JP2002374287A - 移動体通信システム及びルータ - Google Patents
移動体通信システム及びルータInfo
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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、Mobile I
P(IETF RFC2002: Internet
EngineeringTask Force Req
uest For Comments 2002)が有
名である。Mobile IP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(Foreign Agent CoA)
とco−CoA(colocated CoA)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。
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。
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。
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。
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。
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、Cellular IP(Andrew T.
Campbellら、”An Overview of
CellularIP”、IEEE Wireles
s Communications and Netw
orking Conference (WCNC ’
99))のようなプロトコルが提案されている。Cel
lular IP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、Mobile IP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。Mobile IP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。
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
ar IP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、Mobile IPと異なり、C
oAを取得する必要はない。
合、Mobile IP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。
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Cellular IP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、Mobile I
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。
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。
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。
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。
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。
クスで規定される単位で行うようにした。
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。
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、Mobile IP H
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。
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。
端末機能を実現するためのMobile IP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。
う前に、本構成における通常のMobile IP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。Mobile IPで
は、co−CoAを取得する方法の1つとして、DHC
P(Dynamic Host Configurat
ion Protocol: 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。
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。
ると、Mobile IP端末機能実現手段341によ
り、Mobile IP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
le IP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
obile IP HA機能実現手段301により、M
obile IP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。
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
obile IP HA機能実現手段301は、Mob
ile IP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
e IP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。
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Mobile IP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、Mobile IP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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
通常のMobile IP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Mobile IP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
r IP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。
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。
通常のMobile IP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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
通信システムの公正と要素を示す図である。
作フローを示す図である。
後の例を示す図である。
フローを示す図である。
当て手段の動作フローを示す図である。
動作を説明するメッセージの例を示す図である。
示す図である。
信を説明する図である。
明図である。
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 (5)
- 【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。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8284670B2 (en) | 2003-03-12 | 2012-10-09 | Ntt Docomo, Inc. | Mobile communications system, mobile communications method, server, transfer device, and mobile communications terminal |
-
2001
- 2001-06-15 JP JP2001181072A patent/JP3841268B2/ja not_active Expired - Fee Related
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