JP4353010B2 - ホームエージェント、モバイルルータおよび、それらによる移動体通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、インターネットとのアクセスを目的とする移動通信システムにおいて、ローカルネットワーク自体が、他の移動通信網間を移動する際の移動体通信方法に関する。

インターネットシステムにおける移動管理方法の一つにモバイルＩＰがあり、ＩＰｖ４(Internet Protocol Version4)に対応するモバイルＩＰｖ４は、RFC3220(IP Mobility Support)にて標準化されている。また、ＩＰｖ６は(Internet Protocol Version6)に対応するモバイルＩＰｖ６は、インターネットドラフトdraft-ietf-mobileip-ipv6(Mobility Support in IPv6)において現在も標準化が進められている。そして、これらのプロトコルによって、端末が異なるネットワーク間を移動する場合にも、その移動する端末は同一のアドレスを用いて通信を行うことが可能となる。

さらに、このモバイルＩＰプロトコルを拡張することにより、一つのローカルネットワーク全体を移動の単位とした移動ネットワークが、異なるネットワーク間を移動する場合においても、その移動ネットワークに所属するノードは、同一のアドレスを用いて通信を行えることが検討されている。これを可能とする技術は、現在、インターネットドラフトdraft-ietf-nemo-basic-support(Nemo Basic Support Protocol)において、ＮＥＭＯとして標準化が進められている。

すなわち、ＮＥＭＯをサポートするモバイルルータが管理する移動ネットワークが、ホームネットワークから離れて外部ネットワークに移動し接続した場合に、モバイルルータは接続したネットワークのアクセスルータから送信されるネットワーク情報より、現在接続しているネットワークのプレフィックス情報を取得し、そのネットワークで使用するケアオブアドレスを生成する。その後、モバイルルータがバインディングアップデートメッセージをホームエージェントに送信する。ホームエージェントはモバイルルータからのバインディングアップデートメッセージを受信した後、モバイルルータのホームアドレスとケアオブアドレスを関連付けるバインディングキャッシュエントリを作成あるいは更新する。

次に、外部ネットワーク上の通信端末から、移動ネットワークに所属するノード宛へのパケットが、外部ネットワークとホームネットワークとを接続するゲートウェイに到達した場合、このゲートウェイは移動ネットワークに所属するノードに対するネクストホップルータとして、移動していなくなったモバイルルータを指定してホームネットワークへパケットを中継する。そこで、この中継されたパケットはホームエージェントによって代理受信され、ホームエージェントがそのパケットをカプセル化して、モバイルルータのケアオブアドレス宛に転送する。モバイルルータは、ホームエージェントにより転送されたパケットのカプセル解除を行い、ゲートウェイによって中継された、移動ネットワークに所属するノード宛パケットを取り出す。そして、モバイルルータがその取り出したパケットを配下の移動ネットワークへ送出することにより、移動ネットワークに所属するノードは、パケットを受信することができる。

しかし、移動ネットワークがモバイルルータごとホームネットワークを離れることにより、ゲートウェイがモバイルルータからのルーティングプロトコルを受信しなくなり、そのためゲートウェイにおける移動ネットワークへのパケットを中継するためのルーティングテーブル情報が削除されるような場合、ゲートウェイからモバイルルータに対してのパ
ケットは転送されなくなる。これにより、移動したネットワークに所属するノード宛のパケットは消失されることになる。

このパケット消失を防ぐ方法として、非特許文献１および非特許文献２のようなものがある。これらの従来方法においては、ホームエージェントはバインディングアップデートを受信し、それへの応答であるバインディングアクノリッジメッセージをモバイルルータへ送信した後に、モバイルルータからトンネル経由で送信されるルーティングプロトコルを受信する。その後、このルーティングプロトコルにより受け取った経路制御情報をホームネットワーク上のゲートウェイに通知する。

非特許文献１では、モバイルルータが配下の移動ネットワークに関する経路情報をホームエージェントへダイナミックルーティングプロトコルを使用して通知する方法が記載されている。これにより、ホームエージェントはモバイルルータを経由した移動ネットワークへの経路を持つルータとして動作する。また、ホームエージェントは移動したモバイルルータからの経路情報に基づき、ルーティングテーブルを更新する。さらにホームエージェントは更新したルーティングテーブルに基づいた経路情報をホームネットワークに通知することにより、この通知を受けたゲートウェイは移動ネットワークへのパケットをホームエージェントへ送信する。

非特許文献２では、ホームエージェントがダイナミックルーティングプロトコルを使用せず、モバイルルータからの移動ネットワークへの経路情報をゲートウェイへ透過的に中継する方法が記載されている。これにより、ゲートウェイからはモバイルルータとその配下の移動ネットワークがホームネットワークに存在するように見える。また、ホームエージェントはルーティングテーブルを更新せず、移動ネットワークに所属するノードへのネクストホップとしてモバイルルータが指定されたパケットを捕捉して、トンネル経由で移動ネットワークに所属するノードへ送信する。
Mobile Router Tunneling Protocol、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-kniveton-mobrtr-03.txt＞ Issues in Designing Mobile IPv6 Network Mobility with the MR-HA Bi-directional Tunnel (MRHA)、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.watersprings.org/pub/id/draft-petrescu-nemo-mrha-02.txt＞

しかしながら、非特許文献１に記載の従来の移動体通信方法では、ホームエージェントがバインディングアップデートメッセージを受信した後に、ホームエージェントからゲートウェイに経路制御情報が届くまでに遅延時間が発生し、その間の移動ネットワークに属するノードへのパケットが喪失してしまうおそれがあった。また、移動ネットワークからホームエージェントへの通信経路の信頼性が低く、ルーティングプロトコルには到達確認のメッセージもないため、移動したモバイルルータからホームエージェントへの経路制御情報の到達は保証されない。これにより、最初のモバイルルータからの経路制御情報がホームエージェントへ伝わらなかった場合は、次のルーティングプロトコルが送信されるまで（通常３０秒）、ゲートウェイにおける移動ネットワークへの経路制御情報は更新されず、移動ネットワークに所属するノードへのパケットは消失してしまう。

さらに、非特許文献２に記載の従来の移動体通信方法では、前記低信頼性通信経路におけるルーティングプロトコルによる経路制御情報の消失の可能性に加え、ゲートウェイにおいて移動ネットワークへのパケット転送先（ネクスト・ホップ）として常に、その移動ネットワークが在籍していたホームネットワーク上のアドレスが指定される。そのため、ホームエージェントがゲートウェイから送出されるそのパケットを捕捉する必要があり、
これによるオーバヘッドが発生していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされ、その目的とするところは、移動ネットワークが他の移動通信網間を移動したときに、モバイルルータのアドレスの変更を即時に行い、移動ネットワーク上のノードへのメッセージが消失することのない移動体通信方法を提供することにある。

本発明の移動体通信方法は、ローカルネットワーク全体を一つの単位としてネットワーク間を移動する移動ネットワークを管理するモバイルルータが、移動先において取得した前記モバイルルータのケアオブアドレスをホームエージェントへ通知するバインディングアップデートメッセージを送信し、前記モバイルルータが、前記バインディングアップデー
トメッセージを送信したことに応じて、前記ホームエージェントから、前記バインディングアップデートメッセージを受信したことを通知するための、バインディングアクノリッジメッセージを受信するまでの時間を計算するタイマーのカウントを開始し、前記タイマーのカウントが、前記モバイルルータがルーティングプロトコルを送信する時間間隔よりも短い所定の時間を経過した場合に、前記モバイルルータが、前記ホームエージェントへ前記バインディングアップデートメッセージを再送信し、前記ホームエージェントが、前記バインディングアップデートメッセージを受信したことに応じて、前記モバイルルータへ前記バインディングアクノリッジメッセージを送信し、前記ホームエージェントが、前記バインディングアップデートメッセージを受信したことに応じて、ホームネットワーク上のノードに前記モバイルルータが管理する移動ネットワークに関する経路制御情報を通知し、前記ホームネットワーク上の前記ノードが、前記経路制御情報を受信し、当該経路制御情報に基づいて経路制御する。これにより、移動ネットワークへの経路制御情報が移動後遅延なく、ホームネットワーク上のゲートウェイやルータに通知されるため、移動したネットワークに所属するノードへのデータが消失することを防止できる。

また、本発明の移動体通信方法は、ホームエージェントが経路制御情報を通知したことを示す情報をモバイルルータへ通知するステップと、このモバイルルータがホームエージェントからの情報を受信しない場合、ホームエージェントへ、ルーティングプロトコルにより移動ネットワークの経路制御情報を通知するステップとをさらに有している。これにより、ホームエージェントがバインディングアップデートメッセージを受信したときに、ホームネットワークへの経路制御情報を通知する機能を持たない場合でも、モバイルルータはルーティングプロトコルをトンネル経由で通知するので、ホームネットワークへ経路制御情報を通知することが可能になる。

また、本発明の移動体通信方法における経路制御情報には、移動ネットワーク宛のデータをホームエージェントに転送する指示が記載されている。これにより、ホームエージェントはホームネットワークに流れる移動ネットワーク宛のデータを捕捉する必要が無くなるので、オーバヘッドの発生を抑えることができる。

本発明のホームエージェントは、ローカルネットワーク全体を一つの単位としてネットワーク間を移動する移動ネットワークを管理するモバイルルータから、移動先ネットワークにおいて取得したケアオブアドレスを受信し、移動ネットワークへのデータを送信するトンネルを形成するトンネル形成部と、ホームネットワークへ通知するモバイルルータが管理する移動ネットワークに関する経路制御情報を、モバイルルータからのバインディングアップデートメッセージより生成する経路情報生成部と、経路制御情報をホームネットワークに通知する経路情報送信部と、経路情報送信部からの通知が行われたことを示す応答情報を生成する経路応答生成部と、この通知が行われたことを示す応答情報をモバイルルータへ送信する応答部とを有している。これにより、ホームエージェントは移動したモバイルルータ宛のデータを受信することができるので、トンネル経由で正しく転送することが可能になる。さらに、ホームエージェントは受信した経路制御情報をホームネットワークに通知したことをモバイルルータに正確に伝えることができる。

また、本発明のホームエージェントがホームネットワークに送信する経路制御情報には、移動ネットワーク宛のデータをホームエージェントに転送する指示が記載されている。これにより、ホームネットワーク上のゲートウェイやルータがこの移動したネットワークに所属するノードへのデータを受信したときに、この移動ネットワークのプレフィックス
ではなく、ホームエージェントへ転送するので、ホームエージェントはそのデータを正しく移動ネットワークに所属するノードへ送信することができる。

また、本発明のホームエージェントの経路情報生成部は、モバイルルータからの要求に従って、移動ネットワークの経路制御情報を生成し、経路情報送信部に送信の指示をする。これによって、ホームエージェントはモバイルルータからの要求に応じて、移動ネットワークの経路制御情報を通知すればよいことになる。

本発明のモバイルルータは、接続先ネットワークが変わったか否かを判定する移動検出部と、前記移動検出部が接続先ネットワークの変更を検出した場合、ホームエージェントへ移動先ネットワークにおいて取得したケアオブアドレスを通知するバインディングアップデートメッセージを送信する移動通知部と、前記バインディングアップデートメッセージを送信したことに応じて、前記ホームエージェントから、前記バインディングアップデートメッセージを受信したことを通知するための、バインディングアクノリッジメッセージを受信するまでの時間をカウントし、カウントした時間が、ルーティングプロトコルを送信する時間間隔よりも短い所定の時間を経過した場合に、前記移動通知部に、前記バインディングアップデートメッセージを再送信するように通知するタイマー部と、当該モバイルルータが管理する移動ネットワークの経路制御情報をホームネットワークに通知することを前記ホームエージェントに対して要求する経路情報制御要求部と、を有する。このため、バインディングアップデートメッセージに対する応答がない場合には、バインディングアップデートメッセージを再送することで再要求することが可能であり、確実にホームエージェントに要求を伝えることができるとともに、ホームネットワークにも通知することが可能になる。

また、本発明のモバイルルータは、ホームネットワークに接続中の場合にのみ経路制御情報をホームネットワークに対して所定時間毎に送信するので、ホームネットワーク接続時におけるデータ配送経路を正しく制御することができる。

また、本発明のモバイルルータの経路情報送信部は、ホームエージェントから要求を実行不可の応答を受信した場合、ホームエージェントへルーティングプロトコルにより移動ネットワークの経路制御情報をさらに通知する機能を有する。これにより、モバイルルータはホームエージェントがバインディングアップデートメッセージを受信して、ホームネットワークへの経路制御情報を通知する機能を持たない場合を検出できるので、モバイルルータはルーティングプロトコルでホームエージェントへ通知でき、ホームネットワークへも経路制御情報を通知することが可能になる。

また、本発明のモバイルルータの経路情報送信部は、ホームエージェントからのバインディングアクノレッジメッセージに、ホームエージェントが経路情報送信要求を実行したことを示す情報が含まれているか検査する機能を有する。これにより、モバイルルータはホームエージェントがバインディングアップデートメッセージを受信して、ホームネットワークへの経路情報通知を実行していない場合を検出できるので、モバイルルータはルーティングプロトコルでホームエージェントへ通知でき、ホームネットワークへも経路制御情報を通知することが可能になる。

本発明により、移動ネットワークが他の移動通信網間を移動したときに、ホームネットワーク上のノードが移動ネットワークへのルーティングテーブルの変更を即時に行うことで、移動ネットワークへのメッセージが消失されることを防止できる。

以下、本発明を図面と共に詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における移動体通信システムの構成図を示すものである。

図１において、ＧＷ（ゲートウェイ）１０１はホームネットワークと外部ネットワーク（インターネット）とを接続するための装置である。ＨＡ（ホームエージェント）１０２は移動ネットワークの移動を管理し、移動時に該当移動ネットワークへのパケット通信を保証する装置である。ＭＲ（モバイルルータ）１０３はＬＦＮ（ローカル固定ノード）１０４を複数収容し、ネットワークを移動して使用することを可能とするルータであり、ルーティングプロトコル（一例としてＲＩＰ）をサポートしている。ＬＦＮ（ローカル固定ノード）１０４はＭＲ１０３に対する固定端末であり、この端末自体にモビリティサポート機能を設けることは必須ではない。ＭＮＥＴ（移動ネットワーク）１０５はＭＲ１０３とＬＦＮ１０４とから構成されるネットワークであり、移動して使用することができる。インターネット１０６は無線を含む電気通信回線である。ＡＲ（アクセスルータ）１０７はＭＮＥＴ１０５が移動先においてインターネット１０６へアクセスするためのルータである。ＣＮ（通信相手ノード）１０８は外部ネットワークに接続された通信端末である。

以上のように構成された移動体通信システムについて、以下にその動作、作用を説明する。

図８はＭＲ１０３が移動したときのデータの転送される動作を示すシーケンス図である。

まず、ＭＮＥＴ１０５がホームネットワークから外部ネットワークに移動し、ＭＲ１０３がＡＲ１０７と接続する。そして、ＭＲ１０３がＡＲ１０７からルーターアドバタイズメントを受信し（ステップＳ８０１）、ケアオブアドレスを生成する。

次に、ＭＲ１０３はＨＡ１０２を送信先にしてＡＲ１０７にバインディングアップデートメッセージを送信する（ステップＳ８０２）。このメッセージはＡＲ１０７からＧＷ１０１を介して（ステップＳ８０３）、ＨＡ１０２へ届けられる（ステップＳ８０４）。

次に、ＨＡ１０２はバインディングアップデートメッセージを受信した後に、自己のバインディングキャッシュにホームアドレスに対するエントリを生成する。

図２（ａ）は本実施の形態におけるＨＡ１０７のバインディングキャッシュのデータ構成を示す。ホームアドレス（Ｈｏｍｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）２０１にはモバイルノードのホームアドレスＨｏＡ１が登録され、ケアオブアドレス（Ｃａｒｅ ｏｆ Ａｄｄｒｅｓｓ）２０２には移動先ネットワークから取得したケアオブアドレスＣｏＡ１が登録され、そして、プレフィックス（Ｐｒｅｆｉｘ）２０３にはＭＲ１０３が管理するネットワークのプレフィックスＭ−Ｐｒｅｆｉｘが登録される。

また、図９（ａ）はバインディングアップデートメッセージのデータ構成を示している。図９（ａ）において、Ｍフラグ９０１はＨＡ１０２に対してＭＲ１０３に関する経路制御情報のホームネットワークへの送出を要求するフラグである。また、モバイルプレフィクスオプション９０３はバインディングアップデートメッセージによってＨＡ１０２に通知するＭＲ１０３が管理するネットワークのプレフィックス（Ｍ−Ｐｒｅｆｉｘ）を格納するものである。

また、ＨＡ１０２はこのときに、このＭフラグ９０１がセットされているか否かをチェックし、セットされている場合は、ＲＩＰあるいはＯＳＰＦなどのルーティングプロトコルを用いて、ＭＲ１０３が管理するネットワークの経路制御情報をホームネットワークへ
マルチキャストする（ステップＳ８０５）。図１０はＲＩＰにより送信される経路制御情報のデータ構造を示す。図１０において、ソースアドレス（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）１００１にはＨＡ１０２のリンクローカルアドレスがセットされ、ＩＰｖ６ Ｐｒｅｆｉｘ１００２にはＭ−Ｐｒｅｆｉｘがセットされる。

その後、ＨＡ１０２はＭＲ１０３に対して、図９（ｂ）に示すバインディングアクノリッジメッセージに経路制御情報をホームネットワークに送信したことを知らせるＭフラグ９０２をセットして送信し、バインディングアップデートを受信したことを通知する（ステップＳ８０６乃至ステップＳ８０８）。

一方、ＧＷ１０１はＨＡ１０２からの経路制御情報を受信し、自己のルーティングテーブルを更新する。

図３（ａ）、（ｂ）は本実施の形態におけるＧＷ１０１のルーティングテーブルを示す。図３（ａ）はＭＮＥＴ１０５の移動前のものであり、図３（ｂ）は移動後のものである。

図３（ａ）において、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ３０１は送信先ネットワークを示し、Ｎｅｘｔ ｈｏｐ３０２は次にパケットを転送する送信先アドレスを示し、ＩＦ３０３はネットワークインタフェースを示す。

ＭＮＥＴ１０５が移動する前には、ＧＷ１０１のルーティングテーブルにおける、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ３０１にＭ−Ｐｒｅｆｉｘが登録されており、Ｎｅｘｔ ｈｏｐ３０２にはＭＲ１０３のリンクローカルアドレスＬＬ＿ＭＲが登録されており、ＩＦ３０３にはＧＷ１０１のホームリンク側のネットワークインタフェースであるｉｆ２が登録されていた。しかし、ＭＮＥＴ１０５が移動した後に、ＨＡ１０２からの経路制御情報を受けて、図３（ｂ）に示すように、Ｎｅｘｔ ｈｏｐ３０４がＨＡ１０２のリンクローカルアドレスＬＬ＿ＨＡに変更される。

これにより、ＭＮＥＴ１０５が移動後にＧＷ１０１へ届いた（ステップＳ８０９）ＭＮＥＴ１０５へのパケットは、図３（ｂ）に示すネクストホップのホームエージェントＬＬ＿ＨＡへ転送され（ステップＳ８１０）、パケットを受け取ったＨＡ１０２がトンネルの経路を使用して移動後のＭＲ１０３へ転送する（ステップＳ８１１乃至ステップＳ８１４）。

以上のように、ＭＲ１０３の経路情報がＭＲ１０３からＨＡ１０２にバインディングアップデートメッセージにより通知された時点で、遅延なくホームネットワークのＧＷ１０１に通知されるため、従来の方法に比べ、ＧＷ１０１からＭＲ１０３へのパケット消失はほとんどなくすことができる。また、ＭＲ１０３がバインディングアクノリッジメッセージを受信しない場合、再度ＨＡ１０２へバインディングアップデートメッセージを送信することで、信頼性の低いネットワーク環境に移動した場合でも確実に、ホームネットワークへ経路制御情報を通知することができる。

次に、本実施の形態におけるＭＲ１０３とＨＡ１０２の構成と動作について以下に説明する。

図６はＭＲ１０３の構成を示すブロック図である。

図６において、Ｌ１／Ｌ２処理部６０１、６０３は物理層とデータリンク層の通信処理を行うものであり、Ｌ３処理部６０２はネットワーク層のＩＰプロトコル処理を行うもの
であり、モバイルＩＰ処理部６０４はモバイルＩＰ手順に基づいてＭＲ１０３の移動管理を行うものであり、本発明に係る移動通知部の機能を有している。ホームエージェント記憶部６０５はホームエージェントやホームドメインネットワークに関する情報や、ホームアドレスを記憶するものである。また、ＲＩＰ送出判定部６０６はルーティングプロトコルによる経路制御情報を送信するか否かを判定するものであり、本発明に係る経路情報送信部に相当する。移動ネットワーク処理部６０７はホームエージェントに経路制御情報の通知の依頼を制御するものであり、本発明に係る経路情報制御要求部に相当する。

上記のように構成されたＭＲ１０３の動作について、以下に説明する。

図７はＭＲ１０３が実施する処理手順である。

まず、モバイルＩＰ処理部が、Ｌ１／Ｌ２処理部６０１と、Ｌ３処理部６０２とを経由してパケットの受信をチェック（ステップＳ７００）し、受信した場合は、受信したデータが外部ネットワークのＡＲ１０７からのルーターアドバタイズメント（図７において「ＲＡ」と記す。）であるか否かをチェックする（ステップＳ７０１）。

ルーターアドバタイズメントであった場合、モバイルＩＰ処理部６０４はそのネットワーク情報から現在接続しているリンクのプレフィックス情報を取得する。この情報から、現在の接続ネットワークがホームエージェント記憶部６０５に記憶されている、自己のホームネットワークか否かをチェックし（ステップＳ７０２）、ホームネットワークに所在している場合はステップＳ７００へ戻る。

次に、ホームネットワークに所在していないと認識した場合、モバイルＩＰ処理部６０４が移動ネットワーク処理部６０７へ通知し、移動ネットワーク処理部６０７は図９（ａ）に示すバインディングアップデートメッセージのＭフラグ９０１およびモバイルプレフィックスオプション９０３をセット（ステップＳ７０３）すると共に、そのリンクで使用するケアオブアドレスを生成し（ステップＳ７０４）、バインディングアップデートメッセージを作成する（ステップＳ７０５）。

なお、ステップＳ７０３におけるＭフラグ９０１およびモバイルプレフィックスオプション９０３は必ずしも全てのバインディングアップデートメッセージの送信においてセットされる必要はない。

次に、移動ネットワーク処理部６０７はこのバインディングアップデートメッセージの送信をモバイルＩＰ処理部６０４に指示する。モバイルＩＰ処理部６０４はこのバインディングアップデートメッセージをホームエージェント記憶部６０５に記憶されている、自己のホームネットワークを管理するホームエージェントのアドレスを送信先として、ＡＲ１０７へ送信する（ステップＳ７０６）。この時、モバイルＩＰ処理部６０４はバインディングアクノリッジメッセージの受信をチェックするためのタイマーのカウントを開始する。その後、ステップＳ７００へもどる。

ステップＳ７０１で受信したデータがルーティングアドバタイズメントでない場合、モバイルＩＰ処理部６０４はバインディングアクノリッジメッセージであるか否かを判定する（ステップＳ７０７）。バインディングアクノリッジメッセージであった場合、移動ネットワーク処理部６０７は先に送出したバインディングアップデートメッセージにＭフラグ９０１をセットしていたか否かをチェックし（ステップＳ７１７）、セットしていなければステップＳ７００へ戻る。

先に送出したバインディングアップデートメッセージにＭフラグ９０１をセットしてい
た場合、受信したバインディングアクノリッジメッセージにＭフラグ９０２がセットされているか否かをチェックし（ステップＳ７０８）、セットされていればステップＳ７００へ戻る。

Ｍフラグ９０２がセットされていない場合、移動ネットワーク処理部６０７はＨＡ１０２が本発明に係るホームエージェントではないと判断し、ＲＩＰ送出判定部６０６へ通知する。ＲＩＰ送出判定部６０６はトンネル経由でＲＩＰにより経路制御情報送信することをモバイルＩＰ処理部６０４に指示し、モバイルＩＰ処理部６０４がＲＩＰをトンネルに送信する（ステップＳ７０９）。その後、ステップＳ７００へもどる。

ステップＳ７０７でバインディングアクノリッジメッセージでもなかった場合、受信したパケットがＭ−ｐｒｅｆｉｘ宛か否かをチェックし（ステップＳ７１０）、Ｍ−Ｐｒｅｆｉｘ宛でない場合、ステップＳ７００へもどる。

Ｍ−Ｐｒｅｆｉｘ宛であれば固定端末ＬＦＮ１０４に受信パケットを送信する（ステップＳ７１１）。その後、ステップＳ７００へもどる。

ステップＳ７００でパケットを受信しなかった場合、モバイルＩＰ処理部６０４はバインディングアップデートメッセージを送信してから所定時間経過したか否かをチェックし（ステップＳ７１２）、経過している場合はバインディングアップデートメッセージをＨＡ１０２に再送する（ステップＳ７１３）。

また、所定時間経過していない場合、ＲＩＰ送出判定部６０６はモバイルＩＰ処理部６０４からの通知で現在の所在位置がホームネットワークにあるか否かを判定し（ステップＳ７１４）、ホームネットワークに所在していない場合、ステップＳ７００へ戻る。一方、ホームネットワークに所在している場合は、所定時間の３０秒が経過しているか否かをチェックする（ステップＳ７１５）。

３０秒経過していなければ、ステップＳ７００へ戻り、経過していればＬ１／Ｌ２処理部５１と、Ｌ３処理部５２とを経由して、ホームネットワークにＲＩＰをマルチキャスト送信する（ステップＳ７１６）。その後、ステップＳ７００へ戻る。

このように、ＭＲ１０３は現在の接続ネットワークがホームネットワークであれば、現在のアドレスをホームネットワーク上のＨＡ１０２、ＧＷ１０１、図示していない、その他のルータにＲＩＰによりマルチキャストし接続を知らせるが、ホームネットワークにいない場合は、バインディングアップデートメッセージにＭフラグ９０１をセットし、ＲＩＰをホームネットワークに送信することをホームエージェントに依頼する。これにより、外部ネットワークをＲＩＰの伝送される頻度が低減でき、ネットワークのトラフィックを減少できる。

また、ＭＲ１０３はバインディングアップデートメッセージをホームエージェントに送信後、所定時間経過してもバインディングアクノリッジメッセージを受信しない場合、バインディングアップデートメッセージを再送するので、確実にホームエージェントにＲＩＰの送信依頼を伝えることができる。

さらにまた、ＭＲ１０３はバインディングアクノリッジメッセージにＭフラグ９０２がセットされていないことで、ホームエージェントがホームネットワークへＲＩＰ送信の要求を受け付けていないことを検出できる。これにより、ＭＲ１０３はその場合に、ホームエージェントにトンネル経由してＲＩＰで経路制御情報を通知することが可能になる。

次に、ＨＡ１０２の構成と動作について説明する。

図４はＨＡ１０２の構成を示すブロック図である。図４において、Ｌ１／Ｌ２処理部４０１は物理層処理とデータリンク層処理を行うものであり、Ｌ３処理部４０２はＩＰプロトコルなどのネットワーク層処理を行うものであり、経路情報生成部４０６は受信したバインディングアップデートメッセージより経路制御情報を生成するものであり、経路応答生成部４０７は経路制御情報がホームネットワークに送信されたことを示す情報を生成するものである。上位層処理部４０３はＴＣＰやＵＤＰなどの上位層の処理を行うものであり、モバイルＩＰ処理部４０４は移動ネットワークの移動管理を行うものであり、本発明に係る経路情報送信部とトンネル形成部と応答部とを有している。この経路情報送信部は経路情報生成部４０６や経路応答生成部４０７からの指示で各情報を送信するものであり、トンネル形成部はモバイルルータとのトンネルを形成するものであり、応答部はバインディングアクノリッジメッセージを送出するものである。

また、アプリケーション処理部４０５はアプリケーションの制御を行うものである。

上記のように構成されたＨＡ１０２の動作について、以下に説明する。

図５はＨＡ１０２が実施する処理手順である。

まず、モバイルＩＰ処理部４０４が、Ｌ１／Ｌ２処理部４０１と、Ｌ３処理部４０２とを経由して受信したパケットがＲＩＰであるか否かをチェックし（ステップＳ５０１）、ＲＩＰである場合、その経路制御情報からルーティングテーブルを更新する（ステップＳ５０２）。

ＭＲ１０３がホームネットワークに在籍している場合、ＨＡ１０２はＭＲ１０３からのＲＩＰを受信し、図２（ｂ）に示したようにルーティングテーブルが更新される。すなわち、Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ２０４にＭ−Ｐｒｅｆｉｘが登録され、Ｎｅｘｔ ｈｏｐ２０５にはＭＲ１０３のリンクローカルアドレスＬＬ＿ＭＲが登録され、ＩＦ３０３にはＨＡ１０２のネットワークインタフェースであるｉｆ１が登録される。

一方、受信したパケットがＲＩＰでない場合、モバイルＩＰ処理部４０４は、バインディングアップデートメッセージの受信をチェックし（ステップＳ５０３）、受信した場合、バインディングキャッシュの更新処理を行う（ステップＳ５０４）。

このバインディングキャッシュの更新では、以下の処理を行う。

ＨＡ１０２が管理するバインディングキャッシュに、エントリがある場合は、その内容を更新し、エントリが存在しない場合にはバインディングアップデートメッセージに含まれる情報を用いて新規にエントリを作成する。ＭＲ１０３が外部ネットワークに接続している場合、このバインディングアップデートメッセージを受信し、それに記載されている、例えばＭＲ１０３のホームアドレスＨｏＡ１や、ケアオブアドレスＣｏＡ１や、プレフィックスＭ−Ｐｒｅｆｉｘ等を用いて図２（ａ）に示したようなバインディングキャッシュエントリが作成される。さらに、モバイルＩＰ処理部４０４は、ＭＲ１０３との間に双方向ＩＰトンネルｔｎ１を設定し、それに加えてルーティングテーブルを図２（ｃ）に示すように、ネクストホップ（Ｎｅｘｔ ｈｏｐ）２０７をケアオブアドレスＣｏＡ１に変更し、ネットワークインタフェースＩＦ２０８をトンネルｔｎ１に更新する。

次に、モバイルＩＰ処理部４０４は、受信したバインディングアップデートメッセージのＭフラグ９０１がセットされているか否かをチェックする（ステップＳ５０５）。

セットされていない場合はステップＳ５１０へ移行し、セットされている場合は、ＭＮＥＴ１０５の経路制御情報を記載した図１０に示したＲＩＰを送信する（ステップＳ５０６）。これにより、この経路制御情報を受信したルータやＧＷ１０１は、図３（ｂ）に示したように、ＭＲ１０３へのネクストホップ３０４としてＨＡ１０２のリンクローカルアドレスＬＬ−ＨＡをセットすることになる。

次に、モバイルＩＰ処理部４０４は、Ｌ３処理部４０２と、Ｌ１／２処理部４０１を介してＭＲ１０３宛にバインディングキャッシュ更新の成否を含むバイディングアクノリッジメッセージを送信する（ステップＳ５０７）。この際にステップＳ５０６においてバインディングアップデートメッセージのＭフラグ９０１に応じてＲＩＰを送信した場合、経路制御情報送信をＭＲ１０３に伝えるために送信するバインディングアクノリッジメッセージのＭフラグ９０２をセットする。

また、ステップＳ５０３の処理で、受信したパケットがバインディングアップデートメッセージでない場合は、モバイルＩＰ処理部４０４は、受信したパケットがバインディングキャッシュにエントリされている移動ネットワーク宛のものか否かを判定する（ステップＳ５０８）。エントリされている場合は、登録されているケアオブアドレスＣｏＡ１を宛先とするＩＰヘッダで受信パケットをカプセル化してＬ３処理部４０２、Ｌ１／２処理部４０１を経由して送信する（ステップＳ５０９）。

また、エントリがなかった場合、モバイルＩＰ処理部４０４は、ルーティングテーブルにエントリされている移動ネットワーク宛のものか否かを判定する（ステップＳ５１０）。

ルーティングテーブルにエントリがある場合、モバイルＩＰ処理部４０４は、ルーティングテーブルにしたがって受信パケットを送信する（ステップＳ５１１）。ＭＮＥＴ１０５が外部ネットワークに移動している場合、図２（ｃ）に示すルーティングテーブルにしたがって、Ｍ−Ｐｒｅｆｉｘ宛のパケットはネクストホップＣｏＡ１へ向けて、トンネルｔｎ１へ送出される。

一方、ルーティングテーブルにエントリがない場合は、モバイルＩＰ処理部４０４では処理を行わず、Ｌ３処理部４０２において通常のＩＰ層処理を行う（ステップＳ５１２）。その後、ステップＳ５０１へもどる。

以上のように、本発明に係るＨＡ１０２はＭＲ１０３から受信したバインディングアップデートメッセージにあるＭフラグ９０１をチェックすることにより、Ｍ−Ｐｒｅｆｉｘ宛のパケットの送信先がＨＡ１０２のリンクローカルアドレスＬＬ＿ＨＡとなるようにＲＩＰによってホームネットワーク上のＧＷ１０１や図示していないルータに通知するので、Ｍ−Ｐｒｅｆｉｘ宛のパケットをホームネットワーク上のＧＷ１０１や図示していないルータから受信することができる。また、これによりＨＡ１０２はホームネットワーク上に流れるパケットを捕捉する必要が無いので、このためのオーバヘッドの発生を抑えることが可能になる。

また、本実施の形態では図１に示すようにＭＮＥＴ（移動ネットワーク）１０５はＭＲ１０３の配下に一つのネットワークプレフィックスＭ−Ｐｒｅｆｉｘが配置される構成としていたが、図１１に示すＭＮＥＴ１０５のようにＭＲ１０３の配下にＭ−Ｐｒｅｆｉｘ１、Ｍ−Ｐｒｅｆｉｘ２というように複数のネットワークプレフィックスを配することも可能である。

この場合、移動先ネットワークでケアオブアドレスを取得したＭＲ１０３は、図７に示すフローチャートに従ってＨＡ１０２に対してバインディングアップデートメッセージを送信するが、ステップＳ７１７においてネットワークプレフィックスＭ−Ｐｒｅｆｉｘをセットする際にバインディングアップデートオプション９０５内のモビリティオプションとしてモバイルプレフィックスオプション９０３を必要なだけ追加することによって管理する全てのネットワークプレフィックスＭ−Ｐｒｅｆｉｘを送信することができる。

さらに、モバイルプレフィックスオプションを複数含むバインディングアップデートメッセージを受信したＨＡ１０２は図１０のＩＰｖ６ Ｐｒｅｆｉｘ１００２を必要なＭ−Ｐｒｅｆｉｘの数だけ追加したＲＩＰメッセージを作成し、ホームリンクに送信することによって、複数のＭ−Ｐｒｅｆｉｘ宛パケットを受信し、ＭＲ１０３へ転送することができる。

なお、本実施の形態ではＭフラグを使用したが、これに限らず、ホームエージェントが本発明のホームエージェントであることが確認できている場合、Ｍフラグを使用せずに、モバイルルータが従来の通り、バインディングアップデートメッセージを移動時にホームエージェントに対して送信するだけでよい。この場合、ホームエージェントはバインディングキャッシュをチェックし、ホームネットワークに所在していないことを認識した時点で、ＲＩＰによってホームネットワーク上のゲートウェイやルータに通知することになる。

また、ＧＷ１０１は本発明に係る実施の形態においても、通常のＧＷと変わるところはなく、ＲＩＰにより通知される経路制御情報によりルーティングテーブルを更新し、受信したパケットをそのルーティングテーブルに従って転送する。

また、本実施の形態では経路制御情報の通知にＲＩＰを用いたが、それ以外のＯＳＰＦ等のルーティングプロトコルを使用しても同様の効果を得る事ができる。

（実施の形態２）
図１２は本実施の形態に係るＭＮＥＴの構成を示すブロック図である。図１２に示すように、一つのネットワークプレフィックスＭ−Ｐｒｅｆｉｘに対して複数のＭＲ１（１２０１）、ＭＲ２（１２０２）を配し、ＭＮＥＴ１２０５を管理している。

図１に示す移動体通信システムにおいて、ＭＮＥＴ１０５の代わりに本実施の形態に係るＭＮＥＴ１２０５が移動したときのデータの転送される動作を以下に説明する。

この場合、まず、ＭＲ１（１２０１）が移動先でネットワークに接続し、ＡＲ１０７からケアオブアドレスＣｏＡ１を取得したとすると、バインディングアップデートメッセージによってＨＡ１０２に対して取得したＣｏＡ１とネットワークプレフィックスＭ−Ｐｒｅｆｉｘを通知する。

バインディングアップデートメッセージを受信したＨＡ１０２は実施の形態１と同じく図５に示すフローチャートに従ってメッセージを処理し、双方向ＩＰトンネルｔｎ１を設定する。そして、さらにバインディングキャッシュ図２（ａ）およびルーティングテーブル図２（ｃ）を設定する。

次に、ＭＲ２（１２０２）が移動先でネットワークに接続しケアオブアドレスＣｏＡ２を取得した場合、バインディングアップデートメッセージによってＨＡ１０２に対して取得したＣｏＡ２とネットワークプレフィックスＭ−Ｐｒｅｆｉｘを通知する。

バインディングアップデートメッセージを受信したＨＡ１０２は実施の形態１と同じく図５に示すフローチャートに従ってメッセージを処理し、双方向ＩＰトンネルｔｎ２を設定する。そして、さらにバインディングキャッシュ図１３（ａ）およびルーティングテーブル図１３（ｂ）を設定する。

ルーティングテーブル図１３（ｂ）では同一の宛先Ｍ−Ｐｒｅｆｉｘに対して２つのエントリが作成されることになるので新たにデフォルトルート２０９を導入する。ＭＲ２（１２０２）から受信したバインディングアップデートメッセージにＭフラグ９０１が設定されているか検査し、設定されていない場合は既にルーティングテーブルに存在していたＮｅｘｔ ｈｏｐがＣｏＡ１であるエントリのデフォルトルートを図１３（ｂ）の２１０に示すように１に設定する。また、Ｍフラグが設定されている場合は該当するバインディングアップデートメッセージによって追加されるＮｅｘｔ ｈｏｐがＣｏＡ２であるエントリのデフォルトルートを図１３（ｃ）の２１１に示すように１に設定する。

さらにＨＡ１０２はＭ−Ｐｒｅｆｉｘ宛に転送されるパケットを受信し、ルーティングテーブルに従って転送する際に、ルーティングテーブル内に宛先Ｍ−Ｐｒｅｆｉｘのエントリが複数存在する場合には、エントリ内のデフォルトルート欄を参照し１に設定されているＮｅｘｔ ｈｏｐおよびＩＦを選択してパケットの転送を行う。これにより、ＭＮＥＴ１２０５に関するルーティングテーブルエントリが複数存在する場合にも、どのエントリを使用すべきか判断することができ、パケットの転送を行うことができる。

さらには、Ｍフラグを使用しなくともＭＲ１（１２０１）およびＭＲ２（１２０２）が送信するバインディングアップデートメッセージにおいて、図１４に示すようにバインディングアップデートオプション９０５にプリファレンスオプション９０４を設け、プリファレンスオプション９０４によってＨＡ１０２に対して各モバイルルータの優先度を通知することもできる。

プリファレンスオプション９０４付きのバインディングアップデートメッセージを受信したＨＡ１０２は、ルーティングテーブルに図１３（ｄ）に示すようにプリファレンス欄２１２を設け、各モバイルルータの優先度を格納する。

さらにＨＡ１０２はＭ−Ｐｒｅｆｉｘ宛に転送されるパケットを受信し、ルーティングテーブルに従って転送する際に、ルーティングテーブル内に宛先Ｍ−Ｐｒｅｆｉｘのエントリが複数存在する場合には、エントリ内のプリファレンス欄を参照し、優先度の大きいエントリのＮｅｘｔ ｈｏｐおよびＩＦを選択してパケットの転送を行う。これにより、ＭＮＥＴ１２０５に関するルーティングテーブルエントリが複数存在する場合にも、どのエントリを使用すべきか判断することができ、パケットの転送を行うことが可能になる。

以上のように、本実施の形態によれば、一つのネットワークプレフィックスＭ−Ｐｒｅｆｉｘに対して複数のＭＲ１（１２０１）、ＭＲ２（１２０２）を配したＭＮＥＴ１２０５が移動した場合にも、ＨＡは移動ネットワークのルーティングテーブルを即時に変更し、適するエントリにパケットを転送するので、移動ネットワークに所属するノードへのメッセージが消失されることを防止できる。

本発明は、ローカルネットワーク全体を一つの単位としてネットワーク間を移動する移動ネットワークとの通信に有用であり、移動ネットワークに所属するノードのアドレスを変えることなしに送信するのに適している。

本発明の実施の形態１における移動体通信システムの構成図 （ａ）本発明の実施の形態１におけるホームエージェントのバインディングキャッシュのデータ構成を示す図（ｂ）、（ｃ）本発明の実施の形態におけるホームエージェントのルーティングテーブルのデータ構成を示す図 （ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態１におけるゲートウェイのルーティングテーブルのデータ構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるホームエージェントの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１におけるホームエージェントの処理を示すフローチャート 本発明の実施の形態１におけるモバイルルータの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１におけるモバイルルータの処理を示すフローチャート 本発明の実施の形態１における移動体通信方法を示すシーケンス図 （ａ）本発明の実施の形態１におけるバインディングアップデートメッセージのデータ構成を示す図（ｂ）本発明の実施の形態１におけるバインディングアクノリッジメッセージのデータ構成を示す図（ｃ）本実施の形態１における複数のモバイルプレフィックスオプションを含むバインディングアップデートメッセージのデータ構成を示す図 本発明の実施の形態１におけるＲＩＰのデータ構成を示す図 本実施の形態１における複数のネットワークプレフィックスを含むＭＮＥＴ（移動ネットワーク）の構成を示す図 本実施の形態２における複数のモバイルルータを含むＭＮＥＴ（移動ネットワーク）の構成を示す図 （ａ）本実施の形態２におけるバインディングキャッシュのデータ構成を示す図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）本実施の形態２におけるルーティングテーブルのデータ構成を示す図 本発明の実施の形態２におけるバインディングアップデートメッセージのデータ構成を示す図

符号の説明

１０１ ＧＷ
１０２ ＨＡ
１０３、１２０１、１２０２ ＭＲ
１０４ ＬＦＮ
１０５ ＭＮＥＴ
１０６ インターネット
１０７ ＡＲ
１０８ ＣＮ
４０１ Ｌ１／Ｌ２処理部
４０２ Ｌ３処理部
４０３ 上位層処理部
４０４ モバイルＩＰ処理部
４０５ アプリケーション処理部
４０６ 経路情報生成部
４０７ 経路応答生成部
６０１、６０３ Ｌ１／Ｌ２処理部
６０２ Ｌ３処理部
６０４ モバイルＩＰ処理部
６０５ ホームエージェント記憶部
６０６ ＲＩＰ送出処理部
６０７ 移動ネットワーク処理部

Claims (6)

1. ローカルネットワーク全体を一つの単位としてネットワーク間を移動する移動ネットワークを管理するモバイルルータが、移動先において取得した前記モバイルルータのケアオブアドレスをホームエージェントへ通知するバインディングアップデートメッセージを送信し、
   前記モバイルルータが、前記バインディングアップデートメッセージを送信したことに応じて、前記ホームエージェントから、前記バインディングアップデートメッセージを受信したことを通知するための、バインディングアクノリッジメッセージを受信するまでの時間を計算するタイマーのカウントを開始し、
   前記タイマーのカウントが、前記モバイルルータがルーティングプロトコルを送信する時間間隔よりも短い所定の時間を経過した場合に、前記モバイルルータが、前記ホームエージェントへ前記バインディングアップデートメッセージを再送信し、
   前記ホームエージェントが、前記バインディングアップデートメッセージを受信したことに応じて、前記モバイルルータへ前記バインディングアクノリッジメッセージを送信し、前記ホームエージェントが、前記バインディングアップデートメッセージを受信したことに応じて、ホームネットワーク上のノードに前記モバイルルータが管理する移動ネットワークに関する経路制御情報を通知し、
   前記ホームネットワーク上の前記ノードが、前記経路制御情報を受信し、当該経路制御情報に基づいて経路制御する移動体通信方法。
2. 前記経路制御情報には、前記移動ネットワーク宛のデータを前記ホームエージェントに転送する指示が記載されている請求項１に記載の移動体通信方法。
3. 接続先ネットワークが変わったか否かを判定する移動検出部と、
   前記移動検出部が接続先ネットワークの変更を検出した場合、ホームエージェントへ移動先ネットワークにおいて取得したケアオブアドレスを通知するバインディングアップデートメッセージを送信する移動通知部と、
   前記バインディングアップデートメッセージを送信したことに応じて、前記ホームエージェントから、前記バインディングアップデートメッセージを受信したことを通知するための、バインディングアクノリッジメッセージを受信するまでの時間をカウントし、カウン
   トした時間が、ルーティングプロトコルを送信する時間間隔よりも短い所定の時間を経過した場合に、前記移動通知部に、前記バインディングアップデートメッセージを再送信するように通知するタイマー部と、
   当該モバイルルータが管理する移動ネットワークの経路制御情報をホームネットワークに通知することを前記ホームエージェントに対して要求する経路情報制御要求部と、
   を有するモバイルルータ。
4. ホームネットワークに接続中にのみ経路制御情報をホームネットワークに対して所定時間毎に送信する経路情報送信部をさらに有する請求項３に記載のモバイルルータ。
5. 前記経路情報送信部が、前記ホームエージェントから前記要求を実行不可の応答を受信した場合、前記ホームエージェントへ、前記ルーティングプロトコルにより前記移動ネットワークの経路制御情報をさらに通知する請求項３または４に記載のモバイルルータ。
6. 前記経路情報送信部が、前記ホームエージェントから前記要求を実行したことを示す情報を受信しなかった場合、前記ホームエージェントへ、前記ルーティングプロトコルにより前記移動ネットワークの経路制御情報をさらに通知する請求項３または４に記載のモバイルルータ。

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