JP4093265B2 - 通信システム - Google Patents

Description

ＩＰｖ６移動体パケット通信網におけるパケット転送方法に関する。特にＩＰｖ6移動体パケット通信網とIPベース網の連携システムにおけるモバイルＶＰＮサービス提供方法に関する。

インターネット及び移動通信サービスは、急速に普及している。

インターネットにおける通信は、事実上の標準であるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＲＦＣ７９１）プロトコルを用いるＩＰパケットの送信により行う。インターネットに接続される装置には、各装置を識別するため、世界で一意にＩＰアドレスが割り当てられる。IPパケットのルーティングは、ＩＰアドレスを使って行う。

ＩＰパケットを受信した装置は、ＩＰパケットのヘッダに含まれる着信先ＩＰアドレスを調べる。装置自身に着信先ＩＰアドレスを有する端末が存在しない場合、各装置は、ルーティングテーブルを利用して、ＩＰパケットを隣接ノードに転送する。ルーティングテーブルとは、IPアドレスと隣接ノードの対応表である。

現在利用しているＩＰｖ４アドレスは、インターネットの普及に伴い枯渇する恐れがある。そこで、新しいアドレス体系であるＩＰｖ６アドレスの検討が行われている（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、 Ｖｉｒｓｉｏｎ ６ （ＩＰｖ６） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＲＦＣ ２４６０）。

ＩＰｖ６は、拡張ヘッダの中で様々な機能を規定できる。ＩＰｖ６拡張ヘッダは、ＩＰｖ６ヘッダとペイロードの間に挿入される。経路制御ヘッダは、ＩＰｖ６拡張ヘッダの１つである。経路制御ヘッダを利用すれば、パケット送信者は、パケットが通過するべき中間ノードを指定できる。

インターネットを利用するサービスとして、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が注目されている。ＶＰＮサービスには、ＬＡＮ間接続ＶＰＮサービスとリモート・アクセスＶＰＮサービスがある。ＬＡＮ間接続ＶＰＮサービスは、ＬＡＮ間接続にインターネットを利用するサービスである。
リモート・アクセスＶＰＮサービスは、外出中のユーザに企業内の装置へのアクセスを提供するサービスである。リモート・アクセスＶＰＮサービスは、ＶＰＮへのアクセス機能を持つ装置と企業内のＶＰＮ装置との間の通信にインターネットを利用する。外出中のユーザは、ダイアルアップ接続等でＶＰＮアクセス機能を持つ装置に接続する。

ＶＰＮアクセス機能を備える装置とＶＰＮ装置の間の通信は、セキュリティを確保するため、トンネルを利用する。ＶＰＮアクセス機能を備える装置は、ユーザからＩＰパケットすると、受信パケットにＶＰＮ装置宛のヘッダを付加し（カプセル化）、ＶＰＮ装置に送信する。ＶＰＮ装置は、先に付加されたヘッダをとり（デカプセル化）、元のＩＰパケットを復元する。ＶＰＮ装置は、元のＩＰパケットヘッダの宛先アドレスに書かれている装置宛にＩＰパケットを送信する。
ＶＰＮに利用するトンネルをＶＰＮトンネルと呼ぶ。ＶＰＮトンネルには、例えば、Ｌ２ＴＰ（Ｌａｙｅｒ Ｔｗｏ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＲＦＣ ２６６１）がある。

近年の移動通信サービスでは、データ通信の割合が増加している。移動通信網において、データ通信を効率的に提供するため、移動体パケット通信網の検討が活発化している。移動体パケット通信網の例として、ＰＤＣ−Ｐ（ＰＤＣ-Ｐａｃｋｅｔ）やＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）がある。第3世代移動体通信システムＩＭＴ−２０００においても高速パケット通信サービスの提供が予定されている。現在、移動体パケット通信網の上位通信プロトコルとして、ＩＰ(Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)が普及している。

移動体パケット通信網において、ＩＰプロトコルによる通信サービスを提供するため、通信事業者は移動端末にＩＰアドレスを割り当てる必要がある。移動端末の急増とＩＰｖ４アドレスの枯渇に伴い、移動端末にＩＰｖ６アドレスを割り振りることが予想される。

一般に移動体通信網は、無線アクセス網とコア網からなる。無線アクセス網は、基地局や基地局制御装置から構成される。コア網は、加入者ノードや関門ノードから構成される。

移動体通信網における通信形態は、移動端末発固定端末着、固定端末発移動端末着、移動端末発移動端末着の３種類に分類される。

以下、例として、ＧＰＲＳ方式ベース移動端末発移動端末着のパケット通信手順を説明する。

ＧＰＲＳ方式ベース移動体パケット通信網の移動端末は、まず、端末自身の位置情報を移動体パケット通信網に登録する。次に、ＧＰＲＳ独自の信号手順を利用して、発信端末がパケットの送受信を行えるようにするため、発信端末と関門ノードの間で制御信号を送信する。その後、移動端末は、着側移動端末に、ＩＰパケットを送信する。

移動端末が着側移動端末宛に送信したＩＰパケットは、移動端末が在圏する加入者ノードを通過する。上記加入者ノードは、受信ＩＰパケットに、発側の本拠地（ホーム）関門ノード宛のヘッダを付加し（カプセル化）、発側ホーム関門ノードにパケットを送信する。発側ホーム関門ノードは、先に付加されたヘッダをとり（デカプセル化）、元のＩＰパケットを復元する。発側ホーム関門ノードは、元のＩＰパケットヘッダの宛先アドレスに含まれる着側移動端末のＩＰアドレスから、着側移動端末のホーム関門ノードを特定し、ＩＰパケットを転送する。
着側ホーム関門ノードは、ＩＰパケットヘッダの宛先アドレスから、着側移動端末が在圏する加入者ノードを特定する。着側ホーム関門ノードは、再びＩＰパケットをカプセル化して、着側移動端末の在圏加入者ノードに向けてＩＰパケットを送信する。在圏加入者ノードは、受信パケットをデカプセル化して元のＩＰパケットを復元した後、着側移動端末にＩＰパケットを転送する。以上の処理により、発側移動端末が送信したＩＰパケットは、着側移動端末に到着する。

ＩＰパケットをカプセル化した後、デカプセル化されて元のＩＰパケットを復元するまでの区間は、トンネルと呼ばれる。移動通信に利用するトンネルをモバイルトンネルと呼ぶ。モバイルトンネルは、移動ユーザを追跡するために必要である。

一方、ＩＥＴＦは、ＩＰｖ６アドレス対応のＭｏｂｉｌｅ ＩＰ仕様を検討中である。Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ ｖ６の発信端末は、プロバイダが着移動端末に割り当てたｈｏｍｅ ａｄｄｒｅｓｓ宛にパケットを送信する。着移動端末のＨｏｍｅ Ａｇｅｎｔは、上記ｈｏｍｅ ａｄｄｒｅｓｓ宛パケットを受信する。上記Ｈｏｍｅ Ａｇｅｎｔは、受信パケットに着移動端末の在圏アドレスを含むヘッダを付加し、着移動端末に転送する。在圏アドレスとは、移動端末の在圏網が移動端末に動的に割り当てるＩＰアドレスである。

パケットを受信した着移動端末は、発信端末に着移動端末自身の在圏アドレスを含む制御信号を送信する。上記発信端末は、上記制御信号に含まれる着移動端末の在圏アドレス情報を記憶する。上記発信端末が着移動端末の在圏アドレス情報を保持する場合、発信端末は着移動端末にパケットを送信する時、着移動端末の在圏アドレスを利用できる。

モバイルＶＰＮサービスは、第3世代移動体通信システム（ＩＭＴ−２０００）の主要サービスになると予想されている。モバイルＶＰＮサービスは、リモート・アクセスＶＰＮの１形態であり、外出中のユーザが移動体パケット通信網を利用して、企業内の装置にアクセスするサービスである。モバイルＶＰＮサービスは、移動端末発固定端末着の通信である。

モバイルＶＰＮサービスを提供するため、特願２０００−９７８１３に記載されているように、移動体パケット通信網の関門ノードは、ＶＰＮアクセスサーバ機能を備える。モバイルＶＰＮサービスでは、関門ノードとＶＰＮ装置の間の通信に、ＶＰＮトンネルを利用する。このため、移動端末が送信するパケットは、通信開始時にアクセスしたＶＰＮアクセスサーバ機能付き関門ノードを必ず経由する必要がある。

特開２００１―２８５３５４号公報

現在の移動体パケット通信網は、加入者ノードと関門ノードの間の通信にモバイルトンネルを利用する。加入者ノードと関門ノードが、パケットのカプセル化・デカプセル化処理を行う。この時、パケットのカプセル化・デカプセル化に伴う加入者ノードと関門ノードの処理が増加し、移動体パケット通信網のスループットが低下するという課題がある。

しかし、モバイルトンネルを利用しない場合、移動端末が送信するＩＰパケットは、ＩＰヘッダに基づいてルーティングされる。このため、上記パケットが、該当端末用のＶＰＮトンネルが設定されている関門ノードを必ず経由するとは限らない。パケットが上記関門ノードを通過しない場合、ユーザが、モバイルＶＰＮサービスを利用できないという課題がある。

上記課題を解決するため、本発明によるＩＰｖ６移動体パケット通信網におけるパケット通信制御方法では、ＩＰｖ６経路制御ヘッダを利用してパケットを転送する。関門ノードは、移動体パケット通信網で利用されている制御信号を活用して、移動端末に経路制御ヘッダの作成に必要な情報を送信する。

移動端末は、まず、端末自身の位置情報を移動体パケット通信網に登録する。
次に、発信端末は、データパケットの送受信を可能にするため、加入者ノードに制御メッセージ（Ａｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。上記制御メッセージを受信した加入者ノードは、ＡＰＮ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ Ｎａｍｅ）から関門ノードを特定する。加入者ノードは、次のいずれかの手段により、ＡＰＮを取得する。移動端末の接続先が固定されている場合、ＡＰＮは移動用サービス制御装置（Ｍ−ＳＣＰ）に格納されており、移動端末の位置登録時に、加入者ノードがＭ−ＳＣＰから読み出す。移動端末の接続先が可変である場合、移動端末ユーザが入力したＡＰＮが、Ａｃｔｉｃａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ ＲｅｑｅｕｓｔのＡＰＮパラメータに設定される。

加入者ノードは、特定した関門ノードに、移動端末がデータパケットの送受信をできるようにするため、制御メッセージ（Ｃｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。上記メッセージには、ＡＰＮパラメータが必ず含まれる。上記メッセージを受信した関門ノードは、受信メッセージ中のＡＰＮパラメータから接続先の外部ネットワークを特定する。

ここで、関門ノードは、ＡＰＮからモバイルＶＰＮサービスの要求を検出する第1の手段を備える。モバイルＶＰＮサービスを利用する場合、関門ノードは、関門ノード自身のＩＰアドレスを含む応答メッセージ（Ｃｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を加入者ノードに送信する。

上記加入者ノードは、上記関門ノードのＩＰアドレスを含むＣｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを受信した時、上記関門ノードのＩＰアドレスを含むＡｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ａｃｃｅｓｐｔメッセージを移動端末に送信する第２の手段を備える。

上記加入者ノードが関門ノードから上記関門ノードのＩＰアドレスを含まない応答メッセージを受信した時、加入者ノードは移動端末に上記関門ノードのＩＰアドレスは通知しない。

移動端末は、加入者ノードから関門ノードのＩＰアドレスを含む応答メッセージを受信すると、パケット送信時に必ずＩＰｖ６経路制御ヘッダを利用する第３の機能を備える。移動端末は、送信パケットが、必ず該当端末のＶＰＮトンネルが設定さている上記関門ノードを通過するように、ＩＰｖ６ヘッダとＩＰｖ６経路制御ヘッダを組み立てる。ＩＰｖ６経路制御ヘッダを利用すれば、パケット送信者は、パケットが通過するべき中間ノードとして、上記関門ノードを指定できる。

移動端末が、上記加入者ノードから関門ノードのＩＰアドレスを含まない応答メッセージを受信した場合、移動端末は、パケット送信時にＩＰｖ６経路制御ヘッダは利用しない。

即ち、移動端末は、送信パケットの中継経路を指定しない。この場合、移動端末が送信するパケットは、各ノードが保持するルーティングテーブル情報に基づき転送される。従って、移動端末が送信するパケットは、特定の関門ノードを中継するとは限らない。移動端末がモバイルＶＰＮサービスを利用しない場合は、移動端末が送信するパケットは特定関門ノードを通過する必要はないため、問題はない。

ＩＰｖ６経路制御ヘッダを含むＩＰパケットを受信した関門ノードは、まず、ＩＰｖ６経路制御ヘッダを処理する。次に、受信パケットにＶＰＮトンネル用の付加ヘッダを追加し、ＶＰＮ装置宛に送信する。

移動端末がＩＰｖ６経路制御ヘッダを使ってパケットを送信すれば、上記移動端末は送信パケットの中継ノードに、該当端末のＶＰＮトンネルが設定されている特定関門ノードを指定できる。従って、モバイルトンネルを利用することなく、移動端末ユーザにモバイルＶＰＮサービスを提供できる。

本発明によれば、移動体パケット通信網が上記１から上記３の手段を備えることにより、モバイルトンネルを利用せずに、移動端末ユーザにモバイルＶＰＮサービスを提供できる。

移動体パケット通信網において、ＩＰｖ６機能を活用することにより、ネットワーク提供者は、通信サービスを効率的に提供できる。

以上の実施の形態の説明から明らかなように、本発明によれば、ＩＰｖ６移動体パケット通信網において、ＩＰｖ６の経路制御ヘッダを活用し、移動端末が送信するＩＰパケットが必ず特定の関門ノードを通過するように指定できる。従って、モバイルトンネルを利用することなく、モバイルＶＰＮサービスを提供することが可能になる。ＩＰｖ６の機能を活用して通信サービスを提供することにより、効率的な通信サービスの提供ができる。

本発明の第１の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明によるモバイルＶＰＮサービスをサポートするネットワークの構成例を示す。

モバイルＶＰＮサービスをサポートするネットワークは、移動体パケット通信網１２とインターネット１５とＬＡＮ１４から構成される。本発明では、移動体パケット通信網１２とＬＡＮ１４は、ＩＰｖ６アドレスを利用する。

移動体パケット通信網１２は、無線アクセス網５とコア網１から構成される。

移動体パケット通信網１２のコア網１は、複数の加入者ノード４と、複数の関門ノード３から構成される。加入者ノード４、及び、関門ノード３は、共通線信号網１１を介してＭ−ＳＣＰ６に接続される。

関門ノード３は、ＩＳＰ１３、或いは、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ１５など、移動体パケット通信網１２以外の網とインターネットプロトコルによって通信する手段を持つ。また、関門ノード３ｂは、ＶＰＮアクセスサーバ機能を備え、ＬＡＮ１４のＶＰＮ装置２にアクセスできる。

移動体パケット通信網１２の無線アクセス網５は、複数の基地局（ＢＴＳ）９（９ａ、９ｂ）と、複数の基地局制御装置（ＲＮＣ）１０（１０ａ、１０ｂ）によって構成される。

Ｍ−ＳＣＰ６は、加入者情報と、端末の位置情報と、加入者に提供する付加サービスのプログラムを備える。

ＬＡＮ１４には、ＶＰＮ装置２と、各種情報を提供するサーバ１８が接続される。ＬＡＮ１４に、ＶＰＮサービス加入者の認証情報を備えるＲＡＤＩＵＳ（Ｒｅｍｏｔｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｄｉａｌ ＩＮ Ｕｓｅｒ Ｓｅｒｖｉｃｅ）サーバ１６やＶＰＮサービスを利用する端末にＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ１７を接続してもよい。

ＶＰＮ装置２は、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ１５とインターネットプロトコルで通信する手段を持つ。

図２は、関門ノード３の構成を示す。関門ノード３は、加入者ノード４や他網との間の信号を制御するＣＰＵ３１と、メモリ３２と、共通線信号網との間の信号線３５を終端する信号線終端部３３と、他のＩＰ網との間の信号線３６や、コア網１内の他のノードとの間の信号線３７を終端するＩＰ網インタフェース部３４（３４ａ、３４ｂ）をバス３８で接続する構成となっている。

ＣＰＵ３１と加入者ノードや他網との間の通信は、例えば、インターネットプロトコルを用いて行われる。

メモリ３２は、他のＩＰ網上の装置、或いは、コア網１上の装置と信号を送受信するプログラムや、移動端末がパケット通信に利用する制御情報を生成・修正・削除するプログラムや、ＬＡＮ１４のＶＰＮ装置２にアクセスするためのＶＰＮアクセスサーバ機能を実現するプログラムや、図３に示すモバイルＶＰＮサービスの検出を行うＶＰＮ判別処理ルーチン６０や、図４に示すユーザ情報管理テーブル３００を備える。

スイッチ３９は、ＩＰ網インタフェース部３４が接続され、ノード３内におけるスイッチング機能を実現する。

図４は、ユーザ情報管理テーブル３００のテーブル構成を示す。本テーブルは、移動体パケット通信網加入者識別子（ＩＭＳＩ）３０１毎に生成された複数のエントリ（３００−１〜３００−ｎ）からなる。各エントリは、ＩＭＳＩ３０１対応に、ＩＰアドレス３０２と、端末が在圏する加入者ノードのＩＰアドレス３０３と、モバイルＶＰＮサービスの利用を示すＶＰＮフラグ３０４と、関門ノードとＶＰＮ装置間に設定したＶＰＮトンネルを識別するＶＰＮトンネル識別子３０５とＶＰＮセッション識別子３０６を定義する。

図７は、端末（７、８）と関門ノード３との間で送信されるＩＰｖ６パケットのフォーマットを示す。ＩＰパケット２００は、ＩＰｖ６ヘッダ２１０と、ＩＰｖ６拡張ヘッダ２２０と、ペイロード２３０とからなる。ＩＰｖ６では、ＩＰｖ６ヘッダの次に拡張ヘッダ２２０を挿入できる。本発明では、拡張ヘッダの１つである経路制御ヘッダ（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｈｅａｄｅｒ）を利用する。従って、図７は、ＩＰｖ６拡張ヘッダ２２０に、経路制御ヘッダを用いた場合のパケットフォーマットを示している。

ＩＰｖ６ヘッダ２１０は、バージョン番号、トラヒッククラス、フローラベル、ペイロード長、後続ヘッダタイプ２１１、ホップ・リミット、送信元アドレス２１２、宛先アドレス２１３から構成される。後続ヘッダタイプ２１１は、ＩＰｖ６ヘッダ２１０に後続するヘッダを識別する。ペイロード２３０に通常の上位プロトコル・データ単位（ＰＤＵ）が入る場合には、後続ヘッダタイプ２１１に、上位プロトコルのプロトコル番号が設定される。ＩＰｖ６拡張ヘッダ２２０がＩＰｖ６ヘッダに後続する場合は、後続ヘッダタイプ２１１にＩＰｖ６拡張ヘッダの種類を示す値が設定される。

宛先アドレス２１３には、通常、最終目的地のＩＰｖ６アドレスを設定する。
ただし、経路制御ヘッダを用いる場合は、宛先アドレス２１３に、最終宛先ではなく、パケットを次に中継するべきノードのアドレスを設定する。

経路制御ヘッダは、後続ヘッダタイプ、ヘッダ長、ルーティング・タイプ、残余セグメント数２２１、アドレス２２２から構成される。残余セグメント数２２１には、未通過の中間ノード数を設定する。アドレス２２２には、パケットを中継するべき中間ノードのアドレスを設定する。アドレス２２２に、複数の中間ノードアドレスを設定してもよい。

本発明において、モバイルＶＰＮサービスを利用する移動端末が送信するＩＰパケットは、ＩＰｖ６ヘッダ２１０の後続ヘッダタイプ２１１に経路制御ヘッダタイプを、送信元アドレス２１２に端末のＩＰアドレスを、宛先アドレス２１３に関門ノードのＩＰアドレスをそれぞれ設定する。経路制御ヘッダのアドレス２２２には、移動端末が指定した通信先ノード１８のＩＰアドレスを、残余セグメント数２２１には１をそれぞれ設定する。

図８は、関門ノード３とＶＰＮ装置２との間で、Ｌ２ＴＰによるＶＰＮトンネルを利用してパケット転送を行う場合のパケットフォーマット２５０を示す。

関門ノード３は、移動端末から受信したＩＰｖ６パケット２００にＶＰＮトンネル用のヘッダ２４０（ＩＰヘッダ２４１、ＵＤＰヘッダ２４２、Ｌ２ＴＰヘッダ２４３）を付加する。

関門ノード３がＶＰＮ装置２にパケットを送信する時、ＶＰＮヘッダ２４０に設定する情報は、次の通りである。ＩＰヘッダ２４１の宛先アドレスにＶＰＮ装置２のＩＰアドレスを、送信元アドレスに関門ノード３のＩＰアドレスを設定する。ＵＤＰヘッダ２４２の宛先ポート番号に、データ送信先のアプリケーションが“Ｌ２ＴＰ”であることを示すポート番号「１７０１」を設定する。Ｌ２ＴＰヘッダ２４３には、ＶＰＮトンネルを識別するＩＤや、ＶＰＮトンネル内のセッションを識別するＩＤを設定する。

図３は、モバイルＶＰＮサービスの検出を行うＶＰＮ判別処理ルーチン６０を示す。本ルーチンは、関門ノード３が、加入者ノード４から、Ｃｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを受信した場合に起動される。

ＶＰＮ判別処理ルーチン６０は、上記受信メッセージに必ず含まれるＡＰＮを読み出し、モバイルＶＰＮサービス要求の有無を判別する（ステップ６１）。

モバイルＶＰＮサービスが要求されている場合、関門ノード３は、ＶＰＮサービスへのアクセス可否を判断するため、例えば、ＬＡＮ上のＲＡＤＩＵＳサーバ１６にＶＰＮ認証要求を送信する（ステップ６２）。関門ノード３は、ＶＰＮ認証処理待ち状態になる（ステップ６３）。

ＶＰＮ認証応答を受信した上記関門ノード３は、認証処理が正常終了したかを判別する（ステップ６４）。正常終了時、上記関門ノード３は、自身のＩＰアドレスを含む応答メッセージ（Ｃｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を加入者ノード４に送信し（ステップ６５）、本ルーチンを終了する。認証処理がエラー終了した時、上記関門ノード３は、エラー通知を含む応答を加入者ノード４に送信し（ステップ６７）、本ルーチンを終了する。

ステップ６１において、モバイルＶＰＮサービス要求が検出されない場合、関門ノード３は、自身のＩＰアドレスを含まない応答を加入者ノード４に送信し（ステップ６６）、本ルーチンを終了する。

上記加入者ノード４は、受信信号に関門ノード３のＩＰアドレスが含まれている時、移動端末に、上記関門ノード３のＩＰアドレスを含むＡｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ａｃｃｅｓｐｔメッセージを送信する。

上記加入者ノード４は、受信信号に関門ノード３のＩＰアドレスが含まれない時、移動端末に、上記関門ノード３のＩＰアドレスを含まないＡｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ａｃｃｅｓｐｔメッセージを送信する。

上記加入者ノード４は、受信信号にエラー通知が含まれる時、移動端末に、Ａｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｊｅｃｔメッセージを送信する。

次に、図５と図６に示す信号シーケンスに従って、図１に示したネットワークにおけるモバイルＶＰＮサービスを提供するための処理手順を説明する。

図５は、移動体パケット通信網１２に加入している移動端末７のユーザが、モバイルＶＰＮサービスの利用を開始するために必要な処理手順を示す。

本発明の実施の形態では、移動体パケット通信網における制御信号にＧＰＲＳベースの制御信号を用いて説明する。

移動端末７は、まず、移動端末の位置情報を移動体パケット通信網に登録する。

移動端末７は、移動体パケット通信網加入者識別子（ＩＭＳＩ）を含むＡｔｔａｃｈ Ｒｅｑｅｕｓｔメッセージ１００を加入者ノード４ａに送信する。加入者ノード４ａは、受信メッセージ１００に含まれるＩＭＳＩに基づいて、加入者情報を保持するＭ−ＳＣＰ６を決定し、上記Ｍ−ＳＣＰ６に加入者情報読出要求メッセージ１０１を送信する。

上記Ｍ−ＳＣＰ６は、受信メッセージ１０１に含まれるＩＭＳＩに基づき、該当ＩＭＳＩの認証情報を読み出し、上記認証情報を含む加入者情報読出応答メッセージ１０２を上記加入者ノード４ａに送信する。

上記加入者ノード４ａは、移動端末７との間で認証処理を行う（１０３）。

認証処理が正常終了した場合、上記加入者ノード４ａは、上記Ｍ−ＳＣＰ６に自身のＩＰアドレスを含むＵｐｄａｔｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎメッセージ１０４を送信する。

上記メッセージ１０４を受信したＭ−ＳＣＰ６は、該当ＩＭＳＩの位置情報として、上記加入者ノード４ａのＩＰアドレスを記憶する。続いて、上記Ｍ−ＳＣＰ６は、加入者ノード４ａに加入者の契約情報等を含むＩｎｓｅｒｔ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｄａｔａメッセージ１０５を送信する。加入者ノード４ａは、受信情報を記憶した後、Ｍ―ＳＣＰ６にＩｎｓｅｒｔ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｄａｔａ Ａｃｋメッセージ１０６を送信する。Ｍ−ＳＣＰ６は、上記加入者ノード４ａに、位置情報登録終了を示すＵｐｄａｔｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ａｃｋメッセージ１０７を送信する。上記メッセージ１０７を受信した加入者ノード４ａは、Ａｔｔａｃｈ Ａｃｃｅｐｔメッセージ１０８を移動端末７に送信する。

移動端末７の接続先が固定的に登録されている場合、ＡＰＮは、上記メッセージ１０５の契約情報に含まれる。

次に、移動端末７は、パケットの送受信を可能にするための処理を行う。移動端末７は、ＩＭＳＩを含むＡｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ１０９を加入者ノード４ａに送信する。

移動端末の接続先が可変である場合、移動端末ユーザが入力したＡＰＮが上記メッセージ１０９に含まれる。

上記加入者ノード４ａはＡＰＮから関門ノードを特定し、関門ノード３ｂにＡＰＮを含むＣｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ１１０を送信する。受信メッセージ１１０に含まれるＡＰＮは、通信要求に対応する通信網、又は、通信網上の装置を特定するために利用する。

上記関門ノード３ｂは、受信メッセージ１１０に含まれる加入者ノードＩＰアドレスをユーザ情報管理テーブル３００の該当ＩＳＭＩに対応する加入者ノードＩＰアドレス３０３に格納する。次に、上記関門ノード３ｂは、図３に示すＶＰＮ判別処理ルーチン６０を起動し、モバイルＶＰＮサービス要求の有無を判別する（１１１）。

モバイルＶＰＮサービスが要求される場合、関門ノード３ｂは、図４に示すユーザ情報管理テーブル３００の該当ＩＭＳＩに対応するＶＰＮフラグ３０４を設定する。次に、ＶＰＮサービスへのアクセス可否を判断するため、関門ノード３ｂは、ＬＡＮ１４に接続されるＲＡＤＩＵＳサーバ１６に認証要求１１２を送信する。認証に成功した場合、上記ＲＡＤＩＵＳサーバ１６は、上記関門ノード３ｂに、認証成功を示す認証応答１１３を送信する。

ここで、移動端末７にＩＰアドレスが割り振られていない場合、移動端末７にＩＰアドレスを割り振る手順を示す。ＩＰアドレスを割り振る手段として、例えば、ＩＰｖ６対応ＤＨＣＰを利用する。

上記関門ノード３ｂは、ＬＡＮ１４にＩＰアドレス付与機能を持つＤＨＣＰサーバを検出するための制御信号（ＤＨＣＰ Ｓｏｌｉｃｉｔ）１１４を送信する。上記信号１１４を受信したＤＨＣＰサーバ１７は、自身のアドレス情報を含む応答信号（ＤＨＣＰ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅ）１１５を上記関門ノード３ｂに送信する。次に上記関門ノード３ｂは、上記ＤＨＣＰサーバ１７にＩＰアドレス割り当て要求信号（ＤＨＣＰ Ｒｅｑｅｕｓｔ）１１６を送信する。上記信号１１６を受信したＤＨＣＰサーバ１７は、移動端末７にＩＰアドレスを付与し（１１７）、上記関門ノード３ｂに上記ＩＰアドレスを含む応答信号１１８（ＤＨＣＰ Ｒｅｐｌａｙ）を送信する。上記関門ノード３ｂは、割り当てられたＩＰアドレスを、図４に示すユーザ情報管理テーブル３００の該当ＩＭＳＩに対応するＩＰアドレス３０２に書きこむ。

次に関門ノード３ｂは、関門ノード３ｂとＶＰＮ装置２の間にＶＰＮトンネルを設定する（１１９）。ＶＰＮトンネル設定後、加入者ノード３ｂは、該当ユーザのＶＰＮトンネルＩＤとセッションＩＤを図４に示すユーザ情報管理テーブル３００のＶＰＮトンネルＩＤフィールド３０５とＶＰＮセッションＩＤフィールド３０６に登録する。

関門ノード３ｂは、割り当てられたＩＰアドレスと自身のＩＰアドレスを含むＣｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅを加入者ノード４ａに送信する（１２０）。上記加入者ノード４ａは、受信信号１２０に関門ノード３ｂのＩＰアドレスが含まれる場合、移動端末７に、上記関門ノード３ｂのＩＰアドレスと移動端末７に割り当てられたＩＰアドレスを含むＡｖｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ａｃｃｅｐｔを送信する（１２１）。

上記移動端末７は、受信信号１２１に含まれる関門ノード３ｂのＩＰアドレスを記憶し、ＩＰｖ６パケット通信に利用する。

ステップ１１１において、モバイルＶＰＮサービスの要求が検出されない場合の処理を以下に示す。関門ノード３ｂは、加入者ノード４ａに関門ノード３ｂ自身のＩＰアドレスを含まないＣｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ１２０を送信する。上記加入者ノード４ａは、移動端末７に上記関門ノード３ｂのＩＰアドレスを含まないＡｃｔｉｖａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ａｃｃｅｐｔ１２１を送信する。

図６は、図５に示した処理を完了した移動端末７が、パケットデータの送信する時の処理手順を示す。特に、移動端末７は加入者ノード４ａから関門ノード３ｂのＩＰアドレス情報を受信した場合を示す。

移動端末７は、図７に示したＩＰｖ６経路制御ヘッダを利用して、ＩＰｖ６パケットを送信する。移動端末７は、以下に示すようにＩＰｖ６パケット１３１の設定を行い、パケットを送信する。ＩＰｖ６ヘッダ２１０の宛先アドレス２１３に関門ノード３ｂのＩＰアドレスを設定する。ＩＰｖ６ヘッダ２１０の送信元アドレス２１２に移動端末７のＩＰアドレスを設定する。ＩＰｖ６ヘッダ２１０の後続ヘッダ２１１に経路制御ヘッダが続くことを示す値“４３”を設定する。ＩＰｖ６経路制御ヘッダ２２０のアドレス情報２２２にＬＡＮ１４内のサーバ１８のＩＰアドレスを設定する。残余セグメント数２２１に１を設定する。

上記ＩＰｖ６パケット１３１を受信した関門ノード３ｂは、ＩＰｖ６経路制御ヘッダを処理する。具体的には、ＩＰｖ６ヘッダ２１０の宛先アドレス２１３にサーバ１８のＩＰアドレスを設定し、ＩＰｖ６経路制御ヘッダ２２０のアドレス情報２２２に関門ノード３ｂのＩＰアドレスを設定し、残余セグメント数２２１を１から０に変更する。

上記関門ノード３ｂは、サーバ１８のＩＰアドレスのネットワークプレフィックスからモバイルＶＰＮサービスを利用中であることを判断し、ＶＰＮ装置２のＩＰアドレスを特定する。ＶＰＮ装置２のＩＰアドレスは、ＶＰＮヘッダ２４０内のＩＰヘッダ２４１の宛先アドレスに設定される。

上記関門ノード３ｂは、受信パケット１３１のＩＰｖ６ヘッダ２１０内の送信元アドレス２１２を検索キーとして、ユーザ情報管理テーブル３００から該当移動端末７のＶＰＮトンネルＩＤ３０５とＶＰＮセッションＩＤ３０６を読み出す。上記ＶＰＮトンネルＩＤとＶＰＮセッションＩＤは、ＶＰＮヘッダ２４０内のＬ２ＴＰヘッダ２４３に設定される。

関門ノード３ｂは、受信パケット１３１に、図８に示すＶＰＮヘッダ２４０を付加し、ＶＰＮ装置２宛にパケット１３２を送信する。

上記ＶＰＮヘッダ２４０付きパケット１３２を受信したＶＰＮ装置２は、ＶＰＮヘッダ２４０を取り外し、元のＩＰパケットに含まれる宛先ＩＰアドレスが示すサーバ１８に、ＩＰパケット１３３を転送する。

以上の処理を行うことにより、移動端末７がサーバ１８に送信するＩＰパケットは、必ず該当端末のＶＰＮトンネルが設定されている関門ノード３ｂを通過する。従って、ＩＰｖ６移動体パケット通信網において、モバイルトンネルを利用することなく、モバイルＶＰＮサービスを提供することが可能になる。

次に、移動端末７が、加入者ノード４ａから関門ノード３ｂのＩＰアドレス情報を受信しなかった場合の処理手順を示す。

移動端末７は、以下に示すようにＩＰｖ６パケット１３１の設定を行い、パケットを送信する。

ＩＰｖ６ヘッダ２１０の宛先アドレス２１３にＬＡＮ１４内のサーバ１８のＩＰアドレスを設定する。ＩＰｖ６ヘッダ２１０の後続ヘッダ２１１に上位プロトコルのプロトコル番号（例：上位プロトコルがＴＣＰである場合には、“６”）を設定する。ＩＰｖ６パケット１３１は、ＩＰｖ６ヘッダ２１０とペイロード２３０とからなる。ＩＰｖ６パケット１３１は、経路制御ヘッダ２２０を含まない。従って、移動端末７は、送信パケットの中継経路を指定しないため、送信パケットが関門ノード３ｂを通過するとは限らない。移動端末がモバイルＶＰＮサービスを利用しない場合、移動端末７が送信するパケットは、各ノードのルーティングテーブルに情報に基づき転送される。

移動体パケット通信網の構成の一例を示す図。 関門ノードの構成を示す図。 関門ノードで行うモバイルＶＰＮサービス要求を判別するフローチャート。 関門ノードが保持するユーザ情報管理テーブル構成を示す図。 本発明における、端末の発信処理手順を示す信号シーケンス。 本発明における、通信処理手順を示す信号シーケンス。 移動端末から関門ノードに送信されるＩＰｖ６パケットのフォーマット。 関門ノードからＶＰＮ装置に送信されるＩＰパケットのフォーマット。

符号の説明

２・・・ＶＰＮ装置、３・・・関門ノード、４・・・加入者ノード、６・・・移動サービス用サービス制御装置、７・・・移動端末、１４・・・ＬＡＮ、１８・・・サーバ。

Claims (6)

1. 端末装置と接続され、加入者装置、関門装置、認証装置及びＶＰＮ装置を備えた通信システムであって、
   上記加入者装置は、上記端末装置からActivate PDP Context Requestを受信すると、上記関門装置に該Create PDP Context Requestを送信し、
   上記関門装置は、上記Create PDP Context Requestを受信すると、上記認証装置を用いて該Create PDP Context Requestに対する認証処理を行い、該認証が成功した場合は、上記ＶＰＮ装置との間にＶＰＮを設定し、さらに自関門装置のＩＰアドレスを上記加入者装置経由で上記端末装置に送信し、さらに、上記関門装置は、ＩＰｖ６ヘッダの宛先が上記自関門装置のＩＰアドレスでかつＩＰｖ６拡張ヘッダ内に通信相手端末装置のＩＰアドレスが格納されているパケットを上記端末装置から受信した場合は、ＩＰｖ６ヘッダの宛先を上記通信相手端末装置に書き換えた上記ＩＰパケットを上記ＶＰＮ装置経由で上記通信相手端末に送信することを特徴とする通信システム。
2. 請求項１記載の通信システムであって、上記関門装置は、ＶＰＮサービスを要求しないCreate PDP Context Requestを受信した場合は、自関門装置のＩＰアドレスを上記端末装置に送信しないことを特徴とする通信システム。
3. 請求項１記載の通信システムであって、上記ＩＰｖ６ヘッダの宛先が上記自関門装置のＩＰアドレスでかつＩＰｖ６ヘッダ内に通信相手端末装置のＩＰアドレスが格納されているパケットにおいて、上記通信相手端末装置のＩＰアドレスは経路制御ヘッダに格納されていることを特徴とする通信システム。
4. 端末装置、加入者装置、及び認証装置と接続され、さらにＶＰＮ装置と接続された関門装置であって、上記端末装置からActive PDP Context Requestを受信した上記加入者装置から、ＶＰＮサービスを要求するCreate PDP Context Requestを受信する受信部と、上記認証装置を用いて、上記Create PDP Context Requestの認証を行い、さらに上記ＶＰＮ装置との間にＶＰＮを設定する処理部と、上記認証が成功した場合に、上記端末装置に自関門装置のＩＰアドレスを送信する送信部とを有し、
   ＩＰｖ６ヘッダの宛先が上記自関門装置のＩＰアドレスでかつＩＰｖ６拡張ヘッダ内に通信相手端末装置のＩＰアドレスが格納されているＩＰパケットを上記端末装置から受信した場合は、ＩＰｖ６ヘッダの宛先を上記通信相手端末装置に書き換えた上記ＩＰパケットを上記ＶＰＮ及び上記ＶＰＮ装置経由で上記通信相手端末に送信することを特徴とする関門装置。
5. 請求項４記載の関門装置であって、ＶＰＮサービスを要求しないCreate PDP Context Requestを受信した場合は、自関門装置のＩＰアドレスを上記端末装置に送信しないことを特徴とする関門装置。
6. 請求項４記載の関門装置であって、上記ＩＰｖ６ヘッダの宛先が上記自関門装置のＩＰアドレスでかつＩＰｖ６ヘッダ内に通信相手端末装置のＩＰアドレスが格納されているパケットにおいて、上記通信相手端末装置のＩＰアドレスは経路制御ヘッダに格納されていることを特徴とする関門装置。

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