JP4175855B2 - 移動ネットワークおよびその通信管理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、時や場所に応じて移動する端末の集まりである移動ネットワークが他のサブネットワークへの接続点を変更する際に、移動ネットワーク内の端末が行っている通信を途切れさせることなく継続することができる移動ネットワークおよびその通信管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動端末を収容する複数のサブネットワークが相互に接続されたネットワークにおいて、あるサブネットワークに属する移動端末が、通信中に他のサブネットワークへ移動する際に、移動先のサブネットワーク内で通信を可能とするための端末の位置管理方法にMobile IPv6がある。
【０００３】
図８は、この移動端末の位置管理方法であるMobile IPv6によるＩＰモビリティ・ネットワークの構成を示す模式図である（例えば、非特許文献１参照）。この図８では、移動端末５９９を収容するサブネットワーク５９２〜５９４と、移動端末でない通常端末５９８とが、ＩＰネットワーク５９１を介して相互に接続されている。サブネットワーク５９２には、各サブネットワーク５９２〜５９４によって収容される移動端末のＩＰアドレスを管理するホーム・エージェント５９５が存在し、サブネットワーク５９３，５９４には、アクセス・ルータ５９６，５９７と呼ばれる通信中継装置が存在する。
【０００４】
このようなネットワークにおけるパケットの伝送をスムーズに行うために、各移動端末５９９は、ホーム・エージェント５９５が存在する位置（ホーム・ネットワーク）に対応して、現在の位置に依存しない識別子（ホームＩＰアドレス）を有する。この識別子（ホームＩＰアドレス）は、ホーム・エージェント５９５によって管理される。また、移動端末５９９は、ホーム・エージェント５９５に対してネットワークにおける現在の位置情報を登録しておく。例えば、サブネットワーク５９３内の移動端末５９９がサブネットワーク５９４へ移動した場合には、移動端末５９９は、現在の位置情報を示すサブネットワーク５９４内での気付けアドレスを取得し、この気付けアドレスをホーム・エージェント５９５に通知する。これにより、ホーム・エージェント５９５は、移動端末５９９のホームＩＰアドレスと気付けアドレスとの対応関係を把握するので、例えば、通常端末５９８が移動端末５９９宛のＩＰパケットを送信した場合でも、サブネットワーク５９３，５９４間を移動する移動端末５９９にＩＰパケットを届けることが可能となる。
【０００５】
このサブネットワーク５９３，５９４間を通信しながら移動することができる移動端末５９９の位置管理方法に関するMobile IPv6に対して、移動する端末の集まりであるサブネットワーク（以下、移動ネットワークという）が他のネットワークとの接続点を変更すること、すなわち、移動ネットワークがサブネットワーク間を移動することを可能とするための上記Mobile IPv6に対する拡張が規定されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００６】
図９は、この移動ネットワークを管理することが可能なMobile IPv6のネットワークの構成を示す図である。この図９は、図８の移動端末５９９が、移動ネットワーク５０１に置き換えられたものとなっている。
【０００７】
この図９では、移動ネットワーク５０１は単一の移動ルータ５１０を介してサブネットワーク５９３に接続される。この場合、移動ルータ５１０が、移動ネットワーク５０１内の端末のＩＰアドレスを構成する情報となる移動ネットワークプレフィクス（mobile network prefix）をホーム・エージェント５９５に登録することにより、移動ネットワーク５０１内の端末宛のパケットがホーム・エージェント５９５経由で移動ルータ５１０に転送され、そして移動ルータ５１０から端末５１１〜５１３へ転送されることを可能としている。
【０００８】
【非特許文献１】
David B. Johnson, Charles Perkins and Jari Arkko, 'Mobility Support in IPv6 <draft-ietf-mobileip-ipv6-17.txt>', ［online］, 1 May 2002, ［平成１４年２月１４日検索］, インターネット＜URL: http://www.potaroo.net/ietf/old-ids/draft-ietf-mobileip-ipv6-17.txt＞
【非特許文献２】
Thierry Ernst, Ludovic Bellier, Alexis Olivereau, Claude Castelluccia and Hong-Yon Lach, 'Mobile Networks Support in Mobile IPv6 (Prefix Scope Binding Updates) <draft-ernst-mobileip-v6-network-03.txt>', ［online］, 22 June 2001, ［平成１４年２月１４日検索］, インターネット＜URL: http://www.inrialpes.fr/planete/people/ernst/Documents/draft-ernst-mobileip-v6-network.txt＞
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のMobile IPv6による移動端末５９９の位置管理方法では、移動端末５９９に対するサブネットワーク５９３，５９４間の移動における位置管理方法と経路制御方法については規定されているが、複数の端末５１１〜５１３が集まった集合体である移動ネットワーク５０１に対する、サブネットワーク５９３，５９４間の移動における位置管理方法と経路制御方法については、十分に考慮されていないという問題点があった。また、上述した非特許文献２では、移動ネットワーク５０１と他のサブネットワーク５９３，５９４との接続を行う移動ルータ５１０が単一の場合であることを想定しており、複数の移動ルータを介して他のサブネットワーク５９３，５９４との接続が可能である場合に、どの移動ルータを用いてデータ（パケット）の送受信を行うのかなどの制御が明らかでないという問題点があった。
【００１０】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、複数の移動ルータを備える移動ネットワークにおいて、複数の接続点を介して他のネットワークと接続される可能性のあるときに、どの移動ルータを接続点として通信を行うかを決定して管理すると共に、接続点となる移動ルータ間での効率的なデータ転送を可能とする移動ネットワークおよびその通信管理方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる移動ネットワークは、基幹ＩＰネットワークに接続された複数のサブネットワーク間を移動する移動ネットワークであって、前記移動ネットワークと第１のサブネットワークとを接続する第１の移動ルータと、前記移動ネットワークと第２のサブネットワークとを接続し、前記第２のサブネットワークと接続可能な状態を検知した場合に、前記第２のサブネットワークと第２の移動ルータとの接続を確立するか否かを位置管理装置に問い合わせる第２の移動ルータと、前記問い合せが発生した場合に、前記第１の移動ルータを介した通信条件と、前記第２の移動ルータを介した通信条件とを比較し、通信条件の良い移動ルータをサブネットワークとの接続点として更新し、一の移動ルータのみが前記サブネットワークと接続されるように接続管理制御する接続管理制御手段を有する位置管理装置と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、つぎの発明にかかる通信管理方法は、基幹ＩＰネットワークに接続される複数のサブネットワーク間を移動する移動ネットワークであって、前記移動ネットワークと前記サブネットワークとを接続する複数の移動ルータと、前記複数の移動ルータのうち一の移動ルータのみが前記サブネットワークと接続されるように接続管理制御を行う位置管理装置と、前記移動ルータを介して前記サブネットワークに接続される端末とを備える移動ネットワークに適用される通信管理方法であって、前記移動ネットワークが第１の移動ルータを介して第１のサブネットワークと接続される状態で、第２の移動ルータが、該第２の移動ルータと第２のサブネットワークとが接続可能な状態を検知すると、前記位置管理装置に対して前記第２の移動ルータを介した前記第２のサブネットワークとの接続を確立するか否かを問い合わせる問合わせ工程と、前記位置管理装置が、前記第１の移動ルータを介した通信条件と、前記第２の移動ルータを介した通信条件とを比較し、通信条件の良い移動ルータをサブネットワークとの接続点として更新する移動ルータ更新工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる移動ネットワークおよびその通信管理方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明にかかる移動ネットワークの通信管理方法を実行するためのネットワークシステムの構成を示すブロック図である。このネットワークシステムは、移動しない通常端末２２１や図示しない移動端末を収容するサブネットワーク２０１〜２０４が基幹ＩＰネットワーク１００を介して相互に接続されており、また、サブネットワーク２０１には、移動ネットワーク３０１がさらに移動ルータ３１１を介して接続されている。
【００１５】
サブネットワーク２０１，２０２は、目的とする端末装置にパケットを送信するための転送を行うアクセス・ルータ２１１，２１２と呼ばれる通信中継装置を有し、移動端末を収容する。サブネットワーク２０３は移動端末でない通常端末２２１を収容する。サブネットワーク２０４は、移動端末や移動ルータ３１１，３１２などのノードがサブネットワーク２０１〜２０４間を移動しても通信ができるように、現在の位置に依存しない識別子と、移動先のサブネットワークで取得する識別子とを対応付けて管理するホーム・エージェント２３１を有する。
【００１６】
移動ネットワーク３０１は、複数の移動ルータ３１１，３１２と、端末３１０1〜３１０n（ｎは自然数）と、位置管理装置（図１中ではＭＦＥと表記）３２０とを有し、これらの構成要素が一緒になって移動するネットワークである。この移動ネットワーク３０１として、例えば、飛行機、車、電車、船などの移動体内に構築されたネットワークを想定することができる。
【００１７】
移動ルータ３１１，３１２は、他のサブネットワーク２０１〜２０４との接続を行い、基幹ＩＰネットワーク１００と接続するサブネットワーク２０１〜２０４に収容されるコレスポンデントノード（相手端末）との接続を可能にする。移動ルータ３１１，３１２は、現在の位置に依存しない識別子（以下、ホームネットワークプレフィクスという）と、他のサブネットワーク２０１〜２０４と接続する際に取得する識別子（移動ネットワークプレフィクス）とを有する。なお、図１および後述する図３には、移動ネットワーク３０１内に２つの移動ルータ３１１，３１２が存在する場合が描かれているが、これに限定される趣旨ではなく、３つ以上の移動ルータを有する場合でもよい。
【００１８】
端末３１０1〜３１０nは、移動ルータ３１１，３１２に収容され、移動ルータ３１１，３１２と共に移動する端末である。これらの端末３１０1〜３１０nは、必ずしもそれ自体で移動可能である必要はない。また、端末３１０1〜３１０nは、移動ルータ３１１，３１２の移動ネットワークプレフィクスから移動ネットワーク３０１内でのＩＰアドレス（以下、気付けアドレスという）を作成する。
【００１９】
位置管理装置３２０は、移動ネットワーク３０１内に存在する複数の移動ルータ３１１，３１２のうち１つの移動ルータのみが他のサブネットワーク２０１〜２０４との接続点となるように、各移動ルータ３１１，３１２とサブネットワーク２０１〜２０４との間の接続関係を管理する装置である。すなわち、１つの移動ネットワーク３０１内の２以上の移動ルータ３１１，３１２が、それぞれ異なるサブネットワーク２０１〜２０４と接続することがないように、移動ルータ３１１，３１２の管理を行う装置である。
【００２０】
図２は、位置管理装置の構成を示すブロック図である。位置管理装置３２０は、接続管理制御部３２１と接続変更部３２２とを有する。接続管理制御部３２１は、現在接続点となっている移動ルータでない他の移動ルータから他のサブネットワークと接続を確立するか否かの問合わせを受信した場合に、上記２つの移動ルータの通信条件を比較し、通信条件のよい移動ルータをサブネットワークとの接続点として更新し、一の移動ルータのみがサブネットワークと接続されるように接続管理制御を行う。また、接続変更部３２２は、接続点の変更を行う場合に、現在接続点となっている移動ルータにサブネットワークとの接続削除要求を通知すると共に、新たに接続点となる移動ルータに他のサブネットワークとの接続の確立の登録要求を通知する。
【００２１】
サブネットワーク２０４のホーム・エージェント２３１は、移動ノードのホーム・アドレスと気付けアドレスの組を対応付けして登録するほかに、移動ルータ３１１，３１２のホームネットワークプレフィクスと、移動先のサブネットワーク２０１〜２０４で取得する移動ネットワークプレフィクスの組を対応付けして登録している。すなわち、ホーム・エージェント２３１は、移動ネットワーク３０１内に複数の移動ルータ３１１，３１２が存在する場合であっても、個々の移動ルータ３１１，３１２についてのアドレス情報ではなく、現在あるサブネットワークとの接続点となっている移動ルータのアドレス情報を移動ネットワーク３０１のアドレス情報として登録するだけでよい。これによって、移動ネットワーク３０１内のすべての移動ルータ３１１，３１２についての登録および管理を行う必要がなくなると共に、移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nまたは移動ルータ３１１，３１２が、他の端末と通信しながらサブネットワーク間を移動することが可能となる。
【００２２】
図３は、ホーム・エージェント２３１が有するBinding Cacheの内容の一部を示す図である。この図３に示されるように、移動ルータ３１１，３１２用のBinding Cacheは、移動ルータ３１１，３１２のホームネットワークプレフィクスと、あるサブネットワーク２０１〜２０４に移動ネットワーク３０１が接続されているときの移動ネットワークプレフィクスとが、対応付けられて登録されている。したがって、移動ネットワーク３０１が移動したとしても、このBinding Cacheの内容を参照して、ある端末が、移動ネットワーク３０１内の端末に宛てて送信したパケットを該端末に届けることが可能になる。なお、ホーム・エージェント２３１へのBinding Cacheへの登録は、接続点となる新たな移動ルータからホーム・エージェント２３１へのBinding Updateメッセージを受信した時に行われる。
【００２３】
つぎに、図１に示されるように移動ネットワーク３０１がサブネットワーク２０１と移動ルータ３１１を介して接続されている状態から、図４に示されるように２つのサブネットワーク２０１，２０２と接続可能な状態へと移動する場合について、図５のシーケンスを参照しながら説明する。
【００２４】
最初に、図１の状態にある場合に、移動ルータ３１１が、ホーム・エージェント２３１に対して、ホームネットワークプレフィクスとサブネットワーク２０１のアクセス・ルータ２１１から取得した移動ネットワークプレフィクスを含むBinding Updateメッセージを送信する（ステップＳ１）。ホーム・エージェント２３１は、Binding Updateメッセージによって、移動ネットワーク３０１のホームネットワークプレフィクスに、移動ネットワーク３０１がサブネットワーク２０１のアクセス・ルータ２１１から取得した移動ネットワークプレフィクスを対応付けて登録する。ホーム・エージェント２３１は、このメッセージに対する応答確認であるBinding Acknowledgeメッセージを移動ルータ３１１に対して送信し（ステップＳ２）、移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nは移動ルータ３１１を介して通信可能な状態となる（ステップＳ３）。これによって、ホーム・エージェント２３１は、移動ネットワーク３０１のホームネットワークプレフィクスを用いて移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０n宛に送信されたパケットを、確実に移動後の移動ネットワーク３０１の端末３１０1〜３１０nに送信することができる。
【００２５】
つぎに、図５に示されるように、移動ネットワーク３０１が移動し、サブネットワーク２０１との接続点となっている移動ルータ３１１でない他の移動ルータ３１２が、新しいサブネットワーク２０２と接続可能な状態になったことを認識（検知）すると（ステップＳ１１）、この移動ルータ３１２は位置管理装置３２０に対して問合わせメッセージを送信し、移動ルータ３１２を新たな接続点とする位置登録をホーム・エージェント２３１に行うか否かの確認を行う（ステップＳ１２）。ここで、他の移動ルータ３１２が新しいサブネットワーク２０２と接続可能な状態になったことを認識（検知）する方法として、例えば、新しいサブネットワーク２０２のアクセス・ルータ２１２が所定期間ごとに発信しているRouter Advertisementを受け取ることによって、移動を認識する方法などがある。このRouter Advertisementには、アクセス・ルータ２１２が収容するプレフィクスが含まれているので、移動ルータ３１２が作成する問合わせメッセージには、Router Advertisementから取得した新しいサブネットワーク２０２のプレフィクス（移動ネットワークプレフィクス）が含まれている。
【００２６】
位置管理装置３２０の接続管理制御部３２１は、移動ルータ３１２から問合わせメッセージを受け取ると、問合わせメッセージを送信した移動ルータ３１２の帯域、遅延、コストなどの通信条件を表す設定情報と、現在サブネットワーク２０１と接続している移動ルータ３１１の設定情報とを比較して、移動ネットワーク３０１と他のサブネットワーク２０１，２０２との最適な接続点となるべき移動ルータ３１１，３１２を決定する（ステップＳ１３）。ここでは、位置管理装置３２０の接続管理制御部３２１は、移動ネットワーク３０１の接続点を移動ルータ３１１から移動ルータ３１２へと変更すると決定したものとする。なお、各移動ルータ３１１，３１２の帯域、遅延、コストなどの通信条件を表す設定情報は予め設定されているものである。
【００２７】
つぎに、位置管理装置３２０の接続変更部３２２は、移動ルータ３１２に対してサブネットワーク２０２との接続点として機能するように通知（登録要求）メッセージを送信すると共に（ステップＳ１４）、移動ルータ３１１に対して現在接続しているサブネットワーク２０１との接続点としての機能を解除するように通知（登録削除）メッセージを送信する（ステップＳ１５）。ここで、通知（登録要求）メッセージは、移動ルータ３１２がホーム・エージェント２３１に対して位置登録を行う際に必要となるホーム・エージェント２３１のＩＰアドレスや移動ネットワーク３０１のホームネットワークプレフィクスや移動ネットワークプレフィクスなどの情報を含んでいる。
【００２８】
つぎに、位置登録装置３２０から通知（登録要求）メッセージを受信した移動ルータ３１２は、通知（登録要求）メッセージで示される情報に基づいて、ホーム・エージェント２３１に対して移動ルータ３１２の位置登録のためのBinding Updateメッセージを送信する（ステップＳ１６）。この移動ルータ３１２が、ホーム・エージェント２３１に対して位置登録のためのBinding Updateメッセージを送信する機能が、特許請求の範囲における位置登録手段に相当する。ホーム・エージェント２３１は、Binding Updateメッセージを受信すると、Binding Cache内の移動ネットワーク３０１のホームネットワークプレフィクスに対応して格納されていたサブネットワーク２０１のアクセス・ルータ２１１が収容する移動ネットワークプレフィクスを消去して、新たにサブネットワーク２０２のアクセス・ルータ２１２が収容する移動ネットワークプレフィクスを格納する。
【００２９】
その後、移動ルータ３１２は、ホーム・エージェント２３１からBinding Updateメッセージに対する応答確認であるBinding Acknowledgeメッセージを受信する（ステップＳ１７）。Binding Acknowledgeメッセージを受信した移動ルータ３１２は、位置管理装置３２０に対して位置登録が完了したことを示す通知応答メッセージを送信する（ステップＳ１８）。ここで、通知応答メッセージには、通知（登録要求）メッセージで示された情報に対して変更が必要な情報があれば、該当情報を含む。そして、これ以降、移動ネットワーク３０１は、サブネットワークとの接続点を移動ルータ３１１から移動ルータ３１２へと変更し、この移動ルータ３１２を介して通信が行われる。また、ホーム・エージェント２３１は、移動ネットワーク３０１のホームネットワークプレフィクスと移動ネットワークプレフィクスを用いて移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０n宛に送信されたパケットを、他のサブネットワークに移動した移動ネットワークの端末宛に送信することができる。
【００３０】
一方、ステップＳ１６において、移動ルータ３１２がホーム・エージェント２３１への位置登録に失敗した際には、ステップＳ１８における移動ルータ３１２から位置登録装置３２０へ送信する通知応答メッセージにおいてエラー情報を設定することにより、位置管理装置３２０の接続変更部３２２が別の移動ルータに対して位置登録の要求（通知（登録要求）メッセージ）を送信することを可能とする。
【００３１】
また、位置管理装置３２０から移動ルータ３１１，３１２宛のメッセージである通知（登録要求）メッセージや通知（削除要求）メッセージは、ホーム・エージェント２３１に対して位置登録を行う移動ルータ３１２と、現在ホーム・エージェント２３１に対して位置登録を行っている移動ルータ３１１に対してのみ通知される。すなわち、移動ネットワーク３０１内に移動ルータが３台以上存在する際にも位置管理装置３２０から移動ルータ宛に通知される通知（登録要求）メッセージと通知（削除要求）メッセージは、各々１つの移動ルータに対してのみ通知される。
【００３２】
上述した説明では、ステップＳ１３で、移動ネットワーク３０１の接続点が移動ルータ３１２と決定される場合について説明したが、移動ルータ３１１の帯域、遅延、コストなどの通信条件を表す設定情報と移動ルータ３１２の設定情報との比較において、移動ルータ３１１が接続点として決定される場合には、移動ネットワーク３０１が完全にサブネットワーク２０１の収容する領域から外れ、サブネットワーク２０２の収容する領域内に移動するまで、移動ルータ３１１が接続点として機能する。そして、サブネットワーク２０１の収容する領域外に出てサブネットワーク２０２の収容する領域内に移動した瞬間に、移動ネットワーク３０１はサブネットワーク２０２と移動ルータ３１２を介して接続される。
【００３３】
以上の実施の形態１では、Mobile IPv6への拡張を基に移動ルータ３１１，３１２が移動ネットワーク３０１の移動ネットワークプレフィクスをホーム・エージェント２３１に登録することによって、移動ネットワーク３０１の移動可能性を実現する例について説明したが、この形態に限られるものではない。例えば、Mobile IP（文献「RFC3220 "IP Mobility Support for IPv4, revised"」）を基に移動ネットワークの移動可能性を実現することもできる。この場合には、上述したMobile IPv6の場合と同じように、移動ネットワーク内に位置管理装置を設け、移動ネットワーク内に存在する各移動ルータが位置登録装置に対して問合わせを行い、位置管理装置からの情報に基づいて指示される移動ルータがホーム・エージェントに対して位置登録を行う。
【００３４】
この実施の形態１によれば、複数の移動ルータ３１１，３１２を備える移動ネットワーク３０１において、位置管理装置３２０が他のサブネットワーク２０１〜２０４と接続される移動ルータ３１１，３１２の管理を行うようにしたので、それぞれの移動ルータ３１１，３１２で管理する情報を削減することが可能となる。また、複数の移動ルータ３１１，３１２を介して複数の他のサブネットワーク２０１〜２０４と接続可能である状態においても、どの移動ルータを介して他のサブネットワークと接続すべきであるか、すなわちホーム・エージェント２３１に対して位置登録を行うべき移動ルータを位置管理装置３２０が統一的に管理することによって、移動ルータ間の制御機能が不要となり、効率的な移動ルータの管理を行うことができる。
【００３５】
また、接続点となる移動ルータ３１１が、例えば移動ルータ３１２へ変更される場合に、位置管理装置３２０がそれぞれの移動ルータ３１１，３１２へ接続変更を要求し、移動ルータ３１２がホーム・エージェント２３１に位置登録を行うようにしたので、移動ネットワーク３０１のサブネットワークとの接続点である移動ルータを速やかに、そして通信条件を落とすことなく変更することができるという効果を有する。
【００３６】
実施の形態２．
実施の形態１では、移動ネットワーク３０１の位置管理を行う際に、他のサブネットワーク２０１〜２０４との接続点となる移動ルータ３１１，３１２を選択するための位置管理装置３２０による位置管理方法について述べたが、この実施の形態２では、他のサブネットワーク２０１〜２０４との接続点となる移動ルータ３１１，３１２を切り替えた直後に、移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nから切り替える前の移動ルータ宛に到着するパケットを、新しい移動ルータに転送するための経路制御方法について説明する。
【００３７】
図６は、この発明にかかる移動ネットワークおよび通信管理方法の実施の形態２で使用される位置管理装置の構成を示すブロック図である。この位置管理装置３２０は、実施の形態１の図２の位置管理装置３２０において、移動ルータから転送されたパケットを一時的にバッファリングする格納部３２３と、新たな接続点となる移動ルータの位置登録完了後に格納部３２３にバッファリングしたパケットを新たな接続点となる移動ルータに送信するパケット転送部３２４とをさらに有する構成となっている。
【００３８】
ここで、図１に示されるように移動ネットワーク３０１がサブネットワーク２０１と移動ルータ３１１を介して接続されている状態から、図４に示されるように２つのサブネットワーク２０１，２０２と接続可能な状態へと移動する場合に、端末３１０1〜３１０nの集まりである移動ネットワーク３０１が移動した先で通信を可能とする経路制御方法について、図７のシーケンスを参照しながら説明する。なお、ここで用いられる位置管理装置３２０は図６に示す構成を有するものとする。
【００３９】
実施の形態１の場合と同じように、図１に示される状態では、移動ネットワーク３０１は、移動ルータ３１１を介してサブネットワーク２０１に接続されており、サブネットワーク２０１のアクセス・ルータ２１１から取得した移動ネットワークプレフィクスをホーム・エージェント２３１に登録している。したがって、移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nは移動ルータ３１１を介して他のサブネットワーク２０１〜２０４の収容する端末と通信を行うことが可能な状態となっている。ここで、移動ネットワーク３０１が移動し、図３のように２つのサブネットワーク２０１，２０２と接続可能な状態になると、実施の形態１の図４のステップＳ１１〜Ｓ１６と同じ処理が行われ、移動ネットワーク３０１とサブネットワークとの接続点が、移動ルータ３１１から移動ルータ３１２へと変更されるものとする。すなわち、移動ネットワーク３０１の移動によって移動ルータ３１２が、他のサブネットワーク２０２への接続可能な状態になったことを検出すると、移動ルータ３１２が位置管理装置３２０に対して接続点の変更を行うか否かの問合わせメッセージを送信する。位置管理装置３２０の接続管理制御部３２１はこの問合わせメッセージから、移動ネットワーク３０１の接続点の変更を行うか否かを決定し、変更を行う場合には、位置管理装置３２０の接続変後部３２２は移動ルータ３１２に対しては接続点となるように通知（登録要求）メッセージを送信し、移動ルータ３１１に対しては接続点としての機能を停止するように通知（削除要求）メッセージを送信する。通知（登録要求）メッセージを受信した移動ルータ３１２は、ホーム・エージェント２３１にBinding Updateメッセージを送信して、ホーム・エージェント２３１に移動ルータ３１２が移動ネットワーク３０１の接続点となることを登録する（ステップＳ２１〜Ｓ２５）。
【００４０】
上記のステップＳ２４で、移動ルータ３１１が位置管理装置３２０から通知（削除要求）メッセージを受信した後に、移動ルータ３１１は移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nから移動ネットワーク３０１の外部のサブネットワーク２０１〜２０４に向けて転送すべきパケットを受信することがある（ステップＳ２６）。この場合には、一般に、移動ルータ３１１は通知（削除要求）メッセージの受信によって、サブネットワーク２０１との接続を削除しており、移動ルータ３１１から他のサブネットワーク２０１〜２０４へのパケットの転送が困難な状態にある。そのため、移動ルータ３１１はステップＳ２６において受信した移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nからのパケットを位置管理装置３２０に転送する（ステップＳ２７）。この移動ルータ３１１によるパケットの位置管理装置３２０へ転送する機能が、特許請求の範囲における転送手段に相当する。位置管理装置３２０では、移動ルータ３１１から転送されるパケットを受信した時点で、新しい接続点となる移動ルータ３１２から、後述するステップＳ２９で通知応答を受信するまでの間、受信パケットを格納部３２３にバッファリングする。
【００４１】
位置管理装置３２０が移動ルータ３１１からのパケットの転送を格納部３２３にバッファリングしている間に、移動ルータ３１２がホーム・エージェント２３１からBinding Acknowledgeメッセージを受信すると（ステップＳ２８）、移動ルータ３１２はホーム・エージェント２３１に移動ネットワーク３０１の移動ネットワークプレフィクスが登録されたことを知り、位置管理装置３２０に対して登録が完了したことを示す通知応答メッセージを送信する（ステップＳ２９）。位置管理装置３２０のパケット転送部３２４は、この通知応答メッセージの受信を契機として、移動ルータ３１２へ格納部３２３にバッファリングしていた受信パケットを順に転送する（ステップＳ３０）。
【００４２】
なお、上述した説明では、位置管理装置３２０は移動ルータ３１２からの通知応答メッセージを受信するまでの間、移動ルータ３１１に届いたパケットを格納部３２３にバッファリンクし、通知応答メッセージを受信した後にパケット転送部３２４によって移動ルータ３１２にパケットを転送する構成としたが、移動ルータ３１１から転送されるパケットを受信した時点（ステップＳ２７の時点）で、位置管理装置３２０のパケット転送部３２４は、受信したパケットを新しい移動ルータ３１２に転送するようにしてもよい。
【００４３】
この実施の形態２によれば、移動ネットワーク３０１が新たなサブネットワーク２０２との接続点となる移動ルータ３１２を変更している過程において、変更される前の移動ルータ３１１が他のサブネットワーク２０１〜２０４内の端末に転送すべきパケットを受信した場合に、その受信パケットを位置管理装置３２０に転送し、位置管理装置３２０が新たな接続点となる移動ルータ３１２にパケットを転送するように構成したので、効率的なパケットの転送を実現することが可能となる。また、移動ルータ３１１，３１２間でなされるパケット転送のためのオーバヘッドの削減につながる。さらに、位置管理装置３２０が転送されてきたパケットをバッファリングし、新たな移動ルータ３１２から位置登録完了の通知応答メッセージを受信した後に新たな接続点となる移動ルータ３１２にパケットを転送するようにした場合には、新たな移動ルータ３１２がホーム・エージェント２３１への位置登録に失敗するという事態が発生した場合でも、パケットの転送回数を最小限にとどめることができるという効果を有する。
【００４４】
なお、上述した実施の形態１および２では、位置管理装置３２０を移動ネットワーク３０１内に設けているが、複数存在するうちの１つの移動ルータに位置管理装置３２０の機能を持たせるようにすることも可能である。
【００４５】
このように位置管理装置３２０の機能を、移動ネットワーク３０１内のいずれか１つの移動ルータに持たせることによって、位置管理装置３２０を移動ネットワーク３０１内に設置する必要がなくなり、移動ネットワークの通信管理を実現するシステムの構成を簡略化することが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、複数の移動ルータを備える移動ネットワークにおいて、位置管理装置を備えるように構成したので、複数の移動ルータが複数のサブネットワークと接続可能である状態においても、どの移動ルータをサブネットワークとの接続点とすべきかについて統一的に管理することが可能となり、複数の移動ルータ間での制御機能が不要となり、効率的な移動ルータの管理を行うことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による移動ネットワークの通信管理方法を実行するためのネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】 位置管理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 Binding Cacheの内容の一部を示す図である。
【図４】 移動ネットワークが２つのサブネットワークと接続可能な状態になった場合のネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】 移動ネットワークの位置管理方法の処理手順を示すシーケンスである。
【図６】 位置管理装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 移動ネットワークの経路制御方法の処理手順を示すシーケンスである。
【図８】 複数のサブネットワーク間を移動する移動端末の通信管理方法の従来例を説明するための図である。
【図９】 複数のサブネットワーク間を移動する移動ネットワークの通信管理方法の従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
１００ 基幹ＩＰネットワーク、２０１〜２０４ サブネットワーク、２１１，２１２ アクセス・ルータ、２２１ 通常端末、２３１ ホーム・エージェント、３０１ 移動ネットワーク、３１０1〜３１０n 端末、３１１，３１２ 移動ルータ、３２０ 位置管理装置、３２１ 接続制御管理部、３２２ 接続変更部、３２３ 格納部、３２４ パケット転送部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、時や場所に応じて移動する端末の集まりである移動ネットワークが他のサブネットワークへの接続点を変更する際に、移動ネットワーク内の端末が行っている通信を途切れさせることなく継続することができる移動ネットワークおよびその通信管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動端末を収容する複数のサブネットワークが相互に接続されたネットワークにおいて、あるサブネットワークに属する移動端末が、通信中に他のサブネットワークへ移動する際に、移動先のサブネットワーク内で通信を可能とするための端末の位置管理方法にMobile IPv6がある。
【０００３】
図８は、この移動端末の位置管理方法であるMobile IPv6によるＩＰモビリティ・ネットワークの構成を示す模式図である（例えば、非特許文献１参照）。この図８では、移動端末５９９を収容するサブネットワーク５９２〜５９４と、移動端末でない通常端末５９８とが、ＩＰネットワーク５９１を介して相互に接続されている。サブネットワーク５９２には、各サブネットワーク５９２〜５９４によって収容される移動端末のＩＰアドレスを管理するホーム・エージェント５９５が存在し、サブネットワーク５９３，５９４には、アクセス・ルータ５９６，５９７と呼ばれる通信中継装置が存在する。
【０００４】
このようなネットワークにおけるパケットの伝送をスムーズに行うために、各移動端末５９９は、ホーム・エージェント５９５が存在する位置（ホーム・ネットワーク）に対応して、現在の位置に依存しない識別子（ホームＩＰアドレス）を有する。この識別子（ホームＩＰアドレス）は、ホーム・エージェント５９５によって管理される。また、移動端末５９９は、ホーム・エージェント５９５に対してネットワークにおける現在の位置情報を登録しておく。例えば、サブネットワーク５９３内の移動端末５９９がサブネットワーク５９４へ移動した場合には、移動端末５９９は、現在の位置情報を示すサブネットワーク５９４内での気付けアドレスを取得し、この気付けアドレスをホーム・エージェント５９５に通知する。これにより、ホーム・エージェント５９５は、移動端末５９９のホームＩＰアドレスと気付けアドレスとの対応関係を把握するので、例えば、通常端末５９８が移動端末５９９宛のＩＰパケットを送信した場合でも、サブネットワーク５９３，５９４間を移動する移動端末５９９にＩＰパケットを届けることが可能となる。
【０００５】
このサブネットワーク５９３，５９４間を通信しながら移動することができる移動端末５９９の位置管理方法に関するMobile IPv6に対して、移動する端末の集まりであるサブネットワーク（以下、移動ネットワークという）が他のネットワークとの接続点を変更すること、すなわち、移動ネットワークがサブネットワーク間を移動することを可能とするための上記Mobile IPv6に対する拡張が規定されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００６】
図９は、この移動ネットワークを管理することが可能なMobile IPv6のネットワークの構成を示す図である。この図９は、図８の移動端末５９９が、移動ネットワーク５０１に置き換えられたものとなっている。
【０００７】
この図９では、移動ネットワーク５０１は単一の移動ルータ５１０を介してサブネットワーク５９３に接続される。この場合、移動ルータ５１０が、移動ネットワーク５０１内の端末のＩＰアドレスを構成する情報となる移動ネットワークプレフィクス（mobile network prefix）をホーム・エージェント５９５に登録することにより、移動ネットワーク５０１内の端末宛のパケットがホーム・エージェント５９５経由で移動ルータ５１０に転送され、そして移動ルータ５１０から端末５１１〜５１３へ転送されることを可能としている。
【０００８】
【非特許文献１】
David B. Johnson, Charles Perkins and Jari Arkko, 'Mobility Support in IPv6 <draft-ietf-mobileip-ipv6-17.txt>', ［online］, 1 May 2002, ［平成１４年２月１４日検索］, インターネット＜URL: http://www.potaroo.net/ietf/old-ids/draft-ietf-mobileip-ipv6-17.txt＞
【非特許文献２】
Thierry Ernst, Ludovic Bellier, Alexis Olivereau, Claude Castelluccia and Hong-Yon Lach, 'Mobile Networks Support in Mobile IPv6 (Prefix Scope Binding Updates) <draft-ernst-mobileip-v6-network-03.txt>', ［online］, 22 June 2001, ［平成１４年２月１４日検索］, インターネット＜URL: http://www.inrialpes.fr/planete/people/ernst/Documents/draft-ernst-mobileip-v6-network.txt＞
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のMobile IPv6による移動端末５９９の位置管理方法では、移動端末５９９に対するサブネットワーク５９３，５９４間の移動における位置管理方法と経路制御方法については規定されているが、複数の端末５１１〜５１３が集まった集合体である移動ネットワーク５０１に対する、サブネットワーク５９３，５９４間の移動における位置管理方法と経路制御方法については、十分に考慮されていないという問題点があった。また、上述した非特許文献２では、移動ネットワーク５０１と他のサブネットワーク５９３，５９４との接続を行う移動ルータ５１０が単一の場合であることを想定しており、複数の移動ルータを介して他のサブネットワーク５９３，５９４との接続が可能である場合に、どの移動ルータを用いてデータ（パケット）の送受信を行うのかなどの制御が明らかでないという問題点があった。
【００１０】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、複数の移動ルータを備える移動ネットワークにおいて、複数の接続点を介して他のネットワークと接続される可能性のあるときに、どの移動ルータを接続点として通信を行うかを決定して管理すると共に、接続点となる移動ルータ間での効率的なデータ転送を可能とする移動ネットワークおよびその通信管理方法を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる移動ネットワークは、基幹ＩＰネットワークに接続された複数のサブネットワーク間を移動する移動ネットワークであって、前記移動ネットワークと第１のサブネットワークとを接続する第１の移動ルータと、前記移動ネットワークと第２のサブネットワークとを接続し、前記第２のサブネットワークと接続可能な状態を検知した場合に、前記第２のサブネットワークと第２の移動ルータとの接続を確立するか否かを位置管理装置に問い合わせる第２の移動ルータと、前記問い合せが発生した場合に、前記第１の移動ルータを介した通信条件と、前記第２の移動ルータを介した通信条件とを比較し、通信条件の良い移動ルータをサブネットワークとの接続点として更新し、一の移動ルータのみが前記サブネットワークと接続されるように接続管理制御する接続管理制御手段を有する位置管理装置と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、つぎの発明にかかる通信管理方法は、基幹ＩＰネットワークに接続される複数のサブネットワーク間を移動する移動ネットワークであって、前記移動ネットワークと前記サブネットワークとを接続する複数の移動ルータと、前記複数の移動ルータのうち一の移動ルータのみが前記サブネットワークと接続されるように接続管理制御を行う位置管理装置と、前記移動ルータを介して前記サブネットワークに接続される端末とを備える移動ネットワークに適用される通信管理方法であって、前記移動ネットワークが第１の移動ルータを介して第１のサブネットワークと接続される状態で、第２の移動ルータが、該第２の移動ルータと第２のサブネットワークとが接続可能な状態を検知すると、前記位置管理装置に対して前記第２の移動ルータを介した前記第２のサブネットワークとの接続を確立するか否かを問い合わせる問合わせ工程と、前記位置管理装置が、前記第１の移動ルータを介した通信条件と、前記第２の移動ルータを介した通信条件とを比較し、通信条件の良い移動ルータをサブネットワークとの接続点として更新する移動ルータ更新工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる移動ネットワークおよびその通信管理方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明にかかる移動ネットワークの通信管理方法を実行するためのネットワークシステムの構成を示すブロック図である。このネットワークシステムは、移動しない通常端末２２１や図示しない移動端末を収容するサブネットワーク２０１〜２０４が基幹ＩＰネットワーク１００を介して相互に接続されており、また、サブネットワーク２０１には、移動ネットワーク３０１がさらに移動ルータ３１１を介して接続されている。
【００１５】
サブネットワーク２０１，２０２は、目的とする端末装置にパケットを送信するための転送を行うアクセス・ルータ２１１，２１２と呼ばれる通信中継装置を有し、移動端末を収容する。サブネットワーク２０３は移動端末でない通常端末２２１を収容する。サブネットワーク２０４は、移動端末や移動ルータ３１１，３１２などのノードがサブネットワーク２０１〜２０４間を移動しても通信ができるように、現在の位置に依存しない識別子と、移動先のサブネットワークで取得する識別子とを対応付けて管理するホーム・エージェント２３１を有する。
【００１６】
移動ネットワーク３０１は、複数の移動ルータ３１１，３１２と、端末３１０1〜３１０n（ｎは自然数）と、位置管理装置（図１中ではＭＦＥと表記）３２０とを有し、これらの構成要素が一緒になって移動するネットワークである。この移動ネットワーク３０１として、例えば、飛行機、車、電車、船などの移動体内に構築されたネットワークを想定することができる。
【００１７】
移動ルータ３１１，３１２は、他のサブネットワーク２０１〜２０４との接続を行い、基幹ＩＰネットワーク１００と接続するサブネットワーク２０１〜２０４に収容されるコレスポンデントノード（相手端末）との接続を可能にする。移動ルータ３１１，３１２は、現在の位置に依存しない識別子（以下、ホームネットワークプレフィクスという）と、他のサブネットワーク２０１〜２０４と接続する際に取得する識別子（移動ネットワークプレフィクス）とを有する。なお、図１および後述する図３には、移動ネットワーク３０１内に２つの移動ルータ３１１，３１２が存在する場合が描かれているが、これに限定される趣旨ではなく、３つ以上の移動ルータを有する場合でもよい。
【００１８】
端末３１０1〜３１０nは、移動ルータ３１１，３１２に収容され、移動ルータ３１１，３１２と共に移動する端末である。これらの端末３１０1〜３１０nは、必ずしもそれ自体で移動可能である必要はない。また、端末３１０1〜３１０nは、移動ルータ３１１，３１２の移動ネットワークプレフィクスから移動ネットワーク３０１内でのＩＰアドレス（以下、気付けアドレスという）を作成する。
【００１９】
位置管理装置３２０は、移動ネットワーク３０１内に存在する複数の移動ルータ３１１，３１２のうち１つの移動ルータのみが他のサブネットワーク２０１〜２０４との接続点となるように、各移動ルータ３１１，３１２とサブネットワーク２０１〜２０４との間の接続関係を管理する装置である。すなわち、１つの移動ネットワーク３０１内の２以上の移動ルータ３１１，３１２が、それぞれ異なるサブネットワーク２０１〜２０４と接続することがないように、移動ルータ３１１，３１２の管理を行う装置である。
【００２０】
図２は、位置管理装置の構成を示すブロック図である。位置管理装置３２０は、接続管理制御部３２１と接続変更部３２２とを有する。接続管理制御部３２１は、現在接続点となっている移動ルータでない他の移動ルータから他のサブネットワークと接続を確立するか否かの問合わせを受信した場合に、上記２つの移動ルータの通信条件を比較し、通信条件のよい移動ルータをサブネットワークとの接続点として更新し、一の移動ルータのみがサブネットワークと接続されるように接続管理制御を行う。また、接続変更部３２２は、接続点の変更を行う場合に、現在接続点となっている移動ルータにサブネットワークとの接続削除要求を通知すると共に、新たに接続点となる移動ルータに他のサブネットワークとの接続の確立の登録要求を通知する。
【００２１】
サブネットワーク２０４のホーム・エージェント２３１は、移動ノードのホーム・アドレスと気付けアドレスの組を対応付けして登録するほかに、移動ルータ３１１，３１２のホームネットワークプレフィクスと、移動先のサブネットワーク２０１〜２０４で取得する移動ネットワークプレフィクスの組を対応付けして登録している。すなわち、ホーム・エージェント２３１は、移動ネットワーク３０１内に複数の移動ルータ３１１，３１２が存在する場合であっても、個々の移動ルータ３１１，３１２についてのアドレス情報ではなく、現在あるサブネットワークとの接続点となっている移動ルータのアドレス情報を移動ネットワーク３０１のアドレス情報として登録するだけでよい。これによって、移動ネットワーク３０１内のすべての移動ルータ３１１，３１２についての登録および管理を行う必要がなくなると共に、移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nまたは移動ルータ３１１，３１２が、他の端末と通信しながらサブネットワーク間を移動することが可能となる。
【００２２】
図３は、ホーム・エージェント２３１が有するBinding Cacheの内容の一部を示す図である。この図３に示されるように、移動ルータ３１１，３１２用のBinding Cacheは、移動ルータ３１１，３１２のホームネットワークプレフィクスと、あるサブネットワーク２０１〜２０４に移動ネットワーク３０１が接続されているときの移動ネットワークプレフィクスとが、対応付けられて登録されている。したがって、移動ネットワーク３０１が移動したとしても、このBinding Cacheの内容を参照して、ある端末が、移動ネットワーク３０１内の端末に宛てて送信したパケットを該端末に届けることが可能になる。なお、ホーム・エージェント２３１へのBinding Cacheへの登録は、接続点となる新たな移動ルータからホーム・エージェント２３１へのBinding Updateメッセージを受信した時に行われる。
【００２３】
つぎに、図１に示されるように移動ネットワーク３０１がサブネットワーク２０１と移動ルータ３１１を介して接続されている状態から、図４に示されるように２つのサブネットワーク２０１，２０２と接続可能な状態へと移動する場合について、図５のシーケンスを参照しながら説明する。
【００２４】
最初に、図１の状態にある場合に、移動ルータ３１１が、ホーム・エージェント２３１に対して、ホームネットワークプレフィクスとサブネットワーク２０１のアクセス・ルータ２１１から取得した移動ネットワークプレフィクスを含むBinding Updateメッセージを送信する（ステップＳ１）。ホーム・エージェント２３１は、Binding Updateメッセージによって、移動ネットワーク３０１のホームネットワークプレフィクスに、移動ネットワーク３０１がサブネットワーク２０１のアクセス・ルータ２１１から取得した移動ネットワークプレフィクスを対応付けて登録する。ホーム・エージェント２３１は、このメッセージに対する応答確認であるBinding Acknowledgeメッセージを移動ルータ３１１に対して送信し（ステップＳ２）、移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nは移動ルータ３１１を介して通信可能な状態となる（ステップＳ３）。これによって、ホーム・エージェント２３１は、移動ネットワーク３０１のホームネットワークプレフィクスを用いて移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０n宛に送信されたパケットを、確実に移動後の移動ネットワーク３０１の端末３１０1〜３１０nに送信することができる。
【００２５】
つぎに、図５に示されるように、移動ネットワーク３０１が移動し、サブネットワーク２０１との接続点となっている移動ルータ３１１でない他の移動ルータ３１２が、新しいサブネットワーク２０２と接続可能な状態になったことを認識（検知）すると（ステップＳ１１）、この移動ルータ３１２は位置管理装置３２０に対して問合わせメッセージを送信し、移動ルータ３１２を新たな接続点とする位置登録をホーム・エージェント２３１に行うか否かの確認を行う（ステップＳ１２）。ここで、他の移動ルータ３１２が新しいサブネットワーク２０２と接続可能な状態になったことを認識（検知）する方法として、例えば、新しいサブネットワーク２０２のアクセス・ルータ２１２が所定期間ごとに発信しているRouter Advertisementを受け取ることによって、移動を認識する方法などがある。このRouter Advertisementには、アクセス・ルータ２１２が収容するプレフィクスが含まれているので、移動ルータ３１２が作成する問合わせメッセージには、Router Advertisementから取得した新しいサブネットワーク２０２のプレフィクス（移動ネットワークプレフィクス）が含まれている。
【００２６】
位置管理装置３２０の接続管理制御部３２１は、移動ルータ３１２から問合わせメッセージを受け取ると、問合わせメッセージを送信した移動ルータ３１２の帯域、遅延、コストなどの通信条件を表す設定情報と、現在サブネットワーク２０１と接続している移動ルータ３１１の設定情報とを比較して、移動ネットワーク３０１と他のサブネットワーク２０１，２０２との最適な接続点となるべき移動ルータ３１１，３１２を決定する（ステップＳ１３）。ここでは、位置管理装置３２０の接続管理制御部３２１は、移動ネットワーク３０１の接続点を移動ルータ３１１から移動ルータ３１２へと変更すると決定したものとする。なお、各移動ルータ３１１，３１２の帯域、遅延、コストなどの通信条件を表す設定情報は予め設定されているものである。
【００２７】
つぎに、位置管理装置３２０の接続変更部３２２は、移動ルータ３１２に対してサブネットワーク２０２との接続点として機能するように通知（登録要求）メッセージを送信すると共に（ステップＳ１４）、移動ルータ３１１に対して現在接続しているサブネットワーク２０１との接続点としての機能を解除するように通知（登録削除）メッセージを送信する（ステップＳ１５）。ここで、通知（登録要求）メッセージは、移動ルータ３１２がホーム・エージェント２３１に対して位置登録を行う際に必要となるホーム・エージェント２３１のＩＰアドレスや移動ネットワーク３０１のホームネットワークプレフィクスや移動ネットワークプレフィクスなどの情報を含んでいる。
【００２８】
つぎに、位置登録装置３２０から通知（登録要求）メッセージを受信した移動ルータ３１２は、通知（登録要求）メッセージで示される情報に基づいて、ホーム・エージェント２３１に対して移動ルータ３１２の位置登録のためのBinding Updateメッセージを送信する（ステップＳ１６）。この移動ルータ３１２が、ホーム・エージェント２３１に対して位置登録のためのBinding Updateメッセージを送信する機能が、特許請求の範囲における位置登録手段に相当する。ホーム・エージェント２３１は、Binding Updateメッセージを受信すると、Binding Cache内の移動ネットワーク３０１のホームネットワークプレフィクスに対応して格納されていたサブネットワーク２０１のアクセス・ルータ２１１が収容する移動ネットワークプレフィクスを消去して、新たにサブネットワーク２０２のアクセス・ルータ２１２が収容する移動ネットワークプレフィクスを格納する。
【００２９】
その後、移動ルータ３１２は、ホーム・エージェント２３１からBinding Updateメッセージに対する応答確認であるBinding Acknowledgeメッセージを受信する（ステップＳ１７）。Binding Acknowledgeメッセージを受信した移動ルータ３１２は、位置管理装置３２０に対して位置登録が完了したことを示す通知応答メッセージを送信する（ステップＳ１８）。ここで、通知応答メッセージには、通知（登録要求）メッセージで示された情報に対して変更が必要な情報があれば、該当情報を含む。そして、これ以降、移動ネットワーク３０１は、サブネットワークとの接続点を移動ルータ３１１から移動ルータ３１２へと変更し、この移動ルータ３１２を介して通信が行われる。また、ホーム・エージェント２３１は、移動ネットワーク３０１のホームネットワークプレフィクスと移動ネットワークプレフィクスを用いて移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０n宛に送信されたパケットを、他のサブネットワークに移動した移動ネットワークの端末宛に送信することができる。
【００３０】
一方、ステップＳ１６において、移動ルータ３１２がホーム・エージェント２３１への位置登録に失敗した際には、ステップＳ１８における移動ルータ３１２から位置登録装置３２０へ送信する通知応答メッセージにおいてエラー情報を設定することにより、位置管理装置３２０の接続変更部３２２が別の移動ルータに対して位置登録の要求（通知（登録要求）メッセージ）を送信することを可能とする。
【００３１】
また、位置管理装置３２０から移動ルータ３１１，３１２宛のメッセージである通知（登録要求）メッセージや通知（削除要求）メッセージは、ホーム・エージェント２３１に対して位置登録を行う移動ルータ３１２と、現在ホーム・エージェント２３１に対して位置登録を行っている移動ルータ３１１に対してのみ通知される。すなわち、移動ネットワーク３０１内に移動ルータが３台以上存在する際にも位置管理装置３２０から移動ルータ宛に通知される通知（登録要求）メッセージと通知（削除要求）メッセージは、各々１つの移動ルータに対してのみ通知される。
【００３２】
上述した説明では、ステップＳ１３で、移動ネットワーク３０１の接続点が移動ルータ３１２と決定される場合について説明したが、移動ルータ３１１の帯域、遅延、コストなどの通信条件を表す設定情報と移動ルータ３１２の設定情報との比較において、移動ルータ３１１が接続点として決定される場合には、移動ネットワーク３０１が完全にサブネットワーク２０１の収容する領域から外れ、サブネットワーク２０２の収容する領域内に移動するまで、移動ルータ３１１が接続点として機能する。そして、サブネットワーク２０１の収容する領域外に出てサブネットワーク２０２の収容する領域内に移動した瞬間に、移動ネットワーク３０１はサブネットワーク２０２と移動ルータ３１２を介して接続される。
【００３３】
以上の実施の形態１では、Mobile IPv6への拡張を基に移動ルータ３１１，３１２が移動ネットワーク３０１の移動ネットワークプレフィクスをホーム・エージェント２３１に登録することによって、移動ネットワーク３０１の移動可能性を実現する例について説明したが、この形態に限られるものではない。例えば、Mobile IP（文献「RFC3220 "IP Mobility Support for IPv4, revised"」）を基に移動ネットワークの移動可能性を実現することもできる。この場合には、上述したMobile IPv6の場合と同じように、移動ネットワーク内に位置管理装置を設け、移動ネットワーク内に存在する各移動ルータが位置登録装置に対して問合わせを行い、位置管理装置からの情報に基づいて指示される移動ルータがホーム・エージェントに対して位置登録を行う。
【００３４】
この実施の形態１によれば、複数の移動ルータ３１１，３１２を備える移動ネットワーク３０１において、位置管理装置３２０が他のサブネットワーク２０１〜２０４と接続される移動ルータ３１１，３１２の管理を行うようにしたので、それぞれの移動ルータ３１１，３１２で管理する情報を削減することが可能となる。また、複数の移動ルータ３１１，３１２を介して複数の他のサブネットワーク２０１〜２０４と接続可能である状態においても、どの移動ルータを介して他のサブネットワークと接続すべきであるか、すなわちホーム・エージェント２３１に対して位置登録を行うべき移動ルータを位置管理装置３２０が統一的に管理することによって、移動ルータ間の制御機能が不要となり、効率的な移動ルータの管理を行うことができる。
【００３５】
また、接続点となる移動ルータ３１１が、例えば移動ルータ３１２へ変更される場合に、位置管理装置３２０がそれぞれの移動ルータ３１１，３１２へ接続変更を要求し、移動ルータ３１２がホーム・エージェント２３１に位置登録を行うようにしたので、移動ネットワーク３０１のサブネットワークとの接続点である移動ルータを速やかに、そして通信条件を落とすことなく変更することができるという効果を有する。
【００３６】
実施の形態２．
実施の形態１では、移動ネットワーク３０１の位置管理を行う際に、他のサブネットワーク２０１〜２０４との接続点となる移動ルータ３１１，３１２を選択するための位置管理装置３２０による位置管理方法について述べたが、この実施の形態２では、他のサブネットワーク２０１〜２０４との接続点となる移動ルータ３１１，３１２を切り替えた直後に、移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nから切り替える前の移動ルータ宛に到着するパケットを、新しい移動ルータに転送するための経路制御方法について説明する。
【００３７】
図６は、この発明にかかる移動ネットワークおよび通信管理方法の実施の形態２で使用される位置管理装置の構成を示すブロック図である。この位置管理装置３２０は、実施の形態１の図２の位置管理装置３２０において、移動ルータから転送されたパケットを一時的にバッファリングする格納部３２３と、新たな接続点となる移動ルータの位置登録完了後に格納部３２３にバッファリングしたパケットを新たな接続点となる移動ルータに送信するパケット転送部３２４とをさらに有する構成となっている。
【００３８】
ここで、図１に示されるように移動ネットワーク３０１がサブネットワーク２０１と移動ルータ３１１を介して接続されている状態から、図４に示されるように２つのサブネットワーク２０１，２０２と接続可能な状態へと移動する場合に、端末３１０1〜３１０nの集まりである移動ネットワーク３０１が移動した先で通信を可能とする経路制御方法について、図７のシーケンスを参照しながら説明する。なお、ここで用いられる位置管理装置３２０は図６に示す構成を有するものとする。
【００３９】
実施の形態１の場合と同じように、図１に示される状態では、移動ネットワーク３０１は、移動ルータ３１１を介してサブネットワーク２０１に接続されており、サブネットワーク２０１のアクセス・ルータ２１１から取得した移動ネットワークプレフィクスをホーム・エージェント２３１に登録している。したがって、移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nは移動ルータ３１１を介して他のサブネットワーク２０１〜２０４の収容する端末と通信を行うことが可能な状態となっている。ここで、移動ネットワーク３０１が移動し、図３のように２つのサブネットワーク２０１，２０２と接続可能な状態になると、実施の形態１の図４のステップＳ１１〜Ｓ１６と同じ処理が行われ、移動ネットワーク３０１とサブネットワークとの接続点が、移動ルータ３１１から移動ルータ３１２へと変更されるものとする。すなわち、移動ネットワーク３０１の移動によって移動ルータ３１２が、他のサブネットワーク２０２への接続可能な状態になったことを検出すると、移動ルータ３１２が位置管理装置３２０に対して接続点の変更を行うか否かの問合わせメッセージを送信する。位置管理装置３２０の接続管理制御部３２１はこの問合わせメッセージから、移動ネットワーク３０１の接続点の変更を行うか否かを決定し、変更を行う場合には、位置管理装置３２０の接続変後部３２２は移動ルータ３１２に対しては接続点となるように通知（登録要求）メッセージを送信し、移動ルータ３１１に対しては接続点としての機能を停止するように通知（削除要求）メッセージを送信する。通知（登録要求）メッセージを受信した移動ルータ３１２は、ホーム・エージェント２３１にBinding Updateメッセージを送信して、ホーム・エージェント２３１に移動ルータ３１２が移動ネットワーク３０１の接続点となることを登録する（ステップＳ２１〜Ｓ２５）。
【００４０】
上記のステップＳ２４で、移動ルータ３１１が位置管理装置３２０から通知（削除要求）メッセージを受信した後に、移動ルータ３１１は移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nから移動ネットワーク３０１の外部のサブネットワーク２０１〜２０４に向けて転送すべきパケットを受信することがある（ステップＳ２６）。この場合には、一般に、移動ルータ３１１は通知（削除要求）メッセージの受信によって、サブネットワーク２０１との接続を削除しており、移動ルータ３１１から他のサブネットワーク２０１〜２０４へのパケットの転送が困難な状態にある。そのため、移動ルータ３１１はステップＳ２６において受信した移動ネットワーク３０１内の端末３１０1〜３１０nからのパケットを位置管理装置３２０に転送する（ステップＳ２７）。この移動ルータ３１１によるパケットの位置管理装置３２０へ転送する機能が、特許請求の範囲における転送手段に相当する。位置管理装置３２０では、移動ルータ３１１から転送されるパケットを受信した時点で、新しい接続点となる移動ルータ３１２から、後述するステップＳ２９で通知応答を受信するまでの間、受信パケットを格納部３２３にバッファリングする。
【００４１】
位置管理装置３２０が移動ルータ３１１からのパケットの転送を格納部３２３にバッファリングしている間に、移動ルータ３１２がホーム・エージェント２３１からBinding Acknowledgeメッセージを受信すると（ステップＳ２８）、移動ルータ３１２はホーム・エージェント２３１に移動ネットワーク３０１の移動ネットワークプレフィクスが登録されたことを知り、位置管理装置３２０に対して登録が完了したことを示す通知応答メッセージを送信する（ステップＳ２９）。位置管理装置３２０のパケット転送部３２４は、この通知応答メッセージの受信を契機として、移動ルータ３１２へ格納部３２３にバッファリングしていた受信パケットを順に転送する（ステップＳ３０）。
【００４２】
なお、上述した説明では、位置管理装置３２０は移動ルータ３１２からの通知応答メッセージを受信するまでの間、移動ルータ３１１に届いたパケットを格納部３２３にバッファリンクし、通知応答メッセージを受信した後にパケット転送部３２４によって移動ルータ３１２にパケットを転送する構成としたが、移動ルータ３１１から転送されるパケットを受信した時点（ステップＳ２７の時点）で、位置管理装置３２０のパケット転送部３２４は、受信したパケットを新しい移動ルータ３１２に転送するようにしてもよい。
【００４３】
この実施の形態２によれば、移動ネットワーク３０１が新たなサブネットワーク２０２との接続点となる移動ルータ３１２を変更している過程において、変更される前の移動ルータ３１１が他のサブネットワーク２０１〜２０４内の端末に転送すべきパケットを受信した場合に、その受信パケットを位置管理装置３２０に転送し、位置管理装置３２０が新たな接続点となる移動ルータ３１２にパケットを転送するように構成したので、効率的なパケットの転送を実現することが可能となる。また、移動ルータ３１１，３１２間でなされるパケット転送のためのオーバヘッドの削減につながる。さらに、位置管理装置３２０が転送されてきたパケットをバッファリングし、新たな移動ルータ３１２から位置登録完了の通知応答メッセージを受信した後に新たな接続点となる移動ルータ３１２にパケットを転送するようにした場合には、新たな移動ルータ３１２がホーム・エージェント２３１への位置登録に失敗するという事態が発生した場合でも、パケットの転送回数を最小限にとどめることができるという効果を有する。
【００４４】
なお、上述した実施の形態１および２では、位置管理装置３２０を移動ネットワーク３０１内に設けているが、複数存在するうちの１つの移動ルータに位置管理装置３２０の機能を持たせるようにすることも可能である。
【００４５】
このように位置管理装置３２０の機能を、移動ネットワーク３０１内のいずれか１つの移動ルータに持たせることによって、位置管理装置３２０を移動ネットワーク３０１内に設置する必要がなくなり、移動ネットワークの通信管理を実現するシステムの構成を簡略化することが可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、複数の移動ルータを備える移動ネットワークにおいて、位置管理装置を備えるように構成したので、複数の移動ルータが複数のサブネットワークと接続可能である状態においても、どの移動ルータをサブネットワークとの接続点とすべきかについて統一的に管理することが可能となり、複数の移動ルータ間での制御機能が不要となり、効率的な移動ルータの管理を行うことができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による移動ネットワークの通信管理方法を実行するためのネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】 位置管理装置の構成を示すブロック図である。
【図３】 Binding Cacheの内容の一部を示す図である。
【図４】 移動ネットワークが２つのサブネットワークと接続可能な状態になった場合のネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図５】 移動ネットワークの位置管理方法の処理手順を示すシーケンスである。
【図６】 位置管理装置の構成を示すブロック図である。
【図７】 移動ネットワークの経路制御方法の処理手順を示すシーケンスである。
【図８】 複数のサブネットワーク間を移動する移動端末の通信管理方法の従来例を説明するための図である。
【図９】 複数のサブネットワーク間を移動する移動ネットワークの通信管理方法の従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
１００ 基幹ＩＰネットワーク、２０１〜２０４ サブネットワーク、２１１，２１２ アクセス・ルータ、２２１ 通常端末、２３１ ホーム・エージェント、３０１ 移動ネットワーク、３１０1〜３１０n 端末、３１１，３１２ 移動ルータ、３２０ 位置管理装置、３２１ 接続制御管理部、３２２ 接続変更部、３２３ 格納部、３２４ パケット転送部。
Claims (12)
- 基幹ＩＰネットワークに接続された複数のサブネットワーク間を移動する移動ネットワークであって、
前記移動ネットワークと第１のサブネットワークとを接続する第１の移動ルータと、
前記移動ネットワークと第２のサブネットワークとを接続し、前記第２のサブネットワークと接続可能な状態を検知した場合に、前記第２のサブネットワークと第２の移動ルータとの接続を確立するか否かを位置管理装置に問い合わせる第２の移動ルータと、
前記問い合せが発生した場合に、前記第１の移動ルータを介した通信条件と、前記第２の移動ルータを介した通信条件とを比較し、通信条件の良い移動ルータをサブネットワークとの接続点として更新し、一の移動ルータのみが前記サブネットワークと接続されるように接続管理制御する接続管理制御手段を有する位置管理装置と、
を備えることを特徴とする移動ネットワーク。 - 前記位置管理装置は、接続点の変更を行う場合に、前記第１の移動ルータに前記第１のサブネットワークとの接続の削除要求を通知すると共に、前記第２の移動ルータに前記第２のサブネットワークとの接続の確立の登録要求を通知する接続変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の移動ネットワーク。
- 前記移動ルータは、前記位置管理装置から接続の確立の登録要求を受信すると、前記移動ネットワークの基幹ＩＰネットワーク上の位置を管理するホーム・エージェントに対して、前記移動ネットワークの基幹ＩＰネットワーク上の新しい位置を登録し、この登録結果を前記位置管理装置へ通知する位置登録手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の移動ネットワーク。
- 前記移動ルータは、前記サブネットワークとの接続の削除要求を受信後で他の移動ルータの位置登録完了前に受信したパケットを、前記位置管理装置へ転送する転送手段をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の移動ネットワーク。
- 前記位置管理装置は、
前記移動ルータから転送されたパケットを一時的に格納するための格納手段と、
前記他の移動ルータの位置登録完了後に前記格納手段に格納されたパケットを前記他の移動ルータに送信するパケット転送手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の移動ネットワーク。 - 前記位置管理装置は、前記移動ルータから転送されたパケットを、前記他の移動ルータに転送するパケット転送手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の移動ネットワーク。
- 前記位置管理装置の機能が、前記移動ネットワーク内の前記移動ルータのいずれか１つによって実現されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の移動ネットワーク。
- 基幹ＩＰネットワークに接続される複数のサブネットワーク間を移動する移動ネットワークであって、前記移動ネットワークと前記サブネットワークとを接続する複数の移動ルータと、前記複数の移動ルータのうち一の移動ルータのみが前記サブネットワークと接続されるように接続管理制御を行う位置管理装置と、前記移動ルータを介して前記サブネットワークに接続される端末とを備える移動ネットワークに適用される通信管理方法であって、
前記移動ネットワークが第１の移動ルータを介して第１のサブネットワークと接続される状態で、第２の移動ルータが、該第２の移動ルータと第２のサブネットワークとが接続可能な状態を検知すると、前記位置管理装置に対して前記第２の移動ルータを介した前記第２のサブネットワークとの接続を確立するか否かを問い合わせる問合わせ工程と、
前記位置管理装置が、前記第１の移動ルータを介した通信条件と、前記第２の移動ルータを介した通信条件とを比較し、通信条件の良い移動ルータをサブネットワークとの接続点として更新する移動ルータ更新工程と、
を含むことを特徴とする通信管理方法。 - 前記移動ルータ更新工程で、前記位置管理装置が前記第２の移動ルータを前記第２のサブネットワークとの接続点として更新した場合に、
前記位置管理装置が、前記第１の移動ルータに前記第１のサブネットワークとの接続の削除要求を通知すると共に、前記第２の移動ルータに前記第２のサブネットワークとの接続の確立の登録要求を通知する接続変更工程と、
前記第２の移動ルータが、前記移動ネットワークの基幹ＩＰネットワーク上の位置を管理するホーム・エージェントに対して、前記移動ネットワークの基幹ＩＰネットワーク上の新しい位置を登録する位置登録工程と、
前記第２の移動ルータが、前記位置管理装置へ位置登録の完了を通知する登録完了通知工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の通信管理方法。 - 前記接続変更工程後で前記登録完了通知工程前に、前記移動ネットワーク内の端末から前記第１の移動ルータ宛にパケットが送信された場合に、前記第１の移動ルータは、前記端末からのパケットを前記位置管理装置に転送し、前記位置管理装置は、転送された前記パケットを一時的に格納し、前記登録完了通知工程で前記第２の移動ルータから前記位置登録完了通知を受信した後に、前記第２の移動ルータに一時的に格納した前記パケットを転送することを特徴とする請求項９に記載の通信管理方法。
- 前記接続変更工程後で前記登録完了通知工程前に、前記移動ネットワーク内の端末から前記第１の移動ルータ宛にパケットが送信された場合に、前記第１の移動ルータは、前記端末からのパケットを前記位置管理装置に転送し、前記位置管理装置は、転送された前記パケットをさらに前記第２の移動ルータに転送することを特徴とする請求項９に記載の通信管理方法。
- 前記位置管理装置の機能は、前記移動ネットワーク内の前記移動ルータのいずれか１つによって実現されることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の通信管理方法。
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