JP2005006264A

JP2005006264A - Mobile ip network system

Info

Publication number: JP2005006264A
Application number: JP2003170610A
Authority: JP
Inventors: Shunei Hara; 俊英原; Takahide Maeda; 孝英前田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2005-01-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable communication utilizing the optimal path between a mobile node and a node of a communication partner in a mobile IP network. <P>SOLUTION: In the mobile IP network system, the mobile node is provided with a registration requesting means to request registration of an IP address of itself in a segment to a segment network relay device at a transfer destination, in each of the network relay devices provided to a plurality of segments, a registration means registers a host address of the mobile node as a logical address of a port of itself according to a request from the mobile node, a publicity means publicizes the host address of the mobile node to other network relay devices, a table update means registers the publicized host address and a network address of a network relay device at a publicizing origin in a routing table and a routing means performs routing of packets from subordinate nodes based on the routing table. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モバイルＩＰネットワークシステムに関し、特に、モバイルＩＰネットワークにおけるルーティング技術に関する。
社内の各部署においてＬＡＮ技術を用いて構築された単位ネットワークであるセグメントをＷＡＮによって接続したＩＰネットワークシステムなどでは、ＷＡＮによって結合された各セグメントには、ノートパソコンのような移動可能な端末が含まれている場合が多い。このようなモバイルノード（ＭｏｂｉｌｅＮｏｄｅ：ＭＮ）にも、固定の端末と同じように、その端末が属するセグメント、つまり、ホームネットワークにおいてそれぞれＩＰアドレスが割り当てられている。
【０００２】
このようにモバイルノードに付与されたＩＰアドレスを移動先の外部ネットワークにおいても利用可能とする仕組みを備えたＩＰネットワークシステムを、本明細書においてモバイルＩＰネットワークシステムと称する。
【０００３】
【従来の技術】
図１０に、ＩＰネットワークシステムを説明する図を示す。
図１０において、ネットワークアドレス１．１．１．０／２４で示されるセグメントＡと、ネットワークアドレス２．２．２．０／２４で示されるセグメントＢと、ネットワークアドレス３．３．３．０／２４で示されるセグメントＣとは、それぞれゲートウェイルータＡ、Ｂ、Ｃを備えており、これらのゲートウェイルータＡ、Ｂ、Ｃ（図１０において、それぞれ符号ＧＷＲａ、ｂ、ｃを付して示す）を介して、上述した３つのセグメントＡ、Ｂ、Ｃは、ネットワークアドレス４．４．４．０／２４で示されるＷＡＮに接続されている。
【０００４】
図１０に示したゲートウェイルータＡ、Ｂ、Ｃは、ＷＡＮとＬＡＮのように異なる種類のネットワークの接続点に配置されたネットワーク中継装置であり、ＷＡＮとＬＡＮにおけるセグメントとの間のデータ伝送を中継するゲートウェイ機能と、セグメント内でのデータの中継を行うルータ機能とを兼ね備えたネットワーク機器である。
【０００５】
このような構成のＩＰネットワークでは、ＷＡＮを経由するセグメント間の通信では、各ゲートウェイルータに備えられたルーティングテーブルに基づいてネットワーク単位のルーティングを行い、セグメント内でのデータの転送は、ＭＡＣアドレスに基づくフォワーディングを行っている。
例えば、図１０に示したセグメントＣに属するノードＣ_１からセグメントＡに属するノードＡ_１を示すＩＰアドレス（例えば、１．１．１．１）を宛先としてパケットが送出されると、セグメントＣに備えられたゲートウェイルータＣは、このＩＰアドレスとルーティングテーブルに登録されているネットワークアドレスとを比較し、もっとも長く一致したネットワークアドレスに対応する転送先（図１０において、ＮｅｘｔＨｏｐとして示す）にパケットを転送する。図１０に示した例では、ネットワークアドレス１．１．１．０／２４が宛先のＩＰアドレスに最も近いので、ゲートウェイルータＣは、このネットワークアドレスに対応してルーティングテーブルに登録された転送先、つまり、ＩＰアドレス４．４．４．１で示されるゲートウェイルータＡにパケットを転送する。このパケットを受け取ったゲートウェイルータＡは、ＡＲＰ（ＡｄｄｒｅｓｓＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）に基づいて、パケットの宛先として指定されたＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを探し出し、最終的に、このＭＡＣアドレスを持つノードＡ_１にパケットを渡す。
【０００６】
ところで、セグメントＡに属するノードＡ_１がモバイルノード（以下、モバイルノードと称する）である場合には、当然ながら、このモバイルノードＭＮがホームネットワークであるセグメントＡを離れて別のセグメント（例えば、セグメントＢ）に移動することが考えられる。このような場合に、このモバイルノードＭＮにホームネットワーク（つまり、セグメントＡ）において与えられたＩＰアドレスをそのまま外部ネットワークであるセグメントＢにおいても利用可能とすれば、移動するたびの設定の変更などが不要となるので、モバイルノードの機動性を発揮させることができる。
【０００７】
また、セグメント内のサーバにアクセスすることができるＩＰアドレスをそのセグメントに属する端末に与えられたＩＰアドレスに制限することによって、セキュリティを確保している場合には、モバイルノードが外部ネットワークにおいても、ホームネットワークで与えられたＩＰアドレスを維持することを可能とすれば、モバイルノードの利用者は、他のセグメントに接続しているときに、ホームネットワークにいるときと同様にサーバを利用することができる。
【０００８】
次に、モバイルノードにホームネットワークにおいて与えられたＩＰアドレスを外部ネットワークにおいて利用可能とする技術について説明する。
図１１に、モバイルＩＰネットワークシステムを説明する図を示す。なお、図１１に示す構成要素のうち、図１０に示した各部と同等のものについては、図１０に示した符号を付して示し、その説明を省略する。
【０００９】
例えば、図１１に示したセグメントＡに属するモバイルノードＭＮが、セグメントＢに移動した場合に、モバイルノードＭＮは、セグメントＢにおいて外部エージェント（ＦＡ）機能を果たすゲートウェイルータＢに位置情報の登録を要求する。これに応じて、このゲートウェイルータＢは、モバイルノードＭＮを配下のセグメントに属する端末として登録するとともに、モバイルノードＭＮのホームネットワーク（この場合は、セグメントＡ）においてホームエージェント（ＨＡ）機能を果たすゲートウェイルータＡに、モバイルノードＭＮから受け取った位置情報を通知する。この通知を受け取ったゲートウェイルータＡは、上述したルーティングテーブルとは別に、通知された位置情報に基づいて、モバイルノードＭＮ用の転送テーブルを作成し、モバイルノードＭＮに与えたＩＰアドレス（例えば、１．１．１．１）に対応して外部エージェントＦＡのＩＰアドレス（例えば、４．４．４．２）を登録する。
【００１０】
このようにして、ホームエージェントＨＡと外部エージェントＦＡとがモバイルノードの現在位置を管理する方式では、各ゲートウェイルータＡ、Ｂ、Ｃのルーティングテーブルは全く変更されない。したがって、例えば、図１１に示したセグメントＣに属するノードＣ_１からモバイルノードＭＮを宛先として送信されたパケットは、ゲートウェイルータＣにより、ホームエージェントＨＡであるゲートウェイルータＡに転送される（図１１に符号（１）を付して示す）。このとき、ホームエージェントＨＡは、モバイルノードＭＮに代わって上述したパケットを一旦受け取り、その後、図１１において符号（２）を付して示すように、上述した転送テーブルに登録された外部エージェントＦＡのＩＰアドレスを含むヘッダを付加して、このパケットをカプセル化した上で、外部エージェントＦＡに転送する。このようにカプセル化されたパケットは、図１１において符号（３）を付して示すように、外部エージェントＦＡにおいてカプセル化が解除された後に、本来の宛先であるモバイルノードＭＮに渡される。
【００１１】
なお、図１１に示したようなモバイルＩＰネットワークシステムに関する詳細は、例えば、非特許文献１を参照されたい。
【非特許文献１】
Ｃ．Ｐｅｒｋｉｎｓ，Ｅｄ．ＮｏｋｉａＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ ”ＩＰＭｏｂｉｌｉｔｙＳｕｐｐｏｒｔｆｏｒＩｐｖ４” Ａｕｇｕｓｔ２００２ＮｅｔｗｏｒｋＷｏｒｋｉｎｇＧｒｏｕｐＲｅｑｕｅｓｔｆｏｒＣｏｍｍｅｎｔｓ：３３４４
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のモバイルＩＰネットワークシステムでは、宛先のモバイルノードが現在属しているセグメントにかかわらず、発信元のノード（図１１において符号ＣＮを付して示す）からのパケットを、モバイルノードのホームネットワークに備えられたホームエージェントＨＡによって作成したトンネルルートを経由して外部エージェントＦＡに転送している。
したがって、上述した従来のモバイルＩＰネットワークシステムでは、モバイルノードＭＮが外部ネットワークＦＮに移動している場合に発信元のノードによって送出されたパケットの伝送経路は、当然ながら、モバイルノードＭＮがホームネットワークＨＮに存在する場合に比べて大幅に長くなり、伝送経路長の増大とともに伝送遅延も増大してしまう。また、上述したような発信元のノードＣＮからホームエージェントＨＡを経由して外部エージェントＦＡに至るいわゆる三角経路の途中に帯域の狭い経路が存在すると、この経路の通信速度はわずかなトラフィックの増大によって大幅に劣化し、更なる伝送遅延を招いてしまう。そして、伝送遅延の増大は、例えば、ＶｏＩＰ技術に基づくアプリケーションやビデオストリームを配信するアプリケーションなどをモバイルＩＰネットワークシステムにおいて実現する上で、非常に大きな障害となる。
【００１３】
また、図１１に示したようなトンネルルートを経由してパケットを転送するためには、ホームエージェントＨＡにおけるカプセル化処理が必要不可欠となり、ホームエージェント機能を果たすゲートウェイルータの処理負担が大きくなる。特に、ＶｏＩＰ技術に基づくアプリケーションやビデオストリームを配信するアプリケーションなどでは、発信元のノードＣＮから膨大な数のパケットが送出されるので、これらのパケットを滞りなくカプセル化するためにはホームエージェントＨＡに極めて高い処理能力が要求される。
【００１４】
更に、ホームエージェントＨＡにおけるカプセル化処理によって、一つ一つのパケットサイズが増大し、データ転送効率が低下することも課題の一つである。特に、ＶｏＩＰでは、各パケットに格納されるペイロードが元もとのヘッダの長さに比べてさえ短いので、カプセル化によるデータ転送効率の低下は深刻である。例えば、ＩＴＵ−Ｔによる勧告Ｇ．７２９に従う音声コーデックを利用する場合に、各パケットに格納されるペイロードは２０バイトあるいは４０バイトであるのに対して、ＭＡＣヘッダ、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダおよびＲＴＰヘッダを含む元もとのヘッダの長さは７８バイトに上るため、データ転送効率は、ペイロードが４０バイトの場合でさえ０．４０８であり、ペイロードが２０バイトの場合に至っては０．２５６となる。もちろん、上述したカプセル化処理によって、外部エージェントＦＡのＩＰアドレスを含むＩＰヘッダが付加されれば、当然ながら、更にデータ転送効率は低下する。
【００１５】
本発明は、モバイルＩＰネットワークにおいて、モバイルノードとその通信相手のノードとの間で最適な経路を利用した通信を実現するＩＰネットワークシステムを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかわる第１のモバイルＩＰネットワークシステムは、モバイルノードに備えられる登録依頼手段と、ネットワーク中継装置に備えられる登録手段、広報手段、テーブル更新手段およびルーティング手段とから構成される。
本発明にかかわる第１のモバイルＩＰネットワークシステムの原理は、以下の通りである。
モバイルＩＰネットワークシステムは、モバイルノードを含む複数のノードが登録されたセグメントが複数存在し、これらのセグメントは、それぞれに備えられたネットワーク中継装置を介して互いに結合されている。つまり、これらのネットワーク中継装置は、各セグメントとこれらのセグメントをつなぐ別のネットワークとの接続点に配置され、この別のネットワークと各セグメントとの間のパケットの授受を中継する機能を果たしている。また、モバイルノードにおいて、登録依頼手段は、移動先のセグメントにおいて、自身のＩＰアドレスをそのセグメントに登録する旨をそのセグメントに備えられたネットワーク中継装置に依頼する。一方、複数のセグメントに備えられたネットワーク中継装置それぞれにおいて、登録手段は、モバイルノードからの依頼に応じて、自身のポートの論理アドレスとしてモバイルノードのホストアドレスを登録する。ネットワーク中継装置それぞれに備えられる広報手段は、モバイルノードからの依頼に応じて、モバイルノードのホストアドレスを他のネットワーク中継装置に広報する。ネットワーク中継装置それぞれに備えられるテーブル更新手段は、他のネットワーク中継装置によって広報されたホストアドレスを宛先のネットワークアドレスの一つとして登録するとともに、これに対応する転送先として広報元のネットワーク中継装置のネットワークアドレスをルーティングテーブルに登録する。ネットワーク中継装置それぞれに備えられるルーティング手段は、配下のノードが宛先として指定したホストアドレスに一致するネットワークアドレスがルーティングテーブルに存在する場合に、このホストアドレスに対応して登録されたネットワークアドレスで示されるネットワーク中継装置にデータを転送する。
【００１７】
このように構成された第１のモバイルＩＰネットワークシステムの動作は、下記の通りである。
モバイルノードがホームネットワークであるセグメントＡから離れて別のセグメントＢに移動したときに、移動先のセグメントＢのネットワーク中継装置は、このモバイルノードに備えられた登録依頼手段から登録依頼を受けて、そのネットワーク中継装置のポートの論理アドレスとして、登録依頼で示されたモバイルノードのホストアドレスを登録する。これにより、ネットワーク中継装置の物理ポートは、本来のセグメントＢとこのモバイルノードのみからなる別のネットワークに接続点として機能する。その後、登録依頼を受けたネットワーク中継装置の広報手段は、このホストアドレスで示されるノードを自身の配下のノードとして他のネットワーク中継装置に広報し、これらのネットワーク中継装置に供えられたテーブル更新手段を介してルーティングテーブルにこのホストアドレスと移動先のネットワーク中継装置に対応するネットワークアドレスとの関係を反映する。したがって、その後、他のセグメントＣに属するノードが、上述したセグメントＢに移動したモバイルノードを宛先とするパケットを発信したときに、このセグメントＣに対応するネットワーク中継装置に備えられたルーティング手段は、上述したようにして更新されたルーティングテーブルに基づいて、モバイルノードのホストアドレスに対応付けられたネットワークアドレスで示されるネットワーク中継装置、すなわち、モバイルノードの移動先のネットワークに対応するネットワーク中継装置に上述したパケットを転送する。
【００１８】
つまり、上述した第１のモバイルＩＰネットワークシステムでは、モバイルノードの移動先にかかわらず、発信元のノードからのパケットを、モバイルノードの移動先のネットワークに属するネットワーク中継装置に直接に転送することができる。この場合に、従来のようなトンネルルートは形成されないので、当然ながら、カプセル化もまた不要である。
【００１９】
本発明にかかわる第２のモバイルＩＰネットワークシステムは、上述した第１のモバイルＩＰネットワークシステムにおいて、ネットワーク中継装置に代理返信手段と受信代行手段と再送信手段とを備えて構成される。
本発明にかかわる第２のモバイルＩＰネットワークシステムの原理は、以下の通りである。
【００２０】
上述した第１のモバイルＩＰネットワークシステムのネットワーク中継装置において、代理返信手段は、配下のセグメントに存在するノードから他のセグメントに移動しているモバイルノードに対するアドレス検出要求を受信したときに、モバイルノードに代わって自身のＭＡＣアドレスを含む応答を返す。受信代行手段は、アドレス検出要求の発信元のノードから送出されたパケットをモバイルノードに代わって受信する。再送信手段は、受信代行手段が受信したパケットを、モバイルノードを宛先として改めてルーティング手段に渡して再送信する。
【００２１】
このように構成された第２のモバイルＩＰネットワークシステムの動作は、下記の通りである。
他のセグメントに移動しているモバイルノードに関するアドレス検出要求を検出したときに、ネットワーク中継装置の代理返信手段は、自身のＭＡＣアドレスをアドレス検出要求の発信元のノードに返し、このノードから送信されるパケットを受信代行手段により受信する。このようにして受信代行手段が受信したパケットは、再送信手段により、本来の宛先であるモバイルノードを宛先とするヘッダを付加した上でルーティング手段に渡され、このモバイルノードに宛てて再送信される。
【００２２】
このように、第２のモバイルＩＰネットワークシステムでは、モバイルノードが本来属しているホームネットワークに属するネットワーク中継装置が、同じセグメントに属するノードからのアドレス検出要求に対する応答およびパケットの受信を代行し、受信したパケットをルーティング手段による中継処理に供することにより、移動したモバイルノードと同一のネットワークアドレスを持つノードがモバイルノードと通信しようとした場合の不具合を解消することができる。
【００２３】
この場合に、発信元のノードが送信したパケットは、一旦ネットワーク中継装置の受信代行手段によって受信され、再送信手段によって改めて送信されているので、このパケットを転送するためのトンネルルートは形成されない。したがって、当然ながら、カプセル化も不要である。
本発明にかかわる第３のモバイルＩＰネットワークシステムは、上述した第１のモバイルＩＰネットワークシステムにおいて、モバイルノードに、無線通信手段および通知手段を備え、ネットワーク中継装置に、無線通信手段およびカプセル解除手段を備えるとともに、ネットワーク中継装置に備えられる登録手段に、通信相手検出手段と変更通知手段とを備え、通信相手のノードに、通知検出手段とカプセル化手段とを備えて構成される。
【００２４】
本発明にかかわる第３のモバイルＩＰネットワークシステムの原理は、以下の通りである。
上述した第１のモバイルＩＰネットワークシステムのモバイルノードにおいて、無線通信手段は、ＩＰネットワークにおいてやり取りされる情報を無線信号として送受信する。モバイルノードに備えられる通知手段は、通信中である場合に、通信相手のノードのＩＰアドレスを含む登録要求を無線通信手段を介して移動先のセグメントに属するネットワーク中継装置に通知する。また、ネットワーク中継装置において、無線通信手段は、ＩＰネットワークにおいてやり取りされる情報を無線信号として送受信する。カプセル解除手段は、ネットワーク中継装置を宛先とする旨のヘッダを用いてカプセル化されたパケットのカプセル化を解除して、配下のセグメントに属するノードに送信する。また、ネットワーク中継装置に備えられた登録手段において、通信相手検出手段は、無線通信手段を介して受け取った登録要求に含まれている通信相手のノードのＩＰアドレスを検出する。変更通知手段は、通信相手検出手段によって検出されたＩＰアドレスで示される通信相手のノードに、登録要求による登録の対象となるモバイルノードのＩＰアドレスとモバイルノードの登録先であるネットワーク中継装置のＩＰアドレスとを含む登録先変更通知を送信する。また、通信相手のノードにおいて、変更通知検出手段は、通信中のモバイルノードのＩＰアドレスを含む登録先変更通知を検出する。カプセル化手段は、登録先変更通知の検出に応じて、通信中のモバイルノードを宛先とするパケットにモバイルノードの登録先であるネットワーク中継装置を宛先とするヘッダを付加することによってカプセル化して送出する。
【００２５】
このように構成された第３のモバイルＩＰネットワークシステムの動作は、下記の通りである。
例えば、セグメントＡをホームネットワークとするモバイルノードが通信相手のノードとの通信状態を維持したまま移動し、それまでとは異なるセグメントＢに対応するエリアに入り、セグメントＢのノードとして登録された後に、モバイルノードに備えられた通知手段は、通信相手のノードを宛先として、モバイルノードのＩＰアドレスとセグメントＢのネットワーク中継装置を示すネットワークアドレスとを含む登録先変更通知を送出する。一方、通信相手のノードにおいて、変更通知検出手段によってこの登録先変更通知が検出されると、以降にモバイルノードに宛てて送出するパケットは、カプセル化手段によって、セグメントＢのネットワーク中継装置を示すネットワークアドレスを含むヘッダを用いてカプセル化されて送出される。そして、このようにカプセル化されたパケットは、モバイルノードの移動先であるセグメントＢのネットワーク中継装置に備えられたカプセル解除手段によって解除され、モバイルノードに転送される。
【００２６】
このように、登録先変更通知に応じて、通信相手のノードから外部エージェントに相当するセグメントＢのネットワーク中継装置にトンネルルートを作成することにより、モバイルノードがローミングする場合においても、通信相手との通信を維持することができる。この場合の通信は、上述したトンネルルートによって維持されるので、移動先のセグメントのネットワーク中継装置による広報に応じて、各ネットワーク中継装置に備えられたルーティングテーブルについて行われる更新作業が収束している必要はない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１に、本発明にかかわるＩＰネットワークシステムの第１の実施形態を示す。
図１に示したＩＰネットワークシステムにおいて、モバイルノード２１０は、ゲートウェイルータａに対応するセグメントＡから、図１に示したゲートウェイルータｂに対応するセグメントＢに移動してきている。
【００２８】
図１に示したモバイルノード２１０において、通信制御部２１１は、例えば、ユーザインタフェース（Ｉ／Ｆ）２１２からの指示に応じてＬＡＮインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路２１３を制御し、接続されているセグメントに存在するゲートウェイルータに宛てて登録要求をマルチキャストする機能を備えている。
また、図１に示したゲートウェイルータｂにおいて、ＬＡＮ制御部２２２は、ＬＡＮインタフェース回路２２１を介してセグメントＢ内部におけるデータ転送を制御するとともに、セグメントＢに属するノードから他のセグメントに属するノードへのパケットを中継処理部２２３に渡し、また、他のセグメントに属するノードからセグメントＢに属するノードへのパケットを中継処理部２２３から受け取ってＬＡＮインタフェース回路２２１を介してセグメントＢに送出する。また、図１に示した中継処理部２２３は、ルーティングテーブル２２４に格納された経路情報に基づいてＷＡＮインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路２２５を制御し、ＷＡＮとセグメントＢとの間のパケットのやり取りを中継する。
【００２９】
また、図１に示したゲートウェイルータｂにおいて、登録処理部２２６は、ＬＡＮインタフェース回路２２１を介して登録要求を受け取ったときに、後述するように、ポート管理部２２７および経路情報管理部２２８にそれぞれ適切な指示を送出する。図１に示したポート管理部２２７は、登録処理部２２６からの指示に応じて、ゲートウェイルータｂに備えられた物理ポートに関する情報を操作する。また、図１に示した経路情報管理部２２８は、登録処理部２２６からの指示に応じて、ＷＡＮインタフェース回路２２５を介して他のゲートウェイルータに経路情報の変更を指示する。また、この経路情報管理部２２８は、上述した登録処理部２２６からの指示あるいはＷＡＮインタフェース回路２２５を介して受け取った経路情報に関する変更指示に応じて、ルーティングテーブル２２４に格納された経路情報を更新する。
【００３０】
もちろん、図１に示した他のゲートウェイルータａ、ｃも、上述したゲートウェイルータｂと同様の構成を備えている。
次に、図１に示したモバイルＩＰネットワークシステムの動作について説明する。
図２に、モバイルＩＰネットワークシステムの動作を説明する図を示す。また、図３に、ルーティングテーブルを更新する動作の説明図を示す。
【００３１】
なお、図２および図３において、モバイルノードを符号ＭＮで、ゲートウェイルータａ、ｂ、ｃを符号ＧＷＲａ、ｂ、ｃで、そして、モバイルノードの通信相手のノードを符号ＣＮでそれぞれ示す。
図１に示したモバイルノード２１０の通信制御部２１１は、例えば、このモバイルノード２１０がセグメントＢに移動してきたときに、図２に示すように、外部エージェント機能を有するネットワーク機器に宛ててこのセグメントＢへの登録要求をマルチキャストする。このとき、モバイルノード２１０の通信制御部２１１は、ホームネットワークであるセグメントＡにおいて自身に与えられたＩＰアドレスを含む登録要求を作成し、ＬＡＮインタフェース回路２１３を介してセグメントＢに送出する。
【００３２】
この登録要求を受け取ったゲートウェイルータｂは、要求元のモバイルノード２１０に登録要求を受け取ったことを示すＡＣＫを返し（図２参照）、要求元のモバイルノード２１０からのＡＣＫを待つ。
モバイルノード２１０の通信制御部２１１は、ＬＡＮインタフェース回路２１３によって最初に受信したＡＣＫの送信元のゲートウェイルータ（図２に示したＧＷＲｂ）にＡＣＫを返し、以降に受信したＡＣＫについては、送信元のネットワーク機器に応答を拒絶する旨のＮＡＣＫを返す。このようにすれば、セグメントＢに複数のゲートウェイルータが属している場合にも、いずれか一つのゲートウェイルータの配下としてモバイルノードを登録することができる。
【００３３】
上述したモバイルノード２１０からのＡＣＫに応じて、図１に示したゲートウェイルータｂの登録処理部２２６は、登録要求に含まれているＩＰアドレスをポート管理部２２７に渡し、このＩＰアドレスを自身の物理ポートの論理アドレスとして登録する旨を指示する。この指示に応じて、ポート管理部２２７は、ＬＡＮインタフェース回路２２１に備えられた物理ポートに関する情報に適切な操作を実行し、これにより、操作対象となった物理ポートを、上述したモバイルノード２１０のみからなるネットワークと本来のセグメントＢとの接続点として機能させる。
【００３４】
次いで、図１に示した登録処理部２２６は、経路情報管理部２２８に上述したモバイルノード２１０のＩＰアドレスを渡し、このＩＰアドレスを他のゲートウェイルータに広報する旨を依頼する。
この依頼に応じて、ゲートウェイルータｂに備えられた経路情報管理部２２８は、例えば、ＲＩＰ（ＲｏｕｔｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）やＯＳＰＦ（ＯｐｅｎＳｈｏｒｔｅｓｔＰａｔｈＦｉｒｓｔ）などの一般的な経路情報交換プロトコルに従って、ネットワークアドレス４．４．４．０／２４で示されるＷＡＮにおいて、上述したＩＰアドレスをモバイルノード２１０のホストアドレスとして３２ビットマスクで示し、このモバイルノード２１０がゲートウェイルータｂの配下に登録されたことを広報する（図２および図３参照）。
【００３５】
次いで、ゲートウェイルータｂに備えられた経路情報管理部２２８は、上述したＩＰアドレス（１．１．１．１／３２）に対応してこれをホストアドレスとするノードが配下のセグメントに存在する旨の情報（ｄｉｒｅｃｔ）をルーティングテーブル２２４に登録する（図２および図３参照）。
またこのとき、ゲートウェイルータａおよびゲートウェイルータｃに備えられた経路情報管理部（図示せず）は、上述した広報によって３２ビットマスクで通知されたホストアドレス（１．１．１．１／３２）を宛先となるネットワークアドレスの一つとしてルーティングテーブルに登録するとともに、この宛先に対応する転送先として広報元であるゲートウェイルータｂのＩＰアドレス（４．４．４．２）を登録する（図２および図３参照）。
【００３６】
このようにして、各ゲートウェイルータに備えられたルーティングテーブルの更新が完了する。
その後に、例えば、図２に示すように、ゲートウェイルータｃに対応するセグメントＣに属するノードＣＮからモバイルノード２１０（図２の符号ＭＮ）を宛先とするパケットが送出されると、このパケットは、以下のようにして、モバイルノード２１０に中継される。
【００３７】
まず、ゲートウェイルータｃに備えられた中継処理部（図示せず）は、図３に示したような情報が格納されたルーティングテーブルに基づいて、このパケットに関するルーティング処理を行う（図２参照）。
このとき、中継処理部は、ロンゲストマッチアルゴリズムに従って宛先のネットワークアドレスを選択することによって、モバイルノード２１０を宛先とするパケットをこのモバイルノード２１０が現在属しているセグメントＢに対応するゲートウェイルータｂに転送することができる（図２参照）。
【００３８】
なぜなら、上述したように、各ゲートウェイルータに備えられたルーティングテーブルにおいては、モバイルノードのＩＰアドレスが３２ビットマスクでネットワークアドレスとして登録されているので、各ゲートウェイルータに備えられた中継処理部は、このネットワークアドレスと宛先のＩＰアドレスを示す全てのビット列とを比較した際に、最も長く一致した旨の比較結果を得るからである。
【００３９】
また、このようにしてモバイルノード２１０宛てのパケットがゲートウェイルータｂに到達したときに、図１に示した中継処理部２２３は、ルーティングテーブル２２４に格納された情報に基づいて、このパケットが自分の配下のセグメントに属するノードに宛てられたものであると判断し、このパケットをＬＡＮ制御部２２２に渡して、セグメントＢにおける転送処理に供する。
【００４０】
このようにして、各ゲートウェイルータに備えられたルーティングテーブルに登録されたモバイルノードについては、ホストルートルーティングによって、転送先を決定することにより、モバイルノードに対応するホームエージェントによって形成されるトンネルルートを経由せずに、発信元のノードＣＮからモバイルノードに至る最短の経路にパケットをルーティングすることができる。
【００４１】
これにより、トンネルルートを経由することによる三角経路の問題を解消し、モバイルノードを宛先とするパケットを最短の経路を介して送信することができるので、モバイルノードがホームネットワークにあるか外部ネットワークにあるかにかかわらず、モバイルノードの利用者に、ＶｏＩＰ技術を利用したアプリケーションやビデオストリームを配信するアプリケーションを適用したサービスを提供することができる。
【００４２】
ところで、発信元のノードＣＮがモバイルノードのホームネットワークに存在している場合には、発信元のノードＣＮは、モバイルノードが自分と同じセグメントに存在することを前提として、ＡＲＰに基づいてＭＡＣアドレスの要求を行い、セグメント内でパケットの転送を実行しようとする。しかしながら、宛先となるモバイルノードが他のセグメントに移動している場合には、当然ながら、ＡＲＰに基づくアドレス要求に対する応答が得られないために、発信元のノードはパケットをモバイルノードに転送することができなくなってしまう。
【００４３】
次に、モバイルノードのホームネットワークに存在する発信元のノードからのパケットをモバイルノードに転送する方法について説明する。
図４に、本発明にかかわるモバイルＩＰネットワークシステムの第２の実施形態を示す。
なお、図４に示す構成要素のうち、図１に示した各部と同等のものについては、図１に示した符号を付して示し、その説明を省略する。
【００４４】
図４に示したゲートウェイルータａおよび発信元のノードＣＮは、モバイルノード２１０が本来属しているホームネットワークであるセグメントＡに属している。
図４に示したゲートウェイルータａにおいて、代行処理部２２９は、後述するようにして、モバイルノードに代わって、ＭＡＣアドレス要求に応答し、また、モバイルノード宛てのパケットを受信する機能を備えている。
【００４５】
図５に、モバイルＩＰネットワークシステムの動作を説明する図を示す。
なお、図５において、モバイルノードを符号ＭＮで、ゲートウェイルータａ、ｂ、ｃを符号ＧＷＲａ、ｂ、ｃで、そして、モバイルノードの通信相手のノードを符号ＣＮでそれぞれ示す。
図４に示した代行処理部２２９は、セグメントＡに属する発信元のノードＣＮから発信されたアドレス要求の中から外部ネットワークに移動しているモバイルノードＭＮに対するアドレス要求を検出したときに、このアドレス要求（ＡＲＰ）に対して、自身のＭＡＣアドレスを含む応答（ＰＲＯＸＹＡＲＰ）を要求の発信元のノードＣＮに返す（図５参照）。その後、図４に示した代行処理部２２９は、この発信元のノードＣＮからモバイルノードＭＮ宛てに送出されたパケットをモバイルノードＭＮに代わって受信し（図５参照）、受信したパケットを改めてモバイルノードＭＮを宛先としてＬＡＮ制御部２２２の処理に供する。
【００４６】
この場合に、ＬＡＮ制御部２２２は、モバイルノードＭＮが現在はセグメントＡに存在しないことを認識しているので、代行処理部２２９から受け取ったパケットを中継処理部２２３に渡し、ＷＡＮを介する中継処理に供する。
図５においても示したように、モバイルノードがセグメントＢに移動した段階において、上述したような登録処理が行われており、ルーティングテーブルの更新も完了している。したがって、ゲートウェイルータａに備えられた中継処理部２２３が、ルーティングテーブル２２４に格納された情報に基づいてルーティング処理を行うことにより、上述したモバイルノードＭＮ宛てのパケットは、このモバイルノードＭＮが現在登録されているセグメントｂに対応するゲートウェイルータｂに転送され、更に、モバイルノードＭＮに到達する（図５参照）。
【００４７】
このように、本発明にかかわる第２のモバイルＩＰネットワークシステムによれば、モバイルノードのホームネットワークに存在するゲートウェイルータａに、モバイルノードに代わってアドレス要求に応答する機能およびパケットを受信する機能を果たす代行処理部２２９を備えることにより、ホームネットワークに存在する発信元のノードからモバイルノードを宛先としてホームネットワークに送出されるパケットを、外部ネットワークに登録されたモバイルノードに転送することができる。
【００４８】
ところで、モバイルノードが無線通信機能を備えている場合には、通信相手のノードＣＮから例えば音楽ソフトや映像ソフトの配信を受けている最中に、モバイルノードがセグメント間を移動する可能性がある。
次に、無線通信機能を備えたモバイルノードが通信を維持したままセグメント間を移動すること、つまり、ローミングを実現する方法について説明する。
【００４９】
図６に、本発明にかかわる第３のモバイルＩＰネットワークシステムの実施形態を示す。
なお、図６に示す構成要素のうち、図１に示した各部と同等のものについては、図１に示した符号を付して示し、その説明を省略する。
図６に示したモバイルノード２１０は、ＬＡＮインタフェース回路２１３に代えて無線ＬＡＮインタフェース回路２３１を備えている。また、図６に示したゲートウェイルータｂもまた、無線ＬＡＮインタフェース２３２を備えている。もちろん、ゲートウェイルータｂは、有線のＬＡＮインタフェース回路（図示せず）を備えていてもよい。
【００５０】
図６に示したモバイルノード２１０の通信制御部２１１は、このモバイルノード２１０が別のノードと通信中に移動し、それまでとは異なるセグメントに進入したときに、通信相手のノードのＩＰアドレスと通信中である旨の情報とを含む登録要求を無線ＬＡＮインタフェース回路２３１を介して送出する。
図６に示したゲートウェイルータｂにおいて、登録処理部２２６は、モバイルノード２１０からの登録要求に通信中である旨の情報が含まれていた場合に、この登録要求に含まれている通信相手のＩＰアドレスとともにモバイルノードのＩＰアドレスを通知処理部２３３に渡し、登録先変更通知の送出を指示する。これに応じて、通知処理部２３３は、登録処理部２２６から渡されたＩＰアドレスを用いて、モバイルノードが登録されているセグメントが変わったことを示す登録先変更通知を作成し、この登録先変更通知を通信相手のノードを宛先とするパケットとしてＬＡＮ制御部２２２に送出する。
【００５１】
一方、図６に示した通信相手のノードＣＮにおいて、サービス処理部２１４は、例えば、映像ソフトの配信サービスに関する処理を行っており、配信対象の映像データを含むパケットを通信制御部２３４を介してネットワークに送出する。また、図６に示した通信制御部２３４は、図１に示した通信制御部２１１と同様の機能に加えて、このノードＣＮと通信中のモバイルノードのローミングに対応するための機能を備えている。
【００５２】
図７に、ローミング処理にかかわる機能の詳細構成を示す。
図７に示した発信元のノードにおいて、通信制御部２３４は、モバイルノードのローミングに対応するために、上述した登録先変更通知を検出する通知検出部２３８と、登録先変更通知にかかわるモバイルノード２１０へのパケットをカプセル化するカプセル化処理部２３９と、モバイルノードへのデータ配信の終了を検出する終了検出部２４０とを備えている。
【００５３】
また、図７に示したゲートウェイルータｂに備えられた中継処理部２２３において、パケット中継制御部２３６は、セグメントＢとＷＡＮとの間におけるカプセル化されていないパケットのやり取りを制御する。一方、図７に示したカプセル解除部２３５は、パケット振分部２３７を介してカプセル化されたパケットを受け取り、カプセル化を解除して得られたパケットをパケット中継制御部２３６を介してセグメントＢに送出する。
【００５４】
以下、図６に示した第３のモバイルＩＰネットワークシステムの動作について説明する。
図８に、第３のモバイルＩＰネットワークシステムの動作を説明する図を示す。
なお、図８において、モバイルノードを符号ＭＮで、ゲートウェイルータａ、ｂ、ｃを符号ＧＷＲａ、ｂ、ｃで、そして、モバイルノードの通信相手のノードを符号ＣＮでそれぞれ示す。
【００５５】
例えば、図６に示したモバイルノード２１０がホームネットワークであるセグメントＡに存在しているときは、セグメントＣに属している通信相手のノードＣＮからモバイルノードＭＮ宛てのパケットは、図８に示すように、ＧＷＲｃによってＷＡＮを介してＧＷＲａに渡され、更に、このＧＷＲａを介してモバイルノードＭＮに渡される。この通信相手のノードＣＮとモバイルノードＭＮとの間のコネクションを解放しないままに、モバイルノードＭＮがセグメントＢに移動したときに、図６に示したモバイルノード２１０の通信制御部２１１は、自身のＩＰアドレスに加えて、通信相手のＩＰアドレスと通信中である旨の情報を含んだ登録要求を作成し、無線ＬＡＮインタフェース回路２３１を介してセグメントＢのゲートウェイルータｂにこの登録要求を送出する（図８参照）。
【００５６】
この登録要求に応じて、図６に示したゲートウェイルータｂの登録処理部２２６は、モバイルノード２１０をセグメントＢに登録するための処理を開始するとともに、図６および図７に示した通知処理部２３３に登録先変更通知の送出を指示する。この指示に応じて、通知処理部２３３は、モバイルノード２１０のＩＰアドレスとゲートウェイルータｂのＩＰアドレスとを含む登録先変更通知を作成し、通信相手のノードＣＮを宛先とするパケットとしてＬＡＮ制御部２２２に送出する。
【００５７】
このような登録先変更通知を含んだパケットは、ＬＡＮ制御部２２２から中継処理部２２３に備えられたパケット中継制御部２３６に渡される。このパケット中継制御部２３６は、ルーティングテーブル２２４に格納された経路情報に基づいて、上述した登録先変更通知を含むパケットをＷＡＮインタフェース回路２２５に渡して、ＷＡＮおよびセグメントＣに属するゲートウェイルータｃを介して通信相手のノードＣＮに送出する（図８参照）。
【００５８】
このようにして、登録先変更通知を含むパケットが通信相手のノードＣＮのＬＡＮインタフェース回路２１３に到達したときに、図７に示した通信制御部２３４に備えられた通知検出部２３８は、登録先変更通知から通信相手であるモバイルノード２１０のＩＰアドレスとその登録先において外部エージェント機能を果たすゲートウェイルータｂのＩＰアドレスを抽出し、これらのＩＰアドレスをカプセル化処理部２３９に通知してこのカプセル化処理部２３９を起動する。このカプセル化処理部２３９は、以降に、サービス処理部２１４からモバイルノード２１０を宛先とするパケットを受け取るごとに、このパケットにモバイルノード２１０の新たな登録先であるゲートウェイルータｂのＩＰアドレスを含むヘッダを付加してカプセル化し（図８参照）、このカプセル化されたパケット（以下、カプセル化パケットと称する）をＬＡＮインタフェース回路２１３に渡す。
【００５９】
このカプセル化パケットは、通信相手のノードＣＮのＬＡＮインタフェース回路２１３を介してセグメントＣに送出され、更に、このセグメントＣに属するゲートウェイルータｃに渡される（図７、図８参照）。
このカプセル化パケットは、上述したように、ゲートウェイルータｂのＩＰアドレスを含むヘッダを備えている。したがって、ゲートウェイルータｃが、このヘッダに基づいて通常のルーティング処理を行うことにより、このカプセル化パケットは、ＷＡＮを介してモバイルノード２１０の移動先であるゲートウェイルータｂに転送される（図８参照）。、
このようなカプセル化パケットがゲートウェイルータｂのＷＡＮインタフェース回路２２５に到達したときに、図７に示した中継処理部２２３に備えられたパケット振分部２３７は、カプセル化パケットをカプセル解除部２３５に渡す。このカプセル解除部２３５は、カプセル化パケットから自身のＩＰアドレスを含むヘッダをはずして、モバイルノード２１０宛てのパケットを分離する。
【００６０】
このようにして分離されたモバイルノード２１０宛てのパケットは、パケット振分部２３７によってカプセル化パケットと分離された通常のパケットとともにパケット中継制御部２３６に渡され、ＬＡＮ制御部２２２および無線ＬＡＮインタフェース回路２３２を介してモバイルノード２１０に渡される（図８参照）。
このようにすれば、各ゲートウェイルータにおけるルーティングテーブルが収束しているか否かにかかわらず、ノードＣＮに備えられたサービス処理部２１４から送出されたパケットを含むカプセル化パケットを、ノードＣＮとゲートウェイルータｂとの間に設定されたトンネルルート（図８において、網掛けを付して示す）を経由してモバイルノード２１０に渡すことができる。
【００６１】
これにより、モバイルノード２１０が通信相手のノードＣＮからの映像データの配信などのサービスを受けながら他のセグメントへ移動する際に、データの配信に必要な通信状態を維持することができる。
上述したトンネルルートを経由したカプセル化パケットの配信は、例えば、配信対象の映像データや音楽データの配信の終了まで同様にして繰り返される。これと並行して、上述した登録要求に応じて、ゲートウェイルータｂがモバイルノード２１０のＩＰアドレスを広報する処理およびこれに応じて各ゲートウェイルータにおいてルーティングテーブルを更新する処理が行われる。
【００６２】
したがって、モバイルノード２１０が登録要求を送出した時点において配信中であったストリームの送信が完了したときには、既に、各ゲートウェイルータに備えられたルーティングテーブルは収束していることが期待できる。
故に、以降に、サービス処理部２１４からモバイルノード２１０宛てに送出されるパケットは、図３に示した場合と同様の手順に従って、収束したルーティングテーブルに基づくルーティング処理によって転送することができる。
【００６３】
ここで、図７に示した終了検出部２４０は、例えば、カプセル化処理部２３９に入力されるストリームデータを監視し、ストリームデータの配信完了を検出したときに、カプセル化処理部２３９にカプセル化処理の停止を指示する機能を備えている。この指示に応じて、カプセル化処理部２３９は、以降は、サービス処理部２１４からのパケットをそのままＬＡＮインタフェース回路２１３に渡す。
【００６４】
このようにすれば、ストリームデータの配信完了に応じて、ノードＣＮとゲートウェイルータｂとの間のトンネルルートを解除し、以降に送信する各パケットをＬＡＮインタフェース回路２１３を介してセグメントＣに送出し、ゲートウェイルータｃによるルーティング処理に任せることができる（図８参照）。
また、例えば、図９に示すような手順を用いれば、ルーティングテーブルの収束完了に応じて、トンネルルートを解除することも可能である。
【００６５】
図９に示すように、モバイルノード２１０の新たな登録先であるゲートウェイルータｂは、自身のルーティングテーブル２２４の更新が完了したときに、発信元としてモバイルノード２１０のＩＰアドレスを示したＰｉｎｇを通信相手のノードＣＮに送信する。
このノードＣＮに対応するゲートウェイルータｃに備えられたルーティングテーブルが収束していれば、ノードＣＮから返されるＰｉｎｇは、ゲートウェイルータｃにより、発信元のモバイルノード２１０が現在属しているセグメントＢに対応するゲートウェイルータｂにルーティングされ、収束していなければ、モバイルノード２１０が前に属していたセグメントに対応するゲートウェイルータにルーティングされる。
【００６６】
したがって、ゲートウェイルータｂは、上述したノードＣＮへのＰｉｎｇに対する応答が返ってくるか否かによって、ノードＣＮに対応するゲートウェイルータｃに備えられたルーティングテーブルが収束しているか否かを判定することができる。
図９に示すように、上述したノードＣＮへのＰｉｎｇに対する応答がゲートウェイルータｃによってゲートウェイルータｂにルーティングされた場合に、ゲートウェイルータｂは、ゲートウェイルータｃに備えられたルーティングテーブルの収束が完了していると判断し、通信相手のノードＣＮにトンネル解除指示を含むパケットを送出する。なお、上述したＰｉｎｇに対する応答の宛先はモバイルノード２１０ではあるが、ゲートウェイルータｂは、この応答をモバイルノード２１０に中継する必要はない。
【００６７】
一方、ゲートウェイルータｂによって送出されたトンネル解除指示は、ゲートウェイルータｃを介してノードＣＮに渡され、これに応じて、ノードＣＮの通信制御部２３４は、サービス処理部２１４からのパケットをカプセル化する処理を停止する。したがって、以降は、配信中のストリームデータを含むパケットは、そのままＬＡＮインタフェース回路２１３を介してセグメントＣに送出され、ゲートウェイルータｃによるルーティング処理に供される。
【００６８】
このような手順を適用してトンネルルートを解除するモバイルＩＰネットワークシステムは、例えば、モバイルノード２１０が登録されるセグメントのゲートウェイルータ（図６ではゲートウェイルータｂ）の中継処理部２２３に、上述した手順を実行してルーティングテーブルの収束完了を判定する収束判定部を備え、また、通信相手のノードの通信制御部２３４に、図７に示した終了検出部２４０に代えて、トンネル解除指示の受付に応じてカプセル化処理の停止を指示する解除指示受付部を備えることによって実現できる。
【００６９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明にかかわる第１のモバイルＩＰネットワークシステムによれば、ネットワーク中継装置に備えられたルーティングテーブルにモバイルノードのホストアドレスを登録することにより、ホストルートルーティングを利用して、通信相手のノードから送出されたパケットを外部ネットワークに登録されたモバイルノードへ転送することができる。これにより、従来の技術における課題であった三角経路の問題を解消し、モバイルノードが外部ネットワークに登録されている場合においても、通信相手のノードから発信されたパケットを最短の経路を介してモバイルノードに転送することが可能となる。したがって、このような第１のモバイルＩＰネットワークシステムによれば、モバイルノードがホームネットワークにいるか外部ネットワークにいるかにかかわらず、モバイルノードの利用者に、ＶｏＩＰ技術を適用したサービスやビデオストリーム配信サービスなどのような伝送遅延の影響を受けやすいサービスを提供可能となることが期待できる。
【００７０】
特に、本発明にかかわる第２のモバイルＩＰネットワークシステムでは、モバイルノードのホームネットワークに属するノードとの通信の際に、ホームネットワークに属するネットワーク中継装置がモバイルノードに代わって必要な手順を実行することにより、ホームネットワークに属するノードから発信されたパケットも移動先のモバイルノードに確実に転送することができる。
【００７１】
また、本発明にかかわる第３のモバイルＩＰネットワークシステムによれば、モバイルノードが通信している相手のノードＣＮとモバイルノードの移動先のネットワーク中継装置との間にトンネルルートを設定することにより、モバイルノードの登録先の変更にかかわらず、通信相手のノードＣＮとの間の通信を維持することができる。これにより、例えば、ＶｏＩＰ技術を利用した音声通話などのサービスやビデオストリームの配信サービスなどを受けながら、モバイルノードのユーザがローミングすることも十分に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかわる第１のモバイルＩＰネットワークシステムの実施形態を示す図である。
【図２】第１のモバイルＩＰネットワークシステムの動作を説明する図である。
【図３】ルーティングテーブルを更新する動作を説明する図である。
【図４】本発明にかかわる第２のモバイルＩＰネットワークシステムの実施形態を示す図である。
【図５】第２のモバイルＩＰネットワークシステムの動作を説明する図である。
【図６】本発明にかかわる第３のモバイルＩＰネットワークシステムの実施形態を示す図である。
【図７】ローミング処理にかかわる機能の詳細構成を示す図である。
【図８】第３のモバイルＩＰネットワークシステムの動作を説明する図である。
【図９】第３のモバイルＩＰネットワークシステムの別の動作を説明する図である。
【図１０】ＩＰネットワークシステムを説明する図である。
【図１１】モバイルＩＰネットワークシステムを説明する図である。
【符号の説明】
２１０モバイルノード
２１１、２３４通信制御部
２１２ユーザインタフェース（Ｉ／Ｆ）
２１３、２２１ＬＡＮインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路
２２１ＬＡＮインタフェース回路
２２２ＬＡＮ制御部
２２３中継処理部
２２４ルーティングテーブル
２２５ＷＡＮインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路
２２６登録処理部
２２７ポート管理部
２２８経路情報管理部
２２９代行処理部
２３１、２３２無線ＬＡＮインタフェース回路
２３３通知処理部
２３５カプセル解除部
２３６パケット中継制御部
２３７パケット振分部
２３８通知検出部
２３９カプセル化処理部
２４０終了検出部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile IP network system, and more particularly to a routing technique in a mobile IP network.
In an IP network system in which segments, which are unit networks constructed using LAN technology in each department in the company, are connected by WAN, each segment connected by WAN includes a mobile terminal such as a notebook computer. In many cases. Similar to a fixed terminal, such a mobile node (Mobile Node: MN) is assigned an IP address in the segment to which the terminal belongs, that is, in the home network.
[0002]
In this specification, an IP network system provided with a mechanism that makes it possible to use an IP address assigned to a mobile node even in a destination external network is referred to as a mobile IP network system.
[0003]
[Prior art]
FIG. 10 is a diagram illustrating the IP network system.
In FIG. 10, the segment A indicated by the network address 1.1.1.0/24, the segment B indicated by the network address 2.2.2.0/24, and the network address 3.3.3.0/ The segment C indicated by 24 includes gateway routers A, B, and C, respectively, and these gateway routers A, B, and C (indicated by reference numerals GWRa, b, and c in FIG. 10, respectively). The three segments A, B, and C described above are connected to the WAN indicated by the network address 4.4.4.0/24.
[0004]
The gateway routers A, B, and C shown in FIG. 10 are network relay devices arranged at connection points of different types of networks such as WAN and LAN, and relay data transmission between WAN and LAN segments. Network device having both a gateway function for performing data transfer and a router function for relaying data within a segment.
[0005]
In an IP network having such a configuration, in communication between segments via a WAN, routing is performed on a network basis based on a routing table provided in each gateway router, and data transfer within a segment is performed using a MAC address. Based on forwarding.
For example, the node C belonging to the segment C shown in FIG. ₁ To node A belonging to segment A ₁ When a packet is sent out with an IP address (for example, 1.1.1.1) as a destination, the gateway router C provided in the segment C receives the IP address and the network address registered in the routing table. And the packet is transferred to the transfer destination (shown as Next Hop in FIG. 10) corresponding to the longest matching network address. In the example shown in FIG. 10, since the network address 1.1.1.0/24 is closest to the destination IP address, the gateway router C uses the transfer destination registered in the routing table corresponding to this network address, That is, the packet is transferred to the gateway router A indicated by the IP address 4.4.4.1. The gateway router A that has received this packet searches for the MAC address corresponding to the IP address designated as the destination of the packet based on ARP (Address Resolution Protocol), and finally node A having this MAC address ₁ Pass the packet to.
[0006]
By the way, the node A belonging to the segment A ₁ Is a mobile node (hereinafter referred to as a mobile node), it is natural that the mobile node MN may leave the home network segment A and move to another segment (eg, segment B). . In such a case, if the IP address given to the mobile node MN in the home network (that is, the segment A) can be used as it is in the segment B which is the external network, the setting change every time the mobile node MN moves. Since it becomes unnecessary, the mobility of the mobile node can be exhibited.
[0007]
Also, if security is ensured by restricting the IP addresses that can access the servers in the segment to the IP addresses given to the terminals belonging to that segment, the mobile node can be If it is possible to maintain the IP address given in the home network, the user of the mobile node can use the server when connected to another segment, just as in the home network. it can.
[0008]
Next, a technique for making an IP address given to a mobile node in a home network available in an external network will be described.
FIG. 11 is a diagram for explaining the mobile IP network system. Note that among the components shown in FIG. 11, the same components as those shown in FIG. 10 are denoted by the symbols shown in FIG. 10, and description thereof is omitted.
[0009]
For example, when the mobile node MN belonging to the segment A shown in FIG. 11 moves to the segment B, the mobile node MN requests registration of location information from the gateway router B that performs the foreign agent (FA) function in the segment B. To do. In response to this, the gateway router B registers the mobile node MN as a terminal belonging to the subordinate segment, and performs a home agent (HA) function in the home network (in this case, segment A) of the mobile node MN. The router A is notified of the location information received from the mobile node MN. The gateway router A that has received this notification creates a forwarding table for the mobile node MN based on the notified location information separately from the routing table described above, and provides an IP address (for example, 1) to the mobile node MN. Corresponding to 1.1.1.1), the IP address (for example, 4.4.4.2) of the foreign agent FA is registered.
[0010]
In this way, in the method in which the home agent HA and the foreign agent FA manage the current position of the mobile node, the routing tables of the gateway routers A, B, and C are not changed at all. Therefore, for example, the node C belonging to the segment C shown in FIG. ₁ The packet transmitted from the mobile node MN to the destination is transferred to the gateway router A, which is the home agent HA, by the gateway router C (indicated by reference numeral (1) in FIG. 11). At this time, the home agent HA temporarily receives the above-mentioned packet on behalf of the mobile node MN, and thereafter, as indicated by the reference numeral (2) in FIG. 11, the foreign agent FA registered in the above-described forwarding table. A header including an IP address is added, the packet is encapsulated, and transferred to the foreign agent FA. The packet encapsulated in this way is transferred to the original mobile node MN after being decapsulated by the foreign agent FA, as indicated by reference numeral (3) in FIG.
[0011]
For details regarding the mobile IP network system as shown in FIG. 11, refer to, for example, Non-Patent Document 1.
[Non-Patent Document 1]
C. Perkins, Ed. Nokia Research Center “IP Mobility Support for Ipv4” August 2002 Network Working Group Request for Comments: 3344
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in the conventional mobile IP network system, regardless of the segment to which the destination mobile node currently belongs, the packet from the source node (indicated by reference sign CN in FIG. 11) The data is transferred to the foreign agent FA via the tunnel route created by the home agent HA provided in the home network.
Therefore, in the conventional mobile IP network system described above, when the mobile node MN moves to the external network FN, the transmission path of the packet sent by the source node is naturally the mobile node MN is the home network HN. Therefore, the transmission delay increases as the transmission path length increases. Further, if a narrow-band route exists in the middle of a so-called triangular route from the source node CN to the foreign agent FA via the home agent HA as described above, the communication speed of this route is increased by a slight increase in traffic. It will deteriorate significantly and cause further transmission delay. An increase in transmission delay is a very serious obstacle to realizing, for example, an application based on VoIP technology or an application for distributing a video stream in a mobile IP network system.
[0013]
Further, in order to transfer a packet via a tunnel route as shown in FIG. 11, the encapsulation processing in the home agent HA is indispensable, and the processing load of the gateway router that performs the home agent function increases. In particular, in an application based on the VoIP technology or an application that distributes a video stream, a huge number of packets are transmitted from the source node CN. Therefore, in order to encapsulate these packets without delay, the packet is sent to the home agent HA. Extremely high processing capacity is required.
[0014]
Another problem is that the encapsulation process in the home agent HA increases each packet size and lowers the data transfer efficiency. In particular, in VoIP, since the payload stored in each packet is even shorter than the original header length, the decrease in data transfer efficiency due to encapsulation is serious. For example, Recommendation G. by ITU-T. When using an audio codec according to 729, the payload stored in each packet is 20 bytes or 40 bytes, whereas the length of the original header including the MAC header, IP header, UDP header, and RTP header Therefore, the data transfer efficiency is 0.408 even when the payload is 40 bytes, and is 0.256 when the payload is 20 bytes. Of course, if an IP header including the IP address of the foreign agent FA is added by the above-described encapsulation processing, naturally, the data transfer efficiency further decreases.
[0015]
It is an object of the present invention to provide an IP network system that realizes communication using an optimum route between a mobile node and a communication partner node in a mobile IP network.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The first mobile IP network system according to the present invention comprises registration request means provided in a mobile node, registration means, public information means, table update means, and routing means provided in a network relay device.
The principle of the first mobile IP network system according to the present invention is as follows.
In the mobile IP network system, there are a plurality of segments in which a plurality of nodes including mobile nodes are registered, and these segments are coupled to each other via a network relay device provided in each segment. That is, these network relay devices are arranged at connection points between each segment and another network that connects these segments, and fulfill the function of relaying packet transmission / reception between the other network and each segment. In the mobile node, the registration request means requests the network relay apparatus provided in the segment to register its IP address in the segment in the destination segment. On the other hand, in each network relay device provided in a plurality of segments, the registration unit registers the host address of the mobile node as the logical address of its own port in response to a request from the mobile node. In response to a request from the mobile node, the publicity means provided in each network relay device publicizes the host address of the mobile node to other network relay devices. The table updating means provided in each network relay device registers the host address advertised by another network relay device as one of the destination network addresses, and the network relay device of the advertised source as a corresponding transfer destination. Register the network address in the routing table. The routing means provided in each network relay device is indicated by a network address registered corresponding to the host address when a network address matching the host address designated as the destination by the subordinate node exists in the routing table. Transfer data to the network relay device.
[0017]
The operation of the first mobile IP network system configured as described above is as follows.
When the mobile node moves away from the home network segment A to another segment B, the network relay device of the destination segment B receives a registration request from the registration request means provided in the mobile node, The host address of the mobile node indicated in the registration request is registered as the logical address of the port of the network relay device. As a result, the physical port of the network relay device functions as a connection point to another network consisting only of the original segment B and this mobile node. After that, the publicity means of the network relay device that has received the registration request publicizes the node indicated by the host address to other network relay devices as its subordinate nodes, and the table update means provided to these network relay devices The relationship between the host address and the network address corresponding to the destination network relay apparatus is reflected in the routing table via Therefore, after that, when a node belonging to another segment C transmits a packet destined for the mobile node that has moved to the above-described segment B, the routing means provided in the network relay device corresponding to this segment C is: Based on the routing table updated as described above, the network relay device indicated by the network address associated with the host address of the mobile node, that is, the network relay device corresponding to the destination network of the mobile node is described above. Forwarded packets
[0018]
That is, in the first mobile IP network system described above, regardless of the movement destination of the mobile node, the packet from the source node can be directly transferred to the network relay device belonging to the network of the movement destination of the mobile node. it can. In this case, since a conventional tunnel route is not formed, of course, encapsulation is also unnecessary.
[0019]
The second mobile IP network system according to the present invention is the same as the first mobile IP network system described above, wherein the network relay device includes a proxy reply unit, a reception proxy unit, and a retransmission unit.
The principle of the second mobile IP network system according to the present invention is as follows.
[0020]
In the network relay device of the first mobile IP network system described above, when the proxy reply means receives an address detection request for a mobile node moving to another segment from a node existing in a subordinate segment, the mobile node A response containing its own MAC address is returned instead of. The reception proxy means receives the packet transmitted from the node that is the source of the address detection request on behalf of the mobile node. The retransmitting means retransmits the packet received by the receiving proxy means again to the routing means with the mobile node as the destination.
[0021]
The operation of the second mobile IP network system configured as described above is as follows.
When an address detection request relating to a mobile node moving to another segment is detected, the proxy reply means of the network relay device returns its MAC address to the source node of the address detection request and is transmitted from this node. Packet is received by the receiving proxy means. The packet received by the reception proxy means in this manner is added to the routing means by adding a header destined for the mobile node that is the original destination by the retransmission means, and is retransmitted to the mobile node. The
[0022]
Thus, in the second mobile IP network system, the network relay device belonging to the home network to which the mobile node originally belongs acts as a proxy for receiving a response to the address detection request from the node belonging to the same segment and receiving the packet. By using the received packet for relay processing by the routing means, it is possible to eliminate a problem when a node having the same network address as the moved mobile node tries to communicate with the mobile node.
[0023]
In this case, since the packet transmitted by the source node is once received by the reception proxy unit of the network relay device and transmitted again by the retransmission unit, a tunnel route for transferring this packet is not formed. Thus, of course, no encapsulation is necessary.
A third mobile IP network system according to the present invention is the above-described first mobile IP network system, wherein the mobile node includes wireless communication means and notification means, and the network relay device includes wireless communication means and decapsulation means. In addition, the registration unit provided in the network relay device includes a communication partner detection unit and a change notification unit, and the communication partner node includes a notification detection unit and an encapsulation unit.
[0024]
The principle of the third mobile IP network system according to the present invention is as follows.
In the mobile node of the first mobile IP network system described above, the wireless communication means transmits and receives information exchanged in the IP network as a wireless signal. The notification means provided in the mobile node notifies a registration request including the IP address of the communication partner node to the network relay apparatus belonging to the destination segment via the wireless communication means when communication is in progress. In the network relay device, the wireless communication means transmits and receives information exchanged in the IP network as a wireless signal. The decapsulation means decapsulates the encapsulated packet using a header indicating that the network relay device is the destination, and transmits the packet to nodes belonging to the subordinate segment. Also, in the registration means provided in the network relay device, the communication partner detection means detects the IP address of the communication partner node included in the registration request received via the wireless communication means. The change notification means sends the IP address of the mobile node to be registered by the registration request to the node of the communication partner indicated by the IP address detected by the communication partner detection means and the IP of the network relay device that is the registration destination of the mobile node. A registration destination change notification including an address is transmitted. Further, in the communication partner node, the change notification detection means detects a registration destination change notification including the IP address of the mobile node in communication. In response to detection of the registration destination change notification, the encapsulation means encapsulates the packet by adding a header destined for the network relay device that is the registration destination of the mobile node to the packet destined for the mobile node in communication. To do.
[0025]
The operation of the third mobile IP network system configured as described above is as follows.
For example, after a mobile node having a segment A as a home network moves while maintaining a communication state with a communication partner node, enters a different area corresponding to a segment B, and is registered as a segment B node. The notification means provided in the mobile node sends a registration destination change notification including the IP address of the mobile node and the network address indicating the network relay device of segment B, with the node of the communication partner as the destination. On the other hand, when this registration destination change notification is detected by the change notification detection means in the communication partner node, the packet sent to the mobile node thereafter is sent to the network indicating the network relay device of segment B by the encapsulation means. It is encapsulated using a header containing the address and sent out. The packet encapsulated in this way is released by the decapsulation means provided in the network relay device of segment B, which is the movement destination of the mobile node, and transferred to the mobile node.
[0026]
In this manner, by creating a tunnel route from the communication partner node to the network relay device of segment B corresponding to the foreign agent in response to the registration destination change notification, even when the mobile node roams, Communication can be maintained. Since the communication in this case is maintained by the above-described tunnel route, the update work performed on the routing table provided in each network relay device is converged according to the publicity by the network relay device of the destination segment. There is no need.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a first embodiment of an IP network system according to the present invention.
In the IP network system shown in FIG. 1, the mobile node 210 has moved from the segment A corresponding to the gateway router a to the segment B corresponding to the gateway router b shown in FIG.
[0028]
In the mobile node 210 shown in FIG. 1, the communication control unit 211 controls the LAN interface (I / F) circuit 213 according to an instruction from the user interface (I / F) 212, for example, and is connected to the segment. Has a function of multicasting a registration request addressed to a gateway router.
In the gateway router b shown in FIG. 1, the LAN control unit 222 controls data transfer within the segment B via the LAN interface circuit 221, and from a node belonging to the segment B to a node belonging to another segment. The packet is passed to the relay processing unit 223, and a packet from a node belonging to another segment to a node belonging to the segment B is received from the relay processing unit 223 and sent to the segment B via the LAN interface circuit 221. Also, the relay processing unit 223 shown in FIG. 1 controls the WAN interface (I / F) circuit 225 based on the route information stored in the routing table 224, and exchanges packets between the WAN and the segment B. Relay.
[0029]
In the gateway router b shown in FIG. 1, when receiving a registration request via the LAN interface circuit 221, the registration processing unit 226 sends to the port management unit 227 and the route information management unit 228, as will be described later. Send appropriate instructions. The port management unit 227 illustrated in FIG. 1 operates information related to the physical port provided in the gateway router b in response to an instruction from the registration processing unit 226. Further, the route information management unit 228 shown in FIG. 1 instructs other gateway routers to change the route information via the WAN interface circuit 225 in response to an instruction from the registration processing unit 226. In addition, the route information management unit 228 updates the route information stored in the routing table 224 in response to the instruction from the registration processing unit 226 described above or the change instruction regarding the route information received via the WAN interface circuit 225. .
[0030]
Of course, the other gateway routers a and c shown in FIG. 1 also have the same configuration as the gateway router b described above.
Next, the operation of the mobile IP network system shown in FIG. 1 will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the mobile IP network system. FIG. 3 is an explanatory diagram of an operation for updating the routing table.
[0031]
2 and 3, the mobile node is indicated by reference numeral MN, the gateway routers a, b, and c are indicated by reference numerals GWRa, b, and c, and the communication node of the mobile node is indicated by reference numeral CN.
The communication control unit 211 of the mobile node 210 shown in FIG. 1, for example, when this mobile node 210 has moved to the segment B, as shown in FIG. 2, this segment is addressed to the network device having the foreign agent function. Multicast registration request to B. At this time, the communication control unit 211 of the mobile node 210 creates a registration request including the IP address given to itself in the segment A which is the home network, and sends it to the segment B via the LAN interface circuit 213.
[0032]
Upon receiving this registration request, the gateway router b returns an ACK indicating that the registration request has been received to the requesting mobile node 210 (see FIG. 2), and waits for an ACK from the requesting mobile node 210.
The communication control unit 211 of the mobile node 210 returns an ACK to the gateway router (GWRb shown in FIG. 2) of the ACK that is first received by the LAN interface circuit 213, and for the ACK that is received thereafter, A NACK indicating that the response is rejected is returned to the network device. In this way, even when a plurality of gateway routers belong to segment B, the mobile node can be registered under the control of any one of the gateway routers.
[0033]
In response to the ACK from the mobile node 210 described above, the registration processing unit 226 of the gateway router b shown in FIG. 1 passes the IP address included in the registration request to the port management unit 227, and this IP address is transferred to its own address. Instruct to register as logical address of physical port. In response to this instruction, the port management unit 227 performs an appropriate operation on the information related to the physical port provided in the LAN interface circuit 221, whereby only the mobile node 210 described above is selected as the physical port to be operated. And function as a connection point between the original network and the segment B.
[0034]
Next, the registration processing unit 226 shown in FIG. 1 passes the IP address of the mobile node 210 described above to the route information management unit 228, and requests that this IP address be advertised to other gateway routers.
In response to this request, the route information management unit 228 provided in the gateway router b performs a network address 4 according to a general route information exchange protocol such as RIP (Routing Information Protocol) or OSPF (Open Shortest Path First). In the WAN indicated by .4.4.0 / 24, the IP address described above is indicated by a 32-bit mask as the host address of the mobile node 210, and the mobile node 210 is informed that it has been registered under the gateway router b. (See FIGS. 2 and 3).
[0035]
Next, the route information management unit 228 provided in the gateway router b indicates that a node having a host address corresponding to the IP address (1.1.1.1/32) exists in the subordinate segment. Is registered in the routing table 224 (see FIGS. 2 and 3).
At this time, the route information management unit (not shown) provided in the gateway router a and the gateway router c receives the host address (1.1.1.1/32) notified with the 32-bit mask by the publicity described above. Is registered in the routing table as one of the destination network addresses, and the IP address (4.4.4.2) of the gateway router b which is the public relation source is registered as a transfer destination corresponding to the destination (FIG. 2). And FIG. 3).
[0036]
In this way, the update of the routing table provided in each gateway router is completed.
After that, for example, as shown in FIG. 2, when a packet destined for the mobile node 210 (symbol MN in FIG. 2) is sent from the node CN belonging to the segment C corresponding to the gateway router c, It is relayed to the mobile node 210 as follows.
[0037]
First, a relay processing unit (not shown) provided in the gateway router c performs a routing process on this packet based on a routing table storing information as shown in FIG. 3 (see FIG. 2).
At this time, the relay processing unit selects a destination network address according to the longest match algorithm, so that the packet destined for the mobile node 210 is sent to the gateway router b corresponding to the segment B to which the mobile node 210 currently belongs. Can be transferred (see FIG. 2).
[0038]
Because, as described above, in the routing table provided in each gateway router, since the IP address of the mobile node is registered as a network address with a 32-bit mask, the relay processing unit provided in each gateway router is This is because, when this network address is compared with all bit strings indicating the destination IP address, a comparison result indicating that the longest match is obtained.
[0039]
When the packet addressed to the mobile node 210 arrives at the gateway router b in this way, the relay processing unit 223 shown in FIG. 1 determines that this packet is based on the information stored in the routing table 224. It is determined that the packet is addressed to a node belonging to the subordinate segment, and the packet is transferred to the LAN control unit 222 to be used for transfer processing in the segment B.
[0040]
In this way, for the mobile node registered in the routing table provided in each gateway router, the tunnel route formed by the home agent corresponding to the mobile node is determined by determining the transfer destination by host route routing. The packet can be routed to the shortest path from the source node CN to the mobile node without going through.
[0041]
This eliminates the problem of the triangular route due to passing through the tunnel route, and allows the packet destined for the mobile node to be transmitted via the shortest route, so that the mobile node is on the home network or on the external network. Regardless of this, it is possible to provide a mobile node user with a service to which an application using VoIP technology or an application for distributing a video stream is applied.
[0042]
By the way, when the source node CN exists in the home network of the mobile node, the source node CN assumes that the mobile node exists in the same segment as the MAC address based on the ARP. Request to perform packet transfer within the segment. However, if the destination mobile node has moved to another segment, of course, since the response to the address request based on the ARP is not obtained, the source node forwards the packet to the mobile node. Will not be able to.
[0043]
Next, a method for transferring a packet from a source node existing in the home network of the mobile node to the mobile node will be described.
FIG. 4 shows a second embodiment of the mobile IP network system according to the present invention.
4 that are the same as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 1 and description thereof is omitted.
[0044]
The gateway router a and the source node CN shown in FIG. 4 belong to the segment A that is the home network to which the mobile node 210 originally belongs.
In the gateway router a shown in FIG. 4, the proxy processing unit 229 has a function of responding to a MAC address request on behalf of the mobile node and receiving a packet addressed to the mobile node, as will be described later. .
[0045]
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the mobile IP network system.
In FIG. 5, the mobile node is denoted by reference numeral MN, the gateway routers a, b and c are denoted by reference numerals GWRa, b and c, and the communication partner node of the mobile node is denoted by reference numeral CN.
When the proxy processing unit 229 shown in FIG. 4 detects an address request for the mobile node MN moving to the external network from among the address requests transmitted from the source node CN belonging to the segment A, this address In response to the request (ARP), a response (PROXY ARP) including its own MAC address is returned to the node CN that sent the request (see FIG. 5). Thereafter, the proxy processing unit 229 shown in FIG. 4 receives the packet sent from the source node CN to the mobile node MN on behalf of the mobile node MN (see FIG. 5), and re-receives the received packet to the mobile node MN. The node MN is used as a destination for processing of the LAN control unit 222.
[0046]
In this case, since the LAN control unit 222 recognizes that the mobile node MN does not currently exist in the segment A, the LAN control unit 222 passes the packet received from the proxy processing unit 229 to the relay processing unit 223 and performs relay processing via the WAN. To serve.
As shown in FIG. 5, when the mobile node moves to the segment B, the registration process as described above is performed, and the update of the routing table is also completed. Therefore, the relay processing unit 223 provided in the gateway router a performs the routing process based on the information stored in the routing table 224, so that the packet addressed to the mobile node MN described above is currently registered by the mobile node MN. Is transferred to the gateway router b corresponding to the segment b that has been set, and further reaches the mobile node MN (see FIG. 5).
[0047]
As described above, according to the second mobile IP network system of the present invention, the gateway router a existing in the home network of the mobile node has a function of responding to an address request on behalf of the mobile node and a function of receiving a packet. By providing the proxy processing unit 229 that fulfills, a packet sent to the home network from the source node existing in the home network as the destination can be transferred to the mobile node registered in the external network.
[0048]
By the way, when the mobile node has a wireless communication function, there is a possibility that the mobile node may move between segments while receiving, for example, music software or video software from the communication partner node CN. .
Next, a description will be given of a method for realizing roaming by a mobile node having a wireless communication function moving between segments while maintaining communication.
[0049]
FIG. 6 shows an embodiment of a third mobile IP network system according to the present invention.
6 that are the same as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 1 and description thereof is omitted.
The mobile node 210 illustrated in FIG. 6 includes a wireless LAN interface circuit 231 instead of the LAN interface circuit 213. 6 also includes a wireless LAN interface 232. The gateway router b shown in FIG. Of course, the gateway router b may include a wired LAN interface circuit (not shown).
[0050]
The communication control unit 211 of the mobile node 210 shown in FIG. 6 moves when the mobile node 210 is communicating with another node and enters a segment different from that of the previous node. A registration request including information indicating that communication is in progress is transmitted via the wireless LAN interface circuit 231.
In the gateway router b shown in FIG. 6, when the registration request from the mobile node 210 includes information indicating that communication is being performed, the registration processing unit 226 includes the communication partner included in the registration request. The IP address of the mobile node is passed to the notification processing unit 233 together with the IP address, and an instruction to send a registration destination change notification is given. In response to this, the notification processing unit 233 creates a registration destination change notification indicating that the segment in which the mobile node is registered has changed using the IP address passed from the registration processing unit 226, and this registration destination The change notification is sent to the LAN control unit 222 as a packet destined for the communication partner node.
[0051]
On the other hand, in the communication partner node CN shown in FIG. 6, the service processing unit 214 performs processing related to, for example, video software distribution service, and sends packets including video data to be distributed via the communication control unit 234. Send to the network. Further, the communication control unit 234 shown in FIG. 6 has a function to cope with roaming of the mobile node in communication with the node CN in addition to the same function as the communication control unit 211 shown in FIG. Yes.
[0052]
FIG. 7 shows a detailed configuration of functions related to roaming processing.
In the source node shown in FIG. 7, the communication control unit 234 includes a notification detection unit 238 that detects the registration destination change notification described above and a mobile node involved in the registration destination change notification in order to cope with roaming of the mobile node. An encapsulation processing unit 239 that encapsulates a packet to 210 and an end detection unit 240 that detects the end of data distribution to the mobile node are provided.
[0053]
Further, in the relay processing unit 223 provided in the gateway router b shown in FIG. 7, the packet relay control unit 236 controls the exchange of unencapsulated packets between the segment B and the WAN. On the other hand, the decapsulation unit 235 shown in FIG. 7 receives the encapsulated packet via the packet distribution unit 237, and sends the packet obtained by decapsulation to the segment B via the packet relay control unit 236. To send.
[0054]
The operation of the third mobile IP network system shown in FIG. 6 will be described below.
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of the third mobile IP network system.
In FIG. 8, the mobile node is indicated by reference numeral MN, the gateway routers a, b, and c are indicated by reference numerals GWRa, b, and c, and the communication partner node of the mobile node is indicated by reference numeral CN.
[0055]
For example, when the mobile node 210 shown in FIG. 6 exists in the segment A which is the home network, the packet addressed to the mobile node MN from the communication partner node CN belonging to the segment C is as shown in FIG. Then, the data is passed to the GWRa via the WAN by the GWRc, and further passed to the mobile node MN via the GWRa. When the mobile node MN moves to the segment B without releasing the connection between the communication partner node CN and the mobile node MN, the communication control unit 211 of the mobile node 210 shown in FIG. In addition to the IP address, a registration request including information indicating that communication is being performed with the IP address of the communication partner is created, and this registration request is sent to the gateway router b of the segment B via the wireless LAN interface circuit 231 ( (See FIG. 8).
[0056]
In response to this registration request, the registration processing unit 226 of the gateway router b illustrated in FIG. 6 starts processing for registering the mobile node 210 in the segment B, and the notification processing unit illustrated in FIGS. 6 and 7. Instruct 233 to send a registration destination change notification. In response to this instruction, the notification processing unit 233 creates a registration destination change notification including the IP address of the mobile node 210 and the IP address of the gateway router b, and sets the LAN control unit as a packet addressed to the communication partner node CN. To 222.
[0057]
The packet including the registration destination change notification is transferred from the LAN control unit 222 to the packet relay control unit 236 provided in the relay processing unit 223. The packet relay control unit 236 passes the packet including the registration destination change notification described above to the WAN interface circuit 225 based on the route information stored in the routing table 224, and passes through the gateway router c belonging to the WAN and the segment C. To the node CN of the communication partner (see FIG. 8).
[0058]
In this way, when the packet including the registration destination change notification reaches the LAN interface circuit 213 of the communication partner node CN, the notification detection unit 238 included in the communication control unit 234 illustrated in FIG. From the change notification, the IP address of the mobile node 210 that is the communication partner and the IP address of the gateway router b that performs the foreign agent function at the registration destination are extracted, and the encapsulation processor 239 is notified of these IP addresses. The processing unit 239 is activated. Each time this encapsulation processing unit 239 receives a packet destined for the mobile node 210 from the service processing unit 214, the encapsulation processing unit 239 includes the IP address of the gateway router b that is the new registration destination of the mobile node 210 in this packet. The header is added and encapsulated (see FIG. 8), and the encapsulated packet (hereinafter referred to as an encapsulated packet) is passed to the LAN interface circuit 213.
[0059]
The encapsulated packet is sent to the segment C via the LAN interface circuit 213 of the communication partner node CN, and further passed to the gateway router c belonging to the segment C (see FIGS. 7 and 8).
As described above, this encapsulated packet includes a header including the IP address of the gateway router b. Therefore, when the gateway router c performs normal routing processing based on this header, the encapsulated packet is transferred to the gateway router b that is the destination of the mobile node 210 via the WAN (see FIG. 8). ). ,
When such an encapsulated packet reaches the WAN interface circuit 225 of the gateway router b, the packet distribution unit 237 included in the relay processing unit 223 illustrated in FIG. 7 sends the encapsulated packet to the decapsulation unit 235. hand over. This decapsulation unit 235 removes the header including its own IP address from the encapsulated packet and separates the packet addressed to the mobile node 210.
[0060]
The packet destined for the mobile node 210 thus separated is transferred to the packet relay control unit 236 together with the normal packet separated from the encapsulated packet by the packet sorting unit 237, and the LAN control unit 222 and the wireless LAN interface circuit 232 to the mobile node 210 (see FIG. 8).
In this way, regardless of whether or not the routing table in each gateway router has converged, the encapsulated packet including the packet transmitted from the service processing unit 214 provided in the node CN is converted into the node CN and the gateway router. It can be passed to the mobile node 210 via a tunnel route (shown with shading in FIG. 8) set between the mobile node 210 and the mobile node 210.
[0061]
Accordingly, when the mobile node 210 moves to another segment while receiving services such as video data distribution from the communication partner node CN, the communication state necessary for data distribution can be maintained.
The distribution of the encapsulated packet via the tunnel route described above is repeated in the same manner until the distribution of the distribution target video data and music data is completed, for example. In parallel with this, in response to the registration request described above, the gateway router b performs a process of publicizing the IP address of the mobile node 210 and a process of updating the routing table in each gateway router accordingly.
[0062]
Therefore, when the transmission of the stream being delivered at the time when the mobile node 210 sends the registration request is completed, it can be expected that the routing tables provided in each gateway router have already converged.
Therefore, subsequently, packets sent from the service processing unit 214 to the mobile node 210 can be transferred by routing processing based on the converged routing table according to the same procedure as shown in FIG.
[0063]
Here, for example, the end detection unit 240 illustrated in FIG. 7 monitors the stream data input to the encapsulation processing unit 239, and encapsulates the encapsulation data in the encapsulation processing unit 239 when the completion of the distribution of the stream data is detected. A function for instructing to stop processing is provided. In response to this instruction, the encapsulation processing unit 239 thereafter passes the packet from the service processing unit 214 to the LAN interface circuit 213 as it is.
[0064]
In this way, the tunnel route between the node CN and the gateway router b is canceled in response to the completion of the distribution of the stream data, and each packet to be transmitted thereafter is sent to the segment C via the LAN interface circuit 213. It can be left to the routing process by the gateway router c (see FIG. 8).
Further, for example, if a procedure as shown in FIG. 9 is used, it is possible to cancel the tunnel route in response to completion of convergence of the routing table.
[0065]
As shown in FIG. 9, the gateway router b, which is a new registration destination of the mobile node 210, communicates Ping indicating the IP address of the mobile node 210 as a source when the update of its routing table 224 is completed. Transmit to the partner node CN.
If the routing table provided in the gateway router c corresponding to the node CN has converged, the Ping returned from the node CN corresponds to the segment B to which the mobile node 210 of the transmission source currently belongs by the gateway router c. If it is routed to the gateway router b that does not converge, the mobile node 210 is routed to the gateway router corresponding to the segment to which it previously belonged.
[0066]
Therefore, the gateway router b determines whether or not the routing table provided in the gateway router c corresponding to the node CN has converged depending on whether or not a response to the above-described Ping to the node CN is returned. Can do.
As shown in FIG. 9, when the response to the Ping to the node CN described above is routed to the gateway router b by the gateway router c, the gateway router b completes the convergence of the routing table provided in the gateway router c. A packet including a tunnel release instruction is transmitted to the communication partner node CN. Note that although the destination of the response to the above Ping is the mobile node 210, the gateway router b does not need to relay this response to the mobile node 210.
[0067]
On the other hand, the tunnel release instruction sent by the gateway router b is passed to the node CN via the gateway router c, and in response to this, the communication control unit 234 of the node CN encapsulates the packet from the service processing unit 214. Stop processing. Therefore, thereafter, the packet including the stream data being distributed is sent as it is to the segment C via the LAN interface circuit 213 and is subjected to the routing process by the gateway router c.
[0068]
The mobile IP network system that releases the tunnel route by applying such a procedure, for example, sends the above-described procedure to the relay processing unit 223 of the gateway router (gateway router b in FIG. 6) of the segment in which the mobile node 210 is registered. And a convergence determination unit that determines completion of convergence of the routing table. In addition, the communication control unit 234 of the communication partner node receives a tunnel release instruction instead of the end detection unit 240 shown in FIG. Accordingly, this can be realized by including a release instruction receiving unit that instructs to stop the encapsulation process.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the first mobile IP network system according to the present invention, the host route routing is used by registering the host address of the mobile node in the routing table provided in the network relay device. The packet transmitted from the communication partner node can be transferred to the mobile node registered in the external network. As a result, the problem of the triangular route, which was a problem in the conventional technology, is solved, and even when the mobile node is registered in the external network, the packet transmitted from the communication partner node is transferred to the mobile via the shortest route. It can be transferred to the node. Therefore, according to such a first mobile IP network system, regardless of whether the mobile node is in a home network or an external network, a service applying a VoIP technology, a video stream distribution service, etc. to a user of the mobile node It can be expected that services that are susceptible to transmission delays such as
[0070]
In particular, in the second mobile IP network system according to the present invention, when a mobile node communicates with a node belonging to the home network, the network relay device belonging to the home network executes a necessary procedure on behalf of the mobile node. Thus, a packet transmitted from a node belonging to the home network can also be reliably transferred to the destination mobile node.
[0071]
Further, according to the third mobile IP network system according to the present invention, by setting a tunnel route between the node CN with which the mobile node is communicating and the network relay device to which the mobile node is moved, Regardless of the change of the registration destination of the mobile node, it is possible to maintain communication with the communication partner node CN. Thereby, for example, the user of the mobile node can sufficiently roam while receiving a service such as a voice call using VoIP technology or a video stream distribution service.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a first mobile IP network system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the first mobile IP network system.
FIG. 3 is a diagram for explaining an operation for updating a routing table;
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a second mobile IP network system according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the second mobile IP network system;
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of a third mobile IP network system according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a detailed configuration of functions related to roaming processing;
FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of a third mobile IP network system.
FIG. 9 is a diagram illustrating another operation of the third mobile IP network system.
FIG. 10 is a diagram illustrating an IP network system.
FIG. 11 is a diagram illustrating a mobile IP network system.
[Explanation of symbols]
210 Mobile Node
211, 234 Communication control unit
212 User interface (I / F)
213, 221 LAN interface (I / F) circuit
221 LAN interface circuit
222 LAN controller
223 Relay processing unit
224 routing table
225 WAN interface (I / F) circuit
226 Registration Processing Department
227 Port Management Department
228 Route information management unit
229 Proxy processing department
231 and 232 Wireless LAN interface circuit
233 Notification processing unit
235 Decapsulation part
236 Packet Relay Control Unit
237 Packet distribution part
238 Notification detection unit
239 Encapsulation processing unit
240 End detection unit

Claims

In a mobile IP network system in which there are a plurality of segments in which a plurality of nodes including mobile nodes are registered, and these segments are coupled to each other via a network relay device provided in each segment,
The mobile node comprises registration request means for requesting the network relay device provided in the segment to register its IP address in the segment in the destination segment,
Each of the network relay devices provided in the plurality of segments,
Registration means for registering a host address of the mobile node as a logical address of its own port in response to a request from the mobile node;
In response to a request from the mobile node, publicity means for publicizing the host address of the mobile node to the other network relay device;
Table update for registering the host address advertised by the other network relay device as one of the destination network addresses and registering the network address of the network relay device of the advertised source in the routing table as the corresponding transfer destination Means,
Routing means for transferring data to a network relay device indicated by a network address registered corresponding to the host address when a network address matching the host address designated by the subordinate node as the destination exists in the routing table; A mobile IP network system comprising:

The mobile IP network system according to claim 1,
The network relay device is:
Proxy reply means for returning a response including its own MAC address on behalf of the mobile node when receiving an address detection request from the node existing in the subordinate segment to the mobile node moving to another segment;
Receiving agent means for receiving, on behalf of the mobile node, a packet sent from the node that sent the address detection request;
A mobile IP network system comprising: a retransmission unit configured to retransmit a packet received by the reception proxy unit to the routing unit with the mobile node as a destination.

The mobile IP network system according to claim 1,
The mobile node is
Wireless communication means for transmitting and receiving information exchanged in the IP network as a wireless signal;
A notification means for notifying a network relay device belonging to a destination segment via the wireless communication means of a registration request including an IP address of a communication partner node when communication is in progress;
The network relay device is:
Wireless communication means for transmitting and receiving information exchanged in the IP network as a wireless signal;
A decapsulation unit that decapsulates a packet encapsulated using a header indicating that the network relay device is a destination, and transmits the packet to a node belonging to a subordinate segment;
The network relay device registration means includes:
A communication partner detection unit for detecting an IP address of a communication partner node included in the registration request received via the wireless communication unit;
The IP address of the mobile node to be registered by the registration request and the IP address of the network relay device that is the registration destination of the mobile node are registered in the node of the communication partner indicated by the IP address detected by the communication partner detection unit. A change notification means for transmitting a registration destination change notification including an address,
The communication partner node is:
Change notification detection means for detecting a registration destination change notification including the IP address of the mobile node in communication;
Encapsulation that is encapsulated by adding a header destined to the network relay device that is the registration destination of the mobile node to a packet destined to the mobile node in communication in response to detection of the registration destination change notification A mobile IP network system.