JP2004007197A

JP2004007197A - モバイルＱｏＳ通信システム

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Publication number: JP2004007197A
Application number: JP2002159584A
Authority: JP
Inventors: Masanaga Yasukawa; 安川　正祥; Atsushi Nishikido; 錦戸　淳; Noriyuki Kawamura; 河村　仙志
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-05-31
Also published as: JP3850339B2

Abstract

【課題】ＱｏＳ保証を要求する移動通信数が増大する大規模移動ネットワーク環境を容易に実現する。
【解決手段】移動端末の移動に伴い、通信相手端末から移動端末への通信経路が変更されるとき、移動端末の旧在圏先へ設定されたＱｏＳパスの設定経路内のいずれかのノードに、移動端末の新在圏先に経路変更を実施するアンカーポイントを設定する。このアンカーポイントとして、移動端末の移動に伴い、既設定のＱｏＳパスの転送経路が変更されたときに、通信相手端末から当該アンカーポイントまでのＱｏＳパス設定経路を移動端末の移動の前後で同一のモバイル通信セッション用のＱｏＳ保証用の転送経路として共有する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体ネットワークで移動する端末に対して高性能のＱｏＳ保証パスを効率的に設定可能とするモバイルＱｏＳ通信技術に関する。特に、Ｍｏｂｉｌｅ　ＩＰネットワークで移動端末の通信相手端末と移動端末との間でＱｏＳパスを設定可能とするモバイルＩＰ　ＱｏＳパス設定および通信技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体ネットワークの急激な進展にともない、移動環境下のＩＰモビリティ制御技術が注目を集めている。ＭｏＩＰ技術は移動ノードがＩＰネットワーク内でサブネットを変更しても永続的なＩＰホームアドレスのみを使用して進行中のいかなる通信も保持する技術である。ＭｏＩＰｖ４の詳細はＩＥＴＦのＲＦＣ２００２、ＩＰ　Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｓｕｐｐｏｒｔに規定されている。またＭｏＩＰｖ６の詳細はＩｎｔｅｒｎｅｔ　ｄｒａｆｔ、Ｍｏｂｉｌｉｔｙ　Ｓｕｐｐｏｒｔ　ｉｎ　ＩＰｖ６に規定されている。
【０００３】
ＭｏＩＰｖ４では、移動ノードのＩＰモビリティを確保するためにホームエージェント、外部エージェント、気付アドレス、トンネル経路といった新しい概念を導入している。ＭｏＩＰの世界では移動ノードにはホームアドレスとして永続的にＩＰアドレスが割当てられる。このＩＰアドレスが登録されているのがホームエージェントである。
【０００４】
したがって移動のノードがホームエージェント配下のリンクに在圏している場合には通常のＩＰルーティングにしたがって通信相手端末から移動ノードにパケットが転送される。しかしながら、移動ノードが自身のＩＰアドレスが登録されていない外部リンクに移動した場合には通常のＩＰルーティングは使用できない。この場合は、在圏している外部エージェントとホームエージェントとを用いたＩＰルーティングを行う。
【０００５】
前記外部ネットワークに移動端末（ＭＮ）が移動した場合のモバイルＩＰ転送方式を説明するために、移動端末が外部ネットワークに移動した場合の位置登録プロセスを説明する。移動端末が外部ネットワークに移動すると、移動端末はまず始めに、在圏している外部エージェントより気付アドレスと呼ばれるＩＰアドレスを取得する。
【０００６】
気付アドレスを取得すると移動端末は外部エージェントを通じて自身のホームエージェントに自身の在圏位置（気付アドレス）を位置登録する。この位置登録されたホームエージェントは自身のバインディングテーブルに移動端末のホームアドレスと現在の在圏位置をあらわす気付アドレスの関係をバインディング情報として保持する。
【０００７】
このとき、移動端末の在圏位置を知らない通信相手端末が移動端末宛のパケットを送出する場合には、当該パケットの宛先は移動端末のホームアドレス宛となっているので移動端末宛のパケットはまず始めに移動端末のホームアドレス宛に届く。このとき、ホームエージェントはバインディングテーブルにより到着したパケットが移動端末宛のパケットであり、当該移動端末が自身のホームネットワークに存在しないことを確認すると、バインディングテーブルにより移動端末が移動している在圏位置を認識し到着したパケットの外側に在圏位置にパケットを到着させるための気付アドレスを宛先としてカプセル化パケットを生成し、ホームエージェントと外部エージェントとの間のトンネル経路に送出する。
【０００８】
このようにカプセル化されたパケットはトンネル経路を通じて外部エージェントに到達するので、外部エージェントでデカプセル化の処理を行い、元のＩＰパケットを再生し移動端末に送信する。このようにしてＩＰモビリティが確保される。
【０００９】
次にＭｏＩＰｖ６（ＭＩＰｖ６）によるルート最適化手順を説明する。ＭＩＰｖ６では、通信相手端末ＣＮは、移動端末ＭＮ宛にパケットを送出する場合には、ＭＩＰｖ４と同様に、まずホームエージェントＨＡに対してパケットを送出する。ＭＮ宛のパケットを受信したホームエージェントは気付アドレスを用いてＭＮの在圏先にトンネル転送を実施する。これにより、通信相手端末ＣＮと移動端末ＭＮとの間に、ホームエージェントＨＡを経由する初期ルートが設定される。
【００１０】
この初期ルートにより通信相手端末ＣＮと移動端末ＭＮとは通信を開始するが、この通信でＭＮはトンネル経路によるカプセル化されたパケットを受信することになる。カプセル化されたパケットを受信することは通信相手端末がＭＮの在圏位置を認識していないことをあらわすので、移動端末ＭＮは通信相手端末ＣＮに対して、自身の在圏位置情報を含んだバインディングアップデート（ＢＵ）メッセージを送出する。これにより通信相手端末ＣＮに自己の在圏位置情報を通知する。これを受けた通信相手端末ＣＮは、この在圏位置情報にしたがって移動端末ＭＮとの間の最適ルートを設定し、以降のパケット転送はこの最適ルートにより行われる。
【００１１】
ここで、最適ルートとは通信を行う移動端末ＭＮと通信相手端末ＣＮとの双方にとって、最もデータ転送に適したルートである。最もデータ転送に適したルートとは一般に、最短ルートであるということができるが、この最短ルートの意味は、単に物理的距離が短いだけでなく、物理的距離は最短でなくても伝送容量の点で最もデータ転送に適している場合も含むことができる。後述する本発明では、さらにＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）を満たすことが最適ルートの条件となる。ここではＱｏＳを満たすパスをＱｏＳパスと呼び、ＱｏＳパスを設定するために行われる信号のやりとりをＱｏＳシグナリングと呼ぶ。
【００１２】
このようなモバイルＩＰネットワークで移動端末の通信相手端末と移動端末の間でＱｏＳパスを設定するメカニズムについて説明する。図８にモバイルＩＰとＲＳＶＰを組合せたＱｏＳパスの設定方法を示す。図８では移動端末（ＭＮ）がセルＡからセルＢに移動した例を示す。この移動に伴い、ＭＮが収容されるアクセスルータがＡＲ＃ａからＡＲ＃ｂに変更されるにともない、ＭＮ気付アドレスを宛先アドレスとする、ＲＳＶＰセッションが変更されるためＱｏＳパスの再設定が必要となる。この再設定は、ＭＮが新しい在圏先に移動した後、気付アドレスを取得し、通信相手端末（ＣＮ）に▲１▼ＢＵ通知をあげ、ＣＮがＱｏＳパスの再設定を新しい気付アドレスに対して実施するために▲２▼Ｐａｔｈメッセージを送出し、ＭＮが予約を確定して▲３▼ＲｅｓｖメッセージをＣＮに送信する。このプロセスを経て、始めてＱｏＳパスがパスａからパスｂに変更される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のＲＳＶＰとＭｏｂｉｌｅ　ＩＰの単純な連携では、ＭＮの移動が実施される度に、ＭＮの気付アドレスが変更されるため、ＣＮからみたＲＳＶＰパスの宛先が変更されることでＲＳＶＰセッションが変更され、ＲＳＶＰのＱｏＳパスの再設定が必要となる。この場合に、ＲＳＶＰのＱｏＳパスを構成する各ノードでタイマを用いてソフトステート情報として管理されるＲＳＶＰのセッション制御情報のリセットを伴う。大規模移動ネットワークでＭＮ数が膨大となる場合には、このリセット処理が増大し、ＲＳＶＰのソフトステート処理の大規模化上の問題点が顕在化する。この結果、ネットワークに収容できるＲＳＶＰセッション数が大幅に削減され、大規模ネットワーク設備として機能しない問題点が存在する。
【００１４】
さらに、ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄでＱｏＳパスの再設定を伴う場合には、ネットワークの使用効率が高く、各ノードのリソースが不十分な場合には、移動に伴い、不要となったＱｏＳパスのリソース予約が、移動後に実際に必要となるＱｏＳパスのリソース予約を阻害する可能性が高くなる。このため、移動端末が複数存在し、移動端末の移動が頻発する大規模移動ネットワークでは、不要パスのリソース予約に必要パスのリソース予約がブロックされるブロック率の増大を招き、ネットワークの著しい使用効率の低下を引き起こす。ブロック率は、図９に示すように、ＭＮの移動時に不要となったＱｏＳパスの扱いによって変動する。ＭＮの移動によって不要となったパスは、パスのリソース開放を実施しないと、ＲＳＶＰのライフタイム処理時間１５７．５秒（Ｐａｔｈ送出周期：３０秒で換算）の間、不要なＱｏＳパスが存続し、新規ＱｏＳパス設定要求をブロックする。またこのようなことを防止するために、ＣＮがＰａｔｈＴｅａｒメッセージ、またはＭＮがＲｅｓｖＴｅａｒメッセージによりＱｏＳパスのリソース開放を実施した場合でも、移動に伴いＱｏＳパスのリソース開放が頻発する大規模ネットワーク環境下では各ノードにＲＳＶＰ処理が集中し大規模ネットワークに適合しない問題点が存在する。
【００１５】
本発明は、このような背景のもとに開発されたもので、通信相手端末と移動端末との間でＱｏＳ保証を実施した移動ＩＰ通信が実施でき、さらに、移動管理とＱｏＳ管理が効率良く実施可能であり、このためスケーラブルな移動ＱｏＳ保証転送が可能となりＱｏＳ保証を要求する移動通信数が増大する大規模移動ネットワーク環境が容易に実現できるモバイルＱｏＳ通信システムを提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、移動環境下でもＱｏＳ保証を要求する通信に対して確実にＱｏＳパスを設定することができるので高信頼な移動体ネットワークを構築でき、さらに本発明は従来のＭＩＰｖ４、ＭＩＰｖ６の両方式に適用可能であり、さらに本発明は従来のＱｏＳパス設定メカニズムであるＲＳＶＰ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）、ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｌａｂｅｌ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）シグナリングの単純な機能拡張でＱｏＳ保証可能なＩＰモビリティ制御技術を実現することができるモバイルＱｏＳ通信システムを提供することを目的とする。
【００１７】
さらに、本発明は、通信相手端末が通信開始前に移動端末相手の最適ＱｏＳ保証パスを設定可能で、通信中に設定されたＱｏＳパスの変更を最小限に抑える移動通信方式、結果として音声通信や映像通信等のトランスポート層として再送制御が使用できないリアルタイムトラヒックの通信ＱｏＳを移動環境下でも保証するモバイルＱｏＳ通信システムを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、モバイルＱｏＳ通信システムであって、本発明の特徴とするところは、移動端末と、この移動端末の通信相手端末と、前記移動端末の在圏位置を管理するホームエージェントおよび前記通信相手端末が収容されるネットワークエッジノードとを備えたモバイルＩＰネットワークに適用され、移動端末とこの移動端末の通信相手端末との間に所定のＱｏＳが保証されたＱｏＳパスを設定するＱｏＳパス設定手段を備え、前記ＱｏＳパス設定手段は、前記移動端末の移動に伴い、前記通信相手端末から前記移動端末への通信経路が変更されるとき、前記移動端末の旧在圏先へ設定されたＱｏＳパスの設定経路内のいずれかのノードに、前記移動端末の新在圏先に経路変更を実施するアンカーポイントを設定するアンカーポイント設定手段を備え、このアンカーポイント設定手段は、前記アンカーポイントとして、前記移動端末の移動に伴い、既設定のＱｏＳパスの転送経路が変更されたときに、前記通信相手端末から当該アンカーポイントまでのＱｏＳパス設定経路を前記移動端末の移動の前後で同一のモバイル通信セッション用のＱｏＳ保証用の転送経路として共有することができるアンカーポイントを設定する手段を備えたところにある。
【００１９】
これにより、移動端末が移動したときに、通信相手端末から移動端末宛のＱｏＳパスをｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄで再設定する必要がなく、アンカーポイントから移動に伴うＱｏＳパスの追加でｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄでＱｏＳパスを設定できる点が大きく異なり、結果として大規模移動ネットワークでも用いることができる点が大きく異なる。
【００２０】
また、前記通信相手端末が前記移動端末との間にＱｏＳパスを設定するときに、ＱｏＳ保証対象となるモバイル通信セッションを、前記移動端末のホームアドレス、前記移動端末の宛先アドレスである在圏先の気付アドレス、プロトコル識別子、送信先ポート番号により構成されるセッション識別子で管理する手段を備え、前記ＱｏＳパス設定手段は、当該セッション識別子を用いてモバイル通信セッション用のＱｏＳパスを通信経路中のノードに設定する手段を備えることが望ましい。
【００２１】
これにより、従来のＲＳＶＰ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とは、宛先アドレス、プロトコル識別子、送信先ポート番号にＭＮのホームアドレスを追加してモバイルセッションをハンドリングするセッションの定義が大きく異なる。このためＭＮが移動しても普遍のホームアドレスを用いてＱｏＳパスを運用または管理できる点が大きく異なる。
【００２２】
また、前記ＱｏＳパス設定手段は、ＱｏＳパス設定するときのＱｏＳシグナリング手順としてＲＳＶＰをサポートし、当該ＲＳＶＰの予約スタイルとして、前記セッション識別子をキーとして前記移動端末の異なる複数の在圏先の気付アドレスで設定したＱｏＳパスの内で同一の前記セッション識別子を有するノードを検索して当該ＱｏＳパスの共有可能部分を認識し当該共有可能部分を含む通信経路中のノードにＱｏＳパスを設定する手段を備えることが望ましい。
【００２３】
すなわち、ＲＳＶＰの予約スタイルとして、前記セッション識別子をキーとして、異なる移動端末の宛先アドレス［異なる在圏先の気付アドレス］の間で設定したＱｏＳパスを共有することが可能な宛先共有型の予約スタイルを、従来のＲＳＶＰの予約スタイル、ＦＦ、ＳＥ、ＷＦスタイルとは別に定義したことを特徴とする。従来のＲＳＶＰ予約スタイルでは、送信先アドレスを共有可能とすることで、異なる送信者が同一のＱｏＳパスを共有することが可能であったが、宛先アドレスが変更されても、共通のホームアドレスでセッションを管理することにより宛先共有のモバイルＱｏＳパスを設定できる点が大きく異なる。
【００２４】
前記移動端末が旧在圏先から新在圏先に移動するに当たって設定された前記アンカーポイントからのＱｏＳパスの宛先を変更するときに、前記通信相手端末が前記移動端末の新在圏先情報を把握する以前で、前記移動端末の送出するデータを構成するパケットの宛先アドレスが旧アドレスを指定している場合に、あるいは、周期的に送信されるＱｏＳ設定メッセージの宛先アドレスが旧アドレス宛に設定されている場合に、アンカーポイントに設定されたノードがモバイル中継エージェントとして動作し、このモバイル中継エージェントは、旧宛先宛に送出されるデータパケットを捕捉して自ノードのバインディング情報を検索してこの検索された前記バインディング情報を新宛先に対してカプセル化転送する手段と、旧宛先宛のＱｏＳ設定メッセージを捕捉して自ノードのバインディング情報を検索して新宛先宛のＱｏＳ設定メッセージに変更する手段と、前記移動端末が送出したＱｏＳ設定確認メッセージを捕捉して捕捉したＱｏＳ設定確認メッセージを前記通信相手端末に新在圏宛先情報のバインディングアップデート情報として送出する手段とを備えることが望ましい。
【００２５】
これにより、設定されるＱｏＳパスの転送経路を、同一のＲＳＶＰソフトステート状態でシームレスに変更可能である。
【００２６】
さらに、前記モバイル中継エージェントは、前記通信相手端末が前記移動端末の移動先の宛先アドレスを確認した場合に、前記通信相手端末が周期的に送出するＱｏＳ設定メッセージの宛先アドレスを新在圏先アドレスに変更するとともに、ＱｏＳ保証対象を示すセッション識別子のうち、宛先アドレスを新在圏先アドレスに変更する手段を備え、各ノードは、変更されたＱｏＳパス設定メッセージに含まれるセッション識別子情報のホームアドレス、プロトコル識別子、宛先ポート番号により当該セッションが同一モバイルセッションであることを識別する手段と、この識別する手段により同一モバイルセッションを既設定済みのＱｏＳパスにマッピングする手段とを備え、前記アンカーポイントは前記通信相手端末から送出された新アドレス宛のＱｏＳ設定メッセージおよびデータパケットを受信すると、旧宛先宛のＱｏＳ設定要求およびデータパケット転送を新宛先にトンネル転送するためのカプセル化を停止する手段と、ＱｏＳ設定メッセージは新宛先へ設定されたＱｏＳパスの周期的な設定として利用するとともに、データパケットは新宛先へのＱｏＳパスへマッピングする手段とを備えることが望ましい。
【００２７】
さらに、前記移動端末が旧在圏先から新在圏先にハンドオーバするときに、旧在圏先で、移動先の新在圏先の気付アドレスを事前に取得し、設定されたアンカーポイントから新在圏先気付アドレス間で事前にＱｏＳパスを設定する手段を備え、前記アンカーポイントは、事前ＱｏＳパス設定時に新旧宛先アドレスに対してパケットをコピーしてバインディングする手段を備え、前記移動端末は、移動中にバイキャスティングされたパケットを受信する手段を備えることが望ましい。
【００２８】
これにより、移動端末は、新在圏先に完全に移動するまで、通信中のパケットをロスすることなく受信することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を説明する。図１は本発明で提案するモバイルＱｏＳパスの概念図である。図１のモバイルＱｏＳパスはＭＮが在圏先を移動して気付アドレスをＣｏＡｄｄｒ＃α←→ＣｏＡｄｄｒ＃βと変更するときのモバイルＱｏＳパスの設定の様子を示している。図１に示すように、気付アドレスの変更に伴い、トポロジ上、最適なアンカーポイントを設定し、アンカーポイントから先のＱｏＳパスの設定または開放を実施することでＭＮの移動に応じて最適なモバイルＱｏＳパスを設定している。この例ではＣＮ←→ｄｅｓｔ＃α、ＣＮ←→ｄｅｓｔ＃βの２つのＱｏＳパスがＣＮ←→ＭＮ間の最適ＱｏＳ保証パス上（最適ルーティングに沿う）に設定されるようにアンカーポイントの選択、設定が実施される。この例では、ＣＮからアンカーポイントまでのモバイルＱｏＳパスは、ＣｏＡｄｄｒ＃α、ＣｏＡｄｄｒ＃β宛のモバイルセッションで共有され、アンカーポイントより先は、個別のアドレスに対応するモバイルセッション用に構築される。
【００３０】
図２に上記モバイルセッションを収容するモバイルＱｏＳパス情報が各ノードでどのように処理されるか説明する。図２は典型的なＲＳＶＰルータの機能ブロック図である。図２に示すように、ＲＳＶＰのコントロールプレーンではＲＳＶＰプロセスがモバイルセッション識別子をハンドリングし、データ転送プレーンではパケットクラシファイアがモバイルセッション識別子によりモバイルセッションの制御を実施する。
【００３１】
次にＭＮのハンドオーバ時のモバイルＱｏＳパス制御メカニズムを説明する。図３〜図６にハンドオーバ時の動作例を示す。図３および図４はハンドオーバ時にモバイルＱｏＳパスのアンカーポイントとなるエージェントを設定する例を示している。移動端末のハンドオーバ中の通信品質を保証するためには、ハンドオーバに伴うＱｏＳパスの変更を最小限に抑える必要がある。このためにはＭＮの近傍にモバイルＱｏＳパスの宛先をアンカーポイントとして変更するエージェントが必要になる。本発明では、図３および図４に示すように、この機能を実現するモバイル中継エージェント（ＭＴＡ）を定義する。このようなエージェントを定義することにより、ＭＮのハンドオーバ中もＣＮからＭＴＡまでの主要モバイルＱｏＳ経路の変更が必要なくなり、ＭＴＡから先のＱｏＳパスだけ、ＭＮの移動に応じて再設定ができるようになる。結果としてハンドオーバ中のＭＮの通信ＱｏＳを保証することが可能となる。
【００３２】
図３は、ＭＮが最適なＭＴＡを登録する手順を示している。まず始めにＭＮがＡＲ１配下に移動してきて、ＣＮと通信を開始している状況を想定する。このとき、既にＣＮはＭＮの在圏位置ＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ１）を把握しており、ＭＮの在圏位置に直接ＱｏＳパスを設定するものとする。ＣＮはＭＮにモバイルＱｏＳパスを設定するために、Ｐ１．Ｐａｔｈメッセージを送信する。Ｐａｔｈメッセージはネットワークを中継され、ハンドオーバ領域でアンカーポイントとなり得る、ＭＴＡを通過する。どのＭＴＡを通過するかは、ＣＮとＭＮのネットワーク内での網トポロジ条件と、ＭＴＡの配置によって決定される。Ｐ２．Ｐａｔｈメッセージを受信したＭＴＡは自分自身がＭＮに対してアンカーポイントとしてのサービスを提供可能な場合には、Ｐａｔｈメッセージにアンカーポイント情報（ＡＰＩ）を付加する。このとき、ＡＰＩにはＭＴＡのアドレス情報が設定される。
【００３３】
ＡＰＩを付加されたＰａｔｈメッセージはその後、Ｐ３．ＡＲ１を経由してＭＮに転送される。ＭＮがＣＮからのモバイルＱｏＳパス設定要求を許可し、ハンドオーバ時のＱｏＳ保証を望む場合にはＰａｔｈメッセージのＡＰＩ情報からＭＮがアンカーポイントとしてサービスを要求するＭＴＡ情報を取得し、Ｐ４．自分自身のバインディングテーブル情報にアンカーポイント情報を登録する。その後、モバイルＱｏＳパスを確定するため、Ｐａｔｈメッセージが辿った逆の経路でＰ５，Ｒｅｓｖメッセージを送出する。このときＲｅｓｖメッセージにはＭＴＡへのアンカーポイント設定要求（ＡＰＲ）が含まれる。
【００３４】
このＡＰＲはＭＮの（ＨｏｍｅＡｄｄｒ情報、現在の気付アドレス情報ＣｏＡｄｄｒ１）から構成される。このＲｅｓｖメッセージはＲＳＶＰのＲｅｓｖメッセージが必ず、到達経路の逆順方向を辿って送信者に伝達される特性を利用して、ＭＴＡに受信される。
【００３５】
Ｐ６．ＡＰＲを含むＲｅｓｖメッセージを受信したＭＴＡは、ＭＮへのアンカーポイントサービスを許容する場合には、自身のアンカーポイントバインディングテーブル（ＭＮのホームアドレス、現在のＭＮの気付アドレス情報（ＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ１））を登録する。このようにしてＭＴＡへのＭＮのアンカーポイント登録が完了する。
【００３６】
その後、Ｐ７．ＲｅｓｖメッセージはＣＮに向けて転送され、ＣＮに到達するとＣＮ←→ＭＮ間でモバイルＱｏＳパスが設定され、当該モバイルＱｏＳパスを用いて、ＱｏＳ保証転送が実現される。
【００３７】
次にＭＮが新しい在圏先に移動してハンドオーバが発生した場合の処理を説明する。図４がハンドオーバ発生時のアンカーポイント設定動作である。ＭＮが新しい在圏先であるＡＲ２配下に移動して、新気付アドレス（ＣｏＡｄｄｒ（ＡＲ２））を取得すると、自身のバインディングテーブルを更新するとともに、Ｐ１．ＭＴＡへアンカーポイントサービスを要求するためにＲｅｓｖメッセージに、新しい気付アドレス情報を含んだＡＰＲ情報を付加して、ＭＴＡ宛の宛先アドレスを付与して送出する。
【００３８】
このＲｅｓｖメッセージにより、ＡＲ２とＭＴＡの間に存在する各ノードには新在圏先に通じる新しいモバイルＱｏＳパスが設定される。さらにこのＲｅｓｖメッセージがＭＴＡに到達するとＰ２．ＭＴＡはＡＰＲ情報より、新気付アドレス情報を抽出し、新旧の気付アドレスの関係を自身のバインディングテーブル情報に登録する。これにより移動後のＭＴＡ登録が完了する。
【００３９】
図５および図６にその後のモバイルＱｏＳパス動作を示す。前記ハンドオーバが発生して、ＭＴＡに登録した時点では、ＣＮにはＭＮの新在圏位置情報が伝達されていない。この場合には、ＣＮのＭＮの在圏位置情報と実際のＭＮの在圏位置情報の不一致が発生する過渡状態が存在する。また、この時点で、ＣＮに即座にＭＮの在圏位置を通知することは、ＢＵ通知によるネットワークリソースの浪費を招くため好ましくない。
【００４０】
さらに、ＣＮにＭＮの在圏位置を通知してもＣＮがＲＳＶＰセッションをリセットすることが望ましくないため、次のＲＳＶＰのＲｅｓｖメッセージ送出タイミングまで、新在圏先宛の経路を設定できない問題がある。このため、本発明では、ＲＳＶＰの周期タイミングを利用して、ＭＮの在圏位置情報を更新するメカニズムを提案する。
【００４１】
ＲＳＶＰの周期タイミングが到達するまでは、情報の不一致状態を過渡フェーズとして許容する。図５を用いて過渡状態のモバイルＱｏＳパス設定メカニズム、パケット転送メカニズムを説明する。まず始めに、ＱｏＳパス設定メカニズムを説明する。ＣＮはＭＮの移動を検知していないのでＣ１．旧気付アドレス（ＣｏＡｄｒｒ１）にＰａｔｈメッセージを送出する。
【００４２】
当該Ｐａｔｈメッセージを受信したＭＴＡは、ＭＮのアンカーポイント登録を終了しており、自身のバインディングテーブルに新しい在圏先を登録しているので、Ｃ２．新気付アドレス宛ＣｏＡｄｄｒ２宛にＰａｔｈメッセージをリダイレクトする。リダイレクトされたＰａｔｈメッセージにはリダイレクションの印を明示する。
【００４３】
その後ＰａｔｈメッセージはＡＲ２に到達する。このときＭＮはリダイレクション明示情報より、まだＭＴＡが自身の在圏位置を把握していないことを了解するのでＣ３．Ｃ４．Ｒｅｓｖメッセージに新気付アドレス（ＣｏＡｄｄｒ２）を含むＢＵ情報を付加してＣＮに送出する。
【００４４】
さらにこの状態における、データの転送メカニズムを説明する。この実施例も図５および図６に示してある。ＣＮから送出されたデータは同じく旧気付アドレス（ＣｏＡｄｄｒ１）に送出される。当該パケットを受信したＭＴＡはＤ２．ＭＮの新気付アドレス宛にデータをカプセル化転送する。
【００４５】
上記のプロセスを経ると、ＢＵ情報を含んだＲｅｓｖメッセージがＣＮに到達し、ＣＮがＭＮの正しい在圏位置を判定できる。図６にＣＮがＭＮの在圏位置を正確に把握した後のＱｏＳ設定メカニズム、パケット転送メカニズムを示す。この場合はモバイルＲＳＶＰ制御メッセージ、転送データともにＣＮより正しく送出されるため、アンカーポイントのＭＴＡはこれらのパケットをそのまま、ＭＮに転送する。図７に一連のモバイルＱｏＳパス動作シーケンスと各メッセージのパラメータを示す。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、通信相手端末と移動端末との間でＱｏＳ保証を実施した移動ＩＰ通信が実施でき、さらに、移動管理とＱｏＳ管理が効率良く実施可能であり、このためスケーラブルな移動ＱｏＳ保証転送が可能となりＱｏＳ保証を要求する移動通信数が増大する大規模移動ネットワーク環境が容易に実現できる。
【００４７】
また、本発明によれば、移動体環境下でもＱｏＳ保証を要求する通信に対して確実にＱｏＳパスを設定することができるので高信頼な移動体ネットワークを構築でき、さらに本発明は従来のＭＩＰｖ４、ＭＩＰｖ６の両方式に適用可能であり、さらに本発明は従来のＱｏＳパス設定メカニズムであるＲＳＶＰ、ＭＰＬＳシグナリングの単純な機能拡張でＱｏＳ保証可能なＩＰモビリティ制御技術を実現することができる。
【００４８】
さらに、本発明によれば、通信相手端末が通信開始前に移動端末相手の最適ＱｏＳ保証パスを設定可能で、通信中に設定されたＱｏＳパスの変更を最小限に抑える移動通信方式、結果として音声通信や映像通信等のトランスポート層として再送制御が使用できないリアルタイムトラヒックの通信ＱｏＳを移動環境下でも保証することができる。
【００４９】
このため本発明方式を用いればスケーラブルな移動ＱｏＳ保証転送が可能となり大規模移動ネットワーク環境が容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のモバイルＱｏＳパスの概念図。
【図２】本実施例のモバイルＱｏＳパスを収容するノードの機能ブロック図。
【図３】本実施例のモバイルＱｏＳ用のアンカーポイントの設定を説明するための図。
【図４】本実施例のモバイルＱｏＳ用のアンカーポイントの設定を説明するための図。
【図５】本実施例のハンドオーバ時のモバイルＱｏＳパス動作を説明するための図。
【図６】本実施例のハンドオーバ時のモバイルＱｏＳパス動作を説明するための図。
【図７】本実施例のハンドオーバ時のモバイルＱｏＳパス動作のシーケンス図。
【図８】従来のハンドオーバに伴うＱｏＳパスの再設定を説明するための図。
【図９】従来のハンドオーバに伴うＱｏＳパスの再設定とＲＳＶＰのソフトステート周期とを示す図。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ　セル

Claims

移動端末と、この移動端末の通信相手端末と、前記移動端末の在圏位置を管理するホームエージェントおよび前記通信相手端末が収容されるネットワークエッジノードとを備えたモバイルＩＰネットワークに適用され、
移動端末とこの移動端末の通信相手端末との間に所定のＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）が保証されたＱｏＳパスを設定するＱｏＳパス設定手段を備え、
前記ＱｏＳパス設定手段は、前記移動端末の移動に伴い、前記通信相手端末から前記移動端末への通信経路が変更されるとき、前記移動端末の旧在圏先へ設定されたＱｏＳパスの設定経路内のいずれかのノードに、前記移動端末の新在圏先に経路変更を実施するアンカーポイントを設定するアンカーポイント設定手段を備え、
このアンカーポイント設定手段は、前記アンカーポイントとして、前記移動端末の移動に伴い、既設定のＱｏＳパスの転送経路が変更されたときに、前記通信相手端末から当該アンカーポイントまでのＱｏＳパス設定経路を前記移動端末の移動の前後で同一のモバイル通信セッション用のＱｏＳ保証用の転送経路として共有することができるアンカーポイントを設定する手段を備えた
ことを特徴とするモバイルＱｏＳ通信システム。
前記通信相手端末が前記移動端末との間にＱｏＳパスを設定するときに、ＱｏＳ保証対象となるモバイル通信セッションを、前記移動端末のホームアドレス、前記移動端末の宛先アドレスである在圏先の気付アドレス、プロトコル識別子、送信先ポート番号により構成されるセッション識別子で管理する手段を備え、
前記ＱｏＳパス設定手段は、当該セッション識別子を用いてモバイル通信セッション用のＱｏＳパスを通信経路中のノードに設定する手段を備えた
請求項１記載のモバイルＱｏＳ通信システム。
前記ＱｏＳパス設定手段は、ＱｏＳパス設定するときのＱｏＳシグナリング手順としてＲＳＶＰ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）をサポートし、前記セッション識別子をキーとして前記移動端末の異なる複数の在圏先の気付アドレスで設定したＱｏＳパスの内で同一の前記セッション識別子を有するノードを検索して当該ＱｏＳパスの共有可能部分を認識し当該共有可能部分を含む通信経路中のノードにＱｏＳパスを設定する手段を備えた請求項１または２記載のモバイルＱｏＳ通信システム。
前記移動端末が旧在圏先から新在圏先に移動するに当たって設定された前記アンカーポイントからのＱｏＳパスの宛先を変更するときに、
前記通信相手端末が前記移動端末の新在圏先情報を把握する以前で、前記移動端末の送出するデータを構成するパケットの宛先アドレスが旧アドレスを指定している場合に、あるいは、周期的に送信されるＱｏＳ設定メッセージの宛先アドレスが旧アドレス宛に設定されている場合に、アンカーポイントに設定されたノードがモバイル中継エージェントとして動作し、
このモバイル中継エージェントは、旧宛先宛に送出されるデータパケットを捕捉して自ノードのバインディング情報を検索してこの検索された前記バインディング情報を新宛先に対してカプセル化転送する手段と、
旧宛先宛のＱｏＳ設定メッセージを捕捉して自ノードのバインディング情報を検索して新宛先宛のＱｏＳ設定メッセージに変更する手段と、
前記移動端末が送出したＱｏＳ設定確認メッセージを捕捉して捕捉したＱｏＳ設定確認メッセージを前記通信相手端末に新在圏宛先情報のバインディングアップデート情報として送出する手段と
を備えた請求項１ないし３のいずれかに記載のモバイルＱｏＳ通信システム。
前記モバイル中継エージェントは、前記通信相手端末が前記移動端末の移動先の宛先アドレスを確認した場合に、前記通信相手端末が周期的に送出するＱｏＳ設定メッセージの宛先アドレスを新在圏先アドレスに変更するとともに、ＱｏＳ保証対象を示すセッション識別子のうち、宛先アドレスを新在圏先アドレスに変更する手段を備え、
各ノードは、
変更されたＱｏＳパス設定メッセージに含まれるセッション識別子情報のホームアドレス、プロトコル識別子、宛先ポート番号により当該セッションが同一モバイルセッションであることを識別する手段と、
この識別する手段により同一モバイルセッションを既設定済みのＱｏＳパスにマッピングする手段と
を備え、
前記アンカーポイントは、
前記通信相手端末から送出された新アドレス宛のＱｏＳ設定メッセージおよびデータパケットを受信すると、旧宛先宛のＱｏＳ設定要求およびデータパケット転送を新宛先にトンネル転送するためのカプセル化を停止する手段と、
ＱｏＳ設定メッセージは新宛先へ設定されたＱｏＳパスの周期的な設定として利用するとともに、データパケットは新宛先へのＱｏＳパスへマッピングする手段と
を備えた請求項３または４記載のモバイルＱｏＳ通信システム。
前記移動端末が旧在圏先から新在圏先にハンドオーバするときに、旧在圏先で、移動先の新在圏先の気付アドレスを事前に取得し、設定されたアンカーポイントから新在圏先気付アドレス間で事前にＱｏＳパスを設定する手段を備え、
前記アンカーポイントは、事前ＱｏＳパス設定時に新旧宛先アドレスに対してパケットをコピーしてバインディングする手段を備え、
前記移動端末は、移動中にバイキャスティングされたパケットを受信する手段を備えた
請求項１ないし５のいずれかに記載のモバイルＱｏＳ通信システム。