(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動端末と、該移動端末への転送通信を基地局とルータを経由して管理するホームエージェント計算機とで構成されるシステムにおいて、
上記基地局と上記ホームエージェント間に設けられた上記ルータに、上記移動端末から上記ホームエージェントへの上記転送用の気付アドレス登録要求メッセージを中継すると、自身が持つ経路表を参照して上記気付アドレス登録要求メッセージに含まれる経路が該経路表の既管理経路と異なる場合は該管理経路を上記気付アドレス登録要求メッセージに含まれる新しい経路に更新し、上記経路表中の既管理経路で使用中でない移動端末のアドレスについては開放処理を行う経路表管理手段を設けて、
上記移動端末に、上記ホームエージェントの気付アドレスが未獲得であれば、該未獲得の気付アドレスを要求し、気付アドレスを獲得済であり、かつ使用中のインターネット・プロトコル（ＩＰ）接続がないと、該獲得済みの気付アドレスを解放要求するアドレス獲得手段を設けて、
上記ルータは、上記ホームエージェントからの転送通信を上記経路表に基いて上記移動端末へ中継するようにし、上記基地局は、上記移動端末からのアドレス獲得または解放要求に基いて気付アドレスを管理するようにしたことを特徴とする移動体通信システム。
【請求項２】
経路表管理手段は、転送用割当てアドレスが不足する場合は、他の基地局またはルータに該アドレスの借用を要求し、応答があると該応答によるアドレスを経路表に追加して管理するようにしたことを特徴とする請求項１記載の移動体通信システム。
【請求項３】
アドレスの借用は、プレフィックスで規定される単位で行うようにしたことを特徴とする請求項２記載の移動体通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークにおけるパケット通信システム、特に移動端末間あるいは移動端末と固定端末間の通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｃｏｔｏｌ）ネットワークは、通常、ＩＰアドレスを持っている端末や、そのアドレスがどこにあるかを知っているルータ、それらをつなぐ有線あるいは無線のリンクにより構成される。更に、そのネットワークの一部は、ルータを介することなくパケット（ＩＰパケット）を直接、送受信が可能であり、そのように構成された一部のネットワークはサブネットワークと呼ばれる。ルータは、即ちサブネットワーク間のパケット転送処理を行うものである。
【０００３】
各ノード（端末またはルータ）では、パケットを送信あるいは転送する場合、ノード内に管理されている経路表を参照して、そのパケットを送信あるいは転送するルートを決定する。経路表は、簡単に言えば、パケットの宛先アドレスとそのパケットの送信あるいは転送先の組み合わせで示される経路の一覧である。インターネットのように非常に多くのノードが接続されているネットワークでは、各宛先アドレス毎に経路を管理すると、この経路表が巨大になる可能性がある。経路表が巨大になると、ノードに必要となるメモリが増大したり、経路表を検索する時間が増大したりする。
【０００４】
したがって、経路表では、各宛先アドレス毎ではなく、アドレスの集合の経路を管理するのが普通である。例えば、ＩＰアドレス（ＩＰバージョン４の場合）、１．２．３．０から１．２．３．２５５の２５６個のアドレスに対する経路を持つのではなく、１．２．３．０／２４（アドレスの上位２４ビットについては１で、それ以下については０、すなわち２５５．２５５．２５５．０で論理積をとった値が１．２．３．０になる）のアドレス群に対する経路をもつことにすれば、経路表中に占める大きさは、２５６分の１になる。このようなアドレスの上位部分を用いた経路管理（制御）方式は、プレフィックスベースの経路制御方式と呼ばれている。一方、各アドレス毎の経路は、ホスト経路と呼ばれている。
【０００５】
このようなＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークは、そもそも各ノードは固定されていることを想定していた。
一方、ノードの移動をサポートするプロトコルとしては、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ（ＩＥＴＦ  ＲＦＣ２００２：  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｔａｓｋ  Ｆｏｒｃｅ  Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔｓ  ２００２）が有名である。Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰでは、移動ノードも含めて、各ノードはそれぞれ固有のアドレスを持つ。移動ノードの場合、それをホームアドレスと呼び、ホームアドレスを含むサブネットワークをホームネットワークと呼ぶ。ホームネットワークには、ホームエージェント（ＨＡ）と呼ばれる、ノードの移動を管理するルータがある。ノードがホームネットワークと異なるサブネットワーク、すなわちフォーリンネットワークに移動すると、その移動したノードは気付アドレス（ＣｏＡ：  ｃａｒｅ−ｏｆ−ａｄｄｒｅｓｓ）を取得する。ＣｏＡには、ＦＡ−ＣｏＡ（Ｆｏｒｅｉｇｎ  Ａｇｅｎｔ  ＣｏＡ）とｃｏ−ＣｏＡ（ｃｏｌｏｃａｔｅｄ  ＣｏＡ）の２つがある。ＦＡ−ＣｏＡは、フォーリンエージェント（ＦＡ）と呼ばれるフォーリンネットワークに存在するルータのアドレスであり、ｃｏ−ＣｏＡは、フォーリンネットワーク内で一時的にその移動ノードに対して与えられるアドレスである。移動ノードは、ＣｏＡを取得すると、ＣｏＡの登録要求メッセージをＨＡに直接あるいはＦＡを経由して送信する。ＨＡでは、その登録要求メッセージを受け取ると、移動ノードのホームアドレスとＣｏＡの対応を記録し、登録応答メッセージをＣｏＡに対して送信する。登録応答メッセージは、ＣｏＡがｃｏ−ＣｏＡである場合には移動ノードへ直接届き、ＣｏＡがＦＡ−ＣｏＡである場合にはＦＡが中継して移動ノードへ届けられる。
【０００６】
移動ノード（のホームアドレス）宛のパケットは、ＩＰの通常の経路制御により、ホームネットワークへ届けられる。ＨＡはそのパケットを横取りし、トンネリングと呼ばれる技法により、ＣｏＡが示すアドレスへ転送する。ＨＡからＣｏＡへは、これも通常の経路制御により転送され、フォーリンネットワークに届けられる。ＣｏＡがＦＡ−ＣｏＡの場合にはＦＡへ届けられ、ＦＡが移動ノードへ転送する。ＣｏＡがｃｏ−ＣｏＡの場合には、通常の経路制御により移動ノードへ直接届けられる。
【０００７】
上記のように、移動ノードに対するパケットの転送においては、通常の経路制御が用いられる。この場合、通常の経路制御は、先に述べたようにプレフィックスベースの経路制御で十分である。したがって、移動ノードをサポートするために、各ルータの経路表が大きくなることはない。しかし、ノードはサブネットワークを移動するたびにＣｏＡの取得を行い、ＣｏＡの登録要求メッセージをＨＡへ送信しなければならない。登録要求メッセージがＨＡに届き、ＨＡがホームアドレスとＣｏＡの関係を記録してはじめて、ホームネットワークに届いたその移動ノード向けのパケットが移動ノードに対して転送されることになる。このように、ノードの移動の追従に時間がかかるという欠点を持っている。
【０００８】
例えば、第１の従来例として図８に示す構成のネットワークを想定する。ＢＳ１からＢＳ８は無線インタフェースと有線インタフェースを備えたルータであり無線基地局である。また、それぞれの無線インタフェースでは、図の下段、１．１．１．０／２４で示すような２４ビットのプレフィックスを持つサブネットワークが構成されるものとする。Ｒ１１からＲ２４は複数の有線インタフェースを持つルータであり、特にＲ２１からＲ２４はＢＳ１からＢＳ８のルータと有線インタフェース経由で接続されている。Ｒ１１およびＲ１２は上位のルータ兼ＨＡ１と有線インタフェース経由で接続されており、ＨＡ１はインターネットに接続されている。このネットワークでは、プレフィックスが１．２．０．０／１６である移動ノードに対するホームネットワークがある。ある移動ノードＭＨ１は、１．２．１．２というホームアドレスを持っている。例えば、ＢＳ１からＢＳ８が道路脇に設置されており、移動ノードは車であり、それらＢＳ１からＢＳ８と無線通信により接続可能であるとする。ＭＨ１は図の左から右に向かって進行しており、図に示す状態では、ＢＳ１の通信可能範囲からＢＳ２の通信可能範囲に移ったものとする。
【０００９】
ＢＳ１の通信可能範囲にあるときには、ＨＡ１ではＭＨ１のホームアドレス１．２．１．２に対しては、例えば１．１．１．２がｃｏ−ＣｏＡとして割り当てられていたとする。ＭＨ１がＢＳ２の通信可能範囲に到達すると、もはや１．１．１．２というｃｏ−ＣｏＡを使用していてはＭＨ１あてのパケットが届けられないことになる。そこで、新たにｃｏ−ＣｏＡ、例えば１．１．２．２を取得し、ＨＡ１へＣｏＡの登録要求メッセージを送る。ＨＡ１では、１．２．１．２に対するＣｏＡを１．１．１．２から１．１．２．２に書き換え、登録応答メッセージを１．１．２．２へ返す。
この場合、移動ノードのための特別な経路情報は必要ない。
しかし、少なくともＨＡ１が新しいＣｏＡを認識するまでには、移動ノードＭＨ１がＢＳ２の通信可能範囲に到達してから、ＣｏＡ（１．１．２．２）を取得する時間と、登録要求メッセージがＭＨ１からＢＳ２、Ｒ２２、Ｒ１１を経由してＨＡ１へ届けられる時間が必要となっている。
【００１０】
上記のように、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰは頻繁かつ高速な移動管理には適していないと考えられ、近年では、Ｃｅｌｌｕｌａｒ  ＩＰ（Ａｎｄｒｅｗ  Ｔ．  Ｃａｍｐｂｅｌｌら、”Ａｎ  Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  ｏｆ  ＣｅｌｌｕｌａｒＩＰ”、ＩＥＥＥ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  （ＷＣＮＣ  ’９９））のようなプロトコルが提案されている。
Ｃｅｌｌｕｌａｒ  ＩＰでは、移動ノード毎にホスト経路を用意することで、ノードの移動をサポートする。第２の従来例として例えば、図９に示す構成のネットワークを想定する。これは、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰが導入されている図８のネットワークの構成とほぼ同じである。ＨＡ１はルータではあるが別の役割を持つドメインゲートウェイ２０１に置き換えられている。Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰの場合と同様に、ＭＨ１は固有のアドレス１．２．１．２を持ち、このアドレスに対する外部ネットワークからのパケットはドメインゲートウェイに届くが、ドメインゲートウェイ２０１からＭＨ１へ転送するための情報がない。そこで、図９の状態で言えば、ドメインゲートウェイ２０１、Ｒ１１、Ｒ２１、ＢＳ２の経路表に対し、ＭＨ１のアドレスである１．２．１．２に対するホスト経路を追加する。これにより、ドメインゲートウェイ２０１へアドレス１．２．１．２宛てのパケットが到達した場合、ドメインゲートウェイはその経路表をみて正しい経路へ（この場合はＲ１１）パケットを転送し、同様にして、Ｒ１１はＲ２１へ、Ｒ２１はＢＳ２へ転送し、ＢＳ２は経路表を見て無線インタフェースへ転送して、ＭＨ１へパケットが届けられる。
【００１１】
図９では移動ノードＭＨ１はＢＳ２の領域に居るが、その前の状態、すなわちＭＨ１がＢＳ１と通信可能であった場合には、ドメインゲートウェイ２０１、Ｒ１１、Ｒ２１、ＢＳ１にＭＨ１に対するホスト経路が設定されており、Ｒ２１ではＭＨ１に対するホスト経路はＢＳ１へ転送することを示していた。そこでＭＨ１がＢＳ２と通信可能になると、ＭＨ１はＣｅｌｌｕｌａｒ  ＩＰの経路更新メッセージをドメインゲートウェイに向かって送信する。経路更新メッセージは、ＢＳ２からＲ２１、Ｒ１１、ドメインゲートウェイ２０１と転送されていくが、各ルータでは、ＭＨ１のアドレスに対するホスト経路を追加あるいは更新していく。この例では、すでにドメインゲートウェイ２０１とＲ１１は正しいホスト経路を持っているので、経路更新メッセージがＲ２１へ届いた段階で、ＭＨ１宛てのパケットを転送するための経路を確定することができる。しかし、Ｒ２１、Ｒ１１等の各ルータは、ＭＨ１の経路表を持っている必要がある。また、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰと異なり、ＣｏＡを取得する必要はない。
【００１２】
したがって、Ｃｅｌｌｕｌａｒ  ＩＰの場合、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰよりも高速に移動に追従した経路を確定することができる。一方、通常のプレフィックスベースの経路だけでなく、各移動ノードに対したホスト経路が必要となるため、移動ノードの数が増えると、各ルータでの経路表の中の経路数が増えることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、第１の従来例では気付アドレスの更新に時間がかかり、実用的でなく、第２の従来例のＣｅｌｌｕｌａｒ  ＩＰのように移動するノードに対するホスト経路を利用する場合はノードの移動に高速に追従できるが、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰのようなプレフィックスベースの経路しか利用しないプロトコルに比べて、経路表が増大するという課題がある。
【００１４】
本発明は、移動ノードの気付アドレス更新は早くして、しかも経路表の増大をできるだけ抑えて、システム規模を小さくすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動体通信システムは、複数の移動端末と、この移動端末への転送通信を基地局とルータを経由して管理するホームエージェント計算機とからなる構成において、
基地局とホームエージェント間に設けられたルータに、移動端末からホームエージェントへの転送用の気付アドレス登録要求メッセージを中継すると、自身が持つ経路表を参照して既管理経路と異なる場合は新しい経路に更新して中継する経路表管理手段を設けて、
ルータは、ホームエージェントからの転送通信を経路表に基づいて移動端末へ中継するようにした。
【００１６】
また更に、システムに定期的な管理経路の更新期間を設けて、経路表管理手段は定期的に移動端末からの更新要求に基づいて経路表を更新し、または移動端末からの更新要求が無い場合は削除するようにした。
【００１７】
また更に、経路表管理手段は、転送用割当てアドレスが不足する場合は、他の基地局またはルータにアドレスの借用を要求し、応答があるとこの応答によるアドレスを経路表に追加して管理するようにした。
【００１８】
また更に、アドレスの借用は、プレフィックスで規定される単位で行うようにした。
【００１９】
この発明に係るルータは、複数の移動端末とホームエージェント計算機間に設置され、移動端末への転送通信を中継するルータにおいて、
移動端末からホームエージェントへの転送用の気付アドレス登録要求メッセージを中継すると、自身が持つ経路表を参照して既管理経路と異なる場合は新しい経路に更新して中継する経路表管理手段を設けて、
ホームエージェントからの転送通信を経路表に基づいて移動端末へ中継するようにした。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１におけるシステムの説明をする。
図１は、そのネットワークの構成を示す図である。ネットワーク全体としての構成は、図８と同様であるが、説明を判り易くするため、ルータの数を少なくしている。
ホームエージェント計算機３００は、図１に示すネットワークと外部のインターネットなどのネットワークとの接続を行うルータであり、またＭｏｂｉｌｅ  ＩＰのホームエージェントの機能を持つ。このため、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ  ＨＡ機能実現手段３０１を備える。したがって、この手段には、ホームアドレスと気付アドレスとの対応を記録するアドレス対応表や、そのアドレス対応表の管理を行うためのアドレス対応表管理手段、また、移動端末宛のパケットを横取りし、気付アドレスへ転送するためのトンネル化手段が含まれることになる。更に、ホームエージェント３００はルータとしての機能を有するため、経路表３０３を有し、その経路表３０３を管理するための経路表管理手段３０２を有する。また、他のルータとの接続を行うための有線ネットワークインタフェース３０４、３０５、３０６を備える。
【００２１】
ルータ３１０は、通常のルータとしての機能を満たすため、経路表３１２を有し、その経路表３１２を管理するための本発明の重要要素である経路表管理手段３１１を有する。また、他のルータおよび基地局と接続するための有線ネットワークインタフェース３１３、３１４、３１５を備える。
基地局３２０は、ルータ３１０と同様に、通常のルータとしての機能を満たすため、経路表３２３および経路表３２３を管理するための経路表管理手段３２２を有する。また、移動端末と無線通信を行うため、無線ネットワークインタフェース３２５を備え、ルータ３１０と接続するための有線ネットワークインタフェース３２４を備える。
基地局３３０も同様に構成されている。
【００２２】
移動端末３４０は、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰの端末機能を実現するためのＭｏｂｉｌｅ  ＩＰ端末機能実現手段３４１を備える。本手段には、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰによるトンネル化されたパケットの中身を得るためのトンネル解除手段や、気付アドレスを登録するための気付アドレス登録手段が含まれることになる。更に、気付アドレスを取得するためのアドレス獲得手段３４２を備える。また、基地局と通信するための無線ネットワークインタフェース３４３を備える。
動作説明の参照用に、移動端末３４０を除くそれぞれのネットワークインタフェースには、管理対象である、それに接続される移動端末群つまりサブネットワークのＩＰアドレスを記してある。無線ネットワークインタフェース３２５の場合、１．１．１．０／２４のプレフィックスで指定されるサブネットワークを構成して管理している。同様に無線ネットワークインタフェース３３５の場合、サブネットワークは１．１．２．０／２４である。
【００２３】
本実施の形態における動作の詳細説明を行う前に、本構成における通常のＭｏｂｉｌｅ  ＩＰの動作の様子を記す。
移動端末３４０は、例えば電源投入後、はじめて無線ネットワークインタフェース３４３によって通信可能な基地局があることを発見したとする。ここでは、その基地局が基地局３２０であったとする。移動端末３４０は、アドレス獲得手段３４２により、気付アドレスを取得する。本実施の形態では、気付アドレスはｃｏ−ＣｏＡであるため、ここでもｃｏ−ＣｏＡを取得するものとして説明する。Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰでは、ｃｏ−ＣｏＡを取得する方法の１つとして、ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｈｏｓｔ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：  ＲＦＣ２１３１）があり、ここでもＤＨＣＰによりｃｏ−ＣｏＡ型の気付アドレスを取得する。気付アドレスは、基地局３２０のアドレス割り当て手段３２１により提供される。アドレス割り当て手段３２１も、移動端末に対しては、ＤＨＣＰで定義されるサーバであるとする。
【００２４】
ＤＨＣＰによるアドレス割り当ておよび獲得処理を簡単に説明する。まず、移動端末３４０からアドレス獲得手段３４２がＤＨＣＰＤＩＳＣＯＶＥＲメッセージをブロードキャストする。ＤＨＣＰＤＩＳＣＯＶＥＲメッセージを受信した基地局３２０のアドレス割り当て手段３２１は、ＤＨＣＰＯＦＦＥＲメッセージをブロードキャストする。このＤＨＣＰＯＦＦＥＲメッセージには、アドレス割り当て手段が予約して管理しているアドレス群のうち、現在他に割り当てられていないアドレスの１つが指定されている。ＤＨＣＰＯＦＦＥＲメッセージを受け取ったアドレス獲得手段３４２は、ＤＨＣＰＯＦＦＥＲメッセージに指定されていたアドレスを指定したＤＨＣＰＲＥＱＵＥＳＴメッセージを、アドレス割り当て手段３２１に対して送信する。ＤＨＣＰＲＥＱＵＥＳＴメッセージを受け取ったアドレス割り当て手段は、そのアドレスが他に使われていないならば、ＤＨＣＰＡＣＫメッセージを返す。ＤＨＣＰＡＣＫメッセージを受信したアドレス獲得手段３４２は、以降、このアドレスを使用することができる。
ＤＨＣＰでは、アドレスを使用できる有効期間が存在するが、ここでは無期限であるものとする。このような場合、ＤＨＣＰクライアント（この場合はアドレス獲得手段３４２）より、ＤＨＣＰサーバ（この場合はアドレス割り当て手段３２１）に対して、ＤＨＣＰＲＥＬＥＡＳＥメッセージを送信して、そのアドレスの使用が終わったことを通知することにより、そのアドレスを他の移動端末用に再利用できる。
【００２５】
移動端末３４０は、気付アドレスを取得すると、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ端末機能実現手段３４１により、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰにより規定される気付アドレス登録要求メッセージをホームエージェント３００に送信する。ここでは、各移動端末は、あらかじめホームエージェント３００のアドレスを知っているものとする。この気付アドレス登録要求メッセージの形式は、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰで規定されているが、移動端末３４０のホームアドレスおよび気付アドレス、ホームアドレスと気付アドレスの対応の有効期間が含まれている。この気付アドレス登録要求メッセージは、通常のＩＰ経路制御により、基地局３２０、ルータ３１０を通って、ホームエージェント３００に届けられる。気付アドレス登録要求メッセージを受け取ったホームエージェント３００は、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ  ＨＡ機能実現手段３０１により、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰの規定にしたがってメッセージの正当性などをチェックし、正当と認めれば、アドレス対応表に移動端末３４０のホームアドレスと気付アドレス、有効期間を記録する。そして、その気付アドレスに対して、登録応答メッセージを返す。登録応答メッセージもまた通常のＩＰ経路制御に基づいて配送され、移動端末３４０に届けられる。
【００２６】
以降、移動端末３４０のホームアドレス宛のパケットは、通常のＩＰ経路制御に基づいてホームネットワークに届けられ、ホームエージェント３００のＭｏｂｉｌｅ  ＩＰ  ＨＡ機能実現手段３０１は、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰで規定されているように、そのパケットを横取りし、トンネリングの技法によりその気付アドレスを宛先としてパケットを転送する。このパケットは、また、通常のＩＰ経路制御に基づいて配送され、移動端末３４０へ届けられる。移動端末３４０では、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ端末機能実現手段３４１により、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰの規定にしたがって、トンネルを解除し、そもそも届けられるはずだったパケットの中身を取り出す。
【００２７】
以下、本実施の形態における処理詳細を説明する。
アドレス獲得手段３４２の動作について、その動作フローを示す図２を用いて説明する。この処理は、移動端末３４０が無線通信の機能などにより、通信できる基地局が変わったこと、すなわち新たにフォーリンネットワークに接続したことを検知した場合、また既に気付アドレスの登録を行っているときにその有効期間（登録の有効期間であり、ＤＨＣＰによるアドレス使用の有効期間ではない）がまもなく終わるときに行う。なお、この有効期間は、移動端末が独自に決めてよい。
まだ気付アドレスを取得しておらず、ホームエージェントにも登録済みでない場合（ステップ、以降Ｓと省記する４０１）、既に説明したように通常のＭｏｂｉｌｅ  ＩＰの処理に従ってアドレス獲得を行い（Ｓ４０５）、獲得したアドレスを気付アドレスとして気付アドレス登録処理を行う（Ｓ４０６）。気付アドレスを取得、登録済みの場合、現在使用されているＩＰ接続があるかチェックする（Ｓ４０２）。これは、例えばソケットによるネットワークプログラムインタフェースが提供されていれば、オープン中のソケットがあるかいなかチェックすることで実現することができる。使用中のＩＰ接続がなければ、アドレス解放処理を行い（Ｓ４０４）、通常のアドレス獲得、登録処理を行う。これにより獲得されるアドレスは、そのフォーリンネットワークで到達可能なアドレスである。使用されているＩＰ接続があれば、その気付アドレスを使用しつづけるため、既に使用している気付アドレスを指定して、Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰの気付アドレス登録処理を行う（Ｓ４０３）。既に述べたように、ホームエージェントでは、その気付アドレスを新たに登録、または更新する。
【００２８】
アドレス解放処理について補足して説明する。すでに述べたように、ＤＨＣＰの機能として、アドレスの解放処理が定義されている。通常は、基地局３４２と無線ネットワークインタフェース３２５を介してアドレス解放処理を行えばよいが、すでに他の基地局の通信可能範囲に移動していれば、それを行うことはできない。したがって、アドレス獲得手段３４２から、アドレスを獲得したアドレス割り当て手段３２１に対して、アドレス解放要求を行うＤＨＣＰＲＥＬＥＡＳＥメッセージを送信し、通常のＩＰ経路制御にしたがってそのメッセージが転送される。そのメッセージを受け取ったアドレス割り当て手段３２１は、アドレス解放処理を行う。
【００２９】
経路表および経路表管理手段の処理について説明する。
図１に示したすべての経路表管理手段３０２，３１１，３２２，３３２は同じ処理を行う。ここでは、ルータ３１０の経路表３１２を例にとり、経路表管理手段３１１の動作を説明する。図３に経路表３１２の更新前（Ａ）と更新後（Ｂ）の様子を示し、図４に経路表管理手段３１１による経路表３１２の更新処理を示す。
図３（Ａ）に示した経路表３１２の更新前の状況は、通常の経路表を表しており、移動端末のための経路は含まれていない。経路表には、宛先、その宛先に宛てたパケットの転送先、その転送先のインタフェースが記録される。本実施の形態では、移動端末のためのホスト経路の有効期間を管理するため、有効期限も記す。有効期限は、その経路がいつまで有効か示している。
【００３０】
この経路表では、１．１．１．０／２４というプレフィックスで指定されるネットワークに対しては、すなわち図１で示した基地局３２０の無線ネットワークインタフェース３２５があるサブネットワークに対しては、１．３．１．２４で示されるアドレスへ転送すべきであると示している。１．３．１．２４というアドレスは、図１に示したように基地局３２０の有線ネットワークインタフェース３２４のアドレスである。図から明らかなように、この場合に転送すべきインタフェースは、有線ネットワークインタフェース３１４であり、経路表にはこの番号を記している。これは通常の経路であり、有効期限は特にない（無期限）。
１．１．２．０／２４というネットワークに対する経路も同様に構成されている。
０．０．０．０／０というネットワークはデフォルト経路とも呼ばれ、他のどの経路にも当てはまらない宛先アドレスのパケットを転送する場合に使用される。
また、例えば、基地局３２０の有線ネットワークインタフェース３２４のアドレスである１．３．１．２４宛てのパケットを転送するためには、有線ネットワークインタフェース３１４へ直接送信すればよいことを示している。
【００３１】
ここで、移動端末３４０が、最初に基地局３２０のアドレス割り当て手段３２１により、気付アドレス１．１．１．２を得て、気付アドレス登録メッセージをホームエージェント３００へ向けて送信したとする。これは、ルータ３１０を通ることになるが、ルータ３１０はこれをそのままホームエージェント３００へ転送するのではなく、その内容を参照する。すなわち、経路表管理手段３１１は、図４に示す動作を行う。先ず気付アドレス登録要求メッセージの内容を参照し、このとき、登録要求メッセージを受信したネットワークインタフェース、すなわち有線ネットワーク３１４を記録しておく（Ｓ６０１）。
そして、参照したメッセージから、気付アドレス（この場合、１．１．１．２）と、有効期間を取り出す（Ｓ６０２）。経路表３１２を参照し、この気付アドレス１．１．１．２に対する経路がＳ６０１で記録したネットワークインタフェースを示しているかチェックする。この場合、１．１．１．２にもっとも長くマッチする図３（Ａ）の更新前経路表中の宛先は、１．１．１．０／２４であり、これは転送先ネットワークインタフェースが３１４となっている。これは、Ｓ６０１で記録したインタフェースと同じである。したがって、特別な経路は必要ないため、もし経路表３１２に１．１．１．２に対する経路があれば削除する（Ｓ６０４）。この場合は、存在しないので何もしない。
【００３２】
移動端末３４０が、移動して、次の基地局３３０と通信可能になり、図２で示した処理により、気付アドレス１．１．１．２を使いつづけ、その気付アドレスを指定した気付アドレス登録要求メッセージをホームエージェント３００へ送信したとする。これは、基地局３３０、ルータ３１０を通って届けられることになる。ここでも、ルータ３１０はその気付アドレス登録要求メッセージの内容を参照し、有線ネットワークインタフェース３１５から受信したことを記録し（Ｓ６０１）、気付アドレス１．１．１．２および有効期間を取り出す（Ｓ６０２）。経路表３１２から気付アドレス１．１．１．２への経路の転送先インタフェースは先ほどと同じように有線ネットワークインタフェース３１４であるとわかる。これは、上記で記録した優先ネットワークインタフェース３１５とは異なる（Ｓ６０３）。この気付アドレス１．１．１．２に対するホスト経路を経路表３１２に挿入し、有効期限を設定する（Ｓ６０４）。この結果を、図３（Ｂ）の更新後の経路表に示す。すなわち、１．１．１．２に対する経路として、転送先インタフェースは、Ｓ６０１で記録した有線ネットワークインタフェース３１５を指定し、この有線ネットワークインタフェース３１５が直接の転送先であるアドレス１．３．１．３４を次の転送先のアドレスに指定する。ここで、例えば現在１時であり、気付アドレス登録要求メッセージ中に指定され、Ｓ６０２で取り出した有効期間が１０分であれば、有効期限を１時１０分と記録する。
【００３３】
移動端末３４０は基地局３３０との通信可能範囲にとどまったまま、１時１０分が近くなり、例えば１分前の１時９分になり、アドレス獲得手段３４２が図２に示した処理を行ったとする。この場合にも、経路表管理手段３１１は先ほどと同様の処理を行うが、６０４では、すでにホスト経路が存在するため、その有効期限を１時９分の１０分後の１時１９分に設定する。ここで、この有効期限は、例えば１分に１回の割合で、経路表管理手段３１１が有効期限をチェックする処理を実行し、有効期限を過ぎている経路を削除するとする。
【００３４】
既に述べたように、第１の従来例である、通常のＭｏｂｉｌｅ  ＩＰにより端末の移動をサポートする場合は、端末の追従に時間がかかるという欠点があった。一方、第２の従来例である、Ｃｅｌｌｕｌａｒ  ＩＰのように各移動端末毎にホスト経路を利用すると経路表が移動端末の数に応じて増大するという欠点があった。
本実施の形態によれば、移動端末が最初にフォーリンネットワークに接続した場合には第１の従来例である通常のＭｏｂｉｌｅ  ＩＰと同じであるが、次にフォーリンネットワークを移動した場合、例えば、移動端末３４０が基地局３２０から基地局３３０へ移動した場合、経路表管理手段によりまずは基地局３３０の経路表が更新され、次にルータ３１０の経路表が更新される。この状態において、ホームエージェント３００から移動端末３４０への経路が確定する。すなわち、Ｃｅｌｌｕｌａｒ  ＩＰのように端末の移動に高速に追従して経路が確定できる。しかし、ホームエージェント３００の経路表３０３にはホスト経路を追加する必要はなく、通常のプレフィックスベースの経路でよいため、経路表は増大しない。したがって、移動に高速に追従しながらも、経路表の増大を押さえることができる。これは、従来の図９で言えば、図の上のほうにあるルータは、その下位により多くの移動端末が存在している可能性が高いため、ホスト経路のみによる経路制御ではホスト経路の挿入が多くなる可能性が高いが、プレフィックスベースの経路で配送可能な位置から徐々にずれていくために、図の上のほうのルータでは、そのずれの影響がすぐにはあらわれないことを利用している。従って図１の構成で図４の機能を設けることにより、経路表の増大を押さえることができる。
【００３５】
また、経路表の更新を、移動端末が送信する気付アドレス登録メッセージを利用して行うことにより、余分な制御メッセージを使用せず、ネットワークトラフィックを効率化する効果もある。
また本来なら、ホスト経路に有効期限がなければ、すでにホスト経路があるルータに対して、あるいはネットワーク中の全ルータに対して、ホスト経路を削除するメッセージを送信しなければならない。しかし、有効期限を設けることにより、不要になれば自動的に削除されるため、余分な削除指示メッセージを使用しなくてもよく、更にトラフィック効率を向上できる。
【００３６】
さらに、ＩＰ通信が行われていなければ、通常のＭｏｂｉｌｅ  ＩＰと同じように新しく気付アドレスをそのフォーリンネットワークのプレフィックスにあわせて取得することにより、本来の気付アドレスがあるフォーリンネットワークからのずれをもとにもどすことができる。このずれをもどすことはすなわち、ホスト経路が不要になることを意味し、経路表の増大を押さえることができる。
即ち、図３（Ｂ）の状態において、ＣｏＡ１．１．１．２をもつ移動端末３０４は、１．１．１．０／２４のサブネットワークを接続する基地局３２０の通信可能範囲にではなく、１．１．２．０のサブネットワークと接続する基地局３３０の通信可能範囲にある。従って、図３（Ｂ）では、アドレス１．１．１．２のホストに対する経路が必要になっている。これがずれた状態であるが、ＩＰ通信が一定時間行われず、気付アドレスの再獲得を行えば、１．１．２．０／２４に含まれるアドレス、例えば１．１．２．３が得られることが期待できる。このＣｏＡをＨＡに登録すれば、図４のＳ６０４により図３（Ｂ）からアドレス１．１．１．２のホストに対する経路が削除される。即ち、サブネットワークに含まれないアドレス（１．１．２．０／２４に対する１．１．１．２）が存在するというずれが戻ったことになり、経路表が図３（Ｂ）の状態から縮小したことになる。
【００３７】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２について説明する。先の実施の形態１では、図１で示すように各基地局が無線通信により通信できるネットワークは２４ビットのプレフィックスを持っていた。したがって、無線ネットワークインタフェースのアドレス、ネットワーク自身を示すアドレス（１．１．１．０など）、ブロードキャストアドレス（１．１．１．２５５など）を除くと、２５３個のアドレスが移動端末用に使用できることになる。しかし、先に述べたように、例えば、図１のネットワークにおけるＢＳ１からＢＳ８が道路に沿って設置されていた場合で、交差点がないとすれば、端であるＢＳ１あるいはＢＳ８で最初に気付アドレスが取得される可能性が高いことになる。このような場合、あらかじめＢＳ１やＢＳ８に割り当て可能なアドレスを多めに与えておくこともできるが、かならずしも想定どおりにアドレスが使用されるとは限らず、特定のＢＳでアドレスが足りなくなる可能性がある。
【００３８】
本実施の形態では、割り当て可能なアドレスをアドレス割り当て手段間で貸し借りできるようにする、即ちアドレス範囲を移すようにして、アドレスを割り当て、使用効率を向上することを説明する。
また、このアドレスの貸し借りに合わせて、ルータの経路表を更新して、端末の移動に応じてホスト経路を設定するのに先立って、正しい経路を設定しておくことができる。
さらに、このアドレスの貸し借りは、各アドレス単位で行うのではなく、プレフィックスを同じくするアドレス群単位でまとめて行うことにより、貸し借りされた個々のアドレス単位で経路を設定する場合に比べて、経路表の増大を押さえることができる。
【００３９】
システム構成は、図１と同様であるが、アドレス割り当て手段３２１ｂの機能が少し異なる。即ち基地局３２０を例にとり、アドレスの貸し借りの処理を説明する。
基地局３２０のアドレス割り当て手段３２１ｂは割り当て可能なアドレスが少なくなったとき、例えば残り４つになったとき、図５に示すアドレス借用処理を行う。ここでは、各基地局はアドレス借用が可能な別の基地局のリストを前もって保持している。まず、このリストに記載されている他の基地局に対して、アドレス借用要求メッセージを送信する（Ｓ７０１）。このアドレス借用要求メッセージの例を図６（Ａ）に示す。ここでは４つのアドレスを要求している。このアドレス借用要求メッセージを受け取った別の基地局のアドレス割り当て手段は、要求されている数のアドレスの貸与が可能であれば、アドレス借用応答メッセージを返す。このメッセージの例を図６（Ｂ）に示す。ここでは、３つのアドレスブロックを返している。１．１．２．２５２／３０のネットワーク（アドレス２つ）と、１．１．２．２３０（アドレス１つ）、１．１．２．２４０（アドレス１つ）である。
【００４０】
貸与可能なアドレスがない場合には、アドレスブロック数を０として応答する。基地局３２０のアドレス割り当て手段３２１ｂは、このアドレス借用応答メッセージを受信し（Ｓ７０２）、アドレス借用ができなければＳ７０１に戻る（Ｓ７０３）。アドレス借用ができれば（Ｓ７０３）、借用したアドレスに対する経路を経路表に書きこむ（Ｓ７０４）。この場合、無線通信を行う移動端末用に借用したため、次の転送先は直接であり、インタフェースは無線ネットワークインタフェースを経路とすればよい。経路の有効期限は、無期限でよい。さらに、アドレス借用通知メッセージを、ホームエージェント３００に対して送信する（Ｓ７０５）。アドレス借用通知メッセージの例を図６（Ｃ）に示す。これは、アドレス借用応答メッセージとメッセージの型が異なるだけである。
【００４１】
アドレス借用通知メッセージを受信および転送する各ルータ（ホームエージェントを含む）は、このメッセージを参照して、経路表管理手段により、経路表を更新する。図７に、アドレス借用通知メッセージによる経路表更新の例を示す。これは、ルータ３１０の経路表３１２であり、基地局３２０が基地局３３０から、図６で示した１．１．２．２５２／３０、１．１．２．２３０、１．１．２．２４０のアドレスブロックおよびアドレスを借り受けた場合を示している。
【００４２】
この経路表の更新を行う経路表管理手段の処理は、以下のようになる。
即ちアドレス借用通知メッセージを転送あるいは受信するルータは、そのメッセージを参照する。このとき、メッセージを受信したネットワークインタフェースを記録する。経路表３１２に対し、参照したアドレス借用通知メッセージの各アドレスブロックまたはアドレスに対する経路を挿入する。
【００４３】
上記の挿入する経路の内容を説明する。
転送先インタフェースは、メッセージを受信したインタフェースである。そして、次の転送先アドレスは、そのインタフェースが直接の転送先であるアドレスである。すなわち、この場合では、アドレスを借り受けた基地局３２０がホームエージェント３００にアドレス借用通知メッセージを送信しており、ルータ３１０がそのメッセージを転送する。このメッセージは図１からわかるように、有線ネットワークインタフェース３１４から受信されることになる。したがって、転送先インタフェースには３１４と記録する。転送先インタフェース３１４を直接の転送先としている経路は、１．３．１．２４に対する経路である。したがって、次の転送先のアドレスには、１．３．１．２４を記録する。ここでは、有効期限は無期限でよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、ルータに転送用の気付アドレス登録要求メッセージを中継すると、自身が持つ経路表を新しい経路に更新する経路表管理手段を設けたので、アドレス管理表の容量を増加することなく、高速に経路管理ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１と２における移動体通信システムの公正と要素を示す図である。
【図２】  実施の形態１におけるアドレス獲得手段の動作フローを示す図である。
【図３】  実施の形態１における経路表の更新前と更新後の例を示す図である。
【図４】  実施の形態１における経路表管理手段の動作フローを示す図である。
【図５】  この発明の実施の形態２におけるアドレス割当て手段の動作フローを示す図である。
【図６】  実施の形態２におけるアドレス割当て手段の動作を説明するメッセージの例を示す図である。
【図７】  実施の形態２における経路表の更新状態例を示す図である。
【図８】  Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰの気付アドレスによる通信を説明する図である。
【図９】  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  ＩＰによるシステムの説明図である。
【符号の説明】
３００  ホームエージェント（計算機）、３１０  ルータ、３２０，３３０  基地局、３４０  移動端末、３０２，３１１，３２２，３３２  経路表管理手段、３０３，３１２，３２３，３３３  経路表、３２１，３３１  アドレス割当て手段。
【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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