(57)【要約】  モバイルＩＰ通信システムは、ホームエージェント１、および複数の外部エージェント６ａ〜６ｃを備える。ホームエージェント１は、移動ノード４の位置を管理する。移動ノード４は、外部エージェント６ａへ位置登録要求を送信する。外部エージェント６ａは、ルーティングテーブルに従って、ルータＲ１を介する経路で位置登録要求をホームエージェント１へ送信する。ルータＲ１を介する経路が輻輳していた場合には、外部エージェント６ａは、外部エージェント６ｂに位置登録要求を転送する。外部エージェント６ｂは、その位置登録要求をホームエージェント１に転送する。
2008038390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムであって、
前記各外部エージェントは、
前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、
前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、
受信した位置登録要求を転送する転送手段、を備え、
第１の外部エージェントの転送手段は、その第１の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態であれば、その第１の外部エージェントの格納手段に格納されているルーティング情報に従ってその位置登録要求を前記ホームエージェントへ転送し、
前記第１の外部エージェントの転送手段は、その第１の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態でなければ、受信した位置登録要求を第２の外部エージェントへ転送する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントの検出手段は、前記ホームエージェントへの通信経路を介して送信すべきパケットを格納するバッファメモリの使用率に基づいてその通信経路が輻輳しているか否かを検出する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントは、
他の複数の外部エージェントに対して、前記ホームエージェントへの通信経路の状態を問い合わせる問合せ手段と、
前記問合せ手段による問合せに対する応答に基づいて前記第２の外部エージェントを選択する選択手段、をさらに備える
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項４】
請求項３に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記問合せ手段は、他の複数の外部エージェントに対して、前記ホームエージェントへの通信経路のメトリックを問い合わせ、
前記選択手段は、前記ホームエージェントへの通信経路のメトリックが最小となる外部エージェントを前記第２の外部エージェントとして選択する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項５】
請求項４に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記問合せを受けた他の外部エージェントは、前記ホームエージェントへの通信経路が輻輳していない場合に限って、前記第１の外部エージェントに対して応答する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項６】
請求項１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントと前記第２の外部エージェントとの間のホップ数は１である
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項７】
請求項１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントの転送手段は、前記位置登録要求を前記第２の外部エージェントへ転送するためのパケットの送信元アドレスとして前記移動ノードのＩＰアドレスを設定する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項８】
請求項１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントは、位置登録要求の転送先の外部エージェントを移動ノード毎に管理する管理手段をさらに備え、
前記転送手段は、移動ノード毎に、前記管理手段を参照して転送処理を実行する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項９】
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムであって、
前記各外部エージェントは、
前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、
前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、
前記ホームエージェントへの通信経路が正常な状態であれば、前記移動ノードから受信した位置登録要求を前記ルーティング情報に従って転送し、前記ホームエージェントへの通信経路において輻輳または障害が発生していたときは、前記移動ノードから受信した位置登録要求を他の外部エージェントに転送する転送手段、を備える
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項１０】
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムにおいて使用される前記複数の外部エージェントの中の任意の外部エージェントであって、
前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、
前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、
前記ホームエージェントへの通信経路が正常な状態であれば、前記移動ノードから受信した位置登録要求を前記ルーティング情報に従って転送し、前記ホームエージェントへの通信経路において輻輳または障害が発生していたときは、前記移動ノードから受信した位置登録要求を他の外部エージェントに転送する転送手段、
を有することを特徴とする外部エージェント。
【請求項１１】
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムにおける位置登録方法であって、
移動ノードが第１の外部エージェントへ位置登録要求を送信するステップと、
前記第１の外部エージェントから前記ホームエージェントへの最適通信経路の状態を検出するステップと、
前記最適通信経路の状態が正常な状態であったときに、前記第１の外部エージェントから前記ホームエージェントへその最適通信経路を介して前記位置登録要求を送信するステップと、
前記最適通信経路の状態が正常な状態でなかったときに、前記第１の外部エージェントから第２の外部エージェントへ前記位置登録要求を転送するステップと、
前記第２の外部エージェントから前記ホームエージェントへ前記位置登録要求を送信するステップ、
を有することを特徴とする位置登録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイルＩＰ通信に係わり、特に、モバイルＩＰ通信システムにおいて通信経路を切り替える技術に係わる。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動通信システムが広く普及し、ユーザは「いつでもどこでも通信できる。」を要求するようになってきている。そして、この要求を満たすための技術の１つとしてモバイルＩＰ通信が注目されている。モバイルＩＰは、移動体のために開発されたインターネットプロトコルであり、端末が本来のサブネットの外に移動した場合であっても同じＩＰアドレスを使用できるようにする技術である。なお、モバイルＩＰ通信に関する詳しい説明は、ＲＦＣ３３４４に記載されている。【０００３】
図１は、一般的なモバイルＩＰ通信システムの構成を示す図である。図１において、ホームエージェント（ＨＡ：Home Agent）１は、各移動ノードのアドレスおよび位置等を管理する。外部エージェント（ＦＡ：Foreign Agent）２は、エッジノードルータの機能を備え、移動ノードを収容することができる。そして、ホームエージェント１と外部エージェント２との間は、ＩＰネットワーク３を介して接続されている。【０００４】
各外部エージェント２（２ａ、２ｂ）は、定期的に、基地局を利用してネットワーク情報を放送する。ネットワーク情報は、そのネットワーク情報の送信元の外部エージェントを識別する情報を含む。そして、移動ノード４は、新たに受信したネットワーク情報の送信元が先に受信したネットワーク情報の送信元と異なっていた場合に、位置登録を実行する。なお、移動ノード４の電源が投入されたときも同様に位置登録が実行される。以下、位置登録手順を示す。なお、ここでは、移動ノード４が外部エージェント２ａにおいて位置登録を行うものとする。
（ａ）移動ノード４は、外部エージェント２ａへ位置登録要求を送信する。
（ｂ）位置登録要求を受信した外部エージェント２ａは、その位置登録要求をホームエージェント１へ転送する。
（ｃ）ホームエージェント１は、移動ノード４の位置（すなわち、外部エージェント２ａを識別する情報）を登録し、位置登録応答を返送する。これにより、ホームエージェント１と外部エージェント２ａとの間の通信路（トンネルパス）が設定される。
（ｄ）外部エージェント２ａと移動ノード４との間に通信路が設定される。【０００５】
上述の通信路が設定された後、相手ノード（ＣＮ：Correspondent Node）５から移動ノード４へパケットが送信されるものとする。このとき、パケットの送信先アドレスには移動ノード４のＩＰアドレスが書き込まれるので、このパケットは、ホームエージェント１へ送られる。そうすると、ホームエージェント１は、そのパケットを外部エージェント２ａへ転送し、さらに外部エージェント２ａが移動ノード４へそのパケットを転送する。このように、モバイルＩＰ通信システムにおいては、移動ノード４が本来のサブネットの外に移動した場合であっても、同じＩＰアドレスを使用して通信を行うことができる。【０００６】
ところで、モバイルＩＰ通信は、ＩＰネットワーク技術を基本としている。ところが、ＩＰネットワークでは、輻輳あるいは障害が発生したときに通信経路を切り替えることは困難である。輻輳を回避する技術としてＭＰＬＳ−ＴＥが知られている。ただし、この技術を利用するためには、ネットワーク上の各ノードがＭＰＬＳ−ＴＥを実装し、さらに輻輳を回避するための経路を予め設定しておく必要があるので、容易に導入することは出来ない。このため、モバイルＩＰ通信システムにおいて輻輳または障害が発生すると、迂回経路が存在するにもかかわらず、通信を行えなくなることがある。【０００７】
図２および図３は、従来のモバイルＩＰ通信システムの問題を説明する図である。モバイルＩＰ通信システムにおいては、通常、ＩＰネットワークと同様に、あるノードからその宛先ノードへの通信経路は１つだけ設定される。すなわち、ノード間には１つの最適経路のみが設定される。例えば、図２に示すシステムでは、外部エージェント２ａは、ホームエージェント１への経路を指示する情報として、次ホップがルータＲ１であることを表す情報のみを有している。また、従来のモバイルＩＰ通信システムは、輻輳あるいは障害が発生したときに、別の経路を選択する機能を備えていない。【０００８】
このため、外部エージェントとホームエージェントとの間の最適経路で輻輳が発生すると、位置登録を行うことができず、通信が継続できなくなるおそれがある。図２は、外部エージェント２ａからホームエージェント１への最適経路（ルータＲ１を経由する経路）で輻輳が発生している状態を示している。また、外部エージェントとホームエージェントとの間の最適経路上で障害が発生した場合も同様に、通信が継続できなくなるおそれがある。図３は、最適経路上に存在するルータＲ１、Ｒ３においてループが発生している状態を示している。【０００９】
なお、特許文献１には、モバイルＩＰ通信システムにおいて障害によって位置登録要求ができなくなる状態を回避する技術が記載されている。このシステムでは、冗長的な構成を導入し、現用系において障害が発生したときに予備系を利用して通信を継続することによって、サービスが中断してしまう時間の短縮を図っている。
【特許文献１】特開２００４−１２０４１１号公報
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、モバイルＩＰ通信において、輻輳または障害が発生した場合であっても確実に位置登録を行えるようにすることである。
本発明のモバイルＩＰ通信システムは、位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備える。各外部エージェントは、前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、受信した位置登録要求を転送する転送手段、を備える。第１の外部エージェントの転送手段は、その第１の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態であれば、その第１の外部エージェントの格納手段に格納されているルーティング情報に従ってその位置登録要求を前記ホームエージェントへ転送する。また、前記第１の外部エージェントの転送手段は、その第１の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態でなければ、受信した位置登録要求を第２の外部エージェントへ転送する。
【００１１】
上記構成のシステムにおいては、移動ノードから位置登録要求を受信した第１の外部エージェントとホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態でなかったときには、位置登録要求は、第２の外部エージェントへ転送され、その第２の外部エージェントからホームエージェントへ送信される。ここで、第２の外部エージェントとホームエージェントとの間の通信経路は、第１の外部エージェントとホームエージェントとの間の通信経路とは異なっており、第２の外部エージェントは第１の外部エージェントから受け取った位置登録要求をホームエージェントへ送信することができる。すなわち、ホームエージェントと各外部エージェントとを接続するネットワーク上の通信機器（例えば、ルータ）の設定を変更することなく、迂回経路を確立することができる。
【００１２】
本発明によれば、モバイルＩＰ通信において、移動ノードから位置登録要求を受信した外部エージェントとその移動ノードのホームエージェントとの間の通信経路上で輻輳または障害が発生した場合であっても、迂回回路を利用して確実に位置登録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一般的なモバイルＩＰ通信システムの構成を示す図である。
【図２】従来のモバイルＩＰ通信システムの問題を説明する図（その１）である。
【図３】従来のモバイルＩＰ通信システムの問題を説明する図（その２）である。
【図４】本発明の実施形態のモバイルＩＰ通信システムの構成を示す図である。
【図５】外部エージェントの構成を示す図である。
【図６】実施形態の位置登録手順を示すフローチャートである。
【図７】移動ノードから送出される位置登録要求のデータ構造を示す図である。
【図８】ルーティングテーブルの実施例である。
【図９】各インターフェースに設けられる送信キューの実施例である。
【図１０】輻輳管理テーブルの実施例である。
【図１１】ベース外部エージェントから隣接外部エージェントへ送信される位置登録要求のデータ構造を示す図である。
【図１２】隣接外部エージェントへの問合せ要求について説明する図である。
【図１３】問合せ応答のデータ構造を示す図である。
【図１４】ＦＡ比較テーブルの実施例である。
【図１５】ベース外部エージェントから隣接外部エージェントへ送信される位置登録要求のデータ構造を示す図である。
【図１６】迂回ルートの設定について説明する図である。
【図１７】通信路の状態を示す図である。
【図１８】ＭＮ管理テーブルの実施例である。
【図１９】正常経路への回復手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図４は、本発明の実施形態のモバイルＩＰ通信システムの構成を示す図である。図４において、ホームエージェント（ＨＡ：Home Agent）１、ＩＰネットワーク３、移動ノード（ＭＮ：Mobile Node）４は、公知の技術により実現される。すなわち、ホームエージェント１は、移動ノード４から送信される位置登録要求を利用してその移動ノード４の位置を管理する。【００１５】
外部エージェント６（６ａ〜６ｃ）は、移動ノード４を収容可能なノードであり、エッジノードルータの機能を備える。ホームエージェント１と外部エージェント６との間は、ＩＰネットワーク３により接続される。ＩＰネットワーク３は、多数のコアノードルータにより構成され、公知のルーティングプロトコルに従ってパケットを宛先へ転送する。ここで、送信元ノードから宛先ノードへパケットを送るために設定される通信路（最適経路）は１本である。図４に示す例では、ホームエージェント１と外部エージェント６ａとの間には３本の経路が存在する。そして、外部エージェント６ａからホームエージェント１へパケットを送信するための通信路として、それらの中の１つ（たとえば、ルータＲ１を経由する経路）が定義される。なお、ノード間の通信経路を定義するルーティング情報は、予め作成されて各ノードが備えるルーティングテーブルに格納される。【００１６】
各外部エージェント６は、それぞれ、コアノードルータを介することなく、１以上の他の外部エージェントと接続する。すなわち、外部エージェント６は、それぞれ、ホップ数が１である複数の外部エージェントと接続する。【００１７】
上記構成のモバイルＩＰ通信システムにおいて、移動ノード４は、定期的に位置登録要求を送信し、ホームエージェント１は、その位置登録要求に従って移動ノード４の位置を管理する。ここで、ホームエージェント１と外部エージェント６との間の通信路が正常な状態であれば、位置登録手順は、基本的に、図１を参照しながら説明した通りである。一方、ホームエージェント１と外部エージェント６との間の通信路において輻輳または障害が発生すると、外部エージェント６は、他の経路を利用して位置登録要求を転送する。ところが、ＩＰネットワーク上の経路を切り替えるためには、１または複数のコアルータのルーティングテーブルを更新する必要があり、困難を伴う。そこで、実施形態のモバイルＩＰ通信システムでは、移動ノード４から位置登録要求を受信した外部エージェント６（例えば、６ａ）は、ホームエージェント１への通信路において輻輳または障害が発生していたときには、他の外部エージェント（例えば、６ｂ）に対して位置登録要求の転送を依頼する。この結果、移動ノード４の位置登録要求は確実にホームエージェント１へ転送され、ホームエージェント１は常に移動ノード４の位置を管理できるので、移動ノード４の通信が途切れることはない。【００１８】
図５は、外部エージェント６の構成を示す図である。なお、図５においては、本発明に直接的に係わる要素のみを示す。
外部エージェント６は、複数のインターフェース（１〜ｎ）を備える。各インターフェースは、それぞれ、光ファイバケーブルまたはメタルケーブル等により、対応する１台のルータまたは１台の外部エージェントに接続する。なお、図６では、移動ノード４との間で信号を送受信する無線回路は省略されている。【００１９】
制御部１１は、外部エージェント６の動作を制御する。すなわち、制御部１１は、移動ノードから送出された位置登録要求をホームエージェントへ転送する機能、ホームエージェントからトンネルを介して受信した移動ノード宛てのパケットをその移動ノードへ転送する機能などを備える。また、外部エージェント６は、ルーティングテーブル１２、輻輳管理テーブル１３、ＦＡ比較テーブル１４、ＭＮ管理テーブル１５を備える。これらのテーブルについては後で詳しく説明する。出力制御部１６は、パケットの出力を制御する。また、出力制御部１６は、インターフェース毎に輻輳状態を検出する。輻輳状態は、インターフェース毎に設けられている送信キュー（バッファメモリ）に格納されているパケット量（すなわち、キューの使用率）に基づいて判断される。【００２０】
図６は、実施形態の位置登録手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、移動ノード４から位置登録要求を受信した外部エージェント６によって実行される。なお、以下の説明において、移動ノード４から位置登録要求を受信した外部エージェントのことを「ベース外部エージェント」と呼ぶことがある。【００２１】
＜ステップａ＞
外部エージェント６は、定期的に、基地局を介してネットワーク情報を放送する。ネットワーク情報は、位置情報であり、そのネットワーク情報の送信元である外部エージェントを識別する情報を含んでいる。したがって、移動ノード４は、ネットワーク情報に基づいてその移動ノードを収容している外部エージェントを認識することができる。そして、移動ノード４は、新たに受信したネットワーク情報の送信元が先に受信したネットワーク情報の送信元と異なっていた場合には、位置登録要求を生成して送信する。そして、外部エージェント６は、移動ノード４から位置登録要求を受信すると、ステップｂへ進む。なお、移動ノード４は、電源投入時にも位置登録要求を送信する。また、実施形態のモバイルＩＰ通信システムでは、外部エージェントは、他の外部エージェントから位置登録要求を受信することがある。【００２２】
図７は、移動ノード４から外部エージェント６へ送信される位置登録要求のデータ構造を示す図である。ここで、位置登録要求は、ＩＰパケットに格納されて伝送される。ＩＰヘッダは、送信元アドレスおよび送信先アドレスを格納する領域を備える。送信元アドレスは、位置登録要求を送信した移動ノード４のＩＰアドレスである。また、送信先アドレスは、移動ノード４を収容する外部エージェント６のＩＰアドレスである。ＵＤＰヘッダは、宛先ポート番号を格納する領域を備える。宛先ポート番号には、モバイルＩＰを識別値が設定される。モバイルＩＰデータ領域には、メッセージタイプ（位置登録要求）、ホームアドレス（位置登録要求を送出した移動ノード４のＩＰアドレス）、ＨＡアドレス（ホームエージェント１のＩＰアドレス）、気付けアドレスＣｏＡ（位置登録要求を受信すべき外部エージェント６のＩＰアドレス）などが格納される。【００２３】
＜ステップｂ＞
ベース外部エージェントの制御部１１は、受信した位置登録要求を解析し、その位置登録要求を転送すべきホームエージェントを検出する。ここで、実施形態のモバイルＩＰ通信システムは、複数のホームエージェントを備えている。ただし、各移動ノードは、それぞれ予め決められた１つのホームエージェントによって管理される。そして、ベース外部エージェントは、ルーティングテーブル１２を参照し、検出したホームエージェントにパケットを送信するためのインターフェースを特定する。【００２４】
図８は、ルーティングテーブル１２の実施例である。ルーティングテーブル１２には、送信先ネットワーク毎に、メトリック、次ホップ、出力インターフェースが登録されている。メトリックは、送信先ネットワークまでの経路において発生するコストを表し、送信先ネットワークまでのホップ数および送信先ネットワークまでの回線の帯域などに応じて計算される。出力インターフェースは、次ホップにより指定されるノードに接続する回線を表す。【００２５】
＜ステップｃ＞
制御部１１および出力制御部１６は、ステップｂで特定されたインターフェースの輻輳状態をチェックする。各インターフェースには、それぞれ送信キューが設けられている。送信キューは、図９に示すように、ＦＩＦＯメモリであり、次ホップに出力すべきパケットを一時的に格納する。また、送信キューには、輻輳発生閾値および輻輳解消閾値が設定されている。出力制御部１６は、それらの閾値を利用してインターフェース毎に輻輳状態を監視する。すなわち、送信キューの使用率が輻輳発生閾値（例えば、７０％）を超えると検出タイマが起動する。そして、その使用率が輻輳発生閾値を超えている状態が所定時間（例えば、３０秒）継続すると、輻輳が発生したものと判断して対応する輻輳フラグを設定する。なお、ＩＰネットワークのトラヒックはバースト性を有するので、送信キューの使用率はしばしば瞬間的に増大する。そして、後で詳しく説明するが、ホームエージェント１への経路において輻輳が検出されると、位置登録要求を転送するための経路が切り替えられる。よって、このタイマ値は、輻輳に起因する経路切替えが必要以上に発生しないように適切に設定される。【００２６】
輻輳が緩和され、送信キューの使用率が輻輳解消閾値（例えば、３０％）を下回ると、解除タイマが起動する。そして、その使用率が輻輳解消閾値を下回る状態が所定時間（例えば、３０秒）継続すると、輻輳が解消したものと判断して輻輳フラグをクリアする。【００２７】
図１０は、輻輳管理テーブル１３の実施例である。輻輳管理テーブル１３は、インターフェース毎に、送信キューの使用率、輻輳が発生したことを検出するための検出タイマの時間情報、輻輳が解消したことを検出するための解除タイマの時間情報、及び輻輳フラグを管理する。そして、輻輳管理テーブル１３は、定期的に更新される。図１０に示す実施例では、インターフェース１においては、キュー使用率が輻輳発生閾値よりも低いので、検出タイマは起動していない。インターフェース２においては、キュー使用率が輻輳発生閾値を超えているので、検出タイマが起動している。ただし、タイマが未だ満了していないので、輻輳フラグは設定されていない。インターフェース３においては、キュー使用率が輻輳発生閾値を超えており、かつ、検出タイマが既に満了しているので、輻輳フラグが設定されている。【００２８】
外部エージェント６は、上述のようにしてインターフェース毎に輻輳を検出することができる。そして、制御部１１は、輻輳管理テーブル１３を参照することにより、ホームエージェント１への通信路において輻輳が発生しているか否かをチェックする。輻輳が発生している場合にはステップｄへ進み、輻輳が発生していない場合にはステップｉに進む。【００２９】
＜ステップｉ＞
ベース外部エージェントからホームエージェント１への通信路において輻輳が発生していない場合、ベース外部エージェントは、通常のモバイルＩＰ手順に従って、位置登録要求をホームエージェント１へ送信する。このとき、ベース外部エージェントは、自分のルーティングテーブルを参照して位置登録要求を送出すべきインターフェースを検出する。なお、位置登録要求を格納するパケットは、図１１に示すように、基本的に、移動ノード４から外部エージェントへ位置登録要求を伝送するパケットと同じである。ただし、ベース外部エージェントからホームエージェント１へ位置登録要求を伝送するパケットにおいては、送信元アドレスとしてベース外部エージェントのＩＰアドレスが設定され、送信先アドレスとしてホームエージェント１のＩＰアドレスが設定される。【００３０】
位置登録要求は、送信先アドレスに従ってホームエージェント１へ転送される。ホームエージェント１は、位置登録要求を受信すると、対応する登録手順を実行した後、位置登録応答を返送する。【００３１】
＜ステップｊ＞
ベース外部エージェントは、所定時間内に位置登録応答を受信できるか否かをチェックする。所定時間内に位置登録応答を受信した場合は、位置登録が成功したと判断し、ステップｈへ進む。一方、所定時間内に位置登録応答を受信できなかった場合は、ベース外部エージェントとホームエージェント１との間で障害が発生している可能性があるので、ベース外部エージェントは位置登録要求を再送する。そして、所定回数（例えば、３回）の再送を行ったにもかかわらず位置登録応答を受信できなかったときは、ベース外部エージェントとホームエージェント１との間で障害が発生していると判断し、ステップｄへ進む。【００３２】
＜ステップｄ＞
ステップｄは、ベース外部エージェントからホームエージェント１への通信路が輻輳している場合、およびベース外部エージェントとホームエージェント１との間の通信路において障害が発生している場合に実行される。【００３３】
上述の輻輳または障害が発生している場合、ベース外部エージェントは、隣接外部エージェントに対して問合せ要求を送信する。問合せ要求は、マルチキャストにより送信される。図１２に示す例では、外部エージェント６ａが移動ノード４から位置登録要求を受け取ったとき、外部エージェント６ａからホームエージェント１への通信路において輻輳が発生している。この場合、外部エージェント６ａは、ベース外部エージェントであり、隣接外部エージェント６ｂ〜６ｇに対して問合せ要求を送信する。ここで、隣接外部エージェントとは、ベース外部エージェントから１ホップで到達可能な外部エージェントを意味する。すなわち、問合せ要求は、ＴＴＬ＝１のパケットで到達可能な範囲に設けられている外部エージェントに送信される。この方式によれば、ベース外部エージェントが隣接外部エージェントに対して位置登録要求の転送を依頼するシーケンスにおいて、既存のＩＰ技術との互換性が確保される。【００３４】
問合せ要求を受信した隣接外部エージェントは、それぞれ、ホームエージェント１までの通信経路のメトリック、およびホームエージェント１への通信経路の輻輳状態をチェックする。ここで、ホームエージェント１までの通信経路のメトリックは、予め計算されて図８に示すルーティングテーブルに格納されている。また、ホームエージェント１への通信経路の輻輳状態は、対応するインターフェースのキュー使用率により表され、図１０に示す輻輳管理テーブルに書き込まれている。そして、問合せ要求を受信した隣接外部エージェントは、それぞれ、図１３に示す問合せ応答をベース外部エージェントに返送する。なお、図１３は、外部エージェント６ｂから外部エージェント６ａに返送される問合せ応答の例を示している。【００３５】
隣接外部エージェントは、ホームエージェント１への経路情報を有していない場合（すなわち、ホームエージェント１までの到達性がない場合）、或いは、ホームエージェント１への通信路において輻輳が発生している場合には、ベース外部エージェントに問合せ応答を返送しないようにしてもよい。この方式を採用すれば、不要な通信負荷を抑えることができる。また、隣接外部エージェントは、ホームエージェント１への最適経路の次ホップがベース外部エージェントであった場合には、ルーティングループの形成を回避するために、問合せ要求に対して応答しない。このように、ベース外部エージェントは、ホームエージェント１へ位置登録要求を転送することができる隣接外部エージェントのみから問合せ応答を受信することになる。【００３６】
＜ステップｅ＞
ベース外部エージェントの制御部１１は、隣接外部エージェントからの問合せ応答を収集する。このとき、１以上の隣接外部エージェントから問合せ応答を受信した場合には、ステップｆに進む。一方、いずれの隣接外部エージェントからも問合せ応答を受信できなかったときは、ステップｋに進む。【００３７】
＜ステップｆ＞
ベース外部エージェントの制御部１１は、問合せ応答を受信すると、図１４に示すＦＡ比較テーブルを作成する。図１４において、「ＨＡまでのメトリック」は、応答外部エージェントからホームエージェント１までの通信経路のメトリックであり、問合せ応答により通知される。「キュー使用状況」は、応答外部エージェントからホームエージェント１への通信路の輻輳状態を表し、問合せ応答により通知される。「応答ＦＡまでのメトリック」は、ベース外部エージェントから応答外部エージェントまでの通信経路のメトリックであり、予め計算されている。「総メトリック」は、「ＨＡまでのメトリック」と「応答ＦＡまでのメトリック」との和である。【００３８】
続いて、制御部１１は、作成したＦＡ比較テーブルを参照し、位置登録要求の転送を依頼すべき外部エージェントを選択する。この場合、総メトリックが最も小さい隣接外部エージェントが選択される。すなわち、ベース外部エージェントからホームエージェント１までのネットワーク距離が最小となるような外部エージェントが選択される。なお、２以上の隣接外部エージェントについての総メトリックが等しい場合には、キュー使用率が最も低い外部エージェントが選択される。図１４に示す実施例では、４台の隣接外部エージェント（６ｂ、６ｃ、６ｅ、６ｆ）の中からの外部エージェント６ｆが選択されることになる。【００３９】
＜ステップｇ＞
ベース外部エージェントの制御部１１は、ステップｆで選択した隣接外部エージェントに対して位置登録要求を送信する。ベース外部エージェントから隣接外部エージェントへ送信される位置登録要求は、図１５に示すように、基本的に、移動ノード４から外部エージェントへ位置登録要求を伝送するパケットと同じである。ただし、ベース外部エージェントから隣接外部エージェントへ位置登録要求を伝送するパケットにおいては、送信元アドレスとして移動ノード４のＩＰアドレスが設定され、送信先アドレスとしてその隣接外部エージェントのＩＰアドレスが設定される。【００４０】
＜ステップｈ＞
ステップｈでは、ホームエージェント１とベース外部エージェントとの間に通信路が設定される。ここで、ホームエージェント１とベース外部エージェントとの間の通信路の状態が正常であれば（ステップｊ：Ｙｅｓ）、通常のモバイルＩＰ手順に従ってトンネルが設定される。すなわち、ホームエージェント１とベース外部エージェントとの間にモバイルＩＰトンネルが設定される。【００４１】
一方、ホームエージェント１とベース外部エージェントとの間の通信路において輻輳が発生している場合（ステップｃ：Ｙｅｓ）、またはその通信路において障害が発生している場合（ステップｊ：Ｎｏ）には、ベース外部エージェントの制御部１１は、ＭＮ管理テーブル１５を利用して迂回ルートを定義する。これにより、ベース外部エージェントと隣接外部エージェントとの間に移動ノード４のための通信路が確立される。【００４２】
＜隣接外部エージェントの動作＞
ベース外部エージェントにより選択された隣接外部エージェントは、そのベース外部エージェントから位置登録要求を受信する。このとき、受信する位置登録要求は、図１５に示すように、その送信元アドレスとして移動ノード４のＩＰアドレスが設定されている。よって、この隣接外部エージェントは、移動ノード４から位置登録要求を受信したベース外部エージェントと同じ動作を行う。すなわち、この隣接外部エージェントも、図６に示すフローチャートの処理を実行する。そうすると、この隣接外部エージェントは、ステップｉにおいて位置登録要求をホームエージェント１へ送信する。そして、ホームエージェント１から隣接外部エージェントに位置登録応答が返送されると、図１６に示すように、ホームエージェント１と隣接外部エージェントとの間に移動ノード４のためのモバイルＩＰトンネルが設定される。ここで、ベース外部エージェントと隣接外部エージェントとの間には、上述したように、移動ノード４のための通信路が確立されている。よって、移動ノード４は、ベース外部エージェントおよび隣接外部エージェントを介してホームエージェント１に接続し、その通信路を利用して通信を行うことができる。【００４３】
＜ステップｋ＞
ステップｋは、ベース外部エージェントから隣接外部エージェントに問合せ要求を送信したにもかかわらず、いずれの隣接外部エージェントからも問合せ応答を受信できなかった場合に実行される。すなわち、ステップｋは、迂回ルートが見つからないときに実行される。この場合、ベース外部エージェントは、通常のモバイルＩＰ手順に従って位置登録要求をホームエージェントに送信する。【００４４】
＜ステップｌ＞
ステップｋにおいて送信した位置登録要求に対応する位置登録応答を受信できた場合には、輻輳が発生しているもののホームエージェント１との通信は可能と判断する。この場合、ステップｈにおいて通常のモバイルＩＰ手順に従って、移動ノードのためのトンネルを設定する。【００４５】
＜ステップｍ＞
ステップｋにおいて送信した位置登録要求に対応する位置登録応答を受信できなかった場合には、位置登録ができないと判断する。【００４６】
＜具体的な実施例＞
図１７に示すモバイルＩＰ通信システムは、３台の外部エージェント６ａ、６ｃ、６ｆを備える。外部エージェント６ａ、６ｃ間、および外部エージェント６ａ、６ｆ間は、互いに１ホップであるものとする。ホームエージェント１は、移動ノード４ａ、４ｂ、４ｃの位置を管理する。そして、移動ノード４ａ、４ｂ、４ｃは、外部エージェント６ａの通信エリアにおいて位置登録要求を送信するものとする。すなわち、外部エージェント６ａは、移動ノード４ａ、４ｂ、４ｃに対してベース外部エージェントとして動作し、外部エージェント６ｃ、６ｆは、その隣接エージェントとして動作する。さらに、外部エージェント６ａとホームエージェント１との間の通信路が輻輳しているものとする。【００４７】
図１８は、外部エージェント６ａのＭＮ管理テーブル１５の実施例である。移動ノード４ａ（ＭＮａ）に対しては「隣接ＦＡ」は設定されていない。この場合、移動ノード４ａのためのモバイルＩＰトンネルは、本来の通信経路上に設定される。すなわち、輻輳している通信経路が選択される。移動ノード４ｂ（ＭＮｂ）に対しては「隣接ＦＡ＝ＦＡｃ」が設定されている。この場合、移動ノード４ｂのためのモバイルＩＰトンネルは、ホームエージェント１と外部エージェント６ｃとの間に設定される。同様に、移動ノード４ｃのためのモバイルＩＰトンネルは、ホームエージェント１と外部エージェント６ｆとの間に設定される。【００４８】
外部エージェント６ａは、移動ノード４ａ〜４ｃから位置登録要求（あるいは、送信データ）を受信すると、ＭＮ管理テーブル１５に「隣接ＦＡ」が指定されているか否かをチェックする。そして、「隣接ＦＡ」が指定されていれば、受信した位置登録要求を指定されている外部エージェントへ転送する。例えば、移動ノード４ｂから位置登録要求を受信したときは、外部エージェント６ａは、その要求を外部エージェント６ｃへ転送する。一方、「隣接ＦＡ」が指定されていなければ、通常のモバイルＩＰ手順と同様に、ルーティングテーブル１２が参照される。例えば、移動ノード４ａから位置登録要求を受信したときは、外部エージェント６ａは、ルーティングテーブル１２において定義されているインターフェースを介してその要求を送信する。なお、移動ノード宛てにパケットを受信したときもこのＭＮ管理テーブル１５が参照される。このように、実施形態の外部エージェントによれば、移動ノード毎に最適な回避経路を選択することができる。【００４９】
＜輻輳の解消＞
移動ノード４は、定期的に、位置登録更新要求を送信する。外部エージェント６は、ステップｎにおいてこの位置登録更新要求を受信すると、ステップｏにおいてルーティングテーブル１２を参照し、正常時におけるホームエージェント１への出力インターフェースを特定する。続いて、ステップｐにおいて、特定したインターフェースが輻輳しているか否かをチェックする。輻輳が継続していれば、ＭＮ管理テーブル１５を参照し、指定されている隣接外部エージェントへその位置登録更新要求を転送する。一方、輻輳が解消していれば、ステップｑにおいて、ルーティングテーブル１２に従ってホームエージェント１へ位置登録更新要求を送信する。そして、ホームエージェント１から更新応答を受信すると、ステップｒにおいて正常時の通信路を設定する。このとき、ＭＮ管理テーブル１５において移動ノード４に対応する「隣接ＦＡ」を削除する。
＜その他の実施形態＞
上述の実施例では、図６に示すフローチャートのステップｄ〜ｆにおいて、複数の隣接外部エージェントの中から位置登録要求を転送すべき１つの外部エージェントを選択しているが、本発明は必ずしもこの手順を必要とするものではない。すなわち、輻輳が発生したときに位置登録要求を転送すべき外部エージェントは、予め固定的に決められていてもよい。【００５０】
また、上述の実施例では、ベース外部エージェントとホームエージェントとの間の通信路において輻輳または障害が発生していたときに、そのベース外部エージェントに隣接する外部エージェントからホームエージェントへ位置登録要求が送信されるが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、移動ノードから送出される位置登録要求は、ベース外部エージェントおよび２以上の他の外部エージェントを介してホームエージェントへ転送されるようにしてもよい。【００５１】
さらに、上述の実施例では、モバイルＩＰ通信システムにおける構成および手順を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、移動端末の位置をサーバに登録する移動通信システムにおいて、その位置登録に基づいてサーバと移動端末との間に通信トンネルを設定する手順に適用可能である。
【図１】
2008038390.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月3日(2008.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムであって、
前記各外部エージェントは、
前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、
前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、
受信した位置登録要求を転送する転送手段、を備え、
第１の外部エージェントの転送手段は、その第１の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態であれば、その第１の外部エージェントの格納手段に格納されているルーティング情報に従ってその位置登録要求を前記ホームエージェントへ転送し、
前記第１の外部エージェントの転送手段は、その第１の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態でなければ、受信した位置登録要求を第２の外部エージェントへ転送する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項２】
請求項１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントは、
他の複数の外部エージェントに対して、前記ホームエージェントへの通信経路の状態を問い合わせる問合せ手段と、
前記問合せ手段による問合せに対する応答に基づいて前記第２の外部エージェントを選択する選択手段、をさらに備える
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項３】
請求項１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントの転送手段は、前記位置登録要求を前記第２の外部エージェントへ転送するためのパケットの送信元アドレスとして前記移動ノードのＩＰアドレスを設定する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
【請求項４】
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムにおいて使用される前記複数の外部エージェントの中の任意の外部エージェントであって、
前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、
前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、
前記ホームエージェントへの通信経路が正常な状態であれば、前記移動ノードから受信した位置登録要求を前記ルーティング情報に従って転送し、前記ホームエージェントへの通信経路において輻輳または障害が発生していたときは、前記移動ノードから受信した位置登録要求を他の外部エージェントに転送する転送手段、
を有することを特徴とする外部エージェント。
【請求項５】
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムにおける位置登録方法であって、
移動ノードが第１の外部エージェントへ位置登録要求を送信するステップと、
前記第１の外部エージェントから前記ホームエージェントへの最適通信経路の状態を検出するステップと、
前記最適通信経路の状態が正常な状態であったときに、前記第１の外部エージェントから前記ホームエージェントへその最適通信経路を介して前記位置登録要求を送信するステップと、
前記最適通信経路の状態が正常な状態でなかったときに、前記第１の外部エージェントから第２の外部エージェントへ前記位置登録要求を転送するステップと、
前記第２の外部エージェントから前記ホームエージェントへ前記位置登録要求を送信するステップ、
を有することを特徴とする位置登録方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
さらに、上述の実施例では、モバイルＩＰ通信システムにおける構成および手順を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、移動端末の位置をサーバに登録する移動通信システムにおいて、その位置登録に基づいてサーバと移動端末との間に通信トンネルを設定する手順に適用可能である。
（付記１）
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムであって、
前記各外部エージェントは、
前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、
前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、
受信した位置登録要求を転送する転送手段、を備え、
第１の外部エージェントの転送手段は、その第１の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態であれば、その第１の外部エージェントの格納手段に格納されているルーティング情報に従ってその位置登録要求を前記ホームエージェントへ転送し、
前記第１の外部エージェントの転送手段は、その第１の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態でなければ、受信した位置登録要求を第２の外部エージェントへ転送する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
（付記２）
付記１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントの検出手段は、前記ホームエージェントへの通信経路を介して送信すべきパケットを格納するバッファメモリの使用率に基づいてその通信経路が輻輳しているか否かを検出する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
（付記３）
付記１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントは、
他の複数の外部エージェントに対して、前記ホームエージェントへの通信経路の状態を問い合わせる問合せ手段と、
前記問合せ手段による問合せに対する応答に基づいて前記第２の外部エージェントを選択する選択手段、をさらに備える
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
（付記４）
付記３に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記問合せ手段は、他の複数の外部エージェントに対して、前記ホームエージェントへの通信経路のメトリックを問い合わせ、
前記選択手段は、前記ホームエージェントへの通信経路のメトリックが最小となる外部エージェントを前記第２の外部エージェントとして選択する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
（付記５）
付記４に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記問合せを受けた他の外部エージェントは、前記ホームエージェントへの通信経路が輻輳していない場合に限って、前記第１の外部エージェントに対して応答する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
（付記６）
付記１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントと前記第２の外部エージェントとの間のホップ数は１である
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
（付記７）
付記１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントの転送手段は、前記位置登録要求を前記第２の外部エージェントへ転送するためのパケットの送信元アドレスとして前記移動ノードのＩＰアドレスを設定する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
（付記８）
付記１に記載のモバイルＩＰ通信システムであって、
前記第１の外部エージェントは、位置登録要求の転送先の外部エージェントを移動ノード毎に管理する管理手段をさらに備え、
前記転送手段は、移動ノード毎に、前記管理手段を参照して転送処理を実行する
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
（付記９）
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムであって、
前記各外部エージェントは、
前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、
前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、
前記ホームエージェントへの通信経路が正常な状態であれば、前記移動ノードから受信した位置登録要求を前記ルーティング情報に従って転送し、前記ホームエージェントへの通信経路において輻輳または障害が発生していたときは、前記移動ノードから受信した位置登録要求を他の外部エージェントに転送する転送手段、を備える
ことを特徴とするモバイルＩＰ通信システム。
（付記１０）
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムにおいて使用される前記複数の外部エージェントの中の任意の外部エージェントであって、
前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、
前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、
前記ホームエージェントへの通信経路が正常な状態であれば、前記移動ノードから受信した位置登録要求を前記ルーティング情報に従って転送し、前記ホームエージェントへの通信経路において輻輳または障害が発生していたときは、前記移動ノードから受信した位置登録要求を他の外部エージェントに転送する転送手段、
を有することを特徴とする外部エージェント。
（付記１１）
位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモバイルＩＰ通信システムにおける位置登録方法であって、
移動ノードが第１の外部エージェントへ位置登録要求を送信するステップと、
前記第１の外部エージェントから前記ホームエージェントへの最適通信経路の状態を検出するステップと、
前記最適通信経路の状態が正常な状態であったときに、前記第１の外部エージェントから前記ホームエージェントへその最適通信経路を介して前記位置登録要求を送信するステップと、
前記最適通信経路の状態が正常な状態でなかったときに、前記第１の外部エージェントから第２の外部エージェントへ前記位置登録要求を転送するステップと、
前記第２の外部エージェントから前記ホームエージェントへ前記位置登録要求を送信するステップ、
を有することを特徴とする位置登録方法。
【国際調査報告】
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