JP4652608B2 - モバイルipのデータ転送方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、モバイルIPのデータ転送方法に係り、特に、フォーリンネットワーク内を移動する移動端末に対して効率的かつシームレスなデータ転送を可能にするモバイルIPのデータ転送方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インターネットにおいて、移動端末(Mobile Station:MS)に割り当てられたIPアドレスのネットワークアドレス部分は、当該移動端末MSが普段所属しているネットワーク(以下、ホームネットワーク:Home Network)HNに固有のネットワークアドレスとなる。したがって、移動端末MSが別のネットワーク(以下、フォーリンネットワーク:Foreign Network )FNに移動した際は、フォーリンネットワークFNに固有のネットワークアドレスを含むIPアドレスを新たに取得する必要がある。
【0003】
これに対して、移動端末MSが別のネットワークに移動した場合でも、あたかもホームネットワークHNに接続されているかのように、IPアドレスを変えずにコネクションを継続させる手法として、RFC(Request For Comments )2002で規定されたモバイルIPが提案されている。
【0004】
モバイルIPを実現するためには、図7に示したように、ホームネットワークHNにはホームエージェントHA(Home Agent) と呼ばれるノードを配置し、フォーリンネットワークFNにはフォーリンエージェントFA(Foreign Agent)と呼ばれるノードを配置する。
【0005】
移動端末MSは、ホームネットワークHNで利用可能なIPアドレスを既に取得しているので、このホームネットワークHNに接続されている間はIPパケットを直接受信できる。移動端末MSがフォーリンネットワークFNに移動したとき、あるいはフォーリンネットワークFN間を移動したときは、移動先のフォーリンエージェントFAが定期的に広報しているAgent Advertisementメッセージを受信することにより、移動端末MSは自身が所属するフォーリンネットワークFNを認識し、移動先であるフォーリンエージェントFA1のIPアドレスを、Registration Requestメッセージに乗せて、ホームネットワークHNのホームエージェントHAへ通知する。
【0006】
その後、相手端末から移動端末MS宛に送出されたIPパケットは、全てホームエージェントHAが引き取る[図7の(1) ]。ホームエージェントHAは、宛先が移動端末MSのIPアドレスであるIPパケットを、宛先がフォーリンエージェントFA1のIPアドレスであるIPパケットでカプセル化(IPトンネリング)し、インターネットを介してフォーリンエージェントFAに転送する[同図(2) ]。フォーリンエージェントFA1は、カプセル化されたIPパケットを元の移動端末MS宛てのIPパケットに戻して無線基地局BS(Base Station)1に転送する[同図(3) ]。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
従来のモバイルIPを利用した通信では、移動端末MSが無線基地局BS1の配下からBS2の配下へ移動すると、図8に示したように、移動端末MSは、移動先のBS2が定期的に送出するAgent Advertisementメッセージに応答してRegistration Requestメッセージを送出する。移動先のFA2およびHAは、当該Registration Requestを受信することにより移動端末MSの収容先を認識できるので、それ以後は、移動端末MS宛のデータが、HAからFA2へ転送され、BS2を介して移動端末MSへ転送される。
【0008】
しかしながら、FAがAgent Advertisementメッセージを送出する間隔は最短でも1秒に1回程度であり、実際には数秒ないしは数十秒に1回程度の頻度となる。そして、少なくともこの周期の間、移動端末MSはRegistration Requestメッセージを送出できない。このため、ホームエージェントHAが移動端末MSの移動先を認識するまでに要する時間が長くなり、移動端末MS宛てのデータを移動先のFAに対して転送できないという技術課題があった。
【0009】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、移動端末MSが、自身の移動先を素早く通知できるようにしたモバイルIPにおけるデータ転送方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するために手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
(1)移動端末のホームネットワークにホームエージェントを設け、移動先のフォーリンネットワークに複数のフォーリンエージェントおよびその基地局を設け、各フォーリンエージェントがMACブリッジにより接続され、ホームエージェントから移動端末宛に送出されたデータが、移動先のフォーリンエージェントおよびその基地局を経由して移動端末へ転送されるモバイルIPのデータ転送方法であって、フォーリンネットワーク内を移動した移動端末が、移動先の基地局との間で無線リンクを確立する手順と、前記移動先の基地局が前記MACブリッジに対して、前記移動端末のMACアドレス登録を要求する手順と、前記MACブリッジが前記MACアドレス登録要求に応答して、移動端末のMACアドレスと前記登録要求の受付ポートとの関係を自身のデータベースに登録する手順と、ホームエージェントが移動端末に宛てて移動元のフォーリンエージェントへ転送したデータを、前記MACブリッジが前記データベースに基づいて、前記移動先の基地局へ転送する手順と、前記移動先の基地局が前記データを移動端末へ転送する手順と、前記移動端末が、移動先で受信したエージェントアドバータイズメント(Agent Advertisement)に応答してモバイルIP登録要求を送出する手順と、ホームエージェントが前記モバイルIP登録要求に応答して、移動端末宛てのデータを前記移動先のフォーリンエージェントへ転送する手順と、前記移動先のフォーリンエージェントが、前記移動端末宛てのデータを前記移動先へ転送する手順と、前記移動先の基地局が移動端末に前記データを送信する手順と、前記MACブリッジがデータ転送を中止する手順とを含むことを特徴とする。
【0011】
(2)移動端末のホームネットワークにホームエージェントを設け、移動先のフォーリンネットワークに上位フォーリンエージェントを設け、前記上位フォーリンエージェントの配下に複数の下位フォーリンエージェントおよびその基地局を設け、ホームエージェントから移動端末宛に送出されたデータが、上位フォーリンエージェント並びに移動先の下位フォーリンエージェントおよびその基地局を経由して移動端末へ転送されるモバイルIPのデータ転送方法であって、移動端末が、移動元でエージェントアドバータイズメントに応答して、自身のMACアドレスが付加されたモバイルIP登録要求を送出する手順と、フォーリンネットワーク内を移動した移動端末が、移動先の基地局との間で無線リンクを確立する手順と、前記移動先の基地局が、その下位フォーリンエージェントに対して、少なくとも前記移動端末のMACアドレスを含む一時的転送要求を送出する手順と、前記下位フォーリンエージェントが前記上位フォーリンエージェントに対して前記一時的転送要求を転送する手順と、前記上位フォーリンエージェントが前記一時的転送要求に応答して、前記下位フォーリンエージェントに一時的転送応答を送出する手順と、前記上位フォーリンエージェントが、ホームエージェントから転送された移動端末宛てのデータを、前記モバイルIP登録要求に基づいて移動元の下位フォーリンエージェントへ転送すると共に、前記一時的転送要求に基づいて移動先の下位フォーリンエージェントへ転送する手順と、前記下位フォーリンエージェントが、前記移動端末宛てのデータを、その無線基地局を介して移動端末へ転送する手順と、前記移動端末が、移動先でエージェントアドバータイズメントに応答して、モバイルIP登録要求を送出する手順と、前記移動先の下位フォーリンエージェントおよび上位フォーリンエージェントが、前記モバイルIP登録要求に応答して、前記移動端末宛のデータを移動先の基地局へ転送する手順と、前記移動先の基地局が移動端末に前記データを転送する手順とを含むことを特徴とする。
【0012】
上記した特徴(1)によれば、Agent Advertisement/Registration Requestの送受により移動端末MSの位置登録が完了する前であっても、MACブリッジのフィルタリングデータベースに基づいて移動端末に対してデータを転送できるので、移動端末MSへのデータ転送を効率的かつシームレスに行えるようになる。
【0013】
上記した特徴(2)によれば、Agent Advertisement/Registration Requestの送受により移動端末MSの位置登録が完了する前であっても、一時的転送要求(Bicast Request)のメッセージに応答してGFAにより移動先の移動端末MSに対してデータ転送が行われるので、移動端末MSへのデータ転送が効率的かつシームレスに行われるようになる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態が適用されるモバイルIPのネットワーク構成を示したブロック図である。本実施形態では、隣接する2つのフォーリンエージェントFA1,FA2がMAC(Media Access Control)ブリッジにより接続されている。各FA1,FA2には無線基地局BS1,BS2がそれぞれ収容されている。本実施形態では、各フォーリンエージェントFA1,FA2が、それぞれのレイヤ2機能を利用して高速にハンドオーバーを行うようにした点に特徴がある。
【0015】
図2は、図1に示したネットワークにおいて、移動端末MSがホームネットワークHNからフォーリンネットワークFNのBS1下に移動した後、さらに隣接するBS2下に移動する際の通信シーケンスを示している。
【0016】
手順1:ホームネットワークHNからフォーリンネットワークFNに移動した移動端末MSが、基地局BS1から送出されるBeaconの受信、Authenticationの送受、Association Requestの送出およびAssociation Responseの受信等を経て、当該BS1との間に無線リンクを確立する。
【0017】
手順2:移動端末MSが、FAから定期的に送出されるAgent Advertisementに応答してRegistration Requestを送出する。HAは、受信したRegistration Requestに基づいて、移動端末MSの現在の収容先がFA1であることを認識する。
【0018】
手順3:ホームエージェントHAは、移動端末MS宛てのデータをFA1へ転送する。FA1は、移動端末MS宛てのデータをBS1を経由して移動端末MSへ転送する。
【0019】
手順4:その後、移動端末MSが隣接するBS2の配下に移動すると、移動端末MSは移動先のBS2との間で前記と同様に無線リンクを確立する。
【0020】
手順5:移動先のBS2は、MACブリッジに対してMACアドレス登録要求を送出する。MACブリッジは、当該要求を受信した物理的な位置を示すポート番号と移動端末MSのMACアドレスとの組を自身のフィルタリングデータベースに登録する。本実施形態では、一つのMACアドレスに対して複数のポート番号を登録可能であるが、再度のアドレス登録要求がない場合、各々の登録情報はエージングタイムにより消去される。
【0021】
手順6:MACブリッジは、ホームネットワークHNからFA1に転送された移動端末MS宛てのデータを、宛先として登録されているMACアドレスに基づいて検知すると、このMACアドレスに基づいてフィルタリングデータベースを参照する。MACブリッジはさらに、MACアドレスに対応したポ−ト番号を認識すると、このポ−トすなわちBS2に対して前記データを転送する。
【0022】
なお、HAおよびFA1は、移動端末MSの収容先を未だにBS1と認識しているので、移動端末MS宛のデータは、FA1を介してBS1へも転送され続ける。
【0023】
手順7:その後、移動端末MSは、移動先のFA2から定期的に送出されるAgent Advertisementを検知すると、これに応答してRegistration Requestを返送する。この結果、HAは移動端末MSがFA2の配下に移動したことを認識できる。
【0024】
手順8:Agent Advertisement/Registration Requestの送受により移動端末MSの位置登録が完了すると、それ以後、ホームエージェントHAは、従来と同様に、移動端末MS宛てのデータをFA2へ転送する。FA2は、移動端末MS宛てのデータをBS2を経由して移動端末MSへ転送する。MACブリッジは、BS2へのデータ転送を中止する。
【0025】
本実施形態によれば、Agent Advertisement/Registration Requestの送受により移動端末MSの位置登録が完了する前であっても、MACブリッジのフィルタリングデータベースに基づいて移動端末に対してデータを転送できるので、移動端末MSへのデータ転送を効率的かつシームレスに行えるようになる。
【0026】
図3は、本発明の第2実施形態が適用されるモバイルIPのネットワーク構成を示したブロック図である。本実施形態では、GFAの配下に複数のFAが配置される階層構造のネットワークにおいて、レイヤ2機能を利用して高速にハンドオーバーを行うようにした点に特徴がある。
【0027】
図4は、図3に示したネットワークにおいて、移動端末MSがホームネットワークHNからフォーリンネットワークFNのBS1下に移動した後、さらに隣接するBS2下に移動する際の通信シーケンスを示している。
【0028】
手順1:ホームネットワークHNからフォーリンネットワークFNに移動した移動端末MSが、BS1から送出されるBeaconの受信、Authenticationの送受、Association Requestの送出およびAssociation Responseの受信等を経てBS1との間に無線リンクを確立する。
【0029】
手順2:移動端末MSが、FA1から送出されるAgent Advertisementに応答してRegistration Requestを送出する。このRegistration Requestには、移動端末MSのハードウェアアドレスを通知するextension(Hardware Address extension)が盛り込まれる。タイプは129とし、長さは可変長とする。移動端末MSはRegistration Requestを送信する際、自身のMACアドレスをextensionに記載する。GFAは、このextensionを受信すると、移動端末MSのホームアドレス、移動端末MSが属しているFA1のアドレスCOA(Care-Of Address)およびハードウェアアドレスをVisiting Listに格納する。
【0030】
各BS1,BS2にはIPアドレスが予め割り当てられているものとし、自身が属しているFA1,FA2およびGFAのIPアドレスを認識しているものとする。各FA1,FA2はBicast Cacheを備え、Visiting Listに未登録である移動端末MSに対してもBicastによる一時的なパケットの転送を行う。Bicast Cacheは、例えばMACアドレス、ホームアドレス、HAアドレスおよびライフタイムで構成される。
【0031】
手順3:GFAは、ホームネットワークHNから転送された移動端末MS宛てのデータをFA1へ転送する。FA1は、移動端末MS宛てのデータをBS1を介して移動端末MSへ転送する。
【0032】
手順4:その後、移動端末MSが隣接するBS2下に移動すると、移動端末MSは移動先のBS2との間で前記と同様に無線リンクを確立する。
【0033】
手順5:移動先のBS2は、自身のFA2およびGFAに対してBicast Request(一時的転送要求)メッセージを転送する。図5は、Bicast Requestメッセージの一例を示した図であり、「ソースIPアドレス」にはBS2のIPアドレスが登録されている。「宛先IPアドレス」にはFA2のIPアドレスが登録されている。さらに「UDPユーザデータ」として、移動端末MSが属するFAのアドレス、移動端末MSのMACアドレスおよびライフタイムなどが登録されている。
【0034】
このBicast Requestメッセージを受信したFA2は、自身のBicast CacheにMACアドレスとライフタイムとを登録し、GFAに対してもBicast Requestメッセージを転送する。転送されるメッセージは、「ソースIPアドレス」がFA2のIPアドレスに書き換えられ、「宛先IPアドレス」がGFAのIPアドレスに書き換えられる以外は、前記図5と同一である。
【0035】
手順6:前記Bicast Requestメッセージを受信したGFAは、メッセージ中のMACアドレスを持つ移動端末MSのホームアドレスがVisiting Listに未登録であれば、このBicast Requestメッセージを破棄する。既登録であれば、このBicast Requestメッセージを転送したFA宛て(ここでは、FA2)にBicast Reply(一時的転送応答)メッセージを返送する。
【0036】
図6は、Bicast Replyメッセージの一例を示しており、「UDPユーザデータ」として、移動端末MSのホームアドレス、HAアドレスおよびMACアドレスなどが登録されている。Bicast Replyメッセージを受信したFA2は、そのMACアドレスが自身のBicast Cacheに既登録であれば、Bicast Replyに登録されているホームアドレスおよびHAアドレスを、自身のBicast Cacheに前記MACアドレスと対応づけて登録する。 Bicast Replyメッセージに登録されているMACアドレスが自身のBicast Cacheに未登録であれば、今回のBicast Replyメッセージを無視する。
【0037】
手順7:GFAは、移動端末MS宛てのパケットをHAから受け取ると、移動元のFA1の他に、Bicast Requestメッセージで指定されたFA2宛てにも、IPカプセル化されたパケットを転送する。
【0038】
IPカプセル化されたパケットを受信したFA2は、当該移動端末MSがvisiting Listに登録されているか否かを確認する。登録済みの場合は、対応するMACアドレス宛てにカプセル内部のIPパケットを転送する。未登録の場合は、内部のIPパケットの宛先アドレスをホームアドレスとする登録をBicast Cacheから検索し、移動端末MSに関する登録が存在すれば、対応するMACアドレス宛てにそのIPパケットを送出する。登録が存在しない場合はそのIPパケットを廃棄する。
【0039】
手順8:その後、移動端末MSは、移動先のFA2から定期的に送出されるAgent Advertisementメッセージを検知すると、これに応答してRegistration Requestメッセージを返送する。この結果、HAは移動端末MSの収容先がFA2であることを認識できる。
【0040】
手順9:移動端末MSの位置登録が完了すると、それ以後は従来と同様に、移動端末MS宛のデータは移動先のFA2へ配信され、BS2を介して移動端末MSへ転送される。
【0041】
本実施形態によれば、Agent Advertisement/Registration Requestの送受により移動端末MSの位置登録が完了する前であっても、Bicast Requestメッセージに応答してGFAにより移動先の移動端末MSに対してデータ転送が行われるので、移動端末MSへのデータ転送が効率的かつシームレスに行われるようになる。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、Agent Advertisement/Registration Requestの送受により移動端末MSの位置登録が完了する前であっても、移動端末MSの移動先を認識することができ、当該移動端末に対してデータを転送できるので、移動端末MSへのデータ転送を効率的かつシームレスに行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態が適用されるモバイルIPのネットワーク構成を示したブロック図である。
【図2】 第1実施形態の通信シーケンスを示した図である。
【図3】 本発明の第2実施形態が適用されるモバイルIPのネットワーク構成を示したブロック図である。
【図4】 第2実施形態の通信シーケンスを示した図である。
【図5】 Bicast Requestメッセージの一例を示した図である。
【図6】 Bicast Replyメッセージの一例を示した図である。
【図7】 モバイルIPが適用される従来のネットワーク構成を示したブロック図である。
【図8】 従来の通信シーケンスを示した図である。
【符号の説明】
MS…移動端末,HN…ホームネットワーク,FN…フォーリンネットワーク,HA…ホームエージェント,FA…フォーリンエージェント
Claims (2)
- 移動端末のホームネットワークにホームエージェントを設け、移動先のフォーリンネットワークに複数のフォーリンエージェントおよびその基地局を設け、各フォーリンエージェントがMAC(Media Access Control)ブリッジにより接続され、ホームエージェントから移動端末宛に送出されたデータが、移動先のフォーリンエージェントおよびその基地局を経由して移動端末へ転送されるモバイルIPのデータ転送方法であって、
フォーリンネットワーク内を移動した移動端末が、移動先の基地局との間で無線リンクを確立する手順と、
前記移動先の基地局が前記MACブリッジに対して、前記移動端末のMACアドレス登録を要求する手順と、
前記MACブリッジが前記MACアドレス登録要求に応答して、移動端末のMACアドレスと前記登録要求の受付ポートとの関係を自身のデータベースに登録する手順と、
ホームエージェントが移動端末に宛てて移動元のフォーリンエージェントへ転送したデータを、前記MACブリッジが前記データベースに基づいて、前記移動先の基地局へ転送する手順と、
前記移動先の基地局が前記データを移動端末へ転送する手順と、
前記移動端末が、移動先で受信したエージェントアドバータイズメント(Agent Advertisement)に応答してモバイルIP登録要求を送出する手順と、
ホームエージェントが前記モバイルIP登録要求に応答して、移動端末宛てのデータを前記移動先のフォーリンエージェントへ転送する手順と、
前記移動先のフォーリンエージェントが、前記移動端末宛てのデータを前記移動先へ転送する手順と、
前記移動先の基地局が移動端末に前記データを送信する手順と、
前記MACブリッジがデータ転送を中止する手順とを含むことを特徴とするモバイルIPのデータ転送方法。 - 移動端末のホームネットワークにホームエージェントを設け、移動先のフォーリンネットワークに上位フォーリンエージェントを設け、前記上位フォーリンエージェントの配下に複数の下位フォーリンエージェントおよびその基地局を設け、ホームエージェントから移動端末宛に送出されたデータが、上位フォーリンエージェント並びに移動先の下位フォーリンエージェントおよびその基地局を経由して移動端末へ転送されるモバイルIPのデータ転送方法であって、
移動端末が、移動元でエージェントアドバータイズメントに応答して、自身のMACアドレスが付加されたモバイルIP登録要求を送出する手順と、
フォーリンネットワーク内を移動した移動端末が、移動先の基地局との間で無線リンクを確立する手順と、
前記移動先の基地局が、その下位フォーリンエージェントに対して、少なくとも前記移動端末のMACアドレスを含む一時的転送要求を送出する手順と、
前記下位フォーリンエージェントが前記上位フォーリンエージェントに対して前記一時的転送要求を転送する手順と、
前記上位フォーリンエージェントが前記一時的転送要求に応答して、前記下位フォーリンエージェントに一時的転送応答を送出する手順と、
前記上位フォーリンエージェントが、ホームエージェントから転送された移動端末宛てのデータを、前記モバイルIP登録要求に基づいて移動元の下位フォーリンエージェントへ転送すると共に、前記一時的転送要求に基づいて移動先の下位フォーリンエージェントへ転送する手順と、
前記下位フォーリンエージェントが、前記移動端末宛てのデータを、その無線基地局を介して移動端末へ転送する手順と、
前記移動端末が、移動先でエージェントアドバータイズメントに応答して、モバイルIP登録要求を送出する手順と、
前記移動先の下位フォーリンエージェントおよび上位フォーリンエージェントが、前記モバイルIP登録要求に応答して、前記移動端末宛のデータを移動先の基地局へ転送する手順と、
前記移動先の基地局が移動端末に前記データを転送する手順とを含むことを特徴とするモバイルIPのデータ転送方法。
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