WO2000041363A1

WO2000041363A1 - Procede de transmission de donnees

Info

Publication number: WO2000041363A1
Application number: PCT/JP1999/003627
Authority: WO
Inventors: Fumio Teraoka
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2000-07-13
Also published as: US6895007B1; JP2000201183A

Description

明細書データ送信方法技術分野本発明は、データ送信方法に関し、特にネットワークシステムにおいてノードが移動した場合でもデータを的確に送信することができるようにしたものである：背景の技術近年、コンパクトで高性能な携帯型のいわゆるパーソナル · コンピュータ（以下、「P C」という- ) の普及に伴い、ユーザは P C をいつでもどこへでも持ち運ぶことが可能となった：また、単に持ち運ぶだけでなく、その携帯型 P cを移動先のサブネットに接続し、様々なネットワークサービスを受けるという形態も一般化しつつあり、いわゆるモパイル · コンピュ一ティング環境が現実的なものとなってきている- モバイル · コンビュ一ティング環境では、ネットワークに接続しているノ一ドは移動することが前提となるため、ノ一ド間の通信は互いのノードの位置や移動を気にすることなく継続して行われるベきである：このような性質を移動透過性という- 現在、 I P v 6 (Internet Protocol version 6) ァドレスの仕様に基づいて、 I P v 6における移動透過性を実現した手法が提案されている。かかる手法としては、 Mobile I P v 6 と V I P o n V 6 の 2つがある _c

これらの 2つのプロトコルを用いることによって I P v 6における移動透過性を実現することは可能であるものの、移動に対して不変な識別子を新たに導入する必要があり、バケツトヘッダのサイズが非常に大きくなつてしまうという問題がある。

さらに、帯域が非常に小さいワイヤレス環境で Mobile I P v 6や V I P o n V 6を用いると、パケットへッダのサイズが大きくなつてしまうのは、特に大きな問題となる _c

一方、 I P v 6アドレスの 1 2 8ビット全体をノ一ド識別子としてしまうと、逆にノードの位置に関する情報が完全に欠如してしまレ、、サブネット間の経路制御が実質不可能になってしまう。発明の開示本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、パケットのへッダサイズを大きくすることなく移動透過性を容易に実現することができるデータ送信方法を提供することを目的とする。上述の課題を解決するために、本発明は、第 1のノードからルータを介して第 2のノ一ドにデータを送信するデータ送信方法において、各ノードのホスト名について、当該ノードのノード識別子と、当該ノ一ドが普段接続しているサブネットを示すホームブレフィックスとを記憶し、入力された第 2のノ一ドのホスト名に対応するノ一ド識別子とそのホームプレフィックスとを読み出し、読み出されたノード識別子とホームプレフィックスとを有する I Pアドレスを生成し、生成された I Pァドレスを備えるデ一タパケットを生成し、このデ一タパケットを、生成した I Pァドレスに従って、第 2のノ ―ドが普段接続しているサブネッ卜のルータに送信し、このルータが保持する第 2のノ一ドを管理するためのキヤッシュ情報に基づいて、当該ルータに送信されたデータパケットに、第 2のノードの移動先を示すヘッダを付加し、付加されたヘッダに基づいて、デ一タバケツトを第 2のノ一ドに送信することを特徴とするものである ₌ 図面の簡単な説明図 1は、本発明を適用したネットワークシステムの概略を示す構成図である：

図 2は、ネットワークシステムに D N Sサーバが備えられたときの構成図である。

図 3は、移動指向 I P V 6ァドレスの構成を示す図である- 図 4は、 V 6 V I Pにおけるプロトコル階層を示す図である：図 5は、データパケットの構成を示す図である：

図 6は、ネットワーク構成によってノード識別子とホームブレフィックスを獲得するための構成を示す図である。

図 7は、データパケットの構成を示す図である。

図 8は、アプリケーションプログラムによってノード識別子とホ

—ムブレフィックスを獲得するための構成を示す図である：

図 9は、データパケットの構成を示す図である：

図 1 0は、 V 6 V I Pの機能を追加した I P V 6層のブロックダィャグラムを示す図である：発明を実施するための最良の形態以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明は、例えば図 1に示す構成のネットワークシステム 1に適用される。

ネットワークシステム 1 は、ノード（ C N ) 1 0が移動ノード ( M N ) 3 0にデータパケットを送信するものである。さらに、ネットワークシステム 1 は、図 2に示すように、様々な移動ノ一ド 3 0のホス卜名に対応する移動指向 I P v 6 ( Internet Protoco l ve rsion 6) アドレスを読み出す D N Sサーバ 4 0を備える。

移動指向 I P V 6 アドレスは、図 3に示すように、 1 2 8 ビットからなり、ィンターネット上でノードを一意に識別するためのノード識別子（下位 6 4 ビット）と、ノードが接続しているサブネットの位置を示すネットヮ一クプレフィックス（上位 6 4 ビット）とから構成される。

ノード識別子は、ノード自体を識別するものであり、ノードの位置や移動に関係なく、ノ一ドを認識したり認証したりするために用レ、られる：ネットヮ一クプレフィックスは、あるサブネットに接続されているノードにバケツトを送信するために用いられるものである。

なお、上位 6 4 ビットの部分は、 I E T Fで提案されている現仕様での上位 6 4 ビットと、結果として同じ役割を果たすことになる: これにより、 I P層での経路制御機構をそのまま利用することがでさる：上述した移動指向 I P V 6ァドレスに基づいて、移動透過性や移動ノードの検証を提供するネットワークアーキテクチャを V 6 V I Pとレ、う： 6 1 は、第 1に、 I P V 6アドレスとして移動指向 I P v 6アドレスを用いること、第 2に、移動透過性や移動ノードの認証を実現するために V I Pの機能を用いること、の 2点を基本方針としている。

ここで、 V 6 V I Pにおけるプロトコル階層を図 4に示す：プロトコル階層は、アプリケーション層、 T C PZUD P層、 V I P層、 I P層、データリンク層、物理層からなる：

T C P D P層より上位層では、移動指向 I P v 6アドレスの下位 64ビットであるノ一ド識別子を用いてノ一ドを識別する。 T C P U D P層と I P層の間に挿入した V I P層で、そのノード識別子に対応した 64 ビットのネットワークプレブィックスを結合することにより、 1 2 8 ビットの移動指向 I P V 6ァドレスを生成する。このノ一ド識別子とネットワークプレフィックスの対応付けは、所定のキャッシュ情報（以下、「AMT (Address Mapping Table) エントリ」という：）で管理する。

こうして生成された移動指向 I P V 6ァドレスに基づいて、 I P 層はバケツトの送信を行う：一方、バケツトの受信時は、 V I P層では、移動指向 I P V 6ァドレス力らネットヮ一クプレフィックスが単純に除かれ、ノ一ド識別子だけが上位層に渡される。

V I P層で宛先ノードに関する A M Tエントリがない場合、すなわち宛先ノ一ドのノ一ド識別子に対する現在のネットワークブレフィックスが分からない場合は、宛先ノ一ドのホ一ムネットワークのネットワークブレフィックスを宛先ノ一ドのノ一ド識別子と結合して移動指向 I P v 6アドレスを生成する。なお、ノードのホームネットワークとは、そのノードが普段接続されているサブネットをいう。ホ一ムネットワークのネットヮ一クプレフィックス（以下、「ホームプレフィックス」とレヽう。 ) の取得については、詳細を後述する。

ノ一ド 1 0は、ここではデータの送信元となるノードである。ノ —ド 1 0は、移動ノード 3 0に関する A M Tェントリを保持しているときは、移動指向 I P v 6アドレスを生成してデータパケットを送信し、 A M Tエントリを保持していないときは、 D N Sサーバ 4 0からノード識別子等を読み出して移動指向 I P v 6アドレスを生成し、データパケットを送信する。

ホームルータ 2 0は、移動ノ一ド 3 0のホームサブネットに接続しているルータである。ホームルータ 2 0は、常に、管理している移動ノ一ド 3 0に関する最新の A M Tェントリを保持している。そして、このように構成されるネットワークシステム 1 において、ノード 1 0から移動ノード 3 0に対しては、以下のようにしてデータパケッ卜が転送される ₌

ノード 1 0は、移動ノ一ド 3 0に関する A M Tェントリを保持しているときは、移動ノ一ド 3 0が現在どのサブネットに接続しているかを知っていることとなる。このとき、ノード 1 0は、移動ノード 3 0が現在接続しているサブネットのネットヮークプレフィックスと移動ノ一ド 3 0のノ一ド識別子とを V I P層で結合して移動指向 I P V 6ァドレスを生成する。

そして、図 5に示すように、移動指向 I P V 6ァドレスを有する I P V 6ヘッダと、 T C P / U D Pヘッダと、データとからなるデ —タパケットが生成される。 I P v 6ヘッダは、ノード 1 0の現在のネットワークプレフィックス（CN' s CN P (Current Network Prefix) ) 及びノ一ド識別子（C N' s N o d e I D) と、移動ノ —ド 3 0の現在のネットヮ一クプレフィックス（MN's CN P) 及びノ一ド識別子（MN's N o d e l D) とから構成される。

I P層は、移動指向 I P V 6アドレスに従って経路制御を行うので、データパケットは、その経路制御により移動ノード 3 0に送信される：

つぎに、移動ノード 3 0がホームサブネッ卜から移動して他のサブネットに接続している場合について説明する。

移動ノード 3 0は、他のサプネットに移動すると、接続先のサブネット上のノレ—タ通知 (router advertisement) を受 ί言し、ノレ—タ通知に含まれるサブネットのネットヮ一クプレフィックスと当該移動ノード 3 0のノ一ド識別子とを結合し、移動先での移動指向 I Ρ V 6ァドレスを生成する。このように、移動指向 I Ρ V 6アドレスを使用すると、 DHC P v 6等のステ一トフル自動設定は特に必要なく、移動先サブネット上で流れているルータ通知を受信するだけで移動先での I Pァドレスを獲得することができる。

移動ノ一ド 3 0は、移動先サブネットで新たに移動指向 I P v 6 ァドレスを獲得した後は、図 2に示すホームルータ 2 0及び現在通信中のノード 1 0に対して、 A M Tアップデートメッセージを送信し、別のサブネットに移動したことを報告する：なお、この際に用いられるメッセージを A M Tアツブデートメッセ一ジという：ノード 1 0は、移動ノ一ド 3 0が他のサブネットに移動したことによって V I P層で宛先ノードに関する A MTェントリがない場合には、そのノードのホ一ムプレフィックスを認識するために、 DN Sサーバ 4 0へ要求を出すようにリゾルバ（Resolver) を呼び出す必要がある：なお、リゾルバとは、 D N Sサーバ 4 0に対して問い合わせを行うライブラリのことをいい、例えば UN I X (商標）では通常コンパイル時にアプリケ一ションプログラムにリンクされる。リゾルバの呼出としては、以下に示すような 2つの手法がある。第 1の手法として、ネットワーク構成によりリゾルバの呼出を行うものがある- 例えば図 6に示すように、ユーザが送信先のホスト名を指定すると、アプリケ一ション層はノ一ド識別子を得るためのリゾルバを呼び出して D N Sサーバ 4 0に問い合わせを行う。ァプリケ一ション層は、 D N Sサーバ 4 0からノ一ド識別子を獲得すると、このノード識別子を T C PZU D P層を介して V I P層に送る。 V I P層は、リゾルバを呼び出し、このノード識別子に基づいて宛先ノードのホームプレブィックスを獲得するように DN Sサーバ 4 0に問い合わせを行う： V I P層は、ノード識別子及びホ一ムプレフィックスを獲得した後、これらを結合して移動指向 I P V 6アドレスを生成する。そして、図 7に示すように、移動指向 I P V 6ァドレスを有する I P v 6ヘッダと、 TC P ZUD Pヘッダと、データとからなるデータバケツトが生成される-

I P V 6ヘッダは、ノ一ド 1 0の現在のネットヮ一クプレフィックス（CN's CN P (Current Network Prefix) ) 及びノード識別子（CN's N o d e I D) と、移動ノード 3 0のホームプレフイツクス（MN's H P) 及びノ一ド識別子（MN' s N o d e I D) とから構成される： I P層は、移動指向 I P V 6ァドレスに従って経路制御を行う：したがって、データパケットは、その経路制御により、移動ノード 3 0が普段接続されているサブネットのホームル一タ 2 0に送信される _c

第 2の手法として、アプリケ一ションプログラムによりリゾルバの呼出を行うものがある。例えば図 8に示すように、ユーザが送信先のホスト名を指定すると、アプリケーション層は、ノード識別子及びホームプレフィックスを一度に得るためのリゾルバを呼び出して、 D N Sサーバ 4 0に問い合わせを行ってのよい。すなわち、ァプリケーション層によって一度に問い合わせを行ってもよレ、：このようにして獲得されたノード識別子及びホームプレフィックスは、 T C P Z U D P層を介して V I P層に送られる。 V I P層は、これらのノード識別子及びホームプレフィックスを結合して移動指向 I P V 6アドレスを生成する。そして、上述した図 7に示すようなデータパケットが生成される。このデータパケットは、 I P層の経路制御に従って、移動ノード 3 0が普段接続されているサブネットのホームルータ 2 0に送信される。

このようにネットヮ一クシステム 1 に D N Sサーバ 4 0を備えることによって、ノード 1 0が 6 4 ビットで表されるノード識別子を記憶しておく手間を省き、また、ノード 1 0が移動ノード 3 0の A M Tエントリがない場合であっても容易にそのホームプレフイツクスを獲得することができる。

以上のように、ノード 1 0は、移動ノ一ド 3 0に関する A M Tェントリを保持していない場合、すなわち移動ノ一ド 3 0が現在どのサブネットに接続しているかを知らない場合は、移動ノード 3 0のホ一ムブレフィックスとノ一ド識別子とを V I P層で結合して I P ァドレスを生成する：そして、データバケツトは、移動ノード 3 0 のホームルータ 20に転送される _c

ホームルータ 20は、移動ノ一ド 3 0に関する AMTェントリを必ず保持している：ホームルータ 20は、データパケットを受信すると、図 9に示すように、この受信したデータパケットに、移動ノ —ド 3 0の移動先の I Pァドレスを宛先ァドレスとした新しい I P v 6ヘッダ（第 2の I P v 6へッダ）を付加し、移動ノ一ド 3 0に転送する。なお、このような転送方法を I P— i n— I P トネリングとレヽぅ ₌

I P— i n— I P トネリングにおけるデ一タパケットは、図 7に示したデ一タパケットに対してさらに第 2の I P v 6へッダを付加した構成であり、第 1の I P v 6ヘッダと、第 2の I P v 6ヘッダと、 TC PZUD Pヘッダと、データとから構成される。第 2の I P v 6ノヽ⁰ケットは、ホームルータ 20のホームプリフィックス（H R' s HP) 及びノ一ド識別子（HR's N o d e I D) と、移動した移動ノード 3 0の現在のネットワークプレフィックス（ΜΝ' s C Ν) 及びノード識別子（MN's N o d e I D) とから構成される _c これにより、移動ノ一ド 3 0が最初のサブネッ卜から移動して他のサブネットに接続した場合であっても、第 2の I P V 6ヘッダに基づいて、当該移動ノード 3 0に対してデータバケツトを転送することができる ₌ また、このようなトネリングを用いることによって、受信したバケツトの終点ァドレスフィールドを直接書き換えて移動先のノードに転送するときに、転送したデータバケツトが結果としてァドレス偽造バケツトと判断されて途中のルータで強制的に廃棄されてしまうのを防止することができる- 移動ノ一ド 3 0は、ホームルータ 2 0を介して I P— i n— I P トネリングで転送されてきたデ一タパケットを受信した場合、そのデータバケツトの送信元であるノード 1 0が当該移動ノ一ド 3 0に関する AMTェントリを保持していないと判断して、移動ノ一ド 3 0自身の現在のノ一ド識別子とネットヮ一クプレフィックスとの対応付けを AMTァッブデ一トメッセージによりノード 1 0に知らせなお、 AMTアップデートメッセージは、ホームルータや通信中の相手ノ一ドに不正な AMTエントリが作成されることを回避するために、拡張へッダの 1つである認証へッダを必ず含んでいなければならない- さらに、ノード 1 0は、通信中の移動ノ一ド 3 0から AMTァップデートメッセ一ジを受信すると、このメッセージに含まれる認証ヘッダにより送信ノ一ドと通信内容を認証した後、メッセ一ジのべイロ一ドに格納されている移動指向 I P v 6アドレスを取り出して、ノード 1 0が保持している AMTに登録する ₃ 但し、 AMTェントリには生存時間が設定されており、タイムァゥト後その AMTェントリは削除されるようになっている- 最後に、上述したプロトコル階層について詳細に説明する _c モデル的には、 I P v 6層と TC PZUD P層の間に V I P層を挿入し、この V I P層において V 6 V I Pの機能を追加するのが理想的である：しかし、今回は実装の容易さを考慮して、 I P v 6層に V 6 V I Pの機能を直接追加している-

V 6 V I Pの機能を追加した I P V 6層のブロックダイヤグラムを図 1 0に示す：そして、 I P V 6層に新たに追加した関数について以下に説明する： • v6vip— output ()関数の動作

まず、送信バケツ卜の宛先ァドレスの下位 6 4 ビッ卜で示される宛先ノードのノ一ド識別子に対応する AMTェントリがあるかチェックする： AMTエントリが存在する場合は、送信パケットの宛先ァドレスの上位 6 4 ビットを AMTェントリに記載されているネットヮークプレフィックスに置き換えて、 ip6_output()に処理を戻す。もし、 AMTエントリが存在しない場合は、送信パケットの宛先ァドレスの上位 6 4 ビットに格納されている宛先ノ一ドのホ一ムプレフィックスをそのまま利用し、 ip6— output ()に処理を戻す：

• v6vip— input ()関数の動作

ホームルータとして機能しているノ一ドの場合とそうでない移動ノ一ドの場合で動作が異なる：

ホームルータとして機能しているノードの場合、受信したバケツトの宛先ァドレスの下位 6 4 ビットにそのホームルータが管理している移動ノードのノ―ド識別子が含まれているならば、 AMTを参照してそのノ一ドの接続先の移動指向 I P V 6ァドレスを獲得する。そして、その移動ノ一ドへ I P— i n— I P トネリングを用いてパケットを転送する：トネリングには、 hydrangeaで採用されている G I F (Generic InterFace) を利用し、 G I Fの出力系関数である i n6_gif_output ()に処理を渡す：；

一方、移動ノードである場合、受信したパケットがホームルータから I P— i n— I P トネリングで転送されてきたものならぱ、その受信バケツトを送信したノードへ AMTアツプデ一トメッセージを送信するように、 AMTデ一モン amtdに要求を渡す：

• amt check ()関数の動作 v6vip_input ()や v6v ip— output ()から呼び出され、指定されたノ一ド識別子に関する AMTェントリの有無の参照を行う： AMTェントリがある場合は、指定されたノ一ド識別子に対応したネットヮ一クプレフィックスを返す： AMTエントリがない場合は、一 1 を返す。

なお、 amt— checkOは AMTエントリの検索を行うだけで、 AMT エントリの登録や削除等は、 AMT管理デーモン amtdでのみ行われる。産業上の利用可能性以上詳細に説明したように、本発明に係るデータ送信方法によれば、各ノードのホスト名について、当該ノードのノード識別子と当該ノードが普段接続しているサブネットを示すホームプレフィックスとを記憶しておき、入力された第 2のノードのホスト名に対応するノード識別子とそのホームブレフィックスとを読み出して、第 1 のノードからホ一ムブレフィックスが示すルータを介して第 2のノ ―ドにデータを送信することによって、パケットのヘッダサイズを大きくすることなく移動透過性を容易に実現することができる。

さらに、第 1のノ一ドがノ一ド識別子を記憶しておく手間を省くことができ、また、第 1のノ一ドが第 2のノードの AMTエントリがない場合であっても容易にそのホ一ムブレフィックスを獲得してデータバケツトを送信することができる ₌

Claims

請求の範囲

1 . 第 1のノードからル一タを介して第 2のノードにデータを送信するデータ送信方法において、

各ノードのホスト名について、当該ノードのノード識別子と、当該ノードが普段接続しているサブネットを示すホ一ムプレフィックスとを記憶し、

入力された第 2のノ一ドのホスト名に対応するノード識別子とそのホームプレフィックスとを読み出し、

読み出されたノ一ド識別子とホ一ムプレフィックスとを有する I Pァドレスを生成し、

生成された I Pァドレスを備えるデ一タパケットを生成し、上記デ一タパケットを、上記 I Pァドレスに従って、第 2のノ一ドが普段接続しているサブネットのルータに送信し、

上記ルータが保持する第 2のノ一ドを管理するためのキヤッシュ情報に基づいて、当該ルータに送信されたデータパケットに、上記第 2のノードの移動先を示すヘッダを付加し、

付加されたヘッダに基づいて、上記データバケツトを上記第 2のノ一ドに送信するデータ送信方法。

2 . アプリケーションプログラムにより、上記入力された第 2のノードのホスト名に対するノ一ド識別子とそのホームプレフィックスとを読み出すことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のデータ送信方法。

3 . アプリケーションプログラムが入力された第 2のノードのホスト名に対するノ一ド識別子を読み出し、ネットワーク層が読み出されたノード識別子に対するホームブレフィックスを読み出すことを特徴とする請求の範囲第 1項記載のデータ送信方法。