(57)【要約】【課題】ＩＭＳ／ＭＭＤネットワーク内のトロンボーンルーティングの問題を解決する。【解決手段】ＩＭＳ／ＭＭＤネットワークにおけるパケット伝送システムであって、ホームエージェントに属するモバイルノードの移動先のフォーリンエージェントを備え、フォーリンエージェントは、モバイルノードからカプセル化された伝送形式を用いて送信されたパケットを受信し、当該パケットをホームエージェントに送信し、モバイルノードからカプセル化されていない直接伝送形式を用いて送信されたパケットを受信し、当該パケットをホームエージェント非経由で転送する、ことを特徴とする。【選択図】図１０
2011239413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＭＳ／ＭＭＤネットワークにおけるパケット伝送システムであって、
ホームエージェントに属するモバイルノードの移動先のフォーリンエージェントを備え、
フォーリンエージェントは、
モバイルノードからカプセル化された伝送形式を用いて送信されたパケットを受信し、当該パケットをホームエージェントに送信し、
モバイルノードからカプセル化されていない直接伝送形式を用いて送信されたパケットを受信し、当該パケットをホームエージェント非経由で転送する、
ことを特徴とするパケット伝送システム。
【請求項２】
ＩＭＳ／ＭＭＤネットワークにおけるパケット伝送方法であって、
ホームエージェントに属するモバイルノードが、移動先のフォーリンエージェントにカプセル化された伝送形式を用いてパケットを送信するステップと、
フォーリンエージェントが、モバイルノードからカプセル化された伝送形式を用いて送られてきたパケットをホームエージェントに送信するステップと、
ホームエージェントに属するモバイルノードが、カプセル化せずに直接伝送形式を用いてパケットを送信するステップと、
フォーリンエージェントが、モバイルノードから直接伝送形式を用いて送られてきたパケットをホームエージェント非経由で転送するステップと、
を含むことを特徴とするパケット伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＭＳ／ＭＭＤ（IP Multimedia Subsystem/Multimedia Domain）ネットワークにおけるトロンボーンルーティング（trombone routing）の軽減技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
トロンボーンルーティングは、訪問先ネットワークにおける移動局のブートストラップの間、および、１つのサブネットからもう１つのサブネットへの移動の間、の両方において、有効性に影響を及ぼす。トロンボーンルーティングは、ＲＥＧＩＳＴＥＲおよびＩＮＶＩＴＥメソッドの両方に影響を及ぼすので、移動局が１つの訪問先サブネットからもう１つの訪問先サブネットに移動するときに、初期の呼設定の遅延およびハンドオフの遅延の両方に影響を及ぼす。移動局の移動の間に登録の一部としてＡＫＡ（Authentication and Key Agreement）が実行され、従って、高速な登録は迅速なセキュリティアソシエーションの確立に役立ち、従って、ハンドオフの遅延を削減する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】3GPP2 X.S0013-002-A v1.0: “All-IP Core Network Multimedia Domain; IP Multimedia Subsystem - Stage 2,” November 2005
【非特許文献２】3GPP2 X.S0013-004-A v1.0: “All-IP Core Network Multimedia Domain: IP Multimedia Call Control based on SIP and SDP - Stage 3,” November 2005
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ＩＭＳ／ＭＭＤネットワーク内のトロンボーンルーティングの問題を解決するためのいくつかの方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明に係るパケット伝送システムは、ＩＭＳ／ＭＭＤネットワークにおけるパケット伝送システムであって、ホームエージェントに属するモバイルノードの移動先のフォーリンエージェントを備え、フォーリンエージェントは、モバイルノードからカプセル化された伝送形式を用いて送信されたパケットを受信し、当該パケットをホームエージェントに送信し、モバイルノードからカプセル化されていない直接伝送形式を用いて送信されたパケットを受信し、当該パケットをホームエージェント非経由で転送することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係るパケット伝送方法は、ＩＭＳ／ＭＭＤネットワークにおけるパケット伝送方法であって、ホームエージェントに属するモバイルノードが、移動先のフォーリンエージェントにカプセル化された伝送形式を用いてパケットを送信するステップと、フォーリンエージェントが、モバイルノードからカプセル化された伝送形式を用いて送られてきたパケットをホームエージェントに送信するステップと、ホームエージェントに属するモバイルノードが、カプセル化せずに直接伝送形式を用いてパケットを送信するステップと、フォーリンエージェントが、モバイルノードから直接伝送形式を用いて送られてきたパケットをホームエージェント非経由で転送するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トロンボーンルーティングを防止し、シグナリングの有効性およびＩＭＳネットワークの全体の性能を増加させることに貢献する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ＭＩＰｖ４（ＦＡ−ＣｏＡ）についてのトロンボーンルーティングを表わす。
【図２】ＭＩＰｖ６の登録および呼設定におけるトロンボーンルーティングを表わす。
【図３】メディアのＭＩＰｖ４およびＭＩＰｖ６についてのトロンボーンルーティングを表わす。
【図４】１つのＦＡからもう１つのＦＡへの移動ホストの移動を表わす。
【図５】ハンドオフにおける動作シーケンスを表わす。
【図６】ＭＮからＰ−ＣＳＣＦへ、または、Ｐ−ＣＳＣＦからＭＮへのトロンボーンルーティング経路を表わす。
【図７】制御プレーンにおけるＭＩＰおよびＳＩＰ統合を表わす。
【図８】ＳＩＰおよびＭＩＰメッセージ経路を表わす。
【図９】ネットワークにおける典型的な配置シナリオを表わす。
【図１０】選択的な逆トンネルを表わす。
【図１１】ＳＩＰモビリティ（SIP Mobility）がトロンボーンルーティングを防止することを表わす。
【図１２】ＭＩＰｖ６のための選択的な逆トンネルおよびＣｏＡアプローチを表わす。
【図１３】ＭＩＰｖ４  ＦＡ−ＣｏＡについてのトロンボーンルーティングを表わす。
【図１４】ＭＡを有するＭＩＰｖ４−ＣｏＡを用いたトロンボーンルーティングを表わす。
【図１５】動的なホームエージェントの割り当てを表わす。
【図１６】ＳＩＰ  ＩＮＶＩＴＥにおけるトロンボーンルーティングの軽減の実現を表わす。
【図１７】ＳＩＰ登録メッセージについてのトロンボーンルーティングの軽減を表わす。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
トロンボーンルーティングがＭＩＰｖ４（Mobile IP version 4）についての呼設定および登録手順の両方にどのように影響するか説明する。
【００１０】
図１は、ＭＩＰｖ４  ＦＡ（Foreign Agent（フォーリンエージェント））−ＣｏＡ（Care of Address（気付アドレス））の場合におけるトロンボーンルーティングに関する非効率の例を表わす。Ｐ−ＣＳＣＦ（Proxy Call Session Control Function）がＭＮ（Mobile Node）と同じ訪問先ネットワークに位置する場合でも、シグナリングは、Ｐ−ＣＳＣＦにルーティングされる前にホームネットワークにおけるＨＡ（Home Agent）までの全ての経路を移動しなければならない。この非効率は、一部分、ＦＡ−ＣｏＡの場合に関係する逆トンネルによるものである。同様に、ＣＮ（Core Network）から入ってくる呼（ＩＮＶＩＴＥ）はＰ−ＣＳＣＦを介して移動し、訪問先ネットワークにおける移動局に送達される前にホームネットワークにおけるホームエージェントに行く。これは呼設定の遅延を増加させる。トロンボーンルーティングのために登録（ＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ）が遅延するので、移動局が新たなネットワークに移動し、新たなセキュリティアソシエーションを設定するとハンドオフの遅延に影響を与える。
【００１１】
ＭＩＰｖ６（Mobile IP version 6）が用いられるときにトロンボーンルーティングが効率性にどのように影響を与えるかを説明する。ＭＩＰｖ４の場合と異なり、この場合においてフォーリンエージェントは存在しない。図２は、ＭＩＰｖ６の場合においてトロンボーンルーティングがどのように発生するかを表わす。ＩＰｖ６を用いるとき、ネットワークオペレータは、各々のハンドオフの間にアクセスルータから新たなＣｏＡを取得する場合でも、習慣的に常にＳＩＰ（Session Initiation Protocol）登録および再登録処理の間にコンタクトフィールド内のＭＮホームアドレスを用いる。従って、再登録処理の間に新たなＰ−ＣＳＣＦのアドレスのみＳ−ＣＳＣＦ（Serving Call Session Control Function）／ＨＳＳ（Home Subscriber Server）に提供され、移動局のコンタクトアドレスは同じままである。経路のＨＡは、ＭＩＰ登録によって、ＭＮホームアドレスのマッピングおよびその最新のＣｏＡを保持する。
【００１２】
しかし、ＭＩＰｖ６の場合において、訪問先ネットワークにＦＡが存在せず、移動局はステートレス自動設定を用いて新たな気付アドレスを取得する。移動局がホームネットワークにおいてＳ−ＣＳＣＦを用いて登録するとき、そのコンタクトアドレスとしてそのホームアドレスを提供する。移動局とＨＡとの間の逆トンネルが存在するので、呼設定および登録（再登録）処理の両方はトロンボーンルーティングを免れない。従って、ＭＩＰｖ４の場合のように、性能に影響を与える。
【００１３】
これら両方の場合から明らかに、トロンボーンルーティングは望まれず、従って、それを除去する解決策を工夫する必要がある。次に、トロンボーンルーティングを防止するいくつかの例を説明する。
【００１４】
同様に、データに固有のトロンボーンルーティング問題が存在し、デフォルトで逆トンネルが存在する。図３は、経路の最適化なしのＭＩＰｖ６およびＭＩＰｖ４  ＦＡ  ＣｏＡに基づくアプローチの両方についてのメディア伝送に関するトロンボーンルーティングを表わす。逆トンネルは効果を有するが、このトロンボーンルーティングは、ホームネットワークを介して移動する長い経路のためにハンドオフの遅延を引き起こすもととなる。
【００１５】
次に、トロンボーンルーティングが現在のテストベッドにどのように影響を与えるかを説明する。図４に表わされているように、ＩＭＳ移動ノードであるＭＮがネットワークＡからネットワークＢに移動すると、ＭＩＰ登録およびＳＩＰ再登録はネットワークＢにおいて遂行されなければならない。まず、ＭＮはネットワークＢにおいてＦＡからＦＡアドバタイズメントを通してその移動を検出する。移動を検出すると、ＦＡを通してＭＩＰ登録を実行し、かつネットワークＢにおける新たなＰ−ＣＳＣＦのＩＰアドレスを取得するためにＤＨＣＰクライアントの動作を実行する。この時点で、ＭＮのルーティングテーブルはＭＩＰ動作を通して更新され、ＭＮがネットワークにおける任意のノードから到達可能であるようにＦＡとＨＡとの間のトンネルが確立される。ネットワークＢにおけるＤＨＣＰサーバからＰ−ＣＳＣＦのＩＰアドレスを取得した後、新たなＰ−ＣＳＣＦにＳＩＰ登録メッセージを送信することによってＳＩＰ再登録を実行する。Ｐ−ＣＳＣＦはＳＩＰメッセージをＳ−ＣＳＣＦに転送すると、ＳＩＰ応答メッセージを用いてＰ−ＣＳＣＦに応答する。従って、ＭＮはＳＩＰ応答メッセージを受信し、ＳＩＰ再登録が完了する。
【００１６】
このハンドオフ処理において２つの課題が存在する。
＜遅いハンドオフ＞
図５に表わされているように、ＦＡアドバタイズメント検出、ＭＩＰ登録、ＤＨＣＰ動作、ＳＩＰ登録の順次的な動作はハンドオフの遅延を増大させる。
＜非効率なルーティング＞
ＦＡとＨＡとの間のトンネルの逆モードのために、ＭＮとＰ−ＣＳＣＦとの間のＳＩＰメッセージは図６に表わされているようにトロンボーンルーティング経路を取って進む。
【００１７】
＜ＭＮからＰ−ＣＳＣＦへのＳＩＰメッセージの経路＞
ＭＮ→ＦＡ→ネットワークＢにおけるゲートウェイ→ホームネットワークにおけるゲートウェイ→ＨＡ→ホームネットワークにおけるゲートウェイ→ネットワークＢにおけるゲートウェイ→Ｐ−ＣＳＣＦ
Ｐ−ＣＳＣＦからＭＮへのＳＩＰメッセージは逆経路を取って進む。
【００１８】
ハンドオフを高速化し、かつトロンボーンルーティングを防止するために、トロンボーンルーティングの影響の軽減に役立ついくつかの解決策を提案する。これらは、概して次に区分される。
ａ）ＭＩＰの上にＳＩＰ登録を載せる（ＦＡにおいて分配する）
ｂ）ＦＡとＰ−ＣＳＣＦとの間の選択的逆トンネルおよびトンネルの使用
ｃ）ＩＰｖ４およびＩＰｖ６の両方についてのＳＩＰに基づく移動の使用
ｄ）ＳＩＰ登録および選択的逆トンネルの間でＭＩＰｖ６の場合におけるＣｏＡの使用
ｅ）ＭＩＰバインディング（ＨＡおよびＳ−ＣＳＣＦ）共存の一部としてＳＩＰ登録を送信する
【００１９】
このアプローチにおいて、ＳＩＰメッセージがＦＡ−ＨＡトンネルをバイパスするＭＩＰ制御メッセージの一部として伝送される点で、ＭＩＰおよびＳＩＰシグナリング（すなわち、制御プレーン）は統合される。ＭＮはＰ−ＣＳＣＦのＩＰアドレスを必要としないので、ＤＨＣＰ動作は取り止めとなる。その代わり、ＦＡは、対応するＰ−ＣＳＣＦのＩＰアドレスを前もって知っている必要がある。ＦＡおよびＰ−ＣＳＣＦは固定されているので、Ｐ−ＣＳＣＦのＩＰアドレスはＦＡにおいて予め設定することが可能である。従って、ＭＩＰおよびＳＩＰ登録は独立とすることが可能であり、それらの動作は並行して同時に実行することが可能である。特に、ＳＩＰ登録は、ＳＩＰメッセージのためのルーティング経路がＭＩＰを通して完全に確立されるまで待つ必要がない。
【００２０】
図７および図８に、ＭＩＰおよびＳＩＰ統合のシステム（Ｓ１００）が示されている。
動作手順（図７）：
１．ＭＮは、新たなＦＡから新たなＰ−ＣＳＣＦアドレスとともにＦＡアドバタイズメントを受信する。
２．ＭＮ上のＭＩＰ処理（ＭＩＰ−ＭＮ）は、新たなＰ−ＣＳＣＦの検出をＭＮ上のＳＩＰユーザエージェント（ＵＡ−ＳＩＰ）に通知する。
３．ＵＡ−ＳＩＰは、ＭＩＰ−ＭＮにシグナリング（例えば、sip_ua[p-cscf]）を与えることによってＳＩＰ登録を開始する。
４．ＭＩＰ−ＭＮは、ＭＩＰ固有メッセージング動作を通してＭＩＰ／ＳＩＰ登録を実行する。
５．ＦＡは、ＭＩＰおよびＳＩＰ登録の両方、Ｐ−ＣＳＣＦへのＳＩＰ登録メッセージおよびＨＡへのＭＩＰ登録メッセージを並行して実行する。ここで、ＦＡはＩＰレイヤの転送ノードではなく、その代わりに、アプリケーション固有の中継ノードの役割を果たすことに留意すべきである。
６．ＳＩＰ登録メッセージがＳ−ＣＳＣＦに伝送される。
７．ＳＩＰ応答メッセージがＰ−ＣＳＣＦに伝送される。
８．Ｐ−ＣＳＣＦはＦＡにＳＩＰ応答メッセージを送信する。ここで、ＳＩＰメッセージは、ＭＩＰメッセージ、ＵＤＰメッセージ、またはＦＡのＳＩＰメッセージそれ自体として送信することが可能であり、ＳＩＰスタックを実現する。
９．ＦＡは、ＭＩＰ動作を通してＭＮにＳＩＰ応答を引き渡す。
１０．最後に、ＭＩＰ−ＭＮは、ＵＡ−ＳＩＰにＳＩＰ応答の通知を与え、ＳＩＰ登録が完了する。
【００２１】
従って、ＭＮからＰ−ＣＳＣＦへ、または、Ｐ−ＣＳＣＦからＭＮへのＳＩＰメッセージは、ＭＩＰによってではなく、通常のＩＰルーティングによって設定される経路に従って移動する。ＦＡ−ＨＡトンネルはメッセージを転送するために使用されない。図８はＳＩＰおよびＭＩＰ登録メッセージの両方についてのルーティング経路を表わす。
【００２２】
図９、図１０に、選択的逆トンネルおよびＦＡとＰ−ＣＳＣＦとの間のカプセル化技術を用いたパケット伝送システム（Ｓ２００）が示されている。
図９はＳＩＰおよびＭＩＰの統合を用いることによってトロンボーンルーティングを防止する典型的な配置シナリオを表わす。図１０は選択的な逆トンネルを表わす。
【００２３】
このアプローチは、選択的逆トンネルおよびＦＡとＰ−ＣＳＣＦとの間のカプセル化技術を用いるメカニズムを提供する。
【００２４】
トロンボーンルーティング問題の根本原因は、ＦＡにおける逆トンネルの使用である。しかし、ＭＮがＦＡへのトンネルを設定し、ＭＮとＦＡとの間でカプセル化された伝送形式（Encapsulated Delivery style）のパケットを用いる。このトンネルの主な目的は、ＭＮからのブロードキャストパケットを逆トンネルを介してホームネットワークに送信することを可能とすることである。ＦＡにおいてＭＮ−ＦＡトンネルを介して受信されるパケットについてのＩＰヘッダフィールドは次の通りである。
・外部ＩＰヘッダ：送信元＝ＭＮのホームアドレス、宛先＝ＦＡのアドレス
・内部ＩＰヘッダ：送信元＝ＭＮのホームアドレス、宛先＝ＣＮのアドレス
【００２５】
また、カプセル化された伝送形式で選択的逆トンネルを実行するための手段を説明する。これは、ローカルリソースへのパケット伝送を提供することを意図し、かつ訪問先ネットワークにおいてＰ−ＣＳＣＦへの伝送を最適化するために使用することが可能である。この場合において、ＭＮは、ＦＡに、次のように選択的逆トンネルの実行を要求することが可能である。
・逆トンネルに向けられたパケット：（ＭＮ−ＦＡトンネルを介して）カプセル化された伝送形式を用いて送信され、ＦＡはこれらをＨＡに逆トンネルしなければならない。ＭＮは、ＨＡを介したＣＮへの伝送を保証するためにカプセル化された伝送形式を用いて全てのメディアパケットを送信することが可能である。
・逆トンネルに向けられていないパケット：（カプセル化されていない）直接伝送形式（Direct Delivery style）を用いて送信され、ＦＡはこれらを転送し、これらをＨＡに逆トンネルしない。ＭＮは、通常のＩＰルーティングを用いてＰ−ＣＳＣＦに向けられた全てのパケットを送信することが可能であり、ＦＡは通常のパケットとしてそれらを転送する。
【００２６】
カプセル化された伝送形式を用いた選択的逆トンネルは、ＭＮからＰ−ＣＳＣＦへの経路を最適化することによって、トロンボーンルーティング問題の一部を解決する。しかし、Ｐ−ＣＳＣＦからＭＮへのパケットは、いまだＨＡを介してルーティングされる。この問題はＰ−ＣＳＣＦからＭＮに向けられた全てのパケットについてＰ−ＣＳＣＦとＦＡとの間のＩＰ−ＩＰトンネルを確立することによって軽減することが可能である。Ｐ−ＣＳＣＦからＦＡにおいて受信されたパケットについてのＩＰヘッダフィールドは次の通りである。
・外部ＩＰヘッダ：送信元＝Ｐ−ＣＳＣＦのアドレス、宛先＝ＦＡの気付アドレス
・内部ＩＰヘッダ：送信元＝Ｐ−ＣＳＣＦのアドレス、宛先＝ＭＮのアドレス
Ｐ−ＣＳＣＦ−ＦＡトンネルを介してＦＡにおいて受信されたパケットはＦＡにおいてカプセルから出され、ＭＮに転送される。これはＨＡ−ＦＡトンネルを介してＦＡにおいて受信されたカプセル化されたパケットが処理される方法と同じである。
【００２７】
選択的逆トンネルの使用は次のような向上を要求する。
１）カプセル化された伝送形式のためのＭＮ−ＦＡトンネルの確立：これはＭＮがＦＡを用いて登録した後に行うことが可能である。トンネル確立機能はＲＦＣ３０２４準拠のＭＮにおいて利用可能であるべきである。
２）ＭＮにおけるＰ−ＣＳＣＦを目標とするパケットのための直接伝送形式：これはＲＦＣ３０２４準拠の機能であり、ＭＮがＦＡを用いて登録し、かつＤＨＣＰを介してＰ−ＣＳＣＦのアドレスを受信した後に設定することが可能である。これはＭＮ−ＦＡトンネルをバイパスするＭＮにおけるＰ−ＣＳＣＦ固有経路の確立を要求する。
３）ＦＡにおける選択的逆トンネル：この機能はＲＦＣ３０２４準拠であり、ＭＮがＦＡを用いて登録した後に活性化されるべきである。
４）Ｐ−ＣＳＣＦ−ＦＡトンネル：これはＰ−ＣＳＣＦ機能に拡張を要求する。ＳＩＰ登録メッセージがＦＡを介してＰ−ＣＳＣＦにおいて受信された後に、トンネルが確立されるべきである。さらに、ルーティングテーブルのエントリは、このトンネルを介してＭＮに全てのパケットを方向づけるべきである。これは、トンネルを介してＳＩＰ応答の伝送を保証する。
【００２８】
トロンボーンルーティングを防止する第３のアプローチは、ＩＰｖ４およびＩＰｖ６ネットワークの両方についてＳＩＰに基づく移動を用いることである。ＳＩＰに基づく移動がどのように上記２つの例に関するトロンボーンルーティングを処理するかの例を提供する。ＳＩＰに基づく移動の場合において、移動局は移動バインディング（mobility binding）を提供するためにＭＩＰｖ４またはＭＩＰｖ６を使用しない。従って、ホームエージェントあるいはフォーリンエージェントの概念は全く存在しない。訪問先ネットワークにおいて移動局がブートストラップするとき、ＩＰｖ４の場合においては状態を有するＤＨＣＰサーバから、ＩＰｖ６の場合においてはステートレス自動設定によって、ＩＰアドレスを取得する。ＩＰアドレスの設定の間に、Ｐ−ＣＳＣＦのアドレスを含む他のサーバ設定も取得する。移動局がＳ−ＣＳＣＦに登録メッセージを送信すると、新たなコンタクトアドレスおよびサブネットにおけるＰ−ＣＳＣＦのアドレスとして新たなＣｏＡアドレスを送信する。従って、任意の時点においてＨＳＳは移動局の新たなコンタクトアドレスおよび対応するＰ−ＣＳＣＦのアドレスを知っている。ＨＡあるいはＭＩＰは存在しないので、登録メッセージおよび応答は標準のルーティング経路を進んで行き、トロンボーンルーティングには全く従わない。同様に、移動局への新たな呼（ＩＮＶＩＴＥ）が発呼側によって生成されると、移動局のＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）を用いてＳ−ＣＳＣＦにルーティングされる。Ｓ−ＣＳＣＦがこの呼を取得すると、登録データベースを調べ、その移動局に責任を負うＰ−ＣＳＣＦに呼をルーティングする。しかし、移動局のコンタクトアドレスは、いまだ、新たなネットワークにおいて取得された新たなＣｏＡである。Ｐ−ＣＳＣＦはコンタクトアドレスを調べ、標準のルーティング処理を用いて移動局に呼を転送する。従って、トロンボーンルーティングは呼設定および登録処理の両方において防止される。再登録手順の間の遅延における削減は、１つのサブネットからもう１つのサブネットに移動局が移動する間のハンドオフの遅延を削減するのに役立つ。
【００２９】
図１１は、ＳＩＰ登録およびＳＩＰ呼設定の両方についてトロンボーンルーティングがどのように防止されるかを表わす。
【００３０】
次に、コンタクトアドレスとしてホームアドレスの代わりに移動局の登録メッセージにおけるＣｏＡを用いることによって、かつ選択的逆トンネルの使用によって、どのようにトロンボーンルーティングを防止することができるかを説明する。ＣＮとＭＮとの間のメディアがホームエージェントを介して移動しなければならないことは必須であるが、避けることができるならば、シグナリングをホームエージェントを通して移動させることは必ずしも必要ではない。従って、Ｓ−ＣＳＣＦにおけるコンタクトアドレスとしてＣｏＡを用いた選択的逆トンネルおよび登録の組み合わせは、通常のＭＩＰｖ６の場合においてよく見られるトロンボーンルーティング問題をいくらか軽減するために役立ちうる。
図１２は、上述したメカニズムを用いてトロンボーンルーティングをどのように防止することができるかの例を表わす。
【００３１】
ＨＡおよびＳ−ＣＳＣＦが実際に共存し、かつＳＩＰ登録ＵＲＩおよびＰ−ＣＳＣＦアドレスがＭＩＰ更新の一部として送信されるいくつかの概念を取り込む。この場合において、ＨＡはバインディングキャッシュを有する。全てのＳＩＰ関連登録情報はＭＩＰバインディング更新の一部として送信されるが、フォーリンエージェントにおいて分配されない。ＨＡは全ての登録情報をＨＡにおけるバインディングキャッシュの一部として保持する。
【００３２】
＜動的ホームエージェント（ＤＨＡ）の使用＞
トロンボーンルーティング問題の根本原因は、全てのパケットがＭＩＰｖ４の経路の最適化なくＨＡを通して移動する必要があるという事実による。そのような追加のルーティングの問題は、移動ノードの訪問先ネットワークに近いホームエージェントを導入することによって軽減することが可能である。これらのＨＡは、一般に、動的ホームエージェント（ＤＨＡ）として知られる。動的ホームエージェントの割り当ては、ＭＩＰｖ４に基づくプロトコルによってサポートされる。ホームエージェントをフォーリンエージェントの近くに配置することによって、ルーティング経路をかなりの範囲まで最小化することができる。図１３および図１４は、移動エージェント（Mobility Agent（ＭＡ））（ＤＨＡとしても知られる）が各々の訪問先ネットワークにおいて配置され、それによってシグナリングおよびメディアの両方について移動する経路を削減するシナリオを表わす。各々のサブネットにおいてＭＡを配置する必要がないことに留意することが重要である。訪問先ネットワークのトポロジーおよびサイズに応じて、複数のＭＡを配置することが可能である。しかし、通常、ＭＡはサブネットのレベルより１つ高いレベルに配置されるので、１つのＭＡは複数のＦＡを扱うことができる。発行された文献におけるいくつかの移動最適化プロトコルは、同じ動的ホームエージェントの概念を用いる。以下、簡単に動的ホームエージェントの割り当て手順、移動エージェントの機能、元のＨＡを用いた登録手順、ＭＡにおけるパケット処理手順、および動的ＤＮＳ更新を説明する。
【００３３】
＜動的ホームエージェントの割り当て＞
訪問先ネットワークにおけるフォーリンエージェント（ＦＡ）は、エージェントアドバタイズメントメッセージ内に‘Ｄ’フラグを含まなければならない。‘Ｄ’ビットは、ＲＦＣ３２２０において規定された他のフラグビットの後の最初の予約ビットを占める。また、ＦＡは、エージェントアドバタイズメントメッセージ内にネットワークアクセス識別子（ＮＡＩ）を含まなければならない。アドバタイズメントされているＦＡのＮＡＩをそれ自身のＮＡＩと比較することによって、ＭＮはホームドメイン内に存在するか否かを判断することができる。シグナリング手順およびメッセージ交換は図１５に表わされている。それは次のように動作する。移動ノードが訪問先ネットワークに到達すると、ＦＡに動的ＨＡハンドオーバ要求（ＨＨＲ）メッセージを送信する。このメッセージを受信した後、ＦＡは［ＭＩＰ−Ｄｉａｍｅｔｅｒアプリケーション］において定義されているように、ＡＡ−Ｍｏｂｉｌｅ−Ｎｏｄｅ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ＡＭＲ）メッセージを構成し、サービングＡＡＡ（Authentication, Authorization, and Accounting）サーバに送信する。ＡＡＡサーバはＭＮを認証し、ＭＮに移動エージェント（ＭＡ）を割り当てる。そして、割り当てられたＭＡにＨｏｍｅ−Ａｇｅｎｔ−ＭＩＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ（ＨＡＲ）メッセージを送信する。そして、ＭＡは、ＭＮに新たなホームアドレスを割り当て、Ｈｏｍｅ−Ａｇｅｎｔ−ＭＩＰ−Ａｎｓｗｅｒ（ＨＡＡ）メッセージにおいてＡＡＡサーバに返却する。そして、ＡＡＡサーバは、ＦＡにＡＡ−Ｍｏｂｉｌｅ−Ｎｏｄｅ−Ａｎｓｗｅｒ（ＡＭＡ）メッセージを送信する。続いて、ＭＮは、ＦＡからの動的ＨＡハンドオーバ応答（ＨＨＡ）メッセージを受信する。シグナリングメッセージシーケンスは→ＡＭＲ→ＨＡＲ→ＨＡＡ→ＡＭＡ→ＨＨＡである。図１５は詳細な呼の流れを表わす。
【００３４】
ＨＨＲメッセージは、ＲＦＣ２００２における登録要求メッセージとして定義されているが、次の変更を有する。
タイプ              ４（動的ＨＡハンドオーバ要求）
ホームアドレス      同時ＨＡバインディングのための現在のアドレス、それ以外はヌルアドレス（０．０．０．０）
ＨＡアドレス        ヌルアドレス（０．０．０．０）
ＣｏＡ              ＦＡの気付アドレス
拡張                ＭＮ  ＮＡＩ  拡張
ＭＮは認証の目的のために拡張においてＮＡＩまたはＦＱＤＮ（Fully Qualified Domain Name）を含まなければならない。ＭＮは、同時ＨＡバインディングを要求するならばＨＨＲメッセージにおいて‘Ｓ’ビットを設定しなければならない。
【００３５】
一方、ＭＮが、ＨＡの割り当て前にＤＨＣＰまたはＰＰＰのいずれかから一時的なアドレスを取得し、新たなホームアドレスとしてこのアドレスを用いることを望むならば、この動的に割り当てられたアドレスを用いて、ＨＨＲメッセージ内のホームアドレスフィールドを設定しなければならない。ＦＡがＡＡＡサーバにＡＭＲメッセージを送信すると、ＭＩＰ−Ｆｅａｔｕｒｅ−Ｖｅｃｔｏｒ  ＡＶＰにおけるＭｏｂｉｌｅ−Ｎｏｄｅ−Ｈｏｍｅ−Ａｄｄｒｅｓｓ−Ｒｅｑｕｅｓｔｅｄフラグは、もはやホームアドレスがＭＮに割り当てられる必要がないことを示すためにゼロに設定されなければならない。
【００３６】
＜元のＨＡを用いた登録＞
シームレスなハンドオーバのために、ＭＮは元のＨＡに登録要求メッセージを送信しなければならない。登録は次のように指定されたフィールドを用いて元のＨＡに直接に送信される。
ホームアドレス  ：  元のホームアドレス
ＨＡアドレス    ：  元のＨＡアドレス
ＣｏＡ          ：  新たなホームアドレス（例えば、ＭＡアドレス）
元のホームアドレスのＣｏＡが新たなホームアドレスに設定されるので、元のホームアドレスに向けられた全てのパケットは、登録が成功した後、元のアドレスによってＭＮの新たなホームアドレスにリダイレクトされる。そして、ＭＡはＭＮに向けられた全てのパケットを横取りし、かつそれらをＭＮの現在の位置に転送する。
【００３７】
＜移動エージェント＞
前述のように、移動エージェント（ＭＡ）は、動的に割り当てられ、ＨＡのような類似の機能を有するホームエージェントに他ならない。例えば、ＭＡは元のＨＡを用いてＭＮからのホーム登録要求（home registration request）を受け取る。それはＦＡのような動作をする。例えば、ホーム登録要求を受信した後、それを元のＨＡに中継する。しかし、ＭＡはＦＡアドバタイズメントをブロードキャストせず、また、ＭＮにＣｏＡアドレスを提供しない。通常、ＭＡはＦＡより１つ高いレベルに配置される。
【００３８】
ＭＡは、２つのユーザリストを維持しなければならない。１つは通常のＨＡ機能のためのリストであり、もう１つはシームレスなＨＡハンドオーバの目的のためのリストである。シームレスなハンドオーバの目的のため、ＭＡは＜ＭＮ＿Ｏｌｄ＿Ｈｏｍｅ＿Ａｄｄｒ，ＭＮ＿Ｎｅｗ＿Ｈｏｍｅ＿Ａｄｄｒ＞の情報を有するバインディングリストを保持する。シームレスなセッションのため、ＭＡは元のＨＡによってカプセル化されたパケットを受信する。カプセル化されたパケットについて、ＭＡはそのバインディングリストと比較し、合致したならば、その内部宛先アドレスが元のホームアドレスであるパケットを受信したと判断する。そして、ＭＡはデータグラムをカプセルから取り出さなければならず、それをＭＮの現在の位置にトンネルする（すなわち、ＭＮの現在のＣｏＡを用いてデータグラムを再カプセル化する）。ＭＮの新たなホームアドレスに向けられたカプセル化されていないパケットについて、ＭＡはＭＮの通常のＨＡのように機能しなければならない。
【００３９】
セキュリティアソシエーションの場合において、ＭＡは２つのＳＡ（Security Association）を維持する必要がある。（１）１つはＭＮ−ＨＡ登録鍵を用いるＭＮ（ＭＡ−ＭＮとしても知られる）を有し、（２）もう１つはＦＡ−ＨＡ登録鍵を用いる元のＨＡ（ＭＡ−ＯＨＡとしても知られる）を有する。
【００４０】
続く移動の間に（すなわち、ＭＮがＦＡを変更するが、ＭＡを変更しないときに）、ＭＮは新たなＣｏＡを有するＭＡに登録要求を送信しなければならない。ＭＡがそのような登録要求を受信すると、そのＨＡバインディングリストにおける以前のホームアドレスを検証し、それに従って登録応答を応答しなければならない。
【００４１】
＜動的ＤＮＳ更新＞
ＭＮは、新たなホームアドレスを取得した後、その名前バインディングを更新するために正当な権限を持ったドメインネームサーバ（Authoritative Domain name Server（ＡＤＳ））を用いて安全な動的ＤＮＳ更新を実行すべきである。代わりのアプローチは、ＭＮがＤＨＣＰサーバによって割り当てられた新たなホームアドレスを用いるならば、ＤＨＣＰサーバはＤＮＳを更新することが可能であることである。ＤＨＣＰ＿ＲＥＱＵＥＳＴにおいて‘Ｓ’ビットを設定することによって、ＭＮはＤＨＣＰサーバにＤＮＳ更新を委任することが可能である。これはＤＮＳを更新するＭＮについてセキュリティが重要である多くの場合によりよいアプローチである。
【００４２】
＜ＭＩＰ更新の一部としてＳＩＰ登録を載せる（Ｓ−ＣＳＣＦおよびＨＡの共存）＞
ＨＡおよびＳ−ＣＳＣＦが実際に共存し、かつＳＩＰ登録ＵＲＩおよびＰ−ＣＳＣＦのアドレスがＭＩＰ更新の一部として送信されるいくつかの概念を取り込む。この場合において、ＨＡはバインディングキャッシュを有する。全てのＳＩＰ関連登録情報はＭＩＰバインディング更新の一部として送信されるが、フォーリンエージェントにおいて分配されない。ＨＡは全ての登録情報をＨＡにおけるバインディングキャッシュの一部として保持する。
【００４３】
＜横取りキャッシュアプローチのための設計原理＞
ここでは、テストベッドにおいて実現することを計画しているトロンボーンルーティングの軽減に関する設計原理を説明する。上述した各々のアプローチは賛否両論あるが、ＦＡおよび移動局への変更が最小であるアプローチを採用した。逆トンネルはネットワークに必須であるので、それぞれのＦＡにおいてポリシーエージェントを付加する。このポリシーエージェントは、入ってくるトラフィックを検査し、ポート番号に基づいてカプセル化エージェントに送信するかＰ−ＣＳＣＦに直接にルーティングするかを決定する。例えば、ＳＩＰシグナリングは通常、ポート５０６０で伝送され、そしてこのエージェントはパケットを捕捉し、検査し、選択的に、これらのパケットをホームエージェントにトンネルするためにカプセル化エージェントに送信するか、あるいは、Ｐ−ＣＳＣＦに直接に送信する。従って、ＳＩＰトラフィック以外のトラフィックは、逆トンネルを介してＨＡに返却される。これはメディアトラフィックも含む。従って、ＲＥＧＩＳＴＥＲおよびＩＮＶＩＴＥメッセージのようなＳＩＰ関連シグナリングはホームエージェントを介してトンネルされることなくＰ−ＣＳＣＦに移動する。メディアトラフィックについてのトロンボーンルーティングを防止することは別個の問題であり、将来の作業の一部として扱われる必要がある。
【００４４】
同様に、逆トンネルのおかげで、移動局に向けられたトラフィックはホームエージェントに行き、Ｐ−ＣＳＣＦに伝送される前にフォーリンエージェントにトンネルされる。この場合において、Ｐ−ＣＳＣＦを介して移動ノードに行くように向けられたＳＩＰ  ＲＥＧＩＳＴＥＲおよびＳＩＰ  ＩＮＶＩＴＥについての応答メッセージは、ＦＡによって横取りされる前に、ホームエージェントに移動する必要がある。前述のように、Ｐ−ＣＳＣＦとＨＡとの間の追加の移動を付加する。この問題を軽減するために、Ｐ−ＣＳＣＦにおいてキャッシュ機能を導入することを計画している。それはＦＡを用いて移動局のホームアドレスをマッピングすることが可能であり、移動局のホームアドレスに向けられたあるポート番号（５０６０）を有するメッセージを代わりにＦＡにルーティングする。ＦＡにおけるキャッシュ機能および動的ルーティング機能は、通常のようにホームエージェントに送信する代わりにＦＡを介してＭＮに向けられたあるタイプのパケットをルーディングするために役立つ。図１６、図１７はＦＡおよびＰ−ＣＳＣＦにおいて設けることが必要ないくつかの付加モジュール、および、ＦＡとＰ−ＣＳＣＦとの間のプロトコルの相互作用を表わす。
【符号の説明】
【００４５】
Ｓ１００…ＭＩＰおよびＳＩＰ統合のシステム、Ｓ２００…パケット伝送システム
【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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【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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