JP4688160B2 - ノード装置およびike継続方法 - Google Patents
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Description
その対策として現在は、MNがForeign Linkに移動してもHoAを固有のアドレスとして使うことができるようにする方策が考えられており、Mobile IPv4ネットワークシステム(例えば非特許文献1参照)やMobile IPv6ネットワークシステム(例えば非特許文献2参照)が提案され一部では実用に供している。
図6、7はそれぞれMobile IPv4ネットワークシステムとMobile IPv6ネットワークシステムの接続状況を示しており、それぞれHome LinkとForeign Link 1,2が相互に接続されている。(a)はHome Agent(以下HAという)とMNがHome LinkにあってMNが移動する前のものであり、(b)はMNがHome LinkからForeign Link 1に移動した後のものである。MNの移動後はHome LinkにHAがあり、Foreign Link 1にMNがあって,Foreign Link 2にはCorrespondent Node(以下CNという)がある。このCNはMobile IP固有のパケットを理解する機能を備えている。Mobile IPv4ネットワークシステムの場合はForeign Link 1上にForeign Agent(以下FAという)が存在する。
このような接続状況にあって、MNが移動前のHome Linkにあるときは、MNは通常のノード装置と同様の動作をする。MNが移動してForeign Link 1にあるときは、MNはHome Linkで取得したHoAを固有のアドレスとして直接利用することができる。そして、いずれのネットワークシステムでもMNがHAを介してCNと通信することができるようになっている。
これらの図において、MNが移動する前のHome Linkにあるときは、MNは直接CNと通信をしている(S31,S32,S41,S42)。次にMNがHome LinkからForeign Link 1へ移動すると、MNはそのForeign Link 1で使うことができるCoAを新規に取得する。CoAを取得すると、MNはHAに対してHome Registrationを実施し、他の通信Nodeから送信されるHoA宛のパケットをCoA宛に転送するように登録する(S33,S34,S43,S44)。
この時、Mobile IPv4ネットワークシステムの場合はFAとHAの間で双方向トンネルが構築され、またMobile IPv6ネットワークシステムの場合はMNとHAの間で双方向トンネルが構築されるので、FAとHA、またはMNとHAの間で双方向トンネルを使用したIPsec通信ができるようになる。
その後は、Foreign Link 2にあるCNからMNのHoA宛に送信されたパケットはHome LinkでHAがインタセプトし(S35,S45)、CoA宛のIPヘッダでカプセル化してMNに対してトンネリングを行う(S36,S46)。
Foreign LinkにFAがあるようなMobile IPv4 ネットワークシステムでは、FAがトンネリングパケットを受信するとカプセル化を解除してMNに転送する(S36)。またForeign LinkにFAがないようなMobile IPv4 ネットワークシステム、またはMobile IPv6ネットワークシステムでは、MNがトンネリングパケットを受信するとカプセル化を解除してインナーパケットであるHoA宛のパケットとして処理する(S36)。
MNが更に他のLinkへ移動するときは、移動先のLinkで使えるIPアドレスを取得し、上記の手順を繰り返す。こうすることによって、MNがHome Link以外の複数のForeign Link間を移動しても常にHoAを使って他のCNやMNとの間で通信をすることができるようになる。
図10はMobile IPv6ネットワークシステムにIKEv1を適用したときのものであり、MNがHAに対してHome Registrationをするときに使うIPsec SAを確立するためのIKE交渉の処理概要を示すシーケンス図である。MNがHome LinkからForeign Link1へ移動すると、CoAを取得してIKE phase1をAggressive Modeで実施する(S53、S54、S55)。これによってSA for Internet Security Association and Key Management Protocol(以下ISAKMP SAという)が生成され、IPsec SAを生成する際のIKE交渉がセキュアになる。その後、このISAKMP SAを使ったIKE phase2を実施して(S56、S57、S58)IPsec SAを生成するので、MNがHAに対してセキュアなHome Registrationを実施することができるようになる(S59、S5A)。同様に他のIPsec SAについてはISAKMP SAが有効であればIKE phase2のみを実施し、ISAKMP SAの有効期限が切れていればIKE phase1とIKE phase2を実施して必要なIPsec SAを生成することができる。
図11はMobile IPv6ネットワークシステムにIKEv2を適用したときのものであり、MNがHAに対してHome Registrationをするときに使うIPsec SAを確立するためのIKE交渉の処理概要を示すシーケンス図である。MNがHome LinkからForeign Link1へ移動すると、CoAを取得してIKE_SA_INIT exchangeを実施する(S63、S64)。これによってIKE SAが生成され、セキュアなIKE交渉ができて相手先ノードの認証とIPsec SAを確立することができるようになる。その後、このIKE SAを使ってIKE_AUTH exchangeを実施して相手先ノードの認証を行い(S65、S66)、続いてCREATE_CHILD_SA exchangeを実施し(S67、S68)、IPsec SAが確立され、MNがHAに対してセキュアなHome Registrationを実施することができるようになる(S69、S6A)。同様に他のIPsec SAについても、IKE SAが有効であればCREATE_CHILD_SA exchangeのみを実施して必要なIPsec SAを生成することができ、IKE SAの有効期限が切れた後であればIKE_SA_INIT exchangeと、IKE_AUTH exchange、CREATE_CHILD_SA exchangeを実施することによって、必要なIPsec SAを生成することができる。
このようにすることによって、Mobile IPネットワークシステムにおいてIKEを利用することが可能となる。
IP Mobility Support for IPv4(RFC3344)、2002、C. Perkins, Ed.:(URL 1140761303346_0.txt) Mobility Support in IPv6(RFC3775)、2004、D. Johnson、C. Perkins、J. Arkko:(URL http://www.ietf.org/rfc/rfc3775.txt) The Internet Key Exchange(IKE)(RFC2409)、1998、Dan Harkins、Dave Carrel:(URL http://www.ietf.org/rfc/rfc2409.txt) Internet Key Exchange(IKEv2)Protocol(RFC4306)、2005、C.Kaufman、Ed:(URL http://www.ietf.org/rfc/rfc4306.txt)
このような状況における課題として、payload packetにIPsecを使用する場合のMobile IPv6ネットワークにIKEv1を適用した場合を例にとって説明する。
MNがInitiatorとして動作する場合の例を図12に示す。図12においてMNがForeign Link1へ移動し、CoA1を生成してHAに対するHome Registrationが完了した(S71、S72)後に、CNに対してHoAを使用したパケットを送信するときは、MNとHAの間に必要なIPsec SAが確立されていなければ、MNがHAに対してIKE交渉を開始する(S73)。IKE交渉を開始した直後のIKE交渉中にMNがForeign Link1からForeign Link2へ移動すると、HAからのIKE交渉に対する応答パケットはMNへ到達できなくなってしまう(S74)。このためIKE交渉は失敗してしまい、MNが次にCNに対してHoAを使用したパケットを送信するときにIKE交渉が開始され(S77)、MNからCNに送信するパケットが遅延するという課題があった。
次にHAがInitiatorとして動作する場合の例を図13に示す。図13においてMNがForeign Link1へ移動し、CoA1を生成してHAに対するHome Registrationを完了した(S81、S82)後に、CNからMNのHoAに対して送信されたパケットをHAがインタセプトした(S83)ときに、HAとMNの間に必要なIPsec SAが確立していなければ、HAがMNに対してIKE交渉を開始する必要がある。しかしIKE交渉を開始したときが、MNがForeign Link1からForeign Link2へ移動していた後であれば、HAが開始したIKE交渉の要求パケットはMNへ到達することができない(S84)。このためIKE交渉は失敗してしまい、次にCNからMNのHoAに対して送信されたパケットをHAがインタセプトしたときにIKE交渉が開始され(S87)、CNからMNに送信するパケットが遅延するという課題があった。
すなわち、本発明第1の構成によるノード装置は、IPsecとIKEが使用されるHome Link上のHome Agentに、IPsecとIKEが使用されるForeign Link上のMobile NodeのHome Addressを登録することにより、前記Mobile NodeがどのForeign Link上にあっても、前記Home Addressを使ったパケット通信をすることができるMobile IPネットワークシステムにおいて使用され、前記Mobile Nodeとして機能するため、アドレスを管理するアドレス管理部と、IKE交渉をするIKE交渉部を含み、Initiatorとして前記Home AgentとIKE交渉を実施しているときに、第1のForeign Linkとは別の第2のForeign Linkへ移動した場合には、前記アドレス管理部は、第1のForeign Linkで使用していた第1のCare-of AddressがOff-link Addressとなったことを前記IKE交渉部へ通知し、第2のForeign Linkで使用する第2のCare-of Addressを取得し、前記IKE交渉部は、IKE交渉中のIKE交渉情報をIKE中断リストに格納してIKE交渉を中断し、前記アドレス管理部から第2のCare-of Addressを取得して、前記IKE中断リストに格納された前記IKE交渉情報を基にしてIKE交渉を再開することを特徴としている。
また、本発明第2の構成によるノード装置は、IPsecとIKEが使用されるHome Link上のHome Agentに、IPsecとIKEが使用されるForeign Link上のMobile NodeのHome Addressを登録することにより、前記Mobile NodeがどのForeign Link上にあっても、前記Home Addressを使ったパケット通信をすることができるMobile IPネットワークシステムにおいて使用され、前記Home Agentとして機能するため、IKE交渉をするIKE交渉部と、Registrationを実施するRegistration管理部を含み、Initiatorとして前記Mobile NodeとIKE交渉を実施しているときに、前記Mobile Nodeが第1のForeign Linkとは別の第2のForeign Linkへ移動した場合には、前記Registration管理部は、前記Mobile Nodeから実施されるHome Registrationにより、前記Mobile Nodeが登録している第1のCare-of Addressが第2のCare-of Addressに更新されたことを前記IKE交渉部へ通知し、前記IKE交渉部は、前記Registration管理部からの通知に基づいて、実施中のIKE交渉を中断して第2のCare-of Addressを使ったIKE交渉を再開することを特徴としている。
また、本発明第3の構成によるIKE継続方法は、IPsecとIKEが使用されるHome Link上のHome Agentに、IPsecとIKEが使用されるForeign Link上のMobile NodeのHome Addressを登録することにより、前記Mobile NodeがどのForeign Link上にあっても、前記Home Addressを使ったパケット通信をすることができるMobile IPネットワークシステムにおいて使用され、前記Mobile NodeがInitiatorとして前記Home AgentとIKE交渉を実施しているときに、前記Mobile Nodeが第1のForeign Linkとは別の第2のForeign Linkへ移動した場合には、第1のForeign Linkで使用していた第1のCare-of AddressがOff-link Addressとなったことを確認するアドレス状態確認手順と、IKE交渉中のIKE交渉情報をIKE中断リストとして保有してIKE交渉を中断するIKE中断手順と、第2のForeign Linkで使用する第2のCare-of Addressを取得し、前記IKE中断リストに格納されている前記IKE交渉情報を基にしてIKE交渉を再開するIKE再開手順と、によってIKE交渉を維持することを特徴としている。
また、本発明第4の構成によるIKE継続方法は、IPsecとIKEが使用されるHome Link上のHome Agentに、IPsecとIKEが使用されるForeign Link上のMobile NodeのHome Addressを登録することにより、前記Mobile NodeがどのForeign Link上にあっても、前記Home Addressを使ったパケット通信をすることができるMobile IPネットワークシステムにおいて使用され、前記Home AgentがInitiatorとして前記Mobile NodeとIKE交渉を実施しているときに、前記Mobile Nodeが第1のForeign Linkとは別の第2のForeign Linkへ移動した場合には、前記Mobile Nodeから前記Home Agentに対して実施されるHome Registrationにより、前記Mobile Nodeが登録している第1のCare-of Addressが第2のCare-of Addressに更新されたことを確認するアドレス状態確認手順と、実施中であるIKE交渉を中断するIKE中断手順と、第2のCare-of Addressを使用したIKE交渉を再開するIKE再開手順と、によってIKE交渉を維持することを特徴としている。
また、第2及び第4の発明によれば、IKE交渉中にMNが別のLinkへ移動しても、MNのHome RegistrationによってCoAが更新されたことをRegistration管理部がIKE交渉部に通知するので、MNが新たなCoAをHAに登録した直後からIKE交渉を開始することができてIPsec SA生成の遅延を防ぐことができるのである。
その後、MNがForeign Link2でCoA2を生成してHAに対してHome Registrationを実施する(S15、S16)。さらにMNは、CoA1がOff-link Addressとなったことにより中断していたIKE交渉をCoA2を用いて開始し(S17、S18、S19、S1A、S1B、S1C)、IPsec SAを確立する。その後はIPsec SAがすでに存在しているため、IKE交渉を実施することなくMNがHoAを使ったパケットをCNに送信することができるのである。
MNのIKE交渉部3でIKE交渉が開始されると(F11)、MNのLink間移動によりCoA1がOff-link Addressとなったことをアドレス管理部2が検知し(F19)、そのことをアドレス管理部2がIKE交渉部3に通知する(F1A)。通知を受けたIKE交渉部3は実施中のIKE交渉を中断し(F12)、そのときのIKE交渉情報をIKE中断リストに格納する(F13)。その後、IKE交渉部3からアドレス管理部2に新たなOn-link Addressの取得要求が出され(F14)、この要求を受けたアドレス管理部2が、Foreign Link2で生成したCoA2をIKE交渉部3に通知する(F1B)。ここでアドレス管理部2がOn-Link Addressを管理していなければOn-link Address無しがIKE交渉部3に返され、これ以降、IKE交渉部3から定期的にOn-link Addressの取得要求が出されることになる。
新たなOn-link AddressとなったCoA2を受けるとIKE交渉部3は、IKE中断リストからIKE交渉情報を取得し(F15)、CoA2とIKE交渉情報によってIKE交渉を開始する(F16)。その後、IKE交渉が正常に完了すると(F17)新たなIPsec SAが確立され(F18)、IKE交渉によって遅延することなくMNがパケットを送信することができるのである。
図2はHA機能を持つノード装置の処理概要を示すシーケンス図である。MNがForeign Link1に移動すると、生成したCoA1についてHAに対してHome Registrationを実施することによりHome Linkにあるときと同様にHoAを使った通信をすることができるようになる(S21、S22)。その後、CNからMNのHoAに対して送信されたパケットをHAがインタセプトした(S23)ときは、HAとMNの間に必要なIPsec SAが確立されていなければ、HAがMNに対してIKE交渉を開始する(S24)。しかしIKE交渉を開始する直前にMNがForeign Link1からForeign Link2へ移動してしまうと、IKE交渉の要求応答パケットはMNへ到達できなくなってしまう(S24)。
その後、MNがForeign Link2でCoA2を生成し、HAに対してHome Registrationを実施する(S25、S26)。そしてHAは、CoA1がCoA2に更新されたことを認識し、CoA1を用いたIKE交渉を中断してCoA2を用いたIKE交渉を開始し(S27、S28、S29、S2A、S2B、S2C)、IPsec SAを確立する。その後はIPsec SAがすでに存在しているため、IKE交渉を実施することなくCNからMNのHoAにパケットを転送することができるのである。
HAのIKE交渉部3でIKE交渉が開始されると(F21)、MNのLink間移動によりMNのHome Registrationが完了し(F26)、CoA1がCoA2に更新されたことRegistration管理部4が検知してIKE交渉部3に通知する(F27)。この通知を受けたIKE交渉部3は実施中のIKE交渉を中断し(F22)、CoA2とIKE交渉情報によってIKE交渉を開始する(F23)。その後、IKE交渉が正常に完了すると(F24)新たなIPsec SAが確立され(F25)、IKE交渉によって遅延することなくCNがMNのHoAに送信パケットを転送することができるようになるのである。
2 アドレス管理部
3 IKE交渉部
4 Registration管理部
HA Home Agent
HoA Home Address
CoA Care-of Address
FA Foreign Agent
MN Mobile Node
CN Correspondent Node
IPsec SA Security Association for IPsec
Claims (4)
- IPsecとIKEが使用されるHome Link上のHome Agentに、IPsecとIKEが使用されるForeign Link上のMobile NodeのHome Addressを登録することにより、前記Mobile NodeがどのForeign Link上にあっても、前記Home Addressを使ったパケット通信をすることができるMobile IPネットワークシステムにおいて使用され、
前記Mobile Nodeとして機能するため、アドレスを管理するアドレス管理部と、IKE交渉をするIKE交渉部を含み、
Initiatorとして前記Home AgentとIKE交渉を実施しているときに、第1のForeign Linkとは別の第2のForeign Linkへ移動した場合には、
前記アドレス管理部は、第1のForeign Linkで使用していた第1のCare-of AddressがOff-link Addressとなったことを前記IKE交渉部へ通知し、第2のForeign Linkで使用する第2のCare-of Addressを取得し、
前記IKE交渉部は、IKE交渉中のIKE交渉情報をIKE中断リストに格納してIKE交渉を中断し、前記アドレス管理部から第2のCare-of Addressを取得して、前記IKE中断リストに格納された前記IKE交渉情報を基にしてIKE交渉を再開する
ことを特徴とするノード装置。 - IPsecとIKEが使用されるHome Link上のHome Agentに、IPsecとIKEが使用されるForeign Link上のMobile NodeのHome Addressを登録することにより、前記Mobile NodeがどのForeign Link上にあっても、前記Home Addressを使ったパケット通信をすることができるMobile IPネットワークシステムにおいて使用され、
前記Home Agentとして機能するため、IKE交渉をするIKE交渉部と、Registrationを実施するRegistration管理部を含み、
Initiatorとして前記Mobile NodeとIKE交渉を実施しているときに、前記Mobile Nodeが第1のForeign Linkとは別の第2のForeign Linkへ移動した場合には、
前記Registration管理部は、前記Mobile Nodeから実施されるHome Registrationにより、前記Mobile Nodeが登録している第1のCare-of Addressが第2のCare-of Addressに更新されたことを前記IKE交渉部へ通知し、
前記IKE交渉部は、前記Registration管理部からの通知に基づいて、実施中のIKE交渉を中断して第2のCare-of Addressを使ったIKE交渉を再開する
ことを特徴とするノード装置。 - IPsecとIKEが使用されるHome Link上のHome Agentに、IPsecとIKEが使用されるForeign Link上のMobile NodeのHome Addressを登録することにより、前記Mobile NodeがどのForeign Link上にあっても、前記Home Addressを使ったパケット通信をすることができるMobile IPネットワークシステムにおいて使用され、
前記Mobile NodeがInitiatorとして前記Home AgentとIKE交渉を実施しているときに、前記Mobile Nodeが第1のForeign Linkとは別の第2のForeign Linkへ移動した場合には、
第1のForeign Linkで使用していた第1のCare-of AddressがOff-link Addressとなったことを確認するアドレス状態確認手順と、
IKE交渉中のIKE交渉情報をIKE中断リストとして保有してIKE交渉を中断するIKE中断手順と、
第2のForeign Linkで使用する第2のCare-of Addressを取得し、前記IKE中断リストに格納されている前記IKE交渉情報を基にしてIKE交渉を再開するIKE再開手順と、
によってIKE交渉を維持することを特徴とするIKE継続方法。 - IPsecとIKEが使用されるHome Link上のHome Agentに、IPsecとIKEが使用されるForeign Link上のMobile NodeのHome Addressを登録することにより、前記Mobile NodeがどのForeign Link上にあっても、前記Home Addressを使ったパケット通信をすることができるMobile IPネットワークシステムにおいて使用され、
前記Home AgentがInitiatorとして前記Mobile NodeとIKE交渉を実施しているときに、前記Mobile Nodeが第1のForeign Linkとは別の第2のForeign Linkへ移動した場合には、
前記Mobile Nodeから前記Home Agentに対して実施されるHome Registrationにより、前記Mobile Nodeが登録している第1のCare-of Addressが第2のCare-of Addressに更新されたことを確認するアドレス状態確認手順と、
実施中であるIKE交渉を中断するIKE中断手順と、
第2のCare-of Addressを使用したIKE交渉を再開するIKE再開手順と、によってIKE交渉を維持することを特徴とするIKE継続方法。
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