(57)【要約】【課題】モビリティアンカポイント（ＭＡＰ）の配下に複数のモバイルルータが連なったネスト状態において、モバイルルータの配下に存在するモバイルノードが送受信を行うパケットを転送する際に必要となるカプセル化の回数を減少させる。【解決手段】ＭＡＰ１２０は、配下のノードのＲＣｏＡ及びＬＣｏＡの対応情報などを管理するとともに、配下のモバイルルータのプレフィックス（ＭＲ１４０のモバイルネットワーク１０４のプレフィックスや、ＭＲ１４２のモバイルネットワーク１０６のプレフィックス）を把握する。そして、例えば、モバイルネットワーク１０６のプレフィックスやＭＮ１５０のＲＣｏＡ及びＬＣｏＡの対応情報などを、ＭＲ１４０に通知する。これにより、ＭＲ１４０は、ＭＡＰ１２０からＭＮ１５０に転送されるパケットの次の転送先を把握することが可能となり、複数のカプセル化が行われることなく、ＭＮ１５０に到達可能となる。【選択図】図１
2008543120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配下のネットワーク内における通信ノードの位置を特定する局所的なアドレスと、前記通信ノードが外部のネットワークとの通信を行う際に利用される大局的なアドレスとが関連付けられたアドレス対応情報を保持し、階層的なネットワークの管理を行うモビリティアンカポイントと、モバイルネットワークを配下に有するモバイルルータと、前記モバイルネットワークに接続しており、前記モバイルネットワーク内で通知されているプレフィックスに基づいて構成されるアドレスを使用して通信を行うモバイルノードとを有する通信システムにおいて、前記モビリティアンカポイントの管理下に前記モバイルルータが接続されており、前記モビリティアンカポイントが、前記モバイルルータ及び前記モバイルノードに係る前記アドレス対応情報を保持している状態におけるパケット転送制御方法であって、
前記モビリティアンカポイントが、前記モバイルノードの前記アドレス対応情報及び前記モバイルネットワークのプレフィックスを、前記モバイルノードとの間の経路上に存在するモバイルルータに対して通知するステップを有するパケット転送制御方法。
【請求項２】
前記モビリティアンカポイントが、前記モバイルネットワークのプレフィックスとして使用可能なプレフィックスを前記モバイルルータに委譲するプレフィックス委譲ステップと、
前記モビリティアンカポイントが、委譲した前記プレフィックスを前記モバイルルータとの間の経路上に存在するモバイルルータに対して通知するステップとを有する請求項１に記載のパケット転送制御方法。
【請求項３】
前記モバイルノードと前記モビリティアンカポイントとの間の経路上に存在する前記モバイルルータは、前記モビリティアンカポイントによって伝播された、自身より下位に存在する前記モバイルノードの前記アドレス対応情報及び前記モバイルネットワークのプレフィックスを保持するアドレス／プレフィックス格納ステップを有する請求項１又は２に記載のパケット転送制御方法。
【請求項４】
前記モビリティアンカポイントは、前記モバイルノードにパケットを転送する際、前記モバイルノードとの間の経路上に存在する最上位のモバイルルータの前記局所的なアドレスに前記パケットをトンネルする第１パケット転送ステップと、
前記モバイルノードと前記モビリティアンカポイントとの間の経路上に存在する前記モバイルルータは、前記パケットを受信した場合に、自身が保持している前記モバイルノードの前記アドレス対応情報及び前記モバイルネットワークのプレフィックスを参照して、次のホップに位置するモバイルルータを特定し、特定された前記モバイルルータの前記局所的なアドレスに前記パケットのあて先を変更した後、前記パケットを転送する第２パケット転送ステップとを、
有する請求項３に記載のパケット転送制御方法。
【請求項５】
前記パケットの転送の際、前記パケットの最終的な受信者が前記モバイルノードであることを示すために、前記モバイルノードのアドレスが前記パケットに挿入される請求項４に記載のパケット転送制御方法。
【請求項６】
前記モバイルノードは、前記モビリティアンカポイントに向けてパケットを送信する際、前記モビリティアンカポイントとの間の経路上に存在する最下位のモバイルルータに前記パケットをトンネルするパケット送信ステップと、
前記モバイルノードと前記モビリティアンカポイントとの間の経路上に存在する前記モバイルルータは、前記パケットを受信した場合に、自身が保持している前記モバイルノードの前記アドレス対応情報及び前記モバイルネットワークのプレフィックスを参照して、次のホップに位置するモバイルルータを特定し、特定された前記モバイルルータの前記局所的なアドレスに前記パケットのあて先を変更した後、前記パケットを転送するパケット転送ステップとを、
有する請求項３に記載のパケット転送制御方法。
【請求項７】
階層的なネットワークの管理を行うモビリティアンカポイントが有するパケット転送制御装置であって、
配下のネットワーク内における通信ノードの位置を特定する局所的なアドレスと、前記通信ノードが外部のネットワークとの通信を行う際に利用される大局的なアドレスとが関連付けられたアドレス対応情報を保持する登録テーブル格納手段と、
前記登録テーブル格納手段に前記アドレス対応情報が登録されているモバイルルータの配下に存在するモバイルネットワークのプレフィックスを保持するプレフィックス格納手段と、
前記登録テーブル格納手段に前記アドレス対応情報が登録されている前記モバイルノードの前記アドレス対応情報及び前記モバイルネットワークのプレフィックスを、前記モバイルノードとの間の経路上に存在するモバイルルータに対して通知するアドレス／プレフィックス通知手段とを、
有するパケット転送制御装置。
【請求項８】
モバイルネットワークを配下に有するモバイルルータのパケット転送制御装置であって、
配下のネットワーク内における通信ノードの位置を特定する局所的なアドレスと、前記通信ノードが外部のネットワークとの通信を行う際に利用される大局的なアドレスとが関連付けられたアドレス対応情報を管理するモビリティアンカポイントから、自身より下位に存在するモバイルノードの前記アドレス対応情報及び自身より下位に存在するモバイルルータのモバイルネットワークのプレフィックスの通知を受けるアドレス／プレフィックス受信手段と、
前記アドレス／プレフィックス受信手段によって受信した前記アドレス対応情報及びプレフィックスを格納するアドレス／プレフィックス格納手段とを、
有するパケット転送制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークなどのパケット交換型データ通信ネットワークにおけるパケット転送制御方法及びパケット転送制御装置に関し、特に、モバイルＩＰ及びＨＭＩＰ（Hierarchical Mobile IP）を使用するノードによって送受信されるパケットを転送するためのパケット転送制御方法及びパケット転送制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多数のデバイスが、ＩＰネットワークを使用して、相互に通信を行っている。モバイル機器にモビリティサポートを提供するために、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）では、ＩＰｖ６（Internet Protocol version 6）におけるモビリティサポートの拡張が進められている（下記の非特許文献１参照）。モバイルＩＰでは、各モバイルノードは、永続的なホームドメインを持っている。モバイルノードが、自身のホームネットワークに接続している場合、モバイルノードには、ホームアドレス（ＨｏＡ：Home Address）としてプライマリグローバルアドレスが割り当てられる。
【０００３】
一方、モバイルノードがホームネットワークから離れている場合、すなわち、他のフォーリンネットワークに接続している場合には、通常、モバイルノードには、気付アドレス（ＣｏＡ：Care-of Address）として一時的なグローバルアドレスが割り当てられる。モビリティサポートの考えは、モバイルノードが他のフォーリンネットワークに接続している場合でも、自身のホームアドレスで、そのモバイルノードまで到達可能となるようにするものである。
【０００４】
このような考えは、非特許文献１において、ホームエージェント（ＨＡ：Home Agent）として知られるエンティティを、ホームネットワークに導入することによって実践されている。モバイルノードは、バインディングアップデート（ＢＵ：Binding Update）メッセージを使用して、ホームエージェントへの気付アドレスの登録を行う。これにより、ホームエージェントは、モバイルノードのホームアドレスと気付アドレスとの間のバインディングを生成することが可能となる。ホームエージェントは、モバイルノードのホームアドレスに向けられたメッセージを受信（intercept）し、パケットのカプセル化（あるパケットを新たなパケットのペイロードとすることであり、パケットトンネリングとしても知られている）を用いて、そのパケットをモバイルノードの気付アドレスに転送する機能を担っている。
【０００５】
モバイルＩＰによって、他の静的なＩＰのアドレス構成におけるモビリティサポートも可能となるが、そこには不完全な点も存在している。この不完全な点の１つが、モバイル機器がインターネットへの接続ポイントを変える際には、常にホームエージェントやコレスポンデントノードに対してバインディングアップデートを送信する必要がある点である。乗り物上のモバイル機器などのような高い移動度（モビリティ）を有するノードに関しては、モバイルノードがバインディングアップデートを送信する必要が生じる頻度は、非常に高くなる。
【０００６】
この理由から、ＩＥＴＦでは現在、階層的なモバイルＩＰｖ６モビリティ管理プロトコル（ＨＭＩＰ：Hierarchical Mobile IPv6 Mobility Management Protocol、非特許文献２参照）の開発が進められている。ＨＭＩＰの概念は、下記の特許文献１に含まれる内容に非常によく似ている。ここでは、モビリティアンカポイント（ＭＡＰ：Mobility Anchor Point）として知られるエンティティが定義されている。このＭＡＰはアクセスネットワークの比較的大きなセグメントを取り扱い、ＭＡＰによって管理されるアクセスネットワークのセグメント内で移動するモバイルノードは、同一の気付アドレスを使用することができるようになる。この方法では、モバイルノードが現在の接続ポイントにおいて、ローカル気付アドレス（ＬＣｏＡ：Local Care-of Address）を取得し、このＬＣｏＡをＭＡＰに登録する。そして、この登録の際に、モバイルノードにはリージョナル気付アドレス（ＲＣｏＡ：Regional Care-of Address）が割り当てられ、モバイルノードは、このＲＣｏＡを用いて、自身のホームエージェントにバインディングアップデートを送信する。したがって、モバイルノードのホームアドレスに送信されるパケットは、ホームエージェントによってカプセル化され、モバイルノードのＲＣｏＡあてに送信される。ＭＡＰは、このパケットを受信（intercept）して、モバイルノードのＬＣｏＡにトンネルする。
【０００７】
これによって、モバイルノードが自身のホームエージェントやコレスポンデントノードに対して送信する必要が生じるバインディングアップデートの回数は、大きく低減されることになる。また、モバイルノードは、同一のＭＡＰによって管理されるアクセスネットワークのセグメント内を移動する限りにおいて、そのＲＣｏＡは変えずにＬＣｏＡのみを変えるだけでよい。したがって、モバイルノードは、自身のＬＣｏＡをＭＡＰに通知するだけでよく、自身のホームエージェントやコレスポンデントノードに対してバインディングアップデートを送信する必要はない。モバイルノードは、このＭＡＰによって管理されるアクセスネットワークのセグメントから離れる場合にのみ、新たなＲＣｏＡが割り当てられる必要が生じ、この場合には、自身のホームエージェントやコレスポンデントノードに対して、バインディングアップデートの送信を行う。
【０００８】
また、下記の特許文献２には、モバイルノードやコレスポンデントノードがＭＡＰにおける障害を検出するためのメカニズムを提供することによって、ＨＭＩＰの機能を強化する技術が開示されている。特許文献２に開示されている技術によれば、ＭＡＰに障害が起こった場合に、モバイルノードは、新たなＭＡＰの配下に位置するまでの間、ＬＣｏＡを気付アドレスとして使用する方法が提供される。
【０００９】
一方、無線デバイスの台数の増加は更に加速しており、モビリティ技術において、新たな技術分野（class）が現れるであろうことが予想される。その１つが、ノードを含むネットワーク全体が、そのまま接続ポイントを変えるネットワークモビリティ（すなわち、ＮＥＭＯ）である。個々のホスト用のモビリティサポートの概念を、ノードを含むネットワーク用のモビリティサポートに拡張した場合、移動を行うネットワークに係る解決策は、モバイルネットワークがインターネットに対してどの接続ポイントで接続している場合でも、プライマリグローバルアドレスでモバイルネットワーク内のノードに到達可能とすることができる機構の提供を目的としている。
【００１０】
ＩＥＴＦでは、現在、下記の非特許文献２に記載されているように、ネットワークモビリティに対する解決策が展開されている。ここでは、モバイルルータがホームエージェントに対してＢＵを送信する際に、モバイルルータによって、モバイルネットワーク内のノードが使用しているネットワークプレフィックスが指定される。このネットワークプレフィックスは、ＢＵに挿入されるネットワークプレフィックスオプションとして知られる特別なオプションを使用して指定される。これにより、ホームエージェントは、プレフィックスに基づくルーティングテーブルを構築し、その結果、ホームエージェントは、こうしたプレフィックスを有する送信先に送信されるパケットを、モバイルルータの気付アドレスに転送することが可能となる。このモバイルルータとそのホームエージェントとの間の双方向トンネルを用いる考え方は、下記の特許文献３にも開示されている。
【００１１】
この双方向トンネルを用いた簡単なメカニズムは、ネットワークモビリティサポートを考慮しているものの、モバイルネットワークのネスティングは、コレスポンデントノードから入れ子状態のモバイルネットワーク内のノードまでの長く曲折した経路を引き起こすことになる。これは最も奥深い可動のネットワークにおけるノードに送られたパケットが、各レベルのネスティング（すなわち、別のモバイルルータによって管理されるモバイルネットワークに接続しているモバイルルータ）に関して、最外のモバイルネットワーク内のノードに送信されるパケットは、追加されたトンネルを通る必要があるからである。トンネルのエンドポイントはモバイルルータのホームエージェントなので、トンネルのエンドポイントは、インターネット全体にわたって分散している可能性があり、その結果、パケットは、長く曲折した経路を通ることになってしまう。
【００１２】
この問題を解決するため、下記の非特許文献４で提案されている別の解決方法では、モバイルネットワークが入れ子状態（すなわち、別のモバイルネットワークに接続されたモバイルネットワーク）になった場合に、多数のレベルでのカプセル化を避けるためにリバースルーティングヘッダを使用する。ここでは、下流のモバイルルータは、自身のホームエージェントへのトンネルパケットにリバースルーティングヘッダをセットする。そして、上流のモバイルルータがこのトンネルパケットを途中で受信（intercept）すると、上流の複数のモバイルルータのそれぞれは、このパケットに関して、別のＩＰ−ｉｎ−ＩＰトンネルへのカプセル化を行わず、その代わりに、上流のモバイルルータは、そのパケットの送信元アドレスをリバースルーティングヘッダにコピーして、送信元アドレスとして、自身の気付アドレスを設定する。このようにして、最初のモバイルルータのホームエージェントは、パケットを受信した場合に、最初のモバイルルータと自身との間の経路上に存在する複数のモバイルルータの連なりを把握することが可能となる。また、ホームエージェントは、受信パケット（intercepted packet）を最初のモバイルルータに転送しようとする場合には、この受信パケットに拡張タイプ２のルーティングヘッダを含ませることによって、パケットは、他の上流のモバイルルータを経由して直接最初のモバイルルータに送信されるようにすることが可能である。
【００１３】
また、ネスティングのみがネットワークモビリティサポートに関する問題というわけではない。モバイルＩＰのように、ネットワークが高速で移動している場合に頻繁にバインディングアップデートを行うという問題をネットワークモビリティは抱えている。また、どのようにしてＨＭＩＰをネットワークモビリティサポートの解決方法と統合できるかに関しては明らかにはなっていない。１つの明白な解決方法としては、モバイルルータが、自身のＬＣｏＡをＭＡＰに登録し、ＭＡＰからＲＣｏＡを取得し、このＲＣｏＡを気付アドレスとして使用して、自身のホームエージェントにバインディングアップデートを送信するものである。しかしながら、モバイルネットワークのネスティングを考慮した場合、これによって、長く曲折したルーティングが起きる可能性がある。
【００１４】
この具体例として、図１に示されるネットワーク構成を考える。ここで、モバイルルータＭＲ１４２は、別のモバイルルータＭＲ１４０によって管理されているモバイルネットワーク１０４に接続されている。また、モバイルルータＭＲ１４０は、ＭＡＰ１２０によって管理されるアクセスネットワーク１０２に属するアクセスルータＡＲ１３０に接続されている。また、モバイルルータＭＲ１４２は、モバイルネットワーク１０６を管理している（モバイルネットワーク１０６には、１つのモバイルネットワークノードＭＮ１５０が図示されている）。また、ホームエージェントＨＡ１１０は、モバイルルータＭＲ１４０のホームエージェントであり、ホームエージェントＨＡ１１２は、モバイルルータ１４２のホームエージェントであり、ホームエージェント１１４は、モバイルノードＭＮ１５０のホームエージェントである。また、ネットワーク１００は、例えばグローバルなインターネットである。ＭＲ１４０、１４２、モバイルノードＭＮ１５０はすべて、ＭＡＰ１２０への登録を行って、ＨＭＩＰを使用する。
【００１５】
ここで、ＣＮ１６０がＭＮ１５０に対してパケットを送信する場合について考える。図２には、パケットがＭＮ１５０に到達するまでの経路が図示されている。まず、ＣＮ１６０から送信されたＭＮ１５０のホームアドレスをあて先とするパケットは、ＭＮ１５０のホームエージェントＨＡ１１４に向かう経路２１０を通る。そして、ＨＡ１１４は、パケットをＭＮ１５０のＲＣｏＡに転送する。これにより、ＭＡＰ１２０への経路２１２が取られる。ＭＡＰ１２０は、パケットを受信（intercept）して、ＭＮ１５０のＬＣｏＡにトンネルする。しかしながら、ＭＮ１５０のＬＣｏＡはモバイルネットワーク１０６のプレフィックスによって構成されており、パケットは、モバイルルータＭＲ１４２のホームエージェントＨＡ１１２に向かう経路２１４を取る。そして、ＨＡ１１２はＭＲ１４２のＲＣｏＡにパケットを転送し、パケットはＭＡＰ１２０に戻る経路２１６を取る。
【００１６】
ＭＡＰ１２０は、このパケットをＭＲ１４２のＬＣｏＡにトンネルする。一方、ＭＲ１４２のＬＣｏＡはモバイルネットワーク１０４のプレフィックスによって構成されており、パケットは、モバイルルータＭＲ１４０のホームエージェントＨＡ１１０に向かう経路２１８を取る。そして、ＨＡ１１０はＭＲ１４０のＲＣｏＡにパケットを転送し、パケットは、ＭＡＰ１２０に向かう経路２２０を取る。ＭＡＰ１２０は、このパケットを経路２２２を通じてＭＲ１４０のＬＣｏＡにトンネルする。ＭＲ１４０は、このパケットをデカプセル化して、ＭＲ１４２に送信する。そして最後に、ＭＲ１４２が、このパケットをデカプセル化してＭＮ１５０に転送する。
【００１７】
上述の説明から、ＨＭＩＰとネットワークモビリティサポートとを単に組み合わせただけの場合における問題が把握できる。入れ子状態のモバイルネットワーク内のモバイルノードをあて先とするパケットは、長く冗長な経路をたどることになり、ＭＡＰを複数回通過することになる。これは、ネットワークリソースを無駄に消費するだけではなく、大きなパケット遅延を引き起こすことになり、例えば、広く普及しつつあるＶｏＩＰや他のマルチメディアセッションなどのリアルタイムのアプリケーションでは、とても容認されるものではない。
【００１８】
また、ネットワークモビリティサポートにおけるバインディングアップデートによってプレフィックス情報を送信するという概念をＨＭＩＰに拡張することが可能かもしれない。また、モバイルルータがＭＡＰに登録を行う際に、ＭＡＰがモバイルルータにプレフィックスを委譲（delegate）することも可能である。この委譲されるプレフィックスは、モバイルルータによって管理されるモバイルネットワークで使用可能なものであり、モバイルネットワークに接続されているモバイルノードは、委譲されたプレフィックスからＬＣｏＡを構成することが可能である。
【００１９】
どちらの場合においても、ＭＡＰは、モバイルルータがＭＡＰに登録を行う際に、モバイルルータによって取り扱われるプレフィックスを把握している。したがって、ＭＡＰは、モバイルノードのＲＣｏＡをあて先とするパケットを受信した場合に、プレフィックステーブルをチェックして、モバイルノードがモバイルネットワークのプレフィックスを有するＬＣｏＡを持っていることを把握し、パケットをモバイルノードのＬＣｏＡに直接トンネルする代わりに、モバイルルータにトンネルする。これを行うことによって、図２に図示されているルーティングの経路は、余分な経路２１４、２１６、２１８、２２０が取り除かれて、非常に短縮されるようになる。
【特許文献１】Malki, K., Soliman, H., "Hierarchical Mobility Management For Wireless Networks", US Patent Application No 2001/0046223A1, Nov 2001.
【特許文献２】Venkitaraman, N., "Method and Apparatus for Robust Local Mobility Management in a Mobile Network", US Patent Application No 2003/0185196A1, Oct 2003.
【特許文献３】Leung, K. K., "Mobile IP mobile router", US Patent 6,636,498, Oct 2003.
【非特許文献１】Johnson, D. B., Perkins, C. E., and Arkko, J., "Mobility Support in IPv6", Internet Engineering Task Force (IETF) Request For Comments (RFC) 3775, June 2004.
【非特許文献２】Soliman, H., et. al., "Hierarchical Mobile IPv6 Mobility Management (HMIPv6)", IETF Internet Draft: draft-ietf-mipshop-hmipv6-04.txt, Work-in-progress, December 2004.
【非特許文献３】Devarapalli, V., et. al., "NEMO Basic Support Protocol", IETF RFC 3963, January 2005.
【非特許文献４】Thubert, P., and Molteni, M., "IPv6 Reverse Routing Header and Its Application to Mobile Networks", Internet Draft: draft-thubert-nemo-reverse-routing-header-04.txt, Work In Progress, Feb 2004.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、プレフィックス情報を使用することによって、長く曲折したルーティングに関する問題は排除することが可能となるが、すべての問題が解決されるわけではない。依然として、ＭＡＰは、モバイルルータに送るパケットをカプセル化する必要がある。この問題の例として、図２に図示される上述の例を参照しながら説明する。ＭＡＰ１２０は不要な経路２１４、２１６、２１８、２２０を取り除くためにプレフィックス情報を使用するが、依然として、ＭＡＰ１２０は、最初にＭＮ１５０のＬＣｏＡにパケットをトンネルし、次にＭＲ１４２のＬＣｏＡにパケットをトンネルし、最後にＭＲ１４０のＬＣｏＡにパケットをトンネルする必要がある。すなわち、ＨＡ１１４によって元々カプセル化されていたものも含めて、パケットは４回カプセル化されることになる。
【００２１】
また、図３には、この具体例が図示されている。ここでは、ＣＮ１６０からＭＮ１５０までの経路３１０が、ＨＡ１１４からＭＮ１５０までのトンネル３２０、ＭＡＰ１２０からＭＮ１５０までのトンネル３３０、ＭＡＰ１２０からＭＲ１４２までのトンネル３４０、ＭＡＰ１２０からＭＲ１４０までのトンネル３５０を通る必要があることが分かる。
【００２２】
このように、追加される各レベルのカプセル化において、パケットにはヘッダがオーバヘッドとなるので、これによって、カプセル化／デカプセル化を行う各ノードにおいて、かなりの処理遅延が生じることになるという問題がある。また、このパケットは、途中でパケットの断片化が行われる可能性が高くなってしまうという問題がある。さらに、データの伝送に関し、オーバヘッドの増大によって、データ伝送効率の低下を招いてしまうという問題もある。
【００２３】
上記の課題に鑑み、本発明は、ＭＡＰの配下に複数のモバイルルータが連なったネスト状態において、モバイルルータの配下に存在するモバイルノードが送受信を行うパケットを転送する際に必要となるカプセル化の回数を減少させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の目的を達成するため、本発明のパケット転送制御方法は、配下のネットワーク内における通信ノードの位置を特定する局所的なアドレスと、前記通信ノードが外部のネットワークとの通信を行う際に利用される大局的なアドレスとが関連付けられたアドレス対応情報を保持し、階層的なネットワークの管理を行うモビリティアンカポイントと、モバイルネットワークを配下に有するモバイルルータと、前記モバイルネットワークに接続しており、前記モバイルネットワーク内で通知されているプレフィックスに基づいて構成されるアドレスを使用して通信を行うモバイルノードとを有する通信システムにおいて、前記モビリティアンカポイントの管理下に前記モバイルルータが接続されており、前記モビリティアンカポイントが、前記モバイルルータ及び前記モバイルノードに係る前記アドレス対応情報を保持している状態におけるパケット転送制御方法であって、
前記モビリティアンカポイントが、前記モバイルノードの前記アドレス対応情報及び前記モバイルネットワークのプレフィックスを、前記モバイルノードとの間の経路上に存在するモバイルルータに対して通知するステップを有する。
【００２５】
さらに、本発明のパケット転送制御方法は、上記の構成に加えて、前記モビリティアンカポイントが、前記モバイルネットワークのプレフィックスとして使用可能なプレフィックスを前記モバイルルータに委譲するプレフィックス委譲ステップと、
前記モビリティアンカポイントが、委譲した前記プレフィックスを前記モバイルルータとの間の経路上に存在するモバイルルータに対して通知するステップとを有する。
【００２６】
さらに、本発明のパケット転送制御方法は、上記の構成に加えて、前記モバイルノードと前記モビリティアンカポイントとの間の経路上に存在する前記モバイルルータは、前記モビリティアンカポイントによって伝播された、自身より下位に存在する前記モバイルノードの前記アドレス対応情報及び前記モバイルネットワークのプレフィックスを保持するアドレス／プレフィックス格納ステップを有する。
【００２７】
さらに、本発明のパケット転送制御方法は、上記の構成に加えて、前記モビリティアンカポイントは、前記モバイルノードにパケットを転送する際、前記モバイルノードとの間の経路上に存在する最上位のモバイルルータの前記局所的なアドレスに前記パケットをトンネルする第１パケット転送ステップと、
前記モバイルノードと前記モビリティアンカポイントとの間の経路上に存在する前記モバイルルータは、前記パケットを受信した場合に、自身が保持している前記モバイルノードの前記アドレス対応情報及び前記モバイルネットワークのプレフィックスを参照して、次のホップに位置するモバイルルータを特定し、特定された前記モバイルルータの前記局所的なアドレスに前記パケットのあて先を変更した後、前記パケットを転送する第２パケット転送ステップとを、
有する。
【００２８】
さらに、本発明のパケット転送制御方法は、上記の構成に加えて、前記パケットの転送の際、前記パケットの最終的な受信者が前記モバイルノードであることを示すために、前記モバイルノードのアドレスが前記パケットに挿入される。
【００２９】
さらに、本発明のパケット転送制御方法は、上記の構成に加えて、前記モバイルノードは、前記モビリティアンカポイントに向けてパケットを送信する際、前記モビリティアンカポイントとの間の経路上に存在する最下位のモバイルルータに前記パケットをトンネルするパケット送信ステップと、
前記モバイルノードと前記モビリティアンカポイントとの間の経路上に存在する前記モバイルルータは、前記パケットを受信した場合に、自身が保持している前記モバイルノードの前記アドレス対応情報及び前記モバイルネットワークのプレフィックスを参照して、次のホップに位置するモバイルルータを特定し、特定された前記モバイルルータの前記局所的なアドレスに前記パケットのあて先を変更した後、前記パケットを転送するパケット転送ステップとを、
有する。
【００３０】
また、上記の目的を達成するため、本発明のパケット転送制御装置は、階層的なネットワークの管理を行うモビリティアンカポイントが有するパケット転送制御装置であって、
配下のネットワーク内における通信ノードの位置を特定する局所的なアドレスと、前記通信ノードが外部のネットワークとの通信を行う際に利用される大局的なアドレスとが関連付けられたアドレス対応情報を保持する登録テーブル格納手段と、
前記登録テーブル格納手段に前記アドレス対応情報が登録されているモバイルルータの配下に存在するモバイルネットワークのプレフィックスを保持するプレフィックス格納手段と、
前記登録テーブル格納手段に前記アドレス対応情報が登録されている前記モバイルノードの前記アドレス対応情報及び前記モバイルネットワークのプレフィックスを、前記モバイルノードとの間の経路上に存在するモバイルルータに対して通知するアドレス／プレフィックス通知手段とを、
有する。
【００３１】
また、上記の目的を達成するため、本発明のパケット転送制御装置は、モバイルネットワークを配下に有するモバイルルータのパケット転送制御装置であって、
配下のネットワーク内における通信ノードの位置を特定する局所的なアドレスと、前記通信ノードが外部のネットワークとの通信を行う際に利用される大局的なアドレスとが関連付けられたアドレス対応情報を管理するモビリティアンカポイントから、自身より下位に存在するモバイルノードの前記アドレス対応情報及び自身より下位に存在するモバイルルータのモバイルネットワークのプレフィックスの通知を受けるアドレス／プレフィックス受信手段と、
前記アドレス／プレフィックス受信手段によって受信した前記アドレス対応情報及びプレフィックスを格納するアドレス／プレフィックス格納手段とを、
有する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は、上記の構成を有しており、ＭＡＰの配下に複数のモバイルルータが連なったネスト状態において、モバイルルータの配下に存在するモバイルノードが送受信を行うパケットを転送する際に必要となるカプセル化の回数を減少させるという効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００３４】
本発明では、モバイルネットワーク内のネスト状態（nesting：入れ子状態）にあるモバイルノードに関連して、モビリティアンカポイント（ＭＡＰ）が、複数のレベルのトンネルのカプセル化を行う必要をなくすために使用される方法が開示される。基本的には、ＭＡＰが、登録された下流のモバイルルータによって管理されているモバイルネットワークのプレフィックス情報を、上流のモバイルルータに伝播させる。その結果、上流のモバイルルータは、モバイルネットワークの内部に存在してネスト状態にあるモバイルノードとＭＡＰとの間でパケットの転送を行う際に、単にパケットの送信元アドレス又はあて先アドレスの変更を行うことによって、不要なトンネルを除去したり、イングレスフィルタリングを受けないようにしたりすることが可能となる。
【００３５】
例えば、図１に示すネットワーク構成を一例として説明する。ＭＡＰ１２０は、モバイルノードＭＮ１５０のＲＣｏＡをあて先としたパケットを受信した場合、ＭＮ１５０のＬＣｏＡにトンネルするためにパケットのカプセル化を行う。しかしながら、ＭＡＰ１２０は、外部パケットの送信元アドレスに、ＭＮ１５０のＬＣｏＡの代わりにモバイルルータＭＲ１４０のＬＣｏＡを置く。このパケットを受信したＭＲ１４０は、あらかじめＭＡＰ１２０によって伝播されたモバイルネットワーク１０６のプレフィックス情報に基づいて、あて先アドレスをモバイルルータＭＲ１４２のＬＣｏＡに変更する。ＭＲ１４２は、このパケットを受信した場合に、再びパケットのあて先アドレスをＭＮ１５０のＬＣｏＡに変更する。
【００３６】
これにより、ＭＡＰ１２０は３回のパケットのトンネル化（ＭＮ１５０のＬＣｏＡに１回、ＭＲ１４２のＬＣｏＡに１回、ＭＲ１４０のＬＣｏＡに１回）を行う必要はなくなり、トンネル化を１回のみ行うだけで十分である。また、ＭＡＰ１２０に送るパケットを有するＭＮ１５０も同様に、このパケットをＭＡＰ１２０にトンネルする。ＭＲ１４２は、このトンネルパケットを受信した場合、このパケットを更にカプセル化する代わりに、単にトンネルパケットの送信元アドレスを自身のＬＣｏＡに変更する。さらに、このトンネルパケットを受信したＭＲ１４０は、送信元アドレスを自身のＬＣｏＡに変更する。これにより、ＭＮ１５０、ＭＲ１４２、ＭＲ１４０はそれぞれパケットのカプセル化を行う必要はなくなる。そして、３回のカプセル化は行われる必要はなくなり、ＭＮ１５０による１回のカプセル化で十分である。
【００３７】
上述の動作を達成するため、本発明では、ＭＡＰ及びモバイルルータに、図４及び図５にそれぞれ示されている機能アーキテクチャが提供される。ＭＡＰ１２０の機能アーキテクチャは、図４に示されるように、下位ネットワークインタフェース４１０、ルーティング部４２０、登録部４３０、登録テーブル４４０により構成されている。
【００３８】
下位ネットワークインタフェース４１０は、ＭＡＰ１２０がパケット交換型データ通信ネットワーク上の他のノードと通信を行うことができるようにするために必要なネットワーキングハードウェア、ソフトウェア、プロトコルのすべてを表す機能ブロックである。例えば、国際標準化機構（ＩＳＯ：International Standards Organization）の開放型システム間相互接続（ＯＳＩ：Open System Interconnect ）の７レイヤモデルにおいては、下位ネットワークインタフェース４１０は、物理層及びデータリンク層を包含するものである。ネットワーク１００やネットワーク１０２から受信したパケットは、パケット経路４６２やパケット経路４６４を通り、下位ネットワークインタフェース４１０によって処理される。パケットが物理アドレスによってＭＡＰ１２０をあて先とする場合には、パケットは、パケット経路４６６を通ってルーティング部４２０に渡される。
【００３９】
また、ルーティング部４２０は、インターネットワーキングレイヤのルーティングに関連するすべての処理を取り扱う。ＯＳＩモデルの下では、ルーティング部４２０は、ネットワークレイヤに関するあらゆる機能を含んでいる。ルーティング部４２０は、最終あて先に基づいて、次のホップにパケットを転送する機能を有している。正確な動作を行うために、ルーティング部４２０は、シグナル経路４７４を通じて登録テーブル４４０を参照する必要がある。これには、ＲＣｏＡのＬＣｏＡへのマッピングをチェックし、プレフィックスの検証を行う動作が含まれている。さらに、受信パケットがモバイルノードからの登録メッセージである場合には、メッセージはシグナル経路４７２を通じて登録部４３０に渡され、そこで更なる処理が行われる。
【００４０】
また、登録部４３０は、モバイルノードの登録に関する情報を保持する機能を有している。モバイルノードが登録を行った場合に、登録部４３０は、ＲＣｏＡとＬＣｏＡとのマッピングを生成し、シグナル経路４７６を通じて登録テーブル４４０にそのマッピングを格納する。また、さらに、モバイルノードがモバイルルータの場合には、登録部４３０はモバイルルータに接続されているモバイルネットワークのプレフィックス情報を登録テーブル４４０に格納する。
【００４１】
また、登録テーブル４４０は、モバイルノードからの登録に関する情報を格納する。ここでは、ＲＣｏＡとＬＣｏＡとのマッピングの処理が行われる。また、登録ノードがモバイルルータの場合には、モバイルルータによって管理されるモバイルネットワークのプレフィックス情報もマッピングされる。このような登録のほとんどには、通常、有効期間（一般にライフタイムとして知られている）が設定される。したがって、登録テーブル４４０には、格納される情報を最新の状態に保つために、このような時間情報も格納される。登録テーブル４４０の詳細に関しては、後述する。
【００４２】
また、モバイルルータＭＲ１４０又はＭＲ１４２の機能アーキテクチャは、図５に示されるように、下位ネットワークインタフェース５１０、ルーティング部５２０により構成されている。なお、本発明では、モバイルルータＭＲ１４０又はＭＲ１４２によって提供されるルーティング機能のみを対象としているので、アプリケーション機能は図示しない。また、当業者であれば、本発明に影響を与えずに、アプリケーション機能を容易に追加できることは明らかである。
【００４３】
下位ネットワークインタフェース５１０は、ＭＲ１４０又はＭＲ１４２がパケット交換型データ通信ネットワーク上の他のノードと通信を行うことができるようにするために必要なネットワーキングハードウェア、ソフトウェア、プロトコルのすべてを表す機能ブロックである。例えば、ＩＳＯ−ＯＳＩの７レイヤモデルにおいては、下位ネットワークインタフェース５１０は、物理層及びデータリンク層を包含するものである。ネットワーク１００やアクセスネットワーク１０２、モバイルネットワーク１０４、１０６から受信したパケットは、パケット経路５６２を通り、下位ネットワークインタフェース５１０によって処理される。パケットが物理アドレスによってＭＲ１４０又はＭＲ１４２をあて先とする場合には、パケットは、パケット経路５６６を通ってルーティング部５２０に渡される。
【００４４】
また、ルーティング部５２０は、インターネットワーキングレイヤのルーティングに関連するすべての処理を取り扱う。ＯＳＩモデルの下では、ルーティング部５２０は、ネットワークレイヤに関するあらゆる機能を含んでいる。ルーティング部５２０は、最終あて先に基づいて、次のホップにパケットを転送する機能を有している。正確な動作を行うために、ルーティング部５２０には、２つの追加モジュール（トンネルモジュール５３０及びＨＭＩＰモジュール５４０）が与えられている。
【００４５】
トンネルモジュール５３０は、モバイルルータのホームエージェントへのパケットに必要なカプセル化の処理を行うとともに、モバイルルータのホームエージェントからのパケットに必要なパケットのデカプセル化の処理を行う。また、ＨＭＩＰモジュール５４０は、ＭＡＰへの登録や、ＭＡＰによって伝播されたプレフィックス情報の維持を行う。ＭＡＰによって伝播されたプレフィックス情報は、プレフィックス情報テーブル５５０に格納される。プレフィックス情報テーブル５５０には、下流のモバイルノードのＲＣｏＡ及びＬＣｏＡが格納され、また、下流のモバイルルータに関しては、そのモバイルルータによって管理されるモバイルネットワークのプレフィックス情報も格納される。このような情報のほとんどには、通常、有効期間（一般にライフタイムとして知られている）が設定される。したがって、プレフィックス情報テーブル５５０には、格納される情報を最新の状態に保つために、このような時間情報も格納される。
【００４６】
また、図６には、登録テーブル４４０及びプレフィックス情報テーブル５５０に格納される内容が示されている。これらの２つのテーブルに格納される内容は、本質的に同一である。テーブルの各列は、モバイルノードに関する情報を含むエントリに対応している。
【００４７】
ＲＣｏＡフィールド６１０には、モバイルノードのリージョナル気付アドレスが含まれており、ＬＣｏＡフィールド６２０には、モバイルノードのローカル気付アドレスが含まれている。また、モバイルノードがモバイルルータの場合には、プレフィックスフィールド６３０には、モバイルルータによって管理されているモバイルネットワークのプレフィックス情報が含まれている。なお、モバイルノードがモバイルルータではない場合には、プレフィックスフィールド６３０は空となり、モバイルノードに関連するプレフィックスが存在しないことが示される。また、プレフィックスフィールド６３０には、完全なプレフィックス情報が含まれている。すなわち、プレフィックスのビットパターンに加えて、プレフィックスのビット数（一般にプレフィックス長として知られている）も含まれている。
【００４８】
なお、モバイルネットワークに関連するプレフィックスは様々な方法によって構成可能であるが、本発明では、モバイルネットワークに関連するプレフィックスに関しては、特に限定を行うものではない。プレフィックスを構成する方法の１つによれば、プレフィックスは、モバイルルータが自身のホームネットワークから委譲されたものである。モバイルルータがＭＡＰに登録を行う際、例えば、上記の非特許文献３に定義されているモバイルネットワークオプションを用いることによって、ＭＡＰはこのプレフィックスを把握する。また、別の方法によれば、登録の際に、プレフィックスがＭＡＰからモバイルルータに委譲される。これは、モバイルルータが自身のＲＣｏＡ及びＬＣｏＡをＭＡＰに対して登録する際に、プレフィックスの委譲を要求する特別なオプションを挿入することを意味している。そして、ＭＡＰは、モバイルルータが使用するための委譲するプレフィックスを含む登録レスポンスで返答を行う。
【００４９】
次に、上述のＭＡＰ及びモバイルルータの機能アーキテクチャに基づいて、ＭＡＰがモバイルルータのプレフィックス情報を伝播する方法について説明する。通常、ＭＡＰ１２０がＭＮ１５０によって行われた登録リクエストへの応答を行う際に、プレフィックス情報が伝播される。ＨＭＩＰでは、モバイルノードから送信される登録リクエストは、バインディングアップデートメッセージの形式を有しており、ＭＡＰからモバイルノードに送信される登録レスポンスは、バインディングアクノレッジメントメッセージの形式を有している。プレフィックス情報を伝播するために、ＭＡＰは、登録レスポンスメッセージのパケットのヘッダに特別なオプションを挿入する。なお、以降、この特別なオプションを登録／プレフィックス情報（Registration/Prefix Information）、あるいは単にＲＰ情報と呼ぶことにする。
【００５０】
プレフィックス情報を登録レスポンスに挿入することによって、プレフィックス情報の伝播が、モバイルノードの上流に存在するモバイルルータのみに制限されるという利点がある。例えば、図１に示される構成において、モバイルルータＭＲ１４２によるＭＡＰ１２０への登録が成功した後、ＭＡＰ１２０は、登録レスポンスメッセージによって応答を行う。このメッセージには、ＭＲ１４２に関するプレフィックス情報が挿入されている。登録レスポンスメッセージはＭＲ１４０を経由するので、ＭＲ１４０は、登録レスポンスメッセージから、挿入されたプレフィックス情報を抽出することが可能である。
【００５１】
また、図７には、登録レスポンスメッセージ７００の内容が示されている。送信元アドレスフィールド７０２には、送信者（すなわち、ＭＡＰ１２０）のアドレスが含まれており、あて先アドレスフィールド７０４には、最初の中間あて先のアドレスが含まれている。また、タイプ２ルーティングヘッダ７１０には、所定の最終的な受信者が含まれている。また、ＲＰ情報７２０はパケット７００のヘッダに挿入される。タイプフィールド７２２には、このオプションがＲＰ情報オプションであることが示される。また、ＲＣｏＡフィールド７２４には、モバイルノードのＲＣｏＡが含まれており、ＬＣｏＡフィールド７２６には、モバイルノードのＬＣｏＡが含まれている。また、モバイルノードがモバイルルータである場合、プレフィックスフィールド７２８には、モバイルルータによって管理されているモバイルネットワークのプレフィックス情報が含まれる。
【００５２】
なお、上述のように、登録レスポンスメッセージ７００はバインディングアクノレッジメントメッセージであり、ヘッダ７３０にはバインディングアクノレッジメントに係る詳細な情報が含まれている。なお、パケットのすべての内容が図７に示されているわけではないが、当業者であれば、本発明の動作に関連していない他の不可欠なフィールドは理解できるので図示省略する。
【００５３】
登録レスポンスに挿入されるＲＰ情報オプションを使用して、プレフィックス情報を伝播するために、ＭＡＰ１２０の登録部４３０は、モバイルノードから受信した登録メッセージの処理を行う際、図８に示されるフローチャートに従った動作を行う。
【００５４】
図８において、ステップ８１０では、まず、受信した登録メッセージが有効であるか否かを確認するためのチェックが行われる。この処理では、ＲＣｏＡの正当性がチェックされてもよいが、必ずしもこのチェックは行われる必要はない。登録メッセージが無効なものである場合には、ステップ８２０に示されるように、モバイルノードに対して否定的な応答が返信される。
【００５５】
一方、登録メッセージが有効なものである場合には、ステップ８３０〜８９０の一連の処理が実行される。ステップ８３０において、登録メッセージで伝えられた情報によって、登録テーブル４４０がアップデートされる。また、ステップ８４０において、登録の成功を承認するための適切なレスポンスを含む登録レスポンスが準備される。そして、ステップ８５０に示されるように、モバイルノードのＬＣｏＡ及びＲＣｏＡに関する情報（適用される場合には、プレフィックス情報も）を含むＲＰ情報オプションが、登録メッセージのパケットのヘッダに挿入される。そして、ステップ８６０において、モバイルノードのＲＣｏＡによって定まる次のホップのあて先が取得される。なお、この次のホップのあて先を得るためのアルゴリズムは、図９に示されており、後で詳細に説明する。
【００５６】
次のホップのあて先を取得した後、ステップ８７０において、登録メッセージのあて先フィールドが、上記の次のホップのあて先に設定される。また、モバイルノードが登録メッセージを確実に受信できるようにするために、ステップ８８０において、モバイルノードのＲＣｏＡを有するタイプ２ルーティングヘッダが登録メッセージに挿入され、ステップ８９０において、登録メッセージが送出される。
【００５７】
また、図９には、登録されたモバイルノードにパケットを送信するために、モバイルノードのＲＣｏＡによって定められる次の中間のあて先を決定する際にＭＡＰ１２０のルーティング部４２０によって使用されるアルゴリズムが示されている。
【００５８】
図９において、まずステップ９１０で、登録テーブル４４０が参照されて、モバイルノードのＲＣｏＡに一致するＲＣｏＡフィールド６１０を有するエントリが検索される。エントリが発見されなかった場合には、ステップ９５０に進み、次のホップのあて先は、単にモバイルノードのＲＣｏＡで設定される。
【００５９】
一方、一致するエントリが発見された場合には、アルゴリズムはステップ９２０、９３０のループに入る。ステップ９２０では、一致するエントリのＬＣｏＡフィールド６２０を含むように、仮の変数（tmp）が設定される。そして、ステップ９３０では、登録テーブル４４０において、仮の変数に含まれるアドレスが、プレフィックスフィールド６３０に記載されているプレフィックスに対応するようなプレフィックスフィールド６３０を有するエントリが検索される。このようなエントリが発見された場合には、アルゴリズムはステップ９２０に戻り、一方、このようなエントリが発見されなかった場合には、ループを出て、ステップ９４０に示されているように、次のホップのあて先は、仮の変数として格納されているアドレスによって与えられる。
【００６０】
次に、パケットを転送する際にＭＡＰ１２０が使用する好適なアルゴリズムについて説明する。ここでは、ＭＡＰ１２０が、登録されたモバイルノードのＲＣｏＡをあて先とするパケットを、モバイルノードのＬＣｏＡに転送する場合について説明する。図１０には、上記のパケットを転送する際のルーティング部４２０で使用されるアルゴリズムが示されている。まず、ステップ１０１０において、登録テーブル４４０が参照されて、受信パケットのあて先アドレスに一致するＲＣｏＡフィールド６１０を有するエントリが検索される。一致するエントリが発見されなかった場合には、ステップ１０２０に示されるように、パケットは通常通り発送される。
【００６１】
一方、一致するエントリが発見された場合には、ステップ１０３０からステップ１０６０の一連の処理に進む。この一連の処理では、モバイルノードのＬＣｏＡに転送するために受信パケットのカプセル化が行われる。ステップ１０３０において、モバイルノードのＲＣｏＡ（すなわち、受信パケットのあて先アドレス）から定められる次のホップのあて先が取得される。次に、ステップ１０４０に示されるように、受信パケットは外部パケットでカプセル化される。なお、外部パケットのあて先アドレスには、ステップ１０３０で得られた次のホップのあて先が設定される。そして、ステップ１０５０において、モバイルノードのＲＣｏＡを含むタイプ２ルーティングヘッダが外部パケットに挿入される。なお、このタイプ２ルーティングヘッダは、どのノードが所定の最終的な受信者であるかを、このパケットを転送するノードに通知するために用いられる。そして、ステップ１０６０に示されるように、パケットが送出される。
【００６２】
以上により、本発明の好適な実施の形態におけるＭＡＰ１２０の機能が十分に説明されたが、当業者であれば、上述の説明が決して完全ではないことは明らかである。ここでは、本発明に関連して、従来のモビリティアンカポイントがどのように拡張され得るかについてのみ説明を行うものであり、他の動作や構成は、従来の技術（例えば、従来のモビリティアンカポイント）に記載されるものに従う。
【００６３】
上述では、ＭＡＰ１２０の動作について説明を行ったが、続いて、モバイルルータＭＲ１４０、１４２について説明する。図１１には、上流のネットワークからパケットを受信した場合のモバイルルータの処理方法が示されており、図１２には、下流のネットワークからパケットを受信した場合のモバイルルータの処理方法が示されている。
【００６４】
なお、上流のネットワークは、モバイルルータが接続を行うネットワークを指している。例えば、図１を参照した場合には、ＭＲ１４０の上流のネットワークはアクセスネットワーク１０２になり、ＭＲ１４２の上流のネットワークはモバイルネットワーク１０４になる。なお、当業者には、上流のネットワークは、イグレスネットワークとして知られている。
【００６５】
また、逆に、下流のネットワークは、モバイルルータがデフォルトルータとして機能するネットワークを指している。例えば、図１を参照した場合には、ＭＲ１４０の下流のネットワークはモバイルネットワーク１０４になり、ＭＲ１４２の下流のネットワークはモバイルネットワーク１０６になる。なお、当業者には、下流のネットワークは、イングレスネットワークとして知られている。
【００６６】
図１１において、モバイルルータＭＲ１４０又はＭＲ１４２のルーティング部５２０が上流のネットワークからパケットを受信した場合、まず、ステップ１１１０に示されるように、受信パケットの送信元アドレスがＭＡＰのアドレスであるか否かのチェックが行われる。送信元アドレスがＭＡＰのアドレスではない場合には、ステップ１１８０に進み、パケットは、ＩＰｖ６又はＮＥＭＯベーシックサポートに従って発送される。
【００６７】
一方、パケットがＭＡＰから送信されたものである場合には、ステップ１１２０に進む。このステップ１１２０では、受信パケットに関して、パケットのヘッダにＲＰ情報オプションが存在しているか否かを確認するためのチェックが行われる。ＲＰ情報オプションが存在する場合には、ステップ１１３０に示されるように、ＲＰ情報オプションに格納された情報によって、プレフィックス情報テーブル５５０がアップデートされる。
【００６８】
ＲＰ情報オプションのチェックの後、次にステップ１１４０において、パケットにタイプ２ルーティングヘッダが存在するか否かのチェックが行われる。パケットにタイプ２ルーティングヘッダが存在していない場合には、ステップ１１８０に示されるように、パケットは通常の方法で発送される。一方、パケットにタイプ２ルーティングヘッダが存在している場合には、ステップ１１５０に進み、プレフィックス情報テーブル５５０が参照されて、タイプ２ルーティングヘッダに格納されているアドレスに等しいＲＣｏＡフィールド６１０に一致するエントリが検索される。
【００６９】
このとき、一致するエントリが発見されなかった場合には、ステップ１１８０に示されるように、パケットは通常の方法で発送される。一方、一致するエントリが発見された場合には、ステップ１１６０及びステップ１１７０のループに進み、受信パケットのあて先アドレスをその次の中間アドレスに変更する処理が行われる。
【００７０】
ステップ１１６０では、まず、受信パケットのあて先アドレスが、プレフィックス情報テーブル５５０内で発見された一致するエントリのＬＣｏＡフィールド６２０に設定される。さらに、ステップ１１７０において、プレフィックス情報テーブルが参照されて、受信パケットの現在のあて先アドレスがプレフィックスフィールド６３０に記載されているプレフィックスに対応するようなプレフィックスフィールド６３０に一致するエントリが検索される。このような一致するエントリが発見された場合には、アルゴリズムは再びステップ１１６０に戻り、このような一致するエントリが発見されなかった場合には、アルゴリズムはループを出て、ステップ１１９０に示されているように、パケットは転送される。
【００７１】
また、図１２において、モバイルルータＭＲ１４０又はＭＲ１４２のルーティング部５２０は、下流のネットワークからパケットを受けた場合に、ステップ１２１０に示されるように、まず、受信パケットのあて先アドレスがＭＡＰのアドレスであるか否かのチェックを行う。あて先アドレスがＭＡＰのアドレスではない場合には、ステップ１２２０に進み、ＮＥＭＯベーシックサポートで要請されているように、モバイルルータのホームエージェントにパケットをトンネルする。
【００７２】
一方、あて先アドレスがＭＡＰのアドレスの場合には、ステップ１２３０に進む。ここでは、プレフィックス情報テーブル５５０が参照されて、受信パケットの送信元アドレスに等しいＬＣｏＡフィールド６２０を有するエントリが検索される。このようなエントリが発見された場合には、ステップ１２６０に示されるように、パケットの送信元アドレスはモバイルルータのＬＣｏＡに変更され、パケットは上流に送られる。一方、このようなエントリが発見されなかった場合には、ステップ１２４０に進み、プレフィックス情報テーブル５５０が参照されて、受信パケットの送信元アドレスがプレフィックスフィールド６３０に記載されているプレフィックスに対応するようなプレフィックスフィールド６３０に一致するエントリが検索される。
【００７３】
このようなエントリが発見された場合には、ステップ１２６０に示されるように、パケットの送信元アドレスはモバイルルータのＬＣｏＡに変更され、パケットは上流に送られる。一方、このようなエントリが発見されなかった場合には、ルーティング部５２０は、パケットの送信元アドレスの変更が安全であると決定することができない。パケットはＭＡＰをあて先としているので、モバイルルータのホームエージェントへのトンネルは必ずしも必要ではないが、その代わり、ステップ１２５０に示されるように、パケットはＭＡＰを終点とするトンネルにカプセル化される。
【００７４】
また、図１３には、ＲＰ情報７２０に関する動作を例示するため、登録の処理時において、モバイルノードＭＮ１５０、モバイルルータＭＲ１４０、１４２、ＭＡＰ１２０の間で送信されるメッセージの一例を示すメッセージシーケンス図が示されている。なお、図１３では、ホームエージェントに送信されるバインディングアップデートは省略されている。また、図１３では、登録メッセージはReg、応答メッセージはRes、トンネルパケットはtunnel、カプセル化はＴＥ、デカプセル化ＴＤ、登録処理はＲＥＧ、ＲＰ情報に関する処理はＰＩＤ、あて先アドレス変更処理はＤＡ、送信元アドレス変更処理はＳＡと表記する。
【００７５】
メッセージシーケンス１３０１〜１３０３では、ＭＡＰ１２０に登録を行うＭＲ１４０が示されている。まず、ＭＲ１４０はＭＡＰ１２０に登録メッセージ１３０１を送信する。登録メッセージ１３０１の送信元アドレスには、ＭＲ１４０のＬＣｏＡが含まれており、ホームアドレスオプションには、ＭＲ１４０のＲＣｏＡが含まれている。ＭＡＰ１２０は、登録処理（ＲＥＧ）１３０２に示されているように、登録テーブル４４０をアップデートする。この処理には、登録テーブル４４０に、ＭＲ１４０のＬＣｏＡ及びＲＣｏＡに関するマッピング処理や、モバイルネットワーク１０４のプレフィックス情報を追加する処理が含まれている。なお、プレフィックス情報の一例としては、モバイルルータＭＲ１４０が所有しているプレフィックスや、ＭＲ１４０に対して委譲されたプレフィックス（ＭＡＰ１２０自体が委譲することも可能）などが挙げられる。そして、ＭＡＰ１２０は、登録レスポンス１３０３による返答を行って、登録の承認を行う。
【００７６】
また、メッセージシーケンス１３１１〜１３１９では、ＭＡＰ１２０に登録を行うＭＲ１４２が示されている。まず、ＭＲ１４２は、登録メッセージ１３１１をＭＡＰ１２０に送信する。登録メッセージ１３１１の送信元アドレスにはＭＲ１４２のＬＣｏＡが含まれており、ホームアドレスオプションにはＭＲ１４２のＲＣｏＡが含まれている。登録メッセージ１３１１はモバイルルータ１４０によって受信（intercept）される。この登録メッセージ１３１１のあて先アドレスはＭＡＰ１２０なので、図１２のステップ１２３０の処理が行われる。しかしながら、プレフィックス情報テーブル５５０には、登録メッセージ１３１１の送信元アドレスに一致するエントリを発見することはできず、ステップ１２５０に進んで、パケット１３１１がＭＡＰ１２０に向けてカプセル化される。図１３では、この処理は、トンネルカプセル化（ＴＥ：Tunnel Encapsulation）処理１３１２で示されている。この結果、ＭＲ１４０のＬＣｏＡを送信元アドレス、ＭＡＰ１２０のアドレスをあて先アドレスに有し、ホームアドレスオプションにＭＲ１４０のＲＣｏＡが含まれているトンネルパケット１３１３が生じる。
【００７７】
次に、ＭＡＰ１２０は、トンネルデカプセル化（ＴＤ：Tunnel Decapsulation）処理１３１４に示されているように、パケット１３１３をデカプセル化して、登録メッセージ１３１１の処理を行う。この処理は、図１３において処理１３１５で示されている。この処理１３１５には、登録テーブル４４０に、ＭＲ１４２のＬＣｏＡ及びＲＣｏＡに関するマッピングと、モバイルネットワーク１０６のプレフィックス情報とを追加する処理が含まれている。そして、ＭＡＰ１２０は、登録レスポンス１３１６による返答を行って、登録の承認を行う。
【００７８】
図８に示されているアルゴリズムによれば、メッセージ１３１６のあて先アドレスには、ＭＲ１４０のＬＣｏＡが含まれており、タイプ２ルーティングヘッダには、ＭＲ１４２のＲＣｏＡが含まれている。また、パケットのヘッダには、ＲＰ情報オプションが挿入されている。ＭＲ１４０は、このパケット１３１６を受信した場合、ＲＰ情報オプションを認識する。したがって、ＭＲ１４０は、図１１のステップ１１３０に従って、処理１３１７に示されているように、自身のプレフィックス情報テーブル５５０に、ＲＰ情報オプションに格納されている情報を挿入する。その後、図１１のステップ１１４０からステップ１１７０に従って、ＭＲ１４０は、パケット１３１６のあて先アドレスをＭＲ１４２のＬＣｏＡに置き換える。この処理は、あて先アドレス変更（ＤＡ）処理１３１８によって示されており、その結果、ＭＲ１４２に転送されるパケット１３１９が生じる。なお、ＭＲ１４０によって行われる処理の一例から、モバイルルータは、図１１のステップ１１２０及びステップ１１３０の処理を行う必要があることが分かる。このステップ１１２０及びステップ１１３０の処理は、あて先アドレスの変更（ステップ１１４０からステップ１１７０の処理）の前に行われ、ＲＰ情報オプションを用いてプレフィックス情報テーブル５５０のアップデートが行われる。
【００７９】
また、メッセージシーケンス１３２１〜１３３４では、ＭＡＰ１２０に登録を行うモバイルノードＭＮ１５０が示されている。まず、ＭＮ１５０は、登録メッセージ１３２１をＭＡＰ１２０に送信する。登録メッセージ１３２１の送信元アドレスにはＭＮ１５０のＬＣｏＡが含まれており、ホームアドレスオプションにはＭＮ１５０のＲＣｏＡが含まれている。登録メッセージ１３２１はモバイルルータ１４２によって受信（intercept）される。この登録メッセージ１３２１のあて先アドレスはＭＡＰ１２０なので、図１２のステップ１２３０の処理が行われる。しかしながら、プレフィックス情報テーブル５５０には、登録メッセージ１３２１の送信元アドレスに一致するエントリを発見することはできず、ステップ１２５０に進んで、パケット１３２１がＭＡＰ１２０に向けてカプセル化される。図１３では、この処理は、トンネルカプセル化処理１３２２で示されている。この結果、ＭＲ１４２のＬＣｏＡを送信元アドレス、ＭＡＰ１２０のアドレスをあて先アドレスに有し、ホームアドレスオプションにＭＲ１４２のＲＣｏＡが含まれているトンネルパケット１３２３が生じる。
【００８０】
ＭＲ１４０は、このパケットを受信した場合、図１２のステップ１２３０の処理から、一致するエントリを発見する。したがって、送信元アドレス変更（ＳＡ）処理１３２４に示されているように、パケットの送信元アドレスがＭＲ１４０のＬＣｏＡに変更され、その結果、パケット１３２５が生じる。その後、ＭＡＰ１２０はパケットをデカプセル化し（処理１３２６）、内部の登録メッセージに基づいて登録テーブル４４０をアップデートする（処理１３２７）。
【００８１】
続いて、ＭＡＰ１２０は、登録レスポンス１３２８による返答を行って、登録の承認を行う。図８に示されるアルゴリズムに従えば、メッセージ１３２８のあて先アドレスにはＭＲ１４０のＬＣｏＡが含まれ、タイプ２ルーティングヘッダにはＭＮ１５０のＲＣｏＡが含まれ、パケットのヘッダにはＲＰ情報オプションが挿入される。ＭＲ１４０は、このパケット１３２８を受信した場合、ＲＰ情報オプションを認識する。したがって、ＭＲ１４０は、図１１のステップ１１３０に従って、処理１３２９に示されているように、自身のプレフィックス情報テーブル５５０に、ＲＰ情報オプションに格納されている情報を挿入する。
【００８２】
その後、図１１のステップ１１４０からステップ１１７０に従って、ＭＲ１４０は、パケット１３２８のあて先アドレスをＭＲ１４２のＬＣｏＡに置き換える。これは処理１３３０によって示されており、その結果、ＭＲ１４２に転送されるパケット１３３１が生じる。さらに、ＭＲ１４２はＲＰ情報オプションに気付き、処理１３３２に示されているように、自身のプレフィックス情報テーブル５５０に、ＲＰ情報オプションに格納されている情報を挿入する。その後、図１１のステップ１１４０からステップ１１７０に従って、ＭＲ１４２は、パケット１３３１のあて先アドレスをＭＮ１５０のＬＣｏＡに置き換える。これは、処理１３３３によって示されており、その結果、ＭＮ１５０に転送されるパケット１３３４が生じる。
【００８３】
上述の説明では、各モバイルノード／モバイルルータの登録処理に付随したプレフィックス情報の伝播方法が示されている。一方、一連のメッセージ処理１３４０〜１３６１には、ＭＮ１５０とコレスポンデントノードＣＮ１６０との間でパケットが渡される方法が示されている。ＭＮ１５０がＣＮ１６０にパケットを送信しようとする場合、まず、ＭＮ１５０は、モバイルＩＰｖ６の規定に従って、パケットをカプセル化して、ホームエージェントＨＡ１１４にパケットを送信する。これは、処理１３４０に示されている。ホームエージェントＨＡ１１４に送信されるトンネルパケットは、送信元アドレスにＭＮ１５０のＲＣｏＡを有しているので、処理１３４１でパケットは更にカプセル化され、ＭＡＰ１２０に転送される。この結果、送信元アドレスにＭＮ１５０のＬＣｏＡを有するとともに、あて先アドレスにＭＡＰ１２０のアドレスを有するパケット１３４２が生じる。
【００８４】
次に、パケット１３４２はモバイルルータＭＲ１４２によって受信（intercept）される。このとき、パケット１３４２のあて先アドレスはＭＡＰ１２０なので、図１２のステップ１２３０の処理が行われる。ここで、ＭＲ１４２の登録テーブル４４０内のエントリに、ＭＮ１５０のＬＣｏＡが含まれていることが発見される。したがって、ＭＲ１４２は、処理１３４３に示されているように、パケット１３４２の送信元アドレスをＭＲ１４２のＬＣｏＡに変更し、その結果として生じるパケット１３４４はＭＲ１４０に転送される。
【００８５】
ＭＲ１４０がこのパケットを受信した場合、図１２のステップ１２３０によって一致するエントリが発見される。したがって、パケットの送信元アドレスは、処理１３４５に示されているように、再びＭＲ１４０のＬＣｏＡに変更され、パケット１３４６が生じる。次に、ＭＡＰ１２０は、パケットをデカプセル化して（処理１３４７）、内部パケット１３４８をグローバルなインターネット１００に転送する。このパケット１３４８は、送信元アドレスとしてＭＮ１５０のＲＣｏＡを有するとともに、あて先アドレスとしてＨＡ１１４のアドレスを有する１つめのトンネルパケットである。ＨＡ１１４は、このパケットを受信するとデカプセル化して、内部データパケットを抽出する。この処理は、図１３において処理１３４９として示されている。最終的に、内部データパケット１３５０はＣＮ１６０に発送される。
【００８６】
ＣＮ１６０がＭＮ１５０にパケット１３５１を送信する場合、そのあて先アドレスはＭＮ１５０のホームアドレスなので、パケット１３５１はＨＡ１１４に発送される。ＨＡ１１４は、処理１３５２に示されるように、このパケット１３５０を、ＭＮ１５０のＲＣｏＡに転送されるようにカプセル化し、その結果として生じるパケット１３５３をＭＡＰ１２０に発送する。ＭＡＰ１２０は、このパケットを受信すると、自身の登録テーブル４４０をチェックして、ＭＮ１５０のＲＣｏＡに関するエントリを発見する。図１０のステップ１０３０からステップ１０６０に従って、ＭＡＰ１２０は、このパケットを、さらにＭＲ１４０のＬＣｏＡをあて先アドレスとしてカプセル化し、ＭＮ１５０のＲＣｏＡを含むタイプ２ルーティングヘッダを挿入する。この処理は、図１３において処理１３５４として示されている。そして、この結果として生じるパケット１３５５はＭＲ１４０に転送される。
【００８７】
ＭＲ１４０は、このパケット１３５５を受信すると、図１１のステップ１１４０からステップ１１７０に従って、このパケット１３５５のあて先アドレスをＭＮ１４２のＬＣｏＡに取り替える。この処理は、処理１３５６によって示されており、その結果として生じるパケット１３５７はＭＲ１４２に転送される。一方、ＭＲ１４２は、図１１に示されるアルゴリズムを使用して、パケット１３５７のあて先アドレスをＭＮ１５０のＬＣｏＡに取り替える。この処理は、処理１３５８によって示されており、その結果として生じるパケット１３５９はＭＮ１５０に転送される。そして、ＭＮ１５０は、２回のデカプセル化を実行して、ＣＮ１６０が送信した最初のデータパケット１３５１を抽出する。１つめのデカプセル化１３６０は、ＭＡＰ１２０によってカプセル化されたトンネルのデカプセル化であり、２つめのデカプセル化は、ＨＡ１１４によってカプセル化されたトンネルのデカプセル化である。
【００８８】
上述の説明から、たとえＭＮ１５０が２つのモバイルルータ（ＭＲ１４０、１４２）の配下に存在している場合でも、ＭＮ１５０とＭＡＰ１２０との間には、トンネルが１つしか追加されないのが分かる、これが、図３に示される３つのトンネルのカプセル化と比較した場合の改良点である。当業者であれば、本発明の実施の形態において示されている例を容易に拡張することが可能であり、また、モバイルノードが接続されているモバイルルータの数にかかわらず、モバイルノードとモビリティアンカポイントの間には、トンネルが１つしか追加されないことを示すことが可能である。したがって、本発明の目的は明らかに達成される。
【００８９】
さらに、当業者であれば、例えば、非特許文献４に記載されているリバースルーティングヘッダのような、ルーティングヘッダに基づいた解決方法と同様の作用効果が実現されることが理解できる。実際に、本発明では、パケットにリバースルーティングヘッダが付加されている場合と同様に、上流に向かうイングレスパケットの送信元アドレスを変更することが可能であり、また、パケットに拡張タイプ２ルーティングヘッダが付加されている場合と同様に、下流に向かうイグレスパケットのあて先アドレスを変更することが可能である。これは、プレフィックス情報の伝播にリバースルーティングヘッダや拡張ルーティングヘッダを使用する必要がないという点において、本発明における最も大きな効果である。また、データパケットの送受信に比べれば、プレフィックス情報が伝播される頻度は少ないので、本発明によれば、より好適な帯域幅の利用も実現される。
【００９０】
また、本明細書において、最も実用的であり好適な実施の形態によって本発明の開示が行われているが、当業者であれば、本発明の範囲を逸脱しない程度に、構成やパラメータの詳細に変更が加えられ得ることは理解されるであろう。例えば、図１では、モビリティアンカポイント１２０は、アクセスネットワーク１０２内の固定ノードであるように示されているが、モバイルルータにモビリティアンカポイントの機能を適用することも可能である。また、当業者であれば、ＭＡＰ１２０がモバイルルータである場合でも、本発明はほぼ同様の方法で動作可能であることが分かるであろう。
【００９１】
また、さらに、機能の分配が行われるようにすることも可能である。例えば、複数のノード間でモビリティアンカポイントの任意の機能が分配されてもよい（階層的な方法による分配も可能）。また、別の例としては、図１のアクセスルータＡＲ１３０自身がモビリティアンカポイントの機能を部分的又は完全に実行してもよい。実際にＡＲ１３０は、モバイルルータの機能を部分的又は完全に実行することが可能である。また、モビリティアンカポイント及びモバイルルータの両方の機能を一部又は完全に実行するアクセスルータでもよい。上述のような様々な構成が本発明の範囲に十分に含まれることは、当業者に認識されるはずである。
【００９２】
さらに、本発明では、モバイルネットワークのプレフィックス情報の特性は一般的なものに保たれる。好適な配置の一例としては、各モバイルルータは、管理下のモバイルネットワークに通知するプレフィックスを２つ有することである。２つのプレフィックスのうちの一方は、通常の方法で通知される、ホームネットワークによって委譲されるものである。これにより、従来のモバイルネットワークノードは、このプレフィックスからアドレスを構成することができる。このプレフィックスは、従来のモバイルネットワークノードはアドレスの再構成を行う必要がないので、通常は変化しないものである。
【００９３】
一方、２つのプレフィックスのうちの他方は、ホームネットワークによって委譲されるものであるか、あるいはアクセスネットワーク（例えばＭＡＰなど）によって委譲されるものである。このプレフィックスは、従来のモバイルネットワークノードがこのプレフィックスからアドレスを構成しないように通知される。その代わり、ＭＡＰによって提供されるサービスを利用しようとするモバイルノードのみが、このプレフィックスからＬＣｏＡを構成する。これにより、モバイルルータは、使用されるアドレスに基づいた送信元アドレス／あて先アドレスの変更を行うか否かを決定することが可能である。なお、当業者であれば、本発明の範囲内において、このような変更が加えられてもよいことは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、ＭＡＰの配下に複数のモバイルルータが連なったネスト状態において、モバイルルータの配下に存在するモバイルノードが送受信を行うパケットを転送する際に必要となるカプセル化の回数を減少させるという効果を有しており、ＩＰネットワークなどのパケット交換型データ通信ネットワークに係る通信技術や、パケット転送技術及びパケット処理技術に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】従来の技術および本発明の実施の形態に共通するネットワーク構成の一例を示す図
【図２】図１において、従来の技術を用いた場合のＣＮからＭＮに送信されるパケットの経路を示す図
【図３】図２に示される経路において、パケットが複数のレベルでカプセル化される様子を模式的に示す図
【図４】本発明の実施の形態におけるＭＡＰの構成の一例を示す図
【図５】本発明の実施の形態におけるＭＲの構成の一例を示す図
【図６】本発明の実施の形態において、ＭＡＰが有する登録テーブル又はＭＡＰが有するプレフィックステーブルの一例を示す図
【図７】本発明の実施の形態における登録レスポンスメッセージのフォーマットの一例を示す図
【図８】本発明の実施の形態において、ＭＡＰの登録部が登録メッセージの処理を行う際に使用されるアルゴリズムの一例を示すフローチャート
【図９】本発明の実施の形態において、ＭＡＰのルーティング部が次の中間のあて先を決定する際に使用されるアルゴリズムの一例を示すフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態において、ＭＡＰのルーティング部がモバイルノードのＲＣｏＡをあて先とするパケットの処理を行う際に使用されるアルゴリズムの一例を示すフローチャート
【図１１】本発明の実施の形態において、ＭＲのルーティング部が上流のネットワークから受信したパケットの処理を行う際に使用されるアルゴリズムの一例を示すフローチャート
【図１２】本発明の実施の形態において、ＭＲのルーティング部が下流のネットワークから受信したパケットの処理を行う際に使用されるアルゴリズムの一例を示すフローチャート
【図１３】図１に示すネットワーク構成におけるメッセージ交換の一例を示すシーケンスチャート
【符号の説明】
【００９６】
１００  ネットワーク
１０２  アクセスネットワーク
１０４、１０６  モバイルネットワーク
１１０、１１２、１１４  ホームエージェント（ＨＡ）
１２０  モビリティアンカポイント（ＭＡＰ）
１３０、１３２、１３４  アクセスルータ（ＡＲ）
１４０、１４２  モバイルルータ（ＭＲ）
１５０  モバイルノード（ＭＮ）
１６０  コレスポンデントノード（ＣＮ）
４１０、５１０  下位ネットワークインタフェース
４２０、５２０  ルーティング部
４３０  登録部
４４０  登録テーブル
５３０  トンネルモジュール
５４０  ＨＭＩＰモジュール
５５０  プレフィックス情報テーブル
【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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【国際調査報告】
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