JP4511529B2 - 電気通信システム及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、通信相手ノードを構成する移動通信ユーザ機器と移動ノード間でインターネットパケットを、外部パケットデータ通信ネットワークを介して通信する電気通信システムに関する。特に、本発明は、外部パケットデータ通信ネットワークと移動パケット無線ネットワーク間でインターネットパケットを通信するゲートウェイサポートノードに関する。
一実施の形態においては、ゲートウェイサポートノードは、汎用パケット無線システム（General Packet Radio System：ＧＰＲＳ）ネットワークのＧＰＲＳゲートウェイサポートノード（GPRS Gateway Support Node：ＧＧＳＮ）として知られるゲートウェイを構成する。
汎用パケット無線サービス（General Packet Radio Service：以下、ＧＰＲＳという。）は、例えば、移動機器のグローバルシステム（Global system for Mobiles：以下、ＧＳＭという。）等の第２世代移動無線ネットワーク、又はユニバーサル移動通信システム（Universal Mobile Telecommunications System：以下、ＵＭＴＳという。）等の第３世代移動無線ネットワークを介して、移動通信ユーザ機器に／から効率的にデータパケットを通信するために開発されている。ＧＰＲＳは、例えば、インターネットパケット（ＩＰ）等のデータパケット通信のためのネットワーク及び無線リソースを最適化することを試みるパケット指向サービスをサポートする。ＧＰＲＳは、第２世代又は第３世代移動無線ネットワークの回線交換アーキテクチャに関連する論理アーキテクチャを提供する。
一般的に、ＧＰＲＳネットワークは、他のデータパケット通信ネットワークに接続され、このデータパケット通信ネットワークは、更に他のデータパケット通信ネットワークに接続されていてもよい。以下の説明では、ＧＰＲＳネットワークが接続されているネットワークを、外部ネットワーク（external network）と呼ぶ。移動通信ユーザ機器（mobile communications user equipment：以下、ＵＥという。）と外部ネットワークとの間でデータを通信するＧＰＲＳネットワークは、外部ネットワークと移動通信ユーザ機器間のインタフェースを提供するゲートウェイサポートノード（gateway support node：以下、ＧＧＳＮという。）を備える。また、ＧＰＲＳネットワークは、電気通信ネットワークの無線リソースを制御する無線ネットワークコントローラ（radio network controller：以下、ＲＮＣという。）を用いて、ゲートウェイサポートノードと移動通信ユーザ機器間のデータパケットの通信を制御するサービスサポートノード（service support node：以下、ＳＧＳＮという。）を備える。
インターネットエンジニアリングタスクフォース（Internet Engineering Task Force：ＩＥＴＦ）によって開発されたインターネットプロトコルは、電気通信ネットワークを介してパケットデータを通信する一般的なプロトコルとなっている。インターネットプロトコルのバージョン４（Ｉｐｖ４）は、標準化され、多くの固定ネットワークに普及したが、改良された機能を提供するために、インターネットプロトコルのバージョン６が開発されている。これらの改良の１つとして、ＩＰセッション中に、ホームネットワーク（home network）から移動先ネットワーク（foreign network）に移動した移動ノードに／からインターネットパケットを通信することが可能になった［非特許文献１］。一般的に、後述する経路最適化として知られる処理の後に、それぞれ移動ノード（ＭＮ）を送信元とし、又は移動ノードを宛先として設定されているＩＰデータパケットのヘッダ内の送信元アドレス又は宛先アドレスは、ＭＮのローミングの結果、移動先ネットワークに変更される。
移動ノードは、ＧＰＲＳネットワークに接続されている通信相手ノード（correspondent node：以下、ＣＮという。）とインターネットパケットを通信することができる。この結果、ＧＰＲＳネットワークのＧＧＳＮは、適切なベアラによって、通信相手ノードにインターネットパケットをルーティングするように構成する必要がある。この通信相手ノード自体も移動ノードであってもよい。移動ノードが、セッションの最中に（mid-session）、移動先ネットワークに移動した場合、ＧＧＳＮは、インターネットパケットを、適切なベアラによって、通信相手ノード（移動通信ユーザ機器）にルーティングする必要がある。移動ノードがそのホームネットワークに接続されているときにセッション開始が確立された場合、ＧＧＳＮによって適切なベアラが設定される。したがって、ベアラのこのようなパラメータは、移動ノードのホームアドレスを送信元アドレスとして参照して確立されてしまう。しかしながら、上述したように、インターネットパケットのヘッダの送信元アドレスは、セッション中に、ホームネットワークに接続されていたときの移動ノードのホームアドレスから、移動ノードが移動先ネットワークに移動した後の気付アドレス（care-of-address）に変更される。したがって、何らかの適応化を行わなければ、ＧＧＳＮは、送信元アドレスとして移動ノードの気付アドレスを有するインターネットパケットを、移動ノードのホームアドレス用に確立されたベアラによって、通信相手ノードにルーティングするのではなく、落としてしまう。
そこで、ホップバイホップフィールド（hop-by-hop field）と呼ばれる拡張ヘッダフィールドに移動ノードのホームアドレスを格納する手法が提案されている。これにより、移動ノードのホームアドレスが、適切なベアラが設定された送信元アドレスを提供するので、ＧＧＳＮは、インターネットパケットを、ＧＰＲＳネットワークに接続された通信相手ノード（ＣＮ）にルーティングすることができる適切なベアラを識別することができる。しかしながら、例えばＩｐｖ６等のインターネットプロトコルと、例えばＧＰＲＳ等の汎用パケット無線システムとの間の相互動作を改良するための技術的問題が残っている。
D. Johnson, C. Parkins, J. Arkko,"Mobility in Ipv6", Internet Draft, Internet Engineering Task Force, 20 January 2003. R. Steele, C-C Lee and P. Gould,"GSM, cdmaOne and 3G Systems," published by Wiley International ISBN 0 471 491853
本発明は、通信相手ノードを構成する移動通信ユーザ機器と移動ノード間でインターネットパケットを、外部パケットデータ通信ネットワークを介して通信する電気通信システムを提供する。本発明に係る電気通信システムは、複数のパケットデータベアラを、移動パケット無線ネットワークに接続されたノードに提供する移動パケット無線ネットワークを備える。各ベアラは、インターネットパケットの送信元アドレスに関して定義されており、移動パケット無線ネットワークは、外部パケットデータ通信ネットワークと移動パケット無線ネットワーク間のインタフェースを司るゲートウェイサポートノード（GPRS Gateway Support Node：ＧＧＳＮ）を備える。ＧＧＳＮは、インターネットパケットが、移動ノードの気付アドレスに対する対応付け更新を、移動ノードの第１の送信元アドレスの通信相手ノードに提供するものであるか否かを検出し、インターネットパケットが対応付け更新である場合、気付けアドレスを、移動ノードの正当な宛先アドレスとして登録し、気付アドレスが正当なアドレスである場合、移動ノードの気付アドレスを宛先アドレスとして有する通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、このゲートウェイサポートノードから外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可し、気付アドレスが正当なアドレスでない場合、正当でない宛先アドレスを用いて通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、ブロックする。
本発明の実施の形態は、移動通信ユーザ機器の不正なユーザ（unscrupulous user）が、電気通信ネットワーク、例えばＧＰＲＳネットワーク、又はＧＰＲＳネットワークが接続された他のデータ通信ネットワーク上のリソースを不正に使用しようとする場合に生じる可能性があるサービスの剽窃（theft）に関する技術的問題を解決する。サービスの剽窃は、ユーザが、通信相手ノードとして機能する移動通信ユーザ機器から送信されてきたインターネットパケットの未許可の（unauthorised）宛先アドレスを用いて行われる。未許可のアドレスとは、例えば、ユーザが参加していないＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワーク又は他のネットワーク上のリソースを使用して、インターネットパケットを通信するために用いることができるアドレスである。このようなサービスの剽窃を防止するために、サービスベースローカルポリシ（Service Based Local Policy：以下、ＳＢＬＰという。）機能として知られるＧＧＳＮ内の機密保護機能（security function）を用いて、ゲートを形成し、宛先アドレスが許可されている（authorised）場合、ゲートウェイサポートノードからインターネットパケットを送出することを許可する。
上述のように、Ｉｐｖ６パケットのホップバイホップフィールドである拡張ヘッダフィールドは、移動先ネットワークに移動した移動ノードのホームアドレスを含むように構成されており、したがって、通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットの宛先アドレスとして、気付アドレスを有する。正当なデータパケットを、ゲートウェイサポートノードが接続された隣接する電気通信ネットワークに渡すことを許可するために、ゲートウェイサポートノードは、インターネットパケットヘッダの宛先アドレスフィールドと同様に、ホップバイホップフィールドを調べる。ホップバイホップフィールド又は宛先アドレスフィールドが正当なアドレスを含む場合、インターネットパケットは、ゲートウェイサポートノードを通過して、外部パケットデータ通信ネットワークに送出されることができる。この結果、宛先アドレスフィールドに未許可の宛先アドレスが含まれ、ホップバイホップフィールドに移動ノードのホームアドレスが含まれるように、不正なユーザがインターネットパケットを配置した場合、サービスの剽窃の可能性が高くなるという技術的問題が生じる。このため、ＧＧＳＮのＳＢＬＰ機能は、ホップバイホップフィールドが移動ノードの正当なホームアドレスを含んでいても、宛先アドレスが未許可のアドレスである場合、そのインターネットパケットを除外するように構成する必要がある。
本発明の実施の形態における電気通信システムでは、ゲートウェイサポートノードは、移動ノードの気付アドレスを、その移動ノードのホームアドレスに関連付けて識別するように構成される。気付アドレスは、経路最適化のために必要である対応付け更新メッセージ（binding update message）の受信後に識別される。そして、移動ノードの気付アドレスは、ゲートウェイサポートノードの機密保護機能に利用可能になる。サービス攻撃（service attack）の剽窃が成功する可能性を低減するために、ゲートウェイサポートノードの機密保護機能は、ホップバイホップフィールド内の移動ノードのホームアドレスと、移動ノードの気付アドレスとの両方が正当である場合にのみ、インターネットパケットを通過させること許可するように構成される。この目的で、ゲートウェイサポートノードは、対応付け更新メッセージから供給される気付アドレスを、移動ノードのホームアドレスに関連付けて保存する。
本発明の様々な更なる側面及び特徴は、添付の特許請求の範囲に定義されている。これらの側面には、ゲートウェイサポートノード及びインターネットパケットの通信方法が含まれる。
移動パケット無線ネットワークのアーキテクチャ
データパケット通信をサポートするように構成された移動パケット無線ネットワークの例示的アーキテクチャを図１に示す。このアーキテクチャの詳細は、添付資料１に開示されている。本発明の実施の形態及びこの実施の形態によって提供される利点を明瞭にするために、以下、簡単な説明を行う。図１に示す移動パケット無線ネットワークは、汎用パケット無線システム（General Packet Radio System：ＧＰＲＳ）／ユニバーサル移動通信システム（Universal Mobile Telecommunications System：ＵＭＴＳ）規格に準拠し、インターネットデータパケットを、汎用陸上無線アクセスネットワーク部（Universal Terrestrial Radio Access Network part：ＵＴＲＡＮ）と呼ばれる陸上無線ベアラによって、当該ネットワークに接続されたノードに通信する移動パケット無線ネットワークを提供する。移動パケット無線ネットワークは、外部パケットデータネットワーク（外部ＰＤＮ）２１２と、ＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワークに接続されたノードとの間のインタフェースを提供するゲートウェイサポートノード（GPRS Gateway Support Node：ＧＧＳＮ）１００を備える。これらのノードは、ＵＴＲＡＮの無線インタフェースを介して通信を行うので、通常、移動ノードであってもよい。なお、以下の説明では、移動パケット無線ネットワークに接続された移動通信ユーザ機器（ＵＥ）１１６、１１８を、通信相手ノード（correspondent node）ＣＮと呼ぶ。後述するように、ＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワークは、ＧＧＳＮ１００から通信相手ノードＣＮに、及び通信相手ノードＣＮからＧＧＳＮ１００にインターネットパケットを通信するための複数のパケットデータベアラを提供する。通常、通信相手ノードＣＮからＧＧＳＮ１００によって受信されたパケットは、移動パケット無線ネットワークから外部ＰＤＮ２１２に送出することができる。これらのパケットは、外部ＰＤＮ２１２又は他のネットワークに接続された他のノードに宛てられてもよく、これらのパケットは、外部ＰＤＮ２１２を介して、これらのノードに到着する。
ＩＰ経路最適化
経路最適化は、インターネットプロトコル規格のバージョン６（Ｉｐｖ６）の一部として知られており、ホームネットワークから移動先ネットワークに移動したノードに対して、実行することができる。経路最適化は、ホームネットワークから移動先ネットワークにその所属（affiliation）を変更したノードが、ホームネットワークを介したルーティングを行うことなく、インターネットパケットを、外部パケットデータ通信ネットワークを介してノードに／から通信できるようにするための処理である。以下の説明では、そのホームネットワークから移動先ネットワークに移動することによって所属を変更するノードを、移動ノード（mobile node）と呼ぶ。
インターネットプロトコルにおいて周知のように、互いの間でインターネットパケットを通信するノードは、送信元アドレスだけではなく、宛先アドレスをインターネットパケットヘッダによって提供する。図２は、ＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワーク２６０に接続されている通信相手ノードＣＮと、移動ノードＭＮとの間の経路最適化処理を説明する図である。図２では、通信相手ノードＣＮがＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワーク２６０に所属している間に、通信相手ノードＣＮは、移動ノードＭＮに／からインターネットパケットを通信する。移動ノードＭＮの位置２０２、位置２０４の２つの位置で示すように、最初に、ホームネットワーク２１０を介して通信相手ノードＣＮとインターネットパケットを通信していた移動ノードＭＮは、外部ＰＤＮ２１２に移動する。すなわち、移動ノードＭＮは、最初は、ホームエージェントＨＡを介してインターネットパケットを通信していた。移動ノードＭＮが位置２０２のホームネットワーク２１０から位置２０４の外部ＰＤＮ２１２に移動したとき、Ｉｐｖ４の周知の動作では、インターネットパケットは、ホームエージェントＨＡを介してルーティングしなければならない。すなわち、移動ノードＭＮに送信されるパケットの宛先アドレスは、そのホームアドレスであり、移動ノードＭＮから送信されるパケットの送信元アドレスも、そのホームアドレスである。したがって、インターネットパケットは、ＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワーク２６０を介して通信相手ノードＣＮに／から、外部ＰＤＮ２１２及びホームネットワーク２１０を介してルーティングする必要がある。なお、移動ノードＭＮが移動先ネットワークに移動した後に、ホームエージェントＨＡを介してパケットをルーティングすることは、不必要にネットワークリソースを消費し、更に、インターネットパケットの通信における遅延を増加させることは、言うまでもない。
上述のように、経路最適化は、ホームエージェントＨＡを介することなく、通信相手ノードＣＮと移動ノードＭＮ間でインターネットパケットを通信し、これによって、インターネットパケットを通信するために必要なリソースを低減する処理である。また、これによって、多くの場合、パケット通信における遅延も減少する。
図２及び図３は、後述する本発明の実施の形態を理解する際に有用な経路最適化処理に関連した部分の概要を示している。図３は、経路最適化の前後におけるインターネットパケットヘッダの具体例を示している。図３に示すインターネットパケットヘッダ３００は、位置２０２のホームネットワーク２１０に接続された移動ノードＭＮから、ＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワーク２６０に接続された通信相手ノードＣＮに送信するインターネットパケット（ＩＰ）ヘッダの具体例を示している。インターネットパケットヘッダ３００は、宛先アドレスフィールド３０２内に通信相手ノードＣＮのアドレスを含み、送信元アドレスフィールド３０４内に移動ノードＭＮのホームアドレスを含む。また、インターネットパケットヘッダ３００は、後述するホップバイホップフィールド３０６として知られる更なるフィールドを含む。移動ノードＭＮから通信相手ノードＣＮに通信するためのインターネットパケットヘッダ３００は、ダウンリンクインターネットパケットと呼ばれる。
アップリンク、すなわち通信相手ノードＣＮから移動ノードＭＮへのインターネットパケットヘッダ３１０は、宛先アドレスフィールド３１２内に移動ノードＭＮのホームアドレスを含み、送信元アドレスフィールド３１４内に通信相手ノードＣＮのアドレスを含む。
移動ノードＭＮの所属の変更に基づく経路最適化の後に、移動ノードＭＮは、その新たなアドレスを、通信相手ノードＣＮに知らせる必要がある。新たなアドレス、すなわち移動先ネットワークを介して移動ノードＭＮにアクセスするために用いられるアドレスは、気付アドレス（care-of-address）と呼ばれる。移動ノードＭＮの気付アドレスを、通信相手ノードＣＮに知らせるために、移動ノードＭＮは、対応付け更新（binding update）メッセージを、通信相手ノードＣＮに送信する。
対応付け更新メッセージの具体例を、インターネットパケットヘッダ３２０として図３に示す。従来と同様に、インターネットパケットヘッダ３２０の宛先アドレスフィールド３２２は、通信相手ノードＣＮのアドレスを含み、ところが、送信元アドレスフィールド３２４は、移動ノードＭＮの気付アドレスを用いる。拡張ヘッダフィールド３２６は、値「５」によって、インターネットパケットが対応付け更新を提供することを示す移動ヘッダ（Mobile Header：ＭＨ）タイプを提供する。ペイロードフィールド３２８は、値「０」を含む。対応付け更新のインターネットパケットヘッダ３２０は、移動ノードＭＮから通信相手ノードＣＮに送信される。
対応付け更新に応じて、通信相手ノードＣＮは、データメモリ２２０として図２に示すキャッシュアドレスメモリを更新する。このキャッシュアドレスメモリは、移動ノードＭＮの気付アドレスを、移動ノードＭＮの元のホームアドレスに関連付けて保存する。そして、通信相手ノードＣＮは、対応付け更新確認応答（binding update acknowledgement）を、インターネットパケットヘッダ３３２の形式で送ることによって、対応付け更新のインターネットパケットヘッダ３２０に応答する。対応付け更新確認応答のインターネットパケットヘッダ３３２は、宛先アドレスフィールド３３４内に移動ノードＭＮの気付アドレスを含み、送信元アドレスフィールド３３６内に通信相手ノードＣＮのアドレスを含む。対応付け更新確認応答メッセージは、拡張ヘッダフィールド３３８に示すように、「６」に設定されたＭＨタイプフィールドによって、対応付け更新メッセージから区別される。ここでも、ペイロードフィールド３４０の値は、「０」である。
対応付け更新の後、ダウンリンクのインターネットパケットヘッダ３５０は、今度は、送信元アドレスフィールド３５２に移動ノードＭＮの気付アドレスを含むこととなる。これに対応して、移動ノードＭＮに送信されてくるインターネットパケットのインターネットパケットヘッダ３６０の宛先アドレスフィールドは、移動ノードＭＮの気付アドレスを含む。
通信相手ノード自体がネットワーク内で又は移動先ネットワークに所属を変えると、これに応じて、通信相手ノードＣＮは、対応付け更新を実行する。図２に示すように、移動ノードＭＮのキャッシュアドレスメモリ２３０は、通信相手ノードＣＮのアドレスに関連付けて、通信相手ノードＣＮの気付アドレスを含むように更新され、これにより、その後続のインターネットパケットは、通信相手ノードＣＮのホームアドレスの代わりに、通信相手ノードＣＮの気付アドレスを使用する。
トラヒックフローテンプレート（ＧＧＳＮにおけるＴＦＴベースのパケットフィルタリング）
以下、図２に示すＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワーク２６０の一部を構成する要素を示す図４を用いて、本発明の例示的な実施の形態について説明する。図４には、ゲートウェイサポートノード（gateway support node：以下、ＧＧＳＮという。）４００と、サービスＧＰＲＳサポートノード（Serving GPRS Support Node：以下、ＳＧＳＮという。）４０２と、汎用陸上無線アクセスネットワーク部（Universal Terrestrial Radio Access Network part：以下、ＵＴＲＡＮという。）４０４とが示されている。ＧＧＳＮ４００、ＳＧＳＮ４０２及びＵＴＲＡＮ４０４は、図１に示すように、例えば、通信相手ノードＣＮを構成する移動通信ユーザ機器（移動ＵＥ）４０６に／からデータパケットを通信する移動パケット無線ネットワークの一部を構成している。ＵＴＲＡＮ４０４は、図１に示すように、ＲＮＣと、ノードＢとを含み、移動ＵＥ４０６を有するノードＢによって構成される無線アクセスインタフェースを介してパケットを通信する。
図４は、移動通信ユーザ機器４０６に／からデータパケットを通信するＧＧＳＮ４００、ＳＧＳＮ４０２及びＵＴＲＡＮ４０４内にそれぞれ存在するプロトコルスタックを示している。発明の実施の形態の以下の説明を明瞭にするために、これらのプロトコルスタックについて簡潔に説明する。
ＧＧＳＮ４００は、ＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワーク２６０と、以下の説明では、移動ノードＭＮが移動する移動先ネットワークである外部ＰＤＮ２１２との間のインタフェースを司る。インターネットデータパケットは、物理層Ｌ１／Ｌ２４１０を介して受信され、Ｉｐｖ６に基づいて動作するＧＧＳＮ移動ＩＰ層４１２に供給される。移動先ネットワークである外部ＰＤＮ２１２から受信されたインターネットパケットを通信するために、ＧＰＲＳトンネリングプロトコル層（GPRS Tunnelling Protocol layer：以下、ＧＴＰ−Ｕ層という。）４１４は、インターネットパケットをカプセル化し、ユーザデータグラムプロトコル（User Datagram Protocol layer：以下、ＵＤＰ層という。）４１６と連携して、インターネットプロトコル層（internet protocol layer：以下、ＩＰ層という。）４１８及び物理層Ｌ１／Ｌ２４２０を用いるインタフェースＧｎ／Ｇｐを介して、ＳＧＳＮ４０２にＩＰデータパケットを通信する。これに対応して、ＳＧＳＮ４０２内において、ＩＰデータパケットのルーティング及び配信を提供するために、リンク層Ｌ１／Ｌ２４２２を介して受け取ったＩＰデータパケットは、対応するＩＰ層４２６、ＵＤＰ層４２８及びＧＴＰ−Ｕ層４３０を介して、移動ＩＰ層４２４に供給される。そして、移動ＩＰ層４２４は、ＩＰデータパケットを、ＵＴＲＡＮ４０４内に含まれる適切な無線ネットワークコントローラ（図示せず）にルーティングする。このようにして、ＩＰデータパケットは、更なるＧＴＰ−Ｕ層４４０、ＵＤＰ層４４２及びＩＰ層４４４を通り、リンク層Ｌ１／Ｌ２４４６から、Ｉｕ−ｐｓインタフェースを介して、ＵＴＲＡＮ４０４内の対応するリンク層Ｌ １ ／Ｌ ２ ４５０にトンネリングされる。そして、これに対応して、ＩＰデータパケットは、ＩＰ層４５２、ＵＤＰ層４５４及びＧＴＰ−Ｕ層４５６を介して、移動ＩＰ層（Ｉｐｖ６）４６０にトンネリングされる。インターネットパケットは、対応する適切なノードＢ（図示せず）にルーティングされ、その対応する層が、無線アクセスベアラ層４６２を介して移動通信ユーザ機器４０６にデータパケットを送る。
アップリンク方向においては、すなわち、通信相手ノードＣＮである移動通信ユーザ機器４０６からＧＧＳＮ４００の方向では、インターネットパケットがＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワーク２６０から外部ＰＤＮ２１２に送出されるように、ＧＧＳＮ４００にインターネットパケットをルーティングして戻す、対応したトンネリングが採用される。
また、図４に示すように、ＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワークの要素として、ＧＧＳＮ４００内には、トラヒックフローテンプレートコントローラ（Traffic Flow Template controller：以下、ＴＦＴコントローラという。）４７０と、サービスベースポリシコントローラ（Service Based Policy controller：以下、ＳＢＬＰコントローラという。）４７２とが含まれている。ＴＦＴコントローラ４７０及びＳＢＬＰコントローラ４７２は、後述するように、本発明の実施の形態に基づいて動作し、ＧＧＳＮ４００から移動ＵＥ（ＣＮ）４０６への、及び移動ＵＥ（ＣＮ）４０６からＧＧＳＮ４００への且つ外部ＰＤＮ２１２に向けてのＩＰデータパケットの通信を管理する。
以下の説明において、移動ＵＥ４０６は、図２に示すように、通信相手ノードＣＮを構成し、移動ＵＥ４０６がインターネットデータパケットを受信し、及びインターネットデータパケットを送信するノードは、図２を用いて説明したように、外部ＰＤＮ２１２に移動する移動ノードＭＮを構成する。
本発明の実施の形態を明瞭に説明するために、まず、図４に示すＴＦＴコントローラ４７０の動作について、図５を用いて簡潔に説明する。
トラヒックフローテンプレートコントローラ
図５では、ＴＦＴコントローラの動作を説明するために、図４に示す要素を単純化して表現している。すなわち、図５は、ダウンリンク方向、すなわち、移動ノードＭＮから通信相手ノードＣＮにインターネットパケットをどのように通信するかを説明するために、ＧＧＳＮ４００、ＳＧＳＮ４０２及びＵＴＲＡＮ４０４を単純化して示している。図５に示すように、ＧＧＳＮ移動ＩＰ層４１２内で動作するＴＦＴコントローラ４７０には、送信元アドレスのリスト５０２が供給され、ＴＦＴコントローラ４７０は、このリスト５０２を用いて、インターネットパケットヘッダ内に含まれている送信元アドレスに基づき、ＩＰデータパケットの通信を制御する。ＴＦＴコントローラ４７０は、移動ＵＥ（ＣＮ）４０６内の又は移動ノードＭＮ上のアプリケーションによって起動され、必要な宛先にログオンする処理に類似したパケットデータプロトコルコンテキストアクティブ化（packet data protocol context activation：以下、ＰＤＰコンテキストアクティブ化という。）によって設定された適切なベアラによって、ＩＰデータパケットを通信するように構成されている。
適切なＵＭＴＳベアラを選択するために、ＧＧＳＮ４００は、以下のパラメータに基づいて、トラヒックフローテンプレートを確立する。
・Ｉｐｖ４送信元アドレスタイプ
・Ｉｐｖ６送信元アドレスタイプ
・プロトコル識別子／次のヘッダタイプ
・単一の宛先ポートタイプ
・宛先ポート範囲タイプ
・単一の送信元ポートタイプ
・送信元ポート範囲タイプ
・機密保護周辺インデックスタイプ
・サービスタイプ／トラヒッククラスタイプ
・フローレベルタイプ
マルチメディアセッションのために用いられる各ＰＤＰコンテキストについて、移動端末は、トラヒックフローテンプレートを生成し、これをＧＧＳＮ４００に送信し、ＧＧＳＮ４００は、このトラヒックフローテンプレートを用いて、テンプレートによって提供された情報に基づいて、入力パケットをフィルタリングする。例えば、Ｉｐｖ６の移動ノードＭＮから送信されてきたパケットに対して、通信相手ノードＣＮは、ダウンリンク方向のパケットのＩｐｖ６送信元アドレスとして、移動ノードＭＮのＩＰアドレスを生成するトラヒックフローテンプレートを生成する。
図５に示すように、外部ＰＤＮ２１２から、ダウンリンクを介して受信され、通信相手ノードＣＮである移動通信ユーザ機器４０６に送信されるインターネットパケット５０４は、宛先アドレスフィールド５０６内に通信相手ノードＣＮのアドレスを含むことができる。インターネットパケット５０４は、送信元アドレスフィールド５０８内に移動ノードＭＮのホームアドレスを含むことができる。
実際の動作では、ＴＦＴコントローラ４７０は、リスト５０２に対して、インターネットパケット５０４の送信元アドレスをチェックし、それぞれの通信相手ノードＣＮにインターネットパケットを通信する、このＴＦＴコントローラ内で設定された適切なデータベアラによって、インターネットパケット５０４をルーティングする。ここで、図２に示すように、移動ノードＭＮが、そのホームネットワーク２１０から移動先ネットワークである外部ＰＤＮ２１２に移動した場合の処理について説明する。
図３を用いて説明したように、経路最適化の後に、移動ノードＭＮの送信元アドレスは、移動ノードＭＮの気付アドレスになっている。したがって、経路最適化が実行された後は、インターネットパケット５０４に対応するインターネットパケットヘッダ５１０は、通信相手ノードＣＮである移動通信ユーザ機器４０６に通信するために、移動ノードＭＮからＧＧＳＮ４００に送られる。図５に示すように、移動ノードが外部ＰＤＮ２１２に接続されたときに、移動ノードＭＮから受信されるインターネットパケットヘッダ５１０は、その宛先アドレスフィールド５１２内に通信相手ノードＣＮである移動通信ユーザ機器４０６のホームアドレスを含むが、その送信元アドレスフィールド５１４内に、移動ノードＭＮの気付アドレスを含む。ＴＦＴコントローラ４７２は、送信元アドレスに関するインターネットパケットを通信相手ノードＣＮに搬送するために設定及び定義されたパケットベアラを有する。しかしながら、外部ＰＤＮ２１２に移動した後の移動ノードＭＮから受信されるインターネットパケットヘッダ５１０は、ＧＧＳＮ４００において何らかの適応化を行わない限り、ＴＦＴコントローラ４７０によって認識されず、落とされる。本発明では、このＧＧＳＮ４００の適応化を行う。
経路最適化の後のＧＧＳＮ４００内のＴＦＴコントローラ４７０との間の相互動作の問題を解決する、既に提案されている解決策として、ホップバイホップフィールド５１６として知られている拡張ヘッダフィールド内に、移動ノードＭＮのホームアドレスを含ませる手法がある。ホップバイホップフィールド５１６内に移動ノードＭＮのホームアドレスを含ませることによって、ＴＦＴコントローラ４７０は、通信相手ノードＣＮにインターネットパケットを搬送するために用いるべき適切なベアラを識別することができる。これは、セッション開始の一部として、ＰＤＰコンテキストアクティブ化中に設定されたパケットベアラである。したがって、移動ノードＭＮが、セッションの最中に、移動先ネットワークに移動した場合、そして、ホップバイホップフィールド５１６で移動ノードＭＮのホームアドレスを提供することによって、ＴＦＴコントローラ４７０は、通信相手ノードＣＮである移動通信ユーザ機器４０６にインターネットパケットを搬送するために用いる適切なベアラを識別することができる。また、ホップバイホップフィールド５１６は、ルーティングヘッダタイプ２（Ｉｐｖ６パケットのヘッダの拡張）としても知られている。
要約すれば、ＴＦＴコントローラ４７０は、送信元アドレスフィールド５１４と共に、ホップバイホップフィールド５１６を解析することによって、リスト５０２が移動ノードＭＮのホームアドレスを含んでいるので、通信相手ノードＣＮにインターネットパケットを搬送するための適切なベアラ５２０を識別することができる。なお、ＴＦＴコントローラ４７０が適切なＩＰデータベアラを識別できるようにするために、ホップバイホップフィールド５１６で移動ノードＭＮのホームアドレスを提供することに関しては、技術的問題がある。この問題については次章で説明する。
ＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワークにおけるＩＰマルチメディアサブシステムサービス（IP multimedia subsystem service：以下、ＩＭＳという。）のＳＢＬＰコントローラとの移動Ｉｐｖ６の相互動作
図６は、ダウンリンク通信に関して図５を用いて説明した場合と同様に、通信相手ノードＣＮから移動ノードＭＮへのアップリンクでデータパケットを通信する、図４に示すＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワークの一部の概略を示している。
図６に示すように、ＰＤＰコンテキストアクティブ化を用いて、通信相手ノードＣＮによって開始されたベアラ６００が、移動ノードＭＮへのアップリンク通信に用いられる。アップリンク上でインターネットパケットによって通信されるインターネットパケットヘッダ６０２は、例えば、ベアラ６００によって、ＵＴＲＡＮ４０４を介し、ＳＧＳＮ４０２からＧＧＳＮ４００に、更に外部ＰＤＮ２１２に向けて送信される。なお、ＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワーク内の、更には外部ＰＤＮ２１２内のサービス品質リソースに対する通信相手ノードＣＮ（移動通信ユーザ機器４０６）のアクセスを制限するために、ＳＢＬＰコントローラ４７２がＧＧＳＮ４００内に設けられている。上述のように、ＳＢＬＰコントローラ４７２は、不正なパーティ（unscrupulous party）によるサービス攻撃の剽窃（theft）を防止するために、ポリシ機能を、ポリシ決定点（policy decision point）又はポリシ強制点（policy enforcement point）として生成する。例えば、サービスに参加していない不正なパーティが、ＩＰマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）サービスに対するアクセスを不正に得ようとする場合がある。ＵＭＴＳサービスに対する未許可のアクセスを、サービスの剽窃として行う１つの可能性は、ＧＧＳＮ４００によって知られていない又は許可されていない送信元又は宛先に関連した未許可のアドレスを用いることであるが、剽窃を防止するために、ホップバイホップフィールド３０６で正当なアドレスを提供する。
ＳＢＬＰコントローラ４７２は、データメモリ６０４を備え、ＳＢＬＰコントローラ４７２によってアクティブ化及び許可されたＩＭＳセッションにおいて、移動ノードＭＮの元のホームアドレスを宛先アドレスとして含むテンプレートを表す情報を、データメモリ６０４に保存する。ＳＢＬＰコントローラ４７２は、ＧＧＳＮ４００から外部ＰＤＮ２１２に通信される各アップリンクデータパケットの宛先アドレスを、データメモリ６０４内に格納されている一組の許可された宛先アドレスと比較する。なお、移動ノードＭＮが移動先ネットワークＦＮに移動した場合、宛先アドレスは、現在、移動ノードＭＮの気付アドレスになっている。図６には、移動ノードＭＮがセッション中に移動した結果として、宛先アドレスフィールド６１２内に移動ネットワークＭＮの気付アドレスを有するこのようなインターネットパケットヘッダ６０８の具体例を示している。このインターネットパケットヘッダ６０８は、宛先アドレスフィールド６１２内に移動ネットワークＭＮの気付アドレスを含んでいる。
ＳＢＬＰコントローラ４７２が、正当な通信相手ノードＣＮから移動ノードＭＮに通信する送信インターネットパケットを落とすことを防止するために、ホップバイホップフィールド６１０が用いられ、このホップバイホップフィールド６１０は、移動ノードＭＮの元のホームアドレスを含んでいる。したがって、図６に示すように、アップリンクデータパケットのインターネットパケットヘッダ６０８は、オプションのホップバイホップフィールド６１０内に移動ノードＭＮのホームアドレスを含むように構成されている。したがって、通信相手ノードＣＮは、移動ノードＭＮの気付アドレスを用いるが、オプションのホップバイホップヘッダ６１０には、移動ノードＭＮのホームアドレスが含まれているので、ＧＧＳＮ４００のＳＢＬＰコントローラ４７２は、ホップバイホップフィールド６１０内のアドレスを、データメモリ６０４内に登録されたアドレスのリストと比較することができる。ホップバイホップフィールド６１０が移動ノードＭＮのホームアドレスに一致する場合、インターネットパケットがＧＧＳＮ４００を通過して外部ＰＤＮ２１２に至ることが許可される。
上述のように、Ｉｐｖ６を用いて動作する不正な通信相手ノード（移動通信ユーザ機器）は、ＩＭＳサービスが許可されておらず又は参加していないにもかかわらず、ＩＭＳセッションを開始して、ＩＭＳサービスにアクセスすることがある。この目的で、不正なパーティは、移動ノードＭＮの許可されたホームアドレス（authorised home address）をホップバイホップフィールド６１０に格納し、そして、宛先アドレスフィールド６１２に何らかのアドレスを含ませることによって、未許可の宛先にパケットを送ることができる。この場合、ホップバイホップフィールド６１０は、移動ノードＭＮの許可されたホームアドレスを含んでいるので、パケットは、ＳＢＬＰコントローラ４７２を通過し、それによって、不正なパーティは、許可なしで、ＩＭＳサービス及びＵＭＴＳリソースにアクセスすることができる。
ＳＢＬＰコントローラによるＴＦＴコントローラとの間の安全な許可
本発明の実施の形態を図７に示す。図７は、図４に示すＧＰＲＳ／ＵＭＴＳネットワークの一部を概略的に示している。なお、図７では、ＧＧＳＮ４００は、不正なパーティによるサービスの剽窃が成功する可能性を低減するように改良されている。この目的で、ＴＦＴコントローラ７００は、移動ノードＭＮの気付アドレスを検出し、この気付アドレスをＳＢＬＰコントローラ７０２に供給する。ＳＢＬＰコントローラ７０２は、ホップバイホップフィールドと宛先アドレスフィールドの両方が正当なアドレスを含んでいる場合に、アップリンクへのインターネットパケットの送出を許可する。したがって、ＳＢＬＰコントローラ７０２は、データメモリ７０４内に、許可されたアドレスのリストを保有している。以下、本発明の実施の形態に基づくＴＦＴコントローラ７００及びＳＢＬＰコントローラ７０２の動作について説明する。
セッション中における経路最適化の後に、ホームネットワーク２１０から移動先ネットワークＦＮである外部ＰＤＮ２１２に移動した移動ノードＭＮは、上述のように、対応付け更新を生成する。ＧＧＳＮ４００のＴＦＴコントローラ７００によって受信される対応付け更新パケット（corresponding binding update packet：以下、ＣＢＵという。）７１０を図７に示す。ＣＢＵ７１０は、移動ノードＭＮの気付アドレスを、基本的なＩｐｖヘッダの宛先アドレスとして用いている。また、ＣＢＵ７１０は、移動ノードＭＮの元のホームアドレスを、ホップバイホップフィールド７１４で搬送しており、ＴＦＴコントローラ７００は、ＣＢＵ７１０がＧＧＳＮ４００を通過することを許可する。なお、ＣＢＵ７１０を対応付け更新として認識したとき、ＴＦＴコントローラ７００は、送信元アドレスフィールド７１２の送信元アドレス（移動ノードＭＮの気付アドレス）を、移動ノードＭＮの元のホームアドレスに関連付けて、データメモリ７２０に設けられている許可された送信元アドレスのリストに記録する。これにより、ＴＦＴコントローラ７００は、移動ノードＭＮの気付アドレスを移動ノードＭＮのホームアドレスに関連付ける。
上述したように、対応付け更新メッセージは、「５」のＭＨタイプ値を用いる。ＴＦＴコントローラ７００に準備されている許可された送信元アドレスのリストに含まれる送信元アドレスに一致しない送信元アドレスを有するパケットが到着したとき、送信元アドレスフィールド７１２は、移動ノードＭＮの気付アドレスとして読み出される。その後、ＴＦＴコントローラ７００で受信される、移動ノードＭＮの気付アドレスを搬送する全てのパケットは、識別され、その気付アドレス（送信元アドレス）によって識別される対応したベアラによって、上述した移動ノードＭＮのホームアドレスと同様に、送信される。なお、移動ノードＭＮの新たな気付アドレスの認証を保証するために、一実施の形態では、ＴＦＴコントローラ７００は、通信相手ノードＣＮからの対応付け更新確認応答メッセージを調べることができる。上述のように、対応付け更新確認応答は、ＭＩｐｖ６ドラフト、セクション６．１．８、３６頁に定義されているように、値「６」のＭＨタイプによって識別される。したがって、ＴＦＴコントローラ７００、対応付け更新が受理されたことを示す「ゼロ」の状態値を有する対応付け更新確認応答を受信して、確認した場合、ＴＦＴコントローラ７００は、移動ノードＭＮの気付アドレスを用いるだけである。
他の実施の形態として、通信相手ノードＣＮと移動ノードＭＮの間で、（移動Ｉｐｖ６セクション５、セクション９．４及びセクション１４に記載されている）移動Ｉｐｖ６リターンルーティング可能性の手続き（return routeability procedure）を用いて、安全な対応付け更新を行ってもよい。このように、確立された各ＰＤＰコンテキストにおいて、関連したＴＦＴコントローラは、移動ノードＭＮが移動先ネットワークに接続されたときに、移動ノードＭＮの送信元アドレス又は移動ノードＭＮの気付アドレスを含んでいる。
不正なパーティによるサービス攻撃の剽窃が成功する可能性を低減するとともに、ＵＭＴＳリソース及びＩＭＳセッションへのアクセスを許可するために、ＳＢＬＰコントローラ７０２は、ＩＭＳサービスにアクセスする各パケットの宛先アドレスをチェックする。ＳＢＬＰコントローラ７０２は、基本的なＩｐｖ６ヘッダの宛先アドレスフィールドによって搬送される宛先アドレスと、オプションのホップバイホップフィールド内の移動ノードＭＮの元のホームアドレスとをチェックする。パケットは、宛先アドレスが移動ノードＭＮの気付アドレスに一致し、且つホップバイホップフィールド内のアドレスが、ＳＢＬＰ情報テンプレートのデータメモリ７０４内の宛先アドレスとして、移動ノードＭＮのホームアドレスに一致した場合にのみ、ＧＧＳＮ４００から送出することができる。一方、この他の場合、ＧＧＳＮ４００は、未許可の宛先アドレスを用いて、移動通信ユーザ機器（通信相手ノード）から送信されてきた全てのパケットをブロックする。この目的で、ＴＦＴコントローラ７００及びＳＢＬＰコントローラ７０２に関連して、機密保護アソシエイトＳＡを生成する。機密保護アソシエイトＳＡは、移動ノードＭＮの気付アドレスを含んでいる。対応付け更新の後、移動ノードＭＮは、移動先ネットワークにローミングした後の気付アドレスに移動すると、移動ノードＭＮの送信元アドレスは、移動ノードＭＮの気付アドレスになる。したがって、アップリンクパケットのヘッダのオプションのホップバイホップフィールドが、移動ノードＭＮである宛先のホームアドレスを含み、又は機密保護アソシエイトＳＡが移動ノードＭＮの気付アドレスを提供する場合のみ、ＧＧＳＮ４００のＳＢＬＰコントローラ７０２からパケットをアップリンクで送出することができる。移動ノードＭＮの気付アドレスは、データメモリ７０４内に、移動ノードＭＮのホームアドレスと共に保存してもよい。
動作の概要
図８は、発明の実施の形態に基づくゲートウェイサポートノードの動作を示すフローチャートである。以下、図８に示すフローチャートの各ステップを説明する。
Ｓ１：ＧＧＳＮは、外部パケットデータ通信ネットワークから、ＧＧＳＮがその一部を構成する移動パケット無線ネットワークに接続されたノードに送信するインターネットパケットを受信する。移動パケット無線ネットワークは、インターネットパケットをノードに送信するための複数のベアラを提供する。
Ｓ２：ＧＧＳＮは、インターネットパケットヘッダの送信元アドレスフィールド内の送信元アドレスから、受信インターネットパケットを通信相手ノードＣＮに送信するための適切なベアラを識別する。
Ｓ４：なお、ＧＧＳＮは、送信元アドレスを認識しない場合、インターネットパケットヘッダの拡張フィールドのホップバイホップフィールドを調べる。ホップバイホップフィールドが、パケットベアラの１つが確立されたアドレスを含む場合、パケットを搬送するためにこのベアラを用いる。
Ｓ６：ＧＧＳＮは、インターネットパケットを受信し、インターネットパケットが対応付け更新であるか否かを判定する。
Ｓ８：パケットが対応付け更新である場合、ＧＧＳＮは、対応付け更新の送信元アドレスとして提供される移動ノードＭＮの気付アドレスを、移動ノードＭＮのホームアドレスである移動ノードＭＮの元の送信元アドレスに関連付ける。
Ｓ１０：関連付けの後、ＧＧＳＮは、送信元アドレスとしての移動ノードＭＮの気付アドレスから、ダウンリンクパケットを通信するための適切なベアラを識別することができる。
Ｓ１２：ＧＧＳＮは、ステップＳ８において対応付け更新パケットから検出された移動ノードＭＮの気付アドレスを、機密保護機能、例えばサービスベースローカルポリシ（Service Based Local Policy：ＳＢＬＰ）に配置する。これは、例えば、セキュリティアソシエイト（security associate）を用いて行ってもよい。
Ｓ１４：ＧＧＳＮは、移動パケット無線ネットワークから外部のノードに送出するために、通信相手ノードＣＮから受信されたパケットを調べる。ＧＧＳＮは、送信元アドレスが正当なアドレスを含み、且つホップバイホップフィールドが正当な気付アドレスを含む場合にのみ、移動パケット無線ネットワークから外部ネットワークにパケットを送出することを許可する。
オプションとして、ＧＧＳＮは、通信相手ノードＣＮから返された対応付け更新確認応答を検出することによって、対応付け更新パケットから検出された移動ノードＭＮの気付アドレスを確認してもよい。他の実施の形態として、この確認は、逆ルーティング可能性の確認（reverse routeability confirmation）を用いて行ってもよい。
本発明の様々な更なる側面及び特徴は、添付の特許請求の範囲に定義されている。本発明の範囲から逸脱することなく、ここに開示した実施の形態を様々に変更することができる。
汎用パケット無線システム（General Packet Radio System：ＧＰＲＳ）／ユニバーサル移動通信システム（Universal Mobile Telecommunications System：ＵＭＴＳ）のアーキテクチャ
ＵＭＴＳのために用いられ、第３世代移動通信システムの標準化プロジェクト（Third Generation Partnership Project：以下、３ＧＰＰという。）によって管理され、提案された用語及びアーキテクチャに対応する図１に示す用語及びアーキテクチャの更なる詳細は、非特許文献１に開示されている。図１において、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（GPRS Gateway Support Node：ＧＧＳＮ）１００は、外部パケットデータネットワーク（ＰＤＮ）２１２に接続されている。外部ＰＤＮ２１２は、インターネットプロトコル（ＩＰ）を用いて、パケットを通信する。ＧＧＳＮ１００と外部ＰＤＮ２１２間のインタフェース１０４は、標準化されたＧｉのラベルが付されている。なお、更なる側面も標準化されている。また、ＧＧＳＮ１００には、インタフェース１６８を介して、これも標準化されたＧｎ／Ｇｐのラベルが付されたサービスＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）１０６が接続されている。
ＧＧＳＮ１００及びＳＧＳＮ１０６は、ＧＰＲＳをサポートするために必要な２つのネットワークコンポーネントである。ＧＧＳＮ１００は、外部パケットデータネットワーク（外部ＰＤＮ２１２）と、ＧＰＲＳをサポートする移動通信ネットワークとの間のゲートウェイとして機能する。ＧＧＳＮ１００は、入力ＩＰデータパケットを、移動通信ネットワークによって提供される無線アクセス機能によってデータを受信する移動通信ユーザ機器である特定のユーザ機器（ＵＥ）に用いられるＳＧＳＮ１０６にルーティングするために十分な情報を含んでいる。例えば、一実施の形態においては、３ＧＰＰ規格によって定義されている汎用陸上無線アクセスネットワーク（Universal Terrestrial Radio Access Network：以下、ＵＴＲＡＮという。）方式に基づいて、無線アクセス機能が設けられている。ＳＧＳＮ１０６は、同じ公衆陸上移動ネットワーク（Public Land Mobile Network：以下、ＰＬＭＮという。）内にある場合、Ｇｎインタフェースを介して、ＧＧＳＮ１００に接続され、Ｇｐインタフェースを介して、他のＰＬＭＮに属するＧＧＳＮに接続される。
ＳＧＳＮ１０６は、移動無線ネットワークによってサポートされている領域内で移動するＵＥの移動性管理（mobility management）を行う。この目的で、ＳＧＳＮ１０６は、ホーム位置レジスタ（Home Location Register：以下、ＨＬＲという。）１１０にアクセスする。ＳＧＳＮ１０６は、ＵＴＲＡＮ無線アクセス機能によって移動通信ユーザ機器ＵＥ１１６、１１８と通信を行うために、データパケットを無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）１１２、１１４にルーティングするように構成されている。ＵＴＲＡＮ無線アクセス機能は、移動通信ネットワークによって提供される領域の無線有効範囲を提供する基地局を構成するノードＢ装置１２０、１２２、１２４、１２６、１２８によって、提供される。各ＲＮＣ１１２、１１４と、ノードＢ装置１２０、１２２、１２４、１２６、１２８との間のインタフェース１３０、１３２、１３４、１３６、１３８は、Ｉｕｂのラベルが付されており、設定された又は開発中の規格に準拠している。一方、ＳＧＳＮ１０６と、各ＲＮＣ１１２、１１４との間のインタフェース１４０、１４２は、Ｉｕ−ｐｓのラベルが付されており、開発中の規格に準拠している。
データパケット通信をサポートするように構成された移動無線ネットワークの例示的アーキテクチャを示す図である。 ホームネットワークを介して通信相手ノードと通信し、移動先ネットワークに移動した後に、経路最適化手続きを実行する移動ノードを示す図である。 経路最適化手続きの異なる処理男系におけるインターネットパケットの具体例を示す図である。 パケット無線通信ネットワークの一部を概略的に示す図である。 ダウンリンクパケットを通信相手ノードに通信するためのゲートウェイサポートノードの動作を説明するために、図４の一部を概略的に示す図である。 アップリンクパケットを移動パケット無線ネットワークから送出するゲートウェイサポートノードの動作を説明するために、図４の一部を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態に基づくゲートウェイサポートノードの動作説明するために、図４の一部を概略的に示す図である。 図７に示すゲートウェイサポートノードの動作を説明するフローチャートである。

Claims (35)

  1. 通信相手ノードを構成する移動通信ユーザ機器と移動ノード間でインターネットパケットを、外部パケットデータ通信ネットワークを介して通信する電気通信システムにおいて、
    上記外部パケットデータ通信ネットワークと当該移動パケット無線ネットワーク間のインタフェースを司るゲートウェイサポートノードを有し、上記インターネットパケットの送信元アドレスに関してそれぞれ定義され、該インターネットパケットを通信するための複数のパケットデータベアラを、当該移動パケット無線ネットワークに接続されたノードに提供する移動パケット無線ネットワークを備え、
    上記ゲートウェイサポートノードは、
    上記インターネットパケットが、上記移動ノードの気付アドレスに対する対応付け更新を、該移動ノードの第１の送信元アドレスの通信相手ノードに提供するものであるか否かを検出し、
    上記インターネットパケットが対応付け更新である場合、上記気付アドレスを、上記移動ノードの正当な宛先アドレスとして登録し、
    上記気付アドレスが正当なアドレスである場合、上記移動ノードの気付アドレスを宛先アドレスとして有する通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、当該ゲートウェイサポートノードから上記外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可し、該気付アドレスが正当なアドレスでない場合、該正当でない宛先アドレスを用いて上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、ブロックすることを特徴とする電気通信システム。
  2. 上記ゲートウェイサポートノードは、上記インターネットデータパケットの送出を、上記第１の送信元アドレスに対して許可されているインターネットパケットの送出に基づいて許可するように、上記気付アドレスを該第１の送信元アドレスに関連付けることを特徴とする請求項１記載の電気通信システム。
  3. 上記第１の送信元アドレスは、上記移動ノードのホームアドレスであることを特徴とする請求項２記載の電気通信システム。
  4. 上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットは、ヘッダの拡張フィールドに上記移動ノードのホームアドレスを含み、該ヘッダの宛先アドレスフィールドに上記移動ノードの気付アドレスを含み、
    上記ゲートウェイサポートノードは、上記移動ノードの気付アドレス及び上記移動ノードのホームアドレスの両方が正当なアドレスである場合、上記インターネットパケットを、上記移動パケット無線ネットワークから上記外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の電気通信システム。
  5. 上記気付アドレスが正当なアドレスとして確認された場合、該気付アドレスは、上記第１の送信元アドレスに関連付けられることを特徴とする請求項１記載の電気通信システム。
  6. 上記ゲートウェイサポートノードは、
    上記通信相手ノードから上記移動ノードに送信されるインターネットパケットを監視することによって、上記気付アドレスが正当なアドレスであることを確認し、
    上記気付アドレスが受信されたことを示す上記移動ノードからの対応付け更新確認応答を検出することによって、上記移動ノードの気付アドレスが正当なアドレスであることを確認し、
    上記インターネットパケットを、当該ゲートウェイサポートノードから送出することを許可することを特徴とする請求項１又は５記載の電気通信システム。
  7. 上記ゲートウェイサポートノードは、上記移動ノードによる逆ルーティング可能性の確認を実行することによって、上記気付アドレスが正当なアドレスであることを確認することを特徴とする請求項１記載の電気通信システム。
  8. 上記ゲートウェイサポートノードは、上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットの宛先アドレスを、データメモリに保存されている正当な宛先アドレスのリストと比較することによって、上記移動パケット無線ネットワークからのインターネットパケットの送出を制御し、該インターネットパケットの宛先アドレスが該リストにある場合、該移動パケット無線ネットワークからの該インターネットパケットの送出を許可し、そうでない場合、該インターネットパケットをドロップする機密保護機能を有し、
    上記移動ノードの気付アドレスは、上記対応付け更新が検出されたときに、該リストに加えられることを特徴とする請求項１記載の電気通信システム。
  9. 上記ゲートウェイサポートノードは、トラヒックコントローラを備え、
    上記トラヒックコントローラは、
    上記移動ノードから上記外部パケットデータ通信ネットワークを介して受信されたインターネットプロトコルヘッダ内の上記第１の送信元アドレスを、上記複数のパケットデータベアラが確立された複数の送信元アドレスと比較し、
    上記第１の送信元アドレスに対してパケットデータベアラが確立されている場合、上記インターネットパケットを、該第１の送信元アドレスに対応する適切なパケットデータベアラを介して上記通信相手ノードに送信し、
    上記移動ノードから受信されたインターネットパケットが上記対応付け更新であるか否かを判定し、
    上記インターネットパケットが対応付け更新である場合、上記気付アドレスを第１の送信元アドレスに関連付けることは、上記移動ノードの気付アドレスを、該第１の送信元アドレスに関して定義される上記パケットデータベアラに関連付けることを含むことを特徴とする請求項８記載の電気通信システム。
  10. 上記トラヒックコントローラは、上記移動ノードの気付アドレスを上記機密保護機能に送信することによって、該移動ノードの気付アドレスを上記第１の送信元アドレスに関連付け、上記機密保護機能は、該移動ノードの気付アドレスを含むように、上記正当な宛先アドレスのリストを更新することを特徴とする請求項９記載の電気通信システム。
  11. 上記移動パケット無線ネットワークは、汎用パケット無線システムネットワークであり、上記ゲートウェイサポートノードは、ＧＰＲＳゲートウェイサポートノードであることを特徴とする請求項１記載の電気通信システム。
  12. 上記トラヒックコントローラは、ＧＰＲＳ規格に基づいて動作可能なトラヒックフローテンプレートコントローラであることを特徴とする請求項１１記載の電気通信システム。
  13. 上記機密保護機能は、ＧＰＲＳ規格に基づいて動作可能なサービスベースローカルポリシコントローラによって実現されることを特徴とする請求項１１又は１２記載の電気通信システム。
  14. 上記ヘッダの拡張フィールドは、Ｉｐｖ６の拡張ヘッダタイプ２に基づいて定義されるホップバイホップフィールドであることを特徴とする請求項４記載の電気通信システム
  15. 外部パケットデータ通信ネットワークと、インターネットパケットの送信元アドレスに関してそれぞれ定義され、該インターネットパケットを通信するための複数のパケットデータベアラを提供する移動パケット無線ネットワークとの間で、該インターネットパケットを通信するゲートウェイサポートノードにおいて、
    上記インターネットパケットが、上記移動ノードの気付アドレスに対する対応付け更新を、該移動ノードの第１の送信元アドレスの通信相手ノードに提供するものであるか否かを検出し、
    上記インターネットパケットが対応付け更新である場合、上記気付アドレスを、上記移動ノードの正当な宛先アドレスとして登録し、
    上記気付アドレスが正当なアドレスである場合、上記移動ノードの気付アドレスを宛先アドレスとして有する上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、当該ゲートウェイサポートノードから上記外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可し、該気付アドレスが正当なアドレスでない場合、該正当でない宛先アドレスを用いて上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、ブロックすることを特徴とするゲートウェイサポートノード。
  16. 当該ゲートウェイサポートノードは、上記インターネットデータパケットの送出を、上記第１の送信元アドレスに対して許可されているインターネットパケットの送出に基づいて許可するように、上記気付アドレスを該第１の送信元アドレスに関連付けることを特徴とする請求項１５記載のゲートウェイサポートノード。
  17. 上記第１の送信元アドレスは、上記移動ノードのホームアドレスであることを特徴とする請求項１６記載のゲートウェイサポートノード。
  18. 上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットは、ヘッダの拡張フィールドに上記移動ノードのホームアドレスを含み、該ヘッダの宛先アドレスフィールドに上記移動ノードの気付アドレスを含み、
    当該ゲートウェイサポートノードは、上記移動ノードの気付アドレス及び上記移動ノードのホームアドレスの両方が正当なアドレスである場合、上記インターネットパケットを、上記移動パケット無線ネットワークから上記外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可することを特徴とする請求項１５乃至１７記載のゲートウェイサポートノード。
  19. 上記気付アドレスが正当なアドレスとして確認された場合、該気付アドレスは、上記第１の送信元アドレスに関連付けられ、そうでない場合、該気付アドレスは、該送信元アドレスに関連付けられないことを特徴とする請求項１８記載のゲートウェイサポートノード。
  20. 当該ゲートウェイサポートノードは、
    上記通信相手ノードから上記移動ノードに送信されるインターネットパケットデータを監視することによって、上記気付アドレスが正当なアドレスであることを確認し、
    上記気付アドレスが受信されたことを示す上記移動ノードからの対応付け更新確認応答を検出することによって、上記移動ノードの気付アドレスが正当なアドレスであることを確認し、
    上記インターネットパケットを、当該ゲートウェイサポートノードから送出することを許可することを特徴とする請求項１５又は１９記載のゲートウェイサポートノード。
  21. 当該ゲートウェイサポートノードは、上記移動ノードによる逆ルーティング可能性の確認を実行することによって、上記気付アドレスが正当なアドレスであることを確認することを特徴とする請求項１５記載のゲートウェイサポートノード。
  22. 当該ゲートウェイサポートノードは、上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットの宛先アドレスを、データメモリに保存されている正当な宛先アドレスのリストと比較することによって、上記移動パケット無線ネットワークからのインターネットパケットの送出を制御し、該インターネットパケットの宛先アドレスが該リストにある場合、該移動パケット無線ネットワークからの該インターネットパケットの送出を許可し、そうでない場合、該インターネットパケットを除外する機密保護機能を有し、
    上記移動ノードの気付アドレスは、上記対応付け更新が検出されたときに、該リストに加えられることを特徴とする請求項１５記載のゲートウェイサポートノード。
  23. トラヒックコントローラを更に備え、
    上記トラフックコントローラは、
    上記移動ノードから上記外部パケットデータ通信ネットワークを介して受信されたインターネットプロトコルヘッダ内の上記第１の送信元アドレスを、上記複数のパケットデータベアラが確立された複数の送信元アドレスと比較し、
    上記第１の送信元アドレスに対してパケットデータベアラが確立されている場合、上記インターネットパケットを、該第１の送信元アドレスに対応する適切なパケットデータベアラによって上記通信相手ノードに送信し、
    上記移動ノードから受信されたインターネットパケットが上記対応付け更新であるか否かを判定し、
    上記インターネットパケットが対応付け更新である場合、上記移動ノードの気付アドレスを、上記第１の送信元アドレスに関して定義されたパケットデータベアラに関連付けることを特徴とする請求項１５記載のゲートウェイサポートノード。
  24. 上記トラヒックコントローラは、上記移動ノードの気付アドレスを上記機密保護機能に送信することによって、該移動ノードの気付アドレスを上記第１の送信元アドレスに関連付け、上記機密保護機能は、該移動ノードの気付アドレスを含むように、上記正当な宛先アドレスのリストを更新することを特徴とする請求項２３記載のゲートウェイサポートノード。
  25. 外部パケットデータ通信ネットワークと、インターネットパケットの送信元アドレスに関してそれぞれ定義され、該インターネットパケットを通信するための複数のパケットデータベアラを提供する移動パケット無線ネットワークとの間で、該インターネットパケットを通信する通信方法において、
    上記インターネットパケットが、上記移動ノードの気付アドレスに対する対応付け更新を、該移動ノードの第１の送信元アドレスの通信相手ノードに提供するものであるか否かを検出するステップと、
    上記インターネットパケットが対応付け更新である場合、上記気付アドレスを、上記移動ノードの正当な宛先アドレスとして登録するステップと、
    上記気付アドレスが正当なアドレスである場合、上記移動ノードの気付アドレスを宛先アドレスとして有する上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、ゲートウェイサポートノードから上記外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可し、該気付アドレスが正当なアドレスでない場合、該正当でない宛先アドレスを用いて上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、ブロックするステップとを有する通信方法。
  26. 上記インターネットデータパケットの送出を、上記第１の送信元アドレスに対して許可されているインターネットパケットの送出に基づいて許可するように、上記気付アドレスを該第１の送信元アドレスに関連付けるステップを更に有する請求項２５記載の通信方法。
  27. 上記第１の送信元アドレスは、上記移動ノードのホームアドレスであることを特徴とする請求項２６記載の通信方法。
  28. 上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットは、ヘッダの拡張フィールドに上記移動ノードのホームアドレスを含み、該ヘッダの宛先アドレスフィールドに上記移動ノードの気付アドレスを含み、
    上記インターネットパケットを外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可することは、上記移動ノードの気付アドレス及び上記移動ノードのホームアドレスの両方が正当なアドレスである場合に、該インターネットパケットを上記移動パケット無線ネットワークから該外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可することを含むことを特徴とする請求項２５乃至２７のいずれか１項記載の通信方法。
  29. 上記確認するステップでは、上記気付アドレスが正当なアドレスとして確認された場合、該気付アドレスを上記第１の送信元アドレスに関連付けることを特徴とする請求項２６記載の通信方法。
  30. 上記確認するステップでは、
    上記通信相手ノードから上記移動ノードに送信されるインターネットパケットを監視することによって、上記気付アドレスが正当なアドレスであることを確認し、
    上記気付アドレスが受信されたことを示す上記移動ノードからの対応付け更新確認応答を検出することによって、上記移動ノードの気付アドレスが正当なアドレスであることを確認し、
    上記インターネットパケットを、上記ゲートウェイサポートノードから送出することを許可することを特徴とする請求項２６又は２９記載の通信方法。
  31. 上記気付アドレスが正当なアドレスであることを確認するステップでは、上記移動ノードによって、逆ルーティング可能性の確認を実行することを特徴とする請求項３０記載の通信方法。
  32. 上記移動パケット無線ネットワークは、汎用パケット無線システムネットワークであり、上記ゲートウェイサポートノードは、ＧＰＲＳゲートウェイサポートノードであることを特徴とする請求項２５記載の通信方法。
  33. データプロセッサにロードされて、該データプロセッサを、外部パケットデータ通信ネットワークと、インターネットパケットの送信元アドレスに関してそれぞれ定義され、該インターネットパケットを通信するための複数のパケットデータベアラを提供する移動パケット無線ネットワークとの間で、該インターネットパケットを通信するゲートウェイサポートノードとして動作させるコンピュータにより実行可能な命令を有するコンピュータプログラムにおいて、
    上記ゲートウェイサポートノードは、
    上記インターネットパケットが、上記移動ノードの気付アドレスに対する対応付け更新を、該移動ノードの第１の送信元アドレスの通信相手ノードに提供するものであるか否かを検出し、
    上記インターネットパケットが対応付け更新である場合、上記気付アドレスを、上記移動ノードの正当な宛先アドレスとして登録し、
    上記気付アドレスが正当なアドレスである場合、上記移動ノードの気付アドレスを宛先アドレスとして有する上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、当該ゲートウェイサポートノードから上記外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可し、該気付アドレスが正当なアドレスでない場合、該正当でない宛先アドレスを用いて上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、ブロックすることを特徴とするコンピュータプログラム。
  34. データプロセッサにロードされて、該データプロセッサに、外部パケットデータ通信ネットワークと、インターネットパケットの送信元アドレスに関してそれぞれ定義され、該インターネットパケットを通信するための複数のパケットデータベアラを提供する移動パケット無線ネットワークとの間で、該インターネットパケットを通信する通信方法を実行させるコンピュータにより実行可能な命令を有するコンピュータプログラムにおいて、
    上記通信方法は、
    上記インターネットパケットが、上記移動ノードの気付アドレスに対する対応付け更新を、該移動ノードの第１の送信元アドレスの通信相手ノードに提供するものであるか否かを検出するステップと、
    上記インターネットパケットが対応付け更新である場合、上記気付アドレスを、上記移動ノードの正当な宛先アドレスとして登録するステップと、
    上記気付アドレスが正当なアドレスである場合、上記移動ノードの気付アドレスを宛先アドレスとして有する通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、ゲートウェイサポートノードから上記外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可し、該気付アドレスが正当なアドレスでない場合、該正当でない宛先アドレスを用いて上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、ブロックするステップとを有することを特徴とするコンピュータプログラム。
  35. 通信相手ノードを構成する移動通信ユーザ機器と移動ノード間でインターネットパケットを、外部パケットデータ通信ネットワークを介して通信する電気通信システムにおいて、
    上記外部パケットデータ通信ネットワークと当該移動パケット無線ネットワーク間のインタフェースを司るゲートウェイサポートノードを有し、上記インターネットパケットの送信元アドレスに関してそれぞれ定義され、該インターネットパケットを通信するための複数のパケットデータベアラを、当該移動パケット無線ネットワークに接続されたノードに提供する移動パケット無線ネットワークを備え、
    上記ゲートウェイサポートノードは、
    上記インターネットパケットが、上記移動ノードの気付アドレスに対する対応付け更新を、該移動ノードの第１の送信元アドレスの通信相手ノードに提供するものであるか否かを検出し、
    上記インターネットパケットが対応付け更新である場合、ホップバイホップフィールドが正当な気付アドレスを有し、上記送信元アドレスが上記移動ノードの正当なアドレスを有するかを登録し、
    上記ホップバイホップフィールドが正当な気付アドレスを有し、上記送信元アドレスが上記移動ノードの正当なアドレスを有する場合、上記移動ノードの気付アドレスを宛先アドレスとして有する通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、当該ゲートウェイサポートノードから上記外部パケットデータ通信ネットワークに送出することを許可し、そうでない場合、該正当でない宛先アドレスを用いて上記通信相手ノードから送信されてきたインターネットパケットを、ブロックすることを特徴とする電気通信システム。
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