データ シート

Cisco Mobile Wireless Home Agent リリース 4

製品概要

現在のネットワーク環境では、無線および有線のさまざまなアクセス テクノロジーが使用されています。無線テクノロジーで定評があるのは、Wi-Fi、2.5G GPRS、3G CDMA2000、および UMTS です。今後は、WiMAX などの新しい 4G テクノロジーが加わる予定です。モバイル IP テクノロジーと定評あるアクセス テクノロジーを組み合わせて利用することで、ユビキタスなサービスが提供され、サービス プロバイダーや Mobile Virtual Network Operator（MVNO）はユーザのロケーションに関係なく接続を維持できます。Cisco Mobile Wireless Home Agent は IP サービスのアンカー ポイントとして機能し、統合された QoS（Quality of Service）機能により簡単で安全かつシームレスなローミングを提供して、モバイル ユーザのエクスペリエンスを最適化します。Cisco Mobile Wireless Home Agent は外部エージェントやモバイル IP クライアントと連携して、効果的なモバイル IP ソリューションを提供します。図 1 に、基本的なトポロジを示します。

図 1 モバイル IP のトポロジ
※ 画像をクリックすると、大きく表示されます。

Cisco Mobile Wireless Home Agent は、外部エージェントを通じて、または Colocated Care-of Address（CCoA; コロケーション気付アドレス）を使用している場合はモバイル デバイスで直接、モバイル ユーザ登録を維持し、モバイル デバイス宛てのパケットを外部エージェントにトンネリングします。Cisco Mobile Wireless Home Agent はリバース トンネリングをサポートし、IP Security（IPSec）を使用して外部エージェントにパケットを安全にトンネリングできます。また、Cisco Mobile Wireless Home Agent ではパブリック アドレスとプライベート アドレスの両方で、モバイル デバイスのダイナミック/スタティックなホーム アドレス割り当てもサポートされます。ホーム アドレス割り当ては、設定されたアドレス プールからローカルで実行することも、Authentication, Authorization, and Accounting（AAA; 認証、認可、アカウンティング）サーバから Dynamic Host Configuration Protocol（DHCP）サーバ アクセスを使用して、または On-Demand Address Pool（ODAP）を使用してリモートで実行することもできます。

Cisco Mobile Wireless Home Agent は、モバイル サービスまたはプロキシ モバイル サービスが提供されるモバイル端末用の自然な集約ポイントとして機能します。Cisco Mobile Wireless Home Agent は、モバイル用サービス エクスチェンジ フレームワーク（モバイル用 SEF）ではアンカー ポイントとして機能します。図 2 に、SEF のアーキテクチャを示します。端末に送信されるトラフィックは、Home Agent を使用してルーティングされます。リバース トンネリングを使用する場合、端末からのトラフィックも Cisco Mobile Wireless Home Agent を経由してルーティングされます。Home Agent の冗長性やロードバランシングなどの独自の機能により、高レベルのアベイラビリティと信頼性が実現し、地理的に分散していてもアカウンティングの整合性を維持できます。Network Address Translation（NAT; ネットワーク アドレス変換）トラバーサルにより、Cisco Mobile Wireless Home Agent を複数のアクセス テクノロジー間のアンカー ポイントとして利用することもできます。

図 2 モバイル用 SEF
※ 画像をクリックすると、大きく表示されます。

この Cisco Mobile Wireless Home Agent により、ユーザは異なるアクセス ネットワーク間を透過的にローミングできると同時に、接続、アドレス指定可能性、および加入者ごとに異なる IP サービス配信の維持が可能になります。

CDMA 環境における Cisco Mobile Wireless Home Agent

CDMA2000 は第 3 世代（3G）の無線ソリューションで、すでに CDMA テクノロジーを利用しているモバイル無線事業者がパケット データ サービスを提供できるようにします。Cisco CDMA2000 Packet Data Services ソリューションは、モバイル無線業界が 3G 携帯電話データ サービスに移行するのに合わせて、そのニーズを満たすように設計されています。Cisco Mobile Wireless Home Agent は、このソリューションの重要なコンポーネントです。Cisco CDMA2000 Packet Data Services ソリューションには、外部エージェント機能を搭載した Cisco Packet Data Serving Node（PDSN）、CDMA2000 ベースの Cisco Mobile Wireless Home Agent、Cisco Network Registrar®、Cisco Access Registrar® サーバ、およびその他の複数のセキュリティ製品と機能が含まれます。図 3 に、一般的な Cisco CDMA2000 Packet Data Services システムの機能要素を示します。

Cisco Mobile Wireless Home Agent は、国際的な無線規格に準拠したシスコ ソリューションのコンポーネントで、モビリティを拡張して、モバイル IP とプロキシ モバイル IP の使用により常にアドレス指定可能かつアクセス可能な状態を維持します。Cisco Mobile Wireless Home Agent は Cisco PDSN 外部エージェントと連携することで、モバイル IP クライアント機能を搭載したモバイル端末が、モバイル IP ベースのサービス アクセスを利用してインターネットや企業のイントラネットにアクセスできるようにします。モバイル IP により、ユーザのモビリティはカバレッジ エリアの外にまで拡張され、ローミング機能が提供されます。CDMA2000 環境では、（ハンドオフに続いて）別の Cisco PDSN がコールに割り当てられると、新しい Cisco PDSN が Cisco Mobile Wireless Home Agent へのモバイル IP 登録を実行します。これにより、最初のセッションが確立されたときに割り当てられたのと同じホーム アドレスが、モバイル クライアントに割り当てられます。トラフィックは Cisco Mobile Wireless Home Agent を経由してルーティングされ、Home Agent も代理 Address Resolution Protocol（ARP; アドレス解決プロトコル）サービスを提供します。リバース トンネリングを使用する場合、端末からのトラフィックも Home Agent を経由してルーティングされます。モバイル IP クライアントを持たないクライアントは、プロキシ モバイル IP またはクライアント モバイル IP 機能を使用することで、これらのサービスを利用できます。図 3 に、Cisco Mobile Wireless Home Agent 、およびパケット データ サービスに必要なその他のコンポーネントを搭載した CDMA2000 ネットワークを示します。

図 3 CDMA2000 ネットワーク
※ 画像をクリックすると、大きく表示されます。

Cisco Mobile Wireless Home Agent は、Third-Generation Partnership Project 2（3GPP2）Technical Specification Group P and X（TSG-P、TSG-X）、CDMA2000 ネットワーク全体の構造を定義する無線 IP ネットワーク規格（別名 TIA/EIA/IS-835-D）など、必要なすべての規格をサポートしています。高度なモバイル IP、セキュリティ、認証などの機能も含まれます。

WiMAX 環境における Cisco Mobile Wireless Home Agent

WiMAX は、IEEE 802.16e 規格に基づいた第 4 世代（4G）無線ソリューションで、新しい急成長中の先進市場に高度なブロードバンド無線サービスを提供します。WiMAX には、すべてのデータおよびすべての IP アーキテクチャの使用による導入コストの削減、さまざまな購入コストの削減、幅広い IP 対応アプリケーションなどの大きな利点があり、利点の多くは IP ブロードバンド ドメインの利用によるものです。Cisco Mobile Wireless Home Agent は、WiMAX エンドツーエンド リファレンス モデルのコア サービス ノードに属しています。WiMAX エンドツーエンド リファレンス モデルは、Mobile Subscriber Station（MSS）、Access Service Network（ASN）、および Connectivity Services Network（CSN）の各論理エンティティで構成されます。図 4 に、ASN のその他の要素を示します。Network Reference Model（NRM）は、ネットワーク アーキテクチャの論理表現です。NRM は機能エンティティ、および機能エンティティ間で相互運用性が実現される参照ポイントを識別します。

図 4 WiMAX リファレンス モデル
※ 画像をクリックすると、大きく表示されます。

ASN： ASN は、WiMAX 加入者に無線アクセスを提供する一連のネットワーク機能として定義されます。ASN は、（1 つ以上のベース ステーション クラスタ内の）ベース ステーションなどのネットワーク要素と ASN ゲートウェイで構成されます。複数の CSN で ASN を共有できます。

CSN： CSN は、サービス レイヤへの IP 接続を提供する一連のネットワーク要素です。AAA サーバや DHCP サーバなどのプロビジョニング要素は、CSN、およびマクロ モビリティ アンカー ポイント（Home Agent によって有効になる機能）に常駐しています。サービス レイヤは、リッチ サービスの配信、加入者識別、およびポリシー適用のための基盤を提供します。シスコでは、包括的な IP Next-Generation Network（NGN）ビジョン、アーキテクチャ、およびネットワーキング ソリューションを通じてサービス プロバイダーがネットワーク コンバージェンスを展開できるようにします。（組織のネットワーク ワーキング グループで定義される）WiMAX フォーラム ネットワーク リファレンス モデルは、ネットワーク、サービス コントロール、およびアプリケーション レイヤ コンバージェンスの利用を示唆します。

無線アクセス テクノロジー間のローミングをサポートする Cisco Mobile Wireless Home Agent

Cisco Mobile Wireless Home Agent は、モバイル ノードのモバイル IP クライアントと連携することで、アクセス テクノロジー間のシームレスなローミングを実現します。たとえば、図 5 に示すように、現在、複数のモバイル サービス プロバイダーが Wi-Fi ネットワークと GPRS ネットワークの間のローミング機能を提供しています。この機能により、アクセス テクノロジーを切り替えるときにサービスが中断することなく、シームレスなモビリティが実現します。

図 5 Wi-Fi、GPRS/UMTS のシームレスなローミング
※ 画像をクリックすると、大きく表示されます。

Home Agent は MIP のアンカー ポイントであり、アクティブ/スタンバイ モードで実行されるため、HSRP の拡張機能を使用して MIP バインディング テーブルを交換します。この機能により、ステートフル冗長性が可能になります。

現在のソリューションでは、モバイル IP 外部エージェントは使用されていません。これは、加入者のノート型パソコンで実行されている MIP クライアント スタックが CCoA を使用し、クライアントが接続しているアクセス ネットワークから IP アドレスを取得していることを意味します。たとえば、ある IP アドレスは PWLAN サービスから取得され、別の IP アドレスは GPRS/UMTS アクセス ネットワークを通じて取得されます（どちらも外部エージェントは使用しません）。アクセス ネットワークの優先度に応じて、クライアントはいずれかのアドレスを MIP トンネル ソース IP アドレスとして使用します。

アクセス ネットワークで NAT/PAT 集約ポイントを通過するのに必要な要件を満たすために、システムは NAT トラバーサルの IETF RFC 3519 に準拠する必要があります。

クライアントがトラフィックを処理するために使用するホーム アドレスは、AAA サーバ割り当てを通じて MIP 制御フェーズで割り当てられます。プライベート アドレスが使用されるため、Home Agentは NAT/PAT を実行してトラフィックをインターネットにルーティングします。同時に、NAT サービスやユーザ単位のアクセス リストなどの Cisco IOS® ソフトウェア機能により、Home Agent は、それ以外の場合は障害が発生する可能性がある特定のアプリケーションが正常に機能できるようにして、既知の Access Control List（ACL; アクセス コントロール リスト）によるアクセス フィルタリングを提供します。

ハードウェア プラットフォームのサポート

Cisco Mobile Wireless Home Agent は、Cisco 7600 シリーズ ルータ用の Cisco Service Application Module for IP（SAMI）で実行されます。Cisco 7600 シリーズ プラットフォームでサポートされる物理的なインターフェイスには、主にファスト イーサネット/ギガビット イーサネット、FlexWAN（ATM、フレームリレー）、新たな Cisco Shared Port Adaptor（SPA）ラインカードおよび SPA Interface Processor（SIP）ラインカードがあり、物理メディアに依存しません。

プラットフォームの利点

• Cisco SAMI はキャリア クラスの Cisco 7600 シリーズ ルータで稼働します。このルータには、柔軟な展開オプションを提供するさまざまなシャーシ構成が用意されています。
• スケーラビリティの高いプラットフォームにより、Home Agent ソリューションは Cisco 7600 シリーズ シャーシにサービス モジュールを追加することで拡張できます。
• 非常に堅牢で実績のあるテクノロジーを使用して、モバイル スペースでさまざまなアプリケーションをサポートします。

機能と仕様

Cisco Mobile Wireless Home Agent ソリューションは、すべての標準インターフェイスを備えており、顧客エクスペリエンス、アベイラビリティ、スケーラビリティ、およびセキュリティを向上させる付加価値機能を搭載しています。この資料では、特定の IETF Requests for Comment（RFC; コメント要求）と機能について概要を説明します。表 1 に、Cisco Mobile Wireless Home Agent の機能と利点を示します。

表 1 Cisco Mobile Wireless Home Agent の機能と利点

Cisco Mobile Wireless Home Agent の機能

• モバイル端末のモバイル IP とプロキシ モバイル IP サービスの両方をサポート
• モバイル端末（モバイル IP サービス）の新しい Care-of Address（CoA; 気付アドレス）を含む外部エージェントを使用して、そのモバイル端末からの登録要求を受信して処理する。Home Agent は、認証および IP アドレス割り当てのためにホーム AAA を使用することも、エージェント自体でこれらの機能を実行することもできる
• スタティック/ダイナミックなホーム アドレス割り当てをサポート
• モバイル端末に配信するデータグラムの収集、代行受信、およびトンネリング
• （外部エージェントを経由して）モバイル端末からトンネリングされたデータグラムを受信し、カプセル化を解除したあと、コンテンツ ノードに配信（モバイル IP サービス）
• 外部エージェントと Home Agent 間のトンネルで Generic Routing Encapsulation（GRE; 総称ルーティング カプセル化）と IP-in-IP トンネリングの両方をサポート
• ネットワークへの一意のルーティング可能なアドレスを提供
• ACL を使用してパケット フィルタリングをサポート（ユーザ単位で使用可能）
• CoA とホーム アドレス、NAI、およびセキュリティ キーとの関連付けを含む、登録されたモバイル端末ごとのバインディング情報を、その関連付けのライフタイムとともに保持
• （モバイル IP の場合は外部エージェントを経由して）モバイル端末から、または（プロキシ モバイル IP の場合は）外部エージェントから、モバイル IP 登録ライフタイム タイマーの範囲内で登録更新要求を受信して処理
• （モバイル IP の場合は外部エージェントを経由して）モバイル端末から、または（プロキシ モバイル IP の場合は）外部エージェントから、登録削除要求を受信して処理
• ローカルに保存された、または外部ソースから取得した加入者データベースを保持
• ハンドオフの場合のように、モバイル IP リソース破棄により、Home Agent は不要になったリソースを迅速に解放および回復できる。設定により、Home Agent はハンドオフ状態でソース Cisco PDSN へのバインド更新の送信をサポートする
• ダイナミック/スタティックな Home Agent 割り当てをサポート
• ローカル アドレス プールとプロキシ DHCP の使用をサポートすることで、Hot Standby Router Protocol （HSRP; ホットスタンバイ ルータ プロトコル）に基づいて構築された Home Agent のローカルとリモートの冗長性をサポート
• 加入者情報を認証および認可するために RADIUS サーバをサポート
• HA-SLB 機能により、SAMI で実行中の一連の Home Agent を、1 つの仮想サーバ IP アドレスによって識別できる
• ODAP 機能により、中央のソースを使用して動的需要に基づいてアドレス プールを割り当てることで、アドレス プールの管理と割り当てを簡素化
• IS-835-B で必要な Internet Key Exchange（IKE; インターネット キー エクスチェンジ）、Authentication Header（AH; 認証ヘッダー）、Encapsulating Security Payload（ESP）などの IPSec プロトコルをサポート
• 条件付きデバッグにより、Home Agent はすべてのユーザまたは NAI で識別された特定のユーザのアクティビティをデバッグできる
• Home Agent での Virtual Route Forwarding（VRF）のサポートにより、異なるレルムに対して開かれているモバイル ノードとモバイル IP フローの IP アドレスの重複をサポートする。また、レルムごとに異なる認証およびアカウンティング サーバ グループを指定することもできる
• レルムごとに 1 つの仮想 Cisco Mobile Wireless Home Agent を設定することで、レルムごとに認証およびアカウンティング サーバ グループをサポート
• ホットライン機能により、個別のユーザまたはドメインからのアップストリーム トラフィックをモニタしたり、指定されたサーバにリダイレクトしたりできる
• RADIUS ディスコネクトまたは POD 機能により、RADIUS サーバは Home Agent にリソースを解放するように指示できる

標準準拠

• IP Version 4（IPv4）Mobility、RFC 2002、RFC 3344
• IP Encapsulation Within IP、RFC 2003
• Applicability Statement for IP Mobility Support、RFC 2005
• The Definitions of Managed Objects for IP Mobility Support Using SMIv2、RFC 2006
• Reverse Tunneling for Mobile IP、RFC 3024
• Mobile IPv4 Challenge-and-Response Extensions、RFC 3012 -bis 03
• Mobile Ip Vendor/Organization Specific Extensions、RFC 3115
• Mobile NAI Extension、RFC 2794
• Generic Routing Encapsulation、RFC 1701
• GRE Key and Sequence Number Extensions、RFC 2890
• IP Mobility Support for IPv4、RFC 3220、Section 3.2 Authentication
• The Network Access Identifier、RFC 2486
• An Ethernet Address Resolution Protocol、RFC 826
• The Internet Key Exchange（IKE）、RFC 2409
• Cisco Hot Standby Router Protocol（HSRP）、RFC 2281
• Mobile IPv4 Host Configuration Extensions、RFC 4332
• Mobile IP Traversal of Network Address Translation（NAT）Devices、RFC 3519

ネットワーク管理

Cisco Mobile Wireless Home Agent リリース 4.0 は、Cisco Mobile Wireless Transport Manager Service Manager でサポートされています。現在の MWTM 製品のサポートおよび機能については、http://www.cisco.com/go/mwtm/ を参照してください。

Cisco Mobile Wireless Home Agent は、モバイル IP MIB、RFC 2006、および CISCO-MOBILE-IP-MIB に加えて、シスコ プラットフォーム MIB をサポートしています。

発注情報

表 2 に、Cisco 7600 シリーズ ルータ用 Cisco Home Agent のソフトウェア ライセンス、加入者ライセンス、および SAMI ハードウェアの製品番号を示します。ソフトウェア ライセンスでは、接続される加入者数が規定されたリリースの機能を無制限に使用できます。これは、ハードウェア リソースの容量とトラフィックの組み合わせによって制限されます。Cisco 7600 シリーズ ルータ用 Cisco Home Agent 加入者ライセンスにより、10,000 および 100,000 単位で接続される加入者数を増やすことができます。

表 2 Cisco 7600 シリーズ ルータ用 Cisco Home Agent の発注情報

サービスおよびサポート

シスコは、お客様がそのネットワーク サービスを最大限に活用するため、各種サービスプログラムを用意しています。これらのサービスは、スタッフ、プロセス、ツールをそれぞれに組み合わせて提供され、お客様から高い評価を受けています。ネットワークへの投資を無駄にすることなく、ネットワーク運用を最適化しネットワーク インテリジェンスの強化や事業拡張を進めていただくためにシスコのサービスを是非お役立てください。サービスについての詳細は、以下のURLを参照してください。

• テクニカル サポート サービス
  http://www.cisco.com/jp/go/tac/
• サービス プログラム
  http://www.cisco.com/jp/services/

関連情報

シスコのモバイル ワイヤレス製品およびソリューションの詳細については、http://www.cisco.com/jp/go/mobile/ を参照してください。