JP3970766B2 - Telecom route control - Google Patents

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Description

【0001】
本発明は、遠距離通信信号の経路制御に関し、特に、いわゆる“インターネットプロトコル”(IP)を使用して“インターネット”において使用されるようなパケット主体の通信における経路制御に関する。本発明は一実施形態において、固定及び移動体の遠距離通信媒体の両方に対する通信の経路制御方法に関する。これによって、いずれかの媒体に関するユーザが同様のサービスを同じ方法で使用可能となり、より大きな共通性をもつ交換機及び他のネットワーク主体の装置によりシステムオペレータがコストを低減することを可能にする。
【0002】
本移動体媒体システムは、移動体ユーザと関連システムがインタフェースで通信網(例えば無線基地局)と協同して、移動体ノードが一方の基地局との通信から他方の基地局との通信に切り換えるとともに、ネットワークが新たな位置のインテリジェンスポイントを更新するように構成される。セルラネットワークにおいて、これらのインテリジェンスポイントはホーム及びビジタロケーションレジスタ(HLR及びVLR)であり、“移動体IP”ではこれらのロケーションはホーム及びフォーリンエージェントである。両方の場合において“ビジタ”ロケーションレジスタまたは“フォーリン”エージェントはそれらの監視下で基地局と現在協同しているこれらのユーザのみの記録を維持するとともに、“ホーム”ロケーションレジスタは、現在協同しているVLRまたはフォーリンエージェントの記録を含む、関連ユーザの永久的な記録を維持する。到来メッセージに関するアドレスは関連HLR/ホームエージェントを識別し、より特有された経路制御の詳細に対して適切なVLR/フォーリンエージェントを識別するためにそれに対する参照が行なわれる。このことは、ある距離だけ離れたところにいるHLR/ホームに通知することなしに、ユーザの現在のロケーションに対してローカルで、VLR/フォーリンエージェント内でわずかなロケーションの変更を行うことを可能にし、これによってシグナリングオーバヘッドを大きく減らす。
【0003】
移動(モービリティ)に対するさらなるコストはこのホームエージェント/フォーリンエージェントインタフェースの考慮事項であり、特にパケットシステムにおいては、トンネリング(メッセージを一方のアドレスから他方のアドレスに転送すること)のコスト、アドレスの枯渇(転送が起こっているアドレスの再使用不可)、三角形の経路制御が考慮対象となる。
【0004】
固定の媒体システムにおいて、IP経路制御は、潜在的な送信先から潜在的な送信者への、関連するメトリックまたは経路コストを有する、IPアドレスブロックまたはプレフィックスの配布に基づいており、これによって、かれら及び中継ルータは当該送信先に対する最善の次ホップ(隣接ルータ)を決定することができる。これらの経路はネットワーク内のすべての送信先に対してあらかじめ計算され、これによって送信者は生成された情報をただちに送信することができる。送信元及び送信先が固定のロケーションをもち、通信帯域が経路の余すところのない交換を行うのに十分なものであるならば、経路を予め計算すること及び展開された経路交換技術が可能である。しかしながら、ローミングの比率が増大する場合にはそのようなモデルは取り壊され、より動的な経路制御方法が必要となる。
【0005】
“HAWAII”と呼ばれる提案がインターネット草稿として1999年2月19日に発行された。題名は“HAWAIIを使用するIPマイクロ−モービリティ支援”、R,Ramjee,T.La Por, S.Thuel,K. Varadhであり、HTTP://www.ietf.org/internet-drafts/draf-rimjee-micro-mobility-hawaii-00.txtにおけるインターネットエンジニアリングタスクフォース(IETF)に提示された。HAWAIIは、経路制御ドメインにおいてイントラドメインマイクロモービリティを支持するときに、特有のルータにホストを主とする転送エントリをインストールする専門の経路設定方法を使用し、インタドメインマイクロモービリティに対して“移動体−IP”を使用することになる。HAWAIIにおいて、移動体ホストはドメイン内で移動する間にネットワークアドレスを維持する。HAWAIIアーキテクチャは、ドメイン内のデフォルト経路を宛先とするドメインルートルータと呼ばれるドメイン内のゲートウェイルータに依存する。各移動体ホストは永久的なIPアドレスに基づいてホームドメインが割り当てられる。経路設定方法はドメイン内の単一の経路を更新し、これによって無線リンク層でのハンドオフ前及びハンドオフ後で移動体ホストに対する接続性を有する。ドメインルートルータと現在サービスを提供している移動体ホスト間の単一の経路に沿って配置されたルータのみが移動体ホストのIPアドレスに対する経路テーブルエントリをもつ。ドメイン内の残りのルータは、ルータが移動体ホストのIPアドレスに対する個々のホストエントリをもつ単一の経路に沿って移動体ホストに向かう下方への経路制御との交差点を提供するために、ドメインルートルータをルートとする経路制御ドメインのツリー状特性に依存するデフォルト経路に沿って情報の移動体ホストに向けられた任意のパケットをルート制御する。
【0006】
HAWAIIにおいては、ドメイン間の移動(モービリティ)は“移動体IP”機構によって支持される。ホームドメインルートルータはホームエージェントとして指定され、カプセル化されたIPパケットはフォーリンドメインルートルータを介して転送される。
【0007】
HAWAII提案の欠点は、ネットワークのコア内の2,3のノード、ドメインルートルータに移動体IPトンネルが集中してしまうことを含み、これらのノードのいくつかの故障はすべての移動体IP状態及び故障ノードにより処理された関連セッションの大規模な失敗をもたらす。さらに、外部ホームドメインからホームドメインへのすべての経路及びその逆方向の経路は、ホームドメインルートルータを介して発生する必要があるので、ホームドメインルートルータの故障は大規模な故障をもたらす。
【0008】
“エッジモービリティアーキテクチャ”(EMA)と呼ばれる本発明による提案は、“移動体強化経路制御”(MER)を提供するものであり、パケット交換ネットワークのインフラストラクチャにおいて経路を変更するによって、移動体ノードに割り当てられたIPアドレスの移動を可能にする。提案されたタイプの経路更新は、移動体ノードに対する新たな及び古い接続ルータでユニキャスト更新メッセージを伝搬させることによって、IPアドレスに対する経路を変更するのに要するシグナリングの量を制限する。移動体が接続ノード間で移動するときに、生成された経路は効率が低下する。
【0009】
パケット通信網のインフラストラクチャにおいて経路を変更する改善された方法及び装置を提供することが望ましい。
【0010】
本発明の他の側面において、パケット交換ネットワークにおけるパケットの経路を制御する方法が提供され、パケット転送リンクによって相互接続されたパケット交換ノードのインフラストラクチャと、経路制御パスに沿って配置されたパケット交換ノードに保持された経路制御エントリによって定義される経路制御パスが前記インフラストラクチャ内で所定のネットワークアドレスに向けられている複数の接続ノードとを含み、前記方法は、
第1の前記ネットワークアドレスを、第1の接続ノードによって通信リンクを介して提供される第1の移動体ノードに割り当て、前記インフラストラクチャ内の少なくとも第1の経路制御パスは前記第1のネットワークアドレスに対する前記第1の接続ノードに向けられており、
前記第1の移動体ノードが第2の接続ノードからサービスを受けるときに前記インフラストラクチャ内の経路を変更し、これによって、前記インフラストラクチャ内の少なくとも第2の経路制御パスは前記第1のネットワークアドレスに対する前記第2の接続ノードに向けられており、前記第2の経路制御パスは少なくとも部分的に1つまたはそれ以上のホスト特有の経路制御エントリによって定義され、
前記移動体ノードが前記通信網内に現在の経路制御パスを有さないように、次の不動作期間の間に、前記インフラストラクチャから前記1つまたはそれ以上のホスト特有の経路制御エントリを除去し、
前記不動作期間の間に、前記移動体ノードに対して2つの別個の状態
a)前記移動体ノードが前記第1のネットワークアドレスを保持する状態。
【0011】
b)前記第1のネットワークアドレスが異なる移動体ノードに再度割り当てられる状態。
【0012】
を提供することを具備する。
【0013】
ホスト特有の経路が除去されたときに前記2つの別個の状態を提供することによって、状態a)を介してホスト特有の経路の再確立の処理は比較的効率良く行なわれ、状態b)を介してネットワークアドレスの使用の効率は比較的高いレベルに維持される。
【0014】
本発明のさらなる側面及び利点は以下に図面を参照して例に用いて説明される実施形態により明らかになる。
【0015】
図1には、本発明の実施形態に従った固定/移動体構成の一例が示されている。この構成は例として、範囲が図1に示す黒い陰影により概略的に示されている自律システム(AS)を形成する3つのパケット交換ネットワーク2,4,6を含む。自律システムという術語に対する1つの定義は、“同じ管理下にある一組のルータ及びネットワーク”である(“インターネットにおける経路制御”、Christian Huitema,Prentice-Hall,158ページ)。ここで、自律システムという術語は、当業界では経路ドメインとも呼ばれ、同じ経路プロトコルを動作させているルータをもつネットワークあるいは一組のネットワークを意味する。自律システムは、(以後、例として使用される)インターネットなどのグローバルインターネットワークを形成する他の自律システムに接続されている。経路プロトコルは内部ゲートウェイプロトコルであり、他の自律システムとの通信は、ボーダゲートウェイプロトコル(BGP)などの外部ゲートウェイプロトコルを介して達成される。既知の内部ゲートウェイプロトコルの一例は、経路情報プロトコル(RIP)及び開放最短経路ファースト(OSPF)である。
【0016】
自律システムの固定インフラストラクチャを形成するネットワーク2,4,6は、複数のコアルータ(CR)、複数のエッジルータ(ER)、そしてAS内の異なるネットワーク2,4,6を接続するブリッジルータ(BR)の形態における複数のインターネットプロトコル(IP)パケット交換ノードを含む。AS内のすべてのパケット交換ノードは、単一の内部IP経路プロトコルを動作させ、その一実施形態について以下に詳細に説明する。
【0017】
1つまたはそれ以上の外部ゲートウェイルータ(EGR)は自律システムをグローバルインターネットのさらなる自律システムに接続する。
【0018】
図1に示される自律システムは、移動体の移動の結果AS内の経路が変更される移動体ホストと、そのような経路変更が発生しない固定すなわち静的なホストとの両方に対する経路制御を実行する。
【0019】
移動体ノードは、ネットワークオペレータにより提供されるASに対する接続ノードの少なくとも一部を形成する基地局を使用して、図示された例における無線リンク、セルラ無線リンク(さらなる潜在的なタイプの無線リンクは赤外線リンクである)を介してネットワークインフラストラクチャに接続される。セルラ無線リンクは、“GSM”などの時分割多元接続(TDMA)システムリンクかあるいは、“CDMA2000”などの符号分割多元接続(CDMA)である。移動体ノードは、個々の移動体ホスト14、及び/または複数のホストを有し、それぞれが任意の時間に1つまたはそれ以上の接続ノードと無線通信(CDMAの場合には“ソフトハンドオーバ”)を行なう移動体ルータ16の形態をとる。基地局は、セルラシステムの個々の“セル”が形成される無線アンテナを含む、1つまたはそれ以上の基地トランシーバ局(BTS)に接続されている。
【0020】
移動体ノード14、16は、セルラ無線通信ネットワークのセル間を移動する。接続ノードが多数のセルをかかえているならば、セル間でハンドオーバされた移動体ノードは、同じ接続ノードを介してパケットデータを受信することを継続する。しかしながら、移動体ノードがいったんサービスを受信している接続ノードの範囲外に移動したならば、新たなセルへのハンドオーバはAS内の経路の変更を余儀なくされる。ハンドオーバに先立って所定の接続ノードを介してノードの前記またはあるIPアドレスの識別子を使用して経路制御される、対象となっている移動体ノードで発生しかつ当該移動体を送信先とするデータパケットは、ハンドオーバに続いて異なる接続ノードを介して同じIPアドレスに対する経路制御が必要となる。移動体ノードは、1つの接続ノードから他の接続ノードへのハンドオーバの間にASを介して異なるホストとの通信セッションに参加する。(例えばTCP/IPコネクションにおける)トランスポート層でのコネクションは部分的には移動体ノードのIPアドレスによって定義されるので、経路におけるそのような変更は、移動体ノードが異なる接続ノードからサービスを受信するときに同じIPアドレスを使用してそのようなコネクションを継続することを可能にすることが望まれる。
【0021】
固定ホストは、イーサネットプロトコルなどのローカルエリアネットワークプロトコルを動作させるローカルエリアネットワーク(LAN)を介して接続ノードに接続される。固定ホストは、インターネット接続プロバイダによって提供されるネットワーク接続サーバ(NAS)20を使用して公衆サービス電話通信網(PSTN)12を介して接続ノードに接続される。NAS20は、PPPまたはSLIPなどのプロトコルを使用して固定IPアドレスをダイアルアップによりNAS20に接続している固定ホストを動的に割り当て、関連する接続ノードを介して各固定ホストから発生するまたは各固定ホストを送信先とするIPパケットを経路制御する。NAS20は動的にIPアドレスを割り当てる。また、割り当てられたIPアドレスに対して経路制御されるパケットを介した接続ノードは接続セッションあるいは長い期間の間のいずれにおいても変化しない。すなわち、自律システム内の経路制御は、リンクの故障あるいはトラフィック管理などASに対する内部要因による以外、それぞれの固定ホストに対して変更する必要がない。
【0022】
内部ゲートウェイプロトコル、本発明の実施形態におけるASで使用される単一のIP経路制御プロトコルは、一時的に命令された経路制御アルゴリズム(TORA)経路制御プロトコルの変更されたバージョンである。これは特に、“移動体無線ネットワークのための高度適応型分散経路制御アルゴリズム”、Vincent D Park 及びM Scott Corson,INFOCOM ’97の議事録、4月7−11日、神戸、日本、及び“一時的に命令された経路制御アルゴリズムと理想的リンク状態経路制御とのパフォーマンス比較”、Vincent D Park 及びM Scott Corson,ISCC ’98の議事録、6月30日−7月2日、1999、アテネ、ギリシャ、に記載されている。
【0023】
TORA経路制御アルゴリズムは分散的に実行し、ループを形成しない経路を提供し、(輻輳を軽減するために)多元経路を提供し、経路をすばやく確立し(これによりそれらはトポロジーが変化する前に使用される)、そして、(利用可能な帯域を保存しスケーラビリティを増大すること)が可能なときに構成上の変更に対するアルゴリズム上の反応を局所化することによって通信オーバヘッドを最小化する。
【0024】
当該ノード内に分散されたアルゴリズムは、隣接ノードについてのみの情報(すなわち1ホップ情報)を維持することが必要である。それはすべての経路がループを形成しないことを確実にし、概して、経路を必要とする任意の送信元/送信先の対に対するマルチパス経路を提供する。マルチパス経路が概して確立されるので、多くの構成上の変更は、単一の経路をもつことは十分であるのでAS内での経路更新を必要としない。反応を必要としない構成上の変更に続いて、プロトコルは有効な経路を再度確立する。
【0025】
TORAプロトコルモデルは、グラフG=(N,L)としてネットワークを手本にしている。ここでNはノードの有限集合であり、Lは一組の最初に指定されないリンクである。各ノードi∈Nは独自のノード識別子(ID)を有し、各リンク(i、j)∈Lは双方向の通信(すなわち、リンクにより接続されたノードはいずれかの方向においても互いに通信することができる)を可能にする。各最初に指定されないリンク(i,j)∈Lは次に、(1)指定されない、(2)ノードiからノードjに指定された、(3)ノードjからノードiに指定された、の3つの状態のいずれかが割り当てられる。リンク(i,j)∈Lがノードiからノードjに指定されたならば、ノードiはノードjに対して“上流”であると言われ、ノードjはノードiに対して“下流”であると言われる。各ノードiに対して、iの“近隣”、N∈Nは、(i、j)∈Lをみたすようにノードjの組として定義される。各ノードは常に組Nにおける近隣について知っている。
【0026】
プロトコルの論理的に別個のバージョンは、経路制御が要求される(例えばホストIPアドレスによって識別された)各送信先のために動作される。
【0027】
TORAプロトコルは、経路の生成、経路の維持、経路の消去の3つの基本的な機能に分離される。所定のノードから送信先への経路を生成することは、当該ノードから当該送信先につながる一連の指定されたリンクの手順の確立を必要とする。経路を生成することは実質的に指定を未指定のネットワークあるいはネットワークの一部に割り当てることに対応する。これを達成するのに使用される方法は、送信先をルート(すなわち、送信先は下流リンクをもたないただ1つのノードである)とする指定された非巡回式のグラフ(DAG)を作り出す。そのようなDAGは“送信先指向”DAGと呼ばれる。経路を維持することは、送信先への経路が有限時間内に再確立されるような方法で構成上の変化に反応することを含む。ネットワーク分割を検出したとき、(送信先から分割されたネットワークの一部における)すべてのリンクは無効な経路を消去するために指定なしと識別される。
【0028】
プロトコルはこれら3つの機能(問い合わせ(QRY)、更新(UPD)、クリア(CLR))を3つの顕著な制御パケットを使用して達成する。QRYパケットは経路を生成するのに使用される。UPDパケットは経路を生成して維持するのに使用される。CLRパケットは経路を消去するのに使用される。
【0029】
ある任意の時間において、各送信先に対して、順序付けられた5つの値、Hi =(τi 、oidi 、γi 、δi 、i)は、“高さ”として呼ばれ、各ノードi∈Nに関連する。概念的には、各ノードに関連する5つの値は、基準レベルと基準レベルに関するデルタとの2つのパラメータによって定義されるノードの高さを表わしている。基準レベルは5つの値のうち最初の3つの値によって表され、デルタは最後の2つの値によって表される。ノードがリンク故障により最後の下流リンクを損失するたびに新たな基準レベルが定義される。基準レベルを表わす最初の値τi はリンク故障の“時間”に対するタグセットである。第2の値oidiは、送信元ID(すなわち、前記新たな基準レベルを定義したノードの独自のID)である。このことは、基準レベルが完全に辞書編集手順に基づいて順序付けられることを確実にする。第3の値γiは、独自の基準レベルの各々を2つの独自のサブレベルに分割するのに使用される単一のビットである。このビットは元の基準レベルとそれに対応するより高い反射された基準レベルとを区別するのに使用される。デルタを表わす第1の値δi は共通の基準レベルに関してノードを順序付けるのに使用される整数である。この値は基準レベルの伝播において有益である。最後に、デルタiを表わす第2の値はノードそれ自身の独自のIDである。このことは、共通の基準レベルとδi の等しい値をもつノード(そして実際上は全てのノード)は常に辞書編集手順により順序付けられることを確実にする。
各ノードiは、その高さHi を維持する。まず、(送信先以外の)ネットワークにおける各ノードの高さはNULL、Hi =(−、−、−、−、i)に設定される。次に、各ノードiの高さがプロトコルの規則に従って変更される。自身の高さに加えて、各ノードiは経路制御プロトコルデータテーブル内にネットワークにおける既存のDAGをもつホストIPアドレスに対するエントリを維持する。前記エントリは各近隣部j∈Ni に対してエントリHNijをもつ高さアレイを含む。
【0030】
(送信先以外の)各ノードiは、経路制御プロトコルデータテーブル内に、各リンク(i、j)∈Lに対するエントリLSijをもつリンク状態アレイを維持する。リンクの状態は高さHi 及びHNijによって決定され、より高いノードからより低いノードへと方向付けられる。近隣部jがノードiよりも低いならば、リンクは下流であると記される。
【0031】
TORAプロトコルはもともと、ルータが移動体であり、無線リンクを介して接続される移動体アドホックネットワーク(MANET)での使用のために設計された。しかしながら、本発明のこの実施形態においては、移動体ホストが自律システムに対する接触点(point of attachment)すなわち接続ノードを変更するときに自律システム内に経路制御の変更を提供するために、図1に示されるような固定リンクにより相互接続された固定ルータの固定インフラストラクチャを含む自律システムにおいて変形TORAプロトコルが使用される。
【0032】
図26は本実施形態に従ってパケット交換ノード内に保持される経路制御プロトコルデータテーブルの一例を概略的に示す。
【0033】
ネットワーク内の各ホストIPアドレス(または以下に詳細に説明する集約されたDAGの場合にはアドレスプレフィックス)IP1,IP2に対して、記憶ノードHi (IP1)、(IP2)などの高さが記憶される。さらに各近隣のアイデンティティ(身元)例えばw、x、y、z及び近隣の高さHNiw(IP1、IP2など)、HNix(IP1、IP2など),HNiy(IP1、IP2など)そしてHNiz(IP1、IP2など)が記憶される。最後に、各IPアドレス(またはプレフィックス)に対するリンク状態アレイが、上流リンク(U)、下流リンク(D)、あるいは各近隣に対応する各リンクアイデンティティ(L1,L2,L3,L4)に対する方向付けのないリンク(−)を示すマーキングの形態で記憶される。
【0034】
経路制御プロトコル内に保持されたリンク状態アレイは、当該データを保持するルータ内で次ホップ転送についての決定を局部的に行うことを可能にする。十分に相互接続されたネットワークの場合、各ルータは少なくとも1つの下流リンクを有する。ただ1つの下流リンクのみが存在するならば、当該リンクは次ホップ転送リンクとして選択される。1つ以上の下流リンクが存在するならば、例えば当該2つのリンクについての現在のトラフィック負荷に基づいて選択される。いずれにしても、選択されたリンクはIPアドレスに対して次ホップ転送データテーブル内に記録される。図27に示されるような次ホップ転送テーブルは、経路制御を要するIPパケットがルータに到着するときの高速接続のためにキャッシュメモリに保持される。テーブルは選択された次ホップ転送リンク(L2,L1など)を各IPアドレス(またはプレフィックス)IP1,IP2などに対して記憶する。
【0035】
ルータの固定インフラストラクチャの使用、及び以下に説明する本発明の他の側面は、特に移動体ホストのIPアドレスに対してAS内の経路制御の集約を可能にする。以下ではIPアドレス指定、特にIP経路制御ネットワークにおいて経路制御の集約を提供するのに可変長プレフィックスがどのように使用されるかについて説明する。
【0036】
IPアドレスは現在では所定数(32)のビットからなる。IPアドレスは過去には(“フラットな”アドレス指定方法と呼ばれる)構造的でない形式で割り当てられていた。注意深いアドレス指定により、アドレスをネットワークプレフィックスとホストフィールドに分離することにより2レベルの経路制御階級の概念を生み出した。経路制御と管理を簡略化するためにユーザはクラスA、クラスBあるいはクラスCのIPアドレスを割り当てられた。
【0037】
クラスAでは、ビット0はクラスAを表わし、ビット1−7はネットワーク(126のネットワーク)を表わし、ビット8−31はホスト(1600万ホスト)を表わす。
【0038】
クラスBでは、ビット0−1はクラスBを表わし、ビット2−15はネットワーク(16382のネットワーク)を表わし、ビット16−31はホスト(64000のホスト)を表わす。
【0039】
クラスCでは、ビット0−2はクラスCを表わし、ビット3−23はネットワーク(2097152のネットワーク)を表わし、ビット24−31はホスト(256のホスト)を表わす。
【0040】
2レベル階級は依然としてネットワーク内のホスト間にフラットな経路制御階級を残している。例えば、クラスAアドレスブロックは1600万のホストをもつことが可能であり、すべてのルータが1600万の経路制御テーブルエントリを含むネットワーク内に存在することをもたらす。ホストアドレスブロックを可変長サブネットフィールドとホストフィールドに分離すべくサブネットの概念が開発された。これは、AS内のルータがサブネットのみに対する経路制御テーブルエントリを保持することを可能にし、(各サブネットについての全てのホストに対する経路制御の集約を提供する)。ルータがアドレスのサブネット部を識別するためにサブネットマスクが使用される。
【0041】
本発明の実施形態に従って、経路制御の集約はホストIPアドレスブロック(すなわち、1つまたはそれ以上のプレフィックスを共有するIPアドレスの連続的系列)を、以下ではブロック内のすべてのIPアドレスに対する割り当て接続ノードと呼ばれる接続ノードなどに割り当てることによって提供される。ブロック内のIPアドレスは動的に、すなわち接続セッションの期間あるいは長期間に渡ってすなわち接続セッション中の再割り当てなしに移動体ホストに割り当てられる。移動体ホストがパワーアップ時にセルラネットワークに登録するときに、動的割り当てによりIPアドレスが割り当てられるならば、サービス提供している接続ノードは、接続ノードを移動体ホストの無線リンク識別子と割り当てられたIPアドレスとの間で拘束(binding)を捕捉する。集約された経路制御方式ここでは集約されたDAGは、移動体ホストがIPアドレスを割り当てられる前に予め計算される。移動体ホストのパワーダウンに続いて動的割り当てのIPアドレスが開放されるとき、IPアドレスは割り当て接続ノードに戻される。接続ノードは当該IPアドレスを他の移動体ホストに割り当てる。接続ノードによって割り当てられた移動体ホストIPアドレスは、少なくとも1つの移動体ホストが離脱するまで集約されたDAGをもち、この場合、集約されたDAGはもとの位置にとどまるが、移動特有の経路更新手順によって影響されるルータについてホスト特有の例外が発生する(更新は離脱した単一の移動体に対する経路制御を変更するのみである)。
【0042】
接続ノードによって所有されるアドレスプレフィックスに対するAS内の経路を予め計算することは、ここでは“最適化”(OPT)パケットと呼ばれる更新メッセージをAS全体にフラディングし、効果的にプレフィックスとして機能する各プレフィックスに対して注入し、集約されたDAGを構築する接続ノードを所有することによって達成される。OPTパケットはIPアドレスプレフィックス(単数又は複数)を所有し、集約されたDAGを制御する接続ノードによって送信される。OPTパケットは((設定されている)現在の高さにかかわらず)ネットワーク内の他のすべてのノードに伝搬され、これらの高さを“オールゼロ”基準レベルに設定あるいはリセットする。すなわち、TORA高さの最初の3つの値(τi 、oidi 、γi )はすべてゼロに設定される。第4番目の高さ値δi はOPTパケットが接続ノードからの送信以降に費やしたホップ数に設定される(これは既知のTORA送信元主導のDAG生成機構に類似する)。接続ノードから移動体ノードへのホップを表すために1の増分が加算される。第5番目の高さ値iはノードIDに設定される。
【0043】
集約されたDAGが一度AS内に存在すると、AS内の各パケット交換ノードは対象のIPアドレスプレフィックスに対する次ホップ転送テーブルエントリを有する。パケットが経路制御を必要とするノードに到着すると、ノードは次ホップ転送テーブルを検索して、次ホップの経路制御決定の拠所になる、IPアドレスプレフィックスである最長マッチングアドレスエントリを次の経路制御決定を行うために見つける。IPアドレスを使用する移動体ノードが接続ノードを所有することから離れていない、IPアドレスプレフィックスである。集約されたDAGをAS内に提供することによって経路制御テーブルサイズ及び経路制御処理は各パケット交換ノードで最小となる。
【0044】
しかしながら、移動体ノードがネットワーク内でサービスを最初に受けた接続ノードから無線リンク層で引き渡されたときには、経路制御プロトコルデータテーブルと移動体ノードの移動により引き起こされた経路更新によって影響される(限られた数の)パケット交換ノードの次ホップ転送テーブル内に、個々のホストアドレスエントリが生成される。これらのノードは対応する集約されたアドレスエントリを記憶することを継続的に行うが、最長マッチング検索によって、移動体ノードのIPアドレスに対する経路制御パケットのためのホストアドレスエントリを使用する。TORA高さ維持アルゴリズムは、“頻繁に変化する形態を有するネットワーク内にループのない経路を生成するための分散アルゴリズム”, E Gafni 及びD Bertsekas IEEE Trans. Commun 1991年1月、において最初に定義されたアルゴリズムと同じ一般的なクラスに属する。このクラス内でノードはその高さを“増加する”のみであり、けっしてその高さを減少させない。しかしながら、本実施形態において、インター接続ノードハンドオーバの後、ノードの転送ふるまいは、隣接ノードに対する複数の経路制御インタフェースが存在するときに、それが経路制御インタフェースを介して移動に関連する経路更新が最近受信された隣接ノードにパケットを転送することを確実にスクランブルするためにアルゴリズムが変更される。移動体ノードのIPアドレス及び対象となっている近隣に対するエントリとしてルータの経路制御プロトコルデータテーブル内に記憶されている4つの高さの値(τi 、oidi 、γi 、i)におけるτ時間値は、移動に関連する更新が発生したことを示すために“負”すなわちゼロ未満になることが許され、負のτ時間値の大きさは所定のIPアドレスに対する移動に関連する更新の各々の発生ごとに増大する。すなわち、最近の移動に関連する更新はより大きな負のτ時間値によって示される。
【0045】
移動に関連する経路更新は負のτ時間値によって識別されるが、負のフラグを置き換えるために1ビットフラグなどの他の識別子も使用可能である。
【0046】
移動体ノードが接続ノード関係を変更するとき、それは例えば整数だけτ時間値を減少させることによってその高さ値を減少させ、以下に詳細に説明される、移動体ノードのIPアドレスに関連するDAGの移動体主導の更新の一部として新たな値がAS内の限られた数のノードに伝搬される。多数の下流の近隣をもつノードは最近に駆動された下流リンクの経路を選択する。高さは依然として全体的に整列されている(すなわち経路制御ループの自由が保存される)。
【0047】
本発明の他の側面の実施形態によれば、無線リンク層での移動体ノードのハンドオーバの間に、一時的な短期間のトンネル機構が提供され、移動体ノードが引き渡される接続ノードに到着するデータパケットは、移動体ノードが引き渡される接続ノードに転送される。IPパケット交換ネットワークにおけるトンネル機構は、データパケットを(新たな接続ノードのIPアドレスに設定された)新たなIPヘッダによってカプセル化することにより達成される。これは、“IPインIPトンネル機構”と呼ばれる。新たな接続ノードでパケットは切り離され、無線リンクを介して移動体ノードに転送される。トンネル設定,シグナリング及び認証機構は、特に、“IP移動サポート”,C Perkins,ed., IETF RFC 2002,1996年10月、に記載された、“移動体IP”において使用されるものである。“移動体IP”によりすべての接続ノードが駆動されるので、“移動体IP”は異なるASに移動する移動体ノードへのパケット転送を可能にするために使用される。他のトンネル機構プロトコルは、UDPトンネル(UDPヘッダが到来パケットに付加される)UDPトンネル、GREトンネル(CISCO{TM}プロトコル)、レイヤ2トンネルプロトコル(L2TP)そしてネゴシエーテッドまたはコンフィギャードIPSECトンネルモードを含む。
【0048】
移動体ノードが接続ノードから引き渡されるときに、当該接続ノードは次のステップを実行するために、移動体ノードが引き渡される新たな接続ノードと交信する。
【0049】
(a)新たな接続ノードに対して一方向性のトンネルを準備すること。これによって、パケットは、古い接続ノードと移動体ノードとの無線リンクが失われた後に移動体ノードに転送される。トンネルは、既存のインター接続ノードトンネルまたは移動体IP機構を介して動的に交渉されたホスト特有のトンネルにマッピングすることによって準備される。
【0050】
(b)無線リンク層で移動体ノードを引き渡すこと。
【0051】
(c)移動体ノードのIPアドレス(移動体ルータの場合は複数のアドレス)に対する経路交信を新たな接続ノードから注入すること。
【0052】
(d)移動体ノードのIPアドレスに向けられ、トンネルリンクを介して古い接続ノードに到着するデータパケットを新たなノードに転送すること。
【0053】
(e)古い接続ノードに対する無効な経路を交信すること。
【0054】
(f)ホスト特有ならばトンネルを取り壊すこと、または経路の収束に続いて既存のトンネルにおけるホスト特有の状態を除去すること。
【0055】
ハンドオーバに先立って、古い接続ノードを通過するインフラストラクチャにおいて、すべてのパケットはルート(または複数)を介して移動体ノードに直接送信される。経路の収束に続いて、すべてのパケットは新たな接続ノードを通るインフラストラクチャにおいて、すべてのパケットは経路(又は複数)を介して移動体ノードに直接送信される。
【0056】
ハンドオーバが(トンネル確立の一部としての古い接続ノードからか、あるいは移動体支援のハンドオーバを介して移動体ノードから)新たな接続ノードに通知されたときに、新たな接続ノードは、(古い接続ノードに向けられたままとなる)移動体ノードのIPアドレスに対して既存のDAGを使用して、古い接続ノードに対するユニキャストである方向付けられた経路更新メッセージを生成する。この更新は、古い接続ノードに対するリバース最低近隣経路(近似最短経路)に沿って移動体のDAGを選択的に更新する。この更新の終わりで、古い接続ノードは、移動体ノードが無線リンク層で引き渡された後、移動体ノードのIPアドレスに対するDAGにおける新たな下流リンクをもつ。更新プロセスの間に、交差ルータは、存在するデータフローが移動体ノードの新たな接続ノードに再設定される点でユニキャスト先導の更新を受信する。
【0057】
この更新手順は形態に依存するものではなく、新たな接続ノードと古い接続ノード間の形態上の(実質的に接続ノードの相対位置に応じて変化する)距離とは無関係に使用される。
【0058】
短距離トンネルは、新たな接続ノードに対する経路が古い接続ノードに対する無線リンクが失われるまでに確立されない場合に、古い接続ノードで大量のキャッシュ処理がなかったならばパケット損失をなくす。
【0059】
しかしながら、短期間トンネルを使用することは2つのイベントの相対順序によっては必ずしも必要ではない。
【0060】
(i)古い接続ノードでの接続ノード対移動体ノード無線リンクの損失
(ii)古い接続ノードへの方向付けられた経路更新の到着
古い無線リンクが失われる前に経路更新が到着するならば、(制御を提供し、データパケットは等しいキュー優先度と処置をもつ、そうでない場合、すでに整列されたデータパケットは経路更新の後でもさらに到着する)再度の経路指定による古い接続ノードにさらなるデータパケットは到着せず、過去の全てのデータパケットは古い無線リンクを介して移動体に転送されるので、トンネル生成の必要はない。トンネルが不要であるならば、古い無線リンクが失われるときの全ての下流リンクの損失による、古い接続ノードでのTORA更新の未熟なトリガ動作は、経路が収束するまで古い接続ノードで仮想的な下流リンクを使用することによって防止することができる。すなわち、古い接続ノードでの経路の抑制は単にシグナリングによって達成される。
【0061】
シグナリングのみによる経路の抑制は、古い接続ノードが例えば透過なキャッシュなどのキャッシュとして機能するときに使用され、経路が収束するまで古い接続ノードが相対的に大きな容量のデータを記憶することを可能にし、いったん経路が収束したならばデータを再送する。
【0062】
上記したように、移動体ノードが接続セッションを終了するときに移動体ノードのIPアドレスに対する経路は、元の接続ノード、すなわちIPアドレスの割り当て接続ノードに戻される。DAGの送信先を割り当て接続ノードに効率良く再記憶するための機構が提供されるが、限られた数のノードのみがAS内に参加することを要する。
【0063】
移動体ノードが接続セッションを終了するとき、現在の接続ノードはIPアドレスの割り当て接続ノードに連絡してDAGの送り先の割り当て接続ノードへの転送を開始する。ここでも、現在の接続ノードでの経路更新の開始を抑制するためにトンネルリンクが抑制機能として使用可能である。あるいはより簡単には、データが転送されていないならば、仮想的なリンク(現在の接続ノードを示している不動作の下流リンク)が使用される。現在の接続ノードはトンネルリンクまたは割り当て接続ノードに向けられた仮想的な下流リンクを確立する。応答時において、割り当て接続ノードは、移動体ノードのIPアドレスに対する現存のDAGを使用して現在の接続ノードに送信される、方向付けられた“再記憶”更新を生成する。これは、予め計算された集約されたDAGを移動体ノードのIPアドレスに対するアクティブ経路制御方法として再記憶するために、全てのホスト特有の経路制御プロトコルデータテーブルエントリと、移動体ノードの以前の移動によって生成された次ホップ転送テーブルエントリを削除する。更新は、移動体ノードの過去の移動により引き起こされた経路更新によって以前に生成された経路を介して移動する。すなわち、移動特有の更新が生成した負の高さ値の組は消去され、(新たな高さの生成及び反転を引き起こすネットワークの故障がなかったことを仮定して)“すべてゼロ”の基準レベルをもつ集約されたDAGが再び駆動される。トンネルが壊されるかあるいは仮想的なリンクが除去される、現在の接続ノードで再記憶更新の受信があるまで、トンネルリンクまたは仮想的なリンクが維持される。
【0064】
周期的に、あるいはトリガーイベントの検出があったとき、移動体ノードあるいは移動体ノードのために動作中の接続ノードは、TORA更新機構を使用してIPアドレスに対するDAGを再初期化する。“すべてゼロ”の基準レベルはそれゆえにDAGに対する移動に関連する経路制御テーブルエントリを除去する。このようにして伝播された“すべてゼロ”の基準レベルは他のすべての高さ値(正及び負)に対して優位性をもち、AS全体を伝播する(ASワイドDAG最適化)。これは、移動に関連する更新機構にとって代わるソフト状態経路維持に対する機構を提供する。
【0065】
ワイヤレスリンク層でのインターBSハンドオーバ及びASの固定インフラストラクチャ内での経路更新について図2から図11を参照して説明する。さらなる例について図12から図16を参照して説明する。移動体ホスト接続セッションの終りの後での経路の割り当て接続ノードに対する再記憶の詳細な例は図17から図25を参照して説明される。ASの固定インフラストラクチャ内の経路更新の詳細な例は、図28から図31を参照して説明される。さらなる実施形態が図32及び図33を参照して説明される。ホスト特有の経路データ消去手順は図34及び図35を参照して説明される。ホスト特有の経路注入手順は図36から図38を参照して説明される。
【0066】
図2から25及び28から38に示されるTORA高さの5つの組み合わせのそれぞれにおいて、ノードIDは簡単のために参照iを使用して示される。しかしながら、この値は、AS内のノードを個別に識別するために各ノードに対して異なっている。簡単のためにASの一部のみが示されている。
【0067】
以下のすべての例において、ASは、ASの固定インフラストラクチャの形態上の“エッジ”に対する相対的な近さに従って区別された、複数の固定コアルータ(CR1,CR2…)、複数の固定中継ルータ(IR1,IR2…)そして複数の固定エッジルータ(ER1,ER2…)を含む。コアルータは中継ルータよりもより高い品質のトラフィックを処理するのに適し、代わりに中継ルータはエッジルータよりもより高い品質のトラフィックを処理するのに適している。例えば、コアルータは全国的なトラフィック、中継ルータは地域的なトラフィック、エッジルータは副地域的なトラフィックを処理する。
【0068】
パケット交換ルータは無線基地局と組み合わされるかあるいは関連付けられて、ここでは接続ノード(BS1,BS2…)と呼ばれるエンティティの実施形態を構成する。しかしながら、“接続ノード”は無線基地局機能を含む経路制御ノードに限定されることはない。“接続ノード”は無線基地局から形態上遠いノードに提供される。例えば図40を参照した以下の説明による構成を参照せよ。
【0069】
以下の説明のすべての例において、インタフェースでのホップバイホップ経路制御指向性はネットワークのノード間、接続ノードと移動体ノード間のリンク(無線リンクを含む)に沿って示された矢印によって示される。分散された経路制御方法は、単一の受信移動体ホストMH2に向けられたTORA DAGの形態をもつ。移動体ホストMH2が接続セッションを開始し、IPアドレスが動的に割り当てられる前に、予め計算され集約されたDAGが、IPアドレスを割り当てる接続ノード、ノードBS2からのASワイド更新として注入された、AS内のIPアドレスに対して存在する。図2から25及び28から38において、経路更新またはパケット転送に少なくとも関わるノードは、TORA高さの5つの値(τi 、oidi 、γi 、δi 、i)により示される。前記したように、このTORA高さは、当該高さが適用されるノードから広告された、各隣接ノードの経路制御プロトコルデータテーブル内に記憶される。
【0070】
移動体ノードMH2が割り当て接続ノードBS2に登録するときに、割り当て接続ノードは、割り当てられるIPアドレスに対する無線リンク層で移動体ホストの身元を記憶する。これにより、ノードBS2内に保持されている経路制御テーブル内に移動体特有のエントリが形成される。
【0071】
図2は、移動体ノードMH2とさらなるホストここでは移動体ホストMH1間に発生する例示的な通信セッション(例えばTCP/IP接続)を示している。以下の例において、対応する移動体ホストMH1の移動は起こらない。しかしながら、そのような移動はノードMH2の移動に関連して記載されるのと同じ機能を使用して実現できる。類似の通信セッションが対応する固定ホストと行われる。特に、ノードMH1に向けられたAS内に別個のDAGが存在し、これによってノードMH2から発生したデータパケットはノードMH1に渡される。ノードMH1に向けられたこのDAGは変更されず、ノードMH2と連携する各接続ノードからノードMH1に向けての経路が存在するので、ノードMH1への経路についてのさらなる説明は省略する。
【0072】
ノードMH1から発生しノードMH2に向けられたデータパケットはまず、その集約されたDAGを介して例えば図2に示されるような固定ノードBS1,ER1,IR1およびER2を介して割り当て接続ノードBS2に送られる。
【0073】
次に図3において、無線リンク層インターBSハンドオーバの決定がノードMH2それ自身、あるいはノードBS2によって行われる。移動体ノード主導のハンドオーバの場合、当該決定はノードBS2及びBS3から受信した信号間の無線リンク品質の比較に基づいて行われる。移動体ノードMH2が移動するとき、接続ノードBS3から受信された信号は改善するが接続ノードBS2から受信された信号は悪化する。しきい値決定イベントで移動体ホストはノードBS2及びBS3間でハンドオーバを開始することにより応答する。ノードBS2でなされるハンドオーバ決定の場合、当該決定はトラフィック負荷などの他の事項に基づいて行われる。このような場合、接続ノードBS2はノードMH2にハンドオーバ指令を送信する。
【0074】
インターBSハンドオーバが移動体ノードMH2により開始されるかあるいは割り当て接続ノードBS2により開始されるかにより、移動体ノードMH2は新たな接続ノードBS3を選択してトンネル開始(TIN)パケットを割り当て接続ノードBS2に送信する。TINパケットは、移動体ノードが接続ノードBS3によるビーコンチャネルブロードキャストから読み取る、新たな接続ノードBS3のIPアドレスを含む。移動体ノードMH2はその高さのτ時間値を負の値、−1(これは割り当て接続ノードBS2から離れた最初の移動耐性関連の経路更新を示す)に減少することによって、新たな高さを計算し、これをTINパケットに含める。
【0075】
図4において、割り当て接続ノードBS2が移動体ノードMH2からTINパケットを受信するときに、割り当て接続ノードBS2は新たな接続ノードBS3に向けての短期間のIPインIPトンネルを確立する。割り当て接続ノードBS2は、経路制御テーブルのBS3に対してトンネルインタフェースを入力する。ここで新たな接続ノードBS3のTORA高さは、ハンドオーバ手順の残りの期間のデータパケット転送に対する下流リンクとして示されるトンネルインタフェースを確実にするために(−1,0,0,1,i)に等しくなるように設定される。
【0076】
短期間トンネルリンクが割り当て接続ノードBS2から新たな接続ノードBS3に対して確立されたとき、割り当て接続ノードBS2は移動体ノードMH2から受信したTINパケットをトンネルインタフェースを介して新たな接続ノードBS3に転送する。
【0077】
本実施形態において、使用される無線リンクシステムの性質は、移動体ノードMH2は、(ソフトハンドオーバを可能にするCDMAセルラ無線システムのように)、2つの同時の無線リンクを介してハンドオーバの間に各接続ノードBS2及びBS3と通信を行なうことが可能とする。次に、移動体ノードMH2は新たな接続ノードBS3と第2の無線リンクを確立し、経路制御テーブルエントリが移動体ノードMH2に向けられた下流リンクを示すノードBS3内に作成される。
【0078】
新たな接続ノードBS3は、送信先としての割り当て接続ノードBS2のアドレスをもつ、ユニキャスト主導の更新(UUPD)パケットを生成する。このアドレスはそのIPアドレスブロックのプレフィックスであり、したがってUUPDパケットは割り当て接続ノードBS2に対するAS内に存在する集約されたDAGに続く。UUPDパケットは新たな接続ノードBS3と割り当て接続ノードBS3間のユニキャスト経路に沿って移動する。UUPDパケットの処理は、更新経路に沿った全てのノード、そして当該経路に沿ったノードに隣接する全てのノードの、経路制御プロトコルデータテーブル及び次ホップ転送テーブルの少なくとも一部のエントリの更新を引き起こす(当該経路に沿ったノードは新たな高さの広告を各隣接ノードに送信する。当該広告の伝播は1ホップに制限される)。
【0079】
次に図6において、移動体ホストMH2が新たな接続ノードBS3と新たな無線リンクを確立した後に、割り当て接続ノードBS2に対する古い無線リンクは取り壊される。割り当て接続ノードBS2に到着する移動体ノードMH2に向けられたデータパケットは短期間トンネルを介して新たな接続ノードBS3に転送されるとともに、新たな無線リンクを介して移動体ノードMH2に転送される。
【0080】
古い無線リンクは失われたが、割り当て接続ノードBS2と新たな接続ノードBS3間に確立されたトンネルに沿って残りの下流リンクが存在するので、(一方ではTORAプロトコルに従って発生する)経路更新が割り当て接続ノードBS2でまだトリガーされていない。すなわち、割り当て接続ノードBS2に向けた経路は、新たな接続ノードBS3から開始された経路更新が割り当て接続ノードBS2に到着するまでもとのままである。図6に示すように、UUPDパケットは、移動による更新(−1)に関連する負のτ時間値で高さを更新する、UUPDパケットを受信する第1のノードER3からノードIR2に転送される。代わりにノードIR2は移動に関連する更新についての負のτ時間値に高さを更新する。
【0081】
経路更新ユニキャストに沿った各ノードは、TORA高さの5つの値の中のδ値を、経路更新UUPDパケットの各ホップに対して1だけ増加させる。これによって、割り当て接続ノードBS2を介した移動体ノードに対するホップの数を示した以前の経路制御テーブルエントリのδ値の代わりに、新たなδ値は、新たな接続ノードBS3を介した移動体ノードに対するホップの数を表わしている。ユニキャスト主導の更新経路に沿った各リンクは代わりに、新たなノードBS3に向けられる。
【0082】
図7において、UUPDパケットは次にユニキャスト更新経路、ノードER2に沿って次のノードに転送される。ノードER2は、送信中のノードMH1から割り当て接続ノードBS2への経路制御パスと、ノードMH1から新たな接続ノードBS3へ送信されるパケットが続いて送られる経路制御パスとの間の交差点を示すルータである(前記経路制御パスは確立されている)。図8に示すように、ノードER2における経路制御プロトコルデータテーブルがUUPDパケットの受信に応答していったん更新されたならば、交差ノードER2は2つの下流リンクをもつことになる。一方は割り当て接続ノードBS2に向けられており、他方は新たな接続ノードBS3に向けられている。しかしながら、新たな接続ノードBS3に向けられた下流リンクは(最近の)移動に関連する更新を示す(たいてい)負のτ時間値を含むので、好ましくは新たな接続ノードBS3に向けられた下流リンクが次ホップ転送リンクとして選択される。移動体ホストMH2に向けられたノードER2に到着するデータパケットは、新たな接続ノードBS3への経路制御パスに沿って、ノードIR2に転送される。交差ルータER2での経路制御パスの分岐に続いて、さらなるデータパケットはBS2に転送されず、さらなるデータパケットはノードBS2とノードBS3間のトンネルインタフェースを介して転送されない。しかしながら、UUPDパケットが割り当て接続ノードBS2に到着するまで(全ての下流リンクの損失のために)経路更新が割り当て接続ノードBS2から生成されないことを確実にするために、トンネルインタフェースは割り当て接続ノードBS2で現在のところもとのままである。割り当て接続ノードBS2にUUPDパケットが到着すると、BS2の経路制御テーブルにおけるトンネル状態エントリは除去され、これによってMH2に対するトンネルインタフェースを取り壊す。
【0083】
図9において、UUPDパケットを受信したとき割り当て接続ノードBS2の高さは、割り当て接続ノードBS2はユニキャスト更新パスの終了を形成するので再定義されない(しかしながら、ノードBS2とER2間のリンク方向は、ノードER2に対する高さで定義されたτ時間値が負であるために反転され、BS2を介してサービスを受けている他の移動体ホストがパケットをMH2に送信することを可能にする)。
【0084】
最後に、UUPDメッセージを受信したとき、割り当て接続ノードBS2は新たな接続ノードBS3に向けて更新完了確認応答(UUPD−Ack)を送信する。UUPD−Ackパケットは、新たな接続ノードBS3に向けてDAGにおいて確立されたユニキャスト更新経路制御パスに続く。UUPD−Ackパケットを送信したとき、古い接続ノードBS3は移動体ノードMH3に対してもともと割り当てたIPアドレスに対する経路の一時的な制御を解放する。UUPD−Ackパケットを受信したとき、新たな接続ノードBS3は移動体ノードのIPアドレスに経路の一時的な制御を受け持つ。
【0085】
無線リンク層での移動局のインターBSハンドオーバに関連した経路更新はここで完了するが、ユニキャスト更新パスに沿った制限された数のノード(図9に示される例のただ5つのノード)のみの高さの再定義が必要となる。さらに、経路制御プロトコルデータテーブルエントリの更新もまた制限される。そのような更新は、UUPDメッセージを受信しているノード及び(新たな高さの広告を受信して経路制御テーブル内に新たな高さを記憶する)各隣接ノードにおいてのみ必要とされる。図9に示される例において、経路制御プロトコルデータテーブルの更新はノードIR1,CR1,CR2そしてCR3の各々において実行される。
【0086】
図10及び図11は、次の移動に関連する更新に先だって及びそれに続いてAS内でのホスト特有のDAG(これは移動に関連する高さ更新を受けていないノードでの集約されたDAG要素を含む)の状態を示している。この場合、移動体ノードMH2は、移動体ノードが以前に接続ノードBS2から切り替えられた接続ノードBS3から他の接続ノードBS4に切り替えられる。使用される手順は、UUPDパケットはその送信先として接続ノードBS3を有していることを除いて、接続ノードBS2から接続ノードBS3への移動体ノードの第1のハンドオーバによって引き起こされる移動に関連する更新に関する説明と同じである。さらに、新たな接続ノードBS4から送信されたユニキャスト更新によって生成された新たな高さは、移動の第2の発生によって引き起こされた移動に関連する更新された高さを、移動の第1の発生による移動に関連する更新された高さ(これは−1のτ時間値をもつ)及び、集約されたDAGにおいて割り当てられた高さからの移動に関連する更新された高さ(これは−1のτ時間値をもつ)、と区別するために、負のτ時間値のさらなる増加(すなわち大きさは−2に増加される)を含む。図1に示すように、新たな更新に関わるノードは最初に0のτ時間値を含む高さを有する。これは当該高さは集約されたDAGにおいて定義されたことを示している。
【0087】
移動体ノードが(GSMセルラ無線システムのように)特有の時間に単一の無線リンクのみを介して通信可能な、移動に関連する経路更新のさらなる実施形態について図12から16を参照して以下に説明する。この場合、前の実施形態における図2から4に関連して記載されたステップは同一である。図12に示すように、新たな接続ノードBS3から送信されたUUPDパケットは、トンネルインタフェースに沿ったTINパケットの受信に応答して生成される。
【0088】
図13において、移動体ノードMH3は最初に割り当て接続ノードBS2との無線リンクを失った後、新たな接続ノードBS3との新たな無線リンクが確立される前に、(無線リンク層での新たな接続ノードBS3との再同期を可能にするための)短時間が経過する。移動体ノードMH2が無線リンクをもたない期間では、割り当て接続ノードBS2に到着するデータパケットは、新たな無線リンクが確立されるまで、割り当て接続ノードBS2からのトンネルインタフェースによって転送され、新たな接続ノードBS3で整列される。次に、新たな無線リンクが確立されるかあるいは、UUPDパケットが割り当て接続ノードBS2に到着する。新たな無線リンクが最初に確立された場合には、新たな接続ノードBS3はただちに移動体ノードのIPアドレスに対する経路の一時的な制御を想定する。あるいは、新たな接続ノードBS3は割り当て接続ノードBS2からUUPD−Ackメッセージを受信するまで待機する。前記した実施形態に関連して記載した残りのステップ(トンネルの取り壊し、次の移動など)は本実施形態にも適用される。
【0089】
図17から25はIPアドレスが動的に移動体ノードに割り当てられる場合の使用の手順を示している。移動体ノードが接続セッションを終了するとき、経路更新が実行され、IPアドレスが最初に移動体ノードに割り当てられる前にDAGの状態に対して移動体ノードのIPアドレスに対するDAGが再記憶、すなわち集約されたDAGを完全に再記憶する。経路更新手順は、経路更新が(ユニキャスト移動に関連する更新が以前に実行されたパスに沿って)AS内の限られた数のノードのみに送信されることに関わり、更新は、限られた数のノード(再記憶された方向つけられた経路更新メッセージが通過するノード及び各隣接するノード)のみの経路制御プロトコルデータテーブルにおいて必要になる。
【0090】
図17において、移動体ノードMH2が接続セッションを終了するときに、現在の接続ノードBS4は再記憶要求(RR)パケットをIPアドレスに対する割り当て接続ノードBS2に送信する。RRパケットの送り先は、移動体ノードのIPアドレスのプレフィックスである割り当て接続ノードBS2のIPアドレスである。
【0091】
すなわち、RRパケットは、接続セッションに渡って割り当て接続ノードに向けられたままである移動体ノードのIPアドレスに対する集約されたDAG経路制御パスに沿って経路が制御される。
【0092】
RRパケットの受信に応答して、割り当て接続ノードBS2は移動体ホストMH2に対する経路制御テーブルに下流リンクを記録する。移動体ホストが現在どの接続ノードとも無線通信を行っておらず、実際、異なる接続ノード(接続ノードBS4の接続ノード)のサービスエリアに位置しているので、この下流リンクは仮想リンクである。接続セッションの終了に続いて移動体ノードMH2に対するBS4に到着する任意のパケットはトンネルに沿って割り当て接続ノードBS2に転送され、新たな接続セッションを開始するときに移動体ノードMH2に転送することを見越して記憶される。
【0093】
RRパケットを受信したときに、割り当て接続ノードBS2は(現在仮想的な)移動体ノードMH2の高さを“すべてゼロ”の基準レベルにリセットし、ユニキャスト主導の再記憶更新(UDRU)パケットを、図18に示すように、ASの固定インフラストラクチャを介して現在の接続ノードBS4に向けて送信する。UDRUパケットはユニキャスト経路に沿って転送され、移動に関連する更新の結果として既に再定義された高さをもつノードのみを含む。図18に示す例において、これらのノードはER2,IR2,ER3,IR3,CR4,IR4,ER4そしてBS4である。
【0094】
UDRUパケットはユニキャストパスに沿ってノードの各々で受信されるので、各ノードでのTORA高さは、集約されたDAGに存在する値、“すべてゼロ”の基準レベルにリセットされる。高さのδ値は、現在の接続ノードを介した移動体ノードに対するホップの数を示した以前のエントリ値の代わりに、割り当て接続ノードを介して(現在では仮想的な)移動体ノードに対するホップの数を表わすように再定義される。このプロセスは図18から図22の各々に示されている。
【0095】
ユニキャスト更新経路に沿った高さの更新に加えて、更新された高さは隣接するノードに宣伝される。(図20に示されるような)接続ノードBS3の場合のように、負のτ時間値を0にリセットしたことを示す広告を受信し、自身の高さを“全てゼロ”の基準レベルにリセットする、自身の高さに負のτ時間値をもつ任意のノードは、割り当て接続ノードを介して(現在では仮想的な)移動局に対するホップの数を示すためにδ値を定義し、自身の新たな高さの広告を生成してそれを全ての自身の近接に送信する。自身の高さをリセットしない広告された新たな高さを受信する任意の近接は広告をさらに伝播しない。
【0096】
図23に示すように、UDRUパケットが現在の接続ノードBS4で受信されたならば、現在の接続ノードは経路制御テーブル内の移動体ノードMH2に関する状態を削除し、UDRU−Ackメッセージを、ユニキャスト更新によって生成された経路制御パスに沿って、割り当て接続ノードBS2に向けて送信し、これによって、移動体ノードMH2によって以前に使用されたIPアドレスに対する経路の一時的な制御を解放する。
【0097】
図24に示すように、UDRU−Ackパケットは結果的に割り当て接続ノードBS2に伝播される。受信したとき割り当て接続ノードBS2は移動体ノードMH2に関連するすべての状態を除去し、IPアドレスに対する経路の制御を開始する。IPアドレスはふたたび動的に異なる移動体ノードMH3に割り当てられ、図25に示すように接続ノードBS2のサービスエリアにおいて接続セッションを開始する。
【0098】
図28から図38において、対象のIPアドレスに対する割り当て接続ノードBS2に向けられた、集約されたDAGにおける各ノードの高さが示されている。移動体ノードのIPアドレスに対して特別な、ホスト特有のDAG高さが(移動に関連する更新が発生したために)定義される場合、これらの負の高さは集約されたDAG高さの下方に示されている。
【0099】
図28から図31は、IPアドレスが割り当て接続ノードBS2で割り当てられたことより接続ノードの数の間で移動体ノードが切り替えられたときに、インフラストラクチャ内の経路制御が、新たなまたは現在の接続ノードBS5及び割り当て接続ノードBS2を接続するパスに沿ったインフラストラクチャにおけるノード間に経路更新再先導リンクを送信することによって改善される手順を示している。図示の例において、移動体ノードMH2は古い接続ノードBS4と新たな接続ノードBS5間でのハンドオーバを経験している。このハンドオーバは図2から11あるいは12から16に関して記載されたプロセスに従って遂行される。新たな接続ノードBS5からインフラストラクチャER5に送信されたユニキャスト更新パケットUUPDは、図2から11または12から16のプロセスに関して記載されたものと同一であり、ハンドオーバ手順における同じ点で起こる。
【0100】
UUPDパケットの送信は移動体ノードMH2の移動のさらなるインスタンスを示すインフラストラクチャにおける経路更新手順を開始する。すなわち、移動に関連する更新された高さは移動の三番目の発生を示しており、−3のτ値は新たに定義されたTORA高さにおいて使用される。図28に示されるように、移動体ノードMH2及び新たな接続ノードBS5は、UUPDパケットが生成されてノードER5に送られる前に、−3のτ値によって高さを更新する。UUPDパケットは古い接続ノードBS4に向けられており、UUPDパケットは新たな接続ノードBS5と古い接続ノードBS5間のユニキャスト更新パスに沿って渡される。このことは古い接続ノードBS4それ自身に対してAS内で定義されたDAGに沿ってUUPDパケットを転送することによって達成される。
【0101】
図29に示すように、UUPDパケットはUUPDパケットを受信したときに自身の高さを更新する、ノードER5からユニキャストパス、ノードIR4に沿って次のノードに転送される。この実施形態において、ASの各ノードは、UUPDパケットが所定のしきい値より上の移動の発生を示すかどうかを決定することによって、UUPDなどのユニキャスト主導の経路更新メッセージを処理するように配置される。この例において、しきい値は移動の2つのインスタンスに設定される。したがって、UUPDパケットによって示される移動の第3のインスタンスは所定のしきい値よりも上である。ノードがUUPDパケットがしきい値より上の移動のインスタンスを示したことを検出したならば、当該ノードは、古い接続ノードBS4に向けられたユニキャスト更新パスに沿った次のノードが、割り当て接続ノードBS2に向けられた集約されたDAGにおける次のノードと一致するかどうかを決定する。
【0102】
ノードIR4の場合、ユニキャスト更新経路に沿った次のノードはER4であり、集約されたDAGにおける次のノードはCR3である。したがって、この場合のノードは一致しない。ノードIR4は、UUPDパケットを新たな接続ノードBS5と古い接続ノードBS4間のユニキャストパスに沿って次のノードER4に転送する。しかしながら、非一致の検出がされた場合、ノードIR4はさらにここでは最適化されたユニキャスト更新(OUUPD)メッセージと呼ばれる新たなメッセージを生成し、それを割り当て接続ノードBS2に送信する。これによって割り当て接続ノードBS2に向けられている移動体ノードのIPアドレスに対する集約されたDAGに沿って移動する。これは図30に示されている。UUPDパケットは前記した方法で転送されて処理される。OUUPDパケットは集約されたDAGに沿って割り当て接続ノードBS2に向けて転送され、交差された各ノードでのホスト特有の負のTORA高さを追加することによって、新たな接続ノードBS5に向けたリンクを再先導するために処理される。ここでの高さはもとのUUPDパケットによって注入されたものと等しいτ値をもつ。
【0103】
結果的に、OUUPDパケットは割り当て接続ノードBS2と新たな接続ノードBS5間の経路制御パスを定義し、前記集約されたDAGが、割り当て接続ノードBS2と新たな接続ノードBS5間の最適な経路として開始されたとき、予め計算された経路を(逆方向に)たどる。このことは、多数の個々の移動に関連する更新により定義された経路制御パスはAS内のすべてのノードからの経路制御パケットに対して最適化されていないという点において、次のUUPDパケット更新により引き起こされた個々の移動に関連する更新によって定義される経路制御パスと対照的である。例えば、コアルータノードCR1を介してAS内に到着するデータパケットを考えてみる。図28において、新たな接続ノードBS5と古い接続ノードBS4間のパスに対してローカルなリンクのみが移動体ノードMH2の移動に関して再先導されたならば、ノードCR1を介して到着するパケットは、ノードIR2,ER3,IR3,CR4,IR4そしてER5の各々を介して新たな接続ノードBS5に経路制御される。改善された経路制御パスは、それぞれノードCR2、CR3,IR4そしてER5のみを横断する経路制御パスである。図31に示すように、OUUPDメッセージの効果は、AS内のリンク、特にネットワーク階層において比較的高いノードCR2及びノードCR3などの、ノード間のリンク(これらに限定されない)に再先導することである。多数の個々のUUPDパケット更新の効果は、ASの形態上の“エッジ”であるBS4及びBS5などの隣接接続ノード間の最短のパスに対してローカルなリンクを再先導することである。したがって、UUPDパケット更新は“浅い”経路更新と呼ばれる。一方、OUUPDパケット更新の効果は、現在の接続ノードBS5及び割り当て接続ノードBS2などの形態上遠い接続ノードを接続する最適化パスに沿ったリンクを再先導することである。ASが階層的に構成されているならば、そのような形態上遠い接続ノード間の最適化パスは、CR2及びCR3などのインフラストラクチャ階層において比較的高いノードを含む。したがって、OUUPDパケット更新は“深い”経路更新と呼ばれる。
【0104】
図31に示すように、OUUPDパケットの最後の受信者は割り当て接続ノードBS2である。割り当て接続ノードBS2がいったんOUUPDパケットを受け取ると、割り当て接続ノードBS2は経路制御プロトコルの一変形に従って、手続きを終了し、シグナリングの効率を考慮してOUUPDメッセージがデフォルトとして承認されないようにする。多くの場合、OUUPDメッセージは送り先に安全に到着し、OUUPDメッセージはある種の理由例えば割り当て接続ノードBS2に向かう間の、リンク失敗あるいはネットワークの過負荷のために喪失される。しかしながら、浅い経路更新によって提供される経路はまだ存在するので、OUUPDパケットのめったにない損失はAS内のサービスに影響を与えないであろう。
【0105】
本発明に従った他の経路制御プロトコルにおいて、OUUPDメッセージは、割り当て接続ノードBS2と新たな接続ノードBS5間の新たに定義された経路制御パスに沿ってOUUPD−Ackメッセージを送信することによって、デフォルトとして確認される。このことは新たな接続ノードBS5がOUUPD−Ackパケットの受信を監視して、タイムアウト期間内に確認しなかったならばOUUPDパケットを再送することを可能にし、深い経路更新の信頼性を高める。他の変形例において、OUUPDパケットを確認するかどうかの決定は、OUUPDパケットの特性に従って割り当て接続ノードBS2で行われる。そのような特性はOUUPDパケットによって示される更新の高さである。この高さは移動のより高いインスタンスが確認されることを示すが、低いインスタンスの更新は確認されない。さらなるあるいは他の特性は、新たな接続ノードBS5によって送信されるOUUPDパケットのタイプである。例えば、OUUPDパケットの第1のタイプは、確認を必要とすることを示すフラグを含むものであり、他のタイプは確認を必要としないことを示すものである。そのような他の特性は、パケットが送信されてから経過した時間、距離すなわち送信が発生したホップの数、パケットのシリアル番号(例えば各n番目のOUUPDパケットが割り当て接続ノードで確認される)、近接経路エリアまたは位置エリアからの到着、を含む。確認決定はカスタマプロファイルに基づく場合もある。
【0106】
本発明の一実施形態において、ホスト特有の経路制御エントリはASの経路制御ノードにおけるソフト状態エントリとして保持される。このソフト状態タイマは、浅い経路の更新の結果として注入された経路制御エントリの消去を引き起こす所定の時間間隔の後にトリガーされる。このことを組み合わせて、上記したように好ましくは確認されないままである現在の接続ノードでOUUPDメッセージを生成する周期的な経路更新が、複数のOUUPDメッセージ更新手続きが単一のソフト状態タイムアウト期間の間に実行されるような周期性で実行される。このことは深く注入された経路制御はしだいに浅い経路制御にとって代わることを確実にする。
【0107】
上記したプロセスプロセスにおいて、深い経路更新は浅い経路更新に関連してトリガーされる。2つのタイプの更新が加えてあるいは代わりに個々にトリガーされる。深い経路更新のトリガー動作は、移動(すなわち接続ノード間のハンドオフ)のインスタンスの数に基づいた上記のプロセスである。深い経路更新は、移動体ノードまたは現在の接続ノード内の1つまたはそれ以上のタイマ(深い経路更新は周期的な間隔でトリガーされる)、移動体ノードがサービスを受けているゾーン(ASの副領域)の変更、(トラフィックまたは経路制御パフォーマンスの知識に基づいて深い経路更新をトリガーするのに最適な時間を決定する)別個の経路制御ノード、及び/または、移動体ノード内のサービス品質監視手続きによって、加えてあるいは代わりにトリガーされる。サービスの品質あるいは他の加入者プロファイル要求は深い経路更新の頻度を決定するために使用される。浅い経路更新に関連するトリガー動作は、上記した他のトリガーのいずれかに基づいて、移動体ノードあるいはUUPDメッセージに対する現在の接続ノードによって追加される特別なフラグによって達成される。
【0108】
図32及び33は、図28から31に関連して説明した経路更新手続きの変形例を示す。この変形例において、OUUPDパケット更新が実行されるとき、移動体ノードの移動により以前に発生された次に最適な経路を消去するためにさらなる経路更新メッセージが生成される。新たな接続ノードBS5に向かう経路制御パスが残ることを確実にするために、新たな接続ノードBS5で生成されたUUPDパケットは、確認応答がOUUPDパケットの受信があったときに割り当て接続ノードBS2から要求されることを示すものである(一方では、経路制御プロトコルはすべてのOUUPDパケットが確認されるように配置される)。この実施形態において、OUUPD−Ackパケットの受信があったときに、新たな接続ノードBS5によってユニキャスト非先導の一部消去(UUPE)メッセージが生成される。UUPEパケットは、移動に関連する更新により生成されたホスト特有の高さをもつ任意の隣接ノード(任意の“負の”高さノード)に渡される。UUPEメッセージは、“中間の”負の高さ、すなわち最後の移動に関連する更新された高さ、を消去するために各ノードに送信される。図32及び33に示される例において、最後のUUPD及びOUUPDパケットによって生成された高さは、−3のτ値を含む。従って、AS内で生成されて転送されたUUPEパケットまたはパケット(複数)は、特有の値、この例では−3より以上の非ゼロのτ値、すなわち−2または−1(−2の最大消去高さ)をもつ1つまたはそれ以上のホスト特有の高さを消去する効果をもつ。
【0109】
UUPEパケットはすなわち集約されたDAG経路に沿って負の高さを持つ任意の近接に渡される。すなわちノードIR4はUUPEパケットを集約されたDAGにおける次のノードに転送するのみならず、UUPEパケットをノードCR4及びER4に送信する。中間の負の高さをもちUUPEパケットを受信している各ノードは、経路制御データテーブルからホスト特有の高さを削除する。これによって、集約されたDAG高さが次にそのリンクの方向性を計算するのに使用され、負の高さをもつとして検出する近隣の各々にUUPEメッセージを転送する。受信があったとき、ノードBS3及びBS4は経路制御データテーブルからホスト特有の高さ値を削除してUUPEパケットのさらなる送信を中止する。
【0110】
UUPEパケットは方向性をもたない形態で転送される。これはUUPEパケットの最終送り先はパケットが最初に生成されたときに定義されないからである。消去は、他のホスト特有の高さが残っているかあるいは少なくとも移動体ノードMH2がIPアドレスを維持し、続いてホスト特有の高さを注入する限りにおいて部分的である。UUPE更新の効果は、以前の経路更新により提供された状態を削除して、AS内に保持するのに要するホスト特有のデータの量を低減することである。UUPE更新はさらにAS内の経路制御パスを新たな接続ノードBS5に改善する。UUPE更新の後、現在又は新たな接続ノードBS5から比較的遠いが以前の移動に関連する更新に関わった、例えばノードBS3などの中継ノードからの経路制御は最初に、OUUPDパケット更新によって定義された経路制御パスが満たされるまで対象のIPアドレスに対する集約されたDAGに沿って遂行される。OUUPDパケット更新によって定義された経路制御パスは概して最適化された経路制御パスであるから、消去するべき以前の今では不必要な浅い経路制御パスによって提供される経路制御は概して改善される。さらなる移動体ノードMH2はその割り当て接続ノードBS2から離れ、概して大きな改善が得られる。
【0111】
図34及び35は、移動体ノードMH2の不動作により開始される他の更新リンクを手続きを示す。例えば、移動体ノードMH2に対する無線リンクは、無線リンクネットワークによって包囲されていないエリアに入る移動体ノードにより失われる。一方、移動体ノードMH2はスイッチオン状態を維持されるが、かなりの時間の間、パケットデータを受信しない。不動作タイマが現在の接続ノードBS5及び/又は移動体ノードMH2に提供されて消去手続きをトリガーする。これによってホスト特有の経路制御データテーブルエントリはASから除去される。UUPEメッセージはこの目的のために使用され、特有の消去高さの最大値は以前の最低のτ値に設定される。まず、不動作タイマが所定時間間隔の経過を検出すると、トリガーが起動され、以前の接続ノードBS4にホスト特有の経路制御データテーブルエントリを削除させる。これにより、移動体ノードのIPアドレスに対する集約されたDAGにおける接続ノードBS4の高さとして、移動体ノードMH2に対する関連する高さを再定義する(“すべてゼロ”の設定)。現在の接続ノードBS5は1つまたはそれ以上のUUPEメッセージを送信する。図35に示されるように、UUPEパケット更新は、以前に経路制御テーブル内に記憶されたホスト特有の高さをもつすべてのノード(BS4,ER4,IR4,CR4,IR3,ER3,BS3,IR2そしてER2に示される例におけるノード)に関して行われ、これらのホスト特有の高さは削除される。以前に説明したUDRUパケット更新手続きとは対照的に、移動体ノードMH2のIPアドレスは割り当て接続ノードBS2による再割り当てのためにこの手続きにおいて解放されない。その代わりに、移動体ノードMH2は、割り当て接続ノードBS2により最初に割り当てられたIPアドレスを維持する。これによって、移動体ノードMH3がアクティブになる任意の時点でそれは同じIPアドレスを再使用する。一方では、当該アドレスに対するホスト特有の経路の削除に続いてさらなる所定の時間間隔の後に、第2のより長時間の不動作タイマが割り当て接続ノードBS2でIPアドレスの再割り当てを開始する。
【0112】
図36から38は一時的に不動作の移動体ノードMH2が、AS内の経路制御が移動体ノードMH2がサービスを受信する接続ノードBS5を介して接続ノードBS5に最先導されることをもたらす経路更新を開始する手続きを示す。図36から38に示す例において、移動体ノードMH2は、接続ノードBS3を介してAS内でサービスを受けた後で、スイッチオフあるいはカバレージの欠如のためにその無線リンクを一時的に失った。図36に示すようなUUPE経路更新によって1つの移動に関連する更新が以前にAS内で実行されたが、以前の接続ノードBS3との無線リンクの損失に続く不動作により消去された。
【0113】
移動体ノードMH2がパワーオフまたはカバレージの欠如により無線リンクの損失を被るとき、最後の接続ノードのIPアドレスと、損失の時間と、少なくとも、発生した移動に関連する更新のインスタンスの以前の数のインスタンスのインジケータとを記憶する。これによって、新たな無線リンクを介して接続するときに開始される次の更新が最近の移動に関連する更新であるとして容易に示すことができる。したがって、図37に示すように、無線接続ネットワーク及び接続ノードBS5に対する無線リンクを形成する場合に、移動体ノードMH2は、そのτ時間値を−2に減少させ、最後の接続ノードのIPアドレス及び損失の時間とともに、新たなTORA高さ値を新たな接続ノードBS5に送信する。受信したとき、新たな接続ノードBS5はUUPD更新を開始する。UUPDパケットの送信先は、新たな接続ノードBS5が計算する最後のリンクの損失から経過した時間に依存する。
【0114】
不動作タイマが部分的な消去をトリガーした後に経過した時間が現在の時間よりもはるかに大きいならば、ホスト特有の高さは残存していないものと想定することができ、送信先は割り当て接続ノードBS2となる。UUPDメッセージは、移動体ノードのIPアドレスに対して集約されたDAGにより定義された割り当て接続ノードBS2へのパスに従う。図38に示すように、UUPDメッセージを受信する各連続するノードは、UUPDメッセージにおいて受信されたデータに従ってその経路制御プロトコルデータの中に新たなホスト特有の高さを設定する。したがって、UUPD更新に続いて、AS内のすべてのノードは新たな接続ノード及びBS5に向けてホスト特有のDAGによって定義された経路制御パスをもつ。
【0115】
経過した時間が顕著な時間でないならば(タイマ間での不正確さを許容する)、UUPDパケットに対して選択された送信先は最後の接続ノードBS3である。UUPDパケットを受信したとき、最後の接続ノードBS3がまだ存在するホスト特有の経路をもつならば、AS全体の経路は新たな接続ノードBS5に向けて正しく設定される。一方、ホスト特有の経路が削除されたならば、最後の接続ノードBS3は、負の確認応答(N−Ack)を新たな接続ノードBS5に送信する。新たな接続ノードBS5はAS全体に正しい経路制御を確立するためにさらなるUUPDパケットを割り当て接続ノードBS2に送信することによって反応する。
【0116】
図39は移動体ノードが取りうる5つの状態(アクティブ、ホットスタンバイ、ウオームスタンバイ、コールドスタンバイ、オフ)を示しており、矢印はMNがとりうる状態遷移を示す。MNはデータをARによりアクティブに送信するかあるいは受信しているときにアクティブである。無線リンクレベルインタフェースはデータトラフィックを送信している(無線リンクアップ)。それは割り当てられたIPアドレスをもち、ホスト特有の経路制御はMNに向かう経路制御データパケットに対するドメインに存在する。MNはARによりもはやデータトラフィックを実際に受信するかあるいは送信していない(すなわち、IPアクティビティタイマが終了した)が経路保持タイマが終了していないならば、ホットスタンバイ状態にある。MNはネットワークインフラストラクチャ内にIPアドレスとホスト特有の経路をもつ。しかしながら、MNはARに対する無線リンクをもたない。接続ノード間の移動はアクティブ及びホットスタンバイ状態内にハンドオフ処理とホスト特有の経路注入を生成する。
【0117】
ネットワークがもはやMNに対するホスト特有の経路制御を維持しない(すなわち、ソフト状態経路保持タイマが終了したかあるいはホスト特有の経路が消去された)ならばウオームスタンバイ状態にある。MNはまだIPアドレスを有している。すなわち、この状態におけるIPアドレスの再割り当てが防止されるが、接続ノード間の移動体ノードの移動がハンドオフ処理を生成しない。その代わりに、MNは位置の更新を周期的(すなわち位置更新タイマが終了するごと)にあるいは位置が更新されたセルから移動した距離に基づいて生成する。MNは、到来データがMNへの配送を要求するときに呼び出されなければならない。MNは、それがIPアドレスをもたないならばコールドスタンバイ状態にある。なぜならば、以前に割り当てられたアドレスは不動作のために割り当て接続ルータに対する(上記した方法による)再割り当てのために返還されたからである(すなわち、IPアドレス保持タイマは最後の接続ノード及び/または移動体ノードにおいて終了した)。MNは、データが到来したとき、(国際移動体加入者身元(IMSI)などの)静的な身元を使用して呼び出されなければならない。さらに、MNは新たな接続ノードに登録してIPアドレスの割り当てを受けることが必要である。最後にMNはそれがパワーオフされたときあるいは(例えばネットワークカバレージの長時間の損失のために)通信不可能なときにオフ状態になる。MNはこのような状態のときには呼び出しが不可能である。
【0118】
図40は、UUPE更新によって生成されるような、そのプロセスの間にASにおいて発生する不要なループを防止する、ホスト特有の経路消去プロセスが実行されるノードにおいて実行される手続きを示す。消去プロセスの間、特有のノード、ここではノードiは下流の近隣ノードjから最初にUUPEメッセージを受信する。図40はダッシュ付き矢印100をもつリンクの最初の下流方向性を示す。UUPEメッセージを受信する前に、ノードiはノードkで表わされる1つまたはそれ以上の上流近隣をもつ。リンクの最初の方向性は矢印102によって示される。UUPEメッセージの受信に応答してノードiがそのホスト特有の高さを消去するとき、ノードkは以前の移動に関連する更新により定義されたホスト特有の高さをもつので、その経路制御テーブルエントリはノードkを下流ノードとして示す。ノードkの観点(perspective)からリンクの方向性は矢印104によって示される。一方、ノードkがUUPEメッセージを受信して自身の経路制御テーブルを更新するまで、ノードkの観点に従うリンクの方向性は、矢印102により示されるようにiに向けて下流のままとなる。すなわち、ノードkで受信されたデータパケットはノードiに送信され、ノードiは、ノードkが自身の高さを再定義するときまで当該パケットをノードkに再送する。この手続きはネットワーク内の不要なループを生成する。この問題を解決するために、UUPEメッセージを受信したとき、ノード、ここではノードiは、自身のTORA高さを再定義するにあたって、消去されたホスト高さにもともと気がついていたノードに対する全てのインタフェース、ここではノードkに対するインタフェースについて、対象のホストに対するホスト特有の転送に一時的な障害をおく。これは障害がある間に、当該ホストに対するこれらのインタフェースを介して受信した全てのパケットをキャッシュするノードiにより達成されるか及び/またはそのようなパケットを脱落(drop)させる(あるいは例えばそのようなパケットの生存時間(TTL)を減らすことにより連続する脱落を引き起こす)ことにより達成される。ノードiが関連するノード、ここではノードkからの確認を受信し、ノードiから転送されたUUPEメッセージが受信されたならば、ノードiの障害状態は削除される。インタフェース障害手続きはホスト特有の高さ消去を受ける各ノードにおいて実行され、これによってリンクの再先導が実行される。
【0119】
図40は、UMT、ETSI(欧州遠距離通信規格協会)と呼ばれる提案された第3世代の移動体通信システムに適用される本発明の実施形態を示す。標準の現在のバージョンに関して、GPRS(一般的パケット無線サービス)ネットワークと呼ばれるIPパケットデータネットワークが、無線接続基地局に近接するネットワーク階層を構成するサービス提供するGPRSサービスノード(SGSN)と、インターネットなどの他のデータネットワークに対する接続を提供するゲートウェイサービスノード(GGSN)との間でデータパケットを経路制御するために提供される。SGSN及びGGSN間でデータパケットを送信するためにトンネルプロトコル、GPRSトンネルプロトコル(GTP)が使用される。一方、本発明は、本来の経路制御プロトコルを使用してデータパケットをSGSNとGGSN間で経路制御することを可能にする。上記された変形TORA経路制御プロトコルは、SGSN202をGGSN204に接続するIPネットワーク200及び/または無線インタフェースを移動体ノード208に提供するのに使用される無線接続ネットワーク(RAN)206の内部で使用される。
【0120】
図41は、変形TORA経路制御プロトコルがIPネットワーク200のみで使用される実施形態を示している。無線接続ネットワークの分離された部分210は、各SGSN202に関連している。したがって、第1の部分210Aは第1のSGSN202Aに関連しており、第2の部分210Bは第2のSGSN202Bに、第3の部分210Cは第3のSGSN202Cに関連している。無線接続ネットワーク206における任意の点でサービスを受信する移動局208は、任意のGGSN,204A又は204Bを介して外部のパケットデータネットワークからサービスを受信する。
【0121】
図41は、第1の部分210Aから第2の部分210Bへの移動局208の移動と、第2の部分210Bから第3の部分210Cへの移動のさらなるインスタンスを示している。移動のインスタンスの各々は、SGSN間のハンドオーバを必要とする。上記したハンドオーバ手続が使用され、上記した全ての経路更新手続はもともとの経路制御プロトコルネットワーク200内に提供される。SGSN202は上記した接続ノードである。IPネットワーク200内のパケット経路制御ノードは、図41には示されていないが、多くのパケット経路制御ノードがSGSN202とGGSN204間に階層的に配置される。
【0122】
太い矢印212は上記した手続に従って浅い経路更新を概略的に示しており、無線ネットワーク部210Aから無線ネットワーク部210Bへの移動体ノード208の移動に応答してIPネットワーク内で発生する。太い矢印214は、無線接続ネットワーク部210Bから無線接続ネットワーク部210Cへの移動体ノード208の移動のさらなるインスタンスのために、IPネットワーク200内で発生する類似の浅い経路更新を示す。太い矢印216は上記したのと類似の手続を使用する深い経路更新を概略的に示しており、無線接続ネットワーク部210Cへの移動のその後のインスタンスに続いてIPネットワーク200内で発生する。太い矢印218は深い経路更新216に続いてIPネットワーク200内の経路制御パスを概略的に示す。
【0123】
要約すると、本発明によって提供される、経路制御プロトコルの変形例は、単独或いは組み合わせて使用され、以下のものを含む。
【0124】
1.パケットが最近割り当てられた下流近隣に向けて転送されるように、移動の結果として生成された特別の経路制御プロトコルデータ(TORAプロトコルの場合には“負の”高さ基準レベル)を記憶すること。
【0125】
2.ASの制限された組のノードのみに記憶された経路制御プロトコルを変更することによって、ハンドオーバに関する経路制御を調整するために、ユニキャスト主導の移動更新を組み込むこと。
【0126】
3.ハンドオーバ主導の移動(TORAの場合は“負の”高さ基準レベル)の効果を少なくとも部分的に消去するために再記憶更新を組み込むこと。
【0127】
上記した実施形態は限定されるものではなく、当業者により種々の変更及び変形例が認識される。
【0128】
上記した実施形態は、TORA経路制御プロトコルに基く変形経路制御プロトコルについて記載している。しかしながら、本発明の側面は、OSPF,RIPなどの他の既知の経路制御プロトコルを変更するのに使用されるであろう。
【0129】
さらに、上記した実施形態では自律システムは固定であるが、インフラストラクチャ内の1つまたはそれ以上のルータは衛星通信の分野において使用されるルータであり、インフラストラクチャ内の1つまたはそれ以上のルータが長期間移動を示す他のシステムであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に従った固定/移動体構成の一例を概略的に示す図である。
【図2】 本発明の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随する経路更新を概略的に示す図(その1)である。
【図3】 本発明の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随する経路更新を概略的に示す図(その2)である。
【図4】 本発明の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随する経路更新を概略的に示す図(その3)である。
【図5】 本発明の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随する経路更新を概略的に示す図(その4)である。
【図6】 本発明の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随する経路更新を概略的に示す図(その5)である。
【図7】 本発明の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随する経路更新を概略的に示す図(その6)である。
【図8】 本発明の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随する経路更新を概略的に示す図(その7)である。
【図9】 本発明の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随する経路更新を概略的に示す図(その8)である。
【図10】 本発明の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随する経路更新を概略的に示す図(その9)である。
【図11】 本発明の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随する経路更新を概略的に示す図(その10)である。
【図12】 本発明の他の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随の経路更新を示す図(その1)である。
【図13】 本発明の他の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随の経路更新を示す図(その2)である。
【図14】 本発明の他の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随の経路更新を示す図(その3)である。
【図15】 本発明の他の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随の経路更新を示す図(その4)である。
【図16】 本発明の他の実施形態に従ったインター基地局ハンドオーバ及び付随の経路更新を示す図(その5)である。
【図17】 本発明の実施形態に従った割り当て接続ノードに対する経路の再記憶を示す図(その1)である。
【図18】 本発明の実施形態に従った割り当て接続ノードに対する経路の再記憶を示す図(その2)である。
【図19】 本発明の実施形態に従った割り当て接続ノードに対する経路の再記憶を示す図(その3)である。
【図20】 本発明の実施形態に従った割り当て接続ノードに対する経路の再記憶を示す図(その4)である。
【図21】 本発明の実施形態に従った割り当て接続ノードに対する経路の再記憶を示す図(その5)である。
【図22】 本発明の実施形態に従った割り当て接続ノードに対する経路の再記憶を示す図(その6)である。
【図23】 本発明の実施形態に従った割り当て接続ノードに対する経路の再記憶を示す図(その7)である。
【図24】 本発明の実施形態に従った割り当て接続ノードに対する経路の再記憶を示す図(その8)である。
【図25】 本発明の実施形態に従った割り当て接続ノードに対する経路の再記憶を示す図(その9)である。
【図26】 本発明の実施形態に従った経路ノードに保持されている経路プロトコルデータテーブルを概略的に示す図である。
【図27】 本発明の実施形態に従った経路ノードに保持されている次ホップ転送テーブルを示す図である。
【図28】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その1)である。
【図29】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その2)である。
【図30】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その3)である。
【図31】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その4)である。
【図32】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その5)である。
【図33】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その6)である。
【図34】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その7)である。
【図35】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その8)である。
【図36】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その9)である。
【図37】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その10)である。
【図38】 本発明の実施形態に従った経路更新手順を示す図(その11)である。
【図39】 移動体ノードに対する、異なる潜在的状態を概略的に示す状態図である。
【図40】 本発明の実施形態に従ったループ防止手順を示す図である。
【図41】 本発明の実施形態に従ったネットワーク構成を示す図である。
【符号の説明】
2,4,6…ネットワーク、CR…コアルータ、ER…エッジルータ、BR…ブリッジルータ、14…移動体ホスト、16…移動体ルータ。
[0001]
The present invention relates to path control of telecommunications signals, and more particularly to path control in packet-based communications such as those used in the “Internet” using the so-called “Internet Protocol” (IP). In one embodiment, the present invention relates to a method for routing communications for both fixed and mobile telecommunications media. This allows users on either medium to use similar services in the same way, and allows the system operator to reduce costs with exchanges and other network-based devices with greater commonality.
[0002]
In this mobile medium system, a mobile node and a related system cooperate with a communication network (for example, a radio base station) through an interface, and a mobile node switches from communication with one base station to communication with the other base station. At the same time, the network is configured to update the intelligence point of the new location. In a cellular network, these intelligence points are home and visitor location registers (HLR and VLR), and in "Mobile IP" these locations are home and foreign agents. In both cases, the “visitor” location register or “foreign” agent maintains a record of only those users currently cooperating with the base station under their supervision, while the “home” location register is currently cooperating. Maintain a permanent record of related users, including records of existing VLRs or foreign agents. The address for the incoming message identifies the relevant HLR / home agent and a reference to it is made to identify the appropriate VLR / foreign agent for more specific routing details. This allows a small location change within the VLR / foreign agent to be local to the user's current location without notifying the HLR / home that is some distance away. This greatly reduces the signaling overhead.
[0003]
Further costs for mobility are considerations of this home agent / foreign agent interface, especially in packet systems, the cost of tunneling (forwarding messages from one address to the other), address depletion. (Reuse of addresses that are forwarding is not reusable), triangular routing is a consideration.
[0004]
In fixed media systems, IP routing is based on the distribution of IP address blocks or prefixes with associated metrics or path costs from potential destinations to potential senders, thereby And the relay router can determine the best next hop (neighboring router) for the destination. These routes are pre-calculated for all destinations in the network, allowing the sender to send the generated information immediately. If the source and destination have fixed locations and the communication bandwidth is sufficient to perform a full exchange of routes, it is possible to pre-calculate routes and deploy route exchange techniques. is there. However, if the roaming ratio increases, such a model is demolished and a more dynamic routing method is required.
[0005]
A proposal called “HAWAII” was published on February 19, 1999 as an Internet draft. The title is “IP micro-mobility support using HAWAII”, R, Ramjee, T. La Por, S. Thuel, K. Varadh, http://www.ietf.org/internet-drafts/draf- Presented to the Internet Engineering Task Force (IETF) in rimjee-micro-mobility-hawaii-00.txt. When HAWAII supports intra-domain micromability in the routing domain, HAWAII uses a specialized routing method that installs host-oriented forwarding entries in a specific router, and " Mobile-IP "will be used. In HAWAII, the mobile host maintains a network address while moving within the domain. The HAWAII architecture relies on a gateway router in the domain called a domain root router that is destined for a default route in the domain. Each mobile host is assigned a home domain based on a permanent IP address. The routing method updates a single route in the domain, thereby having connectivity to the mobile host before and after handoff at the radio link layer. Only routers located along a single route between the domain root router and the currently serving mobile host have a route table entry for the IP address of the mobile host. The remaining routers in the domain provide the intersection with the downward routing towards the mobile host along a single route with the router having individual host entries for the mobile host's IP address. Route any packet destined for the mobile host of information along a default path that depends on the tree-like characteristics of the routing domain rooted at the root router.
[0006]
In HAWAII, inter-domain mobility is supported by the “Mobile IP” mechanism. The home domain root router is designated as the home agent, and the encapsulated IP packet is forwarded through the foreign domain root router.
[0007]
The shortcomings of the HAWAII proposal include the concentration of mobile IP tunnels in a few nodes in the core of the network, the domain root router, and some failures of these nodes can cause all mobile IP states and This results in a massive failure of the associated session handled by the failed node. Furthermore, since all the routes from the external home domain to the home domain and the reverse directions need to be generated through the home domain root router, the failure of the home domain root router causes a large-scale failure.
[0008]
The proposal according to the present invention, called “Edge Mobility Architecture” (EMA), provides “Mobile Enhanced Routing” (MER), which allows mobile nodes to change routes in the packet switched network infrastructure. Allows movement of IP addresses assigned to. A proposed type of route update limits the amount of signaling required to change the route for an IP address by propagating unicast update messages on new and old connected routers for the mobile node. When the mobile moves between connected nodes, the generated path is less efficient.
[0009]
It would be desirable to provide an improved method and apparatus for changing paths in a packet network infrastructure.
[0010]
In another aspect of the invention, a method is provided for controlling the path of a packet in a packet switched network, the infrastructure of packet switched nodes interconnected by a packet forwarding link, and packet switching arranged along a routing path. A plurality of connected nodes, wherein a routing path defined by a routing entry held in the node is directed to a predetermined network address in the infrastructure, the method comprising:
Assigning a first said network address to a first mobile node provided via a communication link by a first connecting node, wherein at least a first routing path in said infrastructure is said first network address Directed to the first connection node for
The first mobile node changes a route in the infrastructure when receiving service from a second connection node, whereby at least a second routing path in the infrastructure is changed to the first network. Directed to the second connection node for an address, wherein the second routing path is defined at least in part by one or more host-specific routing entries;
Removing the one or more host-specific routing entries from the infrastructure during the next period of inactivity so that the mobile node does not have a current routing path in the network And
Two distinct states for the mobile node during the inactivity period
a) A state in which the mobile node holds the first network address.
[0011]
b) The first network address is reassigned to a different mobile node.
[0012]
Providing.
[0013]
By providing the two distinct states when the host-specific path is removed, the process of re-establishing the host-specific path via state a) is relatively efficient and via state b) Thus, the efficiency of use of the network address is maintained at a relatively high level.
[0014]
Further aspects and advantages of the invention will become apparent from the embodiments described below by way of example with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 shows an example of a fixed / moving body configuration according to an embodiment of the present invention. This configuration includes, by way of example, three packet-switched networks 2, 4, 6 forming an autonomous system (AS) whose range is schematically illustrated by the black shading shown in FIG. One definition for the term autonomous system is “a set of routers and networks under the same control” (“Routing in the Internet”, Christian Huitema, Prentice-Hall, page 158). Here, the term autonomous system is also called a routing domain in the industry, and means a network or a set of networks having routers operating the same routing protocol. The autonomous system is connected to other autonomous systems that form a global internetwork such as the Internet (hereinafter used as an example). The route protocol is an internal gateway protocol, and communication with other autonomous systems is achieved via an external gateway protocol such as Border Gateway Protocol (BGP). One example of a known internal gateway protocol is Route Information Protocol (RIP) and Open Shortest Route First (OSPF).
[0016]
The networks 2, 4 and 6 forming the fixed infrastructure of the autonomous system include a plurality of core routers (CR), a plurality of edge routers (ER), and bridge routers (BR) connecting different networks 2, 4 and 6 in the AS. A plurality of Internet Protocol (IP) packet switching nodes. All packet switching nodes in the AS operate a single internal IP routing protocol, one embodiment of which is described in detail below.
[0017]
One or more external gateway routers (EGR) connect the autonomous system to further autonomous systems of the global Internet.
[0018]
The autonomous system shown in FIG. 1 performs route control for both a mobile host whose route in the AS is changed as a result of the movement of the mobile and a fixed or static host where such a route change does not occur. To do.
[0019]
The mobile node uses a base station that forms at least part of a connection node for an AS provided by a network operator, and uses the radio link, cellular radio link (further potential types of radio links in the illustrated example). Connected to the network infrastructure via an infrared link). The cellular radio link is a time division multiple access (TDMA) system link such as “GSM” or a code division multiple access (CDMA) such as “CDMA2000”. A mobile node has individual mobile hosts 14 and / or multiple hosts, each communicating wirelessly with one or more connected nodes at any given time ("soft handover" in the case of CDMA). It takes the form of a mobile router 16 that performs the following. A base station is connected to one or more base transceiver stations (BTSs), including radio antennas in which individual “cells” of the cellular system are formed.
[0020]
Mobile nodes 14 and 16 move between cells of the cellular radio communication network. If the connecting node has multiple cells, the mobile node handed over between the cells will continue to receive packet data via the same connecting node. However, once the mobile node has moved out of the range of the connecting node receiving the service, handover to a new cell is forced to change the path in the AS. Data generated in the target mobile node and routed to the target mobile node that is routed using the identifier of the node or the IP address of the node via a predetermined connection node prior to handover Packets need to be routed to the same IP address via different connection nodes following handover. A mobile node participates in a communication session with a different host via an AS during a handover from one connected node to another connected node. Since a connection at the transport layer (eg in a TCP / IP connection) is defined in part by the IP address of the mobile node, such a change in the route will cause the mobile node to receive service from a different connection node. It is desirable to be able to continue such a connection using the same IP address.
[0021]
The fixed host is connected to the connection node via a local area network (LAN) that operates a local area network protocol such as the Ethernet protocol. The fixed host is connected to the connection node via the public service telephone network (PSTN) 12 using a network connection server (NAS) 20 provided by an Internet connection provider. The NAS 20 dynamically assigns a fixed host connected to the NAS 20 by dialing up a fixed IP address using a protocol such as PPP or SLIP, and is generated from each fixed host via an associated connection node or each fixed host. The IP packet whose destination is the destination is route-controlled. The NAS 20 dynamically assigns an IP address. Also, the connection node via a packet routed to the assigned IP address does not change either during the connection session or during a long period. That is, the route control in the autonomous system does not need to be changed for each fixed host other than due to an internal factor for AS such as link failure or traffic management.
[0022]
The internal gateway protocol, the single IP routing protocol used in the AS in embodiments of the present invention, is a modified version of the temporarily commanded routing algorithm (TORA) routing protocol. This is particularly the case for “Highly Adaptive Distributed Routing Algorithms for Mobile Radio Networks”, Minutes of Vincent D Park and M Scott Corson, INFOCOM '97, April 7-11, Kobe, Japan, and “Temporary Performance Comparison of Automatically Commanded Routing Algorithms and Ideal Link State Routing ”, Minutes of Vincent D Park and M Scott Corson, ISCC '98, June 30-July 2, 1999, Athens, Listed in Greece.
[0023]
The TORA routing algorithm runs in a distributed manner, providing non-looping paths, providing multiple paths (to reduce congestion), and quickly establishing paths (so that they can be used before topology changes) Used) and minimizes communication overhead by localizing the algorithmic response to configuration changes when possible (saving available bandwidth and increasing scalability).
[0024]
The algorithm distributed within the node needs to maintain information only about neighboring nodes (ie 1 hop information). It ensures that all routes do not form a loop and generally provides a multipath route for any source / destination pair that requires a route. Since multipath routes are generally established, many configuration changes do not require route updates within the AS as it is sufficient to have a single route. Following a configuration change that does not require a reaction, the protocol re-establishes a valid path.
[0025]
The TORA protocol model is modeled after the network as graph G = (N, L). Where N is a finite set of nodes and L is a set of unspecified links. Each node iεN has its own node identifier (ID), and each link (i, j) εL communicates in both directions (ie, nodes connected by a link communicate with each other in either direction) Possible). Each first unspecified link (i, j) εL is then (1) not specified, (2) specified from node i to node j, (3) specified from node j to node i, One of three states is assigned. If link (i, j) εL is designated from node i to node j, node i is said to be “upstream” with respect to node j, and node j is “downstream” with respect to node i. It is said that there is. For each node i, the “neighbors” of i, NiΕN is defined as a set of nodes j so as to satisfy (i, j) εL. Each node is always set NiKnow about the neighborhood in.
[0026]
A logically separate version of the protocol is run for each destination where routing is required (eg, identified by the host IP address).
[0027]
The TORA protocol is separated into three basic functions: path creation, path maintenance, and path elimination. Generating a route from a given node to a destination requires the establishment of a series of designated link procedures leading from the node to the destination. Generating a route substantially corresponds to assigning a designation to an undesignated network or part of a network. The method used to accomplish this creates a designated acyclic graph (DAG) with the destination as the root (ie, the destination is the only node with no downstream link). . Such a DAG is called a “destination-oriented” DAG. Maintaining the path includes reacting to configuration changes in such a way that the path to the destination is re-established in a finite time. When a network partition is detected, all links (in the part of the network partitioned from the destination) are identified as undesignated to eliminate invalid routes.
[0028]
The protocol accomplishes these three functions (query (QRY), update (UPD), clear (CLR)) using three distinct control packets. QRY packets are used to generate routes. UPD packets are used to create and maintain routes. CLR packets are used to clear the path.
[0029]
At any given time, for each destination, five ordered values, Hi = (Τi , Oidi , Γi , Δi , I) is referred to as “height” and is associated with each node iεN. Conceptually, the five values associated with each node represent the height of the node defined by two parameters: a reference level and a delta with respect to the reference level. The reference level is represented by the first three values of the five values, and the delta is represented by the last two values. A new reference level is defined each time a node loses the last downstream link due to a link failure. Initial value τ representing the reference leveli Is a tag set for the “time” of link failure. The second value oidiIs the source ID (that is, the unique ID of the node defining the new reference level). This ensures that the reference levels are ordered based entirely on the lexicographic procedure. Third value γiIs a single bit used to divide each unique reference level into two unique sub-levels. This bit is used to distinguish between the original reference level and the corresponding higher reflected reference level. A first value δ representing deltai Is an integer used to order the nodes with respect to a common reference level. This value is useful for reference level propagation. Finally, the second value representing delta i is the node's own unique ID. This means that the common reference level and δi To ensure that nodes with equal values of (and practically all nodes) are always ordered by the lexicographic procedure.
Each node i has its height Hi To maintain. First, the height of each node in the network (other than the destination) is NULL, Hi = (-,-,-,-, I). Next, the height of each node i is changed according to the protocol rules. In addition to its own height, each node i maintains an entry for a host IP address with an existing DAG in the network in the routing protocol data table. The entries are each neighbor jεNi Entry HN forijIncluding a height array.
[0030]
Each node i (other than the destination) has an entry LS for each link (i, j) εL in the routing protocol data table.ijMaintain a link state array with The link state is height Hi And HNijAnd is directed from a higher node to a lower node. If neighbor j is lower than node i, the link is marked downstream.
[0031]
The TORA protocol was originally designed for use in mobile ad hoc networks (MANETs) where the router is mobile and connected via a wireless link. However, in this embodiment of the present invention, in order to provide a routing change within the autonomous system when the mobile host changes a point of attachment, i.e., connection node, to the autonomous system, FIG. The modified TORA protocol is used in an autonomous system that includes a fixed infrastructure of fixed routers interconnected by fixed links as shown.
[0032]
FIG. 26 schematically shows an example of a routing protocol data table held in the packet switching node according to the present embodiment.
[0033]
For each host IP address in the network (or address prefix in the case of an aggregated DAG described in detail below) IP1, IP2, storage node Hi Heights such as (IP1) and (IP2) are stored. In addition, each neighborhood identity (identity) eg w, x, y, z and neighborhood height HNiw(IP1, IP2, etc.), HNix(IP1, IP2, etc.), HNiy (IP1, IP2, etc.) and HNiz(IP1, IP2, etc.) are stored. Finally, the link state array for each IP address (or prefix) is directed to the upstream link (U), downstream link (D), or each link identity (L1, L2, L3, L4) corresponding to each neighbor. Stored in the form of markings indicating no link (-).
[0034]
The link state array held in the routing protocol allows the decision on next hop forwarding to be made locally in the router holding the data. For a fully interconnected network, each router has at least one downstream link. If there is only one downstream link, that link is selected as the next hop forwarding link. If there is more than one downstream link, it is selected based on the current traffic load for the two links, for example. In any case, the selected link is recorded in the next hop forwarding data table for the IP address. The next hop forwarding table as shown in FIG. 27 is held in the cache memory for high-speed connection when an IP packet requiring route control arrives at the router. The table stores the selected next hop forwarding link (L2, L1, etc.) for each IP address (or prefix) IP1, IP2, etc.
[0035]
The use of a fixed infrastructure of routers, and other aspects of the present invention described below, allow for the aggregation of routing within the AS, particularly for mobile host IP addresses. The following describes how variable-length prefixes are used to provide IP addressing, particularly routing aggregation in IP routing networks.
[0036]
The IP address currently consists of a predetermined number (32) of bits. In the past, IP addresses have been assigned in an unstructured form (called the “flat” addressing method). Careful addressing has created the concept of a two-level routing class by separating addresses into network prefixes and host fields. To simplify routing and management, users are assigned class A, class B or class C IP addresses.
[0037]
For class A, bit 0 represents class A, bits 1-7 represent networks (126 networks), and bits 8-31 represent hosts (16 million hosts).
[0038]
For class B, bits 0-1 represent class B, bits 2-15 represent the network (16382 network), and bits 16-31 represent the host (64000 host).
[0039]
In class C, bits 0-2 represent class C, bits 3-23 represent a network (20997152 network), and bits 24-31 represent a host (256 hosts).
[0040]
The two-level class still leaves a flat routing class between the hosts in the network. For example, a class A address block can have 16 million hosts, which results in all routers being in a network containing 16 million routing table entries. The subnet concept was developed to separate the host address block into a variable length subnet field and a host field. This allows routers in the AS to maintain routing table entries for only subnets (providing routing aggregation for all hosts for each subnet). A subnet mask is used by the router to identify the subnet part of the address.
[0041]
In accordance with an embodiment of the present invention, routing aggregation involves assigning a host IP address block (ie, a continuous sequence of IP addresses sharing one or more prefixes), hereinafter all IP addresses in the block. It is provided by assigning it to a connection node called a node. The IP addresses in the block are assigned to the mobile host dynamically, ie over the duration of the connection session or over a long period of time, ie without reassignment during the connection session. When an IP address is assigned by dynamic assignment when the mobile host registers with the cellular network at power up, the serving connecting node has been assigned the connecting node as the mobile host's radio link identifier. Capture bindings with IP addresses. Aggregated routing scheme Here the aggregated DAG is pre-calculated before the mobile host is assigned an IP address. When a dynamically assigned IP address is released following a power down of the mobile host, the IP address is returned to the assigned connection node. The connecting node assigns the IP address to another mobile host. The mobile host IP address assigned by the connecting node has an aggregated DAG until at least one mobile host leaves, in which case the aggregated DAG remains in its original location, but is a travel-specific route. Host-specific exceptions occur for routers affected by the update procedure (update only changes the routing for a single mobile that has left).
[0042]
Pre-calculating the path in the AS for the address prefix owned by the connecting node is to flood each update message, here called an “optimization” (OPT) packet, effectively acting as a prefix. This is accomplished by having a connection node that injects against the prefix and builds an aggregated DAG. The OPT packet owns the IP address prefix (es) and is sent by the connecting node that controls the aggregated DAG. The OPT packet is propagated to all other nodes in the network (regardless of the current set height) and sets or resets these heights to the “all zero” reference level. That is, the first three values of TORA height (τi , Oidi , Γi ) Are all set to zero. 4th height value δi Is set to the number of hops the OPT packet has spent since transmission from the connecting node (this is similar to the known TORA source-initiated DAG generation mechanism). An increment of 1 is added to represent the hop from the connecting node to the mobile node. The fifth height value i is set to the node ID.
[0043]
Once the aggregated DAG exists in the AS, each packet switching node in the AS has a next hop forwarding table entry for the IP address prefix of interest. When a packet arrives at a node that requires routing, the node searches the next hop forwarding table and determines the next routing control for the longest matching address entry, which is the IP address prefix, which is the basis for the next hop routing decision. Find out to do. An IP address prefix that does not leave a mobile node that uses an IP address from owning a connected node. By providing the aggregated DAG in the AS, the routing table size and routing control processing is minimized at each packet switching node.
[0044]
However, when a mobile node is handed over at the radio link layer from the connection node that first received service in the network, it is affected by the routing protocol data table and route updates caused by the movement of the mobile node (limited). An individual host address entry is generated in the next hop forwarding table of the packet-switched node). These nodes continue to store the corresponding aggregated address entry, but use the host address entry for the routing packet for the mobile node's IP address with the longest matching search. The TORA height maintenance algorithm was first defined in "Distributed algorithm for generating loop-free paths in networks with frequently changing configurations", E Gafni and D Bertsekas IEEE Trans. Commun January 1991. Belongs to the same general class as other algorithms. Within this class, a node only “increases” its height and never decreases its height. However, in this embodiment, after an interconnected node handover, the forwarding behavior of a node is that when there are multiple routing interfaces for neighboring nodes, it has recently been routed related to movement via the routing interface. The algorithm is modified to ensure that the packet is scrambled to forward to the received neighboring node. The four height values (τ) stored in the router's routing protocol data table as entries for the mobile node's IP address and the neighbor in questioni , Oidi , Γi ), The τ time value in i) is allowed to be “negative” or less than zero to indicate that an update related to the movement has occurred, and the magnitude of the negative τ time value is the movement for a given IP address Increased with each occurrence of an update related to. That is, updates associated with recent movements are indicated by a larger negative τ time value.
[0045]
Path updates associated with movement are identified by a negative τ time value, but other identifiers such as a 1-bit flag can be used to replace the negative flag.
[0046]
When a mobile node changes the connection node relationship, it reduces its height value, for example by decreasing the τ time value by an integer, and the DAG associated with the mobile node's IP address, described in detail below. As part of the mobile-initiated update, the new value is propagated to a limited number of nodes in the AS. A node with multiple downstream neighbors selects the path of the recently driven downstream link. The heights are still generally aligned (ie, the freedom of the routing loop is preserved).
[0047]
According to an embodiment of another aspect of the invention, a temporary short-term tunnel mechanism is provided during handover of a mobile node at the radio link layer to arrive at the connection node to which the mobile node is delivered. The data packet is forwarded to the connection node to which the mobile node is delivered. The tunnel mechanism in an IP packet switched network is achieved by encapsulating the data packet with a new IP header (set to the IP address of the new connection node). This is called “IP-in-IP tunnel mechanism”. The packet is disconnected at the new connection node and forwarded to the mobile node via the radio link. The tunnel setup, signaling and authentication mechanism is specifically used in “Mobile IP”, described in “IP Mobility Support”, C Perkins, ed., IETF RFC 2002, October 1996. Since “mobile IP” drives all connected nodes, “mobile IP” is used to allow packet forwarding to mobile nodes moving to different ASs. Other tunnel mechanism protocols include UDP tunnels (a UDP header is added to incoming packets), UDP tunnels, GRE tunnels (CISCO {TM} protocol), Layer 2 tunnel protocol (L2TP), and negotiated or configured IPSEC tunnel modes. including.
[0048]
When a mobile node is delivered from a connection node, the connection node contacts the new connection node to which the mobile node is delivered in order to perform the next step.
[0049]
(A) Prepare a one-way tunnel for the new connection node. Thereby, the packet is forwarded to the mobile node after the radio link between the old connection node and the mobile node is lost. Tunnels are prepared by mapping to existing interconnected node tunnels or host-specific tunnels that are dynamically negotiated via the Mobile IP mechanism.
[0050]
(B) Deliver the mobile node at the radio link layer.
[0051]
(C) Injecting route communication for the IP address of a mobile node (a plurality of addresses in the case of a mobile router) from a new connection node.
[0052]
(D) Forward the data packet directed to the IP address of the mobile node and arriving at the old connection node via the tunnel link to the new node.
[0053]
(E) Communicate invalid routes to old connection nodes.
[0054]
(F) Torn down the tunnel if it is host-specific, or to remove the host-specific state in an existing tunnel following path convergence.
[0055]
Prior to the handover, in the infrastructure passing through the old connection node, all packets are sent directly to the mobile node via the route (s). Following path convergence, all packets are sent directly to the mobile node via the path (s) in the infrastructure through the new connection node.
[0056]
When a handover is signaled to the new connection node (from the old connection node as part of tunnel establishment or from the mobile node via mobile-assisted handover), the new connection node The existing DAG is used for the mobile node's IP address (which remains directed to the node) to generate a directed route update message that is unicast to the old connected node. This update selectively updates the mobile's DAG along the reverse lowest neighbor path (approximate shortest path) for the old connection node. At the end of this update, the old connected node has a new downstream link in the DAG for the mobile node's IP address after the mobile node is handed over at the radio link layer. During the update process, the intersecting router receives a unicast lead update at the point where the existing data flow is reset to the new connection node of the mobile node.
[0057]
This update procedure is not form dependent and is used regardless of the morphological distance (substantially depending on the relative position of the connection nodes) between the new connection node and the old connection node.
[0058]
A short-distance tunnel eliminates packet loss if the old connection node does not have a large amount of cache processing when the path to the new connection node is not established before the radio link to the old connection node is lost.
[0059]
However, using a short-term tunnel is not always necessary depending on the relative order of the two events.
[0060]
(I) Loss of connection node vs. mobile node radio link at the old connection node
(Ii) Arrival of directed route updates to old connection nodes
If a route update arrives before the old radio link is lost (provides control, data packets have equal queue priority and treatment, otherwise already aligned data packets will be There is no need for tunnel creation since no further data packets arrive at the old connection node due to re-routing and all past data packets are forwarded over the old radio link to the mobile. If tunnels are not required, the immature triggering of TORA update at the old connected node due to the loss of all downstream links when the old radio link is lost is virtual at the old connected node until the path converges. This can be prevented by using a downstream link. That is, path suppression at the old connection node is achieved simply by signaling.
[0061]
Path suppression only by signaling is used when an old connection node functions as a cache, such as a transparent cache, and allows the old connection node to store a relatively large amount of data until the path converges. Once the path has converged, retransmit the data.
[0062]
As described above, when the mobile node ends the connection session, the path for the mobile node's IP address is returned to the original connection node, ie, the IP address assignment connection node. A mechanism is provided for efficiently allocating DAG destinations and re-storing them to connected nodes, but only a limited number of nodes need to participate in the AS.
[0063]
When the mobile node ends the connection session, the current connection node contacts the IP address assignment connection node and initiates the transfer of the DAG destination to the assignment connection node. Again, the tunnel link can be used as a suppression function to suppress the start of route updates at the current connection node. Or more simply, if data is not being transferred, a virtual link (an inactive downstream link indicating the current connection node) is used. The current connection node establishes a virtual downstream link directed to the tunnel link or assigned connection node. In response, the assigned connecting node generates a directed “restore” update that is sent to the current connecting node using the existing DAG for the mobile node's IP address. This is because all host-specific routing protocol data table entries and previous movements of the mobile node are stored in order to restore the pre-calculated aggregated DAG as the active routing method for the mobile node's IP address. Delete the next hop forwarding table entry generated by. The update travels via a route previously generated by a route update caused by a past movement of the mobile node. That is, the negative height value set generated by the movement-specific update is erased and the reference level of “all zeros” (assuming there were no network failures causing new height generation and reversal). The aggregated DAG with is driven again. The tunnel link or virtual link is maintained until the current connection node receives a renewal update, either when the tunnel is broken or the virtual link is removed.
[0064]
Periodically or when a trigger event is detected, the mobile node or the connected node operating for the mobile node reinitializes the DAG for the IP address using the TORA update mechanism. A reference level of “all zeros” therefore eliminates routing table entries related to movement for the DAG. The "all zero" reference level propagated in this way has an advantage over all other height values (positive and negative) and propagates the entire AS (AS wide DAG optimization). This provides a mechanism for soft state path maintenance that replaces the update mechanism associated with movement.
[0065]
Inter-BS handover at the wireless link layer and route update within the AS fixed infrastructure will be described with reference to FIGS. Further examples will be described with reference to FIGS. A detailed example of re-storing for a route assignment connection node after the end of a mobile host connection session is described with reference to FIGS. Detailed examples of route updates within the AS fixed infrastructure will be described with reference to FIGS. A further embodiment is described with reference to FIGS. The host-specific route data erasing procedure will be described with reference to FIGS. The host specific route injection procedure is described with reference to FIGS.
[0066]
In each of the five combinations of TORA heights shown in FIGS. 2-25 and 28-38, the node ID is indicated using reference i for simplicity. However, this value is different for each node to individually identify the nodes in the AS. Only a portion of the AS is shown for simplicity.
[0067]
In all the following examples, an AS is distinguished according to its relative proximity to the “edge” on the form of the fixed infrastructure of the AS, a plurality of fixed core routers (CR1, CR2...), A plurality of fixed relay routers ( IR1, IR2 ...) and a plurality of fixed edge routers (ER1, ER2 ...). The core router is better suited to handle higher quality traffic than the relay router, and instead the relay router is better suited to handle higher quality traffic than the edge router. For example, the core router handles national traffic, the relay router handles regional traffic, and the edge router handles sub-regional traffic.
[0068]
A packet-switched router is combined or associated with a radio base station to form an embodiment of an entity referred to herein as a connection node (BS1, BS2...). However, the “connection node” is not limited to the routing node including the radio base station function. The “connection node” is provided to a node that is far from the radio base station. For example, see the configuration according to the following description with reference to FIG.
[0069]
In all the examples in the following description, hop-by-hop routing directivity at the interface is indicated by arrows shown along the links (including radio links) between the nodes of the network, between connecting nodes and mobile nodes. . The distributed routing method has the form of a TORA DAG that is directed to a single receiving mobile host MH2. Before the mobile host MH2 starts the connection session and the IP address is dynamically assigned, the pre-calculated and aggregated DAG is injected as an AS wide update from the connection node, node BS2, to which the IP address is assigned, Exists for IP addresses in AS. In FIGS. 2 to 25 and 28 to 38, a node involved at least in path update or packet forwarding has five values of TORA height (τi , Oidi , Γi , Δi , I). As described above, this TORA height is stored in the routing protocol data table of each adjacent node advertised from the node to which the height is applied.
[0070]
When the mobile node MH2 registers with the assigned connection node BS2, the assigned connection node stores the identity of the mobile host at the radio link layer for the assigned IP address. As a result, an entry specific to the moving object is formed in the path control table held in the node BS2.
[0071]
FIG. 2 shows an exemplary communication session (eg, TCP / IP connection) that occurs between the mobile node MH2 and a further host, here the mobile host MH1. In the following example, the corresponding mobile host MH1 does not move. However, such movement can be realized using the same functions as described in connection with movement of node MH2. A similar communication session is performed with the corresponding fixed host. In particular, there is a separate DAG in the AS that is destined for node MH1, which causes data packets originating from node MH2 to be passed to node MH1. Since this DAG directed to the node MH1 is not changed and there is a route from each connection node linked to the node MH2 to the node MH1, further description of the route to the node MH1 is omitted.
[0072]
Data packets originating from the node MH1 and destined for the node MH2 are first sent via the aggregated DAG to the allocation connection node BS2 via the fixed nodes BS1, ER1, IR1 and ER2, for example as shown in FIG. It is done.
[0073]
Next, in FIG. 3, the determination of the radio link layer inter BS handover is performed by the node MH2 itself or the node BS2. In the case of a mobile node initiated handover, the decision is made based on a comparison of radio link quality between signals received from nodes BS2 and BS3. When the mobile node MH2 moves, the signal received from the connection node BS3 improves, but the signal received from the connection node BS2 deteriorates. In the threshold determination event, the mobile host responds by initiating a handover between the nodes BS2 and BS3. In the case of a handover decision made at the node BS2, the decision is made based on other matters such as traffic load. In such a case, the connecting node BS2 transmits a handover command to the node MH2.
[0074]
Depending on whether the inter BS handover is initiated by the mobile node MH2 or the assigned connection node BS2, the mobile node MH2 selects a new connection node BS3 and assigns a tunnel start (TIN) packet to the connection node BS2 Send to. The TIN packet contains the IP address of the new connection node BS3 that the mobile node reads from the beacon channel broadcast by the connection node BS3. Mobile node MH2 reduces its height τ time value to a new value by reducing it to a negative value, −1 (which indicates the first mobility tolerance related path update away from assigned connection node BS2). And include this in the TIN packet.
[0075]
In FIG. 4, when the allocation connection node BS2 receives a TIN packet from the mobile node MH2, the allocation connection node BS2 establishes a short-term IP-in IP tunnel towards the new connection node BS3. Allocation connection node BS2 inputs the tunnel interface to BS3 of the routing table. Here, the TORA height of the new connection node BS3 is set to (-1, 0, 0, 1, i) to ensure the tunnel interface shown as the downstream link for data packet transfer for the remaining period of the handover procedure. Set to be equal.
[0076]
When a short-term tunnel link is established from the assigned connection node BS2 to the new connection node BS3, the assignment connection node BS2 forwards the TIN packet received from the mobile node MH2 to the new connection node BS3 via the tunnel interface. To do.
[0077]
In this embodiment, the nature of the radio link system used is that the mobile node MH2 is able to perform a handover between two simultaneous radio links (as in a CDMA cellular radio system that allows soft handover). It is possible to communicate with each connection node BS2 and BS3. Next, the mobile node MH2 establishes a second radio link with the new connection node BS3, and a path control table entry is created in the node BS3 indicating a downstream link directed to the mobile node MH2.
[0078]
The new connection node BS3 generates a unicast-initiated update (UUPD) packet having the address of the assigned connection node BS2 as the destination. This address is a prefix of that IP address block, so the UUPD packet follows the aggregated DAG present in the AS for the assigning connection node BS2. The UUPD packet moves along a unicast path between the new connection node BS3 and the assigned connection node BS3. Processing of a UUPD packet causes an update of at least some entries in the routing protocol data table and the next hop forwarding table of all nodes along the update path and all nodes adjacent to the node along the path. (A node along the route sends a new height advertisement to each adjacent node. Propagation of the advertisement is limited to one hop).
[0079]
Next, in FIG. 6, after the mobile host MH2 establishes a new radio link with the new connection node BS3, the old radio link for the assigned connection node BS2 is torn down. Data packets destined for the mobile node MH2 arriving at the assigned connection node BS2 are transferred to the new connection node BS3 via the short-term tunnel and to the mobile node MH2 via the new radio link. .
[0080]
The old radio link is lost, but there is a remaining downstream link along the tunnel established between the assigned connecting node BS2 and the new connecting node BS3, so that route updates (which occur on the one hand according to the TORA protocol) are assigned. It has not yet been triggered at connecting node BS2. That is, the route toward the assigned connection node BS2 remains the same until a route update started from the new connection node BS3 arrives at the assigned connection node BS2. As shown in FIG. 6, the UUPD packet is forwarded to node IR2 from the first node ER3 that receives the UUPD packet that updates the height with a negative τ time value associated with the update by movement (−1). . Instead, node IR2 updates the height to a negative τ time value for updates associated with movement.
[0081]
Each node along the route update unicast increases the δ value among the five values of the TORA height by 1 for each hop of the route update UUPD packet. Thus, instead of the δ value of the previous routing table entry indicating the number of hops for the mobile node via the assigned connection node BS2, the new δ value is replaced by the mobile node via the new connection node BS3. Represents the number of hops for. Each link along the unicast-initiated update path is instead directed to a new node BS3.
[0082]
In FIG. 7, the UUPD packet is then forwarded to the next node along the unicast update path, node ER2. The node ER2 is a router indicating an intersection between a path control path from the transmitting node MH1 to the assigned connection node BS2 and a path control path through which a packet transmitted from the node MH1 to the new connection node BS3 is subsequently transmitted. (The path control path has been established). As shown in FIG. 8, once the routing protocol data table at node ER2 has been updated in response to receiving a UUPD packet, intersection node ER2 will have two downstream links. One is directed to the assigned connection node BS2, and the other is directed to the new connection node BS3. However, since the downstream link directed to the new connection node BS3 contains a (usually) negative τ time value indicating an update related to (recent) movement, the downstream link preferably directed to the new connection node BS3 Is selected as the next hop forwarding link. A data packet arriving at node ER2 destined for mobile host MH2 is forwarded to node IR2 along the path control path to the new connection node BS3. Following the branching of the routing path at the intersection router ER2, no further data packets are forwarded to BS2, and no further data packets are forwarded via the tunnel interface between node BS2 and node BS3. However, in order to ensure that no path update is generated from the allocation connection node BS2 (due to the loss of all downstream links) until the UUPD packet arrives at the allocation connection node BS2, the tunnel interface is assigned at the allocation connection node BS2. It remains the same for now. When a UUPD packet arrives at the allocation connection node BS2, the tunnel status entry in the routing table of BS2 is removed, thereby tearing down the tunnel interface for MH2.
[0083]
In FIG. 9, when the UUPD packet is received, the height of the allocation connection node BS2 is not redefined because the allocation connection node BS2 forms the end of the unicast update path (however, the link direction between the nodes BS2 and ER2 is The τ time value defined in height for node ER2 is inverted because it is negative, allowing other mobile hosts served via BS2 to send packets to MH2).
[0084]
Finally, when the UUPD message is received, the allocation connection node BS2 transmits an update completion confirmation response (UUPD-Ack) toward the new connection node BS3. The UUPD-Ack packet follows the unicast update path control path established in the DAG towards the new connection node BS3. When transmitting the UUPD-Ack packet, the old connection node BS3 releases the temporary control of the path for the IP address originally assigned to the mobile node MH3. When the UUPD-Ack packet is received, the new connection node BS3 takes charge of temporary control of the route to the IP address of the mobile node.
[0085]
The path update related to the inter-BS handover of the mobile station at the radio link layer is now complete, but only a limited number of nodes along the unicast update path (only 5 nodes in the example shown in FIG. 9) It is necessary to redefine the height. In addition, the update of routing protocol data table entries is also restricted. Such an update is only required at the node receiving the UUPD message and at each neighboring node (which receives the new height advertisement and stores the new height in the routing table). In the example shown in FIG. 9, the routing protocol data table update is performed at each of the nodes IR1, CR1, CR2 and CR3.
[0086]
10 and 11 show the host specific DAG in the AS prior to and subsequent to the update associated with the next move (this is the aggregated DAG element at the node that has not received the height update associated with the move). State). In this case, the mobile node MH2 is switched from the connection node BS3 from which the mobile node was previously switched from the connection node BS2 to another connection node BS4. The procedure used relates to the movement caused by the first handover of the mobile node from the connecting node BS2 to the connecting node BS3, except that the UUPD packet has the connecting node BS3 as its destination. It is the same as the explanation about update. Furthermore, the new height generated by the unicast update sent from the new connection node BS4 is the updated height associated with the movement caused by the second occurrence of the movement, the first of the movement. An updated height associated with movement due to occurrence (which has a τ time value of −1) and an updated height associated with movement from the height assigned in the aggregated DAG (which is − To have a negative τ time value (ie, the magnitude is increased to -2). As shown in FIG. 1, the node involved in the new update has a height that initially includes a τ time value of zero. This indicates that the height was defined in the aggregated DAG.
[0087]
With reference to FIGS. 12-16, further embodiments of path updates related to mobility, in which a mobile node can communicate over only a single radio link at a specific time (as in a GSM cellular radio system) will be described below with reference to FIGS. Explained. In this case, the steps described in connection with FIGS. 2 to 4 in the previous embodiment are identical. As shown in FIG. 12, the UUPD packet transmitted from the new connection node BS3 is generated in response to the reception of the TIN packet along the tunnel interface.
[0088]
In FIG. 13, the mobile node MH3 first loses the radio link with the assigned connection node BS2, and then before the new radio link with the new connection node BS3 is established (new at the radio link layer). A short time elapses to allow resynchronization with the connecting node BS3. In a period when the mobile node MH2 does not have a radio link, data packets arriving at the allocation connection node BS2 are forwarded by the tunnel interface from the allocation connection node BS2 until a new radio link is established, and a new connection is established. Aligned at node BS3. Next, a new radio link is established or a UUPD packet arrives at the allocation connection node BS2. When a new radio link is first established, the new connection node BS3 immediately assumes a temporary control of the path for the mobile node's IP address. Alternatively, the new connection node BS3 waits until a UUPD-Ack message is received from the allocation connection node BS2. The remaining steps described in connection with the above-described embodiment (tunnel breaking, next movement, etc.) are also applied to this embodiment.
[0089]
Figures 17 to 25 show the procedure for use when an IP address is dynamically assigned to a mobile node. When the mobile node ends the connection session, a route update is performed and the DAG for the mobile node's IP address is re-stored, ie aggregated, against the state of the DAG before the IP address is first assigned to the mobile node. The stored DAG is completely re-stored. The route update procedure involves route updates being sent to only a limited number of nodes in the AS (along paths where updates related to unicast movement were previously performed), and updates are limited. Only required in the routing protocol data table of a certain number of nodes (the node through which the re-stored directed route update message passes and each adjacent node).
[0090]
In FIG. 17, when the mobile node MH2 ends the connection session, the current connection node BS4 sends a re-store request (RR) packet to the assigned connection node BS2 for the IP address. The destination of the RR packet is the IP address of the assigned connection node BS2, which is a prefix of the IP address of the mobile node.
[0091]
That is, the RR packet is routed along an aggregated DAG routing path for the IP address of the mobile node that remains directed to the assigned connection node over the connection session.
[0092]
In response to receiving the RR packet, the allocation connecting node BS2 records the downstream link in the routing table for the mobile host MH2. Since the mobile host is not currently wirelessly communicating with any connection node and is actually located in the service area of a different connection node (connection node of connection node BS4), this downstream link is a virtual link. Any packet that arrives at BS4 for mobile node MH2 following the end of the connection session is forwarded to the assigned connection node BS2 along the tunnel and forwarded to mobile node MH2 when starting a new connection session. Memorized in anticipation.
[0093]
When the RR packet is received, the allocation connecting node BS2 resets the height of the (currently virtual) mobile node MH2 to a reference level of “all zeros” and sends a unicast-initiated Restore Update (UDRU) packet. As shown in FIG. 18, the data is transmitted toward the current connection node BS4 via the AS fixed infrastructure. A UDRU packet is forwarded along a unicast path and includes only nodes that have a height already redefined as a result of updates associated with movement. In the example shown in FIG. 18, these nodes are ER2, IR2, ER3, IR3, CR4, IR4, ER4 and BS4.
[0094]
Since the UDRU packet is received at each of the nodes along the unicast path, the TORA height at each node is reset to the value present in the aggregated DAG, a reference level of “all zeros”. The height δ value is the hop for the mobile node (now virtual) via the assigned connection node, instead of the previous entry value indicating the number of hops for the mobile node via the current connection node. Redefined to represent the number of. This process is illustrated in each of FIGS.
[0095]
In addition to updating the height along the unicast update path, the updated height is advertised to adjacent nodes. Receives an advertisement indicating that the negative τ time value has been reset to 0, as in the case of connection node BS3 (as shown in FIG. 20), and resets its height to a reference level of “all zero” Any node that has a negative τ time value at its height defines a δ value to indicate the number of hops for the (currently virtual) mobile station via its assigned connection node, and Generate a new height advertisement and send it to all its proximity. Any proximity that receives the advertised new height that does not reset its height will not propagate the advertisement further.
[0096]
As shown in FIG. 23, if the UDRU packet is received at the current connection node BS4, the current connection node deletes the state related to the mobile node MH2 in the routing table, and transmits the UDRU-Ack message to the unicast. Transmit along the path control path generated by the update towards the assigning connection node BS2, thereby releasing the temporary control of the path for the IP address previously used by the mobile node MH2.
[0097]
As shown in FIG. 24, the UDRU-Ack packet is eventually propagated to the allocation connecting node BS2. When received, the assigned connection node BS2 removes all the states associated with the mobile node MH2 and starts controlling the path for the IP address. The IP address is again dynamically assigned to a different mobile node MH3, and a connection session is started in the service area of the connection node BS2 as shown in FIG.
[0098]
In FIG. 28 to FIG. 38, the height of each node in the aggregated DAG directed to the allocation connection node BS2 for the target IP address is shown. If a host-specific DAG height is defined (because a move-related update has occurred) that is specific to the mobile node's IP address, these negative heights are below the aggregated DAG height. Is shown in
[0099]
FIGS. 28 to 31 show that when the mobile node is switched between the number of connected nodes due to the IP address being assigned at the assigned connecting node BS2, the routing in the infrastructure is new or current. Fig. 5 shows a procedure which is improved by sending a route update re-lead link between nodes in the infrastructure along the path connecting the connecting node BS5 and the assigned connecting node BS2. In the example shown, the mobile node MH2 is undergoing a handover between the old connection node BS4 and the new connection node BS5. This handover is accomplished according to the process described with respect to FIGS. 2-11 or 12-16. The unicast update packet UUPD sent from the new connection node BS5 to the infrastructure ER5 is identical to that described for the process of FIGS. 2 to 11 or 12 to 16 and occurs at the same point in the handover procedure.
[0100]
The transmission of the UUPD packet initiates a route update procedure in the infrastructure that indicates a further instance of the movement of the mobile node MH2. That is, the updated height associated with the move indicates the third occurrence of the move, and a τ value of −3 is used at the newly defined TORA height. As shown in FIG. 28, the mobile node MH2 and the new connection node BS5 update the height with a τ value of −3 before the UUPD packet is generated and sent to the node ER5. The UUPD packet is directed to the old connection node BS4, and the UUPD packet is passed along the unicast update path between the new connection node BS5 and the old connection node BS5. This is achieved by forwarding UUPD packets along the DAG defined in the AS to the old connection node BS4 itself.
[0101]
As shown in FIG. 29, the UUPD packet is transferred from the node ER5 to the next node along the unicast path, the node IR4, which updates its height when the UUPD packet is received. In this embodiment, each node of the AS is configured to process a unicast-initiated route update message such as UUPD by determining whether the UUPD packet indicates the occurrence of a move above a predetermined threshold. Be placed. In this example, the threshold is set to two instances of movement. Thus, the third instance of movement indicated by the UUPD packet is above a predetermined threshold. If the node detects that the UUPD packet indicates an instance of movement above the threshold, it will be assigned to the next node along the unicast update path destined for the old connection node BS4. Determine if it matches the next node in the aggregated DAG destined for node BS2.
[0102]
For node IR4, the next node along the unicast update path is ER4, and the next node in the aggregated DAG is CR3. Therefore, the nodes in this case do not match. The node IR4 transfers the UUPD packet to the next node ER4 along the unicast path between the new connection node BS5 and the old connection node BS4. However, if a mismatch is detected, node IR4 further generates a new message, referred to herein as an optimized unicast update (OUUPD) message, and sends it to the assigning connection node BS2. This moves along the aggregated DAG for the IP address of the mobile node destined for the assigned connecting node BS2. This is illustrated in FIG. UUPD packets are transferred and processed in the manner described above. The OUUPD packet is forwarded along the aggregated DAG towards the assigning connection node BS2, and a link towards the new connection node BS5 by adding a host specific negative TORA height at each crossed node Processed to re-lead. The height here has a τ value equal to that injected by the original UUPD packet.
[0103]
As a result, the OUUPD packet defines a path control path between the allocation connection node BS2 and the new connection node BS5, and the aggregated DAG starts as an optimal path between the allocation connection node BS2 and the new connection node BS5. When done, follow a pre-calculated path (in the reverse direction). This is due to the next UUPD packet update in that the routing path defined by a number of individual movement related updates is not optimized for routing packets from all nodes in the AS. In contrast to routing paths defined by updates associated with individual movements caused. For example, consider a data packet arriving in the AS via the core router node CR1. In FIG. 28, if only a link local to the path between the new connection node BS5 and the old connection node BS4 is re-directed with respect to the movement of the mobile node MH2, the packet arriving via the node CR1 It is routed to the new connection node BS5 via each of IR2, ER3, IR3, CR4, IR4 and ER5. The improved routing path is a routing path that only traverses nodes CR2, CR3, IR4 and ER5, respectively. As shown in FIG. 31, the effect of the OUUPD message is to re-lead to links within the AS, in particular, but not limited to links between nodes, such as relatively high nodes CR2 and CR3 in the network hierarchy. . The effect of a number of individual UUPD packet updates is to re-direct the local link to the shortest path between adjacent connected nodes such as BS4 and BS5, which are “edges” in the form of AS. Thus, UUPD packet updates are called “shallow” path updates. On the other hand, the effect of the OUUPD packet update is to re-lead the link along the optimized path connecting the connection nodes that are distant from each other such as the current connection node BS5 and the allocation connection node BS2. If the AS is hierarchically configured, the optimized path between such distantly connected nodes includes relatively high nodes in the infrastructure hierarchy such as CR2 and CR3. Therefore, OUUPD packet update is called “deep” path update.
[0104]
As shown in FIG. 31, the last recipient of the OUUPD packet is the allocation connection node BS2. Once the allocation connection node BS2 receives the OUUPD packet, the allocation connection node BS2 terminates the procedure according to a variant of the routing protocol so that the OUUPD message is not accepted as a default in view of signaling efficiency. In many cases, the OUUPD message arrives safely at the destination, and the OUUPD message is lost due to link failure or network overload for some reason, eg, towards the assigning connection node BS2. However, since there is still a path provided by shallow path updates, a rare loss of OUUPD packets will not impact service within the AS.
[0105]
In another routing protocol according to the invention, the OUUPD message is sent by default by sending an OUUPD-Ack message along the newly defined routing path between the assigned connecting node BS2 and the new connecting node BS5. As confirmed. This allows the new connection node BS5 to monitor the reception of the OUUPD-Ack packet and retransmit the OUUPD packet if it does not confirm within the timeout period, thereby increasing the reliability of deep path updates. In another variant, the decision whether to confirm the OUUPD packet is made at the assigning connection node BS2 according to the characteristics of the OUUPD packet. Such a characteristic is the height of the update indicated by the OUUPD packet. This height indicates that higher moving instances are confirmed, but lower instance updates are not confirmed. A further or other characteristic is the type of OUUPD packet transmitted by the new connection node BS5. For example, the first type of OUUPD packet includes a flag indicating that confirmation is required, and the other type indicates that confirmation is not required. Such other characteristics include the time elapsed since the packet was transmitted, the distance, i.e. the number of hops in which the transmission occurred, the serial number of the packet (e.g. each nth OUUPD packet is confirmed at the assigning connection node), Includes arrivals from close route areas or location areas. Confirmation decisions may be based on customer profiles.
[0106]
In one embodiment of the present invention, host specific routing entries are maintained as soft state entries in the AS routing node. This soft state timer is triggered after a predetermined time interval that causes the purge of injected routing control entries as a result of shallow path updates. Combining this, periodic route updates that generate OUUPD messages at the current connected node, which preferably remain unacknowledged as described above, can result in multiple OUUPD message update procedures during a single soft state timeout period. It is executed with periodicity that is executed at the same time. This ensures that deeply implanted routing will gradually replace shallow routing.
[0107]
In the process process described above, deep path updates are triggered in connection with shallow path updates. Two types of updates are triggered individually in addition or instead. The deep path update triggering operation is the above process based on the number of instances of movement (ie handoff between connected nodes). Deep path updates can be performed by one or more timers in the mobile node or the current connected node (deep path updates are triggered at periodic intervals), the zone in which the mobile node is served (AS (Sub-region) changes, separate routing nodes (determining the best time to trigger deep route updates based on knowledge of traffic or routing performance), and / or quality of service monitoring within mobile nodes Triggered in addition or instead by procedure. Quality of service or other subscriber profile requirements are used to determine the frequency of deep path updates. The triggering action associated with shallow path update is accomplished by a special flag added by the mobile node or the current connection node for UUPD messages based on any of the other triggers described above.
[0108]
32 and 33 show a modification of the route update procedure described in relation to FIGS. In this variation, when an OUUPD packet update is performed, a further route update message is generated to erase the next best route previously generated by the movement of the mobile node. In order to ensure that the path control path toward the new connection node BS5 remains, the UUPD packet generated at the new connection node BS5 is transmitted from the allocation connection node BS2 when the acknowledgment is received by the OUUPD packet. (On the one hand, the routing protocol is arranged so that all OUUPD packets are acknowledged). In this embodiment, when an OUUPD-Ack packet is received, a new unicast unleaded partial erasure (UUPE) message is generated by the new connection node BS5. The UUPE packet is passed to any adjacent node (any “negative” height node) that has a host-specific height generated by the update associated with the move. The UUPE message is sent to each node to clear the “intermediate” negative height, ie the updated height associated with the last move. In the example shown in FIGS. 32 and 33, the height generated by the last UUPD and OUUPD packet includes a τ value of −3. Thus, the UUPE packet or packets generated and forwarded in the AS have a unique value, in this example a non-zero τ value greater than -3, ie -2 or -1 (maximum erasure of -2 It has the effect of erasing one or more host-specific heights with a height).
[0109]
UUPE packets are passed to any proximity with a negative height, ie along the aggregated DAG path. That is, the node IR4 not only transfers the UUPE packet to the next node in the aggregated DAG, but also transmits the UUPE packet to the nodes CR4 and ER4. Each node receiving an UUPE packet with an intermediate negative height deletes the host specific height from the routing data table. Thereby, the aggregated DAG height is then used to calculate the directionality of the link, forwarding a UUPE message to each of the neighbors that it detects as having a negative height. When received, nodes BS3 and BS4 delete the host specific height value from the routing data table and stop further transmission of UUPE packets.
[0110]
UUPE packets are transferred in a non-directional form. This is because the final destination of a UUPE packet is not defined when the packet is first generated. The erasure is partial as long as the other host specific height remains or at least the mobile node MH2 maintains the IP address and subsequently injects the host specific height. The effect of UUPE update is to reduce the amount of host specific data required to keep in the AS by removing the state provided by the previous path update. The UUPE update further improves the routing path in the AS to the new connection node BS5. After a UUPE update, routing from a relay node, eg, node BS3, that was involved in an update that was relatively far from the current or new connection node BS5 but related to the previous movement, was first defined by the OUUPD packet update. It is performed along the aggregated DAG for the target IP address until the routing path is satisfied. Since the routing path defined by the OUUPD packet update is generally an optimized routing path, the routing provided by the shallow routing path previously unnecessary to be erased is generally improved. The further mobile node MH2 is away from its assigned connection node BS2 and generally a great improvement is obtained.
[0111]
34 and 35 show the procedure for another update link that is initiated by the inactivity of the mobile node MH2. For example, the radio link for mobile node MH2 is lost by the mobile node entering an area not surrounded by the radio link network. On the other hand, the mobile node MH2 is kept switched on but does not receive packet data for a considerable time. An inactivity timer is provided to the current connection node BS5 and / or mobile node MH2 to trigger the erasure procedure. This removes the host specific routing data table entry from the AS. The UUPE message is used for this purpose, and the specific maximum erase height is set to the previous minimum τ value. First, when the inactivity timer detects the elapse of a predetermined time interval, a trigger is activated to cause the previous connection node BS4 to delete a host-specific route control data table entry. This redefines the associated height for the mobile node MH2 as the height of the connection node BS4 in the aggregated DAG for the IP address of the mobile node (setting “all zeros”). The current connection node BS5 sends one or more UUPE messages. As shown in FIG. 35, UUPE packet updates are performed on all nodes (BS4, ER4, IR4, CR4, IR3, ER3, BS3, IR2 and BS4) that have host-specific heights previously stored in the routing table. These host specific heights are deleted, with respect to the node in the example shown in ER2. In contrast to the previously described UDRU packet update procedure, the IP address of the mobile node MH2 is not released in this procedure for reassignment by the assigning connection node BS2. Instead, the mobile node MH2 maintains the IP address originally assigned by the assignment connection node BS2. This causes it to reuse the same IP address at any time when the mobile node MH3 becomes active. On the one hand, after a further predetermined time interval following the deletion of the host specific path for the address, the second longer inactivity timer starts reassigning the IP address at the assigning connection node BS2.
[0112]
36 to 38 are paths in which the temporarily inactive mobile node MH2 causes the path control in the AS to be led first to the connection node BS5 via the connection node BS5 from which the mobile node MH2 receives service. Indicates the procedure for starting the update. In the example shown in FIGS. 36 to 38, mobile node MH2 lost its radio link temporarily due to switch-off or lack of coverage after receiving service in the AS via connecting node BS3. An update related to one movement was previously performed in the AS by a UUPE path update as shown in FIG. 36, but was erased by the inactivity following the loss of the radio link with the previous connection node BS3.
[0113]
When mobile node MH2 suffers a loss of radio link due to power off or lack of coverage, the IP address of the last connected node, the time of loss, and at least the previous number of instances of updates related to the movement that occurred Remember instance indicator. This makes it easy to indicate that the next update initiated when connecting via a new radio link is an update related to a recent move. Therefore, as shown in FIG. 37, when forming a radio link to the radio connection network and the connection node BS5, the mobile node MH2 reduces its τ time value to −2, and the IP address of the last connection node and Along with the loss time, a new TORA height value is transmitted to the new connection node BS5. When received, the new connection node BS5 starts UUPD update. The destination of the UUPD packet depends on the time elapsed since the last link loss calculated by the new connection node BS5.
[0114]
If the time elapsed after the dead timer triggered a partial purge is much greater than the current time, it can be assumed that no host-specific height remains and the destination is assigned connection Node BS2. The UUPD message follows the path to the assigned connection node BS2 defined by the DAG aggregated for the mobile node's IP address. As shown in FIG. 38, each successive node that receives the UUPD message sets a new host-specific height in its routing protocol data according to the data received in the UUPD message. Thus, following the UUPD update, all nodes in the AS have a routing path defined by the host specific DAG towards the new connection node and BS5.
[0115]
If the elapsed time is not significant (allowing inaccuracies between timers), the destination selected for the UUPD packet is the last connected node BS3. When the UUPD packet is received, if the last connection node BS3 has a host-specific route that still exists, the entire AS route is correctly set towards the new connection node BS5. On the other hand, if the host-specific route is deleted, the last connection node BS3 transmits a negative acknowledgment (N-Ack) to the new connection node BS5. The new connection node BS5 reacts by sending further UUPD packets to the allocation connection node BS2 in order to establish correct routing throughout the AS.
[0116]
FIG. 39 shows five states that the mobile node can take (active, hot standby, warm standby, cold standby, off), and arrows indicate state transitions that the MN can take. The MN is active when it is actively sending or receiving data by the AR. The radio link level interface is transmitting data traffic (radio link up). It has an assigned IP address and host specific routing exists in the domain for routing data packets destined for the MN. If the MN is no longer actually receiving or transmitting data traffic by the AR (ie, the IP activity timer has expired), but the path maintenance timer has not expired, it is in a hot standby state. The MN has an IP address and a host-specific route in the network infrastructure. However, the MN does not have a radio link to the AR. Movement between connected nodes creates handoff processing and host specific path injection in active and hot standby states.
[0117]
If the network no longer maintains host-specific routing for the MN (ie, the soft state path maintenance timer has expired or the host-specific path has been erased), it is in warm standby state. The MN still has an IP address. That is, reassignment of IP addresses in this state is prevented, but movement of mobile nodes between connected nodes does not generate handoff processing. Instead, the MN generates location updates periodically (ie, every time the location update timer expires) or based on the distance traveled from the cell whose location has been updated. The MN must be called when incoming data requests delivery to the MN. The MN is in a cold standby state if it does not have an IP address. This is because the previously assigned address has been returned for reassignment (in the manner described above) to the assigning connection router due to inactivity (ie, the IP address holding timer is the last connected node and / or Terminated at mobile node). The MN must be called using a static identity (such as International Mobile Subscriber Identity (IMSI)) when data arrives. Furthermore, the MN needs to register with a new connection node and receive an IP address assignment. Finally, the MN goes off when it is powered off or when it cannot communicate (eg due to a long loss of network coverage). The MN cannot make a call in such a state.
[0118]
FIG. 40 shows the procedure performed at the node where the host-specific path clearing process is performed, preventing unnecessary loops that occur in the AS during the process, such as generated by UUPE updates. During the erasure process, a particular node, here node i, first receives a UUPE message from downstream neighbor j. FIG. 40 shows the initial downstream direction of a link with a dashed arrow 100. Prior to receiving the UUPE message, node i has one or more upstream neighbors represented by node k. The initial direction of the link is indicated by arrow 102. When node i erases its host-specific height in response to receiving a UUPE message, node k has its host-specific height defined by the update associated with the previous move, so its routing table entry Indicates node k as a downstream node. The directionality of the link from the perspective of node k is indicated by arrow 104. On the other hand, until node k receives the UUPE message and updates its routing table, the directionality of the link according to node k's perspective remains downstream toward i as indicated by arrow 102. That is, a data packet received at node k is transmitted to node i, which retransmits the packet to node k until node k redefines its height. This procedure creates unnecessary loops in the network. To solve this problem, when a UUPE message is received, the node, here node i, re-defines its TORA height, and all interfaces to the node that were originally aware of the erased host height. Here, regarding the interface to the node k, a temporary failure is placed in the host-specific transfer to the target host. This is accomplished by node i caching all packets received through these interfaces to the host while there is a failure and / or dropping such packets (or such as, for example) To achieve continuous dropout by reducing the time to live (TTL) of complete packets. If node i receives confirmation from the associated node, here node k, and a UUPE message forwarded from node i is received, the failure state of node i is deleted. The interface failure procedure is performed at each node that receives a host-specific height erase, thereby performing link redirection.
[0119]
FIG. 40 shows an embodiment of the present invention applied to a proposed third generation mobile communication system called UMT, ETSI (European Telecommunication Standards Institute). With respect to the current version of the standard, an IP packet data network called a GPRS (General Packet Radio Service) network provides a GPRS service node (SGSN) that provides a service that constitutes a network hierarchy close to a radio access base station, and the Internet Provided to route data packets to and from a gateway service node (GGSN) that provides connectivity to other data networks. A tunnel protocol, GPRS tunnel protocol (GTP) is used to transmit data packets between SGSN and GGSN. The present invention, on the other hand, allows data packets to be routed between SGSN and GGSN using the original routing protocol. The modified TORA routing protocol described above is used within a radio access network (RAN) 206 that is used to provide the mobile node 208 with an IP network 200 and / or a radio interface that connects the SGSN 202 to the GGSN 204. .
[0120]
FIG. 41 shows an embodiment in which the modified TORA routing protocol is used only in the IP network 200. A separate portion 210 of the radio access network is associated with each SGSN 202. Accordingly, the first portion 210A is associated with the first SGSN 202A, the second portion 210B is associated with the second SGSN 202B, and the third portion 210C is associated with the third SGSN 202C. A mobile station 208 that receives service at any point in the wireless access network 206 receives service from an external packet data network via any GGSN, 204A or 204B.
[0121]
FIG. 41 illustrates further instances of movement of the mobile station 208 from the first portion 210A to the second portion 210B and movement from the second portion 210B to the third portion 210C. Each instance of mobility requires a handover between SGSNs. The handover procedure described above is used, and all the route update procedures described above are provided in the original routing protocol network 200. SGSN 202 is the connection node described above. Although packet routing nodes in the IP network 200 are not shown in FIG. 41, many packet routing nodes are arranged hierarchically between the SGSN 202 and the GGSN 204.
[0122]
A thick arrow 212 schematically shows a shallow path update according to the procedure described above and occurs in the IP network in response to the movement of the mobile node 208 from the radio network unit 210A to the radio network unit 210B. A thick arrow 214 indicates a similar shallow path update that occurs within the IP network 200 for a further instance of the movement of the mobile node 208 from the radio access network unit 210B to the radio access network unit 210C. A thick arrow 216 schematically shows a deep path update using a procedure similar to that described above and occurs in the IP network 200 following a subsequent instance of the move to the radio access network unit 210C. A thick arrow 218 schematically shows a route control path in the IP network 200 following the deep route update 216.
[0123]
In summary, the routing protocol variants provided by the present invention may be used alone or in combination and include:
[0124]
1. Store special routing protocol data generated as a result of movement (a “negative” height reference level in the case of the TORA protocol) so that packets are forwarded towards the recently assigned downstream neighbor .
[0125]
2. Incorporating unicast-initiated mobility updates to coordinate routing related to handover by changing the routing protocol stored only in the AS limited set of nodes.
[0126]
3. Incorporate a re-stored update to at least partially eliminate the effects of handover-initiated movement (“negative” height reference level in the case of TORA).
[0127]
The above-described embodiments are not limited, and various changes and modifications will be recognized by those skilled in the art.
[0128]
The embodiment described above describes a modified routing protocol based on the TORA routing protocol. However, aspects of the invention will be used to modify other known routing protocols such as OSPF, RIP.
[0129]
Furthermore, in the above-described embodiments, the autonomous system is fixed, but one or more routers in the infrastructure are routers used in the field of satellite communications, and one or more routers in the infrastructure. May be another system that exhibits long-term movement.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a fixed / moving body configuration according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram (part 1) schematically illustrating inter base station handover and accompanying route update according to the embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a diagram (part 2) schematically illustrating inter base station handover and accompanying route update according to the embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram (part 3) schematically illustrating inter base station handover and accompanying route update according to the embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram (part 4) schematically illustrating inter base station handover and accompanying route update according to the embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram (part 5) schematically illustrating inter base station handover and accompanying route update according to the embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a diagram (part 6) schematically illustrating inter base station handover and associated route update according to the embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a diagram (part 7) schematically illustrating inter base station handover and accompanying route update according to the embodiment of the present invention;
FIG. 9 is a diagram (No. 8) schematically illustrating inter base station handover and accompanying route update according to an embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a diagram (No. 9) schematically illustrating inter base station handover and associated route update according to an embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a schematic diagram (No. 10) illustrating an inter base station handover and the accompanying route update according to the embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a diagram (part 1) illustrating inter base station handover and associated route update according to another embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a diagram (part 2) illustrating an inter base station handover and accompanying route update according to another embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a diagram (part 3) illustrating inter base station handover and accompanying route update according to another embodiment of the present invention;
FIG. 15 is a diagram (part 4) illustrating inter base station handover and accompanying route update according to another embodiment of the present invention;
FIG. 16 is a diagram (part 5) illustrating an inter base station handover and accompanying route update according to another embodiment of the present invention;
FIG. 17 is a diagram (part 1) illustrating path re-storage for an assigned connection node according to an embodiment of the present invention;
FIG. 18 is a diagram (part 2) illustrating path re-storing for an assigned connection node according to the embodiment of the present invention;
FIG. 19 is a diagram (part 3) illustrating path re-storing for an assigned connection node according to the embodiment of the present invention;
FIG. 20 is a diagram (part 4) illustrating path re-storing for an assigned connection node according to the embodiment of the present invention;
FIG. 21 is a diagram (No. 5) showing route re-storing for an assigned connection node according to the embodiment of the present invention;
FIG. 22 is a diagram (No. 6) showing route re-storing for the assigned connection node according to the embodiment of the present invention;
FIG. 23 is a diagram (No. 7) showing route re-storing for the assigned connection node according to the embodiment of the present invention;
FIG. 24 is a diagram (No. 8) showing the path re-storing for the assigned connection node according to the embodiment of the present invention;
FIG. 25 is a diagram (No. 9) showing route re-storing for the assigned connection node according to the embodiment of the present invention;
FIG. 26 is a diagram schematically showing a route protocol data table held in a route node according to an embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a diagram showing a next hop forwarding table held in the route node according to the embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a diagram (part 1) illustrating a route update procedure according to the embodiment of the present invention;
FIG. 29 is a diagram (part 2) illustrating a route update procedure according to the embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a diagram (part 3) illustrating a route update procedure according to the embodiment of the present invention;
FIG. 31 is a diagram (part 4) illustrating a route update procedure according to the embodiment of the present invention;
FIG. 32 is a view (No. 5) showing a route update procedure according to the embodiment of the present invention;
FIG. 33 is a view (No. 6) showing a route update procedure according to the embodiment of the present invention;
34 is a view (No. 7) showing the route update procedure according to the embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 35 is a view (No. 8) showing a route update procedure according to the embodiment of the present invention;
FIG. 36 is a diagram (No. 9) showing the route update procedure according to the embodiment of the present invention;
FIG. 37 is a view (No. 10) showing a route update procedure according to the embodiment of the present invention;
FIG. 38 is a view (No. 11) showing a route update procedure according to the embodiment of the present invention;
FIG. 39 is a state diagram that schematically illustrates different potential states for a mobile node.
FIG. 40 is a diagram illustrating a loop prevention procedure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 41 is a diagram showing a network configuration according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2, 4, 6 ... Network, CR ... Core router, ER ... Edge router, BR ... Bridge router, 14 ... Mobile host, 16 ... Mobile router.

Claims (11)

パケット転送リンクによって相互接続されたパケット交換ノードのインフラストラクチャと、経路制御パスに沿って配置されたパケット交換ノード内に保持された経路制御エントリによって定義される経路制御パスが前記インフラストラクチャ内で所定のネットワークアドレスに向けられている複数の接続ノードとを含むパケット交換ネットワークにおけるパケットの経路を制御する方法であって、
第1の前記ネットワークアドレスを、第1の接続ノードによって通信リンクを介して提供される第1の移動体ノードに割り当て、前記インフラストラクチャ内の少なくとも第1の経路制御パスは前記第1のネットワークアドレスに対する前記第1の接続ノードに向けられており、
前記第1の移動体ノードが第2の接続ノードからサービスを受けるときに前記インフラストラクチャ内の経路を変更し、これによって、前記インフラストラクチャ内の少なくとも第2の経路制御パスは前記第1のネットワークアドレスに対する前記第2の接続ノードに向けられ、前記第2の経路制御パスは少なくとも部分的に1つまたはそれ以上のホスト特有の経路制御エントリによって定義され、
前記移動体ノードが前記ネットワーク内に現在の経路制御パスを有さないように、次の不動作期間の間に、前記インフラストラクチャから前記1つまたはそれ以上のホスト特有の経路制御エントリを除去し、
前記不動作期間の間に、前記移動体ノードに対して2つの別個の状態
a)前記移動体ノードが前記第1のネットワークアドレスを保持する状態
b)前記第1のネットワークアドレスが異なる移動体ノードに再度割り当てられる状態
を提供することを具備する方法。
A packet-switching node infrastructure interconnected by a packet-forwarding link and a routing path defined by a routing entry held in the packet-switching node arranged along the routing path are predetermined in the infrastructure. A method for controlling a path of a packet in a packet switched network including a plurality of connection nodes directed to a network address of
Assigning a first said network address to a first mobile node provided via a communication link by a first connecting node, wherein at least a first routing path in said infrastructure is said first network address Directed to the first connection node for
The first mobile node changes a route in the infrastructure when receiving service from a second connection node, whereby at least a second routing path in the infrastructure is changed to the first network. Directed to the second connection node for an address, wherein the second routing path is defined at least in part by one or more host-specific routing entries;
Removing the one or more host-specific routing entries from the infrastructure during the next period of inactivity so that the mobile node does not have a current routing path in the network ,
Two distinct states for the mobile node during the inactivity period a) State in which the mobile node holds the first network address b) Mobile nodes with different first network addresses Providing a state that can be reassigned to.
前記ホスト特有の経路を除去する工程は、前記第2の接続ノードから伝搬された経路消去メッセージによって実行される請求項1記載の方法。The method of claim 1, wherein the step of removing the host specific path is performed by a path clear message propagated from the second connection node. 前記ホスト特有の経路を除去する工程は、前記第2の接続ノードによって開始される請求項2記載の方法。The method of claim 2, wherein the step of removing the host specific path is initiated by the second connection node. 前記ホスト特有の経路を除去する工程は、前記移動体ノードによって開始される請求項2記載の方法。3. The method of claim 2, wherein the step of removing the host specific path is initiated by the mobile node. 状態a)において、前記移動体ノードは、前記移動体ノードが再びアクティブになったときに、新たな接続ノードで経路注入プロセスを開始することによってホスト特有の経路制御を再確立するように構成された請求項1から4のいずれか1つに記載の方法。In state a), the mobile node is configured to re-establish host-specific routing by initiating a route injection process with a new connection node when the mobile node becomes active again. 5. The method according to any one of claims 1 to 4. 状態b)において、前記移動体ノードは、前記移動体ノードが再びアクティブになったときに新たなネットワークアドレスの割り当てを要求するように構成された請求項1から5のいずれかに記載の方法。6. A method according to any preceding claim, wherein in state b), the mobile node is configured to request a new network address assignment when the mobile node becomes active again. 状態a)及び状態b)への移行は、タイマによって制御される請求項1から6のいずれか1つに記載の方法。7. A method according to any one of claims 1 to 6, wherein the transition to state a) and state b) is controlled by a timer. 状態a)は状態b)に先行するように構成される請求項7記載の方法。The method of claim 7, wherein state a) is configured to precede state b). 前記通信リンクは無線リンクである請求項1から8のいずれかに記載の方法。9. A method as claimed in any preceding claim, wherein the communication link is a wireless link. 前記ネットワークアドレスは、インターネットプロトコル(IP)アドレスである請求項1から9のいずれかに記載の方法。10. A method according to any preceding claim, wherein the network address is an internet protocol (IP) address. 請求項1から10に記載の方法のステップを実行するように構成された経路制御装置。A path control device configured to perform the steps of the method according to claim 1.
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