JP2002374287A

JP2002374287A - 移動体通信システム及びルータ

Info

Publication number: JP2002374287A
Application number: JP2001181072A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Okada; 英明岡田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2002-12-26
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: JP3841268B2

Abstract

(57)【要約】【課題】移動ノードの気付アドレス更新は早くて、し
かも経路表の容量増大を抑えたシステムを得る。【解決手段】複数の移動端末と、この移動端末への転
送通信を基地局とルータを経由して管理するホームエー
ジェント計算機とからなる構成において、基地局とホー
ムエージェント間に設けられたルータに、移動端末から
ホームエージェントへの転送用の気付アドレス登録要求
メッセージを中継すると、自身が持つ経路表を参照して
既管理経路と異なる場合は新しい経路に更新して中継す
る経路表管理手段を設けて、ルータは、ホームエージェ
ントからの転送通信を経路表に基づいて移動端末へ中継
するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネットワークにお
けるパケット通信システム、特に移動端末間あるいは移
動端末と固定端末間の通信システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｃｏｔ
ｏｌ）ネットワークは、通常、ＩＰアドレスを持ってい
る端末や、そのアドレスがどこにあるかを知っているル
ータ、それらをつなぐ有線あるいは無線のリンクにより
構成される。更に、そのネットワークの一部は、ルータ
を介することなくパケット（ＩＰパケット）を直接、送
受信が可能であり、そのように構成された一部のネット
ワークはサブネットワークと呼ばれる。ルータは、即ち
サブネットワーク間のパケット転送処理を行うものであ
る。

【０００３】各ノード（端末またはルータ）では、パケ
ットを送信あるいは転送する場合、ノード内に管理され
ている経路表を参照して、そのパケットを送信あるいは
転送するルートを決定する。経路表は、簡単に言えば、
パケットの宛先アドレスとそのパケットの送信あるいは
転送先の組み合わせで示される経路の一覧である。イン
ターネットのように非常に多くのノードが接続されてい
るネットワークでは、各宛先アドレス毎に経路を管理す
ると、この経路表が巨大になる可能性がある。経路表が
巨大になると、ノードに必要となるメモリが増大した
り、経路表を検索する時間が増大したりする。

【０００４】したがって、経路表では、各宛先アドレス
毎ではなく、アドレスの集合の経路を管理するのが普通
である。例えば、ＩＰアドレス（ＩＰバージョン４の場
合）、１．２．３．０から１．２．３．２５５の２５６
個のアドレスに対する経路を持つのではなく、１．２．
３．０／２４（アドレスの上位２４ビットについては１
で、それ以下については０、すなわち２５５．２５５．
２５５．０で論理積をとった値が１．２．３．０にな
る）のアドレス群に対する経路をもつことにすれば、経
路表中に占める大きさは、２５６分の１になる。このよ
うなアドレスの上位部分を用いた経路管理（制御）方式
は、プレフィックスベースの経路制御方式と呼ばれてい
る。一方、各アドレス毎の経路は、ホスト経路と呼ばれ
ている。

【０００５】このようなＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒ
ｏｔｏｃｏｌ）ネットワークは、そもそも各ノードは固
定されていることを想定していた。一方、ノードの移動
をサポートするプロトコルとしては、ＭｏｂｉｌｅＩ
Ｐ（ＩＥＴＦＲＦＣ２００２：Ｉｎｔｅｒｎｅｔ
ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴａｓｋＦｏｒｃｅＲｅｑ
ｕｅｓｔＦｏｒＣｏｍｍｅｎｔｓ２００２）が有
名である。ＭｏｂｉｌｅＩＰでは、移動ノードも含め
て、各ノードはそれぞれ固有のアドレスを持つ。移動ノ
ードの場合、それをホームアドレスと呼び、ホームアド
レスを含むサブネットワークをホームネットワークと呼
ぶ。ホームネットワークには、ホームエージェント（Ｈ
Ａ）と呼ばれる、ノードの移動を管理するルータがあ
る。ノードがホームネットワークと異なるサブネットワ
ーク、すなわちフォーリンネットワークに移動すると、
その移動したノードは気付アドレス（ＣｏＡ：ｃａｒ
ｅ−ｏｆ−ａｄｄｒｅｓｓ）を取得する。ＣｏＡには、
ＦＡ−ＣｏＡ（ＦｏｒｅｉｇｎＡｇｅｎｔＣｏＡ）
とｃｏ−ＣｏＡ（ｃｏｌｏｃａｔｅｄＣｏＡ）の２つ
がある。ＦＡ−ＣｏＡは、フォーリンエージェント（Ｆ
Ａ）と呼ばれるフォーリンネットワークに存在するルー
タのアドレスであり、ｃｏ−ＣｏＡは、フォーリンネッ
トワーク内で一時的にその移動ノードに対して与えられ
るアドレスである。移動ノードは、ＣｏＡを取得する
と、ＣｏＡの登録要求メッセージをＨＡに直接あるいは
ＦＡを経由して送信する。ＨＡでは、その登録要求メッ
セージを受け取ると、移動ノードのホームアドレスとＣ
ｏＡの対応を記録し、登録応答メッセージをＣｏＡに対
して送信する。登録応答メッセージは、ＣｏＡがｃｏ−
ＣｏＡである場合には移動ノードへ直接届き、ＣｏＡが
ＦＡ−ＣｏＡである場合にはＦＡが中継して移動ノード
へ届けられる。

【０００６】移動ノード（のホームアドレス）宛のパケ
ットは、ＩＰの通常の経路制御により、ホームネットワ
ークへ届けられる。ＨＡはそのパケットを横取りし、ト
ンネリングと呼ばれる技法により、ＣｏＡが示すアドレ
スへ転送する。ＨＡからＣｏＡへは、これも通常の経路
制御により転送され、フォーリンネットワークに届けら
れる。ＣｏＡがＦＡ−ＣｏＡの場合にはＦＡへ届けら
れ、ＦＡが移動ノードへ転送する。ＣｏＡがｃｏ−Ｃｏ
Ａの場合には、通常の経路制御により移動ノードへ直接
届けられる。

【０００７】上記のように、移動ノードに対するパケッ
トの転送においては、通常の経路制御が用いられる。こ
の場合、通常の経路制御は、先に述べたようにプレフィ
ックスベースの経路制御で十分である。したがって、移
動ノードをサポートするために、各ルータの経路表が大
きくなることはない。しかし、ノードはサブネットワー
クを移動するたびにＣｏＡの取得を行い、ＣｏＡの登録
要求メッセージをＨＡへ送信しなければならない。登録
要求メッセージがＨＡに届き、ＨＡがホームアドレスと
ＣｏＡの関係を記録してはじめて、ホームネットワーク
に届いたその移動ノード向けのパケットが移動ノードに
対して転送されることになる。このように、ノードの移
動の追従に時間がかかるという欠点を持っている。

【０００８】例えば、第１の従来例として図８に示す構
成のネットワークを想定する。ＢＳ１からＢＳ８は無線
インタフェースと有線インタフェースを備えたルータで
あり無線基地局である。また、それぞれの無線インタフ
ェースでは、図の下段、１．１．１．０／２４で示すよ
うな２４ビットのプレフィックスを持つサブネットワー
クが構成されるものとする。Ｒ１１からＲ２４は複数の
有線インタフェースを持つルータであり、特にＲ２１か
らＲ２４はＢＳ１からＢＳ８のルータと有線インタフェ
ース経由で接続されている。Ｒ１１およびＲ１２は上位
のルータ兼ＨＡ１と有線インタフェース経由で接続され
ており、ＨＡ１はインターネットに接続されている。こ
のネットワークでは、プレフィックスが１．２．０．０
／１６である移動ノードに対するホームネットワークが
ある。ある移動ノードＭＨ１は、１．２．１．２という
ホームアドレスを持っている。例えば、ＢＳ１からＢＳ
８が道路脇に設置されており、移動ノードは車であり、
それらＢＳ１からＢＳ８と無線通信により接続可能であ
るとする。ＭＨ１は図の左から右に向かって進行してお
り、図に示す状態では、ＢＳ１の通信可能範囲からＢＳ
２の通信可能範囲に移ったものとする。

【０００９】ＢＳ１の通信可能範囲にあるときには、Ｈ
Ａ１ではＭＨ１のホームアドレス１．２．１．２に対し
ては、例えば１．１．１．２がｃｏ−ＣｏＡとして割り
当てられていたとする。ＭＨ１がＢＳ２の通信可能範囲
に到達すると、もはや１．１．１．２というｃｏ−Ｃｏ
Ａを使用していてはＭＨ１あてのパケットが届けられな
いことになる。そこで、新たにｃｏ−ＣｏＡ、例えば
１．１．２．２を取得し、ＨＡ１へＣｏＡの登録要求メ
ッセージを送る。ＨＡ１では、１．２．１．２に対する
ＣｏＡを１．１．１．２から１．１．２．２に書き換
え、登録応答メッセージを１．１．２．２へ返す。この
場合、移動ノードのための特別な経路情報は必要ない。
しかし、少なくともＨＡ１が新しいＣｏＡを認識するま
でには、移動ノードＭＨ１がＢＳ２の通信可能範囲に到
達してから、ＣｏＡ（１．１．２．２）を取得する時間
と、登録要求メッセージがＭＨ１からＢＳ２、Ｒ２２、
Ｒ１１を経由してＨＡ１へ届けられる時間が必要となっ
ている。

【００１０】上記のように、ＭｏｂｉｌｅＩＰは頻繁
かつ高速な移動管理には適していないと考えられ、近年
では、ＣｅｌｌｕｌａｒＩＰ（ＡｎｄｒｅｗＴ．
Ｃａｍｐｂｅｌｌら、”ＡｎＯｖｅｒｖｉｅｗｏｆ
ＣｅｌｌｕｌａｒＩＰ”、ＩＥＥＥＷｉｒｅｌｅｓ
ｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＮｅｔｗ
ｏｒｋｉｎｇＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＷＣＮＣ ’
９９））のようなプロトコルが提案されている。Ｃｅｌ
ｌｕｌａｒＩＰでは、移動ノード毎にホスト経路を用
意することで、ノードの移動をサポートする。第２の従
来例として例えば、図９に示す構成のネットワークを想
定する。これは、ＭｏｂｉｌｅＩＰが導入されている
図８のネットワークの構成とほぼ同じである。ＨＡ１は
ルータではあるが別の役割を持つドメインゲートウェイ
２０１に置き換えられている。ＭｏｂｉｌｅＩＰの場
合と同様に、ＭＨ１は固有のアドレス１．２．１．２を
持ち、このアドレスに対する外部ネットワークからのパ
ケットはドメインゲートウェイに届くが、ドメインゲー
トウェイ２０１からＭＨ１へ転送するための情報がな
い。そこで、図９の状態で言えば、ドメインゲートウェ
イ２０１、Ｒ１１、Ｒ２１、ＢＳ２の経路表に対し、Ｍ
Ｈ１のアドレスである１．２．１．２に対するホスト経
路を追加する。これにより、ドメインゲートウェイ２０
１へアドレス１．２．１．２宛てのパケットが到達した
場合、ドメインゲートウェイはその経路表をみて正しい
経路へ（この場合はＲ１１）パケットを転送し、同様に
して、Ｒ１１はＲ２１へ、Ｒ２１はＢＳ２へ転送し、Ｂ
Ｓ２は経路表を見て無線インタフェースへ転送して、Ｍ
Ｈ１へパケットが届けられる。

【００１１】図９では移動ノードＭＨ１はＢＳ２の領域
に居るが、その前の状態、すなわちＭＨ１がＢＳ１と通
信可能であった場合には、ドメインゲートウェイ２０
１、Ｒ１１、Ｒ２１、ＢＳ１にＭＨ１に対するホスト経
路が設定されており、Ｒ２１ではＭＨ１に対するホスト
経路はＢＳ１へ転送することを示していた。そこでＭＨ
１がＢＳ２と通信可能になると、ＭＨ１はＣｅｌｌｕｌ
ａｒＩＰの経路更新メッセージをドメインゲートウェ
イに向かって送信する。経路更新メッセージは、ＢＳ２
からＲ２１、Ｒ１１、ドメインゲートウェイ２０１と転
送されていくが、各ルータでは、ＭＨ１のアドレスに対
するホスト経路を追加あるいは更新していく。この例で
は、すでにドメインゲートウェイ２０１とＲ１１は正し
いホスト経路を持っているので、経路更新メッセージが
Ｒ２１へ届いた段階で、ＭＨ１宛てのパケットを転送す
るための経路を確定することができる。しかし、Ｒ２
１、Ｒ１１等の各ルータは、ＭＨ１の経路表を持ってい
る必要がある。また、ＭｏｂｉｌｅＩＰと異なり、Ｃ
ｏＡを取得する必要はない。

【００１２】したがって、ＣｅｌｌｕｌａｒＩＰの場
合、ＭｏｂｉｌｅＩＰよりも高速に移動に追従した経
路を確定することができる。一方、通常のプレフィック
スベースの経路だけでなく、各移動ノードに対したホス
ト経路が必要となるため、移動ノードの数が増えると、
各ルータでの経路表の中の経路数が増えることになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、第１の
従来例では気付アドレスの更新に時間がかかり、実用的
でなく、第２の従来例のＣｅｌｌｕｌａｒＩＰのよう
に移動するノードに対するホスト経路を利用する場合は
ノードの移動に高速に追従できるが、ＭｏｂｉｌｅＩ
Ｐのようなプレフィックスベースの経路しか利用しない
プロトコルに比べて、経路表が増大するという課題があ
る。

【００１４】本発明は、移動ノードの気付アドレス更新
は早くして、しかも経路表の増大をできるだけ抑えて、
システム規模を小さくすることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る移動体通
信システムは、複数の移動端末と、この移動端末への転
送通信を基地局とルータを経由して管理するホームエー
ジェント計算機とからなる構成において、基地局とホー
ムエージェント間に設けられたルータに、移動端末から
ホームエージェントへの転送用の気付アドレス登録要求
メッセージを中継すると、自身が持つ経路表を参照して
既管理経路と異なる場合は新しい経路に更新して中継す
る経路表管理手段を設けて、ルータは、ホームエージェ
ントからの転送通信を経路表に基づいて移動端末へ中継
するようにした。

【００１６】また更に、システムに定期的な管理経路の
更新期間を設けて、経路表管理手段は定期的に移動端末
からの更新要求に基づいて経路表を更新し、または移動
端末からの更新要求が無い場合は削除するようにした。

【００１７】また更に、経路表管理手段は、転送用割当
てアドレスが不足する場合は、他の基地局またはルータ
にアドレスの借用を要求し、応答があるとこの応答によ
るアドレスを経路表に追加して管理するようにした。

【００１８】また更に、アドレスの借用は、プレフィッ
クスで規定される単位で行うようにした。

【００１９】この発明に係るルータは、複数の移動端末
とホームエージェント計算機間に設置され、移動端末へ
の転送通信を中継するルータにおいて、移動端末からホ
ームエージェントへの転送用の気付アドレス登録要求メ
ッセージを中継すると、自身が持つ経路表を参照して既
管理経路と異なる場合は新しい経路に更新して中継する
経路表管理手段を設けて、ホームエージェントからの転
送通信を経路表に基づいて移動端末へ中継するようにし
た。

【００２０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、本発明の実
施の形態１におけるシステムの説明をする。図１は、そ
のネットワークの構成を示す図である。ネットワーク全
体としての構成は、図８と同様であるが、説明を判り易
くするため、ルータの数を少なくしている。ホームエー
ジェント計算機３００は、図１に示すネットワークと外
部のインターネットなどのネットワークとの接続を行う
ルータであり、またＭｏｂｉｌｅＩＰのホームエージェ
ントの機能を持つ。このため、ＭｏｂｉｌｅＩＰＨ
Ａ機能実現手段３０１を備える。したがって、この手段
には、ホームアドレスと気付アドレスとの対応を記録す
るアドレス対応表や、そのアドレス対応表の管理を行う
ためのアドレス対応表管理手段、また、移動端末宛のパ
ケットを横取りし、気付アドレスへ転送するためのトン
ネル化手段が含まれることになる。更に、ホームエージ
ェント３００はルータとしての機能を有するため、経路
表３０３を有し、その経路表３０３を管理するための経
路表管理手段３０２を有する。また、他のルータとの接
続を行うための有線ネットワークインタフェース３０
４、３０５、３０６を備える。

【００２１】ルータ３１０は、通常のルータとしての機
能を満たすため、経路表３１２を有し、その経路表３１
２を管理するための本発明の重要要素である経路表管理
手段３１１を有する。また、他のルータおよび基地局と
接続するための有線ネットワークインタフェース３１
３、３１４、３１５を備える。基地局３２０は、ルータ
３１０と同様に、通常のルータとしての機能を満たすた
め、経路表３２３および経路表３２３を管理するための
経路表管理手段３２２を有する。また、移動端末と無線
通信を行うため、無線ネットワークインタフェース３２
５を備え、ルータ３１０と接続するための有線ネットワ
ークインタフェース３２４を備える。基地局３３０も同
様に構成されている。

【００２２】移動端末３４０は、ＭｏｂｉｌｅＩＰの
端末機能を実現するためのＭｏｂｉｌｅＩＰ端末機能
実現手段３４１を備える。本手段には、Ｍｏｂｉｌｅ
ＩＰによるトンネル化されたパケットの中身を得るため
のトンネル解除手段や、気付アドレスを登録するための
気付アドレス登録手段が含まれることになる。更に、気
付アドレスを取得するためのアドレス獲得手段３４２を
備える。また、基地局と通信するための無線ネットワー
クインタフェース３４３を備える。動作説明の参照用
に、移動端末３４０を除くそれぞれのネットワークイン
タフェースには、管理対象である、それに接続される移
動端末群つまりサブネットワークのＩＰアドレスを記し
てある。無線ネットワークインタフェース３２５の場
合、１．１．１．０／２４のプレフィックスで指定され
るサブネットワークを構成して管理している。同様に無
線ネットワークインタフェース３３５の場合、サブネッ
トワークは１．１．２．０／２４である。

【００２３】本実施の形態における動作の詳細説明を行
う前に、本構成における通常のＭｏｂｉｌｅＩＰの動
作の様子を記す。移動端末３４０は、例えば電源投入
後、はじめて無線ネットワークインタフェース３４３に
よって通信可能な基地局があることを発見したとする。
ここでは、その基地局が基地局３２０であったとする。
移動端末３４０は、アドレス獲得手段３４２により、気
付アドレスを取得する。本実施の形態では、気付アドレ
スはｃｏ−ＣｏＡであるため、ここでもｃｏ−ＣｏＡを
取得するものとして説明する。ＭｏｂｉｌｅＩＰで
は、ｃｏ−ＣｏＡを取得する方法の１つとして、ＤＨＣ
Ｐ（ＤｙｎａｍｉｃＨｏｓｔＣｏｎｆｉｇｕｒａｔ
ｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ：ＲＦＣ２１３１）があ
り、ここでもＤＨＣＰによりｃｏ−ＣｏＡ型の気付アド
レスを取得する。気付アドレスは、基地局３２０のアド
レス割り当て手段３２１により提供される。アドレス割
り当て手段３２１も、移動端末に対しては、ＤＨＣＰで
定義されるサーバであるとする。

【００２４】ＤＨＣＰによるアドレス割り当ておよび獲
得処理を簡単に説明する。まず、移動端末３４０からア
ドレス獲得手段３４２がＤＨＣＰＤＩＳＣＯＶＥＲメッ
セージをブロードキャストする。ＤＨＣＰＤＩＳＣＯＶ
ＥＲメッセージを受信した基地局３２０のアドレス割り
当て手段３２１は、ＤＨＣＰＯＦＦＥＲメッセージをブ
ロードキャストする。このＤＨＣＰＯＦＦＥＲメッセー
ジには、アドレス割り当て手段が予約して管理している
アドレス群のうち、現在他に割り当てられていないアド
レスの１つが指定されている。ＤＨＣＰＯＦＦＥＲメッ
セージを受け取ったアドレス獲得手段３４２は、ＤＨＣ
ＰＯＦＦＥＲメッセージに指定されていたアドレスを指
定したＤＨＣＰＲＥＱＵＥＳＴメッセージを、アドレス
割り当て手段３２１に対して送信する。ＤＨＣＰＲＥＱ
ＵＥＳＴメッセージを受け取ったアドレス割り当て手段
は、そのアドレスが他に使われていないならば、ＤＨＣ
ＰＡＣＫメッセージを返す。ＤＨＣＰＡＣＫメッセージ
を受信したアドレス獲得手段３４２は、以降、このアド
レスを使用することができる。ＤＨＣＰでは、アドレス
を使用できる有効期間が存在するが、ここでは無期限で
あるものとする。このような場合、ＤＨＣＰクライアン
ト（この場合はアドレス獲得手段３４２）より、ＤＨＣ
Ｐサーバ（この場合はアドレス割り当て手段３２１）に
対して、ＤＨＣＰＲＥＬＥＡＳＥメッセージを送信し
て、そのアドレスの使用が終わったことを通知すること
により、そのアドレスを他の移動端末用に再利用でき
る。

【００２５】移動端末３４０は、気付アドレスを取得す
ると、ＭｏｂｉｌｅＩＰ端末機能実現手段３４１によ
り、ＭｏｂｉｌｅＩＰにより規定される気付アドレス
登録要求メッセージをホームエージェント３００に送信
する。ここでは、各移動端末は、あらかじめホームエー
ジェント３００のアドレスを知っているものとする。こ
の気付アドレス登録要求メッセージの形式は、Ｍｏｂｉ
ｌｅＩＰで規定されているが、移動端末３４０のホー
ムアドレスおよび気付アドレス、ホームアドレスと気付
アドレスの対応の有効期間が含まれている。この気付ア
ドレス登録要求メッセージは、通常のＩＰ経路制御によ
り、基地局３２０、ルータ３１０を通って、ホームエー
ジェント３００に届けられる。気付アドレス登録要求メ
ッセージを受け取ったホームエージェント３００は、Ｍ
ｏｂｉｌｅＩＰＨＡ機能実現手段３０１により、Ｍ
ｏｂｉｌｅＩＰの規定にしたがってメッセージの正当
性などをチェックし、正当と認めれば、アドレス対応表
に移動端末３４０のホームアドレスと気付アドレス、有
効期間を記録する。そして、その気付アドレスに対し
て、登録応答メッセージを返す。登録応答メッセージも
また通常のＩＰ経路制御に基づいて配送され、移動端末
３４０に届けられる。

【００２６】以降、移動端末３４０のホームアドレス宛
のパケットは、通常のＩＰ経路制御に基づいてホームネ
ットワークに届けられ、ホームエージェント３００のＭ
ｏｂｉｌｅＩＰＨＡ機能実現手段３０１は、Ｍｏｂ
ｉｌｅＩＰで規定されているように、そのパケットを
横取りし、トンネリングの技法によりその気付アドレス
を宛先としてパケットを転送する。このパケットは、ま
た、通常のＩＰ経路制御に基づいて配送され、移動端末
３４０へ届けられる。移動端末３４０では、Ｍｏｂｉｌ
ｅＩＰ端末機能実現手段３４１により、Ｍｏｂｉｌｅ
ＩＰの規定にしたがって、トンネルを解除し、そもそ
も届けられるはずだったパケットの中身を取り出す。

【００２７】以下、本実施の形態における処理詳細を説
明する。アドレス獲得手段３４２の動作について、その
動作フローを示す図２を用いて説明する。この処理は、
移動端末３４０が無線通信の機能などにより、通信でき
る基地局が変わったこと、すなわち新たにフォーリンネ
ットワークに接続したことを検知した場合、また既に気
付アドレスの登録を行っているときにその有効期間（登
録の有効期間であり、ＤＨＣＰによるアドレス使用の有
効期間ではない）がまもなく終わるときに行う。なお、
この有効期間は、移動端末が独自に決めてよい。まだ気
付アドレスを取得しておらず、ホームエージェントにも
登録済みでない場合（ステップ、以降Ｓと省記する４０
１）、既に説明したように通常のＭｏｂｉｌｅＩＰの
処理に従ってアドレス獲得を行い（Ｓ４０５）、獲得し
たアドレスを気付アドレスとして気付アドレス登録処理
を行う（Ｓ４０６）。気付アドレスを取得、登録済みの
場合、現在使用されているＩＰ接続があるかチェックす
る（Ｓ４０２）。これは、例えばソケットによるネット
ワークプログラムインタフェースが提供されていれば、
オープン中のソケットがあるかいなかチェックすること
で実現することができる。使用中のＩＰ接続がなけれ
ば、アドレス解放処理を行い（Ｓ４０４）、通常のアド
レス獲得、登録処理を行う。これにより獲得されるアド
レスは、そのフォーリンネットワークで到達可能なアド
レスである。使用されているＩＰ接続があれば、その気
付アドレスを使用しつづけるため、既に使用している気
付アドレスを指定して、ＭｏｂｉｌｅＩＰの気付アド
レス登録処理を行う（Ｓ４０３）。既に述べたように、
ホームエージェントでは、その気付アドレスを新たに登
録、または更新する。

【００２８】アドレス解放処理について補足して説明す
る。すでに述べたように、ＤＨＣＰの機能として、アド
レスの解放処理が定義されている。通常は、基地局３４
２と無線ネットワークインタフェース３２５を介してア
ドレス解放処理を行えばよいが、すでに他の基地局の通
信可能範囲に移動していれば、それを行うことはできな
い。したがって、アドレス獲得手段３４２から、アドレ
スを獲得したアドレス割り当て手段３２１に対して、ア
ドレス解放要求を行うＤＨＣＰＲＥＬＥＡＳＥメッセー
ジを送信し、通常のＩＰ経路制御にしたがってそのメッ
セージが転送される。そのメッセージを受け取ったアド
レス割り当て手段３２１は、アドレス解放処理を行う。

【００２９】経路表および経路表管理手段の処理につい
て説明する。図１に示したすべての経路表管理手段３０
２，３１１，３２２，３３２は同じ処理を行う。ここで
は、ルータ３１０の経路表３１２を例にとり、経路表管
理手段３１１の動作を説明する。図３に経路表３１２の
更新前（Ａ）と更新後（Ｂ）の様子を示し、図４に経路
表管理手段３１１による経路表３１２の更新処理を示
す。図３（Ａ）に示した経路表３１２の更新前の状況
は、通常の経路表を表しており、移動端末のための経路
は含まれていない。経路表には、宛先、その宛先に宛て
たパケットの転送先、その転送先のインタフェースが記
録される。本実施の形態では、移動端末のためのホスト
経路の有効期間を管理するため、有効期限も記す。有効
期限は、その経路がいつまで有効か示している。

【００３０】この経路表では、１．１．１．０／２４と
いうプレフィックスで指定されるネットワークに対して
は、すなわち図１で示した基地局３２０の無線ネットワ
ークインタフェース３２５があるサブネットワークに対
しては、１．３．１．２４で示されるアドレスへ転送す
べきであると示している。１．３．１．２４というアド
レスは、図１に示したように基地局３２０の有線ネット
ワークインタフェース３２４のアドレスである。図から
明らかなように、この場合に転送すべきインタフェース
は、有線ネットワークインタフェース３１４であり、経
路表にはこの番号を記している。これは通常の経路であ
り、有効期限は特にない（無期限）。１．１．２．０／
２４というネットワークに対する経路も同様に構成され
ている。０．０．０．０／０というネットワークはデフ
ォルト経路とも呼ばれ、他のどの経路にも当てはまらな
い宛先アドレスのパケットを転送する場合に使用され
る。また、例えば、基地局３２０の有線ネットワークイ
ンタフェース３２４のアドレスである１．３．１．２４
宛てのパケットを転送するためには、有線ネットワーク
インタフェース３１４へ直接送信すればよいことを示し
ている。

【００３１】ここで、移動端末３４０が、最初に基地局
３２０のアドレス割り当て手段３２１により、気付アド
レス１．１．１．２を得て、気付アドレス登録メッセー
ジをホームエージェント３００へ向けて送信したとす
る。これは、ルータ３１０を通ることになるが、ルータ
３１０はこれをそのままホームエージェント３００へ転
送するのではなく、その内容を参照する。すなわち、経
路表管理手段３１１は、図４に示す動作を行う。先ず気
付アドレス登録要求メッセージの内容を参照し、このと
き、登録要求メッセージを受信したネットワークインタ
フェース、すなわち有線ネットワーク３１４を記録して
おく（Ｓ６０１）。そして、参照したメッセージから、
気付アドレス（この場合、１．１．１．２）と、有効期
間を取り出す（Ｓ６０２）。経路表３１２を参照し、こ
の気付アドレス１．１．１．２に対する経路がＳ６０１
で記録したネットワークインタフェースを示しているか
チェックする。この場合、１．１．１．２にもっとも長
くマッチする図３（Ａ）の更新前経路表中の宛先は、
１．１．１．０／２４であり、これは転送先ネットワー
クインタフェースが３１４となっている。これは、Ｓ６
０１で記録したインタフェースと同じである。したがっ
て、特別な経路は必要ないため、もし経路表３１２に
１．１．１．２に対する経路があれば削除する（Ｓ６０
４）。この場合は、存在しないので何もしない。

【００３２】移動端末３４０が、移動して、次の基地局
３３０と通信可能になり、図２で示した処理により、気
付アドレス１．１．１．２を使いつづけ、その気付アド
レスを指定した気付アドレス登録要求メッセージをホー
ムエージェント３００へ送信したとする。これは、基地
局３３０、ルータ３１０を通って届けられることにな
る。ここでも、ルータ３１０はその気付アドレス登録要
求メッセージの内容を参照し、有線ネットワークインタ
フェース３１５から受信したことを記録し（Ｓ６０
１）、気付アドレス１．１．１．２および有効期間を取
り出す（Ｓ６０２）。経路表３１２から気付アドレス
１．１．１．２への経路の転送先インタフェースは先ほ
どと同じように有線ネットワークインタフェース３１４
であるとわかる。これは、上記で記録した優先ネットワ
ークインタフェース３１５とは異なる（Ｓ６０３）。こ
の気付アドレス１．１．１．２に対するホスト経路を経
路表３１２に挿入し、有効期限を設定する（Ｓ６０
４）。この結果を、図３（Ｂ）の更新後の経路表に示
す。すなわち、１．１．１．２に対する経路として、転
送先インタフェースは、Ｓ６０１で記録した有線ネット
ワークインタフェース３１５を指定し、この有線ネット
ワークインタフェース３１５が直接の転送先であるアド
レス１．３．１．３４を次の転送先のアドレスに指定す
る。ここで、例えば現在１時であり、気付アドレス登録
要求メッセージ中に指定され、Ｓ６０２で取り出した有
効期間が１０分であれば、有効期限を１時１０分と記録
する。

【００３３】移動端末３４０は基地局３３０との通信可
能範囲にとどまったまま、１時１０分が近くなり、例え
ば１分前の１時９分になり、アドレス獲得手段３４２が
図２に示した処理を行ったとする。この場合にも、経路
表管理手段３１１は先ほどと同様の処理を行うが、６０
４では、すでにホスト経路が存在するため、その有効期
限を１時９分の１０分後の１時１９分に設定する。ここ
で、この有効期限は、例えば１分に１回の割合で、経路
表管理手段３１１が有効期限をチェックする処理を実行
し、有効期限を過ぎている経路を削除するとする。

【００３４】既に述べたように、第１の従来例である、
通常のＭｏｂｉｌｅＩＰにより端末の移動をサポート
する場合は、端末の追従に時間がかかるという欠点があ
った。一方、第２の従来例である、Ｃｅｌｌｕｌａｒ
ＩＰのように各移動端末毎にホスト経路を利用すると経
路表が移動端末の数に応じて増大するという欠点があっ
た。本実施の形態によれば、移動端末が最初にフォーリ
ンネットワークに接続した場合には第１の従来例である
通常のＭｏｂｉｌｅＩＰと同じであるが、次にフォー
リンネットワークを移動した場合、例えば、移動端末３
４０が基地局３２０から基地局３３０へ移動した場合、
経路表管理手段によりまずは基地局３３０の経路表が更
新され、次にルータ３１０の経路表が更新される。この
状態において、ホームエージェント３００から移動端末
３４０への経路が確定する。すなわち、Ｃｅｌｌｕｌａ
ｒＩＰのように端末の移動に高速に追従して経路が確
定できる。しかし、ホームエージェント３００の経路表
３０３にはホスト経路を追加する必要はなく、通常のプ
レフィックスベースの経路でよいため、経路表は増大し
ない。したがって、移動に高速に追従しながらも、経路
表の増大を押さえることができる。これは、従来の図９
で言えば、図の上のほうにあるルータは、その下位によ
り多くの移動端末が存在している可能性が高いため、ホ
スト経路のみによる経路制御ではホスト経路の挿入が多
くなる可能性が高いが、プレフィックスベースの経路で
配送可能な位置から徐々にずれていくために、図の上の
ほうのルータでは、そのずれの影響がすぐにはあらわれ
ないことを利用している。従って図１の構成で図４の機
能を設けることにより、経路表の増大を押さえることが
できる。

【００３５】また、経路表の更新を、移動端末が送信す
る気付アドレス登録メッセージを利用して行うことによ
り、余分な制御メッセージを使用せず、ネットワークト
ラフィックを効率化する効果もある。また本来なら、ホ
スト経路に有効期限がなければ、すでにホスト経路があ
るルータに対して、あるいはネットワーク中の全ルータ
に対して、ホスト経路を削除するメッセージを送信しな
ければならない。しかし、有効期限を設けることによ
り、不要になれば自動的に削除されるため、余分な削除
指示メッセージを使用しなくてもよく、更にトラフィッ
ク効率を向上できる。

【００３６】さらに、ＩＰ通信が行われていなければ、
通常のＭｏｂｉｌｅＩＰと同じように新しく気付アド
レスをそのフォーリンネットワークのプレフィックスに
あわせて取得することにより、本来の気付アドレスがあ
るフォーリンネットワークからのずれをもとにもどすこ
とができる。このずれをもどすことはすなわち、ホスト
経路が不要になることを意味し、経路表の増大を押さえ
ることができる。即ち、図３（Ｂ）の状態において、Ｃ
ｏＡ１．１．１．２をもつ移動端末３０４は、１．１．
１．０／２４のサブネットワークを接続する基地局３２
０の通信可能範囲にではなく、１．１．２．０のサブネ
ットワークと接続する基地局３３０の通信可能範囲にあ
る。従って、図３（Ｂ）では、アドレス１．１．１．２
のホストに対する経路が必要になっている。これがずれ
た状態であるが、ＩＰ通信が一定時間行われず、気付ア
ドレスの再獲得を行えば、１．１．２．０／２４に含ま
れるアドレス、例えば１．１．２．３が得られることが
期待できる。このＣｏＡをＨＡに登録すれば、図４のＳ
６０４により図３（Ｂ）からアドレス１．１．１．２の
ホストに対する経路が削除される。即ち、サブネットワ
ークに含まれないアドレス（１．１．２．０／２４に対
する１．１．１．２）が存在するというずれが戻ったこ
とになり、経路表が図３（Ｂ）の状態から縮小したこと
になる。

【００３７】実施の形態２．本発明の実施の形態２につ
いて説明する。先の実施の形態１では、図１で示すよう
に各基地局が無線通信により通信できるネットワークは
２４ビットのプレフィックスを持っていた。したがっ
て、無線ネットワークインタフェースのアドレス、ネッ
トワーク自身を示すアドレス（１．１．１．０など）、
ブロードキャストアドレス（１．１．１．２５５など）
を除くと、２５３個のアドレスが移動端末用に使用でき
ることになる。しかし、先に述べたように、例えば、図
１のネットワークにおけるＢＳ１からＢＳ８が道路に沿
って設置されていた場合で、交差点がないとすれば、端
であるＢＳ１あるいはＢＳ８で最初に気付アドレスが取
得される可能性が高いことになる。このような場合、あ
らかじめＢＳ１やＢＳ８に割り当て可能なアドレスを多
めに与えておくこともできるが、かならずしも想定どお
りにアドレスが使用されるとは限らず、特定のＢＳでア
ドレスが足りなくなる可能性がある。

【００３８】本実施の形態では、割り当て可能なアドレ
スをアドレス割り当て手段間で貸し借りできるようにす
る、即ちアドレス範囲を移すようにして、アドレスを割
り当て、使用効率を向上することを説明する。また、こ
のアドレスの貸し借りに合わせて、ルータの経路表を更
新して、端末の移動に応じてホスト経路を設定するのに
先立って、正しい経路を設定しておくことができる。さ
らに、このアドレスの貸し借りは、各アドレス単位で行
うのではなく、プレフィックスを同じくするアドレス群
単位でまとめて行うことにより、貸し借りされた個々の
アドレス単位で経路を設定する場合に比べて、経路表の
増大を押さえることができる。

【００３９】システム構成は、図１と同様であるが、ア
ドレス割り当て手段３２１ｂの機能が少し異なる。即ち
基地局３２０を例にとり、アドレスの貸し借りの処理を
説明する。基地局３２０のアドレス割り当て手段３２１
ｂは割り当て可能なアドレスが少なくなったとき、例え
ば残り４つになったとき、図５に示すアドレス借用処理
を行う。ここでは、各基地局はアドレス借用が可能な別
の基地局のリストを前もって保持している。まず、この
リストに記載されている他の基地局に対して、アドレス
借用要求メッセージを送信する（Ｓ７０１）。このアド
レス借用要求メッセージの例を図６（Ａ）に示す。ここ
では４つのアドレスを要求している。このアドレス借用
要求メッセージを受け取った別の基地局のアドレス割り
当て手段は、要求されている数のアドレスの貸与が可能
であれば、アドレス借用応答メッセージを返す。このメ
ッセージの例を図６（Ｂ）に示す。ここでは、３つのア
ドレスブロックを返している。１．１．２．２５２／３
０のネットワーク（アドレス２つ）と、１．１．２．２
３０（アドレス１つ）、１．１．２．２４０（アドレス
１つ）である。

【００４０】貸与可能なアドレスがない場合には、アド
レスブロック数を０として応答する。基地局３２０のア
ドレス割り当て手段３２１ｂは、このアドレス借用応答
メッセージを受信し（Ｓ７０２）、アドレス借用ができ
なければＳ７０１に戻る（Ｓ７０３）。アドレス借用が
できれば（Ｓ７０３）、借用したアドレスに対する経路
を経路表に書きこむ（Ｓ７０４）。この場合、無線通信
を行う移動端末用に借用したため、次の転送先は直接で
あり、インタフェースは無線ネットワークインタフェー
スを経路とすればよい。経路の有効期限は、無期限でよ
い。さらに、アドレス借用通知メッセージを、ホームエ
ージェント３００に対して送信する（Ｓ７０５）。アド
レス借用通知メッセージの例を図６（Ｃ）に示す。これ
は、アドレス借用応答メッセージとメッセージの型が異
なるだけである。

【００４１】アドレス借用通知メッセージを受信および
転送する各ルータ（ホームエージェントを含む）は、こ
のメッセージを参照して、経路表管理手段により、経路
表を更新する。図７に、アドレス借用通知メッセージに
よる経路表更新の例を示す。これは、ルータ３１０の経
路表３１２であり、基地局３２０が基地局３３０から、
図６で示した１．１．２．２５２／３０、１．１．２．
２３０、１．１．２．２４０のアドレスブロックおよび
アドレスを借り受けた場合を示している。

【００４２】この経路表の更新を行う経路表管理手段の
処理は、以下のようになる。即ちアドレス借用通知メッ
セージを転送あるいは受信するルータは、そのメッセー
ジを参照する。このとき、メッセージを受信したネット
ワークインタフェースを記録する。経路表３１２に対
し、参照したアドレス借用通知メッセージの各アドレス
ブロックまたはアドレスに対する経路を挿入する。

【００４３】上記の挿入する経路の内容を説明する。転
送先インタフェースは、メッセージを受信したインタフ
ェースである。そして、次の転送先アドレスは、そのイ
ンタフェースが直接の転送先であるアドレスである。す
なわち、この場合では、アドレスを借り受けた基地局３
２０がホームエージェント３００にアドレス借用通知メ
ッセージを送信しており、ルータ３１０がそのメッセー
ジを転送する。このメッセージは図１からわかるよう
に、有線ネットワークインタフェース３１４から受信さ
れることになる。したがって、転送先インタフェースに
は３１４と記録する。転送先インタフェース３１４を直
接の転送先としている経路は、１．３．１．２４に対す
る経路である。したがって、次の転送先のアドレスに
は、１．３．１．２４を記録する。ここでは、有効期限
は無期限でよい。

【００４４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ルータ
に転送用の気付アドレス登録要求メッセージを中継する
と、自身が持つ経路表を新しい経路に更新する経路表管
理手段を設けたので、アドレス管理表の容量を増加する
ことなく、高速に経路管理ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１と２における移動体
通信システムの公正と要素を示す図である。

【図２】実施の形態１におけるアドレス獲得手段の動
作フローを示す図である。

【図３】実施の形態１における経路表の更新前と更新
後の例を示す図である。

【図４】実施の形態１における経路表管理手段の動作
フローを示す図である。

【図５】この発明の実施の形態２におけるアドレス割
当て手段の動作フローを示す図である。

【図６】実施の形態２におけるアドレス割当て手段の
動作を説明するメッセージの例を示す図である。

【図７】実施の形態２における経路表の更新状態例を
示す図である。

【図８】ＭｏｂｉｌｅＩＰの気付アドレスによる通
信を説明する図である。

【図９】ＣｅｌｌｕｌａｒＩＰによるシステムの説
明図である。

【符号の説明】

３００ホームエージェント（計算機）、３１０ルー
タ、３２０，３３０基地局、３４０移動端末、３０
２，３１１，３２２，３３２経路表管理手段、３０
３，３１２，３２３，３３３経路表、３２１，３３１
アドレス割当て手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の移動端末と、該移動端末への転送
通信を基地局とルータを経由して管理するホームエージ
ェント計算機とで構成されるシステムにおいて、上記基地局と上記ホームエージェント間に設けられた上
記ルータに、上記移動端末から上記ホームエージェント
への上記転送用の気付アドレス登録要求メッセージを中
継すると、自身が持つ経路表を参照して既管理経路と異
なる場合は新しい経路に更新して中継する経路表管理手
段を設けて、上記ルータは、上記ホームエージェントからの転送通信
を上記経路表に基づいて上記移動端末へ中継するように
したことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２】システムに定期的な管理経路の更新期間
を設けて、経路表管理手段は定期的に移動端末からの更
新要求に基づいて経路表を更新し、または移動端末から
の更新要求が無い場合は削除するようにしたことを特徴
とする請求項１記載の移動体通信システム。
【請求項３】経路表管理手段は、転送用割当てアドレ
スが不足する場合は、他の基地局またはルータに該アド
レスの借用を要求し、応答があると該応答によるアドレ
スを経路表に追加して管理するようにしたことを特徴と
する請求項１記載の移動体通信システム。
【請求項４】アドレスの借用は、プレフィックスで規
定される単位で行うようにしたことを特徴とする請求項
３記載の移動体通信システム。
【請求項５】複数の移動端末とホームエージェント計
算機間に設置され、該移動端末への転送通信を中継する
ルータにおいて、上記移動端末から上記ホームエージェントへの上記転送
用の気付アドレス登録要求メッセージを中継すると、自
身が持つ経路表を参照して既管理経路と異なる場合は新
しい経路に更新して中継する経路表管理手段を設けて、上記ホームエージェントからの転送通信を上記経路表に
基づいて上記移動端末へ中継するようにしたことを特徴
とするルータ。