JP3536919B2 - 通信ネットワーク制御システムおよび方法、ルータ - Google Patents
通信ネットワーク制御システムおよび方法、ルータInfo
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Description
型ネットワークにおける通信制御を行なう通信ネットワ
ーク制御システムおよび方法に関する。
の構成を示すブロック図である。この移動体通信ネット
ワークは、携帯電話網や、高速道路における自動車の位
置管理システム等に一般的に用いられているものであ
り、TCP/IPプロトコル等を用いたパケット通信に
よって通信を行なうネットワークである。
ワークは、上位ネットワーク網1と、複数のルータRn
(n=1〜7)と、固定の基地局BS1〜BS8と、移動
体MHとを備えている。上位ネットワーク網1は、広域
のネットワーク網、例えば、インターネットであっても
よい。各ルータRnは、上位ネットワーク網1と各基地
局BS1〜BS8とを分岐接続するためのものである。各
ルータRnは、階層的に接続されている。最上位層のル
ータR1は、上位ネットワーク網1と接続されている。
ルータR1の下位層にはルータR2およびR3があり、そ
れぞれがルータR1と接続され、ルータR1はそれらを配
下としている。ルータR2、R3との下位層には、それぞ
れルータR4、R5と、ルータR6、R7とが接続され、ル
ータR2、R3はそれらを配下としている。また、ルータ
R4には基地局BS1、BS2が、ルータR5には基地局B
S3、BS4が、ルータR6には基地局BS5、BS6が、
ルータR7には基地局BS7、BS8が、それぞれ接続さ
れ、各ルータR4〜R7は、それらを配下としている。移
動体MHは、無線で基地局BS1〜BS7のいずれかの基
地局に無線で接続して、以下に示すように上位ネットワ
ーク網1への通信経路を確立して通信相手(不図示)と
の通信を行なう。
ージは、基地局BSnに送信される()。各ルータRn
は、そのメッセージに基づいて経路情報を更新するとと
もに、そのメッセージを上位層のルータへ転送する
(、、)。経路情報とは、移動体MH宛てのパケ
ットを受信した場合に、そのパケットの送信先を示すた
めの経路情報であり、この経路情報はそのルータRnが
有するルーティングテーブルに登録される。したがっ
て、位置登録メッセージが最上位のルータR1に到達し
たときに、このネットワークにおける移動体MHへの通
信経路が確立される。例えば、図6では、移動体MH−
基地局BS2−ルータR4−ルータR2−ルータR1という
通信経路が確立されている。この場合、図7に示すよう
に、上位ネットワーク網1から送信された移動体MH宛
てのパケットは、ルータR1−ルータR2−ルータR4−
基地局BS2−移動体MHの順に送信される。
ワーク網1と移動体MHとの間の通信経路の途中のルー
タ(図7では、例えばルータR2)が故障などにより停
止すると、その通信経路は切断されてしまう。このネッ
トワークでは、そのルータを経由する通信経路以外の経
路がないため、停止したルータを修理するなどして停止
要因を除去した後、ルータを再起動するなどしてネット
ワークを復旧し、再び移動体MHから送信された位置登
録メッセージに基づいて、ルータR2等が再び上位ネッ
トワーク網1と移動体MHとの間の通信経路となるよう
に、ルータR2等の経路情報を更新することによって通
信経路を復旧しなければならない。つまり、このネット
ワークでは、通信経路が遮断されたときには、ネットワ
ークを復旧し、移動体MHから再び位置登録メッセージ
が送信されて通信経路が開設されるまで、上位ネットワ
ーク網1と移動体MHとの間の通信を復旧することがで
きないという問題があった。
の1つしか示していないが、実際のネットワークでは、
複数の移動体と通信を行なっているのが一般的である。
この場合、そのネットワークが普及する際には、各移動
体毎に位置登録メッセージが送信される。すると、この
ネットワークはルータR1から複数の基地局へ分岐する
ツリー状のネットワークなので、上位層のルータになれ
ばなるほど、送信される位置登録メッセージの数が多く
なる。したがって、複数の移動体から位置登録メッセー
ジが送信された場合には、上位層のルータの負荷が増大
してしまうという問題があった。
来の移動体通信における階層型ネットワークでは、通信
経路の途中のルータや回線が停止すると、通信経路が切
断されてしまい、ネットワークの復旧後に移動体から再
び位置登録メッセージが送信されて通信経路が開設され
るまで、上位ネットワーク網と移動体との間の通信を復
旧することができないという問題があった。
録メッセージが送信されて通信経路が開設されるまで上
位ネットワーク網と移動体との間の通信を復旧すること
ができない場合、移動体が複数であると、ネットワーク
の上位層になればなるほど、ネットワークの復旧後に送
信される位置登録メッセージの数が多くなるため、上位
層のルータの負荷が増大してしまうという問題があっ
た。
が停止しても通信を継続することができる通信ネットワ
ーク制御システムおよび方法を提供することを目的とす
る。
に、本発明の通信ネットワーク制御システムでは、複数
の無線基地局と、該各無線基地局のいずれかに無線で接
続して通信を行なう移動体と、上位ネットワーク網と前
記各無線基地局との間の通信経路をルーティングする複
数のルータが階層的に接続され、最上位層のルータが前
記上位ネットワーク網に接続され、最下位層のルータが
前記各無線基地局と接続されている階層型ネットワーク
とを備える通信ネットワーク制御システムにおいて、前
記階層型ネットワークの各階層には、上位層の接続先と
下位層の接続先とが同一であり、同一の経路情報を有す
る複数の同一経路ルータが備えられ、前記各同一経路ル
ータが、下位層の前記各同一経路ルータのうちのいずれ
か1つのルータを、前記上位ネットワーク網と前記移動
体との間の通信経路上の通信経路ルータとして選択し、
当該ルータが通信不能となったと判断した場合には、前
記各同一経路ルータのうちの別のルータを前記通信経路
ルータとして選択することを特徴とする。
は、同一経路ルータの中から通信経路ルータとして設定
されたルータが通信不能となった場合、通信経路ルータ
を自動的に同一経路ルータのうちの別のルータに切り換
える。本発明の通信ネットワーク制御システムでは、各
同一経路ルータは同一の経路情報を有しているため、通
信経路ルータを別のルータに切り換えても切り換える前
の送信先にパケットを送信することができる。そのた
め、本発明の通信ネットワーク制御システムでは、通信
経路の途中のルータや回線が停止しても通信を継続する
ことができる。
ネットワーク制御システムについて図面を参照して詳細
に説明する。
御システムの構成を示すブロック図である。図1に示す
ように、本実施形態の通信ネットワーク制御システム
は、上位ネットワーク網1と、ルータRnp(n=1〜
7)と、ルータRns(n=1〜7)と、複数の無線の
基地局BS1〜BS8と、移動体MHとを備えている。
網1と接続される最上位層のルータである。ルータR1
p、R1sは、下位層のルータR2p、R2s、ルータR3
p、R3sとも接続されている。すなわち、ルータR
1p、R1sは、それぞれが上位層の接続先と下位層の接
続先とが同一であり、同一の経路情報を有する同一経路
ルータである。ルータR1pのpはプライマリ(primar
y、第1)の意であり、ルータR1sのsはセカンダリ
(secondary、第2)の意である。ルータR2p、R2s
〜ルータR7p、R7sも、それぞれが同一経路ルータで
ある。
4p、R4sとルータR5p、R5sとに接続され、ルータ
R3p、R3sは、下位層のルータR6p、R6sとルータ
R7p、R7sとに接続されている。ルータR4p、R
4s、ルータR5p、R5s、R6p、R6s、ルータR
7p、R7sは最下位層のルータであり、ルータR4p、
R4sは、基地局BS1、BS2に接続されており、ルー
タR5p、R5sは、基地局BS3、BS4に接続されてお
り、ルータR6p、R6sは、基地局BS5、BS6に接続
されており、ルータR7p、R7sは、基地局BS7、B
S8に接続されている。移動体MHは、無線で基地局B
S1〜BS8のいずれかの基地局に接続する。
トワーク制御システムでは、同一経路ルータRnp、Rn
sのうち、ルータRnpを、上位ネットワーク網1と移
動体MHとの間の通信経路上の通信経路ルータとして選
択し、ルータRnpが通信不能となった場合には、ルー
タRnsを通信経路ルータとして選択する。
つ、ルータの階層数は3つ、基地局の数は8つとなって
いるが、本発明の移動体通信ネットワーク制御システム
は、これに限定されるものではなく、同一経路ルータの
数、ルータの階層数や接続数、あるいは基地局の数は、
幾つであってもよい。
システムの動作すなわち本実施形態の通信ネットワーク
制御方法について説明する。図2〜図5は、本実施形態
の通信ネットワーク制御システムの動作を示すブロック
図である。図2には、ルータR1p、R1s−ルータR2
p、R2s−ルータR4p、R4sとの間の通信の様子が
示されている。図2に示すように、ルータR1p、R1s
の下位層のルータR2p、R2sは、それぞれルータR1
p、R1sに対し、自らが機能を停止していないことを
通知するために、定期的にメッセージを送信している。
ルータR4p、R4sも同様に、それぞれがルータR
2p、R2sに定期的にメッセージを送信している。ま
た、最上位層のルータR1p、R1sは、それぞれ下位層
のルータR2p、R2sに対し、定期的にメッセージを送
信している。ルータR2p、R2sも同様に、それぞれが
ルータR4p、R4sに定期的にメッセージを送信してい
る。このメッセージにはプライマリフラグというフラグ
が含まれている。プライマリフラグがオンとなったメッ
セージを上位層のルータから受信したルータは、自身が
通信経路ルータとして選択されたと判断し、通信経路ル
ータとしての動作を行なう。
経路ルータとして設定されている。ルータR1pは、下
位層のルータR2pに対し、プライマリフラグがオンと
なったメッセージを定期的に送信し、ルータR2sに対
し、プライマリフラグがオフとなったメッセージを定期
的に送信する。通信経路ルータとして設定されたルータ
R2pは、プライマリフラグがオンとなったメッセージ
を定期的に下位層のルータR4pに送信し、プライマリ
フラグがオフとなったメッセージをルータR2sに定期
的に送信する。通信経路ルータとなっていないルータR
1sは、ルータR2p、R2s両方に、プライマリフラグ
がオフとなったメッセージを定期的に送信し、通信経路
ルータとなっていないルータR2sは、ルータR4p、R
4s両方に、プライマリフラグがオフとなったメッセー
ジを定期的に送信する。
形態の通信ネットワーク制御システムでは、各階層のル
ータ同士が定期的にメッセージを送受信し、そのメッセ
ージに含まれるプライマリフラグを用いて、例えば、ル
ータR1p−ルータR2p−ルータR4pの経路のように
して通信経路ルータの選択が行なわれる。
地局に接続すると、位置登録メッセージが下位層のルー
タから上位層のルータに通知されることによってネット
ワーク全体に移動体MHへの通信経路が開設される。こ
のとき、下位層のルータは接続された上位層の同一経路
ルータ全てに同じ位置登録メッセージを通知する。
続した場合の様子が示されている。移動体MHが基地局
BS2に接続すると、移動体MHは基地局BS2に位置登
録メッセージを送信する()。基地局BS2は、同一
経路ルータR4p、R4sの両方に位置登録メッセージを
転送する(と’)。ルータR4pとルータR4sは自
らの経路情報を更新する。次に、ルータR4pは、ルー
タR2pとルータR2sの両方に位置登録メッセージを転
送する(と’)。ルータR4sは、プライマリフラ
グがオンとなったメッセージを上位層のルータから受信
しておらず、通信経路ルータとして選択されていないの
で、位置登録メッセージの転送を行なわない。次に、ル
ータR2pとルータR2sは経路情報を更新する。ルータ
R2pはルータR1p、R1sの両方に位置登録メッセー
ジを転送する(と’)。通信経路ルータでないルー
タR2sは位置登録メッセージの転送を行なわない。ル
ータR1p、R1sは経路情報を更新する。上述のように
して、ルータR1p−ルータR2p−ルータR4p−基地
局BS2の通信経路が開設される。
障害により停止すると、ルータR2pから上位層のルー
タR1p、R1sおよび下位層のルータR4p、R4sへメ
ッセージが送信されなくなる。
のルータR1pは、ルータR2pからのメッセージが所定
の時間、送信されなかった場合にルータR2pが停止し
たと判断し、ルータR2sに対してプライマリフラグつ
きのメッセージを定期的に通知するようにして、通信経
路ルータとしてルータR2sを選択する。すると、ルー
タR2sは通信経路ルータとして動作するようになる。
ルータR2s上の移動体MHへの経路情報はルータR2p
と同じ情報となっているので、ルータR2sは通信経路
ルータとして切り替えられても上位ネットワーク網1と
移動体MHとの間での通信を維持することができる。
トワーク制御システムでは、同一経路ルータの中から通
信経路ルータとして指定されたルータが通信不能となっ
た場合、通信経路ルータを別のルータに切り換える。本
実施形態の通信ネットワーク制御システムでは、各同一
経路ルータは同一の経路情報を有しているため、通信経
路ルータを別のルータに切り換えても切り換える前の送
信先にパケットを送信することができる。そのため、本
実施形態の通信ネットワーク制御システムでは、通信経
路の途中のルータや回線が停止しても通信を継続するこ
とができる。
ワーク制御システムでは、同一経路ルータの中から通信
経路ルータとして指定されたルータが通信不能となった
場合、通信経路ルータを別のルータに切り換える。本発
明の通信ネットワーク制御システムでは、各同一経路ル
ータは同一の経路情報を有しているため、通信経路ルー
タを別のルータに切り換えても切り換える前の送信先に
パケットを送信することができる。そのため、本発明の
通信ネットワーク制御システムでは、通信経路の途中の
ルータや回線が停止しても通信を継続することができ
る。
止しても通信を継続することができるため、ネットワー
クの復旧後に複数の移動体からネットワークの上位層に
位置登録メッセージが送信されて、上位層のルータの負
荷が増大するという問題も解消することができる。
ステムの構成を示すブロック図である。
ステムの定期的なメッセージのやりとりの動作を示すブ
ロック図である。
ステムの経路情報更新動作を示すブロック図である。
ステムの通信経路ルータの故障時の動作を示すブロック
図である。
ステムの通信経路を切り換える際の動作を示すブロック
図である。
ロック図である。
ロック図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 複数の無線基地局と、 該各無線基地局のいずれかに無線で接続して通信を行な
う移動体と、 上位ネットワーク網と前記各無線基地局との間の通信経
路をルーティングする複数のルータが階層的に接続さ
れ、最上位層のルータが前記上位ネットワーク網に接続
され、最下位層のルータが前記各無線基地局と接続され
ている階層型ネットワークとを備える通信ネットワーク
制御システムにおいて、 前記階層型ネットワークの各階層には、上位層の接続先
と下位層の接続先とが同一であり、同一の経路情報を有
する複数の同一経路ルータが備えられ、前記各同一経路ルータが、下位層の 前記各同一経路ルー
タのうちのいずれか1つのルータを、前記上位ネットワ
ーク網と前記移動体との間の通信経路上の通信経路ルー
タとして選択し、当該ルータが通信不能となったと判断
した場合には、前記各同一経路ルータのうちの別のルー
タを前記通信経路ルータとして選択することを特徴とす
る通信ネットワーク制御システム。 - 【請求項2】 前記下位層の同一経路ルータのうち、前
記下位層の通信経路ルータとして選択されたルータは、
定期的に前記上位層の通信経路ルータに対してメッセー
ジを送信し、 前記上位層の通信経路ルータは、前記下位層の通信経路
ルータとして選択されたルータから所定の時間、メッセ
ージが送信されなかった場合に当該ルータが通信不能と
なったと判断して前記下位層の通信経路ルータとして別
の同一経路ルータを選択する請求項1記載の通信ネット
ワーク制御システム。 - 【請求項3】 前記各同一経路ルータは、下位層から送
信されてきた前記移動体の位置登録メッセージに基づい
て前記経路情報を更新し、前記各同一経路ルータのう
ち、通信経路ルータとして選択されているルータは接続
されている上位層の同一経路ルータ全てに該位置登録メ
ッセージを転送する請求項1または2記載の通信ネット
ワーク制御システム。 - 【請求項4】 複数の無線基地局と、 前記各無線基地局のいずれかに無線で接続して通信を行
なう移動体と、 上位ネットワーク網と前記各無線基地局との間の通信経
路をルーティングする複数のルータが階層的に接続さ
れ、最上位層のルータが前記上位ネットワーク網に接続
され、最下位層のルータが前記各無線基地局と接続され
ている階層型ネットワークとを備えるシステムの通信ネ
ットワーク制御方法であって、 前記階層型ネットワークの各階層に、上位層の接続先と
下位層の接続先が同一であり同一の経路情報を有する複
数の同一経路ルータを予め備えておき、前記各同一経路ルータが、下位層の 前記各同一経路ルー
タのうちのいずれか1つのルータを、前記上位ネットワ
ーク網と前記移動体との間の通信経路上の通信経路ルー
タとして選択し、当該ルータが通信不能となったと判断
した場合には、前記各同一経路ルータのうちの別のルー
タを前記通信経路ルータとして選択する通信ネットワー
ク制御方法。 - 【請求項5】 前記下位層の同一経路ルータのうち、前
記下位層の通信経路ルータとして選択されたルータは、
定期的に前記上位層の通信経路ルータに対してメッセー
ジを送信し、 前記上位層の通信経路ルータは、前記下位層の通信経路
ルータとして選択されたルータから所定の時間、メッセ
ージが送信されなかった場合に当該ルータが通信不能と
なったと判断して前記下位層の通信経路ルータとして別
の同一経路ルータを選択する請求項4記載の通信ネット
ワーク制御方法。 - 【請求項6】 前記各同一経路ルータは、下位層から送
信されてきた前記移動体の位置登録メッセージに基づい
て前記経路情報を更新し、記各同一経路ルータのうち、
通信経路ルータとして選択されているルータは接続され
ている上位層の同一経路ルータ全てに該位置登録メッセ
ージを転送する請求項4または5記載の通信ネットワー
ク制御方法。 - 【請求項7】 移動体に無線で接続して通信を行なう複
数の無線基地局と上位ネットワーク網との間の通信経路
をルーティングするために階層的に接続され、同一の経
路情報を有する複数の同一経路ルータのうちの1つのル
ータであって、 下位層の各同一経路ルータのうちのいずれか1つのルー
タを、前記上位ネットワーク網と前記移動体との間の通
信経路上の通信経路ルータとして選択し、 前記通信経路ルータとして選択したルータが通信不能と
なったと判断した場合、前記各同一経路ルータのうちの
別のルータを前記通信経路ルータとして選択するルー
タ。 - 【請求項8】 通信経路ルータとして選択された場合に
は、定期的に上位層のルータに定期的にメッセージを送
信し、 定期的にメッセージを送信してくる下位層の通信経路ル
ータとして選択されたルータから所定の時間、メッセー
ジが送信されなかった場合に当該ルータが通信不能とな
ったと判断する請求項7記載のルータ。 - 【請求項9】下位層から送信されてきた前記移動体の位
置登録メッセージに基づいて前記経路情報を更新し、記
各同一経路ルータのうち、通信経路ルータとして選択さ
れているルータは接続されている上位層の同一経路ルー
タ全てに該位置登録メッセージを転送する請求項7また
は8記載のルータ。
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EP02001887A EP1227627B1 (en) | 2001-01-26 | 2002-01-28 | Method and system for controlling a communication network and router used in the network |
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2001
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