JP2007150522A - ホームエージェント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体データ通信において複数のアクセス網をサービスにより使い分けるホームエージェント装置を提供する。
【解決手段】移動端末と移動端末と通信を行う２つ以上の端末側アクセス網とアクセス網を接続するバックボーン網を備え、移動端末が２つ以上のアクセス網と同時に接続できる通信環境においてバックボーン網に端末のホーム網と端末の在圏するアクセス網の気付けアドレスに端末へのＩＰパケットを転送するホームエージェントを有し、端末からホームエージェントへの位置登録情報を用いて、サービス毎にアクセス網を使い分ける。
【選択図】図１

Description

本発明はホームエージェント装置に係り、特に移動端末がサービスに対応したアクセス網と通信するように制御するホームエージェント装置に関わる。

ＩＰネットワークに接続される端末は、ＩＰアドレスを用いて一意的に識別でき、相互にＩＰパケットを用いて通信が可能となる。このＩＰアドレスはネットワークのトポロジーに従って決定されているため、端末の物理的位置により異なるＩＰアドレスを使用する必要がある。そのためネットワークへの物理的な位置が変化するとそれに応じてＩＰアドレスを変える必要があり、ＩＰレベルの通信を継続したまま、ネットワーク間を移動することができない。

従来のサーバ／クライアントベースのアプリケーションでは、端末からサーバへの問い合わせに対して、サーバから端末への応答が基本的な通信方法としていた。問い合わせと応答は同じＩＰアドレスでなくてはならないが、問い合わせと問い合わせ間はＩＰアドレスが変更しても良い。また、問い合わせから応答の間に移動しても、問い合わせをリトライすることにより復旧することができる。したがって、これらのアプリケーションではＩＰアドレスの継続性は問題にはならなかった。

しかし、近年ＶoＩＰやＩＭ（Instant Message）に代表されるＰ２Ｐ（Peer TO Peer）通信を用いたアプリケーションが開発され、ＩＰアドレスを変えることなく移動性を確保する手段が必要となってきた。これを実現する技術としてＩＥＴＦにおいてモバイルＩＰv６が提案され、非特許文献１に規定されている。モバイルＩＰにおいては、端末装置は固有のアドレスであるホームアドレスにより識別され、移動にかかわらず一意のものである。ホームアドレスの所属するサブネットにホームエージェントと呼ばれるルータ装置があり、ホームエージェントがモバイル端末の移動性を確保する。

モバイル端末は移動先のネットワークにおいてトポロジーに依存したＩＰアドレスである気付けアドレスを取得し、この気付けアドレスとホームアドレスの対応をホームエージェントに登録する。モバイル端末宛のパケットはホームアドレスをデスティネーションとするためにホームアドレスが所属するサブネット向けに転送されホームエージェントにて補足される。ホームエージェントは、登録されているモバイル端末のホームアドレスと気付けアドレスの対応表より、モバイル端末の現在接続しているネットワーク向けの気付けアドレスを知り、ホームアドレスをソースアドレスとし、気付けアドレスをデスティネーションアドレスとしたＩＰパケットにカプセル化し、モバイル端末へ転送する。アプリケーションに見せるアドレスはホームアドレスであるため、上記手段によりモバイル端末は移動後もホームアドレスを用いて通信をすることが実現でき、移動性が確保される。

モバイルＩＰでは端末の移動性を確保したが、同様の方法でネットワークの移動性を確保する手段（ＮＥＭＯ：NEtwork MObility）がＩＥＴＦで検討されている。その仕様は、非特許文献２で規定されている。ＮＥＭＯは、モバイルＩＰと基本的仕組みは同じであり、モバイル端末が移動するかわりにモバイルルータを含む移動ネットワークが通信ネットワーク内を移動する。通信相手であるモバイル端末はモバイルルータの配下のサブネットを介して接続されることになるため、サブネットのネットワークプレフィックスと現在モバイルルータが通信ネットワークに接続されているインタフェースの気付けアドレスの対応関係をホームエージェントに登録する。ホームエージェント装置は、気付けアドレスとモバイルルータのネットワークプレフィックスの対応関係を保持し、サブネットを通して移動ネットワークに接続されているモバイル端末と通信相手端末の通信をホームエージェントとモバイルルータに双方向に設定されたＩＰカプセル化を用いたモバイルトンネルを用いて、ホームエージェント経由の経路により行う。

モバイルＩＰとＮＥＭＯではモバイル端末またはモバイルルータの在圏網での気付けアドレスは一つのみである。一方、非特許文献３には一つのホームアドレスに対応する複数個の気付けアドレスをホームエージェントに登録する方法が提案されている。非特許文献３拠れば、モバイル端末またはモバイルルータよりホームエージェントにアクセスする際、同時に複数の気付けアドレスよりアクセスすることが可能になり、同時に複数のアクセス網を利用することが可能になっている。
非特許文献４には、接続しているアクセス網から、気付ＩＰアドレスを取得する方法について、記載がある。

特許文献１には、モバイルＩＰを用い、複数のアクセス事業者にまたがるローミング方法についてバックボーン網にホームエージェント装置を置くことによりアクセス事業者に特別な仕組みを置くことなく、バックボーン事業者がローミングを行うことが記載されている。しかし、特許文献１は、サービスにより端末がアクセス網を使い分けることについて記載がない。

現在広く利用されている公衆無線アクセスサービスとしては、携帯電話とホットスポット（登録商標）に用いられている無線ＬＡＮ網とがある。携帯電話はどこでも利用できる面的にサービスを展開している。しかしその速度は、数百kbit/sから数Ｍbit/s程度の比較的低速である。また、携帯電話は、データ量に応じた従量課金を基本とし、比較的高価なサービスである。これに対して公衆無線ＬＡＮサービスは、特定の場所でしかサービスを受けられないが、その反面数１０Ｍbit/sの高速なデータ通信を提供し、価格も定額で安価にサービスを受けられる。

特開２００４−１５３３９２号公報 D. Johnson、外２名、"Mobility Support in IPv6"、[online]、2004年６月、IETF、[平成１７年１０月２５日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/rfc/rfc3775.txt?number=3775＞ V. Devarapalli、外３名、"Network Mobility (NEMO) Basic Support Protocol"、[online]、2005年１月、IETF、[平成１７年１０月２５日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/rfc/rfc3963.txt?number=3963＞ R. Wakikawa、外３名、"Multiple Care-of Address Registration on Mobile IPv6"、[online]、2005年６月20日、IETF、[平成１７年１０月２５日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-wakikawa-mobileip-multiplecoa-04.txt＞ S. Thomson、外１名、"IPv6 Stateless Address Autoconfiguration"、[online]、1998年12月、IETF、[平成１７年１０月２５日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/rfc/rfc2462.txt?number=2462＞

複数のアクセス網から、サービスの特質に対応する特定のアクセス網を選択することは、利用者にとって非常に有利なことである。本発明の目的は、バックボーン網にホームエージェント装置を置き、同じホームアドレスについて複数のアクセス網を使い分けることが可能なホームエージェント装置を提供することにある。

バックボーン網にホームエージェントを置くことによりアクセス網の使い分けを行う。モバイル端末は、２つ以上の気付けアドレスを登録する際に、複数の気付けアドレスをどう利用するかのポリシーをホームエージェント装置に登録する。ホームエージェント装置はポリシーに基づきアクセス網をパケット毎に使い分ける。

本発明により、端末からの要求により設定されたポリシーに基づいて、異なるアクセス網を用いることが可能になる

以下、本発明の実施の形態について、実施例を用いて図１ないし図４を参照しながら詳細に説明する。ここで、図１はネットワークの構成を説明するブロック図である。図２はホームエージェント装置の構成を説明するブロック図である。図３は位置登録メッセージのエントリを説明する図である。図４は位置登録ＤＢのフォーマットを説明する図である。

図１において、モバイル端末３１はアクセス網２１およびアクセス網２２を介してバックボーン網１１に接続されている。またモバイル端末３１の通信相手である通信相手端末３２と通信相手端末３３はアクセス網２３を介してバックボーン網１１に接続されている。バックボーン網１１は、ホームエージェント装置４１を有する。

モバイル端末３１のホームアドレスはホームエージェント装置４１が所属するサブネットのアドレスであり、モバイル端末３１がどのアクセス網に在圏しても同一のホームアドレスを用いる。また、モバイル端末３１は気付けアドレスと呼ばれるＩＰアドレスを接続しているそれぞれのアクセス網２１、２２から取得する。このＩＰアドレスの取得方法は、非特許文献４に規定されているステートレスアドレス割当手順が用いる。

モバイル端末３１はホームアドレスと気付けアドレスの対応関係をバインディングアップデートメッセージ（位置登録メッセージ）によりホームエージェント装置４１に登録する。ホームエージェント装置は、バインディングキャッシュにモバイル端末３１のホームアドレスと気付けアドレスの対応関係を一定期間保存する。

ホームエージェント装置４１は、通信相手端末３２または３３からモバイル端末３１のホームアドレス宛に送信されたパケットを捕捉し、モバイル端末３１の気付けアドレスを宛先ＩＰアドレスとしてホームエージェントのＩＰアドレスをソースＩＰアドレスとするＩＰパケットに、相手通信端末からモバイル端末に向けたＩＰパケットを乗せて、モバイル端末３１の気付けアドレスへ転送する。このようにＩＰパケットにＩＰパケットを乗せて運ぶことをＩＰｉｎＩＰカプセル化と呼ぶ。

モバイル端末３１はこのＩＰパケットから通信相手端末３２/３３からモバイル端末３１のホームアドレスへのＩＰパケットを取り出す。ＩＰｉｎＩＰパケットからＩＰパケットを取り出すことをデカプセル化と呼ぶ。

本実施例ではモバイル端末は２つのアクセス網に同時に接続されている。どちらのアクセス網２１/２２を用いて通信をするかは、通信相手端末３２/３３から受信したＩＰパケットのヘッダ情報をもとにホームエージェント装置４１内に設定されたポリシーを用いて、ホームエージェント装置４１が振り分け処理を行う。

図２に示すホームエージェント装置４１は、アクセス網２１、アクセス網２２、アクセス網２３に対応して各々アクセス網インタフェース４１１、アクセス網インタフェース４１２、アクセス網インタフェース４１３があり、アクセス網２１〜２３からのＩＰパケットの受信処理およびアクセス網２１〜２３へのＩＰパケットの送信処理を行う。

モバイル端末３１からホームエージェント装置４１に送信される位置登録要求メッセージは、アクセス網２１またはアクセス網２２を介して、アクセス網インタフェース４１１またはアクセス網インタフェース４１２で受信される。パケット処理部４１４によりパケットヘッダの情報が解析され、制御パケット処理部４１５へ転送される。制御パケット処理部４１５では位置登録ＤＢに該位置登録要求メッセージのパラメータである位置登録情報を位置登録ＤＢ４１７に登録する。制御パケット処理部４１５は、位置登録応答メッセージを作成し、パケット処理部４１４に転送する。パケット処理部４１４は、このメッセージを送信すべきアクセス網インタフェース４１１あるいは４１２およびアクセス網２１または２２を介して、モバイル端末３１に送信する。

通信相手端末３２/３３からモバイル端末３１のホームアドレスに対して送信されるＩＰパケットは、アクセス網インタフェース４１３を介し、パケット処理部４１５に引き渡される。パケット処理部４１５は、このパケットがＩＰパケットであるとパケット転送部４１６に引き渡す。パケット転送部４１６は、位置登録ＤＢ４１７にアクセスして、パケットのホームアドレスに対応する気付けアドレスを調査し、２つの気付けアドレスからモバイル端末３１が登録したポリシーより１つの気付けアドレスを選択する。パケット転送部４１６は、選択した気付アドレスをパケット処理部４１４に転送する。パケット処理部４１４は、気付けアドレスを宛先アドレスとしてホームエージェント装置４１のＩＰアドレスをソースアドレスとするＩＰパケットに乗せる。ホームエージェント装置４１はＩＰパケットを気付けアドレスが収容されるアクセス網２１または２２から選択し、対応するアクセス網インタフェース４１１または４１２を介して、モバイル端末３１宛てにこのＩＰパケットを送信する。

モバイル端末３１から相手端末３２/３３に送信されるＩＰパケットは、モバイル端末３１の気付けアドレスをソースアドレスとしてホームエージェント装置のＩＰアドレスをデスティネーションアドレスとするＩＰパケットに乗せられホームエージェント装置４１に送信される。ホームエージェント装置４１はこのパケットを受信するとパケット処理部４１５によりパケットを解析する。パケット処理部４１５は、相手端末３２/３３に転送すべきＩＰパケットだと解析すると、パケット転送部４１６に引き渡す。パケット転送部４１６はＩＰパケットに乗せられているモバイル端末から相手端末へのＩＰパケットを取り出し、パケット処理部４１４に引き渡す。パケット処理部４１４は相手端末の収容されるアクセス網２３を選択し、該当するアクセス網インタフェース４１３を介し相手通信端末３２/３３に送信する。

ここでインタフェースは論理的なものであり、物理的なインタフェース回路を各インタフェース対応におくことを意味していない。端末はアクセス網に接続されると、そのアクセス網のルータよりステートレスアドレス割当手順により気付けアドレスを取得して、アクセス網を介して、端末のホームアドレスと端末の在圏アドレスの対応関係を報告する制御パケットである位置登録メッセージを報告する。位置登録メッセージは各アクセス網より独立に報告されるが、それぞれのアクセス網にどのような目的で使用するかを規定する、気付けアドレスのポリシーは、位置登録メッセージのパラメータとして報告され、制御パケット処理部４１５により位置登録ＤＢ４１７に登録される。相手端末からのパケットを受信するとパケットの宛先アドレスに書かれている端末のホームアドレスとパケットのヘッダ情報より位置登録ＤＢ４１７を検索し、ポリシーに応じた気付けアドレスを取得し、気付けアドレスに対応したアクセス網インタフェースにてＩＰｉｎＩＰカプセル化しアクセス網に送信する。

図３に示す位置登録メッセージのフォーマットを参照して、位置登録メッセージを説明する。位置登録メッセージ５は、メッセージの種別を識別するメッセージタイプ５１、メッセージのシーケンスＮｏ.５２、位置登録のライフタイムを規定するライフタイム５３、各種フラグ５４およびモビリティオプション５５から構成される。モビリティオプション５５は、さらにホームアドレス５５１と気付けアドレス５５２とポリシー５５３から構成される。モバイル端末がアクセス網に接続されたとき、モバイル端末は気付けアドレスを取得する。このとき、モバイル端末は、位置登録メッセージを生成する。位置登録メッセージは、ライフタイム５３より十分短い時間で定期的に端末よりホームエージェントに送信される。ホームエージェント４１は、位置登録メッセージが正常に受信されたとき、モビリティオプションに書かれている位置登録情報を位置登録ＤＢに登録する。ホームエージェント４１は最新の位置登録のライフタイムが切れるまでに次の位置登録メッセージ５が上がって来ないとき、この位置登録は無効になったと解釈し位置登録ＤＢより当該エントリを削除する。

図４に示す位置登録ＤＢのエントリ６はホームアドレス６１をキーにして気付けアドレス６２とポリシー６３とから構成されている。ポリシー６３は、さらに自ＩＰアドレス６３１、宛先ＩＰアドレス６３２、自ポート番号６３３、宛先ポート番号６３４、フローラベル６３５、動作６３６とから構成される。動作６３６に、優先度を記録し、無線ＬＡＮ網の優先度を、携帯電話網の優先度より、高く設定しておけば、両者に同時に接続可能なとき、高速で安価な無線ＬＡＮ網を選択することができる。無線ＬＡＮ網に接続できないときには、面的なサービスを提供している携帯電話網を選択できる。

ホームアドレス６１に対して複数の気付けアドレス６２が登録する場合は、各気付けアドレス６２のポリシー６３を参照して最適なインタフェースにＩＰｉｎＩＰカプセル化を用いて転送する。場合によっては複数のインタフェースに対してマルチキャストする、あるいはどのインタフェースにも送信せずに廃棄する処理を行うこともある。これらの処理の選択は全て気付けアドレス毎の各インタフェースのポリシーを用いてホームエージェント装置４１が決定する。

本実施例により、端末が位置登録時に設定したポリシーに基づいて、アクセス網の振り分け方を自由に決定することができる。例えば８０２.１１を用いた公衆無線ＬＡＮ網と携帯電話網を用いたアクセス網がどちらも利用可能なとき、音声もデータも公衆無線ＬＡＮを優先して使用し、公衆無線ＬＡＮが使用できない場所へ移動した場合は携帯電話を用いて音声通話のみを行い、データ通信は中止する等のユーザごとのポリシー設定を自由に行うことができる。これによりアクセス網の使いかたを端末側のソフトウェアより制御し、またアクセス網を変更してもＩＰアドレスは同じものを使用し続けることより通信アプリケーションソフトウェアはこの変更を意識しないですむという利点もある。

ネットワークの構成を説明するブロック図である。 ホームエージェント装置の構成を説明するブロック図である。 位置登録メッセージのフォーマットを説明する図である。 位置登録ＤＢのエントリを説明する図である。

符号の説明

５…位置登録パケットフォーマット、６…位置登録ＤＢエントリ、１１…バックボーン網、２１、２２、２３…アクセス網、３１…端末、３２、３３…通信相手端末、４１…ホームエージェント、４１１、４１２、４１３…アクセス網インタフェース、４１４…パケット処理部、４１５…制御パケット処理部、４１６…パケット転送部、４１７…位置登録ＤＢ。

Claims (3)

1. 複数のアクセス網と接続されたネットワークに設けられ、端末のホームアドレスと前記端末の気付けアドレスとの対応関係を保持するデータベースを備え、前記ホームアドレス宛のＩＰパケットを捕捉し、前記気付けアドレス宛にＩＰｉｎＩＰカプセル化パケットを用いて転送するホームエージェント装置であって、
   前記データベースは、前記ホームアドレスに対応して、前記アクセス網ごとに異なる気付けアドレスを保持することを特徴とするホームエージェント装置。
2. 請求項１に記載のホームエージェント装置であって、
   前記異なる気付けアドレスの一つを、前記端末が設定したポリシーにしたがって選択することを特徴とするホームエージェント装置。
3. 請求項２に記載のホームエージェント装置であって、
   前記ポリシーは、前記複数のアクセス網の優先度であることを特徴とするホームエージェント装置。
   

Images