JP6471244B2 - Ｓｄｎに支援されたシームレスなｒａｎアプリマイグレーション - Google Patents

Description

本発明は、一般的に、集中型無線アクセスネットワーク（centralized radio access network, ＣＲＡＮ）におけるＣＲＡＮプロセスマイグレーションを実行する方法に関する。前記ＣＲＡＮは、複数のリモート無線アクセスポイントと、ＲＡＮ機能の少なくとも一部を実行する複数の物理計算ホストを有する集中型処理センタとを備える。

また、本発明は、複数のリモート無線アクセスポイントと、ＲＡＮ機能の少なくとも一部を実行するように構成された複数の物理計算ホストを有する集中型処理センタとを備えた集中型無線アクセスネットワーク（ＣＲＡＮ）に関する。

今後の無線アクセスネットワーク（radio access network, ＲＡＮ）は、少なくとも部分的には、今日のＲＡＮよりも集中化しつつある。すなわち、無線アクセスポイントはＲＡＮプロトコルスタックの一部のみを実行する一方、主要な部分は集中的に実行される（図１参照）。これは、リモート無線アクセスポイントがＲＡＮ機能のレイヤ１−３の一部のみを実行する一方、残りの機能は中央プロセッサで実行されることを意味する。この中央プロセッサは、例えば非特許文献１あるいは２に記載されているように、クラウドコンピューティングプラットフォームの上で実行される仮想的なＢＳプールであってもよい。

集中型ＲＡＮ（ＣＲＡＮ）環境で考慮されるデータレートは、基礎となる機能の分割とパラメータのとり方に応じて大幅に変わり得る。１００個の基地局に対して、期待されるトラフィックは、非常に下位レイヤでの集中化の場合の数百Ｇｂｐｓから、ユーザ単位の集中化の場合の数十Ｇｂｐｓ、およびレイヤ２集中化の場合の数Ｇｂｐｓまでにわたり得る。レイテンシ要求は、下位レイヤ分割の場合の数百ミリ秒から、ユーザ単位の集中化およびレイヤ２集中化の場合の数ミリ秒までにわたることになる。

本発明の実施形態は、ＲＡＮアプリ（すなわち、個別のユーザ端末に対してすべての集中化されたＲＡＮ機能を実行するソフトウェアインスタンス）のマイグレーション（移行）を扱う。ＣＲＡＮの重要な提案の１つは、ユーザに対する処理（例えば符号化および復号）をデータセンタで行うことができるため、仮想化によって提供される規模の経済および作業負荷の統合の利益が得られることである。しかし、データセンタ処理のこれらの利点は、データセンタにおけるインスタンスが最適化アルゴリズムによる要求に応じて自由に移行され得る場合にのみ十分に活用することができる。ユーザ処理のマイグレーションを引き起こすする理由は、仮想化環境において例えばリソース利用率の改善、空き物理ホストの停止、あるいはネットワークトラフィックの低減のために行われる通常の動作であってよい。さらに、マイグレーションは、例えばＲＡＮアプリ機能を基地局のより近くに、またはサービスチェーンのより良好なネットワーク経路上に配置することによって、レイテンシやその他のサービス品質パラメータを改善するために必要となる場合もある。もう１つの理由として、復号機能における協働処理の機会を活用するために、同じセル内のユーザまたは物理的に相互に近いユーザに対するＲＡＮアプリをコロケートする（同じ場所に配置する）ことが挙げられる。

ＲＡＮ環境におけるタイミング制約は非常にきついので、このようなマイグレーションは高速に行われる必要がある。従来のＶＭ（仮想マシン）マイグレーション手法は、「ブレークビフォアメーク(break-before-make)」手法に基づいている。すなわち、旧インスタンスから新インスタンスへの実際の切替は通常、新たなインスタンスがバックグラウンドで準備される間に、旧インスタンスが短時間中断され、新インスタンスが起動され、必要な新しいルートのトラフィックがネットワークに通知されることを意味し、すなわち接続のない短いウィンドウ期間があることになる。これは従来の仮想化環境では十分高速に（すなわち、良好なネットワーク条件下では１秒弱の時間フレームで）行われることが可能であるが、１ミリ秒の時間フレームが適用されるＣＲＡＮの場合は十分高速とならない可能性がある。いずれにしてもこの遅延は、旧インスタンスと新インスタンスとの間のシグナリング遅延に関する下限を有する。

"C-RAN The Road Towards Green RAN", White Paper v2.5, Oct. 2011, CMCC P. Rost, C.J. Bernardos, A. De Domenico, M. Di Girolamo, M. Lalam, A. Maeder, D. Sabella, and D. Wubben, "Cloud technologies for flexible 5G radio access networks", IEEE Communications Magazine, vol. 52, no. 5, May 2014 C. Chen and J. Huang, "Suggestions on potential solutions to C-RAN by NGMN alliance," NGMN Alliance, Tech. Rep., January 2013

本発明の目的は、上記のような集中型無線アクセスネットワーク（ＣＲＡＮ）におけるＣＲＡＮプロセスマイグレーションを実行する方法および集中型無線アクセスネットワークにおいて、ＣＲＡＮプロセスマイグレーションがシームレスに実行可能となるような改良およびさらなる展開を行うことである。

本発明によれば、上記の目的は、以下のことを特徴とする上記のような方法によって達成される。すなわち、本方法は、
前記物理計算ホストのうちの第１の物理計算ホスト上でＣＲＡＮプロセスを実行し、前記物理計算ホストのうちの第２の物理計算ホスト上で前記ＣＲＡＮプロセスの新たなインスタンスを開始するステップと、
前記ＣＲＡＮプロセス宛のトラフィックを前記ＣＲＡＮプロセスの両方のインスタンスに二重化するステップと、
第１の時間間隔中に、前記第１および前記第２の物理計算ホスト上で並列にトラフィックを処理し、前記第２の物理計算ホストの出力を抑制するステップと、
前記第２の物理計算ホストが前記ＣＲＡＮプロセスに関して前記第１の物理計算ホストと同じ状態に達したとき、両方のインスタンスからの二重の出力を上位レイヤに転送するステップとを備える。

また、上記の目的は、以下のことを特徴とする上記のような集中型無線アクセスネットワークによって達成される。すなわち、本ネットワークはさらに、
ＣＲＡＮプロセスが前記物理計算ホストのうちの第１の物理計算ホスト上で実行されている間に、前記物理計算ホストのうちの第２の物理計算ホスト上で前記ＣＲＡＮプロセスの新たなインスタンスを開始し、前記ＣＲＡＮプロセス宛のトラフィックを前記ＣＲＡＮプロセスの両方のインスタンスに二重化することをトリガするように構成されたＣＲＡＮプロセススケジューラコンポーネントを備え、
前記第１および前記第２の物理計算ホストは、第１の時間間隔中に、受信したトラフィックを並列に処理し、前記第２の物理計算ホストの出力を抑制するとともに、前記第２の物理計算ホストが前記ＣＲＡＮプロセスに関して前記第１の物理計算ホストと同じ状態に達したとき、両方のインスタンスからの二重の出力を上位レイヤに転送するように構成される。

本発明によって認識されたこととして、特定のＣＲＡＮプロセスの第２のインスタンスを別の物理計算ホスト上で元のＣＲＡＮプロセスと並列に実行することによって、および、トラフィック二重化を利用することによって、ＣＲＡＮ処理のシームレスなマイグレーションを達成することができる。さらに、本発明は、第２のインスタンスがＣＲＡＮプロセスに関して元の第１のインスタンスと同じ状態に達するまでの間のウォームアップ期間とみなすことが可能な時間間隔を備えている。結果として、本発明によれば、短時間サービスを中断するのではなくシームレスにＲＡＮ処理マイグレーションを提供することが可能になるため、マイグレーションはエンドユーザ接続の視点から透過的になる。本発明は、短期記憶を有する機能、特に、それ自体が短い状態記憶を有する復号／符号化アプリケーションを移行するために最も好適に適用され得る。

また、本発明の実施形態は、ＳＤＮコントローラとネットワーキング要素との間のネットワークループと、ネットワーク要素自体での処理に対する制御の欠如とにより、ネットワーキング要素上でのＳＤＮルールのインストールおよび起動を正確な時刻に合わせることができないという問題を回避する。換言すれば、転送ルールがネットワーク要素上でいつアクティブになるかに対する完全な制御がないという実際の問題が回避される。

注意すべき点であるが、本発明の応用はＲＡＮ処理には限定されない。一般的に、当業者には理解されるように、本発明は類似の技術分野にも適用可能であり、特に接続エンドポイントがステートレスであるか、または短期記憶を有する場合や（ＣＲＡＮアプリケーションにおけるリモート無線アクセスポイント（remote access point, ＲＡＰ）など）、二重化された機能／アプリケーションの応答がウォームアップ期間後に同一となる場合に適用可能である。

好ましい実施形態によれば、ＣＲＡＮプロセスは必ずしも、仮想マシン（ＶＭ）の意味で完全なインスタンスを有していなくてもよく、より細かい粒度レベルであってもよい。例えば、ＣＲＡＮプロセスは、例えば個別のユーザの処理スレッドおよび／または機能、特にユーザ復号／符号化機能の形態で、専用のソフトウェアインスタンスを含んでもよい。一般的に、以下ではＣＲＡＮプロセスを略して「ＲＡＮアプリ」と呼ぶことがある。

好ましい実施形態によれば、ＣＲＡＮプロセスの新たなインスタンスは、開始された後、基本設定で初期化されてもよい。この基本設定は、例えば、チャネル特性の定義を含んでもよい。

好ましい実施形態によれば、第１の時間間隔が、使用されるＲＡＮプロトコル、フレーム継続時間および／またはＳＤＮルールインストール時間に基づいて規定されてもよいし、使用事例のドメイン（例えばＲＡＮアプリあるいは動画トランスコーディング）から導出されてもよい。実施形態によれば、時間間隔の長さは、利用可能なドメイン固有の情報を利用してそれぞれのＲＡＮアプリ自体によって設定されてもよい。別法として、両方のインスタンスの出力が別のエンティティ経由でルーティングされ、このエンティティがパケットの対応するペアを識別し、生成された出力が実際に同一であることを確認することができるようになっていてもよい。その場合、このエンティティが第１の時間間隔の終了を決定することができる。

好ましい実施形態によれば、ＣＲＡＮプロセスの新たなインスタンスを開始した後の第１の時間間隔中に、第２の物理計算ホストが高められたエラー耐性で動作してもよい。換言すれば、ウォームアップ期間中に、第２の物理計算ホスト上の欠如状態によって引き起こされるエラーは、通常動作よりも高い耐性で処理されてもよい。

好ましい実施形態によれば、両方のインスタンスからの二重の出力が、周知のパケット二重化解除技術を適用することによって上位レイヤで解決されてもよい。

好ましい実施形態によれば、第１の物理計算ホスト上で実行されるＣＲＡＮプロセスのインスタンスの出力を上位レイヤに転送することが、第１の時間間隔に続く第２の所定の時間間隔後に停止される。特に、第１の物理計算ホスト上で実行されるＣＲＡＮプロセスのインスタンスが、この第２の所定の時間後にシャットダウンされるようにしてもよい。

好ましい実施形態によれば、第２の時間間隔の長さが、第１および第２の物理計算ホストによって処理されるべきトラフィックを転送することに関与するネットワーク要素上で転送ルールを更新するのに必要な推定時間に基づいて決定されてもよい。一般的に、本明細書に記載されるような並列処理を有する期間を使用することによって、トラフィック再ルーティングの正確な起動に対する制御がないという問題は回避される。したがって、従来のＶＭマイグレーションとは異なり、新たなインスタンスへの切替はサービスを中断することを必要とせずに可能となる。

好ましい実施形態によれば、ＣＲＡＮプロセス宛のトラフィックの二重化が、トラフィック源から第１の物理計算ホストへ向かう経路上のネットワーク要素上のＳＤＮ（Software Defined Networking）ルールによって達成される。ＣＲＡＮプロセスマイグレーション手続きが、物理計算ホスト上にＣＲＡＮプロセスを配置することを担当するＣＲＡＮプロセススケジューラコンポーネントによってトリガされるようにしてもよい。その場合、ＳＤＮコントローラが、ＣＲＡＮプロセススケジューラコンポーネントからトリガメッセージを受信した後、ＲＡＮから第１の物理計算ホストへの経路がＲＡＮから第２の物理計算ホストへの経路から分岐するスイッチの間の経路上のすべてのスイッチに新たな転送ルールをインストールしてもよい。

本発明を好ましい態様で実施するにはいくつもの可能性がある。このためには、一方で請求項１に従属する諸請求項を参照しつつ、他方で図面により例示された本発明の好ましい実施形態についての以下の説明を参照されたい。図面を用いて本発明の好ましい実施形態を説明する際には、本発明の教示による好ましい実施形態一般およびその変形例について説明する。

クラウドＲＡＮアーキテクチャの基本原理を例示する模式図である。 本発明の実施形態によるＲＡＮアプリマイグレーションを例示する模式図である。 本発明の実施形態によるＲＡＮアプリマイグレーションの相異なる時間段階を例示する模式図である。

図１は、現在検討されているような集中化ＣＲＡＮアーキテクチャの可能な選択肢を例示する模式図である。このアーキテクチャにおいて、本発明の実施形態は好適に適用可能である。図１に示すように、ＣＲＡＮアーキテクチャ（全体的に参照符号１で表す）において、基地局機能の機能分割が、分散されたアクセスポイントと集中化されたアクセスコントローラとの間で実現される。すなわち、アクセスポイント（集中化の度合にある程度依存する従来技術の用語法によれば、無線機能ユニット、リモート無線ヘッド（remote radio head, ＲＲＨ）、あるいはリモート無線アクセスポイント（ＲＡＰ）２とも呼ばれる）は、基地局のアクセスコントローラ３（ディジタル機能ユニットあるいはベースバンドユニット（baseband unit, ＢＢＵ）とも称する）から、ＲＡＰ２とアクセスコントローラ３との間のバックホールリンク４により分離される。集中化ＲＡＮ技術の出現により、データの集中化処理を実現する可能性が与えられている。

前述のように、集中化無線アクセスネットワーク（ＣＲＡＮ）において、基地局処理は処理センタ５に集中化される。この（集中化された）処理センタ５は、（リモートの）基地局で従来実行されていた処理（すなわち、アナログ・ディジタル変換（「Radio over Fiber（光ファイバ無線）」の場合）およびディジタルベースバンド処理（「リモート無線ヘッド」）の一部または全部を実行する（非特許文献３参照）。

ＣＲＡＮシステムは、基地局と同じ処理アーキテクチャを配備する専用ハードウェア（いわゆるベースバンドプール）上で動作してもよく、あるいは、標準化されたＩＴハードウェアが配備された商用ハードウェア上で動作してもよい。いずれの場合でも、しかし特に後者の場合には、基地局が仮想マシンで動作するような仮想化された環境を提供することが可能であり、その場合には各仮想マシンがデータセンタリソースの一部にアクセスする。実際に提供されるリソースの量ではなく、仮想化された表現のみが仮想マシンに示されてもよい。仮想マシンを配備する主要な利点は、（処理負荷に関する）負荷変動を複数の基地局にわたって、および時間にわたって、分散させることができることにある。

しかし、仮想化環境では、ある特定の状況において、特定のプロセスを（または基地局全部をも）別の仮想マシンまたは少なくとも別の物理計算ホストに再割当することが必要になる場合がある。相異なる仮想マシン間あるいは相異なる物理計算ホスト間で基地局処理を移動する主な理由としては、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの保守や、最大リソース占有量の超過が挙げられる。

上記に鑑み、本発明の実施形態は所定の時間の間だけ二重化された入力を通じて、新たにインスタンス化されたステートレスな機能または限定された周知の状態記憶を有する機能を用意することによって、インスタンス間で状態を移行する。この時間は、使用事例のドメイン（例えばＲＡＮアプリまたは動画トランスコーディング）から導出されてもよい。ＲＡＮアプリの使用事例では、符号化／復号されるべきユーザトラフィックの複製を新たな別個のＲＡＮアプリインスタンスへ送って既存のインスタンスと同じ状態にすることにより、復号／符号化アプリケーションの短い状態記憶を活用する（ソフト／ソフタハンドオーバの場合のように同じエンドポイントへ異なる可能性のある符号化で２回以上トラフィックを送信するのとは異なる）。

図２は、本発明の実施形態によるシームレスなＲＡＮアプリマイグレーションの方法を例示する模式図である。一般的に、本実施形態によれば、ネットワーク装置上のＳＤＮルールによるインバウンドトラフィックの二重化と、移行先のノード上で所定の状態で処理を開始するためのデータフローに対するガード間隔を利用することにより、ＣＲＡＮ処理のシームレスなマイグレーションが達成される。さらに、ウォームアップ期間がＲＡＮアプリケーションロジックに組み込まれる。

例示した実施形態は、ＲＡＮアプリがＣＲＡＮデータセンタ５内の物理計算ホスト６（計算リソースノードＡ）で動作しているという基本的な状況を仮定する。当該ＲＡＮアプリに属するパケットをノードＡへ転送するために、パケットフロールールがデータセンタ５内の（およびおそらくは、基地局８からデータセンタ５への経路上の）スイッチ７にインストールされる。負荷状況の変化により、あるいは、協働処理機会が生じたことにより、プロセスは、同じデータセンタ５内または異なるデータセンタ内の別の物理計算ホスト６（計算リソースノードＢ）に移行されることになる。

当業者には理解されるように、マイグレーション自体は必ずしも、仮想マシン（ＶＭ）の意味で完全なインスタンスではなく、より細かい粒度レベル（すなわち、より大きなＶＭあるいはコンテナ内の個別のユーザの処理スレッドまたは機能）であってもよい。実際に移行されるのは、ユーザ復号／符号化機能の状態である。これは、本手法の一般性を減じない。というのは、個別のユーザ処理を移動させる可能性により、ユーザプロセスのセットを含む完全なＶＭのマイグレーションも可能となるからである。

ここで図２をより詳細に参照すると、この図は、最初に物理ホストＡ上で動作しているＲＡＮアプリにおける処理（符号化／復号）を移行する実施形態を示している。第１のステップで、ＲＡＮアプリの新たなインスタンスが物理ホストＢ上で、おそらくは与えられた基本設定（例えばチャネル特性）で開始される。例えば、ＲＡＮアプリのこの新インスタンスの開始は、ＣＲＡＮオーケストレータ９（一般的に、プロセスをスケジューリングしそれをコンピュータリソース上に配置することを担当する）によってトリガされてもよい。

ノードＡからノードＢへ移行されるべきＲＡＮアプリ宛のトラフィックが、ソースからノードＡへの経路上のネットワーク要素７上で二重化され、二重化されたトラフィックがＢへ転送されて、ノードＡおよびＢの両方が（例えば、ＲＡＮプロトコルおよびフレーム継続時間や、ＳＤＮルールインストール時間に基づく）所定の時間の間だけ並列にそのトラフィックを受信するようにされる。

ノードＢは、ノードＡによって実行されているＲＡＮアプリのインスタンスと同じ状態に達するまで、受信されるトラフィックのペイロードの処理を開始する。これは、ＲＡＮ処理の場合には可能である。というのは、処理に関するＲＡＮアプリの「記憶」はほんの数フレームの長さ（基本的にＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）に相当）しか有しないからである。そこで、ガードまたはウォームアップ間隔ｔ_ＷＵを規定することができる（これについては図３に関して以下でさらに詳細に説明する）。ウォームアップ間隔ｔ_ＷＵは、この間隔の後に新ＲＡＮアプリインスタンスが旧ＲＡＮアプリインスタンスと同じ出力を生成するような間隔である。このウォームアップ期間ｔ_ＷＵ中に、新ＲＡＮアプリインスタンスがウォームアップされたこと、すなわち、パケットを処理する際にエラーに対して別様に（すなわち、より高い耐性で）反応すべきことが、新ＲＡＮアプリインスタンスに通知されると有益である。また、このウォームアップ期間ｔ_ＷＵ中、新ＲＡＮアプリインスタンスの出力はそのまま捨てられる。これはネットワークで実施することも可能である。

２つのＲＡＮアプリインスタンス上で同じ状態に到達した後、すなわち、間隔ｔ_ＷＵの後、新インスタンスは自己を「生きている」とみなす。すなわち、新インスタンスは、エラーに対する反応を含めて、通常動作モードでフレームを処理する。そして新ＲＡＮアプリの出力は（ノードＡ上で実行される元のＲＡＮアプリインスタンスの出力とともに）次の上位レイヤへ（例えばＣＲＡＮオーケストレータ９へ）転送され、そこでパケット二重化解除の既知の技術によって二重化（一方は旧インスタンスから、一方は新インスタンスから）は解消され、または除去されることが可能である。

別のガード間隔ｔ_ＤＯの後、旧インスタンスからの出力は転送されなくなり、そのまま捨てられるとともに、新たなコンテンツは旧インスタンスへ転送されなくなる。この第２の間隔の長さは、パケットの損失を回避するために、関連するスイッチ上でルールを更新する推定時間に基づく。その後、旧インスタンスをシャットダウンすることができ、マイグレーションは完了する。

上記の手続きは、ＣＲＡＮで想定されるようなステートレスな接続や接続エンドポイントに対して最も好適に適用することができる。それが可能であるのは、ＲＡＮアプリの場合には二重の応答トラフィックが上位レイヤによってフィルタリングされることが可能なためである。上記の実施形態の顕著な利点として、入力パケットの照合および転送を行うスイッチにインストールされたルールのない時間間隔が存在しないため、パケットフローは（いったん開始すれば）ノードＡおよびノードＢのいずれの視点からも中断されないことである。新ルールが適用される正確な時点を１００％の正確さで決定することはできないが、これはパケットフローに何ら有害な影響を及ぼさない。というのは、パケットが二重化される重複期間が十分に長い場合には順序のみが重要だからである。

本手法のもう１つの重要な利点は、「重複」すなわち二重化処理の行われる間隔により、正確にいつトラフィックが新インスタンスに再ルーティングされるかに対する制御の欠如は問題にならない。ルート変更の特定の時刻を判定すること、およびそれをネットワーク要素上で実施することの実際的な問題が回避される。トラフィックのミドルボックスバッファリングは不要である。

以下、再び図２を参照して、（例えばOpenFlowで規定されるような）優先度付きのＳＤＮ転送ルールを用いて二重化および解除を実施する具体的実施形態について説明する。

１．第１のステップで、計算リソース上にプロセスを配置することを担当するスケジューラ（例えば図２に示したＣＲＡＮオーケストレータ９）が、ＲＡＮアプリを（もしまだ起動されていなければ）実行するために物理計算ホストＢ上でＶＭ／アプリケーションを起動する。

２．ＳＤＮコントローラ１０は、ＶＭ／アプリが起動され実行されると、ノースバウンドインタフェース経由で通知される。

３．ＳＤＮコントローラ１０は、ＲＡＮからホストＡへの経路がＲＡＮからホストＢ（これは通常、集中化された処理／データセンタ５内にある）への経路から分岐するスイッチ７の間の経路上のすべてのスイッチに、およびホストＢ自体に新たなルールをインストールする。これらのルールは、以前はホストＡのみにルーティングされていた、ホストＢへルーティングされることになるすべてのパケットに一致する。

４．特に、ＳＤＮコントローラ１０は、ＲＡＮからホストＡへの経路がＲＡＮからホストＢへの経路から分岐するスイッチ７に新たな（OpenFlow）ルールをインストールする。上記で既に言及したように、このスイッチ７は、ホストＡおよびホストＢが同じデータセンタ５内に配置されている場合にはデータセンタ５内にあるはずであり、そうでない場合には、基地局８からホストＡおよびＢが配置されているそれぞれのデータセンタ５までのネットワーク内にあるはずである。このルールは、以前はホストＡのみにルーティングされていた、ホストＢへルーティングされることになるすべてのパケットに一致するルールであり、そのアクションとして、ホストＡおよびホストＢへ一致した入力パケットを転送する。このルールには、ホストＡへトラフィックを送信するいかなるルールに割り当てられた優先度よりも高い優先度が割り当てられている。例えば、ホストＡへトラフィックを転送するルールに割り当てられる優先度をｐ１で表す場合、ホストＡおよびホストＢへトラフィックを転送する新ルールの優先度をｐ３（ただしｐ１＜ｐ３）で表してもよい。この新ルールは、ホストＢ上のインスタンスに対するウォームアップ間隔と、ホストＡ上のインスタンスへの接続の破棄に対するガード間隔の和（すなわちｔ_ＷＵ＋ｔ_ＤＯ）に等しいハードタイムアウトを有する。

５．さらに、ステップ３が正常に完了した後にのみ、ＳＤＮコントローラは、同じ一致基準であるがｐ１＜ｐ２＜ｐ３となる優先度ｐ２を有し「Ｂへパケットを転送する」というアクションを有するルールをインストールする。

６．ステップ４および５と同様に、ホストＢから、ホストＢ上の新インスタンスの出力である符号化／復号データの受信側へトラフィックを転送する新ルールがインストールされる。より高い優先度を有するルールは単にパケットを破棄し、経路上の最初のネットワーク要素のみにインストールされればよい。このルールもまた、Ｂのウォームアップ期間の継続時間ｔ_ＷＵに等しいハードタイムアウトを有する。より低い優先度を有するルールは、経路上のすべてのネットワーク要素にインストールされ、マイグレーション後に使用される永続的ルールとなる。

７．ホストＢは、復号可能な最初の完全なフレームが受信されると、パケットの処理を開始する（デコーダは、例えばＣＰＲＩが使用されるときに、これらのパケットに一致するように既に実装されている）。ウォームアップ期間中、ホストＢ上の欠如状態によって引き起こされるエラーは適切に処理される。

８．ステップ４からの二重化・転送ルールがタイムアウトした後、ホストＡはパケットを受信しなくなり、そのバッファが空になったときに処理を停止することになる。このバッファは限定されているため、この間隔に対する上限が計算可能であるので、ホストＡは、この短い猶予期間後に再スケジューリングまたはシャットダウンされることが可能である。こうしてマイグレーションは完了する。

図３は、本発明の実施形態によるＲＡＮアプリマイグレーションの相異なる時間段階を例示する模式図である。最初に、ＣＲＡＮプロセスが第１の物理計算ホスト（すなわちホストＡ）上で実行される。その結果、ホストＡのみが、処理されるべき対応するデータを受信し、ユーザ接続の上位プロトコルレイヤを処理する１つまたは複数のノードへ出力データを送信する（ただし「上位プロトコルレイヤ」とは、プロトコルスタック内で復号／符号化よりも上位のレイヤを指す）。

図３の左側の縦の破線で示されるある時点で、ホストＡ上で実行されているＣＲＡＮプロセスの第２のインスタンスが、異なる物理計算ホスト（すなわちホストＢ）上で開始される。処理されるべきトラフィックが二重化され、ホストＡおよびＢの両方によって並列に受信されるようになる。しかし、最初は、両方のインスタンスの出力はまだ同一でない。したがって、ホストＢからの出力は抑制される。

ｔ_ＷＵで示されるウォームアップ期間が、その後に両方の出力が同一となることが保証されるような、または少なくとも同一であると仮定できるような長さを有するように指定される。したがって、この時間間隔の後、両方のインスタンスの出力が並列に上位レイヤへ送信される（そこでそれらは解決される）。さらに、ｔ_ＤＯで示される別の時間間隔が開始される。これを使用して、パケットの損失を回避するために、関連するスイッチ上でルールを更新することができる。このガード間隔ｔ_ＤＯの後、旧インスタンス（すなわちホストＡ）からの出力は転送されなくなり、そのまま捨てられるとともに、新たなコンテンツは旧インスタンスへ転送されなくなる。

ウォームアップ間隔ｔ_ＷＵに関して１つの選択肢は、この値が、利用可能なドメイン固有の情報を利用して処理アプリ自体によって、おそらくはＣＲＡＮオーケストレータを通じて、ＳＤＮコントローラで設定されるようにすることである。より一般的な別法として、両方のインスタンスの出力を別のエンティティ経由でルーティングし、このエンティティがパケットの対応するペアを識別し、生成された出力が実際に同一であることを確認することができるようになっていてもよい。その場合、このエンティティが、自動化タイマの代わりに、次の期間（すなわちガード間隔ｔ_ＤＯ）をトリガすることができる。

上記の説明および添付図面の記載に基づいて、当業者は本発明の多くの変形例および他の実施形態に想到し得るであろう。したがって、本発明は、開示した具体的実施形態に限定されるものではなく、変形例および他の実施形態も、添付の特許請求の範囲内に含まれるものと解すべきである。本明細書では特定の用語を用いているが、それらは総称的・説明的意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。

Claims (15)

1. 集中型無線アクセスネットワーク（ＣＲＡＮ）におけるＣＲＡＮプロセスマイグレーションを実行する方法において、前記ＣＲＡＮは、複数のリモート無線アクセスポイントと、ＲＡＮ機能の少なくとも一部を実行する複数の物理計算ホストを有する集中型処理センタとを備え、該方法が、
   前記物理計算ホストのうちの第１の物理計算ホスト上でＣＲＡＮプロセスの第１のインスタンスを実行し、前記物理計算ホストのうちの第２の物理計算ホスト上で前記ＣＲＡＮプロセスの第２のインスタンスを開始するステップと、
   前記ＣＲＡＮプロセス宛のトラフィックを前記ＣＲＡＮプロセスの前記第１および第２の両方のインスタンスに二重化するステップと、
   第１の時間間隔中に、前記第１および前記第２の物理計算ホスト上で並列にトラフィックを処理し、前記第２の物理計算ホストの出力を抑制するステップと、
   前記第２の物理計算ホストが前記ＣＲＡＮプロセスに関して前記第１の物理計算ホストと同じ状態に達したとき、前記両方のインスタンスからの二重の出力を上位レイヤに転送するステップと
   を備えたことを特徴とする、ＣＲＡＮプロセスマイグレーションを実行する方法。
2. 前記ＣＲＡＮプロセスが、個別のユーザの処理スレッドおよび／または機能、特にユーザ復号／符号化機能を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ＣＲＡＮプロセスの前記第２のインスタンスは、開始された後、基本設定で初期化されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第１の時間間隔が、使用されるＲＡＮプロトコル、フレーム継続時間および／またはＳＤＮルールインストール時間に基づいて規定されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記ＣＲＡＮプロセスの前記第２のインスタンスを開始した後の第１の時間間隔中に、前記第２の物理計算ホストが高められたエラー耐性で動作することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 両方のインスタンスからの前記二重の出力が、パケット二重化解除技術を適用することによって前記上位レイヤで解決されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記第１の物理計算ホスト上で実行される前記ＣＲＡＮプロセスの前記第１のインスタンスの出力を上位レイヤに転送することが、前記第１の時間間隔に続く第２の所定の時間間隔後に停止されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記第１の物理計算ホスト上で実行される前記ＣＲＡＮプロセスの前記第１のインスタンスが、前記第１の時間間隔に続く第２の所定の時間間隔後にシャットダウンされることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記第２の時間間隔の長さが、前記第１および前記第２の物理計算ホストによって処理されるべきトラフィックを転送することに関与するネットワーク要素上で転送ルールを更新するのに必要な推定時間に基づいて決定されることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
10. 前記ＣＲＡＮプロセス宛のトラフィックの二重化が、トラフィック源から前記第１の物理計算ホストへ向かう経路上のネットワーク要素上のＳＤＮ（Software Defined Networking）ルールによって達成されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の方法。
11. ＣＲＡＮプロセスマイグレーション手続きが、物理計算ホスト上にＣＲＡＮプロセスを配置することを担当するＣＲＡＮプロセススケジューラコンポーネントによってトリガされることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法。
12. ＳＤＮコントローラが、ＣＲＡＮプロセススケジューラコンポーネントからトリガメッセージを受信した後、ＲＡＮから前記第１の物理計算ホストへの経路がＲＡＮから前記第２の物理計算ホストへの経路から分岐するスイッチの間の経路上のすべてのスイッチに新たな転送ルールをインストールすることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 集中型無線アクセスネットワーク（ＣＲＡＮ）、特に請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の方法を実行する集中型無線アクセスネットワーク（ＣＲＡＮ）において、該ネットワークが、
    複数のリモート無線アクセスポイントと、
    ＲＡＮ機能の少なくとも一部を実行するように構成された複数の物理計算ホストを有する集中型処理センタと
    を備え、該ネットワークがさらに、
    ＣＲＡＮプロセスの第１のインスタンスが前記物理計算ホストのうちの第１の物理計算ホスト上で実行されている間に、前記物理計算ホストのうちの第２の物理計算ホスト上で前記ＣＲＡＮプロセスの第２のインスタンスを開始し、前記ＣＲＡＮプロセス宛のトラフィックを前記ＣＲＡＮプロセスの前記第１および第２の両方のインスタンスに二重化することをトリガするように構成されたＣＲＡＮプロセススケジューラコンポーネントを備え、
    前記第１および前記第２の物理計算ホストは、第１の時間間隔中に、受信したトラフィックを並列に処理し、前記第２の物理計算ホストの出力を抑制するとともに、前記第２の物理計算ホストが前記ＣＲＡＮプロセスに関して前記第１の物理計算ホストと同じ状態に達したとき、前記両方のインスタンスからの二重の出力を上位レイヤに転送するように構成されたことを特徴とする集中型無線アクセスネットワーク。
14. 前記ＣＲＡＮプロセススケジューラコンポーネントからトリガメッセージを受信した後、ＲＡＮから前記第１の物理計算ホストへの経路がＲＡＮから前記第２の物理計算ホストへの経路から分岐するスイッチの間の経路上のすべてのスイッチに新たな転送ルールをインストールするように構成されたＳＤＮコントローラをさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載のネットワーク。
15. 前記第１の物理計算ホストが、前記第１の時間間隔に続く第２の所定の時間間隔後に前記ＣＲＡＮプロセスの前記第１のインスタンスを終了させるように構成されたことを特徴とする請求項１３または１４に記載のネットワーク。

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