JP2010124196A - 経路制御装置、通信システム、および経路制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信端末による通信をより効率のよい経路で行うことを可能にする技術を提供する。
【解決手段】冗長性検知手段は、第１の通信端末と該第１の通信端末の通信相手である第２の通信端末の少なくとも一方が複数のゲートウェイ装置と接続しているとき、前記複数のゲートウェイ装置のうちどのゲートウェイ装置を用いれば、前記第１の通信端末から前記第２の通信端末への通信経路がより効率的となるかに基づき、該通信経路が冗長であることを検出する。経路変更手段は、前記冗長性検知手段によって前記通信経路が冗長であることが検知されたら、該通信経路の冗長を解消するような経路制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信端末がネットワーク経由で通信する通信システムにおける通信経路を効率化する技術に関する。

近年、移動通信を実現する様々な方法が検討されており、その中に、ネットワーク主導で移動通信を実現する方法がある。ネットワーク主導での移動通信方法の１つとして、ＩＥＴＦのｎｅｔｌｍｍ ＷＧではＰＭＩＰ（Ｐｒｏｘｙ Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ）と呼ばれるモビリティプロトコルの仕様が策定されている（非特許文献１）。

ＰＭＩＰシステムは、移動端末の位置情報を管理するＬＭＡ（Ｌｏｃａｌ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ａｎｃｈｏｒ）と、移動端末に代わり移動端末の位置情報をＬＭＡに登録するＭＡＧ（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｇａｔｅｗａｙ）から構成され、移動端末に対して通信サービスを提供する。

非特許文献１で規定される通信システムでは、移動端末の送受信する全てのデータは、移動端末の情報を管理するＬＭＡを経由する。これは、移動端末の位置に従ってデータの転送先を変える必要があるためである。ＬＭＡは移動端末の位置に基づいてデータの転送先を決定し、その転送先にデータを転送する。

しかしながら、全てのデータがＬＭＡを経由するのはシステムとしてのオーバーヘッドが大きい。ここで言うオーバーヘッドとして、例えばＬＭＡの負荷、ネットワーク内のトラフィックの増加、通信遅延などがある。

これらのオーバーヘッドを削減するために通信経路を効率化するいくつかの方式が提案されている。例えば、同じＰＭＩＰドメイン内の移動端末同士が通信する場合、移動端末間の通信経路を効率化する方法が非特許文献２に記載されている。

図１６は、移動端末の通信を実現する通信システムの構成と、その通信システムにおける通信経路の制御方法とを示す図である。図１７は、図１６の通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。

図１６を参照すると、通信システムは、ＬＭＡと、そのＬＭＡに接続された複数のＭＡＧ１〜ｎとを有している。ここでは、移動端末ＭＮ１からＭＮ２への通信に着目する。

まず、通信が開始された初期の状態では、移動端末ＭＮ１から移動端末ＭＮ２宛に送信されたパケットは、ＭＡＧ１―ＬＭＡ―ＭＡＧ２という通信経路で転送される。ＬＭＡは、ＭＡＧ１からのパケットをＭＡＧ２に転送することになる。ＬＭＡは、自身に接続されたＭＡＧの間のパケットを転送したことから、通信経路が冗長となっていることを検知する。

そこで、ＬＭＡはＭＡＧ１に対して移動端末ＭＮ２宛のパケットの転送先をＭＡＧ２に変更するよう指示する。ＭＡＧ１はＬＭＡの指示通りにＭＮ２宛のパケットをＭＡＧ２に転送する。これにより、移動端末ＭＮ１から移動端末ＭＮ２へのパケットはＬＭＡを経由することなく移動端末ＭＮ２に到達するようになる。

また、ＭＮ２からＭＮ１の方向のパケットについても、これと同様の手順で通信経路が変更され、効率化される。
Ｓ． Ｇｕｎｄａｖｅｌｌｉ ｅｔ ａｌ．， 「Ｐｒｏｘｙ Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰｖ６」，ｈｔｔｐ：／／ｔｏｏｌｓ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｒｆｃ／ｒｆｃ５２１３．ｔｘｔ Ａ． Ｄｕｔｔａ ｅｔ ａｌ．， 「ＰｒｏｘｙＭＩＰ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒ−ＭＡＧ Ｒｏｕｔｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ」， ｈｔｔｐ：／／ｔｏｏｌｓ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｄ／ｄｒａｆｔ−ｄｕｔｔａ−ｎｅｔｌｍｍ−ｐｍｉｐｒｏ−０１．ｔｘｔ

今後、複数のインタフェースを備えた移動端末への対応は重要性を増していくことが予想される。ＰＭＩＰｖ６に代表されるネットワーク主導型のモビリティプロトコルは携帯電話網やＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）への適用が検討されている。そのため、今後、１台の移動端末が複数のインタフェースでＰＭＩＰドメインに接続してモビリティサービスを利用するという形態が普及すると考えられる。また、Ｐ２Ｐ（Ｐｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ）の普及や無線通信の高速化に伴い、ネットワーク側の負荷は一層増大すると考えられる。

このような背景から、複数のインタフェースを持つ移動端末の通信において更に効率的な経路を選択する技術が求められる。図１６および図１７に示した通信システムでは、同一ドメイン内の移動端末間の通信経路を効率化することにより、通信のオーバーヘッドを低減させることができる。しかしながら、移動端末が複数のインタフェースを備えている場合、必ずしも十分に効率的な通信経路を選択できていないという問題がある。

図１６および図１７を用いて説明した経路制御を、複数のインタフェースを備えた移動端末に適用した場合の通信システムの動作について説明する。図１８は、図１６の通信システムによる、複数のインタフェースを備える移動端末の通信経路の制御を示す図である。図１８において、移動端末ＭＮ１は２つのインタフェースを備えており、それぞれＭＡＧ１とＭＡＧ２と接続している。それぞれのインタフェースにはアドレスａｄｄｒｅｓｓ１とａｄｄｒｅｓｓ２が割り当てられている。移動端末ＭＮ２はインタフェースを１つ備えており、そのインタフェースでＭＡＧ２と接続している。移動端末ＭＮ２の備えるインタフェースにはアドレスａｄｄｒｅｓｓ３が割り当てられている。

移動端末ＭＮ１は移動端末ＭＮ２へパケットを送信するとき、送信先のアドレスａｄｄｒｅｓｓ３から、経路表を利用してゲートウェイとなるＭＡＧと送信に利用するインタフェースとを決定する。

この例では、ゲートウェイにＭＡＧ１とＭＡＧ２のいずれかが選択され、送信にはそれらと接続しているインタフェースが利用される。例えば、ａｄｄｒｅｓｓ２に対するパケットをＭＡＧ２へ送信するような経路表が設定されていれば、ＭＡＧ２が選ばれる。ＭＡＧ２が選択されれば、通信はＭＮ１―ＭＡＧ２―ＭＮ２の経路で行われることになる。図１８の例では、この経路が最適な経路であると言える。

しかし、移動端末ＭＮ１は、通信相手である移動端末ＭＮ２が接続しているＭＡＧを事前に知らないので、最適な経路を選択できるような経路表を事前に設定しておくことはできない。それ故、毎回、必ず最適な経路が選択されるわけではない。場合によっては、ゲートウェイとしてＭＡＧ１が選ばれることもある。

図１８を見れば明らかなように、ゲートウェイとしてＭＡＧ１が選択された場合、パケットは最適な経路を通らない。
まず、最初は、ＭＡＧ１からＬＭＡを経由してＭＡＧ２に至る経路Ｒ０でパケットが転送される。その後、パケットが転送される経路は、経路制御によって、ＭＡＧ１からＭＡＧ２へ直接送られる経路Ｒ１、つまりＭＮ１−ＭＡＧ１−ＭＡＧ２−ＭＮ２の経路に変更される。しかし、変更後の経路は、上述したＭＮ１―ＭＡＧ２―ＭＮ２の経路と比べると効率が悪い。

本発明の目的は、通信端末による通信をより効率のよい経路で行うことを可能にする技術を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の経路制御装置は、通信端末と接続するゲートウェイ装置を少なくとも有する通信ネットワークにおいて前記通信端末のパケット通信を転送するための通信経路を制御する経路制御装置であって、
第１の通信端末と該第１の通信端末の通信相手である第２の通信端末の少なくとも一方が複数のゲートウェイ装置と接続しているとき、前記複数のゲートウェイ装置のうちどのゲートウェイ装置を用いれば、前記第１の通信端末から前記第２の通信端末への通信経路がより効率的となるかに基づき、該通信経路が冗長であることを検出する冗長性検知手段と、
前記冗長性検知手段によって前記通信経路が冗長であることが検知されたら、該通信経路の冗長を解消するような経路制御を行う経路変更手段と、を有している。

本発明の通信システムは、
通信端末と、
前記通信端末と接続するゲートウェイ装置と、を有し、
前記通信端末または前記ゲートウェイ装置の少なくとも一方が、
第１の通信端末と該第１の通信端末の通信相手である第２の通信端末の少なくとも一方が複数のゲートウェイ装置と接続しているとき、前記複数のゲートウェイ装置のうちどのゲートウェイ装置を用いれば、前記第１の通信端末から前記第２の通信端末への通信経路がより効率的となるかに基づき、該通信経路が冗長であることを検出する冗長性検知性手段と、
前記冗長性検知手段によって前記通信経路が冗長であることが検知されたら、該通信経路の冗長を解消するような経路制御を行う経路変更手段と、を備える。

本発明の経路制御方法は、通信端末と接続するゲートウェイ装置を少なくとも有する通信ネットワークにおいて前記通信端末のパケット通信を転送するための通信経路を制御するための経路制御方法であって、
第１の通信端末と該第１の通信端末の通信相手である第２の通信端末の少なくとも一方が複数のゲートウェイ装置と接続しているとき、前記複数のゲートウェイ装置のうちどのゲートウェイ装置を用いれば、前記第１の通信端末から前記第２の通信端末への通信経路がより効率的となるかに基づき、該通信経路が冗長であることを検出し、
前記通信経路が冗長であることが検知されたら、該通信経路の冗長を解消するような経路制御を行う方法である。

本発明によれば、通信端末による通信をより効率のよい通信経路で行うことが可能となる。

本発明の実施形態の概略について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、通信システムは、端末情報管理装置２０、ゲートウェイ装置３０、および通信端末１０を有している。端末情報管理装置２０とゲートウェイ装置３０はネットワーク５０に含まれる通信装置である。端末装置１０は、ネットワーク５０に接続し、パケットによる通信を行うユーザ端末である。

端末情報管理装置２０は、通信端末１０とその通信端末１０が接続しているゲートウェイ装置３０との対応関係を示す端末情報を管理する。ゲートウェイ装置３０は、通信端末１０と接続し、通信端末１０が送信したパケットをネットワーク５０内の通信装置あるいは他の通信端末１０に転送する。

本通信システムでは、端末情報管理装置２０、ゲートウェイ装置３０、または通信端末１０の少なくとも１つは、通信経路が冗長であることを検知し、その冗長を解消するように経路制御を行う。以下、この装置を経路制御装置と呼ぶ。

図２は、経路制御装置の概略構成を示すブロック図である。図２を参照すると、経路制御装置６０は冗長性検知部６１および経路変更部６２を有している。ここでは、通信端末１０ａから通信端末１０ｂへのパケットの通信経路に着目して各部の動作を説明する。

冗長性検知部６１は、パケットを送信する通信端末１０ａと、その通信端末１０ａの通信相手である通信端末１０ｂの少なくとも一方が複数のゲートウェイ装置３０ａ、３０ｂと接続している場合に、複数のゲートウェイ装置３０ａ、３０ｂのうちどのゲートウェイ装置３０を用いれば、通信端末１０ａから通信端末１０ｂへの通信経路を効率化できるかに基づいて、通信端末１０ａから通信端末１０ｂへの通信経路が冗長であることを検知する。通信端末１０ａから通信端末１０ｂまでの通信経路でパケットが経由する通信装置が少なければ通信経路が効率的であり、パケットが経由する通信装置が多ければ通信経路が冗長である。上述の経路制御は、冗長な通信経路を効率的な通信経路に切り替えるための制御である。

経路変更部６２は、冗長性検知部６１によって通信経路が冗長であることが検知されたら、その通信経路の冗長を解消するような経路制御を行う。

なお、冗長性検知部６１が通信経路が冗長となっているか否かを判断するための具体的な方法や、経路変更部６２が経路制御を行うための具体的な方法は、経路制御装置６０が端末情報管理装置２０、ゲートウェイ装置３０、通信端末１０のいずれであるかによって異なる。

以上説明したように、本実施形態によれば、経路制御装置６０は、通信端末１０のパケット通信を転送するための通信経路を制御する。そして、経路制御装置６０において、冗長性検知部６１は、通信端末１０ａと通信端末１０ｂの少なくとも一方が複数のゲートウェイ装置３０と接続している場合に、どのゲートウェイ装置３０を用いれば通信経路を効率化できるかに基づいて、通信経路の冗長性を判断する。経路変更部６２は、冗長であることが検知された通信経路を効率化する。したがって、複数のインタフェースを持ち、それぞれで異なるゲートウェイ装置３０に接続するような通信端末１０があっても、より効率的な通信経路を選択することができる。

以上、本発明の実施形態の概略の構成および動作について説明したが、以下では、より具体的な構成および動作として、それを適用した第１および第２の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１に示したように、第１の実施形態による通信システムは、１つ以上の通信端末１０と、通信端末１０の情報を管理する端末情報管理装置２０と、通信端末１０の情報を通信端末１０に代わり端末情報管理装置２０に登録するゲートウェイ装置３０とから構成される。

端末情報管理装置２０とゲートウェイ装置３０はネットワーク５０で相互に接続されている。通信端末１０は、１つ以上のゲートウェイ装置３０と接続することができる移動端末である。特に、通信経路の効率化に関わる２つの通信端末１０に対して１０ａ及び１０ｂ、ゲートウェイ装置に対して３０Ａ及び３０Ｂと符号を付し、以下の説明で利用する。ここで、通信端末１０ａは、ゲートウェイ装置３０Ａ及び３０Ｂの両方と接続され、通信端末１０ｂはゲートウェイ装置３０Ｂと接続される。

図３は、通信端末の構成を示すブロック図である。図３を参照すると、通信端末１０は、経路表記億部１０１、接続通知部１０２を備え、また１つ以上のインタフェース１０ＩＦを備える。

経路表記憶部１０１は、通信端末１０が送信するパケットに付与される宛先アドレスと、送信先のゲートウェイ装置３０と、送信に利用するインタフェース１０ＩＦと、送信元アドレスとの対応関係を示す経路表を記憶する。この経路表は、通信端末１０がパケットを送信するとき、パケットの送信元アドレス及び宛先アドレスから、送信に利用するインタフェース１０ＩＦとゲートウェイ装置３０を決定するために用いる。

経路表の形式は例えば図８Ｂに示すような形式である。図８Ｂの１行目のエントリには、送信元アドレスＡＤＤＲ＿ａ１から宛先アドレスＡＤＤＲ＿ｂへのパケットは、インタフェースＩＦ＿ａ２からゲートウェイＧＷ＿Ｂに対して送信されることが示されている。

接続通知部１０２は、通信端末１０がゲートウェイ装置３０に接続した後、ゲートウェイ装置３０に通信端末１０に関する接続情報を通知する。接続情報は、その通信端末１０を一意に識別するための端末識別子と、接続に使用されているインタフェース１０ＩＦを識別するためのインタフェース識別子とを含む。

図４は、端末情報管理装置２０の構成を示すブロック図である。図４を参照すると、端末情報管理装置２０は端末情報記憶部２０１およびパケット転送部２０２を備える。

端末情報記憶部２０１は、通信端末１０に関する端末情報を記憶する。端末情報には通信端末１０に関する情報として、端末識別子と、インタフェース識別子と、インタフェース識別子の示すインタフェースで利用しているアドレスと、インタフェース識別子の示すインタフェースで接続しているゲートウェイ装置３０を識別するためのゲートウェイ識別子とが含まれる。

端末情報の形式は例えば図９に示すような形式である。例えば、図９の１行目のエントリは、端末識別子ＮＩＤ＿ａの通信端末１０のインタフェースＩＦ＿ａ１には、アドレスＡＤＤＲ＿ａ１が設定されており、そのインタフェースはゲートウェイ装置ＧＷ＿Ａと接続していることを示している。

パケット転送部２０２は、端末情報記憶部２０１に記憶されている端末情報に従い、通信端末１０へのパケットを転送する。

図５は、ゲートウェイ装置３０の構成を示すブロック図である。図５を参照すると、ゲートウェイ装置３０は、収容端末情報記憶部３０１、端末情報更新部３０２、端末情報取得部３０３、冗長性検知部３０４、経路表変更部３０５、およびパケット転送部３０６を備える。

収容端末情報記憶部３０１は、当該ゲートウェイ装置３０が収容している通信端末１０に関する情報（以下「収容端末情報」という）を記憶する。

収容端末情報は、ゲートウェイ装置３０が収容している通信端末１０に関する情報だけである点を除き、端末情報記憶部２０１に記憶される端末情報と同一の内容である。ただし、通信システムの動作に影響がない範囲で情報が取捨選択あるいは変形されていてもよい。

パケット転送部３０６は、収容端末情報記憶部３０１に記憶されている収容端末情報を参照してパケットを転送する。

端末情報更新部３０２は、端末情報管理装置２０の端末情報記憶部２０１に記録さている端末情報を現在の情報に更新する。端末情報更新部３０２は、通信端末１０の接続通知部１０２から通知された接続情報を利用し、端末情報管理装置２０の端末情報記憶部２０１に記録されている端末情報を更新する。これにより、端末情報管理装置２０に記録されている情報記憶が最新の状態に保たれる。この更新は、端末情報管理装置２０とゲートウェイ装置３０とがメッセージを送受信することにより実行される。

端末情報取得部３０３は、ゲートウェイ装置３０が収容している通信端末１０の他の接続についての端末情報を端末情報記憶部２０１から取得し、収容端末情報記憶部３０１に保存する。ここでいう他の接続とは、その通信端末１０が他のインタフェース１０ＩＦで他のゲートウェイ装置３０に接続していることを言う。

冗長性検知部３０４は、通信経路の冗長性を検知する機能を有する。冗長性検知部３０４は、通信端末１０へと転送するパケットに含まれている情報を利用して、通信経路の冗長性を検知する。

経路表変更部３０５は、通信経路が冗長であることを冗長性検知部３０４が検出すると、冗長な通信経路を通るパケットを送信している通信端末１０の経路表記憶部１０１内の経路表を変更し、通信経路を効率化する。

図６は、第１の実施形態による通信システムの動作例を示すシーケンス図である。

まず、動作説明における前提を述べる。

通信端末１０ａ、１０ｂ、ゲートウェイ装置３０ａ、３０ｂには、図１に示したように、ＮＩＤ＿ａ、ＮＩＤ＿ｂ、ＧＷ＿Ａ、ＧＷ＿Ｂという識別子がそれぞれ付与されている。

通信端末３０ａのインタフェースＩＦ＿ａ１にはアドレスＡＤＤＲ＿ａ１、インタフェースＩＦ＿ａ２にはアドレスＡＤＤＲ＿ａ２が割り当てられているものとする。通信端末３０ｂのインタフェースＩＦ＿ｂにはＡＤＤＲ＿ｂが割り当てられているものとする。

ここでは、簡単のため、通信端末１０の各インタフェースには予めアドレスが割り当てられているものとする。そして、端末情報管理装置２０の端末情報記憶部２０１には、端末識別子とインタフェース識別子の組み合わせ（＜端末識別子，インタフェース識別子＞）と、割り当てられているアドレスとの対応関係が事前に設定されているものとする。

ただし、アドレスが事前に設定されているというのは説明のための一例であり、本発明がこれに限定されるものではない。実際の通信システムの運用においては、通信端末１０と端末情報管理装置２０が直接的あるいは間接的に連携して動的にインタフェース１０ＩＦにアドレスを割り当て、両者間での情報を共有することもできる。

図６を参照すると、通信端末１０ａがゲートウェイ装置３０Ｂと接続すると、通信端末１０ａの接続通知部１０２はゲートウェイ装置３０Ｂに対して接続通知を送信する（ステップＳ１０１）。接続通知には、通信端末１０ａの端末識別子と、接続に利用するインタフェースのインタフェース識別子とを含む接続情報が含まれている。

接続通知を受信したゲートウェイ装置３０Ｂでは、端末情報更新部３０２が、接続通知に含まれている接続情報により、端末情報管理装置２０の端末情報記憶部２０１に保持されている通信端末１０ａに関する端末情報を更新する（ステップＳ１０２）。

この端末情報の更新は、端末情報記憶部２０１に記録されている端末情報内の、通知された接続情報に含まれている＜端末識別子，インタフェース識別子＞により識別されるエントリにおけるゲートウェイ装置の識別子を、当該ゲートウェイ装置３０Ｂ自身の識別子に変更するものである。

端末情報の更新が完了すると、ゲートウェイ装置３０Ｂの端末情報取得部３０３は、端末情報管理装置２０の端末情報記憶部２０１に保持されている通信端末１０ａに関する端末情報を取得する（ステップＳ１０３）。その際、端末情報取得部３０３は、端末情報管理装置２０の端末情報記憶部２０１内にある、通信端末１０ａの端末識別子で識別される全てのエントリを取得する。そして、端末情報取得部３０３は、取得した端末情報を収容端末情報記憶部３０１に記録する。このステップ１０３は、収容端末情報記憶部３０１を端末情報記憶部２０１の内容に同期させるための処理であり、必要に応じて適宜または定期的に行われればよい。

ステップＳ１０１からＳ１０３までの手順は、通信端末１０の各インタフェースがゲートウェイ装置３０と接続する毎に行われる。この一連の動作により、端末情報管理装置２０の端末情報記憶部２０１には、各通信端末１０の接続に利用されているインタフェース識別子と接続先のゲートウェイ装置３０とを含む端末情報が記録され、最新の状態に管理される。さらに、ゲートウェイ装置３０の収容端末情報記憶部３０１には、そのゲートウェイ装置３０に接続している各通信端末１０のアドレスと接続先ゲートウェイ装置３０を含む収容端末情報が最新の状態で保持される。特に、ゲートウェイ装置３０ｂの収容端末情報記憶部３０１においては、図１０に示すように、通信端末１０ａおよび１０ｂの端末情報が収容端末情報として保持された状態になる。

続いて、通信経路の効率化について説明する。

ここでは通信端末１０ａには図８Ａのような経路表が設定されているとする。送信元アドレスがＡＤＤＲ＿ａ１であり送信先アドレスがＡＤＤＲ＿ｂである、通信端末１０ａから通信端末１０ｂへのデータのパケットは、ゲートウェイ装置３０Ａから端末情報管理装置２０を経由してゲートウェイ装置３０Ｂに至る通信経路で転送される（ステップＳ１０４）。

ゲートウェイ装置３０Ｂの冗長性検知部３０４は、パケットを監視することにより、通信経路の冗長性を検知する（ステップＳ１０５）。その際、ゲートウェイ装置３０Ｂは、ゲートウェイ装置３０Ｂ自身に接続された通信端末１０同士の通信のパケットがネットワーク５０側から受信されると、通信経路が冗長であると判断する。

図７は、ゲートウェイ装置３０が通信経路の冗長性を検知するときの動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、図６におけるステップＳ１０５の具体的な処理を示している。

図７を参照すると、ゲートウェイ装置３０は、パケットを転送するとき、そのパケットの送信元アドレスｓｒｃ、宛先アドレスｄｓｔ、および転送元ＭＡＣアドレスｒｅｃｖ＿ｍａｃを取得する（ステップＳ２０１）。ここでいう転送元は、ゲートウェイ装置３０にパケットを転送した通信装置のことである。通信端末１０が転送元となることもあるし、ネットワーク５０内の他のゲートウェイ装置３０あるいは端末情報管理装置２０が転送元となることもある。

次に、ゲートウェイ装置３０は、送信元アドレスｓｒｃを有する通信端末１０と、宛先アドレスｄｓｔを有する通信端末１０の双方がゲートウェイ装置３０自身に接続しているか否か判定する（ステップＳ２０２）。この判定は、パケットから取得した送信元アドレスｓｒｃおよび宛先アドレスｄｓｔを、収容端末情報記憶部３０１に記録されている収容端末情報と照合することによって実現できる。具体的には、収容端末情報記憶部３０１の収容端末情報に、アドレスがｓｒｃあるいはｄｓｔであるエントリが存在するか否かを調べればよい。

ゲートウェイ装置３０は、自身の配下の通信端末１０同士の通信であることが確認できた場合（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、続いて、パケットがネットワーク５０側からのパケットであるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。これは、転送元ＭＡＣアドレスｒｅｃｖ＿ｍａｃから判定することができる。

その結果、ネットワーク５０側の通信装置からのパケットであれば（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、ゲートウェイ装置３０は、通信経路が冗長であると判断する（ｒｅｔｕｒｎ ｔｒｕｅ）。なお、パケットがネットワーク５０側の通信装置からであるか否かを判定する方法は、転送元ＭＡＣアドレスを用いる方法に限られない。他の例として、ネットワーク５０側の通信装置との接続と、通信端末１０との接続に異なるインタフェースを利用している場合には、ゲートウェイ装置３０は、パケットを受信したインタフェースが、ネットワーク５０側の通信装置との接続に利用しているインタフェースか否か調べればよい。

また、ステップＳ２０２の判定でＮＯとなった場合、あるいはステップＳ２０３の判定でＮＯとなった場合、通信経路が冗長であることを検出しない（ｒｅｔｕｒｎ ｆａｌｓｅ）。

図６に戻り、ゲートウェイ装置３０Ｂにおいて、冗長性検知部３０４が、通信経路が冗長になっていることを検出すると、経路表変更部３０５が、通信端末１０ａの経路表記億部１０１に保持される経路表を変更することにより、通信経路を効率化する（ステップＳ１０６）。その際、経路表変更部３０５は、通信端末１０ａから通信端末１０ｂへのパケットをゲートウェイ装置３０自身が通信端末１０ａから受信することになるように、通信端末１０ａの経路表記億部１０１に保持される経路表を変更する。この経路表の変更は、通信端末１０とゲートウェイ装置３０とが単一もしくは複数のメッセージを交換することにより実行される。この結果、通信端末１０ａの経路表は図８Ｂのように変更される。

上述した経路変更により、通信端末１０ａのアドレスＡＤＤＲ＿ａ１から通信端末１０ｂのアドレスＡＤＤＲ＿ｂに対して送信されるパケットの通信経路が効率化される（ステップＳ１０７）。

次に、逆方向の通信端末１０ｂから通信端末１０ａへのパケットの通信経路の制御について説明する。

逆方向では、ゲートウェイ装置３０Ｂが、通信端末１０ｂのアドレスＡＤＤＲ＿ｂから通信端末１０ａのアドレスＡＤＤＲ＿ａ１へのパケットを通信端末１０ｂから受信し、そのパケットを転送するとき効率的な通信経路を選択する。具体的には、通信端末１０ｂと通信端末１０ａの双方がゲートウェイ装置３０Ｂ自身に接続されており、通信端末１０ｂからパケットを受信しているので、そのパケットの送信先を通信端末１０ａとする。

このときゲートウェイ装置３０Ｂは、収容端末情報記憶部３０１に記録されている収容端末情報をもとに、配下の通信端末１０同士の通信であるか否かを確認できる。ゲートウェイ装置３０Ｂは、配下の通信端末１０同士の通信であることを確認したら、パケットを通信端末１０ａ宛に転送することにすればよい。これにより、その時点から適切な通信経路を利用することができる。

なお、この場合、通信端末１０ａは、受信したパケットの転送元アドレス（ゲートウェイ）と、そのパケットを受信したインタフェースとが整合しない場合に、受信したパケットを破棄しないような設定がされ、あるいはそのようなプロトコルスタックを備えている必要がある。

以上説明したように、本実施形態によれば、ゲートウェイ装置３０Ｂは、ゲートウェイ装置３０Ｂ自身に通信端末１０ａと通信端末１０ｂの双方が接続しており、通信端末１０ａから通信端末１０ｂへのパケットの転送元がネットワーク内の通信装置（例えば、他のゲートウェイ装置３０ａ）であれば、通信経路が冗長になっていると判断する。これにより、通信端末１０ａから通信端末１０ｂへのパケットの通信経路における冗長性を検知することができる。

また、本実施形態によれば、ゲートウェイ装置３０Ｂは、そのゲートウェイ装置３０Ｂに、通信端末１０ｂと通信端末１０ａの双方が接続しており、通信端末１０ｂから通信端末１０ａへのパケットが、通信端末１０ｂから受信されたら、そのパケットの送信先を通信端末１０ａとする。これにより、通信端末１０ｂから通信端末１０ａへのパケットの通信経路における冗長性を検知することができる。

なお、本実施形態の経路制御は、非特許文献２に記載された経路制御と併用することができる。その場合、非特許文献２に記載された経路制御により、通信端末１０ａから通信端末１０ｂへのパケットの通信経路は、端末情報管理装置２０を経由しない、通信端末１０ａ―ゲートウェイ装置３０Ａ―ゲートウェイ装置３０Ｂ―通信端末１０ｂという通信経路となる。その後、ゲートウェイ装置３０Ｂは、冗長性検知部３０４が更に通信経路が冗長となっていることを検出し、経路表変更部３０５が通信経路を更に効率化する。その結果、通信端末１０ａから通信端末１０ｂへのパケットの通信経路は、通信端末１０ａ―ゲートウェイ装置３０Ｂ―通信端末１０ｂという通信経路となる。

（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。第２の実施形態における通信システムは、第１の実施形態における通信システムとは通信端末１１およびゲートウェイ装置３１の構成が異なる。その他の構成要素については第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と同様のものには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

第２の実施形態でも、第１の実施形態と同様、経路の効率化に関わる通信端末１１に対して１１ａと１１ｂ、ゲートウェイ装置３１に対して３１Ａと３１Ｂという符号を付す。

図１２は、第２の実施形態による通信端末の構成を示すブロック図である。図１３は、第２の実施形態によるゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。

図１２を参照すると、通信端末１１は、経路表記憶部１０１、接続通知部１０２、冗長性検知部１０４、経路表変更部１０５、およびインタフェース１０ＩＦを有している。図１３を参照すると、ゲートウェイ装置３１は、収容端末情報記憶部３０１、端末情報更新部３０２、端末情報取得部３０３、およびパケット転送部３０６を備える。

本実施形態の第１の実施形態との主な違いとして、第１の実施形態においてゲートウェイ装置に配置されていた冗長性検知部と経路表変更部の２つの機能が通信端末に配置される。この機能配備の違いによって装置の詳細な動作が異なるため異なる符号を用いている。以下では、この動作の違いについて詳細に説明する。

冗長性検知部１０４は、第１の実施形態と同様、パケットが冗長な経路を通っていることを検出する。しかし、通信端末１１に配備されているので、検出に利用できる情報が第１の実施形態の場合と異なる。本実施形態の冗長性検知部１０４は、通信端末１１内の経路表記憶部１０１に保持される経路表と、受信したパケットに含まれている情報及びそのパケットをどのインタフェースで受信したかとを基にして、通信経路の冗長性を検知する。

経路表変更部１０５も、第１の実施形態と同様、冗長性検知部１０４が、通信経路が冗長となっていることを検出すると、経路表記憶部１０１の経路表を変更する。ただし、経路表変更部１０５と経路表記億部１０１が同一装置内に配置されているため、装置間でメッセージを交換する必要が無い。経路表は、冗長性検知部１０４で得られたアドレス情報と、パケットを受信したインタフェースとを基にして変更される。変更の詳細については後述する。

次に、本実施形態の動作の一例を詳細に説明する。図１４は、第２の実施形態による通信システムの動作例を示すシーケンス図である。ここでも、第１の実施形態と同様の動作ステップには、第１の実施形態と同一の符号を付すこととし、詳細な説明は省略する。

図１４における、通信端末１１ａが接続通知を送信してからゲートウェイ装置３１Ｂが収容端末情報を取得するまでの流れ（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）は、第１の実施形態のものと同一である。また、図１４におけるステップＳ１１４，Ｓ１１５およびＳ１１６は、第１の実施形態の図６におけるステップＳ１０４，Ｓ１０５およびＳ１０６とそれぞれ対応しており、基本的な動作の流れはそれらと同じである。

本実施形態は、冗長性の検知に利用するパケットの方向が第１の実施形態と大きく異なり、そのため冗長性の検知方法も異なる（Ｓ１１４，Ｓ１１５）。第１の実施形態では、通信経路の冗長性を検知するのに、経路表を変更される通信端末が送信したパケットを利用した。これに対して、本実施形態では、経路表を変更される通信端末１１ａの受信するパケットを、通信経路の冗長性を検知するのに利用する。

ここでは、通信端末１１ｂから通信端末１１ａへ向かう方向のパケット、つまりアドレスＡＤＤＲ＿ｂからＡＤＤＲ＿ａ１へのパケットは、第１の実施形態と同様の動作によって通信経路が効率化されるものとする。具体的には、ゲートウェイ装置３１Ｂが、通信端末１１ｂのアドレスＡＤＤＲ＿ｂから通信端末１１ａのアドレスＡＤＤＲ＿ａ１へのパケットを通信端末１１ｂから受信し、そのパケットを転送するとき効率的な通信経路を選択する。その結果として、通信端末１１ｂから通信端末１１ａへのパケットは、ゲートウェイ装置３１Ｂのみを経由する効率的な経路によって配送されるようになる（ステップＳ１１４）。本実施形態では、この通信経路が効率化されたパケットを、通信端末１１ａから通信端末１１ｂへ向かうパケットの通信経路が冗長となっているか否かの判断に利用される。

図１５は、通信端末１１が通信経路の冗長性を検知するときの動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、図１４におけるステップＳ１１５の具体的な処理を示している。

図１５を参照すると、通信端末１１ａは、パケットを受信すると、受信したパケットの送信元アドレスｓｒｃと、宛先アドレスｄｓｔと、受信に利用したインタフェースの識別子ｒｅｃｖ＿ｉｆとを取得する（ステップＳ３０１）。次に、通信端末１１ａは、経路表記憶部１０１の経路表を利用して宛先アドレスｄｓｔから送信元アドレスｓｒｃへのパケットがどのインタフェースから送信されるかを示す、インタフェース識別子ｓｅｎｄ＿ｉｆを取得する（ステップＳ３０２）。

そして、通信端末１１ａは、得られた送信のインタフェース識別子ｓｅｎｄ＿ｉｆと受信のインタフェース識別子ｒｅｃｖ＿ｉｆが同じであるか否か判定する（ステップＳ３０３）。通信端末１１ａは、それらが同一であれば、通信経路が冗長でないと判断し（ｒｅｔｕｒｎ ｆａｌｓｅ）、それらが同一でなければ、通信経路が冗長であると判断する（ｒｅｔｕｒｎ ｔｒｕｅ）。

図１４に戻り、冗長であることが検出されると、通信端末１１ａは、経路表を変更することで冗長な通信経路を効率化する（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１５では、上述の例のように宛先アドレスｄｓｔから送信元アドレスｓｒｃへ向かう方向のパケットの通信経路が冗長であることが分かる。そこで、通信端末１１ａは、宛先アドレスｄｓｔから送信元アドレスｓｒｃへのパケットがインタフェースｒｅｃｖ＿ｉｆから送信されるようになるように経路表記億部１０１の経路表を変更する。

上述した経路変更により、通信端末１１ａのアドレスＡＤＤＲ＿ａ１から通信端末１１ｂのアドレスＡＤＤＲ＿ｂに対して送信されるパケットの通信経路が効率化される（ステップＳ１０７）。

以上説明したように、本実施形態では、通信端末１１ａが経路制御装置となる。通信端末１１ａは、複数のインタフェースのそれぞれで異なるゲートウェイ装置３１と接続しており、通信相手である通信端末１１ｂからのパケットを受信するためのインタフェースと、通信端末１１ａへのパケットを送信するためのインタフェースとが異なる場合に、通信端末１１ａ自身が通信端末１１ｂへ送るパケットの通信経路が冗長になっていると判断する。

また、通信端末１１ａは、通信端末１１ｂと通信端末１１ｂへのパケットの送信先となるゲートウェイ装置３１の対応関係を示す経路表に基づいてパケットの送信先を決定している。冗長性検知部１０４は、経路表に基づいて、通信端末１１ｂへのパケットを送信するためのインタフェースを判断し、通信端末１１ｂからのパケットがどのインタフェースで受信されたかに基づいて、通信端末１１ｂからのパケットを受信するためのインタフェースを判断する。経路表変更部１０５は、その経路表を変更することにより、前記通信経路の冗長を解消する。

以上説明したように、本実施形態によれば、冗長性検知部１０４が通信端末１１にあるので、第１の実施形態でゲートウェイ装置３０に集中していた各通信端末１１に処理負荷が分散される。

また、経路表変更部１０５も通信端末１１にあるので、第１の実施形態で必要であった通信端末１０とゲートウェイ装置３０の間のメッセージ交換が不要になり、通信端末１０およびゲートウェイ装置３０の処理が低減され、またネットワーク５０上のトラフィックも低減される。

なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様、非特許文献２に記載された経路制御と併用することができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。

本実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。 経路制御装置の概略構成を示すブロック図である。 第１の実施形態による通信端末の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態による端末情報管理装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態によるゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。 第１の実施形態による通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 ゲートウェイ装置が通信経路の冗長性を検知するときの動作を示すフローチャートである。 通信端末に設定される経路表の一例を示す図である。 通信端末に設定される経路表の他の例を示す図である。 端末情報管理装置に設定される端末情報の一例を示す図である。 ゲートウェイ装置に設定される収容端末情報の一例を示す図である。 第２の実施形態による通信システムの構成を示すブロック図である。 第２の実施形態による通信端末の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態によるゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態による通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 第２の実施形態による通信端末が通信経路の冗長性を検知するときの動作を示すフローチャートである。 移動端末の通信を実現する通信システムの構成と、その通信システムにおける通信経路の制御方法とを示す図である。 図１６の通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。 図１６の通信システムによる、複数のインタフェースを備える移動端末の通信経路の制御を示す図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ、１１、１１ａ、１１ｂ 通信端末
２０ 端末情報管理装置
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３１、３１Ａ、３１Ｂ ゲートウェイ装置
５０ ネットワーク
６０ 経路制御装置
６１ 冗長性検知部
６２ 経路変更部
１０１ 経路表記億部
１０２ 接続通知部
１０４ 冗長性検知部
１０５ 経路表変更部
１０ＩＦ インタフェース
２０１ 端末情報記憶部
２０２ パケット転送部
３０１ 収容端末情報記憶部
３０２ 端末情報更新部
３０３ 端末情報取得部
３０４ 冗長性検知部
３０５ 経路表変更部
３０６ パケット転送部

Claims (15)

1. 通信端末と接続するゲートウェイ装置を少なくとも有する通信ネットワークにおいて前記通信端末のパケット通信を転送するための通信経路を制御する経路制御装置であって、
   第１の通信端末と該第１の通信端末の通信相手である第２の通信端末の少なくとも一方が複数のゲートウェイ装置と接続しているとき、前記複数のゲートウェイ装置のうちどのゲートウェイ装置を用いれば、前記第１の通信端末から前記第２の通信端末への通信経路がより効率的となるかに基づき、該通信経路が冗長であることを検出する冗長性検知手段と、
   前記冗長性検知手段によって前記通信経路が冗長であることが検知されたら、該通信経路の冗長を解消するような経路制御を行う経路変更手段と、を有する経路制御装置。
2. 前記経路制御装置は前記ゲートウェイ装置であり、該ゲートウェイ装置に、前記第１の通信端末と前記第２の通信端末の双方が接続しており、該第１の通信端末から該第２の通信端末へのパケットがネットワーク内の通信装置から転送されてくるのであれば、前記通信経路が冗長であると判断する、請求項１に記載の経路制御装置。
3. 前記ゲートウェイ装置は、通信端末と該通信端末が接続しているゲートウェイ装置との対応関係を示す端末情報を管理する端末情報管理装置から、前記ネットワーク内の前記通信装置から受信した前記パケットの送信元である前記第１の通信端末の端末情報を取得し、該端末情報に基づいて、該第１の通信端末が該ゲートウェイ装置自身に接続しているか否か判断する、請求項２に記載の経路制御装置。
4. 前記ゲートウェイ装置は、該ゲートウェイ装置に、前記第１の通信端末と前記第２の通信端末の双方が接続しており、該第１の通信端末から該第２の通信端末へのパケットが該第１の通信端末から受信されたら、該パケットの送信先を該第２の通信端末とする、請求項２または３に記載の経路制御装置。
5. 前記経路制御装置は通信端末であり、複数のインタフェースのそれぞれで異なるゲートウェイ装置と接続しており、通信相手端末からのパケットを受信するためのインタフェースと、該通信相手端末へのパケットを送信するためのインタフェースとが異なる場合に、該通信端末から該通信相手端末への通信経路が冗長になっていると判断する、請求項１に記載の経路制御装置。
6. 前記通信端末は、通信相手端末と該通信相手端末へのパケットの送信先となるゲートウェイ装置の対応関係を示す経路表に基づいてパケットの送信先を決定し、
   冗長性検知手段は、前記経路表に基づいて、前記通信相手端末へのパケットを送信するためのインタフェースを判断し、該通信相手端末からのパケットがどのインタフェースで受信されたかに基づいて、該通信相手端末からのパケットを受信するためのインタフェースを判断し、
   前記経路変更手段は、前記経路表を変更することにより、前記通信経路の冗長を解消する、
   請求項５に記載の経路制御装置。
7. 前記経路変更手段は、前記第１の通信端末から前記第２の通信端末への通信経路を、より効率的な通信経路に切り替えるための経路制御を行う、請求項１から６のいずれか１項に記載の経路制御装置。
8. 通信端末と、
   前記通信端末と接続するゲートウェイ装置と、を有し、
   前記通信端末または前記ゲートウェイ装置の少なくとも一方が、
   第１の通信端末と該第１の通信端末の通信相手である第２の通信端末の少なくとも一方が複数のゲートウェイ装置と接続しているとき、前記複数のゲートウェイ装置のうちどのゲートウェイ装置を用いれば、前記第１の通信端末から前記第２の通信端末への通信経路がより効率的となるかに基づき、該通信経路が冗長であることを検出する冗長性検知性手段と、
   前記冗長性検知手段によって前記通信経路が冗長であることが検知されたら、該通信経路の冗長を解消するような経路制御を行う経路変更手段と、を備える、通信システム。
9. 前記ゲートウェイ装置が前記冗長性検知手段と前記経路変更手段を備え、
   前記冗長性検知手段は、該ゲートウェイ装置に、前記第１の通信端末と前記第２の通信端末の双方が接続しており、該第１の通信端末から該第２の通信端末へのパケットがネットワーク内の通信装置から転送されてくるのであれば、前記通信経路が冗長であると判断する、請求項８に記載の通信システム。
10. 前記ゲートウェイ装置は、通信端末と該通信端末が接続しているゲートウェイ装置との対応関係を示す端末情報を管理する端末情報管理装置から、前記ネットワーク内の前記通信装置から受信した前記パケットの送信元である前記第１の通信端末の端末情報を取得し、該端末情報に基づいて、該第１の通信端末が該ゲートウェイ装置自身に接続しているか否か判断する、請求項９に記載の経路制御装置。
11. 前記通信端末が前記冗長性検知手段と前記経路変更手段を備え、
    前記冗長性検知手段は、該通信端末が複数のインタフェースのそれぞれで異なるゲートウェイ装置と接続しており、通信相手端末からのパケットを受信するためのインタフェースと、該通信相手端末へのパケットを送信するためのインタフェースとが異なる場合に、該通信端末から該通信相手端末への通信経路が冗長になっていると判断する、請求項８に記載の通信システム。
12. 通信端末と接続するゲートウェイ装置を少なくとも有する通信ネットワークにおいて前記通信端末のパケット通信を転送するための通信経路を制御するための経路制御方法であって、
    第１の通信端末と該第１の通信端末の通信相手である第２の通信端末の少なくとも一方が複数のゲートウェイ装置と接続しているとき、前記複数のゲートウェイ装置のうちどのゲートウェイ装置を用いれば、前記第１の通信端末から前記第２の通信端末への通信経路がより効率的となるかに基づき、該通信経路が冗長であることを検出し、
    前記通信経路が冗長であることが検知されたら、該通信経路の冗長を解消するような経路制御を行う、経路制御方法。
13. 前記ゲートウェイ装置は、該ゲートウェイ装置に、前記第１の通信端末と前記第２の通信端末の双方が接続しており、該第１の通信端末から該第２の通信端末へのパケットがネットワーク内の通信装置から転送されてくるのであれば、前記通信経路が冗長であると判断する、請求項１２に記載の経路制御方法。
14. 前記ゲートウェイ装置は、通信端末と該通信端末が接続しているゲートウェイ装置との対応関係を示す端末情報を管理する端末情報管理装置から、前記ネットワーク内の前記通信装置から受信した前記パケットの送信元である前記第１の通信端末の端末情報を取得し、該端末情報に基づいて、該第１の通信端末が該ゲートウェイ装置自身に接続しているか否か判断する、請求項１３に記載の経路制御方法。
15. 前記通信端末は、複数のインタフェースのそれぞれで異なるゲートウェイ装置と接続しており、通信相手端末からのパケットを受信するためのインタフェースと、該通信相手端末へのパケットを送信するためのインタフェースとが異なる場合に、該通信端末から該通信相手端末への通信経路が冗長になっていると判断する、請求項１２に記載の経路制御方法。

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