(57)【要約】複合ＩＰネットワークを構成する一つのサブネットである移動体ネットワークは、この移動体ネットワークに加入している複数の移動端末の識別子を管理するホームエージェントサーバと、複数のＩＰトンネルルータとを備える。ホームエージェントサーバは、各移動端末が複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットに移動したときに、移動端末への送信に必要な送信先情報を移動端末から受け付けて、移動端末と送信先情報を指定するＩＰトンネル設定情報を複数のＩＰトンネルルータに配信する。複数のＩＰトンネルルータの各々は、移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信すると、ホームエージェントサーバを介さずに、ＩＰトンネル設定情報に基づいてＩＰパケットを転送する。
2003071749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合ＩＰネットワークを構成する一つのサブネットである移動体ネットワークであって、
この移動体ネットワークに加入している複数の移動端末の識別子を管理するホームエージェントサーバと、複数のＩＰトンネルルータとを備えており、
前記ホームエージェントサーバは、各移動端末が前記複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットに移動したときに、前記移動端末への送信に必要な送信先情報を前記移動端末から受け付けて、前記移動端末と前記送信先情報を指定するＩＰトンネル設定情報を前記複数のＩＰトンネルルータに配信し、
前記複数のＩＰトンネルルータの各々は、前記移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信すると、前記ホームエージェントサーバを介さずに、前記ＩＰトンネル設定情報に基づいて前記ＩＰパケットを転送することを特徴とする移動体ネットワーク。
【請求項２】
ＩＰトンネルルータの各々は、ホームエージェントサーバからＩＰトンネル設定情報を受信すると、前記ＩＰトンネル設定情報に対応する移動端末に由来するカプセル化されたＩＰパケットをデカプセル化するのに必要な情報を自身に登録することを特徴とする請求の範囲第１項の移動体ネットワークにおける移動管理方式。
【請求項３】
ＩＰトンネルルータの各々は、サービス品質を保証する機能を有しており、
ホームエージェントサーバは、複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットに移動した各移動端末からサービス品質に関する要求を受け付けて、前記サービス品質に関する要求を指定するサービス品質情報を前記複数のＩＰトンネルルータに配信し、
前記複数のＩＰトンネルルータの各々は、前記移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信すると、前記サービス品質情報に基づいて前記ＩＰパケットを転送することを特徴とする請求の範囲第１項記載の移動体ネットワーク。
【請求項４】
ＩＰパケットを一時的に蓄積する少なくとも一つのバッファをさらに備えており、
ホームエージェントサーバは、移動端末のハンドオフの契機を認識すると、前記移動端末を最終送信先とするＩＰパケットを受信したなら各ＩＰトンネルルータが前記ＩＰパケットを前記バッファに蓄積するように、前記各ＩＰトンネルルータおよび前記バッファを制御し、
前記ホームエージェントサーバは、移動端末のハンドオフの終了を認識すると、前記バッファに蓄積された前記ＩＰパケットを前記バッファから転送するように前記バッファを制御するとともに、前記移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信したならＩＰトンネルルータの各々が、前記ホームエージェントサーバを介さずに、ＩＰトンネル設定情報に基づいて前記ＩＰパケットを転送するように前記各ＩＰトンネルルータを制御することを特徴とする請求の範囲第１項記載の移動体ネットワーク。
【請求項５】
ＩＰパケットを受信すると、そのコピーを作成し、ＩＰパケットおよびコピーをそれぞれ別の経路で送信可能なバイキャスト部をさらに備えており、
ホームエージェントサーバは、移動端末のハンドオフの契機を認識すると、前記移動端末を最終送信先とするＩＰパケットを受信したなら各ＩＰトンネルルータが前記ＩＰパケットを前記バイキャスト部によって送信するように、前記各ＩＰトンネルルータおよび前記バイキャスト部を制御し、前記バイキャスト部は、前記ホームエージェントの制御に従って、ハンドオフの前後で利用される二つの経路で前記ＩＰパケットおよびそのコピーを送信し、
前記ホームエージェントサーバは、移動端末のハンドオフの終了を認識すると、前記バイキャスト部へのＩＰパケットの転送を終了するように前記各ＩＰトンネルルータを制御するとともに、前記移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信したならＩＰトンネルルータの各々が、前記ホームエージェントサーバを介さずに、ＩＰトンネル設定情報に基づいて前記ＩＰパケットを転送するように前記各ＩＰトンネルルータを制御することを特徴とする請求の範囲第１項記載の移動体ネットワーク。
【請求項６】
ホームエージェントサーバが移動端末から受信した制御情報に基づいて、前記移動端末が利用可能なサブネット候補を選択し、前記サブネット候補に関連するＩＰトンネルルータを選択し、選択されたＩＰトンネルルータにＩＰトンネル設定情報を送信することを特徴とする請求の範囲第１項記載の移動体ネットワーク。
【請求項７】
ホームエージェントサーバが移動端末から受信した制御情報に基づいて、前記移動端末に提供されうる通信サービスを判断し、前記通信サービスを提供可能なサブネット候補を選択し、前記サブネット候補に関連するＩＰトンネルルータを選択し、選択されたＩＰトンネルルータにＩＰトンネル設定情報を送信することを特徴とする請求の範囲第６項記載の移動体ネットワーク。
【請求項８】
ホームエージェントサーバは、複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットに移動した移動端末を送信先とするＩＰパケットを捕捉するまで、ＩＰトンネル設定情報を前記複数のＩＰトンネルルータに配信しないことを特徴とする請求の範囲第１項記載の移動体ネットワーク。
【請求項９】
ホームエージェントサーバは、複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットに移動した移動端末を送信先とするＩＰパケットを捕捉すると、送信先情報に基づいて前記ＩＰパケットを転送することを特徴とする請求の範囲第８項記載の移動体ネットワーク。
【請求項１０】
ホームエージェントサーバは、移動端末から受信した制御情報に基づいて、前記移動端末が利用可能なサブネット候補を選択し、前記サブネット候補に関連するＩＰトンネルルータを選択し、選択されたＩＰトンネルルータにＩＰトンネル設定情報を送信することを特徴とする請求の範囲第９項記載の移動体ネットワーク。
【請求項１１】
ホームエージェントサーバは、選択されなかったＩＰトンネルルータから他のサブネットに移動した移動端末を送信先とするＩＰパケットを捕捉すると、前記ＩＰトンネルルータにＩＰトンネル設定情報を送信することを特徴とする請求の範囲第１０項記載の移動体ネットワーク。
【請求項１２】
複合ＩＰネットワークを構成する一つのサブネットである移動体ネットワークであって、
この移動体ネットワークに加入していないが、この移動体ネットワークからサービスの提供を受ける移動端末の識別子を管理する外部エージェントサーバと、ＩＰトンネルルータとを備えており、
前記外部エージェントサーバは、移動端末が前記複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットからこの移動体ネットワークに移動したときに、前記移動端末への送信に必要な送信先情報を前記移動端末が本来加入しているサブネットに送信し、
前記ＩＰトンネルルータは、前記移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信すると、前記外部エージェントサーバを介さずに、前記ＩＰパケットを前記移動端末に転送することを特徴とする移動体ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、移動体ネットワークに関するものである。
背景技術
複合ＩＰネットワークを構成する一つのサブネットから他のサブネットにＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスを持った移動端末が移動した場合に、移動端末がセッションを中断する事なく通信を維持する方法として、モバイルＩＰが提唱されている。モバイルＩＰは、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ：インターネット技術特別調査会）のＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔ：インターネットに関する情報を伝える文書）２００２に規定されている。
モバイルＩＰを使用した移動体ネットワークの例を第１７図に示す。図において、１ａ，１ｂはＩＰネットワーク、２はネットワークゲートウェイ、３は移動端末、４ａ，４ｂは基地局、５は外部エージェント（ＦＡ）、６はホームエージェント（ＨＡ）、７は通信ノード（ＣＮ）を示す。
ＩＰネットワーク１ａ，１ｂは一つの複合ＩＰネットワークを構成する別個のＩＰネットワークであり、それぞれ異なるプロトコルで運用される。各ＩＰネットワーク１ａ，１ｂは複数のルータを有する。図示のＩＰネットワーク１ｂはインターネットであると想定する。ＩＰネットワーク１ａ，１ｂはこれらをインターワークさせるネットワークゲートウェイ２によって相互接続されている。
図示の移動端末３は、ＩＰネットワーク１ａに加入した移動端末の一つであり、平常時はＩＰネットワーク１ａからサービスを提供される。換言すれば、ＩＰネットワーク１ａは、図示の移動端末３にとってのホームネットワークすなわちホームドメインである。移動端末３は、モバイルＩＰに従って通信を行う機能を備えており、複合ＩＰネットワークの他のＩＰネットワークに移動してもサービスの提供を受けうる。
ＦＡ５は、複合ＩＰネットワークを構成するさらに他のサブネットに所属し、自身のサブネットに他のサブネットから移動した移動端末に自身のサブネット専用のアドレス（気付けアドレス）を付与する。図示の基地局４ａ，４ｂは、ＦＡ５と同一のサブネットに所属する。第１７図では一つのＦＡ５しか描かれていないが、実際の複合ＩＰネットワークでは、より多くのサブネットがＩＰネットワーク１ａに接続されている。
モバイルＩＰによれば、移動端末（例えば移動端末３）のホームドメイン（ＩＰネットワーク１ａ）内にＨＡ６が配置され、ＩＰネットワーク１ａの配下の移動端末にはこのホームドメインで利用可能なＩＰアドレス（ホームアドレス）が固定的に割り当てられる。移動端末３の格納部（図示せず）は自身のホームアドレスを格納し、ＨＡ６の格納部（図示せず）は、そのサブネットに加入した全ての移動端末のホームアドレスを格納する。また、移動端末が他のサブネットによってサービスの提供を受ける位置に移動した場合には、移動端末３の位置として、移動端末３が存在するＦＡ５のアドレスがＨＡ６によって管理される。このため、移動端末３が旧ＦＡまたはＨＡ６から新ＦＡ５の配下のエリアに移動したことを検出すると、移動端末３は自身の移動先アドレスとして新ＦＡ５を示すアドレス（気付アドレスと呼ばれる）を、新ＦＡ５経由でＨＡ６に登録する。
ＩＰネットワーク１ｂにリンクしたＣＮ７が移動端末３にＩＰパケットを送信する場合、移動端末３のホームアドレス宛てのパケットは移動端末３の気付アドレスを管理しているＨＡ６によって捕捉される。すると、ＨＡ６はＩＰトンネルを通して、捕捉したＩＰパケットを登録されたＦＡ（第１７図ではＦＡ５）に転送する。ここで、ＩＰトンネルを介した転送とは、ＨＡが受信したＩＰパケットを、送信元アドレス（ＨＡ６自体を示すＩＰアドレス）と送信先アドレス（ＦＡ５を示す気付けアドレス）を指定したＩＰヘッダを有する他の形式のＩＰパケットにカプセル化し、これをＦＡまで転送することをいう。ＦＡはカプセル化されたＩＰパケットを受信すると、ここから元のＩＰパケットを取り出し、送信先の移動端末３まで転送する。この機構によりモバイルＩＰでは移動端末３の移動透過性を実現している。
逆に、移動端末３からＣＮ７へのＩＰパケット送信を実現する方法には、通常のルーティング経路で送信する方法と、ＦＡとＨＡ間のトンネルを介して送信する方法とがある（後者はリバーストンネルと呼ばれる）。
従来の移動体ネットワークは以上のように構成されているので、以下に説明するようにＨＡに負荷が集中するなどの課題があった。
ＨＡ６はモバイルＩＰのシグナリング処理（例えば送信先に対する発呼）およびユーザパケットのＩＰトンネル転送処理を行う機能を持つため、ここにトラフィックおよび負荷が集中する。ＦＡは移動端末３が移動可能なエリアに応じて複数分散できるが、ＨＡは各ホームドメイン（つまり各サブネット）に必ず一つのみ設置されるため、さらに負荷が集中する。このためＨＡはネットワークのボトルネックになりやすく、またネットワークの障害耐性が弱くなる。また、サブネットを増やすたびに、各ＨＡの負荷が増えるので、複合ＩＰネットワークのスケーラビリティ上の問題が生じる。
このような負荷の集中の問題は、ＨＡ６への移動端末のローミングの報告、送信先へのパケットのデカプセル化およびパケットの転送を行うＦＡ５についても起こりうる。
また、基本的に移動端末に向けたＩＰパケットはＨＡを介してＦＡに送信されるため、第１７図に示すような三角ルーティングが発生することがある。より具体的には、移動端末からＣＮ７へ向けたＩＰパケットは、ＨＡを通るリバーストンネルを利用せずに、ＦＡ５から一つ以上のルータを介してネットワークゲートウェイ２に送信される。このように送信の方向によって経路が異なることにより、順方向と逆方向で遅延時間が異なり、トラブルが生ずる場合がある。
発明の開示
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、一つの装置への負荷の集中を回避できる移動体ネットワークを得ることを目的とする。
この発明に係る移動体ネットワークは、複合ＩＰネットワークを構成する一つのサブネットである移動体ネットワークであって、この移動体ネットワークに加入している複数の移動端末の識別子を管理するホームエージェントサーバと、複数のＩＰトンネルルータとを備えており、前記ホームエージェントサーバは、各移動端末が前記複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットに移動したときに、前記移動端末への送信に必要な送信先情報を前記移動端末から受け付けて、前記移動端末と前記送信先情報を指定するＩＰトンネル設定情報を前記複数のＩＰトンネルルータに配信し、前記複数のＩＰトンネルルータの各々は、前記移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信すると、前記ホームエージェントサーバを介さずに、前記ＩＰトンネル設定情報に基づいて前記ＩＰパケットを転送するものである。
このことによって、移動体ネットワークの外部に所在する移動端末に対して、ホームエージェントサーバを介さずに、ＩＰトンネルルータがＩＰパケットを転送するので、ホームエージェントサーバのトラフィックおよび負荷が軽減する。従って、ボトルネックポイントの発生が回避でき、従来よりも円滑な通信が実現され、複合ＩＰネットワークのスケーラビリティも改善される。また、ホームエージェントサーバまたはＩＰトンネルルータのいずれかに障害が発生しても、他の障害のないノードを利用してＩＰパケットの転送が実現できるので、モバイルＩＰネットワークの障害耐性が強くなる。
この発明に係る移動体ネットワークは、一つの形態において、ＩＰトンネルルータの各々は、ホームエージェントサーバからＩＰトンネル設定情報を受信すると、前記ＩＰトンネル設定情報に対応する移動端末に由来するカプセル化されたＩＰパケットをデカプセル化するのに必要な情報を自身に登録するものである。このことによって、移動端末からの逆方向の通信において、カプセル化を行うリバースＩＰトンネルを利用することができる。従って、移動端末からの逆方向のＩＰパケット通信がＩＰアドレス違反を引き起こすようなネットワークにおいてもモバイルＩＰが適用可能となるなどの効果が得られる。
この発明に係る移動体ネットワークは、一つの形態において、ＩＰトンネルルータの各々は、サービス品質を保証する機能を有しており、ホームエージェントサーバは、複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットに移動した各移動端末からサービス品質に関する要求を受け付けて、前記サービス品質に関する要求を指定するサービス品質情報を前記複数のＩＰトンネルルータに配信し、前記複数のＩＰトンネルルータの各々は、前記移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信すると、前記サービス品質情報に基づいて前記ＩＰパケットを転送するものである。このことによって、サービス品質を考慮したＩＰトンネルフローが設定可能となる。
この発明に係る移動体ネットワークは、一つの形態において、ＩＰパケットを一時的に蓄積する少なくとも一つのバッファをさらに備えており、ホームエージェントサーバは、移動端末のハンドオフの契機を認識すると、前記移動端末を最終送信先とするＩＰパケットを受信したなら各ＩＰトンネルルータが前記ＩＰパケットを前記バッファに蓄積するように、前記各ＩＰトンネルルータおよび前記バッファを制御し、前記ホームエージェントサーバは、移動端末のハンドオフの終了を認識すると、前記バッファに蓄積された前記ＩＰパケットを前記バッファから転送するように前記バッファを制御するとともに、前記移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信したならＩＰトンネルルータの各々が、前記ホームエージェントサーバを介さずに、ＩＰトンネル設定情報に基づいて前記ＩＰパケットを転送するように前記各ＩＰトンネルルータを制御するものである。このことによって、移動体ネットワーク内に配置されたバッファを適宜活用することで、ＩＰパケットのロスが許されないような通信環境においてもモバイルＩＰが適用可能となる。
この発明に係る移動体ネットワークは、一つの形態において、ＩＰパケットを受信すると、そのコピーを作成し、ＩＰパケットおよびコピーをそれぞれ別の経路で送信可能なバイキャスト部をさらに備えており、ホームエージェントサーバは、移動端末のハンドオフの契機を認識すると、前記移動端末を最終送信先とするＩＰパケットを受信したなら各ＩＰトンネルルータが前記ＩＰパケットを前記バイキャスト部によって送信するように、前記各ＩＰトンネルルータおよび前記バイキャスト部を制御し、前記バイキャスト部は、前記ホームエージェントの制御に従って、ハンドオフの前後で利用される二つの経路で前記ＩＰパケットおよびそのコピーを送信し、前記ホームエージェントサーバは、移動端末のハンドオフの終了を認識すると、前記バイキャスト部へのＩＰパケットの転送を終了するように前記各ＩＰトンネルルータを制御するとともに、前記移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信したならＩＰトンネルルータの各々が、前記ホームエージェントサーバを介さずに、ＩＰトンネル設定情報に基づいて前記ＩＰパケットを転送するように前記各ＩＰトンネルルータを制御するものである。このことによって、ＩＰパケットの遅延が許されないような通信環境においてもモバイルＩＰが適用可能となる。
この発明に係る移動体ネットワークは、一つの形態において、ホームエージェントサーバが移動端末から受信した制御情報に基づいて、前記移動端末が利用可能なサブネット候補を選択し、前記サブネット候補に関連するＩＰトンネルルータを選択し、選択されたＩＰトンネルルータにＩＰトンネル設定情報を送信するものである。このことによって、移動端末が利用しうるＩＰトンネルルータのみにＩＰトンネル設定情報を送信するので、ホームエージェントサーバからＩＰトンネルルータへ送信される制御メッセージの全体の数が削減される。
この発明に係る移動体ネットワークは、一つの形態において、ホームエージェントサーバが移動端末から受信した制御情報に基づいて、前記移動端末に提供されうる通信サービスを判断し、前記通信サービスを提供可能なサブネット候補を選択し、前記サブネット候補に関連するＩＰトンネルルータを選択し、選択されたＩＰトンネルルータにＩＰトンネル設定情報を送信するものである。このことによって、移動端末が利用しうるＩＰトンネルルータのみにＩＰトンネル設定情報を送信するので、ホームエージェントサーバからＩＰトンネルルータへ送信される制御メッセージの全体の数が削減される。
この発明に係る移動体ネットワークは、一つの形態において、ホームエージェントサーバは、複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットに移動した移動端末を送信先とするＩＰパケットを捕捉するまで、ＩＰトンネル設定情報を前記複数のＩＰトンネルルータに配信しないものである。このことによって、移動体ネットワークから立ち去った移動端末を送信先とするＩＰパケットの送信の必要性がなければ、ホームエージェントサーバはＩＰトンネル設定情報を配信することはない。従って、ホームエージェントサーバからＩＰトンネルルータに送信する制御メッセージの数を全体として削減できる。
この発明に係る移動体ネットワークは、一つの形態において、ホームエージェントサーバは、複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットに移動した移動端末を送信先とするＩＰパケットを捕捉すると、送信先情報に基づいて前記ＩＰパケットを転送するものである。このことによって、自己のサブネットから立ち去った移動端末を送信先とするＩＰパケットを捕捉しても、このＩＰパケットを損失することなく転送することができる。
この発明に係る移動体ネットワークは、一つの形態において、ホームエージェントサーバは、移動端末から受信した制御情報に基づいて、前記移動端末が利用可能なサブネット候補を選択し、前記サブネット候補に関連するＩＰトンネルルータを選択し、選択されたＩＰトンネルルータにＩＰトンネル設定情報を送信するものである。このことによって、移動端末が利用しうるＩＰトンネルルータのみにＩＰトンネル設定情報を送信するので、ホームエージェントサーバからＩＰトンネルルータへ送信される制御メッセージの全体の数が削減される。
この発明に係る移動体ネットワークは、一つの形態において、ホームエージェントサーバは、選択されなかったＩＰトンネルルータから他のサブネットに移動した移動端末を送信先とするＩＰパケットを捕捉すると、前記ＩＰトンネルルータにＩＰトンネル設定情報を送信するものである。このことによって、選択されなかったＩＰトンネルルータからＩＰパケットを受信した場合にも、適切なＩＰトンネルを確立することが可能である。
この発明に係る移動体ネットワークは、別の形態では、複合ＩＰネットワークを構成する一つのサブネットである移動体ネットワークであって、この移動体ネットワークに加入していないが、この移動体ネットワークからサービスの提供を受ける移動端末の識別子を管理する外部エージェントサーバと、ＩＰトンネルルータとを備えており、前記外部エージェントサーバは、移動端末が前記複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットからこの移動体ネットワークに移動したときに、前記移動端末への送信に必要な送信先情報を前記移動端末が本来加入しているサブネットに送信し、前記ＩＰトンネルルータは、前記移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信すると、前記外部エージェントサーバを介さずに、前記ＩＰパケットを前記移動端末に転送するものである。このことによって、移動体ネットワーク自身の内部にローミングした移動端末に対して、外部エージェントサーバを介さずに、ＩＰトンネルルータがＩＰパケットを転送するので、外部エージェントサーバのトラフィックおよび負荷が軽減する。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
第１図はこの発明の実施の形態１による移動体ネットワークを有する複合ＩＰネットワークを示す。図において、１ａ，１ｂはＩＰネットワーク、２はネットワークゲートウェイ、３は移動端末、４ａ，４ｂ，４ｃは基地局、５ａ，５ｂは外部エージェント（ＦＡ）、７は通信ノード（ＣＮ）、８は仮想ホームエージェント（ＨＡ）、９はホームエージェント（ＨＡ）サーバ、１０ａ〜１０ｃはＩＰトンネルルータ、１１ａ，１１ｂはルータを示す。
ＩＰネットワーク１ａ，１ｂは一つの複合ＩＰネットワークを構成する別個のＩＰネットワークであり、それぞれ異なるプロトコルで運用される。各ＩＰネットワーク１ａ，１ｂは複数のルータを有する。図示のＩＰネットワーク１ｂはインターネットであると想定する。ＩＰネットワーク１ａ，１ｂはこれらをインターワークさせるネットワークゲートウェイ２によって相互接続されている。
図示の移動端末３は、ＩＰネットワーク１ａに加入した移動端末の一つであり、平常時はＩＰネットワーク１ａからサービスを提供される。換言すれば、ＩＰネットワーク１ａは、図示の移動端末３にとってのホームネットワークすなわちホームドメインである。移動端末３は、モバイルＩＰに従って通信を行う機能を備えており、複合ＩＰネットワークの他のＩＰネットワークに移動してもサービスの提供を受けうる。
ＦＡ５ａ，５ｂは、複合ＩＰネットワークを構成するさらに他のサブネットにそれぞれ所属し、自身のサブネットに他のサブネットから移動した移動端末に自身のサブネット専用のアドレス（気付けアドレス）を付与する。ＦＡ５ａ，５ｂは、各サブネットの制御設備、例えば、ＩＰネットワーク１ｂと各サブネットとを相互接続してこれらをインターワークさせるネットワークゲートウェイに設けられている。
図示の基地局４ａ，４ｂは、ＦＡ５ａと同一のサブネットに所属し、基地局４ｃはＦＡ５ｂと同一のサブネットに所属する。第１図では二つのＦＡ５ａ，５ｂしか描かれていないが、この複合ＩＰネットワークでは、より多くのサブネットがＩＰネットワーク１ａに接続されていてもよい。
この実施の形態１によれば、移動端末（例えば移動端末３）のホームドメイン（ＩＰネットワーク１ａ）内に仮想ＨＡ８が設けられている。仮想ＨＡ８は、ＨＡサーバ９および複数のＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃを備える。ＨＡサーバ９は、ＩＥＴＦが規定したＭＥＧＡＣＯ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｇａｔｅｗａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）で記述されたＭｅｄｉａ  Ｇａｔｅｗａｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ（ＭＧＣ）に類似の機能を有しており、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃはＭｅｄｉａ  Ｇａｔｅｗａｙ（ＭＧ）に類似の機能を有する。ＨＡサーバ９とＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃとの関係は、ＩＥＴＦが規定したＭＥＧＡＣＯ（ＲＦＣ３０１５）に準拠した通信と類似した通信を実現する。
このＩＰネットワーク１ａには、ＩＰパケットを転送する複数のルータ１０ａ〜１０ｃ，１１ａ，１１ｂが設けられているが、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、他のサブネットの制御設備すなわちＦＡ５ａ，５ｂおよびネットワークゲートウェイ２に直接接続されている。すなわちＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、この移動体ネットワークすなわちＩＰネットワーク１ａのエッジに位置しており、ＩＰネットワーク１ａ以外のサブネットからのＩＰパケットを他のルータに転送したり、他のルータからのＩＰパケットをＩＰネットワーク１ａ以外のサブネットに転送したりする。
他方、ルータ１１ａ，１１ｂは、ＩＰネットワーク１ａに現在所在する移動端末からのＩＰパケットを他のルータに転送したり、他のルータからのＩＰパケットをＩＰネットワーク１ａに現在所在する移動端末に転送したりする。ただし、このようなルータ１１ａ，１１ｂの機能をＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃも備えていてよい。
ＩＰネットワーク１ａの配下の移動端末にはこのホームドメインで利用可能なＩＰアドレス（ホームアドレス）が固定的に割り当てられる。移動端末３の格納部（図示せず）は自身のホームアドレスを格納し、ＨＡサーバ９の格納部（図示せず）は、そのサブネットに加入した全ての移動端末のホームアドレスを格納する。
また、移動端末が他のサブネットによってサービスの提供を受ける位置に移動した場合には、移動端末３の位置として、移動端末３が存在するＦＡ５のアドレスが仮想ＨＡ８の全体によって管理される。このため、移動端末３が旧ＦＡまたは仮想ＨＡ８から新ＦＡ（例えばＦＡ５ａ）の配下のエリアに移動したことを検出すると、移動端末３は自身の移動先アドレスとして新ＦＡ５ａを示すアドレス（気付アドレスと呼ばれる）を、新ＦＡ５ａ経由で仮想ＨＡ８のＨＡサーバ９に登録する。ＨＡサーバ９は、その気付けアドレスをＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの全てに通知する。ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの各々の格納部は、ＩＰネットワーク１ａから他のサブネットに移動した移動端末の気付けアドレスを格納する。
次に動作について説明する。以下の説明では、実施の形態１における各種ノード間の制御シーケンスを示す制御フロー図である第３図を参照する。以下に説明する動作は、ＩＰｖ４（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｖｅｒｓｉｏｎ  ４）のモバイルＩＰに準拠するものとする。
今、移動端末（ＭＴ）３が旧ＦＡまたは仮想ＨＡ８から新ＦＡ（例えばＦＡ５ａ）に対応するサブネットの配下のエリアに移動したと仮定する。新ＦＡ５ａの配下のエリアに移動したことを検出すると、移動端末３はモバイルＩＰの位置登録メッセージをＦＡ５ａに送信する。この位置登録メッセージには、移動端末３のホームアドレスが指定されているので、ＦＡ５ａはこのホームアドレスを持つ移動端末３が自身に対応するサブネットの配下のエリアに移動したことを認識する。
この位置登録メッセージを受け取ると、ＦＡ５ａは、自身のサブネットで有効な識別子を移動端末３に内部処理で割り当てるとともに、別のタイプの位置登録メッセージ（第２の位置登録メッセージ）をＨＡサーバ９に送信する。この第２の位置登録メッセージは、移動端末３のホームアドレスとＦＡ５ａを示すＩＰアドレス（気付けアドレス）を指定する。従って、ＨＡサーバ９は、移動端末３がＦＡ５ａによりサービスを受けうる状態であることを認識する。
この第２の位置登録メッセージを受け取ると、ＨＡサーバ９は、自身の格納部内の移動端末３に関する登録情報部分をこの位置登録メッセージに応じて更新する。また、ＨＡサーバ９は、自身のＩＰネットワーク１ａのエッジに位置するＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの全てに、移動端末３と移動端末３が新たにサービスの提供を受けるサブネットを指定するＩＰトンネル設定情報を配信する。
より具体的には、ＩＰトンネル設定情報は、移動端末３のホームアドレスと、ＦＡ５ａを示すＩＰアドレス（気付けアドレス）とを指定する。従って、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、移動端末３がＦＡ５ａによりサービスを受けうる状態であることを認識する。このＩＰトンネル設定情報を受け取ると、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、自身の格納部内のトンネル処理情報ファイルをこのＩＰトンネル設定情報に応じて更新する（第３図に符号ＥＴで示す）。
第４図はこの発明の実施の形態１におけるＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃに設定されるトンネル処理情報ファイルを視覚化して示す図表である。第４図に示すように、トンネル処理情報ファイルは、送信先アドレス、処理内容、カプセル化送信先アドレスおよびカプセル化送信元アドレスを示す各フィールドを有する。送信先アドレスとしては、ＩＰネットワーク１ａに加入しているが、現在ほかのサブネットでサービスの提供を受けている移動端末（例えば移動端末３）のホームアドレスが記述される。
処理内容としては「カプセル化」が記述される。カプセル化送信先アドレスとしては、各移動端末（例えば移動端末３）がサービスを受けるサブネットのＦＡ（例えばＦＡ５ａ）の気付けアドレスが記述される。カプセル化送信元アドレスとしては、このトンネル処理情報ファイルを生成するＩＰトンネルルータ１０ａ，１０ｂまたは１０ｃ自身のＩＰアドレスが記述される。カプセル化送信元アドレスとしては、ＩＰトンネルルータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃのＩＰアドレスに限らず、ＨＡサーバ９のＩＰアドレスを用いてもよい。さらにトンネル処理情報ファイルは、送信元アドレスのフィールドも有するが、このフィールドは利用されない。
トンネル処理情報ファイルの送信先アドレスフィールドは、カプセル化を用いたトンネル処理を実行する条件を規定する。すなわち、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃがいずれかの外部のノードから受信したＩＰパケットの送信先アドレスが、トンネル処理情報ファイルの送信先アドレスフィールドに記述されている場合には、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、カプセル化を用いたトンネル処理を実行する。
このトンネル処理においては、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの各々は、受信したＩＰパケットを、カプセル化送信元アドレス（ＩＰトンネルルータ１０ａ，１０ｂまたは１０ｃ自体を示すＩＰアドレスまたはＨＡサーバ９を示すＩＰアドレス）とカプセル化送信先アドレス（ＦＡ、例えばＦＡ５を示す気付けアドレス）を指定したＩＰヘッダを有する他の形式のＩＰパケットにカプセル化する。そして、ＩＰトンネルルータは、カプセル化されたＩＰパケットをカプセル化送信先アドレスに対応するＦＡ、例えばＦＡ５に送信する。
従って、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃでトンネル処理情報ファイルが更新されると、その更新の起因となった移動端末３へＩＰトンネルを利用したＩＰパケットの転送が可能になる。今、ＣＮ７が移動端末３を送信先とするＩＰパケットを発行したと仮定する（第２図および第３図参照）。このＩＰパケットの発行は、第３図に示すように、移動端末３がインターネット（ＩＰネットワーク１ｂ）に接続されたＣＮ７にアクセスしたことに応じて行われてもよい。あるいは、そのようなアクセスまたは送信要求なしに、ＣＮ７が移動端末３に宛ててＩＰパケットを送信してもよい。
移動端末３を送信先とするＣＮ７からのＩＰパケットは、ネットワークゲートウェイ２を介してＩＰトンネルルータ１０ｃに受信される。ＩＰトンネルルータ１０ｃは、ＩＰパケットのヘッダの送信先アドレスを参照し、この送信先アドレスがトンネル処理情報ファイルの送信先アドレスフィールドに記述されていることを認識し、カプセル化を行って（第３図に符号ＣＵＰで示す）、カプセル化されたＩＰパケットをＦＡ５ａに転送する。第２図の１２はＩＰトンネルルータ１０ｃからＦＡ５ａまでの仮想的なＩＰトンネルを示す。このようにして、ＩＰネットワーク１ａにおいては、ＨＡサーバ９を介さずに、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの各々がＩＰトンネル設定情報に基づいて、ＩＰトンネル１２を介して移動端末３が所在するサブネットにＩＰパケットを転送する。
ＦＡ５ａは、カプセル化されたＩＰパケットを元のＩＰパケットの形式にデカプセル化し（第３図に符号ＤＥＣで示す）、自身のサブネットで有効な識別子を用いて移動端末３にＩＰパケットを届ける。
この実施の形態では、逆に、移動端末３からＣＮ７へＩＰパケットを送信するには、通常のルーティング経路で送信する方法を採ることができる。
第５図は、実施の形態１におけるＩＰトンネルルータの動作を示すフローチャートである。この動作は、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃのいずれかがＩＰパケットを受信した時に開始するサブルーティンである。
ＩＰトンネルルータは、ＩＰパケットを受信すると、まずステップＳＴ１に示すように、そのＩＰパケットを外部インタフェース（例えばネットワークゲートウェイ２、ＦＡ５ａ，５ｂ）から受信したのか否か判断する。外部インタフェースから受信したとは、そのＩＰトンネルルータが設けられているサブネットの外部に送信元ノードがあるという意味である。この判断が否定的であるならば、そのＩＰパケットを内部インタフェース（例えばルータ１１ａ，１１ｂ）から受信したという意味、換言すればそのＩＰトンネルルータが設けられているサブネットの内部に送信元ノードがあるという意味である。
外部インタフェースからＩＰパケットを受信した場合には、ステップＳＴ２で、ＩＰトンネルルータは、ＩＰパケットのヘッダの送信先アドレスを参照し、この送信先アドレスが自身に登録されたトンネル処理情報ファイルの送信先アドレスフィールドに記述されているか否か判断する。すなわち、そのＩＰトンネルルータが設けられているサブネット以外のサブネットで、送信先の移動端末がサービスの提供を受けているか否か判断する。
ステップＳＴ２の判断が肯定的であれば、ＩＰトンネルルータは、受信したＩＰパケットを上述のようにカプセル化し（ステップＳＴ３）、その後、カプセル化されたＩＰパケットをカプセル化送信先アドレスに対応するＦＡに転送する（ステップＳＴ４）。従って、ＩＰネットワーク１ａの外部のサブネットに所在する送信先の移動端末にＦＡからＩＰパケットが届けられる。
一方、ステップＳＴ２の判断が否定的であれば（そのＩＰトンネルルータが設けられているサブネットに送信先の移動端末が留まっている場合には）、ＩＰトンネルルータは、受信したＩＰパケットのルーティング先となる内部インタフェース（例えばルータ１１ａ，１１ｂ）を決定し（ステップＳＴ５）、その後、ＩＰパケットをその内部インタフェースに転送する（ステップＳＴ６）。従って、ＩＰネットワーク１ａに所在する送信先の移動端末にその内部インタフェースからＩＰパケットが届けられる。
さらに、ステップＳＴ１の判断が否定的であれば、動作はステップＳＴ７に進む。すなわち、ＩＰパケットを内部インタフェースから受信した場合には、ＩＰトンネルルータは、受信したＩＰパケットのルーティング先となるインタフェースを決定し（ステップＳＴ７）、その後、ＩＰパケットをそのインタフェースに転送する（ステップＳＴ８）。
以上のように、この実施の形態１によれば、ＩＰネットワーク１ａの外部に所在する移動端末３に対して、ＨＡサーバ９を介さずに、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃがＩＰパケットを転送するので、ＨＡサーバ９のトラフィックおよび負荷が軽減する。従って、ボトルネックポイントの発生が回避でき、従来よりも円滑な通信が実現され、複合ＩＰネットワークのスケーラビリティも改善される。また、ＨＡサーバ９またはＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃのいずれかに障害が発生しても、他の障害のないノードを利用してＩＰパケットの転送が実現できるので、モバイルＩＰネットワークの障害耐性が強くなる。また、ネットワークのエッジのＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃでトンネル処理を実行するため、ホームネットワーク内では最適なルーティングが可能となるなどの効果が得られる。
なお、上述した実施の形態１の動作は、ＩＰｖ４（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｖｅｒｓｉｏｎ  ４）のモバイルＩＰに準拠するが、ＩＰｖ６（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｖｅｒｓｉｏｎ  ６）のモバイルＩＰに適用してもよい。ＩＰｖ４によれば、外部のサブネットに移動した移動端末には、移動端末が本来所属するサブネットからＦＡを介してＩＰパケットを送信するが、ＩＰｖ６によれば、外部のサブネットに移動した移動端末には仮のグローバルアドレス（どのサブネットにとっても有効なアドレス）が付与される。そして、仮のグローバルアドレスを持った移動端末には、ＦＡを介さずにＩＰパケットが送信される。
この発明をＩＰｖ６に応用した形態では、移動端末（例えば移動端末３）の仮のグローバルアドレスは、移動端末が本来加入する仮想ＨＡ８のＨＡサーバ９に通知され、さらにＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃに通知される。各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、その移動端末を送信先とするＩＰパケットを受信すると、そのＩＰパケットをカプセル化して、直接的に移動端末に転送する。つまり、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、自身と送信先の移動端末の間にＩＰトンネルを確立する。その場合のカプセル化送信先アドレスは、その移動端末の仮のグローバルアドレスである。その後、送信元のノード（例えばＣＮ７）とその移動端末の間の直接的な接続が確立すると、送信元のノードから移動端末にパケットが直接的に送信される。後述する他の実施の形態も適宜、同様にＩＰｖ６に応用してもよい。
また、発明の実施の形態１では、一つの仮想化されたＨＡを使用するが、この発明をＭＡＰ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ａｎｃｈｏｒ  Ｐｏｉｎｔ）に適用することもできる。ＭＡＰは、ＤＲｉＶＥ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｄｉｏ  ｆｏｒ  ＩＰ−Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  ｉｎ  Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ）およびＨＭＩＰｖ６（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰｖ６）で採用された仮想的なホームエージェントであって、一つのコアネットワークに複数のＭＡＰが設けられている。この発明をＭＡＰに適用した形態では、各ＭＡＰの機能が一つのＨＡサーバと複数のＩＰトンネルルータに分散されることになる。
実施の形態２．
第６図は、この発明の実施の形態２に係る移動端末３とＣＮ７間のユーザデータの流れを示す。実施の形態２に係る移動体ネットワークおよび全体の複合ＩＰネットワークは第１図に示されたものと同一でよい。但し、ＨＡサーバ９、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃおよびＦＡ５ａ，５ｂはさらに、後述する付加的な機能を有する。
第６図において、１３は、ＦＡ５ａからＩＰトンネルルータ１０ａまでの仮想的なリバースＩＰトンネルを示す。この実施の形態２では、移動端末３からＣＮ７への逆方向の通信において、ＦＡ（例えばＦＡ５ａ）からＩＰトンネルルータ（例えばＩＰトンネルルータ１０ａ）までの経路で、カプセル化を行うリバースＩＰトンネル１３を利用する。他の動作すなわちＣＮ７から移動端末３への順方向の通信動作は、実施の形態１に関連して説明したのと同じである。
次に動作について説明する。この実施の形態においても、移動端末３が旧ＦＡまたは仮想ＨＡ８から新ＦＡ（例えばＦＡ５ａ）に対応するサブネットの配下のエリアに移動したことを移動端末３が検出すると、移動端末３はモバイルＩＰの位置登録メッセージをＦＡ５ａに送信する。すると、上記と同様に、ＦＡ５ａは、自身のサブネットで有効な識別子を移動端末３に内部処理で割り当てるとともに、第２の位置登録メッセージをＨＡサーバ９に送信する（第３図参照）。
第２の位置登録メッセージを受け取ると、ＨＡサーバ９は、自身の格納部内の移動端末３に関する登録情報部分をこの位置登録メッセージに応じて更新する。また、ＨＡサーバ９は、自身のＩＰネットワーク１ａのエッジに位置するＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの全てに、移動端末３と移動端末３が新たにサービスの提供を受けるサブネットを指定するＩＰトンネル設定情報を配信する。
上記と同様に、ＩＰトンネル設定情報は、移動端末３のホームアドレスと、ＦＡ５ａを示すＩＰアドレス（気付けアドレス）とを指定する。従って、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、移動端末３がＦＡ５ａによりサービスを受けうる状態であることを認識する。このＩＰトンネル設定情報を受け取ると、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、自身の格納部内のトンネル処理情報ファイルをこのＩＰトンネル設定情報に応じて更新する（第３図に符号ＥＴで示す）。
この実施の形態でのトンネル処理情報ファイルは、実施の形態１に関連して上述した第４図に示すカプセル化のための情報部分に加えて、第７図に示すデカプセル化のための情報部分を有する。各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、トンネル処理情報ファイルの更新にあたっては、第４図に示すカプセル化のための情報部分を更新し、さらに第７図に示すデカプセル化のための情報部分を更新する。
第７図に示すように、トンネル処理情報ファイルは、送信先アドレス、処理内容、カプセル化送信先アドレスおよびカプセル化送信元アドレスを示す各フィールドを有する。ただし、デカプセル化のためには、カプセル化送信先アドレスおよびカプセル化送信元アドレスを示すフィールドは使われない。
送信先アドレスとしては、ＨＡサーバ９のＩＰアドレスが記述される。あるいは、ＩＰトンネルルータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃのいずれかのＩＰアドレスを記述してもよい。送信元アドレスとしては、上記の第２の位置登録メッセージを送信したＦＡのＩＰアドレス（気付けアドレス）が記述される。処理内容としては「デカプセル化」が記述される。
他方、ＦＡは、外部のサブネットに存在する送信先を指定したＩＰパケットを受信すると、このＩＰパケットをカプセル化する。具体的には、カプセル化送信元アドレスとしてＦＡ自身のＩＰアドレス（気付けアドレス）を用い、カプセル化送信先アドレスとしてＨＡサーバ９またはＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃのいずれかのＩＰアドレスを用いたＩＰパケットヘッダをＩＰパケットに付与することにより、カプセル化されたＩＰパケットを生成し、リバースＩＰトンネル１３を利用してカプセル化送信先アドレスにカプセル化されたＩＰパケットを送信する。別の見方をすれば、ＩＰヘッダにおいて、送信元アドレスとして気付けアドレスを持ち、送信先アドレスとしてＨＡサーバ９またはＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃのいずれかのＩＰアドレスを持つＩＰパケットは、カプセル化されたＩＰパケットである。
ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、外部インタフェース（例えばネットワークゲートウェイ２、ＦＡ５ａ，５ｂ）から受信したＩＰパケットのパケットヘッダを参照し、このパケットヘッダに記述された送信先アドレスがＨＡサーバ９またはＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃのいずれかのＩＰアドレスか否か判断してもよい。あるいは、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、外部インタフェースから受信したＩＰパケットのパケットヘッダに記述された送信元アドレスが気付けアドレスか否か判断してもよい。これらのいずれかの判断が肯定的であれば、ＩＰパケットはカプセル化されたＩＰパケットであるので、このＩＰパケットをデカプセル化する。
つまり、第７図に示されたトンネル処理情報ファイルの送信先アドレスフィールドおよび送信元アドレスフィールドは、リバースＩＰトンネル１３を介して受信されたカプセル化されたＩＰパケットへのデカプセル化処理を実行する条件を規定する。ＩＰトンネルルータは、その後、カプセル化されたＩＰパケットから元のＩＰパケットを取り出して（デカプセル化して）、元のＩＰパケットのパケットヘッダで指定された送信先アドレスに向けてこれを転送する。
第８図は、実施の形態２におけるＩＰトンネルルータの動作を示すフローチャートである。この動作は、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃのいずれかがＩＰパケットを受信した時に開始するサブルーティンである。
ＩＰトンネルルータは、ＩＰパケットを受信すると、まずステップＳＴ１１に示すように、そのＩＰパケットを外部インタフェース（例えばネットワークゲートウェイ２、ＦＡ５ａ，５ｂ）から受信したのか否か判断する。外部インタフェースから受信したとは、そのＩＰトンネルルータが設けられているサブネットの外部に送信元ノードがあるという意味である。この判断が否定的であるならば、そのＩＰパケットを内部インタフェース（例えばルータ１１ａ，１１ｂ）から受信したという意味、換言すれば、そのＩＰトンネルルータが設けられているサブネットの内部に送信元ノードがあるという意味である。
外部インタフェースからＩＰパケットを受信した場合には、ステップＳＴ１２で、ＩＰトンネルルータは、ＩＰパケットのヘッダの送信先アドレスを参照し、この送信先アドレスが自身に登録されたトンネル処理情報ファイルの送信先アドレスフィールドに記述されているか否か判断する。
ステップＳＴ１２の判断が肯定的であれば、そのＩＰトンネルルータが設けられているサブネット以外のサブネットで、送信先の移動端末がサービスの提供を受けているということ（第４図参照）、またはリバースＩＰトンネル１３からＩＰパケットを受信したということ（第７図参照）である。いずれにせよ、ステップＳＴ１２の判断が肯定的であれば、動作はステップＳＴ１３に進む。ステップＳＴ１３では、トンネル処理情報ファイルの送信先アドレスに対応する処理内容が「カプセル化」と記述されているか「デカプセル化」と記述されているかを判断する。
処理内容が「カプセル化」であれば、そのＩＰトンネルルータが設けられているサブネット以外のサブネットで、送信先の移動端末がサービスの提供を受けているということである。この場合には、動作はステップＳＴ１４に進み、ＩＰトンネルルータは、受信したＩＰパケットを上述のようにカプセル化し、その後、カプセル化されたＩＰパケットをカプセル化送信先アドレスに対応するＦＡに転送する（ステップＳＴ１５）。従って、ＩＰネットワーク１ａの外部のサブネットに所在する送信先の移動端末にＦＡからＩＰパケットが届けられる。
他方、処理内容が「デカプセル化」であれば、リバースＩＰトンネル１３からＩＰパケットを受信したということである。この場合には、動作はステップＳＴ１６に進み、ＩＰトンネルルータは、受信したＩＰパケット（カプセル化されたＩＰパケット）を上述のようにデカプセル化し、取り出したＩＰパケットのルーティング先となるインタフェースを決定し（ステップＳＴ１７）、その後、ＩＰパケットをそのインタフェースに転送する（ステップＳＴ２１）。従って、ＩＰネットワーク１ｂに接続されたＣＮ７にそのインタフェースからＩＰパケットが届けられる。
一方、ステップＳＴ１２の判断が否定的であれば（そのＩＰトンネルルータが設けられているサブネットに送信先の移動端末が留まっている場合には）、ＩＰトンネルルータは、受信したＩＰパケットのルーティング先となる内部インタフェース（例えばルータ１１ａ，１１ｂ）を決定し（ステップＳＴ１９）、その後、ＩＰパケットをその内部インタフェースに転送する（ステップＳＴ２０）。従って、ＩＰネットワーク１ａに所在する送信先の移動端末にその内部インタフェースからＩＰパケットが届けられる。
さらに、ステップＳＴ１１の判断が否定的であれば、動作はステップＳＴ２１に進む。すなわち、ＩＰパケットを内部インタフェースから受信した場合には、ＩＰトンネルルータは、受信したＩＰパケットのルーティング先となるインタフェースを決定し（ステップＳＴ２１）、その後、ＩＰパケットをそのインタフェースに転送する（ステップＳＴ２２）。
以上のように、この実施の形態２によれば、移動端末３からＣＮ７への逆方向の通信において、ＦＡ（例えばＦＡ５ａ）からＩＰトンネルルータ（例えばＩＰトンネルルータ１０ａ）までの経路で、カプセル化を行うリバースＩＰトンネル１３を利用することができる。従って、移動端末３からＣＮ７への逆方向のＩＰパケット通信がＩＰアドレス違反を引き起こすようなネットワークにおいてもモバイルＩＰが適用可能となるなどの効果が得られる。
実施の形態３．
第９図はこの発明の実施の形態３における移動体ネットワークを有する複合ＩＰネットワークを示す。図において、２０はＭＰＬＳ（マルチプロトコルラベルスイッチング）ネットワーク、２０ａ〜２０ｃはＩＰトンネルルータを示す。
第９図の複合ＩＰネットワークでは、第１図のＩＰネットワーク１ａおよびＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃがＭＰＬＳネットワーク２０およびＩＰトンネルルータ２０ａ〜２０ｃに置換されている。他のノードは、第１図に示されたものと同じである。仮想ＨＡ８は、ＨＡサーバ９とＩＰトンネルルータ２０ａ〜２０ｃを備える。
次に動作について説明する。基本的に、第９図に示された各ノードは、上述した実施の形態１および実施の形態２と同じ動作を行う。さらに加えて、ＩＰトンネルルータ２０ａ〜２０ｃは、ホームネットワーク（ＭＰＬＳネットワーク２０）内のＱｏＳ（サービス品質）を保証するために、ＭＰＬＳエッジ機能を有する。
複合ＩＰネットワークを構成する他のサブネットに移動した移動端末（例えば移動端末３）を含む、ＭＰＬＳネットワーク２０をホームネットワークとする移動端末は、ＨＡサーバ９にＱｏＳに関する要求を送信することができる。かかるＱｏＳ要求は、例えば、移動端末が他のサブネットに移動したときに、モバイルＩＰの位置登録メッセージに指定してもよい。この場合には、そのサブネットのＦＡ（例えばＦＡ５ａ）が、そのＱｏＳ要求を指定する第２の位置登録メッセージをＨＡサーバ９に送信する。あるいは、移動端末は、ＲＳＶＰ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に準拠して適当な時にＨＡサーバ９にＱｏＳ要求を送信してもよい。
このような要求を受け付けると、ＨＡサーバ９は、自身の格納部内の移動端末３に関する登録情報部分をＱｏＳ要求に応じて更新する。また、ＨＡサーバ９は、自身のＭＰＬＳネットワーク２０のＩＰトンネルルータ２０ａ〜２０ｃの全てに、移動端末３のＱｏＳ要求を指定するＱｏＳ情報（サービス品質情報）を配信する。ＱｏＳ要求が位置登録メッセージに含まれている場合には、ＱｏＳ情報はＩＰトンネル設定情報に含められてもよい。ＱｏＳ情報として、トラフィッククラス、優先度、保証帯域、最大帯域、保証遅延時間などが設定されうる。
従って、ＨＡサーバ９および各ＩＰトンネルルータ２０ａ〜２０ｃは、移動端末３が要求したＱｏＳ要求を解釈すなわち認識することができる。ＱｏＳ情報を受け取ると、各ＩＰトンネルルータ２０ａ〜２０ｃは、自身の格納部内のトンネル処理情報ファイルをこのＱｏＳ情報に応じて更新する。すなわちＩＰトンネルルータ２０ａ〜２０ｃは、新たに指定されたＱｏＳ情報を解釈し、トンネル処理情報ファイル（第４図および第７図）に、ＱｏＳ情報に応じたＱｏＳ保証機能（例えばＭＰＬＳのラベルパスなど）をマップする。
ＩＰトンネルルータ２０ａ〜２０ｃの各々は、移動端末３を送信先とするＩＰパケットを受信すると、トンネル処理情報ファイルに記述されたＱｏＳ保証機能に基づいてＩＰパケットを転送する。逆に移動端末３からＣＮ７に宛てたＩＰパケットを受信したときにも、ＩＰトンネルルータ２０ａ〜２０ｃはＱｏＳ保証機能に基づいてＩＰパケットを転送することができる。
以上のように、この実施の形態３によれば、ＱｏＳを考慮したＩＰトンネルフローが設定可能となるなどの効果が得られる。
ホームネットワーク内のＱｏＳを保証するための機能としては、この実施の形態で用いられたＭＰＬＳに限定されず、ＤｉｆｆＳｅｒｖ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）、その他の適切なＱｏＳ保証機能であってもよく、そのような変更もこの発明の範囲内にある。
実施の形態４．
第１０図は、この発明の実施の形態４に係る移動体ネットワークを示す。図において、３０はバッファリングサーバ（バッファ）を示す。このバッファリングサーバ３０は、各移動端末のハンドオフのために設けられており、カプセル化された移動端末向けのＩＰパケットを一時的に蓄積する。ＩＰネットワーク１ａは、ＨＡサーバ９およびＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃに加えてバッファリングサーバ３０を有する。他のノードは、第１図に示されたものと同じである。
次に動作について説明する。以下の説明では、実施の形態４における各種ノード間の制御シーケンスを示す制御フロー図である第１１図を参照する。最初に、移動端末（ＭＴ）３は自身の位置としてＦＡ５ａのＩＰアドレス（気付けアドレス）をＨＡサーバ９に登録しており、ＩＰトンネルルータ１０ｃからＦＡ５ａまでのＩＰトンネル１２が確立していると仮定する。従って、初期の段階では、第２図および第３図に示すように、ＣＮ７から移動端末（ＭＴ）３へのＩＰパケットは、ＩＰトンネル１２によりＩＰトンネルルータ１０ｃからＦＡ５ａに転送され、その後、ＦＡ５ａから移動端末３に転送される。
ここで、移動端末３がＦＡ５ａのサブネットからＦＡ５ｂのサブネットへ移動したと仮定する。移動端末３の位置を検知して、ＦＡ５ａはハンドオフ決定を行い、ＦＡ５ａは移動端末３の近辺のＦＡ５ｂにハンドオフ要請を送信する。ハンドオフ要請を受信して、ＦＡ５ｂはハンドオフ通告をＦＡ５ａに返送し、ＦＡ５ａはハンドオフ通告を移動端末３に転送する。
移動端末３はハンドオフ通告を受けて位置登録メッセージを送信する。この位置登録メッセージには、移動端末３のホームアドレスとともに、後述するバッファリング要求が指定されている。位置登録メッセージは、ＦＡ５ａおよびＦＡ５ｂを経て最終的にＨＡサーバ９に届けられる。バッファリング要求は、ハンドオフの間に移動端末３に宛てたＩＰパケットが損失するのを防止するために、バッファリングサーバ３０の追加的使用を要請する。
従って、ＨＡサーバ９は、移動端末３へのＩＰパケット送信のためにバッファリングサーバ３０を使用すべきであることを認識する。但し、位置登録メッセージがバッファリング要求を指定することに代えて、他の方法でＨＡサーバ９がバッファリングサーバ３０を使用すべきであることを認識してもよい。例えば、ＨＡサーバ９は、以前にＲＳＶＰなどの手順を使用して移動端末３とネゴシエーションされたＱｏＳ情報、またはＤｉｆｆＳｅｒｖのＤＳＣＰ情報などに基づいて、バッファリングサーバ３０を使用すべきであることを判断してもよい。
バッファリングサーバ３０を使用すべきと認識したなら、ＨＡサーバ９は、自身のＩＰネットワーク１ａのＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの全ておよびバッファリングサーバ３０に、バッファリング設定情報を配信する。このバッファリング設定情報の配信は、実施の形態１に関連して説明したＩＰトンネル設定情報の配信と同時に行ってもよい。
バッファリング設定情報を受信すると、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、移動端末３を最終送信先とする経路のうちＩＰトンネル１２の終結端は、バッファリングサーバ３０であることを認識する。従って、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、移動端末３を送信先とするＩＰパケットについては、カプセル化送信先アドレスとして、ＦＡ５ａの気付けアドレスでなくバッファリングサーバ３０のＩＰアドレスを選択する。
また、バッファリングサーバ３０は、バッファリング設定情報を受信すると、そのバッファリング設定情報に関連するカプセル化されたＩＰパケットを蓄積することができるようになる。つまり、ＩＰトンネルルータ１０ｃからＦＡ５ａまでのＩＰトンネル１２は、ＩＰトンネルルータ１０ｃからバッファリングサーバ３０に至るＩＰトンネル１２に変更される。
従って、もしＩＰネットワーク１ａの外のノード（例えばＣＮ７）から移動端末３に宛ててＩＰパケットが新たに送信されると、ＩＰトンネルルータ１０ｃはＩＰパケットをカプセル化し、バッファリングサーバ３０にカプセル化されたＩＰパケットを送信し、バッファリングサーバ３０はカプセル化されたＩＰパケットを蓄積する。他方、移動端末３、ＦＡ５ａ，５ｂは、ハンドオフのための各種のネゴシエーションおよび通信条件の再設定を行う。
ハンドオフが完全に終了すると、新たに利用されるＦＡ５ｂは、移動端末３にハンドオフ終了通告を送信する。ハンドオフ終了通告を受領した移動端末３は、ＦＡ５ｂに位置登録メッセージを送信する。この位置登録メッセージには、移動端末３のホームアドレスとともに、バッファリング終了要求が指定されている。この位置登録メッセージには、移動端末３のホームアドレスが指定されており、ＦＡ５ｂはこの移動端末３のホームアドレスに自身のサブネットで有効な識別子を内部処理で割り当てるとともに、別のタイプの位置登録メッセージ（第２の位置登録メッセージ）をＨＡサーバ９に送信する。この第２の位置登録メッセージは、移動端末３のホームアドレスとＦＡ５ｂを示すＩＰアドレス（気付けアドレス）およびバッファリング終了要求を指定する。従って、ＨＡサーバ９は、移動端末３がＦＡ５ｂにより新たにサービスを受けうる状態であることと、移動端末３へのＩＰパケット送信のためにバッファリングサーバ３０を使用することはもはや不要であることを認識する。
この第２の位置登録メッセージを受け取ると、ＨＡサーバ９は、自身の格納部内の移動端末３に関する登録情報部分をこの位置登録メッセージに応じて更新する。また、ＨＡサーバ９は、自身のＩＰネットワーク１ａのＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの全ておよびバッファリングサーバ３０に、移動端末３と移動端末３が新たにサービスの提供を受けるサブネットを指定するＩＰトンネル設定情報を配信する。このＩＰトンネル設定情報には、バッファリング設定解放情報が指定されている。
バッファリング設定解放情報を受信すると、バッファリングサーバ３０は、バッファリングサーバ３０に蓄積されたそのバッファリング設定解放情報に関連するカプセル化されたＩＰパケットを読み出して、新ＦＡ５ｂに送出する。つまり、バッファリングサーバ３０から新ＦＡ５ｂまでのＩＰトンネル１２を新たに一時的に確立する。
また、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、バッファリング設定解放情報を受信すると、移動端末３を最終送信先とする経路のうちＩＰトンネル１２の終結端は、もはやバッファリングサーバ３０ではなく新たに利用されるＦＡ５ｂであることを認識する。従って、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、移動端末３を送信先とするＩＰパケットについては、カプセル化送信先アドレスとして、バッファリングサーバ３０のＩＰアドレスではなくＦＡ５ｂの気付けアドレスを選択する。
従って、もしＩＰネットワーク１ａの外のノード（例えばＣＮ７）から移動端末３に宛ててＩＰパケットが新たに送信されると、ＩＰトンネルルータ１０ｃはＩＰパケットをカプセル化し、ＦＡ５ｂにカプセル化されたＩＰパケットを送信し、ＦＡ５ｂはカプセル化されたＩＰパケットから元のＩＰパケットを取り出してこれを移動端末３に届ける。
以上のように、この実施の形態４によれば、ＩＰネットワーク１ａ内に配置されたバッファリングサーバ３０を適宜活用することで、ＩＰパケットのロスが許されないような通信環境においてもモバイルＩＰが適用可能となるなどの効果が得られる。
実施の形態４では、ＩＰネットワーク１ａに単一のバッファリングサーバ３０が設けられているが、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃに類似の機能を持つバッファを設けることも可能である。この場合には、バッファリング設定情報を受信したＩＰトンネルルータは、自身のバッファにカプセル化されたＩＰパケットを蓄積し、バッファリング設定解放情報を受け取ると、バッファに蓄積されたカプセル化されたＩＰパケットを新ＦＡに送信する。
実施の形態５．
第１２図は、この発明の実施の形態５に係る移動体ネットワークを示す。図において、４０はバイキャストサーバ（バイキャスト部）を示す。このバイキャストサーバ４０は、各移動端末のハンドオフのために設けられている。バイキャストサーバ４０は、カプセル化されたＩＰパケットを受信すると、そのコピーを作成し、カプセル化された移動端末向けのＩＰパケットをハンドオフの前後で利用される二つのＦＡに送信（バイキャスト）する。ＩＰネットワーク１ａは、ＨＡサーバ９およびＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃに加えてバイキャストサーバ４０を有する。他のノードは、第１図に示されたものと同じである。
次に動作について説明する。以下の説明では、実施の形態５における各種ノード間の制御シーケンスを示す制御フロー図である第１３図を参照する。最初に、移動端末（ＭＴ）３は自身の位置としてＦＡ５ａのＩＰアドレス（気付けアドレス）をＨＡサーバ９に登録しており、ＩＰトンネルルータ１０ｃからＦＡ５ａまでのＩＰトンネル１２が確立していると仮定する。従って、初期の段階では、第２図および第３図に示すように、ＣＮ７から移動端末（ＭＴ）３へのＩＰパケットは、ＩＰトンネル１２によりＩＰトンネルルータ１０ｃからＦＡ５ａに転送され、その後、ＦＡ５ａから移動端末３に転送される。
ここで、移動端末３がＦＡ５ａのサブネットからＦＡ５ｂのサブネットへ移動したと仮定する。移動端末３の位置を検知して、ＦＡ５ａはハンドオフ決定を行い、ＦＡ５ａは移動端末３の近辺のＦＡ５ｂにハンドオフ要請を送信する。ハンドオフ要請を受信して、ＦＡ５ｂはハンドオフ通告をＦＡ５ａに返送し、ＦＡ５ａはハンドオフ通告を移動端末３に転送する。
移動端末３はハンドオフ通告を受けて位置登録メッセージを送信する。この位置登録メッセージには、移動端末３のホームアドレスとともに、後述するバイキャスト要求が指定されている。位置登録メッセージは、ＦＡ５ａおよびＦＡ５ｂを経て最終的にＨＡサーバ９に届けられる。バイキャスト要求は、ハンドオフの間に移動端末３に宛てたＩＰパケットがリアルタイムで移動端末３に転送されるように、バイキャストサーバ４０の追加的使用を要請する。また、バイキャスト要求には、ハンドオフに関わるＦＡすなわちハンドオフの前後で利用される二つのＦＡ５ａ，５ｂが指定されている。
従って、ＨＡサーバ９は、移動端末３へのＩＰパケット送信のためにバイキャストサーバ４０を使用すべきであることおよびバイキャストにはＦＡ５ａ，５ｂが関わることを認識する。但し、位置登録メッセージがバイキャスト要求を指定することに代えて、他の方法でＨＡサーバ９がバイキャストサーバ４０を使用すべきであることを認識してもよい。例えば、ＨＡサーバ９は、以前にＲＳＶＰなどの手順を使用して移動端末３とネゴシエーションされたＱｏＳ情報、またはＤｉｆｆＳｅｒｖのＤＳＣＰ情報などに基づいて、バイキャストサーバ４０を使用すべきであることおよびバイキャストに関わるＦＡを判断してもよい。
バイキャストサーバ４０を使用すべきと認識したなら、ＨＡサーバ９は、自身のＩＰネットワーク１ａのＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの全ておよびバイキャストサーバ４０に、バイキャスト設定情報を配信する。このバイキャスト設定情報の配信は、実施の形態１に関連して説明したＩＰトンネル設定情報の配信と同時に行ってもよい。
バイキャスト設定情報を受信すると、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、移動端末３を最終送信先とする経路の中のＩＰトンネル１２がバイキャストサーバ４０を通るべきであることを認識する。従って、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、移動端末３を送信先とするＩＰパケットについては、カプセル化送信先アドレスとして、ＦＡ５ａの気付けアドレスでなくバイキャストサーバ４０のＩＰアドレスを選択する。
また、バイキャストサーバ４０は、バイキャスト設定情報を受信すると、そのバイキャスト設定情報に関連するカプセル化されたＩＰパケットをハンドオフに関連するＦＡ５ａ，５ｂの両方に転送することができるようになる。つまり、ＩＰトンネルルータ１０ｃからＦＡ５ａまでのＩＰトンネル１２は、ＩＰトンネルルータ１０ｃからバイキャストサーバ４０に至りさらに分岐して二つのＦＡ５ａ，５ｂに至るＩＰトンネル１２に変更される。
従って、もしＩＰネットワーク１ａの外のノード（例えばＣＮ７）から移動端末３に宛ててＩＰパケットが新たに送信されると、ＩＰトンネルルータ１０ｃはＩＰパケットをカプセル化し、バイキャストサーバ４０にカプセル化されたＩＰパケットを送信し、バイキャストサーバ４０はカプセル化されたＩＰパケットをＦＡ５ａ，５ｂに転送する。他方、移動端末３、ＦＡ５ａ，５ｂは、ハンドオフのための各種のネゴシエーションおよび通信条件の再設定を行う。
ハンドオフが完全に終了すると、新たに利用されるＦＡ５ｂは、移動端末３にハンドオフ終了通告を送信する。ハンドオフ終了通告を受領した移動端末３は、ＦＡ５ｂを介してＨＡサーバ９に位置登録メッセージを送信する。この位置登録メッセージには、移動端末３のホームアドレス、ＦＡ５ｂを示すＩＰアドレス（気付けアドレス）およびバイキャスト終了要求を指定する。従って、ＨＡサーバ９は、移動端末３がＦＡ５ｂにより新たにサービスを受けうる状態であることと、移動端末３へのＩＰパケット送信のためにバイキャストサーバ４０を使用することはもはや不要であることを認識する。
この位置登録メッセージを受け取ると、ＨＡサーバ９は、自身の格納部内の移動端末３に関する登録情報部分をこの位置登録メッセージに応じて更新する。また、ＨＡサーバ９は、自身のＩＰネットワーク１ａのＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの全ておよびバイキャストサーバ４０に、移動端末３と移動端末３が新たにサービスの提供を受けるサブネットを指定するＩＰトンネル設定情報を配信する。このＩＰトンネル設定情報には、バイキャスト設定解放情報が指定されている。
バイキャスト設定解放情報を受信すると、バイキャストサーバ４０は、古いＦＡ５ａへのカプセル化されたＩＰパケットの転送を終了する。
また、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、バイキャスト設定解放情報を受信すると、移動端末３を最終送信先とするＩＰパケットについてはもはやバイキャストサーバ４０への転送は不要であり、新たに利用されるＦＡ５ｂに転送すればよいことを認識する。従って、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、移動端末３を送信先とするＩＰパケットについては、カプセル化送信先アドレスとして、バイキャストサーバ４０のＩＰアドレスではなくＦＡ５ｂの気付けアドレスを選択する。
従って、もしＩＰネットワーク１ａの外のノード（例えばＣＮ７）から移動端末３に宛ててＩＰパケットが新たに送信されると、ＩＰトンネルルータ１０ｃはＩＰパケットをカプセル化し、ＦＡ５ｂにカプセル化されたＩＰパケットを送信し、ＦＡ５ｂはカプセル化されたＩＰパケットから元のＩＰパケットを取り出してこれを移動端末３に届ける。
以上のように、この実施の形態５によれば、ＩＰネットワーク１ａ内に配置されたバイキャストサーバ４０を適宜活用することで、ＩＰパケットの遅延が許されないような通信環境においてもモバイルＩＰが適用可能となるなどの効果が得られる。
実施の形態５では、ＩＰネットワーク１ａに単一のバイキャストサーバ４０が設けられているが、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃに類似の機能を持つバイキャスト部を設けることも可能である。この場合には、バイキャスト設定情報を受信したＩＰトンネルルータは、カプセル化されたＩＰパケットを自身のバイキャスト部によって二つのＦＡに転送し、バイキャスト設定解放情報を受け取ると、カプセル化されたＩＰパケットを新ＦＡだけに送信する。
実施の形態４のバッファリングサーバ３０または個別のバッファを、バイキャストサーバ４０または個別のバイキャスト部を有する実施の形態５のＩＰネットワーク１ａに編入してもよい。この場合には、ＨＡサーバ９は、ハンドオフの契機またはそれ以前に、ＩＰパケットのロスが許されないような通信条件であるか、ＩＰパケットの遅延が許されないような通信条件であるかを判断する。ロスが許されないような通信条件であれば、ＨＡサーバ９は、バッファリングサーバ３０または個別のバッファの使用を選択し、遅延が許されないような条件であれば、ＨＡサーバ９は、バイキャストサーバ４０または個別のバイキャスト部の使用を選択する。
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６について説明する。この実施の形態６は、上述のいずれかの実施の形態のバリエーションであり、第１図、第９図、第１０図および第１２図のうちのいかなる構成をとっていてもよい。
次に動作について説明する。複合ＩＰネットワークにおいては、複数のサブネットが相互に接続されている。しかし、サブネットの管理会社間の契約や技術的な共有事項によっては、あるサブネットの加入者の移動端末は特定のサブネットからしかローミングサービスを提供されないこともある。例えば、図示の移動端末３がＦＡ５ａのサブネットに滞在するときには、移動端末３は多数のサブネットの配下の移動端末と通信できるのに、ＦＡ５ｂのサブネットに滞在するときには、移動端末３はより少数のサブネットの配下の移動端末としか通信できないことがありうる。そこで、この実施の形態では、各移動端末について、利用可能なサブネットの候補を限定し、限定されたサブネットに関連する（利用の可能性のある）ＩＰトンネルルータをあらかじめ選択する。
仮想ＨＡ８のＨＡサーバ９は、移動端末（例えば移動端末３）から位置登録メッセージを受信するたびに、その移動端末の通信相手となる端末が存在しうるあらゆるサブネット候補を判断する。この判断は、移動端末３が位置登録メッセージに設定する情報から行ってもよい。あるいは、移動端末３が位置登録メッセージを送信する以前に、ＲＳＶＰやＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ  Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などの手順を使用して、移動端末３とＨＡサーバ９とがネゴシエーションするときに得られたセッション情報に基づいてサブネット候補を判断してもよい。
ＨＡサーバ９は、この判断に基づいて、移動端末３との通信で利用されうるＩＰトンネルルータ（例えばＩＰトンネルルータ１０ａ，１０ｃのみ）を選択する。利用されうるＩＰトンネルルータは、サブネット候補（例えばＦＡ５ａのサブネットとＩＰネットワーク１ｂのみ）に直接的に接続されており、そのサブネットについてのゲートウエイとなるＩＰトンネルルータである。この後、ＨＡサーバ９は、選択されたＩＰトンネルルータ（つまり移動端末３が利用しうるＩＰトンネルルータ）のみにＩＰトンネル設定情報を送信する（第３図参照）。
以上のように、この実施の形態６によれば、移動端末が利用しうるＩＰトンネルルータのみにＩＰトンネル設定情報を送信するので、ＨＡサーバ９からＩＰトンネルルータへ送信される制御メッセージの全体の数が削減されるなどの効果が得られる。
実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７について説明する。この実施の形態７は、上述のいずれかの実施の形態のバリエーションであり、第１図、第９図、第１０図および第１２図のうちのいかなる構成をとっていてもよい。
次に動作について説明する。複合ＩＰネットワークにおいては、様々な機種の移動端末が使用されうる。そして機種によって、移動端末に提供されうる通信サービス（音声通信、動画像通信、インターネットアクセスなど）が異なる。そこで、この実施の形態では、各移動端末について、提供されうる通信サービスに基づいて利用可能なサブネットの候補を限定し、限定されたサブネットに関連する（利用の可能性のある）ＩＰトンネルルータをあらかじめ選択する。
仮想ＨＡ８のＨＡサーバ９は、移動端末（例えば移動端末３）から位置登録メッセージを受信するたびに、その移動端末に提供されうる通信サービスを判断する。この判断は、移動端末３が位置登録メッセージに設定する情報から行ってもよい。あるいは、移動端末３が位置登録メッセージを送信する以前に、ＲＳＶＰやＳＩＰなどの手順を使用して、移動端末３とＨＡサーバ９とがネゴシエーションするときに得られたセッション情報に基づいて被提供サービスを判断してもよい。
ＨＡサーバ９は、この判断に基づいて、そのサービスを提供しうるサブネットの候補を選択し、サブネット候補に応じてＩＰトンネルルータ（例えばＩＰトンネルルータ１０ａ，１０ｃのみ）を選択する。利用されうるＩＰトンネルルータは、サブネット候補（例えばＦＡ５ａのサブネットとＩＰネットワーク１ｂのみ）に直接的に接続されており、そのサブネットについてのゲートウエイとなるＩＰトンネルルータである。この後、ＨＡサーバ９は、選択されたＩＰトンネルルータ（つまり移動端末３が利用しうるＩＰトンネルルータ）のみにＩＰトンネル設定情報を送信する（第３図参照）。
以上のように、この実施の形態７によれば、移動端末が利用しうるＩＰトンネルルータのみにＩＰトンネル設定情報を送信するので、ＨＡサーバ９からＩＰトンネルルータへ送信される制御メッセージの全体の数が削減されるなどの効果が得られる。実施の形態６および実施の形態７を組み合わせることも可能である。
実施の形態８．
第１４図はこの発明の実施の形態８に係る移動体ネットワークおよび複合ＩＰネットワークを示す。図において、５０はＨＡサーバを示す。上述の実施の形態のＨＡサーバ９と異なり、このＨＡサーバ５０は、ＩＰトンネル機能を持ち、ユーザトラフィックをハンドリング可能である。他のノードは、第１図に示されたものと同じである。仮想ＨＡ８は、このＨＡサーバ５０とＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃを有する。
次に動作について説明する。以下の説明では、実施の形態８における各種ノード間の制御シーケンスを示す制御フロー図である第１５図を参照する。
実施の形態１に関連して説明したように、移動端末３はまず位置登録メッセージをＦＡ５ａに送信し、移動端末３のホームアドレスとＦＡ５ａを示すＩＰアドレス（気付けアドレス）を指定した第２の位置登録メッセージをＦＡ５ａはＨＡサーバ５０に送信する。従って、ＨＡサーバ５０は、移動端末３がＦＡ５ａによりサービスを受けうる状態であることを認識する。
この第２の位置登録メッセージを受け取ると、ＨＡサーバ５０は、自身の格納部内の移動端末３に関する登録情報部分をこの位置登録メッセージに応じて更新する。しかし、第２の位置登録メッセージを受信しても、ＨＡサーバ５０はすぐには配下のＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃにＩＰトンネル設定情報を配信しない。さらに正確にいうと、移動端末３を送信先とするＩＰパケットの送信の必要性がなければ、ＨＡサーバ５０はＩＰトンネル設定情報を配信することはない。
他方、移動端末３を送信先とするＩＰパケットを送信すべき場合には、上述の通り、ＨＡサーバ５０は、ＩＰトンネル機能を持ち、ユーザトラフィックをハンドリング可能であるので、第２の位置登録メッセージに関する移動端末３を送信先とする最初のＩＰパケットを自ら処理する。
例えば、ＣＮ７が移動端末３を送信先とするＩＰパケットを発行したと仮定する（第１４図および第１５図参照）。このＩＰパケットの発行は、第１５図に示すように、移動端末３がインターネット（ＩＰネットワーク１ｂ）に接続されたＣＮ７にアクセスしたことに応じて行われてもよい。あるいは、そのようなアクセスまたは送信要求なしに、ＣＮ７が移動端末３に宛ててＩＰパケットを送信してもよい。
移動端末３を送信先とするＣＮ７からのＩＰパケットは、ネットワークゲートウェイ２を介してＩＰトンネルルータ１０ｃに受信される。ＩＰトンネルルータ１０ｃは、ＩＰパケットのヘッダの送信先アドレスを参照し、この送信先アドレスがトンネル処理情報ファイルの送信先アドレスフィールドに記述されていないことを認識する（第４図参照）。この時点では、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃには、移動端末３が移動したことは通知されていないから、移動端末３のホームアドレスはトンネル処理情報ファイルの送信先アドレスに登録されていないためである。この認識に従って、ＩＰトンネルルータ１０ｃは、ＩＰパケットをカプセル化せずにＨＡサーバ５０に転送する。
ＨＡサーバ５０は、この最初のＩＰパケットをカプセル化し（カプセル化送信先アドレスはＦＡ５である）、カプセル化されたＩＰパケットをＦＡ５ａに送信する。この時点では、ＨＡサーバ５０からＦＡ５ａまでのＩＰトンネル１２が一時的に確立される。
この後、ＨＡサーバ５０は、自身のＩＰネットワーク１ａのＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの全てに、移動端末３と移動端末３が新たにサービスの提供を受けるサブネットを指定するＩＰトンネル設定情報を配信する。このＩＰトンネル設定情報を受け取ると、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、自身の格納部内のトンネル処理情報ファイルをこのＩＰトンネル設定情報に応じて更新する（第１５図に符号ＥＴで示す）。各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃでトンネル処理情報ファイルが更新されると、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃは、その更新の起因となった移動端末３を送信先とするＩＰパケットをＩＰトンネルで転送することが可能になる。従って、続いてＣＮ７から受信される移動端末３を送信先とするＩＰパケットについては、ＩＰトンネルルータ１０ｃは、カプセル化を施し、ＩＰトンネルルータ１０ｃからＦＡ５ａ，５ｂまでのＩＰトンネル１２を利用して転送する。
このようにして、いったん移動端末３へのＩＰ通信が開始されると、ＩＰトンネル１２の移し替えが行われる。ただし、新たなＩＰトンネル１２を利用した最後のトラフィックの終了後およびトンネル処理情報ファイルの更新後、一定期間トラフィックがないと各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃが認識したなら、各ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃはトンネル処理情報ファイルを自動的に元に戻すことも可能である。このように自動で設定解除することにより、ＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃの負担が軽減する。
以上のように、この実施の形態８によれば、自己のサブネットから立ち去った移動端末を送信先とするＩＰパケットの送信の必要性がなければ、ＨＡサーバ５０はＩＰトンネル設定情報を配信することはない。従って、ＨＡサーバ５０からＩＰトンネルルータ１０ａ〜１０ｃに送信する制御メッセージの数を全体として削減できるなどの効果が得られる。
また、ＨＡサーバ５０自身がＩＰトンネル機能を持ち、ユーザトラフィックをハンドリング可能であるので、自己のサブネットから立ち去った移動端末を送信先とするＩＰパケットを捕捉しても、このＩＰパケットを損失することなく転送することができる。
実施の形態９．
実施の形態８に係る移動体ネットワークに、実施の形態６および実施の形態７の少なくとも一方を組み合わせることも可能である。
具体的には、仮想ＨＡ８のＨＡサーバ５０は、移動端末（例えば移動端末３）から位置登録メッセージを受信するたびに、その移動端末の通信相手となる端末が存在しうるサブネット候補およびその移動端末に提供されうる通信サービスを判断する。これらの判断は、移動端末３が位置登録メッセージに設定する情報から行ってもよい。あるいは、移動端末３が位置登録メッセージを送信する以前に、ＲＳＶＰやＳＩＰなどの手順を使用して、移動端末３とＨＡサーバ５０とがネゴシェーションするときに得られたセッション情報に基づいてサブネット候補を判断してもよい。
そして、ＨＡサーバ５０はサブネット候補の中からその移動端末に提供されうる通信サービスを提供できるサブネット候補を選択し、サブネット候補に応じてＩＰトンネルルータ（例えばＩＰトンネルルータ１０ａ，１０ｃのみ）を選択する。
この後、ＨＡサーバ５０は、移動端末３を送信先とするＣＮ７からの最初のＩＰパケットを捕捉すると、実施の形態８と同様に、このＩＰパケットをハンドリングするとともに、選択されたＩＰトンネルルータ（つまり移動端末３が利用しうるＩＰトンネルルータ）のみにＩＰトンネル設定情報を送信する（第１５図参照）。
以上のように、この実施の形態９によれば、実施の形態８の効果に加えて、移動端末が利用しうるＩＰトンネルルータのみにＩＰトンネル設定情報を送信するので、ＨＡサーバ５０からＩＰトンネルルータへ送信される制御メッセージの全体の数が削減されるなどの効果が得られる。
この実施の形態９をさらに次に述べるように改良してもよい。他のサブネットに移動した移動端末３を送信先として予定外のサブネットワークから選択されなかったＩＰトンネルルータにＩＰパケットが受信される場合がありうる。このようなＩＰパケットは、やはりＨＡサーバ５０に転送される。このＩＰパケットを捕捉した場合には、ＨＡサーバ５０は、実施の形態８と同様に、このＩＰパケットをハンドリングするとともに、選択されたＩＰトンネルルータだけでなく、このＩＰパケットを送信してきたＩＰトンネルルータにもＩＰトンネル設定情報を送信する。
このような改良によれば、選択されなかったＩＰトンネルルータからＩＰパケットを受信した場合にも、適切なＩＰトンネルを確立することが可能である。
実施の形態１０．
第１６図はこの発明の実施の形態１０に係る移動体ネットワークおよび複合ＩＰネットワークを示す。図において、５５は仮想ＦＡ（外部エージェント）、５５ＡはＦＡサーバ、５５ＢはＩＰトンネルルータを示す。この実施の形態では、外部エージェントの負荷の分散が図られている。仮想ＦＡ５５は、ＦＡサーバ５５ＡおよびＩＰトンネルルータ５５Ｂを備える。これらのＦＡサーバ５５ＡおよびＩＰトンネルルータ５５Ｂは、一つのゲートウエイに設けられていてよい。
次に動作について説明する。仮想ＦＡ５５が配置されたサブネット（移動体ネットワーク）に、このサブネットに加入していないが、複合無線ネットワークのいずれかのサブネット（例えばＩＰネットワーク１ａ）に加入している移動端末（例えば移動端末３）が移動したと仮定する。仮想ＦＡ５５の配下のエリアに移動したことを検出すると、移動端末３はモバイルＩＰの位置登録メッセージをＦＡサーバ５５Ａに送信する。この位置登録メッセージには、移動端末３のホームアドレスが指定されているので、ＦＡサーバ５５Ａはこのホームアドレスを持つ移動端末３が自身に対応するサブネットの配下のエリアに移動したことを認識する。
この位置登録メッセージを受け取ると、ＦＡサーバ５５Ａは、自身のサブネットで有効な識別子を移動端末３に内部処理で割り当て、この識別子を移動端末３のホームアドレスに関連づけてＩＰトンネルルータ５５Ｂに通知する。さらにＦＡサーバ５５Ａは、別のタイプの位置登録メッセージ（第２の位置登録メッセージ）をＨＡサーバ９に送信する。この第２の位置登録メッセージは、移動端末３のホームアドレスとＩＰトンネルルータ５５Ｂを示すＩＰアドレス（気付けアドレス）を指定する。
第２の位置登録メッセージに基づいて、仮想ＨＡ８では、実施の形態１に関連して説明したのと類似の処理が行われる。但し、ＩＰトンネル設定情報は、移動端末３のホームアドレスと、ＩＰトンネルルータ５５Ｂを示すＩＰアドレス（気付けアドレス）とを指定しており、カプセル化送信先アドレスとしてはＩＰトンネルルータ５５Ｂを示す気付けアドレスが使われる。
移動端末３を送信先とするＣＮ７からのＩＰパケットは、ネットワークゲートウェイ２を介してＩＰトンネルルータ１０ｃに受信される。ＩＰトンネルルータ１０ｃは、ＩＰパケットのヘッダの送信先アドレスを参照し、カプセル化を行って、カプセル化されたＩＰパケットをＩＰトンネルルータ５５Ｂに転送する。ＩＰトンネルルータ５５Ｂは、カプセル化されたＩＰパケットを元のＩＰパケットの形式にデカプセル化し、自身のサブネットで有効な識別子を用いて移動端末３にＩＰパケットを届ける。このようにして、仮想ＦＡ５５が属するサブネットにおいては、ＦＡサーバ５５Ａを介さずに、ＩＰトンネルルータ５５Ｂが移動端末３にＩＰパケットを転送する。
移動端末３を送信元とするＣＮ７への逆方向の通信においては、通常のルーティング経路で送信する方法を採ってもよいし、リバースＩＰトンネル（第６図参照）を利用してもよい。
以上のように、この実施の形態１０によれば、移動体ネットワーク自身の内部にローミングした移動端末に対して、外部エージェントサーバを介さずに、ＩＰトンネルルータがＩＰパケットを転送するので、外部エージェントサーバのトラフィックおよび負荷が軽減する。従って、ボトルネックポイントの発生が回避でき、従来よりも円滑な通信が実現され、複合ＩＰネットワークのスケーラビリティも改善される。
以上、この発明をその好適な様々な実施の形態を参照しながら詳細に図示して説明したが、請求の範囲に記載されたこの発明の趣旨および区域内で、形式および細部に関する様々な変更が可能であることは当業者であれば理解できることだろう。かかる変更、代替、修正もクレームの範囲に含まれるものであると出願人は意図する。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明によれば、一つの装置への負荷の集中を回避できる移動体ネットワークを得ることができるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施の形態１における移動体ネットワークの構成を示す概略図である。
第２図は、この発明の実施の形態１におけるユーザＩＰパケットの流れ（ユーザプレーンデータの流れ）を示す概略図である。
第３図は、この発明の実施の形態１における各種ノード間の制御シーケンスを示す制御フロー図である。
第４図は、この発明の実施の形態１におけるＩＰトンネルルータに設定されるトンネル処理情報ファイルを視覚化して示す図表である。
第５図は、この発明の実施の形態１におけるＩＰトンネルルータがＩＰパケットを受信した時の動作を示すフローチャートである。
第６図は、この発明の実施の形態２に係るリバーストンネリングを適用したときのユーザＩＰパケットの流れを示す概略図である。
第７図は、この発明の実施の形態２におけるＩＰトンネルルータに設定されるトンネル処理情報ファイルの内容の一部を視覚化して示す図表である。
第８図は、この発明の実施の形態２におけるＩＰトンネルルータがＩＰパケットを受信した時の動作を示すフローチャートである。
第９図は、この発明の実施の形態３における移動体ネットワークの構成を示す概略図である。
第１０図は、この発明の実施の形態４における移動体ネットワークの構成を示す概略図である。
第１１図は、この発明の実施の形態４における各種ノード間の制御シーケンスを示す制御フロー図である。
第１２図は、この発明の実施の形態５における移動体ネットワークの構成を示す概略図である。
第１３図は、この発明の実施の形態５における各種ノード間の制御シーケンスを示す制御フロー図である。
第１４図は、この発明の実施の形態８における移動体ネットワークの構成を示す概略図である。
第１５図は、この発明の実施の形態８における各種ノード間の制御シーケンスを示す制御フロー図である。
第１６図は、この発明の実施の形態１０における移動体ネットワークの構成を示す概略図である。
第１７図は、従来のモバイルＩＰネットワークの動作を示す図である。
【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７】
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【図５】
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【図６】
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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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【国際調査報告】
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