JP2010021713A - 代理端末、通信方法および通信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】移動端末がリモートからローカルへネットワークを移動した直後も、速やかに移動端末が相手端末とのデータ通信を行うことを可能とする。
【解決手段】本発明の一態様としての代理端末は、第１のネットワークに接続される代理端末であって、前記第１のネットワークと１つ以上のルータを介して接続された第２のネットワーク上の移動端末からの要求に応じて前記移動端末のＭＡＣアドレスと前記第１のネットワーク上で使用する前記移動端末のＩＰアドレスとを対応付けた対応情報を生成する手段と、前記第１のネットワーク上を流れるデータを監視して前記第１のネットワークで使用する前記移動端末のＩＰアドレスに基づいたＭＡＣアドレスの問い合わせ要求を検出する手段と、前記問い合わせ要求に含まれる前記ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを前記対応情報から特定して前記問い合わせの要求元に返信する手段とを備える。
【選択図】図６

Description

この発明は、代理端末、通信方法および通信プログラムに関し、たとえばリモートにいる移動端末に代わってＡＲＰ要求等の問い合わせに応答する代理端末等に関する。

リモートからアクセスしている移動端末が、ローカルネットワークに存在しているように見せるために、ローカルネットワークには、通信相手端末からのＡＲＰの問い合わせ(ＡＲＰ要求)に対して代わりに応答(ＡＲＰ応答)する代理端末が存在する。代理でＡＲＰに応答する方式はＰｒｏｘｙ ＡＲＰと呼ばれ、ＲＦＣ１０２７で規定されている。代理端末は、自分のＭＡＣアドレスを用いてＡＲＰに応答することで、代わりに移動端末宛の通信データを受信し、移動端末へ転送している。通信相手端末は、ＡＲＰの応答メッセージを受信すると、ＡＲＰキャッシュと呼ばれる、通信データのあて先ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを対応付けるテーブルを一定時間保持する。ＡＲＰキャッシュを保持することにより、キャッシュの有効時間内では通信データを送信する毎にＡＲＰ要求を送信する必要が無い。

しかし、リモートからアクセスしている移動端末が、ネットワークを移動し、ローカルネットワークに入った場合、通信相手端末はＡＲＰキャッシュを保持し、ＩＰアドレスと代理端末のＭＡＣアドレスが対応付けられていた場合、ＡＲＰキャッシュが無くならない限りは移動端末あての通信データは代理端末へ送信される。代理端末は移動端末がローカルネットワークに存在するにもかかわらず、通信データを転送する手段が無い限りは、移動端末に通信データが届かない。そこで移動端末は、ローカルネットワークへ移動した場合は、Ｇｒａｔｕｉｔｏｕｓ ＡＲＰと呼ばれる、自身のＩＰアドレスに対するＭＡＣアドレスの更新を要求するメッセージをブロードキャストする。このＡＲＰを受信したローカルネットワーク内の端末は、ＡＲＰキャッシュに存在する、当該移動端末のＡＲＰエントリを、移動端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応付けへ更新する。これにより、通信相手端末はＡＲＰキャッシュの更新により、通信データをすばやく移動端末へ送信することが可能である。Ｇｒａｔｕｉｔｏｕｓ ＡＲＰはＲＦＣ９２５で規定されている。

ＩＰｖ６では、ＡＲＰの代わりにＮＤＰ(Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)を用いることで、ＩＰｖ４のＡＲＰと同様のことが可能である。
ＲＦＣ９２５（Ｐｒｏｘｙ ＡＲＰ）

しかしながら、ＡＲＰキャッシュがすばやく更新されることは、セキュリティの観点から問題が生じる。例えば、ＡＲＰポイゾニングという攻撃手法では、悪意のある攻撃端末は通信相手端末からのＡＲＰ要求に対し、代わりに偽のＡＲＰ応答で答え、通信相手端末のＡＲＰキャッシュを更新させ、自分のＭＡＣアドレス宛に通信データが送られるようにすることで、通信を傍受することが容易に可能となる。ＡＲＰポイゾニングに対する有効な対策は、ローカルネットワークの各端末のＡＲＰキャッシュを静的に固定する方法や、不正なＡＲＰ応答をモニタリングし、各端末がそれを受信後にＡＲＰキャッシュが更新される前にモニタリング結果をチェックする等が考えられ、いずれの場合も、ＡＲＰキャッシュの更新が高速化されることはなくなる。よって、ＶｏＩＰや動画サービスのようなアプリケーションを利用した場合では、ＡＲＰキャッシュの更新が起こるまで、移動端末のリモートからローカルへの移動後には、しばらくの間、通信データが届かない場合がある。

そこで本発明では、上記従来の技術の有する問題を解決し、移動端末がリモートからローカルへネットワークを移動した直後も、速やかに移動端末が相手端末とのデータ通信を行うことを可能とした代理端末、通信方法および通信プログラムを提供する。

本発明の一態様としての代理端末は、
第１のネットワークに接続される代理端末であって、
前記第１のネットワークと１つ以上のルータを介して接続された第２のネットワーク上の移動端末からの要求に応じて、前記移動端末のＭＡＣアドレスと前記第１のネットワーク上で使用する前記移動端末のＩＰアドレスとを対応付けた対応情報を生成する対応情報生成手段と、
生成された前記対応情報を記憶する記憶手段と、
前記第１のネットワーク上を流れるデータを監視して、前記第１のネットワークで使用する前記移動端末のＩＰアドレスに基づいたＭＡＣアドレスの問い合わせ要求を検出する検出手段と、
前記問い合わせ要求が検出されたとき、前記問い合わせ要求に含まれる前記ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを前記対応情報から特定し、特定したＭＡＣアドレスを含む問い合わせ応答を、前記問い合わせの要求元に、前記移動端末に代わって返信する代理応答手段と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様としての通信方法は、
第１のネットワークに接続されるコンピュータにおいて実行する通信方法であって、
前記第１のネットワークと１つ以上のルータを介して接続された第２のネットワーク上の移動端末からの要求に応じて、前記移動端末のＭＡＣアドレスと前記第１のネットワーク上で使用する前記移動端末のＩＰアドレスとを対応付けた対応情報を生成する対応情報生成ステップと、
生成された前記対応情報を記憶する記憶ステップと、
前記第１のネットワーク上を流れるデータを監視して、前記第１のネットワークで使用する前記移動端末のＩＰアドレスに基づいたＭＡＣアドレスの問い合わせ要求を検出する検出ステップと、
前記問い合わせ要求が検出されたとき、前記問い合わせ要求に含まれる前記ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを前記対応情報から特定し、特定したＭＡＣアドレスを含む問い合わせ応答を、前記問い合わせの要求元に、前記移動端末に代わって返信する代理応答ステップと、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様としての通信プログラムは、
第１のネットワークに接続されるコンピュータにおいて実行する通信プログラムであって、
前記第１のネットワークと１つ以上のルータを介して接続された第２のネットワーク上の移動端末からの要求に応じて、前記移動端末のＭＡＣアドレスと前記第１のネットワーク上で使用する前記移動端末のＩＰアドレスとを対応付けた対応情報を生成する対応情報生成ステップと、
生成された前記対応情報を記憶する記憶ステップと、
前記第１のネットワーク上を流れるデータを監視して、前記第１のネットワークで使用する前記移動端末のＩＰアドレスに基づいたＭＡＣアドレスの問い合わせ要求を検出する検出ステップと、
前記問い合わせ要求が検出されたとき、前記問い合わせ要求に含まれる前記ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを前記対応情報から特定し、特定したＭＡＣアドレスを含む問い合わせ応答を、前記問い合わせの要求元に、前記移動端末に代わって返信する代理応答ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明により、移動端末がリモートからローカルへネットワークを移動した直後も、速やかに移動端末が相手端末とのデータ通信を行うことが可能になる。

以下、図面を参照して、この発明に係わる代理端末の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施形態としての代理端末を備えたネットワークシステムの構成を示す。ホームエージェント１１２、ＭＰＡ（Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｐｒｅ−Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）エージェント１２２、ＭＰＡエージェント１３２が本発明の実施形態による代理端末に相当する。

移動端末（通信端末）１００、ホームエージェント１１２、アクセスポイント１１３は、ネットワーク１１０に接続している。移動端末１００はアクセスポイント１１３に無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）経由で接続している。ネットワーク１１０は、ルータ１１１を経由してインターネット１０３に接続している。

相手端末１０１、情報サーバ１０２は、インターネット１０３における任意のネットワークに存在する。

アクセスポイント１２３、ＭＰＡエージェント１２２、ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ１２４は、ネットワーク１２０に接続され、ルータ１２１を経由してインターネット１０３へ接続している。

アクセスポイント１３３、ＭＰＡエージェント１３２、ＤＨＣＰサーバ１３４は、ネットワーク１３０に接続され、ルータ１３１を経由してインターネット１０３へ接続している。

移動端末１００にとって、ネットワーク１１０はモバイルＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のホームネットワークで、それ以外のネットワーク１２０、１３０は、訪問先ネットワークである。

移動端末１００は、相手端末１０１とＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）により通信を行っている。この時、移動端末１００のＩＰアドレスは、ホームエージェントから割当てられたホームアドレスを用いている。

以下では、図１の状態にある移動端末１００が、図９に示すように、ネットワーク１２０におけるアクセスポイント１２３にハンドオーバし、次いで図１５に示すように、ネットワーク１３０におけるアクセスポイント１３３にハンドオーバし、その後再び、ネットワーク１１０におけるアクセスポイント１１３にハンドオーバする場合を例にして、図１のネットワークシステムにおける各要素の構成および動作について説明する。移動端末１００が、アクセスポイント１１２からアクセスポイント１２３にハンドオーバする際のメッセージシーケンスを図８に、アクセスポイント１２３からアクセスポイント１３３にハンドオーバする際のメッセージシーケンスを図１４に、アクセスポイント１３３からアクセスポイント１１３にハンドオーバする際のメッセージシーケンスを図１６に示し、適宜これらの図８、図１５および図１６を参照しながら説明を行う。

図２は、移動端末１００の内部構成図である。

移動端末１００は、無線ＬＡＮインタフェース１００１、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１００２、モバイルＩＰクライアント１００３、ＭＩＨ（Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｈａｎｄｏｖｅｒ）クライアント１００４、認証クライアント１００５、ＭＰＡクライアント１００６を備える。

ＭＰＡクライアント１００６は、無線ＬＡＮインタフェース１００１のＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を調べており、アクセスポイント１１３からの物理的な距離が離れると、ＲＳＳＩが下がるために、他のアクセスポイントへハンドオーバするために、情報サーバ１０２への要求により、近隣のアクセスポイント情報を、例えばＩＥＥＥ８０２．２１のＭＩＨプロトコルを用いて取得する。

図３は、ＩＥＥＥ８０２．２１のＭＩＨ（Ｍｅｄｉａ Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｈａｎｄｏｖｅｒ）プロトコルの情報取得要求／応答メッセージの形式の例である。

情報取得要求メッセージ２０００は、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＭＩＨヘッダ、クエリで構成される。ＭＩＨヘッダは、メッセージの種類を示すＩＤや、クエリ番号を示すトランザクションＩＤ等で構成されている。クエリは、検索キーとして、現在接続中のアクセスポイントのＢＳＳＩＤ、要求データの種類として、ＭＰＡエージェントのＩＰアドレス、アクセスポイントのチャンネルやＢＳＳＩＤ等が登録されている。

情報取得応答メッセージ２００１は、ＩＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＭＩＨヘッダ、クエリ応答で構成されている。ＭＩＨヘッダのトランザクションＩＤは、対応する情報取得要求メッセージ２０００と同じＩＤ番号である。クエリ応答は、検索結果として、ＭＰＡエージェントのＩＰアドレス、アクセスポイントのチャンネル、ＢＳＳＩＤが格納されている。

ＭＰＡクライアント１００６は、無線ＬＡＮインタフェース１００１のＲＳＳＩがあるレベルまで下がると、ＭＩＨクライアント１００４へ、情報取得要求を行い、ＭＩＨクライアント１００４は、情報要求クエリを作成し、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１００２を通じて、情報サーバ１０２へ、情報取得要求メッセージ２０００を送信する（図８のＳ１１）。情報サーバ１０２のＩＰアドレスは、ＤＮＳサービス等を用いて取得する。

図４は、情報サーバ１０２の内部構成図である。

情報サーバ１０２は、ＬＡＮインタフェース１０２１、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１０２２、ＭＩＨサーバ１０２３、ネットワーク情報ＤＢ１０２４で構成されている。

ＭＩＨサーバ１０２３は、ＬＡＮインタフェース１０２１およびＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１０２２を介して情報取得要求メッセージ２０００を受信すると、クエリを用いてネットワーク情報ＤＢ１０２４へ検索を行い、得られた答えを元に、情報取得応答メッセージ２００１を作成し、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１０２２およびＬＡＮインタフェース１０２１を介して移動端末１００へ送信する（図８のＳ１２）。

この例では、得られたＭＰＡエージェントのＩＰアドレスは、ネットワーク１２０におけるＭＰＡエージェント１２２のもの、アクセスポイントのチャンネル、ＢＳＳＩＤは、アクセスポイント１２３のものとする。

次に、移動端末１００におけるＭＰＡクライアント１００６は、ネットワーク１２０におけるＭＰＡエージェント１２２へ認証クライアント１００５を用いて、認証要求を行う（図８のＳ１３）。例えば、認証には、例えばＲａｄｉｕｓプロトコルやＰＡＮＡプロトコルを用いることができる。

図５は、ＭＰＡエージェント１２２、又は１３２の内部構成図である。

ＭＰＡエージェントは、ＬＡＮインタフェース１２２１、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１２２２、ＤＨＣＰリレークライアント１２２３、認証サーバ１２２４、ＭＰＡサーバ１２２５、テーブル１２２６で構成される。

移動端末１００から受信した認証要求メッセージは、認証サーバ１２２４で処理される。認証サーバ１２２４は、受信した認証要求メッセージから、移動端末１００の無線ＬＡＮインタフェース１００１のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを取り出し、ＭＰＡサーバ１２２５経由でＤＨＣＰリレークライアント１２２３へＭＡＣアドレスを送信する。

ＤＨＣＰリレークライアント１２２３は、ＤＨＣＰサーバ１２４へＩＰアドレスの取得要求を行い（図８のＳ１４）、ＤＨＣＰサーバ１２４からＩＰアドレスを受信する（図８のＳ１５）。

ＭＰＡサーバ１２２５は、得られたＩＰアドレスと、認証サーバ１２２４から受信したＭＡＣアドレスとを対応付けてテーブル１２２６に登録する。テーブル１２２６は、たとえば移動端末のＭＡＣアドレスと、ネットワーク１２０で使用する移動端末のＩＰアドレスとを対応付けた対応情報を記憶する記憶手段に相当する。ＭＰＡサーバ１２２５は対応情報を生成する対応情報生成手段を含む。ＭＰＡエージェント１３２におけるＭＰＡサーバ１２２５も同様に、対応情報を生成する対応情報生成手段を含み、またＭＰＡエージェント１３２は、対応情報を記憶する記憶手段を含む。

認証サーバ１２２４は、認証完了メッセージと共に、ＤＨＣＰサーバ１２４から割り当てられたＩＰアドレスを移動端末１００へ送信する（図８のＳ１６）。

認証完了メッセージを受信した移動端末１００は、ネットワーク１２０におけるアクセスポイント１２３に、無線ＬＡＮで接続する。接続に成功したら、移動端末はＩＰアドレスを、認証時に得られたものに変更し、ホームエージェント１１２へ、図７に示す、モバイルＩＰの登録要求メッセージ（気付けアドレス更新要求メッセージ）３０００を送信する（図８のＳ１７）。

図７に示すように、メッセージ３０００には、ＭＡＣアドレスを格納するための独自に定義したオプション（ＭＡＣアドレス拡張部３００１）を付けられている。ＭＡＣアドレス拡張部３００１は、本発明向けに定義された独自の拡張部であり、通常のモバイルＩＰで使用される登録要求メッセージの最後に付加される。ＭＡＣアドレス拡張部３００１は、タイプ、長さ、ＭＡＣアドレスで構成され、タイプは、独自の値、長さは、ＭＡＣアドレスの長さの値、ＭＡＣアドレスは、移動端末のＭＡＣアドレスが格納されている。

図６に、ホームエージェント１１２の内部構成図を示す。

ホームエージェント１１２は、ＬＡＮインタフェース１１２１、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１１２２、モバイルＩＰサーバ１１２３、テーブル１１２４で構成されている。

モバイルＩＰサーバ１１２３は、ＬＡＮインタフェース１１２１およびＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１１２２を介して移動端末１００からの登録要求メッセージ３０００を受信すると（図８のＳ１７）、メッセージの認証を行う。モバイルＩＰサーバ１１２３は、ホームアドレスとなるＩＰアドレスと、図７のＭＡＣアドレス拡張部から得られたＭＡＣアドレスを、テーブル１１２４へ登録し、モバイルＩＰの登録応答メッセージを移動端末１００の新しく得られたＩＰアドレス宛に送信する（図８のＳ１８）。テーブル１１２４は、たとえば移動端末のＭＡＣアドレスと、ホームネットワーク１１０で使用する移動端末のＩＰアドレスとを対応付けた対応情報を記憶する記憶手段に相当する。モバイルＩＰサーバ１１２３は対応情報を生成する対応情報生成手段を含む。その後、モバイルＩＰサーバ１１２３は、移動端末１００とモバイルＩＰトンネルを作成する（図８のＳ１９）。

一方、登録応答メッセージを受信した移動端末１００でも、ホームアドレスを用いてホームエージェント１１２におけるモバイルＩＰサーバ１１２３との間で、モバイルＩＰトンネルを作成する（図８のＳ１９）。

図１１に、移動端末１００と相手端末１０１間のＩＰパケットとモバイルＩＰトンネルの関係を示す。

相手端末１０１から送信されたＩＰパケットは、送信元が相手端末１０１のＩＰアドレスで、送信先がホームアドレスのＩＰパケットであり、ルータ１１１まで転送される。ルータ１１１は、ＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）キャッシュに対応するＩＰアドレスが存在しない場合には、ＡＲＰ要求をする。ホームエージェント１１２は、移動端末１００のＭＡＣアドレスでルータ１１１に対し代理ＡＲＰ応答する。ホームエージェント１１２におけるＬＡＮインタフェース１１２１は、移動端末１００のＩＰアドレスに基づいたＭＡＣアドレスの問い合わせ要求（ＡＲＰ要求）を検出する検出手段と、検出されたＡＲＰ要求に含まれるＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスをテーブル１１２４から特定し、特定したＭＡＣアドレスを含む問い合わせ応答を、ＡＲＰ要求の問い合わせ元に返信する代理応答手段とを含む。

ホームエージェント１１２は、ルータ１１１からのＩＰパケットを代理で受信する。ホームエージェント１１２のＬＡＮインタフェース１１２１では、プロミスキャスモードで動作し、ネットワーク１１０（ＬＡＮ）上を流れる全てのフレームを受信し、テーブル１１２４を照会し、移動端末１００のＭＡＣアドレス宛のフレームはＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１２２２に送信し、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１２２２は、トンネリングによりＩＰヘッダでカプセリングを行い、ＩＰカプセル化されたパケット４０００をＬＡＮインタフェース１２２１を介して移動端末１００へ送信する。ＬＡＮインタフェース１１２１は、ネットワーク１１０上を流れるデータを監視して、移動端末１００のＭＡＣアドレスを宛先とする通信データを検出する第２の検出手段を含む。またＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１１２２は、検出したデータをカプセリングにより移動端末１００に転送する転送手段を含む。ＩＰカプセル化されたパケットの４０００の外側のＩＰヘッダの送信元は、ホームエージェント１１２のアドレス、送信先は、移動端末１００のネットワーク１２０上の、登録された気付けアドレスである。ホームエージェント１１２から移動端末１００へ送信されるカプセル化パケット４０００の詳細構造を図１０（Ａ）に示す。

図１０（Ａ）に示すように、相手端末１０１からホームエージェント１１２へ送信されるパケットは４０００ｄにより示され、このパケット４０００ｄがＩＰヘッダ４０００ａにてカプセリングされることにより、ＩＰカプセル化パケット４０００としてホームエージェント１１２から移動端末１００へ送信される。すなわち、内側のＩＰヘッダ４０００ｂと通信データ４０００ｃからなるＩＰパケット４０００ｄが、相手端末１０１からホームエージェント１１２へ送信され、ホームエージェントにおいて外側のＩＰヘッダ４０００ａが付加されて、移動端末１００の気付けアドレス宛に送信される。

一方、移動端末１００から送信されるパケットについては、図１に示す各ルータが送信元ＩＰアドレスを検査し、自身のネットワーク内のＩＰアドレスを送信元とするＩＰパケットのみを転送する機能であれば、移動端末１００からの送信も、ＩＰカプセル化する必要がある。本実施形態では、移動端末１００も送信パケットをＩＰカプセル化する場合を想定する。その場合では、移動端末１００は、図１０（Ｂ）のようなＩＰカプセル化ＩＰパケット４００１を作成して送信する。内側のＩＰヘッダ４００１ｂは、送信元が移動端末１００のホームアドレスで、送信先が相手端末１０１のアドレスである。外側のＩＰヘッダ４００１ａは、送信元が移動端末１００の気付けアドレスで、送信先がホームエージェント１１２のアドレスである。これにより、このパケット４００１はホームエージェント１１２により受信され、外側のＩＰヘッダ４００１ａが取り除かれ、内側のＩＰパケット４００１ｄが相手端末１０１に送信される。

移動端末１００は、再び動き、アクセスポイント１２３から離れることで、ＲＳＳＩが小さくなったことが検出されると、情報サーバ１０２へ情報取得要求メッセージを送信し（図１４のＳ２１）、情報取得応答メッセージを情報サーバ１０２から得る（図１４のＳ２２）。

応答メッセージから、移動先候補として、ネットワーク１３０のＭＰＡエージェント１３２のＩＰアドレスと、アクセスポイント１３３のチャンネルやＢＳＳＩＤ情報が得られるとする。

そこで、移動端末１００は、前回の移動時にネットワーク１２０に対して行ったように、ＭＰＡエージェント１３２へ認証要求をし（図１４のＳ２３）、ＭＰＡエージェント１３２は、ＤＨＣＰサーバ１３４からＩＰアドレスを取得し（図１４のＳ２４、Ｓ２５）、認証完了メッセージを移動端末へ送信する（図１４のＳ２６）。

次に、移動端末のＭＰＡクライアント１００６は、得られた新しいＩＰアドレスを用いてＭＰＡトンネルを作成するように、ＭＰＡトンネル作成要求メッセージを、ＭＰＡエージェント１３２へ送信する（図１４のＳ２７）。

ＭＰＡエージェント１３２は、メッセージを受信したら、ＭＰＡトンネル作成応答メッセージを作成および送信し（図１４のＳ２８）、移動端末１００との間でＭＰＡトンネルを作成する（図１４のＳ２９）。一方、移動端末１００でも、ＭＰＡトンネル作成応答メッセージを受信したら、ＭＰＡエージェント１３２との間でＭＰＡトンネルを作成する（図１４のＳ２９）。

ＭＰＡエージェント１３２は、ＬＡＮインタフェース１２２１をプロミスキャスモードにし、ネットワーク１３０（ＬＡＮ）上を流れる全てのフレームを受信し、テーブル１２２６を参照することで、移動端末のＭＡＣアドレス宛のフレームを検出し、それらはＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１２２２へ送信し、それ以外のフレームは削除する。新しいＩＰアドレスを送信元とするＩＰパケットは、ＬＡＮインタフェース１２２１では、テーブル１２２６を参照し、移動端末１００のＭＡＣアドレスを送信元として、フレームを送信する。ルータ１３１等の、新しいＩＰアドレスに対するＡＲＰ要求には、ＭＰＡエージェント１３２が移動端末１００のＭＡＣアドレスにより応答する。ＭＰＡエージェント１３２におけるＬＡＮインタフェース１１２１は、移動端末１００のＩＰアドレスに基づいたＭＡＣアドレスの問い合わせ要求（ＡＲＰ要求）を検出する検出手段と、検出されたＡＲＰ要求に含まれるＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスをテーブル１１２４から特定し、特定したＭＡＣアドレスを含む問い合わせ応答を、ＡＲＰ要求の問い合わせ元に返信する代理応答手段とを含む。ＭＰＡエージェント１２２におけるＬＡＮインタフェース１１２１も同様に検出手段および代理応答手段を含む。

さらに、移動端末１００は、登録要求メッセージを、ホームエージェント１１２へ送信する（図１４のＳ３０）。ホームエージェント１１２は、登録応答メッセージを移動端末１００へ送信する（図１４のＳ３１）。これにより、モバイルＩＰトンネルが、ホームエージェント１１２と移動端末１００の間で作成し直され、通信データの経路が変更される。

モバイルＩＰトンネルが作成し直され、かつ、ＭＰＡエージェント１３２および移動端末１００間にＭＰＡトンネルが作成された状態を図１３に示す。

相手端末１０１から送信される通信データは、ホームエージェント１１２で代理で受信され、モバイルＩＰトンネル経由でネットワーク１３０へ転送され、ＭＰＡエージェント１３２で代理で受信される。ＭＰＡエージェント１３２は、ＩＰカプセル化されたパケットをさらにＩＰカプセル化し、ＭＰＡトンネルを経由して、移動端末１００へ送信する。ＭＰＡエージェント１３２におけるＬＡＮインタフェース１１２１は、ネットワーク１１０上を流れるデータを監視して、移動端末１００のＭＡＣアドレスを宛先とする通信データを検出する第２の検出手段を含み、またＭＰＡエージェント１３２におけるＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１２２２は、検出したデータをカプセリングにより移動端末１００に転送する転送手段を含む。ＭＰＡエージェント１２２におけるＬＡＮインタフェース１１２１も同様に第２の検出手段を含み、またＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック１２２２は転送手段を含む。

図１２（Ａ）は、この状態で移動端末１００へ送信されるパケットの形式を示す。

相手端末１０１から送信されるＩＰパケット５０００ｅは、ホームエージェント１１２で受信され、ホームエージェント１１２は、新しい気付けアドレスである、ネットワーク１３０上の気付けアドレスを宛て先、ホームエージェント１１２のＩＰアドレスを送信元とするＩＰヘッダ５０００ｂでＩＰパケット５０００ｅをカプセル化し、カプセル化されたパケット５０００ｆを転送する。このパケット５０００ｆは、ルータ１３１まで送信され、ＡＲＰにより、移動端末１００のＭＡＣアドレス宛にフレームを送信すると、ＭＰＡエージェント１３２が代理ＡＲＰ応答し、移動端末１００のＭＡＣアドレスで受信する。ＭＰＡエージェント１３２は、移動端末１００へＩＰパケット５０００ｆを転送するために、さらにＩＰヘッダ５０００ａによりカプセル化し、２重ＩＰカプセル化パケット５０００として送信する。ＩＰヘッダ５０００ａの送信元アドレスは、ＭＰＡエージェント１３２のＩＰアドレス、送信先のＩＰアドレスは、移動端末１００がネットワーク１２０で用いているＩＰアドレスである。

一方、移動端末１００から送信されるパケットは、図１１（Ｂ）に示すような２重ＩＰカプセル化パケット５００１である。このパケット５００１は、一番外側のＩＰヘッダ５００１ａの送信元アドレスは、移動端末１００のネットワーク１２０上の気付けアドレス、送信先は、ＭＰＡエージェント１３２のアドレス、その内側のＩＰヘッダ５００１ｂの送信元アドレスは移動端末１００がネットワーク１３０から得られた新しい気付けアドレス、送信先はホームエージェント１１２、一番内側のＩＰヘッダ５００１ｃは、送信元が移動端末１００のホームアドレス、送信先が相手端末１０１である。移動端末１００から送信されたパケット５００１は、最初にＭＰＡエージェント１３２に受信されると、外側のＩＰヘッダ５００１ａが取り除かれ、内側のＩＰヘッダ５００１ｂを元に、ホームエージェント１１２へ転送される。ホームエージェント１１２では、さらにＩＰヘッダ５００１ｂが取り除かれ、通常のＩＰパケット５００１ｅとして、相手端末１０１へ転送される。

移動端末１００は、図１５に示すように、アクセスポイント１３３にハンドオーバすると、ＭＰＡエージェント１３２にＭＰＡトンネル削除要求メッセージを送信する（図１４のＳ３２）。

ＭＰＡエージェント１３２は、削除要求メッセージを受信したら、テーブル１２２６から移動端末１００のＭＡＣアドレスと気付けＩＰアドレスのエントリを削除し、ＭＰＡトンネルを削除し、ＭＰＡトンネル削除応答メッセージを送信し（図１４のＳ３３）、代理をやめる。すなわち、ＭＰＡエージェント１３２は移動端末１００がネットワーク１３０に接続されたことを検出したら、代理応答をやめるように設定を行う。ＭＰＡエージェント１３２におけるＭＰＡサーバ１２２５は、移動端末１００がネットワーク１３０に接続されたことを検出する第３の検出手段を含んでいる。

移動端末１００は、この削除応答メッセージを受信したら、ＭＰＡトンネルを削除し、ネットワーク１３０で得られた気付けアドレスを用いて通信する。

この状態では、このネットワーク上のルータを含む全てのノードは、ＡＲＰキャッシュの更新の必要なく、移動端末１００宛に、気付けアドレス宛のＩＰアドレスへパケットを送信する。

この状態で送受信されるパケットは、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）のようなＩＰカプセル化パケットである。

すなわち、相手端末１０１から送信されるパケットは、図１０（Ａ）に示すように、送信元が相手端末１０１、送信先を移動端末１００のホームアドレスとするＩＰパケット４０００ｄであり、ホームエージェント１１２により代理で受信される。ホームエージェント１１２は、送信元をホームエージェント１１２、送信先を移動端末１００のネットワーク１３０の気付けアドレスとするＩＰヘッダ４０００ａを追加し、移動端末１００へ、ＩＰカプセル化パケット４０００として転送する。

一方、移動端末１００から送信されるＩＰパケットは、図１０（Ｂ）に示す形式のＩＰカプセル化パケット４００１であり、内側のＩＰヘッダ４００１ｂは送信元を移動端末１００のホームアドレス、送信先を相手端末１０１、外側のＩＰヘッダ４００１ａは送信元を移動端末１００の気付けアドレス、送信先はホームエージェント１１２のアドレスである。よって、このパケット４００１はホームエージェント１１２で受信され、ＩＰヘッダ４００１ａが取り除かれ、内側のＩＰパケット４００１ｄが相手端末１０１により受信される。

以上の通り、ＭＰＡをフレームワークとするハンドオーバの際、ＡＲＰキャッシュの更新が移動先のネットワーク上で起こらないため、通信データの遅延や、パケットロスが起こる時間が短縮される。

ここで、移動端末１００がさらに移動し、アクセスポイント１３３のＲＳＳＩが減少することで、情報サーバ１０２へ情報取得要求メッセージを送信し（図１６のＳ４１）、情報サーバ１０２から情報取得応答メッセージを受信する（図１６のＳ４２）。受信した情報取得応答メッセージにおいて、ＭＰＡエージェントは無く、アクセスポイント１１３のチャンネル、ＢＳＳＩＤが得られたとする。これにより、移動端末１００は、ＭＰＡ処理を行うことなく、アクセスポイント１１３へハンドオーバする。

移動端末１００は、ハンドオーバが完了すると、ホームエージェント１１２へ登録要求メッセージを送信し、登録エントリを削除する（図１６のＳ４３）。

ホームエージェント１１２は、応答メッセージを受信し（図１６のＳ４４）、移動端末１００がネットワーク１１０に接続されたことを検出する。ここで、ホームエージェント１１２は、テーブル１１２４上に存在するホームアドレスとＭＡＣアドレスのエントリを削除し、代理作業をやめる。ホームエージェント１１２におけるモバイルＩＰサーバ１１２３は、移動端末１００がネットワーク１１０に接続されたことを検出する第３の検出手段を含む。

このように、移動端末１００がホームネットワーク１１０へ戻った際、ＡＲＰキャッシュの更新がホームネットワーク上で起こらないため、通信データの遅延や、パケットロスが起こる時間が短縮される。なお、この移動により、相手端末１０１との通信経路は、最初の状態に戻り、この時のネットワークは図１と同じである。

以上に示した本発明の実施形態の説明を要約すると以下の通りである。

移動端末がローカルネットワークと異なるリモートネットワークにいる間は、代理端末が移動端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの関連付けされたテーブルに基づき、ＡＲＰ要求に対して、移動端末のＭＡＣアドレスで代理ＡＲＰ応答する。すなわち、従来では代理端末のＭＡＣアドレスで代理ＡＲＰ応答していたが、本発明の実施形態では移動端末のＭＡＣアドレスで代理応答する。これによりＡＲＰ要求の送信元は、移動端末のＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを関連付けてＡＲＰキャッシュを更新し、通信データを移動端末のＭＡＣアドレス宛に送信するが、代理端末が、移動端末の代わりにその通信データを受信し、受信した通信データを通信端末へ転送する。

また、移動端末がローカルネットワークへ移動したら、Ｇｒａｔｕｉｔｏｕｓ ＡＲＰ等により移動を検出し、以降、代理端末が移動端末のＭＡＣアドレスで代理ＡＲＰ応答する事、移動端末のＭＡＣアドレス宛の通信データの受信、転送をやめる。

なお、ＡＲＰはＩＰｖ４でのアドレス解決技術だが、ＩＰｖ６では、ＮＤＰにて同様のことが可能であり、ＡＲＰ要求はＮｅｉｇｈｂｏｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ、ＡＲＰ応答やＧｒａｔｕｉｔｏｕｓ ＡＲＰはＮｅｉｇｈｂｏｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔで置き換えられる。

以上説明したように本発明の実施形態によれば、移動端末がネットワークを移動した直後、アドレス解決をすることなく、即座に通信データが受信可能となるため、例えば音声や動画アプリケーションの通信する場合では、音声、動画が移動時にも途切れることが無くなる。

なお、以上に説明した本実施形態における代理端末（ホームエージェント、ＭＰＡエージェント）は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、ホームエージェントにおけるＬＡＮインタフェース、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック、モバイルＩＰサーバ、ならびに、ＭＰＡエージェントにおけるＬＡＮインタフェース、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック、認証サーバ、ＭＰＡサーバ、ＤＨＣＰリレークライアントは、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、代理端末は、上記のプログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。

本発明の実施形態に係る代理端末がモバイルＩＰのホームネットワークに位置するときのネットワーク全体の構成図 本発明の実施形態に係る、移動端末１００の内部構成図 本発明の実施形態に係る、情報取得要求メッセージと情報取得応答メッセージの形式図 本発明の実施形態に係る、情報サーバ１０２の内部構成図 本発明の実施形態に係る、ＭＰＡエージェント１２２、１３２の内部構成図 本発明の実施形態に係る、ホームエージェント１１２の内部構成図 本発明の実施形態に係る、モバイルＩＰの登録要求メッセージと、ＭＡＣアドレス拡張部のメッセージ形式図 本発明の実施形態に係る、移動端末１００がネットワーク１１０からネットワーク１２０へハンドオーバするまでのメッセージシーケンス図 本発明の実施形態に係る、移動端末がネットワーク１２０へ移動した状態を表すネットワーク全体図 本発明の実施形態に係る、ネットワーク１２０への移動直後における移動端末１００と相手端末１０１が通信で使用するＩＰカプセル化パケットのメッセージ形式図 本発明の実施形態に係る、ネットワーク１２０への移動直後における移動端末１００と相手端末１０１間での通信パケットの経由先と、モバイルＩＰトンネル、ＩＰパケットの形式との関係を示した図 本発明の実施形態に係る、移動端末１００がＭＰＡトンネルを作成した状態で、やりとりされる２重ＩＰカプセル化パケットのメッセージ形式図 本発明の実施形態に係る、移動端末１００がＭＰＡトンネルを作成した状態における、相手端末１０１とのＩＰパケットの経由先と、ＭＰＡトンネル、モバイルＩＰトンネルが作成される地点と、各経由先間を流れるパケットの種類の関係を示した図 移動端末１００がネットワーク１２０からネットワーク１３０にハンドオーバするまでのメッセージシーケンス図 移動端末１００がネットワーク１３０に移動した後の状態を示したネットワーク全体図 移動端末１００がネットワーク１３０からネットワーク１１０へ移動するまでのメッセージシーケンス図

符号の説明

１００ 移動端末
１０１ 相手端末
１０２ 情報サーバ
１０３ インターネット
１１０、１２０、１３０ ネットワーク
１１１、１２１、１３１ ルータ
１１２ ホームエージェント（代理端末）
１１３、１２３、１３３ アクセスポイント
１２２、１３２ ＭＰＡエージェント（代理端末）
１２４、１３４ ＤＨＣＰサーバ
１００１ 無線ＬＡＮインタフェース
１００２、１０２２、１１２２、１２２２ ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタック
１００３ モバイルＩＰクライアント
１００４ ＭＩＨクライアント
１００５ 認証クライアント
１００６ ＭＰＡクライアント
１０２１、１２２１、１１２１ＬＡＮインタフェース
１０２３ ＭＩＨサーバ
１０２４ ネットワーク情報ＤＢ
１１２３ モバイルＩＰサーバ
１１２４、１２２６ テーブル
１２２３ ＤＨＣＰリレークライアント
１２２４ 認証サーバ
１２２５ ＭＰＡサーバ
２０００ 情報取得要求メッセージ
２００１ 情報取得応答メッセージ
３０００ 登録要求メッセージ
３００１ ＭＡＣアドレス各張部
４０００、４００１ ＩＰカプセル化パケット
５０００、５００１ ２重ＩＰカプセル化パケット

Claims (6)

1. 第１のネットワークに接続される代理端末であって、
   前記第１のネットワークと１つ以上のルータを介して接続された第２のネットワーク上の移動端末からの要求に応じて、前記移動端末のＭＡＣアドレスと前記第１のネットワーク上で使用する前記移動端末のＩＰアドレスとを対応付けた対応情報を生成する対応情報生成手段と、
   生成された前記対応情報を記憶する記憶手段と、
   前記第１のネットワーク上を流れるデータを監視して、前記第１のネットワークで使用する前記移動端末のＩＰアドレスに基づいたＭＡＣアドレスの問い合わせ要求を検出する検出手段と、
   前記問い合わせ要求が検出されたとき、前記問い合わせ要求に含まれる前記ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを前記対応情報から特定し、特定したＭＡＣアドレスを含む問い合わせ応答を、前記問い合わせの要求元に、前記移動端末に代わって返信する代理応答手段と、
   を備えた代理端末。
2. 前記第１のネットワーク上を流れるデータを監視して、前記特定したＭＡＣアドレスを宛先とする通信データを検出する第２の検出手段と、
   検出した通信データを前記第２のネットワーク上の前記移動端末に転送する転送手段と
   をさらに備えた請求項１に記載の代理端末。
3. 前記移動端末が前記第１のネットワークに接続されたことを検出する第３の検出手段をさらに備え、
   前記検出手段、前記代理応答手段、前記第２の検出手段および前記転送手段は、前記第３の検出手段により前記移動端末の接続が検出されたとき、前記移動端末に対する処理を停止する
   ことを特徴とする請求項２に記載の代理端末。
4. 前記対応情報生成手段は、前記第２のネットワーク上の移動端末から前記移動端末のＭＡＣアドレス情報を受信することにより、前記移動端末のＭＡＣアドレスを取得する
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の代理端末。
5. 第１のネットワークに接続されるコンピュータにおいて実行する通信方法であって、
   前記第１のネットワークと１つ以上のルータを介して接続された第２のネットワーク上の移動端末からの要求に応じて、前記移動端末のＭＡＣアドレスと前記第１のネットワーク上で使用する前記移動端末のＩＰアドレスとを対応付けた対応情報を生成する対応情報生成ステップと、
   生成された前記対応情報を記憶する記憶ステップと、
   前記第１のネットワーク上を流れるデータを監視して、前記第１のネットワークで使用する前記移動端末のＩＰアドレスに基づいたＭＡＣアドレスの問い合わせ要求を検出する検出ステップと、
   前記問い合わせ要求が検出されたとき、前記問い合わせ要求に含まれる前記ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを前記対応情報から特定し、特定したＭＡＣアドレスを含む問い合わせ応答を、前記問い合わせの要求元に、前記移動端末に代わって返信する代理応答ステップと、
   を備えた通信方法。
6. 第１のネットワークに接続されるコンピュータにおいて実行する通信プログラムであって、
   前記第１のネットワークと１つ以上のルータを介して接続された第２のネットワーク上の移動端末からの要求に応じて、前記移動端末のＭＡＣアドレスと前記第１のネットワーク上で使用する前記移動端末のＩＰアドレスとを対応付けた対応情報を生成する対応情報生成ステップと、
   生成された前記対応情報を記憶する記憶ステップと、
   前記第１のネットワーク上を流れるデータを監視して、前記第１のネットワークで使用する前記移動端末のＩＰアドレスに基づいたＭＡＣアドレスの問い合わせ要求を検出する検出ステップと、
   前記問い合わせ要求が検出されたとき、前記問い合わせ要求に含まれる前記ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを前記対応情報から特定し、特定したＭＡＣアドレスを含む問い合わせ応答を、前記問い合わせの要求元に、前記移動端末に代わって返信する代理応答ステップと、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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