WO2005032062A1 - レイヤ２移動体ネットワーク - Google Patents

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WO2005032062A1
WO2005032062A1 PCT/JP2003/012128 JP0312128W WO2005032062A1 WO 2005032062 A1 WO2005032062 A1 WO 2005032062A1 JP 0312128 W JP0312128 W JP 0312128W WO 2005032062 A1 WO2005032062 A1 WO 2005032062A1
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WO
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segment
layer
mac
mobile terminal
switch
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/012128
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English (en)
French (fr)
Inventor
Keiichi Shimizu
Akira Okubo
Masahiro Kuroda
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
National Institute Of Information And Communications Technology, Incorporated Administrative Agency
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha, National Institute Of Information And Communications Technology, Incorporated Administrative Agency filed Critical Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4637—Interconnected ring systems

Definitions

  • the present invention relates to a layer 2 mobile network in which an IP sub-network included in the mobile network is large-scale.
  • Non-Patent Document 1 Mopile IP Notion 4 (Mobile IPv4)
  • Mopile IP Version 6 Mobile IPv6
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a mobile network conforming to Mopile IP version 6.
  • a mobile network based on Mopile IP version 6 shown in Fig. 1 (hereinafter referred to as “Mobile IPv6 network”), routers 1 are located at various locations.
  • a certain router 1 is connected to various wireless access points 3 a and 3 b for accommodating the mobile terminal 2.
  • the mobile terminal 2 is accommodated in the wireless access point 3b, but the mobile terminal 2 implements Mobile IPv6.
  • a communication partner terminal 4 for communicating with the mobile terminal 2 is connected to another certain router 1.
  • one wireless access point is generally mapped to one IP subnetwork. That is, FIG. 1 shows a typical example thereof, and the wireless access points 3a and 3b are mapped to the IP subnetwork peaks 5a and 5b, respectively.
  • the home agent 6 is located in the home domain of the mobile terminal 2.
  • the home agent 6 fixedly assigns the mobile terminal 2 an IP address belonging to its home domain (hereinafter referred to as “home address”).
  • the mobile terminal 2 has a care-of address assigned in the IP subnetwork in which the mobile terminal 2 exists, but the correspondence between the two addresses owned by the mobile terminal 2 is always managed by the home agent 6. Have been.
  • the mobile terminal 2 moves across the IP sub-network, and registers the correspondence between the new care-of address and the home address with the home agent 6 at a timing when a new care-of address is allocated in the destination IP sub-network. It is supposed to.
  • This registration process is called an IP address update process.
  • the IP packet is captured by the home agent 6.
  • Home agent 6 forwards the captured IP packet through IP tunnel 7 to the registered care-of address.
  • the mobile terminal 2 Upon receiving the encapsulated IP bucket, the mobile terminal 2 extracts the original IP bucket from the IP header and processes it.
  • the mobility of the mobile terminal 2 is realized by this mechanism.
  • the route optimization is performed by each router 1 and the route optimization path 8 is established.
  • the mobile terminal 2 and the communication partner terminal 4 can communicate with each other via the route optimization path 8. Update this IP address
  • Network technologies such as Cellular IP and HAWAII have been proposed as technologies that complement the Mobile IP network (for example, Non-Patent Document 3).
  • a mobile network is constructed using a special router that learns the correspondence between the IP address of a mobile terminal and the output physical port in the form of a host directory. Since this router uses the host entry to transfer the IP packet, the mobile terminal can use the IP address used in the old IP subnetwork as it is, even if it crosses the IP subnetwork.
  • this mechanism realizes the mobility of mobile terminals and realizes a high-speed handoff mechanism.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a mobile network conforming to the IAPP.
  • the I I subnetwork 10 has layer 2 switches 11 at various locations.
  • a wireless access point 12a is connected to a certain layer 2 switch 11, and a wireless access point 12b is connected to another layer 2 switch 11.
  • a plurality of wireless access points exist in one IP sub-network.
  • the mobile terminal 13 implements Mobile IPv6, but within the IP subnetwork 10, the Mobile IPv6 does not function.
  • Each layer 2 switch 11 has a function of learning and generating a MAC entry, which is a correspondence table between the mobile terminal's MAC (media access control) address and the destination physical port of the MAC frame for the mobile terminal. ing.
  • Mobile terminal 13 When moving from the access point 12a to the wireless access point 12b, the mobile terminal 13 transmits a Re-Association Request to the wireless access point 12b.
  • the wireless access point 12b detects the mobile terminal 13 that has moved, and takes over the context (Move Context) such as the encryption information of the mobile terminal 13 from the wireless access point 12a. At the same time, the wireless access point 12b broadcasts a MAC entry update frame in order to update the MAC entry of the mobile terminal 13 that each layer 2 switch 11 has learned. As a result, the MA entry, which is the location information of the mobile terminal moving between wireless access points, is automatically updated. In the IAPP network, the mobility of mobile terminals is realized by the mechanism described above.
  • Non-Patent Document 2 "Mobility Support in IPv6" D. Johnson et al., IETF Internet Draft draft—ie one mobileip—ipv6, 24.txt, 2003/6, P.15-19
  • Non-Patent Document 3 "IP Micro Mobility Protocols” by Andrew T. Campbell et al., ACM SIGM0BILE Mobile Computer and Communication Review (MC2R), Vol. 4, No. 4, pp 45-54, October 2001.
  • Non-Patent Reference Document 4 "Recommended Practice for Multi-Vendor Access Point Interoperability via an Inter-Access Point Protocol Across Distribution Systems Supporting IEEE 802.11. Operation" IEEE802.llf Working, IEEE P802.11F / D, 2003/1, P. 1-4
  • the Mobile IP network and the IAPP network have the following problems.
  • the IP address of a mobile terminal changes when moving from one access point to another, so the mobile terminal performs IP address update processing between the home agent and the communication partner terminal each time. There is a need. This causes handoff delays and This is a heavy load on the mobile terminal.
  • a Mobile IPv6 network basically, the only node that manages mobility is the home agent, so if the update of the IP address to the home agent is delayed, IP packets may be lost.
  • the access router in addition to the home agent will be a node that manages the movement, and the IP packet delivered incorrectly will be used. It can be forwarded to the correct access router, preventing the loss of IP packets.
  • this method makes the transfer path between the access routers redundant.
  • Rewriting the MA entry means that all nodes perform location management. For this reason, handoff information is immediately reflected in the network, and the problem of bucket loss and redundant paths due to erroneous delivery can hardly occur.
  • the IAPP attempts to update the MA entry by broadcasting the MA entry update frame. If emulation is assumed, the load of the mobility control signaling traffic transmitted by broadcasting becomes a major problem. Independent of the management area of the network Because of the limitations on the scale that can be expanded due to the nature, it is difficult to increase the size of the IP sub-network when mobility is managed by IAPP.
  • the present invention has been made in view of the above, and it is not necessary for a mobile terminal to perform an IP address update process by moving, a high-speed handoff can be performed by updating a MAC entry, and a load of mobile control signaling traffic can be reduced.
  • the purpose is to obtain a Layer 2 mobile network, which is a large-scale IP subnetwork that can be reduced. Disclosure of the invention
  • a layer 2 mobile network as an IP sub-network included in the mobile network includes a plurality of layer 2 switching segments and a core network connecting the plurality of layer 2 switching segments with each other.
  • Each of the Layer 2 switching segments is connected to a plurality of Layer 2 switches for switching a MAC frame based on a MAC address and one or more edge switches of the plurality of Layer 2 switches to accommodate a mobile terminal.
  • Segment weights And characterized in that it is composed of
  • the plurality of Layer 2 switching segments are hierarchically the same layer, one Layer 2 switching segment can be managed independently, and one Layer 2 switching segment can be managed. Can be unaffected by damage to other Layer 2 switching segments. Therefore, a wide area network of a layer 2 mobile network can be realized.
  • optimal movement control can be performed based on the difference in the movement frequency. Be able to apply.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a mobile network compliant with Mopile IP version 6
  • Fig. 2 is a diagram showing a configuration example of a mobile network compliant with IAPP
  • Fig. 3 is a diagram showing the invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration of a layer 2 mobile network according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows a mobile terminal that straddles layer 2 switching segments in the layer 2 mobile network shown in FIG.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a position management route in case of moving
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an operation of controlling a position management route in a destination Layer 2 switching segment shown in FIG.
  • FIG. 6 is a sequence diagram illustrating the operation of controlling the location management path in the source Layer 2 switching segment shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a diagram showing the location on the core network shown in FIG.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a method (part 1) of generating a location management route by broadcasting.
  • FIG. 8 is a flow chart collectively showing the operation of the segment gateway switch in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a frame format showing an example of a MAC update frame specified in the layer 2 switching segment shown in FIG. 3, and
  • FIG. 10 is a layer 2 mobile network according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an operation of generating a location management route in FIG. 11.
  • FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an operation of generating a location management route in FIG. 11.
  • FIG. 11 detects a segment gateway switch belonging to a source layer 2 switching segment in a layer 2 mobile network according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 12 is a sequence diagram for explaining the operation.
  • FIG. 12 is a diagram showing a layer 2 movement according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating the operation of the segment gateway switch in the network.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating the operation of the segment gateway switch in the layer 2 mobile network according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a sequence diagram illustrating an operation for generating a route in the layer 2 mobile network according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a segment diagram for controlling the unicast transfer shown in FIG. Explain the operation of the gateway switch FIG.
  • FIG. 16 is a flow chart.
  • FIG. I6 is a conceptual diagram illustrating an operation for realizing a location management route in the layer 2 mobile network according to the seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a flowchart shown in FIG.
  • FIG. 18 is a sequence diagram illustrating the registration operation to the home segment gateway switch by the anchor method.
  • FIG. 18 is a segment gateway switch that controls generation of a location management path on the core network by the anchor method shown in FIG.
  • FIG. 19 is a sequence diagram for explaining a communication operation between the segment gateway switches by the anchor method shown in FIG. 16, and
  • FIG. 20 is a flowchart for explaining the operation of FIG.
  • FIG. 21 is a sequence diagram illustrating an operation of performing route optimization in a communication process using the anchor method shown in FIG. 21.
  • FIG. 22 is a sequence diagram illustrating an operation for preventing erroneous delivery when the port optimization is performed.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating each layer 2 switching segment in the layer 2 mobile network according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a segment gate switch to which it belongs. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 3 is a conceptual diagram showing a configuration of a layer 2 mobile network according to the first embodiment of the present invention.
  • the layer 2 mobile network shown in Fig. 3 is composed of a relatively large IP subnetwork 30.
  • the IP sub-network 30 has a large number of layer 2 switching segments 31 (31-1 :! to 31-1-10), which are management areas, connected to each other via the ring-shaped core network 32. It is arranged in a form to be.
  • Each layer 2 switching segment 31 is composed of a plurality of layer 2 switches arranged in a tree shape or a ring shape to switch the MAC frame based on the MAC address (referred to as “layer 2 switch group” as appropriate).
  • 3 3 (3 3 1 to 3 3 10)
  • various radio access points 3 4 connected to one or more edge switches of a plurality of layer 2 switches 33 and accommodating mobile terminals, and a plurality of layers.
  • It is composed of a segment gate switch 3 5 (35-:! ⁇ 35-10) having a function of supervising the two switches 3 3 and controlling the communication between the inside and the outside of the layer 2 switching segment 3 1. I have.
  • the segment gate to switch 35 in each layer 2 switching segment 31 is a ring corresponding switch 36 (36a, 36b, 36c, 36d, 36 6 e)
  • the connection between them is established via.
  • a router 37 is provided on the core network 32 so that communication with another IP sub-network (not shown) can be performed via the router 37.
  • the IP sub-network 30 which is a layer 2 mobile network having the above configuration
  • the plurality of layer 2 switching segments 31 are in the same layer in all layers, one layer 2 switching Segments can be managed independently, and one Layer 2 switching segment can be protected from being damaged by another Layer 2 switching segment. Therefore, the area of the Layer 2 mobile network can be widened.
  • the plurality of layer 2 switching segments 31 it is conceivable to assign to a regional division such as a district ⁇ ⁇ or an administrative division in one company.
  • Each of the plurality of Layer 2 switching segments 31 is internally operated in accordance with a standard Layer 2 switching framework.
  • the layer 2 switching segment 31-1 will be described in detail using an example.
  • the mobile terminal is a Mizumi access point in the Layer 2 switching segment 3 1—1 3 4—1 a, 3 4 When moving between 1b, the following operations are performed.
  • the destination wireless access point detects the mobile terminal that has moved by receiving the Re-Association Request, it broadcasts a MAC entry update frame.
  • the layer 2 switches 33-1 receive the learned MAC address of the mobile terminal. And updates the MA entry, which is a correspondence table between the MAC address and the destination physical port in the local layer 2 switch of the frame addressed to the MAC address, and broadcasts the received MA entry update frame according to the rules of the layer 2 switch. .
  • the segment gateway switch 35-1 receives the MAC entry update frame
  • the update of the MA entry held by its own segment gateway switch 35-1 is performed in the same manner as the multiple layer 2 switches 33-1. Power to do that The received MAC entry update frame is not transmitted to the ring-capable switch 36a.
  • the MACent V update frame in the own layer 2 switching segment 3 1 _ 1 passes through the ring-shaped core network 32. It does not flow into other Layer 2 switching segments through the network.
  • signaling traffic for controlling movement is confined within the relevant Layer 2 switching segment and does not flow into other Layer 2 switching segments.
  • signaling traffic can be localized, the area of the Layer 2 mobile network can be widened. Communication within a single layer 2 switching segment 31 is not extended at all, and MAC layer transmission and reception can be performed by normal layer 2 switching.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a position management route when a mobile terminal moves across layer 2 switching segments in the layer 2 mobile network shown in FIG.
  • Figure 4 shows the wireless access voice in the Layer 2 switching segment 31-1. No. 33 44 __ 11 aa 44 00 aa *
  • No. 33 11 Wireless access access within 66 No. 33 44—Management of location when moving under the control of 66 bb The control route is shown. .
  • the position of the location management route is as follows: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 22 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11.
  • a plurality of relay wires arranged in a 1100 pattern 22 A switch 33 33——Radio-free access access via a switch 66 ——————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— It is composed of 44 11 cc and a route route of 66 bb. .
  • the transfer destination is the relay station 22 and the switch is located at switch 33 33--66.
  • the control is performed as shown in FIG. 55.
  • FIG. 55 is a diagram showing the operation of controlling the position and management of the transfer destination at the relay layer 22. The explanation of the sissy sequence diagram
  • the switching operation is performed as follows. An operation is performed. .
  • the new wireless access point, wireless access point 33 44—66 bb is the RRee--AAssssoocciiaattiioonn of RReeqquueesstt
  • the MMAA CC entry entry updated and updated new frame rate is transmitted. Send a broadcast message. . Nanao, the MMAA here
  • the new wireless frame is a wireless access point 33 44——66 bb, a wireless access point No. 33 44 --- 66 bb is stored or moved, or the moving end terminal 44 00 bb The umbrella and the stomach are complete. .
  • a plurality of relays 22 switches 33 33--66 receive and receive the new MMAA CC entry renewal frame, and the mobile terminal that has been learned and learned 44 00 bb's MMAA CC address and here MMAA CC address
  • the new MMAA CC entry renewal frame received and received is sent to the broadcaster in accordance with the rules of the relay switch 22. Send and receive. .
  • a plurality of relays The key switch 3 3-6 re-learns the correspondence between the MAC address of the mobile terminal 40b and the destination physical port of the frame addressed to the MAC address.
  • the segment gateway switch 35-6 when the segment gateway switch 35-6 receives the MAC entry update frame, it updates the MA entry in the same manner as the multiple layer 2 switches 33-6, but the received MAC entry update frame is updated. Is not transmitted to the ring-capable switch 36 d (procedure T 1), and the MAC entry update frame in the own layer 2 switching segment 3 1-6 is transmitted via the ring-shaped core network 32.
  • a unicast path of the position management path 41c is generated by each layer 2 switch 33-1 learning the MAC entry according to the position of the mobile terminal 40b. This learning is performed at the time of handling the MAC entry update frame shown in Fig. 5, and also at the time of the normal data MAC frame from the mobile terminal 40b. In some cases, the MAC entry may be aged at Layer 2 switch 33-1 due to some factors. In this case, the unicast path to the location management route 41c disappears, but a data communication channel equivalent to the location management route 41c can be guaranteed by broadcasting a MAC frame addressed to the mobile terminal 4Ob. .
  • the location management path 41a in the source layer 2 switching segment 31-1 can be generated by controlling, for example, as shown in FIG.
  • FIG. 6 is a sequence diagram illustrating an operation of controlling a position management path in a source Layer 2 switching segment.
  • the wireless access point 34-6b and the layer 2 switch group 33-6 perform the operations described in FIG. 6.
  • the switch 35 _ 6 receives the MA entry update frame
  • the switch 35 _ 6 updates the MAC entry in the same manner as the layer 2 switch group 3 ′ 36, and determines the source segment gateway switch 35 ⁇ 1.
  • Step T2 the received MAC entry update frame is transferred to the ring-compatible switch 36d by the unitycast to the segment gateway switch 35-1.
  • the MAC entry update frame addressed to the segment gateway switch 35_1 is received by the segment gateway switch 35-1 via the ring corresponding switches 36d, 36c, 36b, 36a.
  • the MAC entry renewal frame is transmitted as a Punicast frame addressed to the source segment gateway 35-1 at the move source (frame multicast transmission (entry update broadcast)).
  • the segment gateway switch 35-1 is used to de-encapsulate It extracts the C entry update frame, updates the MA C entry held by its own segment gateway switch 35-1, and broadcasts it in its own layer 2 switching segment 31-1. As a result, the MAC entry of the layer 2 switch group 33-1 is updated so that the MAC frame of the mobile terminal 40b is transferred to the source segment gateway switch 35-1.
  • the destination segment gateway switch 35-6 is configured to transmit the destination MAC address to the source segment gateway switch 35-5. — Replaced with 1, and after the source destination segment gateway switch 35-1 terminates this, unicast-transmits the MAC entry update frame in the source Layer 2 switching segment 31-1-1 May be.
  • the MAC entry of the layer 2 switch group 3 3-1 existing in the source layer 2 switching segment 3 1-1 is correctly set. Since it can be updated, a communication path equivalent to the location management path 41a at the source can be guaranteed, and the MAC frame addressed to the mobile terminal transmitted within the source layer 2 switching segment 33-1 is correctly delivered. become able to.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a method (part 1) of generating a location management route on the core network shown in FIG. 4 by broadcasting.
  • all the segment gateway switches 35-1 to 35-10 are capable of retaining the function of learning the MAC entry of the mobile terminal existing in its own Layer 2 switching segment. All MAC frames addressed to the mobile terminal transmitted to and received from the gateway switch are controlled so as not to have the function of learning the MAC entry.
  • all the ring-capable switches 36 a, 36 b, 36 c, 36 d, and 36 e are controlled so as not to have the function of learning the MAC entry for all the MAC frames transmitted and received between the segment gateway switches.
  • the Unicast MAC frame transmitted on the core network 32 is always broadcast and received by all the segment gateway switches.
  • the segment gateway switch that has received the MAC frame determines whether or not the target mobile terminal's MAC entry has been learned, and incorporates the MAC frame into its own layer 2 switching segment if it has been learned.
  • segment gateway switch 35-1 through the ring corresponding switches 36a, 36b, 36c, 36d on the core network 32 causes the layer 2 switching segment 3 1— A route 41b leading to the segment gateway 3 5-6 in 6 is generated.
  • the segment gate switch transmitting a MAC frame addressed to the mobile terminal is based on the segment gate switch in which the mobile terminal exists in advance. Since there is no need to specify the communication path, a communication path equivalent to the location management path 41b can be guaranteed only by broadcast transmission on the core network, so that MAC frames addressed to mobile terminals can be easily transmitted and received.
  • FIG. 8 is a flowchart collectively showing the operation of the segment gateway switch described above.
  • FIG. 8 shows (A) a case where the packet is received from the inside of the own Layer 2 switching segment and (B) a case where the packet is received from outside the own Layer 2 switching segment.
  • step ST1 to ST7 For reception from inside the own Layer 2 switching segment, processing of the broadcasted MAC entry update frame (steps ST1 to ST7) and the Processing for data for mobile terminals having a two-cast address (steps ST11 to ST13) is performed.
  • step ST1 when the broadcasted MAC entry update frame is received (step ST1), the correspondence between the mobile terminal MAC address and the physical port is stored, that is, a MAC entry is created (step ST2), and the source radio If the access point does not belong to its own Layer 2 switching segment, the gateway searches for a segment gateway switch in another Layer 2 switching segment to which the source wireless access point belongs (Step ST3). As a result, if the source segment gateway switch is found (step ST3: Yes), the MAC entry update frame is encapsulated or the destination is rewritten (step ST5), and the core network is updated. 32 to the unicast transfer (step ST2).
  • Step ST3 if the source segment gateway switch is not found (Step ST3: No), the MAC entry update frame is discarded (Step ST3).
  • step ST11 when receiving data for a mobile terminal having a multicast address (step ST11), the correspondence table between the mobile terminal MAC address and the physical port, that is, the MAC entry is updated (step ST12), and the own layer is updated. 2 Broadcast transmission within the switching segment (step ST13). That is, in this case, a unicast address for the mobile terminal is set, but since there is no entry in each layer 2 segment gate to switch, broadcast transmission is consequently performed.
  • step ST21 to ST23 For reception from outside the own Layer 2 switching segment, processing of a MAC entry update frame having a unicast address (steps ST21 to ST23) and processing of data for a mobile terminal having a unicast address (step ST3) 1 to ST 35).
  • MAC entry update frame having a multicast address when a MAC entry update frame having a multicast address is received (step ST21), if it is a MAC in MAC frame, it is decapsulated (step ST22), and the received MAC entry update frame is transmitted to its own layer. Broadcast transmission is performed within the two switching segments (step ST23).
  • the MAC inMAC frame is encapsulated by applying the MAC in MAC encapsulation specification in RPR (Resilient Packet Ring) specified in IEEE 802.17 to the MAC entry update frame.
  • RPR Resilient Packet Ring
  • step ST31 when receiving data for a mobile terminal having a multicast address (step ST31), the mobile terminal searches for a mobile terminal MAC address from the MAC entry (step ST32), and when it is found (step ST33: Yes), The data is transmitted in the queue address (step ST34). On the other hand, if not found (step ST33: No), the received data is discarded (step ST35).
  • the destination segment gateway switch 35-6 transmits to the source segment gateway switch 35-1 by the unicast transfer (steps 3 to 1 to 3 and 6), and the source segment gateway 35-6.
  • the switch 35-1 fetches the data and broadcasts it in its own Layer 2 switching segment 31-1 (steps ST21 to ST23) ⁇ On the other hand, for data for mobile terminals, the destination segment gateway switch 35-6 ,
  • the MAC frame destined for the mobile terminal is transmitted in a unicast manner, resulting in broadcast transmission (steps ST11 to ST13).
  • step ST31 and ST32 all the segment gateway switches that have received the MAC frame for the mobile terminal examine the source MAC address (steps ST31 and ST32), and the source segment gateway switch 35-1 having the entry of the MAC address is examined. Sucks up the MAC frame (steps ST33 to ST35).
  • a control frame defined by IAPP can be used as the above-mentioned MAC update frame. It is, for example, as shown in FIG. FIG. 9 is a frame format showing an example of a MAC update frame specified in the layer 2 switching segment.
  • DA broadcast address
  • SA stationary address
  • the IAPP specifies that a wireless access point should detect movement and transmit a control frame (MAC update frame) of this type.
  • a mechanism for generating a location management route at the destination, a location management route at the destination, and a location management route on the core network connecting the two, respectively, is provided.
  • FIG. 10 is a sequence diagram illustrating an operation of generating a location management route in the layer 2 mobile network according to the second embodiment of the present invention.
  • another method different from that of the first embodiment is shown as a method of correctly generating the location management route 41a at the movement source shown in FIG.
  • the new access point, absent, and the access point 34-6b detect the mobile terminal 40b that has moved by receiving the Re-Association Request. Then, it broadcasts the MAC entry update frame.
  • the layer 2 switch group 33-6 Upon receiving the MAC entry update frame, the layer 2 switch group 33-6, when receiving the MAC address of the learned mobile terminal 40b, stores the MAC address as a correspondence table between the MAC address of the MAC address and the destination physical port of the frame addressed to the MAC address in the own layer 2 switch. Updates the entry and broadcasts the received MAC entry update frame according to the rules of the layer 2 switch.
  • the segment gateway switch 35-6 Upon receiving the MAC entry update frame, the segment gateway switch 35-6 updates the MAC entry in the same manner as the layer 2 switch group 33-6, and determines the source segment gateway switch 35-1 (approx.) T 3), the MAC entry deletion frame generated from the received MAC entry update frame is transmitted to the segment gateway switch 351-1 to the ring corresponding switch 36d by multicast transmission.
  • the MAC entry deletion frame addressed to the segment gateway switch 35-1 is received by the segment gateway switch 35-1 via the ring corresponding switches 36d, 36c, 36b, and 36a. Is done.
  • the MA entry deletion frame is encapsulated in a unicast frame addressed to the source segment gateway switch 35-1, and transmitted (frame multicast transmission (entry deletion broadcast)).
  • the segment gateway switch 35-1 extracts the MAC entry deletion frame by performing decapsulation, deletes the MAC entry held by the own segment gateway switch 35-1, and executes the own layer 2 switching segment 31-1. , And deletes the MAC entry of Layer 2 switch group 3 3-1.
  • the MAC entry of the Layer 2 switch group existing in the source Layer 2 switching segment can be correctly deleted, so that the location management at the source is possible.
  • a communication path equivalent to the route 41a can be guaranteed, and the MAC frame addressed to the mobile terminal transmitted in the source layer 2 switching segment can be correctly delivered.
  • FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an operation of detecting a segment gateway switch belonging to a source Layer 2 switching segment in a Layer 2 mobile network according to Embodiment 3 of the present invention.
  • a method for detecting the source segment gateway switch 35-1 required for correctly generating the location management route 41a at the source shown in FIG. 4 is shown. ing.
  • the MAC A neighbor switch search server 50 that manages a correspondence table between the address and the MAC address of the segment gateway switch in the layer 2 switching segment accommodating the wireless access point is used.
  • the neighbor switch search server 50 is shown as an independent device in FIG. 11, the function of this neighbor switch search server can be provided inside each segment gateway switch.
  • the destination segment gateway switch 35-6 receives the MAC update frame from the local layer 2 switching segment 31-6, the destination segment gateway switch 35-6 searches for the MAC address of the source wireless access point included in the MAC update frame. The key is to request the segment gateway switch 35-1 to which the wireless access point belongs.
  • the new access point transmits the mobile terminal 40b that has moved by receiving the Re-Association Request (MAColdAP ).
  • MAC oldAP is the MAC address (BSS ID) of the old wireless access point included in the Re-Association Request of IEEE 802.11 wireless LAN.
  • BSS ID the MAC address of the old wireless access point included in the Re-Association Request of IEEE 802.11 wireless LAN.
  • the layer 2 switch group 33-6 Upon receiving the MAC entry update frame (MAC, ldAP ), the layer 2 switch group 33-6 receives the learned MAC address of the mobile terminal 40b and the destination physical port of the frame addressed to this MAC address in the own layer 2 switch. In addition to updating the MAC entry which is a correspondence table with the above, the received MAC entry update frame (MAC oldAP ) is broadcast-transmitted in accordance with the rules of the layer 2 switch.
  • the segment gateway switch 35-6 updates the MAC entry in the same manner as the layer 2 switch group 33-6, and also updates the MAC entry update frame (MAC. LdAP ). Included in In this example, the MAC address of the old access point, that is, the MAC address of the wireless access point 34-1b is used as a search key to query the neighbor switch search server 50, and the segment gateway switch is used. Get 3 5-1.
  • segment gateway switch 35-6 transmits the acquired MA gateway update frame or MA entry deletion frame addressed to the segment gateway switch 351-1 to the ring-compatible switch 36d in a multicast manner.
  • the MAC entry update frame or the MAC entry deletion frame addressed to the segment gateway switch 35-1 is sent to the segment gateway via the ring corresponding switch 36d, 36c, 36b, 36a. Received on switch 35-1.
  • a MAC entry update frame or a MAC entry deletion frame is encapsulated in a unicast frame addressed to the source segment gateway switch 35_1 and transmitted (frame multicast transmission (entry update). New Z delete broadcast)).
  • the segment gateway switch 35_1 extracts the MAC entry update frame or the MAC entry deletion frame by performing decapsulation and updates or deletes the MA entry held by the own segment gateway switch 35-1. Then, a multicast is transmitted in the own layer 2 switching segment 31-1, and the layer 2 switch group 33-1 updates or deletes the MAC entry.
  • the segment gate switch of the source layer 2 switching segment ⁇ can be identified from the MAC address of the source access point using the neighbor search server function, the source layer 2 switching segment can be correctly identified as the source layer 2 switching segment. An update or deletion of the MAC entry can be instructed, and a communication path equivalent to the location management path 41a at the source can be guaranteed.
  • FIG. 12 is a diagram showing a layer 2 mobile network according to the fourth embodiment of the present invention.
  • 5 is a flowchart for explaining the operation of the segment gateway switch in FIG.
  • the location management route 41a is specified without specifying the source segment gateway switch 35-1, which is necessary for correctly generating the location management route 41a at the source shown in FIG. The method of generation is shown.
  • FIG. 12 shows (A) a case where the packet is received from inside the own Layer 2 switching segment, and (B) a case where the packet is received from outside the own Layer 2 switching segment.
  • steps that are the same as or equivalent to the steps shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals. 'Here, the description will focus on the parts related to the fourth embodiment.
  • step ST1 In the reception from the inside of the own Layer 2 switching segment, when a broadcasted MAC entry update frame is received (step ST1), the correspondence between the mobile terminal MAC address and the physical port That is, the MAC entry is created (step ST2), and the MAC entry update frame is broadcast-transmitted on the core network 32 (step ST41).
  • the MAC entry update frame is an update frame of the MAC entry in which the MAC address of the mobile terminal 40b is set. It should be noted that, even in the case of a deleted frame, it is broadcasted on the core network 32 in the same procedure.
  • Step ST21 the MAC address of the mobile terminal 40b is searched from the MAC entry (Step ST42), and if found (Step ST43: Yes), the received MAC entry update frame is transmitted to the own layer 2 switching segment 31—.
  • the unit transmits a nicycast within 1 (step ST44), and if not found (step ST43: No), discards the received MAC entry update frame (step ST45). Note that the same procedure is used when a deleted frame is received. 3 Broadcast within 1-1.
  • the segment gate switch in the source layer 2 switching segment holds the corresponding MAC entry, but the destination segment gate switch uses the source segment gate switch. Since it is only necessary to transmit the update frame and the delete frame of the MAC entry without specifying the broadcast, the update frame and the delete frame of the MAC entry can be easily transmitted correctly to the source Layer 2 switching segment. Become. In this method, since the source segment gate switch does not need to be specified, the target segment gate switch is used when the target mobile terminal crosses the layer 2 switching segment when receiving the MAC entry update frame. It can be said to be effective when it is not possible to judge whether or not the force has moved.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the segment gateway switch in the layer 2 mobile network according to the fifth embodiment of the present invention.
  • a method (No. 2) of generating the position management path 41b on the core network shown in FIG. 4 by broadcasting is shown.
  • FIG. 13 shows (A) a case where the signal is received from inside the own Layer 2 switching segment, and (B) a case where the signal is received from outside the own Layer 2 switching segment.
  • the same or similar procedures as those shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
  • the description will focus on the parts related to the fifth embodiment.
  • step ST11 In the reception from the inside of the own Layer 2 switching segment, when data for a mobile terminal having a unicast address is received (step ST11), the mobile terminal MAC address, physical port and The correspondence table, that is, the MA entry is updated (step ST 1 2), and the received data for the mobile terminal is encapsulated in the MA C frame having a broadcast address (step ST 5 1), and the core network Broadcast transmission is performed on 3 2 (step ST 52).
  • step ST53 In the reception from the outside of the mobile terminal, when receiving the broadcast data for the mobile terminal (step ST53), decapsulates the data for the mobile terminal (step ST54), and moves from the MAC entry force.
  • step ST32 The terminal MAC address is searched (step ST32), and if found (step ST33: Yes), the data is transmitted with the unicast address (step ST34). On the other hand, if not found (step ST33: No), the received data is discarded (step ST35).
  • the destination segment gateway switch 35-6 transmits to the source segment gateway switch 35-1 by multicast transmission (steps ST1 to ST6), and the source segment gateway switch 35-6.
  • —1 takes it in and broadcasts it in its own Layer 2 switching segment 31-1 (steps ST21 to ST23). The same applies to the deleted frame.
  • the destination segment gateway switch 35-6 encapsulates it in a MAC frame having a broadcast address and broadcasts it (steps ST11, ST12, ST51, ST52). Then, all segment gateway switches that have received the MAC frame perform decapsulation and scrutinize the source MAC address (steps ST53, ST54, ST32), and determine the source segment having the entry of the MAC address. The gateway 35-1 sucks up the MAC frame (steps ST33 to ST35).
  • a special switch such as a segment gate switching compatible switch does not learn a MAC entry in order to realize broadcast transmission.
  • the same broadcast transmission can be realized without performing such a special configuration. Can be guaranteed.
  • FIG. 14 is a sequence diagram illustrating an operation for realizing a location management route in the layer 2 mobile network according to the sixth embodiment of the present invention.
  • a method is shown in which the location management route 41b on the core network connecting the destination and the source shown in FIG. 4 is realized by unitycast transfer.
  • the wireless access point 34-6b which is a new access point, detects the mobile terminal 40b that has moved by receiving the Re-Association Request, and then detects the MAC address. Broadcast the entry update frame.
  • the layer 2 switch group 33-6 Upon receiving the MAC entry update frame, the layer 2 switch group 33-6, when receiving the MAC address of the learned mobile terminal 40b, stores the MAC address as a correspondence table between the MAC address of the MAC address and the destination physical port of the frame addressed to the MAC address in the own layer 2 switch. Updates the entry and broadcasts the received MAC entry update frame according to the rules of the layer 2 switch.
  • the segment gateway switch 35-6 Upon receiving the MAC entry update frame, the segment gateway switch 35-6 updates the MAC entry in the same manner as the layer 2 switch group 33-6, and transmits the received MAC entry update frame or delete frame to the core network. Broadcast on 32. As a result, all segment gateway switches 35 (35— :! to 35-10) and all ring-compatible switches 36 (36a, 36b, 36c, 36d, 36e) are 2 Since the MAC addresses of all mobile terminals existing in the mobile network are learned,
  • Step T4 the received MAC update frame or MAC delete frame should not flow into the local Layer 2 switching segment.
  • each segment gateway switch is The MAC frame of the mobile terminal belonging to the segment, the MAC frame addressed to the mobile terminal transmitted and received between the segment gateway switches always has the correct segment gateway switch with the correct multicast address. And the segment gateway can capture the MAC frame in its own Layer 2 switching segment. That is, a communication path equivalent to the position management path 41b is guaranteed by the unicast transfer.
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the segment gate to switch for controlling the unicast transfer shown in FIG.
  • FIG. 15 shows (A) a case where the signal is received from the inside of the own layer 2 switching segment, and (B) a case where the signal is received from the outside of the own layer 2 switching segment.
  • steps that are the same as or equivalent to the steps shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
  • a description will be given mainly of a portion relating to the sixth embodiment.
  • step ST11 In the reception from the inside of the own Layer 2 switching segment, when data for a mobile terminal having a multicast address is received (step ST11), the correspondence between the mobile terminal MAC address and the physical port is obtained. The MAC entry in the table is updated (step ST12), and the data for the mobile terminal is tuned to the core network 32 (step ST61).
  • step ST31 In reception from the outside of the own layer 2 switching segment, when data for a mobile terminal having a multicast address is received (step ST31), the mobile terminal MAC address is searched from the MAC entry (step ST32), and the corresponding MA is searched. The C entry is updated (step ST62), and the data for the mobile terminal is transmitted by broadcasting (step ST63).
  • the destination segment gateway switch 35-6 is transmitted to the source segment gateway switch 35-1 by unicast transmission (steps ST1 to ST6), but each segment gateway switch is transmitted. Has a function to learn the MAC entries of mobile terminals belonging to other Layer 2 switching segments.
  • the system is equivalent to being broadcast on core network 32, and Here, since the source segment gateway switch 35_1 has the MAC entry of the target mobile terminal, the source segment gateway switch 35-1 captures the MAC entry and self Broadcast transmission is performed within the client 31-1 (steps ST21 to ST23). The same applies to the deleted frame.
  • the destination segment gateway switch 35-6 when receiving data for mobile terminals by multicasting, updates the MAC entry (steps ST11 and ST12) and performs multicast transmission (steps ST11 and ST12). Step ST 61). Then, since the source segment gateway switch 35-1 has the MAC entry of the target mobile terminal, data for the mobile terminal by multicast is downloaded (steps ST31 and ST32), and the corresponding MAC entry is updated (step ST31). ST 62), transmits data to the mobile terminals existing in the own layer 2 switching segment 31-1 by multicast transmission (step ST63).
  • FIG. 16 is a conceptual diagram illustrating an operation for implementing a location management route in a layer 2 mobile network according to the seventh embodiment of the present invention.
  • a method is shown in which the location management path 41b on the core network connecting the destination and the source shown in FIG. 4 is realized by the anchor method.
  • one segment gate switch is assigned to each mobile terminal as a home segment gate switch.
  • This home segment gateway switch manages which layer 2 switching segment a mobile terminal is currently in by creating a correspondence table between the mobile terminal's MAC address and its segment gateway switch's MAC address. It has the function to perform.
  • the destination segment gateway switch When the destination segment gateway switch notifies the MAC segment update frame to the source segment gateway switch, it also notifies the home segment gateway switch at the same time. In this way, the home segment gateway switch manages the correspondence between the MAC address of the mobile terminal and the MAC address of the segment gateway switch.
  • the MAC frame addressed to the mobile terminal transmitted and received between the segment gateway switches is always encapsulated with the MAC address addressed to the home segment gateway switch, and the home segment gateway switch assigned to the mobile terminal is used. It will be delivered by unicast address up to.
  • the home segment gateway switch becomes an anchor, this MAC frame is encapsulated with the MAC address of the segment gateway switch where the mobile terminal exists, and redistributed, and the segment gateway switch decapsulates the MAC frame and automatically distributes the MAC frame. It is incorporated into the Layer 2 switching segment. This will be specifically described below.
  • one of the segment gate switches 35-8, 35-9, 35-10 connected to the ring-compatible switch 36e is the home segment gate.
  • the location management path 41b on the core network 32 from the segment gateway switch 35-1 to the segment gateway switch 35-6 is a ring-compatible switch 36a, 36b, 36c, 36d, 36e, 36 It is shown that it is formed by a bent route of d.
  • FIG. 17 is a sequence diagram illustrating a registration operation to the home segment gateway switch according to the anchor method shown in FIG.
  • the wireless access point 34-6b which is a new access point, receives the mobile terminal 40b that has moved by receiving the Re-Association Request. Upon detection, it transmits a MAC entry update frame to the layer 2 switch group 33-6 via the connected edge switch.
  • the layer 2 switch group 33-6 Upon receiving the MAC entry update frame, the layer 2 switch group 33-6, when receiving the MAC address of the learned mobile terminal 40b, stores the MAC address as a correspondence table between the MAC address of the MAC address and the destination physical port of the frame addressed to the MAC address in the own layer 2 switch. In addition to updating the entry, it broadcasts the received MAC entry update frame according to the rules of the layer 2 switch.
  • the segment gateway switch 35-6 Upon receiving the MAC entry update frame, the segment gateway switch 35-6 updates the MAC entry in the same manner as the layer 2 switch group 33-6, and determines the source segment gateway switch 35-1 (approx.) T5), The MAC entry update frame is unicast-transferred to the segment gateway switch 35-1.
  • the segment gateway switch 35-1 updates the MAC entry of the learned mobile terminal 40b, and transmits the MAC entry update frame in the layer 2 switching segment 31-1 to which it belongs by multicast transmission. Then, the MAC entry is updated by the layer 2 switch group 33-1.
  • the segment gateway switch 35-6 When the segment gateway switch 35-6 receives the MAC entry update frame, the segment gateway switch 35-6, in parallel with the above, transmits the home segment gateway switch 6-6. Specify 0 (step T6), and unicast-transmit the MAC entry update frame to the specified home segment gateway switch 60. As a result, the home segment gateway switch 60 creates and stores (registers) a correspondence table between the MAC address of the mobile terminal 40b and the MAC address of the segment gateway switch 35-6 (step T7).
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating the operation of a segment gateway switch that controls generation of a location management path on a core network by an anchor method.
  • the operation when ( ⁇ ) received from inside its own Layer 2 switching segment, ( ⁇ ) when received from outside its own Layer 2 switching segment, and (C) when it is a home segment gateway switch In the case where it is received from outside the own layer 2 switching segment.
  • steps that are the same as or equivalent to the steps shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals.
  • the part related to the seventh embodiment will be mainly described.
  • step ST6 In the reception from the inside of the own Layer 2 switching segment, when the MAC entry update frame is transmitted by unicast (step ST6), the home segment gateway switch is searched (step ST71), and the home segment gateway switch is searched. In response to this, a message indicating the correspondence between the MAC address of the target mobile terminal and the MAC address of the own segment gateway switch is forwarded by multicast transmission and registered (updated) (step ST72). At this time, the MAC address registered (updated) in the home segment gateway switch is not that of the mobile terminal but that of the segment gateway switch.
  • the registration information is periodically updated by mobile terminals and wireless access points so that the registration information is not aged.
  • step ST73 when the data for mobile terminals having a multicast address is received and the TMAC entry is updated (steps 11, ST 12), the home segment gateway switch is specified (step ST73), and the data for mobile terminals is transmitted.
  • Home segment game Encapsulation with a MAC address addressed to one-way switch step ST 74.
  • Send it to one segment gateway switch step ST75).
  • step ST 31 In reception from the outside of the local layer 2 switching segment, when data for a mobile terminal having a unicast address is received (step ST 31), the data is decapsulated and extracted for the mobile terminal (step ST 76), and the corresponding mobile terminal is received. It is forwarded to a unicast (step ST77).
  • step ST78 As an operation in the case of a home segment gateway switch, when receiving a MAC address registration (update) message having a unicast address in a reception from the outside of the own Layer 2 switching segment (step ST78). Then, the correspondence between the MAC address of the mobile terminal and the MAC address of the segment gateway switch is stored (step ST79).
  • step ST80 When data for a mobile terminal having a multicast address is received (step ST80), decapsulation is performed to extract data for the mobile terminal (step ST81), and the transfer destination is determined on the basis of the MAC address and the correspondence table. Search for a segment gateway switch (step ST82). As a result, if the destination segment gateway switch is found (step ST83: Yes), the data for the ft terminal is converted again into the MAC address of the segment gateway switch where the mobile terminal exists (step ST83). 84), and perform unicast transmission to the segment gateway switch (step ST85). On the other hand, if the destination segment gateway switch is not found (step ST83: No), the received MAC frame is discarded (step ST86).
  • FIG. 19 is a sequence diagram illustrating a communication operation between segment gateway switches by the anchor method.
  • a mobile station connected to a certain layer 2 switching segment (data source layer 2 switching segment) (A) and another layer 2 switching segment (data destination layer 2 switching segment) (B) is shown.
  • the operation when data addressed to the terminal is received is shown.
  • the home segment gateway switch 60 Upon receiving the data (MAC frame) destined for the mobile terminal existing in the segment (B) (at hand T10), the home segment gateway switch 60 is specified (hand jl Tl 1) and present at the layer 2 switching segment (B). Encapsulates the data (MAC frame) addressed to the mobile terminal with a correspondence table between the mobile terminal and the segment gateway switch 35 B belonging to the layer 2 switching segment (B) with the MAC address of the home segment gateway switch 60. And transfer it to a unicast (hand jet 12).
  • the home segment gateway switch 60 decapsulates the received force data and extracts the MAC frame (procedure T13), and transfers the segment gateway switch 35B belonging to the layer 2 switching segment (B) to the transfer destination based on the MAC frame. Identify it as a segment gateway switch (Tagawa T14). Then, the home segment gateway switch 60 configures a transfer frame (procedure T15), and transmits the data addressed to the mobile terminal (MAC frame) using the MAC address of the segment gateway switch 35B belonging to the layer 2 switching segment (B). The encapsulation is performed and the broadcast is transmitted (step T16).
  • the received encapsulated data is decapsulated and the MAC frame is extracted (step T17), and the wireless access point belonging to the layer 2 switching segment (B) Performs a unicast transfer to the relevant mobile terminal connected to (step T18).
  • the home segment gateway switch manages the correspondence between the mobile terminal and the segment gateway switch belonging to the layer 2 switching segment where the mobile terminal is located, and sends the mobile terminal to the mobile terminal across the layer 2 switching segments.
  • the communication between the segment gateway switches can be realized with the home segment gateway switch as an anchor. Therefore, it is not necessary to perform broadcast transmission.
  • the bandwidth of both the network and the segment gateway switch can be saved.
  • the number of MAC entries that the segment gateway must have can be saved.
  • the home segment gateway switch 60 specifies the transfer destination segment gateway switch (B) during the communication process (procedure T10 to hand) via the home segment gateway switch 60 (T18) ( In parallel with the procedure T14), the data (MAC frame) addressed to the mobile terminal is transferred to the segment gateway switch 35B belonging to the layer 2 switching segment (B) (procedure T15, T16), and the layer 2 switching is performed.
  • the "MAC address update” which encapsulates the correspondence table between the mobile terminal existing in the segment (B) and the MAC address of the segment gateway switch 35B belonging to the layer 2 switching segment (B) is referred to as the "layer 2 switching segment (A)".
  • segment gateway switch 35A Forward to segment gateway switch 35A that belongs to (step T20)When the segment gateway switch 35A receives the "MAC address update", it receives the MAC address of the mobile terminal existing in the layer 2 switching segment (B) and the segment gateway switch 35B belonging to the layer 2 switching segment (B).
  • the correspondence table with the addresses is stored as a route optimization correspondence table (procedure T21), and when data (MAC frame) addressed to the mobile terminal is received (procedure T22), the MAC existing in the route optimization correspondence table is stored.
  • the address not the home segment gateway switch, but the MAC address of the corresponding segment gateway switch 35B is used, and the transmission is performed as a nuikicast (step T23).
  • the route optimization correspondence table registered in the segment gateway switch 35A has a lifetime. In other words, this route optimization table disappears after a certain period of time without using it, or simply after a certain period of time. Thereafter, when the segment gateway switch 35A receives the MAC frame for the mobile terminal, the sequence shown in FIG. 20 is started again from the beginning.
  • FIG. 21 is a sequence (1) for explaining an operation for preventing erroneous delivery when the route optimization shown in FIG. 20 is performed.
  • the source Layer 2 switching segment (B) is the data destination Layer 2 switching segment (B) shown in FIG.
  • the segment gateway 35A belonging to the layer 2 switching segment (A) performs route optimization (step T21) to optimize the route to the layer 2 switching segment (B). ing. Therefore, when the segment gateway switch 35A receives the MAC frame transmitted by the mobile terminal existing in the layer 2 switching segment (A) (procedure T30), the segment gateway switch 35A directly performs layer 2 switching according to the route optimization correspondence table. The packet is delivered to the segment gateway switch 35B belonging to the switching segment (B) (procedure T31).
  • the segment gateway switch 35C belonging to the layer 2 switching segment (C) encapsulates "MAC address update" to the home segment gateway switch 60 and transmits it by multicast (step T33).
  • Own layer 2 switching segment (C) a correspondence table is stored between the MAC address of the mobile terminal and the MAC address of the segment gateway switch 35C existing in the terminal (step T34).
  • the route optimization correspondence table held by the segment gateway switch 35A is not updated, the mobile terminal existing in the layer 2 switching segment (B) remains in the layer 2 switching segment (C).
  • the segment gateway switch 35A After moving (hand JUT 32), the segment gateway switch 35A still receives the MAC frame transmitted by the mobile terminal present in the layer 2 switching segment (A) (procedure T30), and performs route optimization. According to the table, it is delivered directly to the segment gateway switch 35B belonging to the layer 2 switching segment (B) (step T31). This is an incorrect delivery.
  • the home segment gateway switch 60 uses the MAC address correspondence table (step T34) registered by the segment gateway switch 35C as long as the route optimization correspondence table held by the segment gate switch 35 does not disappear. All transmitted MAC frames are discarded. Therefore, erroneous delivery may continue as it is.
  • the destination segment gateway switch 35C transmits the MAC agent to the source segment gateway switch 35B in parallel with the registration process (steps T33 and T34) to the home segment gateway switch 60 described above.
  • the updated frame (or the deleted frame) is encapsulated and transferred by unicast (step T35).
  • the source segment gateway switch 35B broadcasts an update frame (or a deletion frame) of the MAC entry in its own layer 2 switching segment (B) (step T36) and performs route optimization. Then, it generates a route optimization entry that is a correspondence table between the MAC address of the mobile terminal that has moved to the layer 2 switching segment (C) and the MAC address of the segment gateway switch 35C (step T37).
  • the segment gateway 35C set in the route optimization entry is converted into a cell with a MAC address and transmitted by multicast (step T38).
  • This anchor method can also take the following measures (1) to (3). ⁇
  • a home segment gateway switch can be assigned to a plurality of segment gates and switches by enabling a single home segment gateway switch to be uniquely determined for the mobile terminal from the bit rules in the MAC address of the mobile terminal. .
  • Home segment gateway switches can be assigned to multiple segment gateway switches by enabling the home's segment gateway switch to be uniquely determined from the VLAN tag information set in the MAC frame of the mobile terminal. be able to.
  • the home segment gateway switch “VLAN tag ID” mod “n” and the serial number of the home segment gateway switch can be determined. Note that mod indicates the remainder after division.
  • the failure of the home segment gateway switch can be detected using a mechanism such as a heartbeat protocol transmitted and received between the segment gate to switch and the home segment gateway switch.
  • the anchor system in which the most efficient home segment gateway is arranged.
  • the broadcast transmission system is used only when the home segment gateway fails. It is possible to take measures to automatically change to e.g.
  • FIG. 22 is a block diagram showing a layer 2 mobile network according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a segment gate switch belonging to a client.
  • RPR Resilient Packet Ring
  • FIG. 3 the layer 2 mobile network shown in the first embodiment (FIG. 3)
  • RPR Silicon Packet Ring
  • each segment gateway switch has the RPR transparent bridge function and the segment gateway switch has the MAC encapsulation function of the segment gateway switch
  • the configuration example where the MA C in MA C encapsulation specification in RPR is applied is shown. I have.
  • Figure 22 shows a segment gateway based on the architecture of the RPR transparent bridge described in IEEE 802.17 D2 Appendix E Figure El.
  • the encapsulation relationship when the MAC in MAC encapsulation specification in RPR is applied to the MAC encapsulation function of iSwitch is summarized and shown. That is, in FIG. 22, the function of the segment gateway switch 35 (35-1 to 35-10) and the function of the corresponding ring corresponding switch 36 (36a, 36b, 36c, 36d, 36e) are defined by the IEEE. It is shown that a ring-compatible segment gateway switch, which is an integrated node realized on an RPR-compatible transparent bridge specified in 802.17, can be configured.
  • this ring-compatible segment gateway switch is composed of an RP RMAC function unit 71, 800, a MAC function unit 72, a Re 1 ay function unit 73, and a Bridge Protocol / Management function unit 74.
  • the core network 32 is a ring network 32.
  • the R P RMAC function unit 71 is a function unit that accommodates an interface for connecting to the ring network 32. That is, the RPRMAC function unit 71 is an interface group (RingletO / 1) for communicating with the ring-compatible segment gateway switch located on the right side of the ring network when viewed from the own ring-compatible segment gateway switch, and is located on the left side. It accommodates an interface group (RingletO / 1) for communicating with the ring-compatible segment gateway switch.
  • the interface RingletO is used when transmitting traffic rightward along the ring network 32, and the interface RingleU is used when transmitting traffic leftward.
  • the MAC frame flowing on the ring network 32 is a MAC in MAC frame.
  • the MAC address of the mobile terminal as the true destination is set inside the frame, and the MAC address of the ring-compatible segment gateway switch accommodating the destination mobile terminal is set outside. Have been.
  • the RPRMAC function unit 71 determines whether the destination MAC address of the MAC frame flowing on the ring network 32 is the segment gateway of the own ring. If it is a MAC address (reception of the MAC frame addressed to itself), the traffic is absorbed, the MAC address set outside the received MAC frame is deleted, and the 802 MAC function section 72 is passed through the relay function section 73. Send (own address
  • the PRMAC function unit 71 transmits the MAC frame to the right side of the ring network 32 or Transmit to the next ring-compatible segment gateway switch on the left.
  • the 802 MAC function unit 72 accommodates a layer 2 switch group existing under the ring-compatible segment gateway switch and an interface group for communicating with a mobile terminal.
  • the MAC frame received from the RPRMAC function unit 71 via the Reay function unit 73 is transmitted via this interface.
  • the layer 2 switch 1 In the 802 MAC function section 72, the layer 2 switch 1 The MAC frame received from the mobile terminal (other ring-compatible segment gateway switch 3) becomes the destination via the Reay function section 73 and the RPRMAC function section 71. It is transmitted to the ring-compatible segment 1 that accommodates the mobile terminal, the gateway switch or the ring-compatible segment gateway switch that becomes the anchor (MAC frame transmission to the ring network). These operations are identical to the standard RPR operations.
  • the R e1 ay function unit 73 determines whether the mobile terminal having the MAC address of the MAC frame received from the 802 MAC function unit 72 is under the control of which ring-capable segment gateway switch, or to the mobile terminal. On the other hand, this is a functional unit that determines which ring-compatible segment gate switch will be the anchor.
  • the Re 1 ay function unit 73 when a ring-compatible segment gateway switch to which a MAC frame is to be transmitted to the corresponding segment gate switch received from the 802 MAC function unit 72 is determined, the MAC frame is transmitted.
  • the destination of the ring-compatible segment gate switch itself is the It is ringed, that is, MAC in MAC encapsulated, and transmission is requested to the RPRMAC function unit 71 (MAC frame transmission to the ring network).
  • the Re 1 ay function unit 73 When receiving the MAC frame addressed to itself from the RPRMAC function unit 71, the Re 1 ay function unit 73 requests the 802 MAC function unit 72 to transmit (MAC frame transmission to the own layer 2 switching segment). These operations and encapsulation specifications are the same as the RPR specifications.
  • the Bridge Protocol / Management 74 includes a MAC encapsulation function unit 74a in the layer 2 mobile network. This is a functional unit that notifies the correspondence with the gateway switch (power handling information instruction 1) and manages the correspondence. This Bridge Protocol / Management 74 is a function unit unique to the layer 2 mobile network.
  • the correspondence information managed by the Bridge Protocol / Management 74 is generated and updated by “MAC address update” shown in FIG. 17 and FIG.
  • the source-segment-compatible segment gateway switch when transferring a MAC frame from the RPR function unit 71 received from the Re 1 ay function unit 73 to the 802 function unit 72 via the Re 1.ay function unit 73, the source-segment-compatible segment gateway switch. And learn the correspondence between the MAC address of the source mobile terminal and the MAC address.
  • the RPR transparent bridge has a mechanism to learn which MAC address of the mobile terminal exists under which RPR transparent bridge, so that the MAC address of the mobile terminal is determined by the MAC address of the RPR transparent bridge. It is putsel.
  • the various encapsulation functions of the segment gateway switch can be considered as controlling the MAC force pusher function that the RPR transparent bridge originally has as the Re 1 ay function unit 73 by a unique mechanism. it can.
  • step ST23 in FIG. 8 (Embodiment 1), FIG. 13 (Embodiment 5), FIG. 15 (Embodiment 6), and FIG. 18 (Embodiment 7), MA It has been shown that the MAC inn AC encapsulation specification in this RPR can be applied to the MAC encapsulation of the C entry update frame. Can be applied.
  • the present invention is suitable for large-scale IP sub-networks included in a mobile network.

Abstract

この発明では、ＩＰサブネットワークであるレイヤ２移動体ネットワークは、複数の独立したレイヤ２スイッチングセグメント（３１）と複数のレイヤ２スイッチングセグメント（３１）相互間を接続するリング状のコアネットワーク（３２）とで構成され、スイッチングセグメント内での位置管理とスイッチングセグメント間での位置管理とが互いに独立に行えるとともに、移動制御シグナリングが移動先スイッチングセグメント内で閉じるように制御できるようになっている。これによって、ＩＰネットワークの大規模化が図れる。

Description

明 細 書 レイヤ 2移動体ネットワーク 技術分野
この発明は、 移動体ネットワークに含まれる I Pサブネットワークを大規模ィ匕 したレイヤ 2移動体ネットワークに関するものである。 背景技術
I P ( Int ernet Protoco l ) アドレスを持った移動端末が I Pサブネット ワークを跨って移動した場合に移動端末がセッションを中断することなく通信を 保つ方法として、 インターネット技術の標準化組織である I E T F (Internet Engineering Task Force)では、 モパイル I Pノージョン 4 (Mobile IPv4) が提 案され （非特許文献 1 )、 またモパイル I Pバージョン 6 (Mobile IPv6) が提案 されている （非特許文献 2 )。
第 1図は、 モパイル I Pバージョン 6に準拠した移動体ネットワークの構成例 を示す図である。 第 1図に示すモパイル I Pバージョン 6に準拠した移動体ネッ トワーク （以下、 「Mobile IPv6ネットワーク」 とレ、う） では、 ルータ 1が各所に 配置される。 そして、 あるルータ 1には、 移動端末 2を収容する各種の無線ァク セスポイント 3 a， 3 bが接続されている。 図示例では、 移動端末 2は、 無線ァ クセスポイント 3 bに収容されているが、 この移動端末 2は、 Mobile IPv6 を実 装している。 また、 他のあるルータ 1には、 移動端末 2と通信する通信相手端末 4が接続されている。
Mobile IPv6ネットワークでは、 一般的には、 一つの無線アクセスポイントが 一つの I Pサブネットワークワークにマップされている。 つまり、 第 1図は、 そ の代表例を示し、 無線アクセスポィント 3 a , 3 bは、 I Pサブネットワークヮ ーク 5 a， 5 bにそれぞれマップされている。 そして、 Mobile IPv6ネットワークでは、 ホームエージェント 6が移動端末 2 のホームドメイン内に配置されている。 ホームエージェント 6は、 移動端末 2に そのホームドメインに属する I Pアドレス （以下 「ホームァドレス」 という） を 固定的に割り当てるようになつている。 また、 移動端末 2は、 自端末が存在する I Pサブネットワーク内で割り当てられた気付けァドレスを有しているが、 移動 端末 2が所有するこの二つのァドレスの対応関係が常にホームエージェント 6に よって管理されている。
そのため、 移動端末 2は、 I Pサブネットワークを跨って移動し、 移動先の I Pサブネットワークにて新しい気付けァドレスが割り当てられたタイミングで、 その新しい気付けァドレスとホームァドレスとの対応をホームエージェント 6に 登録するようになっている。 この登録処理は、 I Pアドレス更新処理と呼ばれて いる。
通信相手端末 4が移動端末 2にホームァドレスを用いて I Pバケツトを送信す る場合、 その I Pパケットは、 ホームエージェント 6に捕捉される。 ホームエー ジェント 6は、 捕捉した I Pパケットを I P トンネル 7に通し登録された気付け ァドレスまで転送する。
ここで、 I Pトンネル 7を介した転送とは、 ホームエージェント 6が受信した I Pバケツトを「送信元ァドレス-ホームエージェント 6の I Pアドレス」と「送 信先ァドレス =移動端末 2の気付けァドレス」 とを持った I Pヘッダでカプセル 化し、 それを移動端末 2まで転送することを意味している。 移動端末 2は、 カプ セル化された I Pバケツトを受信すると、 その I Pヘッダから元の I Pバケツト を取り出して処理する。 Mobile IP v6ネットワークでは、 この機構によって移動 端末 2の移動透過性を実現している。
移動端末 2が通信相手端末 4に対して移動先 I Pサブネットワークにて割り当 てられた気付けァドレスを通知した場合には、 各ルータ 1によってルート最適化 が行われノレ一ト最適化パス 8が形成されるので、 移動端末 2と通信相手端末 4と は、 ルート最適化パス 8を介して通信を行うことができる。 この I Pアドレス更 新処理においては、 移動端末の成り済ましを防止する必要があるので、 動的なク ツキ一の生成と I P s e c ( I P security protocol) とを組み合わせて安全に 気付けァドレスを通信相手端末 4に通知する手順が規定されている。
また、 Mobile IPネットワークを補完する技術として Cellular IPや HAWAIIな どのネットワーク技術が提案されている（例えば非特許文献 3 )。 これらのネット ワーク技術では、 移動端末の I Pアドレスと出力物理ポートとの対応関係をホス トェントリの形式で学習する特殊なルータを使用して移動体ネットワークを構成 する。 このルータはホストエントリを使用して I Pパケットを転送するので、 移 動端末は I Pサブネットワークを跨いでも旧 I Pサブネットワークにて使用して いた I Pアドレスがそのまま使用できる。 Cellular IPや HAWAIIでは、 この機構 によって移動端末の移動透過性を実現するとともに、 高速ハンドオフ機構を実現 している。
一方、 同一 I Pサブネットワーク内での移動端末の移動をサポートするため、 IEEE802. llfでは、 I A P Ϊ3 (Inter-Access Point Protocol) と呼ぶプロトコル を規定している （非特許文献 4 )。第 2図は、 I A P Pに準拠した移動体ネットヮ 一クの構成例を示す図である。
第 2図に示す I A P Pに準拠した移動体ネットワーク （以下 「I A P Pネット ワーク」 という） では、 I Ρサブネットワーク 1 0は、 各所にレイヤ 2スィッチ 1 1が配置されている。 そして、 あるレイヤ 2スィッチ 1 1には無線アクセスポ イント 1 2 aが接続され、 他のレイヤ 2スィッチ 1 1には無線アクセスポイント 1 2 bが接続されている。 このように、 I A P Pネットワークでは、 一つの I P サブネットワーク内に複数の無線アクセスポイントが存在する。移動端末 1 3は、 Mobile IPv6 を実装しているが、 この I Pサブネットワーク 1 0内では、 その Mobile IPv6は機能しないようになっている。
各レイヤ 2スィッチ 1 1は、 移動端末の MA C (media access control) アド レスとその移動端末向け MA Cフレームの送信先物理ポートとの対応表である M A Cエントリを学習によって生成する機能を有している。 移動端末 1 3が無線ァ クセスポイント 1 2 aから無線アクセスポィント 1 2 bに移動する場合、 移動端 末 1 3は、無線アクセスポィント 1 2 bに対して Re- Association Requestを送信 する。
これによつて、 無線アクセスポイント 1 2 bは、 移動してきた移動端末 1 3を 検出し、 無線ァクセスポイント 1 2 aから移動端末 1 3の暗号情報などのコンテ キスト （Move Context) を引き継ぐ。 併せて無線アクセスポイント 1 2 bは、 各 レイヤ 2スィッチ 1 1が学習している移動端末 1 3の MA Cエントリを更新する ため、 MA Cエントリ更新フレームをブロードキャスト送信する。これによつて、 無線アクセスボイント間を移動する移動端末の位置情報でもある MA Cェントリ が自動的に更新される。 I A P Pネットワークでは、 以上説明した機構により移 動端末の移動透過性を実現している。
非特許： ¾；献 1： "IP Mobility Support" C. Perkins著、 IETF RFC2002、 1"6/10、 P. 8-11
非特許文献 2 ： "Mobility Support in IPv6" D. Johnsonほか著、 IETF Internet Draft draft— ie 一 mobileip— ipv6」24. txt、 2003/6、 P. 15—19
非特許文献 3 ： "IP Micro Mobility Protocols" Andrew T. Campbellほか著、 ACM SIGM0BILE Mobile Computer and Communication Review (MC2R) , Vol. 4， No. 4， pp 45-54, October 2001.
非特言午文献 4 ： " Recommended Practice for Multi-Vendor Access Point Interoperability via an Inter-Access Point Protocol Across Distribution Systems Supporting IEEE 802. 11 Operation" IEEE802. llf ワーキング著、 IEEE P802. 11F/D、 2003/1、 P. 1~4
し力 しながら、 従来技術による Mobile IPネットワークや I A P Pネットヮー クには、次のような問題がある。すなわち、 まず、 Mobile IPネットワークでは、 移動端末の I Pァドレスは、 アクセスポイントを移動する際に変化するので、 移 動端末は、 I Pァドレス更新処理をホームエージェントおよび通信相手端末との 間でその都度行う必要がある。 これはハンドオフ遅延の原因となるとともに、 移 動端末の大きな負荷となる。
また、 Mobile IPv6ネットワークでは、 基本的に移動を管理するノードはホー ムエージェントのみであるので、 ホームエージェントへの I Pアドレス更新処理 が遅れると I Pパケットの消失が発生しうる。 この場合、 無線ァク スボイント を収容するアクセスルータとして Mobile IPv6に対応したものを使用すれば、 ホ ームエージェントに加えアクセスルータが移動を管理するノードとなるので、 誤 つて配送された I Pバケツトを正しいアクセスルータに転送することができ、 I Pパケットの消失発生を防止することができる。 し力 し、 この方法では、 ァクセ スルータ間の転送パスが冗長になる。
また、 Cellular IP、 HAWAII に関しては、 ルータにおいてこれらをサポートす るために必要となる特殊なホストエントリの更新処理が問題になる。 一般に、 ホ ストエントリ処理は、 ルータのルーチング; iンセプトを意図的に違反させるもの であるので、 通常の一般的なルータには、 対応が困難な処理である。
ここで、 Mobile IPv6ネットワークで想定するような規模のネットワークを単 一の大きな I Pサブネットワークで構成し、 移動の管理を I A P Pによって行う ことも考えられる。 この場合は、 移動によって I Pアドレスは変化しないので、 移動端末に複雑な処理を要求することがなく、従ってハンドオフ遅延も生じない。 また、 MACエントリ更新フレームを全てのレイヤ 2スィッチが認識し、 即時に
MA Cェントリを書き換えるということは、 全てのノードが位置.管理を行ってい ると考えることができる。 このため、 ハンドオフ情報が即時にネットワーク内に 反映され、 誤って配送されることによるバケツトの消失や冗長パスの問題は殆ど 発生しないようにすることができる。
し力 し、 移動の管理を I A P Pによって行う場合には、 I A P Pでは、 MA C ェントリ更新フレームのブロードキャストによって MA Cェントリを更新するよ うにしているので、 移動体ネットワークに含まれる I Pサブネットワークの大規 模化を前提にした場合には、 ブロードキャスト送信される移動制御シダナリング トラフィックの負荷が大きな問題になる。 また、 ネットワークの管理領域の独立 性から拡大できる規模に制限が生じるので、 移動の管理を I A P Pによって行う 場合には、 I Pサブネットワークの大規模化が困難である。
この発明は、 上記に鑑みてなされたものであり、 移動によって移動端末が I P ァドレスの更新処理をしないで済み、 MA Cェントリ更新によって高速ハンドォ フが可能で、 力つ移動制御シグナリングトラフィックの負荷が軽減できるように した大規模の I Pサブネットワークであるレイヤ 2移動体ネットワークを得るこ とを目的とする。 発明の開示
この発明では、 移動体ネットワークに含まれる I Pサブネットワークとしての レイヤ 2移動体ネットワークは、 複数のレイヤ 2スイッチングセグメントと、 前 記複数のレイヤ 2スイッチングセグメントの相互間を接続するコアネットワーク とで構成され、 各前記レイヤ 2スイッチングセグメントは、 MA Cアドレスに基 づき MA Cフレームのスィッチングを行う複数のレイヤ 2スィツチと、 前記複数 のレイヤ 2スィツチの 1つ以上のエッジスィツチに接続され移動端末を収容する 各種の無線アクセスポイントと、 前記複数のレイヤ 2スィツチを統括し当該レイ ャ 2スィツチングセグメントの内部での閉じた通信と前記コアネットワークを介 した他のレイヤ 2スィツチングセグメントとの通信とを制御する機能を持つセグ メントゲートウエイスィツチとで構成されていることを特徴とする。
この発明によれば、 複数のレイヤ 2スイッチングセグメントは、 階層的には同 一階層であるので、 一つのレイヤ 2スィツチングセグメントを独立に管理するこ とができ、 また一つのレイヤ 2スィツチングセグメントが他のレイヤ 2スィツチ ングセグメントの傷害によって影響を受けないようにすることができる。 したが つて、 レイヤ 2移動体ネットワークの広域ィ匕が実現できる。 そして、 頻繁に移動 するレイヤ 2スィツチングセグメント内での移動制御と移動頻度が少なレ、レイャ 2スィツチングセグメント間での移動制御とが実現できるので、 移動頻度の差に よって最適な移動制御が適用できるようになる。 図面の簡単な説明
第 1図はモパイル I Pバージョン 6に準拠した移動体ネットワークの構成例 を示す図であり、 第 2図は I A P Pに準拠した移動体ネットワークの構成例を示 す図であり、 第 3図はこの発明の実施の形態 1であるレイヤ 2移動体ネットヮー クの構成を示す概念図であり、 第 4図は第 3図に示すレイヤ 2移動体ネットヮー クにおいて移動端末がレイヤ 2スィツチングセグメント間を跨って移動する場合 ■ の位置管理経路を説明する概念図であり、 第 5図は第 4図に示す移動先のレイヤ 2スィツチングセグメントでの位置管理経路を制御する動作を説明するシーケン ス図であり、 第 6図は第 4図に示す移動元のレイヤ 2スイッチングセグメントで の位置管理経路を制御する動作を説明するシーケンス図であり、 第 7図は第 4図 . に示すコアネットワーク上の位置管理経路をブロードキャストによって生成する 方法 （その 1 ) を説明する概念図であり、 第 8図は実施の形態 1におけるセグメ ントゲートウェイスィツチの動作をまとめて示すフローチヤ一トであり、 第 9図 は第 3図に示すレイヤ 2スイッチングセグメント内で規定される MA C更新フレ 一 Λの一例を示すフレームファーマツトであり、 第 1 0図はこの発明の実施の形 態 2であるレイャ 2移動体ネットワークにおいて位置管理経路を生成する動作を 説明するシーケンス図であり、 第 1 1図はこの発明の実施の形態 3であるレイヤ 2移動体ネットワークにおいて移動元レイヤ 2スイッチングセグメントに属する セグメントゲートウェイスィツチを検出する動作を説明するシーケンス図であり、 第 1 2図はこの発明の実施の形態 4であるレイヤ 2移動体ネットワークにおける セグメントゲートウェイスイツチの動作を説明するフローチャートであり、 第 1 3図はこの発明の実施の形態 5であるレイャ 2移動体ネットワークにおけるセグ メントゲートウェイスイツチの動作を説明するフローチャートであり、 第 1 4図 はこの発明の実施の形態 6であるレイャ 2移動体ネットワークにおいて位置管理 ■ 経路を生成する動作を説明するシーケンス図であり、 第 1 5図は第 1 4図に示す ュニキャスト転送を制御するセグメントゲートウェイスィツチの動作を説明する フローチャートであり、 第 i 6図はこの発明の実施の形態 7であるレイヤ 2移動 体ネットワークにおいて位置管理経路を実現する動作を説明する概念図であり、 第 1 7図は第 1 6図に示すアンカー方式によるホームセグメントゲートウェイス イッチへの登録動作を説明するシーケンス図であり、 第 1 8図は第 1 6図に示す アンカー方式によってコアネットワーク上の位置管理経路の生成を制御するセグ メントゲートウェイスィツチの動作を説明するフローチャートであり、 第 1 9図 は第 1 6図に示すアンカー方式によるセグメントゲートウェイスィツチ間での通 信動作を説明するシーケンス図であり、 第 2 0図は第 1 6図に示すアンカー方式 での通信過程においてルート最適化を行う動作を説明するシーケンス図であり、 第 2 1図は第 2 0図に示すルート最適化を行った場合の誤配送を防止する動作を 説明するシーケンス図であり、 第 2 2図はこの発明の実施の形態 8であるレイヤ 2移動体ネットワークにおける各レイヤ 2スィツチングセグメントに所属するセ グメントゲートウエイスィツチの構成例を示すブロック図である。 発明を実施するための最良の形態
以下に添付図面を参照して、 この発明にか^:るレイヤ 2移動体ネットワークの 好適な実施の形態を詳細に説明する。
実施の形態 1 .
第 3図は、 この発明の実施の形態 1であるレイヤ 2移動体ネットワークの構成 を示す概念図である。 第 3図に示すレイヤ 2移動体ネットワークは、 比較的規模 の大きな I Pサブネットワーク 3 0で構成されている。 すなわち、 I Pサブネッ トワーク 3 0には、 管理領域である多数のレイヤ 2スイッチングセグメント 3 1 ( 3 1—：！〜 3 1— 1 0 ) がリング状のコアネットワーク 3 2を介して相互間が 接続される形で配置されている。
具体的に説明する。 各レイヤ 2スイッチングセグメント 3 1は、 ツリー状にな いしはリング状に配置され MA Cァドレスに基づき MA Cフレームのスィッチン グを行う複数のレイヤ 2スィッチ （適宜 「レイヤ 2スィッチ群」 ともレ、う） 3 3 ( 3 3— 1〜 3 3— 1 0 ) と、 複数のレイヤ 2スィツチ 3 3の 1つ以上のエッジ スィツチに接続され移動端末を収容する各種の無線アクセスボイント 3 4と、.複 数のレイヤ 2スィッチ 3 3を統括し当該レイヤ 2スイッチングセグメント 3 1の 内部と外部との通信を制御する機能を持つセグメントゲートウエイスィツチ 3 5 ( 3 5— :！〜 3 5—1 0 ) とで構成されている。
そして、 各レイヤ 2スィツチングセグメント 3 1におけるセグメントゲートゥ エイスィツチ 3 5は、 コアネットワーク 3 2上に配置されるリング対応スィツチ 3 6 ( 3 6 a , 3 6 b， 3 6 c , 3 6 d , 3 6 e ) .を介して相互間の接続が行わ れるようになっている。 なお、 コアネットワーク 3 2上には、 ルータ 3 7が設け られ、 この/レータ 3 7を介して図示しない他の I Pサブネットワークと通信でき るようになっている。
以上の構成を有するレイヤ 2移動体ネットワークである I Pサブネットワーク 3 0では、 複数のレイ.ャ 2スィツチングセグメント 3 1は、 P皆層的には同一階層 であるので、 一つのレイヤ 2スィツチングセグメントを独立に管理することがで き、 また一つのレイヤ 2スイッチングセグメントが他のレイヤ 2スイッチングセ グメントの傷害によって影響を受けないようにすることができる。 したがって、 レイャ 2移動体ネットワークの広域化が実現できる。 複数のレイヤ 2スィッチン グセグメント 3 1の具体的な適用例としては、 巿ゃ区などの地域区分、 一つの企 業における管理的な区分などに割り当てることが考えられる。
そして、 頻繁に移動するレイヤ 2スイッチングセグメント内での移動制御と移 動頻度が少ないレイャ 2スィツチングセグメント間での移動制御とが実現できる ので、 移動頻度の差によって最適な移動制御が適用できるようになる。 以下に、 具体的な制御内容について説明する。
複数のレイヤ 2スィツチングセグメント 3 1は、 それぞれ内部に関しては、 標 準のレイヤ 2スイッチングの枠組みで動作するようになっている。 レイヤ 2スィ ツチングセグメント 3 1— 1を例に挙げて具体的に説明する。 移動端末がレイヤ 2スィツチングセグメント 3 1— 1内の無泉アクセスポイント 3 4— 1 a , 3 4 一 1 b間を移動する場合には、 次のような動作が行われる。
すなわち、 移動先の無線アクセスポイントは、 Re- Association Requestの受信 によって移動してきた移動端末を検出すると、 MA Cエントリ更新フレームをブ ロードキャスト送信する。 そして、 セグメントゲートウェイスィッチ 3 5—1に 対してツリー状に配置続される複数のレイヤ 2スィッチ 3 3— 1は、 MA Cェン トリ更新フレームを受信すると、 学習済みの移動端末の MA Cアドレスとこの M A Cァドレス宛フレームの自レイヤ 2スィツチにおける送信先物理ポートとの対 応表である MA Cェントリを更新するとともに、 その受信した MA Cェントリ更 新フレームをレイヤ 2スイツチの規則に従いブロードキャスト送信する。
このとき、 セグメントゲートウェイスィッチ 3 5—1は、 MA Cエントリ更新 フレームを受信すると、 自セグメントゲートウェイスィッチ 3 5—1が保持する MA Cェントリの更新は複数のレイヤ 2スィツチ 3 3 - 1と同様に行う力 その 受信した MA Cエントリ更新フレームをリング対応スィッチ 3 6 aには送信せず. 自レイヤ 2スィツチングセグメント 3 1 _ 1での MA Cェント V更新フレームが リング状のコアネットワーク 3 2を介して他レイヤ 2スィツチングセグメントに 流れ込まないようにしている。
これによつて、 移動を制御するためのシグナリングトラフィックは当該レイヤ 2スィツチングセグメント内に閉じ込められ、 他レイヤ 2スィツチングセグメン トに流入しない。 つまり、 シグナリングトラフィックが局所化できるので、 レイ ャ 2移動体ネットワークの広域化が実現できる。 単一のレイヤ 2スィツチングセ グメント 3 1内部での通信に関しては、 なんら拡張はなく、 通常のレイヤ 2スィ ツチングによって MA Cフレームの送受信が行えるようになつている。
次に、 移動端末がレイヤ 2スイッチングセグメント 3 1を跨って移動する場合 の位置管理経路の形成動作について説明する。 第 4図は、 第 3図に示すレイヤ 2 移動体ネットワークにおいて移動端末がレイヤ 2スイッチングセグメント間を跨 つて移動する場合の位置管理経路を説明する概念図である。
第 4図では、 レイヤ 2スイッチングセグメント 3 1—1内の無線アクセスボイ ンントト 33 44 __ 11 aaにに接接続続さされれてていいたた移移動動端端末末 44 00 aa *
ンントト 33 11—— 66内内のの無無線線アアククセセススボボイインントト 33 44—— 66 bbのの配配下下にに移移動動すするる場場合合のの位位置置 管管理理経経路路がが示示さされれてていいるる。。 すすななわわちち、、 ここのの場場合合のの位位置置管管理理経経路路はは、、 レレイイヤヤ 22ススィィ ツツチチンンググセセググメメンントト 33 11—— 11内内のの無無;; ϋϋアアククセセススポポイインントト 33 44—— 11 aaかからら複複数数ののレレ 55 ィィャャ 22ススィィッッチチ 33 33 -- 11をを経経由由ししててセセググメメンントトゲゲーートトウウェェイイススィィッッチチ 33 55—— 11にに 至至るる経経路路 44 11 aa、、 セセググメメンントトゲゲーートトウウェェイイススィィッッチチ 33 55—— 11かかららココアアネネッットトフフ一一 クク 33 22上上ののリリンンググ対対応応ススィィッッチチ 33 66 aa ,, 33 66 bb ,, 33 66 cc ,, 33 66 ddをを経経由由ししててレレイイ ャャ 22ススィィツツチチンンググセセググメメンン 1ト、 33 11——66内内ののセセググメメンントトゲゲーートトウウェェイイススィィッッチチ 33 55 一一 66にに至至るる経経路路 44 11 bbとと、、 セセググメメンントトゲゲーートトウウェェイイススィィッッチチ 33 55 __ 66かかららリリンンググ
1100 状状にに配配置置さされれるる複複数数ののレレイイヤヤ 22ススィィッッチチ 33 33—— 66をを経経由由ししてて無無線線アアククセセススポポイインン トト 33 44—— 66 bbにに至至るる経経路路 44 11 ccととでで構構成成さされれるる。。
ここのの場場合合、、 移移動動先先ののレレイイヤヤ 22ススイイッッチチンンググセセググメメンントト 33 11—— 66ででのの位位置置管管理理経経 路路 44 11 ccはは、、 第第 55図図にに示示すすよよううにに制制御御さされれるる。。 第第 55図図はは、、 移移動動先先ののレレイイヤヤ 22ススィィ ツツチチンンググセセググメメンントトででのの位位置置管管理理経経路路をを制制御御すするる動動作作をを説説明明すするるシシーーケケンンスス図図でで
1155 ああるる。。第第 55図図ににおおいいてて、、移移動動先先ののレレイイヤヤ 22ススイイッッチチンンググセセググメメンントト 33 11——66でではは、、 次次ののよよううなな動動作作がが行行わわれれるる。。
すすななわわちち、、 新新アアククセセススポポイインントトででああるる無無線線アアククセセススポポイインントト 33 44—— 66 bbはは、、 RRee--AAssssoocciiaattiioonn RReeqquueessttのの受受信信にによよっってて移移動動ししててききたた移移動動端端末末 44 00 bbをを検検出出すするる とと、、 MMAA CCエエンントトリリ更更新新フフレレーームムををブブロローードドキキャャスストト送送信信すするる。。 ななおお、、 ここのの MMAA
2200 CCエエンントトリリ更更新新フフレレーームムののブブロローードドキキャャスストトはは、、 無無線線アアククセセススポポイインントト 33 44—— 66 bb、、 無無線線アアククセセススポポィィンントト 33 44—— 66 bbをを収収容容すするるエエッッジジススィィツツチチももししくくはは移移動動端端 末末 44 00 bbののいいずずれれかかがが行行ううここととががででききるる。。
複複数数ののレレイイヤヤ 22ススィィッッチチ 33 33—— 66はは、、 MMAA CCエエンントトリリ更更新新フフレレーームムをを受受信信すするる とと、、 学学習習済済みみのの移移動動端端末末 44 00 bbのの MMAA CCァァドドレレススととここのの MMAA CCァァドドレレスス宛宛フフレレーー
2255 ムムのの自自レレイイヤヤ 22ススィィツツチチににおおけけるる送送信信先先物物理理ポポーートトととのの対対応応表表ででああるる MMAA CCェェンン トトリリをを更更新新すするるととととももにに、、 そそのの受受信信ししたた MMAA CCエエンントトリリ更更新新フフレレーームムををレレイイヤヤ 22 ススィィッッチチのの規規則則にに従従っっててブブロローードドキキャャスストト送送信信すするる。。 ここれれにによよつつてて、、 複複数数ののレレイイ ャ 2スィツチ 3 3— 6は、 該当移動端末 4 0 bの MA Cァドレスとこの MA Cァ ドレス宛フレームの送信先物理ポートの対応を再学習する。
このとき、 セグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 6は、 MA Cエントリ更新 フレームを受信すると、 MA Cェントリの更新は複数のレイヤ 2スィツチ 3 3— 6と同様に行うが、 その受信した MA Cエントリ更新フレームをリング対応スィ ツチ 3 6 dには送信せず (手順 T 1 )、 自レイヤ 2スィツチングセグメン卜 3 1— 6での MA Cェントリ更新フレームがリング状のコアネツトワーク 3 2を介して
Figure imgf000014_0001
なお、 この方式では、 各レイヤ 2スィッチ 3 3— 1が移動端末 4 0 bの位置に 応じて MA Cエントリを学習することで位置管理経路 4 1 cのュニキャストパス が生成される。 この学習は第 5図に示す MA Cェントリ更新フレームのハンドリ ング時に行うほ力、 移動端末 4 0 bからの通常データ MA Cフレームのハ^ドリ ング時にも行う。 また、 何らかの要因によってレイヤ 2スィッチ 3 3— 1で MA Cェントリがエージングされるケースがありうる。 この場合には、 位置管理経路 4 1 cへのュニキャストパスは消滅するが、 移動端末 4 O b宛 MA Cフレームが ブロードキャスト送信されることで、 位置管理経路 4 1 c相当のデータ通信路は 保証できる。
し力 しながら、 第 5図に示す方式では、 MA Cエントリ更新フレームが移動先
Figure imgf000014_0002
ント 3 1— 6のセグメントゲ一トウエイスィツチ 3 55—— 66ににててブブロロッッククさされれるるののでで（（手手順順 TT 11 ))、、
Figure imgf000014_0003
メメンントト 33 11—— 11ののレレイイヤヤ 22ススィィッッチチ 33 33—— 11でではは、、 移移動動ししたた移移動動端端末末 44 00 bbのの MM AA CCエエンントトリリをを学学習習すするるここととががででききずず、、 移移動動端端末末 44 00 bbのの移移動動直直後後ののタタイイミミンンググ でではは位位置置管管理理経経路路 44 11 aaののュュニニキキャャスストトパパススはは生生成成さされれなないい。。
但し、 その場合でも、
Figure imgf000014_0004
ント 3 1— 1のレイヤ 2ス ィツチ 3 3 _ 1が移動端末 4 0 bから通常データ MA Cフレームをハンドリング したタイミングにおいて位置管理経路 4 1 aのュニキヤストパスが生成される。 また、 レイヤ 2スィッチ 3 3—1 内に MA Cエントリがない場合でも、移動端末 4 0 b宛 MA Cフレームがブロードキャスト送信されることで、 位置管理経路 4 1 a相当のデータ通信路は保証できる。
一方、 移動端末が跨いで移動する 2つのレイヤ 2スィツチングセグメントが隣 接するときには、 例えば、 移動端末 4 0 bがレイヤ 2スィツチングセグメント 3 1一 1からレイヤ 2スイッチングセグメント 3 1— 2に移動した移動端末である 場合には、 レイヤ 2スィツチングセグメント 3 1 _ 1のレイヤ 2スィッチ 3 3— 1に移動端末 4 0 bの MA Cェントリが残るので、 位置管理経路 4 1 aが正しく 生成されないことが起こる。
そこで、 移動元レイヤ 2スイッチングセグメント 3 1—1での位置管理経路 4 1 aは、例えば第 6図に示すように制御することによ.つて生成できる。第 6図は、 移動元のレイヤ 2スィツチングセグメントでの位置管理経路を制御する動作を説 明するシーケンス図である。
第 6図において、 移動先レイヤ 2スイッチングセグメント 3 1—1では、 無線 アクセスポイント 3 4—6 bとレイヤ 2スィッチ群 3 3— 6は、 第 5図にて説明 した動作を行うが、 セグメントゲートウェイスィッチ 3 5 _ 6は、 MA Cェント リ更新フレームを受信すると、 MA Cエントリの更新をレイヤ 2スィツチ群 3' 3 一 6と同様に行うとともに、 移動元セグメントゲートウェイスィッチ 3 5—1を 決定し（手順 T 2 )、その受信した MA Cエントリ更新フレームをセグメントゲー トウエイスィッチ 3 5 - 1宛にリング対応スィツチ 3 6 dにュニキヤスト転送す る。
その結果、 セグメントゲートウエイスィツチ 3 5 _ 1宛の MA Cェントリ更新 フレームがリング対応スィツチ 3 6 d , 3 6 c , 3 6 b , 3 6 aを介してセグメ ントゲートウェイスィッチ 3 5—1に受信される。 第 6図では、 MA Cエントリ 更新フレームを移動元のセグメントゲートウエイスィツチ 3 5— 1宛のュニキヤ ストフレームで力プセノレイヒして送信している （フレームュニキャスト転送 （ェン トリ更新ブロードキャスト））。
セグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 1は、 デカプセル化を行うことで MA Cエントリ更新フレームを取り出し、 自セグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 1が保持する MA Cエントリを更新するとともに、 自レイヤ 2スイッチングセグ メント 3 1— 1内でブロードキャスト送信する。 これによつて、 移動端末 4 0 b の MA Cフレームが移動元のセグメントゲートウェイスィツチ 3 5— 1まで転送 されるように、 レイヤ 2スィッチ群 3 3—1の MA Cエントリが更新される。 なお、 MA Cェントリ更新フレームを移動先から移動元にュニキャストァドレ スで送信する方式として、 移動先セグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 6が送 信先 M A Cアドレスを移動元のセグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 1に付け 替えて送信し、 移動元の移動先セグメントゲートウェイスィッチ 3 5—1がこれ を終端した後、 移動元のレイヤ 2スイッチングセグメント 3 1—1内に MA Cェ ントリ更新フレームをュニキヤスト送信してもよい。
このように、 レイヤ 2スィツチングセグメント 3 1を跨って移動端末が移動し た場合、 移動元レイヤ 2スイッチングセグメント 3 1— 1に存在するレイヤ 2ス イッチ群 3 3— 1の MA Cエントリを正しく更新することができるので、 移動元 での位置管理経路 4 1 a相当の通信路が保証でき、 移動元レイヤ 2スィツチング セグメント 3 3— 1内で送信される移動端末宛の MA Cフレームが正しく配送で きるようになる。
次に、 第 7図を参照して第 4図に示すコアネットワーク上の位置管理経路 4 1 bを生成する動作について説明する。 第 7図は、 第 4図に示すコアネットワーク 上の位置管理経路をブロードキャストによって生成する方法 （その 1 ) を説明す ' る概念図である。
第 7図において、 全てのセグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 1〜3 5— 1 0は、 それぞれ、 自レイヤ 2スイッチングセグメント内に存在する移動端末の M A Cェントリについては学習する機能を保持する力 他のセグメントゲートゥェ イスイッチとの間で送受信される移動端末宛の全 MA Cフレームについては、 M A Cェントリを学習する機能を持たないように制御される。
また、 コアネットワーク 3 2上の全てのリング対応スィッチ 3 6 a， 3 6 b , 3 6 c , 3 6 d , 3 6 eは、 セグメントゲートウェイスィッチ間で送受信される 全ての MA Cフレームについては、 MA Cエントリを学習する機能を持たないよ うに制御される。
その結果、 コアネットワーク 3 2上に送信されたュニキヤスト MA Cフレーム は、 必ずブロードキャストされ、 全てのセグメントゲートウェイスィッチが受信 する。 MA Cフレームを受信したセグメントゲートウェイスィッチは、 対象とな る移動端末の MA Cェントリが学習済みか否かを判定し、 学習済みの場合にその MA Cフレームを自レイヤ 2スィツチングセグメントに取り込む。
これによつて、 セグメントゲートウェイスィッチ 3 5—1からコアネットヮー ク 3 2上のリング対応スィッチ 3 6 a， 3 6 b , 3 6 c , 3 6 dを経由してレイ ャ 2スィツチングセグメント 3 1— 6内のセグメントゲートウエイスィツチ 3 5 —6に至る経路 4 1 bが生成される。
なお、 この方式では、 セグメントゲートウエイスィツチ内の MA Cェントリは エージングしないことを前提にしている。 そのため、 移動端末もしくは無線ァク セスポイントが周期的に MA Cエントリを更新することを期待している。 . このように、 レイヤ 2スイッチングセグメント間を跨って移動端末宛の M A C フレームを送信する場合、 移動端末宛 MA Cフレームを送信するセグメントゲー トウエイスィツチは、 予め移動端末が存在するセグメントゲートゥヱイスィツチ を特定する必要がなく、 コアネットワーク上にブロードキャスト送信するだけで 位置管理経路 4 1 b相当の通信路が保証できるので、 簡易に移動端末宛の M A C フレームが送受信できるようになる。
第 8図は、 以上説明したセグメントゲートウェイスィツチの動作をまとめて示 すフローチャートである。 第 8図では、 （A) 自レイヤ 2スイッチングセグメント の内部から受信した場合と、 （B ) 自レイヤ 2スイッチングセグメントの外部から 受信した場合とが示されている。
(A) 自レイヤ 2スイッチングセグメント内部からの受信では、 ブロードキヤ ストされた MA Cエントリ更新フレームの処理 （ステップ S T 1〜S T 7 ) とュ 二キャストアドレスを持つ移動端末向けデータの処理 （ステップ ST11〜ST 13) とが行われる。
すなわち、 ブロードキャストされた MACエントリ更新フレームを受信すると (ステップ S T 1 )、移動端末 MA Cアドレスと物理ポートとの対応を記憶し、つ まり、 MACエントリを作成し （ステップ ST2)、移動元の無線アクセスポイン トが自レイヤ 2スィツチングセグメ'ントに属しない場合にその移動元の無線ァク セスポィントが所属する他レイヤ 2スィツチングセグメントにおけるセグメント ゲートウェイスィッチを検索する （ステップ ST3)。 その結果、移動元セグメン トゲートウェイスィッチが見つかると (ステップ ST3 ： Ye s)、 当該 MACェ ントリ更新フレームをカプセルィ匕して、ないしは、送信先の書き換えを行って（ス テツプ ST 5)、 コアネットワーク 32上にュニキャスト転送する (ステップ ST
6)。一方、移動元セグメントゲートウェイスィッチが見つからない場合は (ステ ップ ST3 ： No), 当該 MACエントリ更新フレームを廃棄する （ステップ ST
7) 0
また、 ュニキャストアドレスを持つ移動端末向けデータを受信すると （ステツ プ ST 11)、移動端末 MACァドレスと物理ポートとの対応表、つまり、 MAC エントリを更薪し (ステップ ST 12)、 自レイヤ 2スイッチングセグメント内に ブロードキャスト送信する （ステップ ST 13)。 つまり、 この場合には、移動端 末向けのュニキャストァドレスは設定されるが、 各レイヤ 2セグメントゲートゥ エイスィッチにはエントリがないので、 結果的にブロードキャスト送信される。
(B) 自レイヤ 2スィツチングセグメント外部からの受信では、 ュニキャスト アドレスを持つ MACエントリ更新フレームの処理 （ステップ ST 21〜ST 2 3) とュニキャストアドレスを持つ移動端末向けデータの処理 （ステップ ST3 1〜ST 35) とが行おれる。
すなわち、 ュニキャストアドレスを持つ MACエントリ更新フレームを受信す ると (ステップ ST 21)、それが MAC i n MACフレームであればデカプセル 化し (ステップ ST 22)、その受信した MACェントリ更新フレームを自レイヤ 2スィツチングセグメント内にブロードキャスト送信する (ステップ ST 23)。 なお、 MAC i nMACフレームは、 MACェントリ更新フレームに IEEE 802.17 に規定される RPR (Resilient Packet Ring) における MAC i nMACカプセ リング仕様を適用してカプセル化したものである。 . また、 ュニキャストアドレスを持つ移動端末向けデータを受信すると （ステツ プ ST 31)、 MACェントリから移動端末 MACァドレスを検索し（ステップ S T 32)、 見つかると （ステップ ST 33 ： Y e s)、 ュ-キャストァドレスでタ を送信する（ステップ ST 34)。一方、見つからない場合は（ステップ ST 33 ： No), 当該受信データを廃棄する （ステップ ST 35)。
要するに、 MACエントリ更新フレームについては、 移動先セグメントゲート ウェイスィッチ 35— 6は、 ュニキャスト転送によって移動元セグメントゲート ウェイスィッチ 35—1に送信し（ステップ3丁1〜3丁6)、移動元セグメント ゲートウェイスィッチ 35—1は、 それを取り込み、 自レイヤ 2スイッチングセ グメント 31—1内にブロードキャスト送信する（ステップ ST 21〜ST23)< 一方、 移動端末向けデータについては、 移動先セグメントゲートウェイスイツ チ 35— 6は、 移動端末向けの MACフレームをュニキヤスト転送するが結果的 にブロードキャスト送信されることになる （ステップ ST 11〜ST 13)。そし て、 移動端末向けの MACフレームを受信した全セグメントゲートウェイスィッ チが送信元 MACァドレスを精査し （ステップ ST 31， ST 32)、 その MAC アドレスのエントリを持つ移動元セグメントゲートウェイスィッチ 35- 1が M ACフレームを.吸い上げる （ステップ ST33〜ST35)。
なお、 この発明によるレイヤ 2スイッチングセグメント内では、 上記した MA C更新フレームとして、 I APPにて規定されている制御フレームを使用するこ とができる。 それは、 例えば第 9図に示すようになつている。 第 9図は、 レイヤ 2スィツチングセグメント内で規定される MAC更新フレームの一例を示すフレ ームファーマットである。 第 9図に示す MAC更新フレームは、 6バイトの "D A (ブロードキャストァドレス）"と、 6バイ トの" S A (スティションァドレス）" と、 2バイ トの "L e n g t h" と、 1バイ トの "DSAP" と、 1バイ トの "S SAP" と、 1バイトの " C o n t r o 1" と、 3パイ トの " X I D I n f r oノ' と、 xバイ トの " PAD" とで構成されている。 IAPPでは、 移動を検出して 無線アクセスポイントがこの形式の制御フレーム （MAC更新フレーム） を送信 するように規定されている。
斯くして、 第 3図に示したレイヤ 2移動体ネットワークでは、 移動先での位置 管理経路と移動先での位置管理経路と両者を繋ぐコアネットワーク上の位置管理 経路とをそれぞれ生成する機構を備えるので、 レイヤ 2スィツチングセグメント 間を跨る通信路をェンド ·ツー ·ェンドの形で生成できるようになる。 以下、 実 施の形態として具体的に説明する。
実施の形態 2.
第 10図は、 この発明の実施の形態 2であるレイヤ 2移動体ネットワークにお いて位置管理経路を生成する動作を説明するシーケンス図である。 この実施の形 態 2では、 第 4図に示した移動元での位置管理経路 41 aを正しく生成する方法 として実施の形態 1とは異なる別の方法が示されている。
第 10図において、 移動先のレイヤ 2スィツチングセグメント 31— 6では、 新アクセスポイントである無,镍アクセスポイント 34— 6 bは、 Re- Association Request の受信によって移動してきた移動端末 40 bを検出すると、 MACェン トリ更新フレームをブロードキャスト送信する。
レイヤ 2スィッチ群 33— 6は、 MACエントリ更新フレームを受信すると、 学習済みの移動端末 40 bの MACァドレスとこの MACァドレス宛フレームの 自レイヤ 2スィツチにおける送信先物理ポートとの対応表である MACェントリ を更新するとともに、 その受信した MACェントリ更新フレームをレイヤ 2スィ ツチの規則に従ってブロードキャスト送信する。
セグメントゲートウェイスィッチ 35— 6は、 MACエントリ更新フレームを 受信すると、 MACエントリの更新をレイヤ 2スィッチ群 33— 6と同様に行う とともに、 移動元のセグメントゲートウェイスィッチ 35—1を決定し （手)頃 T 3 )、その受信した MA Cエントリ更新フレームから生成した M A Cエントリ削除 フレームをセグメントゲートウェイスィツチ 3 5一 1宛にリング対応スィツチ 3 6 dにュニキヤスト送信する。
その結果、 セグメントゲートウェイスィッチ 3 5.— 1宛の MA Cエントリ削除 フレームがリング対応スィツチ 3 6 d， 3 6 c , 3 6 b , 3 6 aを介してセグメ ントゲートウェイスィツチ 3 5— 1に受信される。 第 1 0図では、 MA Cェント リ削除フレームを移動元のセグメントゲートウェイスィツチ 3 5— 1宛のュニキ ヤストフレームでカプセルィヒして送信している （フレームュニキャスト転送 （ェ ントリ削除ブロードキャスト））。
セグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 1は、 デカプセル化を行うことで M A Cエントリ削除フレームを取り出し、 自セグメントゲートウェイスィッチ 3 5 - 1が保持する MA Cェントリを削除するとともに、 自レイヤ 2スィツチングセグ メント 3 1—1内でュニキャスト送信し、 レイヤ 2スィッチ群 3 3—1の MA C エントリを削除する。
これによれば、 レイヤ 2スイッチングセグメント間を跨って移動端末が移動し た場合、 移動元レイヤ 2スイッチングセグメントに存在するレイヤ 2スィツチ群 の MA Cエントリを正しく削除できるので、 移動元での位置管瑪経路 4 1 a相当 の通信路が保証でき、 移動元レイヤ 2スィツチングセグメント内で送信される移 動端末宛の MA Cフレームが正しく配送できるようになる。
実施の形態 3 .
第 1 1図は、 この発明の実施の形態 3であるレイヤ 2移動体ネットワークにお いて移動元レイヤ 2スィツチングセグメントに属するセグメントゲートウェイス ィツチを検出する動作を説明するシーケンス図である。 この実施の形態 3では、 第 4図に示した移動元での位置管理経路 4 1 aを正しく生成するために必要とな る移動元のセグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 1を検出する方法が示されて いる。
第 1 1図において、 この実施の形態 3では、 無線アクセスポイントの MA Cァ ドレスと、 その無線ァクセスポイントを収容するレイヤ 2スイッチングセグメン ト内のセグメントゲートウェイスィツチの MACァドレスとの対応表を管理する 近隣スィツチ探索サーバ 50を使用する。なお、近隣スィツチ探索サーバ 50は、 第 11図では、 独立の装置として示してあるが、 この近隣スィッチ探索サーバの 機能は、 各々のセグメントゲートウェイスィッチの内部に設けることができる。 そして、 移動先のセグメントゲートウェイスィッチ 35— 6は、 自レイヤ 2ス イッチングセグメント 31— 6内から MAC更新フレームを受信すると、 その M AC更新フレームに含まれる移動元の無線アクセスポイントの MACァドレスを 検索キーとしてその無線アクセスボイントが所属するセグメントゲートウェイス イッチ 35— 1を求めることを行うようになっている。
さて、 移動先のレイヤ 2スイッチングセグメント 31—6では、 新アクセスポ ィントである無 アクセスポィント 34— 6 bは、 Re- Association Request (M ACol dAP) の受信によって移動してきた移動端末 40 bを検出すると、 MAC エントリ更新フレーム （MAC。l dAP) をブロードキャスト送信する。 ここで、 MACo l dAPは、 IEEE 802.11無,锒 LANの Re - Association Requestに含まれて いる旧無線アクセスポイントの MACアドレス （BSS ID) である。 これを使用し て移動先のセグメントゲートウェイスィッチ 35— 6は、 MACエントリ更新フ レーム受信時に、 移動端末 40 bがレイヤ 2スイッチングセグメント間を移動し たの力否かを判断するようにしている。
レイヤ 2スィッチ群 33— 6は、 MACエントリ更新フレーム （MAC。l dAP) を受信すると、 学習済みの移動端末 40 bの MACァドレスとこの MACァドレ ス宛フレームの自レイヤ 2スィツチにおける送信先物理ポートとの対応表である MACエントリを更新するとともに、 その受信した MACエントリ更新フレーム (MACol dAP)をレイヤ 2スィッチの規則に従ってブロードキャスト送信する。 セグメントゲートウェイスィッチ 35— 6は、 MACエントリ更新フレーム（M ACol dAP) を受信すると、 MACエントリの更新をレイヤ 2スィッチ群 33— 6と同様に行うとともに、 MACエントリ更新フレーム （MAC。l dAP) に含ま れる旧アクセスポイントの MA Cアドレス、 すなわち、 今の例では、 無線ァクセ スポイント 3 4— 1 bの MA Cアドレスを検索キーとして近隣スィッチ探索サー バ 5 0に問い合わせを行い、 セグメントゲ一トウェイスィツチ 3 5 - 1を取得す る。
そして、 セグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 6は、 取得したセグメントゲ 一トウエイスィツチ 3 5一 1宛の MA Cェントリ更新フレームまたは MA Cェン トリ削除フレームをリング対応スィツチ 3 6 dにュニキヤスト送信する。
その結果、 セグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 1宛の MA Cエントリ更新 フレームま.たは MA Cエントリ削除フレームがリング対応スィッチ 3 6 d , 3 6 c , 3 6 b , 3 6 aを介してセグメントゲートウェイスィッチ 3 5— 1に受信さ れる。 第 1 0図では、 MA Cエントリ更新フレームまたは MA Cエントリ削除フ レームを移動元のセグメントゲートウェイスィツチ 3 5 _ 1宛のュニキャストフ レームでカプセル化して送信している (フレームュニキャスト転送 (エントリ更 新 Z削除ブロードキャスト））。
セグメントゲートウェイスィッチ 3 5 _ 1は、 デカプセノレイ匕を行うことで、 M A Cエントリ更新フレームまたは MA Cエントリ削除フレームを取り出し、 自セ グメントゲートウェイスィッチ 3 5— 1が保持する MA Cェントリを更新または 削除するとともに、 自レイヤ 2スイッチングセグメント 3 1— 1内でュニキャス ト送信し、 レイヤ 2スィツチ群 3 3—1に MA Cェントリを更新または削除させ る。
これによれば、 近隣探索サーバ機能を利用して移動元アクセスポイントの MA Cァドレスから移動元レイヤ 2スィツチングセグメント內のセグメントゲートゥ ェイスイツチが特定できるので、 移動元レイヤ 2スィツチングセグセグメントに 正しく MA Cエントリの更新や削除が指示でき、 移動元での位置管理経路 4 1 a 相当の通信路が保証できるようになる。
実施の形態 4 .
第 1 2図は、 この発明の実施の形態 4であるレイヤ 2移動体ネットワークにお けるセグメントゲートウェイスィツチの動作を説明するフローチヤ一トである。 この実施の形態 4では、 第 4図に示した移動元での位置管理経路 41 aを正しく 生成するために必要となる移動元のセグメントゲートウエイスィツチ 35— 1を 特定しないで位置管理経路 41 aを生成する方法が示されている。
第 1 2図では、 （A) 自レイヤ 2スイッチングセグメントの内部から受信した場 合と、 （B) 自レイヤ 2スイッチングセグメントの外部から受信した場合とが示さ れている。 なお、 第 12図では、 第 8図に示した手順と同一ないしは同等である 手順は、 同一の符号が付されている。 'ここでは、 この実施の形態 4に関わる部分 を中心に説明する。
第 12図において、 (A) 自レイヤ 2スィツチングセグメント内部からの受信で は、 ブロード ャストされた MACエントリ更新フレームを受信すると （ステツ プ S T 1 )、.移動端末 M A Cアドレスと物理ポートとの対応を記憶し、つまり、 M ACエントリを作成し（ステップ ST2)、その MACエントリ更新フレームをコ ァネットワーク 32上にブロードキャスト送信する（ステップ ST 41)。ここで、 MACェントリ更新フレームは、 自レイヤ 2スイッチングセグメントがレイヤ 2 スィツチングセグメント 31— 6である場合は、 移動端末 40 bの MACァドレ スが設定された MACェントリの更新フレームである。 なお、 削除フレームであ る場合も同様の手順でコアネットワーク 32上にブロードキャスト送信される。
(B) 自レイヤ 2スイッチングセグメント外部からの受信では、 自レイヤ 2ス ィツチングセグメントがレイヤ 2スィツチングセグメント 31— 1である場合は、 ュニキャストァドレスを持つ MACェントリ更新フレームを受信すると （ステツ プ ST 21)、 MACェントリから移動端末 40 bの MACァドレスを検索し（ス テツプ ST42)、 見つかると (ステップ ST43 ： Ye s)、 受信した MACェ ントリ更新フレームを自レイヤ 2スィツチングセグメント 31— 1内にュニキヤ スト送信し（ステップ ST 44)、見つからない場合は（ステップ ST 43 :No)、 当該受信した MACエントリ更新フレームを廃棄する（ステップ ST 45)。なお、 削除フレームを受信した場合も同様の手順で自レイヤ 2スィツチングセグメント 3 1 - 1内にブロードキャスト送信される。
これによれば、 移動元レイヤ 2スィツチングセグメント内のセグメントゲート スィツチが該当する MA Cェントリを保持していることを前提としているが、 移 動先のセグメントゲ一トスィツチは移動元セグメントゲートスィツチを特定する ことなく、 ブロードキャストで MA Cエントリの更新フレームや削除フレームを 送信するだけでよいので、 簡易に移動元レイヤ 2スイッチングセグメントに正し く MA Cエントリの更新フレームや削除フレームが送信できるようになる。 そして、 この方法は、 移動元セグメントゲートスィッチを特定する必要がない ので、 移動先のセグメントゲートスィッチが、 MA Cエントリ更新フレームの受 信時に対象となる移動端末がレイヤ 2スイッチングセグメント間を跨つて移動し た力否かを判断できない場合に有効であると言える。
実施の形態 5 .
第 1 3図は、 この発明の実施の形態 5であるレイヤ 2移動体ネットワークにお けるセグメントゲートウェイスィッチの動作を説明するフローチャートである。 この実施の形態 5では、 第 4図に示したコァネットワーク上の位置管理経路 4 1 bをブロードキャストによって生成する方法 （その 2 ) が示されている。
第 1 3図では、 （A) 自レイヤ 2スイッチングセグメントの内部から受信した場 合と、 （B ) 自レイヤ 2スィツチングセグメントの外部から受信した場合とが示さ れている。 なお、 第 1 3図では、 第 8図に示した手順と同一ないしは同等である 手順は、 同一の符号が付されている。 ここでは、 この実施の形態 5に関わる部分 を中心に説明する。
第 1 3図において、 (A) 自レイヤ 2スィッチングセグメント内部からの受信で は、 ュニキャストアドレスを持つ移動端末向けデータを受信すると （ステップ S T 1 1 )、移動端末 MA Cァドレスと物理ポートとの対応表、つまり、 MA Cェン トリを更新し（ステップ S T 1 2 )、その受信した移動端末向けデータをブロード キャストァドレスを持つ MA Cフレームでカプセル化し (ステップ S T 5 1 )、 コ ァネットワーク 3 2上にブロードキャスト送信する (ステップ S T 5 2 )。 (B) 自 ント外部からの受信では、 ブロードキヤ ストされた移動端末向けデータを受信すると （ステップ S T 53)、デカプセル化 して移動端末向けデータを取り出し（ステップ ST 54)、 MACェントリ力 ら移 動端末 MACアドレスを検索し （ステップ ST 32)、見つかると （ステップ ST 33 ： Ye s)、 ュニキャス トアドレスでタを送信する (ステップ ST 34)。 ― 方、 見つからない場合は （ステップ ST 33 ： No), 当該受信データを廃棄する (ステップ ST35)。
すなわち、 MACエントリ更新フレームについては、 移動先セグメントゲート ウェイスィッチ 35— 6は、 ュニキャスト転送によって移動元セグメントゲート ウェイスィツチ 35— 1に送信し (ステップ ST 1〜ST 6)、移動元セグメント ゲートウェイスィッチ 35—1は、 それを取り込み、 自レイヤ 2スイッチングセ グメント 31—1内にブロードキャスト送信する（ステップ ST 21〜ST 23), 削除フレームも同様である。
一方、 移動端末向けデータについては、 移動先セグメントゲートウエイスィッ チ 35— 6は、 ブロードキャストアドレスを持った MACフレームでカプセル化 してブロードキャスト転送する (ステップ ST 1 1， ST12, ST51, ST 52)。そして、その MA Cフレームを受信した全セグメントゲートウェイスィッ チがデカプセルィ匕を行って送信元 MACァドレスを精査し (ステップ ST 53， ST 54, ST 32)、その MACァドレスのェントリを持つ移動元セグメントゲ 一トウエイスィツチ 35—1が MACフレームを吸い上げる (ステップ ST 33 〜ST35)。
これに'よれば、 レイヤ 2スィツチングセグメント間を跨って移動端末宛の M A Cフレームを送信する場合、 ブロードキャスト送信を実現するためにセグメント ゲートスィツチゃリング対応スィツチが MACェントリを学習しないような特殊 なコンフィギュレーションを行う実施の形態 1 (第 7図） とは異なり、 そのよう な特殊なコンフィギュレーションを行うことなく、 同様のブロードキャスト送信 が実現できるので、 同様に位置管理経路 41 b相当の通信路が保証できる。 実施の形態 6.
第 14図は、 この発明の実施の形態 6であるレイヤ 2移動体ネットワークにお いて位置管理経路を実現する動作を説明するシーケンス図である。 この実施の形 態 6では、 第 4図に示す移動先と移動元とを繋ぐコアネットワーク上の位置管理 経路 41 bをュニキヤスト転送によって実現する方法が示されている。
第 14図において、 移動先のレイヤ 2スイッチングセグメント 31—6では、 新アクセスポイントである無線アクセスポイント 34— 6 bは、 Re- Association Request の受信によって移動してきた移動端末 40 b 検出すると、 MACェン トリ更新フレームをブロードキャスト送信する。
レイヤ 2スィッチ群 33— 6は、 MACエントリ更新フレームを受信すると、 学習済みの移動端末 40 bの MACァドレスとこの MACァドレス宛フレームの 自レイヤ 2スィツチにおける送信先物理ポートとの対応表である MACェントリ を更新するとともに、 その受信した MACェントリ更新フレームをレイヤ 2スィ ツチの規則に従ってブロードキャスト送信する。
セグメントゲートウェイスィッチ 35— 6は、 MACエントリ更新フレー Λを 受信すると、 MACエントリの更新をレイヤ 2スィッチ群 33— 6と同様に行う とともに、 その受信した MACェントリの更新フレームまたは削除フレームをコ ァネットワーク 32上にブロードキャスト送信する。 これによつて、 全てのセグ メントゲートウェイスィッチ 35 (35—：!〜 35— 10) と全てのリング対応 スィッチ 36 (36 a， 36 b, 36 c, 36 d, 36 e) とは、 当該レイヤ 2 移動体ネットワークに存在する全ての移動端末の MACァドレスを学習するので、
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但し、 移動元のセグメントゲートウェイスィッチ 35-1と移動先のセグメン トゲートウエイスィッチ 35— 6以外のセグメントゲートウェイスィッチでは、 受信した MAC更新フレームまたは MAC削除フレームが自レイヤ 2スィッチン グセグメント内に流入しないようにガードしている (手順 T4)0
その結果、 各セグメントゲートウェイスィッチは、 他レイヤ 2スイッチングセ グメントに属する移動端末の MACェントリを学習する機能を備えているので、 セグメントゲ一トウエイスィツチ間で送受信される移動端末宛の MACフレーム は、 常に、 正しくュニキャストアドレスで唯一のセグメントゲートウェイスイツ チまで配送され、 そのセグメントゲートウエイスィツチが MACフレームを自レ ィャ 2スィツチングセグメント内に取り込むことができるようになる。 つまり、 ュニキャスト転送によって位置管理経路 41 b相当の通信路が保証される。 第 15図は、 第 14図に示すュニキャスト転送を制御するセグメントゲートゥ エイスィッチの動作を説明するフローチャートである。第 15図では、 （A) 自レ ィャ 2スィツチングセグメントの内部から受信した場合と、 (B) 自レイヤ 2スィ ツチングセグメントの外部から受信した場合とが示されている。 なお、 第 15図 では、 第 8図に示した手順と同一ないしは同等である手順は、 同一の符号が付さ れている。 ここでは、 この実施の形態 6に関わる部分を中心に説明する。
第 15図において、 (A) 自レイヤ 2スィツチングセグメント内部からの受信で は、 ュニキャストアドレスを持つ移動端末向けデータを受信すると （ステップ S T 11)、移動端末 MACアドレスと物理ポートとの対応表である MACエントリ を更新し（ステップ ST 12)、移動端末向けデータをコアネットワーク 32上に ュニキャス ト送信する （ステップ ST61)。
(B) 自レイヤ 2スィツチングセグメント外部からの受信では、 ュニキャスト アドレスを持つ移動端末向けデータを受信すると （ステップ ST31)、 MACェ ントリから移動端末 MACアドレスを検索レ（ステップ ST32)、該当する MA Cエントリを更新し (ステップ ST62)、移動端末向けデータをュ-キャスト送 信する （ステップ ST63)。
. 要するに、 MACエントリ更新フレームについては、 移動先セグメントゲート ウェイスィッチ 35— 6は、 ュニキャスト転送によって移動元セグメントゲート ウェイスィッチ 35— 1に送信するが (ステップ ST 1〜ST 6)、各セグメント ゲートウェイスィッチは、 他レイヤ 2スイッチングセグメントに属する移動端末 の MACェントリを学習する機能を備えているので、 MACェントリ更新フレー ムは、 コアネットワーク 32上にブロードキャストされたのと等価となり、 各レ
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ここでは、 移動元セグメ ントゲートウェイスィツチ 35_ 1が対象となる移動端末の MACェントリを持 つので、 移動元セグメントゲートウェイスィッチ 35— 1がそれを取り込み、 自
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ント 31—1内にブロードキャスト送信する （ステ ップ ST 21〜ST23)。 削除フレームも同様である。
一方、 移動端末向けデータについては、 移動先セグメントゲートウェイスイツ チ 35— 6は、 ュニキャストによる移動端末向けデータを受信すると、 MACェ ントリを更新し (ステップ ST 1 1， ST 12)、 ュニキャスト転送する （ステツ プ ST 61)。そして、移動元セグメントゲートウェイスィッチ 35— 1が対象と なる移動端末の MACェントリを持つので、 ュニキャストによる移動端末向けデ ータを吸い上げ (ステップ ST 31, ST32)、該当する MACェントリを更新 し（ステップ ST 62)、 自レイヤ 2スィ.ツチングセグメント 31— 1内に存在す る移動端末宛にデータをュニキヤスト送信する （ステップ ST63)。
なお、 全セグメントゲートウェイスィッチ等の学習方法として、 その他、 移動 端末が送信する通常の MACフレームから学習することもできる。 また、 移動端 末が存在しないレイヤ 2スィツチングセグメント内のセグメントゲートウェイス ィツチおよび対応するリング対応スィツチは、 移動端末の MACェントリをエー ジングさせてもよい。 MACェントリがエージングされた場合は、 上述したプロ 一ドキャスト方式によって位置管理経路 41 b相当の通信路を保証すればよい。 これによれば、 レイヤ 2スイッチングセグメント間を跨つて移動端末が移動す る場合、 コアネットワークに接続された全てのセグメントゲートウェイスィッチ が MACェントリの更新ないしは削除のメッセージを処理し、 移動端末の存在位 置を全てのセグメントゲートウェイスィツチが把握するので、 レイヤ 2スィッチ ングセグメント間を跨って移動端末宛の MACフレームを送受信する場合に、 ブ ロードキャスト送信をしないで済み、 コアネットワークとセグメントゲートゥェ イスィツチの帯域が節約できる。 実施の形態 7 .
第 1 6図は、 この発明の実施の形態 7であるレイヤ 2移動体ネットワークにお レ、て位置管理経路を実現する動作を説明する概念図である。 この実施の形態 7で は、 第 4図に示す移動先と移動元とを繋ぐコアネットワーク上の位置管理経路 4 1 bをアンカー方式によって実現する方法が示されている。
アンカー方式では、 移動端末のそれぞれに対して一つのセグメントゲートゥェ ィスィツチがホームセグメントゲ一トウニイスィッチとして割り当てられる。 こ のホームセグメントゲートウエイスィツチは、 移動端末が現在どのレイヤ 2スィ ツチングセグメントに存在するのかを、 移動端末の MA Cァドレスとそのセグメ ントゲ一トウェイスィツチの MA Cァドレスの対応表を作成して管理する機能を 備えている。
移動先のセグメントゲ一トウエイスィツチは、 MA Cェントリ更新フレームを 移動元のセグメントゲートウエイスィツチに通知する場合、 同時にホームセグメ ントゲートウェイスィッチにも通知する。 これによつて、 ホームセグメントゲー トウヱイスィッチは当該移動端末の M A Cァドレスとそのセグメントゲートウェ イスイッチの MA Cアドレスの対応を管理する。
セグメントゲートゥヱイスィツチ間で送受信される移動端末宛の MA Cフレー ムは、 常に、 ホームセグメントゲートウェイスィッチ宛の MA Cアドレスでカプ セル化され、 当該移動端末に割り当てられたホームセグメントゲ一トウエイスィ ツチまでュニキャストアドレスで配送される。
そして、 ホームセグメントゲートウェイスィツチがアンカーとなり、 この MA Cフレームを移動端末が存在するセグメントゲートウェイスィッチの MA Cアド レスでカプセル化して再配送し、 そのセグメントゲートウエイスィツチが MA C フレームをデカプセルィ匕して自レイヤ 2スィツチングセグメントに取り込むよう になっている。 以下、 具体的に説明する。
第 1 6図では、 リング対応スィッチ 3 6 eに接続されるセグメントゲートゥェ イスィツチ 3 5 - 8 , 3 5 - 9 , 3 5— 1 0の中の一つがホームセグメントゲー トウヱイスィッチとして割り当てられ、 セグメントゲートウェイスィッチ 35— 1からセグメントゲートウェイスィッチ 35— 6に至るコアネットワーク 32上 の位置管理経路 41 b力 リング対応スィツチ 36 a， 36 b， 36 c， 36 d， 36 e, 36 dの折れ曲がりルートで形成されることが示されている。
第 17図は、 第 16図に示すアンカー方式によるホームセグメントゲートゥェ イスイッチへの登録動作を説明するシーケンス図である。 第 17図において、 移 動先のレイヤ 2スィツチングセグメン卜 31一 6では、 新アクセスポイントであ る無線アクセスポイント 34— 6 bは、 Re-Association Requestの受信によって 移動してきた移動端末 40 bを検出すると、 その接続されるエッジスィツチを介 してレイヤ 2スィツチ群 33— 6に対して MACェントリ更新フレームをブロー ドキャスト送信する。
レイヤ 2スィッチ群 33— 6は、 MACエントリ更新フレームを受信すると、 学習済みの移動端末 40 bの MACァドレスとこの MACァドレス宛フレームの 自レイヤ 2スィツチにおける送信先物理ポートとの対応表である MACェントリ を更新するとともに、 その受信した MACエントリ更新フレームをレイヤ 2スィ ツチの規則に従ってブロードキャスト送信する。
セグメントゲートウェイスィッチ 35— 6は、 MACェントリ更新フレームを 受信すると、 MACエントリの更新をレイヤ 2スィツチ群 33— 6と同様に行う とともに、 移動元のセグメントゲートウェイスィッチ 35— 1を決定し （手)頃 T 5)、セグメントゲートウエイスィッチ 35 - 1宛に MACェントリ更新フレーム をュニキャスト転送する。 セグメントゲートウェイスィッチ 35— 1は、 MAC エントリ更新フレームを受信すると、 学習済みの移動端末 40 bの MACェント リを更新するとともに、 その所属するレイヤ 2スイッチングセグメント 31-1 において MACェントリ更新フレームをュニキヤスト送信し、 レイヤ 2スィツチ 群 33—1に MACエントリを更新させる。
また、 セグメントゲートウェイスィッチ 35— 6は、 MACエントリ更新フレ ームを受信すると、 上記と並行して、 ホームセグメントゲートウェイスィッチ 6 0を特定し (手順 T6)、特定したホームセグメントゲートウェイスィッチ 60宛 に MACエントリ更新フレームをュニキャスト転送する。 これによつて、 ホーム セグメントゲートウェイスィツチ 60では、 移動端末 40 bの MACァドレスと セグメントゲートウエイスィツチ 35— 6の MACァドレスとの対応表を作成し て記憶 （登録） する （手順 T7)。
第 18図は、 アンカー方式によってコアネッ'トワーク上の位置管理経路の生成 を制御するセグメントゲートウェイスィツチの動作を説明するフローチヤ一トで ある。 第 18図では、 （Α) 自レイヤ 2スイッチングセグメントの内部から受信し た場合と、 （Β) 自レイヤ 2スイッチングセグメントの外部から受信した場合と、 (C) ホームセグメントゲートウェイスィッチである場合の動作として自レイヤ 2スイッチングセグメントの外部から受信した場合とが示されている。 なお、 第 18図では、 第 8図に示した手順と同一ないしは同等である手順は、 同一の符号 が付されている。 ここでは、 この実施の形態 7に関わる部分を中心に説明する。 第 18図において、 (Α) 自レイヤ 2スイッチングセグメント内部からの受信で は、 MACエントリ更新フレームをュニキャスト転送すると （ステップ ST6)、 ホームセグメントゲートウェイスィッチを検索し (ステップ ST 71)、ホームセ グメントゲートウェイスィツチに対して対象とする移動端末の MACァドレスと 自セグメントゲートウェイスィッチの MACァドレスとの対応関係を示すメッセ 一ジをュ二キャスト転送し、 登録 （更新） させる （ステップ ST 72)。 このとき ホームセグメントゲートウェイスィッチに登録 (更新）される MACァドレスは、 移動端末のものではなくセグメントゲートウェイスィツチのものとなる。 なお、 登録情報は、 エージングされないように、 移動端末や無線アクセスボイントが周 期的に登録'更新するようになっている。
また、. ュニキャストァドレスを持つ移動端末向けデータを受信し TMACェン ■ トリを更新すると （ステップ 11， ST 12)、 ホームセグメントゲートウェイス イッチを特定し（ステップ ST73)、移動端末向けデータをホームセグメントゲ 一トウエイスィツチ宛の MACァドレスでカプセルィ匕し（ステップ ST 74)、ホ 一ムセグメンドゲートウェイスィッチに送信する （ステップ ST75)。
(B) 自レイヤ 2スイッチングセグメント外部からの受信では、 ュニキャスト ァドレスを持つ移動端末向けデータを受信すると （ステップ S T 31 )、デカプセ ル化して移動端末向けデータを取り出し（ステップ ST 76)、該当移動端末向け にュニキャスト転送する （ステップ ST 77)。
(C) ホームセグメントゲートウエイスィツチである場合の動作として自レイ ャ 2スィツチングセグメントの外部からの受信では、 ュニキャストァドレスを持 つ MACアドレス登録 （更新） のメッセージを受信すると （ステップ ST 78)、 移動端末の MACァドレスとセグメントゲートウェイスィツチの MACァドレス との対応を記憶する （ステップ ST 79)。
また、 ュニキャストアドレスを持つ移動端末向けデータを受信すると （ステツ プ ST80)、デカプセルィヒして移動端末向けデータを取り出し（ステップ ST8 1 )、それが持つ MA Cアドレスと対応表とに基づき転送先セグメントゲートゥェ イスイッチを検索する （ステップ ST 82)。 その結果、転送先セグメントゲート ウェイスィッチが見つかると （ステップ ST83： Ye s)、再度移 ft端末向けデ ータを当該移動端末が存在するセグメントゲートウェイスィッチの MACァドレ スで.力プセル化し（ステップ S T 84 )、そのセグメントゲートウエイスィツチ向 けにュニキャスト送信する （ステップ ST85)。一方、転送先セグメントゲート ウェイスィッチが見つからない場合は（ステップ ST 83 ： No), 当該受信した MACフレームは廃棄する （ステップ ST 86)。
次に、 第 19図は、 アンカー方式によるセグメントゲートウェイスィッチ間で の通信動作を説明するシーケンス図である。 第 19図では、 あるレイヤ 2スイツ チングセグメント (データ送信元レイヤ 2スイッチングセグメント） (A) におい て、 他のレイヤ 2スイッチングセグメント （データ受信先レイヤ 2スイッチング セグメント） （B) に接続されている移動端末宛のデータが受信されたときの動作 が示されている。
第 19図において、 データ送信元のレイヤ 2スイッチングセグメント (A) に 所属するセグメントゲートウェイスィッチ 35 Aは、
セグメント （B) に存在する移動端末宛データ （MACフレーム） を受信すると (手 j頃 T10)、ホームセグメントゲートウェイスィッチ 60を特定し（手 jl Tl 1)、 レイヤ 2スイッチングセグメント （B) に存在する移動端末とレイヤ 2スィ ツチングセグメント （B) に所属するセグメントゲートウェイスィッチ 35 Bの MACアドレスとの対応表を付随させた移動端末宛データ （MACフレーム） を ホームセグメントゲートウェイスィツチ 60の MACァドレスでカプセル化して ュニキャスト転送する （手 j噴 T 12)。
ホームセグメントゲートウェイスィッチ 60では、 受信した力プセノ W匕データ をデカプセルィ匕して MACフレームを取り出し（手順 T13)、それに基づきレイ . ャ 2スイッチングセグメント (B) に所属するセグメントゲートウェイスィッチ 35 Bを転送先セグメントゲートウェイスィッチとして特定する （手川頁 T14)。 そして、 ホームセグメントゲートウェイスィッチ 60では、 転送用フレームを構 成し （手順 T15)、移動端末宛データ （MACフレーム） をレイヤ 2スィッチン グセグメント (B) に所属するセグメントゲートウェイスィッチ 35 Bの MAC ァドレスでカプセルィ匕してュ-キャスト転送する （手順 T 16)。
レイヤ 2スイッチングセグメント (B) に所属するセグメントゲートウェイス イッチ 35Bでは、 受信したカプセル化データをデカプセノレイヒして MACフレー ムを取り出し （手順 T1 7)、 レイヤ 2スイッチングセグメント （B) に所属する 無線アクセスポイントに接続されている該当移動端末に向けてュニキャスト転送 する （手順 T 18)。
このように、 ホームセグメントゲートウェイスィッチが移動端末とその移動端 末が存在するレイヤ 2スイッチングセグメントに所属するセグメントゲートゥェ イスイッチとの対応関係を管理し、 レイヤ 2スイッチングセグメント間を跨って 移動端末宛の MACフレームを送受信する場合、 ホームセグメントゲートウェイ スィツチをアンカーとしてセグメントゲートウエイスィツチ間の通信を実現する ことができる。 したがって、 ブロードキャスト送信をしないで済むので、 コアネ ットワークとセグメントゲートウェイスィツチ双方の帯域が節約できる。 また、 セグメントゲ一トウヱイスィツチが持つべき MACェントリ数が節約できる。 次に、 以上説明したアンカー方式での通信過程において、 セグメントゲートゥ エイスィツチ間の通信ルートをホームセグメントゲ一トウエイスィツチを経由し ないルート最適化を実施する場合について説明する。 第 20図は、 アンカー方式 での通信過程におレ、てルート最適化を行う動作を説明するシーケンス図である。 なお、 第 20図では、 第 19図に示した手順と同一である手順には、 同一の符号 が付されている。
第 20図において、 ホームセグメントゲートウェイスィッチ 60は、 自ホーム セグメントゲートウエイスィッチ 60を経由した通信過程 （手順 T 10〜手)頃 T 18) において、 転送先セグメントゲートウェイスィッチ （B) を特定レたとき (手順 T 14)、移動端末宛のデータ （MACフレーム） をレイヤ 2スイッチング セグメント （B) に所属するセグメントゲートウェイスィッチ 35 Bに転送する (手順 T 15, T 16) のと並行して、 レイヤ 2スイッチングセグメント (B) に存在する移動端末とレイヤ 2スイッチングセグメント （B) に所属するセグメ ントゲ一トウヱイスィッチ 35 Bの MACァドレスとの対応表をカプセル化した "MACアドレス更新" をレイヤ 2スイッチングセグメント （A) に所属するセ グメントゲートウェイスィッチ 35 Aにユエキャスト転送する (手順 T 20)。 セグメントゲートウエイスィツチ 35 Aでは、 "MACァドレス更新"を受信す ると、 レイヤ 2スイッチングセグメント （B) に存在する移動端末とレイヤ 2ス イッチングセグメント (B) に所属するセグメントゲートウェイスィッチ 35 B の MA Cアドレスとの対応表をルート最適化対応表として記憶し （手順 T 21)、 以降、 移動端末宛データ （MACフレーム） が受信されると （手順 T22)、 この ルート最適化対応表に存在する MACァドレスに関しては、 ホームセグメントゲ 一トウエイスィッチではなく該当するセグメントゲートウェイスィッチ 35Bの MACァドレスで力プセノレイヒしてュニキヤスト送信する (手順 T 23)。
このようにしてホームセグメントゲ トウェイスィツチを回避するルート最適 化が実現される。 その結果、 コアネットワークとセグメントゲートウェイスイツ チの帯域が節約できる。
なお、 セグメントゲートウェイスィッチ 3 5 Aに登録されたルート最適化対応 表には、 寿命が存在する。 すなわち、 このルート最適ィ匕対応表は、 利用しなくな つて一定時間後、 もしくは単純に一定時間後には消滅する。 その後、 移動端末向 けの MA Cフレームをセグメントゲートウェイスィツチ 3 5 Aが受信すると、 再 度第 2 0図に示すシーケンスが最初から起動されることになる。
ところで、 上記のようにルート最適化を実施する場合、 移動端末がレイヤ 2ス ィツチングセグメント間を跨いで移動した直後では、 誤って移動元の旧セグメン トゲートウエイスィツチに MA Cフレームが配送されることが起こるので、 それ を防ぐ措置が必要である。 第 2 1図は、 第 2 0図に示すルート最適化を行った場 合の誤配送を防止する動作を説明するシーケンス囱である。
第 2 1図において、 移動元のレイヤ 2スイッチングセグメント （B ) は、 第 2 0図に示したデータ受信先レイヤ 2スイッチングセグメント ( B) である。 上述 したように、 レイヤ 2スイッチングセグメント (A) に所属するセグメントゲー トウエイスィッチ 3 5 Aでは、 ルート最適化 （手順 T 2 1 ) を実施してレイヤ 2 スイッチングセグメント (B ) へのルートを最適化している。 したがって、 セグ メントゲートウェイスィッチ 3 5 Aは、 レイヤ 2スィツチングセグメント (A) に存在する移動端末が送信する MA Cフレームを受信すると （手順 T 3 0 )、ルー ト最適化対応表に従って直接レイヤ 2スイッチングセグメント （B ) に所属する セグメントゲートウェイスィッチ 3 5 Bに配送する （手順 T 3 1 )。
この状況において、 レイヤ 2スイッチングセグメント (B ) に存在していた移 動端末がレイヤ 2スイッチングセグメント間を跨レ、で他のあるレイヤ 2スィツチ ングセグメント ( C) に移動した場合■ (手順 T 3 2 )、 レイヤ 2スィツチングセグ メント (C ) に所属するセグメントゲートウェイスィッチ 3 5 Cは、 ホームセグ メントゲートウェイスィッチ 6 0に対して "MA Cアドレス更新" をカプセル化 してュニキャスト送信し（手順 T 3 3 )、 自レイヤ 2スイッチングセグメント ( C) に存在する移動端末の MA C了ドレスとセグメントゲートウェイスィッチ 35 C の MACァドレスとの対応表を記憶させるようになつている （手順 T 34)。 しかし、 セグメントゲ一トウェイスィツチ 35 Aが保持するルート最適化対応 表は更新されないので、 このままでは、 レイヤ 2スイッチングセグメント （B) に存在してレ、た移動端末がレイヤ 2スイッチングセグメント (C)に移動した（手 JUT 32) 後も、 依然としてセグメントゲートウェイスィッチ 35 Aは、 レイヤ 2スィツチングセグメント (A) に存在する移動端末が送信する MACフレーム を受信すると （手順 T 30)、ルート最適ィヒ対応表に従って直接レイヤ 2スィッチ ングセグメント （B) に所属するセグメントゲートウェイスィッチ 35 Bに配送 する （手順 T31)。 これは、 誤配送である。
また、 ホームセグメントゲートウェイスィッチ 60では、 セグメントゲートゥ エイスィツチ 35 Αが保持するルート最適化対応表が消滅しない限り、 セグメン トゲートウェイスィッチ 35 Cが登録した MACァドレス対応表 (手順 T 34) を使用して送信された MACフレームは全て廃棄される。 したがって、 このまま 誤配送が継続するおそれがある。
そこで、 移動先のセグメントゲートウェイスィッチ 35 Cは、 上記したホーム セグメントゲートウェイスィッチ 60への登録処理 （手順 T 33， T 34) と並 行して、 移動元のセグメントゲートウェイスィッチ 35 Bに対して MACェント リの更新フレーム （または削除フレーム） をカプセルィ匕してュニキャスト転送す る （手順 T 35)。
これに対して移動元のセグメントゲートウェイスィッチ 35 Bでは、 自レイヤ 2スィツチングセグメント (B) 内に MACエントリの更新フレーム （または削 除フレーム） をブロードキャスト送信する （手順 T36) とともに、 ルート最適 化を実施し、 レイヤ 2スイッチングセグメント （C) に移動した移動端末の MA Cアドレスとセグメントゲートウェイスィッチ 35 Cの MACアドレスとの対応 表であるルート最適化ェントリを生成する （手順 T 37)。
そして、 移動元のセグメントゲートウェイスィッチ 35Bでは、 移動してしま つた移動端末宛の MA Cフレームがセグメントゲートウェイスィッチ 35Aから 送られてくると （手 j嗔 T 31)、当該移動端末に関してルート最適化ェントリが存 在する力否かを判定し、 エントリが存在する場合、 ルート最適化エントリに設定 されたセグメントゲートウエイスィツチ 35 C宛に M A Cアドレスで力プセル化 し、 ュニキャスト転送する （手順 T38)。
これによつて、 ルート最適化によって誤って送信される MACフレームを救済 することができる。 なお、 このアンカー方式では、 さらに次の （1) 〜 （3) に 示す措置も採ることができる。 ■
(1) 移動端末の MACァドレスにおけるビット規則から移動端末に対して一 つのホームセグメントゲートウェイスィツチが一意に決定できるようにすること によって、 ホームセグメントゲートウェイスィッチは、 複数のセグメントゲート ゥエイスィツチに割り当てることができる。
例えば、 ホームセグメンドゲートウェイスィッチが n個存在する場合、 ホーム セグメントゲートウェイスィッチ = "移動端末 MACァドレス，， mo d "n"と、 ホームセグメントゲートウェイスィッチの通番が決定できる。 なお、 mo dは割 り算した余りを示す。
これによれば、 ホームセグメントゲートウェイを複数個設置することができる のでホームセグメントゲートウエイの負荷分散が容易に実現できるようになる。
( 2 ) 移動端末の M A Cフレームに設定される VLANタグ情報からホーム'セ グメントゲートウェイスィッチが一意に決定できるようにすることによって、 ホ ームセグメントゲートウエイスィツチは、 複数のセグメントゲートウェイスィッ チに割り当てることができる。
例えば、 ホームセグメントゲートウェイスィッチが n個存在する場合、 ホーム セグメントゲートウェイスィッチ = "VLANタグ I D" mo d "n" と、 ホー ムセグメントゲートウェイスィッチの通番が決定できる。 なお、 mo dは割り算 した余りを示す。
"これによれば、 ホームセグメントゲートウェイを複数個設置することができ、 また V L A Nタグ情報をネットワークが意図的に付与すれば、 ネットワークの意 向に従って、 ホームセグメントゲートウェイの負荷分散が容易に実現できるよう になる。
( 3 ) 全てのホームセグメントゲートウェイスィッチが障害になった場合、 レ ィャ 2スイッチングセグメント間における移動端末の位置管理方式として、 この 実施の形態 7によるアンカー方式から実施の形態 5 (第 1 3図） によるブローキ ヤスト転送方式または実施の形態 6 (第 1 4図、 第 1 5図） によるュニキャスト 転送方式に切り替えることができる。
なお、 ホームセグメントゲートウェイスィッチの障害は、 セグメントゲートゥ エイスィツチとホームセグメントゲートウエイスィツチと間で送受するハートビ ートプロトコルなどの機構を使用して検出することができる。
これによれば、 セグメントゲ一トウエイスィツチ間の通信に関して、 通常は最 も効率のよいホームセグメントゲートウェイを配置するァンカ一方式を使用する 力 当該ホームセグメントゲートウェイが障害のときのみ、 ブロードキャスト転 送方式ゃュニキヤスト転送などに自動変更する措置を採ることができる。
実施の形態 8 .
第 2 2図は、 この発明の実施の形態 8であるレイヤ 2移動体ネットワークにお
Figure imgf000039_0001
ントに所属するセグメントゲ一トウエイスィ ッチの構成例を示すプロック図である。この実施の形態 8では、実施の形態 1 (第 3図） にて示したレイヤ 2移動体ネットワークおいて、 コアネットワーク 3 2と して IEEE麓. 17に規定される R P R (Resilient Packet Ring) を使用し、 各セ グメントゲートウェイスィッチが R P Rトランスペアレントプリッジ機能を有す る場合に、 セグメントゲートウェイスィツチが有する MA Cカプセリング機能に R P Rにおける MA C i n MA Cカプセリング仕様を適用する場合の構成例が示 されている。
第 2 2図では、 IEEE 802. 17 D2 Appendix E Figure E-lに記載された R P Rト ランスペアレントブリッジのアーキテクチャをベースに、 セグメントゲートウェ イスイッチが有する MACカプセリング機能に RPRにおける MAC i nMAC カプセリング仕様を適用した場合のカプセル化関係が整理して示されている。 すなわち、 第 22図では、 セグメントゲートウェイスィッチ 35 (35— 1〜 35— 10) の機能と対応するリング対応スィッチ 36 (36 a, 36 b, 36 c， 36 d, 36 e) の機能とを IEEE 802.17に規定される R P R対応トランス ペアレントブリッジ上で実現した統合ノ一ドであるリング対応セグメントゲート ウェイスィツチが構成できることが示されている。
第 22図において、 このリング対応セグメントゲートウェイスィッチは、 RP RMAC機能部 7 1 と 8 0 2 MAC機能部 72と R e 1 a y機能部 7 3と Bridge Protocol/Management機能部 74とで構成されている。 なお、 以下の説明 では、 コアネットワーク 32は、 リングネットワーク 32としている。
R P RMAC機能部 71は、 リングネットワーク 32に接続するためのィンタ フェースを収容する機能部である。 すなわち、 RPRMAC機能部 71は、 自リ ング対応セグメントゲートウェイスイツチから見てリングネットワークの右側に 位置するリング対応セグメントゲートウエイスィツチと通信をするためのィンタ フェース群 (RingletO/1)と、 左側に位置するリング対応セグメントゲートウエイ スィツチと通信をするためのィンタフエース群 (RingletO/1)とを収容する。なお、 インタフェース RingletOは、トラフィックをリングネットワーク 32に沿って右 方向に伝送する場合に使用し、インタフェース RingleUは左方向に伝送する場合 に使用する。
リングネットワーク 32上を流れてくる MACフレームは、 MAC i nMAC フレームになっている。 この MAC i nMACフレームでは、 当該フレームの内 側に真の送信先となる移動端末の MACァドレスが設定され、 外側にその送信先 移動端末を収容するリング対応セグメントゲートウェイスィツチの MA Cァドレ スが設定されている。
RPRMAC機能部 71は、 リングネットワーク 32上を流れてくる MACフ レームの宛先 MACァドレスが自リング対応セグメントゲ一トウエイスィツチの MACアドレスである場合には（自宛 MACフレーム受信①）、そのトラフィック を吸い上げ、 受信した MACフレームの外側に設定されている MACァドレスを 削除して Relay機能部 73を介して 802MAC機能部 72まで送信する （自レ
Figure imgf000041_0001
また、 この: PRMAC機能部 71は、 リングネットワーク 32上を流れてく る MACフレームの宛先 MACァドレスが自リング対応セグメントゲートウェイ スィツチの MACァドレスでない場合には、 その MACフレームをリングネット ワーク 32の右側または左側に存在する次のリング対応セグメントゲートウェイ スィツチまで伝送する。 これらの動作は標準の R PRの動作と同一である。
802MAC機能部 72は、 リング対応セグメントゲートウェイスィッチの配 下に存在するレイヤ 2スィッチ群や移動端末と通信するためのインタフェース群 を収容する。 RPRMAC機能部 71から Re 1 a y機能部 73を介して受信し た MACフレームは、 このィンタフェースを介して送信される。
802 MA C機能部 72では、 レイヤ 2スイツチゃ移動端末から受信した MA Cフレームは（他リング対応セグメントゲートウェイスィッチ③）、 Re 1 a y機 能部 73および RPRMAC機能部 71を介して、 宛先となる移動端末を収容す るリング対応セグメン 1、ゲートウェイスィツチもしくはアンカーとなるリング対 応セグメントゲートウェイスィッチまで送信される （リングネットワークに MA Cフレーム送信④)。 これらの動作は標準の R PRの動作と同一である。
R e 1 a y機能部 73は、 802 MA C機能部 72から受信した MA Cフレー ムの MA Cアドレスを持つ移動端末がどのリング対応セグメントゲートウェイス ィツチの配下に存在するのか、 もしくはその移動端末に対してどのリング対応セ グメントゲートウエイスィッチがアンカーとなるのかを判断する機能部である。
Re 1 a y機能部 73では、 802 MA C機能部 72から受信した他リング対. 応セグメントゲートスイツチへの M A Cフレームの送信先となるリング対応セグ メントゲートウェイスィツチが決定された場合、 その MACフレームは、 宛先と なるリング対応セグメントゲートウエイスィッチ自体の MA Cァドレスで力プセ リングされ、 つまり MAC i nMACカプセリングされ、 RPRMAC機能部 7 1に送信が依頼される （リングネットワークに MACフレーム送信④)。
また、 ； Re 1 a y機能部 73では、 RPRMAC機能部 71から自宛 MACフ レームを受信すると、 802MAC機能部 72に送信を依頼する （自レイヤ 2ス イツチングセグメントに M A Cフレーム送信②)。これらの動作とカプセリング仕 様は R P Rの仕様と同一である。
Bridge Protocol/Management 74は、 レイヤ 2移動体ネットワークにおける M ACカプセル化機能部 74 aを備え、 R e 1 a y機能部 73に対して、 移動端末 の MA Cアドレスとその送信先となるリング対応セグメントゲートウェイスイツ チとの対応関係を通知する （力プセリング情報指示⑤） とともに、 その対応関係 を管理する機能部である。 この Bridge Protocol/Management 74は、 レイヤ 2移 動体ネットワーク独自の機能部である。
この Bridge Protocol/Management 74が管理する対応関係の情報は、 第 17図 や第 20図に示す" MACァドレス更新"によって生成'更新される。そのほか、 Re 1 a y機能部 73から受け取った RPR機能部 71からの MACフレームを R e 1. a y機能部 73を介して 802機能部 72に転送する際に、 送信元のリン グ対応セグメントゲートウェイスィッチと、 送信元の移動端末の M A C了ドレス との対応関係を学習するようになっている。
ここで、 RPRトランスペアレントブリッジは、 移動端末の MACアドレスが どの RPRトランスペアレントプリッジの配下に存在するのかを学習する機構を 有しているので、 移動端末の MACァドレスが RPRトランスペアレントプリッ ジの MACァドレスで力プセル化される。 リング対応セグメントゲートウェイス ィツチにおいてセグメントゲートウエイスィツチの各種カプセル化機能は、 RP Rトランスペアレントブリッジが Re 1 a y機能部 73として本来持っている M A C力プセル化機能を独自の機構で制御するものと捉えることができる。
なお、 第 8図 （実施の形態 1) と第 13図 （実施の形態 5) と第 15図 （実施 の形態 6) と第 18図 （実施の形態 7) とにおけるステップ ST 23では、 MA Cエントリ更新フレームの MACカプセルィ匕にこの RPRにおける MAC i nM ACカプセリング仕様を適用してカプセル化できることが示されているが、 移動 端末宛データフレームの MACカプセルィヒにも R PRにおける MAC i nMAC カプセリング仕様を適用することができる。
これによれば、 RPRトランスペアレントブリッジの MAC i nMACカプセ リングの機構をそのまま利用できるので、 セグメントゲートウヱイスィツチが容 易に構成できるようになる。 産業上の利用可能性
この発明は、 移動体ネットワークに含まれる I Pサブネットワークを大規模ィ匕 するのに好適である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 移動体ネットワークに含まれる I Pサブネットワークとしてのレイヤ 2移動 体ネットワークであって、
前記レイヤ 2移動体ネットワークは、 前記複数のレイヤ 2スイッチングセグメントの相互間を接続するコァネットヮ ークとで構成され、 MA Cァドレスに基づき MA Cフレームのスィツチングを行う複数のレイヤ 2 スィツチと、
前記複数のレイヤ 2スィツチの 1つ以上のエッジスィツチに接続され移動端末 を収容する各種の無線ァクセスポイントと、
前記複数のレイヤ 2スィツチを統括し当該レイヤ 2スィツチングセグメントの 内部での閉じた通信と前記コアネットワークを介した他のレイヤ 2スイッチング セグメントとの通信とを制御する機能を持つセグメントゲ一トウエイスィツチと で構成されていることを特徴とするレイヤ 2移動体ネットワーク。
2 . 前記レイヤ 2スイッチングセグメントでは、
前記無線アクセスボイントは、 接続される移動端末を検出すると MA Cェント リ更新フレームをブロードキャスト送信する機能を備え、
前記複数のレイヤ 2スィツチは、 前記 MA Cェントリ更新フレームの受信に応 答して、 学習済み移動端末の MA Cアドレスと自レイヤ 2スイツチの物理ポート との対応表である MA Cエントリを更新するとともに、 受信した前記 MA Cェン トリ更新フレームをレイヤ 2スィッチの規則に従いブロードキャスト送信する機 能を備え、
前記セグメントゲートウェイスィツチは、 前記 MA Cェントリ更新フレームの 受信に応答して、 学習済み移動端末の MA Cアドレスと自セグメントゲートウ工 イスィツチの物理ポートとの対応表である MA Cェントリを更新するとともに、 受信した前記 MA Cェントリ更新フレームが当該レイヤ 2スィツチングセグメン ト内で適用される場合は、 その MA Cエントリ更新フレームを前記コアネットヮ —クには流さず当該レイヤ 2スィツチングセグメント内にブロードキャスト送信 する機能を備える
ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイヤ 2移動体ネットワーク。
Figure imgf000045_0001
前記無線アクセスボイントは、 接続される移動端末を検出すると MA Cェント リ更新フレームをブロードキャスト送信する機能を備え、
前記複数のレイヤ 2スィツチは、 前記 MA Cェントリ更新フレームの受信に応 答して、 学習済み移動端末の MA Cァドレスと自レイヤ 2スィツチの物理ポート との対応表である MA Cェントリを更新するとともに、 受信した前記 MA Cェン トリ更新フレームをレイヤ 2スィッチの規則に従いブロードキャスト送信する機 能を備え、 '
前記セグメントゲートウェイスィッチは、
前記 MA Cェントリ更新フレームの受信に応答して、 学習済み移動端末の MA Cアドレスと自セグメントゲートウエイスイツチの物理ポートとの対応表である MA Cエントリを更新するとともに、 受信した前記 MACエントリ更新フレーム が他のレイヤ 2スイッチングセグメントにて適用される場合は、 その M A Cェン トリ更新フレームを前記コアネットワークを介して他のレイヤ 2スィツチングセ グメント宛に送信する機能と、 - 前記コアネットワークを介して他のレイヤ 2スィツチングセグメントから MA Cエントリ更新フレームを受信すると、 その受信した MA Cエントリ更新フレー ムを自レイヤ 2スイッチングセグメント内にブロードキャスト送信する機能と、 を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイヤ 2移動体ネットヮ ーク。
前記無線アクセスボイントは、 接続される移動端末を検出すると MA Cェント リ更新フレームをブロードキャスト送信する機能を備え、
前記複数のレイヤ 2スィッチは、 前記 M A。エントリ更新フレームの受信に応 答して、 学習済み移動端末の MA Cァドレスと自レイヤ 2スィツチの物理ポート との対応表である MA Cェントリを更新するとともに、 受信した前記 MA Cェン トリ更新フレームをレイヤ 2スィツチの規則に従いブロードキャスト送信する機 能を備え、
前記セグメントゲートウェイスィツチは、
. MA Cエントリ更新フレームの受信に応答して、 学習済み移動端末の MA Cァ ドレスと自セグメントゲートウェイスィツチの物理ポートとの対応表である M A Cエントリを更新するとともに、 受信した MA Cェントリ更新フレームが他のレ ィャ 2スィツチングセグメントにて適用される場合は、 MA Cエントリ削除フレ ームを前記コアネットワークを介して他のレイヤ 2スィツチングセグメント宛に 送信する機能と、
前記コアネットワークを介して他のレイヤ 2スィツチングセグメン卜から MA Cェントリ削除フレームを受信すると、 その受信した MA Cェントリ削除フレー ムを自レイヤ 2スイッチングセグメント内にブロードキャスト送信する機能と、 を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイヤ 2移動体ネットヮ ーク。
5 . 前記無線アクセスポイントの MA Cァドレスとその無線アクセスポイントが 所属するレイヤ 2スイッチングセグメントにおけるセグメントゲートウェイスィ ツチの MA Cァドレスとの対応を管理する近隣スィツチ探索サーバが所定の前記 セグメントゲ一トウエイスィツチ内を含む当該ネットワーク内に設けられ、 前記無線アクセスボイントは、 接続される移動端末を検出すると MA Cェント リ更新フレームをブロードキャスト送信する機能を備え、
前記複数のレイヤ 2スィツチは、 前記 MA Cェントリ更新フレームの受信に応 答して、 学習済み移動端末の MA Cアドレスと自レイヤ 2スィッチの物理ポート との対応表である M A Cエントリを更新するとともに、 受信した前記 MA Cェン トリ更新フレームをレイヤ 2スィツチの規則に従いブロードキャスト送信する機 能を備え、
前記セグメントゲ一トウエイスィツチは、
MA Cェントリ更新フレームの受信に応答して、 学習済み移動端末の MA Cァ ドレスと自セグメントゲートウェイスイツチの物理ポートとの対応表である MA Cエントリを更新するとともに、 受信した前記 MA Cェントリ更新フレームが他 のレイヤ 2スィツチングセグメントにて適用される場合は、 受信した前記 MA C エントリ更新フレームに含まれる通信相手無線アクセスポイントの MA Cァドレ スを検索キーとして前記近隣スィツチ探索サーバから前記通信相手無線アクセス ボイントが所属するレイヤ 2スィツチングセグメントにおけるセグメントゲート ウェイスィツチの MA Cァドレスを取得して MA Cェントリの更新フレームまた は削除フレームを前記コアネットワークを介してュニキャスト送信する機能と、 前記コアネットワークを介して他のレイヤ 2スィツチングセグメントから MA Cェントリの更新フレームまたは削除フレームを受信すると、 その受信した MA Cエントリの更新フレームまたは削除フレームを自レイヤ 2スイッチングセグメ ント内にブロードキャスト送信する機能と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイヤ 2移動体ネットヮ —ク。
前記無線ァクセスポイントは、 接続される移動端末を検出すると M A Cェント リ更新フレームをブロードキャスト送信する機能を備え、
前記複数のレイヤ 2スィツチは、 前記 MA Cェントリ更新フレームの受信に応 答して、 学習済み移動端末の MA Cァドレスと自レイヤ 2スィツチの物理ポート との対応表である MA Cェントリを更新するとともに、 受信した前記 MA Cェン トリ更新フレームをレイヤ 2スィツチの規則に従いブロードキャスト送信する機 能を備え、
前記セグメントゲ一トゥヱイスィツチは、
前記 MA Cェントリ更新フレームの受信に応答して、 学習済み移動端末の M A Cアドレスと自セグメントゲートウェイスイツチの物理ポートとの対応表である MA Cエントリを更新するとともに、 受信した前記 MA Cエントリ更新フレーム が他のレイヤ 2スイッチングセグメントにて適用される場合は、 MA Cエントリ の更新フレームまたは削除フレームを前記コアネットワーク上にブロードキャス ト送信する機能と、
前記コアネットワークを介して他のレイヤ 2スィッチングセグメントから M A Cエントリの更新フレームまたは削除フレームを受信すると、 対象となる移動端 末の MA Cェントリが学習済みである力否かを判定し、 学習済みである場合に、 その受信した MA Cェントリの更新フレームまたは削除フレームを自レイヤ 2ス ィツチングセグメント内にブロードキャスト送信する機能と
を備えること.を特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイャ 2移動体ネットヮ ーク。
7 . 前記レイヤ 2スィツチングセグメントにおけるセグメントゲートウェイスィ ツチは、
自レイヤ 2スィツチングセグメント内から受信した移動端末宛 MA Cフレーム が自レイヤ 2スイッチングセグメント内で適用される場合は移動端末の M A Cァ ドレスと自セグメントゲートウェイスィツチの物理ポートとの対応を学習して M A Cエントリを更新する一方、 自レイヤ 2スィツチングセグメント内で適用され O 2005/032062
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ず ^ft!lのレイヤ 2スイッチングセグメントにて適用される場合は、 前記 M A Cェン トリを更新せずに前記コアネットワーク上にュニキャスト送信する機能と、 前記コアネットワークから受信される移動端末宛 MACフレームについては、 移動端末の MA Cアドレスと自セグメントゲートウヱイスイツチの物理ポートと の対応を学習する機能を持たず、 受信した前記移動端末宛 MA Cフレームの送信 先 M A Cアドレスを精査し、 その送信先 M A Cアドレスの M A Cエントリを保持 するとき、 その受信された前記 MA Cフレームを自レイヤ 2スィツチングセグメ ント内に取り込む機能と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイヤ 2移動体ネットヮ ーク。
8 . 各レイヤ 2スイッチングセグメントにおけるセグメントゲートウエイスイツ チは、
自レイヤ 2スイッチングセグメント内から受信した移動端末宛 M A Cフレーム が自レイヤ 2スィツチングセグメント内で適用される場合は移動端末の M A Cァ ドレスと自セグメントゲートウェイスィツチの物理ポートとの対応を学習して M A Cェントリを更新するとともに、 自レイヤ 2スィツチングセグメント内で適用 されず他のレイヤ 2スィツチングセグメントにて適用される場合は、 前記 MA C エントリを更新して前記コアネットワーク上にブロードキャスト送信する機能と、 前記コアネットワークから受信される移動端末宛 MA Cフレームについては、 送信先 MA Cァドレスを精査し、 その送信先 MA Cアドレスの MA Cェントリを 保持するとき、 その受信された前記 M A Cフレームを自レイヤ 2スイッチングセ グメント内に取り込む機能と
を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイヤ 2移動体ネットヮ ーク。
9 . 各レイヤ 2スィツチングセグメントにおけるセグメントゲートウェイスィッ O 2005/032062
チは、
ント内から受信した移動端末宛 MA Cフレーム
Figure imgf000050_0001
ント内で適用される場合は移動端末の MA Cァ ドレスと自セグメントゲートウエイスィツチの物理ポートとの対応を学習して M
A Cエントリを更新するとともに、 自
Figure imgf000050_0002
ント内で適用
Figure imgf000050_0003
ントにて適用される場合は、 前記 MA C エントリを更新して前記コアネットワーク上にュニキャスト送信する機能と、 前記コアネットワークから受信される移動端末宛 MA Cフレームについては、 移動端末の MA Cアドレスと自セグメントゲートウェイスイツチの物理ポートと の刘-応を学習し、 対象となる移動端末の MA Cェントリが学習済みであるカゝ否か を判定し、 学習済みである場合に、 その受信した前記 MA Cフレームを自レイヤ 2スイッチングセグメント内に取り込む機能と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載.のレイヤ 2移動体ネットヮ
ントに所属するセグメントゲートウェイスィ ツチに MA Cェントリの更新フレームまたは削除フレームを送信する際に、 その 更新フレームまたは削除フレームを前記複数のレイヤ 2スィツチングセグメント に所属するセグメントゲートウェイスィツチのいずれかに割り当てられているホ ームセグメントゲートウェイスィツチに対して登録送信する機能と、
他のレイヤ 2スイッチングセグメントに所属するセグメントゲートウェイスィ ツチに送信すべき移動端末宛 MA Cフレームを前記ホームセグメントゲートウェ イスイッチに対してュニキャスト送信する機能と、 ―
前記ホームセグメントゲートウェイスィッチから送られてくる MA Cフレーム を自レイヤ 2スイッチングセグメント内に取り込む機能とを備え、 O 2005/032062
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前記ホームセグメントゲートウエイスィツチは、
前記セグメントゲートウェイスィツチから登録のために送信されてくる MA C .ントリの更新フレームまたは削除フレームから、 移動端末の MA Cァドレスと 当該移動端末が存在するレイヤ 2スィツチングセグメントに所属するセグメント ゲートウェイスィツチの MA Cァドレスとの対応関係を取得して管理する機能と、 前記セグメントゲ一トウェイスィツチから送信されてくる移動端末宛 MA Cフ レームを前記管理する対応関係に基づき取得した対象となる移動端末が存在する レイヤ 2スィツチングセグメントに所属するセグメントゲートウェイスィツチに 対して配送する機能と
を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイヤ 2移動体ネットヮ ーク
1 1 . 移動端末の MA。アドレスと当該移動端末が存
グセグメントに所属するセグメントゲートウエイスィツチの MA Cァドレスとの 対応関係.を管理するホームセグメントゲ一ドゥエイスィツチを前記複数のレイヤ 2スィツチングセグメントに所属するセグメントゲートウエイスィツチのいずれ かに割り当て、 前記ホームセグメントゲートウエイスィツチがアンカーとなって 前記コアネットワーク上における送信元と受信元のセグメントゲートウェイスィ ツチ間の移動端末宛 MA Cフレームの転送経路を制御する請求の範囲第 1 0項に 記載のアンカー方式を採用した後において、
前記送信元のセグメントゲートウェイスィツチは、
前記ホームセグメントゲート 'ウェイスィツチに対してその管理する対応関係を 要求し、 取得した前記対応関係をルート最適化ェントリとして記憶する機能と、 他のレイヤ 2スィツチングセグメントに所属するセグメントゲートウェイスィ ツチに移動端末宛 MA Cフレームを送信する場合に前記ルート最適化ェントリを 参照し、 エントリが存在するときは前記ホームセグメントゲートウェイスィッチ を介さずに前記ル一ト最適化ェントリに設定されているセグメントゲートウェイ スィツチ宛に直接ュニキャスト送信する機能と、
を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイヤ 2移動体ネットヮ
1 2 . 移動端末の MA Cアドレスと当該移動端末が存在するレイヤ 2スィッチン グセグメントに所属するセグメントゲートウエイスィツチの MA Cァドレスとの 対応関係を管理するホームセグメントゲートウェイスィツチを前記複数のレイヤ 2スィツチングセグメントに所属するセグメントゲートウエイスィツチのいずれ かに割り当て、 前記ホームセグメントゲ一トウエイスィツチがアンカーとなって 前記コアネットワーク上における送信元と受信元のセグメントゲートウェイスィ ツチ間の移動端末宛 MA Cフレームの転送経路を制御する請求の範囲第 1 0項に 記載のアンカー方式を採用した後において、
前記送信元のセグメントゲートウェイスィツチは、
前記ホームセグメントゲートウエイスィツチに対してその管理する対応関係を 要求し、 取得した前記対応関係をルート最適化ェントリとして記憶する機能と、 他のレイヤ 2スィツチングセグメントに所属するセグメントゲートウェイスィ ツチに移動端末宛 MA Cフレームを送信する場合に前記ルート最適化ェントリを 参照し、 エントリが存在するときは前記ホームセグメントゲートウェイスィツチ を介さずに前記ルート最適化ェントリに設定されているセグメントゲートウェイ スィツチ宛に直接ュ-キャスト送信する機能とを備え、
前記受信元のセグメントゲ一トウエイスィツチは、
対象となる移動端末が移動した移動先のレイヤ 2スィツチングセグメントにお けるセグメントゲートウェイスィツチから受信した MA Cェントリの更新フレー ムまたは削除フレームから対象となる移動端末の MA Cアドレスとその移動端末 が存在する前記移動先のレイヤ 2スィツチングセグメントにおけるセグメントゲ 一トウエイスィッチの MA Cァドレスとの対応関係を取得して記憶する機能と、 前記送信元のセグメントゲートウェイスィッチから移動端末宛 M A Cフレーム 51 を受信したとき前記取得した対応関係を参照し、 エントリが存在するときは受信 した前記移動端末宛 MA Cフレームを前記移動先のセグメントゲ一トウェイスィ ツチ宛に転送する機能と、 ' を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイヤ 2移動体ネットヮ ーク。
1 3 . 移動端末の MA Cアドレスと当該移動端末が存在するレイヤ 2スィッチン グセグメントに所属するセグメントゲートウエイスィツチの MA Cァドレスとの 対応関係を管理するホームセグメントゲートウエイスィツチを前記複数のレイヤ 2スィツチングセグメントに所属するセグメントゲートウェイスィッチのいずれ かに割り当て、 前記ホームセグメントゲートウェイスィツチがアンカーとなるよ うに前記コアネットワーク上における移動端末宛 MA Cフレームの転送経路を制 御する請求の範囲第 1 0項に記載のアンカー方式を採用する場合において、 前記ホームセグメントゲートウエイスィッチは、
移動端末の MA Cァドレスにおけるビット規則から移動端末に対して一"^ Dのホ ームセグメントゲートウェイスィツチが一意に決定できるようにすることによつ て、 複数のセグメントゲ一トウエイスィツチに割り当てられている
ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイャ 2移動体ネットワーク。 1 4 . 移動端末の MA Cアドレスと当該移動端末が存在するレイヤ 2スィッチン グセグメントに所属するセグメントゲートウエイスィツチの MA Cァドレスとの 対応関係を管理するホームセグメントゲ一トウエイスィツチを前記複数のレイヤ - 2スィツチングセグメントに所属するセグメントゲートウエイスィツチのいずれ かに割り当て、 前記ホームセグメントゲートウェイスィツチがアンカーとなるよ うに前記コアネットワーク上における移動端末宛 MA Cフレームの転送経路を制 御する請求の範囲第 1 0項に記載のアンカー方式を採用する場合において、 前記ホームセグメントゲートウェイスィッチは、 移動端末の MA Cフレームに設定される V L ANタグ情報からホームセグメン トゲートゥヱイスイツチが一意に決定できるようにすることによって、 複数のセ グメントゲートウェイスィツチに割り当てられる
ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のレイヤ 2移動体ネットワーク。
11 55 .. 移移動動端端末末のの MMAA CCアアドドレレススとと
Figure imgf000054_0001
ググセセググメメンントトにに所所属属すするるセセググメメンントトゲゲーートトウウェェイイススィィツツチチのの MMAA CCァァドドレレススととのの 対対応応関関係係をを管管理理すするるホホーームムセセググメメンントトゲゲーートトウウェェイイススィィツツチチをを前前記記複複数数ののレレイイャャ 22ススィィツツチチンンググセセググメメンントトにに所所属属すするるセセググメメンントトゲゲーートトウウェェイイススィィツツチチののいいずずれれ
1100 かかにに割割りり当当てて、、 前前記記ホホーームムセセググメメンントトゲゲーートトウウェェイイススィィッッチチががアアンンカカーーととななるるよよ ううにに前前記記ココアアネネッットトワワーークク上上ににおおけけるる移移動動端端末末宛宛 MMAA CCフフレレーームムのの転転送送経経路路をを制制 御御すするる請請求求のの範範囲囲第第 11 00項項にに記記載載ののアアンンカカーー方方式式をを採採用用すするる場場合合ににおおいいてて、、 前前記記ホホーームムセセググメメンントトゲゲーートトゥゥヱヱイイススィィツツチチがが傷傷害害ととななっったた場場合合にに前前記記ココアアネネ ッットトワワーークク上上ににおおけけるる移移動動端端末末宛宛 MM AA CCフフレレーームムのの転転送送方方式式をを請請求求のの範範囲囲第第 88項項
1155 .. にに記記載載ののブブロローードドキキャャスストト転転送送方方式式とと請請求求のの範範囲囲第第 99項項にに記記載載ののュュニニキキャャスストト転転 送送方方式式ととののいいずずれれかかのの方方式式にに切切りり替替ええるる機機構構
をを備備ええるるここととをを特特徴徴ととすするる請請求求のの範範囲囲第第 11項項にに記記載載ののレレイイャャ 22移移動動体体ネネッットトヮヮ ーークク。。
2200 11 66 .. 前前記記ココアアネネッットトワワーーククととししてて IIEEEEEE 880022.. 1177にに規規定定さされれるる RR PP RR ((RReessiilliieenntt PPaacckkeett RRiinngg)) をを使使用用しし、、 前前記記セセググメメンントトゲゲーートトウウェェイイススィィッッチチがが RR PP RRトトラランンスス ペペアアレレンントトブブリリッッジジ機機能能をを有有すするる場場合合ににおおいいてて、、
前前記記セセググメメンントトゲゲ一一トトウウエエイイススィィツツチチがが有有すするる MMAA CCカカププセセリリンンググ機機能能にに IIEEEEEE 880022.. 1177 RRPPRR AAppppeennddiixx EEでで規規定定さされれるる MMAA CC ii nn MMAA CCカカププセセリリンンググ仕仕様様をを 2255 適適用用すするるここととをを特特徴徴ととすするる請請求求のの範範囲囲第第 11項項にに記記載載ののレレイイヤヤ 22移移動動体体ネネッットトヮヮ一一 クク。。
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