JP2006094337A - 通信システム、情報処理方法、およびルータ - Google Patents

Abstract

【課題】 接続される中継局が変更になっても、従来よりも高速かつ簡易に新規の仮想トンネルを形成することが可能な通信システムを提供する。
【解決手段】 通信端末との接続によりＩＰアドレスの情報を通信端末から受信すると、仮想トンネルの伝送口のアドレスとなる擬似アドレスの情報を要求する旨のトンネル情報要求信号を外部に送出し、擬似アドレスの情報を含むトンネル情報回答信号を受信する場合、通信端末のＩＰアドレスとともに擬似アドレスを格納し、トンネル情報回答信号を受信しない場合、擬似アドレスを生成して通信端末のＩＰアドレスとともに格納する中継局と、中継局およびネットワークと接続され、中継局から受信するトンネル情報要求信号を外部に転送し、トンネル情報回答信号を外部から受信すると、トンネル情報回答信号を中継局に転送し、かつ擬似アドレスを中継局のアドレスとして格納するルータとを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ネットワーク網における通信端末間の経路を設定する通信システム、情報処理方法およびルータに関する。

現在、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク網の通信接続制御として様々な方法が検討されている。その１つとして仮想トンネルを利用した通信方法がある（例えば、特許文献１参照）。仮想トンネルを利用した通信方法について簡単に説明する。以下では、移動通信端末間による通信の場合とする。

図７は、仮想トンネルを利用した、従来の通信方法を説明するための図である。

通信システムは、無線通信で移動通信端末とＩＰパケットを送受信する中継局１１１、１１２と、中継局間を結ぶＩＰネットワーク網１００とを有する構成である。ＩＰネットワーク網１００には、ＩＰパケットを転送する複数のルータが接続されているが、図７に示すことを省略している。中継局１１１が管轄するエリア網１０１には移動通信端末１３１があり、中継局１１２が管轄するエリア網１０２には移動通信端末１３２がある。

移動通信端末１３１、１３２の構成について説明する。なお、移動通信端末１３１および移動通信端末１３２は同様な構成であるため、ここでは移動通信端末１３１の構成について説明する。

移動通信端末１３１は、移動通信端末１３２と音声通信が可能な携帯端末であって、ＩＰパケットを無線通信で中継局１１１と送受信する端末通信部と、自端末および通信相手のアドレスが格納された端末記憶部と、各部を制御する端末制御部とを備えている。移動通信端末１３１は中継局１１１の管轄するエリア網に入ると、自端末のＩＰアドレスを含み、かつ位置を通知するための位置情報通知信号を中継局１１１に送信する。中継局１１１に通信端末１３１の位置情報が登録されると、中継局１１１といつでも通信が可能な状態になる。ここでは、図７に示すように、移動通信端末１３１は中継局１１１と無線通信で接続され、移動通信端末１３２は中継局１１２と無線通信で接続される。移動通信端末１３１は移動通信端末１３２にＩＰパケットを送信する際、端末制御部はＩＰパケットのヘッダ情報の発信元アドレスに自端末のアドレスを設定し、宛先アドレスに相手先のアドレスを設定する。実際のヘッダ情報には、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）にて規定されたヘッダフォーマットにしたがってアドレス情報の他にもＩＰのＶｅｒｓｉｏｎ情報やパケット長等の情報も付加されることになるが、ここでは、説明を簡単にするためにアドレス以外の情報の詳細な説明を省略する。

次に、中継局１１１、１１２の構成について説明する。なお、中継局１１１および中継局１１２は同様な構成であるため、ここでは中継局１１１の構成について説明する。

中継局１１１はプロキシサーバ機能の他に無線通信機能を備えたサーバ装置である。中継局１１１は、通信先を示す宛先アドレスをヘッダ情報に含むＩＰパケットを受信すると、ヘッダ情報から宛先アドレスを読み出し、宛先アドレスまでの経路を決定する。続いて、宛先アドレス側にある中継局１１２とアドレスの情報を交換して相手の中継局１１２のアドレスを格納する。このようにして２つの中継局１１１、１１２は、お互いを結ぶ、ＩＰパケットを伝送するための仮想トンネルを設定する。また、２つの中継局間で伝送するＩＰパケットを暗号化するための暗号鍵を中継局間で決定する。

図７は、ＩＰパケットを移動通信端末１３１から移動通信端末１３２に伝送するための仮想トンネル１２１と、ＩＰパケットを移動通信端末１３２から移動通信端末１３１に伝送するための仮想トンネル１２２が設定された状態を示す。

中継局１１１は、仮想トンネル１２１を介してＩＰパケットを中継局１１２に伝送するためにＩＰパケットを別のＩＰパケットで包んでカプセル化する。このようにして元のＩＰパケットを別のＩＰパケットで包むことを“ＩＰカプセル化”という。以下では、ＩＰパケットをカプセル化したものをカプセルパケットと称する。また、カプセル化の際、元のＩＰパケットの情報を暗号鍵に対応して暗号化して、ＩＰパケットを暗号化データにする。さらに、カプセルパケットのヘッダ情報に、暗号鍵と、発信元の中継局１１１のアドレスと、宛先の中継局１１２のアドレスを含める。カプセルパケットを受信した中継局１１２は、ヘッダ情報の暗号鍵を用いて暗号化データを元のＩＰパケットに戻し、ＩＰパケットのヘッダ情報の宛先アドレスを読み出してＩＰパケットを通信端末１３２に送信する。

この場合、カプセルパケットはヘッダ情報が長くなるが、仮想トンネル１２１の経路上のルータはカプセルパケットのヘッダ情報の宛先が中継局１１２であることを確認すればよく、通信端末１３２宛のＩＰパケットを無視することができる。また、ＩＰパケットを暗号化して転送しているため、ＩＰパケットの転送中にその中身が盗み見られたり、改ざんされたりすることを防止し、セキュリティ向上の効果がある。

次に、移動通信端末１３１が中継局１１１および中継局１１２を経由して移動通信端末１３２にＩＰパケットを送信する場合の通信システムの動作について説明する。

移動通信端末１３１が移動通信端末１３２との接続を要求するＳＩＰメッセージ信号を中継局１１１に送信すると、中継局１１１は、ＳＩＰメッセージ信号のヘッダ情報から宛先の移動通信端末１３２のＩＰアドレスを読み出す。続いて、移動通信端末１３２までの経路を探索した後、探索により中継局１１２までの経路を確認するとともに、自局のアドレスの情報を含むアドレス要求信号を中継局１１２に送信する。中継局１１２は中継局１１１からアドレス要求信号を受信すると、中継局１１１のアドレスを読み出して格納し、自局のアドレス情報を含むアドレス回答信号を中継局１１１に送信する。中継局１１１は、中継局１１２からアドレス回答信号を受信すると、中継局１１２のアドレスを格納し、暗号鍵を中継局１１２に送信する。このようにして、中継局１１１と中継局１１２の間の経路に仮想トンネルが設定される。

続いて、中継局１１１は、移動通信端末１３１から受信したＳＩＰメッセージ信号のＩＰパケットを暗号鍵で暗号化データにする。そして、発信元の中継局１１１のアドレス、宛先の中継局１１２のアドレス、および暗号鍵を含むヘッダ情報に暗号化データを一緒にしたカプセルパケットを生成し、そのカプセルパケットを仮想トンネル１２１を介して中継局１１２に送信する。

中継局１１２は、中継局１１１からカプセルパケットを受信すると、ヘッダ情報の暗号鍵で暗号化データを元のＩＰパケットに復元する。続いて、ＩＰパケットのヘッダ情報の宛先アドレスが示す移動通信端末１３２にＩＰパケットを送信する。

なお、移動通信端末１３２が移動通信端末１３１宛にＩＰパケットを送信する場合は、上述した手順と同様の処理が実行される。中継局１１２は中継局１１１にカプセルパケットを伝送する際、仮想トンネル１２１とは異なる仮想トンネル１２２を使用する。また、中継局１１２は、仮想トンネル１２１で伝送されるカプセルパケットに用いた暗号鍵と異なる暗号鍵を使用する。

次に、移動通信端末１３２が中継局１１２とは異なる中継局の管轄するエリア網に移動した場合の通信システムの通信方法について説明する。

図８は移動通信端末が別のエリア網に移動した後の通信方法を説明するための図である。中継局１１３は、移動通信端末１３２が移動先で接続されるエリア網を管轄する。ＩＰネットワーク網１００内には、受信するＩＰパケットを転送するルータ１５１、１５２のそれぞれが仮想トンネル１２１、１２２のそれぞれの経路上にある。ルータ１５１は中継局１１１に接続され、ルータ１５１のルーティングテーブルには中継局１１１のアドレスが登録されている。ルータ１５２は中継局１１２および中継局１１３に接続され、ルータ１５２のルーティングテーブルには中継局１１２および中継局１１３のアドレスが登録されている。

移動通信端末１３２は、中継局１１２のエリア網から中継局１１３のエリア網に移動すると、位置情報通知信号を中継局１１３に送信する。中継局１１３は、移動通信端末１３２から位置情報通知信号を受信すると、中継局１１１に対して移動通信端末１３２が自分の管理するエリア網に移動したことと自局のアドレスを通知する。中継局１１１は、その通知を中継局１１３から受けとると、中継局１１３との間に新規の仮想トンネルを形成する。

また、中継局１１１と中継局１１３との間でＩＰパケットを暗号化するための暗号鍵を新規に取り決める。中継局１１１は、移動通信端末１３２宛のＩＰパケットからカプセルパケットを生成する際、カプセルパケットの宛先アドレスを中継局１１３に設定する。また、中継局１１２との間に形成した仮想トンネル１２１、１２２を消去する。
特開２０００−２２４２１７号公報

カプセルパケットの発信元の中継局は、通信先の移動通信端末が移動して中継局のエリア網を切り替える度に、新規仮想トンネルを形成して、カプセルパケットの宛先アドレスを新規中継局へと変更する手続きが必要となる。そのため、複数の移動通信端末の通信を管理する場合には、上記発信元の中継局における宛先アドレス変更の手続きが頻繁に行われるだけでなく、宛先の中継局から発信元の中継局に対して移動の通知が頻繁に行われることになる。

また、上記発信元の中継局が宛先の中継局と物理的に離れている距離が大きければ、移動通信端末がエリア網間を移動した際の切り替え時間も大きくなる。音声通信に対して要求される、高速な切り替え処理が困難となる。

特に、今後移動通信網のＩＰ化とともに通信を継続しながら高速に仮想トンネルの更新をする必要性が生じてくるが、従来の方法では固定型の通信端末間での通信を想定しているため、移動先の中継局と通信相手の中継局の間に新規仮想トンネルを高速かつ簡単に形成することが困難であるという課題がある。

また、ＩＰネットワーク網に存在する中継局の間で新規仮想トンネルの形成と、仮想トンネルの消失を頻繁に行うことになる。その結果、ＩＰネットワーク網のノードに対して負荷が大きなものとなり、ＩＰネットワーク網の規模が大きくなるほど、その影響も大きくなる。

本発明は上述したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、通信端末が移動することで接続される中継局が変更になっても、従来よりも高速かつ簡易に新規の仮想トンネルを形成することが可能な通信システム、情報処理方法およびルータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の通信システムは、ネットワークに設けられる仮想トンネルを用いて通信端末がＩＰパケットを送受信するための通信システムであって、
前記通信端末との接続により該通信端末のＩＰアドレスの情報を該通信端末から受信すると、該通信端末のＩＰアドレスを含み、前記仮想トンネルの伝送口のアドレスとなる擬似アドレスの情報を要求する旨のトンネル情報要求信号を外部に送出し、該擬似アドレスの情報を含むトンネル情報回答信号を受信する場合、該通信端末のＩＰアドレスとともに該擬似アドレスを格納し、該トンネル情報回答信号を受信しない場合、該擬似アドレスを生成して該通信端末のＩＰアドレスとともに格納する中継局と、
前記中継局および前記ネットワークと接続され、該中継局から受信する前記トンネル情報要求信号を外部に転送し、また、前記トンネル情報回答信号を外部から受信すると、該トンネル情報回答信号を該中継局に転送し、かつ該トンネル情報回答信号に含まれる前記擬似アドレスを該中継局のアドレスとして格納するルータと、
を有する構成である。

本発明では、中継局は、新たに接続された通信端末がこの接続の前に別の中継局を介して通信を行っていた場合、別の中継局で用いられていた擬似アドレスをルータを介して受信し、その擬似アドレスを仮想トンネルの伝送口のアドレスとして引き継ぐ。そのため、中継局は通信端末のために新たな擬似アドレスを設定する必要がない。また、既に形成された仮想トンネルの伝送口を元の中継局から新たな接続先の中継局に変更するだけですむため、仮想トンネルの全体を新規に形成する必要がない。一方、中継局は、通信端末がそれ以前にどの中継局とも接続されていない場合、擬似アドレスを生成し、その通信端末の通信に用いられる仮想トンネルの伝送口となる。

一方、上記目的を達成するための本発明の情報処理方法は、通信端末がＩＰパケットを送受信する際に用いる、ネットワークに設けられる仮想トンネルの伝送口を変更するための情報処理方法であって、
中継局は、前記通信端末との接続により該通信端末のＩＰアドレスの情報を該通信端末から受信すると、該通信端末のＩＰアドレスを含み、前記仮想トンネルの伝送口のアドレスとなる擬似アドレスの情報を要求する旨のトンネル情報要求信号を外部に送出し、
前記中継局と接続されたルータは、該中継局から受信する前記トンネル情報要求信号を外部に転送し、また、前記トンネル情報回答信号を外部から受信すると、該トンネル情報回答信号を該中継局に転送し、かつ該トンネル情報回答信号に含まれる前記擬似アドレスを該中継局のアドレスとして格納し、
前記中継局は、前記擬似アドレスの情報を含むトンネル情報回答信号を受信する場合、前記通信端末のＩＰアドレスとともに該擬似アドレスを格納し、該トンネル情報回答信号を受信しない場合、該擬似アドレスを生成して該通信端末のＩＰアドレスとともに格納するものである。

また、上記目的を達成するための本発明のルータは、２つの中継局に接続され、ＩＰパケットを伝送するために設けられる仮想トンネルの伝送口のアドレスを変更するルータであって、
前記仮想トンネルを介して前記ＩＰパケットを受信するためのアドレスである擬似アドレスが前記２つの中継局のうち一方の中継局のアドレスとして記述されたテーブルを格納するための記憶部と、
前記一方の中継局の擬似アドレスを前記２つの中継局のうち他方の中継局の擬似アドレスに変更する旨の信号を受信すると、前記テーブルに該他方の中継局のアドレスとして前記擬似アドレスを記述し、かつ該一方の中継局のアドレスとして記述された該擬似アドレスを消去する制御部と、
を有する構成である。

本発明では、中継局は、新たに接続された通信端末がこの接続の前に別の中継局を介して通信を行っていた場合、別の中継局で用いられていた擬似アドレスをルータを介して受信し、その擬似アドレスを仮想トンネルの伝送口のアドレスとして引き継ぐ。そのため、中継局は通信端末のために新たな擬似アドレスを設定する必要がない。また、既に形成された仮想トンネルの伝送口を元の中継局から新たな接続先の中継局に変更するだけですむため、仮想トンネルの全体を新規に形成する必要がない。したがって、通信端末の移動に伴って仮想トンネルの伝送口の高速な切り替え処理が可能となる。

本発明の通信システムは、通信端末が移動前に接続される中継局の仮想トンネル用のアドレスを通信端末が移動後に接続される中継局に引き継がせるとともに、ルータが通信端末の移動に伴ってアドレスの情報を更新し、ＩＰパケットの転送先を変更することを特徴とする。

本発明の通信システムの構成について説明する。

図１は本発明の通信システムの一構成例を示す図である。なお、従来と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１に示すように、通信システムは、中継局２１１、２１２、２１３と、中継局２１１、２１２および２１３同士が互いに接続可能なＩＰネットワーク網１００と、中継局２１１、２１２、２１３および他の中継局間をＩＰネットワーク網１００で接続するルータ２０１、２０２とを有する構成である。ルータ２０１およびルータ２０２は中継局２１１と中継局２１２の間に形成される仮想トンネルの経路上にある。ルータ２０１は中継局２１１と接続され、ルータ２０２は中継局２１２および中継局２１３と接続されている。ＩＰパケット通信を行う移動通信端末１３１および移動通信端末１３２のそれぞれは、中継局２１１および中継局２１２にそれぞれ接続される。

中継局２１１、２１２、２１３の構成について説明する。なお、中継局２１１、中継局２１２および中継局２１３は同様な構成であるため、ここでは中継局２１１の構成について説明する。

図２は中継局の一構成例を示すブロック図である。

中継局２１１はプロキシサーバ機能を備えている。中継局２１１は、移動通信端末１３１とＩＰパケットを送受信し、かつＩＰネットワーク網１００を介してＩＰパケットを送受信可能な通信部２５０と、受信するパケットを一時的に保存可能な記憶部２５２と、移動通信端末１３１の処理を代行する制御部２５４とを有する構成である。制御部２５４は、プログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２５６と、プログラムを格納するためのプログラムメモリ２５８とを備えている。

制御部２５４は、移動通信端末からＳＩＰメッセージ信号を受信すると、従来と同様にして仮想トンネルを設定するが、その際、中継局２１１のＩＰアドレスとは異なる、仮想トンネルを介してカプセルパケットを受信するためのアドレスである擬似アドレスと、ＳＩＰメッセージを含むＩＰパケットを暗号化するための暗号鍵を生成する。この擬似アドレスは、中継局２１１に接続される移動通信端末毎に異なる。そして、擬似アドレスと暗号鍵を移動通信端末のＩＰアドレスとともに記憶部２５２に格納する。制御部２５４は、仮想トンネルのもう一方の出入り口となる中継局２１２と擬似アドレスの情報を交換する。

また、中継局２１１は、自局のエリア網にいる移動通信端末から位置情報通知信号を受信すると、制御部２５４は、その移動通信端末のＩＰアドレスを記憶部２５２に登録する。続いて、移動通信端末の通信に用いられた擬似アドレスおよび暗号鍵を求める旨と移動通信端末のＩＰアドレスを含むトンネル情報要求信号を直近のルータ２０１に送信する。その後、擬似アドレスおよび暗号鍵を含むトンネル情報回答信号をルータ２０１を介して受信する場合、移動通信端末のＩＰアドレスとともに擬似アドレスと暗号鍵を記憶部２５２に格納する。なお、トンネル情報回答信号を受信しない場合には、制御部２５４は、その移動通信端末が移動前のエリア網で通信を行っていなかったことを認識するだけで何も実行しない。

さらに、中継局２１１は、ルータ２０１を介してトンネル情報要求信号を受信すると、その信号に含まれる移動通信端末のＩＰアドレスとともに記憶部２５２内に格納された擬似アドレスと暗号鍵を読み出し、トンネル情報回答信号をルータ２０１を介して要求元の中継局に送信する。

次に、ルータ２０１、２０２の構成について説明する。なお、ルータ２０１およびルータ２０２は同様な構成であるため、同様な部分についてはルータ２０１の場合で説明する。

図３はルータの一構成例を示すブロック図である。

図３に示すように、ルータ２０１は、ＩＰパケットを送受信する通信部２７０と、受信するＩＰパケットを一時的に格納するための記憶部２７２と、受信するＩＰパケットのヘッダ情報にしたがってＩＰパケットを転送する制御部２７４とを有する構成である。制御部２７４は、プログラムにしたがって所定の処理を実行するＣＰＵ２７６と、プログラムを格納するためのプログラムメモリ２７８とを備えている。

ルータ２０１には、受信するＩＰパケットの送信先を決めるためのルーティングテーブルが記憶部２７２に格納されている。ルータ２０１の制御部２７４は、中継局２１１から擬似アドレスの登録を要求する旨の登録要求信号を受信すると、ルーティングテーブルに中継局２１１のアドレスとして擬似アドレスを登録する。ルータ２０２は、中継局２１２および中継局２１３のそれぞれから登録要求信号を受信すると、ルータ２０１と同様にしてルーティングテーブルに中継局２１２および中継局２１３のアドレスとしてそれぞれの擬似アドレスを登録する。

ルータ２０１の制御部２７４は、中継局２１１からトンネル情報要求信号を受信すると、自装置に接続された中継局のうち中継局２１１を除く中継局に対してトンネル情報要求信号を転送する。ここでは、図１に示さない中継局にトンネル情報要求信号を転送する。その後、図１に示さない中継局からトンネル情報回答信号を受信すると、トンネル情報回答信号から擬似アドレスの情報を読み出して、ルーティングテーブルの中継局２１１のアドレスにその擬似アドレスを登録し、他の中継局のアドレスに登録されていた、その擬似アドレスと同一の擬似アドレスを消去する。また、受信したトンネル情報回答信号を中継局２１１に転送する。

次に、上述の通信システムにおいて、移動通信端末１３１と移動通信端末１３２が仮想トンネルを介して通信する際の動作手順について説明する。

図４は通信の動作手順を説明するための図である。

移動通信端末１３１が移動通信端末１３２との接続を要求するＳＩＰメッセージ信号を中継局２１１に送信すると、中継局２１１は、ＳＩＰメッセージ信号のヘッダから宛先の移動通信端末１３２のＩＰアドレスを読み出す。続いて、移動通信端末１３２までの経路を探索した後、探索により中継局２１２までの経路を確認する。その際、移動通信端末１３１用に擬似アドレス「アドレスＸ」を生成し、中継局２１２のアドレス情報を求めるために、擬似アドレス「アドレスＸ」の情報を含むアドレス要求信号をルータ２０１および仮想トンネルを介して中継局２１２に送信する。中継局２１２は、中継局２１１からアドレス要求信号を受信すると、中継局２１１の擬似アドレス「アドレスＸ」を読み出して格納し、移動通信端末１３２用の擬似アドレス「アドレスＡ」を生成し、擬似アドレス「アドレスＡ」の情報を含むアドレス回答信号をルータ２０２および仮想トンネルを介して中継局２１１に送信する。そして、中継局２１１は、中継局２１２からアドレス回答信号を受信すると、中継局２１２の擬似アドレスを格納し、中継局２１２との間で暗号鍵を取り決める。このようにして、中継局１１１と中継局１１２の間の経路に仮想トンネルが設定される。

なお、ルータ２０１は、中継局２１１から受信するアドレス要求信号を中継局２１２に転送する際、受信する登録要求信号により中継局２１１のアドレスとして擬似アドレス「アドレスＸ」をルーティングテーブルに記述する。また、ルータ２０２は、中継局２１２から受信するアドレス回答信号を中継局２１１に転送する際、受信する登録要求信号により中継局２１２のアドレスとして擬似アドレス「アドレスＡ」をルーティングテーブルに記述する。

続いて、中継局２１１は、移動通信端末１３１から受信したＳＩＰメッセージ信号を暗号化した暗号化データを包むカプセルパケットを生成する。そして、カプセルパケットのヘッダ情報の発信元アドレスに中継局２１１の擬似アドレス「アドレスＸ」を設定し、宛先アドレスに中継局２１２の擬似アドレス「アドレスＡ」を設定し、暗号鍵を付与してカプセルパケットをルータ２０１および仮想トンネルを介してルータ２０２に送信する。

ルータ２０２は、ルータ２０１からカプセルパケットを受信すると、カプセルパケットのヘッダ情報から宛先アドレスを読み出し、宛先に中継局２１２の擬似アドレス「アドレスＡ」が記述されていることを確認すると、カプセルパケットを中継局２１２に送信する。中継局２１２は、ルータ２０２からカプセルパケットを受信すると、カプセルパケットの暗号鍵を用いて暗号化データを復号化してＩＰパケットに戻し、ＳＩＰメッセージ信号のＩＰパケットを移動通信端末１３２に送信する。

上述のようにして仮想トンネルを形成してコネクションを確立した後、移動通信端末１３２が移動通信端末１３１宛にＩＰパケットを送信する動作手順について説明する。

移動通信端末１３２が移動通信端末１３１宛のＩＰパケットを中継局２１２に送信すると、中継局２１２は、移動通信端末１３２から受信したＩＰパケットを暗号化データにしてカプセルパケットを生成する。続いて、ヘッダ情報の宛先アドレスに擬似アドレス「アドレスＸ」を設定し、発信元アドレスに擬似アドレス「アドレスＡ」を設定し、暗号鍵を付与してカプセルパケットを仮想トンネルを介してルータ２０１に送信する。

ルータ２０１は、ルータ２０２からカプセルパケットを受信すると、カプセルパケットのヘッダ情報から宛先アドレスを読み出し、宛先に擬似アドレス「アドレスＸ」が記述されていることを確認すると、カプセルパケットを中継局２１１に送信する。中継局２１１はルータ２０１からカプセルパケットを受信すると、カプセルパケットを暗号鍵で復号化してＩＰパケットに戻し、ＩＰパケットを移動通信端末１３１に送信する。これ以降、上述したようにして、移動通信端末１３１および移動通信端末１３２の間でＩＰパケットの送受信が行われる。

次に、移動通信端末１３１と移動通信端末１３２がＩＰパケットの送受信を行っている状態で、移動通信端末１３２が中継局２１３の管轄するエリア網へと移動したときの通信動作について説明をする。

図５は移動通信端末が別のエリア網に移動した後の通信の動作手順を説明するための図である。図６は移動通信端末が別のエリア網に移動した後の通信の動作手順を示すフローチャートである。

移動通信端末１３２は、中継局２１２の管轄するエリア網から中継局２１３の管轄するエリア網に移動すると、位置情報通知信号を中継局２１３に送信する。中継局２１３は、移動通信端末１３２から位置情報通知信号を受信すると、自分の管理するエリアに移動通信端末１３２が移動したことを認識し、移動通信端末１３２のＩＰアドレスを記憶部２５２に格納する。続いて、移動通信端末１３２の移動前の中継局の擬似アドレスと暗号鍵を求めるため、擬似アドレスおよび暗号鍵を求める旨と移動通信端末１３２のＩＰアドレスとを含むトンネル情報要求信号をルータ２０２に送信する（ステップＳ２０１）。

ルータ２０２は、中継局２１３からトンネル情報要求信号を受信すると、自装置に接続された中継局のうち中継局２１３を除く中継局に対してトンネル情報要求信号を転送する。ここでは、中継局２１２にトンネル情報要求信号を転送する（ステップＳ２０２）。

中継局２１２は、ルータ２０２からトンネル情報要求信号を受信すると、その信号に含まれる移動通信端末のＩＰアドレスと同一のＩＰアドレスを記憶部２５２内で探す。一致するＩＰアドレスを見つけると、そのＩＰアドレスとともに格納された擬似アドレス「アドレスＡ」と暗号鍵を読み出し、擬似アドレス「アドレスＡ」と暗号鍵の情報を含むトンネル情報回答信号をルータ２０２を介して中継局２１３に送信する（ステップＳ２０３）。ルータ２０２は、中継局２１２からトンネル情報回答信号を受信すると、ルーティングテーブルの中継局２１２のアドレス情報から擬似アドレス「アドレスＡ」を消去し、中継局２１３のアドレス情報に擬似アドレス「アドレスＡ」を登録する（ステップＳ２０４）。また、トンネル回答信号を中継局２１３に転送する（ステップＳ２０５）。

中継局２１３は、ルータ２０２からトンネル情報回答信号を受信すると、擬似アドレス「アドレスＡ」と暗号鍵の情報をＩＰアドレスとともに記憶部２５２に格納する（ステップＳ２０６）。

その後、移動通信端末１３１が移動通信端末１３２宛のＩＰパケットを中継局２１１に送信すると、中継局２１１は、ＩＰパケットを暗号化した暗号化データを包むカプセルパケットを生成する。そして、このカプセルパケットにヘッダ情報として発信元アドレスに擬似アドレス「アドレスＸ」を設定し、宛先アドレスに擬似アドレス「アドレスＡ」を設定し、暗号鍵を付与してカプセルパケットをルータ２０１および仮想トンネルを介してルータ２０２に送信する。

ルータ２０２は、中継局２１１からカプセルパケットを受信すると、カプセルパケットのヘッダ情報から宛先アドレスを読み出し、宛先に擬似アドレス「アドレスＡ」が記述されていることを認識すると、ルーティングテーブルを参照してカプセルパケットを中継局２１３に送信する。

中継局２１３は、ルータ２０２からカプセルパケットを受信すると、カプセルパケットの暗号鍵を用いて暗号化データを復号化してＩＰパケットに戻し、このＩＰパケットを移動通信端末１３２に送信する。

なお、上述したように、各中継局は接続される移動通信端末に対応して擬似アドレスを生成し、記憶部２５２に格納する。図５では、中継局２１２には、４台の移動通信端末のそれぞれに対応して擬似アドレス「アドレスＡ」、「アドレスＢ」、「アドレスＣ」、および「アドレスＤ」の情報が格納されている。また、中継局２１３には、３台の移動通信端末のそれぞれに対応して擬似アドレス「アドレスＥ」、「アドレスＦ」および「アドレスＧ」の情報が格納されている。

上述したように、本発明では、中継局２１２を伝送口とする仮想トンネルが形成された後、移動通信端末１３２の移動により移動通信端末１３２が中継局２１３と接続されると、仮想トンネルの伝送口の擬似アドレスが中継局２１２から移動先の中継局２１３に引き継がれる。そのため、中継局２１３は新たな擬似アドレスを設定する必要がない。また、既に形成された仮想トンネルの伝送口を中継局２１２から中継局２１３に変更するだけですむため、中継局２１１と中継局２１３を結ぶ全体の経路を新たにする仮想トンネルを形成する必要がない。また、仮想トンネルの伝送口が中継局２１２から中継局２１３に変更になっても、中継局２１１はカプセルパケットの宛先のアドレスを変更する必要がない。さらに、暗号鍵の情報も中継局２１２から中継局２１３に引き継がれるため、中継局２１１と中継局２１３との間で新たに暗号鍵を取り決める必要がない。したがって、従来の方法よりも、移動通信端末１３２に移動に伴って仮想トンネルの一方の伝送口を中継局２１２から中継局２１３に高速に切り替えることが可能となる。

また、中継局２１１とＩＰパケットの送受信を行う複数の移動通信端末が中継局２１２に接続され、これらの移動通信端末が移動して中継局２１３やその他の中継局に接続先を変更する場合でも、中継局２１１はカプセルパケットの宛先アドレスを移動通信端末に対応して変更する必要がなく、移動通信端末の移動先の中継局から移動通信端末に対応して移動した旨の通知を受けることがない。そのため、中継局２１１が移動通信端末の移動に伴う処理が従来よりも低減する。

さらに、移動通信端末の移動があっても、ＩＰネットワーク網１００に存在する中継局の間で新規仮想トンネルの形成と仮想トンネルの消失を従来のように行う必要がない。そのため、ＩＰネットワーク網のノードに対する負荷が従来よりも軽減する。

なお、本実施例では、通信端末が携帯型の端末の場合で説明したが、デスクトップ型パーソナルコンピュータのような固定型の通信端末であってもよい。

また、移動通信端末１３２が、擬似アドレスと暗号鍵を含むトンネル情報を記憶し、移動先である中継局２１３に位置情報通知信号を送信する際、トンネル情報を中継局２１３に通知するようにしてもよい。この場合、中継局２１３は、ルータ２０２に対して擬似アドレスの更新のための情報を送信する。

さらに、中継局は、移動通信端末と接続されると、その移動通信端末の情報を直近のルータに接続された他の中継局と共有するようにしてもよい。この場合、中継局２１２は、移動通信端末１３２と接続すると、中継局２１２が移動通信端末１３２と接続されている旨と移動通信端末１３２のアドレスの情報を含む共有情報をルータ２０２に送信する。そして、ルータ２０２は中継局２１２から共有情報を受信すると、中継局２１３に共有情報を送信する。中継局２１３はルータ２０２から受信した共有情報を格納する。中継局２１３は、共有情報から移動通信端末１３２が中継局２１２と接続されていたことを認識し、ルータ２０２を介して中継局２１２に対して擬似アドレスと暗号鍵の情報を求めることが可能となる。

本発明の通信システムの一構成例を示すブロック図である。 本実施例の中継局の一構成例を示すブロック図である。 本実施例のルータの一構成例を示すブロック図である。 本実施例の通信の動作手順を説明するための図である。 移動通信端末が別のエリア網に移動した後の本実施例における通信の動作手順を説明するための図である。 移動通信端末が別のエリア網に移動した後の本実施例における通信の動作手順を示すフローチャートである。 従来の通信方法を説明するための図である。 移動通信端末が別のエリア網に移動した場合の従来の通信方法を説明するための図である。

符号の説明

１００ ＩＰネットワーク網
１０１、１０２ エリア網
１１１、１１２、１１３ 中継局
１２１、１２２ 仮想トンネル
１３１、１３２ 移動通信端末
１５１、１５２、２０１、２０２ ルータ
２１１、２１２、２１３ 中継局

Claims (7)

1. ネットワークに設けられる仮想トンネルを用いて通信端末がＩＰパケットを送受信するための通信システムであって、
   前記通信端末との接続により該通信端末のＩＰアドレスの情報を該通信端末から受信すると、該通信端末のＩＰアドレスを含み、前記仮想トンネルの伝送口のアドレスとなる擬似アドレスの情報を要求する旨のトンネル情報要求信号を外部に送出し、該擬似アドレスの情報を含むトンネル情報回答信号を受信する場合、該通信端末のＩＰアドレスとともに該擬似アドレスを格納し、該トンネル情報回答信号を受信しない場合、該擬似アドレスを生成して該通信端末のＩＰアドレスとともに格納する中継局と、
   前記中継局および前記ネットワークと接続され、該中継局から受信する前記トンネル情報要求信号を外部に転送し、また、前記トンネル情報回答信号を外部から受信すると、該トンネル情報回答信号を該中継局に転送し、かつ該トンネル情報回答信号に含まれる前記擬似アドレスを該中継局のアドレスとして格納するルータと、
   を有する通信システム。
2. 前記中継局は、前記トンネル情報要求信号を受信し、該トンネル情報要求信号に含まれる前記通信端末のＩＰアドレスと一致するＩＰアドレスが格納されていれば、前記トンネル情報回答信号を外部に送出する請求項１記載の通信システム。
3. 前記中継局は、前記擬似アドレスを生成する際、前記ＩＰパケットを暗号化するための暗号鍵を生成し、前記トンネル情報回答信号を送出する際、該暗号鍵の情報を該トンネル情報回答信号に含めて外部に送出する請求項１または２記載の通信システム。
4. 通信端末がＩＰパケットを送受信する際に用いる、ネットワークに設けられる仮想トンネルの伝送口を変更するための情報処理方法であって、
   中継局は、前記通信端末との接続により該通信端末のＩＰアドレスの情報を該通信端末から受信すると、該通信端末のＩＰアドレスを含み、前記仮想トンネルの伝送口のアドレスとなる擬似アドレスの情報を要求する旨のトンネル情報要求信号を外部に送出し、
   前記中継局と接続されたルータは、該中継局から受信する前記トンネル情報要求信号を外部に転送し、また、前記トンネル情報回答信号を外部から受信すると、該トンネル情報回答信号を該中継局に転送し、かつ該トンネル情報回答信号に含まれる前記擬似アドレスを該中継局のアドレスとして格納し、
   前記中継局は、前記擬似アドレスの情報を含むトンネル情報回答信号を受信する場合、前記通信端末のＩＰアドレスとともに該擬似アドレスを格納し、該トンネル情報回答信号を受信しない場合、該擬似アドレスを生成して該通信端末のＩＰアドレスとともに格納する情報処理方法。
5. 前記中継局は、前記トンネル情報要求信号を受信し、該トンネル情報要求信号に含まれる前記通信端末のＩＰアドレスと一致するＩＰアドレスが格納されていれば、前記トンネル情報回答信号を外部に送出する請求項４記載の情報処理方法。
6. 前記中継局は、前記擬似アドレスを生成する際、前記ＩＰパケットを暗号化するための暗号鍵を生成し、前記トンネル情報回答信号を送出する際、該暗号鍵の情報を該トンネル情報回答信号に含めて外部に送出する請求項４または５記載の情報処理方法。
7. ２つの中継局に接続され、ＩＰパケットを伝送するために設けられる仮想トンネルの伝送口のアドレスを変更するルータであって、
   前記仮想トンネルを介して前記ＩＰパケットを受信するためのアドレスである擬似アドレスが前記２つの中継局のうち一方の中継局のアドレスとして記述されたテーブルを格納するための記憶部と、
   前記一方の中継局の擬似アドレスを前記２つの中継局のうち他方の中継局の擬似アドレスに変更する旨の信号を受信すると、前記テーブルに該他方の中継局のアドレスとして前記擬似アドレスを記述し、かつ該一方の中継局のアドレスとして記述された該擬似アドレスを消去する制御部と、
   を有するルータ。

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