通信網絡的ip分組中繼方法和網關裝置的製作方法
2023-06-07 13:13:51
專利名稱：通信網絡的ip分組中繼方法和網關裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及具備IP(網際網路協議)網絡、以其為基礎的呼叫控制網絡、用於將它們連接起來的網關裝置的的通信網絡的IP分組中繼方法和網關裝置。
背景技術：
作為處於被稱為網關的地位的功能或裝置有各種定義。首先，作為處於與網關同樣的地位的裝置，可以列舉能夠收容乙太網(註冊商標)的ATM(Asynchronous Transfer Mode)路由器、或ATM-LAN開關等ATM通信裝置。另外，還有現在大多適用於將已存在的模擬電話、PSTN(Public Switched Telephone Network公共交換電話網)或PBX(Private Branch Exchange)等與IP網絡連接起來的情況的MGCP(Media Gateway Control ProtocolIETF RFC3435)網關、SIP(Session Initiation ProtocolIETF RFC3261)網關等。進而，作為用於實現多媒體通信的呼叫控制協議，也可以利用H.323(ITU-T推薦H.323)。這些網關或與網關相當的裝置在以下這樣的網絡結構中，被用於協議變換或介質變換。
圖10表示利用ATM開關或ATM路由器作為基於已存在的乙太網(註冊商標)的IP網絡與ATM網絡之間的網關的情況的例子。一般，ATM路由器如下這樣動作。
1.如果從乙太網(註冊商標)輸入了分組，則檢索其發送目的地MAC地址，確定應該發送的ATM線路連接(ATM connection)，將輸入的分組打包(capsule)並轉送到該線路連接上。
2.在從ATM網絡輸入了分組的情況下也一樣，根據該發送目的地MAC地址確定應該發送的乙太網(註冊商標)埠，轉送到乙太網(註冊商標)上。
在此，ATM路由器作為在乙太網(註冊商標)與面向線路連接的ATM這樣的性質完全不同的網絡方式的ATM網絡之間進行中繼的網關而發揮功能。
圖11是表示PSTN(公共交換電話網)與IP網絡的H.323網關的一般連接結構的圖。在H.323網關(GW)中，進行原樣地利用模擬電話中的電信號的信號協議與在已存在的IP網絡上利用的H.323之間的協議變換。H.323網關的基本步驟如下。
1.H.323GW接收表示拿下了聽話器的摘機信號。
2.如果輸入了電話號碼，則通過H.323GW對其進行分析，在與該電話號碼所對應的對方的H.323GW之間，進行H.255.0Q.931呼叫設置。
3.設置H.245邏輯信道。
4.在UDP會話(session)中，轉送RTP(Real-time Protocol)聲音信號。
即，H.323GW接收模擬電話發出的信號，在H.323協議中展開，確立用於與對方的H.323網關交換聲音數據的UDP/IP會話，開始聲音數據的交換(通話)。另外，在用於確立交換聲音數據的UDP/IP會話的控制下，確立TCP/IP會話，由此交換上述的Q.931和H.245。在此，H.323網關結果也將模擬電話那樣的非假想線路的面向線路連接的終端中繼到IP網絡那樣的無線路連接的通信方式。
另外，在專利文獻1中，提出了進行H.323與SIP的協議變換的網關。該專利文獻1的網關具有用於存儲至少與一個SIP引擎對應的H.323假名(alias)的SIP引擎假名表，該網關在至少一個H.323客戶終端點和至少一個SIP引擎之間實施信號變換。
另外，近年來，在利用作為原來為了IP電話而開發的協議的SIP等IP網絡中的呼叫控制協議，特別提供IP網絡中的載波等的IP-WAN服務中，實現呼叫控制和呼叫管理的網絡很有前途。進而，實現呼叫控制和呼叫管理還能夠實現每個呼叫的服務質量管理或網絡資源的確保等QoS。在作為網際網路的基礎(infra)而在世界上最為普及的IP網絡中，進入了面向線路連接的時代。另外，還有作為其候選已經被利用並普及的MPLS(Multi-Protocol Label Switching)。
專利文獻1特開2001-358778號公報。
但是，如從以前的歷史也可以知道的那樣，WAN世界的發展與LAN世界的發展是不同的。首先，基本地，WAN的頻帶窄，昂貴，LAN的頻帶寬，廉價。
因此，在LAN中，並不需要嚴密的頻帶控制。當然，如果可以廉價地得到能夠這樣實現的系統，則也有可能普及。而另一方面，如果開發需要這樣的系統的商業上的有影響力的應用程式，則即使有些昂貴也十分有可能普及。但是，如果不是這樣，則LAN有可能選擇頻帶寬並且廉價的系統。
另一方面，即使對WAN進行呼叫控制而通過IP網絡提供QoS，與其連接的用戶終端也很有可能產生與現在一樣的問題。這是因為即使在進入WAN時需要呼叫控制，但佔通信的大半的LAN內的通信也會利用已存在的方式。
因此，需要一種上述那樣的網關裝置，即對已存在的IP通信與呼叫控制IP網絡進行中繼的變換裝置。該網關裝置與現有的網關裝置有很大不同的地方是應該適用該網關裝置的關注點只不過是IP網絡與IP網絡的連接點，如果除了安全性等的問題，則原樣地進行連接也能夠進行通信。作為現有技術的上述的ATM路由器和H.323網關等如果沒有這些網關，則完全不可能進行通信。即，以前的網關需要一種地位完全不同的網關功能/裝置。
以前並不存在這樣的地位的裝置，即能夠一邊依照對應的呼叫控制的正規步驟，一邊將已存在的IP通信協議中繼到呼叫控制IP網絡的功能和裝置。
另外，在現在的網際網路連接服務中有很多利用的訪問路由器將已存在的IP網絡之間(LAN和WAN)連接起來，因此可以認為與上述一樣，但WAN側的IP網絡只不過是「已存在」的IP網絡，不進行呼叫控制/呼叫管理。即，本發明那樣的網關的功能或裝置定位於現有的網關和訪問路由器的中間。
發明內容
本發明就是鑑於以上問題而提出的，其目的在於提供一種能夠有效地將已存在的IP通信適用於呼叫控制網絡中，同時確實地管理作為呼叫控制對象的呼叫控制網絡的通信網絡中的IP分組中繼方法和網關裝置。
為了解決上述問題而達到目的，本發明是一種通信網絡中的IP分組中繼方法，該通信網絡具備收容IP終端的不以呼叫控制功能為前提的多個第一IP網絡；位於上述多個第一IP網絡之間，具有呼叫控制/呼叫管理功能的第二IP網絡；將上述第一IP網絡和第二IP網絡聯結起來的網關裝置，其特徵在於上述網關裝置取得第一IP網絡發出的通信要求分組或最初發送的數據分組，通過對其進行分析，而在上述第二IP網絡內確立需要的呼叫，使IP分組通過上述第二IP網絡內。
本發明將定位於以前所一般認識的網關裝置與訪問路由器的中間的網關裝置配置在已存在的IP網絡與呼叫控制網絡的連接點，該網關裝置對作為IP通信中的最一般的轉送協議的TCP和UDP等的通過進行監視並在內部進行積蓄，在通過呼叫控制步驟確立了必要的呼叫後轉送分組，因此在將已存在的IP通信適用於呼叫控制網絡時，能夠確實地管理作為呼叫控制對象的呼叫控制網絡。
圖1是表示本發明的最基本的網絡結構的圖。
圖2是表示網關裝置的內部結構例子的圖。
圖3是表示TCP通信收容時序例子的圖。
圖4是表示將TCP分組展開為INVITE消息(message)的例子的圖。
圖5是表示TCP通信收容時序的其他例子的圖。
圖6是表示UDP通信收容時序例子的圖。
圖7是表示伴隨著QoS的用於已存在的IP通信收容的網關裝置的內部結構的圖。
圖8是表示伴隨著QoS伺服器的收容已存在IP通信的呼叫控制網絡結構的圖。
圖9是表示將RTSP的數據會話適用於呼叫控制網絡的適用步驟的圖。
圖10是表示ATM-LAN與WAN的一般連接結構的圖。
圖11是表示PSTN與IP網絡的基於H.323網關的一般連接結構的圖。
符號說明11、12網關裝置(GW裝置)，20LAN埠，21WAN埠，22過濾(filtering)功能部件，23路由選擇(routing)功能部件，24TCP/UDP功能部件，25應用程式功能部件，26SIP適配功能部件，27QoS表，101、102用戶網絡，201核心網絡(呼叫控制網絡)，301、302、303核心網絡節點，401代理伺服器，501QoS伺服器，901、902IP終端。
具體實施例方式
以下，根據附圖，詳細說明本發明的通信網絡的IP分組中繼方法和網關裝置的實施例。另外，並不通過該實施例限定本發明。
實施例1在實施例1中，以今後作為IP網絡的呼叫控制協議而廣泛適用的可能性高的SIP(Session Initiation Protocol)為例子進行說明。圖1表示適用實施例1的基本網絡結構。在圖1的網絡結構中，通過IP路由器實現安裝了本發明的功能的網關裝置(以下稱為GW裝置)11、12。當然，也可以由層(layer)2的橋構成本GW裝置。
在圖1中，用戶網絡101、102是已存在的IP網絡，並不伴隨著呼叫控制。核心網絡201是伴隨著呼叫控制/呼叫管理的網絡，包含核心網絡節點301、302、303。SIP伺服器401與核心網絡201連接，作為基本功能而安裝了SIP代理伺服器。901、902是位於用戶網絡101上的已存在的IP終端或伺服器，能夠成為telnet、ftp或tftp等的客戶端和伺服器。
圖2是表示GW裝置11、12的內部功能結構例子的圖。在圖2所示的GW裝置的情況下，具備2個LAN埠20、1個WAN埠21、過濾功能部件22、路由選擇功能部件23、TCP/UDP功能部件24、應用程式功能部件25、SIP適配功能部件(SIP-Adaptation)26。在圖1中，除了經由SIP適配功能部件26的以外，箭頭都是雙方向的。
LAN埠20是用於與LAN連接的埠，在該圖的情況下，MAC(Media Access Control)層包含在其中。WAN埠21是用於與WAN連接的埠，在該圖的情況下，MAC(Media Access Control)層包含在其中。
過濾功能部件22檢測出用於該GW的特有處理的作為起始的IP分組(UDP的最初的分組、或TCP-SYN、TCP-SYN-ACK分組等)，基於該檢測，將分組分配到路由選擇功能部件23和SIP適配功能部件26的任意一個。
路由選擇功能部件23是用於對IP分組進行路由選擇的功能模塊，根據各分組的發送目的地IP位址檢索路由選擇表，依照其結果將分組轉送到適當的埠、或GW內的上位功能模塊。一般，LINUX等OS(作業系統)發揮該功能。
TCP/UDP功能部件24是傳輸層的功能模塊，並不具有特別的功能，而最多只具有一般的功能。它也基本上作為OS的功能而被安裝。應用程式功能部件25是用於遠程地管理作為網絡設備的該GW裝置的應用程式功能模塊，特別地，在該情況下，也包含伺服器功能(telnet伺服器等)。
SIP適配功能部件26接收TCP-SYN分組等並展開到SIP消息分組，是安裝了與開始SIP步驟等的SIP步驟有關的GW功能的功能模塊。
在本GW裝置中，如下這樣處理以下的(a)～(e)所示的分組。
(a)TCP-SYN、TCP-SYN-ACK分組(b)UDP分組(c)SIP消息分組(d)發向GW裝置的分組(e)其他的分組上述分組中的(a)和(c)的分組全部、以及(b)的一部分分組(會話的最初的分組)通過過濾功能部件22被分配給SIP適配功能部件26。另外，(d)和(e)的分組通過過濾功能部件22被轉送到路由選擇功能部件23，如果是發送到該GW裝置所具有的IP位址，則還轉送到TCP/UDP功能部件24、應用程式功能部件25。如果不是發送到該GW裝置，則通過路由選擇功能部件23向適當的發送目的地(埠)發送。另外，在圖1中，GW裝置11、12以外的結構要素(網絡節點等)都是一般的結構，因此不需要本發明特有的功能和結構。
依照圖3，說明在圖1所示的結構中，根據來自終端901的要求開始TCP會話的情況下的動作。圖3表示執行TCP會話的情況下的與網絡的各構成要素有關的消息時序。
首先，由IP終端901發出作為TCP會話確立要求的TCP-SYN分組。在該情況下，TCP-SYN分組的發送目的地是作為TCP伺服器的IP終端902。
GW裝置11取得TCP-SYN分組。由於所輸入的分組是TCP-SYN，所以GW裝置11的過濾功能部件22將輸入的TCP-SYN分組轉送到SIP適配功能部件26。SIP適配功能部件26對TCP-SYN分組的地址和埠編號進行分析，生成作為與之對應的呼叫連接要求分組的SIP INVITE分組，並將生成的SIP INVITE分組(INVITE消息)轉送到SIP代理伺服器401。另外，TCP-SYN分組可以是組合在INVITE消息中的方式、在生成INVITE消息後原樣地轉送的方式。在實施例1的情況下，表示了組合在INVITE消息中的方式。另外，該INVITE消息的發送方是IP終端901，最終的發送目的地是IP終端902。這是因為在TCP-SYN分組到來的階段，沒有GW裝置11知道發送目的地的GW裝置12的地址的手段。為了保持對稱性，理想的是發送方也是IP終端901。
圖4示例了將TCP-SYN分組展開到INVITE消息內的情況。在該情況下，通過多個編碼方式將TCP分組嵌入到能夠存儲SIP的各種數據的主體(body)區域中。一個是SDP(Session DescriptionProtocolIETF RFC2327)，另一個是TCP的原始的分組數據。在圖4中，規定了x-raw-ip-packet那樣的MIME格式並進行展開。在該例子中，為用文本對每4位元組記述16進位數的方式。為「4500 0030......」，它表示了原樣地展開IP分組的情況。在TCP中，有若干個在生成時必須嵌入序列號、校驗、其他分組的欄位，但由於對TCP自身產生幹擾並不是目的，所以最簡單的是對每個IP分組進行映射(mapping)。
SIP代理伺服器401如果從GW裝置11接收到INVITE消息，則將該INVITE消息轉送到作為發送目的地的TCP伺服器的IP終端902。這時，SIP代理伺服器401將100Trying等準備應答消息返回到GW裝置11。
GW裝置12如果接收到INVITE消息，則向SIP代理伺服器401返100Trying等準備應答消息，同時再次從INVITE消息中抽出TCP-SYN分組，並將抽出的TCP-SYN分組轉送到IP終端(TCP伺服器)902。這樣，作為SIP步驟，在GW裝置11、12之間結束，在IP終端看不見。另外，在GW裝置12中，由SIP適配功能部件26處理INVITE消息。原樣地按照IP幀將TCP-SYN分組展開到INVITE消息內，因此在SIP適配功能部件26中，從INVITE消息中抽出TCP-SYN分組，從SIP適配功能部件26將抽出的TCP-SYN分組轉送到路由選擇功能部件23，通過路由選擇功能部件23中的路由選擇處理，TCP-SYN分組結果到達IP終端902。
IP終端902如果接收到TCP-SYN分組，則如果該伺服器埠監控進程(server daemon)已經啟動則受理請求，然後將作為TCP會話確立應答分組的TCP-SYN-ACK分組分組返回到IP終端901。
在GW裝置12中，與上述一樣，取得TCP-SYN-ACK分組，將該TCP-SYN-ACK分組展開到作為之前的INVITE消息的受理應答的呼叫連接應答分組(200OK消息)的內部，並發送到SIP代理伺服器401。在SIP代理伺服器401中，如果沒有特別的問題，則將包含該INVITE消息的200OK消息轉送到GW裝置11。
在GW裝置11中，如果接收到200OK消息，則與上述的GW裝置12一樣，從200OK消息中抽出TCP-SYN-ACK分組，將抽出的TCP-SYN-ACK分組轉送到IP終端901，同時將SIP-ACK消息發送到SIP代理伺服器401。在該時刻，在IP終端901、902之間確立TCP會話，在SIP協議水平上也確立會話。由GW裝置12經由SIP代理伺服器401接收SIP-ACK消息。這樣，完成還包含ACK的基於SIP的會話確立步驟。但是，SIP步驟上的發送方(From頭)和發送目的地(To頭)分別只不過是IP終端901和IP終端902的地址。
IP終端901如果接收到TCP-SYN-ACK分組，則將TCP-ACK分組發送到IP終端902。並不在GW裝置中進行特別地取得，而是原樣地在核心網絡201內轉送該TCP-ACK分組、其後發送的數據分組。即，在GW裝置11、12中，將這些分組全部從過濾功能部件22轉送到路由選擇功能部件23，GW裝置11、12通過路由選擇功能部件23的路由選擇處理而產生通常的路由器的作用。這樣，在發送TCP-ACK分組以後，在IP終端901、902之間進行確立了的TCP會話的通信。
在通信結束而切斷TCP會話時，從IP終端901、902分別向對方IP終端發出作為TCP會話結束分組的TCP-FIN分組。接收到TCP-FIN分組的IP終端901、902將TCP-ACK消息返回對方IP終端。在該情況下，作為INVITE消息的起點的GW裝置11檢測出從IP終端901、902發送的TCP-FIN分組，在檢測出從IP終端901、902發送的2個TCP-FIN分組的時刻，生成作為呼叫切斷要求分組的BYE請求，並發送到SIP代理伺服器401。在GW裝置11中，由SIP適配功能部件26檢測出TCP-FIN分組並發出BYE請求。另外，在該情況下，並不展開到作為呼叫切斷要求分組的BYE請求內，而是原樣地中繼TCP-FIN分組和TCP-ACK分組，由此簡化步驟。
如果接收到BYE請求，則SIP代理伺服器401將該BYE請求轉送到GW裝置12。在GW裝置12中，針對BYE請求，將200OK應答消息經由SIP代理伺服器401轉送到GW裝置11。這樣，結束一連串的與會話有關的步驟。
在本實施例1中，分別將TCP-SYN分組和TCP-SYN-ACK分組展開到INVITE消息和200OK消息內而作為發送用，由此取得SIP中的會話確立與TCP中的會話確立的同步，在TCP的數據開始傳輸時，會沒有錯誤地確立SIP中的會話。該方式在核心網絡內伴隨著QoS設置的情況下特別有效。這是因為對最初的數據也確實地實施QoS處理。
另外，在根據TCP-RST分組切斷TCP會話的情況下，發出了TCP-RST分組的IP終端側的GW裝置取得TCP-RST分組，原樣地轉送該TCP-RST分組，同時生成呼叫切斷要求分組並發出，由此也可以在中斷TCP會話的同時，也切斷第二IP網絡中的呼叫連接。
這樣，根據實施例1，在將TCP的會話控制分組展開到呼叫連接要求/應答分組內部的同時在IP終端之間轉送，在IP終端之間確立TCP會話的同時，也確立呼叫控制網絡中的呼叫，因此能夠在呼叫控制網絡中中繼已存在的IP通信的TCP會話。
實施例2接著，依照圖5，說明本發明的實施例2。在該實施例2中，在GW裝置11、12中，以原樣地轉送全部TCP分組為基礎，在入口側的GW裝置11中，取得來自GW裝置12的TCP-SYN-ACK分組，在取得了與SIP的200OK消息的同步後，將TCP-SYN-ACK分組轉送到IP終端901。
如果由IP終端901發出了作為TCP會話確立要求的TCP-SYN分組，則GW裝置11取得該TCP-SYN分組。然後，GW裝置11原樣地轉送該TCP-SYN分組。與此同時，GW裝置12生成作為呼叫連接要求分組的SIP INVITE分組，將生成的SIP INVITE分組(INVITE消息)轉送到SIP代理伺服器401。SIP代理伺服器401如果從GW裝置11接收到INVITE消息，則將該INVITE消息轉送到與發送目的地的IP終端對應的GW裝置12。這時，SIP代理伺服器401向GW裝置11返回100Trying等準備應答消息。
在GW裝置12中，也取得TCP-SYN分組，但原樣地將該TCP-SYN分組發送到IP終端902。另外，GW裝置12如果接收到INVITE消息，則向SIP代理伺服器401返100Tryung等準備應答消息。
IP終端902如果接收到TCP-SYN分組，則如果對應的伺服器監控進程已經啟動則受理請求，然後向IP終端901返回TCP-SYN-ACK分組。GW裝置12取得該TCP-SYN-ACK分組，原樣地轉送該TCP-SYN-ACK分組，同時向SIP代理伺服器401發送作為呼叫連接應答分組的200OK消息。在SIP代理伺服器401中，如果沒有特別問題，則向GW裝置11轉送該200OK消息。
在GW裝置11中，如果接收到TCP-SYN-ACK分組和200OK消息，則取得它們，在取得這2個信號的同步後，向IP終端901轉送TCP-SYN-ACK分組。IP終端901如果接收到TCP-SYN-ACK分組，則將TCP-ACK分組發送到IP終端902。這樣，在發送TCP-ACK分組以後，在IP終端901、902之間進行確立了的TCP會話的通信。
這樣，在實施例2中，能夠一邊分別獨立地轉送呼叫控制網絡的呼叫控制分組和TCP會話確立分組，一邊以發送方的GW裝置11為主體取得這些要求/應答的同步，同時地確立與TCP會話的呼叫連接。
實施例3接著，依照圖6，說明本發明的實施例3。在該實施例3中，說明收容UDP通信的實現例子。圖6表示在圖1所示的結構中，執行UDP會話的情況下的與網絡的各構成要素有關的消息時序。
首先，GW裝置11的過濾功能部件22檢測從IP終端901發送的UDP的最初的分組。過濾功能部件22與該檢測同時地將UDP分組複製轉送到圖2的路由選擇功能部件23和SIP適配功能部件26。轉送到路由選擇功能部件23的分組原樣地經由WAN埠21被轉送到WAN內。為了抽出用於生成INVITE消息的會話信息，而利用轉送到SIP適配功能部件26的分組。經由SIP代理伺服器401，將生成的INVITE消息發送到GW裝置12。
在圖6中，用□(四方形)表示的部分表示在過濾功能部件22中，假定定義了在過濾處理中利用的過濾表的情況。即，由於對該會話確認了UDP的最初的分組，所以然後，不將與之相同的會話的數據分組轉送到SIP適配功能部件26。假定定義是指會話自身還沒有完全在SIP步驟上被接受，換一種說法就是在呼叫控制網絡的會話管理上還沒有被接受。
即，在過濾功能部件22中，具有存儲了現在確立了的UDP會話列表的過濾表，在接收到UDP分組的情況下，參照UDP會話列表，在沒有命中(hit)的情況下，認為是新的會話，將該UDP分組轉送到SIP適配功能部件26，生成呼叫連接要求分組並發出，同時將該分組轉送到路由選擇功能部件23，原樣地轉送到呼叫控制網絡內部。另一方面，在接收到的UDP分組在UDP會話列表中命中了的情況下，不將該分組轉送到SIP適配功能部件26，而是只轉送到路由選擇功能部件23，而原樣地轉送到呼叫控制網絡內部。
SIP步驟基本上與TCP的情況一樣。其中，不進行將與TCP-SYN分組和TCP-SYN-ACK分組相當的分組展開到INVITE消息中或抽出的處理。在GW裝置11和GW裝置12之間，只實施通常的SIP步驟。
即，SIP代理伺服器401如果從GW裝置11接收到INVITE消息，則將該INVITE消息轉送到與發送目的地IP終端對應的GW裝置12。這時，SIP代理伺服器401向GW裝置11返回100Trying。GW裝置12如果接收到INVITE消息，則向SIP代理伺服器401發送100Trying和作為呼叫連接應答分組的200OK消息。在SIP代理伺服器401中，如果沒有特別問題，則將該200OK消息轉送到GW裝置11。
另外，在這樣的SIP步驟實施中，順序地發送UDP分組。通過核心網絡201的通常的路由選擇，將它們轉送到作為目的地的IP終端902。
在圖6中，用○(橢圓)表示的是將向過濾功能部件22的過濾表的登錄從假定轉移到正式的情況。通過SIP步驟順利地在呼叫控制網絡的管理上也識別出該UDP會話。
然後，如果不再利用該UDP會話，則由於沒有明確地切斷會話的裝置，所以通過老化(aging)功能切斷呼叫連接並釋放資源。即，在規定時間內在呼叫中沒有分組的情況下，切斷呼叫連接並釋放資源。老化處理由作為SIP步驟的起點的GW裝置11進行，與超時同時地發出BYE請求，並切斷該會話。
在圖6中的△(三角形)的定時，即接收到來自GW裝置12的200OK消息的時刻，刪除向過濾表的登錄。由於UDP自身不伴隨著控制分組，所以為這樣的步驟。
這樣，在實施例3中，在通過呼叫控制步驟在呼叫控制網絡中設置了線路連接的階段中，並不關注所傳輸的UDP分組。由此，網絡節點裝置的可實現性極大。UDP通信自身在最初的UDP分組以後與呼叫連接的確立無關地進行，但在與之不直接同步的形式中，通過儘早，即在新的UDP會話的最初的階段中確立呼叫控制網絡的呼叫連接，而簡單地實現向UDP通信的適用。
實施例4接著，依照圖7、圖8，說明本發明的實施例4。在本實施例4中，說明執行伴隨著資源確保的呼叫連接功能的情況下的步驟。圖7表示伴隨著最基本的QoS控制的情況下的GW裝置的內部結構。在圖7中，向圖2所示的結構中追加了QoS表27。QoS表27定義了以從IP終端發出的TCP、UDP等個別的IP通信會話為特徵的會話信息(協議編號、IP位址、與協議對應的埠編號、TOS(服務類型)值等)、與作為在該會話通過呼叫控制網絡中時希望在呼叫控制網絡上確保的資源信息的QoS信息(峰值速率、平均速率、短脈衝大小、延遲水平等)的對應關係。
在執行伴隨著資源確保的呼叫連接功能的情況下，SIP適配功能部件26在生成INVITE請求消息時，用一度成為起點的分組的會話信息，檢索該QoS表27，·在命中的情況下，將記載在QoS表27中的對應的QoS信息展開到INVITE消息內，·在不命中的情況下，不產生QoS信息，或作為不實質要求資源的QoS信息展開到INVITE消息內。
即，如果接收到TCP的TCP-SYN分組或UDP的最初的分組，則SIP適配功能部件26用從該分組抽出的會話信息檢索QoS表27，在命中的情況下，發出包含對應的資源信息和該分組的INVITE請求消息，在表檢索沒有命中的情況下，看作是不伴隨資源確保的會話而進行呼叫連接，由此，也能夠將QoS適用於難以與QoS對應的已存在的IP通信會話，而進行保證一定質量的通信。
在SIP的情況下，有將QoS信息展開到SDP中的方法等。作為能夠展開的QoS信息，例如有如下這樣的信息。
1.b參數表示頻帶寬度2.Audio/Video RTP曲線(IETF RFC3551)RTP曲線能夠基本上將其中所述的內容與頻帶寬度等大致固定連接起來。通過準備將曲線與網絡的資源信息連接起來的表來進行檢索，也能夠進行對應。在圖4所示的INVITE消息中，指定為b＝0，但通過將其例如設置為b＝2000等，能夠作為要求頻帶的INVITE消息。另外，在SDP的情況下，今後也能夠進行擴展而可以記述各種參數。
接著，說明QoS的設置步驟。圖8表示了在SIP伺服器401以外，在圖1所示的網絡上構成QoS伺服器501的例子。在SIP伺服器401和QoS伺服器501之間規定了接口，例如可以適用SIP-CGI(IETFRFC3050)等接口。QoS伺服器501能夠全面掌握作為控制對象的呼叫控制網絡的核心網絡201中的IP路由信息，全面掌握各路徑上的資源的狀況，進而作為其結果，具有促使各節點301～303進行用於確保資源的設置變更的功能。
另外，作為其他系統形式，可以考慮分別設置多個SIP伺服器401和QoS伺服器501，在核心網絡201內，預先設置各伺服器401、501的呼叫控制負責範圍。在該情況下，指定各伺服器401、501的呼叫控制負責的網絡節點。在這樣的情況下，也要求在各QoS伺服器501中具有查詢現在新的能夠利用的資源信息，判斷是否能夠接受的功能。即，各QoS伺服器501必須判斷進行了要求的會話通過哪個路徑，需要哪個節點的哪個埠的資源。在圖8的情況下，QoS伺服器501在核心網絡201內只有一個，因此必須由這一個QoS伺服器501針對3個核心網絡節點301～303，判斷進行了要求的會話通過哪個路徑，需要哪個節點的哪個埠的資源。在圖3所示那樣的TCP會話中，在伴隨著QoS要求的情況下，由QoS伺服器501管理這些網絡的路由選擇表和各節點全部的埠的資源信息。
這樣，在具有多個QoS伺服器501的情況下，各QoS伺服器501向呼叫控制負責範圍的節點，要求判斷可否接受伴隨著各自的呼叫控制負責範圍內的資源的呼叫控制以及進行用於確保實際的資源的設置變更。具體地說，在多個QoS伺服器501之間順序地轉送作為呼叫連接要求分組的SIP INVITE分組時，各QoS伺服器501判斷可否接受伴隨著資源確保的呼叫連接要求，如果能夠接受，則轉送到下一個QoS伺服器501，如果不能，則在中途作為錯誤進行應答，由此判斷可否接受進行了要求的呼叫連接。
接著，說明不使這些信息管理集中在QoS伺服器501中的2個方法。
在收容TCP的情況下，如圖6所示那樣，採取不將TCP-SYN或TCP-SYN-ACK分組等TCP分組展開到INVITE消息中的方式。在各網絡節點301～303中，在核心網絡內傳輸這些TCP-SYN或TCP-SYN-ACK分組等TCP分組時，檢測它們的通過，基於該檢測，與上述TCP分組的通過並行地，向QoS伺服器501通知用於使QoS伺服器501判斷呼叫的路徑的信息(該節點的識別信息和上述TCP分組所通過了的埠的埠編號)、與該埠的資源的空狀況有關的信息。在QoS伺服器501中，根據從各網絡節點301～303接收到的節點的識別信息和埠編號，掌握呼叫的路徑，進而根據從各網絡節點301～303接收到的與資源的空狀況有關的信息，能夠掌握上述路徑上的資源的狀況。在QoS伺服器501中，對所掌握的與路徑上的各節點的資源的空狀況有關的信息和SIP INVITE分組內的資源值進行比較，判斷可否接受呼叫。
在收容UDP的情況下，如果該呼叫控制網絡的入口的GW裝置檢測出最初的UDP分組，則該GW裝置生成IP頭和UDP頭相同而大小為0、或專用的規定的數據模式的分組，將該生成的獨特的數據模式的UDP分組與通常的最初的UDP分組一起同時轉送。在核心網絡201的各節點301～303中，檢測出該獨特的UDP分組，基於該檢測，與獨特的UDP分組的傳輸同時地，向QoS伺服器501通知用於使QoS伺服器501判斷呼叫的路徑的信息(該節點的識別信息和獨特的UDP分組所通過了的埠的埠編號)、與該埠的資源的空狀況有關的信息。由此，在QoS伺服器501中，與上述一樣，能夠掌握呼叫的路徑和路徑上的各節點的資源的空狀況。在QoS伺服器501中，與上述同樣地對與路徑上的各節點的資源的空狀況有關的信息和SIP INVITE分組內的資源值進行比較，判斷可否接受呼叫。另外，在出口側的GW裝置中，廢棄該獨特的UDP分組。
接著，說明經由作為呼叫控制網絡的核心網絡201在已存在的IP終端之間，執行確立控制會話並在其中確立其他會話，即進行交涉(negotiation)的協議的情況。在這樣的協議中，通過TCP首先啟動控制會話，在其中交涉(negotiation)會話的信息和QoS信息等，與控制會話不同地確立另外的TCP或UDP的會話，進行數據轉送。在這樣的協議中，有上述的SIP、RTSP、H.323、ftp。其中，在ftp的情況下，由於數據轉送會話也是TCP，所以容易成為呼叫控制對象。
使用圖9，說明RTSP的情況。圖9表示在圖1所示那樣的基本網絡結構中，將RTSP的數據轉送會話作為呼叫控制對象而識別的步驟。
在IP終端901確立用於RTSP的TCP會話時，在GW裝置11中，在進行通常的TCP會話適用步驟的同時，識別其是RTSP會話的情況。
GW裝置11對在RTSP會話上交換RTSP控制數據的情況進行分析。特別地由於在與DESCRIBE消息對應的200OK消息中記述了媒體會話的信息的全部，所以在此能夠收集大致全部的信息。在該例子中，表示了設置為trackID＝1、track＝2地發出2次與會話確立指令相當的SETUP消息，媒體會話為2個。因此，在該情況下，與2個SETUP消息同步地生成呼叫控制網絡中的呼叫控制請求，在此為SIPINVITE消息。另外，在與DESCRIBE消息對應的200OK應答消息中記述了全部的trackID與會話的埠編號和QoS信息的對應關係。
在確立了媒體會話後，通過PLAY消息而實際開始傳輸媒體數據。在該情況下，最理想的是直到SIP中的會話確立結束為止，在GW裝置11中保持PLAY消息。上述各協議全部能夠通過上述那樣的方式取得數據會話的信息。在H.323、或終端直接發送SIP消息的情況下，也能夠通過同樣的步驟進行對應。
這樣，在經由呼叫控制網絡在已存在的IP終端之間實施確立SIP、RTSP、H.323、ftp等的控制會話並在其中確立其他的會話，即進行交涉的協議時，在入口側的GW裝置中，在取得該交涉分組並進行中繼的同時，對交涉分組中進行分析，抽出由這些協議在今後利用的會話信息，在發出與在每個協議中規定的會話確立指令相當的信息的同時，在該呼叫控制網絡上，還確立用於傳輸這些會話的呼叫。
接著，說明ftp的情況。在ftp中，由於數據轉送會話也是TCP，所以不需要特別考慮呼叫控制開始的起始。但是，在伴隨著QoS設置的情況下，例如必須適用以下這樣的步驟。
在ftp的控制會話啟動的時刻，針對其間的數據轉送會話，能夠確定應該適用的QoS信息。即，在圖7所示的QoS表27中，進行數據登錄使得能夠從ftp的控制會話信息(發送接收IP位址和發送目的地埠編號「20」)中檢索所要求的QoS信息。這時，如果是可能(possible)模式，則在ftp控制下分析交換的內容，取得發送目的地的埠編號，如果不是可能模式，則將發送目的地埠編號識別為「20」。另外，GW裝置11如果取得了與上述條件一致的TCP-SYN分組，將用發送接收IP位址、發送目的地埠編號「20」進行檢索得到的QoS信息展開到INVITE消息內，實施伴隨著QoS的會話確立。
由此，特別是在埠編號不確定的可能模式下，也能夠作為ftp數據會話而取得，能夠在核心網絡內確保伴隨著理想的QoS的會話路徑。
另外，在通過確立了控制會話後的交涉所確立的會話分析了其記述的結果而要求網絡資源確保時，或者根據一定的規定計算出傳輸該會話的應用程式數據量的特性的情況(RTP Profile(RFC3551)等)下，在入口的GW裝置中，與其內容一致地進行分析，在發出了確立該會話的要求的情況下，一邊同時進行網絡資源的確保，一邊確立呼叫控制網絡的呼叫。
另外，在IP終端直接發出作為呼叫連接要求分組的SIP INVITE分組的情況下，在GW裝置中，只要SIP INVITE分組的要求內容自身沒有問題，就使其直接通過，也能夠使呼叫連接控制對應來自GW裝置外部的要求。
如上所述，本發明的通信網絡的IP分組中繼方法在具備IP(網際網路協議)網絡、以它為基礎的呼叫控制網絡、用於將它們連接起來的網關裝置的通信網絡中是有用的。
權利要求
1.一種通信網絡的IP分組中繼方法，該通信網絡具備收容IP終端的不以呼叫控制功能為前提的多個第一IP網絡；位於上述多個第一IP網絡之間，具有呼叫控制/呼叫管理功能的第二IP網絡；將上述第一IP網絡和第二IP網絡聯結起來的網關裝置，該IP分組中斷方法的特徵在於上述網關裝置取得第一IP網絡發出的通信要求分組或最初發送的數據分組，通過對其進行分析，而在上述第二IP網絡內確立需要的呼叫，使IP分組通過上述第二IP網絡內。
2.根據權利要求1所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於包括與收容發送方IP終端的第一IP網絡連接的發送方側網關裝置取得發送方IP終端發出的TCP會話確立要求分組，通過將該TCP會話確立要求分組對每個IP幀展開到呼叫連接要求分組內部，而生成與TCP會話確立要求分組對應的呼叫連接要求分組並發出的第一步驟；與收容發送目的地IP終端的第一IP網絡連接的發送目的地側網關裝置取出包含在接收到的呼叫連接要求分組內的TCP會話確立要求分組，並發送到發送目的地IP終端的第二步驟；上述發送目的地側網關裝置取得上述發送目的地IP終端發出的TCP會話確立應答分組，將該TCP會話確立應答分組對每個IP幀展開到呼叫連接應答分組內部，從而生成與TCP會話確立應答分組對應的呼叫連接應答分組並發出的第三步驟；發送方側網關裝置取出包含在接收到的呼叫連接應答分組內的TCP會話確立應答分組，並發送到發送方IP終端的第四步驟，其中在IP終端之間確立TCP會話的同時，也確立第二IP網絡中的呼叫。
3.根據權利要求2所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於在根據TCP會話結束分組切斷TCP會話的情況下，上述發送方側網關裝置根據檢測出從發送方IP終端和發送目的地IP終端發送的2個TCP會話結束分組的情況，生成並發出呼叫切斷要求分組，由此在結束TCP會話的同時，也切斷第二IP網絡中的呼叫。
4.根據權利要求2所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於在根據TCP-RST分組切斷TCP會話的情況下，發出了TCP-RST分組的IP終端側的GW裝置取得上述TCP-RST分組，原樣地轉送該TCP-RST分組，同時生成呼叫切斷要求分組並發出，由此在中斷TCP會話的同時，也切斷第二IP網絡中的呼叫連接。
5.根據權利要求1所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於包括與收容發送方IP終端的第一IP網絡連接的發送方側網關裝置取得發送方IP終端發出的TCP會話確立要求分組，在原樣地轉送該TCP會話確立要求分組的同時，生成呼叫連接要求分組並發出的第一步驟；與收容發送目的地IP終端的第一IP網絡連接的發送目的地側網關裝置將接收到的上述TCP會話確立要求分組原樣地發送到發送目的地IP終端，同時原樣地轉送接收到的上述發送目的地IP終端發出的TCP會話確立應答分組，如果接收到呼叫連接要求分組，則向發送方IP終端回信呼叫連接應答分組的第二步驟；上述發送目的地側網關裝置取得上述TCP會話確立應答分組和上述呼叫連接應答分組，在取得了它們的同步後，將TCP會話確立應答分組轉送到發送方IP終端的第三步驟，其中同時確立TCP會話和呼叫連接。
6.根據權利要求1所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於與收容發送方IP終端的第一IP網絡連接的發送方側網關裝置只在接收到來自發送方IP終端的新的UDP會話中的最初的UDP分組時，生成呼叫連接要求分組並發出，同時原樣地轉送接收到的各UDP分組，與收容發送目的地IP終端的第一IP網絡連接的發送目的地側網關裝置針對上述呼叫連接要求分組，回信呼叫連接應答分組，在新的UDP會話中的最初的階段中，確立第二IP網絡的呼叫連接。
7.根據權利要求6所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於上述發送方側網關裝置在檢測出在規定的時間內在呼叫中沒有傳輸分組的情況下，切斷呼叫連接並釋放資源。
8.根據權利要求1所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於在網關裝置中預先準備使從上述IP終端發出的以IP通信會話為特徵的會話信息、與在第二IP網絡中通過了對應的IP通信會話時希望在第二IP網絡上確保的資源信息對應起來的表，網關裝置如果接收到上述第一IP網絡發出的通信要求分組或最初發送的數據分組，則用從該分組中抽出的會話信息檢索上述表，在命中的情況下，發出包含對應的資源信息和該分組的呼叫連接要求分組。
9.根據權利要求8所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於在上述表檢索沒有命中的情況下，看作是不伴隨資源確保的會話，進行呼叫連接。
10.根據權利要求1所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於上述第二IP網絡具備QoS伺服器，該QoS伺服器掌握全部的作為控制對象的呼叫控制網絡的IP路徑信息和各路徑上的資源狀況，進而通過促使第二IP網絡的各節點進行用於資源確保的設置變更，而受理伴隨著資源的呼叫控制，判斷可否接受。
11.根據權利要求10所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於具備多個上述QoS伺服器，各QoS伺服器向呼叫控制負責範圍的節點要求進行各個呼叫控制負責範圍內的上述接受可否的判斷和用於進行實際的資源確保的設置變更。
12.根據權利要求11所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於使得在上述多個QoS伺服器之間順序地轉送呼叫連接要求分組，各QoS伺服器判斷可否接受伴隨著資源確保的呼叫連接要求，如果能夠接受，則轉送到下一個QoS伺服器，如果不能，則在中途作為錯誤進行應答，從而判斷可否接受有要求的呼叫連接。
13.根據權利要求10所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於第二IP網絡的各節點在第二IP網絡內傳輸TCP分組時，向QoS伺服器通知用於使QoS伺服器判斷呼叫路徑的信息和與各節點中的資源的空狀況有關的信息，QoS伺服器根據該通知的信息，判斷呼叫的路徑和該路徑上的各節點的資源的空狀況。
14.根據權利要求10所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於與收容發送方IP終端的第一IP網絡連接的發送方側網關裝置如果接收到最初的UDP分組，則生成在數據部分以外與檢測出的最初的UDP分組相同而大小為0、或具有規定的數據模式的數據部分的獨特的UDP分組，並與接收到的最初的UDP分組一起進行轉送，第二IP網絡的各節點在第二IP網絡內傳輸該獨特的UDP分組時，向QoS伺服器通知用於使QoS伺服器判斷呼叫的路徑的信息和與各節點中的資源的空狀況有關的信息，QoS伺服器根據該通知的信息，判斷呼叫的路徑和該路徑上的各節點的資源的空狀況。
15.根據權利要求1所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於在經由第二IP網絡在IP終端之間執行用於進行確立控制會話並在其中確立其他會話的交涉的協議的情況下，與收容發送方IP終端的第一IP網絡連接的發送方側網關裝置在取得上述交涉協議分組並進行中繼的同時，對交涉分組中進行分析，抽出由該交涉協議今後利用的會話信息，發出與在該交涉協議中規定的會話確立指令相當的信息，同時確立用於傳輸該會話的呼叫。
16.根據權利要求15所述的通信網絡的IP分組中繼方法，其特徵在於在通過確立控制會話後的交涉而確立的會話根據分析其記述的結果而要求網絡資源確保時，或者在根據一定的規定計算出傳輸該會話的應用程式數據量的特性的情況下，上述發送方側網關裝置還與其內容一致地進行分析，在發出用於確立該會話的要求的情況下，一邊同時進行網絡資源確保，一邊確立呼叫控制網絡中的呼叫。
17.一種網關裝置，將收容IP終端的不以呼叫控制功能為前提的多個第一IP網絡、位於上述多個第一IP網絡之間並具有作為通信線路連接的控制/管理功能的呼叫控制功能的第二IP網絡聯結起來，其特徵在於包括取得第一IP網絡發出的通信要求或最初發送的數據分組，通過對其進行分析，而在上述第二IP網絡內確立需要的呼叫，使IP分組通過上述第二IP網絡內的單元。
全文摘要
本發明具備收容IP終端的不以呼叫控制功能為前提的多個用戶網絡(101、102)；位於多個用戶網絡之間，具有呼叫控制/呼叫管理功能的核心網絡(呼叫控制網絡)(201)；將用戶網絡(101、102)與核心網絡(201)聯結起來的網關裝置(11、12)，網關裝置(11、12)取得用戶網絡(101、102)發出的通信要求分組或最初發送的數據分組，通過對其進行分析，而在核心網絡(201)內確立需要的呼叫，使IP分組通過核心網絡(201)內，在有效地將已存在的IP通信適用於呼叫控制網絡中的同時，確實地管理作為呼叫控制對象的呼叫控制網絡。
文檔編號H04L12/56GK101076980SQ200480044588
公開日2007年11月21日 申請日期2004年11月11日 優先權日2004年11月11日
發明者古谷信司, 橫谷哲也, 佐藤浩司, 鹿島和幸 申請人:三菱電機株式會社