(57)【要約】 【課題】異なるネットワーク間に複数のゲートウェイが配置された構成における上下の通信経路の最適化。【解決手段】通信システムは、第１のネットワークと、第２のネットワークとを接続する複数のゲートウェイ装置と、前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを介して前記第１のネットワークと通信する端末の前記第２のネットワーク上の位置に関する情報に基づいて、前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを選択するゲートウェイ制御装置と、前記端末宛のパケットが、前記選択されたゲートウェイ装置を経由するように前記第１のネットワークを制御する経路制御手段とを備える。【選択図】図１
2015508945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のネットワークと、第２のネットワークとを接続する複数のゲートウェイ装置と、
前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを介して前記第１のネットワークと通信する端末の前記第２のネットワーク上の位置に関する情報に基づいて、前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを選択するゲートウェイ制御装置と、
前記端末宛のパケットが、前記選択されたゲートウェイ装置を経由するように前記第１のネットワークを制御する経路制御手段と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記ゲートウェイ制御装置は、前記端末の移動に応じてゲートウェイ装置を選択し、
前記経路制御手段は、前記端末宛のパケットの転送先を、前記選択されたゲートウェイ装置に切り替える、
請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記ゲートウェイ制御装置は、前記端末に対応するゲートウェイ装置を複数選択し、所定の基準に基づいて前記選択した複数のゲートウェイ装置を使い分ける、
請求項１又は２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記経路制御手段は、前記端末宛のパケットが経由する前記ゲートウェイ装置の識別子を、前記第１のネットワークに通知することにより、前記第１のネットワークを制御する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項５】
前記経路制御手段は、
前記第１のネットワークにおいてパケットを転送する通信装置に、前記端末宛のパケットを前記選択されたゲートウェイ装置宛に転送する指示をすることにより、前記第１のネットワークを制御する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項６】
前記経路制御手段は、
前記端末宛のパケットが前記選択されたゲートウェイ装置に至る通信経路を計算し、
前記通信経路上の通信装置に、前記通信経路に従って前記端末宛のパケットを転送する指示をすることにより、前記第１のネットワークを制御する、
請求項１乃至３のいずれかに記載の通信システム。
【請求項７】
前記ゲートウェイ制御装置は、前記端末から通知された該端末の前記第２のネットワーク上の位置情報に基づいて、前記ゲートウェイ装置を選択する、
請求項１乃至６のいずれかに記載の通信システム。
【請求項８】
前記第２のネットワーク上に前記端末に代替して前記ゲートウェイ装置と通信するローカルゲートウェイ装置が配置され、
前記ゲートウェイ制御装置は、前記ローカルゲートウェイ装置から通知された前記端末の位置情報に基づいて、前記ゲートウェイ装置を選択する、
請求項１乃至６のいずれかに記載の通信システム。
【請求項９】
前記ゲートウェイ制御装置は、さらに、前記ゲートウェイ装置と前記第１のネットワーク上の前記端末の通信相手との間の距離を参照し、前記ゲートウェイ装置を選択する、
請求項１乃至８のいずれかに記載の通信システム。
【請求項１０】
第１のネットワークと、第２のネットワークとを接続する複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを介して前記第１のネットワークと通信する端末の前記第２のネットワーク上の位置に関する情報に基づいて、前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを選択するゲートウェイ制御装置。
【請求項１１】
請求項１０のゲートウェイ制御装置と接続され、
前記端末宛のパケットが、前記選択されたゲートウェイ装置を経由するように前記第１のネットワークを制御する経路制御装置。
【請求項１２】
第１のネットワークと、第２のネットワークとを接続する複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを介して前記第１のネットワークと通信する端末の前記第２のネットワーク上の位置に関する情報に基づいて、前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを選択するステップと、
前記端末宛のパケットが、前記選択されたゲートウェイ装置を経由するように前記第１のネットワークを制御するステップと、
を含む通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願についての記載）
本発明は、日本国特許出願：特願２０１２−０４５８３６号（２０１２年３月１日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、通信システム、ゲートウェイ制御装置、経路制御装置、通信方法及びプログラムに関し、特に、異なるネットワーク間に複数のゲートウェイが配置された通信システム、ゲートウェイ制御装置、経路制御装置、通信方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル端末が通信最中に移動したとしても、セッションを切断させることなく、通信を維持するプロトコルとして、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰｖ６（ＭＩＰｖ６）、Ｐｒｏｘｙ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰｖ６（ＰＭＩＰｖ６）などがある（非特許文献１、非特許文献２参照）。
【０００３】
図２０は、ＰＭＩＰｖ６プロトコルを用いる通信システムの構成例を示す。ネットワークＸ５は、例えば、インターネットである。ネットワークＸ６は、プロキシー・モバイルＩＰｖ６プロトコルを用いて通信を行うネットワークである（プロキシー・モバイルＩＰｖ６ドメイン）。
【０００４】
ＬＭＡ（Ｌｏｃａｌ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ａｎｃｈｏｒ）Ｘ３は、端末Ｘ１の移動を管理する。つまり、ＬＭＡ  Ｘ３は、端末１が移動した場合に、端末Ｘ１がどのＭＡＧ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｇａｔｅｗａｙ）Ｘ２と接続しているかを管理する。
【０００５】
また、ＬＭＡ  Ｘ３は、ネットワークＸ６（ＰＭＩＰｖ６ドメイン）の端末Ｘ１に代理して、外部ネットワークであるネットワークＸ５のサーバＸ４と端末Ｘ１との通信を行う。つまり、ＬＭＡ  Ｘ３は、端末Ｘ１宛てのパケットを、端末Ｘ１に代理して受信し、端末Ｘ１に転送する。また、端末Ｘ１が送信したパケットを受信し、端末Ｘ１に代理して、端末Ｘ１が送信したパケットの宛先に対して転送する。このように、ＬＭＡ  Ｘ３が、端末Ｘ１に代理して通信を行うことで、外部ネットワークに存在する端末Ｘ１の通信相手は、ＰＭＩＰｖ６プロトコル用の機能を追加することなく、ＰＭＩＰｖ６ドメインの端末Ｘ１と通信できる。
【０００６】
図２１を用いて、ＰＭＩＰｖ６の動作を説明する。図２１は、端末Ｘ１がＭＡＧ−Ａ  Ｘ２を介してネットワークＸ６に接続した後、ＭＡＧ−Ｂ  Ｘ２にハンドオーバするまでの手順を示している。ＭＡＧ−Ａ  Ｘ２が端末Ｘ１とリンクを確立すると、ＭＡＧ−Ａ  Ｘ２は、端末の位置を登録するために、端末を一意に特定可能な識別子を付加して、ＬＭＡ  Ｘ３にＰｒｏｘｙ  Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ｕｐｄａｔｅ（ＰＢＵ）を送信する。端末を一意に特定可能な識別子とは、例えばＮｅｔｗｏｒｋ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（ＮＡＩ）やＭＡＣアドレスなどがある。端末の位置情報とは、例えば、端末が接続するＭＡＧのＩＰアドレスである。例えば、図２１のケースでは、端末の位置情報として、ＭＡＧ−Ａ２のＩＰアドレスを用いている。ＬＭＡ  Ｘ３がＰＢＵを受信すると、端末の識別子をキーとして、端末のＨｏｍｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｐｒｅｆｉｘ（ＨＮＰ）を選択するとともに、端末Ｘ１の位置情報を登録する、ＨＮＰは端末毎に固有に割り当てられるプレフィックスである。そして、ＬＭＡ  Ｘ３は端末Ｘ１宛のパケットをＭＡＧ−Ａ  Ｘ２に転送できるようトンネル情報を生成する。その後、ＬＭＡ  Ｘ３はＰｒｏｘｙ  Ｂｉｎｄｉｎｇ  Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ（ＰＢＡ）を用いてＨＮＰをＭＡＧ−Ａ  Ｘ２に通知する。そして、ＭＡＧ−Ａ  Ｘ２がＰＢＡを受信すると、端末Ｘ１から受信したパケットをＬＭＡ  Ｘ３に送信できるようカプセル化情報を生成する。その後、ＭＡＧ−Ａ  Ｘ２はＨＮＰを記載したルータ広告を端末Ｘ１に送信することで、端末Ｘ１はＨＮＰを受信することができる。そして、例えば、ＳｔａｔｅＬｅｓｓ  Ａｄｄｒｅｓｓ  Ａｕｔｏ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ（ＳＬＡＡＣ）やＤＨＣＰにより、端末Ｘ１は自身のＩＰアドレスを取得する。端末Ｘ１がハンドオーバによりＭＡＧ−Ｂ  Ｘ２とリンクを確立すると、ＭＡＧ−Ｂ  Ｘ２は端末Ｘ１の位置情報をＬＭＡ  Ｘ３に通知するためにＰＢＵを送信する。ＬＭＡ  Ｘ３はＰＢＵを受信すると、端末Ｘ１の位置情報を更新し、トンネル情報を更新する。そしてＬＭＡ  Ｘ３は、受信確認応答としてＭＡＧ−Ｂ  Ｘ２に対してＰＢＡを送信する。
【０００７】
次に、図２２を参照して、端末Ｘ１−サーバＡ  Ｘ４間の通信について説明する。端末Ｘ１がサーバＡ  Ｘ４に対してパケットを送信し、ＭＡＧ−Ａ  Ｘ２がそのパケットを受信すると、送信元ＩＰアドレスをＭＡＧ−Ａ  Ｘ２、宛先ＩＰアドレスをＬＭＡ  Ｘ３とするカプセル化を行い、パケットを送信する。ＬＭＡ  Ｘ３はそのパケットを受信すると、デカプセル化を行い、サーバＡ  Ｘ４にパケットを送信する。一方、サーバＡ  Ｘ４が端末Ｘ１に対してパケットを送信し、ＬＭＡ  Ｘ３がそのパケットを受信すると、端末Ｘ１の位置（どのＭＡＧ配下に端末が存在するか）を確認するために、位置情報にアクセスする。そして、ＬＭＡ  Ｘ３は端末Ｘ１が存在するＭＡＧ宛にパケットが到達するよう、送信元ＩＰアドレスをＬＭＡ  Ｘ３、宛先ＩＰアドレスをＭＡＧ−Ａ  Ｘ２として、パケットを送信する。ＭＡＧ−Ａ  Ｘ２はそのパケットを受信すると、デカプセル化を行い端末Ｘ１にパケットを転送する。
【０００８】
端末１が異なるＭＡＧ配下に移動したとしても、上記で説明した通り、ＬＭＡ  Ｘ３は端末の位置を把握しているため、端末宛のパケットはＬＭＡ  Ｘ３を経由することで到着する。
【０００９】
また、特許文献１には、ゲートウェイのアドレス設定に、端末とゲートウェイとの間の経路の状態を反映させることができるという通信システムが開示されている。同文献によると、この通信システムの通信装置（無線ＬＡＮ基地局）は、自通信装置と自通信装置の属する自ネットワークと自ネットワークとは異なる他のネットワークとを接続する接続装置との間で利用する経路情報及び接続装置の情報を収集する情報収集手段と、収集された経路情報及び接続装置の情報を記憶する記憶手段と、ネットワーク内での経路制御機能を持たない通信装置に対して、記憶された経路情報及び接続装置の情報に基づいて、接続装置を選択する選択手段と、選択された接続装置への経路を制御する経路制御手段とを備える、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２３６７６７号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｃ．  Ｐｅｒｋｉｎｓ，“ＩＰ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｓｕｐｐｏｒｔ  ｆｏｒ  ＩＰｖ４”，ＲＦＣ３３４４．
【非特許文献２】Ｓ．  Ｇｕｎｄａｖｅｌｌｉ，“Ｐｒｏｘｙ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰｖ６”，ＲＦＣ５２１３．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以下の分析は、本発明によって与えられたものである。上述した技術では、ネットワークＸ６（ＰＭＩＰｖ６ドメイン）において、単一のＬＭＡ  Ｘ３が、端末Ｘ１と外部ネットワークとの通信を制御する。ＰＭＩＰｖ６ドメインを単一のＬＭＡ  Ｘ３が制御するため、端末Ｘ１がＬＭＡ  Ｘ３と離れた位置に存在する場合、端末Ｘ１がＭＡＧ−Ａ・・・ＭＡＧ−Ｂ  Ｘ２を介してＬＭＡ  Ｘ３にアクセスするまでの通信経路が、ＬＭＡ  Ｘ３の近隣に存在する端末よりも長くなる。図２０の例では、ＬＭＡ  Ｘ３に近接するＭＡＧ−Ａ  Ｘ２から、ＬＭＡ  Ｘ３から離れた位置にあるＭＡＧ−Ｂ  Ｘ２に端末Ｘ１が移動した場合、ＬＭＡ  Ｘ３とＭＡＧ−Ｂ  Ｘ２との間の通信経路が冗長になる。このように、上述した技術では、端末Ｘ１の移動に伴って、モバイルＩＰのドメイン内において冗長な通信経路が発生してしまうという問題点がある。
【００１３】
この点、特許文献１の通信システムは、ネットワーク内での経路制御機能を持たない通信装置（例えば、無線ＬＡＮ端末）に対して、記憶された経路情報及び接続装置（ゲートウェイ）の情報に基づいて、接続装置（ゲートウェイ）を選択する選択手段と、選択された接続装置（ゲートウェイ）への経路を制御する経路制御手段とを備えた通信装置（無線ＬＡＮ基地局）が開示されている。しかしながら、同文献にいう経路情報は、通信装置（例えば、無線ＬＡＮ基地局）と接続装置（ゲートウェイ）との間の経路であり、また、下りパケットについてもゲートウェイ同士でのパケット転送を行うこと、あるいは、ルータに最適なゲートウェイを選択させることができる、と記載されているに止まっている。
【００１４】
異なるネットワーク間に複数のゲートウェイが配置された構成における上下の通信経路の最適化に貢献できる通信システム、ゲートウェイ制御装置、経路制御装置、通信方法及びプログラムを提供することが当分野において望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本開示の第１の視点によれば、第１のネットワークと、第２のネットワークとを接続する複数のゲートウェイ装置と、前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを介して前記第１のネットワークと通信する端末の前記第２のネットワーク上の位置に関する情報に基づいて、前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを選択するゲートウェイ制御装置と、前記端末宛のパケットが、前記選択されたゲートウェイ装置を経由するように前記第１のネットワークを制御する経路制御手段とを備える通信システムが提供される。
【００１６】
本開示の第２の視点によれば、第１のネットワークと、第２のネットワークとを接続する複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを介して前記第１のネットワークと通信する端末の前記第２のネットワーク上の位置に関する情報に基づいて、前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを選択するゲートウェイ制御装置が提供される。
【００１７】
本開示の第３の視点によれば、上記したゲートウェイ制御装置と接続され、前記端末宛のパケットが、前記選択されたゲートウェイ装置を経由するように前記第１のネットワークを制御する経路制御装置が提供される。
【００１８】
本開示の第４の視点によれば、第１のネットワークと、第２のネットワークとを接続する複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを介して前記第１のネットワークと通信する端末の前記第２のネットワーク上の位置に関する情報に基づいて、前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを選択するステップと、前記端末宛のパケットが、前記選択されたゲートウェイ装置を経由するように前記第１のネットワークを制御するステップと、を含む通信方法が提供される。本方法は、第１のネットワークと、第２のネットワークとを接続する複数のゲートウェイ装置から少なくとも１つを選択するゲートウェイ制御装置という、特定の機械に結びつけられている。
【００１９】
本開示の第５の視点によれば、第１のネットワークと、第２のネットワークとを接続する複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを介して前記第１のネットワークと通信する端末の前記第２のネットワーク上の位置に関する情報に基づいて、前記複数のゲートウェイ装置の少なくとも１つを選択する処理と、前記端末宛のパケットが、前記選択されたゲートウェイ装置を経由するように前記第１のネットワークを制御する処理と、を前記第１、第２のネットワークのいずれかに接続されたコンピュータに実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本開示によれば、異なるネットワーク間に複数のゲートウェイが配置された構成における上下の通信経路を最適化することに貢献することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本開示の一実施形態の構成例を示す図である。
【図２】本開示の第１の実施形態の通信システムの構成例を示す図である。
【図３】本開示の第１の実施形態のゲートウェイ制御装置の構成例を示す図である。
【図４】本開示の第１の実施形態のゲートウェイ制御装置の位置情報ＤＢの構成例を示す図である。
【図５】本開示の第１の実施形態のローカルゲートウェイ装置の構成例を示す図である。
【図６】本開示の第１の実施形態の接続管理ＤＢの構成例を示す図である。
【図７】本開示の第１の実施形態のゲートウェイ装置の構成例を示す図である。
【図８】本開示の第１の実施形態のゲートウェイ装置の位置情報ＤＢの構成例を示す図である。
【図９】本開示の第１の実施形態のゲートウェイ装置に備えられた経路制御部の動作例を説明する図である。
【図１０】本開示の第１の実施形態の動作例を説明するシーケンス図である。
【図１１】本開示の第２の実施の形態の通信システムを一例として示す図である。
【図１２】オープンフローの説明図である。
【図１３】オープンフローのフローエントリを示す図である。
【図１４】本開示の第２の実施形態の制御装置の構成例を示す図である。
【図１５】本開示の第２の実施形態の制御装置の動作例を示す図である。
【図１６】本開示の第３の実施形態の構成例を示す図である。
【図１７】本開示の第３の実施形態のゲートウェイ制御装置の構成例を示す図である。
【図１８】本開示の第３の実施形態のポリシーＤＢの構成例を示す図である。
【図１９】本開示の第３の実施形態の動作例を示す図である。
【図２０】ＰＭＩＰｖ６の通信システム構成例を示す図である。
【図２１】ＰＭＩＰｖ６の通信システムの制御メッセージの交換を一例として示すシーケンス図である。
【図２２】ＰＭＩＰｖ６の通信システムのデータ通信を一例として示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
はじめに、図１を参照し、本開示の一実施形態の概要を説明する。図１を参照すると、モバイルＩＰプロトコル（ＭＩＰｖ４、ＭＩＰｖ６、ＰＭＩＰｖ６等）やＧＰＲＳ  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＧＴＰ）などの技術により生成されたトンネルを用いて通信するモバイル網１２と、外部ネットワーク１１（例えば、インターネット）が、ゲートウェイ装置９Ａ〜９Ｎ（以下、ゲートウェイ装置９Ａ〜９Ｎを特に区別しない場合、「ゲートウェイ装置９」と記す。）を介して接続されている。
【００２３】
ゲートウェイ装置９は、モバイル通信網１２において複数設けられている。各ゲートウェイ装置９は、端末１との間でトンネルを構築し、端末１と外部ネットワーク１１との通信を制御する。
【００２４】
ゲートウェイ制御装置１０は、端末１の移動と、ゲートウェイ装置９との対応関係を管理する。ゲートウェイ制御装置１０は、端末１がモバイル通信網１２上を移動することに伴い、端末１の位置に基づいて、端末１が外部ネットワーク１１と通信する際に経由するゲートウェイ装置９を選択する。よって、端末１の位置に応じて、モバイル通信網１２の通信経路が冗長となることを回避できる。
【００２５】
各ゲートウェイ装置９とゲートウェイ制御装置１０は、端末１が移動したとしても、端末１と外部ネットワーク１１との通信が継続されるように制御する。
【００２６】
モバイル通信網１２において、端末１には、移動しても変更がない固定アドレスと、端末１が移動することにより変更される位置アドレスとが割り当てられる。端末１と通信する通信相手は、端末１と通信する際は、端末が移動しても変更されない固定アドレスを用いる。モバイル通信網１２では、ゲートウェイ装置９と端末１間を送受信されるパケットは、端末１の位置に依存する位置アドレスでカプセル化される。
【００２７】
各ゲートウェイ装置９は、端末１から外部ネットワーク１１宛に送信されるパケットをモバイル通信網１２から受信した場合、位置アドレスによるカプセル化を解除して外部ネットワーク１１に転送する。また、各ゲートウェイ装置９は、外部ネットワーク１１から、端末１の固定アドレス宛のパケットを受信した場合、そのパケットを位置アドレスによりカプセル化して端末１に転送する。つまり、各ゲートウェイ装置９は、パケットのカプセル化・カプセル化の解除により、端末１との間に論理的なトンネルを構築する。
【００２８】
以上のように、ゲートウェイ制御装置１０は、モバイル通信網１２に存在する複数のゲートウェイ装置９の中から、端末１の位置に基づいて、冗長とならない経路が実現されるゲートウェイ装置９を選択する。
【００２９】
さらに、図１の経路制御手段２１は、端末１宛のパケットが、端末１に対応するゲートウェイ装置９に転送されるように、外部ネットワーク１１を制御する。経路制御手段２１は、例えば、端末１宛のパケットが、端末１に対応するゲートウェイ装置９に転送されるように、外部ネットワーク１１の転送経路を制御する。経路制御手段２１は、例えば、外部ネットワーク１１の装置に、端末１宛のパケットの送信アドレスとして、ゲートウェイ装置９のアドレスを通知する。また、例えば、経路制御手段２１は、端末１宛のパケットがゲートウェイ装置９に転送されるように、外部ネットワーク１１のパケット転送装置（スイッチやルータ）に指示するようにしてもよい。
【００３０】
なお、経路制御手段２１は、ソフトウェアにより実装される論理的なエンティティでもよい。つまり、図１の通信システムにおいて、経路制御手段２１は、ゲートウェイ装置９、ゲートウェイ制御装置１０、外部ネットワーク１１を構成するパケット転送装置等、様々な物理エンティティ上で動作することができる。
【００３１】
経路制御手段２１は、例えば、端末１の固定アドレス宛のパケットが、その端末１に対応するゲートウェイ装置９のアドレスに転送されるように、外部ネットワーク１１のスイッチやルータを制御するようにしてもよい。例えば、経路制御手段２１は、外部ネットワーク１１のスイッチやルータのルーティングテーブルを変更することで、スイッチやルータを制御するようにしてもよい。
【００３２】
これにより、外部ネットワーク１１においても、端末１宛のパケットを、端末１に対応するゲートウェイ装置９に転送させることが可能となる。
【００３３】
なお、経路制御手段２１の動作は、上述の動作に限定されず、技術的思想にしたがって当業者であればなしえる各種変形、修正を含む。
【００３４】
［第１の実施形態］
続いて、ゲートウェイ装置９に経路制御手段を実装した本開示の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図２は、本開示の第１の実施形態の通信システムの構成例を示す図である。図２を参照すると、端末１、サーバＡ４、Ｌ２ネットワーク１４、モバイルネットワーク１５が示されている。さらに、モバイルネットワーク１５には、複数のゲートウェイ装置９と、ゲートウェイ制御装置１０と、複数のローカルゲートウェイ制御装置１３Ａ、１３Ｂ（以下、ローカルゲートウェイ装置１３Ａ、１３Ｂを特に区別しない場合、「ローカルゲートウェイ装置１３」と記す。）とが配置されている、なお、図２では、簡略化のため、一つの端末のみを示したが、モバイルネットワーク１５の配下には、複数の端末が存在してもよい。
【００３６】
端末１は、ゲートウェイ装置９を介して、Ｌ２ネットワーク１４のサーバＡ４と通信する。
【００３７】
端末１には、移動に伴って変化する位置識別子と、移動しても変化しない固有識別子が割り当てられる。位置識別子は、例えば、端末１が接続するローカルゲートウェイ装置１３のＩＰアドレス、端末１が接続するネットワークのＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｈｏｓｔ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバから取得したＩＰアドレス等である。また、ローカルゲートウェイ装置１３の機能が端末１に設けられ、ローカルゲートウェイ装置１３が存在しない構成の通信システムも考えられる（例えば、Ｃｌｉｅｎｔ  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ（ＣＭＩＰ））。この場合、端末１の位置識別子は、端末１が移動先毎に接続するネットワークのＤＨＣＰから取得するＩＰアドレスである。端末１の固有識別子は、例えば、端末１に割り当てられたＩＰアドレス、Ｈｏｍｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｐｒｅｆｉｘ（ＨＮＰ）である。本実施形態は、固有識別子を端末１に割り当てられたＩＰアドレス、位置識別子を端末１が接続したローカルゲートウェイ装置１３のＩＰアドレスとして説明する。
【００３８】
ゲートウェイ制御装置１０は、端末１の位置に基づいて、端末１がＬ２ネットワーク１４と通信する場合に経由するゲートウェイ装置９を選択する。例えば、ゲートウェイ制御装置１０は、端末１が移動して位置が変わった際に、ゲートウェイ装置９を切り替える。端末１の位置は、例えば、端末１が接続するローカルゲートウェイ装置１３、即ち、Ｌ２ネットワーク１４上の位置に基づいて決定される。ゲートウェイ制御装置１０は、例えば、端末１が接続したローカルゲートウェイ装置１３とゲートウェイ装置９との距離に基づいて、複数のゲートウェイ装置９の中からゲートウェイ装置９を選択する。
【００３９】
図３は、本開示の第１の実施形態のゲートウェイ制御装置１０の構成の例を示す図である。図３を参照すると、ゲートウェイ制御装置１０は、選択部１００、制御部１０１、位置情報データベース（位置情報ＤＢ）１０２及びゲートウェイ管理データベース（ＧＷ管理ＤＢ）１０３を含む。
【００４０】
制御部１０１は、端末１又はローカルゲートウェイ装置１３から、端末１の位置識別子を受信し、位置情報ＤＢ１０２に格納する。位置情報ＤＢ１０２は、例えば、図４に示すように、端末１の固有識別子と、受信した位置識別子（図４の例では、端末が接続しているローカルゲートウェイ装置１３のＩＰアドレス）とを対応させて管理する。
【００４１】
制御部１０１は、例えば、端末１が移動し、他のローカルゲートウェイ装置１３にハンドオーバした場合、端末１又はローカルゲートウェイ装置１３から位置識別子を受信する。なお、本実施形態は、位置識別子が、端末１が接続しているローカルゲートウェイ装置１３のＩＰアドレスである例で説明する。
【００４２】
選択部１００は、モバイルネットワーク１５に接続する端末それぞれについて、対応するゲートウェイ装置９を選択する。選択部１００は、モバイルネットワーク１５に接続する端末の位置に基づいて、端末がＬ２ネットワーク１４と通信する際に経由するゲートウェイ装置９を選択する。例えば、選択部１００は、位置情報ＤＢ１０２に格納されている端末１の位置識別子を参照し、ゲートウェイ装置９を選択する。
【００４３】
選択部１００は、位置識別子であるローカルゲートウェイ装置１３のＩＰアドレスから、端末１が接続しているローカルゲートウェイ装置１３の位置を認識する。選択部１００は、例えば、ローカルゲートウェイ装置１３とゲートウェイ装置９間のホップ数やＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）に基づいて、ローカルゲートウェイ装置１３とゲートウェイ装置９間の距離を認識する。選択部１００は、例えば、ローカルゲートウェイ装置１３とゲートウェイ装置９間の距離が最も短くなるゲートウェイ装置９を選択する。さらに、選択１００は、端末の位置識別子に加え、ゲートウェイ装置９から端末の通信相手となるＬ２ネットワーク１４上の装置（例えば、サーバＡ４）までの距離も考慮して、ゲートウェイ装置９を選択してもよい。選択部１００は、例えば、ゲートウェイ装置９とＬ２ネットワーク１４上の装置との間のホップ数やＲＴＴ（Ｒｏｕｎｄ  Ｔｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）に基づいて、距離を認識する。
【００４４】
選択部１００は、各ゲートウェイ装置９の負荷に基づいて、ゲートウェイ装置９を選択してもよい。選択部１００は、例えば、各ゲートウェイ装置９を通過するトラフィックの輻輳状態等をモニタすることで、各ゲートウェイ装置９の負荷を監視する。また、選択部１００は、ローカルゲートウェイ装置１３とゲートウェイ装置９間の通信品質に基づいて、ゲートウェイ装置９を選択してもよい。選択部１００は、例えば、ローカルゲートウェイ装置１３とゲートウェイ装置９間のパケットロス率をモニタし、通信品質を監視する。
【００４５】
また、選択部１００は、例えば、ローカルゲートウェイ装置１３とゲートウェイ装置９間のホップ数と、ゲートウェイ装置９の負荷、といったような複数の要素を組み合わせて選択してもよい。また、複数の要素の組み合わせは、上記に示した組み合わせに限定されることはない。ローカルゲートウェイ装置１３とゲートウェイ装置９の数は、“１”に限定されない。図２に図示した各１個は、簡潔化した図式による説明のために過ぎない。
【００４６】
選択部１００は、選択したゲートウェイ装置９と端末１との対応関係を、ＧＷ管理ＤＢ１０３に格納する。選択部１００は、選択したゲートウェイ装置９と端末１との選択した経路上での対応関係を、ローカルゲートウェイ装置１３に通知する。また、制御部１０１は、選択したゲートウェイ装置９のそれぞれに対して、選択したゲートウェイ装置９に対応する端末と、それらの端末が接続するローカルゲートウェイ装置１３との対応関係を通知する。
【００４７】
ローカルゲートウェイ装置１３は、端末１がモバイルネットワーク１５にアクセスするためのゲートウェイの役割を持つ。
【００４８】
図５は、本開示の第１の実施形態のローカルゲートウェイ装置１３の構成例を示す。ローカルゲートウェイ装置１３は、制御部１３０と、接続管理データベース（接続管理ＤＢ）１３１とを含む。
【００４９】
ローカルゲートウェイ装置１３は、端末１に代替し、ゲートウェイ装置９と通信する。具体的には、制御部１３０は、ゲートウェイ制御装置１０から、端末１とゲートウェイ装置９との対応関係を受信し、接続管理ＤＢ１３１に格納する。つまり、ローカルゲートウェイ装置１３は、接続管理ＤＢ１３１を参照することで、自身に接続している端末のトラフィックを転送すべきゲートウェイ装置９を認識する。
【００５０】
図６は、接続管理ＤＢ１３１の構成例（テーブル）を示している。図６の例では、端末１の固有識別子と、ゲートウェイ装置９のＩＰアドレスとが対応付けて格納されている。
【００５１】
制御部１３０は、端末１がＬ２ネットワーク１４と通信する場合、接続管理ＤＢ１３１を参照して、ゲートウェイ制御装置１０が選択したゲートウェイ装置９と端末１との間で送受信されるパケットをカプセル化／デカプセル化する。
【００５２】
制御部１３０は、例えば、端末１がＬ２ネットワーク１４宛にパケットを送信する場合、パケットの送信元がローカルゲートウェイ装置１３、宛先がゲートウェイ装置９（端末１に対応するゲートウェイ装置９）となるようにカプセル化する。つまり、制御部１３０は、端末１が接続したローカルゲートウェイ装置１３と、端末１のためにゲートウェイ制御装置１０が選択したゲートウェイ装置９との間に、論理的なトンネルを構築する。
【００５３】
また、制御部１３０は、例えば、ゲートウェイ装置９から、送信元がゲートウェイ装置９、宛先がローカルゲートウェイ装置１３となるようにカプセル化されたパケットを受信した場合、そのパケットをデカプセル化する。制御部１３０は、デカプセル化した後のパケットの宛先アドレスを参照し、宛先アドレスに対応する端末にパケットを送信する。
【００５４】
ゲートウェイ装置９は、Ｌ２ネットワーク１４と、モバイルネットワーク１５の端末との通信のゲートウェイとして機能する。
【００５５】
図７は、本開示の第１の実施形態のゲートウェイ装置９の構成例を示す。ゲートウェイ装置９は、経路制御部９０、制御部９１、位置情報データベース（位置情報ＤＢ）９２を含む。
【００５６】
制御部９１は、ゲートウェイ制御装置１０から、自身のゲートウェイ装置９を経由してＬ２ネットワーク１４と通信する端末と、それらの端末が接続しているローカルゲートウェイ装置１３との対応関係を受信する。制御部９１は、受信した情報を、位置情報ＤＢ９２に格納する。
【００５７】
図８は、位置情報ＤＢ９２の構成例（テーブル）を示す。図８の例では、端末１の固有識別子と、ローカルゲートウェイ装置１３のＩＰアドレスとが対応付けて格納されている。
【００５８】
制御部９１は、位置情報ＤＢ９２を参照して、ローカルゲートウェイ装置１３とゲートウェイ装置９との間で送受信されるパケットをカプセル化／デカプセル化する。
【００５９】
例えば、制御部９１は、ローカルゲートウェイ装置１３によりカプセル化され、ゲートウェイ装置９宛に送信されたパケットをデカプセル化し、Ｌ２ネットワーク１４に送信する。制御部９１は、デカプセル化したパケットをＬ２ネットワーク１４に転送する場合、Ｌ２ヘッダ（宛先、送信元をＭＡＣアドレスとするヘッダ）を付与して送信する。例えば、パケットをサーバＡ４に送信する場合、サーバＡ４のＭＡＣアドレスを宛先とするヘッダを付与する。制御部９１は、ＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）により、事前にサーバＡ４のＭＡＣアドレスを認識しているものとする。なお、制御部９１は、デカプセル化したパケットをＬ２ネットワーク１４に転送する場合、Ｌ２ヘッダの送信元に、自身のゲートウェイ装置９のＭＡＣアドレスを格納する。つまり、ゲートウェイ装置９は、端末１に代理して、Ｌ２ネットワーク１４と通信をする。
【００６０】
また、制御部９１は、Ｌ２ネットワーク１４から受信したパケットを、ローカルゲートウェイ装置１３宛にカプセル化し、ローカルゲートウェイ装置１３宛に送信する。なお、制御部９１は、Ｌ２ネットワークからパケットを受信した場合、位置情報ＤＢ９２を参照し、受信したパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する端末が接続しているローカルゲートウェイ装置１３を宛先とするカプセル化を行う。
【００６１】
経路制御部９０は、図１の経路制御手段２１に対応する機能を有する。つまり、第１の実施形態では、ゲートウェイ装置９が、経路制御手段２１に相当する機能エンティティを備える。
【００６２】
端末１が移動することにより、ゲートウェイ制御装置１０は、端末１がＬ２ネットワークとの通信で経由するゲートウェイ装置９を切り替える。
【００６３】
端末１と通信を行うＬ２ネットワーク１４上の装置は、端末１に対してパケットを送信する場合、Ｌ２ネットワーク１４では、端末１に対応するゲートウェイ装置９のＭＡＣアドレス宛にパケットを送信する。ゲートウェイ装置９が端末１を代理して通信しているため、Ｌ２ネットワーク側の装置からは、ゲートウェイ装置９が擬似的に端末１に見えるからである。
【００６４】
端末１が移動することにより、ゲートウェイ装置９が切り替わると、Ｌ２ネットワーク１４に存在する装置（例えば、サーバＡ４）は、端末１宛に送信するパケットの宛先ＭＡＣアドレスを切り替える必要がある。
【００６５】
経路制御部９０は、Ｌ２ネットワーク上の装置に、端末１宛に送信するパケットの宛先ＭＡＣアドレスの変更をさせる機能を有する。
【００６６】
続いて、図９を参照し、経路制御部９０の動作例を説明する。Ｌ２ネットワーク１４のサーバＡ４は、ゲートウェイ装置９Ａを介して端末１と通信していたものとする。サーバＡ４は、端末１の宛先ＩＰアドレスと、そのＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスとの対応を記憶するアドレステーブルを有している。サーバＡ４は、端末１からサーバＡ４宛のパケットを受信することで、アドレステーブルに、端末１のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスとして、ゲートウェイ装置９ＡのＭＡＣアドレスを格納する。図９の例では、端末１のＩＰアドレスをａ、ゲートウェイ装置９ＡのＭＡＣアドレスをｂとしている。
【００６７】
端末１が移動することにより、ゲートウェイ制御装置１０は、ゲートウェイ装置９Ａからゲートウェイ装置９Ｂに切り替える。例えば、経路制御部９０は、Ｌ２ネットワーク１４の装置に、端末１のＩＰアドレス宛のパケットの転送先となるＭＡＣアドレス（ゲートウェイ装置９ＢのＭＡＣアドレス）を認識させるために、Ｇｒａｔｕｉｔｏｕｓ  ＡＲＰ（以下、ＧＡＲＰとする）をブロードキャスト送信する。ＧＡＲＰは、ＡＲＰパケットの一つであり、ホストにＩＰアドレスがアサインされる際に他のホストがすでに同じＩＰアドレスを持っていないかどうかを確認するために使用される。経路制御部９０は、Ｌ２ネットワーク１４の装置に、切替後のゲートウェイ装置９のＭＡＣアドレスを認識させるために、ＧＡＲＰを代用する（ＡＲＰに代わってＧＡＲＰを用いる）。
【００６８】
図９に示すように、ＧＡＲＰには、端末１のＩＰアドレスと、ゲートウェイ装置９のＭＡＣアドレスを格納している。経路制御部９０は、ＧＡＲＰパケットをブロードキャストすることにより、Ｌ２ネットワーク上の装置にＧＡＲＰパケットを送信する。ＧＡＲＰパケットを受信した装置（即ち、サーバＡ４）は、端末１のＩＰアドレスａに対応するＭＡＣアドレスを、ゲートウェイ装置９ＡのＭＡＣアドレスｂからゲートウェイ装置９ＢのＭＡＣアドレスｃに変更する。
【００６９】
なお、上記した各図に示したゲートウェイ制御装置１０、ローカルゲートウェイ装置１３及びゲートウェイ装置９の各部（処理手段）は、これらの装置を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。
【００７０】
続いて、図１０を参照し、第１の実施形態の動作例を説明する。図１０は、端末１が、ローカルゲートウェイ装置（ＬＧＷ装置）１３とゲートウェイ装置（ＧＷ装置）９を介して、Ｌ２ネットワーク１４のサーバＡ４と通信する動作を表したシーケンス図である。
【００７１】
端末１は、宛先がサーバＡ４のＩＰアドレス、送信元が端末１のＩＰアドレスであるパケット（パケットＸ）を、ローカルゲートウェイ装置１３に対して送信する（ステップＳ００１）。
【００７２】
ローカルゲートウェイ装置１３は、パケットＸを、ゲートウェイ装置９のＩＰアドレスとローカルゲートウェイ装置のＩＰアドレスでカプセル化してパケットＹを生成する（ステップＳ００２）。パケットＹは、宛先がゲートウェイ装置９のＩＰアドレスであり、送信元がローカルゲートウェイ装置１３のＩＰアドレスである。ローカルゲートウェイ装置１３は、ゲートウェイ装置９に、前記生成したパケットＹを送信する（ステップＳ００３）。
【００７３】
ゲートウェイ装置９は、カプセル化されたパケットＹをデカプセル化する（ステップＳ００４）。ゲートウェイ装置９は、デカプセル化したパケットにＬ２ヘッダを付加したパケットＺを、Ｌ２ネットワーク１４に送信する（ステップＳ００５）。Ｌ２ヘッダは、宛先がサーバＡ４のＭＡＣアドレスであり、送信元がゲートウェイ装置９のＭＡＣアドレスである。ゲートウェイ装置９は、ＡＲＰにより、事前にサーバＡ４のＭＡＣアドレスを認識しているものとする。
【００７４】
以上により、パケットＺがサーバＡ４に到達し、サーバＡ４が応答としてパケットｚを送信する（ステップＳ００６）。
【００７５】
ゲートウェイ装置９は、サーバＡ４から、端末１宛のパケットｚを受信する。パケットｚは、送信元がサーバＡ４のＭＡＣアドレス、宛先がゲートウェイ装置９のＭＡＣアドレスのＬ２パケットである。なお、パケットｚの宛先ＩＰアドレスは、端末１のＩＰアドレスとなっている。ゲートウェイ装置９は、パケットｚのＬ２ヘッダを削除し、そのパケットをカプセル化する（ステップＳ００７）。ゲートウェイ装置９は、カプセル化により、パケットｙを生成する。パケットｙは、宛先がローカルゲートウェイ装置１３のＩＰアドレス、送信元がゲートウェイ装置９のＩＰアドレスである。ゲートウェイ装置９は、ローカルゲートウェイ装置１３に、前記生成したパケットｙを送信する（ステップＳ００８）。
【００７６】
ローカルゲートウェイ装置１３は、パケットｙをデカプセル化し、パケットｘを生成する（ステップＳ００９）。ローカルゲートウェイ装置１３は、パケットｘを端末１に送信する（ステップＳ０１０）。デカプセル化されたパケットは、宛先が端末１のＩＰアドレス、送信元がサーバＡ４のＩＰアドレスとなる。
【００７７】
以上の動作により、端末１とサーバＡ４の通信が実現する。そして、その際の通信経路は、図９に示したように、端末１の位置に応じて最適化される。
【００７８】
［第２の実施の形態］
続いて、経路制御手段２１として、第１のネットワークを集中制御する装置を配置した本開示の第２の実施形態について説明する。図１１は、本開示の第２の実施の形態の通信システムを一例として示す図である。
【００７９】
図１１を参照すると、端末１、ネットワークＥ１８、モバイルネットワーク１５が示されている。ネットワークＥ１８には、転送装置１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ（以下、転送装置１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを特に区別しない場合、「転送装置１７」と記す。）、制御装置１６、サーバＡ４が配置されている。また、モバイルネットワーク１５には、ゲートウェイ装置９、ローカルゲートウェイ装置１３、ゲートウェイ制御装置２２とが配置されている。
【００８０】
まず、図１２、図１３を用いて、オープンフロー技術について説明する。オープンフローは、通信をエンドツーエンドのフローとして認識し、フロー単位で経路制御、障害回復、負荷分散等を実行する。図１２に、オープンフロー技術により構成された通信システムの概要を示す。なお、フローとは、例えば、所定の属性を有する一連の通信パケット群である。オープンフロースイッチ２０は、オープンフロー技術を採用したネットワークスイッチである。オープンフローコントローラ１９は、オープンフロースイッチ２０を制御する情報処理装置である。
【００８１】
オープンフロースイッチ２０は、オープンフローコントローラ１９との間に設定されたセキュアチャネル１９１を介して、オープンフローコントローラと通信する。オープンフローコントローラ１９は、セキュアチャネル１９１を介して、オープンフロースイッチ２０のフローテーブル２０１の設定を行う。なお、セキュアチャネル１９１は、スイッチとコントローラ間の通信の盗聴や改ざん等を防止するための処置がなされた通信経路である。
【００８２】
図１３は、フローテーブル２０１の各エントリ（フローエントリ）の構成例を示す。フローエントリは、スイッチが受信したパケットのヘッダに含まれる情報（例えば、宛先ＩＰアドレスやＶＬＡＮ  ＩＤ等）と照合するためのマッチングルール（Ｍａｔｃｈ  Ｆｉｅｌｄｓ）と、パケットフロー毎の統計情報である統計情報（Ｃｏｕｎｔｅｒｓ）と、マッチングルールにマッチするパケットの処理方法を規定するインストラクション（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）とで構成される。
【００８３】
オープンフロースイッチ２０は、パケットを受信すると、フローテーブル２０１を参照する。オープンフロースイッチ２０は、受信したパケットのヘッダ情報にマッチするマッチングルール（Ｍａｔｃｈ  Ｆｉｅｌｄｓ）を持つフローエントリを検索する。受信パケットのヘッダ情報にマッチするフローエントリが検索された場合、オープンフロースイッチ２０は、検索されたエントリのインストラクションフィールドに定義された処理方法に従って、受信パケットを処理する。処理方法は、例えば、“受信パケットを所定のポートから転送する”、“受信したパケットを廃棄する”、“受信パケットのヘッダの一部を書き換えて、所定のポートから転送する”といったことが規定されている。
【００８４】
一方、受信パケットのヘッダ情報にマッチするフローエントリが見つからない場合、オープンフロースイッチ２０は、例えば、セキュアチャネル１９１を介して、オープンフローコントローラ１９に対して受信パケットを転送する。オープンフロースイッチ２０は、受信パケットを転送することにより、コントローラに対して、受信パケットの処理方法を規定したフローエントリの設定を要求する。
【００８５】
オープンフローコントローラ１９は、受信パケットの処理方法を決定し、決定した処理方法を含むフローエントリをフローテーブル２０１に設定する。その後、オープンフロースイッチ２０は、設定されたフローエントリにより、受信パケットと同一のフローに属する後続のパケットを処理する。
【００８６】
図１１の転送装置１７はオープンフロースイッチ２０と同等の機能を含む。ネットワークＥ１８は、転送装置１７を少なくとも一部に含む通信ネットワークである。
【００８７】
制御装置１６は、オープンフローコントローラ１９と同等の機能を含む。本実施形態では、制御装置１６は、図１の経路制御手段２１として動作し、ゲートウェイ制御装置１０と通信する手段を備えている。
【００８８】
図１４は、制御装置１６の構成例を示す。図１４は例示であり、制御装置１６の構成は、図１４の例に限定されない。
【００８９】
処理規則データベース（処理規則ＤＢ）１６８は、転送装置１７に設定するためのパケット処理規則を格納する。なお、パケット処理規則の構成は、図１３に示したフローエントリの構成と同等である。
【００９０】
ノード通信部１６１は、転送装置１７やゲートウェイ制御装置２２と通信する。制御メッセージ処理部１６２は、ノード通信部１６１を介して受信した制御メッセージを制御装置１６の計算部１６３、ＤＢ管理部１６７に送信するとともに、計算部１６３にて生成されたパケット処理規則をノード通信部１６１を介して転送装置１７に送信する。
【００９１】
トポロジ管理部１６４は、ノード通信部１６１を介して収集された転送装置１７の接続関係とゲートウェイ制御装置２２からの端末１と端末１が接続するゲートウェイ装置９の情報に基づいて、ネットワークトポロジを管理する。例えば、管理されるネットワークトポロジはネットワークＥ１８のトポロジ情報とネットワークＥ１８と接続する装置、例えば、ゲートウェイ装置９、との接続関係である。トポロジ管理部１６４は、端末１のハンドオーバにより、端末１に対応するゲートウェイ装置９が切り替わると、ゲートウェイ制御装置２２から、例えば、端末１の固有識別子と端末１に対応するゲートウェイ装置９の識別子（ＩＰアドレスやＭＡＣアドレス等）を受信する。その情報をもとにトポロジ管理部１６４はトポロジ情報を更新する。
【００９２】
位置管理部１６５は、端末１がネットワークＥ１８にアクセスする際に経由するゲートウェイ装置９が、ネットワークＥ１８に存在するどの転送装置配下に存在するかを管理する。
【００９３】
計算部１６３は、ネットワークトポロジに基づいてパケットの転送経路および該転送経路上の転送装置１７に実行させるパケット処理を決定する。つまり、計算部１６３は、パケットの転送経路を計算し、その転送経路に対応するパケット処理規則を決定する。この計算部１６３が経路制御手段２１に相当する役割を果たすことになる。計算部１６３は、ハンドオーバ等により経由するゲートウェイ装置９が切り替わると、そのゲートウェイ装置９と繋がる転送装置１７を、トポロジ管理部１６４から取得する。計算部１６３は、端末１の固有識別子と、その端末１に対応するゲートウェイ装置９と繋がる転送装置１７の識別子を組みとして、位置管理部１６５に登録する。その後、計算部１６３は、トポロジ管理部１６４と位置管理部１６５にアクセスし、トポロジ情報と端末の位置を確認し、端末１宛のパケットの転送経路を決定する。
【００９４】
計算部１６３は、位置管理部１６５にアクセスすることで端末１に対応するゲートウェイ装置に繋がる転送装置１７を確認し、計算部１６３は、その転送装置１７に至る転送経路を計算し、計算した転送経路に対応するパケット処理規則を決定する。計算部１６３は、決定したパケット処理規則を、パケットの転送経路上の転送装置１７に通知する。計算部１６３にて決定されたパケット処理規則は、ＤＢ管理部１６７にも送信されて、処理規則ＤＢ１６８に反映される。
【００９５】
続いて、図１５を参照し、制御装置１６による転送経路の設定動作を説明する。ゲートウェイ制御装置２２は、端末１のハンドオーバにより、ゲートウェイ装置がゲートウェイ装置９Ａからゲートウェイ装置９Ｂに切り替わったことを、制御装置１６に通知する。
【００９６】
制御装置１６は、端末１宛のパケットが、切替後のゲートウェイ装置９Ｂに転送されるように、ネットワークＥ１８の転送装置１７を制御する。
【００９７】
具体的には、計算部１６３は、切替後のゲートウェイ装置９に繋がる転送装置は、転送装置１７Ｃであると認識する。計算部１６３は、端末１宛のパケットが転送装置１７Ｃに転送する経路を計算する。図１５の例では、計算部１６３は、転送装置１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの順にパケットを転送する経路を計算する。
【００９８】
計算部１６３は、転送経路上の各転送装置に通知するパケット処理規則を決定する。計算部１６３は、転送装置１７Ａに、端末１宛のパケットを転送装置１７Ｂに転送する処理規則を通知する。計算部１６３は、転送装置１７Ｂに、端末１宛のパケットを転送装置１７Ｃに転送する処理規則を通知する。計算部１６３は、転送装置１７Ｃに、端末１宛のパケットを、ゲートウェイ装置９Ｂに転送する処理規則を通知する。
【００９９】
ＤＢ管理部１６７は、計算部１６３が決定したパケット処理規則を処理規則ＤＢ１６８に登録する。ＤＢ管理部１６７は、転送装置１７からのパケット処理規則の送信要求に応じて、転送装置１７に対して、パケット処理規則を送信する。
【０１００】
制御メッセージ処理部１６２は、転送装置１７から受信した制御メッセージ（例えば、パケット処理規則の設定要求）を解析し、制御メッセージに対応する処理を行う。また、制御メッセージ処理部１６２は、転送装置１７に送信するメッセージ（例えば、パケット処理規則を設定するためのメッセージ等）を生成する。
【０１０１】
第２の実施形態のモバイルネットワーク１５内の装置は、第１の実施形態の装置と同等の装置である。本実施形態のゲートウェイ制御装置２２は制御装置１６とも通信する。
【０１０２】
なお、本実施形態では、ゲートウェイ制御装置２２と制御装置１６は異なる装置として記載したが、両装置を１台の装置で実現することも可能である。つまり、ゲートウェイ制御装置２２に、制御装置１６の機能を追加してもよいし、あるいは、ゲートウェイ制御装置２２が転送装置１７を制御する構成も採用可能である。また、端末１の通信相手は、ネットワークＥ１８内の端末に限られることはなく、例えば、ネットワークＥ１８が外部のネットワークと接続しており、端末１がその外部ネットワークの装置とネットワークＥ１８を経由して通信する場合でもよい。
【０１０３】
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と比較して、きめ細かい制御を行うことが可能となっている。その理由は、経路制御に、オープンフローの仕組みを用いるようにしたためである。
【０１０４】
［第３の実施形態］
続いて、端末１が同時に複数のゲートウェイ装置９を使用できるようにした本開示の第３の実施形態について説明する。図１６は、本開示の第３の実施形態の構成例を示す図である。
【０１０５】
図１６を参照すると、メールサーバ２６、ＨＴＴＰ（Ｈｙｐｅｒ  Ｔｅｘｔ  Ｍａｒｋｕｐ  Ｌａｎｇｕａｇｅ）サーバ２７、ゲートウェイ装置−ＳＭＴＰ＿９ＳＡ、ゲートウェイ装置−ＨＴＴＰ＿９ＨＡ、ゲートウェイ装置−ＳＭＴＰ＿９ＳＢ、ゲートウェイ装置−ＨＴＴＰ＿９ＨＢ、ローカルゲートウェイ装置１３Ａ、ローカルゲートウェイ装置１３Ｂ、ゲートウェイ制御装置３２、転送装置１７Ａ、転送装置１７Ｂ、制御装置１６、とが示されている。
【０１０６】
ゲートウェイ装置−ＨＴＴＰ＿９ＨＡ、ゲートウェイ装置−ＨＴＴＰ＿９ＨＢは、ＨＴＭＬ用のゲートウェイ装置である。また、ゲートウェイ装置−ＳＭＴＰ＿９ＳＡ、ゲートウェイ装置−ＳＭＴＰ＿９ＳＢは、メール（ＳＭＴＰ；Ｓｉｍｐｌｅ  Ｍａｉｌ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）用のゲートウェイ装置９である。本実施形態では、目的に応じて、これらゲートウェイ装置９の中から、使用するゲートウェイ装置を選択し、同時に複数のゲートウェイ装置９を利用できるようにする。このため、ゲートウェイ制御装置３２は、例えば、通信フロー毎に、ゲートウェイ装置９を選択する動作を行う。
【０１０７】
図１６は、端末１がローカルゲートウェイ装置１３Ａと接続し、モバイルネットワーク１５にアクセスしている状態を示している。
【０１０８】
ゲートウェイ制御装置３２は、所定の基準に基づいて、通信フロー毎に使用するゲートウェイ装置９を選択する。所定の基準は、例えば、ローカルゲートウェイ装置１３との距離や、ゲートウェイ装置９の負荷である。
【０１０９】
図１７は、本実施形態のゲートウェイ制御装置３２の構成例を示す図である。図１７を参照すると、ゲートウェイ制御装置３２は、第１の実施形態のゲートウェイ制御装置１０の構成に、ポリシーデータベース（ポリシーＤＢ）３２０が追加されている。その他の構成は、第１の実施形態及び図３で説明した構成と同様なので、詳細な説明は省略する。
【０１１０】
ゲートウェイ制御装置３２は、ポリシーＤＢ３２０により、各通信フローに対して選択したゲートウェイ装置９を管理する。ポリシーＤＢ３２０は、図１８に示すように、各端末毎に、各端末が接続しているローカルゲートウェイ装置、通信フロー種別、各ローカルゲートウェイ装置が各通信フローに対応するパケットを転送すべきゲートウェイ装置を対応付けて管理するデータベースである。
【０１１１】
ゲートウェイ制御装置３２の選択部１００は、通信フロー毎にゲートウェイ装置９を選択した際に、ポリシーＤＢ３２０を更新する。
【０１１２】
ゲートウェイ制御装置３２は、各ローカルゲートウェイ装置１３に、各ローカルゲートウェイ装置１３に接続している各端末のトラフィックを転送すべきゲートウェイ装置９を通知する。つまり、ゲートウェイ制御装置３２は、ポリシーＤＢ３２０を参照し、ローカルゲートウェイ装置１３に対して、通信フロー毎に端末のトラフィックを転送すべきゲートウェイ装置９を指定する。
【０１１３】
ゲートウェイ制御装置３２は、ネットワークＥ１８の制御装置１６に、各端末宛のパケットを転送すべきゲートウェイ装置９を通知する。つまり、ゲートウェイ制御装置３２は、ポリシーＤＢ３２０を参照し、制御装置１６に対して、各端末宛のパケットを転送すべきゲートウェイ装置９を、通信フロー毎に指定する。ゲートウェイ制御装置３２は、例えば、端末１宛のパケットについて、ＳＭＴＰの通信フローに属するパケットはゲートウェイ装置−ＳＭＴＰ  ９ＳＡに転送し、ＨＴＴＰの通信フローに属するパケットは、ゲートウェイ装置−ＨＴＴＰ  ９ＨＡに転送するように、制御装置１６に指示する。
【０１１４】
制御装置１６は、ゲートウェイ制御装置３２からの指示に基づいて、ネットワークＥ１８の各転送装置１７に、処理規則を通知する。
【０１１５】
続いて、図１９を参照して、制御装置１６の動作例を説明する。制御装置１６は、例えば、各転送装置１７に、端末１宛のパケットで、かつ、ＨＴＴＰの通信フローに属するパケットの転送方法を規定した処理規則を通知する。
【０１１６】
より具体的には、制御装置１６は、例えば、端末１宛のＨＴＴＰパケットの転送経路を、転送装置１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの順に転送する転送経路を決定する。そして、制御装置１６は、転送経路上の各転送装置に通知するパケット処理規則を決定する。制御装置１６は、転送装置１７Ａに、端末１宛のＨＴＴＰパケットを転送装置１７Ｂに転送する処理規則を通知する。また、制御装置１６は、転送装置１７Ｂに、端末１宛のＨＴＴＰパケットを転送装置１７Ｃに転送する処理規則を通知する。さらに、制御装置１６は、転送装置１７Ｃに、端末１宛のパケットを、ゲートウェイ装置−ＨＴＴＰ  ９ＨＡに転送する処理規則を通知する。
【０１１７】
以上の動作により、ネットワークＥ１８の転送装置は、適切なゲートウェイ装置９にパケットを転送できる。
【０１１８】
また、第３の実施形態では、プロトコル毎に使用するゲートウェイ装置９を分け、複数同時に使用したが、それに限定されることはない。例えば、端末１に複数のインターフェースが搭載されており、そのインターフェース毎にゲートウェイ装置９を用意し、端末１の使用ＩＦに応じてゲートウェイ装置９を使い分けてもよい。例えば、端末１が、ＷｉＦｉとＬＴＥ（Ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のインターフェースを搭載しており、そのＩＦ毎にゲートウェイ装置９を使い分けて、同時に複数のゲートウェイ装置９を使用してもよい。
【０１１９】
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、上記した各実施形態で示したゲートウェイ装置、ローカルゲートウェイ装置、ゲートウェイ制御装置、転送装置等の接続関係は、あくまで本発明の理解を助けるための一例として示したものであり、特に限定するものではない。
【０１２０】
最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
（上記第１の視点による通信システム参照）
［第２の形態］
第１の形態の通信システムにおいて、
前記ゲートウェイ制御装置は、前記端末の移動に応じてゲートウェイ装置を選択し、
前記経路制御手段は、前記端末宛のパケットの転送先を、前記選択されたゲートウェイ装置に切り替える通信システム。
［第３の形態］
第１又は第２の形態の通信システムにおいて、
前記ゲートウェイ制御装置は、前記端末に対応するゲートウェイ装置を複数選択し、所定の基準に基づいて前記選択した複数のゲートウェイ装置を使い分ける通信システム。
［第４の形態］
第１から第３いずれか一の形態の通信システムにおいて、
前記経路制御手段は、前記端末宛のパケットが経由する前記ゲートウェイ装置の識別子を、前記第１のネットワークに通知することにより、前記第１のネットワークを制御する通信システム。
［第５の形態］
第１から第３いずれか一の形態の通信システムにおいて、
前記経路制御手段は、
前記第１のネットワークにおいてパケットを転送する通信装置に、前記端末宛のパケットを前記選択されたゲートウェイ装置宛に転送する指示をすることにより、前記第１のネットワークを制御する通信システム。
［第６の形態］
第１から第３いずれか一の形態の通信システムにおいて、
前記経路制御手段は、
前記端末宛のパケットが前記選択されたゲートウェイ装置に至る通信経路を計算し、
前記通信経路上の通信装置に、前記通信経路に従って前記端末宛のパケットを転送する指示をすることにより、前記第１のネットワークを制御する通信システム。
［第７の形態］
第１から第６いずれか一の形態の通信システムにおいて、
前記ゲートウェイ制御装置は、前記端末から通知された該端末の前記第２のネットワーク上の位置情報に基づいて、前記ゲートウェイ装置を選択する通信システム。
［第８の形態］
第１から第６いずれか一の形態の通信システムにおいて、
前記第２のネットワーク上に前記端末に代替して前記ゲートウェイ装置と通信するローカルゲートウェイ装置が配置され、
前記ゲートウェイ制御装置は、前記ローカルゲートウェイ装置から通知された前記端末の位置情報に基づいて、前記ゲートウェイ装置を選択する通信システム。
［第９の形態］
（上記第２の視点によるゲートウェイ制御装置参照）
［第１０の形態］
（上記第３の視点による経路制御装置参照）
［第１１の形態］
（上記第４の視点による通信方法参照）
［第１２の形態］
（上記第５の視点によるプログラム参照）
【０１２１】
なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【符号の説明】
【０１２２】
１、Ｘ１  端末
４、Ｘ４  サーバＡ
９、９Ａ、９Ｂ、・・・、９Ｎ、９ＳＡ、９ＳＢ、９ＨＡ、９ＨＢ  ゲートウェイ装置
１０、２２、３２  ゲートウェイ制御装置
１１  外部ネットワーク
１２  モバイル通信網
１３、１３Ａ、１３Ｂ  ローカルゲートウェイ制御装置
１４  Ｌ２ネットワーク
１５  モバイルネットワーク
１６  制御装置
１７、１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ  転送装置
１８  ネットワークＥ
１９  オープンフローコントローラ
２０  オープンフロースイッチ
２１  経路制御手段
２２、３２  ゲートウェイ制御装置
２６  メールサーバ
２７  ＨＴＴＰサーバ
９０  経路制御部
９１  制御部
９２  位置情報データベース（位置情報ＤＢ）
１００  選択部
１０１  制御部
１０２  位置情報データベース（位置情報ＤＢ）
１０３  ゲートウェイ管理データベース（ＧＷ管理ＤＢ）
１３０  制御部
１３１  接続管理データベース（接続管理ＤＢ）
１６１  ノード通信部
１６２  制御メッセージ処理部
１６３  計算部
１６４  トポロジ管理部
１６５  位置管理部
１６７  ＤＢ管理部
１６８  処理規則データベース（処理規則ＤＢ）
１９１  セキュアチャネル
２０１  フローテーブル
３２０  ポリシーＤＢ
Ｘ２  ＭＡＧ−Ａ、ＭＡＧ−Ｂ
Ｘ３  ＬＭＡ
Ｘ５、Ｘ６  ネットワーク
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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