专利名称：移动通信系统，路由器，移动节点和移动通信方法
技术领域：
本发明涉及IP(互联网协议)网络技术，具体涉及优选地适用于IP网络中的移动通信支持技术的移动通信系统、路由器、移动节点和移动通信方法。
背景技术：
近年，在步行或乘火车时，许多人都使用移动电话来接收诸如访问网站或电子邮件通信那样的通信服务。该通信服务是通过公知的IP协议来提供的。
当开发该IP协议时，与IP网络连接的所有终端，例如工作站和个人计算机(PC)，都设置在固定点，假定各终端均不用于移动用途。但是，移动通信技术的最新进展主要是可为与IP网络连接的终端提供移动通信服务。为了提供和管理这种移动通信服务，必须把专用IP地址动态地分配给IP网络中的各移动终端(以下也称为移动节点MN)。
IP地址的动态分配有两个原因一个原因是由于移动节点MN不能保持与IP网络的连续通信。也就是说，由于IP网络具有一种多级互连子网络(以下也称为“子网”)的结构，并且各移动节点MN均属于一个子网(以下称为“原始子网”)，因而当移动节点MN从原始子网移动到另一子网时，移动节点MN不能与属于相同原始子网的另一节点建立通信，并且移动节点MN和IP网络的通信中断。
需要动态分配的另一原因是非移动PC的用户不能建立通信，例如，发送指向诸如移动电话那样的移动节点MN的数据。作为一种解决方案，提供了各种用于移动通信的标准化IP协议。移动互联网协议版本4(Mobile Internet Protocol version 4)协议(例如，在网站“http//www.ietf.org/rfc/rfc2002.txt”上声明的内容，以下称为“参考文献1”)是上述用于移动通信的标准化IP协议中的一种，即使在移动节点MN变更IP网络中的连接点之后，该协议也允许该移动节点MN与IP网络进行通信。移动互联网协议版本4协议由美国标准化工作组IETF(互联网工程任务组The Internet Engineering Task Force)实现标准化。
以下，如果不作进一步说明，则移动互联网协议版本4将简称为“移动IPv4”。
近年，与IP网络连接的移动节点的急剧增加导致了IP地址耗尽的严重问题。为了解决该问题，对IPv6协议(互联网协议版本6协议(以下也称为IPv6)，例如，在网站“http//www.ietf.org/rfc/rfc2460.txt”上声明的内容，以下称为“参考文献2”)作了讨论，以提供更大数量的IP地址。IPv6使用分层地址，以便保留较大数量的IP地址，从而可有效地管理网络，减少网络负担。工作网络已开始通过IPv6进行通信。
分层地址具有128位长度前一半64位被分配给网络前缀；而后一半64位被分配给主机ID(标识符)。也就是说，分层地址是上述两种类型地址的组合。具体地说，如公式(W1)所示，128位分层地址由中间设有冒号的8组十六进制四位数来表示。
1040:0A23:0C10:0800:C02D:00FC:E09A:76BB...(W1)此处，网络前缀表示用于识别网络的ID(或网络地址)，主机ID表示主计算机、终端、路由器、端口或接口。并且，网络前缀由“地址/网络掩码长度”来表示，从而使上述公式(W1)可由例如下述公式(W2)来表示。
1040:0A23:0C10:0800:0000:0000:0000:0000/64...(W2)在公式(W2)中，各组四位数报头前面的“0”和连续的“0”可以省略，并且由冒号(:)中断的连续“0”由“::”来表示。因此，上述公式(W2)可由下述公式(W3)来表示。
1040:A23:C10:800:0:0:0:0/64...(W3)并且，省略由冒号中断的连续“0”，把公式(W3)变更为下述公式(W4)。
1040:A23:C10:800::/64...(W4)
对应主计算机需要目的地主计算机的完整IP地址，并且网络中的中继路由器仅使用分组的前缀，把分组转发到目的地。这样，IPv6(是指IPv6协议，不作进一步说明)保证了3.4×1028个IP地址(另一方面，32位IP地址数为4.3×109)。因此使用IPv6，可为移动电话、汽车导航系统和互联网设备提供IP地址。
为此，除了在网络中用于支持普通IPv4的移动IP协议以外，IETF还正在推进移动IPv6协议的标准化(例如，在网站“http//www.ietf.org/internet.drafts/draft-itself-mobileIP-IPv6-15.txt”上声明的内容，以下称为“参考文献3”)。移动IPv6能够支持在IPv6网络中移动的终端的通信，并且正在IEFT中进行讨论，以便在IETF RFC(评议请求Request for Comments)中实现标准化。
移动IPv6与移动IPv4的区别在于移动IPv6具有128位IP地址；报头被简化；以及给IP地址附加了扩展报头和选项(option)。并且，移动IPv6在与移动IPv4共存的情况下使用，并可在移动IPv4环境中通过移动IPv6进行通信。由于除了上述区别以外，移动IPv4与移动IPv6大体相同，因而以下将对移动IPv6进行说明。
如果网络支持IPv4和IPv6，则可在该网络中通过移动IPv4和移动IPv6进行通信。目前正在开发用于在移动IPv4和移动IPv6之间进行转换的技术。
除了IPv6的功能以外，移动IPv6还具有一个功能是，即使当移动节点MN移动到互联网的另一连接点时，也能继续通信。在IPv6网络中，当移动节点MN移动而变化互联网的连接点时，分配给移动节点MN的IP地址变更为新的IP地址，从而使对应节点发出的数据能到达变更前的地址。也就是说，移动IPv6具有对移动节点MN的移动进行管理的功能。
通过移动IPv6，作为移动节点MN的移动的结果，移动节点MN设定(或变更)在被访问连接点处使用的转交地址(care-of address，以下也称为CoA)，以便把CoA注册在本地代理(homeagent)HA中，该本地代理HA对本地网络中的移动节点MN的移动进行管理，在该本地网络中，移动节点通常建立与互联网的连接。之后，如果移动节点MN从被访问连接点移动到另一连接点，则移动节点MN向本地代理HA通报新的CoA，以便本地代理HA注册该新CoA，以更新移动节点MN的转交地址。
如果在本地代理HA和移动中的移动节点之间的距离较长，则本领域技术人员已指出一个问题是，转交地址的注册或更新要花较长时间。为了解决该问题，IETF提出了一种分层(多级)移动IPv6协议(例如，在网站“http//www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-hmIPv6-04.txt”上声明的内容，以下称为“参考文献4”)，该协议是移动IPv6的功能扩展版本。
有关作为移动IPv4的功能扩展版本的分层(多级)移动IPv4的说明，请参见网站“http//www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-3gwireless-ext-06.txt”(以下称为“参考文献5”)。
除非另作说明，分层(多级)移动IPv6协议和分层(多级)移动IPv4协议在以下说明中被分别称为分层移动IPv6和分层移动IPv4。
分层移动IPv6在被访问网络中引入了移动锚定点(以下称为“MAP”)，以使本地代理HA不知道移动节点MN的本地移动。这可实现高速路由切换，并可继续通信，而不用向本地代理HA通知位置注册消息(定位注册消息，注册消息)。
已经提出了许多参考文献以改进上述技术。
日本专利申请公开No.2002-64544(以下称为“参考文献6”)揭示了一种用于设定分布式路由的方法，该方法提供了一种IP移动性控制技术，该技术即使在大型网络中也能有效利用资源。参考文献6还旨在实现高速越区切换(高速切换)，这对常规IP移动性控制技术一直是个难点。
在移动IPv4中，分组(也称为IP分组或IP数据报)通常通过移动节点MN(移动终端)、本地代理HA、对应节点(correspondent node)CN(源节点)和经由本地代理HA的路径进行转发。相反，在参考文献6中，本地代理HA向对应节点CN和更接近于对应节点CN的终端适配器TA通知移动节点MN的当前位置，因而可减轻本地代理HA的负担，并可优化转发路径(采用捷径，不通过本地代理HA)。
参考文献6提到了在假定通过移动IP进行通信的情况下解决使用移动IP时遇到的问题的技术，但是参考文献6中的通信不是通过移动IP协议来进行的。
另一日本专利公开No.2894443(以下称为“参考文献7”)揭示了一种移动分组路由系统，该系统在路由器介入的情况下支持网络中的ATM(异步传输模式)主机的移动。参考文献7的另一目的是实现一种能使用应用程序来对ATM所特有的QoS(服务质量(由网络提供))保证进行控制的移动分组路由系统。除了保证ATM的QoS以外，参考文献7还旨在通过使用不途经路由器和本地代理HA的捷径来消除冗余路径，因而参考文献7中的系统可使各处理中的延迟最小。参考文献7使本地代理HA与ATM解析服务器合作，以便移动IPv4在ATM-LAN(局域网)中工作。
随后，将参照附图31至图35对移动IPv6进行更详细的说明。图31显示了用于在分层移动IPv6中注册移动节点MN的位置的过程步骤。图31的移动通信系统500支持分层移动IPv6，并由互联网50和网络101、102和103构成。互联网50是普通的互联网，并能通过IPv6进行通信。网络101是移动节点MN的本地链路(home link)，是移动节点MN通常所连接的。网络102和103分别与互联网50连接。网络101、102和103可以由同一电信公司提供，也可以由各自不同的电信公司A～C提供。网络101-103各自包括一个或多个路由器、移动节点和本地代理。
在图31中，路由器1通过IPv6把分组转发到目的地。移动节点MN是由电信公司A的用户所拥有的终端。移动节点MN支持分层移动IPv6(以下，移动节点也称为分层移动IPv6的移动节点MN)，并具有本地地址(例如，“100::10”)，该本地地址在与节点MN通常所连接的网络101通信时使用。移动节点MN和另一终端之间的通信是使用本地地址来进行的。移动节点MN决定网络101是移动节点MN自身所属的本地网络。也就是说，网络101是移动节点MN的本地链路。
本地代理HA管理本地网络101，并也支持移动IPv6。本地代理HA与本地网络101连接，并且当移动节点MN移动到另一网络的另一区域时，本地代理HA接收从移动节点MN发出的注册消息，以生成绑定高速缓存(保留移动节点MN的本地地址和CoA(地址，网络前缀等)的存储器)。本地代理HA取代移动节点MN来接收被指定给移动节点MN并已从另一终端发出的分组，并把收到的分组转发到表示移动节点MN移动后的当前位置的CoA。在引入分层移动IPv6的环境中，本地代理HA不具有特殊的扩展功能，从而在功能上与普通移动IPv6的本地代理HA相同。
网络102包括普通IPv6路由器和对应节点CN，该对应节点CN是与网络102连接的普通终端(例如，由通信公司B的用户拥有)，并建立通信以便把分组发送给移动节点MN。
网络103支持分层移动IPv6并包括路由器3～9。除了使用分层移动IPv6的分层寻址以外，路由器4还用作普通的路由器，并支持与接入路由器(路由器)6或7连接的终端。除了使用分层移动IPv6的分层寻址以外，路由器5(MAP 2)还用作普通的路由器，并支持与接入路由器8或9连接的终端。接入路由器6～9是普通的IPv6路由器。用于移动节点MN的无线通信的无线电天线部(未示出)可以与各个接入路由器6～9集成在一起，也可以独立于各接入路由器单独安装。
当移动节点MN从网络101移动到网络103时，移动节点MN与为分组转发而安装的路由器6无线连接，然后网络103把新IP地址(转交地址)自动分配给移动节点MN。移动节点MN向网络101处的本地代理HA通报所分配的转交地址。以下将参照图31中的处理(1)～(10)，对一系列过程步骤进行详细说明。网络和被访问网络中的路由器不限于图31所示的例子。
处理(1)移动节点MN从网络101移动到被访问网络103，进入接入路由器6的无线通信区域。
处理(2)移动节点MN接收由接入路由器6周期性发送或者响应于来自移动节点MN的请求而发送的路由器广告(router advertisement)消息(路由器广告)。路由器广告消息包括移动节点MN的连接链路的网络前缀(例如，“311::/64”)以及路由器4的地址(例如，“310::1”)。路由器4的地址作为由分层移动IPv6新定义的MAP选项。连接链路表示两个实体在无线区域中无线连接的物理状态。
处理(3)根据收到的路由器广告消息中的连接链路网络前缀，移动节点MN生成“LCoA1”(例如，“311::10”)，它是指由分层移动IPv6定义的“同链路”转交地址。
处理(4)根据收到的路由器广告消息中的路由器4的地址前报头64位，移动节点MN生成“RCoA1”(例如，“310::10”)，它是指由分层移动IPv6定义的“区域”转交地址。
处理(5)移动节点MN向路由器4发送位置注册消息(绑定更新BU)，以便把移动节点MN生成的RCoA1和LCoA1注册到路由器4内。
处理(6)移动节点MN向本地代理HA发送位置注册消息BU，以便把移动节点MN生成的本地地址和RCoA1注册到本地代理HA内。
处理(7)一旦收到在处理(5)中发布的位置注册消息BU，路由器4就根据位置注册消息BU的内容来生成绑定高速缓存，该绑定高速缓存是保留着RCoA1和LCoA1之间的对应性的存储器。
处理(8)一旦收到位置注册消息BU，本地代理HA就根据位置注册消息的内容来生成绑定高速缓存，该绑定高速缓存是保留着移动节点MN的本地地址和RCoA1之间的对应性的存储器。
处理(9)路由器4向移动节点MN发送注册响应消息(绑定确认BA)，通知注册完成。
处理(10)本地代理HA向移动节点MN发送注册响应消息(绑定确认BA)，通知注册完成。
已由另一终端发送给移动节点MN的数据到达网络101。此时，由于作为所发送数据的目的地的终端不在网络101内，因而本地代理HA对网络101的目的地终端进行检索，如果目的地终端不在网络101内，则本地代理HA把所发送数据转发到具有对应于目的地终端的转交地址的终端。这样，对应终端可自动地与移动节点MN进行通信(无需额外操作)，不管在网络101中有无移动节点MN。
以下将参照图32对图31的位置注册(定位注册，注册)后的分组转发的过程步骤进行说明，图32显示了通过分层移动IPv6转发分组的过程步骤。在图32中，与上述相同的标号表示与上述相同或大体相同的元件或部件。
处理(11)位于网络102中的对应节点CN(例如，具有地址“200::20”)向移动节点MN的本地地址发出一个指定给移动节点MN的分组。
处理(12)网络101的本地代理HA取代移动节点MN来截取所发出的指定给移动节点MN的分组。根据绑定高速缓存中的信息，本地代理HA把新的报头附加给被截取的分组(新地址的附加被称为“封装”)，从而使被截取分组的目标地址变更为RCoA1。
处理(13)本地代理HA把在前一处理(12)中封装的分组转发到RCoA1。
处理(14)路由器4截取由本地代理HA在前一处理(13)中转发的分组。根据绑定高速缓存中的信息，路由器4通过添加报头，把目标地址变更为LCoA1，报头来封装被截取的分组。
处理(15)路由器4把在前一处理(14)中封装的分组转发到LCoA1，因而移动节点MN接收到被封装的分组。移动节点MN从收到的分组中除去分别由路由器4和本地代理HA附加的报头，获得由对应节点CN发出的原始分组。
随后将参照图33，对图31的位置注册后产生的越区切换进行说明。
图33显示了MAP没有根据移动节点MN的连接点切换而变化时，与通过分层移动IPv6进行越区切换相关的过程步骤。在图33中，与上述相同的标号表示与上述相同或大体相同的元件或部件。
处理(21)移动节点MN在被访问网络103中从接入路由器6的无线通信区域移动到接入路由器7的无线通信区域。此处，当移动节点MN检测到从接入路由器7接收到的无线电信号水平高于从接入路由器6接收到的无线电信号水平时，移动节点MN把连接路由器从接入路由器6切换到接入路由器7。
处理(22)移动节点MN接收周期性发布或者响应于来自移动节点MN的请求而发布的路由器广告消息。路由器广告消息包括移动节点MN的连接链路的网络前缀(例如，“312::/64”)以及路由器4的地址(例如，“310::1”)。路由器4的地址是作为由分层移动IPv6新定义的MAP选项而提供的，并与参照图31所述的在处理(2)中使用的地址相同。
处理(23)根据收到的路由器广告消息中的连接链路网络前缀，移动节点MN生成LCoA2(例如，“312∷10”)。此处，由于路由器4的地址与参照图31所述的在处理(2)中使用的地址相同，因而与接入路由器6一样，移动节点MN识别为接入路由器7由接入路由器4支持。
处理(24)与图31中的处理方式相同，移动节点MN向路由器4发送位置注册消息BU，以便把移动节点MN新生成的RCoA1和LCoA2注册到路由器4内。此时，已在本地代理HA内注册的RCoA1无需变更，并且即使在移动节点MN移动到路由器7的无线通信区域之后也可继续使用，因而移动节点MN不向本地代理HA发送位置注册消息BU。
处理(25)一旦收到在前一处理(24)中发送的位置注册消息，路由器4就根据位置注册消息的内容来更新绑定高速缓存，以便保留RCoA1和LCoA2之间的对应性。
处理(26)路由器4向移动节点MN发送注册响应消息BA，通报更新完成。
与图32中的处理(11)～(13)方式相同，一旦完成移动节点MN的无线通信区域的越区切换，被指定给移动节点MN的分组就通过本地代理HA被转发到路由器4。路由器4截取和封装被转发的分组，从而使该分组指向具有地址LCoA2的路由器，该地址LCoA2是在移动节点MN的越区切换后生成的，然后路由器4把封装分组发送到适当的目的地LCoA2。结果，被转发分组通过接入路由器7到达移动节点MN。
以下将参照图34，对在参照图33所述的越区切换之后，当移动节点MN进一步移动，再次产生无线通信区域的越区切换时执行的过程步骤进行说明。
图34显示了MAP根据移动节点MN的连接点的越区切换而变化时，与通过分层移动IPv6进行越区切换相关的过程步骤。在图34中，与上述相同的标号表示与上述相同或大体相同的元件或部件。
处理(31)移动节点MN在被访问网络103中从接入路由器7的无线通信区域移动到接入路由器8的无线通信区域。此处，当移动节点MN检测到从接入路由器8接收到的无线电信号水平高于从接入路由器7接收到的无线电信号水平时，移动节点MN把连接路由器切换为接入路由器8。
处理(32)移动节点MN接收周期性发布或者响应于来自接入路由器8的请求而发布的路由器广告消息。路由器广告消息包括移动节点MN的连接链路的网络前缀(例如，“321::/64”)以及路由器5的地址(例如，“320::1”)。路由器5的地址是作为由分层移动IPv6新定义的MAP选项而提供的，但与参照图31所述的处理(2)中使用的地址不同。
处理(33)根据收到的路由器广告消息中的连接链路网络前缀，移动节点MN生成“LCoA3”(例如，“321::10”)。
处理(34)由于路由器5的地址与在图33的处理(22)中使用的地址不同，因而移动节点MN识别为接入路由器8由接入路由器5(不同于支持路由器7的路由器)支持。之后，移动节点MN根据收到的路由器广告消息中的路由器5的地址前报头64位来生成“RCoA2”(例如，“320::10”)。
处理(35)移动节点MN向路由器5发送位置注册消息BU，以便把由移动节点MN生成的RCoA2和LCoA3注册到路由器5内。
处理(36)由于需要把已在本地代理HA内注册的RCoA1变更为RCoA2，因而移动节点MN向本地代理HA发送位置注册消息BU，以便把移动节点MN生成的“RCoA2”注册到本地代理HA内。
处理(37)一旦收到在前一处理(35)中发送的位置注册消息，路由器5就根据位置注册消息的内容来生成绑定高速缓存，以便保留RCoA2和LCoA3之间的对应性。
处理(38)一旦收到在处理(36)中发送的位置注册消息，本地代理HA就根据收到的位置注册消息的内容来更新绑定高速缓存，从而使更新后的绑定高速缓存保留移动节点MN的本地地址和RCoA2之间的对应性。
处理(39)路由器5向移动节点MN发送注册响应消息BA，通报注册完成。
处理(40)本地代理HA向移动节点MN发送注册响应消息BA，通报注册完成。
与参照图33所述的方式相同，完成移动节点MN的无线通信区域的越区切换后，本地代理HA截取指向移动节点MN的分组。本地代理HA通过附加作为越区切换后的移动节点MN新地址的RCoA2来封装被截取的分组，然后把被截取分组转发到RCoA2。该被截取分组进一步由路由器5截取，路由器5对该分组进行再次封装，从而使该分组被指定给作为越区切换后的移动节点MN的新地址的LCoA3，然后把被截取分组转发到LCoA3。最后，该分组通过接入路由器8到达移动节点MN。
如图31～34所示，在分层移动IPv6中，即使在移动节点MN移动而改变了连接路由器时使用相同的MAP，在本地代理HA中注册的绑定高速缓存也无需变更，只有MAP中注册的绑定高速缓存才需更新。MAP通常位于被访问网络中，因而MAP的位置接近于移动节点MN。因此，对MAP中注册的绑定高速缓存进行更新所花的时间比由本地代理HA进行更新所花的时间短。
简言之，分层移动IPv6可减少发送到本地代理HA的位置注册消息BU的数据量，并可实现分组转发路由的高速切换。
但是，在通过分层移动IPv6进行通信期间，会在网络中出现资源利用效率极低的状态，以下将参照图35对该状态进行说明。
图35示出了通过分层移动IPv6进行通信时效率低下。在图35中，与上述相同的标号表示与上述相同或大体相同的元件或部件。与图31所示一样，图35中的移动通信系统500具有支持分层移动IPv6的网络103。在移动通信系统500中，n个移动节点MN(n是大于1的自然数)移动到路由器6的无线通信区域内，并且该n个移动节点MN各自均向路由器4发送位置注册消息BU，从而使路由器4为所有n个移动节点MN生成绑定高速缓存。指向各移动节点MN的分组由移动节点MN注册的本地代理HA(未示出)截取，然后本地代理HA封装被截取的分组，并把该分组转发到被访问网络103中的移动节点MN的RCoA。由于各移动节点MN的RCoA是根据路由器4的地址而生成的，因而各本地代理HA转发的分组总是到达路由器4而被截取，然后被封装，从而指向相应移动节点MN的“LCoA”(在路由器6的无线通信区域中使用的地址)。之后，该封装分组通过接入路由器6被转发到移动节点MN。
此处，考虑到用户使用移动节点MN来接收通信服务的情况，图35中的移动通信系统500的特征在于以下两点(Y1)和(Y2)。
(Y1)需要连续性、双向性、实时性和高速越区切换的通信服务被限于话音通信和电视电话通信等，并且占用一个无线通信链路的时间长度较短(约3～5分钟)。
(Y2)只有少许用户在乘坐火车或车辆时利用需要高速越区切换的通信服务，诸如在(Y1)所述的通信。
考虑到上述两点(Y1)和(Y2)，大多数通信服务(各通信服务均由用户在特定区域建立)都不会发生移动节点MN的无线通信区域的越区切换。也就是说，在图35的n个移动节点MN中，只有少量移动节点MN在通信期间产生从接入路由器6到接入路由器7的无线通信区域越区切换。
作为极限情况，n个移动节点MN中仅有一个移动节点MN在通信期间移动而产生越区切换，而剩余n-1个移动节点MN在接入路由器6的无线通信区域内完成通信，而不移动到接入路由器7的无线通信区域。在此情况下，路由器4从所有n个移动节点MN中的每一个移动节点MN处接收一条位置注册消息，以便为n个移动节点MN中的每一个移动节点MN生成绑定高速缓存，从而封装指向该移动节点MN的分组。但是，该系列处理仅对一个移动节点MN有利。相反，与剩余n-1个未产生通信区域越区切换的移动节点MN相关的接收位置注册消息、生成绑定高速缓存，以及分组封装就都白费了。
也就是说，与通过普通移动IPv6的通信相比，通过分层移动IPv6的通信使剩余n-1个移动节点MN消耗更多的网络资源。
假定路由器4可保留绑定高速缓存，即可支持多达n(自然数)个移动节点MN。当第(n+1)个移动节点MN移动到路由器6(或接入路由器7)的无线通信区域时，路由器4无法为第(n+1)个移动节点MN获取网络资源，这是因为所有的网络资源分配给了路由器4，即使仅有一个移动节点MN的网络资源得到有效利用。为此，路由器4拒绝为第(n+1)个移动节点MN生成绑定高速缓存，因而该移动节点MN在移动到接入路由器6(或接入路由器7)的无线通信区域之后不能继续通信。
作为解决方案，需要一种技术来防止网络资源白白耗费，从而避免移动节点MN不能在越区切换目的地的无线通信区域内继续通信的情况，因而可在分层移动IPv6网络中支持更大数量的移动节点MN进行通信。
并且，常规的分层移动IPv6网络需要布置大量的高性能MAP，尽管MAP的使用效率极低。此外，不断增加的设施成本给电信公司在管理、支持和维护网络方面带来负担。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种即使当移动节点高速移动时移动节点也能继续通信的移动通信方法、移动通信系统、以及在该移动通信系统中使用的路由器和移动节点。本发明的另一目的是使用该方法、系统、路由器和移动节点，在不改变现有网络构成的情况下提高网络资源的使用效率，并实现数据收发，减少分组丢失。
为了达到上述目的，作为第一个总的特征，提供了一种移动通信系统的移动通信方法，该移动通信系统包括移动节点MN，其保留着网络识别信息；以及多个多级互连路由器，其包括两个或多个接入路由器，各个接入路由器均能与移动节点MN通信连接；该移动通信方法包括以下步骤(a)在移动节点MN和作为多个接入路由器中之一的第一接入路由器之间建立通信；在移动节点MN处，(b)向多个多级互连路由器中的至少一个发出注册变更请求，以根据网络识别信息的变化，把移动节点MN与第一接入路由器6通信期间使用的第一临时地址变更为移动节点MN要在与多个接入路由器中的一个第二接入路由器进行通信时使用的第二临时地址；在多个多级互连路由器中的一个或多个分配路由器处，(c)根据在步骤(b)发布的注册请求，生成高速缓存，该高速缓存保留着彼此相关的第一临时地址和第二临时地址；以及(d)根据在步骤(c)生成的高速缓存，把指向第一临时地址的分组转发到第二临时地址。
采用该移动通信方法，即使当移动节点高速移动时，也可在不改变现有网络构成的情况下继续该移动节点的通信，并且还可提高网络资源的使用效率，改善数据收发，减少分组丢失。
作为一个优选的特征(X1)，步骤(c)可以包括提供所生成的高速缓存的步骤，该高速缓存保留着先前注册的第一临时地址和注册变更请求中包含包含的第二临时地址，第一临时地址与第二临时地址绑定；以及步骤(d)可以包括把指向第一临时地址的分组转发到第二临时地址的步骤，该分组是从对应节点CN发出的，并由一个或多个分配路由器接收。
作为另一优选特征(X2)，该移动通信方法还可以包括以下步骤在移动节点MN处，根据不同于第一和第二接入路由器的第三接入路由器的网络识别信息的改变(该改变是由移动节点MN的移动导致的)，生成要在移动节点MN和第三接入路由器之间的通信期间使用的第三临时地址，以便与第三接入路由器建立通信；向一个或多个分配路由器发出包含第一和第三临时地址的注册更新请求；分配路由器收到注册更新请求后，在高速缓存中对注册更新请求中包含的第一高速缓存进行检索；如果由分配路由器生成的高速缓存包含第一临时地址，则从注册更新请求中提取出第三临时地址；使第一临时地址与提取步骤中提取的第三临时地址相关，来更新高速缓存；以及取代移动节点MN来接收从对应节点CN发送的指向第一临时地址的分组，并根据高速缓存，把收到的分组转发到第三临时地址。
如果移动节点移动，改变与该移动节点通信的接入路由器，这些优选特征(X1)和(X2)各自可使通过互联网发送的数据到达分配路由器。
作为附加的优选特征(X3)，当多个移动节点与另一移动节点或服务器进行通信时，如果移动节点MN移动以使当前与移动节点MN进行通信的接入路由器发生改变，则第一个指定的移动节点MN可以发出注册变更请求，从而网络无需总是为移动通信保留网络资源。
作为另一优选特征(X4)，移动节点MN可以是移动终端；以及发出步骤(b)可以在网络中发生从第一接入路由器到第二接入路由器的移动节点MN的通信越区切换时执行。采用该优选特征，可提高网络资源的利用效率，以便支持移动通信服务，减少分组丢失。
作为另一优选特征，移动节点MN可以是移动终端；以及该方法还可以包括以下步骤在移动通信系统的网络中包含的一个或多个接入路由器处，向移动终端通报广告消息，该广告消息包含最后一个指定的接入路由器所在网络的网络识别信息；在移动终端处，根据广告消息中包含的最后一个指定的网络识别信息来生成第三临时地址；向本地代理HA发送包含第三临时地址的位置注册请求；在本地代理HA处，生成保留着移动终端的本地地址和第三临时地址之间的相关性的高速缓存；以及根据最后一个指定的高速缓存，把对应节点CN发出的包含第三临时地址的分组转发到移动节点MN。结果，可避免网络资源的使用浪费，并可保证移动节点在其移进而产生越区切换的通信区域中连续通信。
作为另一优选特征，如果该方法是通过一种移动协议，即即使当移动终端移动而改变与互联网协议网络的物理连接点时，也可使移动终端继续与互联网协议网络进行通信的移动协议来执行的，则移动终端能够与互联网协议网络进行通信，而不更新物理连接点，该更新由本地代理HA进行，因而该移动通信方法可支持大量移动节点。
作为另一优选特征，如果该方法是通过一种移动协议，即即使当移动终端移动而改变与互联网协议网络的物理连接点时，也可使移动终端继续与互联网协议网络进行通信的移动协议来执行的，则移动终端可以继续使用域名系统的内容，该域名系统保留着彼此相关的移动终端主机名和互联网协议网络的物理连接点改变前使用的第一临时地址。这可无需使用在网络中设置的大量高性能MAP。
作为第二个总的特征，提供了一种移动通信系统的移动通信方法，该移动通信系统包括移动节点MN，其保留着网络识别信息；以及多个多级互连路由器，其包括两个或多个接入路由器，各接入路由器均能与移动节点MN通信连接；该移动通信方法包括以下步骤在与作为多个接入路由器中之一的第一接入路由器进行通信的移动节点MN处，(e)检测网络识别信息的改变，该改变是由移动节点MN从第一连接点移动到第二连接点而产生的；(f)根据在检测步骤(e)中检测到的改变，向域名系统发送用于改变表示第一连接点的第一临时地址的注册变更请求，该域名系统保留着彼此相关的移动节点MN的主机名和第一临时地址；在域名系统处，(g)更新在域名系统中保留的内容；在对应节点CN处，(h)向域名系统发送有关与主机名相关的第一临时地址的查询；以及(i)把分组发送到第一临时地址。在该移动通信方法中，如果移动节点具有在移动节点移动后使用的临时地址，则对应节点可通过访问域名系统来获得移动节点的当前位置，从而可在不使用本地代理的情况下进行分组转发。
作为第三个总的特征，提供了一种在移动通信系统中使用的路由器，该移动通信系统包括移动节点MN，其保留着网络识别信息；以及多个多级互连路由器，其包括两个或多个接入路由器，各接入路由器均能与移动节点MN通信连接；该路由器包括高速缓存，用于保留用于在第一连接点处进行通信的移动节点MN的第一临时地址；第一接收部，用于在移动节点从第一连接点移动到包含该接入路由器的网络中的第二连接点之后，接收从移动节点MN发出的第一分组，并接收从对应节点CN发送的第二分组；变更处理部，用于在第一接收部接收到的第一分组包含用于把第一临时地址改变成第二临时地址的注册变更请求的情况下，把高速缓存中保留的第一临时地址改变成第二临时地址；以及第一发送部，用于根据把接收部中接收到的第二分组将要转发至的下一跳点节点的地址与第二分组中包含的被访问网络识别信息关联起来的路由信息，把第一接收部接收到的第二分组发送到由变更处理部从第一临时地址改变成的第二临时地址。采用该路由器，电信公司可降低设施成本，以便管理、支持和维护网络。
并且，可安全地保留和有效地使用资源。
作为一优选特征，移动节点MN可以是移动终端；如果第一接收部接收到的第二分组包含用于把第一临时地址改变成第二临时地址的注册变更请求，则变更处理部可以把高速缓存中保留的第一临时地址改变成第二临时地址；以及第一发送部可以根据路由信息把第一接收部接收到的第二分组发送到由变更处理部从第一临时地址改变成的第二临时地址，在该路由信息中，接收部中接收到的第一分组所要转发到的下一跳点路由器的地址与第二分组中包含的被访问网络识别信息向关联，并与表示下一跳点路由器是位于该路由器的上游还是下游的链路信息相关联。
作为另一优选特征，路由表可以保留第一信息，其使下一跳点路由器的地址与被访问网络识别信息相关联；以及第二信息，其使被访问网络识别信息与链路信息相关联；第一信息与第二信息相关联，从而可动态地保留网络资源。
作为另一优选特征，变更处理部可以根据注册变更请求的具体信息，把第一临时地址改变成第二临时地址。该具体信息被分类为以下(X5)～(X9)。
作为附加优选特征(X5)，变更处理部可以根据最后一个指定的信息，即与表示注册变更请求的目的地的第一临时地址相关的输出端口是否与路由表中保留的一个或多个输出端口中任何一个相对应，把第一临时地址改变成第二临时地址。
作为另一优选特征(X6)，变更处理部可以根据最后一个指定的信息，即为注册地址所需的资源容量，把第一临时地址改变成第二临时地址。
作为另一优选特征(X7)，自第一临时地址改变成第二临时地址起经过预定时间时，变更处理部可以撤销第一临时地址改变成到第二临时地址的改变。
作为另一优选特征(X8)，如果变更处理部接收到删除第二临时地址的请求，则变更处理部可以删除第二临时地址。
作为另一优选特征(X9)，如果变更处理部接收到删除第二临时地址的请求，则变更处理部可以删除第二临时地址，而如果变更处理部未接收到删除第二临时地址的请求，则自第一临时地址改变成第二临时地址起经过预定时间时，变更处理部可以撤销第一临时地址到改变成第二临时地址的改变。
采用上述优选特征(X5)～(X9)，可自动取消地址设定，因而也可避免资源使用浪费。
作为另一优选特征，第一发送部可以使用符合互联网协议版本6的目的地报头，把注册变更请求的报头发送到移动终端MN，从而可在不改变现有分组格式的情况下保留资源。
作为第四个总的特征，提供了一种在移动通信系统中使用的移动节点，该移动通信系统包括移动节点MN，其保留着网络识别信息；以及多个多级互连路由器，其包括两个或多个接入路由器，各接入路由器均能与移动节点MN通信连接；该移动节点MN包括路由器标识符保留部，用于保留这多个接入路由器中的一个接入路由器的标识符，该接入路由器当前正在与移动节点MN进行通信；第二接收部，用于接收分组；检测部，用于根据第二接收部接收到的分组中包含的网络识别信息以及路由器标识符保留部中保留的标识符，检测移动节点MN把与第一接入路由器的通信改变成与第二接入路由器的通信；以及第二发送部，用于在检测部检测到与第一接入路由器的通信改变成与第二接入路由器的通信的情况下，向多个多级互连路由器中的至少一个发送注册变更请求，该多级互连路由器保留着移动节点MN的第一临时地址，该地址是在移动节点MN和第一接入路由器之间进行通信时使用的，从而使第一临时地址改变成用于移动节点MN和第二接入路由器之间通信的第二临时地址。有利的是，只有当移动节点把与第一接入路由器的通信改变成与第二接入路由器的通信时，移动节点才可获得与使用第一临时地址时获得的相同结果。
作为第五个总的特征，提供了一种在移动通信系统中使用的移动节点，该移动通信系统包括移动节点MN，其保留着网络识别信息；以及多个多级互连路由器，其包括两个或多个接入路由器，各接入路由器均能与移动节点MN通信连接；该移动节点MN包括路由器标识符保留部，用于保留多个接入路由器中的一个接入路由器的标识符，该接入路由器当前正在与移动节点MN进行通信；第二接收部，用于接收分组；检测部，用于根据第二接收部中接收到的分组中包含的网络识别信息、路由器标识符保留部中保留的标识符、以及检测部接收到的信号质量，检测移动节点MN从与第一接入路由器通信改变成与第二接入路由器通信；以及第二发送部，用于在检测部检测到与第一接入路由器的通信改变成与第二接入路由器的通信的情况下，向第二接入路由器发送注册变更请求，以便把移动节点MN和第一接入路由器之间的通信期间使用的第一临时地址改变成用于在移动节点MN和第二接入路由器之间进行通信的第二临时地址。
采用该路由器，除非移动节点把与第一接入路由器的通信改变成与第二接入路由器的通信，否则不生成任何消息，因而在传输路径上不会产生不适当的业务量，从而可有效进行网络的管理和维护。
作为一优选特征，如果在多个多级互连路由器中未确定分配路由器，则第二发送部可以把注册变更请求发送到第一临时地址，而如果确定了分配路由器，则第二发送部可以把注册变更请求发送到分配路由器，这样，无论移动节点在哪里移动，网络都能为该移动节点提供通信服务。
作为另一优选特征，第二发送部可以使用IPv6逐跳选项报头(Ipv6hop-by-hop options header)和IPv6目的地报头中的至少一个，把注册请求的报头发送到第二临时地址，因而可减少分组丢失，确保移动节点的通信。
作为第六个总的特征，提供了一种移动通信系统，该移动通信系统包括移动节点MN，其保留着网络识别信息；以及多个多级互连路由器，其包括两个或多个接入路由器，各接入路由器均能与移动节点MN通信连接；多个多级互连路由器中的至少一个多级互连路由器用于把分组转发到移动节点MN，该多级互连路由器包括高速缓存，用于保留移动节点MN在第一连接点进行通信时使用的第一临时地址；第一接收部，用于在移动节点MN在包括该接入路由器的网络中从第一连接点移动到第二连接点之后，接收从移动节点MN发出的第一分组，以及从对应节点CN发送的第二分组；变更处理部，用于在第一接收部接收到的第二分组中包含用于把第一临时地址改变成用于在第二连接点进行通信的第二临时地址的注册变更请求的情况下，把高速缓存中保留的第一临时地址改变成第二临时地址；以及第一发送部，用于根据路由信息把第二分组发送到已由变更处理部从第一临时地址改变成的第二临时地址，在路由信息中，第一接收部接收到的第一分组所要转发到的下一跳点路由器的地址与第二分组中包含的被访问网络识别信息相关联；移动节点MN包括路由器标识符保留部，用于保留多个接入路由器中的一个接入路由器的标识符，该接入路由器当前正在与移动节点MN进行通信；第二接收部，用于接收第二分组；检测部，用于根据第二接收部接收到的分组中包含的网络识别信息以及路由器标识符保留部中保留的标识符，检测移动节MN点从第一连接点移动到第二连接点，从而移动节点MN把与第一接入路由器的通信改变成与第二接入路由器的通信；以及第二发送部，用于在检测部检测到与第一接入路由器的通信改变成与第二接入路由器的通信的情况下，向第二接入路由器发送注册变更请求，以把移动节点MN与第一接入路由器进行通信时使用的第一临时地址改变成移动节点MN和第二接入路由器之间进行通信时使用的第二临时地址。在该系统中，仅在移动节点实际移动从而改变了连接点时而才进行分层处理，从而减轻了网络负担。
作为一优选特征，多个多级互连路由器中的至少一个多级互连路由器可以设置在位于移动节点MN的第一临时地址和移动节点MN的第二临时地址之间的转发路径上的节点处，从而可降低网络设施成本。
由于本发明的移动通信系统包括多个多级互连路由器中的至少一个多级互连路由器，该多级互连路由器执行分组转发，包括高速缓存、第一接收部、变更处理部和第一发送部，并且该系统还包括移动节点，该移动节点包括路由器标识符保留部、第二接收部、检测部和第二发送部。采用该结构，本发明的移动通信系统可支持更大数量的移动节点的通信。
作为另一优选特征，变更处理部可以响应于由移动节点MN发出的注册请求而向移动节点发送确认响应，从而可改善通信服务，因为即使在移动节点移动而产生越区切换时，大量移动节点也能继续通信。
由以下的详细说明，结合附图，可以清楚地理解本发明的其他目的和更多特征。
图1示意性示出了根据本发明第一实施例的移动通信系统；图2是示意性示出根据第一实施例的移动节点的元件的方框图；图3是示出根据第一实施例的路由器的元件的方框图；图4是示出由根据第一实施例的图2所示移动节点执行的一系列过程步骤的流程图；图5是示出根据第一实施例由分配路由器执行的一系列过程步骤的流程图；图6示出了根据第一实施例的分配路由器的确定方式；图7至图10分别示出了根据第一实施例的路由器配置(第一例至第四例)；图11和图12分别示出了根据第一实施例的路由表的第一例和第二例；图13(a)示出了根据第一实施例的注册请求消息示例；图13(b)示出了根据第一实施例的注册响应消息格式示例；图13(c)示出了根据第一实施例的注册更新消息示例；图14示出了根据第一实施例的位置注册的过程步骤；图15示出了根据第一实施例在发生无线通信区域越区切换前执行的位置注册和分组转发的过程步骤；图16示出了根据第一实施例在位置注册后执行的与无线通信区域越区切换相关的过程步骤；图17示出了根据第一实施例在发生无线通信区域越区切换后的分组转发的过程步骤；图18示出了根据第一实施例在通信中改变接入路由器后进行的无线通信区域越区切换和分组转发的过程步骤；图19示出了根据第一实施例在第一次越区切换后与另一接入路由器下的另一次无线通信区域越区切换相关的过程步骤；图20示出了根据第一实施例在无线通信区域越区切换后把分组转发到接入路由器的过程步骤；图21示出了根据第一实施例的另一次无线通信区域越区切换和分组转发的过程步骤；图22示出了根据第一实施例在接入路由器的无线通信区域中执行的位置注册的过程步骤；图23示出了根据第一实施例的位置注册和另一分组转发的过程步骤；图24示出了根据第一实施例在位置注册后与无线通信区域越区切换相关的过程步骤；图25示出了根据第一实施例在发生路由器的无线通信区域越区切换后执行的分组转发的过程步骤；图26示出了根据第一实施例与从一个路由器的无线通信区域到另一路由器的无线通信区域的越区切换以及把分组转发到最后一个指定的路由器的无线通信区域中的移动节点MN相关的替代过程步骤；图27示意性示出了根据本发明第二实施例的IP网络；图28示出了根据第二实施例在接入路由器的无线通信区域中执行的DNS更新的过程步骤；图29示出了根据第二实施例的接入路由器的无线通信区域越区切换以及分组转发的过程步骤；图30示出了第一实施例的分配路由器用作接入路由器的示例；图31示出了分层移动IPv6中的位置注册的过程步骤；图32示出了分层移动IPv6中的分组转发的过程步骤；图33和图34分别示出了通过分层移动IPv6进行的无线通信区域越区切换的过程步骤；以及图35示出了分层移动IPv6中的通信效率低下。
具体实施例方式
以下将参照附图，对本发明的各种优选实施例进行说明。
(A)第一实施例图1示出了根据本发明第一实施例的移动通信系统。图1的移动通信系统200通过移动IPv4和移动IPv6来转发IP分组，并包括网络(以下也称为“本地网络”或“本地链路”)11，网络12和13以及互联网50。
网络11、12和13可以由各自不同的电线公司A-C管理，也可以由相同电信公司管理。网络11、12和13各自均可接收来自移动通信系统200中的其他网络的分组，并可把分组发送到移动通信系统200中的其他网络。互联网50可接收IP分组和发送IP分组，并可进行IPv6所支持的通信。
(1)移动通信系统200中的各节点的说明(1-1)移动节点MN移动节点MN将以作为电信公司A的用户的移动电话或移动终端为例。网络11已针对预定期间为移动节点MN提供了本地地址(固定地址)。当移动节点MN移动到网络13时，网络13为移动节点MN提供临时转交地址(以下也称为CoA)。之后，移动节点MN使用转交地址(临时地址)，与网络12中的对应节点CN(对应移动节点和对应移动终端)进行通信。
移动节点MN具有以下功能收发音频数据和其他类型数据；无线通信区域越区切换时生成新的CoA，并保留紧接在越区切换前使用的先前CoA；以及向移动通信系统200发送注册请求消息(注册变更请求)，从而使指向先前CoA的分组转发到新CoA。在发生越区切换的时候，移动节点MN才保留诸如高速缓存那样的资源，用于发送注册请求消息并进行越区切换。
移动节点MN不必支持分层移动IPv6协议和移动IPv6。而且在使用DNS(域名系统)的第二实施例(将参照图26～29进行说明)中，移动节点MN不必支持分层移动IPv6协议和移动IPv6。以下将对移动节点MN的元件或部件进行详细说明。
(1-2)路由器(分配路由器)4和5的功能(1-2-1)普通转发功能各分配路由器(转发点路由器，交叉点路由器)4和5根据本发明进行普通分组转发和(分组的)分配。
分配路由器4把从上行链路路由器3接收到的分组分配给下行链路路由器(接入路由器)6和7中的对应一个。
术语“上行链路”是指上游侧，即位于更接近互联网50的一侧的路由器(图1的路由器3)的连接链路(一个或多个物理无线通信链路)。
另一方面，术语“下行链路”是指下游侧，即更接近移动节点MN一侧的连接链路。也就是说，下行链路是指相对于移动节点MN在更接近的方向上设置的下一跳点路由器的转发链路的链路。
同样，分配路由器5把从上行链路路由器3接收到的分组分配给下行链路路由器(接入路由器)8和9中的对应一个。
分配路由器4和5各自均具有生成高速缓存，并根据生成的高速缓存把分组转发到新CoA的功能。分配路由器4和5在构成、功能和其他特征方面都相同，因而此处将着重于对分配路由器4进行说明，并省略对分配路由器5的重复说明。
(1-2-2)高速缓存生成功能分配路由器4检测从移动节点MN发出的注册请求消息，如果注册请求消息满足截取的要求(以下称为“截取要求”)，则分配路由器4截取注册请求消息。之后，分配路由器4对被截取消息的内容进行分析，并生成高速缓存，以把指向先前CoA的分组转发到新CoA。相反，如果注册请求消息不满足截取要求，则分配路由器4不截取该消息，并进行普通的路由操作，把该消息转发到原始目的地，即先前CoA。
分配路由器4把以下两点定义为截取要求，以便截取注册请求消息第一要求是，从移动节点MN发出的注册请求消息的目的地输出接口在下行链路中；第二要求是，如果分配路由器4可生成的高速缓存数目有限，则分配路由器4生成的高速缓存数目没有到达上限，并且为分配路由器4分配的未利用资源能生成高速缓存。
(1-2-3)把收到的分组转发到新CoA的功能除了用于移动IPv6的消息以外，移动通信系统200还具有用于以下各项的消息标识符，即位置注册消息(定位注册消息，注册消息)，注册更新消息，以及注册响应消息。
如果在保留了所生成的高速缓存时，分配路由器4接收到指向移动节点MN的先前CoA的分组，则分配路由器4根据所生成的高速缓存，把收到的分组转发到新CoA。
在本发明的移动通信方法中，首先，移动节点MN向接入路由器6-9中的一个(例如，接入路由器7)发送注册请求消息(注册变更请求)，从而根据网络前缀的改变，把移动节点MN移动前使用的先前转交地址改变成可使移动节点MN与接入路由器7(其不同于接入路由器6)无线连接的另一转交地址。
之后，分配路由器4生成绑定高速缓存，该绑定高速缓存保留着先前转交地址，其已被注册，并在移动节点MN移动前使用；以及新转交地址，其被包含在注册请求消息内，并在移动后使用，该新转交地址与先前转交地址绑定。
分配路由器4取代移动节点MN来接收从对应节点CN发出并指向移动节点MN的分组，然后把收到的分组转发到在移动节点MN移动后使用的新转交地址。
结果，本发明为与接入路由器6无线连接的多个移动节点MN中的一个或多个移动节点MN动态获取网络资源，该一个或多个移动节点MN移动到了其他接入路由器的无线通信区域，这样，移动的移动节点MN可进行无线通信区域的越区切换。
也就是说，即使当移动节点MN高速移动时，也可使移动节点MN继续通信，并可提高网络资源的使用效率，而无需改变网络构成，因而可实现有效的数据传输，减少分组丢失。
在移动通信系统200中，必须在从先前CoA到新CoA的分组传输路径上设置具有分组分配功能的至少一个路由器(以分配路由器4和5为例)。设置在接入路由器6～9的上行链路方向上的路由器4和5可用作具有分组分配功能的路由器。或者，接入路由器6～9各自均可以用作具有分组分配功能的路由器，以下参照图30进行说明。
分配路由器4和5不具有通过分层移动IPv6进行通信的功能。
(2)网络11网络11是移动节点MN的本地链路(本地网络)，并包括路由器1，移动节点MN(移动终端)，本地代理HA，以及基站BS，该基站BS是用于使移动节点MN和本地代理HA连接的一个示例。
如果网络11和13由各自不同的电信公司A和B管理，则移动节点MN从网络11访问网络13。
另一方面，如果同一电信公司A管理网络11和13，则移动节点MN与移动节点MN所属的网络建立通信。例如，电信公司A管理网络11和13，并且互联网50使本地代理HA所处的网络11的一部分与移动节点MN所连接的网络13的一部分连接，以形成移动通信系统200。此时，移动节点MN不与网络11，即本地链路连接，因而被识别为总是在本地链路外部移动。
在第一实施例和下述第二实施例中，网络11与移动节点MN无线连接。或者，移动节点MN可以通过线路与网络11连接。路由器1支持移动IPv6和/或移动IPv4，这与移动IP无关，并且不支持分层地址的本地代理HA也支持移动IPv6和/或移动IPv4。
移动IP把具有本地代理HA并具有与移动节点MN的本地地址相同的前缀的链路定义为“本地链路”，并且把本地链路以外的一个或多个链路定义为“外地链路”。在图1中，当移动节点MN在具有多个链路的网络11中从本地链路移动到另一链路时，由移动节点MN访问的网络被称为“外地链路”。
(2-1)路由器1路由器1参照由路由器1保留的路由表，通过IPv6把接收到的分组转发到该接收分组的目的地。
(2-2)基站BS基站BS接收来自移动节点MN的无线电信号，对收到的无线电信号进行解调，提取出收到的无线电信号中包含的分组，并把该分组转发到该分组的报头中包含的目的地。此外，如果通过互联网50接收到的分组的目的地是移动节点MN，则基站BS把收到的分组调制成无线电信号，并向移动节点MN发送该收到的分组。该无线电信号通信采用现有调制/解调和接入方式来进行。
移动节点MN并不总是通过基站BS与接入路由器6～9连接。或者，网络11必须包括本地代理HA，但是当移动节点MN总是在外地链路中并且从不返回到本地链路时，网络11不必包括基站BS。
(2-3)移动节点MN由于本地地址不表示移动节点MN的当前位置，因而当对应节点CN不知道当前位置时，位于另一网络13内的对应节点CN不能直接把分组发送到移动节点MN。为避免这种不便，网络11内的本地代理HA保留着移动节点MN的本地地址(例如，“100::10”)和转交地址(例如，CoA1)之间的对应性。
移动节点MN保留着网络前缀(网络识别信息)。即使移动节点MN移动到另一位置，分配给移动节点MN的本地地址也保持不变。本地地址是在移动节点MN和另一节点或终端之间的通信期间使用的。本地地址对应于诸如固定PC那样利用IP协议的计算机的IP地址，也就是说，对应于注册的住所或住宅。在所示的示例中，移动节点MN具有在网络11中使用的本地地址“100::10”。
图2是示出根据第一实施例的移动节点MN的元件的方框图。图2的移动节点MN包括无线电收发部41，接收处理器(第二接收部)40a，分组识别部40b，解封部40c，应用程序通信部40d，应用状态观察部40e，位置注册处理器(定位注册处理器，注册处理器)40f，以及发送处理器(第二发送部)40h。
用于收发无线电信号的无线电收发部41接收无线电信号，对收到的信号进行解调以提取出分组，并把提取出的分组输出到接收处理器40a。无线电收发部41还把从发送处理器40h输入的分组调制成无线电信号，并发送该无线电信号。
接收处理器40a接收从已移动到网络13中的移动节点MN发出的分组(第一分组)以及从对应节点CN发出的分组(第二分组)。然后，例如，接收处理器40a对从无线电收发部41接收到的分组数据进行纠错，并输出纠错后的分组。
分组识别部40b从接收处理器40a接收到的分组中提取出被分类为许多类型的消息，以便检测收到的分组类型。如果收到的分组是数据分组，则分组识别部40b把该分组输出到解封部40c；如果收到的分组是路由器广告消息或位置(定位)注册响应消息(以下简称为“注册响应消息”)，则分组识别部40b把该消息中包含的信息输入到位置注册处理器40f。
此处，路由器广告消息是包含接入路由器6～9(参见图1)所属网络的前缀的确认消息。接入路由器6～9各自均周期性地发出确认消息。移动节点MN接收确认消息，以获得当前与移动节点MN进行通信的接入路由器的网络前缀，这是因为移动节点MN使用的IP地址不能识别出基站BS。
或者，当移动节点MN请求时，接入路由器6～9各自均可以发出确认消息。当然，移动节点MN可以不在进行通信。此时，路由器广告消息指示出移动节点MN的当前位置。
注册响应消息由分配路由器发送给移动节点MN，以便通报分配路由器已生成下述绑定高速缓存。
位置注册处理器40f具有三个主要功能对移动节点MN的当前位置或当前无线通信区域进行识别；向接入路由器6～9中控制着移动节点MN的当前位置或当前无线通信区域的一个接入路由器发送注册请求消息；以及接收响应于注册请求消息而发出的注册响应消息。为了实现这三个功能，位置注册处理器40f包括路由器标识符保留部42b和移动检测器(检测部)42a。
路由器标识符保留部42b保留着接入路由器6～9中的一个接入路由器的IPv6地址，该接入路由器例如正与移动节点MN进行通信。也就是说，位置注册处理器40f保留接入路由器6～9中的一个接入路由器的信息，该接入路由器根据路由器广告消息正与移动节点MN进行通信。当移动节点MN要发出注册请求消息时，发送处理器40h读取接入路由器6～9中的一个接入路由器的信息，该接入路由器是注册请求消息的目的地，并且发送处理器40h把读取的信息插入到注册请求消息中。并且，当收到注册响应消息时，路由器标识符保留部42b把注册响应消息中包含的信息与保留信息进行比较，以确认接入路由器6～9中的已被注册的一个接入路由器被指定。
移动检测器42a根据接收处理器40a接收到的分组(路由器广告消息)中包含的网络前缀以及路由器标识符保留部42b中保留的一个接入路由器的IPv6地址，检测从接入路由器6～9中的一个接入路由器的无线通信区域到接入路由器6～9中另一接入路由器的无线通信区域的改变。
在移动节点MN与另一移动节点或服务器进行通信中，当移动节点MN移动到另一接入路由器的无线通信区域时，移动节点MN发出注册请求消息。
在本发明的移动通信方法中，只有已移动而产生无线通信区域越区切换的移动节点MN才发出注册请求消息，从而相应的分配路由器在越区切换时，响应于注册请求消息，仅为移动的移动节点MN生成高速缓存。结果，与使用分层移动IPv6的常规方式相比，可提高通信性能。
也就是说，只有当移动节点MN移动到另一小区并与另一移动节点、服务器等进行通信时，移动节点MN才发出注册请求消息。是否存在当前运行的通信应用程序或TCP对话确定了移动节点MN是否正在进行通信。本发明假定图2中的应用状态观察部40e对当前运行的通信应用程序或TCP对话的有无进行监视。
这种高速缓存的动态生成是采用以下两种发出注册变更请求的方式(Z1)和(Z2)中的一种来进行的(Z1)每当移动节点MN移动而产生无线通信区域越区切换时，发出注册变更请求；以及(Z2)当移动节点MN移动而产生无线通信区域越区切换时，只有在移动节点MN在通信中，才发出注册变更请求。
方式(Z2)比方式(Z1)更高效。
解封部40c从分组识别部40b输入的拆装分组中除去报头，并把收到的数据输出到应用程序通信部40d。
应用程序通信部40d进行话音通信和数据通信。应用状态观察部40e对当前运行的一个或多个应用程序(以下简称“应用程序”)进行控制或管理，例如，对当前由移动节点MN使用的物理或逻辑连接的状态进行控制和管理。
一旦移动检测器42a检测到无线通信区域的改变，发送处理器40h就向保留着移动节点MN在所检测到的改变之前使用的先前转交地址的实体发送注册请求消息，从而使先前转交地址改变成新的转交地址。
应用程序通信部40d与对应节点CN进行通信，并且向先前CoA发出位置注册消息。
生成不同的分组，其中一个分组包括从应用程序通信部40d输入的数据，以及从位置注册处理器40f输入的位置注册消息数据，并且这些分组被输出到无线电收发部41。以下将对应用程序通信部40d的目标地址进行更详细说明。
当还未确定分配路由器4或5时，发送处理器40h向无线通信区域改变前使用的先前转交地址发送位置注册消息。当路由器4被确定为分配路由器时，位置注册消息被发送到分配路由器4。因此，无论移动节点MN在哪里移动，移动通信系统200都可为移动节点MN提供通信服务。
发送处理器40h使用IPv6逐跳选项报头或IPv6目的地选项报头，用于发送位置注册请求消息(定位注册请求消息，注册请求消息)的报头，并接收注册响应消息。
这可减少分组丢失，并可实现可靠的通信。可在不改变现有分组格式的情况下进行操作以获取网络资源。
图4是示出根据第一实施例由图2的移动节点MN执行的一系列过程步骤的流程图。一旦收到分组(步骤P1)，移动节点MN识别该分组(步骤P2)，并判定该分组是否是注册响应消息(步骤P3)。如果收到的分组是注册响应消息，则过程步骤执行“是”分支，其中移动节点MN存储注册响应消息的源路由器的地址(步骤P8)，以完成过程步骤。相反，如果在步骤P3判定为收到的分组不是注册响应消息，则过程步骤执行“否”分支。并且，如果在步骤P4判定为收到的分组是路由器广告消息，则过程步骤执行“是”分支，这样，移动节点MN确认移动节点MN自身是否已移动(步骤P9)。在步骤P9，如果移动节点MN判定为移动节点MN还未移动，则过程步骤执行“否”分支并结束。另一方面，如果在步骤P9，移动节点MN判定为移动节点已移动，则执行“是”分支，从而生成新的CoA(步骤P10)。在下一步骤P11，检查应用程序是否在进行通信。如果有程序在进行通信，则过程步骤执行“是”分支，以保留先前CoA，并发送位置注册请求消息(步骤P12)。相反，如果没有程序在进行通信，则过程步骤执行“否”分支并结束。
如果在步骤P4判定为收到的分组不是注册响应消息，则过程步骤执行“否”分支，检查收到的分组是否是封装分组(步骤P5)。如果检查结果是否定的，则把收到的分组发送到应用程序通信部40d(图4中简称为“应用程序”)(步骤P7)，完成过程步骤。如果步骤P5的检查结果是肯定的，则过程步骤执行“是”分支，，拆装收到的分组(步骤P6)，然后结束。
在图4的过程步骤之后，进行根据第一实施例的移动通信。首先，图16所示的位于网络11中的移动节点MN移动到网络13。移动节点MN根据收到的无线电信号水平的变化而了解无线通信区域的变化。
之后，当移动到网络13的移动节点MN进一步从第一接入路由器(此处是接入路由器6)的无线通信区域移动到作为其余接入路由器7～9中之一的第二接入路由器的无线通信区域时，移动节点MN向第二接入路由器发送注册请求消息，以便把最后一次移动前使用的先前转交地址变更为移动后使用的新转交地址。
在图16的示例中，第二接入路由器，即注册请求消息的目的地是接入路由器7。当然，可以把注册请求消息发送到接入路由器8或9。
随后，根据接入路由器6和第二接入路由器(其余接入路由器7～9中的一个)的位置，把路由器4确定为分配路由器。分配路由器4是位于接入路由器6～9的上行链路上的通信节点，并且在下行链路方向上与第一和第二接入路由器连接。
分配路由器4生成具有先前转交地址和注册请求消息中包含的新转交地址之间的对应性的高速缓存，从而分配路由器4根据生成的高速缓存，把指向先前转交地址的分组转发到新转交地址。
着重于分配路由器4，常规路由器4(参见图31～35)需要通过分层移动IPv6进行分层寻址的处理。并且，常规路由器4对当前位于接入路由器6和7(第一和第二接入路由器)的无线通信区域中的多个移动节点MN进行分层寻址，因而该处理给常规路由器4带来较大负担。
在第一实施例的移动通信方法中，由于分配路由器4仅处理实际产生从接入路由器6到接入路由器7的无线通信区域越区切换的移动节点MN，因而可大幅减轻分配路由器4的负担。
此外，在当前运行的应用程序一直在进行通信时，如果分配路由器4仅注册产生了无线通信区域越区切换的移动节点MN的新转交地址，则可进一步提高分配路由器4的吞吐量。
如上所述，分配路由器4的负担减少将增加有效利用的网络资源。
(2-4)本地代理HA(参见图1)作为移动节点MN移动的结果，本地代理HA取代移动节点MN来接收从对应节点CN发送给移动节点MN的分组，并把收到的分组转发到指示了移动节点MN的当前位置的转交地址(临时地址)。本地代理HA具有本地地址“100::1”。
除了分组转发功能以外，本地代理HA还具有对网络11所属各节点或终端的当前位置进行管理的功能。为了实现位置管理，当移动节点MN，例如，从网络11移动到网络13中的无线通信区域时，本地代理HA指示移动节点MN从被访问网络13发出包含移动节点MN的当前位置信息的位置注册消息。
(3)网络13(参见图1)网络12与互联网50连接，并包括路由器2和对应节点CN(也称为“源终端”，“对应节点”和“对应终端”)。路由器2参照事先编制的路由表，通过IPv6把分组转发到指定的目的地。
对应节点CN是与网络12连接的普通终端(作为电信公司B的用户)，并与移动节点MN进行通信，把包含话音数据的分组发送到移动节点MN。
(4)网络13网络13通过互联网50与网络11和12进行通信，并包括路由器3，分配路由器(分配通信节点)4和5，以及路由器(接入路由器，或接入通信节点)6～9。路由器3～9用作通信节点。
(4-1)接入路由器6～9接入路由器6～9各自均可与已移动到该路由器的无线通信区域内的移动节点MN进行通信。在第一和第二实施例中，移动节点MN通过无线电基站与接入路由器6～9中的各方无线连接，然而该无线电基站未在附图中出现。该无线电基站包括用于收发无线电信号的天线，并用于收发无线电信号和对数据进行调制解调。该无线电信号通信可采用任何现有的调制/解调和接入方式进行。
(4-2)路由器3路由器3参照事先编制的路由表，通过IPv6把分组转发到指定的目的地。路由器3也可以用作互联网50和网络13之间的网关。
(4-3)分配路由器4和5的功能分配路由器4和5分别位于第一接入路由器6～9(第二接入路由器)的上行链路上，并在下行链路方向上与接入路由器6～9(第一接入路由器)中的各接入路由器连接。有关在下行链路方向上连接的一个或多个路由器的信息(下行链路信息)是由网络管理员根据移动通信系统200的配置而设定的。或者，可以通过自动交换路由信息来设定下行链路信息。
分配路由器4支持(也称为“控制”)移动节点MN，该移动节点MN与接入路由器6或7无线连接以进行通信。分配路由器5控制接入路由器8和9，并具有普通的路由功能，用于把收到的分组转发到根据收到的分组报头而指定的目的地。
分配路由器4还包括使路径与输入和输出分组对应的输出接口端口(输出接口，图中由“IF”表示)41、42和43，并通过输出IF 41、42和43来观察分组的输出和输入。参照在路由表20f(参见图11)中保留的信息来进行观察。为此目的，路由表20f保留网络前缀、下一跳点和下行链路，并使这三者相互关联。
同样，分配路由器5包括输出IF 51、52和53，用于观察分组的输出和输入。此处，输出IF 41位于分配路由器4的上行链路方向上；并且输出IF 42和43位于下行链路方向上。
(4-4)分配路由器4和5的构成以下将参照图3，对分配路由器4和5的构成进行更详细说明。
图3是示意性示出第一实施例的分配路由器4的方框图。图3的分配路由器4包括接收处理器(第一接收部)20a，分组识别部20b，注册请求消息接收器20c，高速缓存表20d，封装部20e，路由表20f，以及发送处理器(第一发送部)20g。
(4-4-1)接收处理器20a接收处理器20a接收从已移动到网络13中的移动节点MN发出的分组(第一分组)，以及从对应节点CN发出的分组(第二分组)。
(4-4-2)分组识别部20b分组识别部20b从接收处理器20a接收到的分组中提取出被分类为许多类型的消息。如果收到的分组具有表示该分组要被转发的标识符，则分组识别部20b把该分组输出到封装部20e；如果收到的分组是注册变更请求(注册请求消息)，则分组识别部20b把该分组输出到注册请求消息接收器20c。
发送注册请求消息是为了把移动节点MN移动前使用的先前转交地址变更为在移动后使用的新转交地址。当移动节点MN移动而使接入路由器7的无线通信区域切换为接入路由器6的无线通信区域(参见图1或图14)时，移动节点MN把注册请求消息发送到网络13中的多个路由器中的一个路由器(例如，接入路由器7)，从而把移动节点MN移动前使用的先前转交地址变更为移动后使用的新转交地址。此时，由于移动节点MN不必知道接收注册请求消息的目标路由器，因而移动节点MN临时地把注册请求消息发送到移动后与移动节点MN进行通信的接入路由器7，而不用识别目标路由器。
把位于接入路由器6～9的上行链路方向上的路由器选作目标路由器。示范性的目标路由器是分配路由器4，该分配路由器4在下行链路方向上与接入路由器6和接入路由器7连接，接入路由器6在移动节点MN移动前支持移动节点MN，而接入路由器7在移动后支持移动节点MN。
分配路由器可以在网络13中位于与接入路由器6～9相同的位置。
图30是示出第一实施例的接入路由器6用作分配路由器的示例图。
处理(1)移动节点MN从接入路由器6的无线通信区域移动到接入路由器7的无线通信区域，并根据接收无线电信号的水平，把连接路由器切换为接入路由器7。
处理(2)移动节点MN向网络13中的多个路由器中的一个路由器发送注册请求消息，请求把指向移动节点MN移动前使用的CoA1的分组转发到移动后使用的CoA2。
处理(3)注册请求消息在接入路由器6中终结。
处理(4)接入路由器6生成高速缓存，以定义把指向移动节点MN移动前使用的CoA1的分组转发到移动后使用的CoA2的设置。
在图30的例子中，接入路由器6用作分配路由器。与接入路由器6一样，分配路由器总是必须在下行链路方向上与另一路由器连接。图30的例子也适用于下述第二实施例。在图30中，与上述相同的标号表示与所述相同或大体相同的元件或部件。
(4-4-3)高速缓存表20d高速缓存表20d(图3)是用于保留在移动节点MN移动前使用的先前转交地址的存储器。当分组识别部20b接收到注册请求消息时，注册请求消息接收器20c在高速缓存表20d中写入在移动节点MN移动前使用的先前转交地址以及移动节点MN在移动后使用的新转交地址，这些转交地址包含在注册请求消息内，并且这两个转交地址相关联。高速缓存表20d是由，例如RAM(随机存取存储器)来实现的。
(4-4-4)注册请求消息接收器20c(4-4-4-1)转交地址变更功能如果接收处理器20a中接收到的分组包含用于把移动节点MN移动前使用的先前转交地址变更为移动后使用的新地址的注册请求消息，则注册请求消息接收器20c把高速缓存表20d中保留的先前转交地址变更为新转交地址。如果不存在保留了先前转交地址和新转交地址之间的相关性的高速缓存，则高速缓存表20d生成高速缓存。
结果，注册请求消息接收器20c对分组识别部20b所识别的注册请求消息进行分析，然后在高速缓存表20d中生成高速缓存，用于保留数据，以便把指向先前CoA的分组转发到具有新CoA地址的节点。此外，注册请求消息接收器20c为发出注册请求消息的移动节点MN生成注册响应消息，并把该注册响应消息输出到发送处理器20g。
该功能是由，例如未在图中出现的CPU(中央处理器)和控制器来实现的。
(4-4-4-2)地址变更判决信息注册请求消息接收器20c根据以下判决信息(L1)～(L5)，响应于注册请求消息来变更地址，并包括判决信息判断部22，用于判断各判决信息；以及定时器23，其可对预定时长进行计数。
判决信息判断部22对移动节点MN发出的分组的报头中包含的类型信息进行检测，以实施一种判定方式。具体地说，判决信息判断部22读取逐跳选项报头(参见下述图13(a))中包含的“类型区域”或者分组的目的地报头(参见图13(b)和13(c))，以确认所读取的类型对应于注册请求消息或删除请求消息。
信息(L1)判决信息判断部22根据与注册请求消息中包含的转交地址相对应的输出接口端口是否符合路由表20f中保留的任何一个或多个输出接口，确定是否生成高速缓存。
具体地说，当收到的注册请求消息的目标地址的输出接口与分配路由器4事先从其保留的多个输出接口中选择并设定的任何一个输出IF41～43相符时，注册请求消息接收器20c生成高速缓存。另一方面，如果目标地址的输出接口与输出IF 41～43中的任何一个不一致时，注册请求消息接收器20c采用与普通分组相同的方式，把注册请求消息转发到适当的目的地。
信息(L2)判决信息判断部22根据为注册新地址所需的资源量来确定是否变更地址。
也就是说，如果能保留注册新地址所需的资源，则注册请求消息接收器20c变更(或设定)新地址；相反，如果不能，则与普通分组一样，注册请求消息接收器20c把收到的分组转发到适当的目的地。注册新地址所需的资源以存储器容量为例。
信息(L3)自地址变更起经过预定时间时，注册请求消息接收器20c取消变更。
注册请求消息接收器20c使用定时器23来继续观察是否已经过了预定的时间。定时器23的一个示例是位于CPU中的定时器。自定时器23开始计数起经过预定时间时，撤销地址的变更。
信息(L4)如果注册请求消息接收器20c接收到删除所变更地址的删除请求消息，则删除高速缓存，从而删除所变更的地址。
如果注册请求消息接收器20c设定地址，然后接收到从移动节点MN发出的删除所设定消息的删除请求消息，则注册请求消息接收器20c撤销此时使用的地址设定。
信息(L5)如果注册请求消息接收器20c接收到删除所变更地址的删除请求消息，则删除所变更的地址，而如果注册请求消息接收器20c未接收到删除请求消息，则自地址变更起经过预定时间时，撤销地址的变更。
一旦注册请求消息接收器20c设定(或变更)地址，然后接收到从移动节点MN发出的删除所设定(或所变更)地址的删除请求消息，则注册请求消息接收器20c立即取消该地址的设定(或变更)。另一方面，如果注册请求消息接收器20c未接收到该删除请求消息，则在定时器23对预定时间进行计数后，注册请求消息接收器20c自动取消该地址的设定(或变更)。
因此，同时使用定时器23将按照预定时间间隔自动删除在高速缓存表20d中保留的数据。同时，注册请求消息接收器20c一直观察高速缓存表20d的数据量，并且如果收到的注册请求消息量大于自动删除的数据量(例如，收到的注册请求消息超过1000条)，则注册请求消息接收器20c向移动节点MN通报不能保留资源。
或者，注册请求消息接收器20c可以不进行处理，把注册请求消息转发到前面的生成高速缓存的分配路由器。
结果，可稳妥地保留资源并有效使用资源。
(4-4-5)封装部20e封装部20e(参见图3)参考高速缓存表20d，并变更从分组识别部20b输出的分组的目标地址，以生成新的报头，并封装该分组的报头和数据。然后，封装部20e输出封装分组。也就是说，封装处理是为数据提供新的报头。
(4-4-6)发送处理器20g
发送处理器20g根据使接收处理器20a接收到的分组将要被转发到的下一跳点路由器的地址与收到的分组的目标地址中包含的网络前缀相关联的路由信息，以及表示下一跳点路由器的位置是在分配路由器的上行链路还是下行链路的链路信息，把对应节点CN发出的分组发送到由变更配置部变更并在移动节点MN移动后使用的转交地址。发送处理器20g参照路由表20f来发送从封装部20e接收到的分组。
(4-4-7)路由表20f路由表20f是保留用于使分组的目标地址与该分组要输出到的路由器相关联的数据的存储器。路由表20f保留路由信息，其使接收处理器20a接收到的分组要被转发到的下一跳点路由器的地址与收到的分组中包含的目的地的网络前缀相关联；以及链路信息，其表示下一跳点路由器的位置是在分配路由器4的上行链路上还是在下行链路上。
图11示出了根据第一实施例的路由表20f的一个示例。图11的路由表20f具有用于以下各项的条目，即目的地前缀，下一跳点，输出接口，以及下行链路。下一跳点条目表示具有下一跳点功能的路由器或数据链路的一部分。具体地说，下一跳点是所接收到的分组将要转发到的路由器的地址。输出IF(接口)表示要转发的分组的输出端口。除了输出接口以外，路由表20f还判断输出接口是(YES)否(NO)在分配路由器4的下行链路上。
发送处理器20g根据路由信息，把分组发送到已由变更配置部20b、20c、20d、20e变更并在移动节点MN移动后使用的转交地址。
因此，由于分配路由器4对移动节点MN的转交地址(该地址是在移动节点MN移动后使用的)进行确认，因而分配路由器4接收例如由本地代理HA已发送到在移动节点MN移动前使用的转交地址的分组的报头，并把收到的分组的报头变更为在移动后使用的转交地址，以确保准确的分组转发。
图11的路由表20f的表达规则把下行链路信息与路由信息集成在一起。符号变换可以由路由器的普通符号变换以及与普通符号变换不同并使输出接口与下行链路相关联的其它表而构成。在此情况下，分配路由器4在执行普通分组路由时，在路由表中进行检索，并且在确定输出接口时，一旦确定了输出接口，就在保留着下行链路信息的另一表中进行检索，以根据确定的输出接口来判断所确定的输出接口是否在下行链路上。
只有接收注册请求消息需要参照下一跳点、输出接口和下行链路信息。接收普通分组仅需参照下一跳点。
与路由表20f类似，如图12所示，在分配路由器5中包含的路由表20f’保留着由普通路由器包含的路由表信息，并还保留着各对应输出接口的下行链路信息。接口52和53位于分配路由器5的下行链路接口处。
因此，可动态获取网络资源。
(4-4-8)变更配置部20b、20c、20d、20e如果接收处理器20a接收到的分组包含用于把移动节点MN移动前使用的转交地址变更为移动后使用的另一转交地址的注册变更请求，则变更配置部20b、20c、20d、20e把在移动前使用并在高速缓存表20d中保留的第一个指定的转交地址变更为在移动后使用的第二个指定的转交地址。并且，如果高速缓存表20d没有保留第一指定的转交地址，则变更配置部20b、20c、20d、20e立即向高速缓存表20d通报注册变更请求的内容。
变更配置部20b、20c、20d、20e是由分组识别部20b、注册请求消息接收器20c、高速缓存表20d和封装部20e进行合作来实现的。
(4-5)分配路由器的确定方式图6示出了第一实施例的分配路由器的确定方式。图6的网络13分三级由接入路由器10～17至路由器3构成。图6中的暗色路由器用作本发明的分配路由器。
具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件，因而此处省略任何重复说明。接入路由器6～9可以不用作接入路由器。
移动节点MN在移动前与接入路由器10连接，并移动而与接入路由器14连接。当移动节点MN移动而开始与接入路由器14连接时，移动节点MN通过接入路由器14向上行链路侧发送注册请求消息。接入路由器14确认为，移动节点MN在移动前后使用的两个地址都不由接入路由器14控制，然后把注册请求消息发送到上行链路接入路由器8。接入路由器8采用与网络13执行的相同方式，对所转发的分组中包含的注册请求消息的内容进行分析，以检查这两个地址是否由接入路由器8控制。之后，接入路由器8还把转发的分组发送到分配路由器5，该分配路由器5对该分组进行相同的检查，并把该分组转发到路由器3。一旦收到转发的分组，路由器3就确认为，在移动前后分别与移动节点MN连接的接入路由器10和14由路由器3控制，这确认了路由器3自身是分配路由器。
(4-6)分配路由器的配置用于分配分组的一个或多个分配路由器位于接入路由器6～9的上行链路上。具体地说，在图1中，分配路由器4位于接入路由器6和7之间；分配路由器5位于接入路由器8和9之间。并且，分配路由器4和5位于接入路由器6和8之间，以及接入路由器6和9之间。分配路由器4和5位于接入路由器6～9的上行链路侧，并且使接入路由器6～9中的任意两个接入路由器连接的路径总是包括分配路由器4和5之一或者分配路由器4和5两者。
也就是说，移动通信系统200可以包括位于从移动节点MN移动前使用的地址到移动后使用的另一地址的分组转发路由(路径)上的节点(例如，路由器、PC或工作站)处的分配路由器4和5中的至少一个。分配路由器的这种配置可降低移动通信系统200的成本。
图7至图10分别示出了根据第一实施例的路由器的配置。在这些图中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件。分配路由器(暗色)的配置分为四种形式。路由器3～5用作网络13a中的分配路由器(图7)；网络13b中的接入路由器6～9(图8)；网络13c中的路由器4～9(图9)；以及网络13d中的所有路由器3～9(图10)。
各图中的输出IF(接口)61、71、81和91是输入和输出分组所经过的路径的接口端口，并对要输入或输出的分组进行观察。
移动通信系统200中的路由器(图1)采用树拓扑结构进行配置，但不限于树拓扑结构。或者，移动通信系统200可以包括与互联网50通信连接的多个网关。
(4-7)收发消息的格式图13(a)示出了第一实施例的注册请求消息的一个示例。图13(a)所示的注册请求消息的报头由IPv6报头和逐跳选项报头构成。此处，IPv6报头是所有分组所共有的基本部分，而逐跳选项报头是写入分组转发路径上所有路由器执行的处理所用的数据的部分。并且，逐跳选项报头包括类型值，用于确认逐跳选项报头是注册请求消息；以及已生成高速缓存的寿命。逐跳选项报头中的IPv6目标地址表示在移动节点MN移动前使用的CoA1，而对应地址(对应节点CN的地址)表示要在移动后使用的CoA2。
图13(b)示出了第一实施例的注册响应消息的格式。图13(b)的注册响应消息包括IPv6报头和目的地选项报头，该目的地选项报头表示由目的地主机执行的处理。此处，IPv6目标地址表示CoA2，而对应地址表示分配路由器4。目的地选项报头的内容包括类型值，用于确认目的地选项报头是注册请求消息；以及已生成高速缓存的寿命。
图13(c)示出了第一实施例的注册更新消息的一个示例。图13(c)的注册更新消息的报头包括IPv6报头和目的地选项报头，该目的地选项报头表示由目的地主机执行的处理。此处，分配路由器4和CoA3分别写作IPv6目标地址和对应地址。目的地选项报头的内容包括类型值，用于确认目的地选项是注册更新消息；要更新的高速缓存的地址CoA1；以及已生成高速缓存的寿命。
(4-8)在分配路由器4和5中执行的处理图5是示出第一实施例由分配路由器4执行的一系列过程步骤的流程图。分配路由器5执行与分配路由器4大体相同的过程步骤，因而此处省略任何重复说明。并且，分配路由器5和具有分配功能的另一路由器3也执行与图5中的分配路由器大体相同的过程步骤。
一旦收到分组(步骤Q1)，分配路由器4就识别该分组(步骤Q2)，并判断该分组是否是注册请求消息(步骤Q3)。如果该分组是注册请求消息，则过程步骤执行“是”分支，从而使主控制器(未示出)参照路由表和高速缓存表20d中保留的下行链路信息(步骤Q4)，并检查与消息的目标地址相对应的输出接口(输出IF)是否在分配路由器4的下行链路上(步骤Q5)。如果对应输出IF在下行链路上，则过程步骤执行“是”分支，从而分配路由器4对注册请求消息进行处理(步骤Q6)，并且在高速缓存表20d内设置地址(步骤Q7)。
在步骤Q3，如果判断为收到的分组不是注册请求消息，则过程步骤执行“否”分支，从而主控制器参照高速缓存表20d(步骤Q8)，以检查高速缓存表20d是否保留了与收到的分组的目标地址相对应的数据(步骤Q9)。如果高速缓存表20d保留了对应数据，则对收到的分组进行封装(步骤Q10)。之后，分配路由器4参照路由表(步骤Q11)把该分组发送到目标地址(步骤Q12)。
另一方面，如果在步骤Q5判断为对应输出接口不在下行链路上，则过程步骤执行“否”分支，以执行步骤Q11和后续的步骤。如果步骤Q9的结果是否定的，则过程步骤执行“否”分支，以执行步骤Q11。
采用上述方式，各个路由器读取接入路由器6～9中的任何一个接收到的注册请求消息，这些路由器中对移动节点MN移动前后与移动节点MN连接的两个路由器进行控制的一个确认用作分配路由器，从而根据注册请求消息中的信息来更新其中的高速缓存表20d。
因此，分配路由器4为移动节点MN设定(或变更)绑定信息，从而在用于分配分组的分配路由器4中设定保留绑定信息的功能，该功能通常在本地代理HA中设定。
结果，当移动节点MN在图1的移动通信系统200中从接入路由器6的无线通信区域移动到接入路由器7的无线通信区域时，接入路由器7使注册请求消息从移动节点MN转移到位于互联网50中的接入路由器的上行链路上的分配路由器4(也就是说，接入路由器7把注册请求消息转发到分配路由器4)。作为注册请求消息的跳点目的地的分配路由器4检查在移动节点MN移动前后与移动节点MN进行通信的接入路由器6和7是否由分配路由器4控制。如果检查结果是肯定的，则分配路由器4把在移动前用于通信的先前转交地址CoA1变更为在移动后使用的新转交地址。并且，从整个移动通信系统200来看，从移动节点MN发送注册请求消息，并由移动通信系统200中的路由器来处理所发送的注册请求消息，可实现转交地址的动态设定。
在发生移动节点MN的无线通信区域越区切换时，移动通信系统200中的路由器动态地改变设定，以便把指向移动节点MN在越区切换前使用的CoA的分组转发到移动后使用的另一CoA。
因此，分配路由器4不必设定(或更新)绑定高速缓存或对从所有移动节点MN发送的所有注册消息进行封装。也就是说，分配路由器4仅需要对在特定区域产生了无线通信区域越区切换的移动节点MN进行绑定高速缓存更新和封装。此外，分配路由器4仅为产生了越区切换的移动节点MN获取资源，因而不再需要在常规技术中所需的多级代理和绑定高速缓存。分配路由器4不会由于资源缺乏而拒绝移动节点MN的接入。
可增加由分配路由器4支持的移动节点MN的数量。作为越区切换的结果，更多移动节点MN可在被访问网络的无线通信区域中接收服务，因而可提高通信服务质量。
并且，因此，移动通信系统200可支持在高速移动中的移动节点MN的通信，并可减少分组丢失，从而也可降低管理和维护成本。
图1的移动通信系统包括移动节点MN；网络11，其具有本地代理HA；以及网络13，其具有多个接入路由器6～9。在移动通信系统200中，以分配路由器4和5为例的一个或多个路由器位于接入路由器6～9的上行链路上，以便把分组转发到合适的目的地。
在所示例中，路由器4和5需要高速缓存表20d和变更配置部20b、20c、20d、20e来实现环回和分配分组，而接入路由器6～9不必包括高速缓存表20d或变更配置部20b、20c、20d、20e。
如上所述，分配路由器4和5各自均包括高速缓存表20d，接收处理器20a，变更配置部20b、20c、20d、20e，以及发送处理器20g。移动节点MN包括路由器标识符保留部42b，接收处理器40a，移动检测器42a，以及发送处理器40h。
并且，路由器的变更配置部20b、20c、20d、20e响应于移动节点MN发出的注册请求，向移动节点MN发送确认响应。
(5)在移动通信系统200中执行的操作说明以下将对在移动通信系统200中执行的移动通信方法进行说明。首先，将参照图14和图15，对从接入路由器6的无线通信区域到接入路由器7的无线通信区域的越区切换进行说明。
图14示出了第一实施例的位置注册(定位注册或注册)的过程步骤，这些步骤是当移动节点MN移动到移动通信系统200中的接入路由器6的无线通信区域时执行的。图14的位置注册的过程步骤与上述参照图1所述的通过普通移动IPv6在本地代理HA中执行的过程步骤相同。
在图14中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件，因而此处省略任何重复说明。在该说明中，移动节点MN在移动前后的位置是示例，当然，移动节点MN可以移动到此处所述以外的路由器的无线通信区域。
处理(1)移动节点MN从网络11访问网络13(参见图中的虚线)，以便移动到接入路由器6的无线通信区域。
处理(2)移动节点MN接收由接入路由器6周期性发送或者响应于来自移动节点MN的请求(最后一个指定的请求对应于图15和图18中的路由器请求)而发出的路由器广告消息。路由器广告消息包括与移动节点MN的当前连接链路对应的网络前缀(“311::/64”)。路由器广告消息不包括分配路由器4的地址(例如，图31的MAP1)。这与分层移动IPv6不同。
连接链路表示物理链路，而网络前缀表示逻辑链路。因此，例如可把多个网络前缀分配给同一频率信道。
处理(3)移动节点MN根据接收到的路由器广告消息中包含的连接链路网络前缀来生成CoA1(例如，“311::10”)。
处理(4)移动节点MN向本地代理HA发送位置注册消息BU，以把移动节点MN生成的CoA1以及本地地址注册在本地代理HA中。
处理(5)一旦收到在先前步骤(4)发出的位置注册消息BU，本地代理HA就根据位置注册消息BU的内容来生成绑定高速缓存。生成的绑定高速缓存保留了本地地址和CoA1之间的相关性。
处理(6)本地代理HA向移动节点MN发送注册响应消息BA，以便向移动节点MN通报接受了注册。
在完成处理(6)后，本地代理HA截取由对应节点CN发送给移动节点MN的本地地址的分组，然后进行封装从而指向移动节点MN的CoA1，并转发到CoA1(这些处理未示出)。
与分层移动IPv6相比，在移动IPv6中，分配路由器4不对封装分组进行再次封装。也就是说，分配路由器4不把绑定高速缓存写入MAP1，而是通过参照图31所述的分层移动IPv6写入。
图15示出了第一实施例在无线通信区域越区切换前执行的位置注册和执行的后续分组转发的过程步骤。此处，对接入路由器6的无线通信区域中的移动节点MN进行位置注册，并且把对应节点CN发出的分组转发到移动节点MN。在图15中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件，因而此处省略任何重复说明。
首先，移动节点MN移动到接入路由器6的无线通信区域(步骤A1)，并向接入路由器6发送路由器请求(步骤A2)。一旦收到路由器请求，接入路由器6就向移动节点MN发送路由器广告消息(步骤A3)。一旦收到路由器广告消息，移动节点MN就对移动节点MN自身移动到另一无线通信区域的情况进行检测，并生成CoA1(步骤A4)。之后，移动节点MN向网络11中的本地代理HA发送用于请求更新绑定高速缓存的消息BU(步骤A5)。收到该消息将后，本地代理HA生成绑定高速缓存(步骤A6)，并向移动节点MN发送确认响应(绑定确认)(步骤A7)。采用这些步骤，即使在移动节点MN移动后，也可注册移动节点MN的当前位置。
接着，网络12中的对应节点CN向移动节点MN发送分组(步骤A8)。本地代理HA接收(截取)并转发该分组，以把该分组发送到移动节点MN(步骤A9)。因此可以确保分组的转发。
并且，即使各路由器的通信区域中的一个或多个移动节点发生变化时，也能确保进行位置注册和分组转发。
图16示出了第一实施例在图14的位置注册后执行的无线通信区域越区切换的过程步骤。
处理(1)移动节点MN在被访问网络13中从接入路由器6的无线通信区域移动到接入路由器7的无线通信区域(参见虚线)。当移动节点MN检测到从接入路由器7接收的无线电信号水平高于从接入路由器6接收的无线电信号水平时，移动节点MN把连接点从接入路由器6切换到接入路由器7。
处理(2)移动节点MN接收由接入路由器7周期性发送或者响应于来自移动节点MN的请求而发出的路由器广告消息。路由器广告消息包括与移动节点MN的当前连接链路对应的网络前缀(例如，“312::/64”)。此处，与分层移动IPv6不同，路由器广告消息不包含分配路由器4的地址(图31中的MAP1)。收到路由器广告消息后，移动节点MN检测网络前缀的变化。
移动节点MN请求把另一移动节点MN的用户发送给该移动节点MN的数据指向接入路由器7而不是接入路由器6。为此，当移动节点MN从接入路由器6的无线通信区域移动到接入路由器7的无线通信区域时，移动节点MN请求把该数据的目的地从移动前使用的接入路由器6变更为移动后使用的接入路由器7。
移动节点MN具有在移动前处于接入路由器6的无线通信区域中时使用的老地址CoAw(w是等于或大于1的自然数)。移动节点MN必须仅保持一个用于在其建立当前通信的无线通信区域中进行通信所使用CoA。一旦移动节点MN完成通信，移动节点MN就仅须保留通信结束时其所在的无线通信区域的新CoA。
在图16的例子中，如果移动节点MN没有关于分配路由器4等的信息，则移动节点MN可以向先前的路由器或缺省路由器发送这样的请求，该先前路由器的地址保留在移动节点MN中。
处理(3)移动节点MN根据收到的路由器广告消息中包含的连接链路网络前缀来生成CoA2(例如，“312::10”)。此时，移动节点MN在移动前不会删除在接入路由器6的无线通信区域中进行通信期间使用的CoA1。
处理(4)移动节点MN向与互联网50通信连接的多个路由器中的一个或多个路由器发送注册变更请求，以请求网络13把指向移动前使用的CoA1的分组转发到移动后使用的CoA2。
也就是说，移动节点MN根据网络前缀的变化，把用于注册在移动节点MN的移动目的地使用的另一转交地址的注册请求消息发送到与接入路由器6不同的第二接入路由器7。
例如，如图13(a)所示，注册请求消息的报头是由IPv6报头和逐跳选项报头构成的。此处，IPv6报头是所有分组所共有的基本部分，而逐跳选项报头是写入由分组转发路径上的全部路由器执行的处理所用的数据的部分。具体地说，逐跳选项报头包括类型值，用于确认逐跳选项报头是本发明的注册请求消息；以及要生成的高速缓存的寿命。逐跳选项报头中的IPv6目标地址表示在移动节点MN移动前使用的CoA1，而对应地址表示在移动后使用的CoA2。
之后，移动节点MN向属于网络13的路由器发送包含请求的数据，请求保留与本地代理HA中保留的绑定高速缓存相对应的信息。根据分别在移动前后与移动节点MN进行通信的接入路由器7和接入路由器6之间的位置关系，确定数据要发送到的路由器(图14中的分配路由器4)，该路由器是已收到注册请求消息的多个路由器中的一个路由器。为了确定该一个路由器，收到该消息的上述各路由器均检查该路由器自身是否符合一个或多个对应于该一个路由器的预定规则。如果路由器符合预定规则，则该路由器确认自己就是该一个路由器。因此，所确定的路由器并不是确定的与互联网50通信连接的路由器。
如果分组指向路由器的下行链路，也就是说，如果路由器对收到的分组进行检查，并且检查结果发现收到的分组的目的地为路由器的下行链路，则该路由器确认为是应生成高速缓存的路由器。也就是说，如果收到的分组须转发到路由器的下行链路，则使分组环回的路由器确认为是具有使分组环回的功能的路由器，然后生成高速缓存。
此处，在下行链路方向上与接入路由器6和第二接入路由器7通信连接的分配路由器4生成高速缓存，该高速缓存保留了在移动节点MN移动前使用的转交地址与在移动后使用并在注册请求消息中包含的另一转交地址之间的对应性。
处理(5)由于注册请求消息指向CoA1，因而该消息被传送到位于接入路由器6的下行链路上的一个或多个路由器(移动节点MN)。当注册请求消息在传送途中通过分配路由器4时，进行以下处理。
处理(5-1)分配路由器4对注册请求消息的逐跳选项报头进行分析。
处理(5-2)根据在逐跳选项报头中保留的类型值，分配路由器4检测到该分组是本发明的注册请求消息。
处理(5-3)分配路由器4确认作为注册请求消息的目标地址的CoA1，并在路由表中进行检索(参见图11或图12)。
处理(5-4)作为检索结果，分配路由器4确认CoA1是“311::10”并且目的地前缀“311::/64”是与CoA1匹配的条目。
处理(5-5)分配路由器4确定接口42，要通过接口42输出注册请求消息。但是，由于对应的下行链路信息是“是”，从而使下一输出进行到下行链路侧，因而分配路由器4截取注册请求消息，而不把该消息转发到目的地，并开始高速缓存生成操作。
另一方面，如果注册请求消息的下一输出不进行到下行链路侧，则分配路由器4不截取注册请求消息，并通过进行普通路由操作来把该注册请求消息转发到目的地。
处理(5-6)分配路由器4确认由移动节点MN发出的注册请求消息的目的地位于分配路由器4的下行链路。
参照图16，根据被截取注册请求消息中的IPv6报头中表示的对应地址CoA2和目标地址CoA1，分配路由器4生成高速缓存，在该高速缓存中写入表示接入路由器7的数据(“312::10”(CoA2))，移动节点MN处在接入路由器7的无线通信区域中。之后，当分配路由器4从互联网50接收到指向移动节点MN的数据时，分配路由器4把该数据转发到接入路由器7而不是接入路由器6。
高速缓存的寿命是参照逐跳选项报头中登记的寿命而确定的。或者，分配路由器4的策略可以延长或缩短高速缓存的寿命。
处理(7)分配路由器4向移动节点MN发送注册响应消息，以向移动节点MN通报接收到了注册请求消息。
处理如图16所示，移动节点MN接收注册响应消息，从而确认分配路由器4已生成高速缓存，然后从收到的信息的对应地址中提取出分配路由器4的地址并保留该地址。
处理如图16所示，分配路由器4取代移动节点MN来接收从对应节点CN发出并指向移动前使用的转交地址的分组，并把收到的分组转发到移动后使用的转交地址。
结果，由对应节点CN发送给移动节点MN的数据通过网络11中的本地代理HA而发送到分配路由器4，分配路由器4保持所发送的数据，而不把该数据发送到接入路由器6，然后分配路由器4把所发送的数据转发到接入路由器7。
在移动通信系统200中，即使移动节点MN事先未获取用于越区切换的资源，也可在越区切换发生时动态生成高速缓存。
当移动节点MN产生了到接入路由器7的无线通信区域的越区切换，并且分配路由器4生成了高速缓存时，进行图17所示的过程步骤，以便把分组通过互联网50转发到接入路由器7。
图17示出了第一实施例在无线通信区域越区切换后的分组转发的过程步骤。在该例中，移动节点MN产生到接入路由器7的无线通信区域的越区切换。在图17中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件。
处理(1)网络12中的对应节点CN(例如，具有地址“200::20”)把指向移动节点MN的分组发送给移动节点MN的本地地址(例如，“100::10”)。
处理(2)网络11中的本地代理HA取代移动节点MN而截取指向移动节点MN的分组，并根据绑定高速缓存中保留的信息，为该分组提供报头，把该分组的目标地址变更为CoA1，从而封装所截取的分组。
处理(3)本地代理HA把封装分组转发到CoA。
处理(4)由于分配路由器4保留了作为在先前处理(3)中转发的封装分组的目的地的CoA1的高速缓存，因而分配路由器4根据高速缓存中保留的信息，通过添加报头，把该分组的目标地址变更为CoA2，从而对该分组进行再次封装。
处理(5)分配路由器4把先前处理(4)中封装的分组转发到CoA2。移动节点MN通过接入路由器7接收该封装分组。移动节点MN从收到的分组中除去分别由本地代理HA和分配路由器4附加的封装报头，以接收在初始处理(1)中由对应节点CN发出的原始分组。
图18示出了第一实施例在接入路由器变更后执行的无线通信区域越区切换和分组转发的过程步骤。在该例中，移动节点MN产生从接入路由器6到接入路由器7的无线通信区域的越区切换，从而把指向移动节点MN的分组转发到接入路由器7内的无线通信区域。在图18中，具有与上述相同标号的网络、路由器和终端是指相同或大体相同的元件和部件，因而此处省略任何重复说明。
首先，移动节点MN移动到接入路由器7的无线通信区域(步骤B1)，并向接入路由器7发送路由器请求(步骤B2)。一旦收到路由器请求，接入路由器7就发送路由器广告消息(由图中的“路由器广告”来表示)(步骤B3)。一旦收到路由器广告消息，移动节点MN就对移动节点MN自身移动到另一无线通信区域的情况进行检测，并生成CoA2(步骤B4)。之后，移动节点MN向分配路由器4发送把CoA1变更为CoA2的注册请求消息(步骤B5)。收到该消息后，分配路由器4终结该注册请求消息并生成高速缓存(步骤B6)。然后，分配路由器4向移动节点MN发送确认响应(步骤B7)。收到确认响应后，移动节点MN在内部存储分配路由器4的地址(步骤B8)。
采用这些处理，即使在移动节点MN产生从接入路由器6到接入路由器7的无线通信区域越区切换之后，也可使各路由器获得移动节点MN的当前位置，从而移动通信系统200中的各路由器能确保移动节点MN的无线通信。也就是说，仅分配路由器4需要跟踪移动节点MN的位置，而其他路由器执行普通的分组转发。
在该状态下，当网络12中的对应节点Cn向移动节点MN发送分组时(步骤B9)，在步骤B10，本地代理HA接收和封装该分组，然后把该分组发送到CoA1。在步骤B10执行的处理被称为隧穿(tunneling)，在此期间，使用IPv4或IPv6分组来封装IPv6分组，结果，可在转发路径上通过仅支持IPv4的可能网络把封装分组发送到目的地。
分配路由器4对与被封装数据对应的高速缓存进行检索(步骤B11)，并进一步对指向CoA2的封装数据进行隧穿，然后把该数据发送到移动节点MN(步骤B12)。
如上所述，在移动节点MN产生越区切换之后，从对应节点CN发出的分组通过本地代理HA，并由具有环回功能的分配路由器4对与所发送分组的目的地相对应的高速缓存进行检索。最后，所发送的分组被确切地发送到移动节点MN。因此，能同时处理越区切换和分组转发。
(6)第一实施例的改进以下将参照图19和图20，对在以图17和图18的移动节点MN为例的移动节点MN移动之后，当移动节点MN产生另一越区切换时执行的过程步骤进行说明。在图19和图20中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件。以下将对分配路由器4和5合作实现分组分配的实施例进行说明。
图19示出了第一实施例在参照图17所述的首次越区切换后，再次越区切换到接入路由器8内的无线通信区域的过程步骤。
处理(1)移动节点MN在被访问网络13中从接入路由器7的无线通信区域移动到接入路由器8的无线通信区域(参见虚线)。当移动节点MN检测到从接入路由器8接收的无线电信号水平高于从接入路由器7接收的无线电信号水平时，移动节点MN把连接点从接入路由器7切换到接入路由器8。
处理(2)移动节点MN接收由接入路由器8周期性发送或者响应于来自移动节点MN的请求而发出的路由器广告消息。路由器广告消息包括与移动节点MN的当前连接链路对应的网络前缀(例如，“321::/64”)。与分层移动IPv6不同，路由器广告消息不包含分配路由器5的地址(例如，图31的MAP2)。
处理(3)移动节点MN根据收到的路由器广告消息中包含的连接链路网络前缀来生成CoA3(例如，“321::10”)。此时，当移动节点MN从网络11移动到网络13时，移动节点MN不删除在接入路由器6的无线通信区域中进行通信时使用的CoA1。
移动节点MN可以删除CoA2，CoA2是在网络13中首次越区切换到接入路由器7的无线通信区域后使用的，因此它不再需要。
处理(4)当在图16中的处理(7)收到注册响应消息时，移动节点MN使用分配路由器4的地址(该地址存储在移动节点MN内)，向分配路由器4发送注册更新消息，用于请求对分配路由器4中保留的高速缓存的内容进行更新。
之后，如果分配路由器4响应于注册更新消息注册了另一地址(地址CoA3)，则分配路由器4向移动节点MN发送注册响应消息，以对注册更新消息作出应答。结果，“路由器(分配路由器)4”被存储或设定为图13(c)所示IPv6报头的目标地址。
处理(5)分配路由器4采用以下方式，根据收到的注册更新消息的内容来更新高速缓存。
处理(5-1)分配路由器4根据在目的地选项报头中写入的类型值而确认收到的消息是注册更新消息。
处理(5-2)参照目的地选项报头中的高速缓存更新地址，分配路由器4确认要更新的高速缓存是用于CoA1的高速缓存，并检索是否存在用于CoA1的高速缓存。
处理(5-3)作为检索结果，如果分配路由器4保留了用于CoA1的高速缓存，则分配路由器4从收到的注册更新消息中提取出IPv6报头的对应地址(CoA3)，并把该提取出的对应地址设定为所检索的高速缓存的新目的地。
处理(5-4)分配路由器4根据在目的地选项报头中注册的寿命来确定已更新高速缓存的寿命。
处理(6)分配路由器4把注册响应消息发送到移动节点MN，以向移动节点MN通报接受了注册更新。一旦收到注册响应消息，移动节点MN就确认高速缓存已更新，并存储所确定的已更新高速缓存的寿命。
因此，在本发明的移动通信方法中，移动节点MN根据接入路由器8和9所属的网络前缀，生成在与接入路由器6和7不同的接入路由器8或9的无线通信区域中进行通信时使用的转交地址(第三临时地址)。之后，移动节点MN向分配路由器4发送包含CoA1和接入路由器8或9的注册更新请求消息。
一旦收到注册更新请求消息，分配路由器4就对与注册更新请求消息中包含的CoA1相关的高速缓存进行检索。如果分配路由器4生成了相应的高速缓存，则分配路由器4从注册更新消息中提取出在接入路由器8或9的无线通信区域中进行通信时使用的转交地址，并通过使提取出的转交地址与CoA1相关来更新该高速缓存。因此，分配路由器4取代移动节点MN来接收指向CoA1的分组，并把该分组转发到接入路由器8或9的转交地址。
采用上述方式对分配路由器4中保留的高速缓存进行更新，从而即使在移动节点MN已移动而改变了无线通信区域之后，也可把从互联网50侧发送的数据发送到分配路由器4。并且，分配路由器4自身对高速缓存进行更新，从而使该数据在分配路由器4处环回，以把该数据转发到新CoA(例如，CoA3)。
接着参照图20对更新高速缓存之后，把网络12中的对应节点发出的分组转发到移动节点MN的过程步骤进行说明。
图20是示出在移动节点MN产生到接入路由器8的无线通信区域的越区切换后的分组转发的过程步骤。
处理(1)对应节点CN(例如，具有地址200::20)把指向移动节点MN的分组发送到移动节点MN的本地地址(例如，100::10)。
处理(2)移动节点MN的本地网络11中的本地代理HA代表移动节点MN截取指向移动节点MN的分组。根据有关绑定高速缓存的信息，本地代理HA向分组添加报头，使目标地址改变成CoA1，从而封装被截取的分组。
处理(3)本地代理HA把在先前处理(2)中封装的分组转发到CoA1。
处理(4)CoA1(这是先前处理(3)中转发的封装分组的目的地)的高速缓存使分配路由器4根据该高速缓存的信息，向分组添加报头，使目标地址改变成CoA3，从而进一步封装该分组。
处理(5)分配路由器4把在先前处理(4)中封装的分组转发到CoA3。移动节点MN通过路由器3、分配路由器5和接入路由器8而接收到该封装分组。一旦收到，移动节点MN就除去分别由本地代理HA和分配路由器4提供的报头，从而使移动节点MN可接收由对应节点CN发出的原始分组。
如上所述，即使各路由器和移动节点MN不知道网络13的构成，也可动态地生成绑定高速缓存，从而使各路由器均能跟随移动节点MN的移动。
并且，仅为已进行移动而改变了连接点的移动终端获取网络资源，从而使移动节点MN可进行动态的越区切换。因此，可有效使用网络资源，并在分组丢失减少的情况下实现数据通信，因而本发明可支持移动通信的实现。
图21示出了第一实施例的无线通信区域的另一越区切换和分组转发的过程步骤。此处，移动节点MN产生从接入路由器7的无线通信区域到接入路由器8的无线通信区域的第二越区切换，并且分组被转发到接入路由器8的无线通信区域中的移动节点MN。而且在该图中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件。
首先，移动节点MN移动到接入路由器8的无线通信区域(步骤C1)，并向接入路由器8发送路由器请求(步骤C2)。一旦收到路由器请求，接入路由器8就向移动节点MN发送路由器广告消息(步骤C3)。一旦收到路由器广告消息，移动节点MN就对移动节点MN自身移动到另一无线通信区域的情况进行检测并生成CoA3(步骤C4)，然后向分配路由器4发送更新请求消息(步骤C5)。分配路由器4接收该更新请求消息，更新绑定高速缓存(高速缓存)(步骤C6)，并向移动节点MN发送注册响应消息(步骤C7)。这样，移动节点MN产生无线通信区域的越区切换。
随后，网络12中的对应节点CN向网络11中的本地代理HA发送指向移动节点MN的分组(步骤C8)。一旦收到该分组，本地代理HA就封装该分组，该分组指向CoA1，并把该封装分组发送到CoA1(步骤C9)。分配路由器4接收该封装分组，并对由分配路由器4自身保留的绑定高速缓存进行检索(步骤C10)，对该分组进行再次封装，以使该分组指向CoA3，然后把该封装分组发送到CoA3(步骤C11)。因此，可确保分组转发。
以下将对本发明的移动通信系统200与常规技术的比较进行说明。在常规分层移动IPv6中，由接入路由器6和7进行周期性广播，使各移动节点MN知道网络中的多级代理的位置。因而，各移动节点MN均参照多级代理的地址等，以实现一种具有多级代理的路由器，其中移动节点MN自身要在该多级代理中注册。
相反，在本发明的移动通信系统200中，即使各移动节点MN均不知道移动通信系统200的结构，移动节点MN也只需向网络侧发送其CoAw，从而可在一个或多个合适节点动态生成对应的高速缓存。
例如，当移动节点MN在接入路由器6的无线通信区域中建立通信并在通信期间保留在相同通信区域内时，不生成新的高速缓存。也就是说，由于本发明只有当移动节点MN移动而改变了无线通信区域时才动态生成高速缓存，因而可比常规分层移动IPv6更有效地使用资源。
在常规技术中，使用具有分组环回功能的分配路由器4进行分组转发。通过使这种具有环回功能的路由器与一种即使装有环回功能也可不使用该功能来转发分组的路由器合作，也能实现本发明。以下将参照图22～26，对第一实施例的一个改进进行说明，在图22～26中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件。
图22示出了第一实施例为接入路由器7的无线通信区域中的移动节点MN执行的位置注册的过程步骤。此处，当移动节点MN移动到接入路由器7的无线通信区域时，进行位置注册。图22中的过程步骤与在本地代理HA中通过普通移动IPv6执行的用于注册移动节点MN的位置的过程步骤(参见图1)相同。
处理(1)移动节点MN从网络11移动到网络13中的接入路由器7的无线通信区域(参见虚线)。
处理(2)移动节点MN接收由接入路由器7周期性发送或者响应于来自移动节点MN的请求而发送的路由器广告消息。路由器广告消息包括移动节点MN的当前连接链路的网络前缀(例如，“312::/64”)。与分层移动IPv6不同，路由器广告消息不包含分配路由器4的地址(图31的MAP1)。
处理(3)根据收到的路由器广告消息中包含的连接链路网络前缀，移动节点MN生成CoA2(例如，“312::10”)。
处理(4)移动节点MN向本地代理HA发送位置注册消息BU，以便把移动节点MN生成的CoA2以及本地地址注册到本地代理HA内。
处理(5)一旦收到在先前处理(4)中发出的位置注册消息BU，本地代理HA就根据位置注册消息BU的内容来生成绑定高速缓存。所生成的绑定高速缓存保留着本地地址和CoA2之间的对应性。
处理(6)本地代理HA向移动节点MN发送注册响应消息BA，以向移动节点MN通报接受了注册。
在完成处理(6)之后，对应节点CN发送给移动节点MN的本地地址的分组由本地代理HA截取，然后进行封装以指向移动节点MN的CoA2，并转发到CoA2(这些处理未在图中示出)。这些过程步骤与通过分层移动IPv6执行的过程步骤的区别在于，不在分配路由器4中对封装分组进行再次封装(图31的MAP1)。
如上所述，可省略不必要的处理，因而当移动节点MN高速移动时，各路由器可继续与移动节点MN进行通信。
图23示出了第一实施例的另一分组的位置注册和转发的过程步骤。此处，执行这些过程步骤是用于对移动到接入路由器7的无线通信区域中的移动节点MN进行注册，并转发从对应节点CN发送给移动节点MN的分组。而且在该图中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件。
首先，移动节点MN移动到接入路由器7的无线通信区域(步骤D1)，并向接入路由器7发送路由器请求消息(步骤D2)。一旦收到路由器请求消息，接入路由器7就向移动节点MN发送路由器广告消息(步骤D3)。一旦收到路由器广告消息，移动节点MN就对移动节点MN自身移动到另一无线通信区域的情况进行检测并生成CoA2(步骤D4)。之后，移动节点MN向网络11中的本地代理HA发送用于请求更新绑定高速缓存的消息(绑定更新)(步骤D5)。收到该消息后，本地代理HA生成绑定高速缓存(步骤D6)，并移动节点MN发送绑定确认(步骤D7)。采用这些处理，即使在移动节点MN移动而改变了连接点之后，也可注册移动节点MN的当前位置。
接着，网络12中的对应节点CN把分组发送给移动节点MN(步骤D8)。本地代理HA接收并转发该分组，然后把该分组发送到移动节点MN(步骤D9)。因此，也可确保分组转发。
并且，即使当移动节点MN移动而改变了无线通信区域时，也能进行位置注册和分组转发。
图24示出了根据第一实施例在图22的位置注册后进行的无线通信区域越区切换的过程步骤。在该图中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件。
处理(1)移动节点MN在被访问网络13中从接入路由器7的无线通信区域移动到接入路由器8的无线通信区域(参见虚线)。当移动节点MN检测到从接入路由器8接收的无线电信号水平高于从接入路由器7接收的无线电信号水平时，移动节点MN把连接点从接入路由器7切换到接入路由器8。
处理(2)移动节点MN接收由接入路由器8周期性发送或者响应于来自移动节点MN的请求而发出的路由器广告消息。路由器广告消息包含与移动节点MN的当前连接链路对应的网络前缀(例如，“321::/64”)。此处，与分层移动IPv6不同，路由器广告消息不包含分配路由器5的地址(图31的MAP2)。
处理(3)移动节点MN根据收到的路由器广告消息中包含的连接链路网络前缀来生成CoA3(例如，“321::10”)。此时，移动节点MN不会删除在最后一次移动前在接入路由器7的无线通信区域中进行通信时使用的CoA2。
处理(4)移动节点MN向接入路由器8发送注册请求消息，请求网络13把指向移动前使用的CoA2的分组的目的地改变成移动后使用的CoA3。
注册请求消息的格式与图13(a)中的格式相同，但是IPv6报头中的目标地址和对应地址是分别在移动节点MN的移动前后使用的CoA2和CoA3。注册请求消息指向CoA2，并且被传送到位于接入路由器7的下行链路上的移动节点MN。当注册请求消息在传送途中通过分配路由器5时，进行以下处理。
处理(4-1)分配路由器5对注册请求消息的逐跳选项报头进行分析。
处理(4-2)根据在逐跳选项报头中表示的类型值，分配路由器5检测到该分组是本发明的注册请求消息。
处理(4-3)分配路由器5确认作为注册请求消息的目标地址的CoA2，并在路由表中进行检索(参见图11或图12)。
处理(4-4)作为检索结果，分配路由器5确认CoA2是“312::10”，并且前缀“312::/64”是与CoA2匹配的条目。
处理(4-5)分配路由器5确定输出注册请求消息时要经过的接口51。但是，由于对应的下行链路信息是“否”，从而下一输出不进行到下行链路侧，因而分配路由器5不截取注册请求消息，并采用普通转发方式来对该消息进行普通分组转发。也就是说，分配路由器5仅中继该消息。
处理(5)随后，当分配路由器5转发的注册请求消息通过分配路由器4时，将进行以下处理处理(5-1)分配路由器4对注册请求消息的逐跳选项报头进行分析。
处理(5-2)根据在逐跳选项报头中表示的类型值，分配路由器4检测到该分组是本发明的注册请求消息。
处理(5-3)分配路由器4确认CoA2是注册请求消息的目标地址，并在路由表中进行检索(参见图11或图12)。
处理(5-4)作为检索结果，分配路由器4确认CoA2是“312::10”，并且前缀“312::/64”是与CoA2匹配的条目。
处理(5-5)分配路由器4确定输出注册请求消息时要经过的接口43。但是，由于对应的下行链路信息是“是”，从而注册请求消息的下一输出进行到下行链路侧，因而分配路由器4截取注册请求消息而不发送该消息，并开始高速缓存生成操作。
处理(6)分配路由器4根据被截取的注册请求消息的IPv6报头中的对应地址(CoA3)和目标地址CoA2来生成高速缓存。所生成的高速缓存的寿命是参照逐跳选项报头(可选报头)中注册的寿命来确定的。或者，分配路由器4的策略可以延长或缩短高速缓存的寿命。
处理(7)分配路由器4向移动节点MN发送注册响应消息，向移动节点MN通报接收到了注册请求消息。注册响应消息的格式与图13(b)中的格式相同，但是IPv6报头中的目标地址和对应地址分别是CoA3和分配路由器4的地址。注册响应消息中的目的地选项报头表示类型值，用于判断目的地选项报头是本发明的注册响应消息，以及所生成高速缓存的寿命。注册响应消息使移动节点MN对分配路由器4中的高速缓存的生成进行确认，然后，移动节点MN从对应地址中提取出要保留的分配路由器4的地址。
如上所述，分配路由器4起环回作用，同时，分配路由器5进行普通路由操作，以便把注册消息转发到目标地址。也就是说，分配路由器5仅中继该消息。
结果，在所示的改进中，所有与互联网50连接的路由器都不起环回作用，但是通过起分组环回作用的路由器(分配路由器4)和不起该作用的路由器(分配路由器5)的合作，可实现有效的分组转发。
并且，移动通信系统200通常不为越区切换保留资源，而是仅在移动节点MN产生无线通信区域越区切换时才动态生成高速缓存。
以下，图25示出了第一实施例在发生无线通信区域越区切换后的分组转发的过程步骤。
处理(1)对应节点CN(例如，具有地址“200::20”)把指向移动节点MN的分组发送到移动节点MN的本地地址(例如，100::10)。
处理(2)网络11中的本地代理HA取代移动节点MN来截取指向移动节点MN的分组，并根据绑定高速缓存中的信息，为该分组提供报头，把目标地址改变成CoA2，从而封装被截取的分组。
处理(3)本地代理HA把封装分组转发到CoA2。
处理(4)由于分配路由器4保留了作为先前处理(3)中转发的封装分组的目的地的CoA2的高速缓存，因而分配路由器4根据所保留的绑定高速缓存中的信息，通过添加用于把分组的目标地址改变成CoA3的报头来对该分组进行封装。
处理(5)分配路由器4把处理(4)中封装的分组转发到CoA3。移动节点MN通过路由器3、分配路由器5和接入路由器8接收该封装分组。移动节点MN从收到的分组中除去分别由本地代理HA和分配路由器4附加的封装报头，以便接收在初始处理(1)中由对应节点CN发出的原始分组。
之后，如果移动节点MN产生从接入路由器8的无线通信区域到接入路由器9的无线通信区域的越区切换，则执行与图15相同的越区切换的过程步骤(未示出)。
图26示出了第一实施例从接入路由器7的无线通信区域到接入路由器8的无线通信区域的越区切换以及把分组转发到接入路由器8的无线通信区域中的移动节点MN的替代过程步骤。在图26中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件。
首先，移动节点MN移动到接入路由器8的无线通信区域(步骤E1)，并向接入路由器8发送路由器请求(步骤E2)。一旦收到路由器请求，接入路由器8就向移动节点MN发送路由器广告消息(路由器广告)(步骤E3)。一旦收到路由器广告消息，移动节点MN就对移动节点MN自身移动到另一无线通信区域的情况进行检测并生成CoA3(步骤E4)。之后，移动节点MN向分配路由器5发送指向CoA2的注册请求消息(步骤E5)。
随后的过程步骤与在图15中执行的过程步骤不同。在图26的所示过程步骤中，一旦收到注册请求消息，分配路由器5就把注册请求消息转发到分配路由器4(步骤E6)。一旦收到从分配路由器5转发的注册请求消息，分配路由器4就终结注册请求消息并生成高速缓存(步骤E7)，并进一步向移动节点MN发送注册响应消息(步骤E8)。收到注册响应消息后，移动节点MN保持分配路由器4的地址(步骤E9)。
采用以上过程步骤，如果移动节点MN从接入路由器7的无线通信区域移动到接入路由器8的无线通信区域，则仅分配路由器4需要跟踪移动节点MN的位置，而其他路由器仅须执行普通分组转发。
此外，如果网络12中的对应节点CN把指向移动节点MN的分组发送给移动节点MN的本地地址(步骤E10)，则在该状态下，网络11中的本地代理HA接收该分组，在步骤E11封装该分组，并把该封装分组发送到CoA2。之后，分配路由器4对与已进行隧穿的数据相关的高速缓存进行检索(步骤E12)。分配路由器4还封装该分组，使该分组指向CoA3，并把该分组发送到移动节点MN(步骤E13)。
采用这些过程步骤，在移动节点MN产生无线通信区域越区切换之后，从对应节点CN发送给移动节点MN的分组由本地代理HA暂时接收，由分配路由器4环回，并转发到分配路由器5。该分组由分配路由器5中继，并进一步被转发到接入路由器8，该接入路由器8把该分组发送到移动节点MN。结果，可确保越区切换和分组转发。
在移动通信系统200中使用移动IP使对应节点CN假定目的地IP地址不变更。也就是说，对应节点CN总是仅接入本地代理HA，这样在对应节点CN和移动节点MN之间的通信期间，对应节点CN可把分组发送到移动节点MN，不管移动节点MN的地址是否改变，该改变是由移动节点MN的移动产生的。结果，即使通信伙伴终端的地址在通信期间改变，通信对话也不会切断。
(B)第二实施例以下将参照两种类型的示例，对第二实施例进行说明。第一例利用的移动节点MN除了具有与在第一实施例中使用的移动节点MN相同的功能以外，还具有使用在网络11中安装的DNS来进行替代分组转发的功能。在第一例中，移动节点MN使用分配路由器4和DNS。如果移动节点MN接收使用分配路由器4的移动通信支持，则移动节点MN不更新主机名和移动节点MN的地址之间的对应性，该对应性被保留在DNS中。
相反，在第二例中，移动节点MN不使用在第一实施例中使用的移动IP，并使用DNS进行替代分组转发。以下将对第二例进行说明。
在第一实施例中，由对应节点CN发送给移动节点MN的本地地址的分组通过网络11中的本地代理HA被转发到移动节点MN。
在第二实施例中，在来自对应节点CN的分组被转发到移动节点MN之后，移动节点MN向对应节点CN通报移动节点MN自身的CoA。在收到该通报后，对应节点CN把另一分组直接发送到与移动节点MN连接的路由器，而不把该分组发送到本地代理HA，因而可提高分组转发效率。
也就是说，对应节点CN获得移动节点MN移动而连接的路由器的信息(CoA)，从而提高分组转发效率。图27示出了根据第二实施例的移动通信系统200的一例，该系统与图1所示的系统类似。在图27中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件，因而此处省略任何重复说明。
图27的移动通信系统200与第一实施例的移动通信系统的区别在于，在图27的系统中，移动节点MN不利用移动IPv6。为此，图27中的网络11不包括本地代理HA，而是包括DNS作为替代。
DNS保持着移动节点MN的主机名(例如，MN.home.net)和移动节点MN的IPv6地址之间的对应性的记录，并对有关与主机名对应的IPv6地址的查询作出响应。与通过移动IPv6的通信不同，移动节点MN不把移动节点MN的当前位置注册在本地代理HA内。而是，如果移动节点MN改变了移动节点MN的IPv6地址，则移动节点MN向DNS通报该改变，以便DNS更新与移动节点MN相关的记录。
除了IPv6地址以外，DNS还可以记录IPv4地址。
在本发明的移动通信方法中，如果通过一种移动协议，即即使当移动节点MN移动而改变互联网50中的物理连接位置，也能继续通信的移动协议来进行分组通信，则移动节点MN不会改变由DNS保持的内容，该DNS保留着移动节点MN的主机名和本地地址(IPv6地址)之间的对应性。
并且，在本发明的移动通信方法中，当前与作为接入路由器6-9中之一的接入路由器6进行通信的移动节点MN检测网络前缀的变化，然后根据网络前缀的变化来发送注册变更请求，以把移动节点MN移动到被访问网络13后进行通信时使用的CoA1通报给DNS，该DNS保留移动节点MN的主机名和移动前通信所用的CoA1之间的对应性。
一旦收到注册变更请求，DNS就对DNS中保留的内容进行更新。对应节点CN发送关于与移动节点MN的主机名对应的CoA1的查询，并把分组发送到CoA1。
如果第二实施例的移动通信方法利用一种移动协议，即即使当移动节点MN移动而改变移动通信系统200中的物理连接位置，也能继续通信的移动协议，则移动节点MN可继续通信，而不用请求本地代理HA更新移动节点MN的位置。
图28示出了第二实施例针对接入路由器6的无线通信区域中的移动节点MN执行的DNS更新的过程步骤。该图顺次示出了当移动节点MN移动到接入路由器6的无线通信区域时在DNS中执行的更新操作以及在接入路由器6的无线通信区域中执行的后续分组转发的过程步骤。而且在图28中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件。
与图14中的处理(1)～(3)类似，移动节点MN生成用于接入路由器6的无线通信区域中的通信的CoA1。更具体地说，移动节点MN移动到接入路由器6的无线通信区域(步骤F1)，并向接入路由器6发送路由器请求消息(步骤F2)。一旦收到该消息，接入路由器6就向移动节点MN发送路由器广告消息(步骤F3)。收到路由器广告消息后，移动节点MN对移动节点MN自身移动到另一无线通信区域的情况进行检测并生成CoA1(步骤F4)。
之后，移动节点MN向DNS发送更新请求消息，请求注册(步骤F5)。该注册是，例如，针对移动节点MN的主机名(例如，MN.home.net)和IPv6地址(例如，CoA1)之间的对应性来进行的。在步骤F6，如果没有要根据更新请求进行更新的记录，则DNS注册新记录，而如果有相应的记录，则DNS更新该记录。DNS向移动节点MN发送DNS更新响应消息(步骤F7)，从而完成位置注册。
在该状态下，当对应节点CN要把分组发送给移动节点MN时，对应节点CN首先发送有关与移动节点MN的主机名(例如，MN.home.net)对应的IPv6地址的查询(步骤F8)，并响应于该查询获得移动节点MN的IPv6地址(例如，CoA1)(步骤F9)。对应节点CN把指向移动节点MN的分组发送给CoA1(步骤F10)。所发出的分组在传送路径上不被封装，并被转发到移动节点MN，因而实现分组转发。
如上所述，只对发生了实际移动而改变了连接点的移动节点进行分层处理，这减小了网络负担。
图29示出了第二实施例的无线通信区域越区切换和分组转发的过程步骤。该过程步骤表示在图28的DNS更新后越区切换到接入路由器7的无线通信区域，以及分组转发到接入路由器7内的无线通信区域中的移动节点MN。在图29中，具有与上述相同标号的元件和部件是相同或大体相同的元件和部件。
移动节点MN采用与图14的处理(1)～(7)的相同方式生成在接入路由器7的无线通信区域中进行通信时使用的CoA2(步骤G1-G4)。然后，移动节点MN向网络13中的分配路由器4发送注册请求消息，请求分配路由器4生成高速缓存(步骤G5)。一旦收到注册请求消息，分配路由器4就生成高速缓存，从而使指向CoA1的分组指向CoA2(步骤G6)。此时，无需更新在DNS中注册的记录。随后，分配路由器4向移动节点MN发送注册响应消息(步骤G7)，以便移动节点MN保留分配路由器4的地址(步骤G8)。
在该状态下，由于对应节点CN根据对图27中提及的查询的响应，保持了移动节点MN的主机名(例如，MN.home.net)和IPv6地址(例如，CoA1)，因而移动节点MN把指向移动节点MN的分组发送到CoA1(步骤G9)。与图16中的处理(4)和(5)类似，对与该分组相关的高速缓存进行检索(步骤G10)，并对该分组进行封装，从而使该分组指向CoA2。把该封装分组转发到接入路由器7的无线通信区域中的移动节点MN(步骤G11)。
结果，由对应节点CN发出的分组在通过分配路由器4时被封装，并被转发到移动节点MN。
如上所述，如果移动节点MN在移动到另一无线通信区域后具有转交地址，则对应节点CN可通过接入DNS来获得移动节点MN的当前位置，因而可在不使用本地代理HA的情况下把该分组转发到移动节点MN。
并且，本发明使用DNS替代移动IP也可获得相同的结果。也可改善移动通信系统200中的移动性，从而可在该系统中的上层或下层实现本发明。
第二实施例具有与第一实施例相同的优点。也就是说，第二实施例的无线通信的结果与只有当移动节点MN移动而改变了无线通信区域时才使用分层地址所产生的结果相同。或者，当移动节点MN不移动而改变无线通信区域时，不会发送任何消息。
不发送任何消息，就不会在传送路径中产生不适当的业务量，因而可对移动通信系统200进行有效管理和维护。
并且，通过在MAP中处理消息，无需支持所有移动节点MN。在常规无线通信中，当通信中的任何移动节点MN移动而把无线通信从原始区域改变成另一区域时，而原始区域中要支持的另一移动节点MN正在进行通信且没有移动时，必须周期性地刷新(更新)与包括该非移动节点在内的所有移动节点MN相关的记录，因而这种更新方式会给移动通信系统200带来很大负担。相反，本发明可大大减轻移动通信系统200的这种负担。
在常规技术中，由于MAP保留属于由该MAP控制的无线通信区域的所有移动节点MN的状态，因而要有效利用物理资源(以存储器容量为例)是非常困难的。本发明可使资源得到有效使用。
如果各移动节点MN均通过IPv4和IPv6进行通信，并且移动节点MN在移动时得到移动通信的支持，则移动节点MN不更新本地代理HA中的移动节点MN当前位置。
(C)其他本发明不限于上述这些实施例，并且可在不背离本发明要旨的情况下做出各种改变或修改。
接入路由器6～9各自均通过无线链路与移动节点MN连接，但是也可以通过有线链路连接。例如，移动节点MN可以是具有便携性的个人计算机(以下称为便携式PC，未在图中示出)。
此处，便携式PC和接入路由器6-9装有LAN电缆连接器，并使用LAN电缆连接。
在具有这种配置的移动通信系统200中，便携式PC事先把便携式PC自身的位置注册到本地代理HA内。用户可把便携式PC移动到另一有线通信区域，并把该便携式PC与网络连接。
此时，使PC通电激活，并确认该PC自身与最初连接的网络以外的网络连接。
在该状态下，便携式PC例如执行图16的过程步骤，这样，用作分配路由器的路由器生成高速缓存表。
在另一网络中的对应节点CN把分组发送给便携式PC，并且所发送的分组被转发到位于与初始位置不同的位置处的便携式PC。
结果，通过无线和/或有线连接的移动通信可扩大本发明的用户范围。
权利要求
1.一种在移动通信系统(200)中使用的路由器，该移动通信系统(200)包括移动节点MN，其保留着网络识别信息；以及多个多级互连路由器(3-9)，其包括两个或多个接入路由器(6-9)，各接入路由器均能与移动节点MN通信连接；该路由器包括高速缓存(20d)，用于保留在第一连接点处进行通信时使用的移动节点MN的第一临时地址；第一接收部(20a)，用于在移动节点在包括接入路由器(6-9)在内的网络(13)中从第一连接点移动到第二连接点之后，接收从移动节点MN发出的第一分组，以及接收从对应节点CN发送的第二分组；变更处理部(20b、20c、20d、20e)，用于在所述第一接收部(20a)接收到的第一分组包含用于把第一临时地址改变成第二临时地址的注册变更请求的情况下，把所述高速缓存(20d)中保留的第一临时地址改变成第二临时地址；以及第一发送部(20g)，用于根据使所述接收部(20a)中接收到的第二分组要转发到的下一跳点节点(3-5)的地址与第二分组中包含的被访问网络识别信息相关联的路由信息，把第一接收部(20a)接收到的第二分组发送到由所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)从第一临时地址改变成的第二临时地址。
2.根据权利要求1所述的路由器，其中移动节点MN是移动终端；如果所述第一接收部(20a)接收到的第二分组包含用于把第一临时地址改变成第二临时地址的注册变更请求，则所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)把所述高速缓存(20d)中保留的第一临时地址改变成第二临时地址；以及所述第一发送部(20g)根据使所述接收部(20a)中接收到的第一分组要转发到的下一跳点路由器(3-5)的地址与第二分组中包含的被访问网络识别信息相关联并与表示下一跳点路由器(3-5)是位于所述路由器的上游还是下游的链路信息相关联的路由信息，把第一接收部(20a)接收到的第二分组发送到由所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)从第一临时地址改变成的第二临时地址。
3.根据权利要求1所述的路由器，其中移动节点MN是移动终端；在移动节点从第一连接点移动到第二连接点之后，所述第一接收部(20a)接收从移动节点MN发出的第一分组，以及从对应节点CN发出的所述第二分组；如果所述第一接收部(20a)接收到的第二分组包含用于把第一临时地址改变成第二临时地址的注册变更请求，则所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)把在所述高速缓存(20d)中保留的第一临时地址改变成第二临时地址；所述路由器还包括路由表(20f)，该路由表(20f)保留着使所述接收部(20a)接收到的第一分组要转发到的下一跳点路由器(3-5)的地址与第二分组中包含的被访问网络识别信息相关联并与表示下一跳点路由器(3-5)是位于所述路由器的上游还是下游的链路信息相关联的路由信息；以及所述第一发送部(20g)根据所述路由信息，把第一接收部(20a)接收到的第二分组发送到由所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)从第一临时地址改变成的第二临时地址。
4.根据权利要求3所述的路由器，其中，所述路由表(20f)保留着第一信息，其使下一跳点路由器(3-5)的地址与被访问网络识别信息相关联；以及第二信息，其使被访问网络识别信息与链路信息相关联；第一信息与第二信息相关联。
5.根据权利要求1-4中任何一项所述的路由器，其中，所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)根据注册变更请求的具体信息，把第一临时地址改变成第二临时地址。
6.根据权利要求5所述的路由器，其中，所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)根据最后一个指定的信息，即与表示注册变更请求的目的地的第一临时地址相关联的输出端口是否与所述路由表(20f)中保留的任何一个或多个输出端口对应，把第一临时地址改变成第二临时地址。
7.根据权利要求5所述的路由器，其中，所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)根据最后一个指定的信息，即注册地址所需的资源容量，把第一临时地址改变成第二临时地址。
8.根据权利要求5所述的路由器，其中，自第一临时地址改变成第二临时地址起经过预定时间时，所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)撤销第一临时地址到改变成第二临时地址的改变。
9.根据权利要求5所述的路由器，其中，如果所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)接收到删除第二临时地址的请求，则所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)删除第二临时地址。
10.根据权利要求5所述的路由器，其中，如果所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)接收到删除第二临时地址的请求，则所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)删除第二临时地址，而如果所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)未接收到删除第二临时地址的请求，则自第一临时地址改变成第二临时地址起经过预定时间时，所述变更处理部(20b、20c、20d、20e)撤销第一临时地址改变成到第二临时地址的改变。
11.根据权利要求1-4中任何一项所述的路由器，其中，所述第一发送部(20g)使用符合互联网协议版本6的目的地报头，注册变更请求的报头发送到移动终端MN。
12.一种在移动通信系统(200)中使用的移动节点，该移动通信系统(200)包括移动节点MN，其保留着网络识别信息；以及多个多级互连路由器(3-9)，其包括两个或多个接入路由器(6-9)，各接入路由器(6-9)均能与所述移动节点MN通信连接；所述移动节点MN包括路由器标识符保留部(42b)，用于保留多个接入路由器(6-9)中的一个接入路由器的标识符，该一个接入路由器当前与所述移动节点MN进行通信第二接收部(40a)，用于接收分组；检测部(42a)，用于根据所述第二接收部(40a)接收到的分组中包含的网络识别信息以及在所述路由器标识符保留部(42b)中保留的标识符，检测所述移动节点MN把与第一接入路由器(6)的通信改变成与第二接入路由器(7)的通信；以及第二发送部(40h)，用于在所述检测部(42a)检测到与第一接入路由器(6)的通信改变成与第二接入路由器(7)的通信的情况下，向多个多级互连路由器(3-9)中的至少一个多级互连路由器发送注册变更请求，该多级互连路由器保留着所述移动节点MN的第一临时地址，该地址是在所述移动节点MN和第一接入路由器(6)之间的通信期间使用的，从而使第一临时地址改变成所述移动节点MN和第二接入路由器(7)之间进行通信时使用的第二临时地址。
13.一种在移动通信系统(200)中使用的移动节点，该移动通信系统(200)包括移动节点MN，其保留着网络识别信息；以及多个多级互连路由器(3-9)，其包括两个或多个接入路由器(6-9)，各接入路由器均能与所述移动节点MN通信连接；所述移动节点MN包括路由器标识符保留部(42b)，用于保留多个接入路由器(6-9)中的一个接入路由器的标识符，该一个接入路由器当前与所述移动节点MN进行通信；第二接收部(40a)，用于接收分组；检测部(42a)，用于根据所述第二接收部(40a)接收到的分组中包含的网络识别信息、在所述路由器标识符保留部(42b)中保留的标识符、以及所述检测部(42a)接收到的信号质量，检测所述移动节点MN把与第一接入路由器(6)的通信改变成与第二接入路由器(7)的通信；以及第二发送部(40h)，用于在所述检测部(42a)检测到与第一接入路由器(6)的通信改变成与第二接入路由器(7)的通信的情况下，向第二接入路由器(7)发送注册变更请求，以把在所述移动节点MN和第一接入路由器(6)之间的通信期间使用的第一临时地址改变成用于在所述移动节点MN和第二接入路由器(7)之间的通信的第二临时地址。
14.根据权利要求13所述的移动节点，其中，如果未在多个多级互连路由器(3-9)中确定分配路由器(4，5)，则所述第二发送部(40h)把注册变更请求发送到第一临时地址，而如果确定了分配路由器(4，5)，则所述第二发送部(40h)把注册变更请求发送到分配路由器(4，5)。
15.根据权利要求13所述的移动节点，其中，所述第二发送部(40h)使用IPv6逐跳选项报头和IPv6目的地报头中的至少一个，把所述注册请求的报头发送到第二临时地址。
全文摘要
本发明提供了一种用于支持IP网络(50)中的移动通信的技术，其中，与接入路由器(6)进行通信的移动节点MN检测连接链路[(1)，(2)，(3)]的变化，该移动节点MN根据检测到的变化[4]，向另一接入路由器(7)发送有关在移动节点MN移动前使用的第一临时地址的变更请求，并且分配路由器(4)生成高速缓存，其中第一临时地址改变成了在移动[6]后使用的第二临时地址，并接收从对应节点CN发送的指向第一临时地址的分组，并把该分组转发到第二临时地址。因此，在高速移动中的移动节点继续移动通信，并且可在不改变现有网络构成的情况下提高网络资源的使用效率，并可在减少分组丢失的同时实现数据收发。
文档编号H04L29/12GK1764160SQ20051011284
公开日2006年4月26日 申请日期2003年7月4日 优先权日2002年7月4日
发明者中津川惠一, 加藤次雄, 冈和之 申请人:富士通株式会社