(57)【要約】【課題】  ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）−セルラシステムにおいてフローベースの選択的リバーストンネリングを提供する。【解決手段】  少なくとも１つのサブスクライバ（２０）が、セルラネットワークおよびワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の両方に加入している。サブスクライバはＷＬＡＮ（２２）内に位置する。サブスクライバのフローが転送のために提供される。各フローはパケットを含む。各フローについて、そのフローがＷＬＡＮを通じて直接ルーティングされるべきか、それともＷＬＡＮおよびセルラネットワークの両方を通じてルーティングされるべきかの判定が行われる。各フローのパケットは、そのフローのルーティング判定に基づいてルーティングされる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルラネットワークおよびワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の両方に加入している少なくとも１つのサブスクライバのためにパケットを転送するための方法であって、前記サブスクライバが前記ＷＬＡＮ内に存在するとき、
パケットを含むフローを提供することと、
各フローについて、そのフローが前記ＷＬＡＮを通じて直接ルーティングされるべきか、それとも前記ＷＬＡＮおよびセルラネットワークの両方を通じてルーティングされるべきかを判定することと、
各フローのパケットを、そのフローのルーティング判定に基づいて選択的にルーティングすることと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記選択的にルーティングすることは、前記パケットが前記ＷＬＡＮを通じて直接ルーティングされるべき場合には直接配信により行われ、前記パケットが前記ＷＬＡＮおよびセルラネットワークを通じてルーティングされるべき場合にはカプセル化配信により行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記選択的にルーティングすることは、前記ＷＬＡＮおよびセルラネットワークを通じてルーティングされるべき各フローのパケットのヘッダのルーティング情報に前記セルラネットワークのセルラゲートウェイルータを付加することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ルーティング判定は、セルラネットワークのトラフィックに基づくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
各フローは、別個のセッションであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
各フローは、別個のＴＣＰ／ＩＰセッションであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
各フローは、サービス品質処理を区別することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）およびセルラネットワークの相互接続されたシステムに関する。特に、本発明は、このようなシステム内でのパケットのルーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、セルラネットワーク３０およびワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）２２の概略図である。サブスクライバ２０は、ＷＬＡＮ２２およびセルラネットワーク３０の両方に加入している。ＷＬＡＮ２２のようなＷＬＡＮは、通常、ホットスポットエリアに高速データサービスを提供するために用いられる。
【０００３】
ＷＬＡＮ２２は、ＷＬＡＮアクセスポイント（ＷＬＡＮ−ＡＰ）２４を有する。これによりサブスクライバ２０は、ＷＬＡＮ２２と、インターネット２８経由でＷＬＡＮ２２に出入りするパケットをルーティングするＷＬＡＮアクセスルータ（ＷＬＡＮ−ＡＲ）２６とにアクセスすることができる。
【０００４】
セルラネットワーク３０は、無線アクセスネットワーク３２を有する。これによりサブスクライバ２０は、ネットワーク３０およびセルラコアネットワーク３４にアクセスすることができる。セルラコアネットワーク３４は、セルラシステム３０に出入りするパケットをルーティングするセルラゲートウェイルータ３０を有する。セルラコアネットワーク３４もインターネット２８に接続されている。
【０００５】
サブスクライバ２０がワイヤレスサービスを利用するためには、サブスクライバ２０は、セルラシステム３０またはＷＬＡＮ２２のいずれかを利用する。サブスクライバ２０がセルラシステム３０の中に存在し、ＷＬＡＮ２２内に存在しない場合、サブスクライバ２０はセルラアクセスネットワーク３２へのワイヤレス接続を行う。パケットが、セルラアクセスネットワーク３２とセルラコアネットワーク３４の間で転送される。セルラゲートウェイルータ３６が、セルラコアネットワーク３４とインターネット２８の間でパケットを転送する。パケットは、インターネット２８を通じて、宛先サーバのような希望のノードへルーティングされる。
【０００６】
サブスクライバ２０がＷＬＡＮ２２内に存在する場合、サブスクライバ２０は、セルラネットワーク３０に関してローミング中であるとみなされる。サブスクライバ２０は、ＷＬＡＮ−ＡＰ２４へのワイヤレス接続を行う。パケットが、ＷＬＡＮ−ＡＰ２４とＷＬＡＮ−ＡＲ２６の間で転送される。ＷＬＡＮ−ＡＲ２６が、ＷＬＡＮ２２とインターネット２８の間でパケットを転送する。パケットは、インターネット２８を通じて、希望のノードとの間でルーティングされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
サブスクライバ２０がセルラネットワーク３０からＷＬＡＮ２２内に移動するとき、パケットをサブスクライバ２０から希望のノード３８へＷＬＡＮ２２経由で送ることは、標準的なＩＰパケットルーティングツールを用いて行うことができる。希望のノード３８は移動していない。しかし、ＩＰパケットを希望のノード３８からサブスクライバ２０へＷＬＡＮ２２経由で送ることにはかなり問題がある。サブスクライバ２０が静的ＩＰアドレスを有する場合、サブスクライバのＩＰアドレスのネットワークＩＤは、セルラネットワーク３０のルータ３６のＩＰアドレスのネットワークＩＤと同じままである。
【０００８】
モバイルＩＰバージョン４（モバイルＩＰｖ４）およびモバイルＩＰバージョン６（モバイルＩＰｖ６）は、この問題に対する解決策を提供する。モバイルＩＰｖ４において、サブスクライバは、その新しい場所をセルラゲートウェイルータに知らせる。セルラゲートウェイルータおよびＷＬＡＮ−ＡＲのこのような追加機能は、ホームエージェント機能およびフォーリンエージェント機能と呼ばれている。セルラゲートウェイルータ３６がサブスクライバのパケットを希望のノード３８から受信するとき、ルータ３６はそれらをＷＬＡＮ−ＡＲ２６へフォワードする。ＷＬＡＮ−ＡＲ２６は、ＡＲＰのようなレイヤ２アドレスマッピング手順を用いて、サブスクライバ２０のＩＰアドレスへそれらのパケットを送る。
【０００９】
この手法の欠点は、サブスクライバ２０から発信されてＷＬＡＮ２２を通過するパケットが、セルラネットワーク３０やルータ３６からは見えないことである。この手法のもう１つの欠点は、サブスクライバの入来パケットのすべてをルーティングするため、セルラゲートウェイルータ３６の負荷が増大することである。
【００１０】
モバイルＩＰｖ６では、サブスクライバ２０は、セルラゲートウェイルータ３６および希望のノード３８へバインディングアップデートを送信する。バインディングアップデートは、サブスクライバ２０が所属する新しいネットワーク（ＷＬＡＮ２２）に関する情報を有する。宛先ノード３８からのＩＰパケットは、今度は、セルラゲートウェイルータ３６をバイパスし、標準的なＩＰルーティングプロトコルを用いて、サブスクライバ２０へ直接ルーティングされる。この手法の欠点は、サブスクライバから発信されるパケットおよびサブスクライバへ向かうパケットが、セルラネットワークからは見えないことである。
【００１１】
場合によって、ＩＰパケットがセルラネットワーク３０から見えないことは望ましくない。１つの理由は、セルラシステム３０のセキュリティプロトコルが迂回されることである。さらに、セルラネットワークのパケットサービスへのアクセスのような、セルラシステム３０のいくつかの特定のサービスが利用できない。
【００１２】
サブスクライバパケットのすべてがセルラネットワーク３０から見えるようにするために、リバーストンネリングおよび／またはフォワードトンネリングを用いることができる。図２に示すように、リバーストンネリングでは、ＷＬＡＮ２２のサブスクライバ２０からのパケットは、ＷＬＡＮ２２およびセルラネットワーク３０の両方を通してルーティングされる。パケットは、ＩＰネットワーク２９経由でルータ（セルラゲートウェイルータ３６およびＷＬＡＮ−ＡＲ２６）間で転送される。リバーストンネリングは、モバイルＩＰｖ４によってサポートされ、すべてのパケットがセルラネットワーク３０から見えるようになる。
【００１３】
モバイルＩＰｖ６の場合、パケットがセルラネットワーク３０から見えるようにするには、フォワードトンネリングおよびリバーストンネリングの両方が必要とされる。フォワードトンネリングでも、パケットはセルラネットワーク３０およびＷＬＡＮ２２の両方を通じてルーティングされる。
【００１４】
セルラゲートウェイルータ３６を通じてすべてのパケットをルーティングすることにより、セルラシステム３０は、サブスクライバ２０がＷＬＡＮ２２内に存在する時でも、セキュリティを維持し、セルラネットワークに基づくパケットサービスをサブスクライバ２０に提供することができる。例えば、セルラゲートウェイルータ３６は、セキュリティ上の目的で、スクリーニング／モニタリングエージェントにパケットを送ることができる。これらの両方の手法の１つの欠点は、セルラゲートウェイルータの負荷が増大することである。
【００１５】
セルラゲートウェイルータ３６のルーティングを低減するために、選択的リバーストンネリングを用いることができる。選択的リバーストンネリングでは、パケットは、セルラネットワーク３０およびＷＬＡＮ２２の両方、またはＷＬＡＮ２２のみのいずれかを通じて、パケット単位で選択的にルーティングされる。このようなパケット単位のルーティングは、処理負荷が増大するので望ましくない。さらに、このようなパケットレベルの細分性は、ほとんどのアプリケーションにとって必要とされない可能性がある。
【００１６】
したがって、セルラネットワークおよびＷＬＡＮのルーティングに対する代替手法が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
少なくとも１つのサブスクライバが、セルラネットワークおよびワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）の両方に加入している。サブスクライバはＷＬＡＮ内に位置する。サブスクライバのフローが転送のために提供される。各フローはパケットを含む。各フローについて、そのフローがＷＬＡＮを通じて直接ルーティングされるべきか、それともＷＬＡＮおよびセルラネットワークの両方を通じてルーティングされるべきかの判定が行われる。各フローのパケットは、そのフローのルーティング判定に基づいてルーティングされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図３は、フローベースのリバーストンネリングの一実施形態である。図３に示すように、フローごとに、パケットが、ＷＬＡＮ２２を通じて直接サブスクライバ２０へ選択的にルーティングされるか、またはセルラネットワーク３０およびＷＬＡＮ２２を通じてサブスクライバ２０へ選択的にルーティングされる。パケットのフローは、５タプルによって規定される。５タプルは、ソースＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、ソースポート、宛先ポートおよびトランスポートプロトコルタイプである。フローを特徴づける別の方法では３タプルを使用する。３タプルは、フローラベル、ソースＩＰアドレスおよび宛先ＩＰアドレスである。各フローは、通常、別個のＴＣＰ／ＩＰセッションのような区別可能なセッションである。フローは、従来、フロー間のサービス品質（ＱＯＳ）処理を区別するために用いられている。
【００１９】
セルラネットワーク３０のオペレータおよび／またはサブスクライバ２０は、どのフローがセルラネットワーク３０経由でルーティングされ、どのフローが直接ＷＬＡＮ２２へルーティングされるかを判定する。この判定を行う１つの手法は、フローのタイプによるものである。例えば、オペレータは、インスタントメッセージングに関連するすべてのフローを、ＷＬＡＮ２２を通じて直接送信することに決め、セルラシステム３０のトラフィックを低減することができる。また、オペレータは、電子メールに関連するすべてのフローを、セルラネットワーク３０経由で送信するように決めてもよい。
【００２０】
別法として、フローのルーティング判定は、セルラネットワークのトラフィックに基づいてもよい。セルラネットワーク３０の負荷が小さい場合、トラフィックのすべてがセルラネットワーク３０経由でルーティングされる。トラフィックが増大すると、特定のタイプのフローがＷＬＡＮ２２を通じて直接ルーティングされる。このフロー転送は、いくつかの優先レベルに基づいてもよい。例えば、セルラネットワーク３０の負荷が低負荷から中程度の負荷に増大したとする。中程度の負荷では、フロータイプの第１のセット（例えばインスタントメッセージング）が、ＷＬＡＮ２２を通じて直接ルーティングされる。高負荷では、第１のセット（例えばインスタントメッセージング）および第２のセット（例えばインターネットブラウジング）がＷＬＡＮ２２を通じてルーティングされる。
【００２１】
サブスクライバ２０から希望のノード３８へフローを選択的に送信する１つの手法は、図４に示すような直接配信方式およびカプセル化配信方式を使用する。直接配信では、あるフローに関連するパケットがＷＬＡＮ２２を通じて直接送信される。カプセル化配信では、フローに関連するパケットがリバーストンネリングされ、セルラシステム３０およびＷＬＡＮ２２を通じて送信される。カプセル化されたパケットは、ＷＬＡＮルーティング情報とともに、セルラネットワーク３０を通じてルーティングするための追加情報を有するパケットをカプセル化している。カプセル化の１つの欠点は、追加のオーバーヘッドを伴うことである。サブスクライバ２０がフローを設定する時、直接配信またはカプセル化配信のいずれかが選択される（ステップ４０）。登録後、そのフローのパケットが、選択された配信タイプを用いて送信される（ステップ４２）。
【００２２】
もう１つの手法は、モバイルＩＰｖ６で規定されているようなルーティングヘッダを用いることである。ルーティングヘッダにより、ＩＰパケットは、指定された中間ノード（ルータ）を通じてルーティングすることができるようになる。図５のフローチャートに示すように、リバーストンネリングが行われるべきかどうかを判定した後（ステップ４４）、ヘッダにルーティング情報を付加することによって、リバーストンネリングされるフローのパケットが、セルラネットワーク３０の中間セルラゲートウェイルータ３６経由でルーティングされる（ステップ４６）。リバーストンネリングされないパケットは、通常通り、例えばモバイルＩＰｖ６の標準的な経路最適化を用いて、ルーティングされる。
【００２３】
別法として、セルラゲートウェイルータ３６を通じて、リバーストンネリングされるパケットを選択的にルーティングすることに加えて、この技法は、セルラシステム３０のセキュリティエージェント４８のような、他の中間ノードを追加するように拡張することも可能である。例えば、図６に示すように、特定のフローのパケットが、セルラネットワーク３０のセキュリティエージェント４８を通じてルーティングされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】セルラネットワークおよびＷＬＡＮの図である。
【図２】リバーストンネリングおよびフォワードトンネリングの図である。
【図３】フローベースの選択的リバーストンネリングの図である。
【図４】直接配信およびカプセル化配信を用いた選択的なフローベースのリバーストンネリングのフローチャートである。
【図５】パケットヘッダにルーティング情報を付加することによる選択的なフローベースのリバーストンネリングのフローチャートである。
【図６】中間ルーティングを用いたセキュリティエージェントへのルーティングの図である。
【図１】
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【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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