本特許出願は、2014年11月18日出願の、「System and Method for Flow−Based Addressing in a Mobile Environment」と題する米国仮出願第62/081,383号、及び、2015年9月2日出願の、「System and method for Flow−Based Addressing in a Mobile Environment」と題する米国特許出願第14/843,277号に対する優先権を主張し、その両方の内容が参照によって本明細書に組み込まれる。
本発明は、パケットベースの通信のためのシステム及び方法に関し、特定の実施形態においては、インターネットプロトコル(IP)を使用したモバイル環境におけるフローベースのアドレス指定のためのシステム及び方法に関する。
パケットベースの通信ネットワークは、異なるトラフィックフローが異なる経路で伝送され得るように、フローベースのパケット転送技術を利用してよい。例えば、同一ネットワークノード間のアップストリームパケットフローとダウンストリームパケットフローとは、様々な理由、例えば、パケット処理要件、利用可能なリンク容量等のために、異なるネットワーク経路で伝送されてよい。フローベースのパケット転送技術は、パケットフローのサービス品質(QoS)要件を満たすべく、トラフィックエンジニアリングされた(TE)経路でパケットフローを転送してよい。加えて、フローベースのパケット転送技術は、トラフィックフローのパケットに対して特殊な処理(例えば、ファイアウォール、暗号化、圧縮)を実行するパケット処理要素又はノードを介してトラフィックフローを転送してよい。
インターネットプロトコルバージョン6(IPv6)を使用する従来のパケットベースのネットワークでは、パケットが、パケットを受信するネットワークノードによってどのように処理されるべきかを判断するために、IPパケットヘッダ内のフローラベル及びトラフィッククラスなどの様々なフィールドが使用されてよい。しかしながら、これらのフィールドは、一方向(例えば、ノードAからノードBへ)においてのみ重要性を持ち、逆方向(例えば、ノードBからノードAへ)に移動するフローの経路及び処理に影響を与えるのには使用され得ない。加えて、これらのフィールドは、パケットの送信元からその宛先への経路上のどこででも変更されてよく、従って、経路の端から端まで全体にわたり保存されなくてよい。
従来のパケットベースのネットワークでは、デバイスは、その接続ポイントを変更したときはいつも、新たなIPアドレスを取得しなければならない。このことは、かなりの量のシグナリングオーバーヘッドを招くことがある。加えて、このことは、前のIPアドレスに関連付けられた、進行中の現在の何れかのパケットフローを中断させることがある。
デバイスが、そのIPアドレスを変更することなく、1つのネットワーク接続ポイントから別のネットワーク接続ポイントに移動してよい従来のモバイル環境では、パケットが、ネットワークのイングレスノードから、デバイスが現在使用しているネットワーク接続ポイントへ転送されることを保証するために、トンネルヘッダなどの追加情報がパケットに付加される必要があるだろう。プロキシモバイルインターネットプロトコルバージョン6(PMIPv6)を使用するものなどのトンネリング解決手段は、トンネルエンドポイントにおけるトンネルコンテキストの維持を要求し、トンネルエンドポイント間での制御シグナリングを要求し、トンネルパケットオーバーヘッドをもたらし、同一のトンネル内で、特定のデバイス又はデバイスインタフェースにアドレス指定された全てのフローをカプセル化し、特定のデバイス又はデバイスインタフェースにアドレス指定された全てのフローを強制的に、同一のネットワークのイングレス/エグレスノードを介してルーティングされるようにする。いくつかの、これらのプロトコルの変形したものが、異なるトンネル内での異なるパケットフローのカプセル化をサポートするが、これらの解決手段は、割り当てられなければならないトンネルアドレス数と、トンネルエンドポイントによって維持されなければならないコンテキスト情報の量と、トンネルエンドポイント間で交換されなければならないシグナリング量との比例した増加を招く。
従って、モバイル環境におけるパケットの転送に関連付けられたオーバーヘッドを低減しながら、同時に、QoSとサービス固有の処理要件とを満たすべく、フロー固有のパケット処理を可能にする必要がある。
モバイル環境におけるフローベースのアドレス指定のためのシステム及び方法を説明する本開示の実施形態によって、技術的な利点が概して実現される。
一実施形態に従って、通信ネットワークにおいてパケットフローを通信するための方法が提供される。本例では、当該方法は、第1のフローハンドル(FH)を、第1のパケットのインターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)アドレスの中に埋め込む段階と、当該第1のパケットを第2のネットワークノードに送信する段階とを備える。第2のネットワークノードは、第1のFHに含まれたフロー情報に従って第1のパケットを処理又は転送する。本方法を実行するための装置もまた提供される。
別の実施形態に従って、通信ネットワークを通じて受信されたパケットを処理又は転送するための方法が提供される。本例では、当該方法は、第1のネットワークノードからパケットを受信する段階を備える。フローハンドル(FH)が、パケットのインターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)アドレスに埋め込まれる。当該方法は、パケットのIPv6アドレスに埋め込まれたFHによって特定されるフロー情報に従ってパケットを処理又は転送する方法を更に備える。本方法を実行するための装置もまた提供される。
更に別の実施形態に従って、インターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)ネットワークアドレスを割り当てるための方法が提供される。本例では、当該方法は、デバイスに関連付けられた第1のパケットフローと、デバイスに関連付けられた第2のパケットフローとが開始されたと判断する段階と、利用可能なアドレスのプールから、第1のIPv6アドレスを第1のパケットフローに、及び第2のIPv6アドレスを第2のパケットフローに割り当てる段階とを備える。第1のIPv6アドレスは、第2のIPv6アドレスとは異なる。当該方法は、第1のIPv6アドレスを、第1のパケットフローに関連付けられた少なくとも1つのパケットのアドレスフィールドの中に挿入する段階と、第2のIPv6アドレスを、第2のパケットフローに関連付けられた少なくとも1つのパケットのアドレスフィールドの中に挿入する段階と、第1のパケットフロー及び第2のパケットフローに関連付けられたパケットをネットワークを通じて通信する段階とを更に備える。本方法を実行するための装置もまた提供される。
本発明及びその利点のより完全な理解を期して、ここで、次の添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
一実施形態の無線ネットワークの図を例示する。
従来のインターネットプロトコルバージョン6(IPv6)アドレス及びパケットヘッダの図を例示する。
一実施形態のフローハンドル(FH)の図を例示する。
送信元ノードにおけるフローベースのアドレス指定のための、一実施形態の方法のフローチャートを例示する。
トランジットネットワークノードにおけるフローベースのアドレス指定のための、一実施形態の方法のフローチャートを例示する。
モバイルデバイスを含む、一実施形態のフローベースのイングレス及びエグレス選択スキームの図を例示する。
モバイルデバイスを含む、一実施形態のフローベースのイングレス及びエグレス選択スキームの図を例示する。
一実施形態のフローベースの経路選択スキームの図を例示する。
一実施形態の、指定経路でのパケット転送スキームの図を例示する。
一実施形態のQoSベースのフロー集約スキームの図を例示する。
IPv6アドレスにおいてフローハンドリング命令をシグナリングするための、一実施形態の方法1000のフローチャートを例示する。
一実施形態の通信デバイスの図を例示する。
一実施形態のコンピューティングプラットフォームの図を例示する。
別途指示されない限り、異なる図面における対応する番号及び記号は概して対応する部分を指す。図は、実施形態の関連する態様を明確に例示するために描かれているのであり、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。本文献を通して、用語「IPv6」及び「IP」は、同じ意味で使用されてよい。
開示される実施形態の構造、製造、及び使用が以下で詳細に説明される。しかしながら、本発明は、多種多様な特定の文脈において具体化され得る多数の適用可能な発明の概念を提供するということが理解されるべきである。説明される特定の実施形態は、本発明を作成及び使用するための特定のやり方を例示しているに過ぎず、本発明の範囲を限定しない。
インターネットプロトコルバージョン6(IPv6)ネットワークでは、フローベースのパケット転送は概して、パケットのインターネットプロトコル(IP)ヘッダにフローハンドリング情報を付加することによって実現される。フローハンドリング情報は、フローラベル又は他の情報(例えば、ネクストホップアドレスのリスト、サービス品質(QoS)要件)を含んでよく、中間ノードが、適切な経路、例えば、フローラベルによって特定された経路、指定されたネクストホップへの経路等、でパケットを転送することを保証してよい。モバイルIP環境では、パケットが、デバイスによって現在使用されているネットワーク接続ポイントに転送されることを保証すべく、IPパケットに、プロキシモバイルIPv6プロトコルによって使用されるものなどのトンネルヘッダが付加されることが多い。同様に、特定のサービス機能経路でパケットを向かわせるべく、ネットワークサービスヘッダをIPパケットへ付加することをサービス機能チェイニングが要求してよい。残念ながら、フローハンドリング情報のパケットへの付加は、更なるオーバーヘッドをトラフィックフローに追加し、更なるシグナリングを要求してフローハンドリング情報を調整することがあり、このことは、パケットのペイロードを伝送するために要求されるネットワークリソース量を増やす。従って、IPv6ネットワークにおけるフローベースの転送を実現するために要求されるオーバーヘッド量を低減するための技術が望まれる。
本開示の態様は、パケットのIPv6アドレス部分にフローハンドル(FH)を埋め込み、フローベースのパケット転送において、経路選択をサポートするために必要とされるオーバーヘッドを低減する。より具体的には、FHは、標準的なIPv6アドレス内のインタフェース識別子を置換してよく、その結果、IPv6パケット自体に更なるオーバーヘッドを少しも追加しなくてよい。一実施形態では、FHは、パケットのIPv6アドレスの最下位ビット(例えば、右端の64ビット)部分に埋め込まれてよい。パケットのIPv6アドレス部分のFHは、パケット処理に使用される情報を提供してよい。ネットワークノードが、FHを含むパケットを受信した場合、ネットワークノードは、(例えば、最長プレフィックスマッチ又はプロトコル忘却型フォワーディング機能などの従来のルート選択機能を使用して、)パケットのIPv6アドレス部分に埋め込まれたFHによって特定される情報に基づいて、経路又はネクストホップアドレスを識別してよく、次に、識別された経路で、又は、識別されたネクストホップにパケットを転送してよい。有利なことに、IPv6アドレスに埋め込まれたFHによって特定される情報は、経路又はネクストホップを選択すべく、従来のルート選択機能/アルゴリズム(例えば、最長プレフィックスマッチ、プロトコル忘却型フォワーディング機能等)と併せて使用されてよい。このように、IPv6アドレスに埋め込まれたFHは、レガシデバイスで使用されるルート選択機能/アルゴリズムと後方互換性があってよく、それにより、既存のルータ及び他のネットワークノードを変更又は再構成する必要なく、FHが埋め込まれたIPv6アドレスを使用して、フローベースの転送を実装することが可能になる。加えて、FHは、パケットに関連付けられたサービス品質(QoS)要件を識別してよく、ルート選択機能は、(例えば、最長プレフィックスマッチ又はプロトコル忘却型フォワーディング機能などのルート選択機能を使用して、)QoS要件を満たすことが可能な経路を識別してよい。FHは、予め定義されたサービス機能チェーン(SFC)に沿ってパケットを転送するために使用されるSFC ID、ネットワークアクセスポイント(AP)を識別するAP ID、無線アクセスリンク接続を識別する無線ベアラID、予め定義された経路でパケットを転送するために使用される経路ID、パケットのサービス品質(QoS)要件を識別するQoSコードポイント、及び/又は、エンドノード(例えば、無線デバイス)を識別するデバイスIDを備えてよい。多くの場合、適切な経路又はネクストホップアドレスを識別すべく、最長プレフィックスマッチ又はプロトコル忘却型フォワーディング機能などのルート選択機能が有利に使用されてよい。これらの詳細、及び他の詳細が、以下でより詳しく説明されている。
FHは、ネットワークノードによって構築されてよい、又は、ネットワークから受信された命令に基づいてデバイスによって構築されてよい。例えば、無線通信ネットワークにおいて、ネットワークノード(例えばAP)は、パケットのIPv6アドレス部分の中にFHを構築及び挿入するよう無線デバイス(WD)に命令する命令コマンドを送信してよい。一例では、APが、デバイス固有の無線リソース制御(RRC)シグナリングメッセージを使用して、命令コマンドをWDに送信してよい。別の例では、拡張ノードB(eNB)(例えば、3GPPロングタームエボリューション(LTE)システムにおけるAP)が、システム情報ブロック(SIB)を使用して、命令コマンドを1又は複数のWDにブロードキャストしてよい。そのような例において、命令コマンドは、パケットのIPv6送信元アドレス部分に埋め込まれたFHに含まれるべき情報を示すテンプレート及びポリシルールを含んでよい。
図1は、データを通信するための無線ネットワーク100を例示する。無線ネットワーク100は、カバレッジエリア101を有するアクセスポイント(AP)110と、複数の無線デバイス120と、バックホールネットワーク130とを含む。AP110は、とりわけ、無線デバイス120とのアップリンク(破線)接続、及び/又はダウンリンク(点線)接続を確立することによって、無線アクセスを提供可能な、基地局、拡張ノードB(eNB)、フェムトセル、及び他の無線対応デバイスなどの任意のコンポーネントを含んでよい。無線デバイス120は、AP110との無線接続を確立可能な、移動局(STA)、マシンタイプ通信(MTC)デバイス、ユーザ機器(UE)、又は他の無線対応デバイスなどの任意のコンポーネントを備えてよい。バックホールネットワーク130は、データがAP110とリモートノードとの間で交換されることを可能にする任意のコンポーネント又はコンポーネントの集まりであってよい。いくつかの実施形態では、そのようなネットワークが複数あってよい、及び/又は、ネットワークは、リレー、低電力ノード等といった他の様々な無線デバイスを備えてよい。
図2は、従来のインターネットプロトコルバージョン6(IPv6)アドレス200の図を例示する。示されるように、128ビットのIPv6アドレス200は、ルーティングプレフィックス205及びインタフェース識別子220を備える。ルーティングプレフィックス205は、IPv6アドレスの最上位ビットに位置し、グローバルプレフィックス210及びサブネットプレフィックス215を含む。グローバルプレフィックス210は、インターネット全体内でパケットをルーティングするために使用され、一方、サブネットプレフィックス215は、ローカルネットワーク内でパケットをルーティングするために使用される。IPv6アドレスの最下位ビットに位置するインタフェース識別子220は、エンドノードにおけるインタフェースを識別する。一般的に、ルーティングプレフィックス205は、アドレスの最上位64ビットを占有し、インタフェース識別子220は、アドレスの最下位64ビットを占有する。しかしながら、128ビットのアドレスの他の構成もまた可能である。IPv6アドレス200は、IPv6ヘッダ290内の送信元アドレス291又は宛先アドレス292であってよい。パケットはインターネット全体をトラバースするように説明されてよいが、パケットの宛先は、パケットが受信されるネットワークセグメントの外部でなくてもよいことが理解されるべきである。例えば、無線通信ネットワークでは、宛先ノードは、無線アクセスネットワークの一部であってよい。
図3は、一実施形態の、フローハンドル(FH)301を保持するIPv6アドレス300の図を例示する。示されるように、FH301は、IPv6アドレス300の最下位ビットに埋め込まれている。FH301は、IPv6アドレス300が付加されるパケットを処理するための命令を特定するコンテキスト情報を含んでよい。従って、FH301は、パケットを処理又は転送するために使用されるフローハンドリング情報をネットワークノードに伝達する。例えば、ネットワークノードが、IPv6アドレス300によってカプセル化されたパケットを受信した場合、ネットワークノードは、パケットのIPv6アドレス300に埋め込まれたFH301によって特定される情報(例えば,経路識別子(ID),QoS要件等)に基づいて、経路又はネクストホップを識別し、次に、識別された経路で、又は識別されたネクストホップにパケットを処理又は転送する。
FH301は、論理フロー識別子(ID)312、サービス機能チェーン(SFC)識別子(ID)322、アクセスポイント(AP)識別子(ID)323、無線ベアラ識別子(ID)324、経路識別子(ID)332、QoSコードポイント333、無線デバイス(WD)識別子(ID)343、又はそれらの組み合わせを含んでよい。論理フローID312は、特定の一連のパケットを識別する。SFC ID322は、予め定義されたサービス機能チェーンを識別する。AP ID323は、ネットワークアクセスポイントを識別する。無線ベアラID324は、無線アクセスリンク接続を識別する。経路ID332は、ネットワークを通る予め定義された経路を識別する。QoSコードポイント333は、パケットのQoS要件を識別する。WD ID343は、無線デバイス及び/又はエンドノードを識別する。
FH301は、様々な異なるタイプの情報を保持する。情報のタイプは、FH301のクラス及び/又はフォーマットに依存してよい。一例では、FH301が第1のフォーマット(例えば、クラスA、フォーマット0)を有する場合、FH301は、フォーマットフィールド311及び論理フローIDフィールド312を保持する。別の例では、FH301が、第2のフォーマット(例えば、クラスB、フォーマットm)を有する場合、FH301は、フォーマットフィールド321、SFC IDフィールド322、AP IDフィールド323、及び無線ベアラIDフィールド324を保持する。更に別の例では、FH301が、第3のフォーマット(例えば、クラスB、フォーマットn)を有する場合、FH301は、フォーマットフィールド331、経路IDフィールド332、QoSコードポイントフィールド333、及び無線ベアラIDフィールド334を保持する。更に別の例では、FH301が、第4のフォーマット(例えば、クラスD、フォーマットs)を有する場合、FH301は、フォーマットフィールド341、AP IDフィールド342、及びWD IDフィールド343を保持する。更に別の例では、FH301が、第5のフォーマット(例えば、クラスF、フォーマットt)を有する場合、FH301は、フォーマットフィールド351、及びAP IDフィールド352を保持する。フォーマットフィールド311、321、331、341、351は、FH301のフォーマットを識別する値(例えば、0、1yyyyyyyy、11111111・・・1yyyyyyyy等、ここで、yは、フォーマット識別子のビットである)を含んでよい。異なるフォーマットは、様々な異なるタイプの情報を保持してよい。
図4は、パケットフロー送信が開始された場合に送信元ノードによって実行されるであろう、通信ネットワークにおけるフローベースのアドレス指定のための一実施形態の方法400のフローチャートを例示する。
示されるように、方法400は、段階410から開始する。段階410において、送信元ノードは、パケットフローに対して行われるべき処理を判断する。送信元ノードは、ネットワークノード(例えば、AP)、デバイス、又はネットワークノードからの命令を受けて動作するデバイスであってよい。送信元ノードは、IPヘッダからの1又は複数のフィールド、伝送ヘッダ(例えば、TCP、UDP)、又はアプリケーションヘッダ(例えば、HTTP、RTP)と、デバイスのタイプ(例えば、移動又は固定)と、デバイスのクラス(例えば、マシンタイプ通信デバイス又はヒューマンタイプ通信デバイス)と、デバイス上のアプリケーションから受信された情報と、トラフィック管理(TM)エンティティから受信された情報と、デバイスによって使用されるアクセスリンクのタイプ(例えば、有線又は無線)と、デバイスによって使用されるアクセスリンク(例えば、無線アクセスベアラチャネル)(の特性)とのうちの1又は複数に基づいて処理を判断してよい。段階420において、送信元ノードは、フローハンドルにおいて伝達される必要がある情報に基づいてフローハンドルの適切なフォーマットを判断して、パケットフローに対して行われるべき処理を反映する。当該情報は、特定の一連のパケットを識別するパケットフローID、予め定義されたサービス機能チェーン(SFC)に沿ってパケットを転送するためのSFC ID、ネットワークアクセスポイント(AP)を識別するAP ID、無線アクセスリンク接続を識別する無線アクセスベアラID、予め定義された経路でパケットを転送するための経路ID、パケットのサービス品質(QoS)要件を識別するQoSコードポイント、及び/又は、エンドノードを識別するデバイスIDを備えてよい。一実施形態では、ネットワークエッジノード(例えば、AP)が、パケットをAPに送信する前にパケットのIPv6アドレス部分にFHを埋め込むようデバイスに命令する。そのような実施形態では、APは、パケットのIPv6アドレス部分にFHを埋め込むための、選択されたフローハンドルフォーマット及びポリシルールを含んでよい命令コマンドをデバイスに送信する。無線ネットワークでは、当該命令は、例えばシステム情報ブロック(SIB)において、専用無線リソース制御(RRC)シグナリングメッセージ又はブロードキャストの何れかを使用して、無線デバイス(WD)に送信されてよい。当該命令は、フローごとに(例えば、新たなパケットフローが開始されたときはいつも)、又は、無線アクセスベアラ(RAB)ごとに(例えば、特定のRABを通じて送信される全てのパケットフローに)、デバイスごと又はインタフェースごとに(例えば、そのデバイスによって、又は、特定のデバイスインタフェースを通じて送信される全てのパケットフローに)、又は、グループごとに(例えば、特定のグループのデバイスによって送信される全てのパケットフローに)提供されてよい。段階430において、送信元ノードは、処理情報を、選択されたフローハンドルの対応するフィールドの中に埋め込む。段階440において、送信元ノードは、フローハンドルを、IPパケットヘッダのアドレス部分の中に挿入する。その後、段階450において、送信元ノードは、埋め込まれたフローハンドルを有するパケットを次のネットワークノードに転送する。FHは、要求されるフローハンドリング処理に従ってパケットを処理又は転送するための情報を、次のネットワークノードに提供してよい。本開示の大半は、FHが埋め込まれたIPv6アドレスを、IPv6ヘッダの送信元アドレスフィールドの中に挿入することについて説明しているが、FHが埋め込まれたIPv6アドレスをIPv6ヘッダの宛先アドレスフィールドの中に挿入する場合に、本発明の概念の多くが同様に適用され得ることが理解されるべきである。
図5は、別のネットワークノードからパケットを受信する場合にトランジットノードによって実行されるであろう、通信ネットワークノードにおけるフローベースのアドレス指定のための、一実施形態の方法500のフローチャートを例示する。
示されるように、方法500は段階510から開始する。段階510において、トランジットノードは、別のネットワークノードからパケットを受信する。段階520において、トランジットノードは、パケットのインターネットプロトコル(IP)アドレス部分からフローハンドルを取り出す。段階530において、トランジットノードは、フローハンドルのフォーマットを判断する。段階540において、フローハンドルのフォーマットに基づいて、トランジットノードは、パケットに提供されるべき処理を特定するハンドルからフロー処理情報を取り出す。その後、方法500は段階550に進む。段階550において、トランジットノードは、FHによって特定される情報に従って、パケットを処理又は転送する。一実施形態では、トランジットノードは、パケットのIPアドレス部分に埋め込まれたFHによって特定される情報に関連付けられた経路又はネクストホップを識別し、次に、識別された経路で、又は、識別されたネクストホップにパケットを転送する。別の実施形態では、トランジットノードは、FHに関連付けられたサービス品質(QoS)要件を識別し、次に、QoS要件を満たすことが可能な経路でパケットを転送する。更に別の実施形態では、トランジットノードは、FHに関連付けられた処理タスク(例えば、フィルタリング、ファイアウォール等)を定義するサービス機能チェーンを識別し、次に、パケットに対して処理タスクを実行する、又は、そうでなければ、処理タスクを実行可能な次のネットワークノードにパケットを転送する。
いくつかの実施形態では、ネットワークリソース及び/又は無線リソースの利用可能性、並びにネットワーク事業者のポリシに従って、個々のトラフィックフローの特性に基づいて、パケットフローのためのネットワークイングレスポイント及びネットワークエグレスポイントが判断されてよい。例えば、無線エッジノード(例えば、AP)を通過する各トラフィックフローは、1又は複数の基準、例えば、QoS要件、利用可能な無線リソース、利用可能なバックホールリソース等に基づいて、無線アクセス技術(例えば、ロングタームエボリューション(LTE)、米国電気電子学会(IEEE)802.11等)と、協同する送信/受信ポイント(例えば、無線アクセスネットワーク送信ポイント(RAN‐TP)及び/又はRAN受信ポイント(RAN‐RP))のセットとに関連付けられてよい。或いは、ネットワークエッジノード(例えば、ボーダーゲートウェイ)を通過する各トラフィックフローは、移動体通信事業者のコスト及び/又はセキュリティポリシに基づいて、リモート対応ノード(RCN)への/からのルート、及び/又は、エッジ処理機能(例えば、ファイアウォール、ネットワークアドレス変換(NAT)、侵入検知)のセットに関連付けられてよい。図6Aは、フローベースのイングレス及びエグレス選択スキーム601を例示する。図中、フローA、フローB、及びフローCは、同時に無線デバイス610に関連付けられている。フローAは、RAN送信ポイント622及び624、並びにボーダーゲートウェイ632を介して転送され、同時に、フローBは、RAN送信ポイント624及び626、並びにボーダーゲートウェイ636を介して転送され、フローCは、RAN送信ポイント628及びボーダーゲートウェイ636を介して転送される。一実施形態では、RAN送信ポイント622、624、626は第1のアクセスポイントに関連付けられており、RAN送信ポイント628は、第2のアクセスポイントに関連付けられている。いくつかの実施形態では、無線デバイス610は、無線ネットワークの異なる位置に移動してよい。無線デバイス610のこの位置変更は、いくつかのフロー(例えば、フローA及びフローB)の経路に、他のフロー(例えば、フローC)の経路に影響を与えることなく、影響を与えてよい。図6Bは、無線デバイス610の位置変更の後の、フローベースのイングレス及びエグレス選択スキーム602を例示する。示されるように、この変更はフローA及びフローBを異なる経路で流れさせ、フローAが(RAN‐TP624ではなく)RAN‐TP626を介してルーティングされ、フローBが、(RAN‐TP624及び626ではなく)AP628を介してルーティングされている。フローCの経路は変化しない。
いくつかの実施形態では、パケットフローのパケット転送経路及び処理スキームは、個々のパケットフローの特性(例えば、QoS要件)、ネットワークリソース及び無線リソースの利用可能性、及び/又は、適用可能なサービス機能チェーン(SFC)に基づいて判断されてよい。図7は、フローベースの経路選択スキーム700を例示する。リモート対応ノード(RCN)751からの第1のダウンリンクパケットフローが、ボーダーゲートウェイ730からのルータ741及び742を通る経路で、サービングアクセスポイント720を介して無線デバイス710に転送されてよい。RCN(RCN)752からの第2のダウンリンクパケットフローが、ボーダーゲートウェイ730からのルータ743及び744を通る異なる経路で、サービングAP720を介して無線デバイス710に転送されてよい。RCN751及び752は、同一のプラットフォーム上で実装されてよい。一方で、異なるIPアドレスが異なるパケットフローに割り当てられるので、各フローは個別に処理される。パケットフロー経路が、一方向スキーム又は双方向スキームの何れかによってハンドリングされてよい。例えば、双方向スキームでは、アップリンク方向のパケットフローは、ダウンリンク方向のパケットフローと同一の経路をたどり、一方、一方向スキームでは、アップリンク方向のパケットフロー(例えば、RCNに送信される要求)は、ダウンリンク方向のパケットフロー(例えば、RCNから受信された応答)とは異なる経路をたどってよく、異なる処理スキームに従ってハンドリングされてよい。パケットフローがたどる経路を判断するためにルータによって使用される転送情報ベース(FIB)が、集中型のトラフィック管理(TM)エンティティによってポピュレートされてよい、又は、従来の分散型のルーティングプロトコルを使用してルータ間で交換された情報の結果であってよい。
いくつかの実施形態では、異なる可能性のあるインターネットプロトコルアドレスを、モバイルデバイスによって開始された各パケットフローに割り当てることによって、局所的なフローベースのモビリティ管理スキームが提供されてよい。パケットフローは、ウェブ閲覧行動では、1フロー当たり平均30‐35パケットの短命である傾向がある。その結果、パケットフローが完了されてよく、関連付けられたIPアドレスが解放されてよく、その後、モバイルデバイスはその接続ポイントをネットワークに変更する。これらの例では、プロキシモバイルIPv6などのプロトコルに関連付けられたトンネリングオーバーヘッド及び制御シグナリングオーバーヘッドを招くことなく、モバイルデバイスにサービス提供するネットワーク接続ポイントにダウンリンクフローが直接転送され得る。モバイルデバイスは、モバイルデバイスがアクティブなパケットフローを有さない非アクティブ期間又は休止期間の間に接続ポイントを変更してよく、これにより、パケットフロー又はIPアドレスの維持に関連する何れのアクションの必要性も除去されてよい。モバイル無線デバイス(WD)によって使用されてよいRAN送信ポイント及び/又はRAN受信ポイントは、パケットフローの生存期間中に変更されてよい。そのような変更は、モバイルWDの移動の結果、無線リンク環境の変化(例えば、増大する干渉)、及び/又は、ネットワークインフラストラクチャ条件の変化(例えば、バックホール輻輳)であってよい。いくつかの例では、それらの変化は、モバイルWDから発せられたパケットフローのサブセットのみに影響を与えてよい。例えば、図6Bに例示されるように、変化が、いくつかのトラフィックフロー(例えば、フローA及びフローB)の経路に、他のトラフィックフロー(例えば、フローC)の経路には影響を与えることなく、影響を与えてよい。変化が起こった場合、影響を受けたパケットフローは、隣接APに向け直されてよい。従って、モビリティ管理アクションは局在化されてよく、処理負荷は、ネットワークの無線エッジに、又はその近くに位置するネットワークノードにわたって分散されてよい。その結果、レイテンシ及びネットワークシグナリングオーバーヘッドが低減されてよく、特殊大容量モビリティアウェア(mobility−aware)ルータ(例えば、コアネットワークにおけるサービングゲートウェイ(SGW))の必要性が除去されてよい。
いくつかの実施形態では、ダウンリンクフロー及びアップリンクフローのパケットは、最短経路又は最小コスト経路の何れかで、ベストエフォート方式で転送されてよい。他の実施形態において、ダウンリンクフロー及び/又はアップリンクフローのパケットが、パケットのQoS要件に基づいて、又は、ネットワークトラフィックが複数の経路にわたって平衡を保たれることを保証すべく、予め定められた経路で転送されるべきであると、トラフィック管理(TM)エンティティが判断してよい。例えば、特定の経路は、指定エンドポイント(例えば、サービングAP)へのベストエフォート経路、TMエンティティによって識別されたトラフィックエンジニアリングされた経路、及び/又は、パケットのための一連のサービス機能を識別するサービス機能経路であってよい。図8は、指定経路でパケットを通信するための、一実施形態のパケット転送スキーム800の図を例示する。無線リンクにわたるシグナリングオーバーヘッドを最小限に抑えるべく、ネットワークノード(例えば、サービングAP)が、割り当てられたフローアドレスを、WDから受信されたパケットのヘッダの中に挿入してよい。パケット転送スキーム800の段階1において、WDは、WDとAPとの間の無線リンク上で定義された無線アクセスベアラを通じてアップリンクパケットを送信する。WDは、パケットフローに関連付けられた送信元TCP/UDPポート(例えば、ポートA)と共に、宛先アドレス(例えば、IPRCN)及びTCP/UDPポートをパケットヘッダの中に挿入してよい。一例では、WDは、無線リンクを通じてパケットを送信する前に、指定されていない(例えば、ヌル)送信元IPアドレスをパケットヘッダの中に挿入してよい。別の例では、WDは、無線リンクを通じてパケットを送信する前に、リンクローカル送信元IPアドレスをパケットヘッダの中に挿入してよい。
無線エッジネットワークノード(例えば、サービングAP)がアップリンクパケットを受信した場合、無線エッジネットワークノードは、フローベースのアドレスをパケットに割り当ててよい。フローベースのアドレスは、パケットヘッダ内の送信元アドレスのFH部分の中に埋め込まれてよい。フローベースのアドレスは、無線エッジノードによって自律的に生成されてよい。或いは、フローベースのアドレスは、TMエンティティから受信された命令に基づいて生成されてよい。送信元アドレスは、(複数の)サービングAPを含む無線ネットワークのトポロジーを反映するルーティングプレフィックス(RP)を含んでよい。図8によって描写された例において明示されるように、送信元アドレスのFH内のコンテキスト情報は、ダウンリンクパケットフローに関連付けられた経路と、無線アクセスベアラ(RAB)とを識別してよい。例えば、FHは、トラフィックエンジニアリングされた経路若しくはサービス機能経路、RAB、QoS要件、又はそれらの組み合わせを識別してよい。別の例では、FHは、サービングAPへのベストエフォート経路とRABとを識別してよい。RAB IDが、パケットが受信されたアップリンク無線ベアラを識別してよい。或いは、RAB IDは、対応するダウンリンク無線ベアラに関連付けられてよい。当該対応するダウンリンク無線ベアラは、あらゆる戻りのダウンリンクパケットをWDに伝送するために使用されてよい。パケット転送スキーム800の段階2において、APは、IPパケットルーティングスキーム/機能、例えば、最長プレフィックスマッチ、プロトコル忘却型フォワーディング機能等を使用して、アップリンクパケットをエグレスボーダーゲートウェイに転送してよい。いくつかの状況では、各ルータが、その経路選択処理中に送信元アドレスに埋め込まれた経路IDを含む場合、アップリンクトラフィックエンジニアリングされた経路が選択されてよい。パケット転送スキーム800の段階3において、ボーダーゲートウェイは、IPパケットルーティングスキームに従って、(例えば、インターネット全体を介して)パケットをRCNに転送してよい。一実施形態では、ボーダーゲートウェイは、パケットの送信元アドレスに含まれたローカルなルーティングプレフィックスを、ネットワークにおける、例えば、インターネット全体におけるボーダーゲートウェイの位置を反映するグローバルなルーティングプレフィックスと置換する。
パケット転送スキーム800の段階4において、RCNは、アップリンクパケットの送信元アドレス及び送信元TCP/UDPポートをそれぞれ、ダウンリンクパケットのダウンリンクパケットヘッダの宛先アドレス及びポート部分の中に埋め込むことによって、ダウンリンクパケットを生成してよい。次にRCNは、ダウンリンクパケットヘッダ内のルーティングプレフィックスに基づいて、IPパケットルーティングスキームを使用して、インターネット全体を介してダウンリンクパケットをイングレスボーダーゲートウェイに転送してよい。特に、ダウンリンクパケットを受信するイングレスボーダーゲートウェイは、アップリンクパケットを送信するエグレスボーダーゲートウェイと同一でなくてよい。なぜなら、ルーティングの決定は、インターネット全体、及び/又は無線インフラストラクチャネットワーク内で異なっていてよいからである。ダウンリンク宛先IPアドレスのFHに含まれたフロー情報は、アップリンクフロー及びダウンリンクフローが、異なるボーダーゲートウェイを介してルーティングされることを可能にするために、及び、ボーダーゲートウェイ間でコンテキスト情報を交換する必要性を除去するために使用されてよい。パケット転送スキーム800の段階5において、例えば、フローベースの宛先アドレスに埋め込まれた(ローカルな)ルーティングプレフィックス、経路ID、QoSコードポイント、又はそれらの組み合わせを含む最長プレフィックスマッチに基づいて、ルート選択機能/アルゴリズムを使用して、イングレスボーダーゲートウェイは、無線インフラストラクチャネットワークを介してダウンリンクパケットをサービングAPにルーティングする。従来のルーティングプロトコルを使用してルータによって交換された情報によって、又は、集中型のTMエンティティによって、無線インフラストラクチャネットワークのルータにより使用される転送情報ベース(FIB)がポピュレートされてよい。パケット転送スキーム800の段階6において、サービングAPはダウンリンクパケットを受信し、次に、ダウンリンクパケットのフローベースの宛先アドレスに埋め込まれた情報(例えば、RAB ID等)に基づいて、ダウンリンク無線ベアラ及びその関連付けられたコンテキスト情報を判断してよい。ダウンリンク無線ベアラは、次に、パケットをWDに配信するために使用されてよい。上述の実施形態のパケット転送スキームは、いくつかの便益を有するであろう。例えば、パケットはトンネルにカプセル化される必要がないので、トンネルオーバーヘッドが除去されてよい。別の例として、ダウンリンクパケットをAPに転送するために従来のIPルーティングスキームが使用されてよいので、APとモビリティアンカーポイントとの間で制御シグナリングオーバーヘッドが除去されてよい。更に別の例として、異なるパケットフローは、パケットの宛先アドレスのFHに埋め込まれたパケット転送情報に基づいて、無線インフラストラクチャネットワークを介して異なる経路をたどってよい。
いくつかの実施形態では、パケットフローに適用されるべきQoS要件を反映すべく、IPアドレスがパケットフローに割り当てられてよい。従来のIPv6ヘッダ内のトラフィッククラスフィールドは、各ルータにおける待ち行列挙動を定義すべく使用されてよいが、従来のIPv6ヘッダ内のトラフィッククラスフィールドは、ネットワークノードのセットを通る転送経路を識別しなくてよい。有益に、ネットワークノードのセットを通るQoS対応のルートを識別すべく、フローベースのアドレスのFHに埋め込まれたQoSラベルがルータによって使用されてよい。複数のパケットフローが同様のQoS要件を有する場合、QoS対応のルートは、例えば、従来の最長プレフィックスマッチを使用して、各ルータにおけるより少ない数のFIBエントリの中に集約されてよい。図9は、無線インフラストラクチャを通じてダウンリンクパケットをルーティングすべく、一実施形態のIPv6ヘッダ909を使用する、一実施形態のQoSベースのフロー集約スキーム900の図を例示する。示されるように、当該実施形態のIPv6ヘッダ909は、QoSラベル992及びエンドポイントID994を含むフローベースの宛先アドレス990を備える。一実施形態では、フローベースの宛先アドレス990はダウンリンクパケットの宛先アドレスであり、アップリンクパケットの送信元アドレスからコピーされる。
本例では、パケットフロー901はRCN951からWD911に通信され、パケットフロー902は、RCN952からWD912に通信され、パケットフロー903は、RCN953からWD913に通信され、パケットフロー904は、RCN954からWD914に通信されている。パケットフロー901及び902は、同様のQoS要件を有してよい。WD911、912に関連付けられたAP921、922は、IPv6アドレスを、同一のQoSラベル(例えば、QoS‐A)を含むパケットフロー901、902に割り当ててよい。同様に、WD913、914に関連付けられたAP922、923は、IPv6アドレスを、同一のQoSラベル(例えば、QoS‐B)を含むパケットフロー903、904に割り当ててよい。
ボーダーゲートウェイ930からAP921、922への経路の途中のルータ941、942は、その宛先アドレスがQoSラベル「QoS‐A」を含むパケットのためのネクストホップを識別する転送情報ベース(FIB)テーブルを有してよい。同様に、ボーダーゲートウェイ930からAP922、923への経路の途中のルータ943、944は、その宛先アドレスが、QoSラベル「QoS‐B」を含むパケットのためのネクストホップを識別するFIBテーブルを有してよい。ルータ941、942、943、944は、集中型のTMエンティティからの命令に基づいて、又は、分散型のルーティングプロトコル交換に基づいて、FIBテーブルを維持及び更新してよい。
ボーダーゲートウェイ930は、RCN951及び952からパケットフロー901、902を受信し次第、QoSラベル「QoS‐A」を有するパケットフロー901、902をルータ941に向かわせてよい。ルータ941は次に、パケットフロー901、902をルータ942に向かわせてよい。一実施形態では、ボーダーゲートウェイ930は、QoSラベル「QoS‐A」を含む最長プレフィックスマッチに基づいて、パケットフロー901、902をルータ941に転送すると決定する。同様に、ルータ941は、QoSラベル「QoS‐A」を含む最長プレフィックスマッチに基づいて、パケットフロー901、902をルータ942に転送すると決定してよい。ルータ942は、パケットフロー901はAP921に転送されるべきであり、パケットフロー902はAP922に転送されるべきであると判断する。ルータ942は、QoSラベル「QoS‐A」と、パケットフロー901、902のパケットによって保持されたエンドポイントIDとに最長プレフィックスマッチアルゴリズムを適用することによって、この判断に至ってよい。
加えて、ボーダーゲートウェイ930は、RCN953及び954からパケットフロー903、904を受信し次第、QoSラベル「QoS‐B」を有するパケットフロー903、904をルータ943に向かわせてよい。ルータ943は次に、パケットフロー903、904をルータ944に向かわせてよい。これらのルーティングの決定は、QoSラベル「QoS‐B」を含む最長プレフィックスマッチを判断することによって成されてよい。ルータ944は、パケットフロー903はAP922に転送されるべきであり、パケットフロー904はAP923に転送されるべきであると判断する。ルータ942は、QoSラベル「QoS‐B」と、パケットフロー903、904のパケットによって保持されたエンドポイントIDとに最長プレフィックスマッチアルゴリズムを適用することによって、この判断に至ってよい。
いくつかの実施形態では、異なるIPアドレスが、同一のデバイスに関連付けられた異なるパケットフローに割り当てられてよく、これにより、パケットフローは、各IPアドレスに関連付けられた異なるフローハンドリング命令に応じて処理/転送される。いくつかの実施形態では、フローハンドリング命令はIPアドレスに明示的に埋め込まれ、一方で、他の実施形態においては、アドレスは、先験的にアドレスに関連付けられた所望のフローハンドリングに従って選択される。図10は、ネットワークノードによって実行されるであろう、IPv6アドレスにおいてフローハンドリング命令をシグナリングするための、一実施形態の方法1000を例示する。方法1000は段階1010から開始し、段階1010において、ネットワークノードは、第1のパケットフロー及び第2のパケットフローが開始されたと判断する。第1のパケットフロー及び第2のパケットフローの両方は、同一のデバイスに関連付けられている。次に、方法1000は段階1020に進む。段階1020において、ネットワークノードは、第1のIPv6アドレスを第1のパケットフローに、第2のIPv6アドレスを第2のパケットフローに割り当てる。IPv6アドレスは、異なるフローハンドリング命令に関連付けられている。次に、方法1000は段階1030に進む。段階1030において、ネットワークノードは、第1のパケットフローの少なくとも1つのパケットの中に第1のIPv6アドレスを挿入する。方法1000は次に段階1040に進む。段階1040において、ネットワークノードは、第2のパケットフローの少なくとも1つのパケットの中に第2のIPv6アドレスを挿入する。段階1050において、ネットワークノードは、第1のパケットフロー及び第2のパケットフローに関連付けられたパケットをネットワークを通じて通信する。パケットフローがそれぞれ異なるIPv6アドレスに割り当てられるおかげで、第1のパケットフローに関連付けられたパケットは、第2のパケットフローに関連付けられたパケットとは異なるフローハンドリング命令に従って処理又は転送される。
いくつかのシナリオでは、無線デバイスから発せられた複数のパケットフローが、同一のコンテキストを共有(例えば、同一の処理を受信)してよく、同一のIPフローアドレスに関連付けられてよい。これらの例では、(例えば、カプセル化されたTCP又はUDPヘッダ内のポート番号を使用することによって、)IPパケットヘッダ外のフィールドを使用して、フローを区別すべく、既存の技術が使用されてよい。
データプレーン内において、フローベースのアドレスは、パケットフローの性質を識別すべく使用されてよい。例えば、ユニキャストパケットフローでは、制御情報(例えば、肯定応答又はレート制御)を含むパケットは、データのみを含むパケットと区別されてよい。ビデオストリームの場合、I‐フレームを含むパケットは、B‐フレーム又はP‐フレームを含むパケットと区別されてよい。NACK指向の信頼性の高いマルチキャストの場合、初期データの送信を含む転送リンクパケットは、再送信を含むパケット、又は、FEC符号化された再送信を含む転送リンクパケットと区別されてよい。
異なるタイプのデータプレーンパケットフロー間の区別に加えて、様々なタイプの制御プレーン及び管理プレーントラフィックを区別すべく、フローベースのアドレスもまた使用されてよい。
特に、ドメイン/ネットワークのイングレスポイントにおいてコンテキスト情報を維持することが、トラフィックフローをサポートするのに必要とされるストレージリソースの量を増やすだけでなく、例えば、適切なトンネルパケットの中に各着信パケットをカプセル化すべく、処理要件も増やす。本開示の実施形態は、パケットのIPv6アドレスに、何らかのコンテキスト情報を埋め込むことによって、ネットワークのイングレスポイントにおいて格納される必要があるコンテキスト情報の量を低減する。一実施形態では、デバイスは、フローハンドリング(例えば、ダウンリンクフローハンドリング)に関連する埋め込まれたコンテキスト情報を含むフローベースのIPv6アドレスを割り当てられてよい。これにより、ゲートウェイルータ及びアクセスポイントにおいてパケットフローコンテキストを格納する必要性が除去されるであろう。
FHが埋め込まれたIPv6アドレスは、市販の、容易に入手可能なルータによって切り替え/処理され得る。このことは、特殊なルーティングプロトコル及びパケット転送エンジンを配置する必要性を除去してよい。予め定義されたサービス機能チェーンを介してフローを転送する、トラフィックエンジニアリングされた経路でフローを転送する、又は、転送テーブルエントリを集約して、同様のQoS要件でフローをハンドリングするために、標準的なルータ転送メカニズム(例えば、最長プレフィックスマッチ)が使用されてよい。パケットフローは、ネットワーク事業者によって使用されるポリシに応じてルーティングされ得る。
いくつかのシナリオでは、フローベースのアドレスのルーティングプレフィックスは、ローカルネットワーク内でのルーティングに使用されてよい領域プレフィックスを含んでよい。例えば、図6に例示されるように、領域プレフィックスは、フローベースのアドレスの上位64ビット内の(64−m)ビットで構成されてよい。いくつかの場合において、領域プレフィックスは、ネットワークの異なる領域/ドメインにおいて、同一のフローハンドルを使用することを可能にしてよい。
いくつか例では、デバイスはまた、新たなパケットフローを識別及び分類するための支援を提供してよい。例えば、デバイスは、そのアプリケーションのうち1つが新たなフローを開始したときはいつも、新たなパケットフローインジケーション(NPFI)をネットワークに提供してよい。NPFIは、IPv6パケットヘッダに(例えば、フローラベル又はトラフィッククラスフィールドに)含まれてよい、若しくは、IPv6送信元アドレスの予約値として符号化されてよい、又は、NPFIは、無線アクセスベアラを通じて(例えば、MAC制御要素において)シグナリングされてよい。
パケットを送信する前、デバイスは、IPv6パケットヘッダの送信元アドレスフィールドの中にフローハンドルを構築及び挿入するよう、ネットワークによって命令されてよい。一例では、無線デバイス(WD)への命令は、無線リソース制御(RRC)シグナリングを介してフローごとに判断される。このシナリオでは、無線デバイスは、新たなパケットフローが開始されていると判断したときはいつも、RRC要求をサービングアクセスポイントに送信する。WDによって提供される、又はAPによって導出される情報に基づいて、適切なフローハンドルがネットワークによって構築され、RRC応答においてWDに通信される。
別の例では、命令は、RRCシグナリングを介してRABごとに判断される。このシナリオでは、無線デバイスは、新たな無線アクセスベアラがインスタンス化されていると判断したときはいつも、RRC要求をサービングアクセスポイントに送信する。WDによって提供される、又はAPによって導出される情報に基づいて、適切なフローハンドルを生成するためのテンプレート及びポリシルールが、RRC応答においてWDに通信される。これらは、RABを通じて送信される全てのパケットフローのためにフローハンドラーを生成すべく、WDによって使用される。
更に別の例では、命令は、RRCシグナリングを介してデバイスごと又はインタフェースごとに判断される。このシナリオでは、アクセスポイントは、適切なフローハンドルを生成するためのテンプレート及びポリシルールを含む無線デバイスにRRCコマンドを送信する。これらは、対応する無線リンクインタフェースを通じてネットワークに送信される全てのパケットフローのためにフローハンドルを生成すべく、WDによって使用される。
更に別の例では、命令は、RRCシグナリング又はシステム情報ブロック(SIB)ブロードキャストを介してAPごと又はグループごとに判断される。このシナリオでは、アクセスポイントは、適切なフロー識別子を生成するためのテンプレート及びポリシルールを含んでよい、そのカバレッジエリア内の無線デバイスの選択されたグループに(又は無線デバイスの全てに)RRCコマンドをマルチキャスト(又はブロードキャスト)する。これらのルールは、そのアクセスポイントを介してネットワークに送信される全てのパケットフローのためにフローハンドルを生成すべく、ターゲットとされた無線デバイスによって使用されてよい。
パケットが、デバイスによって提供されたフローハンドルと共に受信された場合、ネットワークエッジノード(例えば、サービングアクセスポイント)は、ネットワークエッジノードを含むネットワークのトポロジーを反映するルーティングプレフィックス(RP)と共に、ローカルに導出された情報をフローハンドル(例えば、アクセスポイント識別子、RAB識別子)の中に挿入することによって、IPv6フローベースの送信元アドレスの構築を完了してよい。
本開示の実施形態は、フローベースのアドレスのネットワーク割り当て解除のための技術を提供する。フローベースのアドレスは、そのアドレスに関連付けられたパケットフローの全てが終了したと見做されたときはいつも、ネットワークノード(例えば、アクセスポイント)によって、非アクティブと示されてよい。パケットフローの終了は、例えば、TCPヘッダ又はアプリケーションヘッダ(例えば、HTTP、RTP)からの1又は複数のフィールドを調べることによって、パケットフローが受信された無線アクセスベアラ(RAB)の特性の変化を識別することによって、又は、パケットフローの非アクティブタイマの満了によって、判断されてよい。
いくつかの例では、デバイスはまた、パケットフローの終了を識別するための支援を提供してよい。例えば、デバイスは、そのアプリケーションのうち1つがフローを終了したときはいつも、パケットフロー終了インジケーション(PFTI)をネットワークに提供してよい。PFTIは、IPv6パケットヘッダに(例えば、フローラベル又はトラフィッククラスフィールドに)含まれてよい、若しくは、IPv6送信元アドレスの予約値として符号化されてよい、又は、PFTIは、無線アクセスベアラを通じて(例えば、MAC制御要素において)シグナリングされてよい。
モバイルIP環境では、いくつかのパケットフローは短命であってよく、完了されてよく、デバイスがその接続ポイントを変更することなく、関連付けられたIPアドレスは解放されてよい。しかしながら、モバイルデバイスが、大きなデータオブジェクトの伝達に直面する機会があるかもしれない。これらの例では、データ伝達中における移動型であることの影響は、データオブジェクトを、単一のモノリシックエンティティとしてではなく、一連のより小さなチャンクとして伝達することによって緩和され得る。各チャンクは、各パケットフローがそれ自身のIPv6アドレスを割り当てられるよう、各チャンクの伝達が異なるパケットフローとして表されるように、別々に伝達され得る。チャンクのダウンロードは、割り当てられたIPv6アドレスを解放する前に、単一のアクセスポイントのカバレッジ内で短命のフローとして完了され得る。デバイスが移動型である場合、このことは、異なるチャンクが、異なるIPv6アドレスを使用して、異なる接続ポイントを介して伝達されることを可能にし、パケットフローのハンドオーバの必要性を除去し、ハンドオーバのオーバーヘッドを最小限に抑える。いくつかの例では、パケットフローがアクティブである間にデバイスがその接続ポイントを変更する場合、デバイスは、最初のパケットフローをアボートし、新たな接続ポイントに関連付けられた新たなIPv6アドレスを有する新たなパケットフローとして開始された新たな要求によって、中断されたチャンクの再送信を要求し得る。特に、HTTP GET要求及びPUT要求は、チャンクをデータオブジェクト内の一連のバイトと識別するRANGEによって認定され得る。この技術はまた、例えば、HTTPでの動的アダプティブストリーミング(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)プロトコルを使用した、大きなビデオファイル及びストリームのダウンロードに適用され得る。
いくつかの状況では、デバイス上で実行されるアプリケーションが散発的に、パケットのショートバーストをリモート対応ノード(RCN)と交換してよい。例えば、メールサーバ又はソーシャルネットワークサーバに更新のクエリを行うべく、又は、リモートサーバにアプリケーションステータスの最新情報を提供すべく、この種のバックグラウンドトラフィックが使用されてよい。
RCNとの交換期間におけるフローベースのアドレスの無線デバイスへの自動割り当ては、モビリティイベント及びそれらの制御シグナリングオーバーヘッドの必要性を除去して、ネットワークにおける転送コンテキストを更新し、アドレス割り当てに関連付けられたシグナリングオーバーヘッドの必要性を除去し、無線ネットワーク内でのトンネルの使用を回避して、その現在の接続ポイントにおいて、応答をRCNからWDへ転送し、ネットワークによって維持されなければならないデバイス固有のコンテキストの量を低減してよい。
本開示の態様が、MTCトラフィック管理のための技術を提供する。フローごとのアドレス割り当ては、マシンタイプ通信デバイス(MTCD)への、及びMTCDからのトラフィックのハンドリングに関連する多くの態様を単純化する。一例において、MTCデバイスとは独立しており、かつMTCデバイスに対して透過的な方式で、IPアドレスの遅延結合をMTCデバイスに提供すべく、ネットワークによるフローベースのアドレス割り当てが使用されてよい。これにより、商品であるMTCデバイスの大規模な配置の間のIPアドレスのプロビジョニングに関連付けられたオーバーヘッドが回避され、MTCDのバッテリ電力が保存されるであろう。
マシンタイプ通信(MTC)トラフィックは、MTCデバイス(MTCD)がリモート対応ノードとパケットのショートバーストを散発的に交換してよいという点でバックグラウンドトラフィックと同一の特性の多くを共有してよい。従って、ユニキャストMTCトラフィックについて、フローベースのアドレス指定を使用する便益は、バックグラウンドトラフィックにフローベースのアドレス指定を使用する便益と同様である。
図11は、通信デバイス1100の一実施形態のブロック図を例示している。通信デバイス1100は、上記1又は複数のデバイス(例えば、無線デバイス、ネットワークノード等)と同等であってよい。通信デバイス1100は、プロセッサ1104、メモリ1106、無線インタフェース1110、補足インタフェース1112、及び有線インタフェース1114を含んでよく、これらは図11に示される通りに配置されてよい(又は、示される通りに配置されなくてよい)。プロセッサ1104は、計算及び/又は他の処理関連タスクを実行可能な任意のコンポーネントであってよく、メモリ1106は、プロセッサ1104のためのプログラミング及び/又は命令を格納可能な任意のコンポーネントであってよい。無線インタフェース1110は、通信デバイスが無線信号を使用して通信できるようにする任意のコンポーネント又はコンポーネントの集まりであってよく、例えば、3GPPロングタームエボリューション(LTE)プロトコルを使用して無線アクセスネットワークの無線接続を通じて情報を受信及び/又は送信するために使用されてよい。オプションの補足インタフェース1112は、通信デバイスが補足的なプロトコルによってデータを通信する、又は情報を制御することを可能にする任意のコンポーネント又はコンポーネントの集まりであってよい。例えば、補足インタフェース1112は、無線フィデリティ(Wi−Fi)プロトコル又はブルートゥース(登録商標)プロトコルに従って通信するための補助的な無線インタフェースであってよい。或いは、補足インタフェース1112は、例えば、ユニバーサルシリアルバスプロトコルを使用する有線インタフェースであってよい。有線インタフェース1114は、任意で通信デバイスに含まれてよく、通信デバイスが、例えば、イーサネット(登録商標)プロトコルを使用して、有線ネットワークを介して、別のデバイスと通信できるようにする任意のコンポーネント又はコンポーネントの集まりを備えてよい。
図12は、本明細書で開示されたデバイスおよび方法を実装するために使用されてよい処理システム1200のブロック図である。特定のデバイスが、示されるコンポーネントの全てを、又は、それらのコンポーネントのサブセットのみを利用してよく、統合のレベルはデバイスによって異なっていてよい。更に、デバイスは、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信機、受信機等といった、コンポーネントの複数の例を含んでよい。処理システム1200は、スピーカ、マイク、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、及び同様のものなどの1又は複数の入出力デバイス1216、1224を備えた処理ユニットを含んでよい。処理システム1200は、中央処理装置(CPU)1202、メモリ1210、大容量ストレージデバイス1204、ビデオアダプタ1215、及びI/Oインタフェース1221を備え、これら全てはバス1206に接続されていてよい。
バス1206は、メモリバス若しくはメモリコントローラ、周辺バス、ビデオバス、又は同様のものを含む、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又は複数であってよい。CPU1202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1210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)、リードオンリメモリ(ROM)、それらの組み合わせ、又は同様のものなどの、任意のタイプの非一時的システムメモリを含んでよい。一実施形態では、メモリ1210は、ブートアップ時に使用するためのROMと、プログラムを実行する間に使用するためのプログラム及びデータの格納用のDRAMとを含んでよい。
大容量ストレージデバイス1204は、データ、プログラム、及び他の情報を格納し、当該データ、プログラム、及び他の情報を、バス1206を介してアクセス可能にするよう構成された、任意のタイプの非一時的ストレージデバイスを含んでよい。大容量ストレージデバイス1204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、又は同様のもののうちの1又は複数を含んでよい。
ビデオアダプタ1215及びI/Oインタフェース1221はインタフェースを提供して、外部の入出力デバイスを処理システム1200に接続する。例示されるように、入出力デバイスの例は、ビデオアダプタ1215に接続されたディスプレイ1216、及び、I/Oインタフェース1221に接続されたマウス/キーボード/プリンタ1224を含む。他のデバイスが処理システム1200に接続されてよく、追加の、又はより少ないインタフェース又はインタフェースカードが利用されてよい。例えば、プリンタ1224にインタフェースを提供すべく、ユニバーサルシリアルバス(USB)(図示せず)などのシリアルインタフェースが使用されてよい。
処理システム1200はまた、ノード又は異なるネットワーク1230にアクセスすべく、イーサネット(登録商標)ケーブル若しくは同様のものなどの有線リンク、及び/又は、無線リンクを含んでよい、1又は複数のネットワークインタフェース1207を備える。ネットワークインタフェース1207は、処理システム1200がネットワーク1230を介して遠隔ユニットと通信できるようにする。例えば、ネットワークインタフェース1207は、1又は複数の送信機/送信アンテナ、及び、1又は複数の受信機/受信アンテナを介して無線通信を提供してよい。一実施形態では、処理システム1200は、データ処理と、他の処理ユニット、インターネット、遠隔記憶装置、又は同様のものなどの遠隔デバイスとの通信とのためのローカルエリアネットワーク1230又は広域ネットワーク1230に接続されている。
本発明は、例示的実施形態に関して説明されてきたが、本説明は、限定的意味で解釈されるように意図されていない。例示的実施形態の様々な変形形態及び組み合わせ、並びに、本発明の他の実施形態が、本説明を参照すれば当業者には明らかであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、そのようなあらゆる変形形態又は実施形態を含むことが意図されている。
本発明は、例示的実施形態に関して説明されてきたが、本説明は、限定的意味で解釈されるように意図されていない。例示的実施形態の様々な変形形態及び組み合わせ、並びに、本発明の他の実施形態が、本説明を参照すれば当業者には明らかであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、そのようなあらゆる変形形態又は実施形態を含むことが意図されている。
本特許出願は、2014年11月18日出願の、「System and Method for Flow−Based Addressing in a Mobile Environment」と題する米国仮出願第62/081,383号、及び、2015年9月2日出願の、「System and method for Flow−Based Addressing in a Mobile Environment」と題する米国特許出願第14/843,277号に対する優先権を主張し、その両方の内容が参照によって本明細書に組み込まれる。
本発明は、パケットベースの通信のためのシステム及び方法に関し、特定の実施形態においては、インターネットプロトコル(IP)を使用したモバイル環境におけるフローベースのアドレス指定のためのシステム及び方法に関する。
パケットベースの通信ネットワークは、異なるトラフィックフローが異なる経路で伝送され得るように、フローベースのパケット転送技術を利用してよい。例えば、同一ネットワークノード間のアップストリームパケットフローとダウンストリームパケットフローとは、様々な理由、例えば、パケット処理要件、利用可能なリンク容量等のために、異なるネットワーク経路で伝送されてよい。フローベースのパケット転送技術は、パケットフローのサービス品質(QoS)要件を満たすべく、トラフィックエンジニアリングされた(TE)経路でパケットフローを転送してよい。加えて、フローベースのパケット転送技術は、トラフィックフローのパケットに対して特殊な処理(例えば、ファイアウォール、暗号化、圧縮)を実行するパケット処理要素又はノードを介してトラフィックフローを転送してよい。
インターネットプロトコルバージョン6(IPv6)を使用する従来のパケットベースのネットワークでは、パケットが、パケットを受信するネットワークノードによってどのように処理されるべきかを判断するために、IPパケットヘッダ内のフローラベル及びトラフィッククラスなどの様々なフィールドが使用されてよい。しかしながら、これらのフィールドは、一方向(例えば、ノードAからノードBへ)においてのみ重要性を持ち、逆方向(例えば、ノードBからノードAへ)に移動するフローの経路及び処理に影響を与えるのには使用され得ない。加えて、これらのフィールドは、パケットの送信元からその宛先への経路上のどこででも変更されてよく、従って、経路の端から端まで全体にわたり保存されなくてよい。
従来のパケットベースのネットワークでは、デバイスは、その接続ポイントを変更したときはいつも、新たなIPアドレスを取得しなければならない。このことは、かなりの量のシグナリングオーバーヘッドを招くことがある。加えて、このことは、前のIPアドレスに関連付けられた、進行中の現在の何れかのパケットフローを中断させることがある。
デバイスが、そのIPアドレスを変更することなく、1つのネットワーク接続ポイントから別のネットワーク接続ポイントに移動してよい従来のモバイル環境では、パケットが、ネットワークのイングレスノードから、デバイスが現在使用しているネットワーク接続ポイントへ転送されることを保証するために、トンネルヘッダなどの追加情報がパケットに付加される必要があるだろう。プロキシモバイルインターネットプロトコルバージョン6(PMIPv6)を使用するものなどのトンネリング解決手段は、トンネルエンドポイントにおけるトンネルコンテキストの維持を要求し、トンネルエンドポイント間での制御シグナリングを要求し、トンネルパケットオーバーヘッドをもたらし、同一のトンネル内で、特定のデバイス又はデバイスインタフェースにアドレス指定された全てのフローをカプセル化し、特定のデバイス又はデバイスインタフェースにアドレス指定された全てのフローを強制的に、同一のネットワークのイングレス/エグレスノードを介してルーティングされるようにする。いくつかの、これらのプロトコルの変形したものが、異なるトンネル内での異なるパケットフローのカプセル化をサポートするが、これらの解決手段は、割り当てられなければならないトンネルアドレス数と、トンネルエンドポイントによって維持されなければならないコンテキスト情報の量と、トンネルエンドポイント間で交換されなければならないシグナリング量との比例した増加を招く。
従って、モバイル環境におけるパケットの転送に関連付けられたオーバーヘッドを低減しながら、同時に、QoSとサービス固有の処理要件とを満たすべく、フロー固有のパケット処理を可能にする必要がある。
モバイル環境におけるフローベースのアドレス指定のためのシステム及び方法を説明する本開示の実施形態によって、技術的な利点が概して実現される。
一実施形態に従って、通信ネットワークにおいてパケットフローを通信するための方法が提供される。本例では、当該方法は、第1のフローハンドル(FH)を、第1のパケットのインターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)アドレスの中に埋め込む段階と、当該第1のパケットを第2のネットワークノードに送信する段階とを備える。第2のネットワークノードは、第1のFHに含まれたフロー情報に従って第1のパケットを処理又は転送する。本方法を実行するための装置もまた提供される。
別の実施形態に従って、通信ネットワークを通じて受信されたパケットを処理又は転送するための方法が提供される。本例では、当該方法は、第1のネットワークノードからパケットを受信する段階を備える。フローハンドル(FH)が、パケットのインターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)アドレスに埋め込まれる。当該方法は、パケットのIPv6アドレスに埋め込まれたFHによって特定されるフロー情報に従ってパケットを処理又は転送する方法を更に備える。本方法を実行するための装置もまた提供される。
更に別の実施形態に従って、インターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)ネットワークアドレスを割り当てるための方法が提供される。本例では、当該方法は、デバイスに関連付けられた第1のパケットフローと、デバイスに関連付けられた第2のパケットフローとが開始されたと判断する段階と、利用可能なアドレスのプールから、第1のIPv6アドレスを第1のパケットフローに、及び第2のIPv6アドレスを第2のパケットフローに割り当てる段階とを備える。第1のIPv6アドレスは、第2のIPv6アドレスとは異なる。当該方法は、第1のIPv6アドレスを、第1のパケットフローに関連付けられた少なくとも1つのパケットのアドレスフィールドの中に挿入する段階と、第2のIPv6アドレスを、第2のパケットフローに関連付けられた少なくとも1つのパケットのアドレスフィールドの中に挿入する段階と、第1のパケットフロー及び第2のパケットフローに関連付けられたパケットをネットワークを通じて通信する段階とを更に備える。本方法を実行するための装置もまた提供される。
本発明及びその利点のより完全な理解を期して、ここで、次の添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
一実施形態の無線ネットワークの図を例示する。
従来のインターネットプロトコルバージョン6(IPv6)アドレス及びパケットヘッダの図を例示する。
一実施形態のフローハンドル(FH)の図を例示する。
送信元ノードにおけるフローベースのアドレス指定のための、一実施形態の方法のフローチャートを例示する。
トランジットネットワークノードにおけるフローベースのアドレス指定のための、一実施形態の方法のフローチャートを例示する。
モバイルデバイスを含む、一実施形態のフローベースのイングレス及びエグレス選択スキームの図を例示する。
モバイルデバイスを含む、一実施形態のフローベースのイングレス及びエグレス選択スキームの図を例示する。
一実施形態のフローベースの経路選択スキームの図を例示する。
一実施形態の、指定経路でのパケット転送スキームの図を例示する。
一実施形態のQoSベースのフロー集約スキームの図を例示する。
IPv6アドレスにおいてフローハンドリング命令をシグナリングするための、一実施形態の方法1000のフローチャートを例示する。
一実施形態の通信デバイスの図を例示する。
一実施形態のコンピューティングプラットフォームの図を例示する。
別途指示されない限り、異なる図面における対応する番号及び記号は概して対応する部分を指す。図は、実施形態の関連する態様を明確に例示するために描かれているのであり、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではない。本文献を通して、用語「IPv6」及び「IP」は、同じ意味で使用されてよい。
開示される実施形態の構造、製造、及び使用が以下で詳細に説明される。しかしながら、本発明は、多種多様な特定の文脈において具体化され得る多数の適用可能な発明の概念を提供するということが理解されるべきである。説明される特定の実施形態は、本発明を作成及び使用するための特定のやり方を例示しているに過ぎず、本発明の範囲を限定しない。
インターネットプロトコルバージョン6(IPv6)ネットワークでは、フローベースのパケット転送は概して、パケットのインターネットプロトコル(IP)ヘッダにフローハンドリング情報を付加することによって実現される。フローハンドリング情報は、フローラベル又は他の情報(例えば、ネクストホップアドレスのリスト、サービス品質(QoS)要件)を含んでよく、中間ノードが、適切な経路、例えば、フローラベルによって特定された経路、指定されたネクストホップへの経路等、でパケットを転送することを保証してよい。モバイルIP環境では、パケットが、デバイスによって現在使用されているネットワーク接続ポイントに転送されることを保証すべく、IPパケットに、プロキシモバイルIPv6プロトコルによって使用されるものなどのトンネルヘッダが付加されることが多い。同様に、特定のサービス機能経路でパケットを向かわせるべく、ネットワークサービスヘッダをIPパケットへ付加することをサービス機能チェイニングが要求してよい。残念ながら、フローハンドリング情報のパケットへの付加は、更なるオーバーヘッドをトラフィックフローに追加し、更なるシグナリングを要求してフローハンドリング情報を調整することがあり、このことは、パケットのペイロードを伝送するために要求されるネットワークリソース量を増やす。従って、IPv6ネットワークにおけるフローベースの転送を実現するために要求されるオーバーヘッド量を低減するための技術が望まれる。
本開示の態様は、パケットのIPv6アドレス部分にフローハンドル(FH)を埋め込み、フローベースのパケット転送において、経路選択をサポートするために必要とされるオーバーヘッドを低減する。より具体的には、FHは、標準的なIPv6アドレス内のインタフェース識別子を置換してよく、その結果、IPv6パケット自体に更なるオーバーヘッドを少しも追加しなくてよい。一実施形態では、FHは、パケットのIPv6アドレスの最下位ビット(例えば、右端の64ビット)部分に埋め込まれてよい。パケットのIPv6アドレス部分のFHは、パケット処理に使用される情報を提供してよい。ネットワークノードが、FHを含むパケットを受信した場合、ネットワークノードは、(例えば、最長プレフィックスマッチ又はプロトコル忘却型フォワーディング機能などの従来のルート選択機能を使用して、)パケットのIPv6アドレス部分に埋め込まれたFHによって特定される情報に基づいて、経路又はネクストホップアドレスを識別してよく、次に、識別された経路で、又は、識別されたネクストホップにパケットを転送してよい。有利なことに、IPv6アドレスに埋め込まれたFHによって特定される情報は、経路又はネクストホップを選択すべく、従来のルート選択機能/アルゴリズム(例えば、最長プレフィックスマッチ、プロトコル忘却型フォワーディング機能等)と併せて使用されてよい。このように、IPv6アドレスに埋め込まれたFHは、レガシデバイスで使用されるルート選択機能/アルゴリズムと後方互換性があってよく、それにより、既存のルータ及び他のネットワークノードを変更又は再構成する必要なく、FHが埋め込まれたIPv6アドレスを使用して、フローベースの転送を実装することが可能になる。加えて、FHは、パケットに関連付けられたサービス品質(QoS)要件を識別してよく、ルート選択機能は、(例えば、最長プレフィックスマッチ又はプロトコル忘却型フォワーディング機能などのルート選択機能を使用して、)QoS要件を満たすことが可能な経路を識別してよい。FHは、予め定義されたサービス機能チェーン(SFC)に沿ってパケットを転送するために使用されるSFC ID、ネットワークアクセスポイント(AP)を識別するAP ID、無線アクセスリンク接続を識別する無線ベアラID、予め定義された経路でパケットを転送するために使用される経路ID、パケットのサービス品質(QoS)要件を識別するQoSコードポイント、及び/又は、エンドノード(例えば、無線デバイス)を識別するデバイスIDを備えてよい。多くの場合、適切な経路又はネクストホップアドレスを識別すべく、最長プレフィックスマッチ又はプロトコル忘却型フォワーディング機能などのルート選択機能が有利に使用されてよい。これらの詳細、及び他の詳細が、以下でより詳しく説明されている。
FHは、ネットワークノードによって構築されてよい、又は、ネットワークから受信された命令に基づいてデバイスによって構築されてよい。例えば、無線通信ネットワークにおいて、ネットワークノード(例えばAP)は、パケットのIPv6アドレス部分の中にFHを構築及び挿入するよう無線デバイス(WD)に命令する命令コマンドを送信してよい。一例では、APが、デバイス固有の無線リソース制御(RRC)シグナリングメッセージを使用して、命令コマンドをWDに送信してよい。別の例では、拡張ノードB(eNB)(例えば、3GPPロングタームエボリューション(LTE)システムにおけるAP)が、システム情報ブロック(SIB)を使用して、命令コマンドを1又は複数のWDにブロードキャストしてよい。そのような例において、命令コマンドは、パケットのIPv6送信元アドレス部分に埋め込まれたFHに含まれるべき情報を示すテンプレート及びポリシルールを含んでよい。
図1は、データを通信するための無線ネットワーク100を例示する。無線ネットワーク100は、カバレッジエリア101を有するアクセスポイント(AP)110と、複数の無線デバイス120と、バックホールネットワーク130とを含む。AP110は、とりわけ、無線デバイス120とのアップリンク(破線)接続、及び/又はダウンリンク(点線)接続を確立することによって、無線アクセスを提供可能な、基地局、拡張ノードB(eNB)、フェムトセル、及び他の無線対応デバイスなどの任意のコンポーネントを含んでよい。無線デバイス120は、AP110との無線接続を確立可能な、移動局(STA)、マシンタイプ通信(MTC)デバイス、ユーザ機器(UE)、又は他の無線対応デバイスなどの任意のコンポーネントを備えてよい。バックホールネットワーク130は、データがAP110とリモートノードとの間で交換されることを可能にする任意のコンポーネント又はコンポーネントの集まりであってよい。いくつかの実施形態では、そのようなネットワークが複数あってよい、及び/又は、ネットワークは、リレー、低電力ノード等といった他の様々な無線デバイスを備えてよい。
図2は、従来のインターネットプロトコルバージョン6(IPv6)アドレス200の図を例示する。示されるように、128ビットのIPv6アドレス200は、ルーティングプレフィックス205及びインタフェース識別子220を備える。ルーティングプレフィックス205は、IPv6アドレスの最上位ビットに位置し、グローバルプレフィックス210及びサブネットプレフィックス215を含む。グローバルプレフィックス210は、インターネット全体内でパケットをルーティングするために使用され、一方、サブネットプレフィックス215は、ローカルネットワーク内でパケットをルーティングするために使用される。IPv6アドレスの最下位ビットに位置するインタフェース識別子220は、エンドノードにおけるインタフェースを識別する。一般的に、ルーティングプレフィックス205は、アドレスの最上位64ビットを占有し、インタフェース識別子220は、アドレスの最下位64ビットを占有する。しかしながら、128ビットのアドレスの他の構成もまた可能である。IPv6アドレス200は、IPv6ヘッダ290内の送信元アドレス291又は宛先アドレス292であってよい。パケットはインターネット全体をトラバースするように説明されてよいが、パケットの宛先は、パケットが受信されるネットワークセグメントの外部でなくてもよいことが理解されるべきである。例えば、無線通信ネットワークでは、宛先ノードは、無線アクセスネットワークの一部であってよい。
図3は、一実施形態の、フローハンドル(FH)301を保持するIPv6アドレス300の図を例示する。示されるように、FH301は、IPv6アドレス300の最下位ビットに埋め込まれている。FH301は、IPv6アドレス300が付加されるパケットを処理するための命令を特定するコンテキスト情報を含んでよい。従って、FH301は、パケットを処理又は転送するために使用されるフローハンドリング情報をネットワークノードに伝達する。例えば、ネットワークノードが、IPv6アドレス300によってカプセル化されたパケットを受信した場合、ネットワークノードは、パケットのIPv6アドレス300に埋め込まれたFH301によって特定される情報(例えば,経路識別子(ID),QoS要件等)に基づいて、経路又はネクストホップを識別し、次に、識別された経路で、又は識別されたネクストホップにパケットを処理又は転送する。
FH301は、論理フロー識別子(ID)312、サービス機能チェーン(SFC)識別子(ID)322、アクセスポイント(AP)識別子(ID)323、無線ベアラ識別子(ID)324、経路識別子(ID)332、QoSコードポイント333、無線デバイス(WD)識別子(ID)343、又はそれらの組み合わせを含んでよい。論理フローID312は、特定の一連のパケットを識別する。SFC ID322は、予め定義されたサービス機能チェーンを識別する。AP ID323は、ネットワークアクセスポイントを識別する。無線ベアラID324は、無線アクセスリンク接続を識別する。経路ID332は、ネットワークを通る予め定義された経路を識別する。QoSコードポイント333は、パケットのQoS要件を識別する。WD ID343は、無線デバイス及び/又はエンドノードを識別する。
FH301は、様々な異なるタイプの情報を保持する。情報のタイプは、FH301のクラス及び/又はフォーマットに依存してよい。一例では、FH301が第1のフォーマット(例えば、クラスA、フォーマット0)を有する場合、FH301は、フォーマットフィールド311及び論理フローIDフィールド312を保持する。別の例では、FH301が、第2のフォーマット(例えば、クラスB、フォーマットm)を有する場合、FH301は、フォーマットフィールド321、SFC IDフィールド322、AP IDフィールド323、及び無線ベアラIDフィールド324を保持する。更に別の例では、FH301が、第3のフォーマット(例えば、クラスB、フォーマットn)を有する場合、FH301は、フォーマットフィールド331、経路IDフィールド332、QoSコードポイントフィールド333、及び無線ベアラIDフィールド334を保持する。更に別の例では、FH301が、第4のフォーマット(例えば、クラスD、フォーマットs)を有する場合、FH301は、フォーマットフィールド341、AP IDフィールド342、及びWD IDフィールド343を保持する。更に別の例では、FH301が、第5のフォーマット(例えば、クラスF、フォーマットt)を有する場合、FH301は、フォーマットフィールド351、及びAP IDフィールド352を保持する。フォーマットフィールド311、321、331、341、351は、FH301のフォーマットを識別する値(例えば、0、1yyyyyyyy、11111111・・・1yyyyyyyy等、ここで、yは、フォーマット識別子のビットである)を含んでよい。異なるフォーマットは、様々な異なるタイプの情報を保持してよい。
図4は、パケットフロー送信が開始された場合に送信元ノードによって実行されるであろう、通信ネットワークにおけるフローベースのアドレス指定のための一実施形態の方法400のフローチャートを例示する。
示されるように、方法400は、段階410から開始する。段階410において、送信元ノードは、パケットフローに対して行われるべき処理を判断する。送信元ノードは、ネットワークノード(例えば、AP)、デバイス、又はネットワークノードからの命令を受けて動作するデバイスであってよい。送信元ノードは、IPヘッダからの1又は複数のフィールド、伝送ヘッダ(例えば、TCP、UDP)、又はアプリケーションヘッダ(例えば、HTTP、RTP)と、デバイスのタイプ(例えば、移動又は固定)と、デバイスのクラス(例えば、マシンタイプ通信デバイス又はヒューマンタイプ通信デバイス)と、デバイス上のアプリケーションから受信された情報と、トラフィック管理(TM)エンティティから受信された情報と、デバイスによって使用されるアクセスリンクのタイプ(例えば、有線又は無線)と、デバイスによって使用されるアクセスリンク(例えば、無線アクセスベアラチャネル)(の特性)とのうちの1又は複数に基づいて処理を判断してよい。段階420において、送信元ノードは、フローハンドルにおいて伝達される必要がある情報に基づいてフローハンドルの適切なフォーマットを判断して、パケットフローに対して行われるべき処理を反映する。当該情報は、特定の一連のパケットを識別するパケットフローID、予め定義されたサービス機能チェーン(SFC)に沿ってパケットを転送するためのSFC ID、ネットワークアクセスポイント(AP)を識別するAP ID、無線アクセスリンク接続を識別する無線アクセスベアラID、予め定義された経路でパケットを転送するための経路ID、パケットのサービス品質(QoS)要件を識別するQoSコードポイント、及び/又は、エンドノードを識別するデバイスIDを備えてよい。一実施形態では、ネットワークエッジノード(例えば、AP)が、パケットをAPに送信する前にパケットのIPv6アドレス部分にFHを埋め込むようデバイスに命令する。そのような実施形態では、APは、パケットのIPv6アドレス部分にFHを埋め込むための、選択されたフローハンドルフォーマット及びポリシルールを含んでよい命令コマンドをデバイスに送信する。無線ネットワークでは、当該命令は、例えばシステム情報ブロック(SIB)において、専用無線リソース制御(RRC)シグナリングメッセージ又はブロードキャストの何れかを使用して、無線デバイス(WD)に送信されてよい。当該命令は、フローごとに(例えば、新たなパケットフローが開始されたときはいつも)、又は、無線アクセスベアラ(RAB)ごとに(例えば、特定のRABを通じて送信される全てのパケットフローに)、デバイスごと又はインタフェースごとに(例えば、そのデバイスによって、又は、特定のデバイスインタフェースを通じて送信される全てのパケットフローに)、又は、グループごとに(例えば、特定のグループのデバイスによって送信される全てのパケットフローに)提供されてよい。段階430において、送信元ノードは、処理情報を、選択されたフローハンドルの対応するフィールドの中に埋め込む。段階440において、送信元ノードは、フローハンドルを、IPパケットヘッダのアドレス部分の中に挿入する。その後、段階450において、送信元ノードは、埋め込まれたフローハンドルを有するパケットを次のネットワークノードに転送する。FHは、要求されるフローハンドリング処理に従ってパケットを処理又は転送するための情報を、次のネットワークノードに提供してよい。本開示の大半は、FHが埋め込まれたIPv6アドレスを、IPv6ヘッダの送信元アドレスフィールドの中に挿入することについて説明しているが、FHが埋め込まれたIPv6アドレスをIPv6ヘッダの宛先アドレスフィールドの中に挿入する場合に、本発明の概念の多くが同様に適用され得ることが理解されるべきである。
図5は、別のネットワークノードからパケットを受信する場合にトランジットノードによって実行されるであろう、通信ネットワークノードにおけるフローベースのアドレス指定のための、一実施形態の方法500のフローチャートを例示する。
示されるように、方法500は段階510から開始する。段階510において、トランジットノードは、別のネットワークノードからパケットを受信する。段階520において、トランジットノードは、パケットのインターネットプロトコル(IP)アドレス部分からフローハンドルを取り出す。段階530において、トランジットノードは、フローハンドルのフォーマットを判断する。段階540において、フローハンドルのフォーマットに基づいて、トランジットノードは、パケットに提供されるべき処理を特定するハンドルからフロー処理情報を取り出す。その後、方法500は段階550に進む。段階550において、トランジットノードは、FHによって特定される情報に従って、パケットを処理又は転送する。一実施形態では、トランジットノードは、パケットのIPアドレス部分に埋め込まれたFHによって特定される情報に関連付けられた経路又はネクストホップを識別し、次に、識別された経路で、又は、識別されたネクストホップにパケットを転送する。別の実施形態では、トランジットノードは、FHに関連付けられたサービス品質(QoS)要件を識別し、次に、QoS要件を満たすことが可能な経路でパケットを転送する。更に別の実施形態では、トランジットノードは、FHに関連付けられた処理タスク(例えば、フィルタリング、ファイアウォール等)を定義するサービス機能チェーンを識別し、次に、パケットに対して処理タスクを実行する、又は、そうでなければ、処理タスクを実行可能な次のネットワークノードにパケットを転送する。
いくつかの実施形態では、ネットワークリソース及び/又は無線リソースの利用可能性、並びにネットワーク事業者のポリシに従って、個々のトラフィックフローの特性に基づいて、パケットフローのためのネットワークイングレスポイント及びネットワークエグレスポイントが判断されてよい。例えば、無線エッジノード(例えば、AP)を通過する各トラフィックフローは、1又は複数の基準、例えば、QoS要件、利用可能な無線リソース、利用可能なバックホールリソース等に基づいて、無線アクセス技術(例えば、ロングタームエボリューション(LTE)、米国電気電子学会(IEEE)802.11等)と、協同する送信/受信ポイント(例えば、無線アクセスネットワーク送信ポイント(RAN‐TP)及び/又はRAN受信ポイント(RAN‐RP))のセットとに関連付けられてよい。或いは、ネットワークエッジノード(例えば、ボーダーゲートウェイ)を通過する各トラフィックフローは、移動体通信事業者のコスト及び/又はセキュリティポリシに基づいて、リモート対応ノード(RCN)への/からのルート、及び/又は、エッジ処理機能(例えば、ファイアウォール、ネットワークアドレス変換(NAT)、侵入検知)のセットに関連付けられてよい。図6Aは、フローベースのイングレス及びエグレス選択スキーム601を例示する。図中、フローA、フローB、及びフローCは、同時に無線デバイス610に関連付けられている。フローAは、RAN送信ポイント622及び624、並びにボーダーゲートウェイ632を介して転送され、同時に、フローBは、RAN送信ポイント624及び626、並びにボーダーゲートウェイ636を介して転送され、フローCは、RAN送信ポイント628及びボーダーゲートウェイ636を介して転送される。一実施形態では、RAN送信ポイント622、624、626は第1のアクセスポイントに関連付けられており、RAN送信ポイント628は、第2のアクセスポイントに関連付けられている。いくつかの実施形態では、無線デバイス610は、無線ネットワークの異なる位置に移動してよい。無線デバイス610のこの位置変更は、いくつかのフロー(例えば、フローA及びフローB)の経路に、他のフロー(例えば、フローC)の経路に影響を与えることなく、影響を与えてよい。図6Bは、無線デバイス610の位置変更の後の、フローベースのイングレス及びエグレス選択スキーム602を例示する。示されるように、この変更はフローA及びフローBを異なる経路で流れさせ、フローAが(RAN‐TP624ではなく)RAN‐TP626を介してルーティングされ、フローBが、(RAN‐TP624及び626ではなく)AP628を介してルーティングされている。フローCの経路は変化しない。
いくつかの実施形態では、パケットフローのパケット転送経路及び処理スキームは、個々のパケットフローの特性(例えば、QoS要件)、ネットワークリソース及び無線リソースの利用可能性、及び/又は、適用可能なサービス機能チェーン(SFC)に基づいて判断されてよい。図7は、フローベースの経路選択スキーム700を例示する。リモート対応ノード(RCN)751からの第1のダウンリンクパケットフローが、ボーダーゲートウェイ730からのルータ741及び742を通る経路で、サービングアクセスポイント720を介して無線デバイス710に転送されてよい。RCN(RCN)752からの第2のダウンリンクパケットフローが、ボーダーゲートウェイ730からのルータ743及び744を通る異なる経路で、サービングAP720を介して無線デバイス710に転送されてよい。RCN751及び752は、同一のプラットフォーム上で実装されてよい。一方で、異なるIPアドレスが異なるパケットフローに割り当てられるので、各フローは個別に処理される。パケットフロー経路が、一方向スキーム又は双方向スキームの何れかによってハンドリングされてよい。例えば、双方向スキームでは、アップリンク方向のパケットフローは、ダウンリンク方向のパケットフローと同一の経路をたどり、一方、一方向スキームでは、アップリンク方向のパケットフロー(例えば、RCNに送信される要求)は、ダウンリンク方向のパケットフロー(例えば、RCNから受信された応答)とは異なる経路をたどってよく、異なる処理スキームに従ってハンドリングされてよい。パケットフローがたどる経路を判断するためにルータによって使用される転送情報ベース(FIB)が、集中型のトラフィック管理(TM)エンティティによってポピュレートされてよい、又は、従来の分散型のルーティングプロトコルを使用してルータ間で交換された情報の結果であってよい。
いくつかの実施形態では、異なる可能性のあるインターネットプロトコルアドレスを、モバイルデバイスによって開始された各パケットフローに割り当てることによって、局所的なフローベースのモビリティ管理スキームが提供されてよい。パケットフローは、ウェブ閲覧行動では、1フロー当たり平均30‐35パケットの短命である傾向がある。その結果、パケットフローが完了されてよく、関連付けられたIPアドレスが解放されてよく、その後、モバイルデバイスはその接続ポイントをネットワークに変更する。これらの例では、プロキシモバイルIPv6などのプロトコルに関連付けられたトンネリングオーバーヘッド及び制御シグナリングオーバーヘッドを招くことなく、モバイルデバイスにサービス提供するネットワーク接続ポイントにダウンリンクフローが直接転送され得る。モバイルデバイスは、モバイルデバイスがアクティブなパケットフローを有さない非アクティブ期間又は休止期間の間に接続ポイントを変更してよく、これにより、パケットフロー又はIPアドレスの維持に関連する何れのアクションの必要性も除去されてよい。モバイル無線デバイス(WD)によって使用されてよいRAN送信ポイント及び/又はRAN受信ポイントは、パケットフローの生存期間中に変更されてよい。そのような変更は、モバイルWDの移動の結果、無線リンク環境の変化(例えば、増大する干渉)、及び/又は、ネットワークインフラストラクチャ条件の変化(例えば、バックホール輻輳)であってよい。いくつかの例では、それらの変化は、モバイルWDから発せられたパケットフローのサブセットのみに影響を与えてよい。例えば、図6Bに例示されるように、変化が、いくつかのトラフィックフロー(例えば、フローA及びフローB)の経路に、他のトラフィックフロー(例えば、フローC)の経路には影響を与えることなく、影響を与えてよい。変化が起こった場合、影響を受けたパケットフローは、隣接APに向け直されてよい。従って、モビリティ管理アクションは局在化されてよく、処理負荷は、ネットワークの無線エッジに、又はその近くに位置するネットワークノードにわたって分散されてよい。その結果、レイテンシ及びネットワークシグナリングオーバーヘッドが低減されてよく、特殊大容量モビリティアウェア(mobility−aware)ルータ(例えば、コアネットワークにおけるサービングゲートウェイ(SGW))の必要性が除去されてよい。
いくつかの実施形態では、ダウンリンクフロー及びアップリンクフローのパケットは、最短経路又は最小コスト経路の何れかで、ベストエフォート方式で転送されてよい。他の実施形態において、ダウンリンクフロー及び/又はアップリンクフローのパケットが、パケットのQoS要件に基づいて、又は、ネットワークトラフィックが複数の経路にわたって平衡を保たれることを保証すべく、予め定められた経路で転送されるべきであると、トラフィック管理(TM)エンティティが判断してよい。例えば、特定の経路は、指定エンドポイント(例えば、サービングAP)へのベストエフォート経路、TMエンティティによって識別されたトラフィックエンジニアリングされた経路、及び/又は、パケットのための一連のサービス機能を識別するサービス機能経路であってよい。図8は、指定経路でパケットを通信するための、一実施形態のパケット転送スキーム800の図を例示する。無線リンクにわたるシグナリングオーバーヘッドを最小限に抑えるべく、ネットワークノード(例えば、サービングAP)が、割り当てられたフローアドレスを、WDから受信されたパケットのヘッダの中に挿入してよい。パケット転送スキーム800の段階1において、WDは、WDとAPとの間の無線リンク上で定義された無線アクセスベアラを通じてアップリンクパケットを送信する。WDは、パケットフローに関連付けられた送信元TCP/UDPポート(例えば、ポートA)と共に、宛先アドレス(例えば、IPRCN)及びTCP/UDPポートをパケットヘッダの中に挿入してよい。一例では、WDは、無線リンクを通じてパケットを送信する前に、指定されていない(例えば、ヌル)送信元IPアドレスをパケットヘッダの中に挿入してよい。別の例では、WDは、無線リンクを通じてパケットを送信する前に、リンクローカル送信元IPアドレスをパケットヘッダの中に挿入してよい。
無線エッジネットワークノード(例えば、サービングAP)がアップリンクパケットを受信した場合、無線エッジネットワークノードは、フローベースのアドレスをパケットに割り当ててよい。フローベースのアドレスは、パケットヘッダ内の送信元アドレスのFH部分の中に埋め込まれてよい。フローベースのアドレスは、無線エッジノードによって自律的に生成されてよい。或いは、フローベースのアドレスは、TMエンティティから受信された命令に基づいて生成されてよい。送信元アドレスは、(複数の)サービングAPを含む無線ネットワークのトポロジーを反映するルーティングプレフィックス(RP)を含んでよい。図8によって描写された例において明示されるように、送信元アドレスのFH内のコンテキスト情報は、ダウンリンクパケットフローに関連付けられた経路と、無線アクセスベアラ(RAB)とを識別してよい。例えば、FHは、トラフィックエンジニアリングされた経路若しくはサービス機能経路、RAB、QoS要件、又はそれらの組み合わせを識別してよい。別の例では、FHは、サービングAPへのベストエフォート経路とRABとを識別してよい。RAB IDが、パケットが受信されたアップリンク無線ベアラを識別してよい。或いは、RAB IDは、対応するダウンリンク無線ベアラに関連付けられてよい。当該対応するダウンリンク無線ベアラは、あらゆる戻りのダウンリンクパケットをWDに伝送するために使用されてよい。パケット転送スキーム800の段階2において、APは、IPパケットルーティングスキーム/機能、例えば、最長プレフィックスマッチ、プロトコル忘却型フォワーディング機能等を使用して、アップリンクパケットをエグレスボーダーゲートウェイに転送してよい。いくつかの状況では、各ルータが、その経路選択処理中に送信元アドレスに埋め込まれた経路IDを含む場合、アップリンクトラフィックエンジニアリングされた経路が選択されてよい。パケット転送スキーム800の段階3において、ボーダーゲートウェイは、IPパケットルーティングスキームに従って、(例えば、インターネット全体を介して)パケットをRCNに転送してよい。一実施形態では、ボーダーゲートウェイは、パケットの送信元アドレスに含まれたローカルなルーティングプレフィックスを、ネットワークにおける、例えば、インターネット全体におけるボーダーゲートウェイの位置を反映するグローバルなルーティングプレフィックスと置換する。
パケット転送スキーム800の段階4において、RCNは、アップリンクパケットの送信元アドレス及び送信元TCP/UDPポートをそれぞれ、ダウンリンクパケットのダウンリンクパケットヘッダの宛先アドレス及びポート部分の中に埋め込むことによって、ダウンリンクパケットを生成してよい。次にRCNは、ダウンリンクパケットヘッダ内のルーティングプレフィックスに基づいて、IPパケットルーティングスキームを使用して、インターネット全体を介してダウンリンクパケットをイングレスボーダーゲートウェイに転送してよい。特に、ダウンリンクパケットを受信するイングレスボーダーゲートウェイは、アップリンクパケットを送信するエグレスボーダーゲートウェイと同一でなくてよい。なぜなら、ルーティングの決定は、インターネット全体、及び/又は無線インフラストラクチャネットワーク内で異なっていてよいからである。ダウンリンク宛先IPアドレスのFHに含まれたフロー情報は、アップリンクフロー及びダウンリンクフローが、異なるボーダーゲートウェイを介してルーティングされることを可能にするために、及び、ボーダーゲートウェイ間でコンテキスト情報を交換する必要性を除去するために使用されてよい。パケット転送スキーム800の段階5において、例えば、フローベースの宛先アドレスに埋め込まれた(ローカルな)ルーティングプレフィックス、経路ID、QoSコードポイント、又はそれらの組み合わせを含む最長プレフィックスマッチに基づいて、ルート選択機能/アルゴリズムを使用して、イングレスボーダーゲートウェイは、無線インフラストラクチャネットワークを介してダウンリンクパケットをサービングAPにルーティングする。従来のルーティングプロトコルを使用してルータによって交換された情報によって、又は、集中型のTMエンティティによって、無線インフラストラクチャネットワークのルータにより使用される転送情報ベース(FIB)がポピュレートされてよい。パケット転送スキーム800の段階6において、サービングAPはダウンリンクパケットを受信し、次に、ダウンリンクパケットのフローベースの宛先アドレスに埋め込まれた情報(例えば、RAB ID等)に基づいて、ダウンリンク無線ベアラ及びその関連付けられたコンテキスト情報を判断してよい。ダウンリンク無線ベアラは、次に、パケットをWDに配信するために使用されてよい。上述の実施形態のパケット転送スキームは、いくつかの便益を有するであろう。例えば、パケットはトンネルにカプセル化される必要がないので、トンネルオーバーヘッドが除去されてよい。別の例として、ダウンリンクパケットをAPに転送するために従来のIPルーティングスキームが使用されてよいので、APとモビリティアンカーポイントとの間で制御シグナリングオーバーヘッドが除去されてよい。更に別の例として、異なるパケットフローは、パケットの宛先アドレスのFHに埋め込まれたパケット転送情報に基づいて、無線インフラストラクチャネットワークを介して異なる経路をたどってよい。
いくつかの実施形態では、パケットフローに適用されるべきQoS要件を反映すべく、IPアドレスがパケットフローに割り当てられてよい。従来のIPv6ヘッダ内のトラフィッククラスフィールドは、各ルータにおける待ち行列挙動を定義すべく使用されてよいが、従来のIPv6ヘッダ内のトラフィッククラスフィールドは、ネットワークノードのセットを通る転送経路を識別しなくてよい。有益に、ネットワークノードのセットを通るQoS対応のルートを識別すべく、フローベースのアドレスのFHに埋め込まれたQoSラベルがルータによって使用されてよい。複数のパケットフローが同様のQoS要件を有する場合、QoS対応のルートは、例えば、従来の最長プレフィックスマッチを使用して、各ルータにおけるより少ない数のFIBエントリの中に集約されてよい。図9は、無線インフラストラクチャを通じてダウンリンクパケットをルーティングすべく、一実施形態のIPv6ヘッダ909を使用する、一実施形態のQoSベースのフロー集約スキーム900の図を例示する。示されるように、当該実施形態のIPv6ヘッダ909は、QoSラベル994及びエンドポイントID996を含むフローベースの宛先アドレス990を備える。一実施形態では、フローベースの宛先アドレス990はダウンリンクパケットの宛先アドレスであり、アップリンクパケットの送信元アドレスからコピーされる。
本例では、パケットフロー901はRCN951からWD911に通信され、パケットフロー902は、RCN952からWD912に通信され、パケットフロー903は、RCN953からWD913に通信され、パケットフロー904は、RCN954からWD914に通信されている。パケットフロー901及び902は、同様のQoS要件を有してよい。WD911、912に関連付けられたAP921、922は、IPv6アドレスを、同一のQoSラベル(例えば、QoS‐A)を含むパケットフロー901、902に割り当ててよい。同様に、WD913、914に関連付けられたAP922、923は、IPv6アドレスを、同一のQoSラベル(例えば、QoS‐B)を含むパケットフロー903、904に割り当ててよい。
ボーダーゲートウェイ930からAP921、922への経路の途中のルータ941、942は、その宛先アドレスがQoSラベル「QoS‐A」を含むパケットのためのネクストホップを識別する転送情報ベース(FIB)テーブルを有してよい。同様に、ボーダーゲートウェイ930からAP922、923への経路の途中のルータ943、944は、その宛先アドレスが、QoSラベル「QoS‐B」を含むパケットのためのネクストホップを識別するFIBテーブルを有してよい。ルータ941、942、943、944は、集中型のTMエンティティからの命令に基づいて、又は、分散型のルーティングプロトコル交換に基づいて、FIBテーブルを維持及び更新してよい。
ボーダーゲートウェイ930は、RCN951及び952からパケットフロー901、902を受信し次第、QoSラベル「QoS‐A」を有するパケットフロー901、902をルータ941に向かわせてよい。ルータ941は次に、パケットフロー901、902をルータ942に向かわせてよい。一実施形態では、ボーダーゲートウェイ930は、QoSラベル「QoS‐A」を含む最長プレフィックスマッチに基づいて、パケットフロー901、902をルータ941に転送すると決定する。同様に、ルータ941は、QoSラベル「QoS‐A」を含む最長プレフィックスマッチに基づいて、パケットフロー901、902をルータ942に転送すると決定してよい。ルータ942は、パケットフロー901はAP921に転送されるべきであり、パケットフロー902はAP922に転送されるべきであると判断する。ルータ942は、QoSラベル「QoS‐A」と、パケットフロー901、902のパケットによって保持されたエンドポイントIDとに最長プレフィックスマッチアルゴリズムを適用することによって、この判断に至ってよい。
加えて、ボーダーゲートウェイ930は、RCN953及び954からパケットフロー903、904を受信し次第、QoSラベル「QoS‐B」を有するパケットフロー903、904をルータ943に向かわせてよい。ルータ943は次に、パケットフロー903、904をルータ944に向かわせてよい。これらのルーティングの決定は、QoSラベル「QoS‐B」を含む最長プレフィックスマッチを判断することによって成されてよい。ルータ944は、パケットフロー903はAP922に転送されるべきであり、パケットフロー904はAP923に転送されるべきであると判断する。ルータ942は、QoSラベル「QoS‐B」と、パケットフロー903、904のパケットによって保持されたエンドポイントIDとに最長プレフィックスマッチアルゴリズムを適用することによって、この判断に至ってよい。
いくつかの実施形態では、異なるIPアドレスが、同一のデバイスに関連付けられた異なるパケットフローに割り当てられてよく、これにより、パケットフローは、各IPアドレスに関連付けられた異なるフローハンドリング命令に応じて処理/転送される。いくつかの実施形態では、フローハンドリング命令はIPアドレスに明示的に埋め込まれ、一方で、他の実施形態においては、アドレスは、先験的にアドレスに関連付けられた所望のフローハンドリングに従って選択される。図10は、ネットワークノードによって実行されるであろう、IPv6アドレスにおいてフローハンドリング命令をシグナリングするための、一実施形態の方法1000を例示する。方法1000は段階1010から開始し、段階1010において、ネットワークノードは、第1のパケットフロー及び第2のパケットフローが開始されたと判断する。第1のパケットフロー及び第2のパケットフローの両方は、同一のデバイスに関連付けられている。次に、方法1000は段階1020に進む。段階1020において、ネットワークノードは、第1のIPv6アドレスを第1のパケットフローに、第2のIPv6アドレスを第2のパケットフローに割り当てる。IPv6アドレスは、異なるフローハンドリング命令に関連付けられている。次に、方法1000は段階1030に進む。段階1030において、ネットワークノードは、第1のパケットフローの少なくとも1つのパケットの中に第1のIPv6アドレスを挿入する。方法1000は次に段階1040に進む。段階1040において、ネットワークノードは、第2のパケットフローの少なくとも1つのパケットの中に第2のIPv6アドレスを挿入する。段階1050において、ネットワークノードは、第1のパケットフロー及び第2のパケットフローに関連付けられたパケットをネットワークを通じて通信する。パケットフローがそれぞれ異なるIPv6アドレスに割り当てられるおかげで、第1のパケットフローに関連付けられたパケットは、第2のパケットフローに関連付けられたパケットとは異なるフローハンドリング命令に従って処理又は転送される。
いくつかのシナリオでは、無線デバイスから発せられた複数のパケットフローが、同一のコンテキストを共有(例えば、同一の処理を受信)してよく、同一のIPフローアドレスに関連付けられてよい。これらの例では、(例えば、カプセル化されたTCP又はUDPヘッダ内のポート番号を使用することによって、)IPパケットヘッダ外のフィールドを使用して、フローを区別すべく、既存の技術が使用されてよい。
データプレーン内において、フローベースのアドレスは、パケットフローの性質を識別すべく使用されてよい。例えば、ユニキャストパケットフローでは、制御情報(例えば、肯定応答又はレート制御)を含むパケットは、データのみを含むパケットと区別されてよい。ビデオストリームの場合、I‐フレームを含むパケットは、B‐フレーム又はP‐フレームを含むパケットと区別されてよい。NACK指向の信頼性の高いマルチキャストの場合、初期データの送信を含む転送リンクパケットは、再送信を含むパケット、又は、FEC符号化された再送信を含む転送リンクパケットと区別されてよい。
異なるタイプのデータプレーンパケットフロー間の区別に加えて、様々なタイプの制御プレーン及び管理プレーントラフィックを区別すべく、フローベースのアドレスもまた使用されてよい。
特に、ドメイン/ネットワークのイングレスポイントにおいてコンテキスト情報を維持することが、トラフィックフローをサポートするのに必要とされるストレージリソースの量を増やすだけでなく、例えば、適切なトンネルパケットの中に各着信パケットをカプセル化すべく、処理要件も増やす。本開示の実施形態は、パケットのIPv6アドレスに、何らかのコンテキスト情報を埋め込むことによって、ネットワークのイングレスポイントにおいて格納される必要があるコンテキスト情報の量を低減する。一実施形態では、デバイスは、フローハンドリング(例えば、ダウンリンクフローハンドリング)に関連する埋め込まれたコンテキスト情報を含むフローベースのIPv6アドレスを割り当てられてよい。これにより、ゲートウェイルータ及びアクセスポイントにおいてパケットフローコンテキストを格納する必要性が除去されるであろう。
FHが埋め込まれたIPv6アドレスは、市販の、容易に入手可能なルータによって切り替え/処理され得る。このことは、特殊なルーティングプロトコル及びパケット転送エンジンを配置する必要性を除去してよい。予め定義されたサービス機能チェーンを介してフローを転送する、トラフィックエンジニアリングされた経路でフローを転送する、又は、転送テーブルエントリを集約して、同様のQoS要件でフローをハンドリングするために、標準的なルータ転送メカニズム(例えば、最長プレフィックスマッチ)が使用されてよい。パケットフローは、ネットワーク事業者によって使用されるポリシに応じてルーティングされ得る。
いくつかのシナリオでは、フローベースのアドレスのルーティングプレフィックスは、ローカルネットワーク内でのルーティングに使用されてよい領域プレフィックスを含んでよい。例えば、図3に例示されるように、領域プレフィックスは、フローベースのアドレスの上位64ビット内の(64−m)ビットで構成されてよい。いくつかの場合において、領域プレフィックスは、ネットワークの異なる領域/ドメインにおいて、同一のフローハンドルを使用することを可能にしてよい。
いくつか例では、デバイスはまた、新たなパケットフローを識別及び分類するための支援を提供してよい。例えば、デバイスは、そのアプリケーションのうち1つが新たなフローを開始したときはいつも、新たなパケットフローインジケーション(NPFI)をネットワークに提供してよい。NPFIは、IPv6パケットヘッダに(例えば、フローラベル又はトラフィッククラスフィールドに)含まれてよい、若しくは、IPv6送信元アドレスの予約値として符号化されてよい、又は、NPFIは、無線アクセスベアラを通じて(例えば、MAC制御要素において)シグナリングされてよい。
パケットを送信する前、デバイスは、IPv6パケットヘッダの送信元アドレスフィールドの中にフローハンドルを構築及び挿入するよう、ネットワークによって命令されてよい。一例では、無線デバイス(WD)への命令は、無線リソース制御(RRC)シグナリングを介してフローごとに判断される。このシナリオでは、無線デバイスは、新たなパケットフローが開始されていると判断したときはいつも、RRC要求をサービングアクセスポイントに送信する。WDによって提供される、又はAPによって導出される情報に基づいて、適切なフローハンドルがネットワークによって構築され、RRC応答においてWDに通信される。
別の例では、命令は、RRCシグナリングを介してRABごとに判断される。このシナリオでは、無線デバイスは、新たな無線アクセスベアラがインスタンス化されていると判断したときはいつも、RRC要求をサービングアクセスポイントに送信する。WDによって提供される、又はAPによって導出される情報に基づいて、適切なフローハンドルを生成するためのテンプレート及びポリシルールが、RRC応答においてWDに通信される。これらは、RABを通じて送信される全てのパケットフローのためにフローハンドルを生成すべく、WDによって使用される。
更に別の例では、命令は、RRCシグナリングを介してデバイスごと又はインタフェースごとに判断される。このシナリオでは、アクセスポイントは、適切なフローハンドルを生成するためのテンプレート及びポリシルールを含む無線デバイスにRRCコマンドを送信する。これらは、対応する無線リンクインタフェースを通じてネットワークに送信される全てのパケットフローのためにフローハンドルを生成すべく、WDによって使用される。
更に別の例では、命令は、RRCシグナリング又はシステム情報ブロック(SIB)ブロードキャストを介してAPごと又はグループごとに判断される。このシナリオでは、アクセスポイントは、適切なフロー識別子を生成するためのテンプレート及びポリシルールを含んでよい、そのカバレッジエリア内の無線デバイスの選択されたグループに(又は無線デバイスの全てに)RRCコマンドをマルチキャスト(又はブロードキャスト)する。これらのルールは、そのアクセスポイントを介してネットワークに送信される全てのパケットフローのためにフローハンドルを生成すべく、ターゲットとされた無線デバイスによって使用されてよい。
パケットが、デバイスによって提供されたフローハンドルと共に受信された場合、ネットワークエッジノード(例えば、サービングアクセスポイント)は、ネットワークエッジノードを含むネットワークのトポロジーを反映するルーティングプレフィックス(RP)と共に、ローカルに導出された情報をフローハンドル(例えば、アクセスポイント識別子、RAB識別子)の中に挿入することによって、IPv6フローベースの送信元アドレスの構築を完了してよい。
本開示の実施形態は、フローベースのアドレスのネットワーク割り当て解除のための技術を提供する。フローベースのアドレスは、そのアドレスに関連付けられたパケットフローの全てが終了したと見做されたときはいつも、ネットワークノード(例えば、アクセスポイント)によって、非アクティブと示されてよい。パケットフローの終了は、例えば、TCPヘッダ又はアプリケーションヘッダ(例えば、HTTP、RTP)からの1又は複数のフィールドを調べることによって、パケットフローが受信された無線アクセスベアラ(RAB)の特性の変化を識別することによって、又は、パケットフローの非アクティブタイマの満了によって、判断されてよい。
いくつかの例では、デバイスはまた、パケットフローの終了を識別するための支援を提供してよい。例えば、デバイスは、そのアプリケーションのうち1つがフローを終了したときはいつも、パケットフロー終了インジケーション(PFTI)をネットワークに提供してよい。PFTIは、IPv6パケットヘッダに(例えば、フローラベル又はトラフィッククラスフィールドに)含まれてよい、若しくは、IPv6送信元アドレスの予約値として符号化されてよい、又は、PFTIは、無線アクセスベアラを通じて(例えば、MAC制御要素において)シグナリングされてよい。
モバイルIP環境では、いくつかのパケットフローは短命であってよく、完了されてよく、デバイスがその接続ポイントを変更することなく、関連付けられたIPアドレスは解放されてよい。しかしながら、モバイルデバイスが、大きなデータオブジェクトの伝達に直面する機会があるかもしれない。これらの例では、データ伝達中における移動型であることの影響は、データオブジェクトを、単一のモノリシックエンティティとしてではなく、一連のより小さなチャンクとして伝達することによって緩和され得る。各チャンクは、各パケットフローがそれ自身のIPv6アドレスを割り当てられるよう、各チャンクの伝達が異なるパケットフローとして表されるように、別々に伝達され得る。チャンクのダウンロードは、割り当てられたIPv6アドレスを解放する前に、単一のアクセスポイントのカバレッジ内で短命のフローとして完了され得る。デバイスが移動型である場合、このことは、異なるチャンクが、異なるIPv6アドレスを使用して、異なる接続ポイントを介して伝達されることを可能にし、パケットフローのハンドオーバの必要性を除去し、ハンドオーバのオーバーヘッドを最小限に抑える。いくつかの例では、パケットフローがアクティブである間にデバイスがその接続ポイントを変更する場合、デバイスは、最初のパケットフローをアボートし、新たな接続ポイントに関連付けられた新たなIPv6アドレスを有する新たなパケットフローとして開始された新たな要求によって、中断されたチャンクの再送信を要求し得る。特に、HTTP GET要求及びPUT要求は、チャンクをデータオブジェクト内の一連のバイトと識別するRANGEによって認定され得る。この技術はまた、例えば、HTTPでの動的アダプティブストリーミング(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)プロトコルを使用した、大きなビデオファイル及びストリームのダウンロードに適用され得る。
いくつかの状況では、デバイス上で実行されるアプリケーションが散発的に、パケットのショートバーストをリモート対応ノード(RCN)と交換してよい。例えば、メールサーバ又はソーシャルネットワークサーバに更新のクエリを行うべく、又は、リモートサーバにアプリケーションステータスの最新情報を提供すべく、この種のバックグラウンドトラフィックが使用されてよい。
RCNとの交換期間におけるフローベースのアドレスの無線デバイスへの自動割り当ては、モビリティイベント及びそれらの制御シグナリングオーバーヘッドの必要性を除去して、ネットワークにおける転送コンテキストを更新し、アドレス割り当てに関連付けられたシグナリングオーバーヘッドの必要性を除去し、無線ネットワーク内でのトンネルの使用を回避して、その現在の接続ポイントにおいて、応答をRCNからWDへ転送し、ネットワークによって維持されなければならないデバイス固有のコンテキストの量を低減してよい。
本開示の態様が、MTCトラフィック管理のための技術を提供する。フローごとのアドレス割り当ては、マシンタイプ通信デバイス(MTCD)への、及びMTCDからのトラフィックのハンドリングに関連する多くの態様を単純化する。一例において、MTCデバイスとは独立しており、かつMTCデバイスに対して透過的な方式で、IPアドレスの遅延結合をMTCデバイスに提供すべく、ネットワークによるフローベースのアドレス割り当てが使用されてよい。これにより、商品であるMTCデバイスの大規模な配置の間のIPアドレスのプロビジョニングに関連付けられたオーバーヘッドが回避され、MTCDのバッテリ電力が保存されるであろう。
マシンタイプ通信(MTC)トラフィックは、MTCデバイス(MTCD)がリモート対応ノードとパケットのショートバーストを散発的に交換してよいという点でバックグラウンドトラフィックと同一の特性の多くを共有してよい。従って、ユニキャストMTCトラフィックについて、フローベースのアドレス指定を使用する便益は、バックグラウンドトラフィックにフローベースのアドレス指定を使用する便益と同様である。
図11は、通信デバイス1100の一実施形態のブロック図を例示している。通信デバイス1100は、上記1又は複数のデバイス(例えば、無線デバイス、ネットワークノード等)と同等であってよい。通信デバイス1100は、プロセッサ1104、メモリ1106、無線インタフェース1110、補足インタフェース1112、及び有線インタフェース1114を含んでよく、これらは図11に示される通りに配置されてよい(又は、示される通りに配置されなくてよい)。プロセッサ1104は、計算及び/又は他の処理関連タスクを実行可能な任意のコンポーネントであってよく、メモリ1106は、プロセッサ1104のためのプログラミング及び/又は命令を格納可能な任意のコンポーネントであってよい。無線インタフェース1110は、通信デバイスが無線信号を使用して通信できるようにする任意のコンポーネント又はコンポーネントの集まりであってよく、例えば、3GPPロングタームエボリューション(LTE)プロトコルを使用して無線アクセスネットワークの無線接続を通じて情報を受信及び/又は送信するために使用されてよい。オプションの補足インタフェース1112は、通信デバイスが補足的なプロトコルによってデータを通信する、又は情報を制御することを可能にする任意のコンポーネント又はコンポーネントの集まりであってよい。例えば、補足インタフェース1112は、無線フィデリティ(Wi−Fi)プロトコル又はブルートゥース(登録商標)プロトコルに従って通信するための補助的な無線インタフェースであってよい。或いは、補足インタフェース1112は、例えば、ユニバーサルシリアルバスプロトコルを使用する有線インタフェースであってよい。有線インタフェース1114は、任意で通信デバイスに含まれてよく、通信デバイスが、例えば、イーサネット(登録商標)プロトコルを使用して、有線ネットワークを介して、別のデバイスと通信できるようにする任意のコンポーネント又はコンポーネントの集まりを備えてよい。
図12は、本明細書で開示されたデバイスおよび方法を実装するために使用されてよい処理システム1200のブロック図である。特定のデバイスが、示されるコンポーネントの全てを、又は、それらのコンポーネントのサブセットのみを利用してよく、統合のレベルはデバイスによって異なっていてよい。更に、デバイスは、複数の処理ユニット、プロセッサ、メモリ、送信機、受信機等といった、コンポーネントの複数の例を含んでよい。処理システム1200は、スピーカ、マイク、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、及び同様のものなどの1又は複数の入出力デバイス1216、1224を備えた処理ユニットを含んでよい。処理システム1200は、中央処理装置(CPU)1202、メモリ1210、大容量ストレージデバイス1204、ビデオアダプタ1215、及びI/Oインタフェース1221を備え、これら全てはバス1206に接続されていてよい。
バス1206は、メモリバス若しくはメモリコントローラ、周辺バス、ビデオバス、又は同様のものを含む、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又は複数であってよい。CPU1202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1210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)、リードオンリメモリ(ROM)、それらの組み合わせ、又は同様のものなどの、任意のタイプの非一時的システムメモリを含んでよい。一実施形態では、メモリ1210は、ブートアップ時に使用するためのROMと、プログラムを実行する間に使用するためのプログラム及びデータの格納用のDRAMとを含んでよい。
大容量ストレージデバイス1204は、データ、プログラム、及び他の情報を格納し、当該データ、プログラム、及び他の情報を、バス1206を介してアクセス可能にするよう構成された、任意のタイプの非一時的ストレージデバイスを含んでよい。大容量ストレージデバイス1204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、又は同様のもののうちの1又は複数を含んでよい。
ビデオアダプタ1215及びI/Oインタフェース1221はインタフェースを提供して、外部の入出力デバイスを処理システム1200に接続する。例示されるように、入出力デバイスの例は、ビデオアダプタ1215に接続されたディスプレイ1216、及び、I/Oインタフェース1221に接続されたマウス/キーボード/プリンタ1224を含む。他のデバイスが処理システム1200に接続されてよく、追加の、又はより少ないインタフェース又はインタフェースカードが利用されてよい。例えば、プリンタ1224にインタフェースを提供すべく、ユニバーサルシリアルバス(USB)(図示せず)などのシリアルインタフェースが使用されてよい。
処理システム1200はまた、ノード又は異なるネットワーク1230にアクセスすべく、イーサネット(登録商標)ケーブル若しくは同様のものなどの有線リンク、及び/又は、無線リンクを含んでよい、1又は複数のネットワークインタフェース1207を備える。ネットワークインタフェース1207は、処理システム1200がネットワーク1230を介して遠隔ユニットと通信できるようにする。例えば、ネットワークインタフェース1207は、1又は複数の送信機/送信アンテナ、及び、1又は複数の受信機/受信アンテナを介して無線通信を提供してよい。一実施形態では、処理システム1200は、データ処理と、他の処理ユニット、インターネット、遠隔記憶装置、又は同様のものなどの遠隔デバイスとの通信とのためのローカルエリアネットワーク1230又は広域ネットワーク1230に接続されている。
本発明の一実施形態において、インターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)ネットワークアドレスを割り当てるための方法が提供される。当該方法は、
デバイスに関連付けられた第1のパケットフローと、デバイスに関連付けられた、第1のパケットフローとは異なる第2のパケットフローとが開始されたと判断する段階と、
利用可能なアドレスのプールから、第1のIPv6アドレスを第1のパケットフローに割り当て、第2のIPv6アドレスを第2のパケットフローに割り当てる段階であって、第1のIPv6アドレスは第2のIPv6アドレスとは異なる、段階と、
第1のIPv6アドレスを、第1のパケットフローに関連付けられた少なくとも1つのパケットのアドレスフィールドの中に挿入する段階と、
第2のIPv6アドレスを、第2のパケットフローに関連付けられた少なくとも1つのパケットのアドレスフィールドの中に挿入する段階と、
第1のパケットフロー及び第2のパケットフローに関連付けられたパケットを、ネットワークを通じて通信する段階とを備える。
本実施形態の第2の方法は第1の方法を含み、更に、
第1のパケットフローが終了されたと判断する段階と、
第1のIPv6アドレスを、利用可能なアドレスのプールに戻す段階とを備える。
本実施形態の第3の方法は、第2の方法に基づいており、第1のIPv6アドレスを挿入する段階は、第1のIPv6アドレスを、第1のパケットフローに関連付けられた全パケットのアドレスフィールドの中に挿入する段階を含み、第2のIPv6アドレスを挿入する段階は、第2のIPv6アドレスを、第2のパケットフローに関連付けられた全パケットのアドレスフィールドの中に挿入する段階とを含む。
本実施形態の第4の方法は、第3の方法に基づいており、割り当てる段階は、ネットワーク内の第2のノードにおける第1のパケットフローの所望の転送又は処理に従って、第1のIPv6アドレスを選択する段階を含む。
本発明は、例示的実施形態に関して説明されてきたが、本説明は、限定的意味で解釈されるように意図されていない。例示的実施形態の様々な変形形態及び組み合わせ、並びに、本発明の他の実施形態が、本説明を参照すれば当業者には明らかであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、そのようなあらゆる変形形態又は実施形態を含むことが意図されている。
[項目1]
通信ネットワークにおいてパケットフローを通信するための方法であって、
第1のパケットのインターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)アドレスの中に、第1のフローハンドル(FH)を第1のネットワークノードによって埋め込む段階であって、上記第1のFHは、上記第1のパケットを処理するためのフロー情報を含む、段階と、
上記第1のFHに含まれる上記フロー情報に従って、上記第1のパケットの転送又は処理のうち一方のために、上記第1のパケットを第2のネットワークノードに送信する段階と
を備える方法。
[項目2]
第2のパケットのIPv6アドレスの中に第2のFHを上記第1のネットワークノードによって埋め込む段階であって、上記第2のパケットは、上記第1のパケットとは異なるパケットフローに関連付けられており、上記第2のFHは、上記第1のFHとは異なるフロー情報を含む、段階と、
上記第2のFHに含まれる上記情報に従って、上記第2のパケットの転送又は処理のうち一方のために、上記第2のパケットを上記第2のネットワークノードに送信する段階であって、上記第2のパケットの上記転送又は上記処理は、上記第1のパケットの上記転送又は上記処理とは異なる、段階と
を更に備える項目1に記載の方法。
[項目3]
上記フロー情報は、特定の一連のパケットを識別するパケットフローIDを備える、項目1に記載の方法。
[項目4]
上記フロー情報は、予め定義されたサービス機能チェーン(SFC)を識別するSFC IDを更に備える、項目1に記載の方法。
[項目5]
上記フロー情報は、ネットワークアクセスポイント(AP)を識別するAP IDを更に備える、項目1に記載の方法。
[項目6]
上記フロー情報は、無線アクセスリンク接続を識別する無線ベアラIDを更に備える、項目1に記載の方法。
[項目7]
上記フロー情報は、予め定義された経路を識別する経路IDを更に備える、項目1に記載の方法。
[項目8]
上記フロー情報は、上記パケットのサービス品質(QoS)要件を識別するQoSコードポイントを更に備える、項目1に記載の方法。
[項目9]
上記フロー情報は、エンドノードを識別するデバイスIDを更に備える、項目1に記載の方法。
[項目10]
上記第1のネットワークノードと上記第2のネットワークノードとの間に、1又は複数の中間ネットワークノードが配置される、項目1に記載の方法。
[項目11]
上記第1のネットワークノードはエンドノードである、項目1に記載の方法。
[項目12]
上記第1のネットワークノードはネットワークアクセスポイントである、項目1に記載の方法。
[項目13]
プロセッサと、
上記プロセッサによる実行のためのプログラミングを格納するコンピュータ可読記憶媒体であって、上記プログラミングは、
第1のパケットのインターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)アドレスの中に、上記第1のパケットを処理するためのフロー情報を含む第1のフローハンドル(FH)を埋め込み、
上記第1のFHに含まれる上記フロー情報に従って、上記第1のパケットの転送又は処理のうち一方のために、上記第1のパケットを第2のネットワークノードに送信するための命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体と
を備える第1のネットワークノード。
[項目14]
通信ネットワークを通じて受信されたパケットを処理又は転送するための方法であって、
パケットのインターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)アドレスに埋め込まれたフローハンドル(FH)を有する上記パケットを、第2のネットワークノードによって第1のネットワークノードから受信する段階であって、上記FHは、上記パケットの処理に関連付けられたフロー情報を含む、段階と、
上記パケットの上記IPv6アドレスに埋め込まれた上記FHによって特定される上記フロー情報に従って、上記第2のネットワークノードによって上記パケットを処理又は転送する段階と
を備える方法。
[項目15]
上記第2のノードによって実行される上記処理又は上記転送は、前に受信されたパケットのIPv6アドレスに埋め込まれたFHを有する上記前に受信されたパケットに対して上記第2のノードによって実行される上記処理又は上記転送とは異なる、項目14に記載の方法。
[項目16]
上記パケットの上記IPv6アドレスに埋め込まれた上記FHによって特定される上記フロー情報に従って、上記パケットを処理又は転送する段階は、
上記パケットの上記IPv6アドレスに埋め込まれた上記FHによって特定されるフロー情報に関連付けられた経路又はネクストホップを識別する段階と、
上記識別された経路で、又は、上記識別されたネクストホップに、上記パケットを転送する段階とを含む、項目14に記載の方法。
[項目17]
上記パケットの上記IPv6アドレスに埋め込まれた上記FHによって特定される上記フロー情報に従って、上記パケットを処理又は転送する段階は、
上記パケットの上記IPv6アドレスに埋め込まれた上記FHに関連付けられたサービス品質(QoS)要件を識別する段階と、
上記QoS要件を満たすことが可能な経路を選択する段階と、
上記経路で上記パケットを転送する段階とを含む、項目14に記載の方法。
[項目18]
上記パケットの上記IPv6アドレスに埋め込まれた上記FHによって特定される上記フロー情報に従って、上記パケットを処理又は転送する段階は、
上記パケットの上記IPv6アドレスに埋め込まれた上記FHに関連付けられたサービス機能を識別する段階と、
上記サービス機能を上記パケットに適用する段階とを含む、項目14に記載の方法。
[項目19]
上記FHによって特定される上記フロー情報は、特定の一連のパケットを識別するパケットフローIDを備える、項目14に記載の方法。
[項目20]
上記FHによって特定される上記フロー情報は、予め定義されたサービス機能チェーン(SFC)を識別するSFC IDを更に備える、項目14に記載の方法。
[項目21]
上記FHによって特定される上記フロー情報は、ネットワークアクセスポイント(AP)を識別するAP IDを更に備える、項目14に記載の方法。
[項目22]
上記FHによって特定される上記フロー情報は、無線アクセスリンク接続を識別する無線ベアラIDを更に備える、項目14に記載の方法。
[項目23]
上記FHによって特定される上記フロー情報は、予め定義された経路を識別する経路IDを更に備える、項目14に記載の方法。
[項目24]
上記FHによって特定される上記フロー情報は、上記パケットのサービス品質(QoS)要件を識別するQoSコードポイントを更に備える、項目14に記載の方法。
[項目25]
上記FHによって特定される上記フロー情報は、エンドノードを識別するデバイスIDを更に備える、項目14に記載の方法。
[項目26]
プロセッサと、
上記プロセッサによる実行のためのプログラミングを格納するコンピュータ可読記憶媒体であって、上記プログラミングは、
パケットのインターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)アドレスに埋め込まれた、上記パケットの処理に関連付けられたフロー情報を含むフローハンドル(FH)を有する上記パケットを第1のネットワークノードから受信し、
上記パケットの上記IPv6アドレスに埋め込まれた上記FHによって特定される上記フロー情報に従って、上記パケットを処理又は転送するための命令を含む、コンピュータ可読記憶媒体と
を備える第2のネットワークノード。
[項目27]
インターネットプロトコル(IP)バージョン6(IPv6)ネットワークアドレスを割り当てるための方法であって、
デバイスに関連付けられた第1のパケットフローと、上記デバイスに関連付けられた、上記第1のパケットフローとは異なる第2のパケットフローとが開始されたと判断する段階と、
利用可能なアドレスのプールから、第1のIPv6アドレスを上記第1のパケットフローに割り当て、第2のIPv6アドレスを上記第2のパケットフローに割り当てる段階であって、上記第1のIPv6アドレスは、上記第2のIPv6アドレスとは異なる、段階と、
上記第1のIPv6アドレスを、上記第1のパケットフローに関連付けられた少なくとも1つのパケットのアドレスフィールドの中に挿入する段階と、
上記第2のIPv6アドレスを、上記第2のパケットフローに関連付けられた少なくとも1つのパケットのアドレスフィールドの中に挿入する段階と、
ネットワークを通じて、上記第1のパケットフロー及び上記第2のパケットフローに関連付けられたパケットを通信する段階と
を備える方法。
[項目28]
上記第1のパケットフローが終了したと判断する段階と、
上記第1のIPv6アドレスを、利用可能なアドレスの上記プールに戻す段階と
を更に備える項目27に記載の方法。
[項目29]
上記第1のIPv6アドレスを挿入する段階は、上記第1のIPv6アドレスを、上記第1のパケットフローに関連付けられた全パケットの上記アドレスフィールドの中に挿入する段階を含み、上記第2のIPv6アドレスを挿入する段階は、上記第2のIPv6アドレスを、上記第2のパケットフローに関連付けられた全パケットの上記アドレスフィールドの中に挿入する段階を含む、
項目28に記載の方法。
[項目30]
上記割り当てる段階は、上記ネットワーク内の第2のノードにおいて、上記第1のパケットフローの所望の転送又は処理に従って、上記第1のIPv6アドレスを選択する段階を含む、項目29に記載の方法。