JP2005057734A - データ通信ネットワークにおけるパスｍｔｕ発見ネットワーク装置、システム及びその方法 - Google Patents

データ通信ネットワークにおけるパスｍｔｕ発見ネットワーク装置、システム及びその方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 シグナルメッセージまたは一般のデータパケットのヘッダにパスＭＴＵ値を格納し、パケットの転送経路ごとにパスＭＴＵを更新するパスＭＴＵ発見システム及びその方法を提供すること。
【解決手段】 シグナルメッセージまたは最初のデータパケットの内部にパスＭＴＵオプションヘッダを含み、これにより、ルーティング経路上に適切なＭＴＵ値を決定する。従って、パケットの転送及びＩＣＭＰエラーメッセージの転送を繰り返して行うことなく、ネットワーク及びシステム負荷を最少化することができる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、データ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見(ＰＭＴＵ Discovery)システム及びその方法に関し、より詳しくは、ＢＵ(Binding Update)のようなシグナルメッセージまたは一般のデータパケットのヘッダにパスＭＴＵ値を格納し、パケットの転送経路ごとにパスＭＴＵを更新するパスＭＴＵ発見システム及びその方法に関する。
本発明は、ＩＰＶ６(Internet Protocol version 6)のアドレス体系に基づいて、ソースノードが宛先にパケットを転送するときに、自分の最大転送単位(Maximum Transmission Unit:以下、ＭＴＵと称する)より小さいサイズにパケットを分割して宛先に送信する。このとき、パケット分割(Fragmentation)は、ソースノードでのみ可能であり、ソースノードを除く経路上の全てのノードは、パケットを分割することができない。それは、ＭＴＵより大きいパケットが受信されたとき、ルーター(router)を含む中間ノードが、受信されたパケットをＭＴＵサイズに分割し送信することになると、負担が極めて大きくなり、そこで、他のノードでのパケットの分割を基本的に禁止しているためである。
従って、パケットを受信した中間ノードまたは宛先ノードは、パケットサイズと自分のＭＴＵとを比較してＭＴＵ値が小さい場合、ソースノードにＩＣＭＰ(Internet Control Message Protocol：以下、ＩＣＭＰと称する)エラーメッセージを送り、ＭＴＵ値を減少するように要求している。もし、経路がソースノード、宛先ノード及び中間ノードを含む５個の端末からなっている場合、最大４回のＩＣＭＰエラーメッセージが発生し、ソースノードは、その度にＭＴＵ値を再び調整し、パケットを再転送しなければならない。
図１は、ソースノード１００と宛先ノード１４０との間でパケットを転送する経路を示す図である。図１に示すデータ通信ネットワークは、ソースノード１００と、中間ノードまたはルーター１１０、１２０、１３０と、宛先ノード１４０とから構成されている。
ソースノード１００は、パケットを生成し、経路を経てパケットを転送し、ＩＣＭＰエラーメッセージを受信したとき、ＭＴＵ値を減少してパケットを再転送する。
中間ノードまたはルーター１１０、１２０、１３０は、受信したパケットのサイズとＭＴＵとを比較して受信したパケットが大きい場合、ソースノード１００に対しＩＣＭＰエラーを発生させる。
宛先ノード１４０は、ソースノード１００で生成されたパケットの消費者(Consumer)となる。
このとき、ノード間の連結リンク(Link)に対するＭＴＵをリンクＭＴＵ(Ｌｉｎｋ ＭＴＵ)という。
ソースノード１００から宛先ノード１４０までリンクからなるパス(Path)に対するＭＴＵをパスＭＴＵ(Path ＭＴＵ)という。ここで、パスＭＴＵは、ソースノード１００から宛先ノード１４０までのリンクＭＴＵの中の最も小さい値を示す。即ち、パスＭＴＵは、パケットを分割(Fragmentation)せずにソースノード１００から宛先ノード１４０まで転送できるパケットの最大サイズを示す。
このとき、ＩＰＶ６のアドレス体系に基づく全てのノード１００、１１０、１２０、１３０、１４０は、少なくとも１２８０バイトのパケットを送受信することができ、ソースノード１００を除く経路上のノードは、パケットを分割することができない。
図２及び図３は、従来の技術によりソースノードから宛先ノードまでパケットを転送する方法を示す図であり、図２は、最少ＭＴＵサイズでパケットを転送する方法を、図３は、ＩＣＭＰエラーメッセージを使用してパスＭＴＵ値を決定し、パケットを送信する方法を示している。
図２に示すように、ソースノードの第１ノード２００は、パケットを生成し、最少パケット単位(１２８０バイト)に分割し、宛先ノードの第３ノード２２０までパケットを転送する。即ち、経路上の全てのノード２００、２１０、２２０は、最大限に１２８０バイトのサイズでパケットを転送する（Ｓ２３０）。この場合、第１ノード２００においてパスＭＴＵを発見するための過程は省略することが可能である。
図３に示すように、第１ノード３００のＭＴＵが２５００バイト、第１ノード３００と第２ノード３１０の間のリンクＭＴＵが２０００バイト、かつ、第２ノード３１０と第３ノード３２０のリンクＭＴＵが１５００バイトである場合、ソースノードの第１ノード３００は、パケットを生成し、自分のＭＴＵサイズ(２５００バイト)に合わせて第２ノード３１０にパケットを転送する(Ｓ３３０)。このとき、第２ノード３１０は、受信したパケット(２５００ バイト)と第２ノードリンクＭＴＵ(２０００バイト)を比較し、受信したパケットが自分のリンクＭＴＵより大きい場合、パケットを廃棄し、第１ノード３００にＩＣＭＰエラーメッセージ(Error code=Packet too big、Acceptable ＭＴＵ size=2000)を送信し、パスＭＴＵのサイズを再調整するよう要求する(Ｓ３４０)。
ＩＣＭＰエラーメッセージを受信した第１ノード３００は、前記ＩＣＭＰエラーメッセージに含まれたパスＭＴＵ情報によりパケットサイズを２０００バイトに減らし、第２ノード３１０にパケットを転送する(Ｓ３５０)。このとき、第２ノード３１０は、受信したパケットサイズ(２０００バイト)が自分のリンクＭＴＵと同じであるため、受信したパケットを第３ノード３２０に転送する(Ｓ３５０)。さらに、第３ノード３２０は、受信したパケットが自分のリンクＭＴＵ(１５００バイト)より大きいため、受信したパケットを廃棄し、第１ノード３００にＩＣＭＰエラーメッセージ(Error code=Packet too big、Acceptable ＭＴＵ size=1５００)を送信する(Ｓ３６０)。
ＩＣＭＰエラーメッセージを受信した第１ノード３００は、パケットサイズを１５００バイトに減らし、第３ノード３２０にパケットを再転送する(Ｓ３７０)。このとき、第２ノード３１０は、受信したパケットが自分のリンクＭＴＵより小さいため、エラー無しにパケットを第３ノード３２０に転送し、第３ノード３２０は、パケットを受信することになる。図３は、ＩＰＶ６のアドレス体系に基づいてパケットを転送する方法を示している。
図２に示す方法は、ソースノードの第１ノード２００は、全てのノードが転送できる最少ＭＴＵ、ここでは、１２８０バイトのサイズを有するパケットを転送するため、具現が容易であり、ＩＣＭＰエラーメッセージ(Packet too big)が発生しないが、経路上の有効通信速度(Bandwidth)を最大限に活用できず、制限的にパケットを転送しているため、転送効率が低下する。
また、図３に示す方法は、ソースノードの第１ノード３００が自分のＭＴＵに合わせてパケットを転送すると、該パケットを受信したノードでは、自分のリンクＭＴＵと前記受信されたパケットサイズとを比較する。比較の結果、パケットサイズが自分のリンクＭＴＵより大きい場合、第１ノード３００にＩＣＭＰエラーメッセージ(Error code=Packet too big、Acceptable ＭＴＵ size=１５００)を送信する。この過程は、第１ノード３００から送信したパケットが宛先ノードの第３ノード３４０に届くまで繰り返して行われる。
図３に示すパスＭＴＵ決定方法は、パケットを送信したノードが中間ノードまたはルーターからリダイレクトメッセージを受信したり、一部のノードが壊れたり、もしくは、移動通信ネットワークにおけるハンドオフ(handoff：通話チャンネル切り替え)発生などによりルーティング経路が変更する度に、新しいパスＭＴＵ決定過程を行わなければならず、多数のネットワークリソースを必要とするという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、ソースノードが外部リンクに移動するとき、最小限のトラフィックのみでパスＭＴＵ値を決定し、これにより、パケットを転送する効率的なパスＭＴＵ発見ネットワーク装置、システム及びその方法を提供することを目的とする。
また本発明は、ルーティング経路の変更などにより、新たにパスＭＴＵを決定する場合、シグナルメッセージまたは最初のデータパケットの内部にパスＭＴＵオプションヘッダを含み、これにより、適切なパスＭＴＵを決定することを目的とする。従って、本発明は、ＩＣＭＰエラーメッセージの送信及びＩＣＭＰエラーメッセージに対応したデータパケットの再転送回数を大幅減少し、さらに、この過程に伴うネットワーク及びシステム負荷を最小化することを目的とする。
また本発明は、パスＭＴＵ発見に使用されるパスＭＴＵ検出方法を使用者が外部インタフェースを介して予め設定したり、システムの基本値を利用できるようにしたりすることで、状況にあったパスＭＴＵ検出を可能とすることを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の一実施の形態のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見ネットワーク装置は、ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上で転送される所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出し、内部に格納された内部ＭＴＵと比較するＭＴＵ比較部と、前記パスＭＴＵが前記内部ＭＴＵより大きい場合、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを前記内部ＭＴＵに更新するイベント処理部とを備えることを特徴とする。
前記パスＭＴＵの書き込まれた所定のパケットの拡張ヘッダは、新しいパスＭＴＵを検出したか否かを示すタイプフィールドと、前記新しいパスＭＴＵを検出した場合、その値を格納して更新するパスＭＴＵ格納フィールドとを備えることを特徴とする。
また、本発明の他の一実施の形態によるデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見システムは、ルーティング経路上のパスＭＴＵを発見するために、所定のパケットを送信するソースノードと、前記所定のパケットを受信し、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出して内部に格納し、前記所定のパケットに対する応答を前記ソースノードに送信する宛先ノードと、前記ソースノードと前記宛先ノードの間のルーティング経路上に位置し、前記所定のパケットを転送する多数の中間ノードとを備えることを特徴とする。
前記中間ノードは、ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上で転送される所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出し、内部に格納された内部ＭＴＵと比較するＭＴＵ比較部と、前記パスＭＴＵが前記内部ＭＴＵより大きい場合、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを前記内部ＭＴＵに更新するイベント処理部とを備えることが好ましい。
前記パスＭＴＵの書き込まれた所定のパケットの拡張ヘッダは、新しいパスＭＴＵを検出したか否かを示すタイプフィールドと、前記新しいパスＭＴＵを検出した場合、その値を格納して更新するパスＭＴＵ格納フィールドとを備えることが好ましい。
また、本発明の一実施の形態のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法は、ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上で転送される所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出し、内部に書き込まれた内部ＭＴＵと比較するステップ１と、前記パスＭＴＵが前記内部ＭＴＵより大きい場合、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを前記内部ＭＴＵに更新するステップ２とを含むことを特徴とする。
前記パスＭＴＵの書き込まれた所定のパケットの拡張ヘッダは、新しいパスＭＴＵを検出したか否かを示すタイプフィールドと、前記新しいパスＭＴＵを検出した場合、その値を格納して更新するパスＭＴＵ格納フィールドとを備えることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法は、ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上のパスＭＴＵを発見するために、ソースノードが所定のパケットを送信するステップ１と、前記ソースノードと前記宛先ノードの間のルーティング経路上に位置する複数の中間ノードが前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを更新し、前記所定のパケットを宛先ノードに転送するステップ２と、前記所定のパケットを受信した宛先ノードが前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出して内部に格納し、前記所定のパケットに対する応答を前記ソースノードに送信するステップ３とを含むことを特徴とする。
前記ステップ２は、ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上で転送される所定のパケットに書き込まれた新しいパスＭＴＵを検出し、内部に格納された内部ＭＴＵと比較するステップと、前記パスＭＴＵが前記内部ＭＴＵより大きい場合、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを前記内部ＭＴＵに更新するステップとを含むことが好ましい。
前記パスＭＴＵの書き込まれた所定のパケットの拡張ヘッダは、新しいパスＭＴＵを検出したか否かを示すタイプフィールドと、前記新しいパスＭＴＵを検出した場合、その値を格納して更新するパスＭＴＵ格納フィールドとを備えることが好ましい。
本発明は、使用者環境により、シグナルメッセージまたは最初のデータパケットを用いてソースノードと宛先ノードの間のパスＭＴＵを発見する方法及び システムを提案した。
このような本発明によるデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見ネットワーク装置、システム及びその方法によれば、外部ネットワークへの占有時間を減らし、外部ネットワークに影響され難くなり、外部ネットワークを効率良く使用することが可能となる。 従って、パスＭＴＵ決定過程に伴うＩＣＭＰエラーメッセージ及び再転送メッセージを最少化することができる。これにより、転送経路上のネットワーク負荷を著しく減少させ、パケットの再転送にかかる各ノードの負荷を最小化することができる。
また、パスＭＴＵ発見に使用されるパスＭＴＵ検出方法を使用者が外部インタフェースを介して予め設定したり、システムの基本値を利用できるようにしたりすることで、状況にあったパスＭＴＵ検出が可能となる。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
図４は、移動ノードが移動することによりルーティング経路が変更される場合、パスＭＴＵの決定方法を示す図であり、図４に基づいて図５乃至図９の本発明の一実施の形態を説明する。
図示のように、データ通信ネットワークは、ソースノードまたは宛先ノードの移動ノード４００、５００と、ソースノードまたは宛先ノードの相手ノード５６０、５８０と、中間ノードの第１乃至第５ルーター４３０、５１０、５３０、５５０、５７０と、ホームエージェント４１０とから構成されている。
移動ノード(Mobile Node：ＭＮ、４００、５００)は、自分のネットワークアクセス位置を変更するホストをいう。相手ノード(Correspondent Node：ＣＮ、５６０、５８０)は、移動ノード４００、５００と通信しているホストをいう。ここで、移動ノードと相手ノードとは、パケットの送受信過程においてソースまたは宛先ノードともなる。
ホームリンク(Home Link：４２０)は、移動ノード４００のサブネットプレフィックス(subnet prefix)が定義されたリンクであって、標準ＩＰルーティングメカニズムは、 移動ノードのホームアドレス(Home Address)に転送予定のパケットを移動ノードのホームリンクに転送する。
外部リンク(Foreign Link：５２０)は、ホームリンク４２０でない他のあるリンクをいう。
第１乃至第５ルーター４３０、５１０、５３０、５５０、５７０は、同じ転送プロトコルを使用する分離されたネットワークを連結する装置であって、ネットワーク階層間を相互連結する。
ホームエージェント(Home Agent：４１０)は、移動ノード４００が現在の自分の気付アドレス(Care-of Address：以下、ＣＯＡ)を登録している移動ノードのホームリンク４２０上のルーターをいう。移動ノード４００がホームリンク４２０と離れている間、ホームエージェント４１０は、移動ノード４００のホームアドレスに予定のホームリンク４２０上のパケットを途中で捕えて、それらをカプセル化し、移動ノードの登録されたＣＯＡへトンネルする。
第１サブドメイン４４０は、移動ノード４００と、ホームエージェント４１０と、ホームリンク４２０と、ルーター(Router：４３０)とから構成される。
また、移動ノード４００が第１サブドメイン４４０を離れて第２サブドメイン５４０にある場合、第２サブドメイン５４０は、移動ノード５００と、外部リンク５２０に対するエージェント機能を行う外部エージェントまたは第２ルーター５１０と、第２サブドメイン５４０に対するインターネットアクセス機能を提供するゲートウェイの第３ルーター５３０とから構成されている。
その他に、インターネット網や第４ルーター５５０を介して移動ノードと通信している第１相手ノード５６０と、第５ルーター５７０を介してインターネット網に連結された第２相手ノード５８０がある。
図４に示すように、移動ノードの移動によりルーティング経路が変更されると、既存のパスＭＴＵの代わりに、新しいパスＭＴＵ値を決定しなければならない。即ち、移動ノード４００がホームリンク４２０を離れて外部リンク５２０に移動すると、第１相手ノード５６０に対するルーティング経路は、移動ノード４００、ホームエージェント４１０、第１ルーター４３０、第４ルーター５５０、第１相手ノード５６０から移動ノード５００、第２ルーター５１０、第３ルーター５３０、第１ルーター４３０、第４ルーター５５０、第１相手ノード５６０に変更される。かつ、これに対応してパスＭＴＵ値も新たに更新される。従って、移動ノード４００が外部リンク５２０に移動する度に、常に新しいパスＭＴＵの決定過程を行う必要がある。
図５は、本発明の一実施の形態によるデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見システムの構成図である。
図５Ａは、ソースノードまたは宛先ノードの構成図である。
図示のように、ソースノードまたは宛先ノード６３５は、ユーザインタフェース(User Interface：６００)と、使用者環境管理部６０５と、パスＭＴＵ初期化部６１０と、第３のパスＭＴＵ決定部６１５と、第３のパスＭＴＵ格納部６２０と、第３のイベント処理部６２５とを備えている。
使用者環境管理部６０５は、使用者、即ち、ユーザインタフェース６００から入力を受け取り、パスＭＴＵ発見システムの環境、例えば、パスＭＴＵ発見方法の選択などを構築し格納する。
パスＭＴＵ初期化部６１０は、前記使用者環境管理部６０５からのシステムに対する情報によりパスＭＴＵ発見システムを初期化する。例えば、パスＭＴＵ初期化部６１０は、パスＭＴＵキャッシュの初期化、所定のパケットをルーティング経路上で転送し、パスＭＴＵの検出を行うパスＭＴＵ発見方法の選択、パスＭＴＵの発見のために転送できる最大パケットサイズ(基本値は、１２８０バイト) 、及びパスＭＴＵ発見過程の繰り返し周期の初期化などを担う。
第３のパスＭＴＵ決定部６１５は、パスＭＴＵの発見が必要であるかを決定し、パスＭＴＵを発見するために、使用者環境管理部６０５に設定されたパスＭＴＵ発見方法により、ルーティング経路上で転送される所定のパケットにパスＭＴＵの初期値(NULL)を書き込む。本発明の一実施の形態によるパスＭＴＵ発見方法に使用される前記所定のパケットは、シグナルメッセージ(signal message)またはデータパケット(data packet)であることが好ましい。前記シグナルメッセージは、例えば、バインディングアップデート(Binding Update：以下、「ＢＵ」と称する) メッセージを含む。前記シグナルメッセージ及びデータパケットの拡張ヘッダ(Extension Header)にパスＭＴＵを設定する。
第３のイベント処理部６２５は、外部にイベント６３０を送信したり、外部からイベント６３０を受信したりする。前記イベント６３０は、ソースノードまたは宛先ノードに入力したり、出力されたりする全ての信号をいう。本発明の一実施の形態において、前記イベント６３０は、例えば、ルーター要求メッセージ、ルーター広告メッセージ、ＢＵメッセージ、バインディング認知(Binding Acknowledge：以下、「ＢＡ」)メッセージ、データパケット、及びＩＣＭＰエラーメッセージなどがある。
また、前記イベント６３０は、パスＭＴＵの書き込まれた前記所定のパケットであってもよい。従って、前記第３のパスＭＴＵ決定部６１５からパスＭＴＵの発見が必要であるという信号が送信されると、第３のイベント処理部６２５は、外部にパスＭＴＵの初期値が書き込まれた所定のパケットを転送する。
ソースノードと宛先ノードの間のパスＭＴＵの書き込まれた所定のパケットが第３のイベント処理部６２５に入力されると、前記第３のイベント処理部６２５は、前記所定のパケットからパスＭＴＵを検出する。前記検出されたパスＭＴＵは、第３のパスＭＴＵ決定部６１５に転送される。
第３のパスＭＴＵ決定部６１５は、前記検出されたパスＭＴＵのサイズにパケットを分割する。
パスＭＴＵ格納部６２０は、前記検出されたパスＭＴＵを前記所定のパケットの拡張ヘッダ及び内部に格納する。
図５Ｂは、中間ノードのうちのルーターの構成図である。
図示のように、ルーター６５０は、第１のＭＴＵ比較部６４０と第１のイベント処理部６４５とから構成されている。
外部からイベント６３０、即ち、パスＭＴＵを発見するために、所定のパケットが第１のＭＴＵ比較部６４０に入力される。第１のＭＴＵ比較部６４０は、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出し、自分のリンクＭＴＵと比較する。パスＭＴＵが自分のリンクＭＴＵより大きい場合、第１のイベント処理部６４５にパスＭＴＵの更新を命じる。
第１のイベント処理部６４５は、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを自分のリンクＭＴＵに更新する。かつ、第１のイベント処理部６４５は、前記所定のパケットをルーティング経路上の他の中間ノードに転送する。
図５Ｃは、中間ノードのうちのホームエージェントの構成図である。
図示のように、ホームエージェント６８０は、第２のＭＴＵ比較部６５５と、第２のイベント処理部６６０と、第２のパスＭＴＵ決定部６６５と、第２のパスＭＴＵ格納部６７０とから構成されている。
外部からイベント６３０、即ち、パスＭＴＵを発見するために、所定のパケットが第２のＭＴＵ比較部６５５に入力される。第２のＭＴＵ比較部６５５は、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出し、自分のリンクＭＴＵまたは所定のノード区間に対するパスＭＴＵと比較する。第２のＭＴＵ比較部６５５は、前記比較の結果を第２のイベント処理部６６０に転送する。
第２のイベント処理部６６０は、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵが自分のリンクＭＴＵまたは所定のノード区間に対するパスＭＴＵより大きい場合、第２のパスＭＴＵ決定部６６５にパスＭＴＵの更新を命じる。
第２のパスＭＴＵ決定部６６５は、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを自分のリンクＭＴＵまたは所定のノード区間に対するパスＭＴＵに更新する。前記更新されたパスＭＴＵは、第２のパスＭＴＵ格納部６７０に格納される。
また、第２のパスＭＴＵ決定部６６５は、第１のイベント処理部６４５に前記所定のパケットをルーティング経路上の他の中間ノードに転送するよう命じる。あるいは、第２のパスＭＴＵ決定部６６５は、第１のイベント処理部６４５に、前記所定のパケットに対する応答を転送するよう命じる。前記所定のパケットは、シグナルメッセージ(signal message)またはデータパケット(data packet)であることが好ましい。前記シグナルメッセージは、例えば、ＢＵメッセージを含む。従って、前記所定のパケットに対する応答は、ＢＡメッセージまたはＩＣＭＰエラーメッセージを含む。
図６は、本発明の一実施の形態によるパスＭＴＵの発見のために、ルーティング経路上で転送される所定のパケットの拡張ヘッダのフォーマットを示す図であり、本発明は、ＩＰＶ６に限定されない。
図示のように、拡張ヘッダは、ネクストヘッダフィールド(Next Header:1５１０、１６１０)と、拡張ヘッダ長さフィールド(Extension Header Length:１５２０、１６２０)と、タイプフィールド(type：1５３０、１６３０)と、ペイロード長さフィールド(Payload Length：１５４０、１６４０)と、パスＭＴＵ格納フィールド(1５５０、１６５０)とから構成されている。
図６の（ａ）は、パスＭＴＵを検出するために、ＭＴＵを更新する場合の拡張ヘッダフォーマットを示す図である。図６の（ｂ）は、パスＭＴＵを検出した拡張ヘッダフォーマットを示す図である。
ネクストヘッダフィールド１５１０、１６１０は、すぐ後に続くヘッダのタイプを示す。
拡張ヘッダ長さフィールド１５２０、１６２０は、拡張ヘッダのバイト数を定義する。
ペイロード長さフィールド１５４０、１６４０は、ペイロードの長さを定義する。
タイプフィールド１５３０、１６３０は、パスＭＴＵ発見システムがパスＭＴＵを検出している途中であるか、ソースノードと宛先ノードの間の最終パスＭＴＵを発見したのかを示す。図６の（ａ）に示すように、パスＭＴＵ発見システムがパスＭＴＵを検出しているときには、タイプフィールド１５３０は０となり、図６の（ｂ）に示すように、パスＭＴＵ発見システムがソースノードと宛先ノードの間の最終パスＭＴＵを発見したときには、タイプフィールド１６３０は１となる。
パスＭＴＵ格納フィールド１５５０、１６５０は、検出されたパスＭＴＵを格納するフィールドである。図６の（ａ）に示すように、パスＭＴＵ発見システムがパスＭＴＵを検出しているときには、パスＭＴＵ格納フィールド１５５０は、ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上で検出されたパスＭＴＵとなる。図６の（ｂ）に示すように、パスＭＴＵ発見システムがソースノードと宛先ノードの間の最終パスＭＴＵを発見したときには、パスＭＴＵ格納フィールド１６５０は、ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上の最終パスＭＴＵとなる。
図７乃至図９は、本発明の一実施の形態によるデータ通信ネットワークにおいてパスＭＴＵを決定する方法を示す図であり、図４のデータ通信ネットワークに基づいて図７乃至図９を説明する。
図７は、本発明の一実施の形態において、移動ノードまたはホストの移動により、ルーティング経路が変更される場合、シグナルメッセージを使用してパスＭＴＵを検出する方法を示す図である。前記シグナルメッセージは、ＢＵメッセージ(Binding Update)を含む。
図４に示すように、ホームリンク４２０にあった移動ノード４００が外部リンク５２０に移動する場合、移動ノード５００は、第２ルーター５１０にルーター要求メッセージ(router solicitation)を送信し、第２ルーター５１０からルーター広告メッセージ(Router Advertisement)を受信する(Ｓ１１００、Ｓ１１１０)。この過程により、移動ノードは、自分が移動したことを感知する。
前記移動を感知した後、移動ノード５００は、アドレス自動設定方法(Address Auto-Configuration)でＣＯＡ(Care-of Address)を獲得し、そのアドレスをホームエージェント４１０及び通信中の第１相手ノード５６０にＢＵメッセージを使用して知らせる。
この場合、移動ノード５００は、シグナルメッセージにパスＭＴＵの初期値(NULL)を書き込んで送信する(Ｓ１１２０)。前記パスＭＴＵは、前記シグナルメッセージの拡張ヘッダに書き込まれる。
前記パスＭＴＵの初期値を受信した第２ルーター５１０は、パスＭＴＵが初期値であることを確認し、自分のリンクＭＴＵ(２０００バイト)をパスＭＴＵ格納フィールドに更新する。かつ、第２ルーター５１０は、前記ＢＵメッセージを第３ルーター５３０に送信する(Ｓ１１３０)。
第３ルーター５３０は、受信したメッセージのパスＭＴＵ(２０００バイト)が自分のリンクＭＴＵ(１３００バイト)より大きいため、前記パスＭＴＵ格納フィールドを自分のリンクＭＴＵ(１３００バイト)に更新する。かつ、第３ルーター５３０は、前記ＢＵメッセージを第１ルーター４３０に転送する(Ｓ１１４０)。この場合、第１ルーター４３０は、受信したＢＵメッセージのパスＭＴＵ(１３００バイト)が自分のリンクＭＴＵ(１４００バイト)より少ないため、別の過程を経ることなく、前記ＢＵメッセージをホームエージェント４１０に送信する(Ｓ１１４０)。
ホームエージェント４１０は、受信したＢＵメッセージのパスＭＴＵ(１３００バイト)が自分のリンクＭＴＵ(１８００バイト)より小さいため、別の過程を経ることなく、前記ＢＵメッセージのパスＭＴＵ格納フィールドに書き込まれたパスＭＴＵ(移動ノード５００とホームエージェント４１０の間の最終パスＭＴＵ、以下、「ＰＭＴＵｍｈ」)を内部に格納する。
また、ホームエージェント４１０は、前記ＢＵメッセージに対する応答としてＢＡメッセージを移動ノード５００に転送する。移動ノード５００は、前記ＢＡメッセージにより、バインディング情報を保持しながら前記ＢＡメッセージに書き込まれたＰＭＴＵｍｈ(１３００バイト)を検出する(Ｓ１１５０)。
移動ノード５００は、前記ＢＡメッセージで転送されたＰＭＴＵｍｈ(１３００バイト)を内部に格納する。
もちろん、通信中の第１相手ノード５６０に対し、ホームエージェント４１０は、前記ＢＵメッセージを転送し、上述のパスＭＴＵ発見方法で移動ノード５００と第１相手ノード５６０の間のパスＭＴＵを検出する。この場合、第１相手ノード５６０は、前記ＢＵメッセージに対する応答としてＢＡメッセージを移動ノード５００に転送する。移動ノード５００は、前記ＢＡメッセージにより、バインディング情報を保持し、パスＭＴＵを検出する。
図８は、本発明の一実施の形態において、移動ノードまたはホストの移動により、ルーティング経路が変更される場合、シグナルメッセージを使用して前記移動ノードと相手ノードの間のパスＭＴＵを決定する方法を示す図である。
図８は、移動ノード５００と通信していない第２相手ノード５８０の間のシグナルメッセージを使用してパスＭＴＵを決定する方法を示す図である。
先ず、図７に示すように、移動ノード５００とホームエージェント４１０の間のパスＭＴＵやバインディング情報を保持する。
移動ノード５００と通信していない第２相手ノード５８０は、移動ノード５００の新しいＣＯＡ及びパスＭＴＵを知らない。従って、第２相手ノード５８０は、既存のパスＭＴＵ(１５００バイト)を有する最初のデータパケットをホームエージェント４１０を介して移動ノード５００に転送しようとする(Ｓ１２００)。 前記最初のデータパケットのサイズ(１５００バイト)は、第２相手ノード５８０、第２ルーター５７０、第１ルーター４３０のリンクＭＴＵより大きくないため、最初のデータパケットは、第５ルーター５７０、第１ルーター４３０を介してホームエージェント４１０に転送される。
このとき、ホームエージェント４１０は、受信した最初のデータパケット(１５００バイト)のサイズと、内部に書き込まれた移動ノード５００とホームエージェント４１０の間の最終パスＭＴＵ、即ち、前記ＰＭＴＵｍｈ(１３００バイト)のサイズとを比較する。前記比較の結果、受信した最初のデータパケットのサイズがより大きいため、ホームエージェント４１０は、第２相手ノード５８０にＩＣＭＰエラーメッセージ(Packet too big、ＭＴＵ=１３００)を転送する(Ｓ１２１０)。
第２相手ノード５８０は、パケットを分割して１３００バイトのパスＭＴＵを有する最初のデータパケットを再び転送する(Ｓ１２２０)。前記最初のデータパケットのサイズ (１３００バイト)は、第２相手ノード５８０、第２ルーター５７０、第１ルーター４３０のリンクＭＴＵより大きくないため、最初のデータパケットは、第５ルーター５７０、第１ルーター４３０を介してホームエージェント４１０に転送される。
このとき、ホームエージェント４１０は、受信した最初のデータパケット(１３００バイト)のサイズと内部に格納された前記ＰＭＴＵｍｈ(１３００バイト)のサイズとを比較する。その比較の結果、両方のサイズが同じであるため、前記最初のデータパケットは、第１ルーター４３０、第３ルーター５３０、及び第２ルーター５１０を経て移動ノード５００に到達する(Ｓ１２３０)。
前記過程が終了すると、図７に示すように、移動ノード５００と第２相手ノード５８０の間のバインディングアップデート過程が行われる(Ｓ１２４０〜Ｓ１２７０)。このバインディングアップデート過程は、図７と同様であるため、その詳細は省略する。但し、図８においては、図７の方法とは異なり、ホームエージェント４１０は、第１ルーター４３０から受信したＢＵメッセージのパスＭＴＵ(１３００バイト)が自分のリンクＭＴＵ(１８００バイト)より小さいため、前記ＢＵメッセージを第２相手ノード５８０に転送する(Ｓ１２６０)。
第１ルーター４３０、第５ルーター５７０、及び第２相手ノード５８０は、それぞれパスＭＴＵ更新過程を経ることになり、第２相手ノード５８０は、受信されたＢＵメッセージに書き込まれたパスＭＴＵ(移動ノードと相手ノードの間の最終パスＭＴＵ、以下、「ＰＭＴＵｍｃ」)を内部に格納する。
また、第２相手ノード５８０は、前記ＢＵメッセージに対する応答としてＢＡメッセージを移動ノード５００に転送する。移動ノード５００は、前記ＢＡメッセージにより、バインディング情報を保持しながら前記ＢＡメッセージに書き込まれたＰＭＴＵｍｃ(１３００バイト)を検出する(Ｓ１１５０)。
前記バインディングアップデート過程が終了すると、移動ノード５００と第２相手ノード５８０の間の最終パスＭＴＵは１３００バイトとなる。
図９は、本発明の一実施の形態において、ホストの移動によりルーティング経路が変更される場合、データパケットを用いて前記移動ノードまたはホストと相手ノードの間のパスＭＴＵを決定する方法を示す図である。図７の本発明の一実施の形態においては、シグナルメッセージを使用してパスＭＴＵを検出しているが、図９の本発明の一実施の形態においては、最初のデータパケットを用いてパスＭＴＵを検出している。
図４に示すように、ホームリンク４２０にあった移動ノード４００が外部リンク５２０に移動する場合、移動ノード５００は、第２ルーター５１０にルーター要求メッセージを送り、第２ルーター５１０からルーター広告メッセージを受信する(Ｓ１３００、Ｓ１３１０)。この過程により移動ノードが移動したことを感知する。
移動ノード５００は、前記移動が感知された後に、アドレス自動設定方法でＣＯＡを獲得する。移動ノード５００は、前記ＣＯＡをホームエージェント４１０及び自分が通信していた第１相手ノード５６０にＢＵメッセージを使用して知らせる(Ｓ１３２０、Ｓ１３３０)。
また、ホームエージェント４１０及び第１相手ノード５６０は、前記ＢＵメッセージに対する応答としてＢＡメッセージを移動ノード５００に転送し、バインディング情報を保持する(Ｓ１３２０、Ｓ１３３０)。
移動ノード５００がホームエージェント４１０及び第１相手ノード５６０とのバインディング過程を終了すると、移動ノード５００、ホームエージェント４１０及び第１相手ノード５６０は、お互いにデータパケットを転送することが可能となる。
この場合、第１相手ノード５６０が移動ノード５００に最初のデータパケットを送信するとき、第１相手ノード５６０は、最初のデータパケット内のパスＭＴＵ格納フィールドを初期化し、最大パケットサイズ(Length of maximum packet、以下、「Ｌｍ」)を制限し、最初のデータパケットを送信する(Ｓ１３４０)。ここで、本発明の一実施の形態において、前記Ｌｍとは、経路上で分割無しに転送できる最大のデータパケットサイズをいい、基本値は１２８０バイトであり、トンネリングヘッダを考慮して１２８０バイトより小さい値に設定して良い。
前記最初のデータパケットを受信した第４ルーター５５０は、前記最初のデータパケット内のパスＭＴＵ格納フィールド(NULL)を自分のリンクＭＴＵ(１６００バイト)に更新する。
また、第４ルーター５５０は、第１ルーター４３０に前記最初のデータパケットを転送する。前記最初のデータパケット(パスＭＴＵ=１６００バイト、パケットサイズ＝Ｌｍ)が第４ルーター５５０、第１ルーター４３０、ホームエージェント４１０、及び第１ルーター４３０を順次経るとき、最初のデータパケット内のパスＭＴＵ(１６００バイト)は前記各ノードの間のリンクＭＴＵ(１７００、１８００、１８００バイト)より小さい。従って、受信されたデータパケットに対するパスＭＴＵは、更新されず、そのまま次のノードに転送される(Ｓ１３５０)。
また、前記最初のデータパケットを受信した第３ルーター５３０は、受信された最初のデータパケットのパスＭＴＵ(１６００バイト)が自分のリンクＭＴＵ(１４００バイト)より大きいため、パスＭＴＵ格納フィールドを自分のリンクＭＴＵ(１４００バイト)に更新して、前記最初のデータパケットを第２ルーター５１０に転送する(Ｓ１３６０)。
なお、前記最初のデータパケットを受信した第２ルーター５１０は、受信された最初のデータパケットのパスＭＴＵ(１４００バイト)が自分のリンクＭＴＵ(１３００バイト)より大きいため、パスＭＴＵ格納フィールドを自分のリンクＭＴＵ(１３００ バイト)に更新して、前記最初のデータパケットを移動ノード５００に転送する(Ｓ１３７０)。
前記最初のデータパケットを受信した移動ノード５００は、受信された最初のデータパケットのパスＭＴＵ(１３００バイト)が自分のリンクＭＴＵ(２０００バイト)より小さいため、別の過程を経ることなく、前記最初のデータパケットを受信する。かつ、移動ノード５００は、前記最初のデータパケットに書き込まれたパスＭＴＵ(移動ノードと相手ノードの間の最終パスＭＴＵ)を内部に格納する。
さらに、移動ノード５００は、前記最初のデータパケットに対する応答メッセージを第１相手ノード５６０に転送し、最終パスＭＴＵ(１３００バイト)を伝達する(Ｓ１３８０)。
第１相手ノード５６０は、前記応答メッセージで伝達された最終パスＭＴＵ(１３００バイト)を内部に格納する。
前述したような本発明の一実施の形態による通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見装置、システム及び方法は、無線ネットワークに限定されるものでなく、有線ネットワークにも適用することができる。
以上のように、上記実施の形態を参照して詳細に説明され図示されたが、本発明は、これに限定されるものでなく、このような本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲内で、当業界の通常の知識を有する者にとっては、他の多くの変更が可能であろう。また、本発明は、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきであることは言うまでもない。
ソースノードと宛先ノードの間のパケットの転送経路を示す図である。 最少ＭＴＵサイズでパケットを転送する方法を示す図である。 ＩＣＭＰエラーメッセージを使用してパスＭＴＵ値を決定し、パケットを送信する方法を示す図である。 移動ノードの移動によりルーティング経路が変更される場合のパスＭＴＵ決定方法を示す図である。 本発明の一実施の形態によるデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見システムの構成図である。 本発明の一実施の形態によるデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見システムの構成図である。 本発明の一実施の形態によるデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見システムの構成図である。 本発明の一実施の形態によるパスＭＴＵ発見のためのルーティング経路上で転送される所定のパケットの拡張ヘッダのフォーマットを示す図である。 本発明の一実施の形態において、ホストの移動によりルーティング経路が変更される場合、シグナルメッセージを使用してパスＭＴＵを検出する方法を示す図である。 本発明の一実施の形態において、移動ノードと相手ノードの間のシグナルメッセージを使用してパスＭＴＵを決定する方法を示す図である。 本発明の一実施の形態において、移動ノードと相手ノードの間のデータパケットを用いたパスＭＴＵを決定する方法を示す図である。
符号の説明
４００、５００ 移動ノード
５６０、５８０ 相手ノード
４１０ ホームエージェント
４３０、５１０、５３０、５５０、５７０ 第１、第２、第３、第４、第５ルーター
１５１０、１６１０ ネクストヘッダフィールド
１５２０、１６２０ 拡張ヘッダ長さフィールド
１５３０、１６３０ タイプフィールド
１５４０、１６４０ ペイロード長さフィールド
１５５０、１６５０ パスＭＴＵ格納フィールド

Claims (22)

  1. ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上で転送される所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出し、内部に格納された内部ＭＴＵと比較するＭＴＵ比較部と、
    前記パスＭＴＵが前記内部ＭＴＵより大きい場合、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを前記内部ＭＴＵに更新するイベント処理部とを備えることを特徴とするデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見ネットワーク装置。
  2. 前記パスＭＴＵの書き込まれた所定のパケットの拡張ヘッダは、新しいパスＭＴＵを検出したか否かを示すタイプフィールドと、前記新しいパスＭＴＵを検出した場合、その値を格納して更新するパスＭＴＵ格納フィールドとを備えることを特徴とする請求項１に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見ネットワーク装置。
  3. 前記内部ＭＴＵがリンクＭＴＵであるであることを特徴とする請求項２に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見ネットワーク装置。
  4. 前記所定のパケットは、シグナルメッセージであることを特徴とする請求項３に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見ネットワーク装置。
  5. 前記所定のパケットは、データパケットであることを特徴とする請求項３に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見ネットワーク装置。
  6. 前記内部ＭＴＵがパスＭＴＵであることを特徴とする請求項２に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見ネットワーク装置。
  7. 前記所定のパケットは、シグナルメッセージであることを特徴とする請求項６に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見ネットワーク装置。
  8. 前記所定のパケットは、データパケットであることを特徴とする請求項６に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見ネットワーク装置。
  9. ルーティング経路上のパスＭＴＵを発見するために、所定のパケットを送信するソースノードと、
    前記所定のパケットを受信し、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出して内部に格納し、前記所定のパケットに対する応答を前記ソースノードに送信する宛先ノードと、
    前記ソースノードと前記宛先ノードの間のルーティング経路上に位置し、前記所定のパケットを転送する多数の中間ノードとを備えることを特徴とするデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見システム。
  10. 前記中間ノードは、ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上で転送される所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出し、内部に書き込まれた内部ＭＴＵと比較するＭＴＵ比較部と、前記パスＭＴＵが前記内部ＭＴＵより大きい場合、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを前記内部ＭＴＵに更新するイベント処理部とを備えることを特徴とする請求項９に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見システム。
  11. 前記パスＭＴＵの書き込まれた所定のパケットの拡張ヘッダは、新しいパスＭＴＵを検出したか否かを示すタイプフィールドと、前記新しいパスＭＴＵを検出した場合、その値を格納して更新するパスＭＴＵ格納フィールドとを備えることを特徴とする請求項１０に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見システム。
  12. ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上で転送される所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出し、内部に書き込まれた内部ＭＴＵと比較するステップ１と、
    前記パスＭＴＵが前記内部ＭＴＵより大きい場合、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを前記内部ＭＴＵに更新するステップ２とを含むことを特徴とするデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。
  13. 前記パスＭＴＵの書き込まれた所定のパケットの拡張ヘッダは、新しいパスＭＴＵを検出したか否かを示すタイプフィールドと、前記新しいパスＭＴＵを検出した場合、その値を格納して更新するパスＭＴＵ格納フィールドとを備えることを特徴とする請求項１２に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。
  14. 前記内部ＭＴＵがリンクＭＴＵであることを特徴とする請求項１３に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。
  15. 前記所定のパケットは、シグナルメッセージであることを特徴とする請求項１４に記載の データ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。
  16. 前記所定のパケットは、データパケットであることを特徴とする請求項１４に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。
  17. 前記内部ＭＴＵがパスＭＴＵであることを特徴とする請求項１３に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。
  18. 前記所定のパケットは、シグナルメッセージであることを特徴とする請求項１７に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。
  19. 前記所定のパケットは、データパケットであることを特徴とする請求項１７に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。
  20. ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上のパスＭＴＵを発見するために、ソースノードが所定のパケットを送信するステップ１と、
    前記ソースノードと前記宛先ノードの間のルーティング経路上に位置する複数の中間ノードが前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを更新し、前記所定のパケットを宛先ノードに転送するステップ２と、
    前記所定のパケットを受信した宛先ノードが前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを検出して内部に格納し、前記所定のパケットに対する応答を前記ソースノードに送信するステップ３とを含むことを特徴とするデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。
  21. 前記ステップ２は、ソースノードと宛先ノードの間のルーティング経路上で転送される所定のパケットに書き込まれた新しいパスＭＴＵを検出し、内部に格納された内部ＭＴＵと比較するステップと、前記新しいパスＭＴＵが前記内部ＭＴＵより大きい場合、前記所定のパケットに書き込まれたパスＭＴＵを前記内部ＭＴＵに更新するステップとを含むことを特徴とする請求項２０に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。
  22. 前記パスＭＴＵの書き込まれた所定のパケットの拡張ヘッダは、新しいパスＭＴＵを検出したか否かを示すタイプフィールドと、前記新しいパスＭＴＵを検出した場合、その値を格納して更新するパスＭＴＵ格納フィールドとを備えることを特徴とする請求項２１に記載のデータ通信ネットワークにおけるパスＭＴＵ発見方法。

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