JP2007067713A

JP2007067713A - ホームエージェントおよびモバイルノード

Info

Publication number: JP2007067713A
Application number: JP2005250096A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Nakatsugawa; 恵一中津川; Junichi Suka; 純一須加
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-15
Also published as: US20070047507A1

Abstract

【課題】ホームエージェントの転送能力，あるいは，アクセス回線の容量不足による，ＩＰネットワーク上のモバイル通信における通信品質の劣化を防止する。
【解決手段】ホームエージェントと，前記ホームエージェントに位置登録したモバイルノードを有するモバイルＩＰネットワークシステムであって，前記ホームエージェントは，回線容量情報を記憶する記憶ユニットと，モバイルノードからの登録要求帯域情報に基づいて，前記記憶ユニットに記憶される回線容量情報を参照して登録可否を判断する登録ユニットと，前記登録ユニットにより登録可とされたモバイルノード宛てのパケットを気付アドレスへ転送する転送ユニットとを有する。
【選択図】図５

Description

ＩＰネットワーク上のモバイル通信における通信品質の向上に関する。

ＩＰネットワーク上でのモビリティを実現するプロトコルとして，モバイルＩＰが知られている。モバイルＩＰは，モバイルノード（ＭｏｂｉｌｅＮｏｄｅ，ＭＮ）は固定的に割り当てられたホームアドレス（ＨｏｍｅＡｄｄｒｅｓｓ，ＨｏＡ）と，移動先で一時的に利用する気付アドレス（Ｃａｒｅ−ｏｆＡｄｄｒｅｓｓ，ＣｏＡ）との対応関係を，ホームエージェント（ＨｏｍｅＡｇｅｎｔ，ＨＡ）に登録する。

通信相手である通信相手ノード（ＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔＮｏｄｅ，ＣＮ）がモバイルノードＭＮのＨｏＡ宛に送信したパケットはホームエージェントＨＡにより代理で受信され，ホームエージェントＨＡがモバイルノードＭＮの気付アドレスＣｏＡ宛にトンネリングすることで，モバイルノードＭＮは移動先でも通信相手ノードＣＮと通信することが可能となる。

なお，モバイルＩＰには，モバイルＩＰｖ４とモバイルＩＰｖ６の両方のプロトコルが定義されているが，パケットのフォーマット構造に違いがあるが，基本的な動作は両方とも同じである。

ここで，一般的な従来のホームエージェントＨＡでは，モビリティサポートが可能なユーザ数，つまり登録可能なモバイルノードＭＮの数は，例えばホームエージェントＨＡが搭載するメモリ容量などにより上限が決まっている。言い換えると，登録可能なモバイルノードＭＮ上限数までは，ホームエージェントＨＡは特に何の考慮もなく登録を受付けてしまう。

これにより通信品質の劣化の問題が発生する。

すなわち，通信品質の劣化の原因として，第１にホームエージェントＨＡの転送能力の不足が考えられる。

図１は，モバイルノードＭＮからホームエージェントＨＡへの位置登録の様子を示す。ここでは説明のために，ホームエージェントＨＡは２台のモバイルノードＭＮ１，ＭＮ２を登録することができ，またトラフィックの転送能力は１００Ｍｂｐｓとする。モバイルノードＭＮ１およびＭＮ２は，ホームエージェントＨＡに対して登録要求メッセージ（モバイルＩＰｖ４ではＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＲｅｑｕｅｓｔ，モバイルＩＰｖ６ではＢｉｎｄｉｎｇＵｐｄａｔｅ）を送信し，それぞれの気付けアドレスＣｏＡをホームエージェントＨＡに登録要求する（ＲＱ１，ＲＱ２）。

ホームエージェントＨＡはモバイルノードＭＮ１およびＭＮ２からの両方の登録要求を受付可能である。このため，登録を許可してそれぞれの気付けアドレスＣｏＡをバインディングキャッシュ（ＢｉｎｄｉｎｇＣａｃｈｅ，ＢＣ）として記憶し，登録成功を示す登録応答メッセージＡＣＫ１，ＡＣＫ２（モバイルＩＰｖ４ではＲｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎＲｅｐｌｙ，モバイルＩＰｖ６ではＢｉｎｄｉｎｇＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送信する。

図２は，ホームエージェントＨＡにより生成されたバインディングキャッシュＢＣの例を示す。図２では，モバイルノードＭＮ１およびＭＮ２ともに同じホームエージェント（１００．０．０）に属し，それぞれ異なる気付けアドレス先（２００．０．０，３００．０．０）に移動している。

図３は，図１の登録後においてモバイルノードＭＮ１およびＭＮ２がそれぞれ通信相手ノードＣＮ１およびＣＮ２と通信を開始した場合の例である。

各通信の内容にもよるが，例えば高速なファイル転送や高画質な動画ストリーミングなどを行おうとした場合には，大量のトラフィックが発生する可能性がある。図３に示す例では，通信相手ノードＣＮ１からモバイルノードＭＮ１に向けて５０Ｍｂｐｓ，通信相手ノードＣＮ２からモバイルノードＭＮ１に向けて６０Ｍｂｐｓ，合計１１０Ｍｂｐｓのトラフィックが発生し，ホームエージェントＨＡが存在するホームネットワークに流入している状態である。

しかしながら，ホームエージェントＨＡがモバイルＭＮ１およびＭＮ２の移動先へ転送処理可能なスループットは合計１００Ｍｂｐｓである。このため，１０Ｍｂｐｓは処理出来ずにパケット廃棄などが発生する。これにより，図３の例では最終的にモバイルノードＭＮ１およびＭＮ２に到達するトラフィックはそれぞれ５Ｍｂｐｓ分のパケットが廃棄された４５Ｍｂｐｓとなり，再送の発生や通信の切断，画像や音声の劣化などの通信品質の劣化が引き起こされる。

また，モバイルＩＰにおけるホームエージェントＨＡは，移動端末の位置登録／更新処理などの位置管理だけを行うセルラー携帯電話網におけるホームロケーションレジスタなどとは異なり，位置管理と同時に実際の通信トラフィックの転送処理も行う必要がある。このため，ホームエージェントＨＡに転送能力を超えるトラフィックが流入して高負荷な状態が発生した場合には，前述のようなデータパケットの廃棄による通信品質劣化だけでなく，モバイルノードＭＮからの登録要求メッセージ自体も廃棄や処理遅延が発生してしまい，古い移動先へのパケットの誤転送などによる更なる通信品質劣化や登録自体の切断などが発生する恐れがある。

次に，ネットワーク上の通信回線容量の不足が原因となる通信品質劣化の問題を考える。

図４は，途中ネットワークの回線容量が小さい場合の問題を説明する図である。
図４において，ホームエージェントＨＡはモバイルノードＭＮ１の登録を受付けており，通信相手ノードＣＮ１からモバイルノードＭＮ１へ５０Ｍｂｐｓのトラフィックが送信されている。モバイルノードＭＮ１はアクセス回線としてネットワークＮＷ１を経由してＩＰネットワーク（図示せず）に接続している。ここで，ネットワークＮＷ１の回線容量が２０Ｍｂｐｓと小さいため，ホームエージェントＨＡ経由で５０ＭｂｐｓのトラフィックがネットワークＮＷ１に流入しても，ネットワークＮＷ１の入口や内部でパケット廃棄や遅延が発生してしまう。したがって，モバイルノードＭＮ１には２０Ｍｂｐｓのトラフィックしか到達できない。これにより，やはり通信品質劣化が起こってしまう。

通常，モバイル通信ではアクセス回線としてセルラーや無線ＬＡＮなどの無線ネットワークが使用されるが，そのような無線ネットワークの回線容量は，通信キャリアの有線コアネットワークのそれに比べて容量が小さい。そのために上記のような通信回線容量の不足による通信品質劣化が発生してしまう可能性は十分考えられる。

ここで，モバイルＩＰネットワークに関連する技術として，特許文献１に記載の発明がある。特許文献１に記載の発明は，接続される回線の品質情報に基づき，転送停止が必要かを判定して，必要な場合，転送処理を必要な時間分停止する。これにより一登録時の法等の遅延を回避するものである。
している。

また，特許文献２には，移動端末（モバイルノード）の収容する数が増えてもデータ転送速度が低下しにくい効果を得るための移動端末の位置登録をの手順を開示している。
特開２００５−２６９４１号公報特開２００３−１６３９７３号公報

かかる特許文献１，２のいずれにもホームエージェントの転送能力，あるいは，アクセス回線の容量不足による，上記説明したモバイルＩＰネットワークにおける通信品質劣化の問題点の指摘は開示されていない。

したがって，本発明の目的は，上記のホームエージェントの転送能力，あるいは，アクセス回線の容量不足による，ＩＰネットワーク上のモバイル通信における通信品質の劣化を防止するホームエージェントおよびモバイルノードを提供することにある。

上記の本発明の課題を解決する手法として，本発明の第１の側面は，モバイルＩＰネットワークにおけるホームエージェントであって，自身の転送能力情報として転送処理可能なスループットの上限値を記憶する記憶ユニットと，モバイルノードからの登録要求帯域情報に基づいて，前記記憶ユニットに記憶される転送処理可能なスループットの上限値を参照して登録可否を判断する登録ユニットと，前記登録ユニットにより登録可とされたモバイルノード宛てのパケットを気付アドレスへ転送する転送ユニットとを有することを特徴とする。

上記の本発明の課題を解決する手法として，本発明の第２の側面は，モバイルＩＰネットワークにおけるホームエージェントであって，回線容量情報を記憶する記憶ユニットと，モバイルノードからの登録要求帯域情報に基づいて，前記記憶ユニットに記憶される回線容量情報を参照して登録可否を判断する登録ユニットと，前記登録ユニットにより登録可とされたモバイルノード宛てのパケットを気付アドレスへ転送する転送ユニットと，を有することを特徴とする。

前記モバイルノードは，複数のアプリケーションを使用し，前記複数のアプリケーションを使用するモバイルノードから登録要求がなされるとき，前記登録ユニットは，前記複数のアプリケーションのそれぞれについて，登録要求帯域情報に基づいて，登録可否を判断する。

複数の通信回線を使用するモバイルノードから登録がなされるときは，前記登録ユニットは，前記要求帯域情報および回線容量情報に基づいて，前記複数の通信回線毎に前記要求帯域を分割して登録可否を判断する。

複数の通信回線および複数のアプリケーションを使用するモバイルノードから登録がなされときは，前記登録ユニットはアプリケーション毎に前記要求帯域情報および回線容量情報に基づいて登録可否を判断する。

前記記憶ユニットに記憶される通信回線の回線容量情報は，モバイルノードから取得することが可能である。

また，前記登録ユニットにより登録可と判断した転送条件以外のパケットを破棄するように構成することも可能である。

上記の本発明の課題を解決する手法として，本発明の第３の側面は，モバイルＩＰネットワークにおけるモバイルノードであって，少なくとも要求帯域情報を含む登録メッセージを作成してホームエージェントへ登録要求を行う登録ユニットと，バインディングキャッシュを記憶する記憶ユニットを有し，前記登録ユニットは，前記ホームエージェントへの登録要求に対する前記ホームエージェントからの登録応答の結果に応じて前記記憶ユニットに対し，パケットの送信の際に参照されるバインディングキャッシュを作成し記憶させることを特徴とする。

前記登録ユニットがホームエージェントに登録要求を行う登録メッセージには，更に通信回線容量情報を含められる。

また，前記登録ユニットがホームエージェントに登録要求を行う登録メッセージには，更にアプリケーション情報を含められる。

さらに，複数の通信回線を使用し，前記登録ユニットは前記複数の通信回線情報を含む登録メッセージによりホームエージェントへ登録を行うようにしても良い。

また，前記前記登録ユニットは前記複数の通信回線の優先度に応じて，対応する通信回線の通信回線情報を含む登録メッセージによりホームエージェントへ登録を行うようにしても良い。

さらにまた，複数のアプリケーションを使用し，前記登録ユニットは要求帯域情報およびアプリケーション情報を含む登録メッセージによりホームエージェントへ登録を行うようにしても良い。

前記登録ユニットは前記複数のアプリケーションの優先度に応じて，対応する通信回線の通信回線情報を含む登録メッセージによりホームエージェントへ登録を行うようにしても良い。

上記の本発明の課題を解決する手法として，本発明の第４の側面は，ホームエージェントと，前記ホームエージェントに位置登録したモバイルノードを有するモバイルＩＰネットワークシステムであって，前記ホームエージェントは，回線容量情報を記憶する記憶ユニットと，モバイルノードからの登録要求帯域情報に基づいて，前記記憶ユニットに記憶される回線容量情報を参照して登録可否を判断する登録ユニットと，前記登録ユニットにより登録可とされたモバイルノード宛てのパケットを気付アドレスへ転送する転送ユニットとを有し，前記モバイルノードは，少なくとも要求帯域情報を含む登録メッセージを作成して前記ホームエージェントへ登録要求を行う登録ユニットと，バインディングキャッシュを記憶する記憶ユニットを有し，前記登録ユニットは，前記ホームエージェントへの登録要求に対する前記ホームエージェントからの登録応答の結果に応じて前記記憶ユニットに対し，パケットの送信の際に参照されるバインディングキャッシュを作成し記憶させることを特徴とする。

本発明によれば，ホームエージェントＨＡの転送能力不足や通信回線の回線容量不足によりホームエージェントＨＡに登録中のモバイルノードＭＮについての通信品質劣化の発生を回避しながらモバイルノードＭＮのモビリティをサポートすることが出来る。

特に，本発明の方法によれば，ネットワーク全体へ多くの変更を行わなくても，ホームエージェントＨＡとモバイルノードＭＮのみにより低コストで実現することができるため有効である。

また，モバイルノードＭＮの登録要求メッセージに通信に対する要求帯域や回線容量を含めることで，メッセージ数を増やすことなくホームエージェントＨＡにおける位置登録および転送リソース予約を１度に行うことができ，トラフィック量の節約や処理所要時間を短縮出来る。

以下に，図面に従い本発明の実施の形態例を説明する。なお，実施の形態例は本発明の理解のためのものであり，本発明の技術的範囲がこれに限定されるものではない。

図５は，本発明の第１の実施例を説明する図である。図１における説明と対応して本発明を説明する。

ここで，ホームエージェントＨＡに対し，モバイルノードＭＮ１，ＭＮ２の順に気付けアドレスＣｏＡの登録要求を行うものとする。まずモバイルノードＭＮ１は，通信に必要な要求帯域（ここでは５０Ｍｂｐｓ）を登録要求（ＲＱ１）メッセージに含める。

ホームエージェントＨＡは，例えば不揮発性メモリなどの記憶媒体に，図６に示すように自身の転送能力情報として転送処理可能なスループットの上限値（図６の例では１００Ｍｂｐｓ）を保持しておく。

ホームエージェントＨＡは，その時点での他の受付け済みの帯域および転送能力から，モバイルノードＭＮ１から要求された要求帯域５０Ｍｂｐｓが処理可能であるかを判断し，登録を受付ける。この時に，例として図７に示すように要求帯域も含むバインディングキャッシュＢＣを作成する。ホームエージェントＨＡはモバイルノードＭＮ１に登録成功を示す登録応答メッセージを送信する（ＯＫ）。

続いて，モバイルノードＭＮ２から要求帯域６０Ｍｂｐｓで登録要求を行う（ＲＱ２）。ホームエージェントＨＡは，既にモバイルノードＭＮ１について５０Ｍｂｐｓの要求を受付けており，自身の転送能力が１００Ｍｂｐｓであることから，モバイルノードＭＮ２からの登録要求を受付けると通信品質が劣化すると判断する。

したがって，モバイルノードＭＮ２に対し登録を拒否する（ＮＧ）。このため，モバイルノードＭＮ２についてのＢＣは作成されない。

図８および図９に，図５における登録要求メッセージの例をモバイルＩＰｖ４およびモバイルＩＰｖ６それぞれの場合について示す。

その結果，図１０に示すようにホームエージェントＨＡにはモバイルノードＭＮ１と通信相手ノードＣＮ１間の通信トラフィック５０Ｍｂｐｓしか通過しないことになり，ホームエージェントＨＡにおけるパケット廃棄などによる通信品質劣化を回避することができる。

なおこの状態では，ホームエージェントＨＡでは要求帯域が５０Ｍｂｐｓ以下であればあと１台の登録を受付けることができる。

このように，登録要求においてモバイルノードＭＮは着付けアドレスＣｏＡだけでなく必要な帯域も申告し，またホームエージェントＨＡでは転送能力および受付済みの帯域とモバイルノードＭＮからの要求帯域に基づいて受付判定を行う。これにより，通信品質劣化の発生を回避しつつモビリティをサポートすることが出来る。

次に，ネットワーク上の通信回線容量の不足が原因となる通信品質劣化を回避する実施例方法を以下に説明する。

図１１は，通信回線容量の不足が原因となる通信品質劣化を回避する実施例方法を説明する図である。

図１１において，まずモバイルノードＭＮ１は，通信に必要な要求帯域（ここでは５０Ｍｂｐｓ）を登録要求メッセージに含める。ホームエージェントＨＡでは，ネットワーク構成に基づいて，例えば不揮発性メモリなどの記憶媒体に図１２に示すようにモバイルノードＭＮの移動先となるネットワーク（ここではＮＷ１であり，そのサブネットアドレスは２００．０．０．ｘとする）への回線容量の対応を保持している。もしくは，使用中のアクセス回線の種別などからまずモバイルノードＭＮ１がネットワークＮＷ１の回線容量を知っている場合には，モバイルノードＭＮ１が登録要求メッセージに回線容量情報も含めてホームエージェントＨＡに通知しても良い。

図１３および図１４に，図１１においてモバイルノードＭＮから回線容量情報を通知する登録要求メッセージの例をモバイルＩＰｖ４およびモバイルＩＰｖ６それぞれの場合について示す。

ホームエージェントＨＡは，まず回線容量が要求帯域を満たすかどうかをチェックする。図１１の例では，ネットワークＮＷ１の回線容量が２０Ｍｂｐｓであり，要求帯域５０Ｍｂｐｓを満たせないため，登録を拒否する。

もし図１５の例のように，モバイルノードＭＮ１からの要求帯域が２０Ｍｂｐｓである場合は，ホームエージェントＨＡにおいて回線容量が要求帯域を満たすかどうかのチェックはＯＫとなる。ホームエージェントＨＡは更にその要求帯域がその時点での他の受付け済みの帯域および転送能力から処理可能であるかを判断する。

ここでは転送能力は１００Ｍｂｐｓであり，他に受付け済みの帯域は０であるため，処理可能と判断して登録を受付ける。ホームエージェントＨＡは，図７と同様なバインディングキャッシュＢＣを作成しても良いし，もしネットワークＮＷ１の回線容量がモバイルノードＭＮ１から通知された場合には，図１６の例のように回線容量情報も含んだバインディングキャッシュＢＣを作成しても良い。

その結果，図１７に示すようにホームエージェントＨＡおよびネットワークＮＷ１にはモバイルノードＭＮ１と通信相手ノードＣＮ１間の通信トラフィック２０Ｍｂｐｓしか通過しないことになり，ホームエージェントＨＡおよびネットワークにおけるパケット廃棄などによる通信品質劣化を回避することができる。

このように，ホームエージェントＨＡにおける受付判断において，転送能力および要求帯域だけでなく回線容量も考慮して受付判定を行うことで，ホームエージェントＨＡおよびモバイルノードＭＮの通信品質劣化の発生を回避しながらモバイルノードＭＮのモビリティをサポートすることが出来る。

図１８は，モバイルノードＭＮ１が複数の通信回線を使用してネットワークに接続する場合の例である。この場合モバイルノードＭＮ１は，ネットワークＮＷ１側およびＮＷ２側でそれぞれ２００．０．０．１０および３００．０．０．１０の２つの気付けアドレスＣｏＡを使用し，気付けアドレスＣｏＡ毎にホームエージェントＨＡに登録する。たとえば，ネットワークＮＷ１としてセルラー網，およびネットワークＮＷ２として無線ＬＡＮ網とする場合等である。

ホームエージェントＨＡでは，通信相手ノードＣＮ１からの５０Ｍｂｐｓのトラフィックを，ネットワークＮＷ１およびＮＷ２の回線容量（ここではそれぞれ２０Ｍｂｐｓ，３０Ｍｂｐｓ）に応じて分配して転送する。これにより，１つの通信回線の回線容量では転送出来ないような大容量のトラフィックを複数の通信回線を使用して，ホームエージェントＨＡおよび通信回線において通信品質劣化が発生することなく転送することが出来る。

図１９および図２０は，それぞれ２つの気付けアドレスＣｏＡを含むバインディングキャッシュＢＣとネットワーク毎の回線容量情報を別に保持するテーブルの例を示す。さらに，図２１はバインディングキャッシュＢＣと回線容量情報を統合して保持するテーブルの例を示している。また図２２は，モバイルノードＭＮ１が使用する通信回線の優先度をモバイルノードＭＮ１自身に保持するテーブルの例を示している。

モバイルノードＭＮは，優先度の高い通信回線から順番に登録要求を試みることが考えられる。これは例えば，ある要求帯域を満たす容量を持った回線が複数ある場合に使用する回線を選択するためや，複数の通信回線を同時に使って出来るだけ大容量のトラフィックを流したい場合にどの回線から使用するかなどを選択するために利用することが考えられる。

図２３は，モバイルノードＭＮ１が複数の通信アプリケーションを実行する場合の例である。この場合モバイルノードＭＮ１は，通信相手ノード１および通信相手ノード２との間でそれぞれ２０Ｍｂｐｓ，３０Ｍｂｐｓの２つの通信を行うが，それぞれの通信についてホームエージェントＨＡへの登録要求を行い，ホームエージェントＨＡはそれぞれの登録要求について転送能力，受付け済み帯域，およびアプリケーションの要求帯域に基づき受付可否を判断する。

図２４は，この時のバインディングキャッシュＢＣの作成例である。アプリケーション（例えばftpやstreaming）を示す情報の例としては，アプリケーションが使用するＴＣＰまたはＵＤＰのポート番号などが考えられる。図２５および図２６は，アプリケーション情報を含む登録要求メッセージの例をモバイルＩＰｖ４およびモバイルＩＰｖ６それぞれの場合について示す。アプリケーション情報としてポート番号，フィールドをメッセージに含む。

また図２７は，モバイルノードＭＮ１が登録要求を行うアプリケーションの優先度テーブルの例であり，モバイルノードＭＮ１自身に保持する。この優先度に基づき，モバイルノードＭＮ１は優先度の高いアプリケーションから順番に登録要求を試みることが考えられる。これは例えば，複数のアプリケーションの合計の要求帯域ではホームエージェントＨＡの転送能力が不足するような場合でも，優先度の高いアプリケーションほどホームエージェントＨＡにおいて登録が受付けられ，成功となる確率が高くなることが期待できる。

図２８は，通信回線の回線容量を考慮し，更に複数のアプリケーションを使用する場合の例である。モバイルノードＭＮ１は通信相手ノードＣＮ１とのアプリケーション１についての通信および通信相手ノードＣＮ２とのアプリケーション２についての通信について，それぞれホームエージェントＨＡへ登録要求を行う。

ホームエージェントＨＡは，アプリケーション単位での登録要求ごとに，回線容量が要求帯域を満たし，かつ転送能力が足りる場合に登録を許可する。これにより，ホームエージェントＨＡの転送能力および通信回線の回線容量を超えることなくアプリケーションごとに通信を行うことができる。図２９は，この時のバインディングキャッシュＢＣの作成例である。

図３０は，複数の通信回線を使用し，それぞれの通信回線の回線容量を考慮し，複数のアプリケーションを使用する場合の例である。この例では，モバイルノードＭＮ１は通信相手ノードＣＮ１とのアプリケーション１についてのネットワークＮＷ１を経由した通信および通信相手ノードＣＮ２とのアプリケーション２についてのネットワークＮＷ２を経由した通信について，それぞれホームエージェントＨＡへ登録要求を行う。

ホームエージェントＨＡは，アプリケーション単位での登録要求ごとに，回線容量が要求帯域を満たし，かつ転送能力が足りる場合に登録を許可する。これにより，ホームエージェントＨＡの転送能力および通信回線の回線容量を超えることなくアプリケーションごとに所望の通信回線を使用して通信を行うことができる。図３１および図３２は，この時のバインディングキャッシュＢＣの作成例である。図３１は図２０のような回線容量情報が個別にある場合，図３２は回線容量情報をバインディングキャッシュＢＣと統合して持つ場合の例である。

図３２において，回線容量は，対応するモバイルノードから通知されたときに，ホームエージェントＨＡに記憶される。

図３３は，上記各実施例に共通な本発明に従うホームエージェントＨＡの構成例である。

転送手段（ユニット）１は，ユーザデータパケットか登録要求メッセージかなどのパケットの識別や送受信を行う。登録要求メッセージが検出された場合には，登録手段（ユニット）２に通知して処理を依頼する。またパケットの送受信については，記憶手段（ユニット）３に記憶されたバインディングキャッシュＢＣを参照し，モバイルノードＭＮのホームアドレスＨｏＡ宛てパケットを気付けアドレスＣｏＡにカプセル化して転送する。

またモバイルノードＭＮが複数のアプリケーションを使用する場合には，例えばパケットのポート番号からアプリケーションを識別した上で転送処理を行う。また，バインディングキャッシュＢＣに登録されていないホームアドレスＨｏＡおよびアプリケーションのパケットを転送せず，破棄することが考えられる。

登録ユニット２では，登録要求メッセージに含まれる要求帯域と，ホームエージェントＨＡの登録可能モバイルノードＭＮ数，登録済みモバイルノードＭＮ数，転送能力，受付け済み帯域，回線容量情報などに基づき，登録の受付可否を判定する。登録を受付ける場合は，モバイルノードＭＮへ転送ユニット１を通して登録応答メッセージを返信するとともに，記憶ユニット３に対して必要なパラメータを通知してバインディングキャッシュＢＣの作成を依頼する。

記憶ユニット３では，登録を許可したモバイルノードＭＮについてのバインディングキャッシュＢＣを記憶する。また，ホームエージェントＨＡの転送能力やネットワークごとの回線容量などの情報を記憶することが考えられる。

図３４は，図３３の構成例のホームエージェントＨＡにおいて図５のような登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。各動作ステップについて以下に説明する。

転送ユニット１において，登録要求メッセージが受信され，識別される（ステップＳ１）。ついで，登録ユニット２において，転送能力から受付け済み帯域を引いた残りが要求帯域を満たすかを判定する（ステップＳ２）。

登録ユニット２が登録を許可した場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）には，記憶ユニット３においてバインディングキャッシュＢＣを作成する（ステップＳ３）。拒否した場合にはバインディングキャッシュＢＣは作成されない（ステップＳ２，Ｎｏ）。

登録ユニット２において，登録可否の判定結果を示した登録応答メッセージを作成し，転送ユニットからモバイルノードＭＮへ返信する（ステップＳ４）。

図３５は，図３３の構成例のホームエージェントＨＡにおいて図１１や図１５の字実施例において登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。各動作ステップについて以下に説明する。

転送ユニット１において，登録要求メッセージが受信され，識別される（ステップＳ１１）。ついで，登録ユニット２において，まず回線容量が要求帯域を満たすかを判定する（ステップＳ１２）。

登録ユニット２において，更に転送能力から受付け済み帯域を引いた残りが要求帯域を満たすかを判定する（ステップＳ１３）。登録ユニット２が登録を許可した場合には，記憶ユニットにおいてバインディングキャッシュＢＣを作成する。拒否した場合（ステップＳ１２，ＮＯ，ステップＳ１２，ＮＯ）にはバインディングキャッシュＢＣは作成されない。登録ユニット２が登録を許可した場合には，バインディングキャッシュＢＣが作成される（ステップＳ１４）。

登録ユニット２において，登録可否の判定結果を示した場合，登録応答メッセージを作成して返信する（ステップＳ１５）。

図３６は，本発明に従うモバイルノードＭＮの構成例である。

アプリケーション４は，ユーザが使用する通信アプリケーションである。転送ユニット１０では，アプリケーション４についてのユーザデータパケットや登録要求，登録応答などのメッセージパケットの識別および送受信を行う。パケットの送受信については，記憶ユニット３０に記憶されたバインディングキャッシュＢＣを参照し，通信相手ノード宛てパケットを気付けアドレスＣｏＡを用いてカプセル化して送信する。またホームエージェントＨＡからトンネリングされた受信パケットのデカプセル化を行う。

またモバイルノードＭＮが複数のアプリケーションが使用する場合には，例えばパケットのポート番号からアプリケーションを識別した上で転送処理を行う。

登録ユニット２０では，要求帯域，回線容量，アプリケーション情報などの所望のパラメータを含めた登録要求メッセージを作成し，ホームエージェントＨＡへ送信する。またホームエージェントＨＡからの登録応答メッセージに含まれる登録結果に応じて，記憶ユニット３０に対して必要なパラメータを通知してバインディングキャッシュＢＣの作成を依頼する。

記憶ユニット３０では，登録が許可された場合に作成されるバインディングキャッシュＢＣを記憶する。また，ネットワークごとの回線容量および通信回線の優先度，アプリケーションの優先度などの情報を記憶することが考えられる。

図３７は，図３６の構成例のモバイルノードＭＮにおいて図５の実施例における登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。各動作ステップについて以下に説明する。

登録ユニット２０において，登録要求メッセージを生成して送信する（ステップＳ２１）。

転送ユニット１０において，ホームエージェントＨＡからの登録応答メッセージを受信，識別する（ステップＳ２２）。

登録ユニット２０において，登録を許可された場合（ステップＳ２３，Ｙｅｓ）には，記憶ユニット３０においてバインディングキャッシュＢＣを作成する（ステップＳ２４）。拒否した場合にはバインディングキャッシュＢＣは作成されない。

図３８は，図３６の構成例のモバイルノードＭＮにおいて図１８に説明した登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。各動作ステップについて以下に説明する。

登録ユニット２０において，登録要求を行う通信回線を選択する（ステップＳ３１）。
登録ユニット２０において選択作成された登録要求メッセージは転送ユニット１０によりホームエージェントＨＡに送信する（ステップＳ３２）。

転送ユニット１０は，一方，ホームエージェントＨＡからの登録応答メッセージを受信，識別する（ステップＳ３３）。

登録ユニット２０において，登録を許可された場合（ステップＳ３４，Ｙｅｓ）には，記憶ユニット３０においてバインディングキャッシュＢＣを作成する（ステップＳ３５）。拒否した場合にはバインディングキャッシュＢＣは作成されない。

登録要求未の通信回線がある場合には，その通信回線について上記の登録要求動作を繰り返す（ステップＳ３６）。

図３９は，図３６の構成例のモバイルノードＭＮにおいて図２３に説明した登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。各動作ステップについて以下に説明する。

登録ユニット２０において，登録要求を行うアプリケーションを選択する（ステップＳ４１）。次いで，登録ユニット２０において，選択されたアプリケーションに対応して登録要求メッセージを生成して送信する（ステップＳ４２）。

転送ユニット１０において，ホームエージェントＨＡからの登録応答メッセージを受信，識別する（ステップＳ４３）。

登録ユニット２０において，登録を許可された場合には（ステップＳ４４，Ｙｅｓ），記憶ユニット３０においてバインディングキャッシュＢＣを作成する（ステップＳ４５）。拒否した場合にはバインディングキャッシュＢＣは作成されない。

登録要求未のアプリケーションがある場合には，そのアプリケーションについて上記の登録要求動作を繰り返す（ステップＳ４６）。

図４０は，図３６の構成例のモバイルノードＭＮにおいて図３０に説明した登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。各動作ステップについて以下に説明する。

登録ユニット２０において，登録要求を行う通信回線を選択する（ステップＳ５１）。さらに，登録ユニット２０において，登録要求を行うアプリケーションを選択する（ステップＳ５２）。

登録ユニット２０において登録要求メッセージを生成して転送ユニット１０により送信する（ステップＳ５３）。さらに，転送ユニット１０において，ホームエージェントＨＡからの登録応答メッセージを受信，識別する（ステップＳ５４）。

登録ユニット２０において，登録を許可された場合（ステップＳ５５，Ｙｅｓ）には，記憶ユニット３０においてバインディングキャッシュＢＣを作成する（ステップＳ５６）。拒否した場合にはバインディングキャッシュＢＣは作成されない。

登録要求未のアプリケーションがある場合には，そのアプリケーションについて上記の登録要求動作を繰り返す（ステップＳ５７）。全てのアプリケーションについて登録要求済みになると処理は終了する（ステップＳ５８）。

さらに，１つの通信回線を使用する全てのアプリケーションについての登録要求完了後，登録要求未の通信回線がある場合（ステップＳ５８，Ｎｏ）には，残りの他の通信回線を使用するアプリケーションについて上記の登録要求動作を繰り返す（ステップＳ５９）。

図４１は，モバイルノードＭＮが通信を開始する場合のシーケンスを示す図である。モバイルノードＭＮは，使用するアプリケーションの要求帯域（ここでは５Ｍｂｐｓ）に基づき，まずホームエージェントＨＡに対して登録要求を行う（処理工程Ｐ１）。ホームエージェントＨＡにて登録が許可され，登録応答メッセージをモバイルノードＭＮが受信した場合（処理工程Ｐ２）には，モバイルノードＭＮは通信相手ノードＣＮ宛ての第一パケットをホームエージェントＨＡを経由して送信する（処理工程Ｐ３）。以降，モバイルノードＭＮと通信相手ノードＣＮの間で通信が確立され，ホームエージェントＨＡを経由してパケットが転送される（処理工程Ｐ４）。

図４２は，通信相手ノードＣＮが通信を開始する場合のシーケンスを示す図である。モバイルノードＭＮは，予め通信相手ノードＣＮからの第一パケットを受信することが出来るように，比較的少ない要求帯域（ここでは１Ｍｂｐｓ）でホームエージェントＨＡに対して初回の登録要求を行う（処理工程Ｐ１，Ｐ２））。

その後，通信相手ノードＣＮにて通信が開始され，第一パケットがホームエージェントＨＡを経由してモバイルノードＭＮに到達する（ステップＳ１１）。次に，モバイルノードＭＮは通信相手ノードＣＮからの第一パケットに基づきアプリケーションの実行を開始するが，ここで，アプリケーションの要求帯域（ここでは５Ｍｂｐｓ）に基づき，改めてホームエージェントＨＡに対して登録要求動作を行う（処理工程Ｐ１２）。ホームエージェントＨＡにて登録が許可され，登録応答メッセージをモバイルノードＭＮが受信した場合（処理工程Ｐ１３）には，モバイルノードＭＮは通信相手ノードＣＮからの第一パケットに対する応答を送信する。以降，モバイルノードＭＮと通信相手ノードの間で通信が確立され，ホームエージェントＨＡを経由してパケットが転送される（処理工程Ｐ４）。

（付記１）
モバイルＩＰネットワークにおけるホームエージェントであって，
自身の転送能力情報として転送処理可能なスループットの上限値を記憶する記憶ユニットと，
モバイルノードからの登録要求帯域情報に基づいて，前記記憶ユニットに記憶される転送処理可能なスループットの上限値を参照して登録可否を判断する登録ユニットと，
前記登録ユニットにより登録可とされたモバイルノード宛てのパケットを気付アドレスへ転送する転送ユニットと，を有する，
ことを特徴とするホームエージェント。

（付記２）
モバイルＩＰネットワークにおけるホームエージェントであって，
回線容量情報を記憶する記憶ユニットと，
モバイルノードからの登録要求帯域情報に基づいて，前記記憶ユニットに記憶される回線容量情報を参照して登録可否を判断する登録ユニットと，
前記登録ユニットにより登録可とされたモバイルノード宛てのパケットを気付アドレスへ転送する転送ユニットと，
を有する，
ことを特徴とするホームエージェント。

（付記３）
付記２において，
前記モバイルノードは，複数のアプリケーションを使用し，前記複数のアプリケーションを使用するモバイルノードから登録要求がなされるとき，
前記登録ユニットは，前記複数のアプリケーションのそれぞれについて，登録要求帯域情報に基づいて，登録可否を判断する，
ことを特徴とするホームエージェント。

（付記４）
付記２において，
複数の通信回線を使用するモバイルノードから登録がなされ，
前記登録ユニットは，前記要求帯域情報および回線容量情報に基づいて，前記複数の通信回線毎に前記要求帯域を分割して登録可否を判断する，
ことを特徴とするホームエージェント。

（付記５）
付記１において，
複数の通信回線および複数のアプリケーションを使用するモバイルノードから登録がなされ，
前記登録ユニットはアプリケーション毎に前記要求帯域情報および回線容量情報に基づいて登録可否を判断する，
ことを特徴とするホームエージェント。

（付記６）
付記２乃至５のいずれかにおいて，
前記記憶ユニットに記憶される通信回線の回線容量情報は，モバイルノードから取得する，
ことを特徴とするホームエージェント。

（付記７）
付記２乃至６のいずれかにおいて，
前記登録ユニットにより登録可と判断した転送条件以外のパケットを破棄する，
ことを特徴とするホームエージェント。

（付記８）
モバイルＩＰネットワークにおけるモバイルノードであって，
少なくとも要求帯域情報を含む登録メッセージを作成してホームエージェントへ登録要求を行う登録ユニットと，
バインディングキャッシュを記憶する記憶ユニットを有し，
前記登録ユニットは，前記ホームエージェントへの登録要求に対する前記ホームエージェントからの登録応答の結果に応じて前記記憶ユニットに対し，パケットの送信の際に参照されるバインディングキャッシュを作成し記憶させる，
ことを特徴とするモバイルノード。

（付記９）
付記８において，
前記登録ユニットが，ホームエージェントに登録要求を行う登録メッセージには，更に通信回線容量情報を含むことを特徴とするモバイルノード。

（付記１０）
付記８又は９において，
前記登録ユニットが，ホームエージェントに登録要求を行う登録メッセージには，更にアプリケーション情報を含むことを特徴とするモバイルノード。

（付記１１）
付記８乃至１０のいずれかにおいて，
複数の通信回線を使用し，
前記登録ユニットは前記複数の通信回線情報を含む登録メッセージによりホームエージェントへ登録を行う，
ことを特徴とするモバイルノード。

（付記１２）
付記１１において，
前記前記登録ユニットは前記複数の通信回線の優先度に応じて，対応する通信回線の通信回線情報を含む登録メッセージによりホームエージェントへ登録を行う，
ことを特徴とするモバイルノード。

（付記１３）
付記８乃至１２のいずれかにおいて，
複数のアプリケーションを使用し，
前記登録ユニットは要求帯域情報およびアプリケーション情報を含む登録メッセージによりホームエージェントへ登録を行う，
ことを特徴とするモバイルノード。

（付記１４）
付記１３において，
前記登録ユニットは前記複数のアプリケーションの優先度に応じて，対応する通信回線の通信回線情報を含む登録メッセージによりホームエージェントへ登録を行う，
ことを特徴とするモバイルノード。

（付記１５）
ホームエージェントと，前記ホームエージェントに位置登録したモバイルノードを有するモバイルＩＰネットワークシステムであって，
前記ホームエージェントは，回線容量情報を記憶する記憶ユニットと，モバイルノードからの登録要求帯域情報に基づいて，前記記憶ユニットに記憶される回線容量情報を参照して登録可否を判断する登録ユニットと，前記登録ユニットにより登録可とされたモバイルノード宛てのパケットを気付アドレスへ転送する転送ユニットとを有し，
前記モバイルノードは，少なくとも要求帯域情報を含む登録メッセージを作成して前記ホームエージェントへ登録要求を行う登録ユニットと，バインディングキャッシュを記憶する記憶ユニットを有し，前記登録ユニットは，前記ホームエージェントへの登録要求に対する前記ホームエージェントからの登録応答の結果に応じて前記記憶ユニットに対し，パケットの送信の際に参照されるバインディングキャッシュを作成し記憶させる，
ことを特徴とするモバイルＩＰネットワークシステム。

以上説明したように，本発明によれば，通信品質劣化の発生を回避しながらモバイルノードＭＮのモビリティをサポートすることが出来る。特に，ネットワーク全体へ多くの変更を行わなくても，ホームエージェントＨＡとモバイルノードＭＮのみにより低コストで実現することができるため有効である。また，メッセージ数を増やすことなくホームエージェントＨＡにおける位置登録および転送リソース予約を１度に行うことができ，トラフィック量の節約や処理所要時間を短縮出来るので，携帯電話，ＰＤＡ(Personal Digital Assistance)，ノートＰＣなどの携帯端末を用いて様々な無線アクセスネットワークを切替ながらインターネットに接続するモバイル通信環境において，通信事業者やサービスプロバイダが高品質なモバイル通信サービスを提供する場合に利用される可能性がある。

モバイルノードＭＮからホームエージェントＨＡへの位置登録の様子を示す図デある。ホームエージェントＨＡにより生成されたバインディングキャッシュＢＣの例を示す図である。図１の登録後においてモバイルノードＭＮ１およびＭＮ２がそれぞれ通信相手ノードＣＮ１およびＣＮ２と通信を開始した場合の例である。途中ネットワークの回線容量が小さい場合の問題を説明する図である。本発明の第１の実施例を説明する図である。図１における説明と対応して本発明を説明する図である。ホームエージェントＨＡの転送能力情報として転送処理可能なスループットの上限値を保持する例を示す図である。要求帯域も含む，作成されたバインディングキャッシュＢＣの例を示す図である。図５における登録要求メッセージの例をモバイルＩＰｖ４の場合について示す図である。図５における登録要求メッセージの例をモバイルＩＰｖ６の場合について示す図である。ホームエージェントＨＡにおけるパケット廃棄などによる通信品質劣化を回避することを説明する図である。通信回線容量の不足が原因となる通信品質劣化を回避する実施例方法を説明する図である。ホームエージェントＨＡにおいて，モバイルノードＭＮの移動先となるネットワークへの回線容量の対応の保持を説明する図である。図１１においてモバイルノードＭＮから回線容量情報を通知する登録要求メッセージの例をモバイルＩＰｖ４の場合について示す図である。図１１においてモバイルノードＭＮから回線容量情報を通知する登録要求メッセージの例をモバイルＩＰｖ６の場合について示す図である。図１１に関して更に，モバイルノードＭＮ１からの要求帯域が２０Ｍｂｐｓである場合を説明する図である。ホームエージェントＨＡにおいて作成された，回線容量情報も含んだバインディングキャッシュＢＣを示す図である。ホームエージェントＨＡおよびネットワークにおけるパケット廃棄などによる通信品質劣化を回避する例を説明する図である。モバイルノードＭＮ１が複数の通信回線を使用してネットワークに接続する場合の例を示す図である。２つの気付けアドレスＣｏＡを含むバインディングキャッシュＢＣの例を示す図である。ネットワーク毎の回線容量情報を別に保持するテーブルの例を示す図である。バインディングキャッシュＢＣと回線容量情報を統合して保持するテーブルの例を示す図である。モバイルノードＭＮ１が使用する通信回線の優先度をモバイルノードＭＮ１自身に保持するテーブルの例を示す図である。モバイルノードＭＮ１が複数の通信アプリケーションを実行する場合の例を示す図である。図２３に示す実施例におけるバインディングキャッシュＢＣの作成例である。アプリケーション情報を含む登録要求メッセージの例をモバイルＩＰｖ４の場合について示す図である。アプリケーション情報を含む登録要求メッセージの例をモバイルＩＰｖ６の場合について示す図である。モバイルノードＭＮ１が登録要求を行うアプリケーションの優先度テーブルの例を示す図である。通信回線の回線容量を考慮し，更に複数のアプリケーションを使用する場合の例を示す図である。図２８に示す実施例におけるバインディングキャッシュＢＣの作成例を示す図である。複数の通信回線を使用し，それぞれの通信回線の回線容量を考慮し，複数のアプリケーションを使用する場合の例を示す図である。図３０に示す実施例において，図２０のような回線容量情報が個別にある場合のバインディングキャッシュＢＣの例を示す図である。図３０に示す実施例において，回線容量情報をバインディングキャッシュＢＣと統合して持つ場合の例を示す図である。本発明に従うホームエージェントＨＡの構成例を示す図である。図３３の構成例のホームエージェントＨＡにおいて図５のような登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図を示す図である。図３３の構成例のホームエージェントＨＡにおいて図１１や図１５の実施例において登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。本発明に従うモバイルノードＭＮの構成例を示す図である。図３６の構成例のモバイルノードＭＮにおいて図５の実施例における登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。図３６の構成例のモバイルノードＭＮにおいて図１８に説明した登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。図３６の構成例のモバイルノードＭＮにおいて図２３に説明した登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。図３６の構成例のモバイルノードＭＮにおいて図３０に説明した登録処理が行われる場合のフローチャートを示す図である。モバイルノードＭＮが通信を開始する場合のシーケンスを示す図である。通信相手ノードＣＮが通信を開始する場合のシーケンスを示す図である。

符号の説明

ＭＮモバイルノード
ＣＮ通信相手ノード
ＨＡホームエージェント
ＮＷネットワーク
１，１０転送ユニット
２，２０登録ユニット
３，３０記憶ユニット
４アプリケーション

Claims

モバイルＩＰネットワークにおけるホームエージェントであって，
自身の転送能力情報として転送処理可能なスループットの上限値を記憶する記憶ユニットと，
モバイルノードからの登録要求帯域情報に基づいて，前記記憶ユニットに記憶される転送処理可能なスループットの上限値を参照して登録可否を判断する登録ユニットと，
前記登録ユニットにより登録可とされたモバイルノード宛てのパケットを気付アドレスへ転送する転送ユニットと，を有する，
ことを特徴とするホームエージェント。
モバイルＩＰネットワークにおけるホームエージェントであって，
回線容量情報を記憶する記憶ユニットと，
モバイルノードからの登録要求帯域情報に基づいて，前記記憶ユニットに記憶される回線容量情報を参照して登録可否を判断する登録ユニットと，
前記登録ユニットにより登録可とされたモバイルノード宛てのパケットを気付アドレスへ転送する転送ユニットと，を有する，
ことを特徴とするホームエージェント。
請求項２において，
前記モバイルノードは，複数のアプリケーションを使用し，前記複数のアプリケーションを使用するモバイルノードから登録要求がなされるとき，
前記登録ユニットは，前記複数のアプリケーションのそれぞれについて，登録要求帯域情報に基づいて，登録可否を判断する，
ことを特徴とするホームエージェント。
モバイルＩＰネットワークにおけるモバイルノードであって，
少なくとも要求帯域情報を含む登録メッセージを作成してホームエージェントへ登録要求を行う登録ユニットと，
バインディングキャッシュを記憶する記憶ユニットを有し，
前記登録ユニットは，前記ホームエージェントへの登録要求に対する前記ホームエージェントからの登録応答の結果に応じて前記記憶ユニットに対し，パケットの送信の際に参照されるバインディングキャッシュを作成し記憶させる，
ことを特徴とするモバイルノード。
ホームエージェントと，前記ホームエージェントに位置登録したモバイルノードを有するモバイルＩＰネットワークシステムであって，
前記ホームエージェントは，回線容量情報を記憶する記憶ユニットと，モバイルノードからの登録要求帯域情報に基づいて，前記記憶ユニットに記憶される回線容量情報を参照して登録可否を判断する登録ユニットと，前記登録ユニットにより登録可とされたモバイルノード宛てのパケットを気付アドレスへ転送する転送ユニットとを有し，
前記モバイルノードは，少なくとも要求帯域情報を含む登録メッセージを作成して前記ホームエージェントへ登録要求を行う登録ユニットと，バインディングキャッシュを記憶する記憶ユニットを有し，前記登録ユニットは，前記ホームエージェントへの登録要求に対する前記ホームエージェントからの登録応答の結果に応じて前記記憶ユニットに対し，パケットの送信の際に参照されるバインディングキャッシュを作成し記憶させる，
ことを特徴とするモバイルＩＰネットワークシステム。