JP2006020045A - 通信システム、通信方法、通信プログラム、記録媒体、および、移動ルータ - Google Patents

Abstract

【課題】 移動可能であり、かつ、同一のネットワークアドレスを共有する私設網の構築をすること。
【解決手段】 広域網１０のホームエージェントＨＡと、私設網１２の移動ルータＭＲおよびノードＮと、を含む通信システムにおけるホームエージェントＨＡが、私設網１２内の各装置のホームアドレスと、気付アドレスＣｏＡとの対応について管理する位置対応表ＢＣを有し、通信先のノードＮのホームアドレスＨｏＡをキーに、位置対応表ＢＣに格納される私設網１２内の各装置のホームアドレスＨｏＡを参照して通信先のノードＮが含まれる移動ルータＭＲを特定するように構成されたことを特徴とする。また、ホームエージェントＨＡは、特定された通信先の移動ルータＭＲの情報を、通信元の移動ルータＭＲに通知してもよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通信システム、通信方法、通信プログラム、記録媒体、および、移動ルータに関する。

計算機の小型化、省電力化技術によって、携帯可能なモバイル機器が広く普及している。それらのモバイル機器に、通信機能を付すことにより、例えば出張先でのメールの送受信などが可能となる。そして、モバイル機器をインターネットなどの広域網に接続するための技術が、ＭｏｂｉｌｅＩＰとして、インターネットの標準化団体であるＩＥＴＦ（The Internet Engineering Task Force）において、提案されている（非特許文献１など）。

ＭｏｂｉｌｅＩＰは、モバイル機器の識別情報（ホームアドレス）と、モバイル機器の最新の位置情報（気付アドレス）との対応を、ホームエージェントと呼ばれるルータ装置が管理する仕組みである。そして、モバイル機器の通信相手は、ホームアドレスを用いて通信を行い、ホームエージェントがホームアドレスと気付アドレスとの変換を行うことにより、モバイル機器の通信相手にはモバイル機器の位置の移動を意識させずに通信を行うことが可能となる。

しかし、ＭｏｂｉｌｅＩＰは、個々のモバイル機器が、独立して最新の位置情報の登録を行うことが必要となる。そのため、ＭｏｂｉｌｅＩＰの機能（位置情報の登録機能）を有していない端末を、広域網に接続して活用することができないという問題があった。そこで、個々のモバイル機器が最新の位置情報の登録処理を行う替わりに、モバイルルータと呼ばれるモバイル機器の通信を中継する装置が、最新の位置情報の登録を代行する仕組みが、ＮＥＭＯ（Network Mobility）として提案されている（非特許文献２など）。

ＮＥＭＯは、個々のモバイル機器が所属するネットワークのアドレスと、モバイルルータに割り当てられた気付アドレスとの対応情報を、移動のたびにホームエージェントに登録することにより、ネットワーク単位での移動を実現する。これにより、ホームエージェントへの位置情報の登録機能は、モバイルルータのみが有していればよいので、ＭｏｂｉｌｅＩＰに対応していない既存のモバイル機器を、広域網に接続して活用することができる。
ＩＥＴＦ（The Internet Engineering Task Force）、"Mobility Support in IPv6"、[online]、［平成１６年２月１３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-24.txt＞ ＩＥＴＦ（The Internet Engineering Task Force）、"Network Mobility (NEMO) Basic Support Protocol"、[online]、［平成１６年２月１７日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-nemo-basic-support-02.txt＞

一方、個人などが、自分の所有する個々のモバイル機器を接続して私設網を構築し、データ共有などにその私設網を利用する活用法が、普及している。これらの私設網は、ＰＡＮ（Personal Area Network）と呼ばれる。そして、出張などにおいて、私設網を構成するモバイル機器群の一部を外部に持ち出して、持ち出されたモバイル機器による通信利用のニーズが高まっている。

私設網の機器群の一部を外部に持ち出す用途において、同一の私設網を構成する機器群には、機器群が持ち出される前に、同一のネットワークアドレスが割り当てられている。この同一のネットワークアドレス内において、互いの機器は通信可能となる。よって、持ち出された後において、持ち出された私設網の一部の機器群と、持ち出され無かった私設網の残りの機器群とでは、そのままのネットワークの設定では、同じネットワークアドレスが割り当てられている。そして、移動する機器群が通信可能となるために、持ち出された私設網と、残りの私設網とで、それぞれの最新の位置情報が、私設網のモバイルルータを介して、ホームエージェントに登録されることとなる。

しかし、従来のＮＥＭＯにおいて、ホームエージェントは、異なる複数のモバイルルータから、同一のネットワークアドレスの登録を受け付けることは、想定されていない。これは、ホームエージェントが、モバイルルータの気付アドレスと、モバイルルータ配下のネットワークアドレスとの対応を管理するにあたり、１つのネットワークアドレスが、複数の気付アドレスに対応付けられると、登録されたネットワークアドレスへの通信を、どちらの気付アドレスに関するモバイルルータに対して送信すべきかを、特定できなくなるためである。

よって、従来のＮＥＭＯは、１つのネットワークアドレスが、１つの気付アドレスに対応付けられることを前提とする。しかし、その仕様では、持ち出された私設網と、残りの私設網とで、同一のネットワークアドレスを共用することができず、片方の私設網のネットワークアドレスを、変更する手間が生じる。その場合、ネットワークアドレスの変更という設定の手間に加えて、ネットワークアドレスの変更が行われたモバイル機器と、通信相手の端末との通信が途切れてしまうこととなってしまう。

そこで、本発明は、前記した問題を解決し、移動可能であり、かつ、同一のネットワークアドレスを共有する私設網の構築をすることを主な目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１に記載の通信システムは、広域網を介して、移動可能な私設網間の通信を行うための通信システムであって、前記通信システムは、前記広域網に接続されるホームエージェントと、前記広域網と前記私設網とのデータ通信を中継する移動ルータと、前記私設網に接続されるノードと、を含めて構成され、
前記ホームエージェントは、前記移動ルータ配下の前記私設網内の各装置のホームアドレスと、前記移動ルータが前記広域網にアクセスするための気付アドレスとの対応について、前記移動ルータからの登録を受け付けて管理する位置対応表を有し、
前記ホームエージェントは、前記ノード間の通信において、通信先のノードのホームアドレスをキーに、前記位置対応表に格納される前記私設網内の各装置のホームアドレスを参照して通信先のノードが含まれる前記移動ルータを特定するように構成されたことを特徴とする。

これにより、ホームエージェントは、私設網内の各装置のホームアドレスが、気付アドレスと対応して登録されている位置対応表を参照して、宛先のノードを特定することができる。よって、移動可能であり、かつ、同一のネットワークアドレスを共有する私設網の構築をすることが可能になる。

請求項２に記載の通信システムは、請求項１に記載の通信システムであって、前記ホームエージェントは、前記位置対応表を更新する位置対応登録部と、前記位置対応表のデータを検索する位置対応検索部と、前記通信先のノードのアドレスを有する前記移動ルータとの論理的な通信路を作成するトンネル設定部と、を含めて構成されたことを特徴とする。

これにより、ホームエージェントは、私設網内の各装置のホームアドレスが、気付アドレスと対応して登録されている位置対応表を参照して、宛先のノードを特定することができる。よって、移動可能であり、かつ、同一のネットワークアドレスを共有する私設網の構築をすることが可能になる。

請求項３に記載の通信システムは、請求項２に記載の通信システムであって、前記ホームエージェントは、前記位置対応検索部によって取得した前記通信先のノードのアドレスを有する前記移動ルータに関する情報を、通信元の前記移動ルータに通知するノード位置探索通知部を、さらに含めて構成されたことを特徴とする。

これにより、ホームエージェントは、私設網内の各装置のホームアドレスが、気付アドレスと対応して登録されている位置対応表を参照して、宛先のノードを特定することができる。よって、移動可能であり、かつ、同一のネットワークアドレスを共有する私設網の構築をすることが可能になる。

請求項４に記載の通信システムは、請求項３に記載の通信システムであって、前記ホームエージェントは、通信元の移動ルータから受信した複数の宛先となるデータについて、前記通信元の移動ルータ以外の前記位置対応表に登録されている移動ルータに転送するパケット通信部を、さらに含めて構成されたことを特徴とする。

これにより、通信システムは、単数の端末を宛先とするユニキャスト通信だけでなく、複数の端末を宛先とする通信（マルチキャスト、ブロードキャストなど）にも適用が可能である。

請求項５および請求項１５に記載の発明は、移動ルータが、所属する私設網の配下のノードの存在を把握するノード管理部と、前記気付アドレスおよび前記把握されたノードを記憶するネットワーク情報記憶部と、前記気付アドレスの更新を行う気付アドレス更新部と、
前記気付アドレスと、前記移動ルータの属する前記私設網内の各装置のホームアドレスとの対応を、前記ホームエージェントに登録する位置登録部と、
を含めて構成されたことを特徴とする。

これにより、ホームエージェントは、私設網内の各装置のホームアドレスが、気付アドレスと対応して登録されている位置対応表を参照して、宛先のノードを特定することができる。よって、移動可能であり、かつ、同一のネットワークアドレスを共有する私設網の構築をすることが可能になる。

請求項６に記載の通信システムは、請求項５に記載の通信システムであって、前記移動ルータは、前記ノードからのデータを受信すると、前記ノードに対して前記移動ルータがデータの送信先のノードである旨の代理応答を行い、前記データの送信先の探索を前記ホームエージェントに依頼し、前記ホームエージェントからの前記依頼の結果により、前記データの送信先となる移動ルータを特定するように構成されたことを特徴とする。

これにより、ホームエージェントは、私設網内の各装置のホームアドレスが、気付アドレスと対応して登録されている位置対応表を参照して、宛先のノードを特定することができる。よって、移動可能であり、かつ、同一のネットワークアドレスを共有する私設網の構築をすることが可能になる。

請求項７に記載の通信システムは、請求項６に記載の通信システムであって、前記移動ルータは、前記データの送信先となる移動ルータとの間に、データ通信を行うための論理的な通信路を作成するトンネル設定部を、さらに含めて構成されたことを特徴とする。

これにより、移動ルータは、通信相手となる移動ルータの通知をホームエージェントから受けているので、ホームエージェントを介することなく、移動ルータ同士で直接データを通信できる。

請求項８に記載の通信システムは、請求項７に記載の通信システムであって、前記移動ルータは、前記気付アドレスが無効である場合に、前記移動ルータと接続されるノードの通信を中継するブリッジとして動作することを特徴とする。

これにより、移動ルータをブリッジ装置として機能を兼用することで、私設網に必要なネットワークデバイスの数を減らすことができ、コストの抑制が可能となる。

請求項９に記載の通信システムは、請求項７に記載の通信システムであって、前記移動ルータは、前記気付アドレスが無効であり、かつ、前記移動ルータと接続されるノードが無い場合において、未動作の状態に移行することを特徴とする。

これにより、移動ルータの省電力化を実現する。

請求項１０に記載の通信システムは、請求項１に記載の通信システムであって、前記ホームエージェントと、前記移動ルータとが、同一の筐体内に収納されるように構成されたことを特徴とする。

これにより、通信システム全体で必要な筐体数を減らすことができ、コストの抑制が可能となる。

請求項１１に記載の通信方法は、広域網に接続されるホームエージェントと、前記広域網と前記私設網とのデータ通信を中継する移動ルータと、前記私設網に接続されるノードと、を含めて構成され、前記広域網を介して、移動可能な私設網間の通信を行うための通信システムによる通信方法であって、
前記ホームエージェントが、前記移動ルータ配下の前記私設網内の各装置のホームアドレスと、前記移動ルータが前記広域網にアクセスするための気付アドレスとの対応について、前記移動ルータからの登録を受け付けて記憶手段に格納する手順と、
前記ホームエージェントが、前記ノード間の通信において、通信先のノードのホームアドレスをキーに、前記記憶手段に格納される前記私設網内の各装置のホームアドレスを参照して通信先のノードが含まれる前記移動ルータを特定する手順と、
前記ホームエージェントが、前記特定された移動ルータに対して、データを送信する手順と、を実行することを特徴とする。

これにより、ホームエージェントは、私設網内の各装置のホームアドレスが、気付アドレスと対応して登録されている位置対応表を参照して、宛先のノードを特定することができる。よって、移動可能であり、かつ、同一のネットワークアドレスを共有する私設網の構築をすることが可能になる。

請求項１２に記載の通信方法は、広域網に接続されるホームエージェントと、前記広域網と前記私設網とのデータ通信を中継する移動ルータと、前記私設網に接続されるノードと、を含めて構成され、前記広域網を介して、移動可能な私設網間の通信を行うための通信システムによる通信方法であって、
前記ホームエージェントが、前記移動ルータ配下の前記私設網内の各装置のホームアドレスと、前記移動ルータが前記広域網にアクセスするための気付アドレスとの対応について、前記移動ルータからの登録を受け付けて記憶手段に格納する手順と、
前記ホームエージェントが、前記ノード間の通信において、通信先のノードのホームアドレスをキーに、前記記憶手段に格納される前記私設網内の各装置のホームアドレスを参照して通信先のノードが含まれる前記移動ルータを特定し、送信元のノードを含む私設網の移動ルータに通知する手順と、
前記通知を受けた移動ルータが、前記通信先のノードが含まれる前記移動ルータに対して、データを送信する手順と、を実行することを特徴とする。

これにより、移動ルータは、通信相手となる移動ルータの通知をホームエージェントから受けているので、ホームエージェントを介することなく、移動ルータ同士で直接データを通信できる。

本発明は、ホームエージェントが、私設網内の各装置のホームアドレスと、気付アドレスとが対応して登録されている位置対応表を参照して、宛先のノードを特定することを特徴とする。これにより、移動可能であり、かつ、同一のネットワークアドレスを共有する私設網の構築をすることが可能になった。

以下に、本発明が適用される通信システムの一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本実施形態の通信システムの構成について、図１から図４を参照して説明する。

図１は、通信システムの構成図である。図１に示す通信システムは、インターネットなどの複数のネットワークを接続するネットワークである広域網１０に、移動するネットワーク、または、移動するネットワークの装置との通信を行う相手の装置が所属するネットワークである私設網１２が、接続されている。そして、通信システムは、接続されたルータが広域網にアクセスするための気付アドレスＣｏＡを発行するアクセスルータＡＲと、私設網についての最新の位置情報を管理するホームエージェントＨＡを有している。

そして、私設網１２は、ネットワークの移動に着目すると、物理的な移動が行われたネットワークに関する移動側ネットワークＭＮと、移動側の私設網の装置との通信相手となる装置が所属するネットワークに関する相手側ネットワークＣＮと、に分類される。

さらに、私設網１２は、広域網１０と私設網１２とを中継するルータであり、位置の移動に伴うハンドオーバーによって接続するアクセスルータを変更する移動ルータＭＲと、移動ルータを介して他の私設網のノードＮとの通信を行うノードＮと、をそれぞれネットワークで接続する構成となる。

ここで、移動ルータＭＲは、２種類のアドレスを有する。１つめのアドレスは、アクセスルータＡＲから移動ルータＭＲの広域網１０側のインタフェースに対して払いだされたアドレスであり、移動ルータＭＲの位置を広域網１０で一意に決定するために使用される気付アドレスＣｏＡである。２つめのアドレスは、移動ルータＭＲの私設網１２側のインタフェース、および、ノードＮに割り当てられるアドレスであり、装置の物理的な移動に関らず不変のアドレスであるホームアドレスＨｏＡである。

図２は、ホームエージェントの構成図である。ホームエージェントＨＡは、位置情報に関する処理を行うために、私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡと、その装置の最新の位置情報（気付アドレスＣｏＡ）との対応を記録する位置対応表ＢＣと、位置対応表ＢＣの更新要求を受けて位置対応表に新たな位置対応情報を登録する位置対応登録部１１２と、位置対応表ＢＣにアクセスして所定の対応データを検索する位置対応検索部１１４と、所定のノードＮが含まれる私設網１２の移動ルータＭＲを通知するノード位置探索通知部１２２と、を含めて構成される。なお、位置対応検索部１１４は、対応データとして、ホームアドレスＨｏＡを検索キーとする検索処理を行う。

さらに、ホームエージェントＨＡは、データ通信を行うために、トンネリングプロトコルに従って論理的な通信路であるトンネルを作成するトンネル設定部１２６と、パケットの送受信を行うパケット通信部１２８と、を含めて構成される。なお、トンネリングプロトコルは、例えば、ＩＰｖ６ｏｖｅｒＩＰｖ６である。

図３は、移動ルータの構成図である。移動ルータＭＲは、自らのネットワークの設定を管理するために、気付アドレスＣｏＡ、および、所属する私設網の配下のノードＮを記憶するネットワーク情報記憶部１３２と、装置の移動に伴い広域網１０に接続するインタフェースに設定された気付アドレスＣｏＡの更新を行う気付アドレス更新部１３４と、所属する私設網の配下のノードＮの存在を把握するノード管理部１３６と、自装置の位置によって設定された気付アドレスＣｏＡと、私設網に関する情報との対応を、ホームエージェントＨＡに登録する位置登録部１３８と、自装置の気付アドレスＣｏＡと、私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡとの対応を、ホームエージェントＨＡに登録するノード登録部１４０と、を含めて構成される。なお、前記私設網内各装置には、移動ルータＭＲ自身も含まれることとしてもよい。

また、移動ルータＭＲは、ノードＮの位置探索に関する処理を行うために、所定のノードＮの位置の探索をホームエージェントＨＡに依頼するノード位置探索依頼部１４６と、所定のノードＮの位置を自装置の位置として代理応答するノード位置探索代理応答部１５０と、を含めて構成される。

さらに、移動ルータＭＲは、データ通信を行うために、トンネリングプロトコルに従って論理的な通信路であるトンネルを作成するトンネル設定部１５４と、パケットの送受信を行うパケット通信部１５６と、を含めて構成される。

図４は、ノードの構成図である。ノードＮは、移動ルータＭＲを介して他の私設網のノードＮとの通信を行うために、所定のノードＮの位置の探索を移動ルータＭＲに依頼するノード位置探索依頼部１６２と、移動ルータＭＲのノード管理に対応するノード管理対応部１６４と、パケットの送受信を行うパケット通信部１６６と、を含めて構成される。

ここで、ノード管理部１３６（図３）と、ノード管理対応部１６４との処理について、説明する。ノード管理部１３６と、ノード管理対応部１６４は、所定のプロトコルを用いて、お互いに通信し、ノードＮに関する情報の交換を行う。所定のプロトコルは、例えば、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）、ＩＰｖ６におけるＮＤ（Neighbor Discovery）が、挙げられる。そして、ノード管理部１３６は、ノード管理対応部１６４に対して、ノードＮに関する情報の提供を促し、ノード管理対応部１６４は、ノード管理部１３６に、その情報を提供する。

また、ノードＮの位置探索に関する構成要素（ノード位置探索通知部１２２、ノード位置探索依頼部１４６、ノード位置探索代理応答部１５０、ノード位置探索依頼部１６２）は、ＩＰｖ６におけるＮＤ（Neighbor Discovery）などのプロトコルに従って、検索キーとなるノードＮのアドレスを通知する。

以上、通信システムの構成について、説明した。次に、本実施形態の通信システムの動作のうち、ホームエージェントＨＡへの位置登録処理について、図１から図４を参照しつつ、図５に沿って説明する。

図５は、ホームエージェントＨＡへの位置登録の処理を示すフローチャートである。まず、各移動ルータＭＲは、ノードＮとノードＮの存在を確認する（Ｓ１０１）。なお、ノードＮの存在の確認は、ノードＮがネットワークを離脱することも有りうるので、１回だけでなく、複数回行うものとする。次に、各移動ルータＭＲは、配下の私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡを含めた位置対応を、ホームエージェントＨＡに登録する（Ｓ１０２）。すると、ホームエージェントＨＡの位置対応登録部１１２は、私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡと、移動ルータＭＲの気付アドレスＣｏＡとの対応を、位置対応表ＢＣに登録する。

なお、位置対応表ＢＣへの位置対応の登録処理は、気付アドレスＣｏＡの変更の度に行われる。そして、気付アドレスＣｏＡの変更は、移動による新しい気付アドレスＣｏＡの発行、管理者のネットワーク設定の変更などによる気付アドレスＣｏＡを使用するインタフェースの無効化、および、電源のオンなどによる気付アドレスＣｏＡを使用するインタフェースの有効化などである。

さらに、移動側ネットワークＭＮの移動ルータＭＲ、および、配下のノードＮが、ネットワークごと移動を行うとする（Ｓ１０３）。すると、移動側ネットワークＭＮの移動ルータＭＲは、アクセスルータＡＲから気付アドレスＣｏＡを取得し、広域網１０との接続インタフェースのアドレスに、更新する（Ｓ１０４）。さらに、移動側ネットワークＭＮの移動ルータＭＲは、私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡを含めた位置対応を、ホームエージェントＨＡ（位置対応登録部１１２）に登録する（Ｓ１０５）。

ここで、位置対応表ＢＣに登録されるデータを説明する。図６は、通信システムの構成の一例を示す図である。図６に示す通信システムは、ネットワークアドレスがＡＡＡとなる私設網１２が、相手側ネットワークＣＮと、移動側ネットワークＭＮとによって構成されている。相手側ネットワークＣＮは、移動ルータＭＲ１、ノードＮ１、および、ノードＮ２によって構成されている。移動側ネットワークＭＮは、移動ルータＭＲ２、ノードＮ３、および、ノードＮ４によって構成されている。そして、移動ルータＭＲ１は、気付アドレスＣｏＡ１を介して、アクセスルータＡＲ１と接続する。移動前の移動ルータＭＲ２は、気付アドレスＣｏＡ２を介して、アクセスルータＡＲ２と接続し、また、移動後の移動ルータＭＲ２は、気付アドレスＣｏＡ３を介して、アクセスルータＡＲ３と接続する。

図７は、図６に示す通信システムにおける位置対応表ＢＣの構成図である。ホームエージェントＨＡは、移動ルータＭＲ２の移動前において、移動ルータＭＲ１（気付アドレスＣｏＡ１）の配下の私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡ（ＡＡＡ１、ＡＡＡ２、ＡＡＡ３）と、移動ルータＭＲ２（気付アドレスＣｏＡ２）の配下の私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡ（ＡＡＡ４、ＡＡＡ５、ＡＡＡ６）とを、各移動ルータＭＲからの通知によって登録する（図７（Ａ）参照）。そして、ホームエージェントＨＡは、移動ルータＭＲ２の移動に伴い、移動ルータＭＲ２の配下の私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡ（ＡＡＡ４、ＡＡＡ５、ＡＡＡ６）の登録について、対応する気付アドレスＣｏＡを、気付アドレスＣｏＡ２から気付アドレスＣｏＡ３へと変更する（図７（Ｂ）参照）。

この本実施形態の図７における位置対応表ＢＣの内容が、従来技術のＮＥＭＯと異なる点である。つまり、従来技術のＮＥＭＯは、図７（Ａ）に示されるような、私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡを、１つのネットワークにまとめて登録する構成を取っているが、本実施形態は、私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡを、装置ごとに登録するような構成となる。

但し、位置登録を行う際に使用される通信プロトコルは、新規のプロトコルを作成することとしてもよいし、従来技術のＮＥＭＯに使用されているフォーマットに従ったプロトコルや、既存のルーティングプロトコルを活用してもよい。そして、ＮＥＭＯのフォーマットに従ったプロトコルを用いることにより、既に存在する実装を活用できるので、開発コストを低減できるとともに、標準化を推進する際に、円滑に行うことが可能となる。

また、図７に示すように、位置対応の各レコードについて、レコードの登録時からの有効期限を設けてもよい。そして、ホームエージェントＨＡは、有効期限を経過したレコードを、位置対応表ＢＣから削除する。さらに、ホームエージェントＨＡは、有効期限内に、位置対応表ＢＣのレコードについて、再度移動ルータＭＲからの登録を受け付け、登録がなされたときに、有効期限を延長する。これにより、移動ルータＭＲが故障して通信が途切れてしまっても、その故障した移動ルータＭＲに関するレコードは、時間の経過によって、自動的に削除される。そのため、故障した移動ルータＭＲに対して、データを送信し続けることを、抑制することができる。
なお、有効期限は、移動ルータＭＲごととしてもよいし、装置ごととしてもよい。これは、所定の私設網へのノードＮの接続または離脱が、装置ごとに任意のタイミングで行われることに対処するためである。

以上、ホームエージェントＨＡへの位置登録処理について、説明した。次に、本実施形態の通信システムの動作のうち、データ通信処理について、図１から図７を参照しつつ、図８および図９に沿って説明する。

ここで、図８および図９を説明するための移動ルータＭＲおよびノードＮについて、定義する。まず、フローチャートを用いた処理を説明するために、図６の通信システムの符号を用いる。なお、図８および図９の処理は、ネットワーク構成や、各ネットワークの構成要素となる装置の数について、図６の通信システムだけに限定されるものではない。

なお、図８および図９は、通信を行うノードＮどうしが、別々の移動ルータＭＲ配下のネットワークに所属している場合における処理を示している。一方、通信を行うノードＮどうしが、同一の移動ルータＭＲ配下のネットワークに所属している場合には、移動ルータＭＲを介さず直接通信可能であるため、図８および図９の処理は行われない。

そして、移動ルータＭＲ１の配下のノードＮ１から、移動ルータＭＲ２の配下のノードＮ３に対して、データ通信を行う場合を考える。その場合、ノードＮ１と、ノードＮ３とは、同一のネットワークアドレスを共有しているが、物理的位置は離れているため、広域網１０を介して通信を行う必要がある。そのため、ホームエージェントＨＡは、図７に示すように、移動ルータＭＲ１および移動ルータＭＲ２から、気付アドレスＣｏＡと私設網内各装置のホームアドレスＨｏＡとの対応について、それぞれ位置登録を受けているものとする。以下、図８の処理を説明する。

まず、移動ルータＭＲ１は、ノードＮ３（アドレスＡＡＡ４）を探索するための位置探索の要求メッセージを、ノードＮ１から受信する。そして、移動ルータＭＲ１は、ノードＮ１に対して、移動ルータＭＲ１自身が位置探索の要求メッセージのノードＮ３である旨の、代理応答を行う（Ｓ２０１）。ここで、代理応答は、ＰｒｏｘｙＡＲＰ（ＩＰｖ４の場合）、ＰｒｏｘｙＮＤ（ＩＰｖ６の場合）などによって、行われる。次に、移動ルータＭＲ１は、ホームエージェントＨＡにノードＮ３の位置探索を要求を依頼する（Ｓ２０２）。

そして、ホームエージェントＨＡは、位置探索を要求を受けて、位置対応表ＢＣを検索する（Ｓ２０３）。つまり、ホームエージェントＨＡは、通信先のノード（ノードＮ３）のホームアドレスをキーに、位置対応表ＢＣに格納される私設網内各装置のホームアドレスを参照して、通信先のノード（ノードＮ３）が含まれる移動ルータＭＲを検索することにより、ノードＮ３が所属する私設網の移動ルータＭＲ２が、取得される。

ここで、移動ルータＭＲ１は、ノードＮ１から、ノードＮ３宛てのデータを受信する（Ｓ２０４）。これは、Ｓ２０１で、移動ルータＭＲ１が代理応答を行ったことにより、ノードＮ３宛てのデータが、移動ルータＭＲ１に届くためである。そして、移動ルータＭＲ１は、ホームエージェントＨＡにノードＮ３宛てのデータを転送する（Ｓ２０５）。

さらに、ホームエージェントＨＡは、Ｓ２０３で検索された移動ルータＭＲ２に対して、ノードＮ３宛てのデータを転送する（Ｓ２０６）。そして、移動ルータＭＲ２は、ノードＮ宛てのデータを、宛先となるノードＮに転送する（Ｓ２０７）。

図９は、通信システムの経路最適化がなされた通信処理を示す図である。まず、ノードＮの位置探索に関する処理は、図８と同様である。つまり、Ｓ２０１とＳ３０１、Ｓ２０２とＳ３０２、Ｓ２０３とＳ３０３は、それぞれ同一の処理であるので、説明を省略する。

そして、Ｓ３０３で位置対応表ＢＣから移動ルータＭＲ２を検索したホームエージェントＨＡ（ノード位置探索通知部１２２）は、位置探索の要求を発信した移動ルータＭＲ１に、ノードＮの検索結果となる移動ルータＭＲ２のアドレスを通知する（Ｓ３０４）。

ここで、移動ルータＭＲ１は、ノードＮ１から、ノードＮ３宛てのデータ受信する（Ｓ３０５）。そして、移動ルータＭＲ１は、移動ルータＭＲ２に、ノードＮ３宛てのデータを転送する（Ｓ３０６）。ここで、移動ルータＭＲ１は、Ｓ３０４において、通信相手となる移動ルータＭＲ２の通知を受けているので、ホームエージェントＨＡを介することなく、移動ルータＭＲ同士で直接データを通信できる。

そして、移動ルータＭＲ２は、移動ルータＭＲ１から受信したノードＮ３宛てのデータを、宛先となるノードＮ３に転送する（Ｓ３０７）。

以上説明した本発明は、このような私設網の構築をすることにより、ネットワークの効率的な利用を可能とする。つまり、印刷やファイル同期等、バースト的な通信が多い個人用機器間の通信を個人セグメント内部に閉じこめることができるため、個人環境のみならずネットワーク全体のパフォーマンス向上が期待できる。

また、このような私設網の構築をすることにより、従来、ネットワーク管理者は機器一台一台のへのアドレス割り当てを管理する必要があったが、同一ユーザに対してアドレスブロック（もしくは、ＩＰｖ４ではＮＡＴ（ Network Address Translation）用アドレス一つ）を割り当てることで、管理対象オブジェクト数を大幅に削減できる。

また、このような私設網の構築をすることにより、個人環境の出入口のセグメント境界ルータでフィルタリングが可能なため、個人環境/ネットワーク全体ともにセキュリティを高めることが可能となる。例えば、Blaster等の感染型のVirusをユーザが持ち込んだ場合でも、影響範囲を局所化できる。

さらに、このような私設網の構築をすることにより、組織変更や、ダイナミックな組織横断型のプロジェクト構築が容易になる。つまり、個々の機器がネットワークに別個に接続されている状態においても、セグメント境界ルータ間でのＣＵＧ（Closed User Group）の構築および設定が容易となる。

そして、移動可能なネットワークの構築により、移動ルータは、配下にネットワークを持ち、移動先で、無線ＬＡＮ／ＰＨＳ等のインターネットに接続し、配下の機器にインターネット接続性を提供する。また、移動ルータは、場所の移り変わりの際に通信メディアの切り替え（例:無線ＬＡＮからＰＨＳへ）に対応したシームレスな（つまり、通信の途切れない）ネットワークハンドオーバ（基地局の切り替え）を実現する。

また、移動可能なネットワークの構築により、移動ルータは、移動先でも、個人ネットワークセグメントに直接接続されているのと同等の環境を提供する。つまり、移動ルータは、配下のネットワーク機器の自動設定、移動環境と個人ネットワークセグメントに残っている機器との通信等を実現する。

以上説明した本発明は、以下のように発明の趣旨を逸脱しない範囲で広く変形実施することができる。

例えば、本発明は、単数の端末を宛先とするユニキャスト通信だけでなく、複数の端末を宛先とする通信（マルチキャスト、ブロードキャストなど）にも適用が可能である。まず、複数の端末を宛先とするパケットを受信した移動ルータＭＲは、そのパケットを、ホームエージェントＨＡに転送する。次に、ホームエージェントＨＡは、受信したパケットの送信先となる移動ルータＭＲを特定し、その移動ルータＭＲに対してパケットを転送する。さらに、パケットを受信した各移動ルータＭＲは、各配下のネットワークのノードＮに、そのパケットを転送する。

ここで、ホームエージェントＨＡは、パケットの送信先となる移動ルータＭＲの特定について、パケットを受信した移動ルータＭＲを除く全ての移動ルータＭＲを、送信先の移動ルータＭＲとする。次に、ホームエージェントＨＡは、パケットの種別（マルチキャスト、ブロードキャスト、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６など）に応じて、送信先となる移動ルータＭＲを絞り込む。例えば、パケットの種別がブロードキャストの場合には、位置対応表ＢＣを参照して、そのパケットの送信先として指定されたネットワークに属するノードＮを有する移動ルータＭＲを、送信先の移動ルータＭＲとして特定する。別の例では、パケットの種別がマルチキャストの場合には、パケットの送信先として指定されたマルチキャストのグループを有する移動ルータＭＲが、送信先の移動ルータＭＲとして選択される。

また、本発明の移動ルータＭＲは、アクセスルータＡＲと接続されていない状態（つまり、気付アドレスを用いて、広域網と接続されていない状態であり、請求項における気付アドレスが無効である場合）となることも想定される。例えば、図１０は、２台の移動ルータＭＲ（移動ルータＭＲ８、移動ルータＭＲ９）を含む私設網１２の構成を示している。そのうち、移動ルータＭＲ８は、アクセスルータＡＲと接続しているので、広域網１０と私設網１２とのデータ通信を中継する。そして、私設網１２の移動時には、ホームエージェントＨＡに私設網１２の登録を行う。一方、移動ルータＭＲ９は、アクセスルータＡＲと接続されていないので、広域網１０には直接接続しない。

この場合、移動ルータＭＲ９は、移動ルータＭＲ８に接続される。なお、移動ルータＭＲ９と、移動ルータＭＲ８との接続形式は、例えば、ＵＴＰ（Unshielded Twist Pair cable）などによるケーブルを介する接続としてもよいし、片方の移動ルータＭＲのスロットに、もう片方の移動ルータＭＲをカートリッジとして差し込むような、筐体同士を直接接続する形式としてもよい。

そして、移動ルータＭＲ９は、少なくとも１台のノードＮを収容している場合（図１０は２台の例）には、収容しているノードＮについて、パケット通信部１５６を介して、私設網１２内のデータ通信を中継する動作（ブリッジとしての動作）を行ってもよい。これにより、移動ルータＭＲ９をブリッジ装置として機能を兼用することで、私設網１２に必要なネットワークデバイスの数を減らすことができ、コストの抑制が可能となる。

一方、移動ルータＭＲ９は、ノードＮを１台も収容していない場合（つまり、移動ルータＭＲ９との接続相手が移動ルータＭＲ８だけの場合）には、移動ルータＭＲ９は、データ通信を行う必要はないので、電源をＯＦＦにするなどの未動作の状態へと移行してもよい。

さらに、図１などの通信システムにおいて、ホームエージェントＨＡと、移動ルータＭＲとを別々の装置として説明したが、ホームエージェントＨＡの機能を移動ルータＭＲに取り込むことで、ホームエージェントＨＡと、移動ルータＭＲとを１つの筐体として構成してもよい。その場合には、通信システム全体で必要な筐体数を減らすことができ、コストの抑制が可能となる。

本発明の一実施形態に関する通信システムの構成図である。 本発明の一実施形態に関するホームエージェントの構成図である。 本発明の一実施形態に関する移動ルータの構成図である。 本発明の一実施形態に関するノードの構成図である。 本発明の一実施形態に関するホームエージェントへの位置登録の処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に関する通信システムの構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に関する位置対応表の構成図である。 本発明の一実施形態に関する通信システムの通信処理を示す図である。 本発明の一実施形態に関する通信システムの経路最適化がなされた通信処理を示す図である。 本発明の一実施形態に関する移動ルータをブリッジとして動作させる場合の通信システムの構成図である。

符号の説明

ＡＲ アクセスルータ
ＢＣ 位置対応表（記憶手段）
ＣＮ 相手側ネットワーク
ＣｏＡ 気付アドレス
ＨＡ ホームエージェント
ＨｏＡ ホームアドレス
ＭＮ 移動側ネットワーク
ＭＲ 移動ルータ
Ｎ ノード
１０ 広域網
１２ 私設網
１１２ 位置対応登録部
１１４ 位置対応検索部
１２２ ノード位置探索通知部
１２６ トンネル設定部
１２８ パケット通信部
１３２ ネットワーク情報記憶部
１３４ 気付アドレス更新部
１３６ ノード管理部
１３８ 位置登録部
１４０ ノード登録部
１４６ ノード位置探索依頼部
１５０ ノード位置探索代理応答部
１５４ トンネル設定部
１５６ パケット通信部
１６２ ノード位置探索依頼部
１６４ ノード管理対応部
１６６ パケット通信部

Claims (15)

1. 広域網を介して、移動可能な私設網間の通信を行うための通信システムであって、前記通信システムは、前記広域網に接続されるホームエージェントと、前記広域網と前記私設網とのデータ通信を中継する移動ルータと、前記私設網に接続されるノードと、を含めて構成され、
   前記ホームエージェントは、前記移動ルータ配下の前記私設網内の各装置のホームアドレスと、前記移動ルータが前記広域網にアクセスするための気付アドレスとの対応について、前記移動ルータからの登録を受け付けて管理する位置対応表を有し、
   前記ホームエージェントは、前記ノード間の通信において、通信先のノードのホームアドレスをキーに、前記位置対応表に格納される前記私設網内の各装置のホームアドレスを参照して通信先のノードが含まれる前記移動ルータを特定するように構成されたことを特徴とする通信システム。
2. 前記ホームエージェントは、前記位置対応表を更新する位置対応登録部と、前記位置対応表のデータを検索する位置対応検索部と、前記通信先のノードのアドレスを有する前記移動ルータとの論理的な通信路を作成するトンネル設定部と、を含めて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記ホームエージェントは、前記位置対応検索部によって取得した前記通信先のノードのアドレスを有する前記移動ルータに関する情報を、通信元の前記移動ルータに通知するノード位置探索通知部を、さらに含めて構成されたことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
4. 前記ホームエージェントは、通信元の移動ルータから受信した複数の宛先となるデータについて、前記通信元の移動ルータ以外の前記位置対応表に登録されている移動ルータに転送するパケット通信部を、さらに含めて構成されたことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
5. 前記移動ルータは、所属する私設網の配下のノードの存在を把握するノード管理部と、前記気付アドレスおよび前記把握されたノードを記憶するネットワーク情報記憶部と、前記気付アドレスの更新を行う気付アドレス更新部と、
   前記気付アドレスと、前記移動ルータの属する前記私設網内の各装置のホームアドレスとの対応を、前記ホームエージェントに登録する位置登録部と、
   を含めて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
6. 前記移動ルータは、前記ノードからのデータを受信すると、前記ノードに対して前記移動ルータがデータの送信先のノードである旨の代理応答を行い、前記データの送信先の探索を前記ホームエージェントに依頼し、前記ホームエージェントからの前記依頼の結果により、前記データの送信先となる移動ルータを特定するように構成されたことを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
7. 前記移動ルータは、前記データの送信先となる移動ルータとの間に、データ通信を行うための論理的な通信路を作成するトンネル設定部を、さらに含めて構成されたことを特徴とする請求項６に記載の通信システム。
8. 前記移動ルータは、前記気付アドレスが無効である場合に、前記移動ルータと接続されるノードの通信を中継するブリッジとして動作することを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
9. 前記移動ルータは、前記気付アドレスが無効であり、かつ、前記移動ルータと接続されるノードが無い場合において、未動作の状態に移行することを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
10. 前記ホームエージェントと、前記移動ルータとが、同一の筐体内に収納されるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
11. 広域網に接続されるホームエージェントと、前記広域網と前記私設網とのデータ通信を中継する移動ルータと、前記私設網に接続されるノードと、を含めて構成され、前記広域網を介して、移動可能な私設網間の通信を行うための通信システムによる通信方法であって、
    前記ホームエージェントが、前記移動ルータ配下の前記私設網内の各装置のホームアドレスと、前記移動ルータが前記広域網にアクセスするための気付アドレスとの対応について、前記移動ルータからの登録を受け付けて記憶手段に格納する手順と、
    前記ホームエージェントが、前記ノード間の通信において、通信先のノードのホームアドレスをキーに、前記記憶手段に格納される前記私設網内の各装置のホームアドレスを参照して通信先のノードが含まれる前記移動ルータを特定する手順と、
    前記ホームエージェントが、前記特定された移動ルータに対して、データを送信する手順と、を実行することを特徴とする通信方法。
12. 広域網に接続されるホームエージェントと、前記広域網と前記私設網とのデータ通信を中継する移動ルータと、前記私設網に接続されるノードと、を含めて構成され、前記広域網を介して、移動可能な私設網間の通信を行うための通信システムによる通信方法であって、
    前記ホームエージェントが、前記移動ルータ配下の前記私設網内の各装置のホームアドレスと、前記移動ルータが前記広域網にアクセスするための気付アドレスとの対応について、前記移動ルータからの登録を受け付けて記憶手段に格納する手順と、
    前記ホームエージェントが、前記ノード間の通信において、通信先のノードのホームアドレスをキーに、前記記憶手段に格納される前記私設網内の各装置のホームアドレスを参照して通信先のノードが含まれる前記移動ルータを特定し、送信元のノードを含む私設網の移動ルータに通知する手順と、
    前記通知を受けた移動ルータが、前記通信先のノードが含まれる前記移動ルータに対して、データを送信する手順と、を実行することを特徴とする通信方法。
13. 請求項１１または請求項１２に記載の通信方法をコンピュータに実行させるための通信プログラム。
14. 請求項１３に記載の通信プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
15. 広域網に接続されるホームエージェントと、前記広域網と私設網とのデータ通信を中継する移動ルータと、前記私設網に接続されるノードと、を含めて構成される通信システムにおける前記移動ルータであって、
    所属する私設網の配下のノードの存在を把握するノード管理部と、
    前記気付アドレスおよび前記把握されたノードを記憶するネットワーク情報記憶部と、前記気付アドレスの更新を行う気付アドレス更新部と、
    前記気付アドレスと、前記移動ルータの属する前記私設網内の各装置のホームアドレスとの対応を、前記ホームエージェントに登録する位置登録部と、
    を含めて構成されたことを特徴とする移動ルータ。

Images