JP4351101B2

JP4351101B2 - ホームエージェント装置及びモバイルノードの位置情報の登録方法

Info

Publication number: JP4351101B2
Application number: JP2004100090A
Authority: JP
Inventors: 克典高橋; 啓輔崎谷; 浩行大西; 昌也田中; 知己高橋; 和彦鈴木; 啓之佐藤
Original assignee: NEC Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Hitachi Communication Technologies Ltd
Current assignee: NEC Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Hitachi Communication Technologies Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005286848A

Description

本発明は、ホームエージェント装置及びモバイルノードの位置情報の登録方法に係り、特に、ホームリンク以外に存在する移動ノード(ＭＮ：Mobile Node）の位置情報の更新を効率的に行うことを可能にしたホームエージェント装置及びモバイルノードの位置情報の登録方法に関する。

現在、ＩＥＴＦ(Internet Engineering Task Force)は、Mobile IPv6の仕様を検討している。この仕様については、非特許文献１に記載されて知られている。

一般に、Mobile IPv6の網は、移動ノード（ＭＮ：Mobile Node）、ホームエージェント（ＨＡ：Home Agent）、通信相手（ＣＮ：Correspondent Node）を構成要素として含んで構築されている。

ＭＮには、移動しても変わることのない一意のＩＰアドレス（ホームアドレス）が付与されている。通常、ホームアドレスと同一のプレフィックスを持つリンクをホームリンクと呼び、ＨＡは、ホームリンク以外に存在するＭＮの位置情報（Binding Cache)を管理している。

ＭＮは、ホームリンク以外のリンク（在圏リンクという）において、気付アドレス（Care of Address、以下、ＣｏＡという）を取得する。そして、ホームリンク以外に存在するＭＮは、在圏リンクに存在するルータが定期的に送信するルータ広告を受信し、受信したルータ広告からホームアドレスとは異なるプレフィックスを検出することにより自ＭＮの移動を検知してＣｏＡを生成し、ＨＡにホームアドレスとＣｏＡとの対応情報を登録する。

ＭＮは、Home Agent Address Discovery機能（ＨＡアドレス発見機能）を備えて、ＨＡのＩＰアドレスを動的に検索してもよい。この場合、まず、ＭＮは、ホームリンクのプレフィックスからMobile IPv6 Home-Agents Anycast Address を作成する。そして、ＭＮは、前述のアドレス宛にＨＡアドレス発見要求（ICMP Home Agent Address Discovery Request)を送信する。この要求信号は、ホームリンクのいずれかのＨＡに受信される。この要求信号を受信したＨＡは、ＭＮに対してＨＡの情報を含むＨＡアドレス発見応答（ICMP Home Agent Address Discovery Reply)を送信する。ＭＮは、この応答信号からＨＡの情報を取り出し、ＨＡのアドレスを取得し、取得したＨＡのアドレスに対して位置登録信号（Binding Update）を送信する。

ＨＡは、前述の位置登録信号（Binding Update）を受信した際、ＭＮのホームアドレスをターゲットにした Neighbor Solicitationを送信し、一定時間内に同一リンク層からの対応する応答(Neighbor Advertisement)がなければ、同一のリンク層内に該当ホームアドレスを使用している端末はないと判断し、ＭＮの位置情報をBinding Cache に格納する。一方、同一リンク層から対応する応答があった場合は、同一リンク層内で既に前述のアドレスが使用されていることを示すため、Binding Cache の作成を拒否する。これを重複アドレス発見と呼ぶ。

次に、ＨＡは、ＭＮのプロキシとして動作するため、ＭＮの代わりにNeighbor Advertisementをホームリンクのall-nodes multicast アドレス宛に送信する。このNeighbor Advertisementを受信したノードは、Neighbor Cacheに、ＭＮのホームアドレスとＨＡのリンクレイヤアドレスとの対応情報を格納する。これにより、ＨＡは、ＭＮのホームアドレス宛に送信されたパケットを捕捉することが可能となる。

Mobile IPv6 は、ホームリンク以外に存在するＭＮに対して、ホーム網のプレフィックス情報を通知する機能を備える。例えば、ホーム網がプレフィックスを変更する場合、ＨＡは、Binding Cache を参照して位置登録中のＭＮにプレフィックス情報を通知（Mobile Prefix Advertisement)する。ＭＮは、ＨＡにプレフィックス情報を要請（Mobile Prefix Solicitation）してもよい。

また、ＩＰ網上のセキュリティを実現する技術として、IP Security Protocol（IPsec)と呼ばれる技術が注目されている。IPsec は、暗号化技術や認証技術を使用して、ＩＰパケットを安全に運ぶ技術である。Mobile IPv6 は、ＭＮがＨＡに送信する位置登録信号にIPsec を適用する（Ref. draft-ietf-mobileip-mipv6-ha-ipsec-01.txt、 Work in Progress)。

IPsec は、IPsec を適用する装置の間にＳＡ（Security Association）を生成することによってセキュリティ機能を提供する。IPsec を適用する装置は、ＳＰＤ（Security Policy Database）とＳＡＤ（Security Assosiation Database)とを備えて構成される。

ＳＰＤは、パケットの処理方法を規定し、ＳＡＤは、IPsec 適用装置が保持するＳＡのリストである。ＳＡは、ＳＰＩ(Seculity Parameters Index）で識別される。

ＳＡの生成方法には、手動により生成する方法と自動生成する方法とがある。ＩＫＥ(Internet Key Exchange）は、ＳＡを自動生成・管理するプロトコルである。ＩＫＥは、Proposal交換機能と、秘密対称鍵を生成する機能と、ＩＫＥ通信相手の認証機能とを用いてＳＡを自動生成する。

ＩＫＥ通信相手の認証方式には、Pre-Shared Key認証方式、公開鍵暗号認証方式、デジタル署名認証方式等が規定されている。デジタル署名認証方式は、通信相手毎に事前に鍵情報等を共有する必要がないため、拡張性が高い。デジタル署名認証方式は、ＣＡ(Certification Authority）が発行する公開鍵証明書を使用する。公開鍵証明書のフォーマットは、X.509 により規定されている。

ＣＭＰ(Certificate Managemnet Protocol）は、電子証明書を発行・管理するプロトコルであり、IETF RFC2510で規定されており、トランスポートプロトコルとして、ＨＴＴＰ(HyperText Transfer Protocol）やＴＣＰ(Transmission Control Protocol）を利用する。

一方、Mobile IPv6 をベースに局所的な移動管理を行う技術として、Hierarchical Mobile IPv6 mobility management (HMIPv6) (Ref. draft-ietf-mobileip-hmipv6-07.txt、Work in Progress)が提案されている。

HMIPv6は、ＨＡとＭＮとの間にＭＡＰ(Mobile Anchor Point）を備える。ＭＮは、ＡＲ(Access Router）からＭＡＰオプションを含むルータ広告を受信して、ＭＡＰのＩＰアドレスを取得し、地域気付アドレス（Regional Core of Address : ＲＣｏＡ)とリンク気付アドレス（On-link ＣｏＡ: ＬＣｏＡ）とを生成する。HMIPv6対応ＭＮは、ＭＡＰとＨＡとに位置登録を行う。ＭＡＰは、ＭＮのＲＣｏＡとＬＣｏＡのバインディング情報とを管理し、ＨＡは、ＭＮのホームアドレスとＲＣｏＡのバインディング情報とを管理する。ＭＮが、ＭＡＰ内で移動した場合、ＭＮは、ＭＡＰの位置情報のみを更新する。

また、ＩＥＴＦは、IPv6 Prefix Delegation Options for DHCPv6 (以下、DHCP-PD という)(draft-ietf-dhc-dhcpv6-opt-prefix-delegation-01.txt、Work in Progress)を検討している。DHCP-PD は、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol )を活用して、アドレス割当側からサイトにIPv6プレフィックス（群）を割り当てる機能である。

DHCP-PD は、Delegating RouterとRequesting Routerとを構成要素として有して構築されている。Requesting Router は、Delegating Router にIPv6プレフィックス（群）の割り当てを要求し、Delegating Router は、IPv6プレフィックス（群）を選択して、それをRequesting Router に送信する。DHCP-PD は、例えば、ＩＳＰ(Internet Service Provider）が加入者にPrefixを割り当てるとき利用される。
Mobility Support in IPv6 <draft-ietf-mobileip-ipv6-22.txt>、 Work in Progress

前述で説明したＨＡは、重複アドレス発見処理と、ＭＮのプロキシとしての動作とをホームリンクに対して行うが、重複アドレス発見の処理が一定時間Neighbor Advertisementを待ち、応答がなければBinding Updateを受理するという処理動作であるため、Binding Update処理時間が長くなり、ＭＮの移動検知から実際に通信が開始されるまで時間がかかるという問題点を有している。

本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、物理的にホームリンクに接続されていないＨＡでの、ＭＮの移動検知から実際に通信が開始されるまで時間を短縮することができるようにしたＨＡ及びモバイルノードの位置情報の登録方法を提供することにある。

本発明によれば前記目的は、リンク層に接続する２以上のインタフェースと、それらインタフェースにIPv6アドレスを付与する機能とを備えるホームエージェント装置において、前記インタフェースが物理的にネットワークに接続されているか否かを判別する判別機能と、前記２以上のインタフェースのうち１つ以上をMobileIPv6のホーム網へのインタフェースとして動作させる機能とを備え、モバイルノードから位置登録信号を受信し、前記判別機能がホーム網へのインタフェースとして動作させているインタフェースが物理的にホーム網に接続されていないと判断したとき、前記インタフェースに対する代理近隣通知及び重複アドレス発見の処理を実行することなく、前記モバイルノードの位置情報を登録することにより達成される。

また、前記目的は、リンク層に接続する２以上のインタフェースと、それらインタフェースにIPv6アドレスを付与する機能とを備えるホームエージェント装置におけるモバイルノードの位置情報の登録方法において、前記２以上のインタフェースのうち１つ以上をMobileIPv6のホーム網へのインタフェースとして動作させ、モバイルノードから位置登録信号を受信したとき、ホーム網へのインタフェースとして動作させているインタフェースが物理的にホーム網に接続されているか否かを判定し、接続されていないと判断したとき、前記インタフェースに対する代理近隣通知及び重複アドレス発見の処理を実行することなく、前記モバイルノードの位置情報を登録することにより達成される。

本発明によれば、物理的にホームリンクに接続されていないＨＡでの、ＭＮの移動検知から実際に通信が開始されるまで時間を短縮することができる。

以下、本発明によるホームエージェント装置（ＨＡ）の実施形態を図面により詳細に説明する。ここで説明する本発明の実施形態は、Mobile IPv6 対応の移動ノード（ＭＮ）がホームリンク（以下、ホーム網）以外の網（以下、在圏網）に存在するときのＭＮの位置登録方法についてを、代表的な例として挙げたものである。

図１は本発明の実施形態によるＨＡを備えて構成される通信網の構成例を示すブロック図である。図１において、１はＨＡ、２ａ、２ｂは通信装置（ゲートウェイ：ＧＷ）、３はＭＮ、４ａ、４ｂは在圏網、５ａ〜５ｄはルータ、６はホーム網、７はＩＰ網である。

本発明の実施形態によるＨＡを備える通信網は、ＭＮ３が所属するホーム網６とＩＰ網７と在圏網４ａ、４ｂとから構成される。図示通信網において、ホーム網６、ＩＰ網７、及び、在圏網４ａ、４ｂは、IPv6網である。ＭＮ３は、Mobile IPv6 対応移動ノード（ＭＮ）である。在圏網４ａ、４ｂとＩＰ網７とは、通信装置２ａ、２ｂを介して接続され、ＩＰ網７とホーム網６とは、ＨＡ１を介して接続される。在圏網４ａ、４ｂは、それぞれ、通信装置２ａ、２ｂと、ルータ５ａ及び５ｂ、５ｃ及び５ｄとを備えて構成される。通信装置２ａ、２ｂは、ルータ５ａ及び５ｂ、５ｃ及び５ｄとのインタフェースと、ＩＰ網７とのインタフェースを備えている。

前述した通信網は、ＨＡ１に物理的に接続されているホーム網６が存在し、ＭＮ３はＨＡ１またはホーム網６に所属している。前述のような構成の通信網の中をＭＮ３が、在圏網４ａ、４ｂ等に移動し他場合、従来技術で説明したように、ＭＮは、気付アドレス（ＣｏＡ）を取得し、ＨＡにホームアドレスとＣｏＡとの対応情報としての位置登録信号を送信する。ＨＡ１は、ＭＮ３からの位置登録信号を受信した際に、重複アドレス発見の処理を行うことになる。

ところで、ＨＡには、必ずしもホーム網が物理的に接続されているとは限らず、所属するＭＮの位置情報の管理は行っているが、ホーム網には接続されていないＨＡも存在する。図１に対応してみれば、ＨＡ１にホーム網６が接続されていない（ホーム網６そのものが存在しない）構成の通信網である。本発明は、このようなホーム網６が接続されていないＨＡに関するものである。

図２は本発明の一実施形態によるＨＡ１の内部のハードウェア構成の例を示すブロック図である。図２において、２０１は筐体、２０２はメモリ、２０３はＣＰＵ、２０４はバス、２０５、２０７はインタフェース（ＩＦ）装置である。

ＨＡ１は、筐体２０１内に、メモリ２０２、ＣＰＵ２０３、図１に示すＩＰ網７への接続路２０６を持つＩＦ２０５、図１に示すホーム網６への接続路２０８を持つＩＦ２０７がバス２０４で接続されて構成されている。

図３は本発明の一実施形態によるＨＡ１のソフトウェア構成とハードウェア構成との対応例を示す図である。

ソフトウェアは、ハードウェアであるＩＦ２０５、ＩＦ２２０７のドライバ機能を実現するＩＦ１ドライバ部、ＩＦ２ドライバ部と、MobileIPv6処理部とにより構成される。また、ＩＦ１ドライバ部、ＩＦ２ドライバ部とは別に、仮想的なＩＦを表す仮想ドライバ部を保持してもよい。これらのソフトウェアは、メモリ２０２内に格納されたプログラムをＣＰＵ２０３が実行することにより実現され、ＩＦ１ドライバ部、ＩＦ２ドライバ部は、MobileIPv6処理部が制御、監視する。

図４は本発明の実施形態によるＨＡでのＭＮからBinding Updateを受信した際の処理動作を接続するフローチャートであり、次に、これについて説明する。

（１）ＨＡは、ＭＮからBinding Updateを受信すると、受信したBinding Update信号の正当性を判定し、正当なBinding Updateでなかった場合、ノット・アクノレッジを含むBinding Acknowledge 信号をＭＮに送信して、ここでの処理を終了する（ステップ４０１、４１０）。

（２）ステップ４０１の判定で、受信したBinding Update信号が正当なものであった場合、Binding Cache の有無を判定し、すでに、Binding Cache があった場合、Binding Cache を更新し、Binding Acknowledge 信号をＭＮに送信して、ここでの処理を終了する（ステップ４０２、４０３、４１０）。

（３）ステップ４０２の判定で、Binding Cache がなかった場合、自ＨＡとホーム網とを接続するＩＦが物理的に接続されているか否かを判定する。この判定は、前述のドライバ部に問い合わせることにより実現可能である（ステップ４０４）。

（４）ステップ４０４の判定で、ホーム網が物理的に接続されていた場合、ホームアドレスを使用して、ホーム網に近隣探索の信号を送信し、一定時間応答を待つ（ステップ４０５、４０６）。

（５）次に、近隣探索に対して、一定時間内にホームアドレスに対応した近隣通知を受信したか否かを判定し、受信していた場合、重複アドレスが発見されたことになるので、ノット・アクノレッジを含むBinding Acknowledge 信号をＭＮに送信して、ここでの処理を終了する（ステップ４０７、４１０）。

（６）ステップ４０７の判定で、一定時間内にホームアドレスに対応した近隣通知を受信した場合、ホームアドレスを使用してホーム網に代理近隣通知を送信し、Binding Cache を生成した後、Binding Acknowledge 信号をＭＮに送信して、ここでの処理を終了する（ステップ４０８〜４１０）。

（７）ステップ４０４の判定で、ホーム網が物理的に接続されていなかった場合、ステップ４０５〜４０８の重複アドレス発見の処理及びＭＮプロキシ処理を行うことなく、Binding Cache を生成した後、Binding Acknowledge 信号をＭＮに送信して、ここでの処理を終了する。なお、この処理は、仮想ドライバ部にホームエージェントアドレスを付与している場合も同様である（ステップ４０９〜４１０）。

前述したように本発明の実施形態によれば、ホーム網が物理的に接続されていないＨＡでの重複アドレス発見の処理及びＭＮプロキシの処理を行うことなく、Binding Cache を生成しているので、Binding Acknowlegde の応答までの処理時間、すなわち、位置情報の更新までの時間を短縮することが可能となり、物理的にホームリンクに接続されていないＨＡでの、ＭＮの移動検知から実際に通信が開始されるまで時間を短縮することができる。

本発明の実施形態によるＨＡを備えて構成される通信網の構成例を示すブロック図である。本発明の一実施形態によるＨＡ１の内部のハードウェア構成の例を示すブロック図である。本発明の一実施形態によるＨＡ１のソフトウェア構成とハードウェア構成との対応例を示す図である。本発明の実施形態によるＨＡでのＭＮからBinding Updateを受信した際の処理動作を接続するフローチャートである。

符号の説明

１ＨＡ
２ａ、２ｂ通信装置（ゲートウェイ：ＧＷ）
３ＭＮ
４ａ、４ｂ在圏網
５ａ〜５ｄルータ
６ホーム網
７ＩＰ網
２０１筐体
２０２メモリ
２０３ＣＰＵ
２０４バス
２０５、２０７インタフェース（ＩＦ）装置

Claims

リンク層に接続する２以上のインタフェースと、それらインタフェースにIPv6アドレスを付与する機能とを備えるホームエージェント装置において、
前記インタフェースが物理的にネットワークに接続されているか否かを判別する判別機能と、前記２以上のインタフェースのうち１つ以上をMobileIPv6のホーム網へのインタフェースとして動作させる機能とを備え、
モバイルノードから位置登録信号を受信し、前記判別機能がホーム網へのインタフェースとして動作させているインタフェースが物理的にホーム網に接続されていないと判断したとき、前記インタフェースに対する代理近隣通知及び重複アドレス発見の処理を実行することなく、前記モバイルノードの位置情報を登録することを特徴とするホームエージェント装置。
リンク層に接続する２以上のインタフェースと、それらインタフェースにIPv6アドレスを付与する機能とを備えるホームエージェント装置におけるモバイルノードの位置情報の登録方法において、
前記２以上のインタフェースのうち１つ以上をMobileIPv6のホーム網へのインタフェースとして動作させ、モバイルノードから位置登録信号を受信したとき、ホーム網へのインタフェースとして動作させているインタフェースが物理的にホーム網に接続されているか否かを判定し、接続されていないと判断したとき、前記インタフェースに対する代理近隣通知及び重複アドレス発見の処理を実行することなく、前記モバイルノードの位置情報を登録することを特徴とするモバイルノードの位置情報の登録方法。