JP5967601B2 - Ｉｄ／ロケータ分離に基づくネットワークのマルチホーミング環境におけるリンク障害検出および正常動作中のリンクへのセッション切り替えの方法 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークにおける障害検出および障害回復の方法に関し、よって、本発明は、情報通信技術の技術分野のものである。

通信サービスを、耐故障性、負荷分散、高帯域幅、および費用効果的接続性で強化するために、ネットワークにおいてマルチホーミング構成が好んで選択されている。ホストマルチホーミングとサイト（またはエッジネットワーク）マルチホーミングの２種類のマルチホーミング構成が可能である。ホストマルチホーミングでは、ホスト、すなわちエンドノードが２つ以上のインターフェースを保有し、各インターフェースはアクセスリンクと接続されている。ホストは、負荷分散および費用効果性を目的として、通信用のリンクのうちのいずれも使用することができる。同様に、サイトマルチホーミングでも、サイトまたはエッジネットワークが、２つ以上の上流側リンクを介して１または複数の上位レベルの中継ネットワークに接続される。マルチホームサイトから／マルチホームサイトへのトラフィックは、復元力、負荷分散、および帯域幅の増加を目的として、任意の上流側リンクを通過することができる。

インターネットにおけるホストマルチホーミングの手法およびサイトマルチホーミングの手法は、どちらも、いくつかの限界を有する。ホストマルチホーミングは耐故障性をサポートすることができない。というのは、ホストは、進行中のセッションによって使用されているリンクがダウンした場合（またはリンクが切断され、もしくはリンクに障害が発生した場合）に、セッションが切断されないよう保護することができないからである。この問題は、リンクと関連付けられたＩＰアドレスが、アプリケーション層およびトランスポート層におけるセッション識別子（すなわち、ソケット識別子）としてと、ホストの位置を指示し、ホストへ向けてパケットを転送するためのネットワーク層におけるロケータとしての２つの役割において使用されているという理由によるものである（非特許文献１）。ホストが、セッションに現在使用されているリンクにおける故障のために、現在使用されているリンクを別のリンクに変更すると、セッションＩＤとロケータの両方が同時に無効になり、セッションは切断される。同様に、サイトマルチホーミングも、デフォルトフリーゾーン（ｄｅｆａｕｌｔ−ｆｒｅｅ ｚｏｎｅ（ＤＦＺ））ＢＧＰルータの経路表サイズを増大させることにより、インターネットの拡張にマイナスに寄与している。というのは、サイトマルチホーミングは、（ＤＦＺ）ＢＧＰルータに、同じサイトのための複数の経路を記憶させるからである（非特許文献２）。ホストマルチホーミングおよびサイトマルチホーミングのこれらの限界を克服するために、近年、ＩＤ／ロケータ分離概念に基づくいくつかのソリューションが提案されている（非特許文献３、４および５）。

ＩＤ／ロケータ分離に基づくソリューションは、ＩＤとロケータとに別個の番号を使用し、その場合、ＩＤはトポロジに依存しない値であり、ロケータはトポロジに依存する値である。ＩＤは、アプリケーション層およびトランスポート層において、ソケット、セッション、またはエンドホストを識別するのに使用され、ロケータは、ネットワーク層において、ネットワークトポロジにおけるホストの位置を指示し、経路制御システムにおいてパケットを転送するのに使用される。ロケータは、リンクと関連付けられ、ホストがそのリンクを切り換え、またはネットワークにおけるリンクの接続点を変更するときに変化するはずである。

関連文献において、Ｓｈｉｍ６（非特許文献３）は、マルチホームホストが、ＩＰアドレスのうちの１つをアプリケーション層およびトランスポート層における上位層ＩＤ（ｕｐｐｅｒ−ｌａｙｅｒ ＩＤ（ＵＬＩＤ））として使用することを可能にし、このＵＬＩＤは、たとえネットワーク層で経路制御に使用されるロケータが変化したとしても、不変のままである。通信セッションは、たとえ現在使用されているリンクにおける故障のためにホストがそのリンク（またはロケータ）を切り替えた場合でさえも、維持される。ＩＰ経路制御副層の上に挿入されるｓｈｉｍ層が、リンクでの故障が発生した場合に、固定ＵＬＩＤを様々なロケータに動的にマップすることによってロケータ変更を隠す。同様に、ロケータ／ＩＤ分離プロトコル（Ｌｏｃａｔｏｒ／ＩＤ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＬＩＳＰ））（非特許文献４）もＩＤ／ロケータ分離の概念を使用するが、ＬＩＳＰは、マルチホーミングにおける障害検出および障害回復に関して記述していない。ＬＩＳＰは、むしろ、デフォルトフリーゾーン（ＤＦＺ）経路表のサイズおよび更新頻度を低減することに着目したものである。Ｓｈｉｍ６およびＬＩＳＰは、マルチホーミングおよび経路制御拡張性の問題への対処に着目したものであるが、ＨＩＭＡＬＩＳ（非特許文献５）は、エッジネットワークにおいて異なるネットワーク層プロトコルを使用することのできる、異種ネットワークにおけるマルチホーミングおよびモビリティのより優れたサポートのための共通のアーキテクチャフレームワークを提示している。

以前の特許（特許文献２）は、ＩＤ／ロケータ分離に基づくネットワークのモビリティ機構を規定するものであったが、本発明は、ネットワークのマルチホーミング環境においてリンク障害を検出し、通信セッションを別の正常動作中のリンクへ切り替える障害検出および回復機構を規定するものである。この機構は、ホストと呼ばれるユーザ機器において単独で実装することもでき、ホストとゲートウェイの両方で実装することもでき、ホスト、ゲートウェイおよびエッジルータにおいて一緒に実装することもできる。すなわち、この機構は、ホスト、ゲートウェイ、およびエッジルータが、リンク層トリガを用いて、ホスト、ゲートウェイ、およびエッジルータに直接接続されたリンク内の障害を検出することを可能にする。ゲートウェイまたはエッジルータは、セッションが受けることになる悪影響が可能な限り少なくなるようなやり方でホストが他の利用可能なリンクを介してパケットを迅速に経路指定することができるように、ゲートウェイおよびエッジルータの周囲環境におけるリンク障害に関する情報を提供することによってホストを支援する。ホスト、ゲートウェイおよびエッジルータに直接接続されていないリンクの障害、またはゲートウェイもしくはネットワーク輻輳の問題によって生じた障害を検出するために、本発明は、２つのタイマ（プローブタイマおよびキープアライブタイマ）を用いた、ホストにおけるパケット送信インスタンスおよびパケット受信インスタンスの連続したモニタリングに基づく機構を規定する。パケットが指定のタイムアウト以内に送信されず、または受信されない場合には、この機構は、プローブプロセスを開始して、障害の位置を指示し、代替の到達可能な経路を探索し、セッションを最適な到達可能な経路へ切り替える。

特開２００８−３１２１９１号公報は、日本国特許出願第２００７−１３１０３０号に基づく優先権を主張するものであり、ノード名またはホスト名およびＩＤを形成する方法、ＩＤ／ロケータ分離ネットワークアーキテクチャのプロトコルスタック、ＩＤ／ロケータ分離に基づく通信初期設定プロセス、ならびにＩＤ／ロケータ分離をサポートする階層ネットワーク構造を記述している。

特開２００８−３１２１９１号公報 特開２０１２−２４８９６６号公報

Ｊ．Ｓａｌｔｚｅｒ，「Ｏｎ ｔｈｅ ｎａｍｉｎｇ ａｎｄ ｂｉｎｄｉｎｇ ｏｆ ｎｅｔｗｏｒｋ ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎｓ」，ＲＦＣ １４９８，Ａｕｇ．１９９３ Ｄ．Ｍｅｙｅｒ，Ｌ．Ｚｈａｎｇ，ａｎｄ Ｋ．Ｆａｌｌ，「Ｒｅｐｏｒｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ＩＡＢ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ ｒｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ」，ＲＦＣ ４９８４，Ｓｅｐ．２００７ Ｅ．Ｎｏｒｄｍａｒｋ ａｎｄ Ｍ．Ｂａｇｎｕｌｏ，「Ｓｈｉｍ６： Ｌｅｖｅｌ ３ ｍｕｌｔｉｈｏｍｉｎｇ ｓｈｉｍ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ ＩＰｖ６」，ＲＦＣ ５５３３，Ｊｕｎｅ ２００９ Ｄ．Ｆａｒｉｎａｃｃｉ，Ｖ．Ｆｕｌｌｅｒ，Ｄ．Ｍｅｙｅｒ，ａｎｄ Ｄ．Ｌｅｗｉｓ，「Ｌｏｃａｔｏｒ／ＩＤ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＬＩＳＰ）」，Ｉｎｔｅｒｎｅｔ−Ｄｒａｆｔ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｉｄ／ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｌｉｓｐ−２３．ｔｘｔ，Ｍａｙ ２０１２ Ｖ．Ｐ．Ｋａｆｌｅ ａｎｄ Ｍ．Ｉｎｏｕｅ，「ＨＩＭＡＬＩＳ： Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ ｉｎｃｌｕｓｉｏｎ ａｎｄ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ａｄａｐｔａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｌｏｃａｔｏｒ ＩＤ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｎｅｗ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ」，ＩＥＩＣＥ Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｍｕｎ．，ｖｏｌ．Ｅ９３−Ｂ，ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ ２０１０

本発明は、通信機器（ホストおよびゲートウェイ）に直接接続された、またはこれらの機器間の経路に存在するリンクの障害を検出するための機構を規定するものである。また本発明は、障害が発生した場合に通信セッションを回復するための機構も規定するものである。

Ｓｈｉｍ６プロトコルは、利用可能なＩＰｖ６アドレスのうちの１つを上位層ＩＤとして使用するためのマルチホーミング・サポート・プロトコルを規定し、この上位層ＩＤは、たとえネットワーク層で使用されるＩＰアドレスが障害のために変化する場合でさえも不変のままである。しかし、Ｓｈｉｍ６プロトコルは、リンク障害がどのようにして検出されるかを規定していない。

さらに、Ｓｈｉｍ６プロトコルは、ＩＰｖ６ネットワークについてのみ有効であり、ＩＰｖ４ネットワークについては有効ではない。ＬＩＳＰは、ＩＤ／ロケータ分離の概念に基づくものであるが、リンク障害を迅速に検出し、セッションを別のリンクへ切り替えることに関して規定していない。ＬＩＳＰは、むしろ、デフォルトフリーゾーン（ＤＦＺ）経路表のサイズおよびＢＧＰ経路の更新頻度を低減することに着目したものである。同様に、これまでに特許取得されたＨＩＭＡＬＩＳネットワーク技術も、リンク障害を検出し、セッションを別の正常動作中のリンクへ切り替えることによってセッションを回復するための方法を欠いている。

よって、本発明の１つの目的は、そうした障害を検出し、そうした障害から回復するための方法を提供することである。

上記の問題は、特許請求される発明によって解決される。

本発明の第１の態様は、「ホストのリンク障害の検出および回復」に関するものである。本発明は、ネットワークのための障害検出および障害回復の方法を含む。ネットワークにおいては、ユーザ機器、すなわちホストと、ネットワーク機器、すなわちゲートウェイの両方が、複数のインターフェースまたはリンクを介してネットワークに接続される。ホストは異なるリンクを介して異なるゲートウェイに接続される。第１のホスト、ホストＡは、ＨＧＷ１、すなわちホストＡのゲートウェイのうちの１つを介して、ピアホストである第２のホスト、ホストＢと通信している。ホストＢは、ＨＧＷ４、すなわちホストＢのゲートウェイのうちの１つを介してホストＡと通信している。ホストＡおよびホストＢは、それぞれ、１または複数の他のゲートウェイ、例えば、ＨＧＷ２やＨＧＷ３も有する。ＨＧＷ２およびＨＧＷ３は、ホストＡとホストＢとの間の通信には未だ使用されていないが、ＨＧＷ１（もしくはＨＧＷ４）に接続されたホストＡの（もしくはホストＢの）リンクの障害が検出され、または、ＨＧＷ１（もしくはＨＧＷ４）をエッジルータに接続するＨＧＷ１の（もしくはＨＷＧ４の）上流側リンクの障害が検出され、または障害のあるＨＧＷ１もしくはＨＧＷ４が検出された場合には、使用されることになる。
各ＨＧＷはグローバルネットワークに接続される。すなわち、各ＨＧＷは、グローバルネットワークを介して通信する。

ホストＡは、ホストＡがホストＢと通信していた際に経由したホストＡのリンクの障害を検出する。従来の技術に基づいてそうしたリンク障害を検出することが可能である。例えば、ホストＡが当該リンクを介してホストＢへデータを送信しまたはホストＢからデータを受信することができない場合には、ホストＡは、現在接続されているネットワークへのリンクにリンク障害があると理解し得る。例えば、ホストＡが第１のリンクを介してホストＡのゲートウェイ、ＨＧＷ１と接続されている場合に、ホストＡがリンク障害を検出し、第１のリンクが故障を有することに気づく。ホストＡは、障害のあるリンク、すなわち第１のリンクを介してのみならず、少なくとももう１つのリンクを介してもネットワークに接続されている。ホストＡは、複数のリンクと接続され得る。

ホストＡは、ホストＡの別の正常動作中のリンクを選択する。ホストＡの別のゲートウェイ、ＨＧＷ２は、正常動作中のリンク、すなわち第２のリンクを介してホストＡと接続されている。ホストＡの正常動作中のリンクは第２のリンクと呼ばれる。

次いで、ホストＡは、正常動作中のリンク、すなわち第２のリンクに属するホストＡのグローバルロケータ（Ｇｌｏｂａｌ Ｌｏｃａｔｏｒ（ＧＬｏｃ））、ＧＬｏｃ２を、ホストＡの新しいＧＬｏｃとして選択する。グローバルロケータ（ＧＬｏｃ）は、ネットワークトポロジにおけるホストの位置を表し、ネットワークは、パケットヘッダに存在する宛先ＧＬｏｃを中継ネットワークの経路制御インフラストラクチャにおけるラベルとして使用することにより、あるエッジネットワークから別のエッジネットワークへパケットを転送する。

ホストＡは、ホストＡの他のゲートウェイであるＨＧＷ２において、ホストＡのピアホストであるホストＢのＩＤおよびＧＬｏｃ４を登録する。ＨＧＷ２は、第２のリンクと接続されたゲートウェイであり、またはホストＡの新しい正常動作中のリンクに属する。ＩＤ対ＧＬｏｃマッピングと呼ばれるＩＤおよびＧＬｏｃの登録を行うために、ホストＡは、ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピングを含む登録メッセージをＨＧＷ２へ送信する。ＨＧＷ２は、ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピングをＩＤ表に記憶する。ＨＧＷ２は、１または複数のメモリを有し、よって、ＨＧＷ２は、そうした情報を該ＩＤ表に記憶することができる。

ホストＡは、ホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃ２マッピングを含むロケータ更新メッセージをホストＢへ送信する。ホストＢはホストＢのＩＤ表をホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃ２マッピングで更新する。ここで、ホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃ２マッピングは、ホストＡのＩＤおよび現在のＧＬｏｃであるＧＬｏｃ２の情報を含む。

ホストＢは、ホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃ２マッピングを含むピアホスト登録メッセージを、ホストＢのゲートウェイであるＨＧＷ４へ送信する。次いで、ＨＧＷ４は、ＨＧＷ４のＩＤ表を、ホストＡの新しいＧＬｏｃであるＧＬｏｃ２で更新する。

ホストＡは、ホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングを記憶しているホスト名レジストリ（Ｈｏｓｔ Ｎａｍｅ Ｒｅｇｉｓｔｒｙ（ＨＮＲ））へ、ＨＮＲレコード更新メッセージを送信する。ホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングレコードにおいて、ＨＮＲは、リンク障害に属するＧＬｏｃ１を、正常動作中のリンクに属するＧＬｏｃ２で置換する。

本発明の第１の態様の一例は、ユーザ機器、すなわちホストと、ネットワーク機器、すなわちゲートウェイの両方が、複数のインターフェースまたはリンクを介してネットワークに接続されるネットワークのための障害検出および障害回復の方法であって、ホストは異なるリンクを介して異なるゲートウェイに接続され、第１のホストであるホストＡは、ホストＡのゲートウェイのうちの１つであるＨＧＷ１を介して、第２のホストであるホストＢと通信しており、ホストＢは、ホストＢのゲートウェイのうちの１つであるＨＧＷ４を介してホストＡと通信しており、ホストＡおよびホストＢは、それぞれ、他のゲートウェイ、ＨＧＷ２およびＨＧＷ３も有し、ＨＧＷ２およびＨＧＷ３は、ホストＡとホストＢとの間の通信にはまだ使用されていないが、ＨＧＷ１（もしくはＨＧＷ４）に接続されたホストＡの（もしくはホストＢの）リンクの障害が検出され、または、ＨＧＷ１（もしくはＨＧＷ４）をエッジルータに接続するＨＧＷ１の（もしくはＨＷＧ４の）上流側リンクの障害が検出され、または障害のあるＨＧＷ１もしくはＨＧＷ４が検出された場合には、使用されることになり、この障害検出および障害回復の方法は、
ホストＡがリンク障害を検出するステップと、
ホストＡが、ホストＡの別の正常動作中のリンクおよび正常動作中のリンクを介して接続されたゲートウェイ、ＨＧＷ２を選択するステップと、
ホストＡが、正常動作中のリンクに属するグローバルロケータ（ＧＬｏｃ）を、ホストＡの新しいＧＬｏｃ、ＧＬｏｃ２として選択するステップと、
ホストＡからピアホスト登録メッセージを送信することによってホストＢのＩＤおよびＧＬｏｃ、すなわちＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピングをＨＧＷ２において登録し、ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピングがＨＧＷ２の表に記憶されるステップと、
ホストＡからロケータ更新メッセージを送信することによって、ホストＢを、正常動作中のリンクに属するホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃ２マッピングで更新するステップと、
ホストＢからピアホスト登録メッセージを送信することによって、ホストＢに接続されたＨＧＷ４を、ホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃ２マッピングで更新するステップと、
ホストＡからＨＮＲレコード更新メッセージを送信することによってＨＮＲレコードを更新し、リンク障害に属するＧＬｏｃ１を、ＨＮＲレコードに記憶されたホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃマッピング内の正常動作中のリンクに属するＧＬｏｃ２で置換するステップと
を含む。

第１の態様の好ましい実施形態は、「ＨＧＷの上流側リンク障害の検出および回復」に関するものである。この実施形態は、ホストＡのＨＧＷであるＨＧＷ１が上流側リンク障害を検出するステップと、ＨＧＷ１からホストＡへ、ＧＬｏｃ到達不能メッセージを送信するステップと、をさらに含む。すなわち、ＨＧＷ１は上流側リンク障害を検出する。グローバルネットワークにはエッジルータ（Ｅｄｇｅ Ｒｏｕｔｅｒ（ＥＲ））があり、上流側リンクはＨＧＷ１をＥＲと接続する。ＨＧＷ１は、上流側リンク障害を発見すると、ホストＡへＧＬｏｃ到達不能メッセージを送信する。

第１の態様の好ましい実施形態は、
ＨＧＷ１が上流側リンク障害を検出するステップと、
ＨＧＷ１からホストＡへ、ＧＬｏｃ到達不能メッセージを送信するステップと
をさらに含む。

本発明の第２の態様は、「ＨＧＷまたはＨＧＷ間の経路の障害の検出および回復」に関するものである。

ホストＡおよびホストＢは、２つのタイマ、プローブタイマおよびキープアライブタイマを維持することを通じて、ホストＡおよびホストＢにおけるパケット送信インスタンスおよびパケット受信インスタンスを連続してモニタすることによって、ＨＧＷ１、ＨＧＷ４、またはＨＧＷ１とＨＧＷ４との間の経路における障害を検出する。ホストＡがホストＢへパケットを送信した後で、プローブタイマは開始され、キープアライブタイマは停止される。ホストＡがパケットを受信した後で、キープアライブタイマは開始され、プローブタイマは停止される。キープアライブタイマが指定のキープアライブタイムアウト値に達した場合、パケットが送信され、プローブタイマが指定のプローブタイムアウト値に達した場合、一連のプローブパケットが、各々、前のプローブタイムアウト値の半分の間隔において送信される。ホストＡがホストＡから送信されたプローブパケットに対するいかなる応答も受信しない場合、ホストＡは、以下のステップによる障害検出およびセッション回復を開始する。

ホストＡは、ホストＢの一方のＩＤ対ＧＬｏｃマッピングであるＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピングを含む第１のピアホスト登録メッセージを、ＨＧＷ２へ送信する。ＨＧＷ２は、ホストＡの第２のＨＧＷである。ＧＬｏｃ４は、ホストＢと通信するためにホストＡによって宛先ＧＬｏｃとして現在使用されているホストＢのＧＬｏｃである。

ホストＡは、ホストＢの他方のＩＤ対ＧＬｏｃマッピングであるＩＤ対ＧＬｏｃ３マッピングを含む第２のピアホスト登録メッセージを、ＨＧＷ１へ送信する。ＨＧＷ１はホストＡの第１のＨＧＷである。ＧＬｏｃ３は、ホストＢのＧＬｏｃであるが、ホストＡによるホストＢとの通信のための宛先ＧＬｏｃとしてまだ使用されていない。

ピアホスト登録応答がＨＧＷ２からのみ受信された場合に、ホストＡは、ＨＧＷ１がダウンしていると判定する。

ホストＡがＨＧＷ１とＨＧＷ２の両方からピアホスト登録応答を受信した場合に、ホストＡは、ＨＧＷ４またはＨＧＷ１からＨＧＷ４へ通じる経路が故障を有すると判定する。

本発明の第２の態様の一例は、
２つのタイマ、プローブタイマおよびキープアライブタイマを使用して、ホストＡおよびホストＢにおけるパケット送信インスタンスおよびパケット受信インスタンスを連続してモニタするための機能を有することによって、ＨＧＷ１、ＨＧＷ４、またはＨＧＷ１とＨＧＷ４との間の経路における障害を検出するステップを含み、パケット送信後にプローブタイマは開始され、キープアライブタイマは停止され、パケット受信後にキープアライブタイマは開始され、プローブタイマは停止され、キープアライブタイマが指定のキープアライブタイムアウト値に達した場合、一連のキープアライブパケットが、前のキープアライブタイムアウト値の半分の間隔で送信され、プローブタイマが指定のプローブタイムアウト値に達した場合、一連のプローブパケットが、各々、前のプローブタイムアウト値の半分の間隔において送信され、ホストＡがホストＡから送信されたプローブパケットに対するいかなる応答も受信しない場合、ホストＡは、障害検出およびセッション回復を開始して、
ホストＢの現在使用されているリンクＩＤ対ＧＬｏｃマッピングであるＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピングを含む第１のピアホスト登録メッセージをＨＧＷ２へ送信し、
ホストＢの他方のＩＤ対ＧＬｏｃマッピングであるＩＤ対ＧＬｏｃ３マッピングを含む第２のピアホスト登録メッセージをＨＧＷ１へ送信し、
ピアホスト登録応答がＨＧＷ２からのみ受信された場合に、ホストＡはＨＧＷ１がダウンしていると判定し、
ホストＡがＨＧＷ１とＨＧＷ２の両方からピアホスト登録応答を受信した場合に、ホストＡは、ＨＧＷ４、またはＨＧＷ１からＨＧＷ４へ通じる経路が故障を有すると判定する。

ＨＩＭＡＬＩＳネットワークアーキテクチャは、ホストマルチホーミングとエッジ・ネットワーク・マルチホーミングの両方をサポートするための汎用的フレームワークを提供する。本発明は、ホストのリンク、またはエッジネットワークを中継ネットワークへ接続するゲートウェイのリンクにおいて障害が発生した場合の障害検出およびセッション回復の機構を規定するものである。ホストに、またはゲートウェイに接続されたリンクにおける障害は、それぞれのノードによりリンク層トリガを用いて検出され、ゲートウェイ障害またはリモートリンクにおける障害は、２つの制御タイマであるプローブタイマおよびキープアライブタイマに基づき、ホストによって開始されるシグナリング機構によって検出される。また、エッジルータおよびゲートウェイは、ホストが障害を検出し、回復プロセスを迅速に開始するのを支援する。エッジルータおよびゲートウェイは、正常動作中のリンクを介したホストへのパケット宛先変更を行い、よって、パケット損失を低減し、または完全に回避し、ホストは、回復機構を実行して、障害が発生したリンクから正常動作中のリンクへセッションを切り替える。

図１は、ＨＩＭＡＬＩＳネットワーク構成要素を示す図である。 図２は、ＨＩＭＡＬＩＳネットワークのプロトコルスタックを示す図である。 図３は、パケットフォーマットおよびＩＤヘッダフォーマットを示す図である。 図４は、ホストマルチホーミングのシナリオを示す図である。 図５は、パケットが各ＨＧＷを通過する際にネットワークヘッダにおいてロケータがどのように変化するかを示すパケットフローを示す図である。 図６は、ホストのリンク障害検出および他方のリンクへのセッション切り替えを示す図である。 図７は、ＨＧＷの上流側リンク障害検出およびセッション切り替えを示す図である。 図８Ａは、ＰＴおよびＫＴが、ＰＴおよびＫＴの実行中に減分し続け、ＰＴおよびＫＴの値がゼロに到達すると停止することを示す、障害検出機構の状態機械図である。 図８Ｂは、ＰＴおよびＫＴが、ＰＴおよびＫＴの実行中に減分し続け、ＰＴおよびＫＴの値がゼロに到達すると停止することを示す、障害検出機構の状態機械図である。 図９は、複数のＨＧＷを有するエッジ・ネットワーク・マルチホーミングを示す図である。 図１０は、複数のＨＧＷを有するエッジネットワークにおけるホストリンク障害からの回復を示す図である。 図１１は、ＨＧＷの上流側リンク障害からの回復を示す図である。 図１２は、エッジルータによりサポートされる障害回復を示す図である。

マルチホーミングのためのアーキテクチャ構成要素
図１に、エッジネットワーク、グローバル中継ネットワーク、および論理制御ネットワークからなる、ＨＩＭＡＬＩＳアーキテクチャのネットワーク構成要素を示す。ＨＩＭＡＬＩＳはアーキテクチャの一例であり、特許請求される発明は、ＨＩＭＡＬＩＳアーキテクチャにだけ使用されるよう限定されるものではない。
グローバル中継ネットワークは、高速コアルータおよびエッジルータを含み、エッジネットワークを相互接続する。グローバル中継ネットワークは、グローバルネットワーク層プロトコルにおけるグローバルロケータ（ＧＬｏｃ）空間を使用して、ネットワークトポロジにおけるホストの位置を表し、パケットヘッダ内に存在する宛先ＧＬｏｃを中継ネットワーク経路制御インフラストラクチャにおけるラベルとして使用することによって、あるエッジネットワークから別のエッジネットワークへパケットを転送する。

エッジネットワークは、以下のエンティティ、すなわち、ＨＩＭＡＬＩＳゲートウェイ（ＨＩＭＡＬＩＳ ｇａｔｅｗａｙ（ＨＧＷ））およびホストからなる。エッジネットワークは、セキュリティ強化のための他の構成要素も含んでいてよい。エッジネットワークは、ローカルネットワーク層プロトコルにおいてローカルロケータ（ｌｏｃａｌ ｌｏｃａｔｏｒ（ＬＬｏｃ））空間を使用する。ＬＬｏｃ空間は、中継ネットワークのＧＬｏｃ空間と異なってもよい。例えば、ＩＰｖ６アドレスは、中継ネットワークにおけるＧＬｏｃに使用されることができ、ＩＰｖ４アドレスブロックは、エッジネットワークにおけるＬＬｏｃに使用されることができる。さらに、２つの異なるエッジネットワークが、異なるローカル・ネットワーク・プロトコルおよびＬＬｏｃ空間を使用することもできる。異なるネットワークプロトコルを使用するエッジネットワークに位置するホストは、ＨＧＷを介して相互に通信することができる。例えば、ＩＰｖ４ネットワークに位置するホストは、ＩＰｖ６ネットワークに位置する別のホストと通信することができる。エッジネットワークを中継ネットワーク内のエッジルータに接続するＨＧＷは、パケットヘッダにおいてロケータ変換を行う。ホストは、２つのエッジネットワークに同時に接続され、または単一のインターフェースから２つ以上のＬＬｏｃおよびＧＬｏｃを取得する場合に、マルチホーム接続され得る。ホストはモバイル機器とすることもでき、モバイル機器は、アプリケーションセッションを続行しながら、あるエッジネットワークから別のエッジネットワークへ自由に移動し得る。

論理制御ネットワークは、ホスト名とＩＤ、ロケータと他のパラメータ（セキュリティキーなど）との間のマッピングを記憶し、提供するための、ドメイン名レジストリ（ｄｏｍａｉｎ ｎａｍｅ ｒｅｇｉｓｔｒｙ（ＤＮＲ））およびホスト名レジストリ（ｈｏｓｔ ｎａｍｅ ｒｅｇｉｓｔｒｙ（ＨＮＲ））を含むホスト名解決システムを含む（Ｖ．Ｐ．Ｋａｆｌｅ，Ｒ．Ｌｉ，Ｄ．Ｉｎｏｕｅ，ａｎｄ Ｈ．Ｈａｒａｉ，「Ａｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ＩＤ／ｌｏｃａｔｏｒ ｓｐｌｉｔ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ｆｕｔｕｒｅ ｎｅｔｗｏｒｋ」，Ｐｒｏｃ．ＦｕｔｕｒｅＮｅｔ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ（ｈｅｌｄ ｗｉｔｈ ＩＥＥＥ ＩＣＣ’１２），Ｊｕｎｅ ２０１２）。ＤＮＲは、ドメイン名（例えば、ｉｄｌｄｏｍａｉｎ１．ｃｏｍ）とＨＮＲのＩＤ（例えば、６ｅ６９−６２７４−６９６４−６ｃ３３−３−０−０−３）とロケータ（例えば、１０．１０．１．２）との間のマッピングを記憶し、ＨＮＲは、ホスト名（例えば、ｈｏｓｔａ＃ｉｄｌｄｏｍａｉｎ１．ｃｏｍ）とホストのＩＤ （例えば、６ｅ６９−６２７４−６９６４−６ｃ１１−１−０−０−１）とロケータ（例えば、２００１：ｄｂ８：１：２００：：２）との間のマッピングを記憶する。ＤＮＲレコードは、ＨＮＲが移動式ではないため、ほとんど不変であり、ＤＮＲレコードは、それらのＩＤおよびロケータを長時間にわたって保持する。他方、ＨＮＲレコードは、ホストが、例えば、リンク障害や移動性のためにホストのロケータを変更するときに更新される必要があるため、動的である。ＤＮＲは、ＨＮＲに関する静的レコードのより高速の、拡張可能な取得のために、ＤＮＳに類似した階層構造で編成され、ＨＮＲは、ホストに関する動的レコードのより高速な更新を容易にするために単層構造を有する。
ＤＮＲおよびＨＮＲは、ホスト名解決に際してその役割を有し、ホスト名解決は、ホストがターゲットホストとの通信を開始するときに行われる。ターゲットホストがマルチホーム接続される場合には、ターゲットホスト名に対応する複数のＧＬｏｃが、ＨＮＲに記憶されたレコードの中から問合せ側ホストによって取得される。リンク障害が発生すると、当該リンクと関連付けられたＧＬｏｃは到達不能または利用不能になる。この場合、ターゲットホストは、ＨＮＲレコード更新要求を送信することによって、ＨＮＲレコードから当該ＧＬｏｃを削除させる。よって、ＨＮＲレコード更新は、以下の各項で記述されるマルチホーミング障害検出およびセッション切り替え機構の最後に行われ得る。

ＨＩＭＡＬＩＳネットワークアーキテクチャのプロトコルスタックは図２に示されている。ホストおよびＨＧＷにおけるスタックは、ネットワーク層の上に新しく導入される識別（ＩＤ）層を含む。ホストにおける識別層は以下の機能を実行する。すなわち、ＩＤ表から送信元ＩＤおよび宛先ＩＤおよびロケータを取得し、識別ヘッダを構成し、ロケータをネットワーク層へ提供し、マルチホーミングシグナリングを実行する。ＨＧＷにおいても同様に、識別層は、パケットを転送するために以下の機能を果たす。ＩＤ表から送信元のＩＤ対ロケータマッピングと宛先のＩＤ対ロケータマッピングの両方を取得し、ロケータをネットワーク層へ提供し、ＨＧＷを横切るパケットにおいて新しいネットワークヘッダを作成する。よって、ＨＧＷにおけるＩＤ層は、ＩＤ対ロケータマッピングを提供することによって、ネットワーク層がパケットにおいてネットワークヘッダを変換するのを支援する。中継ネットワークは識別層を持たず、従来のインターネット経路制御インフラストラクチャの場合と同様に、パケットヘッダに存在する宛先ロケータを用いてネットワーク層からパケットを経路制御する。
図３に、アプリケーションデータ、ならびにトランスポートヘッダ、ＩＤヘッダおよびネットワークヘッダを含むパケットフォーマットを示す。（パケットはリンク層ヘッダも含むが、リンク層ヘッダは本発明の障害検出および回復機構の説明で使用されないため、ここでは図示されていない。）これらのヘッダの中で、ＩＤヘッダおよびネットワークヘッダは、マルチホーミングサポートの観点から重要である。ＩＤヘッダは（パラメータの中でも特に）ＩＤを含み、ネットワークヘッダはロケータを含む。ＩＤヘッダは、データ送信元ホストおよび宛先ホストのＩＤを含み、ネットワークヘッダは、ＨＧＷといった中間ノードのロケータを含む。ＩＤヘッダに存在するＩＤはパケットがネットワークを横切る間に変化しないため、それらのＩＤは、ネットワークヘッダ内のロケータを変更するための参照値として使用される。この機能は、マルチホーミングでの障害回復の設計において利用される。ＩＤヘッダは任意選択の部分も含み、この任意選択の部分は、リンク障害から回復するためのロケータ更新に関する情報を搬送するのに使用され得る。

ホストマルチホーミング
図４は、ホストが２つの異なるリンクとマルチホーム接続されるホストマルチホーミングのシナリオを示す。この項では、説明を簡略にするために、各エッジネットワークはシングルホームである、すなわち、単一の上流側リンクを有する単一のＨＧＷを介して中継ネットワークに接続されるものと仮定する。ホストは、エッジネットワークと接続する（またはエッジネットワークにアクセスする）ときに、ホストのＬＬｏｃおよびＧＬｏｃを割り当てられる。ネットワークアクセス中に、ＨＧＷも、ＨＧＷのＩＤ表に、ＨＧＷのエッジネットワークに位置するホストのＩＤ、ＬＬｏｃ、およびＧＬｏｃを記憶する。図では、各ホストが２つのＬＬｏｃを有し、それらのＬＬｏｃは２つの異なるネットワーク層プロトコルに属し得る。例えば、ホストＡのＬＬｏｃ１はＩＰｖ４アドレス（例えば、１０．１０．１．２）であり、ＬＬｏｃ２はＩＰｖ６アドレス（例えば、２００１：ｄｂ８：１：２００：：２）であり得る。同様に、各ホストは２つのＧＬｏｃを有し、それらのＧＬｏｃは、実際には、中継ネットワークのＧＬｏｃ空間（ＩＰｖ４グローバルアドレスまたはＩＰｖ６グローバルアドレスであり得る）から各ＨＧＷの上流側インターフェースへ割り当てられたロケータである。そのため、それぞれのグローバルとして、ホストＡはＧＬｏｃ１およびＧＬｏｃ２を有し、ホストＢはＧＬｏｃ３およびＧＬｏｃ４を有する。

ロケータ。ホストはホストのＨＮＲにすべてのＧＬｏｃを登録する。これらのＧＬｏｃのいずれかが、例えばリンク障害が原因で変更される場合には、ホストは、ＨＮＲが常に最新のＩＤ・ロケータマッピングレコードを記憶し、他の問合せ側ホストに提供することができるように、ＨＮＲレコードをＧＬｏｃの新しい値で更新するために、ＨＮＲレコード更新メッセージを送信する必要がある。

図４において、ホストＡがホストＢと通信しようとする場合、ホストＡはホストＢのホスト名（例えば、ｈｏｓｔｂ＃ｉｄｌｄｏｍａｉｎ２．ｃｏｍ）を知らなければならない。ホストＡは、その場合、ＤＮＲおよびＨＮＲへ名前解決問合せを送信することによって、ホストＢのホスト名を解決してホストＢのＩＤおよびＧＬｏｃにする（ＤＮＲおよびＨＮＲは図示されていない）。ＩＤおよびＧＬｏｃ以外に、ホストＡは、公開鍵やホストＢの証明書といったセキュリティ関連情報も取得し得る。ホストＡは、名前解決によって、ホストＢのＩＤおよび２つのＧＬｏｃ（ＧＬｏｃ３およびＧＬｏｃ４）を取得する。ホストＡは、本発明では規定されないロケータ選択アルゴリズムを用いて、ホストＡ自体のＧＬｏｃとホストＢのＧＬｏｃの適切な対を選択する。図４では、ホストＡのＧＬｏｃ１およびホストＢのＧＬｏｃ４が通信のために選択されているものと仮定している。ホストＢへパケットを送信する前に、ホストＡは、ＨＧＷ１のＩＤ表においてホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングを登録する必要があり、ＨＧＷ１は、この通信セッションのためのホストＡのＧＬｏｃとしてホストＡによって選択されたＧＬｏｃ１のためのデフォルトＨＧＷである。この登録は、ピアホスト、すなわちホストＢのＩＤおよびＧＬｏｃを含むシグナリングメッセージを、ホストＢのための最初のパケットをディスパッチする前に送信することによって明示的に行うこともでき、ホストＢのために送信される最初のパケットのＩＤ任意選択ヘッダにピアホストのＩＤおよびＧＬｏｃを含めることによって暗黙的に行うこともできる。以後、これらの登録選択肢を、それぞれ、明示的ピアホスト登録および暗黙的ピアホスト登録と呼ぶ。ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングを登録する間に、ホストＡは、ホストＢのＧＬｏｃが優位の順にＨＧＷ１のＩＤ表においてソートされ得るように、ホストＢのＧＬｏｃの各々に優位値を割り当てる。ここでは、ホストＡは、ＧＬｏｃ４へＧＬｏｃ３よりも高い優位を割り当てる。明示的登録では、ＨＧＷ１は、ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングをＩＤ表に加え、ホストＡに応答を返す。暗黙的登録では、ＨＧＷ１は、ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングをＩＤ表に加え、パケットを中継ネットワークへ転送する前に、ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングを使用してパケットのネットワークヘッダを変換する。

図５は、パケットがネットワークの異なるセグメントを流れるときのパケットヘッダ内のＩＤおよびロケータを示す。ホストＢへパケットを送信するために、ホストＡは、ネットワーク層ヘッダにおいて、ホストＡのＬＬｏｃ１を送信元ロケータとして、ＨＧＷ１のＬＬｏｃを宛先ロケータとして使用し、ホストＡのＩＤおよびホストＢのＩＤを、識別層ヘッダにおける送信元ＩＤおよび宛先ＩＤとして使用する。ＧＬｏｃはエッジネットワークにおいて経路制御可能ではない（または経路制御システムによって認識されない）ため、パケットのネットワーク層ヘッダにおいては、ＧＬｏｃではなくＬＬｏｃが使用されることに留意されたい。ホストＡは、ホストＢへ送信される最初のパケット（通信初期設定パケットとして知られる）に、すべてのホストＡのＧＬｏｃ（各々優位値を有する）も含める。パケットが到着すると、ＨＧＷ１は、パケットヘッダから、送信元ＩＤおよび宛先ＩＤを読み取り、次いで、ＨＧＷ１のＩＤ表を探索して、宛先ＩＤ対ＧＬｏｃマッピングを見つける。ＩＤ表から取得される最も優先的な宛先ＩＤ対ロケータマッピングを使用して、ホストＡは、送信元および宛先のＬＬｏｃをＧＬｏｃへ変換する。すなわち、ホストＡは、ＧＬｏｃ１およびＧＬｏｃ４を、パケットのネットワーク層ヘッダにおける送信元ロケータおよび宛先ロケータとして使用し、パケットを中継ネットワーク上で転送することになる。パケットは、パケットの宛先ロケータ値、すなわち、ＧＬｏｃ４に基づいて中継ネットワークにおいて経路制御される。パケットがＨＧＷ４に到達すると、ＨＧＷ４は、ＩＤ表を探索して、宛先ＩＤ対ＬＬｏｃマッピングを見つける。ＨＧＷ４は、次いで、ネットワークヘッダのＧＬｏｃ１およびＧＬｏｃ４を、それぞれ、ＨＧＷ４自体のＬＬｏｃおよび（ＩＤ表から取得される）ホストＢのＬＬｏｃ４へ変換し、パケットをホストＢへ転送する。

ホストＢは、ホストＡから受信された最初のパケットからの（優位の順にソートされた）ホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングについて知っている。ホストＢは、明示的ピアホスト登録または暗黙的ピアホスト登録によってホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングをＨＧＷ４のＩＤ表に登録する。ホストＢは、ネットワーク層ヘッダにおいて、ホストＢのＬＬｏｃ１を送信元ロケータとして、ＨＧＷ４のＬＬｏｃを宛先ロケータとして使用し、ホストＢのＩＤおよびホストＡのＩＤを、識別層ヘッダにおける送信元ＩＤおよび宛先ＩＤとして使用する。パケットが到着すると、ＨＧＷ４は、パケットヘッダから、送信元ＩＤおよび宛先ＩＤを読み取り、次いで、ＨＧＷ４のＩＤ表を探索して、宛先ＩＤ対ＧＬｏｃマッピングを見つける。ＩＤ表から取得される宛先ＩＤ対ロケータマッピングを使用して、ＨＧＷ４は、送信元および宛先のＬＬｏｃをＧＬｏｃへ変換する。すなわち、ＨＧＷ４は、ＧＬｏｃ４およびＧＬｏｃ１を、パケットのネットワーク層ヘッダにおける送信元ロケータおよび宛先ロケータとして使用し、パケットを中継ネットワーク上で転送することになる。パケットは、パケットの宛先ロケータ値、すなわち、ＧＬｏｃ１に基づいて中継ネットワークにおいて経路制御される。パケットがＨＧＷ１に到達すると、ＨＧＷ１は、ＩＤ表を探索して、宛先ＩＤ対ＬＬｏｃマッピングを見つける。ＨＧＷ１は、次いで、ＧＬｏｃ４およびＧＬｏｃ１を、それぞれ、ＨＧＷ１自体のＬＬｏｃおよび（ＩＤ表から取得される）ホストＡのＬＬｏｃ１へ変換し、パケットをホストＡへ転送する。このようにして、これら２つのホスト間で交換される後続のパケットは、各ＨＧＷにおいて、ＬＬｏｃからＧＬｏｃへの変換、またはその逆を施される。

通信セッションは、通信経路にある各ホストのリンクまたは各ＨＧＷのリンクのうちの１つがダウンし、続いて、当該リンクに割り当てられたＧＬｏｃまたはＬＬｏｃが到達不能になると、支障を来たす。この場合、マルチホームホストは、セッションが切断されるのを防ぐために、短時間内に、故障したリンクから別の正常動作中のリンクへのリンク間セッション切り替えまたはハンドオーバを実行する必要がある。ダウンするリンクに応じて、ホストは、以下の各項で述べるように、ホスト自体によって、またはＨＧＷおよびエッジルータの助けを借りて、リンク障害の検出後にセッションハンドオーバを実行する。

ホストのリンク障害
ホストのリンクがダウンしている場合、ホストは、ホストのＨＧＷからも、ピアホストからも到達不能になる。例えば、図４において、セッションによって使用されるホストＡのリンクがダウンしている場合、ＬＬｏｃ１は、ＨＧＷ１から到達不能になり、したがって、ホストＡは、ホストＢからＧＬｏｃ１に到達不能になる。この場合、セッションに及ぼすリンク障害の影響を低減するために、障害が発生したリンクから他方の正常動作中のリンクへ可能な限り早くセッションを切り替えるように（図６に示す）以下の機能が実行される。（１）リンク障害を検出し、（２）別の正常動作中のリンクを選択し、ピアホストのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングを新しいＨＧＷ（すなわちＨＧＷ２）に登録し、（３）ホストＢを、ホストＡのＧＬｏｃの新しい優位順で更新し、（４）ＨＧＷ２を介してデータパケットを取得し、（５）障害が発生したリンクと関連付けられたＧＬｏｃを削除することによってＨＮＲレコードを更新する。これらの機能を短時間に実行することにより、ホストは、セッションが切断されるのを防ぐことができる。

（１）ホストは、ホストのインターフェースに直接接続されたリンクが機能しているか機能していないかを、リンク層トリガを用いて容易に検出することができる。

（２）リンク障害検出後に、（ホストが多くのリンクを有する場合には）その他の利用可能なリンクの中から、ホストは、まず、（ＲＦＣ３４８４［８］または［９］で規定されているアルゴリズムといった、ロケータ選択アルゴリズムを用いて）セッションのための適切なリンクを選択する必要がある。図６では、ホストＡには２つのリンクしかないため、ホストＡは、他方の利用可能なリンクを選択するはずであり、他方の利用可能なリンクはローカルロケータとしてＬＬｏｃ２を有し、ＨＧＷ２に接続されている。ＬＬｏｃ２およびＧＬｏｃ２を、それぞれ、セッションのためのローカルロケータおよびグローバルロケータとして使用するのを開始するために、ホストＡは、明示的ピアホスト登録または暗黙的ピアホスト登録を実行することにより、ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃ（ＧＬｏｃ３およびＧＬｏｃ４、ＧＬｏｃ４がより高い優位を有する）マッピングをＨＧＷ２へ登録する。ＨＧＷ２は、ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングをＨＧＷ２のＩＤ表に追加する。

（３）ホストＡは、次いで、明示的ロケータ更新シグナリングメッセージを送信することによって、あるいは、ホストＡの新しいＩＤ対ＧＬｏｃマッピング優位をパケットのＩＤ任意選択ヘッダに含めることによって、ホストＢを、ホストＡのＧＬｏｃの新しい優位順（すなわち、ＧＬｏｃ２はより高い優位にあり、ＧＬｏｃ１はより低い優位、またはゼロ優位にある）で更新する。以後、明示的シグナリングメッセージを送信することによるロケータ更新を明示的ロケータ更新、暗黙的に、ＩＤ対ＧＬｏｃマッピング優位をパケットのＩＤ任意選択ヘッダに含めることによるロケータ更新を暗黙的ロケータ更新と呼ぶ。ホストＢは、ホストＢのＩＤ表を、ホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃ２マッピング優位変更で更新する。ホストは、次いで、明示的ピアホスト登録または暗黙的ピアホスト登録を実行することによって、ＨＧＷ４のＩＤ表を更新する。

（４）次いで、ＨＧＷ４は、新しいマッピングを使用して、ホストＡのＩＤに宛先指定されたパケットをＧＬｏｃ２へ転送する。パケットはＨＧＷ２に到達し、ＨＧＷ２は、ＩＤ表からホストＡのＩＤ／ＬＬｏｃ２マッピングを探索することにより、ネットワーク層ヘッダにおいてＧＬｏｃをＬＬｏｃへ変換することによって、パケットをホストＡのＬＬｏｃ２へ転送する。

（５）ホストＡは、ＨＮＲレコードからＧＬｏｃ１を削除するために、ホストＡのＨＮＲへＨＮＲレコード更新要求を送信する。この機能は、リンク障害検出およびセッション切り替え機構の最後に常に行われる。しかし、簡潔にするために、以下の各図および各段落のテキストからＨＮＲレコード更新シグナリングを省く。

ＨＧＷの上流側リンク障害
ＨＧＷの上流側リンク（すなわち、中継ネットワークに接続されたリンク）がダウンしている場合、ホストは、ピアホストからホストのＧＬｏｃに到達不能になるはずである。しかし、ＨＧＷは、依然として、ローカルホストからはＨＧＷのＬＬｏｃに到達可能のままのはずである。例えば、図４において、ホストＡのセッションによって使用されるＨＧＷ１の上流側リンクがダウンしている場合、ＧＬｏｃ１は到達不能になり、したがって、ホストＡは、ホストＢからＧＬｏｃ１に到達不能になるはずである。しかし、ホストＡは、ＨＧＷ１から、または同じエッジネットワークに位置する他のローカルホストからは、ＬＬｏｃ１において到達することができる。

この場合、ＨＧＷ１が、ホストＡがＧＬｏｃの到達不能性を検出することを支援しない限り、ホストＡはＧＬｏｃの到達不能性を知るのに長時間を要するかもしれず、それまでにホストＡのセッションが切断されてしまう可能性がある。したがって、この問題を回避するために、発明者らは、ＨＧＷ通知機構を開発した。この機構では、ＨＧＷ１が、ＨＧＷ１の上流側リンクがダウンしていることを検出すると、ＨＧＷ１は、ＧＬｏｃ１を到達不能ＧＬｏｃとして含む「ＧＬｏｃ到達不能通知」メッセージを構成し、図７において矢印（１）で示すように、このメッセージをホストＡへ送信する。この通知を受信すると、ホストＡは、前述のように機能（２）、機能（３）、および機能（４）を実行することによって、ＧＬｏｃ１からＧＬｏｃ２へのセッション切り替えを実行する。

ＨＧＷ障害
ＨＧＷが故障すると、ＨＧＷのＧＬｏｃとＬＬｏｃの両方が到達不能になり、ＨＧＷは、ＧＬｏｃの到達不能性に関してローカルホストに知らせるためにローカルホストへいかなる通知も送信することができなくなるはずである。この場合、ホストが障害を検出し、短時間に障害から回復することができない場合には、セッションは切断され得る。したがって、発明者らは、後述するように、ＨＧＷ障害の検出および回復の機構を開発した。

１）障害検出
ＨＧＷ障害検出機構は、ホスト・プロトコル・スタックの識別層において２つのタイマ（キープアライブタイマおよびプローブタイマ）を維持することによってパケット受信イベントおよびパケット送信イベントをモニタすることに基づいている。これら２つのタイマは、相互排他的であり、すなわち、一度に一方だけが実行されている。図８に、障害検出の動作の状態機械図を示す。初期状態では、両方のタイマがオフに設定されている。ホストがパケットを送信すると、ホストは（キープアライブタイマが実行中であった場合には）キープアライブタイマを停止し、プローブタイマを開始する。プローブタイマがすでに開始されていた場合には、ホストは、タイマのいかなる変更も行わない。ホストがパケットを受信すると、ホストは、（プローブタイマが実行中であった場合には）プローブタイマを停止し、キープアライブタイマを開始する。キープアライブタイマがすでに開始されていた場合には、ホストは、タイマのいかなる変更も行わない。

キープアライブタイマがキープアライブタイムアウト秒（その値は、通信初期設定段階において折衝される）に達すると、ホストは、ピアホストへキープアライブパケットを送信し、そのキープアライブタイマを低減されたキープアライブタイムアウト値（前のキープアライブタイムアウトの約１／２になるはずである）に再設定する。キープアライブパケットを受信すると、ピアホストは、（送信すべきアプリケーションデータを有する場合には）ペイロードパケットで、または（送信すべきデータがない場合、もしくはＩＤ層セッションを終了したい場合には）キープアライブパケットで即座にホストに応答することになっている。ホストが、キープアライブパケットの送信後に、データパケットまたはキープアライブパケットを受信した場合、ホストは、そのキープアライブタイマを通常のキープアライブタイムアウトへ戻し、別のキープアライブパケットを送信するためのタイマ満了まで待機する。どちらのホストもアプリケーションデータを有さず、キープアライブパケットだけを交換している場合、どちらかが、障害検出機構を終了するための特殊な種類のキープアライブ（すなわちキープアライブ終了）パケットを発行し得る。次いで、両方のタイマが両方のホストにおいて停止されることになる。ホストが低減されたキープアライブタイムアウト以内にホストのキープアライブパケットに対する応答を受信しない場合には、ホストは、別のキープアライブパケットを送信し、キープアライブタイマを、前のキープアライブタイムアウトの１／２に再設定する。ホストが再度いかなる応答も受信しない場合には、ホストは、キープアライブパケットの数が「満了キープアライブカウント最大値」に到達するまで、繰り返しキープアライブパケットを送信し、キープアライブタイムアウト値を低減することになる。ホストは、次いで、キープアライブタイマを停止し、後述するように障害回復段階に入る。

プローブタイマがプローブタイムアウト秒（その値は、通信初期設定段階において折衝される）に達すると、ホストは、プローブパケットを送信し、そのプローブタイマを低減されたプローブタイムアウト値（前のプローブタイムアウトの約１／２になるはずである）に再設定する。プローブパケットを受信すると、ピアホストは、プローブ応答パケットで即座にホストに応答することになっている。ホストがプローブ応答パケットを受信した場合、ホストは、通信経路が依然としてアクティブであることを知り、プローブタイマを停止する。ホストは、次いで、アプリケーション・データ・パケットの送信を再開し、プローブタイマを開始する。しかし、ホストがプローブタイムアウト以内にそのプローブパケットについての応答を受信しない場合には、ホストは、別のプローブパケットを送信し、プローブタイマを、前のプローブタイムアウトの１／２に再設定する。ホストが再度いかなる応答も受信しない場合には、ホストは、プローブパケットの数が「満了プローブカウント最大値」に到達するまで、繰り返しプローブパケットを送信し、プローブタイムアウト値を低減することになる。ピアホストから応答が受信されない場合、ホストは、プローブタイマを停止し、後述するように障害回復段階に入る。

障害回復
障害回復機構は、現在使用されている通信経路における故障したＨＧＷの位置を指示するプロセスから開始する。説明を簡潔にするために、障害回復機構は、図７においてホストＡによって開始されるものと仮定する。故障がホストＡのローカルＨＧＷに起因するものであったかどうか確認するために、ホストは、より高い優位を有するホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃ３マッピング（すなわち、まだセッションに使用されていないホストＢの他のＧＬｏｃ）を含む明示的ピアホスト登録メッセージをＨＧＷ１へ、より高い優位を有するホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピング（すなわち、セッションに現在使用されているＧＬｏｃ）を含む別のピア登録メッセージをＨＧＷ２へ送信する。ホストごとに利用できるＧＬｏｃが３つ以上ある場合には、ホストは、ピアホストと通信するのに使用され得る候補ＧＬｏｃの数を制限する方法（ここでは規定しない）を適用し得る。これらのＨＧＷが動作中である場合、各ＨＧＷは、ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングを各ＨＧＷのＩＤ表に追加し、ホストＡへ応答を送り返すはずである。以下の２つの事例が起こり得る。

事例Ｉ：ピアホスト登録応答がＨＧＷ２からのみ受信され、ＨＧＷ１からは受信されない場合、ホストＡは、ホストＡ自体のＨＧＷ１がダウンしており、ＧＬｏｃ１は到達不能になっているものと想定する。ホストＡは、その場合、より高い優位値を有するＩＤ対ＧＬｏｃ２マッピングを含む明示的ロケータ更新メッセージまたは暗黙的ロケータ更新メッセージを、ＨＧＷ２を介してホストＢへ送信する。ＨＧＷ１からＨＧＷ２へのセッション切り替えのための残りの機能は、前の各段落において機能（３）、機能（４）、および機能（５）で規定したように実行される。

事例ＩＩ：応答がＨＧＷ１とＨＧＷ２の両方から受信される場合、ホストＡは、ホストＡ自体のＨＧＷは良好であり、ホストＢのＨＧＷ４およびＧＬｏｃ４が故障した可能性があるものと想定する。ホストＡは、その場合、故障した可能性のあるＧＬｏｃ４の値を含むプローブパケットを、ＨＧＷ１およびＨＧＷ３を介してホストＢへ送信する。このパケットを受信すると、ホストＢは、ピアホスト登録を行うことによって、ホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングをＨＧＷ３へアップロードし、次いで、ＨＧＷ３を介してホストＡへ応答を送信する。応答を取得した後に、ホストＡは、ＧＬｏｃ３を宛先ＧＬｏｃとして用いて通信を再開する。
このようにして、ローカルＨＧＷおよびリモートＨＧＷにおける故障が特定され、セッションが動作中のＨＧＷを介して再開される。上述の障害検出および回復の方式は、中継ネットワークにおける輻輳または経路障害によって生じた通信セッションの分断を検出するのにも適用可能である。

エッジ・ネットワーク・マルチホーミング
先に各段落で言及したように、エッジマルチホーミングまたはサイトマルチホーミングは、エッジネットワークにおいて複数の上流側リンクを備える単一のＨＧＷを有することによって、または（各々が１もしくは複数の上流側リンクを備える）複数のＨＧＷを有することによって、行うことができる。前者の場合には、障害検出およびセッション回復手順は、前項においてホストマルチホーミングについて規定したように実行される。すなわち、ＨＧＷの１つの上流側リンクに障害がある場合に、ＨＧＷは「ＧＬｏｃ到達不能通知」をホストへ送信し、ホストは、次いで、他方のＧＬｏｃを含むロケータ更新メッセージをピアホストへ送信する。したがって、以下の各段落では、後者のマルチホーミングの場合のみ、すなわち、複数のＨＧＷを有するエッジネットワークと関連付けられる障害検出および回復機構について説明する。

複数のＨＧＷを有するエッジ・ネットワーク・マルチホーミング
エッジネットワークが複数のＨＧＷを介して中継ネットワークに接続される場合、ホストは、ホストの単一のインターフェースを介して論理的にマルチホーム接続されることができ、またはホスト自体の２つ以上のインターフェースを介して物理的にマルチホーム接続されることができる。論理的マルチホームホストは、ダイナミックホスト設定プロトコル（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＤＨＣＰ））といった、ロケータ構成プロトコルによって同じインターフェースに割り当てられた（各々異なるＨＧＷと関連付けられた）複数のＬＬｏｃおよびＧＬｏｃを取得することができる。同様に、物理的マルチホームホストも、ロケータ構成プロトコルを用いて複数のＬＬｏｃ（インターフェースごとに少なくとも１つ）およびＧＬｏｃ（各ＨＧＷから少なくとも１つ）を取得することができる。論理的マルチホームホストの場合には、エッジネットワークの複数のＨＧＷが相互に協働してリンク障害からセッションを回復するが、ホストのリンクがダウンしているときにすべてのＬＬｏｃおよびＧＬｏｃが到達不能になる。これと対照的に、物理的マルチホームホストの場合には、障害が発生したリンクと関連付けられたＬＬｏｃだけが到達不能になり、その他のリンクと関連付けられたホストのＧＬｏｃおよびＬＬｏｃは、到達可能、または動作中のままになるはずである。したがって、エッジ・ネットワーク・マルチホーミングの一般事例として、ここでは、以下に、物理的マルチホームホストのみについての障害検出およびセッション回復機構を説明する。

図９は、各ホストが複数のリンクを介して接続され、エッジネットワークも複数のＨＧＷを介して中継ネットワークに接続される、エッジ・ネットワーク・マルチホーミングのシナリオを示す。エッジネットワークの複数のＨＧＷは、相互に、また各ホストと協働して、障害を検出し、障害から回復する。このシナリオにおいて発明者らは、以下のリンク障害事例を考察する。（ｉ）ホストのリンクの障害、（ｉｉ）ＨＧＷの上流側リンクの障害、（ｉｉｉ）ＨＧＷの下流側リンクの障害、および（ｉｖ）ＨＧＷ自体の障害。前項のホストマルチホーミングの説明において、ＨＧＷの下流側リンク障害について明示的に考察しなかったのだが、その理由は、この事例がＨＧＷ障害と同等であるからである。以下の説明では、図９において、ホストＡは左側のリンクおよびＨＧＷ１を使用して、ＨＧＷ４を介してホストＢと通信しているものとする。通信のパケットフロー経路は、図１０の上部で示されている。

（ｉ）ホストのリンクの障害：前述のように、ホストはホストのリンク層トリガを使用してホストのリンクの障害を検出する。図９では、ホストＡの左側のリンクがダウンしており、ＬＬｏｃ１は到達不能になるものと仮定する。切断されたＨＧＷから送信されるパケットの損失を低減するために、ホストは、ホストの左側のリンクがダウンしていることを検出し次第、（図１０に示すように）ホストの右側のリンクおよびＬＬｏｃ２を使用して、ホストのアクティブなＩＤ／ＬＬｏｃ２マッピングを含むＬＬｏｃ更新メッセージを、ＨＧＷ２を介してＨＧＷ１へ送信する。この要求を受信すると、ＨＧＷ１は、着信するパケットをＬＬｏｃ２へ転送することができるように、ＨＧＷ１のＩＤ表を、ホストＡのローカルロケータとしてのＬＬｏｃ２で更新する。ホストからの発信パケット（図には示されていない）は、同じ経路を逆方向にたどってＨＧＷ１に到達し、そこで、これらのパケットはロケータ変換を施され、中継ネットワークへ転送される。一方、ホストは、そのセッションについてホストのＧＬｏｃをＧＬｏｃ１からＧＬｏｃ２へ変更し、ＨＧＷ２において（明示的な、または暗黙的な）ピアホスト登録を実行し、ホストＢにおいてロケータ更新を実行する。その後、ホストＢからの着信パケットは、ＨＧＷ２に直接（すなわち、ＨＧＷ１を介さずに）到着することになり、ＨＧＷ２は、宛先ロケータフィールドにＬＬｏｃ２を挿入することによってネットワークヘッダを変換し、これらのパケットをホストＡへ転送することになる。

代替の手法では、ＨＧＷ１がＬＬｏｃ更新メッセージを受信すると、ＨＧＷ１は、ＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピングをＨＧＷ２へ転送し得る。ＨＧＷ１は、ＬＬｏｃ更新メッセージに対する返答を送信することによって、ホストＢへこの切り替えについて知らせることができる。この情報を受信すると、ホストは、ＨＧＷ２におけるピアホスト登録を行わなくなり、ロケータ更新をホストＢへ直接送信することができる。
（ｉｉ）ＨＧＷの上流側リンクの障害：この場合には、障害が発生したＨＧＷ、すなわちＨＧＷ１が、（図１１に示すように）ＧＬｏｃ到達不能通知を送信することによって、ローカルホストに、他方のＨＧＷを使用するよう知らせる。ＨＧＷ１は、２つのＨＧＷ間のリンクが動作している場合には、ＨＧＷ１のＩＤ表に記憶されたすべてのＩＤ／ＧＬｏｃマッピングを他方のＨＧＷに切り替えることができる。ＨＧＷ１は、ホストがＨＧＷ２においてピアホスト登録を実行しなくて済むようにフラグを設定することによって、ホストへ送信されるＧＬｏｃ到達不能メッセージにおいてその切り替えに関して指示する（そうでなければ、ホストＡは、明示的ピアホスト登録または暗黙的ピアホスト登録を実行することによって、ホストＢのＩＤ対ＧＬｏｃマッピングをＨＧＷ２にアップロードする必要がある）。ホストは、ピアホストへ、より高い優位値を有するＧＬｏｃ２を含むロケータ更新メッセージを迅速に送信することができる。ピアホストは、ＨＧＷ４が発信パケットの宛先ロケータフィールドにおいてＧＬｏｃ２を使用することになるように、ピアホストのＨＧＷ４へのピアホスト登録を実行して、ＩＤ表をＧＬｏｃ２で更新する。パケットは、ＨＧＷ２に到着し、次いで、ネットワーク層ヘッダにおいてＧＬｏｃからＬＬｏｃへの変換をした後にホストＡへ転送される。ホストＡからの発信パケットは、同じ経路を逆方向にたどる。このようにして、セッションは、上流側リンク障害の場合には、ＨＧＷ１からＨＧＷ２へうまく切り替えられる。

（ｉｉｉ）ＨＧＷの下流側リンクの障害：このリンク障害のシナリオは、先に考察したホストリンク障害のシナリオに幾分か類似したものである。ここでの違いは、ＨＧＷがまず障害に気づき、ホストはしばらくの間障害に気づかない場合があることだけである。ホストは、ホストのパケットを、障害が発生したリンクのところで終わる経路を介して送信し得る。そのため、パケット損失を低減するために、ＨＧＷは、ホストに、可能な限り早く障害について知らせる必要がある。このために、ＨＧＷは、ローカルホストのすべてのＬＬｏｃを記憶する。というのは、あるＬＬｏｃについてはＨＧＷはデフォルトのＨＧＷであり、あるＬＬｏｃについては、ＨＧＷはデフォルトのＨＧＷではないはずだからである。ＨＧＷは、宛先ロケータにおいて、ＨＧＷがそのデフォルトＨＧＷではないホストの他方のＬＬｏｃを使用して、ＨＧＷのＬＬｏｃ到達不能性に関して指示するロケータ到達不能メッセージを送信し、他方のＨＧＷを介してそのメッセージ転送する。このメッセージは、エッジネットワークの経路制御システムによってホストまで経路制御される。ホストは、ホストのＩＤ表を更新し、ＨＧＷ１へパケットを転送するための送信元ロケータとしての故障したＬＬｏｃ、すなわちＬＬｏｃ１の使用を停止する。ホストは、その代わりに、送信元ロケータにおいてＬＬｏｃ２を使用し、データパケットを発信するための宛先ロケータとしてＨＧＷ１のＬＬｏｃを使用する。着信パケットは、同じ経路を逆方向にたどることになる。このようにして、セッションは、セッションに使用される送信元ＧＬｏｃと宛先ＧＬｏｃの対を変更せずに続行し、ピアホストは、障害と無関係のままとされる。

代替として、ホストは、ＨＧＷ１とＨＧＷ２を接続するリンクを介したパケット転送を回避することによって通信経路をより短くするために、ＨＧＷ２へのピアホスト登録およびピアホストでのロケータ更新を実行して、セッションをＨＧＷ１からＨＧＷ２へ完全に切り替えてもよい。しかし、これは、ＨＧＷ２にかかるＩＤ／ロケータマッピングの負担を重くする可能性があり、他方、ＨＧＷ１は完全にアイドル状態になる。そのため、負荷を分担するために、通信経路はわずかに長くなるが、ＨＧＷ１を使用し続けた方がよい場合もある。この場合には、ＨＧＷ２は単に、ＩＤ／ロケータマッピングおよびネットワークヘッダ変換のためのＩＤ層処理を全く行わないルータとして動作するにすぎないことになる。

（ｉｖ）ＨＧＷの障害：ＨＧＷに障害が発生すると、ＨＧＷの下流側リンクと上流側リンクの両方が到達不能になる。したがって、ＨＧＷと関連付けられたホストのＧＬｏｃは到達不能になり、このＧＬｏｃへ送信されるエッジネットワークの外部からのパケットはホストに到達することができない。障害は、前項で規定したパケット受信イベントおよびパケット送信イベントモニタリング法を使用して、ホストによって検出されることができ、または、マルチホーム・エッジ・ネットワークの近隣のＨＧＷによって検出されることができる。近隣のＨＧＷは、２つのＨＧＷを接続するリンクを介した双方向転送検出（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）［１３］といったプロトコルを用いることによって、ホストより早く障害を検出することができる。障害を検出すると、近隣のＨＧＷは、ホストがセッション切り替え手順を迅速に実行することができるように、他方のＨＧＷの障害およびホストへのＧＬｏｃ到達不能性についてホストに知らせる。ホストは、他方の動作中のＨＧＷにおいてピアホスト登録を、ピアホストにおいてロケータ更新を実行し、動作中のＨＧＷを介して通信を再開する。

エッジルータによりサポートされるエッジ・ネットワーク・マルチホーミング
エッジルータは、エッジネットワークを支援して、エッジルータとＨＧＷとの間のリンクの障害を迅速に検出させ、下流側パケットがエッジルータから棄却されるのを回避させることができる。このために、エッジルータは、障害が発生した場合に、エッジルータが下流側パケットを、残りの動作中のＧＬｏｃのうちの１つへ（カプセル化によって）宛先変更することができるように、マルチホーム・エッジ・ネットワークの（異なるＨＧＷに属する）すべてのＧＬｏｃを記憶する。エッジルータは、ＨＧＷによってこれらのＧＬｏｃを提供される。すなわち、ＨＧＷがエッジルータに接続し、エッジルータによって提供されるグローバル・ロケータ・プレフィックスからＧＬｏｃを取得するときに、ＨＧＷもエッジルータに、ＨＧＷに到達するのに使用され得るＨＧＷの代替のＧＬｏｃに関する情報を提供する。例えば、図９では、ＨＧＷ１は、ＧＬｏｃ１に加えてＧＬｏｃ２においてもＨＧＷ１に到達できることがＥＲ１に分かるように、ＨＧＷ１の代替のＧＬｏｃとして、ＥＲ１にＧＬｏｃ２を提供する。

図１２は、ＥＲ１が、ＥＲ１とＨＧＷ１との間のリンクがダウンしていることを検出した場合に、下流側パケットを宛先変更するための手順を示す。ＥＲ１は、ＧＬｏｃ１へ向けられた下流側パケットを、ＧＲＥ［１４］といったプロトコルを使用してカプセル化し、ＧＬｏｃ１およびＧＬｏｃ２を、カプセル化ネットワークヘッダにおいて、それぞれ、送信元ロケータフィールドおよび宛先ロケータフィールドに含めることによって、ＧＬｏｃ１へ向けられた下流側パケットのＥＲ２を介したＨＧＷ２への転送を開始する。これらのパケットを受信すると、ＨＧＷ２は、これらのパケットのカプセル化を解除し、ＨＧＷ２のＩＤ表に記憶されたＩＤ／ＬＬｏｃマッピングを用いてパケットヘッダにおいてＧＬｏｃをＬＬｏｃへ変換する。ＨＧＷ２は、次いで、パケットをＬＬｏｃ２においてホストＡへ転送する。このパケットの受信後に、ホストＡは、ホストＢのＩＤ／ＧＬｏｃ４マッピングをＨＧＷ２のＩＤ表に記憶するために、ＨＧＷ２においてピアホスト登録を実行する。ホストＡは、次いで、ホストＡのＧＬｏｃをＧＬｏｃ１からＧＬｏｃ２に更新するために、ホストＢにおいてロケータ更新を実行する。次いでホストＢは、ホストＡのＩＤへ向けられたデータパケットがＧＬｏｃ２へ転送されることになるように、ホストＡのＩＤ／ＧＬｏｃ２マッピングでＩＤ表を更新するために、ＨＧＷ４へのピアホスト登録を実行する。
このようにして、セッションは、ＧＬｏｃ１からＧＬｏｃ２へスムーズに切り替えられる。

本発明は、ユーザ機器が、様々なネットワーク（例えば、有線ＬＡＮ、ＷｉＦｉ、セルラー、ＷｉＭＡＸ（商標））に接続される２つ以上のネットワークインターフェースを有し得るモバイルネットワークおよび異種ネットワークに適用可能である。ユーザは、その通信に、ＩＰｖ４やＩＰｖ６といった異なるネットワーク層プロトコルを使用し得る任意のネットワークを使用することができる。よってユーザは、最適なネットワークを選択するための選択肢を持つことができる。通信中に、（例えば、無線接続またはモビリティにおける混乱が原因で）現在通信に使用されているリンクに問題が生じた場合、機器は、リンク障害を迅速に検出し、通信セッションを別の正常動作中のリンクへ切り替える。このようにして、ユーザは、リンク障害にもかかわらず常に最適な通信サービスを受けることができる。例えば、スマート・モバイル・フォンまたはラップトップコンピュータを持つユーザは、たとえユーザが現在通信に使用されているリンクにおいて問題を有する場合でさえも、ネットワークに接続されたままでいられる。ユーザは、無線ＬＡＮ（ＷｉＦｉ）ネットワークからＷｉＭＡＸネットワークまたはセルラーネットワークへスムーズに移動することができる。

Claims (3)

1. ユーザ機器であるホストと、ネットワーク機器であるゲートウェイの両方が、複数のインターフェースまたはリンクを介してネットワークに接続される前記ネットワークのための障害検出および障害回復の方法であって、
   前記ホストは異なるリンクを介して異なるゲートウェイに接続され、第１のホストであるホストＡは、ホストＡのゲートウェイのうちの１つであるＨＧＷ１を介して、第２のホストであるホストＢと通信しており、ホストＢは、ホストＢのゲートウェイのうちの１つであるＨＧＷ４を介してホストＡと通信しており、ホストＡおよびホストＢは、他のゲートウェイであるＨＧＷ２およびＨＧＷ３をそれぞれ有し、ＨＧＷ２およびＨＧＷ３は、ホストＡとホストＢとの間の前記通信には未だ使用されていないが、ＨＧＷ１（もしくはＨＧＷ４）に接続されたホストＡの（もしくはホストＢの）リンクの障害が検出され、または、ＨＧＷ１（もしくはＨＧＷ４）をエッジルータに接続するＨＧＷ１の（もしくはＨＷＧ４の）上流側リンクの障害が検出され、または障害のあるＨＧＷ１もしくはＨＧＷ４が検出された場合には、使用されることになり、前記ネットワークのための障害検出および障害回復の方法は、
   ホストＡがリンク障害を検出するステップと、
   ホストＡが、ホストＡの別の正常動作中のリンクおよび前記正常動作中のリンクを介して接続されたゲートウェイであるＨＧＷ２を選択するステップと、
   ホストＡが、前記正常動作中のリンクに属するグローバルロケータ（Ｇｌｏｂａｌ Ｌｏｃａｔｏｒ（ＧＬｏｃ））を、ホストＡの新しいＧＬｏｃであるＧＬｏｃ２として選択するステップと、
   ホストＡからピアホスト登録メッセージを送信することによって、ホストＢのＩＤおよびＧＬｏｃであるＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピングをＨＧＷ２において登録し、ホストＢの前記ＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピングがＨＧＷ２の表に記憶されるステップと、
   ホストＡからロケータ更新メッセージを送信することによって、ホストＢを、前記正常動作中のリンクに属するホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃ２マッピングで更新するステップと、
   ホストＢからピアホスト登録メッセージを送信することによって、ホストＢに接続されたＨＧＷ４を、ホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃ２マッピングで更新するステップと、
   ホストＡからＨＮＲレコード更新メッセージを送信することによって前記ＨＮＲレコードを更新し、前記リンク障害に属するＧＬｏｃ１を、ＨＮＲレコードに記憶されたホストＡのＩＤ対ＧＬｏｃマッピング内の前記正常動作中のリンクに属するＧＬｏｃ２で置換するステップとを含む、
   ネットワークのための障害検出および障害回復の方法。
2. ＨＧＷ１が上流側リンク障害を検出するステップと、
   ＨＧＷ１からホストＡへ、ＧＬｏｃ到達不能メッセージを送信するステップとをさらに含む、
   請求項１に記載のネットワークのための障害検出および障害回復の方法。
3. プローブタイマおよびキープアライブタイマの２つのタイマを使用してホストＡおよびホストＢにおけるパケット送信インスタンスおよびパケット受信インスタンスを連続してモニタするための機能を有することによって、ＨＧＷ１、ＨＧＷ４、またはＨＧＷ１とＨＧＷ４との間の経路における障害を検出するステップをさらに含み、
   パケット送信後に前記プローブタイマは開始され、前記キープアライブタイマは停止され、パケット受信後にキープアライブタイマは開始され、プローブタイマは停止され、前記キープアライブタイマが指定のキープアライブタイムアウト値に達した場合、一連のキープアライブパケットが、前記先のキープアライブタイムアウト値の半分の間隔で送信され、前記プローブタイマが指定のプローブタイムアウト値に達した場合、一連のプローブパケットが、各々、前記先のプローブタイムアウト値の半分の間隔において送信され、ホストＡがホストＡから送信された前記プローブパケットに対するいかなる応答も受信しない場合、ホストＡは、障害検出およびセッション回復を開始し、
   ホストＢの現在使用されているＩＤ対ＧＬｏｃマッピングであるＩＤ対ＧＬｏｃ４マッピングを含む第１のピアホスト登録メッセージをＨＧＷ２へ送信し、
   ホストＢの他方のＩＤ対ＧＬｏｃマッピングであるＩＤ対ＧＬｏｃ３マッピングを含む第２のピアホスト登録メッセージをＨＧＷ１へ送信し、
   ピアホスト登録応答がＨＧＷ２からのみ受信された場合に、ホストＡはＨＧＷ１がダウンしていると判定し、
   ホストＡがＨＧＷ１とＨＧＷ２の両方からピアホスト登録応答を受信した場合に、ホストＡは、ＨＧＷ４、またはＨＧＷ１からＨＧＷ４へ通じる前記経路が故障を有すると判定する、
   請求項１に記載のネットワークのための障害検出および障害回復の方法。

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