JP2005244273A

JP2005244273A - データ通信制御装置

Info

Publication number: JP2005244273A
Application number: JP2004047287A
Authority: JP
Inventors: Toru Yasukawa; 徹安川; Ayafumi Yano; 純史矢野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】接続されている他の通信機器の固有アドレスを利用することにより、データ中継を可能とするデータ通信制御装置を提供すること。
【解決手段】中継対象のデータフレームのモニタリングを行い、通信リンクの接続／切断タイミングを判断する通信制御部２０１と、データフレーム中のアドレスの変換を行い、アドレス情報記憶部２０４への登録／削除を制御するアドレス管理部２０２と、接続されている他通信機器の固有アドレスの情報を記憶するアドレス情報記憶部２０４を備え、中継通信機器１０１は、中継通信機器１０２との認証リンクに、有線接続している他の通信機器１１０の固有アドレスを使用して接続する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のネットワークを備えた通信システムにおけるデータ通信制御装置であって、特に、データの中継通信に関するものである。

従来、通信システムを構成する通信機器は、通信機器毎に一意に決定可能な機器固有アドレスを保有しており、この機器固有アドレスを用いて、通信機器間のデータ通信を可能としている。２つのネットワーク（例えば、有線ネットワークと無線ネットワーク）を介してデータ通信を行う技術として、ブリッジやルータなどの中継通信機器が、中継対象のデータを、送信元アドレスを中継通信機器自身の機器固有アドレスとし、送信先アドレスをアクセス相手の中継通信機器の機器固有アドレスとしたブリッジフレームに変換して伝送する技術があった（例えば、特許文献１参照）。図１は、従来の通信システムの構成の一例を示すシステム構成図である。ここでは、中継通信機器１０１と１０２は、相互に無線ネットワークを介して接続しており、さらに中継通信機器１０１は、複数の通信機器（１１０、１１１、１１２と有線ネットワークを介して接続しており、中継通信機器１０２は、複数の通信機器（１２０、１２１、１２２と有線ネットワークを介して接続しているものとする。また、各通信機器は、図中に示したように機器固有アドレスを有している。例えば、通信機器１１０と通信機器１２１とがデータ通信を行う場合、通信機器１１０が送信したデータは、中継通信機器１０１から中継通信機器１０２に通知され、中継通信機器１０２が通信機器１２１に転送することになる。この場合、図８に示すように、中継通信機器１０１と中継通信機器１０２の間の認証リンクは、中継通信機器自身の機器固有アドレスを使用して確立される。
特開２０００−０９４５１６号公報

しかしながら、前記従来の技術では、２つの中継通信機器間のデータ伝送は、これら２つの中継通信機器自身の機器固有アドレスを用いて制御されているため、中継通信機器間が無線ネットワークを介して接続している場合、1つの認証リンクにより無線接続されることになる。これにより、同時に複数のデータ通信（例えば、通信機器１１０と通信機器１２０、通信機器１１１と通信機器１２１、通信機器１１２と通信機器１２２）が発生した場合、１つの認証リンク上に、複数のデータ通信用のデータが混在して流れることになり、通信回線負荷（通信トラフィック）が増加し、通信品質や通信速度が低下するという課題があった。

前記従来の課題を解決するために、本発明のデータ通信制御装置は、複数のネットワークを備えた通信システムにおいて、接続された他の通信機器の固有アドレスをアドレス情報として１つ以上記憶するアドレス情報記憶手段と、自固有アドレスの代わりに前記アドレス情報記憶手段が記憶している前記固有アドレスを用いて通信を制御し、受信した中継対象のデータを送信する通信制御手段を有し、接続された他の通信機器の固有アドレスを用いてデータの中継通信処理を行うことができる。

本発明のデータ通信制御装置によれば、中継通信機器以外の他通信機器の機器固有アドレスを用いて通信リンクの接続が可能となり、同時の複数の通信リンクが確立でき、同時に複数のデータ通信が発生した場合でも、通信回線負荷が増加せず、通信品質や通信速度の低下を防ぐことが可能となる。

また、中継通信機器間のデータ通信において、ブリッジフレームへの変換に対応するための通信プロトコルの拡張などが不要となり、通常の通信プロトコルをそのまま使用することができる。

また、異なるネットワークを接続するために従来使用されていたブリッジハブなどの機器が不要となり、通信システムの構築コストを削減することができ、さらに、通信システムの構築における自由度が向上する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

本発明の通信システムの構成として、従来の通信システムと同様の図１を用いる。なお、ここでは、一例として、中継通信機器１０１と中継通信機器１０２の間の通信プロトコルとして、ＩＥＥＥ８０２を用いて無線ネットワークで接続されており、中継通信機器１０１と通信機器１１０、１１１、１１２は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）により有線ＬＡＮで接続されているものとする。また、中継通信機器１０１は、ブリッジ機能を有しておらず、本発明のデータ通信制御装置を備えている。一方、中継通信機器１０２は、ブリッジ機能を有しているとする。なお、中継通信機器間（１０１と１０２間）を無線ネットワークとしたが、有線ネットワークを介して接続してもよく、中継通信機器１０２も本発明のデータ通信制御装置を備えてもよい。また、中継通信機器が中継する２つ以上のネットワークは、異なるプロトコルで通信制御されていてもよいし、同じプロトコルであってもよい。

図２は、本発明の実施の形態におけるデータ通信制御装置の構成を示す図である。図１の中継通信機器１０１が、データ通信制御装置を備えている。

データ通信制御装置は、通信制御部２０１と、アドレス管理部２０２と、プロトコル変換処理部２０３と、アドレス情報記憶部２０４と、リンク処理部２０５と、受信部２０６と、送信部２０７とを備えている。

受信部２０６は、データ通信制御装置に接続している他の通信機器からの中継対象のデータフレーム（アドレス変換前のデータフレーム）を受信し、通信制御部２０１に通知する。例えば、受信バッファキューを備え、受信バッファキューに格納された複数のデータフレームの処理を順次行い、複数の通信機器からのデータフレームの受信制御を可能とする。

通信制御部２０１は、受信部２０６から通知された中継対象のデータフレームのモニタリングを行い、中継対象のデータフレームをアドレス管理部２０２に通知し、アドレス管理部２０２から応答として受け取ったアドレス変換後のデータフレームを送信部２０７に通知する。また、認証リンクの接続や切断のタイミングを判断し、リンク処理部２０５に要求を行う。

アドレス管理部２０２は、通信制御部２０１から中継対象のデータフレームを受け取ると、データフレーム中の送信元固有アドレス情報と送信先固有アドレス情報を検出し、検出した送信元固有アドレス情報と送信先固有アドレス情報がアドレス情報記憶部２０４に格納されているか否かを確認し、確認結果を通信制御部に通知する。また、通信制御部２０１から通知された中継対象のデータフレーム内の送信先固有アドレス情報と送信元固有アドレス情報を、アドレス情報記憶部２０４を参照して変換処理を行い、アドレス変換後のデータフレームを通信制御部２０１に返す。

アドレス情報記憶部２０４は、１つ以上の固有アドレス情報を記憶保持している。図３に、アドレス情報記憶部２０４に格納されているデータの具体例を示す。図３（Ａ）の例では、送信元固有アドレス情報と送信先固有アドレス情報を１：１に関連付けて記憶している。また、図３（Ｂ）の例では、送信先固有アドレス情報と送信元固有アドレス情報をＮ：１に関連付けて記憶している。また、図３（Ｃ）の例では、送信先固有アドレス情報と送信元固有アドレス情報だけでなく、さらにプロトコル種別を記憶している。なお、ここでは、送信元固有アドレス情報と送信先固有アドレス情報を関連付けて記憶するとしたが、関連付けた情報として記憶せずに、単独の固有アドレスを複数記憶してもよい。また、ＨＡＳＨテーブルなどを用いてアドレス情報を記憶することにより、検索処理を高速にすることが可能となる。

プロトコル変換処理部２０３は、アドレス管理部２０２からの指示に従い、中継対象のデータフレームを、異なる通信プロトコルのデータフォーマットへ変換する。アドレス管理部２０２は、アドレス変換処理を行う際に、アドレス情報記憶部２０４に格納されているプロトコル種別に基づきプロトコルの変換が必要か否かの判断を行う。

リンク処理部２０５は、通信制御部２０１からの要求に従い、認証リンクの接続処理や切断処理を行う。認証リンクに使用する固有アドレスは、自身の固有アドレスには限定されず、通信制御部２０１からの指示に従う。これにより、同時に複数の通信リンク（認証リンク）を確立することが可能となる。

送信部２０７は、通信制御部２０１から通知された中継対象のデータフレーム（アドレス変換後のデータフレーム）を、データ通信制御装置に接続している他の通信機器へ送信する。例えば、送信バッファキューを備え、送信バッファキューに格納された複数のデータフレームの処理を順次行い、複数の通信機器へのデータフレームの送信制御を可能とする。

以上により、本発明のデータ通信制御装置は、他通信機器の機器固有アドレス（自身の機器固有アドレス以外）を用いて通信リンクの接続が可能となり、この通信リンクを用いて他通信機器へのデータの中継処理が行える。

なお、プロトコル変換処理部２０３は、アドレス情報記憶部２０４にプロトコル種別が格納されている場合にのみ使用されるため、本発明のデータ通信制御装置は、プロトコル変換処理部２０３を備えていない構成でもよい。

図４は、本発明のデータ通信制御装置を用いた際の接続状態の概要の一例を示している。ここでは、図１の通信機器１１０と通信機器１２１がデータ通信を行うケースに（図１の破線）ついて図示している。

中継通信機器１０１は、自身の固有アドレスである固有アドレス１だけでなく、有線接続している通信機器１１０の固有アドレスである固有アドレス１０も保持しており、中継通信機器１０１と中継通信機器１０２間の認証リンクに固有アドレス１０を使用して接続している。中継通信機器１０１は、この認証リンクを使用して、通信機器１１０から受け取ったデータフレームを中継通信機器１０２に送信する。また、中継通信機器１０２は、この認証リンクを使用して、通信機器１２１から受け取ったデータフレーム（送信先固有アドレスは固有アドレス１０）を中継通信機器１０１に送信する。これにより、中継通信機器１０２から見て、中継通信機器１０１は、通信機器１１０になりすますことが可能となる。また、図４において、通信機器１１０と通信機器１２１間のデータ通信が可能となるだけでなく、通信機器１１０と中継通信機器１０２を通信の終端としたデータ通信も可能となる。

図５は、本発明のデータ通信制御装置を用いた際の接続状況の概要の別の一例を示している。ここでは、図１の通信機器１１０と通信機器１２１がデータ通信を行うだけでなく、更に通信機器１１１と中継通信機器１０２を通信の終端としてデータ通信を行うケースについて図示している。

中継通信機器１０１は、自身の固有アドレスである固有アドレス１だけでなく、有線接続している通信機器１１０の固有アドレスである固有アドレス１０と、通信機器１１１の固有アドレスである固有アドレス１１１も保持しており、中継通信機器１０１と中継通信機器１０２間に２つの認証リンクが確立しており、１つの認証リンクに固有アドレス１０を使用し、もう１つの認証リンクに固有アドレス１１を使用している。中継通信機器１０１は、通信機器１１０から受け取ったデータフレームを中継通信機器１０２に送信する際に、固有アドレス１０の認証リンクを使用する。また、中継通信機器１０１は、通信機器１１１から受け取ったデータフレームを中継通信機器１０２に送信する際に、固有アドレス１１の認証リンクを使用する。一方、中継通信機器１０２は、通信機器１２１から受け取ったデータフレーム（送信先固有アドレスは固有アドレス１０）を中継通信機器１０１に送信する際に、固有アドレス１０の認証リンクを使用する。また、中継通信機器１０２は、通信機器１１１へのデータフレーム（送信先固有アドレスは固有アドレス１１）を送信する際に、固有アドレス１１の認証リンクを使用する。これにより、中継通信機器１０２から見て、中継通信機器１０１は、通信機器１１０や通信機器１１１になりすますことが可能となる。また、中継通信機器１０１と中継通信機器１０２間の複数の認証リンク（通信リンク）を使用したデータ通信が可能となることにより、従来と比べて中継通信機器間の回線負荷を低減することが可能となる。

図６は、本発明のデータ通信制御装置における、他通信機器の固有アドレスを用いた認証リンク接続／切断処理の流れの一例を示している。なお、ここでは図１の破線で示した通信機器１１０から通信機器１２１へデータ通信するケースを具体例として使用する。

通信制御部２０１は、中継通信機器１０１に中継対象の通信機器が接続されたことを検出する（ステップＳ６０１）。具体的には、ＩＰアドレスから機器固有アドレスを知るためのプロトコルであるＡＲＰ（ＡｄｄｒｅｓｓＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）を用いて処理を行う。通信機器１１０が中継通信機器１０１に有線接続した時、通信制御部２０１がＡＲＰ要求フレーム７０１を受け取ることで接続を検出する。なお、ＡＲＰフレームのデータフォーマットは、図７に示した通り、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）宛先アドレス７０２と、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）送信元アドレス７０３と、プロトコルタイプ７０４と、ＡＲＰ／ＲＡＲＰメッセージ７０５とから構成されている。

通信制御部２０１は、受け取ったＡＲＰ要求フレームをアドレス管理部２０２に通知し、アドレス管理部２０２が、ＡＲＰ要求フレーム内のＥｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）送信元アドレス（機器固有アドレス）７０３を読み出し、接続した通信機器の機器固有アドレスを検出する（ステップＳ６０２）。つまり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）送信元アドレス７０３には、通信機器１１０の固有アドレスである固有アドレス１０が格納されていることになる。また、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）宛先アドレス７０２には、通信相手である通信機器１２１の固有アドレスである固有アドレス２１が格納されている。

次に、アドレス管理部２０２は、読み出した機器固有アドレスがアドレス情報記憶部２０４に記憶済みか否かを確認する（ステップＳ６０３）。アドレス情報記憶部２０４に記憶済みの場合（ステップＳ６０３がＹｅｓ）、ステップＳ６０６に遷移する。一方、アドレス情報記憶部２０４に記憶されていない場合（ステップＳ６０３がＮｏ）、アドレス管理部２０２は、読み出した機器固有アドレスを一時保存し、通信制御部２０１に確認結果を通知する（ステップＳ６０４）。通信制御部２０１は、読み出した固有アドレスでの認証リンクの接続をリンク処理部２０５に指示する。リンク処理部２０５は、通知された固有アドレスを用いて、中継通信機器１０２との間の認証リンク接続処理を行う（ステップＳ６０５）。例えば、接続した通信機器が通信機器１１０の場合、固有アドレス１０で認証リンクが確立することになる。

通信制御部２０１は、中継通信装置１０２との間の認証リンクが接続完了した後に、送信部２０７を介してＡＲＰ要求フレームを中継通信装置１０２に送信することで、ＡＲＰ処理を実行する（ステップＳ６０６）。

通信制御部２０１が、受信部２０６を介してＡＲＰ応答フレームを正常に受信すると（ステップＳ６０７がＹｅｓ）、アドレス管理部２０２は、ステップＳ６０４で一時保存した固有アドレスを、正式にアドレス情報記憶部２０４に登録する（ステップＳ６０８）。ただし、既にアドレス情報記憶部２０４に登録済み（記憶済み）の場合、再登録は行わない。具体的には、通信機器１２１からのＡＲＰ応答フレームが中継通信機器１０２を経由して中継通信機器１０１に通知されると、送信先固有アドレスが固有アドレス２１、送信元固有アドレスが固有アドレス１０のアドレス情報が、アドレス情報記憶部２０４に記憶される。つまり、固有アドレス１０の認証リンクが接続中であり、この認証リンクを使用して、通信機器１１０と通信機器１２１間のデータ通信が可能となる。

一方、通信制御部２０１が、ＡＲＰ応答フレームを正常に受信できない場合（ステップＳ６０７がＮｏ）、アドレス管理部２０２にアドレス情報記憶部２０４から対象のアドレス情報を削除し（ステップＳ６０９）、対象の固有アドレスでの認証リンクの切断をリンク処理部２０５に指示する。リンク処理部２０５は、中継通信機器１０２との間の認証リンク（通知された固有アドレス）切断処理を行う（ステップＳ６１０）。具体的には、中継通信機器１０１が、通信機器１２１からのＡＲＰ応答フレームの受信に失敗した場合、アドレス情報記憶部２０４に記憶済みである対象アドレス情報（送信先固有アドレスが固有アドレス２１、送信元固有アドレスが固有アドレス１０のアドレス情報）を削除し、中継通信装置１０２との間の固有アドレス１０の認証リンクを切断する。つまり、固有アドレス１０の認証リンクは確立しておらず、通信機器１１０と通信機器１２１間のデータ通信はできない。

なお、通信機器１１０からのデータ通信の開始を受けて、中継通信装置１０１が処理を開始するとしたが、それだけに限定せず、中継通信装置１０１が定期的に接続中の通信機器を検出することで、アドレス情報記憶部に格納されている情報を更新し、認証リンクの接続／切断処理を実行してもよい。また、通信相手である中継通信機器１０２からのアクセス（例えば、ＡＲＰ要求の受信）により、処理を開始してもよい。

なお、ステップＳ６０８で、アドレス情報記憶部２０４に再登録を行わないとしたが、上書き処理を行ってもよい。また、通信制御部２０１が、アドレス情報記憶部２０４に記憶済みか否かの情報を保持しておき、ＡＲＰ応答フレーム受信時に判断することにより、登録が必要な場合のみ、アドレス管理部２０２へ通知するようにしてもよい。

また、不必要になったアドレス情報をアドレス情報記憶部２０４から削除するエイジング機能を備えていてもよい。具体的には、通常、ＡＲＰ処理は一定周期で行なわれるため、ＡＲＰ要求／応答フレームが一定期間内に更新されない場合に、対象のアドレス情報をアドレス情報記憶部２０４から削除することで実現できる。

本発明にかかるデータ通信制御装置は、他通信機器の機器固有アドレスを用いて通信リンクの接続を可能とし、有線ネットワークや無線ネットワークに接続する通信端末や中継機器などに有効である。また、通信機能を有する機器であれば、各種の家電機器、情報処理端末、産業機器などにも利用可能である。

本発明の実施の形態における通信システム構成図本発明の実施の形態におけるデータ通信制御装置の構成の一例を示すブロック図本発明の実施の形態におけるアドレス情報記憶部に格納されているデータの一例を示す図本発明の実施の形態におけるデータ通信制御装置を用いたデータ中継処理時の接続状態の概要の一例を示す図本発明の実施の形態におけるデータ通信制御装置を用いたデータ中継処理時の接続状態の概要の一例を示す図本発明の実施の形態におけるデータ通信制御装置の処理の流れの一例を示すフローチャート本発明の実施の形態におけるＡＲＰフレームのデータフォーマットを示す図従来の中継通信機器を用いたデータ中継処理時の接続状態の概要の一例を示す図

符号の説明

１０１，１０２中継通信機器
１１０，１１１，１１２，１２０，１２１，１２２通信機器
２０１通信制御部
２０２アドレス管理部
２０３プロトコル変換処理部
２０４アドレス情報記憶部
２０５リンク処理部
２０６受信部
２０７送信部
７０１ＡＲＰ要求／応答フレーム
７０２Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）宛先アドレス
７０３Ｅｔｈｅｒｎｅｔ(登録商標）送信元アドレス
７０４プロトコルタイプ
７０５ＡＲＰ／ＲＡＲＰメッセージ

Claims

複数のネットワークを備えた通信システムにおいて、データの中継通信処理を行うデータ通信制御装置であって、
前記通信システムを構成する複数の通信機器は、通信機器毎に自身の機器固有アドレスを保有しており、
接続された他の通信機器の固有アドレスをアドレス情報として１つ以上記憶するアドレス情報記憶手段と、
自固有アドレスの代わりに前記アドレス情報記憶手段が記憶している前記固有アドレスを用いて通信を制御し、受信した中継対象のデータを送信する通信制御手段を備えることを特徴とするデータ通信制御装置。
受信した中継対象のデータに基づき、接続された他の通信機器の固有アドレスを検出するアドレス管理手段をさらに備え、
前記アドレス情報記憶手段は、前記アドレス管理手段が検出した前記固有アドレスをアドレス情報として１つ以上記憶することを特徴とする請求項１記載のデータ通信制御装置。
前記アドレス管理手段は、前記アドレス情報記憶手段を参照し、前記中継対象のデータに含まれるアドレス情報の変換処理を行うことを特徴とする請求項２記載のデータ通信制御装置。
前記アドレス情報記憶手段は、送信元固有アドレスと送信先固有アドレスとを関連付けて前記アドレス情報として１つ以上記憶することを特徴とする請求項２記載のデータ通信制御装置。
前記アドレス情報記憶手段は、前記アドレス情報にプロトコル情報を含み、
前記アドレス情報記憶手段を参照し、前記中継対象のデータのフォーマットの変換処理を行うプロトコル変換処理手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載のデータ通信制御装置。
前記アドレス情報記憶手段が記憶している前記固有アドレスを用いて、通信リンクの接続制御を行うリンク処理手段を更に備え、複数の通信リンクを同時に確立することを特徴とする請求項１記載のデータ通信制御装置。