JP4167152B2 - 通信システム、ルータ装置及び経路制御方法 - Google Patents

通信システム、ルータ装置及び経路制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、パケットの転送経路を制御する通信システム、通信端末、経路制御方法及びルータ装置に関する。
従来、通信端末が無線通信を用いて移動する場合に適用される経路制御方式として、「IP2」が提案されている（例えば、非特許文献１、２）。IP2では、通信端末に固有なホスト固有アドレスと、ルータ装置間でルーティングするためにアクセスルータ（エッジルータ）などが通信端末に対して割り当てるルーティング用ホストアドレスの２つのアドレスを用いて、移動する通信端末との通信が実現されている。
具体的には、アクセスルータは、図７に示すように、ホスト固有アドレス（IPha）とルーティング用ホストアドレス（IPra）との対応表であるルーティングキャッシュテーブル（RCT）３００、ホスト固有アドレスとアクセスルータの出力ポートとを対応付ける経路情報によって構成されるルーティングテーブル４００、及びMACアドレス（第2層アドレス）とIPアドレス（第3層アドレス）とを対応付ける情報を保持する近隣キャッシュ５００を有している。
アクセスルータは、通信端末が、アクセスルータを介して通信を開始する際や、ハンドオーバーする毎に、ルーティング用ホストアドレスを通信端末に割り当てる、つまり、ルーティング用ホストアドレスと、ホスト固有アドレスとを対応付けるとともに、RCT３００とルーティングテーブル４００との内容を更新する。
図８は、上述したようなアクセスルータの配下、つまり、同一のアクセスルータに接続されている無線基地局（Access Point、Base Stationなど）間において、通信端末がハンドオーバーする場合の通信シーケンスを示している。通信端末は、アクセスルータからハンドオーバー先の基地局を介して送信されたルータ広告情報（Router Advertisement）に基づいて、当該通信端末が有している近隣キャッシュを更新するとともに、第3層よりも上位層のメッセージであるActivationメッセージをアクセスルータへ送信する。
Activationメッセージを受信したアクセスルータは、ルーティング用ホストアドレスを通信端末に再度割り当てるとともに、ホスト固有アドレスと出力ポートとを対応付けるルーティングテーブル４００の内容を更新する。
さらに、アクセスルータは、ルーティング用ホストアドレスとホスト固有アドレスとの対応付けを登録するためにActivate Notificationメッセージをネットワーク内の経路管理機構であるルーティングマネージャに送信し、ルーティングマネージャから送信されたルーティング用ホストアドレスUpdate（IPra Update）メッセージにより、RCT３００の内容を更新する。
また、図９は、通信端末宛てのパケットをアクセスルータが転送する場合の通信シーケンスを示している。同図に示すように、ネットワーク側から通信端末宛てのパケットを受信すると、アクセスルータは、RCT３００を検索し、受信したパケットに含まれているルーティング用ホストアドレスをホスト固有アドレスに変換する。
さらに、アクセスルータは、変換したホスト固有アドレスに基づいてルーティングテーブル４００を用いて通信端末への経路を選択し、ホスト固有アドレスに変換されたパケットを通信端末に送信する。
T．Okagawa、M．Jo、K．Nishida、A．Miura、"IP Packet Routing mechanism Based on Mobility Management in IP-based IMT Network Platform"、ICIN、2003年 岡川、他、"IP2におけるIPパケットルーチングメカニズム"、信学技術、MoMuc2002-63、2002年11月
しかしながら、上述したように、IP2では、通信端末が同一のアクセスルータに接続されている無線基地局間においてハンドオーバーする場合、アクセスルータには既に通信端末のホスト固有アドレスとルーティング用ホストアドレスとの対応付けがRCT３００に登録されているにもかかわらず、アクセスルータによるルーティング用ホストアドレスの再割当、ルーティングテーブル４００の更新、RCT３００の更新、及びルーティングマネージャでのRCTの更新が実行される。
このため、通信端末が同一のアクセスルータに接続されている無線基地局間においてハンドオーバーする場合においてもハンドオーバーの完了までに一定の時間を要してしまうといった問題があった。
また、IP2では、ルーティングテーブル４００にホスト固有アドレスと出力ポートとを対応付ける経路情報が登録されており、アクセスルータを介して通信を行う通信端末数の増加に応じてルーティングテーブル４００の情報量が増加するため、経路情報の検索に要する時間が増加し、高速なパケットの転送が困難になるといった問題があった。さらに、アクセスルータは、パケットを転送する際に、RCT３００と、ルーティングテーブル４００と、近隣キャッシュ５００とを参照しなければならないため、高速なパケットの転送が困難になるといった問題もあった。
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、ホスト固有アドレスと、ルーティング用ホストアドレスとを用いてパケットを転送する経路を制御する場合において、同一のアクセスルータに接続されている無線基地局間を通信端末がハンドオーバーする際のハンドオーバー完了までの時間を短縮するとともに、より高速なパケットの転送を実行することができる通信システム、通信端末、経路制御方法及びルータ装置を提供することをその目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、通信端末と、ルータ装置とによって構成される通信システムであって、前記通信端末が、前記ルータ装置から送信されたルータ広告情報に基づいて、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーするか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に基づいて、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーすることを示すリンク移動通知を前記ルータ装置に送信するリンク移動通知送信部を備え、前記ルータ装置が、前記通信端末のハンドオーバーに応じて、前記通信端末に固有なホスト固有アドレスと、前記ルータ装置間において用いられるルーティング用ホストアドレスとを対応付けるとともに、前記ホスト固有アドレスと、前記通信端末宛てのパケットを出力する出力ポートとを対応付ける経路情報を更新する経路情報更新部を備え、前記経路情報更新部が、前記リンク移動通知を受信した場合、前記経路情報のみを更新することを要旨とする。
かかる特徴によれば、通信端末が、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーするか否かを判定し、ルータ装置が、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーすることを示すリンク移動通知を受信した場合には、経路情報のみを更新するため、ルーティング用ホストアドレスの再割当や、ルーティングキャッシュテーブル（RCT）の更新が回避され、ハンドオーバーが完了するまでの時間を短縮することができる。
さらに、かかる特徴によれば、アクセスルータとルーティングマネージャとが、RCTを更新するためのメッセージを送受しないため、ネットワークリソースの浪費が回避される。
本発明の第２の特徴は、ルータ装置から送信されたルータ広告情報に基づいて、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーするか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に基づいて、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーすることを示すリンク移動通知を前記ルータ装置に送信するリンク移動通知送信部とを備える通信端末であることを要旨とする。
本発明の第３の特徴は、通信端末と、ルータ装置とによって構成される通信システムにおいて用いられる経路制御方法であって、前記通信端末が、前記ルータ装置から送信されたルータ広告情報に基づいて、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーするか否かを判定するステップと、前記通信端末が、前記判定するステップにおける判定結果に基づいて、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーすることを示すリンク移動通知を前記ルータ装置に送信するステップと、前記ルータ装置が、前記通信端末のハンドオーバーに応じて、前記通信端末に固有なホスト固有アドレスと、前記ルータ装置間において用いられるルーティング用ホストアドレスとを対応付けるステップと、前記ルータ装置が、前記ホスト固有アドレスと、前記通信端末宛てのパケットを出力する出力ポートとを対応付ける経路情報を更新するステップとを備え、前記ルータ装置は、前記リンク移動通知を受信した場合、前記経路情報を更新するステップのみを行うことを要旨とする。
本発明の第４の特徴は、ルータ装置間において用いられるルーティング用ホストアドレスと、通信端末宛てのパケットを出力する出力ポートとを対応付けるルーティングテーブルを記憶するルーティングテーブル記憶部と、前記ルーティングテーブルに基づいて、前記ルーティング用ホストアドレスと、前記通信端末に固有なホスト固有アドレスとを対応付けるアドレス処理部と、前記パケットに含まれている前記ルーティング用ホストアドレスと、前記ルーティングテーブルに基づいて、前記出力ポートを選択する経路選択部と、前記アドレス処理部による前記ルーティングアドレスと前記ホスト固有アドレスとの対応付けの結果に基づいて、前記パケットに含まれている前記ルーティング用ホストアドレスを前記ホストアドレスに変換するアドレス変換部とを備えることを要旨とする。
かかる特徴によれば、ホスト固有アドレスではなく、ルーティング用ホストアドレスと出力ポートとを対応付ける経路情報から構成されるルーティングテーブルが用いられるため、ルータ装置を介して通信を行う通信端末数が増加してもルーティングテーブルの内容は更新されず、ルーティングテーブルの情報量が増加することが回避され、経路情報の検索に要する時間を短縮することができる。
すなわち、ルーティングテーブルには、通信端末に割り当てられるルーティング用ホストアドレスと、パケットの出力ポートとを対応付ける経路情報を予めに集約して表現、例えばネットワークアドレス単位で表現しておけば、下り方向、つまり通信端末宛ての経路情報の量を低減することができる。このため、経路情報の検索に要する時間が短縮され、高速なパケットの転送を実現することができる。
本発明の第５の特徴は、前記経路選択部が、前記ルーティング用ホストアドレスと、前記ホスト固有アドレスと、前記出力ポートとを対応付ける統合テーブルを用いて前記出力ポートを選択するとともに、前記通信端末の前記ホスト固有アドレスを前記アドレス変換部に通知し、前記アドレス変換部が、通知された前記ホスト固有アドレスに基づいて、前記ルーティング用ホストアドレスを前記ホスト固有アドレスに変換することを要旨とする。
かかる特徴によれば、ルータ装置が、ルーティング用ホストアドレスに基づいて、ホスト固有アドレスと、経路情報とを一度に検索するため、検索に要する時間が短縮され、さらに高速なパケットの転送を実現することができる。
本発明によれば、ホスト固有アドレスと、ルーティング用ホストアドレスとを用いてパケットを転送する経路を制御する場合において、同一のアクセスルータに接続されている無線基地局間を通信端末がハンドオーバーする際のハンドオーバー完了までの時間を短縮するとともに、より高速なパケットの転送処理を実行することができる通信システム、通信端末、経路制御方法及びルータ装置を提供することができる。
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態では、通信端末が、同一ルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーする場合、通信端末が当該ルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーすることを示すリンク移動通知を送信し、ルータ装置が、受信したリンク移動通知に基づいて、経路情報のみを更新する形態について説明する。
（ネットワーク構成）
図１は、第１実施形態に係る通信端末と、ルータ装置とが含まれるネットワーク構成を示している。同図に示すように、本実施形態に係るルータ装置であるアクセスルータＡＲ１及びアクセスルータＡＲ２は、パケットを伝送するネットワークであるネットワーク１上に配置されている。また、ネットワーク１には、ネットワーク１内の経路管理機構であるルーティングマネージャＲＭが接続されている。
アクセスルータＡＲ１は、接続部ＩＦ１を用いて、アクセスポイントＡＰ１及びアクセスポイントＡＰ２と、第２層におけるスイッチングを実行するレイヤ２スイッチ１０を介して接続されている。さらに、アクセスルータＡＲ１は、接続部ＩＦ２を用いて、アクセスポイントＡＰ３と接続されている。また、アクセスルータＡＲ２は、アクセスポイントＡＰ４と接続されている。
アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ４は、本実施形態に係る通信端末である移動端末ＭＮ１及び移動端末ＭＮ２と、無線通信を行うものである。アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ４としては、例えば、IEEEにおいて規定される無線LAN方式に準拠した無線基地局を用いることができる。また、アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ４は、携帯電話端末と無線通信を行う無線基地局であってもよい。
移動端末ＭＮ１と移動端末ＭＮ２とは、アクセスポイントＡＰ１〜ＡＰ４と無線通信を行うために、無線通信機能を有する通信端末であり、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（PDA）、または携帯電話端末などを用いることができる。
（通信端末及びルータ装置の論理ブロック構成）
次に、図２を参照して、本実施形態に係る通信端末と、ルータ装置の論理ブロック構成について説明する。
図２（ａ）に示すように、本実施形態に係る通信端末である移動端末ＭＮ１は、ＲＡ受信部２０１と、記憶部２０３と、判定処理部２０５と、通知部２０７とを備えている。なお、移動端末ＭＮ２も移動端末ＭＮ１と同様の構成を有している。
また、図２（ｂ）に示すように、本実施形態に係るルータ装置であるアクセスルータＡＲ１は、接続部ＩＦ１と、接続部ＩＦ２と、記憶部１０５と、経路制御部１０７と、アドレス変換部１０９と、ネットワーク接続ＩＦ１１１と、通知受信部１１３とを備えている。なお、アクセスルータＡＲ２もアクセスルータＡＲ１と同様の構成を有している。
ＲＡ受信部２０１は、アクセスルータＡＲ１から送信されたルータ広告情報（Router Advertisement）を受信するものである。また、ＲＡ受信部２０１は、ルータ広告情報を判定処理部２０５に送出する。
記憶部２０３は、MACアドレスと、IPアドレスとを対応付ける情報によって構成される近隣キャッシュの内容を記憶するものである。
判定処理部２０５は、ＲＡ受信部２０１から送出されたルータ広告情報に基づいて、通信を開始するため、またはハンドオーバーするためにアクセスルータＡＲ１（アクセスルータＡＲ２）に送信されるActivationメッセージを生成するものである。
また、判定処理部２０５は、本実施形態では、アクセスルータＡＲ１（アクセスルータＡＲ２）から送信されたルータ広告情報に基づいて、同一のアクセスルータに接続されているアクセスポイント（無線基地局）間においてハンドオーバーするか否かを判定する判定部を構成する。
具体的には、判定処理部２０５は、現在無線通信を行っているアクセスポイントを介して受信したルータ広告情報と、ハンドオーバー先のアクセスポイントを介して受信したルータ広告情報とが、同一のアクセスルータから送信されたものであるか否かを判定する。
さらに、判定処理部２０５は、現在無線通信を行っているアクセスポイントを介して受信したルータ広告情報と、ハンドオーバー先のアクセスポイントを介して受信したルータ広告情報とが、同一のアクセスルータから送信されたものである場合、同一のアクセスルータの配下において通信に用いるリンクを移動することを示すリンク移動通知（LMN：Link Moving Notification）を生成する。
また、判定処理部２０５は、受信したルータ広告情報に基づいて、記憶部２０３に記憶されている近隣キャッシュの内容を更新する。
通知部２０７は、判定処理部２０５によって生成されたActivationメッセージをアクセスルータＡＲ１（アクセスルータＡＲ２）に送信するものである。
また、通知部２０７は、本実施形態では、判定処理部２０５による判定結果に基づいて同一のアクセスルータに接続されているアクセスポイント（無線基地局）間においてハンドオーバーすることを示すリンク移動通知（LMN）をアクセスルータＡＲ１（アクセスルータＡＲ２）に送信するものであり、リンク移動通知送信部を構成する。
なお、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）は、上述したブロック以外に、データパケットを送受信するためのブロックなどを備えている。
次に、アクセスルータＡＲ１が備える各ブロックの機能について説明する。接続部ＩＦ１及び接続部ＩＦ２は、アクセスポイントやレイヤ２スイッチ１０を接続し、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）との間においてパケットを送受するためのインターフェースであり、例えば、100BASE-TXなどのLANインターフェースを用いることができる。なお、接続部ＩＦ１及び接続部ＩＦ２は、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）宛てのパケットを出力する出力ポートを構成する。
記憶部１０５は、図７に示したようなRCT３００と、ルーティングテーブル４００と、近隣キャッシュ５００とを記憶するものである。
経路制御部１０７は、記憶部１０５に記憶されているルーティングテーブル４００に基づいて、接続部ＩＦ１、接続部ＩＦ２またはネットワーク接続ＩＦ１１１を介して受信したパケットを、接続部ＩＦ１、接続部ＩＦ２またはネットワーク接続ＩＦ１１１の何れに出力するかを選択するものである。
また、経路制御部１０７は、通知受信部１１３からActivationメッセージを受信したことが通知された場合、受信したActivationメッセージに基づいて、近隣キャッシュ５００の内容を更新する。
さらに、経路制御部１０７は、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）にルーティング用ホストアドレスを割り当てる、つまり、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）のホスト固有アドレスとルーティング用ホストアドレスとを対応付けるとともに、ルーティングマネージャＲＭにActivate Notificationメッセージを送信し、ルーティングマネージャＲＭから送信されるIPra Updateメッセージにより、RCT３００の内容を更新する。
また、経路制御部１０７は、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）に割り当てたホスト固有アドレスに基づいて、ルーティングテーブル４００の内容を更新する。
また、経路制御部１０７は、本実施形態では、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）から受信したリンク移動通知（LMN）を受信した場合、ルーティングテーブル４００の経路情報のみを更新する。なお、経路制御部１０７は、本実施形態では、経路情報更新部を構成する。
具体的には、経路制御部１０７は、通知受信部１１３から、リンク移動通知（LMN）を受信したことが通知された場合、新たに移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）にルーティング用ホストアドレスを割り当てず、RCT３００の内容を更新しない。
さらに、経路制御部１０７は、通知受信部１１３から、リンク移動通知（LMN）を受信したことが通知された場合、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）が、アクセスルータＡＲ１に接続されているアクセスポイント間においてハンドオーバーすることに伴い、移動端末ＭＮ１宛てのパケットの出力ポートが変わるため、ルーティングテーブル４００の経路情報のみを更新する。
アドレス変換部１０９は、ネットワーク接続ＩＦ１１１を介して受信したパケットに含まれているルーティング用ホストアドレスと、ホスト固有アドレスとの変換を行うものである。また、アドレス変換部１０９は、接続部ＩＦ１、接続部ＩＦ２を介して受信したパケットに含まれているホスト固有アドレスと、ルーティング用ホストアドレスとの変換を行うものである。
ネットワーク接続ＩＦ１１１は、ネットワーク１との間においてパケットを送受するためのインターフェースであり、例えば、100BASE-TXなどのLANインターフェースを用いることができる。
通知受信部１１３は、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）からActivationメッセージを受信し、当該メッセージを受信したことを経路制御部１０７に通知するものである。さらに、通知受信部１１３は、ルーティングマネージャＲＭから、Activate Notificationメッセージを受信し、当該メッセージを受信したことを経路制御部１０７に通知するものである。
また、通知受信部１１３は、本実施形態では、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）からリンク移動通知（LMN）を受信し、当該通知を受信したことを経路制御部１０７に通知するものである。
（通信端末及びルータ装置を用いた経路制御方法）
次に、第１実施形態に係る通信端末と、ルータ装置とを用いた経路制御方法について説明する。
図３は、移動端末ＭＮ１が、アクセスルータＡＲ１の接続部ＩＦ１に接続されているアクセスポイントＡＰ２から、接続部ＩＦ２に接続されているアクセスポイントＡＰ３にハンドオーバーする場合の通信シーケンスを示している。
同図に示すように、まず、ステップＳ１０において、移動端末ＭＮ１は、ハンドオーバー先のアクセスポイントＡＰ３を介して、アクセスルータＡＲ１からルータ広告情報を受信する。
ステップＳ２０において、移動端末ＭＮ１は、ステップＳ１０においてアクセスポイントＡＰ３を介して受信したルータ広告情報と、現在、無線通信を行っているアクセスポイントＡＰ２を介して受信したルータ広告情報とに基づいて、アクセスルータＡＲ１に接続されているアクセスポイント間においてハンドオーバーすると判定する。
ステップＳ３０において、移動端末ＭＮ１は、ステップＳ１０において受信した広告情報に基づいて、近隣キャッシュの内容を更新する。
ステップＳ４０において、移動端末ＭＮ１は、アクセスルータＡＲ１に接続されているアクセスポイントＡＰ２からアクセスポイントＡＰ３にハンドオーバーすることを示すリンク移動通知（LMN）をアクセスルータＡＲ１に送信する。
ステップＳ５０において、アクセスルータＡＲ１は、受信したリンク移動通知（LMN）に基づいて、ルーティングテーブル４００に含まれている移動端末ＭＮ１のホスト固有アドレスと出力ポートの対応のみを更新する。したがって、アクセスルータＡＲ１は、リンク移動通知（LMN）を受信した場合、移動端末ＭＮ１にルーティング用ホストアドレスを割り当てず、RCT３００の内容も更新しない。
なお、移動端末ＭＮ１は、リンク移動通知（LMN）を、マルチキャストもしくはユニキャストの何れの方法で送信してもよい。また、移動端末ＭＮ１がリンク移動通知（LMN）をアクセスルータＡＲ１に送信するタイミングは、アクセスルータＡＲ１からアクセスポイントＡＰ３を介してルータ広告情報を受信したタイミングではなく、移動端末ＭＮ１が、アクセスルータＡＲ１もしくはアクセスルータＡＲ１に接続されるアクセスポイントとの無線リンクの切り替え時としてもよい。
（作用・効果）
上述した本発明の第１実施形態によれば、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）が、同一のアクセスルータに接続されているアクセスポイント間においてハンドオーバーするか否かを判定し、アクセスルータＡＲ１（アクセスルータＡＲ２）が、同一のアクセスルータに接続されているアクセスポイント間においてハンドオーバーすることを示すリンク移動通知（LMN）を受信した場合には、経路情報のみを更新するため、ルーティング用ホストアドレスの再割当や、ルーティングキャッシュテーブル（RCT）の更新が回避され、ハンドオーバーが完了するまでの時間を短縮することができる。
さらに、第１実施形態によれば、アクセスルータとルーティングマネージャとが、RCTを更新するためのメッセージを送受しないため、ネットワークリソースの浪費が回避される。
また、上述した第１実施形態では、IP2を例として説明したが、本発明は、他の通信方式、例えば、モバイルIPv6（MIPv6）にも適用することができる。すなわち、MIPv6では、通信端末がハンドオーバーする場合、アクセスルータから受信したルータ広告情報に基づいて、気付アドレス（Care of Address）を自動生成し、当該気付アドレスがネットワーク上において重複して割り当てられていないかをマルチキャストを用いて確認する処理（DAD：Duplicated Address Detection）が実行される。
また、MIPv6では、通信端末及びアクセスルータの近隣キャッシュを更新するためにマルチキャストを用いた制御メッセージ（NS：Neighbor Solicitation、NA：Neighbor Advertisement）が、通信端末とアクセスルータとの間において交換される。
つまり、MIPv6では、通信端末とアクセスルータとの間において、マルチキャストを用いたメッセージが交換されるため、ネットワークのリソースを浪費してしまうという問題がある。また、通信端末とアクセスルータとの間には、無線通信が用いられるため、特に、NS及びNAの成りすましについても対策が必要となる。
そこで、上述したように、同一のアクセスルータに接続されているアクセスポイント間において、通信端末がハンドオーバーすることを示すリンク移動通知（LMN）を、ユニキャストを用いて当該アクセスルータのみに送信することにより、かかる問題を解決することができる。
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、ルータ装置が、通信端末宛てのパケットに含まれているルーティング用ホストアドレスに基づいて、ルーティング用ホストアドレスと出力ポートとを対応付けるルーティングテーブルを用いて、通信端末宛てのパケットの出力ポートを選択し、出力ポートを選択した後にルーティング用ホストアドレスをホスト固有アドレスに変換して当該パケットを送信形態について説明する。
また、第２実施形態では、ルータ装置が、複数のルーティング用ホストアドレスをプールしておき、プールされているルーティング用ホストアドレスと、出力ポートとを対応付けるルーティングテーブルを用いて、ルーティング用ホストアドレスと、通信端末のホスト固有アドレスとを対応付け、通信端末がハンドオーバーした場合でも、ルーティングテーブルの内容を更新しないようにする。
（ネットワーク構成及びルータ装置のブロック構成）
第２実施形態では、上述した第１実施形態と同様のネットワーク構成が用いられる。また、本実施形態に係るルータ装置の論理ブロック構成は、上述した第１実施形態において説明したアクセスルータＡＲ１と同様である。
以下、上述した第１実施形態におけるアクセスルータＡＲ１と、異なる機能を有するブロックを主として、図２を参照しながら説明する。
本実施形態に係る記憶部１０５は、ネットワーク１を構成するアクセスルータＡＲ１やアクセスルータＡＲ２の間において用いられるルーティング用ホストアドレスと、移動端末宛てのパケットを出力する接続部ＩＦ１（または接続部ＩＦ２）とを対応付けるルーティングテーブルを記憶するものであり、本実施形態では、ルーティングテーブル記憶部を構成する。
具体的には、記憶部１０５には、図７に示した従来のルーティングテーブルとは内容が異なるルーティングテーブルと、ルーティングキャッシュテーブルとが記憶される。ここで、図５は、本実施形態に係るアクセスルータＡＲ１の記憶部１０５に記憶されているルーティングキャッシュテーブル（RCT）３１０と、ルーティングテーブル４１０と、近隣キャッシュ５００の内容の例を示している。同図に示すように、ルーティングテーブル４１０では、ホスト固有アドレスではなく、ルーティング用ホストアドレスと、出力ポートとが対応付けられる。
経路制御部１０７は、本実施形態では、ルーティングテーブル４１０に基づいて、ルーティング用ホストアドレスと、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）のホスト固有アドレスとを対応付けるアドレス処理部を構成する。
具体的には、図５に示したように、ルーティングテーブル４１０は、アクセスルータＡＲ１がプールしている複数のルーティング用ホストアドレス（P1_ra〜P4_ra）と、出力ポート（接続部ＩＦ１または接続部ＩＦ２）とを対応付ける経路情報によって構成されている。
なお、ルーティングテーブル４１０において、プールされているルーティング用ホストアドレスを、例えば、ネットワークアドレス単位で表現してもよい。アクセスルータＡＲ１は、ネットワークアドレス単位で表現されているルーティングテーブル４１０に基づいて、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）に割り当てるルーティング用ホストアドレスを決定すればよい。
経路制御部１０７は、例えば、移動端末ＭＮ１にルーティング用ホストアドレスを割り当てる場合、移動端末ＭＮ１が無線通信を行うアクセスポイントが接続されている出力ポート（接続部ＩＦ１または接続部ＩＦ２）と、ルーティングテーブル４１０とに基づいて、プールされているルーティング用ホストアドレスを移動端末ＭＮ１に割り当てる。
より具体的には、例えば、移動端末ＭＮ１が、アクセスポイントＡＰ２を介して無線通信を行う場合、アクセスルータＡＲ１は、ルーティングテーブル４１０を参照し、アクセスポイントＡＰ２が接続されている出力ポート（接続部ＩＦ１）と対応付けられているルーティング用ホストアドレス、（P1_ra）を移動端末ＭＮ１に割り当てる。
さらに、経路制御部１０７は、RCT３１０に示すように、移動端末ＭＮ１のホスト固有アドレス（MN1_ha）と、ルーティング用ホストアドレス（P1_ra）とを対応付けるとともに、ルーティングマネージャＲＭにActivate Notificationメッセージを送信し、ルーティングマネージャＲＭから送信されるIPra Updateメッセージにより、RCT３１０の内容を更新する。
また、経路制御部１０７は、本実施形態では、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）宛てのパケットに含まれているルーティング用ホストアドレスと、ルーティングテーブル４１０に基づいて、出力ポート（接続部ＩＦ１または接続部ＩＦ２）を選択する経路選択部を構成する。
例えば、経路制御部１０７は、図５に示すように、移動端末ＭＮ１宛てのパケットに含まれているルーティング用ホストアドレス（P1_ra）と、ルーティングテーブル４１０に基づいて、出力ポート（接続部ＩＦ１）を選択する。次に、経路制御部１０７は、RCT３１０に基づいて、移動端末ＭＮ１宛てのパケットに含まれているルーティング用ホストアドレス（P1_ra）と対応付けられている移動端末ＭＮ１のホスト固有アドレス（MN1_ha）を取得する。
さらに、経路制御部１０７は、アドレス変換部１０９によってホスト固有アドレス（MN1_ha）に変換された移動端末ＭＮ１宛てのパケットを、近隣キャッシュ５００の内容を参照して移動端末ＭＮ１に送信する。
アドレス変換部１０９は、本実施形態では、経路制御部１０７によるルーティング用ホストアドレスとホスト固有アドレスとの対応付けの結果、つまり、RCT３１０の内容に基づいて、ルーティング用ホストアドレスをホスト固有アドレスに変換するものである。
なお、上述した第２実施形態において、移動端末ＭＮ１（移動端末ＭＮ２）から送信されたネットワーク１宛てのパケットは、アドレス変換部１０９において、RCT３１０に基づいて、ホスト固有アドレスからルーティング用ホストアドレスに変換され、経路制御部１０７が、変換されたルーティング用ホストアドレスに基づいて、ネットワーク接続ＩＦ１１１を介して、当該パケットをネットワーク１に送信する。
（ルータ装置を用いた経路制御方法）
次に、第２実施形態に係るルータ装置とを用いた経路制御方法について、図４を参照しながら説明する。ここでは、移動端末ＭＮ１は、図２に示したように、アクセスポイントＡＰ２を介して、通信を開始するものとする。
図４に示すように、まず、ステップＳ１１０において、移動端末ＭＮ１は、アクセスポイントＡＰ２を介して、アクセスルータＡＲ１から送信されたルータ広告情報を受信する。
ステップＳ１２０において、移動端末ＭＮ１は、ステップＳ１１０において受信したルータ広告情報に基づいて、近隣キャッシュの内容を更新する。
ステップＳ１３０において、移動端末ＭＮ１は、アクセスルータＡＲ１を介して通信を行うため、ActivationメッセージをアクセスルータＡＲ１に送信する。
ステップＳ１４０において、アクセスルータＡＲ１は、ルーティングテーブル４１０と、移動端末ＭＮ１がアクセスポイントＡＰ２を介して通信を行うこと、すなわち、移動端末ＭＮ１が接続部ＩＦ１を介して通信を行うことに基づいて、ルーティング用ホストアドレス（例えば、P1_ra）を移動端末ＭＮ１に割り当て、ルーティング用ホストアドレス（P1_ra）と、移動端末ＭＮ１のホスト固有アドレス（MN1_ha）とを対応付ける。
ステップＳ１５０において、アクセスルータＡＲ１は、Activate NotificationメッセージをルーティングマネージャＲＭに送信する。
ステップＳ１６０において、ルーティングマネージャＲＭは、受信したActivate Notificationメッセージに基づいて、移動端末ＭＮ１のホスト固有アドレス（MN1_ha）と、ルーティング用ホストアドレス（P1_ra）とを対応付け、ルーティングキャッシュテーブル（RCT）の内容を更新する。
ステップＳ１７０において、ルーティングマネージャＲＭは、IPra updateメッセージを移動端末ＭＮ１に送信する。
ステップＳ１８０において、移動端末ＭＮ１は、受信したIPra updateメッセージに基づいて、ステップＳ１５０において送信したルーティング用ホストアドレス（P1_ra）と、移動端末ＭＮ１のホスト固有アドレス（MN1_ha）との対応付けを反映させるため、RCT３１０の内容を更新する。
次に、アクセスルータＡＲ１が、移動端末ＭＮ１宛てのパケットを受信し、移動端末ＭＮ１に当該パケットを送信するまでの通信シーケンスについて説明する。
ステップＳ２１０において、アクセスルータＡＲ１は、ネットワーク１を介して、移動端末ＭＮ１宛てのパケットを受信する。
ステップＳ２２０において、アクセスルータＡＲ１は、受信した移動端末ＭＮ１宛てのパケットに含まれているルーティング用ホストアドレス（P1_ra）に基づいて、ルーティングテーブル４１０を検索し、当該パケットを出力する出力ポート（接続部ＩＦ１）を選択する。
ステップＳ２３０において、アクセスルータＡＲ１は、受信した移動端末ＭＮ１宛てのパケットに含まれているルーティング用ホストアドレス（P1_ra）に基づいて、RCT３１０を検索し、移動端末ＭＮ１のホスト固有アドレス（MN1_ha）を取得する。
ステップＳ２４０において、アクセスルータＡＲ１は、移動端末ＭＮ１宛てのパケットに含まれているルーティング用ホストアドレス（P1_ra）を、移動端末ＭＮ１のホスト固有アドレス（MN1_ha）に変換する。
ステップＳ２５０において、アクセスルータＡＲ１は、移動端末ＭＮ１のホスト固有アドレス（MN1_ha）に変換された移動端末ＭＮ１宛てのパケットを、近隣キャッシュ５００を参照して、移動端末ＭＮ１に送信する。
（作用・効果）
上述した本発明の第２実施形態によれば、ホスト固有アドレスではなく、ルーティング用ホストアドレスと出力ポートとを対応付ける経路情報から構成されるルーティングテーブル４１０を用いて、ルーティング用ホストアドレスとホスト固有アドレスとが対応付けられるため、アクセスルータＡＲ１（アクセスルータＡＲ２）を介して通信を行う移動端末数が増加してもルーティングテーブル４１０の内容は更新されず、ルーティングテーブル４１０の情報量が増加することが回避され、経路情報の検索に要する時間を短縮することができる。
すなわち、ルーティングテーブル４１０には、移動端末ＭＮ１及び移動端末ＭＮ２に割り当てられるルーティング用ホストアドレスと、パケットの出力ポート（接続部ＩＦ１または接続部ＩＦ２）とを対応付ける経路情報を予めに集約して表現、例えばネットワークアドレス単位で表現しておけば、下り方向、つまり移動端末ＭＮ１及び移動端末ＭＮ２宛ての経路情報の量を低減することができる。このため、経路情報の検索に要する時間が短縮され、高速なパケットの転送を実現することができる。
[変更例]
上述した第１実施形態及び第２実施形態では、ルーティングキャッシュテーブル（RCT）と、ルーティングテーブルとをそれぞれ個別に有する形態としていたが、ルーティングキャッシュテーブル（RCT）と、ルーティングテーブルとを統合したテーブルを用いることもできる。
例えば、図６に示すように、ホスト固有アドレス（IPha）と、ルーティング用ホストアドレス（IPra）と、出力ポート（接続部ＩＦ１または接続部ＩＦ２）とを対応付けると統合テーブル６００を有するアクセスルータを用いて、上述した第１実施形態または第２実施形態を実施することができる。
例えば、上述した第２実施形態において、アクセスルータＡＲ１が、統合テーブル６００を用いた場合、経路制御部１０７は、統合テーブル６００を用いて出力ポートを選択するとともに、移動端末ＭＮ１のホスト固有アドレス（MN1_ha）をアドレス変換部１０９に通知する。また、アドレス変換部１０９は、通知されたホスト固有アドレス（MN1_ha）に基づいて、移動端末ＭＮ１宛てのパケットに含まれているルーティング用ホストアドレスをホスト固有アドレス（MN1_ha）に変換する。
すなわち、統合テーブル６００を用いることにより、アクセスルータＡＲ１は、経路情報と、ルーティング用ホストアドレスと、ホスト固有アドレスとの対応付けを一度に検索することができるため、さらに高速なパケットの転送を実現することができる。
本発明の実施形態に係る通信端末とルータ装置とを含むネットワーク構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る通信端末及びルータ装置の論理ブロック構成を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る通信端末が、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーする場合の通信シーケンスを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る通信端末とルータ装置との通信シーケンスを示す図である。 本発明の第２実施形態に係るルーティングテーブル、ルーティングキャッシュテーブル（RCT）及び近隣キャッシュの内容の一例を示す図である。 本発明の変更例に係るルーティングキャッシュテーブルとルーティングテーブルとが統合されたテーブルの一例を示す図である。 従来のルータ装置において用いられるルーティングキャッシュテーブル、ルーティングテーブル及び近隣キャッシュの内容の一例を示す図である。 従来の通信端末が、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーする場合の通信シーケンスを示す図である。 従来のルータ装置が、通信端末にパケットを転送する場合の通信シーケンスを示す図である。
符号の説明
１…ネットワーク、１０…レイヤ２スイッチ、１０５…記憶部、１０７…経路制御部、１０９…アドレス変換部、１１１…ネットワーク接続ＩＦ、１１３…通知受信部、２０１…ＲＡ受信部、２０３…記憶部、２０５…判定処理部、２０７…通知部、３００，３１０…RCT、４００，４１０…ルーティングテーブル、５００…近隣キャッシュ、６００…統合テーブル、ＡＰ１〜ＡＰ４…アクセスポイント、ＡＲ１，ＡＲ２…アクセスルータ、ＩＦ１，ＩＦ２…接続部、ＭＮ１，ＭＮ２…移動端末、ＲＭ…ルーティングマネージャ

Claims (5)

  1. 通信端末と、ルータ装置とによって構成される通信システムであって、
    前記通信端末は、
    前記ルータ装置から送信されたルータ広告情報に基づいて、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーするか否かを判定する判定部と、
    前記判定部による判定結果に基づいて、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーすることを示すリンク移動通知を前記ルータ装置に送信するリンク移動通知送信部を備え、
    前記ルータ装置は、
    前記通信端末のハンドオーバーに応じて、前記通信端末に固有なホスト固有アドレスと、前記ルータ装置間において用いられるルーティング用ホストアドレスとを対応付けるとともに、前記ホスト固有アドレスと、前記通信端末宛てのパケットを出力する出力ポートとを対応付ける経路情報を更新する経路情報更新部を備え、
    前記経路情報更新部は、前記リンク移動通知を受信した場合、前記ホスト固有アドレスと、前記出力ポートとの対応付けのみを更新することを特徴とする通信システム。
  2. 前記判定部は、現在無線通信を行っている無線基地局を介して受信したルータ広告情報と、ハンドオーバー先の無線基地局を介して受信したルータ広告情報とが、同一のルータ装置から送信されたものであるか否か判定することによって、前記同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーするか否かを判定する請求項１に記載の通信システム。
  3. 同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーすることを示すリンク移動通知を通信端末から受信する通知受信部を有するルータ装置であって、
    前記通信端末のハンドオーバーに応じて、前記通信端末に固有なホスト固有アドレスと、前記ルータ装置間において用いられるルーティング用ホストアドレスとを対応付けるとともに、前記ホスト固有アドレスと、前記通信端末宛てのパケットを出力する出力ポートとを対応付ける経路情報を更新する経路情報更新部を備え、
    前記経路情報更新部は、前記通知受信部が前記リンク移動通知を受信した場合、前記ホスト固有アドレスと、前記出力ポートとの対応付けのみを更新することを特徴とするルータ装置。
  4. 通信端末と、ルータ装置とによって構成される通信システムにおいて用いられる経路制御方法であって、
    前記通信端末が、前記ルータ装置から送信されたルータ広告情報に基づいて、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーするか否かを判定するステップと、
    前記通信端末が、前記判定するステップにおける判定結果に基づいて、同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーすることを示すリンク移動通知を前記ルータ装置に送信するステップと、
    前記ルータ装置が、前記通信端末のハンドオーバーに応じて、前記通信端末に固有なホスト固有アドレスと、前記ルータ装置間において用いられるルーティング用ホストアドレスとを対応付けるステップと、
    前記ルータ装置が、前記ホスト固有アドレスと、前記通信端末宛てのパケットを出力する出力ポートとを対応付ける経路情報を更新するステップとを備え、
    前記ルータ装置は、前記リンク移動通知を受信した場合、前記経路情報を更新するステップのみを行うことを特徴とする経路制御方法。
  5. 前記判定部するステップでは、現在無線通信を行っている無線基地局を介して受信したルータ広告情報と、ハンドオーバー先の無線基地局を介して受信したルータ広告情報とが、同一のルータ装置から送信されたものであるか否か判定することによって、前記同一のルータ装置に接続されている無線基地局間においてハンドオーバーするか否かが判定される請求項４に記載の経路制御方法。
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