JP2002135327A - 第３世代の移動通信システムのルーティング最適化方法 - Google Patents

第３世代の移動通信システムのルーティング最適化方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 第３世代の移動通信システムのルーティング
最適化方法を提供すること 【解決手段】パケットが、ホロインネットワーク内にあ
り、対応ノード（２４）と通信している移動ノードに宛
先が付された第３世代の移動通信システムのルーティン
グ最適化方法において、（Ａ） 対応ノード（ＣＮ）内
にホームエージェント（２６）を設定するステップと、
（Ｂ） ホロインネットワーク内の移動ノードに対しケ
アオブアドレス（ＣｏＡ）を割り当てるステップと、
（Ｃ） あて先アドレスがケアオブアドレス（ＣｏＡ）
となるように、対応ノードでパケットヘッダを変更する
ステップと、（Ｄ） 移動ノード識別子（５０）を提供
するステップと、を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信ネットワ
ークの動作方法に関し、特に第３世代のネットワークに
おいてルーティングの最適化およびクオリティオブサー
ビス（quality ofservice；ＱｏＳ）を提供する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】第３世代の通信ネットワーク、例えばＧ
ＰＲＳ（General Packet Radio Service）、ＥＤＧＥ
（Enhanced Date-rate for GSM Evolution）において
は、移動ノードがホロインネットワーク内に入ったとき
には、ネットワークの接続性は、移動インターネットプ
ロコトル（Mobile IP）を用いることにより維持され
る。一方、ホームネットワーク（home network）内にお
いては、ホームエージェント（ＨＡ）が設定され、関連
付け情報更新技法（Binding Updates）、すなわち移動
ノードによりＨＡ内に送られた情報の登録により、移動
ノードの位置情報を保持する。
【０００３】モバイルＩＰは２つの動作モードを有す
る。第１のモードを図１に示す。移動ノードは、自分の
ホームネットワークとは別のネットワーク内の移動ノー
ド１４（ＭＮ１４）として保持されている。移動ノード
（ＭＮ）１４は対応ノード１２と通信をしている。対応
ノード（ＣＮ）１２により、ホームエージェント（Ｈ
Ａ）１６がそのホームネットワーク内に設定され、ホロ
インエージェント（ＦＡ）１８がホロインネットワーク
内に設定される。ホロインエージェント１８は、ホロイ
ンネットワーク内に入ってきた移動ノードに対し独自の
ＩＰアドレス、すなわちケアオブアドレス（Care of Ad
dress：ＣＯＡ）を割り当てる。このアドレスが関連付
け情報更新技法でホームエージェント１６に送られる。
【０００４】移動ノード向けのパケットは、ホームエー
ジェント１６でカプセル化され、トンネル２０に沿って
ホロインエージェント１８を通過してさらに移動ノード
１４に送られる。このようなカプセル化プロセスにおい
ては、移動ノード１４のケアオブアドレスを含む余分の
ＩＰヘッダが各パケットに追加されている。これは、Ｆ
Ａ−ＣＯＡ動作モードとして知られている。
【０００５】第２の動作モードにおいては、ＦＡ１８は
存在しない。移動ノード１４には、独自のＣＯＡが割り
当てられ、カプセル化されたパケットは、ホームエージ
ェント１６を通過して直接（ＦＡを経由せず）移動ノー
ド１４に入る。これは、Collocated Care of Address m
ode of working（ＣＯ−ＣＯＡ）として知られている。
【０００６】ＦＡ−ＣＯＡモードとＣＯ−ＣＯＡモード
の両方においては、カプセル化プロセスにより余分のヘ
ッダが必要となり、ペイロードが短くなる。その結果伝
送効率が落ち、高価なシステムおよびネットワーク資
源、例えば無線リンクの使用が非効率的となる。さらに
またこのカプセル化プロセスは、流れの識別を隠してし
まい、サービスクラスの差も不可能となる。その結果、
クオリティオブサービス（ＱｏＳ）を提供するメカニズ
ム、例えばＲＳＶＰ（Resoure reSerVation Protocol：
ソース予約プロトコル）Int Serve を変更しなければな
らない。
【０００７】このようなカプセル化の欠点は、非カプセ
ル化移動（モバイル）ＩＰ技術（Non-encapsulation Mo
bile IP）を使用することにより回避することができ
る。これに関しては、本出願人のヨーロッパ特許出願第
９９３０１４３７．２．（出願日：１９９９年２月２６
日、発明の名称：“Non-encapsulation Mobile IP”）
に開示されている。この技術においては、移動ノードの
現在のＣｏＡは、宛先アドレスとして用いられ、もとの
ソースアドレスすなわちＣＮアドレスが保持される。Ｆ
Ａ−ＣＯＡモードにおいては、これにより、少なくとも
２０バイトの長さのヘッダを削除でき、わずか２バイト
のヘッダを導入するだけであり、ＣＯ−ＣＯＡモードに
おいてはヘッダは導入されない。しかし欠点は、ホーム
ネットワーク内のファイヤウォールあるいは出口フィル
タリングが、このようなパケットを拒否してしまう。そ
の理由は、これらはホームネットワークアドレスとは異
なるソースアドレスを有するからである。
【０００８】本発明の目的は、従来技術の欠点を解決
し、ＱｏＳが提供できる新たなパケットのアドレス付与
方式を提供することである。
【０００９】従来のカプセル化方法および２つの非カプ
セル化技術の両方において、パケットを対応ノード（Ｃ
Ｎ）と移動ノード（ＭＮ）と共に現在のケアオブアドレ
ス（ＣｏＡ）に向けるホームエージェント（ＨＡ）を使
用することは、いわゆるトライアングルルーティング
（triangle routing）を構成する。この構成により、対
応ノード（ＣＮ）と移動ノード（ＭＮ）との間のトラン
スペアレントな動作が可能となるが、しかし、全てのパ
ケットはホームエージェント（ＨＡ）を経由しなければ
ならない。この結果、パケットは最適なパスよりも大幅
に長いパスに沿ってルーティングされ、これにより遅延
が発生し、かつネットワークとルータに不必要なトラフ
ィック負荷をかけることになる。ルーティングの最適化
技術は、カプセル化技術が用いられたときには、モバイ
ルＩＰでは公知であるが、カプセル化でもって余分のヘ
ッダを伝送することにより伝送効率が下がり、ＱｏＳの
差別化が不可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ホー
ムエージェント（ＨＡ）を介してパケットを再伝送する
ことに関連する問題点を回避しながらルーティングの最
適化方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載した特徴を有する。即ち、パケットが、ホロインネッ
トワーク内にあり、対応ノード（２４）と通信している
移動ノードに宛先が付された第３世代の移動通信システ
ムの動作方法において、（Ａ） 対応ノード（ＣＮ）内
にホームエージェント（２６）を設定するステップと、
（Ｂ） ホロインネットワーク内の移動ノードに対しケ
アオブアドレス（ＣｏＡ）を割り当てるステップと、
（Ｃ） あて先アドレスがケアオブアドレス（ＣｏＡ）
となるように、対応ノードでパケットヘッダを変更する
ステップと、（Ｄ） 移動ノード識別子（５０）を提供
するステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図２にホロインエージェント（Ｆ
Ａ）３０を有するホロインネットワーク内に一時的に入
り込んだ移動ノード（ノード、局）をＭＮ２８として示
す。移動ノードの対応ノード（ＣＮ）２４はホームエー
ジェント（ＨＡ）２６を設定する。
【００１３】図１、２は、全てのパケットをホームエー
ジェント（ＨＡ）１６、２６を介してルーティングする
問題点を示す。即ち、ルートが長くそのため遅延を引き
起こしている。
【００１４】図３は、元のＩＰパケットがそのヘッダを
具備するパケットフォーマットを示し、このパケットフ
ォーマットは、パケット内に、ソースアドレス３４とし
てＣＮ１２を、かつあて先アドレス３６として移動ノー
ド（ＭＮ）１４のＣｏＡを有し、カプセル化される。パ
ケットはまた他のフィールド３８を有し、そしてペイロ
ード３２が完全に元のパケットである。
【００１５】図４は本発明によるパケットフォーマット
４０を示す。ソースアドレス４４、あて先アドレス４６
および他のフィールド４８には変更はないが、ペイロー
ド４２は元のパケットのペイロードのみを含み、これに
より長さが節約できるが、ヘッダが失われている。パケ
ットは、新たなフィールド５０（移動ノード（ＭＮ）２
８に対する識別子コードであるＭＮＩＤ）を有し、これ
は僅か２バイトの長さである。
【００１６】ホロインエージェント（ＦＡ）３０はＭＮ
ＩＤフィールド５０を生成し、そしてＭＮＩＤとＭＮの
マッピングテーブルを維持する。ホロインエージェント
（ＦＡ）３０はまた、ホームエージェント（ＨＡ）２６
に移動ノード（ＭＮ）２８の識別子を送信し、ＭＮ２８
の識別子を移動局に与えるために通信する必要がある。
従来はＣＮ２４がこの情報をホームエージェント（Ｈ
Ａ）１６に対し要求していた。
【００１７】パケットをホロインエージェント（ＦＡ）
３０が受領すると、ホロインエージェント（ＦＡ）３０
は、ＭＮＩＤ情報とマッピングテーブルとを利用して、
数個の移動ノード（ＭＮ）の内の何れかにパケットが向
けられているかを見出す。
【００１８】ＭＮＩＤ５０を用いて、移動ノード（Ｍ
Ｎ）のＣｏＡを移動ノード（ＭＮ）のホームＩＰアドレ
スで置換することにより、元のあて先アドレス（移動ノ
ード（ＭＮ）２８のホームアドレス）を再生する。シス
テムがＦＡＣＯＡモードで動作している場合には、ホー
ムＩＰアドレスはホロインエージェント（ＦＡ）３０が
ＭＮＩＤとＭＮのマッピングテーブルを検索することに
より見出す。その後ホロインエージェント（ＦＡ）３０
は、パケットからＭＮＩＤフィールド５０を取り出し、
他のＩＰヘッダフィールドの対応する調整（例えばチェ
ックサムを再計算）をしてそれを移動ノード（ＭＮ）に
分配する。
【００１９】システムがＣＯＣＯＡモードで動作してい
るときには、移動ノード（ＭＮ）は既にパケットを受領
しており、チェックサムを再計算して、パケットをシス
テムのより高いレイヤーに分配する。
【００２０】図４に示されたフォーマットのパケットを
使用すると、全てのパケットをホームエージェント（Ｈ
Ａ）２６（図２）を介してルーティングする欠点が解決
できる。パケットは、直接ホロインエージェント（Ｆ
Ａ）３０（ＦＡＣＯＡ動作モードのとき）にあるいは移
動ノード（ＭＮ）２８（ＣＯＣＯＡ動作モードのとき）
に送られる。しかし、対応ノード（ＣＮ）２４から移動
ノード（ＭＮ）２８の現在のＣＯＡへ流れるトラフィッ
クを識別する全ての情報を変更する必要はない。これに
よりＱｏＳセッションの適応が簡単となり、移動ノード
（局）の移動に簡単に追従することができる。ＱｏＳセ
ッション、例えばＲＳＶＰは、直接対応ノード（ＣＮ）
２４と移動ノード（ＭＮ）２８の間で設定される。対応
ノード（ＣＮ）２４と移動ノード（ＭＮ）２８との間の
ＱｏＳ条項に対するサービスクラスの差別化は、移動ノ
ード（ＭＮ）のネットワークへ入るポイントの変化にも
関わらず有効である。ＱｏＳセッションは、送信者とし
て対応ノード（ＣＮ）と移動ノード（ＭＮ）の何れかを
有する。ＲＳＶＰ（資源予約プロトコール；Resourcere
SerVation Protocol）を用いた例を次に示す。
【００２１】図５ａに示すように、対応ノード（ＣＮ）
２４が送信側で移動ノード（ＭＮ）２８が受信側のとき
には、ＲＳＶＰプロキシサーバあるいは対応するネット
ワーク内の同等の装置が、ＰＡＴＨメッセージの送信を
開始し、そのときのソースアドレスとあて先アドレス
は、次のとうりである。
【００２２】ＰＡＴＨメッセージを受領すると、プロキ
シサーバあるいは移動ノード（ＭＮ）２８（ＣＯＣＯＡ
動作モードの場合）あるいはホロインエージェント（Ｆ
Ａ）３０（ＦＡＣＯＡ動作モードの場合）内の等価の装
置が、ＲＥＳＶメッセージを次のとうり用意する。
【００２３】他のフロー識別情報、例えばプロトコール
ＩＤあるいはソース／あて先ポート番号が追加されメッ
セージが発送される。
【００２４】図５ａにおいては、ホロインエージェント
（ＦＡ）３０はＣＯＣＯＡ動作モードでは動作していな
いために点線で示されている。
【００２５】ＲＥＳＶメッセージは、ホロインネットワ
ークから対応するネットワークにホップバイホップでル
ーティングし、これはＰＡＴＨメッセージと同一ルート
を取るが方向は逆である。２つのネットワーク切り換え
要素、即ちルート上のルータ５２，５４を図３ａに示
す。このルータ５２，５４が各ホップに対し適宜ソース
ヘッダとアドレスヘッダとを変更する。ＲＳＶＰプロキ
シサーバーあるいは対応ノードの等価の装置が、ＲＥＳ
Ｖメッセージを受領する。ＲＥＳＶ確認メッセージが必
要によっては送信され、ＲＳＶＰセッションの全部の確
立を確認する。
【００２６】ＭＮ２８が送信側でＣＮ２４がパスメッセ
ージの受信側の場合には、フォーマットは次の通りとな
る。
【００２７】メッセージの生成と交換は、対応ノード
（ＣＮ）が送信側の場合のときに記載したのと同じであ
る。しかし、ホロインネットワーク内のプロキシサーバ
ーの位置は、メッセージのルートに影響を与える。
【００２８】ホロインネットワーク内のプロキシサーバ
ーが、移動ノード（ＭＮ）２８とは別のホストマシーン
上で動く別個のエンティティの場合、あるいはまたホロ
インエージェン（ＦＡ）３０に組み込まれている場合に
は、プロキシサーバーはホロインネットワークにとって
ローカルなＩＰアドレスを有するが、これは移動ノード
（ＭＮ）のホームアドレスとは異なるものである。ホロ
インネットワークから対応ネットワークへの第１ルーテ
ィングスイッチ即ちルータ５４の前のホップ（previous
hop；ＰＨＯＰ）は、プロキシサーバとして記録され
る。このような状況下において、対応ノード（ＣＮ）２
４から発せられたＲＥＳＶメッセージは、ホロインネッ
トワーク内に戻されてプロキシサーバーがそれを受領す
る。
【００２９】しかし、ホロインプロキシサーバーが移動
ノード２８に組み込まれている場合、図５の参照番号５
６で示すように、この場合には第１ルーティングスイッ
チであるルータ５４の前のホップＰＨＯＰは、そのホー
ムアドレスでは移動ノード２８として記録される。ＲＥ
ＳＶメッセージが自分の第１ホップに到着すると、それ
は、移動ノードのホームアドレスをあて先アドレスとし
て用い、ＲＥＳＶメッセージは、移動ノードのホームネ
ットワークに最終的にルーティングされる（ホロインネ
ットワーク内のプロキシサーバーに到達しない）。
【００３０】次にメッセージのアドレス付与について詳
細に検討する。移動ノード（ＭＮ）２８がパスメッセー
ジを生成すると、このパスメッセージは、エンドツーエ
ンドで対応ノード（ＣＮ）に送られるが、ネットワーク
はそれをルータ５２，５４を介して送る。プロキシサー
バー５６からルータ５４への第１レグのアドレスは次の
通りである。
【００３１】対応ノード（ＣＮ）２４がＲＥＳＶメッセ
ージを返すと、そのアドレス付与は、ＰＡＴＨメッセー
ジへの逆方向ではホップバイホップとなる。即ち、
【００３２】これは図５ｂの点線の矢印Ａで示される。
【００３３】これらの状況下においては、ホロインネッ
トワーク内のプロキシサーバー５６は、ＰＡＴＨメッセ
ージを次のように修正あるいは再生する。
【００３４】ＰＡＴＨメッセージとＲＥＳＶメッセージ
は、移動ノード（ＭＮ）２８と対応ノード（ＣＮ）２４
の間を通過するが、今回の場合は、ＲＥＳＶメッセージ
の最終ホップは、ホロインネットワーク内の移動ノード
（ＭＮ）２８の方向に向けられる（図５ｂの矢印Ｂで示
すように）。ＲＥＳＶ確認メッセージも正確にルーティ
ングされる。
【００３５】データパケットが対応ノード（ＣＮ）２４
に到達すると、移動ノード（ＭＮ）のＣＯＡは、移動ノ
ード（ＭＮ）のホームアドレスで置換され、このホーム
アドレスは、移動ノードのホームアドレスを含む移動ノ
ード用のキャッシュエントリーを結合することから得ら
れる。
【００３６】かくして、ＱｏＳセッションは、プロキシ
サーバーがどこにあろうとも設定される。
【００３７】特許請求の範囲に発明の構成要件の後に括
弧で記載した番号がある場合は、構成要件と実施例と対
応づけて発明を容易に理解させる為のものであり、特許
請求の範囲の解釈に用いるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による移動通信ネットワークを表すブ
ロック図。
【図２】解決すべき問題点を表す図。
【図３】従来技術にかかるパケットフォーマットを表す
図。
【図４】本発明にかかるパケットフォーマットを表す
図。
【図５】ａはＣＮから発せられたＲＳＶＰセッションの
メッセージの例を示す図、ｂは移動ノード内生成された
ＲＳＶＰセッションのメッセージの例を示す図。
【符号の説明】
１２，２４ 対応ノード（ＣＮ） １４，２８ 移動ノード（ＭＮ） １６，２６ ホームエージェント（ＨＡ） １８，３０ ホロインエージェント（ＦＡ） ２０ トンネル ３２，４２ ペイロード ３４，４４ ソースアドレス ３６ あて先アドレス ３８，４８ 他のフィールド ４０ パケットフォーマット ５０ ＭＮＩＤ ５２，５４ ルータ ５６ プロキシサーバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. Ｆターム(参考） 5K030 GA01 HA08 HC01 HC09 HD03 HD05 HD09 JL01 JT09 LB05 LC09 5K067 AA11 CC08 DD17 EE02 EE10 HH21 JJ39

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パケットが、ホロインネットワーク内に
    あり、対応ノード（２４）と通信している移動ノードに
    宛先が付された第３世代の移動通信システムのルーティ
    ング最適化方法において、 （Ａ） 対応ノード（ＣＮ）内にホームエージェント
    （２６）を設定するステップと、 （Ｂ） ホロインネットワーク内の移動ノードに対しケ
    アオブアドレス（ＣｏＡ）を割り当てるステップと、 （Ｃ） あて先アドレスがケアオブアドレス（ＣｏＡ）
    となるように、対応ノードでパケットヘッダを変更する
    ステップと、 （Ｄ） 移動ノード識別子（５０）を提供するステップ
    と、を有することを特徴とする第３世代の移動通信シス
    テムのルーティング最適化方法。
  2. 【請求項２】 前記ケアオブアドレス（ＣｏＡ）は、移
    動ノード（２８）の現在の位置を表すことを特徴とする
    請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ケアオブアドレス（ＣｏＡ）は、ホ
    ロインネットワーク内のホロインエージェント（３０）
    のアドレスであることを特徴とする請求項１記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 ホロインエージェント（３０）は、移動
    ノード識別子のマッピングテーブルを記憶することを特
    徴とする請求項３記載の方法。
  5. 【請求項５】 パケットをホロインエージェント（３
    ０）が受領し、前記ホロインエージェントは、記録され
    たマッピングテーブルを参照してパケットのあて先の移
    動ノードの位置を見出すことを特徴とする請求項４記載
    の方法。
  6. 【請求項６】 （Ｆ） 端末間のクオリティオブサービ
    ス（ＱｏＳ）の問い合わせメッセージが、対応ノード
    （２４）から移動ノード（２８）に送信され、クオリテ
    ィオブサービス対応メッセージがホップバイホップで対
    応ノード（２４）に戻されるように、移動局にクオリテ
    ィサービスを提供するステップを更に有することを特徴
    とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 （Ｇ） 端末間のクオリティオブサービ
    ス（ＱｏＳ）の問い合わせメッセージが、対応ノード
    （２４）から移動ノード（２８）に送信されるステップ
    を更に有し、 前記移動ノード（２８）は、組み込んだクオリティオブ
    サービス（ＱｏＳ）プロキシサーバー（５６）を有し、 前記プロキシサーバー（５６）は、パケットヘッダのソ
    ースアドレスを移動ノードのケアオブアドレスに変更す
    ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載
    の方法。
  8. 【請求項８】 前記クオリティオブサービス（ＱｏＳ）
    は、資源予約プロトコールであることを特徴とする請求
    項６または７記載の方法。
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