JP2009153142A - 無線ネットワークノード装置及び無線基幹ネットワーク構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自ら構成され、移動可能な、セキュア無線ネットワークサービスを移動ユーザに与える無線ネットワークシステムを提供する。
【解決手段】無線クライアント装置に対してローカルサービスを提供すると共に、無線基幹ネットワークの一部を構成して無線基幹サービスを提供することが可能な無線ネットワークノード装置である。無線基幹ネットワークの一部となるに先だって、前記無線基幹ネットワークより認証を受ける手段と、前記認証後に与えられる前記無線基幹ネットワークに参加するための鍵を使って、前記無線基幹ネットワークの通信をする手段と、無線クライアント装置に対してローカルサービスを提供する手段と、前記無線基幹ネットワークへ新たに参加する移動可能な無線ネットワークノード装置に対して認証者として動作する手段とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、データネットワーキングに関連し、特に安全な移動可能な無線データネットワーキングに関連する。

現在の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）では、アクセスポイント（ＡＰ）が取り付けられている基幹ネットワークへの接続を得るために、移動クライアントはアクセスポイント（ＡＰ）に無線で接続する。基幹ネットワークは典型的には有線接続され、他の組織ネットワークに接続される。様々なＷＬＡＮ通信規格の中で、ＩＥＥＥ８０２．１１（「パート１１：無線ＬＡＮ媒体アクセス制御（ＭＡＣ）及び物理層の仕様」，ＩＥＥＥ，１９９９及びその総ての変種を含む）が現在最も一般的である。

ＷＬＡＮアーキテクチャはネットワーク管理者に理想的であり、その管理者は、彼らの既存の有線キャンパス（ｃａｍｐｕｓ）の境界を無線で拡張する若しくはネットワークを協同させる又は広範なキャンパス移動性支援を提供することを希望する。このアーキテクチャの下では、何らかのＡＰと直接的な無線連絡が維持される限り、移動クライアントはもはやネットワークケーブルや壁の給電ジャックに制限されない。ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル（ＤＨＣＰ）のような多数の動的なコンフィギュレーションプロトコルのおかげで（Ｒ．Ｄｒｏｍｓ，“Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ，”ＲＦＣ２１３１，Ｍａｒｃｈ １９９７）、移動クライアントは、ユーザコンフィギュレーションの適合化作業なしに又は殆どなしにＷＬＡＮに容易に参入することができる。ユーザはＡＰの網羅する範囲内を自由に移動することができる。ユーザがＡＰのサービスエリアの境界を越えて移動する場合には、ＷＬＡＮ及び橋渡し又はブリッジプロトコルは、そのユーザに関するリンクレイヤ接続を更新し、進行中の通信セッションがハンドオフにより邪魔されず且つ現在の通信キャリア（無線周波数）が切り替わるようにする。

（関連出願）
本願は、２００２年１１月２５日付けの、ラッシェン・ジ、ジョナサン・アグレ、アルネッシュ・ミシュラ及びソヒル・タッカー（Ｌｕｓｈｅｎｇ Ｊｉ，Ｊｏｎａｔｈａｎ Ａｇｒｅ，Ａｒｕｎｅｓｈ Ｍｉｓｈｒａ，ａｎｄ Ｓｏｈｉｌ Ｔａｋｋａｒ）による“ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＳＥＣＵＲＥ，ＰＯＲＴＡＢＬＥ，ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＡＮＤ ＭＵＬＴＩ−ＨＯＰ ＤＡＴＡ ＮＥＴＷＯＲＫＩＮＧ−ＳＥＣＵＲＥ ＮＯＭＡＤＩＣ ＷＩＲＥＬＥＳＳ ＮＥＴＷＯＲＫ（ＳＮＯＷＮＥＴ）”と題する番号６０／４２８，７００を有する仮出願による利益を享受し、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９の規定の下に、その開示内容は本願の参考に供せられる。

移動クライアントは無線ネットワーク接続の恩恵に浴することが可能であるが、他方において、ＷＬＡＮを配備（ｄｅｐｌｏｙ）することは容易な作業ではない。ＡＰは、典型的には有線ＬＡＮである基幹ネットワークにより相互接続される必要がある。従って、既存のネットワークインフラストラクチャにＡＰを接続するために、無線ケーブルがインストールされる必要がある。また、ＡＰに動作電源を供給するために電気配線が設けられる必要もある。加えて、ＡＰに関する場所又はロケーションを決定するために、ＷＬＡＮ設計者は、無線利用度を予測し、無線伝搬特性を判定するためにサイト測定内容を管理する必要がある。また、隣接する通信セル間の干渉を最小に維持するために、動作チャネルが各ＡＰに割り当てられる必要がある。配備後に、ＡＰの位置を変更することは更なるコストのかかる作業になる、というのは、ケーブル及びワイヤも変更される必要があるからである。利用するパターンが変化する場合に、その変化に合わせるためにＷＬＡＮが頻繁に動的に再構成されるようにすることはできない。

既存のＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ回線に関する別の問題は、現在のセキュリティ機構にある。ＷＬＡＮでは、送信される全ビットがエアーにて伝搬され、そのエアーは、彼／彼女が無線信号範囲内に存在し且つＷＬＡＮ無線信号を受信することの可能な無線装置を有するならば、誰でもアクセスできる開放的な通信媒体である。従って、重要なデータには暗号化が施され、意図される受信者のみがそのデータを再構成して理解できるようにしなければならない。

ＩＥＥＥ８０２．１１規格は、データ保護については有線等価プライバシ（ＷＥＰ：Ｗｉｒｅｄ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｙ Ｐｒｉｖａｃｙ）プロトコルを使用する。ＷＥＰは、４０ビットの共用される秘密鍵（又は後の形態では１０４ビット）を利用する。６４ビット（又は後の規格では１２８ビット）のシード（ｓｅｅｄ）を作成するために、２４ビットの初期ベクトル（ＩＶ）が共用鍵に連結される。そして、そのシードは、ランダムビットシーケンスを生成するために、ＲＣ４疑似乱数生成器（ＰＲＮＧ）に供給され、そのシーケンスはフレーム暗号鍵ストリームとして使用される。ＩＶは総て暗号化されたデータフレーム用に変更され、ＲＣ４ ＰＲＮＧ用のシードがデータフレーム全体で異なるようにする。従って、各データフレームを暗号化する場合に異なるキーストリームが生成される。ＩＶは各データフレーム内のクリアテキスト（ｃｌｅａｒ ｔｅｘｔ）として包含され、受信機は、受信したＩＶを共用鍵に連結し、ＲＣ４ ＰＲＮＥシードを生成し、暗号解除キーストリームを算出する。しかしながら、限定されたＩＶサイズに起因して、２＾２４、即ち約１６００万個のキーストリームしかない。所与の平均的データフレームのサイズ及びＩＥＥＥ８０２．１１で支持されている伝送レートに関し、多忙な又はビジーなＡＰはその個々のキーストリームスペースを直ぐに使い果たし、暗号化キーストリームを再利用することを強いられる。ＩＶは各データフレームにてクリアテキストとして包含されるので、攻略者又はアタッカ（ａｔｔａｃｋｅｒ）にとって、再利用されるキーストリームを認定することは比較的容易である。アタッカは、同じキーストリームで暗号化された暗号化テキストの断片を収集し、平文又はプレインテキストを攻略又は復元するために統計的な分析を実行する。また、攻略者は総ての可能なキーストリームについての辞書を構築することできる。この種の攻略者に対する脆弱性に加えて、セキュリティリサーチ関係者は、ＷＥＰプロトコルの他の弱点も指摘している（Ｎ．Ｂｏｒｉｓｏｖ，Ｉ．Ｇｏｌｄｂｅｒｇ，ａｎｄ Ｄ．Ｗａｇｎｅｒ，“Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｎｇ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｔｈｅ Ｉｎｓｅｃｕｒｉｔｙ ｏｆ ８０２．１１”，ＭＯＢＩＣＯＭ ２００１，２００１）。

また、ＩＥＥＥ８０２．１１の認証手法は、その暗号化法の弱点に関連する既知の問題をも有する。ＩＥＥＥ８０２．１１のＡＰは、承認されていないアクセスから保護するために２つの方法を与え、それらは：媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスフィルタリングと、ＷＥＰベース共用鍵認証である。ＭＡＣアドレスフィルタは、その宛先又はソースアドレスが事前に決めた「承認リスト（ａｌｌｏｗｅｄ ｌｉｓｔ）」に列挙されていないデータフレーム総てを単に破棄する又はドロップする。しかしながら、ＭＡＣアドレスは攻略者から容易に探知及び偽造され得るので、ＭＡＣアドレスフィルタは非承認ネットワークアクセスに対して殆ど保護を与えない。共用鍵認証プロセスは、同一に共用されるが異なるＩＶと共にＷＥＰを利用しながら、同一の試行内容又はチャレンジを暗号化する者（即ち、開始者及び応答者）双方を包含する。共用鍵認証アルゴリズムは、共用鍵を有する者に対するネットワークアクセスを認証するが、未承認者が共用鍵を復元できない場合にのみ有効である。しかしながら、破壊可能なＷＥＰに関し、許容鍵認証は幻想でしかなくなる（実益が無くなる）。

ＩＥＥＥ８０２．１ｘ（ポートベースネットワークアクセス制御）規格（“Ｐｏｒｔ−Ｂａｓｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ”，ＩＥＥＥ，２００１）は、構成の枠組み又はアーキテクチャのフレームワークを指定し、それはユーザ認証、ネットワークアクセス制御、及び動的鍵管理を与えるよう設計される。ＩＥＥＥ８０２．１ｘフレームワークの中では、システムは様々な特定の認証手法及びアルゴリズムを利用することができる。ユーザが認証されるか否かを判別するのに使用される実際のアルゴリズムは、解放されており、多数のアルゴリズムが利用可能である。ＩＥＥＥ８０２．１１セキュリティ機構における弱点が露呈した後に、当局は、無線ＬＡＮのセキュリティ問題を解決する手段又はソリューションとしてＩＥＥＥ８０２．１ｘを速やかに採用するよう動いた。また、ＩＥＥＥロバストセキュリティネットワーク（ＲＳＮ）は、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ規格を重要な要素として包含している（８０２．１１ｉ，ＩＥＥＥ８０２．１１タスクグループＩは進行中のワーキングである）。

ＩＥＥＥ８０２．１ｘは、認証プロセス中のメッセージ交換に関するＰＰＰ拡張可能認証プロセス（ＥＡＰ，Ｌ．Ｂｌｕｎｋ ａｎｄ Ｊ．Ｖｏｌｌｂｒｅｃｈｔ，“ＰＰＰ Ｅｘｔｅｎｓｉｂｌｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＥＡＰ）”，ＲＦＣ２２８４，Ｍａｒｃｈ，１９９８）に準拠している。ＥＡＰは、ネットワークセキュリティソリューションに一般的なチャレンジ−応答通信パラダイムに基づいて設定される。当初はＰＰＰ接続用の認証方法として設計されたのであるが、それはまたイーサーネット、トークンリング、又はＷＬＡＮのような広範囲にわたるＬＡＮ形態にも使用され得る。

以下は、８０２．１ｘベースの認証及び動的な暗号化の説明である。図１は、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証動作に関連する要素を示す。ＩＥＥＥ８０２．１ｘを利用するＷＬＡＮ１００では、クラアイント（要求者（ｓｕｐｐｌｉｃａｎｔｉ）としても知られる）１０２は、ＡＰ（又は認証者）１０４にアクセスサービスを要求する。ＡＰはそのクライアント１０２のために未承認ポートを開き、そのポートは要求者（クライアント）１０２からのＥＡＰメッセージのみを受け入れる。この未承認ポートを利用して、要求者１０２はＥＡＰメッセージを認証者１０４及び認証サーバ１０６と通信又は交換し、そのサーバは認証アルゴリズムを実行するバックエンドサーバである。認証アルゴリズムの終了時点で、認証サーバ１０６は、認証者１０４に「容認」又は「拒否」命令を返送する。「容認」メッセージを受信すると、ＡＰはそのクライアント１０２のために正規のネットワークアクセスポートを開き、そのクライアント１０２がそこを通じて通常のトラフィックを通信することを可能にする。

当該技術分野では、ＩＥＥＥ８０２．１ｄＭＡＣブリッジプロトコル（“パート３：媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ブリッジ”，ＩＥＥＥ，１９９８（ＩＥＥＥ８０２．１ｄ）；“パート３：媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ブリッジ−改定２：高速再構成”，ＩＥＥＥ，２００１（ＩＥＥＥ８０２．１ｗ））が知られている。

ＩＥＥＥ８０２．１ｄは、スパニングツリープロトコルを利用し、それは、ブリッジする装置のネットワーク内で転送するループを防ぎつつ、パケット転送トポロジを形成する方法である。任意的に接続されたネットワークにおいて、各ブリッジは複数のポートを包含する。これらのポートは多数のＬＡＮ要素又はセグメントに取り付けられる。ネットワークにおける全ブリッジの中で、１つのブリッジが、スパニングツリーの「根（ｒｏｏｔ）」として機能する。これは、最高の優先度ブリッジ識別子を有するブリッジである（優先度識別子又はブリッジは、典型的にはブリッジのポートの中で最低のＭＡＣアドレスであるブリッジ固有のＩＤから導出される、又はネットワーク管理者によって構成される。）。

このプロトコルでは、各ブリッジは、その隣接するブリッジに以下の事項を報告するためにそのポート各々を使用し、その事項は：それ自身の身元、送信するポートの身元、送信ブリッジがルートであると想定しているブリッジの身元、及び送信ポートからルートブリッジに至る経路のコストである。各ブリッジは、それ自身がルートであると仮定して開始する。あるブリッジが、目下所有しているものより「良好な（ｂｅｔｔｅｒ）」情報を受信すると、その新たに受信した情報に基づいてその情報を再度算出し、更新された制御メッセージを隣接するブリッジに送信する。考えられる「良好な情報」は、（より高い優先度識別子を有する）良好なルートであるブリッジ、ルートに至る短い経路、低コストのルート等のような情報を包含する。最終的に、情報伝送を通じて、総てのブリッジが実際のスパニングツリー形状又はトポロジを学び、それに従ってデータフレームを転送するようにそれらのポートを構成する。各ブリッジにおいて、ルートに最も近いポートは、「ルートポート（ｒｏｏｔ ｐｏｒｔ）」として知られる。各ＬＡＮ要素では、そのルートに至る最短の経路を与え得るブリッジは、そのＬＡＮ要素に対する「指定されたブリッジ（ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄ ｂｒｉｄｇｅ）」として知られる。

８０２．１１規格は当該技術分野で知られている。

本発明では、無線クライアント装置に対してローカルサービスを提供すると共に、無線基幹ネットワークの一部を構成して無線基幹サービスを提供することが可能な無線ネットワークノード装置は、前記無線基幹ネットワークの一部となるに先だって認証を受ける手段と、前記認証後に与えられる前記無線基幹ネットワークに参加するための鍵を使って、前記無線基幹ネットワークの通信をする手段と、前記無線クライアント装置に対してローカルサービスを提供する手段と、前記無線基幹ネットワークへ新たに参加する移動可能な無線ネットワークノード装置に対して認証者として動作する手段とを有する。また、前記ローカルサービスを提供する手段は、前記無線クライアント装置に対して認証者として動作した後、認証された前記無線クライアント装置に対してローカルアクセスサービスを提供するように構成してよい。

また、本発明では、無線クライアント装置に対してローカルサービスを提供すると共に、無線基幹サービスを提供する無線基幹ネットワークの一部を構成することが可能な無線ネットワークノード装置は、前記無線基幹ネットワークの一部となる先だって認証を受けるステップと、前記認証後に与えられる前記無線基幹ネットワークに参加するための鍵を使って、前記無線基幹ネットワークの通信をするステップと、前記無線クライアント装置に対してローカルサービスを提供するステップと、前記無線基幹ネットワークへ新たに参加する移動可能な無線ネットワークノード装置に対して認証者として動作するステップとを有し、無線基幹ネットワーク構築方法を提供する。また、前記ローカルサービスを提供するステップは、前記無線クライアント装置に対して認証者として動作した後、認証された前記無線クライアント装置に対してローカルアクセスサービスを提供するステップを含むように構成してよい。

本発明の一態様は、自ら構成され、移動可能な、セキュア無線ネットワークサービスを移動ユーザに与える無線ネットワークシステムを提供する。

この態様は、自ら構成され、持ち運び可能な、セキュア無線ネットワークサービスを移動ユーザに与える装置により形成される、自ら構成され、移動可能な、ダイナミックなセキュアネットワークシステムにより達成されることが可能であり、そのシステムはセキュアノマディック無線ネットワーク（ＳＮＯＷＮＥＴ：Ｓｅｃｕｒｅ Ｎｏｍａｄｉｃ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）として言及される。そのような装置はスノーネット（ＳＮＯＷＮＥＴ）ノードとして言及される。

即ち、本発明は、セキュアノマディック無線ネットワーク（ＳＮＯＷＮＥＴ）として言及される、セキュアな、移動可能な、無線の複数ホップデータネットワーキング用の方法及び装置を与える。

主に、ＳＮＯＷＮＥＴは、既存の通信及び電力インフラストラクチャによらず、任意の領域に速やかに配備され、承認済みの移動端末への安全な又はセキュアなネットワーク接続を与えることが可能である。特に、オペレーションフィールドにおけるＳＮＯＷＮＥＴノードの設置、それらへの電力供給、及び他のＳＮＯＷＮＥＴノードに接続するために各ノードに取り付けられる選択的に指向する外部アンテナ、等に対するインストールプロセスが削減され得る。隣接する装置の識別子、アドレス割り当て及びメッセージルータのようなコンフィギュレーションパラメータは、一群のそのようなＳＮＯＷＮＥＴノードの協同的な動作によって自律的に決定される。ＳＮＯＷＮＥＴノード間の通信に加えて、ＳＮＯＷＮＥＴノード及び移動クライアント間の通信も保護される。認証された装置（ＳＮＯＷＮＥＴノード及び移動クライアント）のみが、アクセスし、ＳＮＯＷＮＥＴノードによるサービスを受けることが可能になる。

セキュアな携帯用無線データネットワーキングの要請に応じて、本発明によるノマディック無線ネットワーク（ＳＮＯＷＮＥＴ）が提供される。セキュアなノマディック無線ネットワーク（ＳＮＯＷＮＥＴ）は、多数のローカルアクセスサービスエリアを相互接続する動的な無線基幹ネットワークに関する階層的ネットワークである。ＳＮＯＷＮＥＴノードは、基幹ネットワークを提供するだけでなく、ローカルアクセスサービスを提供するために使用される。

ＳＮＯＷＮＥＴは、ノード及び／又はクライアントの認証により、更にはデータの暗号化によりセキュリティを与える。

以下に明らかになる他の態様及び利点と共にそれらは、以下に充分に詳細に説明される構成及び動作の詳細にて開示され、及び各図を通じて同様な番号は同様な要素を示す、本願の一部をなす添付図面が参照される。

図２−１０を参照しながら、本発明によるＳＮＯＷＮＥＴの構成、ＳＮＯＷＮＥＴノードの機能及び設計事項、並びにＳＮＯＷＮＥＴノードにより実行されるプロトコルが説明される。

図２は、本発明によるＳＮＯＷＮＥＴシステムネットワーク３００のアーキテクチャを示す。ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２の各々には、少なくとも１つのネットワークインターフェースが備えられ、そのインターフェースは同等な又はピア（ｐｅｅｒ）ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２間の通信に使用される。無線通信がそれらの間で確立され得る場合には、リンク３０４がＳＮＯＷＮＥＴノード３０２の間で動的に形成される。ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２及びそれらの間のリンクのみを包含するネットワークは、ＳＮＯＷＮＥＴ基幹ネットワーク３０６と呼ばれる。基幹通信用の各ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２に専用のインターフェースは、バックボーンインターフェース又は基幹インターフェースと呼ばれる。また、選択的な外部アンテナは、基幹インターフェースの通信範囲を拡張するために使用され得る。

図２に示されるように、各ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、そのカバレッジ領域内でクライアント３１０に対するクライアントカバレッジ３０８を与え、その領域にはクライアント無線装置が備えられる。これは、そのカバレッジ領域内のクライアント３１０にローカルアクセスサービスを与えるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２として言及される。また、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２に対して、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２の有線通信インターフェースに接続された有線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を介する有線通信インターフェースを、クライアントに対する優先ローカルアクセスサービスに用意することも可能である。このトラフィックは、無線基幹ネットワークに転送され、２つの有線ネットワークを無線接続する。

ＳＮＯＷＮＥＴ基幹ネットワーク３０６を構成する多くの手法が存在する。最も柔軟性のある方法は、ピアトゥピアモードで走るＳＮＯＷＮＥＴ３００の基幹インターフェースにより使用される通信技法を構築することである。基幹インターフェースとしてＩＥＥＥ８０２．１１ネットワークインターフェースを利用する場合は、そのインターフェースは８０２．１１アドホック（ＡｄＨｏｃ）モードで動作すべきである。また、異なる基幹ネットワーク３０６コンフィギュレーションが存在する特殊な場合もある。例えば、基幹ネットワーク３０６が「星形又はスター」形態又はトポロジを形成する場合に、中央ノードの基幹インターフェースは、アクセスポイント（ＡＰ）として、及び他のノードはクライアントとして構成される。

基幹ネットワーク３０６の全リンク３０４に対して、同一のリンクトポロジを利用することは必須ではない。同一の技法による基幹インターフェースのノードは、部分的なバックボーンを形成する。部分的なバックボーンは、多数の部分的なバックボーンに同時に併存する様々な技法による多数のバックボーンと共に、ノード３０２により基幹ネットワーク全体３０６を共に形成するよう接続される。

基幹インターフェースに加えて、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２には、典型的には、ローカルアクセスサービスを移動クライアント３１０に与えるための付加的なインターフェースが備えられる。図２では、３つ総てのＳＮＯＷＮＥＴノード３０２が、２重無線インターフェースを有し、一方は基幹通信用であり、他方はローカルアクセスサービス用である。ローカルサービスインターフェースは、ＩＥＥＥ８０２．３ネトワークインターフェース、ＡＰモードで走るＩＥＥＥ８０２．１１インターフェース、ブルートゥース等のような任意のＬＡＮ技法に準拠し得る。

また、あるＳＮＯＷＮＥＴノードは、残りの組織化ネットワーク、グローバルインターネットその他の外部ネットワークに接続する付加的なリンク３１２を有し得る。これらのノードは、ＳＮＯＷＮＥＴゲートウエーと呼ばれ、インターネットや他の外部ネットワークに到達するためのＳＮＯＷＮＥＴ３００のゲートウエーとして動作する。これらのリンクは、例えば、固定グループネットワークに対するＬＡＮに接続されたイーサーネットケーブル、ＡＰに対する無線ＬＡＮインターフェース、ポイントトゥポイントプロトコル（ＰＰＰ）接続、又は３Ｇ広域無線通信インターフェース等のような様々なリンク技法を利用し得る。

あるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のインターフェースは、仮想的インターフェースでさえあり得る。例えば、別の目的に使用され得る複数の仮想的インターフェースを形成するために、物理的インターフェースが多重化又は時分割化される。例えば、本発明によるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、同一のＩＥＥＥ８０２．１１インターフェースが、ある時間スロットで基幹インターフェースとして動作するようにアドホックモードで動作し且つ別の時間スロットでローカルアクセスサービスインターフェースとして動作するようにＡＰモードで動作するように、アルゴリズムが構築されることを可能にする。更に、ＳＮＯＷＮＥＴノードは、ＡＰインターフェースの１つを基幹インターフェースに又はその逆に動的に変更し得る。

ＳＮＯＷＮＥＴ３００における通信は、２つの段階に分けられ、それらは：基幹通信とローカルアクセス通信である。ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２はこれら２つのレベル間の通信を中継する。従って、異なるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２からのローカルサービスを受信する２つのクライアントの間の一般的なイントラＳＮＯＷＮＥＴ通信経路は、ソース移動クライアント３１０とソースクライアント３１０にサービス提供するＳＮＯＷＮＥＴノード３０２との間のリンク、多数のＳＮＯＷＮＥＴ基幹リンク、及び宛先クライアント３１０とそのアクセスサービスＳＮＯＷＮＥＴノード３０２との間の最終的なリンクを包含し得る。宛先が別の外部ネットワークにあるならば、その通信経路は、そのネットワークに対するトラフィックを転送しているＳＮＯＷＮＥＴゲートウエーノードを包含する。

以下にＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のハードウエアが説明される。図３は本発明によるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のハードウエアアーキテクチャを示す図である。

ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２の各々は、プロセッサ４０２と、システムメモリ（ＲＡＭ）４０３と、ソフトウエアや認証内容及び鍵のようなセキュリティ関連データのためのデータ格納メモリ（フラッシュ）４０４と、１つ又はそれ以上のネットワークインターフェース４０６と、これらの要素を接続するシステムバス４０８とを備える組み込みシステムとして実現され得る。各ノード３０２は管理可能且つ携帯可能な形状要素を有することに加えて保護可能に収容される。選択的に、各ノード３０２には、無線ネットワークインターフェース４０６の通信範囲を拡張するための外部アンテナ４１０が備えられる。これらのネットワークインターフェース４０６は、ローカルな有線若しくは無線アクセス、無線バックボーンアクセス、又は有線若しくは無線ゲートウエーアクセスを与える。

ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２の構成内容は、ネットワークにおける具体的な用途に依存する。遠隔的な場所にある典型的なＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、２つの無線インターフェース４０６をゆうし：一方は基幹又はバックボーン用であり、他方はローカルアクセスサービス用である。ＳＮＯＷＮＥＴゲートウエーノード３０２は、２つの無線ネットワークインターフェースに加えて、外部ネットワークに接続するための有線イーサーネットインターフェースのような第３のネットワークインターフェース４０６を有し得る。

ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は持ち運び可能であるので、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、主電源４１２としてのバッテリにより供給され得るＤＣ電力を利用する。ＤＣ電源は、電気のコンセントからのＡＣ変換器、充電装置、太陽エネルギ装置、自動車バッテリ装置、その他の電力発生装置から与えられ得ることが可能である。

所定の動作手順では、バッテリが唯一可能なエネルギ源である場合に、これらのノード３０２により形成される集合的なネットワークにとって、電源効率的であること及び電源に配慮することの双方が重要である。ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、可能である場合に、バッテリ電力を節約するために電源管理手順を実行する。

ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２におけるファイルシステム４０４は、暗号化されたファイルシステムである。データ格納部４０４に格納される総ての情報は暗号化される。ノード３０２が起動されると、オペレータは暗号解除キーをサプライヤに与える（即ち、スマートカード、ＵＳＢキー等）。ノード３０２の起動シーケンスは、サプライヤからの暗号解除キーを見出し、ロードする。その後にのみファイルシステム４０４がアクセスされ得る。重要なオペレーションシステムファイルが暗号解除され、実行されるようにシステムメモリ４０３にロードされる。ノード３０２が、ＳＮＯＷＮＥＴの認証及び鍵管理サーバ（後に詳述されるようなＳＮＯＷＮＥＴ認証）から分離されている場合は、即ち、所定の期間の間に、サーバから鍵管理メッセージを受信しない場合は、自動的な電源遮断が実行される。ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２に関する他の不正侵入は、ノード３０２において物理的なセキュリティ方法で遮られる。

本発明による上記の特徴は、あるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２に未承認ユーザが近寄ってきた場合に、ＳＮＯＷＮＥＴ３００全体に対する危険性を減少させる。暗号解除キーサプライヤに有効な接続をすることなしに、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は動作せず、有効な暗号解除鍵サプライヤが現われない限り電源は落とされたままである。攻略者がＳＮＯＷＮＥＴノード３０２に対する電源を維持したとしても、ノード３０２は、そのタイムアウト手法を利用して、他のＳＮＯＷＮＥＴノード群から孤立されるであろう。

図４は、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のソフトウエア構成要素５００を示す図である。ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のソフトウエア構成要素５００は、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２各々のデータ格納メモリに格納される。

ソフトウエア構成要素５００は、イーサーネット用のドライバ５０４、ホストＡＰモードにおける８０２．１１ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）、アドホックモードにおける８０２．１１ＮＩＣ５０８を含む様々なネットワークインターフェースに対するオペレーティングシステム・カーネルスペース（ｋｅｒｎｅｌ ｓｐａｃｅ）ドライバ５０２を包含する。他の総てのＳＮＯＷＮＥＴ要素は、ユーザスペース５１０内に又は実効性を増進するためのカーネルスペース５０２内に常駐し得る。特に、ネットワークアドレス変換（ＮＡＴ）モジュール５３２は、カーネルスペース内にあり、外部インターネットアドレスと内部ＳＮＯＷＮＥＴアドレススペースとの間の変換を行なう。

２つの主要なＳＮＯＷＮＥＴモジュールとして、ＳＮＯＷＮＥＴネットワークレイヤ５１２とＳＮＯＷＮＥＴ ＡＰＩ５１４がある。ＳＮＯＷＮＥＴネットワークレイヤ内では、ＳＮＯＷＮＥＴノード認証５１６及びＳＮＯＷＮＥＴ配信／ブリッジ５１８の機能が実行される。クライアント装置アクセスサービスを与えるＳＮＯＷＮＥＴノードに関し、標準的なＤＨＣＰモジュールが、アドレスをクライアントに動的に割り当てるために包含される。ＳＮＯＷＮＥＴアプリケーションプログラマインターフェース（ＡＰＩ）５１４は、アプリケーション展開インターフェースを与え、他のアプリケーション５２０及びサービス５２２が低レベルの、配信テーブル情報（図９に示される）のようなＳＮＯＷＮＥＴの具体的な特徴部にアクセスできるようにする。ＳＮＯＷＮＥＴネットワーク３００で実現され得るアプリケーション例は、無線音声、ストリーミングデータ及びその他のネットワーク機能を包含する。一実施例では、ＡＰＩが規定され、ネットワークレイヤ５１２及びクライアント認証モジュール５２６のために使用され、Ｃ言語によるプログラム呼出を含む。

ＳＮＯＷＮＥＴネットワークレイヤ５１２は、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２の他のミドルウエア要素についてのネットワークサービスとして実現される。これら選択的なＳＮＯＷＮＥＴミドルウエア要素は、サービス品質モジュール５２４と、サービスセキュリティモジュール５２４と、信用管理アルゴリズム５３０と、クライアント認証モジュール５２６とを包含し得る。サービス品質モジュール５２４は、各クライアントに与えられる通信帯域の割り当てを制御する。サービスのセキュリティ５２４は、クライアントの必要性に応じて付加的なセキュリティレベルを与える。信用管理アルゴリズムは、システムの初期ブーストラップに関する規則並びに未知のクライアント及びルータを許容する規則を取扱い、そのシステムの一部となるようにする。クライアント認証モジュール５２６は、クライアントを承認及び識別する８０２．１ｘ指針又はポリシーを実行し、それは以下に更に説明される。

また、各ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、クライアントに関するセキュアローミングをサポートするモジュール５２８を含む。これは、クライアント３１０があるＳＮＯＷＮＥＴノードのローカルサービスエリアから別のノードのローカルサービスエリアに移動する場合に、クライアントの「信用及び信任状（ｔｒｕｓｔ ａｎｄ ｃｒｅｄｅｎｔｉａｌ）」をあるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２から別のものに転送するモジュールである。このモジュール５２８の支援を受けることで、クライアント３１０は、新たなローカルサービスエリア内で再び認証段階の総てを通過する必要はなくなる。そして、２つのＳＮＯＷＮＥＴノードによってサービス適用されるクライアント３１０間の時間差は比較的小さく、ハンドオーバは比較的円滑に行なわれる。

ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、ＲＡＤＩＵＳサーバ３０３のような選択的に認証サーバ５３４のホストを務め、そのサーバは、信用状の検査、鍵の生成、及び信用情報の格納に必要なもの総てを与える。

以下、８０２．１ｘ、ＳＮＯＷＮＥＴに対するＰＡＳＳ、ハンドオーバ中の認証及びセキュリティに関するＳＮＯＷＮＥＴ実施態様を含む、本発明によるＳＮＯＷＮＥＴのセキュリティ特徴が説明される。

図５を参照しながら、ＩＥＥＥ８０２．１ｘに関する本ＳＮＯＷＮＥＴ実施例が説明される。

図５に示されるように、要求者（クライアント）３１０は、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のアクセスポイントインターフェースを通じてＳＮＯＷＮＥＴ３００にアクセスする。ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、認証者としての機能し、認証サーバ３０３と通信を行う。

ＳＮＯＷＮＥＴ３００のネットワーク環境が、ＲＡＤＩＵＳサーバへの接続を許容するならば（Ｃ．Ｒｉｇｎｅｙ，Ａ．Ｒｕｂｅｎｓ，Ｗ．Ｓｉｍｐｓｏｎ，ａｎｄ Ｗｉｌｌｌｅｎｓ，“Ｒｅｍｏｔｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｄｉａｌ ｉｎ ＵＳＥＲ ＳＥＲＶＩＣＥ（ＲＡＤＩＵＳ）”，ＲＦＣ２１３８，ＡＰＲＩＬ，１９９７）、ＳＮＯＷＮＥＴ３００は既存の組織的ＲＡＤＩＵＳサーバを、後方認証サーバ３０３として使用する。そうでなければ、ＲＡＤＩＵＳサーバソフトウエアを走らせることで、あるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２が、認証サーバ３０３として構成され得る。ＳＮＯＷＮＥＴ態様の前に、このノード３０３は、必要な認証総てをシステムメモリ４０４にダウンロードし、それが認証責務を遂行するようにする。そのような認証は、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２に対するものに加えて、認証されるクライアントに対するものも包含する。システムメモリや実効性の高いＣＰＵのような付加的なハードウエアリソースは、実効性を高めるために、認証サーバノード３０３にインストールされ得る。配備中に、ＲＡＤＩＵＳサーバノード３０３は、任意の他のＳＮＯＷＮＥＴノード３０２が起動され且つ他のＳＮＯＷＮＥＴノード３０２がオフされるまでアクティブにされ続ける以前に、アクティブにされる必要がある。

ローカルネットワークアクセスサービスを与えるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、クライアント認証モジュール５２６を利用しながら、ＩＥＥＥ８０２．１ｘアーキテクチャにおける認証者として動作する。ＳＮＯＷＮＥＴは、ウインドウズＸＰやＸサプリカント等のような多くの既存の要求者機能と両立可能である。認証者機能を実行するために、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２におけるクライアント認証モジュール５２６は、オープン１Ｘ認証者ソフトウエアを走らせ、これは８０２．１ｘ認証者（ｏｐｅｎ１ｘ．ｏｒｇにおけるワールドワイドウェブサイトにて、Ｏｐｅｎ１Ｘ）５２６のオープンソース実行形態である。ＳＮＯＷＮＥＴクライアント認証モジュール５２６は、移動クライアント及びネットワーク間相互の認証や、動的な鍵ローテーションのような付加的な機能を与えることで、標準規格ＩＥＥＥ８０２．１ｘセキュリティを強化する。移動クライアント３１０及びＳＮＯＷＮＥＴネットワーク３００間の相互認証は、認証プロセスの良好な完了により支持され、クライアント３１０及びＳＮＯＷＮＥＴノード３０２双方が、公開鍵インフラストラクチャを用いて適切に識別された場合にのみそれが達成される。セキュリティ暗号鍵が周期的に変更される及びＳＮＯＷＮＥＴネットワーク３００を通じて再配信されるダイナミックキーは、ＳＮＯＷＮＥＴ３００によりサポートされる特徴の１つである。

以下、ＳＮＯＷＮＥＴ３００におけるクライアント及びネットワーク相互認証手順の詳細が説明される。移動クライアント３１０及び認証ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２間のＥＡＰハンドシェークの間に、クライアント３１０はＥＡＰ開始メッセージを送信し、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２はユーザの身元を要求するＥＡＰメッセージを返信する。クライアント３１０は、認証サーバ３０３の公開鍵と共に公開鍵暗号化機構を利用して暗号化された彼の認証内容を返信する。その後に、認証者３０２は、その暗号化された認証内容を認証サーバ３０３に転送する。認証サーバ３０３は、クライアント認証内容を確認し、その認証が有効ならば、認証サーバ３０３はそのクライアントに対するセッション鍵を生成し、クライアント３１０及び認証者３０３双方にそのセッション鍵を送信する。このセッション鍵を用いることで、ＡＰ３０２は、ローカル共用ＷＥＰ鍵を暗号化し、暗号化された共用鍵をクライアント３１０に送信する。相互認証をサポートするために、認証サーバ３０３も、クライアント３１０の公開鍵を利用してＳＮＯＷＮＥＴ３００全体に対して認証内容を暗号化し、暗号化された認証内容をクライアント３１０に送信し、クライアント３１０もネットワーク３００を認証することができるようにする。クライアント３１０がネットワーク認証を受け入れる場合は、クライアント３１０はローカル共用ＷＥＰ鍵の暗号化を解除し、ＩＥＥＥ８０２．１１装置への共用鍵を構築し、ネットワーク３００へのアクセスを開始する。

同一のＲＡＤＩＵＳサーバ３０３を用いると、ＳＮＯＷＮＥＴ３００は、クライアント３１０及びＡＰ３０２間の通信に使用される共用鍵を動的且つ周期的に更新できる。クライアント３１０がネットワーク３００から分離している場合には、ＳＮＯＷＮＥＴ３００は共用鍵を更新する必要はない、というのは、その時点で使用されている共用鍵は周期的なキーリフレッシュによって間もなく置換されるからである。

ＳＮＯＷＮＥＴに対するＰＡＳＳが以下に説明される。

前述のセクションでは、移動クライアント（要求者）３１０及び認証者３０２の間で認証及び暗号鍵管理がどのようにされるかに焦点を当てていた。このセクションでは、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２の彼ら自身の中での認証及び鍵管理が説明される。

以下に説明されるＰＡＳＳは、ＳＮＯＷＮＥＴに対する増殖的認証法（Ｐｒｏｐａｇａｔｉｖｅ Ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ＳＮＯＷＮＥＴ）を示す。

ＩＥＥＥ８０２．１ｘが典型的な８０２．１１ＷＬＡＮに採用されている場合には、既存有線インフラストラクチャ（アクセスポイント及びアクセスポイントを相互接続するネットワークケーブルを含む）が暗に仮定されており、そこではアクセスポイント間のネットワークトポロジが静的であり、ＡＰは信用されるエンティティ（ｅｎｔｉｔｉｙ）である。従って、要求者（移動クライアント）及び認証者（ＡＰ）の役割は明確に区別され、ＡＰの認証に関する事項を持ち出す必要はない、というのは、それらは既にインストールされており、比較的安全な有線接続によって接続されているからである。

ＳＮＯＷＮＥＴ３００では、基幹ネットワーク３０６は無線で動的であり、通常動作中に、新たなＳＮＯＷＮＥＴノード３０２が参入し、他者が基幹ネットワークを去ることを許容する。これら新たなノード３０２がネットワークアクセス及び認証サービスを正規の移動クライアント３１０に与える以前に、ノード３０２は先ず基幹ネットワーク３０６に認証される必要がある。言い換えれば、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２自身も、ＳＮＯＷＮＥＴ３００内で認証される必要がある。この新たな認証手法は、「ＳＮＯＷＮＥＴに対する増殖的認証法」又はＰＡＳＳと言及され、ＰＡＳＳモジュール５１６にて実行される。

ＰＡＳＳの１つの特徴は、各ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２によって演じられる二重の役割にある。ＳＮＯＷＮＥＴ基幹ネトワーク３０６の一部になるのに先立って、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、ＩＥＥＥ８０２．１ｘフレームワークにおける要求者として動作する。ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、ＰＡＳＳモジュール５１６にて要求者であるのに必要な総てのソフトウエア、即ちＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のリナックス（Ｌｉｎｕｘ）／ＢＳＤ実施形態におけるＸ要求者（Ｘｓｕｐｐｌｉｃａｎｔ）等を包含する。ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、任意の移動クライアント要求者と同じ手順に従い、それ自身と既存のＳＮＯＷＮＥＴ３００との間の相互認証段階を通過する（又はその段階に合格する）ようにする。良好な認証の後に、新たなＳＮＯＷＮＥＴノード３０２には、基幹ネットワーク３０６の共用通信鍵が与えられ、ＳＮＯＷＮＥＴノードが基幹通信に参加できるようにする。

基幹ネットワーク３０６に認証された後でのみ、新たなＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、そのローカルクライアント３１０に対するネットワークアクセスサービスの提供を開始し得る。新たなＳＮＯＷＮＥＴノード３０２が更に処理を進めることが可能になる前に、その新たなＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、先ず、認証者ソフトウエアを利用してクライアント認証モジュール５２６の実行を開始することで、認証者になる必要がある。通常動作中は、各ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、ローカル移動クライアント３１０及び新たなＳＮＯＷＮＥＴノード３０２双方を認証する責務を有する。そして、セキュアな及び認証されるバックボーン３０６は、ＲＡＤＩＵＳサーバノード３０３を用いて追加的及び増殖的な形式で構築され；従ってその手順はＳＮＯＷＮＥＴに関する増殖的認証法（ＰＡＳＳ）と呼ばれる。

認証されたＳＮＯＷＮＥＴノードは、基幹通信内容を暗号化するために同じ鍵を利用する。この共有される鍵は、クライアント−ＡＰセッション鍵と同じ形式で周期的に変更される。ＲＡＤＩＵＳサーバ３０３は、移動クライアント３１０用の鍵とは別の基幹通信に使用される共用される鍵を管理する。

以下に、ハンドオフ時の認証及びセキュリティが説明される。

移動クライアント３１０が、あるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のサービス領域から別のＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のものに移動する場合に、移動クライアントが遮られないデータトラフィックを受信することを保証するために、いくつかの作業が実行される。

一般に、８０２．１１ＷＬＡＮにてローミングする際には、生じる最初イベントはリンクレイヤハンドオフである。即ち、いくつかの事前に定められた契機的なイベント又は出来事の際に、移動クライアントとその現在のＡＰとの間の通信リンクは中断され、移動クライアントと新たなＡＰとの間の新たな通信リンクが確立される。そして、システムはネットワークレイヤハンドオフを実行する。即ち、移動クライアントは、新たなトポロジ的なアタッチメント（ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）（その新たなＡＰに対する）を確立し、ネットワーク全体にその情報を伝送し、その移動クライアントからの／そこへのデータトラフィックが適切に向けられるようにする。このセクションでは、リンクレイヤハンドオフ時における、認証及びセキュリティに関連する事項が取り扱われている。以下のセクションでは、ネットワークレイヤハンドオフが説明される。

リンクレイヤハンドオフ動作の詳細は、リンクレイヤ技術に依存して異なる。今日のＩＥＥＥ８０２．１１ＷＬＡＮ技術の場合には、リンクレイヤハンドオフは、「中断−前−形成（ｂｒｅａｋ−ｂｅｆｏｒｅ−ｍａｋｅ）」形式で行われる。移動クライアントが、その現在のＡＰからの信号品質が所定の閾値以下であることを見出すと、移動クライアントは良好な信号品質を有する新たなＡＰを発見しようとする。選択的に、移動クライアントは、現在のＡＰに抜け出ることを通知するためにその現在のＡＰに関連解除メッセージを送信し、その移動クライアント用に格納している任意の状態をＡＰが除去できるようにする。移動クライアントは全チャネルを走査又はスキャンし、利用可能なＡＰ、その特性、及び新たな目標ＡＰの選択内容を決定する。

新たなＡＰが選択された後に、８０２．１１規格は、新たなＡＰにより、その移動クライアント用の認証手順を指定する。しかしながら、上述したように、８０２．１１での共用鍵の認証法は効果的ではない。一方、配備される多くの８０２．１１システムは、移動クライアントがデフォルトによって認証されるオープンシステムである。

認証の後に、移動クライアントは、新たなＡＰに関連付け要求（Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信することで、新たなＡＰに接続しようとする。関連付け要求を受信すると、ＡＰは関連付け応答を返送する。その要求が受け入れられるならば、この送とは、「成功」の値を含む。「成功」の関連付け応答を受信した後に、移動クライアントはメッセージを認証する。そして、新たな接続が確立され、移動クライアントは新たなＡＰを通じて送信及び受信をすることが可能になる。

同様に、ＳＮＯＷＮＥＴ３００では、移動クライアント３１０は、あるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のアクセスサービスエリアから別のものにローミングする場合に、移動クライアント３１０は、スキャン、認証及び関連付けの機能を実行する。

ＳＮＯＷＮＥＴ３００は、スキャンを完了するのに必要な時間を減らすために最適化された手法を使用する。移動クライアント３１０に対して全チャネルにわたってスキャンを実行する理由は、移動クライアント３１０は、どのＳＮＯＷＮＥＴノード３０２がその移動クライアント３１０の領域内で利用可能かを把握していないからである。移動クライアント３１０のネットワークインターフェースを混合モード（ｐｒｏｍｉｓｃｕｏｕｓ ｍｏｄｅ）におくことは問題を解決しない、というのは、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、クライアント３０２の現在のチャネルとは異なるチャネルで動作し、従って依然として聴き取れないからである。ＳＮＯＷＮＥＴ３００では、クライアント３１０は、通常動作中でさえもスキャン動作を実行し、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２近辺での利用可能性やそれらの属性を定常的に監視する。この監視スキャンは、遮られない進行中の通信の状況下でのみ行われ、バッテリ寿命に配慮を要する場合には実行されない。最近受信した近辺のＳＮＯＷＮＥＴ３０２のそのようなリストを利用して、ハンドオフが必要とされる場合に、移動クライアント３１０は、それらＳＮＯＷＮＥＴノード３０２にのみフォーカスし、それらノードは「最近受信した（ｒｅｃｅｎｔｌｙ ｈｅａｒｄ）」リストにおけるものであり、良好な信号品質を有する。従って、全チャネルスキャンの必要性が回避され、移動クライアント３１０が新たなサービスノード３０２を選択するのに要する時間が少なくなる。「最近受信した」リストが非常に最近に作成される場合には、移動クライアント３１０は、追加的なスキャンなしに、そのリストから直接的に新たなサービスノードを速やかに選択することができる。

ＳＮＯＷＮＥＴ３００での関連付け手順は、現行の８０２．１１規格が定めるものと同様であるため、ここでは詳細に説明しない。このセクションの焦点は、ローミングに関連する認証及び保全性又はセキュリティにある。

認証は、通信リソース及び処理リソース双方を必要とする長々しいプロセスである。従って、認証はハンドオフ中に行なわれないことが望ましい。本発明は、最小の遅延時間で新たなアクセスサービス領域の移動クライアント３１０に円滑且つ安全に再配置するところの認証及びセキュリティハンドオフ機構を包含する。その機構は公開鍵システムに準拠する。総てのＳＮＯＷＮＥＴノード３０２が、一方は公開的で一方は私的である１対の鍵を有するものとする。各ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、隣接する他のＳＮＯＷＮＥＴノード３０２の公開鍵を知っている。また、各移動クライアント３１０も、近辺のＳＮＯＷＮＥＴノード３０２の公開鍵を知っている。この性質は、事前のインストール又は外的公開鍵交換プロトコルによって具備される。

そのような認証及びセキュリティハンドオーバサービスが必要とされる場合に、移動クライアント３１０は、その現在のＳＮＯＷＮＥＴサービスノード３０２がチケット（ｔｉｃｋｅｔ）を与えることを要求する必要がある。このチケットは、移動クライアントの身元及びその現在のアクセスサービスＳＮＯＷＮＥＴノードの身元のような情報を包含する。チケットは、そのチケットが発行された時間、有効期限（満了時）、セッション鍵、送信鍵、チェックサム等のような他のフィールドを包含する。また、チケットは、実際のフィールドの前及び後にいくつかのランダムパディングビットを含める。チケットは、その私的鍵を利用してＳＮＯＷＮＥＴノード３０２により暗号化される。そして、暗号化されたチケットは要求する移動クライアント３１０に送信される。このチケットの配信は、移動クライアント３１０及びその現在のＳＮＯＷＮＥＴサービスノード間に確立されたセキュリティ通信セッションを介するので、そのような配信は安全である。

選択的に、移動クライアント３１０が、公開鍵暗号化をサポートし、非対称暗号化を利用して暗号化されたメッセージの暗号化を解除する演算リソースを有するならば、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、再び移動クライアントの公開鍵と共に既に暗号化されたチケットを暗号化する（ＳＮＯＷＮＥＴノードの公開鍵と共に）。そのような２重に暗号化されたチケットを受信すると、移動クライアント３１０は、移動クライアントの私的鍵を利用してそのチケットの暗号化を解除し、チケットを格納する（サービスノードの公開鍵により依然として暗号化されている）。従って、そのようなチケットが第三者に捕捉された場合であっても、その第三者はチケットを暗号解除することができない。

移動クライアント３１０が新たなＳＮＯＷＮＥＴサービスノード３０２を選択した後に、移動クライアント３１０は、新たなＳＮＯＷＮＥＴノード３０２に再認証要求メッセージを送信する。このメッセージは、それ自身の身元、以前のサービスノードの身元、及び格納されているチケットを包含する。メッセージは、新たなサービスノードの公開鍵を利用して暗号化される。

そのような再認証メッセージを受信すると、新たなサービスノード３０２は先ず自身の私的鍵を利用してメッセージの暗号化を解除する。新たなサービスノード３０２は、以前のサービスノードの公開鍵を利用してメッセージに含まれているチケットの暗号化を解除する（以前のサービスノードの私的鍵で依然として暗号化されている）。チケットが有効であるならば、サービスノード３０２はその移動クライアント３１０に対する暫定的な通信セッション鍵を生成する。サービスノード３０２は、そのクライアント３１０に、再認証応答メッセージを「成功」フラグと共に返送する。メッセージはチケットに包含されるセッションキー送信キーで暗号化され、解放的又はオープンチャネルを通じて移動クライアント３１０に送信される。暫定的な通信セッション鍵を受信した後に、移動クライアント３１０は、新たなサービスノード３０２を通じてメッセージトラフィックを送信及び受信することができる。

暫定的な通信セッション鍵は短期間内でのみ有効である。暫定的な通信セッションキーが期限徒過した後は、移動クライアント３１０及び新たなサービスノード３０２間の通信に対して、暫定的な通信セッションキーの利用は許可されない。従って、暫定的な通信セッションキーの有効な時間枠又はウインドウ内で、移動クライアント３１０は、このセクションにて上述したような通常の移動クライアント認証手順を完了しなければならない。即ち、移動クライアントの信任状は、認証されるクライアント３１０に対するＳＮＯＷＮＥＴ３００のＲＡＤＩＵＳサーバ３０３に送信されるのに必要である。ＲＡＤＩＵＳサーバ３０３により認証された後に、ＲＡＤＩＵＳサーバ３０３は、移動クライアント３１０及びサービスノード３０２間の通常形式の通信に対するセッションキーを発行及び管理することを開始する。

ＳＮＯＷＮＥＴアドレッシング
ＳＮＯＷＮＥＴ内でデータがどのようにして転送されるかを説明する前に、どのようにしてアドレスが管理されるかを詳細に説明する。

ＳＮＯＷＮＥＴノードは、複数の通信インターフェースを有し、その各々がインターフェースのハードウエアアドレスとして知られる、グローバルに又は全体的に固有の識別子を有する。そのようなアドレスは、互いにアドレス指定するインターフェースに関するインターフェース間のリンクレイヤ通信に使用される。リンクレイヤ通信は典型的には媒体アクセス制御（ＭＡＣ）プロトコルにより取り扱われるので、ハードウエアアドレスも典型的にはＭＡＣアドレスとして言及される。様々なアドレス化規格の中で、ＩＥＥＥ８０２．３（イーサーネット）規格は最も広く受け入れられている。殆ど総ての新規ＭＡＣプロトコル規格は、同じ４８ビットアドレスフォーマットを採用する。ＭＡＣアドレスは、製造業者によって通信インターフェースハードウエアに割り当てられ、それらはグローバルに固有であるので、それらは、それらのホスト装置の固有の識別子としても一般に使用される。１以上のインターフェース及び複数のＭＡＣアドレスを有するＳＮＯＷＮＥＴノードに関し、最低のＭＡＣアドレスが、ＳＮＯＷＮＥＴノードの固有ノード識別子として使用される。

ＭＡＣアドレスはグローバルに固有であるが、それらはハードウエア製造業者によって管理され及び組織されている。コンピュータ装置が全体的に（グローバルに）互いに通信するために、装置の製造業者ではなく、装置の設置場所に準拠した、より階層的に構成されたアドレス手法が使用される。また、各通信インターフェースには、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスとして知られるネットワーク層アドレスが割り当てられる。各ＩＰアドレスは、インターネット上のグローバルにアドレス指定可能な通信及び場所を見分ける。各ＩＰアドレスは、ネットワークアドレス部とホストアドレス部とを有する。また、ネットワークアドレスは階層的に管理される。即ち、ネットワークは複数のサブネットワークに分割され、サブネットワークは更に小さなサブネットワークに分割され得る。また、グローバル配信構造も階層的である。最上位レベルでは、唯一のルータが、大きな自律的に管理されるネットワーク、即ち単一のインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）のネットワークに対する配信項目又はルーティングエントリを有する。最低レベルでは、例えば、自律的に管理されるネットワーク内のルータは、そのネットワーク内のサブネットワークに対する配信項目を有するであろう。

ネットワークアドレスは番号及び長さによって指定される。その長さは、あるＩＰアドレス内でそのネットワークアドレスに対して（最上位ビットから）何ビット使用されるかを指定する。ＩＰアドレスの残余のビットは、ネットワーク直野他のエンティティをアドレス指定するのに使用され得る。これらのアドレスは全体的にネットワーク（又はサブネットワーク）のアドレス空間として知られている。従って、ネットワークアドレスが短ければ短いほど、ネットワークは大型化することができ、及びネットワークのアドレス空間も大型化することが可能になる。

最少のサブネットワークは「ブロードキャストドメイン（ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｄｏｍａｉｎ）」として言及される、というのは、このレベルのみがＭＡＣアドレスＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦを実効的にするからである。装置はこのブロードキャストアドレスを用いてブロードキャストドメイン内の総ての装置と通信する。上述したように、ＩＰアドレスは、リンクレイヤ通信を実行するために、ＭＡＣアドレスに対応付けられる（マッピングされる）必要がある。ＩＰアドレスとＭＡＣアドレス間のマッピングもブロードキャストドメイン内でのみ知られている、というのは、同一のブロードキャストドメイン内でのみ、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの間の関連性を互いに問い合せるためにブロードキャストＭＡＣアドレスを、装置が使用できるからである。ＩＰ信号転送の観点からは、同一ブロードキャストドメイン内の総ての装置は、互いに１ホップしか離れていない。

後述するように、ＳＮＯＷＮＥＴは２つの異なるデータ転送モードで動作し、それらは：ブリッジモードとルーティングモードである。アドレス管理はこれら２つのモードで別々に行なわれる。

ＳＮＯＷＮＥＴがブリッジモードで動作する場合には、そのＩＰアドレス管理は非常に簡潔である。ＳＮＯＷＮＥＴ全体は単一のブロードキャストドメインである。ＳＮＯＷＮＥＴ装置及びクライアント装置の双方を含む総ての装置は、同一のＩＰアドレス空間を共用する。特殊なＳＮＯＷＮＥＴノードは、ＤＨＣＰサーバとして構成され、ネットワーク全体のＩＰアドレスを管理する。そのノードは、クラアイント及びＳＮＯＷＮＥＴノード装置に貸し与える又はリースするためのアドレスの蓄えを有する。満了したリースのＩＰアドレスは、将来的な割り当て用にアドレスプールに戻ってくる。ＳＮＯＷＮＥＴノード又はクラアイント装置である新たな装置が認証された後に、それはＩＰアドレス管理や、ＳＮＯＷＮＥＴ及びドメインネームサーバ（ＤＮＳ）用のデフォルトルータのアドレスのような他の関連するＩＰ通信パラメータ等を問い合せるＤＨＣＰ要求を発行する。この要求は、ＤＨＣＰサーバノードを含む、ＳＮＯＷＮＥＴ似合いの総ての装置にブロードキャストされる。他の総てのノードは、ＤＨＣＰサーバノードを除いてその要求を無視し、ＤＨＣＰサーバノードはそのＩＰアドレスプールから割り当てられたＩＰアドレスと共にその要求に応答する。他の要求されたパラメータもその応答メッセージに包含される。この応答は新たな装置に返送され、新たな装置はその割り当てられたＩＰアドレス及び他のパラメータを自身を構築するために使用し得る。

ＳＮＯＷＮＥＴがルーティングモードで動作する場合には、アドレス管理はより複雑化する。ＳＮＯＷＮＥＴは多数のサブネットワークに分割されるので、アドレスはＳＮＯＷＮＥＴ全体に対する単一のエントリによって管理され得ない。典型的な構成は、ローカルアクセスサービスを与える各ＳＮＯＷＮＥＴノードが、自身のサブネットワークを有し且つそれらサブネットワーク内でのアドレッシングを管理するものである。別々のサブネットワークアドレス空間は、ＳＮＯＷＮＥＴノードの基幹インターフェースに割り当てられる。ルーティングモードＳＮＯＷＮＥＴの管理者は、別々の基幹サブネットワークのアドレス空間を形成する必要がある。

新たなＳＮＯＷＮＥＴノードがネットワークに受け入れられた後に、その新たなノードにアドレスが割り当てられる必要がある。これらのアドレスは、そのノードの基幹インターフェース用のアドレスと、そのサービスインターフェース用のアドレス空間を含む。このようなことは、分散形式でＳＮＯＷＮＥＴにより達成される。基幹インターフェース用のアドレス及びローカルサービスインターフェース用のアドレス空間を問い合せる認証者としてのＳＮＯＷＮＥＴノードに、新たなノードはアドレス要求を送信する。既知のアドレスとＳＮＯＷＮＥＴのアドレス空間に関する配信テーブルを参照することで、認証者ノードは、新たなノードに未使用のアドレス及びアドレス空間を割り当て、要求するノードにこれらの割り当て内容を返送する。

分散化の性質による問題に起因して、上記のアドレス割り当てはＳＮＯＷＮＥＴ内で他のノードと依然としてコンフリクト又は衝突する虞がある。これは、ネットワーク全体でのアドレス利用に関する認証者の知識不足に起因する、又は同時に異なる認証者ノードからアドレスを要求する、同一ＳＮＯＷＮＥＴの遠隔した部分における他の新規ノードが存在することに起因する。そのようなコンフリクトが起こり、後に検出されると、包含されるノードの識別子に基づいて解決される。より低いノード識別子を有するＳＮＯＷＮＥＴノードは、そのアドレスを維持することが可能であり、他者はそのアドレスを破棄し、アドレス要求及び選択の手順を再び進行させる。

ＩＰアドレスの不足に起因して、管理者に一般的な実務は、彼の管理下のネットワーク内のコンピュータに対して「私的又はプライベートアドレス」を利用することである。これらのアドレスは、他のアドレスと同一フォーマットのＩＰアドレスである。しかし、それらは、同じプライベートネットワーク内の装置をアドレス指定するために、プライベートネットワーク内でのみ使用されるに過ぎない。そのようなアドレスはプライベートネットワーク外部では使用され得ない。従って、プライベートアドレスを有する装置は、真に「グローバルにアドレス可能」ではない。

プライベートネットワーク内の装置は、それらのプライベートネットワーク外部の装置と通信するためにそれらのプライベートアドレスを利用できない。また、異なるプライベートネットワークは同一のプライベートネットワークアドレス空間を更に利用できる、というのは、装置は、異なるプライベートネットワーク内の装置と通信するためにそれらのプライベートアドレスを使用しないからである。

この問題に対する解決手段は、ネットワークアドレス変換（ＮＡＴ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｌａｔｉｏｎ）として知られており、この技法では、プライベートネットワーク及びインターネット双方に接続するノードが、プライベートネットワーク内部の装置とプライベートネットワーク外部の装置との間の通信のために、ネットワークアドレス変換を実行する必要がある。ＮＡＴ装置はプライベートアドレスと共にプライベートネットワークに接続される１つのインターフェースを有し、同一のプライベートネットワーク内の装置と通信できるようにする。また、同一のＮＡＴ装置は公的アドレスを有するインターフェースにも接続され、インターネット上の他の装置と通信できるようにする。

総てのアプリケーションレイヤ通信終点は、ネットワークレイヤアドレス（ＩＰアドレス）とトランスポートレイヤアドレス（ユーザデータグラムプロトコル部又は伝送制御プロトコル部）とによって見分けられる。データパケットがプライベートアドレス装置から送信される場合に、それは先ずＮＡＴ装置に転送される。ＮＡＴ装置は、そのＮＡＴテーブルの変換項目に、ソースノードのネットワークレイヤアドレスとトランスポートレイヤアドレスを記憶する。ＮＡＴ装置は、ソースがこのデータパケットに対して自身により使用しているのと同一のトランスポートレイヤプロトコルの未使用ポートを割り当て、ソース装置のプライベートアドレス及びポート番号と共にテーブル内にそのポート番号を格納する。そして、データパケットのソースネットワークアドレス及びトランスポートアドレスを、それ自身の公的ＩＰアドレス及び新たに割り当てられたポートに置換する。データパケットはその後に公的ネットワークインターフェース外に転送される。

通信の他端に対しては、その通信がＮＡＴ装置から発せられ、ＡＮＴ装置の公的アドレス、ネットワークレイヤアドレス、及び宛先アドレスとしてのトランスポートレイヤアドレスを利用しながら、返答通信もＮＡＴ装置に宛てられるようにするであろう。内向又は上りの（ｉｎ−ｂｏｕｎｄ）データパケットがＮＡＴ装置に到達した後に、その装置は、変換項目を見出し、その項目内でプライベートＩＰアドレス及びトランスポートレイヤアドレスを見出すために、宛先トランスポートレイヤアドレスを使用する。再び、ＮＡＴ装置は、そのパケットの宛先ネットワークレイヤアドレス及びトランスポートレイヤアドレスを、変換項目内に保存されたものと置換し、そのプライベートネットワークインターフェースからパケットを転送し、実際の通信の終点に至るようにする。

上述したＳＮＯＷＮＥＴアドレシング法は、私的アドレス及び公的アドレスと共に動作し、ＳＮＯＷＮＥＴの管理者が、ＳＮＯＷＮＥＴ用にどれほど多くのＩＰアドレスが利用可能であるかに依存して、方法を選択できるようにする。プライベートアドレスがＳＮＯＷＮＥＴに使用されている場合には、ＮＡＴ機能を用いるためにゲートウエーＳＮＯＷＮＥＴノードが必要とされる。

データ転送
橋渡し（ブリッジング）及び配信（ルーティング）を含むＳＮＯＷＮＥＴ３００データ転送が説明される。

ＳＮＯＷＮＥＴ３００は、基幹通信と、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２及びその移動クライアント３１０間の通信とに関する独立した共用ＷＥＰ鍵管理手順を利用することで、２つの別々のセキュリティレベルを与える。

ソースクライアント３１０から発するデータパケットは、このクライアント３１０にサービス提供するＳＮＯＷＮＥＴノード３０２の共用鍵から生成されたローカル暗号鍵を用いて暗号化される。パケットは、ＡＰインターフェースにて受信され、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２により暗号解除される。パケットが基幹３０６にて送信される場合には、パケットは、共用基幹ＷＥＰ鍵から生成した暗号鍵を利用してＳＮＯＷＮＥＴノード３０２により再び暗号化される。

ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は以下の２つデータ転送モードの一方にて動作し、それらは：ブリッジングモードと、ルーティングモードである。以下、各モードが説明される。

ブリッジングモード
ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２がブリッジングモードで動作する場合に、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、上述したＩＥＥＥ８０２．１ｄＭＡＣブリッジプロトコルを実行する。ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２がブリッジングモードで動作する場合に、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、「ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ」３０５として言及される。

ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５は、基幹ネットワーク３０６内でそれらの転送形態を固形制するためにスパニングツリー（ｓｐａｎｎｉｎｇ ｔｒｅｅ）プロトコルを実行する。ＳＮＯＷＮＥＴ３０５に対するスパニングツリープロトコルは、修正されたＩＥＥＥ８０２．１ｄプロトコルを組み込み、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジポートが物理的な及び仮想的なエンティティの混合であるようにする。ＳＮＯＷＮＥＴブリッジのローカルサービスアクセスネットワークインターフェースは、ＳＮＯＷＮＥＴ３０５による物理的なポートとして考えられる。一方、基幹「ポート」は仮想的であり、各基幹ネットワークリンクに割り当てられた１つのポートがある。即ち、各仮想ポートは、隣接するブリッジにおけるローカル基幹インターフェース識別子及び基幹インターフェース識別子のペアの組合せで見分けられる。一実施例では、あるブリッジと総ての隣接するブリッジとの間の通信は、ブロードキャストリンクで行なうように、同一の物理的インターフェースを共用する。仮想的又は物理的な総てのポートは、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２がスパニングツリープロトコルを開始する前に見分けられる。通常の動作中は、アクティブポートの状態又はステータスは、受動的なトラフィック受信及び能動的な検査の組合せにより定常的に監視される。ステータスが変わると、スパニングツリープロトコルの再構成動作が実行される。

ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５がスパニングツリーを形成した後に、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５は学習段階及び転送段階に入る。学習段階（ｌｅａｒｎｉｎｇ）では、各ブリッジ３０５は、終点ＭＡＣアドレス各々がそこを通じて到達し得るポートを記憶する。

図６は、ＳＮＯＷＮＥＴ基幹ネットワーク３０６の頂上に形成されたスパニングツリーを利用するＳＮＯＷＮＥＴネットワーク３００の例を示す。スパニングツリーは、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５として構成されたＳＮＯＷＮＥＴノード３０２を包含する。

図６に示されるように、ＳＮＯＷＮＥＴ基幹ネットワーク３０６はＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）より成り、それらブリッジはクライアント（Ｃ１乃至Ｃ５）に対するローカルアクセスサービス（ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３）を与える。

図７は、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジテーブル４００の内容である。図６の各ＳＮＯＷＮＥＴ３０５は、図７に示されるようなデータ格納メモリ４０４に格納されるＳＮＯＷＮＥＴブリッジテーブル４００を包含する。図７のテーブル４００は、トポロジ学習段階が完了した後に各ブリッジ３０５のテーブルに格納されるものを示す。ＩＥＥＥ８０２．１ｄにより指定されるような標準的なＭＡＣブリッジと比較すると、その相違点は、標準的なＭＡＣブリッジ中の「ポート」列がＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５における２つの列（ローカルインターフェース及び隣接インターフェース）で置換されていることである。これら２つのアドレスは共に、論理又は物理何れかのＳＮＯＷＮＥＴ「ブリッジポート」を区別する。

図８は、ＩＥＥＥ８０２．１１データフレームアドレスフィールド内容と、「ＤＳへ（Ｔｏ ＤＳ）」及び「ＤＳから（Ｆｒｏｍ ＤＳ）」のフィールドの可能な値を示す。ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格は、「分散システム（ＤＳ）」のようなＡＰ１０４を接続する基幹ネットワークと言及される。各データフレームに２つのビットがあり、それらは即ち「ＤＳへ」のビット及び「ＤＳから」のビットである。これらは共にデータフレームの伝搬方向及びプロトコルの動作モードを記述する。例えば、データフレームが、図６におけるＡＰ１のようなアクセスポイント（ＡＰ）から図６におけるＣ１のようなクライアントに送信される場合に、「ＤＳへ」のビットは偽で送信されるが「ＤＳから」のビットは真で送信される。本発明によるＳＮＯＷＮＥＴネットワーク３００は、図８の最初の３つの行を利用する。最初の３つの行は、アドホックモード通信、ＡＰからクライアントへの通信およびクライアントからＡＰへの通信のためのものである。第４の行は、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５により現在使用されていないＡＰ間の通信を記述する。

ＩＥＥＥ８０２．１１データフレーム各々において、４つのアドレスフィールドがある。これらのアドレスフィールドは、「ＤＳから」及び「ＤＳへ」のビット値による様々なアドレスを包含する。アドホックモードで動作する場合には、ＩＥＥＥ８０２．１１データフレームは、３つのアドレスを包含し、それらは：宛先アドレス、ソースアドレス、及びＩＢＳＳのＢＳＳＩＤである。データフレームにおける第４のアドレスは、アドホックモードデータ伝送では使用されない。そのようなデータフレームは、データフレームの「ＤＳへ」及び「ＤＳから」フィールド双方が０に設定されているか否かで区別される。本発明によるＳＮＯＷＮＥＴネットワーク３００は、基幹３０６通信用にこのフォーマットを利用する。

データフレームが移動クライアントＣから発する場合には、それらのアドレスフィールドは、８０２．１１プロトコル標準規格によって指定されるように設定される。「ＤＳへ」のフィールドは１に設定されるが、「ＤＳから」のフィールドは０に設定される。第１のアドレスは、移動クライアントＣが属するアクセスポイントのＢＳＳＩＤであり、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジのローカルサービスアクセスインターフェースによってＳＮＯＷＮＥＴ３００が与えられる。第２フィールドは移動クライアント自身のアドレスを包含するが、第３アドレスは宛先クライアントＣ用のアドレスである。第４のアドレスは未使用に残される。本発明によるＳＮＯＷＮＥＴネットワーク３００は、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５通信にクライアントＣ用のこのフォーマットを使用する。同様に、本発明によるＳＮＯＷＮＥＴネットワーク３００は、標準的なＡＰからクライアントＣへの形式（ＤＳへ＝０，ＤＳから＝１）を利用して、所属するクライアントＣにフレームを配信し、再び第４アドレスを未使用に残す。

第１ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５（Ｂ１）が、ブリッジＢ１に属していない（クライアントＣ５のような）装置宛のデータフレームを受信した後は、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジＢ１は、基幹ネットワーク３０６を通じて転送されるようにフレームを再構成する。本発明によるＳＮＯＷＮＥＴネットワーク３００では、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格は、第４のアドレスフィールドを用いることで修正され、データフレームを伝送するＳＮＯＷＮＥＴブリッジＢ１インターフェースのアドレスを保持するようにする。

ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５は、そのローカルアクセスサービスに属するクライアントＣに対するデータフレームを常に転送する。例えば、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジＢ２は、クライアントＣ２及びＣ３用のデータフレームを転送する。データフレームのソース（例えば、Ｃ２）及び宛先（例えば、Ｃ３）の双方がそのローカルネットワークアクセスサービスを利用している場合には、データフレームはローカルアクセスインターフェースを介して転送される。そうでなければ、データフレームは、ブリッジテーブル４００における学習済みのＭＡＣ終点（エンドポイント）に従って、クライアントＣ３用に宛てられた隣接ブリッジ（例えば、Ｂ３）に転送される。

ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ（例えば、Ｂ２）により転送されたデータフレームを受信すると、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ（例えば、Ｂ３）は、そのＳＮＯＷＮＥＴブリッジＢ３が、ＩＥＥＥ８０２．１ｄのフィルタ機構と同様な機構を利用してそのフレームを更に転送するか否かを決定する。（Ｂ２のようなデータフレームにおける第４のアドレスフィールドにより指定されるように、ブリッジがそこからデータフレームを受信している）以前の転送者がアクティブな隣接ブリッジとしてリストに掲げられており、データフレームの宛先及びソースがブリッジアドレスデータベースにより示されるものと異なるブリッジ側にある場合には（即ち、宛先及びソースが異なるポートを介して到達可能である）、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジＢ３はデータフレームを転送するのみである。データフレームが転送される以前に、ブリッジは、データフレーム内の第４のアドレスを、それ自身の送信インターフェースのアドレスに更新する。

宛先クライアントＣ５にアクセスサービスを提供するブリッジＢ３において、データフレームは、適切なフォーマットでデータフレームの「ＤＳから」の形式に再び変換される。

上記のブリッジポート管理及びデータフレーム転送に関する別の実施例は、上述したアドホック形式の通信ではなく、８０２．１１標準規格で規定される無線配信システム（ＷＤＳ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）リンクを利用するものである。ＷＤＳリンクは、同一無線チャネル上のＡＰ間の管理者によって形成される静的なリンクであり、ＡＰがそのようなリンクを通じてデータを交換できるようにするものである。この場合には、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジは隣接するＳＮＯＷＮＥＴブリッジの身元を監視し、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジの接続状況が変化するにつれてＷＤＳリンクを動的に形成及び／又は排除する。

ブリッジモードでＳＮＯＷＮＥＴ３００を動作させる利点は、ネットワークレイヤローミングや、インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス管理を簡易にすることである。典型的には、ＳＮＯＷＮＥＴ３００全体が同一のＩＰアドレス空間を共有するので、各ＳＮＯＷＮＥＴブリッジ３０５が、クライアントＩＰアドレスを管理することは必要とされない。ＳＮＯＷＮＥＴ３００内のある専用のＤＨＣＰサーバはネットワーク３００全体をまかなうことができる。クライアントＣがあるＡＰカバレッジ領域から別のものに移動する場合には、そのＩＰアドレスを変更する必要はない。この状況の他の利点は、マルチキャスト及び他のリンクレイヤ管理プロトコルの簡易なサポートを含む。

ブリッジテーブル４００（図７に示される）はホスト配信テーブル毎に対応するので、そのような方法は、ＳＮＯＷＮＥＴネットワーク３００のサイズが大きくなると充分に対処できない。加えて、展開ツリー転送形態は、データ転送経路の形態及び効率を制限する。場合によっては、通信する２つのクライアント間で最短の転送経路が使用できず、その理由は、（最短の）そのリンクが展開ツリーの一部を構成しないからである。このことはブロードキャスト環境では頻繁に起こる。最後に、ブリッジ３０５は、それらのアドレスデータベース４００及び展開ツリーを、「鼓動又はハートビート」メッセージを周期的に交換することで更新する。基幹３０６トポロジが変わると、又はクライアントＣがその所属するＡＰを変更すると、新たなトポロジ及び所属を反映する新たな状態をカバーする又は網羅するには、ネットワークにとって比較的長期間を要する。この遷移期間の間にデータパケットは喪失する虞がある。最悪の場合は、その更新が、トポロジの変化に追従できず、ネットワークが不安定化してしまう虞がある。

要するに、ＳＮＯＷＮＥＴブリッジモードは比較的簡潔であるが、それは小規模の緩慢に動的に変化するＳＮＯＷＮＥＴ３００に特に適している。

しかしながら、ルーティングモードでＳＮＯＷＮＥＴ３００を利用すると、ブリッジングモードでの上述した問題を克服することができる。

ルーティングモード
ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２がルーティングモードで動作する場合に、ＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、（階層化又はクラスタ化手法とは異なり）基幹ネットワーク３０６にフラット配信空間（ｆｌａｔ ｒｏｕｔｉｎｇ ｓｐａｃｅ）を形成する。これらＳＮＯＷＮＥＴノード３０２は、ルーティングモードで動作する場合に、ＳＮＯＷＮＥＴルータ３０５として言及される。この場合に、基幹ネットワーク３０６は、移動アドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ：Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の変形として眺められ（ワールドワイドウェブにおける ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｈｔｍｌ．ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ／ｍａｎｅｔ−ｃｈａｒｔｅｒ．ｈｔｍｌ のＩＥＴＦ移動アドホックネットワーク（ｍａｎｅｔ）ワーキンググループ）、ＭＡＮＥＴ配信アルゴリズムでのリサーチ結果はＳＮＯＷＮＥＴルーティングに借用される（Ｃ．Ｐｅｒｋｉｎｓ，Ｅ．Ｂｅｌｄｉｎｇ−Ｒｏｙｅｒ，ａｎｄ Ｓ．Ｄａｓ，“Ａｄｈｏｃ Ｏｎ−Ｄｅｍａｎｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ（ＡＯＤＶ）Ｒｏｕｔｉｎｇ”，ＩＥＴＦ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ“ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍａｎｅｔ−ａｏｄｖ−１１．ｔｘｔ”，Ｗｏｒｋ ｉｎ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ，Ｊｕｎｅ ２００２；Ｄ．Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｄ．Ｍａｌｔｚ，Ｙ．Ｈｕ，ａｎｄ Ｊ．Ｊｅｔｃｈｅｖａ，“Ｔｈｅ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｏｕｒｃｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ＡｄＨｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（ＤＳＲ）”，ＩＥＴＦ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｄｒａｆｔ＜ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｍａｎｅｔ−ｄｓｒ−０７．ｔｘｔ＞，Ｗｏｒｋ ｉｎ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ，Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２００２；等）。

しかしながら、ＳＮＯＷＮＥＴ３００は、ＭＡＮＥＴのクラス又は階級内で重要な特殊な場合を表現する。ＳＮＯＷＮＥＴ３００では、ネットワークにて移動体であり得る２つのエンティティ形式があり、それらは：クラアイント３１０及びＳＮＯＷＮＥＴ３０２である。しかしながら、現在のＭＡＮＥＴリサーチは、ＭＡＮＥＴ全体をフラット配信空間として取扱い、ＭＡＮＥＴトポロジにおける構造はなく、各クライアントはデータ転送に等しく参加するノードである。一般的には、これは、ネットワーク中の総てのノードにおけるＭＡＮＥＴ機能をイネーブルにするという特殊な要請を課す。ＳＮＯＷＮＥＴサービスデル３００では、移動クライアント３１０における特殊な要請が制限され、ユーザが、ラップトップ、ＰＤＡその他の広範に利用可能な８０２．１１ｂＰＣＭＣＩＡカードのような標準的なクライアント通信装置と共に商業的に入手可能な装置のような標準的な一般的な移動コンピュータを使用できるようにする。従って、ＭＡＮＥＴノードとしてクライアント及びＳＮＯＷＮＥＴノード３０２双方を構築することで、既存のＭＡＮＥＴアプローチを直接的に適用することは、現実的な解決手段ではない。

ＳＮＯＷＮＥＴルータ３０５と共に、ハイブリッドアプローチが導入される。このアプローチでは、ＳＮＯＷＮＥＴルータ３０５のみがＭＡＮＥＴノードとして構築され、ＭＡＮＥＴ式配信アルゴリズムに関与する。総てのルータ基幹インターフェースは、同一のＩＰアドレス空間を共用し、配信プロトコルを実行し、それらの中で配信情報を交換する。最終的には、それらは任意の基幹ノードに至る経路を共に構築する。

ＳＮＯＷＮＥＴ配信及びＭＡＮＥＴ配信間の相違は、各ルータ３０５が、アドレスがそのルータのローカルクライアントに動的に割り当てられるマスク可能なアドレス空間セグメントに割り当てられることである。ＤＨＣＰサーバソフトウエアは、ローカル移動クライアント用のＩＰアドレスを割り当てるために各ルータにインストールされる。配信情報交換の間に、彼ら自身のＩＰアドレスに対する通知に加えて、基幹ノードはそれらのローカルサービスサブネットにも通知する。言い換えれば、基幹ノードは、それらの到達可能なネットワークリストをこの情報に含めることで、それらのローカルサービスサブネットを代行する。この特殊な要請は、これらのプロキシサブネットを包含するためにＳＮＯＷＮＥＴ配信プロトコルメッセージ中に付加的なフィールドを要求することで、「通常の」ＭＡＮＥＴ配信プロトコル仕様に対する修正を要求する。このフィールドは、多数のエンティティを包含し、従ってそれは「プロキシリスト」として言及される。

ローミングをサポートするために、ローカルサービスサブネットに加えて、各ＳＮＯＷＮＥＴルータ３０５は、多数の「地域外移動クライアント（ｆｏｒｅｉｇｎ ｍｏｂｉｌｅ ｃｌｉｅｎｔ）」に対するプロキシサーバを与える責務を有し、その地域外クライアントは、そのルータに現在所属しているがそのルータのアドレス空間外のアドレスを有する移動クライアント３１０である。これら地域外クライアントアドレスの通知は、ローカルサービスサブネットと同様の方式で、プロキシリスト中の項目としてＳＮＯＷＮＥＴ配信プロトコルメッセージに包含される。

各ＳＮＯＷＮＥＴルータ３０５は、図９に示されるような配信テーブル５００を保持する。配信テーブル５００は、配信経路における次のホップする宛先である各自の移動ネットワークノード装置に対するローカルインターフェース及び隣接するインターフェースを指定する。

各配信テーブル５００にて、２種類の経路項目があり、それらは：サブネット経路及びホスト経路である。前者は収集された経路項目であり、各項目は、ネットワークアドレス及びネットワークマスクの組合せとしての一般的なフォーマットで表現される、対応するアドレス空間内の全ホストについての経路を記述する。後者は、ＳＮＯＷＮＥＴノードの基幹インターフェース又は地域外移動クライアントの何れかである特定の移動ノード３０２に向かう経路に対するものである。例示的配信テーブル５００では、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に対する項目はＳＮＯＷＮＥＴノード基幹インターフェースのためのホストルータであり、Ｃ５に対する項目は地域外クライアント用のホスト経路であり、ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３サブネットに対する項目はサブネット経路である。最長照合規則（ｌｏｎｇｅｓｔ ｍａｔｉｃｈ ｒｕｌｅ）（Ｗ．Ｄｏｅｒｉｎｇｅｒ，Ｇ．Ｋａｒｊｏｔｈ，ａｎｄ Ｍ．Ｎａｓｓｅｈｉ，“Ｒｏｕｔｉｎｇ ｏｎ ｌｏｎｇｅｓｔ−ｍａｔｃｈｉｎｇ ｐｒｅｆｉｘｅｓ”，ＩＥＥＥ／ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ（ＴＯＮ），Ｖｏｌ．４，Ｉｓｓｕｅ １，Ｆｅｂｒｕａｒｙ，１９９６）が経路探索にて適用され得る。

クライアントＣは、あるＳＮＯＷＮＥＴルータのサービスカバレッジ領域を移動し、別のＳＮＯＷＮＥＴルータ３０５のカバレッジ領域に移動する。ＳＮＯＷＮＥＴ３００はクライアントローミングをサポートし、クライアントの帰属変化中に何らのデータ障害もないようにする。静的なコンピュータに対しては、ＩＰアドレスは識別子且つロケーション指標の双方として与えられる。しかしながら、ＩＰアドレスが移動クライアント３１０に割り当てられる場合には、これら２つの属性は、移動クライアントがその所属を帰る場合には互いに食い違うことになる。一実施例では、ＩＰアドレスは同一であり、クライアントの身元の整合性が維持されるようにする。別の実施例では、クライアントは新たなアドレスを取得し、効果的な配信用にその現在のネットワークアクセス所属を反映させる。

ＳＮＯＷＮＥＴルータ３０５は、併存する２種類のルータを許容することで、この問題を解決する。彼らの当初のＳＮＯＷＮＥＴルータに留まるようなクライアント３１０に関し、サブネットは、それらの経路を表現するサブネットに対して配信する。この種の個々のクライアント各々に特有の経路はない。当初のサブネットを立ち去り、他のルータにとって「地域外クライアント」となるようなクライアントに対しては、各配信テーブルがそれらの経路を明示的に列挙する。「地域外移動クライアント」をサポートすることに起因して、まだＳＮＯＷＮＥＴ３００内にいるとしても、そのクライアントにとって、現在の所属環境のアドレス空間内で新たなＩＰアドレスを取得する必要はない。

移動クライアント３１０が新たなサブネットに移動すると、移動クライアント３１０は、以前のルータ３０５に配信更新メッセージ６００（図１０に例示される）を転送することで、その新たな所属についてのことを以前のルータ３０５に通知する。

より具体的には、図１０は、通知としても言及される配信更新メッセージ６００を示し、移動クライアント３１０は、現在のサービスＳＮＯＷＮＥＴノードのアドレスについてのことを以前のサービスＳＮＯＷＮＥＴノード３０５に通知する。メッセージ６００は、動作に含まれる三者の身元に加えて、クライアントの公開鍵及び以前のサービスＳＮＯＷＮＥＴノードのアドレスノードの公開鍵を用いて暗号化された認証内容のようなセキュリティ関連情報をも含む。

この通知６００は、クライアントが以前のルータから抜ける時点と、新たなルータが基幹ネットワーク内の全配信テーブルに挿入される時点との間の期間又はギャップを短くする。この期間の間に、その移動クライアント３１０宛のデータパケットは、クライアントの以前のサービスルータ３０５に向けて配信され、以前のサービスルータ３０５はその移動クライアントに更にデータパケットを転送することができない。その通知により、以前のルータは、配信テーブル５００総てが更新される前に、新たなルータ３０５にデータパケットを配信することができるようになる。そのような通知６００は、そのギャップを総合的に除去するものではないが、クライアントが以前のルータから抜ける時点から、クラアイントの配信更新メッセージ６００が以前のサービスルータに到着するまでの期間に対するギャップ期間を顕著に減少させる。移動クライアント３１０は、典型的には、隣接するカバレッジ領域間を移動するので、基幹ネットワーク３０６形態において、以前の及び現在のサービスルータ３０５は距離（又はリンクホップ数）の観点からは非常に接近している傾向にある。従って、その通知は比較的速やかに到着するであろう。各ルータ３０５は、データパケットがクライアントに配信されることができなかった場合に備えて、クライアント３１０用にデータパケットを選択的に一次記憶する又はキャッシュすることができる。クライアントの新規ルータ３０５についての通知６００が到着すると、キャッシュされたデータバケットが新規ルータ３０５に転送される。また、そのような通知６００を受信する場合に、クライアント３１０が以前ルータ３０５にて地域外クライアントであったならば、クライアント３１０は以前のルータの「地域外クライアント」リストから除去される。

ＳＮＯＷＮＥＴ３００における地域外クライアントは、移動クライアント３１０が周知のモバイルＩＰ（Ｃ．Ｐｅｒｋｉｎｓ，“ＩＰ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｓｕｐｐｏｒｔ”，ＩＥＴＦ ＲＦＣ ２００２，Ｏｃｔｏｂｅｒ，１９９６）に規定されているような地域外エージェントによってどのようにサービス提供されるかによって、ネットワークにより異なってサービス提供される。モバイルＩＰでは、移動クライアントがホームネットワーク以外のネットワークに所属する場合には、移動クライアントは、「地域外アドレス」と呼ばれるローカルなＩＰアドレスをその現在のネットワークから取得する。移動クライアントが現在所属しているネットワークは、「地域外ネットワーク」として言及される。移動クライアントは、ホームネットワークにてそのアドレスを常に維持している。このアドレスは、移動クライアントのホームアドレス又は永久的アドレスとして言及される。インターネット上の他のホストが移動クライアントと通信することを希望する場合は、それらは移動クライアントのホームアドレスを利用してそれらの通信のアドレシングを行なう。移動クライアントが地域外ネットワークにある場合には、ホームネットワーク、そのホームエージェントにおける項目又はエントリを利用して、到来するトラフィックを受信する。到来するトラフィックは、インターネットにより移動クライアントのホームネットワークに送付される。そして、ホームエージェントはその移動クライアント宛のパケットを取得し、新たなローカルアドレスを利用して、それらを移動クラアイントの現在のロケーションに転送する。この手法では、移動クライアントは、地域外ネットワークにおけるローカルアドレスをホームエージェントに報告する必要がある。２つのアドレス（ホームアドレス及び地域外アドレス）を同時に利用することで、モバイルＩＰは、所属及びアドレッシングの身元の間のコンフリクト又は問題を解決する。

本発明によるＳＮＯＷＮＥＴ３００では、移動クライアント３１０は新たなＩＰアドレスを受信する必要はない。移動クライアントが最初にＳＮＯＷＮＥＴ３００に入る場合に、その移動クライアントはＳＮＯＷＮＥＴノード３０２から関連付けられるＩＰアドレスを受信する。ネットワーク３００は特定のホストにデータを転送することができるので、移動クライアントにとって、それが初期のノードと異なるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のカバレッジ領域に移動した場合に、新たな地域外アドレスを取得することを要しない。ネットワーク３００は、その現在の所属を反映する移動クライアント用の経路をたどる。ＳＮＯＷＮＥＴ３００はそのような機能を有する、というのは、それはモバイルＩＰｎ環境よりも充分に小さなスケールで動作するからである。ＳＮＯＷＮＥＴ３００はこれら移動クライアントに対するネットワークにてパーホスト経路（ｐｅｒ−ｈｏｓｔ ｒｏｕｔｅ）をインストールすることができる。一方、ＳＮＯＷＮＥＴ３００はモバイルＩＰも容易にサポートすることができる。モバイルＩＰ対応の移動クライアントは、そのＳＮＯＷＮＥＴアドレスを、地域外アドレスとしてそのホームエージェントに単に報告することができる。これは、ＳＮＯＷＮＥＴ３００環境におけるモバイルＩＰの一層効率的な動作になる。

ここに開示したように、ＳＮＯＷＮＥＴは移動ネットワークソリューションを構成し、それは無線ネットワークインターフェースを備えた装置を有する移動ユーザに安全且つ移動可能な無線ネットワークサービスを提供する。セキュアノマディック無線ネットワーク又はＳＮＯＷＮＥＴは、階層的アプローチを利用する。特定のＳＮＯＷＮＥＴノードは、ネットワーキングサービスが必要とされ且つ基幹ネットワークを形成する必要のある領域に配備される。と同時に、ＳＮＯＷＮＥＴは正規の移動クライアントにローカルアクセスサービスを提供する。

本発明によるＳＮＯＷＮＥＴは、移動可能であり、既存のネットワークインフラストラクチャが存在しない環境に速やかに配備されることが可能である。ＳＮＯＷＮＥＴは安全である。ＳＮＯＷＮＥＴを用いることは、ＰＡＳＳアルゴリズムにおけるＩＥＥＥ８０２．１ｘを拡張し、ＳＮＯＷＮＥＴ内で伝送される総てのトラフィックが高度に保護される。また、ＳＮＯＷＮＥＴは、円滑且つ速やかな移動クライアントローミングをサポートするために、ハンドオフ中に認証及びセキュリティ内容を転送する機能強化された手法を提供する。最後に、ＳＮＯＷＮＥＴは、メッセージを自動的に転送する２つの動作モードを提供し、異なるローカルサービスセルの間で滑らかな又はシームレスなローミングを提供する。

ＳＮＯＷＮＥＴはいくつかの異なる態様で使用され得る。ここに説明したものは例である。ＳＮＯＷＮＥＴは安全な高速配備可能なスタンドアローンネットワークインフラストラクチャとして設定され、信頼できるネットワーク環境が存在しない環境でも迅速なネットワークサービスを提供する。典型的な用途は、戦場のような状況、災害救助活動、科学的探索業務、ロボティクス用途等を包含する。ＳＮＯＷＮＥＴはコスト効果的なマルチホップ無線ＬＡＮとして導入され、任意の組織に対する無線ネットワークカバレッジを与えることが可能である。柔軟であり、マルチホップであり、自己組織的であり、自己形成的な無線バックボーンのＳＮＯＷＮＥＴは、ケーブル配線、インストレーション、及び保守等に関して顧客のコストを節約させる。また、ＳＮＯＷＮＥＴは、スタブ（ｓｔｕｂ）ネットワークとして利用され、孤立したＬＡＮを組織的ネットワークに接続することも可能である。例えば、学校がＳＮＯＷＮＥＴを利用して、遠隔した建物に導入されているＬＡＮを既存のキャンパスネットワークに「接続（ｇｌｕｅ）」することが可能である。

上述した本発明の特徴は以下の事項を含む：
ＩＥＥＥ８０２．１ｘ標準規格への拡張に準拠した、２段階の安全な移動可能な無線ルータネットワーク装置に対するＳＮＯＷＮＥＴアーキテクチャ。

存在するＳＮＯＷＮＥＴにルータを安全に付加する及び認証するＰＡＳＳアルゴリズム。

基幹インターフェース及びローカルサービスネットワークにアドレスを割り当てるための、ＳＮＯＷＮＥＴ用の自己形成的なアドレス管理手法。

ＩＥＥＥ８０２．１ｄ及び８０２．１ｗブリッジ標準規格に両立可能な動作を与える、ＩＥＥＥ８０２．１１標準規格への修正を含む橋渡しプロトコル。

従来のＭＡＮＥＴ配信アルゴリズムに準拠したハイブリッド手法である新たな配信アルゴリズム。

ＳＮＯＷＮＥＴの異なるサービスエリア間で移動クライアントに対する効果的案えっとワークレベルのローミングをサポートすること。

移動クライアントがＳＮＯＷＮＥＴの異なるサービスエリア間をローミングする場合に認証及びセキュリティの効率的なハンドオフを行なう機能強化された機構をサポートすること。

本システムは、磁気的及び光学的ディスク、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のような永久的又は消去可能な格納部を包含し、その格納部に本発明によるプロセス及びデータ構造が格納又は配信され得る。また、本プロセスは、例えば、インターネットのようなネットワークを経由したダウロードによって配信され得る。

本発明に関する多くの特徴が詳細な説明により明らかになり、従って、本発明の真の精神及び範囲に含まれる本発明のそのような総ての特徴や利点が、特許請求の範囲によって網羅されることが意図される。更に、多くの修正や変形は当業者に直ちに理解され、図示及び説明された具体的な構成及び動作に本発明を限定することは意図されず、従って、適切な修正及び等価物総てが本発明の範疇にある。

以下、本発明により教示される手段を例示的に列挙する。

（付記１）
各々が無線クライアント装置より成る複数の移動クライアントコンピュータ装置と、
移動クライアントコンピュータ装置に無線基幹サービスを提供する無線基幹ネットワークとを備える無線ネットワークであって、
前記無線基幹ネットワークを形成する移動可能な無線ネットワークノード装置が、それら各自のカバレッジ領域内で移動クライアントコンピュータ装置に無線ローカルアクセスサービスを提供し、且つ他の移動クライアントコンピュータ装置に又は前記無線ネットワークと通信する他のネットワークとマルチホップ方式で移動クライアントコンピュータ装置の通信データを無線基幹ネットワーク上で転送及び配信する無線基幹サービスを提供することを特徴とする無線ネットワーク。

（付記２）
当該無線ネットワークがセキュアネットワークとして動作し、更に、認証サーバより成り、移動クライアントコンピュータ装置の通信が保全され、移動クライアントコンピュータ装置が認証プロトコル及び認証サーバを用いてネットワークによって認証されることを特徴とする付記１記載の無線ネットワーク。

（付記３）
前記移動可能な無線ネットワークノード装置の１つが、無線ネットワーク用の認証サーバとして構成されることを特徴とする付記２記載の無線ネットワーク。

（付記４）
前記認証サーバが、移動可能な無線ネットワークノード装置によりアクセスすることが可能な他の機器に属することを特徴とする付記２記載の無線ネットワーク。

（付記５）
前記移動可能な無線ネットワークノード装置が、認証プロトコル及び認証サーバを用いて無線ネットワークにより認証されることを特徴とする付記２記載の無線ネットワーク。

（付記６）
前記移動可能な無線ネットワークノード装置の１つが、ゲートウエーサービスを提供し、複数のインターフェースを有し、前記複数のインターフェースの１つが無線基幹ネットワークとの通信を提供し、前記複数のインターフェースの少なくとも１つが前記無線ネットワークと通信する他のネットワークとの通信を提供することを特徴とする付記１記載の無線ネットワーク。

（付記７）
前記移動可能な無線ネットワークノード装置の１つが、複数の無線インターフェースより成り、前記複数の無線インターフェースの少なくとも１つが移動クライアントコンピュータ装置にローカルアクセスサービスを提供し、前記複数の無線インターフェースの少なくとも１つが無線基幹サービスとの通信を与えることを特徴とする付記１記載の無線ネットワーク。

（付記８）
前記移動可能な無線ネットワークノード装置の各々が、ブリッジング及びルーティングの一方を通じて転送する通信を制御する内部テーブルを有し、前記無線ネットワークが、移動可能な無線ネットワークノード装置の無線ネットワーク内での移動と、無線ネットワークへの追加的な移動可能な無線ネットワークノード装置の導入と、現在の移動可能な無線ネットワークノード装置の削除又は不具合とを、移動可能な無線ネットワークノード装置にて実行されるブリッジング又はルーティングの何れかにより転送する通信を制御する内部テーブルを更新することで自動的且つ動的に調整することを特徴とする付記１記載の無線ネットワーク。

（付記９）
無線ネットワークが、追加的な移動可能な無線ネットワークノード装置と、無線ネットワークにて以前に認証された移動可能な無線ネットワークノード装置と、認証サーバとによって実行されるプロトコルを用いて、追加的な移動可能な無線ネットワークノード装置の無線ネットワークへの導入を認証することを特徴とする付記５記載の無線ネットワーク。

（付記１０）
目下の無線ネットワークにおける認証された移動可能な無線ネットワークノード装置及び提供するローカルアクセスサービスが、認証者として機能し、認証サーバと共に、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ標準規格に準拠するプロトコルを用いて新規の移動クライアントコンピュータ装置を認証し、認証された移動クライアントコンピュータ装置からの通信データをただ転送することを特徴とする付記９記載の無線ネットワーク。

（付記１１）
前記無線ネットワークが、無線基幹ネットワークを通じて伝送されるデータを暗号化するために、認証された移動可能な無線ネットワークノード装置総てに知られる共用秘密鍵を使用することを特徴とする付記９記載の無線ネットワーク。

（付記１２）
認証された移動可能な無線ネットワークノード装置が、無線基幹ネットワークを通じて伝送されるデータを暗号化するために、認証サーバから新たな基幹セッション鍵を秘密裏に周期的に取得することを特徴とする付記１１記載の無線ネットワーク。

（付記１３）
前記認証サーバが、所定の期間内に無線ネットワーク通信に参入した認証された移動可能な無線ネットワークノード装置にのみ新規の基幹セッション鍵を与え、新規のセッション鍵を有する認証された移動可能な無線ネットワークノード装置のみが、無線基幹ネットワークで通信データを転送することを許可されることを特徴とする付記１２記載の無線ネットワーク。

（付記１４）
移動可能な無線ネットワークノード装置が、メモリに格納される情報を保護するために暗号化ファイルシステムを備えることを特徴とする付記１記載の無線ネットワーク。

（付記１５）
前記無線ネットワークが、移動可能な無線ネットワークノード装置及び移動クライアントコンピュータ装置の間でインターネット形式のアドレス空間を共用することを特徴とする付記１記載の無線ネットワーク。

（付記１６）
前記無線ネットワークが、移動可能な無線ネットワークノード装置及び移動クライアントコンピュータ装置の間でインターネット形式のアドレス空間を共用し、新規の移動可能な無線ネットワークノード装置が無線ネットワークに認証された後に、認証者として機能する移動可能な無線ネットワークノード装置が、基幹アドレスに加えて１つ又はそれ以上のアドレス空間セグメントを、無線ネットワークのアドレス空間から新規の移動可能な無線ネットワークノード装置に動的に割り当てることを特徴とする付記５記載の無線ネットワーク。

（付記１７）
移動クライアントコンピュータ装置を認証した後に、移動可能な無線ネットワークノード装置が、移動可能な無線ネットワークノード装置における手順を使用して、移動可能な無線ネットワークノード装置の割当済みアドレス空間セグメントから、配信可能なアドレスを移動クライアントコンピュータ装置に与えることを特徴とする付記１６記載の無線ネットワーク。

（付記１８）
前記手順がＤＨＣＰより成ることを特徴とする付記１７記載の無線ネットワーク。

（付記１９）
移動可能な無線ネットワークノード装置が、移動可能な無線ネットワークノード装置に採用された安全な動的配信プロトコルを使用して、移動クライアントコンピュータ装置に代わって通信データを転送することを特徴とする付記８記載の無線ネットワーク。

（付記２０）
移動可能な無線ネットワークノード装置が、安全な動的な展開ツリー橋渡しプロトコルを使用して、移動クライアントコンピュータ装置に代わって通信データを転送することを特徴とする付記８記載の無線ネットワーク。

（付記２１）
橋渡しプロトコルが、それら現在のローカルに隣接する移動可能なノードの接続に準拠して、移動可能な無線ネットワークノードにより動的に形成及び削除されるＷＤＳリンクに準拠することを特徴とする付記２０記載の無線ネットワーク。

（付記２２）
橋渡しを実行する移動可能な無線ネットワークノード装置が、ローカルインターフェースと、橋渡し経路における次のホップ宛先である移動可能な無線ネットワークノード装置に対する隣接インターフェースとを有するブリッジングテーブルを格納することを特徴とする付記２０記載の無線ネットワーク。

（付記２３）
橋渡しを実行する移動可能な無線ネットワークノード装置が、橋渡し更新ハートビートメッセージを周期的に交換することでそれらの橋渡しテーブルを更新することを特徴とする付記２２記載の無線ネットワーク。

（付記２４）
ルーティングを実行する移動可能な無線ネットワークノード装置が、無線ネットワークアドレスへのサブネット経路と、外部ネットワークアドレスにゲートウエーするサブネット経路と、それらの初期アクセスサービス移動可能ネットワークノードカバレッジエリアからローミングした移動クライアントコンピュータ装置に対するパーホスト経路との情報より成る配信テーブルを格納し、前記配信テーブルが、ローカルインターフェースと、配信経路における次のホップ宛先である各々の移動可能な無線ネットワークノード装置に対する隣接インターフェースとを定め、ルーティングを行なう移動可能な無線ネットワークノード装置が、配信更新ハートビートメッセージを周期的に交換することでそれらの配信テーブルを更新することを特徴とする付記１９記載の無線ネットワーク。

（付記２５）
移動可能な無線ネットワークノード装置の少なくとも１つが、無線ネットワークと通信する他のネットワークとのゲートウエーとして機能し、移動可能な無線ネットワークノード装置により周期的に実行される無線ネットワークルーティングプロトコルが、無線ネットワーク内の移動クライアントコンピュータ装置間の又はゲートウエーへの最短経路を自動的に決定することを特徴とする付記１９記載の無線ネットワーク。

（付記２６）
移動クライアントコンピュータ装置が、移動可能な無線ネットワークノード装置のあるカバレッジ領域から移動可能な無線ネットワークノード装置の別のものにローミングする場合に、移動可能な無線ネットワークノード装置が、それらの間で認証情報を転送し、新たな移動可能な無線ネットワークノード装置にて効率的に安全に速やかに認証及びローカルアクセスを行なうことを特徴とする付記５記載の無線ネットワーク。

（付記２７）
移動可能な無線ネットワークノード装置のあるカバレッジ領域から移動可能な無線ネットワークノード装置の別のものにローミングする移動クライアントコンピュータ装置が同一のアドレスを維持し、ルーティングプロトコルが、移動可能な無線ネットワークノード装置の配信テーブルにおけるクライアント固有のアドレス項目を自動的に更新することによって、移動クライアントコンピュータ装置への通信データを効率的に配信し続けることを特徴とする付記２４記載の無線ネットワーク。

（付記２８）
移動可能な無線ネットワークノード装置が、それらのオペレーティングシステムを起動し、それらのネットワークアドレスを決定し、認証サーバに連絡し、暗号鍵及び承認を得て、それらの基幹無線ネットワーク及びローカルアクセスサービスチャネルを設定し、並びに隣接する移動可能な無線ネットワークノード装置を発見し且つ基幹無線ネットワークにおける通信転送経路を設立する動的なルーティング又はブリッジングプロトコルを起動することにより、無線ネットワークにて転送する通信のためにそれら自身を自動的に構成することを特徴とする付記５記載の無線ネットワーク。

（付記２９）
移動可能な無線ネットワークノード装置の１つが、移動クライアントコンピュータ装置にローカルアクセスサービスを提供し、無線基幹ネットワークとの通信を提供する１つの無線インターフェースより成ることを特徴とする付記１記載の無線ネットワーク。

（付記３０）
各々が無線クライアント装置を包含する複数の移動クライアントコンピュータ装置に無線ローカルアクセスサービスを提供する方法であって：
移動可能な無線ネットワークノード装置の無線基幹ネットワークを確立するステップ；
移動可能な無線ネットワークノード装置を互いに認証するステップ；
無線基幹ネットワークに対して移動クライアントコンピュータ装置を認証するステップ；
無線基幹ネットワークにより、移動クライアントコンピュータ装置に無線基幹ネットワークサービスを提供するステップ；
移動可能な無線ネットワークノード装置により、無線ネットワークノード装置各自のカバレッジ領域内の移動クライアントコンピュータ装置にローカルアクセスサービスを提供するステップ；
無線基幹ネットワークサービスにより、移動クライアントコンピュータ装置の通信データを、互いに又は前記無線ネットワークと通信する他のネットワークに、マルチホップ方式で無線基幹ネットワークを通じて転送及び配信するステップ；
より成ることを特徴とする方法。

（付記３１）
更に：
無線ネットワークにより、追加的な移動可能な無線ネットワークノード装置と、目下の無線ネットワークに位置する以前に認証された移動可能な無線ネットワークノード装置と、認証サーバとによって実行されるプロトコルを利用して、無線基幹ネットワークに対する追加的な移動可能な無線ネットワークノード装置の参入を認証するステップより成ることを特徴とする付記３０記載の方法。

（付記３２）
各々が無線クライアント装置を包含する複数の移動クライアントコンピュータ装置に無線ローカルアクセスサービスを提供する機能を実行するコンピュータを制御するプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な媒体であって：
移動可能な無線ネットワークノード装置の無線基幹ネットワークを確立するステップ；
移動可能な無線ネットワークノード装置を互いに認証するステップ；
無線基幹ネットワークに対して移動クライアントコンピュータ装置を認証するステップ；
無線基幹ネットワークにより、移動クライアントコンピュータ装置に無線基幹ネットワークサービスを提供するステップ；
移動可能な無線ネットワークノード装置により、無線ネットワークノード装置各自のカバレッジ領域内の移動クライアントコンピュータ装置にローカルアクセスサービスを提供するステップ；
無線基幹ネットワークサービスにより、移動クライアントコンピュータ装置の通信データを、互いに又は前記無線ネットワークと通信する他のネットワークに、マルチホップ方式で無線基幹ネットワークを通じて転送及び配信するステップ；
を実行させるプログラムを格納することを特徴とするコンピュータ読み取り可能な媒体。

（付記３３）
更に：
無線ネットワークにより、追加的な移動可能な無線ネットワークノード装置と、目下の無線ネットワークに位置する以前に認証された移動可能な無線ネットワークノード装置と、認証サーバとによって実行されるプロトコルを利用して、無線基幹ネットワークに対する追加的な移動可能な無線ネットワークノード装置の参入を認証するステップを実行させることを特徴とする付記３２記載のコンピュータ読み取り可能な媒体。

（付記３４）
各々が無線クライアント装置より成る複数の移動クライアントコンピュータ装置と、
各々が有線クライアント装置より成る複数の非移動型クライアントコンピュータ装置と、
移動クライアントコンピュータ装置に及び非移動型クライアントコンピュータ装置に無線基幹サービスを提供する無線基幹ネットワークとを備える無線ネットワークであって、
前記無線基幹ネットワークを形成する移動可能な無線ネットワークノード装置が、それら各自の移動可能な無線ネットワークノード装置に接続された有線クライアント装置に及び移動可能な無線ネットワークノード装置の各自のカバレッジ領域内の無線クライアント装置に無線ローカルアクセスサービスを提供し、且つ他の移動クライアントコンピュータ装置及び非移動型クライアントコンピュータ装置に又は前記無線ネットワークと通信する他のネットワークとマルチホップ方式で、移動クライアントコンピュータ装置及び非移動型クライアントコンピュータ装置の通信データを無線基幹ネットワーク上で転送及び配信する無線基幹サービスを提供することを特徴とする無線ネットワーク。

（付記３５）
インターネットと、インターネット形式のアドレス空間を共用する無線ネットワークとを接続する移動可能なゲートウエーノード装置が設けられ、移動クライアント装置総て及び無線ネットワーク内の移動可能な無線ネットワークノード装置が、移動可能なゲートウエーノード装置によりインターネット上のホストと通信することが可能であることを特徴とする付記１５記載の無線ネットワーク。

（付記３６）
無線ネットワークが、「私的」インターネット形式のアドレス空間を共用し、移動可能なゲートウエーノード装置が、無線ネットワーク及びインターネット間の通信を可能にするために私的アドレス及び公的アドレス間の変換用のネットワークアドレス変換（ＮＡＴ）を実行することを特徴とする付記３５記載の無線ネットワーク。

（付記３７）
認証者ノード装置の知る限りでは、動的なアドレス選択アルゴリズムが、新たに選択されるアドレスと既存の任意の移動可能なノード装置のアドレスとの間で一切衝突がないことを保証することを特徴とする付記１６記載の無線ネットワーク。

（付記３８）
問題の分散性に起因して、認証者ノード装置の知る限りにおいてネットワークの状態を正確に反映せず、選択されたアドレスが無線ネットワーク内の他の移動可能なノード装置と衝突する場合に、低位のノード識別子を有する移動可能なノード装置がそのアドレス選択を維持し、他の移動可能なノード装置はアドレスを再選択することを要することを特徴とする付記３７記載の無線ネットワーク。

ＩＥＥＥ８０２．１ｘに関する無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を示す図である。 本発明によるシステム構成を示す図である。 本発明によるＳＮＯＷＮＥＴノード３０２のハードウエアアーキテクチャを示す図である。 本発明によるノードのソフトウエア要素を示す図である。 ＩＥＥＥ８０２．１ｘに関するＳＮＯＷＮＥＴ実施例を示す図である。 本発明によるＳＮＯＷＮＥＴ展開ツリーを例示する図である。 ＳＮＯＷＮＥＴブリッジテーブル内容を示す図表である。 ＩＥＥＥ８０２．１１データフレームアドレスフィールド内容を示す図表である。 ＳＮＯＷＮＥＴ配信テーブル内容を示す図である。 配信する更新メッセージ内容を示す図である。

１０２ クライアント
１０４ アクセスポイント
１０６ 認証サーバ
３０２ ＳＮＯＷＮＥＴノード
３０３ 認証サーバ
３０４ リンク
３０６ 基幹ネットワーク
３０８ クライアントカバレッジ領域
３１０ ソース移動クライアント
４０２ プロセッサ
４０３ システムメモリ
４０４ データ格納メモリ
４０６ ネットワークインターフェース
４０８ システムバス
４１０ 外部アンテナ
４１２ 電源
５０２ カーネルスペース
５０４ イーサーネット
５０６ ホストＡＰモード
５０８ アドホックモード
５１０ ユーザスペース
５１２ ＳＮＯＷＮＥＴネットワーク
５１４ ＳＮＯＷＮＥＴ ＡＰＩ
５１６ ＰＡＳＳ
５１８ ＳＮＯＷＮＥＴルーティング／ブリッジング
５２０ アプリケーション
５２２ サービス
５２４ サービスの品質／セキュリティ
５２６ クライアント認証
５２８ セキュアローミング
５３４ 認証サーバ

Claims (4)

1. 無線クライアント装置に対してローカルサービスを提供すると共に、無線基幹ネットワークの一部を構成して無線基幹サービスを提供することが可能な無線ネットワークノード装置において、 無線基幹ネットワークの一部となるに先だって、前記無線基幹ネットワークより認証を受ける手段と、 前記認証後に与えられる前記無線基幹ネットワークに参加するための鍵を使って、前記無線基幹ネットワークの通信をする手段と、 無線クライアント装置に対してローカルサービスを提供する手段と、 前記無線基幹ネットワークへ新たに参加する移動可能な無線ネットワークノード装置に対して認証者として動作する手段とを有する無線ネットワークノード装置。
2. 前記ローカルサービスを提供する手段は、無線クライアント装置に対して認証者として動作した後、認証された前記無線クライアント装置に対してローカルアクセスサービスを提供することを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークノード装置。
3. 無線クライアント装置に対してローカルサービスを提供すると共に、無線基幹サービスを提供する無線基幹ネットワークの一部を構成することが可能な無線ネットワークノード装置において、 無線基幹ネットワークの一部となる先だって、前記無線基幹ネットワークより認証を受けるステップと、 前記認証後に与えられる前記無線基幹ネットワークに参加するための鍵を使って、前記無線基幹ネットワークの通信をするステップと、 無線クライアント装置に対してローカルサービスを提供するステップと、 前記無線基幹ネットワークへ新たに参加する移動可能な無線ネットワークノード装置に対して認証者として動作するステップとを有する無線基幹ネットワーク構築方法。
4. 前記ローカルサービスを提供するステップは、無線クライアント装置に対して認証者として動作した後、認証された前記無線クライアント装置に対してローカルアクセスサービスを提供するステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の無線基幹ネットワーク構築方法。
   

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