JP2008136243A - インターネットプロトコルレイヤーにおける低オーバーヘッド移動度管理プロトコルのための方法およびシステム - Google Patents

インターネットプロトコルレイヤーにおける低オーバーヘッド移動度管理プロトコルのための方法およびシステム Download PDF

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Abstract

【課題】ネットワークアドレス置換を改良したモバイルインターネット通信サポート用ネットワークシステムを提供する。
【解決手段】独自の通信信号アドレスを有する各ルータは、該ルータをホームルータとするモバイルノード（ＭＮ）を特定し、各ＭＮの現在位置対応のルータの通信信号アドレスを特定する関連のモバイルノード位置リストを有する。各ＭＮはそのＭＮが一つのルータ経由でインターネットと交信する前位置から別ルータ経由でインターネットと交信する現在位置に移動できる。別ルータ経由の現在位置における交信は、そのＭＮのホームルータに別ルータの通信信号アドレスをそのＭＮの現在位置対応の通信信号アドレスとして伝達して行う。発信ノードから被選択ＭＮへのデータ通信信号の伝達は、被選択ＭＮのホームルータのモバイルノード位置リストにアクセスして被選択ＭＮの現在位置対応の通信信号アドレスを定め、該通信信号アドレスに該データ通信信号を送信して行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、リアルタイムサービスおよび非リアルタイムサービスの両方を含む多様なトラフィックの流れをサポートする高速度データ伝送の可能なモバイルインターネット通信のシステムおよび方法に関する。より詳細にいうと、この発明は複数の管理対象領域の中のモバイルノード（ＭＮ）の移動度の管理の方法に関する。一つの実施例では、それら複数の管理対象領域はインターネット通信用のネットワークアドレス置換で可能化したルータ（ＮＡＴ）を用いる。
移動体通信網では、各モバイルノード（ＭＮ）は一つのアクセスポイント（ＡＰ）と交信し、そのＡＰと結合したアクセスルータ（ＡＲ）経由で通信信号を受ける。このような構成により、ＭＮは単一のポイントを通じてインターネットに接続される。従来技術では、移動度管理スキームはモバイルインターネットプロトコル（ＩＰ）に２レベルの階層手法を用いている。ＭＮがホームＡＰから移動していた場合は、ホームＡＲは、通常発信ノード（ＣＮ）と呼ばれる発信元ノードからのデータグラムで通信信号を受け、その受信データグラムへの新たなヘッダの付加による再構成により、その通信信号をそのＭＮの現ＩＰアドレスに「トンネル」転送する。その再構成ずみのデータグラムは、もとのＣＮデータグラムをそれ自身のデータ部に包含し、この包含は通常インターネットプロトコル内インターネットプロトコル（ＩＰ−ｉｎ−ＩＰ）カプセル化と呼ばれる。
ネットワークアドレス置換で可能化したルータ（ＮＡＴ）をインターネットへの私設ネットワークの接続に用いることができる。図７に示すとおり、慣用のインターネット通信は、相互交信中のノードの特定のための４８ビットでＮＡＴ相互間を接続することによって行う。アドレス領域を、インターネットアドレス番号局（ＩＡＮＡ）に登録ずみの２４ビットグローバルアドレスの組と未登録の２４ビットローカルアドレスの組とに分割する。私設ネットワークは未登録アドレス領域の中の任意のアドレスを選んで使用できる。パブリックアドレス、すなわちグローバルアドレスを登録しておき、それら登録ずみのアドレスの中の一つを各ＮＡＴに割り当てる。
ＥＰ １ ０１１ ２４１ ＵＳＰ ６ ０５８ ４３１
発明者らは、モバイルノード（ＭＮ）が所属の私設ネットワークの中で移動可能であるとともに、一つの私設ネットワークからもう一つの私設ネットワークへの移動も可能である場合に対処するように従来のネットワークアドレス置換を改変する必要を認識した。
この発明は、移動体無線インタフェース経由通信用に移動度管理と最適経路付与とを組み合わせた新規なシステムおよび方法を対象とする。
複数のルータと複数のノード（ＭＮ）とを含みモバイルインターネット通信をサポートするネットワークシステムを提供する。各ルータは独自の通信アドレスを有する。各ＭＮは互いに異なる位置で互いに異なるルータ経由でインターネットと交信できるように種々の位置に移動できる。各ＭＮはホームルータと関連づけられている。
各ルータは、そのルータをホームルータとする各ＭＮを特定する関連のモバイルノード位置リストと、各ＭＮの現在位置対応のルータの通信アドレスとを有する。各ＭＮはそのＭＮが一つのルータ経由でインターネットと交信していた前位置から、そのＭＮがもう一つのルータ経由でインターネットと交信する現位置に移動できる。上記もう一つの現位置における交信は、そのＭＮのホームルータにそのＭＮの現位置対応の通信アドレスとして上記もう一つのルータの通信アドレスを伝達することによって設定する。したがって、発信ノード（ＣＮ）から被選択ＭＮへのデータ通信信号の伝達は、その被選択ＭＮの現在位置対応の通信アドレスを定めるようにその被選択ＭＮのホームルータのモバイルノード位置リストにアクセスし、その定めた通信信号アドレスにデータ通信信号を導くことによって行う。
一つの実施例では、ネットワークはルータとして複数のアクセスルータ（ＡＲ）を含む。各ＡＲは、独自のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスと、ＡＲが複数のＭＮにデータを伝達する地理的アクセス範囲とを有する。各ＭＮは、ホームＡＲと関連づけられ、各ＡＲは、関連のノード位置表（ＮＬＴ）を自身のモバイルノード位置リストとして有する。このＮＬＴは、そのＡＲをホームＡＲとする各ＭＮと、そのＭＮの現在の位置のＩＰアドレスとを特定する。
各ＭＮはそのＭＮのホームＡＲのアクセス範囲から外に出て、そのＡＲ以外の任意の被選択ＡＲのアクセス範囲内の位置に移動し、その被選択ＡＲ経由でデータを受信できる。そのために、ＭＮはそのＭＮのホームＡＲの上記被選択ＡＲのＩＰアドレスを現位置として伝達する。したがって、もう一つのノード、すなわち発信ノード（ＣＮ）と通常呼ばれるノードから被選択ＭＮへのデータ通信信号の伝達は、その被選択ＭＮのホームＡＲのＩＰアドレスに照会を送り、その被選択ＭＮのホームＡＲのＮＬＴから被選択ＭＮの現在位置のＩＰアドレスを受け、その受けたＩＰアドレスにそのデータ通信信号を導くことによって行う。
このネットワークシステムには複数のアクセスポイント（ＡＰ）を設けるのが好ましい。少なくとも一つのＡＰを、ＭＮがＡＰ経由でＡＲと交信するように各ＡＲと結合する。各ＡＰは、そのＡＰがＭＮにデータを伝達するアクセス範囲を有する。一つのＡＲに結合した複数のＡＰのアクセス範囲全体でそのＡＲのアクセス範囲を画定する。
また、このネットワークシステムには複数のアクセスネットワークゲートウェイ（ＡＮＧ）を設けるのが好ましい。少なくとも一つのＡＲを各ＡＮＧに結合し、各ＡＮＧをインターネットに接続する。
インターネット経由で標準フォーマットデータグラムを用いて発信ノード（ＣＮ）とモバイルノード（ＭＮ）との間の交信を行う新規な方法を提供する。インターネットデータグラムの標準フォーマットは、概括的にいうと、ヘッダ部とデータ部とを有し、そのヘッダ部に送信元インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスと着信先ＩＰアドレスとプロトコルタイプとを含める。この発明の方法においては、ＣＮは第１のＩＰアドレスを有するＡＲ経由でインターネットと交信し、そのＭＮを第２のＩＰアドレスを有するホームＡＲと結合してあり、そのＭＮは第３のＩＰアドレスを有するＡＲ経由でインターネットと交信する。そのＭＮがそのＭＮのホームＡＲ経由で交信している場合は、上記第２および第３のアドレスは同じである。
ＣＮは第１のＩＰアドレスを特定する第１のデータグラムをヘッダ送信元ＩＰアドレスとして、第２のＩＰアドレスをヘッダ宛先アドレスとして、インターネット制御メッセージプロトコル（ＩＣＭＰ）をヘッダプロトコルタイプとしてそれぞれ送り、ＭＮの位置に関する照会を第１のデータグラムのデータ部に含める。上記ホームＡＲはＣＮから上記第１のデータグラムを受け、第２のデータグラム、すなわち上記第２のＩＰアドレスがヘッダ送信元ＩＰアドレスであり、上記第１のＩＰアドレスがヘッダ宛先ＩＰアドレスであり、ＩＣＭＰがヘッダプロトコルタイプであり、上記第３のＩＰアドレスを含む照会回答をデータ部に含む第２のデータグラムで応答する。このＣＮは上記第２のデータグラムを受け、少なくとも第３のデータグラム、すなわち第１のＩＰアドレスをヘッダ送信元ＩＰアドレスとして、第３のＩＰアドレスをヘッダ宛先ＩＰアドレスとして、データメッセージプロトコルをヘッダプロトコルタイプとしてそれぞれ有する第３のデータグラムであって、そのＭＮの特定データおよび通信信号データをデータ部に含む第３のデータグラムを送る。ＭＮはその第３のデータグラムに含まれる通信信号データをそのＭＮの交信相手であるＡＲ経由で受ける。
上記ホームＡＲには、そのＡＲをホームＡＲとするＭＮの各々を特定するとともに各ＭＮの現位置のＩＰアドレスを特定するノード位置表（ＮＬＴ）を維持するのが好ましい。したがって、そのホームＡＲはそのノード位置表（ＮＬＴ）を参照することによって第２のデータグラムのデータ部を生成する。
ホームＡＲ以外のＡＲ経由でインターネットと交信しているときはそのＭＮが標準フォーマットで送信するようにするのが好ましい。そのＭＮデータグラムは、第３のＩＰアドレスをヘッダ送信元ＩＰアドレスとして、第２のＩＰアドレスをヘッダ宛先ＩＰアドレスとして、ユーザデータプロトコル（ＵＤＰ）をヘッダプロトコルとしてそれぞれ含むとともに、ホームＡＲの特定データおよび第３のＩＰアドレスをデータ部に含む。このホームＡＲはＭＮデータグラムを受けてそのデータグラムのデータ部を用いてそのホームＡＲ関連のＮＬＴを更新する。
もう一つの実施例では、各ルータをネットワークアドレス置換ルータ（ＮＡＴ）とする。その場合は、独自のグローバルアドレスを有する上記ＮＡＴの互いに相異なる一つと、そのＮＡＴに関連づけた少なくとも一つのホストと、少なくとも一つのモバイルノード（ＭＮ）とを各々が含む複数のネットワークでシステムを構成するのが好ましい。それらモバイルノード（ＭＮ）はそのシステム内でそれらホスト経由で交信する。
各ホストは一つのＮＡＴに結合してあり、そのホストが複数のＭＮにデータ伝達できるサービスエリアを有する。各ＭＮはホームネットワーク内、すなわちそのＭＮのデフォルトバインディングを画定するようにホームネットワークのＮＡＴのグローバルアドレスと対になるデフォルトローカルアドレスを画定するホームネットワーク内にホームホストを有する。
この発明は、関連のモバイルホームデータベース（ＭＨＤ）をモバイルノード位置リスト、すなわちそのネットワークを自局のホームネットワークとする各ＭＮを、（ａ）そのネットワーク内のホストとそのＭＮとの現在の結合のローカルアドレス、または（ｂ）他のネットワーク内のホストとそのＭＮとの結合のローカルアドレスおよび同ネットワークのＮＡＴのグローバルアドレスで画定されるバインディングで画定するモバイルノード位置リストとして備える各ネットワークのＮＡＴを提供する。各ネットワークのＮＡＴのＭＨＤは、そのＮＡＴと結合されたホストと現時点では関連づけられてはいるもののホームネットワークは別である外来ＭＮを現ホストのローカルアドレスで特定する。
各ＭＮは、第１のＮＡＴを有する第１のネットワークの中の第１の結合されたホスト経由でデータを伝達する第１の位置から、その第１のネットワークの中の第２のホストのサービスエリアの中の位置に移動して、その第２のホスト経由でデータを伝達することができる。その第２のホスト経由のＭＮのデータ伝達は、上記第１のＮＡＴのＭＨＤにそのＭＮと第２のホストとの関連づけを表すローカルアドレスを伝達することによって可能となる。
各ＭＮは、第１のネットワークの中の第１の結合されたホスト経由でデータを伝達する位置から、第２のＮＡＴを有する第２のネットワークの中の第３のホストのアクセス範囲内の位置に移動して、その第３のホスト経由でデータを伝達できる。その第３のホスト経由のＭＮのデータ伝達は、上記第２のＮＡＴのＭＨＤにそのＭＮと第３のホストとの結合を表すローカルアドレスを伝達することによって可能となる。上記第２のネットワークがそのＭＮのホームネットワークでない場合は、そのＭＮは、そのＭＮのホームネットワークのＮＡＴのＭＨＤにも、そのＭＮと第３のホストとの結合を表す新たなローカルアドレスおよび上記第２のＮＡＴのグローバルアドレスを含むバインディングを伝達する。
このシステムは、発信ノード（ＣＮ）から被選択ＭＮへの所望のデータ伝達を、そのＭＮのデフォルトバインディングに基づくバインディングまたはそのＭＮのホームネットワークのＮＡＴのＭＨＤに反映されたバインディングを設定することによって行う。バインディングを設定したＮＡＴは、そのＭＮについてＭＨＤに特定したローカルアドレスにその通信信号を導く。
好適なシステムは複数のホスト、および複数のＭＮに対するホームホストとして作用する少なくとも一つのホストに結合された少なくとも一つのネットワークを含む。非モバイルノードをシステム内のホストに結合することもできる。それら非モバイルノードはそのホストのネットワークのＭＨＤで特定でき、また非モバイルノード向け交信用にＭＨＤをバイパスするようにそのネットワークのＮＡＴを構成することもできる。
各ネットワークのＮＡＴのＭＨＤで２４ビットのローカルアドレス、グローバルアドレスおよび位置フィールドを特定するのが好ましい。そのネットワークをホームネットワークとする各ＭＮはＮＡＴのＭＨＤにおいて、（ａ）そのＭＮとそのネットワーク内のホストとの間の現在の結合のローカルアドレス、空グローバルアドレスおよび位置フィールド内のホームフラグ、または（ｂ）他のネットワーク内のホストとそのＭＮとの結合のローカルアドレス、同ネットワークのＮＡＴのグローバルアドレス、および上記位置フィールド内の非ホームフラグで画定する。各外来ＭＮを、その受入れネットワークのＮＡＴのＭＨＤにおいて、現ホストとそのＭＮとの結合のローカルアドレス、零グローバルアドレス、および位置フィールド内のホームフラグで特定するのが好ましい。送信元／発信ノード（ＣＮ）とＭＮとの間のバインディングは、その発信位置フィールドのフラグが非ホームの場合にはそのＭＮのホームネットワークのＮＡＴのＭＨＤに反映されるバインディングに基づき設定される。
本発明は、ＮＡＴ経由でインターネット中枢に個別に接続した多数の私設ネットワークからなるインターネットアーキテクチャの実働化に使うことができる。同一の私設ネットワーク内の複数のホストは、それらホスト相互間で交信できるとともにインターネット中枢経由で外部のホストとも交信できる。各私設ネットワーク内のルータはそれぞれのローカル経路を維持し、上記インターネット中枢のルータはそれぞれの外部経路を維持する。より詳細に述べると、特定の領域内のルータはその領域の外の経路は認識していない。同様に、上記中枢の（公衆経路の）ルータはローカルアドレスへの経路を全く認識していない。
このシステムおよび方法の上記以外の目的および利点は、次に述べる詳細な説明から当業者には明らかになろう。
略 語 表
この明細書で用いた頭文字による略語は次のとおりである。
ＡＮＧ アクセスネットワークゲートウェイ
ＡＰ アクセスポイント
ＡＲ アクセスルータ
ＢＥＲ ビット誤り率
ＣＮ 発信ノード
ＣＯＡ 移動先仮アドレス
ＤＮＳ ドメインネームサーバー
ＦＮ 外部ネットワーク
ＨＡ ホームアドレス
ＨＮＩ ホームネットワーク識別子
ＩＡＮＡ インターネットアドレス当局
ＩＣＭＰ インターネット制御メッセージプロトコル
ＩＥＴＦ インターネットエンジニアリングタスクフォース
ＩＰ インターネットプロトコル
ＩＰｉｎＩＰ インターネットプロトコル内インターネットプロトコル
ＭＣＮ モバイル通信ネットワーク
ＭＨＤ モバイルホームデータベース
ＭＮ モバイルノード
ＮＡＴ ネットワークアドレス置換ルータ
ＮＤＰ 近傍発見プロトコル
ＮＬＴ ノード位置テーブル
ＯＳＰＦ 最短経路先開
ＱｏＳ サービス品質
ＴＣ／ＩＰ 伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル
ＵＤＰ ユーザデータグラムプロトコル
ＶＡ 外来アドレス
３ＧＰＰ 第３世代パートナーシップ計画
モバイルノード（ＭＮ）がそのＭＮ所属の私設ネットワーク内で移動できるだけでなく一つの私設ネットワークからもう一つの私設ネットワークへも移動できるようにした複数私設ネットワーク収容のインターネット通信網を提供できる。
この発明は既存の移動度管理プロトコル、とくに現行３ＧＰＰモバイルＩＰの改良を提供する。この発明はＩＰデータグラムの中の現ＣＮの識別を含んだ状態でのＣＮからＭＮへのＩＰ中ＩＰカプセル化を不要にし、ＯＳＰＦ利用により送り側から受け側への経路を最適化し、すなわちモバイルＩＰの場合のようなホームＡＲ経由のトンネル転送を不要にする。この発明は無線および有線のネットワークに適用できるが、オーバーヘッド制御の負担を軽減するので、３ＧＰＰモバイルＩＰネットワークの無線インタフェース経由の無線通信にとくに有用である。
図１を参照すると、通常のモバイル通信ネットワーク（ＭＣＮ）のアーキテクチャおよびトポロジーを示してある。図示した構成要素は次の用語および意味で示してある。すなわち、モバイルノード（ＭＮ）はインターネットへの接続点を変更できるＩＰモバイル端末である。アクセスポイント（ＡＰ）はそれらＭＮへの有線または無線の無線インタフェース接続を構成するアクセスポイントである。接続通話のハンドオフの容易化に適用する本発明は、通常は無線ＭＮインタフェースのみで用いる。アクセスルータ（ＡＲ）は一つ以上のＡＰに接続したＩＰルータである。各ＡＲは一つのＩＰアドレスを表す。アクセスネットワークゲートウェイ（ＡＮＧ）は複数のサブネットワークをインターネット中枢に接続するＩＰゲートウェイである。同一のＡＮＧに接続した複数のＡＲの組合せは同じサブネットワークに属する。逆に、互いに異なるＡＮＧにそれぞれ接続されたＡＲは互いに異なるサブネットワークの構成部分である。
各ＭＮは一つのサブネットワーク、すなわち「ホームネットワーク」に所属が定めてある。各ホームネットワークはホームネットワークの中で「ホームＡＰ」というアクセスポイントに接続され、ホームＡＰは「ホームＡＲ」というルータに接続される。ＡＲはいずれも独自のＩＰアドレスを有し、ＭＮとそのＭＮのホームＡＲとの間のリンクがインターネットへの単一の接続点を構成するようにしてある。ネットワーク中の各ＭＮには、通常ノード名とも呼ばれるそのＭＮのホスト名という固定値を割り当てる。そのＭＮホスト名はＭＣＮ周辺をＭＮが移動する場合も変更しない。より詳細にいうと、ＡＲに接続された任意のＭＮがインターネットドメインネットワークサーバ（ＤＮＳ）に特定ＭＮの＜ＨＮＩ、ホスト名＞対で照会を送る度ごとに、そのＤＮＳはその特定ＭＮのホームＡＲのＩＰアドレスで応答する。
送信元ノードから宛先ノードへのデータ伝送の達成のためにＴＣＰ／ＩＰ（伝送制御プロトコル・インターネットプロトコル）データパケットを送ることは周知である。ＩＰヘッダの中の着信先ＩＰアドレスをそのデータパケットを宛先ＡＲにルーティングするのに用いる。次に、そのＡＲはそのデータパケットを所属のＡＰ全部に同報通信する。ＴＣＰの「着信先ポート番号」フィールドは宛先ＭＮのホスト名を含む。各ＡＰにはそのＡＰに現在接続中のＭＮのホスト名を登録しておく。一つのＡＰが、そのＡＰに登録されているホスト名の一つに合致したポート番号（ホスト名）のパケットを受信した場合は、そのパケットはインタフェース経由でそのホスト名対応のＭＮに伝送される。それ以外の場合は、そのパケットは切り捨てられる。
図１はＡＮＧ経由でインターネットとそれぞれ交信する二つのサブネットワーク１０および２０を概略的に示す。第１のサブネットワーク１０はＡＲ、ＡＲ０およびＡＲ１を含む。ルータＡＲ０はアクセスポイントＡＰ０，０およびＡＰ０，１と結合してある。モバイルノードＭＮ０．０はＡＰ０．０およびＡＲ０と結合してあり、これらＡＰ０，０およびＡＲ０がそのＭＮのホームＡＰおよびホームＡＲとなる。モバイルノードＭＮ０，１はＡＰ０，１およびＡＲ０と結合してありそれらＡＰ０，１およびＡＲ０がそのＭＮのホームＡＰおよびホームＡＲとなる。サブネットワーク１０の第２のアクセスルータＡＲ１はアクセスポイントＡＰ１，０と結合してある。モバイルノードＭＮ１，０およびＭＮ１，１のホームＡＰはＡＰ１，０であり、ホームＡＲはＡＲ１である。
第２のサブネットワーク２０は、アクセスルータＡＲｉおよびそれに結合したアクセスポイントＡｉ，０を備える。モバイルノードＭＮｉ，０乃至ＭＮｉ，ｋは、それらＭＮのホームＡＰとなるアクセスポイントＡＰｉ，０、およびホームＡＲとなるアクセスルータＡＲｉに結合される。簡略化のために、図にはＭＮｉ，０、ＭＮｉ，１およびＭＮｉ，ｋのみを示してある。モバイルノードＭＮｉ，ｋは第１のサブネットワーク１０経由でアクセスポイントＡＰｉ，０およびアクセスルータＡＲｉを通じてインターネットと交信するものとして図示してある。
この発明の移動度管理プロトコルは、モバイルコアネットワークの周りを移動するモバイルノード用に設計してある。このプロトコルは単一のサブネットワーク内または複数のサブネットワークを跨いで移動するＭＮに適している。この発明のプロトコルによると、送信元には宛先ＭＮの新たな位置をそのＭＮの新たなＡＲへの移動のたびごとに知らせる。そのＭＮが新たなＡＰに移動したのちも同じＡＲとの接続を継続している場合は、そのＭＮに関連するＩＰアドレスが変わっていないことを意味する。逆に、ＭＮの接続先が他のＡＲに変わった場合は、ＩＰアドレスは、新たなルートを表示するように変えられる。例えば、モバイルノードＭＮｉ，ｋは、ホームサブネットワーク２０から離れて、ルータＡＲｉのアドレス経由でなくルータＡＲ１のアドレス経由でインターネットと交信する形で図示してある。
図１のモバイルノードＭＮ０，０はそのモバイルノードのホームアクセスポイントＡＰ０，０経由でなくアクセスポイントＡＰ０，１経由で交信するように移動する場合があり得る。その場合は、ＭＮ０，０はそのＭＮの関連ＩＰアドレスが変わらないように、ホームアクセスルータＡＲ０経由でインターネットとの交信を継続する。しかし、モバイルノードＭＮ０，０がアクセスポイントＡＰ１，０経由でインターネットにアクセスする場合は、そのＭＮのＩＰアドレスは、ホームサブネットワーク１０内に留まっても、アクセスルータＡＲ１のアドレスに変わる。
通常の動作の期間中は、ＭＮはＭＣＮ全体にわたって移動する。任意の時点におけるＭＮの位置の把握を容易にするために各ＡＲは「ノード位置表」（ＮＬＴ）と呼ぶテーブルを維持している。ＮＬＴはそのＡＲをホームＡＲとするＭＮ全部のノード名（ホスト名）と、ＭＮがインターネットとの交信に用いているＡＲのＩＰアドレスに反映されている現在位置とのリストを維持する。そのＭＮが自身のホームＡＲにある場合は、ＩＰアドレスはそのホームＡＲのＩＰアドレスである。しかし、そのＭＮが自身のホームＡＲから外へ移動した場合は、ＩＰアドレスはその移動先のＩＰアドレスである。
図２はサブネットワーク２０のアクセスルータＡＲｉに関連したノード位置表３０を図１のＭＮＳについて示す。「ホーム」にあるＭＮの現在位置はＡＲｉのＩＰアドレスである。表３０は、ＭＮｉ，ｋの現在のＩＰアドレスがＭＮｉ，ｋの図示の位置にしたがったサブネットワークのルータＡＲ１のＩＰアドレスであることを示している。
ＩＰデータグラムを宛先ＭＮに送る前に、送信元または発信ノード（ＣＮ）のＡＲと宛先ＭＮのＡＲとの間にＴＣＰ接続を設定しなければならない。その設定の前に送信元ＣＮが宛先ＭＮの位置を確認する。この動作は、一対のＩＣＭＰ（インターネット制御メッセージプロトコル）メッセージを両者間で標準フォーマットデータグラムにより変換することによって行う。ＩＣＭＰは、標準フォーマットインターネットデータグラムのデータ部の中で用いる周知のプロトコルである。ＩＣＭＰは、タイプ２０および２１が未使用であるタイプフィールドを有する。
図３はインターネット通信用の標準フォーマットデータグラムを示す。このデータグラムはヘッダ部とデータ部とを有する。ヘッダ部は送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスフィールドおよびプロトコルタイプフィールドを有する。データ部は、ヘッダ部のプロトコルタイプフィールドに示されたプロトコルのタイプに対応する。
図４は標準フォーマットインターネットデータグラムのデータ部で伝達されるＩＣＭＰのフォーマットを示す。図４のＩＣＭＰは、慣用のＩＣＭＰフォーマットにしたがって、タイプフィールド、符号フィールド、チェックサムフィールド、識別子フィールド、連続番号フィールドおよびオプションのデータフィールドを有する。この発明のＩＣＭＰは、より詳細に後述するとおり、タイプ２０または２１を用いるのが好ましいが、この発明の目的のために任意の未画定のタイプを用いることもできる。
ＣＮからＭＮにデータを伝達するためには、宛先ＭＮのノード名を用いてＣＮがまずＤＮＳにアクセスし、慣用のプロトコルにしたがってそのＭＮのホームＩＰアドレスを検索する。次に、ＣＮは、ヘッダ部とＩＣＭＰノード位置照会メッセージ含有のデータ部とを含む標準フォーマットデータグラムを生成する。このＣＮデータグラムヘッダは、そのＣＮのＡＲのＩＰアドレスをヘッダ送信元ＩＰアドレスとして、そのＭＮのホームＡＲのＩＰアドレスをヘッダ着信先アドレスとして、またＩＣＭＰに現在割り当てられている「１」をヘッダプロトコルタイプとしてそれぞれ含む。ＩＣＭＰノード位置照会メッセージは次のフィールド設定を備える。
タイプ＝２０ − ノード位置照会
識別子＝ノード名 − 宛先ＭＮのノード名
フィールドの残余の部分は慣用の方法で補填して、その結果得られたＩＣＭＰメッセージを上記ＣＮのＩＰデータグラムフレームのデータ部に収容する。このＩＰデータグラムを宛先ＭＮのホームＡＲに送る。受信時には、宛先ＭＮのホームＡＲがＣＮからのＩＣＭＰ照会メッセージの正しい受信の確認のためにチェックサムデータを評価する。このチェックサムがＩＣＭＰメッセージの正しい受信を表示しない場合は、応答はなく、ＣＮは照会を再送する必要がある。ＩＣＭＰメッセージが正しく受信された場合は、宛先ＭＮのホームＡＲがそのＣＮのＩＣＭＰの識別子を用いてＮＬＴにアクセスし、宛先ＭＮの現在のＩＰアドレスを検索する。次に宛先ＭＮのホームＡＲは、応答ＩＣＭＰメッセージを有する応答データグラムを生成し、そのデータグラムをＣＮに返送する。その応答データグラムのヘッダは、宛先ＭＮのホームＡＲＩＰアドレスをヘッダ宛先アドレスとして、そのＣＮのＡＲのＩＰアドレスをヘッダ宛先アドレスとして、ＩＣＭＰに現在割り当てられている「１」をヘッダプロトコルタイプとしてそれぞれ含む。ＩＣＭＰノード位置照会応答メッセージは次のフィールド設定を備える。
タイプ＝２１ − ノード位置照会回答
識別子＝ＣＮのノード名
オプションデータ＝宛先ＭＮの現在のＩＰアドレス
符号＝１または１３ − 「１」はＭＮが利用不可能であることを示し、「１３」はＭＮが利用可能であることを示す。
残余のフィールドは慣用の方法で補填して、その結果得られたＩＣＭＰメッセージを上記応答データグラムのデータ部に収容する。オプションとして、そのＭＮのホームＡＲは、ＮＬＴに表示されたＩＰ位置の宛先ＭＮにメッセージを送り、そのＭＮが活性状態でインターネットに接続されているか否かを判定する。照会に対する確認信号が所定の期間内に受信されない場合は、そのＭＮのホームＡＲはＣＮへの応答に符号「１」を用いる。その場合は、ＡＲは、宛先ＭＮの現在位置をＮＬＴの中でホームＡＲにリセットするように構成することもできる。
その結果得られたＩＰデータグラムをＣＮに送る。受信時には、そのＣＮのＡＲがＩＣＭＰ照会応答メッセージの正しい受信の確認のためにチェックサムデータを評価する。チェックサムが正しいＩＣＭＰメッセージを表示しない場合は、ＣＮは応答受信がないので照会を再送しなければならない。ＩＣＭＰメッセージが正しく受信される場合は、ＣＮのＡＲはＩＣＭＰ識別子を用いて、宛先ＭＮの現在のＩＰアドレスをＣＮに転送し、ＣＮの利用可能性に関する情報を送る。
ＩＰアドレスが判ると、ＴＣＰ接続が送り側ＣＮと受け側ＭＮとの間に設定されてデータ転送が行われる。ＭＮが利用可能であると仮定すると、ＣＮが宛先ＭＮへのデータを有する一つ以上のＴＣＰ／ＩＰデータグラムを生成し、それをＭＮの現在のＩＰアドレスに直接に送る。ＴＣＰ／ＩＰデータグラムヘッダは、そのＣＮのＡＲのＩＰアドレスをヘッダ送信元ＩＰアドレスとして、宛先ＭＮの現在のＡＲのＩＰアドレスをヘッダ着信先アドレスとして、現在ＴＣＰ／ＩＰデータに割り当てられている「６」をヘッダプロトコルタイプとしてそれぞれ含む。
宛先ＭＮがＣＮとの交信中に新たなＡＰに移動する場合は、「ハンドオフ」を行う。ハンドオフ実行のために、ＣＮに宛先ＭＮの新たな位置を知らせて、その宛先ＭＮがデータ受信をシームレスに継続できるようにする。移動のあとも宛先ＭＮの新たなＡＰが同じＡＲに引き続き接続されている場合は、そのＭＮの現在のＩＰアドレスは同一のままであり、接続は正常に継続できる。一方、ＭＮが別のＡＲを備えるＡＰに移動した場合は、そのＭＮのＩＰアドレスが変更になり、その新たなＩＰアドレスをＣＮに伝える必要がある。ＣＮはその通知を受けて宛先ＭＮの新たな現ＩＰアドレスをＴＣＰ／ＩＰデータグラム中のヘッダ送信先アドレスとして用いる。
データトラフィックの流れを切り換えるために、ＭＮはユーザデータプロトコル（ＵＤＰ）メッセージを、宛先ＭＮの新たな現ＩＰアドレスを含むＣＮおよびそのＭＮのホームＡＲの各々に送る。ＣＮとの進行中の通話がない場合は、ＵＤＰメッセージデータグラムはそのＭＮのホームＡＲのみに送る。ＭＮが互換性を備える全ＡＰのアクセス範囲の外の位置に移動したり、電源オフになったりしてインターネットから切断された場合にも、ＭＮの接続変更により、上述の事態が生ずる。図５はこの発明に用いるＵＤＰメッセージのフォーマットを示す。
ＵＤＰメッセージは、送信元ホスト名フィールド、着信先ホスト名フィールド、ＵＤＰメッセージフィールド、およびチェックサムフィールドを含む。ＭＮのＵＤＰメッセージには、ＭＮのノード名を送信元ホスト名フィールドに収容し、ＣＮのノード名またはＭＮのホームＡＲのノード名を着信先ホスト名フィールドにそれぞれ収容する。そのＭＮの新たな現ＩＰアドレスをＵＤＰメッセージのＵＤＰフィールドに収容する。ＵＤＰメッセージの長さは、３ワード長であるので通常は１２バイト長に設定する。
ＵＤＰメッセージは図３に示すとおり標準フォーマットデータグラムのデータ部に含める。宛先ＭＮのデータグラムのヘッダは、ＣＮのＡＲのＩＰアドレスまたはＭＮのホームＡＲのＩＰアドレスをヘッダ着信先ＩＰアドレスとして含み、プロトコルタイプはＵＤＰメッセージの現割当て識別表示である「１７」と表示される。
ＭＮのＵＤＰメッセージデータグラムのヘッダ送信元ＩＰアドレスは、実働化中のハンドオーバのタイプに応じて、「前」ＭＮ現ＩＰアドレスまたは「新」ＭＮ現ＩＰアドレスである。ハンドオーバ実働化の好ましい方法は、「メークビフォアブレーク」方法、すなわち既存（前）ＡＲ経由の通話の終了前に新たな通話相手のＡＲのアドレスをＭＮが取得することによる方法である。その場合、ＭＮのデータグラムのヘッダ送信元ＩＰアドレスは既存（前）ＩＰアドレスを表し、ＭＮの新たな位置のＩＰアドレスはＭＮのデータグラムの中のＵＤＰメッセージのＵＤＰメッセージフィールドに収容されている。代替的手法として、新たなＡＲ経由で宛先ＭＮとの通話が始まったあとＵＤＰメッセージを伝達し、ＭＮのＵＤＰメッセージデータグラムに新たなＡＲのアドレスをヘッダ送信元ＩＰアドレスとして含めることもできる。
宛先ＭＮは、新たな交信相手のＡＲのアドレスを取得するために、慣用の近傍発見プロトコル（ＮＤＰ）メッセージを送る。このＮＤＰメッセージは、宛先ＭＮの移動先のアクセス範囲を有するＡＰと結合されたルータのＩＰアドレスを返送する標準プロトコルである。次に、ＭＮはＮＤＰの結果をＣＮおよびＭＮのＡＲに通知するためにＵＤＰメッセージデータグラムを送る。ホームＡＲは、ＭＮのＵＤＰメッセージデータグラムで受けた新たなＩＰアドレスで自身のＮＬＴを更新する。
オプションとして、上記ＮＬＴの更新の確認のために、確認ＵＤＰメッセージまたはそれ以外のタイプの確認メッセージをＭＮに送ることもできる。ＭＮのホームＡＲの受けたＵＤＰのチェックサムが不良である場合の対処策としてこのオプションは重要である。その場合は、ホームＡＲはＵＤＰ内の情報を処理しないのでＮＬＴは更新されない。ホームＡＲからＭＮへの確認信号伝達は、所定の時間長にわたり確認信号がなかった場合にＭＮがＵＤＰメッセージを再送することを可能にする。
ＣＮからのデータを受信している間に宛先ＭＮが移動した場合は、ＭＮはＮＤＰの結果を含むＵＤＰメッセージをＣＮに送る。ＣＮは、ＡＲの新たなＩＰアドレスをＴＣＰ／ＩＰアドレスデータグラムの中のヘッダ着信先ＩＰアドレスとして用いて、ＴＣＰ／ＩＰデータグラムの経路切換を行う。過渡期間に伝送されるデータブロックについては、宛先ＭＮからＣＮへの最後の良好受信ＴＣＰ／ＩＰデータグラムを判定するようにＭＮとＣＮとが交信し、欠落したＴＣＰ／ＩＰデータグラムを新たなＩＰアドレスの宛先ＭＮにＣＮから再送するようにすることができる。また、宛先ＭＮの受信しなかったデータグラムを「前」ＡＲから「新」ＡＲに転送するようにする代替手法もある。
この発明の第２の実施例は、図６に示すとおり、私設ネットワーク４０、４２および５０をネットワークアドレス置換可能化ルータ（ＮＡＴ）経由で外部インターネット中枢に接続して実働化する。この構成により、多数の私設ネットワークを外部インターネット中枢に接続できる。それら私設ネットワーク内のホストは、ＩＡＮＡの割り当てたＮＡＴ登録ずみアドレスを用いて、インターネット中枢経由で相互に交信できる。同一の私設ネットワーク内のホストは非登録アドレスの一つを用いて相互に交信できる。登録ずみのアドレスはグローバルに独自であり、非登録アドレスはローカルに使えるのみである。ローカルアドレスとグローバルアドレスとは互いに排他的であり、通常２４ビットでそれぞれ構成される。
例えば、ネットワーク４０、４２および５０は、ＮＡＴ可能化したルータＮＡＴ−Ａ、ＮＡＴ−ＢおよびＮＡＴ−Ｎ経由でインターネットにそれぞれ接続される。ＮＡＴ−Ａ、ＮＡＴ−ＢおよびＮＡＴ−Ｎの各々にはＩＡＮＡから独自のグローバルアドレスが割り当てられている。私設ネットワーク４０、４２および５０の各々の中のノードには、ノード接続先のホストに基づくローカルアドレスが割り当てられている。例えば、ノードＭＮ０，Ａ０は図示のとおり私設ネットワーク４０にＨｏｓｔＡ０に接続されており、ＨｏｓｔＡ０におけるノードＭＮ０，Ａ０のローカルアドレスは接続表示の２４ビット符号である。図６および図７では、便宜のために、ＮＡＴのグローバルアドレスをＮＡＴ名により識別し、特定ノードＭＮＸ・ホスト間接続を表示するローカルアドレスをＭＮｘ＠Ｈｏｓｔｘで表す。
一つのネットワークの中の一つのノードからもう一つのネットワークの中の一つのノードへのデータ転送の前に通信信号やデータパケットを送る必要がある場合は、慣用のＮＡＴ表をセットアップする。接続を始めた側のノードを通常は発信ノード（ＣＮ）と呼ぶ。ノード相互間通話については、まずなすべき動作は、ノードの現在の接続先のネットワークにＮＡＴでバインディングを確立することである。慣用の処理はインターネットエンジニアリングタスクフォース（ＩＥＴＦ）意見要請（ＲＦＣ）１６３１および３０３２に記述してある。バインディングが確立されると、インターネットプロトコル（ＩＰ）データパケットを発信ノード（ＣＮ）から送信でき、そのデータパケットはグローバルインターネット経由で伝送され、確立バインディングに基づき、受信側ノードのＮＡＴに達する。
図７はＣＮと受信側ノードとの間に確立された慣用のバインディング表のフォーマットである。バインディングはノードのグローバルアドレス・ローカルアドレスの組合せで構成される。例えば、ネットワーク４０の中のノードＭＮ０，Ａ０は、ＣＮとしてネットワーク４２の中のノードＭＮ０，Ｂ０と交信できる。ノードＭＮ０，Ａ０については、バインディングデータは、グローバルアドレスＮＡＴ−ＡとローカルアドレスＭＮ０，Ａ０＠ＨｏｓｔＡ０との組合せである。ノードＭＮ０，Ｂ０については、バインディングデータは、グローバルアドレスＮＡＴ−ＢとローカルアドレスＭＮ０，Ｂ０＠ＨｏｓｔＢ０との組合せである。
ノードＭＮ０，Ａ０からノードＭＮ０，Ｂ０へのデータパケットの送信の手順は次のとおりである。送信元アドレスとしてのグローバルアドレスＮＡＴ−Ａでパケットを符号化し、着信先アドレスとしてのグローバルアドレスＮＡＴ−Ｂを送信元ノードＭＮ０，Ａ０から送る。受信側ＮＡＴ、すなわちこの例におけるＮＡＴ−Ｂは自身の表の中のバインディングをチェックし、受信側ノードのホスト、すなわちこの例におけるＨｏｓｔＢ０のローカルアドレスを検索する。次に、ノードＭＮ０，Ｂ０による受信への通路となるホストにそのパケットを転送する。ノードがモバイルでない場合は、そのノードのバインディングデータは、慣用のバインディングシステムおよびプロトコルの下で任意のＣＮがデータを送る送り先の固定アドレスを表す。しかし、モバイルノードＭＮは移動するので、既知のアドレスにデータを宛てるだけでは、そのＭＮによる接続変更を許容する何らかのシステムがなければ、送達を確実にすることはできない。
図８および図９は私設ネットワーク相互間の微小移動度の実働化に用いるアーキテクチャである。このアーキテクチャは、各ＮＡＴと関連づけたモバイルホームデータベース（ＭＨＤ）と呼ばれるエンティティを含む。この表は、私設ネットワーク内のＭＮの所在を追跡するための各ＮＡＴに密接に結合した大規模な表である。また、この表は、特定のＭＮが外部ネットワーク（ＦＮ）に移動した時点を表示する。
各ＮＡＴのＭＨＤは、各モバイルノードに対するインデックスフィールド、モバイルノードがＮＡＴと関連づけられているか否かを表示するホーム／非ホームフラグフィールド、ローカルアドレスまたは移動先仮アドレス（ＣＯＡ）およびＮＡＴアドレスを含むのが好ましい。各ＭＮは、そのＭＮへの接続にＣＮが用いるアドレスである点において非モバイルノードの固定ローカルアドレスに類似しているホームアドレス（ＨＡ）を画定するホームネットワーク中のホームホストを有する。ＭＮに対するデフォルトバインディングはそのＭＮのホームネットワークのＮＡＴのグローバルアドレスと、そのＭＮのホームアドレスとの組合せである。ＭＮがホームにある場合は、そのＭＮのデフォルトバインディングはＣＮ／ＭＮ通話のためのＮＡＴ／ＮＡＴ接続の確立に用いられる。
特定のＮＡＴ、すなわちホームネットワークのＮＡＴと関連づけられたホストを有するＭＮはすべてそのＮＡＴのＭＨＤにデータ記録を有する。モバイルノードの識別のための一つの便利な方法は、それらモバイルノードのデフォルトまたはホームアドレス（ＨＡ）を用いる方法であり、ネットワークのＮＡＴのＭＨＤのインデックスフィールドに、各ＭＮのデータ記録の識別のためにそのネットワークをホームネットワークとするＭＮすべてのＨＡをリストするのが好ましい。
フラグフィールドは、そのネットワークに関してホームステータスまたは非ホームステータスを表示するように値０または１を有する論理フィールドを表す。この例では、０はＭＮがネットワーク内のホストとの間に接続を有することを表すのに用い、１はＭＮが他のネットワークとの間に接続を有することを示すのに用いる。ＭＮの現在の接続先を示すためにローカルアドレスフィールド（ＣＯＡ）を用いる。ローカルアドレスフィールドへの記憶内容が外部ネットワーク関連のホストである場合は、グローバルアドレスフィールドはその外部ネットワークのＮＡＴのグローバルアドレスを含む。その場合、フラグフィールドは１に設定する。フラグフィールドが０である場合は、グローバルアドレス値は、関連あるグローバルアドレスはＭＨＤのＮＡＴであるので不要である。
図８および図９は、図６に示すネットワーク４２および４０のそれぞれのＮＡＴ−ＢおよびＮＡＴ−ＮのＭＨＤの所定時点における種々の記録の例を示す。
一つのＭＮがノードＭＮ０，Ｂ０、ＭＮ０，Ｂ１およびＭＮ０，ＮＫについてそのＭＮのホームホストと図示のとおり交信している場合は、関連のフラグフィールドは０に設定され、ローカルフィールドまたはＣＯＡフィールド記録内容はホームアドレスと同じである。ＮＡＴアドレス情報は不要である。
ＭＮのホームホストではなくＭＮのホームネットワーク中のホストであるホストと関連づけられたＭＮについては、そのＭＮのホームネットワークのＮＡＴのＭＨＤは、フラグフィールドのデータエントリー０となり、ローカルアドレス（ＣＯＡ）へのデータエントリーはそのＭＮの非ホームホストとの現在の関連づけとなる。例えば、モバイルノードＭＮ１，Ｂ０はホームホストＨｏｓｔＢ０を有するが、図１にはホストＨｏｓｔＢ１に接続されているものとして図示してある。ＭＮは、図８に示すとおり、インデックスフィールド中でそのＭＮのＭＮ１，Ｂ０＠ＨｏｓｔＢ０で特定され、フラグフィールドに０を有し、ＭＮ１，Ｂ０＠ＨｏｓｔＢ１をＣＯＡとして有する。ＮＡＴアドレスフィールド情報は、ＨｏｓｔＢ１およびＨｏｓｔＢ０が関連のグローバルアドレスＮＡＴ−Ｂを備える同一ネットワークに結合されていてグローバルアドレスが不変のままであるから不要である。
一つのネットワークからのＭＮが他のネットワークのホストと接続される場合は、そのＭＮはそのネットワークのＮＡＴに外来アドレスで登録される。例えば、ノードＭＮｉ，ＮＫはそれ自身のネットワーク５０中のホームホストとしてＨｏｓｔＮＫを有し、そのＨｏｓｔＮＫはＮＡＴ−Ｎ経由でインターネットと交信する。図６にはノードＭＮｉ，ＮＫを、ＮＡＴ−Ｂと関連づけたＨｏｓｔＢ１に関連した外来ネットワーク４２として示す。したがって、モバイルノードＭＮｉ，ＮＫはＮＡＴ−ＢのＭＨＤの中でＭＮｉ，ＮＫ＠ＨｏｓｔＢ１で表した外来アドレスＶＡを割り当てられ、この表においてフラグ０はＮＡＴ−ＢおよびローカルアドレスＭＮｉ，ＮＫ＠ＨｏｓｔＢ１経由でインターネットと交信していることを表示する。
ＭＮｉ，ＮＫなどのモバイルノードがネットワーク４２などの外部ネットワークとの交信を開始する場合は、通信信号をそのホームネットワークのＮＡＴ、すなわちこの例ではＮＡＴ−Ｎに送り、通信信号の効率的送信先切換を可能にする。ＭＮのホームネットワークのＮＡＴへの通信信号は、そのＭＮについてのリストに関するＮＡＴのＭＨＤのデータを、フラグフィールドを１に設定し、かつ追加のインターネット接続へのバインディングデータを提供することにより変換させる。このバインディングデータは、割り当てられた外来アドレスＶＡと、ＭＮの移動先のネットワークのＮＡＴのグローバルアドレスとから成る。
モバイルノードＭＮｉ，ＮＫの例については、図４におけるＮＡＴ−ＮのＭＨＤが、フラグ値１、ローカルアドレスＭＮｉ，ＮＫ＠ＨｏｓｔＢ１およびＮＡＴアドレスＮＡＴ−Ｂを反映している。モバイルノードＭＮｉ，ＮＫとの交信を試みる発信ノードは、ＮＡＴ−Ｎ'のＭＨＤのフラグが１に設定されているのでＮＡＴ−Ｎとの間にバインディングを確立できない。その場合、ＮＡＴ−ＮのＭＨＤへのＭＮｉ，ＮＫのエントリーのためのローカルアドレスおよびＮＡＴアドレスで表されるバインディングでバインディングを確立する。次に、例ＮＡＴ−Ｂでは外部ＮＡＴとのバインディングを確立して交信を行う。
外来ＭＮが他のネットワークのホストとの間で接続を確立できない間は、その外来ＭＮはそのＭＮの移動先ネットワークのＮＡＴのＭＨＤに外来アドレスＶＡ識別符号を保持するのが望ましい。なお、そのＶＡはそのＭＮのホームネットワークのＮＡＴのＭＨＤにも反映されている。
外来モバイルノードが移動先の同じネットワークの中のもう一つのホストとの間で接続を確立した場合は、移動先のＮＡＴのＭＨＤに同じＶＡ識別符号を保持するが、新たなローカルアドレスの供給を受ける。その新たなローカルアドレスはその外来ＭＮのＭＨＤ記録のＣＯＡフィールドに蓄積され、移動先ネットワークのＮＡＴはそのＣＯＡデータに基づきそのＭＮに通信信号を導く。その場合、そのＭＮのホームネットワークのＮＡＴのＭＨＤには何ら変更は要らない。例えば、ＭＮｉ，ＮＫがＨｏｓｔＢ１との接続をＨｏｓｔＢ０に切り換えた場合は、ＮＡＴ−ＢのＭＨＤへのＣＯＡエントリーはＭＮｉ，ＮＫ＠ＨｏｓｔＢ１からＭＮｉ，ＮＫ＠ＨｏｓｔＢ０に切り換えられ、ＮＡＴ−ＮのＭＨＤへのエントリーには何ら変更は加えられない。
外来ＭＮとの接続が依然として確立されているか否かを周期的にホストが判定するのが好ましい。ＭＮ移動先のホストが、そのＭＮによる接続の切断およびもう一つのホストとの接続の未確立を判定した場合は、その移動先のホストは上記事実を関連のＮＡＴに送り、そのＮＡＴがその外来ＭＮのエントリーのＣＯＡを零データ状態に変更するようにすることができる。この動作の例を外来ノードＭＮｈ，Ｐｑについてのエントリーで図８に示す。このエントリーは、ＭＮｈ，Ｐｑが外部のホストＢ１と接続されていたが、ネットワーク４２との接続はなくなったことを示している。したがって、図６にはＭＮｈ，Ｐｑとホストとの接続は示されていない。また、上記エントリーは、上記ＭＮが他のホストとの間の接続を確立していないことをＣＮに示す。すなわち、ＣＮは、ＭＮｈ，ＰｑのホームネットワークのＮＡＴのＭＨＤ記録が更新されない場合は、ＭＮのＶＡ、すなわちＭＮｈ，Ｐｑ＠ＨｏｓｔＢ１だけを経由してネットワーク４２に接続されるからである。ＣＮがその際に外来ノードとの交信を試み、そのＭＮのホームホストのＮＡＴにより移動先ネットワークのＮＡＴに照会される場合は、バインディングは確立されず、通話は不成立になる。
ＭＮのホームネットワークのＮＡＴがそのＭＮについてのバインディング情報を一つの外部ＮＡＴからもう一つのＮＡＴに変更する通信信号を受けた場合は、そのＭＮのそのＮＡＴのネットワークへの移動がもはやないことを表すメッセージを第１の外来ＮＡＴに送って、外来ノードの記録を第１のＮＡＴのＭＨＤから削除できるようにするのが好ましい。そのようなメッセージを、ＭＮが他のネットワークへの移動ののちにそのＭＮのホームネットワークに戻る場合にも送るのが好ましい。
ＣＮはＭＮの現在位置を把握する必要はない。ＭＮのホームアドレス（ＨＡ）およびホームネットワークのグローバルアドレスに基づく静的デフォルトバインディングをＣＮが把握していれば十分である。この構成により、グローバルインターネット経由で多量の登録メッセージを送る必要がなくなる。
ＭＨＤとＮＡＴとの強固な結合は、ＩＰデータパケットをまずホームネットワークに送る必要がないことを意味する。パケットはＭＮが現在位置する外部ネットワークに直接にトンネル転送できる。これによって、三角ルーティング問題を回避できる。
複数の外部ネットワーク（ＦＮ）を跨いでローミングするＭＮの微小移動度プロトコルは、ＭＮのホームネットワークのＮＡＴとのバインディングの確立を試みるＣＮのＮＡＴから始まる。ＭＮのホームネットワークのＮＡＴのＭＨＤのステータスビットが１である場合はそのプロセスは不首尾に終わる。すなわち、ＭＮがホームネットワーク（ＨＮ）に現在のところ位置しておらずＦＮに位置していることを示す。ＦＮはＭＮにＶＡを割り当て、そのＶＡはＦＮの静的グローバルアドレスとともにＭＮのホームネットワークのＮＡＴのＭＨＤに蓄積される。そのバインディングデータをＣＮのＮＡＴに返送し、そのＣＮのＮＡＴはＦＮのＮＡＴとのバインディングを確立する。このプロトコルの残余の部分は、ＭＮがホームネットワーク中のホストと接続された場合と同様に進行する。
ＣＮとの交信中にＭＮが一つの外部ネットワークＦＮ１からもう一つのネットワークＦＮ２に移動した場合、ＦＮ１との接続をＭＮが喪失すればＦＮ１のＭＨＤにおけるＭＮについてのエントリーは０、ＮＵＬＬ、ＮＵＬＬに設定されることが好ましい。次に、ＭＮがもう一つのネットワークＦＮ２に移動した場合は、ＭＮは、ＦＮ２のＮＡＴ、すなわちＮＡＴ−ＦＮ２と接続したホストＨｏｓｔ２経由でＦＮ２と交信する。そのＭＮにはＭＮ＠Ｈｏｓｔ２のＶＡを割り当て、ＮＡＴ−ＦＮ２のＭＨＤにおけるそのＶＡについてのエントリーを０、ＭＮ＠Ｈｏｓｔ２、ＮＵＬＬに設定する。このバインディングデータ（ＭＮ＠Ｈｏｓｔ２，ＮＡＴ−ＦＮ２）をＭＮのホームネットワークのＮＡＴおよびＣＮのＮＡＴに送る。ＣＮのＮＡＴとＮＡＴ−ＦＮ２との間には新たなバインディングを確立する。このプロトコルの残余の部分は上述のとおり進行する。
ＣＮとの交信中にＭＮが外部ネットワークＦＮ１からホームネットワークＨＮに戻った場合は、ＦＮ１のＮＡＴのＭＨＤの中のＭＮについてのエントリーは、ＭＮがＦＮ１との接続を喪失すれば０、ＮＵＬＬ、ＮＵＬＬに設定されることが好ましい。次にＭＮがそれ自身のＨＮに移動する場合は、ＭＮは、ＨＮのＮＡＴ、すなわちＮＡＴ−ＨＮに接続したホストＨｏｓｔＨＮ経由でそのＨＮと交信する。ＨｏｓｔＨＮはＭＮのホームホスト、すなわちＨｏｓｔＨｏｍｅであり得るとともにそうでない場合もあり得る。ＭＮは、そのＭＮのＨＮのＮＡＴのＭＨＤにＭＮ＠ＨｏｓｔＨｏｍｅのそれ自身のＨＡについてのデータ記録を有する。そのデータ記録は、次に、関連データフィールドを０，ＭＮ＠ＨｏｓｔＨＮ、ＮＵＬＬに設定するように変更させるのが好ましい。このバインディングデータ（ＭＮ＠ＨｏｓｔＨｏｍｅ，ＮＡＴ−ＨＮ）をＣＮのＮＡＴに送る。ＣＮのＮＡＴとＮＡＴ−ＨＮとの間に新たなバインディングを確立する。次に、このプロトコルの残余の部分が上述のとおり進行する。
上述の場合におけるＣＮのＮＡＴは通常はＣＮのホームネットワークのＮＡＴである。しかし、ＣＮがＦＮに移動してきたＭＮである場合は、そのＣＮのＮＡＴはその移動先ＦＮのＮＡＴである。
上記以外の変形や改変が本発明の範囲内で可能であることは当業者に認識されよう。
インターネットと関連づけたモバイルネットワークのアーキテクチャおよびトポロジーの概略図。 この発明によるアクセスルータのノード位置表の説明図。 従来のインターネットデータグラムの概略図。 この発明によるインターネット制御メッセージプロトコル（ＩＣＭＰ）フォーマットの説明図。 この発明によるユーザデータプロトコル（ＵＤＰ）メッセージ送信フォーマットの説明図。 この発明の第２の実施例に適用可能なインターネットと関連づけたモバイルネットワークのアーキテクチャおよびトポロジーの概略図。 従来のインターネット通信信号バインディングの説明図。 この発明による図６のネットワークアドレス置換ルータ（ＮＡＴ）の一つのモバイル−ホームデータベース（ＭＨＤ）の一部を示す図。 この発明による図６のネットワークアドレス置換ルータ（ＮＡＴ）の一つのモバイルーホームデータベース（ＭＨＤ）の一部を示す図。
符号の説明
１０、２０ 私設ネットワーク（ホームサブネットワーク）
３０ ノード位置表
４０、４２、５０ 私設ネットワーク

Claims (5)

  1. ネットワークについての固有のグローバルアドレスを持つネットワークアドレス置換ルータ（ＮＡＴ）を識別し、かつ自らが複数のモバイルノード（ＭＮ）に対してデータを通信することができるサービス領域を有する少なくとも一つのホストを有するネットワークのためのネットワークアドレス置換ルータ（ＮＡＴ）であって、デフォルトバインディングで識別された各モバイルノード（ＭＮ）は、ホームネットワーク内のホームホストのローカルアドレスと前記ホームネットワークのグローバルアドレスとを含み、
    前記ＮＡＴは、ローカルアドレスと、グローバルアドレスと、ホームまたはホーム外の表示とを示すデータレコードにＭＮについての現在のバインディング情報を格納するように構成されたモバイルホームデータベース（ＭＨＤ）を備え、
    前記ＭＨＤは、前記ＭＮの現在のホストのローカルアドレスと、前記ＮＡＴのネットワークのグローバルアドレスと、ホームの表示とを示すデータレコードであって、前記ＮＡＴのネットワーク内のホストとの現在のバインディングを有するＭＮについてのデータレコードを格納するように構成され、
    前記ＭＨＤは、前記ＭＮの現在のホストのローカルアドレスと、前記ＭＮの現在のホストに関連付けられるネットワークのグローバルアドレスと、ホーム外の表示とを示すデータレコードであって、前記ＮＡＴのネットワーク内のホームホストのローカルアドレスを有し、かつ前記ＮＡＴのネットワーク外のホストとの現在のバインディングを有するＭＮについてのデータレコードを格納するように構成されていることを特徴とするネットワークアドレス置換ルータ（ＮＡＴ）。
  2. 前記ＭＨＤのレコードは各々、ＭＮの識別フィールドと、ローカルアドレス情報を格納する２４ビットのローカルアドレスフィールドと、グローバルアドレス情報を格納する２４ビットのグローバルアドレスフィールドと、１ビットの位置フィールドとを含むことを特徴とする請求項１に記載のネットワークアドレス置換ルータ（ＮＡＴ）。
  3. 前記ＭＨＤは、前記ＮＡＴのネットワークのグローバルアドレスを指し示すデータレコード内の２４ビットのグローバルアドレスフィールドにＮＵＬＬのアドレス値を格納し、ホームまたはホーム外の表示としてデータレコード内の１ビットの位置フィールドに１または０を格納するように構成されることを特徴とする請求項２に記載のネットワークアドレス置換ルータ（ＮＡＴ）。
  4. 固有のインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスと、自らが複数のモバイルノード（ＭＮ）に対してデータを通信する地理的アクセス範囲を有するアクセスルータ（ＡＲ）であって、各モバイルノード（ＭＮ）はホームアクセスルータ（ＡＲ）に関連づけられており、
    前記アクセスルータ（ＡＲ）は、ＭＮの識別子およびＡＲのＩＰアドレスを示すデータレコードにＭＮの現在の位置情報を格納するように構成されたノード位置表（ＮＬＴ）を有し、
    前記ＮＬＴは、ＭＮの識別子および前記ＡＲのＩＰアドレスを示すデータレコードであって、ホームＡＲとしての前記ＡＲを有しており、前記ＡＲと直接通信するＭＮについてのデータレコードを格納するように構成されており、
    前記ＮＬＴは、ＭＮの識別子および異なるＡＲのＩＰアドレスを示すデータレコードであって、ホームＡＲとしての前記ＡＲを有しており、異なるＡＲと直接通信するＭＮについてのデータレコードを格納するように構成されることによって、ホームＡＲとしての前記ＡＲを有する各ＭＮは、前記ＡＲのアクセス範囲の外側、つまり他のＡＲのアクセス範囲内の位置に移動可能であり、その現在の位置である他のＡＲのＩＰアドレスを前記ＡＲに対して通信することによって他のＡＲを介してデータを受信し、
    前記ＡＲは、ホームＡＲとしての前記ＡＲを有しており、他のＡＲと直接通信するＭＮとのデータ通信についての、発信ノード（ＣＮ）によるクエリに応答するように構成され、ホームＡＲとしての前記ＡＲを有しており、異なるＡＲと直接通信するＭＮとのデータ通信についての、発信ノード（ＣＮ）からのクエリに応答して、前記ＡＲは、前記ＮＬＴのＭＮを識別するレコードから異なるＡＲのＩＰアドレスを前記ＣＮに送信することを特徴とするアクセスルータ（ＡＲ）。
  5. 前記ＮＬＴのレコードは各々、ＭＮの識別フィールドとＩＰアドレスフィールドとを含むことを特徴とする請求項４に記載のアクセスルータ（ＡＲ）。
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