专利名称：移动网络及其通信方法
技术领域：
本发明涉及移动网络及其通信方法，特别涉及即使移动终端的收容数增加时，数据传输速度也不易降低的移动网络及其通信方法。
背景技术：
作为即使移动终端在不同网络之间移动也能够以相同IP地址持续通信的技术，Mobile IP已得到标准化(IP Mobility Support forIPv4，RFC3344，IETF2002.)。
在Mobile IP协议中，每当移动终端在网络中移动时，需要在家乡代理(Home Agent)中登记其位置，为此处理延迟成为问题。作为解决该问题的一个方法，提出了对承担位置管理和数据转发功能的移动代理进行层级化，对于狭小范围内的移动，仅以途中的移动代理(MobilityAgent)的位置登记来进行应对的局部位置登记(Mobile IPv4 RegionalRegistration，“draft-ietf-mobileip-reg-tunnel-07”，IETF2002.)。
图31表示局部地进行位置登记时的网络结构。在移动网络中进行移动终端MN的位置管理的外地代理(Foreign Agent，FA)使用RFA(Regional FA，区域外地代理)、GFA(Gateway FA，网关外地代理)进行层级化，当移动终端MN在RFA和GFA所收容的FA的属下移动时，进行只以RFA和GFA为对象的局部的位置登记。
在以往提出的局部位置登记中，FA被层级化，因此在移动网络内数据包到达移动终端之前，在路径上的各FA中执行路由处理，这将导致延迟的增加。并且，存在越是上层的FA，为了路径控制而应保持的移动终端的数量就越多的问题。
图32示意地表示在分层配置FA时，各个FA应该收容的移动终端的信息，越是上层的FA就越需要收容更多的移动终端的信息。
此处，如果是普通的互联网(固定网)，地址体系被管理得与网络的连接体系相匹配，通过层级化来汇集路径信息，从扩展性方面考虑比较有效。
与此相对，在终端自由移动的移动网络中，由于分配给移动终端的地址与该移动终端所连接的网络的地址体系未必匹配，所以不能通过层级化而实现可分级性。因此，上层FA需要全部保持其属下的移动终端的信息，由此处理负荷增大，从可分级性的方面考虑形成了瓶颈。
并且，在移动IP标准中，在家乡代理(HA)中定义了保持对多个目标进行的位置登记、向这些目标地址转发数据的同时绑定(simultaneousbindings)功能。因此，移动终端MN为了在移动目标处开始通信，不仅进行向FA的位置登记，还需要完成向HA的位置登记，如果向HA的位置登记出现滞后，则存在即使完成了向FA的位置登记也不能开始通信的问题。
另外，在移动IP标准中，发给MN的数据包与MN的当前位置无关，全部被发送给HA，在HA中封装并转发给FA，因此数据包的转发路径必然变长，导致通信量的增大。不仅如此，由于需要进行HA中的封装及接收其的FA中的解封，所以此前的延迟成为降低通信效率的原因。
本发明就是为了解决上述现有技术的问题而提出的，其目的在于，提供一种移动网络及其通信方法，其通过各个代理减少进行位置管理的移动终端数量，简化用于位置登记的处理，抑制数据转发速度的降低。
发明内容
为了达到上述目的，在本发明的移动网络的通信方法中，在移动网络中设置了网关GW和多个外地代理FA，与网关GW连接的外部网络上的对方终端和移动网络上的移动终端通过所述网关GW和外地代理FA进行通信，其中将网关GW和多个外地代理FA连接成环状。
并且，本发明的特征在于，在这种环状的移动网络中执行下述步骤移动终端向一个外地代理FA请求进行位置登记的步骤；所述一个外地代理FA响应于所述位置登记请求，向自己的访问者列表(visitor list)中登记所述移动终端的地址的步骤；网关GW接收从对方终端向移动终端发送的数据的步骤；所述网关GW向一方侧的外地代理FA转发数据，该外地代理FA再向一方侧的其他外地代理FA转发数据，反复进行此动作的步骤；转发了数据的外地代理FA从自身的访问者列表中检索其目标地址的步骤；以及，已在访问者列表中登记了接收数据包的地址的外地代理FA向移动终端所连接的链路转发该接收终端的步骤。
根据上述特征，从外部网络向网关GW转发的IP数据包与其目标地址无关地经过所有外地代理FA，所以网关GW不需要管理各个移动终端的收容方，不需要执行路由处理。并且，网络内的路由处理限于收容移动终端的外地代理FA，所以提高了处理速度。
图1是表示应用了本发明的移动网络的第1实施方式的结构的方框图。
图2是表示第1实施方式的位置登记步骤的方框图。
图3是表示第1实施方式的位置登记步骤的顺序图。
图4是表示第1实施方式的对方终端CN→移动终端MNa的数据转发步骤的方框图。
图5是表示第1实施方式的对方终端CN→移动终端MNa的数据转发步骤的顺序图。
图6是表示第1实施方式的移动终端MNa→对方终端CN的数据转发步骤的方框图。
图7是表示第1实施方式的移动终端MNa→对方终端CN的数据转发步骤的顺序图。
图8是表示第1实施方式的移动终端MNb→移动终端MNa的数据转发步骤的方框图。
图9是表示第1实施方式的移动终端MNb→移动终端MNa的数据转发步骤的顺序图。
图10是表示第1实施方式的移动终端MNa→移动终端MNb的数据转发步骤的方框图。
图11是表示第1实施方式的移动终端MNa→移动终端MNb的数据转发步骤的顺序图。
图12是表示第1、第2实施方式的移动终端MNa的切换步骤的方框图。
图13是表示第1、第2实施方式的移动终端MNa的切换步骤的顺序图。
图14是表示第2实施方式的位置登记步骤的方框图。
图15是表示第2实施方式的位置登记步骤的顺序图。
图16是表示第2实施方式的对方终端CN→移动终端MNa的数据转发步骤的方框图。
图17是表示第2实施方式的对方终端CN→移动终端MNa的数据转发步骤的顺序图。
图18是表示第2实施方式的移动终端MNa→对方终端CN的数据转发步骤的方框图。
图19是表示第2实施方式的移动终端MNa→对方终端CN的数据转发步骤的顺序图。
图20是表示第2实施方式的移动终端MNb→移动终端MNa的数据转发步骤(之一)的方框图。
图21是表示第2实施方式的移动终端MNb→移动终端MNa的数据转发步骤(之二)的方框图。
图22是表示第2实施方式的移动终端MNb→移动终端MNa的数据转发步骤的顺序图。
图23是表示应用了本发明的移动网络的第2实施方式的结构的方框图。
图24是表示第2实施方式的位置登记步骤的方框图。
图25是表示第2实施方式的对方终端CN→移动终端MNa的数据转发步骤的方框图。
图26是表示第2实施方式的对方终端CN→移动终端MNa的数据转发步骤的顺序图。
图27是表示第2实施方式的移动终端MNa→对方终端CN的数据转发步骤的方框图。
图28是表示第2实施方式的移动终端MNa→对方终端CN的数据转发步骤的顺序图。
图29是表示第1实施方式的移动终端MNa的切换步骤的方框图。
图30是表示第1实施方式的移动终端MNa的切换步骤的顺序图。
图31是表示局部地进行位置登记时的网络结构的图。
图32是示意地表示分层配置FA时，各个FA应该收容的移动终端的信息的图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。图1是表示应用了本发明的移动网络的第1实施方式的结构的方框图，网关GW和多个(在本实施方式中为4个)外地代理FA按照GW→FA1→FA2→FA3→FA4→GW的顺序连接成环状，在网关GW处与互联网等外部网络连接。在本实施方式中，移动终端所发送的和发送给移动终端的IP数据包在这种环状的移动网络(以下有时简化为环状网络)上向预先确定的一方侧(在本实施方式中为图中的逆时针方向)巡回。
在第1实施方式中，各个FA所收容的移动终端MN在该环状网络上取得IP地址，所以全部具有该网络地址。并且，在该环状网络中使用的IP地址的前缀(Prefix，PF)相同，具有该前缀PF的IP地址全部可以由网关GW控制路径。另外，在后述的第2实施方式中，移动终端MN的IP地址变成了家乡网络(home network)的地址。
下面，详细说明第1实施方式中的移动终端的位置登记步骤和数据转发步骤。
A位置登记步骤图2、3是表示第1实施方式的位置登记步骤的方框图及其顺序图，对于说明中不用的节点(代理)省略图示。
此处，把收容于家乡网络的家乡代理HA的IP地址设为IPha，把与外部网络连接的对方终端CN的IP地址设为IPcn，把网关GW的IP地址和MAC地址分别设为IPg、Mg，把外地代理FAn(FA1、FA2…FAn)的IP地址和MAC地址分别设为IPfn、Mfn，把移动终端Ma的IP地址和MAC地址分别设为IPa、Ma。所述网关GW还具有与所述MAC地址Mg不同的只有GW能够接收的MAC地址Mr，该MAC地址Mr在所有FA中是已知的。
(1)移动终端MNa在进行位置登记之前，广播或组播代理广告请求。
(2)接收了代理广告请求的FA(此处为FA1)广播或组播代理广告。
(3)移动终端MNa对于发送了代理广告的FA1，生成包含自己的IP地址(IPa)和MAC地址(Ma)的位置登记请求消息(RRQ)，在其中登记自己的IP地址(IPa)作为发送源地址(src)，登记FA1的IP地址IPf1作为目标地址(dst)，并发送。此处，把家乡代理HA的地址设为NULL(0)。
(4)FA1从移动终端MNa接收到IP地址(IPa)和MAC地址(Ma)时，将这些地址登记到自己节点的访问者列表中。
(5)在访问者列表中未存储有效的地址作为家乡代理HA的情况下，FA1再生成包含自己的IP地址(IPf1)和MAC地址(Mf1)的位置登记响应消息(RRP)，在其中登记自己的IP地址(IPf1)作为发送源地址(src)，登记移动终端MNa的IP地址(IPa)作为目标地址(dst)，并且发送出去。
(6)移动终端MNa从FA1接收到所述RRP时，把其中登记的IP地址(IPf1)登记在自己的路径表中，作为网关IP地址。
B对方终端CN→移动终端MNa的数据转发步骤图4、5是表示从外部网络上的对方终端CN向环状网络上的移动终端MNa进行的数据转发步骤的方框图及其顺序图，说明中不用的节点省略图示。
(1)在从对方终端CN发送给移动终端MNa的IP数据包中，登记有CN的IP地址(IPcn)作为其发送源地址，登记有MNa的IP地址(IPa)作为目标地址。该IP数据包通过通常的IP路由到达GW。
(2)网关GW把自己的MAC地址(Mg)附加到所接收的IP数据包中作为发送源地址，另外，附加与环上预先确定的一方侧的链路(在本实施方式中，为图中逆时针方向的FA2侧链路)连接的FA2的MAC地址(Mh2)作为目标地址，把其发送给FA2侧的链路。
(3)从GW接收了IP数据包的FA2检查是否在访问者列表中登记了该IP数据包的目标MAC地址，此处由于未登记，所以直接结束。
(4)FA2再把所接收的IP数据包的发送源地址和目标地址分别改写为自己的MAC地址(Mh2)和FA1的MAC地址(Mh1)，与前述相同地转发给逆时针方向的FA1侧的链路。
(5)FA1检查是否在访问者列表中登记了从FA2接收到的IP数据包的目标MAC地址，此处判断为已登记，所以将该IP数据包转发给MNa所连接的链路，MNa接收该数据包。
(6)FA1再把所接收的IP数据包的发送源地址和目标地址分别改写为自己的MAC地址(Mh1)和GW的MAC地址(Mg)，与前述相同地转发给逆时针方向的GW侧的链路。
(7)GW检查从FA1接收到的IP数据包，如果是自己发出的数据包，则将其丢弃。
C移动终端MNa→对方终端CN的数据转发步骤图6、7是表示从环状网络上的移动终端MNa到外部网络上的对方终端CN的数据转发步骤的方框图及其顺序图，省略图示说明中不用的节点。
(1)移动终端MNa在作为发送源地址和目标地址分别登记了自己的IP地址(IPa)和CN的IP地址(IPcn)的发给CN的IP数据包中，再分别登记自己的MAC地址(Ma)和在自己的路径表中作为网关IP地址登记的FA1的MAC地址(Mh1)，作为发送源地址和目标地址，并发送出去。
(2)FA1从Ma接收到发给CN的IP数据包时，根据其目标地址识别为发往外部网络的IP数据包，分别在其中登记自己的MAC地址(Mh1)和GW的MAC地址(Mr)作为发送源地址和目标地址，并发送给一方侧的链路。
(3)该IP数据包在FA3中经过相同步骤转发给GW。
(4)GW判断目标地址的前缀是否在环外。
(5)GW把目标地址在环外的IP数据包转发给外部网络侧。被转发给外部网络的IP数据包按照通常的IP路由转发给对方终端CN。
D移动终端MNb→移动终端MNa的数据转发步骤(环内通信1)图8、9是表示从移动终端MNb到移动终端MNa的数据转发步骤的方框图及其顺序图，说明中不用的节点省略图示。
(1)移动终端MNb在作为发送源IP地址和目标IP地址分别登记了自己的IP地址(IPb)和MNa的IP地址(IPa)的发给MNa的IP数据包中，再分别登记自己的MAC地址(Mb)和在自己的路径表中作为网关地址登记的FA2的MAC地址(Mh2)，作为发送源MAC地址和目标MAC地址，并发送出去。
(2)FA2把从MNb接收到的IP数据包的发送源MAC地址和目标MAC地址分别改写为自己的MAC地址Mh2和FA1的MAC地址Mh1，发送给预先确定的FA1侧的链路。
(3)FA1检查所接收的该IP数据包的目标MAC地址是否已经登记在访问者列表中，此处为已登记，所以转发给MNa所连接的链路，MNa接收该数据包。
(4)FA1再把所接收的IP数据包的发送源MAC地址和目标MAC地址分别改写为自己的MAC地址(Mh1)和GW的MAC地址(Mg)，发送给预先确定的GW侧的链路。
(5)GW把所接收到的IP数据包的发送源MAC地址和目标MAC地址分别改写为自己的MAC地址(Mg)和FA2的MAC地址(Mh2)，发送给预先确定的FA2侧的链路。
(6)FA2检查所接收到的IP数据包，如果是自己发出的数据包则丢弃。
E移动终端MNa→移动终端MNb的数据转发步骤(环内通信2)图10、11是表示从移动终端MNa到移动终端MNb的数据转发步骤的方框图及其顺序图，说明中不用的节点省略图示。
(1)移动终端MNa在作为发送源IP地址和目标IP地址分别登记了自己的IP地址(IPa)和MNb的IP地址(IPb)的发给MNb的IP数据包中，再分别登记自己的MAC地址(Ma)和在自己的路径表中作为网关地址登记的FA1的MAC地址(Mh1)，作为发送源MAC地址和目标MAC地址，并发送出去。
(2)接收到发给MNb的IP数据包的FA1由于MNb的地址在环内，所以把所接收的IP数据包的发送源MAC地址和目标MAC地址分别改写为自己的MAC地址(Mh1)和GW的MAC地址(Mg)，发送给预先确定的GW侧的链路。
(3)接收到该IP数据包的GW在判断出目标地址在环内后，把其发送源MAC地址和目标MAC地址分别改写为自己的MAC地址(Mg)和FA2的MAC地址(Mh2)，发送给预先确定的FA2侧的链路。
(4)FA2检查所接收的IP数据包的目标地址是否已经登记在访问者列表中，此处为已登记，所以把该IP数据包转发给MNb所连接的链路，MNa接收该数据包。
(5)FA2再与前述相同地对所接收的IP数据包的MAC地址进行改写，并转发到FA1侧。
(6)FA1检查所接收的IP数据包，如果是自己发出的数据包则丢弃。
F移动终端MNa的切换步骤图12、13是表示移动终端MNa的切换步骤的方框图及其顺序图，说明中不用的节点省略图示。
(1)移动终端MNa在时刻t 1向FA1登记位置，然后向FA2移动(切换)，在时刻t2与前述相同地完成向FA2的位置登记。
(2)FA2在经过预先确定的时间Δt后，向一方侧链路转发登记有MNa的IP地址(IPa)以及FA2的位置登记完成时刻t2的条目的删除请求消息，GW接收该消息。
(3)GW向一方侧链路转发所接收的删除请求消息。
(4)接收到删除请求消息的FA1参照访问者列表，如果有与MNa相关的条目，则对其位置登记时刻(t1)和在删除请求消息中登记的时刻信息(t2)进行比较。并且，如果T1＜T2，则删除该条目，如果T1＞T2，则判断为该条目是新的位置登记，所以不删除。
(5)FA1再向FA2转发删除请求消息。
(6)FA2检查所接收的删除请求消息，如果是自己发出的删除请求消息，则将其丢弃。
这样，根据本实施方式，从外部网络转发给GW的IP数据包与其目标地址无关，均要经过所有FA，所以GW不需要管理各个移动终端的收容方，不需要执行路由处理。并且，网络内的路由处理限于收容移动终端的FA，所以提高了处理速度。
另外，在本实施方式中，移动终端MN的位置登记方限于FA，不需要向HA进行位置登记，所以在向FA进行位置登记后能够马上进行通信，能够简单地实现与移动IP标准的同时绑定(simultaneous bindings)等效的功能。
另外，在本实施方式中，即使GW接收到发给移动终端MN的数据包，也不需要识别其收容方的FA，只需向所有预先确定的一方侧链路转发即可。因此，不需要用于根据接收数据包的目标地址识别该目标的MAC地址的ARP(address resolution protocol，地址解析协议)的发送步骤、和接收反馈给ARP的MAC地址的步骤等，所以提高了吞吐量。
下面，对应用了本发明的环状网络的第2实施方式的结构进行说明。在本实施方式中，向移动终端MNa分配家乡网络的IP地址(IPA)，向移动终端MNb分配环状网络的IP地址(IPb)。
G位置登记步骤图14、15是表示本发明的第2实施方式的位置登记步骤的方框图及其顺序图，说明中不用的节点省略图示。
(1)移动终端MNa在进行位置登记之前，广播或组播代理广告请求。
(2)接收到代理广告请求的FA1广播或组播代理广告。代理广告内的CoA(Care of Adress转交地址)设为GW的IP地址(IPg)。
(3)MNa对发送了代理广告的FA1发送家乡代理设为HA的IP地址(IPha)、家乡地址(HoA)设为家乡网络上的自己地址(IPA)、CoA设为GW的IP地址(IPg)的位置登记请求消息RRQ。
(4)FA1把该IP地址(IPA)、MAC地址(Ma)和HA的IP地址(IPha)存储在访问者列表中作为与MNa相关的信息，将所述RRQ转发给HA。该RRQ经过GW被转发给HA。
(5)接收了所述RRQ的HA把该IP地址(IPA)和CoA登记在自己的绑定列表(Binding List)中，作为MNa的条目。
(6)HA向发送了所述RRQ的FA1发送位置登记响应消息RRP。该RRP经过GW被转发给FA1。
(7)接收到所述RRP的FA1将其转发给MNa。
H对方终端CN→移动终端MNa的数据转发步骤图16、17是表示从外部网络上的对方终端CN向移动终端MNa进行的数据转发步骤的方框图及其顺序图，说明中不用的节点省略图示。
(1)从对方终端CN发给移动终端MNa的IP数据包通过通常的IP路由到达家乡代理HA。
(2)HA参照自己的绑定列表，确认已与所接收的IP数据包的目标地址(IPA)相关地登记了CoA。并且，对该IP数据包进行封装并附加转交地址(IPg)后转发。
(3)GW接收封装的数据包并进行解封，在该IP数据包中分别登记自己的MAC地址(Mg)和FA2的MAC地址(Mh2)，作为发送源MAC地址和目标MAC地址，转发给FA2侧的链路。
(4)FA2检查所接收的IP数据包的目标地址是否登记在访问者列表中，此处由于未登记，所以不进行向移动终端侧的转发处理。
(5)FA2再与前述相同地改写所接收的IP数据包的发送源MAC地址和目标MAC地址，转发给FA1侧的链路。
(6)FA1检查接收到的IP数据包的目标地址是否登记在访问者列表中，此处为已登记，所以还把接收数据包转发到MNa所连接的链路，MNa接收该数据包。
(7)FA1再与前述相同地改写接收数据包的发送源MAC地址和目标MAC地址，转发给GW侧的链路。
(8)GW检查所接收的IP数据包，如果是自己发送的数据包，则将其丢弃。
I移动终端MNa→对方终端CN的数据转发步骤图18、19是表示从移动终端MNa到外部网络上的对方终端CN的数据转发步骤的方框图及其顺序图，说明中不用的节点省略图示。
(1)在MNa的路径表中登记了作为网关地址的FA1的MAC地址(Mh1)，所以发给CN的IP数据包被转发给FA1。
(2)接收到IP数据包的FA1由于目标IP地址(IPcn)在环外，所以把目标MAC地址改写为环外地址的总称即Mr，向环上的规定方向转发。
(3)该IP数据包由FA3接收，但由于目标MAC地址是Mr，所以不进行访问者列表的检查，直接转发给GW。
(4)接收到该IP数据包的GW判断为目标地址在环外，将其转发给外部网络侧。被转发给外部网络的IP数据包按照通常的IP路由被转发给CN。
J移动终端MNb→移动终端MNa的数据转发步骤(环内通信1)图20、21是表示从移动终端MNb到MNa的数据转发步骤的方框图，图22是其顺序图。
(1)在MNb的路径表中登记了FA2的MAC地址(Mh2)作为网关地址，所以发给MNa的IP数据包被转发给FA2。
(2)由于作为目标地址的MNa的地址(IPA)在环外，所以接收到发给MNa的IP数据包的FA1把目标MAC地址设为(Mr)，向环上的规定方向转发。
(3)由于目标MAC地址是Mr，所以接收到该IP数据包的FA1不参照访问者列表，而转发给GW。
(4)接收了该IP数据包的GW判断为目标地址在环外，向外部网络侧转发。被转发给外部网络的IP数据包按照通常的IP路由被转发给家乡代理HA。
(5)HA参照自己的绑定列表，确认已与所接收的IP数据包的目标地址(IPA)相关地登记了CoA。并且，对该IP数据包进行封装并附加转交地址(IPg)后转发。
(6)GW接收封装后的数据包并进行解封，在该IP数据包中分别登记自己的MAC地址(Mg)和FA2的MAC地址(Mh2)，作为发送源MAC地址和目标MAC地址，转发给FA2侧的链路。
(7)FA2检查接收的IP数据包的目标地址是否登记在访问者列表中，此处由于未登记，所以不进行向移动终端侧的转发处理。
(8)FA2再与前述相同地改写所接收的IP数据包的发送源MAC地址和目标MAC地址，转发给FA1侧的链路。
(9)FA1检查接收的IP数据包的目标地址是否登记在访问者列表中，此处为已登记，所以还将接收数据包转发给MNa所连接的链路，MNa接收该数据包。
(10)FA1再与前述相同地改写所接收的IP数据包的发送源MAC地址和目标MAC地址，转发给GW侧的链路。
(11)GW检查所接收的IP数据包，如果是自己发送的数据包，则将其丢弃。
K移动终端MNa→移动终端MNb方向的数据转发步骤(环内通信2)由于MNb是环内地址，所以本步骤与前述图10、11中说明的步骤相同。
根据本实施方式，即使在移动终端Ma具有家乡网络的地址的情况下，也能够在环状网络中进行高吞吐量的通信。
图23是表示应用了本发明的移动网络的第3实施方式的结构的方框图，网关GW和多个(在本实施方式中为4个)外地代理FA以GW打头按照GW→FA1→FA2→FA3→FA4的顺序连接成线状，在网关GW处连接着互联网等外部网络。
下面，详细说明这种线状移动网络中的移动终端的位置登记步骤和数据转发步骤。
L位置登记步骤图24是表示位置登记步骤的方框图，其顺序图和前述图3相同，所以此处省略图示。
(1)移动终端MNa在进行位置登记之前，广播或组播代理广告请求。
(2)接收到代理广告请求的FA(此处为FA1)广播或组播代理广告。
(3)移动终端MNa对发送了代理广告的FA1发送包含自己的IP地址(IPa)和MAC地址(Ma)的位置登记请求消息。
(4)FA1在从移动终端MNa接收到IP地址(IPa)和MAC地址时，将它们登记在自己节点的访问者列表中。
(5)FA1再向移动终端MNa发送包含自己的IP地址(IPf1)和MAC地址(Mf1)的位置登记响应消息。
(6)移动终端MNa从FA1接收到IP地址(IPf1)和MAC地址(Mf1)时，把IP地址(IPf1)登记在自己的路径表中作为网关IP地址。
M对方终端CN→移动终端MNa的数据转发步骤图25、26是表示从外部网络上的对方终端CN到移动终端MNa的数据转发步骤的方框图及其顺序图。
(1)从对方终端CN发给移动终端MNa的IP数据包通过通常的IP路由到达网关GW。
(2)GW判断为所接收的IP数据包的目标地址在线内，将该数据包转发给链路L1。
(3)接收到GW发送的IP数据包的FA1将所接收的IP数据包转发给下游(GW的相反侧)的链路L2。
(4)FA1再检查所接收的IP数据包的目标地址是否登记在访问者列表中，如果已登记，则还向MNa所连接的方向(链路L4)转发，MNa接收该数据包。
(5)FA2将所接收的IP数据包转发给下游的链路L3。
(6)FA2再检查所接收的IP数据包的目标地址是否登记在访问者列表中，此处由于未登记，所以直接结束。
(7)FA3将所接收的IP数据包转发给下游的链路L4。
(8)FA3再检查所接收的IP数据包的目标地址是否登记在访问者列表中，此处由于未登记，所以直接结束。
(9)FA4检查所接收的IP数据包的目标地址是否登记在访问者列表中，此处由于未登记，所以直接结束。
(10)由于在后级不存在FA，所以FA4还将所接收的IP数据包丢弃。
N移动终端MNa→对方终端CN的数据转发步骤图27、28是表示从移动终端MNa到外部网络上的对方终端CN的数据转发步骤的方框图及其顺序图，说明中不用的节点省略图示。
(1)将发给CN的IP数据包转发给移动终端MNa的路径表中作为网关IP地址登记的FA1。
(2)FA1接收到从链路L4发给CN的IP数据包时，判断为其目标地址是外部网络，将其转发给上游侧(GW侧)的链路L1。
(3)接收到IP数据包的GW判断为目标地址的前缀在环外，将其转发给外部网络侧。被转发给外部网络侧的IP数据包按照通常的IP路由转发给对方终端CN。
O移动终端MNa的切换步骤图29、30是表示移动终端MNa的切换步骤的方框图及其顺序图。
(1)移动终端MNa在时刻t1向FA1登记位置，然后向FA2移动(切换)，在时刻t2与前述相同地完成向FA2的位置登记。
(2)FA2在经过预先确定的时间Δt后，向一方侧和另一方侧链路L3、L2转发MNa的IP地址(IPa)以及FA2的位置登记完成时刻t2登记的条目的删除请求消息。
(3)接收到删除请求消息的FA1、F3参照访问者列表，如果有与MNa相关的条目，将其位置登记时刻(t1)和在删除请求消息中登记的时刻信息(t2)进行比较。并且，如果T1＜T2，则删除该条目，如果T1＞T2，则判断为该条目是新的位置登记，不删除。
根据本发明，与上述的第1实施方式相同，从外部网络转发给GW的IP数据包与其目标地址无关，经过所有FA，所以GW不需要管理各个移动终端的收容方，不需要执行路由处理。并且，网络内的路由处理限于收容移动终端的FA，所以提高了处理速度。
另外，如果将本实施方式与第1、第2实施方式进行比较，不仅不需要从最末尾的FA(FA4)向GW返回IP数据包，还因中途的FA(FA1、FA2、FA3)从收容终端接收的IP数据包不必经过比该FA更下游侧(GW的相反侧)的FA即可到达GW，所以与第1、第2实施方式相比，路径缩短，相应地可以提高处理速度。
产业上的利用可能性根据本发明可以实现以下效果。
(1)通过将FA连接成环状，可以节省FA之间的路由，在移动终端进行局部移动的情况下，与以往相比，能够实现高速的数据转发。
(2)各个FA只存储自己收容的移动终端的地址即可，所以即使移动终端数量增加时，也不需要增加FA的存储区域。
(3)在移动终端向新的FA移动时，可以在完成向FA的位置登记后马上通信，所以能够实现切换较短的通信。
权利要求书(按照条约第19条的修改)的其它外地代理FA转发数据包，反复进行此动作的步骤；被转发了数据包的外地代理FA从自己的访问者列表中检索其目标地址的步骤；和已经在访问者列表中登记了所述接收数据包的目标地址访问者列表的外地代理FA向移动终端所连接的链路转发该接收数据包的步骤。
5.根据权利要求4所述的移动网络的通信方法，其特征在于，包括移动终端向一个外地代理转发发给外部网络上的对方终端的数据包的步骤；所述一个外地代理向一方侧外地代理FA转发数据包，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发数据包，反复该动作直到数据包到达网关GW的步骤；和网关GW接收所述数据包并向外部网络转发的步骤。
6.根据权利要求6或7所述的移动网络的通信方法，其特征在于，包括移动网络上的移动终端把发给移动网络上的其它移动终端的数据包转发给一个外地代理FA的步骤；所述一个外地代理FA向一方侧的外地代理FA转发数据包，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发数据包，反复该动作直到数据包到达网关GW的步骤；网关GW接收所述数据包并向家乡代理HA转发的步骤；家乡代理HA对所述接收数据包进行封装，以与所述移动终端相关的转交地址CoA为目标地址进行发送的步骤；网关GW接收所述封装，并对其进行解封，向一方侧的外地代理FA转发数据包的步骤；所述一方侧的外地代理FA接收数据包，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发数据包，反复进行此动作的步骤；被转发了数据包的外地代理FA从自己的访问者列表中检索其目标地址的步骤；和已经在访问者列表中登记了接收数据包的目标地址访问者列表的外
权利要求
1.根据权利要求1所述的移动网络的通信方法，在移动网络中设置网关GW和多个外地代理FA(FA1～FAn)，与网关GW连接的外部网络上的对方终端和移动网络上的移动终端通过所述网关GW和外地代理FA进行通信，其特征在于，网关GW和多个外地代理FA连接成环状，包括移动终端向一个外地代理FA请求进行位置登记的步骤；所述一个外地代理FA响应所述位置登记请求，将所述移动终端的地址信息登记到访问者列表中的步骤；网关GW接收从对方终端向移动终端发送的数据包的步骤；所述网关GW向一方侧的外地代理FA转发数据包，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发数据包，反复进行此动作的步骤；被转发了数据包的外地代理FA从自己的访问者列表中检索其目标地址的步骤；和已经在访问者列表中登记了所述接收数据包的目标地址访问者列表的外地代理FA向移动终端所连接的链路转发该接收数据包的步骤。
2.根据权利要求1所述的移动网络的通信方法，其特征在于，包括移动终端将发给对方终端的数据包转发给一个外地代理的步骤；所述一个外地代理向一方侧的外地代理FA转发数据包，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发数据包，反复进行该动作直到数据包到达网关GW的步骤；和网关GW接收所述数据包并向外部网络转发的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的移动网络的通信方法，其特征在于，包括移动网络上的移动终端将发给移动网络上的其它移动终端的数据包转发给一个外地代理FA的步骤；所述一个外地代理FA向一方侧的外地代理FA转发数据包，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发数据包，反复进行该动作的步骤；被转发了数据包的外地代理FA从自己的访问者列表中检索其目标地址的步骤；和已经在访问者列表中登记了所述接收数据包的目标地址访问者列表的外地代理FA向所述其它移动终端所连接的链路转发该接收数据包的步骤。
4.一种移动网络的通信方法，在移动网络中设置网关GW和多个外地代理FA(FA1～FAn)，与网关GW连接的外部网络上的对方终端和移动网络上的移动终端通过所述网关GW和外地代理FA进行通信，其特征在于，网关GW和多个外地代理FA连接成环状，包括外地代理FA将所述网关GW的地址通知给属下的移动终端作为转交地址CoA的步骤；移动终端向所述外地代理FA指定所述转交地址CoA而请求进行位置登记的步骤；所述外地代理FA响应所述位置登记请求，将所述移动终端的地址信息登记在访问者列表中的步骤；所述外地代理FA向所述移动终端的家乡代理HA指定所述转交地址CoA而请求进行该移动终端的位置登记的步骤；所述家乡代理HA响应所述位置登记请求，将所述移动终端的地址信息登记在绑定列表中的步骤；所述家乡代理HA接收从对方终端向移动终端发送的数据包的步骤；所述家乡代理HA对所述接收数据包进行封装，以与所述移动终端相关的转交地址CoA为目标地址进行发送的步骤；网关GW接收所述封装，并对其进行解封，向一方侧的外地代理FA转发数据包的步骤；所述一方侧的外地代理FA接收数据包，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发数据包，反复进行此动作的步骤；被转发了数据包的外地代理FA从自己的访问者列表中检索其目标地址的步骤；和已经在访问者列表中登记了所述接收数据包的目标地址访问者列表的外地代理FA向移动终端所连接的链路转发该接收数据包的步骤。
5.根据权利要求6所述的移动网络的通信方法，其特征在于，包括移动终端把发给外部网络上的对方终端的数据包转发给一个外地代理的步骤；所述一个外地代理向一方侧的外地代理FA转发数据包，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发数据包，反复该动作直到数据包到达网关GW的步骤；和网关GW接收所述数据包并向外部网络转发的步骤。
6.根据权利要求6或7所述的移动网络的通信方法，其特征在于，包括移动网络上的移动终端把发给移动网络上的其它移动终端的数据包转发给一个外地代理FA的步骤；所述一个外地代理FA向一方侧的外地代理FA转发数据包，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发数据包，反复该动作直到数据包到达网关GW的步骤；网关GW接收所述数据包并向家乡代理HA转发的步骤；家乡代理HA对所述接收数据包进行封装，以与所述移动终端相关的转交地址CoA为目标地址进行发送的步骤；网关GW接收所述封装，并对其进行解封，向一方侧的外地代理FA转发数据包的步骤；所述一方侧的外地代理FA接收数据包，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发数据包，反复进行此动作的步骤；被转发了数据包的外地代理FA从自己的访问者列表中检索其目标地址的步骤；和已经在访问者列表中登记了接收数据包的目标地址访问者列表的外地代理FA向移动终端所连接的链路转发该接收数据包的步骤。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的移动网络的通信方法，其特征在于，包括已完成移动终端的位置登记的外地代理FA向一方侧的外地代理FA转发包含该移动终端的地址的删除请求消息，该外地代理FA再向一方侧的其它外地代理FA转发所述删除请求消息，反复进行该动作的步骤；接收到所述删除请求消息的外地代理FA从访问者列表中检索该删除请求消息中所包含的地址的步骤；和如果所述地址已经登记在访问者列表中，则删除该位置登记的步骤。
8.根据权利要求7所述的移动网络的通信方法，其特征在于，包括已完成所述移动终端的位置登记的外地代理FA登记其位置登记时刻t2的步骤；已完成所述位置登记的外地代理FA将所述时刻t2与所述地址一起包含到删除请求消息中的步骤；如果在接收到所述删除请求消息的外地代理FA的访问者列表中已经登记了所述删除请求消息中包含的地址，则将与该登记地址的移动终端相关的位置登记时刻t1与所述删除请求消息中包含的位置登记时刻t2进行比较的步骤；和接收到所述删除请求消息的外地代理FA以t1＜t2为条件删除位置登记的步骤。
9.一种移动网络的通信方法，在移动网络中设置网关GW和多个外地代理FA(FA1～FAn)，与网关GW连接的外部网络上的对方终端和移动网络上的移动终端通过所述网关GW和外地代理FA进行通信，其特征在于，网关GW和多个外地代理FA以该网关GW打头连接成线状，包括移动终端向一个外地代理FA请求进行位置登记的步骤；所述一个外地代理FA响应所述位置登记请求，将所述移动终端的地址信息登记在访问者列表中的步骤；网关GW接收从对方终端向移动终端发送的数据包的步骤；所述网关GW向下游侧的外地代理FA转发数据包，该外地代理FA再向下游侧的其它外地代理FA转发数据包，反复进行此动作的步骤；被转发了数据包的外地代理FA从自己的访问者列表中检索其目标地址的步骤；和已经在访问者列表中登记了接收数据包的目标地址访问者列表的外地代理FA向移动终端所连接的链路转发该接收数据包的步骤。
10.根据权利要求9所述的移动网络的通信方法，其特征在于，包括移动终端把发给对方终端的数据包转发给一个外地代理的步骤；所述一个外地代理向上游侧的外地代理FA转发数据包，该外地代理FA再向上游侧的其它外地代理FA转发数据包，反复该动作直到数据包到达网关GW的步骤；和网关GW接收所述数据包并向外部网络转发的步骤。
11.一种移动网络，包括网关GW和多个外地代理FA(FA1～FAn)，对与网关GW连接的外部网络上的对方终端和外地代理FA所收容的移动终端之间的通信进行中介，其特征在于，包括将网关GW和多个外地代理FA连接成环状的多个链接单元；各个外地代理FA中装备的、对进行了位置登记的移动终端的地址进行管理的访问者列表；各个外地代理FA中装备的、将从网关GW转发的数据包向一方侧的外地代理FA转发的单元；各个外地代理FA中装备的、在从网关GW转发的数据包是发给已进行了位置登记的移动终端时、向所述移动终端转发该数据包的单元；各个外地代理FA中装备的、把已进行了位置登记的移动终端发给对方终端的数据包转发给一方侧的外地代理FA的单元；和网关GW中装备的、向外部网络转发从外地代理FA转发给外部网络上的对方终端的数据包的单元。
12.一种移动网络，包括网关GW和多个外地代理FA，对与网关GW连接的外部网络上的对方终端和外地代理FA所收容的移动终端之间的通信进行中介，其特征在于，包括将网关GW和多个外地代理FA连接成以该网关GW打头的线状的多个链接单元；各个外地代理FA中装备的、对已进行了位置登记的移动终端的地址进行管理的访问者列表；各个外地代理FA中装备的、把从网关GW转发的数据包向下游侧的外地代理FA转发的单元；各个外地代理FA中装备的、在从网关GW转发的数据包是发给已进行位置登记的移动终端时、向所述移动终端转发该数据包的单元；各个外地代理FA中装备的、向上游侧的外地代理FA转发从已进行位置登记的移动终端发给对方终端的数据包的单元；和网关GW中装备的、向外部网络转发从外地代理FA转发给外部网络上的对方终端的数据包的单元。
全文摘要
提高移动网络的数据转发速度。包括将网关GW和多个外地代理FA连接成环状，GW接收从对方终端CN发给移动终端MNa的IP数据包的步骤(1)；GW向一方侧的链路L1转发接收数据包的步骤(2)；FA1向一方侧的链路L2转发接收数据包的步骤(3)；如果接收数据包的目标地址已登记在访问者列表中，则FA1再向MNa所连接的链路L4转发的步骤(4)；FA2向一方侧的链路L3转发接收数据包的步骤(5)；如果接收数据包的目标地址未登记在访问者列表中，则FA2直接结束的步骤(6)；和GW将接收数据包丢弃的步骤(7)。
文档编号H04L12/28GK1762131SQ20048000717
公开日2006年4月19日 申请日期2004年3月17日 优先权日2003年3月17日
发明者横田英俊, 久保健, 井户上彰, 井上真杉, 长谷川幹雄, 村上誉, 哈立德·马哈茂德 申请人:独立行政法人情报通信研究机构