JP2008289110A - ネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化するシステム、アクセスゲートウェイ、ホームエージェント、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化する。
【解決手段】本発明は、２つの通信ホストの間の送受信経路を削減するために、２つの通信ホストの間のデータフローが常にホームエージェントに転送される必要をなくし、移動端末の負荷をかけずに、アクセスゲートウェイ（ＡＧＷ）およびホームエージェント（ＨＡ）のようなネットワーク構成要素の間のシグナリング、アクセスゲートウェイおよびホームエージェントにおけるバインディングキャッシュ、バインディングクエリ／応答、リング型／バス型／メッシュ型のトポロジー、局所化されたマルチキャストを用いて通信経路を最適化する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＰＭＩＰ（Proxy Mobile IP（プロキシモバイルＩＰ））といったネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化するシステム、アクセスゲートウェイ、ホームエージェント、およびプログラムに関する。

無線サービスプロバイダ（Wireless Service Provider (WISP)）は、ローミングするユーザに安全かつシームレスな接続性を提供しようと努力している。遅延およびパケット損失のために移動端末が繰り返しのハンドオフを余儀なくされると、通信品質は劣化する。ハンドオフの間に、遅延およびパケット損失を引き起こすもととなるディスカバリ、設定、認証、セキュリティアソシエーション、バインディングアップデート（binding update（ＢＵ））、メディアリダイレクトのようないくつかの遷移イベントが存在する。このようなハンドオフの各構成要素についていくつかの最適化方式が開発されている。現在、ＭＩＰ（Mobile IP）ｖ４、ＭＩＰｖ６、ＨＩＰ（Host Identity Protocol）、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）、および、ＦＭＩＰ（Fast Handoffs for Mobile IP）ｖ６のようなそれらの高速な変形、および、これらのハンドオフイベントを管理するために使用することが可能な局所的ＭＩＰｖ４（regional MIPv4）、等の異なるレイヤにおけるいくつかの種類のモビリティプロトコルが存在する。これらのモビリティプロトコルは、１つの接続点からもう１つの接続点への移動端末の接続の変更の間のパケット損失およびハンドオフ遅延を削減することを意図している。
なお、従来技術として非特許文献１、２が知られている。
"Mobility Support in IPv6", RFC3775, 2004 "draft-ietf-netlmm-proxymip6-00.txt", IETF-draft, 2007

しかし、移動端末の移動がドメイン内に限られ、かつ通信ホストが遠く離れているとき、または、両方の通信ホストがホームドメインから離れているとき、これらのモビリティプロトコルはあまり適切ではない。移動端末の移動が特定のドメインに限られるとき、バインディングアップデートによる遅延およびメディア伝送による一方向遅延を削減するために、各種のローカルモビリティ管理プロトコルが設計されてきた。これらは、セルラーＩＰ、ＨＡＷＡＩＩ（Handoff-Aware Wireless Access Internet Infrastructure）、ＩＤＭＰ（Intra-Domain Mobility Protocol）、ＨＭＩＰ（Hierarchical Mobile IP）ｖ６等である。ＰＭＩＰは、時間がかかるバインディングアップデートによる遅延を削減するために寄与する局所化されたモビリティプロトコルであるが、移動端末から多くの負荷を取り除き、ネットワーク内のアクセスゲートウェイ（例えば、ＰＭＡ（Proxy Mobility Agent（プロキシモビリティエージェント））の機能が実装されたアクセスルータまたはエッジルータ）にその負荷をかける。ＰＭＡは、移動端末に代わってＨＡ（Home Agent（ホームエージェント））にバインディングアップデートを送信する。各移動端末は、新たなＰＭＡ（Proxy Mobility Agent）にハンドオーバーするまで、あるＰＭＡに接続している。ＰＭＩＰは、他のグローバルモビリティプロトコルと比較して最適化を提供するが、経路最適化のようなある部分における改善を依然として必要とする。経路最適化は、通信ホスト間の探索距離を削減することによって２つの通信する移動端末の間のメディア伝送による遅延を削減する。本発明は、ドメイン内およびドメイン間の移動のためにＰＭＩＰの有効性をさらに向上させるＰＭＩＰのための経路最適化方式を提供する。

本発明は、ローカルモビリティおよびグローバルモビリティの両方をサポートし、シームレスな通信を提供する。モビリティ最適化方式は、リアルタイム通信のサービス品質を向上させるように、ハンドオフ遅延、パケット損失、一方向パケット遅延を削減する。移動端末のハンドオフの間のシグナリングアップデートを制限し、移動ホストの負荷を減少させるために、いくつかのローカルモビリティ管理プロトコルが規定される。ローカルモビリティ管理プロトコルは、移動端末の移動がドメイン内に限られるときモビリティを管理するために使用される。
ＰＭＩＰは現在規定されているそのようなローカルモビリティプロトコルの１つである。しかし、データは依然としてローカルなモビリティエージェントを介して送受信しなければならないので、現在の形態のＰＭＩＰは、経路最適化の難点がある。移動端末がドメイン間のハンドオフに従うとき、この問題は拡大し、ＭＩＰｖ６を用いずに連続性を管理するための唯一のモビリティプロトコルとしてＰＭＩＰが使用される。

本発明は、２つの通信ホストの間の送受信経路を削減するために、２つの通信ホストの間のデータフローが常にホームエージェントに転送される必要をなくし、最適化された経路をとるように、いくつかの経路最適化方式を提案する。提案される経路最適化方式は、望ましい最適化方式を提供するために、移動端末の負荷をかけずに、ＰＭＡおよびＨＡのような基礎を成すネットワーク構成要素の間のシグナリング、ＰＭＡおよびＨＡにおけるバインディングキャッシュ、バインディングクエリ（query（問合せ））／応答、および、リング／バス／メッシュのトポロジー、局所化されたマルチキャストを用いる。提案される最適化方式は、ローカルモビリティ（ドメイン内）およびグローバルモビリティ（ドメイン間）の両方に適用することができ、従って、ＰＭＡに接続する通信端末の間のデータの一方向遅延を削減する。ＰＭＩＰを配備する無線キャリアおよびサービスプロバイダは、ハンドオフ前後のパケットの一方向遅延を減少させることによってリアルタイム通信のためのより良いサービス品質を提供することが可能である。これらの経路最適化方式は、一方向遅延を減少させたリアルタイム通信を提供することを計画する無線サービスプロバイダによって使用することが可能である。ネットワークアーキテクチャおよび利用シナリオに基づいて、これらの経路最適化方式の１つまたは複数を使用することが可能である。

本発明の第１の態様によるアクセスゲートウェイは、接続した移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報をホームエージェントに送信する手段と、前記ホームエージェントから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶し、受信前に記憶していた情報に含まれるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記受信した情報を送信する手段と、他のアクセスゲートウェイから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶する手段と、移動端末からデータを受信すると、前記記憶した情報の中に宛先とする移動端末のアドレスを含む情報が存在すれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、存在しなければ、前記ホームエージェントに前記データを転送する手段と、前記ホームエージェントからデータを受信すると、宛先とする移動端末に前記データを転送する手段と、他のアクセスゲートウェイからデータを受信すると、前記記憶した情報の中に宛先とする移動端末のアドレスを含む情報が存在すれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、存在しなければ、宛先とする移動端末に前記データを転送する手段と、を備える。
また、本発明の第１の態様によるホームエージェントは、アクセスゲートウェイから、接続した移動端末のアドレスと該アクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶し、該情報に含まれる移動端末のアドレスが受信前に記憶していた情報に含まれる場合は、該受信前に記憶していた情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記受信した情報を送信する手段と、アクセスゲートウェイからデータを受信すると、該アクセスゲートウェイに、宛先とする移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を送信するとともに、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する手段と、を備える。

本発明の第２の態様によるアクセスゲートウェイは、移動端末からデータを受信すると、宛先とする移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を記憶していれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、記憶していなければ、宛先とする移動端末のアドレスを含むクエリを予め定められた複数のアクセスゲートウェイに送信する手段と、他のアクセスゲートウェイから送信されたクエリを受信すると、該クエリに含まれる移動端末のアドレスを有する移動端末が接続していれば、該移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報を含む応答を送信する手段と、他のアクセスゲートウェイから前記クエリに対する応答を受信すると、該応答に含まれる移動端末のアドレスとアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を記憶し、前記応答に含まれるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する手段と、を備える。

本発明の第３の態様によるアクセスゲートウェイは、ホームエージェントおよび他のアクセスゲートウェイとリング型またはバス型またはメッシュ型の伝送路を介して接続され、自己に接続している移動端末からデータを受信すると、該データを前記伝送路に送出する手段と、前記伝送路から自己に接続している移動端末を宛先とするデータが到達すると、該データを取り出して宛先とする移動端末に転送する手段と、を備える。

本発明の第４の態様によるアクセスゲートウェイは、接続した移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報をホームエージェントに送信する手段と、前記ホームエージェントから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶する手段と、移動端末からデータを受信すると、前記記憶した情報の中で宛先とする移動端末のアドレスを含む情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する手段と、他のアクセスゲートウェイからデータを受信すると、宛先とする移動端末に前記データを転送する手段と、を備える。
また、本発明の第４の態様によるホームエージェントは、アクセスゲートウェイから、接続した移動端末のアドレスと該アクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信すると、該情報を予め定められた複数のアクセスゲートウェイにマルチキャストする手段を備える。

ネットワーク主導型移動管理プロトコルを用いたネットワークにおいて経路最適化を行うことができる。すなわち、モバイルＩＰを用いる場合のように端末にプロトコルスタックを配置することなく、データの経路最適化を行うことができる。

移動端末におけるモビリティスタックに大きく依存するＭＩＰおよびＳＩＰのようなグローバルモビリティプロトコルに関する欠点を回避し、局所化されたモビリティドメインのための移動性を最適化するために、ＮＥＴＬＭＭ（network-based localized mobility management）ワーキンググループが作られた。ＮＥＴＬＭＭワーキンググループは、バインディングアップデートをするためにホストへの依存を回避し、かつ移動端末がドメイン内を移動するときにシグナリングアップデートを制限する、局所化されたモビリティプロトコルを設計するためのガイドラインを概説したドキュメントＲＦＣ４８３２、ＲＦＣ４８３１、ＲＦＣ４８３０を作成した。

現在、ネットワーク制御されるローカルモビリティおよびＰＭＩＰｖ６のようないくつかの候補のプロトコルが議論されている。これらのプロトコルはローカルモビリティを管理するように設計され、エッジルータにおけるネットワーク構成要素によって制御される。ＰＭＩＰｖ６のようなネットワーク制御されるプロトコルの１つを簡単に説明する。ＰＭＩＰｖ６は、移動端末上のモビリティスタックを使用せず、ＨＡへのバインディングアップデートのようなモビリティ機能の実行を助けるためにエッジルータ上のプロキシを使用する。これらの機能はＰＭＡと呼ばれエッジルータとともに配置することが可能である。ＰＭＡを有する同一ドメイン内で移動端末が移動する限り、移動端末はホームリンクに存在すると認識する。ＰＭＡは、状態なしの自動設定のためにルータアドバタイズメントの一部として正しいモバイルプレフィックスを送信する役割を果たし、または、状態ありの自動設定のためにＤＨＣＰ（dynamic host configuration protocol）リレーエージェントとして動作することも可能である。

図１は、ＰＭＩＰｖ６の動作に関連するネットワーク構成要素を表わす。移動端末が、初期のブートストラップ処理の一部として新たな接続点に接続した後に、または、新たなドメインに移動した後に、指定されたＡＡＡ（Authentication, Authorization, and Accounting）サーバによってアクセスが認証される。この処理の間に、ＰＭＡは移動端末のホームプレフィックスに固有なＰＭＡのアドレスを用いて、ＨＡにバインディングアップデートを送信する。この処理は、既存のトンネルなしでＨＡと各ＰＭＡとの間にトンネルをセットアップすることを助ける。移動端末は、ルータアドバタイズメントに含まれるプレフィックスおよびインタフェースＩＤを用いてそのアドレスを構成し、インタフェースＩＤは、ＰＭＡによって割り当てられるか、または、自身で生成する。移動がドメイン内に限られ、無線サービスプロバイダが移動端末とＨＡとの間にトンネルをセットアップすることによって移動端末のスタックに負荷をかけ過ぎたくないときに、ＰＭＩＰｖ６に基づくモビリティプロトコルが好ましい。このトンネルは、移動端末に余分な処理を付加し、無線区間（移動端末とＰＭＡの間の区間）の帯域は限られているので、望ましくない。

＜ＰＭＩＰ経路最適化方式＞
以下、ＰＭＩＰに基づくモビリティに適用可能ないくつかの経路最適化方式を説明する。図２は、最適化方式を説明するために使用するアーキテクチャの概要を表わし、ＰＭＩＰアーキテクチャの基本的なネットワーク構成を表わす。各ＡＧＷ（アクセスゲートウェイ）は、実際はアクセスルータが用いられ、ＰＭＡのように動作する。ＮＥＴＬＭＭの用語では、ＰＭＡはＭＡＧ（mobility access gateway）、ＨＡはＬＭＡ（localized mobility anchor）に対応する。同様なアーキテクチャは複数のドメインにわたって広げることが可能であり、各ドメインにはＬＭＡとＭＡＧの組み合わせが設けられる。相互に通信するいくつかの移動端末が存在する。それらは、同一の、または、異なるＰＭＩＰドメインに存在しうる。この特定のシナリオにおいて、ＡＧＷ（ＭＡＧ）の各々に接続する１つの移動端末が存在する。例えば、ＭＮ１はＡＧＷ１に接続し、ＭＮ２はＡＧＷ２に接続している。ＭＮ２はＭＮ１との通信を確立し、そしてＡＧＷ３にハンドオーバーする。デフォルトで、ハンドオーバー前にＭＮ１とＭＮ２との間の通信をＡＧＷ１、ＨＡ、ＡＧＷ２を介して行い、ハンドオーバー後にＡＧＷ３を介して行う。ＨＡがＡＧＷから離れ過ぎて配置されると、移動端末の間で送受信されるデータについてかなりの一方向遅延が存在する。従って、データの送受信に関連する経路を削減することが望ましい。

＜アプローチ１：ＨＡ（ＬＭＡ）およびＡＧＷ（ＭＡＧ）におけるバインディングキャッシュエントリ＞
図３は最適化方式の１つに関し、ＨＡ（ＬＭＡ）およびＡＧＷ（ＭＡＧ）においてバインディングキャッシュエントリを利用する基本的な最適化手順を説明する。
まず、ＭＮ１からＭＮ２への経路最適化を説明する。ハンドオーバーが発生する前に、ＭＮ１はＡＧＷ１に接続し、そしてＡＧＷ１（ＰＭＡ１）はＭＮ１に代わってＨＡに登録を行うためのバインディングアップデート（Proxy-BU(MN1, AGW1)）を送信する。このバインディングアップデートを受信したＨＡは、ＭＮ１とＡＧＷ１をマッピングするキャッシュエントリを保持する（ＭＮ１とＡＧＷ１を対応付ける情報を記憶手段に記憶する）。同様に、ＭＮ２はＡＧＷ２（ＰＭＡ２）に接続し、ＡＧＷ２はＭＮ２に代わってＨＡに登録を行うためのバインディングアップデート（Proxy-BU(MN2, AGW2)）を送信する。このバインディングアップデートを受信したＨＡは、ＭＮ２とＡＧＷ２をマッピングするキャッシュエントリを保持する。
次に、最適化手順を示す。ＭＮ１からＭＮ２への最初のパケットはＨＡにトンネルされる。ＨＡはこのパケットを受信すると、ＡＧＷ２に転送すべきであると認識するとともに、ＡＧＷ２がＭＮ２のための接続ＰＭＡであることを通知するバインディングアップデート（Proxy-BU(MN2, AGW2)）をＡＧＷ１に送信する。このバインディングアップデートを受信したＡＧＷ１は、ＭＮ２とＡＧＷ２をマッピングするキャッシュエントリを保持する。なお、ＨＡが受信したパケットは、ＨＡからＡＧＷ２に転送され、ＡＧＷ２からＭＮ２に転送される。
従って、ＭＮ１から送信されＭＮ２を宛先とする続く任意のパケットは、ＨＡに転送される代わりにＡＧＷ１によって横取りされＡＧＷ２に転送される。パケットの経路はＭＮ１→ＡＧＷ１→ＨＡ→ＡＧＷ２→ＭＮ２ではなく、ＭＮ１→ＡＧＷ１→ＡＧＷ２→ＭＮ２となる。これによってＭＮ１からＭＮ２へのデータパケットの経路を最適化する。

図４は、バインディングキャッシュエントリに基づくアプローチを用いてＭＮ２からＭＮ１への最適化されたデータ経路を表わす。この手順は、図３を参照して説明したのと同様であり、ＨＡは、最適化手順の間に、ＭＮ１、ＡＧＷ１をパラメータとして含むバインディングアップデート（Proxy-BU(MN1, AGW1)）をＡＧＷ２に送信する。このバインディングアップデートを受信したＡＧＷ２は、ＭＮ１とＡＧＷ１をマッピングするキャッシュエントリを保持する。従って、この場合、ＭＮ２から送信されＭＮ１を宛先とするデータ経路は最適化される。

図５は、ＭＮ２がＡＧＷ３のような新たなＰＭＡにハンドオーバーした後の最適化手順およびＭＮ１からＭＮ２への最適化された経路を表わす。この場合において、ＭＮ２はＡＧＷ３に接続し、ＡＧＷ３はＨＡにバインディングアップデート（Proxy-BU(MN2, AGW3)）を送信する。このバインディングアップデートを受信したＨＡは、ＭＮ２とＡＧＷ３をマッピングするキャッシュエントリを保持する。また、ＨＡは、このバインディングアップデートを受信する前に、図３を参照して説明した通り、ＭＮ２とＡＧＷ２をマッピングするキャッシュエントリを保持していたので、ＭＮ２がＡＧＷ２の配下ではなくＡＧＷ３の配下に存在することを通知するため、ＡＧＷ２にバインディングアップデート（Proxy-BU(MN2, AGW3)）を送信する。
このバインディングアップデートを受信したＡＧＷ２は、ＭＮ２とＡＧＷ３をマッピングするキャッシュエントリを保持する。また、ＡＧＷ２は、図４を参照して説明した通り、ＭＮ１とＡＧＷ１をマッピングするキャッシュエントリを保持しているので、ＭＮ２がＡＧＷ３の配下に存在することを通知するため、ＡＧＷ１にバインディングアップデート（Proxy-BU(MN2, AGW3)）を送信する。従って、ＡＧＷ１およびＡＧＷ２はＭＮ２が現在ＡＧＷ３に接続していることを認識する。
この手順の間に、例えば図５に示すように、ＡＧＷ２がＨＡからProxy-BU(MN2, AGW3)を受信した後、かつ、ＡＧＷ２がＡＧＷ１にProxy-BU(MN2, AGW3)を送信する前に、ＭＮ１から送信されＭＮ２を宛先とするデータがＡＧＷ１に到達すると、ＡＧＷ１は、ＭＮ２とＡＧＷ２をマッピングするキャッシュエントリを保持しているので、データをＡＧＷ２に転送する。ＡＧＷ２は、ＭＮ２とＡＧＷ３をマッピングするキャッシュエントリを保持しているので、そのデータをＡＧＷ３に転送する。最後にＡＧＷ３はそのデータをＭＮ２に転送する。

図６は、ハンドオーバー後におけるＭＮ２から送信されＭＮ１を宛先とするデータの経路最適化手順を表わす。最適化手順は、図３を参照して説明したのと同様である。経路最適化が終了した後、ＭＮ２から送信されＭＮ１を宛先とするデータはＡＧＷ３によって取り出されてＡＧＷ１に送信され、ＡＧＷ１によってＭＮ１に送信される。経路最適化手順の間に、最初のパケットはＨＡを介してルーティングされるが、わずかな遅延しか受けない。
従って、これらの方式はＨＡからＡＧＷへの余分な経路を回避し、１つのＡＧＷ（ＰＭＡ）からもう１つのＡＧＷ（ＰＭＡ）にトラフィックを転送する。しかし、この場合、最初のパケットの経路は最適化されない。

＜アプローチ２：バインディングクエリアプローチ＞
第２のアプローチはバインディングクエリアプローチを使用し、パケットは、ＨＡにルーティングされる代わりに、宛先端末のための適切なＰＭＡ（ＭＡＧ）に送信される。図７は、データ経路を最適化するためにバインディングクエリに基づくアプローチを使用する例を表わす。

図７において、目的とする移動端末がＡＧＷの１つに接続している場合、そのＡＧＷを発見するためにＡＧＷ１が隣接するＡＧＷにどのように問い合わせるかを表わす。例えば、このシナリオにおいて、ＭＮ１から送信されＭＮ２を宛先とするパケットがＡＧＷ１に到達すると、ＡＧＷ１は、隣接するＡＧＷであるＡＧＷ２とＡＧＷ３の両方にクエリ（Binding Query(MN2)）を送信する。ＭＮ２はＡＧＷ２に接続しているので、ＡＧＷ２はバインディング応答（Binding Reply(MN2, AGW2)）を送信する。このバインディング応答において、ＭＮ２のアドレスとＡＧＷ２のアドレスを送信する。ＡＧＷ１は、ＭＮ２とＡＧＷ２をマッピングするキャッシュエントリを保持する。そして、ＡＧＷ１はデータをＨＡに転送する代わりに直接にＡＧＷ２に転送する。
従って、バインディングクエリおよびバインディング応答のために最初のパケットについてわずかな遅延が存在する。しかし、ＭＮ２を宛先とする続く任意のデータについて、ＡＧＷ１はクエリを送信する必要がなく、そのキャッシュエントリを探索してデータをＡＧＷ２に転送し、ＡＧＷ２はそのデータをＭＮ２に転送する。ＡＧＷ１は、ＡＧＷのリストを用いてクエリをユニキャストするか、または、局所的なマルチキャストアドレスを用いてクエリをマルチキャストすることが可能である。

同様な手順は、ＭＮ２から送信されＭＮ１を宛先とするパケットについて発生する。アプローチ１と比較して、この場合、経路探索のために遅延を受け得るが、最初のパケットは経路最適化される。しかし、この方法はＡＧＷ間に、より多くのシグナリングを導入する。ＡＧＷ間のシグナリングメッセージの数を削減するために局所的なマルチキャストを活用することが可能である。

＜アプローチ３：リング型、バス型、メッシュ型の手法＞
この手法は、データが実際にＨＡに到達する前に、１つの移動端末から送信されもう１つの移動端末を宛先とするデータが各々のＡＧＷ（ＭＡＧ）を通して流れることを仮定する。特定の宛先移動端末のための接続点に応じて、データはその特定のＡＧＷ（ＭＡＧ）において取り出される。図８は、ＰＭＩＰ経路最適化を与えることが可能なネットワーク構成を表わし、リング、バス、メッシュの３つのトポロジーのネットワーク構成を表わす。例えば、ＭＮ１から送信されＭＮ２を宛先とする、または、ＭＮ２から送信されＭＮ１を宛先とするデータトラフィックがリングトポロジーの伝送路を介して送受信される場合、リング型の通信技術で用いられるデータの送出／取り出し（add/drop）方式を活用することが可能である。

図９は、リング型に接続されたＡＧＷおよびＨＡ（図８（ａ））の各々を介してデータがどのように流れるかを表わし、特定の移動端末が必要とするデータは、その移動端末のための接続ＡＧＷにおいて取り出される。例えば、ＭＮ２を宛先とするデータは、ＨＡに転送されることなく、ＡＧＷ２において取り出され、ＭＮ２に転送される。同様に、移動端末がＡＧＷ３にハンドオーバーした後、ＡＧＷ３はＭＮ２についての接続点となる。従って、ＡＧＷ３を宛先とする任意のデータは、ＨＡに転送されることなく、今度はＡＧＷ３において取り出される。ＡＧＷ３はＭＮ２についての現在の接続点であるので、ＡＧＷ３はこのパケットをＭＮ２に転送する。これは、リング型ネットワークの概念、および、データの送出／取り出し方式に従い、経路最適化を提供する。ＡＧＷの間の追加のシグナリングトラフィックがない、ＭＮのハンドオーバーの間のシグナリングトラフィックがない、ＡＧＷにおいて他の移動端末についてのバインディングキャッシュエントリ（ＢＣＥ）がない、等の多くの利点を与える。しかし、この方式の最良の効果を得るために、ブロードキャストまたはマルチキャスト機能を有するネットワークを使用すべきである。障害に強いリング型のネットワークがおそらく最善のアプローチである。

＜アプローチ４：ＡＧＷにバインディングキャッシュをマルチキャストする＞
各移動端末がＡＧＷに接続すると、それぞれのＡＧＷはＨＡにバインディングアップデート（Proxy-BU(MN1, AGW1), Proxy-BU(MN2, AGW2), 等）を送信する。従って、任意の時点で、ＨＡは、ＭＮとそれぞれのＡＧＷ（ＰＭＡ）をマッピングするバインディングキャッシュエントリを保持する。ＨＡはローカルドメインに存在するので、それぞれのＭＮのための接続点として動作するすべてのＡＧＷ（ＰＭＡ）に、そのバインディングキャッシュをマルチキャストすることが可能である。そのドメインの配下に存在するＡＧＷ（ＰＭＡ）と通信するために局所的な範囲に基づくマルチキャストを使用することが可能である。この方法において、隣接するＡＧＷは、常に、予め、転送のためのキャッシュエントリを有する。従って、ＭＮ１から送信されＭＮ２を宛先とするデータがＡＧＷ１（ＰＭＡ１）に到達すると、ローカルキャッシュを探索し、ＭＮ２の接続点であるＡＧＷ２（ＰＭＡ２）にトラフィックを転送することが可能である。図１０はそのような例を表わす。この場合において、ＡＧＷにマルチキャストされたバインディングアップデートによってＡＧＷが更新されるので、最初のデータパケットも最適化経路を通してルーティングされる。より多数の移動端末がＡＧＷに接続する場合、ＨＡにおいてバインディングキャッシュが更新されると、ＨＡは局所化されたマルチキャストによってＡＧＷを更新する。

本発明は、ネットワーク主導型移動管理プロトコルを採用した移動体ネットワークにおいて利用することができる。

ＰＭＩＰｖ６の動作に関連するネットワーク構成要素を表わす。 ＰＭＩＰアーキテクチャの基本的なネットワーク構成を表わす。 ＨＡ（ＬＭＡ）およびＡＧＷ（ＭＡＧ）においてバインディングキャッシュエントリを利用する最適化方式を表わす。 バインディングキャッシュエントリに基づくＭＮ２からＭＮ１への最適化されたデータ経路を表わす。 新たなＡＧＷ（ＰＭＡ）にハンドオーバーした後の最適化手順および最適化経路を表わす。 ハンドオーバー後におけるＭＮ２から送信されＭＮ１を宛先とするデータの経路最適化手順を表わす。 データ経路を最適化するためにバインディングクエリに基づく例を表わす。 ＰＭＩＰ経路最適化を与えることが可能なリング型、バス型、メッシュ型のトポロジーの３つのネットワーク構成を表わす。 リング型に接続されたＡＧＷおよびＨＡの各々を介してデータがどのように流れるかを表わす。 バインディングキャッシュのマルチキャストにより最適化されたデータ経路を表わす。

符号の説明

ＡＧＷ・・・アクセスゲートウェイ、ＣＮ・・・通信相手端末、ＨＡ・・・ホームエージェント、ＭＮ・・・移動端末

Claims (14)

1. ネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化するアクセスゲートウェイおよびホームエージェントを備えるシステムであって、
   前記アクセスゲートウェイは、
   接続した移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報を前記ホームエージェントに送信する手段と、
   前記ホームエージェントから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶し、受信前に記憶していた情報に含まれるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記受信した情報を送信する手段と、
   他のアクセスゲートウェイから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶する手段と、
   移動端末からデータを受信すると、前記記憶した情報の中に宛先とする移動端末のアドレスを含む情報が存在すれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、存在しなければ、前記ホームエージェントに前記データを転送する手段と、
   前記ホームエージェントからデータを受信すると、宛先とする移動端末に前記データを転送する手段と、
   他のアクセスゲートウェイからデータを受信すると、前記記憶した情報の中に宛先とする移動端末のアドレスを含む情報が存在すれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、存在しなければ、宛先とする移動端末に前記データを転送する手段と、
   を備え、
   前記ホームエージェントは、
   前記アクセスゲートウェイから、接続した移動端末のアドレスと該アクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶し、該情報に含まれる移動端末のアドレスが受信前に記憶していた情報に含まれる場合は、該受信前に記憶していた情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記受信した情報を送信する手段と、
   前記アクセスゲートウェイからデータを受信すると、該アクセスゲートウェイに、宛先とする移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を送信するとともに、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する手段と、
   を備えるシステム。
2. ネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化するアクセスゲートウェイであって、
   接続した移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報をホームエージェントに送信する手段と、
   前記ホームエージェントから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶し、受信前に記憶していた情報に含まれるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記受信した情報を送信する手段と、
   他のアクセスゲートウェイから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶する手段と、
   移動端末からデータを受信すると、前記記憶した情報の中に宛先とする移動端末のアドレスを含む情報が存在すれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、存在しなければ、前記ホームエージェントに前記データを転送する手段と、
   前記ホームエージェントからデータを受信すると、宛先とする移動端末に前記データを転送する手段と、
   他のアクセスゲートウェイからデータを受信すると、前記記憶した情報の中に宛先とする移動端末のアドレスを含む情報が存在すれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、存在しなければ、宛先とする移動端末に前記データを転送する手段と、
   を備えるアクセスゲートウェイ。
3. ネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化するホームエージェントであって、
   アクセスゲートウェイから、接続した移動端末のアドレスと該アクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶し、該情報に含まれる移動端末のアドレスが受信前に記憶していた情報に含まれる場合は、該受信前に記憶していた情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記受信した情報を送信する手段と、
   アクセスゲートウェイからデータを受信すると、該アクセスゲートウェイに、宛先とする移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を送信するとともに、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する手段と、
   を備えるホームエージェント。
4. ネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化するアクセスゲートウェイであって、
   移動端末からデータを受信すると、宛先とする移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を記憶していれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、記憶していなければ、宛先とする移動端末のアドレスを含むクエリを予め定められた複数のアクセスゲートウェイに送信する手段と、
   他のアクセスゲートウェイから送信されたクエリを受信すると、該クエリに含まれる移動端末のアドレスを有する移動端末が接続していれば、該移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報を含む応答を送信する手段と、
   他のアクセスゲートウェイから前記クエリに対する応答を受信すると、該応答に含まれる移動端末のアドレスとアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を記憶し、前記応答に含まれるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する手段と、
   を備えるアクセスゲートウェイ。
5. ネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化するアクセスゲートウェイであって、
   ホームエージェントおよび他のアクセスゲートウェイとリング型またはバス型またはメッシュ型の伝送路を介して接続され、
   自己に接続している移動端末からデータを受信すると、該データを前記伝送路に送出する手段と、
   前記伝送路から自己に接続している移動端末を宛先とするデータが到達すると、該データを取り出して宛先とする移動端末に転送する手段と、
   を備えるアクセスゲートウェイ。
6. ネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化するアクセスゲートウェイおよびホームエージェントを備えるシステムであって、
   前記アクセスゲートウェイは、
   接続した移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報を前記ホームエージェントに送信する手段と、
   前記ホームエージェントから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶する手段と、
   移動端末からデータを受信すると、前記記憶した情報の中で宛先とする移動端末のアドレスを含む情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する手段と、
   他のアクセスゲートウェイからデータを受信すると、宛先とする移動端末に前記データを転送する手段と、
   を備え、
   前記ホームエージェントは、
   前記アクセスゲートウェイから、接続した移動端末のアドレスと該アクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信すると、該情報を予め定められた複数のアクセスゲートウェイにマルチキャストする手段
   を備えるシステム。
7. ネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化するアクセスゲートウェイであって、
   接続した移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報をホームエージェントに送信する手段と、
   前記ホームエージェントから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶する手段と、
   移動端末からデータを受信すると、前記記憶した情報の中で宛先とする移動端末のアドレスを含む情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する手段と、
   他のアクセスゲートウェイからデータを受信すると、宛先とする移動端末に前記データを転送する手段と、
   を備えるアクセスゲートウェイ。
8. ネットワーク主導型移動管理プロトコルにおける通信経路を最適化するホームエージェントであって、
   アクセスゲートウェイから、接続した移動端末のアドレスと該アクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信すると、該情報を予め定められた複数のアクセスゲートウェイにマルチキャストする手段
   を備えるホームエージェント。
9. アクセスゲートウェイに、
   接続した移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報をホームエージェントに送信する処理と、
   前記ホームエージェントから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶し、受信前に記憶していた情報に含まれるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記受信した情報を送信する処理と、
   他のアクセスゲートウェイから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶する処理と、
   移動端末からデータを受信すると、前記記憶した情報の中に宛先とする移動端末のアドレスを含む情報が存在すれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、存在しなければ、前記ホームエージェントに前記データを転送する処理と、
   前記ホームエージェントからデータを受信すると、宛先とする移動端末に前記データを転送する処理と、
   他のアクセスゲートウェイからデータを受信すると、前記記憶した情報の中に宛先とする移動端末のアドレスを含む情報が存在すれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、存在しなければ、宛先とする移動端末に前記データを転送する処理と、
   を実行させるプログラム。
10. ホームエージェントに、
    アクセスゲートウェイから、接続した移動端末のアドレスと該アクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶し、該情報に含まれる移動端末のアドレスが受信前に記憶していた情報に含まれる場合は、該受信前に記憶していた情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記受信した情報を送信する処理と、
    アクセスゲートウェイからデータを受信すると、該アクセスゲートウェイに、宛先とする移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を送信するとともに、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する処理と、
    を実行させるプログラム。
11. アクセスゲートウェイに、
    移動端末からデータを受信すると、宛先とする移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を記憶していれば、該情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送し、記憶していなければ、宛先とする移動端末のアドレスを含むクエリを予め定められた複数のアクセスゲートウェイに送信する処理と、
    他のアクセスゲートウェイから送信されたクエリを受信すると、該クエリに含まれる移動端末のアドレスを有する移動端末が接続していれば、該移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報を含む応答を送信する処理と、
    他のアクセスゲートウェイから前記クエリに対する応答を受信すると、該応答に含まれる移動端末のアドレスとアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を記憶し、前記応答に含まれるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する処理と、
    を実行させるプログラム。
12. アクセスゲートウェイおよびホームエージェントがリング型またはバス型またはメッシュ型の伝送路を介して接続されたシステムにおけるアクセスゲートウェイに、
    自己に接続している移動端末からデータを受信すると、該データを前記伝送路に送出する処理と、
    前記伝送路から自己に接続している移動端末を宛先とするデータが到達すると、該データを取り出して宛先とする移動端末に転送する処理と、
    を実行させるプログラム。
13. アクセスゲートウェイに、
    接続した移動端末のアドレスと自己のアドレスとを対応付ける情報をホームエージェントに送信する処理と、
    前記ホームエージェントから移動端末のアドレスと該移動端末が接続しているアクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信して記憶する処理と、
    移動端末からデータを受信すると、前記記憶した情報の中で宛先とする移動端末のアドレスを含む情報によって対応付けられるアクセスゲートウェイのアドレスに対して前記データを転送する処理と、
    他のアクセスゲートウェイからデータを受信すると、宛先とする移動端末に前記データを転送する処理と、
    を実行させるプログラム。
14. ホームエージェントに、
    アクセスゲートウェイから、接続した移動端末のアドレスと該アクセスゲートウェイのアドレスとを対応付ける情報を受信すると、該情報を予め定められた複数のアクセスゲートウェイにマルチキャストする処理
    を実行させるプログラム。

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