JP2006352444A - パケット転送システム及びパケット転送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 パケット転送システム及びパケット転送方法に関し、ネットワークのリソースの有効利用及び操作性の向上を図る。
【解決手段】 端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）とネットワーク（無線アクセスネットワーク）３を介して接続される下位ノード（ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ）と、下位ノードに対してコアネットワーク２を介して接続される上位ノード（ＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂ）とを含み、端末間でパケットを転送するパケット転送システム及び方法であって、上位ノードに、端末から下位ノードを介して転送されたパケットの宛先アドレスを基に、該パケットを転送するトンネルの設定指示を行うトンネル設定手段１２を設け、下位ノードに、端末からのパケットの宛先アドレスを基に、トンネル設定手段１２からの設定指示に従って設定したトンネルに、端末からのパケットを転送するパケット転送手段１２を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、最適ルートを設定してパケットを転送処理する為のパケット転送システム及びパケット転送方法に関する。

現在、国内外の移動動通信事業者に於いて、第三世代移動通信サービス（ＩＭＴ−２０００；Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ２０００）が提供されている。この第三世代移動通信サービスに於けるＩＭＴ−２０００ネットワークは、移動端末（ＭＳ；Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）とインターネット・サービス・プロバイダ（ＩＳＰ；Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）との間のアクセス回線を提供し、そのアクセス回線上でＩＰ等のパケットの転送を可能としている。ＩＭＴ−２０００ネットワーク上のパケット転送方式については、ＩＭＴ−２０００に関するサービスからプロトコルまで幅広く仕様を策定しているフォーラムの３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎａｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）が発行している仕様書ＴＳ２３．０６０に開示されている。

この仕様書に示されているように、ＩＭＴ−２０００に於けるパケット転送サービスは、ＩＭＴ−２０００ネットワーク内にＳＧＳＮ（Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ） Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）と称される下位ノードと、ＧＧＳＮ（Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）と称される上位ノードとを設置する。下位ノードＳＧＳＮは、特定の地域に対応して設置され、その地域に在圏する移動端末の処理(位置登録処理や接続処理)を行う機能を有し、又上位ノードＧＧＳＮは、下位ノードＳＧＳＮに対する上位ノードであり、特定のインタネットサービスプロバイダ（以下「ＩＳＰ」と略称する）対応に設置され、ＩＳＰとの間の接続処理の機能を有するものである。

又各移動端末（以下「ＭＳ」と略称する）がＩＳＰに接続する時には、ＭＳ−ＳＧＳＮ−ＧＧＳＮ−ＩＳＰのルートでＩＳＰに接続される。図９は、ＭＳ＃ａとＳＧＳＮ＃ａとＧＧＳＮ＃ａとについて、ＳＧＳＮ＃ａ配下のＭＳ＃ａがＩＳＰと接続する時のシーケンス説明図であり、ＭＳ＃ａがＩＳＰに接続する場合、このＭＳ＃ａが在圏する無線アクセスネットワークのノードＳＧＳＮ＃ａに対し、Ａｃｔｉｖｅ ＰＤＰ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ） Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信する。このメッセージの中にはＭＳ＃ａが要求する接続先のＩＳＰのＡＰＮ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ Ｎａｍｅ）が含まれている。このＡＰＮはＩＳＰの識別情報として使われる。ＳＧＳＮ＃ａは、Ａｃｔｉｖｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを受信すると、その中に含まれているＡＰＮを基に、接続すべきＧＧＳＮ＃ａを決定し、このＧＧＳＮ＃ａに対して、Ｃｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送信する。

このメッセージを受信したＧＧＳＮ＃ａは、ＭＳ＃ａをＩＳＰと接続する為の処理（例えば、ＩＰアドレスの払い出し等）を行い、ＳＧＳＮ＃ａに、Ｃｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを返送する。又ＳＧＳＮ＃ａは、ＭＳ＃ａに対し、Ａｃｔｉｖｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ａｃｃｅｐｔメッセージを返送する。これにより、ＭＳ＃ａとＳＧＳＮ＃ａとの間及びＳＧＳＮ＃ａとＧＧＳＮ＃ａとの間に、パケット転送を行うことができるトンネルが設定され、ＭＳ＃ａとＧＧＳＮ＃ａとの間の接続が完了する。なお、パケット転送を行うトンネルは、ＧＴＰ（ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）トンネルと称されるものである。

ところで、ＩＭＴ−２０００ネットワークに於けるパケット転送サービスでは、或るＭＳ＃ａと、他のＭＳ＃ｂとが相互に通信する場合、たとえ両端末が近くに在圏していても、必ずＧＧＳＮやＩＳＰを経由する通信となる。例えば、図１０に示すように、ＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂと、ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂと、ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂと、ＩＳＰ１、コアネットワーク２、無線アクセスネットワーク３とを含む従来例のパケット転送システムに於いて、或るＳＧＳＮ＃ａ（例えば、札幌）の配下のＭＳ＃ａと、他のＳＧＳＮ＃ｂ（例えば、函館）の配下のＭＳ＃ｂとが相互に通信を行う場合、ＭＳ＃ａとＳＧＳＮ＃ａとの間のトンネルＴ１と、このＳＧＳＮ＃ａとＩＳＰ対応のＧＧＳＮ＃ａ（例えば、東京）との間のトンネルＴ２と、このＧＧＳＮ＃ａとＳＧＳＮ＃ｂとの間のトンネルＴ３と、このＳＧＳＮ＃ｂとＭＳ＃ｂとの間のトンネルＴ４とが形成されて、ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ間で各トンネルＴ１〜Ｔ４を介してパケット転送が行われる。

この従来例に於いては、例えば、ＭＳ＃ａとＭＳ＃ｂとが近くに存在する場合も、ＭＳ＃ａ−ＳＧＳＮ＃ａ−ＧＧＳＮ＃ａ−ＩＳＰ−ＧＧＳＮ＃ｂ−ＳＧＳＮ＃ｂ−ＭＳ＃ｂのルートを形成してパケット転送を行うことなる。従って、ネットワークのリソースの有効利用を図ることができないと共に、Ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄの遅延が大きいものとなる。

そこで、図１１のシステム構成説明図及び図１２のシーケンス説明図に示すパケット転送システムが提案されている。このパケット転送システムに於いては、コアネットワーク２側のＨＬＲ（Ｈｏｍｅ Ｌｏｃａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）により、無線アクセスネットワーク３のＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂの在圏情報を管理し、ＭＳ＃ａがＡｃｔｉｖｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを発行する場合、そのメッセージに、接続先情報やサービスを含めるものである。このメッセージを受信したＳＧＳＮ＃ａは、サービス種別として、例えば、外部接続か、又はｐ−ｔｏ−ｐ（ｐｅｅｒ−ｔｏ−ｐｅｅｒ）かを判定し、ｐ−ｔｏ−ｐの場合は、接続先のＭＳがどこに在圏しているかをＨＬＲに位置問合せを行い、位置応答として、例えば、在圏先がＳＧＳＮ＃ｂ配下の場合、ＳＧＳＮ＃ａは、この位置応答に従ってＳＧＳＮ＃ｂとの間でパケットを転送する為のトンネルＴ５を設定し、ＭＳ＃ａに対してＡｃｔｉｖｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ａｃｃｅｐｔメッセージを返送する。これにより、ＭＳ＃ａから送信されたパケットは、ＧＧＳＮ＃ａを経由することなく、ＭＳ＃ａ−ＳＧＳＮ＃ａ−ＳＧＳＮ＃ｂ−ＭＳ＃ｂのルートを形成するトンネルＴ１，Ｔ５，Ｔ４を介して転送することが可能となる。

又サービス種別が外部接続を示す場合は、ＳＧＳＮ＃ａからＧＧＳＮ＃ａに、Ｃｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送出する。それにより、ＭＳ＃ａとＳＧＳＮ＃ａとの間及びＳＧＳＮ＃ａとＧＧＳＮ＃ａとの間に、パケットを転送する為のトンネルＴ６，Ｔ７が設定される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３３８８３２号公報

従来例の図１０に示すパケット転送システムに於いては、ＭＳが近い位置に存在する場合でも、上位のＧＧＳＮを経由するパケット転送の為のトンネルを設定するものであるから、ネットワークのリソースの有効利用を図ることができないと共に、Ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄの遅延が大きくなる問題があった。

又従来例の図１１に示すパケット転送システムに於いては、ネットワークのリソースの有効利用を図ることができるが、ＭＳからの接続要求メッセージに、接続先情報やサービス情報を含める必要がある。従って、ＭＳの構成を変更する必要がある。現在、ＩＭＴ−２０００のＭＳは数多く市場に出回っており、ネットワークのリソースの有効利用を図る為には、総てのＭＳの改造が必要となり、これを実現する為には、多くの時間とコストとを要する問題がある。又ＭＳ＃ａとＭＳ＃ｂとの間で、トンネルＴ１，Ｔ５，Ｔ４を設定して通信中に、ＩＳＰ上のサーバー（例えば、メールサーバーやＷｅｂサーバー）と通信することはできないものであり、又ＭＳ＃ａとＭＳ＃ｂとの間の通信後に於いても、これらのサーバーと通信する為には、ＭＳ＃ａは再度Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ手順からやり直す必要がある。逆に、或るＭＳがＩＳＰ上のＷｅｂを閲覧中に、ＭＳ＃ｂと通信（ＶｏＩＰ：Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）を行いたい場合は、一度ＩＳＰとの接続を切ってから、再度Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ手順に従った処理を実行しなければならないので、操作性に欠ける問題がある。

本発明は、ネットワーク内の僅かな構成の変更により、ネットワークのリソースの有効利用を図ると共に操作性を向上することを目的とする。

本発明のパケット転送システムは、端末とネットワークを介して接続される下位ノードと、該ノードに対してコアネットワークを介して接続される上位ノードとを含み、端末間でパケットを転送するパケット転送システムに於いて、前記上位ノードに、前記端末から前記下位ノードを介して転送されたパケットの宛先アドレスを基に、該パケットを転送するトンネルの設定指示を行うトンネル設定手段を設け、前記下位ノードに、前記端末からのパケットの宛先アドレスを基に、前記トンネル設定手段からの設定指示に従って設定したトンネルに前記端末からのパケットを転送するパケット転送手段を設けた構成を有するものである。

又前記パケット転送手段は、前記パケットの宛先アドレスに関する情報を保持するアドレステーブルと、前記端末からのパケットの宛先アドレスに関する情報が保持されている時は、設定されているトンネルに該パケットを転送し、保持されていない時は、前記上位ノードに該パケットを転送するパケットトンネリング処理部とを含む構成を有するものである。

又前記上位ノードは、前記端末から前記下位ノードを介して転送されたパケットの宛先アドレスを基に、該パケットを転送するトンネルの設定指示を行い、且つ前記パケットの宛先アドレスに関する情報を保持するアドレステーブルを有するトンネル設定手段と、前記アドレステーブルに前記パケットの宛先アドレスに関する情報が保持されていない時に、前記パケットの宛先アドレスを基に他の上位ノードに対する宛先アドレス検索処理を行うアドレス検索手段とを有するものである。

本発明のパケット転送方法は、端末とネットワークを介して接続される下位ノードと、該ノードに対してコアネットワークを介して接続される上位ノードとを含み、端末間でパケットを転送するパケット転送方法に於いて、前記上位ノードに設けたトンネル設定手段により、前記端末から前記下位ノードを介して転送されたパケットの宛先アドレスを基に、該パケットを転送するトンネルの設定指示を前記下位ノードに送出する処理過程と、前記下位ノードに設けたパケット転送手段により、前記端末からのパケットの宛先アドレスを基に、前記トンネル設定指示に従って設定したトンネルに前記端末からのパケットを転送する処理過程とを含むものである。

又前記上位ノードは、前記トンネル設定手段に、前記パケットの宛先アドレスに関する情報を保持していない時、該宛先アドレスに関する情報を保持している他の上位ノードに対して宛先検索手段により宛先アドレスに関する情報を問い合わせ、該宛先アドレスに関する情報を入手して、該情報を基にトンネル設定指示を行う過程を含むものである。

移動端末等の端末の構成は、従来の構成のままで、下位ノードにパケット転送手段を設け、上位ノードにトンネル設定手段を設けることにより、上位ノードを介したトンネルを設定することなく、下位ノード間にトンネルを設定して、端末間でパケット転送を行うものであり、余分なトンネルを設定しないので、ネットワークのリソースの有効利用を図り、且つパケットの転送遅延の短縮を図ることができる。又対向端末間でパケットを転送すると共に、パケットの宛先アドレスの変更により、ＩＳＰ側との間のパケット転送を行うことが可能であり、従って、操作性を向上することができる。

本発明のパケット転送システムは、図１を参照して説明すると、端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）とネットワーク（無線アクセスネットワーク）３を介して接続される下位ノード（ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ）と、下位ノード（ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ）に対してコアネットワーク２を介して接続される上位ノード（ＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂ）とを含み、端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）間でパケットを転送するパケット転送システムに於いて、上位ノード（ＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂ）に、端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）から下位ノード（ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ）を介して転送されたパケットの宛先アドレスを基に、該パケットを転送するトンネルの設定指示を行うトンネル設定手段１２を設け、下位ノード（ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ）に、端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）からのパケットの宛先アドレスを基に、トンネル設定手段１２からの設定指示に従って設定したトンネルに、端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）からのパケットを転送するパケット転送手段１２を設けた構成を有するものである。

又本発明のパケット転送方法は、端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）とネットワーク（無線アクセスネットワーク）３を介して接続される下位ノード（ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ）と、下位ノード（ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ）に対してコアネットワーク２を介して接続される上位ノード（ＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂ）とを含み、端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）間でパケットを転送するパケット転送方法に於いて、前記上位ノード（ＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂ）に設けたトンネル設定手段１２により、前記端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）から前記下位ノード（ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ）を介して転送されたパケットの宛先アドレスを基に、該パケットを転送するトンネルの設定指示を前記下位ノード（ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ）に送出する処理過程と、前記下位ノード（ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ）に設けたパケット転送手段１１により、前記端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）からのパケットの宛先アドレスを基に、前記トンネル設定指示に従って設定したトンネルに前記端末（ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ）からのパケットを転送する処理過程とを含むものである。

図１は、本発明の実施例１の説明図であり、ＩＭＴ−２０００ネットワークに於いて、無線アクセスネットワーク３とコアネットワーク２との間の下位ノード（ＳＧＳＮ；Ｓｅｒｖｉｎｇ ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ） Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）と、コアネットワーク２とインターネット・サービス・プロバイダ側ネットワーク（ＩＳＰ）１側との間の上位ノード（ＧＧＳＮ；Ｇａｔｅｗａｙ ＧＰＲＳ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ）と、無線アクセスネットワーク３側の移動端末（ＭＳ；Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）とを示し、ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ対応のＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂは、パケット転送手段（ＳＧＳＮ＃ｂ側は図示を省略）１１を有し、ＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂは、トンネル設定手段１２（ＧＧＳＮ＃ｂ側は図示を省略）を有するものである。

又ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂは、ＩＭＴ−２０００の仕様に基づく従来例と同様の構成を有するものであり、他の図示を省略した移動端末も、ＩＭＴ−２０００の仕様に基づく従来例と同様の構成を有するものである。又移動端末のみでなく、固定端末としても適用することができるものである。又Ｔ１１はＭＳ＃ａとＳＧＳＮ＃ａとの間のトンネル、Ｔ１２はＳＧＳＮ＃ａとＧＧＳＮ＃ａとの間のトンネル、Ｔ１３はＳＧＳＮ＃ａとＳＧＳＮ＃ｂとの間のトンネル、Ｔ１４はＳＧＳＮ＃ｂとＭＳ＃ｂとの間のトンネルを示す。

図２は、図１に於けるパケット転送手段１１の要部説明図であり、２１はパケット種別判定部、２２はパケット解析部、２３はアドレステーブル、２４はパケットトンネリング処理部、２５は制御データ処理部、２６はパケット受信部、２７はパケット送信部を示す。パケット種別判定部２１は、パケット受信部２６により受信したパケットが自ノード宛のパケットか否かを判定するものであり、アドレステーブル２３は、拡大して例示するように、宛先ＭＳのアドレスとＳＧＳＮアドレスとを含むパケットの宛先アドレスに関する情報を保持するテーブルである。

又パケット解析部２２は、パケットの宛先アドレス（例えば、ＩＰアドレス）を抽出し、宛先アドレスに関する情報（宛先に対応するＳＧＳＮアドレスのトンネル情報等）を保有しているか否かを、アドレステーブル２３を参照して確認する機能を有するものである。又パケットトンネリング処理部２４は、パケット解析部２２からの情報を基に、パケットを転送する為のトンネル（ＧＴＰトンネル、ＩＰｉｎＩＰトンネル等）の処理を行う機能を有するものである。又制御データ処理部２５は、自ノード宛の制御データの処理及び他のノード宛の制御データの作成処理等を行う機能を有するものである。

図３は、図１に於けるトンネル設定手段１２の要部説明図であり、３１はトンネル作成指示部、３２はパケット解析部、３３はアドレステーブル、３４はパケット転送部、３５は制御データ処理部、３６はパケット受信部、３７はパケット送信部、３８はパケット種別判定処理部、３９はトンネリング処理部を示す。パケット解析部３２とアドレステーブル３３とは、パケット転送手段１１に於けるパケット解析部２２とアドレステーブル２３と同様の構成及び機能を有し、又トンネル作成指示部３１は、他のノードに対してトンネル作成指示を行う制御データを作成して、パケット転送部３４のトンネリング処理部３９に転送する機能を有するものである。

又制御データ処理部３５は、図２に於ける制御データ処理部２５と同様に、自ノード宛の制御データの処理及び他のノード宛の制御データの作成処理等を行う機能を有するものである。又パケット転送部３４は、パケット種別判定処理部３８とトンネリング処理部３９とを含み、パケット種別判定処理部３８は、パケット転送手段１１に於けるパケット種別判定部２１と同様に、パケット受信部３６により受信したパケットが自ノード宛のパケットか否かを判定する機能を有し、又トンネリング処理部３９は、パケット転送手段１１に於けるパケットトンネリング処理部２４と同様に、パケットを転送する為のトンネル（ＧＴＰトンネル、ＩＰｉｎＩＰトンネル等）の処理を行う機能を有し、トンネル作成指示部３１からの制御データに従ったパケットを作成して、パケット送信部３７から他のノードに送信させる機能を有するものである。

図４は、本発明の実施例１のシーケンス説明図であり、図１に於ける移動端末ＭＳ＃ａと、下位ノードＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂと、上位ノードＧＧＳＮ＃ａとについて示し、移動端末ＭＳ＃ｂは図示を省略している。又接続処理（Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）手順については、従来例と同様であるから、シーケンスの詳細は図示を省略しているが、簡単に説明すると、ＭＳ＃ａからＡｃｔｉｖｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを送出し、ＳＧＳＮ＃ａは、このメッセージの中に含まれているＡＰＮ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ Ｎａｍｅ）を基に、接続先のＧＧＳＮ＃ａを決定し、このＧＧＳＮ＃ａに対して、Ｃｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージを発行する。

このメッセージを受信したＧＧＳＮ＃ａは、ＭＳ＃ａをＩＳＰと接続する為の処理（例えば、ＩＰアドレスの払い出し等）を行い、ＳＧＳＮ＃ａにＣｒｅａｔｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅメッセージを返送する。又ＳＧＳＮ＃ａは、ＭＳ＃ａに対し、Ａｃｔｉｖｅ ＰＤＰ Ｃｏｎｔｅｘｔ Ａｃｃｅｐｔメッセージを返送する。これにより、ＭＳ＃ａとＳＧＳＮ＃ａとの間及びＳＧＳＮ＃ａとＧＧＳＮ＃ａとの間に、パケット転送する為のＧＴＰ（ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ） Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）トンネルＴ１１，Ｔ１２が設定される。

このＡｃｔｉｖａｔｉｏｎ処理により、ＭＳ＃ａからのユーザパケットは、ＳＧＳＮ＃ａを介してＧＧＳＮ＃ａに転送される。ＧＧＳＮ＃ａは、パケット受信部３６により受信し、パケット転送部３３からトンネル設定手段１２に転送する。トンネル設定手段１２は、次に示す処理を行う。
（１）パケット解析部３２により宛先アドレスを抽出する。
（２）その宛先アドレスに関する情報(宛先に対応するＳＧＳＮアドレス等)を、アドレステーブル３３に保有しているか否かを確認する。
（３）宛先アドレスに関する情報をアドレステーブル３３に保有していない場合は、パケットをそのままＩＳＰ側に転送する。
（４）宛先アドレス情報をアドレステーブル３３に保有している場合は、トンネル作成指示部３１に於いてトンネル作成指示の制御データを作成し、パケット転送部３４のトンネリング処理部３９に通知し、トンネル作成指示のパケットを形成して、パケット送信部３７から宛先アドレス情報に従ったノードに送信する。例えば、宛先ＭＳ＃ｂのアドレスに対応するＳＧＳＮ＃ｂのアドレスをアドレステーブル３３に保持している場合、ＳＧＳＮ＃ａに対して、ＳＧＳＮ＃ｂへのトンネル作成指示を含むパケットを送信することになる。

ＳＧＳＮ＃ａは、ＧＧＳＮ＃ａからのＳＧＳＮ＃ｂに対するトンネル作成指示を含むパケットを受信すると、そのＳＧＳＮ＃ｂに、トンネルＴ１３の作成指示を含むパケットを送信する。トンネルＴ１１〜Ｔ１４は、例えば、前述の３ＧＰＰが発行している前記仕様書ＴＳ２３．０６０に記載されているようなＧＴＰ（ＧＰＲＳ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを用いて作成することができる。又は、ＩＥＴＦのＲＦＣ２００３で定義されているような“ＩＰ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈｉｎ ＩＰ”を用いることも可能である。次に、ＭＳ＃ａからパケットを受信したＳＧＳＮ＃ａは、パケット転送手段１１に於いて以下の処理を行う。

（１）ＳＧＳＮ＃ａのパケット転送手段１１は、パケット受信部２６により受信したパケットから、そのパケットの宛先アドレス（例えばＩＰアドレス）をパケット種別判定部２１により抽出する。
（２）抽出した宛先アドレスに関する情報（宛先に対応するＳＧＳＮアドレスのトンネル情報）を、アドレステーブル２３に保有しているか否かをパケット解析部２２に於いて確認する。即ち、相手先情報ありか否かを判定する。
（３）相手先情報なしの場合は、そのパケットをＳＧＳＮ＃ａからＩＳＰ側のＧＧＳＮ＃ａに転送する。
（４）宛先アドレス情報をアドレステーブル２３に保有している場合、即ち、相手先情報ありの場合は、ＳＧＳＮ＃ａとＳＧＳＮ＃ｂとの間のトンネルにより、相手先であるＳＧＳＮ＃ｂに対してパケットを転送する。ＳＧＳＮ＃ａからのパケットを受信したＳＧＳＮ＃ｂは、ＭＳ＃ｂ（図４に於いては図示を省略）に対してパケットを転送する。又ＭＳ＃ｂからＭＳ＃ａ宛のパケットを受信したＳＧＳＮ＃ｂは、前述と同様の処理により、ＳＧＳＮ＃ａとの間のトンネルＴ１３を介してパケットを転送する。

従って、ＭＳ＃ａとＭＳ＃ｂとの間は、ＩＳＰ側のＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂを介することなく、ＳＧＳＮ＃ａとＳＧＳＮ＃ｂと間に設定したトンネルＴ１３を介して相互のパケット転送が行われるから、ネットワークのリソースの有効利用が可能となり、且つ、ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ間の転送遅延時間の短縮が可能となる。又このＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ間のトンネルＴ１３が設定されている状態に於いて、ＭＳ＃ａからのパケットがＭＳ＃ｂ宛でなく、ＳＧＳＮ＃ａのパケット転送手段１１のアドレステーブル２３にパケットの宛先アドレスが登録されていない場合、ＳＧＳＮ＃ａのパケット転送手段１１は、ＧＧＳＮ＃ａにそのパケットを転送することになる。即ち、トンネルの張替えなしで、異なる宛先へのパケットを送信することができる。従って、操作性を向上することができる。又トンネルを複数設定可能であるから、マルチ通信が可能となる。

図５は、本発明の実施例２の説明図であり、図１と同一符号は同一名称部分を示し、ＭＳ＃ａが、ＳＧＳＮ＃ａからＳＧＳＮ＃ａ１の配下に矢印で示すように移動した場合を示す。なお、前述の実施例１と同様に、ＳＧＳＮ＃ａ１，ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂは、パケット転送手段１１（ＳＧＳＮ＃ｂに対しては図示を省略）を有し、又ＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂはトンネル設定手段１２（ＧＧＳＮ＃ｂに対しては図示を省略）を有するものである。なお、パケット転送手段１１とトンネル設定手段１２とは、前述の図３及び図４に示す構成を有するものである。

図６は、本発明の実施例２のシーケンス説明図であり、図５に於けるＭＳ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ａ１，ＳＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ａ及びＳＧＳＮ＃ｂについて示し、ＭＳ＃ａの移動前は、ＳＧＳＮ＃ａの配下に在圏し、Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ処理は、図９に示す従来例及び図４に於ける（Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）の処理と同様であり、ＭＳ＃ａからＭＳ＃ｂへのユーザパケットは、ＳＧＳＮ＃ａからＳＧＳＮ＃ｂを介して転送される。ＭＳが他のＳＧＳＮの配下に移動する場合、一般的には、ＴＳ２３．０６０６．９．１．２．２章等で開示されているＲｏｕｔｉｎｇ Ａｒｅａ Ｕｐｄａｔｅ手順を用いて、位置が変わったことをネットワーク側に通知する。

このＲｏｕｔｉｎｇ Ａｒｅａ Ｕｐｄａｔｅ手順中若しくはこの手順後に於いて、ＳＧＳＮ＃ａが、通信相手先端末を収容するＳＧＳＮ＃ｂに対して、ＭＳ＃ａが移動したことを通知し（Ｉｎｔｅｒ−ＳＧＳＮ ＲＡ（Ｒｏｕｔｉｎｇ Ａｒｅａ） ｕｐｄａｔｅ）、トンネルを変更するために以下の手順を行う。
（１）移動前のＭＳ＃ａを収容しているＳＧＳＮ＃ａは、ＭＳ＃aに対する宛先アドレスに関する情報（宛先に対応するＳＧＳＮアドレス等)を、自らが保有しているか否かを確認する。
（２）宛先アドレス情報を保有している場合、ＳＧＳＮ＃ａはＳＧＳＮ＃ｂに対し、ＭＳ＃ａがＳＧＳＮ＃ａ１の配下に移動したことを通知する。
（３）ＳＧＳＮ＃ｂは、ＳＧＳＮ＃ａ１に対してトンネル作成通知を行う。ＳＧＳＮ＃ａ１は、ＳＧＳＮ＃ａ１とＳＧＳＮ＃ｂ間のトンネルを作成する。
次に、ＭＳ＃ａからのパケットを受信したＳＧＳＮ＃ａ１は、パケット転送手段１１により、宛先アドレス抽出、アドレステーブルを参照した相手先情報の保持の有無の判定、なしの場合は、ＧＧＳＮ＃ａに転送し、ありの場合は、ＳＧＳＮ＃ｂに転送する。従って、ＭＳ＃ａの移動による在圏変更の場合に、ＳＧＳＮ＃ｂに対する移動前のトンネルを、移動後のＳＧＳＮ＃ａ１とＳＧＳＮ＃ｂとの間に設定変更することができる。

図７は、本発明の実施例３の説明図であり、図１と同一符号は同一名称部分を示し、１３は宛先検索手段を示す。この宛先検索手段１３は、ＧＧＳＮ＃ｂ側は図示を省略しており、同様に、パケット転送手段１１とトンネル設定手段１２とは、図２及び図３に示す構成を有し、ＳＧＳＮ＃ｂ，ＧＧＳＮ＃ｂ側については図示を省略している。

図８は、本発明の実施例３のシーケンス説明図であり、ＭＳ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂ及びＳＧＳＮ＃ｂについて示し、Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ処理は、図９に示す従来例及び図４に於ける（Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）の処理と同様であり、ＭＳ＃ａからのユーザパケットは、ＳＧＳＮ＃ａを介してＧＧＳＮ＃ａに転送される。この場合、ＧＧＳＮ＃ａのトンネル設定手段１２は、宛先アドレスを抽出して、この宛先アドレスに関する情報（宛先に対応するＳＧＳＮアドレス等）を、保有しているか否かを確認する。この実施例３に於いては、宛先アドレスに関する情報を保有していない場合でも、宛先検索手段１３により、他のＧＧＳＮに於いて保有する宛先アドレスに関する情報を入手して、パケット転送を可能とするものである。

Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ処理は、図９に示す従来例及び図４に於ける（Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）の処理と同様であり、ＭＳ＃ａからＭＳ＃ｂへのユーザパケットは、ＳＧＳＮ＃ａからＳＧＳＮ＃ｂを介して転送される。ＧＧＳＮ＃ａに於いてトンネル設定手段により宛先アドレスを抽出し、この宛先アドレスに関する情報を保有しているか否か判定し、保有している場合は、ＳＧＳＮ＃ａにトンネル作成指示を行う。それにより、ＳＧＳＮ＃ａは、ＳＧＳＮ＃ｂに対してトンネル作成指示を行う。この場合は、図１に示す場合と同様の処理によって、ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ間のパケット転送ルートが設定される。

又ＧＧＳＮ＃ａに於いて宛先アドレスに関する情報を保有していない場合は、宛先検索手段１３により次の処理を行う。
（１）ＧＧＳＮ＃ａでは、パケットの宛先アドレス（例えばＩＰアドレス）情報から、宛先アドレスに対応するＧＧＳＮのアドレス情報を検索する。（一般に端末のＩＰアドレスはＧＧＳＮが割り当てる為、各ＧＧＳＮでは自らのアドレス及び自配下に存在するＭＳのアドレスを知っている。従って、ＧＧＳＮ間でお互いのＧＧＳＮアドレスやＧＧＳＮが払い出すネットワークプリフィックスを共有することにより、宛先アドレスに対応するＧＧＳＮのアドレスを入手することができる）。
（２）該宛先アドレスに対応するＧＧＳＮがない場合、パケットをそのままＩＳＰ側に転送する。

（３）該宛先アドレスに対応するＧＧＳＮがある場合、該ＧＧＳＮ（図の場合ＧＧＳＮ＃ｂ）に対し、宛先アドレス関する情報（宛先に対応するＳＧＳＮアドレス等）を、保有しているか否かを確認する。
（４）ＧＧＳＮ＃ｂは、該宛先アドレスに関する情報（宛先に対応するＳＧＳＮアドレス等）を、自らが保有しているか否かを検索して確認し、その結果（保有の有無、保有している場合はＳＧＳＮ＃ｂアドレス）をＧＧＳＮ＃ａに返送する。
（５）ＧＧＳＮ＃ｂへの問い合わせ結果を受け取ったＧＧＳＮ＃ａは、宛先アドレスに関する情報（即ち、対応するＳＧＳＮ＃ｂのアドレス）が入手できない場合は、パケットをそのままＩＳＰ側に転送する。
（６）ＧＧＳＮ＃ａが、宛先アドレス情報（即ち、対応するＳＧＳＮ＃ｂのアドレス）を入手できた場合、ＧＧＳＮ＃ａはＳＧＳＮ＃aに対し、（ＳＧＳＮ＃ｂとの）トンネル作成指示を行う。

なお、前述の各実施例は、ＩＭＴ−２０００網を例に説明しているが、本発明は、ＩＰ網とのアクセス回線を提供する移動通信網であれば同様に適用可能である。又移動通信網でなくても、一般にＩＰ網とのアクセス回線を提供するネットワークが（下位ノードＳＧＳＮと上位ノードＧＧＳＮのように）複数階梯で構成されているネットワークであれば同様に、前述の各実施例を適用することも可能である。即ち、固定の端末を含むネットワーク構成に対しても適用可能である。

本発明の実施例１の説明図である。 パケット転送手段の説明図である。 トンネル設定手段の説明図である。 本発明の実施例１のシーケンス説明図である。 本発明の実施例２の説明図である。 本発明の実施例２のシーケンス説明図である。 本発明の実施例３の説明図である。 本発明の実施例３のシーケンス説明図である。 従来例のシーケンス説明図である。 従来例のトンネル設定の説明図である。 従来例のトンネル設定の説明図である。 従来例のシーケンス説明図である。

符号の説明

１ インターネット・サービス・プロバイダ側ネットワーク（ＩＳＰ）
２ コアネットワーク
３ 無線アクセスネットワーク
１１ パケット転送手段
１２ トンネル設定手段
ＭＳ＃ａ，ＭＳ＃ｂ 移動端末
ＳＧＳＮ＃ａ，ＳＧＳＮ＃ｂ 下位ノード
ＧＧＳＮ＃ａ，ＧＧＳＮ＃ｂ 上位ノード
Ｔ１１〜Ｔ１４ トンネル

Claims (5)

1. 端末とネットワークを介して接続される下位ノードと、該ノードに対してコアネットワークを介して接続される上位ノードとを含み、端末間でパケットを転送するパケット転送システムに於いて、
   前記上位ノードに、前記端末から前記下位ノードを介して転送されたパケットの宛先アドレスを基に、該パケットを転送するトンネルの設定指示を行うトンネル設定手段を設け、
   前記下位ノードに、前記端末からのパケットの宛先アドレスを基に、前記トンネル設定手段からの設定指示に従って設定したトンネルに前記端末からのパケットを転送するパケット転送手段を設けた
   ことを特徴とするパケット転送システム。
2. 前記パケット転送手段は、前記パケットの宛先アドレスに関する情報を保持するアドレステーブルと、前記端末からのパケットの宛先アドレスに関する情報が保持されている時は、設定されているトンネルに該パケットを転送し、保持されていない時は、前記上位ノードに該パケットを転送するパケットトンネリング処理部とを含む構成を有することを特徴とする請求項１記載のパケット転送システム。
3. 前記上位ノードは、前記端末から前記下位ノードを介して転送されたパケットの宛先アドレスを基に、該パケットを転送するトンネルの設定指示を行い、且つ前記パケットの宛先アドレスに関する情報を保持するアドレステーブルを有するトンネル設定手段と、前記アドレステーブルに前記パケットの宛先アドレスに関する情報が保持されていない時に、前記パケットの宛先アドレスを基に他の上位ノードに対する宛先アドレス検索処理を行うアドレス検索手段とを有することを特徴とする請求項１記載のパケット転送システム。
4. 端末とネットワークを介して接続される下位ノードと、該ノードに対してコアネットワークを介して接続される上位ノードとを含み、端末間でパケットを転送するパケット転送方法に於いて、
   前記上位ノードに設けたトンネル設定手段により、前記端末から前記下位ノードを介して転送されたパケットの宛先アドレスを基に、該パケットを転送するトンネルの設定指示を前記下位ノードに送出する処理過程と、
   前記下位ノードに設けたパケット転送手段により、前記端末からのパケットの宛先アドレスを基に、前記トンネル設定指示に従って設定したトンネルに前記端末からのパケットを転送する処理過程とを含む
   ことを特徴とするパケット転送方法。
5. 前記上位ノードは、前記トンネル設定手段に、前記パケットの宛先アドレスに関する情報を保持していない時、該宛先アドレスに関する情報を保持している他の上位ノードに対して宛先検索手段により宛先アドレスに関する情報を問い合わせ、該宛先アドレスに関する情報を入手して、該情報を基にトンネル設定指示を行う過程を含むことを特徴とする請求項４記載のパケット転送方法。

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