JP4663939B2 - 遠隔通信のルート設定 - Google Patents
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Description
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、遠隔通信信号のルート設定に関する。とくに、本発明は固定形および移動形の遠隔通信媒体へこのような信号をルート設定して、ユーザが何れかの媒体上で同じやり方で同様のサービスを使用でき、かつスイッチングおよび他のネットワーク応用機能のより大きな共通性（commonality）によってシステムオペレータがコストを低減できる方法に関する。本発明は、いわゆる“インターネットプロトコル（Internet Protocol, IP）”を使用する“インターネット（Internet）”において使用されるパケットベースの通信のルート設定に関する。
【０００２】
従来の技術
この移動媒体(モバイルメディウム)システムは、移動ユーザおよび関係するシステムはインターフェイスにおいてネットワーク（一般的に無線基地局）と協働して、移動ノードが１つの基地局との通信から別の基地局との通信へ変更すること、およびネットワークが新しい位置のインテリジェンスポイントを更新できるように構成されている。セルラネットワークでは、これらのインテリジェンスポイントは、ホームロケーションレジスタ（Home Location Register, HLR）およびビジタロケーションレジスタ（Visitor Location Register, VLR）であり、一方で“モバイルＩＰ（Mobile IP）”ではこれらのロケーションレジスタはホームエージェント（Home Agent）および外部エージェント（Foreign Agent）として知られている。両方の場合において、“ビジタ”ロケーションレジスタ、または“外部”エージェントは、現在基地局とその管理下で協働しているユーザの記録のみを維持し、“ホーム”ローケーションレジスタは関係するユーザのパーマネントレコードを、ＶＬＲまたは外部エージェントの現在協働しているものの記録を含めて維持する。到来メッセージのアドレスは、関連するＨＬＲ／ホームエージェントを識別し、これを参照して、より特定的なルート設定の詳細について適切なＶＬＲ／外部エージェントを識別する。したがって距離が若干離れていることもあるＨＬＲ／ホームエージェントには知らせずに、ＶＬＲ／外部エージェント内で、ユーザの現在の位置に対して局所的に（ローカルに）、位置のマイナーチェンジを行うことができ、このためにシグナリングオーバーヘッドは著しく低減する。
【０００３】
このホームエージェント／外部エージェントのインターフェイスを用意することによって、移動コストが追加され、とくにパケットシステムではトンネリング（一方のアドレスから他方のアドレスへメッセージを送ること）、アドレスの枯渇（adress exhaustion）（発信元のアドレスを再び使用できなくなること）、および三角ルート設定のコストが追加される。
【０００４】
固定媒体システムでは、ＩＰのルート設定は、ＩＰアドレスのブロックまたはプレフィクスを、関係する距離およびルート設定コストと共に、潜在的な宛先から潜在的な送信者へ分配することに基いており、したがって潜在的な送信者および中間のルータはその宛先への最善の次の移行であるホップ（隣り合うルータ）を判断することができる。これらのルートは、ネットワーク内の全ての宛先について予めコンピュータ処理されていて、したがって送信者は、情報が生成されると直ぐにそれを送ることができる。ルートの事前のコンピュータ処理、すなわち配備されたルート設定交換技術は、ソースおよび宛先の位置が固定されているとき、および通信のバンド幅が徹底的なルート交換（exhaustive exchange of routes）のために十分にあるときは可能である。しかしながらローミングの割合が増すとき、このようなモデルの細分（break down）およびより動的なルート設定のアプローチが必要とされる。
【０００５】
文献“HAWAII”（インターネットドラフト（Internet-draft）名を“IP Micro-Mobility Support Using HAWAII”, R.Ramjee, T.LaPor, S.Thuel, K.Varadhとして1999年2月19日に発行されており、Internet Engineering Taskforce Internetサイトでは；
HTTP://www.ietf.org/internet-drafts/draft-rimjee-micro-mobility-hawaii-OO.txt.に書込まれている）を参照されたい。HAWAIIでは特定の経路セットアップ方式を使用して、ルート設定ドメインにおいてドメイン内の小さな移動性（intra-domain micro-mobility）を支援するときに、特定のルータ内にホスト基地局の先送りのエントリをインストールし、ドメイン間の小さな移動性（inter-domain micro-mobility）に対して“モバイルＩＰ”を使用してデフォルトにする。HAWAIIでは、移動ホストは、ドメイン内で移動する一方で、ネットワークアドレスを保持する。HAWAIIアーキテクチャは、ドメインルートルータと呼ばれる、ドメインへのゲートウエイルータに依存し、ドメイン内のデフォルトのルートはここへ方向付けられる。各移動性ホストは、パーマネントＩＰアドレスに基くホームドメインに割り当てられる。経路セットアップ方式ではドメイン内の単一のルート設定経路を更新し、ワイヤレスリンク層におけるハンドオフの前後に、移動ホストへ接続することができる。ドメインルートルータと、移動ホストに現在サービスしている基地局との間の単一のルート設定経路に沿って位置するルータのみが、移動ホストのＩＰアドレスに対してルート設定テーブルのエントリをもつ。ドメインルート内のルータの残りは、デフォルトルートに沿って上方向へ移動ホストへアドレス指定されるパケットを、ドメインルートルータに根付いているルート設定ドメインのツリー形の性質に依存してルート設定し、ルータが移動ホストのＩＰアドレスに対して個々のホストエントリをもつ単一のルート設定経路に沿って、移動ホストへ向かう下方向へルート設定と交差する。
【０００６】
HAWAIIでは、ドメイン間の移動性は、“モバイルＩＰ”機構（メカニズム）によって支援されている。ホームドメインルートルータはホームエージェントとして示され、カプセル化されたＩＰパケットは外部ドメインルートルータを介して送られる。
【０００７】
HAWAIIの提案についての欠点には、ネットワークコア、すなわちドメインルートルータ内のいくつかのノードにモバイルＩＰトンネルの集中を含むことであり、これらのノードが故障したときに、全てのモバイルＩＰの状態および故障したノードによって処理される関係するセッションについて大きな障害を導くことになる。さらに、ホームドメインの外からホームドメイン内へ、およびこの逆方向の全てのルート設定は、ホームドメインルートルータを介して発生するので、ホームドメインルートルータの故障も大きい故障を導くこともある。
【０００８】
発明が解決しようとする課題
本発明の１つの態様にしたがって、パケット伝送リンクによって相互接続されているパケットスイッチングノードのインフラストラクチャと、複数のアクセスノードとを含むコネクションレスのルート設定プロトコルネットワークにおいてパケットのルート設定を制御する方法であって；複数のアクセスノードへは、ルート設定経路が前記ルート設定経路に沿って位置付けられているパケットスイッチングノード内に保持されているデータによって規定されていて、ルート設定経路は前記インフラストラクチャ内で所与のネットワークアドレスについて方向付けられており：
通信リンクを介して前記第１のネットワークアドレスを使用して移動ノードにサービスしている第１のアクセスノードへ方向付けられている第１のルート設定経路に沿って、第１のネットワークアドレスについてパケットをルート設定することと；
第１のアクセスノードから移動ノードへの通信リンクではなく、前記第１のルート設定経路に沿って到達するパケットを先方送りするインターフェイスを指定することと；
前記第１のネットワークアドレスについて前記インフラストラクチャ内のルート設定を変更して、前記第１のネットワークアドレスについて、前記第２のアクセスノードへ向かう第２のルート設定経路を生成することと；
前記第１のネットワークアドレスについて前記インフラストラクチャ内のルート設定を変更して、前記第２のルート設定経路が生成されるとき、およびその後で、前記第１のルート設定経路を取除くことと；
移動ノードの通信リンクにハンドオーバして、第２のアクセスノードが前記移動ノードにサービスすることと；
前記第２のルート設定経路を介して前記第２のアクセスノードへパケットをルート設定することとを含む方法を提供する。
【０００９】
第１のアクセスノードにおいて、通信リンクではなく、先方送りインターフェイスを指定し、第２のルート設定経路が生成されたとき、およびその後で、ルート設定を変更して、第１のルート設定経路を取除くことによって、通信リンクの損失とインフラストラクチャ内のルート設定の変更との間には未知の時間合せの差が存在している場合でも、インフラストラクチャ内でのパケットの損失を避けることができる。
【００１０】
本発明の別の態様および長所は、例示的に、添付の図面を参照して以下で記載する実施形態から明らかになるであろう。
【００１１】
発明の実施の形態
ここで図１を参照すると、本発明の実施形態にしたがう固定／移動トポロジの例が示されている。トポロジは、例示的に、自立システム（Autonomous System, AS）を形成している３つのパケットスイッチングネットワーク２、４、６を含んでおり、この範囲は図１内の陰影部によって模式的に示されている。自立システムという用語に与えられた１つの定義は、“1組のルータおよびネットワークの組は同じ管理下にある”ことである（文献（“Routing in the Internet”, Christian Huitema, Prentice-Hall, 1995, P.158）参照）。ここでは自立システムという用語は、この技術におけるルート設定ドメインとも呼ばれており、同じルート設定プロトコルを実行するルータをもつネットワーク、または１組のネットワークを意味することも意図されている。自立システムは、（後述で例示的に使用される）インターネットのようなグローバルインターネットワークを形成している他の自立システムに接続することができる。ルート設定プロトコルはインテリア ゲートウエイ プロトコル（interior gateway protocol,IGP）であり、他の自立システムとの通信は、境界ゲートウエイプロトコル（Border Gateway Protocol, BGP）のようなエクステリア ゲートウエイ プロトコル（exterior gateway protocol, EGP）を介して実現される。既知のＩＧＰの例は、ルーティング インフォメーション プロトコル（Routing Information Protocol, RIP）およびオープン ショーテスト パス ファースト(Open Shortest Path First, OSPF)である。
【００１２】
自立システムの固定インフラストラクチャを形成しているネットワーク２、４、６は、複数のコアルータ（Core Router, CR）、複数のエッジルータ（Edge Router, ER）、およびＡＳ内の異なるネットワーク２、４、６を相互接続しているブリッジルータ（Bridge Router, BR）を含む。これらのパケットスイッチングノードの全ては、単一のＩＰルート設定プロトコルを実行し、これについては１つの実施形態において別途記載する。
【００１３】
エクステリア ゲートウエイ ルータ(Exterior Gateway Router, EGR)は、自立システムを、グローバルインターネットの別の自立システムへ接続する。
【００１４】
図１に示した自立システムは、移動ホストと固定ホストの両者に対してルート設定を行い、移動ホストは、その移動の結果ＡＳ内のルート設定を変更し、固定ホストは、いわゆる静止したホストであり、このようなルート設定の変更は行われない。
【００１５】
例示的に、移動ノードはワイヤレスリンクを介してエッジルータへ接続され、セルラ無線リンク（別の可能なタイプのワイヤレスリンクは赤外線リンクである）は、移動ネットワークオペレータによって用意されている基地局（Base Station, BS）ルータを使用している。セルラ無線リンクは、ＧＳＭのような時分割多重アクセス（Time Division Multiplier Access, TDMA）システムリンクであるか、または“ＣＤＭＡ ２０００”のようなコード分割多重システム（Code Division Multiple Access, CDMA）システムリンクであってもよい。移動ノードは、個別の移動ホスト14か、またはそれに接続された複数のホストをもつ移動ルータ16、あるいはこの両者の形態をとり、それぞれ所定の時間において（ＣＤＭＡ“ソフトハンドオーバ”の場合に）ＢＳルータと無線通信する。ＢＳルータは、多数のトランシーバ基地局（Base Transceiver Stations, BTS）を制御し、ＢＴＳは、セルラシステムの個別の“セル”が周囲に形成されている無線アンテナと一緒に置かれている。
【００１６】
移動ノード14、16は、セルラ無線通信ネットワークのセル間を移動する。ＢＳルータが多数のセルにサービスするとき、セル間でハンドオーバされる移動ノードは同じＢＳルータを介してパケットルータを受け取り続けることができる。しかしながら、移動ノードが、サービスを受けるのに通るＢＳルータの範囲外へ移動するとき、新しいセルへのハンドオーバによりＡＳ内のルート設定の変更が必要となる。当該の該または１つの移動ノードとの間で送受信されるデータパケットは、ノードのＩＰアドレスの識別子を使用して、ハンドオーバの前に所与のＢＳルータを介してルート設定され、ハンドオーバの後で異なるＢＳルータを介して、同じＩＰアドレスへのルート設定を要求する。移動ノードは、１つのＢＳルータから別のＢＳルータへのハンドオーバ中にＡＳを介して異なるホストとの通信セッションに加わることができる。（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ接続内の）トランスポート層における接続が移動ノードのＩＰアドレスによって部分的に規定されるので、ルート設定がこのように変化するとき、移動ノードが異なるＢＳルータからサービスを受け取るとき、同じＩＰアドレスを使用してこのような接続を継続できることが望まれる。
【００１７】
固定ホストは、イーサネットプロトコルのようなローカルエリアネットワークプロトコルを実行しているローカルエリアネットワーク（Local Area Network, LAN）10を介してエッジルータへ接続することができる。固定ホストは、インターネットアクセスプロバイダによって用意されるネットワークアクセスサーバ（Network Access Server, NAS）20を使用して公衆サービス電話ネットワーク（Public Services Telephone Network, PSTN）12を介してエッジルータへ接続することもできる。ＮＡＳ20は、ＰＰＰまたはＳＬＩＰのようなプロトコルを使用してＮＡＳ20へ接続している固定ホストへのダイヤルアップ毎に固定されたＩＰアドレスを動的に割り当て、関係するエッジルータを介して各固定ホストとの間で送受信されるＩＰパケットをルート設定する。ＮＡＳ20がＩＰアドレスを動的に割り当てる一方で、割り振られたＩＰアドレスについてパケットをルート設定するのに通るエッジルータは、アクセスセッション中か、またはより長い期間において変更しない。したがって、自立システム内のルート設定は、リンク故障、またはトラヒック管理のようなＡＳ内の要因によって以外に、各固定ホストへの変更を必要としない。
【００１８】
ＩＧＰ、すなわち本発明のこの実施形態においてＡＳ内で使用されている単一のＩＰルート設定プロトコルは、時間的に順序付けられたルート設定アルゴリズム（Temporally-Ordered Routing Algorithm, TORA）ルート設定プロトコルの変形であり、とくに文献（“A Highly Adaptive Distributed Routing Algorithm for Mobile Wireless Networks”, Vincent D Park and M Scott Corson, Proceedings of INFOCOM '97, April 7-11, Kobe, Japan；and “A Performance Comparison of the Temporally-Ordered Routing Algorithm and Ideal Link-State Routing”, Vincent D Park and M Scott Corson, Prpceedings of ISCC '98, 30 June - 2 July, 1999, Athens, Greece）に記載されている。
【００１９】
ＴＯＲＡルート設定プロトコルアルゴリズムは、分散して実行され、ループのないルートを用意し、（輻輳を緩和するために）多数のルート設定を行い、ルートを迅速に設定し（したがって、トポロジが変わる前にルートを使用することができ）、（使用可能なバンド幅を確保し、スケーラビリティを増加することが）可能であるときは、トポロジの変化に対するアルゴリズムの反応を局所化することによって通信のオーバーヘッドを最小化する。
【００２０】
アルゴリズムが分散されるとすると、隣り合うノードに関する情報（すなわち、1つのホップの知識）のみを維持する必要がある。したがって、全てのルートはループがないことが保証され、通常はルートを要求するソース／宛先の対に対するマルチパスルート設定を用意する。通常は多数のルートが設定されているので、トポロジの変化が多くても、単一のルートで十分であるためにＡＳ内のルート設定の更新は必要ない。反応を必要とするトポロジの変化の後でプロトコルによって有効なルートが再び設定される。
【００２１】
ＴＯＲＡプロトコルは、グラフＧ＝（Ｎ，Ｌ）（なお、Ｎは有限の組のノードであり、Ｌは1組の最初の無向リンクの組である）としてネットワークをモデル化している。各ノードｉ∈Ｎは独特の（ユニークな）ノード識別子（identifier, ID）をもち、各リンク（ｉ，ｊ）∈Ｌは双方向の通信を可能にしている（すなわち、リンクによって接続されているノードは、何れかの方向で互いに通信することができる）。次に、各最初の無向（アンディレクテッド）リンク（ｉ，ｊ）∈Ｌは、３つの状態；すなわち（１）無向状態、（２）ノードｉからノードｊへの有向状態、または（３）ノードｊからノードｉへの有向状態の１つに割り当てることができる。リンク（ｉ，ｊ）∈Ｌがノードｉからノードｊへ方向付けられるとき、ノードｉはノードｊから“上流”にあると言われ、一方でノードｊはノードｉから“下流”にあると言われる。各ノードｉにおいて、ｉの“隣り合うノード、すなわちＮi∈Ｎ”はノードｊの組であるように規定され、したがって（ｉ，ｊ）∈Ｌである。各ノードｉは、組Ｎi内の隣り合うノードを常に認識している。
【００２２】
論理的に別個の形式のプロトコルは、ルート設定が必要とされている（例えば、ホストＩＰアドレスによって識別される）各宛先ごとに実行される。
【００２３】
ＴＯＲＡプロトコルは、３つの別個の機能：すなわちルートを生成すること；ルートを維持すること；およびルートを消去することに分割することができる。所与のノードから宛先へのルートを生成するには、ノードから宛先へ導かれている有向（ディレクテッド）リンクのシーケンスの設定が必要である。ルートを生成することは、無向ネットワークまたはネットワークの一部分においてリンクへの方向を割り当てることに本質的に対応している。これを達成するのに使用される方法は、照会／応答プロセスであり、これは宛先（すなわち、下流リンクをもたない唯一のノード）に根のついた閉路なし有向グラフ（directed acyclic graph, DAG）を構築している。このようなＤＡＧは、“宛先指向”のＤＡＧと呼ばれている。ルートの維持は、宛先へのルートを有限の時間内で再設定するやり方で、ネットワーク内のトポロジの変化に反応することを含む。ネットワークの区分を検出するとき、（宛先から区分されるネットワークの一部分の中の）全てのリンクは、無向であるとマークを付され、無効のルートを消去する。
【００２４】
プロトコルは、３つの別個の制御パケット：すなわち照会（query, QRY）、更新（update, UPD）、およびクリア（clear, CLR）の使用によって、これらの３つの機能を達成する。ＱＲＹパケットはルートを生成するために使用され、ＵＤＰパケットはルートを生成し、かつ維持するために使用され、ＣＬＲはルートを消去するために使用される。
【００２５】
所与の時間において、順序付けられた５つ組（ordered quintuple）は、“高さ(height)”と呼ばれ、Ｈi＝（τi， ｏｉｄi， ｒi， δi， ｉ）は各ノードｉ∈Ｎと関係している。概念上、各ノードと関係している５つ組は、２つのパラメータ：すなわち参照レベル、および参照レベルと関係するデルタによって規定されるノードの高さを表わしている。参照レベルは、５つ組の中の最初の３つの値によって表わされ、一方でデルタは最後の２つの値によって表わされている。ノードがリンク故障によって最後の下流リンクを失うたびごとに、新しい参照レベルが規定される。参照レベルτiを表わしている１番目の値は、リンク故障の“時間”に設定された時間のタグである。２番目の値、ｏｉｄiは発信者−ＩＤ（すなわち、新しい参照レベルを規定したノードの独特のＩＤ）である。これは、参照レベルを全体的に辞書式に順序付けることができることを保証している。３番目の値、ｒiは、独特の参照レベルの各々を２つの独特のサブレベルへ分割するのに使用される単一のビットである。このビットを使用して、元の参照レベルと、それに対応する、より高い反映した参照レベルとを識別する。デルタδiを表わしている１番目の値は、共通の参照レベルに関連してノードを順序付けるのに使用される整数である。この値は、参照レベルを伝搬するのに貢献する。最後に、デルタｉを表わしている２番目の値は、ノードの独特のＩＤ自体である。これは、共通の参照レベルおよびδiに等しい値をもつノード（および実際には、全てのノード）は、全体的に常に辞書式に順序付けることができることを保証している。
【００２６】
（宛先以外の）各ノードｉはその高さ、Ｈiを維持する。最初に、（宛先以外の）ネットワーク内の各ノードの高さはＮＵＬＬに設定され、Ｈi＝（-, -, -, -, ｉ）になる。続いて、各ノードｉの高さは、プロトコルの規則にしたがって変更される。それ自身の高さに加えて、各ノードｉは、ルート設定プロトコルデータテーブル内に、ネットワーク内の既存のＤＡＧをもつホストＩＰアドレスに対するエントリを維持し、このエントリには、各隣り合うノードｊ∈ＮiについてのエントリＨＮijをもつ高さの配列を含む。
【００２７】
（宛先以外の）各ノードｉは、ルート設定プロトコルデータテーブルにおいて、各リンク（ｉ，ｊ）∈ＬごとにエントリＬＳijとのリンク状態の配列を維持している。リンクの状態は、高さＨiおよびＨＮijによって判断され、より高いノードからより低いノードへ方向付けられる。隣り合うノードｊがノードｉよりも高いときは、リンクは上流であるとマークを付される。隣り合うノードｊがノードｉよりも低いときは、リンクは下流であるとマークを付される。
【００２８】
ＴＯＲＡプロトコルは、最初は、ルータが移動性であって、ワイヤレスリンクを介して連結される移動アドホックネットワーク（Mobile Ad-Hoc Network, MANET）において使用するために設計された。しかしながら、本発明の実施形態では、変更されたＴＯＲＡプロトコルは、図１に示したような固定リンクによって相互接続されている固定ルータをもつ固定インフラストラクチャを含む自立システム内で使用され、移動ホストがインフラストラクチャへの接続点を変更するときに、固定インフラストラクチャにおいてルート設定変更を行う。
【００２９】
図２６は、この実施形態にしたがってルータ内で保持することができるルート設定プロトコルデータテーブルの１例を模式的に示している。
【００３０】
各ホストＩＰアドレス（または、別途記載するように、集合化されたＤＡＧの場合はアドレスのプレフィックス）に対して、ネットワーク内にＤＡＧをもつＩＰ１、ＩＰ２、などには、記憶ノードＨi（ＩＰ１）、Ｈi（ＩＰ）、などの高さが記憶されている。さらに加えて、各隣接する隣り合うものの識別、例えばｗ、ｘ、ｙ、ｚ、隣り合うものの高さＨＮiw（ＩＰ１，ＩＰ２，など）、ＨＮiy（ＩＰ１，ＩＰ２，など）、およびＨＮiz（ＩＰ１，ＩＰ２，など）も記憶されている。最後に、各ＩＰアドレス（またはプリフィクス）に対するリンク状態のアレイは、各隣り合うものに対応する各リンク識別子（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）に対して上流リンク（Ｕ）、下流リンク（Ｄ）、または無向リンク（−）を示すマーキングの形態で記憶することができる。
【００３１】
ルート設定プロトコルデータテーブル内に保持されているリンク−状態の配列は、データを保持しているルータ内に次のホップへの先方への送り（forward、先送り、先方送りと訳出）の判断を局所的に行うことを可能にする。十分に相互接続されたネットワークにおいて、各ルータは少なくとも１つの下流リンクをもつ。下流リンクが１つのみ存在するとき、このリンクは次のホップへの先送りリンクとして選択される。下流リンクが２以上存在するとき、例えば２つのリンク上の現在のトラヒックロードに基いて、最適の下流リンクを選択することができる。何れかの場合において、選択されたリンクはＩＰアドレスに対する次のホップへの先送りデータテーブルへ入れられる。図２７に示したような次のホップへの先送りテーブルは、ルータに到達するルート設定を要求するＩＰパケットとして迅速にアクセスするためにキャッシュメモリ内に保持されている。このテーブルには、各ＩＰアドレス（またはプリフィクス）ＩＰ１、ＩＰ２、などに対して、選択された次のホップへの先送りリンク（Ｌ２，Ｌ１，など）を記憶する。
【００３２】
ルータの固定インフラストラクチャの使用、および別途記載する本発明の別の態様により、ＡＳ内でのルート設定の集合化、とくに移動ホストのＩＰアドレスが可能である。次に、ＩＰのアドレス指定、とくにどのようにして可変長のプレフィクスを使用して、ＩＰルート設定ネットワークにおけるルート設定の集合化を行うかについて簡単に記載する。
【００３３】
ＩＰアドレスは現在、所定数（３２）のビットから構成されている。ＩＰアドレスは、以前は非構造（アンストラクチャードベーシス）で割り振られた（これは、“フラット”アドレス指定計画と呼ばれている）。クラスフルアドレス指定（classful addressing）は、ネットワークのプレフィクスおよびホストフィールドへのアドレスを分割することによって２段のルート設定階層の概念を導入した。ユーザにクラスＡ、クラスＢ、またはクラスＣの何れかのＩＰアドレスを割り振って、ルート設定および管理を簡単にした。
【００３４】
クラスＡでは、ビット０はクラスＡを識別し、ビット１−７はネットワーク（１２６ネットワーク）を識別し、ビット８−３１はホスト（１，６００万ホスト）を識別する。
【００３５】
クラスＢでは、ビット０−１はクラスＢを識別し、ビット２−１５はネットワーク（１６，３８２ネットワーク）を識別し、ビット１６−３１はホスト（６４，０００ホスト）を識別する。
【００３６】
クラスＣでは、ビット０−２はクラスＣを識別し、ビット３−２３はネットワーク（２，０９７，１５２ネットワーク）を識別し、ビット２４−３１はホスト（２５６ホスト）を識別する。
【００３７】
２段の階層は、ネットワーク内のホスト間にフラットなルート設定階層を依然として残している。例えば、クラスＡのアドレスブロックは、１，６００万のホストをもち、これが１，６００万のルート設定テーブルのエントリを含むネットワーク内の全てのルータを生成する。サブネット化を行って、ホストアドレスブロックを可変長のサブネットフィールドおよびホストフィールドへ分割することを可能にした。したがってＡＳ内のルータは、サブネットのみについてルート設定テーブルのエントリを保持する（各サブネット上の全てのホストに対するルート設定の集合化を行う）ことができる。サブネットのマスクを使用して、ルータがアドレスのサブネット部を識別できるようにする。
【００３８】
本発明のこの実施形態にしたがって、ホストＩＰアドレスブロック（すなわち、プレフィクスを共有する連続したＩＰアドレス）を、ＢＳルータのようなアクセスノードへ割り当て、アクセスセッション中にブロック内から移動ホストへＩＰアドレスを動的に割り振ることによって、ルート設定の集合化を行う。移動ホストが電源投入時にセルラネットワークに登録するとき、サービスしているＢＳルータは、ＩＰアドレスを割り振り、移動ホストのワイヤレスリンク識別子と割り振られたＩＰアドレスとの間の結合をキャッシュする。集合化されたルート設定計画、すなわちこの実施形態では集合化されたＤＡＧは、移動ホストが、セッション中に使用するＩＰアドレスを割り振られる前に、ＡＳ内で予めコンピュータ処理される。移動ホストの電源切断後に、ＩＰアドレスが所有しているＢＳルータへ戻されると、ＩＰアドレスを別の移動ホストへ割り振ることができる。ＢＳルータによって割り振られた移動ホストのＩＰアドレスは、集合化されたＤＡＧをもち、移動ホストの少なくとも１つが遠ざかると、この場合は集合化されたＤＡＧは適所に残るが、ホスト専用の例外は、移動専用のルート設定更新手続きによって影響を与えられるルータ上で生成される（更新において、遠ざかった１つの移動ホストのみのためにルート設定を変更する）。
【００３９】
ＢＳルータによって所有されているアドレスのプリフィクスについてのＡＳ内のルータの事前のコンピュータ処理は、所有しているＢＳルータが、ＡＳ全体で溢れている各プリフィクスごとに、ここでは“最適化（optimization, OPT）”パケットと呼ばれている更新メッセージを注入することによって達成され、集合化（アグレゲート）されたＤＡＧを構築と一緒にプレフィクスの通知として効果的に働く。ＯＰＴパケットは、ＩＰアドレスのプリフィクスを所有し、集合化されたＤＡＧを制御しているＢＳルータによって送られる。ＯＰＴパケットは、（（設定されていても）現在の高さに関係なく）ネットワーク内の全ての他のノードへ伝搬し、これらの高さを“オール ゼロ”の参照レベルへ（再）設定し、したがってＴＯＲＡの最初の３つの値（Ｔi，ｏｉｄi，ｒi）を全てゼロに設定される。４番目の高さの値δiは、ＢＳルータから伝送されてから、ＯＰＴパケットが取るホップ数に設定される（これは、既知のＴＯＲＡソース−開始されたＤＡＧ生成機構におけるＵＰＤパケットの伝搬に類似している）。１のインクリメントが加えられて、ＢＳルータから移動ノードへのホップを表わすことができる。５番目の高さの値、ｉはノードＩＤに設定される。
【００４０】
集合化されたＤＡＧがこのＡＳ内に存在すると、ＡＳ内の各パケットスイッチングノードは、問題のＩＰアドレスのプレフィクスについて次のホップへの先送りテーブルをもつ。パケットが、ルート設定を要求しているノードに到達するとき、ノードは最も長く整合するアドレスのエントリについて次のホップへの先送りテーブルをサーチし、これに基いて、次のルート設定の判断は、ＩＰアドレスを使用している移動ノードが所有しているＢＳルータから遠ざからなかったと仮定すると、ＩＰアドレスのプリフィクスになる。ＡＳ内に集合化されたＤＡＧを用意することによって、各パケットスイッチングノードにおいてルート設定テーブルの大きさおよびルート設定処理を最小化する。
【００４１】
しかしながら移動ノードが、ネットワーク内で最初にサービスを受け取ったＢＳルータから離れているワイヤレスリンク層においてハンドオーバされるとき、個別のホストアドレスのエントリは、移動ノードの移動性によって生じるルート設定の更新によって影響される（制限された数の）パケットスイッチングノード内の、ルート設定プロトコルデータテーブルと次のホップへの先送りテーブルとの両者において生成される。これらのノードは、対応する集合化されたアドレスエントリを記憶し続けるが、ホストアドレスエントリを使用して、最も長い整合をサーチすることによって移動ノードのＩＰアドレスへパケットをルート設定する。
【００４２】
ＴＯＲＡの高さの維持アルゴリズムは、同じ一般クラスのアルゴリズムに分類されるが、この同じ一般クラスのアルゴリズムは、もともと文献（“Distributed Algorithms for Generating Loop-Free Routes in Networks with Frequency Changing Topology”, E Gafni and D Bertsekas, IEEE Trans. Commun., January 1991）において定義されている。このクラスの中では、ノードは高さを“増加”するだけであって；高さを低減することはない。しかしながら本発明のこの実施形態ではアルゴリズムを変更して、ＢＳルータ間でハンドオーバした後で、隣り合うノードへルート設定するインターフェイスが複数存在するとき、ノードが、移動性に関係するルート設定の更新を最近送出した隣り合うノードへルート設定するインターフェイス上でパケットを先送りするように、ノードが先送りの振舞いをすることを確実にする。移動ノードのＩＰアドレスおよび問題の隣り合うノードに対するエントリとしてルータのルート設定プロトコルデータテーブル内に記憶されている高さの５つ組（τi， ｏｉｄi， ｒi， δi， ｉ）内のτの時間の値は、“負”、すなわち少なくともゼロ未満になり、移動性に関係する更新が行われたことを示し、負のτの時間値の大きさは所与のＩＰアドレスに対する移動性に関係するルート設定更新が行われる度ごとに増加することが許可されている。したがって、最近の移動性に関係する更新は、より大きい負のτの時間値によって示される。移動性に関係するルート設定の更新は、負のτの時間値によって区別され、他の指標、例えば１ビットのフラグを使用して、負のフラグに置換してもよいことに注意すべきである。
【００４３】
移動ノードは、ＢＳルータの結合を変更すると、τの時間値を、例えば整数によって低減することによって高さの値を低減し、新しい値は、移動ノードのＩＰアドレスと関係するＤＡＧの移動を開始した更新の一部としてＡＳ内の制限された数のノードに伝搬され、これについては別途記載する。ノードが、下流に多数の隣り合うノードをもつときは、最近活性化された下流リンクへルート設定される。高さは依然として完全に順序付けられている（したがって、ルート設定のループの自由が保たれる）。
【００４４】
本発明のこの実施形態の別の態様では、ワイヤレスリンク層における移動ノードのハンドオーバ中に、一時的な、短期間の、トンネリング機構が用意され、データパケットは、移動ノードをハンドオーバするＢＳルータに到達し、移動ノードがハンドオーバされるＢＳルータへ先送りされる。ＩＰパケットスイッチングネットワークにおけるトンネリングは、（新しいＢＳルータのＩＰアドレスへアドレス指定される）新しいＩＰヘッダと共にデータパケットをカプセル化することによって達成でき、これは“ＩＰ−イン−ＩＰのトンネリング（IP-in-IP tunneling）”と呼ばれている。新しいＢＳルータにおいて、パケットはデカプシュレートされ、ワイヤレスリンクを介して移動ノードへ先送りされる。トンネルのセットアップ、シグナリング、および認証機構は“モバイルＩＰ”において使用され、とくに、文献（“IP Mobility Support”, C Perkins, ed., 1ETF RFC 2002, October 1996）に記載されている。“モバイルＩＰ”でイネーブルされる全てのＢＳルータでは、“モバイルＩＰ”を使用して、異なるＡＳへ移動する移動ノードへパケットを先送りすることもできる。他の可能なトンネリングプロトコルには、（ＵＤＰヘッダを到来するパケットへ加える）ＵＤＰトンネリング、ＧＲＥトンネリング（ＣＩＳＣＯ（商標）プロトコル）、層２トンネリングプロトコル（Ｌ２ＴＰ）、およびネゴシエートまたは構成されたＩＰＳＥＣトンネルモードを含む。
【００４５】
移動ノードがＢＳルータからハンドオーバされるとき、このＢＳルータは、移動ノードがハンドオーバされる新しいＢＳルータと対話し、次に示す段階に着手する：
（ａ）新しいＢＳルータへの一方向のトンネルを準備して、古いＢＳルータと移動ノードとの間のワイヤレスリンクが失われた後で、パケットを移動ノードへ先送りすることができる段階。トンネルは、予め存在しているＢＳ間のルータトンネル、またはホスト専用へのトンネルへのマッピングによって準備され、モバイルＩＰ機構を介して動的にネゴシエートされる；
（ｂ）ワイヤレスリンク層において移動ノードへハンドオーバする段階；
（ｃ）新しいＢＳルータから移動ノードのＩＰアドレス（または、移動ルータの場合は、アドレス）に対してルート設定の更新を注入する段階；
（ｄ）移動ノードのＩＰアドレスへ向かうデータを先送りし、古いＢＳルータにおいてトンネルリンクを介して新しいＢＳルータへ到達する段階；
（ｅ）古いＢＳルータへの無効のルート設定を更新する段階；
（ｆ）ホスト専用であるときには、トンネルを解体（tear down）するか、またはルート設定が集束した後で、予め存在するトンネルにおけるホスト専用の状態を取除く段階。
【００４６】
ハンドオーバの前に、全てのパケットは、古いＢＳルータを通るインフラストラクチャ内で、ルートを介して移動ノードへ直接にルート設定される。ルート設定の集束の後で、全てのパケットは、新しいＢＳルータを通るインフラストラクチャ内で、ルートを介して移動ノードへ直接にルート設定される。
【００４７】
ハンドオーバが、（トンネル設定の一部として古いＢＳルータからか、または移動ノードから移動を補助するハンドオーバを介して）新しいＢＳルータへ知らされるとき、新しいＢＳルータは方向付けられたルート設定更新メッセージを生成し、このメッセージは、既存のＤＡＧを使用して、（古いＢＳルータへ方向付けられたままである）移動ノードのＩＰアドレスについて古いＢＳルータへユニキャストされる。この更新は、逆方向の最低の隣り合う経路（接近する最短経路）に沿って古いＢＳルータへ移動のＤＡＧを選択的に変更する。この更新の最後に、移動ノードが無線リンク層においてハンドオーバされた後で、古いＢＳルータは移動ノードのＩＰアドレスについて新しい下流リンクをＤＡＧ内にもつ。交差ルータは、更新プロセス中に、既存のデータ流が移動ノードの新しいＢＳルータへ再び方向付けられる地点においてユニキャストの方向付けられた更新を受け取る。
【００４８】
この更新手続きは、トポロジに依存しておらず、新しいＢＳルータと古いＢＳルータとの間のトポロジ上の距離に関係なく採用される（ＢＳルータの関係する位置に実質的に依存して変更できる）。
【００４９】
古いＢＳルータへのワイヤレスリンクが失われる時間だけ新しいＢＳルータへのルート設定が設定されない場合、および古いＢＳルータでは相当な量のキャッシングは実行されないときは、短期間のトンネルはパケットの損失を回避する。
【００５０】
それにも関わらず短期間のトンネルは常に必要ではなく、次に示す２つのイベントの関連する順序付けに依存する：
（ｉ）古いＢＳルータにおけるＢＳルータ−対−移動ノードのワイヤレスリンクの損失；および、
（ii）古いＢＳルータにおける方向付けられたルート設定更新の到来。
【００５１】
古いワイヤレスリンクが失われる前に、ルート設定更新が到達するときは、別のデータパケットが再ルート設定が原因となって古いＢＳルータに到達しないので、トンネルは必要とされない（再ルート設定は、制御およびデータパケットが等しい待ち行列の優先度および処理をもつようにされるし；これらをもたないとしても、既に待ち行列に入れられているデータパケットは依然としてルート設定の更新後に到達するからである）。そして全ての過去のデータパケットは古いワイヤレスリンク上で移動ノードへ送られる（先送りされる）ことになる。トンネルが必要とされないとするとワイヤレスリンクが失われるときに全ての下流リンクが損われることによって、古いＢＳルータにおけるＴＯＲＡの更新の早すぎるトリガは、ルート設定が集束するまで、古いＢＳルータにおいて仮想下流リンクにマークを付すことによって防ぐことができる。したがって、古いＢＳルータにおけるルート設定の抑制は、単に信号送信によって達成される。
【００５２】
信号送信（シグナリング）のみによるルート設定の抑制は、古いＢＳルータが、キャッシュ、例えば透過性（トランスペアレントな）のキャッシュとして働くときも使用でき、古いＢＳルータがルート設定が集束するまで、比較的に大量のデータを記憶し、ルート設定が集束すると、データを再び送ることができるようにする。
【００５３】
上述のように、移動ノードがアクセスセッションを終了するとき、移動ノードのＩＰアドレスに対するルート設定は、発信元のＢＳルータ、すなわちＩＰアドレスのホームＢＳルータへ戻される。ＡＳ内に制限された数のノードのみを加えることを要件として、ＤＡＧの宛先をホームＢＳルータへ効果的に復元する機構が用意される。
【００５４】
移動ノードがアクセスセッションを終了するとき、現在のＢＳルータはＩＰアドレスのホームＢＳルータに接触し、ＤＡＧの宛先をホームＢＳルータへ転送し始める。ここでも、トンネルリンクを抑制機構として使用して、現在のＢＳルータにおけるルート設定の更新を開始するか、または、より単純に、データが先送りされないときは、仮想リンク（現在のＢＳルータにおける機能していない下流リンクのマーキング）を使用することができる。現在のＢＳルータは、ホームＢＳルータへ方向付けられたトンネルリンクまたは仮想下流リンクを設定する。応答して、ホームＢＳルータは、（現在のＢＳルータへ依然として方向付けられている）移動ノードのＩＰアドレスについて既存のＤＡＧを使用して現在のＢＳルータへ送られる方向付けられた“復元（restore）”更新を生成する。この更新は、ホスト専用のルート設定プロトコルデータテーブルのエントリおよび移動ノードの先の移動によって生成された次のホップへの先送りテーブルのエントリを削除して、移動ノードのＩＰアドレスについて活動状態のルート設定計画として予めコンピュータ処理された集束されたＤＡＧを復元する。更新は、移動ノードの過去の移動によって行われたルート設定の更新によって既に生成された経路上で伝わる。したがって、行われた移動専用の更新が消去される負の高さの値の組と、（ネットワーク内で新しい高さの生成および反転を生じる障害がなかったと仮定する）“オール ゼロ”の参照レベルで集束されたＤＡＧが再び活動状態にされる。現在のＢＳルータにおいて復元更新が受取られるまで、トンネルリンクまたはバーチャルリンクを維持され、このときにトンネルが解体されるか、または仮想リンクが取除かれる。
【００５５】
定期的に、またはトリガ実行イベントの検出の際に、移動ノード、または移動ノードの代わりに活動しているＢＳルータは、ＴＯＲＡ更新機構を使用して、“オール ゼロ”の参照レベルでＩＰアドレスについてＤＡＧを再び起動し、ＤＡＧについての移動性に関係するルート設定テーブルのエントリを取除く。このやり方で伝搬される“オール ゼロ”参照レベルは、（正および負の）他の全ての高さの値に優先され、ＡＳ全体に伝搬する（ＡＳ‐全体のＤＡＧの再最適化）。したがって、移動性に関係する更新機構に置き換わるソフト状態のルートのメンテナンスについての機構を与えられる。
【００５６】
ここで、ワイヤレスリンク層におけるＢＳ間のハンドオーバおよびＡＳの固定インフラストラクチャ内のルート設定更新について、図２ないし１１を参照して記載することにする。図１２ないし１６を参照して別の例を記載する。最終的に、移動ホストアクセスセッションの終了後の、ホームＢＳへのルート設定の復元の詳細な例を図１７ないし２５に関係して記載する。図２ないし２５に記載したＴＯＲＡの高さの５つ組の各々において、ノードＩＤは、簡単にするために、参照記号ｉを使用して記載する。しかしながら、この値は各ノードについて異なり、ＡＳノードを独特に識別することが分かる。簡単にするために、ＡＳの一部のみを記載することにも注意すべきである。
【００５７】
次の例の全てにおいて、ＡＳは複数の固定コアルータ（ＣＲ１，ＣＲ２．．．）、複数の固定中間ルータ（ＩＲ１，ＩＲ２．．．）、および複数の固定縁端部（エッジ）ルータ（ＥＲ１，ＥＲ２．．．）を含み、固定インフラストラクチャのトポロジの“縁端部”の比較的近くにしたがって分類される。コアルータは中間ルータよりも高いトラヒック量を処理するために構成され、代わって中間ルータは縁端部ルータよりも高いトラヒック量を処理するようにされている。例えば、コアルータは国内のトラヒック、中間ルータ領域のトラヒック、および縁端部ルータの細分化領域のトラヒックを処理することができる。
【００５８】
パケットスイッチングルータは、ワイヤレス基地局と一緒に配置され、機能的に結合され、結合されたエンティティは、ここではアクセスノード（ＢＳ１，ＢＳ２．．．）と呼ばれるが、“アクセスノード”という用語は、ワイヤレスのＢＳ機能を含むルート設定ノードに制限されることを意図していないことが分かるであろう。例えば、“アクセスノード”は、トポロジにおいてＢＳから離れているノードに用意することができる。
【００５９】
以下に記載する例の全ての場合において、インターフェイスにおけるホップ毎のルート設定の方向性は、（ワイヤレスリンクを含む）リンクに沿ってネットワークのノード間で、およびアクセスノードと移動ノードの間でマークを付された矢印によって示される。分散形ルート設定計画は、単一の受信側移動ホスト、ＭＨ２において方向付けられたＴＯＲＡ ＤＡＧの形態をとっている。移動ホストＭＨ２がアクセスセッションを始め、動的にＩＰアドレスを割り振られる前に、事前にコンピュータ処理され、集合化されたＤＡＧは、ＩＰアドレスを割り振られるアクセスノード、すなわちノードＢ２からＡＳ全体の更新として注入されているＡＳ内のＩＰアドレスに存在している。図２ないし２５を参照すると、ルート設定更新またはパケットの先送りに関係するノードは、ＴＯＲＡの高さの５つ組（τi， ｏｉｄi， ｒi， δi， ｉ）でマークを付される。既に記載したように、このＴＯＲＡの高さは、高さが加わるノードから広告されている、各隣り合うノードのルート設定プロトコルデータテーブル内に記憶される。
【００６０】
移動ノードＭＨ２がホームアドレスノードＢＳ２に登録するとき、ホームアクセスノードは、割り振られているＩＰアドレスに対して移動ノードの識別をワイヤレスリンク層にキャッシュし、ノードＢＳ２内に保持されているルート設定テーブル内の移動専用のエントリを形成する。
【００６１】
図２は、移動ノードＭＨ２と別のホスト、この場合は移動ホストＭＨ１との間で行われる通信セッション（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ接続）を例示している。次の例では、対応する移動ホストＭＨ１は移動しないが、ノードＭＨ２の移動性に関係して別途記載する同じ機能を使用して、移動させることができる。類似の通信セッションも、対応する固定ホストで行なうことができる。とくに、別個のＤＡＧはノードＭＨ１へ向かって方向付けられたＡＳ内に存在し、ノードＭＨ２から発信するデータパケットはノードＭＨ１へルート設定される。ノードＭＨ１へ方向付けられたこのＤＡＧは変わらないので、ノードＭＨ２が加わる各アクセスノードからノードＭＨ１のルート設定が存在するが、ノードＭＨ１へのルート設定については、これ以上記載しない。
【００６２】
ノードＭＨ１からノードＭＨ２へ向かうデータパケットは最初に、図２に示したように、集合化されたＤＡＧ、例えば固定ノードＢＳ１、ＥＲ１、ＩＲ１、およびＥＲ２を介してホームアクセスノードＢＳ２へルート設定される。
【００６３】
ここで図３を参照すると、ワイヤレスリンク層のＢＳ間のハンドオーバの判断はノードＭＨ２自体、またはノードＢＳ２の何れかによって行うことができる。移動ノードの最初のハンドオーバの場合、ノードＢＳ２およびＢＳ３から受け取られた信号間のワイヤレスリンクの品質の比較に基いて判断することができる。移動ノードＭＨ２が移動するとき、ＢＳ３から受け取った信号は向上するが、一方でアクセスノードＢＳ２から受け取った信号が悪化し、閾値判断の際に、移動ホストはノードＢＳ２とＢＳ３との間でハンドオーバを開始することによって応答する。ノードＢＳ２においてハンドオーバを判断する場合に、トラヒックロードのような、他の検討事項に依存して判断することができる。このような場合に、アクセスノードＢＳ２はハンドオーバの命令をノードＭＨ２へ送る。
【００６４】
ＢＳ間のハンドオーバが移動ノードＭＨ２またはホームアクセスノードＢＳ２によって開始されても、開始されなくても、移動ノードＭＨ２は新しいアクセスノードＢＳ３を選択し、トンネル開始（tunnnel initiation, TIN）パケットをホームアクセスノードＢＳ２へ送る。ＴＩＮパケットは、新しいアクセスノードＢＳ３のＩＰアドレスを含み、移動ノードはアクセスノードＢＳ３によって同報通信されるビーコンチャンネルからそれを読み取る。移動ノードＭＨ２はさらに、
高さのτの時間値を負の値、すなわち−１へ低減することによって（これは、最初の移動性に関係するルート設定更新が、ホームアクセスノードＢＳ２から遠ざかることを示している）、新しい高さをコンピュータ処理し、ＴＩＮパケット内にこれを含む。
【００６５】
ここで図４を参照すると、ホームアクセスノードＢＳ２は移動ノードＭＨ２からＴＩＮパケットを受け取るとき、ホームアクセスノードＢＳ２は、新しいアクセスノードＢＳ３への短期間のＩＰ−イン−ＩＰのトンネルリンクを設定する。ホームアクセスノードＢＳ２はルート設定テーブル内でトンネルインターフェイスをＢＳ３へ入力し、新しいアクセスノードＢＳ３のＴＯＲＡの高さは（−１，０，０，１，ｉ）に等しく設定され、残りのハンドオーバの手続き中にデータパケットを先送りするために下流データリンクとしてマークを付されることを保証する。
【００６６】
短期間のトンネルリンクは、ホームアクセスノードＢＳ２から新しいアクセスノードＢＳ３へ設定されたとき、ホームアクセスノードＢＳ２は、移動ノードＭＨ２から受け取ったＴＩＮパケットをトンネルインターフェイスを介して新しいアクセスノードＢＳ３へ先送りする。
【００６７】
この例では、使用されるワイヤレスリンクシステムには、（ソフトなハンドオーバを可能にするＣＤＭＡセルラ無線システムにおけるように）、移動ノードＭＨ２がハンドオーバ中に２つのワイヤレスリンクを介して各アクセスノードＢＳ２およびＢＳ３へ通信できるといった性質がある。したがって、移動ノードＭＨ２は新しいアクセスノードＢＳ３との第２のワイヤレスアクセスリンクを設定し、移動ノードＭＨ２への下流リンクであるノードＢＳ３においてルート設定テーブルが入力される。
【００６８】
新しいアクセスノードＢＳ３は、ユニキャストの方向付けられた更新（unicast-directed update, UUPD）パケットを生成し、固定インフラストラクチャ内の隣り合うノード、すなわちノードＥＲ３へパケットを送る。ＵＵＰＤパケットは、新しいアクセスノードＢＳ３とホームアクセスノードＢＳ２との間で、ノードユニキャストの経路に沿って、更新経路に沿う全てのノード、およびその経路に沿うノードに直接に隣り合う全ての、ルート設定プロトコルデータテーブルと、したがって次のホップへの先送りテーブルの少なくともいくつかとの中で、更新エントリを移動する（ノードは経路に沿って新しい高さの広告を、各直接に隣り合うノードへ送り、広告の伝搬は１つのホップに制限される）。
【００６９】
ここで図６を参照すると、移動ホストＭＨ２が新しいアクセスノードＢＳ３との新しいワイヤレスリンクを設定した後で、ホームアクセスノードＢＳ２への古いワイヤレスリンクはプルダウンされる。ホームアクセスノードＢＳ２に到達する移動ノードＭＨ２へ方向付けられたデータパケットは、短期間のトンネルを介して新しいアクセスノードＢＳ３へ先送りされ、新しいワイヤレスリンクを介して移動ノードＭＨ２へ送られる。
【００７０】
ここでは古いワイヤレスリンクが失われているけれども、残りのダウン流リンクが、ホームアクセスノードＢＳ２と新しいアクセスノードＢＳ３との間に設定されたトンネルに沿って存在するので、ルート設定の更新はホームアクセスノードＢＳ２ではまだトリガされていない（ＴＯＲＡプロトコルにしたがって他でも生ずるところである）。したがって、新しいアクセスノードＢＳ３から開始されるルート設定更新がホームアクセスノードＢＳ２に到達するまで、ホームアクセスノードＢＳ２へ向かうルート設定は所定の位置に残る。図６に示したように、第１のノードＥＲ３は、ＵＵＰＤパケットを受け取り、さらに移動更新に関係する負のτの時間値（−１）でその高さを更新して、このＵＵＰＤパケットをノードＩＲ２へ先送りする。代わって、ノードＩＲ２は、移動性に関係する更新と関係するτの時間値にその高さを更新する。
【００７１】
ルート設定更新ユニキャストルートに沿う各ノードは、さらに、ルート設定更新ＵＵＰＤパケットの各ホップごとに、ＴＯＲＡの高さの５つ組内のδの値を１だけインクリメントし、したがってδの値は、先のルート設定テーブルのエントリではホームアクセスノードＢＳ２を経由する移動ノードへのホップ数を示していたことに代わって、新しいアクセスノードＢＳ３を経由する移動ノードへのホップ数を表わしている。代わってユニキャストの方向付けられた更新ルートに沿う各リンクは、新しいアクセスノードＢＳ３へ向かって方向付けられる。
【００７２】
ここで図７を参照すると、ＵＵＰＤパケットは次に、ユニキャスト更新ルートに沿う次のノード、すなわちノードＥＲ２へ先送りされる。ノードＥＲ２はルータであり、送信ノードＭＨ１からホームアクセスノードＢＳ２へのルート設定経路と、ノードＭＨ１から新しいアクセスノードＢＳ３へ送られるパケットがとるルート設定経路との間の交差点にマークを付す（ルータ設定経路に設定される）。図８に示したように、ノードＥＲ２内のルート設定プロトコルデータテーブルのエントリはＵＵＰＤパケットを受け取ったときに更新されると、交差ノードＥＲ２は２つの下流リンク；すなわちホームアクセスノードＢＳ２へ方向付けられる下流リンクと新しいアクセスノードＢＳ３へ方向付けられた下流リンクとをもつ。しかしながら、新しいアクセスノードＢＳ３へ方向付けられた下流リンクが、（最近の）移動性に関係する更新を示すものとして、負のτの時間値を含むので、新しいアクセスノードＢＳ３へ方向付けられた下流リンクは、次のホップへ先送りするリンクとして、優先的に選択される。移動ホストＭＨ２へ方向付けられたノードＥＲ２に到達するデータパケットは、新しいアクセスノードＢＳ３へのルート設定経路に沿って、ノードＩＲ２へ先送りされる。交差ルータＥＲ２においてルート設定経路を分割した後は、別のデータパケットはＢＳ２へ送られず、別のデータパケットはノードＢＳ２とノードＢＳ３との間のトンネルインターフェイスを通って先送りされない。しかしながら、トンネルインターフェイスはホームアクセスノードＢＳ２においてしばらくの間、所定の位置に留まり、ＵＵＰＤパケットはホームアクセスノードＢＳ２に到達するまで、（全ての下流リンクを失ったために）ルート設定の更新はホームアクセスノードＢＳ２から生成されないことを保証する。ホームアクセスノードＢＳ２においてＵＵＰＤパケットが到達すると、ＢＳ２のルート設定テーブル内のトンネル状態のエントリは取除かれて、それによってＭＨ２に対するトンネルインターフェイスを取り壊す。
【００７３】
ここで図９を参照すると、ホームアクセスノードＢＳ２はユニキャスト更新経路の端部を形成しているので、ホームアクセスノードＢＳ２の高さは、ＵＵＰＤパケットを受け取ったときに再び規定されないことに注意すべきである（しかしながら、ノードＢＳ２とＥＲ２との間のリンク方向は、ノードＥＲ２の高さにおいて負のτの時間値が規定されているために逆にされ、サービスを受け取る他の移動ホストがＢＳ２を介してＭＨ２へパケットを送ることができるようにしている）。
【００７４】
最後に、ＵＵＰＤメッセージを受け取ったときに、ホームアクセスノードＢＳ２は新しいアクセスノードＢＳ３へ更新完了のアクノリッジメント（ＵＵＰＤ−Ａｃｋ）を送ることができる。ＵＵＰＤ−Ａｃｋパケットは、新しいアクセスノードＢＳ３へ向かってＤＡＧ内での設定されたユニキャストの更新されたルート設定経路をとる。ＵＵＰＤ−Ａｃｋパケットを送信したとき、古いアクセスノードＢＳ３は、それが最初に移動ノードＭＨ２へ割り振ったＩＰアドレスについてＤＡＧに対する仮の制御を放棄する。ＵＵＰＤ−Ａｃｋパケットを受け取ったとき、新しいアクセスノードＢＳ３は、移動ノードのＩＰアドレスについてＤＡＧの仮の制御をとる。
【００７５】
ここでユニキャスト更新経路に沿って、制限された数のみのノード（図９に示した例では、５のみのノード）の高さを再定義することを含む、無線リンク層における移動局のＢＳ間のハンドオーバに関係するルート設定の更新が完了する。さらに、ルート設定プロトコルデータテーブルエントリの更新も制限され、このような更新は、ＵＵＰＤメッセージを受け取るノード、および（新しい高さの広告を受け取り、ルート設定テーブル内に新しい高さを記憶する）各直接に隣り合うノードのみにおいて要求される。図９に示した例では、ルート設定プロトコルデータテーブルの更新も、ノードＩＲ１、ＣＲ１、ＣＲ２、およびＣＲ３の各々において実行される。
【００７６】
図１０および１１は、次の移動性に関係する更新の前後に、ＡＳ内のＤＡＧの状態を示す。この場合に、移動ノードＭＨ２は、アクセスノードＢＳ２からアクセスノードＢＳ３へ既にハンドオーバされ、さらに別のアクセスノードＢＳ４へハンドオーバされる。採用される手続きは、アクセスノードＢＳ２からアクセスノードＢＳ３への移動ノードの最初のハンドオーバによって行われた移動性に関係する更新に関係して記載した手続きと同じであるが、新しいアクセスノードＢＳ４から送られたユニキャスト更新によって生成された新しい高さは、（−２の大きさまで増加する）負のτの時間値における別のインクリメントを含む点が違い、（−１のτの時間値をもつ）移動性の第１の発生の更新された高さから、移動性の第２の発生によって行われた移動性に関係して更新される高さを区別し、（０のτの時間値をもつ）予めコンピュータ処理されたＤＡＧ内で割り当てられた高さからの移動性に関係して更新された高さからも区別するようにしている。図１に示したように、新しい更新に関係するノードは、最初に０のτの時間値を含む高さをもち、これは予めコンピュータ処理されたＤＡＧ内に規定されている高さであることを示す。
【００７７】
ここで、移動性に関係するルート設定の更新の別の例として、移動ノードが（ＧＳＭセルラ無線システムにおけるように）特定の時間に単一のワイヤレスリンクのみを介して通信できるものを、図１２ないし１６を参照して記載することにする。この場合に、先の例の図２ないし４に関係して記載した段階は同じである。図１２に示したように、新しいアクセスノードＢＳ３から送られたＵＵＰＤパケットは、トンネルインターフェイスに沿ってＴＩＮパケットの受取りに応答して生成される。
【００７８】
ここで図１３を参照すると、移動ノードＭＨ２は最初にホームアクセスノードＢＳ２とのワイヤレスリンクを失い、短い時間期間が経過して（ワイヤレスリンク層、ＥＴＣにおいて新しいアクセスノードＢＳ３と再び同期化でき）、新しいアクセスノードＢＳ３との新しいワイヤレスリンクが設定される。移動ノードＭＨ２がワイヤレスリンクを持たない期間において、ホームアクセスノードＢＳ２に到達するパケットは、ホームアクセスノードＢＳ２からトンネルインターフェイスによって先送りされ、新しいワイヤレスリンクが設定されるまで、新しいアクセスノードＢＳ３において待ち行列へ入れられる。次に、新しいワイヤレスリンクが設定されるか、またはＵＵＰＤパケットがホームアクセスノードＢＳ２に到達する。新しいワイヤレスリンクが最初に設定されると、新しいアクセスノードＢＳ３は直ちに、移動ノードのＩＰアドレスに対してＤＡＧの仮の制御を仮定する。さもなければ、新しいアクセスノードＢＳ３は、ホームアクセスノードＢＳ２からＵＵＰＤ−Ａｃｋ（アクノリッジメント）メッセージを受け取るまで待機する。先の例に関係して記載した残りの段階（トンネルの解体、次の移動、など）もこの例に関係して応用する。
【００７９】
図１７ないし２５は、移動ノードがアクセスセッションを終了し、移動ノードのＩＰアドレスが移動ノードに最初に割り当てられる前に、ＤＡＧの状態に対するそのＩＰアドレスについてＤＡＧを復元するルート設定更新を行う手続きを示している。ルート設定更新手続きは、ルート設定更新をＡＳ内の制限された数のみのノードへ（ユニキャストの移動性に関係する更新が既に行なわれた経路に沿って）送ることを含み、制限された数のみのノード（すなわち、復元された方向付けられたルート設定更新メッセージが通るノードおよび直接に隣り合う各ノード）のルート設定プロトコルデータテーブルにおいて更新が要求されている。
【００８０】
図１７を参照すると、移動ノードＭＨ２がアクセスセッションを終了するとき、現在のアクセスノードＢＳ４はＩＰアドレスに対してホームアクセスノードＢＳ２へ復元要求（restore request, RR）を送る。これは、現在のアクセスノードにおけるＩＰアドレスに対する“ホーム”アクセスノードの識別子の知識によって達成することができる。この知識は、ＯＰＴパケット更新機構を使用して集合化されたＤＡＧを生成し、アクセスノード内に保持されている他のルート設定プロトコルデータに加えて、ルート設定プロトコルデータとして、この識別を記憶することによって与えることができる。その代わりに、この知識は、移動ノードが、ＩＰアドレスが最初に割り振られるときにホームＢＳの識別を記憶し、各アクセスノードにこの識別を送り、該アクセスノード内に一時的に記憶し、ここからアクセスセッション中に移動ノードがサービスを受け取ることによって得ることもできる。したがって、移動ノードＭＨ２がこのアクセスセッションを終了するとき、現在のアクセスノードＢＳ４はＲＲパケットを送り、該ＲＲパケットは、最初に移動ノードのＩＰアドレスでアドレス指定され、ホームアクセスノードＢＳ２へのＩＰ−イン−ＩＰのトンネルリンクに沿って、ホームアクセスノードＢＳ２のＩＰアドレスでカプセル化される。
【００８１】
ＩＰアドレスに対するホームＢＳの識別の知識を要求する代わりとして、ＲＲパケットは宛先アドレスとして移動ノードのＩＰアドレスで送られるが、ヘッダ内の識別子は、各送り先のノードにアクセスセッション中にホームＢＳに方向付けられたままである集合化されたＤＡＧのルート設定経路に沿ってパケットがルート設定されることを示す。
【００８２】
ＲＲパケットの受取りに応答して、ホームアクセスノードＢＳ２はルート設定テーブル内で移動ホストＭＨ２への下流リンクにマークを付す。移動ホストは、現在アクセスノードとワイヤレス通信をしておらず、実際には異なるアクセスノード（すなわち、アクセスノードＢＳ４）のサービス領域内に位置しているので、この下流リンクは仮想リンクである。アクセスセッションの終了後にＢＳ４において移動ノードＭＨ２に到達するパケットは、ホームアクセスノードＢＳ２へのトンネルに沿って先送りされ、移動ノードＭＨ２が新しいアクセスセッションを開始するとき、移動ノードＭＨ２へ将来先送りするために記憶される。
【００８３】
ＲＲパケットを受け取ったとき、ホームアクセスノードＢＳ２は、さらに（現在、仮想の）移動ノードＭＨ２の高さを“オール ゼロ”参照レベルへリセットし、図１８に示したように、ＡＳの固定インフラストラクチャを介して、現在のアクセスノードＢＳ４へユニキャストの方向付けられた復元更新（unicast-directed restore update, UDRU）パケットを送る。ＵＤＲＵパケットはユニキャストルートに沿って先送りされ、これは、移動性に関係する更新の結果として予め再規定された高さをもつノードのみを含む。図１８に示した例では、これらのノードはＥＲ２、ＩＲ２、ＥＲ３、ＩＲ３、ＣＲ４、ＩＲ４、ＥＲ４、およびＢＳ４である。
【００８４】
ＵＤＲＵパケットはユニキャスト経路に沿ってノードの各々において受け取られるので、各ノードのＴＯＲＡの高さは“オール ゼロ”の参照レベルへ再設定され、高さのδの値は、現在のアクセスノードを介して移動ノードのホップ数を示した先行するエントリの値の代わって、ホームアクセスノードを介して（現在は仮想の）移動ノードへのホップ数を表わすように再規定される。このプロセスは図１８ないし２２の各々に示されている。
【００８５】
ユニキャスト更新ルートに沿う高さの更新に加えて、更新された高さは、直接に隣り合う各ノードへ広告される。（図２０に示したように）アクセスノードＢＳ３の場合のように、自身の高さにおいて負のτの時間値をもつノードは、負のτの時間値を０に再設定することを示す広告を受け取り、それ自身の高さを“オール ゼロ”参照レベルへ再設定し、ホームアクセスノードを経由する（現在は仮想の）移動局へのホップ数を示すδの値を規定し、自身の新しい高さの広告を生成し、それ自身に隣り合うノードの全てにそれを送る。広告された新しい高さを受け取り、自身の高さを再設定しない隣り合うノードは、その広告を伝搬しない。
【００８６】
図２３に示したように、ＵＤＲＵパケットが現在のアクセスノードＢＳ４において受け取られると、現在のアクセスノードはルート設定テーブル内の移動ノードＭＨ２と関係する状態を削除し、ユニキャスト更新によって生成されたばかりのルート設定経路に沿ってＵＤＲＵ−ＡｃｋメッセージをホームアクセスノードＢＳ２へ送って、移動ノードＭＨ２によって既に使用されたＩＰアドレスについてＤＡＧの仮の制御を放棄する。
【００８７】
図２４に示したように、ＵＤＲＵ−Ａｃｋパケットは最終的に、ホームアクセスノードＢＳ２へ伝搬する。ホームアクセスノードＢＳ２は、これを受け取ると、移動ノードＭＨ２と関係する全ての状態を取除き、ＩＰアドレスに対するＤＡＧの制御を仮定する。ＩＰアドレスは、さらに再び、図２５に示したように、アクセスノードＢＳ２のサービス領域内で、アクセスセッションを開始している異なる移動ノードＭＨ３へ動的に割り振られる。
【００８８】
要約して、本発明によって与えられたルート設定プロトコルに対して、単独で、または組合せて使用できる変更には次に示すものを含む：
１．移動の結果として生成された別個のルート設定プロトコルデータ（ＴＯＲＡプロトコルの場合に“負”の高さの参照レベル）を記憶し、最近割り当てられた下流の隣り合うノードへパケットを先送りすることと；
２．ユニキャストの方向付けられた移動更新を取入れて、ＡＳの制限された数のノードのみの中に記憶されたルート設定プロトコルデータを変更することによってハンドオーバにおけるルート設定を調節することと；
３．ユニキャストの方向付けられた復元更新を取入れて、ハンドオーバに基く移動の影響（ＴＯＲＡの場合では“負”の高さの参照レベル）をなくすこと。
【００８９】
上述の実施形態は、制限することを意図しておらず、当業者は変更および変形を生成できることが分かるであろう。
【００９０】
上述の実施形態は、ＴＯＲＡルート設定プロトコルに基づく変更されたルート設定プロトコルを記載している。しかしながら、本発明の態様を使用して、ＯＳＰＦ、ＲＩＰ、などのような他の既知のルート設定プロトコルを変更することができる。
【００９１】
さらに、上述の実施形態では、自立システムのインフラストラクチャが固定されているが、インフラストラクチャ内のルータは、衛星通信の分野で使用されるような移動ルータ、およびインフラストラクチャ内のルータが長い期間の移動を示す他のシステムであることが分かるであろう。さらに、移動ノードは、プラグイン式のケーブル接続のような移動性のワイヤレスでない通信リンクを介してアクセスノードへ接続することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態にしたがう固定／移動トポロジの例を模式的に示す図。
【図２】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図３】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図４】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図５】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図６】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図７】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図８】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図９】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図１０】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図１１】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図１２】 本発明の別の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを示す図。
【図１３】 本発明の別の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを示す図。
【図１４】 本発明の別の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを示す図。
【図１５】 本発明の別の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを示す図。
【図１６】 本発明の別の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新を示す図。
【図１７】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図１８】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図１９】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２０】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２１】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２２】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２３】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２４】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２５】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２６】 本発明の実施形態にしたがう、ルート設定ノード内に保持されているルート設定プロトコルデータテーブルを模式的に示す図。
【図２７】 本発明の実施形態にしたがう、ルート設定ノード内に保持されている次のホップへの先送りテーブルを示す図。
発明の属する技術分野
本発明は、遠隔通信信号のルート設定に関する。とくに、本発明は固定形および移動形の遠隔通信媒体へこのような信号をルート設定して、ユーザが何れかの媒体上で同じやり方で同様のサービスを使用でき、かつスイッチングおよび他のネットワーク応用機能のより大きな共通性（commonality）によってシステムオペレータがコストを低減できる方法に関する。本発明は、いわゆる“インターネットプロトコル（Internet Protocol, IP）”を使用する“インターネット（Internet）”において使用されるパケットベースの通信のルート設定に関する。
【０００２】
従来の技術
この移動媒体(モバイルメディウム)システムは、移動ユーザおよび関係するシステムはインターフェイスにおいてネットワーク（一般的に無線基地局）と協働して、移動ノードが１つの基地局との通信から別の基地局との通信へ変更すること、およびネットワークが新しい位置のインテリジェンスポイントを更新できるように構成されている。セルラネットワークでは、これらのインテリジェンスポイントは、ホームロケーションレジスタ（Home Location Register, HLR）およびビジタロケーションレジスタ（Visitor Location Register, VLR）であり、一方で“モバイルＩＰ（Mobile IP）”ではこれらのロケーションレジスタはホームエージェント（Home Agent）および外部エージェント（Foreign Agent）として知られている。両方の場合において、“ビジタ”ロケーションレジスタ、または“外部”エージェントは、現在基地局とその管理下で協働しているユーザの記録のみを維持し、“ホーム”ローケーションレジスタは関係するユーザのパーマネントレコードを、ＶＬＲまたは外部エージェントの現在協働しているものの記録を含めて維持する。到来メッセージのアドレスは、関連するＨＬＲ／ホームエージェントを識別し、これを参照して、より特定的なルート設定の詳細について適切なＶＬＲ／外部エージェントを識別する。したがって距離が若干離れていることもあるＨＬＲ／ホームエージェントには知らせずに、ＶＬＲ／外部エージェント内で、ユーザの現在の位置に対して局所的に（ローカルに）、位置のマイナーチェンジを行うことができ、このためにシグナリングオーバーヘッドは著しく低減する。
【０００３】
このホームエージェント／外部エージェントのインターフェイスを用意することによって、移動コストが追加され、とくにパケットシステムではトンネリング（一方のアドレスから他方のアドレスへメッセージを送ること）、アドレスの枯渇（adress exhaustion）（発信元のアドレスを再び使用できなくなること）、および三角ルート設定のコストが追加される。
【０００４】
固定媒体システムでは、ＩＰのルート設定は、ＩＰアドレスのブロックまたはプレフィクスを、関係する距離およびルート設定コストと共に、潜在的な宛先から潜在的な送信者へ分配することに基いており、したがって潜在的な送信者および中間のルータはその宛先への最善の次の移行であるホップ（隣り合うルータ）を判断することができる。これらのルートは、ネットワーク内の全ての宛先について予めコンピュータ処理されていて、したがって送信者は、情報が生成されると直ぐにそれを送ることができる。ルートの事前のコンピュータ処理、すなわち配備されたルート設定交換技術は、ソースおよび宛先の位置が固定されているとき、および通信のバンド幅が徹底的なルート交換（exhaustive exchange of routes）のために十分にあるときは可能である。しかしながらローミングの割合が増すとき、このようなモデルの細分（break down）およびより動的なルート設定のアプローチが必要とされる。
【０００５】
文献“HAWAII”（インターネットドラフト（Internet-draft）名を“IP Micro-Mobility Support Using HAWAII”, R.Ramjee, T.LaPor, S.Thuel, K.Varadhとして1999年2月19日に発行されており、Internet Engineering Taskforce Internetサイトでは；
HTTP://www.ietf.org/internet-drafts/draft-rimjee-micro-mobility-hawaii-OO.txt.に書込まれている）を参照されたい。HAWAIIでは特定の経路セットアップ方式を使用して、ルート設定ドメインにおいてドメイン内の小さな移動性（intra-domain micro-mobility）を支援するときに、特定のルータ内にホスト基地局の先送りのエントリをインストールし、ドメイン間の小さな移動性（inter-domain micro-mobility）に対して“モバイルＩＰ”を使用してデフォルトにする。HAWAIIでは、移動ホストは、ドメイン内で移動する一方で、ネットワークアドレスを保持する。HAWAIIアーキテクチャは、ドメインルートルータと呼ばれる、ドメインへのゲートウエイルータに依存し、ドメイン内のデフォルトのルートはここへ方向付けられる。各移動性ホストは、パーマネントＩＰアドレスに基くホームドメインに割り当てられる。経路セットアップ方式ではドメイン内の単一のルート設定経路を更新し、ワイヤレスリンク層におけるハンドオフの前後に、移動ホストへ接続することができる。ドメインルートルータと、移動ホストに現在サービスしている基地局との間の単一のルート設定経路に沿って位置するルータのみが、移動ホストのＩＰアドレスに対してルート設定テーブルのエントリをもつ。ドメインルート内のルータの残りは、デフォルトルートに沿って上方向へ移動ホストへアドレス指定されるパケットを、ドメインルートルータに根付いているルート設定ドメインのツリー形の性質に依存してルート設定し、ルータが移動ホストのＩＰアドレスに対して個々のホストエントリをもつ単一のルート設定経路に沿って、移動ホストへ向かう下方向へルート設定と交差する。
【０００６】
HAWAIIでは、ドメイン間の移動性は、“モバイルＩＰ”機構（メカニズム）によって支援されている。ホームドメインルートルータはホームエージェントとして示され、カプセル化されたＩＰパケットは外部ドメインルートルータを介して送られる。
【０００７】
HAWAIIの提案についての欠点には、ネットワークコア、すなわちドメインルートルータ内のいくつかのノードにモバイルＩＰトンネルの集中を含むことであり、これらのノードが故障したときに、全てのモバイルＩＰの状態および故障したノードによって処理される関係するセッションについて大きな障害を導くことになる。さらに、ホームドメインの外からホームドメイン内へ、およびこの逆方向の全てのルート設定は、ホームドメインルートルータを介して発生するので、ホームドメインルートルータの故障も大きい故障を導くこともある。
【０００８】
発明が解決しようとする課題
本発明の１つの態様にしたがって、パケット伝送リンクによって相互接続されているパケットスイッチングノードのインフラストラクチャと、複数のアクセスノードとを含むコネクションレスのルート設定プロトコルネットワークにおいてパケットのルート設定を制御する方法であって；複数のアクセスノードへは、ルート設定経路が前記ルート設定経路に沿って位置付けられているパケットスイッチングノード内に保持されているデータによって規定されていて、ルート設定経路は前記インフラストラクチャ内で所与のネットワークアドレスについて方向付けられており：
通信リンクを介して前記第１のネットワークアドレスを使用して移動ノードにサービスしている第１のアクセスノードへ方向付けられている第１のルート設定経路に沿って、第１のネットワークアドレスについてパケットをルート設定することと；
第１のアクセスノードから移動ノードへの通信リンクではなく、前記第１のルート設定経路に沿って到達するパケットを先方送りするインターフェイスを指定することと；
前記第１のネットワークアドレスについて前記インフラストラクチャ内のルート設定を変更して、前記第１のネットワークアドレスについて、前記第２のアクセスノードへ向かう第２のルート設定経路を生成することと；
前記第１のネットワークアドレスについて前記インフラストラクチャ内のルート設定を変更して、前記第２のルート設定経路が生成されるとき、およびその後で、前記第１のルート設定経路を取除くことと；
移動ノードの通信リンクにハンドオーバして、第２のアクセスノードが前記移動ノードにサービスすることと；
前記第２のルート設定経路を介して前記第２のアクセスノードへパケットをルート設定することとを含む方法を提供する。
【０００９】
第１のアクセスノードにおいて、通信リンクではなく、先方送りインターフェイスを指定し、第２のルート設定経路が生成されたとき、およびその後で、ルート設定を変更して、第１のルート設定経路を取除くことによって、通信リンクの損失とインフラストラクチャ内のルート設定の変更との間には未知の時間合せの差が存在している場合でも、インフラストラクチャ内でのパケットの損失を避けることができる。
【００１０】
本発明の別の態様および長所は、例示的に、添付の図面を参照して以下で記載する実施形態から明らかになるであろう。
【００１１】
発明の実施の形態
ここで図１を参照すると、本発明の実施形態にしたがう固定／移動トポロジの例が示されている。トポロジは、例示的に、自立システム（Autonomous System, AS）を形成している３つのパケットスイッチングネットワーク２、４、６を含んでおり、この範囲は図１内の陰影部によって模式的に示されている。自立システムという用語に与えられた１つの定義は、“1組のルータおよびネットワークの組は同じ管理下にある”ことである（文献（“Routing in the Internet”, Christian Huitema, Prentice-Hall, 1995, P.158）参照）。ここでは自立システムという用語は、この技術におけるルート設定ドメインとも呼ばれており、同じルート設定プロトコルを実行するルータをもつネットワーク、または１組のネットワークを意味することも意図されている。自立システムは、（後述で例示的に使用される）インターネットのようなグローバルインターネットワークを形成している他の自立システムに接続することができる。ルート設定プロトコルはインテリア ゲートウエイ プロトコル（interior gateway protocol,IGP）であり、他の自立システムとの通信は、境界ゲートウエイプロトコル（Border Gateway Protocol, BGP）のようなエクステリア ゲートウエイ プロトコル（exterior gateway protocol, EGP）を介して実現される。既知のＩＧＰの例は、ルーティング インフォメーション プロトコル（Routing Information Protocol, RIP）およびオープン ショーテスト パス ファースト(Open Shortest Path First, OSPF)である。
【００１２】
自立システムの固定インフラストラクチャを形成しているネットワーク２、４、６は、複数のコアルータ（Core Router, CR）、複数のエッジルータ（Edge Router, ER）、およびＡＳ内の異なるネットワーク２、４、６を相互接続しているブリッジルータ（Bridge Router, BR）を含む。これらのパケットスイッチングノードの全ては、単一のＩＰルート設定プロトコルを実行し、これについては１つの実施形態において別途記載する。
【００１３】
エクステリア ゲートウエイ ルータ(Exterior Gateway Router, EGR)は、自立システムを、グローバルインターネットの別の自立システムへ接続する。
【００１４】
図１に示した自立システムは、移動ホストと固定ホストの両者に対してルート設定を行い、移動ホストは、その移動の結果ＡＳ内のルート設定を変更し、固定ホストは、いわゆる静止したホストであり、このようなルート設定の変更は行われない。
【００１５】
例示的に、移動ノードはワイヤレスリンクを介してエッジルータへ接続され、セルラ無線リンク（別の可能なタイプのワイヤレスリンクは赤外線リンクである）は、移動ネットワークオペレータによって用意されている基地局（Base Station, BS）ルータを使用している。セルラ無線リンクは、ＧＳＭのような時分割多重アクセス（Time Division Multiplier Access, TDMA）システムリンクであるか、または“ＣＤＭＡ ２０００”のようなコード分割多重システム（Code Division Multiple Access, CDMA）システムリンクであってもよい。移動ノードは、個別の移動ホスト14か、またはそれに接続された複数のホストをもつ移動ルータ16、あるいはこの両者の形態をとり、それぞれ所定の時間において（ＣＤＭＡ“ソフトハンドオーバ”の場合に）ＢＳルータと無線通信する。ＢＳルータは、多数のトランシーバ基地局（Base Transceiver Stations, BTS）を制御し、ＢＴＳは、セルラシステムの個別の“セル”が周囲に形成されている無線アンテナと一緒に置かれている。
【００１６】
移動ノード14、16は、セルラ無線通信ネットワークのセル間を移動する。ＢＳルータが多数のセルにサービスするとき、セル間でハンドオーバされる移動ノードは同じＢＳルータを介してパケットルータを受け取り続けることができる。しかしながら、移動ノードが、サービスを受けるのに通るＢＳルータの範囲外へ移動するとき、新しいセルへのハンドオーバによりＡＳ内のルート設定の変更が必要となる。当該の該または１つの移動ノードとの間で送受信されるデータパケットは、ノードのＩＰアドレスの識別子を使用して、ハンドオーバの前に所与のＢＳルータを介してルート設定され、ハンドオーバの後で異なるＢＳルータを介して、同じＩＰアドレスへのルート設定を要求する。移動ノードは、１つのＢＳルータから別のＢＳルータへのハンドオーバ中にＡＳを介して異なるホストとの通信セッションに加わることができる。（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ接続内の）トランスポート層における接続が移動ノードのＩＰアドレスによって部分的に規定されるので、ルート設定がこのように変化するとき、移動ノードが異なるＢＳルータからサービスを受け取るとき、同じＩＰアドレスを使用してこのような接続を継続できることが望まれる。
【００１７】
固定ホストは、イーサネットプロトコルのようなローカルエリアネットワークプロトコルを実行しているローカルエリアネットワーク（Local Area Network, LAN）10を介してエッジルータへ接続することができる。固定ホストは、インターネットアクセスプロバイダによって用意されるネットワークアクセスサーバ（Network Access Server, NAS）20を使用して公衆サービス電話ネットワーク（Public Services Telephone Network, PSTN）12を介してエッジルータへ接続することもできる。ＮＡＳ20は、ＰＰＰまたはＳＬＩＰのようなプロトコルを使用してＮＡＳ20へ接続している固定ホストへのダイヤルアップ毎に固定されたＩＰアドレスを動的に割り当て、関係するエッジルータを介して各固定ホストとの間で送受信されるＩＰパケットをルート設定する。ＮＡＳ20がＩＰアドレスを動的に割り当てる一方で、割り振られたＩＰアドレスについてパケットをルート設定するのに通るエッジルータは、アクセスセッション中か、またはより長い期間において変更しない。したがって、自立システム内のルート設定は、リンク故障、またはトラヒック管理のようなＡＳ内の要因によって以外に、各固定ホストへの変更を必要としない。
【００１８】
ＩＧＰ、すなわち本発明のこの実施形態においてＡＳ内で使用されている単一のＩＰルート設定プロトコルは、時間的に順序付けられたルート設定アルゴリズム（Temporally-Ordered Routing Algorithm, TORA）ルート設定プロトコルの変形であり、とくに文献（“A Highly Adaptive Distributed Routing Algorithm for Mobile Wireless Networks”, Vincent D Park and M Scott Corson, Proceedings of INFOCOM '97, April 7-11, Kobe, Japan；and “A Performance Comparison of the Temporally-Ordered Routing Algorithm and Ideal Link-State Routing”, Vincent D Park and M Scott Corson, Prpceedings of ISCC '98, 30 June - 2 July, 1999, Athens, Greece）に記載されている。
【００１９】
ＴＯＲＡルート設定プロトコルアルゴリズムは、分散して実行され、ループのないルートを用意し、（輻輳を緩和するために）多数のルート設定を行い、ルートを迅速に設定し（したがって、トポロジが変わる前にルートを使用することができ）、（使用可能なバンド幅を確保し、スケーラビリティを増加することが）可能であるときは、トポロジの変化に対するアルゴリズムの反応を局所化することによって通信のオーバーヘッドを最小化する。
【００２０】
アルゴリズムが分散されるとすると、隣り合うノードに関する情報（すなわち、1つのホップの知識）のみを維持する必要がある。したがって、全てのルートはループがないことが保証され、通常はルートを要求するソース／宛先の対に対するマルチパスルート設定を用意する。通常は多数のルートが設定されているので、トポロジの変化が多くても、単一のルートで十分であるためにＡＳ内のルート設定の更新は必要ない。反応を必要とするトポロジの変化の後でプロトコルによって有効なルートが再び設定される。
【００２１】
ＴＯＲＡプロトコルは、グラフＧ＝（Ｎ，Ｌ）（なお、Ｎは有限の組のノードであり、Ｌは1組の最初の無向リンクの組である）としてネットワークをモデル化している。各ノードｉ∈Ｎは独特の（ユニークな）ノード識別子（identifier, ID）をもち、各リンク（ｉ，ｊ）∈Ｌは双方向の通信を可能にしている（すなわち、リンクによって接続されているノードは、何れかの方向で互いに通信することができる）。次に、各最初の無向（アンディレクテッド）リンク（ｉ，ｊ）∈Ｌは、３つの状態；すなわち（１）無向状態、（２）ノードｉからノードｊへの有向状態、または（３）ノードｊからノードｉへの有向状態の１つに割り当てることができる。リンク（ｉ，ｊ）∈Ｌがノードｉからノードｊへ方向付けられるとき、ノードｉはノードｊから“上流”にあると言われ、一方でノードｊはノードｉから“下流”にあると言われる。各ノードｉにおいて、ｉの“隣り合うノード、すなわちＮi∈Ｎ”はノードｊの組であるように規定され、したがって（ｉ，ｊ）∈Ｌである。各ノードｉは、組Ｎi内の隣り合うノードを常に認識している。
【００２２】
論理的に別個の形式のプロトコルは、ルート設定が必要とされている（例えば、ホストＩＰアドレスによって識別される）各宛先ごとに実行される。
【００２３】
ＴＯＲＡプロトコルは、３つの別個の機能：すなわちルートを生成すること；ルートを維持すること；およびルートを消去することに分割することができる。所与のノードから宛先へのルートを生成するには、ノードから宛先へ導かれている有向（ディレクテッド）リンクのシーケンスの設定が必要である。ルートを生成することは、無向ネットワークまたはネットワークの一部分においてリンクへの方向を割り当てることに本質的に対応している。これを達成するのに使用される方法は、照会／応答プロセスであり、これは宛先（すなわち、下流リンクをもたない唯一のノード）に根のついた閉路なし有向グラフ（directed acyclic graph, DAG）を構築している。このようなＤＡＧは、“宛先指向”のＤＡＧと呼ばれている。ルートの維持は、宛先へのルートを有限の時間内で再設定するやり方で、ネットワーク内のトポロジの変化に反応することを含む。ネットワークの区分を検出するとき、（宛先から区分されるネットワークの一部分の中の）全てのリンクは、無向であるとマークを付され、無効のルートを消去する。
【００２４】
プロトコルは、３つの別個の制御パケット：すなわち照会（query, QRY）、更新（update, UPD）、およびクリア（clear, CLR）の使用によって、これらの３つの機能を達成する。ＱＲＹパケットはルートを生成するために使用され、ＵＤＰパケットはルートを生成し、かつ維持するために使用され、ＣＬＲはルートを消去するために使用される。
【００２５】
所与の時間において、順序付けられた５つ組（ordered quintuple）は、“高さ(height)”と呼ばれ、Ｈi＝（τi， ｏｉｄi， ｒi， δi， ｉ）は各ノードｉ∈Ｎと関係している。概念上、各ノードと関係している５つ組は、２つのパラメータ：すなわち参照レベル、および参照レベルと関係するデルタによって規定されるノードの高さを表わしている。参照レベルは、５つ組の中の最初の３つの値によって表わされ、一方でデルタは最後の２つの値によって表わされている。ノードがリンク故障によって最後の下流リンクを失うたびごとに、新しい参照レベルが規定される。参照レベルτiを表わしている１番目の値は、リンク故障の“時間”に設定された時間のタグである。２番目の値、ｏｉｄiは発信者−ＩＤ（すなわち、新しい参照レベルを規定したノードの独特のＩＤ）である。これは、参照レベルを全体的に辞書式に順序付けることができることを保証している。３番目の値、ｒiは、独特の参照レベルの各々を２つの独特のサブレベルへ分割するのに使用される単一のビットである。このビットを使用して、元の参照レベルと、それに対応する、より高い反映した参照レベルとを識別する。デルタδiを表わしている１番目の値は、共通の参照レベルに関連してノードを順序付けるのに使用される整数である。この値は、参照レベルを伝搬するのに貢献する。最後に、デルタｉを表わしている２番目の値は、ノードの独特のＩＤ自体である。これは、共通の参照レベルおよびδiに等しい値をもつノード（および実際には、全てのノード）は、全体的に常に辞書式に順序付けることができることを保証している。
【００２６】
（宛先以外の）各ノードｉはその高さ、Ｈiを維持する。最初に、（宛先以外の）ネットワーク内の各ノードの高さはＮＵＬＬに設定され、Ｈi＝（-, -, -, -, ｉ）になる。続いて、各ノードｉの高さは、プロトコルの規則にしたがって変更される。それ自身の高さに加えて、各ノードｉは、ルート設定プロトコルデータテーブル内に、ネットワーク内の既存のＤＡＧをもつホストＩＰアドレスに対するエントリを維持し、このエントリには、各隣り合うノードｊ∈ＮiについてのエントリＨＮijをもつ高さの配列を含む。
【００２７】
（宛先以外の）各ノードｉは、ルート設定プロトコルデータテーブルにおいて、各リンク（ｉ，ｊ）∈ＬごとにエントリＬＳijとのリンク状態の配列を維持している。リンクの状態は、高さＨiおよびＨＮijによって判断され、より高いノードからより低いノードへ方向付けられる。隣り合うノードｊがノードｉよりも高いときは、リンクは上流であるとマークを付される。隣り合うノードｊがノードｉよりも低いときは、リンクは下流であるとマークを付される。
【００２８】
ＴＯＲＡプロトコルは、最初は、ルータが移動性であって、ワイヤレスリンクを介して連結される移動アドホックネットワーク（Mobile Ad-Hoc Network, MANET）において使用するために設計された。しかしながら、本発明の実施形態では、変更されたＴＯＲＡプロトコルは、図１に示したような固定リンクによって相互接続されている固定ルータをもつ固定インフラストラクチャを含む自立システム内で使用され、移動ホストがインフラストラクチャへの接続点を変更するときに、固定インフラストラクチャにおいてルート設定変更を行う。
【００２９】
図２６は、この実施形態にしたがってルータ内で保持することができるルート設定プロトコルデータテーブルの１例を模式的に示している。
【００３０】
各ホストＩＰアドレス（または、別途記載するように、集合化されたＤＡＧの場合はアドレスのプレフィックス）に対して、ネットワーク内にＤＡＧをもつＩＰ１、ＩＰ２、などには、記憶ノードＨi（ＩＰ１）、Ｈi（ＩＰ）、などの高さが記憶されている。さらに加えて、各隣接する隣り合うものの識別、例えばｗ、ｘ、ｙ、ｚ、隣り合うものの高さＨＮiw（ＩＰ１，ＩＰ２，など）、ＨＮiy（ＩＰ１，ＩＰ２，など）、およびＨＮiz（ＩＰ１，ＩＰ２，など）も記憶されている。最後に、各ＩＰアドレス（またはプリフィクス）に対するリンク状態のアレイは、各隣り合うものに対応する各リンク識別子（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）に対して上流リンク（Ｕ）、下流リンク（Ｄ）、または無向リンク（−）を示すマーキングの形態で記憶することができる。
【００３１】
ルート設定プロトコルデータテーブル内に保持されているリンク−状態の配列は、データを保持しているルータ内に次のホップへの先方への送り（forward、先送り、先方送りと訳出）の判断を局所的に行うことを可能にする。十分に相互接続されたネットワークにおいて、各ルータは少なくとも１つの下流リンクをもつ。下流リンクが１つのみ存在するとき、このリンクは次のホップへの先送りリンクとして選択される。下流リンクが２以上存在するとき、例えば２つのリンク上の現在のトラヒックロードに基いて、最適の下流リンクを選択することができる。何れかの場合において、選択されたリンクはＩＰアドレスに対する次のホップへの先送りデータテーブルへ入れられる。図２７に示したような次のホップへの先送りテーブルは、ルータに到達するルート設定を要求するＩＰパケットとして迅速にアクセスするためにキャッシュメモリ内に保持されている。このテーブルには、各ＩＰアドレス（またはプリフィクス）ＩＰ１、ＩＰ２、などに対して、選択された次のホップへの先送りリンク（Ｌ２，Ｌ１，など）を記憶する。
【００３２】
ルータの固定インフラストラクチャの使用、および別途記載する本発明の別の態様により、ＡＳ内でのルート設定の集合化、とくに移動ホストのＩＰアドレスが可能である。次に、ＩＰのアドレス指定、とくにどのようにして可変長のプレフィクスを使用して、ＩＰルート設定ネットワークにおけるルート設定の集合化を行うかについて簡単に記載する。
【００３３】
ＩＰアドレスは現在、所定数（３２）のビットから構成されている。ＩＰアドレスは、以前は非構造（アンストラクチャードベーシス）で割り振られた（これは、“フラット”アドレス指定計画と呼ばれている）。クラスフルアドレス指定（classful addressing）は、ネットワークのプレフィクスおよびホストフィールドへのアドレスを分割することによって２段のルート設定階層の概念を導入した。ユーザにクラスＡ、クラスＢ、またはクラスＣの何れかのＩＰアドレスを割り振って、ルート設定および管理を簡単にした。
【００３４】
クラスＡでは、ビット０はクラスＡを識別し、ビット１−７はネットワーク（１２６ネットワーク）を識別し、ビット８−３１はホスト（１，６００万ホスト）を識別する。
【００３５】
クラスＢでは、ビット０−１はクラスＢを識別し、ビット２−１５はネットワーク（１６，３８２ネットワーク）を識別し、ビット１６−３１はホスト（６４，０００ホスト）を識別する。
【００３６】
クラスＣでは、ビット０−２はクラスＣを識別し、ビット３−２３はネットワーク（２，０９７，１５２ネットワーク）を識別し、ビット２４−３１はホスト（２５６ホスト）を識別する。
【００３７】
２段の階層は、ネットワーク内のホスト間にフラットなルート設定階層を依然として残している。例えば、クラスＡのアドレスブロックは、１，６００万のホストをもち、これが１，６００万のルート設定テーブルのエントリを含むネットワーク内の全てのルータを生成する。サブネット化を行って、ホストアドレスブロックを可変長のサブネットフィールドおよびホストフィールドへ分割することを可能にした。したがってＡＳ内のルータは、サブネットのみについてルート設定テーブルのエントリを保持する（各サブネット上の全てのホストに対するルート設定の集合化を行う）ことができる。サブネットのマスクを使用して、ルータがアドレスのサブネット部を識別できるようにする。
【００３８】
本発明のこの実施形態にしたがって、ホストＩＰアドレスブロック（すなわち、プレフィクスを共有する連続したＩＰアドレス）を、ＢＳルータのようなアクセスノードへ割り当て、アクセスセッション中にブロック内から移動ホストへＩＰアドレスを動的に割り振ることによって、ルート設定の集合化を行う。移動ホストが電源投入時にセルラネットワークに登録するとき、サービスしているＢＳルータは、ＩＰアドレスを割り振り、移動ホストのワイヤレスリンク識別子と割り振られたＩＰアドレスとの間の結合をキャッシュする。集合化されたルート設定計画、すなわちこの実施形態では集合化されたＤＡＧは、移動ホストが、セッション中に使用するＩＰアドレスを割り振られる前に、ＡＳ内で予めコンピュータ処理される。移動ホストの電源切断後に、ＩＰアドレスが所有しているＢＳルータへ戻されると、ＩＰアドレスを別の移動ホストへ割り振ることができる。ＢＳルータによって割り振られた移動ホストのＩＰアドレスは、集合化されたＤＡＧをもち、移動ホストの少なくとも１つが遠ざかると、この場合は集合化されたＤＡＧは適所に残るが、ホスト専用の例外は、移動専用のルート設定更新手続きによって影響を与えられるルータ上で生成される（更新において、遠ざかった１つの移動ホストのみのためにルート設定を変更する）。
【００３９】
ＢＳルータによって所有されているアドレスのプリフィクスについてのＡＳ内のルータの事前のコンピュータ処理は、所有しているＢＳルータが、ＡＳ全体で溢れている各プリフィクスごとに、ここでは“最適化（optimization, OPT）”パケットと呼ばれている更新メッセージを注入することによって達成され、集合化（アグレゲート）されたＤＡＧを構築と一緒にプレフィクスの通知として効果的に働く。ＯＰＴパケットは、ＩＰアドレスのプリフィクスを所有し、集合化されたＤＡＧを制御しているＢＳルータによって送られる。ＯＰＴパケットは、（（設定されていても）現在の高さに関係なく）ネットワーク内の全ての他のノードへ伝搬し、これらの高さを“オール ゼロ”の参照レベルへ（再）設定し、したがってＴＯＲＡの最初の３つの値（Ｔi，ｏｉｄi，ｒi）を全てゼロに設定される。４番目の高さの値δiは、ＢＳルータから伝送されてから、ＯＰＴパケットが取るホップ数に設定される（これは、既知のＴＯＲＡソース−開始されたＤＡＧ生成機構におけるＵＰＤパケットの伝搬に類似している）。１のインクリメントが加えられて、ＢＳルータから移動ノードへのホップを表わすことができる。５番目の高さの値、ｉはノードＩＤに設定される。
【００４０】
集合化されたＤＡＧがこのＡＳ内に存在すると、ＡＳ内の各パケットスイッチングノードは、問題のＩＰアドレスのプレフィクスについて次のホップへの先送りテーブルをもつ。パケットが、ルート設定を要求しているノードに到達するとき、ノードは最も長く整合するアドレスのエントリについて次のホップへの先送りテーブルをサーチし、これに基いて、次のルート設定の判断は、ＩＰアドレスを使用している移動ノードが所有しているＢＳルータから遠ざからなかったと仮定すると、ＩＰアドレスのプリフィクスになる。ＡＳ内に集合化されたＤＡＧを用意することによって、各パケットスイッチングノードにおいてルート設定テーブルの大きさおよびルート設定処理を最小化する。
【００４１】
しかしながら移動ノードが、ネットワーク内で最初にサービスを受け取ったＢＳルータから離れているワイヤレスリンク層においてハンドオーバされるとき、個別のホストアドレスのエントリは、移動ノードの移動性によって生じるルート設定の更新によって影響される（制限された数の）パケットスイッチングノード内の、ルート設定プロトコルデータテーブルと次のホップへの先送りテーブルとの両者において生成される。これらのノードは、対応する集合化されたアドレスエントリを記憶し続けるが、ホストアドレスエントリを使用して、最も長い整合をサーチすることによって移動ノードのＩＰアドレスへパケットをルート設定する。
【００４２】
ＴＯＲＡの高さの維持アルゴリズムは、同じ一般クラスのアルゴリズムに分類されるが、この同じ一般クラスのアルゴリズムは、もともと文献（“Distributed Algorithms for Generating Loop-Free Routes in Networks with Frequency Changing Topology”, E Gafni and D Bertsekas, IEEE Trans. Commun., January 1991）において定義されている。このクラスの中では、ノードは高さを“増加”するだけであって；高さを低減することはない。しかしながら本発明のこの実施形態ではアルゴリズムを変更して、ＢＳルータ間でハンドオーバした後で、隣り合うノードへルート設定するインターフェイスが複数存在するとき、ノードが、移動性に関係するルート設定の更新を最近送出した隣り合うノードへルート設定するインターフェイス上でパケットを先送りするように、ノードが先送りの振舞いをすることを確実にする。移動ノードのＩＰアドレスおよび問題の隣り合うノードに対するエントリとしてルータのルート設定プロトコルデータテーブル内に記憶されている高さの５つ組（τi， ｏｉｄi， ｒi， δi， ｉ）内のτの時間の値は、“負”、すなわち少なくともゼロ未満になり、移動性に関係する更新が行われたことを示し、負のτの時間値の大きさは所与のＩＰアドレスに対する移動性に関係するルート設定更新が行われる度ごとに増加することが許可されている。したがって、最近の移動性に関係する更新は、より大きい負のτの時間値によって示される。移動性に関係するルート設定の更新は、負のτの時間値によって区別され、他の指標、例えば１ビットのフラグを使用して、負のフラグに置換してもよいことに注意すべきである。
【００４３】
移動ノードは、ＢＳルータの結合を変更すると、τの時間値を、例えば整数によって低減することによって高さの値を低減し、新しい値は、移動ノードのＩＰアドレスと関係するＤＡＧの移動を開始した更新の一部としてＡＳ内の制限された数のノードに伝搬され、これについては別途記載する。ノードが、下流に多数の隣り合うノードをもつときは、最近活性化された下流リンクへルート設定される。高さは依然として完全に順序付けられている（したがって、ルート設定のループの自由が保たれる）。
【００４４】
本発明のこの実施形態の別の態様では、ワイヤレスリンク層における移動ノードのハンドオーバ中に、一時的な、短期間の、トンネリング機構が用意され、データパケットは、移動ノードをハンドオーバするＢＳルータに到達し、移動ノードがハンドオーバされるＢＳルータへ先送りされる。ＩＰパケットスイッチングネットワークにおけるトンネリングは、（新しいＢＳルータのＩＰアドレスへアドレス指定される）新しいＩＰヘッダと共にデータパケットをカプセル化することによって達成でき、これは“ＩＰ−イン−ＩＰのトンネリング（IP-in-IP tunneling）”と呼ばれている。新しいＢＳルータにおいて、パケットはデカプシュレートされ、ワイヤレスリンクを介して移動ノードへ先送りされる。トンネルのセットアップ、シグナリング、および認証機構は“モバイルＩＰ”において使用され、とくに、文献（“IP Mobility Support”, C Perkins, ed., 1ETF RFC 2002, October 1996）に記載されている。“モバイルＩＰ”でイネーブルされる全てのＢＳルータでは、“モバイルＩＰ”を使用して、異なるＡＳへ移動する移動ノードへパケットを先送りすることもできる。他の可能なトンネリングプロトコルには、（ＵＤＰヘッダを到来するパケットへ加える）ＵＤＰトンネリング、ＧＲＥトンネリング（ＣＩＳＣＯ（商標）プロトコル）、層２トンネリングプロトコル（Ｌ２ＴＰ）、およびネゴシエートまたは構成されたＩＰＳＥＣトンネルモードを含む。
【００４５】
移動ノードがＢＳルータからハンドオーバされるとき、このＢＳルータは、移動ノードがハンドオーバされる新しいＢＳルータと対話し、次に示す段階に着手する：
（ａ）新しいＢＳルータへの一方向のトンネルを準備して、古いＢＳルータと移動ノードとの間のワイヤレスリンクが失われた後で、パケットを移動ノードへ先送りすることができる段階。トンネルは、予め存在しているＢＳ間のルータトンネル、またはホスト専用へのトンネルへのマッピングによって準備され、モバイルＩＰ機構を介して動的にネゴシエートされる；
（ｂ）ワイヤレスリンク層において移動ノードへハンドオーバする段階；
（ｃ）新しいＢＳルータから移動ノードのＩＰアドレス（または、移動ルータの場合は、アドレス）に対してルート設定の更新を注入する段階；
（ｄ）移動ノードのＩＰアドレスへ向かうデータを先送りし、古いＢＳルータにおいてトンネルリンクを介して新しいＢＳルータへ到達する段階；
（ｅ）古いＢＳルータへの無効のルート設定を更新する段階；
（ｆ）ホスト専用であるときには、トンネルを解体（tear down）するか、またはルート設定が集束した後で、予め存在するトンネルにおけるホスト専用の状態を取除く段階。
【００４６】
ハンドオーバの前に、全てのパケットは、古いＢＳルータを通るインフラストラクチャ内で、ルートを介して移動ノードへ直接にルート設定される。ルート設定の集束の後で、全てのパケットは、新しいＢＳルータを通るインフラストラクチャ内で、ルートを介して移動ノードへ直接にルート設定される。
【００４７】
ハンドオーバが、（トンネル設定の一部として古いＢＳルータからか、または移動ノードから移動を補助するハンドオーバを介して）新しいＢＳルータへ知らされるとき、新しいＢＳルータは方向付けられたルート設定更新メッセージを生成し、このメッセージは、既存のＤＡＧを使用して、（古いＢＳルータへ方向付けられたままである）移動ノードのＩＰアドレスについて古いＢＳルータへユニキャストされる。この更新は、逆方向の最低の隣り合う経路（接近する最短経路）に沿って古いＢＳルータへ移動のＤＡＧを選択的に変更する。この更新の最後に、移動ノードが無線リンク層においてハンドオーバされた後で、古いＢＳルータは移動ノードのＩＰアドレスについて新しい下流リンクをＤＡＧ内にもつ。交差ルータは、更新プロセス中に、既存のデータ流が移動ノードの新しいＢＳルータへ再び方向付けられる地点においてユニキャストの方向付けられた更新を受け取る。
【００４８】
この更新手続きは、トポロジに依存しておらず、新しいＢＳルータと古いＢＳルータとの間のトポロジ上の距離に関係なく採用される（ＢＳルータの関係する位置に実質的に依存して変更できる）。
【００４９】
古いＢＳルータへのワイヤレスリンクが失われる時間だけ新しいＢＳルータへのルート設定が設定されない場合、および古いＢＳルータでは相当な量のキャッシングは実行されないときは、短期間のトンネルはパケットの損失を回避する。
【００５０】
それにも関わらず短期間のトンネルは常に必要ではなく、次に示す２つのイベントの関連する順序付けに依存する：
（ｉ）古いＢＳルータにおけるＢＳルータ−対−移動ノードのワイヤレスリンクの損失；および、
（ii）古いＢＳルータにおける方向付けられたルート設定更新の到来。
【００５１】
古いワイヤレスリンクが失われる前に、ルート設定更新が到達するときは、別のデータパケットが再ルート設定が原因となって古いＢＳルータに到達しないので、トンネルは必要とされない（再ルート設定は、制御およびデータパケットが等しい待ち行列の優先度および処理をもつようにされるし；これらをもたないとしても、既に待ち行列に入れられているデータパケットは依然としてルート設定の更新後に到達するからである）。そして全ての過去のデータパケットは古いワイヤレスリンク上で移動ノードへ送られる（先送りされる）ことになる。トンネルが必要とされないとするとワイヤレスリンクが失われるときに全ての下流リンクが損われることによって、古いＢＳルータにおけるＴＯＲＡの更新の早すぎるトリガは、ルート設定が集束するまで、古いＢＳルータにおいて仮想下流リンクにマークを付すことによって防ぐことができる。したがって、古いＢＳルータにおけるルート設定の抑制は、単に信号送信によって達成される。
【００５２】
信号送信（シグナリング）のみによるルート設定の抑制は、古いＢＳルータが、キャッシュ、例えば透過性（トランスペアレントな）のキャッシュとして働くときも使用でき、古いＢＳルータがルート設定が集束するまで、比較的に大量のデータを記憶し、ルート設定が集束すると、データを再び送ることができるようにする。
【００５３】
上述のように、移動ノードがアクセスセッションを終了するとき、移動ノードのＩＰアドレスに対するルート設定は、発信元のＢＳルータ、すなわちＩＰアドレスのホームＢＳルータへ戻される。ＡＳ内に制限された数のノードのみを加えることを要件として、ＤＡＧの宛先をホームＢＳルータへ効果的に復元する機構が用意される。
【００５４】
移動ノードがアクセスセッションを終了するとき、現在のＢＳルータはＩＰアドレスのホームＢＳルータに接触し、ＤＡＧの宛先をホームＢＳルータへ転送し始める。ここでも、トンネルリンクを抑制機構として使用して、現在のＢＳルータにおけるルート設定の更新を開始するか、または、より単純に、データが先送りされないときは、仮想リンク（現在のＢＳルータにおける機能していない下流リンクのマーキング）を使用することができる。現在のＢＳルータは、ホームＢＳルータへ方向付けられたトンネルリンクまたは仮想下流リンクを設定する。応答して、ホームＢＳルータは、（現在のＢＳルータへ依然として方向付けられている）移動ノードのＩＰアドレスについて既存のＤＡＧを使用して現在のＢＳルータへ送られる方向付けられた“復元（restore）”更新を生成する。この更新は、ホスト専用のルート設定プロトコルデータテーブルのエントリおよび移動ノードの先の移動によって生成された次のホップへの先送りテーブルのエントリを削除して、移動ノードのＩＰアドレスについて活動状態のルート設定計画として予めコンピュータ処理された集束されたＤＡＧを復元する。更新は、移動ノードの過去の移動によって行われたルート設定の更新によって既に生成された経路上で伝わる。したがって、行われた移動専用の更新が消去される負の高さの値の組と、（ネットワーク内で新しい高さの生成および反転を生じる障害がなかったと仮定する）“オール ゼロ”の参照レベルで集束されたＤＡＧが再び活動状態にされる。現在のＢＳルータにおいて復元更新が受取られるまで、トンネルリンクまたはバーチャルリンクを維持され、このときにトンネルが解体されるか、または仮想リンクが取除かれる。
【００５５】
定期的に、またはトリガ実行イベントの検出の際に、移動ノード、または移動ノードの代わりに活動しているＢＳルータは、ＴＯＲＡ更新機構を使用して、“オール ゼロ”の参照レベルでＩＰアドレスについてＤＡＧを再び起動し、ＤＡＧについての移動性に関係するルート設定テーブルのエントリを取除く。このやり方で伝搬される“オール ゼロ”参照レベルは、（正および負の）他の全ての高さの値に優先され、ＡＳ全体に伝搬する（ＡＳ‐全体のＤＡＧの再最適化）。したがって、移動性に関係する更新機構に置き換わるソフト状態のルートのメンテナンスについての機構を与えられる。
【００５６】
ここで、ワイヤレスリンク層におけるＢＳ間のハンドオーバおよびＡＳの固定インフラストラクチャ内のルート設定更新について、図２ないし１１を参照して記載することにする。図１２ないし１６を参照して別の例を記載する。最終的に、移動ホストアクセスセッションの終了後の、ホームＢＳへのルート設定の復元の詳細な例を図１７ないし２５に関係して記載する。図２ないし２５に記載したＴＯＲＡの高さの５つ組の各々において、ノードＩＤは、簡単にするために、参照記号ｉを使用して記載する。しかしながら、この値は各ノードについて異なり、ＡＳノードを独特に識別することが分かる。簡単にするために、ＡＳの一部のみを記載することにも注意すべきである。
【００５７】
次の例の全てにおいて、ＡＳは複数の固定コアルータ（ＣＲ１，ＣＲ２．．．）、複数の固定中間ルータ（ＩＲ１，ＩＲ２．．．）、および複数の固定縁端部（エッジ）ルータ（ＥＲ１，ＥＲ２．．．）を含み、固定インフラストラクチャのトポロジの“縁端部”の比較的近くにしたがって分類される。コアルータは中間ルータよりも高いトラヒック量を処理するために構成され、代わって中間ルータは縁端部ルータよりも高いトラヒック量を処理するようにされている。例えば、コアルータは国内のトラヒック、中間ルータ領域のトラヒック、および縁端部ルータの細分化領域のトラヒックを処理することができる。
【００５８】
パケットスイッチングルータは、ワイヤレス基地局と一緒に配置され、機能的に結合され、結合されたエンティティは、ここではアクセスノード（ＢＳ１，ＢＳ２．．．）と呼ばれるが、“アクセスノード”という用語は、ワイヤレスのＢＳ機能を含むルート設定ノードに制限されることを意図していないことが分かるであろう。例えば、“アクセスノード”は、トポロジにおいてＢＳから離れているノードに用意することができる。
【００５９】
以下に記載する例の全ての場合において、インターフェイスにおけるホップ毎のルート設定の方向性は、（ワイヤレスリンクを含む）リンクに沿ってネットワークのノード間で、およびアクセスノードと移動ノードの間でマークを付された矢印によって示される。分散形ルート設定計画は、単一の受信側移動ホスト、ＭＨ２において方向付けられたＴＯＲＡ ＤＡＧの形態をとっている。移動ホストＭＨ２がアクセスセッションを始め、動的にＩＰアドレスを割り振られる前に、事前にコンピュータ処理され、集合化されたＤＡＧは、ＩＰアドレスを割り振られるアクセスノード、すなわちノードＢ２からＡＳ全体の更新として注入されているＡＳ内のＩＰアドレスに存在している。図２ないし２５を参照すると、ルート設定更新またはパケットの先送りに関係するノードは、ＴＯＲＡの高さの５つ組（τi， ｏｉｄi， ｒi， δi， ｉ）でマークを付される。既に記載したように、このＴＯＲＡの高さは、高さが加わるノードから広告されている、各隣り合うノードのルート設定プロトコルデータテーブル内に記憶される。
【００６０】
移動ノードＭＨ２がホームアドレスノードＢＳ２に登録するとき、ホームアクセスノードは、割り振られているＩＰアドレスに対して移動ノードの識別をワイヤレスリンク層にキャッシュし、ノードＢＳ２内に保持されているルート設定テーブル内の移動専用のエントリを形成する。
【００６１】
図２は、移動ノードＭＨ２と別のホスト、この場合は移動ホストＭＨ１との間で行われる通信セッション（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ接続）を例示している。次の例では、対応する移動ホストＭＨ１は移動しないが、ノードＭＨ２の移動性に関係して別途記載する同じ機能を使用して、移動させることができる。類似の通信セッションも、対応する固定ホストで行なうことができる。とくに、別個のＤＡＧはノードＭＨ１へ向かって方向付けられたＡＳ内に存在し、ノードＭＨ２から発信するデータパケットはノードＭＨ１へルート設定される。ノードＭＨ１へ方向付けられたこのＤＡＧは変わらないので、ノードＭＨ２が加わる各アクセスノードからノードＭＨ１のルート設定が存在するが、ノードＭＨ１へのルート設定については、これ以上記載しない。
【００６２】
ノードＭＨ１からノードＭＨ２へ向かうデータパケットは最初に、図２に示したように、集合化されたＤＡＧ、例えば固定ノードＢＳ１、ＥＲ１、ＩＲ１、およびＥＲ２を介してホームアクセスノードＢＳ２へルート設定される。
【００６３】
ここで図３を参照すると、ワイヤレスリンク層のＢＳ間のハンドオーバの判断はノードＭＨ２自体、またはノードＢＳ２の何れかによって行うことができる。移動ノードの最初のハンドオーバの場合、ノードＢＳ２およびＢＳ３から受け取られた信号間のワイヤレスリンクの品質の比較に基いて判断することができる。移動ノードＭＨ２が移動するとき、ＢＳ３から受け取った信号は向上するが、一方でアクセスノードＢＳ２から受け取った信号が悪化し、閾値判断の際に、移動ホストはノードＢＳ２とＢＳ３との間でハンドオーバを開始することによって応答する。ノードＢＳ２においてハンドオーバを判断する場合に、トラヒックロードのような、他の検討事項に依存して判断することができる。このような場合に、アクセスノードＢＳ２はハンドオーバの命令をノードＭＨ２へ送る。
【００６４】
ＢＳ間のハンドオーバが移動ノードＭＨ２またはホームアクセスノードＢＳ２によって開始されても、開始されなくても、移動ノードＭＨ２は新しいアクセスノードＢＳ３を選択し、トンネル開始（tunnnel initiation, TIN）パケットをホームアクセスノードＢＳ２へ送る。ＴＩＮパケットは、新しいアクセスノードＢＳ３のＩＰアドレスを含み、移動ノードはアクセスノードＢＳ３によって同報通信されるビーコンチャンネルからそれを読み取る。移動ノードＭＨ２はさらに、
高さのτの時間値を負の値、すなわち−１へ低減することによって（これは、最初の移動性に関係するルート設定更新が、ホームアクセスノードＢＳ２から遠ざかることを示している）、新しい高さをコンピュータ処理し、ＴＩＮパケット内にこれを含む。
【００６５】
ここで図４を参照すると、ホームアクセスノードＢＳ２は移動ノードＭＨ２からＴＩＮパケットを受け取るとき、ホームアクセスノードＢＳ２は、新しいアクセスノードＢＳ３への短期間のＩＰ−イン−ＩＰのトンネルリンクを設定する。ホームアクセスノードＢＳ２はルート設定テーブル内でトンネルインターフェイスをＢＳ３へ入力し、新しいアクセスノードＢＳ３のＴＯＲＡの高さは（−１，０，０，１，ｉ）に等しく設定され、残りのハンドオーバの手続き中にデータパケットを先送りするために下流データリンクとしてマークを付されることを保証する。
【００６６】
短期間のトンネルリンクは、ホームアクセスノードＢＳ２から新しいアクセスノードＢＳ３へ設定されたとき、ホームアクセスノードＢＳ２は、移動ノードＭＨ２から受け取ったＴＩＮパケットをトンネルインターフェイスを介して新しいアクセスノードＢＳ３へ先送りする。
【００６７】
この例では、使用されるワイヤレスリンクシステムには、（ソフトなハンドオーバを可能にするＣＤＭＡセルラ無線システムにおけるように）、移動ノードＭＨ２がハンドオーバ中に２つのワイヤレスリンクを介して各アクセスノードＢＳ２およびＢＳ３へ通信できるといった性質がある。したがって、移動ノードＭＨ２は新しいアクセスノードＢＳ３との第２のワイヤレスアクセスリンクを設定し、移動ノードＭＨ２への下流リンクであるノードＢＳ３においてルート設定テーブルが入力される。
【００６８】
新しいアクセスノードＢＳ３は、ユニキャストの方向付けられた更新（unicast-directed update, UUPD）パケットを生成し、固定インフラストラクチャ内の隣り合うノード、すなわちノードＥＲ３へパケットを送る。ＵＵＰＤパケットは、新しいアクセスノードＢＳ３とホームアクセスノードＢＳ２との間で、ノードユニキャストの経路に沿って、更新経路に沿う全てのノード、およびその経路に沿うノードに直接に隣り合う全ての、ルート設定プロトコルデータテーブルと、したがって次のホップへの先送りテーブルの少なくともいくつかとの中で、更新エントリを移動する（ノードは経路に沿って新しい高さの広告を、各直接に隣り合うノードへ送り、広告の伝搬は１つのホップに制限される）。
【００６９】
ここで図６を参照すると、移動ホストＭＨ２が新しいアクセスノードＢＳ３との新しいワイヤレスリンクを設定した後で、ホームアクセスノードＢＳ２への古いワイヤレスリンクはプルダウンされる。ホームアクセスノードＢＳ２に到達する移動ノードＭＨ２へ方向付けられたデータパケットは、短期間のトンネルを介して新しいアクセスノードＢＳ３へ先送りされ、新しいワイヤレスリンクを介して移動ノードＭＨ２へ送られる。
【００７０】
ここでは古いワイヤレスリンクが失われているけれども、残りのダウン流リンクが、ホームアクセスノードＢＳ２と新しいアクセスノードＢＳ３との間に設定されたトンネルに沿って存在するので、ルート設定の更新はホームアクセスノードＢＳ２ではまだトリガされていない（ＴＯＲＡプロトコルにしたがって他でも生ずるところである）。したがって、新しいアクセスノードＢＳ３から開始されるルート設定更新がホームアクセスノードＢＳ２に到達するまで、ホームアクセスノードＢＳ２へ向かうルート設定は所定の位置に残る。図６に示したように、第１のノードＥＲ３は、ＵＵＰＤパケットを受け取り、さらに移動更新に関係する負のτの時間値（−１）でその高さを更新して、このＵＵＰＤパケットをノードＩＲ２へ先送りする。代わって、ノードＩＲ２は、移動性に関係する更新と関係するτの時間値にその高さを更新する。
【００７１】
ルート設定更新ユニキャストルートに沿う各ノードは、さらに、ルート設定更新ＵＵＰＤパケットの各ホップごとに、ＴＯＲＡの高さの５つ組内のδの値を１だけインクリメントし、したがってδの値は、先のルート設定テーブルのエントリではホームアクセスノードＢＳ２を経由する移動ノードへのホップ数を示していたことに代わって、新しいアクセスノードＢＳ３を経由する移動ノードへのホップ数を表わしている。代わってユニキャストの方向付けられた更新ルートに沿う各リンクは、新しいアクセスノードＢＳ３へ向かって方向付けられる。
【００７２】
ここで図７を参照すると、ＵＵＰＤパケットは次に、ユニキャスト更新ルートに沿う次のノード、すなわちノードＥＲ２へ先送りされる。ノードＥＲ２はルータであり、送信ノードＭＨ１からホームアクセスノードＢＳ２へのルート設定経路と、ノードＭＨ１から新しいアクセスノードＢＳ３へ送られるパケットがとるルート設定経路との間の交差点にマークを付す（ルータ設定経路に設定される）。図８に示したように、ノードＥＲ２内のルート設定プロトコルデータテーブルのエントリはＵＵＰＤパケットを受け取ったときに更新されると、交差ノードＥＲ２は２つの下流リンク；すなわちホームアクセスノードＢＳ２へ方向付けられる下流リンクと新しいアクセスノードＢＳ３へ方向付けられた下流リンクとをもつ。しかしながら、新しいアクセスノードＢＳ３へ方向付けられた下流リンクが、（最近の）移動性に関係する更新を示すものとして、負のτの時間値を含むので、新しいアクセスノードＢＳ３へ方向付けられた下流リンクは、次のホップへ先送りするリンクとして、優先的に選択される。移動ホストＭＨ２へ方向付けられたノードＥＲ２に到達するデータパケットは、新しいアクセスノードＢＳ３へのルート設定経路に沿って、ノードＩＲ２へ先送りされる。交差ルータＥＲ２においてルート設定経路を分割した後は、別のデータパケットはＢＳ２へ送られず、別のデータパケットはノードＢＳ２とノードＢＳ３との間のトンネルインターフェイスを通って先送りされない。しかしながら、トンネルインターフェイスはホームアクセスノードＢＳ２においてしばらくの間、所定の位置に留まり、ＵＵＰＤパケットはホームアクセスノードＢＳ２に到達するまで、（全ての下流リンクを失ったために）ルート設定の更新はホームアクセスノードＢＳ２から生成されないことを保証する。ホームアクセスノードＢＳ２においてＵＵＰＤパケットが到達すると、ＢＳ２のルート設定テーブル内のトンネル状態のエントリは取除かれて、それによってＭＨ２に対するトンネルインターフェイスを取り壊す。
【００７３】
ここで図９を参照すると、ホームアクセスノードＢＳ２はユニキャスト更新経路の端部を形成しているので、ホームアクセスノードＢＳ２の高さは、ＵＵＰＤパケットを受け取ったときに再び規定されないことに注意すべきである（しかしながら、ノードＢＳ２とＥＲ２との間のリンク方向は、ノードＥＲ２の高さにおいて負のτの時間値が規定されているために逆にされ、サービスを受け取る他の移動ホストがＢＳ２を介してＭＨ２へパケットを送ることができるようにしている）。
【００７４】
最後に、ＵＵＰＤメッセージを受け取ったときに、ホームアクセスノードＢＳ２は新しいアクセスノードＢＳ３へ更新完了のアクノリッジメント（ＵＵＰＤ−Ａｃｋ）を送ることができる。ＵＵＰＤ−Ａｃｋパケットは、新しいアクセスノードＢＳ３へ向かってＤＡＧ内での設定されたユニキャストの更新されたルート設定経路をとる。ＵＵＰＤ−Ａｃｋパケットを送信したとき、古いアクセスノードＢＳ３は、それが最初に移動ノードＭＨ２へ割り振ったＩＰアドレスについてＤＡＧに対する仮の制御を放棄する。ＵＵＰＤ−Ａｃｋパケットを受け取ったとき、新しいアクセスノードＢＳ３は、移動ノードのＩＰアドレスについてＤＡＧの仮の制御をとる。
【００７５】
ここでユニキャスト更新経路に沿って、制限された数のみのノード（図９に示した例では、５のみのノード）の高さを再定義することを含む、無線リンク層における移動局のＢＳ間のハンドオーバに関係するルート設定の更新が完了する。さらに、ルート設定プロトコルデータテーブルエントリの更新も制限され、このような更新は、ＵＵＰＤメッセージを受け取るノード、および（新しい高さの広告を受け取り、ルート設定テーブル内に新しい高さを記憶する）各直接に隣り合うノードのみにおいて要求される。図９に示した例では、ルート設定プロトコルデータテーブルの更新も、ノードＩＲ１、ＣＲ１、ＣＲ２、およびＣＲ３の各々において実行される。
【００７６】
図１０および１１は、次の移動性に関係する更新の前後に、ＡＳ内のＤＡＧの状態を示す。この場合に、移動ノードＭＨ２は、アクセスノードＢＳ２からアクセスノードＢＳ３へ既にハンドオーバされ、さらに別のアクセスノードＢＳ４へハンドオーバされる。採用される手続きは、アクセスノードＢＳ２からアクセスノードＢＳ３への移動ノードの最初のハンドオーバによって行われた移動性に関係する更新に関係して記載した手続きと同じであるが、新しいアクセスノードＢＳ４から送られたユニキャスト更新によって生成された新しい高さは、（−２の大きさまで増加する）負のτの時間値における別のインクリメントを含む点が違い、（−１のτの時間値をもつ）移動性の第１の発生の更新された高さから、移動性の第２の発生によって行われた移動性に関係して更新される高さを区別し、（０のτの時間値をもつ）予めコンピュータ処理されたＤＡＧ内で割り当てられた高さからの移動性に関係して更新された高さからも区別するようにしている。図１に示したように、新しい更新に関係するノードは、最初に０のτの時間値を含む高さをもち、これは予めコンピュータ処理されたＤＡＧ内に規定されている高さであることを示す。
【００７７】
ここで、移動性に関係するルート設定の更新の別の例として、移動ノードが（ＧＳＭセルラ無線システムにおけるように）特定の時間に単一のワイヤレスリンクのみを介して通信できるものを、図１２ないし１６を参照して記載することにする。この場合に、先の例の図２ないし４に関係して記載した段階は同じである。図１２に示したように、新しいアクセスノードＢＳ３から送られたＵＵＰＤパケットは、トンネルインターフェイスに沿ってＴＩＮパケットの受取りに応答して生成される。
【００７８】
ここで図１３を参照すると、移動ノードＭＨ２は最初にホームアクセスノードＢＳ２とのワイヤレスリンクを失い、短い時間期間が経過して（ワイヤレスリンク層、ＥＴＣにおいて新しいアクセスノードＢＳ３と再び同期化でき）、新しいアクセスノードＢＳ３との新しいワイヤレスリンクが設定される。移動ノードＭＨ２がワイヤレスリンクを持たない期間において、ホームアクセスノードＢＳ２に到達するパケットは、ホームアクセスノードＢＳ２からトンネルインターフェイスによって先送りされ、新しいワイヤレスリンクが設定されるまで、新しいアクセスノードＢＳ３において待ち行列へ入れられる。次に、新しいワイヤレスリンクが設定されるか、またはＵＵＰＤパケットがホームアクセスノードＢＳ２に到達する。新しいワイヤレスリンクが最初に設定されると、新しいアクセスノードＢＳ３は直ちに、移動ノードのＩＰアドレスに対してＤＡＧの仮の制御を仮定する。さもなければ、新しいアクセスノードＢＳ３は、ホームアクセスノードＢＳ２からＵＵＰＤ−Ａｃｋ（アクノリッジメント）メッセージを受け取るまで待機する。先の例に関係して記載した残りの段階（トンネルの解体、次の移動、など）もこの例に関係して応用する。
【００７９】
図１７ないし２５は、移動ノードがアクセスセッションを終了し、移動ノードのＩＰアドレスが移動ノードに最初に割り当てられる前に、ＤＡＧの状態に対するそのＩＰアドレスについてＤＡＧを復元するルート設定更新を行う手続きを示している。ルート設定更新手続きは、ルート設定更新をＡＳ内の制限された数のみのノードへ（ユニキャストの移動性に関係する更新が既に行なわれた経路に沿って）送ることを含み、制限された数のみのノード（すなわち、復元された方向付けられたルート設定更新メッセージが通るノードおよび直接に隣り合う各ノード）のルート設定プロトコルデータテーブルにおいて更新が要求されている。
【００８０】
図１７を参照すると、移動ノードＭＨ２がアクセスセッションを終了するとき、現在のアクセスノードＢＳ４はＩＰアドレスに対してホームアクセスノードＢＳ２へ復元要求（restore request, RR）を送る。これは、現在のアクセスノードにおけるＩＰアドレスに対する“ホーム”アクセスノードの識別子の知識によって達成することができる。この知識は、ＯＰＴパケット更新機構を使用して集合化されたＤＡＧを生成し、アクセスノード内に保持されている他のルート設定プロトコルデータに加えて、ルート設定プロトコルデータとして、この識別を記憶することによって与えることができる。その代わりに、この知識は、移動ノードが、ＩＰアドレスが最初に割り振られるときにホームＢＳの識別を記憶し、各アクセスノードにこの識別を送り、該アクセスノード内に一時的に記憶し、ここからアクセスセッション中に移動ノードがサービスを受け取ることによって得ることもできる。したがって、移動ノードＭＨ２がこのアクセスセッションを終了するとき、現在のアクセスノードＢＳ４はＲＲパケットを送り、該ＲＲパケットは、最初に移動ノードのＩＰアドレスでアドレス指定され、ホームアクセスノードＢＳ２へのＩＰ−イン−ＩＰのトンネルリンクに沿って、ホームアクセスノードＢＳ２のＩＰアドレスでカプセル化される。
【００８１】
ＩＰアドレスに対するホームＢＳの識別の知識を要求する代わりとして、ＲＲパケットは宛先アドレスとして移動ノードのＩＰアドレスで送られるが、ヘッダ内の識別子は、各送り先のノードにアクセスセッション中にホームＢＳに方向付けられたままである集合化されたＤＡＧのルート設定経路に沿ってパケットがルート設定されることを示す。
【００８２】
ＲＲパケットの受取りに応答して、ホームアクセスノードＢＳ２はルート設定テーブル内で移動ホストＭＨ２への下流リンクにマークを付す。移動ホストは、現在アクセスノードとワイヤレス通信をしておらず、実際には異なるアクセスノード（すなわち、アクセスノードＢＳ４）のサービス領域内に位置しているので、この下流リンクは仮想リンクである。アクセスセッションの終了後にＢＳ４において移動ノードＭＨ２に到達するパケットは、ホームアクセスノードＢＳ２へのトンネルに沿って先送りされ、移動ノードＭＨ２が新しいアクセスセッションを開始するとき、移動ノードＭＨ２へ将来先送りするために記憶される。
【００８３】
ＲＲパケットを受け取ったとき、ホームアクセスノードＢＳ２は、さらに（現在、仮想の）移動ノードＭＨ２の高さを“オール ゼロ”参照レベルへリセットし、図１８に示したように、ＡＳの固定インフラストラクチャを介して、現在のアクセスノードＢＳ４へユニキャストの方向付けられた復元更新（unicast-directed restore update, UDRU）パケットを送る。ＵＤＲＵパケットはユニキャストルートに沿って先送りされ、これは、移動性に関係する更新の結果として予め再規定された高さをもつノードのみを含む。図１８に示した例では、これらのノードはＥＲ２、ＩＲ２、ＥＲ３、ＩＲ３、ＣＲ４、ＩＲ４、ＥＲ４、およびＢＳ４である。
【００８４】
ＵＤＲＵパケットはユニキャスト経路に沿ってノードの各々において受け取られるので、各ノードのＴＯＲＡの高さは“オール ゼロ”の参照レベルへ再設定され、高さのδの値は、現在のアクセスノードを介して移動ノードのホップ数を示した先行するエントリの値の代わって、ホームアクセスノードを介して（現在は仮想の）移動ノードへのホップ数を表わすように再規定される。このプロセスは図１８ないし２２の各々に示されている。
【００８５】
ユニキャスト更新ルートに沿う高さの更新に加えて、更新された高さは、直接に隣り合う各ノードへ広告される。（図２０に示したように）アクセスノードＢＳ３の場合のように、自身の高さにおいて負のτの時間値をもつノードは、負のτの時間値を０に再設定することを示す広告を受け取り、それ自身の高さを“オール ゼロ”参照レベルへ再設定し、ホームアクセスノードを経由する（現在は仮想の）移動局へのホップ数を示すδの値を規定し、自身の新しい高さの広告を生成し、それ自身に隣り合うノードの全てにそれを送る。広告された新しい高さを受け取り、自身の高さを再設定しない隣り合うノードは、その広告を伝搬しない。
【００８６】
図２３に示したように、ＵＤＲＵパケットが現在のアクセスノードＢＳ４において受け取られると、現在のアクセスノードはルート設定テーブル内の移動ノードＭＨ２と関係する状態を削除し、ユニキャスト更新によって生成されたばかりのルート設定経路に沿ってＵＤＲＵ−ＡｃｋメッセージをホームアクセスノードＢＳ２へ送って、移動ノードＭＨ２によって既に使用されたＩＰアドレスについてＤＡＧの仮の制御を放棄する。
【００８７】
図２４に示したように、ＵＤＲＵ−Ａｃｋパケットは最終的に、ホームアクセスノードＢＳ２へ伝搬する。ホームアクセスノードＢＳ２は、これを受け取ると、移動ノードＭＨ２と関係する全ての状態を取除き、ＩＰアドレスに対するＤＡＧの制御を仮定する。ＩＰアドレスは、さらに再び、図２５に示したように、アクセスノードＢＳ２のサービス領域内で、アクセスセッションを開始している異なる移動ノードＭＨ３へ動的に割り振られる。
【００８８】
要約して、本発明によって与えられたルート設定プロトコルに対して、単独で、または組合せて使用できる変更には次に示すものを含む：
１．移動の結果として生成された別個のルート設定プロトコルデータ（ＴＯＲＡプロトコルの場合に“負”の高さの参照レベル）を記憶し、最近割り当てられた下流の隣り合うノードへパケットを先送りすることと；
２．ユニキャストの方向付けられた移動更新を取入れて、ＡＳの制限された数のノードのみの中に記憶されたルート設定プロトコルデータを変更することによってハンドオーバにおけるルート設定を調節することと；
３．ユニキャストの方向付けられた復元更新を取入れて、ハンドオーバに基く移動の影響（ＴＯＲＡの場合では“負”の高さの参照レベル）をなくすこと。
【００８９】
上述の実施形態は、制限することを意図しておらず、当業者は変更および変形を生成できることが分かるであろう。
【００９０】
上述の実施形態は、ＴＯＲＡルート設定プロトコルに基づく変更されたルート設定プロトコルを記載している。しかしながら、本発明の態様を使用して、ＯＳＰＦ、ＲＩＰ、などのような他の既知のルート設定プロトコルを変更することができる。
【００９１】
さらに、上述の実施形態では、自立システムのインフラストラクチャが固定されているが、インフラストラクチャ内のルータは、衛星通信の分野で使用されるような移動ルータ、およびインフラストラクチャ内のルータが長い期間の移動を示す他のシステムであることが分かるであろう。さらに、移動ノードは、プラグイン式のケーブル接続のような移動性のワイヤレスでない通信リンクを介してアクセスノードへ接続することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態にしたがう固定／移動トポロジの例を模式的に示す図。
【図２】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図３】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図４】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図５】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図６】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図７】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図８】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図９】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図１０】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図１１】 本発明の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを模式的に示す図。
【図１２】 本発明の別の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを示す図。
【図１３】 本発明の別の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを示す図。
【図１４】 本発明の別の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを示す図。
【図１５】 本発明の別の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新とを示す図。
【図１６】 本発明の別の実施形態にしたがう、基地局間のハンドオーバと、それに付随するルート設定更新を示す図。
【図１７】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図１８】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図１９】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２０】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２１】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２２】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２３】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２４】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２５】 本発明の実施形態にしたがう、ホーム基地局へのルート設定の復元を示す図。
【図２６】 本発明の実施形態にしたがう、ルート設定ノード内に保持されているルート設定プロトコルデータテーブルを模式的に示す図。
【図２７】 本発明の実施形態にしたがう、ルート設定ノード内に保持されている次のホップへの先送りテーブルを示す図。
Claims (16)
- パケット伝送リンクによって相互接続されているパケットスイッチングノードのインフラストラクチャと、複数のアクセスノードとを含むコネクションレスのルート設定プロトコルネットワークにおいてパケットのルート設定を制御する方法であって、
該複数のアクセスノードへのルート設定経路が、前記ルート設定経路に沿って配置されているパケットスイッチングノード内に保持されているデータによって規定されていて、
前記インフラストラクチャ内で所与のネットワークアドレスに前記ルート設定経路を方向付けることができ、
第１のルート設定経路は、通信リンクを介して、第１のネットワークアドレスを使用している移動ノードにサービスしている第１のアクセスノードへ方向付けられていて、前記第１のルート設定経路に沿って、前記第１のネットワークアドレスへパケットをルート設定するステップと、
第１のアクセスノードから移動ノードへの通信リンク以外に、前記第１のルート設定経路に沿って到達するパケットを第２のアクセスノードへ先方送りするインターフェイスを指定するステップと、
前記インターフェイスの指定に続いて、第２のアクセスノードが前記移動ノードにサービスするように、前記移動ノードの通信リンクをハンドオーバするステップと、
前記通信リンクのハンドオーバに応答して、前記第１のネットワークアドレスへの前記インフラストラクチャ内のルート設定を変更して、前記第２のアクセスノードを経由する、前記第１のネットワークアドレスへの第２のルート設定経路を生成するステップと、
前記第２のルート設定経路の生成に応答して、前記第１のネットワークアドレスへの前記インフラストラクチャ内のルート設定を変更して、前記第１のルート設定経路を取除くステップと、
前記第２のルート設定経路を介して前記第２のアクセスノードへパケットをルート設定するステップと、を含む方法。 - 前記指定するステップが、前記第１のネットワークアドレスについて、前記第１のアクセスノードから前記第２のアクセスノードへの先方送り経路を指定するステップを含み、
前記先方送り経路は、前記第１のネットワークアドレスへの前記インフラストラクチャ内のルート設定を変更することを要さない請求項１記載の方法。 - 前記到達するパケットが、カプセル化され、前記先方送り経路を形成しているパケットトンネルを介して送られる請求項２記載の方法。
- 前記ルート設定の変更が、前記第２のアクセスノードがルート設定更新を前記インフラストラクチャへ送ることを含む請求項１ないし請求項３の何れか１項記載の方法。
- 前記先方送り経路が、前記第１のアクセスノード内に保持されている状態データであって、前記移動ノードに関係している状態データによって指定される請求項２ないし請求項４の何れか１項記載の方法。
- 前記ルート設定更新を前記第１のアクセスノードに伝達した後で、前記状態データが前記第１のアクセスノードから取除かれる請求項５記載の方法。
- 前記第１のアクセスノードにおいて前記ルート設定更新を受け取ることに応答して、前記状態データが記第１のアクセスノードから取除かれる請求項６記載の方法。
- 前記ルート設定更新を受け取ることに応答して、前記第１のアクセスノードが、前記第２のアクセスノードへルート設定更新のアクノリッジメントを送る請求項６または請求項７記載の方法。
- タイムアウトと前記状態データとが関係付けられていて、前記タイムアウトの後で、前記状態データが前記第１のアクセスノードから取除かれる請求項５ないし請求項８の何れか１項記載の方法。
- 前記インターフェイスが前記第１のアクセスノードにローカルなキャッシュへ導かれる請求項１記載の方法。
- 前記ルート設定更新が、前記インフラストラクチャを介して前記第１のアクセスノードへ伝達するように構成されている請求項４記載の方法。
- 前記ルート設定更新が、ユニキャスト更新として前記第１のアクセスノードへ送られる請求項１１記載の方法。
- 前記指定するステップが、前記第１のアクセスノードにおける前記移動ノードからの移動要求の受け取りに応答して実行される請求項１ないし請求項１２の何れか１項記載の方法。
- 前記通信リンクがワイヤレスリンクである請求項１ないし請求項１３の何れか１項記載の方法。
- 前記ワイヤレスリンクによって、前記移動ノードが前記ハンドオーバ中に前記第１のアクセスノードと前記第２のアクセスノードとのうちの一方のみからデータを受け取ることができる請求項１４記載の方法。
- 前記ワイヤレスリンクによって、前記移動ノードが前記ハンドオーバ中に前記第１のアクセスノードと前記第２のアクセスノードとの両者からデータを受け取ることができる請求項１４記載の方法。
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