(57)【要約】【課題】移動端末の明示的なシグナリングなしに、ハンドオーバ時に発生するパケットロスを低減する。【解決手段】転送装置が移動端末宛のパケットを転送するパケット転送部１３と、パケットを保存するパケット記憶部１４、１８と、移動端末宛のパケットを代理受信したり、パケット転送要求を受信する受信部１１、１２と、代理受信の通知を受けたとき、受信したパケットをパケット記憶部１４、１８へ蓄積を行い、また、パケット転送要求通知を受けてパケット記憶部１４、１８に保存していたパケットを移動端末へ転送する指示をパケット転送部へ行う転送制御部１３とを有することにより、移動端末宛のパケットが保存され、移動端末が再度接続した後に転送されるので、短期間で完了するハンドオーバ時に送信元となる通信端末のアプリケーションが通信を継続することができ、アプリケーション処理負荷を軽減することができる。【選択図】図１
2006060633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰネットワーク上の転送装置が移動端末宛パケットを代理受信して転送するとともに保存するステップと、
前記転送装置が所定時間内に前記移動端末からのパケット転送要求を受信したとき保存したパケットを前記移動端末に転送し、受信しなかったとき、保存したパケットを廃棄するステップと、
を有するパケット転送方法。
【請求項２】
前記転送装置はパケットの保存を初期には高速アクセスメモリに行い、転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき、保存していた前記移動端末宛パケットを前記高速アクセスメモリより記憶容量の大きな記憶部に保存することを特徴とする請求項１に記載のパケット転送方法。
【請求項３】
前記転送装置は、転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき前記配送不能通知を保存するステップと、
前記転送装置が保存開始から所定時間内に前記移動端末からのパケット転送要求を受信しなかったとき、前記配送不能通知に基づいて前記移動端末宛パケットの送信元に配送不能通知を送信するとともに、保存した移動端末宛パケットを破棄するステップと、
をさらに有する請求項１または２に記載のパケット転送方法。
【請求項４】
前記転送装置は、転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき前記配送不能通知を保存するステップと、
前記転送装置が保存したパケット量が所定量以上となる前に前記移動端末からのパケット転送要求を受信しなかったとき、前記配送不能通知に基づいて前記移動端末宛パケットの送信元に配送不能通知を送信するとともに、保存した移動端末宛パケットを破棄するステップと、
をさらに有する請求項１または２に記載のパケット転送方法。
【請求項５】
前記転送装置が前記移動端末へ転送するパケットに識別子を付加するステップと、
前記転送装置が転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき、保存したパケットの内、前記配送不能通知に含まれる前記移動端末宛パケットの識別子と同一のパケットより前に保存したパケットを破棄するステップと
をさらに有する請求項１乃至４のいずれかに記載のパケット転送方法。
【請求項６】
前記識別子は、パケット毎のシーケンス番号であることを特徴とする請求項５に記載のパケット転送方法。
【請求項７】
前記識別子は、パケットのＩＰヘッダを除く部分から算出した値であることを特徴とする請求項５に記載のパケット転送方法。
【請求項８】
移動端末宛のパケットを転送するパケット転送部と、
前記パケットを保存するパケット記憶部と、
前記移動端末宛のパケットを代理受信したり、前記移動端末からのパケット転送要求を受信する受信部と、
前記受信部からの代理受信の通知を受けたとき、受信したパケットをパケット記憶部へ蓄積を行い、また、前記受信部からのパケット転送要求の受信の通知を受けて、前記パケット記憶部に保存していたパケットを、前記移動端末へ転送する指示を前記パケット転送部へ行う転送制御部と
を具備する転送装置。
【請求項９】
前記パケット記憶部に保存したパケットを廃棄するまでの時間をカウントするタイマーをさらに有し、
前記転送制御部がタイマーから前記廃棄までの時間経過の通知を受ける前に、パケット転送要求を受信しなかったとき、保存したパケットを廃棄する請求項８に記載の転送装置。
【請求項１０】
前記転送制御部は、代理受信の初期には高速アクセスメモリへ蓄積し、前記受信部から、転送したパケットに対する配送不能通知の受信通知を受けたとき、前記高速アクセスメモリより記憶容量の大きな記憶部に保存することを特徴とする請求項９に記載の転送装置。
【請求項１１】
受信した前記配送不能通知を記憶するメッセージ記憶部をさらに有し、
前記転送制御部は、転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき当該配送不能通知を前記メッセージ記憶部に保存し、前記タイマーから前記廃棄までの時間経過の通知を受ける前に、パケット転送要求を受信しないとき、前記配送不能通知に基づいて前記移動端末宛パケットの送信元に配送不能通知を送信するとともに、前記パケット記憶部から保存した移動端末宛パケットを破棄することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の転送装置。
【請求項１２】
受信した前記配送不能通知を記憶するメッセージ記憶部をさらに有し、
前記転送制御部は、転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき当該配送不能通知を前記メッセージ記憶部に保存し、前記パケット記憶部に保存したパケット量が所定量以上となる前に前記移動端末からのパケット転送要求を受信しなかったとき、前記配送不能通知に基づいて前記移動端末宛パケットの送信元に配送不能通知を送信するとともに、前記パケット記憶部から保存した移動端末宛パケットを破棄することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の転送装置。
【請求項１３】
前記パケット転送部は前記受信部が代理受信した移動端末宛のパケットに識別子を付加して送信するものであり、
前記パケット記憶部に保存したパケットの内、前記配送不能通知に含まれる前記移動端末宛パケットの識別子と同一のパケットより前に保存したパケットを破棄するパケット判別部をさらに具備し、
前記転送制御部が前記受信部から前記配送不能通知を受信したことの通知を受けたとき前記パケット判別部へ前記パケット記憶部に保存したパケットの廃棄の判別処理を指示する請求項８乃至１２のいずれかに記載の転送装置。
【請求項１４】
前記識別子は、パケット毎のシーケンス番号であることを特徴とする請求項１３に記載の転送装置。
【請求項１５】
前記識別子は、パケットのＩＰヘッダを除く部分から算出した値であることを特徴とする請求項１３に記載の転送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークにおいて移動端末がハンドオーバするときのパケット転送方法および転送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインターネットプロトコルを用いた移動端末としては、モバイルＩＰを用いるものがあった。モバイルＩＰを用いた移動通信システムは、サブネットワークを移動しながら通信を行う移動端末、移動端末の位置管理を行うホームエージェント装置、移動端末と通信を行うインターネットに接続されている通信相手端末、移動端末がインターネットに接続されている通信相手端末と通信を行うために接続するアクセスルータ装置とから構成される。移動端末が異なるサブネットワークに移動したとき、移動先のサブネットワークに属するアクセスルータ装置からルータ広告メッセージを受信し、メッセージ内に含まれるプレフィクス情報からそのサブネットワークで一時的に使用する気付アドレスを生成する。その後、移動端末はホームエージェント装置にホームアドレスと新しく生成した気付アドレスを含んだバインディングアップデートメッセージを送信する。ホームエージェント装置はバインディングアップデートメッセージを受信し、ホームアドレスとそれに対応する気付アドレスの組を記憶したバインディングキャッシュに受信バインディングアップデートメッセージ内に含まれるホームアドレスと気付アドレスの組を追加する。その後、移動端末のホームアドレス宛に送信されたパケットはホームエージェント装置により代理受信され、移動端末の現在の気付アドレス宛に転送される。
【０００３】
以上のモバイルＩＰを用いた移動通信システムにおいては、移動端末が異なるサブネットワークに移動してから、移動先で取得した気付アドレスをホームエージェント装置に登録するまでの間、移動端末のホームアドレス宛に届いたパケットはホームエージェント装置から、移動端末の移動前の気付アドレス宛に転送される。このため、宛先の気付けアドレスにはすでに移動端末は存在しないため、転送されたパケットのロスが生じる。
【０００４】
この課題を解決する従来の方法として、特許文献１に記載の方法があった。この特許文献１には、ホ−ムエージェント装置が移動端末からの要請に応じて移動端末宛のパケットを一時的に保存しておき、移動端末のバインディングアップデート処理が完了した後に保存パケットを移動端末に転送することにより、パケットロスを低減させるパケット転送方法が開示されている。
【０００５】
図１２はこのホームエージェント装置の動作を示すフロー図である。図１２において、ホームエージェント装置は、移動端末（移動局）宛パケットを代理受信すると（ステップＳ１３１）、移動端末が通信不能な状態を示す通信不能期間中であるかを判別し（ステップＳ１３２）、通信不能期間中である場合は、代理受信したパケットをバッファに保存しておく（ステップＳ１３３）。通信不能期間外である場合は、通常のモバイルＩＰ手順にしたがって移動端末にパケットを転送する（ステップＳ１３４）。
【０００６】
また、移動端末からパケットを受信し（ステップＳ１３５）、さらに通信不能期間に入ることを示す通信不能期間開始電文あるいは通信不能期間を終了したことを示す通信不能期間終了電文である場合は（ステップＳ１３６）、バインディングキャッシュ上の移動端末状態を更新する（ステップＳ１３７）。
【０００７】
また、従来のＩＰネットワークでは、移動端末へのパケット配送ができない場合に、ＩＣＭＰ宛先到達不能（Ｕｎｒｅａｃｈａｂｌｅ）メッセージがパケット送信元に返送され
る。さらに図１３に示すように、従来のモバイルＩＰでは、ホームエージェント装置１０が通信端末３０から代理受信した移動端末２０のホームアドレス宛パケットを、移動端末の気付アドレスにトンネル転送するが（ステップＳ２００）、転送パケットが配送不能である場合（ステップＳ２０１）に送信されるＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを受信すると（ステップＳ２０２）、直ちにパケットの送信元に対してＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを発行する（ステップＳ２０３）。ＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを受信した通信端末３０のＩＰレイヤより上位のプロトコルあるいはアプリケーションは、パケットが配送できなかったことを受けてデータの送信停止を行うなどの対応を行うことがある（ステップＳ２０４）。
【特許文献１】特開２００３−２０９８９０号公報（第８頁、第７図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のパケット転送方法では、移動端末がホームエージェント装置に対して、明示的に通信不能期間に入ることを通知する必要があり、不意にリンクから切断されたり、通知途上でリンクから切断されてしまうような場合には通知に失敗するため、ホームエージェント装置が対応することができず、パケットロスが発生してしまうという課題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、移動端末がリンクから切断されてホームエージェント装置に通知ができなかった場合であっても、移動通信端末が再び通信可能になったときに続けて受信できるパケット転送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るパケット転送方法は、ＩＰネットワーク上の転送装置が移動端末宛パケットを代理受信して転送するとともに保存するステップと、転送装置が所定時間内に移動端末からのパケット転送要求を受信したとき保存したパケットを移動端末に転送し、受信しなかったとき、保存したパケットを廃棄するステップとを有するものである。
【００１１】
これにより、転送装置は移動端末が明示的に自己へ切断を通知することなく、リンクから切断した移動端末宛パケットを一時的に保存し、移動端末が再度リンクに接続した際に保存したパケットを転送することにより、セッションの切断を回避可能なパケット転送を実現することができる。また、記憶領域のサイズに応じて古いパケットから破棄することにより、システム稼働率を高めることができる。
【００１２】
また、本発明に係るパケット転送方法は、転送装置がパケットの保存を初期には高速アクセスメモリに行い、転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき、保存していた移動端末宛パケットを高速アクセスメモリより記憶容量の大きな記憶部に保存するものである。
【００１３】
これにより、例えば単位時間に処理量を必要とする仮保存パケットは高速アクセスが可能だが領域の少ないメモリ、正式保存パケットは中速アクセスが可能だが領域の大きいメモリ、といったように、保存するパケットの性質に応じて記憶領域を変えることにより、処理効率を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明に係るパケット転送方法は、転送装置が転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき配送不能通知を保存するステップと、転送装置が保存開始から所定時間内に移動端末からのパケット転送要求を受信しなかったとき、配送不能通知に基づいて移動端末宛パケットの送信元に配送不能通知を送信するとともに、保存した移動端末宛
パケットを破棄するステップとをさらに有するものである。
【００１５】
これにより、短期間で完了するハンドオーバに際して、パケット送信元に配送不能通信を送信するタイミングを遅らせることによりハンドオーバ期間であることを隠蔽し、通信やセッションの効率を向上させるものである。
【００１６】
また、本発明に係るパケット転送方法は、転送装置が転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき配送不能通知を保存するステップと、転送装置が保存したパケット量が所定量以上となる前に移動端末からのパケット転送要求を受信しなかったとき、配送不能通知に基づいて移動端末宛パケットの送信元に配送不能通知を送信するとともに、保存した移動端末宛パケットを破棄するステップとをさらに有するものである。
【００１７】
これにより、パケット送信元に配送不能通知を送信するタイミングをパケット記憶領域に応じて割り当てられた上限値まで遅らせることにより、エンドーエンドの通信帯域を維持し、特にＴＣＰのような帯域管理型のプロトコルを用いる場合に、ハンドオーバ完了時に高い伝送レートでセッションを再開することができる。
【００１８】
また、本発明に係るパケット転送方法は、転送装置が移動端末へ転送するパケットに識別子を付加するステップと、転送装置が転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき、保存したパケットの内、配送不能通知に含まれる移動端末宛パケットの識別子と同一のパケットより前に保存したパケットを破棄するステップとをさらに有するものである。
【００１９】
これにより、正式保存を開始するパケットの特定を的確に行うことができ、ハンドオーバ完了後に移動端末が重複したパケットを受信するのを回避することができる。
【００２０】
また、本発明に係るパケット転送方法における識別子は、パケット毎のシーケンス番号であることを特徴とするものであり、簡便な識別子を付与することにより、転送装置の処理効率を高めることができる。
【００２１】
また、本発明に係るパケット転送方法における識別子は、パケットのＩＰヘッダを除く部分から算出した値であることを特徴とするものであり、付与した識別子をパケットのヘッダから算出することができるので、転送装置内に記憶しておく必要がなく、記憶領域の利用効率を向上することができる。
【００２２】
本発明に係る転送装置は、移動端末宛のパケットを転送するパケット転送部と、パケットを保存するパケット記憶部と、移動端末宛のパケットを代理受信したり、移動端末からのパケット転送要求を受信する受信部と、この受信部からの代理受信の通知を受けたとき、受信したパケットをパケット記憶部へ蓄積を行い、また、受信部からのパケット転送要求の受信の通知を受けて、パケット記憶部に保存していたパケットを、移動端末へ転送する指示をパケット転送部へ行う転送制御部とを具備するものである。
【００２３】
これにより、移動端末が明示的に通知することなく、リンクから切断された移動端末宛パケットを一時的に保存し、移動端末が再度リンクに接続した際に保存したパケットを転送することにより、セッションの切断を回避可能なパケット転送を実現することができる。
【００２４】
また、本発明に係る転送装置は、パケット記憶部に保存したパケットを廃棄するまでの時間をカウントするタイマーをさらに有し、転送制御部がタイマーから廃棄までの時間経過の通知を受ける前に、パケット転送要求を受信しなかったとき、保存したパケットを廃
棄するものである。
【００２５】
これにより、古いパケットから破棄するので、システム稼働率を高めることができる。
【００２６】
また、本発明に係る転送装置は、転送制御部が代理受信の初期には高速アクセスメモリへ蓄積し、受信部から、転送したパケットに対する配送不能通知の受信通知を受けたとき、高速アクセスメモリより記憶容量の大きな記憶部に保存することを特徴とするものである。
【００２７】
これにより、例えば単位時間に処理量を必要とする仮保存パケットは高速アクセスが可能だが領域の少ないメモリ、正式保存パケットは中速アクセスが可能だが領域の大きいメモリ、といったように、保存するパケットの性質に応じて記憶領域を変えることにより、処理効率を向上させることができる。
【００２８】
さらに本発明に係る転送装置は、前記転送制御部は、パケットを仮保存あるいは正式保存してから所定時間を経過しても移動端末からパケット転送要求を受信できないと、保存したパケットを破棄することを特徴とするものであり、
さらに本発明に係る転送装置は、受信した前記配送不能通知を記憶するメッセージ記憶部をさらに有し、転送制御部は、転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき当該配送不能通知をメッセージ記憶部に保存し、タイマーから廃棄までの時間経過の通知を受ける前に、パケット転送要求を受信しないとき、配送不能通知に基づいて移動端末宛パケットの送信元に配送不能通知を送信するとともに、パケット記憶部から保存した移動端末宛パケットを破棄することを特徴とするものである。
【００２９】
これにより、短期間で完了するハンドオーバに際して、パケット送信元に配送不能通信を送信するタイミングを遅らせることによりハンドオーバ期間であることを隠蔽し、通信やセッションの効率を向上させることができる。
【００３０】
また、本発明に係る転送装置は、受信した配送不能通知を記憶するメッセージ記憶部をさらに有し、転送制御部が、転送したパケットに対する配送不能通知を受信したとき当該配送不能通知をメッセージ記憶部に保存し、パケット記憶部に保存したパケット量が所定量以上となる前に移動端末からのパケット転送要求を受信しなかったとき、配送不能通知に基づいて移動端末宛パケットの送信元に配送不能通知を送信するとともに、パケット記憶部から保存した移動端末宛パケットを破棄することを特徴とするものである。
【００３１】
これにより、パケット送信元に配送不能通知を送信するタイミングをパケット記憶領域に応じて割り当てられた上限値まで遅らせることにより、エンドーエンドの通信帯域を維持し、特にＴＣＰのような帯域管理型のプロトコルを用いる場合に、ハンドオーバ完了時に高い伝送レートでセッションを再開することができる。
また、本発明に係る転送装置のパケット転送部は受信部が代理受信した移動端末宛のパケットに識別子を付加して送信するものであり、パケット記憶部に保存したパケットの内、配送不能通知に含まれる移動端末宛パケットの識別子と同一のパケットより前に保存したパケットを破棄するパケット判別部をさらに具備し、転送制御部が受信部から配送不能通知を受信したことの通知を受けたときパケット判別部へパケット記憶部に保存したパケットの廃棄の判別処理を指示するものである。
【００３２】
これにより、正式保存を開始するパケットの特定を的確に行うことができ、ハンドオーバ完了後に移動端末が重複したパケットを受信するのを回避することができる。
【００３３】
さらに本発明に係る転送装置は、識別子がパケット毎のシーケンス番号であることを特
徴とするものであり、簡便な識別子を付与することにより、転送装置の処理効率を高めることができる。
【００３４】
さらに本発明に係る転送装置は、識別子がパケットのＩＰヘッダを除く部分から算出した値であることを特徴とするものであり、付与した識別子をパケットのヘッダから算出することができるので、転送装置内に記憶しておく必要がなく、記憶領域の利用効率を向上することができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように本発明によれば、移動端末が不意にリンクから切断されたときや、ハンドオーバしたときのパケットロスを低減することができる。また、短期間で完了するハンドオーバ時に送信元となる通信端末のアプリケーションが通信を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における接続管理システムについて、図１から図５を用いて説明する。
【００３８】
図２は、本発明に係るパケット転送方法を実施するためのＩＰネットワーク構成を示す図であり、ネットワーク１００、ホームエージェント装置１０、アクセスルータ装置１０１、１０２、アクセスルータ装置１０１、１０２が形成するアクセスネットワーク１１０、１２０、移動端末２０、およびこの移動端末２０と通信を行う通信端末３０から構成される。なお、ホームエージェント装置１０が本発明に係る転送装置に該当する。
次に、本実施の形態のホームエージェント装置１０の動作について、図面を用いて説明する。
【００３９】
図１は、ホームエージェント装置１０の構成図であり、物理層処理やデータリンク層処理を行う下位層処理部１１、ネットワーク層処理を行うＩＰ処理部１２、モバイルＩＰ処理を含む転送処理を行うパケット転送部１９、パケット転送部１９を制御する転送制御部１３、転送パケットを仮保存する転送パケット用バッファ１４、正式保存する転送パケット用記憶部１８、受信したＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを保存するICMP用バッファ１５、位置管理する移動端末のホームアドレスと気付けアドレスとの対応が記載されたバインディングキャッシュ１７、各種の時間をカウントするタイマー２１、および保存するパケットの特定を行うパケット判別部１６を具備する。なお、下位層処理部１１とＩＰ処理部１２とが本発明に係る受信部に該当し、転送パケット用バッファ１４と転送パケット用記憶部１８とが本発明に係るパケット記憶部に該当し、ＩＣＭＰ用バッファ１５が本発明に係るメッセージ記憶部に該当する。特に転送パケット用バッファ１４は本発明に係る高速アクセスメモリに該当し、転送パケット用記憶部１８が本発明に係る高速アクセスメモリより記憶容量の大きな記憶部に該当する。
【００４０】
上記のように構成されたホームエージェント装置１０の基本的な動作について以下、図５（ａ）乃至（ｄ）に示すフロー図を用いて説明する。
【００４１】
図５（ａ）は移動端末へのパケットを受信したときの処理を示している。図５（ａ）において、パケット転送部１９は、下位層処理部１１とＩＰ処理部１２を介して移動端末２０宛のパケットを代理受信すると（ステップＳ１０）、モバイルＩＰプロトコルによって、管理するバインディングキャッシュ１７を参照して、気付アドレスを検索する。そして、パケット転送部１９は宛先ＩＰアドレスを気付アドレス、送信元ＩＰアドレスを自アド
レスとするトンネルヘッダをパケットに付加して、ＩＰ処理部１２と下位層処理部１１を介して送信する（ステップＳ１１）。また、このとき転送制御部１３は転送パケット用バッファ１４に、転送したパケットを仮保存する（ステップＳ１２）。
【００４２】
また、保存するパケットは、移動端末２０への転送パケット（トンネルヘッダが付加されたもの）でもよいし、代理受信した状態のパケット（トンネルヘッダが付加されていないもの）でもよい。前者の場合、転送送信したパケットバッファをそのまま保存することができ、効率がよい。後者の場合、トンネルヘッダ４０オクテット分の記憶領域を節約することができ、より多くのパケットを保存することができる。
【００４３】
次に、図５（ｂ）はＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを受信したときの処理を示している。図５（ｂ）において、パケット転送部１９がＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを受信すると（ステップＳ２０）、移動端末２０に転送したパケットに対するものであるか否かを判別し（ステップＳ２１）、該当しない場合は通常のＩＣＭＰメッセージ処理を行う（ステップＳ２２）。該当する場合は、転送制御部１３がＩＣＭＰ用バッファ１５に、受信したＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを保存する（ステップＳ２３）。
【００４４】
次に、パケット判別部１６は転送パケット用バッファ１４に仮保存したパケットから正式保存するものであるか否かの判別を行い（ステップＳ２４）、正式保存すべきパケットと、これ以降に代理受信するパケットも含め、転送パケット用記憶部１８へ正式保存を開始する（ステップＳ２５）。
【００４５】
ここで、正式保存の対象とするパケットは、仮保存したものすべてであってもよいし、パケット判別部１６が精査を行ったものでもよい。パケット判別部１６による精査は、転送パケットに識別子を付加することにより実施できる。すなわち、転送パケットに付与した識別子と、受信したＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージに含まれる転送メッセージが有する識別子を比較判別することにより、正式保存を開始するパケットを正しく識別することができる。例えば、識別子が一致する仮保存パケット以降を正式保存することにより、移動端末２０がハンドオーバ後にパケットを重複受信することがなくなる。
【００４６】
例えば、図６に示す標準的なIPv6プロトコルでサポートされる宛先オプションヘッダを用いたパケットＩＤ宛先オプションヘッダ５０をトンネル転送時に新たに付加して、仮保存パケット数をカウントしたカウンタ値や、転送パケットの一部から算出したハッシュ値をパケットＩＤフィールド５１に記載した上で転送する。ＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージには、メッセージ全体が５７６オクテットに到達するまで、元パケットの内容が含まれるため、このときの転送パケットに対するＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージには、先に付加したＩＤ宛先オプションヘッダ５０が含まれる。したがって、パケット判別部１６は仮保存した転送パケットのパケットＩＤフィールド５１の値と比較することにより、正式保存対象とするパケットを特定することができる。なお、識別子は、上述したような拡張ヘッダを新たに設けて記載してもよいし、既存のヘッダの一部を拡張して記載してもよい。
【００４７】
ここで、転送パケットの一部からハッシュ値を算出する場合、ヘッダ先頭から５２８オクテット分（５２８オクテットに達しない場合は、すべてのヘッダとペイロード）のデータを用いることにより、パケットを特定することのできる識別子を生成することができる。５２８オクテットの算出根拠は、ＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージの最大サイズ５７６オクテットから、ＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージのヘッダ（ＩＰｖ６ヘッダとＩＣＭＰｖ６ヘッダ）サイズ４８オクテットを減算したものである。
【００４８】
さらには、少なくともＴＣＰやＵＤＰヘッダを算出対象に含めることにより、同ヘッダに含まれるチェックサム等のパラメータによってパケットを正確に特定できる識別子を得
ることができるようになる。
【００４９】
ここで、トンネルヘッダを付加しないパケットを仮保存する場合、識別子を記載した拡張ヘッダや拡張フィールドが保存パケットとともに記憶されないので、仮保存パケットとともに識別子を記憶するようにバッファ管理を行う必要がある。
【００５０】
さらには、転送パケットの一部からハッシュ値を算出する場合、転送パケットにパケットＩＤ宛先オプション５０のような新たなヘッダや拡張フィールドを設けなくてもよい。すなわち、ハッシュ値の算出はパケット転送時には行わず、ＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを受信した時にだけ行って仮保存したパケットと比較することにより、新たなヘッダや拡張フィールドが不要となる。
【００５１】
なお、パケットを保存する記憶部としては、本実施の形態に限らず、仮保存と正式保存とを同一記憶装置にすることも可能である。本実施の形態の場合、単位時間に処理量を必要とする仮保存パケットは領域は少ないが高速アクセスが可能なメモリに記憶し、正式保存パケットは中速アクセスが可能だが領域の大きいメモリに記憶している。このように保存するパケットの性質に応じて記憶領域を変えることにより、ホームエージェント装置の転送処理の効率を向上させることができる。
【００５２】
次に、図５（ｃ）は移動端末からバインディング・アップデート・メッセージを受信したときの処理を示している。図５（ｃ）において、パケット転送部１９が移動端末からバインディングアップデートメッセージを受信すると（ステップＳ３０）、モバイルＩＰプロトコルにしたがって、バインディング処理を行いバインディングキャッシュ１７を更新し、バインディングアックメッセージを移動端末２０に送信する（ステップＳ３１）。そして、転送制御部１３はこの移動端末２０宛のパケットを転送パケット用記憶部１８に記憶しているか否かをチェックし、保存していた場合、パケット転送部１９へ指示して、移動端末２０へ転送を開始する（ステップＳ３２）。なお、転送制御部１３が、ＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを受信する前に、移動端末２０からバインディングアップデートメッセージを受信した場合、すなわち正式保存を行う前に移動端末２０のハンドオーバを確認した場合は、転送パケット用バッファ１４に記憶してある移動端末２０宛のパケットの転送を行う。
【００５３】
次に、図５（ｄ）は移動端末へのパケットを転送後の処理を示している。図５（ｄ）において、転送制御部１３が移動端末２０からのバインディングアップデートメッセージを受信できずに、図５（ｂ）のステップＳ２５で正式保存を開始してから所定の時間（通常、１５秒）が経過、すなわちタイマー２１のタイムアウトが発生すると（ステップＳ４０）、ＩＣＭＰ用バッファ１５に保存しておいたＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージをもとに、代理受信したパケットに対するＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを生成して通信端末３０に送信し（ステップＳ４１）、同時に転送パケット用記憶部１８に正式保存していた移動端末３０宛のパケットを破棄する（ステップＳ４２）。このときの所定時間の１５秒は、移動端末２０が異なるネットワーク・システムにハンドオーバすることも考慮したものであり、その場合の認証処理に要する一般的な時間を意味する。また、この所定時間は、ＴＣＰの再送タイマ値をもとに算出してもよい。また、パケットの仮保存の開始時刻を基準にして、３９秒が経過した時点とすることも可能である。この３９秒の内訳について図８を用いて説明する。
【００５４】
図８は、ＩＥＴＦ ＲＦＣ２４６１標準に基づいてアクセスルータ装置１０１が管理する近隣キャッシュエントリの状態を設定する動作を示したものである。アクセスルータ装置１０１は、近隣キャッシュを用いて移動端末２０のＩＰアドレスとリンクレイヤアドレスとの対応を管理し、近隣キャッシュエントリが存在することによって移動端末２０の存
在を確認することができる。なお、各近隣キャッシュエントリは、定期的に存在確認が実施されるものであるが、その際に図８に示した状態遷移図が標準仕様として適用される。以下、状態遷移の内容について説明する。
【００５５】
図８において、アクセスルータ装置１０１は近隣キャッシュにエントリのない宛先へのパケット送信要求が発生すると、その宛先ＩＰアドレスに対する近隣キャッシュエントリを生成して（ステップＳ２２０）、未確定状態（ＩＮＣＯＭＰＬＥＴＥ）（ステップＳ２２１）とする。
【００５６】
次に、アクセスルータ装置１０１は近隣探索メッセージを送信する（ステップＳ２２２）。
【００５７】
次に、アクセスルータ装置１０１は送信後1秒以内に該当する近隣広告メッセージを受信できない場合は、近隣探索メッセージの再送を行い、合計3回まで送信を行う。その結果、該当する近隣広告メッセージを受信したか否かをチェックし（ステップＳ２２３）、受信することができた場合は、エントリの状態を受信可能状態（ＲＥＡＣＨＡＢＬＥ）にし（ステップＳ２２４）、近隣広告メッセージを受信できなかった場合は、近隣キャッシュエントリを消去し、送信パケットが中継パケットである場合はパケット送信元にＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを送信する。またこのとき、中継パケットを破棄する（ステップＳ２２９）。
【００５８】
次に、アクセスルータ装置１０１は到達可能時間（ＲＥＡＣＨＡＢＬＥ＿ＴＩＭＥ）（通常３０秒）が経過した受信可能状態のエントリを期限切れ状態（ＳＴＡＬＥ）に遷移する（ステップＳ２２５）。
【００５９】
その後、該当通信端末へのパケット送信要求が発生すると、アクセスルータ装置１０１はパケットを送信してエントリを遅延状態（ＤＥＬＡＹ）に遷移するとともに（ステップＳ２２６）、遅延時間（ＤＥＬＡＹ＿ＦＩＲＳＴ＿ＰＲＯＢＥ＿ＴＩＭＥ）（通常５秒）のタイマを起動する。
【００６０】
次に、アクセスルータ装置１０１は遅延時間（ＤＥＬＡＹ＿ＦＩＲＳＴ＿ＰＲＯＢＥ＿ＴＩＭＥ）が経過した後、エントリを探索状態（ＰＲＯＢＥ）に遷移し（ステップＳ２２７）、エントリのＩＰアドレスに対して近隣探索メッセージを再送時間（ＲＥＴＲＡＮＳ＿ＴＩＭＥ）（通常１秒）間隔で最大探索回数（ＭＡＸ＿ＵＮＩＣＡＳＴ＿ＳＯＬＩＣＩＴ）（通常３回）送信する（ステップＳ２２８）。そして、アクセスルータ装置１０１は移動端末から応答として近隣広告メッセージを受信できた時点で受信可能状態（ＲＥＡＣＨＡＢＬＥ）に遷移する（ステップＳ２２４）。アクセスルータ装置１０１は最大探索回数（ＭＡＸ＿ＵＮＩＣＡＳＴ＿ＳＯＬＩＣＩＴ）目の送信に対して、再送時間（ＲＥＴＲＡＮＳ＿ＴＩＭＥ）が経過しても近隣広告メッセージを受信できなかった場合、そのエントリを消去する。そして、送信パケットが中継パケットである場合は、パケット送信元にＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを送信して、送信パケットを破棄する（ステップＳ２２９）。
【００６１】
ここで、アクセスルータ装置１０１における、移動端末２０の近隣キャッシュエントリが受信可能状態（ＲＥＡＣＨＡＢＬＥ）に遷移した（ステップＳ２２４）と同時に移動端末２０がリンクから離脱し、さらに移動端末２０宛の転送パケットを転送する必要がある場合がある。このときが、アクセスルータ装置１０１が移動端末２０の不在を検出して、パケット送信元にＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを送信するのに要する時間を最大とするときである。ちなみに、移動端末２０宛パケット転送時に移動端末２０がリンク上に存在せず、さらに移動端末２０の近隣キャッシュエントリがない場合が最短ケースである。
この場合は３秒を要する。
【００６２】
以上のように、アクセスルータ装置１０１が移動端末２０の不在を検出してＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを送信するのに要する最大時間が３８秒であり、転送装置１０とアクセスルータ装置１０１間のパケット伝送遅延を高々1秒と見積もると３９秒となる。なお、転送装置１０とアクセスルータ装置１０１間のパケット伝送遅延は1秒に限ったものではなく、通信システムの状況に応じて適宜決定されるものであり、静的に決定されるものでも、動的に決定されるものでもよい。さらに、移動端末２０の不在を検出できるのに要する時間も３８秒に限ったものでなく、アクセスルータ装置１０１がとる近隣キャッシュエントリの状態遷移に関するパラメータ値（ＤＥＬＡＹ＿ＦＩＲＳＴ＿ＰＲＯＢＥ＿ＴＩＭＥ、ＲＥＴＲＡＮＳ＿ＴＩＭＥ、ＭＡＸ＿ＵＮＩＣＡＳＴ＿ＳＯＬＩＣＩＴなど）に応じて３８秒以外の値をとるものであってもよい。なお、一般には上記パラメータ値を小さく設定することにより、移動端末２０の不在検出時間を短縮して処理効率を向上する方策がとられることが多い。
【００６３】
また、仮保存するパケットにタイムスタンプを付与することによって、仮保存から３９秒を経過したパケットを迅速かつ的確に検出してバッファから消去して、バッファ利用効率を高めることができる。
【００６４】
なお、上記説明では、ホームエージェント装置が正式保存を開始してから所定の時間が経過したときに、通信端末３０にＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを送信して、移動端末２０宛のパケットを破棄する処理を開始するものとしたが、正式保存を開始（ステップＳ２５）してからの保存パケット数あるいはパケット総サイズが所定の値に達した場合に同様の処理を開始するものであってもよい。この所定の値は、ホームエージェント装置１０が収容する端末２０の数と割り当てた記憶領域との相関から決定されるものである。
【００６５】
また、パケット送信元に対して送信するＩＣＭＰ到達不能メッセージは、最も早く転送パケット用バッファに蓄積されたパケットに対するものであってもよいし、アクセスルータ装置１０１から受信したＩＣＭＰ到達不能メッセージが示す唯一のパケットに対するものであってもよい。前者の場合、受信されなかったパケットの先頭位置を得ることができるので、次回の送信開始パケット位置を指定することが可能である。そして、蓄積系の映像・音楽ストリームアプリケーションに対して、移動端末２０が再接続したときに先に停止した辺りから再生を開始することができる。また、後者の場合は、従来の標準的な手法に基づくものであり、従来手法による動作を想定したアプリケーションに対する互換性を保証するものである。
【００６６】
以上のように、ホームエージェント装置１０は、移動端末がリンクから切断されてパケット配送が不可能である場合に、アクセスルータ装置１０１によって返送されるＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを用いることにより、移動端末が明示的に通知を行うことなく、移動端末宛パケットのバッファリングを開始することができるものである。さらには、移動端末と通信を行っている通信端末に、移動端末がリンクから切断されてパケット到達不能となったことを隠蔽し、特に短期間で完了するハンドオーバ時の通信効率を向上させるものである。
【００６７】
次に、本実施の形態のアクセスルータ装置１０１の動作について、図面を用いて説明する。
【００６８】
図９はアクセスルータ装置１０１の構成を示す図である。図９において、下位層処理部１０３は物理層処理やデータリンク層処理を行うものであり、ＩＰ処理部１０４はネットワーク層処理を行うものであり、接続管理部１０５は移動端末の接続状態を下位層処理部
１０３からの情報を基に管理するものであり、ＩＣＭＰ送信処理部１０６はＩＣＭＰメッセージを生成するものであり、近隣キャッシュ１０７は接続している移動端末や他のルータ等のアドレス情報を保持するものである。
【００６９】
次に、上記のように構成されたアクセスルータ装置１０１の動作について、図１０を用いて以下に説明する。
【００７０】
図１０は移動端末へパケット転送中に、移動端末が移動したときの動作を説明するフロー図である。
【００７１】
まず、接続管理部１０５が移動端末２０が不在となったことを下位層処理部１０３からのフレームの情報から検出すると（ステップＳ６１）、近隣キャッシュ１０７に現在の時刻を記録する（ステップＳ６２）。
【００７２】
次に、ＩＰ処理部１０４が図８で示した処理の結果、ステップＳ２２８においてＩＣＭＰ送信処理部１０６にＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージの送信を指示する。これを受けて、ＩＣＭＰ送信処理部１０６が接続管理部１０５に移動端末２０の不在を検出した検出時刻を要求する（ステップＳ６３）。
【００７３】
次に、接続管理部１０５はこの検出時刻をＩＣＭＰ送信処理部１０６へ通知する（ステップＳ６４）。ＩＣＭＰ送信処理部１０６はこれを受けて、ＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを生成し（ステップＳ６５）、現在時刻と検出時刻とから経過時間を算出し（ステップＳ６６）、その時間を図１１に示すＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージの経過時間フィールド７１に記載して、パケットの送信元へ送信し（ステップＳ６７）、処理を終了する。
【００７４】
これにより、アクセスルータ装置１０１は通信端末３０からの送信パケットがホームエージェント装置１０経由で送信されてきていた場合、移動端末へ中継できなかった期間をホームエージェント装置１０に通知することができる。
【００７５】
なお、ホームエージェント装置１０が転送パケットにシーケンス番号等の識別子を付与している場合は、接続管理部１０５が移動端末２０の不在を検出（ステップＳ６１）したときのパケットの識別子を近隣キャッシュ１０７に記録しておき、その識別子をＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージの経過時間フィールド７１に記載してもよい。
【００７６】
以上説明したホームエージェント装置１０やアクセスルータ装置１０１、１０２を経由して通信端末３０から移動端末２０へ送信されるパケットが、移動端末２０のハンドオーバ時にも少ないロスで転送される方法について以下に説明する。
【００７７】
なお、本実施の形態では、移動端末２０はアクセスルータ装置１０１に収容されるアクセスネットワーク１１０に接続している状態から移動し、アクセスルータ装置１０２に収容されるアクセスネットワーク１２０に接続する場合について説明する。このとき、移動端末２０はモバイルＩＰプロトコルを用いてホームエージェント装置１０に収容されるので、移動に伴うＩＰアドレスの変化を通信相手である通信端末３０に対して隠蔽することができる。
【００７８】
図３は本発明の実施の形態における転送方法を示すシーケンス図である。
【００７９】
図３において、通信端末３０は移動端末２０のホームアドレス宛にパケットを送信し（ステップＳ１００、Ｓ１０２）、ホームエージェント装置１０がそれを代理受信する。
【００８０】
次に、ホームエージェント装置１０は移動端末２０の気付アドレスにこのパケットをトンネル転送すると同時に仮保存する（ステップＳ１０１、Ｓ１０３）。
【００８１】
次に、移動端末２０がリンクから切断されてしまい、トンネル転送されたパケットが到達できないと（ステップＳ１０２）、アクセスルータ装置１０１がＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを送信元のホームエージェント装置１０に送信する（ステップＳ１０４）。
【００８２】
次に、ホームエージェント装置１０は、このＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを受信すると、仮保存しておいたパケットを正式保存するとともに、受信したＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを保存する（ステップＳ１０５）。そして、ホームエージェント装置１０は以降に通信端末３０から代理受信したパケットも正式保存する（ステップＳ１０６）。なお、ホームエージェント装置１０は、転送したパケットに前述した識別子を追加している場合は、ＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージに含まれる転送されなかったパケットの識別子から、どこまでのパケットが転送され、どこからのパケットが転送されなかったが分かるので、仮保存しているパケットの中から転送されなかったパケット以降のもののみ正式保存することができる。あるいは、ホームエージェント装置１０は、ＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージに前述した経過時間情報を含んでいる場合、ＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを受信した時点から通知された経過時間分遡ったパケットのみ、仮保存から正式保存へ移動することもできる。
【００８３】
次に、移動端末２０は、ハンドオーバを完了してＩＰパケットの送受信が可能になると、モバイルＩＰプロトコルにしたがって、バインディングアップデート（Ｂｉｎｄｉｎｇ・Ｕｐｄａｔｅ）メッセージをホームエージェント装置１０に送信する（ステップＳ１０７）。ホームエージェント装置１０はこれを受けて、モバイルＩＰプロトコルにしたがってバインディング処理を行い、バインディングアクノリッジ（Ｂｉｎｄｉｎｇ・Ａｃｋ）メッセージを移動端末２０に送信する（ステップＳ１０８）。また、このとき正式保存した移動端末２０宛のパケットを移動端末２０へ転送開始する（ステップＳ１０９、Ｓ１１０）。
【００８４】
保存してあったパケットの転送が完了後、通信端末から送信されてきたパケットはアクセスルータ装置２を介して移動端末２０へ転送される（ステップＳ１１１）。
【００８５】
図７は、アクセスルータ装置１０１からのＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを受信する前に、移動端末２０からのバインディングアップデートメッセージを受信した場合の転送方法を示す図である。
【００８６】
図７において、ステップＳ１００乃至ステップＳ１０３は図３に説明した動作と同一である。このとき、ホームエージェント装置１０が移動端末２０からバインディングアップデートメッセージを受信すると（ステップＳ１０７）、ホームエージェント装置１０はこれを受けて、モバイルＩＰプロトコルにしたがってバインディング処理を行い、バインディングアクノリッジ（Binding Ack）メッセージを移動端末２０に送信する（ステップＳ１０８）。また、このとき仮保存した移動端末２０宛のパケットを移動端末２０へ転送開始する（ステップＳ１０９、Ｓ１１０）。
【００８７】
これらのように、ホームエージェント装置１０が移動端末からの要求なしに、ハンドオーバ時に転送されなかったパケットを蓄積しておくので、移動端末２０が突然ネットワークと非接続になった後に、再び接続した場合にも、パケットロスなしに受信を継続することが可能になる。また、通信端末３０は移動端末がハンドオーバしても、すぐにはＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを受信しないので、移動端末とのセッションを継続できる機会が増える。
【００８８】
図４は、移動端末２０からのバインディングアップデートメッセージを受信できなかった場合の転送方法を示す図である。
【００８９】
図４において、ステップＳ１００乃至ステップＳ１０６は図３に説明した動作と同一である。このとき、ホームエージェント装置１０が一定時間待っても移動端末２０からバインディングアップデートメッセージを受信できない場合は、保存しておいたＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージをもとに、代理受信したパケットに対するＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージを生成して通信端末３０に送信する（ステップＳ１２０）。また、これと同時に正式保存しておいた移動端末３０宛のパケットを破棄する（ステップＳ１２１）。
【００９０】
これにより、移動端末２０が通信圏外へ移動した場合には、ホームエージェント装置１０は保存したパケットを削除できるので、新たなパケットの蓄積要求に対しても対応することが可能になる。
【００９１】
以上のように、移動端末が不意にリンクから切断されたときや、ハンドオーバしたときにも、ホームエージェント装置が常時移動端末宛のパケットを必要な期間保存し、移動端末が再度通信可能になったとき転送するので、移動端末宛のパケットロスを低減することができる。また、短期間で完了するハンドオーバ時には、送信元となる通信端末へＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージが送信されないので、通信端末のアプリケーションは移動端末が継続して接続しているとみなすので通信を継続することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、モバイルＩＰネットワークにおけるパケット転送に有用であり、移動端末がモバイルＩＰプロトコルを実施しながらハンドオーバを行うのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるホームエージェント装置の構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１に係るシステムの構成を示す図
【図３】本発明の実施の形態１におけるパケット転送の第一のシーケンスを示す図
【図４】本発明の実施の形態１におけるパケット転送の第二のシーケンスを示す図
【図５】本発明の実施の形態１におけるホームエージェント装置の動作を示すフロー図
【図６】本発明の実施の形態１におけるパケットＩＤ宛先オプションヘッダのフォーマットを示す図
【図７】本発明の実施の形態１におけるパケット転送の第三のシーケンスを示す図
【図８】本発明の実施の形態１におけるアクセスルータ装置の動作を示すフロー図
【図９】本発明の実施の形態１におけるアクセスルータ装置の構成を示す図
【図１０】本発明の実施の形態１におけるアクセスルータ装置の動作を示すフロー図
【図１１】本発明の実施の形態１におけるＩＣＭＰ宛先到達不能メッセージのフォーマットを示す図
【図１２】従来のホームエージェント装置の動作を示すフロー図
【図１３】従来のパケット転送のシーケンスを示す図
【符号の説明】
【００９４】
１０  ホームエージェント装置
２０  通信端末
３０  通信装置
１０１、１０２  アクセスルータ装置
１００  ネットワーク
１１０、１２０  アクセスネットワーク
１１  下位層処理部
１２  ＩＰ処理部
１３  転送制御部
１４  転送パケット用バッファ
１５  ＩＣＭＰ用バッファ
２０  パケット判別部
【図１】
2006060633.tif 000003
【図２】
2006060633.tif 000004
【図３】
2006060633.tif 000005
【図４】
2006060633.tif 000006
【図５】
2006060633.tif 000007
【図６】
2006060633.tif 000008
【図７】
2006060633.tif 000009
【図８】
2006060633.tif 000010
【図９】
2006060633.tif 000011
【図１０】
2006060633.tif 000012
【図１１】
2006060633.tif 000013
【図１２】
2006060633.tif 000014
【図１３】
2006060633.tif 000015