JP5122557B2 - 通信システム、通信システムの通信方法、移動通信端末、位置管理装置、移動通信端末の通信方法及び位置管理装置の通信方法 - Google Patents

通信システム、通信システムの通信方法、移動通信端末、位置管理装置、移動通信端末の通信方法及び位置管理装置の通信方法 Download PDF

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Description

本発明は、複数の送受信部を備え、当該送受信部を介してネットワークベースの移動管理を行うネットワークで構成されるホームリンク及び外部リンクに接続する移動通信端末と、当該移動通信端末の位置を管理する位置管理装置と、を備える通信システム等に関する。
インターネットにおいて、ノードが接続するリンクを移動に伴って次々にと変更しても通信相手のノードと通信を継続するIP層のモビリティを提供する技術としてネットワークベースモビリティ(例えば、非特許文献1参照)やホストベースモビリティ(例えば、非特許文献2参照)が知られている。
例えば、非特許文献1に記載されているネットワークベースモビリティであるProxy Mobile IPv6(以下PMIPv6)は、移動ノードの接続するネットワークをPMIPネットワークとし、PMIPネットワークに移動ノードのデフォルトルータとなるアクセスゲートウェイ(PMA:Proxy Mobile Agent)と、移動ノードの帰属するPMAを管理する位置管理装置(HA:Home Agent)とが定義されている。
HAは、移動ノードの接続するPMAを移動ノードの位置情報として、移動ノードの識別情報とPMAの識別情報とを対応づけて管理する。HAでは移動ノードの移動に伴い接続するPMAを更新し続けることで位置情報を維持することとなる。
移動ノードは自身を識別する一意なIPアドレスを保持し、移動ノード間の送受信パケットの送信先および送信元に指定してPMIPネットワークへ送信する。コアネットワークの移動ノードの接続部となるPMAは、パケットをHAへ転送する。HAは、位置情報から送信先の移動ノードが帰属するPMAを決定し、転送する。
したがって、PMIPネットワーク内部では、HAとPMAの間に転送路が確立され、パケットの転送により移動ノード間のパケットが配送される。
PMIPv6では、上記の方法により、移動ノードは移動に伴い、デフォルトルータであるPMAを変更することのみで通信を継続する。PMIPネットワーク内部ではPMAとHAにおいて位置情報を更新しパケット転送を行うことで、移動ノード間の通信を実現する。移動ノードは移動に伴いPMAを変更して通信を継続するが、どのPMAへ接続しても単一のアドレスを使用し続けることができる。これにより、移動ノードが行う移動処理を最低限にし、無線区間の制御信号数の削減が実現できる利点をもつ。
一方、非特許文献2にはホストベースモビリティの一例として、Mobility Support in IPv6(以下MIPv6)が記載されている。MIPv6は、ネットワーク接続点を変更して移動を行う移動ノードと、移動ノードの位置管理を行う位置管理装置(HA:Home Agent)を定義している。
移動ノードは、ネットワーク上で自身を識別する一意で不変なIPアドレスを保持し、移動ノード間の通信では、送受信パケットの送信先および送信元に用いる。また、移動ノードは移動先のネットワークでアドレスを取得し、取得したアドレスは位置情報としてHAへ登録する。HAでは、移動ノードを識別するIPアドレスと、移動先で取得した位置を識別するIPアドレスを対応づけて管理する。
移動ノードが送出する他の移動ノードへ宛てたパケットは、移動先で取得したアドレスとHAにより転送される。具体的には、移動ノード1が移動ノード2へ送信するパケットは、移動ノード1の移動先で取得したアドレスを送信元とし、HAを送信先にしたIPパケットでトンネリングすることでHAへ転送される。HAでは送信先の移動ノード2の位置情報を解決し、送信パケットを、HAを送信元とし、移動ノード2の移動先で取得したアドレスを送信先としたIPパケットでトンネリングすることで移動ノード2の移動先で取得したアドレスへ転送する。このように移動ノード間のパケットは配送される。
インターネットにおいて、従来では端末は接続点を変更して通信を継続することはできなかったが、上記のPMIPv6やMIPv6により、移動ノードはネットワーク接続点を変更しても単一のIPアドレスで通信を継続することができるようになった。
PMIPv6やMIPv6では、移動ノードは接続点を変更して移動することはできるが、移動ノードが複数の送受信機を備え、それらが同時にネットワークへ接続することはできない。この課題を解決する方法として、Multiple Care-of Addresses Registration(以下MCoA)(例えば、非特許文献3参照)が規定されている。
MCoAでは、移動ノードが複数の送受信装置を備え、それらがそれぞれ接続するネットワークで取得するアドレスを位置情報としてHAへ登録する。一連の登録手続きはMIPv6を元に拡張されている。MIPv6と異なる点は、移動ノードが複数の位置情報アドレスをHAへ登録し、HAと移動ノードは複数のパケット配送路を保持する点である。HAもしくは移動ノードは、パケット配送時にパケットの種別やプリファレンスに従い、配送路を選択して送信することができる。
S. Gundavelli, etal.," Proxy Mobile IPv6", draft-sgundave-mip6-proxymip6-01, January2007 D. Johnson, et al., "Mobility Support inIPv6", RFC 3775, June 2004 R. Wakikawa, el al.,"Multiple Care-of Addresses Registration", draft-ietf-monami6-multiplecoa-01.txt,Oct 2006.
ネットワークベースモビリティをサポートしたネットワークと、ホストベースネットワークベースをサポートしたネットワークとが混在し、移動ノードがそれぞれのネットワーク間を移動する場合には、図20に示すように、PMIPv6とMIPv6との方式を組み合わされて構成される。
PMIPv6のHAとMIPv6のHAを同一装置に備え、PMIPネットワークと外部ネットワークの移動をMIPv6で管理し、PMIP内の移動はPMIPv6で管理する。移動ノードがPMIPネットワーク内でPMAを変更して移動する場合、移動ノードはMIPv6のホームアドレスを用いて通信を行う。移動ノードがPMIPネットワークの外部のネットワークへ移動すると、外部ネットワークで取得する気付けアドレスを用いてHAへ位置登録を行い、通信を継続する。
PMIPネットワークの特徴は、PMIPネットワーク上のどのPMAへ接続しても移動ノードは同じネットワーク情報を受信し、単一のアドレスで通信を継続できる点にある。つまり、PMIPネットワーク内部において移動ノードの移動管理を行い、端末へ移動したことを隠蔽する方法である。PMIPネットワークはネットワーク管理を行う業者によりその規模を大きくすることができる。例えば通信事業者が日本全土に広がる大規模なPMIPネットワークを構築し、加入者端末はどのPMAへ接続しても単一のアドレスで通信を継続することが可能となる。
一方で、MIPv6による移動管理が必要となる外部ネットワークは、PMIPネットワークを運用する通信事業者とは異なる事業者が運用するWLANなどのアクセスシステムをもちいたホットスポットを想定することができる。これらにより、移動ノードは通信事業者網へアクセスする送受信機とホットスポットへ接続する送受信機の双方を備えて接続することができる。
大規模な通信事業者網であるPMIPネットワークでの接続においては、移動ノードは移動管理を必要とせず、単なるIPノードとして振舞うことができるため、PMIPネットワークはMIPv6で規定するホームリンクであることが望まれる。つまり、PMIPv6のHAは移動ノードが接続するPMAを位置情報として管理することで移動ノードはホームアドレスでの通信することを可能にする。
さらに、移動ノードがPMIPネットワークから外部ネットワークへ移動する場合は、MIPv6の定めるホームリンクから外部リンクの移動となる。移動管理は移動ノードのホームアドレスと気付けアドレスの対応をHAが管理して通信の継続を行う。
そのため、移動ノードが複数の送受信部を備え、PMIPネットワークと外部ネットワークへそれぞれの送受信部により同時に接続する場合、移動ノードはMIPv6の規定するホームリンクと外部リンクとの同時接続を実現することになる。
MIPv6の移動ノードが複数の送受信部を備えて、それぞれの送受信部で同時にネットワーク接続する方法は、MCoAで規定されているが、以下に示す接続のみが許容され、ホームリンク外部リンクの双方へ同時接続することはできなかった。
(1)複数の送受信部の接続のうち、一つがホームリンクに接続する場合、外部リンクに接続する送受信部をしようせずホームリンクへ接続する送受信部のみを使用して通信を継続する。
(2)複数の送受信部の接続のうち、一つがホームリンクに接続する場合、ホームリンクへ接続する送受信部を使用せず、外部リンクに接続する送受信部のみをしようして通信を継続する。
したがって、PMIPネットワークをホームリンクとし、ホームリンクと外部リンクへ同時接続する場合、移動ノードはMCoAを適用して同時接続することはできなかった。
この制限は、MIPv6やMCoAにおいて、HAが移動ノード宛のパケットを受信する機能が原因で生じている。HAは図21の(a)、(b)に示すような2つの設置方法が定められている。
図21(a)では、HAは位置管理機能を備えるとともに、ホームリンクにおけるボーダルータとなり外部ネットワークへ接続している。図21(b)では、HAは位置管理機能を備えるが、ホームリンクのボーダルータは別に設置し、外部ネットワークへ接続することとする。
外部ネットワークに接続された通信端末から移動ノードへ送信されたパケットは、従来のインターネットのルーティングの仕組みにより、ホームリンクのボーダルータまで送信される。HAは、移動ノードが外部リンクへ接続する場合には、移動ノードに変わってパケットを受信し、移動先まで転送する。また、移動ノードがホームリンクに接続している場合には、HAを介することなくホームリンクの移動ノードが受信する。
HAが移動ノードに変わってパケットを受信するために、HAはProxyNDPという機能を用いる。ProxyNDPは、移動ノード宛のパケットはHAが受信する旨をホームリンクに広告することでパケットを受信するHAの機能である。HAは移動ノードが外部に移動している場合のみProxyNDPにより受信し、移動ノードがホームリンクへ戻っている場合にはProxyNDP機能を無効にすることで移動ノードはパケットを受信することができる。
これにより、図21(b)に示すように、HAがボーダルータを兼ねない場合においても、ボーダルータがホームリンクへルーティングした移動ノード宛のパケットを、HAが一旦受信することができ、移動先へ転送することが可能となる。
したがって、HAがProxyNDP機能を有効にしていると、移動ノードはホームリンクでパケットを受信することができないという問題があった。また、HAがProxyNDP機能を無効にしていると、移動ノードはホームリンクでパケットを受信することができるが、HAがパケットを一旦受信することはできないという問題があった。
MCoAにおいて、移動ノードが複数の送受信部の一方をホームリンクに接続し、他方を外部リンクに接続している場合には、ホームリンクに接続する送受信部での受信と、HAが一旦受信して外部リンクへ転送し、外部リンクに接続する送受信部での受信が必要となる。しかしながら、上述したProxyNDPの制限から実現することができないといった問題があった。
上述した課題に鑑み、本発明は、移動ノードが複数の送受信部を備えることにより、それぞれの送受信部でホームリンクと、外部リンクへ同時に接続して通信を行うことを目的とする。
上述した課題に鑑み、本発明における通信システムは、
識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムであって、
前記位置管理装置は、
前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスを第1の位置情報として、前記第2のIPアドレスと関連づけて管理し、
前記移動通信端末は、
ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得し、
位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信し、
前記位置管理装置は、
前記移動管理装置が送信する位置登録の要求を受信し、
前記移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、前記第1のIPアドレスを第2の位置情報として、前記第2のIPアドレスと関連づけて登録することにより、前記第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理することを特徴とする。
本発明の移動通信システムの通信方法は、
識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムの通信方法であって、
前記位置管理装置は、
前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスを第1の位置情報として、前記第2のIPアドレスと関連づけて管理するステップと、
前記移動通信端末は、
ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得するステップと、
位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信するステップと、
前記位置管理装置は、
前記移動管理装置が送信する位置登録の要求を受信するステップと、
前記移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、前記第1のIPアドレスを第2の位置情報として、前記第2のIPアドレスと関連づけて登録することにより、前記第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理するステップを含むことを特徴とする。
本発明の移動通信端末は、
識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける移動通信端末であって、
前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、識別情報として前記第2のIPアドレスと、第1の位置情報として前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスとを関連づけて管理する位置登録を前記位置管理装置で行うために、
前記ゲートウェイ装置に前記位置登録装置への位置登録要求の送信を要求してホームリンクに接続し、
ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得し、
第2の位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信し、
第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理することを要求することを特徴とする。
本発明の移動通信端末は、
識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける移動通信端末であって、
位置管理装置において、通信端末の識別情報として前記第2のIPアドレスと、第1の位置情報として前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスとが、前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、関連づけて管理されるホームリンクに接続し、
ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得し、
第2の位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信し、
第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理することを要求することを特徴とする。
本発明の位置管理装置は、
識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける位置管理装置であって、
前記ゲートウェイから、前記ゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスと、前記ゲートウェイに接続される移動通信端末が他の端末と通信を行うために用いる第2のIPアドレスを受信し、
前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、前記第3のIPアドレスを位置情報とし、前記第2のIPアドレスを識別情報と関連づけて管理し、
前記ホームリンク及び前記ホームリンク以外の外部リンクに接続可能な移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから取得した第1のIPアドレスと、前記第2のIPアドレスとを外部リンク経由で受信し、
前記移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、位置情報として前記第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスと関連づけて登録することを特徴とする。
本発明の移動通信端末の通信方法は、
識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける移動通信端末の通信方法であって、
前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、識別情報として前記第2のIPアドレスと、第1の位置情報として前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスとを関連づけて管理する位置登録を前記位置管理装置で行うために、
前記ゲートウェイ装置に前記位置登録装置への位置登録要求の送信を要求してホームリンクに接続するステップと、
ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得するステップと、
第2の位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信するステップと、
第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理することを要求するステップと、
を含むことを特徴とする。
本発明の移動通信端末の通信方法は、
識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける移動通信端末の通信方法であって、
位置管理装置において、通信端末の識別情報として前記第2のIPアドレスと、第1の位置情報として前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスとが、前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、関連づけて管理されるホームリンクに接続するステップと、
ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得するステップと、
第2の位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信するステップと、
第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理することを要求するステップと、
を含むことを特徴とする。
本発明の位置管理装置の通信方法は、
識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける位置管理装置の通信方法であって、
前記ゲートウェイから、前記ゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスと、前記ゲートウェイに接続される移動通信端末が他の端末と通信を行うために用いる第2のIPアドレスを受信するステップと、
前記第3のIPアドレスを位置情報とし、前記第2のIPアドレスを識別情報と関連づけて管理するステップと、
前記ホームリンク及び前記ホームリンク以外の外部リンクに接続可能な移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから取得した第1のIPアドレスと、前記第2のIPアドレスとを外部リンク経由で受信するステップと、
前記移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、位置情報として前記第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスと関連づけて登録するステップと、
を含むことを特徴とする。
本発明によれば、複数の送受信部を備え、当該送受信部を介してネットワークベースの移動管理を行うネットワークで構成されるホームリンク及び外部リンクに接続する移動通信端末と、当該移動通信端末の位置を管理する位置管理装置と、を備える通信システムにおいて、位置管理装置は、パケットを受信すると、位置管理装置に記憶されている位置情報記憶手段に基づいて、パケットの送信先の位置を決定してパケットを送信することとなる。ここで、例えばホームリンクとしてPMIPネットワークであった場合、PMIPネットワーク経由であっても、外部ネットワーク経由であっても、位置管理装置は、送信先の端末に適切にパケットを送信できることとなる。
また、本発明によれば、移動通信端末はホームリンクに接続すると同時に、外部リンクに接続することが可能となる。したがって、移動通信端末は、どちらのネットワークを経由しても、随時通信が行えることとなる。
また、本発明によれば、複数の送受信部を備え、当該送受信部を介してネットワークベースの移動管理を行うネットワークで構成されるホームリンク及び外部リンクに接続する移動通信端末において、当該移動通信端末に割り当てられているホームアドレスと、ホームリンクにおける前記移動通信端末の接続するルータのアドレス及び外部リンクで移動通信端末が取得するアドレスとが対応づけて記憶されている。そして、通信の経路が経由するネットワークに応じて、当該移動通信端末のホームアドレスと対応づけられるアドレスとを選択し、通信を行うこととなる。このとき、一の送受信部によりホームリンクに接続され、他の送受信部により外部リンクに接続されることにより、ホームリンク及び外部リンクと同時に接続することができる。
また、本発明によれば、位置管理装置は、位置情報記憶手段に移動通信端末に対して複数の位置情報を記憶することとなる。したがって、パケットを移動通信端末に送信する場合には、位置情報記憶手段に記憶された位置情報に基づいて経路を定め、パケットを送信することができる。
通信システムの概略を示す図。 移動ノードの構成の一例を示す図。 アドレス管理表のデータ構造の一例を示す図。 PMAの構成の一例を示す図。 帰属ノード管理表のデータ構造の一例を示す図。 位置管理装置の構成の一例を示す図。 位置情報管理表のデータ構造の一例を示す図。 位置登録処理におけるシーケンス図。 移動ノードの動作を示す動作フローの図。 移動ノードの動作を示す動作フローの図。 位置管理装置の動作を示す動作フローの図。 通信システムの概略を示す図。 パケット転送におけるシーケンス図。 パケットフォーマットの一例を示す図。 パケットフォーマットの一例を示す図。 移動ノードの動作を示す動作フローの図。 位置管理装置の動作を示す動作フローの図。 実施形態における変形例を説明するための図。 実施形態における変形例を説明するための図。 従来の通信システムについて説明するための図。 従来の通信システムについて説明するための図。
符号の説明
10 アクセスルータ(AR)
20 移動ノード
200 処理部
202 第1送受信部
204 第2送受信部
206 記憶部
2062 アドレス管理表
208 PMIPv6処理部
210 MIPv6処理部
212 パケット送信部
30 PMA
300 処理部
302 無線送受信部
304 有線送受信部
306 記憶部
3062 帰属ノード管理表
308 PMIPv6処理部
310 パケット転送部
40 位置管理装置(HA)
400 処理部
402 PMIPネットワーク送受信部
404 外部ネットワーク送受信部
406 記憶部
4062 位置情報管理表
408 PMIPv6処理部
410 MIPv6処理部
412 パケット転送部
ここで、本発明を適用した場合におけるパケット通信システムの最適な例について、図を用いて説明する。
[1.構成]
[1.1 ネットワーク構成]
まず、本実施形態におけるパケット通信システムは、ネットワークベースモビリティとホストベースモビリティに準拠したネットワークで構成され、図1に示すように、ホームリンクであるPMIPネットワークと、外部リンクである外部ネットワークと同時に接続できる構成となっている。
また、それぞれのネットワークで移動ノードの位置管理を行う位置管理装置(Home Agent:HA)は単一装置によって備えられる。ネットワークベースモビリティネットワークであるPMIPネットワークには、移動ノードのデフォルトルータとなり位置管理装置へのパケット転送を行うPMA(Proxy Mobile Agent)を複数配置する。ホストベースモビリティネットワークである外部ネットワークには、移動ノードの接続先で取得するアドレスを配布し、デフォルトルータとなるAR(アクセスルータ)を複数配置する。
本図においては、PMIPネットワークにはPMA30が、外部ネットワークにはAR10が配置されている。また、PMIPネットワークには、位置管理装置としてHA40が配置されている。また、外部ネットワークには、移動ノードの通信相手となる通信装置が接続されている。
また、図1に示す移動ノード20は、ホームアドレスとして「HoA(P1::MN1)」が割り当てられている。また、外部ネットワークと接続する際には、気付けアドレスとして「CoA(P2::MN1)」が割り当てられている。
なお、図1は、説明の都合上、AR10、移動ノード20及びPMA30の各装置はそれぞれ1つずつ記載しているが、複数配置されていても良いことは勿論である。
ここで、ネットワークベースモビリティネットワークの一例としては、携帯電話が接続する通信キャリアの運用するセルラー網や、ISPなどの運用する事業者網である。また、ホストベースモビリティで移動をサポートする外部ネットワークの一例としては、WLANやホームネットワークまたは、他事業者の運用する事業者網である。
[1.2 移動ノードの構成]
次に移動ノード20の構成について説明する。移動ノード20は、複数のネットワークアクセスへ同時接続するセルラー携帯端末や、PDAなどの携帯端末であり、PMIPv6、MIPv6およびMCoAに準拠した移動ノードの機能を備えている。さらに、ネットワークベースモビリティネットワークであるホームリンクとホストベースモビリティネットワークの外部リンクへ同時接続するための機能を備える。
ここで、移動ノード20は、図2に示すように、処理部200と、第1送受信部202と、第2送受信部204と、記憶部206と、PMIPv6処理部208と、MIPv6処理部210と、パケット送信部212とを備えて構成されている。
処理部200は、移動ノード20を制御するための機能部であり、所定のプログラムに基づいた処理を実行することにより、各機能部への指示やデータの転送を行う機能部である。例えば、処理部200は、CPU(Central Processing Unit)等から構成されている。
第1送受信部202及び第2送受信部204は、それぞれ外部アンテナが接続されており、ネットワークへ無線接続する送受信部である。各ネットワークを介して、パケットの送受信を行っている。ここで、第1送受信部202及び第2送受信部204が無線接続を行うための無線アクセス技術としては、例えば無線LANやセルラーネットワークで用いられる無線アクセスシステム、Bluetooth(登録商標)等の近距離無線アクセスシステム等、いずれの技術を用いてもよい。
記憶部206は、各種データやプログラムを記憶する機能部であり、特にアドレス管理表2062を備えている。アドレス管理表2062は、PMIPv6で接続するデフォルトルータを記憶するテーブルである。さらに、外部ネットワークへMIPv6に基づいて接続するための接続情報である気付けアドレスおよびHAアドレスおよびデフォルトルータの情報を記憶している。
ここで、アドレス管理表2062のデータ構成の一例を図3に示す。ここでは、位置情報であるアドレスと、デフォルトルータと、位置管理装置とが対応づけて記憶されている。例えば、ホームアドレス(HoA)「P1::MN1」に対しては、PMIPv6に基づいて接続するためのデフォルトルータとして「PMA30」が対応づけられ、MIPv6に基づいて接続するためには気付けアドレス(CoA)「P2::MN1」が対応付けられている。また、気付けアドレス(CoA)「P2::MN1」に対しては、デフォルトルータとして「AR10」が、位置管理装置として「HA40」が記憶されている。
パケット送受信部212は、記憶部206に記憶されているアドレス管理表2062にもとづいて第1送受信部202又は第2送受信部204を選択してパケットを送出する。さらに、各送受信部からの受信パケットを受信する。
MIPv6処理部210はPMIPネットワークから、外部ネットワークへ接続する場合におけるMIPv6の処理を行うための機能部である。また、PMIPv6処理部208は、PMIPネットワークへの接続する場合の帰属要求および応答の送受信を行う機能部である。
[1.3 PMAの構成]
次に、本実施形態におけるPMA30の構成について説明する。PMA30は、PMIPv6に準拠して構成されている装置である。
PMA30は、図4に示すように、処理部300と、無線送受信部302と、有線送受信部304と、記憶部306と、PMIPv6処理部308と、パケット転送部310とを備えている。また、無線送受信部302には、通信を行うための外部アンテナが接続されている。
処理部300は、PMA30を制御するための機能部であり、所定のプログラムに基づいた処理を実行することにより、各機能部への指示やデータの転送を行う機能部である。例えば、処理部300は、CPU(Central Processing Unit)等から構成されている。
無線送受信部302は、移動ノード20と無線接続する送受信部であり、パケットの送受信を行う。無線接続のための無線アクセス技術としては、無線LAN、セルラーネットワークで用いられる無線アクセスシステム、Bluetooth(登録商標)等の近距離無線アクセスシステムのいずれであってもよい。
有線送受信部304は、PMIPネットワーク内のルータもしくはスイッチに有線接続される送受信部であり、パケットの送受信を行う為の機能部である。有線接続のためのアクセス技術としては、広く利用されているEthernet(登録商標)等を利用しても良い。
記憶部306は、各種データやプログラムを記憶する機能部であり、特に帰属ノード管理表3062を備えている。帰属ノード管理表3062は、帰属する移動ノードと転送位置(アドレス)を対応づけて記憶している。
ここで、帰属ノード管理表3062のデータ構成の一例を図5に示す。ここでは、帰属するノードと、転送位置とが対応づけて記憶されている。例えば、「移動ノード30」と、移動ノード30の転送位置である「HoA(P1::MN1)」とが対応づけて記憶されている。
また、帰属ノード管理表3062に登録されていないノードの転送先は、「それ以外」として登録されている。例えば、図5の場合、帰属ノード管理表3062に登録されていないノードのパケットは「HA40」に転送されることとなる。
PMIPv6処理部308は、移動ノードからの帰属要求により、移動ノード20の識別情報とPMA30の識別情報をHA40へ通知する機能部である。さらに、記憶部306の帰属ノード管理表3062に移動ノードが自PMAへ帰属したことを登録する。さらに、移動ノードへ帰属要求の応答を行う。
このように構成することで、移動ノードはPMA30への帰属時にHA40への位置登録を行うができる。さらに、帰属移動ノード宛てのパケット配送先を決定することができる。
パケット転送部310は、帰属ノード管理表3062に基づいてパケットを転送する機能部である。例えば、図5に示した帰属ノード管理表3062に基づくと、移動ノード30に対するパケットは、「HoA(P1::MN1)」のアドレスに転送されることとなる。
[1.4 HAの構成]
次に、本実施形態におけるHA40について説明する。HA40は、図6に示すように、処理部400と、PMIPネットワークに接続するためのPMIPネットワーク送受信部402と、外部ネットワークに接続するための外部ネットワーク送受信部404と、記憶部406と、PMIPv6処理部408と、MIPv6処理部410と、パケット転送部412とを備える。
処理部400は、HA40を制御するための機能部であり、所定のプログラムに基づいた処理を実行することにより、各機能部への指示やデータの転送を行う機能部である。例えば、処理部400は、CPU(Central Processing Unit)等から構成されている。
PMIPネットワーク送受信部402又は外部ネットワーク送受信部404は、ルータもしくはスイッチに有線接続される送受信部であり、パケットの送受信を行っている。なお、有線接続のためのアクセス技術は、ネットワークにおいて広く利用されているEthernet(登録商標)等、いずれの技術を用いてもよい。
記憶部406は、各種データやプログラムを記憶する機能部であり、特に位置情報管理表4062を備えている。位置情報管理表4062は、移動ノードと、当該移動ノードの位置(アドレス)を対応づけて記憶している。ここで、MIPv6の位置情報は、移動ノードの識別情報と移動ノードが接続する外部ネットワークで取得した気付けアドレスである。
位置情報管理表4062のデータ構成の一例を図7に示す。図7に示した用に、位置情報管理表4062は、移動ノードと、当該移動ノードの位置(アドレス)を記憶している。例えば、移動ノード20(HoA(P1::MN1))の位置は、PMA30及びCoA(P2::MN1)であることが記憶されている。
PMIPv6処理部408は、PMA30からの位置登録の信号を受信すると、位置情報管理表4062へ位置情報を登録し、PMA30へ応答を送信する機能部である。また、MIPv6処理部410は、移動ノード20からの位置登録の信号を受信すると、位置情報管理表4062へ位置を登録し、移動ノード20へ応答を送信するための機能部である。
パケット転送部は、記憶部406に記憶されている位置情報管理表4062をもとにパケットの転送を行うための機能部である。PMIPネットワーク送受信部402又は外部ネットワーク送受信部404を介してパケットを転送する制御を行う。
[2.処理の流れ]
[2.1 位置登録手続き]
[2.1.1 システムの流れ]
次に、図1に示したネットワークにおける移動ノード20、PMA30、AR10及びHA40における位置情報更新処理について、図を用いて説明する。
まず、図8のシーケンス図を用いて、移動ノード20の位置登録手続について説明する。移動ノード20は、ネットワークベースモビリティネットワークであるPMIPネットワークへの接続を検知すると、帰属要求を行う(図8の手順(a))。
例えば、移動ノード20は、起動時、すなわち電源がONにされた場合など、帰属するPMA30へ、RRC(Radio Resource control)のAssociation Requestメッセージを送信し、帰属要求を行う。ここで、移動ノード20は、近隣のPMAからの報知情報を受信し、セルサーチを行った結果を用いてPMA30を選択する。具体的には、Association Requestメッセージに移動ノードのグローバルIPアドレス、MACアドレス又は3GPPのTS23.003V5.2.0などの仕様が定めるUE−IDなどの移動ノードを識別する識別情報を通知して帰属要求を行う。
PMA30では、無線送受信部302においてAssociation Requestを受信し、移動ノード20の識別情報と、PMA30に移動ノード20が帰属していることを記憶部306の帰属ノード管理表3062に登録する。
PMA30は、移動ノード20からの帰属要求をもとに登録先のHA40を解決し、HA40に対して位置登録要求を送信する(図8の手順(b))。HA40の解決方法は、例えば、PMA30の接続するAAAサーバ等の、移動ノード20とHA40との対応を管理する装置から取得するか、PMA30であらかじめ移動ノード20とHA40との対応の管理情報を保持する送信先管理表を予め記憶部306に記憶しておくことにより解決することが出来る。
具体的に、PMA30は、移動ノード20のグローバルIPアドレス、MACアドレス又はUE−IDなどの移動ノード20を識別する識別情報と、PMA30を識別するPMIPネットワーク内でルーティング可能なIPアドレスとを位置情報として通知する。
HA40は、PMA30からの位置登録要求を受信し、移動ノード20の識別情報と、位置情報とを位置情報管理表4062に対応づけて登録する。応答メッセージには移動ノード20に付与するグローバルIPアドレス又は移動ノードに付与するグローバルIPアドレスのネットワークプレフィックス情報等が含まれている。
HA40は、位置情報管理表4062に、移動ノード20に関する情報を登録すると位置登録応答をPMA30に送信する(図8の手順(c))。
PMA30は、HA40からの応答を受信し、帰属ノード管理表3062に移動ノード20から送信されたパケットに対する転送先をHAとし、移動ノード宛のパケットは移動ノードへ配送するよう登録する。
PMA30は、移動ノード20からの帰属要求に対してRRCのAssociation Responseメッセージ等で移動ノードに応答する(図8の手順(d))。帰属要求に対する応答には、PMA30のIPアドレスやMACアドレスなどの識別情報を含んでおり、移動ノード20がPMA30をデフォルトルータとして設定することができる。
移動ノード20は、第1送受信部202から、帰属応答を受信し、PMA30を帰属先としてアドレス管理表2062へ登録する。このPMA30の識別情報は、HA40に登録されるPMA30の識別情報と同一である必要はない。例えば、HA40へ通知するIPアドレスは、PMIPネットワーク内でルーティングを行うためのIPアドレスであり、移動ノードに通知するIPアドレスは移動ノードがデフォルトルータとして識別するIPアドレスである。
以上のように、移動ノード20は、PMIPv6の定める手続きに従い、PMIPネットワークネットワークへの接続を行う。また、PMA30と、HA40との間に転送路が確立されることにより、移動ノード20は、PMIPネットワークに確立された転送路を介して通信を行うことができる。
次に、移動ノード20はPMIPネットワークへ接続したまま、他の送受信機を用いて外部ネットワークへの接続を行う。
移動ノード20は、もう一つの送受信部である第2送受信部204に、接続先のネットワークのアクセスルータ(AR10)から報知情報を受信することにより、外部ネットワークへの接続を検知する(図8の手順(e))。ここで、AR10から送信された報知情報は、IPv6のルータ報知情報等であり、アクセスルータのMACアドレスやIPアドレスに加え、接続ネットワークのネットワークプレフィックスの情報が含まれている。
移動ノード20は、受信した報知情報の接続先ネットワークのネットワークプレフィックス情報をもとに気付けアドレスを生成し、HA40へ位置登録要求を送信する(図8の手順(f))。位置登録要求にはホームアドレス、MACアドレス又はUE−ID等の移動ノードの識別情報と、位置情報である気付けアドレスとを含んで送信する。
HA40は、移動ノード20からの位置登録要求を受信し、位置情報管理表4062に登録する。位置情報管理表4062には、移動ノード20のホームアドレス、MACアドレス又はUE−ID等の移動ノードの識別情報と、位置情報である気付けアドレスとを対応づけて登録する。前記位置情報管理表4062は、PMIPネットワークの位置登録時と同じものを用いることができる。これにより、HA40は単一のホームアドレスをもつ移動ノード20に対して、外部ネットワークでの位置情報を気付けアドレスとし、ホームリンクであるPMIPネットワークでの位置情報をPMA30として、複数の位置情報を同時に管理することができる。
HA40は、位置情報管理表4062への登録後、移動ノード20へ位置登録応答を送信する(図8の手順(g))。
移動ノード20は、HA40からの位置登録応答を受信し、気付けアドレス又はホームアドレスと、位置管理装置であるHA40のアドレスをアドレス管理表2062で管理する。
なお、従来のPMIPv6とMIPv6とを組み合わせた例では、HA40において、PMIPv6の登録が行われている状態で、図8の手順(f)のようなMIPv6による位置登録要求を受信した場合、ホームリンクであるPMIPv6の位置情報を削除し、MIPv6の要求による位置登録が行われる。具体的には、図8の手順(f)の位置登録要求を受信し、位置情報管理表4062におけるPMIPネットワークの位置情報を削除し、MIPv6による位置情報の登録を行う。
本実施形態におけるHA40は、PMIPネットワークの位置情報と、MIPv6による位置情報とをそれぞれ同時に位置情報管理表に登録される。
つまり、従来では、PMIPネットワークであるホームリンクの接続を管理しているHA40が外部リンクからの接続要求を受信した場合、ホームリンクの接続を切断して外部リンクの接続を許可していたが、本実施形態のHA40は、ホームリンクの接続を切断することなく双方の接続情報を管理することとなる。
また、移動ノード20においても、従来のPMIPv6とMIPv6を組み合わせた例では、PMIPネットワークへ接続している状態で、他の送受信部によりMIPv6に準じて位置登録を行う場合、位置登録時にPMIPネットワークへの接続情報を削除し、外部ネットワークからMIPv6に準じて位置登録を行う。具体的には、アドレス管理表2062において、PMIPネットワークへの帰属情報を削除して、位置登録要求をHA40へ送信する。しかし、本実施形態では、移動ノード20はPMIPネットワークと外部ネットワークの双方の位置登録情報を同時にもつこととなる。すなわち、PMIPネットワークへの帰属情報と、外部ネットワークで取得した気付けアドレスを用いたHA40への登録情報とが双方同時に登録されることとなる。
したがって、本実施形態におけるパケット通信システムに接続される移動ノード20は、ホームリンクの接続を切断することなく外部リンクからの位置登録を行い双方の接続情報を管理することとなる。
以上のように、移動ノード20がPMIPネットワークに接続している状態において、外部ネットワークへの位置登録を受信したHA40がホームリンクと外部リンクの双方の位置情報を保持することもできるが、従来どおり外部リンクの接続を要求された場合にはホームリンクの接続を切断することも許容するために、外部リンクでの位置登録情報にあらたに切断するか同時接続するかを示す情報を含めることにより、移動ノード20の要求をもとにHA40は移動ノードに対して複数の位置情報を管理するか、保持する情報を削除して新たな登録を行うかを決定することができる。
具体的には、図8の手順(f)の位置登録要求にフラグを追加して送信する。ここでフラグは、ホームリンクでの接続情報を削除するかどうかを判断するために用いるものである。
同様に、外部リンクからMIPv6に準じて接続している状態においてPMIPネットワークへの帰属要求し、PMA30によりHA40へ位置登録を行う場合も、前述したとおりにPMA30の要求によりHA40は複数の位置登録を行うことができる。しかしながら、従来どおりに外部リンクへの接続を切断してホームリンクの接続を行うこととしてもよい。
したがって、移動ノード20は、PMA30に、切断するか同時接続するかを示す情報を含めた帰属要求を送信する。また、PMA30は、HA40に、当該切断しているか、同時接続しているかの情報を含めた位置登録要求を送信する。HA40は、移動ノード20の要求をもとに、移動ノード20に対して複数の位置情報を管理するか、保持する情報を削除して新たな登録を行うかを決定することができる。
具体的には、図8の手順(a)の帰属要求にフラグを追加して送信し、フラグは外部ネットワークの接続情報を削除するかどうかを判断するために用いる。また、図8の手順(b)において、PMA30は、帰属要求に含まれているフラグを、HA40へ送信する位置登録要求に含めて送信する。
また、本実施形態においては、PMIPネットワークの接続後、外部ネットワークへ接続する例を記述したが、外部ネットワークへ接続した後にPMIPネットワークへ接続することとしても良いことは勿論である。
[2.1.2 移動ノードの処理の流れ]
続いて、位置登録の手続に係る移動ノード20の動作について、動作フローを使って説明する。まず、図9及び図10は、移動ノード20における位置登録に関する処理について説明する為の図である。
移動ノード20は、ネットワークを移動したことを検知すると(ステップS102;Yes)、検知の際に受信したパケットが、PMIPv6に基づいたパケットか、MIPv6に基づいたパケットかを確認する(ステップS104)。
ここで、受信されたパケットがPMIPv6に基づいたパケットであると判断された場合には(ステップS106;Yes)、位置情報を複数登録して更新するか否かを判定する(ステップS108)。
ここで、位置情報を複数登録して更新する場合であれば(ステップS108;Yes)、複数登録して更新が必要である旨を示すフラグを追加する(ステップS110)。そして、PMA30に対して、PMIPネットワークへの帰属要求を送信する(ステップS112)。
他方、移動を検知した際のパケットがPMIPv6に基づいたものではないと判定した場合(ステップS106;No)、MIPv6に基づいたパケットと判定する。また、位置情報を複数登録して更新する場合であれば(ステップS120;Yes)、複数登録して更新が必要である旨を示すフラグを追加する処理を行う(ステップS122)。そして、HA40に対し、外部ネットワークにおける位置に対する位置登録要求を送信する(ステップS124)。
続いて、PMIPネットワークから、すなわちPMA30から帰属応答受信があったか(ステップS202)、又はHA30から、MIPv6に基づいて応答受信があったか否かを判定する(ステップS204)。
ここで、帰属応答受信を受信したか(ステップS202;Yes/図8の手順(d))又は位置登録応答受信を受信した場合には(ステップS202;No→ステップS204;Yes/図8の手順(g))、受信した帰属応答受信又は位置登録応答受信にフラグが含まれているか否かを判定し、位置情報(アドレス)を複数登録するか否かを判定する(ステップS206)。ここで、フラグが含まれていることにより、位置情報(アドレス)を複数登録して更新すると判定された場合には(ステップS206;Yes)、アドレス管理表2062に位置情報(アドレス)の追加を行う。他方、フラグが含まれていないことにより、位置情報(アドレス)を複数登録して更新しないと判定された場合には(ステップS206;No)、アドレス管理表2062の位置情報(アドレス)を更新記憶する。
[2.1.3 HAの処理の流れ]
続いて、移動ノードが登録される場合におけるHA40の動作について、図11の動作フローを使って説明する。
まず、HA40は位置登録要求を受信する(ステップS302)。ここで、位置登録要求は、PMA30から要求される場合と(図8の手順(b))、移動ノード20から要求される場合(図8の手順(f))がある。
次に、HA40は、位置登録要求される位置情報を複数登録する必要があるか否かを判定する(ステップS304)。すなわち、位置登録要求信号の中に、所定のフラグがあるか否かを判定する。フラグがある場合には、位置情報は複数登録されると判定し、位置情報管理表4062に追加して位置登録する(ステップS304;Yes→ステップS306)。他方、位置登録要求信号の中にフラグが無い場合には、位置情報管理表4062に記憶されている位置情報を更新する(ステップS304;No→ステップS308)。
HA40は、位置登録が完了すると、位置登録応答を送信する(ステップS310)。ここで位置登録応答は、PMA30や(図8の手順(c))、移動ノード20(図8の手順(g))に送信される。
[2.2 パケット転送手続き]
[2.2.1 システムの流れ]
続いて、PMIPネットワークと外部ネットワークに接続する移動ノード20と、外部ネットワークに接続する通信端末50との間の通信を図を用いて説明する。図12は、移動通信システムの概略を示す図である。前述したとおり、移動ノード20は複数の送受信部を備え、一方でPMIPネットワークへ接続し、他方で外部リンクへ接続する。PMIPネットワークは移動ノード20に対するホームリンクであり、移動ノード20はPMIPネットワーク内でのPMAを変更しての移動はPMIPv6に準じて行う。また、他方の送受信部による外部ネットワークへの接続し、外部ネットワークでのARを変更しての移動はMIPv6に準じて行う。双方への同時利用のための位置登録は上述した方法により実現する。
まず、図13のシーケンス図は、パケット転送手続き全体の流れについて説明する図である。また、図14は、転送されるパケットの様子を模式的に示した図である。
まず、PMA30とHA40の間には転送路が確立されている。この転送路はPMIPネットワークを経由した転送路である。また、HA40と移動ノード20の間には、AR10を介して転送路が確立されている。この転送路は、外部ネットワークを経由した転送路である。
なお、本実施形態においては、通信端末50から、移動ノード20宛にパケットを送信し、それに対する応答があった場合の処理について説明するが、移動ノード20から、通信端末50に対してパケットを送信する場合においても、同様に処理できることはもちろんである。
(PMIPネットワークを経由したパケット転送)
まず、PMIPネットワークを経由してパケットが転送される場合について説明する。通信端末50から移動ノード20宛にパケットが送信されると、HA40にパケットが送信される(図13の手順(a))。このとき、パケットのIPヘッダの送信元は「通信端末50」、送信先は「移動ノード20」となっている(図14(a))。
ここで、HA40は、PMIPネットワークと外部ネットワークの接続点となり、移動ノードのホームネットワークプレフィックスの経路情報を広告する唯一のゲートウェイルータである。具体的にはHA40は、外部ネットワークに対して移動ノードのホームプレフィックスへ宛てたパケットは自身に届くよう経路情報を広告し、外部ネットワークに接続する通信端末から移動ノードへ宛てたパケットはHA40へ配送される。
HA40は、PMIPネットワークを経由するか、外部ネットワークを経由するかを判断し、パケットを転送する。ここでは、PMIPネットワークを経由してパケットを転送する場合を考えると、パケットはPMA30に転送される(図13の手順(b))。このとき、転送されたパケットのIPヘッダの送信元は「HA40」、送信先は「PMA30」となっている(図14(b))。また、図14(a)に示したパケットデータはペイロードとして格納されている。そして、PMA30は、HA40から受信したパケットを送信先となる移動ノード20に送信する(図13の手順(c))。
次に、移動ノード20から通信端末50宛にパケットが送信される場合、まずPMA30にパケットが送信される(図13の手順(d))。このとき、送信されたパケットのIPヘッダの送信元は「移動ノード20」、送信先は「通信端末50」となっている(図14(c))。
つづいて、PMA30は、移動ノード20から受信したパケットデータをHA40に転送する(図13の手順(e))。このとき、送信されたパケットのIPヘッダの送信元は「PMA30」と、送信先は「HA40」となっている(図14(d))。また、図14(c)に示したパケットデータはペイロードとして格納されている。そして、HA40は、受信したパケットを通信端末50に送信する(図13の手順(f))。
(外部ネットワークを経由したパケット転送)
つづいて、外部ネットワークを経由してパケットが転送される場合について説明する。通信端末50から移動ノード20宛にパケットが送信されると、HA40にパケットが送信される(図13の手順(g))。このとき、パケットのIPヘッダの送信元は「通信端末50」、送信先は「移動ノード20」となっている(図15(a))。
次に、HA40は、PMIPネットワークを経由するか、外部ネットワークを経由するかを判断し、パケットを転送する。ここでは、外部ネットワークを経由してパケットを転送する場合を考えると、パケットはAR10を経由して移動ノード20にパケットが送信される(図13の手順(h))。このとき、送信されたパケットのIPヘッダの送信元は「HA40」と、送信先は「移動ノード20」となっている。なお、移動ノード20に対しては気付けアドレス(CoA)が設定される。
次に、移動ノード20から通信端末50宛にパケットが送信される場合、まず、AR10を経由してHA40にパケットが送信される(図13の手順(i))。このとき、送信されるパケットのIPヘッダの送信元は「移動ノード20」、送信先は「通信端末50」となるが(図15(c))、HA40に送信する場合、元のIPパケットをペイロードとして格納する。すなわち、送信元を「移動ノード20」の気付けアドレス(CoA)、送信先をHA40として送信する。そして、HA40は、受信されたパケットを通信端末50に送信する(図13の手順(j))。
[2.2.2 移動ノードの処理の流れ]
続いて、パケット転送手続に係る移動ノード20の動作について、動作フローを使って説明する。図16は、移動ノード20におけるパケットを送信する場合の処理について説明する為の図である。
まず、移動ノード20において、パケット送信部212は、送信パケットを生成する(ステップS402)。ここで、処理部200は、アドレス管理表2062に記憶されている位置情報を確認する(ステップS404)。ここで、アドレス管理表2062に複数の位置情報が登録されている場合には(ステップS406;Yes)、その中の位置情報に基づいて一つの送信路を選択する(ステップS408)。
そして、選択された送信路又は位置情報として定められている一の送信路(ステップS406;No)から送信路を決定する(ステップS410)。ここで、送信するときにMIPv6の方式である場合には(ステップS412;Yes)、MIPv6の処理を施し、パケットを送信する(ステップS414)。なお、ステップS410において送信路を決定する方法としては、一例として、プリフィックスに基づいて、ルーティングプロトコルを利用して決定する方法等が考えられる。
[2.2.3 HAの処理の流れ]
続いて、パケット転送手続きに係るHA40の動作について、動作フローを使って説明する。図17は、HA40においてパケットを転送する場合の処理について説明する為の図である。
まず、HA40のPMIPネットワーク送受信部402又は外部ネットワーク送受信部404においてパケットが受信される(ステップS502)。ここで、処理部400は、受信したパケットの送信先が当該HA40が管理する移動ノード宛であるか否かを判定する(ステップS504)。
ここで、当該HA40が管理する移動ノード宛である場合には(ステップS504;Yes)、移動ノード20の位置を確認する(ステップS506)。ここで、移動ノード20に関する位置情報が、位置情報管理表4062に複数登録されている場合には(ステップS508;Yes)、その中の位置情報の一つから転送路を選択する(ステップS510)。そして、選択された転送路又は位置情報として定められている一の転送路(ステップS508;No)から転送路を決定し(ステップS512)、パケットを転送する(ステップS514)。なお、ステップS410において送信路を決定する方法としては、一例として、ネットワークにおけるルーティングプロトコルを利用して決定する方法等が考えられる。
以上に説明したように、本実施形態によれば、移動ノード20は複数の送受信部を備え、一方の送受信部によりホームリンクとなるPMIPネットワークへ接続すると同時に、他方の送受信部で外部ネットワークへ接続することができる。HA40では、単一の移動ノード20の識別子に対して、PMIPネットワークにおける位置情報としてPMA30を管理すると同時に、外部ネットワークの位置情報として外部ネットワークの気付けアドレスを管理する。
これにより、移動ノードの通信路が複数確立でき、通信相手となる通信端末や通信データなどのプリファレンスに応じて選択しながら利用することができることとなる。
[3.適用例]
本発明を適用することにより、通信事業者などが運用する大規模なPMIPネットワークをホームリンクとして構築でき、移動ノード20は、その通信事業者網とWLANなどのホットスポットへ同時に接続することができる。さらに、双方のネットワークにおいて、移動ノードは単一のIPアドレスで通信することができる。これにより、例えば通信事業者は、自身の運用するPMIPネットワークを介して通信させたいアプリケーションは、PMIPネットワークを介して通信を行い、WLANなどのアクセス網を介したほうがスループットを高くできると判断できるようなアプリケーションに対しては、外部ネットワークを介して通信させるなどを制御することが可能になる。
例えば、図18に示すように、PMIPネットワークへ接続する移動ノード1と移動ノード2の通信は、HAとPMA1の転送路とHAとPMA2の転送路を用いることによりPMIPネットワーク内部で通信し、外部ネットワークに接続する通信端末と移動ノード1との通信は、HAと移動ノード1が外部ネットワークへ接続する気付けアドレスでの転送路を用いることで外部ネットワークを介して通信するなどが実現できる。これは、例えばPMIPネットワークを運用する通信事業者の加入者端末同士の音声通話などのアプリケーションはPMIPネットワークを介して通信し、移動ノード1が外部ネットワークに接続するWEBサーバからFTPやHTTPなどによりコンテンツ取得する場合などは外部ネットワークを介して通信を行うなどが実現できる。
また、複数同時接続を実現することで、シームレスなハンドオーバを行うことができる。従来のPMIPやMIPv6でのハンドオーバ手続きは、一方の接続から他方の接続に切り替えて行っていたのに対して、本発明を適用することにより、図19のように、移動ノードは同時接続が実現できることにより、接続手続きを完了してから、通信データの通信路の選択のみでシームレスにハンドオーバすることができる。つまり、従来では、シーケンスに示したような位置登録および転送路の確立にくわえ、移動検知や端末認証などがハンドオーバ時に必要だったが、本発明を適用することにより、複数のこれらを完了した状態において、HAと移動ノード間でのプリファレンス等の転送路を選択するための情報を更新するのみでハンドオーバを行うことができる。

Claims (14)

  1. 識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムであって、
    前記位置管理装置は、
    前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスを第1の位置情報として、前記第2のIPアドレスと関連づけて管理し、
    前記移動通信端末は、
    ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得し、
    位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信し、
    前記位置管理装置は、
    前記移動管理装置が送信する位置登録の要求を受信し、
    前記移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、前記第1のIPアドレスを第2の位置情報として、前記第2のIPアドレスと関連づけて登録することにより、前記第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理することを特徴とする通信システム。
  2. 前記位置管理装置は、
    前記第3のIPアドレスを位置情報と、前記第2のIPアドレスを識別情報として登録されている場合に、前記第3のIPアドレスを削除することなく、前記第1のIPアドレスに対応付けて登録することを特徴とする請求項1に記載の通信システム。
  3. 前記移動通信端末は、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続し、前記第2のIPアドレスを用いて通信することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の通信システム。
  4. 識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムの通信方法であって、
    前記位置管理装置は、
    前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスを第1の位置情報として、前記第2のIPアドレスと関連づけて管理するステップと、
    前記移動通信端末は、
    ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得するステップと、
    位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信するステップと、
    前記位置管理装置は、
    前記移動管理装置が送信する位置登録の要求を受信するステップと、
    前記移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、前記第1のIPアドレスを第2の位置情報として、前記第2のIPアドレスと関連づけて登録することにより、前記第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理するステップを含むことを特徴とする通信システムの通信方法。
  5. 請求項1に記載の通信システムにおける移動通信端末であって、
    前記移動通信端末は、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続し、前記第2のIPアドレスを用いて通信することを特徴とする移動通信端末。
  6. 識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける移動通信端末であって、
    前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、識別情報として前記第2のIPアドレスと、第1の位置情報として前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスとを関連づけて管理する位置登録を前記位置管理装置で行うために、
    前記ゲートウェイ装置に前記位置登録装置への位置登録要求の送信を要求してホームリンクに接続し、
    ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得し、
    第2の位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信し、
    第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理することを要求することを特徴とする移動通信端末。
  7. 識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける移動通信端末であって、
    位置管理装置において、通信端末の識別情報として前記第2のIPアドレスと、第1の位置情報として前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスとが、前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、関連づけて管理されるホームリンクに接続し、
    ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得し、
    第2の位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信し、
    第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理することを要求することを特徴とする移動通信端末。
  8. 前記ホームリンク又は前記外部リンクには、他の端末が接続されており、
    前記ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクに接続し、前記第2のIPアドレスを用いて前記他の端末と通信することを特徴とする請求項6又は7に記載の移動通信端末。
  9. 前記ホームリンク又は前記外部リンクには、他の端末が接続されており、
    前記外部リンクに接続している状態で、前記ホームリンクに接続し、前記第2のIPアドレスを用いて前記他の端末と通信することを特徴とする請求項6又は7に記載の移動通信端末。
  10. 複数の送受信部を有しており、前記ホームリンクに接続する場合と、前記外部リンクへ接続する場合とでは異なる送受信部を介して接続することを特徴とする請求項6から9のいずれか一項に記載の移動通信端末。
  11. 識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける位置管理装置であって、
    前記ゲートウェイから、前記ゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスと、前記ゲートウェイに接続される移動通信端末が他の端末と通信を行うために用いる第2のIPアドレスを受信し、
    前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、前記第3のIPアドレスを位置情報とし、前記第2のIPアドレスを識別情報と関連づけて管理し、
    前記ホームリンク及び前記ホームリンク以外の外部リンクに接続可能な移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから取得した第1のIPアドレスと、前記第2のIPアドレスとを外部リンク経由で受信し、
    前記移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、位置情報として前記第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスと関連づけて登録することを特徴とする位置管理装置。
  12. 識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける移動通信端末の通信方法であって、
    前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、識別情報として前記第2のIPアドレスと、第1の位置情報として前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスとを関連づけて管理する位置登録を前記位置管理装置で行うために、
    前記ゲートウェイ装置に前記位置登録装置への位置登録要求の送信を要求してホームリンクに接続するステップと、
    ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得するステップと、
    第2の位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信するステップと、
    第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理することを要求するステップと、
    を含むことを特徴とする移動通信端末の通信方法。
  13. 識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける移動通信端末の通信方法であって、
    位置管理装置において、通信端末の識別情報として前記第2のIPアドレスと、第1の位置情報として前記移動通信端末が接続するゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスとが、前記移動通信端末がホームリンクに接続している間、関連づけて管理されるホームリンクに接続するステップと、
    ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから第1のIPアドレスを取得するステップと、
    第2の位置情報として前記取得した第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスとを含んだ位置登録の要求を前記位置管理装置に外部リンクを経由して送信するステップと、
    第2のIPアドレスに関連づけて前記第1の位置情報と前記第2の位置情報とを管理することを要求するステップと、
    を含むことを特徴とする移動通信端末の通信方法。
  14. 識別情報としての端末固有の第2のIPアドレスと、位置情報としてのIPアドレスとを対応づけて位置登録する位置管理装置と、前記位置管理装置にパケットを転送するゲートウェイを有してネットワークベースの移動管理が行われるホームリンクと、前記ホームリンク以外の外部リンクと、前記ホームリンク及び前記外部リンクに接続可能であり、前記第2のIPアドレスを用いて他の端末と通信を行う移動通信端末と、を備える通信システムにおける位置管理装置の通信方法であって、
    前記ゲートウェイから、前記ゲートウェイのIPアドレスである第3のIPアドレスと、前記ゲートウェイに接続される移動通信端末が他の端末と通信を行うために用いる第2のIPアドレスを受信するステップと、
    前記第3のIPアドレスを位置情報とし、前記第2のIPアドレスを識別情報と関連づけて管理するステップと、
    前記ホームリンク及び前記ホームリンク以外の外部リンクに接続可能な移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、前記外部リンクから取得した第1のIPアドレスと、前記第2のIPアドレスとを外部リンク経由で受信するステップと、
    前記移動通信端末が前記ホームリンクに接続している状態で、位置情報として前記第1のIPアドレスと、識別情報として前記第2のIPアドレスと関連づけて登録するステップと、
    を含むことを特徴とする位置管理装置の通信方法。
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