JP2009088918A - 無線ｌａｎアクセスポイントおよびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＲＰのブロードキャスト送信による無線端末の電池消耗の軽減と無線フィールドの混雑の緩和とを実現する。
【解決手段】無線ＬＡＮアクセスポイント２は、無線ＬＡＮ５を介して自装置に接続中の無線端末４−１〜４−３の情報を管理する端末管理手段と、ＡＲＰ発行元１からＡＲＰ要求パケットを受信したときに、このＡＲＰ要求パケットの宛先を識別し、端末管理手段の情報に基づいて、自装置に接続中の無線端末４−１〜４−３の中に宛先に該当する無線端末が存在するかどうかを判定する端末判定手段と、宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末のＡＲＰ応答パケットを端末管理手段の情報に基づいて無線端末の代わりに作成して、ＡＲＰ発行元１にＡＲＰ応答パケットを返送する代理応答手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線ＬＡＮで無線端末間を相互に接続したり、有線ＬＡＮ等の他のネットワークと無線端末とを接続したりする無線ＬＡＮアクセスポイントとそのプログラムに関するものである。

一般に、無線ＬＡＮ（Local Area Network）アクセスポイントは、有線−無線間を結ぶ一種のブリッジ（中継装置）である。ＬＡＮ上に設置されるシステムに多くのＩＰ端末が接続された場合、それぞれがＡＲＰ（Address Resolution Protocol ）の処理を行なうことによってブロードキャストで大量のパケットが送信される（例えば、非特許文献１参照）。これらのパケットは、上記無線ＬＡＮアクセスポイント（以下、ＡＰとする）のブリッジ機能によって無線パケットとして送信される。

Request For Comments:826，「An Ethernet Address Resolution Protocol」，Network Working Group，November 1982，The Internet Society

図７は従来のＡＰの動作を説明するための図である。例えばＰＢＸ（Private Branch Exchange）等のＡＲＰ発行元１００からのＡＲＰ要求パケット１０３は、前記のとおりブロードキャストで送信される。ＡＲＰ要求パケット１０３を受信したＡＰ１０１は、ＡＲＰ要求パケット１０４をブロードキャストで無線送信する。そして、ＡＰ１０１に接続中の無線端末のうちＡＲＰ要求パケット１０４の宛先となる無線端末１０２は、ＡＲＰ応答１０５をユニキャストで返信し、これに応じてＡＰ１０１は、ＡＲＰ発行元１００に対してＡＲＰ応答１０６を返す。ここで、無線ＬＡＮにＩＥＥＥ８０２．１１ｂの仕様を使った場合、ＡＲＰ要求パケット１０４は最低速度の１Ｍｂｐｓで送信される。ＡＲＰ要求パケット１０４を最低速度に落とす理由は、接続中の各無線端末にパケット１０４を行き渡らせるためである。

このように、従来はＡＰ１０１がＡＲＰ要求パケット１０４をブロードキャストで無線送信する。このため、ＡＰ１０１に接続中の全端末にＡＲＰ要求パケット１０４を受信させることになり、パワーセーブ中の端末も受信のために起動させることになるので、パワーセーブ中の端末も含む全端末の電池の消耗が大きくなり、全端末の電池持続時間が大幅に短くなるという問題点があった。
また、無線フィールドに大量のＡＲＰ要求パケット１０４を最低速度でばらまくことになるため、無線フィールドの負荷が大きくなり、場合によっては無線フィールドでパケットの衝突が発生して通信を阻害する可能性があるという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＡＲＰのブロードキャスト送信による無線端末の電池消耗の軽減と無線フィールドの混雑の緩和とを実現することができる無線ＬＡＮアクセスポイントおよびプログラムを提供することを目的とする。

本発明の無線ＬＡＮアクセスポイントは、無線ＬＡＮを介して自装置に接続中の無線端末の情報を管理する端末管理手段と、ＡＲＰ発行元からＡＲＰ要求パケットを受信したときに、このＡＲＰ要求パケットの宛先を識別し、前記端末管理手段の情報に基づいて、自装置に接続中の無線端末の中に前記宛先に該当する無線端末が存在するかどうかを判定する端末判定手段と、前記宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末のＡＲＰ応答パケットを前記端末管理手段の情報に基づいて無線端末の代わりに作成して、前記ＡＲＰ発行元に前記ＡＲＰ応答パケットを返送する代理応答手段とを備えるものである。
また、本発明の無線ＬＡＮアクセスポイントの１構成例は、さらに、前記宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末にＡＲＰ要求パケットを前回送信してから所定時間が経過しているかどうかを判定する時間判定手段と、前記所定時間が経過している場合は、前記代理応答手段による代理応答を行う代わりに、前記ＡＲＰ発行元から受信したＡＲＰ要求パケットをユニキャストのＡＲＰ要求パケットに変換して、変換後のＡＲＰ要求パケットを前記宛先に該当する無線端末に送信するＡＲＰ要求変換手段と、この変換後のＡＲＰ要求パケットに対して無線端末から返送されたＡＲＰ応答パケットを前記ＡＲＰ発行元に送信する転送手段とを備えるものである。

また、本発明は、コンピュータを無線ＬＡＮアクセスポイントとして機能させる無線ＬＡＮアクセスポイントプログラムであって、ＡＲＰ発行元からＡＲＰ要求パケットを受信したときに、このＡＲＰ要求パケットの宛先を識別し、自装置に接続中の無線端末を管理する端末管理手段の情報に基づいて、自装置に接続中の無線端末の中に前記宛先に該当する無線端末が存在するかどうかを判定する端末判定ステップと、前記宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末のＡＲＰ応答パケットを前記端末管理手段の情報に基づいて無線端末の代わりに作成して、前記ＡＲＰ発行元に前記ＡＲＰ応答パケットを返送する代理応答ステップとを、前記コンピュータに実行させるようにしたものである。
また、本発明の無線ＬＡＮアクセスポイントプログラムの１構成例は、さらに、前記宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末にＡＲＰ要求パケットを前回送信してから所定時間が経過しているかどうかを判定する時間判定ステップと、前記所定時間が経過している場合は、前記代理応答ステップによる代理応答を行う代わりに、前記ＡＲＰ発行元から受信したＡＲＰ要求パケットをユニキャストのＡＲＰ要求パケットに変換して、変換後のＡＲＰ要求パケットを前記宛先に該当する無線端末に送信するＡＲＰ要求変換ステップと、この変換後のＡＲＰ要求パケットに対して無線端末から返送されたＡＲＰ応答パケットを前記ＡＲＰ発行元に送信する転送ステップとを、前記コンピュータに実行させるようにしたものである。

本発明によれば、ＡＲＰ発行元からＡＲＰ要求パケットを受信したときに、ＡＲＰ要求パケットの宛先を識別し、自装置に接続中の無線端末の中に宛先に該当する無線端末が存在するかどうかを判定し、宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末のＡＲＰ応答パケットを代わりに作成してＡＲＰ発行元に返送するようにしたので、無線ＬＡＮアクセスポイントに接続中の全端末の電池の消耗を軽減することができ、また無線フィールドに対する負荷を大幅に減らすことができる。

また、本発明では、ＡＲＰ要求パケットの宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末にＡＲＰ要求パケットを前回送信してから所定時間が経過しているかどうかを判定し、所定時間が経過している場合は、ＡＲＰ要求パケットをユニキャストのＡＲＰ要求パケットに変換して、変換後のＡＲＰ要求パケットを無線端末に送信するようにした。この場合、パワーセーブ状態から起動する無線端末はＡＲＰ要求パケットの宛先に該当する無線端末のみであり、ＡＲＰ要求パケットに関係しない他の無線端末が電池を消耗することはない。また、ＡＲＰ要求パケットの宛先に該当する無線端末毎に適切な伝送速度でＡＲＰ要求パケットを送信することができるので、無線フィールドに対する負荷を減らすことができる。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ＡＰはブリッジであるため、本来はレイヤ２までの実装で動作させることが可能である。これに対して、本実施の形態のＡＰは、上位層のデータを識別しフィルタリングする機能を持つ。すなわち、ＡＰは、ＡＲＰ要求パケットの宛先ＩＰアドレスを識別し、接続中の無線端末の中に当該アドレスの無線端末が存在しない場合は、ＡＲＰ要求パケットを送信しないようにする。また、本実施の形態のＡＰは、接続中の無線端末の中に当該アドレスの無線端末が存在する場合は、この無線端末に代わってＡＲＰ要求に対して疑似応答する。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る通信ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図１において、１は例えばＰＢＸ等のＡＲＰ発行元、２はＡＰ、３はＡＲＰ発行元１とＡＰ２とを接続する有線ＬＡＮ、４−１〜４−３は無線端末、５はＡＰ２と無線端末４−１〜４−３とを接続する無線ＬＡＮである。無線端末４−１〜４−３の例としては、例えば無線通信機能を備えた携帯型のコンピュータ等がある。

図２はＡＰ２の構成例を示すブロック図である。ＡＰ２は、有線ＬＡＮ３との通信を行う有線送受信部２０と、無線ＬＡＮ５との通信を行う無線送受信部２１と、送受信されるデータを保持するためのバッファメモリ２２と、無線ＬＡＮ５を介して自装置に接続中の無線端末の情報を管理する端末管理部２３と、ＡＰ全体を制御する制御部２４とを有する。

図３は制御部２４の構成例を示すブロック図である。制御部２４は、ＡＲＰ発行元１からＡＲＰ要求パケットを受信したときに、このＡＲＰ要求パケットの宛先ＩＰアドレスを識別し、自装置に接続中の無線端末の中に宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末が存在するかどうかを判定する端末判定部２４０と、宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末のＡＲＰ応答パケットを作成して、ＡＲＰ発行元１にＡＲＰ応答パケットを返送する代理応答部２４１と、端末管理部２３の情報を適宜更新する更新部２４２とを有する。

以下、本実施の形態のＡＰ２の動作を説明する。図４はＡＲＰ要求パケット受信時のＡＰ２の動作を示すシーケンス図である。
まず、ＰＢＸ等のＡＲＰ発行元１は、ＡＲＰ要求パケット１０をブロードキャストで送信する。

ＡＰ２の有線送受信部２０は、有線ＬＡＮ３を介してＡＲＰ要求パケット１０を受信すると、このＡＲＰ要求パケット１０を制御部２４に渡す。制御部２４の端末判定部２４０は、このＡＲＰ要求パケット１０の宛先ＩＰアドレスを識別する。そして、端末判定部２４０は、端末管理部２３を参照し、自装置に接続中の無線端末４−１〜４−３の中に当該宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末が存在するかどうかを判定する（図４ステップＳ１）。

端末管理部２３は、接続中の無線端末４−１〜４−３のＩＰアドレスとそのＭＡＣ（Media Access Control）アドレスとを対応付けてテーブル形式で記憶している。したがって、端末管理部２３を参照すれば、自装置に接続中の無線端末４−１〜４−３の中に宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末が存在するかどうかを判定することができる。
制御部２４は、接続中の無線端末４−１〜４−３の中に宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末が存在しない場合は、何もせずに処理を終える。

次に、ＡＲＰ発行元１からＡＲＰ要求パケット１１を受信すると、ＡＰ２の制御部２４は、ステップＳ１と同様に判定を行う（ステップＳ２）。制御部２４の代理応答部２４１は、接続中の無線端末４−１〜４−３の中にＡＲＰ要求パケット１１の宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末４−１が存在する場合、無線端末４−１に代わってＡＲＰ応答パケット１２を作成し、有線送受信部２０を通じてＡＲＰ発行元１にＡＲＰ応答パケット１２を返送する（ステップＳ３）。

前記のとおり端末管理部２３には、接続中の無線端末４−１〜４−３のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとが記憶されている。したがって、代理応答部２４１は、無線端末４−１のＭＡＣアドレスを格納したＡＲＰ応答パケット１２を、無線端末４−１に代わって作成することができる。
こうして、ＡＲＰ発行元１は、ＡＲＰ要求パケット１１の宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末４−１のＭＡＣアドレスを取得することができる。

以上のように、本実施の形態では、ＡＰがＡＲＰ要求パケットに対して擬似応答を返し、ＡＲＰ要求パケットを無線フィールドに送信しないようにするので、ＡＰに接続中の全端末の電池の消耗を軽減することができ、また無線フィールドに対する負荷を大幅に減らすことができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では、ＡＰの傘下にＡＲＰ要求パケットの宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末が存在する場合でも、無線フィールドにはＡＲＰ要求パケットを送信しない。このため、第１の実施の形態では、無線端末との接続状態及び無線端末のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの関係をＡＰが常に把握している必要がある。

しかし、同じＩＰアドレスを有する無線端末であっても、時間の経過に伴ってＭＡＣアドレスが変化する場合が有り得る。このような例としては、例えば第１の無線端末がＡＰの傘下から外れた後に、別の第２の無線端末がＡＰの傘下に入ったときに、第１の無線端末と同じＩＰアドレスが第２の無線端末に付与された場合が考えられる。ＭＡＣアドレスは各無線端末に固有のものであるが、ＩＰアドレスはネットワークシステムから付与されるものなので、同じＩＰアドレスであっても、それに対応するＭＡＣアドレスが変化することが起こり得る。

そこで、無線端末の状態を確認するために、例えば一定時間毎にＡＲＰ要求パケットを無線端末に送信することが好ましい。本実施の形態においても、通信ネットワークシステムとＡＰの全体構成は第１の実施の形態と同様であるので、図１、図２の符号を用いて説明する。

図５は本実施の形態のＡＰ２の制御部２４の構成例を示すブロック図である。制御部２４は、端末判定部２４０と、代理応答部２４１と、更新部２４２と、ＡＲＰ要求パケットの宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末にＡＲＰ要求パケットを前回送信してから所定時間が経過しているかどうかを判定する時間判定部２４３と、所定時間が経過している場合は、ＡＲＰ要求パケットをユニキャストのＡＲＰ要求パケットに変換して、変換後のＡＲＰ要求パケットを無線端末に送信するＡＲＰ要求変換部２４４と、ＡＲＰ要求パケットに対して無線端末から返送されたＡＲＰ応答パケットをＡＲＰ発行元１に送信する転送部２４５とを有する。

図６は、本実施の形態のＡＲＰ要求パケット受信時のＡＰ２の動作を示すシーケンス図である。
接続中の無線端末４−１〜４−３の中にＡＲＰ要求パケット１０の宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末が存在しない場合の動作は、第１の実施の形態と同じである。

次に、ＡＲＰ発行元１からＡＲＰ要求パケット１１を受信すると、ＡＰ２の制御部２４は、第１の実施の形態と同様に判定を行う（図６ステップＳ２）。制御部２４の時間判定部２４３は、接続中の無線端末４−１〜４−３の中にＡＲＰ要求パケット１１の宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末４−１が存在する場合、無線端末４−１にＡＲＰ要求パケットを前回送信してから所定時間が経過しているかどうかを判定する（ステップＳ４）。

制御部２４の代理応答部２４１は、無線端末４−１にＡＲＰ要求パケットを前回送信してから所定時間が経過していない場合、図４のステップＳ３と同様にＡＲＰ応答パケット１２を作成し、ＡＲＰ発行元１にＡＲＰ応答パケット１２を返送する（ステップＳ５）。
また、制御部２４のＡＲＰ要求変換部２４４は、所定時間が経過している場合、ＡＲＰ要求パケット１１を無線端末４−１宛のユニキャストのＡＲＰ要求パケット１３に変換し、無線送受信部２１を通じて無線端末４−１にＡＲＰ要求パケット１３を送信する（ステップＳ６）。

ＡＲＰ要求パケット１３を受信した無線端末４−１は、自装置のＭＡＣアドレスを格納したＡＲＰ応答パケット１４をＡＰ２にユニキャストで返送し、これに応じてＡＰ２の転送部２４５は、有線送受信部２０を通じてＡＲＰ発行元１にＡＲＰ応答パケット１５を返送する。このとき、制御部２４の更新部２４２は、ＡＲＰ応答パケット１４から無線端末４−１のＭＡＣアドレスを取得し、このＭＡＣアドレスを無線端末４−１のＩＰアドレスと対応付けて端末管理部２３に出力することで、端末管理部２３が管理している無線端末４−１のＭＡＣアドレスの情報を更新する。

こうして、本実施の形態では、無線フィールドにＡＲＰ要求パケットを送信するが、ＡＲＰ要求パケットをユニキャストに変換して送信するので、パワーセーブ状態から起動する無線端末は宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末のみであり、ＡＲＰ要求パケットに関係しない他の無線端末が電池を消耗することはない。また、宛先ＩＰアドレスに該当する無線端末毎に適切な伝送速度でＡＲＰ要求パケットを送信することができ、伝送速度がシステムの最低値（例えば１Ｍｂｐｓ）まで落ちる可能性が低くなるので、無線フィールドに対する負荷を減らすことができる。

なお、本実施の形態は、第１の実施の形態を補完する技術として説明しているが、第１の実施の形態と第２の実施の形態をそれぞれ単独に実施してもよい。
前記のとおり、第１の実施の形態では、無線端末との接続状態及び無線端末のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの関係をＡＰ２が常に把握している必要があるが、このような状態把握は例えばＡＰ２の更新部２４２とＡＰ２の傘下の無線端末との間で定期的に行われるキープアライブ等の通信で実現するようにしてもよい。これにより、ＡＰ２の更新部２４２は接続中の無線端末の情報を定期的に取得し、端末管理部２３の情報を適切に更新することができるので、代理応答部２４１はＡＲＰ要求パケットに対して適切な代理応答を返すことができる。

また、第２の実施の形態を単独で実施する場合には、図６のステップＳ４において判定ＮＯとなったときのステップＳ５の代理応答の処理を省き、所定時間が経過していない場合には、何もせずに処理を終えるようにすればよい。
また、第１、第２の実施の形態では、ＡＲＰ発行元１とＡＰ２との間を有線ＬＡＮで接続しているが、無線ＬＡＮで接続してもよいことは言うまでもない。

なお、第１、第２の実施の形態におけるＡＰ２は、例えばＣＰＵ、記憶装置、有線インタフェース及び無線インタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納された無線ＬＡＮアクセスポイントプログラムに従って第１、第２の実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、無線ＬＡＮアクセスポイントに適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る通信ネットワークシステムの構成を示すブロック図である。 図１の無線ＬＡＮアクセスポイントの構成例を示すブロック図である。 図２の無線ＬＡＮアクセスポイントにおける制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態におけるＡＲＰ要求パケット受信時の無線ＬＡＮアクセスポイントの動作を示すシーケンス図である。 本発明の第２の実施の形態に係る無線ＬＡＮアクセスポイントにおける制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態におけるＡＲＰ要求パケット受信時の無線ＬＡＮアクセスポイントの動作を示すシーケンス図である。 従来の無線ＬＡＮアクセスポイントの動作を説明するための図である。

符号の説明

１…ＡＲＰ発行元、２…無線ＬＡＮアクセスポイント、３…有線ＬＡＮ、４−１〜４−３…無線端末、５…無線ＬＡＮ、２０…有線送受信部、２１…無線送受信部、２２…バッファメモリ、２３…端末管理部、２４…制御部、２４０…端末判定部、２４１…代理応答部、２４２…更新部、２４３…時間判定部、２４４…ＡＲＰ要求変換部、２４５…転送部。

Claims (4)

1. 無線ＬＡＮを介して自装置に接続中の無線端末の情報を管理する端末管理手段と、
   ＡＲＰ発行元からＡＲＰ要求パケットを受信したときに、このＡＲＰ要求パケットの宛先を識別し、前記端末管理手段の情報に基づいて、自装置に接続中の無線端末の中に前記宛先に該当する無線端末が存在するかどうかを判定する端末判定手段と、
   前記宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末のＡＲＰ応答パケットを前記端末管理手段の情報に基づいて無線端末の代わりに作成して、前記ＡＲＰ発行元に前記ＡＲＰ応答パケットを返送する代理応答手段とを備えることを特徴とする無線ＬＡＮアクセスポイント。
2. 請求項１記載の無線ＬＡＮアクセスポイントにおいて、
   さらに、前記宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末にＡＲＰ要求パケットを前回送信してから所定時間が経過しているかどうかを判定する時間判定手段と、
   前記所定時間が経過している場合は、前記代理応答手段による代理応答を行う代わりに、前記ＡＲＰ発行元から受信したＡＲＰ要求パケットをユニキャストのＡＲＰ要求パケットに変換して、変換後のＡＲＰ要求パケットを前記宛先に該当する無線端末に送信するＡＲＰ要求変換手段と、
   この変換後のＡＲＰ要求パケットに対して無線端末から返送されたＡＲＰ応答パケットを前記ＡＲＰ発行元に送信する転送手段とを備えることを特徴とする無線ＬＡＮアクセスポイント。
3. コンピュータを無線ＬＡＮアクセスポイントとして機能させる無線ＬＡＮアクセスポイントプログラムであって、
   ＡＲＰ発行元からＡＲＰ要求パケットを受信したときに、このＡＲＰ要求パケットの宛先を識別し、自装置に接続中の無線端末を管理する端末管理手段の情報に基づいて、自装置に接続中の無線端末の中に前記宛先に該当する無線端末が存在するかどうかを判定する端末判定ステップと、
   前記宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末のＡＲＰ応答パケットを前記端末管理手段の情報に基づいて無線端末の代わりに作成して、前記ＡＲＰ発行元に前記ＡＲＰ応答パケットを返送する代理応答ステップとを、前記コンピュータに実行させることを特徴とする無線ＬＡＮアクセスポイントプログラム。
4. 請求項３記載の無線ＬＡＮアクセスポイントプログラムにおいて、
   さらに、前記宛先に該当する無線端末が存在する場合に、この無線端末にＡＲＰ要求パケットを前回送信してから所定時間が経過しているかどうかを判定する時間判定ステップと、
   前記所定時間が経過している場合は、前記代理応答ステップによる代理応答を行う代わりに、前記ＡＲＰ発行元から受信したＡＲＰ要求パケットをユニキャストのＡＲＰ要求パケットに変換して、変換後のＡＲＰ要求パケットを前記宛先に該当する無線端末に送信するＡＲＰ要求変換ステップと、
   この変換後のＡＲＰ要求パケットに対して無線端末から返送されたＡＲＰ応答パケットを前記ＡＲＰ発行元に送信する転送ステップとを、前記コンピュータに実行させることを特徴とする無線ＬＡＮアクセスポイントプログラム。
   

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