JP4732634B2 - 第3世代の移動通信システムにおけるパケットのアドレス付与方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信ネットワークの動作方法に関し、特に、ホロインネットワーク(foreign network)内にある移動ノードに向けられたパケットにアドレスを付与する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
第3世代の通信ネットワーク、例えばGPRS(General Packet Radio Service)、EDGE(Enhanced Date-rate for GSM Evolution)においては、移動ノードがホロインネットワーク内に入ったときには、ネットワークの接続性は、移動インターネットプロコトル(Mobile IP)を用いることにより維持される。一方、ホームネットワーク(home network)内においては、ホームエージェント(HA)が設定され、関連付け情報更新技法(Binding Updates)、すなわち移動ノードによりHA内に送られた情報の登録により、移動ノードの位置情報を保持する。
【0003】
モバイルIPは2つの動作モードを有する。第1のモードを図1に示す。移動ノードは、自分のホームネットワークとは別のネットワーク内の移動ノード14(MN14)として保持されている。移動ノード(MN)14は対応ノード12と通信をしている。対応ノード(CN)12により、ホームエージェント(HA)16がそのホームネットワーク内に設定され、ホロインエージェント(FA)18がホロインネットワーク内に設定される。ホロインエージェント18は、ホロインネットワーク内に入ってきた移動ノードに対し独自のIPアドレス、すなわちケアオブアドレス(Care of Address:CoA)を割り当てる。このアドレスが関連付け情報更新技法でホームエージェント16に送られる。
【0004】
移動ノード向けのパケットは、ホームエージェント16でカプセル化され、トンネル20に沿ってホロインエージェント18を通過してさらに移動ノード14に送られる。このようなカプセル化プロセスにおいては、移動ノード14のケアオブアドレスを含む余分のIPヘッダが各パケットに追加されている。これは、FA−COA動作モードとして知られている。
【0005】
第2の動作モードにおいては、FA18は存在しない。移動ノード14には、独自のCOAが割り当てられ、カプセル化されたパケットは、ホームエージェント16を通過して直接(FAを経由せず)移動ノード14に入る。これは、Colocated Care of Address mode of working(CO−COA)として知られている。
【0006】
FA−COAモードとCO−COAモードの両方においては、カプセル化プロセスにより余分のヘッダが必要となり、ペイロードが短くなる。その結果伝送効率が落ち、高価なシステムおよびネットワーク資源、例えば無線リンクの使用が非効率的となる。さらにまたこのカプセル化プロセスは、流れの識別を隠してしまい、サービスクラスの差も不可能となる。その結果、クオリティオブサービス(QoS)を提供するメカニズム、例えばRSVP(Resoure reSerVation Protocol:ソース予約プロトコル)Int Serve を変更しなければならない。
【0007】
このようなカプセル化の欠点は、非カプセル化移動(モバイル)IP技術(Non-encapsulation Mobile IP)を使用することにより回避することができる。これに関しては、本出願人のヨーロッパ特許出願第99301437.2.(出願日:1999年2月26日、発明の名称:“Non-encapsulation Mobile IP”)に開示されている。この技術においては、移動ノードの現在のCoAは、宛先アドレスとして用いられ、もとのソースアドレスすなわちCNアドレスが保持される。FA−COAモードにおいては、これにより、少なくとも20バイトの長さのヘッダを削除でき、わずか2バイトのヘッダを導入するだけであり、CO−COAモードにおいてはヘッダは導入されない。しかし欠点は、ホームネットワーク内のファイヤウォールあるいは出口フィルタリングが、このようなパケットを拒否してしまう。その理由は、これらはホームネットワークアドレスとは異なるソースアドレスを有するからである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の欠点を解決し、QoSが提供できる新たなパケットのアドレス付与方式を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項1に記載した特徴を有する。すなわち、パケットが、ホロインネットワークと現在関係づけられておりかつ対応ノード(CN、24)と通信する移動ノード(MN、28)に向けてアドレスが付された第3世代の移動通信システムの動作方法において、
(A) 対応ノード(24)内にホームエージェント(HA、26)を設定し、ケアオフアドレス(CoA)を移動ノード(22)に割り当てるステップと、
(B) パケットヘッダのソースアドレスをホームエージェント(HA)アドレスとし、宛先アドレスをケアオブアドレス(CoA)とし、さらに、対応ノード識別コード(CNID、40)と、移動ノード識別コード(MNID、42)とを含むように、パケットヘッダを変更するステップを有することを特徴とする。通常ホームエージェントが、パケットヘッダを変更する。
【0010】
【発明の実施の形態】
図2aにおいて、移動ノード28はホロインエージェント30を有する。対応ノード24はホームエージェント26を有する。図2aは、FA−COAモードを表す。図2bは、CO−COAモードである。そのためFAが存在せず、パケットは直接移動ノード28に入る。
【0011】
図1と比較すると、図2a、bは、ホームエージェント26からホロインエージェント30または移動ノード28のいずれかに向けたトンネルを有さない。
【0012】
図3aにおいて、パケットは従来どおりホロインネットワーク内の移動ノードに向けてアドレスが付され、そしてこのパケットは、ソースアドレス32として対応ノード24のIPアドレスと、移動ノード(MN)のホームアドレス34として移動ノード28のホームアドレスとを有する。図3aにはまた、ペイロード38と他のフィールド36とが示されている。
【0013】
図3bにおいては、本発明によるヘッダにおいて、ソースアドレス32はホームエージェント(HA)26のアドレスであり、移動ノード(MN)のホームアドレス34は、移動ノード(MN)28のCOAである。ヘッダは2つの新たなフィールドCNID40、MNID42を有し、それらはそれぞれ、対応ノード24の識別子IDと、移動ノード28の識別子IDとを含む。
【0014】
ネットワークが図2aに示すように、FA−COAモードで動作しているときには、再度アドレスを付した(アドレス付け直した)パケットを、ホロインエージェント30が受領し、MNID42をFA30が用いて、別の移動ノードと区別し、同時にそのFA30を用いて、そしてパケットは移動ノード28に配送される。
【0015】
再度アドレスの付されたパケットを、ホロインエージェント30が受領する場合(図2aのFA−COAモード)、あるいは移動ノード28が直接受領する場合(図2bのCO−COAモード)、CNID40をFAま30たはMN28が用いて、もとのソースアドレスすなわち対応ノード24のアドレスを取り出す。その後、ホロインエージェント30または移動ノード28は、パケットのチェックサムを再度計算し、それをアプリケーションに分配する。
【0016】
次にCNID40について考慮してみると、この独自の識別子は、移動ノードのアドレス宛にアドレスの付されたパケットを検出すると、直ちにホームエージェント26により割り当てられる。ホームエージェント26は、CNID40とCN24のアドレスマッピングテーブルへエントリーを追加する。これは、ホームエージェント26により維持される。その後、ホームエージェント26はCNID40と対応するCN24のIPアドレスとを、ホロインエージェント30(FA−COAモードの場合)に、または、移動ノード28(CO−COAモードの場合)に送る。その際、登録応答メッセージまたは別のCNID通知メッセージが用いられる。
【0017】
CNID40を、ホロインエージェント30または移動ノード28が受信すると、エントリーがCNID40からCN24へのIPアドレスマッピングテーブルに追加され、これは、FA30またはMN28により維持される。
【0018】
MN28とMNID42に関する情報も同様に交換される。
【0019】
移動ノード28向けの各パケットが、ホームエージェント26に到着すると、HA26はCNID40とCNアドレのスマッピングテーブルを調べて、パケットのソースアドレスに対応するCNID40を見いだす。その後HA26は、元のソースアドレスをHAアドレスで、宛先アドレスを移動ノード28のCOAで置換する。ホームエージェント26は、CNID40とMNID42を追加して、パケットのチェックサムを調整してパケットを発送する。
【0020】
パケットがホロインエージェント30または移動ノード28に到着すると、CNIDからCNへのテーブルを調べて、ホームエージェント26のソースアドレスを対応ノード24の実際のアドレスで置換し、宛先アドレスを移動ノードのホームアドレスで置換する。FA−COAモードにおいては、MNIDからMNへのテーブルを調べる。チェックサムを調整し、パケットを移動ノード28に(FA−COAモードの場合)、またはアプリケーションに(CO−COAモードの場合)分配する。
【0021】
CNIDフォーマットとMNIDフォーマットは、非常に短く、単純であるため、追加されたフィールドはヘッダの長さを大幅に増加させるわけではない。
【0022】
ホロインネットワーク内の移動ノードに対する、本発明のパケットのヘッダ付与方法は、ヘッダが短く、ペイロードが長く、これは前掲の特許出願(第99301437.2号)に述べたとおりである。HAアドレスをソースアドレスとして用いるために、ホームネットワークアドレスとは異なるソースアドレスを用いることにより引き起こされる出口フィルタリングの間に発生する問題を回避することができる。宛先アドレスは、パケットが分配される前に戻されるために、パケットが分配されるアプリケーションは、再構築する必要がなく、アプリケーションを再度停止させたり、再度スタートすることを回避できる。
【0023】
本発明のさらに別の利点は、ヘッダのソースアドレスと宛先アドレスのみを変更し、他の情報、例えばホームエージェント26から移動ノード28の現行COAへ流れるトラフィックを識別する情報を変更する必要はない。そのため、標準のQoS、例えばRSVPを移動ノードへのQoSサービスを変更することなく適用可能である。
【0024】
QoSセッションは、例としてRSVPを用いて次に説明する。
【0025】
図4においては、対応ノード24と移動ノード28が、ホームネットワーク50に関係づけられ、移動ノード28とホロインエージェント30が、ホロインネットワーク52に関係づけられている。RSVPセッションは2つのパート、すなわち図のセッション1とセッション2として設定される。セッション1は、対応ノード24とホームエージェント26の間で動作し、セッション2は、ホームエージェント26と移動ノード28の間で動作する。
【0026】
セッション1は、非移動環境で通常のRSVPセッションとして設定され、対応ノード24からホームエージェント26へ送られるパスメッセージがあり、本発明の構成のおける異なる点は、ホームエージェント26から対応ノード24へのリターンRESVメッセージは、セッションが完了するまで開始されないことである。
【0027】
セッション2は、移動ノード28をカバーし、移動ノードがあるネットワークから別のネットワークに移動する際にダイナミックに適用される。
【0028】
ソースアドレスと宛先アドレスがそれぞれ、対応ノード24と移動ノード28であるようなPATHメッセージを、ホームエージェント26が移動ノード28から受領すると、ホームエージェント26はパケットをインターセプトして、PATHメッセージをRSVPプロキシサーバによりパケットにアドレスを付け直すことにより、パスメッセージを修正する、あるいは再生成する。パケットは、いくつかのノード、あるいはネットワークルータ(図においては、ルータ54、56)を通過する。PATHメッセージは、端末間メッセージである。プロキシサーバは、ホームエージェント26に付属するかあるいは独立したものである。
【0029】
ホロインネットワーク52においてはフォレインプロキシサーバ、あるいは移動ノード28またはホロインエージェント30内のそれに等価のサーバは、動作モードにより移動ノード28のCOAアドレスをソースアドレスとして、HAの宛先アドレスを具備したRESVメッセージを用意する。このメッセージは、プロトコルIDおよびソース/宛先ポート番号のようなフロー識別情報を含み、そしてメッセージが発送される。RESVメッセージは、ホップごとに同一のルータ54、56を介してパスメッセージとしてルーティングされるが、逆方向においては、各ホップに対するソースアドレスと宛先アドレスは、ルータ54、56が適宜変更する。
【0030】
RESVメッセージをホームエージェント26、あるいはホームネットワークプロキシサーバのような等価のサーバが受信すると、RESVメッセージは、移動ノード28のホームアドレスをソースアドレスとして、対応ノード24を宛先アドレスとして修正あるいは再生される。すなわちセッション2が完了する。セッション1のRESVメッセージは、従来方法で送信される。
【0031】
対応ノード24あるいはホームネットワークプロキシサーバが、RESVメッセージを受領すると、要求によってRESV確認メッセージが送り返されて、RSVPセッションの全体を確認する。
【0032】
動作モードがFA−COAの場合には、フローに特有な同定を補償するために、そしてこのクラスのサービスを差別化するために、RSVPセッションのセッション2に対しては、ポートクラッシュ回避制御が必要であり、公知の技術が適用される。
【0033】
特許請求の範囲に発明の構成要件の後に括弧で記載した番号がある場合は、構成要件と実施例と対応づけて発明を容易に理解させる為のものであり、特許請求の範囲の解釈に用いるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のFA−COA動作モードの移動通信ネットワークを表す図。
【図2】a:FA−COAモードで動作する、本発明の移動通信ネットワークを表す図。
b:CO−COAモードで動作する、本発明の移動通信ネットワークを表す図。
【図3】a:従来技術にかかるパケットヘッダフォーマットを表す図。
b:本発明にかかるパケットヘッダフォーマットを表す図。
【図4】RSVPセッションを表す図。
【符号の説明】
12 対応ノード
14 移動ノード
16 ホームエージェント
18 ホロインエージェント
20 トンネル
24 対応ノード
26 ホームエージェント
28 移動ノード
30 ホロインエージェント
32 ソースアドレス
34 MNのホームアドレス
36 他のフィールド
38 ペイロード
40 CNID
42 MNID
50 ホームネットワーク
52 ホロインネットワーク
54、56 ルータ
Claims (8)
- パケットが、ホロインネットワークと現在関係づけられておりかつ対応ノード(CN、24)と通信する移動ノード(MN、28)に向けてアドレスが付された第3世代の移動通信システムにおけるパケットのアドレス付与方法において、
(A) ホームネットワーク内にホームエージェントアドレスを有するホームエージェント(HA、26)を設定し、ケアオフアドレス(CoA)を移動ノード(28)に割り当てるステップと、
(B) パケットヘッダのソースアドレスをホームエージェント(HA)アドレスとし、宛先アドレスをケアオブアドレス(CoA)とし、さらに、対応ノード識別コード(CNID、40)と、移動ノード識別コード(MNID、42)とを含むように、パケットヘッダを変更するステップと
を有することを特徴とする第3世代の移動通信システムにおけるパケットのアドレス付与方法。 - 請求項1記載の方法において、該ケアオブアドレス(CoA)は、移動ノード(MN、28)のアドレスであることを特徴とする方法。
- 請求項1記載の方法において、該ケアオブアドレス(CoA)は、ホロインネットワーク内のホロインエージェント(FA、30)のアドレスであることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の方法において、該パケットヘッダは、ホームエージェント(26)により変更されることを特徴とする方法。
- 請求項4記載の方法の方法において、(C) ホームエージェント(26)が、対応ノード(24)と、対応ノード識別コード(40)の記録を保持し、該記録のコピーが、ケアオブアドレスの宛先アドレスにコピーを送り、そこで、該記録のコピーに含まれる情報が記憶されるステップをさらに有することを特徴とする方法。
- 請求項5記載の方法において、パケットが、ケアオブアドレス内の宛先アドレスに到達したときに、宛先ノードは記録された情報をチェックし、ヘッダ内のホームエージェントアドレスのソースアドレスを、対応ノード(24)の実際のアドレスで置換することを特徴とする方法。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載の方法において、
(D) 該ホームエージェント(26)は、移動ノード(28)と、移動ノード識別コード(42)の記録を保持し、該記録のコピーが、ケアオブアドレスの宛先アドレスにコピーを送り、そこで、該記録のコピーに含まれる情報が記憶されるステップをさらに有することを特徴とする方法。 - 請求項7記載の方法において、該パケットが、ケアオブアドレスに到着したときには、ホロインエージェント(30)は記憶された情報をチェックし、ヘッダ内のケアオブアドレスの宛先アドレスを、移動ノードのホームアドレスで置換することを特徴とする方法。
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