JP2011087043A - ルータ装置、通信システム、ルータ装置の動作切り替え方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】手動操作を必要とせず、自動的に通常動作と省電力動作の相互切り替えを可能にするルータ装置等を提供すること。
【解決手段】ＤＨＣＰサーバ機能を有するルータ装置は、端末からのＤＨＣＰパケットを監視し、ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、ルータ装置を省電力動作に切り替え、省電力動作の場合、通常動作への切り替えのトリガを感知できる機能のみで動作し、端末からのＤＨＣＰパケットの受信があった時に通常動作へ切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ルータ装置の省電力技術に関する。

これまでルータ装置の省電力化では、押しボタン押下操作やタイマー設定などの操作により省電力への動作切り替えをおこなっていた。また、有線ＬＡＮ（Local Area Network）ではイーサネット（登録商標）未接続などの未使用ポートを判別してＬＡＮポートの電力消費を抑える機能やＬＥＤ（Light Emitting Diode）消灯機能等により省電力化を実現していたが装置全体の省電力化はされていなかった。

関連技術として、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol：RFC2131記載）サーバ機能を有するルータ装置の構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２８３５３６号公報

しかしながら、上述の関連技術では、手動ボタン操作やタイマー指定といった、手動動作を必要とするため、自動省電力への動作切り替えに煩わしい設定や、人的操作が必要となる。また、ルータ装置配下の端末の電源がＯＦＦまたは機能を制限している場合、または存在していない場合にも、端末不在時に必要とされていない機能も動作しているため電力消費が大きいままである。

本発明の目的は、手動操作を必要とせず、自動的に通常動作と省電力動作の相互切り替えを可能にするルータ装置、通信システム、ルータ装置の動作切り替え方法およびプログラムを提供することにある。

本発明のルータ装置は、ＤＨＣＰサーバ機能を有し、
端末からのＤＨＣＰパケットを監視し、ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、省電力動作に切り替え、
前記省電力動作の場合、通常動作への切り替えのトリガを感知できる機能のみで動作し、端末からのＤＨＣＰパケットの受信があった時に通常動作へ切り替えることを特徴とする。

また、本発明の通信システムは、ＤＨＣＰサーバ機能を有するルータ装置と、ネットワークを介して前記ルータ装置と接続される端末とを備える通信システムであって、
端末からのＤＨＣＰパケットを監視し、ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、前記ルータ装置を省電力動作に切り替え、
前記省電力動作の場合、通常動作への切り替えのトリガを感知できる機能のみで動作し、端末からのＤＨＣＰパケットの受信があった時に通常動作へ切り替えることを特徴とする。

また、本発明のルータ装置の動作切り替え方法は、ＤＨＣＰサーバ機能を有するルータ装置の動作切り替え方法であって、
前記ルータ装置が端末からのＤＨＣＰパケットを監視するステップと、
ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、省電力動作に切り替えるステップと、
前記省電力動作の場合、通常動作への切り替えのトリガを感知できる機能のみで動作し、端末からのＤＨＣＰパケットの受信があった時に通常動作へ切り替えるステップとを有することを特徴とする。

また、本発明のプログラムは、ＤＨＣＰサーバ機能を有するルータ装置に、端末からのＤＨＣＰパケットを監視する処理と、
ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、省電力動作に切り替える処理と、
前記省電力動作の場合、通常動作への切り替えのトリガを感知できる機能のみで動作し、端末からのＤＨＣＰパケットの受信があった時に通常動作へ切り替える処理とを実行させることを特徴とする。

本発明によれば、ルータ装置において手動操作を必要とせず、自動的に通常動作と省電力動作の相互切り替えが可能になる。

本発明の第１の実施の形態に係るシステム構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るルータ装置の詳細図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシーケンス図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシーケンス図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシーケンス図である。 本発明の第１の実施の形態に係るフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係るＯＳＩ参照モデルを説明する図である。

以下、本発明の第一の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に示す本実施の形態における通信システムは、ＤＨＣＰサーバとして動作するルータ装置と、ＤＨＣＰクライアントとして動作する端末により構成されている。接続方法は図１Ａに示したイーサケーブルを用いた有線ＬＡＮ接続と、図１Ｂに示した無線を利用した無線ＬＡＮ接続の２通りがある。

ルータ装置は、ＤＨＣＰサーバ機能を備えている情報処理装置である。端末からのＤＨＣＰ要求に応えてＩＰ（Internet Protocol）アドレス等の情報を配布する。

端末は、ＤＨＣＰクライアント機能を備えているパーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。ルータ装置へのＤＨＣＰ要求によりＩＰアドレス等を自動取得し動作する。

図２に本実施の形態におけるルータ装置の詳細図を示す。ルータ装置は、端末・回線インタフェース部１と、省電力管理部２と、ＤＨＣＰ制御部３と、装置処理部４と、表示部５とから構成される。

端末・回線インタフェース部１は、イーサケーブルによりルータ装置に接続された端末を収容する。物理層、データリンク層はここで管理する。
省電力管理部２は、ＤＨＣＰ制御部３からの命令により省電力動作への移行、通常動作への復帰を管理する。
ＤＨＣＰ制御部３は、ＤＨＣＰメッセージの処理や管理を行う。
装置処理部４は、ルータ機能を含めたルータ装置全般の機能を制御する。
表示部５は、ルータ装置の状態を視覚的に使用者に表示する機能を制御する。

次に、図３、図４及び図５のシーケンス図を参照して本発明の実施の形態の動作について詳細に説明する。

図３に示すように、ルータ装置に接続された端末は、通信を行うために必要なＩＰアドレス等の情報取得のため、ＤＨＣＰパケットのやり取りを行う。
まず始めに、端末は接続されたネットワークに向けて、ＤＨＣＰ Ｄｉｓｃｏｖｅｒパケットを送信し（Ｓ３０１）、ルータ装置に要求を送信する。このパケットには、ＩＰアドレス等欲しい情報の項目が含まれている。
ルータ装置は要求を受信すると、要求発信元の端末に向けて、ＤＨＣＰ Ｏｆｆｅｒパケットを送信する（Ｓ３０２）。このパケットには、端末に配布するＩＰアドレス情報等の候補が含まれている。要求に対する返答を受信した端末は、配布候補の値に問題がなければ、ＤＨＣＰ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットをルータ装置に向け送信し（Ｓ３０３）、情報を取得することを伝える。
取得要求を受信したルータ装置は、ＤＨＣＰ Ａｃｋパケットを送信し（Ｓ３０４）、端末へ情報の配布を行う。この手順によりＩＰアドレス等の設定が完了する。

図４に示すように、設定を完了した端末は、ＤＨＣＰサーバから指定されたＩＰアドレス等を利用できる時間であるリース時間の値により、定期的にＤＨＣＰサーバに、ＤＨＣＰ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットを送信する（Ｓ４０５）。送信間隔はリース時間×０．５のＴ１時間である。このパケットを受信したＤＨＣＰサーバは、接続されている端末が存在し、ＩＰアドレス等の情報を使用し続けることを確認し、ＤＨＣＰ Ａｃｋパケットにより端末に引き続き情報を配布する（Ｓ４０６）。これが図４の通常時シーケンスとなり、Ｔ１時間毎にステップＳ４０５、Ｓ４０６が繰り返し行われる。この状態ではルータ装置は通常動作を行い、省電力動作には入っていない。

通信状況などにより、端末側でルータ装置からのＤＨＣＰ ＡｃｋパケットをＴ１時間経過後に受信できない場合がある。このときのシーケンスは図５となる。端末はリース時間×０．８７５のＴ２時間後に、ＤＨＣＰ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットを再送信する（Ｓ５０４）。ルータ装置からＤＨＣＰ Ａｃｋパケットの受信が確認できると、Ｔ１時間毎にパケットのやり取りを行う通常シーケンスに戻る。ＤＨＣＰ Ａｃｋパケットが受信できない場合は、リース時間経過後にＩＰアドレス等の情報を解放し、図３のシーケンスから開始される。

Ｔ２時間内に端末からＤＨＣＰパケットの受信が確認できなかった場合、ルータ装置は機能を制限した省電力動作に自動切り替えする。この省電力動作では、通常動作への切り替えのトリガ感知に必要な機能以外は全て停止させた動作となる。具体的には、図７のＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルの物理層、データリンク層の機能のみで動作する。

次に、具体例を用いて本実施の形態の動作を説明する。
図６のフローチャートはルータ装置からみた動作となる。ルータ装置のＤＨＣＰリース時間は１時間とする。図２のルータ装置の詳細図と合わせて説明する。

ルータ装置に端末をイーサケーブルにより有線ＬＡＮ接続し（Ｓ６０１）、ＤＨＣＰパケットのやり取りを行いＩＰアドレス等を配布する（Ｓ６０２）。このとき図２では、端末・回線インタフェース部１と端末が接続され、端末からのＤＨＣＰパケットがＤＨＣＰ制御部３に伝わる。

リース時間×０．５のＴ１時間（本実施の形態では３０分）経過後（Ｓ６０３）、端末からＤＨＣＰ Requestパケット（Ｓ６０４）が来た場合、端末は動作しているとみなせるため、ルータ装置は通常動作で機能し続ける（Ｓ６０３へ）。ここで、端末の電源をＯＦＦする。Ｔ１時間経過後、ルータ装置は端末からのパケット受信が確認できず、リース時間×０．８７５のＴ２時間（本実施の形態では５３分）経過後（Ｓ６０５）のＤＨＣＰ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットが受信（Ｓ６０６）できるかを監視する。時間経過後のパケット受信がないため、ルータ装置は端末が存在しないと判断し、機能を制限した省電力動作に自動的に切り替える（Ｓ６０７）。このとき図２では、ＤＨＣＰ制御部３から省電力管理部２に端末が不在であることを伝える。通知を受けた省電力管理部２は、装置処理部４に省電力動作への移行指示を出す。装置処理部４は表示部５に、電源を表示する表示器（LED等）以外を全て消灯させる指示を出し、装置処理部４自らの機能も停止させる。これによりルータ装置は、図７のＯＳＩ参照モデルの物理層、データリンク層の機能、つまり端末・回線インタフェース部１の機能で動作する。物理層、データリンク層に関係した機能以外を停止させることによって、ルータ装置の電力を抑えた動作が可能となる。

端末の電源をＯＮにすることで、端末はルータ装置へＤＨＣＰパケットを送信する。ルータ装置は端末からのパケット受信（Ｓ６０８）をトリガに、データリンク層より上位の全ての機能を復帰させて通常動作に切り替える（Ｓ６０１へ）。このとき図２では、端末・回線インタフェース部１で受信したＤＨＣＰパケットを、ＤＨＣＰ制御部３に伝える。ＤＨＣＰ制御部３は端末が存在することを省電力管理部２に伝える。省電力管理部２は、通常動作への復帰指示を装置処理部４に出す。装置処理部は機能を復帰させ、また表示部に表示器点灯の指示を出す。これにより全ての機能が動作した通常動作に切り替わる。

以上、ルータ装置に端末を有線ＬＡＮ接続した場合の実施の形態について説明したが、無線ＬＡＮ接続の場合にも同様の動作となる。

上記の本実施の形態によれば、ルータ装置のＤＨＣＰリース時間を所望の値に設定しておくことで、手動操作を必要とせず自動的に動作モードの切り替えが行える。この結果、端末の利用状況に応じてルータ装置が適した動作モードで動作できると同時に、人的に省電力へ移行させるという人的コストを削減できる。その理由は、ＤＨＣＰパケットの送受信を監視することで端末の接続状況を把握することができるためである。

また、端末の利用状況に応じてルータ装置の機能を制限することが可能になる。この結果、装置の省電力化が図れ、電力量コストの削減が可能となる。その理由は、動作モードの切り替えのトリガを感知する機能、具体的には物理層とデータリンク層の機能だけで動作すればよいためである。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
上記の第１の実施の形態における図５において、Ｔ１時間経過後の端末から、ステップＳ５０３のＤＨＣＰ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットが受信できなかった場合、端末が電源ＯＦＦもしくは端末不在である可能性が高いと考えられる。よってルータ装置の通信速度を半減等に減速させて動作を行う。その後、Ｔ２時間経過後の端末から、ステップＳ５０４のＤＨＣＰ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットが受信できた場合には、通信速度を元に戻し通常動作に復帰する。パケットが受信できなかった場合には、上記の第１の実施の形態に従い省電力動作へ切り替えを行う。

上記の本実施の形態によれば、通信速度制限によるルータ装置の電力量コストの削減が可能となる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

上記の第１の実施の形態における図５において、Ｔ２時間経過後の端末から、ステップＳ５０４のＤＨＣＰ Ｒｅｑｕｅｓｔパケットが受信できなかった場合、ルータ装置の設定画面上に、端末からの応答がないというアラームを表示させる。

上記の本実施の形態によれば、ルータ装置使用者に接続端末の状況変化を通知することができる。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能である。例えば、ルータ装置、端末の機能を実現するためのプログラムを各装置に読込ませて実行することにより各装置の機能を実現する処理を行ってもよい。さらに、そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であるＣＤ−ＲＯＭまたは光磁気ディスクなどを介して、または伝送媒体であるインターネット、電話回線などを介して伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。また、各装置の機能が他の装置によりまとめて実現されたり、追加の装置により機能が分散されて実現される形態も本発明の範囲内である。

１ 端末・回線インタフェース部
２ 省電力管理部
３ ＤＨＣＰ制御部
４ 装置処理部
５ 表示部

Claims (13)

1. ＤＨＣＰサーバ機能を有し、
   端末からのＤＨＣＰパケットを監視し、ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、省電力動作に切り替え、
   前記省電力動作の場合、通常動作への切り替えのトリガを感知できる機能のみで動作し、端末からのＤＨＣＰパケットの受信があった時に通常動作へ切り替えることを特徴とするルータ装置。
2. 前記トリガを感知できる機能は、ＯＳＩ参照モデルの物理層およびデータリンク層の機能であることを特徴とした請求項１記載のルータ装置。
3. 前記ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、通信速度を減速させて動作を行うことを特徴とした請求項１または２記載のルータ装置。
4. 前記ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、その旨のアラームを報知することを特徴とした請求項１から３のいずれか１項に記載のルータ装置。
5. ＤＨＣＰサーバ機能を有するルータ装置と、ネットワークを介して前記ルータ装置と接続される端末とを備える通信システムであって、
   端末からのＤＨＣＰパケットを監視し、ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、前記ルータ装置を省電力動作に切り替え、
   前記省電力動作の場合、通常動作への切り替えのトリガを感知できる機能のみで動作し、端末からのＤＨＣＰパケットの受信があった時に通常動作へ切り替えることを特徴とする通信システム。
6. 前記トリガを感知できる機能は、ＯＳＩ参照モデルの物理層およびデータリンク層の機能であることを特徴とした請求項５記載の通信システム。
7. 前記ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、前記ルータ装置の通信速度を減速させて動作を行うことを特徴とした請求項５または６記載の無線通信システム。
8. 前記ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、前記ルータ装置にその旨のアラームを報知させることを特徴とした請求項５から７のいずれか１項に記載の通信システム。
9. ＤＨＣＰサーバ機能を有するルータ装置の動作切り替え方法であって、
   前記ルータ装置が端末からのＤＨＣＰパケットを監視するステップと、
   ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、省電力動作に切り替えるステップと、
   前記省電力動作の場合、通常動作への切り替えのトリガを感知できる機能のみで動作し、端末からのＤＨＣＰパケットの受信があった時に通常動作へ切り替えるステップとを有することを特徴とするルータ装置の動作切り替え方法。
10. 前記トリガを感知できる機能は、ＯＳＩ参照モデルの物理層およびデータリンク層の機能であることを特徴とした請求項９記載のルータ装置の動作切り替え方法。
11. 前記ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、通信速度を減速させて動作を行うステップを有することを特徴とした請求項９または１０記載のルータ装置の動作切り替え方法。
12. 前記ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、その旨のアラームを報知するステップを有することを特徴とした請求項９から１１のいずれか１項に記載のルータ装置の動作切り替え方法。
13. ＤＨＣＰサーバ機能を有するルータ装置に、端末からのＤＨＣＰパケットを監視する処理と、
    ＤＨＣＰパケットの受信がない状態が継続した場合、省電力動作に切り替える処理と、
    前記省電力動作の場合、通常動作への切り替えのトリガを感知できる機能のみで動作し、端末からのＤＨＣＰパケットの受信があった時に通常動作へ切り替える処理とを実行させることを特徴とするプログラム。

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