JP2011135243A - Handover method of mobile terminal through ip network, system, access gateway, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、IP(Internet Protocol)ネットワークを介した移動端末のハンドオーバ技術に関する。 The present invention relates to a handover technique for a mobile terminal via an IP (Internet Protocol) network.
次世代のオールIPモバイルネットワークは、IPv6のインターネットに複数の異なるアクセスネットワークが収容されたシステムとして構成されている。端末は、アクセスネットワークを介してインターネットに接続する。また、各アクセスネットワークとインターネットとの間には、アクセスゲートウェイが相互接続される。移動端末のハンドオーバは、移動元アクセスゲートウェイから移動先アクセスゲートウェイに接続することによって実現される。このとき、当該移動端末の宛先となるデータパケットは、ネットワークの経路制御として、移動元アクセスゲートウェイから移動先アクセスゲートウェイへ転送先を切り替える必要がある。 The next-generation all-IP mobile network is configured as a system in which a plurality of different access networks are accommodated in the IPv6 Internet. The terminal is connected to the Internet via an access network. An access gateway is interconnected between each access network and the Internet. Handover of a mobile terminal is realized by connecting from a source access gateway to a destination access gateway. At this time, it is necessary to switch the transfer destination of the data packet that is the destination of the mobile terminal from the source access gateway to the destination access gateway as network path control.
従来、移動端末の移動を支援するIPv6プロトコルとして「モバイルIPv6」の技術がある。この技術によれば、移動端末がモバイルIPv6を実装する必要があり、当該移動端末に固定のホームアドレスを割り当てる。これにより、アプリケーションから見て、移動端末の移動を隠蔽することできる。 Conventionally, there is a “mobile IPv6” technique as an IPv6 protocol that supports movement of a mobile terminal. According to this technology, a mobile terminal needs to implement Mobile IPv6, and a fixed home address is assigned to the mobile terminal. Thereby, the movement of the mobile terminal can be concealed as seen from the application.
これに対し、移動端末自体が移動管理用のプロトコルを実装することなく、全ての移動支援をネットワーク側で処理する「プロキシ・モバイルIPv6」(以下「PMIP」(Proxy Mobile IPv6)という)の技術がある(例えば非特許文献1参照)。 On the other hand, the technology of “Proxy Mobile IPv6” (hereinafter referred to as “PMIP” (Proxy Mobile IPv6)) in which the mobile terminal itself processes all mobility support on the network side without implementing a mobility management protocol. (See Non-Patent Document 1, for example).
図1は、PMIPのハンドオーバを表すシステム構成図である。 FIG. 1 is a system configuration diagram showing PMIP handover.
図1によれば、インターネット4に、複数の異なるアクセスネットワーク5が接続されており、両ネットワークは、アクセスゲートウェイ(以下「MAG」(Mobile Access Gateway)という)を介して相互接続されている。移動端末2は、アクセスネットワーク5に接続し、MAG1を介してインターネット4に接続する。
According to FIG. 1, a plurality of different access networks 5 are connected to the Internet 4, and both networks are interconnected via an access gateway (hereinafter referred to as “MAG” (Mobile Access Gateway)). The
インターネット4は、IPv6コアネットワーク41と、トランスポートネットワーク42とを含む。PMIPの場合、トランスポートネットワーク42は、プロキシ・モバイルIPv6・ドメイン・ネットワークとして構成される。両ネットワークは、ホームエージェント(以下「LMA」(Local Mobility Anchor)という)3を介して相互接続される。移動端末が送受信するデータパケットは全て、LMAを介して転送される。
The Internet 4 includes an
インターネットの経路制御としては、LMAアドレスに、移動端末のホームアドレスが紐付けられている(バインディング)。LMA3は、MAG1との間で、双方向データフォワーディング用のトンネルを確立する。このトンネルは、LMAアドレス及びプロキシ・ケア・オブ・アドレスによって確立される。
As Internet route control, the home address of a mobile terminal is linked to an LMA address (binding). The
MAG1は、移動端末2からアクセスネットワークを介して接続された際に、当該移動端末2の移動先情報をLMA3へ送信する。これによって、LMA3は、当該移動端末2に対して位置登録を処理する。即ち、LMA3は、当該移動端末2宛のデータパケットを、位置登録されたMAG1へ送信する。これによって、移動端末2は、ハンドオーバの前後で、継続して同一のIPアドレスを使用し続けることができる。
When the MAG 1 is connected from the
しかしながら、PMIPによれば、移動元MAG1AとLMA3との間に確立されたトンネルから、移動先MAG1BとLMA3との間に確立すべきトンネルへ切り替える必要がある。トンネルの切替途中では、当該移動端末宛のデータパケットがロスすることがある。 However, according to PMIP, it is necessary to switch from a tunnel established between the source MAG1A and LMA3 to a tunnel to be established between the destination MAG1B and LMA3. During the switching of the tunnel, a data packet addressed to the mobile terminal may be lost.
これに対して、更にシームレスな通信の継続を実現するプロキシ・ファスト・モバイルIPv6(以下「PFMIP」(Proxy Fast Mobile IPv6)という)の技術がある(例えば非特許文献2参照)。 On the other hand, there is a technique of proxy fast mobile IPv6 (hereinafter referred to as “PFMIP” (Proxy Fast Mobile IPv6)) that realizes further seamless communication (for example, see Non-Patent Document 2).
図2は、PFMIPのハンドオーバを表すシステム構成図である。 FIG. 2 is a system configuration diagram showing a PFMIP handover.
図2によれば、Predictive型高速ハンドオーバ方式が表されている。この技術によれば、移動端末2のハンドオーバ中に、移動元MAG1Aと移動先MAG1Bとの間に、データフォワーディング用のIPトンネルを確立する。移動元MAG1Aは、移動端末2のハンドオーバ中に受信した移動端末2宛のデータパケットを、IPトンネルを介して、移動先MAG1Bへ転送する。移動先MAG1Bは、IPトンネルを介して受信したデータパケットを、移動端末2へ直ちに転送することなく、一時的にバッファする。そして、移動端末2が移動先MAG1Bに接続した際に、移動先MAG1Bは、バッファしていたデータパケットを移動端末2へ送信する。これによって、移動端末のハンドオーバ中に、当該移動端末宛のデータパケットがロスすることを、できる限り防止することができる。
FIG. 2 shows a Predictive type fast handover method. According to this technique, during the handover of the
図3は、図2のシステムにおけるPFMIPのシーケンス図である。 FIG. 3 is a sequence diagram of PFMIP in the system of FIG.
(S301)移動元MAG1AとLMA3との間にIPトンネルAが確立されている。移動端末2は、移動元MAG1Aに接続し、IPトンネルAを介してLMA3を経由し、相手先サーバとデータパケットを送受信している。
(S302)移動端末2は、ハンドオーバする際に、移動先アクセスネットワークを特定する移動先情報を含む移動通知を、移動元MAG1Aへ送信する。そして、移動端末2は、移動元MAG1Aから離脱し、移動する。
(S303)移動元MAG1Aは、ハンドオーバ開始(Handover Initiate)メッセージを、移動先MAG1Bへ送信する。これに対し、移動先MAG1Bは、ハンドオーバ確認(Handover ACK)メッセージを、移動元MAG1Aへ返信する。
(S304)移動元MAG1Aと移動先MAG1Bとの間で、データフォワーディング用のIPトンネルBが確立される。
(S305)LMA3が、移動端末2宛のデータパケットを受信したとする。LMA3は、そのデータパケットを、IPトンネルAを介して移動元MAG1Aへ送信する。移動元MAG1Aは、そのデータパケットを、IPトンネルBを介して移動先MAG1Bへ送信する。このとき、移動端末2はまだ、移動先MAG1Bに接続していない。従って、移動先MAG1Bは、そのデータパケットをバッファに一時的に保持する。
(S306)その後、移動端末2は、移動先アクセスネットワークを介して、移動先MAG1Bに接続する。
(S307)移動先MAG1Bは、一時的にバッファに保持していたデータパケットを、移動端末2へ送信する。これによって、ハンドオーバ中に送信された、移動端末2宛のデータパケットは、移動端末2によって受信される。
(S308)そして、移動元MAG1Aは、ハンドオーバ開始メッセージを、移動先MAG1Bへ送信する。これに対し、移動先MAG1Bは、ハンドオーバ確認メッセージを、移動元MAG1Aへ返信する。
(S309)そして、移動元MAG1Aは、ハンドオーバが終了したとみなして、IPトンネルA及びBを切断する。
(S310)その後、移動先MAG1Bは、LMAとの間でIPトンネルAを新たに確立する。移動端末2は、移動先MAG1Bに接続し、IPトンネルAを介してLMA3を経由し、相手先サーバとデータパケットを送受信することができる。
(S301) IP tunnel A is established between source MAG1A and LMA3. The
(S302) When the
(S303) The source MAG1A transmits a handover start (Handover Initiate) message to the destination MAG1B. On the other hand, the destination MAG1B returns a handover confirmation (Handover ACK) message to the source MAG1A.
(S304) An IP tunnel B for data forwarding is established between the movement source MAG1A and the movement destination MAG1B.
(S305) Assume that the LMA 3 receives a data packet addressed to the
(S306) Thereafter, the
(S307) The destination MAG1B transmits the data packet temporarily stored in the buffer to the
(S308) Then, the source MAG1A transmits a handover start message to the destination MAG1B. In response to this, the destination MAG1B returns a handover confirmation message to the source MAG1A.
(S309) Then, the source MAG 1A considers that the handover has ended, and disconnects the IP tunnels A and B.
(S310) Thereafter, the destination MAG1B newly establishes an IP tunnel A with the LMA. The
前述した従来技術によれば、2つの課題がある。第1の課題は、プロキシ・モバイルIPv6によれば、移動端末で送受信されるデータパケットは全て、LMAを経由しなければならないことにある。そのため、端末間の通信は、直接的な最短経路を確立することができない。LMAを経由するために、トポロジによっては転送遅延が大きくなる場合もある。 According to the above-described prior art, there are two problems. The first problem is that, according to Proxy Mobile IPv6, all data packets transmitted and received by a mobile terminal must pass through an LMA. Therefore, a direct shortest path cannot be established for communication between terminals. Depending on the topology, the transfer delay may increase due to passing through the LMA.
第2の課題は、図3におけるデータフォワーディング用のIPトンネルBの切断時点によっては、移動端末2宛のデータパケットのロスが発生する場合がある。図3によれば、S309におけるハンドオーバ開始メッセージ及び確認メッセージの交換の後、IPトンネルA及びBは切断される。しかし、このとき既に、IPトンネルA及びBに流れているパケットは、トンネルの切断と共に、ロスすることとなる。また、移動元MAG1Aが、IPトンネルAを介して移動端末2宛のデータパケットを受信したとしても、IPトンネルBが既に切断されている場合、移動元MAG1Aは、そのデータパケットを破棄することとなる。移動元MAG1Aは、移動先MAG1Bの配下のアクセスネットワークに移動端末が所属していることを認識していないためである。
A second problem is that a loss of data packets addressed to the
そこで、本発明は、プロキシ・モバイルIPv6におけるハンドオーバについて、LMAを経由することなく、且つ、移動端末宛のデータパケットのロスを防止することができる移動端末のハンドオーバ方法、システム、アクセスゲートウェイ及びプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a handover method, system, access gateway, and program for a mobile terminal that can prevent loss of data packets addressed to the mobile terminal without passing through the LMA for handover in proxy mobile IPv6. The purpose is to provide.
本発明によれば、経路情報を互いに広告することによって経路が設定されるIPネットワークと、移動端末から接続される複数のアクセスネットワークと、IPネットワークと各アクセスネットワークとの間に相互接続されたアクセスゲートウェイとを有するシステムにおける移動端末のハンドオーバ方法において、
移動端末が接続している第1のアクセスネットワークの移動元アクセスゲートウェイが、移動端末の移動開始通知を受信した際に、移動先アクセスネットワークの移動先アクセスゲートウェイへ、移動端末におけるハンドオーバ開始メッセージを送信する第1のステップと、
移動元アクセスゲートウェイが、移動先アクセスゲートウェイに対して、データフォワーディング用のIPトンネルを確立する第2のステップと、
移動端末が、移動元アクセスゲートウェイから、移動先アクセスゲートウェイへハンドオーバする第3のステップと、
移動先アクセスゲートウェイが、移動端末が持つネットワークプレフィックスを含めた更新メッセージを、IPネットワークへ同報的に送信する第4のステップと、
移動元アクセスゲートウェイが、IPネットワークを介して更新メッセージを受信した際に、移動端末のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイアドレスを移動先アクセスゲートウェイのアドレスとして保持すると共に、IPトンネルを切断する第5のステップと
を有することを特徴とする。
According to the present invention, an IP network in which a route is set by advertising route information to each other, a plurality of access networks connected from a mobile terminal, and an access interconnected between the IP network and each access network In a mobile terminal handover method in a system having a gateway,
When the movement source access gateway of the first access network to which the mobile terminal is connected receives the movement start notification of the mobile terminal, the handover start message in the mobile terminal is transmitted to the movement destination access gateway of the movement destination access network A first step to:
A second step in which the source access gateway establishes an IP tunnel for data forwarding to the destination access gateway;
A third step in which the mobile terminal hands over from the source access gateway to the destination access gateway;
A fourth step in which the destination access gateway transmits an update message including the network prefix of the mobile terminal to the IP network in a broadcast manner;
When the source access gateway receives the update message via the IP network, the fifth step of holding the next hop gateway address for the network prefix of the mobile terminal as the address of the destination access gateway and disconnecting the IP tunnel It is characterized by having.
本発明のハンドオーバ方法における他の実施形態によれば、
IPネットワークは、プロキシ・モバイルIPv6・ドメイン・ネットワークを、MP−BGP(Multiprotocol Extensions - Border Gateway Protocol)によって構成したものであり、
アクセスゲートウェイは、6PE(IPv6 Provider Edge Routers)であり、
更新メッセージは、BGP-UPDATEメッセージであることも好ましい。
According to another embodiment of the handover method of the present invention,
The IP network is a proxy mobile IPv6 domain network configured by MP-BGP (Multiprotocol Extensions-Border Gateway Protocol),
The access gateway is 6PE (IPv6 Provider Edge Routers)
The update message is preferably a BGP-UPDATE message.
本発明のハンドオーバ方法における他の実施形態によれば、
IPネットワークは、MPLS(Multi Protocol Label Switching)によって構成されており、
IPネットワークは、ルートリフレクタを備えており、
IPトンネルは、BGP/MPLS−VPNによって確立されており、
BGP-UPDATEメッセージは、ルートリフレクタによって同報的に送信されることも好ましい。
According to another embodiment of the handover method of the present invention,
The IP network is configured by MPLS (Multi Protocol Label Switching),
The IP network has a route reflector,
The IP tunnel is established by BGP / MPLS-VPN,
The BGP-UPDATE message is also preferably sent broadcast by a route reflector.
本発明のハンドオーバ方法における他の実施形態によれば、
第4のステップについて、
移動端末がハンドオーバしている際に、移動元アクセスゲートウェイは、移動端末へ転送すべきデータパケットを、IPトンネルを介して移動先アクセスゲートウェイへ転送し、
移動先アクセスゲートウェイは、IPトンネルを介して受信したデータパケットをバッファし、
移動先アクセスゲートウェイは、移動端末からのリンク接続が完了した際に、バッファしたデータパケットを、移動端末へ送信することも好ましい。
According to another embodiment of the handover method of the present invention,
For the fourth step,
When the mobile terminal is handed over, the source access gateway transfers the data packet to be transferred to the mobile terminal to the destination access gateway via the IP tunnel,
The destination access gateway buffers data packets received via the IP tunnel,
The destination access gateway preferably transmits the buffered data packet to the mobile terminal when the link connection from the mobile terminal is completed.
本発明によれば、経路情報を互いに広告することによって経路が設定されるIPネットワークと、移動端末から接続される複数のアクセスネットワークと、IPネットワークと各アクセスネットワークとの間に相互接続されたアクセスゲートウェイとを有し、移動端末が、移動元アクセスゲートウェイから、移動先アクセスゲートウェイへハンドオーバする移動端末のハンドオーバシステムにおいて、
移動元アクセスゲートウェイは、
移動端末から移動開始通知を受信した際に、移動先アクセスネットワークの移動先アクセスゲートウェイへ、移動端末におけるハンドオーバ開始メッセージを送信するハンドオーバ開始手段と、
IPネットワークを介して更新メッセージを受信する更新メッセージ受信手段と、
更新メッセージによって、移動端末のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイアドレスを移動先アクセスゲートウェイのアドレスとして保持するルーティングテーブル記録手段と、
ハンドオーバ開始メッセージを送信した際に、移動先アクセスゲートウェイに対して、データフォワーディング用のIPトンネルを確立すると共に、更新メッセージを受信した際に、IPトンネルを切断するトンネル制御手段と
を有し、
移動先アクセスゲートウェイは、
移動元アクセスゲートウェイとの間で、データ受信用のIPトンネルを確立するトンネル制御手段と、
移動端末からの接続を確認した際に、移動端末が持つネットワークプレフィックスを含めた更新メッセージを、IPネットワークへ同報的に送信する更新メッセージ送信手段と
を有することを特徴とする。
According to the present invention, an IP network in which a route is set by advertising route information to each other, a plurality of access networks connected from a mobile terminal, and an access interconnected between the IP network and each access network A mobile terminal handover system in which a mobile terminal performs handover from a source access gateway to a destination access gateway,
The source access gateway
Handover start means for transmitting a handover start message in the mobile terminal to the destination access gateway of the destination access network when receiving the movement start notification from the mobile terminal;
An update message receiving means for receiving an update message via an IP network;
Routing table recording means for holding the next hop gateway address for the network prefix of the mobile terminal as the address of the destination access gateway by the update message;
A tunnel control unit that establishes an IP tunnel for data forwarding to a destination access gateway when a handover start message is transmitted, and disconnects the IP tunnel when an update message is received;
The destination access gateway is
Tunnel control means for establishing an IP tunnel for data reception with the source access gateway;
Update message transmission means for transmitting an update message including the network prefix of the mobile terminal to the IP network when the connection from the mobile terminal is confirmed is provided.
本発明のハンドオーバシステムにおける他の実施形態によれば、
IPネットワークは、プロキシ・モバイルIPv6・ドメイン・ネットワークを、MP−BGPによって構成したものであり、
アクセスゲートウェイは、6PEであり、
更新メッセージは、BGP-UPDATEメッセージであることも好ましい。
According to another embodiment of the handover system of the present invention,
The IP network is a proxy mobile IPv6 domain network configured by MP-BGP,
The access gateway is 6PE,
The update message is preferably a BGP-UPDATE message.
本発明のハンドオーバシステムにおける他の実施形態によれば、
IPネットワークは、MPLSによって構成されており、
IPネットワークは、ルートリフレクタを備えており、
IPトンネルは、BGP/MPLS−VPNによって確立されており、
BGP-UPDATEメッセージは、ルートリフレクタによって同報的に送信されることも好ましい。
According to another embodiment of the handover system of the present invention,
The IP network is composed of MPLS,
The IP network has a route reflector,
The IP tunnel is established by BGP / MPLS-VPN,
The BGP-UPDATE message is also preferably sent broadcast by a route reflector.
本発明のハンドオーバシステムにおける他の実施形態によれば、
移動端末がハンドオーバしている際に、移動元アクセスゲートウェイは、移動端末へ転送すべきデータパケットを、IPトンネルを介して移動先アクセスゲートウェイへ転送し、
移動先アクセスゲートウェイは、IPトンネルを介して受信したデータパケットをバッファし、
移動先アクセスゲートウェイは、移動端末からのリンク接続が完了した際に、バッファしたデータパケットを、移動端末へ送信する
ことも好ましい。
According to another embodiment of the handover system of the present invention,
When the mobile terminal is handed over, the source access gateway transfers the data packet to be transferred to the mobile terminal to the destination access gateway via the IP tunnel,
The destination access gateway buffers data packets received via the IP tunnel,
The destination access gateway preferably transmits the buffered data packet to the mobile terminal when the link connection from the mobile terminal is completed.
本発明によれば、経路情報を互いに広告することによって経路が設定されるIPネットワークと、移動端末から接続される複数のアクセスネットワークと、IPネットワークと各アクセスネットワークとの間に相互接続されており、移動端末からのハンドオーバを制御するアクセスゲートウェイにおいて、
移動端末から移動開始通知を受信した際に、移動先となるアクセスネットワークのアクセスゲートウェイへ、移動端末におけるハンドオーバ開始メッセージを送信するハンドオーバ開始手段と、
IPネットワークを介して更新メッセージを受信する更新メッセージ受信手段と、
更新メッセージに含まれるアクセスゲートウェイのアドレスを、移動端末のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイとして保持するルーティングテーブル記録手段と、
ハンドオーバ開始メッセージを送信した際に、移動先アクセスゲートウェイに対して、データフォワーディング用のIPトンネルを確立すると共に、更新メッセージを受信した際に、IPトンネルを切断するトンネル制御手段と、
移動端末からの接続を確認した際に、移動端末が持つネットワークプレフィックスを含めた更新メッセージを、IPネットワークへ同報的に送信する更新メッセージ送信手段と
を有することを特徴とする。
According to the present invention, an IP network in which a route is set by advertising route information to each other, a plurality of access networks connected from a mobile terminal, and the IP network and each access network are interconnected. In an access gateway that controls handover from a mobile terminal,
A handover start means for transmitting a handover start message in the mobile terminal to the access gateway of the access network serving as a destination when the movement start notification is received from the mobile terminal;
An update message receiving means for receiving an update message via an IP network;
Routing table recording means for holding the address of the access gateway included in the update message as the next hop gateway for the network prefix of the mobile terminal;
A tunnel control means for establishing an IP tunnel for data forwarding to a destination access gateway when a handover start message is transmitted, and disconnecting the IP tunnel when receiving an update message;
Update message transmission means for transmitting an update message including the network prefix of the mobile terminal to the IP network when the connection from the mobile terminal is confirmed is provided.
本発明によれば、経路情報を互いに広告することによって経路が設定されるIPネットワークと、移動端末から接続される複数のアクセスネットワークと、IPネットワークと各アクセスネットワークとの間に相互接続されており、移動端末からのハンドオーバを制御するアクセスゲートウェイに搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
移動端末から移動開始通知を受信した際に、移動先となるアクセスネットワークのアクセスゲートウェイへ、移動端末におけるハンドオーバ開始メッセージを送信するハンドオーバ開始手段と、
IPネットワークを介して更新メッセージを受信する更新メッセージ受信手段と、
更新メッセージに含まれるアクセスゲートウェイのアドレスを、移動端末のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイとして保持するルーティングテーブル記録手段と、
ハンドオーバ開始メッセージを送信した際に、移動先アクセスゲートウェイに対して、データフォワーディング用のIPトンネルを確立すると共に、更新メッセージを受信した際に、そのデータフォワーディング用のIPトンネルを切断するトンネル制御手段と、
移動端末からの接続を確認した際に、移動端末が持つネットワークプレフィックスを含めた更新メッセージを、IPネットワークへ同報的に送信する更新メッセージ送信手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
According to the present invention, an IP network in which a route is set by advertising route information to each other, a plurality of access networks connected from a mobile terminal, and the IP network and each access network are interconnected. In a program for functioning a computer mounted on an access gateway that controls handover from a mobile terminal,
A handover start means for transmitting a handover start message in the mobile terminal to the access gateway of the access network serving as a destination when the movement start notification is received from the mobile terminal;
An update message receiving means for receiving an update message via an IP network;
Routing table recording means for holding the address of the access gateway included in the update message as the next hop gateway for the network prefix of the mobile terminal;
A tunnel control unit that establishes an IP tunnel for data forwarding to the destination access gateway when a handover start message is transmitted and disconnects the IP tunnel for data forwarding when an update message is received; ,
When the connection from the mobile terminal is confirmed, the computer is caused to function as an update message transmission unit that broadcasts an update message including the network prefix of the mobile terminal to the IP network.
本発明における移動端末のハンドオーバ方法、システム、アクセスゲートウェイ及びプログラムによれば、プロキシ・モバイルIPv6におけるハンドオーバについて、LMAを経由することなく、且つ、移動端末宛のデータパケットのロスを防止することができる。 According to the mobile terminal handover method, system, access gateway, and program of the present invention, it is possible to prevent loss of data packets addressed to the mobile terminal without passing through the LMA for the proxy mobile IPv6 handover. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図4は、本発明におけるシステム構成図である。 FIG. 4 is a system configuration diagram according to the present invention.
図4によれば、図1と比較して、プロキシ・モバイルIPv6・ドメイン・ネットワーク42が、MP−BGP(Multiprotocol Extensions - Border Gateway Protocol)によって構成されている(例えば非特許文献5参照)。更に、MP−BGP/MPLS(Multi Protocol Label Switching)として構成されていることも好ましい。
4, compared with FIG. 1, the proxy mobile
BGPとは、EGP(Exterior Gateway Protocol)の1つであって、経路情報を互いに広告することによって経路を設定するプロトコルである。BGPによれば、図4のトランスポートネットワーク42は、同一のAS(Autonomous System)番号を有する。AS番号は、経路制御される組織毎に、インターネットの世界で割り当てられた唯一の番号である。図4によれば、複数のMAGは、同一のAS間であるので、iBGP(内部BGP)ピアによって構成される。ピアを構成したMAG同士の間で、iBGPにより経路情報を交換し、経路制御を実行する。
BGP is one of EGP (Exterior Gateway Protocol), and is a protocol for setting a route by advertising route information to each other. According to BGP, the
BGPによれば、OPENメッセージを交換することによってAS認証及びアドレス交換を実行し、ピアを構成する。定期的に、KEEPALIVEメッセージを交換することによって、ピアの確立を定期的に確認する。そして、UPDATEメッセージを交換することによって、経路の新規の経路情報と削除する経路情報とのリストを送受信する。 According to BGP, AS authentication and address exchange are performed by exchanging OPEN messages to configure peers. Periodically confirm peer establishment by exchanging KEEPALIVE messages. Then, by exchanging UPDATE messages, a list of new route information of the route and route information to be deleted is transmitted and received.
MPLSは、ラベルスイッチング方式を用いた高速大容量の経路制御技術であって、インターネットで主流となっている。この技術によれば、ルータは、経路を制御する識別情報として、IPヘッダではなく、短い固定長の「ラベル」を認識する。インターネットの入口に備えられたエッジルータは、外部ネットワークから受信したデータパケットにラベルを付加して、インターネットに転送する。インターネットの出口に備えられたエッジルータは、そのデータパケットからラベルを取り除いて、外部ネットワークへ転送する。「ラベル」を用いることによって、転送処理と経路計算処理とを分離し、ルータの負荷が軽減され、処理を高速化することができる。また、IPでは不可能な高度な通信品質制御(QoS)や、プライベートネットワーク(IP−VPN)の構築が容易となる。 MPLS is a high-speed and large-capacity route control technology using a label switching method, and is mainly used on the Internet. According to this technique, a router recognizes a short fixed-length “label” instead of an IP header as identification information for controlling a route. The edge router provided at the entrance of the Internet attaches a label to the data packet received from the external network and transfers it to the Internet. The edge router provided at the exit of the Internet removes the label from the data packet and transfers it to the external network. By using the “label”, it is possible to separate the transfer processing and the route calculation processing, reduce the load on the router, and speed up the processing. In addition, advanced communication quality control (QoS) that is impossible with IP and construction of a private network (IP-VPN) are facilitated.
MP−BGP/MPLSによって構成されたトランスポートネットワーク42には、複数の6PE(IPv6 Provider Edge Routers)のアクセスゲートウェイが接続される(例えば非特許文献3及び4参照)。移動元6PEと移動先6PEとの間のIPトンネルは、BGP/MPLS−VPN(Virtual Private Network)によって確立される。図4によれば、移動先MAG1Bと、移動元MAG1Aとの間で、データフォワーディング用のIPトンネルBが確立される。
A plurality of 6PE (IPv6 Provider Edge Routers) access gateways are connected to the
更に、図1によれば、トランスポートネットワーク43に、ルートリフレクタ6が更に備えられている。BGPの場合、広告(advertize)を発信するスピーカの数が増加すると共に、フルメッシュ構造で隣接関係(ピア)の数が膨大となり、ルータの負荷が高くなる。そこで、iBGPによれば、ルートリフレクタ6とMAG1との間でのみピアを構成することによって、ピアの数を削減し、ルーティングループを防ぐ。
Furthermore, according to FIG. 1, the
図4によれば、移動先MAG1Bは、移動元MAG1Aとの間でデータフォワーディング用のIPトンネルBが確立された際に、更新メッセージ(BGP-UPDATE)を、ルートリフレクタ6へ送信する。6PEが送信するBGP-UPADTEメッセージには、移動先MAG1BのIPアドレスと、移動端末のネットワークプレフィックスとが含まれる。ルートリフレクタ6は、移動先MAG1Bから受信したBGP-UPDATEメッセージを、同報的に送信する。
According to FIG. 4, the destination MAG1B transmits an update message (BGP-UPDATE) to the
BGP-UPDATEメッセージを受信した移動元MAG1Aは、移動端末2のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイを、移動先MAG1BのIPアドレスとして保持する。そして、移動元MAG1Aは、データフォワーディング用のIPトンネルBを切断する。
The source MAG1A that has received the BGP-UPDATE message holds the next hop gateway for the network prefix of the
図5は、本発明におけるシーケンス図である。 FIG. 5 is a sequence diagram in the present invention.
(S501)移動端末2は、移動元MAG1Aに接続し、インターネットに接続された相手先サーバとデータパケットを送受信している。
(S502)移動端末2は、ハンドオーバする際に、移動先アクセスネットワークを特定する移動先情報を含む移動通知を、移動元MAG1Aへ送信する。そして、移動端末2は、移動元MAG1Aから離脱し、移動する。
(S503)移動元MAG1Aは、ハンドオーバ開始メッセージを、移動先MAG1Bへ送信する。これに対し、移動先MAG1Bは、ハンドオーバ確認メッセージを、移動元MAG1Aへ返信する。
(S504)移動元MAG1Aと移動先MAG1Bとの間で、データフォワーディング用のIPトンネルが確立される。
(S505)相手先サーバから送信された、移動端末2宛のデータパケットは、移動元MAG1Aへ送信される。移動元MAG1Aは、そのデータパケットを、IPトンネルBを介して移動先MAG1Bへ送信する。このとき、移動端末2はまだ、移動先MAG1Bに接続していない。従って、移動先MAG1Bは、そのデータパケットをバッファに一時的に保持する。
(S506)その後、移動端末2は、移動先アクセスネットワークを介して、移動先MAG1Bに接続する。
(S507)移動先MAG1Bは、一時的にバッファに保持していたデータパケットを、移動端末2へ送信する。これによって、ハンドオーバ中に送信された、移動端末2宛のデータパケットは、移動端末2によって受信される。
(S508)次に、移動元MAG1Aは、BGP-UPDATEメッセージを、ルートリフレクタ6へ送信する。これによって、BGP-UPDATEメッセージは、トランスポートネットワーク42内で同報的に送信され、移動元MAG1Aによっても受信される。
(S509)そして、移動元MAG1Aは、移動端末2のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイを、移動先MAG1Bとして保持すると共に、データフォワーディング用のIPトンネルBを切断する。
(S510)移動端末2は、移動先MAG1Bに接続し、相手先サーバとデータパケットを送受信することができる。
(S501) The
(S502) When handing over, the
(S503) The source MAG1A transmits a handover start message to the destination MAG1B. In response to this, the destination MAG1B returns a handover confirmation message to the source MAG1A.
(S504) An IP tunnel for data forwarding is established between the movement source MAG1A and the movement destination MAG1B.
(S505) The data packet addressed to the
(S506) Thereafter, the
(S507) The destination MAG1B transmits the data packet temporarily held in the buffer to the
(S508) Next, the
(S509) Then, the
(S510) The
尚、その後、移動元MAG1Aが、移動端末2宛のデータパケットを受信したとする。このとき、IPトンネルBは既に切断されているが、S508で受信されたBGP-UPDATEメッセージによって、移動元MAG1Aは、移動端末が移動先MAG1Bの配下のアクセスネットワークに所属していることを認識している。従って、移動元MAG1Aは、そのデータパケットを移動先MAG1B配下の移動端末へ送信することができる。
Thereafter, it is assumed that the
図6は、本発明におけるアクセスゲートウェイの機能構成図である。 FIG. 6 is a functional configuration diagram of the access gateway in the present invention.
図6によれば、アクセスゲートウェイ1は、IPインタフェース部101と、アクセスネットワークインタフェース部102とを有する。また、アクセスゲートウェイ1は、データ送受信部111と、トンネル制御部112と、ハンドオーバ開始部113と、更新メッセージ受信部114と、ルーティングテーブル記録部115と、更新メッセージ送信部116とを有する。これら機能構成部は、アクセスゲートウェイ1に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することよって実現される。
According to FIG. 6, the access gateway 1 includes an
IPインタフェース部101は、インターネットのトランスポートネットワークに接続し、他のMAGとの間でIPパケットを送受信する。
The
アクセスネットワークインタフェース部102は、アクセスネットワークに接続し、移動端末との間でデータパケットを送受信する。
The access
データ送受信部111は、アクセスネットワークに接続する移動端末と、他のMAGとの間で、データパケットを送受信する。データパケットの経路制御は、ルーティングテーブル記録部115に基づく。また、データ送受信部111は、移動端末2が当該MAGに接続していない場合、IPトンネルを介して受信した移動端末2宛のデータパケットを一時的にバッファする。そして、移動端末2が当該MAGに接続した際に、バッファしていたデータパケットを、当該移動端末2へ送信する。
The data transmission /
トンネル制御部112は、ハンドオーバ開始部113がハンドオーバ開始メッセージを送信した際に、移動先MAG1Bに対して、データフォワーディング用のIPトンネルを確立する。また、トンネル制御部112は、更新メッセージ受信部114によって移動先MAG1Bから更新メッセージが受信された際に、データフォワーディング用のIPトンネルを切断する。
When the
ハンドオーバ開始部113は、移動端末2から移動開始通知を受信した際に、移動先アクセスネットワークの移動先MAG1Bへ、移動端末2におけるハンドオーバ開始メッセージを送信する。
When the
更新メッセージ受信部114は、BGP-UPDATEメッセージをルートリフレクタ6から受信する。そして、BGP-UPDATEメッセージから、移動端末が持つネットワークプレフィックスと、移動先MAG1BのIPアドレスとが取得される。バインディングされたこれら情報は、ルーティングテーブル記録部115へ出力される。
The update
ルーティングテーブル記録部115は、更新メッセージ受信部114から入力された、移動端末が持つネットワークプレフィックスと、移動先MAG1BのIPアドレスとをバインディングして記録する。これによって、移動先MAG1BのIPアドレスを、移動端末のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイとして保持する。
The routing table recording unit 115 binds and records the network prefix of the mobile terminal input from the update
更新メッセージ送信部116は、移動端末からの接続を確認した際に、移動端末が持つネットワークプレフィックスと、移動先MAG1BのIPアドレスとを含めたBGP-UPDATEメッセージを、IPネットワークへ同報的に送信する。
When the update
以上、詳細に説明したように、本発明における移動端末のハンドオーバ方法、システム、アクセスゲートウェイ及びプログラムによれば、プロキシ・モバイルIPv6におけるハンドオーバについて、LMAを経由することなく、且つ、ハンドオーバ時の移動端末宛のデータパケットのロスを防止することができる。 As described above in detail, according to the handover method, system, access gateway, and program of the mobile terminal according to the present invention, the handover in proxy mobile IPv6 can be performed without going through the LMA and at the time of handover. Loss of the addressed data packet can be prevented.
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。 Various changes, modifications, and omissions of the above-described various embodiments of the present invention can be easily made by those skilled in the art. The above description is merely an example, and is not intended to be restrictive. The invention is limited only as defined in the following claims and the equivalents thereto.
1 アクセスゲートウェイ
1A 移動元アクセスゲートウェイ
1B 移動先アクセスゲートウェイ
101 IPネットワークインタフェース部
102 アクセスネットワークインタフェース部
111 データ送受信部
112 トンネル制御部
113 ハンドオーバ開始部
114 更新メッセージ受信部
115 ルーティングテーブル記録部
116 更新メッセージ送信部
2 移動端末
3 LMA
4 インターネット
41 IPv6コアネットワーク
42 トランスポートネットワーク
5 アクセスネットワーク
5A 移動元アクセスネットワーク
5B 移動先アクセスネットワーク
6 ルートリフレクタ
1
4
Claims (10)
移動元アクセスネットワークの移動元アクセスゲートウェイが、前記移動端末の移動開始通知を受信した際に、移動先アクセスネットワークの移動先アクセスゲートウェイへ、前記移動端末におけるハンドオーバ開始メッセージを送信する第1のステップと、
移動元アクセスゲートウェイが、移動先アクセスゲートウェイに対して、データフォワーディング用のIPトンネルを確立する第2のステップと、
前記移動端末が、移動元アクセスゲートウェイから、移動先アクセスゲートウェイへハンドオーバする第3のステップと、
移動先アクセスゲートウェイが、前記移動端末が持つネットワークプレフィックスを含めた更新メッセージを、前記IPネットワークへ同報的に送信する第4のステップと、
移動元アクセスゲートウェイが、前記IPネットワークを介して前記更新メッセージを受信した際に、前記移動端末のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイアドレスを移動先アクセスゲートウェイのアドレスとして保持すると共に、前記IPトンネルを切断する第5のステップと
を有することを特徴とするハンドオーバ方法。 A system having an IP network in which a route is set by advertising route information to each other, a plurality of access networks connected from a mobile terminal, and an access gateway interconnected between the IP network and each access network In the mobile terminal handover method in
A first step of transmitting a handover start message in the mobile terminal to the destination access gateway of the destination access network when the source access gateway of the source access network receives the movement start notification of the mobile terminal; ,
A second step in which the source access gateway establishes an IP tunnel for data forwarding to the destination access gateway;
A third step in which the mobile terminal is handed over from a source access gateway to a destination access gateway;
A fourth step in which the destination access gateway transmits an update message including the network prefix of the mobile terminal to the IP network in a broadcast manner;
When the source access gateway receives the update message via the IP network, it holds the next hop gateway address for the network prefix of the mobile terminal as the address of the destination access gateway and disconnects the IP tunnel A handover method comprising: a fifth step.
前記アクセスゲートウェイは、6PE(IPv6 Provider Edge Routers)であり、
前記更新メッセージは、BGP-UPDATEメッセージである
ことを特徴とする請求項1に記載のハンドオーバ方法。 The IP network is a proxy mobile IPv6 domain network configured by MP-BGP (Multiprotocol Extensions-Border Gateway Protocol),
The access gateway is 6PE (IPv6 Provider Edge Routers),
The handover method according to claim 1, wherein the update message is a BGP-UPDATE message.
前記IPネットワークは、ルートリフレクタを備えており、
前記IPトンネルは、BGP/MPLS−VPNによって確立されており、
前記BGP-UPDATEメッセージは、前記ルートリフレクタによって同報的に送信される
ことを特徴とする請求項2に記載のハンドオーバ方法。 The IP network is configured by MPLS (Multi Protocol Label Switching),
The IP network comprises a route reflector;
The IP tunnel is established by BGP / MPLS-VPN,
The handover method according to claim 2, wherein the BGP-UPDATE message is broadcast by the route reflector.
前記移動端末がハンドオーバしている際に、移動元アクセスゲートウェイは、前記移動端末へ転送すべきデータパケットを、前記IPトンネルを介して移動先アクセスゲートウェイへ転送し、
移動先アクセスゲートウェイは、前記IPトンネルを介して受信した前記データパケットを一時的にバッファし、
移動先アクセスゲートウェイは、前記移動端末からのリンク接続が完了した際に、バッファした前記データパケットを、前記移動端末へ送信する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のハンドオーバ方法。 For the fourth step,
When the mobile terminal is handed over, the source access gateway transfers the data packet to be transferred to the mobile terminal to the destination access gateway via the IP tunnel,
The destination access gateway temporarily buffers the data packet received via the IP tunnel,
4. The destination access gateway transmits the buffered data packet to the mobile terminal when link connection from the mobile terminal is completed. 5. Handover method.
移動元アクセスゲートウェイは、
前記移動端末から移動開始通知を受信した際に、移動先アクセスネットワークの移動先アクセスゲートウェイへ、前記移動端末におけるハンドオーバ開始メッセージを送信するハンドオーバ開始手段と、
前記IPネットワークを介して更新メッセージを受信する更新メッセージ受信手段と、
前記更新メッセージによって、前記移動端末のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイアドレスを移動先アクセスゲートウェイのアドレスとして保持するルーティングテーブル記録手段と、
前記ハンドオーバ開始メッセージを送信した際に、移動先アクセスゲートウェイに対して、データフォワーディング用のIPトンネルを確立すると共に、前記更新メッセージを受信した際に、前記IPトンネルを切断するトンネル制御手段と
を有し、
移動先アクセスゲートウェイは、
移動元アクセスゲートウェイとの間で、データ受信用のIPトンネルを確立するトンネル制御手段と、
前記移動端末からの接続を確認した際に、前記移動端末が持つネットワークプレフィックスを含めた更新メッセージを、前記IPネットワークへ同報的に送信する更新メッセージ送信手段と
を有することを特徴とするハンドオーバシステム。 An IP network in which a route is set by advertising route information to each other, a plurality of access networks connected from a mobile terminal, and an access gateway interconnected between the IP network and each access network In the mobile terminal handover system in which the mobile terminal performs handover from the source access gateway to the destination access gateway,
The source access gateway
Handover start means for transmitting a handover start message in the mobile terminal to the destination access gateway of the destination access network when receiving a movement start notification from the mobile terminal;
Update message receiving means for receiving an update message via the IP network;
Routing table recording means for holding a next hop gateway address for the network prefix of the mobile terminal as an address of a destination access gateway by the update message;
A tunnel control unit that establishes an IP tunnel for data forwarding to a destination access gateway when the handover start message is transmitted and disconnects the IP tunnel when the update message is received; And
The destination access gateway is
Tunnel control means for establishing an IP tunnel for data reception with the source access gateway;
A handover system comprising update message transmission means for broadcasting an update message including a network prefix possessed by the mobile terminal to the IP network when the connection from the mobile terminal is confirmed. .
前記アクセスゲートウェイは、6PEであり、
前記更新メッセージは、BGP-UPDATEメッセージである
ことを特徴とする請求項5に記載のハンドオーバシステム。 The IP network is a proxy mobile IPv6 domain network configured by MP-BGP,
The access gateway is 6PE,
The handover system according to claim 5, wherein the update message is a BGP-UPDATE message.
前記IPネットワークは、ルートリフレクタを備えており、
前記IPトンネルは、BGP/MPLS−VPNによって確立されており、
前記BGP-UPDATEメッセージは、前記ルートリフレクタによって同報的に送信されることを特徴とする請求項6に記載のハンドオーバシステム。 The IP network is configured by MPLS,
The IP network comprises a route reflector;
The IP tunnel is established by BGP / MPLS-VPN,
The handover system according to claim 6, wherein the BGP-UPDATE message is broadcast by the route reflector.
移動先アクセスゲートウェイは、前記IPトンネルを介して受信した前記データパケットをバッファし、
移動先アクセスゲートウェイは、前記移動端末からのリンク接続が完了した際に、バッファした前記データパケットを、前記移動端末へ送信する
ことを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載のハンドオーバシステム。 When the mobile terminal is handed over, the source access gateway transfers the data packet to be transferred to the mobile terminal to the destination access gateway via the IP tunnel,
The destination access gateway buffers the data packet received via the IP tunnel,
8. The destination access gateway transmits the buffered data packet to the mobile terminal when link connection from the mobile terminal is completed. Handover system.
前記移動端末から移動開始通知を受信した際に、移動先となるアクセスネットワークのアクセスゲートウェイへ、前記移動端末におけるハンドオーバ開始メッセージを送信するハンドオーバ開始手段と、
前記IPネットワークを介して更新メッセージを受信する更新メッセージ受信手段と、
前記更新メッセージに含まれるアクセスゲートウェイのアドレスを、前記移動端末のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイとして保持するルーティングテーブル記録手段と、
前記ハンドオーバ開始メッセージを送信した際に、移動先アクセスゲートウェイに対して、データフォワーディング用のIPトンネルを確立すると共に、前記更新メッセージを受信した際に、前記IPトンネルを切断するトンネル制御手段と、
前記移動端末からの接続を確認した際に、前記移動端末が持つネットワークプレフィックスを含めた更新メッセージを、前記IPネットワークへ同報的に送信する更新メッセージ送信手段と
を有することを特徴とするアクセスゲートウェイ。 An IP network in which a route is set by advertising route information to each other, a plurality of access networks connected from a mobile terminal, and the IP network and each access network are interconnected, from the mobile terminal In the access gateway that controls the handover of
A handover start means for transmitting a handover start message in the mobile terminal to the access gateway of the access network that is a destination when the movement start notification is received from the mobile terminal;
Update message receiving means for receiving an update message via the IP network;
Routing table recording means for holding the address of the access gateway included in the update message as a next hop gateway for the network prefix of the mobile terminal;
A tunnel control unit that establishes an IP tunnel for data forwarding to a destination access gateway when the handover start message is transmitted, and disconnects the IP tunnel when the update message is received;
An access gateway, comprising: an update message transmission unit that broadcasts an update message including a network prefix possessed by the mobile terminal to the IP network when the connection from the mobile terminal is confirmed. .
前記移動端末から移動開始通知を受信した際に、移動先となるアクセスネットワークのアクセスゲートウェイへ、前記移動端末におけるハンドオーバ開始メッセージを送信するハンドオーバ開始手段と、
前記IPネットワークを介して更新メッセージを受信する更新メッセージ受信手段と、
前記更新メッセージに含まれるアクセスゲートウェイのアドレスを、前記移動端末のネットワークプレフィックスに対する次ホップゲートウェイとして保持するルーティングテーブル記録手段と、
前記ハンドオーバ開始メッセージを送信した際に、移動先アクセスゲートウェイに対して、データフォワーディング用のIPトンネルを確立すると共に、前記更新メッセージを受信した際に、前記IPトンネルを切断するトンネル制御手段と、
前記移動端末からの接続を確認した際に、前記移動端末が持つネットワークプレフィックスを含めた更新メッセージを、前記IPネットワークへ同報的に送信する更新メッセージ送信手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするアクセスゲートウェイ用のプログラム。 An IP network in which a route is set by advertising route information to each other, a plurality of access networks connected from a mobile terminal, and the IP network and each access network are interconnected, from the mobile terminal In a program for functioning a computer mounted on an access gateway that controls handover of
A handover start means for transmitting a handover start message in the mobile terminal to the access gateway of the access network that is a destination when the movement start notification is received from the mobile terminal;
Update message receiving means for receiving an update message via the IP network;
Routing table recording means for holding the address of the access gateway included in the update message as a next hop gateway for the network prefix of the mobile terminal;
A tunnel control unit that establishes an IP tunnel for data forwarding to a destination access gateway when the handover start message is transmitted, and disconnects the IP tunnel when the update message is received;
When the connection from the mobile terminal is confirmed, the computer is caused to function as an update message transmission unit that broadcasts an update message including a network prefix possessed by the mobile terminal to the IP network. Program for access gateway.
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