されたＩＰリースタイマーが満了する。ライン２で、ＳＭＦ１０８は、ＩＰアドレスリースの延長を要求するＤＨＣＰ要求をＤＨＣＰサーバ２００に送信する。ライン３で、ＤＨＣＰサーバ２００は、リースが延長されたことを示す確認を用いて応答し、新たなリース満了時間を提供する。ライン４で、ＳＭＦ１０８は、新たなＩＰリース満了時間にわたってＩＰリースタイマーを再始動させる。

【0046】

図３に示すシグナリングメッセージフローは、ＰＤＵセッションが終わる前に満了するＩＰアドレスリースごとに、ＳＭＦ１０８によって行なわれなければならない。ＳＭＦが取り扱うＰＤＵセッションの数が増加するにつれて、ＳＭＦへの負担も増加する。ＳＭＦへの処理負担を軽減するために、本明細書に記載されている主題は、宛先ネットワーク名（destination network name：ＤＮＮ）ごとにリースされたＩＰアドレスのプールを取得し、リースされたＩＰアドレスをＰＤＵセッションのためにＳＭＦが利用できるようにし、ＰＤＵセッション満了時間に先立ってリースを自動的に更新するＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスを含む。

【0047】

ＳＭＦにＩＰリース割り当てを要求させ、リースを維持させ、リースを更新させるのではなく、本明細書に記載されている主題は、これらの機能をＳＭＦに対して自動的にかつ透過的に行なうＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスを含む。図４は、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスと、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスによって行なわれる例示的な動作とを示す。図４を参照して、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、宛先ネットワーク名（ＤＮＮ）ごとに、リースされたＩＰアドレスの１つ以上のプールを管理する。ＩＰバージョン４アドレスおよびＩＰバージョン６アドレスのための別々のプールがあり得る。加えて、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＩＰアドレスプールごとに、使用済みのリースされたＩＰアドレスと予約済みのリースされたＩＰアドレスとのリストを提供または維持し得る。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＩＰアドレスプールを使用してＰＤＵセッションのためのＩＰアドレスを割り当ておよび解除を行なうために、ＡＰＩを提供し得る。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＳＭＦまたはＰＤＵセッションＮＦサービスに、ＤＮＮごとに到達されるＩＰアドレス枯渇しきい値とＤＨＣＰサーバ利用可能性とを通知するために、レプリゼンテーショナル・ステート・トランスファー（representational state transfer：ＲＥＳＴ）ベースのサブスクリプションメカニズムを提供し得る。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＳＭＦ１０８に代わって、ＤＨＣＰサーバからリースされたＩＰアドレスのライフサイクルを管理し得る。ＩＰアドレスを維持することは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００の起動または初期化時に予約済みＩＰアドレスを予めリースすること、ＤＨＣＰサーバでの満了時間に先立ってリースされたＩＰアドレスを更新すること、マイクロサービスを用いてリースされたＩＰアドレスのステータスを管理することを含み得る。リースされたＩＰアドレスのステータスを管理することは、ＩＰアドレスを、使用済み、すなわち、ＳＭＦ／ＰＤＵセッションＮＦサービスに割り当てられているとしてマークするか、または、予約済み、すなわち、ＳＭＦ／ＰＤＵセッションＮＦサービスに割り当てられていないとしてマークすることを含み得る。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００はまた、未使用のリースされたＩＰアドレスのリストを維持し得る。このリストのサイズは、静的または動的アルゴリズムに基づき得る。静的アルゴリズムとは、未使用のＩＰアドレスまたは予約済みＩＰアドレスのサイズが一定であることを意味する。動的アルゴリズムは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００がＳＭＦまたはＰＤＵセッションＮＦサービスによる使用パターンに基づいて未使用のＩＰアドレスプールのサイズを変更し得ることを意味する。

【0048】

ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、プロセッサとメモリとを含む少なくとも１つのコンピューティングプラットフォーム上で実現され得る。メモリは、ＩＰアドレスプールと、本明細書に記載されている他のデータ構造と、ＤＨＣＰサーバからＩＰアドレスリースを取得し、リースを維持し、ＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求に応答してＩＰアドレスをＳＭＦに割り当てるために本明細書に記載されているステップを行なうためのコンピュータ実行可能命令とを格納し得る。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、それがサービス提供するＳＭＦから分離し、また、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００がＩＰアドレスおよび対応するリースを取得するＤＨＣＰサーバから分離し得る。ＳＭＦとＤＨＣＰサーバとの間で別個のエンティティとして動作することは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００が、高可用性のための要件を含むネットワークオペレータ要件に基づいてスケール変更されることを可能にする。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＩＰアドレスプールを格納するメモリ内データベースを含み得る。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＩＰアドレスリースのためにＤＨＣＰサーバと対話するためのＳＭＦ側での時間および処理を取り除くことによって、ＰＤＵセッション確立の際の待ち時間を著しく向上させ得る。

【0049】

図４で、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＳＭＦ１０８およびＳＭＦ ＰＤＵセッションＮＦサービスインスタンス１０８_１～１０８_ｎのための連絡先アドレスとして、ＩＰアドレス４０２を提供する。上述のように、５Ｇネットワークアーキテクチャでは、ＳＭＦ１０８は、ＵＥによって要求されたＰＤＵセッションの確立および分解を取り扱うエンティティである。ＰＤＵセッションＮＦサービスインスタンス１０８_１～１０８_ｎは、ＰＤＵセッションを取り扱うためにＳＭＦ１０８によって作成されたサービスインスタンスである。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００はまた、ＩＰアドレスを取得し、ＤＮＮ１およびＤＮＮ２のためのＩＰアドレスプール４０４_１および４０４_２を作成するためにＤＨＣＰサーバ２００_１～２００_ｑと対話するＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスインスタンス４００_１～４００_ｋを含み得る。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＩＰアドレスプール４０４_１～４０４_２を、メモリ内データベースまたはキャッシュ４０６に格納し得る。

【0050】

図示された例では、各ＩＰアドレスプール４０４_１および４０４_２は、ＩＰｖ４アドレスおよびＩＰｖ６アドレスのための別々のプールを含む。加えて、各プールは、静的予約アルゴリズムが実現されるか動的予約アルゴリズムが実現されるかによって静的または動的であり得る最大サイズを有する。静的予約とは、ＤＮＮごとにＤＨＣＰから取得されたＩＰアドレスリースの数が、ネットワークオペレータによって設定された静的な数であるということを意味する。動的予約とは、ＤＮＮごとにＤＨＣＰから取得されたＩＰアドレスリースの数が、タイマー周期内にＳＭＦから受信されたＩＰアドレス割り当て要求の数に基づいて動的に調節可能であるということを意味する。

【0051】

図４に示す例では、所与のＤＮＮのための各アドレスプール内に、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、使用済みＩＰアドレスと予約済みＩＰアドレスとのリストを維持する。使用済みアドレスとは、ＤＨＣＰからリースされ、ＰＤＵセッションに割り当てられているアドレスである。予約済みＩＰアドレスとは、ＤＨＣＰからリースされたものの、ＰＤＵセッションに割り振られなかったアドレスである。

【0052】

ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、スケールアップまたはダウンするＳＭＦ／ＰＤＵセッションＮＦサービスインスタンス、スケールアップまたはダウンするＤＨＣＰサーバ、もしくは、ＤＮＮの追加または削除に起因するＤＨＣＰサーバ更新に対して、シームレスに動作および／またはスケール変更し得る。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００はＳＭＦおよびＤＨＣＰサーバから独立しているため、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、ネットワーク要求を満たすようにスケールアップまたはダウンされ得る。

【0053】

図５は、ＩＰアドレスプール４０４_１および４０４_２の構造をより詳細に示す。図５では、各ＩＰアドレスプール４０４_１および４０４_２は、ＩＰバージョン４アドレスを格納するＩＰバージョン４プールと、ＩＰバージョン６アドレスを含むＩＰバージョン６プールとを含む。ＩＰバージョン４プールおよびＩＰバージョン６プールの各々は、ネットワークオペレータによって静的に構成され得る最大サイズを有する。それに代えて、最大サイズは、時間周期内のＩＰアドレス割り当て要求の数に基づいて動的に変わり得る。ＩＰバージョン４プールおよびＩＰバージョン６プールの各々は、使用済みＩＰアドレス５００のリストと、予約済みＩＰアドレス５０２のリストとを含み得る。上述のように、使用済みＩＰアドレス５００とは、ＤＨＣＰサーバから取得され、ＰＤＵセッションによって現在使用されているアドレスである。予約済みＩＰアドレス５０２とは、ＤＨＣＰサーバから取得されたものの、ＰＤＵセッションに割り当てられなかったアドレスである。

【0054】

図６は、ＩＰアドレス更新のためのタイマー待ち行列の構造を示すブロック図である。より特定的には、図６のブロック６００は、時間ｔでのＤＨＣＰサーバからのＩＰリース更新のためのタイマー待ち行列を示す。タイマー待ち行列６００における各要素は、ＩＰアドレスと、ＩＰリース更新が起こるべき時間とを示す。たとえば、タイマー待ち行列６００の先頭に位置する要素６０２は、ＤＮＮａのためのＩＰアドレスＩＰｘが時間ｔ＋２で更新されるべきであることを示し、ここでｔは現在の時間である。各要素のための更新時間は、ＩＰアドレスが最初にリースされたとき、またはリースが最後に更新されたときにＤＨＣＰサーバから受信されたリース満了時間に基づいて設定され得る。一例では、更新時間は、ＤＨＣＰサーバとのリースが満了する前にリースが更新され得るように、リース満了時間よりも小さい値に設定され得る。

【0055】

ブロック６０４は、リース更新タイマーが満了する時間ｔ＋２でのＤＮＮａのためのＩＰアドレスＩＰｘの更新を示す。更新タイマーの満了に応答して、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、更新要求をＤＨＣＰサーバに送信し、図示された例ではｔ＋５２分である新たなリース満了時間とともに更新確認をＤＨＣＰサーバから受信する。ブロック６０６は、時間ｔ＋２でのタイマー待ち行列のステータスを示す。ブロック６０６からは、ＩＰｘのための新たなリースが、待ち行列において、図示された例ではｔ＋５２であるその更新時間に従った位置に配置されることが見て分かる。時間ｔ＋２で、タイマー待ち行列の先頭の要素は、ＤＮＮｃのためのＩＰアドレスＩＰｘのための更新時間がｔ＋３であることを示す。

【0056】

タイマー待ち行列は、リースされたＩＰアドレスと、ＤＨＣＰサーバと、リース時間満了タイムスタンプとのリストを含む。これらの要素はタプルとして格納されてもよく、待ち行列は、ＤＨＣＰサーバから受信されたリース時間満了タイムスタンプに基づいて順序付けられ得る。タイマー待ち行列は、単一または複数のタイマースレッドによって処理され得る。スレッド（複数可）は、時間単位ごとに、待ち行列の先頭の要素のタイムスタンプの満了が生じたかどうかをチェックし得る。現在のタイムスタンプが満了した場合、ＤＨＣＰ更新要求が送信される。ブロック６０８によって示されるように、ＤＨＣＰサーバから受信された新たなタイムスタンプは、新たな要素が待ち行列の末尾で挿入されるようにする。

【0057】

ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＳＭＦに、または、ＳＭＦにおけるＰＤＵセッションＮＦサービスインスタンスに、ＡＰＩを公開し得る。これらのＡＰＩは、ＩＰ割り当て（ＤＮＮ、およびＩＰアドレスタイプ（ＩＰｖ４またはＩＰｖ６））と、ＩＰ解除と、通知についてのサブスクライブとを含む。このため、ＳＭＦに、ＰＤＵセッションごとにＩＰアドレスのためのリース満了タイマーを維持するよう要求するのではなく、ＳＭＦが実行を要求されるすべては、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００からＩＰアドレスを要求すること、ＩＰアドレスに関連する通知についてサブスクライブすること、および、ＰＤＵセッションが終了したときにＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００に通知することである。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＳＭＦに代わってＩＰアドレスリースを透過的に維持し、あらゆる要求された通知をＳＭＦに送信する。そして、ＩＰアドレスを使用するＰＤＵセッションが解除中であることをＳＭＦがＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００に通知する場合には、当該ＩＰアドレスを使用済みプールから予約済みプールへ動かす。

【0058】

図７は、本明細書に記載されているＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスによって提供されるＳＭＦへの負担の軽減を示すメッセージフロー図である。図７を参照して、ライン１で、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＤＨＣＰサーバ２００からＩＰアドレスプールを取得して維持する。ＩＰアドレスプールの取得および維持の詳細は、図８および図９に関して以下に説明されるであろう。

【0059】

メッセージフロー図のライン２で、ＵＥ１１４はＰＤＵセッション確立要求をＳＭＦ１０８に送信する。ＰＤＵセッション確立要求は、ＰＤＵセッションのための少なくとも１つのＩＰアドレスのための要求を含む。ＩＰアドレスは、ＩＰｖ４アドレスであってもよく、ＩＰｖ６アドレスであってもよく、またはそれら双方であってもよい。

【0060】

メッセージフロー図のライン３で、ＳＭＦ１０８はＩＰアドレス割り当て要求をＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００に送信する。ＩＰアドレスプロバイダ４００は、それがメモリで維持するＩＰアドレスプールのうちの１つからＩＰアドレスを取得し、ライン４で、ＩＰアドレス割り当て応答メッセージをＳＭＦ１０８に送信する。なお、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００がＳＭＦ１０８に代わってリース満了時間を維持するため、ＩＰアドレス割り当て応答メッセージは、ＩＰアドレスのための満了時間を含むよう要求されない。メッセージフロー図のライン５で、ＳＭＦ１０８は、要求されたＩＰアドレスを含むＰＤＵセッション確立応答をＵＥ１１４に送信する。

【0061】

なお、ＳＭＦ１０８はもはや、ＤＨＣＰサーバ２００とのＩＰアドレスリースを更新するよう要求されない。なぜなら、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００がこの機能を自動的に行なうためである。そのような更新は、セッションが解除されるまで起こり得る。メッセージフロー図のライン６で、ＵＥ１１４はＰＤＵセッション解除メッセージをＳＭＦ１０８に送信する。ライン７で、ＳＭＦ１０８はＩＰアドレス解除要求メッセージをＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００に送信する。ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＩＰアドレスを使用済みプールから予約済みプールへ動かすことによって、ＩＰアドレスを解除する。ライン８で、アドレスプロバイダマイクロサービス４００はＩＰアドレス解除確認メッセージをＳＭＦ１０８に送信する。ライン９で、ＳＭＦ１０８はＰＤＵセッション解除確認メッセージをＵＥ１１４に送信する。

【0062】

図８は、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００を初期化するプロセスを示す。初期化プロセスは、ＤＮＮごとに行なわれ得る。図８のフローチャートでは、ＮはＤＮＮの数と等しく、ｉは、初期化が実行中である特定のＤＮＮを表わす添え字である。初期化プロセスはまた、ＩＰアドレスプールタイプごとに行なわれ、タイプは、ＩＰｖ４と、ＩＰｖ６と、ＩＰｖ４およびＩＰｖ６である。各プールについてプロビジョニングされる別の構成変数は、各ＤＮＮについての最大プールサイズである。

【0063】

図８のフローチャートを参照して、ステップ８００で、第１のＤＮＮのＩＰアドレスプールが初期化中であることを示すために、カウンタｉが１に初期化される。ステップ８０２で、ｉがＮ以下であるかどうかが判定され、ここで、ＮはＤＮＮの数である。ｉがＮ以下でない場合、これは、ｉがＮと等しいこと、および、ＤＮＮのすべてのためのＩＰアドレスプールのすべてが初期化されたことを意味し、制御はステップ８０４に進み、そこでは、初期化が完了する。ＤＮＮのためのＩＰアドレスプールのすべてが初期化されていなかった場合、制御はステップ８０６に進み、そこでは、ＤＮＮプールタイプが判定される。プールタイプがＩＰｖ４である場合、制御はステップ８０８に進み、そこでは、カウンタが初期化され、カウンタctrV4CHUNKがゼロに設定され、ＤＮＮｉのためのＩＰアドレスプールがＤＮＮｉのためのアドレスプールのための最大サイズに設定される。

【0064】

制御は次にステップ８１０に進み、そこでは、カウンタctrV4CHUNKは、変数RESERVEとV4SIZE[DNNi]との差異と比較される。カウンタctrV4CHUNKが当該差異よりも小さい場合、制御はステップ８１２に進み、そこでは、ＤＨＣＰ要求および応答を使用してＩＰｖ４アドレスがＤＨＣＰサーバからリースされ、カウンタctrV4CHUNKがインクリメントされる。ステップ８１０および８１２は、アレイV4SIZE[DNNi]におけるアレイ要素のすべてがリースされたＩＰアドレスで充填されるまで繰り返される。制御は次にステップ８１４に進み、そこでは、ＩＰｖ４アドレスプールの処理がＩＰｖ６プールの処理と融合される。制御は次にステップ８１６に進み、そこでは、ＤＮＮを選択して次のＤＮＮのためのＩＰアドレスプールを初期化するために、変数ｉがインクリメントされる。

【0065】

ＩＰバージョン６アドレスプールを初期化して構築するためのプロセスはステップ８１８で始まり、そこでは、ＩＰｖ６アドレスプールのためのカウンタおよびアレイサイズ変数が初期化される。制御は次にステップ８２０および８２４に進み、そこでは、ＩＰｖ６アドレスがリースされ、ＤＮＮのためのＩＰｖ６アドレスプールをポピュレートするために使用される。

【0066】

ステップ８０６で、プールタイプがＩＰｖ４およびＩＰｖ６である場合、制御はステップ８２４に進み、そこでは、ＩＰバージョン６アレイおよびＩＰバージョン４アレイのためのカウンタが０に初期化され、ＩＰバージョン４アドレスプールアレイおよびＩＰバージョン６アドレスプールアレイの双方が最大サイズに初期化される。次に、制御はステップ８２６に進み、そこでは、ＩＰバージョン４アドレスプールおよびＩＰバージョン６アドレスプールをポピュレートするための並列処理が並行して行なわれる。図８におけるプロセスがＤＮＮのすべてについて完了した後では、ＩＰアドレスプールのすべてが、リースされたＩＰアドレスでポピュレートされるべきである。

【0067】

ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００はまた、リースされたＩＰアドレスをＳＭＦに割り当てるためのステップを行なう。このプロセスは、図９に示される。図９を参照して、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００がＳＭＦまたはＰＤＵ ＮＦセッションＮＦサービスインスタンスからＩＰアドレスの割り当てまたは解除のための要求を受信すると、プロセスは始まる。割り当てまたは解除は、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスによって提供されるＡＰＩに従ってフォーマット化され、要求タイプ（割り当てまたは解除）と、ＤＮＮと、ＩＰアドレスタイプとを含む。要求に応答して、ステップ９００で、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＩＰアドレスタイプに依存して、ＩＰアドレスプールのうちの１つからＩＰアドレスをフェッチする。プロセスステップはまた、動的予約アルゴリズムが実現されるか、静的予約アルゴリズムが実現されるかによって変わるであろう。

【0068】

ステップ９０２で、ＳＭＦからの要求が割り当てか解除かが判定される。要求がＩＰアドレス割り当てのための要求である場合、制御はステップ９０４に進み、そこでは、予約済みリストにアドレスがあるかどうかが判定される。予約済みリストにアドレスがない場合、制御はステップ９０６に進み、そこでは、要求は拒否される。予約済みリストにアドレスがある場合、制御はステップ９０８に進み、そこでは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、予約済みリストから次の利用可能なＩＰアドレスを選択する。

【0069】

ステップ９０８から、制御はステップ９１０に進み、そこでは、並列処理が始まる。並列処理の一方の分岐はステップ９１２で始まり、そこでは、ＩＰアドレスが割り当てられたことを示すために、リースされたＩＰアドレスが予約済みリストから使用済みリストへ動かされる。動的アルゴリズムが実現される場合、ステップ９１４が実行され、そこでは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、予約済みリストのサイズを再計算する。静的アルゴリズムが実現される場合、ステップ９１４はスキップされる。ステップ９１６で、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、調節されたプールサイズと一致するようにＩＰアドレスをＤＨＣＰサーバから予約済みＩＰアドレスリストにリースし、新たにリースされたＩＰアドレスのための対応するエントリをタイマー待ち行列に追加する。

【0070】

ステップ９１０からの並列処理の他方の分岐はステップ９１８で起こり、そこでは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスは、割り当て要求に応答して、ＩＰアドレスをＳＭＦに送信する。ステップ９２０で、並列処理は終わり、ステップ９２２で、アドレス割り当てのための論理フローが終わる。

【0071】

ステップ９０２に戻って、ＳＭＦからの要求が解除要求である場合、制御はステップ９２４に進み、そこでは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、リースされたＩＰアドレスを使用済みリストから予約済みリストへ動かす。制御は次にステップ９２６に進み、そこでは、動的アルゴリズムが実現される場合、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、予約済みリストのサイズを再計算する。静的アルゴリズムが実現される場合、ステップ９２６は省略される。

【0072】

ステップ９２８で、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、予約済みＩＰアドレスリストにおける余分なＩＰアドレスを解除してＤＨＣＰサーバに戻し、対応するエントリをタイマー待ち行列から除去する。ステップ９２８での余分なＩＰアドレスとは、すでに解除されており、予約済みリストのサイズをその構成値よりも大きくするであろうＩＰアドレスであり得る。ステップ９３０で、ＩＰアドレスを解除するためのプロセスが終わる。

【0073】

図１０は、ＤＨＣＰサーバからリースされたＩＰアドレスを取得し、ＳＭＦからのＩＰアドレス割り当て要求に応答するためにリースされたＩＰアドレスを使用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。図１０を参照して、ステップ１０００で、ＩＰアドレスがＤＨＣＰサーバから取得され、ＩＰアドレスプールに格納される。たとえば、ＳＭＦ１０８およびＤＨＣＰサーバ２００から分離し得るＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００が、ＤＨＣＰサーバ２００からＩＰアドレスおよび対応するリースを要求して取得し、リースされたＩＰアドレスをＩＰアドレスプールに格納し得る。

【0074】

ステップ１００２で、プロセスは、ＩＰアドレスリースを維持することを含む。ＩＰアドレスリースを維持することは、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００が、リース満了タイマーのすべてを保ち、リース更新タイマーよりも長く続くＰＤＵセッションによってＩＰアドレスが使用されている場合には必要に応じてリースを更新することによって行なわれ得る。

【0075】

ステップ１００４で、プロセスは、ＳＭＦからＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信することを含む。たとえば、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００は、ＳＭＦ１０８からＩＰアドレスの割り当てのための要求を受信し得る。要求は、ＩＰアドレスプロバイダマイクロサービス４００によって提供されるＡＰＩを使用してフォーマット化され得る。

【0076】

ステップ１００６で、プロセスは、ＩＰアドレスをプールからＳＭＦに割り当てることと、ＩＰアドレスをＳＭＦに通信することとを含む。たとえば、ＳＭＦ１０８は、ＩＰアドレスプールのうちの１つにおける予約済みＩＰアドレスリストのうちの１つからのＩＰアドレスを割り当て、ＩＰアドレスを要求元ＳＭＦに通信し得る。

【0077】

このため、本明細書に記載されているステップを使用して、ＳＭＦの機能性は非常に簡略化される。加えて、ＤＨＣＰサーバからＩＰアドレスのプールを予めリースするためにＩＰアドレスプロバイダマイクロサービスを使用して、ＰＤＵセッション設定時間も減少され得る。また、リース満了がＰＤＵセッションにおいて混乱を引き起こす可能性が、さらに減少される。

【0078】

以下の参考文献の各々の開示は、その全体がここに引用により援用される：
参考文献
１．第３世代パートナーシッププロジェクト；技術仕様書 グループサービスおよびシステム局面；５Ｇシステム（5G System：５ＧＳ）のためのシステムアーキテクチャ；ステージ２（リリース１６）、３ＧＰＰ ＴＳ ２３．５０１、Ｖ１６．６．０（２０２０年９月）
２．ドロムス（Droms）ら、「動的ホスト構成プロトコル」、ＩＥＴＦ ＲＦＣ ２１３１、１９９７年３月
３．ドロムスら、「ＩＰｖ６のための動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰｖ６）」、２００３年７月。

【0079】

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得るということが理解されるであろう。さらに、上述の説明は、限定のためではなく、例示のためのものであるに過ぎない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】