JP2008289162A - リンク方式間の移行方法及びモバイル・コンピューティング装置 - Google Patents

リンク方式間の移行方法及びモバイル・コンピューティング装置 Download PDF

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Abstract

【課題】異なる接続性・テクノロジーのサービス品質を自動的に送信し、その時々の最良データリンクを使用するためにユーザに意識されること無くシステムを構成する装置及び方法の提供を目的とする。
【解決手段】継続中の通信を行う第１のリンク方式と関連する第１のＭＡＣアドレスは、第１のＩＰアドレスと関係し、移行先となるリンクが選択されたとき、動的結合モジュールは、使用中の第１のＩＰアドレスに動的結合されるＭＡＣアドレスを、第１のＭＡＣアドレスから、選択されたリンクに関連する第２のＭＡＣアドレスに切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線通信の分野に係り、特に、送信側と受信側の間に無線コネクションを維持する技術に関する。
無線通信の分野では、データは、物理的なコネクションを確立すること無く送信側と受信側の間を伝送される。無線通信の一例は、（モバイル・コンピューティング装置、即ち、ＭＣＤのような）送信側によって実行されるコンピュータプログラムと、（ホストコンピュータのような）受信側によって実行されるコンピュータプログラムとの間でのデータ伝送である。このようなデータ通信を実現するため、送信側と受信側の間でプロトコルと規格が実施される。このようなプロトコル及び標準の一つのモデルは、国際標準化機構（ＩＳＯ）によって提唱された開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）である。ＯＳＩモデルは、通信プロトコルを、アプリケーション層、プレゼンテーション層、セッション層、トランスポート層、ネットワーク層及び物理層のようなレイヤに編成する。
有線データ通信と無線データ通信の両方の場合にＯＳＩモデルと共に使用されるネットワーク・プロトコルは、伝送制御プロトコル／インターネット・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）である。
現在、イーサネット（登録商標）、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、赤外線、及び、その他のような多数のネットワーク・リンク・テクノロジーが存在する。ネットワーク・インタフェース・カード（ＮＩＣ）は、ネットワーク・リンク・テクノロジーを実施する。同時（コンカレント）ネットワーク・リンクの特性は、「万能サイズ」の解決手法が存在しないこと、コンピューティング装置は多数のインタフェースが導入されていること、（異なるネットワーク接続環境及び冗長な接続を設けることによって）多数のネットワーク・リンクの選択肢がユーザの接続性を向上させること、並びに、それらはモバイル・コンピューティング装置に重要な機能であること、である。
様々な無線通信テクノロジーが典型的に異なる目的のため開発されている。例えば、ブルートゥース（ＩＥＥＥ ８０２．１５）及び赤外線テクノロジーは、近距離パーソナル通信（１０ｍ未満）を対象とし、一方、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ ８０２．１１、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ）は、中距離通信サービス（１ｋｍ未満）を提供するためのものである。３−Ｇ無線、無線ルータ（即ち、ＦｌａｒｉｏｎによるフラッシュＯＦＤＭラジオ・ルータなど）、及び、衛星無線アクセスのようなその他の無線通信テクノロジーは、かなり広域のサービスエリア（セル）を受け持つ。コスト、性能、並びに、その他の多数の問題のために、モバイル・コンピューティングの世界には、万能サイズの解決手法が存在しないので、多数のテクノロジーが共存する。かくして、接続性に熱心なユーザは、同時に多数のインタフェース・カードを自分のコンピューティング装置に組み込む傾向がある。小型のＰＤＡ装置の場合であっても、赤外線（ＩＲ）ポート、ＰＣＭＣＩＡ若しくはＵＳＢを利用するＮＩＣ、又は、コンパクト・フラッシュ・インタフェースのような多数のネットワーク・インタフェースが存在し得る。各無線通信テクノロジーのサービスエリアは、リンクが通常の動作条件で機能する地理的領域と称される。時折、サービスエリアという用語は、有線リンク・テクノロジーで使用される。その場合、サービスエリアは、ユーザが有線ネットワーク媒体（ケーブル）を自分のコンピュータにプラグインすることができる領域を表す。
図１には、モバイル・コンピューティング装置（ＭＣＤ）１１０がイーサネット（登録商標）１２０に接続されているブロードキャスト・ドメイン１００の一例が示されている。モバイル・コンピューティング装置１１０は、ブルートゥース・ネットワーク・インタフェース・カード（ＮＩＣ）を介して、無線方式でブルートゥース・アクセスポイント１３０に接続され、ブルートゥース・アクセスポイント１３０は、有線イーサネット（登録商標）バックボーン１２０に接続される。モバイル・コンピューティング装置１１０は、８０１．１１ｂネットワーク・インタフェース・カード（ＮＩＣ）を介して、８０２．１１ｂアクセスポイント１４０に無線接続され、８０２．１１ｂアクセスポイント１４０は有線イーサネット（登録商標）に接続される。さらに、モバイル・コンピューティング装置１１０は、１０００ ＢａｓｅＴ規格ＮＩＣを会して、ファイバチャネル１５０に接続され、ファイバチャネル１５０はブリッジ１６０に接続され、ブリッジ１６０はイーサネット（登録商標）１２０に接続される。図１に示されたブロードキャスト・ドメイン１００は、同一サブネット上に多数のリンク・インタフェースを備えたモバイル・コンピューティング装置１１０を含む。
インターネット内のネットワークは、屡々、ルーティング機能及びその他の管理機能を容易に実現するためブロードキャスト・ドメインに組織化される。ブロードキャスト・ドメインはサブセットであり、そのサブセットでは、ブロードキャストＡＲＰメッセージが全てのメンバー・ホストコンピュータに配信される。構造的に、このドメインは、可能であれば、基礎となるリンク・テクノロジーが異なるブロードキャスト媒体の多数のセグメントを含む。単一の各放送セグメントを介して、ネットワーク媒体によって搬送されるデータフレームは、セグメントに付随する全てのホストによって受信され得る。これらのセグメントは、より広いブロードキャスト・セグメントを形成するため、リピータ、ハブ（マルチポート・リピータ）、及び、スイッチのような装置を介して一つに接続され得る。これらのより大きいブロードキャスト・セグメントは、ブロードキャスト・ドメインを形成するため、（ＩＥＥＥ ８０２．１Ｄによって規定されるＭＡＣブリッジ、及び、ＩＥＥＥ ８０２．１Ｑによって規定される仮想ＬＡＮ若しくはＶＬＡＮのようなＩＥＥＥ ８０２．１規格の変形を含む）様々なブリッジ機構を用いて接続可能である。ブリッジ用装置は、典型的に、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）レベルでフィルタリングを実行し、必ずしも全てのＭＡＣブロードキャスト・フレームが全てのブリッジされたブロードキャスト・セグメントに配信されるとは限らないので、一部の用法では、用語「ブロードキャスト・ドメイン」はブリッジされたブロードキャスト・セグメントを除外する。上述の定義では、ブロードキャストＡＲＰメッセージがこれらのブリッジ用装置を通過することができる限り、ブリッジされたブロードキャスト・セグメントは、同じブロードキャスト・ドメインに属しているとみなされる。説明の便宜上、用語「サブネット」、「ローカル・エリア・ネットワーク」即ち「ＬＡＮ」、及び、「ブロードキャスト・ドメイン」は、互換的に使用される。以下の文脈において、用語「ノード」、「ホスト」及び「ＭＣＤ」は、互換的に使用される。場合によっては、モバイル・コンピューティング装置（ＭＣＤ）は、特に、その移動性を強調する必要がない場合には、これらの用語のうちの一つを用いて表される。
図１に示されたモバイル・コンピューティング装置１１０の構成は、通常一つのネットワーク・インタフェースしか具備しない有線インターネット上のエンド・ホストの場合には、あまり一般的な構成ではない。多数のネットワーク・インタフェースを具備したコンピュータは、従来から、マルチホーム型と呼ばれ、ルータ、ゲートウェイ、又は、ファイアウォール機能実行用として動作するようなデータパケット転送目的のためセットアップされる。インターネット・ルーティングは、インタフェース指向であるため、パケットが宛先コンピュータのインタフェースＡへルーティングされる方式は、パケットが同じコンピュータのインタフェースＢへルーティングされる方式と独立である。更に、ネットワークは、インタフェースＢへのルーティングを、全く異なる宛先ホストのためのルーティングであるかのように取り扱う。
多数のインタフェース・カードを保有するコンピュータが同じサブネット上でＩＰアドレスを取得することに不利な規則は存在しないが、このような構成は従来のネットワークでは殆ど見ることが出来ない。その理由は、従来のＬＡＮが典型的に単一リンク・テクノロジー、即ち、イーサネット（登録商標）を使用するからである。このようなＬＡＮ上で、同じコンピュータの多数のインタフェースは、同じ物理的媒体との間でデータの送り出しと受け入れを行い、同じタイプのリンク・テクノロジーによって機能が提供される。同じインタフェースは、典型的に、ＬＡＮ上の同じサーバの組によって機能が提供される。このような構成をとる利点は殆ど存在しない。
これに対して、無線テクノロジーを使用するＬＡＮの場合には、状況が異なる。ＬＡＮは、図１に示されるように多数のリンク・テクノロジーにより構成される。無線テクノロジーを使用する典型的なＬＡＮは、有線セグメント及び無線セグメントを含み、これらのセグメントは異なるリンク・テクノロジーを利用する（即ち、有線セグメントのためにイーサネット（登録商標）１２０を利用し、無線セグメントのためにＩＥＥＥ ８０２．１１ １４０を利用する。）。更に複雑なＬＡＮは、様々な無線リンク・テクノロジー１３０、１４０を利用する多数の無線セグメントを含む。これらの様々なリンク・テクノロジーを利用するため、モバイル・コンピューティング装置１１０は、これらのリンク・テクノロジー１３０、１４０のための多数のインタフェース・カードを具備することが必要である。これらのＮＩＣはＬＡＮ１２０に接続されているので、ＮＩＣは、同じサブネット上でアドレスを保有する。異なるリンク・テクノロジーのサービスエリアは重なり合うことがあるので、モバイル・コンピューティング装置１１０は、同じサブネットに連結する多数のリンクを利用することが可能である。ユーザの移動性は、接続性の状況を更に複雑化する。異なるリンク・テクノロジーのサービスエリアが存在するので、モバイル・コンピューティング装置は、異なるロケーションでは、異なるリンク・テクノロジーの組を利用可能である。
モバイル・コンピューティング装置が移動するとき、利用可能なリンク・テクノロジーの組は変化するので、モバイル・コンピューティング装置は、通信セッションを継続するため、利用可能なリンク・テクノロジーの変化に応じて基礎となるリンク・テクノロジーを切替えることが屡々必要になる。しかし、このような切替えは、現在のシステムでは、継続中のセッションに影響を与えること無く処理できない。トランスポート層で問題が生じる。アプリケーション間の通信は、トランスポート層のコネクションによって確立される。このトランスポート層のコネクションは、通信中の当事者間で維持される仮想コネクション（状態）である。基礎となるリンク・テクノロジーが変化すると、トランスポート層のコネクションは、そのままの状態を維持することが出来なくなる。そのため、切替えは、シームレスに（途切れること無く）行えない。リンク・テクノロジーの切替えを通じてトランスポート層のコネクションを維持する問題を示すため、現時点でトランスポート層のコネクションが確立される方法と、リンク・テクノロジー間の自然な切替えがトランスポート層のコネクションを終了させる理由を簡単に説明する。
ＴＣＰ／ＩＰネットワークには、一般的に、ＴＣＰコネクションとユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）コネクションの２種類のトランスポート層のコネクションが存在する。ＴＣＰコネクションはコネクション指向型であり、ＵＤＰコネクションはコネクションレス型である。
アプリケーションプログラム（又はアプリケーション）が遠隔ホストとの間でピア・ツー・ピアＴＣＰコネクションを設立しなければならないとき、アプリケーションは、ストリームソケットを開き、遠隔ホストの特定のポートへ接続しようとする。ソケットの各端は、ＩＰアドレス及びポート番号によって識別される。ポート番号は、ネットワーク・カーネルによって使用されるトランスポート層の内部パラメータであり、典型的に、ソケットの存続期間中に変更されない。コネクションは、４タプル（送信元ＩＰ、送信元ポート、宛先ＩＰ、宛先ポート）によって規定される。ソケットのローカル端は、（インタフェースのＩＰアドレスによって識別される）特定のローカル・インタフェースとポートに拘束（結合）される。ローカルな結合は、アプリケーションによって指定されるか、又は、ＩＰカーネルによって割当てられる。コネクションの完全性は、コネクションの存続期間中に固定され続けるコネクションの両方の端（ＩＰアドレス及びポート番号）に依存する。端点によって相手側を識別するため使用されるコネクションの両方の端だけではなく、コネクションの様々な状態がこれらの端点に結合される。ポート番号は下層の変更による変更を受けないという仮定をしても、ＩＰアドレスは、リンク層の切替えよる影響を受ける可能性がある。
ＵＤＰコネクションを開くため、アプリケーションはデータグラムソケットをオープンする。データグラムソケットに対する端点に結合されているコネクション状態情報は存在しないが、固定コネクション端点の制約は依然として存在する。第一に、ＩＰ層カーネルの実施の際に、ソケットの関連性とそのローカルに結合されたアドレス（ローカル・インタフェース）が変化しない場合、ソケットがアクティブである間に、ソケットのために機能するリンク・テクノロジーを変更すると、コネクションが終了する。なぜならば、ＩＰカーネルは、（新しいリンク・テクノロジー・インタフェースから）入って来る着信パケットを（依然として、旧いリンク・テクノロジー・インタフェースに結合されている）正しいソケットへ配信できないからである。出て行く外向きデータトラヒックは、同じ理由から新しいリンク・テクノロジーを使用できない。第二に、アプリケーション層において、データグラムソケットは、たとえ，必要とされない場合でも、ストリームソケットと同じアプリケーション・プログラミング・インタフェース（ＡＰＩ）を保有するので、一部のアプリケーションは、ソケット呼び出しの開始時にデータグラムソケットをローカルＩＰアドレス及びポート番号に結合し続け、結合を固定する。他の一部のアプリケーションは、ＡＰＩシステムコールのコネクションレス部分しか使用しないが、遠隔端側のＩＰアドレス及びポート番号を（その端から到来する最初のパケットから読み出すことによって、或いは、ユーザ入力によって）内部的に記憶する。これらのアプリケーションは、そのアプリケーションが他の端へパケットを送信するときに、宛先ソケット識別情報を獲得するため、固有のメモリから読み出す。もし、そうであるならば、コネクション端点は、ソケットの存続期間中、不変でなければならない。
かくして、関連した技術において、トランスポート層のコネクションの完全性を保つため、コネクションの両端のＩＰアドレスは、コネクションの全存続期間に亘って変化しないように保つ必要がある。端点の識別情報の任意の変化は、コネクションの終了を招く。
受信側（即ち、ユーザ）が送信側に関して静止しているとき、上述の制約は、通常、問題にならない。なぜならば、利用可能なリンク・テクノロジー（リンク方式）は、通常、ソケットの存続期間中にそのままの状態を保つからである。しかし、受信側又は送信側が（モバイルユーザの場合のように）移動したとき、このような制約は、後述するように、リンク・テクノロジーの全体におけるユーザから見えないハンドオフを妨げる。
ユーザが、１枚の８０２．１１カード及び１枚のイーサネット（登録商標）カードを具備したラップトップを含むモバイル・コンピューティング装置１１０を保有する場合を考える。モバイル・コンピューティング装置１１０を保有するユーザが、イーサネット（登録商標）と、８０２．１１ １４０アクセスポイントの両方によって機能が提供されるロケーションＡに居る場合、トランスポート・コネクションは、イーサネット（登録商標）１３０のインタフェース・カードを介して確立される。次に、ユーザ（即ち、モバイル・コンピューティング装置１１０）は、イーサネット（登録商標）ケーブルをプラグから抜く。ラップトップ（又は、モバイル・コンピューティング装置１１０）が８０２．１１アクセスポイント１４０のサービスエリア内にあり、ネットワーク１２０の残りの部分に接続されたままであるとしても、先に確立されたトランスポート・コネクションは継続しない。なぜならば、イーサネット（登録商標）を介したトランスポート・コネクション用のリンク層コネクションは、無くなっているからである。
図２は、アプリケーション２０２とアプリケーション２０８の間に確立されたトランスポート・コネクション２００の説明図である。トランスポート・コネクション２００に示されるように、アプリケーション２０２は、ソケット２０６を介してネットワーク・カーネル２０４に連結される。ソケット２０６は、ネットワーク・リンク・デバイス・リプリゼンテーション部（ＮＬＤＲ）２０８に結合され、ＮＬＤＲ２０８は、装置ドライバ（ＭＡＣ）２１０と接続する。ＮＬＤＲは、ここで使用されているように、装置のネットワーク層ソフトウェア表現である。ＭＡＣ２１０は、次に、イーサネット（登録商標）ネットワーク・インタフェース・カード２２０のようなネットワーク・インタフェース・カードに接続し、イーサネット（登録商標）ＮＩＣ２２０は、ネットワーク２４０に接続する。ネットワーク２４０は、次に、イーサネット（登録商標）ＮＩＣ２５０のようなネットワーク・インタフェース・カードと接続し、イーサネット（登録商標）ＮＩＣ２５０は装置ドライバ２６０に接続する。装置ドライバ２６０は、ネットワーク・カーネル２７０と接続し（ネットワーク・カーネル２７０の内部は、ネットワーク・カーネル２０４の内部と同じ構造をもち、ＮＬＤＲ２７４及びソケット２７２を含む。）、ネットワーク・カーネル２７０はアプリケーション２８０と接続する。送信側２９６では、イーサネット（登録商標）用のスタック（２０８、２１０及び２２０）の他に、別の無線ＬＡＮネットワーク・インタフェース・カード２９０用の小さいスタックが設けられ、ＭＡＣ２９２に接続し、ＭＡＣ２９２はＮＬＤＲ２９４に接続する。トランスポート・コネクションは、イーサネット（登録商標）経由で確立されるので、この無線ＬＡＮスタックは、現時点では、アプリケーション２０２によって使用されるソケットには接続されない。
関連した技術の場合、代替的なネットワーク・リンクへの切替えに伴って問題が生じる。特定のソケット又はトランスポート・コネクションを適切に使用するため、適切なモジュールのシーケンスが正しいアドレス及びデータパラメータを用いて呼び出されるべきである。現在のシステムの場合、ＭＡＣ２１０とＮＩＣ２２０の間の結合は静的である（変化しない）。この結合は、ＮＩＣが初期化されるときに作成され、ＮＩＣが停止若しくは削除されるときに解消される。ＮＬＤＲ２０８とＭＡＣ２１０の間の結合は、ＭＡＣ対ＩＰ結合と呼ばれ、準静的である。準静的とは、（典型的に手動入力されたコマンドによって）この結合を変化させる方法は存在するが、通常の動作中に変更が行われるべきではないことを意味する。かくして、ＮＬＤＲ２０８から物理的なネットワーク・インタフェース２２０への結合は、静的若しくは準静的である。更に、ＮＬＤＲのためのタグとしての役割を果たすＩＰアドレスと、ＮＩＣとの間の関連性も静的若しくは準静的である。上述の通り、ソケット若しくはトランスポート層コネクションは、４タプル（送信元ＩＰ、送信元ポート、宛先ＩＰ、宛先ポート）によって定義され、この４タプルは、ソケットの存続期間中に変化しないでそのまま維持されるべきである。したがって、ソケットと、ソケットが使用するリンク・テクノロジーとの関連性は、静的若しくは準静的である。このような枠組み内で、代替的なリンク・テクノロジー、及び、その関連したスタック（ＮＩＣ２９０、ＭＡＣ２９２及びＮＬＤＲ２９４）は、静的若しくは準静的な結合に起因して、元のリンク・テクノロジー及びその関連したスタック（ＮＩＣ２２０、ＭＡＣ２１０、及び、ＮＬＤＲ２０８）を介して確立された既存のトランスポート・コネクションによって使用できない。
耐故障性（即ち、電気通信分野におけるパス保護）のためファイバスイッチへの多数のコネクションを有する光ファイバ・カードのような様々なマルチリンク装置、及び、セルラモードとコードレスモードの間で切り替わる携帯電話機は、従来技術において公知である。負荷バランシングと帯域幅増加のため多数のリンクを使用することも公知である。更に、多数のファイルを同時に獲得し、ファイルアクセス時間を短縮するため、多数のリンクが使用される。耐故障性は公知であり、一般的に同じリンク・テクノロジーで使用される。しかし、従来の耐故障性は、同一リンク・テクノロジー若しくは同一インタフェース・カードで使用されないとき、典型的に、継続中の通信を中断させ、一般的に移動通信には使用されず、故障が存在するときに呼び出される。
リンク・テクノロジー・サービスエリアを動き回るため、モバイル・コンピューティング装置は、リンク利用可能性及び品質を判定し、使用すべきリンク・テクノロジーを選択する必要がある。利用可能なリンク・テクノロジーが一つしかない場合、モバイル・コンピューティング装置は、そのリンク・テクノロジーを検出し、使用することが必要である。多数のリンク・テクノロジーが利用可能である場合、モバイル・コンピューティング装置は、使用するために最良のリンク・テクノロジーを見つけ出すことができなければならない。近年、一部のリンク選択能力は、ユーザが優先リンクの優先順位付きリストを与えることができる幾つかのソフトウェアパッケージ（例えば、Windows（登録商標） XP若しくはIntel ProSet II（登録商標））でサポートされている。次に、利用可能な最高優先順位リンクが優先リンクとして選択され、継続中のルートが更新される。これらの既存の方法は、利用可能性だけに基づいてリンクを選定し、トランスポート・コネクションを維持したままリンクを切替える問題を解決していない。更に、特定のリンク・テクノロジーの望ましさは、信号対雑音比（ＳＮ比）、使用コスト、サービス品質（ＱｏＳ）、又は、トラヒック負荷のような多数の要因に依存する。これらの要因は、リンク選択のため、利用可能性と共に動的に決定され、使用される。
特開平４−３１７２９８号公報
第１の局面によれば、本発明は、より高い価値及びユーザ経験を与えるため、異なる接続性・テクノロジーのサービス品質を自動的に感知し、その時々の最良データリンクを使用するためにユーザに意識されること無くシステムを構成する能力を備えているモバイル装置の提供を目的とする。
第２の局面によれば、本発明は、移動ユーザが、サブネット内でリンク・テクノロジー（リンク方式）が異なるサービスエリアの境界を越えている間にトラスポート・コネクションを維持できるようにすることを目的とする。
第３の局面によれば、本発明は、トランスポート層コネクションを維持したままサブネット内でリンク・テクノロジーを切替える方法の提供を目的とする。
本発明のリンク・テクノロジー間移行方法は、装置が（インターネットにおけるように）ＴＣＰ／ＩＰベースのネットワーキングを使用する通信サブネットワーク内でリンク層テクノロジーをユーザに意識されること無く切替える。
より詳細には、本発明の方法は、継続中の通信を維持したままＩＰベースのサブネット上の装置に接続されたリンク・テクノロジー間を移行する。本発明の方法は、リンクを選択し、継続中の通信を選択されたリンクへ移行し、選択されたリンクのアドレスを関与しているホストへ通知する。
本発明において、継続中の通信は、エンド・ツー・エンド（端末相互間）通信を含む。エンド・ツー・エンド通信は、アプリケーション層にあるユーザ・アプリケーションで行われる。これらのアプリケーションは、ネットワーク層ではなく、転送のための次のリンクを選定するトランスポート層及びその上層によって設定されたコネクションを利用する。
更に、本発明のモバイル・コンピューティング装置は、継続中の通信を維持したままＩＰベースのサブネット上の装置に接続されたリンク・テクノロジー間を移行する。本発明のモバイル・コンピューティング装置（又はクライアント側コンピュータ）は、リンクを選択し、選択されたリンクのＭＡＣアドレスを関与しているホストへ通知するリンク移行モジュールと、選択されたリンクに基づいてＩＰアドレスの異なるＭＡＣアドレスへの結合を動的に変更することが可能であるＭＡＣからＩＰへの動的結合モジュールと、を含む。
本発明において、ＩＰ（即ち、インターネットプロトコル）アドレスは、ＭＡＣアドレスが動的に変更される間に、トランスポート・コネクションの存続期間中、固定されたままである。即ち、本発明は、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの間の関係を動的に変更する。
更に、本発明は、コンピュータによって実行されたときに、継続中の通信を維持したままＩＰベースのサブネット上の装置に接続されたリンク・テクノロジー間を移行する機能をコンピュータに実現させるコンピュータ実行可能なプログラムを提供する。本発明のプログラムは、リンクを選択する機能と、継続中の通信を選択されたリンクに移行する機能と、選択されたリンクのアドレスを関与しているホストへ通知する機能と、をコンピュータに実現させる。
更に、本発明のコンピュータ読み取り可能な媒体は、コンピュータによって実行されたときに、継続中の通信を維持したままＩＰベースのサブネット上の装置に接続されたリンク・テクノロジー間を移行する機能をコンピュータに実現させるコンピュータ実行可能なプログラムを記憶する。本発明の媒体に記憶されたプログラムは、リンクを選択する機能と、継続中の通信を選択されたリンクに移行する機能と、選択されたリンクのアドレスを関与しているホストへ通知する機能と、をコンピュータに実現させる。
本発明によれば、ラップトップ型コンピュータ（又は、モバイル・コンピューティング装置若しくはその他のクライアント側コンピュータ）のような装置は、トランスポート層コネクションを維持したままの状態で、したがって、ユーザのアプリケーションを中断させること無く、二つ以上の通信リンク・テクノロジー（例えば、イーサネット（登録商標）、赤外線、ＩＥＥＥ ８０２．１１無線ローカル・エリア・ネットワークなどの無線リンク）を切替えることが可能になる。
本発明は、インターネットに接続されたローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）で普及しているアドレス・リゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ）の拡張を基礎としている（アドレス・リゾリューション・プロトコルについては、D.Plummer著、「イーサネット（登録商標）・アドレス・リゾリューション・プロトコル：イーサネット（登録商標）・ハードウェア上の伝送のためのネットワーク・プロトコル・アドレスの４８ビットのイーサネット（登録商標）・アドレスへの変換(An Ethernet（登録商標） Address Resolution Protocol: Or Converting Network Protocol Addresses to 48.bit Ethernet（登録商標） Addresses for Transmission on Ethernet（登録商標） Hardware)」、ＲＦＣ８２６、インターネット・エンジニアリング・タスク・フォース（ＩＥＴＦ）、１９８２年１１月を参照のこと。）。
本発明は、同一サブネット上に存在するリンクに適用可能であり、非常に効率的な動作を実現する。本発明は、モバイル・コンピューティング装置（又はクライアント側コンピュータ）上で達成することが可能であるため、インターネット・インフラストラクチャーに変更を加える必要がない。モバイルＩＰ及びモバイル限定（アドホック）ネットワーク（ＭＡＮＥＴ）型の問題解決手法に基づく従来の方法は、問題を解決することはできるが、インターネット・インフラストラクチャーの変更が不可避であり、メッセージングに関して本発明を使用する場合よりもオーバーヘッドが大きい。
これらの局面及び効果と、後述のその他の局面及び効果は、添付図面を参照して、詳細な説明並びに特許請求の範囲に記載された構成と動作の詳細から明らかになるであろう。尚、添付図面を通じて、同じ番号は同じ要素を表している。
本発明のリンク・テクノロジー間移行方法によれば、装置は（インターネットにおけるように）ＴＣＰ／ＩＰベースのネットワーキングを使用する通信サブネットワーク内でリンク層テクノロジーをユーザに意識されること無く切替えることが可能になる。
モバイル・コンピューティング装置上で、本発明のリンク・テクノロジー間移行（ＭＡＬＴ）方式は、一方のリンク・テクノロジー・インタフェースを流れる通信を、別のリンク・テクノロジー・インタフェースを流れるように切替えることができる。これらのリンク・テクノロジー・インタフェースは、一般的に、別々のネットワーク・インタフェース・カード上に設けられ、テクノロジーが同一である場合とテクノロジーが異なる場合があり得る。これらのテクノロジーは、無線媒体と有線媒体を含む。このように、本発明のＭＡＬＴは、継続中の通信をリンク・テクノロジー間で移行する。
本発明のＭＡＬＴは、新しいリンク・テクノロジーに対応した新しいＭＡＣアドレスを、トランスポート・コネクションが（前のＭＡＣアドレスから同じＩＰアドレスへの前の結合を通して）使用中のＩＰアドレスへ動的に結合（バインディング）することによって、リンク・テクノロジー間の移行を達成するので、トランスポート・コネクションからはリンク変更に気付かない。このように、本発明のＭＡＬＴの動的な結合は、ＩＰアドレスを変更しないので、本発明のリンク・テクノロジー間移行は、トランスポート・コネクションから遮られている。
本発明は、システム起動後に常に実行されるコンピュータプログラムを（デーモンとも呼ばれる）を対象とする。モバイル・コンピューティング装置（ＭＣＤ）若しくは、クライアント側コンピュータが使用しているオペレーティングシステムに依存して、ＭＣＤのオペレーティングシステムのネットワーク・カーネルの一部は、本発明を実施するために変更される。
更に、本発明は、リンク・テクノロジー切替えと、関連した「関与ホストキャッシュ」の維持の後に、リンクレベルでＩＰパケットを正確に再ルーティングするため、プロキシ(proxy)ＡＲＰ及びgratuitousＡＲＰ方法を利用する。
本発明は、種々の接続性テクノロジーのサービス品質を自動的に検知し、その時点での最良データリンクを試用するためシステムをユーザに気付かれること無く設定し、より高い価値とユーザ経験を与えるモバイル装置を提供する。その上、本発明は、移動ユーザが異なるリンク・テクノロジーのサービスエリアの境界を越える間にトランスポート・コネクションを維持できるようにする。
図３は、本発明のＭＡＣからＩＰへの動的結合４００を含むリンク・テクノロジー間移行（ＭＡＬＴ）の概要を説明する図である。図３に示されるように、ユーザ・アプリケーション４０２は、ソケット４０６及びネットワーク・リンク・デバイス・リプリゼンテーション部ＮＬＤＲ（ＩＰ）４０８を介して、ネットワーク・カーネル４０４に接続される。ＮＬＤＲ４０８は、（ＭＡＣ層で）装置ドライバ４１０に接続され、装置ドライバ４１０は、イーサネット（登録商標）・ネットワーク・インタフェース・カードのようなネットワーク・インタフェース・カード４１２に接続される。ネットワーク４１４は、無線ＬＡＮネットワーク・インタフェース・カード（ＮＩＣ）４１６などを含む同じＭＣＤ４３０の様々なネットワーク・カードにも接続される。無線ＬＡＮ ＮＩＣ４１６は、ＭＡＣ層で装置ドライバ４１８に接続され、装置ドライバ４１８はＮＬＤＲ４２０に接続され、ＮＬＤＲ４２０はソケット４２２に接続され、ソケット４２２はユーザ・アプリケーション４２４に接続される。
図３に示されるように、本発明のリンク・テクノロジー間移行方式４００の際にリンク切替えを実行するとき、ＮＬＤＲ４０８との間の通信は、装置ドライバ４１０から装置ドライバ４１８へ切替えられる。また、本発明のＭＡＬＴ方式４００では、必要に応じて、ＮＬＤＲ４２０の通信は、装置ドライバ４１８から装置ドライバ４１０へ切替えられる。本発明のＭＡＬＴ方式４００において、この切替えは、ＭＡＣからＩＰへの動的結合と呼ぶ。
本発明のＭＡＬＴ方式４００のコンポーネントは、優先リンク・テクノロジーを動的に選択する能力を含む。本発明のＭＡＬＴ方式４００においてリンク・テクノロジーの選択のため利用される方法は、サーバをポーリングする手順と、報知メッセージを、サブネット上の全部の宛先に等価的なマルチキャストＩＰアドレスを表す特別なＩＰアドレス224.0.0.1（このアドレスの報知はサブネット上の全ての宛先に効率的に報知する）へ送信する手順と、統計的な読み出し手順と、その他の手順と、を含む。本発明のＭＡＬＴ方式の別のコンポーネントは、ローカル・ルーティング・テーブルを変更することにより発信リンクを更新する手順を含む。更に、本発明のＭＡＬＴ方式の別のコンポーネントは、ローカル優先着信リンクを設定する手順と、アドレス・リゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ）の拡張によって優先着信リンクのフォーリン・ホストの知識を更新する手順と、を含む。
本発明のこれらの局面は、本発明のＭＡＬＴ解決手法をモバイル・コンピューティング装置に組み込むために関連した主要なソフトウェアモジュールについて概説した後に、詳述される。
本発明のリンク・テクノロジー間移行（ＭＡＬＴ）方式は、トランスポート層コネクションを維持したままサブネット内のリンク・テクノロジーを切替える方法を含む。本発明のＭＡＬＴ方式は、アドレス・リゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ）（ＩＥＴＦのＲＦＣ８２６を参照のこと）の拡張に基づいている。
図４Ａには、リンク・テクノロジー間移行（ＭＡＬＴ）方式使用可能なモバイル・コンピューティング装置（ＭＣＤ）５００のソフトウェアモジュールが示されている。より詳細には、図４Ａは、本発明のＭＡＬＴ方式解決手法をモバイル・コンピューティング装置に組み込む際に必要な主要なソフトウェアモジュールを表し、その中には、モバイル・コンピューティング装置に組み込まれた従来のモジュールも含まれる。
図４Ａに示されるように、本発明のＭＡＬＴシステムは、リンク移行モジュール(又はＭＡＬＴモジュール）５１０を含む。リンク移行モジュール（ＬＭＭ）５１０は、ＭＡＬＴ方式ＡＲＰモジュール（ＭＡＭ）５１２と、リンク・センシング・モジュール（ＬＳＭ）５１４と、を含む。proxyＡＲＰメッセージとgratuitousＡＲＰメッセージの両方で動作するＭＡＭ５１２は、関与ホストキャッシュ（ＩＨＣ）モジュール５１６を含む。ＭＡＬＴモジュール５１０がＡＲＰメッセージ５１８を送信する必要があるとき、ＭＡＬＴモジュール５１０は、従来のソケット層５２０を介してメッセージを送信する。更に、ＬＭＭ５１０は、「ローカルＭＡＣ−ＩＰマッピング更新」コマンドを従来のＡＲＰエンジン５２４へ送出し、ＡＲＰエンジンは、ＭＣＤのローカルＩＰに対する更なる質問に優先インタフェースのＭＡＣアドレスを用いて返答する。更に、ＬＭＭ５１０は、本発明のＭＡＣ−ＩＰ動的結合モジュール（ＤＢＭ）５２８を用いてＭＡＣからＩＰへの動的結合動作を開始させるため、「結合（バインディング）更新」コマンド５２６を送信する。本発明のＤＢＭ５２８は、ＮＤＬＲ５２９において、ＩＰ処理部５３０とＭＡＣ処理部５３２の間を繋ぐ。その上、ＬＳＭ５１４は、リンク品質情報を取得するため、装置ドライバ５４６及びネットワーク・インタフェース５３８に繋がる。
モバイル・コンピューティング装置における本発明のＭＡＬＴ方式５００は、ＬＭＭ５１０によって実施される。ＬＭＭ５１０は、モバイル・コンピューティング装置に組み込まれた従来のソフトウェアモジュールと繋がる。本発明のＭＡＬＴ方式５００を使用することによって、アプリケーション（又はアプリケーションプログラム）５４０、ソケット層５２０（ＴＣＰソケット５４２、ＵＤＰソケット５４４、ソケット結合機構５４６などを含む）、ルーティング・デーモン５４８、ＩＰ処理部５３０、ＭＡＣ処理部５３２、装置ドライバ５３６、若しくは、ネットワーク・インタフェース５３８を変更する必要がない。或いは、本発明のＭＡＬＴ方式の殆どの機能性は、ユーザレベルアプリケーションとして実行されるソフトウェアモジュールとして作動され得る。
本発明のＭＡＬＴ方式５００は、コンピュータによって実行されたときに、継続中の通信を維持したままＩＰベースのサブネット上の装置に接続されたリンク・テクノロジー間を移行する機能をコンピュータに実現させるコンピュータ実行可能なプログラムを記憶するコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。本発明の媒体に記憶されたプログラムは、リンクを選択する機能と、継続中の通信を選択されたリンクに移行する機能と、選択されたリンクのアドレスを関与しているホストへ通知する機能と、をコンピュータに実現させる。
従来のモバイル・コンピューティング装置は、ＩＰ処理部５３０とＭＡＣ処理部５３２の間に固定したコネクションを設定するので、１枚のネットワーク・インタフェース・カードにつき１個のＩＰアドレスが存在する。しかし、本発明の場合、ＭＡＣ−ＩＰ動的結合モジュール５２８がＩＰ処理モジュール５３０と多数のＭＡＣ処理モジュール５３２の両方に接続しているので、ＭＡＣからＩＰへの動的な結合が実現される。
図４Ｂには、本発明の関与ホストキャッシュ（ＩＨＣ）５１６の構造が示されている。ローカル・ホスト側（又は、モバイル・コンピューティング装置側）で、ＩＨＣは、ローカル・エリア・ネットワークと通信する際に関係がある各フォーリン・インタフェース（ローカルではないインタフェース）のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを保持するため使用されるキャッシュである。ＩＨＣは、ローカル・インタフェース毎に、ローカル・インタフェースＩＰアドレスによるインデックス付きの１個のデータ構造５９０を保有する。各データ構造５９０には、フォーリン・インタフェースのＭＡＣ−ＩＰアドレス・マッピング用のテーブルが存在する。テーブルの各エントリーは、フォーリン・インタフェースがＡＲＰメッセージを使用して対応したローカル・インタフェースと通信するとき、又は、ローカル・インタフェースがＡＲＰメッセージを使用してフォーリン・インタフェースと通信するときに作成される。エントリーが作成されたとき、ローカル・ホスト・コンピュータ時間が、エントリーが旧くなったことをエントリーに報知する際に使用するためのエントリー時間変数として記憶される。
図５は、本発明のＭＡＬＴ方式の上位レベルのフローチャート６００である。図５に示されるように、スタート手順６０２の後、初期化機能６０４は、優先ネットワーク・インタフェースを選択し、発信ルーティング・テーブルを更新し、ソケット・インタフェース結合を設定する。この初期化は、図４Ａに示されたリンク移行モジュール５１０によって実行される。
次に、制御はモニター機能６０６へ進む。タイムアウト又はリンク状態変更が検出された場合、優先インタフェース更新機能６０８が実行される。ホストがローカル・インタフェースを介してＡＲＰメッセージを送信若しくは受信した場合、フォーリン・インタフェース用ＩＨＣ更新機能６１０が、フォーリン・インタフェースのＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを用いてローカル・インタフェース用のＩＨＣで実行される。本発明のＭＡＬＴ方式を実行するモバイル・コンピューティング装置によって受信されるＡＲＰメッセージの例には、ＡＲＰ返信（ＡＲＰ＿ＲＥＰＬＹ）或いはＡＲＰ要求（ＡＲＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴ）が含まれる。
機能６０８と機能６１０の各機能が実行された後、制御はモニター機能６０６へ戻る。
図６は、本発明の優先インタフェース状態更新のフローチャート７００であり、図５に示された本発明の優先インタフェース更新機能６０８に対応している。図６を参照すると、優先インタフェース状態更新のフローチャート７００の開始後、優先インタフェースを決定するため、リンク選択アルゴリズムが実行される（ステップ７０４）。次に、異なるインタフェースが選択されたかどうかに関する決定がなされる（ステップ７０６）。異なるインタフェースが選択されなかった場合、優先インタフェース状態更新のフローチャートは終了する（ステップ７０８）。或いは、異なるインタフェースが選択された場合、新しいインタフェースを使用してローカル・ルーティング・テーブルが更新され、ＭＡＣからＩＰへのローカル動的結合が更新される（ステップ７１０）。次に、ローカル・インタフェース毎に、１個のgratuitousＡＲＰ要求がブロードキャストされ（ステップ７１２）、新しいマッピング：（ローカル・インタフェースＩＰが優先インタフェースＭＡＣにマップする）を告知する。次に、オプションとして、１個のＡＲＰ返信がＩＨＣのエントリー毎にユニキャストされ（ステップ７１４）、特に、各「関与ホスト」への新しいマッピングを告知する。機能７１４は、基礎となる通信チャネルがブロードキャスト通信に高信頼性がある場合には実行する必要はない。しかし、機能７１４は、チャネルがブロードキャスト通信には信頼性がないが、ユニキャスト通信だけに信頼性がある場合には実行されるべきである。
次に、制御はステップ７０８へ進み、終了する。
図７には、図５に示されたフォーリン・インタフェース用ＩＨＣ更新機能６１０に対応した本発明のフォーリン・インタフェース用ＩＨＣ更新機能８００が示されている。図７を参照するに、ステップ８０２から始まり、ステップ８０４において、ＡＲＰメッセージを取り扱うローカル・インタフェースの（図４Ｂのデータ構造５９０に対応した）データ構造に、フォーリンＩＰアドレス、フォーリンＭＡＣ及びエントリー時間を記録するため、新しいＩＨＣエントリーが作成される。
次に、ステップ８０６において、ＩＨＣエントリーがローカル・インタフェースの同じデータ構造（図４Ｂのデータ構造５９０）内の同じフォーリンＩＰに対して存在するかどうかが判定される。ＩＨＣエントリーが同じフォーリンＩＰに対して存在する場合、既存のＩＨＣは、新しいＩＨＣエントリーを使用して更新される（ステップ８０８）。しかし、同じフォーリンＩＰに対するＩＨＣエントリーが存在しない場合、新しいＩＨＣエントリーが関与ホストキャッシュに挿入される（ステップ８１０）。ローカル・インタフェース用のデータ構造５９０が未だ存在しない場合、新しいデータ構造が作成され、新しいＩＨＣエントリーが新たに作成されたデータ構造に挿入される。何れの場合にも、ＩＨＣ消去機能８１２は、エントリー時間値が所定の時間（ＩＨＣ存続期間）よりも旧いＩＨＣエントリーを削除するために呼び出される。ローカル・インタフェースに対応するデータ構造にエントリーが無い場合、このデータ構造は削除される。フォーリン・インタフェース用ＩＨＣ更新機能はステップ８１４で終了し、制御は、図５に示されたモニター機能６０６へ戻る。
本発明のＭＡＬＴ方式は、種々の無線テクノロジー用のアクセスポイントが接続された単一のＬＡＮを含むシステムに適用可能である。モバイル・コンピューティング装置は、多数のネットワーク・インタフェース（有線と無線）が実装され、各インタフェースは、ネットワークへアクセスするためにその固有のテクノロジーを使用する機能を備えている。
図８は、ユーザ・アプリケーション・データが、送信側と受信側の両方のＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックと、ネットワークを移動する間にパッケージングされる態様を説明する図である。送信側アプリケーション９０２は、ユーザデータをネットワーク・カーネル９０４へ送信し、ネットワーク・カーネル９０４は、トランスポート・ヘッダ及びＩＰヘッダをユーザデータに追加し、生成されたパケットを（ネットワーク・インタフェースのソフトウェアとハードウェアの両方のコンポーネントを含む）装置９０６へ伝送する。装置９０６は、ＭＡＣヘッダをパケットに追加し、得られたパケットをネットワーク９０８へ送信する。受信側で、ヘッダのレイヤは、パケットがスタック内を送られるとき、逆の順番で取り外される。着信パケットが受信側のＭＣＤが設置されたＬＡＮに到着したとき、パケットの宛先ＭＡＣアドレスによって、パケットがＭＣＤへ到達するために使用するＭＣＤのリンクが決定される。かくして、ＭＣＤの優先リンクが更新された場合、未来の着信パケットが新しいリンクのＭＡＣアドレスへアドレス指定され、優先リンクを介して正確にＭＣＤに到着するように、同じサブネット上の他のホストに新しいリンクのＭＡＣアドレスを通知する必要がある。着信リンクの更新についてのより詳しい説明は後述する。
本発明において、同じリンク・テクノロジーのアクセスポイント間のローミングは、（サービスエリアが連続的であるならば）各リンク・テクノロジー通信プロトコルの範囲内で処理される。例えば、様々な８０２．１１ｂ型アクセスポイント間のローミングは、典型的に、８０２．１１ｂプロトコルの範囲内で取り扱われる。このようなハンドオフは、同じリンク・テクノロジー・インタフェースのハードウェア及びソフトウェアによって解決されるので、トランスポート・コネクションの中断を生じさせない。コネクションの端点の識別情報は同一に保たれる。
〔リンク選択〕
リンク・テクノロジーを切替えるため、ＭＣＤは、リンク使用可能性を検出し、リンク毎に品質指標を判定し、次に、使用するリンク・テクノロジーを選択する能力を備えていなければならない。時間的に所与の時点で最も望ましいリンク（最高品質のリンク）は、信号対雑音比（ＳＮ比）、使用するためのコスト、サービスの品質、又は、トラヒック負荷のような多数の要因に依存して決まる。図４Ａに示された本発明のリンク移行モジュール５１０のリンク・センシング・モジュール５１４は、このような決定を行い、本発明のリンク検出及び選択アルゴリズムを実現する。
本発明のリンク・センシング・モジュール５１４に組み込まれたリンク検出及び選択アルゴリズムを使用することにより、リンク利用可能性は、モバイル・コンピューティング装置に異なるリンク・テクノロジーを用いてネットワークの有線部分にあるサーバを定期的にポーリングさせることによって試験される。別の解決手法は、「リンク利用可能性サーバ」を必要としないので、余分なコンポーネントをネットワークに取り入れること無く、ＭＣＤ上に完全に実現することができる。例えば、モバイル・コンピューティング装置は、固有の各インタフェースから「全ホスト」マルチキャストアドレス224.0.0.1へ報知メッセージを定期的に送信し、リンク利用可能性を判定するためエコーを観測する。リンク品質は、パケット損失レート、信号品質、雑音レベル、伝送レートなどのような装置からの様々な統計的読み出し及び状態読み出しによって試験される。ユーザは、経済的理由がリンク・センシング・モジュール５１４内で考慮され得るように、テクノロジー毎にコスト要因を入力しておよい。ユーザ指定優先リスト（従来技術において一般的に知られている）は、上記の規準の代わりとして、或いは、上記の規準に加えて使用され得る。最良の選択対象であるリンクを決定するため、リンク検出アルゴリズムを定期的に動かすリンク選択デーモンを組み込みことが可能である。現在のリンクが最良の選択対象では無くなり、新しい最高条件が現在の選択対象よりも著しく優れている場合、デーモンはリンク切替えを始動することが可能である。
〔モバイル・コンピューティング装置の発信リンク切替え〕
最良のリンクの選択後、本発明のＭＡＬＴ方式は、デフォルトの発信リンクとして選択されたリンクを使用するため、モバイル・コンピューティング装置を設定する。ＭＡＣからＩＰへの動的結合（バインディング）５２８は更新される。ＮＬＤＲの実施に応じて、（デフォルトルートを含む）内部ルーティング・テーブルの既存ルートは、新たに選択されたリンクを使用するように更新される必要がある。
〔着信リンク・トラヒックの取り扱い〕
新たに選択されたインタフェースを使用するため全ての着信トラヒックをリダイレクトするには、モバイル・コンピューティング装置と、このモバイル・コンピューティング装置と直接通信することができるネットワーク上の相手側が関係する。これらの相手側には、モバイル・コンピューティング装置と同じＬＡＮに設置されたルータ及びその他のホストが含まれる。インターネット上の全ての他のコンピュータは、ＭＣＤが設けられたＬＡＮのために機能するルータを経由して、ＭＣＤと間接的に通信する。本発明のＭＡＬＴ方式は、着信リンク・トラヒックの取り扱いを成し遂げる。
〔下位層によるトランスポート・パケットの通常の取り扱い〕
本発明のＭＡＬＴ方式を説明する前に、下位層によるトランスポート・パケットの通常の取り扱いについて簡単に説明する。典型的なシステムにおいて、論理リンク、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び下位層は、ハードウェアベンダーによって彼らのネットワーク・インタフェース・カード・パッケージの一部として供給される装置ドライバとして、ハードウェア若しくはソフトウェアに組み込まれる。オペレーティングシステム（ＯＳ）メーカーは、オペレーティングシステムと相互作用するための装置ドライバ用のインタフェースを公開するので、サードパーティは、オペレーティングシステムの内部を知らなくてもドライバを独立して開発することが可能である。これに対して、ソケット層及びＮＬＤＲ層は、一般的に、オペレーティングシステムの元来のパーツとして組み込まれ、装置ドライバとＮＬＤＲの境界は明確に規定されている。これらの二つの層の間の典型的な相互作用モデルも周知である。
固定的に、或いは、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）のような動的な機構によって、各インタフェースは、動作可能な状態にされたとき、ＩＰアドレスが割当てられる。オペレーティングシステムは、通常、新しいＩＰアドレス用のインタフェースをリセットするためユーザ用インタフェースを提供する。しかし、この場合、インタフェースはリセットされ、インタフェースを利用する全コネクションは終了される。このように、説明の便宜上、このアドレスは、インタフェースが停止状態にされるまで変化しないとする。ＩＰパケットが伝送のためネットワーク・インタフェースに渡される前に、システムは、ＩＰパケットが転送される次のホップの受信側インタフェースのための（ハードウェアアドレスとして知られている）ＭＡＣアドレスを見つける必要がある。ＩＰパケットは、次のホップＭＡＣアドレスにアドレス指定されたＭＡＣフレームへ入れられるべきである。ＩＰパケットのサイズがＭＡＣフレームのペイロード限界（最大伝送ユニット、即ち、ＭＴＵとして知られている）を超えた場合、ＩＰパケットはフラグメント化される必要がある。この場合、一つのＩＰパケットは、断片に分けられ、多数のＭＡＣフレームに入れられる（この付加的な問題は本発明に影響を与えないので、フラグメント化は行われないとして考えることにする。）。
しかし、ＯＳネットワーク・カーネルのルーティング・テーブルは、次のホップのＩＰアドレスしか与えない。かくして、次のホップのこのＩＰアドレスは、対応したＭＡＣアドレス、例えば、イーサネット（登録商標）アドレスにマッピングされる必要があるので、ＭＡＣフレームは、次のホップの受信インタフェースに適切にアドレス指定される。
遠隔インタフェース用のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの間のこのようなマッピングは、典型的に、ＡＲＰメッセージを交換するノードへ教えられる。マッピングが必要であるにもかかわらず未知である場合、送信側ノードは、「このＩＰアドレスのＭＡＣアドレスを教えてください」という旨の質問をするローカル・ブロードキャストＡＲＰ要求（ＡＲＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴ）メッセージを送出する。自分のＩＰアドレスが質問されているインタフェースは、このマッピングを含むＡＲＰ返答（ＡＲＰ＿ＲＥＰＬＹ）メッセージで返答する。教えられたマッピング情報は、要求側ノードのＡＲＰキャッシュに入れられるので、同じＩＰアドレスのＭＡＣアドレスに関する未来の要求は、ネットワーク上の他のノードに質問すること無く解決される。キャッシュされたエントリーは古くなり、最終的にタイムアウトによって削除される。
〔トランスポート・コネクションからのリンク切替えの隠蔽〕
本発明のＭＡＬＴ方式は、ＩＰアドレスに割当てられたＭＡＣアドレスを動的かつ高速に変更し、得られた着信パケットを、新しいＭＡＣアドレスに対応したインタフェースへ向けて送る。したがって、本発明のＭＡＬＴ方式は、トランスポート・コネクションの端点（ＩＰアドレス、ポート番号）を変更すること無く（ＭＡＣアドレスによって識別された）リンク・テクノロジーを切替える。本発明のＭＡＬＴ方式は、基礎をなすリンク・テクノロジー切替えを高速に変更するので、トランスポート・コネクションのタイムアウト機構（トランスポート層がコネクションの調子をモニターするため使用する機構）はトリガーされず、トランスポート・コネクションのＩＰ端点が変更されない状態に保たれる限り、ＩＰ層よりも下部の変更はＩＰ層によって隠れているので、トランスポート・コネクションは中断されない。したがって、トランスポート層からは何も変更されていないように見え、継続中のトランスポート・コネクションへの妨げは存在しない。
〔遠隔ノードへのマッピングの通知〕
図９は、本発明のＭＡＬＴ方式を使用してＭＣＤが優先リンク１０００を切替える前後での結合（バインディング）を表す一例の説明図である。第１リンク・テクノロジー（Ｔｅｃｈ１）１００６から第２リンク・テクノロジー（Ｔｅｃｈ２）１０１４への切替えが行われる。図９に示されるように、モバイル・コンピューティング装置は２枚のインタフェース・カードを保有する。第１インタフェースカードは第１リンク・テクノロジー１００６を使用し、ＭＡＣアドレスが第１ＭＡＣ（ＭＡＣ１）１００４であり、第１ＭＡＣ１００４には、第１ＩＰアドレス（ＩＰ１）１００２が割当てられている。第２インタフェースカードは第２リンク・テクノロジー１０１４を使用し、ＭＡＣアドレスが第２ＭＡＣ（ＭＡＣ２）１０１２であり、第２ＭＡＣ１０１２には、第２ＩＰアドレス（ＩＰ２）１０１０が割当てられている。トランスポート・コネクションが確立されたとき、第１テクノロジー１００６は同時に選択されたリンク・テクノロジーであるので、トランスポート・コネクションは、第１ローカルＩＰアドレス（ＩＰ１）１００２を使用して確立される。このＩＰアドレスは、第１ローカルＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１）１００４にマッピングされ、第１ローカルＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１）１００４は第１リンク・テクノロジー１００６（第１ネットワーク・インタフェース）に対するハードウェアアドレスである。ユーザが第１リンク・テクノロジーのサービスエリアから外へ移動した後、第２リンク・テクノロジーが接続性のための優先方式になる。かくして、第１ＩＰアドレス（ＩＰ１）１０２０のためのマッピングは、本発明のＭＡＬＴ方式によって、第１ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１）１０２２から第２ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）１０３２に変更され、第１ＩＰアドレス（ＩＰ１）へ向けられた全てのＩＰパケットは、第２リンク・テクノロジーを経由して配信されるようになる。一つのＩＰアドレスが一つのＭＡＣアドレスへ一意にマッピングされる限り、マッピングは、１対１でなくても構わない。
ノードは、ＩＰパケットを送信するために、受信側インタフェースのＭＡＣアドレスを知る必要がある。アドレス・リゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ）は、ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへのマッピングを見つけるためのプロトコルであり、ＡＲＰ要求（ＡＲＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴ）とＡＲＰ返答（ＡＲＰ＿ＲＥＰＬＹ）を含む。
即ち、ノードが第１ＩＰアドレス（ＩＰ１）１に対するマッピングを第１ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ１）１０２２から第２ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）１０３２へ切替えるとき、同じサブネット上の他のノードにはマッピング変更が通知されるので、他のノードが第１ＩＰアドレス（ＩＰ１）１０２０を宛先とするパケットを保有する場合、そのパケットは、第２リンク・テクノロジー１０３４を介して、第２ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ２）１０３２へアドレス指定されたＭＡＣエンベロープで送信され得る。ネットワーク上の他のノードへ新しいマッピングに関して通知するため、本発明のＭＡＬＴ方式は、ＡＲＰプロトコルの新しい拡張を提案する。ＭＡＬＴ方式による拡張は、ＡＲＰプロトコルの二つの現在の特殊用法であるProxy ARP（Proxy ARPについては、J.Postel著、「マルチＬＡＮアドレス・レゾリューション・プロトコル(Multi-LAN Address Resolution Protocol)」、ＲＦＣ９２５、１９８４年１０月を参照のこと。）とGratuitous ARP（Gratuitous ARPについては、W.Richard Stevenst著、「例解ＴＣＰ／ＩＰ、第１巻：プロトコル(TCP/IP Illustrated, Volume 1: The Protocols)」、６２ページ、Addison-Wesley発行、Reading、Massachusetts、１９９４を参照のこと。）の組合せに基づいている。Proxy ARPは、ルータが、あるネットワーク上のＡＲＰ要求（ＡＲＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴ）について、別のネットワーク上のホストへ回答するための機構である。
Gratuitous ARPは、ホストが固有のＩＰアドレスを見つけるためＡＲＰ要求（ＡＲＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴ）を送信できるようにする機能である。この要求は、同じＩＰアドレスを保有する別のホストがネットワーク上に存在するかどうかを検出する目的と、要求側インタフェースのアドレスマッピングに関して他のホストのＡＲＰキャッシュをリフレッシュする目的の二つの目的のため有効に使用され得る。Gratuitous ARPの場合、新しいインタフェースは、自分の固有のＩＰに対するＭＡＣアドレスを要求し、自分の固有のマッピングを効率的に告知する。
Proxy ARPでは、ネットワーク・インタフェースは、固有のＭＡＣアドレスを使用する他のＩＰアドレスに返答する。Proxy ARPは、ホストのネットワークを１台のマルチホームコンピュータの背後に隠蔽することを目的としているので、典型的に、Proxyの背後のネットワーク（プロキシホストがそのネットワークに接続するため使用するインタフェースを含む）が、プロキシを実行するインタフェースが接続されるネットワークのマスク可能なサブネットワークであることを要求する。このようなアドレッシングの制約の結果として、プロキシは、通常、一方向性である。即ち、一つのインタフェースだけが他のインタフェースのためのプロキシの役割を実行可能である。現在のProxy ARPに伴う別の問題は、設定条件を動的に変更できないことである。
本発明のＭＡＬＴ方式は、同一サブネットワーク上に存在する限りインタフェースに対するアドレッシングに制約がない。一つのインタフェースは、同じホスト上の他のインタフェースの代理を果たすことができる。これに対して、任意の時点で、ＭＡＬＴ方式は、その瞬間の優先インタフェースだけが、ＩＨＣ内で見つけられた各エントリーに対する一つのＡＲＰ返答（ＡＲＰ＿ＲＥＰＬＹ）に返答することによって、他のローカル・インタフェースを代理することを許可する。これらの各ＡＲＰ返答（ＡＲＰ＿ＲＥＰＬＹ）メッセージにおいて、送信元ＩＰアドレスは、ＩＨＣエントリーのための対応したデータ構造５９０のＭＣＤのＩＰアドレスへ送信され、同時に、送信元ＭＡＣアドレスは、優先インタフェースのＭＡＣアドレスへ送信される。宛先ＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスは、ＩＨＣエントリーによって指定されるような関与ホストに対する値にセットされる。
ユニキャストは、屡々、無線通信においてブロードキャストよりも高信頼性であると考えられる。なぜならば、無線通信技術は、受信側認識を巧く利用し、適切なチャネル予約及び承認機構を実行するからである。かくして、gratuitousＡＲＰ要求（ＡＲＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴ）とユニキャストＡＲＰ返答（ＡＲＰ＿ＲＥＰＬＹ）の両方を使用して、ＭＣＤのアドレスマッピングを保有しているホストが更新されていないという可能性が低下する。必要に応じて、gratuitous ARPの動作は、このような可能性を更に低下させるため、数回に亘って定期的に繰り返される。本発明のリンク・テクノロジー切替えによってトリガーされるＡＲＰメッセージの数に関して問題が起こり得る。しかし、本発明のＭＡＬＴ方式は、ネットワークの端のホストであるＭＣＤで動かされるので、ＭＣＤが保有するＩＨＣ５１６は少数であり、オーバーヘッドは許容可能である。
本発明のＭＡＬＴ方式では、多数のインタフェースが同一ＬＡＮ上に存在し、同じサブネット上でＩＰアドレスが割当てられる。さもなければ、あるインタフェースに対するパケットは、他のインタフェースが設けられたサブネットへルーティングされず、パケットはこれらの他のインタフェースを介して受信されないであろう。
本発明のＭＡＬＴ方式は、モバイル・コンピューティング装置の製造業者が移動インターネット・アプリケーションのため自分の製品に権能を与えることができるようにする。更に、ＭＡＬＴ方式はＭＣＤ上でインタフェースを切替え、新しいインタフェースと旧いインタフェースの両方が同じサブネット上で連絡可能であるので、ＭＡＬＴ方式は、インターネットのルーティング・プロトコル、又は、ルーティング・インフラストラクチャーに変更を加える必要がない。
本発明のＭＡＬＴ方式は、ＭＡＬＴノードとの通信に関心を持っている全ホストの識別情報をキャッシュする。リンク選択アルゴリズムがリンク切替えを提案したとき、本発明のＭＡＬＴ方式は、そのローカルＡＲＰ５２４のマッピング・テーブルを更新し、その全てのインタフェースのＩＰのマッピングを報知するgratuitous ARPメッセージを新たに選択されたリンクのMACへ供給する。次に、本発明のＭＡＬＴ方式は、特殊なユニキャストＡＲＰ返答（ＡＲＰ＿ＲＥＰＬＹ）を通信に関与する各ホストへアサートする。新たに選択されたＭＡＣアドレスは、全インタフェースに対するＡＲＰ要求（ＡＲＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴ）に応答して送信されたＡＲＰメッセージにおいてＡＲＰモジュール５２４によって使用される。
〔ＴＣＰ／ＩＰスタック〕
ＴＣＰ／ＩＰスタックの一部の実施態様では、一つのリンク・テクノロジーが利用できなくなったとき、システムは、上位層へコールバックを送出するので、終了させられたリンクを使用する上位層コネクションは、通知を受け、取り除かれる。
本発明のＭＡＬＴ方式の場合、このような機能は停止させられる。さもなければ、ＭＣＤがある特定のテクノロジーのサービスエリアを外れた後に、このようなコールバック機構がトリガーされ、このテクノロジーを使用して確立されたトランスポート・コネクションが終了させられる。上記の機能を停止することは、一般的に、実施に依存するが、簡単である。
〔本発明のＭＡＬＴ方式の効果〕
本発明のＭＡＬＴ方式を使用することにより、移動ユーザは、継続中のトランスポート・コネクションを中断すること無く、異種のネットワークをシームレスに（途切れること無く）動き回ることが可能である。更に、本発明のＭＡＬＴ方式は、ソフトウェアデーモンとしてクライアント側に完全に実装することが可能であり、既存のネットワーク設備を更新することが不要である。
ＭＡＬＴ方式の更なる効果について、以下の一般的な通信の事例を使用して説明する。
ユーザは、自分の机の上のモバイル・コンピューティング装置（ＭＣＤ）からマルチメディア電話呼を開始する。そのとき、ＭＣＤは、有線ネットワークに接続するためのドッキング・ステーションに接続される。ＭＣＤには無線インタフェースが装備され、この無線テクノロジーによる接続も利用可能であるが、この瞬間には、有線ネットワーク・インタフェースを使用する方が望ましい。電話呼の間に、ユーザは、建物内で通路を越えて別の部屋へ移動しなければならない。ユーザは、移動中に会話を継続したいと思う。
ユーザのオフィスとユーザが向かう先の部屋は、どちらも無線テクノロジーＡ（例えば、ブルートゥース(Bluetooth)）のサービスを受けることができ、構内のローカル屋外接続のためのアクセスポイントは、別の屋外無線テクノロジーＢ（例えば、８０２．１１ｂ）によってサービスが提供されている。全てのアクセスポイントは、同じバックボーン有線ＬＡＮに接続される。実際には、オフィス内でテクノロジーＢを使用することが可能であるが、リンク品質は、壁、天井、及び、床からの信号の妨害並びに減衰によって劣る。したがって、屋内無線接続にはテクノロジーＡを使用し、屋外用にテクノロジーＢを使用することが好ましい。
上述の通り、トランスポート・コネクションを中断すること無くリンク・テクノロジーの間でシームレス・ローミングを行うことは、本発明のＭＡＬＴ方式を用いなければ実現不可能である。従来のシステムの場合、ユーザが自分の現在のリンク・テクノロジーのサービスエリアから外に移動した後、トランスポート層コネクションは中断される。ユーザは、別のデータリンク・テクノロジーを試用して会話を再開する（トランスポート層コネクションを再確立する）必要がある。電話アプリケーションが十分にスマートであるならば、電話アプリケーションは、最低限のユーザの介入だけで電話呼を取り替えるため自動的に再ダイアルを試みる。上記の例では、このような電話のかけ直しは、
１．ＭＣＤがドッキング・ステーションから外された後、
２．ＭＣＤがオフィスの外へ移動した後、並びに、
３．ＭＣＤが行き先の部屋へ入った後、
に行われる。
しかし、本発明のＭＡＬＴ方式を使用することにより、電話呼は、再ダイアルを要求することによって中断したことが明らかに気付かれることなく続行する。
本発明のＭＡＬＴ方式を用いる場合と用いない場合とで、異なるネットワーク層で生じる事項の違いが表１に示されている。
現在、様々なリンク品質試験機構が存在するが、これらの機構は、典型的に、ＭＣＤネットワーク用カーネルには統合されていない。ＭＣＤがＭＡＬＴ方式を用いること無くリンク・テクノロジーを切替える必要が生じた場合、ユーザは、変更内容を手動で設定しなければならない。その上、リンク・テクノロジー切替えの間に、トランスポート・コネクションは、現行システムでは終了される。一部のアプリケーションは、このような事象において通信セッションを維持するため、専用の「継続」機構を利用する。しかし、セッション層は、典型的に、十分なＡＰＩサポートを受けられないので、これらの機構は非常に簡単である。これらの「スマート」アプリケーションの場合でさえ、通常は、アプリケーションがリンク停止を発見し、コネクションを再確立するために長時間（数十秒から、場合によっては数分）を要する。これに対して、ＭＡＬＴ方式は、リンク・テクノロジーを切替える間にトランスポート・コネクションを維持することができるので、通信セッションは全く影響を受けない。
インターネットのサイズと不均一性のため、ネットワーク設備の不可欠な更新を必要とする新しいテクノロジーは失敗する可能性が高い。ＭＡＬＴ方式は、インフラストラクチャーに変更を加える必要が無く、クライアント側のＭＣＤに組み込むだけでよい。リンク品質検出サーバは、最も適切なインタフェースを決定する際にＭＡＬＴを補助することが可能であるが、このことは必須ではない。追加的なネットワーク設備を使用せずに同じ働きを実行することができる方法は他にも存在する。これらの方法を使用することによって、ＭＡＬＴ方式は、完全にＭＣＤ側の解決手法になる。即ち、ＭＣＤ製造業者は、他のネットワーク設備製品業者若しくはサービス運営業者と協働すること無く、ＭＡＬＴ方式を自分の製品に組み込むことが可能である。
ＭＡＬＴ方式は、標準的なＡＲＰプロトコルに基づいて構築される。ＡＲＰは実質的に全ての既存ＩＰネットワークによってサポートされているので、ＭＡＬＴ方式は、ネットワークの動作状況に影響を与えること無く、これらのネットワークにプラグインすることが可能である。このようにＭＡＬＴ方式は既存ＩＰネットワーク設備及びインフラストラクチャーと完全に互換性がある。したがって、ＭＡＬＴ方式で改良された製品を導入することが容易になる。
本発明は、異なるリンク・テクノロジーを使用するＩＰアドレスが同じサブネットに設けられ、異なる装置ドライバ若しくはネットワーク・インタフェース・カードによるサービスを享受する場合に有利である。異なるリンク・テクノロジーが同じインタフェース・カード上に共存する場合、共存するテクノロジー間の切替えは、このような専用インタフェース・カード内で対処することが可能である。インタフェース・カードをより複雑化することによって、切替えは、物理層及びデータリンク層内に隠すことが可能である。装置ドライバの上層では、これらの二つのテクノロジーは、単一のネットワーク・インタフェースのように見えるので、ＭＣＤの残りの部分に関する限り、ネットワーク・インタフェース間のはっきりとした切替えは無い。本発明のＭＡＬＴ方式は、専用インタフェース・カードと他のリンク・テクノロジー・インタフェース・カードを切替えるため専用インタフェース・カードと組み合わせて使用することも可能である。異なるリンクに対するＩＰアドレスは異なるサブネット上に存在するので、他のより複雑な方法が必要になる。
本発明は、同じブロードキャスト・ドメインにいるとき、一つのトランスポート層セッションに関与したままの状態で、リンク・テクノロジーの間をシームレス・ローミングさせることが可能である。現行システムの場合、ユーザがじぶんの現在のリンク・テクノロジーのサービスエリアの外へ移動した後、アクティブ・トランスポート層コネクションは終了する。システム若しくはユーザは、代替的なデータリンク・テクノロジーを試用して会話を再開することが必要である。トランスポート・コネクションが中断したとき、特に、リンクが無線テクノロジーを使用する場合に、遅延の増加と、重大な情報の損失の可能性が生じる。本発明によれば、ユーザ−装置は代替的なリンクに切替えることが可能になり、前のリンクを宛先としたデータは、トランスポート・プロトコルを切断すること無く、新しいリンクへ配信される。無線装置によるマルチメディア会議、ストリーミング音声／映像、及び、ワールド・ワイド・ウェブ・ブラウシングのようなＴＣＰ／ＩＰを使用する殆どのアプリケーションでは、応答性が著しく改良される。
ＭＣＤは、インターネット上の至るところに存在する他の装置と通信可能である（即ち、トランスポート・コネクションをもつ。）。本発明において、本発明のＭＡＬＴ方式を実行するＭＣＤだけは、サブネット内のサービスエリア間を移動するように制限され、他の装置（本発明のＭＡＬＴ方式を実行するＭＣＤの通信相手）は、インターネット上のどこに設置されていてもよい。他の装置が本発明のＭＡＬＴ方式を使用する場合、その他の装置は、サブネット内のローミングに関与する。
更に、本発明は、継続中の通信を維持することにより、モバイル・コンピューティング環境に耐故障性を付与する。
本発明は、多数の通信リンク・インタフェースを具備した通信装置に搭載される通信ソフトウェアに変更を加えることによって実施される。更に、インタフェースは、同じＩＰサブネットに属する。本発明は、既存の標準的なアドレス・リゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ）の動作を変更する。
リンク切替えを行うとき、並びに、切替えのための最良リンクを選定するやり方を決める方法として簡単な方法が提示されているが、本発明は、このような方法に限定されることは無く、同様の種々の方法が実施可能である。
更に、本発明は、長距離接続のためのインタフェース（即ち、３−Ｇ無線モデム）を含む無線テクノロジーに拡張可能であり、管理上の理由から、典型的には短距離インタフェース又は中距離インタフェースと同じサブネット上にアドレスが与えられないにもかかわらず、単一のネットワーク化管理部は、多数のリンク・テクノロジーを介するアクセスを管理し、インタフェースは同じサブネット上にアドレスが与えられる。例えば、オフィス内のラップトップ型コンピュータは、そのイーサネット（登録商標）カードと、ＩＥＥＥ ８０２．１１カードと、ブルートゥース・カードに対して同じサブネット上にアドレスを保有する可能性が高い。異なるブロードキャスト・ドメイン上のインタフェース間の切替えは本発明の対象とする範囲には含まれず、モバイルＩＰのようなネットワーク層技術、又は、ルーティング・プロトコルへの別の変更によって取り扱われ得る。
有利的には、本発明は、リンク変更中にトランスポート層接続を維持する機能を含み、個人情報端末（ＰＤＡ）のようなモバイル・コンピューティング装置からインターネットへアクセスするときにユーザにより良い満足感を与える。本発明によるリンク変更中のトランスポート層接続の維持は、カバレッジエリアが狭く、ユーザが動き回るときに頻繁なリンク変更が必要になる多数の無線リンクオプションを備えた装置の場合に重要である。
転送制御プロトコル／インターネットワーク・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）ベースネットワーク化は普及し、アプリケーション空間が広範囲にわたるので、支持を高めるため、ＩＰインタフェースのような新しい無線テクノロジー対策を最初に導入することが合理的である。新しい無線テクノロジーがその固定した地位と市場占有率を確定した後、コンピューティング装置間で汎用通信が目指される限り、殆どの使用量をＩＰデータ伝送に費やすことが必要である。したがって、殆どのユーザとアプリケーションに対し、新しい無線通信テクノロジーのための製品の市場に優しい形態は、ＴＣＰ／ＩＰスタックのデータリンク層（及びその下層）として機能するネットワーク・インタフェース・カード（ＮＩＣ）である。
ユーザが有線接続の限界によって制限されなくなった場合、この事例の状況は、モバイル・コンピューティングの時代に非常に一般的になるであろう。しかし、現在のテクノロジーは、このような高度な移動ユーザを満足させることができない。本発明のＭＡＬＴ方式は、異なるリンク・テクノロジーの間をユーザに意識されること無くローミングし、中断なしの接続という要望を満たしている。
本発明の多数の特徴及び効果は、詳細な説明から明らかであり、特許請求の範囲に記載された事項は、本発明の真の精神と範囲から逸脱しないこのような本発明の全ての特徴及び効果を対象とする。更に、多数の変更及び変形は、当業者によって容易に行われるので、本発明を図示され説明された構成と動作に厳密に限定することは望ましいことではなく、全ての好適な変更及び均等物は、本発明の範囲に包含されることが認められるであろう。
以上の説明に関して更に以下のような態様が考えられる。
（付記１） 継続中の通信を維持した状態でＩＰベースのサブネットの装置に接続されるリンク方式間を移行する方法であって、
リンクを選択する手順と、
継続中の通信を選択されたリンクへ移行する手順と、
関係のあるホストに選択されたリンクのアドレスを通知する手順と、
を有する方法。
（付記２） 第１のＭＡＣアドレスから第２のＭＡＣアドレスへリンクを移行する手順を更に有する付記１記載の方法。
（付記３） 継続中の通信は第１のリンク方式と通信する第１のＭＡＣアドレスと通信する第１のＩＰアドレスと関係し、
第１のＭＡＣアドレスから第２のＭＡＣアドレスへ切替える手順を更に有する、
付記１記載の方法。
（付記４） 継続中の通信はトランスポート・コネクションと関係し、
第１のＭＡＣアドレスから第２のＭＡＣアドレスへの切替えは、トランスポート・コネクションのタイムアウト機構がトリガーされる前に開始され終了する、
付記３記載の方法。
（付記５） 継続中の通信は、アプリケーションと、ソケットと、ネットワーク・リンク・デバイス・リプリゼンテーション部（ＮＬＤＲ）と、装置ドライバと、ネットワーク・インタフェース・カードと、ネットワークと、が関係し、
アプリケーションはソケットと通信し、
ソケットはＮＬＤＲと通信し、
ＮＬＤＲはＩＰアドレスを保有し、
ＮＬＤＲは装置ドライバと通信し、
装置ドライバはＭＡＣアドレスを保有し、
装置ドライバはネットワーク・インタフェース・カードと通信し、
ネットワーク・インタフェース・カードはネットワークと通信し、
ＭＡＣアドレスはＩＰアドレスへ動的に結合される、
付記１記載の方法。
（付記６） 別のＭＡＣアドレスをＩＰアドレスへ動的に結合することにより、ＭＡＣアドレスから別のＭＡＣアドレスへ切替える手順を更に有する付記５記載の方法。
（付記７） フォーリン・ホスト・コンピュータとの間のメッセージの受信又は送信に応じて、フォーリン・ホスト・コンピュータのアドレスをローカル／ホスト・コンピュータのメモリに格納する手順を更に有し、
ローカル・ホスト・コンピュータは、ローカル・ホスト・コンピュータがＭＡＣからＩＰへの新しいアドレスマッピングを取得したときをフォーリン・ホスト・コンピュータへ通知することができる、
付記６記載の方法。
（付記８） 切替えは受信メッセージに応じて行われる、付記３記載の方法。
（付記９） 切替えはリンクの品質に応じて行われる、付記３記載の方法。
（付記１０） 関係のあるホストはメッセージによって切替えが通知される、付記３記載の方法。
（付記１１） 継続中の通信を維持した状態でＩＰベースのサブネットの装置に接続されるリンク方式間を移行するモバイル・コンピューティング装置あって、
リンクを選択し、関係のあるホストに選択されたリンクのアドレスを通知するリンク移行モジュールと、
選択されたリンクに基づいてＩＰアドレスをＭＡＣアドレスへ動的に結合するＭＡＣからＩＰへの動的結合モジュールと、
を有するモバイル・コンピューティング装置。
（付記１２） リンク移行モジュールは、リンクの品質を決定するリンク・センシング・モジュールを含み、
リンク移行モジュールはリンクの品質に基づいてリンクを選択する、
付記１１記載のモバイル・コンピューティング装置。
（付記１３） リンクはＭＡＣアドレスを保有し、
リンク移行モジュールはアドレス・リゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ）を用いてＭＡＣアドレスを関係のあるホストへ送信する、
付記１１記載のモバイル・コンピューティング装置。
（付記１４） リンク移行モジュールは、フォーリン・ホストのアドレスを記憶する関係のあるホストのキャッシュを更に含む、
付記１１記載のモバイル・コンピューティング装置。
（付記１５） 継続中の通信を維持したままＩＰベースのサブネット上の装置に接続されたリンク・テクノロジー間を移行する機能をコンピュータに実現させるコンピュータ実行可能なプログラムであって、
リンクを選択する機能と、
継続中の通信を選択されたリンクに移行する機能と、
選択されたリンクのアドレスを関与しているホストへ通知する機能と、
をコンピュータに実現させるためのプログラム。
（付記１６） 第１のＭＡＣアドレスから第２のＭＡＣアドレスへリンクを移行する機能を更にコンピュータに実現させるための付記１５記載のプログラム。
（付記１７） 継続中の通信は第１のリンク方式と通信する第１のＭＡＣアドレスと通信する第１のＩＰアドレスと関係し、
第１のＭＡＣアドレスから第２のＭＡＣアドレスへ切替える機能を更にコンピュータに実現させるための付記１５記載のプログラム。
（付記１８） 継続中の通信はトランスポート・コネクションと関係し、
第１のＭＡＣアドレスから第２のＭＡＣアドレスへの切替えは、トランスポート・コネクションのタイムアウト機構がトリガーされる前に開始され終了する機能を更にコンピュータに実現させるための付記１７記載のプログラム。
（付記１９） 継続中の通信は、アプリケーションと、ソケットと、ネットワーク・リンク・デバイス・リプリゼンテーション部（ＮＬＤＲ）と、装置ドライバと、ネットワーク・インタフェース・カードと、ネットワークと、が関係し、
アプリケーションはソケットと通信し、
ソケットはＮＬＤＲと通信し、
ＮＬＤＲはＩＰアドレスを保有し、
ＮＬＤＲは装置ドライバと通信し、
装置ドライバはＭＡＣアドレスを保有し、
装置ドライバはネットワーク・インタフェース・カードと通信し、
ネットワーク・インタフェース・カードはネットワークと通信し、
ＭＡＣアドレスはＩＰアドレスへ動的に結合される、
付記１５記載のプログラム。
（付記２０） 別のＭＡＣアドレスをＩＰアドレスへ動的に結合することにより、ＭＡＣアドレスから別のＭＡＣアドレスへ切替える機能を更にコンピュータに実現させるための付記１９記載のプログラム。
（付記２１） フォーリン・ホスト・コンピュータとの間のメッセージの受信又は送信に応じて、フォーリン・ホスト・コンピュータのアドレスをローカル／ホスト・コンピュータのメモリに格納する機能を更にコンピュータに実現させ、
ローカル・ホスト・コンピュータは、ローカル・ホスト・コンピュータがＭＡＣからＩＰへの新しいアドレスマッピングを取得したときをフォーリン・ホスト・コンピュータへ通知することができる、
付記２０記載のプログラム。
（付記２２） 切替えは受信メッセージに応じて行われる、付記１７記載のプログラム。
（付記２３） 切替えはリンクの品質に応じて行われる、付記１７記載のプログラム。
（付記２４） 関係のあるホストはメッセージによって切替えが通知される、付記１７記載のプログラム。
（付記２５） サブネットはインターネットのサブネットワークである、付記１記載の方法。
（付記２６） サブネットはインターネットのサブネットワークである、付記１１記載のモバイル・コンピューティング装置。
（付記２７） サブネットはインターネットのサブネットワークである、付記１５記載のプログラム。
（付記２８） 移行する手順は、ＭＡＣアドレスを選択されたリンクのＩＰアドレスへ動的に結合する手順を含む、付記１記載の方法。
（付記２９） 装置はモバイル・コンピューティング装置であり、
選択する手順、移行する手順、及び、通知する手順は、モバイル・コンピューティング装置によって実行される、
付記１記載の方法。
（付記３０） 装置はクライアント側コンピュータであり、
選択する手順、移行する手順、及び、通知する手順は、クライアント側コンピュータによって実行される、
付記１記載の方法。
（付記３１） 移行する機能は、ＭＡＣアドレスを選択されたリンクのＩＰアドレスへ動的に結合する機能を含む、付記１５記載のプログラム。
（付記３２） 装置はクライアント側コンピュータであり、
選択する機能、移行する機能、及び、通知する機能は、クライアント側コンピュータによって実行される、
付記１５記載のプログラム。
（付記３３） 装置はモバイル・コンピューティング装置であり、
選択する機能、移行する機能、及び、通知する機能は、モバイル・コンピューティング装置によって実行される、
付記１５記載のプログラム。
（付記３４） 装置はホスト・コンピュータであり、
選択する手順、移行する手順、及び、通知する手順は、ホスト・コンピュータによって実行される、
付記１記載の方法。
（付記３５） 装置はホスト・コンピュータであり、
選択する機能、移行する機能、及び、通知する機能は、ホスト・コンピュータによって実行される、
付記１５記載のプログラム。
（付記３６） 付記１５乃至２４、２７、３１乃至３３、又は、３５のうち何れか一項記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な媒体。
従来技術のブロードキャスト・ドメインの説明図である。 従来技術におけるアプリケーション間に確立されたトランスポート・コネクションの説明図である。 本発明によるＭＡＣからＩＰへの動的結合を含むリンク・テクノロジー間移行の概要図である。 本発明のリンク・テクノロジー間移行（ＭＡＬＴ）使用可能モバイル・コンピューティング装置のソフトウェアモジュールの説明図である。 本発明の関与ホストキャッシュ（ＩＨＣ）の構造の説明図である。 本発明の上位レベルＭＡＬＴのフローチャートである。 本発明の優先インタフェース状態更新のフローチャートである。 本発明のフォーリン・インタフェース機能用のＩＨＣ更新の説明図である。 本発明のＭＡＬＴを使用する着信リンク更新の説明図である。 本発明のリンク・テクノロジー切替え後のＭＡＣからＩＰへのアドレス・マッピングとＭＡＬＴの説明図である。
符号の説明
４００ ＭＡＣからＩＰへの動的結合方式
４０２ ユーザ・アプリケーション
４０４ ネットワーク・カーネル
４０６ ソケット
４０８ ネットワーク・リンク・デバイス・リプリゼンテーション部（ＩＰ）
４１０ 装置ドライバ
４１２ イーサネット（登録商標）ネットワーク・インタフェース・カード
４１４ ネットワーク
４１６ 無線ＬＡＮネットワーク・インタフェース・カード
４１８ 装置ドライバ
４２０ ネットワーク・リンク・デバイス・リプリゼンテーション部（ＩＰ）
４２２ ソケット
４２４ ユーザ・アプリケーション
４３０ モバイル・コンピューティング装置

Claims (5)

  1. 継続中の通信を維持した状態で、ＩＰベースのサブネットの装置に接続される複数の異なるリンク方式間を移行するモバイル・コンピューティング装置であって、
    それぞれＭＡＣアドレスにより識別された異なるリンクに対応する、複数のMAC処理部と、
    ＩＰアドレスを有するＩＰ処理部と、
    移行先となるリンクを選択するリンク移行モジュールと
    前記ＩＰ処理部と、前記複数のＭＡＣ処理部との間に接続され、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを動的に結合する動的結合モジュールとを有し、
    継続中の通信を行う第１のリンク方式と関連する第１のＭＡＣアドレスは、第１のＩＰアドレスと関係し、
    移行先となるリンクが選択されたとき、前記動的結合モジュールは、使用中の第１のＩＰアドレスに動的結合されるＭＡＣアドレスを、第１のＭＡＣアドレスから、選択されたリンクに関連する第２のＭＡＣアドレスに切り替えることを特徴とするモバイル・コンピューティング装置。
  2. 前記リンク移行モジュールは、複数のリンクの品質を判別するリンク・センシング・モジュールを含み、
    前記リンク移行モジュールは、前記リンク・センシング・モジュールによる品質判別結果に基づいて、移行先リンクを選択することを特徴とする、請求項１に記載のモバイル・コンピューティング装置。
  3. 前記リンク移行モジュールは、アドレス・リゾリューション・プロトコルにより、移行先の第２のＭＡＣアドレスを関係するホストに送信する、請求項１に記載のモバイル・コンピューティング装置。
  4. 前記リンク移行モジュールは、関係するフォーリン・ホストのアドレスを記憶する関連ホストキャッシュを有する、請求項１に記載のモバイル・コンピューティング装置。
  5. 前記関連ホストキャッシュは、前記フォーリン・ホストのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを、前記モバイル・コンピューティング装置のＩＰアドレスと対応付けて記憶することを特徴とする、請求項４に記載のモバイル・コンピューティング装置。
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