JP2009225158A

JP2009225158A - 移動体通信システム

Info

Publication number: JP2009225158A
Application number: JP2008067960A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Hori; 貴彦堀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2028-03-17
Also published as: JP5132372B2

Abstract

【課題】経路最適化のためのトラフィックの削減を図ることができる移動体通信システムを得る。
【解決手段】ホームアドレスＨｏＡ１を有し、サブネットワークＭＮＰ１を収容しているモバイルルータＭＲ１と、ＭＲ１を管理するホームエージェントＨＡ１と、ＨｏＡ２を有し、ＭＮＰ２を収容しているＭＲ２と、ＭＲ２を管理するＨＡ２とを備え、ＭＲ２に接続した通信端末ＭＮＮが通信相手ＣＮと通信を行う場合、ＭＲ１が、配下のネットワークにインターネットに直接接続可能なことを広告し、ＭＲ１に接続したＭＲ２が、前記広告により、ＭＲ１の配下に接続したことを認識し、ＭＲ２が、ＭＲ１に対して位置登録に必要な情報を通知し、ＭＲ１は、ＭＲ２のＨｏＡ２、ＨＡ２、及びＭＮＰ２の対応を学習し、ＭＲ１が、ＨｏＡ１をＨＡ２に知られることなく、ＨＡ２に対してＭＲ２の代理で位置登録を行う。
【選択図】図１

Description

この発明は、異なるホームエージェント（Home Agent）で管理されるモバイルルータ（Mobile Router）又は移動ＩＰ端末（Mobile Node）が階層的に接続された状況において、最上位のモバイルルータが代理で位置登録を行うことにより、冗長経路の軽減、経路最適化のためのトラフィック、ホームエージェントの負荷軽減を実現する移動体通信システムに関するものである。

インターネット（Internet）などＩＰ（Internet Protocol）アドレスで通信を行う場合、ＩＰアドレスはネットワークトポロジに従って割当てられているため、ＩＰ端末はネットワークへの接続ポイントに応じてトポロジ上正しいＩＰアドレスに変更しなくては通信することができない。そこで、ＩＰレイヤでの移動管理を行い、移動ＩＰ端末が接続ポイントを移動して接続するサブネットワークプレフィクスが変更した場合でも、移動ＩＰ端末に割当てられたＩＰアドレス（ホームアドレスＨｏＡ（Home Address））を変更することなく通信を継続するための方法としてモバイルＩＰ（Mobile IP）があり、ＩＥＴＦにおいて、モバイルＩＰｖ４（Mobile IPv4）はＲＦＣ３３４４、モバイルＩＰｖ６（Mobile IPv6）はＲＦＣ３７７５で標準化されている(IETF: Internet Engineering Task Force: http://www.ietf.org/)。

モバイルＩＰでは、移動ＩＰ端末ＭＮ（Mobile Node）がホームリンク（Home Link）以外の外部ネットワーク（Foreign Network）に移動した状態において、外部ネットワークのサブネットワークプレフィクスをネットワーク識別子とする気付アドレスＣｏＡ（Care-of Address）をホームエージェントＨＡ（Home Agent）に登録することにより、移動ＩＰ端末ＭＮは割当てられたホームアドレスＨｏＡを変更することなく、通信相手ＣＮ（Correspond Node）との通信を継続することが可能である。この気付アドレスＣｏＡは、移動ＩＰ端末ＭＮが接続した外部ネットワークで使用する一時的なＩＰアドレスである。

ＮＥＭＯベーシックサポートプロトコル（Network Mobility（NEMO） Basic Support Protocol）（ＲＦＣ３９６３）では、配下に複数のサブネットを収容するモバイルルータＭＲ（Mobile Router）がモバイルＩＰの移動ＩＰ端末機能をもつことにより、ネットワークモビリティを実現する。ＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルでは、モバイルＩＰの位置登録メッセージであるビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）に対して、モバイルルータＭＲが収容するサブネットワークＭＮＰ（Mobile Network Prefix）を追加する拡張を行う。これにより、サブネットワークＭＮＰに属する端末ＭＮＮ（Mobile Network Node）は、モバイルルータＭＲが移動しても、端末ＭＮＮ自身が位置登録などのシグナリングを実施することなく通信を継続することが可能である。端末ＭＮＮは、ＩＰアドレスのネットワーク識別子（ネットワークプレフィクス）部分がサブネットワークＭＮＰと一致するＩＰアドレスを持つ端末である。

ＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルのメリットとしては、列車のように複数の移動体端末が同時に移動する場合、モバイルＩＰでは個々の移動体端末がいっせいに位置登録を行うことになるが、ＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルを用いることにより、列車にモバイルルータＭＲを搭載し個々の移動体端末を端末ＭＮＮとすることで、モバイルルータＭＲが移動してもモバイルルータＭＲが位置登録を行うことにより、各端末ＭＮＮは通信を継続することが可能であることがあげられる。

ＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルのデメリットとして、モバイルＩＰでは移動ＩＰ端末ＭＮ−通信相手ＣＮ間の経路最適化が規定されているのに対して、ＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルでは、各端末ＭＮＮ−通信相手ＣＮ間の経路最適化は規定されておらず、モバイルルータＭＲとそれを管理するホームエージェントＨＡとの間でカプセル化トンネルを形成し、端末ＭＮＮと、各端末ＭＮＮの通信相手とのパケットは必ずこのモバイルルータＭＲ−ホームエージェントＨＡ間のトンネルを経由して送受信が行われることがあげられる。しかし、ＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルで端末ＭＮＮ−通信相手ＣＮ間の経路最適化を行う場合には、モバイルルータＭＲが移動するたびに各端末ＭＮＮとそれぞれの通信相手ＣＮ間で経路最適化の手順を実施することになるため、ＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルのメリットが失われる。

図６は、従来の移動体通信システムの構成を示す図である。この図６は、個人の所有する端末で構築した移動ネットワークが、列車に乗る場合など、モバイルルータＭＲ配下にモバイルルータＭＲが接続した場合を示している。

図６において、列車などに装備されるモバイルルータＭＲ１は、ホームエージェントＨＡ１によって管理されており、個人所有のモバイルルータＭＲ２は、ホームエージェントＨＡ２によって管理される。

モバイルルータＭＲ１は、サブネットワークＭＮＰ１を収容し、モバイルルータＭＲ２は、サブネットワークＭＮＰ２を収容している。ＩＰアドレスＨｏＡ１（ホームアドレス）を持つモバイルルータＭＲ１は、気付アドレスＣｏＡ１を取得して、インターネット（Internet）に接続し、ホームエージェントＨＡ１−モバイルルータＭＲ１間でカプセル化トンネルを形成しているとする。なお、図中、モバイルルータＭＲ１にとってインターネットへの接続ポイントであるアクセスルータＡＲ（Access Router）は省略している。

モバイルルータＭＲ２がモバイルルータＭＲ１に接続して通信を行うために、モバイルルータＭＲ２は、その接続ポイントにおけるトポロジ上正しいアドレスとして、ネットワークプレフィクスがＭＮＰ１である気付アドレスＣｏＡ＿ｍｎｐ１を取得し、ホームエージェントＨＡ２に位置登録を行う。このとき形成されるホームエージェントＨＡ２−モバイルルータＭＲ２間のカプセル化トンネルは、ホームエージェントＨＡ１−モバイルルータＭＲ１間のカプセル化トンネルを経由して形成される。従って、サブネットワークＭＮＰ２に属する端末ＭＮＮが通信相手ＣＮと通信を行う場合のパケットは、モバイルルータＭＲ２−モバイルルータＭＲ１−ホームエージェントＨＡ１−ホームエージェントＨＡ２を経由して伝送される。特に、モバイルルータＭＲ１−ホームエージェントＨＡ１間では、２重にカプセル化されたパケットとして伝送される。

列車に移動ＩＰ端末ＭＮが接続する場合、すなわちモバイルルータＭＲ２が移動ＩＰ端末ＭＮである場合においても、同様のカプセル化トンネルが形成される。また、移動ＩＰ端末ＭＮ−通信相手ＣＮ間でモバイルＩＰｖ６の経路最適化を実施した場合においても、ホームエージェントＨＡ１−モバイルルータＭＲ１間のカプセル化トンネルを経由することになる。

上述のように、モバイルルータＭＲに移動ＩＰ端末ＭＮや他のモバイルルータＭＲが接続する場合の冗長な経路を削減する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

特許文献１の提案は、モバイルルータＭＲ配下に移動ＩＰ端末ＭＮが接続した場合において、移動ＩＰ端末ＭＮがホームエージェントＨＡ＿移動ＩＰ端末ＭＮに対して位置登録するのに加え、モバイルルータＭＲもホームエージェントＨＡ＿移動ＩＰ端末ＭＮに位置登録を行うことにより、ホームエージェントＨＡ＿移動ＩＰ端末ＭＮ−モバイルルータＭＲ間の経路最適化を行うものである。

特許文献２の提案は、階層的にモバイルルータＭＲが接続された場合において、カプセル化されたパケットを解除する際、外部パケットと内部パケットの送信元アドレスが異なる場合には、内部パケットの送信元アドレスに対して位置登録を行うことにより、モバイルルータＭＲ−通信相手ＣＮ間の経路最適化を行うものである。

特許文献３の提案は、階層的にモバイルルータＭＲが接続された場合において、最上位のモバイルルータＭＲが下位のモバイルルータＭＲに対してホームアドレスＨｏＡを広告し、下位のモバイルルータＭＲが広告されたホームアドレスＨｏＡを気付アドレスＣｏＡとして使用し、また通信相手ＣＮに対して位置登録を行うことにより、通信相手ＣＮ−移動ＩＰ端末ＭＮ間の経路最適化を行うものである。

また、特許文献４では、モバイルＩＰｖ６で規定されているリターンルータビリティＲＲ（Return Routability）手順をＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルに応用し、端末ＭＮＮ−通信相手ＣＮ間で認証済みの経路を設定することが記載されている。さらに、特許文献５では、階層的にモバイルルータＭＲが接続された場合において、最上位のモバイルルータＭＲが下位のモバイルルータＭＲの代理で、最上位のモバイルルータＭＲのホームアドレスを含めた位置登録を行うことで、最上位ＭＲ−下位ＭＲのホームエージェントＨＡ間の経路最適化を行うものである。

特開２００３−６０６８３号公報特開２００５−３３４６９号公報特開２００５−３３４７０号公報特表２００７−５０１５５４号公報特開２００６−５６０７号公報 RFC3344 "IP Mobility Support for IPv4", URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc3344.txt RFC3775 "Mobility Support in IPv6",URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc3775.txt RFC3963 "Network Mobility (NEMO) Basic Support Protocol",URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc3963.txt

図６に示したように、階層的にモバイルルータＭＲまたは移動ＩＰ端末ＭＮが接続される場合、最上位のモバイルルータＭＲ１とホームエージェントＨＡ１間では多重カプセル化されたパケットで伝送され、それぞれのモバイルルータＭＲとホームエージェントＨＡを経由した冗長経路となる。このことは、ネットワークリソースの浪費につながり、またモバイルルータＭＲ１がインターネットへ接続している回線の回線容量を圧迫する。さらに、最上位のモバイルルータＭＲ１配下に接続するすべてのモバイルルータＭＲ、移動ＩＰ端末ＭＮ、端末ＭＮＮのシグナリングトラフィックおよびユーザトラフィックがホームエージェントＨＡ１を経由するため、ホームエージェントＨＡ１の処理負荷は接続する端末数に比例して増大するという問題点があった。

また、任意の階層に接続された端末ＭＮＮまたは移動ＩＰ端末ＭＮが、それぞれの通信相手ＣＮとの間で経路最適化を実施した場合、最上位のモバイルルータＭＲ１が移動するたびに、各端末ＭＮＮまたは移動ＩＰ端末ＭＮが経路最適化手順を実施しなくてはならず、これもモバイルルータＭＲ１がインターネットへ接続している回線の回線容量を圧迫するという問題点があった。

特許文献２及び特許文献３では、通信相手ＣＮとの間で経路最適化を行うため、移動のたびに経路最適化手順を実施しなくてはならない。また、特許文献２においては、モバイルルータＭＲ１−ホームエージェントＨＡ１間で多重カプセル化されたパケットで伝送を行う必要がある。特許文献１では、ホームエージェントＨＡ＿移動ＩＰ端末ＭＮ−移動ＩＰ端末ＭＮ間で経路最適化を行うために２回の位置登録が必要である。このことは、移動してから位置登録が完了し通信が再開できるまでの時間（通信断となる時間）を増大させる。

さらに、モバイルルータＭＲを列車や航空機などの公共性の高い移動体に装備する場合、そのホームアドレスＨｏＡや収容するサブネットワークＭＮＰの構成が第三者に容易に露呈することはセキュリティ上好ましくない。特に、ホームアドレスＨｏＡが第三者に知られた場合は、ＤｏＳ攻撃の対象となることも想定される。さらに、特許文献５では、最上位のモバイルルータＭＲのホームアドレスＨｏＡが、第三者に露呈することになり、セキュリティ上好ましくない。また、位置登録メッセージに拡張が必要である。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、階層的にモバイルルータ又は移動ＩＰ端末が接続された状況で、経路制御において、冗長経路の軽減を図ることができ、経路最適化のためのトラフィックの削減を図ることができ、最上位モバイルルータを管理するホームエージェントに対する負荷軽減を図ることができ、かつ最上位モバイルルータのアドレス構成を第三者に露呈しないようにすることができる移動体通信システムを得るものである。

この発明に係る移動体通信システムは、モバイルルータ又は移動ＩＰ端末が階層的に接続された移動体通信システムであって、第１のホームアドレスを有し、第１のサブネットワークを収容している最上位のモバイルルータと、前記最上位のモバイルルータを管理する第１のホームエージェントと、第２のホームアドレスを有し、第２のサブネットワークを収容している下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末と、前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末を管理する第２のホームエージェントとを備え、前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末に接続し、ネットワークプレフィクスが前記第２のサブネットワークと等しいＩＰアドレスをもった通信端末が、インターネットに接続した通信相手と通信を行う場合、インターネットに直接接続可能な前記最上位のモバイルルータが、配下のネットワークにインターネットに直接接続可能なことを広告し、前記最上位のモバイルルータに接続した前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末が、前記広告により、前記最上位のモバイルルータの配下に接続したことを認識し、前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末が、前記最上位のモバイルルータに対して位置登録に必要な情報を通知し、前記最上位のモバイルルータは、前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末の前記第２のホームアドレス、前記第２のホームエージェント、及び前記第２のサブネットワークの対応を学習し、前記最上位のモバイルルータが、前記第１のホームアドレスを前記第２のホームエージェントに知られることなく、前記第２のホームエージェントに対して前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末の代理で位置登録を行うものである。

この発明に係る移動体通信システムは、階層的にモバイルルータ又は移動ＩＰ端末が接続された状況で、経路制御において、冗長経路の軽減を図ることができ、経路最適化のためのトラフィックの削減を図ることができ、最上位モバイルルータを管理するホームエージェントに対する負荷軽減を図ることができ、かつ最上位モバイルルータのアドレス構成を第三者に露呈しないようにすることができるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る移動体通信システムについて図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る移動体通信システムの構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１において、図６と同様に、列車などに装備されるモバイルルータＭＲ１のホームエージェントはＨＡ１であり、例えば個人所有のモバイルルータＭＲ２のホームエージェントはＨＡ２である。

モバイルルータＭＲ１のホームアドレスはＨｏＡ１であり、モバイルルータＭＲ２のホームアドレスはＨｏＡ２である。モバイルルータＭＲ１は、サブネットワークＭＮＰ１を収容し、モバイルルータＭＲ２は、サブネットワークＭＮＰ２を収容している。また、モバイルルータＭＲ２には、端末ＭＮＮが接続しており、この端末ＭＮＮは、ネットワークプレフィクスがＭＮＰ２と等しいＩＰアドレスをもった通信端末であり、通信相手ＣＮと通信を行う。

つぎに、この実施の形態１に係る移動体通信システムの動作について図面を参照しながら説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係る移動体通信システムのシーケンスを示す図である。

図２において、左から順に、端末ＭＮＮ、モバイルルータＭＲ２、モバイルルータＭＲ１、アクセスルータＡＲ、ホームエージェントＨＡ１、ホームエージェントＨＡ２、及び通信相手ＣＮが並べられている。

モバイルルータＭＲ１は、図２に示すように、ＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルの動作に従い、移動先での気付アドレスとしてＣｏＡ１を取得し、ホームエージェントＨＡ１へビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）を送信して位置登録を行う。このホームエージェントＨＡ１は、位置登録処理を行い、モバイルルータＭＲ１へビンディングアクノレッジＢＡ（Binding Acknowledge）を送信して応答する。この位置登録により、モバイルルータＭＲ１−ホームエージェントＨＡ１間でカプセル化トンネルが形成される。

すなわち、ホームエージェントＨＡ１は、あて先ＨｏＡ１、及びあて先ＭＮＰ１のパケットを、気付アドレスＣｏＡ１宛にカプセル化して転送する。また、モバイルルータＭＲ１は、モバイルルータＭＲ１自身の送信パケット、及び配下のサブネットワークＭＮＰ１からのパケットを、ホームエージェントＨＡ１宛にカプセル化して転送する。

この実施の形態１では、モバイルルータＭＲ１は、図２に示すように、収容しているネットワークプレフィクスがＭＮＰ１であるサブネットワークに対して、インターネットに接続していることを広告するためのＩＧＷ（Internet Gateway）広告を定期的に送信する。このＩＧＷ広告は、サブネットワークＭＮＰ１を広告するために通常モバイルルータＭＲ１が送信しているルータ広告（Router Advertisement）（ＲＦＣ１２５６、ＲＦＣ４８６１）に拡張を行ってもよいし、独自メッセージであってもかまわない。

モバイルルータＭＲ２が移動してモバイルルータＭＲ１に接続した場合、モバイルルータＭＲ２は、図２に示すように、上記のＩＧＷ広告を受信して、他モバイルルータＭＲ（この場合はモバイルルータＭＲ１）配下に接続したことを認識する。

モバイルルータＭＲ２は、他モバイルルータＭＲ配下に接続したことを認識し、かつホームエージェントＨＡ２との間で経路最適化を実施することを要望する場合には、通常のＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルの動作を行わずに、図２に示すように、モバイルルータＭＲ１に対して、代理で位置登録を要求するための代理要求を送信する。

この代理要求には、モバイルルータＭＲ１がモバイルルータＭＲ２の代理で位置登録を行うための情報が含まれる。すなわち、位置登録を行うホームエージェントＨＡ２のアドレス、モバイルルータＭＲ２のホームアドレスであるＨｏＡ２、モバイルルータＭＲ２が収容するサブネットワークＭＮＰ２が含まれる。さらに、ホームエージェントＨＡ２との間で認証や暗号化を行う場合には、その鍵など必要な情報も同時に通知する。

モバイルルータＭＲ１は、上記代理要求を受信すると、ホームアドレスＨｏＡ２とホームエージェントＨＡ２とサブネットワークＭＮＰ２の対応付けを学習し、図２に示すように、モバイルルータＭＲ１−ホームエージェントＨＡ２間のカプセル化トンネルを形成するための気付アドレスＣｏＡ＿ｆｏｒＭＲ２を新たに取得する。この気付アドレスＣｏＡ＿ｆｏｒＭＲ２は、気付アドレスＣｏＡ１と同じであってもかまわない。

モバイルルータＭＲ１は、代理のビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）を生成し、図２に示すように、ホームエージェントＨＡ２に対して代理ビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）を送信して位置登録を行う。このモバイルルータＭＲ１は、この代理ビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）のホームアドレスディスティネーションオプション（Home Address Destination Option）にホームアドレスＨｏＡ１ではなくホームアドレスＨｏＡ２を設定する。これは、ホームエージェントＨＡ２において、モバイルルータＭＲ１のホームアドレスＨｏＡ１は管理対象ではないアドレスであるため、位置登録が拒否される可能性があるためである。

ホームエージェントＨＡ２では、通常の位置登録処理を行い、図２に示すように、モバイルルータＭＲ１へビンディングアクノレッジＢＡ（Binding Acknowledge）を送信して応答する。この位置登録により、ＭＲ１−ＨＡ２間でカプセル化トンネルが形成される。

すなわち、ホームエージェントＨＡ２は、あて先ＨｏＡ２、及びあて先ＭＮＰ２のパケットを、気付アドレスＣｏＡ＿ｆｏｒＭＲ２宛にカプセル化して転送する。また、モバイルルータＭＲ１は、モバイルルータＭＲ２自身の送信パケット、及び配下のサブネットワークＭＮＰ２からのパケットを、ホームエージェントＨＡ２宛にカプセル化して転送する。

モバイルルータＭＲ１は、上記位置登録が完了すると、図２に示すように、モバイルルータＭＲ２からの代理要求に対する応答である、代理応答をモバイルルータＭＲ２へ送信する。この代理応答では、ホームエージェントＨＡ２への代理位置登録が成功したか否かの結果が通知される。

上記のモバイルルータＭＲ１による代理位置登録が完了した場合、端末ＭＮＮから通信相手ＣＮ宛のパケット［送信元ＭＮＮあて先ＣＮ］は、モバイルルータＭＲ２から同一リンク上のモバイルルータＭＲ１に転送される。このモバイルルータＭＲ１では、送信元ＭＮＮのアドレスはＭＮＰ２であるので、ホームエージェントＨＡ２宛にカプセル化して転送する。

すなわち、モバイルルータＭＲ１は、図２に示すように、端末ＭＮＮから通信相手ＣＮ宛のパケット［送信元ＭＮＮあて先ＣＮ］に対して、送信元ＣｏＡ＿ｆｏｒＭＲ２、あて先ＨＡ２のＩＰヘッダを付与して転送する。

ホームエージェントＨＡ２では、デカプセル化を行い、元のパケット［送信元ＭＮＮあて先ＣＮ］を取り出して通信相手ＣＮに転送する。

通信相手ＣＮから端末ＭＮＮ宛のパケット［送信元ＣＮあて先ＭＮＮ］は、ホームエージェントＨＡ２からあて先がＭＮＰ２であるので、気付アドレスＣｏＡ＿ｆｏｒＭＲ２宛にカプセル化して転送する。

すなわち、通信相手ＣＮから端末ＭＮＮ宛のパケット［送信元ＣＮあて先ＭＮＮ］に対して、送信元ＨＡ２、あて先ＣｏＡ＿ｆｏｒＭＲ２のＩＰヘッダを付与して転送する。

モバイルルータＭＲ１では、デカプセル化を行い、元のパケット［送信元ＣＮあて先ＭＮＮ］を取り出して、あて先ＭＮＮがサブネットワークＭＮＰ２であるので、学習した対応付けを参照してモバイルルータＭＲ２宛に転送する。

この実施の形態１によれば、モバイルルータＭＲ１−ホームエージェントＨＡ１間の多重カプセル化が削減され、また、端末ＭＮＮ−通信相手ＣＮ間のトラフィックはホームエージェントＨＡ１を経由しないために冗長経路が軽減され、ホームエージェントＨＡ１の負荷も軽減される。また、端末ＭＮＮが複数存在しそれぞれの通信相手ＣＮと通信している場合でも、モバイルルータＭＲ１の移動に伴う経路最適化のためのトラフィックは、ホームエージェントＨＡ２に対する位置登録（更新）のみでよいため、通信相手ＣＮ毎に経路最適化を行う必要がない。（ただし、端末ＭＮＮ−通信相手ＣＮ間で経路最適化を実施した場合と比較して、ホームエージェントＨＡ２を経由する分だけ冗長経路となる。）

さらに、ホームアドレスＨｏＡ１およびモバイルルータＭＲ１がサブネットワークＭＮＰ１を収容していることは、ホームエージェントＨＡ１以外の第三者には露呈しておらず、セキュリティ上の問題も軽減される。

この実施の形態１では、モバイルルータＭＲ１配下に他モバイルルータＭＲとしてモバイルルータＭＲ２が接続した例を説明したが、モバイルルータＭＲ１配下に移動ＩＰ端末ＭＮが接続した場合においても、上記と同様の処理を実施することが可能である。ただし、その場合は、移動ＩＰ端末ＭＮと通信相手ＣＮが通信を行う。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る移動体通信システムについて図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態２に係る移動体通信システムの構成を示す図である。

図３において、図１と同様に、列車などに装備されるモバイルルータＭＲ１のホームエージェントはＨＡ１であり、例えば個人所有のモバイルルータＭＲ２のホームエージェントはＨＡ２である。

つぎに、この実施の形態２に係る移動体通信システムの動作について図面を参照しながら説明する。図４、この発明の実施の形態２に係る移動体通信システムのシーケンスを示す図である。

図４において、左から順に、端末ＭＮＮ、モバイルルータＭＲ２、モバイルルータＭＲ１、アクセスルータＡＲ、ホームエージェントＨＡ１、ホームエージェントＨＡ２、及び通信相手ＣＮが並べられている。

モバイルルータＭＲ１は、図４に示すように、ＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルの動作に従い、移動先での気付アドレスとしてＣｏＡ１を取得し、ホームエージェントＨＡ１へビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）を送信して位置登録を行う。

ホームエージェントＨＡ１は、位置登録処理を行い、図４に示すように、モバイルルータＭＲ１へビンディングアクノレッジＢＡ（Binding Acknowledge）を送信して応答する。この位置登録により、ＭＲ１−ＨＡ１間でカプセル化トンネルが形成される。

この実施の形態２では、モバイルルータＭＲ１は、収容しているネットワークプレフィクスがＭＮＰ１であるサブネットワークに対して、図４に示すように、通常のルータ広告（Router Advertisement）（ＲＦＣ１２５６、ＲＦＣ４８６１）を送信する。

モバイルルータＭＲ２が移動してモバイルルータＭＲ１に接続した場合、モバイルルータＭＲ２は、通常のＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルの動作を行う。すなわち、モバイルルータＭＲ２は、図４に示すように、ネットワークプレフィクスがＭＮＰ１であるような気付アドレスＣｏＡ２を取得し、ホームエージェントＨＡ２へ位置登録を行うためのビンディングアップデートメッセージを作成して、送信する。

モバイルルータＭＲ１は、モバイルルータＭＲ２からのビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）を受信すると、配下に他モバイルルータＭＲが接続したことを認識し、ビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）から気付アドレスＣｏＡ２とホームアドレスＨｏＡ２とホームエージェントＨＡ２とサブネットワークＭＮＰ２の対応付けを学習し、ＭＲ１−ＨＡ２間のカプセル化トンネルを形成するための気付アドレスＣｏＡ＿ｆｏｒＭＲ２を新たに取得する。この気付アドレスＣｏＡ＿ｆｏｒＭＲ２は、気付アドレスＣｏＡ１と同じであってもかまわない（図３、図４は気付アドレスＣｏＡ１を使用した場合を図示している）。

モバイルルータＭＲ１は、代理のビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）を生成し、ホームエージェントＨＡ２に対して代理ビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）を送信して位置登録を行う。

モバイルルータＭＲ１は、この代理ビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）のホームアドレスディスティネーションオプション（Home Address Destination Option）にホームアドレスＨｏＡ１ではなくホームアドレスＨｏＡ２を設定する。これは、ホームエージェントＨＡ２において、モバイルルータＭＲ１のホームアドレスＨｏＡ１は管理対象ではないアドレスであるため、位置登録が拒否される可能性があるためである。

ホームエージェントＨＡ２では、通常の位置登録処理を行い、図４に示すように、モバイルルータＭＲ１へビンディングアクノレッジＢＡ（Binding Acknowledge）を送信して応答する。この位置登録により、ＭＲ１−ＨＡ２間でカプセル化トンネルが形成される。

モバイルルータＭＲ１は、上記位置登録が完了すると、モバイルルータＭＲ２が送信したビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）に対する応答である、ビンディングアクノレッジＢＡ（Binding Acknowledge）をモバイルルータＭＲ２へ送信する。

上記のモバイルルータＭＲ１による代理位置登録が完了した場合、端末ＭＮＮから通信相手ＣＮ宛のパケット［送信元ＭＮＮあて先ＣＮ］は、通常のカプセル化が行われてモバイルルータＭＲ１に転送される。すなわち、端末ＭＮＮから通信相手ＣＮ宛のパケット［送信元ＭＮＮあて先ＣＮ］に対して、送信元ＣｏＡ２、あて先トＨＡ２のＩＰヘッダを付与して転送する。

モバイルルータＭＲ１では、外部ＩＰヘッダの送信元アドレスが学習していた気付アドレスＣｏＡ２であるので、デカプセル化を行い、元の端末ＭＮＮから通信相手ＣＮ宛のパケット［送信元ＭＮＮあて先ＣＮ］を取り出し、さらに、送信元ＭＮＮのアドレスはＭＮＰ２であるので、ホームエージェントＨＡ２宛にカプセル化して転送する。すなわち、端末ＭＮＮから通信相手ＣＮ宛のパケット［送信元ＭＮＮあて先ＣＮ］に対して、送信元ＣｏＡ１、あて先ＨＡ２のＩＰヘッダを付与して転送する。

ホームエージェントＨＡ２では、デカプセル化を行い、図４に示すように、元のパケット［送信元ＭＮＮあて先ＣＮ］を取り出して通信相手ＣＮに転送する。

通信相手ＣＮから端末ＭＮＮ宛のパケット［送信元ＣＮあて先ＭＮＮ］は、ホームエージェントＨＡ２からあて先がＭＮＰ２であるので、気付アドレスＣｏＡ１宛にカプセル化して転送する。すなわち、通信相手ＣＮから端末ＭＮＮ宛のパケットに対して、送信元ＨＡ２、あて先ＣｏＡ１のＩＰヘッダを付与して転送する。

モバイルルータＭＲ１では、デカプセル化を行い、元のパケット［送信元ＣＮあて先ＭＮＮ］を取り出して、あて先ＭＮＮがＭＮＰ２であるので、学習した対応付けを参照して気付アドレスＣｏＡ２宛にカプセル化して転送する。すなわち、通信相手ＣＮから端末ＭＮＮ宛のパケット［送信元ＣＮあて先ＭＮＮ］に対して、送信元ＨＡ２、あて先ＣｏＡ２のＩＰヘッダを付与して転送する。ここで、送信元をホームエージェントＨＡ２に設定するのは、モバイルルータＭＲ２に対してホームエージェントＨＡ２からのカプセル化転送されたパケットであるように見せるためである。

モバイルルータＭＲ２では、通常のＮＥＭＯベーシックサポートプロトコルの処理として、デカプセル化を行い、図４に示すように、元の通信相手ＣＮから端末ＭＮＮ宛のパケット［送信元ＣＮあて先ＭＮＮ］を取り出して、端末ＭＮＮに転送する。

この実施の形態２によれば、モバイルルータＭＲ１−ホームエージェントＨＡ１間の多重カプセル化が削減され、また、端末ＭＮＮ−通信相手ＣＮ間のトラフィックはホームエージェントＨＡ１を経由しないために冗長経路が軽減され、ホームエージェントＨＡ１の負荷も軽減される。また、端末ＭＮＮが複数存在しそれぞれの通信相手ＣＮと通信している場合でも、モバイルルータＭＲ１の移動に伴う経路最適化のためのトラフィックは、ホームエージェントＨＡ２に対する位置登録（更新）のみでよいため、通信相手ＣＮ毎に経路最適化を行う必要がない。（ただし、端末ＭＮＮ−通信相手ＣＮ間で経路最適化を実施した場合と比較して、ホームエージェントＨＡ２を経由する分だけ冗長経路となる。）

この実施の形態２では、モバイルルータＭＲ１配下に他モバイルルータＭＲとしてモバイルルータＭＲ２が接続した例を説明したが、モバイルルータＭＲ１配下に移動ＩＰ端末ＭＮが接続した場合においても、上記と同様の処理を実施することが可能である。ただし、その場合は、移動ＩＰ端末ＭＮと通信相手ＣＮが通信を行う。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る移動体通信システムについて図５を参照しながら説明する。図５（ａ）及び（ｂ）は、この発明の実施の形態３に係る移動体通信システムでの拡張リターンルータビリティ手順と、モバイルＩＰｖ６で規定されているリターンルータビリティ手順を並べて示す図である。

モバイルＩＰｖ６のリターンルータビリティＲＲ手順では、ホームエージェントＨＡ経由でホームアドレスＨｏＡの到達可能性と、ホームエージェントＨＡを経由しない直接経路により気付アドレスＣｏＡの到達可能性を調査することにより、通信相手ＣＮが移動ＩＰ端末ＭＮを認証する。

また、リターンルータビリティＲＲ手順中に鍵の生成を行い、リターンルータビリティＲＲ手順後のビンディングアップデートＢＵ（Binding Update）に鍵を含めることで、移動ＩＰ端末ＭＮの正当性を検証する。

この実施の形態３では、ホームエージェントＨＡ１経由でホームアドレスＨｏＡ１の到達可能性と、ホームエージェントＨＡ１を経由しない直接経路で気付アドレスＣｏＡ１の到達可能性を調査し、ホームエージェントＨＡ２がモバイルルータＭＲ１を認証する。

さらに、特許文献４で記述されている端末ＭＮＮの到達可能性を、モバイルルータＭＲ２に応用することも可能である。すなわち、特許文献４の端末ＭＮＮを本発明のモバイルルータＭＲ２、特許文献４の通信相手ＣＮを本発明のホームエージェントＨＡ２と置き換えて実施することにより、ホームエージェントＨＡ２は、ホームアドレスＨｏＡ１及び気付アドレスＣｏＡ１の正当性と、ホームアドレスＨｏＡ２への到達可能性を調査することが可能である。

この実施の形態３での拡張リターンルータビリティＲＲ手順は、上記実施の形態１または上記実施の形態２に記載した手順と組み合わせて実施することにより、ホームエージェントＨＡ２−モバイルルータＭＲ１間で認証された経路を提供することを可能にする。

この発明の実施の形態１に係る移動体通信システムの構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る移動体通信システムのシーケンスを示す図である。この発明の実施の形態２に係る移動体通信システムの構成を示す図である。この発明の実施の形態２に係る移動体通信システムのシーケンスを示す図である。この発明の実施の形態３に係る移動体通信システムでの拡張リターンルータビリティ手順とモバイルＩＰｖ６で規定されているリターンルータビリティ手順を並べて示す図である。従来の移動体通信システムの構成を示す図である。

符号の説明

ＡＲアクセスルータ、ＣＮ通信相手、ＣｏＡ１気付アドレス、ＣｏＡ２気付アドレス、ＨＡ１ホームエージェント、ＨＡ２ホームエージェント、ＨｏＡ１ホームアドレス、ＨｏＡ２ホームアドレス、ＭＮ移動ＩＰ端末、ＭＮＮ通信端末、ＭＮＰ１サブネットワーク、ＭＮＰ２サブネットワーク、ＭＲ１モバイルルータ、ＭＲ２モバイルルータ。

Claims

モバイルルータ又は移動ＩＰ端末が階層的に接続された移動体通信システムであって、
第１のホームアドレスを有し、第１のサブネットワークを収容している最上位のモバイルルータと、
前記最上位のモバイルルータを管理する第１のホームエージェントと、
第２のホームアドレスを有し、第２のサブネットワークを収容している下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末と、
前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末を管理する第２のホームエージェントとを備え、
前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末に接続し、ネットワークプレフィクスが前記第２のサブネットワークと等しいＩＰアドレスをもった通信端末が、インターネットに接続した通信相手と通信を行う場合、
インターネットに直接接続可能な前記最上位のモバイルルータが、配下のネットワークにインターネットに直接接続可能なことを広告し、
前記最上位のモバイルルータに接続した前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末が、前記広告により、前記最上位のモバイルルータの配下に接続したことを認識し、
前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末が、前記最上位のモバイルルータに対して位置登録に必要な情報を通知し、
前記最上位のモバイルルータは、前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末の前記第２のホームアドレス、前記第２のホームエージェント、及び前記第２のサブネットワークの対応を学習し、
前記最上位のモバイルルータが、前記第１のホームアドレスを前記第２のホームエージェントに知られることなく、前記第２のホームエージェントに対して前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末の代理で位置登録を行う
ことを特徴とする移動体通信システム。
モバイルルータ又は移動ＩＰ端末が階層的に接続された移動体通信システムであって、
第１のホームアドレスを有し、第１のサブネットワークを収容している最上位のモバイルルータと、
前記最上位のモバイルルータを管理する第１のホームエージェントと、
第２のホームアドレスを有し、第２のサブネットワークを収容している下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末と、
前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末を管理する第２のホームエージェントとを備え、
前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末に接続し、ネットワークプレフィクスが前記第２のサブネットワークと等しいＩＰアドレスをもった通信端末が、インターネットに接続した通信相手と通信を行う場合、
前記最上位のモバイルルータは、配下からの位置登録を受信して配下に前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末が接続していることを認識し、
前記最上位のモバイルルータは、前記位置登録から前記第２のホームアドレス、前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末により取得された第２の気付アドレス、前記第２のホームエージェント、及び前記第２のサブネットワークの対応を学習し、
前記最上位のモバイルルータは、前記第１のホームアドレスを前記第２のホームエージェントに知られることなく、前記第２の気付アドレスの代わりに、移動先で取得した第１の気付アドレスを使用して前記第２のホームエージェントに前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末の代理で位置登録を行い、
前記最上位のモバイルルータは、前記第２のホームエージェントへの位置登録が完了すると、前記下位のモバイルルータ又は移動ＩＰ端末に対して位置登録応答を返信する
ことを特徴とする移動体通信システム。
前記第２のホームエージェントは、代理位置登録の前に、リターンルータビリティ手順により前記最上位のモバイルルータの認証を行った後、代理位置登録を行う
ことを特徴とする請求項１又は２記載の移動体通信システム。
請求項１又は請求項２記載の移動体通信システムを構築することができる
ことを特徴とするモバイルルータ。