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KR20030080237A - 이동 단말기 관리 시스템, 이동 단말기, 에이전트 및프로그램 - Google Patents

이동 단말기 관리 시스템, 이동 단말기, 에이전트 및프로그램 Download PDF

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KR20030080237A
KR20030080237A KR10-2003-7011323A KR20037011323A KR20030080237A KR 20030080237 A KR20030080237 A KR 20030080237A KR 20037011323 A KR20037011323 A KR 20037011323A KR 20030080237 A KR20030080237 A KR 20030080237A
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KR
South Korea
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mobile terminal
address
communication
node
mobile
Prior art date
Application number
KR10-2003-7011323A
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Inventor
마사히꼬 야하기
Original Assignee
닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Publication date
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Priority claimed from JP2001071882A external-priority patent/JP3555587B2/ja
Application filed by 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 filed Critical 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Publication of KR20030080237A publication Critical patent/KR20030080237A/ko
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Abstract

복수의 무선 기지국(12∼15)을 묶은 형태로 제공하고, 무선 기지국을 통하여 접속되는 이동 단말기(31, 32)와의 사이에서 무선 액세스 링크의 설정과 관리를 행하는 제1 노드(16)와, IP 코어 네트워크(21)를 접속하는 게이트웨이 라우터 기능을 제공함과 함께 이동 단말기(31, 32)의 홈 에이전트 기능을 제공하는 제2 노드(18)를 포함하는 이동체 통신 서비스를 제공하는 이동체 통신 네트워크에 있어서, 감시 장치(19)로 각 이동 단말기(31, 32)의 이동 특성을 모니터한다. 이동이 적은 이동 단말기(31)에 대해서는, 그 외부 에이전트 기능을 무선 기지국(12)에 두고, 이동이 많은 이동 단말기(32)는 그 외부 에이전트 기능을 제1 노드(17)에 둠으로써, 외부 에이전트 기능이 제1 노드(16, 17)에 집중하는 것을 방지한다.
이동 단말기 MN은 접속하는 외부 링크로 이동한 것을 검지하면 새로운 c/o 어드레스를 획득하여(S101), 통신 상대 리스트를 첨부한 바인딩 갱신 요구를 홈 에이전트 HA로 송신한다(S102). 홈 에이전트 HA는, 통신 상대 리스트 중의 각 통신 상대 CN1∼CNm에 대하여 이동 단말기 MN 새로운 c/o 어드레스와 홈 어드레스의 쌍을 통지하는 바인딩 갱신 요구를 송신한다(S103). 각 통신 상대 CN1∼CNm은 바인딩 캐쉬를 갱신하여, 이동 단말기 MN에 패킷을 보낼 때에는, 최초의 패킷으로부터 c/o 어드레스에 대하여 직접 송신한다(S106).

Description

이동 단말기 관리 시스템, 이동 단말기, 에이전트 및 프로그램{MOBILE TERMINAL MANAGEMENT SYSTEM, MOBILE TERMINAL, AGENT, AND PROGRAM}
Mobile IP는, 이동 단말기가 원래 접속되어 있던 서브 네트워크로부터 다른 서브 네트워크로 이동했을 때에, 이동 단말기의 IP 어드레스의 변경을 수반하지 않고서 통신 상대와 통신을 행할 수 있는 것을 목적으로 한다. 이 Mobile IP에서는, 휴대 정보 단말기 등 빈번히 돌아다니고 그 접속 서브 네트워크가 변하는 노드를 이동 단말기(Mobile Node; MN으로 약칭함), 이동 단말기가 원래 접속되어 있던 서브 네트워크를 홈 링크(Home Link; HL로 약칭함), 홈 링크에 존재하고 이동 단말기가 없는 동안 담당하는 노드를 홈 에이전트(Home Agent; HA로 약칭함), 이동 단말기가 실제로 연결되는 서브 네트워크를 외부 링크(Foreign Link; FL로 약칭함), 외부 링크에 존재하고 이동 단말기가 그 외부 링크에 있는 동안 담당(look after)하는 노드를 외부 에이전트(Foreign Agent; FA로 약칭함), 이동 단말기가 외부 링크에 할당된 어드레스를 c/o 어드레스(Care-Of address, COA로 약칭함), 접속 서브 네트워크에 의존하지 않고 이동 단말기에 일의적으로 할당된 어드레스를 홈 어드레스(home address)라고 부른다. 이동 단말기의 통신 상대(Correspondence Node; CN으로 약칭함)에는 다른 이동 단말기 이외에 고정 단말기도 포함되는 Mobile IP, Mobile IPv4, IPv6 프로토콜에 의한 네트워크에서는, 일반적으로 이하와 같은 처리가 행해진다.
Mobile IP에서의 처리는 이하와 같다.
(1) 이동 단말기가 홈 링크에 있는 경우
이 경우에는 통상의 TCP/IP와 동일한 상태이고, 이동 단말기는 통신 상대와 통상과 동일한 방법으로 통신을 행한다.
(2) 이동 단말기가 홈 링크 이외에 있는 경우
이동 단말기가 홈 링크 이외에 있는 것을 알았을 때, 홈 어드레스에 대한 패킷 전체를 자 단말기로 전송받기 위해서, 외부 에이전트를 통하여 홈 에이전트에 대하여 새로운 c/o 어드레스를 통지하는 홈 레지스트레이션(Home Registration)을 행한다.
(2-1) 패킷의 도착
통신 상대로부터 송출되어 홈 어드레스를 향하는 패킷은 통상의 IP 라우팅의 메커니즘에 따라 홈 링크까지 도착한다. 홈 에이전트는 Proxy ARP 등의 방법으로 이 패킷을 포착하여, 이동 단말기가 있는 네트워크의 외부 에이전트를 향하여 터널링을 이용하여 전송함으로써, 이동 단말기에 패킷을 보낸다.
(2-2) 패킷의 송출
이동 단말기로부터 통신 상대에게 패킷을 송출할 때는, IP 헤더의 소스 어드레스는 홈 어드레스 그대로 송신한다. 도중에 어떠한 에러가 발생한 경우, 홈 어드레스에 보내지기 때문에, 결과적으로 전술한 메커니즘을 이용하여 이동 단말기로 돌아온다.
그런데, 보다 고속이고 광대역의 이동체 통신 서비스에 대응하는 차세대 이동체 통신 시스템 「IMT2000」의 표준화의 검토가 진행되고 있으며, 주요한 서비스의 하나로 IP 패킷 통신의 제공이 있다. 그리고, 이 IMT2000 네트워크상에서의 이동 단말기의 위치 관리 방법으로서, 상술한 Mobile IP의 적용이 검토되고 있다.
도 9에 IMT2000 네트워크에서 상정되어 있는 IP 패킷망의 네트워크 구성을 도시한다. 도 9에서, 이동 단말기(1121, 1122)는 IMT2000의 IP 패킷망이 관리 주체가 되어 할당된 IP 어드레스(홈 어드레스)를 갖고, 무선 기지국(1102∼1105)을 통하여 이동하는 곳의 패킷 데이터 서포트 노드(PDSN: Packet Data Support Node)(1106, 1107)와의 사이에서 무선 액세스 링크의 설정과 관리를 행한다.
패킷 데이터 게이트웨이 노드(PDGN: Packet Data Gateway Node)(1108)는, IMT2000 패킷망과 인터넷 등의 IP 코어 네트워크(1111)를 접속하는 게이트웨이 라우터 기능을 제공함과 함께, Mobile IP의 홈 에이전트 기능을 제공한다.
패킷 데이터 서포트 노드(1106, 1107)는, IMT2000 패킷망 내의 특정 에리어마다 존재하며, 임의의 일정수의 무선 기지국(1102∼1105)을 묶은 형태로 제공한다. 이 패킷 데이터 서포트 노드(1106, 1107)는 무선 기지국(1102∼1105)을 통하여 접속되는 이동 단말기(1121, 1122)와의 사이에서, 무선 액세스 링크의 설정과 관리를 행함과 함께, Mobile IP의 외부 에이전트 기능을 제공한다. 또한 패킷 데이터 서포트 노드(1106, 1107)는, 이동 단말기(1121, 1122)로부터 송신되는 패킷에 대한 디폴트 라우터의 역할도 제공한다.
이와 같이 구성된 IMT2000 네트워크에서는 이하와 같은 처리가 행해진다.
우선, 이동 단말기(1121)는, 무선 기지국마다 일의적으로 결정되는 패킷 데이터 서포트 노드(1106)와의 사이에서, 무선 액세스 링크를 설정하여, Mobile IP 등록 요구를 송신한다. 패킷 데이터 서포트 노드(1106)는, 이 Mobile IP 등록 요구를 수신하여 패킷 데이터 게이트웨이 노드(1108)에 전송한다. 패킷 데이터 게이트웨이 노드(1108)는, Mobile IP 등록 요구를 수신하면, 이동 단말기(1121)의 IP 어드레스와 현재 접속되어 있는 패킷 데이터 서포트 노드(1106)의 IP 어드레스와의 대응을 관리하여, Mobile IP 등록 응답을 패킷 데이터 서포트 노드(1106)에 돌려준다. 패킷 데이터 서포트 노드(1106)는, 수신한 Mobile IP 등록 응답을 이동 단말기(1121)에 전송하고, 이동 단말기(1121)의 IP 어드레스와 무선 액세스 링크의 링크 ID와의 대응을 관리한다.
IP 코어 네트워크(1111)에 접속된 통신 상대(1112)로부터 이동 단말기(1121)에 대하여 송신된 IP 패킷은, 모두 패킷 데이터 게이트웨이 노드(1108)에서 포착되어, 이동 단말기(1121)의 외부 에이전트 기능을 갖는 패킷 데이터 서포트 노드(1106)까지 IP 터널링에 의해 전송된다. 패킷 데이터 서포트 노드(1106)는,IP 터널링된 IP 패킷의 내용을 복원하여, 대응하는 링크 ID를 갖는 무선 액세스 링크를 통하여 이동 단말기(1121)에 전송한다. 한편, 이동 단말기(1121)로부터 통신 상대(1112)에 대하여 송신된 IP 패킷은, 패킷 데이터 서포트 노드(1106)가 수신처에 대응하여 라우팅하여, 전송한다. 또한, 이동 단말기(1121)로부터 다른 이동 단말기(1122)에 대하여 송신된 IP 패킷은, 송신원의 이동 단말기(1121)의 외부 에이전트 기능을 갖는 패킷 데이터 서포트 노드(1106)로부터 패킷 데이터 게이트웨이 노드(1108)까지 라우팅되어, 패킷 데이터 게이트웨이 노드(1108)로부터 송신처의 이동 단말기(1122)의 외부 에이전트 기능을 갖는 패킷 데이터 서포트 노드(1107)에 IP 터널링되어, 최종적으로 이동 단말기(1122)에 보내진다.
이동 단말기를 취급하는 네트워크의 프로토콜에는, Mobile IPv4, Mobile IPv6이 있다. 동 프로토콜에서는, 단, Mobile IPv6에서는 외부 에이전트적인 역할은 이동 단말기 본체나 IPv6 메커니즘에서 흡수할 수 있기 때문에, 존재하지 않는다.
Mobile IPv4, IPv6 프로토콜에 의한 네트워크에서는, 이하와 같다.
(1) 이동 단말기가 홈 링크에 있는 경우
이 경우에는 통상의 TCP/IP와 동일한 상태이고, 이동 단말기는 통신 상대와 통상과 동일한 방법으로 통신을 행한다.
(IPv6인 경우는 이동 단말기가 홈 에이전트에 대하여 직접 등록 의뢰를 행한다.)
(2-1) 패킷의 도착
IPv6인 경우, 터널링된 패킷을 수신한 이동 단말기는, 그 패킷을 송출한 통신 상대에 대하여 새롭게 등록 의뢰를 행하여 c/o 어드레스를 통지하고, 이후, 그 통신 상대는 그 이동 단말기에 대해서는 그 c/o 어드레스를 사용하여 직접 패킷을 송신한다.
(2-2) 패킷의 송출
IPv6인 경우는, 소스 어드레스에는 c/o 어드레스를 설정하고, 홈 어드레스는 새롭게 정의된 목적지(Destination) 옵션으로 나타난다.
발명이 해결하고자 하는 과제
Mobile IP에서는, 상술한 바와 같이, IMT2000 네트워크로 상정되어 있는 IP 패킷망의 네트워크 구성에서는, 임의의 일정수의 무선 기지국을 묶은 형태로 제공하는 패킷 데이터 서포트 노드로 하여금 이동 단말기의 외부 에이전트 기능을 갖게 하도록 하고 있다. 이 때문에, 패킷 데이터 서포트 노드 부하의 무선 기지국으로 커버되는 에리어 내에 있는 복수의 이동 단말기에 대하여, 외부 인터넷으로부터 IP 패킷이 일제히 도착하면, 패킷 데이터 서포트 노드의 부하가 급증하는 문제가 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 이동 단말기의 외부 에이전트 기능을 제공하는 노드에의 부하 집중을 억제하는 것에 있다.
또한, Mobile IPv4, IPv6 프로토콜에 따른 네트워크에서는,
IPv4 프로토콜인 경우, 이동 단말기로의 패킷은 반드시 홈 에이전트를 통하여 보내지기 때문에, 소위 트라이앵글 라우팅의 문제가 있다. IPv6의 경우에는 이문제를 해결하기 위해서, 이동 단말기가 터널링된 패킷을 수신했을 때, 통신 상대가 c/o 어드레스를 모른다고 판단하여 그 통신 상대에 대하여 바인딩 갱신 옵션으로 c/o 어드레스를 통지하고, 통신 상대는 그 c/o 어드레스를 사용하여 직접 패킷을 송신한다. 그러나, 이동 단말기의 c/o 어드레스를 모르는 통신 상대로부터 송출되는 최초의 패킷은, 반드시 홈 에이전트를 경유하여 보내지기 때문에, 신호에 있어 그 만큼의 양적인 오버헤드가 문제로 된다. 더욱 문제인 것은, 많은 통신 상대가, 동일한 이동 단말기 또는, 홈 에이전트가 동일한 노드 상에 생성되어 있는 복수의 이동 단말기에 대하여 일제히 패킷을 송신하기 시작하는 상황을 상정할 경우, 홈 에이전트나 관련 노드에 부하가 한번에 집중하는 것이다.
따라서 본 발명의 목적은, 이동 단말기로의 최초의 패킷도 홈 에이전트를 경유하지 않고 통신 상대가 직접 송출할 수 있도록, 이동 단말기의 최신의 c/o 어드레스를 복수의 통신 상대에게 사전에 통지해 두는 것에 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 복수의 통신 상대에게 c/o 어드레스를 사전에 통지할 때의 이동 단말기의 부하를 경감하는 것에 있다.
발명의 개시
Mobile IP에 관하여, 본 발명의 이동 단말기 관리 시스템은, 복수의 무선 기지국을 묶은 형태로 제공하고, 상기 무선 기지국을 통하여 접속되는 이동 단말기와의 사이에서 무선 액세스 링크의 설정과 관리를 행하는 제1 노드와, IP 코어 네트워크를 접속하는 게이트웨이 라우터 기능을 제공함과 함께 상기 이동 단말기의 홈 에이전트 기능을 제공하는 제2 노드를 포함하여, 복수의 이동 단말기에 대하여 이동체 통신 서비스를 제공하는 이동체 통신 네트워크에 있어서, 상기 복수의 이동 단말기 중 일부의 이동 단말기에 대해서는 그 외부 에이전트 기능을 상기한 이동 단말기가 실제로 이용하고 있는 상기 무선 기지국에 두고, 남은 이동 단말기에 대해서는 그 외부 에이전트 기능을 상기한 이동 단말기가 실제로 이용하고 있는 상기 무선 기지국을 지원하는 상기 제1 노드에 두도록 구성된다.
개개의 이동 단말기의 외부 에이전트를 상기 무선 기지국에 둘 것인지, 상기 제1 노드에 둘 것인지는, 개개의 이동 단말기로부터의 위치 등록 시에 결정한다. 또한, 개개의 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 이동 단말기와 그 통신 상대와의 사이의 세션 확립중에 변화시킬 수도 있다.
개개의 이동 단말기의 외부 에이전트를 상기 무선 기지국에 둘 것인지, 상기 제1 노드에 둘 것인지는, 개개의 이동 단말기의 가입자 데이터에 설정되어 있는 정보에 기초하여 결정할 수 있다. 그 때, 개개의 이동 단말기의 이동 특성에 기초하여 결정해도 되고, 개개의 이동 단말기의 단위 시간당의 외부 에이전트의 전환 빈도에 기초하여 결정해도 된다. 또한, 개개의 이동 단말기의 기종 타입에 기초하여 결정하거나, 이동체 통신 네트워크의 패킷망의 자원의 사용 상황에 기초하여 결정할 수도 있다.
또한, 상기 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 다음 번의 위치 등록 요구를 대기하지 않고서 변화시키도록 해도 된다. 그 때, 개개의 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 이동 단말기와 그 통신 상대와의 사이의 세션 확립중에 변화시킬 수도 있다. 또한, 이동체 통신 네트워크의 패킷망의 자원의 사용상황에 기초하여 상기 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 변화시키도록 해도 되고, 상기 이동 단말기의 사용자 어플리케이션의 지연 요구에 응하여 상기 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 변화시키도록 해도 된다.
Mobile IPv4, IPv6 프로토콜에 의한 네트워크에 관하여, 본 발명은 서로 접속된 복수의 서브 네트워크를 구비하여, 현재 접속하고 있는 서브 네트워크에 의존하는 c/o 어드레스와 의존하지 않는 홈 어드레스를 갖는 이동 단말기를 취급하는 네트워크에 있어서, 상기 이동 단말기가 접속하는 서브 네트워크가 변하였을 때, 상기 이동 단말기의 최신의 c/o 어드레스와 홈 어드레스와의 쌍을 복수의 통신 상대에게 통지한다. 보다 구체적으로는, 상기 이동 단말기는, 통신 상대 리스트를 유지 관리하는 수단과, 접속하는 서브 네트워크가 변하였을 때 상기 통신 상대 리스트를 첨부하여 새로운 c/o 어드레스를 통지하는 바인딩 갱신 요구를 송신하는 수단을 구비하며, 또한, 상기 바인딩 갱신 요구를 수신하여 상기 통신 상대 리스트에 기재된 각 통신 상대에게 상기 이동 단말기의 최신의 c/o 어드레스와 홈 어드레스와의 쌍을 통지하는 에이전트를 구비하고 있다.
상기 통신 상대 리스트를 유지 관리하는 수단은, 예를 들면, 상기 이동 단말기로 행해지는 통신을 모니터하여 통신 회수가 많은 상위 일정수의 통신 상대의 리스트를 생성하는 수단을 포함한다.
본 발명은, Mobile IPv6 프로토콜에 준거한 네트워크에도, Mobile IPv4 프로그램에 준거한 네트워크에도 적용 가능하다. 전자의 경우, 상기 에이전트는 상기 이동 단말기의 홈 에이전트이고, 후자의 경우, 상기 에이전트는 상기 이동 단말기의 홈 에이전트 또는 외부 에이전트이다.
작용
Mobile IP에 관한 것으로, 본 발명의 이동 단말기 관리 시스템에 있어서는, 복수의 이동 단말기의 외부 에이전트 기능이 제1 노드 혹은, 그에 속하는 각 무선 기지국에 분산되기 때문에, 제1 노드에 속하는 무선 기지국으로 커버되는 에리어 내에 있는 복수의 이동 단말기에 대하여, 인터넷 등의 IP 코어 네트워크로부터 IP 패킷이 일제히 도착해도, 이동 단말기의 외부 에이전트 기능을 제공하는 노드(무선 기지국 및 제1 노드)에의 부하 집중을 억제할 수 있다.
Mobile IPv4, IPv6 프로토콜에 의한 네트워크에 관한 것으로, 본 발명에 있어서는, 이동 단말기가 접속하는 서브 네트워크가 변하였을 때, 상기한 이동 단말기와 통신 빈도가 많은 상위 일정수의 통신 상대 등의 복수의 통신 상대에게 상기한 이동 단말기의 최신의 c/o 어드레스와 홈 어드레스와의 쌍이 통지되기 때문에, 이들 통신 상대는 최초의 패킷으로부터 c/o 어드레스에 대하여 직접 송신하는 것이 가능하게 되어, 상기 홈 에이전트나 관련 노드에 부하가 한번에 집중하지 않도록 할 수 있다.
본 발명은 휴대 정보 단말기나 휴대 전화 등의 이동 단말기를 취급하는 네트워크(특히 패킷 네트워크)에 관한 것으로, 특히 이동 단말기의 이동 관리나, 이동 단말기에 대하여 직접 패킷을 송신할 수 있도록 이동 단말기의 c/o(care-of)(氣付) 어드레스를 통신 상대에게 사전에 통지하도록 한 이동 단말기 관리 시스템에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시스템 구성도.
도 2는 감시 장치에서 유지 관리되는 이동 단말기의 가입자 데이터의 내용예를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 있어서 이동 단말기의 외부 에이전트 기능을무선 기지국에 배치하는 경우의 처리 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 있어서 이동 단말기의 외부 에이전트 기능을 제1 노드에 배치하는 경우의 처리 흐름도.
도 5는 무선 기지국에 외부 에이전트 기능이 제공된 이동 단말기와 통신 상대와의 사이의 패킷 통신 시의 처리 흐름도.
도 6은 제1 노드에 외부 에이전트 기능이 제공된 이동 단말기와 통신 상대와의 사이의 패킷 통신 시의 처리 흐름도.
도 7은 무선 기지국에 외부 에이전트 기능이 제공된 이동 단말기와 제1 노드에 외부 에이전트 기능이 제공된 이동 단말기와의 사이의 패킷 통신 시의 처리 흐름도.
도 8은 무선 기지국 사이를 이동 단말기가 이동했을 때의 외부 에이전트의 전환 처리 흐름도.
도 9는 IMT2000 네트워크로 상정되어 있는 IP 패킷망의 네트워크 구성을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시스템 구성도.
도 11은 통신 상대 리스트의 구성도.
도 12는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 처리의 흐름도.
도 13은 본 발명의 실시 형태에 있어서의 처리의 흐름도.
도 14는 이동 단말기가 홈 에이전트에 송신하는 바인딩 갱신 요구 및 홈 에이전트가 통신 상대에게 송신하는 바인딩 갱신 요구의 패킷의 포맷예를 도시하는도면.
도 15는 c/o 어드레스를 알고 있는 통신 상대로부터 이동 단말기로의 패킷 송신 시의 처리 설명도.
도 16은 c/o 어드레스를 모르는 통신 상대로부터 이동 단말기로의 패킷 송신 시의 처리 설명도.
도 17은 이동 단말기에 설치되는 통신 상대 리스트 유지 관리 메커니즘의 블록도.
도 18은 통신 상대 리스트 유지 관리 메커니즘의 연상표를 구성하는 추출부 연상 메모리 및 순회부 연상 메모리에서의 엔트리의 정렬 방법의 설명도.
또한, 부호 11은 이동체 통신 시스템을 의미한다. 부호 12∼15는 무선 기지국을 의미한다. 부호 16, 17은 제1 노드를 의미한다. 부호 18은 제2 노드를 의미한다. 부호 19는 감시 장치를 의미한다. 부호 21은 IP 코어 네트워크를 의미한다. 부호 22는 통신 상대(CN)를 의미한다. 부호 31, 32는 이동 단말기(MN)를 의미한다. 부호 41∼43, 51∼54, 61∼64는 패스를 의미한다.
부호 200은 IP 코어 네트워크를 의미한다. 부호 201은 이동 단말기(204)의 홈 링크(HL)를 의미한다. 부호 202, 203은 이동 단말기(204)의 외부 링크(FL)를 의미한다. 부호 204는 이동 단말기(MN)를 의미한다. 부호 205, 207은 이동 단말기(204)의 통신 상대(CN)를 의미한다. 부호 206은 홈 에이전트(HA)를 의미한다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
[발명의 제1 실시 형태]
다음에 본 발명의 실시 형태의 예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시스템 구성도이다. 도 1에 있어서, 11은 이동체 통신 시스템이고, 복수의 무선 기지국(12∼15)과, 무선 기지국(12) 및 무선 기지국(13)에 대응하여 제공된 제1 노드(16)와, 무선 기지국(14) 및 무선 기지국(15)에 대응하여 동일하게 제공된 제1 노드(17)와, 외부의 IP 코어 네트워크(21)에 접속된 제2 노드(18)와, 이 제2 노드(18)에 접속된 감시 장치(19)를 포함하여 구성되어, 복수의 이동 단말기(31, 32)에 대하여 패킷 통신에 의한 이동체 통신 서비스를 제공한다. 이동체 통신 시스템(11)이 IMT2000인 경우, 제1 노드(16, 17)는 패킷 데이터 서비스 노드에 상당하며, 제2 노드(18)는 패킷 데이터 게이트웨이 노드에 상당하며, IP 코어 네트워크(21)는 외부의 인터넷에 상당한다.
이동 단말기(31, 32)는, 이동체 통신 시스템(11)이 관리 주체가 되어 할당된 IP 어드레스(홈 어드레스)를 갖고, Mobile IP의 이동 단말기에 상당한다. 또한 이동 단말기(31, 32)는, 가장 가까운 무선 기지국(12∼15)을 통하여, 제1 노드(16, 17)와의 사이에서 무선 액세스 링크의 설정과 관리를 행한다.
제2 노드(18)는, 이동체 통신 시스템(11)의 패킷망과 IP 코어 네트워크(21)를 접속하는 게이트웨이 라우터 기능을 제공함과 함께, Mobile IP의 홈 에이전트 기능을 제공한다. 또한, 제2 노드(18)는 이동 단말기(31, 32)의 외부 에이전트 기능을 무선 기지국(12∼15) 및 제1 노드(16, 17)의 어느 곳에 배치할 것인지를 결정하는 기능을 갖는다. 제2 노드(18)는, 패스(41, 42)를 통하여 제1 노드(16, 17)에접속됨과 함께, 버스(51, 52, 53, 54)를 통하여 무선 기지국(12, 13, 14, 15)과도 직접 접속되어 있다.
제1 노드(16, 17)는, 이동체 통신 시스템(11)의 패킷망 내의 특정 에리어마다 존재하며, 임의의 일정수(도 1인 경우는 2개씩)의 무선 기지국(12∼15)을 묶은 형태로 제공한다. 이 제1 노드(16, 17)는, 무선 기지국(12∼15)을 통하여 접속되는 이동 단말기(31, 32)와의 사이에서, 무선 액세스 링크의 설정과 관리를 행함과 함께, Mobile IP의 외부 에이전트 기능을 제공하며, 또한 이동 단말기(31, 32)로부터 송신되는 패킷에 대한 IP 라우팅 기능도 구비하고 있다. 제1 노드(16)는, 패스(41)를 통하여 제2 노드(18)에, 패스(43)를 통하여 제1 노드(17)에, 패스(61, 62)를 통하여 무선 기지국(12, 13)에 각각 접속된다. 제2 노드(17)는, 패스(42)를 통하여 제2 노드(18)에, 패스(43)를 통하여 제1 노드(16)에, 패스(63, 64)를 통하여 무선 기지국(14, 15)에 각각 접속된다.
무선 기지국(12∼15)은, 무선존 내의 특정 에리어마다 존재하여, 무선 액세스 링크에 의해서 이동 단말기(31, 32)에 접속함과 함께 제1 노드(16, 17)와도 접속한다. 또한, 각 무선 기지국(12∼15)은, Mobile IP의 외부 에이전트 기능을 제공함과 함께 IP 라우팅 기능도 구비하고 있다.
감시 장치(19)는, 각 이동 단말기(31, 32)마다의 가입자 데이터를 보유 관리한다. 1개의 이동 단말기당의 가입자 데이터의 예를 도 2에 도시한다. 이동 단말기 식별 번호 1091은 상기한 이동 단말기를 일의적으로 식별하는 번호이고, 그것에 대응하여 이동 특성 데이터(1092)를 포함하는 가입자 데이터가 축적된다. 이동 특성 데이터(1092)는, 상기한 이동 단말기의 과거 일정 기간에 걸친 이동 특성을 나타낸다. 이동 특성 데이터(1092)는, 상기한 이동 단말기가 이용하는 무선 기지국의 식별자 및 그 일시(日時)를 포함하는 리스트(1094)와, 그 리스트(1094)로부터 결정한 상기한 이동 단말기의 이동 속성 플래그(1093)를 포함한다. 이동 속성 플래그(1093)는, 예를 들면, 상기한 이동 단말기가 이용하는 무선 기지국의 과거 일정 기간 내의 전환 빈도가 소정의 임계값 이하이면, 거의 이동하지 않았거나 전혀 이동하지 않은 것을 나타내는 값 "0"으로 설정되고, 소정의 임계값을 초과하면, 빈번하게 이동하였거나 가끔 이동한 것을 나타내는 값 "1"로 설정된다. 이동 특성 데이터(1092)는, 이동 단말기로부터의 Mobile IP 등록 요구 시에 갱신, 참조된다.
도 3 내지 도 8은 본 실시 형태에서의 처리 흐름도이고, 아울러 이동 단말기, 제1 및 제2 노드, 통신 상대에서 행해지는 처리예를 도시한다. 이러한 처리는 이동 단말기, 제1 및 제2 노드, 통신 상대를 구성하는 메모리에 기억된 프로그램에 따라서 이들을 구성하는 컴퓨터에서 실행된다. 이하, 각 도면을 참조하여 본 실시 형태의 동작을 설명한다.
먼저, 도 1의 이동 단말기(31)를 예로 하여, 이동 단말기의 외부 에이전트 기능을 무선 기지국에 배치하는 경우의 처리를 도 3을 참조하여 설명한다.
우선, 이동 단말기(31)는, 가장 가까운 무선 기지국(12)을 통하여 그 무선 기지국(12)에 대응하는 제1 노드(16)와의 사이에 무선 액세스 링크를 설정한다(S101). 다음으로 이동 단말기(31)는, 설정된 무선 액세스 링크를 통하여 제1 노드(16)에 Mobile IP 등록 요구를 송신한다(S102). 이 Mobile IP 등록 요구에는, 이동 단말기(31)의 IP 어드레스와 이동 단말기 식별자가 설정된다. 제1 노드(16)는, 이 Mobile IP 등록 요구를 수신하면, 상기한 Mobile IP 등록 요구에 무선 기지국(12)을 특정하는 무선 기지국 식별자를 더 부가하여, 제2 노드(18)에 전송한다(S103).
제2 노드(18)는, Mobile IP 등록 요구를 수신하면, 이동 단말기(31)의 외부 에이전트를 배치하는 장소를 결정한다(S104). 구체적으로는, 요구중에 설정된 이동 단말기(31)의 이동 단말기 식별자에 대응하는 가입자 데이터를 감시 장치(19)로부터 액세스하고, 요구중에 설정된 무선 기지국(12)의 식별자와 현재 일시(日時)의 조를 리스트(1094)에 등록한 후, 등록 후의 리스트(1094)로부터 상기한 이동 단말기가 이용하는 무선 기지국의 과거 일정 기간 내의 전환 빈도를 구하여 소정의 임계값과 비교하여, 임계값 이하이면 이동 속성 플래그(1093)의 값을 "0"으로 하고, 임계값을 초과하면 "1"로 한다. 그리고, 이동 단말기 속성 플래그(1093)의 값이 "0"이면, 에이전트를 배치하는 장소를 무선 기지국으로 결정하고, "1"이면, 에이전트를 배치하는 장소를 무선 기지국을 지원하는 제1 노드로 결정한다. 여기서, 설명의 편의상, 이동 단말기(31)의 이동 속성 플래그(1093)가 값 "0"이었다고 하면, 이동 단말기(31)의 외부 에이전트 기능은 무선 기지국(12)에 배치하는 것으로 결정된다.
다음으로 제2 노드(18)는, 이동 단말기(31)의 IP 어드레스와, 외부 에이전트(지금의 경우는 등록 요구중에 설정된 무선 기지국 식별자가 나타내는 무선 기지국(12))의 IP 어드레스와의 대응을 내부의 도시하지 않은 메모리로 관리한다(S105). 제2 노드(18)는 사전에 무선 기지국(12∼15), 제1 및 제2 노드(16, 17)의 IP 어드레스를 파악하고 있기 때문에, 외부 에이전트의 IP 어드레스는 그것을 사용한다. 다음으로 제2 노드(18)는, 결정한 외부 에이전트인 무선 기지국(12)에 대하여, 이동 단말기(31)의 무선 단말기 식별자 및 IP 어드레스를 지정한 Mobile IP 등록 요구를 송신한다(S106). 이 송신은 패스(51)를 통하여 직접 행해진다.
무선 기지국(12)은, 이 Mobile IP 등록 요구를 수신하면, 상기한 요구로 지정된 이동 단말기(31)의 IP 어드레스와, 상기한 이동 단말기(31)와의 사이에 설정된 상기 무선 액세스 링크의 링크 ID와의 대응을 도시하지 않은 내부의 메모리로 관리하여, 스스로 이동 단말기(31)의 외부 에이전트 기능을 생성한다(S107). 즉, 외부 에이전트의 인스턴스 생성을 행한다. 그리고, 무선 기지국(12)은, 자국의 식별자를 지정한 Mobile IP 등록 응답을 이동 단말기(31)에 송신한다(S108). 이동 단말기(31)는 이 등록 응답의 수신에 의해, Mobile 등록 요구의 완료를 인식함과 함께, 무선 기지국(12)이 외부 에이전트임을 인식한다.
다음으로, 도 1의 이동 단말기(32)를 예로 하여, 이동 단말기의 외부 에이전트 기능을 제1 노드에 배치하는 경우의 처리를 도 4를 참조하여 설명한다.
이동 단말기(32)가 가장 가까운 무선 기지국(15)과 무선 액세스 링크를 설정하고, Mobile IP 등록 요구를 제2 노드(18)에 보내기까지의 처리 S201∼203은, 도 3의 S101∼S103과 동일하다. 제2 노드(18)는, Mobile IP 등록 요구를 수신하면, 요구중에 설정된 이동 단말기(32)의 이동 단말기 식별자에 대응하는 가입자 데이터를 감시 장치(19)로부터 액세스하여, 리스트(1094)에 현재 일시와 무선 기지국(15)의 식별자의 조를 등록한 후에 이동 속성 플래그(1093)를 필요에 따라 갱신하고, 갱신 후의 이동 속성 플래그(1093)에 기초하여, 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능의 배치 장소를 결정한다(S204). 현재, 설명의 편의상, 이동 속성 플래그(1093)의 값이 "1"이었다고 하면, 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능은 제1 노드(17)에 배치하는 것으로 결정된다.
다음으로 제2 노드(18)는, 이동 단말기(32)의 IP 어드레스와, 외부 에이전트(지금의 경우는 등록 요구를 전송한 제1 노드(107))의 IP 어드레스와의 대응을 내부의 도시하지 않은 메모리로 관리한다(S205). 그리고, 제2 노드(18)는, 결정한 외부 에이전트인 제1 노드(17)에 대하여, 이동 단말기(32)의 무선 단말기 식별자 및 IP 어드레스를 설정한 Mobile IP 등록 응답을 송신한다(S206).
제1 노드(17)는, 이 Mobile IP 등록 응답을 수신하면, 상기한 응답으로 지정된 이동 단말기(32)의 IP 어드레스와, 상기한 이동 단말기(32)와의 사이에 설정된 상기 무선 액세스 링크의 링크 ID와의 대응을 도시하지 않은 내부의 메모리로 관리하여, 스스로 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 생성한다(S207). 그리고, 제1 노드(17)는, 자 노드의 식별자를 지정한 Mobile IP 등록 응답을 무선 기지국(15)을 통하여 이동 단말기(32)에 송신한다(S208). 이동 단말기(32)는 이 등록 응답의 수신에 의해, Mobile 등록 요구의 완료를 인식함과 함께, 제1 노드(17)가 외부 에이전트임을 인식한다.
다음으로, 무선 기지국(12)에 외부 에이전트 기능이 제공된 이동 단말기(31)와 IP 코어 네트워크(21)에 접속된 통신 상대(22)와의 사이의 패킷 통신 시의 처리에 대하여 도 5를 참조하여 설명한다.
통신 상대(22)가, 목적지 IP 어드레스로 이동 단말기(31)의 IP 어드레스를 설정한 패킷을 IP 코어 네트워크(21)에 송신하면(S301), 이동 단말기(31)의 홈 에이전트 기능을 갖는 제2 노드(18)에서 포획된다(S302). 제2 노드(18)는, 포획한 패킷의 목적지 IP 어드레스에 대응하는 외부 에이전트(지금의 경우는 무선 기지국(12))의 IP 어드레스를 내부 메모리로부터 참조하여, 목적지 IP 어드레스가 무선 기지국(12)의 IP 어드레스, 소스 IP 어드레스가 제2 노드(18)의 IP 어드레스인 터널링용의 헤더를 상기 포획한 패킷의 선두에 부가하여, 무선 기지국(12)에 그 패킷을 터널링한다(S303).
무선 기지국(12)은, 터널링되어 온 패킷으로부터 터널링용 헤더를 제거하여 원래의 패킷을 복원하고(S304), 그 패킷의 목적지 IP 어드레스에 대응하는 무선 액세스 링크의 링크 ID를 내부 메모리로부터 참조하여, 해당하는 링크 ID를 갖는 무선 액세스 링크를 통하여 이동 단말기(31)에 그 패킷을 송신한다(S305).
한편, 자신이 외부 에이전트 기능을 담당하고 있는 이동 단말기(31)에 관한 무선 액세스 링크를 통하여 이동 단말기(31)로부터 통신 상대(22)에 대하여 패킷이 송신되면(S306), 무선 기지국(12)은, 그 패킷을 포획하여(S307), 직접 IP 라우팅에 의해 패킷을 통신 상대(22)에 대해 전송한다(S308).
다음으로, 제1 노드(17)에 외부 에이전트 기능이 제공된 이동 단말기(32)와 IP 코어 네트워크(11)에 접속된 통신 상대(22)와의 사이의 패킷 통신 시의 처리에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다.
통신 상대(22)가, 목적지 IP 어드레스로 이동 단말기(32)의 IP 어드레스를 설정한 패킷을 IP 코어 네트워크(21)에 송신하면(S401), 이동 단말기(32)의 홈 에이전트 기능을 갖는 제2 노드(18)에서 포획된다(S402). 제2 노드(18)는, 포획한 패킷의 목적지 IP 어드레스에 대응하는 외부 에이전트(지금의 경우는 제1 노드(17))의 IP 어드레스를 내부 메모리로부터 참조하여, 목적지 IP 어드레스가 제1 노드(17)의 IP 어드레스, 소스 IP 어드레스가 제2 노드(18)의 IP 어드레스인 터널링용의 헤더를 상기 포획한 패킷의 선두에 부가하여 제1 노드(17)에 그 패킷을 터널링한다(S403).
제1 노드(17)는, 터널링되어 온 패킷으로부터 터널링용 헤더를 제거하여 원래의 패킷을 복원하고(S404), 그 패킷의 목적지 IP 어드레스에 대응하는 무선 액세스 링크의 링크 ID를 내부 메모리로부터 참조하여, 해당하는 링크 ID를 갖는 무선 액세스 링크를 통하여 이동 단말기(32)에 그 패킷을 송신한다(S405).
한편, 이동 단말기(32)로부터 무선 액세스 링크를 통하여 통신 상대(22)에 대하여 패킷이 송신되면, 무선 기지국(15)은 상기한 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 갖고 있지 않기 때문에 그 패킷을 포획하지 않고, 그 패킷은 제1 노드(17)에서 수신된다. 제1 노드(17)는, 직접 IP 라우팅에 의해서 패킷을 통신 상대(22)에 대해 전송한다(S407).
다음으로, 무선 기지국(12)에 외부 에이전트 기능이 제공된 이동 단말기(31)와 제1 노드(17)에 외부 에이전트 기능이 제공된 이동 단말기(32)와의 사이의 패킷 통신 시의 처리에 대하여 도 7을 참조하여 설명한다.
이동 단말기(31)가 목적지 IP 어드레스로 이동 단말기(32)의 IP 어드레스를 설정한 패킷을 송신하면(S501), 이동 단말기(31)의 외부 에이전트 기능을 갖는 무선 기지국(12)이 그 패킷을 포획하여(S502), 직접 IP 라우팅에 의해서 패킷을 이동 단말기(32)의 홈 에이전트인 제2 노드(18)에 전송한다(S503). 제2 노드(18)는, 수신한 패킷의 목적지 IP 어드레스에 대응하는 외부 에이전트(지금의 경우는 제1 노드(17))의 IP 어드레스를 내부 메모리로부터 참조하고, 목적지 IP 어드레스가 제1 노드(17)의 IP 어드레스, 소스 IP 어드레스가 제2 노드(18)의 IP 어드레스인 터널링용의 헤더를 상기 수신한 패킷의 선두에 부가하여, 제1 노드(17)에 그 패킷을 터널링한다(S504). 제1 노드(17)는, 터널링되어 온 패킷으로부터 터널링용 헤더를 제거하여 원래의 패킷을 복원하고(S505), 그 패킷의 목적지 IP 어드레스에 대응하는 무선 액세스 링크의 링크 ID를 내부 메모리로부터 참조하여, 해당하는 링크 ID를 갖는 무선 액세스 링크를 통하여 이동 단말기(32)에 그 패킷을 송신한다(S506).
한편, 이동 단말기(32)로부터 무선 액세스 링크를 통하여 이동 단말기(31)에 대한 패킷이 송신되면(S507), 무선 기지국(15)은 상기한 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 갖고 있지 않기 때문에 그 패킷을 포획하지 않고, 그 패킷은 제1 노드(17)에 수신된다. 제1 노드(17)는, 직접 IP 라우팅에 의해서 패킷을 이동 단말기(31)의 홈 에이전트인 제2 노드(18)에 전송한다(S508). 제2 노드(18)는, 포획한 패킷의 목적지 IP 어드레스에 대응하는 외부 에이전트(지금의 경우는 무선 기지국(12))의 IP 어드레스를 내부 메모리로부터 참조하여, 목적지 IP 어드레스가 무선 기지국(12)의 IP 어드레스, 소스 IP 어드레스가 제2 노드(18)의 IP 어드레스인 터널링용의 헤더를 상기 수신한 패킷의 선두에 부가하여, 무선 기지국(12)에 그 패킷을 터널링한다(S509). 무선 기지국(12)은, 터널링되어 온 패킷으로부터 터널링용 헤더를 제거하여 원래의 패킷을 복원하고(S510), 그 패킷의 목적지 IP 어드레스에 대응하는 무선 액세스 링크의 링크 ID를 내부 메모리로부터 참조하여, 해당하는 링크 ID를 갖는 무선 액세스 링크를 통하여 이동 단말기(31)에 그 패킷을 송신한다(S511).
다음으로, 이동 단말기가 무선 기지국 사이를 이동했을 때에 외부 에이전트를 전환할 때의 처리를 설명한다. 외부 에이전트의 전환은 이하와 같은 상황의 변동(variations)이 있을 수 있다.
(1) 이동 단말기가 동일한 제1 노드에 속하는 무선 기지국 사이를 이동한 경우
(A) 외부 에이전트가 이동전의 무선 기지국에 배치되어 있었을 때
(ㄱ) 이동 후의 무선 기지국에 외부 에이전트를 재배치한다.
(ㄴ) 상기한 제1 노드에 외부 에이전트를 재배치한다.
(B) 외부 에이전트가 제1 노드에 배치되어 있었을 때
(ㄱ) 이동 후의 무선 기지국에 외부 에이전트를 재배치한다.
여기서, 이동 후의 무선 기지국에 외부 에이전트를 재배치하지 않는 경우, 즉 제1 노드에 외부 에이전트를 배치한 그대로 하는 경우에는, 외부 에이전트의 전환은 없다.
(2) 이동 단말기가 다른 제1 노드에 속하는 무선 기지국 사이를 이동한 경우
(A) 외부 에이전트가 이동전의 무선 기지국에 배치되어 있었을 때
(ㄱ) 이동 후의 무선 기지국에 외부 에이전트를 재배치한다.
(ㄴ) 이동 후의 무선 기지국을 지원하는 제1 노드에 외부 에이전트를 재배치한다.
(B) 외부 에이전트가 이동전의 무선 기지국을 지원하는 제1 노드에 배치되어 있었을 때
(ㄱ) 이동 후의 무선 기지국에 외부 에이전트를 재배치한다.
(ㄴ) 이동 후의 무선 기지국을 지원하는 제1 노드에 외부 에이전트를 재배치한다.
이하, 도 8을 참조하여, 이동 단말기(32)를 예로 무선 기지국 사이를 이동했을 때의 외부 에이전트의 전환 처리를 설명한다.
이동 단말기(32)가 무선 기지국(15)으로부터 다른 무선 기지국 1i(i=2, 3 또는 4)으로 이동하면, 이동체 통신 시스템(11) 고유의 수순에 따라 무선 액세스 링크가 이동하는 곳의 무선 기지국 1i를 경유하여 그 무선 기지국 1i를 지원하는 제1 노드 1j(j는 6 또는 7)와의 사이의 링크로 변경된다(S601). 이동 단말기(122)는, 새로운 무선 액세스 링크가 설정되면, 설정된 무선 액세스 링크를 통하여 제1 노드 1j에 Mobile IP 등록 요구를 송신한다(S602). 이 Mobile IP 등록 요구에는, 이동 단말기(32)의 IP 어드레스와 이동 단말기 식별자가 설정된다. 제1 노드 1j는, 이 Mobile IP 등록 요구를 수신하면, 그 Mobile IP 등록 요구에 무선 기지국 1i를 특정하는 무선 기지국 식별자를 더 부가하여, 제2 노드(18)에 전송한다(S603).
제2 노드(18)는, Mobile IP 등록 요구를 수신하면, 요구중에 부가된 이동 단말기(32)의 이동 단말기 식별자에 대응하는 가입자 데이터를 감시 장치(19)로부터 액세스하여, 상술한 바와 같이 그의 이동 특성 데이터(1092)를 참조 갱신하여, 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능의 배치 장소를 결정한다(S604). 다음으로, 제2 노드(18)는, 이동 단말기(32)의 IP 어드레스와 외부 에이전트의 IP 어드레스와의 현재의 대응 관계를 상기 결정된 외부 에이전트 기능의 배치 장소에 대응하여 갱신한다(S605). 그리고, 외부 에이전트의 배치 장소가 전회와 동일한 제1 노드(17)인지를 판별하여(S606), 그 판별 결과에 따라 처리를 전환한다.
외부 에이전트 기능이 제1 노드(17)에 배치되어 있는 상태에서 이동 단말기(32)가 무선 기지국(15)으로부터 무선 기지국(14)으로 이동하고, 또한 이동 속성 플래그(1093)가 "1"인 경우, 단계 S606의 판별 결과는 YES가 된다. 이 경우, 제2 노드(18)는, 이동 단말기(32)의 IP 어드레스를 지정한 링크 ID 갱신 요구를 제1 노드(17)로 송신한다(S607). 제1 노드(17)는, 이 링크 ID 갱신 요구를 수신하면, 이동 단말기(32)의 IP 어드레스에 대응하는 무선 액세스 링크의 링크 ID를, 이동 단말기(32)와의 사이에 새롭게 설정된 무선 액세스 링크의 링크 ID로 갱신한다(S608). 그리고, 등록 응답을 상기 무선 액세스 링크를 통하여 이동 단말기(32)에 송신한다(S609). 이에 따라 이동 단말기(32)가 예를 들면 통신 상대(22)와 세션을 확립한 상태에서 무선 기지국(15)으로부터 무선 기지국(104)으로 이동한 경우, 통신 상대(22)와 송수신되는 패킷은, 무선 기지국(15)을 경유하는 경로로부터 무선 기지국(14)을 경유하는 경로로 전환된다.
단계 S606에서 이동 단말기(32)의 외부 에이전트의 배치 장소가 이전과 같지 않다고 판별된 경우, 제2 노드는 무선 기지국이나 제1 노드와 협조하여, 신(新) 외부 에이전트의 설정과 구(舊) 외부 에이전트의 해제(소멸)를 행한다(S610). 이하, 이 단계 S610를 상세히 설명한다.
(1) 이동 단말기(32)가 무선 기지국(15)으로부터 제1 노드(17)에 속하는 무선 기지국(14)으로 이동한 경우
(A) 외부 에이전트가 이동전의 무선 기지국(15)에 배치되어 있었을 때
(ㄱ) 외부 에이전트의 재배치 장소가 무선 기지국(14)인 경우
이 경우, 도 3의 단계 S16∼S18과 마찬가지 수순에 따라 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 무선 기지국(14)에 생성하고, 또한 무선 기지국(15)에 생성되어 있던 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 해제한다. 이에 의해, 이동 단말기(32)가 예를 들면 통신 상대(22)와 세션을 확립한 상태에서 무선 기지국(15)으로부터 무선 기지국(14)으로 이동한 경우, 통신 상대(22)와 송수신되는 패킷은, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(15)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로부터, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(14)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로 전환한다.
(ㄴ) 외부 에이전트의 재배치 장소가 제1 노드(17)인 경우
이 경우, 도 4의 단계 S206∼S208과 마찬가지 수순에 따라 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 제1 노드(17)에 생성하고, 또한 무선 기지국(15)에 생성되어 있던 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 해제한다. 이에 의해, 이동 단말기(32)가 예를 들면 통신 상대(22)와 세션을 확립한 상태에서 무선 기지국(15)으로부터 무선 기지국(14)으로 이동한 경우, 통신 상대(22)와 송수신되는 패킷은, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(15)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로부터, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(14)<-->제1 노드(17)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로 전환한다.
(B) 외부 에이전트가 제1 노드(17)에 배치되어 있었을 때
(ㄱ) 외부 에이전트의 재배치 장소가 무선 기지국(14)인 경우
이 경우, 도 3의 단계 S106∼S108과 마찬가지 수순에 따라 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 무선 기지국(14)에 생성하고, 또한 제1 노드(17)에 생성되어 있던 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 해제한다. 이에 의해, 이동 단말기(32)가 예를 들면 통신 상대(22)와 세션을 확립한 상태에서 무선 기지국(15)으로부터 무선 기지국(14)으로 이동한 경우, 통신 상대(22)와 송수신되는 패킷은, 이동 단말기(122)<-->무선 기지국(15)<-->제1 노드(17)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로부터, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(14)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로 전환한다.
(2) 이동 단말기(32)가 무선 기지국(15)으로부터 제1 노드(16)에 속하는 무선 기지국(예를 들면 13)으로 이동한 경우
(A) 외부 에이전트가 이동전의 무선 기지국(15)에 배치되어 있을 때
(ㄱ) 외부 에이전트의 재배치 장소가 무선 기지국(13)인 경우
이 경우, 도 3의 단계 S106∼S108과 마찬가지 수순에 따라 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 무선 기지국(13)에 생성하고, 또한 무선 기지국(10)에 생성되어 있던 이동 단말기(22)의 외부 에이전트 기능을 해제한다. 이에 의해, 이동 단말기(61)가 예를 들면 통신 상대(22)와 세션을 확립한 상태에서 무선 기지국(23)으로부터 무선 기지국(13)으로 이동한 경우, 통신상(22)과 송수신되는 패킷은, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(15)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로부터, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(13)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로 전환한다.
(ㄴ) 외부 에이전트의 재배치 장소가 이동 후의 무선 기지국(13)을 지원하는 제1 노드(16)인 경우
이 경우, 도 4의 단계 S206∼S208과 마찬가지 수순에 따라 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 제1 노드(16)에 생성하고, 또한 무선 기지국(15)에 생성되어 있던 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 해제한다. 이에 의해, 이동 단말기(32)가 예를 들면 통신 상대(22)와 세션을 확립한 상태에서 무선 기지국(15)으로부터 무선 기지국(13)으로 이동한 경우, 통신 상대(22)와 송수신되는 패킷은, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(15)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로부터, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(13)<-->제1 노드(16)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로 전환한다.
(B) 외부 에이전트가 이동전의 무선 기지국(15)을 지원하는 제1 노드(107)에 배치되어 있었을 때
(ㄱ) 외부 에이전트의 재배치 장소가 이동 후의 무선 기지국(103)인 경우
이 경우, 도 3의 단계 S106∼S108과 마찬가지 수순에 따라 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 무선 기지국(13)에 생성하고, 또한 제1 노드(17)에 생성되어 있던 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 해제한다. 이에 의해, 이동 단말기(31)가 예를 들면 통신 상대(22)와 세션을 확립한 상태에서 무선 기지국(15)으로부터 무선 기지국(13)으로 이동한 경우, 통신 상대(22)와 송수신되는 패킷은, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(15)<-->제1 노드(17)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로부터, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(13)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로 전환한다.
(ㄴ) 외부 에이전트의 재배치 장소가 이동 후의 무선 기지국(13)을 지원하는 제1 노드(16)인 경우
이 경우, 도 4의 단계 S206∼S208과 마찬가지 수순에 따라 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 제1 노드(16)에 생성하고, 또한 제1 노드(17)에 생성되어 있던 이동 단말기(32)의 외부 에이전트 기능을 해제한다. 이에 의해, 이동 단말기(32)가 예를 들면 통신 상대(32)와 세션을 확립한 상태에서 무선 기지국(15)으로부터 무선 기지국(13)으로 이동한 경우, 통신 상대(22)와 송수신되는 패킷은, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(15)<-->제1 노드(17)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로부터, 이동 단말기(32)<-->무선 기지국(13)<-->제1 노드(16)<-->제2 노드(18)를 경유하는 경로로 전환한다.
[발명의 제2 실시 형태]
본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 기타 각종 부가 변경이 가능하다. 이하, 본 발명의 다른 실시 형태에 대하여 설명한다.
상기한 실시 형태에서는, 이동 단말기의 이동 특성을 모니터하여, 그 결과에기초하여 상기한 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 결정하였지만, 이동 특성을 바꾸어, (1) 개개의 이동 단말기의 단위 시간당의 외부 에이전트의 전환 빈도, (2) 개개의 이동 단말기의 기종 타입, (3) 이동체 통신 네트워크의 패킷망의 자원의 사용 상황에 기초하여 결정해도 된다.
상기 (1)의 경우, 도 2의 이동 특성 데이터(1092) 대신에 이동 단말기의 단위 시간당의 외부 에이전트의 전환 빈도가 유지 관리된다. 전환 빈도가 소정의 임계값 이하이면, 외부 에이전트는 이동하는 곳의 무선 기지국에, 그 이외는 이동하는 곳의 무선 기지국을 지원하는 제1 노드에 각각 배치된다.
상기 (2)의 경우, 도 2의 이동 특성 데이터(1092) 대신에 이동 단말기의 기종 타입이 설정된다. 기종 타입은, 상기한 이동 단말기가 PHS이거나 휴대 전화 등의 이동 단말기의 타입을 나타낸다. 기종 타입에 따라서, 이동 빈도를 정적으로 어느 정도 예측할 수 있기 때문에, 이동 빈도가 낮은 기종 타입은 이동하는 곳의 무선 기지국에 그 외부 에이전트를 배치하고, 그 이외는 이동하는 곳의 무선 기지국을 지원하는 제1 노드에 그 외부 에이전트를 배치한다.
상기 (3)의 경우, 감시 장치(19)는, 제1 노드, 그것과 제2 노드를 연결하는 패스 등의 패킷망의 자원의 사용 상황을 모니터하는 장치로 치환된다. 제2 노드는, 이동 단말기로부터의 Mobile IP 등록 요구시, 감시 장치(19)에서 모니터되고 있는 정보로부터, 이동하는 곳의 무선 기지국을 지원하는 제1 노드의 자원 사용량(CPU 사용율이나 메모리 사용율 등)과 그것과 제2 노드와의 사이의 패스의 빈 대역 등을 조사하여, 충분히 여유가 있을 때는 제1 노드에 외부 에이전트를 배치하는 것으로 결정하고, 그 이외는 이동하는 곳의 무선 기지국에 외부 에이전트를 배치하는 것으로 결정한다.
또한, 상기한 실시 형태에서는, 개개의 이동 단말기의 외부 에이전트를 무선 기지국에 둘 것인지, 제1 노드에 둘 것인지를, 개개의 이동 단말기로부터의 위치 등록 시에 결정하여, 다음 번의 위치 등록 시까지 외부 에이전트의 배치 장소를 고정하였지만, 다음 번의 위치 등록을 대기하지 않고서 변화시키도록 해도 된다. 외부 에이전트의 배치 장소의 변경은, 상기한 실시 형태와 마찬가지로 이동 단말기와 통신 상대와의 사이에 세션이 확립되어 있는 상태에서도 행할 수 있다. 예를 들면, (4) 이동체 통신 네트워크의 패킷망의 자원의 사용 상황에 기초하여 개개의 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 변화시키거나, (5) 이동 단말기의 사용자 어플리케이션의 지연 요구에 응하여 상기한 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 변화시킬 수 있다.
상기 (4)의 경우, 감시 장치(19)는, 제1 노드, 그것과 제2 노드를 연결하는 패스 등의 패킷망의 자원의 사용 상황을 모니터하는 장치로 치환된다. 제2 노드는, 감시 장치(19)로 모니터되어 있는 정보로부터, 제1 노드의 자원 사용량(CPU 사용율이나 메모리 사용율 등)과 그것과 제2 노드와의 사이의 패스의 빈 대역 등을 조사하여, 여유가 없다고 판단한 경우에는, 그 제1 노드에 배치되어 있는 일부 또는 모든 외부 에이전트 기능을 그것이 대리하는 이동 단말기가 접속되어 있는 무선 기지국으로 옮긴다. 그 반대로 충분한 여유가 있을 때는 그 제1 노드에 속하는 무선 기지국에 배치되어 있는 일부 또는 모든 외부 에이전트 기능을 그 제1 노드로옮긴다.
이동 단말기가 통신 상대와 세션을 확립한 상태에서 통신하면서 이동하는 상황을 고려한 경우, 그 이동 단말기의 외부 에이전트가 무선 기지국에 배치되어 있는 경우와 제1 노드에 배치되어 있는 경우에, 외부 에이전트의 배치 장소의 변경 빈도가 서로 다르다. 외부 에이전트의 배치 장소를 변경하는 빈도가 많으면, 그 전환 시에 패킷의 송신이 지연되기 때문에, 적은 지연이 요구되는 음성 신호를 패킷화하여 송신하고 있는 경우에는 불리하다. 한편, 문자 등의 텍스트를 패킷화하여 송신하고 있는 경우에는 다소의 지연이 있더라도 문제는 없다. 상기 (5)에서는, 이러한 이동 단말기의 사용자 어플리케이션의 지연 요구에 따라서 상기한 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 변화시킨다. 예를 들면, 적은 지연량에 의한 통신의 필요성이 이동 단말기로부터 제2 노드로 통지된 경우, 제2 노드는, 만약 그 이동 단말기의 외부 에이전트가 무선 기지국에 배치되어 있으면, 그것을 그 무선 기지국을 지원하는 제1 노드로 옮긴다.
반대로, 다소의 지연이 있더라도, 통신 가능하다는 것이 이동 단말기로부터 제2 노드에 통지된 경우, 제2 노드는, 만약 그 이동 단말기의 외부 에이전트가 제1 노드에 배치되어 있으면, 그것을 이동 단말기가 이용하고 있는 무선 기지국으로 옮긴다.
[발명의 제3 실시 형태]
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 시스템 구성도이다. 본 시스템은, Mobile IPv6 프로토콜의 네트워크를 기초로 개량을 가한 것으로, 인터넷 등의 IP코어 네트워크(200)를 통하여 복수의 서브 네트워크인 링크(201, 202, 203)가 서로 접속되어 있다. 각 링크(201∼203)에는 1대 이상의 이동 단말기가 접속될 수 있지만, 도 10에서는 설명의 편의상, 1개의 이동 단말기(204)와 그 통신 상대(205)만을 도시한다. 또한, 홈 에이전트는, 이동 단말기(204)의 홈 에이전트(206)만을 도시한다. 링크(201)에 파선으로 도시하는 부분은 이동 단말기(204)의 홈 위치이다. 즉, 이동 단말기(204)에 있어서 링크 201은 홈 링크, 링크 202, 203은 외부 링크(foreign link)가 되고, 도 10에는 이동 단말기(204)가 외부 링크 203에 접속되어 있는 상태를 도시한다. 이동 단말기(204)의 통신 상대는 다른 이동 단말기 뿐만 아니라, 퍼스널 컴퓨터 등의 고정 단말기도 포함된다. 도 10에는, 이동 단말기(204)의 통신 상대가 되는 고정 단말기로서 통신 상대(207)를 도시한다. 또, 도 10의 구성을 3G 이동망에 대응시키면, 홈 에이전트(206)와 이동 단말기(204)와의 관계는, GGSN(Gateway GPRS Support Node)과 이동 단말기의 관계에 상당한다.
이동 단말기(204)는, Mobile IPv6에서의 이동 단말기와 마찬가지 기능을 구비하며, 통신 상대 리스트를 유지 관리하는 기능과, 접속 링크가 변하였을 때에 상기 통신 상대 리스트를 추가하여 새로운 c/o 어드레스를 통지하는 바인딩 갱신 요구를 홈 에이전트(206)에 송신하는 기능을 구비하고 있다. 통신 상대 리스트는, 도 11에 도시한 바와 같이, 홈 어드레스를 통신 상대별로 기록한 리스트이다.
홈 에이전트(206)는, Mobile IPv6에서의 홈 에이전트와 마찬가지 기능을 구비하며, 상기 바인딩 갱신 요구를 이동 단말기(204)로부터 수신했을 때, 첨부된 통신 상대 리스트에 기재된 개개의 통신 상대에게, 그 요구로 통지된 이동단말기(204)의 새로운 c/o 어드레스를 통지하는 바인딩 갱신 요구를 송신하는 기능을 구비하고 있다.
도 12 및 도 13은 본 실시 형태에서의 처리의 흐름도이고, 아울러 이동 단말기, 홈 에이전트, 통신 상대에서 행해지는 처리예를 도시한다. 이러한 처리는 이동 단말기, 홈 에이전트, 통신 단말기를 구성하는 메모리에 기억된 프로그램에 따라서 이들을 구성하는 컴퓨터로 실행된다. 이하, 각 도면을 참조하여 본 실시 형태의 동작을 설명한다.
(1) 이동 단말기(204)가 외부 링크로 이동했을 때
이동 단말기(204)는, 홈 링크(201)로부터 외부 링크(202 또는 203)로 이동했을 때 및 외부 링크로부터 다른 외부 링크로 이동했을 때, Mobile IPv6의 이동 단말기와 마찬가지로 라우터 광고로부터 외부 링크로 이동하였음을 인식하여, 새로운 c/o 어드레스를 획득한다(도 12의 S101). c/o 어드레스의 획득 방법은 DHCPV6에 의한 stateful address auto configuration 혹은 stateless address auto configuration(RFC1971)의 어느 것이어도 된다. 지금, 이동 단말기(204)가 새롭게 획득한 c/o 어드레스를 X:a라고 한다. 여기서, X:a는 128 비트 길이의 IPv6의 어드레스를 나타내며, X는 새롭게 접속한 링크의 네트워크 프리팩스, a는 이동 단말기(204)의 인터페이스 ID를 나타낸다.
다음으로 이동 단말기(204)는, 획득한 c/o 어드레스에 도 11에 도시한 통신 상대 리스트를 첨부하여, 홈 에이전트(206)로 바인딩 갱신 요구를 송신한다(S102). 도 14의 (a)에 이동 단말기(204)가 홈 에이전트(206)에 송신하는 바인딩 갱신 요구의 패킷의 포맷예를 도시한다. IPv6 헤더의 소스 어드레스(SA)에 c/o 어드레스, 목적지 어드레스(DA)에 홈 에이전트(206)의 어드레스를 설정하여, 이동 단말기(204)의 홈 어드레스와 통신 상대 리스트를 첨부한다.
홈 에이전트(206)는, 이동 단말기(204)로부터의 바인딩 갱신 요구를 수신하면, 자신이 보유하는 바인딩 캐쉬를 갱신하여, 통지된 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스와 홈 어드레스와의 쌍을 등록한다(S103). 다음으로 홈 에이전트(206)는, 바인딩 갱신 요구에 첨부되어 있던 통신 상대 리스트에 기재된 각 통신 상대마다, 이동 단말기(204)로부터 통지된 c/o 어드레스를 지정한 바인딩 갱신 요구를 송신하는 처리를 반복한다(S104). 도 11의 통신 상대 리스트인 경우, 통신 상대 CN1로부터 CNm까지의 m개의 통신 상대에게 대하여 바인딩 갱신 요구를 송신한다. 도 14의 (b)에 홈 에이전트(206)가 통신 상대에게 송신하는 바인딩 갱신 요구의 패킷의 포맷예를 도시한다. IPv6 헤더의 소스 어드레스(SA)로 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스, 목적지 어드레스(DA)에 통신 상대의 홈 어드레스를 설정하여, 이동 단말기(204)의 홈 어드레스를 첨부한다.
홈 에이전트(206)로부터 송신된 바인딩 갱신 요구를 수신한 각 통신 상대 CN1∼CNm은, 자신이 보유하는 바인딩 캐쉬를 갱신하여, 통지된 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스와 홈 어드레스와의 쌍을 등록한다(S105).
또한, 홈 에이전트(206)가 통신 상대에게 송신하는 바인딩 갱신 요구는, Mobile IPv6에서의 바인딩 갱신 옵션을 사용할 수 있다. 또한, 이동 단말기(204)가 홈 에이전트(206)에 송신하는 바인딩 갱신 요구도, Mobile IPv6에서의 바인딩갱신 옵션에 통신 상대 리스트를 부가함으로써 실현할 수 있다.
(2) 이동 단말기(204)에의 패킷 송신
통신 상대가 이동 단말기(204)로 패킷을 송신하는 경우, 통신 상대의 상위 프로토콜이나 어플리케이션은 이동 단말기(204)의 어드레스로서 홈 어드레스를 이용한다. 이동 단말기(204)의 홈 어드레스가 수신처로서 지정된 패킷은, 그 통신 상대의 바인딩 캐쉬에 그 홈 어드레스에 대응하는 c/o 어드레스가 존재하는 경우와 존재하지 않은 경우에 있어서, 그 다음의 취급이 상이하다. 도 12의 통신 상대 CN1∼CNm과 같이 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스가 바인딩 캐시에 존재하는 경우, 최초의 패킷으로부터 즉시 c/o 어드레스에 의한 직접 송신이 행해진다(S106). 한편, 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스가 바인딩 캐시에 존재하지 않는 도 12의 통신 상대 CNn인 경우, 최초의 패킷은 홈 에이전트(206) 경유에 의한 송신이 되고(S107, S108), 이동 단말기(204)로부터 통신 상대 CNn에 대하여 c/o 어드레스를 통지하는 바인딩 갱신 요구가 송신되면(S109), 통신 상대 CNn에서 바인딩 캐쉬가 갱신되어(S110), 다음 이후의 패킷은 c/o 어드레스에 의한 직접 송신이 된다(S111).
이하, 쌍방의 경우의 처리를, 도 10에서의 통신 상대(205)로부터 이동 단말기(204)로 패킷을 송신하는 경우를 예를 들어 설명한다. 이동 단말기(204)의 홈 어드레스를 Xh, 통신 상대(205)의 홈 어드레스를 Y, 홈 에이전트(206)의 어드레스를 H로 한다.
(2-1) 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스가 존재하는 경우(도 15 참조)
통신 상대(205)의 IP 층은, 이동 단말기(204)의 홈 어드레스 Xh가 수신처로서 지정된 패킷을 상위층에서 수취하면, 홈 어드레스 Xh에서 바인딩 캐쉬(1051)를 검색하고 c/o 어드레스 X:a를 취득한다(도 15의 (a)). 다음으로, 수신처 어드레스를 c/o 어드레스 X:a에 재기입, 또한 경로 제어 헤더에 이동 단말기(204)의 홈 어드레스 Xh를 중계점으로서 설정하여, 패킷을 송신한다((b)). 그 패킷을 수신한 이동 단말기(204)에서는, 경로 제어 헤더를 처리하면((c)),수신처가 홈 어드레스가 되기 때문에, 이동 단말기(204)는 그것을 자신에 대한 패킷이라고 해석하여 수신한다((d)).
(2-2) 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스가 존재하지 않는 경우(도 16 참조)
통신 상대(205)의 IP 층은, 이동 단말기(204)의 홈 어드레스 Xh가 수신처로서 지정된 패킷을 상위층에서 수취하면, 홈 어드레스 Xh에서 바인딩 캐쉬(1051)를 검색하지만(도 16의(a)), 존재하지 않기 때문에, 홈 어드레스 Xh를 수신처에 지정한 채로 패킷을 송신한다((b)). 그 패킷은 홈 에이전트(206)에 의해 포획된다((c)). 홈 에이전트(206)는, 도시하지 않은 자신의 바인딩 캐쉬로부터 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스 X:a를 취득하여, 소스 어드레스가 홈 에이전트의 어드레스 H, 수신처가 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스 X:a와 같은 IPv6 헤더(터널용 헤더)를, 포획한 패킷의 선두에 부가하여 송출한다((d)). 즉, 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스로의 터널링을 행한다. 터널링되어 온 패킷은 터널용 헤더를 제거한 후((e)), 통상의 IPv6 패킷으로서 처리된다((f)). 또한, 이동 단말기(204)는, 통신 상대(205)에 바인딩 갱신 옵션을 송신하고((g)), 바인딩캐쉬(1051)에 이동 단말기(204)의 홈 어드레스 Xh와 c/o 어드레스 X:a의 쌍을 등록시킨다. 이후, 통신 상대(205)는 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스 X:a에 대하여 직접 패킷을 송신한다.
(3) 이동 단말기(204)로부터의 패킷 송신
이동 단말기(204)가 통신 상대에게 패킷을 송신하는 경우에는, 상위층에서는 홈 어드레스 Xh를 그대로 소스 어드레스로 사용한다. IP 층에서는, 패킷의 소스 어드레스 Xh를 홈 어드레스 옵션에 저장하고, 소스 어드레스를 c/o 어드레스 X:a로 교체하여 송출한다. 패킷을 수신한 통신 상대의 IP 층에서는 이것과 반대의 조작을 행하여, 패킷의 홈 어드레스 옵션으로부터 이동 단말기(204)의 홈 어드레스 Xh를 추출하여, 패킷의 소스 어드레스 X:a를 홈 어드레스에 복귀시키고 상위층에 건네 준다.
(4) 이동 단말기(204)가 홈 링크로 되돌아 왔을 때(도 13 참조)
이동 단말기(204)는, 상기 (1)과 마찬가지의 검지 방법으로 홈 링크에 되돌아간 것을 인식하면(도 13의 S201), 도 11의 통신 상대 리스트를 부가하여 홈 에이전트(206)로 도 14의 (a)에 도시한 바와 같은 포맷의 바인딩 갱신 요구를 송신한다(S202). 단, 도 14의 (a)의 c/o 어드레스 X:a 위치에는 홈 어드레스 Xh를 넣는다. 또한, 이동 단말기(204)는 자신의 홈 어드레스 Xh에 대한 패킷을 혼자서 수신할 수 있도록, 비 요청 근린 광고(unsolicited neighbor advertisement)를 홈 링크의 전체 노드에 멀티캐스트한다(S203).
홈 링크로 되돌아간 이동 단말기(204)로부터의 바인딩 갱신 요구를 수신한홈 에이전트(206)는, 자신이 보유하는 바인딩 캐쉬를 갱신하여 이동 단말기(204)가 홈 링크에 있는 것을 등록하고(S204), 바인딩 갱신 요구에 첨부되어 있던 통신 상대 리스트에 기재된 각 통신 상대별로, 이동 단말기(204)가 홈 링크에 되돌아 간 것을 통지하는, 도 14의 (b)에 도시한 바와 같은 바인딩 갱신 요구를 송신하는 처리를 반복한다(S205). 단, 도 14의 (b)의 c/o 어드레스 X:a 위치에는 홈 어드레스 Xh를 넣는다. 그 후, 홈 에이전트(206)는 이동 단말기(204)의 패킷의 포획 및 전송 서비스를 중지한다.
홈 에이전트(206)로부터 바인딩 갱신 요구를 수신한 각 통신 상대 CN1∼CNm은, 자신이 보유하는 바인딩 캐쉬로부터 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스와 홈 어드레스와의 쌍을 삭제한다(S206). 이후, 통신 상대 CN1∼CNm은, 이동 단말기(204)의 패킷을 송신할 때는, 홈 어드레스에 직접 송신한다(S207).
이와 같이 본 실시 형태에 따르면, 이동 단말기(204)의 접속 링크가 변하였을때에 최신의 c/o 어드레스를 복수의 통신 상대에게 통지함으로써, 통지를 받은 각 통신 상대는 이동 단말기(204)에 대한 최초의 패킷으로부터 즉시, 이동 단말기(204)의 c/o 어드레스에 대하여 직접 패킷을 송신할 수 있다. 이 때문에, 홈 에이전트 경유에 의한 오버헤드를 경감할 수 있다. 또한, 많은 통신 상대가, 동일한 이동 단말기 또는, 홈 에이전트가 동일한 노드 상에 생성되어 있는 복수의 이동 단말기에 대하여 일제히 패킷을 송신하기 시작하는 상황이라도, 홈 에이전트나 노드에 부하가 한번에 집중하지 않게 된다. 또한, 이동 단말기(204)의 처리는, 통신 상대 리스트를 첨부한 바인딩 갱신 요구를 홈 에이전트(206)에 송신하는 처리로 끝나, 통신 상대 리스트 중의 개개의 통신 상대로의 바인딩 갱신 요구의 송신은 홈 에이전트(206)가 대행하기 때문에, 이동 단말기(204)의 부하를 경감할 수 있다.
다음으로, 이동 단말기(204)가 갖는 통신 상대 리스트의 유지 관리 기능에 대하여 설명한다. 통신 상대 리스트를 기억하는 메모리량 및 통신 상대 리스트를 송부할 때의 통신 비용 등에 제약이 없으면, 과거에 패킷을 송수신한 통신 상대 전체의 리스트를 유지하도록 하여도 물론 상관없다. 그러나, 이하에서는, 리스트 수에 상한(n개)을 두고, 패킷을 송수신한 빈도가 높은 상위 n개의 통신 상대의 리스트를 유지 관리하는 예에 대하여 설명한다.
도 17은 이동 단말기(204)에 제공되는 통신 상대 리스트 유지 관리 메커니즘의 블록도이다. 이 통신 상대 리스트 유지 관리 메커니즘은, 연상표(301), 통신 회수 갱신 회로(302), 교체 후보 결정 회로(303), 액세스 제어 회로(304) 및 갱신 지시 회로(305)를 구비하고 있다.
연상표(301)는, n+m개의 엔트리를 갖는 풀-어소시에이티브(full-associative) 방식의 연상 메모리이고, 그 중 연속하는 n개의 엔트리로 추출부 연상 메모리(306)가 구성되며, 나머지 m개의 엔트리로 순회부 연상 메모리(307)가 구성된다. 최종적으로, 추출부 연상 메모리(306)에는 통신 빈도가 높은 상위 n개의 통신 상대의 리스트가 기억된다. 순회부 연상 메모리(307)는, 상위 n개에 속하지 않는 통신 상대의 리스트를 일시적으로 기억하기 위해서 사용된다.
연상표(301)의 각 엔트리는 연상키부(308)와 데이터부(309)로 구성되고, 데이터부(309)는 통신 회수부(310)와 순서/LRU 정보부(311)로 구분되어 있다. 연상키부(308)에는 통신 상대의 홈 어드레스가 등록되며, 통신 회수부(310)에는 통신 회수가 등록된다. 또한, 순서/LRU 정보부(311)에서는, 추출부 연상 메모리(306)에는 순서 정보가 등록된다. 즉, 추출부 연상 메모리(306)의 각 엔트리는, 순서/LRU 정보부(311)에 등록된 순서 정보에 따라서, 도 18에 도시된 바와 같이, 통신 회수가 많은 순으로 논리적으로 오름차순으로 배열된다. 도 18에서, 401은 n개의 엔트리 중 가장 통신 회수가 적은 엔트리(400)를 지시하는 포인터이고, 교체 후보 결정 회로(303) 내에 제공되어 있다.
또한, 순회부 연상 메모리(307)에서는 순서/LRU 정보부(311)에 LRU 정보가 등록되어, LRU 알고리즘에 따라서 가장 오랫동안 참조되지 않은 엔트리가 재이용된다. 즉, m개의 엔트리로 구성되는 순회부 연상 메모리(307)는, 도 18에 도시된 바와 같이, 가장 최근에 참조된 것부터 순서대로 논리적으로 배열되고, 가장 오랫동안 참조되지 않은 엔트리(402)를 지시하는 포인터(403)를 갖는 교체 후보 결정 회로(303)가, 그 포인터(403)를 이용하여 LRU 방식으로 순회부 연상 메모리(307) 중의 소거할(purge) 엔트리를 결정한다.
갱신 지시 회로(305)는, 갱신 지시 버스(312)를 통하여, 이동 단말기(204)를 구성하는 MPU(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 그 MPU 상에서 동작하는 통신 어플리케이션 프로그램으로부터 패킷의 송수신을 행한 통신 상대의 홈 어드레스가 갱신 지시 버스(312)를 통하여 통지되면, 그것을 통신 회수 갱신 회로(302)에 전달함과 동시에 어드레스선(313)에 출력한다. 어드레스선(313)은 연상표(301)의 각 엔트리의 연상키부(308)에 접속되어 있고, 각 연상키부(308) 내의 비교기에서, 상기한 연상키부(308)에 등록되어 있는 홈 어드레스와 어드레스선(313) 상의 홈 어드레스가 비교되어, 각각의 비교 결과가 비교 결과선(314)을 통하여 통신 회수 갱신 회로(302)에 전달된다.
통신 회수 갱신 회로(302)는, 연상표(301)의 각 엔트리의 통신 회수부(310)를 갱신하는 회로로서, 비교 결과선(314)에 의해 홈 어드레스의 일치가 보고된 엔트리의 통신 회수를 +1 만큼 갱신한다. 그리고, 그 갱신한 엔트리를 지정하여 교체 후보 결정 회로(203)를 기동한다. 비교 결과선(314)의 어느 쪽도 일치를 나타내지 않을 경우, 즉 어드레스선(313)에 출력된 홈 어드레스가 연상표(301)에 미등록인 경우, 통신 회수 갱신 회로(302)는, 교체 후보 결정 회로(303)에 순회부 연상 메모리(307) 중의 엔트리의 확보 요구를 내고, 확보된 엔트리의 통신 회수를 1로 초기화한다.
교체 후보 결정 회로(303)는 통신 회수 갱신 회로(302)로부터 교체 처리가 기동되면 이하의 처리를 행한다.
(1) 통신 회수가 갱신된 금회의 엔트리가 추출부 연상 메모리(306)에 포함되는 엔트리인 경우, 도 18에서 설명한 바와 같이, 추출부 연상 메모리(306)의 n개의 엔트리가 통신 회수의 값으로 논리적으로 오름차순으로 배열되도록, 필요에 따라 순서/LRU 정보부(311)의 순서 정보 및 포인터(401)를 갱신한다.
(2) 통신 회수가 갱신된 이번 회의 엔트리가 순회부 연상 메모리(307)에 포함되는 엔트리인 경우, 상기한 엔트리의 통신 회수와 추출부 연상 메모리(306)의 도 18의 포인터(401)로 지시되는 엔트리(400)의 통신 회수를 비교하여, 전자의 통신 회수가 후자의 통신 회수 이상이면, 상기한 엔트리에 등록되어 있는 내용과, 추출부 연상 메모리(306)의 엔트리(400)에 등록되어 있는 내용을 교체한다.
한편, 교체 후보 결정 회로(303)는, 통신 회수 갱신 회로(302)로부터 엔트리의 확보 요구가 있는 경우, 순회부 연상 메모리(307)의 m개의 엔트리중 도 18의 포인터(403)가 지시하는 엔트리(402)를 소거할 엔트리로 결정한다. 그리고, 연상 키 갱신 지시선(315)에 따라서 그 엔트리(402)의 연상키부(308)에 금회의 홈 어드레스를 등록하고, 그 엔트리(402)를 통신 회수 갱신 회로(302)에 통지한다.
액세스 제어 회로(304)는, 액세스 버스(316)를 통하여 상기 MPU에 접속되고, 연상표(301)의 추출부 연상 메모리(306)와는 데이터선 및 어드레스선을 포함하는 액세스선(317)으로 접속되어 있어, MPU로부터의 어드레스 지정으로 연상표(301)의 추출부 연상 메모리(306)의 각 엔트리의 내용을 판독할 수 있게 되어 있다. 이 판독한 내용 중, 연상키부(308)에 등록된 n개의 홈 어드레스가, 상기한 이동 단말기와 통신 빈도가 높은 상위 n개의 통신 상대의 리스트로 된다.
도 17에서는, 패킷의 통신(송수신) 빈도가 높은 상위 n개의 통신 상대의 리스트를 유지 관리하는 예를 도시하였지만, 통신 어플리케이션 프로그램으로부터 패킷을 송신한 통신 상대의 홈 어드레스는 통지하지 않고서 패킷을 수신한 통신 상대의 홈 어드레스만을 갱신 지시 회로(305)에 지시 버스(312)를 통하여 통지함으로써, 패킷의 수신 빈도가 높은 상위 n개의 통신 상대의 리스트를 유지 관리할 수 있다.
이상의 통신 상대 리스트 유지 관리 메커니즘은 하드웨어로 실현하였지만,소프트웨어적으로 실현할 수도 있다. 그 경우, 전용의 프로그램이 이동 단말기의 메모리에 기억된다. 메모리에 기억된 프로그램은 이동 단말기를 구성하는 컴퓨터에 판독되고, 이 컴퓨터상에 도 17의 연상표(301), 통신 회수 갱신 회로(302), 교체 후보 결정 회로(303), 액세스 제어 회로(304), 갱신 지시 회로(305)에 상당하는 기능 수단을 실현한다.
이상의 실시 형태는, Mobile IPv6 프로토콜의 네트워크를 베이스로 하였지만, 본 발명은 Mobile IPv4 프로토콜의 네트워크에 대하여도 적용 가능하다. 그 경우, 이동 단말기는 접속 링크를 옮겼을 때에, 새로운 c/o 어드레스와 통신 상대 리스트를 외부 에이전트를 통하여 홈 에이전트에 통지하여, 홈 에이전트가 통신 상대 리스트 중의 개개의 통신 상대에 대하여 상기한 이동 단말기의 홈 어드레스와 c/o 어드레스의 쌍을 통지해도 되고, 외부 에이전트가 Mobile IPv4와 마찬가지로 홈 에이전트에 통지하는 한편, 그 외부 에이전트가 통신 리스트 중의 개개의 통신 상대에 대하여 상기한 이동 단말기의 홈 어드레스와 c/o 어드레스의 쌍을 통지하도록 해도 된다. 통신 상대는, 이동 단말기의 홈 어드레스와 c/o 어드레스의 쌍을 메모리에 기억하고, 이동 단말기로 패킷을 송신할 때, 홈 어드레스로 메모리를 검색하여, 대응하는 c/o 어드레스가 존재하면, 그 c/o 어드레스에 대하여 직접 패킷을 송신한다.
또한 이상의 실시 형태에서는, 통신 상대 리스트 중의 개개의 통신 상대에 대하여 이동 단말기의 최신의 c/o 어드레스와 홈 어드레스의 쌍을 통지하는 처리를 에이전트가 대행하였지만, 이동 단말기 자신이 그 처리를 행하도록 하여도 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 이동 단말기의 외부 에이전트 기능을 제공하는 노드에의 부하 집중을 억제할 수 있다. 그 이유는, 복수의 이동 단말기의 외부 에이전트 기능이 제1 노드, 그에 속하는 각 무선 기지국에 분산되기 때문이다.
또한 본 발명에 따르면, 이동 단말기와 통신 상대와의 사이에서 송수신되는 패킷의 지연을 억제할 수 있다. 그 이유는, 무선 기지국에 외부 에이전트가 배치된 이동 단말기인 경우, 제1 노드를 경유하지 않고서 패킷의 송수신이 가능하게 되기 때문이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 이동 단말기로의 최초의 패킷도 통신 상대로부터 직접 송출하는 것이 가능하다. 그 이유는, 이동 단말기가 접속하는 서브 네트워크가 변하였을 때, 그 이동 단말기와 통신 회수가 많은 상위 일정수의 통신 상대 등, 복수의 통신 상대에게 상기한 이동 단말기의 최신의 c/o 어드레스와 홈 어드레스의 쌍이 통지되기 때문에, 이들 통신 상대는 최초의 패킷으로부터 c/o 어드레스에 대하여 직접 송신 할 수 있기 때문이다.
또한 본 발명에 따르면, 복수의 통신 상대에 대하여 c/o 어드레스를 사전에 통지할 때의 이동 단말기의 부하를 경감할 수 있다. 그 이유는, 이동 단말기는 통신 상대 리스트를 첨부한 바인딩 갱신 요구를 에이전트에 송신하면, 에이전트가 통신 상대 리스트 중의 개개의 통신 상대로의 바인딩 갱신 요구의 송신을 대행해 주기 때문이다.

Claims (24)

  1. 복수의 무선 기지국을 묶은 형태로 제공하고, 상기 무선 기지국을 통하여 접속되는 이동 단말기와의 사이에서 무선 액세스 링크의 설정과 관리를 행하는 제1 노드와, IP 코어 네트워크를 접속하는 게이트웨이 라우터 기능을 제공함과 함께 상기 이동 단말기의 홈 에이전트 기능을 제공하는 제2 노드를 포함하며, 복수의 이동 단말기에 이동체 통신 서비스를 제공하는 이동체 통신 네트워크에 있어서, 상기 복수의 이동 단말기 중의 일부의 이동 단말기에 대해서는 그의 외부 에이전트 기능을 상기 이동 단말기가 실제로 이용하고 있는 상기 무선 기지국에 두고, 나머지 이동 단말기에 대해서는 그 외부 에이전트 기능을 상기 이동 단말기가 실제로 이용하고 있는 상기 무선 기지국을 지원하는 상기 제1 노드에 두도록 한 이동 단말기 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    개개의 이동 단말기의 외부 에이전트를 상기 무선 기지국에 둘 것인지, 상기 제1 노드에 둘 것인지를, 개개의 이동 단말기로부터의 위치 등록 시에 결정하는 수단을 구비하는 이동 단말기 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    개개의 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 이동 단말기와 그의 통신 상대와의 사이의 세션 확립중에 변화시키는 수단을 구비하는 이동 단말기 관리 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    개개의 이동 단말기의 외부 에이전트를 상기 무선 기지국에 둘 것인지, 상기 제1 노드에 둘 것인지를, 개개의 이동 단말기의 가입자 데이터에 설정되어 있는 정보에 기초하여 결정하는 수단을 구비하는 이동 단말기 관리 시스템.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    개개의 이동 단말기의 외부 에이전트를 상기 무선 기지국에 둘 것인지, 상기 제1 노드에 둘 것인지를, 개개의 이동 단말기의 이동 특성에 기초하여 결정하는 수단을 구비하는 이동 단말기 관리 시스템.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    개개의 이동 단말기의 외부 에이전트를 상기 무선 기지국에 둘 것인지, 상기 제1 노드에 둘 것인지를, 개개의 이동 단말기의 단위 시간당의 외부 에이전트의 전환 빈도에 기초하여 결정하는 수단을 구비하는 이동 단말기 관리 시스템.
  7. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    개개의 이동 단말기의 외부 에이전트를 상기 무선 기지국에 둘 것인지, 상기제1 노드에 둘 것인지를, 개개의 이동 단말기의 기종 타입에 기초하여 결정하는 수단을 구비하는 이동 단말기 관리 시스템.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    개개의 이동 단말기의 외부 에이전트를 상기 무선 기지국에 둘 것인지, 상기 제1 노드에 둘 것인지를, 이동체 통신 네트워크의 패킷망의 자원의 사용 상황에 기초하여 결정하는 수단을 구비하는 이동 단말기 관리 시스템.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 다음 번의 위치 등록 요구를 대기하지 않고서 변화시키는 수단을 구비하는 이동 단말기 관리 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    개개의 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 이동 단말기와 통신 상대와의 사이의 세션 확립중에 변화시키는 수단을 구비하는 이동 단말기 관리 시스템.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    이동체 통신 네트워크의 패킷망의 자원의 사용 상황에 기초하여 상기 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 변화시키는 이동 단말기 관리 시스템.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 이동 단말기의 사용자 어플리케이션의 지연 요구에 따라서 상기 이동 단말기의 외부 에이전트의 배치 장소를 변화시키는 이동 단말기 관리 시스템.
  13. 서로 접속된 복수의 서브 네트워크를 구비하며, 현재 접속하고 있는 서브 네트워크에 의존하는 c/o 어드레스(care-of address; COA)와 의존하지 않는 홈 어드레스를 갖는 이동 단말기를 취급하는 네트워크에 있어서, 상기 이동 단말기가 접속하는 서브 네트워크가 변하였을 때, 상기 이동 단말기의 최신의 c/o 어드레스와 홈 어드레스와의 쌍을 복수의 통신 상대에 대하여 통지하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기 관리 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이동 단말기는, 통신 상대 리스트를 유지 관리하는 수단과, 접속하는 서브 네트워크가 변하였을 때에 상기 통신 상대 리스트를 첨부하여 새로운 c/o 어드레스를 통지하는 바인딩 갱신 요구를 송신하는 수단을 구비하며, 또한 상기 바인딩 갱신 요구를 수신하여 상기 통신 상대 리스트에 기재된 각 통신 상대에게 상기 이동 단말기의 최신의 c/o 어드레스와 홈 어드레스와의 쌍을 통지하는 에이전트를 구비하는 이동 단말기 관리 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 통신 상대 리스트를 유지 관리하는 수단은, 상기 이동 단말기로 행해지는 통신을 모니터하여 통신 회수가 많은 상위 일정수의 통신 상대의 리스트를 생성하는 수단을 포함하는 이동 단말기 관리 시스템.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 네트워크는 Mobile IPv6 프로토콜에 준거한 네트워크이고, 또한 상기 에이전트는 상기 이동 단말기의 홈 에이전트인 이동 단말기 관리 시스템.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 네트워크는 Mobile IPv4 프로토콜에 준거한 네트워크이고, 또한 상기 에이전트는 상기 이동 단말기의 홈 에이전트인 이동 단말기 관리 시스템.
  18. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 네트워크는 Mobile IPv4 프로토콜에 준거한 네트워크이고, 또한 상기 에이전트는 상기 이동 단말기의 외부 에이전트인 이동 단말기 관리 시스템.
  19. 현재 접속하고 있는 서브 네트워크에 의존하는 c/o 어드레스와 의존하지 않는 홈 어드레스를 갖는 이동 단말기로서, 통신 상대 리스트를 유지 관리하는 수단과, 접속하는 서브 네트워크가 변하였을 때에 상기 통신 상대 리스트를 첨부하여새로운 c/o 어드레스를 통지하는 바인딩 갱신 요구를 송신하는 수단을 구비하는 이동 단말기.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 통신 상대 리스트를 유지 관리하는 수단은, 상기 이동 단말기로 행해지는 통신을 모니터하여 통신 회수가 많은 상위 일정수의 통신 상대의 리스트를 생성하는 수단을 포함하는 이동 단말기.
  21. 서로 접속된 복수의 서브 네트워크를 구비하고, 현재 접속하고 있는 서브 네트워크에 의존하는 c/o 어드레스와 의존하지 않는 홈 어드레스를 갖는 이동 단말기를 취급하는 네트워크에서의 에이전트로서, 접속하는 서브 네트워크가 변하였을 때에 상기 이동 단말기로부터 송신되는 바인딩 갱신 요구를 수신하는 수단과, 수신한 바인딩 갱신 요구에 첨부된 통신 상대 리스트에 기재된 각 통신 상대에게 상기 이동 단말기의 최신의 c/o 어드레스와 홈 어드레스와의 쌍을 통지하는 수단을 구비하는 에이전트 장치.
  22. 현재 접속하고 있는 서브 네트워크에 의존하는 c/o 어드레스와 의존하지 않는 홈 어드레스를 갖는 이동 단말기를 구성하는 컴퓨터를, 통신 상대 리스트를 유지 관리하는 수단, 접속하는 서브 네트워크가 변하였을 때에 상기 통신 상대 리스트를 첨부하여 새로운 c/o 어드레스를 통지하는 바인딩 갱신 요구를 송신하는 수단으로서 기능하게 하는 프로그램.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 통신 상대 리스트를 유지 관리하는 수단은, 상기 이동 단말기로 행해지는 통신을 모니터하여 통신 회수가 많은 상위 일정수의 통신 상대의 리스트를 생성하는 수단을 포함하는 프로그램.
  24. 서로 접속된 복수의 서브 네트워크를 구비하고, 현재 접속하고 있는 서브 네트워크에 의존하는 c/o 어드레스와 의존하지 않는 홈 어드레스를 갖는 이동 단말기를 취급하는 네트워크에서의 에이전트를 구성하는 컴퓨터를, 접속하는 서브 네트워크가 변하였을 때에 상기 이동 단말기로부터 송신되는 바인딩 갱신 요구를 수신하는 수단, 수신한 바인딩 갱신 요구에 첨부된 통신 상대 리스트에 기재된 각 통신 상대에게 상기 이동 단말기의 최신의 c/o 어드레스와 홈 어드레스와의 쌍을 통지하는 수단으로서 기능하게 하는 프로그램.
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