JP4044036B2 - 異種ネットワーク中のモバイルｉｐノードのための方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、モバイル・ノードが異種ネットワーク中で移動するときに、ホーム・エージェントが、静的なＩＰホーム・アドレスに一時的なＩＰ気付けアドレス（ｃａｒｅ−ｏｆ ａｄｄｒｅｓｓ）を動的に割り当て、動的な気付けアドレスがモバイル・ノードのトポロジー上（ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ）現在のネットワーク位置を示し、ＩＰデータ・パケットがモバイル・ノードの気付けアドレスに宛先変更される宛先アドレスとしてモバイル・ノードのＩＰホーム・アドレスを有する、異種ネットワーク中のモバイルＩＰノードのための方法に関する。詳細には、本発明は、実時間アプリケーションを備える、異種ネットワーク中のモバイル・ノードのための方法に関する。

ここ数年の間に、世界中のインターネット・ユーザ数が、したがってインターネット上で提供される情報が、指数関数的に増大してきている。インターネットは、世界中で情報へのアクセスを提供するが、たとえば、オフィス、学校、大学または家庭など特定のネットワーク・アクセス・ポイントに到着するまでは、一般にそれにアクセスできない。たとえば、ＰＤＡ、モバイル無線電話、ラップトップなどＩＰを可能とするモバイル装置という成長しつつある分野がインターネットの概念を変え始めている。ネットワーク中の固定ノードから、移動性の増大による柔軟な要件への同様な移行が、始まったばかりである。たとえば、モバイル電話では、この傾向は、とりわけ、ＷＡＰ、ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳなど新しい標準においても現れるようになってきている。今日の現実と将来のＩＰ結合の可能性との違いを理解するためには、比較として、最近２０年間の移動性向上に向けた電話技術の発展を思い起こすことができよう。

モバイル・コンピュータの使用を、今日知られているようなコンピュータの使用およびネットワーク能力と混同してはならない。モバイル・ネットワークを使用する場合、ユーザがネットワーク中でその位置を変えるときに、モバイル・ノード上のアプリケーションへの既存のＩＰアクセスを中断すべきではない。その反対に、たとえば様々なネットワーク（イーサネット（登録商標）、モバイル無線ネットワーク、ＷＬＡＮ、ブルートゥースなど）への変更に際してリンクおよびインターフェースの変更はすべて、ユーザがそれについて知る必要さえないように、自動的かつ非対話形式で行えるようにすべきである。これは、たとえば実時間アプリケーションの使用に際してのインターフェースの変更にも当てはまる。実際のモバイルＩＰコンピューティングには、常にインターネットへの安定したアクセスができることに基づく多くの利点がある。このようなアクセスができれば、自由に、机から離れて仕事を行うことができる。しかしながら、ネットワーク中のモバイル・ノードに対する要件は、前述のモバイル無線技術の発展とは、いろいろな意味で異なっている。モバイル無線通信の終点は、通常は人である。しかし、モバイル・ノードの場合、コンピュータ・アプリケーションが、人の助けまたは介在なしに異なるネットワーク参加装置間でインタラクションを行うことができる。その十分な例は、航空機内、船舶上、自動車内で見出される。したがって、特にインターネット・アクセスによるモバイル・コンピューティングは、その他のアプリケーションと共に、たとえば、衛星ベースのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ全地球測位システム）などの位置決定装置と組み合わせると有用となることができる。

インターネット・プロトコル（ＩＰ）を介したモバイル・ネットワーク・アクセスに伴う問題の１つは、ネットワーク中のソース・アドレスから宛先アドレスにデータ・パケットを経路指定するために使用されるＩＰが、いわゆるＩＰアドレス（ＩＰ：インターネット・プロトコル）を使用することである。これらのアドレスは、固定ネットワークの電話番号が物理的ジャックに割り当てられるのと同様の仕方でネットワーク中の固定位置に割り当てられる。データ・パケットの宛先アドレスがモバイル・ノードであるとき、ネットワーク位置を変更するごとに、ＩＰネットワーク・アドレスを割り当てなければならず、したがって、トランスペアレントなモバイル・アクセスが不可能になることを意味する。これらの問題は、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）のモバイルＩＰ規格（ＩＥＴＦ ＲＦＣ２００２、Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９６）により解決された。この規格中ではモバイルＩＰにより、モバイル・ノードが２つのＩＰアドレスを使用することが可能となる。これらのアドレスの１つは、標準の静的ＩＰアドレス（ホーム・アドレス）であり、この静的ＩＰアドレスは、ホーム・ネットワークの位置を示すのに対して、第２のアドレスは、動的ＩＰ気付けアドレスであり、これはネットワーク中のモバイル・ノードの現在位置を示す。２つのアドレスの割当てにより、ＩＰデータ・パケットをモバイル・ノードの正しい、刻々変化するアドレスに経路変更することが可能となる。

しかしながら、モバイル・ネットワークの使用の問題がすべてこのＩＥＴＦのモバイルＩＰで解決されるわけではない。たとえば、ＩＰアプリケーションが実行されているときに、ユーザが、２つの異なるネットワーク・インターフェース間でスイッチングを望む場合、ユーザが以前のネットワーク・リンクを離れる瞬間に、そのＩＰ接続が中断される。この接続は、少なくとも、そのモバイル・ノードでネットワークへの新しいリンクが作られるまで、また新しい位置、すなわち新しい気付けアドレスを知って、そのいわゆるホーム・エージェントにおいて登録し終わるまで中断される。このホーム・エージェントは、一般に固定ネットワーク・ノードであり、モバイル・ノードの２つのアドレス（ホーム・アドレスおよび気付けアドレス）を管理し、対応するデータ・パケットを経路変更または経路指定する。この変更のための中断が、たとえば、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ伝送制御プロトコル）中でデッド・タイムに対して指定されるタイムアウト遅延より大きくなる場合、このＩＰ接続が、いずれにしてももちろん中断される。しかしながら、この中断時間がＴＣＰ中で指定されるタイムアウト遅延の範囲内にあるときでさえ、物理ネットワーク・インターフェースが恒久的に利用可能ではない場合は、ＩＰアプリケーションはその接続を維持することができない。その一例が、物理ネットワーク・インターフェースに対して利用可能なカード・プラグインがただ１つしかないモバイル・ノード（たとえばポータブルＰＣ）中でのネットワーク・カードの変更である。物理ネットワーク・インターフェースのかかる変更の場合には、ＩＰアプリケーションまたはカーネルのそれぞれは、ＩＰデータ・トンネルにそれ以上長くは物理ネットワーク装置を割り当てることができないというメッセージを受信し、その接続を切り離す。そのため、特定のＩＰデータ・トンネルにアクセスできるようにするために、ネットワーク・カードの変更後に、通常、ＩＰアプリケーションを再開する必要がある。もう１つの問題は、物理ネットワーク装置をそれ以上割り当てられないので、モバイル・ノードの側で、データ・パケットが接続間のダウンタイム中に失われることである。この結果、データが失われるだけでなく、ダウンタイムの期間に対応して、ＩＰアプリケーションを通るＩＰパケットの伝送レートが低下する。新しい接続が行われるとすぐに伝送レートが増加するが、最初は、少しずつにすぎない。これにより、インターフェースまたは位置が変更されるごとに、ＩＰアプリケーションが不必要に減速される。

ネットワーク・インターフェースは従来から、様々なレイヤに分割されている。本発明が対象としているのは最下層側の諸レイヤである。物理ネットワーク・インターフェース（たとえばネットワーク・インターフェース・カードＮＩＣ）に対応するレイヤ１（Ｌ１）と、ソフトウェアによるインターフェースの初期認識および識別が可能となるレイヤ２（Ｌ２）と、システムのソフトウェア・アプリケーションに対する異なるＩＰネットワーク・リンク間の区別が、ＩＰネットワーク・インターフェースへのＩＰアプリケーションの接続と同様に行われるＩＰレイヤ（ＩＰ：インターネット・プロトコル）としてのレイヤ３（Ｌ３）とが区別される。さらに、たとえばＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ伝送制御プロトコル）レイヤなどＬ３より上のレイヤを定義することができる。異なる物理ネットワーク・インターフェースが、異なるＬ２をもつこともできる。したがって、パケット交換インターフェースと回路交換インターフェースとの間の区別が行われる。たとえば、ネットワークの各ノードは一般に曖昧でないネットワーク・アドレスをもつパケット交換インターフェースを有しており、これらのネットワーク・アドレスを、データ・リンク制御（ＤＬＣ：Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスまたはメディア・アクセス制御（ＭＡＣ：Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスと呼ぶ。（たとえばイーサネット（登録商標）など）ＩＥＥＥ８０２規格（ＩＥＥＥ：Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ米国電気電子技術者協会）に準拠するネットワークの場合には、ＤＬＣアドレスを通常、ＭＡＣアドレスと呼ぶ。ＤＬＣアドレスと呼ぶためには、アドレスは少なくともＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ国際標準化機構）規格のＯＳＩ（ＯＳＩ：Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ開放型システム間相互接続）参照モデルを満たす必要がある。ＯＳＩ参照モデルは、ネットワーク・プロトコルの実装のための７レイヤ・フレームワークを定義している。換言すれば、ＤＬＣアドレスまたはＭＡＣアドレスは、ネットワーク中で曖昧さなしに、ノードまたは物理ネットワーク・インターフェースを識別するハードウェア・アドレスである。たとえば、イーサネット（登録商標）またはトークン・リングなどある種のプロトコルは、ＤＬＣ／ＭＡＣアドレスを排他的に使用する。すなわち、それらのプロトコルは、このアドレスなしには、それぞれのノードと通信することができない。他方、回路交換インターフェースは、かかるＤＬＣアドレスまたはＭＡＣアドレスを、したがって対応する識別ＤＬＣＩ（ＤＬＣ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：ＤＬＣ識別子）ももっていない。回路交換インターフェースを使用するプロトコルの例には、とりわけＰＰＰ（Ｐｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌポイント−ポイント間プロトコル）、ＳＬＩＰ（Ｓｅｒｉａｌ Ｌｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌシリアル回線インターネット・プロトコル）、またはＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ汎用パケット無線システム）がある。

現況技術の前述の欠点に対する１つの解決方法が、Ｎｏｒｔｅｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ社の欧州特許公開ＥＰ１０８９４９５に記載されている。ＥＰ１０８９４９５は、ある種の状況では、ある能動的なＩＰアプリケーションがコンピュータ上で中断されることなく、あるいは元のインターフェースに至るリンクが失われてしまっているからといって再開することなく、物理インターフェースの変更を行うことが可能なシステムおよび方法を示す。Ｎｏｒｔｅｌ社は、それに関して、いわゆるＮＡＡ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｃｃｅｓｓ Ａｒｂｉｔｒａｔｏｒネットワーク・アクセス調停機構）を提案している。ＮＡＡは、個別に構成可能な物理ネットワーク・インターフェースの様々なＭＡＣアドレスが、いわゆる１次ＮＩＣの１つの固定ＭＡＣアドレスを介して経路変更されるようにする。ＮＡＡは、利用可能なＮＩＣのＬ２レイヤを接続して、１次ＮＩＣから別のネットワーク・インターフェース（２次ＮＩＣ）の対応するＭＡＣアドレスへデータ・パケットを経路変更する。しかしながら、仮想インターフェースは、それによって生成されず、その代わり、ＮＡＡは、１次ＮＩＣのＭＡＣアドレスをもつ第１のインターフェースを介して、ＭＡＣアドレスを別のもの（仮想アダプタ・ドライバ）に経路変更する。ＭＡＣアドレスをもつ少なくとも１つの物理インターフェースが恒久的に利用可能でなければならないことが、この従来技術の発明の本質的な部分である。というのは、ＮＡＡでは、そうでない場合にＮＡＡがその機能を失うからである。しかしながら、ラップトップなどのモバイル装置のケースで、ＰＣＭＣＩＡネットワーク・カードの挿入スロットを１つしか有さない場合には、これが欠点になる可能性がある。別のネットワーク技術に（たとえば固定ネットワークのイーサネット（登録商標）から無線へと）切り換えるために１枚のネットワーク・カードを取り除く場合、Ｎｏｒｔｅｌ社の発明は、もはやうまく動作しない。ユーザが誤って、ＮＡＡがもう１つのＭＡＣアドレスに経路変更するために使用するネットワーク・インターフェース（１次ＮＩＣ）を取り除いた場合にも、同じことが当てはまる。Ｎｏｒｔｅｌ社の発明のもう１つの欠点は、ネットワーク・インターフェースのハードウェアに関係するネットワーク・アドレスの定義または規格の影響を受けやすいことである。たとえばアドレスがＩＥＥＥ８０２規格（ＭＡＣアドレス）に対応しない場合、また新しいアドレスの規格がＮＡＡ中であらかじめ明示的に定義されていない場合には、ＮＡＡがＭＡＣアドレスをもはや経路変更できないので、ＮＡＡはこれらのインターフェースでは機能しない。これにより、新しい規格を動的に認識できないので、Ｎｏｒｔｅｌ社の発明の柔軟性が損なわれる。ＭＡＣアドレスの明示的な使用からも、少なくとも大きな不都合が生じる。回路交換インターフェースには、対応するどのようなＭＡＣアドレスまたはネットワーク・アドレスもない。ＮＡＡは、データ・パケットを経路変更するためにＭＡＣアドレスに装置を登録することしかできないので、たとえＩＰレイヤへの接続も可能なはずでも、ＮＡＡが回路交換インターフェースを利用することはできない。

欧州特許公開ＥＰ１０８９４９５、Ｎｏｒｔｅｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）ＲＦＣ２００２、Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９６年 ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）ＲＦＣ２００２、ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍ．、Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．５、１９９７年 Ｌｏｓｈｉｎ，Ｐｅｔｅ、「ＩＰ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」、Ｍｏｒｇａｎ Ｋａｕｆｍａｎｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、１１／１９９９ Ｊａｍｅｓ，Ｓ．、「Ａ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ ＩＰｓｅｃ」、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、ＬＬＣ、１２／２０００

本発明の一目的は、異種ネットワーク中のモバイルＩＰノードのための新しい方法を提案することである。具体的には、１つのネットワーク接続から他のネットワーク接続へのスイッチングを、ＩＰアプリケーションの中断なしに行うことが可能であり、特定のプロトコルまたはネットワーク技術に依存することなく、該当する場合には実時間アプリケーションも備えたプログラム・コースを中断なく継続することを可能にすることである。

これらの目的は、本発明によれば、独立請求項の要素を用いて達成することができる。さらなる好ましい実施形態は、さらに従属請求項および明細書に従う。
具体的には、これらの目的は、本発明によって達成される。本発明においては、モバイル・ノードが異種ネットワーク中を移動するとき、ホーム・エージェントが静的なＩＰホーム・アドレスに一時的なＩＰ気付けアドレスを割り当てる。このダイナミックな気付けアドレスは、モバイル・ノードのトポロジー上現在のネットワーク位置を示す。ＩＰデータ・パケットは、モバイル・ノードの気付けアドレスに宛先変更される宛先アドレスとして、そのモバイル・ノードのＩＰホーム・アドレスを有する。モバイル・ノードのインターフェース管理モジュールが、利用可能な物理ネットワーク・インターフェースがないか、モバイル・ノードをチェックし、利用可能で構成可能な物理ネットワーク・インターフェースをもつルックアップ・テーブルを作成し、利用可能な物理ネットワーク・インターフェースの１つにそれ自体をリンクさせる。モバイル・ノードの１つまたは複数のＩＰアプリケーションが、モバイル・ノード中で生成される仮想ＩＰネットワーク・インターフェースを介して、異種ネットワークにアクセスする。この生成された恒久的な仮想ＩＰネットワーク・インターフェースは、生成された仮想Ｌ３レイヤ及び生成された仮想Ｌ２レイヤからなり、インターフェース管理モジュールを介して現在のネットワークにリンクされている。モバイル・ノードの物理ネットワーク・インターフェースの変更時には、インターフェース管理モジュールを用いてルックアップ・テーブルに基づきネットワークへの恒久的な仮想ＩＰネットワーク・インターフェースのリンクが更新される。具体的には、物理ネットワーク・インターフェースの変更は、たとえばイーサネット（登録商標）、ブルートゥース、モバイル無線ネットワーク（ＧＳＭ：Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ汎欧州デジタル・セルラー・システム、ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍユニバーサル移動電話システムなど）もしくはＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ無線ローカル・エリア・ネットワーク）などの異なるネットワーク内での変更、またはたとえばイーサネット（登録商標）への直接リンクをもつ同じネットワーク内のトポロジー上の位置変更をも含むことができる。本発明の利点は、ネットワーク中のモバイル・ノードの接続またはインターフェースの変更によりＩＰアプリケーションの中断に至るのではなくて、仮想インターフェースが、ＩＰアプリケーションに関して依然として恒久的なインターフェースのままであるので、これらのアプリケーションがユーザからのどのような助けもなしに、実行され続けることである。現況技術とは対照的に、ここで提案している解決方法では、たとえばＭＡＣアドレスなど既存のネットワーク・アドレスを用いてネットワーク・アドレスを経路変更するのではなく、真の仮想ネットワーク・インターフェースがＬ２／Ｌ３レイヤ上で生成される。これには、利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（ＮＩＣ）をすべて取り除いた場合でさえ、実行中のＩＰアプリケーションの中断が起こらないという利点がある。イーサネット（登録商標）やトークン・リングなどのプロトコルはＤＬＣアドレスを直接使用している。他方、ＩＰプロトコルは（もちろんＴＣＰと組み合わせたＴＣＰ／ＩＰも）、ネットワークのノードを識別するためにそのネットワーク・レイヤ・レベル上の論理アドレスを使用している。これらは、それより下のレイヤでのみＤＬＣアドレスに変換される。本発明では、ＩＰレイヤより上のレイヤで直接に仮想ネットワーク・インターフェースを生成するので、本発明には、確かに下層レイヤ（Ｌ２レイヤ／Ｌ１レイヤ）における変更とは完全に無関係にＩＰアプリケーションの接続を維持することができるという利点がある。これが関係するのは、物理ネットワーク・インターフェース（ＮＩＣ）がすべて取り除かれている前述の場合だけではない。本発明はまた、使用されるネットワーク・インターフェースのネットワーク・アドレス（たとえばＭＡＣアドレスまたはＤＬＣアドレス）の規格とも独立しており、さらにどのような困難もなしにパケット交換インターフェースと回路交換インターフェースの間の変更も取り扱うことができる。具体的には、この解決方法ではＩＰレイヤの論理アドレスを使用しており、ハードウェアのネットワーク・アドレスを使用していないので、たとえ規格が変更されたとしても、この解決方法を手直しする必要はない。したがって、より抽象度の高いレベルに、すなわち高レベルのレイヤへのアクセスには、ハードウェア・アドレスなどの規格と独立であるという利点がある。

一実施形態では、インターフェース管理モジュールが、利用可能な物理ネットワーク・インターフェースがあるかどうかモバイル・ノードを定期的にチェックする。この実施形態にはルックアップ・テーブルが最良の更新状態に常に保たれ、すぐに利用可能であるという利点がある。具体的には、物理ネットワーク・インターフェースおよびそれらの機能を常に監視することにより、たとえば、物理ネットワーク・インターフェースが瞬間的にアクティブなオプションよりも良好な伝送オプションと共に利用可能なときに、変更を自動的に行うことができる。一実施形態として、物理インターフェースの自動的な変更基準をユーザが決めるようにすることも可能である。これには、何よりも、ユーザがニーズに従って非常に個別的に仮想インターフェースを構成することができるという利点がある。

一実施形態では、仮想インターフェースが、インターフェース管理モジュールを介して、ルックアップ・テーブルからの情報に基づき物理インターフェースを自動的に変更し更新する。一実施形態として、ユーザが設定可能な基準に基づいて自動的に変更を行うこともできる。これには、定義済みの基準に従って、このモバイル・ノードが常に、たとえばその瞬間に最大の利用可能なデータ・スループットをもつ、または最良の費用性能比をもつ物理インターフェースを自動的に使用するという利点がある。

さらなる実施形態では、利用可能な物理ネットワーク・インターフェースが動的に構成される。これには、何よりもたとえばＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ動的ホスト構成プロトコル）サービスなど多分利用可能なサービスを使用することができ、構成の自動化によりユーザにとって処理が簡単になるという利点がある。

他の実施形態では、利用可能な物理ネットワーク・インターフェースが静的に構成される。これには、なかでも、ネットワーク・インターフェースの構成が制御可能であり、ユーザにとって容易に理解可能であるという利点がある。

前述の実施形態のすべてと共に、補助的な実施形態では、万一モバイル・ノードのネットワーク接続が中断された場合にも、１つまたは複数のＩＰアプリケーションの出力データ速度が特定の変動許容範囲内に維持されまたは保たれるように、モバイル・ノードのデータ・バッファに発信ＩＰデータ・パケットをバッファすることが可能である。この実施形態の利点には、とりわけ、物理インターフェースの変更に伴って、データ・バッファの記憶容量が発信データ・パケットを記憶するのに十分である限り、ＩＰアプリケーションの出力データ速度を一定に、または所与の変動許容範囲内に保つことができることがある。またこの場合にも、ＩＰデータ・スループット・レートが中断時にＩＰアプリケーションまたはカーネルを介して低下しないという利点がある。

ここで、本発明による方法に加えて、本発明が本方法を実行するためのシステムにも関することを述べておきたい。
本発明の実施形態を、例を参照して以下に説明する。実施形態の例を以下の添付図面に示す。

図１に、本発明を実施するために使用することができるアーキテクチャを示す。図１の参照番号１０は、ハードウェアおよびソフトウェアによる構成要素および／またはユニットを含めて、本発明によるここに説明する方法および／またはシステムを実施するのに必要なインフラストラクチャを有するモバイル・ノードを指す。モバイル・ノード１０として理解すべきものには、とりわけ、様々なネットワーク位置にかつ／または様々なネットワーク中での使用を意図する可能なすべてのいわゆるＣＰＥ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ Ｐｒｅｍｉｓｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ顧客所有設備）がある。モバイルＣＰＥまたはノード１０は、１つまたは複数の異なる物理ネットワーク・インターフェース１４〜１７を所有し、これらのインターフェースは複数の異なるネットワーク規格２１〜２４をサポートすることもできる。モバイル・ノードの物理ネットワーク・インターフェース１４〜１７は、たとえばイーサネット（登録商標）または他の有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋローカル・エリア・ネットワーク）、ブルートゥース、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ汎欧州デジタル・セルラー・システム）、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ汎用パケット無線システム）、ＵＳＳＤ（Ｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄａｔａ非構造化補助サービス・データ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍユニバーサル移動電話システム）および／またはＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ無線ローカル・エリア・ネットワーク）などのためのインターフェースを備えることができる。したがって、参照番号２１〜２４は、たとえば有線ＬＡＮ２１、すなわちローカルな固定ネットワーク、具体的にはまたＰＳＴＮ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ公衆交換電話網）など、たとえば、完全にカバーされる場所にある装置用のブルートゥース・ネットワーク２２、ＧＳＭおよび／またはＵＭＴＳをもつモバイル無線ネットワーク２３など、あるいは無線ＬＡＮなど様々な異種ネットワークを意味する。インターフェース２１〜２４は、たとえばイーサネット（登録商標）やトークン・リングなどのネットワーク・プロトコルによって直接に使用されるようなパケット交換インターフェースだけでなく、たとえばＰＰＰ（Ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−Ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌポイント−ポイント間プロトコル）、ＳＬＩＰ（Ｓｅｒｉａｌ Ｌｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ直列回線インターネット・プロトコル）またはＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ汎用パケット無線システム）などのプロトコルを用いて使用することができる回路交換インターフェースとすることもできる。すなわち、これらインターフェースには、たとえばＭＡＣアドレスまたはＤＬＣアドレスなどのネットワーク・アドレスがない。参照番号３０は、通常の世界的なＩＰバック・ボーン・ネットワークを示す。部分的には前述したように、たとえば、ＵＳＳＤ（Ｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ Ｄａｔａ非構造化補助サービス・データ）、またはＭＥｘＥ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔモバイル実行環境）、ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ汎用パケット無線システム）、ＷＡＰ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌワイヤレス・アプリケーション・プロトコル）もしくはＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍユニバーサル移動電話システム）などその他の技術などの信号チャネル上、あるいはサービス・チャネル上で、たとえば、ＳＭＳ（Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓショート・メッセージ・サービス）、ＥＭＳ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓエンハンスト・メッセージ・サービス）など特別のショート・メッセージを用いて、モバイル無線ネットワーク２３を介して通信を行うことができる。モバイル・ノード１０のレベルでは、本発明による方法およびシステムは、３つの主要レイヤ、または図１の参照番号１３によりモバイル・モジュールとして一緒に示す主要モジュール１３１〜１３３に基づいている。レイヤ１３１〜１３３は、一緒にまたは別々に実現することができ、したがってソフトウェアおよび／またはハードウェアによりこれらを実現することが可能である。第１レイヤは、モバイルＩＰモジュール１３１および／またはＩＰｓｅｃモジュール１３２を含む。モバイルＩＰの主要タスクは、ネットワーク中でモバイル・ノード１０を認証すること、およびモバイル・ノード１０をそれぞれ宛先アドレスとしてもつＩＰパケットの宛先変更を行うことにある。モバイルＩＰの機能１３１は、公共インターネット３０中でモバイル・データ管理を確実に保証するために、ＩＰｓｅｃ（ＩＰ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌＩＰセキュリティ・プロトコル）モジュール１３２のセキュリティ・メカニズムと組み合わせることができることが好ましい。一実施形態として、モバイルＩＰ１３１およびＩＰｓｅｃ１３２のモジュールは、図１に示すように、１つのＳｅｃＭＩＰモジュール１３１／１３２（セキュア・モバイルＩＰモジュール）としてまとめて実施することもできる。モバイルＩＰモジュールおよびＩＰｓｅｃモジュールを機能させる方法を、以下により詳細に説明する。上に位置するレイヤ、たとえばＴＣＰモジュール１２またはモバイル・ノード１０上で実行中のＩＰアプリケーション１１と下に位置するレイヤ１３４の間の有用な連携を容易にするために、ＳｅｃＭＩＰモジュールはモバイルＩＰ１３１およびＩＰｓｅｃ１３２のデータ・トンネルを管理する。具体的には、このＳｅｃＭＩＰモジュールが、モバイルＩＰモジュール１３１およびＩＰｓｅｃモジュール１３２の動作の時間シーケンスをチェックし、調整する。モバイルＩＰでは、ＩＰの場合と同様に、インターネット・プロトコルがサポートされる限り、ネットワーク・リンク用にどのネットワーク規格またはネットワーク・タイプが使用されるかは問題ではない。したがって、原理的には、それによって異種ネットワーク２１〜２４中でモバイル・ノード１０が移動することが可能になる。

モバイルＩＰを用いる場合、ホーム・エージェントは、対応するモバイル・ノード１０が異種ネットワーク中で移動する場合に、静的ホーム・アドレスに一時的な気付けアドレスを動的に割り当てる。前述したように、動的な気付けアドレスが、モバイル・ノードのトポロジー上現在のネットワーク位置を示すのに対して、ホーム・アドレスは、ホーム・ネットワーク中の位置を示す。したがって、換言すれば、割り当てられたモバイル・ノード１０の現在の位置は、常にホーム・エージェントに登録される。同時に、ホーム・エージェントがモバイル・ノード１０に対するリレー・ステーションのように機能するように、ホーム・エージェントは、モバイル・ノードのＩＰホーム・アドレスを宛先アドレスとして有するＩＰデータ・パケットをモバイル・ノードの気付けアドレスに宛先変更する。モバイルＩＰは、標準的なＩＰ（インターネット・プロトコル）上に構築されるこれらの機能を実現する。これについては、以下により厳密に説明する。ＩＰにおいては、データ・パケットは、ネットワーク中の様々なルータを介して、ネットワーク・インターフェースの開始アドレス（ソース・アドレス）から、ネットワーク・インターフェースのターゲット・アドレス（宛先アドレス）に送られる（経路指定される）。データ・パケットは、（たとえば、異種ネットワーク構造を克服することができるように）個々のルータによって分解されて、様々な経路を通って宛先アドレスに経路指定され、引き止められ、あるいは拒絶されることさえある。ＩＰの大きな柔軟性がこれらの基本的な機能に見出される。ルータは経路指定テーブルに基づいてデータ・パケットを伝え、このテーブルは、一般に次のホップ情報、すなわち宛先アドレス中のネットワークの参照番号に基づいて、向かうべき次のルータはどれかについての情報を含む。ネットワークの参照番号は、データ・パケットのＩＰヘッダ中のＩＰアドレスの下位ビットから知ることができる。したがって、データ・パケット中の宛先アドレスは、ネットワーク中の宛先ネットワーク・インターフェースの正確な位置を指定する。既存のＩＰ移送構造を維持するためには、モバイル・ノード１０中で、同じＩＰアドレスを保つことができなければならない。前述のように、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ伝送制御プロトコル）がＩＰに追加して使用される場合（大部分のＩＰリンクの場合）、その接続はさらに、ＩＰアドレスおよびポート番号ならびにスタート・アドレスおよび宛先アドレスについての指示を含む４桁数字によって示される。これらの４つの数のうち１つが変更される場合、それによってＩＰ接続の中断が生じる。しかしながら、モバイル・ネットワークの使用においては、データ・パケットの正しい経路指定は、ネットワーク２１〜２４および３０中のモバイル・ノード１０の瞬間位置に依存する。経路指定を変更するために、データ・パケットに瞬間位置のＩＰアドレスを、より正確にはＴＣＰ機能も妨害されないように、割り当てることができる。モバイルＩＰ中では、前述の２つのＩＰアドレス、すなわちホーム・アドレスおよび気付けアドレスの割当てによりこれらの問題を解決する。ホーム・アドレスは静的であり、モバイル・ノード１０のホーム位置を示す。ホーム・アドレスはまた、たとえばＴＣＰ接続にフラグをつけるために使用される。気付けアドレスは、ネットワーク中のモバイル・ノード１０のそれぞれの新しい位置と共に変化する。気付けアドレスは、ネットワーク・トポロジーに関するモバイル・ノード１０のトポロジー上重要なアドレスである。ホーム・アドレスに基づいて、モバイル・ノード１０はホーム・ネットワーク中のそのホーム・アドレスの位置で連続してアクセス可能なようにデータを受信することができる。ホーム・アドレスで、モバイル・ノード１０は、もう１つのネットワーク・ノードを必要とするが、このネットワーク・ノードは一般にホーム・エージェントと呼ばれるものである。モバイル・ノード１０自体がホーム・ネットワーク中にない場合、ホーム・エージェントは、モバイル・ノード１０を宛先アドレスとしてもつデータ・パケットを集め、モバイル・ノード１０の現在のアドレスにそれらパケットの宛先を変更する。モバイル・ノードがどこに位置していても、モバイル・ノード１０のモバイルＩＰモジュールは、直ちに、モバイル・ノード１０の新しいまたはそれぞれ現在のアドレスを使用して、ホーム・エージェントに登録することになる。ホーム・エージェントによりデータ・パケットの宛先変更をする際には、そのホーム・アドレスに対応していたデータ・パケットの宛先アドレスを、瞬間の気付けアドレスで置き換えて、データ・パケットを転送することが必要である。データ・パケットがそのモバイル・ノードに到達したとき、逆のトランザクションが行われ、次いで、気付けアドレスに対応して、宛先アドレスがホーム・アドレスで置き換えられる。このようにして、モバイル・ノード１０中の到着データ・パケットは、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）または別の上位プロトコルによってエラーメッセージなしにさらに処理することができる。ホーム・アドレスから気付けアドレスにデータ・パケットを宛先変更するには、ホーム・エージェントが、対応するデータ・パケットの新しいＩＰヘッダを構成し、前述のように、新しいＩＰヘッダは、ホーム・アドレスの代わりに気付けアドレスを宛先アドレスとして含む。新しいＩＰヘッダは、全体として元のデータ・パケットの周りに付き、以前の宛先アドレスは、データ・パケットがモバイル・ノードに到着し終えるまでは、そこから先の経路指定には効果をもたない。かかるカプセル化をデータのトンネリングとも呼び、これは、元のＩＰヘッダの効果を回避することにより、いかにしてインターネットを介してデータをトンネルさせるかをいう。したがって、モバイルＩＰは、必須の機能として、モバイル・ノード１０の瞬間のＩＰアドレス（気付けアドレス）の決定、気付けアドレスのホーム・エージェントへの登録、およびホーム・アドレスを宛先アドレスとしてもつデータ・パケットの気付けアドレスへのトンネリングを含んでいる。さらなるモバイルＩＰの仕様については、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅインターネット・エンジニアリング・タスク・フォース）ＲＦＣ２００２、ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍ．、Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．５、１９９７年なども参照されたい。モバイルＩＰは、特に、ＩＰｖ６およびＩＰｖ４をサポートする。

ＩＰｓｅｃ（ＩＰ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｒｏｔｏｃｏｌＩＰセキュリティ・プロトコル）は、ともにＩＰｓｅｃを使用するネットワーク・ノード間のパケットごとの、またはソケットごとの認証／機密メカニズムを生成する。ＩＰｓｅｃは対応する制御メカニズムをもつ異なる別々のプロトコルからなる。ＩＰｓｅｃは、ＡＨ（ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ ｈｅａｄｅｒ認証ヘッダ）、ＥＳＰ（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｐａｙｌｏａｄカプセル化セキュリティ・ペイロード）、ＩＰｃｏｍｐ（ＩＰ ｐａｙｌｏａｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＩＰペイロード圧縮）、ならびにＩＫＥ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｋｅｙ Ｅｘｃｈａｎｇｅインターネット鍵交換）を含む。ＡＨを用いて、ＩＰｓｅｃはデータ・パケットの認証保証書を生成し、データ・パケットには、極めて高い暗号化を施したデータ・チェック・サムが割り当てられる。ＡＨを用いれば、発信者の真偽を検証することができ、同時に、許可されていない第三者によりその間にそのデータ・パケットが修正されたかどうかをチェックすることができる。このＥＳＰ暗号化によりさらにデータの機密も保証され、データ・パケットは鍵を用いて暗号化される。もちろんこの保証は、鍵が第三者からアクセス可能になっていない場合にのみ存在する。前述のように、ＡＨならびにＥＳＰには、参加ネットワーク・ノードの両者に知られている鍵が必要である。ＩＫＥは、究極的には、第三者に鍵を知られずに、２つの取引先の間でかかる秘密鍵について合意するメカニズムである。ＩＫＥメカニズムは、ＡＨおよびＥＳＰに対して、このメカニズムを手動で決定することもできるので、ＩＰｓｅｃのオプション的な部分を形成する。ＩＰｓｅｃの柔軟な特徴の１つは、特にパケットごと、ならびに個々のソケットごとの構成とすることができる点にある。ＩＰｓｅｃは、ＩＰｖｘ、特にＩＰｖ６およびＩＰｖ４をサポートする。より詳細なＩＰｓｅｃの仕様については、たとえば、様々な研究の中でもとりわけ、Ｌｏｓｈｉｎ，Ｐｅｔｅ、「ＩＰ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ」、Ｍｏｒｇａｎ Ｋａｕｆｍａｎｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、１１／１９９９、またはＪａｍｅｓ，Ｓ．、「Ａ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ ＩＰｓｅｃ」、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、ＬＬＣ、１２／２０００を参照されたい。本発明によるセキュリティ・プロトコルの一適用例として、この実施形態の例ではＩＰｓｅｃについて説明してきたが、可能な他のセキュリティ・プロトコルまたはメカニズム、あるいはセキュリティ・プロトコルを省略することさえ、すべて本発明によって想定されている。

物理ネットワーク・インターフェース１４〜１７は、前記レイヤのうち第３のレイヤを表すインターフェース管理モジュール１３４によって管理される。（図７〜９で仮想Ｌ２／Ｌ３レイヤとして示される）仮想ＩＰネットワーク・インターフェース１３３は、たとえば、インターフェース管理モジュール１３４によりソフトウェアを介して生成することができる。仮想ＩＰネットワーク・インターフェース１３３は、第１レイヤ１３１／１３２、すなわちＳｅｃＭＩＰモジュールと、第３レイヤ１３４、すなわちインターフェース管理モジュールの間のバッファとして実現される。仮想ＩＰネットワーク・インターフェース１３３は、一方では、ＩＰアプリケーション１１またはＴＣＰレイヤ１２に対して恒久的なＩＰネットワーク・インターフェースを生成し、他方では、現在の気付けアドレスをもつモバイル・ノード１０の現在の物理インターフェースに、インターフェース管理モジュール１３４を介して接続される。インターフェース管理モジュール１３４は、利用可能な物理ネットワーク・インターフェース１４〜１７がないかどうかモバイル・ノード１０をチェックし、利用可能で構成可能な物理ネットワーク・インターフェース１４〜１７を含むルックアップ・テーブルを作成し、インターフェース管理モジュール１３４自体を利用可能な物理ネットワーク・インターフェース１４〜１７のうちの１つにリンクする。物理ネットワーク・インターフェース１４〜１７のチェックは、定期的に、すなわち決定可能なタイム・スロットの終了後に行われるようにすることができ、手動により、あるいは図１に示すレイヤの１つからの要求またはモバイル・ノード１０のカーネルからの要求に応じて構成可能である。このチェックは、適切なソフトウェアおよび／またはハードウェアのユニットおよび／またはモジュールによって実施することができる。ルックアップ・テーブルは、具体的には、可能なデータ・スループット、ネットワークの利用可能性、ネットワークの安定性、ネットワークの利用コストなどの情報を含むことができる。このルックアップ・テーブルは、適切なソフトウェアおよび／またはハードウェアのユニットおよび／またはモジュールによって作成することができる。特定の物理インターフェース１４〜１７への接続は、このルックアップ・テーブル中に記憶された情報に基づいて、決定可能な基準を参照して行われるようにすることができる。具体的には、ルックアップ・テーブルからの情報に基づいて、物理インターフェース１４〜１７を変更し自動的に更新することはインターフェース管理モジュール１３４にとって理にかなっている。特定の物理インターフェース１４〜１７への接続は、ユーザによって決定可能に、かつ／またはたとえば手動で行われるようにすることもできる。前述のように、所望の変更時、または中断時、すなわち物理インターフェース１４〜１７が全く利用できないとき、たとえばモバイル・ノード１０からネットワーク・カードを一時的に取り除く際に、この仮想ＩＰネットワーク・インターフェースは、恒久的に利用可能なＩＰインターフェースとしてとどまる。たとえばＤＨＣＰサービス（ＤＨＣＰ：Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ動的ホスト構成プロトコル）によりかかる手段が利用可能な場合には、利用可能な物理ネットワーク・インターフェースを動的に構成することができる。あるいは、たとえば、ユーザにより、または所与の構成プロファイルに基づいて、利用可能な物理ネットワーク・インターフェースを静的に構成することもできる。そのようにして生成された恒久的な仮想ＩＰインターフェースを介して、モバイル・ノード１０の１つまたは複数のＩＰアプリケーション１１は、今や異種ネットワーク２１〜２４にアクセスすることができる。モバイル・ノード１０が、物理ネットワーク・インターフェース１４〜１７を、またはネットワーク中のトポロジー上の位置を変更する場合、仮想ＩＰインターフェース１３１はその変更の影響を受けないので、モバイルＩＰモジュール１３１に対して何も変更する必要なしに、インターフェース管理モジュール１３４を介して、ルックアップ・テーブルからの情報に基づいて、物理ネットワーク・インターフェースへの接続を更新することができる。ＩＰｓｅｃモジュール１３２は、それによって、現在のネットワーク接続に応じて、ＩＰｓｅｃのデータ・トンネル構成を更新する。その後、モバイルＩＰモジュール１３１は、モバイル・ホストの新しい位置へとデータ・パケットの経路指定が行われるように、新しい気付けアドレスをホーム・エージェントに登録し、その瞬間の物理ネットワーク・インターフェースに応じて、必要ならホーム・エージェントにおけるＩＰ構成を更新する。上述のシーケンスは本発明によるものであるが、このシーケンスが逆向きに行われるようにすることもできる。

前述の実施形態の拡張例では、モバイル・ノード１０のネットワーク接続が中断される場合、モバイル・ノード１０中のデータ・バッファ１３３１に発信ＩＰデータ・パケットをバッファしておくことが可能であり、そのため、１つまたは複数のＩＰアプリケーション１１の出力データ速度が、そのデータ・バッファ１３３１を用いて、特定のバッファ時間の間または特定の変動許容範囲内に、すなわちデータ・バッファ１３３１の記憶容量がデータ・パケットを記憶するのに十分である限り維持されることを述べておきたい。したがって、ネットワーク・リンクの中断が、たとえばＴＣＰ中で提供される接続休止のタイム・スロット内にある場合、ＩＰアプリケーションによって出力速度の自動的な減速が行われないように、ＩＰアプリケーション１１の出力データ速度を維持することができる。たとえば、データ・パケットの記憶を、同じデータ速度で連続的に行うことができ、あるいは中断期間に基づいて徐々に減速することができる。データ・バッファ１３３１が、トポロジー上のネットワーク位置の変化に際して中断およびデータ損失を最小化するのに、特に実時間アプリケーションの場合に重要な役割を果たすことができることを指摘しておきたい。実施形態の例では、ハードウェアまたはソフトウェアによって仮想ネットワーク・インターフェース１３１に割り当て、または統合して、データ・バッファ１３３１を実現することができる。ただし、モバイルＩＰノード中で別々に実現することもできる。

図２および図３に本発明による方法または本発明によるシステムをもたない、通常のモバイルＩＰを示す。図１において、モバイル・ノードは、ホーム・ネットワーク７１に配置されている。参照番号７２〜７４のそれぞれは、異なるトポロジー上のネットワーク位置を示す。これらは異種ネットワークとすることもできる。たとえば、ホーム・ネットワーク７１をイーサネット（登録商標）ＬＡＮリンク、７２をＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ無線ローカル・エリア・ネットワーク）リンクとすることなどができる。発信データ・パケットは、宛先アドレスとしてネットワーク３０中の宛先ノードのＩＰアドレスをもつ。モバイルＩＰは必要ではなく、また、モバイルＩＰトンネリング５０は行われない。モバイル・ノードのＩＰインターフェース４０によって見出されるのは、変更されていない受信データ・パケット８０、すなわちソース・アドレス８２が送信者のＩＰアドレスを示し、宛先アドレス８３がモバイル・ノードのホームＩＰアドレスを示す受信データ・パケット８０である。ＩＰヘッダに関しては、送信データ・パケット８０は、逆順のＩＰアドレス・シーケンスをもつ。参照番号８１は、ＩＰヘッダのない同時伝送データを示す。図３で、モバイル・ノードは、ホーム・ネットワーク７１中には位置せず、代わりにトポロジー上異なるネットワーク位置、たとえばＷＬＡＮ７２中に位置している。送信データ・パケット８０の場合には、ソース・アドレス８４はこのとき、トポロジー上現在のネットワーク位置のＩＰアドレスを示すが、宛先アドレス８５は、対応する宛先ノードのＩＰアドレスを示す。受信ＩＰデータ・パケットの場合には、データ・パケット８０に対してホーム・エージェントにより逆順の新しいＩＰヘッダが割り当てられ、それによって、以前のアドレス８２／８３をもつ以前のヘッダは、カプセル化されてその下に配置される。参照番号８１は、この場合にも、ＩＰヘッダをもたない同時伝送されたデータを示す。送信データ・パケット８０および受信データ・パケット８０では、ソース・アドレス８２／８４および宛先アドレス８３／８５が対応して置き換えられている。

図４および図５に、本発明による方法または本発明によるシステム、すなわち本発明による仮想ＩＰインターフェース６０をもつモバイルＩＰを示す。図４および図５中の同じ数字の参照番号は、図２および図３と同じ対象を示し、したがって、ここでもう一度説明はしない。モバイル・ノードが、ホーム・ネットワーク７１中に位置する場合には（図４参照）、仮想ＩＰインターフェース６０がモバイル・ノードのホーム・アドレスを引き継ぎ、ホーム・エージェントはそれ以上何もする必要がない、すなわちモバイルＩＰは必要ではなく、モバイルＩＰトンネリングは行われない。モバイル・ノードの仮想ＩＰネットワーク・インターフェース６０によって見出されるのは、変更されたことのない受信データ・パケット８０であり、すなわち、ソース・アドレス８２は、対応するノードのＩＰアドレスを示し、宛先アドレス８３は、モバイル・ノードのホームＩＰアドレスを示す。送信データ・パケット８０の場合には、宛先アドレス８３は、ネットワーク中の対応する宛先ノードのＩＰアドレスを示すが、ソース・アドレス８２は、モバイル・ノードのホームＩＰアドレスに対応する、仮想ＩＰネットワーク・インターフェースのＩＰアドレスを示す。参照番号８１は、ＩＰヘッダをもたない同時伝送データを示す。図５で、モバイル・ノードはホーム・ネットワーク中に位置しておらず、データ・パケットは、それが送信されたかそれとも受信されたかに応じて、ＩＰヘッダ中に、ソース・アドレス８４または宛先アドレス８５として、トポロジー上現在のＩＰアドレス７１を含む。したがって、本発明による仮想ＩＰネットワーク・インターフェース１３３は、それぞれの場合において、その瞬間に現在の物理インターフェース１４〜１７のＩＰアドレスを引き継ぎ、それによって、モバイルＩＰモジュール１３１は、データ・パケット８０のＩＰヘッダのＩＰアドレスの管理、および（必要なら）従来通りデータ・トンネルの生成を引き継ぐ。同時に、仮想ＩＰネットワーク・インターフェース１３３は、ＩＰアプリケーションに対してインターフェースの恒久的な存在を保証する。

仮想ＩＰインターフェースが、一実施形態として、１つの物理インターフェースのみならず、同時に複数の物理インターフェースにも接続できることを述べておくことは重要である。したがって、モバイル・ノード１０では、たとえば２つの物理インターフェースを介して同じデータ・パケットを同時に受信することも可能である。より上位のＩＰレイヤ中で冗長なＩＰデータ・パケットが自動的に認識され、それに応じてそうしたパケットが削減される。ＩＰデータ・パケットの同時送信および２つの物理インターフェースによる同じＩＰデータ・パケットの並列受信により、モバイル・ノード１０による１つの物理インターフェースから別の物理インターフェースへのシームレスな移行を保証することができる。本方法では、モバイル・ノード１０には、仮想ＩＰインターフェースに一時的に接続される物理インターフェースに対応する少なくとも２つの気付けアドレスが割り当てられる。２つより多い物理インターフェースを同時に接続する場合には、割り当てられる気付けアドレスの数がそれに対応して増加する。ホーム・エージェントは、前述の複数の登録に従って、ＩＰヘッダ中にモバイル・ノード１０のホーム・アドレスを有するＩＰデータ・パケットを並列に、モバイル・ノード１０の登録済みの異なる気付けアドレスに、すなわち異なる物理インターフェースに経路指定する。

図６に、たとえば欧州特許公開ＥＰ１０８９４９５に示されているような現況技術の解決方法を示す。いわゆるネットワーク・アクセス調停機構（ＮＡＡ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｃｃｅｓｓ Ａｒｂｉｔｒａｔｏｒ）は、個々の利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（Ｌ１（物理）有線、Ｌ１（物理）ワイヤレス、Ｌ１（物理）無線の異なるＭＡＣアドレス（Ｌ２Ａｄｄｒ（ＩＥＥＥ８０２）２Ｄ：５Ｆ：９Ａ：０Ｅ：４３：１Ｄ、Ｌ２Ａｄｄｒ（ＩＥＥＥ８０２）４６：３Ａ：１Ｅ：６７：９Ａ：２Ｂ、Ｌ２Ａｄｄｒ（ＩＥＥＥ８０２）Ａ３：Ｃ９：１２：４Ｅ：８Ｆ：４３）を、１つの固定ＭＡＣアドレス（Ｌ２Ａｄｄｒ（ＩＥＥＥ８０２）２Ｄ：５Ｆ：９Ａ：０Ｅ：４３：１Ｄ）を介して宛先変更するようにする。この第１のＭＡＣアドレスは、いわゆる１次（プライマリ）ＮＩＣのアドレスであるが、その他の物理インターフェースはすべて、それぞれ２次（セカンダリ）ＮＩＣである。ＮＡＡは、アクセス可能なＮＩＣのＬ２レイヤを接続して、１次ＮＩＣからさらなるネットワーク・インターフェース（２次ＮＩＣ）の対応するＭＡＣアドレスにこのパケットを宛先変更する。それによって仮想インターフェースは生成されず、その代わりＭＡＣアドレスが、１次ＮＩＣのＭＡＣアドレスを介して２次ＮＩＣのＭＡＣアドレスに宛先変更される。それによってＮＡＡは、仮想アダプタ・ドライバとして機能する。したがって、発信データ・パケットは、現在のインターフェースに宛先変更されるが、着信パケットはＩＰレイヤに直接伝送される。したがって、ＮＡＡでは仮想ネットワーク・インターフェースは生成されず、その代わり、ＮＡＡが単にデータ・パケットの宛先変更を行う。図６に明確に示すように、ＮＡＡは、機能するためには、ＭＡＣアドレスをもつ少なくとも１つの物理インターフェース、すなわち１次ＮＩＣを必要とする。１次ＮＩＣが取り除かれた場合、ＮＡＡが１次ＮＩＣを介して宛先変更しているので、ＩＰアプリケーションは、レイヤＬ２への接続を失う。

図７、図８、図９はそれぞれ、仮想ＩＰレイヤまたはＩＰデバイスを用いた本発明による解決方法を概略的に再現するブロック図を示しており、図６による現況技術との違いを明確にしている。図６の現況技術とは対照的に、真の仮想インターフェース１３３が生成される。インターフェース管理モジュール１３４（図７〜図９に示さず）は、それぞれの物理インターフェース１４〜１７を仮想インターフェース１３３にリンクするが、ＩＰアプリケーションは、ＩＰレイヤを介して仮想ＩＰインターフェース１３３にアクセスする。仮想ＩＰインターフェース１３３は、物理ネットワーク・インターフェース１４〜１７がはたしてアクセス可能かどうかとは無関係に、インターフェース管理モジュール１３４によって恒久的に維持される。したがって、実行中のＩＰアプリケーションは、常にそこでＩＰインターフェース１３３を見出し、インターフェースの変更中に中断が生じない。図７〜図９から明らかなように、本発明においては、データ・パケットをただ宛先変更するだけでなくそれ以上のものが含まれており、それどころか真の仮想ＩＰインターフェース１３３が生成される。具体的には、抽象度のすなわちレイヤのより高いレベルでのアクセスにはさらに、アクセスがたとえばハードウェア・アドレスなどの規格とは独立しているという利点がある。

異種ネットワーク中のモバイルＩＰノードのための方法およびシステムを概略的に示すブロック図である。 ホーム・ネットワーク中、すなわちホーム・アドレスのネットワーク中に配置される、本発明による仮想ネットワーク・インターフェースをもたないモバイル・ノード中のモバイルＩＰを概略的に示すブロック図である。 モバイル・ノードのホーム・ネットワーク以外のネットワーク中に配置される、本発明による仮想ネットワーク・インターフェースをもたないモバイル・ノード中のモバイルＩＰを概略的に示すブロック図である。 ホーム・ネットワーク中、すなわちホーム・アドレスのネットワーク中に配置される、本発明による仮想ネットワーク・インターフェースをもつモバイル・ノード中のモバイルＩＰを概略的に示すブロック図である。 モバイル・ノードのホーム・ネットワーク以外のネットワーク中に配置される、本発明による仮想ネットワーク・インターフェースをもつモバイル・ノード中のモバイルＩＰを概略的に示すブロック図である。 記載されているＮＡＡ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｃｃｅｓｓ Ａｒｂｉｔｒａｔｏｒ）を用いた現況技術の解決方法を概略的に再現するブロック図である。 図６による現況技術に対する違いを明確化する、仮想ＩＰレイヤまたは仮想ＩＰ装置を用いた、本発明による解決方法を概略的に再現するブロック図である。 図６による現況技術に対する違いを明確化する、仮想ＩＰレイヤまたは仮想ＩＰ装置を用いた、本発明による解決方法を概略的に再現するブロック図である。 図６による現況技術に対する違いを明確化する、仮想ＩＰレイヤまたは仮想ＩＰ装置を用いた、本発明による解決方法を概略的に再現するブロック図である。

Claims (16)

1. 異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のための方法であって、前記モバイル・ノード（１０）が前記異種ネットワーク（２１〜２４）中を移動するとき、ホーム・エージェントが、静的なＩＰホーム・アドレスに一時的なＩＰ気付けアドレスを動的に割り当て、前記動的な気付けアドレスが、前記モバイル・ノード（１０）のトポロジー上現在のネットワーク位置を示し、ＩＰデータ・パケットが、前記モバイル・ノード（１０）の前記ＩＰホーム・アドレスを、前記モバイル・ノード（１０）の前記気付けアドレスに宛先変更されている宛先アドレスとして有し、
   前記モバイル・ノード（１０）のインターフェース管理モジュール（１３４）が、利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）があるかどうか前記モバイル・ノード（１０）をチェックし、前記利用可能かつ構成可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）をもつルックアップ・テーブルを作成し、前記利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）の１つにインターフェース管理モジュール（１３４）自体をリンクし、
   前記モバイル・ノード（１０）の１つまたは複数のＩＰアプリケーション（１１）が、前記モバイル・ノード（１０）中で生成される仮想ＩＰネットワーク・インターフェース（１３３）を介して、前記異種ネットワーク（２１〜２４）にアクセスし、前記生成された恒久的な仮想ＩＰネットワーク・インターフェース（１３３）が、生成された仮想Ｌ３レイヤ及び生成された仮想Ｌ２レイヤからなり、且つ、前記インターフェース管理モジュール（１３４）を介して、前記現在のネットワーク（２１〜２４）にリンクされており、
   前記モバイル・ノード（１０）の前記物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）の変更時に、前記恒久的な仮想ＩＰネットワーク・インターフェース（１３３）の前記ネットワーク（２１〜２４）へのリンクが、前記インターフェース管理モジュール（１３４）を用いて前記ルックアップ・テーブルに基づいて更新される、異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のための方法。
2. 前記インターフェース管理モジュール（１３４）が、利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）があるかどうか前記モバイル・ノード（１０）を定期的にチェックする、請求項１に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のための方法。
3. 前記仮想ＩＰインターフェース（１３３）が、前記インターフェース管理モジュール（１３４）を介して、前記ルックアップ・テーブルの情報に基づいて前記物理インターフェース（１４〜１７）を自動的に変更し更新する、請求項２に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のための方法。
4. 前記インターフェース管理モジュール（１３４）を介して前記物理インターフェース（１４〜１７）を自動的に変更するための基準がユーザによって決定される、請求項３に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のための方法。
5. 前記利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）が動的に構成される、請求項１に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のための方法。
6. 前記利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）が静的に構成される、請求項１に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のための方法。
7. 前記モバイル・ノード（１０）のネットワーク・リンクが中断される場合、発信ＩＰデータ・パケットが、前記モバイル・ノード（１０）のデータ・バッファ（１３３１）にバッファされることにより、前記１つまたは複数のＩＰアプリケーション（１１）の出力データ速度が、前記データ・バッファ（１３３１）を用いて維持され、または特定の変動許容範囲内に保たれる、請求項１に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のための方法。
8. 前記モバイル・ノード（１０）のネットワーク・リンクが中断される場合、発信ＩＰデータ・パケットが、前記モバイル・ノード（１０）のデータ・バッファ（１３３１）にバッファされることにより、前記１つまたは複数のＩＰアプリケーション（１１）の出力データ速度が、前記データ・バッファ（１３３１）を用いて維持され、または特定の変動許容範囲内に保たれる、請求項３に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のための方法。
9. 異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のためのシステムであって、前記システムが、前記モバイル・ノード（１０）が前記異種ネットワーク（２１〜２４）中を移動するとき、静的ＩＰホーム・アドレスに一時的なＩＰ気付けアドレスを動的に割り当てるためのホーム・エージェントを備え、前記動的気付けアドレスが、前記モバイル・ノード（１０）のトポロジー上現在のネットワーク位置を示し、前記ホーム・エージェントが、宛先アドレスとして前記モバイル・ノード（１０）の前記ＩＰホーム・アドレスを有するＩＰデータ・パケットを、前記モバイル・ノード（１０）の前記気付けアドレスに宛先変更し、
   前記モバイル・ノード（１０）が、インターフェース管理モジュール（１３４）を備え、前記インターフェース管理モジュール（１３４）が、利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）があるかどうか前記モバイル・ノード（１０）をチェックするためのユニットと、前記利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）の１つにリンクするためのユニットとを備え、
   前記インターフェース管理モジュール（１３４）が、前記一時的に利用可能かつ構成可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）のルックアップ・テーブルを作成するためのユニットを備え、
   前記モバイル・ノード（１０）が、生成された仮想Ｌ３レイヤ及び生成された仮想Ｌ２レイヤからなり且つ前記インターフェース管理モジュール（１３４）を介して前記現在のネットワーク（２１〜２４）にリンクされる、恒久的に生成された仮想ＩＰネットワーク・インターフェース（１３３）を備え、前記ネットワークへの前記恒久的な仮想ＩＰネットワーク・インターフェース（１３３）の前記リンクが、前記モバイル・ノード（１０）の前記物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）の変更時に、前記インターフェース管理モジュール（１３４）を用いて、前記ルックアップ・テーブルに基づいて更新される、異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のためのシステム。
10. 前記インターフェース管理モジュール（１３４）が、利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）があるかどうか前記モバイル・ノード（１０）を定期的にチェックする、請求項９に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のためのシステム。
11. 前記モバイル・ノード（１０）が、前記物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）が前記ルックアップ・テーブルの情報に基づいて自動的に変更され更新される際に従う基準を含む、請求項１０に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のためのシステム。
12. 前記物理インターフェース（１４〜１７）を自動的に変更するための前記基準がユーザによって決定される、請求項１１に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のためのシステム。
13. 前記モバイル・ノード（１０）が、利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）を動的に構成するためのユニットを備える、請求項９に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のためのシステム。
14. 前記モバイル・ノード（１０）が、利用可能な物理ネットワーク・インターフェース（１４〜１７）を静的に構成するためのユニットを備える、請求項９に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のためのシステム。
15. 前記モバイル・ノード（１０）が、データ・バッファ（１３３１）を備え、前記モバイル・ノード（１０）のネットワーク・リンクが中断される場合、発信ＩＰデータ・パケットが前記データ・バッファ（１３３１）にバッファされることにより、１つまたは複数のＩＰアプリケーション（１１）の出力データ速度が前記データ・バッファ（１３３１）を用いて維持され、または変動許容範囲内に保たれる、請求項９に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のためのシステム。
16. 前記モバイル・ノード（１０）が、データ・バッファ（１３３１）を備え、前記モバイル・ノード（１０）のネットワーク・リンクが中断される場合、発信ＩＰデータ・パケットが前記データ・バッファ（１３３１）にバッファされることにより、１つまたは複数のＩＰアプリケーション（１１）の出力データ速度が前記データ・バッファ（１３３１）を用いて維持され、または変動許容範囲内に保たれる、請求項１１に記載の異種ネットワーク（２１〜２４）中のモバイルＩＰノード（１０）のためのシステム。

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