JP4120607B2 - ルータ装置および通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の無線端末装置と、インターネットに存在する外部端末装置との通信を行う複数のルータ装置とから構成されるローカルネットワークにおけるルータ装置および通信方法に関する。

従来、ＩＰ（インターネット・プロトコル）を用いた通信システムにおいては、あるローカルネットワークがインターネットなどの外部のネットワークと複数のルータ装置（以下、外部接続ルータ装置と呼ぶ。）を介して接続されている時、ローカルネットワーク内の無線端末装置が所定の外部接続ルータ装置を経由して外部ネットワークの外部端末装置と通信を行う場合、ローカルネットワーク内の異なる外部接続ルータ装置にパケットが転送され、転送先の外部接続ルータ装置から外部の端末装置にパケットが転送されることがあった。

例えば、外部ネットワークに接続するための第三世代移動通信などのセルラインタフェースとローカルネットワーク内部における通信に用いる無線インタフェースとを持つ携帯電話と、外部ネットワークに接続するための無線ＬＡＮインタフェースとローカルネットワーク内部における通信に用いるインタフェースを持つ第一の携帯機器と、外部ネットワークに接続するためのインタフェースを持たずローカルネットワーク内部における通信に用いるインタフェースのみを持つ第二の携帯機器とをユーザが携帯し、外部接続インタフェースを持たない第二の携帯機器が携帯電話のセルラインタフェースを用いて外部端末装置と通信を行いたい場合がある。すなわち、携帯電話と第一の携帯機器を外部接続ルータ装置として利用する。例えば、セルラの方が無線ＬＡＮよりセキュリティが高いとすると、セキュリティを重視する場合、携帯電話を経由して外部に接続することが考えられる。この場合、外部接続インタフェースを持たない第二の携帯機器はローカルネットワーク内部における通信に用いるインタフェースを用いて、外部ネットワークに送信したいパケット携帯電話に送信し、携帯電話がセルラインタフェースを用いて受信したパケットを外部に転送する。

しかし、必ずしも携帯電話が受信したパケットを外部ネットワークに転送するとは限らない。例えば、ローカルネットワーク内部の外部接続ルータ装置において、経路探索にダイナミック・ルーティング・プロトコル（例えば、ＲＩＰ（ルーティング・インフォメーション・プロトコル）やＯＳＰＦ（オープン・ショーテスト・パス・ファースト）などがある。）を用いている場合が考えられる。これは複数の外部接続ルータ装置が必ずしも外部ネットワークと接続されているとは、限らないため、その場合に他の外部接続ルータ装置を経由してパケットを外部に転送するために経路を確保しておく必要があるからである。この場合は、一定時間ごとに外部接続ルータ装置間で経路情報が交換され、それぞれの外部接続ルータ装置にルーティング・テーブルが構成される。ルーティング・テーブルには、宛先ＩＰアドレスとそれに対応したネクスト・ホップ・ルータのＩＰアドレスなどが記述されている。各外部接続ルータ装置は自己宛でないパケットを受信したとき、保持しているルーティング・テーブルを参照し、受信パケットの宛先ＩＰアドレスに対するエントリが含まれているかを確認する。そして、受信パケットの宛先ＩＰアドレスに対するエントリがルーティング・テーブルに存在する時、それに対応したネクスト・ホップ・ルータのＩＰアドレスに受信パケットを転送する。

例えば、ＩＰｖ６（Neighbor Discovery for IP Version 6 ：RFC 2461）では、外部接続ルータ装置がパケットを受信したとき、受信パケットの宛先ＩＰアドレスを参照し、保
持しているルーティング・テーブルに受信パケットのＩＰアドレスに対応するエントリがあるかを確認する。同一ローカルネットワーク内に外部と接続している外部接続ルータ装置が複数あり、その外部接続ルータ装置の設定が宛先ＩＰアドレスに対して、より最適な同一ローカルネットワーク内の異なる外部接続ルータ装置にパケットを転送するようにされている場合は、受信パケットは同一ローカルネットワーク内の異なる外部接続ルータ装置に転送される。そして、その後、異なる外部接続ルータ装置から外部のネットワークにパケットが転送される。また、それとともに、受信パケットの送信元端末装置にリダイレクト・メッセージを送信し、次の送信パケットからはより最適な外部接続ルータ装置に送信するように端末装置に指示する。これにより、送信パケットの経路の最適化が行われる。

また、ＩＰホストのＩＰ層とネットワーク層の間にＭＡＲＰ層を挿入することにより、ＩＰホストが複数のルータ装置の中から使用するデフォルト・ルータを選択できるようにし、ルータ装置の負担を分散させるようにしたものがある（たとえば、特許文献１参照）。
特開２０００−２９５２９１号公報（第４頁―第５頁、第４図）

しかしながら、上記の従来技術では、ローカルネットワーク内部の外部接続ルータ装置が外部の基地局と接続されているとき、無線端末装置が特定の外部接続ルータ装置を経由して外部の端末装置と通信したい場合でも、外部接続ルータ装置が保持するルーティング・テーブルにおける受信パケットの宛先ＩＰアドレスに対するネクスト・ホップ・ルータのＩＰアドレスがローカルネットワーク内部の他の外部接続ルータ装置のＩＰアドレスである場合は、その外部接続ルータ装置へ転送し、外部基地局にパケットを転送することができない。すなわち、無線端末装置は意図した外部接続ルータ装置経由で外部ネットワークと通信できないという課題があった。

本発明は、外部接続ルータ装置が外部ネットワークの基地局と接続されているときに受信したパケットを、その受信パケットの宛先ＩＰアドレスに対するネクスト・ホップ・ルータのＩＰアドレスがたとえ同一ローカルネットワーク内の外部接続ルータ装置のＩＰアドレスであっても、他の外部接続ルータ装置へ転送せず、外部の基地局にパケットを転送できるようにすることを目的とする。

この課題を解決するために本発明は、ローカルネットワーク内の外部接続ルータ装置が外部の基地局と接続されているときには、優先的に外部の基地局にパケットを転送するように構成したものである。

これにより、無線端末装置が外部端末装置との通信に使用したいローカルネットワーク内部の外部接続ルータ装置が保持しているルーティング・テーブルに関わらず、外部の基地局にパケットを送信できるようになり、無線端末装置が経由先に決定した外部接続ルータ装置を経由して外部との通信を行うことができる。また、ローカルネットワーク内部の外部接続ルータ装置間でのパケット転送頻度が減少するため、ローカルネットワーク内部の負荷を減少させることができるという効果が得られる。

本発明の第１の態様にかかるルータ装置は、外部ネットワークの基地局と接続処理を行う接続処理部と、前記接続処理部から基地局との接続情報を取得する下位層情報取得部と、同一ローカルネットワーク内の無線端末装置から外部ネットワークの通信装置宛のパケットを受信したときに、前記下位層情報取得部から取得した接続情報が前記基地局と接続
していることを示す場合は、前記基地局を転送先と判定し、前記接続情報が基地局と接続していないことを示す場合は、ルーティング・テーブルを参照して転送先を判定する経路判定部とを具備する。これにより、ローカルネットワーク外部の基地局と接続されている場合には、外部の基地局にパケットを優先的に転送することが可能となり、ローカルネットワーク内の端末装置が意図した外部接続ルータ装置経由でパケットを通信相手に転送することができるという作用を有する。

また、本発明の第２の態様にかかるルータ装置は、受信データを蓄積するバッファと、前記接続処理部に基地局との接続を指示する接続指示部とをさらに有し、前記下位層情報取得部が、外部ネットワークの基地局と接続可能であるか否かの接続情報をさらに取得し、前記経路判定部が同一ローカルネットワーク内の無線端末装置から外部ネットワークの通信装置宛のパケットを受信したときに、前記下位層情報取得部からの接続情報が、基地局と接続されていないが、接続可能であることを示す場合は、受信パケットを前記バッファに保持するとともに、前記接続指示部が前記接続処理部へ基地局との接続を指示し、前記接続処理部が前記基地局との接続が完了した後に、前記基地局に前記バッファ内の前記受信データを転送するものである。これにより、ローカルネットワーク外部の基地局と接続可能である場合には、外部の基地局にパケットを優先的に転送することが可能となり、ローカルネットワーク内の端末装置が意図した外部接続ルータ装置経由でパケットを通信相手に転送することができるという作用を有する。

また、本発明の第３の態様にかかるルータ装置は、インターネットに設置されたホームエージェント装置に位置登録を行うモバイルＩＰ処理部と、同一ローカルネットワーク内の無線端末装置から外部ネットワークの通信装置宛のパケットを受信したとき、前記モバイルＩＰ処理部のバインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置に対するエントリが存在する場合は、前記ホームエージェント装置を転送先と判定し、前記バインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置に対するエントリが存在しない場合は、ルーティング・テーブルを参照して転送先を判定する経路判定部とを具備するものである。これにより、ホームエージェントへの位置登録が完了している場合には、外部の基地局経由でホームエージェントにパケットを優先的に転送することが可能となり、ローカルネットワーク内の端末装置が意図した外部接続ルータ装置経由でパケットを通信相手に転送することができるという作用を有する。

また、本発明の第４の態様にかかるルータ装置は、前記経路判定部がルーティング・テーブルを参照したとき、ネクスト・ホップ・ルータが同一ローカルネットワーク内の他のルータ装置である場合に、受信パケットの送信元の無線端末装置に受信パケットを前記ネクスト・ホップ・ルータに転送するか否かを問い合わせるものである。

また、本発明の第５の態様にかかるルータ装置は、前記経路判定部がさらに、前記無線端末装置から許可の応答であった場合には、受信パケットをネクスト・ホップ・ルータに転送し、不許可の応答であった場合には、受信パケットを破棄する。これにより、パケットの送信元の無線端末装置により、送信パケットが異なる外部接続ルータ装置を経由することを拒否することができ、意図しない外部接続ルータ装置を経由させないことができるという作用を有する。

また、本発明の第６の態様にかかる通信方法は、複数の無線端末装置と、インターネットに存在する通信装置と通信を行うための複数のルータ装置とから構成されるローカルネットワークの通信方法において、ルータ装置がローカルネットワーク外部の基地局と接続されている間に同一ローカルネットワーク内の無線端末装置からのパケットを受信した時、ルーティング・テーブルの内容に関わらず、自己が接続している外部の基地局に前記受信パケットを転送するものである。

また、本発明の第７の態様にかかる通信方法は、同一ローカルネットワーク内の無線端末装置からルータ装置へ、外部ネットワークの通信装置宛のパケットを送信するステップと、前記ルータ装置が前記パケットを受信したときに、当該ルータ装置と外部ネットワークの基地局との接続状態を検出するステップと、前記基地局と接続している場合は、前記基地局へ前記パケットを転送し、基地局と接続していない場合は、ルーティング・テーブルに従って前記パケットを転送するステップとを有する。これにより、ローカルネットワーク外部の基地局にパケットを転送することが可能となり、ローカルネットワーク外部の基地局と接続されている場合には、外部の基地局にパケットを優先的に転送することが可能となり、ローカルネットワーク内の端末装置が意図した外部接続ルータ装置経由でパケットを通信相手に転送することができるという作用を有する。

また、本発明の第８の態様にかかる通信方法は、同一ローカルネットワーク内の無線端末装置からルータ装置へ、外部ネットワークの通信装置宛のパケットを送信するステップと、前記ルータ装置が前記パケットを受信したときに、当該ルータ装置と外部ネットワークの基地局との接続状態を検出するステップと、前記基地局と接続している場合は、前記基地局へ前記パケットを転送し、基地局と接続していない場合は、ルータ装置がローカルネットワーク外部の基地局と接続可能な状態であるか否かを判定し、接続可能なときは前記基地局と接続処理を行い、接続可能でないときはルーティング・テーブルに従って前記パケットを転送するステップとを有する。これにより、外部の基地局にパケットを優先的に転送することが可能となり、ローカルネットワーク内の端末装置が意図した外部接続ルータ装置経由でパケットを通信相手に転送することができるという作用を有する。

また、本発明の第９の態様にかかる通信方法は、複数の無線端末装置と、インターネットに存在する通信装置と通信を行うための複数のルータ装置とから構成されるローカルネットワークの通信方法において、ルータ装置がバインディングアップデートリスト内にホームエージェントに対するエントリが存在する場合に同一ローカルネットワーク内の無線端末装置からのパケットを受信した時、ルーティング・テーブルの内容に関わらず、モバイルＩＰにおけるリバーストンネリングを用いて前記受信パケットを前記ホームエージェント経由で通信装置に転送するものである。

また、本発明の第１０の態様にかかる通信方法は、ルータ装置がインターネットに設置されたホームエージェント装置に位置登録を行うステップと、同一ローカルネットワーク内の無線端末装置から前記ルータ装置へ、外部ネットワークの通信装置宛のパケットを送信するステップと、前記ルータ装置が前記パケットを受信したときに、当該ルータ装置のバインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置に対するエントリが存在する場合は、前記ホームエージェント装置を経由して前記通信装置へ、前記パケットをモバイルＩＰにおけるリバーストンネリングを用いて転送し、前記バインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置に対するエントリが存在しない場合は、ルーティング・テーブルを参照して転送するステップとを有する。これにより、ホームエージェントへの位置登録が完了している場合には、外部の基地局経由でホームエージェントにパケットを優先的に転送することが可能となり、ローカルネットワーク内の端末装置が意図した外部接続ルータ装置経由でパケットを通信相手に転送することができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、ローカルネットワーク内部の端末から外部ネットワークの通信装置にパケットを送信するとき、外部接続ルータ装置が外部と接続されている場合は、ローカルネットワーク内部の端末装置が選択した外部接続ルータ装置を経由して通信を行うことができる。また、ローカルネットワーク内部のトラフィックを減少させること
ができる。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における無線通信システムの構成図を示す。図１において、無線通信システムは、複数の無線端末装置１３、１４、１５と外部接続ルータ装置１１、１２とから構成されるローカルネットワーク１、インターネット２、基地局１６、１７、および外部端末装置１８を備えている。この外部接続ルータ装置１１、１２は少なくとも１つの無線インタフェースを具備しローカルネットワーク外部の基地局と通信を行うものであり、無線端末装置１３、１４、１５は少なくとも１つの無線インタフェースを具備するものであり、基地局１６、１７は少なくとも１つの無線インタフェースを具備しインターネットに接続されているものであり、外部端末装置１８はインターネットに接続された通信装置である。

次に、無線端末装置１３について説明する。他の無線端末装置１４，１５も構成及びその動作は同様である。

図２は、無線端末装置１３の構成図を示す。図２において、ローカルネットワーク側下位層処理部２１はインタフェース部２４、変復調部２５、アクセス制御部２６を含んでいる。また、ＩＰ処理部２２はＩＰ処理を行い、上位層処理部２３はアプリケーション層やトランスポート層などの上位層の処理を行い、経路選択部２７は送信パケットの経路を選択する。

まず、上記のように構成された無線端末装置１３のデータ送信時の動作について説明する。

無線端末装置１３は、上位層処理部２３において、使用するアプリケーションに応じて送信すべきデータが発生した場合には、ＴＣＰ（トランスミッション・コントロール・プロトコル）やＵＤＰ（ユーザ・データグラム・プロトコル）のヘッダ付加などのトランスポート層の処理を行った後、ＩＰ処理部２２に送信データを渡す。また、上位層においては、使用するアプリケーションに適したアクセス網に接続可能な外部接続ルータ装置が選択される。この選択された外部接続ルータ装置は、アプリケーションを用いて通信を行う外部端末装置のアドレスに対するルーティング・テーブルにおけるエントリのネクスト・ホップにそのアドレスが設定される、もしくは、デフォルト・ルータにそのアドレスが設定される。

なお、無線端末装置１３が選択した外部接続ルータ装置にパケットを送信する方法であればこれに限らず、他の方法を用いてもよい。

次に、ＩＰ処理部２２では、通常のＩＰ処理（ＩＰヘッダの付加など）が行われ、ＩＰパケットをローカルネットワーク側下位層処理部２１に出力する。この時、ＩＰパケットの宛先アドレスのプレフィクスが無線端末装置１３の属するローカルネットワークと異なる場合は、ルーティング・テーブルを参照する。そして、宛先アドレスに対するエントリが存在する場合は、そのネクスト・ホップに設定されているＩＰアドレスに対してＩＰパケットを送信する。一方、エントリが存在しない場合は、予め設定されたデフォルト・ルータにＩＰパケットを送信する。ＩＰｖ４においてはＡＲＰ処理、ＩＰｖ６においては近隣探索処理により、ネクスト・ホップもしくはデフォルト・ルータの下位層のアドレスを取得し、そのアドレスに対して下位層ヘッダを付加したＩＰパケットを転送する。

ローカルネットワーク側下位層処理部２１においては、アクセス制御部２６が、複数の無線端末装置で通信を行うためのアクセス制御を行い、変復調部２５で変調処理が行われる。その後、インタフェース部２４から自由空間中、もしくはケーブル中に電気信号が放出される。

次に、無線端末装置１３のデータ受信時の動作について説明する。

無線端末装置１３は、インタフェース部２４により、自由空間中もしくはケーブル中の電気信号を取り出し、変復調部２５に出力する。変復調部２５においては、受信電気信号の復号を行い、ビット列に変換し、アクセス制御部２６に出力する。アクセス制御部２６においては、アクセス制御を行うためのヘッダなどを削除し、ＩＰパケットをＩＰ処理部２２に出力する。

ＩＰ処理部２２においては、ＩＰヘッダの処理を行い、受信ＩＰパケットが自己宛である場合は、上位層処理部２３にデータを渡し、自己宛でない場合は、受信ＩＰパケットを破棄する。上位層処理部２３では、ＴＣＰやＵＤＰのヘッダ削除などのトランスポート層での処理、アプリケーションでの受信データ処理などの上位層の処理が行われる。

次に、外部接続ルータ装置１１、１２について説明する。

図３は、外部接続ルータ装置１１、１２の構成図を示す。図３において、ローカルネットワーク側下位層処理部３１はローカルネットワーク側下位層処理部２１と同様の機能を持ち、インタフェース部２４、変復調部２５、およびアクセス制御部２６を含んでいる。また、ＩＰ処理部３２はＩＰ処理を行うものであり、経路判定部４０は受信パケットの転送先をＩＰ層で判定するものであり、上位層処理部３３はアプリケーション層やトランスポート層などの上位層の処理を行うものである。アクセスネットワーク側下位層処理部３４は基地局１６または基地局１７と通信を行うために使用するインタフェース部３５、変復調部３６、およびアクセス制御部３７を含むものである。このアクセスネットワーク側下位層処理部３４が、基地局との接続処理を行う接続処理部の機能を有している。下位層情報取得部３８は下位層から外部の基地局と接続しているか否かなどの接続情報を取得するものである。バッファ３９は外部の基地局と接続されていないときに、送信パケットを一時格納しておくものである。経路判定部４０は基地局との接続状態に基づいて、受信パケットの転送経路を判定するものである。インタフェース部２４、３５は、無線の場合はアンテナ、有線の場合はコネクタなどを示す。

上記のように構成された外部接続ルータ装置１１、１２の動作について、図４の処理フローチャートを用いて説明する。なお、ローカルネットワーク側下位層処理部３１ならびに上位層処理部３３の動作は無線端末装置１３と同様である。

まず、外部接続ルータ装置１１のローカルネットワーク側下位層処理部３１が、同一ローカルネットワーク１内の無線端末装置１３からパケットを受信した時（ステップＳ４０１）、ＩＰ処理部３２は受信パケットの宛先ＩＰアドレスを参照し（ステップＳ４０２）、自己宛かそうでないかを確認する（ステップＳ４０３）。自己宛である場合は、ＩＰ処理部３２はその受信パケットのデータ部分を上位層処理部３３に渡し（ステップＳ４０６）、自己宛でない場合には、経路判定部４０へ転送先の判定を指示する。経路判定部４０は下位層情報取得部３８へ自己が外部の基地局１６と接続されているかを確認する（ステップＳ４０４）。そして、下位層情報取得部３８から基地局１６と接続されていることの応答を受けた場合は、経路判定部４０はＩＰ処理部３２へ転送先が基地局１６とすることを応答する。ＩＰ処理部３２はこれを受けて、外部の基地局１６に受信パケットを転送す
る（ステップＳ４０５）。この時のパケットの経路は図７のようになる。

一方、基地局１６と接続されていない場合は、経路判定部４０は自己が保持しているルーティング・テーブルを参照し（ステップＳ４０７）、宛先ＩＰアドレスに対するエントリがあるかを確認する（ステップＳ４０８）。図１０にルーティング・テーブルの構成を示す。

図１０において、ルーティング・テーブルには少なくとも宛先ＩＰアドレス（プレフィックス）１００１とネクスト・ホップ・ルータのＩＰアドレス１００２とが含まれる。一般的なルータ装置はパケットを受信した場合には、ルーティング・テーブルを参照し、ルーティング・テーブルの宛先ＩＰアドレス１００１と受信パケットの宛先ＩＰアドレスもしくはプレフィックスが一致する場合に、対応するネクスト・ホップ・ルータ１００２に転送する。

エントリがない場合には経路判定部４０はＩＰ処理部３２へ転送先が未登録であることを応答する。ＩＰ処理部３２はこれを受けて、パケットを破棄する、もしくはバッファ３９に一時保持する（ステップＳ４０９）。一方、エントリがある場合には、経路判定部４０はネクスト・ホップ・ルータのＩＰアドレスが同一ローカルネットワーク内の外部接続ルータ装置１２のＩＰアドレスと一致するかを確認する（ステップＳ４１０）。ネクスト・ホップ・ルータのＩＰアドレスが同一ローカルネットワーク内の外部接続ルータ装置１２のＩＰアドレスと一致しない場合は、経路判定部４０はＩＰ処理部３２へ転送先がないことを通知し、ＩＰ処理部３２がパケットを破棄、もしくはバッファ３９に一時保持する（ステップＳ４０９）。

このとき、経路判定部４０は下位層情報取得部３８から外部の基地局１６との接続が確立した時に通知を受け、ＩＰ処理部３２へバッファ３９に保持したパケットを外部の基地局１６に転送することを指示する。これにより、ＩＰ処理部３２はこの保持されていたバケットを基地局１６へ転送できる。

次に、経路判定部４０はネクスト・ホップ・ルータのＩＰアドレスが同一ローカルネットワーク内の外部接続ルータ装置１２のＩＰアドレスと一致する場合は、受信パケットを外部接続ルータ装置１２に転送してもよいかを受信パケットの送信元である無線端末装置１３に対して問い合わせる（ステップＳ４１１）。

無線端末装置１３は、外部接続ルータ装置１１からの問い合わせに対して、転送の許可もしくは非許可を示す応答を外部接続ルータ装置１２に対して送信する。なお、この転送の許可、非許可の判断は、無線端末装置１３の経路選択部２７に予め設定するか、外部接続ルータ装置からの問い合わせがあったときに、ユーザが判断し、設定する。例えば、ユーザは使用するアプリケーションがセキュリティを必要とするものであれば、セキュリティが十分に確保されていないアクセス網経由でパケットを転送することを拒否することが考えられる。あるいは、無線端末装置は最初に選択した外部接続ルータ装置と同様の特徴がある外部接続ルータ装置が他にあれば、その外部接続ルータ装置への転送を許可することが考えられる。

次に、外部接続ルータ装置１１は無線端末装置１３からの応答を受信し、経路判定部４０が転送の許可、非許可を確認する（ステップＳ４１２）。応答が転送の許可を示している場合、経路判定部４０はＩＰ処理部３２へ転送先を外部接続ルータ装置１２であると通知し、ＩＰ処理部３２が外部接続ルータ装置１２に転送する（ステップＳ４１３）。このときのパケットの経路は図５のようになり、無線端末装置１３から送信されたパケットは外部接続ルータ装置１１から外部接続ルータ装置１２に転送され、外部の基地局１７を経
由して外部端末装置１８に到達する。

一方、経路判定部４０は、無線端末装置１３からの応答が転送の非許可を示している場合は、ＩＰ処理部３２へ通知し、ＩＰ処理部３２が受信パケットを破棄、もしくはバッファ３９に一時保持する（ステップＳ４０９）。

以上のように、本実施の形態によれば、外部接続ルータ装置はローカルネットワーク内の無線端末装置から外部ネットワークの外部端末装置宛のパケットを受信したときに、外部ネットワークと接続している場合は優先的に外部へパケットを転送するので、無線端末装置は選択した外部接続ルータ装置が外部ネットワークと接続しているときは、常にその外部接続ルータ装置を経由して通信を行うことができる。また、この場合、ローカルネットワーク内の他の外部接続ルータ装置へパケットを転送しないので、ローカルネットワーク内部の負荷も小さくすることができる。

なお、ステップＳ４１３において、外部接続ルータ装置１１のＩＰ処理部３２はリダイレクト・メッセージ１１００を無線端末装置１３に送信するかを判断してもよい。このリダイレクト・メッセージは、送信元の無線端末装置１３に対して、異なる外部接続ルータ装置宛先にパケットを送信するように指示するものである。

図１１は、リダイレクト・メッセージ１１００のフォーマットの一例を示すもので、タイプフィールド１１０３、コードフィールド１１０４、チェックサムフィールド１１０５、予約フィールド１１０６、ターゲットアドレスフィールド１１０１及び送信先アドレスフィールド１１０２より構成されている。この場合、ターゲットアドレスフィールド１１０１には、外部接続ルータ装置１２のＩＰアドレスがセットされ、送信先アドレスフィールド１１０２には、外部端末装置１８のＩＰアドレスがセットされる。

リダイレクト・メッセージ１１００は、セキュリティの観点から、使用されないこともある。リダイレクト・メッセージ１１００を送信する場合は、外部接続ルータ装置１１はリダイレクト・メッセージ１１００を送信し、待機状態に戻る。

無線端末装置１３は、外部接続ルータ装置１１からリダイレクト・メッセージを受信した後、送信先アドレスフィールド１１０２に記載されているＩＰアドレスとターゲットアドレスフィールド１１０１に記載されているＩＰアドレスを、たとえば、図１０に示すルーティング・テーブルの宛先ＩＰアドレスフィールド１００１とネクスト・ホップ・ルータフィールド１００２にセットする。その後、無線端末装置１３から外部端末装置１８に送信されるパケットは外部接続ルータ装置１２に送信される。これにより、図６に示すように無線端末装置１３は、外部接続ルータ装置１２から基地局１７を経由して外部端末装置１８に接続され、送信パケットの経路が変更される。

なお、本実施の形態におけるステップＳ４０３とステップＳ４０４の順序を入れ替えた場合においても同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
図９は本発明の本実施の形態２における外部接続ルータ装置の構成を示す図である。図９において、接続指示部９１を備えている点が実施の形態１と異なる。

この接続指示部９１は外部の基地局１６との接続が可能であるか否かの情報に基づいて、基地局との接続を指示するものである。

次に、本実施の形態における外部接続ルータ装置の動作について、図８の処理フローチ
ャートを用いて説明する。

図８において、本実施の形態に係る外部接続ルータ装置は、実施の形態１に係る外部接続ルータ装置とは基地局に接続していないときに基地局との接続を試行する点が異なる。すなわち、ステップＳ８０１からステップＳ８０６までの動作は、実施の形態１のステップＳ４０１からステップＳ４０６までと同一である。

外部の基地局１６に接続されていない場合、接続指示部９１はアクセスネットワーク側下位層処理部３４に対し、基地局１６からの信号の受信電力強度などの情報から、接続可能な状況であるかを確認する（ステップＳ８０７）。接続指示部９１はアクセスネットワーク側下位層処理部３４から外部の基地局１６に接続可能であるとの応答を受けた場合、接続指示を行い、アクセスネットワーク側下位層処理部３４が接続処理を行う（ステップＳ８０８）。ＩＰ処理部３２はこの外部の基地局１６と接続処理を行っている間は、受信パケットをバッファ３９に保持しておく。

次に、経路判定部４０は外部の基地局１６と接続したか否かを判定し（ステップＳ８０９）、アクセスネットワーク側下位層処理部３４から外部の基地局１６と接続したことの通知を受けたとき、ＩＰ処理部３２に転送先を基地局１６とする指示を行う。ＩＰ処理部３２はこの指示を受け、受信パケットを基地局１６に転送する（ステップＳ８０５）。接続に失敗した場合には、自己が保持しているルーティング・テーブルを参照し（ステップＳ８１０）、宛先ＩＰアドレスに対するエントリがあるかを確認する（ステップＳ８１１）。以降のステップＳ８１０からステップＳ８１６までの処理は、実施の形態１のステップＳ４０８からステップＳ４１３までの処理と同一である。

以上のように、本実施の形態によれば、外部接続ルータ装置はローカルネットワーク内の無線端末装置から外部ネットワークの外部端末装置宛のパケットを受信したときに、外部ネットワークと接続していない状態でも、接続が可能な場合には接続を行い、優先的に外部へパケットを転送する。これにより、無線端末装置は選択した外部接続ルータ装置が外部ネットワークと接続できるときは、常にその外部接続ルータ装置を経由して通信を行うことが可能になる。また、この場合、ローカルネットワーク内の他の外部接続ルータ装置へパケットを転送しないので、ローカルネットワーク内部の負荷も小さくすることができる。

なお、本実施の形態におけるステップＳ８０３とステップＳ８０４の順序を入れ替えた場合においても同様の効果が得られる。

（実施の形態３）
図１４は本実施の形態における無線通信システムの構成図である。図１４において、ホームエージェント装置１４０１が具備されている点が実施の形態１と異なる。

このホームエージェント装置１４０１へは外部接続ルータ装置１１、１２の属するローカルネットワークが移動したときに、外部接続ルータ装置１１、１２が移動先のアドレスとホーム・アドレスの対を登録するためのパケット（バインディング・アップデート）を送信する。ホームエージェント装置１４０１はキャッシュ（バインディング・キャッシュ）に外部接続ルータ装置１１、１２のホーム・アドレスと移動先のアドレスの対が登録されると，それ以降，ホーム・アドレスあてに送信されたパケットはすべてホームエージェント装置１４０１が ＩＰｖ６ トンネルを利用して外部接続ルータ装置１１、１２に転送する。
次に、本実施の形態における外部接続ルータ装置の構成について、図１２に示す。図１２において、ホームエージェント装置１４０１への位置登録処理などの通常のモバイルＩＰ
処理を行うモバイルＩＰ処理部１２０８が追加されている点と、バッファ３９がモバイルＩＰにおける位置登録処理を完了していない時に、送信パケットを一時格納しておくものである点が実施の形態１の外部接続ルータ装置と異なる。

上記のように構成された外部接続ルータ装置１１，１２の動作について、図１３の動作フローチャートを用いて説明する。

外部接続ルータ装置１１のＩＰ処理部３２は、同一ローカルネットワーク１内の無線端末１３から下位層処理部３１を介してパケットを受信した時（ステップＳ１３０１）、受信パケットの宛先ＩＰアドレスを参照し（ステップＳ１３０２）、自己宛かそうでないかを確認する（ステップＳ１３０３）。自己宛である場合は、その受信パケットのデータ部分を上位層処理部３３に渡し（ステップＳ１３０６）、自己宛でない場合には、モバイルＩＰ処理部１２０８へ通知する。モバイルＩＰ処理部１２０８は、内部のバインディングアップデートリスト（ＢＵリスト）を参照する（ステップＳ１３０４）。バインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置１４０１に対するエントリが存在する場合は、ＩＰ処理部３２へその情報を通知する。ＩＰ処理部３２はこれを受けて、モバイルＩＰにおけるリバーストンネリングを用いてホームエージェント装置１４０１に受信パケットを転送する。すなわち、受信パケットをカプセル化し、外部の基地局１６に受信パケットを転送する（ステップＳ１３０５）。このときのパケットの経路は図１５に示すように、基地局１６からホームエージェント装置１４０１を経由して外部端末装置１８へ伝送されるものとなる。

一方、ＩＰ処理部３２はバインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置に対するエントリが存在しないことをモバイルＩＰ処理部１２０８から通知された場合は、自己が保持しているルーティング・テーブルを参照し（ステップＳ１３０７）、宛先ＩＰアドレスに対するエントリがあるかを確認する（ステップＳ１３０８）。これ以降のステップＳ１３１３までの処理は、実施の形態１のステップＳ４０８からステップＳ４１３までの処理と同一である。

以上のように、本実施の形態によれば、外部接続ルータ装置はローカルネットワーク内の無線端末装置から外部ネットワークの外部端末装置宛のパケットを受信したときに、バインディングアップデートリストにホームエージェント装置に対するエントリが存在する場合には、優先的に外部へパケットを転送する。これにより、無線端末装置は外部端末装置へのパケットを、選択した外部接続ルータ装置が外部ネットワークと接続しているときは、常にその外部接続ルータ装置を経由して送信することが可能になる。また、この場合、ローカルネットワーク内の他の外部接続ルータ装置へパケットを転送しないので、ローカルネットワーク内部の負荷も小さくすることができる。

なお、本実施の形態におけるステップＳ１３０３とステップＳ１３０４の順序を入れ替えた場合においても同様の効果が得られる。

本発明は、複数の無線端末装置と、インターネットに存在する通信装置との通信を行う複数のルータ装置とから構成されるローカルネットワークにおけるルータ装置等に有用であり、無線端末装置が特定の外部接続ルータ装置を経由して外部の通信装置と通信するのに適している。

本発明の実施の形態１におけるネットワーク構成を示す図 本発明の実施の形態１における無線端末装置の構成を示す図 本発明の実施の形態１における外部接続ルータ装置の構成を示す図 本発明の実施の形態１における外部接続ルータ装置の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態１におけるルーティング・テーブルにより、パケットがローカルネットワーク内部の外部接続ルータ装置に転送される場合のパケットの流れを示す図 本発明の実施の形態１におけるリダイレクト・メッセージにより無線端末装置の送信パケットの経路が変更された場合のパケットの流れを示す図 本発明の実施の形態１におけるパケットがローカルネットワーク外部の基地局に優先的に転送される場合のパケットの流れを示す図 本発明の実施の形態２における外部接続ルータ装置の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２における外部接続ルータ装置の構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるルーティング・テーブルの一例を示す図 本発明の実施の形態１におけるリダイレクト・メッセージの一例を示す図 本発明の実施の形態３における外部接続ルータ装置の構成を示す図 本発明の実施の形態３における外部接続ルータ装置の動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態３におけるネットワーク構成を示す図 本発明の実施の形態３におけるパケットの流れを示す図

符号の説明

１ ローカルネットワーク
２ インターネット
１１、１２ 外部接続ルータ装置
１３、１４、１５ 無線端末装置
１６、１７ 基地局
１８ 外部端末装置
２１、３１ ローカルネットワーク側下位層処理部
３４ アクセスネットワーク側下位層処理部
２２、３２ ＩＰ処理部
２３、３３ 上位層処理部
２４、３５ インタフェース部
２５、３６ 変復調部
２６、３７ アクセス制御部
２７ 経路選択部
３８ 下位層情報取得部
３９ バッファ
４０ 経路判定部
９１ 接続指示部
１２０８ モバイルＩＰ処理部
１４０１ ホームエージェント装置

Claims (10)

1. 外部ネットワークの基地局と接続処理を行う接続処理部と、
   前記接続処理部から基地局との接続情報を取得する下位層情報取得部と、
   同一ローカルネットワーク内の無線端末装置から外部ネットワークの通信装置宛のパケットを受信したときに、前記下位層情報取得部から取得した接続情報が前記基地局と接続していることを示す場合は、前記基地局を転送先と判定し、前記接続情報が基地局と接続していないことを示す場合は、ルーティング・テーブルを参照して転送先を判定する経路判定部と
   を具備するルータ装置。
2. 受信データを蓄積するバッファと、
   前記接続処理部に基地局との接続を指示する接続指示部とをさらに有し、
   前記下位層情報取得部が、外部ネットワークの基地局と接続可能であるか否かの接続情報をさらに取得し、
   前記経路判定部が同一ローカルネットワーク内の無線端末装置から外部ネットワークの通信装置宛のパケットを受信したときに、前記下位層情報取得部からの接続情報が、基地局と接続されていないが、接続可能であることを示す場合は、受信パケットを前記バッファに保持するとともに、前記接続指示部が前記接続処理部へ基地局との接続を指示し、前記接続処理部が前記基地局との接続が完了した後に、前記基地局に前記バッファ内の前記受信データを転送することを特徴とする請求項１に記載のルータ装置。
3. インターネットに設置されたホームエージェント装置に位置登録を行うモバイルＩＰ処理部と、
   同一ローカルネットワーク内の無線端末装置から外部ネットワークの通信装置宛のパケットを受信したとき、前記モバイルＩＰ処理部のバインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置に対するエントリが存在する場合は、前記ホームエージェント装置を転送先と判定し、前記バインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置に対するエントリが存在しない場合は、ルーティング・テーブルを参照して転送先を判定する経路判定部と
   を具備するルータ装置。
4. 前記経路判定部はルーティング・テーブルを参照したとき、ネクスト・ホップ・ルータが同一ローカルネットワーク内の他のルータ装置である場合に、受信パケットの送信元の無線端末装置に受信パケットを前記ネクスト・ホップ・ルータに転送するか否かを問い合わせることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のルータ装置。
5. 前記経路判定部はさらに、前記無線端末装置から許可の応答であった場合には、受信パケットをネクスト・ホップ・ルータに転送し、不許可の応答であった場合には、受信パケットを破棄することを特徴とする請求項４に記載のルータ装置。
6. 複数の無線端末装置と、インターネットに存在する通信装置と通信を行うための複数のルータ装置とから構成されるローカルネットワークの通信方法において、
   ルータ装置がローカルネットワーク外部の基地局と接続されている間に同一ローカルネットワーク内の無線端末装置からのパケットを受信した時、ルーティング・テーブルの内容に関わらず、自身が接続している外部の基地局に前記受信パケットを転送することを特徴とする通信方法。
7. 同一ローカルネットワーク内の無線端末装置からルータ装置へ、外部ネットワークの通信装置宛のパケットを送信するステップと、
   前記ルータ装置が前記パケットを受信したときに、当該ルータ装置と外部ネットワークの基地局との接続状態を検出するステップと、
   前記基地局と接続している場合は、前記基地局へ前記パケットを転送し、基地局と接続していない場合は、ルーティング・テーブルに従って前記パケットを転送するステップと
   を有する通信方法。
8. 同一ローカルネットワーク内の無線端末装置からルータ装置へ、外部ネットワークの通信装置宛のパケットを送信するステップと、
   前記ルータ装置が前記パケットを受信したときに、当該ルータ装置と外部ネットワークの基地局との接続状態を検出するステップと、
   前記基地局と接続している場合は、前記基地局へ前記パケットを転送し、基地局と接続していない場合は、ルータ装置がローカルネットワーク外部の基地局と接続可能な状態であるか否かを判定し、接続可能なときは前記基地局と接続処理を行い、接続可能でないときはルーティング・テーブルに従って前記パケットを転送するステップと
   を有する通信方法。
9. 複数の無線端末装置と、インターネットに存在する通信装置と通信を行うための複数のルータ装置とから構成されるローカルネットワークの通信方法において、
   ルータ装置がバインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置に対するエントリが存在する場合に同一ローカルネットワーク内の無線端末装置からのパケットを受信したとき、ルーティング・テーブルの内容に関わらず、モバイルＩＰにおけるリバーストンネリングを用いて前記受信パケットを前記ホームエージェント装置経由で通信装置に転送することを特徴とする通信方法。
10. ルータ装置がインターネットに設置されたホームエージェント装置に位置登録を行うステップと、
    同一ローカルネットワーク内の無線端末装置から前記ルータ装置へ、外部ネットワークの通信装置宛のパケットを送信するステップと、
    前記ルータ装置が前記パケットを受信したときに、当該ルータ装置のバインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置に対するエントリが存在する場合は、前記ホームエージェント装置を経由して前記通信装置へ、前記パケットをモバイルＩＰにおけるリバーストンネリングを用いて転送し、前記バインディングアップデートリスト内にホームエージェント装置に対するエントリが存在しない場合は、ルーティング・テーブルを参照して転送するステップと
    を有する通信方法。
    
    

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