JP2006019808A

JP2006019808A - 中継装置および中継装置の優先制御方法

Info

Publication number: JP2006019808A
Application number: JP2004192934A
Authority: JP
Inventors: Takashi Doi; 孝土井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-19
Also published as: US20060002353A1

Abstract

【課題】優先度を設定できない有線ネットワーク上のノードからのデータについても適切な優先度制御の下に無線ネットワーク上に送出可能とした中継装置を提供する。
【解決手段】有線ＬＡＮドライバ２０４から受信したパケットのＭＡＣヘッダにVLAN tagが存在しない場合、ブリッジ２０３は、そのパケットのＩＰヘッダ内の情報に基づいて優先度制御ＤＢ２０６から優先度情報を抽出する。次に、ブリッジ２０３は、その抽出した優先度情報に基づいてVLAN tagを生成して受信パケットのＭＡＣヘッダに付加し、パケットのＦＣＳを再計算して更新する。そして、ブリッジ２０３は、このVLAN Tagを付加したパケットのＭＡＣパケット転送処理を実行する。
【選択図】図３

Description

この発明は、例えば無線端末を有線ＬＡＮに接続させるためのアクセスポイント等における無線通信制御技術に関する。

近年、オフィス環境などでは、各社員のパーソナルコンピュータをケーブルレスで社内ＬＡＮに接続できるネットワーク環境が構築されるようになってきている。パーソナルコンピュータを社内ＬＡＮに接続する装置は、アクセスポイントなどと称されており、このアクセスポイントは、無線ＬＡＮを形成すると共に、この形成した無線ＬＡＮと有線ＬＡＮである社内ＬＡＮとの間のデータ授受を中継する機能を有している。

また、このアクセスポイントによって接続されることになる無線ＬＡＮおよび有線ＬＡＮの双方とも、旧モデルのパーソナルコンピュータと新モデルのパーソナルコンピュータ等、異なる条件で通信を行う電子機器がノードとして混在するのが一般的である。このようなことから、最近では、このような違いを吸収するための提案も数多くなされるに至っている（例えば特許文献１等参照）。

この特許文献１に記載の手法では、データ伝送レートの違いを考慮して優先度管理を行うことにより、低速レートでデータ受信を行う無線端末の影響を受けて高速レートでデータ受信を行う無線端末のパフォーマンスが低下すること等を防止する。
特開２００３−１１０５７５号公報

ところで、現在普及が急速に進むIEEE802.11ベースの無線ＬＡＮ通信では、その使用目的に応じて伝送帯域を有効活用できるように、優先度制御機能が策定されている（IEEE802.11e,WME）。この優先度制御機能によれば、例えばリアルタイム性(高帯域/低遅延)の要求されるビデオストリームアプリケーションがリアルタイム性の低いネットワークトラフィックで阻害されないように、アプリケーション毎に優先度付けを行って伝送帯域を使用すること等も可能である。

しかしながら、IEEE802.11eに準拠した無線ＬＡＮ通信において、優先度制御機能により適切な優先度を設定するためには、所望の優先度情報をＭＡＣヘッダのIEEE802.1Q VLAN tagに格納しておく必要がある、一方、前述のように、有線ＬＡＮ上には種々の条件で通信を行うノードが混在するのが一般的であり、この優先度情報をＭＡＣヘッダに設定することのできない有線ＬＡＮ上のノードから無線ＬＡＮ上のノードに向けて送信された通信パケットについては、無線ＬＡＮでの優先度制御が行えないといった問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、優先度を設定することができない有線ネットワーク上のノードから受けたデータについても適切な優先度制御の下に無線ネットワーク上に送出することを可能とした中継装置および中継装置の優先制御方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、この発明は、無線ネットワークと有線ネットワークとを接続する中継装置において、各データに付与された優先度に基づき、前記無線ネットワークへのデータ送出順序を制御する優先制御手段と、前記有線ネットワークから受信したデータを前記無線ネットワークに送出する際の優先度を設定する設定手段と、前記有線ネットワークから受信して前記無線ネットワークへ送出するデータに前記設定手段により設定された優先度を付与する優先度付与手段とを具備することを特徴とする。

また、この発明は、無線ネットワークと有線ネットワークとを接続する中継装置の優先制御方法において、前記有線ネットワークから受信したデータを前記無線ネットワークに送出する際の優先度を設定するステップと、前記有線ネットワークから受信して前記無線ネットワークへ送出するデータに前記設定された優先度を付与するステップと、前記付与された優先度に基づき、前記無線ネットワークへのデータ送出順序を制御するステップとを具備することを特徴とする。

この発明によれば、優先度を設定することができない有線ネットワーク上のノードから受けたデータについても適切な優先度制御の下に無線ネットワーク上に送出することを可能とした中継装置および中継装置の優先制御方法を提供することができる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る中継装置の適用例を示す図である。ここでは、本発明の中継装置をアクセスポイント（ＡＰ）１０として実現した例を説明する。アクセスポイント１０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２０ａ，２０ｂを含む複数の無線通信装置との間の無線通信を制御することによって無線ＬＡＮ（local area network）１を構築する。この無線ＬＡＮ１に属するＰＣ２０ａ，ＰＣ２０ｂは、アクセスポイント１０経由で相互にデータを送受信することが可能である。また、アクセスポイント１０は、その構築した無線ＬＡＮ１と有線ＬＡＮ２とを接続する中継機能を有しており、これにより、ＰＣ２０ａ，２０ｂは、有線ＬＡＮ２にケーブル接続されたＰＣ２０ｃ，ＰＣ２０ｄ等との間でも相互にデータを送受信することができるようになっている。

また、アクセスポイント１０は、IEEE802.11eに準拠した無線ＬＡＮ通信を行うものであり、有線ＬＡＮ２側から受信したデータを無線ＬＡＮ１側に送出するにあたっては、ＭＡＣ（media access control）ヘッダのIEEE802.1Q VLAN tagに格納された優先度情報に基づき、その優先度制御を実行する。つまり、アクセスポイント１０は、基本的には、有線ＬＡＮ２にケーブル接続されるＰＣ２０ｃ，ＰＣ２０ｄを含む有線通信装置が、IEEE802.1Qに準拠した有線ＬＡＮ通信を行っていることを想定している。だが、実際には、それ以外の条件で有線ＬＡＮ通信を行う有線通信装置も混在するのが一般的である。そこで、ここでは、ＰＣ２０ｃは、IEEE802.1Qに準拠した有線ＬＡＮ通信を行っているが、ＰＣ２０ｄは、IEEE802.1Q以外の通信規約に準拠した有線ＬＡＮ通信を行っているものと仮定する。つまり、ＰＣ２０ｄから無線ＬＡＮ１配下のＰＣ２０ａ，ＰＣ２０ｂ等に向けて送出されたデータのＭＡＣヘッダには、優先度制御に必要なIEEE802.1Q VLAN tagが存在しないことになる。そして、このアクセスポイント１０は、この様なデータについても適切な優先度制御の下に無線ＬＡＮ１側に送出できるようにしたものであり、以下、この点について詳述する。

図２は、アクセスポイント１０のハードウェア構成を示す図である。図示のように、アクセスポイント１０は、ＣＰＵ１０１、ブリッジ装置１０２、メモリ１０３、ＩＤＥコントローラ１０４、磁気ディスク駆動装置（ＨＤＤ）１０５、有線ＬＡＮＭＡＣコントローラ１０６、有線ＬＡＮＰＨＹコントローラ１０７、無線ＬＡＮＭＡＣコントローラ１０８、無線ＬＡＮＰＨＹコントローラ１０９を有している。

ＣＰＵ１０１は、メモリ１０３にロードされたプログラムに従い、アクセスポイント１０のシステム全体の制御を実行する。ブリッジ装置１０２は、ＣＰＵ１０１とメモリ１０３との間のデータ転送や、ＣＰＵ１０１とＩＤＥコントローラ１０４、有線ＬＡＮＭＡＣコントローラ１０６および無線ＬＡＮＭＡＣコントローラ１０８との間の通信を制御する。

メモリ１０３は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムを格納したり、システムの制御に必要となるデータの一時的な格納場所として利用される。ＩＤＥコントローラ１０４は、ＨＤＤ１０５を駆動制御する。ＨＤＤ１０５は、メモリ１０３の補助記憶として本システムを動作させるプログラムや映像データを格納する。

有線ＬＡＮＭＡＣコントローラ１０６は、有線ＬＡＮＰＨＹコントローラ１０７と連携して、有線ＬＡＮ２上での通信制御を実現する。一方、無線ＬＡＮＭＡＣコントローラ１０８は、無線ＬＡＮＰＨＹコントローラ１０９と連携して、無線ＬＡＮ１上での通信制御を実現する。そして、ＰＣＩバス１００Ａは、本システムを構成するＰＣＩデバイスとブリッジ装置１０２とを接続する。

図３は、アクセスポイント１０のソフトウェア構成を示す図である。図示のように、アクセスポイント１０は、ユーザインタフェース２０１、ＩＰ（internet protocol）層２０２、ブリッジ２０３、有線ＬＡＮドライバ２０４、無線ＬＡＮアクセスポイントドライバ２０５、優先度制御データベース（ＤＢ）２０６を有している。

ユーザインタフェース２０１は、本システムの設定をユーザに実行させる為のホームページ形式の設定機能（Ｗｅｂ設定機能）を提供する。ＩＰ層２０２は、ユーザインタフェース２０１に対し、ＩＰ通信機能を提供する。ブリッジ２０３は、ＩＰ層２０２、有線ＬＡＮドライバ２０４、無線ＬＡＮアクセスポイントドライバ２０５の間のＭＡＣレベルのパケットの転送を制御する。そして、このブリッジ２０３が、例えばＰＣ２０ｄから無線ＬＡＮ１配下のＰＣ２０ａ，ＰＣ２０ｂ等に向けて送出されたデータのように、前述のIEEE802.1Q VLAN tagがＭＡＣヘッダに存在しないデータについても、適切な優先度制御の下に無線ＬＡＮ１側に送出するための処理を実行する。なお、その動作原理の詳細については後述する。

有線ＬＡＮドライバ２０４は、ブリッジ２０３と接続され、有線ＬＡＮ２の通信パケットを制御する。一方、無線ＬＡＮアクセスポイントドライバ２０５は、無線ＬＡＮ１のアクセスポイント機能を提供すると共に、IEEE802.1e,WMEの優先度制御機能を用いて、無線ＬＡＮ１のリンクレベルの制御を実施する。

優先度制御ＤＢ２０６は、ユーザインタフェース２０１を用いてユーザが設定した優先度情報を保存する。この優先度制御ＤＢ２０６に保存された優先度情報は、ブリッジ２０３にてIEEE802.1Q VLAN tagを付加する必要が生じた場合に参照される。図４に、ユーザインタフェース２０１がユーザ向けに提供する優先度設定ＧＵＩ（Graphical User Interface）の一例を示す。

図示のように、ユーザインタフェース２０１が提供する優先度設定ＧＵＩでは、TCP,UDP/IPヘッダに含まれるであろうTOS/DSCP値がフィールドａに一覧表示される。これに対して、ユーザは、そのTOS/DSCP値を含む通信パケットに対する無線ＬＡＮ通信優先度をフィールドｂに任意に入力することができる。そして、この優先度設定ＧＵＩで設定された内容は、優先度情報として優先度制御ＤＢ２０６に保存される。図４の例では、例えばTOS/DSCP値”0x00”の通信パケットとTOS/DSCP値”0x02”の通信パケットとを有線ＬＡＮ２から受け取って無線ＬＡＮ１に送出する場合、TOS/DSCP値”0x00”の通信パケットが優先されることになる。

次に、図５を参照して、アクセスポイント１０のブリッジ２０３で実行される優先度制御の動作原理について説明する。

有線ＬＡＮドライバ２０４から通信パケットを受信すると、ブリッジ２０３は、そのＭＡＣヘッダにVLAN tagが存在するか否かを調べる（ステップＳ１）。もし、VLAN tagが存在すれば（ステップＳ２のＹＥＳ）、ブリッジ２０３は、このVLAN tagに格納された優先度情報をそのまま使用して、ＭＡＣパケット転送処理を実行する（ステップＳ７）。

一方、ＭＡＣヘッダにVLAN tagが存在しなかった場合（ステップＳ２のＮＯ）、ブリッジ２０３は、そのパケットのTCP,UDP/IPヘッダ内の情報をもとに優先度制御ＤＢ２０６を参照し、対応する優先度情報を抽出する（ステップＳ３）。そして、この抽出した優先度情報に基づいてIEEE802.1Q VLAN tagを生成し（ステップＳ４）、受信パケットのＭＡＣヘッダに付加する（ステップＳ５）。

この時、ブリッジ２０３は、VLAN Tagを付加したパケットのＦＣＳ（frame check sequence）を再計算して更新する（ステップＳ６）。そして、ブリッジ２０３は、このVLAN Tagを付加したパケットのＭＡＣパケット転送処理を実行する（ステップＳ７）。

以上のように、本実施形態のアクセスポイント１０は、IEEE802.1Q VLAN tagが存在しないと設定できなかった無線ＬＡＮ通信の優先度情報(IEEE802.11e,WME)を、IEEE802.1Q VLAN tagを持たない通信においても設定可能とし、かつ、無線ＬＡＮ上へ転送する際の優先度を任意にカスタマイズ可能とする。

なお、前述した実施形態では、TCP,UDP/IPヘッダに含まれるTOS/DSCP値毎に無線ＬＡＮ上での優先度を設定する例を説明したが、本発明の手法は、これに限られず、どのような規則で設定を行っても構わない。

つまり、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の一実施形態に係る中継装置の適用例を示す図同実施形態のアクセスポイントのハードウェア構成を示す図同実施形態のアクセスポイントのソフトウェア構成を示す図同実施形態のアクセスポイントがユーザ向けに提供する優先度設定ＧＵＩの一例を示す図同実施形態のアクセスポイントのブリッジで実行される優先度制御の動作原理を示すフローチャート

符号の説明

１…無線ＬＡＮ、２…有線ＬＡＮ、１０…アクセスポイント、２０ａ〜２０ｄ…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、１００Ａ…ＰＣＩバス、１０１…ＣＰＵ、１０２…ブリッジ装置、１０３…メモリ、１０４…ＩＤＥコントローラ、１０５…磁気ディスク駆動装置（ＨＤＤ）、１０６…有線ＬＡＮＭＡＣコントローラ、１０７…有線ＬＡＮＰＨＹコントローラ、１０８…無線ＬＡＮＭＡＣコントローラ、１０９…無線ＬＡＮＰＨＹコントローラ、２０１…ユーザインタフェース、２０２…ＩＰ層、２０３…ブリッジ、２０４…有線ＬＡＮドライバ、２０５…無線ＬＡＮアクセスポイントドライバ、２０６…優先度制御データベース（ＤＢ）。

Claims

無線ネットワークと有線ネットワークとを接続する中継装置において、
各データに付与された優先度に基づき、前記無線ネットワークへのデータ送出順序を制御する優先制御手段と、
前記有線ネットワークから受信したデータを前記無線ネットワークに送出する際の優先度を設定する設定手段と、
前記有線ネットワークから受信して前記無線ネットワークへ送出するデータに前記設定手段により設定された優先度を付与する優先度付与手段と
を具備することを特徴とする中継装置。
前記優先度付与手段は、前記有線ネットワークから受信したデータ中に所定の属性を有するデータが存在した場合、そのデータに基づいて優先度の付与を行い、前記所定の属性を有するデータが存在しなかった場合に、前記設定手段により設定された優先度を付与することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
前記所定の属性を有するデータは、ＭＡＣ（media access control)ヘッダのIEEE802.1Q VLAN tagに格納されたデータであることを特徴とする請求項２記載の中継装置。
前記優先度付与手段は、前記有線ネットワークから受信したデータのＭＡＣヘッダにIEEE802.1Q VLAN tagが存在しなかった場合、前記設定手段により設定された優先度に対応するデータを格納させたIEEE802.1Q VLAN tagを生成してＭＡＣヘッダに付加し、このIEEE802.1Q VLAN tagをＭＡＣヘッダに付加したパケットのＦＣＳ（frame check sequence）を再計算して更新する手段を有することを特徴とする請求項３記載の中継装置。
前記設定手段は、前記有線ネットワークから受信したデータのTCP,UDP/IPヘッダに含まれるTOS/DSCP値毎に優先度を設定することを特徴とする請求項１記載の中継装置。
無線ネットワークと有線ネットワークとを接続する中継装置の優先制御方法において、
前記有線ネットワークから受信したデータを前記無線ネットワークに送出する際の優先度を設定するステップと、
前記有線ネットワークから受信して前記無線ネットワークへ送出するデータに前記設定された優先度を付与するステップと、
前記付与された優先度に基づき、前記無線ネットワークへのデータ送出順序を制御するステップと
を具備することを特徴とする中継装置の優先制御方法。