JP3609677B2

JP3609677B2 - Mobile packet LAN connection system, packet switching device and LAN side connection device

Info

Publication number: JP3609677B2
Application number: JP2000012244A
Authority: JP
Inventors: 正樹山階; 俊哲巖寺; 鐘治桜井; 大地舩渡; 勝美小林; 正彦廣野
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2001203740A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動端末とＬＡＮとを接続するモバイルパケットＬＡＮ接続システム、同システムに好適なパケット交換装置およびＬＡＮ側接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、携帯電話やＰＨＳなどの移動端末と企業のＬＡＮとの間でパケットの授受を行えるようにしたＬＡＮ接続システムが運用されている。この種のＬＡＮ接続システムのうち一般的によく知られているものとして、移動通信網に接続された移動パケット通信用ゲートウェイと、各ＬＡＮとを各々専用線により常時接続した形態のものがある。
【０００３】
このＬＡＮ接続システムにおいて、移動パケット通信用ゲートウェイは、各移動端末が各ＬＡＮとの間でパケット通信を行う際に必要なＩＰアドレスを各ＬＡＮ毎に管理している。そして、移動パケット通信用ゲートウェイは、ある移動端末から移動通信網を介してＬＡＮへの接続要求を受け取ると、この移動端末に対し、当該ＬＡＮとの間でパケット通信を行うのに必要なＩＰアドレスを払い出す。これにより移動端末は、このＩＰアドレスを発アドレスとして使用し、移動パケット通信用ゲートウェイとの間でＩＰパケットの送受信を行うことが可能となる。移動パケット通信用ゲートウェイは、この移動端末から送られてくるＩＰパケットを専用線を介してＬＡＮに送るとともに、専用線を介してＬＡＮから送られてくるＩＰパケットを移動端末に送るのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のＬＡＮ接続システムは、移動パケット通信用ゲートウェイと各ＬＡＮとが各々専用線によって常時接続されている。かかるＬＡＮ接続システムは、移動端末およびＬＡＮ間でパケット転送を頻繁に行うようなユーザにとっては経済的なシステムであるということができる。しかし、ＬＡＮ接続システムのユーザの中には、移動端末およびＬＡＮ間のパケット転送をあまり頻繁に行わないユーザもいる。このようなユーザにしてみれば、たまにしか行わないパケット転送のために専用線を常時使用し、その使用料を負担しなければならないので、ＬＡＮ接続システムは非経済的なシステムということになる。ここで、専用線を用いる代わりに、ゲートウェイとＬＡＮとをＶＰＮ（ＶｉｒｔｕａｌＰｒｉｖａｔｅＮｅｔｗｏｒｋ；仮想私設網）を介して接続する形態のＬＡＮ接続システムもある。しかし、この形態のシステムにおいても、Ｌ２ＴＰ（Ｌａｙｅｒ２ＴｕｎｎｅｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）等の既存のＶＰＮ用プロトコルを使用しようとすると、ゲートウェイとＬＡＮとの間では常時接続回線を使用しなければならなくなり、また、ＬＡＮ側においてはルータの再設定等、セキュリティ確保のための作業負担が大きくなるという問題がある。また、上述した従来のＬＡＮ接続システムは、移動端末とＬＡＮとの間のルーチングを行うために、各ＬＡＮにアクセスするためのＩＰアドレスを移動パケット通信用ゲートウェイが管理しなければならないという問題があった。
【０００５】
この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、移動端末およびＬＡＮ間のパケット転送のためのサービスを経済的に、かつ、簡易に提供することができるモバイルパケットＬＡＮ接続システムを提供することにある。また、この発明の第２の目的は、ＬＡＮにアクセスのためのＩＰアドレスの管理を移動パケット通信用ゲートウェイが負担することなく、ＬＡＮ側から移動端末に対してＩＰアドレスを直接付与し、移動端末とＬＡＮとの間のＩＰパケットのルーチングを行うことができるモバイルパケットＬＡＮ接続システムを提供することにある。さらにこの発明の第３の目的は、かかるモバイルパケットＬＡＮ接続システムに好適なパケット交換装置およびＬＡＮ側接続装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、移動端末から移動通信網を介して契約者に対応したＬＡＮへの接続要求を受け、当該ＬＡＮの接続装置に対してダイヤルアップにより回線接続を行い、当該移動端末と当該接続装置との間にパケット転送のためのコネクションを形成することを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態であるモバイルパケットＬＡＮ接続システムについて説明する。
【０００８】
Ａ．全体構成
図１は本実施形態に係るモバイルパケットＬＡＮ接続システムの全体構成を示すブロック図である。図１において、移動通信網１は、例えばＣＤＭＡ方式により移動機（以下、ＭＳという）および基地局（以下、ＢＴＳという）間の無線接続を行う移動通信網である。また、移動通信網２は、例えばＴＤＭＡ方式によりＭＳおよびＢＴＳ間の無線接続を行う移動通信網である。
【０００９】
図１には、移動通信網１のＢＴＳを介して他者との通信を行うＭＳと、移動通信網２のＢＴＳを介して他者との通信を行うＭＳが例示されている。これらのＭＳには、図示しないアダプタ（以下、ＡＤＰという）によりデータ端末（以下、ＤＴＥという）が各々接続されている。各ＤＴＥは、各々に接続されたＡＤＰおよびＭＳを介して、他のＤＴＥとの間のデータ通信を行うことができる。
【００１０】
移動パケット通信用ゲートウェイ３は、移動通信網１と他の網との接続を行うための手段である。また、移動パケット通信用ゲートウェイ４は、移動通信網２と他の網との接続を行うための手段である。
【００１１】
ＬＡＮ５は、本実施形態に係るモバイルパケットＬＡＮ接続サービスを受けるユーザのＬＡＮである。モバイルパケットＬＡＮ接続サービスを受けるＬＡＮは、これ以外にも存在しているが、図面が煩雑になるのを防止するため、図１では１個のＬＡＮ５のみが図示されている。
【００１２】
この実施形態では、各ＬＡＮに、モバイルパケットＬＡＮ接続サービスを受けるための１または複数のＬＡＮ側接続装置が備えられている。図１には、その例として、ＬＡＮ５に設けられたＬＡＮ側接続装置６Ａおよび６Ｂが図示されている。
【００１３】
パケット交換ゲートウェイ７は、移動通信網およびゲートウェイを介してＤＴＥからＬＡＮへの接続要求を受け取り、そのＬＡＮのＬＡＮ側接続装置との回線接続を行い、この回線を利用してＤＴＥおよびＬＡＮ間のＩＰパケットのルーチングを行う手段である。ここで、パケット交換ゲートウェイ７は、ＤＴＥおよびＬＡＮ間においてパケット転送を行うのに必要な期間のみＬＡＮ側接続装置との間の回線を維持し、パケット転送終了後は回線を切断する。
【００１４】
本実施形態では、パケット交換ゲートウェイ７およびＬＡＮ側接続装置間の通信回線として、ＩＳＤＮ８、移動通信網１および２を利用することができる。また、この通信回線として、フレームリレーを利用することも可能である。図１に示す例では、パケット交換ゲートウェイ７は、ＩＳＤＮ８または移動通信網１のいずれかを介してＬＡＮ５のＬＡＮ側接続装置６Ａと回線接続を行うことができ、移動通信網２を介してＬＡＮ側接続装置６Ｂと回線接続を行うことができる。
【００１５】
Ｂ．各装置のプロトコルスタックおよび各装置間に確立するコネクション
図２は、本実施形態に係るモバイルパケットＬＡＮ接続システムを構成する各装置のプロトコルスタックを示すものである。また、図３は、各装置間に確立する各種のコネクションを示す図である。なお、これらの図において、ＡＤＰ／ＭＳは、ＤＴＥに接続されたＡＤＰおよびＭＳを一体として捉えたものである。また、図２においてＬＡＮ側通信手段とは、具体的にはパケット交換ゲートウェイとＬＡＮ側接続装置との間の通信を行うＩＳＤＮや移動通信網の交換機に相当する。
【００１６】
図２および図３に示すように、ＤＴＥは、ＬＡＮ側接続装置との間にＰＰＰ（ＰｏｉｎｔｔｏＰｏｉｎｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）のコネクションを張り、このＰＰＰコネクションを介してユーザＩＰパケットを含んだＰＰＰフレームの授受を行う。
【００１７】
このＰＰＰコネクションを張るに当たり、本実施形態では、ＡＤＰ／ＭＳおよびパケット交換ゲートウェイ間の区間と、パケット交換ゲートウェイおよびＬＡＮ側接続装置間の区間に第１および第２のＩＰトンネルを各々確立する。前者の区間にＩＰトンネル（第１のＩＰトンネル）を確立し、ＤＴＥが送信するＰＰＰフレームを伝送するためのプロトコルが網内ＩＰであり、この網内ＩＰはＡＤＰ／ＭＳ、移動パケット通信用ゲートウェイおよびパケット交換ゲートウェイに設けられている。また、後者のＩＰトンネル（第２のＩＰトンネル）を確立し、ＰＰＰフレームを伝送するためのプロトコルがトンネル用ＩＰであり、このトンネル用ＩＰは、パケット交換ゲートウェイ、ＬＡＮ側回線およびＬＡＮ側接続装置に設けられている。
【００１８】
本実施形態では、網内ＩＰによりＡＤＰ／ＭＳおよびパケット交換ゲートウェイ間に確立されるパスと、トンネル用ＩＰによりパケット交換ゲートウェイおよびＬＡＮ側接続装置間に確立されるパスとにより、ＤＴＥおよびＬＡＮ側接続装置間の接続が行われる。
【００１９】
また、本実施形態では、移動通信網側の複数のＤＴＥが共通のＬＡＮとの間でパケット通信を行うことがある。そこで、本実施形態では、図３に示すように、ＬＡＮへの接続要求を行った各ＤＴＥのＡＤＰ／ＭＳ毎に、当該ＡＤＰ／ＭＳ、パケット交換ゲートウェイおよびＬＡＮ側接続装置の３者間を結ぶモバイルトンネルなるコネクションが各々確立され、このモバイルトンネルを介して、ＤＴＥおよびＬＡＮ側接続装置間でＰＰＰフレームの授受が行われ、ＰＰＰコネクションが確立される。そして、移動通信網側のＤＴＥと、その通信相手であるＬＡＮ内の装置は、このＰＰＰコネクションを介してユーザＩＰパケットの授受を行う。このようにＬＡＮへの接続を行おうとする各ＤＴＥ毎にモバイルトンネルを確立し、このモバイルトンネルを利用してＰＰＰフレームの伝送を行うための機能が、ＡＤＰ／ＭＳ、パケット交換ゲートウェイおよびＬＡＮ側接続装置に設けられている。
【００２０】
Ｃ．パケット交換ゲートウェイの機能
本実施形態において、モバイルパケットＬＡＮ接続サービスを提供するための中心的な役割を果たすのは、パケット交換ゲートウェイである。このパケット交換ゲートウェイは、以下の機能を有している。
【００２１】
ａ．ＤＴＥおよびＬＡＮ間でパケット転送を行う期間のみパケット交換ゲートウェイおよび当該ＬＡＮのＬＡＮ側接続装置間に通信回線を確立する機能
この機能を果たすために、パケット交換ゲートウェイに設けられた不揮発性メモリには、図４に示すようなリンクテーブルが設定されている。このリンクテーブルには、モバイルパケットＬＡＮ接続サービスを利用する各ＤＴＥ毎に、当該ＤＴＥに接続されたＭＳの発番号と、当該ＤＴＥと接続すべきＬＡＮのＬＡＮ側接続装置のトンネルＩＰアドレスとが対応付けて記憶されている。これらのＭＳの発番号およびＬＡＮ側接続装置のアドレスは、モバイルパケットＬＡＮ接続サービスの提供を開始するに先立って、予めリンクテーブル内に書き込まれる。
【００２２】
ＤＴＥからＬＡＮに対する接続要求が出力されると、この接続要求はＡＤＰおよびＭＳによってパケット交換ゲートウェイ宛てに送られる。パケット交換ゲートウェイは、この接続要求に含まれるＭＳの発番号に対応したＬＡＮ側接続装置のトンネルＩＰアドレスをリンクテーブルから求め、このアドレスを用いて、ＩＳＤＮ等のＷＡＮ（広域網）のルータ（図示略）にＬＡＮへの接続要求を送る。この接続要求を受け取る各ルータは、当該ルータに収容されている各ＬＡＮ側接続装置について、そのトンネルＩＰアドレスとダイヤルアップ用アドレス（ＩＳＤＮに接続されたＬＡＮ側接続装置の場合にはそのＩＳＤＮ番号）を予め記憶している。各ルータは、パケット交換ゲートウェイから受け取った接続要求に付与されているトンネルＩＰアドレスが、予め記憶したものの中に含まれているか否かを判断し、該当するトンネルＩＰアドレスがある場合には、これに対応したダイヤルアップ用アドレスを用いて当該ＬＡＮ側接続装置に対するダイヤルアップ接続を行い、通信回線を確立するのである。
【００２３】
ｂ．移動通信網側のＤＴＥに接続されたＡＤＰ／ＭＳとＬＡＮ側接続装置とを結ぶモバイルトンネルを確立し、このモバイルトンネルを利用して、ＡＤＰ／ＭＳおよびパケット交換ゲートウェイ間のパスとパケット交換ゲートウェイおよびＬＡＮ側接続装置間のパスとの間でＰＰＰフレームの乗せ替えを行う機能
【００２４】
この機能を営むため、上記リンクテーブルには、各ＤＴＥ毎に、網内ＩＰアドレスを記憶するためにエリアと、当該ＤＴＥに対応したＡＤＰ／ＭＳに対して確立されたモバイルトンネルのＩＤを記憶するためのエリアが設けられている。これらの各エリアには、各ＭＳがＬＡＮとの間でパケット転送を行うときに、各々該当する情報の書き込みが行われる。ＰＰＰフレームの乗せ替えは、このリンクテーブル内の網内ＩＰアドレスおよびモバイルトンネルＩＤを参照することにより行われる。なお、この乗せ替えについては、説明の重複を避けるため、本実施形態の動作説明の際に併せて説明する。
【００２５】
ｃ．バッファ空き容量監視機能
パケット交換ゲートウェイは、各ＬＡＮ毎に当該ＬＡＮ宛てに送信すべきＩＰパケットのバッファリングを行うための送信バッファと、当該ＬＡＮから受信したＩＰパケットのバッファリングを行う受信バッファを備えている。また、各ＬＡＮのＬＡＮ側接続装置は、パケット交換ゲートウェイへ送信すべきＩＰパケットのバッファリングを行うための送信バッファと、パケット交換ゲートウェイから受信したＩＰパケットのバッファリングを行う受信サーバとを備えている。パケット交換ゲートウェイおよび各ＬＡＮ側装置は、これらのバッファによるバッファリングを行いつつＤＴＥおよびＬＡＮ間のパケット転送を行う。
【００２６】
ここで、パケット交換ゲートウェイと各ＬＡＮのＬＡＮ側接続装置との間のパケット転送は、各々１本の通信回線を介して行われる。従って、共通のＬＡＮ宛てのＤＴＥ宛ての多数のＩＰパケットが長時間に亙ってパケット交換ゲートウェイに送られてくる場合もあり、かかる場合には、当該ＬＡＮに対応したＬＡＮ側接続装置の受信バッファまたはパケット交換ゲートウェイ内の当該ＬＡＮに対応した送信バッファが満杯となって、当該ＬＡＮ宛てのＩＰパケットのバッファリングをすることができなくなり、ＩＰパケットの消失を招くおそれがある。
【００２７】
そこで、本実施形態では、かかる事態を未然に防止するため、パケット交換ゲートウェイおよびＬＡＮ接続装置に対し、バッファの空き容量を監視する手段と、この監視結果をパケットの送信側に報告する手段とが設けられている。また、パケット交換ゲートウェイには、ＬＡＮ側接続装置の受信バッファの空き容量が少ない場合に、ＬＡＮ宛てのＩＰパケットの送出を控える等のフロー制御を行う手段が設けられている。
【００２８】
Ｄ．本実施形態の動作
以下、本実施形態の動作について説明する。
（１）パケット通信を開始するまでの手順
本実施形態では、ＤＴＥからＬＡＮに対する接続要求が出力されることを契機として、ＤＴＥおよびＬＡＮ間のパケット通信が開始される。図５は、この接続要求に応じて、ＤＴＥとＬＡＮのＲＡＳ（ＲｅｍｏｔｅＡｃｃｅｓｓＳｅｒｖｅｒ）との間にＰＰＰのコネクションが確立され、ＬＡＮ側からＤＴＥにユーザＩＰアドレスが払い出されるまでの過程の大略を示したものである。
【００２９】
まず、ＤＴＥに接続されたＡＤＰ／ＭＳは、ＤＴＥからＬＡＮへの接続要求を受け取ると、ダイヤルアップ接続要求を送信する。ここで、ダイヤルアップ接続要求は、ＭＳの発番号を含んでいる。このダイヤルアップ接続要求は、移動パケット通信用ゲートウェイからパケット交換ゲートウェイにＲＡＤＩＵＳ（ＲｅｍｏｔｅＡｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎＤｉａｌ−ＩｎＵｓｅｒＳｅｒｖｉｃｅ；ダイヤルインユーザを対象とした遠隔認証サービス）プロトコルを用いて通知され、パケット交換ゲートウェイが行う認証においてＤＴＥが正当である旨の判定がなされると、移動パケット通信用ゲートウェイからＤＴＥに対して、ＩＰトンネル用の網内ＩＰアドレスが割り当てられる（以上、ステップＳ１）。
【００３０】
このダイヤルアップ接続要求がパケット交換ゲートウェイに送られると、パケット交換ゲートウェイ、ＬＡＮ側回線接続手段およびＬＡＮ側接続装置により、パケット交換ゲートウェイおよびＬＡＮ側接続装置間のパスを確立するための処理が行われる（ステップＳ２）。この処理において、パケット交換ゲートウェイは、まず、ＤＴＥの接続先であるＬＡＮを判定する。具体的には、ダイヤルアップ接続要求に含まれているＭＳの発番号に対応したＬＡＮ側接続装置のアドレスをリンクテーブルの中から捜し出す。次に、パケット交換ゲートウェイは、このアドレスを用いて、ＬＡＮ側接続装置に対するダイヤルアップ接続を行い、ＬＡＮ側接続装置との間のパスを確立する。このとき、トンネル用ＩＰにより、パケット交換ゲートウェイとＬＡＮ側接続装置との間にＩＰトンネルが確立される。
【００３１】
次にＤＴＥおよびＬＡＮ側接続装置間にモバイルトンネルを確立するための処理が実行される（ステップＳ３）。具体的には、まず、パケット交換ゲートウェイは、予め用意された複数のモバイルトンネルＩＤの中から空いているものを選択し、このモバイルトンネルＩＤをＤＴＥおよびＬＡＮ側接続装置間に確立するモバイルトンネルに割り当てるとともに、移動パケット通信用ゲートウェイが当該ＤＴＥに対して払い出した網内ＩＰアドレスとともに、リンクテーブル内の当該ＤＴＥに対応したエリアに書き込む。次にパケット交換ゲートウェイは、このモバイルトンネルＩＤを、網内ＩＰによりＡＤＰ／ＭＳに対して通知するとともに、トンネル用ＩＰによりＬＡＮ側接続装置に通知する。さらにＡＤＰ／ＭＳ、パケット交換ゲートウェイおよびＬＡＮ側接続装置間において各種制御情報の授受が行われ、ＡＤＰ／ＭＳ、パケット交換ゲートウェイおよびＬＡＮ側接続装置の３者間にモバイルトンネルが確立する。
【００３２】
次にＰＰＰコネクション確立のための処理が行われる（ステップＳ４）。具体的には次の通りである。まず、パケット交換ゲートウェイは、各パス毎に用意されたバッファ類を初期化するとともに、ＤＴＥがＬＡＮ側接続装置宛てに送信するＰＰＰフレームを中継する。具体的には、パケット交換ゲートウェイは、まず、網内ＩＰヘッダとモバイルトンネルＩＤとが付加されたＰＰＰフレームをＤＴＥ側から受け取る。ここで、網内ＩＰヘッダは、移動パケット通信用ゲートウェイから当該ＤＴＥに払い出された網内ＩＰアドレスを発ＩＰアドレス、パケット交換ゲートウェイのＩＰアドレスを着アドレスとしている。また、モバイルトンネルＩＤは、パケット交換ゲートウェイが当該ＤＴＥに対して通知したＩＤである。次にパケット交換ゲートウェイは、ＰＰＰフレームから網内ＩＰヘッダを取り除き、その代わりに、パケット交換ゲートウェイのＩＰアドレスを発アドレス、ＬＡＮ側接続装置のトンネル用ＩＰアドレスを着アドレスとするトンネル用ＩＰヘッダを付加して、ＬＡＮ側接続装置へ送信する。ＬＡＮ側接続装置では、パケット交換ゲートウェイからの受信情報からＰＰＰフレームを取り出す。そして、このパケット交換ゲートウェイからのＰＰＰフレームへの応答のためのＰＰＰフレームに対し、パケット交換ゲートウェイからのＰＰＰフレームに付加されていたものと同じモバイルトンネルＩＤを付加する。さらにＬＡＮ側接続装置のトンネル用ＩＰアドレスを発アドレス、パケット交換ゲートウェイのＩＰアドレスを着アドレスとするトンネル用ＩＰヘッダを付加してＩＰパケットを構成し、パケット交換ゲートウェイへ送信する。
【００３３】
パケット交換ゲートウェイは、このＬＡＮ側接続装置からの受信情報からＰＰＰフレームとモバイルトンネルＩＤを取り出す。次に、リンクテーブルの中からモバイルトンネルＩＤに対応した網内ＩＰアドレス、すなわち、接続要求元であるＤＴＥに払い出された網内ＩＰアドレスを読み出す。そして、ＰＰＰフレームに付加されていたトンネル用ＩＰヘッダを取り除き、その代わりに、パケット交換ゲートウェイのＩＰアドレスを発アドレス、ＤＴＥの網内ＩＰアドレスを着アドレスとする網内ＩＰヘッダを付加してＤＴＥへ送信する。ＤＴＥでは、パケット交換ゲートウェイから受信したＩＰパケットから網内ＩＰヘッダを取り除き、ＬＡＮ側接続装置から当該ＤＴＥ宛ての応答として送信されたＰＰＰフレームを取り出す。
【００３４】
以上の手続が行われることにより、ＤＴＥおよびＬＡＮ側接続装置間にモバイルトンネルが確立し、ＤＴＥとＬＡＮのＲＡＳとの間にＰＰＰのコネクションが確立される（ステップＳ４）。
【００３５】
そして、ＤＴＥがＬＡＮ内の装置（例えば図１におけるメールサーバ６ＣやＷｅｂサーバ６Ｄ）との間でパケット通信を行う際に発ＩＰアドレスとして使用するユーザＩＰアドレスが、ＬＡＮのＲＡＳからＰＰＰコネクションを介してＤＴＥへ払い出される（ステップＳ５）。
【００３６】
（２）パケット通信
次に、移動通信網側のＤＴＥからＬＡＮ側のサーバ（例えば図１におけるメールサーバ６ＣやＷｅｂサーバ６Ｄ）にユーザＩＰパケットを送る場合を例に、本実施形態において行われるパケット通信について説明する。
【００３７】
図６は、図２に示した各プロトコルによって生成されるパケットまたはフレームの構成を例示するものである。
【００３８】
まず、送信元であるＤＴＥでは、ＴＣＰまたはＵＤＰにより、ＬＡＮ側のサーザ宛てのデータに対して、ＴＣＰまたはＵＤＰのヘッダを付加したパケットが生成される（図６（ａ）参照）。そして、ＤＴＥではユーザＩＰにより、ユーザＩＰアドレスを発アドレス、ＬＡＮ側のサーバのＩＰアドレスを着アドレスとして含むユーザＩＰヘッダが付加され、ＩＰパケットが生成される（図６（ｂ）参照）。ここで、発アドレスであるユーザＩＰアドレスは、上述したように、ＰＰＰコネクションを介してＬＡＮのＲＡＳから払い出され、パケット交換ゲートウェイを介してＤＴＥに送られたものである。ＤＴＥでは、このようにして生成されたＩＰパケットに対して、さらにＰＰＰヘッダが付加され、ＰＰＰフレームが生成される（図６（ｃ）参照）。このＰＰＰフレームは、ＤＴＥからＡＤＰ／ＭＳに送られる。
【００３９】
次に、ＡＤＰ／ＭＳでは、モバイルトンネルによりＰＰＰフレームに対してパケット交換ゲートウェイから通知されたモバイルトンネルＩＤが付加され、さらに網内ＩＰにより、網内ＩＰアドレスを発アドレス、パケット交換ゲートウェイのＩＰアドレスを着アドレスとする網内ＩＰヘッダが付加され、ＩＰパケットが生成される（図６（ｄ）参照）。ここで、発アドレスである網内ＩＰアドレスは、上述したＰＰＰコネクションの確立の際に、移動パケット通信用ゲートウェイからＤＴＥに払い出されたものである。
【００４０】
ＡＤＰ／ＭＳの網内ＩＰにより生成されたＩＰパケットは、移動通信網を介して移動パケット通信用ゲートウェイに送られ、この移動パケット通信用ゲートウェイの網内ＩＰによりパケット交換ゲートウェイに送られる。
【００４１】
パケット交換ゲートウェイでは、網内ＩＰにより、このＩＰパケットが受信され、ＩＰパケットからモバイルトンネルＩＤ付きのＰＰＰフレームが取り出される。このＰＰＰフレームは、モバイルトンネルにより、トンネル用ＩＰに引き渡される。トンネル用ＩＰでは、このＰＰＰフレームに対し、パケット交換ゲートウェイのＩＰアドレスを発アドレス、ＬＡＮ側接続装置のＩＰアドレスを着アドレスとして含むトンネルＩＰヘッダが付加され、ＩＰパケットが生成される。
【００４２】
このＩＰパケットは、パケット交換ゲートウェイおよびＬＡＮ側接続装置間に確立された回線を介してＬＡＮ側接続装置に送られる。ＬＡＮ側接続装置のトンネル用ＩＰには、図６（ｅ）に示すように、トンネルＩＰヘッダを有するＩＰパケットが到達する。そして、トンネル用ＩＰにより、このＩＰパケットからモバイルトンネルＩＤ付きのＰＰＰフレームが取り出され、モバイルトンネルによりＰＰＰに引き渡される（図６（ｆ）参照）。ＰＰＰでは、このＰＰＰフレームからＩＰパケットが取り出される。そして、ユーザＩＰでは、このＰＰＰから取り出されたＩＰパケットがＬＡＮ内の装置宛てのＩＰパケットか否かが判断され、ＬＡＮ５内の装置宛てのＩＰパケットはＬＡＮ内に出力される（図６（ｇ）参照）。
【００４３】
この例において、このＬＡＮに出力されたＩＰパケットは、ＬＡＮ内のサーバのＩＰアドレスを着ＩＰアドレスとして含んでいる。従って、このＩＰパケットは、ＬＡＮ内のサーバによって受信されることとなる（図６（ｈ）参照）。
【００４４】
以上、１つのＤＴＥがＬＡＮ側の装置に対してパケットを送る場合を例に説明したが、本実施形態では複数のＤＴＥが同一のＬＡＮ宛てにパケットを送ることも可能である。図７は、この場合の動作を分かり易く示したものである。この図７には、移動通信網に接続されたＤＴＥ１ａ〜１ｃが、同一のＬＡＮに接続されたＤＴＥ２ａ〜２ｃにＩＰパケットを転送する場合の各ＩＰパケットの転送過程が例示されている。
【００４５】
この図７に示すように、ＤＴＥ１ａ〜１ｃは、各々の送信データの宛先であるＤＴＥ２ａ〜２ｃの各ＩＰアドレスを着アドレスとして含むＰＰＰフレームＡ〜Ｃを出力する。各ＤＴＥに接続されたＡＤＰ／ＭＳは、各ＰＰＰに対して、移動パケット通信用ゲートウェイから払い出された網内ＩＰアドレスＩＰ−Ｍａ〜ＩＰ−Ｍｃを含む網内ＩＰヘッダを付加し、ＩＰパケットとしてパケット交換ゲートウェイに送る。
【００４６】
パケット交換ゲートウェイでは、このＩＰパケットにおける網内ＩＰヘッダを共通のトンネル用ＩＰアドレスＩＰ−ＴＮを含むトンネル用ＩＰヘッダに付け替え、ＬＡＮ側接続装置に送る。そして、ＬＡＮ側接続装置では、このようにして送られてくる各ＩＰパケットからトンネルＩＰ用ヘッダを外してＰＰＰフレームを取り出し、これらのＰＰＰフレームからＤＴＥ２ａ〜２ｃ宛てのＩＰパケットを取り出してＬＡＮに送出するのである。
以上が移動通信網に接続されたＤＴＥからＬＡＮに対してパケットを送る場合の動作である。
【００４７】
本実施形態では、ＬＡＮ側から移動通信網に接続されたＤＴＥ宛てにパケットを送ることもできる。この場合、パケット交換ゲートウェイでは、トンネル用ＩＰがＬＡＮ側接続装置から送られてきたＩＰパケットからモバイルトンネルＩＤ付きのＰＰＰフレームを取り出し、モバイルトンネルがモバイルトンネルＩＤに対応した網内ＩＰアドレスをリンクテーブルから読み出す。そして、パケット交換ゲートウェイの網内ＩＰは、パケット交換ゲートウェイのＩＰアドレスを発アドレス、モバイルトンネルにより読み出された網内ＩＰアドレスを着アドレスとする網内ＩＰヘッダをＰＰＰフレームに付加してＩＰパケットを生成して送信する。このＩＰパケットは、移動パケット通信用ゲートウェイを介して、該当するＤＴＥ宛てに送られることとなる。
【００４８】
（３）フロー制御
図７は本実施形態において行われるフロー制御の様子を示すものである。ＬＡＮ側接続装置は、パケット交換ゲートウェイからＩＰパケットを受け取って受信バッファに蓄積すると、この受信バッファの空き容量を示す情報をＩＰパケットに載せてパケット交換ゲートウェイに送り返す。パケット交換ゲートウェイは、ＬＡＮ側接続装置の受信バッファの空き容量が少なくなると、当該ＬＡＮ側接続装置宛てのＩＰパケットの送出を抑制するフロー制御を行う。
【００４９】
また、パケット交換ゲートウェイは、あるＬＡＮ宛てのＩＰパケットをＤＴＥから受信すると、そのＬＡＮに対応した送信バッファにＩＰパケットを蓄積するとともに、この送信バッファの空き容量を当該ＤＴＥ宛てに送り返す。ＤＴＥは、ＩＰパケットの送り先であるＬＡＮに対応した送信バッファの空き容量が少なくなったことを検知すると、パケット交換ゲートウェイに対するＩＰパケットの送出を抑制するフロー制御を行う。
バッファの空き容量を示す情報を載せたＩＰパケットは、モバイルトンネル用の制御情報として送受信される。
【００５０】
（４）回線切断制御
パケット交換ゲートウェイは、各ＬＡＮに対応した送信バッファにおけるＩＰパケットの蓄積状況を監視している。そして、あるＬＡＮに対応した送信バッファが空である状態が一定時間以上継続すると、そのＬＡＮのＬＡＮ側接続装置との間に確立していた通信回線を切断し、このＬＡＮを利用する各ＤＴＥに対し、通信回線切断の報告を行う。
【００５１】
このように本実施形態によれば、ＤＴＥおよびＬＡＮ間のパケット通信に必要な期間のみパケット交換ゲートウェイと当該ＬＡＮのＬＡＮ接続装置との間の通信回線が維持されるので、パケットの送受信を頻繁に行わないような場合であっても、安価にパケット通信を行うことができる。
【００５２】
Ｅ．ＬＡＮ側接続装置の構成例
図９は本実施形態に係るモバイルパケットＬＡＮ接続システムに好適なＬＡＮ側接続装置の一例であるＬＡＮ側接続装置６００の構成を示すブロック図である。このＬＡＮ側接続装置６００において、トンネル用ＩＰ部６０１は、前掲図２におけるトンネル用ＩＰとしての機能を営む部分である。このトンネル用ＩＰ部６０１は、ＩＳＤＮ／ＦＲインタフェース６０２を介してＩＳＤＮ８に接続されるとともに、移動機インタフェース６０３を介してＭＳに接続されている。
【００５３】
また、トンネル用ＩＰ部６０１は、スイッチ６１０により、ＵＳＢポート６１１またはＰＰＰ終端部６１２のうちいずれか一方に接続される。スイッチ６１０によりＵＳＢポート６１１が選択されている場合、トンネル用ＩＰ部６０１は、このＵＳＢポート６１１を介してＬＡＮのＲＡＳに接続される。この場合、移動機インタフェース６０３またはＩＳＤＮ／ＦＲ６０２によりパケット交換ゲートウェイから受信されたパケットは、トンネル用ＩＰ部６０１によりトンネル用ＩＰヘッダが除去され、この結果得られるＰＰＰフレームがスイッチ６１０およびＵＳＢポート６１１を介してＲＡＳに送られる。そして、ＲＡＳにより、ＰＰＰフレーム内のユーザＩＰパケットがＬＡＮに送出され、宛先であるＤＴＥによって受信される。また、ＬＡＮから移動通信網側のＤＴＥへのパケット転送の場合には、これとは逆の経路を辿ってパケットが転送されることとなる。一方、スイッチ６１０によりＰＰＰ終端部６１２が選択されている場合、このＰＰＰ終端部６１２により移動通信網側のＤＴＥとの間のＰＰＰコネクションの終端が行われる。
【００５４】
ＰＰＰ終端部６１２は、ルータ６１３を介してＬＡＮに接続されている。また、ルータ６１３には、ＩＰプール６１４が接続されている。このＩＰプール６１４は、ＬＡＮ内のＤＴＥまたはＬＡＮに接続されるＤＴＥに付与すべきＩＰアドレスを格納する記憶手段である。本実施形態では、移動通信網側のＤＴＥからＬＡＮへの接続要求が出力された場合、このＩＰプール６１４内のＩＰアドレスの１つが選択され、当該ＤＴＥに付与される。
【００５５】
また、ＬＡＮ側接続装置６００およびルータ６１３間には、ＴＣＰ終端部６１５が介挿されている。移動通信網側のＤＴＥとの間のトランスポート層の通信制御は、このＴＣＰ終端部６１５によって終端することもできるし、ＬＡＮに接続されたＤＴＥにおいて終端することもできる。
【００５６】
また、ＰＰＰ終端部６１２には、認証サーバ６１６が接続されている。本実施形態では、移動通信網側のＤＴＥとこのＬＡＮ側接続装置６００のＰＰＰ終端部６１２との間にＰＰＰコネクションが確立したとき、この認証サーバ６１６がＬＡＮへの接続を要求している移動通信網側のＤＴＥの認証を行う。
以上がＬＡＮ側接続装置６００の構成の詳細である。
【００５７】
ユーザは、このＬＡＮ側接続装置６００を１台入手することにより、移動通信網経由またはＩＳＤＮ経由のうち任意のルートを介してパケット交換ゲートウェイからのダイヤルアップ接続を受けることができる。また、このＬＡＮ側接続装置６００によれば、ＲＡＳを介してＬＡＮへの接続を行う形態とＬＡＮへ直接接続を行う形態のうち所望の形態を選択することができる。ＬＡＮがＲＡＳを備えているか否かに拘わらず、このＬＡＮ側接続装置６００を用いて、本実施形態に係るモバイルパケットＬＡＮ接続サービスの提供を受けることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、移動機およびＬＡＮ間のパケット転送のためのサービスを経済的に、かつ、簡易に提供することができる。また、この発明によれば、ＬＡＮにアクセスのためのＩＰアドレスの管理を移動パケット通信用ゲートウェイが負担することなく、ＬＡＮ側から移動機に対してＩＰアドレスを直接付与し、移動機とＬＡＮとの間のＩＰパケットのルーチングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態であるモバイルパケットＬＡＮ接続システムの構成を示すブロック図である。
【図２】同システムにおける各装置のプロトコルスタックを示す図である。
【図３】同システムにおいて各装置間に確立する各種のコネクションを示す図である。
【図４】同システムにおけるパケット交換ゲートウェイ内のリンクテーブルを例示する図である。
【図５】同システムにおいてパケット通信が開始されるまでの手続を示すシーケンス図である。
【図６】同システムにおいて行われるパケット通信の過程を示す図である。
【図７】同システムにおいて移動通信網側の複数のＤＴＥとＬＡＮ側の複数のＤＴＥとの間で行われるパケット通信を例示した図である。
【図８】同システムにおいて行われるフロー制御を説明する図である。
【図９】同システムに好適なＬＡＮ側接続装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１，２……移動通信網、３，４……移動パケット通信用ゲートウェイ、
５……ＬＡＮ、６Ａ，６Ｂ……ＬＡＮ側接続装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile packet LAN connection system for connecting a mobile terminal and a LAN, and packet switching suitable for the system. apparatus And a LAN side connection device.
[0002]
[Prior art]
Currently, a LAN connection system that allows packets to be exchanged between a mobile terminal such as a mobile phone or PHS and a corporate LAN is in operation. As this type of LAN connection system, a generally well-known type is one in which a mobile packet communication gateway connected to a mobile communication network is always connected to each LAN by a dedicated line.
[0003]
In this LAN connection system, the mobile packet communication gateway manages, for each LAN, an IP address necessary for each mobile terminal to perform packet communication with each LAN. When the mobile packet communication gateway receives a connection request to a LAN from a certain mobile terminal via the mobile communication network, the IP address necessary for performing packet communication with the mobile terminal with respect to the LAN. Pay out. As a result, the mobile terminal can use this IP address as the source address and transmit / receive IP packets to / from the mobile packet communication gateway. The gateway for mobile packet communication sends the IP packet sent from the mobile terminal to the LAN via the dedicated line, and sends the IP packet sent from the LAN via the dedicated line to the mobile terminal.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional LAN connection system described above, the mobile packet communication gateway and each LAN are always connected by dedicated lines. Such a LAN connection system can be said to be an economical system for users who frequently transfer packets between a mobile terminal and a LAN. However, some users of the LAN connection system do not frequently transfer packets between the mobile terminal and the LAN. For such a user, the LAN connection system is an uneconomical system because the dedicated line must always be used for the packet transfer that is occasionally performed and the usage fee must be borne. Here, there is a LAN connection system in which a gateway and a LAN are connected via a VPN (Virtual Private Network) instead of using a dedicated line. However, even in this type of system, if an existing VPN protocol such as L2TP (Layer 2 Tunnel Protocol) is to be used, a connection line must always be used between the gateway and the LAN. On the other hand, there is a problem that the work load for ensuring security such as router reconfiguration is increased. In addition, the conventional LAN connection system described above has a problem that the mobile packet communication gateway must manage the IP address for accessing each LAN in order to perform routing between the mobile terminal and the LAN. It was.
[0005]
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and a first object thereof is to provide a service for packet transfer between a mobile terminal and a LAN economically and simply. The object is to provide a mobile packet LAN connection system. A second object of the present invention is to directly assign an IP address from a LAN side to a mobile terminal without burdening the mobile packet communication gateway to manage the IP address for accessing the LAN, and It is an object of the present invention to provide a mobile packet LAN connection system capable of routing IP packets between a LAN and a LAN. A third object of the present invention is to provide packet switching suitable for such a mobile packet LAN connection system. apparatus And providing a LAN side connection device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention receives a connection request from a mobile terminal to a LAN corresponding to a contractor via a mobile communication network, performs line connection by dial-up to the connection device of the LAN, and the mobile terminal and the connection device A connection for packet transfer is formed between the two.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a mobile packet LAN connection system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
A. overall structure
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a mobile packet LAN connection system according to this embodiment. In FIG. 1, a mobile communication network 1 is a mobile communication network that performs wireless connection between a mobile device (hereinafter referred to as MS) and a base station (hereinafter referred to as BTS) by, for example, the CDMA method. The mobile communication network 2 is a mobile communication network that performs wireless connection between the MS and the BTS by, for example, the TDMA method.
[0009]
FIG. 1 illustrates an MS that communicates with another person via the BTS of the mobile communication network 1 and an MS that communicates with another person via the BTS of the mobile communication network 2. These MSs are connected to data terminals (hereinafter referred to as DTE) by adapters (not illustrated) (hereinafter referred to as ADP). Each DTE can perform data communication with other DTEs via the ADP and MS connected to each DTE.
[0010]
The mobile packet communication gateway 3 is means for connecting the mobile communication network 1 to another network. The mobile packet communication gateway 4 is a means for connecting the mobile communication network 2 to another network.
[0011]
A LAN 5 is a LAN of a user who receives a mobile packet LAN connection service according to this embodiment. Although there are other LANs that receive the mobile packet LAN connection service, only one LAN 5 is shown in FIG. 1 in order to prevent the drawing from becoming complicated.
[0012]
In this embodiment, each LAN is provided with one or a plurality of LAN side connection devices for receiving a mobile packet LAN connection service. FIG. 1 shows LAN side connection devices 6A and 6B provided in the LAN 5 as an example.
[0013]
The packet switching gateway 7 receives a connection request from the DTE to the LAN via the mobile communication network and the gateway, performs line connection with the LAN side connection device of the LAN, and uses this line to connect the IP between the DTE and the LAN. It is a means for routing packets. Here, the packet switching gateway 7 maintains the line with the LAN side connection device only for a period necessary for performing packet transfer between the DTE and the LAN, and disconnects the line after the packet transfer is completed.
[0014]
In this embodiment, the ISDN 8 and the mobile communication networks 1 and 2 can be used as a communication line between the packet switching gateway 7 and the LAN side connection device. In addition, a frame relay can be used as the communication line. In the example shown in FIG. 1, the packet switching gateway 7 can perform line connection with the LAN side connection device 6 </ b> A of the LAN 5 via either the ISDN 8 or the mobile communication network 1, and the LAN side via the mobile communication network 2 A line connection can be made with the connection device 6B.
[0015]
B. Protocol stack of each device and connection established between each device
FIG. 2 shows a protocol stack of each device constituting the mobile packet LAN connection system according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram showing various connections established between the devices. In these drawings, ADP / MS is an integrated view of ADP and MS connected to the DTE. Further, the LAN side communication means in FIG. 2 corresponds to an ISDN or a mobile communication network exchange for performing communication between the packet exchange gateway and the LAN side connection device.
[0016]
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the DTE establishes a PPP (Point to Point Protocol) connection with the LAN side connection device, and sends and receives a PPP frame including a user IP packet through the PPP connection. Do.
[0017]
In establishing this PPP connection, in this embodiment, first and second IP tunnels are established in a section between the ADP / MS and the packet switching gateway and in a section between the packet switching gateway and the LAN side connection device. A protocol for establishing an IP tunnel (first IP tunnel) in the former section and transmitting a PPP frame transmitted by the DTE is an intra-network IP, which is an ADP / MS, a mobile packet communication gateway. And provided in the packet switching gateway. A protocol for establishing the latter IP tunnel (second IP tunnel) and transmitting a PPP frame is a tunnel IP, which is a packet switching gateway, a LAN side line, and a LAN side connection device. Is provided.
[0018]
In this embodiment, the DTE and LAN side connection is established by the path established between the ADP / MS and the packet switching gateway by the IP in the network and the path established between the packet switching gateway and the LAN side connection device by the tunnel IP. Connections between devices are made.
[0019]
In the present embodiment, a plurality of DTEs on the mobile communication network side may perform packet communication with a common LAN. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 3, for each ADP / MS of each DTE that has requested connection to the LAN, the ADP / MS, the packet switching gateway, and the LAN side connection device are connected. Each connection is established as a mobile tunnel, and a PPP frame is exchanged between the DTE and the LAN side connection device via this mobile tunnel, and a PPP connection is established. The DTE on the mobile communication network side and the device in the LAN that is the communication partner exchange user IP packets via this PPP connection. A function for establishing a mobile tunnel for each DTE to be connected to the LAN and transmitting the PPP frame using the mobile tunnel is connected to the ADP / MS, the packet switching gateway, and the LAN side connection. Provided in the apparatus.
[0020]
C. Packet-switched gateway functions
In the present embodiment, the packet switching gateway plays a central role for providing the mobile packet LAN connection service. This packet-switched gateway has the following functions.
[0021]
a. A function for establishing a communication line between a packet-switching gateway and a LAN-side connection device of the LAN only during a period of packet transfer between the DTE and the LAN
In order to fulfill this function, a link table as shown in FIG. 4 is set in the nonvolatile memory provided in the packet switching gateway. In this link table, for each DTE that uses the mobile packet LAN connection service, the calling number of the MS connected to the DTE and the tunnel IP address of the LAN side connection device of the LAN to be connected to the DTE It is remembered. These MS calling number and LAN side connection device address are written in the link table in advance prior to the start of the provision of the mobile packet LAN connection service.
[0022]
When a connection request to the LAN is output from the DTE, the connection request is sent to the packet switching gateway by the ADP and the MS. The packet switching gateway obtains the tunnel IP address of the LAN side connection device corresponding to the calling party number of the MS included in the connection request from the link table, and uses this address to make a WAN (wide area network) router such as ISDN (illustrated). A request for connection to the LAN is sent to (Omitted). Each router that receives this connection request, for each LAN side connection device accommodated in the router, its tunnel IP address and dial-up address (in the case of a LAN side connection device connected to ISDN, its ISDN number) Is stored in advance. Each router determines whether or not the tunnel IP address assigned to the connection request received from the packet switching gateway is included in the previously stored one, and if there is a corresponding tunnel IP address, A dial-up connection is made to the LAN side connection device using a dial-up address corresponding to the above, and a communication line is established.
[0023]
b. A mobile tunnel connecting the ADP / MS connected to the DTE on the mobile communication network side and the LAN side connection device is established, and the path between the ADP / MS and the packet switched gateway, the packet switched gateway, and A function to transfer a PPP frame to / from a path between LAN side connection devices
[0024]
In order to perform this function, the link table stores the area for storing the IP address in the network and the ID of the mobile tunnel established for the ADP / MS corresponding to the DTE for each DTE. An area is provided for this purpose. In each of these areas, when each MS performs packet transfer with the LAN, corresponding information is written. The PPP frame is switched by referring to the intra-network IP address and mobile tunnel ID in this link table. Note that this transfer will be described together with the description of the operation of the present embodiment in order to avoid duplication of explanation.
[0025]
c. Buffer free space monitoring function
The packet switching gateway includes a transmission buffer for buffering IP packets to be transmitted to the LAN for each LAN and a reception buffer for buffering IP packets received from the LAN. The LAN side connection device of each LAN includes a transmission buffer for buffering IP packets to be transmitted to the packet switching gateway, and a receiving server for buffering IP packets received from the packet switching gateway. Yes. The packet switching gateway and each LAN side device perform packet transfer between the DTE and the LAN while performing buffering using these buffers.
[0026]
Here, packet transfer between the packet switching gateway and the LAN side connection device of each LAN is performed via a single communication line. Therefore, a large number of IP packets addressed to the DTE addressed to the common LAN may be sent to the packet switching gateway for a long time. In such a case, the reception buffer of the LAN side connection device corresponding to the LAN is concerned. Alternatively, the transmission buffer corresponding to the LAN in the packet switching gateway becomes full, and it becomes impossible to buffer the IP packet addressed to the LAN, which may cause the loss of the IP packet.
[0027]
Therefore, in the present embodiment, in order to prevent such a situation, a means for monitoring the free capacity of the buffer and a means for reporting the monitoring result to the packet transmission side for the packet switching gateway and the LAN connection device are provided. Is provided. Further, the packet switching gateway is provided with means for performing flow control such as refraining from sending IP packets addressed to the LAN when the reception buffer of the LAN side connection device has a small free space.
[0028]
D. Operation of this embodiment
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described.
(1) Procedure for starting packet communication
In the present embodiment, packet communication between the DTE and the LAN is started when a connection request to the LAN is output from the DTE. FIG. 5 shows an outline of the process from when the PPP connection is established between the DTE and the RAS (Remote Access Server) in response to this connection request until the user IP address is issued from the LAN side to the DTE. It is a thing.
[0029]
First, when receiving a connection request from the DTE to the LAN, the ADP / MS connected to the DTE transmits a dial-up connection request. Here, the dial-up connection request includes the MS calling number. The dial-up connection request is notified from the mobile packet communication gateway to the packet switching gateway using a RADIUS (Remote Authentication Dial-In User Service) protocol, and is performed by the packet switching gateway. When it is determined that the DTE is valid in the authentication, the IP address for the IP tunnel is assigned to the DTE from the mobile packet communication gateway (step S1).
[0030]
When this dial-up connection request is sent to the packet-switching gateway, processing for establishing a path between the packet-switching gateway and the LAN-side connection device is performed by the packet-switching gateway, the LAN-side line connection means, and the LAN-side connection device. (Step S2). In this process, the packet switching gateway first determines the LAN to which the DTE is connected. Specifically, the address of the LAN side connection device corresponding to the calling party number of the MS included in the dial-up connection request is searched from the link table. Next, the packet switching gateway uses this address to make a dial-up connection to the LAN side connection device and establish a path with the LAN side connection device. At this time, an IP tunnel is established between the packet switching gateway and the LAN side connection device by the tunnel IP.
[0031]
Next, processing for establishing a mobile tunnel between the DTE and the LAN side connection device is executed (step S3). Specifically, first, the packet switching gateway selects an available one from a plurality of mobile tunnel IDs prepared in advance, and this mobile tunnel ID is set as a mobile tunnel that is established between the DTE and the LAN side connection device. At the same time, the mobile packet communication gateway writes the information in the area corresponding to the DTE in the link table together with the in-network IP address assigned to the DTE. Next, the packet switching gateway notifies the mobile tunnel ID to the ADP / MS by the in-network IP and also notifies the LAN side connection device by the tunnel IP. Furthermore, various control information is exchanged between the ADP / MS, the packet switching gateway, and the LAN side connection device, and a mobile tunnel is established among the three parties of the ADP / MS, the packet switching gateway, and the LAN side connection device.
[0032]
Next, processing for establishing a PPP connection is performed (step S4). Specifically, it is as follows. First, the packet switching gateway initializes buffers prepared for each path and relays a PPP frame transmitted from the DTE to the LAN side connection device. Specifically, the packet switching gateway first receives a PPP frame with an in-network IP header and a mobile tunnel ID added from the DTE side. Here, the in-network IP header uses the in-network IP address issued from the mobile packet communication gateway to the DTE as the source IP address and the IP address of the packet switching gateway as the destination address. The mobile tunnel ID is an ID notified to the DTE by the packet switching gateway. Next, the packet switching gateway removes the IP header in the network from the PPP frame, and instead, uses a tunnel IP header with the IP address of the packet switching gateway as the source address and the tunnel IP address of the LAN side connection device as the destination address. In addition, it is transmitted to the LAN side connection device. In the LAN side connection device, the PPP frame is taken out from the reception information from the packet switching gateway. Then, the same mobile tunnel ID as that added to the PPP frame from the packet switching gateway is added to the PPP frame for the response to the PPP frame from the packet switching gateway. Furthermore, an IP packet is constructed by adding a tunnel IP header having the IP address for the tunnel of the LAN side connection device as the source address and the IP address of the packet switching gateway as the destination address, and is transmitted to the packet switching gateway.
[0033]
The packet switching gateway extracts the PPP frame and the mobile tunnel ID from the received information from the LAN side connection device. Next, the in-network IP address corresponding to the mobile tunnel ID, that is, the in-network IP address issued to the DTE that is the connection request source is read from the link table. Then, the tunnel IP header added to the PPP frame is removed, and instead, an in-network IP header with the IP address of the packet switching gateway as the source address and the in-network IP address of the DTE as the destination address is added to the DTE. Send to. In the DTE, the in-network IP header is removed from the IP packet received from the packet switching gateway, and the PPP frame transmitted as a response addressed to the DTE from the LAN side connection device is taken out.
[0034]
By performing the above procedure, a mobile tunnel is established between the DTE and the LAN side connection device, and a PPP connection is established between the DTE and the LAN RAS (step S4).
[0035]
Then, when the DTE performs packet communication with a device in the LAN (for example, the mail server 6C or Web server 6D in FIG. 1), the user IP address used as the originating IP address is transmitted from the LAN RAS through the PPP connection. Is paid out to the DTE (step S5).
[0036]
(2) Packet communication
Next, packet communication performed in this embodiment will be described by taking as an example a case where a user IP packet is sent from a DTE on the mobile communication network side to a server on the LAN side (for example, the mail server 6C or Web server 6D in FIG. 1).
[0037]
FIG. 6 exemplifies the structure of a packet or frame generated by each protocol shown in FIG.
[0038]
First, in the DTE that is a transmission source, a packet in which a TCP or UDP header is added to data addressed to a LAN-side server is generated by TCP or UDP (see FIG. 6A). In the DTE, a user IP header including the user IP address as the source address and the IP address of the server on the LAN side as the destination address is added by the user IP to generate an IP packet (see FIG. 6B). Here, as described above, the user IP address that is the calling address is issued from the RAS of the LAN through the PPP connection and is sent to the DTE through the packet switching gateway. In the DTE, a PPP header is further added to the IP packet generated in this way to generate a PPP frame (see FIG. 6C). This PPP frame is sent from the DTE to the ADP / MS.
[0039]
Next, in ADP / MS, the mobile tunnel ID notified from the packet switching gateway is added to the PPP frame by the mobile tunnel, and the IP address in the network is set as the originating address and the IP address of the packet switching gateway by the IP in the network. An in-network IP header is added to the destination address to generate an IP packet (see FIG. 6D). Here, the in-network IP address, which is the originating address, is one that has been issued to the DTE from the mobile packet communication gateway when the PPP connection described above is established.
[0040]
The IP packet generated by the ADP / MS in-network IP is sent to the mobile packet communication gateway via the mobile communication network, and is sent to the packet switching gateway by the in-network IP of the mobile packet communication gateway.
[0041]
In the packet switching gateway, this IP packet is received by the intra-network IP, and a PPP frame with a mobile tunnel ID is extracted from the IP packet. This PPP frame is delivered to the tunnel IP by the mobile tunnel. In the tunnel IP, a tunnel IP header including the IP address of the packet switching gateway as the source address and the IP address of the LAN side connection device as the destination address is added to the PPP frame, and an IP packet is generated.
[0042]
This IP packet is sent to the LAN side connection device via a line established between the packet switching gateway and the LAN side connection device. As shown in FIG. 6E, an IP packet having a tunnel IP header arrives at the tunnel IP of the LAN side connection device. Then, by the tunnel IP, a PPP frame with a mobile tunnel ID is taken out from this IP packet, and delivered to the PPP by the mobile tunnel (see FIG. 6F). In PPP, an IP packet is extracted from this PPP frame. Then, the user IP determines whether or not the IP packet extracted from the PPP is an IP packet addressed to a device in the LAN, and the IP packet addressed to a device in the LAN 5 is output to the LAN (FIG. 6 (g )reference).
[0043]
In this example, the IP packet output to this LAN includes the IP address of the server in the LAN as the destination IP address. Therefore, this IP packet is received by a server in the LAN (see FIG. 6 (h)).
[0044]
The case where one DTE sends a packet to an apparatus on the LAN side has been described as an example. However, in this embodiment, a plurality of DTEs can send a packet to the same LAN. FIG. 7 shows the operation in this case in an easy-to-understand manner. FIG. 7 illustrates the transfer process of each IP packet when DTEs 1a to 1c connected to the mobile communication network transfer IP packets to DTEs 2a to 2c connected to the same LAN.
[0045]
As shown in FIG. 7, the DTEs 1a to 1c output PPP frames A to C including the IP addresses of the DTEs 2a to 2c that are destinations of the transmission data as destination addresses. The ADP / MS connected to each DTE adds an in-network IP header including in-network IP addresses IP-Ma to IP-Mc issued from the mobile packet communication gateway to each PPP, and the IP packet To the packet-switched gateway.
[0046]
In the packet switching gateway, the in-network IP header in this IP packet is replaced with a tunnel IP header including a common tunnel IP address IP-TN, and sent to the LAN side connection device. Then, the LAN side connection device removes the tunnel IP header from each IP packet sent in this way, extracts the PPP frame, extracts the IP packets addressed to DTE 2a to 2c from these PPP frames, and sends them to the LAN. To do.
The above is the operation when a packet is sent from the DTE connected to the mobile communication network to the LAN.
[0047]
In the present embodiment, packets can be sent from the LAN side to a DTE connected to the mobile communication network. In this case, in the packet switching gateway, the tunnel IP takes out the PPP frame with the mobile tunnel ID from the IP packet sent from the LAN side connection device, and the mobile tunnel uses the IP address in the network corresponding to the mobile tunnel ID as the link table. Read from. The in-network IP of the packet switching gateway adds an in-network IP header with the IP address of the packet switching gateway as the source address and the in-network IP address read by the mobile tunnel as the destination address to the PPP frame. Generate and send. This IP packet is sent to the corresponding DTE via the mobile packet communication gateway.
[0048]
(3) Flow control
FIG. 7 shows the flow control performed in this embodiment. When the LAN side connection device receives the IP packet from the packet switching gateway and stores it in the reception buffer, the LAN side connection device puts information indicating the free capacity of the reception buffer on the IP packet and sends it back to the packet switching gateway. The packet-switching gateway performs flow control that suppresses transmission of IP packets addressed to the LAN-side connection device when the free capacity of the reception buffer of the LAN-side connection device decreases.
[0049]
When the packet switching gateway receives an IP packet addressed to a certain LAN from the DTE, the packet switching gateway accumulates the IP packet in a transmission buffer corresponding to the LAN and sends back the free capacity of the transmission buffer to the DTE. When the DTE detects that the free capacity of the transmission buffer corresponding to the LAN that is the destination of the IP packet has decreased, the DTE performs flow control that suppresses the transmission of the IP packet to the packet switching gateway.
An IP packet carrying information indicating the free capacity of the buffer is transmitted / received as control information for the mobile tunnel.
[0050]
(4) Line disconnection control
The packet switching gateway monitors the accumulation state of IP packets in the transmission buffer corresponding to each LAN. When the state in which the transmission buffer corresponding to a certain LAN is empty for a certain time or longer, the communication line established with the LAN side connection device of the LAN is disconnected, and each DTE using this LAN is disconnected. On the other hand, it reports the communication line disconnection.
[0051]
As described above, according to the present embodiment, the communication line between the packet switching gateway and the LAN connection device of the LAN is maintained only during a period necessary for packet communication between the DTE and the LAN. Even if it is not performed, packet communication can be performed at low cost.
[0052]
E. Configuration example of LAN side connection device
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a LAN side connection device 600 which is an example of a LAN side connection device suitable for the mobile packet LAN connection system according to the present embodiment. In the LAN side connection device 600, the tunnel IP unit 601 is a part that functions as the tunnel IP in FIG. The tunnel IP unit 601 is connected to the ISDN 8 via the ISDN / FR interface 602 and to the MS via the mobile unit interface 603.
[0053]
The tunnel IP unit 601 is connected to either the USB port 611 or the PPP termination unit 612 by the switch 610. When the USB port 611 is selected by the switch 610, the tunnel IP unit 601 is connected to the LAN RAS via the USB port 611. In this case, the tunnel IP header 601 removes the tunnel IP header from the packet received from the packet switching gateway by the mobile device interface 603 or ISDN / FR 602, and the resulting PPP frame passes through the switch 610 and the USB port 611. Via RAS. Then, by RAS, the user IP packet in the PPP frame is sent to the LAN and received by the DTE that is the destination. Further, in the case of packet transfer from the LAN to the DTE on the mobile communication network side, the packet is transferred along the reverse route. On the other hand, when the PPP termination unit 612 is selected by the switch 610, the PPP termination unit 612 terminates the PPP connection with the DTE on the mobile communication network side.
[0054]
The PPP termination unit 612 is connected to the LAN via the router 613. In addition, an IP pool 614 is connected to the router 613. The IP pool 614 is storage means for storing an IP address to be assigned to a DTE in the LAN or a DTE connected to the LAN. In this embodiment, when a connection request to the LAN is output from the DTE on the mobile communication network side, one of the IP addresses in the IP pool 614 is selected and assigned to the DTE.
[0055]
The LAN side connection device 6 00 In addition, a TCP termination unit 615 is inserted between the routers 613. The transport layer communication control with the DTE on the mobile communication network side can be terminated by the TCP terminator 615 or can be terminated at the DTE connected to the LAN.
[0056]
An authentication server 616 is connected to the PPP termination unit 612. In the present embodiment, when a PPP connection is established between the DTE on the mobile communication network side and the PPP termination unit 612 of the LAN side connection device 600, the mobile communication requesting the connection to the LAN by the authentication server 616. Network side DTE authentication is performed.
The details of the configuration of the LAN side connection device 600 have been described above.
[0057]
By obtaining one LAN side connection device 600, the user can receive a dial-up connection from the packet switching gateway via any route through the mobile communication network or ISDN. Further, according to the LAN side connection device 600, a desired form can be selected from a form in which connection is made to the LAN via the RAS and a form in which direct connection is made to the LAN. Regardless of whether or not the LAN is equipped with RAS, the LAN side connection device 600 can be used to receive the mobile packet LAN connection service according to the present embodiment.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a service for packet transfer between a mobile device and a LAN can be provided economically and easily. In addition, according to the present invention, the IP address for accessing the LAN is not burdened by the mobile packet communication gateway, and the IP address is directly assigned to the mobile device from the LAN side. IP packets can be routed between.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a mobile packet LAN connection system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a protocol stack of each device in the system.
FIG. 3 is a diagram showing various connections established between devices in the system.
FIG. 4 is a diagram exemplifying a link table in a packet switching gateway in the system.
FIG. 5 is a sequence diagram showing a procedure until packet communication is started in the system.
FIG. 6 is a diagram showing a process of packet communication performed in the system.
FIG. 7 is a diagram illustrating packet communication performed between a plurality of DTEs on the mobile communication network side and a plurality of DTEs on the LAN side in the system.
FIG. 8 is a diagram illustrating flow control performed in the system.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a LAN side connection device suitable for the system.
[Explanation of symbols]
1, 2, ... mobile communication network, 3, 4 ... mobile packet communication gateway,
5: LAN, 6A, 6B: LAN side connection device.

Claims

移動端末から移動通信網を介して契約者に対応したＬＡＮへの接続要求を受け、当該ＬＡＮの接続装置に対してダイヤルアップにより回線接続を行い、当該移動端末と当該ＬＡＮとの間のパケット通信のためのコネクションを形成するパケット交換装置を具備することを特徴とするモバイルパケットＬＡＮ接続システム。From a mobile terminal via a mobile communication network receives a connection request to the LAN corresponding to the contractor, have row line connected by dial-up to the connection adapter of the LAN, packets between the mobile terminal and the LAN A mobile packet LAN connection system comprising a packet switching device for forming a connection for communication.

前記コネクションを介して、前記ＬＡＮ側から前記移動端末に対してユーザＩＰアドレスを払い出し、当該移動端末は当該ユーザＩＰアドレスを用いて当該ＬＡＮ側の装置とパケット通信を行うことを特徴とする請求項１に記載のモバイルパケットＬＡＮ接続システム。A user IP address is issued from the LAN side to the mobile terminal via the connection, and the mobile terminal performs packet communication with a device on the LAN side using the user IP address. 2. The mobile packet LAN connection system according to 1.

前記パケット交換装置は、移動端末からＬＡＮへの接続要求に応じて、各移動端末毎に、当該移動端末との間に第１のＩＰトンネルを確立するとともに、接続要求のあった各ＬＡＮ毎に、当該ＬＡＮのＬＡＮ側接続装置との間に第２のＩＰトンネルを確立することを特徴とする請求項１に記載のモバイルパケットＬＡＮ接続システム。In response to a connection request from the mobile terminal to the LAN, the packet switching apparatus establishes a first IP tunnel with the mobile terminal for each mobile terminal, and for each LAN for which a connection request has been made. 2. The mobile packet LAN connection system according to claim 1, wherein a second IP tunnel is established with a LAN side connection device of the LAN.

前記パケット交換装置は、前記移動端末からの接続要求毎に、
ａ．当該移動端末と当該ＬＡＮとの間に仮想的なコネクションであるモバイルトンネルを確立し、
ｂ．該モバイルトンネルにモバイルトンネル識別子を付与し、
ｃ．該モバイルトンネル識別子を当該移動端末および当該ＬＡＮのＬＡＮ側接続装置に通知し、
ｄ．該モバイルトンネル識別子と当該移動端末のために確立された前記第１のＩＰトンネルを利用するためのトンネルＩＰアドレスとを対応付けて記憶し、
前記ＬＡＮ側接続装置は、移動端末宛てのパケットに当該移動端末に対応したモバイルトンネル識別子を付与して、前記第２のＩＰトンネルを介して前記パケット交換装置に送り、
前記パケット交換装置は、前記第２のＩＰトンネルを介して送られてくるパケットに付与されたモバイルトンネル識別子から当該移動端末に対応した前記第１のＩＰトンネル用のトンネルＩＰアドレスを求め、このトンネルＩＰアドレスを用いて当該パケットを当該移動端末宛てに送る
ことを特徴とする請求項３に記載のモバイルパケットＬＡＮ接続システム。The packet switching device , for each connection request from the mobile terminal,
a. Establishing a mobile tunnel that is a virtual connection between the mobile terminal and the LAN,
b. A mobile tunnel identifier is assigned to the mobile tunnel,
c. Notifying the mobile tunnel identifier to the mobile terminal and the LAN side connection device of the LAN,
d. Storing the mobile tunnel identifier in association with a tunnel IP address for using the first IP tunnel established for the mobile terminal;
The LAN side connection device gives a mobile tunnel identifier corresponding to the mobile terminal to a packet addressed to the mobile terminal, and sends the packet to the packet switching device via the second IP tunnel,
The packet switching device obtains a tunnel IP address for the first IP tunnel corresponding to the mobile terminal from a mobile tunnel identifier assigned to a packet sent via the second IP tunnel, and this tunnel 4. The mobile packet LAN connection system according to claim 3, wherein the packet is sent to the mobile terminal using an IP address.

前記接続要求を送信した移動端末に対して、前記第１のＩＰトンネル用のトンネルＩＰアドレスを払い出す移動パケット通信用ゲートウェイを具備することを特徴とする請求項３に記載のモバイルパケットＬＡＮ接続システム。4. The mobile packet LAN connection system according to claim 3, further comprising a mobile packet communication gateway that pays out a tunnel IP address for the first IP tunnel to the mobile terminal that has transmitted the connection request. .

移動端末から移動通信網を介して契約者に対応したＬＡＮへの接続要求を受け、当該ＬＡＮの接続装置に対してダイヤルアップにより回線接続を行い、当該移動端末と当該ＬＡＮとの間のパケット通信のためのコネクションを形成することを特徴とするパケット交換装置。Packet communication between the mobile terminal and the LAN by receiving a connection request from the mobile terminal to the LAN corresponding to the contractor via the mobile communication network, connecting to the LAN connection device by dial-up A packet switching apparatus for forming a connection for

通信網を介して通信を行う通信手段と、
ＬＡＮとのインタフェースとを具備し、
常時は前記ＬＡＮに接続されていない他の装置から前記ＬＡＮに対する接続要求が送信され、この接続要求を受けた通信網内のパケット交換装置が前記通信手段に対してダイヤルアップ接続要求を送ってきた場合に、当該パケット交換装置と前記ＬＡＮとを結ぶコネクションを形成し、前記他の装置から当該パケット交換装置を経由して送られてくるパケットをＬＡＮに送信するとともに、ＬＡＮから前記他の装置宛てのパケットを当該パケット交換装置に送ることを特徴とするＬＡＮ側接続装置。A communication means for communicating via a communication network;
An interface with a LAN,
A connection request to the LAN is transmitted from another device that is not always connected to the LAN, and the packet switching device in the communication network that has received this connection request has sent a dial-up connection request to the communication means. In this case, a connection connecting the packet switching device and the LAN is formed, and a packet sent from the other device via the packet switching device is transmitted to the LAN, and from the LAN to the other device. LAN-side connection and wherein the sending the packet to the packet switching device.

前記通信手段は、固定網を介して他との通信を行う第１の通信手段と、移動通信網を介して他との通信を行う第２の通信手段とを具備することを特徴とする請求項７に記載のＬＡＮ側接続装置。The communication means comprises a first communication means for communicating with others via a fixed network and a second communication means for communicating with others via a mobile communication network. Item 8. The LAN side connection device according to Item 7.

前記他の装置との間にＰＰＰコネクションを確立する手段と、
前記他の装置に対し、当該ＰＰＰコネクションを介してユーザＩＰアドレスを払い出す手段と
を具備することを特徴とする請求項７に記載のＬＡＮ側接続装置。Means for establishing a PPP connection with the other device;
The LAN side connection apparatus according to claim 7, further comprising means for issuing a user IP address to the other apparatus via the PPP connection.

前記パケット交換装置との間にＩＰトンネルを確立し、このＩＰトンネルにより複数の他の装置との間でパケットの授受を行うトンネル用ＩＰ部を具備することを特徴とする請求項７に記載のＬＡＮ側接続装置。8. The tunnel IP unit according to claim 7, further comprising: a tunnel IP unit that establishes an IP tunnel with the packet switching device, and exchanges packets with a plurality of other devices through the IP tunnel. LAN side connection device.