JP2006140874A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 無線ＬＡＮに接続された無線端末が無線ＬＡＮアクセスポイントを経由して有線ＬＡＮに接続する通信システムにおいて冗長化を図る。
【解決手段】 無線ＬＡＮ３０に接続された無線端末３１は、レイヤ２スイッチ機能を有する有線インターフェイス１４，１５とパッシブモードで実行されるスパニングツリープロトコルが実装された内部レイヤ２スイッチ１６とを備える無線ＬＡＮアクセスポイント１０を介して有線ＬＡＮ２０に接続される。有線インターフェイス１４，１５は、スパニングツリープロトコルが実装されたスイッチングハブ２１（ルートブリッジ），２２，２３（バックアップルートブリッジ）に接続され、有線インターフェイス１４，１５及び内部レイヤ２スイッチ１６と、スイッチングハブ２１，２２，２３とにより、スパニングツリーを構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）に接続された無線端末が無線ＬＡＮアクセスポイントを経由して有線ＬＡＮに接続する通信システムに関するものである。

従来の通信システムにおいて、無線ＬＡＮに接続された無線端末は、無線ＬＡＮアクセスポイントを介して有線ＬＡＮに通信を行う方式であるインフラストラクチャ・モードにより通信を行っている。インフラストラクチャ・モードは、無線ＬＡＮアクセスポイントが必要になるが、ローミング機能などによって別の無線ＬＡＮアクセスポイントのエリアに移動しても引き続き通信を行うことが可能であり、有線ＬＡＮに接続されたインターネット等への通信は無線ＬＡＮアクセスポイントを介して行われるため、無線端末の設定が容易であるという利点がある。

ここで、無線ＬＡＮアクセスポイントは、ＩＥＥＥ８０２．１１規格が主流となっている。そして、無線ＬＡＮアクセスポイントの有線インターフェイスには、通常１００ＢＡＳＥ−ＴなどのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）接続用のポートが１つだけ設置されている。また、最近では、有線ＬＡＮ側にスイッチングハブ機能を有する無線ＬＡＮアクセスポイントが開発され、有線ＬＡＮインターフェイスとして複数のポートを有するものもある。

一方、従来から、有線ＬＡＮにおいて、接続されたＬＡＮケーブルの断線や中継装置の故障などの障害があった場合の接続不能状態を防止するため、冗長経路を備えたネットワークを構成する。冗長経路を備えたネットワークとしては、例えば、ネットワーク上の目的地までの経路が単一であり、かつパケットを中継するブリッジやスイッチングハブのような中継装置の段数が最小になるように構成されたネットワークトポロジであるスパニングツリー（Spanning Tree：経路木）がある。そして、スパニングツリーでネットワークが構成されている場合に、スパニングツリー内でループが発生しないようにするため、レイヤ２（Ｌ２）プロトコルであるスパニングツリープロトコル（Spanning-Tree Protocol：ＳＴＰ）を中継装置に実装させてネットワークトポロジを設定する。

このスパニングツリープロトコルは、所定の送信間隔でConfiguration ＢＰＤＵ（Configuration Bridge Protocol Data Unit：ブリッジのトポロジ情報を交換するためのメッセージ、「ＢＰＤＵ」と略する。）と呼ばれるパケットを送信し、中継装置間の冗長経路を検出すると共にその冗長経路を切断して、ネットワーク上の目的地までの経路が単一でかつ中継装置の段数が最小になるように機能する。このＢＰＤＵには、スパニングツリーの根幹をなすルートブリッジやバックアップルートブリッジ、パケットを送信したブリッジなどの情報が含まれている。そして、ＢＰＤＵを受信した中継装置は、受信したＢＰＤＵの内容からネットワークの冗長経路を検知し、優先度が最も高いポートを残して、他のポートをブロックすることにより、冗長経路を切断して単一の経路とするようになっている。ここで、優先度は、ルートブリッジ、バックアップルートブリッジの順に高く設定されている。そして、接続されている現在の経路に障害が発生したときは、ブロックされているポートが中継状態に設定され、障害経路を迂回した冗長経路が新しい経路として設定されるようになっている。

また、中継装置自体の冗長化を図るため、特許文献１に記載された技術のように、複数のポートを備えたハブであって、通信制御ＬＳＩの障害を検出した場合に、ポート接続の切り替えを行うことができるハブも開発されている。

特開２００２−３００１７８号公報

しかしながら、従来の無線ＬＡＮアクセスポイントは冗長化を考えた構成になっておらず、有線インターフェイスに接続された有線ＬＡＮ側に障害が生じた場合に、無線ＬＡＮに接続された無線端末がインターネットに接続することができないという影響を受けていた。また、有線ＬＡＮ側にスイッチングハブ機能を有する無線ＬＡＮアクセスポイントも、有線ＬＡＮインターフェイスとして有する複数のポートはそれぞれ独自に接続を行うためのものであり、接続の切り替えを行うことはできず、冗長化を考えてものではない。

そこで、本発明は、無線ＬＡＮに接続された無線端末が無線ＬＡＮアクセスポイントを経由して有線ＬＡＮに接続する通信システムにおいて、冗長化を図ることができる通信システムを提供するものである。

課題を解決するための手段及び効果

本発明に係る通信システムは、無線ＬＡＮに接続された無線端末が無線ＬＡＮアクセスポイントを経由して有線ＬＡＮに接続される通信システムにおいて、前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記有線ＬＡＮ上の２つ以上の中継装置と接続され、レイヤ２スイッチ機能を有した２つ以上の有線インターフェイスと、前記２つ以上の有線インターフェイスと接続されパッシブモードで実行されるスパニングツリープロトコルが実装された内部レイヤ２スイッチと、を備え、前記２つ以上の中継装置は、スパニングツリープロトコルが実装されて、前記２つ以上の有線インターフェイスと前記内部レイヤ２スイッチと合わせてスパニングツリーを構成するとともに、少なくとも１つのルートブリッジと１つ以上のバックアップルートブリッジとが定義されることを特徴とする。

これによると、２つ以上の有線インターフェイス及び内部レイヤ２スイッチと２つ以上の中継装置とによりスパニングツリーを構成し、少なくとも１つのルートブリッジと１つ以上のバックアップルートブリッジとが定義されていることから、通常通信を行っているいずれか一方の有線インターフェイスに接続された有線ＬＡＮ上（ＬＡＮケーブルや中継装置等）に障害があった場合に、他方の有線インターフェイスに切り替えて通信を行うことができ、通信システムの冗長化を図ることが可能である。また、スパニングツリーを構成する２つ以上の有線インターフェイス及び内部レイヤ２スイッチが無線ＬＡＮアクセスポイント内に構成されていることから、冗長化された通信システムの設置スペースを削減することができるとともに、有線ＬＡＮ上の中継装置の負荷を減らしてネットワークの効率を上げることができる。

ここで、本発明に係る通信システムは、前記内部レイヤ２スイッチにおいて前記ルートブリッジ及び前記バックアップルートブリッジからのＢＰＤＵが受信できない場合に、前記無線ＬＡＮアクセスポイントの無線インターフェイスの前記無線ＬＡＮに対する接続を切断させる制御手段、を更に備えて良い。

これによると、内部レイヤ２スイッチにおいてルートブリッジ及びバックアップルートブリッジからのＢＰＤＵを受信できず、即ち無線ＬＡＮアクセスポイントを介して無線端末が有線ＬＡＮに接続できなくなったと判断された場合に、制御手段が無線インターフェイスの無線ＬＡＮに対する接続を切断することにより、近くにある通信可能な他の無線ＬＡＮアクセスポイントにローミングさせて、通信システムの更なる冗長化を図ることが可能である。

以下、図面を参照しつつ、本発明である通信システムを実施するための最良の形態について具体的な一例に即して説明する。

まず、本実施形態に係る通信システムの構成を図１に基づいて以下に説明する。図１は、本実施形態に係る通信システムの通常の接続状態を示す概略図である。

図１に示すように、通信システム１は、無線ＬＡＮ３０上の無線端末３１が、無線ＬＡＮアクセスポイント１０を経由して、有線ＬＡＮ２０に接続されたインターネット４０に接続するように構成されている。

そして、無線ＬＡＮアクセスポイント１０は、無線通信部として無線通信を行うための無線インターフェイス（無線Ｉ／Ｆ）１１と、中継部１２と、制御部（制御手段）１３と、有線通信部として有線通信を行うための２つの有線インターフェイス（有線Ｉ／Ｆ）１４，１５及び内部レイヤ２スイッチ（内部Ｌ２スイッチ）１６と、を備えている。

無線Ｉ／Ｆ１１は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂで規定される無線ＬＡＮ通信やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）といった免許を必要としない無線通信を行うものであり、後述する制御部１３の制御に従って、無線端末３１とマルチキャスト通信あるいはポイント通信を行うためのインターフェイスである。

中継部１２は、無線通信部である無線Ｉ／Ｆ１１と有線通信部の後述する内部Ｌ２スイッチ１６と接続され、無線端末３１で構成される無線ＬＡＮ３０と有線ＬＡＮ２０との中継処理を行うと共に、無線ＬＡＮ３０におけるルーティング処理を行うためのものである。

制御部１３は、無線ＬＡＮアクセスポイント１０全体の制御を行うと共に、後述する内部Ｌ２スイッチ１６で受信したＢＰＤＵの情報に基づいて無線Ｉ／Ｆ１１を制御するためのものである。ここで、即ち、内部Ｌ２スイッチ１６で受信したＢＰＤＵの情報に基づいて無線Ｉ／Ｆ１１を制御する制御部１３の動作について図４に基づいて説明する。まず、制御部１３では、所定の時間間隔毎に、後述する内部Ｌ２スイッチ１６において、後述するルートブリッジであるスイッチングハブ２１とバックアップルートブリッジであるスイッチングハブ２３からＢＰＤＵを受信したかどうかを判断する（ステップＳ１）。ＢＰＤＵを受信した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）は、再度ステップＳ１に戻る。そして、ＢＰＤＵを受信しない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、無線Ｉ／Ｆ１１の無線ＬＡＮ３０との接続を切断するように制御する（ステップＳ２）。

有線Ｉ／Ｆ１４，１５は、１００ＢＡＳＥ−ＴなどのＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）を接続するものであり、無線ＬＡＮアクセスポイント１０と有線ＬＡＮ２０の通信を行なうためのインターフェイスである。有線Ｉ／Ｆ１４，１５により、２つのポート（ポート１，ポート２）を構成しており、それぞれ、後述するスイッチングハブ２１，２２と接続されるとともに、後述する内部Ｌ２スイッチ１６と接続される。また、有線Ｉ／Ｆ１４，１５は、Ｌ２スイッチ機能（ネットワークの中継装置の一つで、ＯＳＩ照モデルの第２層であるデータリンク層のデータでパケットの行き先を判断して転送を行う機能。）を有し、内部Ｌ２スイッチ１６とスイッチングハブ２１，２２，２３と、によりレイヤ２スイッチネットワークの冗長構成であるスパニングツリーを構成する。

内部Ｌ２スイッチ１６は、有線Ｉ／Ｆ１４，１５と接続されると共に、中継部１２と接続され、レイヤ２スイッチネットワークの冗長構成として使われるプロトコルであるスパニングツリープロトコルが実装され、中継装置として機能する。ここで、内部Ｌ２スイッチ１６では、スパニングツリープロトコルはパッシブモードで実行され、ＢＰＤＵを受信するがＢＰＤＵを送信しないように構成される。尚、データを転送することは可能である。そして、内部Ｌ２スイッチ１６自体にＢＰＤＵ情報は設定されない。

尚、無線端末３１は、例えば、無線ＬＡＮカードなどの無線通信機能を備えたパーソナルコンピュータやゲーム機器等である。本実施形態では、図１にあるように無線端末３１が１つのみ示されているが無線端末３１は複数であっても良く、無線Ｉ／Ｆ１１は複数の無線端末３１とマルチキャスト通信あるいはポイント通信を行うことができる。

そして、有線ＬＡＮ２０には、中継装置として３つのスイッチングハブ２１，２２，２３が接続されており、有線Ｉ／Ｆ１４，１５と接続されたスイッチングハブ２１，２２がスイッチングハブ２３を介してインターネット４０と接続されている。スイッチングハブ２１，２２，２３には、レイヤ２スイッチネットワークの冗長構成として使われるプロトコルであるスパニングツリープロトコルが実装されおり、スイッチングハブ２１，２２，２３と有線Ｉ／Ｆ１４，１５及び内部Ｌ２スイッチ１６の中継装置により、スパニングツリーを構成している。また、スイッチングハブ２１がルートブリッジ、スイッチングハブ２３がバックアップルートブリッジとなるように設定される。ルートブリッジとバックアップルートブリッジは、スパニングツリー内で交換されるＢＰＤＵ情報であるブリッジＩＤによって決定され、ブリッジＩＤが最も小さい順にルートブリッジ、バックアップルートブリッジとなる。従って、スイッチングハブ２１，２３，２２の順にブリッジＩＤが大きくなるように設定される。尚、ルートブリッジ、バックアップルートブリッジは、スイッチングハブ２１、スイッチングハブ２３に限らない。例えば、スイッチングハブ２２がルートブリッジであっても良く、スパニングツリー内で１つのルートブリッジと１つ以上のバックアップルートブリッジが定義されていれば良い。

尚、本実施形態では、有線ＬＡＮ２０上にスイッチングハブ２１，２２，２３が接続されて、有線Ｉ／Ｆ１４，１５及び内部Ｌ２スイッチ１６と合わせてスパニングツリーを構成しているが、それに限らない。例えば、スイッチングハブ２１，２２，２３の替わりにブリッジであっても良い。また、スイッチングハブ等の中継装置の数も３つに限らず、ルートブリッジ及びバックアップルートブリッジを設定することができるように２つ以上あり、且つ、有線Ｉ／Ｆ１４，１５及び内部Ｌ２スイッチ１６と合わせてスパニングツリーを構成することができればよい。

ここで、スパニングツリープロトコルの動作について、図１〜図３に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係る通信システムにおいて通常の接続経路に障害が発生した際の接続状態を示す概略図である。図３は、本実施形態に係る通信システムにおいて双方の接続経路に障害が発生した際の接続状態を示す概略図である。

通常時は、図１に示すように、スパニンツグツリー内でＢＰＤＵが交換されてスイッチングハブ２１がルートブリッジとなり、スイッチングハブ２２とスイッチングハブ２３の間がブロックされて、スイッチングハブスパニングツリーを構成するネットワーク上のループを防止する。そして、無線ＬＡＮアクセスポイント１０は、ポート１である有線Ｉ／Ｆ１４からスイッチングハブ２１及びスイッチングハブ２３の接続経路を介してインターネット４０に接続される。

そして、図２に示すように、ポート１である有線Ｉ／Ｆ１４とスイッチングハブ２１との間で障害が発生した場合、スパニンツグツリー内でＢＰＤＵが交換されてバックアップルートブリッジであるスイッチングハブ２３がルートブリッジに昇格して、ブロックされていたスイッチングハブ２２とスイッチングハブ２３の間が転送状態になる。そして、無線ＬＡＮアクセスポイント１０は、ポート２である有線Ｉ／Ｆ１５からスイッチングハブ２２及びスイッチングハブ２３の接続経路を介してインターネット４０に接続される。

更に、図３に示すように、ポート１である有線Ｉ／Ｆ１４とスイッチングハブ２１との間、ポート２である有線Ｉ／Ｆ１５とスイッチングハブ２２との間、の双方で障害が発生した場合、無線ＬＡＮアクセスポイント１０は、ポート１である有線Ｉ／Ｆ１４からスイッチングハブ２１及びスイッチングハブ２３の接続経路、及び、ポート２である有線Ｉ／Ｆ１５からスイッチングハブ２２及びスイッチングハブ２３の接続経路のいずれの接続経路も断たれることから、インターネット４０に接続することができない。かかる場合、パッシブモードでスパニングツリープロトコルが実行されている内部Ｌ２スイッチ１６において、ルートブリッジであるスイッチングハブ２１とバックアップルートブリッジであるスイッチングハブ２３からのＢＰＤＵが受信されない。従って、制御部１３は、無線Ｉ／Ｆ１１の無線ＬＡＮ３０との接続を切断するように制御する。これにより、無線端末１１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１０と通信ができなくなり、近くにある通信可能な他の無線ＬＡＮアクセスポイント５０にローミングすることにより、インターネット４０への接続を引き続き行えるようにする。

このように、本実施形態に係る通信システム１によると、２つの有線Ｉ／Ｆ１４，１５及び内部Ｌ２スイッチ１６とスイッチングハブ２１，２２，２３とによりスパニングツリーを構成していることから、通常通信を行っているポート１の有線Ｉ／Ｆ１４に接続された有線ＬＡＮ２０上（有線Ｉ／Ｆ１４とスイッチングハブ２１間またはスイッチングハブ２１とスイッチングハブ２３巻のＬＡＮケーブルや、スイッチングハブ２１等）に障害があった場合に、他方の有線Ｉ／Ｆ１５に切り替えて通信を行うことができ、通信システム１の冗長化を図ることが可能である。また、スパニングツリーを構成する２つの有線Ｉ／Ｆ１４，１５及び内部Ｌ２スイッチ１６が無線ＬＡＮアクセスポイント１０内に構成されていることから、冗長化された通信システム１の設置スペースを削減することができるとともに、有線ＬＡＮ２０上の中継装置であるスイッチングハブ２１，２２，２３の負荷を減らしてネットワークの効率を上げることができる。

また、内部Ｌ２スイッチ１６においてルートブリッジであるスイッチングハブ２１及びバックアップルートブリッジであるスイッチングハブ２３からのＢＰＤＵを受信できず、即ち無線ＬＡＮアクセスポイント１０を介して無線端末３１が有線ＬＡＮ２０に接続できなくなったと判断された場合に、制御部１３が無線Ｉ／Ｆ１１の無線ＬＡＮ３０に対する接続を切断することにより、近くにある通信可能な他の無線ＬＡＮアクセスポイント５０にローミングさせて、通信システム１の更なる冗長化を図ることが可能である。

以上、本発明は、上記の好ましい実施形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。また、具体例は、本発明の構成を例示したものであり、本発明を限定するものではない。

例えば、本実施形態では、無線ＬＡＮ３０上の無線端末３１が、無線ＬＡＮアクセスポイント１０を経由して、有線ＬＡＮ２０に接続されたインターネット４０に接続するように、通信システム１が構成されているがそれに限らない。即ち、無線ＬＡＮ３０上の無線端末３１が、無線ＬＡＮアクセスポイント１０を経由して、有線ＬＡＮ２０に接続されたサーバなどに接続するように、通信システム１が構成されていても良い。

また、本実施の形態では、Ｌ２スイッチ機能を有する２つの有線Ｉ／Ｆ１４，１５が構成されているがそれに限らない。即ち、Ｌ２スイッチ機能を有する有線Ｉ／Ｆが３つ以上あっても良く、Ｌ２スイッチ機能を有する３つ以上の有線Ｉ／Ｆと、内部Ｌ２スイッチ１６と、スイッチングハブ２１，２２，２３等の中継装置と、によりスパニングツリーを構成し、少なくとも１つのルートブリッジと１つ以上のバックアップルートブリッジとが定義されるような通信システム１であればよい。

本実施形態に係る通信システムの通常の接続状態を示す概略図である。 本実施形態に係る通信システムにおいて通常の接続経路に障害が発生した際の接続状態を示す概略図である。 本実施形態に係る通信システムにおいて双方の接続経路に障害が発生した際の接続状態を示す概略図である。 内部Ｌ２スイッチで受信したＢＰＤＵの情報に基づいて無線Ｉ／Ｆを制御する制御部の動作について説明したフローチャートである。

符号の説明

１ 通信システム
１０ 無線ＬＡＮアクセスポイント
１１ 無線Ｉ／Ｆ
１３ 制御部（制御手段）
１４ 有線Ｉ／Ｆ
１５ 有線Ｉ／Ｆ
１６ 内部Ｌ２スイッチ
２０ 有線ＬＡＮ
２１ スイッチングハブ（中継装置）
２２ スイッチングハブ（中継装置）
２３ スイッチングハブ（中継装置）
３０ 無線ＬＡＮ
３１ 無線端末

Claims (2)

1. 無線ＬＡＮに接続された無線端末が無線ＬＡＮアクセスポイントを経由して有線ＬＡＮに接続される通信システムにおいて、
   前記無線ＬＡＮアクセスポイントは、前記有線ＬＡＮ上の２つ以上の中継装置と接続され、レイヤ２スイッチ機能を有した２つ以上の有線インターフェイスと、前記２つ以上の有線インターフェイスと接続されパッシブモードで実行されるスパニングツリープロトコルが実装された内部レイヤ２スイッチと、を備え、
   前記２つ以上の中継装置は、スパニングツリープロトコルが実装されて、前記２つ以上の有線インターフェイスと前記内部レイヤ２スイッチと合わせてスパニングツリーを構成するとともに、少なくとも１つのルートブリッジと１つ以上のバックアップルートブリッジとが定義されることを特徴とする通信システム。
2. 前記内部レイヤ２スイッチにおいて前記ルートブリッジ及び前記バックアップルートブリッジからのＢＰＤＵが受信できない場合に、前記無線ＬＡＮアクセスポイントの無線インターフェイスの前記無線ＬＡＮに対する接続を切断させる制御手段、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
   
   

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