特表2016-541198(P2016-541198A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特表2016-541198ソフトウェア定義ネットワーキングにおける、トラフィックエンジニアリングのためのフレームワーク
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(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】特表2016-541198(P2016-541198A)
(43)【公表日】2016年12月28日
(54)【発明の名称】ソフトウェア定義ネットワーキングにおける、トラフィックエンジニアリングのためのフレームワーク
(51)【国際特許分類】
   H04L 12/911 20130101AFI20161205BHJP
   H04L 12/725 20130101ALI20161205BHJP
【FI】
   H04L12/911
   H04L12/725
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
【全頁数】36
(21)【出願番号】特願2016-536739(P2016-536739)
(86)(22)【出願日】2014年11月29日
(85)【翻訳文提出日】2016年7月21日
(86)【国際出願番号】CN2014092607
(87)【国際公開番号】WO2015081817
(87)【国際公開日】20150611
(31)【優先権主張番号】14/097,930
(32)【優先日】2013年12月5日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】504161984
【氏名又は名称】ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100146835
【弁理士】
【氏名又は名称】佐伯 義文
(74)【代理人】
【識別番号】100140534
【弁理士】
【氏名又は名称】木内 敬二
(72)【発明者】
【氏名】ハミドレーザ・ファルマンバール
(72)【発明者】
【氏名】シュ・リ
(72)【発明者】
【氏名】ハン・ジャン
【テーマコード(参考)】
5K030
【Fターム(参考)】
5K030HC01
5K030HC09
5K030JT09
5K030LB05
5K030LC09
5K030LE10
(57)【要約】
ソフトウェア定義ネットワーキング(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のためにシステムおよび方法の実施形態が提供される。実施形態は、無線アクセスネットワーク(RAN)(102)にわたるユーザ機器(UE)と送信元/宛先との間の完全なエンド・ツー・エンドのTEソリューションを可能にする。実施形態では、SDNにおける、TEのためのネットワークコンポーネントにおける方法は、コアネットワーク(104)内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、RANコンポーネント(112)からTE情報を受信するステップであって、RAN(102)は、コアネットワーク(104)に通信可能に接続され、TE情報はTE目的を含む、ステップと、TE情報およびTE目的に従って、少なくとも1つのUE(122)と、コアネットワーク(104)内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定(242)を決定するステップであって、TE決定(242)は、少なくとも1つのUE(122)と、第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、パスは、コアネットワークおよびRAN(102)をトラバースする、ステップとを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のためのネットワークコンポーネントにおける方法であって、前記方法は、
コアネットワーク内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、無線アクセスネットワーク(RAN)・コンポーネントからTE情報を受信するステップであって、前記RANは、前記コアネットワークに通信可能に接続され、且つ、前記TE情報はTE目的を含む、ステップと、
前記TE情報および前記TE目的に従って、少なくとも1つのUEと、前記コアネットワーク内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するステップであって、前記TE決定は、前記少なくとも1つのUEと、前記第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、前記パスは、前記コアネットワークおよび前記RANをトラバースする、ステップと
を含む、方法。
【請求項2】
前記TE情報は、無線リンクに対するスペクトル効率(SE)の値を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記TE情報によって定義される現在のTE問題が実行可能であるかどうかを示す、実行可能性の結果を決定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記UEと、第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定する前記ステップは、トリガイベントに応答して実行される、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記トリガイベントは、ネットワークトポロジの変更、ネットワークパラメータの変更、サービス要件の変更およびサービスの体感品質またはサービス品質の性能低下イベントのうちの少なくとも1つを含む、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記ネットワークトポロジの変更は、ノード追加または削除を含む、請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記ネットワークパラメータの変更は、無線リソースの利用可能性の変更、リンク容量の変更、バッファサイズの変更、運転コストの変更およびリンクSEの変更のうちの少なくとも1つを含む、請求項5に記載の方法。
【請求項8】
前記サービス要件の変更は、送信元の追加、宛先の追加、送信元の削除、宛先の削除、論理リンクの体感品質の要件の変更および論理リンクのサービス品質の要件の変更のうちの少なくとも1つを含む、請求項5に記載の方法。
【請求項9】
前記TE決定は、エンド・ツー・エンドのパス、ルートごとのリソース割り当て、ルートごとのレート割り当て、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース割り当ておよびリンクごとのレート割り当てのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
トラフィックエンジニアリング構成パラメータにおける変更に従って、パス計算アルゴリズムを調整するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記トラフィックエンジニアリング情報は、送信元と宛先間の体感品質の要件、および送信元と宛先間のサービス品質の要件のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項12】
前記トラフィックエンジニアリング情報は、レート要件および遅延要件のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
前記トラフィックエンジニアリング情報は、体感品質のフィードバックおよびサービス品質のフィードバックのうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項14】
前記トラフィックエンジニアリング情報は、ネットワークパラメータを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項15】
前記ネットワークパラメータは、リンク容量、バッファサイズ、RANノードにおける無線リソース、ノードごとの運転コストおよびリンクごとの運転コストのうちの少なくとも1つを含む、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のために構成されるネットワークコンポーネントであって、前記ネットワークコンポーネントは、
プロセッサと、
前記プロセッサによって実行するためのプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体とを含み、前記プログラムは、
コアネットワーク内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、無線アクセスネットワーク(RAN)・コンポーネントからTE情報を受信するための命令であって、前記RANは、前記コアネットワークに通信可能に接続され、且つ、前記TE情報はTE目的を含む、命令と、
前記TE情報および前記TE目的に従って、少なくとも1つのUEと、前記コアネットワーク内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するための命令であって、前記TE決定は、前記少なくとも1つのUEと、前記第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、前記パスは、前記コアネットワークおよび前記RANをトラバースする、命令と
を含む、ネットワークコンポーネント。
【請求項17】
前記TE情報は、無線リンクに対するスペクトル効率(SE)の値を含む、請求項16に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項18】
前記プログラムは、前記TE情報によって定義される現在のTE問題が実行可能であるかどうかを示す、実行可能性の結果を決定するための命令をさらに含む、請求項16に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項19】
前記少なくとも1つのUEと、第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するための前記命令は、トリガイベントに応答して実行される、請求項16に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項20】
前記トリガイベントは、ネットワークトポロジの変更、ネットワークパラメータの変更、サービス要件の変更およびサービスの体感品質またはサービス品質の性能低下イベントのうちの少なくとも1つを含む、請求項19に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項21】
前記ネットワークトポロジの変更は、ノード追加または削除を含む、請求項20に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項22】
前記ネットワークパラメータの変更は、無線リソースの利用可能性の変更、リンク容量の変更、バッファサイズの変更、運転コストの変更およびリンクSEの変更のうちの少なくとも1つを含む、請求項20に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項23】
前記サービス要件の変更は、送信元の追加、宛先の追加、送信元の削除、宛先の削除、論理リンクの体感品質の要件の変更および論理リンクのサービス品質の要件の変更のうちの少なくとも1つを含む、請求項20に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項24】
前記TE決定は、エンド・ツー・エンドのパス、ルートごとのリソース割り当て、ルートごとのレート割り当て、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース割り当ておよびリンクごとのレート割り当てのうちの少なくとも1つを含む、請求項16に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項25】
前記プログラムは、トラフィックエンジニアリング構成パラメータにおける変更に従って、パス計算アルゴリズムを調整するための命令をさらに含む、請求項16に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項26】
前記TE情報は、送信元と宛先間の体感品質の要件、および送信元と宛先間のサービス品質の要件のうちの少なくとも1つを含む、請求項16に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項27】
前記TE情報は、レート要件および遅延要件のうちの少なくとも1つを含む、請求項16に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項28】
前記TE情報は、体感品質のフィードバックおよびサービス品質のフィードバックのうちの少なくとも1つを含む、請求項16に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項29】
前記TE情報は、ネットワークパラメータを含む、請求項16に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項30】
前記ネットワークパラメータは、リンク容量、バッファサイズ、RANノードにおける無線リソース、ノードごとの運転コストおよびリンクごとの運転コストのうちの少なくとも1つを含む、請求項29に記載のネットワークコンポーネント。
【請求項31】
ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)コンポーネントであって、前記TEコンポーネントは、
有線ネットワークおよび無線アクセスネットワーク(RAN)についてのTE情報を受信し、且つ、TE構成情報を受信するための、少なくとも1つの制御/管理コンポーネントに接続された第1のインタフェースと、
前記有線ネットワークおよび前記RANのうちの1つからトリガイベントを受信するように構成される第2のインタフェースと、
前記TE情報およびTE構成情報に従って、前記トリガイベントに応答して、統一型TE判定を決定するように構成される、前記第1および第2のインタフェースに接続されたTE決定コンポーネントであって、前記統一型TE判定は、前記RANおよび前記有線ネットワークにおける複数の送信元と宛先のペアのための送信元と宛先間のパス選択と、前記RANおよび前記有線ネットワークにおける前記複数の送信元と宛先のペアのための選択されたパスに対するレート割り当てとを含む、TE決定コンポーネントと
を含む、TEコンポーネント。
【請求項32】
前記第1のインタフェースは、サービス要件を受信するようにさらに構成され、前記サービス要件は、送信元と宛先間の体感品質およびサービス品質の要件を含む、請求項31に記載のTEコンポーネント。
【請求項33】
前記第1のインタフェースは、体感品質およびサービス品質のフィードバックを受信するようにさらに構成される、請求項32に記載のTEコンポーネント。
【請求項34】
前記トリガイベントは、ネットワークトポロジの変更、ネットワークパラメータの変更、サービス要件の変更およびサービスの体感品質またはサービス品質の性能低下イベントのうちの少なくとも1つを含む、請求項31に記載のTEコンポーネント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、2013年12月5日に出願された、“A Framework for Traffic Engineering in Software Defined Networking”と題する、米国特許出願番号14/097,930に対する優先権の利益を主張し、その内容が参照によって本明細書に明示的に組み込まれる。
【0002】
本発明は、ソフトウェア定義ネットワーキングのためのシステムおよび方法に関し、詳細な実施形態においては、ソフトウェア定義ネットワーキングにおける、トラフィックエンジニアリングのためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
ソフトウェア定義ネットワーキング(SDN)は、トラフィック転送(すなわち、データプレーン)からトラフィック管理(すなわち、コントロールプレーン)を分離する。コントロールプレーンでは、SDNはネットワークリソース(例えば、どのようにそれらを使用するか)およびコントロール・ネットワーク・トラフィックフロー(例えば、どこにそれらを送信するか)を、中央SDNコントローラによって併せて管理する。トラフィックフローは、それらの性質(例えば、ビデオ)および/またはアプリケーション(例えば、ビデオ会議やビデオのダウンロード等)に応じて、体感品質(QoE)およびサービス品質(QoS)の要件(例えば、レート、遅延、遅延ジッタ、停止、バッファリング時間等)を多様化した。SDNコントローラは、トラフィックを設計すること、すなわち、トラフィックフローのためのルートを計画するとともにルートに沿ってリソース(例えば、容量、スペクトル、電力等)を割り当てることに責任を有し、併せてその結果、それらの体感品質/サービス品質(QoE/QoS)の要件は効率的且つ効果的に満たされる。これは通常、最適化問題である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
実施形態に従って、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のためのネットワークコンポーネントにおける方法は、コアネットワーク内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、無線アクセスネットワーク(RAN)・コンポーネントからTE情報を受信するステップであって、RANは、コアネットワークに通信可能に接続され、且つ、TE情報はTE目的を含む、ステップと、TE情報およびTE目的に従って、少なくとも1つのUEと、コアネットワーク内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するステップであって、TE決定は、少なくとも1つのUEと、第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、パスは、コアネットワークおよびRANをトラバースする、ステップとを含む。
【0005】
実施形態に従って、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のために構成されるネットワークコンポーネントは、プロセッサと、プロセッサによって実行するためのプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体とを含み、プログラムは、コアネットワーク内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、無線アクセスネットワーク(RAN)・コンポーネントからTE情報を受信するための命令であって、RANは、コアネットワークに通信可能に接続され、且つ、TE情報はTE目的を含む、命令と、TE情報およびTE目的に従って、少なくとも1つのUEと、コアネットワーク内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するための命令であって、TE決定は、少なくとも1つのUEと、第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、パスは、コアネットワークおよびRANをトラバースする、命令とを含む。
【0006】
実施形態に従って、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)コンポーネントは、有線ネットワークおよび無線アクセスネットワーク(RAN)についてのTE情報を受信し、且つ、TE構成情報を受信するための、少なくとも1つの制御/管理コンポーネントに接続された第1のインタフェースと、有線ネットワークおよびRANのうちの1つからトリガイベントを受信するように構成される第2のインタフェースと、TE情報およびTE構成情報に従って、トリガイベントに応答して、統一型TE判定を決定するように構成される、第1および第2のインタフェースに接続されたTE決定コンポーネントであって、統一型TE判定は、RANおよびコアネットワークにおける複数の送信元と宛先のペアのための送信元と宛先間のパス選択と、RANおよびコアネットワークにおける複数の送信元と宛先のペアのための選択されたパスに対するレート割り当てとを含む、TE決定コンポーネントとを含む。
【図面の簡単な説明】
【0007】
本発明、およびその利点のより完全な理解のために、ここで、添付図面と併せて行われる以下の説明に対して参照が行われ、添付図面は以下を含む。
【0008】
図1図1は、データを通信するためのネットワークを示す。
図2図2は、TEフレームワークの実施形態を示す。
図3図3は、TEの実行可能性およびTE決定の決定のための方法の実施形態を示す。
図4図4は、TE手順400の実施形態を示す。
図5図5は、実施形態に従って、例えば、本明細書に記載される装置および方法を実施するために使用されることができるコンピューティング・プラットフォームを示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
現在好ましい実施形態の作成および使用が、以下で詳細に議論される。しかしながら、本発明が、多種多様な具体的な文脈で具現化されることができる多くの適用可能な発明概念を提供することは理解されるべきである。議論される具体的な実施形態は、単に、発明を作成および使用する具体的な方法を説明しており、発明の範囲を限定しない。
【0010】
既存のトラフィックエンジニアリング(TE)ソリューションは、コアネットワークにおける集約トラフィックを考慮し、無線アクセスネットワーク(RAN)を考慮しない。さらに、既存のTEソリューションは、セルラネットワークのために設計されていない。しかしながら、コアネットワークとRANを併せて扱うことは、システム性能を明確に改善するだろう。
【0011】
TE決定を作成する際に、コア有線ネットワーク・コンポーネントに加えて、無線アクセスネットワークおよびUEを考慮する、サービスごとのトラフィック管理のためのシステムおよび方法が本明細書で開示される。サービスは、論理データプレーン・トポロジ(他のコンポーネントから得られる)によって定義される。実施形態では、論理データプレーン・トポロジは送信元情報(複数の送信元が可能である)、宛先情報(複数のシンクが可能である)および送信元から宛先までのリンクのQoE/S(例えば、スループット等)の要件を含む。
【0012】
TEインタフェース(入力および出力)を定義し、サービス要件処理コンポーネントを定義し、サービス要件をTEに入力する前に、サービスのQoE/Sのフィードバックに従って、サービス要件を調整するトラフィックエンジニアリング(TE)フレームワークがまた、本明細書で開示される。例えば、ネットワークリソースが低いQoEを体感する論理リンクを満たすために使用されることができるように、過去に非常に高いQoE性能を有する論理リンクのレート要件を低減する。TEフレームワークの実施形態は、統一型TE決定を提供し、ネットワークトポロジの一部としてユーザ機器(UE)を含み、全てのネットワークエンティティ(有線であろうと無線であろうと)を共に扱う。TEフレームワークの実施形態は、サービスごとの管理、TEインタフェース、サービス要件処理コンポーネント、TE手順および統一型TE決定のためのメカニズムを含む。
【0013】
実施形態では、TEコンポーネントは、コアネットワーク(すなわち、有線ネットワーク)と無線アクセスネットワーク(すなわち、無線ネットワーク)の両方における、様々なネットワークコンポーネントからTE情報を収集するとともに、例えば無線ユーザ機器から、コアネットワーク内のネットワークサーバへのエンド・ツー・エンドのソリューションを包含するTE決定を提供する。実施形態では、TEコンポーネントはSDNコントローラである。しかしながら、TEコンポーネントは、他の実施形態における他のネットワークコンポーネントで実施されてよい。TE情報は、ルータおよびユーザ機器(UE)、TE構成(例えば、TE目的、マルチパス対シングルパス等)、有線部分のリンク容量およびバッファサイズ、無線部分のための、ノードにおける無線リソースおよび無線リンクに対するスペクトル効率(SE)の値、ノードごとの運転コスト、リンクごとの運転コスト、送信元および宛先情報、送信元と宛先間のQoE/S要件(例えば、レート、遅延等)およびQoE/Sのフィードバックを含む、ネットワークトポロジを含んでよい。SEはビット/秒/HZで測定される。無線アクセスリンクのSEの値はリンク品質を示すとともに、全てのアクセスノードにおける無線伝送構成に依存する。実施形態では、TEコンポーネントは、トリガイベントを受信することに応答して、入力として受信されたTE情報に基づいて、実行可能性の結果およびTE決定を計算する。トリガイベントの例は、ワンタイム・タイムアウト・イベント、周期的なタイムアウト・イベントおよび入力変更イベントと、サービスのQoE/Sの性能低下イベントとを含む。入力変更イベントの例は、ネットワークトポロジの変更(例えば、ノード(ルータまたはUE)の追加/削除)、ネットワークパラメータの変更(例えば、リンクSEの変更、無線リソースの利用可能性の変更、リンク容量の変更、バッファサイズの変更、運転コストの変更等)およびサービス要件(論理データプレーン・トポロジ)の変更(例えば、送信元/宛先の追加/削除、論理リンク(送信元から宛先)のQoE/S要件の変更等)を含む。実行可能性の結果は、現在のTE問題(全ての入力によって定義される)が実行可能であるかどうかの指標である。TE決定は、例えば、エンド・ツー・エンドのパス(ルート)、ルートごとのリソース/レート割り当て等、またはエンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース/レート割り当て等を提供する。
【0014】
実施形態では、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)におけるトラフィックエンジニアリング(TE)のためのネットワークコンポーネントにおける方法は、TE目的を識別するステップと、コアネットワーク内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、コアネットワークに接続された無線アクセスネットワーク(RAN)・コンポーネントからTE情報を受信するステップであって、RANは、コアネットワークに通信可能に接続され、且つ、TE情報はTE目的を含む、ステップと、TE情報およびTE目的に従って、UEと、コアネットワーク内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するステップであって、TE決定は、UEと第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、パスは、コアネットワークおよびRANをトラバースする、ステップとを含む。実施形態では、TE決定は、ネットワークにおける複数の送信元と宛先のペアのための送信元と宛先間のパス選択、ならびにネットワークにおける全ての送信元と宛先のペアのための選択されたパスに対するレート割り当てを含み、ここで、ネットワークはRANとコアネットワークの両方を含む。実施形態では、トリガイベントに応答して、UEと第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するステップが実行される。トリガイベントは、ネットワークトポロジの変更、ネットワークパラメータの変更、サービス要件の変更およびサービスの体感品質またはサービス品質の性能低下イベントを含んでよい。ネットワークトポロジの変更は、ノードの追加または削除を含んでよい。ネットワークパラメータの変更は、無線リソースの利用可能性の変更、リンク容量の変更、バッファサイズの変更、運転コストの変更およびリンクSEの変更のうちの少なくとも1つを含む。サービス要件の変更は、送信元の追加、宛先の追加、送信元の削除、宛先の削除、論理リンクの体感品質の要件の変更および論理リンクのサービス品質の要件の変更のうちの少なくとも1つを含む。TE決定は、エンド・ツー・エンドのパス、ルートごとのリソース割り当て、ルートごとのレート割り当て、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース割り当ておよびリンクごとのレート割り当てを含んでよい。実施形態では、TEの方法は、トラフィックエンジニアリング構成パラメータにおける変更に従って、パス計算アルゴリズムまたはプロセスを調整するステップを含む。例えば、TE構成が、どのパス計算アルゴリズムが使用されるべきか明示的に指定する場合、次いで、構成が変わるまたは指定されたアルゴリズムが変わるとき、TEによって使用されるパス計算アルゴリズムへの調整が行われる。トラフィックエンジニアリング情報は、送信元と宛先間の体感品質の要件および送信元と宛先間のサービス品質の要件、レート要件、遅延要件、体感品質のフィードバック、サービス品質のフィードバックおよびネットワークパラメータを含んでよい。ネットワークパラメータはリンク容量、バッファサイズ、RANノードにおける無線リソース、ノードごとの運転コストおよびリンクごとの運転コストを含んでよい。
【0015】
図1は、ネットワークを通信するためのネットワーク100を示す。ネットワーク100は、RAN102と、コアネットワーク104と、RAN102およびコアネットワーク104のそれぞれにおける1つ以上のコンポーネントと通信しているTEコンポーネント130とを含む。コアネットワーク104およびRAN102は、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)を含んでよい。実施形態では、TEコンポーネント130はコアネットワーク104内のコアノード114のうちの1つまたはRAN102内のRANノード112のうちの1つの中で実装されてよい。実施形態では、TEコンポーネントは論理コンポーネントであるとともに、1つの物理ノード上に実装されるか、または複数の物理ノード上に分散された方式で実装されることができる。RAN102は複数のRANノード112および無線アクセスポイント(AP)110を含む。複数のユーザ機器(UE)120、121、122は、AP110に無線で接続される。本明細書で使用されるように、APという用語はまた、送信ポイント(TP)、基地局(BS)または基地トランシーバ局(BTS)と呼ばれてもよく、且つ、4つの用語は、本開示を通して互換的に使用されてよい。AP110のそれぞれは、BTS、強化された基地局(eNB)、フェムトセルおよび他の無線で使用可能な装置等の、とりわけ、UE120、121、122とのアップリンク(UL)(破線)および/またはダウンリンク(DL)(点線)接続を確立することによって無線アクセスを提供することができる任意のコンポーネントを含んでよい。UE120、121、122は、AP110との無線接続を確立することができる任意のコンポーネントを含んでよい。UEの例は、スマートフォン、タブレットコンピュータおよびラップトップを含む。RANノード112はAP110をコアネットワーク104に接続するか、または、そうでなければAP110をコアネットワーク104に通信可能に接続する。RANノード112間の接続は、有線接続および無線接続を含んでよい。RANノード112はルータ、スイッチおよびゲートウェイを含んでよい。
【0016】
コアネットワーク104は、複数のコアノード114およびエンドポイントサーバ116、118を含む。実施形態では、コアネットワーク104は、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)またはワイド・エリア・ネットワーク(WAN)であってよい。コアノード114間の接続は、ファイバ・オプティック・ケーブル等の有線接続または物理接続である。コアノード114の例は、ルータ、スイッチおよびサーバを含む。各コアノード114は、他のノードからデータを受信し、且つ、他のノードにデータを送信または転送することができる。
【0017】
TEコンポーネント130は、コアネットワーク104および/またはRAN102内の他の制御/管理コンポーネントへのインタフェースを含む。TEコンポーネント130はRAN102およびコアネットワーク104内の様々なノード112、114からTE情報を受信するとともに、ノード112、114にTE判定を提供する。実施形態では、TE情報はRAN102、コアネットワーク104およびUE120、121、122の両方についての情報を含む。TE情報は、トポロジ内にルータおよびUEを含む、ネットワークトポロジ情報を含んでよい。TE情報はまた、例えば、TE目的、マルチパス対シングルパス情報等のような、TE構成情報を含んでもよい。TE情報は、コアネットワーク104(すなわち、有線部分)、RAN102(すなわち、無線部分)に関するネットワークパラメータ、ならびに他のネットワークパラメータを含む。ネットワークパラメータのコアネットワーク104(すなわち、有線)部分は、例えば、リンク容量およびバッファサイズ等の情報を含む。ネットワークパラメータのRAN102(すなわち、無線)部分は、ノード112における無線リソース、無線リンクに対するSE等のような情報を含む。他のネットワークパラメータは、ノードごとの運転コスト、リンクごとの運転コスト等を含む。TEコンポーネント130によって収集される他の情報は、データの送信元および宛先、送信元と宛先間の体感品質およびサービス品質(QoE/S)の要件(例えば、レート、遅延等)およびサービスのQoE/Sのフィードバックに関する情報を含む。
【0018】
TEコンポーネント130は、トリガイベントに応答して、入力から実行可能性の結果およびTE決定を計算する。実施形態では、TE決定は、エンド・ツー・エンドのパス(ルート)、ルートごとのリソースおよびレート割り当てを含む。第2の実施形態では、TE決定は、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、および/またはリンクごとのリソース/レート割り当てを含む。第3の実施形態では、TE決定は、上述の第1および第2の実施形態に含まれる情報の混合を含む。TEコンポーネント103は、複数のパスまたは単一のパスを計算してよい。TEで決定されたパス(図1内の二点短鎖線によって表される)は、TEコンポーネント130によって決定された、RAN102およびコアネットワーク104の両方にわたる、UE122からサーバ118への、またはサーバ118からUE122への1つのパスの例である。実施形態では、TEコンポーネント130はまた、入力の全てによって定義される現在のTE問題が実行可能であるか否かを示す、実行可能性の結果を計算する。実施形態では、TE機能性は、実行不可能性の結果として変化しない。むしろ、TE決定は依然として、全ての送信元と宛先のペアのためのパスを見つけるとともに、全てのパスに対する割り当てを見つける。実行不可能性は単に、TE判定から生じるレート割り当てが全てのユーザのQoE要件を完全に満たすことができるわけではないことの指標である。
【0019】
図2は、TEフレームワーク200の実施形態を示す。TEフレームワークは、入力214を受信するとともに、トリガイベントに応答して、出力238を計算するTEコンポーネント236を含む。TEコンポーネント236は、図1におけるTEコンポーネント130として実装されてよい。入力は、ネットワークトポロジ入力216、TE構成入力218、ネットワークパラメータ220および処理されたサービス要件228を含む。ネットワークトポロジ入力216の例は、ルータ、スイッチ、UEおよび他の同様のコンポーネントの位置、識別情報および性能ケイパビリティを含む。TE構成入力218の例は、TE目的、マルチパスが計算されるべきかまたはシングルパスが計算されるべきかの指示等を含む。ネットワークパラメータ220は、有線部パラメータ222、無線部パラメータ224および他のネットワークパラメータ226を含む。有線部パラメータ222は、例えば、リンク容量、バッファサイズ等を含む。無線部パラメータ224は、例えば、ノードにおける無線リソース、無線リンクに対するSE等を含む。他のネットワークパラメータ226は、ノードごとの運転コスト、リンクごとの運転コスト等を含む。
【0020】
処理されたサービス要件228は、サービス処理ユニット202内の送信元および宛先情報要素206から送信元および宛先情報230を受信する。処理されたサービス要件228はまた、サービス処理ユニット202内の処理ユニット212から送信元と宛先間のQoE/S要件232を受信する。サービス処理ユニット202は、サービス要件を収集および/または記憶するサービス要件コンポーネント204を含む。サービス要件は、送信元および宛先情報206および送信元と宛先間のQoE/S要件208を含む。QoE/S要件の例は、レート、遅延等を含む。サービス処理ユニット202はまた、サービスのQoE/Sのフィードバック210を受信するとともに処理ユニット212内のQoE/S要件208と共にフィードバック210を処理する。サービス処理ユニット202は、未処理のQoE/S要件およびQoE/Sのフィードバックに基づいて、TEコンポーネント236へのQoE/S入力を決定する。例えば、ネットワークリソースが低いQoE/Sを体感する論理リンクを満たすために使用されることができるように、過去に非常に高いQoE/S性能を有する論理リンクのレート要件(QoE/S要件として)を低減してよい。処理の結果は、入力として使用される処理されたサービス要件228の一部としてTEコンポーネント236に提供される。
【0021】
トリガイベント234に応答して、TEコンポーネント236は、入力214を使用して出力238を決定する。出力238は、実行可能性の結果240およびTE決定を含む。トリガイベント234の例は、タイムアウト・イベント(ワンタイムまたは周期的なタイムアウト・イベント)、入力変更イベント、サービスのQoE/Sの性能低下イベントを含む。入力変更イベントの例は、ネットワークトポロジの変更(例えば、ノード(ルータまたはUE)の追加/削除)、ネットワークパラメータの変更(例えば、リンクSEの変更、無線リソースの利用可能性の変更、リンク容量の変更、バッファサイズの変更、運転コストの変更等)およびサービス要件(論理データプレーン・トポロジ)の変更(例えば、送信元/宛先の追加/削除、論理リンク(送信元から宛先)のQoE/S要件の変更)を含む。
【0022】
TEコンポーネント236は、様々なコンポーネント(例えば、コントローラ、管理コンポーネント、ノード等)から構成およびTE入力を受信するための構成およびTE情報のインタフェースと、無線(例えば、RAN)または有線ネットワーク内の様々なコンポーネントからトリガイベント情報を受信するためのトリガイベントインタフェース244と、実行可能性の結果240およびTE決定242を決定するTE決定ユニット246とを含む。
【0023】
実行可能性の結果および/またはTE決定を決定するために、TEコンポーネント236はTE手順を実行する。実施形態では、TEコンポーネント236はルーティングパスの候補を決定する。ルーティングパスの候補を決定するために、TEコンポーネント236は各論理リンク(送信元-宛先)のための候補となるルーティングパスの最大数を見つける。候補となるルーティングパスの最大数は、TEコンポーネント236によって、事前に計算されてよく、またはリアルタイムで計算されてよい。
【0024】
実施形態では、TEコンポーネント236は、TE決定242を生成するために最適化問題を解く。最適化問題は、TE構成218、ネットワークパラメータベースの制約、サービス要件の制約および他の制約から得られる最適化目的を含む。ネットワークパラメータベースの制約は、有線リンク容量の制約、無線アクセスノードのリソースの制約、ノード/リンクごとの運転コストの制約等を含む。コストの制約は、例えば、電力消費であってよい。サービス要件の制約は、論理リンクのレート(スループット)の制約、論理リンクの遅延の制約等を含む。他の制約は、例えば、論理リンクごとのルーティングパスの数等を含む。TEコンポーネント236によって生成される実行可能性の結果240は、全ての入力によって定義される現在のTE問題が実行可能であるかどうかの指標を提供する。実施形態では、TEの実行可能性の結果240はTE問題を解く副次的結果である。TE問題が実行可能であるかどうかにかかわらず、TEコンポーネント240はTE決定242を決定する。しかしながら、TE問題が実行不可能である場合、TE決定242は全てのフローのためのフロー要件(例えば、ユーザのQoE要件、QoS要件等)の全てを満たすわけではない場合がある。完全な満足が不可能であるとき、TEはフローを部分的に満たすことができる。TE決定242は1つ以上のエンド・ツー・エンドのパス(ルート)、ルートごとのリソース/レート割り当て等を含んでよい。実施形態では、TE決定242は、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース/レート割り当て等を含んでよい。TE決定242の出力は、TE決定242に従って、トラフィックが各ノードにおいて転送されるように、RANにおけるルータおよびアクセスノード、およびコアネットワークに提供される。実施形態では、TEコンポーネント246はまた、コントローラが適切な制御行動を行うことができるように、TEの実行可能性の結果をコントローラに提供してもよい。
【0025】
TEコンポーネント236によって実行されるTE手順の例では、TEコンポーネント236への入力は、重み付けされた最大最小目的、最大λおよび論理リンクごとのパスの最大数mを含む、TE構成情報を含む。入力はまた、論理リンク(送信元-宛先)のサービス要件および論理リンクごとのレート/スループット要求dkを含み、ここで、dkはリンクkのためのレート/スループット要求である。加えて、入力は、有線リンク容量ceと、無線アクセスノードのリソースrnと、無線リンクSE
【0026】
【数1】
【0027】
とを含み、ここで、ceは有線リンクeのための容量であり、rnはノードnのための無線アクセスノードのリソースであり、
【0028】
【数2】
【0029】
は、パス上のnの無線アクセスリンクのための無線リンクSEである。出力は、実行可能性の結果λであり、ここで、TE問題は、λ≧1の場合に実行可能であり、そうでない場合に実行不可能である。出力はまた、各論理リンクkのためのルーティングパスおよび、論理リンクkのj番目のルーティングパスに対するレート割り当て
【0030】
【数3】
【0031】
を提供するTE決定を含む。TE手順は、各論理リンクのためのm個の最短パスルーティングアルゴリズムを実行することによってルーティングパスの候補を決定するステップを含む。各論理リンクkは、次いで、lk≦m個の候補となるパス
【0032】
【数4】
【0033】
を有し、j=1,2,…,lkである。TEコンポーネント236は、次いで、以下の最適化問題(重み付けされた最大最小フェアネス(fairness))を解く:
・目的関数→最大λ
・サービス要件の制約→
【0034】
【数5】
【0035】
-レート/スループットのみが考慮される
・有線リンク容量の制約→
【0036】
【数6】
【0037】
・無線アクセスノードのリソースの制約→
【0038】
【数7】
【0039】
・候補となるパス(前もって決定される)→
【0040】
【数8】
【0041】
図3は、TEの実行可能性およびTE決定の決定のための方法300の実施形態を示す。方法300は、TEコンポーネントが有線ネットワーク、無線ネットワークからTE入力を受信するとともに、サービス要件およびサービスのQoE/Sのフィードバックを受信する、ブロック302で始まる。ブロック304で、QoE/Sのフィードバックに従って、未処理のサービス要件が処理される。ブロック306で、TEコンポーネントは、TEコンポーネントにブロック308におけるTE手順を実施させるトリガイベントを受信する。実施形態では、TE手順は、入力に基づいて最適化問題を解く。ブロック310で、TEコンポーネントは、TE手順から、実行可能性の結果およびTE決定を決定する。プロック312で、実行可能性の結果および/またはTE決定はネットワークコンポーネントに送信され、その後、方法300は終了する。
【0042】
図4は、TE手順400の実施形態を示す。TE手順400は、図3におけるTE手順308の例である。TE手順400は、TEコンポーネントが、TE情報の入力に従って、ルーティングパスの候補を決定する、ブロック402で開始する。ブロック404で、TEコンポーネントは、最適化目的および制約を決定する。ブロック406で、TEコンポーネントは、最適化目的および制約に従って、最適化問題を解く。ブロック408で、TEコンポーネントは、入力によって定義される現在のTE問題が実行可能であるかどうかを決定し、且つ、ブロック410で、TEコンポーネントはTE決定を決定し、その後、TE手順400は終了する。
【0043】
図5は、本明細書で開示される装置および方法を実施するために使用されることができる処理システム500のブロック図である。具体的な装置は、示されるコンポーネントの全て、またはコンポーネントのサブセットのみを利用してよく、且つ、統合のレベルは装置ごとに異なってよい。さらに、装置は、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信機、受信機等のような、コンポーネントの複数のインスタンスを含んでよい。処理システム500は、スピーカ、マイクロフォン、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイ等のような、1つ以上の入力/出力装置を備えた処理ユニット501を含んでよい。処理ユニット501は、バス540に接続された、中央処理装置(CPU)510、メモリ520、大容量記憶装置530、ネットワークインタフェース550、I/Oインタフェース560およびアンテナ回路570を含んでよい。処理ユニット501はまた、アンテナ回路に接続されたアンテナ素子575を含む。
【0044】
バス540は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、ビデオバス等を含む、任意のタイプのいくつかのバスアーキテクチャのうちの1つ以上であってよい。CPU510は、任意のタイプの電子データプロセッサを含んでよい。メモリ520は、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ(SRAM)、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、それらの組み合わせ等のような、任意のタイプのシステムメモリを含んでよい。実施形態では、メモリ520は、ブートアップ時の使用のためのROM、およびプログラム実行中の使用のためのプログラムおよびデータ記憶のためのDRAMを含んでよい。
【0045】
大容量記憶装置530は、データ、プログラムおよび他の情報を記憶するとともに、データ、プログラムおよび他の情報をバス540を介してアクセス可能にするように構成される任意のタイプの記憶装置を含んでよい。大容量記憶装置530は、例えば、ソリッド・ステート・ドライブ、ハード・ディスク・ドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブ等のうちの1つ以上を含んでよい。
【0046】
I/Oインタフェース560は、外部入出力装置を処理ユニット501に接続するためのインタフェースを提供してよい。I/Oインタフェース560はビデオアダプタを含んでよい。入出力装置の例は、ビデオアダプタに接続されるディスプレイおよびI/Oインタフェースに接続されるマウス/キーボード/プリンタを含んでよい。他の装置は、処理ユニット501に接続されてよく、且つ、追加のまたはより少ないインタフェースカードが利用されてよい。例えば、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)(図示せず)等のシリアルインタフェースが、プリンタのためのインタフェースを提供するために使用されてよい。
【0047】
アンテナ回路570およびアンテナ素子575は、処理ユニット501がネットワークを介して遠隔ユニットと通信することを可能にすることができる。実施形態では、アンテナ回路570およびアンテナ素子575は、無線のワイド・エリア・ネットワーク(WAN)へのアクセスおよび/または、ロング・ターム・エボリューション(LTE)、符号分割多元接続(CDMA)、ワイドバンドCDMA(WCDMA(登録商標))およびグローバル移動通信システム(GSM(登録商標))ネットワーク等のセルラネットワークへのアクセスを提供する。いくつかの実施形態では、アンテナ回路570およびアンテナ素子575はまた、他の装置へのブルートゥース(登録商標)および/またはWiFi接続を提供してよい。
【0048】
処理ユニット501はまた、1つ以上のネットワークインタフェース550を含んでもよく、ネットワークインタフェース550は、イーサネット(登録商標)ケーブル等のような有線リンク、および/またはアクセスノードまたは異なるネットワークへの無線リンクを含んでよい。ネットワークインタフェース501は、処理ユニット501がネットワーク580を介して遠隔ユニットと通信することを可能にする。例えば、ネットワークインタフェース550は、1つ以上の送信機/送信アンテナおよび1つ以上の受信機/受信アンテナを介して無線通信を提供してよい。実施形態では、処理ユニット501は、データ処理および、他の処理ユニット、インターネット、遠隔記憶設備等のような遠隔装置との通信のためにローカル・エリア・ネットワークまたはワイド・エリア・ネットワークに接続される。
【0049】
説明は詳細に記載されたが、様々な変更、置換および改変は、添付の請求項によって定義される本開示の精神および範囲から逸脱することなく行われることができることは理解されるべきである。さらに、当業者は、現在存在するまたは後に開発される、プロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップは、本明細書に記載される対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行する、または実質的に同じ結果を達成することができることを本開示から容易に理解するため、開示の範囲は、本明細書に記載される特定の実施形態に限定されるように意図されない。従って、添付の請求項は、その範囲内にそのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを含むように意図される。
【符号の説明】
【0050】
100 ネットワーク
102 RAN
104 コアネットワーク
110 AP
112 RANノード
114 コアノード
116 エンドポイントサーバ
118 エンドポイントサーバ
120 UE
121 UE
122 UE
130 TEコンポーネント
200 TEフレームワーク
202 サービス処理ユニット
204 サービス要件コンポーネント
206 送信元および宛先情報要素
208 送信元と宛先間のQoE/S要件
210 サービスのQoE/Sのフィードバック
212 処理ユニット
214 入力
216 ネットワークトポロジ入力
218 TE構成入力
220 ネットワークパラメータ
222 有線部パラメータ
224 無線部パラメータ
226 他のネットワークパラメータ
228 処理されたサービス要件
230 送信元および宛先情報
232 送信元と宛先間のQoE/S要件
234 トリガイベント
236 TEコンポーネント
238 出力
240 実行可能性の結果
242 TE決定
244 トリガイベントインタフェース
246 TE決定ユニット
500 処理システム
501 処理ユニット
510 CPU
520 メモリ
530 大容量記憶装置
540 バス
550 ネットワークインタフェース
560 I/Oインタフェース
570 アンテナ回路
575 アンテナ素子
580 ネットワーク
図1
図2
図3
図4
図5
【手続補正書】
【提出日】2016年7月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のための方法であって、前記方法は、
TEコンポーネントによって、コアネットワーク内のコアネットワーク・コンポーネントから第1のTE情報を受信するステップと、
前記TEコンポーネントによって、無線アクセスネットワーク(RAN)内のRANコンポーネントから第2のTE情報を受信するステップと、
前記TEコンポーネントによって、前記SDN内の少なくとも1つのノードにTE決定を送信するステップと
を含み、前記TE決定は、前記第1のTE情報および前記第2のTE情報に従って決定され、且つ、前記TE決定は、フロー・パス・フォーマットまたはフロー・リンク・フォーマットに基づく、少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションを含む、方法。
【請求項2】
前記フロー・パス・フォーマットは、前記SDNにおける複数の送信元と宛先のペアのための送信元と宛先間の少なくとも1つのパスと、前記複数の送信元と宛先のペアのための前記少なくとも1つのパスに対するレート割り当てとを含み、前記フロー・リンク・フォーマットは、前記SDNにおける複数の送信元と宛先のペアのためのリンクごとのリソース割り当てを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記TEコンポーネントによって、ネットワークオペレータによって選択されたTE構成を受信するステップと、
前記TEコンポーネントによって、前記第1のTE情報および前記第2のTE情報と前記TE構成とに基づいて前記TE決定を決定するステップと
をさらに含む、請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
前記TE構成は、異なるサービスに割り当てられたネットワークリソースを制御するためのTE目的を含む、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項5】
前記TEコンポーネントによって、サービス要件を受信するステップと、
前記TEコンポーネントによって、前記第1のTE情報および前記第2のTE情報、前記TE構成および前記サービス要件に基づいて前記TE決定を決定するステップと
をさらに含む、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
【請求項6】
前記サービス要件は、送信元と宛先間の体感品質の要件および送信元と宛先間のサービス品質の要件のうちの少なくとも1つ、または体感品質のフィードバックおよびサービス品質のフィードバックのうちの少なくとも1つを含む、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項7】
前記TEコンポーネントによって、ワンタイム・タイムアウト・イベント、周期的なタイムアウト・イベント、入力変更イベントおよびサービスの体感品質(QoE)およびサービス品質(QoS)の性能低下イベントのうちの少なくとも1つを含む、TEトリガイベントを受信するステップと、
前記TEコンポーネントによって、前記TEトリガイベントを受信することに応答して、前記TE決定を決定するステップと
をさらに含む、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
前記入力変更イベントは、ネットワークトポロジの変更、ネットワークパラメータの変更、サービス要件の変更およびサービスの体感品質またはサービス品質の性能低下イベントのうちの1つを含む、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
前記第1のTE情報および前記第2のTE情報は、ネットワークトポロジ情報およびネットワークパラメータを含む、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
前記第2のTE情報における前記ネットワークパラメータは、無線リンクのためのスペクトル効率(SE)の値をさらに含む、請求項1乃至9のいずれか1項に記載の方法。
【請求項11】
前記TEコンポーネントによって、各論理リンクのための候補となるルーティングパスの最大数から、ルーティングパスの候補を決定するステップをさらに含む、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の方法。
【請求項12】
前記TEコンポーネントによって、前記TE情報によって定義される現在のTE問題が実行可能であるかどうかを示す実行可能性の結果を送信するステップをさらに含む、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の方法。
【請求項13】
前記TE決定は、エンド・ツー・エンドのパス、ルートごとのリソース割り当て、ルートごとのレート割り当て、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース割り当ておよびリンクごとのレート割り当てのうちの少なくとも1つを含む、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の方法。
【請求項14】
ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)コンポーネントであって、前記TEコンポーネントは、
コアネットワーク内のコアネットワーク・コンポーネントから第1のTE情報を、および無線アクセスネットワーク(RAN)内のRANコンポーネントから第2のTE情報を受信するように構成される第1のインタフェースと、
前記SDN内の少なくとも1つのノードにTE決定を送信するように構成される第2のインタフェースと
を含み、前記TE決定は、前記第1のTE情報および前記第2のTE情報に従って決定され、且つ、前記TE決定は、フロー・パス・フォーマットまたはフロー・リンク・フォーマットに従う、少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションを含む、TEコンポーネント。
【請求項15】
前記フロー・パス・フォーマットは、前記SDNにおける複数の送信元と宛先のペアのための送信元と宛先間の少なくとも1つのパスと、前記複数の送信元と宛先のペアのための前記少なくとも1つのパスに対するレート割り当てとを含み、前記フロー・リンク・フォーマットは、前記SDNにおける複数の送信元と宛先のペアのためのリンクごとのリソース割り当てを含む、請求項14に記載のTEコンポーネント。
【請求項16】
前記第1のインタフェースは、ネットワークオペレータによって選択されたTE構成を受信するようにさらに構成され、前記TE決定は、前記第1のTE情報および前記第2のTE情報と前記TE構成とに従って決定される、請求項14または15に記載のTEコンポーネント。
【請求項17】
前記第1のインタフェースは、サービス要件を受信するようにさらに構成され、前記TE決定は、前記第1のTE情報および前記第2のTE情報、前記TE構成および前記サービス要件に従って決定される、請求項14乃至16のいずれか1項に記載のTEコンポーネント。
【請求項18】
前記TEコンポーネントは、第3のインタフェースをさらに含み、前記第3のインタフェースは、TEトリガイベントを受信するように構成され、TEトリガイベントは、ワンタイム・タイムアウト・イベント、周期的なタイムアウト・イベント、入力変更イベントおよびサービスの体感品質(QoE)およびサービス品質(QoS)の性能低下イベントのうちの少なくとも1つを含む、請求項14乃至17のいずれか1項に記載のTEコンポーネント。
【請求項19】
前記第2のインタフェースは、実行可能性の結果を送信するようにさらに構成され、前記実行可能性の結果は、前記TE情報によって定義される現在のTE問題が実行可能であるかどうかを示すために使用される、請求項14乃至18のいずれか1項に記載のTEコンポーネント。
【請求項20】
ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のための方法であって、前記方法は、
無線アクセスネットワーク(RAN)内のRANコンポーネントによって、第2のTE情報をTEコンポーネントに送信するステップと、
前記RANコンポーネントによって、送信元ノードからデータパケットを受信するステップであって、前記データパケットは、TE決定に基づいて生成されたデータヘッダを搬送する、ステップと
を含み、前記TE決定は、コアネットワーク内のコアネットワーク・コンポーネントから生成する第1のTE情報および前記第2のTE情報に従って決定され、且つ、前記TE決定は、フロー・パス・フォーマットまたはフロー・リンク・フォーマットに基づく、少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションを含む、方法。
【請求項21】
前記データヘッダは、前記SDNにおける複数の送信元と宛先のペアのための送信元と宛先間の少なくとも1つのパスと、前記複数の送信元と宛先のペアのための前記少なくとも1つのパスに対するレート割り当てとを示すパスIDを含み、または、前記データヘッダは、前記SDNにおける複数の送信元と宛先のペアのためのリンクごとのリソース割り当てを示すフローIDを含む、請求項20に記載の方法。
【請求項22】
前記TE決定は、前記第1のTE情報、前記第2のTE情報およびTE構成に従って決定され、前記TE構成は、異なるサービスに割り当てられたネットワークリソースを制御するためのTE目的を含む、請求項20または21に記載の方法。
【請求項23】
前記TE決定は、前記第1のTE情報、前記第2のTE情報、前記TE構成およびサービス要件に従って決定され、前記サービス要件は、送信元と宛先間の体感品質の要件および送信元と宛先間のサービス品質の要件のうちの少なくとも1つ、または体感品質のフィードバックおよびサービス品質のフィードバックのうちの少なくとも1つを含む、請求項20乃至22のいずれか1項に記載の方法。
【請求項24】
無線アクセスネットワーク(RAN)内のRANコンポーネントであって、前記RANコンポーネントは、
第2のトラフィックエンジニアリング(TE)情報を、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、TEのTEコンポーネントに送信するように構成される送信機と、
送信元ノードからデータパケットを受信するように構成される受信機であって、前記データパケットは、TE決定に基づいて生成されたデータヘッダを搬送する、受信機と
を含み、前記TE決定は、コアネットワーク内のコアネットワーク・コンポーネントから生成する第1のTE情報および前記第2のTE情報に従って決定され、且つ、前記TE決定は、フロー・パス・フォーマットまたはフロー・リンク・フォーマットに基づく、少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションを含む、RANコンポーネント。
【請求項25】
前記データヘッダは、前記SDNにおける複数の送信元と宛先のペアのための送信元と宛先間の少なくとも1つのパスと、前記複数の送信元と宛先のペアのための前記少なくとも1つのパスに対するレート割り当てとを示すパスIDを含み、または、前記データヘッダは、前記SDNにおける複数の送信元と宛先のペアのためのリンクごとのリソース割り当てを示すフローIDを含む、請求項24に記載のRANコンポーネント。
【請求項26】
前記TE決定は、前記第1のTE情報、前記第2のTE情報、TE構成およびサービス要件に従って決定され、前記サービス要件は、送信元と宛先間の体感品質の要件および送信元と宛先間のサービス品質の要件のうちの少なくとも1つ、または体感品質のフィードバックおよびサービス品質のフィードバックのうちの少なくとも1つを含む、請求項24または25に記載のRANコンポーネント。
【請求項27】
前記TE決定は、前記第1のTE情報、前記第2のTE情報およびTE構成に従って決定され、前記TE構成は、異なるサービスに割り当てられたネットワークリソースを制御するためのTE目的を含む、請求項24乃至26のいずれか1項に記載のRANコンポーネント。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ソフトウェア定義ネットワーキングのためのシステムおよび方法に関し、詳細な実施形態においては、ソフトウェア定義ネットワーキングにおける、トラフィックエンジニアリングのためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ソフトウェア定義ネットワーキング(SDN)は、トラフィック転送(すなわち、データプレーン)からトラフィック管理(すなわち、コントロールプレーン)を分離する。コントロールプレーンでは、SDNはネットワークリソース(例えば、どのようにそれらを使用するか)およびコントロール・ネットワーク・トラフィックフロー(例えば、どこにそれらを送信するか)を、中央SDNコントローラによって併せて管理する。トラフィックフローは、それらの性質(例えば、ビデオ)および/またはアプリケーション(例えば、ビデオ会議やビデオのダウンロード等)に応じて、体感品質(QoE)およびサービス品質(QoS)の要件(例えば、レート、遅延、遅延ジッタ、停止、バッファリング時間等)を多様化した。SDNコントローラは、トラフィックを設計すること、すなわち、トラフィックフローのためのルートを計画するとともにルートに沿ってリソース(例えば、容量、スペクトル、電力等)を割り当てることに責任を有し、併せてその結果、それらの体感品質/サービス品質(QoE/QoS)の要件は効率的且つ効果的に満たされる。これは通常、最適化問題である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
実施形態に従って、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のためのネットワークコンポーネントにおける方法は、コアネットワーク内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、無線アクセスネットワーク(RAN)・コンポーネントからTE情報を受信するステップであって、RANは、コアネットワークに通信可能に接続され、且つ、TE情報はTE目的を含む、ステップと、TE情報およびTE目的に従って、少なくとも1つのUEと、コアネットワーク内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するステップであって、TE決定は、少なくとも1つのUEと、第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、パスは、コアネットワークおよびRANをトラバースする、ステップとを含む。
【0004】
実施形態に従って、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のために構成されるネットワークコンポーネントは、プロセッサと、プロセッサによって実行するためのプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体とを含み、プログラムは、コアネットワーク内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、無線アクセスネットワーク(RAN)・コンポーネントからTE情報を受信するための命令であって、RANは、コアネットワークに通信可能に接続され、且つ、TE情報はTE目的を含む、命令と、TE情報およびTE目的に従って、少なくとも1つのUEと、コアネットワーク内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するための命令であって、TE決定は、少なくとも1つのUEと、第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、パスは、コアネットワークおよびRANをトラバースする、命令とを含む。
【0005】
実施形態に従って、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)コンポーネントは、有線ネットワークおよび無線アクセスネットワーク(RAN)についてのTE情報を受信し、且つ、TE構成情報を受信するための、少なくとも1つの制御/管理コンポーネントに接続された第1のインタフェースと、有線ネットワークおよびRANのうちの1つからトリガイベントを受信するように構成される第2のインタフェースと、TE情報およびTE構成情報に従って、トリガイベントに応答して、統一型TE判定を決定するように構成される、第1および第2のインタフェースに接続されたTE決定コンポーネントであって、統一型TE判定は、RANおよびコアネットワークにおける複数の送信元と宛先のペアのための送信元と宛先間のパス選択と、RANおよびコアネットワークにおける複数の送信元と宛先のペアのための選択されたパスに対するレート割り当てとを含む、TE決定コンポーネントとを含む。
【図面の簡単な説明】
【0006】
本発明、およびその利点のより完全な理解のために、ここで、添付図面と併せて行われる以下の説明に対して参照が行われ、添付図面は以下を含む。
【0007】
図1図1は、データを通信するためのネットワークを示す。
図2図2は、TEフレームワークの実施形態を示す。
図3図3は、TEの実行可能性およびTE決定の決定のための方法の実施形態を示す。
図4図4は、TE手順400の実施形態を示す。
図5図5は、実施形態に従って、例えば、本明細書に記載される装置および方法を実施するために使用されることができるコンピューティング・プラットフォームを示す。
【発明を実施するための形態】
【0008】
現在好ましい実施形態の作成および使用が、以下で詳細に議論される。しかしながら、本発明が、多種多様な具体的な文脈で具現化されることができる多くの適用可能な発明概念を提供することは理解されるべきである。議論される具体的な実施形態は、単に、発明を作成および使用する具体的な方法を説明しており、発明の範囲を限定しない。
【0009】
既存のトラフィックエンジニアリング(TE)ソリューションは、コアネットワークにおける集約トラフィックを考慮し、無線アクセスネットワーク(RAN)を考慮しない。さらに、既存のTEソリューションは、セルラネットワークのために設計されていない。しかしながら、コアネットワークとRANを併せて扱うことは、システム性能を明確に改善するだろう。
【0010】
TE決定を作成する際に、コア有線ネットワーク・コンポーネントに加えて、無線アクセスネットワークおよびUEを考慮する、サービスごとのトラフィック管理のためのシステムおよび方法が本明細書で開示される。サービスは、論理データプレーン・トポロジ(他のコンポーネントから得られる)によって定義される。実施形態では、論理データプレーン・トポロジは送信元情報(複数の送信元が可能である)、宛先情報(複数のシンクが可能である)および送信元から宛先までのリンクのQoE/S(例えば、スループット等)の要件を含む。
【0011】
TEインタフェース(入力および出力)を定義し、サービス要件処理コンポーネントを定義し、サービス要件をTEに入力する前に、サービスのQoE/Sのフィードバックに従って、サービス要件を調整するトラフィックエンジニアリング(TE)フレームワークがまた、本明細書で開示される。例えば、ネットワークリソースが低いQoEを体感する論理リンクを満たすために使用されることができるように、過去に非常に高いQoE性能を有する論理リンクのレート要件を低減する。TEフレームワークの実施形態は、統一型TE決定を提供し、ネットワークトポロジの一部としてユーザ機器(UE)を含み、全てのネットワークエンティティ(有線であろうと無線であろうと)を共に扱う。TEフレームワークの実施形態は、サービスごとの管理、TEインタフェース、サービス要件処理コンポーネント、TE手順および統一型TE決定のためのメカニズムを含む。
【0012】
実施形態では、TEコンポーネントは、コアネットワーク(すなわち、有線ネットワーク)と無線アクセスネットワーク(すなわち、無線ネットワーク)の両方における、様々なネットワークコンポーネントからTE情報を収集するとともに、例えば無線ユーザ機器から、コアネットワーク内のネットワークサーバへのエンド・ツー・エンドのソリューションを包含するTE決定を提供する。実施形態では、TEコンポーネントはSDNコントローラである。しかしながら、TEコンポーネントは、他の実施形態における他のネットワークコンポーネントで実施されてよい。TE情報は、ルータおよびユーザ機器(UE)、TE構成(例えば、TE目的、マルチパス対シングルパス等)、有線部分のリンク容量およびバッファサイズ、無線部分のための、ノードにおける無線リソースおよび無線リンクに対するスペクトル効率(SE)の値、ノードごとの運転コスト、リンクごとの運転コスト、送信元および宛先情報、送信元と宛先間のQoE/S要件(例えば、レート、遅延等)およびQoE/Sのフィードバックを含む、ネットワークトポロジを含んでよい。SEはビット/秒/HZで測定される。無線アクセスリンクのSEの値はリンク品質を示すとともに、全てのアクセスノードにおける無線伝送構成に依存する。実施形態では、TEコンポーネントは、トリガイベントを受信することに応答して、入力として受信されたTE情報に基づいて、実行可能性の結果およびTE決定を計算する。トリガイベントの例は、ワンタイム・タイムアウト・イベント、周期的なタイムアウト・イベントおよび入力変更イベントと、サービスのQoE/Sの性能低下イベントとを含む。入力変更イベントの例は、ネットワークトポロジの変更(例えば、ノード(ルータまたはUE)の追加/削除)、ネットワークパラメータの変更(例えば、リンクSEの変更、無線リソースの利用可能性の変更、リンク容量の変更、バッファサイズの変更、運転コストの変更等)およびサービス要件(論理データプレーン・トポロジ)の変更(例えば、送信元/宛先の追加/削除、論理リンク(送信元から宛先)のQoE/S要件の変更等)を含む。実行可能性の結果は、現在のTE問題(全ての入力によって定義される)が実行可能であるかどうかの指標である。TE決定は、例えば、エンド・ツー・エンドのパス(ルート)、ルートごとのリソース/レート割り当て等、またはエンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース/レート割り当て等を提供する。
【0013】
実施形態では、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)におけるトラフィックエンジニアリング(TE)のためのネットワークコンポーネントにおける方法は、TE目的を識別するステップと、コアネットワーク内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、コアネットワークに接続された無線アクセスネットワーク(RAN)・コンポーネントからTE情報を受信するステップであって、RANは、コアネットワークに通信可能に接続され、且つ、TE情報はTE目的を含む、ステップと、TE情報およびTE目的に従って、UEと、コアネットワーク内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するステップであって、TE決定は、UEと第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、パスは、コアネットワークおよびRANをトラバースする、ステップとを含む。実施形態では、TE決定は、ネットワークにおける複数の送信元と宛先のペアのための送信元と宛先間のパス選択、ならびにネットワークにおける全ての送信元と宛先のペアのための選択されたパスに対するレート割り当てを含み、ここで、ネットワークはRANとコアネットワークの両方を含む。実施形態では、トリガイベントに応答して、UEと第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するステップが実行される。トリガイベントは、ネットワークトポロジの変更、ネットワークパラメータの変更、サービス要件の変更およびサービスの体感品質またはサービス品質の性能低下イベントを含んでよい。ネットワークトポロジの変更は、ノードの追加または削除を含んでよい。ネットワークパラメータの変更は、無線リソースの利用可能性の変更、リンク容量の変更、バッファサイズの変更、運転コストの変更およびリンクSEの変更のうちの少なくとも1つを含む。サービス要件の変更は、送信元の追加、宛先の追加、送信元の削除、宛先の削除、論理リンクの体感品質の要件の変更および論理リンクのサービス品質の要件の変更のうちの少なくとも1つを含む。TE決定は、エンド・ツー・エンドのパス、ルートごとのリソース割り当て、ルートごとのレート割り当て、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース割り当ておよびリンクごとのレート割り当てを含んでよい。実施形態では、TEの方法は、トラフィックエンジニアリング構成パラメータにおける変更に従って、パス計算アルゴリズムまたはプロセスを調整するステップを含む。例えば、TE構成が、どのパス計算アルゴリズムが使用されるべきか明示的に指定する場合、次いで、構成が変わるまたは指定されたアルゴリズムが変わるとき、TEによって使用されるパス計算アルゴリズムへの調整が行われる。トラフィックエンジニアリング情報は、送信元と宛先間の体感品質の要件および送信元と宛先間のサービス品質の要件、レート要件、遅延要件、体感品質のフィードバック、サービス品質のフィードバックおよびネットワークパラメータを含んでよい。ネットワークパラメータはリンク容量、バッファサイズ、RANノードにおける無線リソース、ノードごとの運転コストおよびリンクごとの運転コストを含んでよい。
【0014】
図1は、ネットワークを通信するためのネットワーク100を示す。ネットワーク100は、RAN102と、コアネットワーク104と、RAN102およびコアネットワーク104のそれぞれにおける1つ以上のコンポーネントと通信しているTEコンポーネント130とを含む。コアネットワーク104およびRAN102は、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)を含んでよい。実施形態では、TEコンポーネント130はコアネットワーク104内のコアノード114のうちの1つまたはRAN102内のRANノード112のうちの1つの中で実装されてよい。実施形態では、TEコンポーネントは論理コンポーネントであるとともに、1つの物理ノード上に実装されるか、または複数の物理ノード上に分散された方式で実装されることができる。RAN102は複数のRANノード112および無線アクセスポイント(AP)110を含む。複数のユーザ機器(UE)120、121、122は、AP110に無線で接続される。本明細書で使用されるように、APという用語はまた、送信ポイント(TP)、基地局(BS)または基地トランシーバ局(BTS)と呼ばれてもよく、且つ、4つの用語は、本開示を通して互換的に使用されてよい。AP110のそれぞれは、BTS、強化された基地局(eNB)、フェムトセルおよび他の無線で使用可能な装置等の、とりわけ、UE120、121、122とのアップリンク(UL)(破線)および/またはダウンリンク(DL)(点線)接続を確立することによって無線アクセスを提供することができる任意のコンポーネントを含んでよい。UE120、121、122は、AP110との無線接続を確立することができる任意のコンポーネントを含んでよい。UEの例は、スマートフォン、タブレットコンピュータおよびラップトップを含む。RANノード112はAP110をコアネットワーク104に接続するか、または、そうでなければAP110をコアネットワーク104に通信可能に接続する。RANノード112間の接続は、有線接続および無線接続を含んでよい。RANノード112はルータ、スイッチおよびゲートウェイを含んでよい。
【0015】
コアネットワーク104は、複数のコアノード114およびエンドポイントサーバ116、118を含む。実施形態では、コアネットワーク104は、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)またはワイド・エリア・ネットワーク(WAN)であってよい。コアノード114間の接続は、ファイバ・オプティック・ケーブル等の有線接続または物理接続である。コアノード114の例は、ルータ、スイッチおよびサーバを含む。各コアノード114は、他のノードからデータを受信し、且つ、他のノードにデータを送信または転送することができる。
【0016】
TEコンポーネント130は、コアネットワーク104および/またはRAN102内の他の制御/管理コンポーネントへのインタフェースを含む。TEコンポーネント130はRAN102およびコアネットワーク104内の様々なノード112、114からTE情報を受信するとともに、ノード112、114にTE判定を提供する。実施形態では、TE情報はRAN102、コアネットワーク104およびUE120、121、122の両方についての情報を含む。TE情報は、トポロジ内にルータおよびUEを含む、ネットワークトポロジ情報を含んでよい。TE情報はまた、例えば、TE目的、マルチパス対シングルパス情報等のような、TE構成情報を含んでもよい。TE情報は、コアネットワーク104(すなわち、有線部分)、RAN102(すなわち、無線部分)に関するネットワークパラメータ、ならびに他のネットワークパラメータを含む。ネットワークパラメータのコアネットワーク104(すなわち、有線)部分は、例えば、リンク容量およびバッファサイズ等の情報を含む。ネットワークパラメータのRAN102(すなわち、無線)部分は、ノード112における無線リソース、無線リンクに対するSE等のような情報を含む。他のネットワークパラメータは、ノードごとの運転コスト、リンクごとの運転コスト等を含む。TEコンポーネント130によって収集される他の情報は、データの送信元および宛先、送信元と宛先間の体感品質およびサービス品質(QoE/S)の要件(例えば、レート、遅延等)およびサービスのQoE/Sのフィードバックに関する情報を含む。
【0017】
TEコンポーネント130は、トリガイベントに応答して、入力から実行可能性の結果およびTE決定を計算する。実施形態では、TE決定は、エンド・ツー・エンドのパス(ルート)、ルートごとのリソースおよびレート割り当てを含む。第2の実施形態では、TE決定は、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、および/またはリンクごとのリソース/レート割り当てを含む。第3の実施形態では、TE決定は、上述の第1および第2の実施形態に含まれる情報の混合を含む。TEコンポーネント103は、複数のパスまたは単一のパスを計算してよい。TEで決定されたパス(図1内の二点短鎖線によって表される)は、TEコンポーネント130によって決定された、RAN102およびコアネットワーク104の両方にわたる、UE122からサーバ118への、またはサーバ118からUE122への1つのパスの例である。実施形態では、TEコンポーネント130はまた、入力の全てによって定義される現在のTE問題が実行可能であるか否かを示す、実行可能性の結果を計算する。実施形態では、TE機能性は、実行不可能性の結果として変化しない。むしろ、TE決定は依然として、全ての送信元と宛先のペアのためのパスを見つけるとともに、全てのパスに対する割り当てを見つける。実行不可能性は単に、TE判定から生じるレート割り当てが全てのユーザのQoE要件を完全に満たすことができるわけではないことの指標である。
【0018】
図2は、TEフレームワーク200の実施形態を示す。TEフレームワークは、入力214を受信するとともに、トリガイベントに応答して、出力238を計算するTEコンポーネント236を含む。TEコンポーネント236は、図1におけるTEコンポーネント130として実装されてよい。入力は、ネットワークトポロジ入力216、TE構成入力218、ネットワークパラメータ220および処理されたサービス要件228を含む。ネットワークトポロジ入力216の例は、ルータ、スイッチ、UEおよび他の同様のコンポーネントの位置、識別情報および性能ケイパビリティを含む。TE構成入力218の例は、TE目的、マルチパスが計算されるべきかまたはシングルパスが計算されるべきかの指示等を含む。ネットワークパラメータ220は、有線部パラメータ222、無線部パラメータ224および他のネットワークパラメータ226を含む。有線部パラメータ222は、例えば、リンク容量、バッファサイズ等を含む。無線部パラメータ224は、例えば、ノードにおける無線リソース、無線リンクに対するSE等を含む。他のネットワークパラメータ226は、ノードごとの運転コスト、リンクごとの運転コスト等を含む。
【0019】
処理されたサービス要件228は、サービス処理ユニット202内の送信元および宛先情報要素206から送信元および宛先情報230を受信する。処理されたサービス要件228はまた、サービス処理ユニット202内の処理ユニット212から送信元と宛先間のQoE/S要件232を受信する。サービス処理ユニット202は、サービス要件を収集および/または記憶するサービス要件コンポーネント204を含む。サービス要件は、送信元および宛先情報206および送信元と宛先間のQoE/S要件208を含む。QoE/S要件の例は、レート、遅延等を含む。サービス処理ユニット202はまた、サービスのQoE/Sのフィードバック210を受信するとともに処理ユニット212内のQoE/S要件208と共にフィードバック210を処理する。サービス処理ユニット202は、未処理のQoE/S要件およびQoE/Sのフィードバックに基づいて、TEコンポーネント236へのQoE/S入力を決定する。例えば、ネットワークリソースが低いQoE/Sを体感する論理リンクを満たすために使用されることができるように、過去に非常に高いQoE/S性能を有する論理リンクのレート要件(QoE/S要件として)を低減してよい。処理の結果は、入力として使用される処理されたサービス要件228の一部としてTEコンポーネント236に提供される。
【0020】
トリガイベント234に応答して、TEコンポーネント236は、入力214を使用して出力238を決定する。出力238は、実行可能性の結果240およびTE決定を含む。トリガイベント234の例は、タイムアウト・イベント(ワンタイムまたは周期的なタイムアウト・イベント)、入力変更イベント、サービスのQoE/Sの性能低下イベントを含む。入力変更イベントの例は、ネットワークトポロジの変更(例えば、ノード(ルータまたはUE)の追加/削除)、ネットワークパラメータの変更(例えば、リンクSEの変更、無線リソースの利用可能性の変更、リンク容量の変更、バッファサイズの変更、運転コストの変更等)およびサービス要件(論理データプレーン・トポロジ)の変更(例えば、送信元/宛先の追加/削除、論理リンク(送信元から宛先)のQoE/S要件の変更)を含む。
【0021】
TEコンポーネント236は、様々なコンポーネント(例えば、コントローラ、管理コンポーネント、ノード等)から構成およびTE入力を受信するための構成およびTE情報のインタフェースと、無線(例えば、RAN)または有線ネットワーク内の様々なコンポーネントからトリガイベント情報を受信するためのトリガイベントインタフェース244と、実行可能性の結果240およびTE決定242を決定するTE決定ユニット246とを含む。
【0022】
実行可能性の結果および/またはTE決定を決定するために、TEコンポーネント236はTE手順を実行する。実施形態では、TEコンポーネント236はルーティングパスの候補を決定する。ルーティングパスの候補を決定するために、TEコンポーネント236は各論理リンク(送信元-宛先)のための候補となるルーティングパスの最大数を見つける。候補となるルーティングパスの最大数は、TEコンポーネント236によって、事前に計算されてよく、またはリアルタイムで計算されてよい。
【0023】
実施形態では、TEコンポーネント236は、TE決定242を生成するために最適化問題を解く。最適化問題は、TE構成218、ネットワークパラメータベースの制約、サービス要件の制約および他の制約から得られる最適化目的を含む。ネットワークパラメータベースの制約は、有線リンク容量の制約、無線アクセスノードのリソースの制約、ノード/リンクごとの運転コストの制約等を含む。コストの制約は、例えば、電力消費であってよい。サービス要件の制約は、論理リンクのレート(スループット)の制約、論理リンクの遅延の制約等を含む。他の制約は、例えば、論理リンクごとのルーティングパスの数等を含む。TEコンポーネント236によって生成される実行可能性の結果240は、全ての入力によって定義される現在のTE問題が実行可能であるかどうかの指標を提供する。実施形態では、TEの実行可能性の結果240はTE問題を解く副次的結果である。TE問題が実行可能であるかどうかにかかわらず、TEコンポーネント240はTE決定242を決定する。しかしながら、TE問題が実行不可能である場合、TE決定242は全てのフローのためのフロー要件(例えば、ユーザのQoE要件、QoS要件等)の全てを満たすわけではない場合がある。完全な満足が不可能であるとき、TEはフローを部分的に満たすことができる。TE決定242は1つ以上のエンド・ツー・エンドのパス(ルート)、ルートごとのリソース/レート割り当て等を含んでよい。実施形態では、TE決定242は、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース/レート割り当て等を含んでよい。TE決定242の出力は、TE決定242に従って、トラフィックが各ノードにおいて転送されるように、RANにおけるルータおよびアクセスノード、およびコアネットワークに提供される。実施形態では、TEコンポーネント246はまた、コントローラが適切な制御行動を行うことができるように、TEの実行可能性の結果をコントローラに提供してもよい。
【0024】
TEコンポーネント236によって実行されるTE手順の例では、TEコンポーネント236への入力は、重み付けされた最大最小目的、最大λおよび論理リンクごとのパスの最大数mを含む、TE構成情報を含む。入力はまた、論理リンク(送信元-宛先)のサービス要件および論理リンクごとのレート/スループット要求dkを含み、ここで、dkはリンクkのためのレート/スループット要求である。加えて、入力は、有線リンク容量ceと、無線アクセスノードのリソースrnと、無線リンクSE
【0025】
【数1】
【0026】
とを含み、ここで、ceは有線リンクeのための容量であり、rnはノードnのための無線アクセスノードのリソースであり、
【0027】
【数2】
【0028】
は、パス上のnの無線アクセスリンクのための無線リンクSEである。出力は、実行可能性の結果λであり、ここで、TE問題は、λ≧1の場合に実行可能であり、そうでない場合に実行不可能である。出力はまた、各論理リンクkのためのルーティングパスおよび、論理リンクkのj番目のルーティングパスに対するレート割り当て
【0029】
【数3】
【0030】
を提供するTE決定を含む。TE手順は、各論理リンクのためのm個の最短パスルーティングアルゴリズムを実行することによってルーティングパスの候補を決定するステップを含む。各論理リンクkは、次いで、lk≦m個の候補となるパス
【0031】
【数4】
【0032】
を有し、j=1,2,…,lkである。TEコンポーネント236は、次いで、以下の最適化問題(重み付けされた最大最小フェアネス(fairness))を解く:
・目的関数→最大λ
・サービス要件の制約→
【0033】
【数5】
【0034】
-レート/スループットのみが考慮される
・有線リンク容量の制約→
【0035】
【数6】
【0036】
・無線アクセスノードのリソースの制約→
【0037】
【数7】
【0038】
・候補となるパス(前もって決定される)→
【0039】
【数8】
【0040】
図3は、TEの実行可能性およびTE決定の決定のための方法300の実施形態を示す。方法300は、TEコンポーネントが有線ネットワーク、無線ネットワークからTE入力を受信するとともに、サービス要件およびサービスのQoE/Sのフィードバックを受信する、ブロック302で始まる。ブロック304で、QoE/Sのフィードバックに従って、未処理のサービス要件が処理される。ブロック306で、TEコンポーネントは、TEコンポーネントにブロック308におけるTE手順を実施させるトリガイベントを受信する。実施形態では、TE手順は、入力に基づいて最適化問題を解く。ブロック310で、TEコンポーネントは、TE手順から、実行可能性の結果およびTE決定を決定する。プロック312で、実行可能性の結果および/またはTE決定はネットワークコンポーネントに送信され、その後、方法300は終了する。
【0041】
図4は、TE手順400の実施形態を示す。TE手順400は、図3におけるTE手順308の例である。TE手順400は、TEコンポーネントが、TE情報の入力に従って、ルーティングパスの候補を決定する、ブロック402で開始する。ブロック404で、TEコンポーネントは、最適化目的および制約を決定する。ブロック406で、TEコンポーネントは、最適化目的および制約に従って、最適化問題を解く。ブロック408で、TEコンポーネントは、入力によって定義される現在のTE問題が実行可能であるかどうかを決定し、且つ、ブロック410で、TEコンポーネントはTE決定を決定し、その後、TE手順400は終了する。
【0042】
図5は、本明細書で開示される装置および方法を実施するために使用されることができる処理システム500のブロック図である。具体的な装置は、示されるコンポーネントの全て、またはコンポーネントのサブセットのみを利用してよく、且つ、統合のレベルは装置ごとに異なってよい。さらに、装置は、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信機、受信機等のような、コンポーネントの複数のインスタンスを含んでよい。処理システム500は、スピーカ、マイクロフォン、マウス、タッチスクリーン、キーパッド、キーボード、プリンタ、ディスプレイ等のような、1つ以上の入力/出力装置を備えた処理ユニット501を含んでよい。処理ユニット501は、バス540に接続された、中央処理装置(CPU)510、メモリ520、大容量記憶装置530、ネットワークインタフェース550、I/Oインタフェース560およびアンテナ回路570を含んでよい。処理ユニット501はまた、アンテナ回路に接続されたアンテナ素子575を含む。
【0043】
バス540は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、ビデオバス等を含む、任意のタイプのいくつかのバスアーキテクチャのうちの1つ以上であってよい。CPU510は、任意のタイプの電子データプロセッサを含んでよい。メモリ520は、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ(SRAM)、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)、シンクロナスDRAM(SDRAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、それらの組み合わせ等のような、任意のタイプのシステムメモリを含んでよい。実施形態では、メモリ520は、ブートアップ時の使用のためのROM、およびプログラム実行中の使用のためのプログラムおよびデータ記憶のためのDRAMを含んでよい。
【0044】
大容量記憶装置530は、データ、プログラムおよび他の情報を記憶するとともに、データ、プログラムおよび他の情報をバス540を介してアクセス可能にするように構成される任意のタイプの記憶装置を含んでよい。大容量記憶装置530は、例えば、ソリッド・ステート・ドライブ、ハード・ディスク・ドライブ、磁気ディスクドライブ、光ディスクドライブ等のうちの1つ以上を含んでよい。
【0045】
I/Oインタフェース560は、外部入出力装置を処理ユニット501に接続するためのインタフェースを提供してよい。I/Oインタフェース560はビデオアダプタを含んでよい。入出力装置の例は、ビデオアダプタに接続されるディスプレイおよびI/Oインタフェースに接続されるマウス/キーボード/プリンタを含んでよい。他の装置は、処理ユニット501に接続されてよく、且つ、追加のまたはより少ないインタフェースカードが利用されてよい。例えば、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)(図示せず)等のシリアルインタフェースが、プリンタのためのインタフェースを提供するために使用されてよい。
【0046】
アンテナ回路570およびアンテナ素子575は、処理ユニット501がネットワークを介して遠隔ユニットと通信することを可能にすることができる。実施形態では、アンテナ回路570およびアンテナ素子575は、無線のワイド・エリア・ネットワーク(WAN)へのアクセスおよび/または、ロング・ターム・エボリューション(LTE)、符号分割多元接続(CDMA)、ワイドバンドCDMA(WCDMA(登録商標))およびグローバル移動通信システム(GSM(登録商標))ネットワーク等のセルラネットワークへのアクセスを提供する。いくつかの実施形態では、アンテナ回路570およびアンテナ素子575はまた、他の装置へのブルートゥース(登録商標)および/またはWiFi接続を提供してよい。
【0047】
処理ユニット501はまた、1つ以上のネットワークインタフェース550を含んでもよく、ネットワークインタフェース550は、イーサネット(登録商標)ケーブル等のような有線リンク、および/またはアクセスノードまたは異なるネットワークへの無線リンクを含んでよい。ネットワークインタフェース501は、処理ユニット501がネットワーク580を介して遠隔ユニットと通信することを可能にする。例えば、ネットワークインタフェース550は、1つ以上の送信機/送信アンテナおよび1つ以上の受信機/受信アンテナを介して無線通信を提供してよい。実施形態では、処理ユニット501は、データ処理および、他の処理ユニット、インターネット、遠隔記憶設備等のような遠隔装置との通信のためにローカル・エリア・ネットワークまたはワイド・エリア・ネットワークに接続される。
【0048】
1つの実施形態は、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のためのネットワークコンポーネントにおける方法を提供し、方法は、コアネットワーク内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、無線アクセスネットワーク(RAN)・コンポーネントからTE情報を受信するステップであって、RANは、コアネットワークに通信可能に接続され、且つ、TE情報はTE目的を含む、ステップと、TE情報およびTE目的に従って、少なくとも1つのUEと、コアネットワーク内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するステップであって、TE決定は、少なくとも1つのUEと、第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、パスは、コアネットワークおよびRANをトラバースする、ステップとを含む。
【0049】
TE情報は、無線リンクに対するスペクトル効率(SE)の値を含む。
【0050】
方法は、TE情報によって定義される現在のTE問題が実行可能であるかどうかを示す実行可能性の結果を決定するステップをさらに含む。
【0051】
UEと第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するステップは、トリガイベントに応答して実行される。
【0052】
トリガイベントは、ネットワークトポロジの変更、ネットワークパラメータの変更、サービス要件の変更およびサービスの体感品質またはサービス品質の性能低下イベントのうちの少なくとも1つを含む。
【0053】
ネットワークトポロジの変更は、ノードの追加または削除を含む。
【0054】
ネットワークパラメータの変更は、無線リソースの利用可能性の変更、リンク容量の変更、バッファサイズの変更、運転コストの変更およびリンクSEの変更のうちの少なくとも1つを含む。
【0055】
サービス要件の変更は、送信元の追加、宛先の追加、送信元の削除、宛先の削除、論理リンクの体感品質の要件の変更および論理リンクのサービス品質の要件の変更のうちの少なくとも1つを含む。
【0056】
TE決定は、エンド・ツー・エンドのパス、ルートごとのリソース割り当て、ルートごとのレート割り当て、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース割り当ておよびリンクごとのレート割り当てのうちの少なくとも1つを含む。
【0057】
方法は、トラフィックエンジニアリング構成パラメータにおける変更に従って、パス計算アルゴリズムを調整するステップをさらに含む。
【0058】
トラフィックエンジニアリング情報は、送信元と宛先間の体感品質の要件、および送信元と宛先間のサービス品質の要件のうちの少なくとも1つを含む。
【0059】
トラフィックエンジニアリング情報は、レート要件および遅延要件のうちの少なくとも1つを含む。
【0060】
トラフィックエンジニアリング情報は、体感品質のフィードバックおよびサービス品質のフィードバックのうちの少なくとも1つを含む。
【0061】
トラフィックエンジニアリング情報は、ネットワークパラメータを含む。
【0062】
ネットワークパラメータは、リンク容量、バッファサイズ、RANノードにおける無線リソース、ノードごとの運転コストおよびリンクごとの運転コストのうちの少なくとも1つを含む。
【0063】
1つの実施形態は、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)のために構成されるネットワークコンポーネントを提供し、ネットワークコンポーネントは、プロセッサと、プロセッサによって実行するためのプログラムを記憶するコンピュータ可読記憶媒体とを含み、プログラムは、コアネットワーク内の第1のコアネットワーク・コンポーネント、無線アクセスネットワーク(RAN)・コンポーネントからTE情報を受信するための命令であって、RANは、コアネットワークに通信可能に接続され、且つ、TE情報はTE目的を含む、命令と、TE情報およびTE目的に従って、少なくとも1つのUEと、コアネットワーク内の第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するための命令であって、TE決定は、少なくとも1つのUEと、第2のコアネットワークとの間の少なくとも1つのエンド・ツー・エンドのパス・ソリューションのための情報を含み、パスは、コアネットワークおよびRANをトラバースする、命令とを含む。
【0064】
TE情報は、無線リンクに対するスペクトル効率(SE)の値を含む。
【0065】
プログラムは、TE情報によって定義される現在のTE問題が実行可能であるかどうかを示す、実行可能性の結果を決定するための命令をさらに含む。
【0066】
少なくとも1つのUEと、第2のコアネットワーク・コンポーネントとの間のTE決定を決定するための命令は、トリガイベントに応答して実行される。
【0067】
トリガイベントは、ネットワークトポロジの変更、ネットワークパラメータの変更、サービス要件の変更およびサービスの体感品質またはサービス品質の性能低下イベントのうちの少なくとも1つを含む。
【0068】
ネットワークトポロジの変更は、ノード追加または削除を含む。
【0069】
ネットワークパラメータの変更は、無線リソースの利用可能性の変更、リンク容量の変更、バッファサイズの変更、運転コストの変更およびリンクSEの変更のうちの少なくとも1つを含む。
【0070】
サービス要件の変更は、送信元の追加、宛先の追加、送信元の削除、宛先の削除、論理リンクの体感品質の要件の変更および論理リンクのサービス品質の要件の変更のうちの少なくとも1つを含む。
【0071】
TE決定は、エンド・ツー・エンドのパス、ルートごとのリソース割り当て、ルートごとのレート割り当て、エンド・ツー・エンドのルーティングのために使用されるリンク、リンクごとのリソース割り当ておよびリンクごとのレート割り当てのうちの少なくとも1つを含む。
【0072】
プログラムは、トラフィックエンジニアリング構成パラメータにおける変更に従って、パス計算アルゴリズムを調整するための命令をさらに含む。
【0073】
TE情報は、送信元と宛先間の体感品質の要件、および送信元と宛先間のサービス品質の要件のうちの少なくとも1つを含む。
【0074】
TE情報は、レート要件および遅延要件のうちの少なくとも1つを含む。
【0075】
TE情報は、体感品質のフィードバックおよびサービス品質のフィードバックのうちの少なくとも1つを含む。
【0076】
TE情報は、ネットワークパラメータを含む。
【0077】
ネットワークパラメータは、リンク容量、バッファサイズ、RANノードにおける無線リソース、ノードごとの運転コストおよびリンクごとの運転コストのうちの少なくとも1つを含む。
【0078】
1つの実施形態は、ソフトウェア定義ネットワーク(SDN)における、トラフィックエンジニアリング(TE)コンポーネントを提供し、TEコンポーネントは、有線ネットワークおよび無線アクセスネットワーク(RAN)についてのTE情報を受信し、且つ、TE構成情報を受信するための、少なくとも1つの制御/管理コンポーネントに接続された第1のインタフェースと、有線ネットワークおよびRANのうちの1つからトリガイベントを受信するように構成される第2のインタフェースと、TE情報およびTE構成情報に従って、トリガイベントに応答して、統一型TE判定を決定するように構成される、第1および第2のインタフェースに接続されたTE決定コンポーネントであって、統一型TE判定は、RANおよび有線ネットワークにおける複数の送信元と宛先のペアのための送信元と宛先間のパス選択と、RANおよび有線ネットワークにおける複数の送信元と宛先のペアのための選択されたパスに対するレート割り当てとを含む、TE決定コンポーネントとを含む。
【0079】
第1のインタフェースは、サービス要件を受信するようにさらに構成され、サービス要件は、送信元と宛先間の体感品質およびサービス品質の要件を含む。
【0080】
第1のインタフェースは、体感品質およびサービス品質のフィードバックを受信するようにさらに構成される。
【0081】
トリガイベントは、ネットワークトポロジの変更、ネットワークパラメータの変更、サービス要件の変更およびサービスの体感品質またはサービス品質の性能低下イベントのうちの少なくとも1つを含む。
【0082】
説明は詳細に記載されたが、様々な変更、置換および改変は、添付の請求項によって定義される本開示の精神および範囲から逸脱することなく行われることができることは理解されるべきである。さらに、当業者は、現在存在するまたは後に開発される、プロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップは、本明細書に記載される対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行する、または実質的に同じ結果を達成することができることを本開示から容易に理解するため、開示の範囲は、本明細書に記載される特定の実施形態に限定されるように意図されない。従って、添付の請求項は、その範囲内にそのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法またはステップを含むように意図される。
【符号の説明】
【0083】
100 ネットワーク
102 RAN
104 コアネットワーク
110 AP
112 RANノード
114 コアノード
116 エンドポイントサーバ
118 エンドポイントサーバ
120 UE
121 UE
122 UE
130 TEコンポーネント
200 TEフレームワーク
202 サービス処理ユニット
204 サービス要件コンポーネント
206 送信元および宛先情報要素
208 送信元と宛先間のQoE/S要件
210 サービスのQoE/Sのフィードバック
212 処理ユニット
214 入力
216 ネットワークトポロジ入力
218 TE構成入力
220 ネットワークパラメータ
222 有線部パラメータ
224 無線部パラメータ
226 他のネットワークパラメータ
228 処理されたサービス要件
230 送信元および宛先情報
232 送信元と宛先間のQoE/S要件
234 トリガイベント
236 TEコンポーネント
238 出力
240 実行可能性の結果
242 TE決定
244 トリガイベントインタフェース
246 TE決定ユニット
500 処理システム
501 処理ユニット
510 CPU
520 メモリ
530 大容量記憶装置
540 バス
550 ネットワークインタフェース
560 I/Oインタフェース
570 アンテナ回路
575 アンテナ素子
580 ネットワーク
【国際調査報告】