JP3693230B2 - パケット通信システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、IPアドレスはホストごとに固定であり、ホストの移動に対応することができない。ホストの移動毎に、アドレスを付与すると、IPアドレスが頻繁に変更され、トラヒックが増大する。また、IPアドレスが頻繁に変更されると、移動端末のアドレスが取得できない場合が生じ、IPアドレスの変更を知らない他の端末は、通信ができなくなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決するために、ホストが移動する度に、新しいアドレスでパケットをカプセル化することも考えられる。
しかしながら、ホストの移動が頻繁に行われると、カプセル化及びデカプセル化の処理に時間を要し、ホーム局等での負担が増大するという問題がある。
【0004】
また、通信開始時に、相手アドレスが不明な場合は、問い合わせとその回答のためのパケットを授受する必要があり、最初のパケットが送信相手に伝送されるまでに、多くの時間を必要とするという問題がある。
また、ホストの移動が頻繁に行われると、アドレス変更に伴う制御用パケットが増大し、情報パケットのトラヒックを圧迫するという問題がある。
【0005】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、通信中に中継ノードを変更しても、ホストにおいてIPアドレスを変更することなく、経路制御のみで通信継続が可能なパケット通信方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、送信元アドレスと宛先アドレスを有するパケットを用いて行うパケット通信方法において、送信元アドレスの所定のビット数及び宛先アドレスの所定のビット数を固定アドレス(例えば、図2におけるFixed(N00))とし、送信元端末(例えば、図3におけるホストコンピュータ30)からのパケットを最初に中継する中継ノード(例えば、図3における移動局40)は、受信パケットの送信元アドレス中の上記固定アドレスを当該中継ノードの上位局(例えば、図3における基地局50)のアドレス(例えば、図3におけるB01)に変換し、受信パケットの宛先アドレス中の上記固定アドレスを宛先端末(例えば、図3におけるホストコンピュータ31)の最後の中継ノード(例えば、図3における移動局41)の上位局(例えば、図3における基地局51)のアドレス(例えば、図3におけるB02)に変換して、受信パケットを転送することを特徴とする。
【0007】
請求項2に記載された発明は、請求項1記載のパケット通信方法において、前記送信元端末からのパケットを最初に中継する中継ノードは、宛先端末の最後の中継ノードの上位局のアドレスが不明のとき、受信パケットの宛先アドレス中の上記固定アドレスを、各端末に対するその最後の中継ノードの上位局のアドレスのテーブルを有するノード(例えば、図3におけるアドレス管理サーバ60)のアドレス(例えば、図3におけるA01)に変換して、受信パケットを転送することを特徴とする。
【0008】
請求項3に記載された発明は、請求項2記載のパケット通信方法において、前記各端末に対するその最後の中継ノードの上位局のアドレスのテーブルを有するノードは、受信パケットの宛先アドレス中の自己のアドレスを、宛先端末の最後の中継ノードの上位局のアドレスに変換して、受信パケットを転送することを特徴とする。
【0009】
請求項4に記載された発明は、請求項1記載のパケット通信方法において、前記送信元端末からのパケットを最初に中継する中継ノードの上位局は、受信パケットの送信元アドレス中の上記上位局のアドレスが、自局のアドレスと一致する場合は、送信元アドレスを変更することなく受信パケットを転送し、送信元アドレス中の上記上位局のアドレスが、当該上位局のアドレスと一致しない場合は、送信元アドレス中の上記上位局のアドレスを自局のアドレスに変換して、受信パケットを転送することを特徴とする。
【0010】
請求項5に記載された発明は、請求項4記載のパケット通信方法において、前記送信元端末からのパケットを最初に中継する中継ノードの上位局は、受信パケットの送信元アドレス中の上記上位局のアドレスが、自局のアドレスと一致しない場合は、さらに、受信パケットに書き込まれた送信元アドレスの上位局に、前記送信端末を宛先とするパケットを自局に転送するように指示を出し、更に、前記各端末に対するその最後の中継ノードの上位局のアドレスのテーブルを有するノードにテーブルの更新を指示することを特徴とする。
【0011】
請求項6に記載された発明は、請求項1記載のパケット通信方法において、前記宛先端末の最後の中継ノードの上位局は、宛先アドレス中の上記上位局のアドレスが、自局のアドレスと一致し、宛先端末に関して転送指示のない場合は、宛先アドレスを変更することなく受信パケットを転送し、受信パケットの宛先アドレス中の上記固定アドレスが、自局のアドレスと一致し、宛先端末に関して転送指示があった場合は、宛先アドレス中の上記固定アドレスを転送先の上位局のアドレスに変換して、受信パケットを転送することを特徴とする。
【0012】
請求項7に記載された発明は、請求項1記載のパケット通信方法において、
前記宛先端末の最後の中継ノードの上位局は、受信パケットの宛先アドレス中の上記固定アドレスが、自局のアドレスと一致しない場合は、宛先アドレス中の上記固定アドレスを自局のアドレスに変換して、受信パケットを転送することを特徴とする。
【0013】
請求項8に記載された発明は、請求項1ないし7いずれか一項記載のパケット通信方法において、前記宛先端末の最後の中継ノードは、受信パケットの送信元アドレス及び宛先アドレス中の上位局のアドレスを固定アドレスに変換して、宛先端末に受信パケットを転送することを特徴とする。
請求項9に記載された発明は、請求項1記載のパケット通信方法において、
宛先が他のネットワーク(例えば、図7における外部IP網30)に属する場合、送信元端末は、宛先アドレスとして、宛先端末に割り当てられたアドレスを付与したパケットを送信し、送信元端末からのパケットを最初に中継する中継ノードは、受信パケットの送信元アドレス中の上記固定アドレスを当該中継ノードの上位局のアドレスに変換して、他のネットワークとのインタフェースを取るゲートウエイ局に受信パケットを転送し、該ゲートウエイ局は、受信パケットの上位局のアドレスを上記固定アドレスに変換して、他のネットワークに受信パケットを転送することを特徴とする。
【0014】
請求項10に記載された発明は、請求項1記載のパケット通信方法において、送信元端末が他のネットワーク(例えば、図8における外部IP網30)に属する場合、送信元端末は、宛先アドレスとして、宛先端末に割り当てられたアドレスを付与したパケットを送信し、他のネットワークとのインタフェースを取るゲートウエイ局は、受信パケットの宛先アドレス中の上記固定アドレスを宛先端末の最後の中継ノードの上位局のアドレスに変換して、受信パケットを転送することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
パケット移動無線通信方式を例に説明する。
パケット移動無線通信方式は、例えば、図1のような構成をしている。
図1では、移動局(MS)17、移動局18、端末(Host;ホストコンピュータ)19、基地局網(BS網)20、他の網とのインタフェースをとるゲートウエイ局(GW)21、アドレス管理サーバ(AMS)22、IP網30、IP網の端末(Host;ホストコンピュータ)39から構成されている。基地局網20は、例えば、基地局(BS)11〜16から構成されている。
【0016】
1つの移動局には、1つ又は複数の端末(ホストコンピュータ;ホスト)が接続されている。アドレス管理サーバ(AMS)22は、ホスト固有の番号(ホストID)とそのホストの接続している移動局が所属している基地局固有の番号(基地局ID)を管理する。アドレス管理サーバ22は、ホストIDとホストの接続された基地局IDとを表にしたアドレス管理テーブルを有している。また、ゲートウエイ局21は、他の網とのインタフェースをとる局で、アドレス管理サーバ22と同じく、アドレス管理テーブルを有している。
【0017】
図2に本発明のアドレスの構成を示す。
アドレスは、ネットワーク部とホスト部から構成されている。ネットワーク部は、ネットワーク固有のアドレスである。
ホスト部のアドレスは、そのホスト固有のアドレス(ホストID)とある固定のアドレス(FIX;N00)との組み合わせで構成する。FIXの部分は移動局において、その移動局の所属する基地局IDに置き換えられる(基地局IDフィールド)。
(実施例)
なお、以下の実施例の説明において、その通信網に所属する移動ホストは、移動局の立ち上げ時やスリープ解除時等に所属基地局のアドレス管理サーバヘの登録を行い、通信開始時には、送信元のホストは所属する基地局のIDを知っており、また、アドレス管理サーバにおいては、その通信網に所属する移動ホストとそのホストが所属する基地局のそれぞれのIDの対応が最新の状態に更新されているものとする。
1.宛先ホストが同じ通信網内にある場合
(1)通信開始時
図3を用いて通信開始時の通信手順を説明する。
【0018】
基地局IDがB01の基地局50に所属する移動局40に接続されたホストIDがH01のホスト30から、基地局IDがB02の基地局51に所属する移動局41に接続されたホストIDがH02のホスト31にパケットを送信する場合、
▲1▼ホスト30から送信元及び宛先アドレスがN00/H01及びN00/H02のパケットが送出される。
【0019】
(2)移動局40では、まず、送信元アドレスの基地局IDフィールドを所属基地局のアドレスB01に置き換え、一方、宛先のホストの所属基地局51のIDが不明であるため、基地局IDフィールドをアドレス管理サーバ60のIDであるA01に置き換えて基地局網20内に転送する。
(3)基地局網20内では、パケットは宛先ノードであるアドレスA01のアドレス管理サーバ60に転送される。アドレス管理サーバ60は、アドレス管理テーブルを参照して、ホスト31の所属基地局51のアドレスB02に宛先アドレスの基地局IDフィールドを置き換え、受信したパケットを基地局網20へ転送する。
【0020】
▲4▼移動局41は、宛先基地局51(B02)を介して、アドレス管理サーバ60が転送したパケットを受信する。また、移動局41は、受信したパケットの送信元アドレスからホスト30(H01)の所属基地局IDがB01であることを知り、自局のアドレス変換テーブルに記憶する。
▲5▼さらに、移動局41は、送信元及び宛先アドレスのそれぞれの基地局IDフィールドをN00に置き換えてホスト31(H02)にパケットを転送する。
【0021】
以上のように、本発明では、相手ホストのアドレスの問い合わせ回答の手順をすることなく、直接アドレスを管理サーバからパケットを転送することが可能となる。
(2)定常の通信
図4を用いて定常の通信の通信手順を説明する。
【0022】
基地局IDがB01の基地局50に所属する移動局40に接続されたホストIDがH01のホスト30から、基地局IDがB02の基地局51に所属する移動局41に接続されたホストIDがH02のホスト31にパケットを送信する場合、
▲1▼ホスト30から送信元及び宛先アドレスがN00/H01及びN00/H02のパケットが送出される。
【0023】
▲2▼移動局40では、アドレス変換テーブルに従い、送信元アドレスのその所属移動局41に所属基地局のアドレスB01に置き換える。一方、宛先アドレスの基地局IDフィールドを宛先ホストの所属基地局51のアドレスB02に置き換え、基地局網20内に転送する。
▲3▼パケットは宛先基地局51(BS02)を介して、その所属移動局41に転送され、送信元及び宛先アドレスのそれぞれの基地局IDフィールドをN00に置き換えてホスト31(H02)にパケットを転送する。
(3)送信元ホストの所属基地局が他の基地局に移動した場合
図5を用いて送信元ホストの所属基地局が他の基地局に移動した場合の通信手順を説明する。
【0024】
基地局IDがB01の基地局501 に所属する移動局40に接続されたホストIDがH01のホスト30から、基地局IDがB02の基地局51に所属する移動局41に接続されたホストIDがH02のホスト31にパケットを送信している途中で、ホスト30(H01)の所属基地局が基地局502 (B03)に移った場合、
▲1▼移動局40では、アドレスの変換の際、送信元アドレスの基地局IDフィールドを元の基地局IDのアドレスB01に置き換えて、基地局502 (B03)に送信する。
【0025】
▲2▼そのパケットを受信した基地局502 (B03)では、
(i)パケットにおける送信元アドレスの基地局IDフィールドを自局のアドレスであるB03に置き換えて基地局網30ヘ受信パケットを送出する。
(ii)また、送信元アドレスの基地局IDフィールドから元の所属基地局501 のアドレスがB01であることを知り、基地局501 に対して、基地局501 に転送されてきたホスト30(H01)宛てのパケットを基地局502 (B03)に転送するように指示するパケットを送出する。それと同時に、アドレス管理サーバ60に対してもホスト30(H01)の所属基地局をB03に更新するように指示するパケットを送出する。
【0026】
▲4▼その後は通常の通信の場合と同様である。
(4)宛先ホストの所属基地局が他の基地局に移動した場合
図6を用いて宛先ホストの所属基地局が他の基地局に移動した場合の通信手順を説明する。
基地局IDがB01の基地局50に所属する移動局40に接続されたホストIDがH01のホスト30から、基地局IDがB02の基地局511 に所属する移動局41に接続されたホストIDがH02のホスト31にパケットを送信している途中で、ホスト31(H02)の所属基地局が基地局512 (B04)に移った場合、
▲1▼パケットは通常の通信と同様にして基地局網を介して基地局511 (B02)に転送される。
【0027】
▲2▼基地局511 (B02)では、ホスト31(H02)が基地局512 (B04)に移動した際に、基地局511 (B02)でホスト31(H02)宛てのパケットを受信した場合にはそのパケットを基地局512 (B04)に転送するように指示を受けており、パケットの宛先アドレスにおける基地局IDフィールドをB04に置き換えて再度、基地局網20に転送する。
▲3▼その後は通常の通信の場合と同様である。
2.送信相手のホストが外部のIP網にある場合
(1)基地局IDがB01の基地局50に所属する移動局40に接続されたホストIDがH01のホスト30から、外部のIP網30のホスト37にパケットを送信する場合、
図7を用いて送信先が外部のIP網にある場合の通信手順を説明する。
【0028】
▲1▼ホスト30(H01)から送信元及び宛先アドレスがN00/H01及びHxxのパケットが送出される。
▲2▼移動局40では、まず、送信元アドレスの基地局IDフィールドを所属基地局のアドレスB01に置き換える。一方、宛先ホスト37が外部のIP網30にある場合は、宛先アドレスをそのままにして、基地局網20内に転送する。
【0029】
▲3▼基地局網20内ではパケットの宛先が外部IP網30である場合は、そのパケットはゲートウェイ13に転送される。
▲4▼ゲートウェイ13では送信元アドレスの基地局IDフィールドを固定アドレスN00に置き換えて外部IP網30に送出する。
(2)外部のIP網30から転送されてきたホストIDがH02のホスト31宛てのパケットを、基地局IDがB02の基地局51に所属する移動局41に接続されたホスト31(H02)に転送する場合、
図8を用いて送信元が外部のIP網にある場合の通信手順を説明する。
【0030】
▲1▼外部IP網30から転送されてきたパケットはゲートウェイ13にて、宛先アドレスの基地局IDフィールドをB02に置き換えて基地局網20に送出する。 ▲2▼パケットは宛先基地局51(B02)を介して、その所属移動局41に転送され、宛先アドレスの基地局IDフィールドを固定アドレスN00に置き換えてホスト31(H02)にパケットを転送する。
【0031】
ここで、本発明の基地局の動作を説明する。
(1)移動局からの無線パケットを受信した場合の動作
(i)パケットの宛先アドレスにおける基地局IDが、自局のアドレスと一致する場合には、そのまま経路制御に従って他の基地局、移動局、アドレス管理サーバ等に転送する
(ii)パケットの宛先アドレスにおける基地局IDが自局のアドレスと一致しない場合には、基地局IDを自局のIDに置き換え、元のIDの基地局にその宛先のパケットを現在の基地局に転送するように指示を出す。また同時に、アドレス管理サーバの更新の指示を出す。
(2)他の基地局等からのパケットを受信した場合
(i)パケットの宛先アドレスの基地局IDが自局のアドレスと一致し、かつ転送の指示がない場合は、その宛先ホストが所属している移動局にパケットを送信する。
(i)宛先アドレスの基地局IDが自局のアドレスと一致し、かつ転送の指示がある場合には、その転送先基地局のIDに基地局IDを書き換えてパケットを転送する。
(ii)宛先アドレスの基地局IDが自局のアドレスと一致しない場合は、経路制御に従って他の基地局に転送する
次に、本発明の移動局の動作について説明する。
(1)ホストからのパケットを基地局に転送する。その際、パケットの送信元アドレスの基地局IDフィールドを所属する基地局のIDに置き換え、宛先アドレスの基地局IDフィールドを宛先ホストが接続された移動局の所属する基地局のIDに置き換える。
【0032】
なお、宛先ホストが接続された移動局の所属する基地局のIDが不明のときは、宛先アドレスの基地局IDフィールドをアドレス管理サーバのIDに置き換える。
(2)基地局からのパケットをホストに転送する。その際、パケットの宛先及び送信元アドレスのそれぞれの基地局IDフィールドをもとの固定の番号(FIX;固定アドレス)に戻す。
(3)上記(1)、(2)を実現するため送信元及び宛先ホストとその所属する基地局のそれぞれのIDの対応を検出、記憶、管理し、アドレスの変換を行う。
【0033】
上記説明におけるアドレス管理サーバは、ホストIDと、そのホストIDをもつホストが接続されている移動局が所属する基地局の基地局IDとの対応を管理する。移動局が所属する基地局を更新する毎に管理データを更新する。
なお、上記説明では、移動無線通信方式に適用した例について説明したが、本件発明は、固定の有線通信に対しても適用可能である。
【0034】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、基地局網内の経路制御のみで移動局の移動制御が可能である。
また、移動や無線伝搬状況の変化により所属基地局が変更した場合でも、基地局網内における経路制御情報のトラヒックが増大しない。
【0035】
また、移動局の移動にともなう転送先不明によるパケットの廃棄を回避できる。
また、移動ホストのアドレスは受信先でも不変である。
また、通信中、移動局が所属基地局を変えても、所属基地局変更通知のための制御パケットを改めて送出する必要がない。
【0036】
また、通信中に中継ノードを変更しても、ホストにおいてIPアドレスを変更することなく、経路制御のみで通信継続が可能なパケット通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】パケット移動無線通信方式を説明するための図である。
【図2】本発明のアドレスの構成を説明するための図である。
【図3】通信開始時の通信手順を説明するための図である。
【図4】定常の通信の通信手順を説明するための図である。
【図5】送信元ホストの所属基地局が他の基地局に移動した場合の通信手順を説明するための図である。
【図6】宛先ホストの所属基地局が他の基地局に移動した場合の通信手順を説明するための図である。
【図7】送信先が外部のIP網にある場合の通信手順を説明するための図である。
【図8】送信元が外部のIP網にある場合の通信手順を説明するための図である。
【符号の説明】
11〜16、50、51 基地局
13、21 ゲートウエイ
17、18、40、41 移動局
19、30、31、37、38、39 ホストコンピュータ(ホスト、端末)
20 基地局網
22、60 アドレス管理サーバ
30 IP網
Claims (4)
- ホストIDフィールドおよび基地局IDフィールドからなるプライベートアドレスを含むパケットを通信するパケット通信システムであって、
前記ホストIDフィールドには自移動局のホストIDを格納し、前記基地局IDフィールドには前記自移動局の属する基地局の基地局IDを格納した送信元アドレスと、送信先アドレスとが含まれるパケットを送信する移動局と、
前記移動局から受信した前記パケットの前記送信元アドレスに含まれる前記基地局IDが自基地局のIDと同一か否かを判断し、同一の場合には前記パケットのまま、異なる場合には前記パケットの前記送信元アドレスに含まれる前記基地局IDを前記自基地局IDに置き換えて、前記パケットを転送する基地局と、
前記基地局から受信した前記パケットにおける前記送信先アドレスに含まれる送信先アドレス中のホストIDが前記自基地局網に属する場合には、前記パケットに含まれる前記送信先アドレス中の基地局IDフィールドに前記送信先アドレス中のホスト ID に対応する基地局 ID を格納して前記送信先アドレス中のホスト ID に対応する基地局へ転送するアドレス管理サーバと、
を備えることを特徴とするパケット通信システム。 - 前記移動局は、
接続された外部端末から、ホストIDフィールドおよび前記外部端末の固定アドレスを格納した固定アドレスフィールドからなるグローバルアドレスを含むパケットを受信し、
前記外部端末の固定アドレスを前記自移動局の属する基地局の基地局IDに置き換えることで前記固定アドレスフィールドを前記基地局IDフィールドと置き換え、
前記グローバルアドレスを含むパケットを、ホストIDフィールドおよび基地局IDフィールドからなるプライベートアドレスを含むパケットとして前記基地局に転送することを特徴とする請求項1に記載のパケット通信システム。 - 前記基地局は、
前記移動局から受信した前記パケットの送信元アドレスに含まれる前記基地局IDが自基地局のIDと同一か否かを判断し、異なる場合には前記パケットの送信元アドレスに含まれる前記基地局IDに対応する基地局に対して前記移動局を宛先とするパケットを前記自基地局宛に転送するよう依頼することを特徴とする請求項1に記載のパケット通信システム。 - 前記基地局は、
前記移動局から受信した前記パケットの送信元アドレスに含まれる前記基地局IDが自基地局のIDと同一か否かを判断し、異なる場合には前記アドレス管理サーバに対して前記移動局は前記自基地局に属することを伝えることを特徴とする請求項1に記載のパケット通信システム。
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