(57)【要約】本発明は、モビリティ・ホーム・エージェント用の分散型転送プレーンを提供するための方法および装置を含む。本発明は、制御エレメントによって制御されている複数の転送エレメントを含んでいるネットワーク・ドメインを含むネットワークにおいて、移動ノードのためにパケットのルーティングを制御するための方法を提供する。方法は、転送エレメントの１つから移動ノードへの経路を計算することと、計算した経路を転送エレメントのその１つに伝えることとを含む。経路は、移動ノードと関連する位置情報およびネットワーク・ドメインと関連するルーティング情報を使用して計算される。
2010541379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の転送エレメントと制御エレメントとを含むネットワーク・ドメインを含むネットワークにおいて、移動ノードのためにパケット・ルーティングを制御する方法であって、
前記転送エレメントのうちの１つに対して、前記転送エレメントのうちの前記１つから前記移動ノードへの経路を計算するステップを含み、経路エントリが、前記移動ノードと関連する位置情報および前記ネットワーク・ドメインと関連するルーティング情報を使用して計算され、さらに、
前記ネットワーク・ドメインの前記転送エレメントのうちの前記１つへ前記計算された経路を伝えるステップを含む、方法。
【請求項２】
前記移動ノードと関連する前記位置情報が、前記移動ノードの現在位置と、モビリティ・ホーム・エージェントから前記移動ノードへのトンネルの一対のエンドポイントとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記移動ノードと関連する前記位置情報が、モビリティ・ホーム・エージェントから受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ルーティング情報が、前記ネットワーク・ドメインと関連するネットワーク・トポロジ情報と、前記ネットワーク・ドメインと関連する少なくとも１つのサービス品質メトリクスとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのサービス品質メトリクスが、パス・ホップ・メトリクス、パス・コスト・メトリクス、リンク・コスト・メトリクス、およびパス遅延メトリクスのうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記転送エレメントおよび前記制御エレメントが協力してルータとして機能する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記計算された経路が、前記移動ノードに向けられたパケットをルーティングするために次のホップのノードを識別する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記経路が、前記移動機へのパスが前記移動ノードと関連するモビリティ・ホーム・エージェントを含むことを要求することなく計算される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
複数の転送エレメントおよび制御エレメントを含むネットワーク・ドメインを含むネットワークにおいて、移動ノードのためにパケットのルーティングを制御する装置であって、
前記転送エレメントの１つに対して、前記転送エレメントの１つから前記移動ノードへの経路を計算する手段を含み、前記経路エントリが、前記移動ノードと関連する位置情報および前記ネットワーク・ドメインと関連するルーティング情報を使用して計算され、さらに、
前記計算された経路を、前記ネットワーク・ドメインの前記転送エレメントの前記１つに伝える手段を含む、装置。
【請求項１０】
制御エレメントによって制御されている複数の転送エレメントを含むネットワーク・ドメインを含むネットワークにおいて、移動ノードのためにパケットのルーティングを制御する方法であって、
前記移動ノードと関連する位置情報および前記ネットワーク・ドメインと関連するルーティング情報を使用して計算された経路を含む、前記移動ノードと関連する経路エントリを、前記制御エレメントから前記転送エレメントの１つで受信するステップと、
前記移動ノードと関連する前記受信された経路エントリを格納するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークの分野に関し、より詳細にはモバイルネットワークにおけるパケット・ルーティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＭｏｂｉｌｅ  ＩＰなどのモビリティ管理プロトコルを使用するパケットベースのネットワークは、移動ノードのユーザが固定ＩＰアドレスを維持しながらネットワーク間を移動できるようにし、それによって、たとえ移動ノードのユーザがパケットベースのネットワークへの接続ポイントを変更しても、移動ノードのユーザはトランスポート層の接続、および上位層の接続を維持できるようになる。このように、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰなどのモビリティ管理プロトコルを使用するモバイルネットワークは、移動ノード（ＭＮ）がモバイルネットワーク上で利用できる１つまたは複数のホスト装置とのトランスポート層および上位層の接続を維持できるようにする。Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰを使用しているパケットベースのネットワークについては、移動ノードユーザのモビリティ管理はホーム・エージェント（ＨＡ）、外部エージェント（ＦＡ）、および他のモビリティ管理機能を使用して提供される。
【０００３】
Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰを使用する既存のネットワークでは、ＭＮに向けられた、ホスト装置（ＨＤ）から発するパケットはＭＮのＨＡにルーティングされ、ＨＡがこのパケットを対象のＭＮに直接に、またはＭＮのＦＡを使用して間接的にトンネルする。不都合なことに、ホストからＭＮへ送信されるパケットは、ＨＡを通過する必要があるので、ホストからＭＮへのパケットが選ぶ経路は一般的に最適ではない（すなわち、一般にホストとＭＮの間により良い経路がありながら、ＨＡがこのより良い経路の一部ではなく、ゆえにより良い経路を使用することができない）。さらに、（ＦＡからホストへ直接転送するのとは対照的に）ポリシーまたは選択によってＨＡを経由する逆転送が命じられて、ＭＮからホストへパケットを送信するために使用される場合、（逆方向で送信されるパケットもまたＨＡを通過することを要求されるので）ＭＮからホストへのパケットが選択する経路もやはり一般的に最適ではない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従来技術の様々な欠点は、モビリティ・ホーム・エージェント用の分散型転送プレーンを提供するための方法および装置の本発明により対処される。本発明は、複数の転送エレメントと制御エレメントとを含んでいるネットワーク・ドメインを含むネットワークにおいて移動ノードのためにパケットのルーティングを制御するための方法を提供する。方法は、転送エレメントの１つから移動ノードへの経路を計算することと、計算した経路を転送エレメントのその１つに伝えることとを含む。経路は、移動ノードと関連する位置情報およびネットワーク・ドメインと関連するルーティング情報を使用して計算される。
【０００５】
本発明の教示は、添付の図面と関連する次の詳細な説明を考察することによって容易に理解されることが可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】通信ネットワークのハイレベルブロック図である。
【図２】本発明を説明する例示的なルーティング・パスを示す図１の通信ネットワークのハイレベルブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による方法を示す図である。
【図４】本明細書に記載した諸機能を実行する際に使用するのに適した汎用コンピュータのハイレベルブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
理解を容易にするために、図面に共通している同一の要素を示すのに、可能であれば同一の参照符合を使用した。
【０００８】
本発明は、モビリティ・ホーム・エージェント用の分散型転送プレーンを提供する。本発明は、モビリティ・ホーム・エージェントのパケット転送機能を、個別の制御エレメントによって制御される複数のパケット転送エレメントを有するネットワーク・ドメイン全体に分散し、それによって、移動ノードとホスト装置との間で交換されるパケットが、モビリティ・ホーム・エージェントとして働く特定ノードを通過するという既存のモビリティ・ネットワークの必要をなくす。移動ノードとホスト装置との間で交換されるパケットがモビリティ・ホーム・エージェントを通過する必要をなくすことによって、パケットはより効率的な経路（例えば、１つまたは複数のサービス品質のメトリクスによって最適化された経路）を使用して、移動ノードとホスト装置との間で交換されることが可能である。
【０００９】
図１は、モビリティ管理プロトコルを使用してモビリティをサポートする通信ネットワークのハイレベルブロック図を示している。具体的には、通信ネットワーク１００は、ホーム・エージェント（ＨＡ）１０５を使用して通信している移動ノード（ＭＮ）１０２およびホスト装置（ＨＤ）１０４、複数のルーティング・エレメント（ＲＥ）１０７１〜１０６６（まとめてＲＥ１０７）、ならびに複数のパケット転送エレメント（ＰＦＥ）１０９Ａ〜１０９Ｅ（まとめてＰＦＥ１０９）を含んでいる。ＰＦＥ１０９は、制御エレメント（ＣＥ）１１１によって制御されるネットワーク・ドメイン（ＮＤ）１１０を形成する。ＭＮ１０２は、外部エージェント（ＦＡ）１０６を介して通信することができる。図１に示すように、通信ネットワーク１００の構成要素は、複数の通信リンク（ＣＬ）１１５を使用して通信する。
【００１０】
ＭＮ１０２は、通信ネットワーク１００との接続のポイントを変更することができるいかなる移動ユーザ装置をも含む。例えばＭＮ１０２は、ラップトップ、携帯電話、ＰＤＡなどのいかなる移動有線装置または移動無線装置をも含むことができる。ＨＤ１０４は、ＭＮ１０２と通信することができるいかなるネットワーク装置をも含む。例えばＨＤ１０４は、アプリケーション・サーバ、コンテンツ・サーバなどである場合がある。
【００１１】
ＲＥ１０７およびＰＦＥ１０９は、ＭＮ１０２とＨＤ１０４との間でパケットを伝搬するために、集合体として協力する。ＲＥ１０７は、ルータ、スイッチ、ＰＦＥ（ＮＤ１３２および／または１つもしくは複数の他のＮＤに属する場合がある）など、ならびにその様々な組合せのような、いかなるパケット・ルーティング／転送エレメントをも含む。ＰＦＥ１０９は、ＣＥ１１１によって提供されるルーティング情報／転送情報（例えばそれぞれルーティング・テーブル／転送テーブル）に基づいてパケットをルーティング／転送するように構成されたパケット転送エレメントを含む。
【００１２】
ＨＡ１０５は、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰのホーム・エージェントとして動作する。ＨＡ１０５は、ＭＮ１０２（ならびに、明瞭にするために省略する、通信ネットワーク１００と関連することが可能である他のＭＮ）のために働く。具体的には、ＭＮ１０２がネットワークに加わるとき、ＭＮ１０２はＨＡ１０５と関連し、ＭＮ１０２がホーム・アドレスをまだ所有していない場合は、ＨＡ１０２は必要に応じてＭＮ１０２にホーム・アドレスを提供する。ＨＡ１０５は、ＭＮ１０２の現在位置（図１に示すような場合、ＭＮ１０２がＦＡと関連するかどうかを含め）がわかる。ＨＡ１０５は、ＮＤ１１０、ならびに通信ネットワーク１００の他のＲＥ１０７と関連している。
【００１３】
ＨＡ１０５は、ルータとして機能する。既存の通信ネットワークでは、ＨＡ１０５はホスト装置からパケットを受信し、受信したパケットを対象とする移動ノードにトンネルする。通信ネットワーク１００では、ＨＡ１０５は必ずしもＨＤ１０４からパケットを受信し、受信したパケットをＭＮ１０２にトンネルするわけでなく、正確には、ＮＤ１１０のＰＦＥ１０９が、ＨＤ１０４とＭＮ１０２との間でより効率的な（またはさらに最適な）パケットのルーティングを行うように構成されているので、ＭＮ１０２に向けられた、ＨＤ１０４からのパケットは、ＨＡ１０５を通過する場合と、通過しない場合がある（ＨＡ１０５がＨＤ１０４とＭＮ１０２との間の改良されたパスにあるかどうかによって決まる）。
【００１４】
ＨＡ１０５は、ＭＮ１０２の位置情報を決定して格納する。ＨＡ１０５は、ＭＮ１０２のとき、ＭＮ１０２（および必要に応じてＦＡ１０６）からのシグナリングによってＭＮ１０２の現在位置を測定する。ＨＡ１０５は、次にＭＮ１０２の現在位置への経路（すなわち、ＨＡ１０５からＭＮ１０２へパケットを伝搬するためのトンネル）を決定する。ＨＡ１０５は、ＭＮ１０２へパケットを伝搬するためにＨＡ１０５によって使用されるトンネルのトンネル・エンドポイントを決定する。ＨＡ１０５が一方のエンドポイントであり、もう一方のエンドポイントは、ＭＮ１０２、または必要に応じてＦＡ１０６となる。ＨＡ１０５は次に、（ａ）ＭＮ１０２の現在位置、（ｂ）ＭＮ１０２の現在位置への経路（これはトンネル・エンドポイントとして表すことができる）を格納する。ＨＡ１０５は、ＮＤ１１０のＰＦＥ１０９のそれぞれに対してＭＮ１０２への最適経路を計算する際にＣＥ１１１によって使用されるように、この情報をＣＥ１１１に提供する。
【００１５】
ＦＡ１０６は、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰの外部エージェントとして動作する。ＦＡ１０６は、ＭＮ１０２（ならびに、明瞭にするために省略する、ＦＡ１０６を介して通信ネットワーク１００と関連することが可能である他のＭＮ）のために働く。ＦＡ１０６は、ルータとして機能する。ＦＡ１０６は、そのネットワークを訪問する移動ノード（例示として、ＦＡ１０６によってサービスされるＭＮ１０２）に関する情報を格納する。移動ノードは、ホーム・エージェント（例示として、ＨＡ１０５）と直接に関連する場合がある、あるいは、移動ノードがネットワーク間を移動するとき、１つまたは複数の外部エージェント（例示として、ＦＡ１０６）と関連する場合があるので、ＦＡ１０６は、選択的なエレメントとして示されている。
【００１６】
図１に示すように、ＣＥ１１１およびＮＤ１１０は、共同で機能して、構成要素に分かれたルータを形成する（すなわち、ＮＤ１１０の転送機能と結合されたＣＥ１１１の制御機能が共同で動作して、完全なルータ機能を行う）。したがって、通信ネットワーク１００の他の装置のそれぞれの視点から、ＮＤ１１０のＰＦＥ１０９はトランスペアレントである。言い換えれば、通信ネットワーク１００の他の装置の視点から、ＮＤ１１０は、たとえ複数の構成要素に分かれたＰＦＥから構成されていても、単一ルータとして機能するように見える。
【００１７】
ＣＥ１１１は、典型的なルータのパケット制御機能を含んでいる。ＮＤ１１０（すなわちＰＦＥ１０９のそれぞれ）は、典型的なルータのパケット転送機能を含んでいる。ＣＥ１１１は、ＰＦＥ１０９における適切なパケット・ルーティング／転送の挙動のインストールを制御する。ＣＥ１１１およびＰＦＥ１０９は、構成要素に分かれたルータの構成要素間の通信をサポートするように構成されたいかなるプロトコル（例えば、ＦｏｒＣＥＳプロトコル、１つまたは複数の内部ゲートウェイ・プロトコル（ＩＧＰ）、１つまたは複数のボーダ・ゲートウェイ・プロトコル（ＢＧＰ）など、ならびのその様々な組合せ）を使用しても通信可能である。
【００１８】
ＣＥ１１１は、ＣＥ１１１によって制御されるＮＤ１１０の各ＰＦＥ１０９からＭＮ１０２に最適な経路を計算するように構成されている。ＮＤ１１０のＰＦＥ１０９の１つからＭＮ１０２に最適な経路は、そのＰＦＥ１０９の視点からＭＮ１０２への最適経路である。ＣＥ１１１は、ＮＤ１１０のＰＦＥ１０９の１つからＭＮ１０２に計算された最適経路をそのＰＦＥ１０９に伝えて、そのＰＦＥ１０９のルーティング／転送テーブルに格納され（例えば、経路エントリまたは転送エントリとして）、ＰＦＥ１０９で受信されるＭＮ１０２に向けられたパケットをルーティングする際にＰＦＥ１０９によって使用されるように構成されている。
【００１９】
例えば、ＭＮ１０２とＮＤ１１０のＰＦＥ１０９Ｆについては、ＰＦＥ１０９Ｆで受信されるＭＮ１０２に向けられたパケットをルーティングするための最適経路は、ＭＮ１０２に向けられたパケットの次のホップがＲＥ１０７４であることを示すことができる。したがって、この最適経路をＰＦＥ１０９Ｆにインストールすることによって、ＣＥ１１１は、ＰＦＥ１０９Ｆで受信されるＭＮ１０２に向けられたパケットが、確実にＲＥ１０７４にルーティングされるようにする（ＨＡ１０５がパケットをＭＮ１０２へトンネルできるようにＨＡ１０５に受け渡すためにＰＦＥ１０９ＤおよびＰＦＥ１０９Ａへルーティングされない）。ＰＦＥ１０９ＦからＲＥ１０７４で受信されたパケットは、ＲＥ１０７４にはやはりＨＡ１０５から来ているように見えることに注意されたい。この例については、図２に関して示して説明する。
【００２０】
ＣＥ１１１は、ＮＤ１１０のＰＦＥ１０９のそれぞれに対してＭＮ１０２への経路を計算する。ＣＥ１１１は、ＨＡ１０５から利用できるＭＮ１０２に関連する位置情報、およびＣＥ１１１で利用できるＮＤ１１０と関連するネットワーク・ドメイン・ルーティング情報を使用して、ＰＦＥ１０９のそれぞれにＭＮ１０２への経路を計算する。本明細書に記載するように、計算された経路は、（ＨＡ１０５を含むことを必要とされる既存ネットワークの経路に対して）少なくとも改良された経路であり、ＰＦＥからＭＮ１０２への最適経路である可能性がある。ＣＥによって制御されるＮＤの各ＰＦＥに対してＭＮへの経路を計算するための方法については、図３に関して示して説明する。
【００２１】
ＣＥ１１１およびＨＡ１０５は、別個のネットワーク・エレメントとして、または１つのネットワーク・エレメント（例示として、エレメント１２０）として実装されることが可能である。ＣＥ１１１とＨＡ１０５が別個のネットワーク・エレメントとして実装される実施形態では、ＨＡ１０５は、ネットワークの通信を使用して（例えばネットワーク・エレメント間の任意の通信手段を使用して）ＣＥ１１１へＭＮ１０２と関連する位置情報を提供する。ＣＥ１１１とＨＡ１０５が１つのネットワーク・エレメントとして実装される実施形態では、ＨＡ１０５は、内部メッセージングを使用して（例えばネットワーク・エレメント内の任意の通信手段を使用して）ＣＥ１１１へＭＮ１０２と関連する位置情報を提供する。
【００２２】
ＨＡ１０５、ＦＡ１０６、ＲＥ１０７、ＰＦＥ１０９、ＮＤ１１０、ＣＥ１１１、およびＣＬ１１５という特定の番号および構成に関して示して説明しているが、本発明は、このようなＨＡ１０５、ＦＡ１０６、ＲＥ１０７、ＰＦＥ１０９、ＮＤ１１０、ＣＥ１１１、およびＣＬ１１５という番号および／または構成に限定されない。さらに、（明瞭にするために）単一ＭＮおよび単一ＨＤに関して示して説明しているが、本発明は、移動ノードおよびホスト装置の任意の組合せに対して、モビリティ・ホーム・エージェント用の分散型転送プレーンを提供するために使用されることが可能である。
【００２３】
図２は、本発明を使用しない実装のルーティング・パス、および本発明を使用する実装のルーティング・パスを含む、図１の通信ネットワークのハイレベルブロック図を示している。ＨＤ１０４からＭＮ１０２への第１のルーティング・パス２０１は、本発明の最適なルーティングが実施されない場合の、パケットが通過する可能性のある例示的なルーティング・パスを表しており、ＲＥ１０９６、ＰＦＥ１０９Ｆ、ＰＦＥ１０９Ｄ、ＰＦＥ１０９Ｂ、ＨＡ１０５、ＰＦＥ１０９Ａ、ＲＥ１０９４、ＦＡ１０６、ＲＥ１０９３、およびＲＥ１０９１を通過する。ＨＤ１０４からＭＮ１０２への第２のルーティング・パス２０２は、本発明の最適なルーティングが実施される場合の、パケットが通過する可能性のある例示的なルーティング・パスを表しており、ＲＥ１０９６、ＰＦＥ１０９Ｆ、ＲＥ１０９４、ＦＡ１０６、ＲＥ１０９３、およびＲＥ１０９１を通過する。
【００２４】
図２から、本発明により、ＨＤ１０４からＭＮ１０２に送信されるパケットが、ＮＤ１１０内のより早い時点で（例示として、ＮＤ１１０の中のパケットが到達した第１のＰＦＥ１０９Ｅで）ＭＮ１０２へルーティングされることが可能になり、それによって第２のルーティング・パス２０２となることがわかる。さらに、（ＨＤ１０４とＭＮ１０２との間で交換されるパケットは、もはやＨＡ１０５を通過する必要がないという意味で）ＨＤ１０４とＭＮ１０２との間のルーティング・パスを最適化するためにこのような転換が行われても、ＨＡ１０５はＮＤ１１０と関連しており、ＮＤ１１０はＭＮ１０２（ならびにＦＡ１０６）には単一のＲＥ／ＰＦＥとして見えるので、ＭＮ１０２（およびある場合はＦＡ１０６）の視点から、パケットはＨＡ１０５からＭＮ１０２に届いているように見える。
【００２５】
図２からわかるように、パケットがＭＮ１０２へとたどる実際の経路は、ＨＤによって異なる可能性がある（例示として、第２のルーティング・パス２０２は、第２のＨＤ２０４から発するパケットがたどることができる第３のルーティング・パス２０３とは異なる可能性がある）。例えば、第３のルーティング・パス２０３は、ＲＥ１０９７、ＰＦＥ１０９Ｅ、ＰＦＥ１０９Ｄ、ＲＥ１０９４、ＦＡ１０６、ＲＥ１０９３、およびＲＥ１０９１を通過する（したがって、ＨＡ１０５およびＮＤ１１０の少なくとも１つの他のＰＦＥ１０９を回避する）ことがある。したがって、（ＨＤとＭＮ１０２との間で交換されるパケットは、もはやＨＡ１０５を通過する必要がないので）ＭＮ１０２に到達するために異なるＨＤからのパケットがたどるルーティング・パスが異なる場合でも、（ＨＡ１０５がＮＤ１１０と関連しているので）パケットはＨＡ１０５からＭＮ１０２に到着しているかのように見えるので、異なるＨＤからのパケットが、単一のＲＥ／ＰＦＥからＭＮ１０２に到着しているかのように見える。
【００２６】
図２から、より大きいＮＤは、そのＮＤと関連するＨＡによって受け持たれるＭＮに経路の最適化をもたらす可能性が大きくなることがわかる。例えば、図２に示すように、本発明の最適化された経路を使用する結果としてのホップ数の節減は４ホップであり（例示として、パス２０２に沿ってパケットをルーティングするには１１ホップが必要であるが、パス２０４に沿ってパケットをルーティングするにはわずか７ホップが必要である）、このルーティング・パスのホップ数の節減はすべて、いくつかのＰＦＥ１０９およびＨＡ１０５を回避することによって得られている）。したがって、６個より多いＰＦＥを有するネットワーク・ドメインについては、さらに多くのノードが回避される可能性が高いので、ルーティング・パスのホップ数はさらに大きく節減される可能性がある。
【００２７】
図３は、本発明の一実施形態による方法を示している。具体的には、図３の方法３００は、移動ノードに対して、ネットワーク・ドメインのパケット転送エレメントからその移動ノードへの経路を計算し、移動ノードにパケットをルーティングする際に使用されるように、計算された経路をパケット転送エレメントに提供するための方法を含む。順次、実行されるように示して説明しているが、図３の方法３００の諸ステップの少なくとも一部は、同時に、または図３に関して示して説明したものとは異なる順序で実行されることがある。方法３００は、ステップ３０２から始まり、ステップ３０４に進む。
【００２８】
ステップ３０４では、移動ノードの位置情報が受信される。移動ノードの位置情報は、ＮＤを制御するＣＥで受信される。例えば、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰを実行するネットワークでは、移動ノードの位置情報は、ＨＡ（ＨＡはＣＥから離れている、またはＣＥと同じ場所にある場合がある）から受信されることが可能である。移動ノードの位置情報は、移動ノードの現在位置を示す情報、移動ノードの現在位置への経路を示す情報（例えば、ＨＡとＭＮとの間のトンネルのエンドポイント、または必要に応じてＭＮのために働くＦＡ）を含む。
【００２９】
ステップ３０６では、ネットワーク・ドメインのルーティング情報が受信される。ネットワーク・ドメインのルーティング情報は、ＮＤのトポロジを示すネットワーク・トポロジ情報、および（ＣＥによって制御されるＮＤの）ＰＦＥのそれぞれとＭＮとの間のパスに関連するルーティング・メトリクスを含む。ネットワーク・ドメインのルーティング情報は、ＮＤを制御するＣＥでローカルに利用可能である場合がある。一実施形態では、ネットワーク・ドメインのルーティング情報の少なくとも一部は、１つまたは複数の他のネットワーク・エレメントから受信される。ルーティング・メトリクスは、ＣＥに格納されたルーティング・テーブルから利用可能とすることができ、ルーティング・テーブルは、１つまたは複数のルーティング・プロトコルによって（例えばＩＰＧ、ＢＧＰなどを使用して）更新されることが可能である。
【００３０】
ネットワーク・トポロジ情報は、ＮＤのネットワーク・トポロジを示すいかなる情報も含み、この情報により、ＮＤのＰＦＥのそれぞれの視点からＭＮへの経路の計算が可能になる。ルーティング・メトリクスは、ネットワークのノード間のパスを評価するために使用されることが可能であるいかなるサービス品質メトリクスも含むことができる。例えば、ルーティング・メトリクスは、パス・ホップ・メトリクス（例えばパスのホップ数に関する）、パス遅延メトリクス、リンク・コスト・メトリクスなど、ならびにその様々な組合せのうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００３１】
ステップ３０８では、ＮＤのＰＦＥのうちの１つが選択される（すなわち、方法３００の実行中にすでに選択されていないＮＤのＰＦＥのうちの１つ）。ＭＮへの最適経路がＮＤの各ＰＦＥに対して個々に順次計算される実施形態に関して示して説明しているが、他の実施形態では、ＭＮへの最適経路は、ＮＤの各ＰＦＥに対して並行して計算され、それによって最適経路の計算のために個々のＰＦＥを選択する必要をなくすことが可能である。いずれの場合にも、ＰＦＥに対して計算されたＭＮへの最適経路は、そのＰＦＥの視点から最適である。
【００３２】
ステップ３１０では、ＮＤの選択されたＰＦＥに対して、ＭＮへの経路が計算される。ＭＮへの経路は、移動ノードの位置情報およびネットワーク・ドメインのルーティング情報を使用して、選択されたＰＦＥに対して計算される。計算された経路は、ＰＦＥで受信されＭＮに向けられたパケットの次のホップのノードを識別する経路である（ＰＦＥは、パケットが常にＨＡにルーティングされてＨＡからＭＮへトンネルされる既存のネットワークとは対照的に、パケットがＨＡからＭＮへトンネルされる必要のない改良されたパスに沿ってパケットをＭＮへルーティングすることができるようになる）。
【００３３】
本明細書に記載するように、計算される経路は、少なくとも改良された経路（すなわち、本発明がない場合に使用されるルーティング・パスを改良したもの）であり、この経路は最適経路である可能性がある。一実施形態では、計算される経路は、１つもしくは複数のルーティング・メトリクスに関して改良される、または最適化されることが可能である。例えば、計算される経路は、経路の計算に使用するＣＥに利用可能なルーティング・メトリクスの１つまたは複数に関して（例えば、パス・ホップ・メトリクス、パス遅延メトリクス、リンク・コスト・メトリクスなど、ならびにその様々な組合せの１つまたは複数を使用して）最適化されることが可能である。
【００３４】
本明細書に記載するように、計算される経路は少なくとも、ＰＦＥで受信されＭＮに向けられるパケットの次のホップのノードを識別する。計算される経路は、ＭＮと関連する位置情報および／またはネットワーク・ドメインと関連するルーティング情報のうちの一部または全部など、他の情報を含むこともできる。例えば、計算される経路は、トンネル名、トンネルの起点および宛先エンドポイント（例えばＩＰアドレスとして）、その経路の、パケットが伝搬される宛先のインタフェースなど、ならびにその様々な組合せのうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００３５】
ステップ３１２では、ＮＤの最後のＰＦＥが選択されたかどうかに関して判定が行われる。ＮＤの最後のＰＦＥが選択されていない場合、方法３００はステップ３０８に戻り、この時点で選択されたＰＦＥに対してＭＮへの経路を計算するために、ＮＤの次のＰＦＥが選択される。ＮＤの最後のＰＦＥが選択された場合、方法３００はステップ３１４に進む。ＮＤのＰＦＥは、ＮＤのそれぞれのＰＦＥに対してＭＮへの経路を計算するために、いかなる順序でも選択可能である。
【００３６】
ステップ３１４では、計算された経路が、ＰＦＥに伝えられる。計算された経路は、制御エレメントからパケット転送エレメントへ分配するためのいかなる方法で、ＣＥからそれぞれのＰＦＥへ分配されることも可能である。例えば、計算された経路は、ＦｏｒＣＥＳプロトコル、１つまたは複数のＩＧＰ、１つまたは複数のＢＧＰなど、ならびにその様々な組合せなど、１つまたは複数の制御プロトコルを使用して、ＣＥからそれぞれのＰＦＥへ分配されることが可能である。
【００３７】
したがって、ＮＤのＰＦＥのそれぞれに対してＭＮへの経路を計算し、計算した経路をそれぞれのＰＦＥに伝えることによって、本発明は、典型的にＨＡによって行われるパケット転送機能をＨＡと関連するＮＤのＰＦＥのそれぞれにわたって分散する。言い換えれば、本発明は、ＨＡ用の分散型パケット転送プレーンを提供する。
【００３８】
ステップ３１６において、方法３００は終了する。
【００３９】
終了するように示して説明しているが、計算された経路を受信するＰＦＥのそれぞれは、ＭＮに対して計算された経路を、そのＭＮへパケットをルーティングする際に使用するために格納する。計算された経路（および、必要に応じて計算された経路と関連する他の情報）は、経路エントリまたは転送エントリとして、ＰＦＥに格納されることが可能である。
【００４０】
終了するように示して説明しているが、方法３００は、必要に応じて（例えば定期的に、イベントに応じてなど、ならびにその様々な組合せで）ネットワークと関連する各ＭＮに対して繰り返され、さらに１つもしくは複数のＭＮおよび／またはＮＤの１つもしくは複数のＰＦＥに対して繰り返されることがある。
【００４１】
例えば、ＭＮが移動して、その移動通信ネットワークとの接続ポイントを変更するとき、ＨＡは、変更された移動ノードの位置情報をＣＥに提供し、そこでＣＥは、変更された移動ノードの位置情報およびＣＥで利用可能な現在のネットワーク・ドメインのルーティング情報を使用して、ＮＤのＰＦＥのそれぞれに対してＭＮへの更新された経路を計算する。
【００４２】
ＮＤの各ＰＦＥに対して経路が計算された後に、計算された経路がそのＭＮのそれぞれのＰＦＥに分配される実施形態に関して主として示して説明しているが、ＮＤのＰＦＥに対して計算される経路は、経路が計算されるときそのＭＮのそれぞれのＰＦＥに分配されることが可能である。例えばステップ３１４は、ステップ３１２が実行されて、ＮＤの次のＰＦＥが選択される前に、各ＰＦＥに実行されることが可能である。
【００４３】
主として、経路を計算し、計算された経路をネットワーク・ドメインのパケット転送エレメントに分配することに関して示して説明しているが、他の実施形態では、転送エントリが計算され、ネットワーク・ドメインのパケット転送エレメントに分配されることが可能である。このような実施形態では、転送エントリに含まれる情報は、経路エントリに含まれると本明細書に記載した情報とは異なる可能性がある。
【００４４】
本明細書では主として、各ＭＮに対して各ＰＦＥの最適経路を決定するために、ただ１つのサービス品質メトリクスを使用することに関して（すなわちＨＤとＭＮとの間のルーティング・パスのホップ数に基づいて）示して説明しているが、ＮＤの各ＰＦＥに対してＭＮへの最適経路を決定するために、他のサービス品質メトリクスが単独でまたは組み合わせて使用されることがある。例えば、他のサービス品質メトリクスには、パス遅延メトリクス、リンク・コスト・メトリクスなど、ならびにその様々な組合せが含まれる。
【００４５】
本明細書では主として、ＮＤの各ＰＦＥに対して移動ノードへの最適経路を計算することに関して示して説明しているが、いくつかの実施形態では、移動ノードへの準最適経路（ただし、既存ネットワークにおいてパケットが通過する経路より良い経路）が、ＮＤの各ＰＦＥに対して計算される場合がある。計算される経路は、様々な理由から（例えば、ネットワーク障害により、複数のサービス品質メトリクスで経路を最適化しようとすることにより、および他の様々な理由のために）準最適なものである場合がある。
【００４６】
本明細書では主として、モビリティ管理プロトコルとしてＭｏｂｉｌｅ  ＩＰを使用することに関して示して説明しているが、本発明は、他のモビリティ管理プロトコルとともに使用されることも可能である。例えば、本発明は、階層型Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰｖ６（ＨＭＩＰｖ６）、Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ（モバイル・ネットワーキング用双方向プロトコル、ＩＰＭＮ）など、ならびにその様々な組合せなどのモビリティ管理プロトコルとともに使用されることが可能である。
【００４７】
図４は、本明細書に記載した諸機能を実行する際に使用するのに適した汎用コンピュータのハイレベルブロック図を示している。図４に示すように、システム４００は、プロセッサ要素４０２（例えばＣＰＵ）と、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および／またはリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）などのメモリ４０４と、経路計算モジュール４０５と、様々な入力／出力装置４０６（例えば、それだけに限定されないが、テープドライブ、フロッピードライブ、ハードディスクドライブ、またはコンパクトディスクドライブなどを含めた記憶装置、受信機、送信機、スピーカ、ディスプレイ、出力ポート、およびユーザ入力装置（キーボード、キーパッド、マウスなど））とを含む。
【００４８】
本発明は、例えば特定用途用集積回路（ＡＳＩＣ）、汎用コンピュータ、または他のいかなるハードウェア相当物を使用しても、ソフトウェアにおよび／またはソフトウェアとハードウェアの組合せに実装されることが可能であることに注意されたい。一実施形態では、この経路計算プロセス４０５は、メモリ４０４にロードされ、プロセッサ４０２によって実行されて上述の諸機能を行うことができる。このように、本発明の（関連するデータ構造を含む）経路計算プロセス４０５は、例えばＲＡＭメモリ、磁気もしくは光学式ドライブまたはディスケットなど、コンピュータ可読媒体または担体に格納されることが可能である。
【００４９】
ソフトウェアの方法として本明細書に記載した諸ステップのいくつかは、例えばプロセッサと協力して様々な方法のステップを実行する回路として、ハードウェアの中に実装されることが可能であると考えられる。本発明の一部は、コンピュータの命令が、コンピュータによって処理されるとき、本発明の方法および／または技術が呼び出される、または他の方法で提供されるようにコンピュータの動作を適合させるコンピュータプログラム製品として実装されることが可能である。発明の方法を呼び出す命令は、固定または取り外し可能な媒体に格納される、ブロードキャストのデータストリームもしくは他の信号を載せる媒体によって送信される、および／または命令により動作するコンピュータデバイス内の作業メモリに格納されることが可能である。
【００５０】
本発明の教示を組み込む様々な実施形態を本明細書で詳細に示して説明したが、これらの教示をさらに組み込んだ多くの他の変更形態を、当業者は容易に考案することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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