(57)【要約】本明細書は、パケット交換ネットワークにおけるモバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間でのルート最適化のための方法、モバイル・ノード、ホーム・エージェント、及びシステムに関し、第１のホーム・エージェントを経由するルートは第２のホーム・エージェント経由に変更される。モバイル・ノードは、認証データ、通信相手ノードのアドレス、第１のホーム・アドレス、及び第２のホーム・アドレスという情報を備える拡張ホーム・テスト開始メッセージを送信する。第１のホーム・エージェントは、拡張ホーム・テスト開始メッセージを受信し、拡張ホーム・テスト・メッセージを第２のホーム・エージェントに送信し、この拡張ホーム・テスト・メッセージは、拡張ホーム・テスト開始メッセージからの情報を備える。第２のホーム・エージェントは拡張ホーム・テスト・メッセージを受信し、通信は、モバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間で第２のホーム・エージェントを経由してルーティングされる。【選択図】図２
2010506520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット交換ネットワークにおける、モバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間でのルート最適化のための方法であり、第１のホーム・エージェントを経由するルートが第２のホーム・エージェント経由に変更される方法であって、
ａ）認証データ、前記通信相手ノードのアドレス、第１のホーム・アドレス、及び第２のホーム・アドレスの情報を備える拡張ホーム・テスト開始メッセージを前記モバイル・ノードによって送信するステップ（４０１）と、
ｂ）前記拡張ホーム・テスト開始メッセージを前記第１のホーム・エージェントによって受信するステップと、
ｃ）前記第１のホーム・エージェントによって、拡張ホーム・テスト・メッセージを前記第２のホーム・エージェントに送信するステップであって、前記拡張ホーム・テスト・メッセージが前記拡張ホーム・テスト開始メッセージからの情報を備えるステップ（４０４）と、
ｄ）前記拡張ホーム・テスト・メッセージを前記第２のホーム・エージェントによって受信するステップと、
ｅ）前記モバイル・ノードと前記少なくとも１つの通信相手ノードとの間で、前記第２のホーム・エージェントを経由して通信をルーティングするステップとを、
有する方法。
【請求項２】
前記ステップｃ）の前に、
前記拡張ホーム・テスト開始メッセージからの前記情報を前記第１のホーム・エージェントによって格納するステップと、
前記第１のホーム・エージェントによって、前記モバイル・ノードの第１のホーム・アドレスを使用し、前記少なくとも１つの通信相手ノードにホーム・テスト開始メッセージを送信するステップ（４０２）と、
前記少なくとも１つの通信相手ノードによって送信されたホーム・テスト・メッセージを前記第１のホーム・エージェントによってインターセプトし（４０３）、その正当性を検証するステップとを、
さらに有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記拡張ホーム・テスト・メッセージが前記ホーム・テスト・メッセージからの情報をさらに備える請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップｅ）の前に、
前記第２のホーム・エージェントによって、前記少なくとも１つの通信相手ノードへ気付けテスト開始メッセージを送信するステップ（４０５）と、
前記少なくとも１つの通信相手ノードによって送信された、前記第２のホーム・アドレスにアドレス指定された気付けテスト・メッセージを前記第２のホーム・エージェントによってインターセプトするステップ（４０６）と、
有効なバインディング更新メッセージを前記少なくとも１つの通信相手ノードに送信するステップ（４０７）とを、
さらに有する請求項１又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記拡張ホーム・テスト開始メッセージがバインディング更新メッセージで使用されるオプションに関する値を備える請求項１から４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
前記モバイル・ノード、前記第１のホーム・エージェント、前記第２のホーム・エージェント、及び前記通信相手ノードの間のメッセージが暗号化される請求項１から５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
前記モバイル・ノードと前記第２のホーム・エージェントとの間のセキュリティ・アソシエーションに由来するセキュリティ・キーを使用して、前記拡張ホーム・テスト開始メッセージ内のデータにデジタル署名するステップをさらに有する請求項１から６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
前記デジタル署名するステップが、シーケンス番号又はタイムスタンプを使用することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの通信相手ノードによって送信された戻りクッキーを、前記第１のホーム・エージェント又は前記第２のホーム・エージェントによって受信するステップと、
前記戻りクッキーが、それぞれ前記第１のホーム・エージェント又は前記第２のホーム・エージェントによって生成されたクッキーであるか否かを前記第１のホーム・エージェント又は前記第２のホーム・エージェントによってチェックするステップとを、
さらに有する請求項１から８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記ホーム・テスト開始メッセージを送信するステップが、前記第１のホーム・エージェントによって拡張気付けテスト開始メッセージを前記第２のホーム・エージェントに送信するステップと同時に実行される請求項１から９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のホーム・エージェントによって前記ホーム・テスト・メッセージをインターセプトするステップと、前記第２のホーム・エージェントによって前記気付けテスト開始メッセージを送信するステップとが同時に実行され、前記ステップｃ）と、前記第２のホーム・エージェントによって気付けテスト・メッセージをインターセプトするステップとが同時に実行される請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記拡張ホーム・テスト開始メッセージからの前記情報を前記第１のホーム・エージェントによって格納するステップが、前記情報をテーブルに格納するステップを有し、前記テーブルの各エントリが、前記少なくとも１つの通信相手ノードのそれぞれに必要なフィールドを備える請求項１から１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
前記テーブルの前記フィールドが、通信相手ノードのアドレス、前記第２のホーム・アドレス、バインディング更新オプション、及び認証情報を含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
パケット交換ネットワークにおけるモバイル・ノード（１２０）と少なくとも１つの通信相手ノード（１２４）との間でのルート最適化のために構成されるモバイル・ノード（１２０）であり、第１のホーム・エージェント（１２２）を経由するルートが第２のホーム・エージェント（２０２）経由に変更されるモバイル・ノードであって、
認証データ、前記通信相手ノードのアドレス、第１のホーム・アドレス、及び第２のホーム・アドレスの情報を備える拡張ホーム・テスト開始メッセージを送信するように構成された送信手段を有するモバイル・ノード（１２０）。
【請求項１５】
前記拡張ホーム・テスト開始メッセージがバインディング更新メッセージで使用されるオプションに関する値を備える請求項１４に記載のモバイル・ノード（１２０）。
【請求項１６】
前記モバイル・ノード（１２０）、前記第１のホーム・エージェント（１２２）、前記第２のホーム・エージェント（２０２）、及び前記通信相手ノード（１２４）の間のメッセージが暗号化される請求項１４又は１５に記載のモバイル・ノード（１２０）。
【請求項１７】
前記モバイル・ノード（１２０）と前記第２のホーム・エージェント（２０２）との間のセキュリティ・アソシエーションに由来するセキュリティ・キーを使用して、前記拡張ホーム・テスト開始メッセージ内のデータにデジタル署名するように構成された署名手段をさらに有する請求項１４から１６のいずれか１つに記載のモバイル・ノード（１２０）。
【請求項１８】
前記署名手段が、デジタル署名に関してシーケンス番号又はタイムスタンプを使用することを有するようにさらに構成される請求項１７に記載のモバイル・ノード（１２０）。
【請求項１９】
パケット交換ネットワークにおけるホーム・エージェント（１２２）であり、モバイル・ノード（１２０）と少なくとも１つの通信相手ノード（１２４）との間でルート最適化が実行され、ホーム・エージェント（１２２）を経由するルートが他のホーム・エージェント（２０２）経由に変更される・ホームエージェント（１２２）であって、
前記モバイル・ノード（１２０）によって送信された拡張ホーム・テスト開始メッセージを受信するように構成された受信手段であって、前記拡張ホーム・テスト開始メッセージが、認証データ、前記通信相手ノードのアドレス、第１のホーム・アドレス、及び第２のホーム・アドレスの情報を備える受信手段と、
拡張ホーム・テスト・メッセージを送信するように構成された送信手段であって、前記拡張ホーム・テスト・メッセージが、前記拡張ホーム・テスト開始メッセージからの前記情報を備える送信手段と、
前記拡張ホーム・テスト・メッセージを受信するように構成された受信手段とを、
有するホーム・エージェント（１２２）。
【請求項２０】
前記拡張ホーム・テスト開始メッセージからの前記情報を格納するように構成された格納手段と、
前記モバイル・ノードの第１のホーム・アドレスを使用して、前記少なくとも１つの通信相手ノードにホーム・テスト開始メッセージを送信するように構成された送信手段と、
前記少なくとも１つの通信相手ノードによって送信されたホーム・テスト・メッセージをインターセプトし、その正当性を検証するように構成された受信手段とを、
さらに備える請求項１９に記載のホーム・エージェント。
【請求項２１】
前記拡張ホーム・テスト・メッセージが、前記ホーム・テスト・メッセージからの情報をさらに備える請求項１９又は２０に記載のホーム・エージェント。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの通信相手ノードに気付けテスト開始メッセージを送信するように構成された送信手段と、
前記少なくとも１つの通信相手ノードによって送信された、前記第２のホーム・アドレスにアドレス指定された気付けテスト・メッセージをインターセプトするように構成された受信手段と、
有効なバインディング更新メッセージを前記少なくとも１つの通信相手ノードに送信するように構成された送信手段とを、
さらに有する請求項１９から２１のいずれか１つに記載のホーム・エージェント。
【請求項２３】
前記拡張ホーム・テスト開始メッセージが、バインディング更新メッセージで使用されるオプションに関する値を備える、請求項１９から２２のいずれか１つに記載のホーム・エージェント。
【請求項２４】
前記モバイル・ノード、前記ホーム・エージェント、及び前記通信相手ノードの間のメッセージが暗号化される請求項１９から２３のいずれか１つに記載のホーム・エージェント。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの通信相手ノードによって送信された戻りクッキーを受信するように構成された受信手段と、
前記戻りクッキーが、前記ホーム・エージェントによって生成されたクッキーであるか否かをチェックするように構成されたチェック手段とを、
さらに有する請求項１９から２４のいずれか１つに記載のホーム・エージェント。
【請求項２６】
前記格納手段が、前記拡張ホーム・テスト開始メッセージの前記情報をテーブルに格納するようにさらに構成され、前記テーブルの各エントリが、前記少なくとも１つの通信相手ノードのそれぞれに必要なフィールドを備える請求項１９から２５のいずれか１つに記載のホーム・エージェント。
【請求項２７】
前記テーブルの前記フィールドが、前記通信相手ノードのアドレス、前記第２のホーム・アドレス、バインディング更新オプション、及び認証情報を含む請求項２６に記載のホーム・エージェント。
【請求項２８】
パケット交換ネットワークにおいて、モバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間でのルート最適化のためのシステムであり、ホーム・エージェントを経由するルートが他のホーム・エージェント経由に変更されるシステムであって、請求項１４から１８に記載された前記モバイル・ノードと、請求項１９から２７に記載された前記ホーム・エージェントとを有するシステム。
【請求項２９】
モバイル・ノードのプロセッサによって実行された場合、前記モバイル・ノードに、パケット交換ネットワーク内の前記モバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間のルートを最適化させる命令を格納するコンピュータ読み取り可能媒体であって、第１のホーム・エージェントを経由するルートが、
認証データ、前記通信相手ノードのアドレス、第１のホーム・アドレス、及び第２のホーム・アドレスという情報を備える拡張ホーム・テスト開始メッセージを送信するステップによって、第２のホーム・エージェント経由に変更されるコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項３０】
モバイル・ノードのプロセッサによって実行された場合、前記モバイル・ノードに、パケット交換ネットワーク内の前記モバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間のルートを最適化させる命令を格納し、請求項５から１３のいずれか１項に記載された方法のステップを実行することによって、第１のホーム・エージェントを経由するルートが、第２のホーム・エージェント経由に変更される請求項２９に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項３１】
ホーム・エージェントのプロセッサによって実行された場合、前記ホーム・エージェントに、パケット交換ネットワーク内のモバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間のルートを最適化させる命令を格納するコンピュータ読み取り可能媒体であって、ホーム・エージェントを経由するルートが、
前記拡張ホーム・テスト開始メッセージを受信するステップと、
拡張ホーム・テスト・メッセージを送信するステップであって、前記拡張ホーム・テスト・メッセージが前記拡張ホーム・テスト開始メッセージからの前記情報を備える送信するステップと、
前記拡張ホーム・テスト・メッセージを受信するステップと、
によって、他のホーム・エージェント経由に変更されるコンピュータ読み取り可能媒体。
【請求項３２】
ホーム・エージェントのプロセッサによって実行された場合、前記ホーム・エージェントに、パケット交換ネットワーク内のモバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間のルートを最適化させる命令を格納し、前記ホーム・エージェントを経由するルートが、請求項２から１３のいずれか１つに記載された方法のステップを実行することによって、他のホーム・エージェント経由に変更される請求項３１に記載のコンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット・ベースのモバイル通信ネットワークにおいて最適化されるルーティングに関する。
【０００２】
本発明は、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰｖ６（インターネット・プロトコル・バージョン６）のモバイル・ノードが、ルート最適化中の通信相手ノードへの信号メッセージを減少させることを可能にすると同時に、セキュリティを維持する方法、モバイル・ノード、ホーム・エージェント、システム、及びコンピュータ読み取り可能媒体について説明する。
【背景技術】
【０００３】
本発明は、インターネット・プロトコル・バージョン６（ＩＰｖ６）の例に関して記載される。しかし、本発明は、記載されるＩＰｖ６のエンティティに対応する等価のエンティティを定義する他のプロトコルにも適用可能である。
【０００４】
ＭＩＰｖ６には、ＭＩＰｖ４と同一の基本構成要素が存在するが、ＭＩＰｖ６にはフォーリン・エージェントが存在しない。モバイル・ノードがホームにある場合、そのホーム・アドレス向けにアドレス指定されたパケットは、従来のインターネット・ルーティング・メカニズムを使用して、モバイル・ノードのホーム・リンクにルーティングされる。モバイル・ノード（ＭＮ）がフォーリン・リンクに移動した場合、ＭＮは、ステートレス又はステートフルの自動構成を使用して気付けアドレス（ＣｏＡ）を受け取ることになる。次に、ＭＮは、移動中に使用するためのＭＮの新しいＣｏＡと共に、バインディング更新をホーム・エージェント（ＨＡ）に送信することになる。
【０００５】
通信相手ノード（ＣＮ）とＭＮとの間でのパケット転送を処理するには、ルート最適化モード及び双方向トンネリング・モードという２つの方法がある。ルート最適化モードでは、モード・タイプ２ルーティング・ヘッダが使用され、ＣＮでＭＩＰｖ６機能が要求され、初期パケットがＣＮからＭＮへとＨＡを経由してルーティングされ、ＭＮがＣＮに直接応答し、ＣＮがＭＮの新しいＣｏＡに対してバインディング・キャッシュ更新を実行し、ＨＡでの対話の必要なしにＣＮとＭＮとの間で後続のパケットが直接ルーティングされる。
【０００６】
Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰを使用するモバイル・ノード（ＭＮ）は、そのホーム・リンクから離れている場合でも、依然として到達可能である。ホーム・エージェント（ＨＡ）は、ＭＮに関するパケットを、ＭＮが常駐するロケーションに向けて転送する。ＭＮから対応するノードに向かうパケットも、ＨＡを通過する。それ故、ＨＡは、対応するノードとホームから離れたモバイル・ノードとの間で、トラフィックを往復させる。この方法は、厳密に必要なルートよりも長いルートをパケットが移動するため、明らかに最適ではない。そのため、ルート最適化と呼ばれる技術を使用することができる。
【０００７】
ルート最適化プロセスの一部が、リターン・ルータビリティ（Ｒｅｔｕｒｎ  Ｒｏｕｔａｂｉｌｉｔｙ）（ＲＲ）プロトコルである。これによって通信相手ノード（ＣＮ）は、モバイル・ノードが、その要求された気付けアドレス（ＣｏＡ）で、並びにそのホーム・アドレス（ＨｏＡ）で、実際にアドレス指定可能であるという何らかの正当な保証を得ることができる。この保証がある場合にのみ、通信相手ノードはモバイル・ノードからバインディング更新を受け入れることが可能であり、次に、そのモバイル・ノードのデータ・トラフィックを要求された気付けアドレスに向けて送るように、通信相手ノードに指示することになる。バインディング更新メッセージは、プロセス中に生成されたセッション・キーを使用して保護される。
【０００８】
リターン・ルータビリティ・プロトコルは、ＭＮが２つのホーム・エージェントに登録されているというシナリオで使用することができる。次に、標準ＲＲプロトコルを使用して、ＭＮとＣＮとの間の流れを１つのＨＡから別のＨＡへ変更することが可能になる（図１参照）。これで、ロケーション・プライバシー・サポートを伴うルート最適化、又はＩＰバージョンの不一致の克服などの異なる目的を処理することができる。このシナリオでは、まさにルート最適化プロセスを最適化することができる。
【０００９】
次に、第１に、１つのＨＡから別のＨＡへとトラフィックを変更するための標準モバイルＩＰメソッド、第２に、ＭＮがいかなるモバイルＩＰ関係メッセージングにも積極的に関与していないＰｒｏｘｙ  ＭＩＰという従来技術の２つの関連ソリューションについて考察する。
【００１０】
標準ルート最適化プロセスは、ＲＦＣ３７７５に定義されている。前述のように、この標準を使用して、１つのＨＡから別のＨＡへとトラフィックを変更することができる。関与するメッセージは図１に示され、以下でより詳細に説明する。
【００１１】
ＨｏＴＩ（ホーム・テスト開始（Ｈｏｍｅ  Ｔｅｓｔ  Ｉｎｉｔ））メッセージ
モバイル・ノードは、ルート最適化を実行しようとする場合、ホーム・アドレスに関するリターン・ルータビリティ検証を開始するために、通信相手ノードにＨｏＴＩメッセージを送信する。このメッセージは、モバイル・ノードのホーム・アドレスを通信相手ノードに伝える。モバイル・ノードは、通信相手ノードが後で戻さなければならないクッキーＣ０を、ノンス（ｎｏｎｃｅ）インデックス（１回だけ使用された番号のインデックス）及びホーム・アドレスに基づいて生成するトークンと共に送信する。ＨｏＴＩメッセージは、ホーム・エージェントを経由して逆トンネリングされる。
【００１２】
ＨｏＴ（ホーム・テスト（Ｈｏｍｅ  Ｔｅｓｔ））メッセージ
通信相手ノードは、ＨｏＴＩメッセージを受信すると、トークンＫ０を生成し、ホーム・エージェントを経由してこれをモバイル・ノードに送信するが、ホーム・エージェントからモバイル・ノードへのＨｏＴ／ＨｏＴＩ信号送信が暗号化されることがプロトコルの仮定である。Ｋ０は、モバイルがそのホーム・アドレスに送信されたメッセージを受信できることをテストするためのチャレンジ（ｃｈａｌｌｅｎｇｅ）として働く。セキュリティ・キー（Ｋｃｎ）及びノンスは、分配したすべてのトークンのリストを通信相手ノードに記憶させておくことなく、通信相手ノードが、後で使用されるトークンが実際にそれ自体から出たものであることを検証できるようにするために、Ｋ０の生成に使用される。メッセージが通信相手ノードへのパス上の誰かから出たものであることを確実にするために、モバイル・ノードからのクッキーＣ０も同様に、ＨｏＴメッセージで戻される。
【００１３】
ＣｏＴＩ（気付けテスト開始（Ｃａｒｅ−ｏｆ  Ｔｅｓｔ  Ｉｎｉｔ））メッセージ
モバイル・ノードは、ルート最適化を実行しようとする場合、気付けアドレスに関するリターン・ルータビリティ検証を開始するために、通信相手ノードにＣｏＴＩメッセージを送信する。このメッセージは、ＨｏＴＩと並行して送信することができる。ＣｏＴＩは、モバイル・ノードの気付けアドレスを通信相手ノードに伝える。モバイル・ノードは、通信相手ノードが後で戻さなければならないクッキーＣ１も、気付けアドレスに基づいて生成するトークンと共に送信する。ＣｏＴＩメッセージはＣＮに直接送信される。
【００１４】
ＣｏＴ（気付けテスト（Ｃａｒｅ−ｏｆ  Ｔｅｓｔ））メッセージ
このメッセージは、ＣｏＴＩメッセージに応答して送信される。通信相手ノードは、ＣｏＴＩメッセージを受信すると、トークンＫ１を生成し、これをモバイル・ノードに送信する。メッセージが通信相手ノードへのパス上の誰かから出たものであることを確実にするために、モバイル・ノードからのクッキーＣ１も同様に戻される。
【００１５】
ＢＵ（バインディング更新（Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ｕｐｄａｔｅ））メッセージ
ＭＮがＨｏＴ及びＣｏＴの両方を受信した場合、バインディング更新を認証するために必要なトークン及びノンス・インデックスを有する。モバイル・ノードは、セッション・キー（Ｋｂｕ）を形成するために、チャレンジをまとめてハッシュし、次に、このセッション・キーを使用してバインディング更新を認証する。
【００１６】
通信相手ノードは、ＢＵを検証すると、モバイル用のバインディング・キャッシュ・エントリを作成することができる。
【００１７】
ＢＡ（バインディング肯定応答（Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ））メッセージ
通信相手ノードは、オプションで、バインディング更新に肯定応答する。通信相手ノードは、同一のキー（Ｋｂｕ）を使用して、バインディング肯定応答を認証する。
【００１８】
ＢＲ（バインディング要求（Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ｒｅｑｕｅｓｔ））メッセージ
通信相手ノードは、オプションで、バインディング要求メッセージを使用してバインディングをリフレッシュするように要求することができる。このメッセージは、バインディング更新からのＣ２、及び以前に作成されたＫｂｕを使用して認証可能である。ＲＯの設計目標の１つが、通常のＩＰと同じセキュリティ・レベルを有することであったことに留意されたい。これは、通信相手ノードとホーム・ネットワークとの間のパス上にあるノードのみが、トラフィックを混乱させる可能性があることを意味する。
【００１９】
第２の従来技術はＰｒｏｘｙ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰであり、これは、モバイル・ノード内のＭｏｂｉｌｅ  ＩＰｖ６なしに、かつそのレイヤ３接続を失うことなしに、又はハンドオフ時にレイヤ３接続を維持するための追加の信号発信を実行する必要なしに、任意のモバイル・ノードがネットワークに接続してモバイル状態となることを可能にするものである。Ｐｒｏｘｙ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰでは、すべてのモビリティ機能がネットワーク内に配置される。現時点では、Ｐｒｏｘｙ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰではいかなるルート最適化も使用／指定されておらず、ＭＮはこれに対する制御を持たない。
【００２０】
ＨＡ間でのトラフィックの変更に標準ルート最適化手順を使用する場合の問題点は、ＭＮとの間に必要なメッセージの数である。これらのメッセージは不十分な無線インターフェイス帯域幅を介して伝送され、またこれらのメッセージは各ＣＮにつき７分ごとに反復しなければならないため、無線インターフェイスにかなりの負担がかかる。
【００２１】
さらに、多くのＭＮはバッテリー電源であるため、ＭＮによって送信される各メッセージが回避可能であることは明らかに利点である。ＭＮでのアイドル期間が長くなれば、ＭＮでの休眠モードも長くなるため、エネルギーが節約できる。
【００２２】
しかし、前述のように、ＲＯプロセスにおける各メッセージは独自の目標を持っており、これらはすべてセキュリティに関係している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、標準ルート最適化と同じセキュリティ・レベルを維持しながら、モバイル・ノード通信続効率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
この目的は、独立請求項の主題によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
【００２５】
この目的を達成するために、本発明は、パケット交換ネットワークにおけるモバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間でのルート最適化のための方法、モバイル・ノード、ホーム・エージェント、システム、及びコンピュータ読み取り可能媒体方法を提供し、第１のホーム・エージェントを経由するルートは第２のホーム・エージェント経由に変更される。この方法は、認証データ、通信相手ノードのアドレス、第１のホーム・アドレス、及び第２のホーム・アドレスの情報を備える拡張ホーム・テスト開始メッセージをモバイル・ノードによって送信するステップと、この拡張ホーム・テスト開始メッセージを第１のホーム・エージェントによって受信するステップとを含む。第１のホーム・エージェントは、拡張ホーム・テスト・メッセージを第２のホーム・エージェントに送信し、この拡張ホーム・テスト・メッセージは拡張ホーム・テスト開始メッセージからの情報を備え、拡張ホーム・テスト・メッセージは第２のホーム・エージェントによって受信される。通信は、モバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間で、第２のホーム・エージェントを経由してルーティングされる。
【００２６】
有利な実施形態によれば、この方法は、拡張ホーム・テスト・メッセージを第２のホーム・エージェントに送信するステップの前に、拡張ホーム・テスト開始メッセージからの情報を第１のホーム・エージェントによって格納するステップと、第１のホーム・エージェントによって、モバイル・ノードの第１のホーム・アドレスを使用し、少なくとも１つの通信相手ノードにホーム・テスト開始メッセージを送信するステップと、少なくとも１つの通信相手ノードによって送信されたホーム・テスト・メッセージを第１のホーム・エージェントによってインターセプトし、その正当性を検証するステップとをさらに含む。
【００２７】
本発明の他の実施形態は、ホーム・テスト・メッセージからの情報をさらに備える拡張ホーム・テスト・メッセージに関する。
【００２８】
本発明の他の実施形態では、モバイル・ノードと少なくとも１つの通信相手ノードとの間で第２のホーム・エージェントを経由して通信がルーティングされる前に、少なくとも１つの通信相手ノードへの気付けテスト開始メッセージが第２のホーム・エージェントによって送信され、少なくとも１つの通信相手ノードによって送信された第２のホーム・アドレスにアドレス指定された気付けテスト・メッセージが、第２のホーム・エージェントによってインターセプトされ、有効なバインディング更新メッセージが少なくとも１つの通信相手ノードに送信される。
【００２９】
本発明の有利な態様は、拡張ホーム・テスト開始メッセージがバインディング更新メッセージで使用されるオプションに関する値を備えることである。
【００３０】
本発明の他の実施形態によれば、モバイル・ノード、第１のホーム・エージェント、第２のホーム・エージェント、及び通信相手ノードの間のメッセージは暗号化される。
【００３１】
本発明の他の実施形態は、モバイル・ノードと第２のホーム・エージェントとの間のセキュリティ関連に由来するセキュリティ・キーを使用して、拡張ホーム・テスト開始メッセージ内のデータにデジタル署名するステップをさらに含む。
【００３２】
本発明の他の有利な実施形態では、デジタル署名するステップは、シーケンス番号又はタイムスタンプを使用することを含む。
【００３３】
本発明の他の実施形態は、少なくとも１つの通信相手ノードによって送信された戻りクッキーを第１のホーム・エージェント又は第２のホーム・エージェントによって受信するステップと、戻りクッキーが、それぞれ第１のホーム・エージェント又は第２のホーム・エージェントによって生成されたクッキーであるか否かを第１のホーム・エージェント又は第２のホーム・エージェントによってチェックするステップとをさらに含む。
【００３４】
本発明の他の態様では、ホーム・テスト開始メッセージを送信するステップは、第１のホーム・エージェントによって拡張気付けテスト開始メッセージを第２のホーム・エージェントに送信するステップと同時に実行される。
【００３５】
本発明のこの実施形態の変形では、第１のホーム・エージェントによってホーム・テスト・メッセージをインターセプトするステップと第２のホーム・エージェントによって気付けテスト開始メッセージを送信するステップとは同時に実行され、拡張ホーム・テスト・メッセージを送信するステップと第２のホーム・エージェントによって気付けテスト・メッセージをインターセプトするステップとは同時に実行される。
【００３６】
本発明の他の有利な実施形態では、拡張ホーム・テスト開始メッセージからの情報を第１のホーム・エージェントによって格納するステップは、この情報をテーブルに格納するステップを含み、テーブルの各エントリは、少なくとも１つの通信相手ノードそれぞれに必要なフィールドを備える。
【００３７】
本発明の他の実施形態では、テーブルのフィールドは、通信相手ノードのアドレス、第２のホーム・アドレス、バインディング更新オプション、及び認証情報を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
添付の図面は、本発明の原理を説明するために本明細書に組み込まれ、その一部を形成する。図面は、本発明を、本発明がどのように作成及び使用することができるかを図示及び説明した例にのみ限定するものと解釈されるべきではない。添付の図面に示されたような本発明の以下のより具体的な説明から他の特徴及び利点が明らかとなろう。
【００３９】
【図１】標準Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰのルート最適化を示す図である。
【図２】ルート最適化前後のユーザ・トラフィックの流れを示す図である。
【図３】２つのホーム・エージェントが関与する場合の標準的なルート最適化手順を示す図である。
【図４】本発明のＲＯ手順に関与するメッセージを示す図である。
【図５】メッセージが並行して送信される、本発明の実施形態を示す図である。
【図６】直列方法と並列方法との時間比較を示す流れ図である。
【図７】異なるＣＮに対する複数のＲＯ手順がＭＮからの１つのメッセージによって開始される、本発明の実施形態を示す図である。
【図８】ＨＡで１つのＭＮにつき複数のバインディングを使用する、実施形態の変形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の例示的実施形態について、類似の要素及び構造が類似の参照番号によって示されている図面を参照しながら説明する。以下の段落では、本発明の種々の実施形態について説明する。単なる例示として、ほとんどの実施形態は、ＭＩＰｖ６の通信システムとの関係で概説され、以下のセクションで使用される用語は主にＭＩＰｖ６の用語に関する。しかし、使用される用語及びＭＩＰｖ６アーキテクチャに関する実施形態の説明は、本発明の原理及び概念をこうしたシステムに限定することを意図するものではない。
【００４１】
さらに、上記技術的背景のセクションに記載された詳細な説明も、以下で説明するほぼＭＩＰｖ６特有の例示的実施形態についてより良く理解することを単に意図したものであり、本発明が、パケット交換通信ネットワークにおけるプロセス及び機能について記載された特有の実施態様に限定されるものと理解されるべきではない。
【００４２】
本発明は、モバイルＩＰのルート最適化中に、モバイル・ノードとの間の信号メッセージを大幅に減少させるための方法を提供する。この方法は、複数のホーム・エージェントに登録されたモバイル・ノードに使用することができる。標準モバイルＩＰと同じセキュリティ・レベル及びロバスト性を維持するために、認証のような一定のセキュリティ・メカニズムを追加又は変更する必要がある。
【００４３】
主な概念は、ＭＮの代わりに２つのＨＡに一緒にＲＯ手順を実行させることであり、ＭＮは１つのメッセージでプロセスをトリガするのみである。さらに、ＭＮと両方のＨＡとの間の既存の２つのセキュリティ・アソシエーションを使用して、必要なセキュリティ・レベルを提供する。両方のＨＡ間のセキュリティ関係は不要である。
【００４４】
図３は、ＭＮ１２０が第２のＨＡ２０２を経由してＣＮ１２４とのルート最適化を開始するレガシー・システムを示す。第２のＨＡ２０２を有するのには複数の理由が存在し、例えば、ロケーション・プライバシーを提供するため、又はＩＰバージョンの不一致を克服するために使用することができる。
【００４５】
図３に示されたようなＲＯ手順の目標は、ＭＮ１２０とＣＮ１２４との間のユーザ・データ・パスをＨＡ１  １２２からＨＡ２  ２０２へと変更することである。「通常」のＲＯは、ＭＮ１２０及びＣＮ１２４が（いかなるＨＡの介入もなしに）互いに直接通信できるようにするために使用されることに留意されたい。
【００４６】
図３に示されたようなＲＯ手順は、標準モバイルＩＰｖ６によって実行することができる。しかし、ＭＮは、手順において、そのＨｏＡ２をその気付けアドレスとして使用する。（前述のような）従来技術の場合、ＭＮはフォーリン・ネットワークにおいて、そのアドレスをその気付けアドレスとして使用することに留意されたい。
【００４７】
２つのＨＡ間のメッセージはＭＮ１２０と両方のＨＡとの間の既存のセキュリティ・アソシエーションを使用するため、２つのＨＡ間にセキュリティ関係を有する必要はない。
【００４８】
図中のメッセージには番号が付けられているが、メッセージ３０１から３０４及び３０５から３０８は並行して送信及び処理できることに留意されたい。バインディング更新は、ＭＮ１２０  がＨｏＴ及びＣｏＴメッセージを受信した場合に送信することができる。オプションで、ＢＵメッセージ内にフラグを設定して、ＢＵと同一のパスを通るが反対方向のバインディング肯定応答（図示せず）を要求することができる。
【００４９】
これらのメッセージの理由は、モバイル・ノードがその要求された気付けアドレス（ＣｏＡ）並びにそのホーム・アドレス（ＨｏＡ）で実際にアドレス指定可能であるという何らかの正当な保証をＣＮ１２４に得させることである。
【００５０】
図４は、本発明のこの実施形態に関与するメッセージを示す。ＥＨｏＴＩメッセージは、ＣＮ１２４を使用してＲＯプロセスを開始するためにＨＡ１  １２２向けのトリガとして機能する新しいメッセージである。このメッセージのコンテンツは、ＭＮ１２０に代わってＲＯプロセスをセキュアに実行するためのすべての情報及びセキュリティ関係データを含む。このメッセージ及びその他すべてについて、以下で詳細に説明する。
【００５１】
ＥＨｏＴＩ（拡張ホーム・テスト開始（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｈｏｍｅ  Ｔｅｓｔ  Ｉｎｉｔ））
これは、現在ＣＮ１２４との間でパケットを転送しているＭＮ１２０からＨＡ１２２へのトリガである。このメッセージは暗号化されているはずであることに留意されたい。このメッセージのコンテンツは下記を含む。
・ＣＮノードＩＰアドレス
・ＨＡ２（すなわちターゲットＨＡ）に登録されたＭＮのＨｏＡ
・ＨＡ１に登録されたＭＮのＨｏＡ
【００５２】
これは、ＥＨｏＴＩパケット内のフィールドに明示的に書き込むこと、又はパケットのソース・アドレスから取り出すことができる。
【００５３】
ネットワークは、ＭＮに代わって最終バインディング更新メッセージを実行しているため、通常、ＭＮによって設定される種々のオプションはこのＥＨｏＴＩメッセージに既に含まれていなければならない。ＢＵで使用されるすべてのオプションについては、ＲＦＣ３７７５を参照されたい。１つの例は、ＢＵの受信時にバインディング肯定応答を戻すためのオプション要求である。
【００５４】
認証情報
この目的は、ＨＡ２が、要求の真正性及び保全性を後でチェックできるようにすることである（このリストの項目１、２、及び４は、後にＨＡ１によってＨＡ２に転送される）。これは、サービス拒否（ＤｏＳ）攻撃に遭遇するために必要であり、悪意のあるノードからの不正なバインディング更新に対するセキュリティを提供する。
【００５５】
真正性を達成するための方法の１つが、ＭＮとＨＡ２との間のセキュリティ・アソシエーションからのセキュリティ・キーを使用して、ＥＨｏＴＩメッセージ内のデータにデジタル署名することである。リプレイ攻撃に遭遇するために、データのデジタル署名にシーケンス番号又はタイムスタンプを含めるべきであり、その結果、ＨＡ２はリプレイ攻撃を検出することができる。例えば、ＭＮからシーケンス番号Ｘを伴うＥＨｏＴＩを受信した後、ＨＡ２はさらに上のシーケンス番号のみを受け入れるべきである。Ｘは初期にはゼロとすることが可能であり、Ｘの有限範囲によってＸが折り返した場合、さらに注意を払うべきである。
【００５６】
従って、ＥＨｏＴＩメッセージ全体が、ＭＮとＨＡ１との間のセキュリティ・アソシエーションを使用して保護され、後にＨＡ１によってＨＡ２に転送されることになる部分は、ＭＮとＨＡ２との間のメッセージ・セキュリティ・アソシエーションを使用して、さらに保護される。
【００５７】
ＨＡ１２２でＥＨｏＴＩパケットを受信すると、ＨＡ１２２はこの情報を後で使用するためにパケットに格納し、ＭＩＰ標準に準拠したＨｏＴＩメッセージを作成し、このメッセージをＣＮ１２４に送信する。これは、ＨＡ１２２が（ＭＮ１２０に代わって）クッキーＣ０を作成することを意味し、これもＨｏＴＩパケットに格納され使用される。
【００５８】
ＨｏＴＩ（ホーム・テスト開始（Ｈｏｍｅ  Ｔｅｓｔ  Ｉｎｉｔ））
ＨｏＴＩメッセージはＨＡ１  １２２によって生成され、ＭＮ１２０のＨｏＡ１をソース・アドレスとして使用する。ＣＮ１２４での受信時に、ＣＮは、このメッセージとＭＮ１２０から実際に発信されたＨｏＴＩとの違いを見分けることができない。ＣＮ１２４は、標準的にＨｏＴＩを処理し、ＭＮ１２０の宛先ＨｏＡ１を備えた標準ＨｏＴメッセージを生成する。
【００５９】
ＨｏＴ（ホーム・テスト（Ｈｏｍｅ  Ｔｅｓｔ））及びＥＨｏＴ（拡張ホーム・テスト（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｈｏｍｅ  Ｔｅｓｔ））
ＨＡ１２２は、ＭＮ宛てのＨｏＴメッセージをその管理下でインターセプトしなければならない。ＨＡ１２２は、格納された情報に基づいて（通常のＭＮが実行するように）ＨｏＴの正当性を検証し、正当であれば、新しいメッセージ・タイプのＥＨｏＴを生成する。このメッセージは、ＭＮ１２０からの対応するオリジナルＥＨｏＴＩ、及びＣＮ１２４からのＨｏＴメッセージから、以下のような情報を含む。
・Ｈｏｍｅ  Ｋｅｙｇｅｎ  Ｔｏｋｅｎ
ＨｏＴメッセージから取得され、ＥＨｏＴにコピーされる
・ホーム・ノンスへのインデックス
ＣＮによる適切なノンスの発見を容易にするために、ＨｏＴメッセージから取得される
・ＨＡ１に登録されたＭＮのホーム・アドレス
・ＨＡ２に登録されたＭＮのホーム・アドレス
ＥＨｏＴＩから取得される
・認証データ
【００６０】
ＥＨｏＴＩメッセージ内に含まれる場合、それはＭＮによって生成され、ＨＡ２宛てであった。ＥＨｏＴＩの説明を参照されたい。
【００６１】
このＥＨｏＴメッセージは、ＨｏＡ２、すなわちＭＮ１２０のホーム・アドレスに送信される。
【００６２】
ＨＡ２  ２０２は、ＭＮのＨｏＡ２にアドレス指定されたＥＨｏＴメッセージをインターセプトしなければならない。このメッセージがインターセプトされると、ホーム・エージェント２０２は、ＭＮ１２０とＨＡ２  ２０２との間の既存のセキュリティ・アソシエーションを使用して、その真正性を検証しなければならない。
【００６３】
このチェックが成功裏に終了した場合、ここでＨＡ２  ２０２は、ＨＡ１  １２２で実行されるＨｏＴＩ−ＨｏＴ手順と同様に、ＭＮ１２０に代わってＣｏＴＩ−ＣｏＴ手順を開始する。
【００６４】
ＣｏＴＩはＨＡ２  ２０２によって作成されるため、ＣＮ１２４が後にＣｏＴメッセージで戻すクッキーを生成する。ＣＮ１２４は、気付けアドレスに基づくトークンも生成する。ＣｏＴメッセージの宛先アドレスはＨｏＡ２  ２０２である。ここでも、このメッセージはＨＡ２  ２０２によってインターセプトされなければならない。
【００６５】
ＥＨｏＴメッセージ及びＣＮ１２４からのＣｏＴ応答に含まれる情報に基づいて、ＨＡ２  ２０２は、この時点で、ＣＮ１２４に送信するために有効なバインディング更新を構築するためのすべてのデータを有する。
【００６６】
ＭＮ１２０がＣＮ１２４からのバインディング肯定応答（ＢＡ）を希望することを示した場合（ＥＨｏＴＩにフラグを設定することによって、さらに後でＢＵにコピーされる）、このＢＡメッセージはＭＮ１２２に対する通常のデータ・パケットとして処理されることになり、ＢＡはＨｏＡ２に送信され、ＨＡ２  ２０２によってインターセプトされ、ＭＮ１２０に転送される。ＭＮがそのホーム・リンク上にない（すなわちホームから離れている）場合、ＨＡはそのＭＮに対するパケットのみをインターセプトすることに留意されたい。例外は、ＥＨｏＴＩ及びＥＨｏＴ、ＨｏＴ及びＣｏＴメッセージであり、本発明では、これらは常にインターセプトされなければならない。
【００６７】
ＨＡはＨｏＴ及びＣｏＴメッセージをインターセプトしなければならないため、本発明で使用されるような標準ＲＯとＲＯとを区別する方法を備えていなければならない。これは、戻されたクッキーがＨＡ自体によって生成されたクッキーであるか否かをチェックすることによって実施することができる。
【００６８】
セキュリティはＭｏｂｉｌｅ  ＩＰｖ６における重要な問題であるため、以下のセキュリティ面が前述のように本発明によって対処されることが指摘される。
・バインディング更新の認証：正当なＭＮからのバインディングのみが受け入れられるものとする。モバイル識別は標準Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ  ＲＲの目標ではないため、ここでも目標でないことに留意されたい。
・サービス拒否（ＤｏＳ）攻撃への抵抗
・通信相手ノードとホーム・ネットワークとの間のノードのみがトラフィックを混乱させる可能性がある
【００６９】
本発明の他の実施形態では、上記メッセージ送信のうちのいくつかを並列化することが記載されている。前述のように、気付けアドレス・テストはホーム・アドレス・テスト後に実行される。これらのテストの並列化は、標準ＭＩＰであることから可能である。この実施形態では、これを実施するために、ネットワーク内に１つの追加の信号メッセージを必要とする（ＥＣｏＴＩ、図５参照）。この追加メッセージ（ＥＣｏＴＩ）は、オリジナルＥＨｏＴメッセージからの情報の一部を含み、ＨＡ２  ２０２で受信されると、このＥＣｏＴＩメッセージは、気付けアドレス・テストを開始するためのトリガとして機能する。
【００７０】
要約すると、上記２つの実施形態は等しく機能し、第２の実施形態では、オリジナルのＥＨｏＴメッセージ内の情報のみが２つのメッセージを介して配布される。これを実施するためには、２つのメッセージのうちのどちらが情報をＭＮ１２０からＨＡ２  ２０２に転送するかに応じて、複数のオプションが存在する。重要なことは、両方のメッセージの真正性及び保全性であり、リプレイ攻撃を防止することである。これは、基本のソリューションの場合と同じ方法で実施することができる。
【００７１】
図６は、並列方法と直列方法の相違点を示す。明確に言うと、並列方法は、ＨＡ１  １２２とＨＡ２  ２０２との間でもう１つの信号メッセージを犠牲にして、時間を節約する。
【００７２】
以下の実施形態では、複数の通信相手ノードの場合について説明する。
【００７３】
バインディング更新は、すべてのＣＮについて独立に実行する必要があり、７分ごとに反復する必要がある（これは、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰで定義されたデフォルト値である）。このため、複数のルート最適化プロセスを組み合わせることが有利である。これが図７に示されており、ＭＮ１２０は、１つのメッセージのみで２つのＣＮに対するＲＯプロセスをトリガする。この図では、これらのＣＮは異なるＨＡ（ＨＡ２及びＨＡ３）を経由してルート最適化を実行するが、これは複数のＣＮが同じＨＡを共有している場合であることに留意されたい。これは、この実施形態で使用される方法にはいかなる影響も与えない。
【００７４】
基本的に、これで概念上は、ＥＨｏＴＩパケット内のすべてのＣＮ特有のフィールドがリストとして格納され、ここで各エントリは１つのＣＮに必要なフィールドを含む。これらのフィールドは以下の通りである。
１．ＣＮ  ＩＰアドレス
２．ＨＡ２に登録されたＭＮのＨｏＡ
３．バインディング更新オプション
４．認証情報（通常のＥＨｏＴＩと同様）
【００７５】
本発明の変形は、ＩＥＴＦ  Ｍｏｎａｍｉ作業グループで現在検討中のメカニズムを使用することである。このグループでの作業は、同じＨＡに複数の気付けアドレスを登録することの可能性に取り組んでいる。ＨＡでのフィルタ・ルールを使用して、異なるトラフィック・フローを同じＭＮの異なる気付けアドレスに転送することができる。こうしたメカニズムを使用して、本発明の上記内容と同じ方法でルート最適化プロセスを最適化することができる。この方法の利点は、おそらくＨＡ１への変更が一切不要であろうということである。
【００７６】
図８は、ＭＮが両方のＨＡにすでに登録済みであると仮定した概念を示す。第１のステップは、ＭＮがそのＨｏＡ２を追加のＣｏＡとしてＨＡ１に登録することである。さらに、ＨｏＴメッセージをＣＮからＨｏＡ２アドレスへと転送するフィルタ・ルールがアクティブになるものとする。このルールがないと、ＨｏＴ８０６メッセージはＭＮに転送されることになり、これは望ましくない。
【００７７】
フィルタ・ルールをインストールした後、ＭＮはＥＨｏＴＩメッセージをＨＡ２に送信する。このメッセージは主要な発明で使用されるものと同一ではないが、原理は同じままである。これは、リターン・ルータビリティ・テストを開始するためのＨＡ２に対するトリガとして機能する。このＨＡ２の場合、ＨＡ２のみがＭＮの代わりに動作する。他のすべてのメッセージを、標準準拠のリターン・ルータビリティ・メッセージとすることができる。これは、ＨＡ１のフィルタ・ルールによって可能となることに留意されたい。
【００７８】
本発明の他の実施形態は、ハードウェア及びソフトウェアを使用する上記種々の実施形態の実施態様に関する。上記種々の方法は、例えば、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又は他のプログラム可能論理デバイスなどのようなコンピューティング・デバイス（プロセッサ）を使用して実施又は実行することができることを理解されたい。本発明の種々の実施形態は、これらの装置の組合せによっても実行又は実施することができる。
【００７９】
さらに、本発明の種々の実施形態は、プロセッサによって実行されるソフトウェア・モジュールによって、又はハードウェア内に直接実施することもできる。ソフトウェア・モジュール及びハードウェア実施の組合せも可能である。ソフトウェア・モジュールは、例えばＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ・メモリ、レジスタ、ハード・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの、任意の種類のコンピュータ読み取り可能記憶媒体上に格納することができる。
【図１】
2010506520.tif 000003
【図２】
2010506520.tif 000004
【図３】
2010506520.tif 000005
【図４】
2010506520.tif 000006
【図５】
2010506520.tif 000007
【図６】
2010506520.tif 000008
【図７】
2010506520.tif 000009
【図８】
2010506520.tif 000010
【国際調査報告】
2010506520.tif 000011