CN114073061A - 中继装置和网络系统 - Google Patents

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CN114073061A CN201980097941.2A CN201980097941A CN114073061A CN 114073061 A CN114073061 A CN 114073061A CN 201980097941 A CN201980097941 A CN 201980097941A CN 114073061 A CN114073061 A CN 114073061A
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高桥克佳
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伊东辉显
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Abstract

中继装置(100A)取得地址信息，该地址信息表示上位网络(N0)的网络地址和所述中继装置的主机地址。所述中继装置将所述地址信息所示的网络地址的下位比特部分置换成所述地址信息所示的主机地址，由此，生成成为下位网络(N1)的网络地址的子网地址。所述中继装置从基于所述子网地址的主机地址范围中选择向终端装置(220A)分配的主机地址，将表示所述子网地址和选择出的主机地址的地址信息提供给所述终端装置。

Description

中继装置和网络系统
技术领域
本发明涉及网络系统中的中继装置。
背景技术
在用于空调系统等的控制网络中，与系统规模的扩大或系统功能的增加相伴的通信量的增大成为问题。
此外，为了使网络大规模化，通常使用对网络进行分割而使其层级化的方法。IP网络中的网络分割和子网分割是代表性的例子。IP是Internet Protocol(互联网协议)的简称。
在非专利文献1中记载有与IP网络相关的技术。
在空调系统中，也考虑基于子网分割的大规模化应对。
在IP网络中，多个子网经由中继装置(路由器)相互连接。而且，发往任意的目的地的分组由各中继装置基于路由表依次向下一跳(next hop)转送。由此，分组被送到任意的目的地。
路由表需要根据网络的数量来设置，需要与下一跳配合地进行学习和登记。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：みやたひろし，“インフラ/ネットワークエンジニアのためのネットワーク技術&設計入門”，SBクリエイティブ株式会社，2013年12月31日
发明内容
发明要解决的问题
通常的网络通过中继专用装置相互连接而构成网络系统。
在空调系统中，一直以来，室外机负责中继器中继功能，进行传输帧的电中继。而且，为了进行网络分割而设置新的装置在成本上来说是难以被允许的。于是，要求室外机负责网络中继功能。但是，在室外机中，通常嵌入式设备的存储器资源和CPU资源有限。因此，当要通过室外机来实现与IP路由器同样的网络中继功能时，在动态路径交换处理、路由表管理处理及目的地搜索处理等中，资源可能会不足。
本发明的目的在于，通过有限的资源来实现网络中继功能。
用于解决问题的手段
本发明的中继装置与上位网络及下位网络连接，对分组进行中继。
所述中继装置具备：地址信息取得部，其取得地址信息，该地址信息表示所述上位网络的网络地址和所述上位网络中的所述中继装置的主机地址；以及子网地址生成部，其将表示取得的地址信息所示的网络地址的比特串中的下位比特部分置换成表示取得的地址信息所示的主机地址的比特串，由此生成成为所述下位网络的网络地址的子网地址。
发明的效果
根据本发明，不进行动态路径交换处理、路由表管理处理或目的地搜索处理等以往的处理，能够基于上位网络中的地址信息而得到下位网络的子网地址。因此，能够通过有限的资源来实现网络中继功能。
附图说明
图1是实施方式1中的网络系统200的结构图。
图2是实施方式1中的中继装置100的结构图。
图3是实施方式1中的地址管理部110的结构图。
图4是实施方式1中的分组中继部120的结构图。
图5是实施方式1中的地址管理处理的流程图。
图6是示出实施方式1中的地址管理处理的具体例的图。
图7是实施方式1中的分组中继处理的流程图。
图8是示出实施方式1中的分组中继处理的具体例的图。
图9是实施方式2中的网络系统200的结构图。
图10是实施方式2中的地址的结构图。
图11是实施方式2中的分组中继处理的流程图。
图12是实施方式2中的下一跳地址生成处理(S220)的流程图。
图13是实施方式2中的下一跳地址生成处理(S220)的流程图。
图14是实施方式3中的中继装置100的结构图。
图15是实施方式3中的网络系统200(正常时)的结构图。
图16是实施方式3中的网络系统200(故障时)的结构图。
图17是实施方式中的中继装置100的硬件结构图。
具体实施方式
在实施方式和附图中，针对相同的要素或者对应的要素标注相同的标号。适当省略或简化标注有与说明的要素相同的标号的要素的说明。图中的箭头主要表示数据流或者处理流程。
实施方式1.
基于图1至图8对网络系统200进行说明。
＊＊＊结构的说明＊＊＊
基于图1对网络系统200的结构进行说明。
网络系统200是由多个子网(N0～N3)构成的网络中的通信系统。
网络系统200具备控制器210、多个中继装置(100A～100C)以及多个终端装置(220A～220C)。
在没有确定中继装置(100A～100C)的情况下，分别称为中继装置100。
在没有确定终端装置(220A～220C)的情况下，分别称为终端装置220。
控制器210是控制网络系统200的计算机，与子网N0连接。
中继装置100是与上位网络及下位网络连接且对分组进行中继的通信装置。具体而言，中继装置100是路由器。
中继装置100具备I/F#1和I/F#2。I/F#1与上位网络连接，I/F#2与下位网络连接。I/F是接口的简称。
中继装置100A与子网N0及子网N1连接。中继装置100A中的上位网络是子网N0，中继装置100A中的下位网络是子网N1。
中继装置100B与子网N0及子网N2连接。中继装置100B中的上位网络是子网N0，中继装置100B中的下位网络是子网N2。
中继装置100C与子网N0及子网N3连接。中继装置100C中的上位网络是子网N0，中继装置100C中的下位网络是子网N3。
终端装置220是与中继装置100的下位网络连接的计算机。
终端装置220A与子网N1连接。
终端装置220B与子网N2连接。
终端装置220C与子网N3连接。
基于图2对中继装置100的结构进行说明。
中继装置100是具备处理器101、存储器102、辅助存储装置103以及多个通信接口(104-1、104-2)这样的硬件的计算机。这些硬件经由信号线相互连接。
在没有确定通信接口(104-1、104-2)的情况下，分别称为通信接口104。
处理器101是进行运算处理的IC，对其他硬件进行控制。例如，处理器101是CPU、DSP或GPU。
IC是Integrated Circuit(集成电路)的简称。
CPU是Central Processing Unit(中央处理单元)的简称。
DSP是Digital Signal Processor(数字信号处理器)的简称。
GPU是Graphics Processing Unit(图形处理单元)的简称。
存储器102是易失性的存储装置。存储器102也称为主存储装置或主存储器。例如，存储器102是RAM。根据需要，将存储器102所存储的数据保存在辅助存储装置103中。
RAM是Random Access Memory(随机存取存储器)的简称。
辅助存储装置103是非易失性的存储装置。例如，辅助存储装置103是ROM、HDD或闪存。根据需要，将辅助存储装置103所存储的数据加载到存储器102中。
ROM是Read Only Memory(只读存储器)的简称。
HDD是Hard Disk Drive(硬盘驱动器)的简称。
通信接口104是通信用的接口(端口)。
将通信接口104-1记作I/F#1，将通信接口104-2记作I/F#2。
中继装置100具备地址管理部110和分组中继部120这样的要素。这些要素由软件实现。
在辅助存储装置103中，存储有用于使计算机作为地址管理部110和分组中继部120发挥功能的中继程序。中继程序被加载到存储器102中，由处理器101执行。
在辅助存储装置103中还存储有OS。OS的至少一部分被加载到存储器102中，由处理器101执行。
处理器101一边执行OS，一边执行中继程序。
OS是Operating System(操作系统)的简称。
中继程序的输入输出数据被存储在存储部190中。
存储器102作为存储部190发挥功能。但是，辅助存储装置103、处理器101内的寄存器和处理器101内的高速缓冲存储器等存储装置也可以代替存储器102或者与存储器102一起作为存储部190发挥功能。
中继装置100也可以具备代替处理器101的多个处理器。多个处理器分担处理器101的作用。
中继程序能够以计算机可读取的方式记录(存储)在闪存这样的非易失性的记录介质中。
基于图3对地址管理部110的结构进行说明。
地址管理部110具备地址信息取得部111、地址设定部112、子网地址生成部113以及地址信息提供部114这样的要素。之后叙述这些要素的功能。
基于图4对分组中继部120的结构进行说明。
分组中继部120具备分组接收部121、下一跳地址生成部122以及分组转送部123这样的要素。之后叙述这些要素的功能。
＊＊＊动作的说明＊＊＊
中继装置100的动作的步骤相当于中继方法。此外，中继装置100的动作的步骤相当于基于中继程序的处理的步骤。
在没有特别指定的情况下，“地址”是指通信地址。具体的通信地址的例子是IP地址。IP是Internet Protocol(互联网协议)的简称。
基于图5对地址管理处理进行说明。
地址管理处理是由地址管理部110(参照图3)执行的处理。
在步骤S111中，地址信息取得部111取得中继装置100用的地址信息。
然后，地址信息取得部111将中继装置100用的地址信息保存于存储部190。
中继装置100用的地址信息表示上位网络中的中继装置100的地址。将该地址称为“上位侧地址”。
上位侧地址表示上位网络的网络地址、上位网络中的中继装置100的主机地址、以及网络掩码长度。
网络地址也称为网络部，主机地址也称为主机部。
网络掩码长度是网络掩码的长度，也称为子网掩码长度。网络掩码也称为子网掩码。
基于图6对步骤S111的具体例进行说明。
控制器210向中继装置100A发布中继装置100A用的地址信息。作为发布方法，众所周知有IP协议中的DHCP。DHCP是Dynamic Host Configuration Protocol(动态主机配置协议)的简称。
地址信息取得部111通过I/F#1来接收从控制器210发布的地址信息。
中继装置100A用的地址信息表示“192.168.0.2/24”。
返回图5，从步骤S112起继续进行说明。
在步骤S112中，地址设定部112从中继装置100用的地址信息中提取上位侧地址，将提取出的上位侧地址设定到I/F#1。
基于图6，对步骤S112的具体例进行说明。
地址设定部112从中继装置100A用的地址信息中提取上位侧地址“192.168.0.2/24”，将提取出的上位侧地址设定到I/F#1。
返回图5，从步骤S113起继续进行说明。
在步骤S113中，子网地址生成部113基于中继装置100用的地址信息，生成成为下位网络的网络地址的子网地址。
具体而言，子网地址生成部113将表示地址信息所示的网络地址的比特串中的下位比特部分置换成表示地址信息所示的主机地址的比特串。由此得到的网络地址成为子网地址。
基于图6，对步骤S113的具体例进行说明。
中继装置100A用的地址信息表示“192.168.0.2/24”。“192.168.0”是网络地址，“2”是主机地址，“24”是网络掩码长度。
子网地址生成部113将网络地址“192.168.0”的下位M比特置换成表示主机地址“2”的比特串。在该例中，M＝8。其结果是，生成“192.168.2.0/24”这样的子网地址。
关于掩码长度M，可以预先设定在存储部190中，也可以作为地址信息的一部分而取得。
在步骤S114中，地址设定部112基于所生成的子网地址，生成下位网络中的中继装置100的地址。将该地址称为“下位侧地址”。
地址设定部112将所生成的下位侧地址设定到I/F#2。
具体而言，地址设定部112从基于所生成的子网地址的主机地址范围中选择向中继装置100分配的主机地址。
表示所生成的子网地址和所选择的主机地址的地址是下位侧地址。
基于图6，对步骤S114的具体例进行说明。
地址设定部112从基于子网地址“192.168.2.0/24”的主机地址范围“1～255”中选择出主机地址“1”。在该情况下，中继装置100A的下位侧地址是“192.168.2.1”。
地址设定部112将下位侧地址设定到I/F#2。
返回图5，对步骤S115进行说明。
在步骤S115中，地址信息提供部114基于所生成的子网地址，生成终端装置220用的地址信息。
然后，地址信息提供部114将终端装置220用的地址信息提供给终端装置220。
终端装置220用的地址信息表示下位网络中的终端装置220的地址和下位网络中的默认网关的地址。
具体而言，地址信息提供部114从基于所生成的子网地址的主机地址范围中选择向终端装置220分配的主机地址。
表示所生成的子网地址和所选择的主机地址的地址是下位网络中的终端装置220的地址。
下位网络中的默认网关是中继装置100。即，下位网络中的默认网关的地址是下位网络中的中继装置100的地址。
基于图6，对步骤S115的具体例进行说明。
地址信息提供部114从基于子网地址“192.168.2.0/24”的主机主机地址范围“1～255”中选择出主机地址“100”。在该情况下，子网N1中的终端装置220A的地址是“192.168.2.100/24”。此外，中继装置100A的下位侧地址是“192.168.2.1”。
地址信息提供部114根据来自终端装置220A的地址发布请求，向终端装置220A发布终端装置220用的地址信息。作为发布方法，众所周知有IP协议中的DHCP。
终端装置220用的地址信息表示“192.168.2.100/24”和“192.168.2.1”。
终端装置220A将“192.168.2.100/24”设定为终端装置220A的地址，将“192.168.2.1”设定为默认网关的地址。
基于图7，对分组中继处理进行说明。
分组中继处理是由分组中继部120执行的处理。
在步骤S121中，分组接收部121从与下位网络连接的终端装置220接收发往目的地装置的分组。
该目的地装置是与不同于下位网络的子网连接的终端装置。
将该目的地装置所连接的子网称为目的地子网。
在步骤S122中，下一跳地址生成部122如以下那样生成下一跳地址。
下一跳地址是下一跳的地址。
下一跳是根据下一跳地址而识别的装置，成为分组的转送目的地。下一跳与上位网络及目的地子网连接。
首先，下一跳地址生成部122从接收到的分组中提取目的地装置的地址。
具体而言，下一跳地址生成部122从接收到的分组中提取目的地地址。
接着，下一跳地址生成部122从目的地装置的地址中提取目的地子网的网络地址。
具体而言，下一跳地址生成部122使用中继装置100用的地址信息所示的网络掩码长度，从目的地地址中提取网络地址。所提取的网络地址是目的地子网的网络地址。
接着，下一跳地址生成部122从表示目的地子网的网络地址的比特串中提取下位比特部分。
然后，下一跳地址生成部122将提取出的下位比特部分作为主机地址而与上位网络的网络地址组合，生成地址。所生成的地址是下一跳地址。
在步骤S123中，分组转送部123向下一跳转送接收到的分组。
基于图8，对分组中继处理的具体例进行说明。
终端装置220A发送将终端装置220C作为目的地的分组P1。
终端装置220A所属的子网N1(网络地址：192.168.2)与终端装置220C所属的子网N3(网络地址：192.168.4)不同。因此，终端装置220A将默认网关(地址：192.168.2.1)设为下一跳而发送分组P1。分组P1的目的地地址、即终端装置220C的地址是“192.168.4.100”。
分组接收部121接收分组P1。
下一跳地址生成部122基于分组P1的目的地地址，生成下一跳地址“192.168.0.4”。
分组转送部123向根据下一跳地址而识别的中继装置100C转送分组P1。
中继装置100C接收分组P1。分组P1的目的地地址中的网络地址“192.168.4”是子网N3的网络地址。中继装置100C与子网N3连接。因此，中继装置100C向子网N3的终端装置220C转送分组P1。
然后，终端装置220C接收分组P1。
下一跳地址生成部122如以下那样生成下一跳地址“192.168.0.4”。
首先，下一跳地址生成部122使用网络掩码长度“24”，从分组P1的目的地地址“192.168.4.100”中提取网络地址“192.168.4”。
接着，下一跳地址生成部122使用掩码长度M，提取网络地址“192.168.4”的下位M比特。在该例中，M＝8。即，下一跳地址生成部122提取下位M比特所表示的“4”。掩码长度M被存储在存储部190中。
然后，下一跳地址生成部122将从目的地地址的网络地址中提取出的“4”作为主机地址而与子网N0的网络地址“192.168.0”组合。
由此，生成下一跳地址“192.168.0.4”。
＊＊＊实施例的说明＊＊＊
网络系统200能够应用于空调网络。在该情况下，室外机作为中继装置100发挥功能。
也可以在网络系统200中设置地址发布服务器。在该情况下，地址发布服务器代替控制器210而发布地址信息。
＊＊＊实施方式1的效果＊＊＊
各中继装置100仅通过得到上位网络接口(I/F#1)用的地址，就能够决定下位网络接口(I/F#2)用的地址和终端装置220用的地址。因此，无需对各中继装置100和各终端装置220单独进行地址设定。因此，能够简化各中继装置100的设定。
中继装置100无需具有路由表，因此，也无需进行检索路由表的处理。但是，中继装置100能够生成下一跳的地址并转送分组。
即，在中继装置100中不需要用于路由表的存储器，并且，没有被施加用于检索路由表的处理负荷。此外，中继装置100也无需为了构筑路由表而在装置之间交换路径信息，因此，在中继装置100中也没有被施加用于交换路径信息的处理的负荷。因此，能够削减中继装置100所需的资源的量。
实施方式2.
针对网络系统200由多个层级的子网构成的方式，基于图9至图13，主要说明与实施方式1的不同点。
＊＊＊结构的说明＊＊＊
基于图9，对网络系统200的结构进行说明。
网络系统200以树状被层级化，由多个层级的子网构成。
各中继装置100配置在连续的2个层级的子网之间。
中继装置100A配置在第0层的子网N00与第1层的子网N01之间。第0层的子网N00是上位网络，第1层的子网N01是下位网络。
中继装置100B配置在第1层的子网N01与第2层的子网N11之间。第1层的子网N01是上位网络，第2层的子网N11是下位网络。
中继装置100C配置在第1层的子网N01与第2层的子网N10之间。第1层的子网N01是上位网络，第2层的子网N10是下位网络。
中继装置100D配置在第2层的子网N10与第3层的子网N21之间。第2层的子网N10是上位网络，第3层的子网N21是下位网络。
中继装置100E配置在第2层的子网N10与第3层的子网N22之间。第2层的子网N10是上位网络，第3层的子网N22是下位网络。
各中继装置100的结构。与实施方式1中的结构相同(参照图2至图4)。
基于图10，对地址的结构进行说明。
地址具有网络部和主机部。
网络部具有网络掩码长度L，表示各层级的子网的网络地址。
主机部表示属于各层级的子网的装置的主机地址。
网络部具有通用部和独立部。
通用部表示在属于相同层级的1个以上的子网中通用的子网地址。
独立部表示按照属于相同层级的每个子网而不同的子网地址。
将与第N层的子网地址的整体(通用部+独立部)对应的掩码长度称为“独立掩码长度L_N”。
将与第N层的子网地址中的通用部对应的掩码长度称为“通用掩码长度C_N”。
第N层的独立掩码长度L_N与第(N+1)层的通用掩码长度C_(N+1)相等。
第N层的通用掩码长度C_N与第(N-1)层的独立掩码长度L_(N-1)相等。
将配置在第N层与第(N+1)层之间的中继装置100称为第N层的中继装置100。
在第N层的中继装置100的存储部190中，存储有网络掩码长度L、独立掩码长度L_N、通用掩码长度C_N以及通用掩码长度C_(N+1)这样的掩码长度。
网络掩码长度L相当于上位网络的网络地址长度，作为地址信息的一部分而存储在存储部190中。
关于网络掩码长度L以外的各掩码长度，可以预先存储在存储部190中，也可以作为地址信息的一部分而存储在存储部190中。
＊＊＊动作的说明＊＊＊
地址管理处理与实施方式1中的处理相同(参照图5)。
基于图11对分组中继处理进行说明。
在步骤S210中，分组接收部121接收分组。
步骤S210与实施方式1中的步骤S121相同(参照图7)。
在步骤S220中，下一跳地址生成部122生成下一跳地址。
基于图12和图13，对第N层的中继装置100中的下一跳地址生成处理(S220)进行说明。
在步骤S221中，下一跳地址生成部122如以下那样判定目的地网络地址是否与下位子网地址一致。
首先，下一跳地址生成部122从接收到的分组中提取目的地地址。
接着，下一跳地址生成部122从提取出的目的地地址中提取目的地网络地址。目的地网络地址是基于上位网络用的子网掩码即具有网络掩码长度L的子网掩码的网络地址。
然后，下一跳地址生成部122对提取出的目的地网络地址与下位子网地址进行比较。下位子网地址是下位网络的网络地址。
在目的地网络地址与下位子网地址一致的情况下，处理进入步骤S222。
在目的地网络地址与下位子网地址不一致的情况下，处理进入步骤S223。
在步骤S222中，下一跳地址生成部122将接收到的分组的目的地地址决定为下一跳地址。
在步骤S222之后，处理结束。
在步骤S223中，下一跳地址生成部122判定目的地网络地址是否与上位子网地址一致。
目的地网络地址在步骤S221中得到。
上位子网地址是上位网络的网络地址。
在目的地网络地址与上位子网地址一致的情况下，处理进入步骤S224。
在目的地网络地址与上位子网地址不一致的情况下，处理进入步骤S225。
在步骤S224中，下一跳地址生成部122将接收到的分组的目的地地址决定为下一跳地址。
在步骤S224之后，处理结束。
在步骤S225中，下一跳地址生成部122如以下那样判定第N层网络地址是否与下位层网络地址一致。
首先，下一跳地址生成部122从接收到的分组的目的地地址中提取第N层网络地址。第N层网络地址是基于第N层子网掩码的网络地址。第N层子网掩码是具有独立掩码长度L_N的子网掩码。
接着，下一跳地址生成部122从下位网络的子网地址中提取基于第N层子网掩码的网络地址。将提取出的网络地址称为下位层网络地址。
然后，下一跳地址生成部122对第N层网络地址与下位层网络地址进行比较。
在第N层网络地址与下位层网络地址一致的情况下，处理进入步骤S226。
在第N层网络地址与下位层网络地址不一致的情况下，处理进入步骤S227。
在步骤S226中，下一跳地址生成部122如以下那样生成下一跳地址。
首先，下一跳地址生成部122从接收到的分组的目的地地址中提取第(N+1)层网络地址。第(N+1)层网络地址是基于第(N+1)层子网掩码的网络地址。第(N+1)层子网掩码是具有独立掩码长度L_(N+1)的子网掩码。
接着，下一跳地址生成部122从表示提取出的第(N+1)层网络地址的比特串中提取下位比特串。下位比特串具有通过“L_(N+1)-L_N”而求出的比特数。将由提取出的下位比特串表示的主机地址称为主机地址H_(N+1)。
然后，下一跳地址生成部122将主机地址H_(N+1)与下位子网地址组合而生成地址。所生成的地址成为下一跳地址。
在步骤S226之后，处理结束。
在步骤S227中，下一跳地址生成部122如以下那样判定第(N-1)层网络地址是否与下位层网络地址一致。
首先，下一跳地址生成部122从接收到的分组的目的地地址中提取第(N-1)层网络地址。第(N-1)层网络地址是基于第(N-1)层子网掩码的网络地址。第(N-1)层子网掩码是具有独立掩码长度L_(N-1)即通用掩码长度C_N的子网掩码。
接着，下一跳地址生成部122从上位网络的网络地址中提取基于第(N-1)层子网掩码的网络地址。将提取出的网络地址称为上位层网络地址。
然后，下一跳地址生成部122对第(N-1)层网络地址与上位层网络地址进行比较。
在第(N-1)层网络地址与上位层网络地址一致的情况下，处理进入步骤S228。
在第(N-1)层网络地址与上位层网络地址不一致的情况下，不生成下一跳地址，处理结束。
在步骤S228中，下一跳地址生成部122如以下那样生成下一跳地址。
首先，下一跳地址生成部122从表示第N层网络地址的比特串中提取下位比特串。第N层网络地址在步骤S225中被提取。下位比特串具有通过“L_N-C_N”而求出的比特数。将由提取出的下位比特串表示的主机地址称为主机地址H_N。
然后，下一跳地址生成部122将主机地址H_N与上位子网地址组合而生成地址。所生成的地址成为下一跳地址。
在步骤S228之后，处理结束。
返回图11，对步骤S230进行说明。
在步骤S230中，分组转送部123向下一跳转送接收到的分组。
具体而言，分组转送部123如以下那样进行动作。
在步骤S222(参照图12)中决定出下一跳地址的情况下，分组转送部123向下位网络的下一跳转送分组。但是，在接收到分组的通信接口是I/F#2的情况下，分组转送部123不转送分组而将其废弃。
在步骤S224(参照图12)中决定出下一跳地址的情况下，分组转送部123向上位网络的下一跳转送分组。但是，在接收到分组的通信接口是I/F#1的情况下，分组转送部123不转送分组而将其废弃。
在步骤S226(参照图13)中生成了下一跳地址的情况下，分组转送部123向下位网络的下一跳转送分组。但是，在接收到分组的通信接口是I/F#2的情况下，分组转送部123不转送分组而将其废弃。
在步骤S228(参照图13)中生成了下一跳地址的情况下，分组转送部123分组转送部123向上位网络的下一跳转送分组。但是，在接收到分组的通信接口是I/F#1的情况下，分组转送部123不转送分组而将其废弃。
在既没有决定也没有生成下一跳地址的情况下，分组转送部123如以下那样进行动作。
在中继装置100不是最上层的中继装置且接收到分组的通信接口是I/F#2的情况下，分组转送部123向上位网络的默认网关转送分组。
在中继装置100是最上层的中继装置的情况下，分组转送部123不转送分组而将其废弃。
在接收到分组的通信接口是I/F#1的情况下，分组转送部123不转送分组而将其废弃。
＊＊＊实施方式2的效果＊＊＊
根据实施方式2，能够将网络层级化为多个级。因此，能够灵活地应对应用网络系统200的系统而构成网络系统200。
中继装置100无需具有路由表，因此，也无需进行检索路由表的处理。但是，中继装置100能够生成下一跳的地址并转送分组。
即，在中继装置100中不需要用于路由表的存储器，并且，没有被施加用于检索路由表的处理的负荷。此外，中继装置100也无需为了构筑路由表而在装置之间交换路径信息，因此，在中继装置100中也没有被施加用于交换路径信息的处理的负荷。因此，能够削减中继装置100所需的资源的量。
实施方式3.
针对将网络系统200冗余化而构成的方式，基于图14至图16，主要说明与实施方式1的不同点。
＊＊＊结构的说明＊＊＊
基于图14，对中继装置100的结构进行说明。
中继装置100还具备冗余化部130。
中继程序还使计算机作为冗余化部130发挥功能。
以后说明的与冗余化相关的通信和处理由冗余化部130执行。
基于图15对网络系统200的结构进行说明。
网络系统200还具备从装置230。另外，针对子网N2的结构(参照图1)省略图示。
从装置230是代替中继装置100A的中继装置100。
从装置230与中继装置100A的上位网络(N0)及下位网络(N1)连接。
在中继装置100A发生了故障的情况下，从装置230接管中继装置100A的地址，代替中继装置100A进行动作。
在图15中，黑圆是指在中继装置100A正常进行动作的期间，从装置230A的I/F#1为无效状态。
从装置230的结构与各中继装置100的结构(参照图14)相同。
＊＊＊动作的说明＊＊＊
基于图15，来说明中继装置100A正常进行动作的情况下的从装置230的动作。
从装置230按照默认网关的冗余化协议，与中继装置100A进行通信。
具体的冗余化协议是Virtual Router Redundancy Protocol(VRRP：虚拟路由器冗余协定)。VRRP通过RFC2338而标准化。
具体而言，中继装置100A成为VRRP主设备，定期地发送VRRP分组。从装置230接收VRRP分组。由此，从装置230能够取得下位网络(N1)中的中继装置100A的地址(192.168.2.1/24)。
在中继装置100A正常地进行动作的期间，子网N1与其他子网之间的中继处理通过中继装置100A来进行。此外，为了防止中继处理的循环，在从装置230在下位网络(N1)中进行VRRP备份动作的期间，从装置230针对上位网络(N0)将I/F#1设为无效。
基于图16，来说明中继装置100A发生了故障的情况下的从装置230的动作。
从装置230在下位网络(N1)中按照VRRP进行动作，由此，成为VRRP主设备。然后，从装置230接管下位网络(N1)中的中继装置100A的地址(192.168.2.1/24)。此时，从装置230将接管的地址设定到I/F#2。该地址是下位网络(N1)的默认网关地址。
之后，从装置230基于下位网络中的中继装置100A的地址(192.168.2.1/24)，接管上位网络中的中继装置100A的地址(192.168.0.2/24)。此时，从装置230将接管的地址设定到I/F#1。然后，从装置230将I/F#1设为有效。
如以下那样计算上位网络中的中继装置100A的地址。
首先，从装置230从下位网络中的中继装置100A的地址(192.168.2.1/24)中提取下位网络的网络地址。提取出的网络地址是“192.168.2”。
接着，从装置230从下位网络的网络地址(192.168.2)中提取下位比特部分。具体而言，从装置230提取下位M比特。提取出的下位M比特被用作主机地址。主机地址是“2”。
然后，从装置230将上位网络的网络地址(192.168.0)与主机地址(2)组合。所得到的地址(192.168.0.2)是上位网络中的中继装置100A的地址。
在终端装置220C向终端装置220A发送了分组的情况下，通过中继装置100B中的分组中继处理(参照图7)，向从装置230转送分组。其结果是，分组经由从装置230而到达终端装置220A。
＊＊＊实施例的说明＊＊＊
也可以对实施方式3应用实施方式2。即，也可以是，网络系统200由多个层级的子网构成，并且在各子网中设置从装置230。
＊＊＊实施方式3的效果＊＊＊
通过实施方式3，能够在有效利用不进行路由表的管理这一特征的同时应对网络的冗余化结构。而且，能够构筑可靠性高的网络系统200。
中继装置100无需具有路由表，因此，也无需进行检索路由表的处理。但是，中继装置100能够生成下一跳的地址并转送分组。
即，在中继装置100中不需要用于路由表的存储器，并且没有被施加用于检索路由表的处理的负荷。此外，中继装置100也无需为了构筑路由表而在装置之间交换路径信息，因此，在中继装置100中也没有被施加用于交换路径信息的处理的负荷。因此，能够削减中继装置100所需的资源的量。
＊＊＊实施方式的补充＊＊＊
基于图17，对中继装置100的硬件结构进行说明。
中继装置100具备处理电路109。
处理电路109是实现地址管理部110、分组中继部120以及冗余化部130的硬件。
处理电路109可以是专用的硬件，也可以是执行存储于存储器102的程序的处理器101。
在处理电路109是专用的硬件的情况下，处理电路109例如是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA或者它们的组合。
ASIC是Application Specific Integrated Circuit(专用集成电路)的简称。
FPGA是Field Programmable Gate Array(现场可编程门阵列)的简称。
中继装置100也可以具备代替处理电路109的多个处理电路。多个处理电路分担处理电路109的功能。
在中继装置100中，也可以由专用的硬件实现一部分功能，由软件或固件实现剩余的功能。
这样，中继装置100的各功能能够通过硬件、软件、固件或者它们的组合来实现。
实施方式是优选方式的例示，并非意在限制本发明的技术范围。实施方式可以部分实施，也可以与其他方式组合来实施。使用流程图等说明的步骤也可以适当变更。
作为中继装置100的要素的“部”也可以改写为“处理”或“工序”。
标号说明
100中继装置，101处理器，102存储器，103辅助存储装置，104通信接口，109处理电路，110地址管理部，111地址信息取得部，112地址设定部，113子网地址生成部，114地址信息提供部，120分组中继部，121分组接收部，122下一跳地址生成部，123分组转送部，130冗余化部，190存储部，200网络系统，210控制器，220终端装置，230从装置。

Claims (9)

1.一种中继装置，其与上位网络及下位网络连接，对分组进行中继，其中，
所述中继装置具备：
地址信息取得部，其取得地址信息，该地址信息表示所述上位网络的网络地址和所述上位网络中的所述中继装置的主机地址；以及
子网地址生成部，其将表示取得的地址信息所示的网络地址的比特串中的下位比特部分置换成表示取得的地址信息所示的主机地址的比特串，由此生成成为所述下位网络的网络地址的子网地址。
2.根据权利要求1所述的中继装置，其中，
所述中继装置还具备地址信息提供部，该地址信息提供部从基于生成的子网地址的主机地址范围中选择向与所述下位网络连接的终端装置分配的主机地址，将表示生成的子网地址和选择出的主机地址的地址信息提供给所述终端装置。
3.根据权利要求2所述的中继装置，其中，
所述中继装置还具备：
分组接收部，其从与所述下位网络连接的所述终端装置接收发往目的地装置的分组，该目的地装置是与不同于所述下位网络的子网连接的终端装置；
下一跳地址生成部，其从接收到的分组中提取所述目的地装置的地址，从所述目的地装置的地址中提取与所述目的地装置连接的子网即目的地子网的网络地址，从表示所述目的地子网的网络地址的比特串中提取下位比特部分，将提取出的下位比特部分作为主机地址而与所述上位网络的网络地址组合，生成下一跳地址；以及
分组转送部，其向与所述上位网络及所述目的地子网连接且根据生成的下一跳地址而识别的装置转送接收到的分组。
4.根据权利要求1或2所述的中继装置，其中，
所述中继装置配置于在构成层级化的网络的多个层级的子网中连续的2个层级的子网之间。
5.根据权利要求4所述的中继装置，其中，
所述中继装置还具备：
分组接收部，其接收分组；
下一跳地址生成部，其从接收到的分组中提取目的地地址，从提取出的目的地地址中提取基于所述上位网络用的子网掩码的网络地址作为目的地网络地址，在提取出的目的地网络地址与所述下位网络的网络地址或所述上位网络的网络地址一致的情况下，将提取出的目的地地址决定为下一跳地址；以及
分组转送部，其向根据决定出的下一跳地址而识别的装置转送接收到的分组。
6.根据权利要求4所述的中继装置，其中，
所述中继装置配置在第N层的子网与第(N+1)层的子网之间，
所述中继装置还具备：
分组接收部，其接收分组；
下一跳地址生成部，其从接收到的分组中提取目的地地址，从提取出的目的地地址中提取基于第N层子网掩码的网络地址作为第N层网络地址，从所述下位网络的网络地址中提取基于所述第N层子网掩码的网络地址作为下位层网络地址，在所述第N层网络地址与所述下位层网络地址一致的情况下，从提取出的目的地地址中提取基于第(N+1)层子网掩码的网络地址作为第(N+1)层网络地址，从表示提取出的第(N+1)层网络地址的比特串中提取下位比特串，将提取出的下位比特串作为主机地址而与所述下位网络的网络地址组合，生成下一跳地址；以及
分组转送部，其向根据生成的下一跳地址而识别的装置转送接收到的分组。
7.根据权利要求4所述的中继装置，其中，
所述中继装置配置在第N层的子网与第(N+1)层的子网之间，
所述中继装置还具备：
分组接收部，其接收分组；
下一跳地址生成部，其从接收到的分组中提取目的地地址，从提取出的目的地地址中提取基于第(N-1)层子网掩码的网络地址作为第(N-1)层网络地址，从所述上位网络的网络地址中提取基于所述第(N-1)层子网掩码的网络地址作为上位层网络地址，在所述第(N-1)层网络地址与所述上位层网络地址一致的情况下，从提取出的目的地地址中提取基于第N层子网掩码的网络地址作为第N层网络地址，从表示提取出的第N层网络地址的比特串中提取下位比特串，将提取出的下位比特串作为主机地址而与所述上位网络的网络地址组合，生成下一跳地址；以及
分组转送部，其向根据生成的下一跳地址而识别的装置转送接收到的分组。
8.一种网络系统，其中，
所述网络系统具备：
权利要求1至7中的任意一项所述的中继装置；以及
从装置，其与所述上位网络及所述下位网络连接，在所述中继装置发生了故障的情况下，接管所述中继装置的地址，代替所述中继装置进行动作。
9.根据权利要求8所述的网络系统，其中，
所述从装置在所述中继装置正常进行动作的期间，取得所述下位网络中的所述中继装置的地址，在所述中继装置发生了故障的情况下，接管所述下位网络中的所述中继装置的地址，并且基于所述下位网络中的所述中继装置的地址，接管所述上位网络中的所述中继装置的地址。
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