(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲートウエイGWおよび複数のフォーリンエージェントFA（FA1〜FAn）がリング状に接続され、ゲートウエイGWに接続された外部ネットワーク上の相手端末と移動ネットワーク上の移動端末とが前記ゲートウエイGW およびフォーリンエージェントFAを介して通信する移動ネットワークの通信方法において、
移動端末が一のフォーリンエージェントFAに対して位置登録を要求する手順と、
前記一のフォーリンエージェントFAが、前記位置登録要求に応答して前記移動端末のアドレス情報をビジターリストへ登録する手順と、
相手端末から移動端末に宛てて送信されたパケットをゲートウエイGW が受信する手順と、
前記ゲートウエイGWが一方側のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、当該フォーリンエージェントFAがさらに、一方側の他のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、これを繰り返す手順と、
パケットを転送されたフォーリンエージェントFAが、その宛先アドレスを自身のビジターリストから検索する手順と、
前記受信パケットの宛先アドレスがビジターリストに既登録であるフォーリンエージェントFAが、当該受信パケットを移動端末の接続されたリンクへ転送する手順とを含むことを特徴とする移動ネットワークの通信方法。
【請求項２】
移動端末が相手端末宛のパケットを一のフォーリンエージェントへ転送する手順と、
前記一のフォーリンエージェントが、一方側のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、当該フォーリンエージェントFAがさらに一方側の他のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、これをパケットがゲートウエイGWに到着するまで繰り返す手順と、
ゲートウエイGWが前記パケットを受信して外部ネットワークへ転送する手順とを含むことを特徴とする請求項１に記載の移動ネットワークの通信方法。
【請求項３】
移動ネットワーク上の移動端末が移動ネットワーク上の他の移動端末宛てのパケットを一のフォーリンエージェントFAへ転送する手順と、
前記一のフォーリンエージェントFAが一方側のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、当該フォーリンエージェントFAがさらに、一方側の他のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、これを繰り返す手順と、
パケットを転送されたフォーリンエージェントFAが、その宛先アドレスを自身のビジターリストから検索する手順と、
前記受信パケットの宛先アドレスがビジターリストに既登録であるフォーリンエージェントFAが、当該受信パケットを前記他の移動端末の接続されたリンクへ転送する手順とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の移動ネットワークの通信方法。
【請求項４】
ゲートウエイGWおよび複数のフォーリンエージェントFA（FA1〜FAn）がリング状に接続され、ゲートウエイGWに接続された外部ネットワーク上の相手端末と移動ネットワーク上の移動端末とが前記ゲートウエイGW およびフォーリンエージェントFAを介して通信する移動ネットワークの通信方法において、
フォーリンエージェントFAが配下の移動端末に対して、前記ゲートウエイGWのアドレスを気付けアドレスＣｏＡとして通知する手順と、
移動端末が前記フォーリンエージェントFAに対して、前記気付けアドレスＣｏＡを指定して位置登録を要求する手順と、
前記フォーリンエージェントFAが、前記位置登録要求に応答して前記移動端末のアドレス情報をビジターリストへ登録する手順と、
前記フォーリンエージェントFAが前記移動端末のホームエージェントHAに対して、当該移動端末の位置登録を前記気付けアドレスＣｏＡを指定して要求する手順と、
前記ホームエージェントHAが、前記位置登録要求に応答して前記移動端末のアドレス情報をバインディングリストへ登録する手順と、
相手端末から移動端末に宛てて送信されたパケットを前記ホームエージェントHAが受信する手順と、
前記ホームエージェントHAが前記受信パケットをカプセル化し、前記移動端末に関する気付けアドレスＣｏＡを宛先として送信する手順と、
ゲートウエイGW が前記カプセルを受信し、これを解除して一方側のフォーリンエージェントFAへパケットを転送する手順と、
前記一方側のフォーリンエージェントFAがパケットを受信し、当該フォーリンエージェントFAがさらに、一方側の他のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、これを繰り返す手順と、
パケットを転送されたフォーリンエージェントFAが、その宛先アドレスを自身のビジターリストから検索する手順と、
前記受信パケットの宛先アドレスがビジターリストに既登録であるフォーリンエージェントFAが、当該受信パケットを移動端末の接続されたリンクへ転送する手順とを含むことを特徴とする移動ネットワークの通信方法。
【請求項５】
移動端末が外部ネットワーク上の相手端末宛のパケットを一のフォーリンエージェントへ転送する手順と、
前記一のフォーリンエージェントが、一方側のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、当該フォーリンエージェントFAがさらに、一方側の他のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、これをパケットがゲートウエイGWに到着するまで繰り返す手順と、
ゲートウエイGWが前記パケットを受信して外部ネットワークへ転送する手順とを含むことを特徴とする請求項４に記載の移動ネットワークの通信方法。
【請求項６】
移動ネットワーク上の移動端末が移動ネットワーク上の他の移動端末宛のパケットを一のフォーリンエージェントFAへ転送する手順と、
前記一のフォーリンエージェントFAが、一方側のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、当該フォーリンエージェントFAがさらに、一方側の他のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、これをパケットがゲートウエイGWに到着するまで繰り返す手順と、
ゲートウエイGWが前記パケットを受信してホームエージェントHAへ転送する手順と、
ホームエージェントHAが前記受信パケットをカプセル化し、前記移動端末に関する気付けアドレスＣｏＡを宛先として送信する手順と、
ゲートウエイGW が前記カプセルを受信し、これを解除して一方側のフォーリンエージェントFAへパケットを転送する手順と、
前記一方側のフォーリンエージェントFAがパケットを受信し、当該フォーリンエージェントFAが一方側の他のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、これを繰り返す手順と、
パケットを転送されたフォーリンエージェントFAが、その宛先アドレスを自身のビジターリストから検索する手順と、
受信パケットの宛先アドレスがビジターリストに既登録であるフォーリンエージェントFAが、当該受信パケットを移動端末の接続されたリンクへ転送する手順とを含むことを特徴とする請求項４または５に記載の移動ネットワークの通信方法。
【請求項７】
移動端末の位置登録を完了したフォーリンエージェントFAが、当該移動端末のアドレスを含む削除要求メッセージを一方側のフォーリンエージェントFAへ転送し、当該フォーリンエージェントFAがさらに、一方側の他のフォーリンエージェントFAへ前記削除要求メッセージを転送し、これを繰り返す手順と、
前記削除要求メッセージを受信したフォーリンエージェントFAが、当該削除要求メッセージに含まれるアドレスをビジターリストから検索する手順と、
前記アドレスがビジターリストに既登録であると、その位置登録を削除する手順とを含むことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の移動ネットワークの通信方法。
【請求項８】
前記移動端末の位置登録を完了したフォーリンエージェントFAが、その位置登録時刻ｔ２を登録する手順と、
前記位置登録を完了したフォーリンエージェントFAが、前記時刻ｔ２を前記アドレスと共に削除要求メッセージに含ませる手順と、
前記削除要求メッセージを受信したフォーリンエージェントFAのビジターリストに、前記削除要求メッセージに含まれるアドレスが既登録であると、当該既登録アドレスの移動端末に関する位置登録時刻ｔ１を前記削除要求メッセージに含まれる位置登録時刻ｔ２と比較する手順とを更に含み、
前記削除要求メッセージを受信したフォーリンエージェントFAは、ｔ１＜ｔ２を条件に位置登録を削除することを特徴とする請求項７に記載の移動ネットワークの通信方法。
【請求項９】
ゲートウエイGWおよび複数のフォーリンエージェントFA（FA1〜FAn）が当該ゲートウエイGWを先頭にライン状に接続され、ゲートウエイGWに接続された外部ネットワーク上の相手端末と移動ネットワーク上の移動端末とが前記ゲートウエイGWおよびフォーリンエージェントFAを介して通信する移動ネットワークの通信方法において、
移動端末が一のフォーリンエージェントFAに対して位置登録を要求する手順と、
前記一のフォーリンエージェントFAが、前記位置登録要求に応答して前記移動端末のアドレス情報をビジターリストへ登録する手順と、
相手端末から移動端末に宛てて送信されたパケットをゲートウエイGW が受信する手順と、
前記ゲートウエイGWが下流側のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、当該フォーリンエージェントFAがさらに、下流側の他のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、これを繰り返す手順と、
パケットを転送されたフォーリンエージェントFAが、その宛先アドレスを自身のビジターリストから検索する手順と、
受信パケットの宛先アドレスがビジターリストに既登録であるフォーリンエージェントFAが、当該受信パケットを移動端末の接続されたリンクへ転送する手順とを含むことを特徴とする移動ネットワークの通信方法。
【請求項１０】
移動端末が相手端末宛のパケットを一のフォーリンエージェントへ転送する手順と、
前記一のフォーリンエージェントが、上流側のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、当該フォーリンエージェントFAがさらに、上流側の他のフォーリンエージェントFAへパケットを転送し、これをパケットがゲートウエイGWに到着するまで繰り返す手順と、
ゲートウエイGWが前記パケットを受信して外部ネットワークへ転送する手順とを含むことを特徴とする請求項９に記載の移動ネットワークの通信方法。
【請求項１１】
ゲートウエイGWおよび複数のフォーリンエージェントFA（FA1〜FAn）を含み、ゲートウエイGWに接続された外部ネットワーク上の相手端末とフォーリンエージェントFAに収容された移動端末との通信を仲介する移動ネットワークにおいて、
ゲートウエイGWおよび複数のフォーリンエージェントFAをリング状に接続する複数のリンク手段と、
各フォーリンエージェントFAに装備され、位置登録した移動端末のアドレスを管理するビジターリストと、
各フォーリンエージェントFAに装備され、ゲートウエイGWから転送されたパケットを一方側のフォーリンエージェントFAへ転送する手段と、
各フォーリンエージェントFAに装備され、ゲートウエイGWから転送されたパケットが位置登録済みの移動端末宛であると、当該パケットを前記移動端末へ転送する手段と、
各フォーリンエージェントFAに装備され、位置登録済みの移動端末から相手端末に宛てて送信されたパケットを一方側のフォーリンエージェントFAへ転送する手段と、
ゲートウエイGWに装備され、フォーリンエージェントFAから外部ネットワーク上の相手端末宛に転送されたパケットを外部ネットワークへ転送する手段とを含むことを特徴とする移動ネットワーク。
【請求項１２】
ゲートウエイGWおよび複数のフォーリンエージェントFAを含み、ゲートウエイGWに接続された外部ネットワーク上の相手端末とフォーリンエージェントFAに収容された移動端末との通信を仲介する移動ネットワークにおいて、
ゲートウエイGWおよび複数のフォーリンエージェントFAを、当該ゲートウエイGWを先頭にライン状に接続する複数のリンク手段と、
各フォーリンエージェントFAに装備され、位置登録した移動端末のアドレスを管理するビジターリストと、
各フォーリンエージェントFAに装備され、ゲートウエイGWから転送されたパケットを下流側のフォーリンエージェントFAへ転送する手段と、
各フォーリンエージェントFAに装備され、ゲートウエイGWから転送されたパケットが位置登録済みの移動端末宛であると、当該パケットを前記移動端末へ転送する手段と、
各フォーリンエージェントFAに装備され、位置登録済みの移動端末から転送された相手端末宛のパケットを上流側のフォーリンエージェントFAへ転送する手段と、
ゲートウエイGWに装備され、フォーリンエージェントFAから外部ネットワーク上の相手端末宛に転送されたパケットを外部ネットワークへ転送する手段とを含むことを特徴とする移動ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は移動ネットワークおよびその通信方法に係り、特に、移動端末の収容数が増えてもデータ転送速度が低下しにくい動体ネットワークおよびその通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動端末が、異なるネットワーク間を移動しても同じIPアドレスで通信を継続するための技術としてMobile IPが標準化されている（ IP Mobility Support for IPv4, RFC3344, IETF 2002.）。
【０００３】
Mobile IPプロトコルでは、移動端末がネットワークを移動する度に、その位置をホームエージェントに登録する必要があり、そのため処理遅延が問題となっている。これを解決するための手法の一つとして、位置管理やデータ転送機能を担うモビリティエージェントを階層化させ、狭い範囲内での移動に対しては途中のモビリティエージェントのみの位置登録で対応する局所的な位置登録が提案されている（Mobile IPv4 Regional Registration, "draft-ietf-mobileip-reg-tunnel-07", IETF 2002.）。
【０００４】
図３１は、位置登録を局所的に行う際のネットワーク構成を示している。移動ネットワークにおいて移動端末MNの位置管理を行うフォーリンエージェントFAがRFA (Regional FA)、GFA (Gateway FA)を用いて階層化されており、移動端末MNが、RFAやGFAに収容されているFAの配下で移動する際には、RFAやGFAのみを対象とする局所的な位置登録が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来から提案されている局所的な位置登録ではFAが階層化されるため、移動ネットワーク内でパケットが移動端末に到達するまでに、経路上の各FAにおいてルーティング処理が実行され、これが遅延の増大を招いている。また、上位の階層のFAほど、経路制御のために保持すべき移動端末の数が多くなるという問題がある。
【０００６】
図３２は、FAを階層的に配置した際に、各FAが収容すべき移動端末の情報を模式的に表したものであり、上位のFAほど多くの移動端末の情報を収容する必要がある。
【０００７】
ここで、通常のインターネット（固定網）であれば、アドレス体系がネットワークの接続体系と整合されるように管理されているので、階層化により経路情報が集約され、スケーラビリティの面から有効であった。
【０００８】
これに対して、端末が自由に移動する移動ネットワークでは、移動端末に割り当てられたアドレスとその移動端末が接続されているネットワークのアドレス体系とが必ずしも整合しないため、階層化によるスケーラビリティは得られない。したがって、上位のFAは配下の移動端末の情報をすべて保持する必要があり、これにより処理負荷が増大し、スケーラビリティの面からボトルネックとなっていた。
【０００９】
また、モバイルIP標準では、複数の宛先への位置登録を保持し、これらの宛先へデータを転送するsimultaneous bindingsの機能がホームエージェント（HA)において定義されている。このために、移動端末MNが移動先において通信を開始するためには、FAへの位置登録のみならず、HAへの位置登録も完了している必要があり、HAへの位置登録が滞ると、FAへの位置登録が完了していても通信を開始できないという問題があった。
【００１０】
さらに、モバイルIP標準では、MN宛のパケットはMNの現在位置にかかわらず全てHAに送信され、HAでFA宛にカプセル化されて転送されるので、パケットの伝送経路が必然的に長くなり、トラフィックの増大を招いてしまう。のみならず、HAにおけるカプセル化処理や、これを受信したFAにおけるカプセル解除処理が必要になるので、ここでの遅延が通信効率を低下させる原因となっていた。
【００１１】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、各エージェントが位置管理を行う移動端末数を減じることにより位置登録のための処理を簡素化し、データ転送速度の低下を抑えるようにした移動ネットワークおよびその通信方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、移動ネットワークにゲートウエイGWおよび複数のフォーリンエージェントFAを設け、ゲートウエイGWに接続された外部ネットワーク上の相手端末と移動ネットワーク上の移動端末とが前記ゲートウエイGW およびフォーリンエージェントFAを介して通信する移動ネットワークの通信方法において、ゲートウエイGWおよび複数のフォーリンエージェントFAをリング状に接続した。
【００１３】
そして、本発明ではこのようなリング状の移動ネットワークにおいて、移動端末が一のフォーリンエージェントFAに対して位置登録を要求する手順と、前記一のフォーリンエージェントFAが、前記位置登録要求に応答して前記移動端末のアドレスを自身のビジターリストへ登録する手順と、相手端末から移動端末に宛てて送信されたデータをゲートウエイGW が受信する手順と、前記ゲートウエイGWが一方側のフォーリンエージェントFAへデータを転送し、当該フォーリンエージェントFAがさらに、一方側の他のフォーリンエージェントFAへデータを転送し、これを繰り返す手順と、データを転送されたフォーリンエージェントFAが、その宛先アドレスを自身のビジターリストから検索する手順と、受信パケットのアドレスがビジターリストに既登録であるフォーリンエージェントFAが、当該受信パケットを移動端末の接続されたリンクへ転送する手順とを実行するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
上記した特徴によれば、外部ネットワークからゲートウエイGWに転送されたIPパケットは、その宛先にかかわらず全てのフォーリンエージェントFAを経由するので、ゲートウエイGWは各移動端末の収容先を管理する必要がなく、ルーティング処理を実行する必要がない。また、ネットワーク内でのルーティング処理が、移動端末を収容しているフォーリンエージェントFAに限られるので処理速度が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明を適用した移動ネットワークの第１実施形態の構成を示したブロック図であり、ゲートウエイGWおよび複数（本実施形態では、４つ）のフォーリンエージェントFAが、GW→FA1→FA2→FA3→FA4→GWの順序でリング状に接続され、ゲートウエイGWにおいてインターネット等の外部ネットワークと接続されている。本実施形態では、移動端末発および移動端末宛のIPパケットが、このようなリング状の移動ネットワーク（以下、単にリング状ネットワークと表現する場合もある）上を予め決められた一方側（本実施形態では、図中の反時計回り）へ周回される。
【００１６】
第１実施形態では、各FAに収容される移動端末MNがIPアドレスを当該リングネットワーク上で取得するので、全てこのネットワークアドレスを持つものとする。そして、当該リング状ネットワークで使用されるIPアドレスは、そのプレフィクスPFが同一であり、このプレフィクスPFを持つIPアドレスは全てGWが経路制御可能である。なお、後述する第２実施形態では、移動端末MNのIPアドレスがホームネットワークのものになっている。
【００１７】
次いで、第１本実施形態における移動端末の位置登録手順およびデータ転送手順を詳細に説明する。
A：位置登録手順
【００１８】
図２、３は、第１実施形態の位置登録手順を示したブロック図およびそのシーケンス図であり、説明に不用なノード（エージェント）は図示を省略している。
【００１９】
ここでは、ホームネットワークに収容されたホームエージェントHAのIPアドレスをIPha、外部ネットワークに接続された相手端末CNのIPアドレスをIPcn、ゲートウエイGWのIPアドレスおよびMACアドレスをそれぞれIPg，Mg、フォーリンエージェントFAn(FA1，FA2…FAn）のIPアドレスおよびMACアドレスをそれぞれIPfn，Mfn、移動端末MNaのIPアドレスおよびMACアドレスをそれぞれIPa，Maとしている。前記ゲートウエイGWはさらに、前記MACアドレスMgとは別にGWのみが受信可能なMACアドレスMrを有し、このMACアドレスMrは全てのFAにおいて既知である。
【００２０】
(1) 移動端末MNaは、位置登録に先立ってエージェント広告要請をブロードキャストまたはマルチキャストする。
【００２１】
(2) エージェント広告要請を受信したFA（ここでは、FA1）は、エージェント広告をブロードキャストまたはマルチキャストする。
【００２２】
(3) 移動端末MNaは、エージェント広告を送信したFA1に対して、自分のIPアドレス（IPa）およびMACアドレス（Ma）を含む位置登録要求メッセージ(RRQ)を生成し、これに送信元アドレス(src)として自身のIPアドレス（IPa）を登録し、宛先アドレス(dst)としてFA1のIPアドレスIPf1を登録して送信する。ここでは、ホームエージェントHAのアドレスをNULL(0)としている。
【００２３】
(4) FA1は、移動端末MNaからIPアドレス（IPa）およびMACアドレス（Ma）を受信すると、これらを自ノードのビジターリストへ登録する。
【００２４】
(5) FA1はさらに、ビジターリストにホームエージェントHAとして有効なアドレスが格納されていない場合には、自身のIPアドレス（IPf1）およびMACアドレス（Mf1）を含む位置登録応答メッセージ(RRP)を生成し、これに送信元アドレス(src)として自身のIPアドレス（IPf1）を登録し、宛先アドレス(dst)として移動端末MNaのIPアドレスIPaを登録して送信する。
【００２５】
(6) 移動端末MNaは、FA1から前記RRPを受信すると、これに登録されているIPアドレス（IPf1）をゲートウェイIPアドレスとして、自身の経路テーブルに登録する。
B：相手端末CN→移動端末MNaのデータ転送手順
【００２６】
図４、５は、外部ネットワーク上の相手端末CNからリング状ネットワーク上の移動端末MNaへのデータ転送手順を示したブロック図およびそのシーケンス図であり、説明に不用なノードの図示は省略している。
【００２７】
(1) 相手端末CNから送信された移動端末MNa宛のIPパケットには、その送信元アドレスとしてCNのIPアドレス(IPcn)が登録され、宛先アドレスとしてMNaのIPアドレス(IPa)が登録されている。このIPパケットは、通常のIPルーティングによりGWに到着する。
【００２８】
(2) ゲートウエイGWは、受信したIPパケットに送信元アドレスとして自身のMACアドレス(Mg)を付与し、さらに宛先アドレスとして、リング上の予め決められた一方側のリンク（本実施形態では、図中反時計回りのFA2側リンク）に接続されたFA2のMACアドレス(Mh2)を付与し、これをFA2側のリンクへ送信する。
【００２９】
(3) GWからIPパケットを受信したFA2は、このIPパケットの宛先MACアドレスがビジターリストに登録されているか否かを検査し、ここでは未登録なのでそのまま終了する。
【００３０】
(4) FA2はさらに、受信したIPパケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスを、それぞれ自身のMACアドレス(Mh2)およびFA1のMACアドレス(Mh1)に書き換えて、前記と同様に反時計周りのFA1側のリンクへ転送する。
【００３１】
(5) FA1は、FA2から受信したIPパケットの宛先MACアドレスがビジターリストに登録されているか否かを検査し、ここでは既登録と判定されるので、当該IPパケットをMNaが接続されているリンクへ転送し、MNaがこれを受信する。
【００３２】
(6) FA1はさらに、受信したIPパケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスを、それぞれ自身のMACアドレス(Mh1)およびGWのMACアドレス(Mg)に書き換えて、前記と同様に反時計周りのGW側のリンクへ転送する。
【００３３】
(7) GWは、FA1から受信したIPパケットを検査し、自分が送出したパケットであれば、これを破棄する。
C：移動端末MNa→相手端末CNのデータ転送手順
【００３４】
図６、７は、リング状ネットワーク上の移動端末MNaから外部ネットワーク上の相手端末CNへのデータ転送手順を示したブロック図およびそのシーケンス図であり、説明に不用なノードの図示は省略している。
(1) 移動端末MNaは、送信元アドレスおよび宛先アドレスとして、それぞれ自身のIPアドレス(IPa)およびCNのIPアドレス(IPcn)が登録されたCN宛のIPパケットに、さらに送信元アドレスおよび宛先アドレスとして、それぞれ自身のMACアドレス(Ma)および自身の経路テーブルにおいてゲートウェイIPアドレスとして登録されているFA1のMACアドレス(Mh1)を登録して送信する。
(2) FA1は、MNaからCN宛のIPパケットを受信すると、その宛先アドレスに基づいて外部ネットワーク宛のIPパケットと認識し、これに送信元アドレスおよび宛先アドレスとして、それぞれ自身のMACアドレス(Mh1)およびGWのMACアドレス(Mr)を登録して一方側のリンクへ送信する。
(3) 当該IPパケットはFA3で同様の手順を経てGWに転送される。
(4) GWは、宛先アドレスのプレフィクスがリング外であるか否かを判断する。
(5) GWは、宛先がリング外であるIPパケットを外部ネットワーク側に転送する。外部ネットワークへ転送されたIPパケットは、通常のIPルーティングに従って相手端末CNへ転送される。
D：移動端末MNb→移動端末MNaのデータ転送手順（リング内通信１）
【００３５】
図８、９は、移動端末MNbから同MNaへのデータ転送手順を示したブロック図およびそのシーケンス図であり、説明に不用なノードの図示は省略している。
【００３６】
(1) 移動端末MNbは、送信元IPアドレスおよび宛先IPアドレスとして、それぞれ自身のIPアドレス(IPb)およびMNaのIPアドレス(IPa)が登録されたMNa宛のIPパケットに、さらに送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスとして、それぞれ自身のMACアドレス(Mb)および自身の経路テーブルにゲートウェイアドレスとして登録されているFA2のMACアドレス(Mh2)を登録して送信する。
【００３７】
(2) FA2は、MNbから受信したIPパケットの送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスを、それぞれ自身のMACアドレスMh2およびFA1のMACアドレスMh1に書き換えて、予め決められたFA1側のリンクへ送信する。
【００３８】
(3) FA1は、受信したIPパケットの宛先MACアドレスがビジターリストに既登録であるか否かを検査し、ここでは既登録なので、MNaが接続されているリンクへ転送し、MNaがこれを受信する。
【００３９】
(4) FA1はさらに、受信したIPパケットの送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスを、それぞれ自身のMACアドレス(Mh1)およびGWのMACアドレス(Mg)に書き換えて、予め決められたGW側のリンクへ送信する。
【００４０】
(5) GWは、受信したIPパケットの送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスを、それぞれ自身のMACアドレス(Mg)およびFA2のMACアドレス(Mh2)に書き換えて、予め決められたFA2側のリンクへ送信する。
【００４１】
(6) FA2は受信したIPパケットを検査し、自分が送出したパケットであれば破棄する。
E：移動端末MNa→移動端末MNbのデータ転送手順（リング内通信２）
【００４２】
図１０、１１は、移動端末MNaから同MNbへのデータ転送手順を示したブロック図およびそのシーケンス図であり、説明に不用なノードの図示は省略している。
【００４３】
(1) 移動端末MNa は、送信元IPアドレスおよび宛先IPアドレスとして、それぞれ自身のIPアドレス(IPa)およびMNbのIPアドレス(IPb)が登録されたMNb宛のIPパケットに、さらに送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスとして、それぞれ自身のMACアドレス(Ma)および自身の経路テーブルにおいてゲートウェイアドレスとして登録されているFA1のMACアドレス(Mh1)を登録して送信する。
【００４４】
(2) MNb宛のIPパケットを受信したFA1は、MNbのアドレスがリング内であることから、受信したIPパケットの送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスを、それぞれ自身のMACアドレス(Mh1)およびGWのMACアドレス(Mg)に書き換えて、予め決められたGW側のリンクへ送信する。
【００４５】
(3) このIPパケットを受信したGWは、宛先アドレスがリング内であると判断した後、その送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスを、それぞれ自身のMACアドレス(Mg)およびFA2のMACアドレス(Mh2)に書き換えて、予め決められたFA2側のリンクへ送信する。
【００４６】
(4) FA2は、受信したIPパケットの宛先アドレスがビジターリストに既登録であるか否かを検査し、ここでは既登録なので、このIPパケットをMNbが接続されているリンクへ転送し、MNaがこれを受信する。
【００４７】
(5) FA2はさらに、受信したIPパケットのMACアドレスを前記と同様に書き換えてFA1側へ転送する。
【００４８】
(6) FA1は受信したIPパケットを検査し、自分が送出したパケットであれば破棄する。
F：移動端末MNaのハンドオフ手順
【００４９】
図１２、１３は、移動端末MNaのハンドオフ手順を示したブロック図およびそのシーケンス図であり、説明に不用なノードの図示は省略している。
【００５０】
(1) 移動端末MNaが時刻t1でFA1に位置登録し、その後、FA2へ移動（ハンドオフ）して時刻t2でFA2への位置登録を前記と同様に完了する。
【００５１】
(2) FA2は、予め決められた時間Δtの経過後、MNaのIPアドレス（IPa）およびFA2への位置登録完了時刻t2の登録された、エントリの削除要求メッセージを一方側のリンクに転送し、GWがこれを受信する。
【００５２】
(3) GWは、受信した削除要求メッセージを一方側のリンクへ転送する。
【００５３】
(4) 削除要求メッセージを受信したFA1はビジターリストを参照し、MNaに関するエントリがあれば、その位置登録時刻(t1)と削除要求メッセージに登録された時刻情報(t2)を比較する。そして、T1＜T2ならば当該エントリを削除し、T1＞T2ならば、当該エントリの方が新しい位置登録であると判断して削除しない。
【００５４】
(5) FA1はさらに、削除要求メッセージをFA2へ転送する。
【００５５】
(6) FA2は受信した削除要求メッセージを検査し、自身が送出した削除要求メッセージであれば、これを破棄する。
【００５６】
このように、本実施形態によれば、外部ネットワークからGWに転送されたIPパケットは、その宛先にかかわらず全てのFAを経由するので、GWは各移動端末の収容先を管理する必要がなく、ルーティング処理を実行する必要がない。また、ネットワーク内でのルーティング処理が、移動端末を収容しているFAに限られるので処理速度が向上する。
【００５７】
さらに、本実施形態では移動端末MNの位置登録先がFAに限られ、HAへの位置登録が不要なので、FAへの位置登録直後から通信が可能になり、モバイルIP標準のsimultaneous bindingsと等価の機能を簡単に実現できるようになる。
【００５８】
さらに、本実施形態ではGWが移動端末MN宛のパケットを受信しても、その収容先のFAを認識する必要がなく、全て予め定められた一方側のリンクへ転送するだけで良い。したがって、受信パケットの宛先アドレスに基づいて、その宛先のMACアドレスを認識するためのARP（address resolution protocol）の送信手順や、ARPに対して返信されるMACアドレスを受信する手順等が不要になるのでスループットが向上する。
【００５９】
次いで、本発明を適用したリング状ネットワークの第２実施形態の構成について説明する。本実施形態では、移動端末MNaにホームネットワークのIPアドレス(IPA)が割り当てられ、移動端末MNbにリンク状ネットワークのIPアドレス(IPb)が割り当てられている。
G：位置登録手順
【００６０】
図１４、１５は、本発明の第２実施形態における位置登録手順を示したブロック図およびそのシーケンス図であり、説明に不用なノードの図示は省略している。
(1) 移動端末MNaは、位置登録に先立ってエージェント広告要請をブロードキャストまたはマルチキャストする。
(2) エージェント広告要請を受信したFA1はエージェント広告をブロードキャストまたはマルチキャストする。エージェント広告内のCoA(Care Of Adress：気付けアドレス)はGWのIPアドレス（IPg）とする。
(3) MNaは、エージェント広告を送信したFA1に対して、ホームエージェントをHAのIPアドレス(IPha)、ホームアドレス(HoA)をホームネットワーク上での自アドレス(IPA)、CoAをGWのIPアドレス(IPg)とした位置登録要求メッセージRRQを送信する。
(4) FA1は、MNaに関する情報として、そのIPアドレス(IPA)，MACアドレス(Ma)およびHAのIPアドレス(IPha)をビジターリストに格納し、HAに宛てて前記RRQを転送する。このRRQはGWを経由してHAに転送される。
(5) 前記RRQを受信したHAは、自身のバインディングリスト（Binding list）にMNaのエントリとして、そのIPアドレス(IPA)およびCoAを登録する。
(6) HAは、前記RRQを送信したFA1に宛てて位置登録応答メッセージRRPを送信する。このRRPはGWを経由してFA1に転送される。
(7) 前記RRPを受信したFA1は、これをMNaへ転送する。
H：相手端末CN→移動端末MNaのデータ転送手順
【００６１】
図１６、１７は、外部ネットワーク上の相手端末CNから移動端末MNaへのデータ転送手順を示したブロック図およびそのシーケンス図であり、説明に不用なノードの図示は省略している。
【００６２】
(1) 相手端末CNから移動端末MNa宛のIPパケットは通常のIPルーティングによりホームエージェントHAに到着する。
【００６３】
(2) HAは自身のバインディングリストを参照し、受信したIPパケットの宛先アドレス(IPA)に関してCoAが登録されていることを確認する。そして、このIPパケットをカプセル化し、気付けアドレス(IPg)を付与して転送する。
【００６４】
(3) GWは、カプセル化されたパケットを受信して解除し、そのIPパケットに送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスとして、それぞれ自身のMACアドレス(Mg)およびFA2のMACアドレス(Mh2)を登録してFA2側のリンクへ転送する。
【００６５】
(4) FA2は、受信したIPパケットの宛先アドレスがビジターリストに登録されているか否かを検査し、ここでは未登録なので移動端末側への転送処理は行わない。
【００６６】
(5) FA2はさらに、受信したIPパケットの送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスを前記と同様に書き換えてFA1側のリンクへ転送する。
【００６７】
(6) FA1は、受信したIPパケットの宛先アドレスがビジターリストに既登録であるか否かを検査し、ここでは既登録なので、受信パケットをMNaが接続されているリンクへも転送し、MNaがこれを受信する。
【００６８】
(7) FA1はさらに、受信パケットの送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスを前記と同様に書き換えてGW側のリンクへ転送する。
【００６９】
(8) GWは受信したIPパケットを検査し、自身が送信したパケットであれば破棄する。
I：移動端末MNa→相手端末CNのデータ転送手順
【００７０】
図１８、１９は、移動端末MNaから外部ネットワーク上の相手端末CNへのデータ転送手順を示したブロック図およびそのシーケンス図であり、説明に不用なノードの図示は省略している。
【００７１】
(1) MNaの経路テーブルには、ゲートウェイアドレスとしてのFA1のMACアドレス(Mh1)が登録されているので、CN宛のIPパケットはFA1に転送される。
【００７２】
(2) IPパケットを受信したFA1は、宛先IPアドレス(IPcn)がリング外であることから、宛先MACアドレスをリング外アドレスの総称であるMrに書き換えてリング上の規定方向に転送する。
【００７３】
(3) 当該IPパケットはFA3が受信するが、宛先MACアドレスがMrであることからビジターリストの検査を行わず、そのままGWに転送する。
【００７４】
(4) このIPパケットを受信したGWは、宛先アドレスがリング外であると判断し、これを外部ネットワーク側に転送する。外部ネットワークに転送されたIPパケットは、通常のIPルーティングに従ってCNへ転送される。
J：移動端末MNb→移動端末MNaのデータ転送手順（リング内通信１）
【００７５】
図２０、２１は、移動端末MNbから同MNaへのデータ転送手順を示したブロック図であり、図２２は、そのシーケンス図である。
【００７６】
(1) MNbの経路テーブルにはゲートウェイアドレスとしてFA2のMACアドレス(Mh2)が登録されているので、MNa宛のIPパケットはFA2に転送される。
【００７７】
(2) MNa宛のIPパケットを受信したFA2は、宛先であるMNaのアドレス(IPA)がリング外であることから、あて先MACアドレスを(Mr)としてリング上の規定方向に転送する。
【００７８】
(3) IPパケットを受信したFA1は、宛先MACアドレスがMrであることから、ビジターリストを参照することなくGWに転送する。
【００７９】
(4) IPパケットを受信したGWは、宛先がリング外であると判断して外部ネットワーク側に転送する。外部ネットワークに送出されたIPパケットは、通常のIPルーティングに従ってホームエージェントHAへ転送される。
【００８０】
(5) HAは自身のバインディングリストを参照し、受信したIPパケットの宛先アドレス(IPA)に関してCoAが登録されていることを確認する。そして、このIPパケットをカプセル化し、気付けアドレス(IPg)を付与して転送する。
【００８１】
(6) GWは、カプセル化されたパケットを受信して解除し、そのIPパケットに送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスとして、それぞれ自身のMACアドレス(Mg)およびFA2のMACアドレス(Mh2)を登録してFA2側のリンクへ転送する。
【００８２】
(7) FA2は、受信したIPパケットの宛先アドレスがビジターリストに登録されているか否かを検査し、ここでは未登録なので移動端末側への転送処理は行わない。
【００８３】
(8) FA2はさらに、受信したIPパケットの送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスを前記と同様に書き換えてFA1側のリンクへ転送する。
【００８４】
(9) FA1は、受信したIPパケットの宛先アドレスがビジターリストに既登録であるか否かを検査し、ここでは既登録なので、受信パケットをMNaが接続されているリンクへも転送し、MNaがこれを受信する。
【００８５】
(10) FA1はさらに、受信したIPパケットの送信元MACアドレスおよび宛先MACアドレスを前記と同様に書き換えてGW側のリンクへ転送する。
【００８６】
(11) GWは、受信したIPパケットを検査し、自身が送信したパケットであれば破棄する。
K：移動端末MNa→移動端末MNb方向のデータ転送手順（リング内通信２）
【００８７】
本手順はMNbがリング内のアドレスであることから、前記図１０，１１に関して説明した手順と同様である。
【００８８】
本実施形態によれば、移動端末MNaがホームネットワークのアドレスを有している場合でも、リング状ネットワークにおいて高スループットの通信が可能になる。
【００８９】
図２３は、本発明を適用した移動ネットワークの第３実施形態の構成を示したブロック図であり、ゲートウエイGWおよび複数（本実施形態では、４つ）のフォーリンエージェントFAが、GWを先頭にしてGW→FA1→FA2→FA3→FA4の順序でライン状に数珠繋ぎされ、ゲートウエイGWにおいてインターネット等の外部ネットワークと接続されている。
【００９０】
次いで、このようなライン状の移動ネットワークにおける移動端末の位置登録手順およびデータ転送手順を詳細に説明する。
L：位置登録手順
【００９１】
図２４は位置登録手順を示したブロック図であり、そのシーケンス図は前記図３と同一なので、ここでは図示を省略する。
【００９２】
(1) 移動端末MNaは、位置登録に先立ってエージェント広告要請をブロードキャストまたはマルチキャストする。
【００９３】
(2) エージェント広告要請を受信したFA（ここでは、FA1）は、エージェント広告をブロードキャストまたはマルチキャストする。
【００９４】
(3) 移動端末MNaは、エージェント広告を送信したFA1に対して、自分のIPアドレス（IPa）およびMACアドレス（Ma）を含む位置登録要求メッセージを送信する。
【００９５】
(4) FA1は、移動端末MNaからIPアドレス（IPa）およびMACアドレスを受信すると、これらを自ノードのビジターリストに登録する。
【００９６】
(5) FA1はさらに、自身のIPアドレス（IPf1）およびMACアドレス（Mf1）を含む位置登録応答メッセージを移動端末MNaへ送信する。
【００９７】
(6) 移動端末MNaは、FA1からIPアドレス（IPf1）およびMACアドレス（Mf1）を受信すると、IPアドレス（IPf1）をゲートウェイIPアドレスとして、自身の経路テーブルに登録する。
M：相手端末CN→移動端末MNaのデータ転送手順
【００９８】
図２５、２６は、外部ネットワーク上の相手端末CNから移動端末MNaへのデータ転送手順を示したブロック図およびそのシーケンス図である。
【００９９】
(1) 相手端末CNから移動端末MNa宛のIPパケットは通常のIPルーティングによりゲートウェイGWに到着する。
【０１００】
(2) GWは、受信したIPパケットの宛先アドレスがライン内であると判断し、当該パケットをリンクL1へ転送する。
【０１０１】
(3) GWが送信したIPパケットを受信したFA1は、受信したIPパケットを下流（反GW側）のリンクL2へ転送する。
【０１０２】
(4) FA1はさらに、受信したIPパケットの宛先アドレスがビジターリストに登録されているか否かを検査し、既登録であれば、MNaが接続されている方向（リンクL4）へも転送し、MNaがこれを受信する。
【０１０３】
(5) FA2は、受信したIPパケットを下流のリンクL3へ転送する。
【０１０４】
(6) FA2はさらに、受信したIPパケットの宛先アドレスがビジターリストに登録されているか否かを検査し、ここでは未登録なのでそのまま終了する。
【０１０５】
(7) FA3は、受信したIPパケットを下流のリンクL4へ転送する。
【０１０６】
(8) FA3はさらに、受信したIPパケットの宛先アドレスがビジターリストに登録されているか否かを検査し、ここでは未登録なのでそのまま終了する。
【０１０７】
(9) FA4は、受信したIPパケットの宛先アドレスがビジターリストに登録されているか否かを検査し、ここでは未登録なのでそのまま終了する。
【０１０８】
(10) FA4はさらに、後段にFAが存在しないので、受信したIPパケットを破棄する。
N：移動端末MNa→相手端末CNのデータ転送手順
【０１０９】
図２７，２８は、移動端末MNaから外部ネットワーク上の相手端末CNへのデータ転送手順を示したブロック図およびシーケンス図であり、ここでは、説明に不用なノードの図示は省略している。
【０１１０】
(1) 移動端末MNaの経路テーブルにおいて、ゲートウェイIPアドレスとして登録されているFA1へ、CN宛のIPパケットが転送される。
【０１１１】
(2) FA1は、リンクL4よりCN宛のIPパケットを受信すると、その宛先アドレスが外部ネットワークであると判断し、これを上流側（GW側）のリンクL1へ転送する。
【０１１２】
(3) IPパケットを受信したGWは、宛先アドレスのプレフィクスがリング外であると判断し、これを外部ネットワーク側に転送する。外部ネットワークへ転送されたIPパケットは、通常のIPルーティングに従って相手端末CNへ転送される。
O：移動端末MNaのハンドオフ手順
【０１１３】
図２９，３０は、移動端末MNaのハンドオフ手順を示したブロック図およびそのシーケンス図である。
【０１１４】
(1) 移動端末MNaが時刻t1でFA1に位置登録し、その後、FA2へ移動（ハンドオフ）して時刻t2でFA2への位置登録を前記と同様に完了する。
【０１１５】
(2) FA2は、予め決められた時間Δtの経過後、MNaのIPアドレス（IPa）およびFA2への位置登録完了時刻t2の登録された、エントリの削除要求メッセージを一方側および他方側のリンクL3，L2に転送する。
【０１１６】
(3) 削除要求メッセージを受信したFA1，FA3はビジターリストを参照し、MNaに関するエントリがあれば、その位置登録時刻(t1)と削除要求メッセージに登録された時刻情報(t2)を比較する。そして、T1＜T2ならば当該エントリを削除し、T1＞T2ならば、当該エントリの方が新しい位置登録であると判断して削除しない。
【０１１７】
本発明によれば、上記した第１実施形態と同様に、外部ネットワークからGWに転送されたIPパケットは、その宛先にかかわらず全てのFAを経由するので、GWは各移動端末の収容先を管理する必要がなく、またルーティング処理を実行する必要がない。また、ネットワーク内でのルーティング処理が、移動端末を収容しているFAに限られるので処理速度が向上する。
【０１１８】
さらに、本実施形態を第１、第２実施形態と比較すれば、最後尾のFA（FA4）からGWへIPパケットを戻す必要がないのみならず、途中のFA（FA1，FA2，FA3）が収容端末から受信したIPパケットは、当該FAよりも下流側（反GW側）のFAを経由することなくGWへ到達するので、第１、第２実施形態に較べて経路の短縮およびそれに伴う処理速度の向上が可能になる。
【０１１９】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)FAをリング上に接続することによりFA間のルーティングを省き、移動端末が局所的に移動する状況において従来よりも高速なデータ転送が実現可能になる。
(2)各FAは自身が収容する移動端末のアドレスのみを格納すればよいので、移動端末数が増加してもFAの記憶領域を増加させる必要ない。
(3)移動端末が新しいFAへ移動した際には、FAへの位置登録が終了した直後から通信が可能になるので、ハンドオーバの短い通信が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用した移動ネットワークの第１実施形態の構成を示したブロック図である。
【図２】  第１実施形態の位置登録手順を示したブロック図である。
【図３】  第１実施形態の位置登録手順を示したシーケンス図である。
【図４】  第１実施形態の相手端末CN→移動端末MNaのデータ転送手順を示したブロック図である。
【図５】  第１実施形態の相手端末CN→移動端末MNaのデータ転送手順を示したシーケンス図である。
【図６】  第１実施形態の移動端末MNa→相手端末CNのデータ転送手順を示したブロック図である。
【図７】  第１実施形態の移動端末MNa→相手端末CNのデータ転送手順を示したシーケンス図である。
【図８】  第１実施形態の移動端末MNb→移動端末MNaのデータ転送手順を示したブロック図である。
【図９】  第１実施形態の移動端末MNb→移動端末MNaのデータ転送手順を示したシーケンス図である。
【図１０】  第１実施形態の移動端末MNa→移動端末MNbのデータ転送手順を示したブロック図である。
【図１１】  第１実施形態の移動端末MNa→移動端末MNbのデータ転送手順を示したシーケンス図である。
【図１２】  第１、第２実施形態の移動端末MNaのハンドオフ手順を示したブロック図である。
【図１３】  第１、第２実施形態の移動端末MNaのハンドオフ手順を示したシーケンス図である。
【図１４】  第２実施形態の位置登録手順を示したブロック図である。
【図１５】  第２実施形態の位置登録手順を示したシーケンス図である。
【図１６】  第２実施形態の相手端末CN→移動端末MNaのデータ転送手順を示したブロック図である。
【図１７】  第２実施形態の相手端末CN→移動端末MNaのデータ転送手順を示したシーケンス図である。
【図１８】  第２実施形態の移動端末MNa→相手端末CNのデータ転送手順を示したブロック図である。
【図１９】  第２実施形態の移動端末MNa→相手端末CNのデータ転送手順を示したシーケンス図である。
【図２０】  第２実施形態の移動端末MNb→移動端末MNaのデータ転送手順（その１）を示したブロック図である。
【図２１】  第２実施形態の移動端末MNb→移動端末MNaのデータ転送手順（その２）を示したブロック図である。
【図２２】  第２実施形態の移動端末MNb→移動端末MNaのデータ転送手順を示したシーケンス図である。
【図２３】  本発明を適用した移動ネットワークの第３実施形態の構成を示したブロック図である。
【図２４】  第３実施形態の位置登録手順を示したブロック図である。
【図２５】  第３実施形態の相手端末CN→移動端末MNaのデータ転送手順を示したブロック図である。
【図２６】  第３実施形態の相手端末CN→移動端末MNaのデータ転送手順を示したシーケンス図である。
【図２７】  第３実施形態の移動端末MNa→相手端末CNのデータ転送手順を示したブロック図である。
【図２８】  第３実施形態の移動端末MNa→相手端末CNのデータ転送手順を示したシーケンス図である。
【図２９】  第３実施形態の移動端末MNaのハンドオフ手順を示したブロック図である。
【図３０】  第３実施形態の移動端末MNaのハンドオフ手順を示したシーケンス図である。
【図３１】  位置登録を局所的に行う際のネットワーク構成を示した図である。
【図３２】  FAを階層的に配置した際に各FAが収容すべき移動端末の情報を模式的に表現した図である。
【図１】
0003838363.tif 000002
【図２】
0003838363.tif 000003
【図３】
0003838363.tif 000004
【図４】
0003838363.tif 000005
【図５】
0003838363.tif 000006
【図６】
0003838363.tif 000007
【図７】
0003838363.tif 000008
【図８】
0003838363.tif 000009
【図９】
0003838363.tif 000010
【図１０】
0003838363.tif 000011
【図１１】
0003838363.tif 000012
【図１２】
0003838363.tif 000013
【図１３】
0003838363.tif 000014
【図１４】
0003838363.tif 000015
【図１５】
0003838363.tif 000016
【図１６】
0003838363.tif 000017
【図１７】
0003838363.tif 000018
【図１８】
0003838363.tif 000019
【図１９】
0003838363.tif 000020
【図２０】
0003838363.tif 000021
【図２１】
0003838363.tif 000022
【図２２】
0003838363.tif 000023
【図２３】
0003838363.tif 000024
【図２４】
0003838363.tif 000025
【図２５】
0003838363.tif 000026
【図２６】
0003838363.tif 000027
【図２７】
0003838363.tif 000028
【図２８】
0003838363.tif 000029
【図２９】
0003838363.tif 000030
【図３０】
0003838363.tif 000031
【図３１】
0003838363.tif 000032
【図３２】
0003838363.tif 000033