JP4703657B2 - ネットワーク探索方法 - Google Patents
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Description
多様なコンピュータネットワークがあり、中でも代表的なのがインターネットである。インターネットは、コンピュータネットワークの世界規模のネットワークである。今日、インターネットは、何百万人ものユーザが利用可能な、公共の自己持続的ネットワークである。インターネットは、TCP/IP(すなわち、伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル)と呼ばれる1組の通信プロトコルを使って各ホストを接続する。インターネットは、インターネットバックボーンと呼ばれる通信インフラストラクチャを有する。インターネットバックボーンへの接続の大部分は、企業および個人に接続を再販するインターネットサービスプロバイダ(ISP)によって制御される。
無線ネットワークは、例えば、セルラおよび無線電話機、PC(パーソナルコンピュータ)、ラップトップコンピュータ、装着型コンピュータ、コードレス電話機、ページャ、ヘッドセット、プリンタ、PDAなど、多種多様なモバイル機器を組み込むことができる。例えば、モバイル機器には、音声および/またはデータの高速無線伝送を確保するディジタルシステムが含まれ得る。典型的なモバイル機器は、送受信機(すなわち、例えば、送信機、受信機および、必要に応じて、他の機能が統合されたシングルチップ送受信機などを含む、送信機および受信機)、アンテナ、プロセッサ、1つ以上の音声変換器(例えば、音声通信用機器でのスピーカやマイクロホンなど)、電磁データ記憶(データ処理が提供される機器の場合などでの、ROM、RAM、ディジタルデータ記憶など)、メモリ、フラッシュメモリ、フルチップセットまたは集積回路、インターフェース(USB、CODEC、UART、PCMなど)といった構成要素の一部または全部を含む。
* [2] Sun Microsystems, .Jini Community Resources: Jini Technology Architectural Overview,. January 1999. http://www.sun.com/jini /whitepapers/architecture.html.
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* [21] INS: Intentional Naming System, http://wind.lcs.mit.edu/projects/ins.
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無線LAN(ローカルエリアネットワーク)とセルラ技術に基づく無線ネットワーキングの発展の中、モビリティサービスが普及し、人々がますますモバイルを使用するようになるにつれて、モバイル機器が、時宜を得た、正確で効率のよいやり方で、アプリケーション要件とモバイルの特性を満たす、適切なネットワーク接続点を探し出すことができることがより重要になっている。かかる機能をネットワーク探索と呼ぶ。
ネットワーク情報は、モバイルがネットワークにアクセスするのに使用する任意の情報とすることができる。かかる情報には、例えば、ネットワーク接続点識別(L2アドレスおよび/またはアクセスポイントの地理的アドレスなど)、アクセスポイントのMACの種類(「IEEE802.11g」など)、アクセスポイントによってサポートされるセキュリティの種類(「WPA」や「PANAおよびIPsec」など)、第3層の種類(「IPv4のみ」や「IPv4/v6デュアルスタック」など)、プロバイダ名、あるいはサーバまたはエージェント(PANA認証エージェント、アクセスルータ、SIPサーバおよびモバイルIPホームエージェントなど)のアドレスが含まれる。
近隣ネットワークに関する情報を探索すること、
探索データベースの動的構築、および
どんな情報を収集し、モバイルに提供すべきか決定すること
をサポートしていない。
目下、SLP、JINI、UPnP、サリュテーション(salutation)、およびLDAPを含めて、いくつかのサービス探索プロトコルおよびアーキテクチャが存在する。しかしながら、これらの大部分は、ユーザが、サービス関連情報を、この情報がすでにデータベースに用意されているものと仮定して、どのように検索するかに焦点を合わせたものである。サービス関連情報、したがって、この情報をホスティングするのに使用されるサーバは、例えば、インターネットドメイン名システム(DNS)に類似したやり方で、階層として編成できる。サービス関連情報は、事前構成され、またはサーバ上で動的に構成できる。次いで、この情報は、人間の管理者によって、または、相互に更新を交換し合うサーバ自体によって自動的に更新できる。
無線アドホックネットワークの出現と共に、特殊化情報機器が、技術展望を引き継ぐ。これらの情報機器は、本質的に、モビリティ、したがってこれら情報機器間の協働をサポートすることを目的として生まれたものである。というのは、協働は、従来の完全性能のコンピュータ機器と比べて、モバイル機器に欠けているいくつかの部分を補完する不可欠な機能だからである。この協働のために、いくつかのサービス探索プロトコル(SDP)が、単純で、シームレスで、スケーラブルな機器相互運用性を究極目的とした機器間対話を保証する協調アーキテクチャの部分として提案されている。台頭しつつあるSDPの間では、Jini、ユニバーサルプラグアンドプレイ、サリュテーション、およびSLPが目立っている。
Jiniアーキテクチャの目的は、機器とソフトウェアコンポーネントのグループを単一の、動的分散システムに統合することである[2]。Jiniシステムは、分散システムにおけるサービス構築、ルックアップ、通信および使用のための機構を提供する。サービスの例には、プリンタ、ディスプレイ、ディスクなどの機器、アプリケーションやユーティリティなどのソフトウェア、データベースやファイルなどの情報、およびシステムのユーザが含まれる。
ルックアップサービスは、サービスがこれを介して探し出され、解決されるという点で、ディレクトリサービスとみなすことができる。Jiniコミュニティにおいて、サービスは、ディスカバリおよびジョインプロセスを介して、サービスのプロキシオブジェクトをルックアップサービスに登録し、クライアントは、ルックアップサービスに問い合わせてクライアントが求めるサービスを探し出す。Jiniは、異なる状況で役立つ、3つの関連するディスカバリプロトコルを使用する[3]、[4]。マルチキャスト要求プロトコルは、アプリケーションまたはサービスが最初に活動化され、近傍のルックアップサービスを探し出すことが必要になるときに使用される。マルチキャスト告知プロトコルは、ルックアップサービスが、コミュニティに関与できるサービスにルックアップサービスの存在を告知するのに使用される。ユニキャスト探索プロトコルは、広域ネットワークを介して事前に分かっている特定のルックアップサービスとの通信を確立するのに使用される。
Jiniシステムのサービスへのアクセスは、リースベースで付与される。すなわち、サービスが、サービスユーザとプロバイダの間で、ある期間について要求され、次いで、折衝された期間について付与される。このリースは、これの期間満了前に更新されなければならない。さもなければ、サービスに関連付けられたリソースが解放される。例えば、ルックアップサービスは、サービス登録へのリースを付与し、サービスは、このリースを更新し続ける必要がある。機器は、コミュニティをそのままにしておくこともでき、登録を取り消す機会を得ずに急に停止することもできる。このため、Jiniシステムが堅固で保守不要な状態に保たれることを可能にするのは、リースである。
基本のサービスディスカバリ/ジョインおよびルックアップ機構以外に、Jiniは、プログラマが、信頼性の高い、スケーラブルなやり方で分散プログラムを書くのに役立つリモートイベントおよびトランザクションをサポートする。リモートイベントは、システムで所望の変更が行われるときに、オブジェクトに通知されることを可能にする。これらのイベントは、新しくパブリッシュされたサービスまたはサービスの何らかの状態変化によってトリガできる。例えば、プリンタへの関与を登録したJiniパームトップ機には、プリンタが利用可能になったときに、ルックアップサービスによって通知できる。また、Jiniは、2相コミット(2PC)プロトコルもサポートする。本来、Jiniは、信頼性と堅固さが、部分的な障害と回復によって損なわれる可能性の高い分散システムを構築するのに使用される。しかし、Jini2PCは、これが、このプロトコルに厳密に従うよう強制しないという点で、柔軟性を許容するものである。むしろ、アプリケーション論理によって意図される必要な処置を実施することは、アプリケーション(トランザクション参加者)に委ねられている。
ユニバーサルプラグアンドプレイ(UPnP)[6]は、インテリジェント機器、無線機器、およびあらゆる形状因子のPCの広範囲にわたるピアツーピア型ネットワーク接続のアーキテクチャである。UPnPは、プラグアンドプレイ周辺モデルの拡張として導入されるが、UPnPは、プラグアンドプレイの単純な拡張以上のものである。UPnPにおいて、機器は、動的にネットワークに参加し、IPアドレスを獲得し、要求に応じてこれの能力を伝達し、他の機器の存在と能力に関して知ることができる。最後に、機器は、どんな不要な状態も後に残すことなく、スムーズに、自動的にネットワークを去ることができる[6]。ユニバーサルプラグアンドプレイは、TCP/IPと、IP、TCP、UDP、HTTPおよびXMLを含むWeb技術を利用して、家庭とオフィスにおけるネットワークで接続された機器間の、制御とデータ転送に加えて、シームレスな近接ネットワーキングをも可能にする。
サリュテーションは、広く普及している接続性とモビリティの環境における、幅広い機器および装置の間のサービス探索および利用の問題を解決するためにサリュテーションコンソーシアム(Salutation Consortium)によって開発されている、別の主要な協働アーキテクチャである。対象機器の多様な性質を想定し、サリュテーションは、プロセッサ、オペレーティングシステムおよび通信プロトコルから独立のものである。このアーキテクチャは、アプリケーション、サービスおよび機器が、これらの能力を記述し、他のアプリケーション、サービスおよび機器に告知する標準的方法を提供する。また、このアーキテクチャは、アプリケーション、サービスおよび機器が、特定の能力を求めて他のアプリケーション、サービスまたは機器をサーチし、これらの能力を利用するために、これらとの相互運用可能なセッションを要求し、確立することも可能にする[8][9]。
サービスロケーション探索(SLP)[17]は、サービス探索プロトコルのIETFバージョンであるが、他のサービス探索プロトコルと同様に、独自の背景、目標領域、および特徴を有するものである。SLPは、サイト内のサービス探索のための、分散化され、軽量で、スケーラブルで、拡張可能なプロトコルである[16]。SLPは、サービスの種類とサービスのアドレスを定義するサービスURLを定義する。例えば、「service:printer:lpr://hostname」は、ホスト名において利用可能なラインプリンタサービスのサービスURLである。このサービスURLに基づき、ユーザは、これのサイトで利用可能なサービスをブラウズし、選択されたサービスを利用してユーザの必要を満たす。例えば、ユーザ(アプリケーション)は、SLPを使って、同じフロアにある任意のカラープリンタを探し出す。
Gloserv[29]は、イベント、場所ベースのサービス、通信およびWebサービスを含み得る数種類のサービスを提供するサービス探索アーキテクチャである。Gloservアーキテクチャは、DNAに似ており、情報サービスを管理するルートネームサーバと権限ネームサーバを含む。Gloservアーキテクチャは、イベント、サービス、人々、場所といった、ネームサーバのためのいくつかのハイレベルカテゴリを有し得る。Gloservアーキテクチャは、これのサービスを告知することのできる登録機能や、ローカルユーザエージェントに、サーバからのある一定のサービスの集合を問い合わせることのできる機能などのサービスの集合を提供する。Gloservは、RDFスキーマを使ってサービスの集合を定義し、Sesameを使ってRDFレコードを作成し、格納する。Sesameは、これの問い合わせ機構の一部として、HTTP、Java RMIまたはSOAPを使用することができる。
最小限の管理と人間の介在で、機器/サービス間の動的協働を円滑に行わせるいくつかのサービス探索プロトコルが提案されている。当座のコミュニティをサポートすることができるように、これらのプロトコルは、これの存在をネットワークに告知し、近隣のサービスを探索し、サービスにアクセスするための手段を提供する必要がある。基本的に、Jini、UPnP、サリュテーション、およびSLPは、すべて、これらの側面に対処するが、異なる観点でのものである。これらは、前述の機能に対する重点の置き方が異なるため、直接の比較は回避すべきである。とは言うものの、本明細書でかかる比較を試みようとするのは、比較が、これらの機構それぞれを理解するのに役立つはずだからである。表1には、主要なサービス探索プロトコルの特徴が要約されている。
5.2 AISと既存のサービス探索機構の間の差異の概要
Jini、SLP、UPnP、およびサリュテーションは、ネットワーク近隣情報を探索することができない。Gloservは、いくつかのサービスパラメータを用いて近隣ネットワーク内のネットワーク要素を探索する方法を記述していない。
探索アーキテクチャを設計する間に調べる必要のある重要な設計要因の一部が、情報構築プロセス、情報検索法、情報サーバに格納される情報の形式である。
3.3.1 探索データベース構築
情報サーバベースのアーキテクチャは、モバイル支援型またはネットワーク支援型とすることができる。以下の各項では、ネットワーク情報データベースを構築する、エンドノード支援型とネットワーク支援型両方の手法について述べる。
本発明は、ローカルサービスおよびネットワーキング能力を収集し、維持し、探索する新しいパラダイム(paradigm)を提案する。この新しいパラダイムは、関連する機構の項で述べた既存の手法の限界を克服するものである。提案する手法は、以下の主要原理を使用する。
ネットワーク支援型情報探索は、3つの異なる方法を定義する。これらの方法とは、
1.報告エージェント(RA)支援型、
2.AAA支援型、
3.DNSベースの手法
である。
報告エージェント(RA)は、各ネットワーク内にあるネットワークエージェントである。これらは、SNMP対応であり、SNMP MIBを調べることによってネットワーク要素に関する情報を収集することができる。これらの報告エージェント(RA)は、個々のドメイン内の情報を収集し、特定の区域のロケーションサーバデータベースに取り込む。この情報は、能力セット、IPアドレス、個々のネットワーク要素の地理座標などを含み得る。特定のネットワーク要素が、あるドメイン内で接続され、または動作可能になると、この要素の情報が報告エージェント(RA)上にプッシュされ、さらに、AISサーバに送られる。よって、この手法は、前述のエンドシステム支援型の手法と比べて、AISサーバデータベースにデータを取り込む半集中型の方法を提供するものである。セキュリティ問題は、この場合、あまり大きな問題ではない。というのは、データベース更新が、エンドクライアントによってではなく、特定のネットワーキングエージェントによって提供され、RAと情報サーバの間に事前に確立されたセキュリティアソシエーションがあるからである。
AAAサーバ支援型の情報構築は、別のネットワークサーバ支援型の手法である。各モバイルの情報プロファイルが、AAAサーバにも保存できる。RADIUSおよびDiameterなど、任意のAAAプロトコルを使って、AAAクライアントがモバイルのアドレスとAAAクライアントのアドレスの組をAAAサーバに送るというやり方で、ネットワーク探索データベースにデータを取り込むことができる。この組は、RADIUSおよびDiameterプロトコルの発呼局IDと被呼局ID属性として運ばれる。AAAサーバは、AAAクライアントから報告される情報を収集し、モバイルの(AAAクライアントのアドレス、モバイルがAAAクライアントと関連付けられた時刻、モバイルがAAAクライアントから分離された時刻)のタプルのリストを記録することによって、モバイルのモビリティパターンを追跡することができる。次いで、このリストは、モバイルがハンドオフを行うことのできる近隣ネットワークのデータベースを構築するのに使用される。
また、これらのネットワーク要素のリストを探し出すのに、AISサーバを使用するのではなく、DNS SRVレコードを使用することもできる。DNSは、常に、DNSのLOCレコードを使って、ネットワーク要素(ルータ、AP)とこれらに関連する地理座標に関連付けられたサービスを取り込むことができる。よって、DNSサーバに問い合わせ、特定のドメインと地理座標の範囲でのサービスのリストを与え、これらのサービスを提供するネットワーク要素のリストを取得することができる。一般的な問い合わせは次のように見える。1組の地理座標(R1−R2)が与えられたとして、経路指定、IEEE802.11、AAAなど、特定のサービスの集合を提供するサーバの集合を探し出す。DNS「SRV」レコードと地理的場所レコードの組み合わせが、近傍のサーバの集合を突き止めるのに役立つ。
保護された事前認証、事前対応型IPアドレス取得などの操作の多くが、モバイルの、ドメイン間、ドメイン内のサブネット間の移動中に必要とされ得る。普通、モバイルがサブネットに移動した後で行われるこれらの操作が、前もってなされれば、高速ハンドオフを提供するのに役立つ。これらの操作を前のドメイン/サブネットにいる間に行うためには、モバイルは、移動が終わる前に次のホップルータおよびサーバとやりとりする必要がある。よって、モバイルは、近隣ネットワークに移動する前に、AP、ルータ、DHCPサーバ、およびPANA認証エージェントなどいくつかの認証エージェント、ならびに、場合によってはSIPサーバを含む近隣情報を探索することが必要になる。ネットワーク探索によるこの情報は、モバイルが、事前認証や事前対応型IPアドレス割り当てなど数種類の操作を、前もって行うのに役立つ。以下で、モバイルが近隣ネットワーク要素を探索するのに役立つ1つの機構について述べる。DNS「SRV」機構は、近隣ドメイン内のかかるネットワーク要素のリストを提供する別の手法を提供する。
ピアツーピア型モデルは、情報格納と検索のための情報サーバに依存しない。代わりに、各モバイル端末が情報サーバとして働く。本明細書では、事前対応型ブロードキャストや設定範囲マルチキャストなど、2つのピアツーピアベースのモデルについて述べる。
ネットワーク間を移動する各モバイルが、在圏したネットワークに関する情報を、特定の期間にわたってこれのローカルキャッシュに保持する。
各スカウトが、これらの局地的なマルチキャストアドレスMに関する在圏ネットワークの知識を、ある設定範囲と、各スカウトがこれをキャッシュに保持しようとする時間量と共に告知する。
各モバイルが再帰的にブロードキャストを行って、ネットワーク内の特定のネットワークに関する情報を探し出す。
本明細書で述べるネットワーク探索機構は、例えば、以下のシナリオを含む、異なるアクセスネットワーク間でのこの種のハンドオーバすべてに役立ち得る。
802.3ネットワークと802.16ネットワークの間のハンドオーバ
802.11ネットワークと802.16ネットワークの間のハンドオーバ
802.11ネットワークと802.11ネットワークの間の、ESSをまたぐハンドオーバ
802.3ネットワークとセルラネットワークの間のハンドオーバ
802.11ネットワークとセルラネットワークの間のハンドオーバ、および/または
802.16ネットワークとセルラネットワークの間のハンドオーバ
好ましい実施形態では、探索手法は、異種混交と同種両方のハンドオフシナリオに適用することができる。
単一インターフェース(802.11、EES間など)
複数インターフェース(802.11、EES間など)
異種混交ネットワーキングシステム間の移動は常にデュアルモードである。
802.11、CDMA/GSM(セルラ)
セルラネットワーク間(CDMA、GSM)
802.11、802.16、802.20
802.11、回路交換
以下の項では、ネットワーク探索が、どのようにして、事前対応型ハンドオフと保護された事前認証の機構に役立つように統合できるかを示す具体的なシナリオについて論じる。図12は、2つの状態、すなわち近隣ネットワークの探索とシームレスなハンドオフの間のリンクを示す図である。具体的には、図12には、ネットワーク探索とセキュアでシームレスなハンドオフの統合が示されている。
図13に関しては、統合された流れ(ネットワーク探索+事前認証)の例を示す図である。
このデータベースは、集中型とすることも、分散型とすることも、ピアツーピア型とすることもできる。本発明では、このデータベースにデータを取り込むいくつかのやり方を定式化している。このデータベース構造は、例えば、RDF形式とする。モバイルは、SOAP/HTTP機構を使って、データベースから特定のサービスを提供するある種のネットワーク要素を問い合わせる。例えば、モバイルは、特定のアクセスポイントが接続されているサブネット内のルーティングサービスまたはPANAサービスを提供するネットワーク要素のリストを取得するよう求める問い合わせを行うことができる。特定のアクセスポイントは、これのMACアドレスによって識別され得る。第2層リンクの品質、保護能力、インデックスのように機能し得るローミング契約など、他の種類の情報があってもよい。集中型データベースモデルでは、報告エージェントベース、AAAベース、エンドシステムベースなど、3つの異なる手法を使用することを予定している。報告エージェントベースの手法では、各報告エージェントが、SNMP MIBを使って、必要な情報を集中型データベースに特定の形式で取り込むことができる。各ドメインのAAAクライアントは、モバイルとAAAサーバにアクセスすることができるため、データベースサーバに必要な情報を適切に取り込むことができる。エンドシステム支援型の手法は、モバイルがネットワーク間を移動する間に構築される知識を利用する。モバイルは、あるネットワークから別のネットワークに移動する際、ネットワーキング要素に関する情報を収集し、集中型データベースに報告する。ピアツーピア型モデルでは、集中型データベースはないが、各モバイルが、最近在圏したばかりのネットワーク要素のリストを特定の期間にわたって保持し、設定範囲ベースのマルチキャストでこれらの能力と知識をパブリッシュする。あるネットワーク内のモバイルは、この能力を問い合わせ、必要な情報を有する特定の近隣機器とやりとりすることができる。
Ipsec0:IP1(トンネルインターフェース)
IP0は現在のネットワークにおけるアドレスであり、IP1は、近隣ネットワークからのアドレスである。
よって、本発明では、ローカルプロセスを使って、IPアドレスIP1をインターフェースeth0に設定する。
本開示に基づけば、当分野の技術者は、特に、以下の各項を考慮に入れたシステムを実施することができる。
AISは、ルータとアクセスポイントのどんな変更も行う必要なしに、アクセスポイントとルータの既存の規格を使用するフレームワークを提供する。本発明のデータベーススキーマは、XML、RDFおよびSOAPを使用する。RDFデータベースは、多数のネットワークまで拡張することのできるように分散方式で構築できる。また、LDAPはツリーベースのデータ構造だけを扱うが、RDFは、任意の相互接続されたデータ構造を扱うことができる。RDFは、データ自体のみならず、問い合わせスキーマも提供することができる。
本項では、説明のためのネットワーク想定とデモシナリオについて述べる。以下は、単に、いくつかの説明的、非限定的試験例を示すものにすぎない。
4つの異なるサブネットを作成する(4つの異なるネットワークを想定する)。
各ネットワークにSNMP問い合わせエージェント(RA)を有する。
モビリティサーバは特定の形式でデータベースを保持する、即ち
ネットワークに従う
サービスの種類
地理座標範囲[r1、h1]
代替として、データベースに、以前これらのネットワークに在圏したモバイルによってデータが取り込まれてもよい。
モバイルに電源が投入され、DHCPサーバからアドレスを取得する。
本開示では、例として、特に、少数のアーキテクチャと、ネットワーク探索プロセスのためのアプリケーション層方式を提示する。また、本開示では、特に、これらの技法が、モバイルが異種混交アクセスネットワーク間を移動する間に事前対応型の保護されたハンドオフを提供するのにどのように役立ち得るかについても述べる。
MIH機能の主な役割は、ハンドオフを円滑に行わせ、他の規格または独自の実現形態によって記述されるハンドオーバ決定の責任を負うネットワーク選択エンティティまたはモビリティ管理エンティティにインテリジェンスを提供することである。MIH機能は、イベントサービス、コマンドサービスおよび情報サービスの助けを借りて、ネットワーク選択エンティティを支援する。ネットワーク選択エンティティおよびハンドオーバを制御するハンドオーバポリシは、MIH機能の適用範囲外である。特定のハンドオーバポリシの記述およびネットワーク選択エンティティの詳細もまた、802.21規格の適用範囲外である。
図18(1)から18(12)を参照すると、これらの図には、サービスアクセスポイント(SAP)の定義と呼び出しの流れに関連するいくつかの説明的実施形態および態様が示されている。これに関して、図18(1)から18(12)には、以下のものを示す複数の図が含まれる。
b)SAPを有するMIH機能モデル(図18(2))、
c)下位層(下位SAP)からのローカルトリガ(図18(3))、
d)下位層(下位SAP)へ/からの機能プリミティブ(図18(4))、
e)上位層(上位SAP)へ/からの機能プリミティブ(図18(5))、
f)(ネットワークへ/からの)リモート機能プリミティブ(図18(6))、
g)802.Xから802.Xへ(単一I/F)のハンドオーバ呼び出しの流れ(図18(7)から18(8))、
h)セルラ/802.Yと802.Xの間のハンドオーバ呼び出しの流れ(図18(9)から18(10))、
i)MIH機能と3GPPプリミティブの間のマッピング(図18(11))、および
j)MIH機能と802.11プリミティブの間のマッピング(図18(12))。
図19(1)〜19(13)は、2005年11月5日に出願された前述の仮出願の添付書類Aに記載されているメディア独立のハンドオーバ(MIH)機能と情報サービスに関連するいくつかの説明のための実施形態と態様を示す図である。これに関して、この情報を以下に組み込む。
図19(1)〜19(13)は、802.21要件文書による提案の一部に関連するものである。
情報サービス
特定のハンドオーバシナリオを記述する。
ブートストラップ問題:
機器が起動するとき。
汎用MIHプリミティブ
セキュアでシームレスなハンドオーバのためのプリミティブおよびこれらの上位層とのマッピング
セキュアなハンドオーバ解決法
情報サービス:
探索、検出および選択:
機器がハンドオーバ最適化のために必要とする情報。
前提:
異種混交ネットワークのための複数の無線インターフェース。
802.11からセルラへ。
単一のIEEE802.xxインターフェースを有するモバイルノードが、複数のサブネットと複数の管理ドメインの間でローミングを行い得る。
図19(1)を参照すると、単一無線インターフェースローミングシナリオが示されている。
複数のインターフェースを有するモバイルノードが、不使用のインターフェースを非活動化しようとし得る。
図19(2)を参照すると、複数無線インターフェースローミングシナリオが示されている。
ブートストラップのシナリオ:
機器の電源が投入され、インターフェースがネットワークの有無を検出する。
機器がある在圏ネットワークで最初に起動する。
類似のネットワーク(WLANネットワークのみなど)。
いくつかのブートストラップの問題:
アクセスが許可されなければ、機器にネットワークに関して限られた情報しかないこともある。
アーキテクチャ構成要素が、別個にブートストラップに対処する必要がある。
提案する解決法の例は、ブートストラップ問題に対処しない。
ネットワーク探索。
図19(3)に汎用MIH機能モデルを示す。
図19(4)にMIH機能モデル(情報サービス、モビリティおよびセキュリティ)を示す。
ネットワーク探索プリミティブ:
ネットワーク名。
セキュリティ能力。
リンクの種類。
サポートされるモビリティ機能。
ハンドオーバの種類。
電力管理:
休眠時間、起動時間...
電力バジェット
MIH動作の流れ:
図19(5)にMIH動作の流れを示す。
ネットワーク探索。
getkeyinformation()。
セキュアでシームレスなハンドオーバ解決法:
この解決法は、事前認証(PA)の概念に基づくものであり、例えば、以下のように定義できる。
MIH事前認証:
以下のために機能する、セキュアでシームレスなモビリティ最適化を提供する。
1)事前認証
モバイルとモバイルがそこに移動し得るネットワークの間のセキュリティアソシエーション(SA)を確立するのに使用される。
モバイルがそこに移動するネットワークに特有のコンテキストを確立するのに使用される。
現在のネットワークのコンテキストを使い、事前許可されたコンテキストに基づいてIPパケットを送信/受信するのに使用される。
図19(6)に、いくつかの実施形態による、説明のための期待される結果の図を示す。
図19(7)は、いくつかの説明のための実施形態における事前認証を示す概略図である。
図19(8)は、いくつかの説明のための実施形態における事前許可を示す概略図である。
図19(9)は、いくつかの説明のための実施形態における仮想ソフトハンドオフの初期フェーズを示す概略図である。
図19(10)は、いくつかの説明のための実施形態における仮想ソフトハンドオフのトンネリングフェーズを示す概略図である。
図19(11)は、いくつかの説明のための実施形態における仮想ソフトハンドオフの完了フェーズを示す概略図である。
情報サービスとは何か?
情報サービスは、例えば、以下の様に定義できる:
ネットワーク探索:
機器が(1つ以上の)ネットワークに関する情報を収集するためのプロセス。
機器がネットワークに接続し、情報を収集するためのプロセス。
機器が(探索および検出によって収集された情報などから)適切なネットワークを選択するプロセス。
情報サービスのためのアプリケーション層機構(AIS):
ネットワーク探索は、XMLベースの技術を使って定義される。
近隣ネットワークのネットワーキング要素に関する情報を提供するのに役立つアプリケーション層プロトコル。
ネットワーク支援型データベース構築モデル。
L2における情報サービスは、最初にIP接続が利用できない初期ネットワーク接続に必要とされる。
MPAを用いた保護されたシームレスなハンドオフは、以下のような近隣ネットワーキング要素から検索される情報に基づくものである。
説明のための情報問い合わせ例を示す図12を参照されたい。
図19(12)に、このスキーマの説明グラフを示す。
図19(13)に、このスキーマの詳細な説明グラフを示す。
802.11ネットワークからセルラネットワークへのハンドオーバ。
スキーマは情報の構造を定義する。スキーマは、802.21情報サービスで、各情報要素の構造、ならびに、サポートされる異なる情報要素間の関係を定義するのに使用される。802.21情報サービススキーマは、柔軟で効率的な情報問い合わせをサポートするためにMIISを実施するあらゆるMIH機能によってサポートされる必要がある。802.21情報サービスは、様々な情報要素とこれらの構造を定義する。様々なIEは、ネットワークスタックの下位層に関する情報、ならびに、異なるアクセスネットワークで利用可能な上位層サービスに関する情報を表す。スキーマは、1つの言語で定義され、複数の方法で表され得る。例としては、例えば、XML、802MIBで使用されるASN.1、バリアント、あるいは異なる情報要素の単純なTLV表現などに基づくリソース記述フレームワーク(RDF)が含まれる。
本項では、リソース記述フレームワーク(RDF)を使ったスキーマの例を示す。3GPPTS23.234、「3GPPシステムから無線ローカルエリアネットワーク(WLAN)への相互接続;システム記述(3GPP system to Wireless Local Area Network (WLAN) inter-working; System description)」(参照文献[8])も参照されたい。RDFは、情報を問い合わせるための問い合わせ言語として、SPARQL(3GPPTS23.060「汎用パケット無線サービス(GPRS);サービス記述;第2段階(General Packet Radio Service (GPRS); Service Description; Stage 2)」(参照文献[7])参照)を使用する。RDFスキーマもSPARQLもXMLで表される。RDFスキーマは、式の集合の構造を定義し、任意の式の基礎構造は、それぞれが、主部、述部、目的部の3つからなるものの集合体である。RDF/XMLというRDFのXML構文が、GPP TR43.901「A/Gbインターフェースへの汎用アクセスに関する実現可能性調査(Feasibility Study on Generic Access to A/Gb interface)」(参照文献[9])で定義されている。
階層と非階層両方の情報構造をサポートする。
1.概要
本明細書の本項は、(1)IEEE802.21情報サービスのためのRDF/XMLスキーマ定義、(2)RDF/XMLベースのIEEE802.21情報サービスをサポートするための、(2005年4月13日に出願された上記優先権仮出願に添付されている)参照文献[1]に記載されている情報サービスプリミティブへの必要な変更、および(3)RDF/XMLベースのIEEE802.21情報サービスを使ったプリミティブの使用例を含む。
IEEE802.21情報サービスのためのRDF/XMLスキーマ定義は、2つの部分、すなわち、基本スキーマと拡張スキーマを有する。あらゆるMIHエンティティには、基本スキーマが予め用意されていなければならない。基本スキーマは、更新がサポートされていない。RDF/XMLスキーマの残りは、拡張スキーマである。基本スキーマとは異なり、拡張スキーマは、例えば、新しいリンク層技術が導入されるときなどの、更新がサポートされており、MIHエンティティには、拡張スキーマが予め用意されていなくてもよい。代わりに、拡張スキーマは、以下の第3部で述べるスキーマ問い合わせ機能などを使って、情報サービスを介して検索され得る。
基本スキーマは、図21(1)〜21(2)に示すように、RDF/XML形式で表される。
拡張スキーマは、図21(3)〜21(12)に示すように、RDF/XML形式で表される。
[1]では、IEEE802.21情報サービスの2つのプリミティブ、すなわち、MIH_information.requestとMIH_information.responseが、以下のように定義されている。
新しいInfoQueryFilter型「FILTER_INFO_NEIGHBOR_NETWORKS」が定義される。このInfoQueryFilter型が指定されるとき、InfoQueryParametersは、SPARQL問い合わせが、近隣グラフを獲得する適切な問い合わせを含むことになっている、SPARQL問い合わせ[2]を含むストリングでなければならない。対応するMIH_information.responseのMIH_REPORTは、SPARQL問い合わせ結果[3]を含むストリングでなければならない。
"PREFIX ndext:
<http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-extended-schema/>
SELECT ?z1
WHERE (?x1 ndext:802.11-neighboring-bssid ?z1)
(?x1 ndext:802.11-bssid, "12:34:56:78:9a:bc")", 123)
MIH_Information.response(FILTER_INFO_NEIGHBOR_NETWORKS,
"<?xml version="1.0"?>
<sparql xmlns="http://www.w3.org/2001/sw/DataAccess/rf1/result">
<head>
<variable name="802.11-neighboring-bssid"/>
</head>
<results>
<result>
<802.11-neighboring-bssid>aa:bb:cc:dd:ee:ff</802.11-neighboring-bssid>
</result>
<result>
<802.11-neighboring-bssid>00:11:22:33:44:55</802.11-neighboring-bssid>
<result>
</result>
<802.11-neighboring-bssid>01:23:45:67:89:ab</802.11-neighboring-bssid>
<result>
</results>
</sparql>",
123)
3.2 一般的なRDF/XMLデータ問い合わせ
新しいInfoQueryFilter型「FILTER_INFO_DATA」が定義される。このInfoQueryFilter型が指定されるとき、InfoQueryParametersは、SPARQL問い合わせが、期待されるRDF/XMLデータを獲得する適切な問い合わせを含むことになっているSPARQL問い合わせ[2]を含むストリングでなければならない。対応するMIH_information.responseのMIH_REPORTは、SPARQL問い合わせ結果[3]を含むストリングでなければならない。
"PREFIX ndext:<http://www/networkdiscovery.org/2005/04/rdf-extended-schema/>
SELECT ?z
WHERE (?x, ndext:dhcp_server_address, ?z)
(?x ndext:router_address, 12.34.56.1)",
123)
MIH_Information.response(FILTER_INFO_DATA
"<?xml version="1.0"?>
<sparql xmlns="http://www.w3.org/2001/sw/DataAccess/rf1/result">
<head>
<variable name="dhcp_server_address"/>
</head>
<results>
<result>
<dhcp_server_address>12.34.56.78</dhcp_server_address>
</result>
</results>
</sparql>",
123)
3.3 RDF/XMLスキーマURL問い合わせ
新しいInfoQueryFilter型「FILTER_INFO_SCHEMA_URL」が定義される。このInfoQueryFilter型が指定されるとき、InfoQueryParametersは、ヌルストリングでなければならない。対応するMIH_information.responseのMIH_REPORTは、拡張スキーマのURLを含むストリングでなければならない。獲得されたURLからどのようにして拡張スキーマを取り出すかは、実施に委ねられる。
MIH_Information.response(FILTER_INFO_SCHEMA_URL,
"http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-extended-schema/",123)
3.4 RDF/XMLスキーマ問い合わせ
新しいInfoQueryFilter型「FILTER_INFO_SCHEMA」が定義される。このInfoQueryFilter型が定義されるとき、InfoQueryParametersは、当該のXML形式のRDF主部と、任意選択で、スキーマグラフでのサーチの深さを指定する整数を含むストリングでなければならない。デフォルトの深さ値は、サーチの深さに制限がないことを表すゼロ(0)である。RDF主部パラメータに加えて深さパラメータが指定されるときには、2つのパラメータの区切りとしてコンマ(「,」)が使用される。対応するMIH_information.responseのMIH_REPORTは、獲得されたRDF/XMLスキーマを含むストリングでなければならない。
"<rdfs:Class rdf:about="http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-basic-schema/Network">,0", 123)
MIH_Information.response(FILTER_INFO_SCHEMA,
"<rdf:RDF xml:lang="en"
xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#"
xmlns:nd="http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-basic-schema/">
<rdfs:Class rdf:about="http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-basic-schema/Network">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Resource"/>
</rdfs:Class>
<rdfs:Class rdf:about="http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-basic-schema/L2info">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-basic-schema/Network"/>
</rdfs:Class>
....
<rdfs:Class rdf:about="http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-basic-schema/IPv4">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-schema/L3info"/>
</rdfs:Class>
<rdfs:Class rdf:about="http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-basic-schema/IPv6">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="http://www.networkdiscovery.org/2005/04/rdf-schema/L3info"/>
</rdfs:Class>
</rdf:RDF>",123)
4.参照文献
参照により、以下の参照文献全体を本明細書に組み込む。
[2] “SPARQL Query Language for RDF”, http://www.w3.org/TR/rdf-sparql-query/.
[3] "SPARQL Variable Binding Results XML Foramt",
http://www.w3.org/TR/2004/WD-rdf-sparql-XMLres-20041221/.
802.21基本文書のためのRDFスキーマ更新:
1.概要
本願の本項は、21-05-0271-00-0000-One_Proposal_Draft_Text(802.21基本文書)で定義されているRDFスキーマにおける変更案を含む。付録Aの2005年7月11日に出願された上記の仮特許出願を参照されたい。
スケーラビリティ
アクセス可能性と国際化のための他のWeb規格との互換性
開放性と拡張可能性
OWLは、RDFとRDFスキーマに基づいて構築され、特性とクラス、特に、クラス間の関係(分離性など)、基数(「厳密に1」など)、等しいこと、特性のより豊富な類別、特性の特徴(対称性など)、および列挙クラスを記述するためのより多くの語彙を付加する。
本明細書では、本発明の説明的実施形態について述べているが、本発明は、本明細書で述べる様々な好ましい実施形態だけに限定されるものではなく、本開示に基づき、当分野の技術者によって理解されるはずの同等の要素、改変、省略、(様々な実施形態にまたがる態様などの)組み合わせ、適応および/または変更を有するありとあらゆる実施形態を含むものである。(後で追加されるべきものなどを含む)特許請求の範囲における限定は、特許請求の範囲で用いられている言語に基づいて幅広く解釈されるべきであり、本明細書で、または本願の出願中に示される例だけに限定されるものではなく、これらの例は、非排他的であると解釈されるべきである。例えば、本開示において、「好ましくは」という用語は、非排他的であり、「好ましくは、しかしそれだけに限らないが、」を意味するものである。本開示および本願の出願手続中において、手段プラス機能限定またはステッププラス機能限定は、特定の請求項限定について、この限定に、a)「〜の手段」または「〜のステップ」が明示的に記載されている、b)対応する機能が明示的に記載されている、およびc)構造、材料またはこの構造を支持する動作が記載されていないという条件すべてが存在する場合に限って用いられる。本開示および本願の出願手続中において、「本発明」または「発明」という用語は、本開示内の1つ以上の態様を言及するものとして使用され得る。本発明または発明という言葉は、重要度を識別するものであると不適切に解釈されるべきではなく、すべての態様または実施形態にまたがって適用されるものであると不適切に解釈されるべきでなく(すなわち、本発明はいくつかの態様と実施形態を有すると理解されるべきであり)、本願または特許請求の範囲を限定するものであると不適切に解釈されるべきではない。本開示および本願の出願手続中において、「実施形態」という用語は、任意の態様、機能、プロセスまたはステップ、これらの任意の組み合わせ、および/またはこれらの任意の部分などを示すのに使用され得る。いくつかの例では、様々な実施形態が、重なり合う機能を含むことがある。本開示では、「例えば」を意味する「e.g.」、および「注意せよ」を意味する「NB」という省略用語が用いられることがある。
Claims (12)
- IPネットワーク内の複数のアクセスネットワークの少なくとも1つを使用するモバイル機器のネットワーク探索の方法であって、
条件に基づいて特定の場所の近傍における指定のネットワーク情報を前記モバイル機器から要求し、
前記要求で指定された条件を満たし、前記特定の場所の近傍におけるネットワーク情報を前記モバイル機器に提供することを含むネットワーク探索方法。 - 前記ネットワーク情報は、前記モバイルによって前記アクセスネットワークにアクセスするのに使用される情報を含む、請求項1に記載のネットワーク探索方法。
- 前記特定の場所は、前記モバイル機器の位置であることを特徴とする請求項1記載のネットワーク探索方法。
- 前記特定の場所は、提供された前記ネットワーク情報に基づいて指定された場所であることを特徴とする請求項1記載のネットワーク探索方法。
- 前記ネットワーク情報は、アクセスポイントのネットワーク接続点識別子を含む、請求項1に記載のネットワーク探索方法。
- 前記ネットワーク情報は、アクセスポイントのMACの種類を含む、請求項1に記載のネットワーク探索方法。
- 前記ネットワーク情報は、アクセスポイントによってサポートされるセキュリティの種類を含む、請求項2に記載のネットワーク探索方法。
- 前記ネットワーク情報は、第3層の種類を含む、請求項2に記載のネットワーク探索方法。
- 前記ネットワーク情報はプロバイダ名を含む、請求項2に記載のネットワーク探索方法。
- 前記ネットワーク情報は、サーバまたはエージェントのアドレスを含む、請求項2に記載のネットワーク探索方法。
- 前記ネットワーク情報は、認証エージェントのアドレスを含む、請求項2に記載のネットワーク探索方法。
- 前記ネットワーク情報は、アクセスルータのアドレスを含む、請求項2に記載のネットワーク探索方法。
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