JP2006054649A

JP2006054649A - パケット伝送方法及びパケット伝送システム

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Publication number: JP2006054649A
Application number: JP2004234487A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nishimura; 啓之西村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-08-11
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2006-02-23

Abstract

【課題】モバイルＩＰｖ４プロトコルを使用した通信ネットワークにおいて、ハンドオーバーに伴うパケットロスが少なく、かつネットワーク帯域の消費を低減するシステムを実現する。
【解決手段】移動端末１０が定期的に送信する現在位置情報をフォーリンエージェント管理サーバ５００が収集し、移動端末１０の現在位置と、管理サーバ５００がデータとして持っている、配下のフォーリンエージェント１００、１０１がフォーリンエージェント機能を提供すべき地理的範囲とを比較することで、移動端末１０の現在位置に応じ、フォーリンエージェントに対して移動端末１０に対する機能提供の可否を指示することにより、移動端末が利用するべきフォーリンエージェントを移動端末の現在位置によって制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パケット伝送方法及びパケット伝送システムに関し、特に、移動通信システムにおいて、移動端末が通信を行うために使用するフォーリンエージェント装置が複数存在するネットワークに滞在している場合のパケット伝送方法及びパケット伝送システムに関する。

移動する端末装置がＩＰｖ４プロトコルに基づく通信を行う場合に、端末の移動によって所属サブネットが変更される場合でも、端末が、固定されたＩＰアドレスを利用することで通信セッションを継続させるための技術について、ＩＥＴＦによってＩＰＭｏｂｉｌｉｔｙＳｕｐｐｏｒｔｆｏｒＩＰｖ４（以下、「モバイルＩＰｖ４」という。）がＲＦＣ３３４４として策定されている。

モバイルＩＰｖ４において、ホームエージェントと呼ばれる装置が、移動端末がその現在位置に関わらず固定的に使用するホームアドレスと呼ばれるＩＰアドレスを宛先とする移動端末宛てのパケットを移動端末に代わって受信し、このトラフィックを後述する方法によって移動端末に送信することにより、移動端末の位置によらない通信の継続を実現している。

移動端末は、自身の移動先に存在するフォーリンエージェントと呼ばれる装置から、ルータ広告パケットを受信する。このルータ広告パケット内には気付アドレスと呼ばれる、そのＩＰアドレスを宛先とするパケットがフォーリンエージェントに到達できるＩＰアドレスが記述されており、移動端末はこの気付アドレスを含む位置登録要求パケットをフォーリンエージェント経由でホームエージェントに送信する。ホームエージェントは移動端末にパケットを到達させるためにどのＩＰアドレス宛てにパケットを送信すべきかを、この位置登録要求パケット内に記述された気付アドレスによって知り、この位置登録要求パケットに対して位置登録応答パケットを返送する。

ホームエージェントは、代理受信した移動端末宛てのパケットを、ホームエージェントのアドレスをソースアドレス、気付アドレスを宛先アドレスとしてカプセル化し、気付アドレス宛てに送信する。フォーリンエージェントはこれを受け取り、ホームエージェントが行ったカプセル化を解除し、本来のパケットである、移動端末のホームアドレス宛てのパケットに戻して移動端末に送信する。

移動端末が移動により新たなネットワークに移動すると、そのネットワークに存在するフォーリンエージェントについて上記のプロセスを再度行うことにより、ホームエージェントが保持する移動端末の気付アドレス情報が新しいものに更新され、ホームエージェントはこの新しい気付アドレス宛てにパケットを送信することで、サブネットの異なるネットワークに移動した移動端末に対してパケットを届けることができる。

このとき、図６に示すような無線アクセスポイントとフォーリンエージェントで構成された無線ネットワークが複数集合した無線ネットワーク網を考える。

図６のネットワーク内にいる移動端末は、接続可能な無線ネットワークが複数存在する位置にいる場合、アクセス可能なフォーリンエージェントを複数持つことになる。

モバイルＩＰｖ４プロトコルにおいて、移動端末は複数のフォーリンエージェントをホームエージェントに登録し、同時にデータの送受信のために使用することが許可されている。このとき、ホームエージェントは複数のフォーリンエージェントに対して、カプセル化されたトラフィックを送信する。

これにより、移動端末が自身の移動の結果、あるフォーリンエージェントに接続された無線アクセスポイントからの電波が微弱になったためにパケットの送受信が不可になった場合でも、引き続き移動先で利用できる無線ネットワークに繋がったフォーリンエージェントを利用することができる。

従来、上述した方法によって移動端末は、複数のフォーリンエージェントを登録することで、自身の移動が引き起こすパケット送受信のロスを回避することができ、この方法はＲＦＣ３３４４内に記述されている。

図７は、移動端末１０が２つのフォーリンエージェント１００、１０１に位置登録している場合のパケット送信元が移動端末宛に送信したパケットの経路を示す図である。パケット送信元２０からホームアドレス宛てに送信されたパケットをホームエージェントが代理受信し、フォーリンエージェント１００、１０１宛てにそれぞれパケットをカプセル化して送信し、それぞれのフォーリンエージェントはカプセル化されたパケットを受け取ってカプセル化を解除し、移動端末１０に送信する。
特開２００３−２０９８７２号公報特開２００３−１６３９７３号公報

上述した形式では、複数のネットワークに接続可能な場所にいる移動端末は複数のフォーリンエージェントを使用するため、それに伴い複数のネットワークの帯域を消費することになり、帯域を多く消費してしまう問題がある。

本発明の目的は、フォーリンエージェントが多数設置されたネットワーク群に位置する移動端末が、自身の移動によりフォーリンエージェントと通信できなくなることによって生じるパケット送受信のロスを回避しつつ、上述の複数のフォーリンエージェントを同時使用することによって生じる帯域の消費の増加を抑制することである。

第１の移動端末は、一般的なモバイルＩＰｖ４プロトコルスタックの実装に加え、移動端末がフォーリンエージェントを含む無線ネットワークが複数集まって構成された無線ネットワーク網内にいる場合に、移動端末の現在位置情報を取得し、定期的に現在接続しているフォーリンエージェントに対し送信することを特徴としている。

第１のフォーリンエージェントは、一般的なモバイルＩＰｖ４プロトコルスタックの実装に加え、前記第１の移動端末が送信する位置情報を受信し、当該情報を後述するフォーリンエージェント管理サーバに転送することを特徴としている。

第２のフォーリンエージェントは、第２のフォーリンエージェント管理サーバの特徴である、フォーリンエージェント管理サーバから送信されたフォーリンエージェントの動作を制御する命令を含むパケットを受信し、このパケット内の情報に基づき、移動端末に対してのフォーリンエージェント機能の提供の可否を決定するデータベースを更新することを特徴としている。

第３のフォーリンエージェントは、移動端末からの位置登録要求パケットを受信した場合に、前記第２のフォーリンエージェントの特徴である、フォーリンエージェント機能の提供の可否を決定するデータベースにこの移動端末に関する情報が存在しない場合に、移動端末に対してフォーリンエージェント機能を提供するか否かを決定する情報を保持していることを特徴としている。

第１のフォーリンエージェント管理サーバは、管轄するフォーリンエージェントに対し、各フォーリンエージェントがネットワーク内の移動端末に対してフォーリンエージェント機能を提供すべき地理的な範囲を定義した情報を持つことを特徴としている。

第２のフォーリンエージェント管理サーバは、前記第１のフォーリンエージェントが転送した移動端末の位置情報を受信し、これと第１のフォーリンエージェント管理サーバの特徴である、フォーリンエージェントが機能を提供すべき地理的範囲とを比較し、各フォーリンエージェントに対し当該端末にフォーリンエージェント機能を提供すべきか、もしくは提供しているフォーリンエージェント機能を停止すべきか、に関する情報を含むパケットを作成し、フォーリンエージェントに送信する機能を持つことを特徴としている。

本発明によれば、移動端末のアドレスを宛先アドレスとして有するパケットをホームエージェントとエリア毎に設けられた複数のフォーリンエージェントのうちの少なくとも１つのフォーリンエージェントとの間のカプセル化された通信路を経由して前記移動端末に到達させるパケット伝送方法において、前記移動端末の位置と各フォーリンエージェントのエリアの範囲を基に、前記ホームエージェントとの間で通信路を築くべきフォーリンエージェント及び前記ホームエージェントとの間で通信路を築かないべきフォーリンエージェントとを決定し、前記ホームエージェントは、該ホームエージェントとの間で通信路を築くべきフォーリンエージェントのみに前記パケットを送信することを特徴とするパケット伝送方法が提供される。

上記のパケット伝送方法において、前記決定は、登録された移動端末のみについて行うようにしてもよい。

上記のパケット伝送方法において、登録されていない移動端末については、前記ホームエージェントとの間で通信路を築くべきフォーリンエージェント及び前記ホームエージェントとの間で通信路を築かないべきフォーリンエージェントとを、前記移動端末の位置と各フォーリンエージェントのエリアの範囲に基づかずに、決定するようにしてもよい。

本発明では、上記の特徴により、フォーリンエージェントの移動端末に対するフォーリンエージェント機能の提供を移動端末の現在位置に応じてフォーリンエージェント管理サーバによって的確に制御することで、移動端末が複数の無線ネットワークに接続して複数のフォーリンエージェントを同時に利用することによって生じるトラフィックの増大を抑制し、かつ、自身の移動によりフォーリンエージェントに接続された無線ネットワークと通信できなくなることによって生じるパケット送受信のロスを回避することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１を参照すると、本発明の実施の形態は、移動端末１０、フォーリンエージェント１００、フォーリンエージェント１０１、無線アクセスポイント２００、無線アクセスポイント２０１、無線ネットワーク３００、無線ネットワーク３０１、ハブ４００、ハブ４０１、フォーリンエージェント管理サーバ５００、インターネット網６００、ルータ７００及びホームエージェント８００を備える。

移動端末１０は、移動端末自身の現在位置情報を取得することができる。

無線ネットワーク３００においては、無線アクセスポイント２００とフォーリンエージェント１００がハブ４００に接続されている。移動端末１０は、当該無線ネットワークに接続した状態において、フォーリンエージェント１００が送信するエージェント広告情報を受信することができる。また、無線ネットワーク３０１についても同様である。

フォーリンエージェント管理サーバ５００は、フォーリンエージェント１００、１０１に対し前述の第１のフォーリンエージェント管理サーバとして、また第２のフォーリンエージェント管理サーバとしての機能を行使する。また、無線ネットワークで構成されたエリアにおいて、第１のフォーリンエージェント管理サーバの特徴である、フォーリンエージェント１００、１０１がネットワーク内の移動端末に対してフォーリンエージェント機能を提供すべき地理的な範囲を定義した図２に示す情報を持っている。図２において、移動端末の現在位置があるフォーリンエージェントの範囲に含まれる場合、フォーリンエージェント管理サーバは、そのフォーリンエージェントを、当該移動端末が現時点で接続するに適していると判断する。

ホームエージェント８００は、移動端末１０がモバイルＩＰｖ４プロトコルで動作する際にホームエージェントとして利用される装置である。

図３は、フォーリンエージェントが持つ、前述の第２のフォーリンエージェントの特徴ならびに第３のフォーリンエージェントの特徴に基づいた、移動端末へのフォーリンエージェント機能提供の可否ならびに、フォーリンエージェントが機能提供の可否に関する情報を持っていない移動端末に対してフォーリンエージェント機能を提供すべきか否か、についての情報を含むテーブルである。

次に、本発明の実施形態の動作について説明する。

まず移動端末１０が無線ネットワーク３００の範囲に到達する。このとき、移動端末１０は無線ネットワーク３００を経由してフォーリンエージェント１００の存在を、フォーリンエージェント１００が発するルータ広告によって通知され、これを受けて移動端末１０はモバイルＩＰｖ４プロトコルに基づき、フォーリンエージェント１００を経由してホームエージェント８００に対し、位置登録を試みるために、フォーリンエージェント１００に対して位置登録要求パケットを送信する。

位置登録要求パケットの受信からその受理の可否判定までのフローチャートを図４に示す。

フォーリンエージェント１００は、位置登録パケットを受信すると（ステップＡ１）、まず自身の持つ図３のテーブルと位置登録情報パケット内の移動端末識別フィールドを比較する（ステップＡ２）。

フォーリンエージェント１００は、自身のテーブル内に到来した位置登録情報パケットに関する情報があるかどうかを確認する（ステップＡ３）。ある場合は（ステップＡ３でＹＥＳ）、その移動端末に対する機能提供の可否を示した記述に従って、機能提供の可否を決定する（ステップＡ４）。当該移動端末に対し機能提供を拒否する記述がある場合は（ステップＡ４でＮＯ）、位置登録要求パケットを無視し、これに対する処理を行わない（ステップＡ７）。

フォーリンエージェント１００が移動端末１０に対しフォーリンエージェント機能を提供すると判断すると（ステップＡ４でＹＥＳ）、フォーリンエージェント１００はモバイルＩＰｖ４プロトコルに基づき、位置登録要求パケットをホームエージェント８００に送信する（ステップＡ６）。ホームエージェント８００はこれに対し位置登録応答パケットをフォーリンエージェント１００に送信し、フォーリンエージェント１００はこれを受信した後、移動端末１０に位置登録応答パケットを送信する（ステップＡ８）。これによって移動端末１０の位置登録が完了する。

上記において位置登録情報パケットに関する情報がない場合は（ステップＡ３でＮＯ）、第３のフォーリンエージェントの特徴である、未登録ユーザにフォーリンエージェント機能を提供すべきか否かを記述したフィールドを図３のテーブルより読み取り（ステップＡ５）、フォーリンエージェント機能を提供すべきか否か判断する。

位置登録の完了後、移動端末１０は自身の位置情報を含むパケットを作成し、フォーリンエージェント１００に送信する。

図５は、移動端末がフォーリンエージェントに対して送信した位置情報に基づいた、本発明の第１の実施形態におけるフォーリンエージェント管理サーバが各フォーリンエージェントの移動端末への機能提供の可否を決定するまでのシステムを示すフローチャートである。

フォーリンエージェント１００は、移動端末１０から受信した位置情報を含むパケットを受信すると（ステップＢ１）、フォーリンエージェント管理サーバ５００に当該パケットを転送する（ステップＢ２）。

フォーリンエージェント管理サーバ５００は当該パケットを受信すると、当該パケット内の位置情報から、管理サーバ５００が内蔵するデータベース内の移動端末１０の位置情報を登録、更新する（ステップＢ３）。

フォーリンエージェント管理サーバ５００は、移動端末１０の現在位置と、図２に示すネットワーク内の移動端末に対してフォーリンエージェント機能を提供すべき地理的な範囲を比較し、移動端末１０に対してフォーリンエージェント機能の提供を許可、または停止すべきフォーリンエージェントを検出する（ステップＢ４）。

上記の比較によって検出されたフォーリンエージェントに対し、フォーリンエージェント管理サーバ５００は許可もしくは停止命令を送信する（ステップＢ５）。

この命令を受信したフォーリンエージェントは、自身が持つ図３のテーブルを、命令パケットに従って更新する（ステップＢ６）。

上述の動作を繰り返すことで、移動端末が利用できるフォーリンエージェントに対して、その利用の可否を移動端末の位置情報から制御することにより、フォーリンエージェントならびに無線ネットワークリソースの効率的な利用を実現する。

本発明は、移動端末が固定アドレスを利用してパケットの受信をする通信に利用することができる。

本発明の第１の形態を示すネットワーク構成図。フォーリンエージェント管理サーバが保有する、各フォーリンエージェントが移動端末がその範囲に存在する場合に移動端末に対し機能を提供すべき地理的な範囲を記述した図。フォーリンエージェントが保持する、本表に登録されている移動端末に対してフォーリンエージェント機能を提供すべきか否か、また登録されていない移動端末からの位置登録要求を受理してフォーリンエージェント機能を提供すべきか否か、を記述した表。フォーリンエージェントが位置登録要求パケットを受信してからその判定を行い、判定に基づいて位置登録要求パケットを処理するまでを示すフローチャート。本発明の第１の形態において、移動端末が位置情報を送信してからフォーリンエージェントが図３に示す移動端末への機能提供の可否情報を更新するまでを示すフローチャート。フォーリンエージェントを含む無線ネットワークが複数集まって構成された無線ネットワーク網の図。移動端末が複数のフォーリンエージェントを使用している場合の、パケット送信元装置が移動端末宛てに送信したパケットの流れを示す図。

符号の説明

１０移動端末
２０パケット送信元装置
１００フォーリンエージェント
１０１フォーリンエージェント
２００無線アクセスポイント
２０１無線アクセスポイント
３００無線ネットワーク
３０１無線ネットワーク
４００ハブ
４０１ハブ
５００フォーリンエージェント管理サーバ
６００インターネット網
７００ルータ
８００ホームエージェント

Claims

移動端末のアドレスを宛先アドレスとして有するパケットをホームエージェントとエリア毎に設けられた複数のフォーリンエージェントのうちの少なくとも１つのフォーリンエージェントとの間のカプセル化された通信路を経由して前記移動端末に到達させるパケット伝送方法において、
前記移動端末の位置と各フォーリンエージェントのエリアの範囲を基に、前記ホームエージェントとの間で通信路を築くべきフォーリンエージェント及び前記ホームエージェントとの間で通信路を築かないべきフォーリンエージェントとを決定し、前記ホームエージェントは、該ホームエージェントとの間で通信路を築くべきフォーリンエージェントのみに前記パケットを送信することを特徴とするパケット伝送方法。
請求項１に記載のパケット伝送方法において、
前記決定は、登録された移動端末のみについて行うことを特徴とするパケット伝送方法。
請求項２に記載のパケット伝送方法において、
登録されていない移動端末については、前記ホームエージェントとの間で通信路を築くべきフォーリンエージェント及び前記ホームエージェントとの間で通信路を築かないべきフォーリンエージェントとを、前記移動端末の位置と各フォーリンエージェントのエリアの範囲に基づかずに、決定することを特徴とするパケット伝送方法。
移動端末のアドレスを宛先アドレスとして有するパケットをホームエージェントとエリア毎に設けられた複数のフォーリンエージェントのうちの少なくとも１つのフォーリンエージェントとの間のカプセル化された通信路を経由して前記移動端末に到達させるパケット伝送システムにおいて、
前記移動端末の位置と各フォーリンエージェントのエリアの範囲を基に、前記ホームエージェントとの間で通信路を築くべきフォーリンエージェント及び前記ホームエージェントとの間で通信路を築かないべきフォーリンエージェントとを決定し、前記ホームエージェントは、該ホームエージェントとの間で通信路を築くべきフォーリンエージェントのみに前記パケットを送信することを特徴とするパケット伝送システム。
請求項４に記載のパケット伝送システムにおいて、
前記決定は、登録された移動端末のみについて行うことを特徴とするパケット伝送システム。
請求項５に記載のパケット伝送システムにおいて、
登録されていない移動端末については、前記ホームエージェントとの間で通信路を築くべきフォーリンエージェント及び前記ホームエージェントとの間で通信路を築かないべきフォーリンエージェントとを、前記移動端末の位置と各フォーリンエージェントのエリアの範囲に基づかずに、決定することを特徴とするパケット伝送システム。