JP2006518961A - Ａｄｈｏｃネットワークにおけるアドレス自動構成 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】本発明は、ノードがネットワークに参加又はネットワークを確立するときに、ノードがアドレスによって自己を自動的に構成できるシステムを提供する。ネットワークが確立されると、ネットワーク内のノードは、ノードが属するネットワークの表示を与えるよう修正されたハローメッセージを交換する。２つのネットワークが互いにマージングを開始する場合、ネットワークの縁に存在するノードは、２つの異なるネットワークを識別するハローメッセージをノードから受信する。これが生じると、ノードは、ネットワークのマージングが生じていると判断し、結合ネットワーク全体の中で自己のアドレスの一意性を確認するために、重複アドレス検出の処理を実行する。

Description

本発明は、適切なネットワークアドレスを識別するための、ネットワーク端末の自動構成に関する。より詳細には、本発明は、IPv6を用いるモバイルad hocネットワークにおける自動構成に関する。

ネットワーク、特に、モバイルデバイスのネットワークのようなad hocネットワークに端末が接続すると、そのネットワークに接続する他の端末やノードとの通信を容易にするため、適切なネットワークアドレスを決定することが必要となる。ＩＰ（インターネットプロトコル）を用いて、端末が適切なネットワークアドレスを決定することを可能にする様々な方式が存在している。IPv4（インターネットプロトコルバージョン４）アドレスは、アドレスが割り当てられる通路（way）や新しいアドレスへの需要の拡大のせいで、不足するようになってきている。割り当ては慎重に制御されなければならないので、アドレスはアドミニストレーターによって手作業で端末に割り当てられるか、或いはＤＨＣＰ（動的ホスト構成プロトコル）を用いて割り当てられうる。ＤＨＣＰは、利用可能なアドレスのデータベースを維持するＤＨＣＰサーバを必要とする。端末がネットワークに接続すると、ＤＨＣＰサーバから利用可能なアドレスを要求する。そうするとＤＨＣＰサーバはＩＰアドレスをネットワーク端末に割り当てる。しかしながら、この技術はＤＨＣＰサーバが新しく接続する端末に利用可能であることを必要とし、ＤＨＣＰサーバが利用可能なアドレスのリストを維持することも必要とする。高いフレキシビリティ及び新規端末を自由にネットワークへ接続するためのアビリティを得るためには、各々が一意の利用可能なアドレスを記憶した多数のＤＨＣＰサーバが必要となるであろう。Ad-hocネットワークは、
基本的にインフラストラクチャ(infrastructure)を使用しないネットワークであり、そのためＤＨＣＰを適用できない。ＤＨＣＰサーバを利用可能とするためにはインフラストラクチャが必要となり、それ故にad-hocネットワークのフレキシビリティが制限される。

ＩＰプロトコルの最近のバージョンであるIPv6では、利用可能なアドレスの潜在的な数は、IPv4の場合よりも格段に多い。これにより、利用可能な潜在的アドレスの数が制限されるという問題は克服されるが、要求に応じて端末に割り当てられるべき利用可能なアドレスを記憶するための個別のサーバを持つことは、なお不便である。従って、アドレスを割り当てるための個別のサーバを必要とすることなく、端末がＩＰアドレスで自己を構成できるようにすることが望ましい。

Ad hocネットワークにおいてＩＰアドレス自動構成を可能にするために、様々なシステムが提案されてきた。Charles E Perkins et al.：“IP Address Autoconfiguration for Ad Hoc Network”、インターネット技術標準化委員会（ＩＥＴＦ） ‘Mobile Ad Hoc Networking Group’［２００１年１１月１４日］の論文には、ad hocネットワーク内の端末又はノードが、ad hocネットワークの接続部分に亘って固有のＩＰアドレスによって自己自動構成できる、というメカニズムが説明されている。

Perkins et al.の文献は、自動構成を実行している端末が２つのアドレスを選択するシステムを説明している。テンポラリアドレスと端末が使用を望む仮アドレスである。テンポラリアドレスは、単に仮アドレスの一意性を決定するためだけに用いられる。仮アドレスが一意的か否かを決定するために、端末はアドレス要求（ＡＲＥＱ）を送出する。端末がアドレス応答（ＡＲＥＰ）を受信すれば、仮アドレスが一意的ではないと決定する。ＡＲＥＰが受信されなければ、仮アドレスは一意的であるとみなされる。IPv6に関しては、ＡＲＥＱは修正された隣接局要請（ＮＳ）メッセージである。隣接局要請メッセージは、隣接局通信メッセージとしてのＮＳメッセージの通常の機能ではなく、重複アドレス検出（ＤＡＤ）動作の一部として動作していることを示すためフラグにより修正される。結果的に、フラグが設定された隣接局要請メッセージが受信されると、メッセージがノードから１ホップだけ離れた隣接局に伝送されるだけである場合、通常とは対照的に、ノードによって伝えられる。

自己のアドレスに対応する仮アドレスを示す隣接局要請メッセージを受信する端末は、修正された隣接局通知（ＮＡ）メッセージの形態でアドレス応答（ＡＲＥＰ）メッセージを発行する。隣接局通知メッセージは、隣接局通知メッセージが重複アドレス検出（ＤＡＤ）処理の一部として動作していることを示すため隣接局要請メッセージと類似のフラグにより修正される。このＮＡメッセージも同様に、単にすぐ隣の局へ１ホップだけ送られるのではなく、ノードからノードへと伝えられていく。この場合、修正ＮＡメッセージは、ＮＡメッセージの発信元に復帰配信されるので、仮アドレスが一意的ではないことが判明する。仮アドレスは、サイトローカルプレフィックスから適切なプレフィックスを提供し、端末自体からの任意の数をこれに付加することによって最初に選択される。この数（this）は、乱数、又はＭＡＣ番号や拡張ユニバーサル識別番号（ＥＵＩ−６４）のような、その端末の何らかの特性に基づく数であってよい。これらの数は端末又はそのネットワークカードに対して一意的であるように意図されるが、この方法で形成されるアドレスが一意的でないという可能性は残っている。

Perkins et al.は、ネットワークが別のネットワークに接続するときには重複アドレス検出（ＤＡＤ）が実行される必要があることを示しているが、いつネットワークの接続が行われ、又はどのようにＤＡＤの開始がなされるかを検出する技術については、その論文中で全く示されていない。

Kilian Weniger及びMartina Zitterbart：“IPv6 Autoconfiguration in Large Scale Mobile Ad Hoc Networks” ‘Proceedings of European Wireless’ Karlsruhe大学（２００２年）の論文は、自動構成を処理するための階層方法（hierarchical approach）を提案している。この論文は、IPv6及びそのステートレスアドレス自動構成の、大規模モバイルad hocネットワークに対する適用可能性について考察している。モバイルad hocネットワークにおけるノードは、集積型ホスト及びルータである。その結果、全てのノードが全てのルータ機能を実行する。単一ブロードキャストリンク以外の環境でIPv6ステートレスアドレス自動構成を適用するために、ルータ通知（ＲＡ）を発行するルータが必要とされる。しかしながら、重複アドレス検出（ＤＡＤ）の間、ネットワークをメッセージではんらんさせる必要がある。このはんらんは輻輳（congestion）を導き、ネットワークのサイズが増大するにつれて輻輳は受け入れがたいものとなる。Weniger et al.は、各端末が、任意の数のホップだけ離れたよりも小さいノードのグループとして自己のブロードキャストリンクを定義することにより、はんらんを制限しようとするシステムを説明している。これを達成するために、ルータ通知を発行することによって隣接ノードのグループを構成するリーダノードを用いて、階層が構築される。この場合、隣接ノードは自己のルータ機能を実行し、かつＲＡメッセージの関連出力を実行する必要がないので、必要なトラフィックは減る。しかしながら、リーダの初期選定及びその後の再選定は複雑であり、プロトコルを更に複雑にするネットワーク分割及びマージングを処理するためには、重複アドレス検出が定期的に行われる必要がある。

このように、複雑な階層構造を避け、特にネットワーク分割とマージングが恒常的に生じる場合に、モバイルネットワークの動的特性（dynamic nature）に対処可能なステートレスアドレス自動構成を可能にさせるネットワークプロトコルを提供する必要性がある。更に、アドレス重複の尤度を低減させるために、リンクローカルアドレスではなくサイトローカルアドレスを提供するアドレス選択技術を提供することが好ましい。

従って、本発明に従うと、ノードが関連づけられたネットワークを示すネットワーク識別子を記憶し、他のノードからメッセージを受信し、送信ノードが関連づけられたネットワークを示すメッセージから、ネットワーク識別子を抽出し、受信ネットワーク識別子を記憶ネットワーク識別子と比較し、記憶ネットワーク識別子が受信ネットワーク識別子と異なる場合に重複アドレス検出処理を実行することを含む、ネットワーク内でノードを制御する方法が提供される。

本発明は更に、ネットワークに接続してノードを形成するための端末を提供しており、この端末は、ノードが関連づけられたネットワークを示すネットワーク識別子を記憶するメモリと、他のノードからメッセージを受信し、このメッセージから送信ノードが関連づけられたネットワークを示すネットワーク識別子を抽出する受信機と、受信ネットワーク識別子を記憶ネットワーク識別子と比較する比較器と、比較器が記憶ネットワーク識別子が受信ネットワーク識別子とは異なると示した場合に、重複アドレス検出処理を実行する制御装置とを具備する。

好ましくは、重複アドレス検出処理は、他のノードによる受信のためのアドレス要求メッセージを送信することを含み、このアドレス要求メッセージは、重複アドレス検出処理がノードにより実行され、受信ネットワーク識別子が記憶ネットワーク識別子とは異なるという結果が出たことを示すフラグを含む。フラグは、２つのノードのマージングが行われたことを他のノードに示すことを助ける。

従って、そのようなフラグを持つアドレス要求メッセージを受信するときに、ノードが自己の重複アドレス検出（ＤＡＤ）処理を開始することは有益である。しかしながら、ＤＡＤメッセージの嵐（storm）を避けるために、ある期間だけ重複アドレス検出処理の開始を遅らせることが好ましい。この期間はランダムに決定されてもよいし、又は同じようにＤＡＤ処理を開始しようとしているネットワーク内の他のノードとは異なるようにする、任意のパラメータに基づいてもよい。

ネットワーク内の全てのノードがマージング状況（merging situation）を認識するために、ＤＡＤ処理の一部として発行されたアドレス要求メッセージがノードからノードへと送られることは都合がよい。しかしながら、前のメッセージの再送信やエコーを減らすため、ノードは既に転送されたメッセージの記録を保持して、同一のノードから発信されたメッセージを再送信しないようにしてもよい。今後のＤＡＤ処理が影響を受けないように、メッセージの記録は限られた期間だけ保持されてもよい。

ノードの初期化の一部として、まず一意のアドレスを確立し、そしてネットワーク識別子を獲得して記憶しなければならない。ノードが他の任意のノードに近接していない場合、すなわち既存のネットワークに参加できない場合、自己のネットワーク識別子を決定して、自己のネットワークを事実上構築してもよい。ネットワーク識別子は端末固有のUI-64やＭＡＣアドレスに基づいていてもよいし、又は単にランダムに選択されてもよい。

ノードが自己を初期化し、かつ周りに１つ又は複数の他のノードが存在する場合には、ノードは既存のネットワークに参加できる。他のノードは、初期化されたノードのネットワーク識別子を識別するハローメッセージのようなメッセージを送出しなければならない。そうすると新しいノードは、受信したネットワーク識別子を自己のものとして記憶できる。この処理は、当初、ハローメッセージが受信されるか否かを判断するために待機し、受信したネットワーク識別子を使用することによって実行されてよいが、ある期間内にメッセージが受信されない場合には、ノードは孤立していると判断して、自己のネットワーク識別子を設定する。

更に、初期アドレス構成中に、端末は、サブネット識別が後に続き、端末のインターフェース識別（例えば、EUI-64又はＭＡＣアドレス）に関連するコードが後に続く、サイトローカルプレフィックスを用いて自己のアドレスを選択することが好ましい。好ましくは、サイトローカルプレフィックスはFEC0:0:0::/48である。サブネット識別は１６ビット数であることが好ましい。この数はランダムに発生してよく、値ＦＦＦＦを含まないことが好ましい。

ネットワーク内の各ノードによって保持され、隣接局との間のハローメッセージによって変更される一意のネットワーク識別子を提供することによって、アドレスの起こり得るコンフリクトを回避するための適切なＤＡＤ処理が実行できるように、ネットワークがいつマージングするかを検出する機能が得られる。これにより、複雑な階層構造を必要とすることなく、かつネットワークの過剰なフラッディングなしに、ネットワークのマージングが処理できる。

本発明の別の側面に従うと、ad hocネットワーク内でノードを形成する端末による使用のためのIPv6アドレス形成方法が提供される。この方法は、サイトローカルプレフィックスを使用してアドレスのプレフィックスを形成し、サブネット識別子として乱数を発生させ、所定の端末識別子アドレスを獲得し、プレフィックスの末尾にサブネット識別子を付加し、合成されたプレフィックスとサブネット識別子の末尾に、端末識別子アドレスを付加することによってアドレスを形成することを含む。アドレスが形成されると、アドレスは今後の使用のために記憶されるのが好ましい。

この明細書では、ネットワークに接続し、かつノードを形成することのできるデバイスに関連する端末について述べられている。これはネットワークカード、又はそのようなカードやネットワークに接続する他の手段を具備するデバイスであってよい。ノードに関する記述は、ネットワークのある地点に接続している場合を言及しているが、端末が他の任意のノードとの接触を確立できない結果、単一ノードネットワーク内の唯一のノードとなるような状況にも適用される。

本発明の特定の実施形態を、添付の図面を参照してここで説明する。

端末を初期化してノードを形成する処理が、図１を参照して説明される。ネットワークに参加するために端末がまず初期化されると、端末は、自己が２つの状況のうちの１つに存在していることを認識する。端末が参加可能な既存のネットワークが存在する状況か、或いは端末が事実上自己の新しいネットワークを形成する、既存のネットワークが存在しない状況である。いずれの場合でも、端末はネットワーク上で用いるためのIPv6アドレスを決定しなければならない（S1）。

Ad hocネットワークはマルチホップ（multi-hop）環境なので、リンクよりもサイトとして検討されるべきである。つまり、新しいノード用のIPv6アドレスはサイトローカルアドレスである。この環境では、サイトローカルアドレスは４つのフィールドからなる。これには、１０ビットサイトローカルフォーマットプレフィックス（FEC0::/10）、全てゼロの３８ビットフィールド、１６ビットサブネットＩＤ、及び６４ビットインターフェースＩＤが含まれる。サブネットＩＤは所定の範囲の値からランダムに選択される。一般的に、この範囲はどの１６ビット値もとりうる。実際には、（MANET_INITIAL_PREFIXに対応する）値FFFFを含むいくつかの値は避けられる。MANET_INITIAL_PREFIX（FEC0:0:0:FFFF::/96）は、以下で説明するように特定用途向けである。

インターフェースＩＤはノードのリンクレイヤアドレスから発生する。例えば、インターフェースＩＤは、ネットワークカードＩＥＥＥ拡張ユニバーサル識別子（EUI-64）から形成されてもよいし、代わりにカードのＭＡＣアドレスに基づいていてもよい。EUI-64及びＭＡＣアドレスは世界的に一意であるよう意図されているので、この方法は重複アドレスが２つの異なるノードに割り当てられる可能性を最小限にする。しかしながら、いくつかの機関（organization）が準拠していないせいで重複が生じるおそれがある。

例えば、1:21FF:FE63:7135のEUI-64値を有するデバイスは、201:21FF:FE63:7135のインターフェースＩＤを提供する。ランダムに発生したサブネットＩＤはＡＢＣＤとして提供される。上述のように、最終的なサイトローカルIPv6アドレスをFEC0::ABCD:201:21FF:FE63:7135として発生させるために、サイトローカルプレフィックスが用いられてもよい。

仮アドレスを決定すると、端末はこれが本当に一意的か否かを確かめるステップを経る必要がある。決定された仮アドレスの有効性を確認するためである。従って、ノードは重複アドレス検出（ＤＡＤ）処理を実行しなければならない（S2）。アドレス要求（ＡＲＥＱ）は修正された隣接局要請メッセージの形態で送出される。メッセージがすぐ隣の局を経由して送られるように、メッセージは、単なる要請メッセージではなくＡＲＥＱメッセージとして動作することを示すフラグ（Ｍ）を含む。

このようなメッセージの受信に応じて、隣接端末はメッセージを自己の隣接局に送る。自己のメッセージとの比較も実行され、アドレスが自己のアドレスと同一の場合には、アドレス応答（ＡＲＥＰ）メッセージが、最終的に発信元端末に対して送り返され、その仮アドレスが一意的ではなく、変更の必要があることを通知する。

ＡＲＥＰメッセージも同様に、修正された隣接局通知（ＮＡ）メッセージを利用する。このメッセージは追加のフラグを持っており、このフラグは、ＮＡメッセージがすぐ隣の局に１ホップだけ送信されるのみに限定されるのではなく、ノードからノードへと送られていくように、重複アドレス検出動作の一部として使用されていることを示す。仮アドレスはＮＡメッセージに含まれ、これは、アドレス要求の発信元が自己の仮アドレスを含むネットワーク通知メッセージを受信すると、その仮アドレスが一意ではないことを認識する。そうすると、例えばランダムに選択された異なるサブネットＩＤに基づいて、代わりの仮アドレスを決定する処理を開始できる。

ＡＲＥＱメッセージを送出すると、ノードは、応答としてＡＲＥＰメッセージが受信されるか否かを判断するため待機する（S3）。現時点で当該仮アドレスを使用しているノードからＡＲＥＰメッセージが受信されると、新しい仮アドレスが設定されなければならず、その新しいアドレスによって重複アドレス検出が繰り返されなければならない。

仮アドレスが選択され、ＡＲＥＰメッセージが既定の期間内に受信されない場合には、端末は、当該仮アドレスがまだ使用されていないので、このアドレスを自ら使用できると判断する。重複アドレス検出処理は、Perkins et al.による上述の文献でより詳しく説明されている。

重複アドレス検出を実行した後、端末は当初、このエリアにはネットワークが存在せず、新しいネットワーク内の唯一のノードであると仮定する。その後、決定された仮アドレスで自己を構成し（S4）、ネットワークが初期化される。ノードが他のどのノードからもメッセージを受信しない場合には、新しいネットワークを確立したことに基づいて処理を進め、まずこの新しいネットワーク用の一意のネットワーク識別子（ＵＮＩＤ）を選び（S5）、これを記憶する。この一意の識別子は、所定のネットワークに接続されているノードを識別することを助ける。これは、いつネットワーク分割及び合併が行われるかを判断するために特に有用である。ネットワークの通常の動作処理の一部として、ハローメッセージが定期的に隣接局に対して送出され、一意の識別子がこれらハローメッセージに含まれている。

一意の識別子は様々な方法で決定でき、或いは単にノードのEUI-64又はＭＡＣアドレスに基づいていてもよい。

端末が初期化され、ネットワークが既に存在している場合には、隣接局の１つがハローメッセージを送出できる。上述のように、ハローメッセージはその隣接局が一部を構成するネットワークについて一意の識別子を有する。新しいノードはこのメッセージを受信して、新しいネットワークを構築するのではなく既存のネットワークに参加できると判断する。従って、ノードは自己の隣接局から受信した一意の識別子を使用することを選択し（S5）、自己の識別子を発生させる代わりにこの一意の識別子を記憶する。将来的には、以下で説明するように、ノードはこの一意の識別子を、送信するハローメッセージの一部として送出する。この場合、所定のネットワーク上の全てのノードは、同一の一意の識別子を保持する。

ノードがＩＰアドレスで自己を初期化し、隣接局から又は自ノードで一意の識別子を決定すると、通常動作が継続される（S6）が、ネットワークのステータスは、ネットワーク分割又は合併が行われたか否かを判断するために モニタされる必要がある。これは図２を参照して説明される。

ネットワーク分割の間、ネットワークの一部を構成する１つ又は複数のノードは、ネットワークを構成する他のノードから切断される。モバイルネットワークでは、これはノードが離れてしまったか、又はネットワークの他の部分のノードともはや通信できない原因となりうる。マージングしている間、２つのネットワーク内のノード、すなわち異なる一意の識別子を持つネットワークは、以前は通信できなかった場所で通信できる。ここでの問題は、ネットワークのマージングに先立ち各ノードが自己のネットワーク内ではそのアドレスを一意的であると別々に認証していたとしても、２つのノードが潜在的に同一のＩＰアドレスを有するかもしれないという点にある。もちろんマージングの前には、２つのネットワークは通信できなかったはずだから、ＡＲＥＱメッセージは２つのネットワークの間では送られなかったはずである。しかしながら、マージングが行われると、同一アドレスを持つ２つのノードの存在は問題となる。

Ad hocネットワークでは、ネットワークの接続性はブロードキャスト制御メッセージの受信によって判断される。これらのブロードキャスト制御メッセージもハローメッセージとしてはたらき、ノードの実在と継続的な存在を隣接局に示す。ハローメッセージは、全ての隣接ノードの間で定期的に交換される。この実施形態では、情報はハローメッセージに含まれる。

ノードはハローメッセージの受信のために受信メッセージをモニタする（S61）。ノードがハローメッセージを受信すると、一意の識別子を抽出する（S62）。上述のように、ノードが、これまでハローメッセージを受信しておらず、唯一のノードであるとは判断していなかった場合には、ノードは受信した一意の識別子を記憶し（S64）、通常の動作を継続する。ノードが一意の識別子を既に設定している場合には、受信した一意の識別子を記憶されている一意の識別子と比較する（S65）。受信した一意の識別子が、前に記憶されたノードの固有の一意の識別子と異なる場合には、自己の現在のネットワークが異なる一意の識別子を持つ別のネットワークとマージングしたことを確認する。同一のＩＰアドレスを持つ２つのノードが共に存在する可能性を回避するため、新しいＤＡＤ処理が実行されなければならない（S66）。

このＤＡＤ処理（S66）では、ノードは、以前初期化のときに行ったようにＡＲＥＱメッセージを送出して、アドレスが一意的でない場合にＡＲＥＰメッセージを受信することを期待する。ＡＲＥＱメッセージは、自己を初期化する新しいノードによってではなく、ネットワークマージングの結果としてＡＲＥＱメッセージが発行されていることを示す、NetMergeフラグを更に含む。この場合、ＡＲＥＱメッセージがネットワーク内でノードからノードへ送られるので、各ノードは、発行ノードが別のネットワークとの境界に存在していることを認識する。実際には、モバイルネットワークの物理的中心にある端末に接続されたノードが、そのネットワークの他のノードが到達できないノードに接続できるかもしれないので、境界は厳密な物理的境界ではないかもしれない。

NetMergeフラグが設定されたＡＲＥＱメッセージを受信すると、ノードは、自己のＩＰアドレスに関してＤＡＤ処理を実行しなければならないと判断する。ネットワークが別のネットワークとマージングすると、いくつかのノードが僅かの時間でこれを認識して、自己のＤＡＤ処理を開始しうる。これにより、ノードは同一ネットワークのマージング活動の結果として、いくつかのＡＲＥＱメッセージを受信することとなる。結局、ノードは任意の時間期間内にＤＡＤ処理を一度だけ開始するにすぎない。従って、ＡＲＥＱメッセージが複数ならば、ＡＲＥＱメッセージは２つのネットワークマージングの結果として受信され、ノードは再びＤＡＤ処理を実行することはない。更に、ネットワークマージングの直後にＤＡＤ処理を実行しようと試みるいくつかのノードの全てによって生じる制限的な輻輳に対して、やがてＤＡＤトラフィックを拡張するためにＤＡＤ処理を開始する前にランダムな遅延すなわちジッターが導入できる。

ノードが自己のアドレスがなお一意的であることを確認すると、２つのマージングされたネットワークは、マージングされたネットワーク用の新しい共通の一意識別子に同意できる。これは多くの方法でなされてよい。例えば、第１のノードが２つのネットワークのマージングを検出すると、結合されたネットワーク用の新しい一意の識別子を決定して、これを自己のＤＡＤ中に自己のＡＲＥＱメッセージに対する拡張子（extension）として送出できる。

ＤＡＤ処理が２つのネットワークのマージングの間にフラッディングを用いるので、結合されたネットワークを通じて送られるＤＡＤメッセージの嵐の可能性がある。これは上述のジッターを用いて拡散できる。更に、ノードはＡＲＥＱ／ＡＲＥＰメッセージの受信を記録してもよい。ノードはどのソースアドレスからメッセージが発信されたかという記録を保持して、事実上冗長となる後続のメッセージを転送しない。これは前に転送されたメッセージのエコーの再送信を最小限にすることを助ける。

アドレスコンフリクトを避ける際に直面しうる別の問題は、サイトリナンバリングに関する。エンドアドレスが変化すると、既存のＴＣＰ接続が壊れる。サイトのデバイスのグレースフルリナンバリング（graceful renumbering）を可能にするために、優先的かつ非保証の一時的なアドレスが採用される。この場合には、リナンバリングに先立つアドレス、すなわち一時的なアドレスがなお使用できる。しかしながら、ノードによって送出されたメッセージ内のソースアドレスには、新しいアドレス、すなわち優先アドレスが含まれる。これは、何らかの検出可能なメッセージがノードによって受信できるようにする制限的な時間の間だけ利用可能である。

図３（ａ）乃至図３（ｃ）を参照して、ネットワークマージングの処理の詳細な例がここで説明される。図３（ａ）は、一意のネットワーク識別子ＩＤ＿Ａ及びＩＤ＿Ｂを備えた２つの別々のネットワークを示す。第１のネットワークはノード１，２，３，４，及び５を含む。第２のネットワークはノード６，７，８，及び９を含む。ノード２及び８のいずれも同一のＩＰアドレスを有し、この例では、そのＩＰアドレスはｘである。図３（ａ）で示すようにネットワークは離れているが、これは問題とならない。しかしながら、ノードが図３（ｂ）で示すように次々とマージングする場合には問題が生じる。

ネットワークがマージングすると、ノード２及び９は、ここでいずれもノード１によって受信されうるハローメッセージを送出する。ノード１はハローメッセージをノード２から受信して、その一意のネットワーク識別子をＩＤ＿Ａと記録する。また、ノード１はノード９からハローメッセージを受信して、その一意のネットワーク識別子がＩＤ＿Ｂであると記録する。これらの一意のネットワーク識別子が異なるので、ノード１はマージングが行われたと判断する。

図３（ｃ）で示すように、ノード１はＤＡＤ処理を開始して、結合されたネットワークで自己のアドレスがなお一意的か否かを確認する。これは、NetMergeフラグが設定されたＡＲＥＱメッセージを送出することによって開始する。このメッセージは、示されているようにノード２，４，６，及び９によって受信される。これらのノードは、各隣接局により受信されるＡＲＥＱメッセージを順次に再送信する。ＡＲＥＱメッセージは結合されたネットワークの全てのノードに配信される。ノード１のアドレスはいずれのネットワークを通じても一意的なので、ＡＲＥＰメッセージは発行されない。適切な期間の後、ノード１は自己のＩＰアドレスが今でも一意的であると判断し、通常の動作を継続する。NetMergeフラグが設定されたＡＲＥＱメッセージを受信した他のノードは、自己のＤＡＤ処理を開始する。上述のように、任意の所定のノードでこれが開始される前に、ランダムな遅延があってもよい。

最終的に、ノード２は図４（ａ）で示すように自己のＤＡＤ処理を開始する。したがって、ノード２はネットワークを通じて配信されるＡＲＥＱメッセージを送出する。このメッセージは最終的にノード８へ送られる。ノード８はノード２のアドレスが自己のものと同一であることを認識し、ＡＲＥＰメッセージを発行する。このメッセージは送信されて、例えば図４（ｂ）で示す例示的なルートによって、最終的にノード２へ復帰送信される。ノード２は最終的にこのＡＲＥＰメッセージを受信して、自己のアドレスがもはや一意的ではないと判断する。従って、新しい仮アドレスを決定し、初期化ＤＡＤ処理を繰り返す。

この例では、ノード２は自己のアドレスを変更する。しかしながら、ノード８も、ノード２が応答する自己のＡＲＥＱメッセージを送信した場合、自己のアドレスを変更したかもしれない。実際、両方がＡＲＥＰメッセージを送信することに応じて、及び／又は同一のＩＰアドレスを持つＡＲＥＱを受信することによって、いずれのノードも自己のアドレスを変更できる。

標準的なＮＳメッセージが図５で示される。図６は上述した実施形態のＡＲＥＱメッセージの構造の例を示す。ＡＲＥＱメッセージは、追加されたＭ及びＮのフラグを持つ、修正隣接局要請（ＮＳ）メッセージである。Ｍフラグは、ＮＳメッセージがＤＡＤに用いられる特別なタイプであることを示す。Ｎフラグは、２つのネットワークのマージングによって生じるＤＡＤ処理の一部としてＮＳメッセージが用いられていることを示すために使用される。２つのフラグは標準ＮＳメッセージのリザーブされた部分に含まれる。更に、ホップ制限（hop limit）が、マルチホップ接続性を可能とするために、２５５からad hocネットワークの直径に対応するパラメータに修正される。宛先アドレスは‘オールノードマルチキャストアドレス’として未変更である。ソースアドレスはサイトローカルであり、サイトローカルプレフィックスMANET_INITIAL_PREFIX（FEC0:0:0:FFFF::/96）を持つランダムアドレスにより形成される。このアドレスは、仮アドレスが一意的か否かを決定するための当初のテストの間に、一度だけ使用されるのみである。異なるアドレスの潜在的な数は比較的少ないが、これらのアドレスは、ＡＲＥＰメッセージに対して送られるべきリターンアドレスを提供するために、一時的に使用されるのみなので、重複の機会は比較的少ない。

ノードがネットワークから離れるときには、ノードは他のノードに対して自己の離脱を通知しないで突然に、又はそれが行うところを遠回りに離脱できる。いずれの場合も、そのノードからの更なるアドレス要求に対する応答はない。更なるオプションとして、上述の構成は有限な継続時間、又はＤＨＣＰで使用されるものと同様のリースメカニズムを含んでもよい。ＤＨＣＰでは、アドレスは時間リース上で割り当てられる。この時間リースは、特定の期間更新されないと期間満了する。これにより、利用不可能で実際に使用されていないアドレスが回避される。従って、ノードのための所定の時間が満了し、更新メッセージ（例えば、ハローメッセージ）がそのノードから受信されていない場合には、隣接局はそのノードがネットワーク範囲から外に移動してしまったか、又はノードが故障していると仮定してよい。

初期アドレス設定及び確認手続を示す図。 端末によりモニタして、ネットワークマージングが行われたか否かを判断することを示す図。 ネットワークマージングを行う処理を示す図。 重複アドレス発見の処理が、２つのマージングされたネットワーク内でどのように実行されるかを示す図。 標準的な隣接局要請メッセージのフォーマットを示す図。 本発明でアドレス要求（ＡＲＥＱ）メッセージとして用いられる、修正された隣接局要請メッセージのフォーマットを示す図。

Claims (29)

1. ネットワークにおけるノード制御方法において、
   ノードが関連づけられたネットワークを示すネットワーク識別子を記憶し、
   他のノードからメッセージを受信し、このメッセージから、送信ノードが関連づけられたネットワークを示すネットワーク識別子を抽出し、
   前記受信ネットワーク識別子を前記記憶ネットワーク識別子と比較し、
   前記記憶ネットワーク識別子が前記受信ネットワーク識別子と異なる場合に、重複アドレス検出処理を実行することを含む方法。
2. 前記重複アドレス検出処理は、他のノードによる受信のためのアドレス要求メッセージの送信を含み、
   前記アドレス要求メッセージは、前記ノードにより実行されている前記重複アドレス検出処理によって、前記受信ネットワーク識別子が前記記憶ネットワーク識別子とは異なるという結果が出たことを示すフラグを含む、請求項１記載の方法。
3. 第２のノードから送信されたアドレス要求メッセージを受信し、その受信メッセージに、前記第２のノードにより実行される重複アドレス検出処理によって、前記第２のノードにより記憶されているネットワーク識別子とは異なるネットワーク識別子を前記第２のノードが受信していたという結果が出たことを示すフラグを含むか否かを判断することを更に含む、請求項１又は請求項２記載の方法。
4. 前記フラグを含むアドレス要求メッセージの受信に応じて、重複アドレス検出処理を開始することを更に含む請求項３記載の方法。
5. 前記重複アドレス検出処理の開始が、ある期間だけ遅れる請求項４記載の方法。
6. その期間はランダムに決定される請求項５記載の方法。
7. 前記フラグを含むアドレス要求メッセージの受信に応じて重複アドレス検出処理が開始された後、ある期間の間に受信されるアドレス要求メッセージは、これ以降重複アドレス検出処理を開始しない、請求項４、５、又は６記載の方法。
8. 他のノードによる受信のための受信アドレス要求メッセージを再送信することを更に含む、請求項３乃至７のいずれか１項記載の方法。
9. アドレス要求メッセージの前記受信を記録し、前記メッセージの発信元となるノードのアドレスの記録を記憶し、
   同一のノードから発信されたアドレス要求メッセージが既に転送されている場合には、アドレス要求メッセージを再送信させないようにすることを更に含む請求項８記載の方法。
10. 別のノードから受信したメッセージから、前記ネットワーク識別子を獲得することを更に含む請求項１乃至９のいずれか１項記載の方法。
11. 前記ネットワーク識別子それ自体を発生させる請求項１乃至９のいずれか１項記載の方法。
12. ネットワーク識別子を含む任意のメッセージが別のノードから受信されるか否か、及び前記発生ステップを実行するそのようなメッセージが受信されていないか否かを確認するために、所定の期間だけ待機することを更に含む請求項１１記載の方法。
13. ノードが関連づけられたネットワークを示すネットワーク識別子を記憶するメモリと、
    他のノードからメッセージを受信し、この送信ノードが関連づけられたネットワークを示すネットワーク識別子を前記メッセージから抽出する受信機と、
    受信ネットワーク識別子を前記記憶ネットワーク識別子と比較する比較器と、
    比較器が、前記受信ネットワーク識別子が前記記憶ネットワーク識別子と異なることを示した場合に、重複アドレス検出処理を実行する制御装置とを具備する、ノードを形成するためにネットワークに接続する端末。
14. 前記重複アドレス検出処理の間に、前記制御装置は、他の端末による受信のためのアドレス要求メッセージを送信し、
    前記アドレス要求メッセージは、前記制御装置により実行される前記重複アドレス検出処理によって、前記受信ネットワーク識別子が前記記憶ネットワーク識別子とは異なるという結果が出たことを示すフラグを含む、請求項１３記載の端末。
15. 前記受信機は更に、受信メッセージをモニタして、第２のノードから送信されたアドレス要求メッセージが受信されたか否かを判断し、このメッセージは、重複アドレス検出処理が前記第２のノードにより実行され、前記第２のノードが、これにより記憶されているネットワーク識別子とは異なるネットワーク識別子を受信したという結果が出たことを示すフラグを含む、請求項１３又は１４記載の端末。
16. 前記制御装置は、前記フラグを含むアドレス要求メッセージの受信に応じて、重複アドレス検出処理を開始する請求項１５記載の端末。
17. 前記重複アドレス検出処理の開始が、ある期間だけ遅れる請求項１６記載の端末。
18. その期間はランダムに決定される請求項１７記載の端末。
19. 前記フラグを含むアドレス要求メッセージの受信に応じて前記制御装置により重複アドレス検出処理が開始された後は、前記制御装置は、これ以降の期間に受信されるアドレス要求メッセージに応じた、任意の更なる重複アドレス検出処理の開始を禁止する請求項１６、１７、又は１８記載の端末。
20. 他のノードによる受信のための、受信アドレス要求メッセージを再送信するための送信機を更に具備する、請求項１５乃至１９のいずれか１項記載の方法。
21. 前記メモリは、アドレス要求メッセージの発信元となるノードのアドレスの記録を記憶するためにも構成されており、
    前記送信機は、同一のノードから発信されたアドレス要求メッセージが既に受信されて前記メモリに記憶されている場合には、受信アドレス要求メッセージを再送信することが禁止される請求項２０記載の端末。
22. 別のノードから受信するメッセージからネットワーク識別子を獲得し、前記メモリにこのネットワーク識別子を記憶する抽出器を更に具備する請求項１３乃至２１のいずれか１項記載の端末。
23. ネットワーク識別子を発生させ、このネットワーク識別子を前記メモリに記憶する発生器を更に具備する請求項１３乃至２１のいずれか１項記載の端末。
24. 別のノードから受信するメッセージからネットワーク識別子を獲得し、前記メモリにこのネットワーク識別子を記憶する抽出器と、
    ネットワーク識別子を発生させ、前記抽出器がネットワーク識別子を含む任意のメッセージを受信したか否か、及びそのようなメッセージが受信されていないか否かを確認するため所定の時間だけ待機して、ネットワーク識別子を発生させ、前記メモリ内にこのネットワーク識別子を記憶する発生器とを更に具備する請求項１３乃至２１のいずれか１項記載の端末。
25. Ad hocネットワークにおけるノードを形成する端末による使用のためのIPv6アドレス形成方法において、
    サイトローカルプレフィックスを使用して前記アドレスのプレフィックスを形成し、
    サブネット識別子として乱数を発生させ、
    所定の端末識別子アドレスを獲得し、
    前記プレフィックスの末尾に前記サブネット識別子を付加し、前記合成されたプレフィックスとサブネット識別子の末尾に、端末識別子アドレスを付加することにより前記アドレスを形成することを含む方法。
26. 前記プレフィックスは、３８ビットゼロ文字列が後に続く１０ビットのサイトローカルプレフィックスである請求項２５記載の方法。
27. プレフィックスはFEC0::/48である請求項２６記載の方法。
28. 前記サブネットＩＤは１６ビット乱数である請求項２５，２６，又は２７記載の方法。
29. 前記端末識別子アドレスは、端末のEUI-64アドレス及び端末MACアドレスのうちの１つに基づく６４ビット数である、請求項２５，２６，２７，又は２８記載の方法。

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