WO2008038390A1

WO2008038390A1 - Mobile ip communication system

Info

Publication number: WO2008038390A1
Application number: PCT/JP2006/319370
Authority: WO
Inventors: Kazunori Sakumoto
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2009-03-28
Also published as: JP4681653B2; EP2063576A1; US20090190529A1; EP2063576A4; US8189510B2; JPWO2008038390A1; EP2063576B1

Description

明細書

モパイル IP通信システム技術分野

[0001] 本発明は、モパイル IP通信に係わり、特に、モパイル IP通信システムにおいて通信経路を切り替える技術に係わる。

背景技術

[0002] 近年、移動通信システムが広く普及し、ユーザは「、つでもどこでも通信できる。」を要求するようになってきている。そして、この要求を満たすための技術の 1つとしてモパイル IP通信が注目されている。モパイル IPは、移動体のために開発されたインターネットプロトコルであり、端末が本来のサブネットの外に移動した場合であっても同じ I

Pアドレスを使用できるようにする技術である。なお、モパイル IP通信に関する詳しい説明は、 RFC3344に記載されている。

[0003] 図 1は、一般的なモノィル IP通信システムの構成を示す図である。図 1にお、て、ホームエージェント（HA: Home Agent) 1は、各移動ノードのアドレスおよび位置等を管理する。外部エージェント（FA: Foreign Agent) 2は、エッジノードルータの機能を備え、移動ノードを収容することができる。そして、ホームエージェント 1と外部エージェント 2との間は、 IPネットワーク 3を介して接続されている。

[0004] 各外部エージェント 2 (2a、 2b)は、定期的に、基地局を利用してネットワーク情報を放送する。ネットワーク情報は、そのネットワーク情報の送信元の外部エージェントを識別する情報を含む。そして、移動ノード 4は、新たに受信したネットワーク情報の送信元が先に受信したネットワーク情報の送信元と異なっていた場合に、位置登録を実行する。なお、移動ノード 4の電源が投入されたときも同様に位置登録が実行される。以下、位置登録手順を示す。なお、ここでは、移動ノード 4が外部エージェント 2a にお、て位置登録を行うものとする。

(a)移動ノード 4は、外部エージェント 2aへ位置登録要求を送信する。

(b)位置登録要求を受信した外部エージェント 2aは、その位置登録要求をホームェージェント 1へ転送する。 (c)ホームエージェント 1は、移動ノード 4の位置（すなわち、外部エージェント 2aを識別する情報)を登録し、位置登録応答を返送する。これにより、ホームエージェント 1と外部エージェント 2aとの間の通信路（トンネルパス）が設定される。

(d)外部エージェント 2aと移動ノード 4との間に通信路が設定される。

[0005] 上述の通信路が設定された後、相手ノード（CN： Correspondent Node) 5から移動ノード 4へパケットが送信されるものとする。このとき、ノケットの送信先アドレスには移動ノード 4の IPアドレスが書き込まれるので、このパケットは、ホームエージェント 1へ送られる。そうすると、ホームエージェント 1は、そのパケットを外部エージェント 2aへ転送し、さらに外部エージェント 2aが移動ノード 4へそのパケットを転送する。このように、モパイル IP通信システムにおいては、移動ノード 4が本来のサブネットの外に移動した場合であっても、同じ IPアドレスを使用して通信を行うことができる。

[0006] ところで、モパイル IP通信は、 IPネットワーク技術を基本として、る。ところが、 IPネットワークでは、輻輳あるいは障害が発生したときに通信経路を切り替えることは困難である。輻輳を回避する技術として MPLS—TEが知られている。ただし、この技術を利用するためには、ネットワーク上の各ノードが MPLS—TEを実装し、さらに輻輳を回避するための経路を予め設定しておく必要があるので、容易に導入することは出来ない。このため、モパイル IP通信システムにおいて輻輳または障害が発生すると、迂回経路が存在するにもかかわらず、通信を行えなくなることがある。

[0007] 図 2および図 3は、従来のモパイル IP通信システムの問題を説明する図である。モパイル IP通信システムにおいては、通常、 IPネットワークと同様に、あるノードからその宛先ノードへの通信経路は 1つだけ設定される。すなわち、ノード間には 1つの最適経路のみが設定される。例えば、図 2に示すシステムでは、外部エージェント 2aは、ホームエージェント 1への経路を指示する情報として、次ホップがルータ R1であることを表す情報のみを有している。また、従来のモパイル IP通信システムは、輻輳あるいは障害が発生したときに、別の経路を選択する機能を備えて、な、。

[0008] このため、外部エージェントとホームエージェントとの間の最適経路で輻輳が発生すると、位置登録を行うことができず、通信が継続できなくなるおそれがある。図 2は、外部エージェント 2aからホームエージェント 1への最適経路（ルータ R1を経由する経路)で輻輳が発生している状態を示している。また、外部エージェントとホームエージェントとの間の最適経路上で障害が発生した場合も同様に、通信が継続できなくなるおそれがある。図 3は、最適経路上に存在するルータ Rl、 R3においてループが発生して、る状態を示して、る。

[0009] なお、特許文献 1には、モパイル IP通信システムにお、て障害によって位置登録要求ができなくなる状態を回避する技術が記載されている。このシステムでは、冗長的な構成を導入し、現用系において障害が発生したときに予備系を利用して通信を継続することによって、サービスが中断してしまう時間の短縮を図っている。

特許文献 1：特開 2004 - 120411号公報

発明の開示

[0010] 本発明は、モパイル IP通信において、輻輳または障害が発生した場合であっても確実に位置登録を行えるようにすることである。

本発明のモパイル IP通信システムは、位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備える。各外部エージェントは、前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、受信した位置登録要求を転送する転送手段、を備える。第 1の外部エージェントの転送手段は、その第 1の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態であれば

、その第 1の外部エージェントの格納手段に格納されて、るルーティング情報に従つてその位置登録要求を前記ホームエージェントへ転送する。また、前記第 1の外部ェージェントの転送手段は、その第 1の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態でなければ、受信した位置登録要求を第 2の外部エージェントへ転送する。

[0011] 上記構成のシステムにおいては、移動ノードから位置登録要求を受信した第 1の外部エージェントとホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態でな力つたときには、位置登録要求は、第 2の外部エージェントへ転送され、その第 2の外部エージェントからホームエージェントへ送信される。ここで、第 2の外部エージェントとホームエージェントとの間の通信経路は、第 1の外部エージェントとホームエージェントとの間の通信経路とは異なっており、第 2の外部エージェントは第 1の外部エージェントから受け取った位置登録要求をホームエージェントへ送信することができる。すなわち、ホームエージェントと各外部エージェントとを接続するネットワーク上の通信機器 (例えば、ルータ)の設定を変更することなぐ迂回経路を確立することができる。

[0012] 本発明によれば、モパイル IP通信において、移動ノードから位置登録要求を受信した外部エージェントとその移動ノードのホームエージェントとの間の通信経路上で輻輳または障害が発生した場合であっても、迂回回路を利用して確実に位置登録を行うことができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]一般的なモパイル IP通信システムの構成を示す図である。

[図 2]従来のモパイル IP通信システムの問題を説明する図（その 1)である。

[図 3]従来のモパイル IP通信システムの問題を説明する図（その 2)である。

[図 4]本発明の実施形態のモノル IP通信システムの構成を示す図である。

[図 5]外部エージェントの構成を示す図である。

[図 6]実施形態の位置登録手順を示すフローチャートである。

[図 7]移動ノードから送出される位置登録要求のデータ構造を示す図である。

[図 8]ルーティングテーブルの実施例である。

[図 9]各インターフェースに設けられる送信キューの実施例である。

[図 10]輻輳管理テーブルの実施例である。

[図 11]ベース外部エージェントから隣接外部エージェントへ送信される位置登録要求のデータ構造を示す図である。

[図 12]隣接外部エージェントへの問合せ要求について説明する図である。

[図 13]問合せ応答のデータ構造を示す図である。

[図 14]FA比較テーブルの実施例である。

[図 15]ベース外部エージェントから隣接外部エージェントへ送信される位置登録要求のデータ構造を示す図である。

[図 16]迂回ルートの設定について説明する図である。 [図 17]通信路の状態を示す図である。

[図 18]MN管理テーブルの実施例である。

[図 19]正常経路への回復手順を示すフローチャートである。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 図 4は、本発明の実施形態のモパイル IP通信システムの構成を示す図である。図 4 において、ホームエージェント（HA: Home Agent) 1、 IPネットワーク 3、移動ノード（M N : Mobile Node) 4は、公知の技術により実現される。すなわち、ホームエージェント 1 は、移動ノード 4力送信される位置登録要求を利用してその移動ノード 4の位置を管理する。

[0015] 外部エージェント 6 (6a〜6c)は、移動ノード 4を収容可能なノードであり、エッジノードルータの機能を備える。ホームエージェント 1と外部エージェント 6との間は、 IPネットワーク 3により接続される。 IPネットワーク 3は、多数のコアノードルータにより構成され、公知のルーティングプロトコルに従ってパケットを宛先へ転送する。ここで、送信元ノードから宛先ノードへパケットを送るために設定される通信路 (最適経路）は 1本である。図 4に示す例では、ホームエージェント 1と外部エージェント 6aとの間には 3 本の経路が存在する。そして、外部エージェント 6aからホームエージェント 1へバケツトを送信するための通信路として、それらの中の 1つ（たとえば、ルータ R1を経由する経路）が定義される。なお、ノード間の通信経路を定義するルーティング情報は、予め作成されて各ノードが備えるルーティングテーブルに格納される。

[0016] 各外部エージェント 6は、それぞれ、コアノードルータを介することなぐ 1以上の他の外部エージェントと接続する。すなわち、外部エージェント 6は、それぞれ、ホップ数が 1である複数の外部エージェントと接続する。

[0017] 上記構成のモパイル IP通信システムにおいて、移動ノード 4は、定期的に位置登録要求を送信し、ホームエージェント 1は、その位置登録要求に従って移動ノード 4の位置を管理する。ここで、ホームエージェント 1と外部エージェント 6との間の通信路が正常な状態であれば、位置登録手順は、基本的に、図 1を参照しながら説明した通りである。一方、ホームエージェント 1と外部エージェント 6との間の通信路において輻輳または障害が発生すると、外部エージェント 6は、他の経路を利用して位置登録要求を転送する。ところ力 IPネットワーク上の経路を切り替えるためには、 1または複数のコアルータのルーティングテーブルを更新する必要があり、困難を伴う。そこで、実施形態のモパイル IP通信システムでは、移動ノード 4力位置登録要求を受信した外部エージェント 6 (例えば、 6a)は、ホームエージェント 1への通信路において輻輳または障害が発生していたときには、他の外部エージェント (例えば、 6b)に対して位置登録要求の転送を依頼する。この結果、移動ノード 4の位置登録要求は確実にホームエージェント 1へ転送され、ホームエージェント 1は常に移動ノード 4の位置を管理できるので、移動ノード 4の通信が途切れることはない。

[0018] 図 5は、外部エージェント 6の構成を示す図である。なお、図 5においては、本発明に直接的に係わる要素のみを示す。

外部エージェント 6は、複数のインターフェース（l〜n)を備える。各インターフエ一スは、それぞれ、光ファイバケーブルまたはメタルケーブル等により、対応する 1台のルータまたは 1台の外部エージェントに接続する。なお、図 6では、移動ノード 4との間で信号を送受信する無線回路は省略されて!、る。

[0019] 制御部 11は、外部エージェント 6の動作を制御する。すなわち、制御部 11は、移動ノード力送出された位置登録要求をホームエージェントへ転送する機能、ホームェージェントからトンネルを介して受信した移動ノード宛てのパケットをその移動ノードへ転送する機能などを備える。また、外部エージェント 6は、ルーティングテーブル 12 、輻輳管理テーブル 13、 FA比較テーブル 14、 MN管理テーブル 15を備える。これらのテーブルについては後で詳しく説明する。出力制御部 16は、パケットの出力を制御する。また、出力制御部 16は、インターフェース毎に輻輳状態を検出する。輻輳状態は、インターフェース毎に設けられている送信キュー (バッファメモリ）に格納されているパケット量 (すなわち、キューの使用率）に基づいて判断される。

[0020] 図 6は、実施形態の位置登録手順を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、移動ノード 4から位置登録要求を受信した外部エージェント 6によって実行される。なお、以下の説明において、移動ノード 4から位置登録要求を受信した外部エージェントのことを「ベース外部エージェント」と呼ぶことがある。

[0021] <ステップ a> 外部エージェント 6は、定期的に、基地局を介してネットワーク情報を放送する。ネットワーク情報は、位置情報であり、そのネットワーク情報の送信元である外部エージェントを識別する情報を含んでいる。したがって、移動ノード 4は、ネットワーク情報に基づ、てその移動ノードを収容して、る外部エージェントを認識することができる。そして、移動ノード 4は、新たに受信したネットワーク情報の送信元が先に受信したネットワーク情報の送信元と異なって、た場合には、位置登録要求を生成して送信する。そして、外部エージェント 6は、移動ノード 4から位置登録要求を受信すると、ステップ bへ進む。なお、移動ノード 4は、電源投入時にも位置登録要求を送信する。また、実施形態のモパイル IP通信システムでは、外部エージェントは、他の外部エージェントから位置登録要求を受信することがある。

[0022] 図 7は、移動ノード 4から外部エージェント 6へ送信される位置登録要求のデータ構造を示す図である。ここで、位置登録要求は、 IPパケットに格納されて伝送される。 IP ヘッダは、送信元アドレスおよび送信先アドレスを格納する領域を備える。送信元ァドレスは、位置登録要求を送信した移動ノード 4の IPアドレスである。また、送信先ァドレスは、移動ノード 4を収容する外部エージェント 6の IPアドレスである。 UDPヘッダは、宛先ポート番号を格納する領域を備える。宛先ポート番号には、モパイル IPを識別値が設定される。モパイル IPデータ領域には、メッセージタイプ (位置登録要求）、ホームアドレス (位置登録要求を送出した移動ノード 4の IPアドレス）、 HAアドレス（ホームエージェント 1の IPアドレス）、気付けアドレス CoA (位置登録要求を受信すべき外部エージェント 6の IPアドレス）などが格納される。

[0023] <ステップ b>

ベース外部エージェントの制御部 11は、受信した位置登録要求を解析し、その位置登録要求を転送すべきホームエージェントを検出する。ここで、実施形態のモバイル IP通信システムは、複数のホームエージェントを備えている。ただし、各移動ノードは、それぞれ予め決められた 1つのホームエージェントによって管理される。そして、ベース外部エージェントは、ルーティングテーブル 12を参照し、検出したホームエージェントにパケットを送信するためのインターフェースを特定する。

[0024] 図 8は、ルーティングテーブル 12の実施例である。ルーティングテーブル 12には、送信先ネットワーク毎に、メトリック、次ホップ、出力インターフェースが登録されている。メトリックは、送信先ネットワークまでの経路において発生するコストを表し、送信先ネットワークまでのホップ数および送信先ネットワークまでの回線の帯域などに応じて計算される。出力インターフェースは、次ホップにより指定されるノードに接続する回線を表す。

[0025] <ステップ c >

制御部 11および出力制御部 16は、ステップ bで特定されたインターフェースの輻輳状態をチェックする。各インターフェースには、それぞれ送信キューが設けられている。送信キューは、図 9に示すように、 FIFOメモリであり、次ホップに出力すべきパケットを一時的に格納する。また、送信キューには、輻輳発生閾値および輻輳解消閾値が設定されている。出力制御部 16は、それらの閾値を利用してインターフェース毎に輻輳状態を監視する。すなわち、送信キューの使用率が輻輳発生閾値 (例えば、 7 0%)を超えると検出タイマが起動する。そして、その使用率が輻輳発生閾値を超えている状態が所定時間（例えば、 30秒)継続すると、輻輳が発生したものと判断して対応する輻輳フラグを設定する。なお、 IPネットワークのトラヒックはバースト性を有するので、送信キューの使用率はしばしば瞬間的に増大する。そして、後で詳しく説明するが、ホームエージェント 1への経路において輻輳が検出されると、位置登録要求を転送するための経路が切り替えられる。よって、このタイマ値は、輻輳に起因する経路切替えが必要以上に発生しな、ように適切に設定される。

[0026] 輻輳が緩和され、送信キューの使用率が輻輳解消閾値 (例えば、 30%)を下回ると、解除タイマが起動する。そして、その使用率が輻輳解消閾値を下回る状態が所定時間（例えば、 30秒)継続すると、輻輳が解消したものと判断して輻輳フラグをクリアする。

[0027] 図 10は、輻輳管理テーブル 13の実施例である。輻輳管理テーブル 13は、インタ一フェース毎に、送信キューの使用率、輻輳が発生したことを検出するための検出タイマの時間情報、輻輳が解消したことを検出するための解除タイマの時間情報、及び幅輳フラグを管理する。そして、輻輳管理テーブル 13は、定期的に更新される。図 10に示す実施例では、インターフェース 1においては、キュー使用率が輻輳発生閾値よりも低いので、検出タイマは起動していない。インターフェース 2においては、キュ一使用率が輻輳発生閾値を超えているので、検出タイマが起動している。ただし、タイマが未だ満了していないので、輻輳フラグは設定されていない。インターフェース 3 においては、キュー使用率が輻輳発生閾値を超えており、かつ、検出タイマが既に満了しているので、輻輳フラグが設定されている。

[0028] 外部エージェント 6は、上述のようにしてインターフェース毎に輻輳を検出することができる。そして、制御部 11は、輻輳管理テーブル 13を参照することにより、ホームェージェント 1への通信路にお、て輻輳が発生して、るか否かをチェックする。輻輳が発生して!/ヽる場合にはステップ dへ進み、輻輳が発生してヽな、場合にはステップ i に進む。

[0029] <ステップ i>

ベース外部エージェントからホームエージェント 1への通信路において輻輳が発生していない場合、ベース外部エージェントは、通常のモパイル IP手順に従って、位置登録要求をホームエージェント 1へ送信する。このとき、ベース外部エージェントは、自分のルーティングテーブルを参照して位置登録要求を送出すべきインターフエ一スを検出する。なお、位置登録要求を格納するパケットは、図 11に示すように、基本的に、移動ノード 4力も外部エージェントへ位置登録要求を伝送するパケットと同じである。ただし、ベース外部エージェントからホームエージェント 1へ位置登録要求を伝送するパケットにおいては、送信元アドレスとしてベース外部エージェントの IPァドレスが設定され、送信先アドレスとしてホームエージェント 1の IPアドレスが設定される。

[0030] 位置登録要求は、送信先アドレスに従ってホームエージェント 1へ転送される。ホームエージェント 1は、位置登録要求を受信すると、対応する登録手順を実行した後、位置登録応答を返送する。

[0031] <ステップ j >

ベース外部エージェントは、所定時間内に位置登録応答を受信できる力否かをチエックする。所定時間内に位置登録応答を受信した場合は、位置登録が成功したと判断し、ステップ hへ進む。一方、所定時間内に位置登録応答を受信できなかった場合は、ベース外部エージェントとホームエージェント 1との間で障害が発生している可能性があるので、ベース外部エージェントは位置登録要求を再送する。そして、所定回数 (例えば、 3回）の再送を行ったにも力かわらず位置登録応答を受信できなかつたときは、ベース外部エージェントとホームエージェント 1との間で障害が発生してヽると判断し、ステップ dへ進む。

[0032] <ステップ d>

ステップ dは、ベース外部エージェントからホームエージェント 1への通信路が輻輳している場合、およびベース外部エージェントとホームエージェント 1との間の通信路にお、て障害が発生して、る場合に実行される。

[0033] 上述の輻輳または障害が発生している場合、ベース外部エージェントは、隣接外部エージェントに対して問合せ要求を送信する。問合せ要求は、マルチキャストにより送信される。図 12に示す例では、外部エージェント 6aが移動ノード 4力も位置登録要求を受け取ったとき、外部エージェント 6aからホームエージェント 1への通信路において輻輳が発生している。この場合、外部エージェント 6aは、ベース外部エージェントであり、隣接外部エージェント 6b〜6gに対して問合せ要求を送信する。ここで、隣接外部エージェントとは、ベース外部エージェントから 1ホップで到達可能な外部ェージェントを意味する。すなわち、問合せ要求は、 TTL= 1のパケットで到達可能な範囲に設けられている外部エージェントに送信される。この方式によれば、ベース外部エージェントが隣接外部エージェントに対して位置登録要求の転送を依頼するシ一ケンスにお、て、既存の IP技術との互換性が確保される。

[0034] 問合せ要求を受信した隣接外部エージェントは、それぞれ、ホームエージェント 1までの通信経路のメトリック、およびホームエージェント 1への通信経路の輻輳状態をチエックする。ここで、ホームエージェント 1までの通信経路のメトリックは、予め計算されて図 8に示すルーティングテーブルに格納されている。また、ホームエージェント 1への通信経路の輻輳状態は、対応するインターフェースのキュー使用率により表され、図 10に示す輻輳管理テーブルに書き込まれている。そして、問合せ要求を受信した隣接外部エージェントは、それぞれ、図 13に示す問合せ応答をベース外部エージェントに返送する。なお、図 13は、外部エージェント 6bから外部エージェント 6aに返送される問合せ応答の例を示してヽる。 [0035] 隣接外部エージェントは、ホームエージェント 1への経路情報を有していない場合（すなわち、ホームエージェント 1までの到達性がない場合）、或いは、ホームエージェント 1への通信路において輻輳が発生している場合には、ベース外部エージェントに問合せ応答を返送しないようにしてもよい。この方式を採用すれば、不要な通信負荷を抑えることができる。また、隣接外部エージェントは、ホームエージェント 1への最適経路の次ホップがベース外部エージェントであった場合には、ルーティングループの形成を回避するために、問合せ要求に対して応答しない。このように、ベース外部ェージェントは、ホームエージェント 1へ位置登録要求を転送することができる隣接外部エージェントのみから問合せ応答を受信することになる。

[0036] <ステップ e>

ベース外部エージェントの制御部 11は、隣接外部エージェントからの問合せ応答を収集する。このとき、 1以上の隣接外部エージェントから問合せ応答を受信した場合には、ステップ fに進む。一方、いずれの隣接外部エージェントからも問合せ応答を受信できな力つたときは、ステップ kに進む。

[0037] <ステップ f>

ベース外部エージェントの制御部 11は、問合せ応答を受信すると、図 14に示す F A比較テーブルを作成する。図 14において、「HAまでのメトリック」は、応答外部エージェントからホームエージェント 1までの通信経路のメトリックであり、問合せ応答により通知される。「キュー使用状況」は、応答外部エージェントからホームエージェント 1への通信路の輻輳状態を表し、問合せ応答により通知される。「応答 FAまでのメトリック」は、ベース外部エージェントから応答外部エージェントまでの通信経路のメトリックであり、予め計算されている。「総メトリック」は、「HAまでのメトリック」と「応答 FAまでのメトリック」との和である。

[0038] 続ヽて、制御部 11は、作成した FA比較テーブルを参照し、位置登録要求の転送を依頼すべき外部エージェントを選択する。この場合、総メトリックが最も小さい隣接外部エージェントが選択される。すなわち、ベース外部エージェントからホームエージェント 1までのネットワーク距離が最小となるような外部エージェントが選択される。なお、 2以上の隣接外部エージェントについての総メトリックが等しい場合には、キュー使用率が最も低い外部エージェントが選択される。図 14に示す実施例では、 4台の隣接外部エージェント（6b、 6c、 6e、 6f)の中力もの外部エージェント 6fが選択されることになる。

[0039] <ステップ g>

ベース外部エージェントの制御部 11は、ステップ fで選択した隣接外部エージェントに対して位置登録要求を送信する。ベース外部エージェントから隣接外部エージェントへ送信される位置登録要求は、図 15に示すように、基本的に、移動ノード 4から外部エージェントへ位置登録要求を伝送するパケットと同じである。ただし、ベース外部エージェントから隣接外部エージェントへ位置登録要求を伝送するパケットにおいては、送信元アドレスとして移動ノード 4の IPアドレスが設定され、送信先アドレスとしてその隣接外部エージェントの IPアドレスが設定される。

[0040] くステップ h>

ステップ hでは、ホームエージェント 1とベース外部エージェントとの間に通信路が設定される。ここで、ホームエージェント 1とベース外部エージェントとの間の通信路の状態が正常であれば (ステップ j： Yes)、通常のモパイル IP手順に従ってトンネルが設定される。すなわち、ホームエージェント 1とベース外部エージェントとの間にモバイル IPトンネルが設定される。

[0041] 一方、ホームエージェント 1とベース外部エージェントとの間の通信路において輻輳が発生している場合 (ステップ c : Yes)、またはその通信路において障害が発生している場合 (ステップ j : No)には、ベース外部エージェントの制御部 11は、 MN管理テ一ブル 15を利用して迂回ルートを定義する。これにより、ベース外部エージェントと隣接外部エージェントとの間に移動ノード 4のための通信路が確立される。

[0042] <隣接外部エージェントの動作 >

ベース外部エージェントにより選択された隣接外部エージェントは、そのベース外部エージェントから位置登録要求を受信する。このとき、受信する位置登録要求は、図 15に示すように、その送信元アドレスとして移動ノード 4の IPアドレスが設定されている。よって、この隣接外部エージェントは、移動ノード 4から位置登録要求を受信したベース外部エージェントと同じ動作を行う。すなわち、この隣接外部エージェントも、図 6に示すフローチャートの処理を実行する。そうすると、この隣接外部エージェントは、ステップ iにおいて位置登録要求をホームエージェント 1へ送信する。そして、ホームエージェント 1から隣接外部エージェントに位置登録応答が返送されると、図 16 に示すように、ホームエージェント 1と隣接外部エージェントとの間に移動ノード 4のためのモパイル IPトンネルが設定される。ここで、ベース外部エージェントと隣接外部ェージェントとの間には、上述したように、移動ノード 4のための通信路が確立されている。よって、移動ノード 4は、ベース外部エージェントおよび隣接外部エージェントを介してホームエージェント 1に接続し、その通信路を利用して通信を行うことができる

[0043] くステップ k>

ステップ kは、ベース外部エージェントから隣接外部エージェントに問合せ要求を送信したにもかかわらず、いずれの隣接外部エージェントからも問合せ応答を受信できな力つた場合に実行される。すなわち、ステップ kは、迂回ルートが見つからないときに実行される。この場合、ベース外部エージェントは、通常のモパイル IP手順に従つて位置登録要求をホームエージェントに送信する。

[0044] <ステップ 1>

ステップ kにおいて送信した位置登録要求に対応する位置登録応答を受信できた場合には、輻輳が発生しているもののホームエージェント 1との通信は可能と判断する。この場合、ステップ hにおいて通常のモパイル IP手順に従って、移動ノードのためのトンネルを設定する。

[0045] <ステップ m>

ステップ kにおいて送信した位置登録要求に対応する位置登録応答を受信できな力つた場合には、位置登録ができな、と判断する。

[0046] <具体的な実施例 >

図 17に示すモパイル IP通信システムは、 3台の外部エージェント 6a、 6c、 6fを備える。外部エージェント 6a、 6c間、および外部エージェント 6a、 6f間は、互いに 1ホップであるものとする。ホームエージェント 1は、移動ノード 4a、 4b、 4cの位置を管理する。そして、移動ノード 4a、 4b、 4cは、外部エージェント 6aの通信エリアにおいて位置登録要求を送信するものとする。すなわち、外部エージェント 6aは、移動ノード 4a、 4 b、 4cに対してベース外部エージェントとして動作し、外部エージェント 6c、 6fは、その隣接エージェントとして動作する。さらに、外部エージェント 6aとホームエージェント 1との間の通信路が輻輳しているものとする。

[0047] 図 18は、外部エージェント 6aの MN管理テーブル 15の実施例である。移動ノード 4 a (MNa)に対しては「隣接 FA」は設定されていない。この場合、移動ノード 4aのためのモパイル IPトンネルは、本来の通信経路上に設定される。すなわち、輻輳している通信経路が選択される。移動ノード 4b (MNb)に対しては「隣接？八=?八じ」が設定されている。この場合、移動ノード 4bのためのモパイル IPトンネルは、ホームエージェント 1と外部エージェント 6cとの間に設定される。同様に、移動ノード 4cのためのモバィル IPトンネルは、ホームエージェント 1と外部エージェント 6fとの間に設定される。

[0048] 外部エージェント 6aは、移動ノード 4a〜4cから位置登録要求（あるいは、送信データ）を受信すると、 MN管理テーブル 15に「隣接 FA」が指定されているカゝ否かをチェックする。そして、「隣接 FA」が指定されていれば、受信した位置登録要求を指定されている外部エージェントへ転送する。例えば、移動ノード 4bから位置登録要求を受信したときは、外部エージェント 6aは、その要求を外部エージェント 6cへ転送する。一方、「隣接 FA」が指定されていなければ、通常のモパイル IP手順と同様に、ルーティングテーブル 12が参照される。例えば、移動ノード 4aから位置登録要求を受信したときは、外部エージェント 6aは、ルーティングテーブル 12において定義されているインターフェースを介してその要求を送信する。なお、移動ノード宛てにパケットを受信したときもこの MN管理テーブル 15が参照される。このように、実施形態の外部エージェントによれば、移動ノード毎に最適な回避経路を選択することができる。

[0049] <輻輳の解消 >

移動ノード 4は、定期的に、位置登録更新要求を送信する。外部エージェント 6は、ステップ nにお、てこの位置登録更新要求を受信すると、ステップ oにお、てルーティングテーブル 12を参照し、正常時におけるホームエージェント 1への出力インターフエースを特定する。続いて、ステップ pにおいて、特定したインターフェースが輻輳している力否かをチェックする。輻輳が継続していれば、 MN管理テーブル 15を参照し、指定されている隣接外部エージェントへその位置登録更新要求を転送する。一方、輻輳が解消していれば、ステップ qにおいて、ルーティングテーブル 12に従ってホームエージェント 1へ位置登録更新要求を送信する。そして、ホームエージェントェから更新応答を受信すると、ステップ rにおいて正常時の通信路を設定する。このとき、 MN管理テーブル 15におヽて移動ノード 4に対応する「隣接 FA」を削除する。 <その他の実施形態 >

上述の実施例では、図 6に示すフローチャートのステップ d〜fにおいて、複数の隣接外部エージェントの中力位置登録要求を転送すべき 1つの外部エージェントを選択している力本発明は必ずしもこの手順を必要とするものではない。すなわち、輻輳が発生したときに位置登録要求を転送すべき外部エージェントは、予め固定的に決められていてもよい。

[0050] また、上述の実施例では、ベース外部エージェントとホームエージェントとの間の通信路において輻輳または障害が発生していたときに、そのベース外部エージェントに隣接する外部エージェントからホームエージェントへ位置登録要求が送信されるが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、移動ノードから送出される位置登録要求は、ベース外部エージェントおよび 2以上の他の外部エージェントを介してホームエージェントへ転送されるようにしてもよ、。

[0051] さら〖こ、上述の実施例では、モノくィル IP通信システムにおける構成および手順を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、移動端末の位置をサーバに登録する移動通信システムにおいて、その位置登録に基づいてサーバと移動端末との間に通信トンネルを設定する手順に適用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモノィル IP通信システムであつて、

前記各外部エージェントは、

前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、

前記ルーティング情報により表される前記ホームエージェントへの通信経路の状態を検出する検出手段と、

受信した位置登録要求を転送する転送手段、を備え、

第 1の外部エージェントの転送手段は、その第 1の外部エージェントと前記ホームェージェントとの間の通信経路が正常な状態であれば、その第 1の外部エージェントの格納手段に格納されているルーティング情報に従ってその位置登録要求を前記ホームエージェントへ転送し、

前記第 1の外部エージェントの転送手段は、その第 1の外部エージェントと前記ホームエージェントとの間の通信経路が正常な状態でなければ、受信した位置登録要求を第 2の外部エージェントへ転送する

ことを特徴とするモパイル IP通信システム。

[2] 請求項 1に記載のモパイル IP通信システムであって、

前記第 1の外部エージェントの検出手段は、前記ホームエージェントへの通信経路を介して送信すべきパケットを格納するバッファメモリの使用率に基づいてその通信経路が輻輳してヽるか否かを検出する

ことを特徴とするモパイル IP通信システム。

[3] 請求項 1に記載のモパイル IP通信システムであって、

前記第 1の外部エージェントは、

他の複数の外部エージェントに対して、前記ホームエージェントへの通信経路の状態を問い合わせる問合せ手段と、

前記問合せ手段による問合せに対する応答に基づ!/、て前記第 2の外部エージェントを選択する選択手段、をさらに備える

ことを特徴とするモパイル IP通信システム。

[4] 請求項 3に記載のモパイル IP通信システムであって、

前記問合せ手段は、他の複数の外部エージェントに対して、前記ホームエージェントへの通信経路のメトリックを問、合わせ、

前記選択手段は、前記ホームエージェントへの通信経路のメトリックが最小となる外部エージェントを前記第 2の外部エージェントとして選択する

ことを特徴とするモパイル IP通信システム。

[5] 請求項 4に記載のモパイル IP通信システムであって、

前記問合せを受けた他の外部エージェントは、前記ホームエージェントへの通信経路が輻輳して、な、場合に限って、前記第 1の外部エージェントに対して応答することを特徴とするモパイル IP通信システム。

[6] 請求項 1に記載のモパイル IP通信システムであって、

前記第 1の外部エージェントと前記第 2の外部エージェントとの間のホップ数は 1である

ことを特徴とするモパイル IP通信システム。

[7] 請求項 1に記載のモパイル IP通信システムであって、

前記第 1の外部エージェントの転送手段は、前記位置登録要求を前記第 2の外部エージェントへ転送するためのパケットの送信元アドレスとして前記移動ノードの IPァドレスを設定する

ことを特徴とするモパイル IP通信システム。

[8] 請求項 1に記載のモパイル IP通信システムであって、

前記第 1の外部エージェントは、位置登録要求の転送先の外部エージェントを移動ノード毎に管理する管理手段をさらに備え、

前記転送手段は、移動ノード毎に、前記管理手段を参照して転送処理を実行することを特徴とするモパイル IP通信システム。

[9] 位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモノィル IP通信システムであつて、

前記各外部エージェントは、

前記ホームエージェントへの通信経路が正常な状態であれば、前記移動ノードから受信した位置登録要求を前記ルーティング情報に従って転送し、前記ホームエージェントへの通信経路において輻輳または障害が発生していたときは、前記移動ノードから受信した位置登録要求を他の外部エージェントに転送する転送手段、を備えることを特徴とするモパイル IP通信システム。

[10] 位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモノィル IP通信システムにおいて使用される前記複数の外部エージェントの中の任意の外部エージェントであって前記ホームエージェントへの通信経路を表すルーティング情報を格納する格納手段と、

前記ホームエージェントへの通信経路が正常な状態であれば、前記移動ノードから受信した位置登録要求を前記ルーティング情報に従って転送し、前記ホームエージェントへの通信経路において輻輳または障害が発生していたときは、前記移動ノードから受信した位置登録要求を他の外部エージェントに転送する転送手段、を有することを特徴とする外部エージェント。

[11] 位置登録要求に従って移動ノードの位置を管理するホームエージェントおよび移動ノードを収容可能な複数の外部エージェントを備えるモノィル IP通信システムにおける位置登録方法であって、

移動ノードが第 1の外部エージェントへ位置登録要求を送信するステップと、前記第 1の外部エージェントから前記ホームエージェントへの最適通信経路の状態を検出するステップと、

前記最適通信経路の状態が正常な状態であったときに、前記第 1の外部エージントから前記ホームエージェントへその最適通信経路を介して前記位置登録要求を送信するステップと、

前記最適通信経路の状態が正常な状態でな力つたときに、前記第 1の外部エージェントから第 2の外部エージェントへ前記位置登録要求を転送するステップと、前記第 2の外部エージェントから前記ホームエージェントへ前記位置登録要求を送信するステップ、

を有することを特徴とする位置登録方法。