JP5143954B2 - 通信ネットワークにおけるプレフィックスデリゲーション - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークにおけるプレフィックスデリゲーション（prefix delegation（委任））の分野に関するものである。

プレフィックスデリゲーションは、ユーザサイトのようなホストに、ネットワークアドレスプレフィックスを割り当てるために使用され、また、これは、エス．ミヤカワ、アール．ドロムスによる、「ＩＰｖ６プレフィックスデリゲーションに対する要件群」、ＲＦＣ３７６９、２００４年６月に記載されている。ＩＰネットワークを構成設定する場合、ＩＰプレフィックス群は、手動でネットワーク階層下にデリゲート（delegate：委譲）される。ネットワーク管理コストを削減するための自動プレフィックスデリゲーションは有効であろうし、また、親ネットワークに接続する移動ネットワークへのプレフィックスの自動デリゲーションを可能にすることによってネットワーク移動性をサポートすることも有効であろう。自動プレフィックスデリゲーション技術はまだあまり広く展開されていないが、いくつかの提案が公開されていて、例えば、米国特許出願公開第２００３／０１８２４４５号明細書、国際公開第２００７／１４０９２５号パンフレット、及び米国特許出願公開第２００６／００１３１９３号明細書がある。しかしながら、これらの提案に記載されるメカニズムは、多くの階層レベルを備える任意のエッジネットワークトポロジー群の問題については取り扱っていない。

例えば、ネットワークＮをエッジネットワーク群の階層にレベルダウンすると、各ネットワークはＭ個の親ネットワークに接続される。このネットワークは、コアネットワークに対し、Ｍ^N種類の経路群を有している。潜在的には、ネットワークは、コアネットワークに対して存在する異なる経路の数ほどのプレフィックスを有することができる、これは、プレフィックスが各経路群に従ってデリゲートすることができるからである。しかしながら、各ネットワークは、Ｍ^N個の経路のいくつかだけを必要とするので、マルチホーミングの度合に依存する実際の数が必用とされる。これは、あるネットワークの経路群の１つにおいて、他のネットワーク群の障害が発生するイベント時でもそのネットワークに到達することができることを保証する十分な冗長性を提供するためである。それゆえ、ネットワークに到達するための最適経路群とそれに関連するプレフィックス群を選択するための基準及びメカニズム群が必要である。最適経路は、特別なポリシールーティング基準に従って定義される。この基準には、例えば、ＱｏＳ、ケイパビリティ群、あるいは経路のコストがある。各プレフィックスがコアネットワークへの特定の経路に関連付けられているので、プレフィックスの選択はルーティング決定を意味することに注意するべきである。

最も近いプレフィックスデリゲーションサーバ、あるいはこのサーバに対するラウンドトリップタイムに基づくプレフィックス選択基準が、米国特許出願公開第２００３／０１８２４４５号明細書に記載されている。しかしながら、これらの基準は、ＱｏＳ、セキュリティあるいはコストのような一般的なポリシールーティングルールに基づくエッジトポロジーにわたるプレフィックス群の自動割当及び選択に対して十分でない。米国特許出願公開第２００３／０１８２４４５号明細書は、プレフィックスデリゲーションとポリシールーティングとの間のカップリングに対するメカニズムを含んでいない。事実、ポリシールーティングは、米国特許出願公開第２００３／０１８２４４５号明細書の範囲を大きく越えている。また、米国公開特許第２００３／０１８２４４５号は、単一の障害地点である、集中化プレフィックスサーバに基づいている。加えて、集中化プレフィックスサーバに関連するスケラービリティの問題がある。これは、ネットワークの成長に応じて、容量のアップグレードを必要とする場合があるからである。

発明者は、プレフィックスデリゲーションが要求されるネットワークエンティティの経路が、いくつかの階層レベルで任意のエッジネットワークトポロジーを通過しなければならない環境において、自動プレフィックスデリゲーションに関連する問題を認識している。任意のエッジトポロジーにわたるコアネットワークからネットワークエンティティへの特定のポリシー基準を満足する経路が判定される。エッジネットワーク群は、固定のものでも移動のものであってもよく、また、シングルホーム化されていても、マルチホーム化されていても良い。プレフィックス群は、ネットワークのホップ単位で各経路に沿って再帰的に割り当てられる。各ポリシークラスに対する別経路を介して、また、特定のプレフィックスに対応する各経路を介して、宛先には到達することができる。

本発明の第１の態様に従えば、通信ネットワークにおけるネットワークエンティティに対する自動プレフィックスデリゲーション方法が提供される。ネットワークエンティティは、第１の近隣ネットワークエンティティから、該第１の近隣ネットワークエンティティに関連する第１のプレフィックスと、該第１の近隣ネットワークエンティティを介するコアネットワークエンティティまでの経路長とを受信する。ネットワークエンティティは、第２の近隣ネットワークエンティティから、該第２の近隣ネットワークエンティティに関連する第２のプレフィックスと、該第２の近隣ネットワークエンティティを介するコアネットワークエンティティまでの経路長とを受信する。次に、ネットワークエンティティは、前記コアネットワークエンティティまでの前記経路長に基づいて、近隣ネットワークエンティティを選択し、前記選択された近隣ネットワークエンティティのプレフィックスと、前記ネットワークエンティティに対する識別子とを連結することによって、該ネットワークエンティティに対するプレフィックスをデリゲートする。

オプションとして、前記ネットワークエンティティに対してデリゲートされたプレフィックスは、コアネットワークノードへ送信される。

オプションとして、前記ネットワークエンティティから前記コアネットワークエンティティまでの経路長が計算され、前記デリゲートされたプレフィックスと前記計算された経路長とは、更なる近隣ネットワークエンティティへ送信される。

本方法、オプションとして、前記ネットワークエンティティにおいて、前記近隣ネットワークエンティティのプロパティ群に関連する情報を、第１の近隣ネットワークエンティティと第２の近隣ネットワークエンティティの内の１つから受信することと、前記受信した情報に基づいて近隣ネットワークエンティティを選択することを含んでいる。これは、選択すべき所定のプロパティ群を有するエンティティ群を通過するネットワーク経路を可能にする。例えば、プロパティ群に関連する情報は、オプションとして、前記近隣ネットワークエンティティの任意のケイパビリティ群、前記近隣ネットワークエンティティによって使用されるセキュリティポリシー群、前記近隣ネットワークエンティティによって使用されるサービス品質ポリシー群、及び前記近隣ネットワークエンティティに関連する課金群のいずれかから選択される。前記近隣ネットワークエンティティのケイパビリティ群は、暗号化、復号化、管理制御、トランスコーディング、パケット分類及びフィルタリング、アドレス変換、プロキシ機能群、キャッシュ機能群、アプリケーションレイヤーゲートウェイ機能群、ファイヤウォール群、及びパケット作成及びスケジューリングケイパビリティ群のいずれか１つから選択される。

前記近隣ネットワークエンティティは、オプションとして、所定のプロパティ群を有するネットワークエンティティ群の少なくとも１つを通過する、あるいはすべてを通過する、あるいはいずれも通過しない、前記ネットワークエンティティから前記コアネットワークエンティティまでの経路に基づいて、選択される。

前記デリゲートされたプレフィックスは、オプションとして、前記ネットワークエンティティ間の経路における各ネットワークエンティティに対する識別子と、前記コアネットワークエンティティのプレフィックスとを連結したものを含んでいる。各プレフィクスは、オプションとして、付属レジスタ機能における付属レジスタに記憶され、個々のプレフィックスは、関連するネットワークエンティティに対するプレフィックスが変更するイベントにおいて個別に更新可能である。これは、個々のプレフィクスを、ネットワークエンティティの個別のプレフィックスを使用する他のネットワークエンティティのすべてに対するプレフィックスに影響を与えることなく変更することを可能にする。

ネットワークエンティティは、オプションとして、ソースホスト、宛先ホスト、及びエッジネットワークの内の１つから選択される。

本発明の第２の態様に従えば、通信ネットワークで使用するためのネットワークエンティティが提供される。このネットワークエンティティには、第１の近隣ネットワークエンティティから、該第１の近隣ネットワークエンティティに関連する第１のプレフィックスと、該第１の近隣ネットワークエンティティを介するコアネットワークエンティティまでの経路長とを受信する受信機が提供される。この受信機は、更に、第２の近隣ネットワークエンティティから、該第２の近隣ネットワークエンティティに関連する第２のプレフィックスと、該第２の近隣ネットワークエンティティを介するコアネットワークエンティティまでの経路長とを受信するように構成されている。プロセッサが、前記経路長に基づいて近隣ネットワークエンティティを選択し、前記選択された近隣ネットワークエンティティのプレフィクスを前記ネットワークエンティティに対する識別子と連結することによって、前記ネットワークエンティティに対するプレフィックスをデリゲートするために提供される。第１の送信機が、前記ネットワークエンティティに対してデリゲートされたプレフィックスを、コアネットワークノードへ送信するために提供される。

ネットワークエンティティは、オプションとして、前記デリゲートされたプレフィックスと前記コアネットワークノードまでの経路長とを、更なる近隣ネットワークエンティティ群へ公表する第２の送信機を備える。

本発明の第３の構成に従えば、通信ネットワークにおいて使用するためのランデブーシステムノードが提供される。このランデブーシステムノードには、ネットワークエンティティからの登録メッセージを受信する第１の受信機が提供される。この登録メッセージは、ネットワークエンティティに対してデリゲートされたプレフィックスを含み、前記デリゲートされたプレフィックスが、前記ネットワークエンティティとコアネットワークエンティティ間の経路における各ネットワークエンティティに対する識別子と、前記コアネットワークエンティティのプレフィックスとを連結したものを含んでいる。メモリが、前記ネットワークエンティティに対する前記デリゲートされたプレフィックスを記憶するために提供され、第２の受信機が、リクエストを行うネットワークエンティティから、前記ネットワークエンティティのプレフィックスに対するリクエストを受信するために提供される。プロセッサが、前記ネットワークエンティティのプレフィックスを前記メモリから判定するために提供され、送信機が、前記リクエストを行うネットワークエンティティへ、前記デリゲートされたプレフィックスを含むメッセージを送信するために提供される。

オプションとして、個々のプレフィックスは、ネットワークエンティティに対するプレフィックスが変更するイベントにおいて個別に更新可能である。

本発明の第４の構成に従えば、本発明の第１の態様に対して説明される方法をネットワークエンティティに実行させるためのプログラムが提供される。このプログラムは、搬送媒体で搬送され、前記搬送媒体は記憶媒体あるいは送信媒体である。

本発明の第５の態様に従えば、本発明の第４の態様で説明されるプログラムを記憶する記憶媒体が提供される。

本発明の実施形態に従う、自動プレフィックスデリゲーションと組み合わせされる、ネットワークアーキテクチャと距離ベクトルルーティングを示すブロック図である。 本発明の実施形態に従って、複数のポリシーがネットワークトラフィックに適用される、自動プレフィックスデリゲーションに組み合わせられる、ネットワークアーキテクチャと距離ベクトルルーティングを示すブロック図である。 本発明の実施形態に従って、ポリシーが、特定のケイパビリティを有する１つのネットワークが通過することを要求する、自動プレフィックスデリゲーションと組み合わせられる、ネットワークアーキテクチャと距離ベクトルルーティングを示すブロック図である。 本発明の実施形態に従って、ネットワークエンティティロケータを取得するためのネットワークアーキテクチャ及びシグナリングを示す図である。 本発明の実施形態に従うプレフィックスをデリゲートするためのステップ群を示すフロー図である。 本発明の実施形態に従うネットワークノードを示すブロック図である。 本発明の実施形態に従うランデブーシステムノードを示すブロック図である。 本発明の実施形態に従う、付属レジスタ群が、ネットワークエンティティ群を配置するために使用される、ネットワークエンティティロケータを取得するためのネットワークアーキテクチャ及びシグナリングを示す図である。 本発明の実施形態に従う付属レジスタ群間の自動プレフィックスデリゲーションと組み合わせられる、ネットワークアーキテクチャ及び距離ベクトルルーティングを示すブロック図である。

以下の記載では、用語「ネットワークエンティティ」を使用する。限定的な例ではないネットワークエンティティには、ホスト、端末、エッジルータ、及び非ネットワークオブジェクト用のプロキシーノードが含まれる。

任意のエッジトポロジーを形成する、コアネットワーク１とエッジネットワークＡ−Ｆ（ＥＮ Ａ、ＥＮ Ｂ等）のセットについてのネットワーク状況が、図１に示されている。エッジネットワークは、近隣ネットワーク群からプレフィックス公表（プレフィックスアドバタイズメント：prefix advertisements）を受信し、そして、コアネットワークへの最短距離の経路に関連するプレフィックスを受け付ける。コアネットワーク１までの距離は、距離ベクトルルーティングプロトコルのようなルーティングプロトコルによって公表され、プレフィックス公表メッセージは、ルーティング公表に統合される。異なるポリシークラスは、異なるプレフィックスを有する異なる経路に関連付けることができる。各ポリシークラスに対する別々の距離ベクトルメトリックは、ルーティング公表に含まれる。

図１は、コアネットワークへの経路長を公表する距離ベクトルルーティングプロトコルのシグナリングを示している。この経路長は、ホップ数のような距離メトリックによって定義することができる。コアエッジルータ（ＣＥＲ）あるいはエッジネットワーク（ＥＮ）がルーティング公表を送信する場合、それは、自身のプレフィックスとコアネットワークまでの距離の両方を公表する。この公表は、直接接続されている近隣のものだけに送信される。

エッジネットワークは、異なる近隣エッジネットワーク群あるいはコアエッジルータ群から経路長群とプレフィックス群の公表を受信し、コアネットワークまでの最短経路に関連するプレフィックスを選択する。エッジネットワークは、選択されたプレフィックスを使用する。これは、それが、自身が所有するプレフィックスを識別子を付加することによって構築している場合である。図１は、ＥＮ Ａが、コアエッジルータ１（ＣＥＲ１）から、プレフィックスｐ１と１つのホップ数として表現されるコアネットワークまでの距離（図中のＬ＝１）を伴うルーティング公表を受信する例を示している。ＥＮ Ａは、自身が所有するプレフィックスを、自身が所有する識別子Ａをそのプレフィックスに追加することによって形成する。結果としては、図１に示されるように、次のＥＮ Ａに向けられる、ｐ１．Ａのプレフィックスが得られる。

自身が所有するプレフィックスｐ１．Ａの構築後、ＥＮ Ａは、近隣ネットワーク群へ更なる公表を送信する。それゆえ、ＥＮ Ａは、自身が所有するプレフィックスｐ１．Ａを公表する。加えて、ＥＮ Ａは、自身の近隣ネットワーク群（例えば、ＥＮ ＢとＥＮ Ｄ）へ公表する前のホップ数でホップ数をインクリメントとする。典型的には、あるネットワークは、プレフィックスを受信したネットワークへ公表は送信しない。このプレフィックスは、ネットワーク自身が所有するプレフィックスを構築する場合に使用されるものである。この例では、ＥＮ Ａは、コアネットワークまでの距離を２つのホップで公表し（図中では、Ｌ＝２）、また、この公表は、ｐ１．ＡであるＥＮ Ａのプレフィックス公表に統合される。ＥＮ Ａは、「Ｐ１．Ａ：Ｌ＝２」を含む統合された公表をＥＮ ＢとＥＮ Ｄへ送信する。

ＥＮ ＢとＥＮ Ｄは、自身の所有するプレフィックスを形成し、コアネットワークまでの距離を更新し、そして、そのプレフィックス群と自身の各近隣のものまでの距離を公表することによってこの手順を繰り返す。ＥＮ Ｂは、ＥＮ Ａからホップ数Ｌ＝２を伴う公表を受信し、ＥＮ Ｃからホップ数Ｌ＝３を受信する。そして、ＥＮ Ｂは、コアネットワークへの最短経路がＥＮ Ａを介するものであることを判定するので、ＥＮ ＢのプレフィックスＰ１．Ａ．Ｂを形成する。同様に、ＥＮ Ｄは、コアエッジルータ２、ＥＮ Ａ、ＥＮ Ｃ、及びＥＮ Ｅから公表を受信する。最短距離（ホップ数Ｌ＝１）を伴う公表は、コアエッジルータ２から受信される。ＥＮ Ｄは、コアネットワークまでの最短距離がコアエッジルータ２を介するものであると判定するので、ＥＮ ＤのプレフィックスＰ２．Ｄを形成する。

このプレフィックスデリゲーションとルーティング公表手順は、すべてのネットワークエンティティ群に到達するまで進行する。結果として、すべてのエッジネットワーク群は、図１に示される１つの階層構造のプレフィックスが割り当てられる。エッジネットワークの各プレフィックスは、エッジネットワークとコアネットワークとの間の最短経路を記述している。

ネットワークエンティティロケータ群が、ネットワークエンティティＩＤあるいはネットワークエンティティインタフェースＩＤをプレフィックスへ付加することによって形成される。ここで、このプレフィックスは、ネットワークエンティティに接続されているＥＮによって公表されるものである。例えば、図１に示されるＥＮ Ｆに接続される、Ｈ１のアイデンティティを有するネットワークエンティティは、ロケータｐ２．Ｄ．Ｅ．Ｆ．Ｈ１を有することになる。ここで、ロケータｐ１．Ａ．Ｂ．Ｃ．Ｅ．Ｆ．Ｈ１が与えられることがないことに注意されたい。これは、このロケータがより長い経路長を有するからである。

また、プレフィックス群は、コアエッジルータのプレフィックスを連結された一連のネットワーク識別子群と連結すること以外の方法で形成することができる。例えば、連結された一連のリンク識別子群、あるいはインタフェース識別子群を使用することができる。これによって、自動プレフィックスデリゲーションメカニズムは、可変長のロケータ群を作成するために使用することができる。ここで、この長さは、ロケータによって記述される経路によって通過するネットワークエンティティ群の数に依存する。選択的には、自動プレフィックスデリゲーションメカニズムは、ＩＰｖ４あるいはＩＰｖ６アドレス群のような固定長のロケータ群を作成するために使用することができる。この場合、ロケータによって記述される経路によって通過するネットワークエンティティ群の数は、ＩＰｖ４あるいはＩＰｖ６アドレスに対する３２ビットアドレス範囲あるいは１２８ビットアドレス範囲に制限される。ロケータが固定アドレス範囲のサイズよりもより少ないビット数を要求する場合、その固定アドレス範囲の残りのビット数は「未使用」ビットパターンで符号化されなければならない。

上述のように、親ネットワークは、自身が所有するプレフィックスを直接接続している子ネットワーク群に公表し、この子ネットワーク群は自身の識別子を付加することによって自身が所有するプレフィックス群を形成する。選択的には、親ネットワークは、直接接続している子ネットワークそれぞれに対するプレフィックスを構築して、そして、それを子ネットワークに公表することができる。そして、子ネットワークは、プレフィックス公表に関連する距離ベクトルルーティング公表に基づいてそのプレフィックスを使用すべきかどうかを決定する。以下の記述は、子ネットワーク群が自身が所有するプレフィックスを形成することについてののみ想定するが、第２の代替として等しく重要なことは、以下に記載される本発明は、親ネットワークが直接接続している子ネットワークそれぞれに対してプレフィックス群を構築する実施形態に等しく適用できることである。

統合されたルーティング及びプレフィックスデリゲーションスキームは、任意の数のポリシークラスに拡張することができる。図２は、２つのポリシークラス（実線と破線によって示される）を有する距離ベクトルルーティングを示している。ＥＮと２つのＥＮ間のリンクは、一方あるいは両方のポリシークラスをサポートすることができる。ＥＮ Ｅは、両方のポリシークラスに対するルーティングメッセージを受信して、ポリシークラス１に対するコアネットワークまでの最短経路はネットワークＤを経由し、ポリシークラス２に対するコアネットワークまでの最短経路はネットワークＣを経由することを検出する。これらの受信したルーティング公表を使用して、ＥＮ Ｅは、ポリシークラス１に対してプレフィックスｐ２．Ｄ．Ｅを構築し、ポリシークラス２に対してプレフィックスｐ１．Ａ．Ｃ．Ｅを構築する（ポリシークライス１に対するプレフィックス群は、図では太線で示されている）。ＥＮ Ｅはポリシー要件群を有している場合、それは、特定のポリシークラスをサポートするプレフィックスを選択することによってポリシーに基づく経路を選択することができる。適切なポリシー要件群がない場合、ＥＮ Ｅは、典型的には、最短経路に対応するプレフィックスを選択することになる（この場合、ｐ２．Ｄ．Ｅ）。

ポリシークラス群の例には、ＱｏＳクラス群を含み、これには、例えば、低遅延クラス、高帯域幅クラス、あるいは高信頼性クラスがある。ポリシークラス群は、所望のプロバイダ群、利用可能なネットワークサービス群、ネットワークプロバイダのコストあるいは他の基準に基づいても定義することができる。

エンドツーエンドルーティングを実行するために、ポリシーの観点から適切であるコアネットワークまでの経路群は、ソースネットワークエンティティと宛先ネットワークエンティティの両方に対して検出される。ソースネットワークエンティティからコアネットワークまでの経路はソースロケータで符号化され、コアネットワークから宛先ネットワークエンティティまでの経路は宛先ロケータで符号化される。ソースホストからコアネットワークへの転送はソースロケータに基づいている。コアネットワークをわたり、かつそのコアネットワークから宛先ホストへの転送は、宛先ロケータに基づいている。

図２は、コアネットワークとホスト間の経路を検出する例を示していて、ここで、通過するリンク群とネットワークエンティティ群のすべては特定のポリシークラス基準を満足する。同一のクラスをサポートするための完全な経路に対して順番にポリシークラスを完全にサポートしなければならないという意味で、経路に沿うエンティティ群によってサポートされるポリシークラス群のＡＮＤ−条件が存在する。この状況は、ＡＮＤ-ルーティングと呼べる。

他のポリシールーティング基準が関心の対象となり得る。例えば、経路が、特定データ符号化サービスをサポートする少なくとも１つのネットワークを通過しなければならない場合を検討する。この場合では、経路に沿うエンティティ群のポリシークラスのＯＲ−条件が存在する（通過するネットワークエンティティ群の１つだけがその符号化サービスを実行することができるようにしなければならないので、この通過するエンティティ群のすべてに対してこのケイパビリティを有することは必要ない）。この状況に対しては、ＯＲ−ルーティングと呼べる。図３に示される直接的な方法で、コアネットワークからの距離ベクトルポリシールーティング公表群はＡＮＤ−ルーティングのみをサポートするだけでなく、ＯＲ−ルーティングをサポートする。

ＥＮ Ｄは、特定のケイパビリティ、例えば、アスタリスク（＊）によって図３で示される符号化ケイパビリティを有する。＊−ケイパビリティを使用するためには、このケイパビリティをサポートするネットワークの１つだけを通過すれば十分であり、ＯＲ−ルーティングを適用することができる。ＥＮ Ｄからの距離ベクトルルーティング公表のすべては、＊−ケイパビリティを示している（図３においては、ホップ数とプレフィックス群の後の＊で示されている）。例えば、ＥＮ Ｂは、＊−ケイパビリティを有するコアネットワークまでの経路に対してホップ数３と、通常経路に対するホップ数２を受信している。

プレフィックス群は、図３に示されるＡＮＤ−ルーティングと同様の形式で、各ポリシークラスに対するＥＮに対して割り当てられる。＊−ケイパビリティに対応するプレフィックス群は、図では太線で示されている。

＊−ケイパビリティをサポートするネットワークエンティティは、＊−ケイパビリティを必要としない通常のトラフィックをサポートすることができる。それゆえ、＊−ケイパビリティを有さない経路群に対して別々の公表を送信することだけが必要となる。これは、そのような経路群がコアネットワークに対してより少ないホップ数を有している場合である。例えば、ＥＮ Ｅは、＊−ケイパビリティＥＮ Ｄを通過するものよりもコアネットワークまでのより短い経路を有さないので、ＥＮ Ｅは、そのケイパビリティを示すルーティング公表だけを受信する（ＥＮ ＣとＥＮ Ｄから）。ＥＮ Ｄは最小ホップ数を公表するので、＊−ケイパビリティを要求するトラフィックと、通常のトラフィックとの両方に対して、ＥＮ Ｅからのトラフィックを送信する場合に次の所望のネットワークにホップすることになる。

要求される場合がある別のポリシー条件は、ＮＯＴ−ルーティングと呼ばれる。経路が、その経路に沿ってネットワークのホップ数１．．ｉ．．ｎを有し、かつ各ホップに関連するポリシーＰ１．．Ｐｉ．．Ｐｎを有すると想定する。ポリシールーティングクラスは、経路に沿うポリシーＰｉが、特定のポリシーＰｘに等しくないことであるＮＯＴとすることを特定することができる。特定のネットワークのホップ数ｉで、この条件はＮＯＴ（Ｐｉ ＥＱＵＡＬＳ Ｐｘ）として表現することができる。ネットワークのホップ数ｉでのノードは、ＮＯＴ条件が真である場合、ポリシールーティングクラスに対する距離ベクトルルーティング公表を自身の近隣に転送する。ＮＯＴ−ルーティングは、特定のポリシー群に適用しないネットワーク群を介してトラフィックを送信することが要求されるトラフィックに対して公表される経路群を回避するために使用される。例えば、特定の制約のあるネットワーク群を回避する経路を介してパケット群を転送することが望ましい場合がある。

図４を参照すると、ポリシールーティングとプレフィックスデリゲーションメカニズムは、動的エッジトポロジーを有するネットワークにおいて、移動性とマルチホーミングをサポートするために使用することができる。ランデブーシステム（ＲＶＳ）２は、ネットワークエンティティ到達可能性をサポートする。ネットワークエンティティ群（この例では、ホストＨ１）は、自身の現在のロケータ群をＲＶＳ２に登録する（図４のステップＳ１）。ソースホスト３がセッションを開始する場合、宛先ネットワークエンティティＨ１のＦＱＤＮを解決するためにＤＮＳ４にまず問い合わせする。ＤＮＳは、アドレスとキーを、宛先ホストに対して専用となっているＲＶＳへ返信する（図４のＳ２）。次に、ソースホスト３は、宛先ホストＨ１の現在の経路ベースのロケータに対してＲＶＳ２へ問い合わせる（Ｓ３）。返信されたロケータを使用して、ソースホスト３は、セッション開始パケットを宛先ホストへ送信することができる（ステップＳ４）。

ロケータは、ネットワークにおけるトポロジーの変化によって進行中のセッション中で無効になる場合がある。ルータは、パケットヘッダのロケータが現在登録されている近隣のものと矛盾することを検出すると、エラーメッセージをソースホスト３へ返信する。ソースホスト３は、異なるロケータへ切り替える、あるいはＲＶＳ２からの新規のロケータをリクエストする。

２００６年５月のＲＦＣ４４２３のホストアイデンティティプロトコルのような、自身のロケータ群からのホストアイデンティティを分離するための従来技術を使用して、トランスポートレイヤセッションとアプリケーションレイヤセッションとの連続性が、ロケータ変更のイベント時に維持することができる。

自動プレフィックスデリゲーション手順は、サービス拒否攻撃（ＤｏＳ）に対する保護のために使用することができる。ＤｏＳ攻撃が特定のリンク上で検出される場合、そのリンクにわたってデリゲートされるプレフィックス群は、現在のパケットフロー群によって使用されない新規のプレフィックスへ変更される。また、古いプレフィックス群に基づくパケット転送は禁止される。その結果として、ＤｏＳ攻撃が一旦検出されると、コアネットワークまでのデフォルトの経路に沿ってルーティングされるシグナリングパケット群を除いて、そのリンク上でトラフィックは転送されることはない。エンドツーエンド接続性の損失が通信することを試行するネットワークエンティティ群によって検出されると、これは、新規のプレフィックス群に基づいてＲＶＳ２からの新規のロケータをリクエストする。ＲＶＳあるいは宛先ホストＨ１の付属レジスタ（Attachment Registers：以下を参照）は、宛先ホストＨ１に対する新規のグローバルロケータに対するリクエストを行うソースホスト３の信用証明書を検証する。信用証明書が受け付けられる場合、新規のロケータがソースホスト３へ送信される。ネットワークエンティティ群との間の通信は、新規のロケータを使用して再開することができる。２つのホスト間の通信の途絶は、任意の他のトポロジーの変化に対して同一の継続期間を有している。この他のトポロジーの変化は、マルチホーム化のホストあるいはネットワークに対し、例えば、通常の移動性イベントあるいは再ホーミングイベントのようなロケータ更新を要求するものである。

エンドツーエンドポリシールーティングは、上述のプレフィックス群から導出されるソースロケータと宛先ロケータを使用して実行される。エンドツーエンドポリシールーティングは、ソースホストのエッジ領域にわたる経路、コアネットワークにわたる経路、及び宛先ストのエッジ領域にわたる経路を検出する３つの問題に分けることができる。ソースホスト３からコアネットワーク１の入口までの経路は、ソースロケータで符号化される。同様に、コアネットワーク１の出口から宛先ホストＨ３までの経路は宛先ロケータで符号化される。コアネットワーク１にわたる経路は、ソースロケータと宛先ロケータのコアエッジルータプレフィックス群に依存する。パケット群は、どのような場合でも、任意のホスト単位で、あるいはセッションネットワーク状態の単位でなく、コネクションレスの形態で転送される。

ソースホスト３のエッジ領域にわたって転送するためにソースロケータを使用することは、転送経路がソースロケータで符号化されるコアエッジルータを通過することになることを意味する。明白なことは、コアエッジルータを常に通過する経路の使用は、時には、最適でないエンドツーエンド経路となる。これは、より短い経路がエッジ領域内に存在する可能性があるからである。このような経路は、エッジ領域内で交差する経路群を記述する、ソースロケータと宛先ロケータを選択することによって検出することができる。パケット転送は、交差点に到達する前のソースロケータに基づいていて、また、交差点の後の宛先ロケータに基づいている。

第１の実施形態のいくつかのステップ群は、図５にまとめられている。この例では、図５の番号に対応する以下の番号で、プレフィックスはＨ１に対してデリゲートされる。

Ｓ５． Ｈ１は、プレフィックスと、各近隣のＥＮ、ＥＮｃ及びＥＮｄからコアネットワークまでの経路長を受信する。

Ｓ６． Ｈ１は、上述の基準を使用して近隣のＥＮを選択する。この基準には、経路長、ケイパビリティ群、セキュリティポリシー群、ＱｏＳポリシー群、ネットワークコスト群、等がある。経路は、ＡＮＤ−ルーティング、ＯＲ−ルーティング、及びＮＯＴ−ルーティングに基づいて選択されても良い。

Ｓ７． Ｈ１は、自身が所有する識別子を、選択されたＥＮのプレフィックスと連結することによって、プレフィックスとロケータを作成する。

Ｓ８． Ｈ１は、自身のロケータをＲＶＳへ登録する。

Ｓ９． 任意のノード群が、コアネットワークへ到達するためにＨ１を通過している場合、Ｈ１は、自身のプレフィックスと経路長をこれらのノード群へ公表する。

図６は、本発明の実施形態に従うネットワークノードを示している。この例では、ネットワークノードはＨ１である。Ｈ１には、ＥＮｃとＥＮｄから、ＥＮｃとＥＮｄのプレフィックス群と経路長群を受信するための受信機５が提供される。プロセッサ６が、上述のように、使用するＥＮを選択するために提供され、また、Ｈ１のロケータを、選択されたＥＮのプレフィックスと連結することによってプレフィックスをデリゲートするために提供される。第１の送信機７は、Ｈ１に対してデリゲートされたプレフィックスをＲＶＳ２へ送信するために使用され、第２の送信機８は、他の近隣ネットワークエンティティ群へ自身のプレフィックスと経路長を公表しなければならないネットワークノード群のために使用される。ここで、第２の送信機は、物理的に第１の送信機に組み込まれていても良いことに注意されたい。

図７は、ＲＶＳノード２を示していて、これは、上述のように、デリゲートされたネットワークエンティティ群に対するプレフィックス群を含むネットワークエンティティ群からの登録メッセージを受信するための第１の受信機１０を有する。メモリ１１は、デリゲートされたプレフィックス群を記憶するために提供される。第２の受信機１２は、Ｈ１のようなネットワークエンティティのプレフィックスに対するリクエストをＳＨ３から受信し、また、プロセッサ１３は、プレフィックスを取得して、応答メッセージを生成するために使用される。送信機１４は、応答をＳＨ３へ返信する。

本発明の第２の特定の実施形態では、プレフィックスデリゲーションは、付属レジスタ群を使用する。上述の概念は、ポリシールーティング基準に基づいて、任意のエッジトポロジーにおけるプレフィックス群のデリゲーション用のメカニズムを提供する。プレフィクスが階層の最上位で変更されるときはいつでも、子ネットワーク群に接続されるすべてのネットワークエンティティ群は、新規のプレフィックス群に基づいて自身のロケータ群を更新する。ロケータの更新後、各ネットワークエンティティは新規のロケータをＲＶＳ２の自身のレジスタに登録する。１０万ものネットワークエンティティ群を備える大規模エッジネットワークの場合では、エッジネットワーク階層の最上位でのプレフィックスの変更は、そのプレフィックス変更によって影響を受けるネットワークエンティティ群からＲＶＳ２への大量の登録メッセージが発生する。その結果、ＲＶＳ２とエッジネットワークは、この大量の登録メッセージを取り扱う範囲を越えなければならず、これは、システムをより高価にすることになる。

図８を参照すると、ホスト群、エッジネットワーク群、及びコアエッジルータ群（以下のエッジエンティティ群として参照される）のようなネットワークエンティティ群はそれぞれ、関連する付属レジスタ（図８のプレフィックスＡＲによって示される）を有し、これは、ＲＶＳ２に記憶される。ＡＲ群は、固定のネットワーク群に配置され、また、静的なロケータ群に到達することができる。エッジエンティティは、自身に直接接続されている近隣のものを自身の関連するＡＲへ登録する。ＡＲ群は、互いの論理リンク群を記憶し、これは、エッジトポロジーにおける実際のリンク群に対応する。コアエッジルータは、また、自身のプレフィックス群を自身のＡＲにも登録する。すべてのエッジエンティティが自身のそれぞれのＡＲへの登録を実行している場合、相互接続ネットワークリンク状態を含む、エッジ領域の完全な相互接続トポロジー情報を、ＡＲ群の集合体から検索することができる。

ＡＲ群にわたって記憶されるこの相互接続トポロジー情報に基づいて、ポリシールーティングを、ＲＶＳ２内の自動プレフィックスデリゲーションをサポートするために実行することができる。第１の特定の実施形態に対して説明されるように、同一のポリシールーティングと自動プレフィックスデリゲーションメカニズムは、ＲＶＳ２内でミラー化される。図８に示されるように、エッジエンティティについての同一のプレフィックスは、エッジエンティティに関連付けられているＡＲにデリゲートされる。例えば、プレフィックスｐ２．ｂ．ｄは、エッジ領域内で動作する自動プレフィックスデリゲーションメカニズムによってＥＮｄへデリゲートされる。これは、ＲＶＳ２内で動作する自動プレフィックスデリゲーションシステムによってミラー化され、これは、同一のプレフィックスをＥＮｄのＡＲへデリゲートする。同様に、ＲＶＳ２のＡＲ群内で登録されたプレフィックス群に基づいて、ホストｈ１のロケータは、ホストＨ１のＡＲへデリゲートされる。

上述のように、ＲＶＳ内のホスト群のＡＲ群へのホストロケータ群のデリゲート後、セッション開始手順は、第１の特定の実施形態と同一のものとなる。ソースホスト３がセッションを開始する場合、まず、ＤＮＳ４に問い合わせて（Ｓ１０）、宛先ホストＨ１のＦＱＤＮを解決する。ＤＮＳは、アドレスとキーを、宛先ホストに対して専用となっているＲＶＳ２へ返信する。次に、ソースホスト３は、宛先ホストＨ１の現在の経路に基づくロケータについて、ＲＶＳ２へ問い合わせる。返信されたロケータを使用して、ソースホストは、セッション開始パケットを宛先ホストＨ１へ送信することができる（Ｓ１２）。

ロケータは、トポロジーの変化によって、進行中のセッション中に無効となる場合がある。ルータは、パケットヘッダ内のロケータが現在登録している近隣のものと矛盾することを検出すると、エラーメッセージをソースホスト３へ返信する。ここで、ソースホスト３は、異なるロケータへ切り替えるオプション、あるいは、新規のロケータをＲＶＳ２からリクエストするオプションを有している。

１０万もののネットワークエンティティ群を備える大規模のエッジネットワークの場合、エッジネットワークの最上位でのプレフィックス変更は、その階層の最上位でのエッジネットワーク群と、ＲＶＳ２内の自身に関連するＡＲ群との間でいくつかの更新メッセージのみが発生する。ＲＶＳ２内のホストロケータ群を更新するために要求されるプレフィックスデリゲーションは、次に、ＲＶＳ内で実行される。ホスト群のようなネットワークエンティティ群は自身のロケータ群をＲＶＳ２へ登録する必要はないので、ホスト群とＲＶＳ２との間でのネットワークエンティティのロケータの更新のための大量の登録メッセージ群は回避される。

ＲＶＳ２内で動作する自動プレフィックスデリゲーションシステムは、エッジ領域内で動作する同一の距離ベクトルポリシールーティングプロトコルによってサポートされる。例えば、図９は、ＡＲ群の間の距離ベクトルプロトコルの動作を示している。この図は、図１に示されるような原理と同一の原理を示しているが、ここでは、この原理は、ＲＶＳ２内のＡＲ群に適用される。それゆえ、図９は、エッジエンティティ群自身との間で動作する代わりに、エッジエンティティ群のＡＲ群の間でのルーティングプロトコルの動作を示している。ＲＶＳ２内の距離ベクトルポリシールーティングプロトコルの動作の原理は、第１の特定の実施形態に対して説明されるエッジ領域内の動作の原理と同一である。

自動プレフィックスデリゲーションメカニズムがＲＶＳ２内でミラー化される場合、プレフィックスデリゲーションの有無に関わらず、エッジ領域に対して２つの代替の設計が存在する。この状況では、プレフィックスデリゲーションはエッジ領域内で実現され、ネットワークエンティティが自身が所有するロケータを検出するとすぐに、自動プレフィックスデリゲーション手順がエッジ領域内で完了される。ソースホストは、次に、送信する任意のパケットのソースアドレス範囲内で自身のロケータを直接挿入することができる。上述のように、宛先ロケータは、ＲＶＳ２から取得される。

一方、エッジ領域の複雑さを削減するために、ＲＶＳ２だけに自動プレフィックスデリゲーションメカニズムを実現することが望ましい場合がある。この場合には、ソースホスト３は、自身が所有するロケータと、セッション開始メッセージの送信前の宛先ロケータとの両方について、ＲＶＳ２へ問い合わせしなければならない。このことは、セッション開始の遅延を意味する。この遅延を削減するために、ホストは自身が所有するロケータをキャッシュすることができる。このキャシュは、親ネットワーク群の間でのトポロジー変化で、プレフィックス群とホストロケータに影響を与えていることが検出される場合にクリアされる。

任意の動的トポロジー群におけるポリシールーティングとプレフィックスデリゲーションは複雑なタスクである。しかしながら、上述の本発明は、この問題を、ソースと宛先に対するコアネットワークまでの経路を、単純化した距離ベクトルポリシールーティングプロトコルを使用して、プレフィックス群のセットに符号化する問題に置き換えている。これは、ホストとネットワーク移動性に対して、単純で、かつスケーラブルなサポートをもたらし、かつマルチホーミングをもたらす。このサポートは、本来のルーティングとアドレス指定メカニズムに基づいている。このメカニズムは、トポロジー的に重要なロケータを移動ホストあるいはマルチホーム化ホストへ割り当てることを可能にする。加えて、トポロジー的に重要なロケータは、移動ネットワークあるいはマルチホーム化ネットワークに接続されるホスト群に対しても割り当てられる。移動ホストのロケータの変更は、ホストアイデンティティとロケータ分離メカニズムによって、トランスポートレイヤ以上のレイヤからは隠蔽され、これは、移動ＩＰのようなアドオンメカニズムの必要性を削減する。

ルーティング及び転送に対するネットワーク状態は、すべてのネットワーク群が経路公表を他のすべてのネットワーク群へ送信する従来のルーティングソリューションと比べて、コアネットワークまでの経路と、直接接続される近隣のものまでの経路を検出するためだけに必要とされる。これらの従来のソリューションは、エッジネットワーク群のルーティング及び転送状態の実質的な量を導入するものである。その結果、トポロジーが変化する場合のルーティング状態を更新するために必要とされる時間は、秒、あるいは数十秒の位となる。加えて、ルータ群は、ルーティング更新シグナリングを取り扱うための実質的な処理ケイパビリティを有さなければならない。これに対して、本発明は、最小の量のルーティング状態を可能にし、これにより、より短いルーティング収束時間をもたらし、また、経路更新を取り扱うためにルータ群で必要とされる処理ケイパビリティを、従来のソリューションに比べて削減される。付属レジスタ群を使用することによって、ＲＶＳ２内の自動化プレフィックスデリゲーションシステムのミラーリングは、良好なスケラービリティ特性を可能にする。ＲＶＳ２は、プレフィックスの変更が発生する、大量のネットワークエンティティロケータ登録メッセージ群を取り扱う必要がない。

本発明の範囲を逸脱することなく、上述の実施形態に対して様々な変更がなされても良いことは当業者は理解するであろう。

以下の略語を、本明細書で使用している。

ＡＲ 付属レジスタ
ＣＥＲ コアエッジルータ
ＤＮＳ ドメインネームシステム
ＥＮ エッジネットワーク
ＦＱＤＮ 完全修飾ドメインネーム
ＲＶＳ ランデブーシステム
ＳＨ ソースホスト

Claims (13)

1. 通信ネットワークにおけるネットワークエンティティに対するプレフィックスデリゲーション方法であって、
   ネットワークエンティティにおいて、第１の近隣ネットワークエンティティから、該第１の近隣ネットワークエンティティに関連する第１のプレフィックスと、該第１の近隣ネットワークエンティティを介するコアネットワークエンティティまでの経路長とを受信するステップと、
   ネットワークエンティティにおいて、第２の近隣ネットワークエンティティから、該第２の近隣ネットワークエンティティに関連する第２のプレフィックスと、該第２の近隣ネットワークエンティティを介するコアネットワークエンティティまでの経路長とを受信するステップと、
   前記コアネットワークエンティティまでの前記経路長に基づいて、近隣ネットワークエンティティを選択するステップと、
   前記選択された近隣ネットワークエンティティのプレフィックスと、前記ネットワークエンティティに対する識別子とを連結することによって、該ネットワークエンティティに対するプレフィックスをデリゲートするステップと
   を備えることを特徴とする方法。
2. 前記ネットワークエンティティに対してデリゲートされたプレフィックスを、コアネットワークノードへ送信するステップを更に備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ネットワークエンティティから前記コアネットワークエンティティまでの経路長を計算するステップと、
   前記デリゲートされたプレフィックスと前記計算された経路長とを、更なる近隣ネットワークエンティティへ送信するステップと
   を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ネットワークエンティティにおいて、前記近隣ネットワークエンティティのプロパティ群に関連する情報を、第１の近隣ネットワークエンティティと第２の近隣ネットワークエンティティの内の１つから受信するステップと、
   前記受信した情報に基づいて更に実行される近隣ネットワークエンティティを選択するステップと
   を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記プロパティ群に関連する情報は、前記近隣ネットワークエンティティの任意のケイパビリティ群、前記近隣ネットワークエンティティによって使用されるセキュリティポリシー群、前記近隣ネットワークエンティティによって使用されるサービス品質ポリシー群、及び前記近隣ネットワークエンティティに関連する課金群のいずれかから選択される
   ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記近隣ネットワークエンティティのケイパビリティ群は、暗号化、復号化、管理制御、トランスコーディング、パケット分類及びフィルタリング、アドレス変換、プロキシ機能群、キャッシュ機能群、アプリケーションレイヤーゲートウェイ機能群、ファイヤウォール群、及びパケット作成及びスケジューリングケイパビリティ群のいずれか１つから選択される
   ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 所定のプロパティ群を有するネットワークエンティティ群の少なくとも１つを通過する、あるいはすべてを通過する、あるいはいずれも通過しない、前記ネットワークエンティティから前記コアネットワークエンティティまでの経路に基づいて、前記近隣ネットワークエンティティを選択するステップを更に備える
   ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記デリゲートされたプレフィックスは、前記ネットワークエンティティとコアネットワークエンティティ間の経路における各ネットワークエンティティに対する識別子と、前記コアネットワークエンティティのプレフィックスとを連結したものを含んでいる
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 各プレフィクスは、付属レジスタ機能における付属レジスタに記憶され、個々のプレフィックスは、関連するネットワークエンティティに対するプレフィックスが変更するイベントにおいて個別に更新可能である
   ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記ネットワークエンティティは、ソースホスト、宛先ホスト、及びエッジネットワークの内の１つから選択される
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 通信ネットワークで使用するためのネットワークエンティティであって、
    第１の近隣ネットワークエンティティから、該第１の近隣ネットワークエンティティに関連する第１のプレフィックスと、該第１の近隣ネットワークエンティティを介するコアネットワークエンティティまでの経路長とを受信し、更に、第２の近隣ネットワークエンティティから、該第２の近隣ネットワークエンティティに関連する第２のプレフィックスと、該第２の近隣ネットワークエンティティを介するコアネットワークエンティティまでの経路長とを受信する受信機と、
    前記経路長に基づいて近隣ネットワークエンティティを選択し、前記選択された近隣ネットワークエンティティのプレフィックスを前記ネットワークエンティティに対する識別子と連結することによって、前記ネットワークエンティティに対するプレフィックスをデリゲートするプロセッサと、
    前記ネットワークエンティティに対してデリゲートされたプレフィックスを、コアネットワークノードへ送信する第１の送信機と
    を備えることを特徴とするネットワークエンティティ。
12. 前記デリゲートされたプレフィックスと前記コアネットワークノードまでの経路長とを、更なる近隣ネットワークエンティティ群へ公表する第２の送信機を更に備える
    ことを特徴とする請求項１１に記載のネットワークエンティティ。
13. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法をネットワークエンティティに実行させるためのプログラムであって、前記プログラムは、搬送媒体で搬送され、前記搬送媒体は記憶媒体あるいは送信媒体であることを特徴とするプログラム。

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