JP5226626B2 - ゲートウェイ装置、および、通信システム - Google Patents
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上述のパケット通信ネットワークとしては、例えばGPRS(General Packet Radio Service)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)、FTTH(Fiber To The Home)、ISDN(Integrated Services Digital Network)またはPSTN(Public Switched Telephone Network)等を用いたアクセスネットワークがこれに該当する。
端末装置が接続先のパケットデータネットワークとしてのインターネットやイントラネットとの間で正常に通信を行うためには、該当する接続先において一意となるアドレスを持つ必要がある。
これらのアドレスは、接続先に対応したゲートウェイ装置により、接続する端末装置に対して払い出されることが多い。例えばGPRSの場合は、GGSN(Gateway GPRS Support Node)またはP−GW(PDN Gateway)がMS(Mobile Station)に対して、接続先のパケットデータネットワークに対応するAPN(Access Point Name)に応じてIPv4/IPv6アドレス等を払い出す(例えば、非特許文献1参照)。
例えば、A社の社内用イントラネットとB社の社内用イントラネットといった別個のイントラネットで、アドレスとして同一のIPv4プライベートアドレスを用いているという状況が生じ得る。換言すれば、GPRSにおいて、異なるパケットデータネットワーク同士では同一のアドレスが別個のものとして用いられるということである。
ここに、情報通信ネットワークの課金方法自体については既に種々の提案がある。例えば、ネットワークを介した情報配信のサービス形態には様々なものがあるため、サービス形態毎に適した通信料あるいは情報料の課金を行えるようにした情報通信ネットワークの課金方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、パケット無線通信システムの機能を向上させ、柔軟性を一層高めるべく、ゲートウェイサポートノードで、パケットデータネットワークによって確立された通信ベアラを介してインターネットパケットをルーティングすることも提案されている(例えば、特許文献2参照)。
即ち、第一の方法は、共通サービス用のパケットデータネットワークを特設し、そこに共通サービス用サーバをまとめて設置するというものである。
また、第二の方法は、個々のパケットデータネットワークにそれぞれ共通サービス用サーバを設置するというものである。
また、上述の第二の方法では、同じ機能を持つ共通サービス用サーバをパケットデータネットワークの数分個別に設置しなければならず、通信システム全体として構成が複雑化し高コストなものになってしまうという問題がある。
(1)パケット通信ネットワークを介して、一の端末装置から、同時には接続できない複数のパケットデータネットワークのうちの任意の一のパケットデータネットワークと前記複数のパケットデータネットワークに共通のサービスネットワークとの双方のネットワークに対して、当該一の端末装置との同時接続を可能にするゲートウェイ装置であって、
前記パケット通信ネットワークとのインターフェース部を成す第1のインターフェース部と、
前記一のパケットデータネットワークとのインターフェース部を成す第2のインターフェース部と、
前記サービスネットワークとのインターフェース部を成す第3のインターフェース部と、
前記第1のインターフェース部と前記第2のインターフェース部との間でのフローであるパケットデータネットワーク系フローと前記第1のインターフェース部と前記第3のインターフェース部との間でのフローであるサービスネットワーク系フローとを分離したルーティングを行うルーティング制御部と、
を備えていることを特徴とするゲートウェイ装置。
このゲートウェイ装置は、前記パケット通信ネットワークとのインターフェース部を成す第1のインターフェース部と、前記一のパケットデータネットワークとのインターフェース部を成す第2のインターフェース部と、前記サービスネットワークとのインターフェース部を成す第3のインターフェース部と、を備えている。
更に、ルーティング制御部が備えられ、これによるルーティング制御によって、前記第1のインターフェース部と前記第2のインターフェース部との間でのフローであるパケットデータネットワーク系フローと、前記第1のインターフェース部と前記第3のインターフェース部との間でのフローであるサービスネットワーク系フローと、を分離したルーティングが実行される。
上記(2)のゲートウェイ装置では、(1)のゲートウェイ装置において特に、フローデータ量計測部が備えられている。そして、このフローデータ量計測部によって、前記パケットデータネットワーク系フローのデータ量と前記サービスネットワーク系フローのデータ量が分離して計測される。
上記(3)のゲートウェイ装置では、(1)または(2)の何れか一に記載のゲートウェイ装置において特に、前記ルーティング制御部は、フロー形成上の規約を規定するフローテーブルに基づいてルーティングを行う。
上記(4)のゲートウェイ装置は、(3)のゲートウェイ装置において特に、フローテーブル更新手段を備え、当該一の端末装置から前記パケット通信ネットワークを介して受信したパケットに適合するフロー形成上の規約が前記フローテーブルに規定されていないときには、このフローテーブル更新手段によって、当該パケットに適合するフロー形成上の規約を新たに規定する。
上記(8)のゲートウェイ装置は、(1)ないし(7)の何れか一のゲートウェイ装置において特に、前記ゲートウェイ装置が、GGSN(Gateway GPRS Support Node)、P-GW(PDN Gateway)、および、ASN-GW(Access Service Network Gateway)の何れかの形態を採る。
を含んでいることを特徴とする通信システム。
(本発明の一つの実施の形態としての通信システム)
図1は、本発明の一つの実施の形態としての通信システムを表す概念図である。
図1に示す通信システム1は、端末装置(例えば、コンピュータ)10が接続可能なパケット通信ネットワーク20と、ゲートウェイ装置30(31,32)と、パケットデータネットワーク40(41,42)と、共通サービス用ネットワーク50とを含んで構成される。尚、パケットデータネットワークについては、図中の表記および以下の説明において、適宜、PDNと略記する。
また、パケット通信ネットワーク20はGPRS(General Packet Radio Service)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)、FTTH(Fiber To The Home)、ISDN(Integrated Services Digital Network)、PSTN(Public Switched Telephone Network) 、および、Ethernet(登録商標)の何れかとして構成され得る。
ゲートウェイ装置30(31,32)はGGSN(Gateway GPRS Support Node)、P−GW(PDN Gateway)、ASN−GW(Access Service Network Gateway)などとして構成され得る。
インターネットサービスプロバイダの運用するネットワークや社内LAN等種々の形態のネットワークがこのパケットデータネットワーク40に該当する。
また、この通信システム1では、共通サービス用ネットワーク50は、一の端末装置10と、パケット通信ネットワーク20およびゲートウェイ装置30(31,32)を介して、何れか一のパケットデータネットワーク41,42と同時に接続可能である。
上述の想定では、パケットデータネットワーク41による通信の継続中にSUPLのサーバにアクセス可能である必要性がある。この必要性を満たすには、一般的には、パケットデータネットワーク41上にSUPLのサーバを設置するかインターネットを経由してSUPLのサーバにアクセス可能に通信システムを構築する必要がある。
この想定では、パケットデータネットワーク42に接続中のユーザもSUPLのサーバにアクセス可能にしておく必要性がある。この必要性を満たすには、一般的には、B社の社内LANとしてのパケットデータネットワーク42にSUPLのサーバを設置する等して社内LANとSUPLのサーバとの双方にアクセス可能な通信システムを構築する必要がある。
上述のような各想定された条件に対し、図1の通信システム1では、双方のパケットデータネットワーク41および42に共通にサービスを提供可能な共通サービス用ネットワーク50を設け、この共通サービス用ネットワーク50にSUPLのサーバを設置すると共に各該当するゲートウェイ装置31、32を設ける。
尚、図1の例では、説明の便宜上、端末装置としてのコンピュータ10およびパケット通信ネットワーク20については各一つ、ゲートウェイ装置30およびパケットデータネットワーク40については二つの如く図示されているが、それぞれ図示の数を超える構成を採ることも可能である。そのような構成を採る場合も、特徴点については図1の例から自明であるため、特段の説明は省略する。
次に、図面を参照して、本発明の一つの実施の形態としてのゲートウェイ装置についてより具体的に説明する。
図2は、本発明の一つの実施の形態としてのゲートウェイ装置を表すブロック図である。図2に示すゲートウェイ装置30は、対パケット通信ネットワークインターフェース部(第1のインターフェース部。図中、第1のI/F部と併記)301、呼制御部302、アドレステーブル更新部303、アドレステーブル保持部304、フロー判定・適用部305、フローテーブル保持部306、フローテーブル更新部307、サービスネットワーク系フローデータ量計測部308、アドレス変換部309、対共通サービス用ネットワークインターフェース部(第3のインターフェース部。図中、第3のI/F部と併記)310、PDN系フローデータ量計測部311、および、対PDNインターフェース部(第2のインターフェース部。図中、第2のI/F部と併記)312を含んで構成されている。
第2のインターフェース部312は、パケットデータネットワーク40(図1)とのインターフェース部を構成している。
第3のインターフェース部310は、共通サービス用ネットワーク50(図1)とのインターフェース部を構成している。
そして、このルーティング制御部330によって、第1のインターフェース部301と第2のインターフェース部302との間でのフローであるパケットデータネットワーク系フローと、第1のインターフェース部301と第3のインターフェース部との間でのフローであるサービスネットワーク系フローと、を分離したルーティングが実行される。
ルーティング制御部330を構成する各部の機能については、シーケンスチャートを参照して以下に詳述することにより明らかにする。
まず、パケット通信ネットワーク20を経由して端末装置10からの呼接続要求を受け付ける処理について説明する。
アドレステーブル更新部303は、呼接続要求を受信した場合、IPアドレス払い出し処理を行う(ステップS302)。
アドレステーブル更新部303は、上述のIPアドレス払い出し処理が完了した場合、選択したパケット通信ネットワーク内IPアドレスと共通サービス用ネットワーク内IPアドレスとを用いて、アドレステーブル保持部304に対しアドレステーブル更新を指示する(ステップS303)。
アドレステーブル更新部303は上述のアドレステーブル更新処理の完了後、パケット通信ネットワーク内IPアドレスを含むパケット通信ネットワーク内IPアドレス通知を、呼制御部302に送信する。
対共通サービス用ネットワークインターフェース部310は、共通サービス用ネットワーク50よりパケットを受信した場合、受信したパケットをアドレス変換部309に送信する(ステップS305)。
ステップS306でアドレス変換部309からアドレステーブル情報照会を受信したアドレステーブル保持部304は、アドレステーブルを検索し、共通サービス用ネットワーク内IPアドレスがアドレステーブル情報照会に含まれていた宛先IPアドレスと一致するレコードを抽出し、対応するパケット通信ネットワーク内IPアドレスをアドレステーブル情報応答に含めて、アドレス変換部309に送信する(ステップS307)。
ステップS308の書き換え処理が完了すると、アドレス変換部309はステップS308において宛先アドレスを書き換えた後のパケットを、サービスネットワーク系フローデータ量計測部308に送信する(ステップS309)。
ステップS310でデータ量の計測および課金情報の収集が完了すると、サービスネットワーク系フローデータ量計測部308は、ステップS309で受信したパケットをフロー判定・適用部305に送信する(ステップS311)。
一方、対PDNインターフェース部312は、パケットデータネットワーク40よりパケットを受信した場合、受信したパケットをPDN系フローデータ量計測部311に送信する(ステップS313)。
PDN系フローデータ量計測部311は、データ量の計測および課金情報の収集が完了すると、ステップS313で受信したパケットをフロー判定・適用部305に送信する(ステップS315)。
図5は、フローテーブル保持部306が保持するフローテーブルの内容の一例を示す図である。このフローテーブルは、ルーティングにおけるフロー形成上の規約を規定する。
フロー判定・適用部305は、ステップS317で、フローテーブル保持部306からフローテーブル情報応答を受信した場合、このフローテーブル情報応答にフローテーブルに該当なしを示す情報が含まれているか否かを判定する(ステップS318)。
フローテーブル更新部307は、パケットを受信した場合、そのパケットを解析し、ルーティング先がパケットデータネットワーク、共通サービス用ネットワーク、および、パケット通信ネットワークのいずれになるかを判定する(ステップS320)。
フローテーブル保持部306はフローテーブル更新部307から情報追加を指示された場合、保持するフローテーブルに当該指示に基づき、プロトコル、送信元IPアドレス、送信元ポート番号、宛先IPアドレス、宛先ポート番号、ルーティング先を追加する。そして、追加したプロトコル、送信元IPアドレス、送信元ポート番号、宛先IPアドレス、宛先ポート番号を含むフローテーブル情報通知をフロー判定・適用部305に送信する(ステップS322)。
フロー判定・適用部305からパケットを受信したサービスネットワーク系フローデータ量計測部308は、既述のように、フローのデータ量と共に、宛先IPアドレス、送信元IPアドレス、プロトコル種別、宛先ポート番号、送信元ポート番号など、パケットの課金に必要な情報を収集する(ステップS325)。
ステップS326でサービスネットワーク系フローデータ量計測部308からパケットを受信したアドレス変換部309は、受信したパケットの送信元IPアドレスを含むアドレステーブル情報照会を、アドレステーブル保持部304へ送信する(ステップS327)。
ステップS329のIPアドレス書き換え処理が完了した場合、アドレス変換部309はステップS329で送信元アドレスを書き換えた後のパケットを、対共通サービス用ネットワークインターフェース部310に送信する(ステップS330)。
フロー判定・適用部305は、ステップS323においてルーティング先の情報が共通サービス用ネットワークでないと判定した場合、このルーティング先の情報がパケットデータネットワークであるか否かを判定する(ステップS331)。
フロー判定・適用部305からパケットを受信したPDN系フローデータ量計測部311は、既述のように、フローのデータ量と共に、宛先IPアドレス、送信元IPアドレス、プロトコル種別、宛先ポート番号、送信元ポート番号など、パケットの課金に必要な情報を収集する(ステップS333)。
フロー判定・適用部305は、このルーティング先の情報がパケット通信ネットワークであった場合、対パケット通信ネットワークインターフェース部301へパケットを送信する。
対パケット通信ネットワークインターフェース部301はフロー判定・適用部305からパケットを受信した場合、前記パケットをパケット通信ネットワーク20経由で端末装置10へ送信する(ステップS336)。
このため、それぞれのパケットデータネットワーク41,42向けに共通サービス用ネットワーク50を複数構築せずに済ませることができ、通信システム全体として構成の複雑化を回避し低コスト化を図ることが可能である。また、それぞれのパケットデータネットワーク41,42で使用しているIPアドレス帯域同士に重複があっても、端末装置10と共通サービス用ネットワーク50、およびパケットデータネットワーク41,42と共通サービス用ネットワーク50の組み合わせそれぞれにおいてIPアドレス帯域が重複していなければよい。
次に、本発明の他の実施の形態について図面を参照して説明する。
図6は、本発明の他の実施の形態としてのゲートウェイ装置を表すブロック図である。
図6において、既述の図2のゲートウェイ装置との対応部には同一の参照符号が附されている。
図6のゲートウェイ装置30は、対パケット通信ネットワークインターフェース部(第1のインターフェース部。図中、第1のI/F部と併記)301、呼制御部302、アドレステーブル更新部303、アドレステーブル保持部304、フロー判定・適用部305、フローテーブル保持部306、フローテーブル更新部307、サービスネットワーク系フローデータ量計測部308、アドレス変換部309、対共通サービス用ネットワークインターフェース部(第3のインターフェース部。図中、第3のI/F部と併記)310、PDN系フローデータ量計測部311、および、対PDNインターフェース部(第2のインターフェース部。図中、第2のI/F部と併記)312を含んで構成されている。
第2のインターフェース部312は、パケットデータネットワーク40(図1)とのインターフェース部を構成している。
第3のインターフェース部310は、共通サービス用ネットワーク50(図1)とのインターフェース部を構成している。
図7は図6のゲートウェイ装置におけるDNSテーブル保持部313に保持されているDNSテーブルの内容を例示する図である。図示のように、DNSテーブル保持部313はDNSテーブルを保持し、このDNSテーブルにホスト名とこれに対応するIPアドレスとのペアが登録されている。
このルーティング制御部330aによって、第1のインターフェース部301と第2のインターフェース部302との間でのフローであるパケットデータネットワーク系フローと、第1のインターフェース部301と第3のインターフェース部との間でのフローであるサービスネットワーク系フローと、を分離したルーティングが実行される。
図8のシーケンスチャートにおいて、既述の図3と同様に、対パケット通信ネットワークインターフェース部301が、パケット通信ネットワーク20を経由して端末装置10からのパケットを受信する(ステップS312)。
ステップS312−1における判定が真である場合には、DNSクエリーに設定されていたホスト名を含むDNSテーブル情報照会をDNSテーブル保持部313へ送信する(ステップS312−2)。
フロー判定・適用部305はS312−4の判定の結果、DNSテーブル情報なしではないと判定した場合、該DNSテーブル情報応答に含まれるIPアドレスに基づいてDNSレスポンスパケットを生成する(ステップS312−5)。
以上に図6ないし図8を参照して説明したゲートウェイ装置では、端末装置上で動作するアプリケーションにおいて特定のホスト名あての通信が要求された際に、共通サービス用ネットワーク向けの通信とすることが可能となる。
また、同じ機能を持つ共通サービス用サーバをパケットデータネットワークの数分個別に設置することを要せず、通信システム全体として構成の簡素化と低コスト化を図ることができる。
10……………………………端末装置
20……………………………パケット通信ネットワーク
30(31,32)…………ゲートウェイ装置
40(41,42)…………パケットデータネットワーク
50……………………………共通サービス用ネットワーク
301…………………………対パケット通信ネットワークインターフェース部
302…………………………呼制御部
303…………………………アドレステーブル更新部
304…………………………アドレステーブル保持部
305…………………………フロー判定・適用部
306…………………………フローテーブル保持部
307…………………………フローテーブル更新部
308…………………………サービスネットワーク系フローデータ量計測部
309…………………………アドレス変換部
310…………………………対共通サービス用ネットワークインターフェース部
311…………………………PDN系フローデータ量計測部
312…………………………対PDNインターフェース部
313…………………………DNSテーブル保持部
330…………………………ルーティング制御部
Claims (10)
- パケット通信ネットワークを介して、一の端末装置から、同時には接続できない複数のパケットデータネットワークのうちの任意の一のパケットデータネットワークと前記複数のパケットデータネットワークに共通のサービスネットワークとの双方のネットワークに対して、当該一の端末装置との同時接続を可能にするゲートウェイ装置であって、
前記パケット通信ネットワークとのインターフェース部を成す第1のインターフェース部と、
前記一のパケットデータネットワークとのインターフェース部を成す第2のインターフェース部と、
前記サービスネットワークとのインターフェース部を成す第3のインターフェース部と、
前記第1のインターフェース部と前記第2のインターフェース部との間でのフローであるパケットデータネットワーク系フローと前記第1のインターフェース部と前記第3のインターフェース部との間でのフローであるサービスネットワーク系フローとを分離したルーティングを行うルーティング制御部と、
を備えていることを特徴とするゲートウェイ装置。 - 前記パケットデータネットワーク系フローのデータ量と前記サービスネットワーク系フローのデータ量とを分離して計測するフローデータ量計測部を備えていることを特徴とする請求項1に記載のゲートウェイ装置。
- 前記ルーティング制御部は、フロー形成上の規約を規定するフローテーブルに基づいてルーティングを行うことを特徴とする請求項1または2の何れか一項に記載のゲートウェイ装置。
- 当該一の端末装置から前記パケット通信ネットワークを介して受信したパケットに適合するフロー形成上の規約が前記フローテーブルに規定されていないときには、当該パケットに適合するフロー形成上の規約を新たに規定するフローテーブル更新手段を備えていることを特徴とする請求項3に記載のゲートウェイ装置。
- 前記フローテーブル更新手段は、シグネチャマッチング処理を含み得るDPI(Deep Packet Inspection)処理を行うためのシグネチャ情報と、前記シグネチャ情報に該当するユーザパケットを前記一のパケットデータネットワークまたは前記複数のパケットデータネットワークに共通のサービスネットワークである共通サービス用ネットワークのいずれにルーティングするかを示すルーティング情報とを保持し、且つ、前記シグネチャ情報を用いて単一または複数の連続したパケットのボディ部に対してDPI処理を施すことによって当該パケットが属するフローに対応するルーティング情報を、フローテーブルに記録することを特徴とする請求項4に記載のゲートウェイ装置。
- 前記ルーティング制御部により前記複数のパケットデータネットワークに共通のサービスネットワークである共通サービス用ネットワークに送信されることとなったパケットについて、アドレステーブルを参照し、前記パケット通信ネットワークにより当該一の端末装置に払い出された送信元アドレスを前記共通サービス用ネットワーク内で用いる送信元アドレスに変換し、且つ、前記共通サービス用ネットワークから受信したパケットについて、前記アドレステーブルを参照し、該受信したパケットの宛先アドレスを前記パケット通信ネットワーク内で用いる宛先アドレスに変換するアドレス変換手段を備えたことを特徴とする、請求項1ないし5の何れか一項に記載のゲートウェイ装置。
- 前記ルーティング制御部は、前記パケット通信ネットワークを経由して当該一の端末装置から受信したパケットがDNS(Domain Name System)に関するパケットであった場合、当該パケットにより問い合わせが行われているホスト名とDNSテーブルを照合し、前記DNSテーブルに該当するホスト名が存在した場合は前記DNSテーブルにおけるIPアドレスを前記パケット通信ネットワーク経由で当該一の端末装置へ、前記問い合わせに対する応答として返信することを特徴とする請求項1ないし6の何れか一項に記載のゲートウェイ装置。
- 前記ゲートウェイ装置が、GGSN(Gateway GPRS Support Node)、P-GW(PDN Gateway)、および、ASN-GW(Access Service Network Gateway)の何れかの形態を採ることを特徴とする請求項1ないし7の何れか一項に記載のゲートウェイ装置。
- パケット通信ネットワークと、一の端末装置から前記パケット通信ネットワークを介して排他的に一のものが接続可能な複数のパケットデータネットワークと、前記複数のパケットデータネットワークに共通のサービスネットワークと、前記複数のパケットデータネットワークのうち該当する一のパケットデータネットワークと前記サービスネットワークとの双方のネットワークに対して当該一の端末装置との同時接続を可能にするゲートウェイ装置と、
を含んでいることを特徴とする通信システム。 - 前記パケット通信ネットワークが、GPRS(General Packet Radio Service)、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)、FTTH(Fiber To The Home)、ISDN(Integrated Services Digital Network)、および、PSTN(Public Switched Telephone Network)の何れかであることを特徴とする請求項9に記載の通信システム。
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