(57)【要約】  ホームエージェントと外部ネットワークに位置する移動ノードとの間のトンネリングの場合に、第２のＩＰヘッダの追加によって通常生じるオーバヘッドを削減することが、カプセル化された第１のＩＰヘッダをトンネル識別子で置換することによって達成される。ホームエージェントと移動ノードは、バインディング更新および確認応答時にトンネル識別子の値について合意する。トンネル識別子は、対応ノードを識別する第１のＩＰヘッダを再構築するために、ホームエージェントと移動ノードで別々に使用されてもよい。カプセル化された第１のＩＰヘッダはホームエージェントと移動ノードのどちらでも終端されていないので、オーバヘッドの削減は、これらの２つのノード間の送信の結果として起こるエラーまたは紛失による影響を受けない。【選択図】  なし
2010530167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペイロードと第１のヘッダを備えるデータパケットを、第１のノードと第２のノード間でトンネリングする方法であって、
変更されたデータパケットであって、前記ペイロード、前記第１のノードのアドレス及び前記第２のノードのアドレスを備える第２のヘッダ、及びトンネル識別子を備える、前記変更されたデータパケットを、前記第１のノードから前記第２のノードへ送信するステップと、
前記第２のノードにおいて、前記変更されたデータパケットを受信するステップと、
前記第２のノードにおいて、前記トンネル識別子を使用して、第３のノードを識別するステップと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２のノードにおいて、前記トンネル識別子を使用して、第３のノードを識別するステップは、前記第１のヘッダを再構築するステップを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のノードにおいて、前記変更されたデータパケットから、前記第２のヘッダと前記トンネル識別子を除去するステップと、
前記再構築された第１のヘッダ及び前記ペイロードを備える更に変更されたデータパケットを、前記第２のノードから前記第３のノードへ向けて送信するステップと
を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のヘッダは、前記第１のノードのアドレスを備え、
前記第１のノードは、移動ノードである
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のヘッダは、前記第２のノードのアドレスを備え、
前記第２のノードは、移動ノードである
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のノード及び前記第２のノードの内、一方は移動ノードであり、他方はホームエージェントであり、
前記第１のヘッダは、前記移動ノードのホームアドレスを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のノードは、前記移動ノードであり、
前記第２のノードは、前記ホームエージェントであり、
前記第１のノードのアドレスは、前記移動ノードの気付アドレスである
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のノードは、前記ホームエージェントであり、
前記第２のノードは、前記移動ノードであり、
前記第２のノードのアドレスは、前記移動ノードの気付アドレスである
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のノード及び前記第２のノードの内、一方は移動ノードであり、他方はホームエージェントであり、
前記第３のノードは、対応ノードである
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ホームエージェントは、複数の移動ノードのアイデンティティを備えるテーブルを記憶し、
前記テーブルは、前記特定の移動ノードそれぞれに対し、
前記特定の移動ノードのホームアドレスと、
前記特定の移動ノードと通信する特定の対応ノードのアドレスと、
前記特定の移動ノードに対応するトンネル識別子の値と
を備える
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記特定の移動ノードそれぞれは、前記特定の対応ノードのアドレスと前記対応するトンネル識別子の値との間の関係を記憶する
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記特定の対応ノードのアドレスは、前記特定の移動ノードからのバインディング更新メッセージで前記ホームエージェントにおいて受信され、
前記対応するトンネル識別子の値は、前記ホームエージェントによって割り当てられ、
前記対応するトンンル識別子の値は、前記ホームエージェントによって、バインディング確認応答メッセージで前記特定の移動ノードに向けて送信される
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のノードと前記第２のノードは、移動ネットワークの一部であり、
前記第１のノードのアドレスと前記第２のノードのアドレスは、インターネットプロトコルアドレスであり、
前記移動ネットワークは、モバイルＩＰプロトコル、階層型モバイルＩＰプロトコル及びプロキシモバイルＩＰプロトコルのグループから選択されるプロトコルを使用する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記トンネル識別子は、不変である
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のノードは、複数のデータパケットを前記第２のノードに向けて送信し、
前記複数のデータパケットのそれぞれは、前記第１のヘッダのコピーを備え、
前記複数のデータパケットのそれぞれは、前記第１のヘッダのコピーを除去し、かつ前記トンネル識別子のコピーと前記第２のヘッダのコピーを付加することによって、変更される
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
マルチポイントアドレスと、前記第２のノードのアドレスと、及び第４のノードのアドレスとの間の関係が定義されていて、
前記第１のヘッダは、前記マルチポイントアドレスを備え、
前記第２のノードは、更に、前記第４のノードに向けて、更に別の変更されたデータパケットを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記更に別の変更されたデータパケットは、前記ペイロードと、前記第１のノードのアドレス及び前記第４のノードのアドレスとを備える第３のヘッダと、及び個別のトンネル識別子とを備え、
前記更に別の変更されたデータパケットを前記第４のノードにおいて受信するステップと、
前記第４のノードにおいて、前記個別のトンネル識別子を使用して、前記第３のノードを識別するステップと
を更に備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
移動ノードであって、
メッセージとデータパケットを送受信するためのアクセスインタフェースと、
気付アドレスと、ホームエージェントのＩＰアドレスと、及びトンネル識別子と対応ノードのＩＰアドレスとの間の関係を含むマッピングテーブルとを記憶するためのメモリと、
データパケットのコンテンツを作成し、かつ使用するためのアプリケーションと、
セッション管理部とを備え、
前記セッション管理部は、
前記アプリケーションから、データパケットと対応ノードのアイデンティティとを受信し、
前記気付アドレス及び前記ホームエージェントのＩＰアドレスを備えるＩＰヘッダを前記データパケットに付加し、
前記マッピングテーブルにおいて前記対応ノードに対してマッピングされているトンネル識別子を前記データパケットに付加し、
前記アクセスインタフェースに、前記ホームエージェントに向けて前記データパケットを送信することを要求する
ことを特徴とする移動ノード。
【請求項１９】
前記セッション管理部は、更に、
前記アクセスインタフェースから、ダウンストリームデータパケットを受信し、
前記ダウンストリームデータパケットからトンネル識別子を読み取り、
前記トンネル識別子を使用することによって、対応ノードのアイデンティティを前記マッピングテーブルから読み取り、
前記対応ノードのアイデンティティとともに前記受信したデータパケットのコンテンツを前記アプリケーションに転送する
ように構成されている
ことを特徴とする請求項１８に記載の移動ノード。
【請求項２０】
前記セッション管理部は、更に、前記アクセスインタフェースに、バインディング更新メッセージを前記ホームエージェントに向けて送信することを要求するように構成されていて、
前記バインディング更新メッセージは、ホームアドレスと、前記気付アドレスと、１つ以上の対応ノードの前記ＩＰアドレスと、及びトンネルオーバヘッド削減が要望されていることを示す表示とを含んでいる
ことを特徴とする請求項１８に記載の移動ノード。
【請求項２１】
前記アクセスインタフェースは、更に、バインディング確認応答メッセージを受信し、かつ前記バインディング確認応答メッセージを前記セッション管理部へ転送するように構成されていて、
前記セッション管理部は、更に、前記バインディング確認応答メッセージからトンネル識別子の値を読み取り、かつ前記トンネル識別子の値を前記マッピングテーブルに記憶するように構成されている
ことを特徴とする請求項２０に記載の移動ノード。
【請求項２２】
ホームエージェントであって、
メッセージとデータパケットを送受信するためのネットワークインタフェースと、
当該ホームエージェントのＩＰアドレスと、ホームアドレス及び移動ノードの気付アドレスと間の関係を有するバインディングキャッシュと、及び移動ノードのホームアドレスと、対応ノードのＩＰアドレス及びトンネル識別子値との間の関係を有するマッピングテーブルとを記憶するためのメモリと、
プロセッサとを備え、
前記プロセッサ
前記ネットワークインタフェースから、第１のヘッダを備えるダウンストリームデータパケットを受信し、
前記第１のヘッダから、対応ノードのＩＰアドレス及び移動ノードのホームアドレスを読み取り、
前記マッピングテーブルから、前記対応ノードのＩＰアドレスに対応し、かつ前記移動ノードのホームアドレスに対応するトンネル識別子の値とを読み取り、
前記バインディングキャッシュから、前記移動ノードのホームアドレスに対応する気付アドレスを読み取り、
前記移動ノードの気付アドレス及び前記ホームエージェントのＩＰアドレスを備える第２のヘッダを構築し、
前記ダウンストリームデータパケットから前記第１のヘッダを除去し、
前記第２のヘッダ及び前記トンネル識別子を前記ダウンストリームデータパケットへ付加し、
前記ネットワークインタフェースに、前記ダウンストリームデータパケットを前記移動ノードに向けて送信することを要求する
ことを特徴とするホームエージェント。
【請求項２３】
前記プロセッサは、更に、
前記ネットワークインタフェースから、第３のヘッダを備えるアップストリームデータパケットを受信し、
前記第３のヘッダから、移動ノードの気付アドレスを読み取り、
前記アップストリームデータパケットから、トンネル識別子を読み取り、
前記バインディングキャッシュから、前記気付アドレスに対応するホームアドレスを読み取り、
前記マッピングテーブルから、前記ホームアドレス及び前記トンネル識別子を使用することによって、前記対応ノードのＩＰアドレスを読み取り、
前記移動ノードのホームアドレス及び前記対応ノードのＩＰアドレスを備える第４のヘッダを構築し、
前記アップストリームデータパケットから、前記第３のヘッダ及び前記トンネル識別子を除去し、
前記第４のヘッダを前記アップストリームデータパケットへ付加し、
前記ネットワークインタフェースに、前記アップストリームデータパケットを前記対応ノードに向けて送信することを要求する
ことを特徴とする請求項２２に記載のホームエージェント。
【請求項２４】
前記プロセッサは、更に、
前記ネットワークインタフェースから、バインディング更新メッセージを受信し、
前記バインディング更新メッセージ内の移動ノードに対するホームアドレス及び気付アドレスを読み取り、
前記バインディング更新メッセージ内の対応ノードのＩＰアドレス及びトンネルオーバヘッダ削減が要望されていることを示す表示を読み取り、
前記バインディングキャッシュに、前記ホームアドレスと前記移動ノードの気付アドレスとの間の関係を記憶し、
トンネル識別子を計算し、
前記マッピングテーブルに、前記ホームアドレスと、前記対応ノードのＩＰアドレスと、及び前記トンネル識別子との間の関係を記憶し、
前記ネットワークインタフェースに、前記トンネル識別子を備えるバインディング確認応答メッセージを前記移動ノードに向けて送信することを要求する
ように構成されている
ことを特徴とする請求項２２に記載のホームエージェント。
【請求項２５】
前記メモリは、更に、複数のマルチキャストアドレスと複数の移動ノードのホームアドレスとの間のマッピングを含むマルチキャストテーブルを備え、
前記マルチキャストアドレスそれぞれは、複数のホームアドレスに関連していて、
前記プロセッサは、更に、
前記ネットワークインタフェースから、マルチキャストデータパケットを受信し、
前記マルチキャストデータパケットから、対応ノードのＩＰアドレスとマルチキャストアドレスとを読み取り、
前記マルチキャストテーブルから、前記マルチキャストアドレスに関連する前記複数のホームアドレスを読み取り、
前記バインディングキャッシュから、前記ホームアドレスそれぞれに対応する気付アドレスを読み取り、
前記マッピングテーブルから、前記対応ノードのＩＰアドレスに対応し、かつ前記ホームアドレスそれぞれに対応するトンネル識別子を読み取り、
複数のヘッダであって、それぞれが前記ホームエージェントのＩＰアドレス及び固有の気付アドレスを備える、前記複数のヘッダを構築し、
前記複数のヘッダ及び前記対応するトンネル識別子を前記マルチキャストデータパケットの複数のコピーに付加し、
前記ネットワークインタフェースに、前記マルチキャストデータパケットの複数のコピーを前記移動ノードに向けて送信することを要求する
ことを特徴とする請求項２２に記載のホームエージェント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ノードとホームエージェントとの間で交換されるトンネルデータ（tunneled data）のオーバヘッドを削減する移動ノード、ホームエージェントおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターネットプロトコル（ＩＰ）は、ＩＰアドレスを有する種々のノード間でパケットまたはデータグラムの交換を可能にする。第１のノードから第２のノードに向けて送信されるパケットは、送信元アドレスとして第１のノードのＩＰアドレスおよび宛先アドレスとして第２のノードのＩＰアドレスをそれ自体に備えるヘッダと、有用なペイロードとを備える。もともとは、ＩＰアドレスは、ネットワーク内のノードの接続ポイントを識別し、それに関連している。移動ノード（ＭＮ：Mobile Node）がＩＰネットワーク間を移動するに応じて、固定の一定値のＩＰアドレスは、種々のネットワーク要素が、そのＭＮの所在を突き止めて通信するために使用できない。これは、ＭＮは、ある接続ポイントから別の接続ポイントに変更されていることが明らかであるからである。モバイルインターネットプロトコル・バージョン６（ＭＩＰｖ６：Mobile Internet Protocol version 6）は、移動ノードが複数のＩＰネットワーク間を移動している間に、移動ノードにホームアドレス（ＨｏＡ：Home Address）と呼ばれる不変の識別子を提供するための技術である。これは、ＨｏＡをＭＮの現在の接続形態（トポロジー）でのアドレスを表す気付アドレス（ＣｏＡ：Care-of Address）にマッピングすることによって確立される。このマッピングは、双方向トンネルモードではホームエージェント（ＨＡ：Home Agent）によって、またルート最適化モードではＭＮと通信中の対応ノード（ＣＮ：Correspondent Node）によって、実行されてもよい。
【０００３】
図１は、ＭＩＰｖ６を双方向トンネルモードで使用するＩＰネットワーク１００内で、ＭＮ１１０と通信するＣＮ１２０を表す従来技術である。双方向トンネルモードは、ＭＮ１１０のすべての発着信トラヒックを、ＨＡ１３０を通してトンネリングすることによって機能する。ＭＮ１１０が送信または受信するデータは、ＣＮ１２０へのもの、またはＣＮ１２０からのものである。ＣＮ１２０はＭＮ１１０のＨｏＡに気付いており、このＨｏＡは、そのＭＮ１１０にとってホームネットワークであるネットワーク内の、ＭＮ１１０のサブスクリプション（加入）に関係するＩＰアドレスである。ホームネットワーク内では、ＨＡ１３０が、ＭＮ１１０にＨｏＡを割り当てる。ＣＮ１２０がＭＮ１１０宛てのデータパケットを送信する場合、ＣＮ１２０は、送信元アドレスとして自装置のＩＰアドレスを使用し、また、宛先アドレスとしてＭＮ１１０のＨｏＡを使用する。送信元アドレスおよび宛先アドレスは、ＩＰヘッダの中に配置されるが、そのＩＰヘッダは順にデータパケットの中に置かれる。
【０００４】
ＭＮ１１０がそのホームネットワーク内に位置している場合、通常のＩＰルーティングの実行により、データパケットはそのＨｏＡの使用によってＭＮ１１０に到着することを補償する。具体的には、パケットは、ホームネットワークのイングレスルータ（ingress router：入口ルータ）に到着する。このルータは、ＭＮ１１０のＨｏＡに関して近隣ディスカバリ（近隣探索：neighbor discovery）を実行する。ＭＮは、リンク上に存在してい、自装置のリンクレイヤアドレスで応答し、また、ルータがＭＮ１１０にパケットを配信する。しかしながら、図１に示されるように、ＭＮ１１０がそのホームネットワーク外に存在する場合、すなわち、外部ネットワーク（foreign）を訪問している場合、外部ネットワークはＭＮ１１０に前もって気付アドレス（ＣｏＡ）を割り当てている。ＭＮ１１０は、いわゆるバインディングプロセス（binding process）でＨＡ１３０にその現在のＣｏＡを通知している。ＨＡ１３０は、ＭＮ１１０のＨｏＡとＣｏＡとを結び付けるバインディング情報を保有する。ＣＮ１２０がデータパケットをＭＮ１１０に向けてデータパス１６０で送信する場合、依然として第１のヘッダの中に、宛先アドレスとしてＭＮ１１０のＨｏＡを使用し、また、第１のヘッダの送信元アドレスとして自装置のアドレスを使用する。ＭＮ１１０が別の場所にいるので、ＨＡ１３０は、ルータからパケットを取得するために、自装置のリンクレイヤアドレスを用いて近隣ディスカバリに応答する。ＨＡ１３０は、新規の宛先アドレスとしてＭＮ１１０のＣｏＡを使用することによって、ＭＮ１１０に向けてトンネルデータパス（tunneled data path）１５０でデータパケットを転送する。ＨＡ１３０は、ＭＮ１１０に向けて送信されるパケットの新規の送信元アドレスとして、自装置のＩＰアドレスを供給する。ＭＮ１１０は、自装置が通信中のＣＮ１２０のアイデンティティを知る必要がある。その理由は、これが、例えば、ＭＮ１１０のアプリケーションに影響を及ぼすかもしれないからである。さらに、ＭＮ１１０は、ＣＮ１２０に向けて別のデータパケット、例えば、応答を最終的には送信することができる。このような応答は、トンネルデータパス１５０でＨＡ１３０を通して送信される。ＭＮ１１０は、宛先アドレスとしてＨＡ１３０のＩＰアドレスを使用し、また、送信元アドレスとしてそのＣｏＡを使用して、ＣＮ１２０宛ての応答を送信する。ＨＡ１３０は、ＣＮ１２０に向けてデータパス１６０で応答を転送する。ＣＮ１２０のＩＰアドレスは保存されている必要があり、また、ＨＡ１３０は、ＭＮ１１０を認識するための手段を有していなければならない。パケットがトンネルデータパス１５０でＨＡとＭＮとの間を行き来する間、ＣＮ１２０のアドレス情報が保存されることを補償するために、ＨＡ１３０およびＭＮ１１０によって行われる従来の手段は、ＭＮ１１０のＨｏＡおよびＣＮ１２０を識別する第１のヘッダを拡張ペイロードの一部として配置し、また、ＭＮ１１０のＣｏＡおよびＨＡ１３０を識別するために第２の追加のＩＰヘッダを定義することである。第１のヘッダは、ＣＮ１２０とＨＡ１３０との間のデータパス１６０で従来どおり使用されるのに対して、第２のヘッダは、ＨＡ１３０とＭＮ１１０との間のトンネルデータパス１５０で追加される。ＨＡ１３０とＭＮ１１０との間では、第２のヘッダだけが標準のＩＰヘッダとして働き、また、第１のヘッダはその他のペイロードコンテンツとして扱われる。
【０００５】
図２ａおよび図２ｂは、ＨＡ１３０とＣＮ１２０との間、およびＭＮ１１０とＨＡ１２０との間でそれぞれ使用される、従来技術のパケットフォーマットを示している。図１のデータパス１６０上では、データパケットは、図２ａに示されるように、第１のヘッダ２１０および有用なペイロード２２０を備える。第１のヘッダ２１０は、ＣＮ１２０のＩＰアドレスに等しい送信元アドレス（ＳＡ）２１２、およびＭＮ１１０のＨｏＡに等しい宛先アドレス（ＤＡ）２１４を備える。このパケットはＣＮ１２０から送信され、ＭＮ１１０での受信を意図されているが、ＨＡ１３０までしか到着できない。逆方向では、ＳＡ２１２とＤＡ２１４のそれらの値は、交換されているであろう。図２ｂでは、図２ａのデータパケットは、図１のトンネルデータパス１５０を、より大きなパケットにトンネルされる（tunneled）。ＣＮからＨＡに送信されるパケットの第１のヘッダ２１０がペイロード２２０に付加されて、より大きなペイロード２４０になり、また、第２のヘッダ２３０が付加されることが分かる。図２ａのパケットフォーマットは、図２ｂのパケットフォーマット内にカプセル化されていると言える。第２のヘッダ２３０は、ＨＡ１３０のＩＰアドレスに等しいＳＡ２３２、およびＭＮ１１０のＣｏＡに等しいＤＡ２３４を備える。逆方向では、ＨＡ１３０は、ＭＮ１１０によってフォーマットされている図２ｂに示されるようなパケット受信してもよいが、そこでは、ＳＡ２３２とＤＡ２３４の値が交換され、また、ＳＡ２１２とＤＡ２１４の値も交換される。ＨＡ１３０は、第２のヘッダ２３０を取り除き、第１のヘッダ２１０を実際の有効なヘッダとして復元することによって、パケットをデカプセル化（decapsulate）して、そして、図２ａのフォーマットを有するパケットをＣＮ１２０に向けて転送する。
【０００６】
以上説明した双方向トンネリングを用いるモビリティの解決手段では、ＭＮ１１０とＣＮ１２０との間を流れる各データパケットは、ＭＮ１１０とＨＡ１３０との間でデータを搬送する別のパケットの内でトンネルされる。ＩＰｖ６ヘッダのサイズは、最小限の４０バイトである。１つのヘッダをパケット内に埋め込み、また別のヘッダを付加することは、パケット当たりに相当なオーバヘッダを加え、また、ＭＮ１１０とＨＡ１３０との間の送信リソースの非効率な使用に成りかねない。ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ＩＰ）の場合等のストリーミングアプリケーションでは、オーバヘッドの量は、有用なペイロードのサイズを簡単に超える可能性がある。有線リンクの中には大きなオーバヘッドに耐えられるものがあるかもしれないが、一方で、ＭＮ１１０はたいてい無線端末であり、無線リンクでＨＡ１３０に接続される。ＭＮ１１０がＨＡ１３０に無線リンクで直接接続されていない場合でさえ、例えば、無線リンクがＭＮ１３０とセルラネットワークの無線基地局（不図示）との間だけに存在する場合でさえ、トンネリングによって引き起こされる追加のオーバヘッドは非効率と見なされることがある。
【０００７】
ヘッダ圧縮技術は、無線リンクのオーバヘッドの量を削減することに成功を伴って使用されている。例えば、無線リンクでのＩＰパケット送信のオーバヘッドを効率的に削減するために、周知のＲＯＨＣ（Ｒｏｂｕｓｔ  Ｈｅａｄｅｒ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ：ロバストヘッダ圧縮）技術が使用されることがある。しかしながら、この特定のヘッダ圧縮技術は、ＩＰ接続を終端する２つのエンドポイント間だけに適用し得る。その理由は、ヘッダの変更が発生する場合に相互に信号で伝えるために、エンドポイントは両方とも、非圧縮ヘッダのいかなる変更も常に追跡する必要があるからである。例えば、無線リンクでの送信エラー時、ヘッダ情報は変化する可能性があり、また、ＲＯＨＣのメカニズムは、到来するいくつかのパケットにヘッダ圧縮がされていないことを示すために使用される可能性がある。別の言い方をすると、ＲＯＨＣは１つのＩＰホップだけに適用される。例えば、ＲＯＨＣは、図２ｂの第２のヘッダ２３０のサイズを削減するために適用され得る。しかし、ＨＡ１３０は、ＭＮ１１０とＣＮ１２０との間のＩＰ接続で、かつ図２ａおよび２ｂの第１のヘッダ２１０によって定義されているＩＰ接続を終端しないので、ＲＯＨＣは、第１のヘッダ２１０によってもたらされるオーバヘッドを削減することには適用することができない。
【０００８】
モバイルＩＰ通信の環境において、カプセル化されたヘッダのオーバヘッドを削減する効率的な手段は、現在のところない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）１８８３、「インターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）の仕様（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ６（ＩＰｖ６）  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
トンネルデータパスを介して２つの隣接ＩＰヘッダの使用によって引き起こされる帯域幅浪費問題を軽減するための方法およびノードを有することには、明らかな利点があろう。
【００１１】
それゆえ、本発明の一般的な目的は、カプセル化された内部ＩＰヘッダをトンネル識別子で置換するための方法、移動ノードおよびホームエージェントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様は、第１のノードと第２のノードとの間でデータパケットをトンネリングする方法に向けられている。データパケットは、ペイロードおよび第１のヘッダを備える。第１のノードは、ペイロード、第１のノードのアドレスおよび第２のノードのアドレスをそれ自体が備える第２のヘッダ、およびトンネル識別子を備えるように変更されたデータパケットを、第２のノードに向けて送信する。この変更されたデータパケットは、第２のノードで受信される。第２のノードは、トンネル識別子を使用して、第３のノードを識別する。
【００１３】
本発明の第２の態様は、データパケットをトンネリングする方法の変形版であり、この方法では、第１のノードはホームエージェントであり、第２のノードは移動ノードであり、第３のノードは移動ノードと通信中の対応ノードである。ホームエージェントは、複数の移動ノードのアイデンティティを備えるテーブルを記憶する。そのテーブルの中には、特定の移動ノードのそれぞれに関して、特定の移動ノードのホームアドレス、特定の移動ノードと通信中の特定の対応ノードのアドレス、および特定の対応ノードに対応するトンネル識別子の値が記憶されている。
【００１４】
本発明の第３の態様は、データパケットをトンネリングする方法の別の変形版であり、この方法では、特定の移動ノードからのバインディング更新メッセージの中で、特定の対応ノードのアドレスがホームエージェントで受信される。ホームエージェントは、対応するトンネル識別子の値を割り当てる。次いで、バインディング確認応答メッセージの中で対応するトンネル識別子の値が、ホームエージェントによって、特定の移動ノードに向けて送信される。
【００１５】
本発明の第４の態様は、データパケットをトンネリングする方法のまた別の変形版であり、ポイント・ツー・マルチポイント配信ネットワークに適用される。マルチポイントアドレスと、第２のノードのアドレスと、第４のノードのアドレスとの関係が、第１のノードに定義される。第１のヘッダは、マルチポイントアドレスを備える。第１のノードは、データパケットの変更コピーを第２のノードおよび第４のノードに向けて送信する。
【００１６】
本発明の第５の態様は、移動ノードに向けられるものである。移動ノードは、アクセスインタフェース、メモリ、アプリケーションおよびセッション管理部を備える。アクセスインタフェースは、メッセージおよびデータパケットを送受信する。メモリは、気付アドレス、ホームエージェントのＩＰアドレス、およびトンネル識別子と対応ノードのＩＰアドレスとの関係を有するマッピングテーブルを記憶する。アプリケーションは、データパケットのコンテンツを作成し、使用する。セッション管理部は、アプリケーションからデータパケットおよび対応ノードのアイデンティティを受信する。セッション管理部は、そのパケットに、気付アドレスおよびホームエージェントのＩＰアドレスを備えるＩＰヘッダを付加する。セッション管理部は、更に、そのパケットに、識別された対応ノードにマッピングテーブルの中でマッピングされているトンネル識別子を付加する。セッション管理部は、最後に、アクセスインタフェースに、ホームエージェントに向けてデータパケットを送信することを要求する。
【００１７】
本発明の第６の態様は、ホームエージェントに向けられたものである。ホームエージェントは、ネットワークインタフェース、メモリおよびプロセッサを備える。ネットワークインタフェースは、メッセージおよびデータパケットを送受信する。メモリは、ホームエージェントのＩＰアドレス、移動ノードのホームアドレスと気付アドレスとの関係を有するバインディングキャッシュ、および移動ノードのホームアドレスと対応ノードのＩＰアドレスとトンネル識別子の値との関係を有するマッピングテーブルとを記憶する。プロセッサは、ネットワークインタフェースから第１のヘッダを備えるダウンストリームデータパケットを受信し、第１のヘッダから対応ノードのＩＰアドレスおよび移動ノードのホームアドレスを読み取り、マッピングテーブルから対応ノードのＩＰアドレスおよび移動ノードのホームアドレスに対応するトンネル識別子の値を読み取り、バインディングキャッシュから移動ノードのホームアドレスに対応する気付アドレスを読み取る。次いで、プロセッサは、移動ノードの気付アドレスおよびホームエージェントのＩＰアドレスを備える第２のヘッダを組み立て、ダウンストリームデータパケットから第１のヘッダを除去し、ダウンストリームデータパケットに第２のヘッダおよびトンネル識別子を付加する。最後に、プロセッサは、ネットワークインタフェースに、ダウンストリームデータパケットを移動ノードに向けて送信することを要求する。
【００１８】
本発明のより詳しい理解のためと、本発明のさらなる目的および利点の理解のために、添付の図面とともに理解される、以下の説明をここで参照してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】モバイルＩＰバージョン６を双方向トンネルモードで使用するＩＰネットワークにおいて、移動ノードと通信する対応ノードを示す従来技術の図である。
【図２ａ】ホームエージェントと対応ノードとの間で使用される従来のパケットフォーマットを示す図である。
【図２ｂ】移動ノードとホームエージェントとの間で使用される従来のパケットフォーマットを示す図である。
【図３ａ】本発明の一態様に従う、ホームエージェントに記憶される、ホームアドレスと対応ノードのＩＰアドレスとトンネル識別子の値とのマッピングテーブルの一例を示す図である。
【図３ｂ】本発明の一態様に従う、移動ノードに記憶される、対応ノードのＩＰアドレスとトンネル識別子の値とのマッピングテーブルの一例を示す図である。
【図４】本発明の好ましい実施形態で定義されるトンネル識別子拡張ヘッダを示す図である。
【図５】本発明による変更パケットフォーマットを示す図である。
【図６】移動ノードとホームエージェントがトンネル識別子情報をどのように交換し使用するかを示す例示のシーケンス図である。
【図７】ポイント・ツー・マルチポイント配信ネットワークのトンネリング方法を示す図である。
【図８】本発明に従って構成される移動ノードの一例を示す図である。
【図９】本発明に従って構成されるホームエージェントの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の革新的な教示について、好ましい実施形態の種々の使用例および態様例を特に参照して説明する。しかしながら、この実施形態は、本発明の革新的な教示の多くの利点な使用のほんのわずかの例だけを提供していることが理解されるべきである。一般に、本願の明細書の中で行われる記載は、本発明の種々の特許請求の範囲に記載されている側面のどれをも必ずしも限定しない。さらに、記載の中には、本発明のある特徴には当てはまるが、他の特徴には当てはまらないものがある。図の記載では、同様の数値は本発明の同様の要素を示している。
【００２１】
本発明は、移動ノードがその移動ノードのホームネットワーク外をローミングしている場合に、移動ノードとホームエージェントとの間でパケットデータトラヒックを交換するとともに、パケットデータを適切に経路選定するために必要とされるオーバヘッドの量を削減するための方法、移動ノードおよびホームエージェントを提供する。図１に戻ると、これはモバイルＩＰバージョン６を双方向トンネルモードで使用するＩＰネットワーク１００内で、移動ノード（ＭＮ１１０）と通信する対応ノード（ＣＮ）１２０の従来技術であり、ＭＮ１１０はホームエージェント（ＨＡ）１３０から離れて示されているが、その理由は、ＭＮ１１０が外部ネットワークにローミングしているからである。多くの場合に、ＣＮ１２０とＨＡ１３０との間のリンクは、広帯域幅を有する有線接続で実施される。ＨＡ１３０とＭＮ１１０との間のリンクもまた、部分的には有線接続で実施されてもよい。しかしながら、ＨＡ１３０からＭＮ１１０への接続の少なくとも一部、特に、ＭＮ１１０の物理ポートへつながるパスの最後の部分は、無線リンクであってもよい。
【００２２】
ＭＮ１１０は、ＨＡ１３０に信号を送信して、本発明で記載されるトンネル削減メカニズムを利用することを通知する。ＭＮ１１０は、ＨＡ１３０に送信されるバインディング更新メッセージの中に、表示、例えば、１ビットのフラグ等を設定することによって、それを行うことができる。ＭＮ１１０は、自装置と通信中であり、かつそれとの通信にトンネル削減メカニズムを使用することを意図する１つ以上のＣＮ１２０のリストも含める。ＨＡ１３０は、バインディング更新メッセージを受信し、また、リストの各ＣＮ１２０に対してトンネル識別子（ＴＩＤ）を割り当てる。このＴＩＤは、ＨＡ１３０に接続されているＭＮ１１０ごとに一意であり、ＭＮ１１０とＨＡ１３０と間のトンネルセットアップを一意に識別する。
【００２３】
ＨＡ１３０は、内部データ構造の中に、ＣＮ１２０のＩＰアドレスと対応するＴＩＤ値とのマッピングを示すテーブルを記憶する。図３ａは、本発明の一態様に従う、ＨＡの中に記憶されている、ホームアドレス（ＨｏＡ）とＣＮ  ＩＰアドレスとＴＩＤ値とのマッピングテーブルの例を示している。このマッピングテーブルの例は、２つの特定のＣＮと通信中の１つの特定のＭＮに対するものとして示されている。ＨＡに記憶されているマッピングテーブルは、各ＭＮが１つまたは複数のＣＮに接続している、多数のＭＮのＨｏＡをマッピングするであろうことを、当業者は認識するであろう。図３ａのテーブルは、明瞭にするために単純化されている。対応するＴＩＤ値が、マッピングテーブルの中で特定のＭＮに対して割り当てられるが、特定のＭＮと通信中の特定のＣＮのそれぞれに対して、そのようなＴＩＤ値が割り当てられている。マッピングテーブルのＴＩＤ値は、ＭＮごとに一意でなければならないが、状況に応じて、異なるＭＮ間で再使用されてもよい。
【００２４】
自装置のマッピングテーブル情報を記憶して、次いで、ＨＡは、バインディング確認応答メッセージで、特定のＣＮのＩＰアドレスと対応するＴＩＤ値との関係を示すマッピング情報の一部を、特定のＭＮに伝達する。図３ｂは、本発明の一態様に従う、ＭＮに記憶されている、ＣＮ  ＩＰアドレスとＴＩＤ値とのマッピングテーブル例を示している。図３ｂのテーブルのコンテンツの例は、図３ａのＸ１．Ｘ２．Ｘ３．Ｘ４に等しいＨｏＡを有する特定のＭＮのコンテンツに対応する。図３ｂは、２つの特定のＣＮのＩＰアドレスおよび２つの対応するＴＩＤ値を具体的に示しているが、これは本発明の限定ではなく、任意のＭＮが、１つまたは複数のＣＮと通信中であってもよいことが理解されるべきである。
【００２５】
一般に、本発明に従って構成される任意のＭＮに関しては、バインディング確認応答メッセージを受信後、ＣＮに向けてデータパケットを送信するために、ＭＮは、ペイロードと、送信元アドレスとしてそのＨｏＡおよび宛先アドレスとしてＣＮのＩＰアドレスを備える第１の（または内部）ヘッダと、送信元アドレスとしてそのＣｏＡおよび宛先アドレスとしてＨＡのＩＰアドレスを備える第２の（または外部）ヘッダとを備えるパケットを用意する。ＭＮは、ＣＮのＩＰアドレスを有するエントリを検出するために、図３ｂのテーブルをルックアップする。エントリが検出されない場合、両方の完全なヘッダを備えるパケットが送信される。エントリが検出される場合は、ＭＮは結果として得られる未修正のパケットは送信しない。代わりに、パケットの内部ＩＰヘッダを、図３ｂのテーブルのＴＩＤ値で置換する。
【００２６】
いったんパケットがＨＡに到達すると、ＨＡは、第２の（外部）ヘッダの中に備えられている、パケットの送信元アドレスを検討する。この送信元アドレスは、ＭＮのＣｏＡに対応する。ＨＡは、ＭＮをそのＨｏＡを使用して適切に識別するために、ＭＮのＨｏＡとＣｏＡを結び付ける、従来のバインディング情報を使用する。次いで、ＨＡは、ＭＮのＨｏＡおよびＴＩＤを使用して、図３ａに記載されるマッピングテーブルをルックアップし、ＣＮのアドレスを取得する。この情報を使用して、ＨＡは、内部ＩＰｖ６ヘッダのコンテンツを再現することができ、このヘッダの送信元アドレスはＭＮ  ＨｏＡであり、宛先アドレスはＣＮ  ＩＰアドレスである。次いで、ＨＡは、ＣＮにパケットを転送するが、パケットは、ここでは、内部ＩＰｖ６ヘッダおよびペイロードだけを備える。ＣＮからＭＮへ流れるデータに関して、ＨＡおよびＭＮは同一の動作の逆の動作を実行する。
【００２７】
ＴＩＤは、完全な４０バイトの内部ヘッダの使用に比べてオーバヘッドの削減をもたらす任意の値を有してもよいが、好ましい実施形態では、ＴＩＤは３２ビット長である。このことは、各ＭＮ１１０が最大４０億のＣＮ１２０と同時に会話することを可能にする。好ましくは、ＴＩＤ値は、ＩＰｖ６拡張ヘッダの中に備えられる。この拡張ヘッダは、非特許文献１に規定されている。拡張ヘッダは、一般的には、８バイト長である。図４は、本発明の好ましい実施形態で定義されるＴＩＤ拡張ヘッダ４００を示している。ＨＡによって割り当てられる例示の３２ビットＴＩＤは、ＴＩＤ拡張ヘッダ４００のＴＩＤフィールド４１０に挿入される。ＭＮは、このヘッダ４００を使用して、ＨＡに向けて送信するパケットを用意する。
【００２８】
図５は、本発明による変更パケットフォーマットを示している。図示のフォーマットで送信されるパケットは、ＨＡからＭＮの方向に図１のトンネルデータパス１５０で送信されることにある。これは、ＳＡ２３２がＨＡを指し、ＤＡ２３４がＭＮのＣｏＡを指すからである。逆方向では、ＳＡ２３２およびＤＡ２３４は、それらの値を交換することになる。図２ｂに示されるフォーマットと比べると、変更パケットフォーマットは、同一のペイロード２２０および同一の第２のヘッダ２３０を備える。しかしながら、第１のヘッダ２１０は、ＴＩＤ拡張ヘッダ５１０で置換されている。第１のＩＰヘッダおよび第２のＩＰヘッダは、４０バイトの典型的な最小長を有するが、ＴＩＤ拡張ヘッダ５１０は、８バイトだけの典型的な長さを有する。トンネルデータパス１５０上にある任意のルータの視点からは、ＴＩＤ拡張ヘッダ５１０は、図５に示されるパケットのペイロード５２０の一部である。
【００２９】
ここで、図６を参照する。この図は、ＭＮとＨＡがＴＩＤ情報をどのように交換し使用するかを示す例示のシーケンス図を示している。この図は、モバイルＩＰ（ＭＩＰ）ネットワーク、階層型モバイルＩＰ（ＨＭＩＰ）ネットワーク、プロキシモバイルＩＰ（ＰＭＩＰ）ネットワーク、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）２０００モバイルネットワーク、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）モバイルネットワーク、または他のタイプのネットワークで行われてもよいイベントを示している。シーケンスは、ステップ６００で、ＭＮ１１０がＨＡ１３０に向けてバインディング更新メッセージを送信することから開始し、このバインディング更新は、ＭＮのＨｏＡ、ＭＮが外部ネットワークで取得しているＣｏＡ、ＭＮが通信を要求するＣＮ１２０のＩＰアドレスを備え、また、ＭＮが本発明のトンネルオーバヘッド削減方法を使用することを意図しているという表示も備えてもよい。バインディング更新は、ＭＮが通信を意図しているいくつかのＣＮのＩＰアドレスをオプションで備えてもよいが、以下では、説明を簡潔にするために、ＣＮが１つの場合を言及する。バインディング更新の受信時、当技術分野では周知のように、ＨＡ１３０は、ＭＮのＨｏＡとＣｏＡを一緒に結び付けるバインディングキャッシュエントリを作成する。バインディング更新の中に表示の存在があることに応じて、または本発明の機能がオプションでない実施形態のすべての場合に、ＨＡ１３０は、ステップ６０５で、ＣＮと通信するＭＮによって使用するためにＴＩＤ値を割り当てる。このＴＩＤ値は、このＭＮに対して一意である必要がある。好ましい実施形態では、ＴＩＤ値は３２ビットを備えていることを考慮すると、ＴＩＤ値の単一性の要求は実現が難しくない。ステップ６１０では、ＨＡ１３０は、図３ａのマッピングテーブルにＭＮ  ＨｏＡとＣＮ  ＩＰアドレスとＴＩＤとの関係を記憶する。ステップ６１５では、ＨＡ１３０は、ＴＩＤを備えるバインディング確認応答メッセージをＭＮ１１０に向けて送信することで応答する。ＭＮは、ステップ６２０で、図３ｂのマッピングテーブルにＣＮ  ＩＰアドレスと関連付けてＴＩＤを記憶する。
【００３０】
ＣＮ１２０またはＭＮ１１０が、通信相手に向けてパケットを送信する場合、次のイベントが発生する。例えば、ステップ６３０では、ＣＮ１２０は、ＭＮ１１０宛てのデータパケットを送信することができる。このデータパケットは、ＣＮ１２０からＭＮ１１０に向かうその方向のせいでダウンリンクデータパケットとも呼ばれているが、これは、第１のヘッダを備え、ここでは、送信元アドレスはＣＮ  ＩＰアドレスに設定され、また、宛先アドレスはＭＮ  ＨｏＡに設定されている。データパケットがＨＡ１３０に到着する。これは、ＴＩＤがこれまでにマッピングテーブルに記憶されているので、ＨＡ１３０は、ステップ６３５で、データパケットから第１のヘッダを除去する。ＨＡ１３０とＭＮ１１０との間の直通パスでヘッダを削減するまたは他のやり方で圧縮する手段が現在使用されていない場合、ＨＡ１３０は、６４０で、第２のヘッダを付加してもよい。ＨＡ１３０は、ステップ６４５で、ＴＩＤ値もデータパケットに付加する。好ましい実施形態では、ＴＩＤ値は、図４に示されるＩＰｖ６拡張ヘッダとして付加される。ステップ６５０で、変更されたデータパケット（変更データパケット：modified data packet）がＭＮ１１０に向けて送信される。ステップ６５５では、ＭＮ１１０は、変更されたデータパケットから抽出されるＴＩＤ値を使用して、そのマッピングテーブルを調べ、第１のヘッダの情報を復元する。ステップ６５５において、ＭＮ１１０が元の第１のヘッダをその完全なフォーマットおよびコンテンツに完全に再構築する必要がなくてもよいことを、当業者は理解するであろう。ＭＮ１１０は、例えば、データパケットを生成しているＣＮ１２０などを、識別することが必要なだけかもしれない。別の例では、ＭＮ１１０は、ＣＮ１２０宛てに、アップストリームデータパケットとも呼ばれる別のデータパケットを送信してもよい。ＭＮ１１０は、ＣＮ１２０に対するペイロードを使用し、ＴＩＤを付加し、また、オプションで送信元アドレスとしてそのＣｏＡおよび宛先アドレスとしてＨＡ１３０のＩＰアドレスを備える外部ヘッダも付加して、データパケットを組み立てる。外部ヘッダが、ＭＮ１１０とＨＡ１３０との間で使用されるヘッダ圧縮技術の使用で置換されている場合、外部ヘッダは存在しないことがある。ステップ６６０で、データパケットが、ＨＡ１３０に向けて送信される。ステップ６６５で、ＨＡは、データパケットからＴＩＤを抽出し、ＭＮ１１０によって挿入されている場合がある外部ヘッダをすべて除去する。ＴＩＤを使用して、ＨＡ１３０は、そのマッピングテーブルでＣＮ１２０のＩＰアドレスを見つける。ＭＮ１１０のＨｏＡは、マッピングテーブルから適切なＣＮ１２０を識別するためにも使用されることが好ましい。ＣｏＡを使用して、ＨＡ１３０は、そのバインディングキャッシュからＨｏＡを取得する。ＭＮ１１０のＣｏＡは、外部ヘッダが存在する場合その中に備えられてもよいし、またＭＮ１１０とＣＮ１２０との間のヘッダ圧縮を支援するために使用されている場合がある情報を解凍することで取得されてもよい。ステップ６７０では、ＨＡ１３０は、宛先アドレスとしてＣＮ１２０のＩＰアドレスおよび送信元アドレスとしてＨｏＡを備える新しいヘッダを組み立てる。
【００３１】
ＨＡ１３０とＭＮ１１０との間のリンクでＴＩＤによって置換されている第１のヘッダは、時間とともに変化する場合がある。第１のヘッダに影響を及ぼすことがある、いかなる変更も、ＣＮ１２０とＨＡ１３０との間だけで処理される。例えば、ＣＮ１２０とＨＡ１３０との間で起こることがある送信エラーのいずれも、これらの２つのノードによって完全に解決されるであろう。このような状況から、ＨＡ１３０とＭＮ１１０との間のリンク上でのＲＯＨＣ圧縮ヘッダの使用とは対照的に、ＴＩＤ値は、あるパケットから次のパケットへ移っても、同一のリンク上では不変のままである。ステップ６３０〜６５５およびステップ６６０〜６７５は、ＣＮとＭＮとの間に送信されるべきデータパケットがある限り何度でも繰り返されてもよい。
【００３２】
本発明のトンネルオーバヘッド削減メカニズムは、ＣＮ１２０の設計、構造または構成（コンフィグレーション）に影響を及ぼす必要がないことに注意してもよい。同様に、ＩＰ拡張ヘッダはＩＰ接続のエンドポイントだけが見るので、ＭＮ１１０とＨＡ１３０との間のパスで見つけられるノード、ルータ、ゲートウェイ、アクセスノード、基地局等のいずれも、任意数のデータパケットへのＴＩＤの付加、または任意数のデータパケットからの内部ヘッダの除去によって影響を受けることはない。
【００３３】
ここで本発明の方法の別の使用について、図７に関して説明する。これは、ポイント・ツー・マルチポイント配信ネットワークでのトンネリングの方法を示している。ポイント・ツー・マルチポイント配信ネットワークは、ＣＮ１２０、ＨＡ１３０、ならびにＭＮ１およびＭＮ２で示されている少なくとも２つのＭＮを備える。ＭＮ１もＭＮ２も最初にＨＡ１３０にバインディング更新を送信する。これは、ＣＮ１２０と通信したい希望を示しており、両方とも本発明のトンネルオーバヘッド削減メカニズムを使用したいことも示している。それに応じて、ＨＡ１３０は、ＭＮ１およびＭＮ２の両方のＣｏＡを記憶している。図６に関して説明されるステップ６００〜６２０が、ＭＮ１およびＭＮ２の両方で別々に実行されている。
【００３４】
ステップ７００では、ＨＡ１３０は、ＭＮ１およびＭＮ２のＨｏＡを備えるマルチキャストグループとマルチキャストアドレスとの関係を定義する。この関係は、宛先アドレスとしてマルチキャストアドレスで受信されるパケットデータはすべて、グループ内のすべてのアドレスに向けて送信されることを意味する。当業者は理解するであろうが、多くのの実施形態において、マルチキャストグループははるかに多数のメンバを備えることができる。それゆえ、理解を容易にするために、図７の記載は単純化されている。ステップ７００は、図６のステップ６００〜６２０の前または後の任意の時間に実行されてもよい。その理由は、これらは完全に独立のプロセスだからである。しかしながら、ステップ６００〜６２０および７００のすべては、図７に関して説明する次のステップの前に処理される必要がある。
【００３５】
ステップ７０５では、ＣＮ１２０が、ＨＡ１３０に向けてデータパケットを送信する。データパケットの第１のヘッダに含まれる宛先アドレス（ＤＡ）は、マルチキャストアドレスと等しく設定され、これによって、データパケットをマルチポイントデータパケットにする。ＨＡ１３０は、ステップ７１０で、データパケットのコピーを作成するが、そのコピー数はマルチキャストグループのＭＮ数に等しい。データパケットの各コピーについて、ＨＡ１３０は、ステップ７１５で、データパケットから第１のヘッダを除去する。ステップ７２０で、ＨＡ１３０は、各コピーに送信元アドレスとしてＨＡ１３０のＩＰアドレスおよび宛先アドレスとしてコピーがそれに宛てて送信されるＭＮの中の１つのＭＮのＣｏＡを備える第２のヘッダを付加する。ステップ７２５で、ＨＡ１３０は、各コピーにコピーがそれに宛てて送信されるＭＮの中の１つのＭＮに対して前もって定義されているＴＩＤを付加する。もちろん、所与のＭＮに向けて送信することが意図されているコピーに付加されている第２のヘッダは、その所与のＭＮのＣｏＡを備えているので、用語「第２のヘッダ」は各コピーに区別して適用される。同様に、ＨＡ１３０は、異なるコピーが各対応するＭＮに対応するＴＩＤを搬送することを補償する。ステップ７３０および７５０では、ＨＡ１３０は、データパケットの変更コピーをＭＮ１およびＭＮ２に向けて送信するが、各コピーは対応するＭＮ向けのＣｏＡおよびＴＩＤを搬送する。ＭＮ１およびＭＮ２の各々は、データパケットの変更コピーで受信される対応するＴＩＤ値を使用することによって、ステップ７４０および７６０でＣＮ１２０を識別することができる。
【００３６】
これまでの図で使用されたＭＮ１１０の構成例について、図８を参照してこれより説明するが、この図は、本発明に従って構成された例示のＭＮ１１０を示す。ＭＮ１１０は、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実施されてもよい。ＭＮ１１０は、少なくとも１つのアクセスインタフェース８１０を備え、アクセスインタフェース８１０は、そのホームネットワークのＨＡへの接続を通して、およびそのホームネットワークにいないときは外部ネットワークへの接続を通して、ＣＮと通信するために使用される。アクセスインタフェース８１０は、ＣＤＭＡ２０００インタフェース、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）インタフェースなどでもよい。当業者は理解するだろうが、例としてケーブルテレビ接続、イーサネット接続、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）インタフェース、汎用パケットデータサービス（ＧＰＲＳ）などを備える他のアクセスインタフェースも、本発明のＭＮ１１０がサポートしてもよい。
【００３７】
ＭＮ１１０は、メモリ８２０、セッション管理部８４０および１つ以上のアプリケーション８５０をさらに備える。メモリ８２０は、ＭＮのホームネットワークによって割り当てられるＨｏＡ８２２およびＨＡ  ＩＰアドレス８２６を少なくとも備え、ここで、ＨＡはホームネットワークの一部である。ＭＮ１１０が外部ネットワークに位置していて、また、外部ネットワークからアクセスされている場合、メモリ８２０はＣｏＡ８２４も有する。メモリ８２０は、図３ｂに関して説明されているマッピングテーブル８３０をさらに備える。ＭＮ１１０が通信中の各ＣＮに対して、ＴＩＤ値８３２または８３６が、ＣＮ  ＩＰアドレス８３４または８３８とともに記憶されてもよい。
【００３８】
セッション管理部８４０は、アクセスインタフェース８１０を通して、ＣＮとのセッションを制御し、バインディング更新およびアップストリームデータパケットを送信し、バインディング確認応答およびダウンストリームデータパケットを受信する。セッション管理部８４０は、ＭＮ１１０に関するアドレスの受信および記憶も処理する。セッション管理部８４０は、ＭＮ１１０がホームネットワークに接続されているか否かを判定することによって、ＭＮ１１０の位置を検出する。外部ネットワークを訪れている場合、セッション管理部８４０は、周知の方法でＣｏＡを取得する。
【００３９】
メモリ８２０、セッション管理部８４０および１つ以上のアプリケーション８５０の各々は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない多くの方法で実現されてもよい。
【００４０】
ＭＮ１１０のセッション管理部８４０が外部ネットワーク内をローミング中に、選択されているＣＮと新規のセッションを最初に確立する場合、セッション管理部８４０は、ＨｏＡ８２２とＣｏＡ８２４と選択されているＣＮに対応するＣＮ  ＩＰアドレス８２４もしくは８３８とを備えるバインディング更新メッセージをＨＡに向けて送信することを、アクセスインタフェース８１０に要求する。セッション管理部８４０は、バインディング更新にトンネルオーバヘッド削減が要望されていることの表示を付加することを、アクセスインタフェース８１０に要求してもよい。アクセスインタフェース８１０は、ＨＡがＨｏＡとＣｏＡを適切に結び付けていることを確認するバインディング確認応答を受信する。バインディング確認応答はＴＩＤ値をさらに備えてもよく、このＴＩＤ値は、選択されているＣＮに見合う、ＴＩＤ値８３２または８３６としてメモリに記憶される。
【００４１】
アプリケーション８５０は、選択されているＣＮに向けて送信することが意図されている有用なコンテンツまたはペイロードを備えるパケットを組み立てることができる。アプリケーション８５０によって組み立てられるパケットは、送信元アドレスとしてのＨｏＡ８２２と宛先アドレスとしてのＣＮ  ＩＰアドレス８３４もしくは８３８とを含む、完全なＩＰヘッダを備えることができる。選択的には、アプリケーション８５０は、ＣＮのＩＰアドレスまたはセッション管理部８５０がマッピングテーブル８３０の適切なＣＮを指すために使用することができるポインタだけを提供してもよい。マッピングテーブル８３０にＴＩＤ値８３２または８３４が存在するという条件で、セッション管理部８５０は、ＴＩＤ値を好ましくはＴＩＤ拡張ヘッダの形態でパケットに加える。次いで、セッション管理部は、送信元アドレスとしてＣｏＡ８２４および宛先アドレスとしてＨＡ８２６のＩＰアドレスを使用してヘッダを組み立てるが、これは実際のところ外部ヘッダである。その結果生じるパケットは、図５に示されるフォーマットを有する。セッション管理部は、そのパケットをＨＡに向けて送信することを、アクセスインタフェース８１０に要求する。ＭＮは、外部ヘッダによって引き起こされるオーバヘッドを削減するために、ヘッダ圧縮技術を使用することができることに注意すべきである。ヘッダ圧縮技術を使用する場合、外部ヘッダは、ＨＡに向けて送信されるパケットの中に実際に存在しなくてもよく、セッション管理部８５０で圧縮代用品を使用することによって置換されてもよい。
【００４２】
ダウンストリームパケットは、アクセスインタフェース８１０で受信されてもよい。アクセスインタフェース８１０は、そのパケットをセッション管理部８４０に転送する。セッション管理部８４０は、例えば、ＴＩＤ拡張ヘッダを調べて、パケット中にＴＩＤ値を検出する場合、ＴＩＤ値を使用してテーブル８３０を閲覧し、そのパケットを発信している適切なＣＮを識別し、それによって内部ヘッダを再構築するために必要なすべての情報を回収する。アプリケーション８５０の仕様に依存して、セッション管理部８４０は、送信元アドレスとしてＣＮ  ＩＰアドレスおよび宛先アドレスとしてＨｏＡを使用して、内部ヘッダを再構築してもよい。場合によっては、アプリケーション８５０は、ＣＮ  ＩＰアドレスまたはＣＮのアイデンティティの何らかの表示の受信だけを必要としてもよい。特定のアプリケーション８５０によっては、ＣＮのアイデンティティの表示を少しも必要とさえしなくてもよい。
【００４３】
これまでの図で使用されるＨＡの構成例について、図９を参照して説明する。ここで、この図は、本発明に従って構成される例示のＨＡ１３０を示している。ＨＡ１３０は、少なくとも１つのネットワークインタフェース９１０を備え、このネットワークインタフェース９１０は、メッセージおよびデータパケットを送信および受信するための異なるポートで実際は実施されてもよい。ＨＡ１３０は、メモリ９２０およびプロセッサ９６０をさらに備える。
【００４４】
メモリ９２０は、ＨＡ１３０のＩＰアドレス９２２を備える。メモリ９２０は、複数のＭＮに対するＨｏＡとＣｏＡの関係を記憶するバインディングキャッシュ９３０も有する。ＨｏＡとＣｏＡをマッピングすることにより、ＨＡ１３０は、特定のＭＮ発または宛ての信号、メッセージおよびデータパケットを受信し、ＭＮが外部ネットワークをローミング中、ＭＮのＨｏＡとＣｏＡとを変換することによって、データパケットをそれらの宛先に向けて転送することが可能になる。メモリ９３０は、マッピングテーブル９４０をさらに備え、このマッピングテーブル９４０は、図３ａに関して説明されるように、ＨｏＡをＣＮ  ＩＰアドレスおよびＴＩＤ値とマッピングする。メモリ９３０は、オプションで、マルチキャストテーブル９５０を備えることができる。
【００４５】
ネットワークインタフェース９１０は、ＨｏＡ、ＣｏＡ、ＣＮ  ＩＰアドレスを備えるバインディング更新メッセージを、かつ場合によってはＭＮが本発明のトンネルオーバヘッド削減方法を使用することを意図していることの表示を備えるバインディング更新メッセージをＭＮから受信することができる。ネットワークインタフェース９１０は、そのバインディング更新をプロセッサ９６０に転送する。プロセッサ９６０は、バインディングキャッシュ９３０にＨｏＡとＣｏＡの関係を記憶する。トンネルオーバヘッド削減方法の使用意向の表示が存在する場合、または本発明の機能がオプションでない実施形態のすべての場合に、プロセッサ９６０はＴＩＤ値も計算し、それをＨｏＡおよびＣＮ  ＩＰアドレスとともにマッピングテーブル９４０に記憶する。次いで、プロセッサ９６０は、バインディング確認応答メッセージをＭＮに向けて転送することを、ネットワークインタフェース９１０に指示する。
【００４６】
次いで、ネットワークインタフェース９１０は、ＣＮのＩＰアドレスに等しい送信元アドレスおよびＭＮのＨｏＡに等しい宛先アドレスを備える第１のヘッダを有するデータパケットをＣＮから受信することができる。ネットワークインタフェース９１０は、そのパケットをプロセッサ９６０に転送する。プロセッサ９６０は、宛先アドレスに一致するＨｏＡを検出するために、バインディングキャッシュ９３０を調べる。検出される場合、プロセッサ９６０はＣｏＡを読み取る。次いで、プロセッサ９６０は、ＨｏＡとＣＮ  ＩＰアドレスの両方に一致するエントリを検出するために、マッピングテーブル９４０を調べる。検出される場合、プロセッサ９６０はＴＩＤ値を読み取る。次いで、プロセッサ９６０は、送信元アドレスとしてメモリ９２０から取得されるＨＡ  ＩＰアドレス９２２、および宛先アドレスとしてＭＮのＣｏＡを備える第２のヘッダを組み立てる。プロセッサ９６０は、パケットから第１のヘッダを除去し、パケットに第２のヘッダを付加し、また、パケットにＴＩＤ値を好ましくはＴＩＤ拡張ヘッダの中に入れて付加する。プロセッサ９６０は、図５に示されるフォーマットを今では有する、結果として得られるデータパケットをＭＮに向けて送信することを、ネットワークインタフェース９１０に指示する。
【００４７】
もちろん、ＨＡ１３０は、データパケットのＭＮに向けての送信において、ＲＯＨＣのようなヘッダ圧縮技術を使用することができる。その場合、第２のヘッダは、ネットワークインタフェース９１０から送信されるデータパケットに実際には存在しなくてもよく、ヘッダ圧縮技術分野で周知の適切な圧縮代用品を使用して、プロセッサ９６０によって置換されてもよい。同様に、マッピングテーブル９４０内でＨｏＡとＣＮ  ＩＰアドレスの組み合わせに対するＴＩＤ値が検出されない場合、プロセッサ９６０は第２のヘッダを組み立て、それをパケットに加え、一方で第１のヘッダを保存し、図２ｂに示されるフォーマットを有する結果として得られるデータパケットを、次いでＭＮに向けて送信することを、ネットワークインタフェース９１０に指示する。
【００４８】
ネットワークインタフェース９１０は、ＭＮのＣｏＡに等しい送信元アドレスおよびＨＡ  ＩＰアドレス９２２に等しい宛先アドレスを備える外部ヘッダを有するデータパケットもＭＮから受信することができる。ネットワークインタフェース９１０は、そのパケットをプロセッサ９６０に転送する。外部ヘッダは、圧縮代用品で置換されていてもよく、その場合、プロセッサ９６０は、まず代用品を復元して通常の外部ヘッダ情報を復元する。プロセッサ９６０は、パケット内を調べて、それがＴＩＤ値または内部ヘッダを備えているかどうかを判定する。送信元アドレスとしてＭＮのＨｏＡおよび宛先アドレスとしてＣＮ  ＩＰアドレスを備える内部ヘッダが検出される場合、プロセッサ９６０は、パケットから外部ヘッダを除去してから、ＣＮに向けてパケットを転送することをネットワークインタフェース９１０に指示する。しかしながら、ＴＩＤ値が検出されない場合、プロセッサ９６０は、ＣｏＡを使用して、バインディングキャッシュ９３０から対応するＨｏＡを突き止める。次いで、プロセッサ９６０は、ＨｏＡおよびＴＩＤ値を使用して、マッピングテーブル９４０でＣＮ  ＩＰアドレスを突き止める。次いで、プロセッサは、送信元アドレスとしてＨｏＡおよび宛先アドレスとしてＣＮ  ＩＰアドレスを備える内部ヘッダを組み立て、パケットから外部ヘッダを除去し、内部ヘッダをパケットに付加する。次いで、プロセッサ９６０は、ＣＮに向けてデータパケットを送信することを、ネットワークインタフェース９１０に指示する。
【００４９】
マッピングテーブル９４０内のＴＩＤ値を探す前に、ＣｏＡを使用してバインディングキャッシュ９３０の中のＨｏＡを突き止めることは、ＴＩＤ値がマッピングテーブル９４０全体内で一意である場合、必要とされない場合があることに注意してもよい。
【００５０】
ネットワークインタフェース９１０でＣＮから受信され、プロセッサ９６０に転送されるデータパケットは、第１のヘッダの中に、ＣＮ  ＩＰアドレスに対応する送信元アドレスおよびマルチキャストテーブル９５０で検出されるマルチキャストアドレスにマッピングする宛先アドレスを備えてもよい。例示のマルチキャストテーブル９５０は、２つのマルチキャストアドレスを示し、それぞれのマルチキャストアドレスは２つのＨｏＡにマッピングされている。図９のマルチキャストテーブル９５０は、図解を容易にするために単純化されている。典型的なマルチキャストテーブル９５０は多数のマルチキャストアドレスを備えてもよく、それぞれのマルチキャストアドレスは、複数のＨｏＡにマッピングされている。プロセッサ９６０は、宛先アドレスがマルチキャストアドレスであることを検出する場合、マルチキャストテーブル９５０からマルチキャストアドレスに関連するすべてのＭＮに対するＨｏＡを読み取る。次いで、プロセッサ９６０は、各ＭＮに関して、バインディングキャッシュ９３０からＭＮのＨｏＡに対応するＣｏＡを読み取る。次いで、プロセッサ９６０は、マッピングテーブル９４０の中に、送信元アドレスとして受信されるＣＮ  ＩＰアドレスおよび各ＨｏＡに対応するＴＩＤ値を探索する。各ＭＮに関して、プロセッサは受信しているデータパケットのコピーの変更したものを組み立てる。ここで、元々受信している第１のヘッダは削除され、関連するＭＮに対応するＴＩＤ値が付加され、ＨＡ  ＩＰアドレス９２２に等しい送信元アドレスおよび関連しているＭＮに対するＣｏＡに等しい宛先アドレスを有する新規のヘッダが付加される。プロセッサ９６０は、関連するＭＮに向けてパケットの各コピーを転送することを、ネットワークインタフェース９１０に指示する。
【００５１】
本発明の方法、移動ノードおよびホームエージェントの好ましい実施形態のいくつかの態様について、添付の図面に図解し、上述の詳細な説明に記述しているが、本発明が開示の実施形態に限定されず、以下の請求項に記載および規定される本発明の精神から逸脱せずに多数の再構成、変更および代替が可能であることは理解されるであろう。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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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【国際調査報告】
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