JP5281644B2 - ノマディック型端末に、レイヤ２レベル上でホーム・ネットワークにアクセスすることを可能にする方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークの相互接続性を容易にするための方法および装置に関するものである。具体的には、必須ではないが、本発明は、ＬＡＮ群の相互接続に関するものである。

「ホーム」ＬＡＮのユーザが、ホームＬＡＮ環境から離れている場合でもホームＬＡＮにアクセスできるようにすることが望ましい。多くの場合、これは、ユーザが、現在の位置におけるＬＡＮ、例えば、ＷＬＡＮホット・スポットまたは公共のイーサネット・アクセスに接続し、そして、その接続を通してホームＬＡＮに接続できるようにすることを意味する。

私設の相互接続、例えば、自宅およびオフィス、ネットワークの、介在するブロードバンドネットワークを介在する相互接続は、既に標準化されているソリューション（または、標準化中のソリューション）を使用して実現可能である。例えば、インターネットエンジニアリングタスクフォース（ＩＥＴＦ）により行われている作業では、いわゆる「擬似回線（pseudo wires）」をＩＰまたはマルチプロトコル・ラベル・スイッチング（ＭＰＬＳ）ネットワークへのアクセス・ポイント間に提供することを扱っており、そして、擬似回線は、ＩＰまたはＭＰＬＳネットワークにわたるイーサネット・サービスをエミュレートする。ＩＥＥＥにより行われている作業は、ＬＡＮ相互接続のソリューションを扱っており、ここで、中間のオペレータ提供ネットワークも、それ自身イーサネット・ネットワークである。

イーサネットは、レイヤ２（Ｌ２）ネットワーキング・プロトコルの一例である。異なるイーサネット・ネットワークの相互接続を可能にするために、Ｌ２トンネルおよびＬ２ＶＰＮソリューションが必要とされる。そのようなソリューションの１つには、「イーサＩＰ（EtherIP）」［ＩＥＴＦ ＲＦＣ３３７８］として知られるものがあり、これは、送信側ＬＡＮでイーサネット・パケットをＩＰヘッダでカプセル化し、そして、そのパケットを受信側ＬＡＮのアクセス・ルータ（ＡＲ）に送信して、そのＡＲがそのパケットをデカプセル（カプセル開放：decapsulates）し、そしてＡＲがあたかもＬ２ノード（スイッチ、ブリッジ）であるかのようにイーサネット・フレームをブリッジする。別の現在標準化されているソリューションは、ＩＰ／ＵＤＰパケットでイーサネット・フレームを搬送するために、Ｌ２ＴＰｖ３［ＲＦＣ４７１９、「レイヤ２トンネリング・プロトコル・バージョン３（Ｌ２ＴＰｖ３）によるイーサネット・フレームの搬送」］を使用することである。Ｌ２ＶＰＮのためにＬ２ＴＰを拡張した用法もまた存在し、そして、その用法がＬ２トンネルを仮想ブリッジに接続するようにでき、そうすることで、標準のイーサネットＭＡＣ転送が、仮想スイッチ［ＲＦＣ４６６７、「レイヤ２トンネリング・プロトコル（Ｌ２ＴＰ）に対するレイヤ２仮想プライベートネットワーク（Ｌ２ＶＰＮ）拡張」］により受信されるイーサネット・フレームを転送するためにＭＡＣ学習と一緒に使用できる。

ＭＰＬＳプロバイダ・ネットワークにわたるＬＡＮ相互接続に対しては、異なるソリューションが存在する。１つのソリューションは、ＲＦＣ４４４８、「ＭＰＬＳネットワークにわたるイーサネット搬送のためのカプセル化方法」に記載されている、ＭＰＬＳ上での擬似回線である。また、ＩＥＴＦのＬ２ＶＰＮワーキンググループは、ＩＰ／ＭＰＬＳネットワークを介してＬ２プロトコル・データ・ユニットを搬送するために、仮想プライベートＬＡＮサービス（ＶＰＬＳ）を標準化中である［ＩＥＴＦ ＷＧ レイヤ２仮想プライベートネットワーク（ｌ２ｖｐｎ）、http://ietf.org/html.charters/l2vpn-charter.html］。ＶＰＬＳは、また、トランスペアレントなＬＡＮサービスおよび仮想プライベート交換ネットワーク・サービスと呼ばれる。ＶＰＬＳは、パケット交換ネットワークを介して個々のＬＡＮ群を接続する擬似回線の状況で、ＭＡＣアドレス学習機能、フラッディング（flooding）機能、および転送機能を組み込んでいる。ＩＰ／ＭＰＬＳルータにおけるＶＰＬＳの実装では、しばしば仮想ブリッジ機能をＶＳＩ（仮想スイッチ・インスタンス）と呼んでいる。

介在するＬ２オペレータ（プロバイダ）ネットワークを使用して、２つ（またはそれ以上）のＬＡＮ群を相互接続するソリューションが存在する。プロバイダのネットワークがイーサネットである場合、８０２．１ａｄ Ｑ−ｉｎ−Ｑ方法または８０２．１ａｈ Ｍａｃ−ｉｎ−Ｍａｃ方法を使用することができる。８０２．１ａｄの場合、本来の８０２．１Ｑヘッダが「Ｓ−ＶＬＡＮ」（サービスＶＬＡＮ）と呼ばれる付加的な仮想ＬＡＮ（ＶＬＡＮ）タグを付けて拡張されていて、そのタグが、仮想ネットワーク構造を構築できるようにしている。８０２．１Ｑ標準で定義されている本来のＶＬＡＮタグは、８０２．１ａｄ対応スイッチによってトランスペアレントに送信される一方、スイッチ・インタフェースで適切にＶＬＡＮ群を構成し、そして、Ｓ−ＶＬＡＮタグに基づいて交換して、そして転送することによって、仮想トポロジが８０２．１ａｄ対応スイッチ間に定義することができる。８０２．１ａｄおよび８０２．１Ｑセグメントの境界上にあるスイッチ群は、Ｓ−ＶＬＡＮタグを生成し、そして取り去ることに関与する。

８０２．１ａｄの１つの可能な応用は、サービスの識別用にＳ−ＶＬＡＮタグを使用することである。８０２．１ａｄの場合、カスタマネットワークおよびプロバイダ・ネットワークは分かれておらず、それで、双方のネットワークは１つの大きなドメインのようになっており、例えば、カスタマネットワークにおけるＳＴＰアクションがプロバイダ・ネットワークに影響を与えるということに注意することは重要である。

８０２．１ａｈ ＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣは、イーサネット・フレーム全体のカプセル化を提供し、そして、新規のＭＡＣヘッダは、８０２．１ａｈドメインの境界上のエッジ・スイッチによって生成される。そのドメイン内で、本来のイーサネット・フレームはトランスペアレントに送信され、中間スイッチにおけるすべての交換および転送の決定は、外部のＭＡＣヘッダ内の宛先ＭＡＣアドレスおよびＶＬＡＮタグ（群）に基づいている。８０２．１ａｈの主要な便益は、大規模イーサネット・ネットワークへのスケーラビリティであり、そして、さらに、プロバイダのイーサネット・ネットワークとカスタマのイーサネット・ネットワークとの間を明確に区別することである。

現行のＬ２ＶＰＮソリューションは、静的な機器構成に依存しており、そして、カスタマサイトに対して固定の位置を想定している。それゆえ、移動ユーザは、予め設定されたカスタマサイトのみを使用することに制限される。他方、モバイルＩＰ（ＭＩＰ）のようなＬ３モビリティソリューションは、潜在的に制限のないアクセスを提供するが、Ｌ２トランスペアレンシを提供しない。これは、端末がＬ２専用プロトコル（例えば、ブロードキャストＬ２フレームに依存するプロトコル）を使用する場合、Ｌ３ソリューションは機能しないであろうということを意味する。さらに、Ｌ３モビリティソリューションは、移動ホストに対してアドレスが重複することを許容しない。端末は、ホームＩＰアドレスを有するリモートのサブネットに常駐する場合があるけれども、このホームＩＰアドレスは一意でなければならない。このように、例えば、２つの移動端末は同一のアクセス・ネットワーク内では同一のホームＩＰアドレスを有することはできない。残念ながら、ホーム・ユーザは、非常に容易に重複する可能性のあるプライベートアドレス空間を頻繁に使用する。

いくつかのＬ３モビリティソリューションは、端末内に専用プロトコルの実装を必要とし、そして利用できないことが多い（例えば、ＭＩＰはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）では利用できない）。Ｌ３ソリューションは、ある程度、ＩＰのバージョンに依存している。しかしながら、モビリティがレイヤ２でトランスペアレントである場合、端末はＩＰｖ４あるいはＩＰｖ６のいずれかを自身のホームＬＡＮ内で使用することができる。

本発明の第１の態様に従って、ノマディック型端末がレイヤ２レベルでホーム・ネットワークにアクセスすることを許容する方法が提供される。この方法は、
前記端末をアクセス・ポイント経由でリモート・アクセス・ネットワークに接続する工程であって、リモート・アクセス・ネットワークは、リモート・アクセス・ルータ経由でオペレータのバックボーン・ネットワークに接続される、工程と、
認証サーバに対して端末を認証させるために、アクセス・ポイントとバックボーン・ネットワーク内の認証サーバとの間でシグナリングを交換する工程と、
認証の成功に続いて、前記ノマディック型端末をホーム・ネットワークに接続するためにバックボーン・ネットワークにわたるレイヤ２トンネルを確立する工程と
を備えている。

本発明は、このようにノマディック型端末のバックボーン・ネットワークへの認証が成功した時に、レイヤ２トンネルの確立のトリガリングを提供する。端末に関する限り、トンネル確立の処理はトランスペアレントであり、そして、端末に対する修正は不要である。本発明の実装に対する重要な態様は、認証を検出し、そしてアクセス・ルータおよびアクセス・ポイントの少なくとも一方を必要に応じて設定することによって、トンネルの確立をトリガする機能性を、バックボーン・ネットワーク内に導入することである。

本発明は、イーサネットを使用してレイヤ２を実装するネットワークに特に適用でき、その場合、イーサネット・レイヤ２トンネルを確立する前記工程が、イーサＩＰ、イーサネット・オーバ・ポイント・ツー・ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）、Ｌ２ＴＰｖ３、およびＶＰＬＳのうちの１つを使用可能である。

本発明は、アクセス・ルータがレイヤ２トンネルの端点である実施形態のみならず、アクセス・ポイントがトンネルの端点である実施形態を包含する。

本発明の重要な機能性は、バックボーン・ネットワーク内に、本明細書では、モビリティ・マネージャ機能と呼ばれる新規のノードとして実装可能である。本方法は、オペレータのバックボーン・ネットワーク内のモビリティ・マネージャ機能に認証の成功を通知する工程、モビリティ・マネージャ機能が前記リモート・アクセス・ルータおよび前記リモート・アクセス・ポイントのうちの１つまたは両方に前記レイヤ２トンネルを確立するように設定する工程を備える。モビリティ・マネージャ機能は、さらに、前記ホーム・アクセス・ルータがレイヤ２トンネルを確立するように設定可能である。ある場合には、モビリティ・マネージャ機能は、前記レイヤ２トンネルを確立するためにホーム・ネットワークに関連付けられている相手側（ピア：peer）のモビリティ・マネージャ機能と協調動作する場合がある。ホーム・ネットワークオペレータが、リモート・アクセス・ネットワークがつながれるバックボーン・ネットワークと異なる、自身のバックボーン・ネットワークオペレータとの取り決めを有する場合でも、２つのバックボーン・ネットワークオペレータ間で取り決めが存在すれば、この構成は、ノマディック型端末がホーム・ネットワークにアクセスすることを許容する。

本発明の第２の態様に従って、通信システム内にモビリティ管理を提供するための装置が提供される。本装置は、使用中に、
リモート・アクセス・ネットワークのアクセス・ポイントに接続されているノマディック型端末についての認証関連シグナリングを受信し、そして、結果として、前記ノマディック型端末をホーム・ネットワークに接続するためにバックボーン・ネットワークにわたるレイヤ２トンネルを確立する
ように構成されている。

将来のネットワークでは、この装置は、モビリティ・マネージャ機能として実装可能である。本装置は、スタンドアローンであっても良く、または認証サーバと一緒に配置されていても良い。

本発明の第３の態様に従って、ノマディック型端末に対してリモート・アクセス・ネットワークへのアクセス・ポイントを提供するための装置が提供される。本装置は、オペレータのバックボーン・ネットワーク内にあるモビリティ・マネージャに接続するためのインタフェースを有しており、本装置は、前記インタフェース経由で、自身とノマディック型端末のホーム・ネットワークとの間にレイヤ２トンネルを確立するように構成できる。

本発明の第４の態様に従って、アクセス・ネットワークをオペレータのバックボーン・ネットワークに相互接続するためのアクセス・ルータを提供するための装置が提供される。本装置は、レイヤ２スイッチングを提供するように構成され、そして、オペレータのバックボーン・ネットワーク内にあるモビリティ・マネージャに向かうインタフェースを有し、本装置は、さらに、前記インタフェース経由でノマディック型端末に向かう、またはノマディック型端末のホーム・ネットワークに向かうレイヤ２トンネルを確立するように構成できる。

ホーム・アクセス・ルータからリモート・アクセス・ポイントに及ぶＬ２トンネルを使用して、Ｌ３オペレータネットワーク経由で相互接続される２つのＬ２アクセス・ネットワークを概略的に示す図である。 図１のアクセス・ポイント内での仮想ブリッジの構築を示す図である。 図１のアクセス・ポイント内での擬似回線の構築を示す図である。 ホーム・アクセス・ルータからリモート・アクセス・ルータに及ぶＬ２トンネルを使用して、Ｌ３オペレータネットワーク経由で相互接続される２つのＬ２アクセス・ネットワークを概略的に示す図である。 リモート・アクセス・ネットワークからそれぞれのホーム・ネットワークに及ぶ複数のブリッジ化Ｌ２トンネルの確立を示す図である。 リモート・アクセス・ネットワークによって使用されるホーム・ネットワークへのＶＬＡＮタグのマッピングを示す図である。 ＶＬＡＮタグに関連付けられているホーム・ネットワークにつながる、対応するＬ２トンネルとのＶＬＡＮ仮想インタフェースのブリッジングを示す図である。 ＶＬＡＮタグに関連付けられているホーム・ネットワークに擬似回線経由でつながる、対応するＬ２トンネルとのＶＬＡＮ仮想インタフェースの接続を示す図である。 リモート・アクセス・ネットワークとホーム・ネットワークとの間にＬ２トンネルを確立するための手順を説明するフロー図である。 リモート・アクセス・ネットワークとホーム・ネットワークとの間に確立されているＬ２トンネルを切り離すための手順を示すフロー図である。 ブリッジングおよびＭａｃ−ｉｎ−Ｍａｃトンネリング構造を示す図である。 それぞれのオペレータネットワーク内のＰｏＩ群間に事前確立されているＬ２トンネルを提供する、システム・アーキテクチャを概略的に示す図である。 プロバイダ・ネットワーク間のネゴシエーションに続いて、それぞれのオペレータネットワーク内のＰｏＩ群間のＬ２トンネルの確立を提供する、システム・アーキテクチャを概略的に示す図である。 ホームＬＡＮが卸売サービスを通してオペレータネットワークにアクセスする場合に適応される、システム・アーキテクチャを示す図である。 ホームＬＡＮがｘＤＳＬホーム・ルータの背後にある、システム・アーキテクチャを示す図である。 イーサネット・フレームをリモート・アクセス・ルータに直接トンネルするために、ホーム・アクセス・ルータとしてのｘＤＳＬルータの設定を概略的に示す図である。 ホームＤＳＬルータがＢＲＡＳに向かう静的に構成されたＬ２インタフェースを有する、システム・アーキテクチャを概略的に示す図である。 ＶＰＬＳ擬似回線とともにＭａｃ−ｉｎ−ＭａｃまたはＱ−ｉｎ−Ｑ対応インタフェースの、ＶＰＬＳ仮想スイッチ・インスタンスへのバインディングを概略的に示す図である。 イーサネット・サービスが中央ノードを通して提供される、ハブ及びスポーク型配置を示す図である。

図１は、レイヤ３（Ｌ３）バックボーン、例えば、ＩＰまたはＭＰＬＳを備えているオペレータネットワーク１を概略的に示している。企業のＬＡＮ２、「ホーム」ＬＡＮ、がアクセス・ルータ（ＡＲ）３経由でオペレータネットワークに接続されている。ホームＬＡＮは、イーサネット・ネットワークであると想定している。図１は、さらに、リモート・アクセス・ネットワーク４を示しており、リモート・アクセス・ネットワーク４は、ＷＬＡＮホット・スポットまたはパブリックイーサネット「ジャックス（jacks）」に接続しているイーサネット・ネットワークである。本明細書では、オペレータネットワークおよびリモート・アクセス・ネットワークは、同一のオペレータによって所有されている、または少なくとも信頼関係を築いていると想定している。ユーザは、アクセス・ポイント５経由でリモート・アクセス・ネットワーク４に接続する。リモート・アクセス・ネットワークは、ＡＲ６経由でオペレータネットワークに接続される。ユーザがリモート・アクセス・ネットワーク経由でホームＬＡＮにシームレスにつなぐことができるようにするために、レイヤ２（Ｌ２）トンネル７が、以下で説明するように、ホームＡＲ３とリモート・アクセス・ポイントＡＰ５との間に確立される。

移動端末または「ホスト」８がリモート・アクセス・ポイント５に現われる場合、Ｌ２アクセスを得るために自身を認証しなければならない。これは、通常、ＩＥＥＥ ８０２．１ｘ手順によって行われる。８０２．１ｘのＷＬＡＮ群に対する具体的な応用は、８０２．１ｉ標準に記載されている。アクセス・ポイント５は、端末８を認証するために、例えば、ＲＡＤＩＵＳまたはＤＩＡＭＥＴＥＲプロトコルを使用して、オペレータネットワーク１内にある認証サーバあるいはＡＡＡサーバ９を使用する。ＡＡＡサーバは、標準機能であり、そして、ＡＡＡサーバ９のアドレスは、リモート・アクセス・ポイントに予め設定される。新規のモビリティ・マネージャ（ＭＭ）１０は、ホーム・ネットワークへの接続のリモートセットアップのためにＡＡＡトリガを使用する機能を実装する。ＭＭは、ＡＡＡサーバと同一の物理ノード内に、またはＡＡＡサーバに送信される認証メッセージを受信するために適している他の任意の場所に存在する場合がある。ＭＭの１つの可能な実装は、ＡＡＡサーバへのプロキシとしてである。この場合、ＡＡＡメッセージは、アクセス・ポイント５からＭＭ１０に転送され、ＭＭは、実際のＡＡＡサーバ９にＡＡＡメッセージ転送する。

ＭＭ１０が、端末８がリモート・アクセス・ネットワーク４にアクセスすることが許容されていると判定する場合、例えば、端末のＭＡＣアドレス、またはユーザ名／パスワードの組み合わせをホーム・ネットワーク・アドレスにマッピングすることによって、ホーム・ネットワークおよび対応するアクセス・ルータを判定することになる。ＭＭは、また、例えば、認証メッセージの発信元アドレスを（例えば、ヘッダの発信元フィールドから）調べることによって、サービスを提供しているアクセス・ポイントを同定しなければならない。ＭＭは、それから、ホーム・ネットワークＡＲ３およびリモート・アクセス・ポイント５を、両者間にＬ２トンネルを確立するようにリモート設定することになる。Ｌ２トンネルは、例えば、イーサＩＰ、イーサネット・オーバ・ポイント・ツー・ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）、Ｌ２ＴＰｖ３またはＬ２トンネリングをサポートする任意の同様の現存のまたは将来のプロトコルを使用して構築されても良い。この場合のリモートのＡＲ６は、標準的な方法で機能し、Ｌ３、すなわち、ＩＰアドレスに基づいてパケットを転送する。このようにして、端末からのフレームは、妨げられることなくホーム・アクセス・ルータに搬送され、順々にフレームをホーム・ネットワーク内に転送する（ブリッジする）ことになる。

次のタスクは、ホーム・ネットワークにつながるインタフェースを新規に確立されている仮想インタフェースとブリッジするように、ホームＡＲ３を設定することであり、そうすることで、イーサネット・フレームは２つのインタフェース間でブリッジされる。このように、ホームＡＲ３は、複数のリモートホスト間をブリッジできる。ＭＭ１０は、それから、図２で示されている、同様の仮想ブリッジを構築するために、リモートの在圏アクセス・ポイント５を設定する。選択的には、ＭＭは、図３で示されているように、Ｌ２トンネルを擬似回線として、端末につながるインタフェースに直接バインドしても良い。リモート・アクセス・ポイントが有線のイーサネット・スイッチである場合、端末のインタフェースは、例えば、ＡＡＡリクエスト内の発信局ＩＤ（CallingStationID）から学習することができる。他方、ＷｉＦｉアクセス・ポイントの無線インタフェースは、複数の端末間で共用される媒体である。それにも係わらず、８０２．１ｉを適用することによって、アクセス・ポイントは、ホストを区別でき（許容、非許容）、そして、ホストへの暗号化接続をセットアップすることさえ可能であり、そうすることで、特定の端末に対して論理インタフェースを達成することは比較的容易であろう。具体的には、これは、無線アクセス・ポイントにおけるファームウェアまたはソフトウェアの更新によって実装することができる。

図１で示される実施形態は、リモート・アクセス・ポイント５が、必要とされるＬ２トンネリング機能、例えば、イーサＩＰまたは適切な代替案を含むと想定している。そうでない場合には、代替の実施形態に従って、リモートＡＲ６がＬ２トンネルを終端することができる。このことが、図４で示されている。この場合、ＭＭ１０は、Ｌ２トンネルを確立するために、ホームＡＲ３およびリモートＡＲ６をリモートで設定しなければならず、そして、ＭＭは、アクセス・ポイント５内の端末８に専用のＶＬＡＮタグを割り当てることになる。このように、端末８からのフレームは、妨げられることなくリモートネットワークＡＲ６に搬送され、ＡＲ６が順々にＬ２トンネルを通してフレームを転送する（ブリッジする）ことになる。

図１または図４の手法が採用されるかどうかに係わらず、この手法は、順にホームＬＡＮへのトランスペアレントなアクセスを確立する、リモート設定（remote configuration）をトリガするために使用される認証手順である。このトリガリングおよびリモート設定が適度に高速であると、アクセスを変更する場合（例えば、ハンドオーバ中）のセッションの連続性が提供できる。

次に、代替の軽快であるがおそらく安全性に劣るメカニズムについて検討すると、認証の処理後、ＭＭは、リモート・アクセス・ネットワーク・アクセス・ルータおよびホーム・アクセス・ルータが、ルータより下位にトンネリングすることなく、相互間にＬ２トンネルを確立するように設定することができる。Ｌ２トンネルは、この場合も、やはり、イーサＩＰ、Ｌ２ＴＰｖ３、ＶＰＬＳ等を使用して構築可能である。次のタスクは、アクセス・ネットワークにつながるインタフェースを新規に確立された仮想インタフェースとブリッジするように、アクセス・ルータを設定することであり、そうすることで、イーサネット・フレームは２つのインタフェース間でブリッジされる。このことが、図５に示されている。

このソリューションは、ホーム・ネットワークへの接続を確立するが、残念なことに副次的な悪影響がある。リモート・アクセス・ネットワークが複数のホーム・ネットワーク（ＡおよびＢ）からの複数の端末を処理している場合、これらの異なるホーム・ネットワークは、図５に示されるように、ブリッジされた複数のＬ２トンネルによってＬ２で接続されることになる。したがって、ブロードキャストメッセージは異なるホーム・ネットワークによって受信され、スケーラビリティおよびプライバシー問題を引き起こすことになるであろう。

異なるホーム・ネットワークに属するトラヒックの分離を保証するために、好適な実施形態は、リモートネットワーク内の端末を、図６に示されているホーム・ネットワークＶＬＡＮタグにマッピングすべきである。これは、ローカル通信を可能にし、そして、必要とされるＶＬＡＮ識別子の数を減らすために、同一のホーム・ネットワークからの端末が同一のＶＬＡＮタグにマッピングされるようになされるべきである。これを行うために、ＭＭは、ＭＭが端末から受信するどのフレームにも、選択されているＶＬＡＮタグを割り当てるように、端末のアクセス・ポイントを設定すべきである。アクセス・ポイントがイーサネット・スイッチである場合、これは、インタフェースごとに、提案されている８０２．１ａｄ標準に記載されているように−いわゆるＱ−ｉｎ−Ｑカプセル化方法でなされることができる。アクセス・ポイントにおける適切なＶＬＡＮのタグ付けは、端末が接続されているポートへの適切なＶＬＡＮタグの割り当てを必要とする。ポートは、端末のＭＡＣアドレスに基づいて同定でき、端末のＭＡＣアドレスは、ＡＡＡサーバに送信されるフレーム（例えば、ＡＡＡリクエスト内の発信局ＩＤ）から取得できる。しかしながら、無線インタフェースの場合、８０２．１ｉの応用は、既に説明したように、アクセス・ポイントがホストを区別できるようにする。

ＭＭは、また、アクセス・ルータ内でＶＬＡＮカプセル化／カプセル開放（decapsulation）を設定すべきである。ＶＬＡＮ群は、アクセス・ルータ内に仮想インタフェースとして現われ、この仮想インタフェースは、ホーム・アクセス・ルータの仮想ブリッジに接続されるべきである。Ｌ２トンネルの種類に依存して、２つの方法で仮想インタフェースを実装できる可能性がある。第一に、ＶＬＡＮ仮想インタフェースは、ＶＬＡＮタグ（またはＶＬＡＮ仮想インタフェース）が割り当てられるホーム・ネットワークにつながる、対応するＬ２トンネルとブリッジできる。このことが図７に示されている。第二に、仮想インタフェースは、擬似回線経由で直接ホーム・ネットワークの仮想ブリッジと接続可能である。このことが図８に示されている。

リモート・アクセス・ネットワークの内部スイッチは、異なるＶＬＡＮ群のフレームを搬送できるように設定でき、それで、これらの内部スイッチは、新規のＶＬＡＮが新規に到着する端末に割り当てられる度に設定される必要はない。エッジ、すなわち、アクセス・ノードおよびアクセス・ルータのみが、エッジをＶＬＡＮタグにバインドするために、オンザフライ設定を必要とする。

図９は、ＭＭにより実行される処理、すなわち、ノマディック型端末または移動端末の自身のホーム・ネットワークへのオンザフライ接続を示すフロー図である。複雑さを減らし、そしてスケーラビリティ問題を減らすために、不要なリモートネットワーク群（すなわち、あるホーム・ネットワークに属する端末がこれ以上ないリモート・アクセス群）に対する接続切り離しの逆処理も必要とされる。このことは、図１０のフロー図に示されている。

上述のソリューションは、ブロードキャストフレーム、または宛先の方向がＭＡＣ学習によってまだ学習されていないフレームが、リモートのＬ２ネットワーク内でブロードキャストされるので、スケーラビリティ問題をもたらす可能性がある。エッジ・アクセス・ノードは、ＶＬＡＮタグに基づいてパケットをフィルタすることになるけれども、内部スイッチのＭＡＣ転送テーブルは過負荷になる可能性がある。この問題に対処するために、現在標準化されている８０２．１ａｈ Ｍａｃ−ｉｎ−Ｍａｃカプセル化を使用することができる。アクセス・ノードにおけるＱ−ｉｎ−Ｑカプセル化を設定する代わりに、ＭＭは、アクセス・ノードからアクセス・ルータまでＭａｃ−ｉｎ−Ｍａｃカプセル化を設定すべきである。

ブリッジングおよびＭａｃ−ｉｎ−Ｍａｃトンネリング構造が図１１に示されている。この構造は、他のアクセス・ネットワークのアドレスを知る必要なしに、プロバイダ・バックボーン・ブリッジ（ＰＢＢ）群によって、カプセル化フレームが搬送されることを可能にする。アクセス・ノード（図１１のＡＮ１またはＡＮ２）は、外部のＬ２ ＭＡＣヘッダ内にあるホストから到来するＬ２フレームをカプセル化しなければならない。この外部ヘッダは、宛先としてアクセス・ルータのローカルＭＡＣアドレスを含んでいる。結果として、アクセス・ネットワーク内部にあるプロバイダのイーサネット・スイッチは、自身のためだけのイーサネット経路、アクセス・ノードおよびアクセス・ルータを知る必要があり、そして、可能性のある各ホーム・ネットワークに対する情報の転送を維持する必要はない。アクセス・ルータ内の仮想ブリッジが受信フレームをブリッジする前に、フレームから外側のＭＡＣヘッダを取り除かなければならない。

この構造に従えば、リモート・アクセス・ルータにおける仮想ブリッジングを避けることが、また可能である。この場合、Ｍａｃ−ｉｎ−Ｍａｃトンネルが擬似回線経由でホーム・ネットワークに接続されるべきである。しかしながら、異なるアクセス・ノードでリモート・アクセス・ネットワーク内における複数のホストがある場合、各Ｍａｃ−ｉｎ−Ｍａｃトンネルがホーム・アクセス・ルータのブリッジに接続され、リモートの端末が互いに通信する場合、準最適なネットワーク使用をもたらすであろうということであることに注意すべきである。

ホーム・ネットワークがリモート・アクセス・ネットワーク（およびプロバイダ・ネットワーク）のオペレータ以外のオペレータによって管理されるであろうということが、可能であり、またはありそうでもある。この場合、プロバイダ・ネットワーク内に位置するＭＭは、ホーム・ネットワークのアクセス・ルータを再設定できない場合があり、そしてある場合には、新規に現われる端末を認証できない可能性さえありうる。もちろん、ホーム・ネットワークに関連付けられている任意のＭＭも、リモート・アクセス・ルータを再設定する権限を有しない。

この問題に対処するために、固定のアクセスオペレータが、（適切な契約に基づいて）提携オペレータネットワークとともに、これらの他オペレータのアクセス・ネットワークからでも接続性サービスを提供するために、Ｌ２トンネルを予め確立することができる。この場合、２つの（ホームおよび在圏）オペレータが、Ｌ２トンネルが確立される相互接続点（ＰｏＩ）を予め確立している。ＩＰｓｅｃを、安全性の理由で使用可能である。

リモート・アクセス・ネットワークに関連付けられている在圏ＭＭのタスクは、自身のホーム・ネットワークを同定し、そして、認証メッセージを適切なＬ２トンネルを通してホームＭＭに中継するために、端末から認証メッセージを取得することである。この目的のために、「在圏」ＭＭには、認証データをＰｏＩアドレスおよびホームＭＭアドレスにマッピングするデータベースが備わっている。ホーム・ネットワーク内のＭＭは、ホームＡＲとホームオペレータネットワーク内にあるＰｏＩとの間にＬ２トンネリングを設定することによって、トンネルを通る認証リクエストの受信に反応する。ホームＭＭからの認証リプライメッセージは、在圏ＭＭを通して送信される（または捕らえられる）。在圏ＭＭが、認証が成功しているとの認証メッセージから推測する場合、ＰｏＩとネットワーク内の在圏ＡＲとの間に、またはＰｏＩと在圏アクセス・ポイントとの間にＬ２トンネルを設定する。ＰｏＩと在圏ＡＲとの間のＬ２トンネル設定が図１２に示されており、ここで、ホームＭＭは参照数字１１で同定され、在圏ＭＭは参照数字１２で、関係するＰｏＩ群は参照数字１３および参照数字１４で、関係するＡＲ群は参照数字１５および参照数字１６で同定されている。ホーム・ネットワークは参照数字１７で示され、リモート・アクセス・ネットワークは参照数字１８で示され、リモート・アクセス・ネットワーク・アクセス・ポイントは参照数字１９で示され、そして、ノマディック型端末は参照数字２０で示されている。

オペレータ間に予め確立されているトンネルがない場合、２つのＭＭは、相互に動作しなければならない。新規のネットワークのＭＭは、ホームＭＭと共に、端末と通信して、そして端末を認証可能であり、そして、各ＭＭは、各々自身の管理領域内のアクセス・ルータ（またはアクセス・ポイント）を設定できる。このことが図１３に示されており、ここで、トンネルは、アクセス・ルータ間に配置されている。［代替の手法では、トンネルは、ホームＡＲと在圏ＡＰとの間に確立される]。そのような相互動作には、標準化された、そして安全なプロトコルを２つのＭＭ間で使用することが必要である。新規のネットワークのＭＭは、端末の認証データおよび新規のアクセス・ルータのＩＰアドレスを提供しなければならない。ホームＭＭが端末を適切に認証すると、ホームＭＭは、認証を承認しなければならず、そして、対応するホーム・アクセス・ルータのＩＰアドレスを提供しなければならない。

本明細書に記載されるメカニズムは、ホームＬＡＮが卸売りサービスを通してオペレータネットワークにアクセスする場合に適用できる。ホームＬＡＮは、インフラストラクチャプロバイダを通してサービスに接続する。インフラストラクチャプロバイダは、オペレータネットワークへのＬ２トンネルをセットアップする。このことが図１４に示されている。この場合、ＡＲは、仮想インタフェースがＬ２トンネルをホームＬＡＮに接続していることが分かる。しかしながら、ＭＭで実行される手順は変更されず、この（仮想）インタフェースと、２つのＡＲ間に新規に確立されるＬ２トンネル・インタフェース（また、仮想である）との間にブリッジングをセットアップしなければならない。

従来のｘＤＳＬサービスでは、ホームＬＡＮはｘＤＳＬホーム・ルータの背後にあり、ｘＤＳＬホーム・ルータは、オペレータからの単一のＩＰアドレスを有するが、ＤＨＣＰを用いた内部アドレス指定、ファイアウォールおよびＮＡＴを内部ＬＡＮに提供する。この場合、最初のＩＰホップであると、ｘＤＳＬルータは、ホームＬＡＮのリモート地点からのトランスペアレントなアクセスをサポートするために、Ｌ２トンネリング機能を使用して修正されなければならない。拡張ｘＤＳＬルータは、この目的のために提供可能である。ＰＰＰを有する従来のｘＤＳＬの場合には、ｘＤＳＬルータは、ＰＰＰ上で「ｄｅ−ＮＡＴｔｅｄ（ＮＡＴ化されていない）」ＩＰパケットをブロードバンド・リモート・アクセス・サーバ（ＢＲＡＳ）に送信し、ＢＲＡＳはＰＰＰヘッダを取り除いて、そして、ＩＰパケットを転送する。［ＰＰＰそれ自身は、ＰＰＰｏＥまたはＬ２ＴＰプロトコルの組み合わせにわたる搬送である場合がある。］このことが図１５に示されており、ここで、ＬＡＣはＬ２ＴＰアクセス・コンセントレータを示している。

ＰＰＰを有するｘＤＳＬをさらに検討すると、１つの実装には、イーサネット・フレームをリモート地点のアクセス・ルータに直接トンネルするために、ｘＤＳＬルータをホームＡＲとして設定することを含んでいる。これが、（ｘＤＳＬの実装をＡＤＳＬと想定して）図１６に示されている。この場合、ｘＤＳＬホーム・ルータは、また、イーサネット・フレームをＬ２トンネル内へブリッジできるように、仮想ブリッジ機能を実装しなければならない。この場合のＭＭは、ホームＡＤＳＬルータを（ホーム・アクセス・ルータとして）設定し、そして、リモートのＡＲ／ＡＰをリモート設定しなければならない。

代替の実装は、図１７に示されており、ホームｘＤＳＬルータがＢＲＡＳに向けて仮想Ｌ２インタフェースを提供するように静的に設定することを含んでいて、ホームｘＤＳＬルータはＬ２フレームをトンネルできる。各モビリティイベント時またはローカル・デバイスがリモート・アクセスに現われる場合はいつでも、ＭＭはホームｘＤＳＬルータではなく、ＢＲＡＳを設定しなければならない。そのようにして、ＢＲＡＳは、仮想ブリッジ群を有するＡＲ（またはＶＰＬＳをサポートすると、ＶＳＩ群）の役割を担う。

ホームｘＤＳＬルータは、ＰＰＰ上でＢＲＡＳへの直接のイーサネット接続性を有する場合がある。従来のＤＳＬソリューションとは違って（ここでは、カスタマ機器からＢＲＡＳへのＰＰＰセッションがＩＰパケットを配信する）、ＰＰＰはイーサネット・フレームを送信しなければならないであろう。これは、ＲＦＣ３５１８「ポイント・ツー・ポイント・プロトコル（ＰＰＰ）ブリッジング制御プロトコル（ＢＣＰ）」内の教示を使用する。

この場合のＭＭは、仮想インタフェースの仮想ブリッジ内へのバインディングをサポートする任意のＬ２トンネリング技術を使用して、Ｌ２トンネルを動的に確立するように、（ホーム・アクセス・ルータとして）ＢＲＡＳ、およびリモート・アクセス・ルータをリモート設定しなければならない。この仮想ブリッジは、トンネルからカプセル開放されたイーサネット・フレームをｘＤＳＬルータから（例えば、ＰＰＰセッションから）切り替え（スイッチし）、そして、フレームをリモート地点につながる別のＬ２トンネルに切り替え（スイッチし）なければならない。

アクセス・ルータおよびアクセス・ポイント内に上述のメカニズムをリモート設定することは、例えば、テルネットによってコマンド・ライン・インタフェースにリモートでアクセスすることにより、可能である。選択的には、パフォーマンスを向上させるために、独自のインタフェースが使用される場合がある。

バックボーンが仮想プライベートＬＡＮサービス（ＶＰＬＳ）サービスを提供する場合、ＭＭはエッジ・ルータ間にＶＰＬＳ擬似回線を設定しなければならない。一般的な仮想ブリッジにバインディングする代わりに、ＭＭは、Ｍａｃ−ｉｎ−ＭａｃまたはＱ−ｉｎ−Ｑ対応インタフェースをＶＰＬＳ擬似回線とともにＶＰＬＳ仮想スイッチ・インスタンスにバインドしなければならない。このことが図１８に示されている。

ある場合には、トランスペアレントなイーサネット・サービスは、複数のホーム・ネットワークのＡＲとして機能する中央ノード、すなわち、ハブ及びスポーク型配置、を通して提供可能である。この中央ノードは、本明細書では、接続性サービス・ノード（ＣＳＮ）として示している。介在するネットワークは、ＣＳＮとホームＬＡＮとの間に存在する場合があり、その場合、ＣＳＮがＬ２トンネル経由でホーム・ネットワークに接続されることが保証されなければならない。このトンネルは、端末がリモート地点に現われる場合に要求に応じてＭＭによってセットアップでき、または処理を迅速にするように予め設定される場合がある。さらに、ＣＳＮは、ホーム・ネットワークあたりに仮想ブリッジを実装しなければならない。

ＭＭはこのＣＳＮを設定し、そして、ホームの端末がリモート地点に現われる場合、別のＬ２トンネル経由でＣＳＮを接続すべきである。ＣＳＮがホーム・ネットワークへの予め設定されたトンネルを有しない場合、ＭＭはこのトンネルをセットアップしなければならない。

ハブ及びスポーク型配置が、図１９に示されている。論理的にこのシナリオは、ホームＡＲをＣＳＮに置き換える場合の前述の内容と異ならないということに注意されたい。

上述の実施形態は、ネットワークオペレータが付加価値のある接続性サービスをカスタマに提供できるようにし、すなわち、ノマディック型端末が固定ネットワークオペレータの任意のアクセス（例えば、任意のホット・スポット）からホームＬＡＮにトランスペアレントに接続できる。さらに、適切な契約が提携ネットワークと確立されている場合、接続性サービスは、これらの提携アクセス・ネットワークからでさえ使用できる。

ホーム・ネットワークへの接続性はレイヤ２上で確立されるので、ホーム・ネットワーク内で使用される内部のＩＰアドレス指定構造またはＩＰバージョンは、関係がなく、任意の組み合わせが機能するであろう。さらに、訪問先ネットワーク内の移動端末は、トランスペアレントにホーム・ネットワークに接続される（本明細書では、トランスペアレンシは、端末がホーム・ネットワーク内に存在していないことを認識しないということを意味している）。このトランスペアレントなレイヤ２接続は、イーサネット・レベルの接続を必要とするような将来のアプリケーションをサポートするだけでなく、端末内に任意の専用のクライアント・ソフトウェアなしでホーム・ネットワークに到達できるようにする。

当業者には、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な修正が上述の実施形態になされる可能性があることが理解されるであろう。

Claims (16)

1. ノマディック型端末に標準イーサネットあるいはＷＬＡＮインタフェースを介してホーム・ネットワークにアクセスすることを許容する方法であって、
   前記ノマディック型端末をアクセス・ポイントのイーサネットインタフェースあるいはＷＬＡＮインタフェースを介してリモート・アクセス・ネットワークに接続し、リモート・アクセス・ルータを介してオペレータのバックボーン・ネットワーク内の認証サーバを使用して前記ノマディック型端末の認証を開始する工程であって、前記リモート・アクセス・ネットワークは、前記バックボーン・ネットワークに接続される、工程と、
   前記バックボーン・ネットワーク内の認証サーバに対して前記ノマディック型端末を認証させるために、前記アクセス・ポイントと前記認証サーバとの間で、前記ノマディック型端末に関する認証関連シグナリングを交換する工程と、
   前記バックボーン・ネットワーク内での前記ノマディック型端末の認証の成功を検出し、それに応じて、前記ノマディック型端末を前記ホーム・ネットワークに接続するために、前記バックボーン・ネットワークにわたるイーサネットレイヤ２トンネルの確立をトリガリングする工程と
   を備えていることを特徴とする方法。
2. 前記イーサネットレイヤ２トンネルの確立をトリガリングする工程は、前記リモート・アクセス・ルータを介して、前記アクセス・ポイントから前記ホーム・ネットワークに向かって延びるイーサネットレイヤ２トンネルを確立することを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記イーサネットレイヤ２トンネルの確立をトリガリングする工程は、前記リモート・アクセス・ルータでのエンドポイントを有し、かつ前記ホーム・ネットワークに向かって延びる、イーサネットレイヤ２トンネルを確立することを含み、
   ホーム・ネットワーク群と、前記リモート・アクセス・ネットワークで適用可能なＶＬＡＮタグ群との間のマッピングテーブルを、前記バックボーン・ネットワークで保持する工程と、
   設定されたＶＬＡＮにマッピングされている前記ホーム・ネットワークへの前記イーサネットレイヤ２トンネルからカプセル開放されたイーサネットフレームを送信するために、前記リモート・アクセス・ルータ内に仮想ブリッジを設定する工程と、
   前記設定されたＶＬＡＮへイーサネットフレームを転送し、かつ前記設定されたＶＬＡＮからイーサネットフレームを受信するための前記アクセス・ポイントを設定する工程と、
   前記イーサネットレイヤ２トンネルと前記ＶＬＡＮ間の前記リモート・アクセス・ルータでパケットをスイッチするためにＶＬＡＮタグを使用するステップと
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記ホーム・ネットワークは、ホーム・アクセス・ルータを介して、オペレータのバックボーン・ネットワークに接続され、
   前記イーサネットレイヤ２トンネルの確立をトリガリングする工程は、前記ホーム・アクセス・ルータへ前記イーサネットレイヤ２トンネルを延伸することを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記イーサネットレイヤ２トンネルの確立をトリガリングする工程は、事前に確立されているイーサネットレイヤ２トンネルを前記イーサネットレイヤ２トンネルに組み込むことを含む
   ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記オペレータのバックボーン・ネットワーク内のモビリティ・マネージャ機能に、認証の成功を通知する工程を更に備え、
   前記モビリティ・マネージャ機能は、前記イーサネットレイヤ２トンネルを確立するために、前記リモート・アクセル・ルータと前記リモート・アクセス・ポイントの１つあるいは両方を設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記ホーム・ネットワークに接続される前記オペレータのバックボーン・ネットワークは、更に、前記リモート・アクセス・ネットワークに接続されるネットワークであり、
   前記モビリティ・マネージャ機能は、更に、前記イーサネットレイヤ２トンネルを確立するために、前記ホーム・アクセス・ルータを設定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記モビリティ・マネージャ機能は、前記イーサネットレイヤ２トンネルを確立するために、前記ホーム・ネットワークに関連付けられているピアモビリティ・マネージャ機能と協調動作する
   ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 前記モビリティ・マネージャ機能は、前記ノマディック型端末からの認証関連シグナリングを受信するプロキシ認証サーバである
   ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
10. 通信システム内のモビリティ管理を行う装置であって、
    認証サーバのプロキシとして動作し、イーサネットインタフェースあるいはＷＬＡＮインタフェースを介してリモート・アクセス・ネットワークのアクセス・ポイントに接続されるノマディック型端末に関する認証関連シグナリングを、前記アクセス・ポイントとリモート・アクセス・ルータを介して前記リモート・アクセス・ネットワークに接続されるオペレータのバックボーン・ネットワーク内の前記認証サーバとの間で交換し、前記バックボーン・ネットワーク内での前記ノマディック型端末の認証の成功を検出し、それに応じて、前記ノマディック型端末をホーム・ネットワークに接続するために、前記バックボーン・ネットワークにわたるイーサネットレイヤ２トンネルを確立するように構成されていて、
    前記認証関連シグナリングは、前記認証サーバへ送信され、前記ノマディック型端末の認証は、前記認証サーバを使用して開始される
    ことを特徴とする装置。
11. 前記イーサネットレイヤ２トンネルを確立するために、前記リモート・アクセル・ルータと前記リモート・アクセス・ポイントの１つあるいは両方を設定するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記イーサネットレイヤ２トンネルを確立するために、バックボーン・ネットワークに前記ホーム・ネットワークを接続するホーム・アクセス・ルータを設定するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
13. 前記イーサネットレイヤ２トンネルを確立するために、ブロードバンド・リモート・アクセス・サーバ、Ｌ２ＴＰネットワークサーバ、あるいは接続性サービス・ノードを設定するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
14. ノマディック型端末に対してリモート・アクセス・ネットワークへのイーサネット・アクセス・ポイントあるいはＷＬＡＮアクセス・ポイントを提供するための装置であって、
    オペレータのバックボーン・ネットワーク内のモビリティ・マネージャに接続するためのインタフェースを有し、
    前記インタフェースを介して前記モビリティ・マネージャと接続し、
    前記インタフェースを介して、前記ノマディック型端末に関する認証関連シグナリングを前記モビリティ・マネージャとの間で交換し、前記バックボーン・ネットワーク内での前記ノマディック型端末の認証の成功を検出し、それに応じて、当該装置と前記ノマディック型端末のホーム・ネットワーク間に、前記バックボーン・ネットワークにわたるイーサネットレイヤ２トンネルを確立し、
    前記認証関連シグナリングは、前記モビリティ・マネージャからリモート・アクセス・ルータを介して前記リモート・アクセス・ネットワークに接続される前記バックボーン・ネットワーク内の認証サーバへ送信され、前記ノマディック型端末の認証は、前記認証サーバを使用して開始される
    ことを特徴とする装置。
15. 前記ノマディック型端末を含む端末群に無線アクセス・ポイントを提供し、
    前記イーサネットレイヤ２トンネルと、ピア端末単位での暗号化論理チャネルとにバインドされている仮想ブリッジを構築するように設定可能である
    ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. オペレータのバックボーン・ネットワークとアクセス・ネットワークとを相互接続するためのアクセス・ルータを提供するための装置であって、
    イーサネットスイッチングを提供するように構成され、
    前記オペレータのバックボーン・ネットワーク内のモビリティ・マネージャ向けのインタフェースを有し、
    前記インタフェースを介して前記モビリティ・マネージャと接続し、
    前記インタフェースを介して、前記アクセス・ネットワークのアクセス・ポイントに接続されるノマディック型端末に関する認証関連シグナリングを前記モビリティ・マネージャとの間で交換し、前記バックボーン・ネットワーク内での前記ノマディック型端末の認証の成功を検出し、それに応じて、前記ノマディック型端末向けの、あるいは前記ノマディック型端末のホーム・ネットワーク向けの、前記バックボーン・ネットワークにわたるイーサネットレイヤ２トンネルを確立し、
    前記認証関連シグナリングは、前記モビリティ・マネージャから前記アクセス・ルータを介して前記アクセス・ネットワークに接続される前記バックボーン・ネットワーク内の認証サーバへ送信され、前記ノマディック型端末の認証は、前記認証サーバを使用して開始される
    ことを特徴とする装置。