JP2012065116A - Repeater, mpp, data communication network, inter-network communication method, program, and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アドホック無線LANメッシュネットワークに関し、より詳しくは、異なるアドホック無線LANメッシュネットワークそれぞれの構成要素であるノード同士がオンデマンド型ルーティングプロトコルに従ってデータ通信を行うことを可能にする中継機、MPP(Mesh Portal Point)、これらの中継機やMPPを要素として構成するデータ通信ネットワーク、上記データ通信を行うためのネットワーク間通信方法、プログラムに関する。 The present invention relates to an ad hoc wireless LAN mesh network, and more specifically, a relay that enables data communication between nodes as constituent elements of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol, MPP ( Mesh Portal Point), a data communication network including these relays and MPPs as elements, an inter-network communication method for performing the data communication, and a program.
近年、無線技術の発達に伴い、従来有線で接続されていたネットワークが無線で接続される形態に変化しているネットワークの構成例が多く見られる。例えば、LAN(Local Area Network)はIEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)802.3に代表される有線でのイーサネット(登録商標)の接続が主流であったが、近年はIEEE802.11系統に代表される無線LANでの接続が多くの情報通信機器で採用されている。
しかし、従来の無線LAN通信では、AP(アクセスポイント)による統括的制御によりネットワークを構築するため、AP接続のための有線ネットワークの敷設や、ネットワークレイアウトの柔軟性に問題があった。なお、上記の有線ネットワークは、AP同士を接続し、ネットワークを広域化するために用いられている。
In recent years, with the development of wireless technology, there are many network configuration examples in which a network that has been conventionally connected by wire has been changed to a wireless connection form. For example, LAN (Local Area Network) has been mainly connected to wired Ethernet (registered trademark) represented by IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.3, but in recent years is represented by IEEE 802.11 system. A wireless LAN connection is used in many information communication devices.
However, in the conventional wireless LAN communication, since a network is constructed by comprehensive control by an AP (access point), there is a problem in laying a wired network for AP connection and flexibility in network layout. The wired network is used to connect APs and expand the network.
こうした問題の解消を図るため、次世代の無線通信技術としてアドホック無線LANメッシュネットワークが注目されている。この無線LANメッシュネットワークでは、APによる統括的な通信制御は行われず、モバイル端末など各通信ノード同士が直接リンクしてトラフィック(データ)を転送する通信経路を決める方法でネットワークを形成する。
アドホック無線LANメッシュネットワークにおいて通信経路を決めるルーティングプロトコルはIETF(Internet Engineering Task Force)のMANET(Mobile Ad-hoc Network)やIEEE802.11sなどにおいて標準化が進められている。
In order to solve these problems, an ad hoc wireless LAN mesh network has been attracting attention as a next-generation wireless communication technology. In this wireless LAN mesh network, overall communication control by the AP is not performed, and the network is formed by a method of determining a communication path for transferring traffic (data) by directly linking each communication node such as a mobile terminal.
A routing protocol for determining a communication path in an ad hoc wireless LAN mesh network is being standardized by IETF (Internet Engineering Task Force) MANET (Mobile Ad-hoc Network), IEEE 802.11s, and the like.
無線LANのメッシュネットワークは、4種類のデバイスを構成要素とする。図8に示す無線LANのメッシュネットワークの1構成例を参照して、このネットワークの構成要素について、以下に説明する。
MP(Mesh Point)11は、無線LANメッシュネットワークの機能のみを実装し、主に近隣のデバイスに対しホッピング(トラフィックの転送)を行う。MAP(Mesh Access Point)12は、MP11の機能に加え、無線LANアクセスポイントの機能を実装し、後述のSTA17に対するアクセスポイントとなる。MPP(Mesh Portal Point)13は、MP11の機能に加え、イーサネット(登録商標)20等の外部ネットワークに接続するゲートウェイ機能を実装する。STA(Station)17は、無線LANメッシュネットワーク機能を実装しない無線LAN端末である。
A wireless LAN mesh network includes four types of devices as components. With reference to one configuration example of the wireless LAN mesh network shown in FIG. 8, the components of this network will be described below.
The MP (Mesh Point) 11 implements only the function of the wireless LAN mesh network and mainly performs hopping (traffic transfer) to neighboring devices. A MAP (Mesh Access Point) 12 implements a wireless LAN access point function in addition to the MP11 function, and serves as an access point for the
メッシュネットワークのルーティングプロトコルは、大きく分けてオンデマンド(On-demand)型、プロアクティブ(Pro-active)型に分けられる。
オンデマンド型ルーティングプロトコルは、データを送信する際に通信ノード同士が経路要求フレーム/経路応答フレームを送受信した後に経路が構築され、データ通信を行う。代表的なものでは、AODV(Adhoc On Demand Distance Vector)を改良したRM−AODV(Radio Metric-AODV)などが挙げられる。
プロアクティブ型ルーティングプロトコルでは、ある間隔ごとに通信ノード同士がルーティング可能な端末を確認しており、常に経路が構築されている。
アドホック無線LANメッシュネットワークのIEEE802.11sでは、RM−AODVプロトコルにツリー構造を構築する機能を追加したHWMP(Hybrid Wireless Mesh Protocol)が提案されており、省電力の意味でも通信をする際にしか経路を構築しないオンデマンド型ルーティングプロトコルとして注目されている。
Mesh network routing protocols can be broadly divided into an on-demand type and a pro-active type.
In the on-demand type routing protocol, when data is transmitted, communication nodes transmit and receive a route request frame / route response frame, and then a route is constructed to perform data communication. Typical examples include RM-AODV (Radio Metric-AODV) improved from AODV (Adhoc On Demand Distance Vector).
In the proactive routing protocol, terminals that can be routed between communication nodes are confirmed at certain intervals, and a route is always constructed.
In IEEE802.11s of ad hoc wireless LAN mesh network, HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol) has been proposed in which a function for constructing a tree structure is added to the RM-AODV protocol. It is attracting attention as an on-demand routing protocol that does not build a network.
無線LANメッシュネットワークでは、モバイル端末など移動性の高い通信ノード同士がリンクし転送することで、広範囲にデータ転送することができる特徴を持つ。
ただ、アドホック無線LANメッシュネットワーク上でオンデマンド型ルーティングプロトコルによる通信を行う場合、経路の構築は通信を行う際にしかしないので、移動性の高いノードを宛先にする場合に、そのノードが当該メッシュネットワーク範囲内に存在することを事前に確認することができない。また、アドホック無線LANメッシュネットワーク通信では、経路構築する上での経由ノード数(ホップ数)が増加すると、パケットの衝突によるデータフレームの破損の確率が高まるためにホップ数の増加を避けたいが、移動によるホップ数の増加の可能性を考えると、広範囲にわたるアドホック無線LANメッシュネットワーク通信を行うことは難しい。このようなことから、ユーザーの思い通りにアドホック無線LANメッシュネットワーク通信を利用できない場面が生じることが不可避である。
加えて、例えば、通信ノード同士がメッシュネットワーク範囲内に存在し、オンデマンド型ルーティングプロトコルによる通信を行っていたが、その後、宛先ノードが別の場所に移動したためにデータの送受信を行うことができなくなる、といったケースも考えられる。また、アドホック無線LANメッシュネットワーク範囲が同一のオフィスの居室内で2つ無線通信ノードが通信を行っていたが、一時的に宛先ノードが別の無線LANメッシュネットワーク範囲である他の居室、会議室、別の建物に移動すると、送信元ノードは経路を構築する事ができずこの通信を行うことができない。
A wireless LAN mesh network has a feature that data can be transferred over a wide range by linking and transferring highly mobile communication nodes such as mobile terminals.
However, when communication is performed using an on-demand routing protocol on an ad hoc wireless LAN mesh network, there is only a route construction when performing communication. Therefore, when a highly mobile node is the destination, the node It cannot be confirmed in advance that it exists within the network range. In ad hoc wireless LAN mesh network communication, if the number of transit nodes (hops) in route construction increases, the probability of data frame corruption due to packet collision increases, so we want to avoid an increase in the number of hops. Considering the possibility of an increase in the number of hops due to movement, it is difficult to perform a wide range of ad hoc wireless LAN mesh network communication. For this reason, it is inevitable that a scene in which the ad hoc wireless LAN mesh network communication cannot be used as the user desires will occur.
In addition, for example, communication nodes exist within the mesh network range, and communication was performed using an on-demand routing protocol. However, since the destination node has moved to another location, data can be transmitted and received. There may be cases where it disappears. In addition, two wireless communication nodes are communicating in an office room of the same ad hoc wireless LAN mesh network range, but other rooms and conference rooms whose destination node is temporarily in a different wireless LAN mesh network range When moving to another building, the source node cannot construct a route and cannot perform this communication.
無線LANメッシュネットワークを定めるIEEE802.11sでは、IEEE802の有線LANネットワークにおいてMPPデバイス(以下、単に「MPP」という)がブリッジとして動作する機能が提案されている。このMPPによるブリッジは、通信ノードが無線LANメッシュネットワーク範囲外に移動してデータフレームを転送できなくなっても、その後、イーサネット(登録商標)等の有線ネットワークを介して別の無線LANメッシュネットワークに接続されれば、MPPのブロードキャストによって送信元ノードから宛先ノードに経路が確保でき、データフレームを転送することができる。
また、通信経路の途中に異なるネットワークを利用する従来技術として、無線LANメッシュネットワークを構成するノード間をインターネットで繋いで、アドホック無線ネットワーク通信を行うことが提案されており、例えば、特許文献1(特許第4406377号公報)を示すことができる。
IEEE802.11s, which defines a wireless LAN mesh network, proposes a function in which an MPP device (hereinafter simply referred to as “MPP”) operates as a bridge in an IEEE802 wired LAN network. This MPP bridge connects to another wireless LAN mesh network via a wired network such as Ethernet (registered trademark) after that even if the communication node moves out of the range of the wireless LAN mesh network and cannot transfer the data frame. Then, a route can be secured from the transmission source node to the destination node by the MPP broadcast, and the data frame can be transferred.
Further, as a prior art that uses a different network in the middle of a communication path, it has been proposed to perform ad hoc wireless network communication by connecting nodes constituting a wireless LAN mesh network via the Internet. Japanese Patent No. 4406377).
ただ、イーサネット(登録商標)等の有線ネットワークを介して、異なる無線LANメッシュネットワークにそれぞれが属する送信元ノードと宛先ノードを接続するIEEE802.11sに準拠する従来技術においては、MPPがフレームを送信する際、メッシュネットワークフレームから有線ネットワークフレームにフレーム変換するが、そのとき送信元アドレスが送信元ノードのアドレスからMPPのアドレスに変換されるため、フレームを受け取る宛先ノードは、送信元ノードからのデータフレームであると認識することができず、その後、送信元ノードに必要なデータを交換しようとしても、データフレームを返信することができない。しかも、ブロードキャストで転送されるためネットワークパフォーマンスが低下する問題がある。
よって、一方の無線通信ノードが無線LANメッシュネットワーク範囲外に移動した場合、交信する無線通信ノード同士が再び同じメッシュネットワーク範囲内に入るまでアドホック無線LANメッシュネットワークによるデータフレームの送受信を行うことができない、という問題があった。
However, in a conventional technology based on IEEE802.11s that connects a source node and a destination node belonging to different wireless LAN mesh networks via a wired network such as Ethernet (registered trademark), the MPP transmits a frame. At this time, the frame is converted from the mesh network frame to the wired network frame. At that time, the source address is converted from the address of the source node to the address of the MPP, so that the destination node receiving the frame is the data frame from the source node. Then, even if an attempt is made to exchange data necessary for the transmission source node, a data frame cannot be returned. Moreover, there is a problem that the network performance is deteriorated because it is transferred by broadcast.
Therefore, when one wireless communication node moves out of the wireless LAN mesh network range, data frames cannot be transmitted / received by the ad hoc wireless LAN mesh network until the communicating wireless communication nodes enter the same mesh network range again. There was a problem.
なお、特許文献1では、無線LANメッシュネットワークでのホッピングの際に、途中で有線を経由するが、異なる無線LANメッシュネットワーク間ではオンデマンド型ルーティングプロトコルによる経路を構築することができず、データ通信が行えないので、特許文献1によって、無線LANメッシュネットワーク間で起きる上記従来技術の問題は解決できない。
本発明は、無線LANメッシュネットワークの従来技術に生じる上記問題に鑑みなされたもので、その目的は、異なるアドホック無線LANメッシュネットワークそれぞれの構成要素のノード同士がオンデマンド型ルーティングプロトコルに従って行うデータ通信を可能にすることにある。
In
The present invention has been made in view of the above-described problems that occur in the prior art of wireless LAN mesh networks, and its purpose is to perform data communication performed between nodes of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol. There is in making it possible.
本発明は、異なるアドホック無線LANメッシュネットワークそれぞれの構成要素のノード同士がオンデマンド型ルーティングプロトコルに従って行うデータ通信を中継する中継機であって、前記ネットワーク内のノードのアドレスを学習するアドレス学習手段と、受信した経路要求に指示される宛先ノードが送信元ノードの属するネットワークに存在するか否かによって中継の要否を確認する中継要否確認手段と、前記中継要否確認手段によって中継が必要であると確認されたことを条件に、送信元ノードの属するネットワーク内の送信元ノードと中継機間の通信経路を決定する第1通信経路決定手段と、上記確認を条件に、通信の宛先ノードの属するネットワーク内の中継機と宛先ノード間の通信経路を決定する第2通信経路決定手段と、前記第1通信経路決定手段及び第2通信経路決定手段によって決定された経路でデータ通信を中継する際に受信データに対して指示される送信元ノードのアドレスを本来のアドレスに変換する送信元アドレス変換手段とを有することを特徴とする。
本発明は、異なるアドホック無線LANメッシュネットワークそれぞれの構成要素のノード同士がオンデマンド型ルーティングプロトコルに従って行うデータ通信を中継する中継機であって、前記ネットワーク内のノードのアドレスを学習するアドレス学習手段と、受信した経路要求に指示される宛先ノードが送信元ノードの属するネットワークに存在するか否かによって中継の要否を確認する中継要否確認手段と、前記中継要否確認手段によって中継が必要であると確認されたことを条件に、送信元ノードの属するネットワークから中継機を経て宛先ノードの属するネットワークに至る送信元ノードと宛先ノード間の一連の通信経路を決定する通信経路決定手段と、前記通信経路決定手段によって決定された経路でデータ通信を中継する際に受信データに対して指示される送信元ノードのアドレスを本来のアドレスに変換する送信元アドレス変換手段とを有することを特徴とする。
本発明は、異なるアドホック無線LANメッシュネットワークそれぞれの構成要素のノード同士がオンデマンド型ルーティングプロトコルに従って行う通信を中継する、当該ネットワークの構成要素のMPP(メッシュポータルポイント)であって、前記ネットワーク内のノードのアドレスを学習するアドレス学習手段と、受信した経路要求に指示される宛先ノードが送信元ノードの属するネットワークに存在するか否かによって中継の要否を確認する中継要否確認手段と、前記中継要否確認手段によって中継が必要であると確認されたことを条件に、送信元ノードの属するネットワークから前記MPPを経て宛先ノードの属するネットワークに至る送信元ノードと宛先ノード間の通信経路を決定する通信経路決定手段とを有することを特徴とする。
本発明は、異なるアドホック無線LANメッシュネットワークそれぞれの構成要素のノード同士がオンデマンド型ルーティングプロトコルに従って行うデータ通信を中継するネットワーク間通信方法であって、送信元ノードが宛先ノードを指定して発行する経路要求を受信し、前記ネットワーク内のノードのアドレスを学習するアドレス学習工程と、受信した経路要求に指示される宛先ノードが送信元ノードの属するネットワークに存在するか否かによって中継の要否を確認する中継要否確認工程と、前記中継要否確認工程によって中継が必要であると確認されたことを条件に、送信元ノードの属するネットワーク内の送信元ノードと中継機間の通信経路を決定する第1通信経路決定工程と、第1通信経路決定工程により決定された通信経路を経て、中継する通信の宛先ノードの属するネットワーク内の中継機と宛先ノード間の通信経路を決定する第2通信経路決定工程と、前記第1通信経路決定工程及び第2通信経路決定工程によって決定された経路でデータ通信を中継する際に受信データに対して指示される送信元ノードのアドレスを本来のアドレスに変換する送信元アドレス変換工程とを行うことを特徴とする。
本発明は、異なるアドホック無線LANメッシュネットワークそれぞれの構成要素のノード同士がオンデマンド型ルーティングプロトコルに従って行うデータ通信を中継するネットワーク間通信方法であって、送信元ノードが宛先ノードを指定して発行する経路要求を受信し、前記ネットワーク内のノードのアドレスを学習するアドレス学習工程と、受信した経路要求に指示される宛先ノードが送信元ノードの属するネットワークに存在するか否かによって中継の要否を確認する中継要否確認工程と、前記中継要否確認工程によって中継が必要であると確認されたことを条件に、送信元ノードの属するネットワークから中継機を経て宛先ノードの属するネットワークに至る送信元ノードと宛先ノード間の一連の通信経路を決定する通信経路決定工程と、前記通信経路決定工程によって決定された経路でデータ通信を中継する際に受信データに対して指示される送信元ノードのアドレスを本来のアドレスに変換する送信元アドレス変換工程とを行うことを特徴とする。
The present invention is a relay device for relaying data communication performed between nodes of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol, and an address learning means for learning the address of a node in the network; The relay necessity / unnecessity confirmation means for confirming whether or not relaying is necessary depending on whether or not the destination node indicated in the received route request exists in the network to which the transmission source node belongs, and the relay necessity / unnecessity confirmation means requires relaying. First communication path determination means for determining a communication path between the transmission source node and the repeater in the network to which the transmission source node belongs, on the condition that the transmission destination node is confirmed, and on the condition of the confirmation, Second communication path determination means for determining a communication path between a relay station and a destination node in the network to which it belongs; A source address for converting an address of a source node instructed with respect to received data into an original address when data communication is relayed on the path determined by the first communication path determination unit and the second communication path determination unit Conversion means.
The present invention is a relay device for relaying data communication performed between nodes of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol, and an address learning means for learning the address of a node in the network; The relay necessity / unnecessity confirmation means for confirming whether or not relaying is necessary depending on whether or not the destination node indicated in the received route request exists in the network to which the transmission source node belongs, and the relay necessity / unnecessity confirmation means requires relaying. A communication path determining means for determining a series of communication paths between the source node and the destination node from the network to which the source node belongs to the network to which the destination node belongs, on the condition that the source node belongs, When data communication is relayed on the route determined by the communication route determination means And having a source address converting means for converting the address of the source node is instructed to receive data to the original address.
The present invention is an MPP (mesh portal point) of a constituent element of the network that relays communication performed between the constituent elements of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol. Address learning means for learning the address of the node; relay necessity confirmation means for confirming whether or not relaying is necessary depending on whether or not the destination node indicated in the received route request exists in the network to which the transmission source node belongs; and A communication path between the source node and the destination node from the network to which the source node belongs to the network to which the destination node belongs via the MPP is determined on the condition that the relay necessity confirmation means confirms that the relay is necessary. Communication path determining means To.
The present invention is an inter-network communication method that relays data communication performed between nodes of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol, and a source node designates and issues a destination node The address learning step of receiving the route request and learning the address of the node in the network, and whether or not the relay is necessary depending on whether or not the destination node indicated in the received route request exists in the network to which the transmission source node belongs. Determine the communication route between the source node and the relay in the network to which the source node belongs, on the condition that the relay necessity confirmation step to be confirmed and the relay necessity confirmation step confirm that the relay is necessary First communication path determination step and communication path determined by the first communication path determination step Then, a second communication path determination step for determining a communication path between the relay station in the network to which the destination node of the relay communication belongs and the destination node, and the first communication path determination step and the second communication path determination step. A transmission source address conversion step of converting the address of the transmission source node instructed with respect to the received data into the original address when relaying data communication through the route.
The present invention is an inter-network communication method that relays data communication performed between nodes of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol, and a source node designates and issues a destination node The address learning step of receiving the route request and learning the address of the node in the network, and whether or not the relay is necessary depending on whether or not the destination node indicated in the received route request exists in the network to which the transmission source node belongs. A relay source that reaches from the network to which the source node belongs to the network to which the destination node belongs via the relay station, on the condition that the relay necessity confirmation step to be confirmed and the relay necessity confirmation step confirm that relay is necessary Communication path determination that determines a series of communication paths between a node and a destination node And a source address conversion step of converting the address of the source node indicated for the received data into the original address when data communication is relayed on the path determined by the communication path determination step It is characterized by.
本発明によると、アドホック無線LANメッシュネットワーク内のノードは同じメッシュネットワーク範囲内のノードに限らず、他のアドホック無線LANメッシュネットワーク内のノードとデータフレームの送受信を行うことができる。 According to the present invention, nodes in an ad hoc wireless LAN mesh network are not limited to nodes within the same mesh network range, and data frames can be transmitted / received to / from nodes in other ad hoc wireless LAN mesh networks.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。
本発明に係るアドホック無線LANメッシュネットワークの以下に示す実施形態は、異なる無線LANメッシュネットワークとして構成する該ネットワークそれぞれの構成要素のノード同士がオンデマンド型ルーティングプロトコルに従って行うデータ通信を可能にするための中継機もしくは中継機能を有し、これらを該ネットワークのMPPを介して利用する。つまり、異なる無線LANメッシュネットワーク間を接続する中継機もしくは中継機能が、従来技術にないこの実施形態に特有の構成部分をなす。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
The following embodiment of the ad hoc wireless LAN mesh network according to the present invention is for enabling data communication performed by nodes of respective constituent elements of the network configured as different wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol. It has a relay machine or a relay function, and these are used via the MPP of the network. That is, a relay device or a relay function for connecting different wireless LAN mesh networks constitutes a component unique to this embodiment that is not present in the prior art.
[無線LANメッシュネットワーク]
先ず、本実施形態が対象とする無線LANメッシュネットワーク(以下単に「無線LANメッシュネットワーク」或いは「メッシュネットワーク」ともいう)の基本構成の1例を示し、その動作を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る無線LANメッシュネットワークの基本構成の1例を示す図である。なお、図中には、後述する経路要求時の通信状況を説明するための経路要求フレームの流れが示される。
図1に示す無線LANメッシュネットワーク100を構成するノード(1)〜(10)の各ノード、即ち、MP(Mesh Point)114,115,116,117,119、MAP(Mesh Access Point)123,1210、MPP(Mesh Portal Point)138、STA(Station)171,172は、先に、図8を参照して説明した要素に当たる。また、MPP(Mesh Portal Point)138は、イーサネット(登録商標)20のルータ211に接続され、ここでは、このルータ211を経由して、PC(Personal computer)2211等のノード(11)との交信ができる。
[Wireless LAN mesh network]
First, an example of a basic configuration of a wireless LAN mesh network (hereinafter, also simply referred to as “wireless LAN mesh network” or “mesh network”) targeted by the present embodiment will be shown and the operation thereof will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a basic configuration of a wireless LAN mesh network according to an embodiment of the present invention. In the figure, a flow of a route request frame for explaining a communication state at the time of route request described later is shown.
Each node (1) to (10) constituting the wireless
図1では、無線LANメッシュネットワーク100内の各ノードは、オンデマンド型ルーティングプロトコルにより無線LANメッシュネットワーク通信を行い、ルータ211を介してイーサネット(登録商標)20上のノード(11)とも通信が行える。
図1に示すように、ノード(1)のSTA171が同じ無線LANメッシュネットワークに属するノード(2)のSTA172と通信を行う場合、オンデマンド型ルーティングプロトコルでは、初めにノード(1)のSTA171が経路要求フレーム(RREQ)を他のノードにブロードキャスト転送する。
このブロードキャスト転送される経路要求フレームを受信するノード(3)のMAP123は、受信した経路要求フレームが自分宛のフレームでないので、別のノードへブロードキャスト転送する(図1に示す例では、ノード(4)〜(6)が転送可能なノードであるとする)。
In Figure 1, each node in a wireless
As shown in FIG. 1, when the
MAP12 3 nodes (3) for receiving a route request frame to be the broadcast forwarding, since the route request frame received is not a frame addressed to it, in the (example shown in FIG. 1 for broadcast forwarding to another node, the node ( 4) to (6) are transferable nodes).
ノード(3)によってブロードキャスト転送される経路要求フレームを受信するノードのうち、ノード(4)のMP114は、同様にノード(10)のMAP1210へ、さらにノード(10)はノード(2)のSTA172へと経路要求フレームの転送を行う。
ノード(2)のSTA172は、受信した経路要求フレーム(以下、「RREQ」という)が自分宛のフレームであることを確認すると、経路要求に対する応答動作として、今度は経路要求の送信元を宛先に経路応答フレーム(以下、「RREP」という)を送信する。
図2は、この経路応答時の通信状況を説明するRREPの流れを示した図である。図2に示すように、ノード(2)のSTA172が自分宛のフレームであるRREQを受信すると、RREQが転送された経路(図1の流れ、参照)に対して逆の方向にRREPを今度はユニキャスト送信によって転送する。
図2ではノード(2)→ノード(10)→ノード(4)→ノード(3)→ノード(1)の順にRREPが転送される。ノード(1)のSTA171がRREPを受信すると、RREPが転送された経路でノード(1)のSTA171とノード(2)のSTA172がリンクし、初めてデータフレームの転送が可能となる。
Among the nodes that receive the route request frame broadcast-transmitted by the node (3), the MP11 4 of the node (4) is similarly sent to the
Node (2) STA17 2 is the path request frame (hereinafter, referred to as "RREQ") received confirms that is a frame addressed to it, as a response operation to route request, the turn sender of the route request destination A route response frame (hereinafter referred to as “RREP”) is transmitted.
FIG. 2 is a diagram showing the flow of RREP for explaining the communication status at the time of this route response. As shown in FIG. 2, the node STA17 2 is (2) receives the RREQ is a frame addressed to it, RREQ path that is transferred (in FIG. 1 stream, see) the RREP in the opposite direction to the turn Is transferred by unicast transmission.
In FIG. 2, RREP is transferred in the order of node (2) → node (10) → node (4) → node (3) → node (1). When STA17 1 node (1) receives the RREP, RREP is STA17 2 links STA17 1 and nodes of the node (1) in a path which has been transferred (2), it becomes possible for the first time of the data frame transfer.
[異なる無線LANメッシュネットワーク間の中継]
上記で図1及び2を参照して説明した無線LANメッシュネットワークは、MPP138及びルータ211の持つ中継機能によって、接続可能なネットワークを拡げることができる。ただ、従来技術におけるこれらの要素の持つ中継機能は、異なる無線LANメッシュネットワーク間の接続に使用される場合、上記[発明が解決しようとする課題]で述べたように、送信元アドレスが送信元ノードのアドレスからMPPデバイスのアドレスに変換されるため、フレームを受け取る宛先ノードは、送信元ノードからのデータフレームであると認識することができず、その後、送信元ノードに必要なデータを交換しようとしても、データフレームを返信することができない、という問題を生じる。
[Relay between different wireless LAN mesh networks]
The wireless LAN has been described with reference to FIGS. 1 and 2 in the mesh network may be by the relay functions of MPP13 8 and the
そこで、本実施形態では、異なる無線LANメッシュネットワーク間で送信元ノードからのデータを受け取った宛先ノードが先の送信元にデータを返信するデータの交換を行えるような中継機もしくは中継機能を備えることにより、上記の問題を解決する。
以下に、本実施形態の中継機能を備えた無線LANメッシュネットワークの実施形態として、〈実施形態1〉〜〈実施形態5〉を示す。
〈実施形態1〉及び〈実施形態2〉は、イーサネット(登録商標)のルータが当該中継機能を持つ点で同じである。両者の違いは、経路要求及び経路応答の動作形態が異なる点である。
また、〈実施形態3〉及び〈実施形態4〉は、無線LANメッシュネットワークを構成するMPPが当該中継機能を持つ点で同じである。両者の違いは、異なる無線LANメッシュネットワークに共通のMPPにより構成する形態であるか、又は異なる無線LANメッシュネットワークそれぞれのMPPにより構成する形態であるかが異なる点である。
また、〈実施形態5〉は、無線LANメッシュネットワークそれぞれを構成するノードのアドレスの管理に関する。
Therefore, in this embodiment, a relay node or a relay function is provided so that a destination node that receives data from a transmission source node between different wireless LAN mesh networks can exchange data for returning data to the previous transmission source. To solve the above problem.
Hereinafter, <
<
<
<Embodiment 5> relates to management of addresses of nodes constituting each wireless LAN mesh network.
〈実施形態1〉
この実施形態は、イーサネット(登録商標)のルータが当該中継機能を持つ。ルータが当該中継機能を持つためには、異なる無線LANメッシュネットワークそれぞれを構成するノードのアドレスを学習し、得られるアドレスを管理する必要がある。
図1の無線LANメッシュネットワークにおいては、ノード(8)のMPP138を通して接続されるイーサネット(登録商標)20のルータ211は、イーサネット(登録商標)20で接続されたノード(8)のMPP138のアドレスを学習することはできるが、ノード(8)のMPP138以外の無線LANメッシュネットワークのノードについて、アドレスを学習することはできない。
そこで、図1を参照して上記で説明した経路要求フレームの送信動作の際のように、無線LANメッシュネットワーク内のノード(1)のSTA171がRREQをブロードキャスト転送した場合、ノード(8)のMPP138が行うRREQのルータ211への転送時に、受信するRREQから学習する。図1の動作例では、受信したノード(1)のRREQに送信元ノードとして示されるノード(1)のアドレスを得ることができる。
<
In this embodiment, an Ethernet (registered trademark) router has the relay function. In order for the router to have the relay function, it is necessary to learn the addresses of the nodes constituting each of the different wireless LAN mesh networks and manage the obtained addresses.
In a wireless LAN mesh network of FIG. 1,
Therefore, when the
上記の学習を行うことによって、異なる無線LANメッシュネットワークそれぞれを構成するノードのアドレスを得、この管理を行うことを前提に、異なる無線LANメッシュネットワーク間で働く中継機能について、図3及び4を参照して以下に説明する。
図3は、実施形態1に係る異なる無線LANメッシュネットワークの接続構成及びルータの中継機能による通信動作を説明する図である。
図3に示す構成では、異なる無線LANメッシュネットワークである無線LANメッシュネットワーク(1)1001と無線LANメッシュネットワーク(2)1002が、ルータ21によって接続されている。なお、接続された無線LANメッシュネットワークそれぞれは、先に図1を参照して上記で説明した無線LANメッシュネットワーク100と同様の構成要素よりなる。
By performing the above learning, the addresses of the nodes constituting each of the different wireless LAN mesh networks are obtained, and the relay function that works between the different wireless LAN mesh networks on the assumption that this management is performed is described with reference to FIGS. This will be described below.
FIG. 3 is a diagram for explaining a communication operation by a connection configuration of different wireless LAN mesh networks and a relay function of the router according to the first embodiment.
In the configuration shown in FIG. 3, different wireless LAN mesh wireless LAN mesh network is a network (1) 100 1 and a wireless LAN mesh network (2) 100 2 are connected by the
図3のネットワーク構成で、ノード(1)のSTA171がノード(4)のSTA174にデータフレームを転送する場合、初めにノード(1)は、RREQを無線LANメッシュネットワーク(1)1001内にブロードキャスト転送する。しかし、宛先のノード(4)が、無線LANメッシュネットワーク(1)に属していないため、ノード(1)は、RREQをノード(4)に直接転送することができない。
ただ、RREQが無線LANメッシュネットワーク(1)1001内に属するノードに順次転送され、ノード(5)のMPP135で受信されると、MPP135に備わるインターフェースによってイーサネット(登録商標)20のルータ21に繋ぐことができる。そこで、このルータ21を、RREQを無線LANメッシュネットワーク(1)1001とは別の無線LANメッシュネットワークへ転送するための中継機として利用する。つまり、ノード(5)のMPP135が、ノード(1)のSTA171を送信元ノードとするRREQを受信した場合、RREQをイーサネット(登録商標)20のルータ21に転送する。RREQを受信するルータ21は、送信元アドレスがノード(1)のSTA171であるRREQを受信することで、ノード(1)のSTA171のアドレスを学習することができる。
In the network configuration of FIG. 3, when the
However, when the RREQ is sequentially transferred to the nodes belonging to the wireless LAN mesh network (1) 100 1 and received by the
ここで、イーサネット(登録商標)20のルータ21が、RREQ受信時に行う経路構築処理を図4に例示するフロー図を参照して説明する。
ルータ21は、MPP(図3の例では、ノード(5)のMPP135か或いはノード(6)のMPP136)からRREQを受信すると、RREQ内に示されている送信元ノード及び宛先ノードのアドレス等の情報を取り出す(ステップS101)。
次いで、RREQから取り出した送信元ノードのアドレスを学習するとともに、該ノードの属している無線LANメッシュネットワークを識別する情報(図3の動作例では、送信元ノードであるノード(1)が属するのは、無線LANメッシュネットワーク(1)1001であることを識別)も学習する(ステップS102)。
次に、RREQから取り出した宛先ノード(図3の動作例では、無線LANメッシュネットワーク(2)1002に属するノード(4)である)が既に学習済みのノードであるか否かを、該宛先ノードのアドレスが管理下の無線LANメッシュネットワーク内に存在するノードのアドレスにあるか否かによって確認する(ステップS103)。
Here, a path construction process performed by the
When the
Next, the address of the transmission source node extracted from the RREQ is learned, and information for identifying the wireless LAN mesh network to which the node belongs (in the operation example of FIG. 3, the node (1) that is the transmission source node belongs). Also identifies the wireless LAN mesh network (1) 100 1 ) (step S102).
Then, (in the operation example of FIG. 3, a wireless LAN mesh network (2) 100 2 belonging to Node (4)) the destination node extracted from the RREQ whether it is already learned node, the destination Confirmation is made based on whether or not the node address is the address of a node existing in the managed wireless LAN mesh network (step S103).
ステップS103で宛先ノードが学習済みのノードではない場合(ステップS103-No)、処理対象とするRREQではないとみなして、このフローの処理を終了する。
他方、ステップS103で宛先ノードが学習済みのノードである場合(ステップS103-Yes)、この宛先ノードが送信元ノードとは異なる無線LANメッシュネットワーク又はイーサネット(登録商標)に属するか否かを確認する(図3の動作例では、送信元のノード(1)は、無線LANメッシュネットワーク(1)1001で、宛先のノード(4)は無線LANメッシュネットワーク(2)1002に属し、異なるネットワークに属する)。
ステップS104で、宛先ノードが送信元ノードとは異なる無線LANメッシュネットワーク、イーサネット(登録商標)のいずれにも属しない場合(ステップS104-No)、ルータ21が処理対象とするRREQではない、とみなして、このフローの処理を終了する。
If the destination node is not a learned node in step S103 (step S103-No), it is determined that the destination node is not the RREQ to be processed, and the process of this flow ends.
On the other hand, if the destination node is a learned node in step S103 (step S103-Yes), it is confirmed whether this destination node belongs to a wireless LAN mesh network or Ethernet (registered trademark) different from the source node. (in the operation example of FIG. 3, the source node (1) is a wireless LAN mesh network (1) 100 1, the destination node (4) belongs to a wireless LAN mesh network (2) 100 2, the different networks Belong).
In step S104, if the destination node does not belong to any of the wireless LAN mesh network and Ethernet (registered trademark) different from the source node (step S104-No), it is considered that the
なお、ステップS104-Noのケースとして、ルータ21がMPP(図3の例では、ノード(5)のMPP135或いはノード(6)のMPP136)から受け取ったRREQに示される宛先ノードの属する無線LANメッシュネットワークが送信元ノードと同じ無線LANメッシュネットワークであるケースがある。
このケースの場合、ルータ21は、ノード(5)のMPP135及びノード(6)のMPP136を経由して転送されるRREQを受信したときに学習しているので、宛先ノードと送信元ノードがどちらも無線LANメッシュネットワーク(1)1001又は無線LANメッシュネットワーク(2)1002の同じネットワークに属していることが判断でき、このケースでは、何の動作モード行わない。つまり、無線LANメッシュネットワーク内で通常行なわれる動作となり、ルータ21の中継動作は必要としない。
As step S104-No case, (in the example of FIG. 3, a node (5) MPP13 6 of MPP13 5 or nodes (6)) of the
In this case, since the
他方、ステップS104で、宛先ノードが送信元ノードとは異なる無線LANメッシュネットワーク又はイーサネット(登録商標)に属する場合(ステップS104-Yes)、ルータ21は、このRREQを処理対象として、RREQに応じて経路を構築するために宛先ノードと送信元ノードの間で行うデータ交換を中継し、当該RREQに対するRREPを送信元ノードに返信する(ステップS105)。なお、ステップS104で宛先ノードがイーサネット(登録商標)に属する場合の処理は、本実施形態の中継機能が要旨とする部分と直接関係しない動作であり、以下の説明では割愛する。
ステップS105でルータ21がRREPを送信元ノードへ返信することによりこのフローによる処理が終了する。このフローによる処理の結果として、ステップS105で返信されるRREPを送信元ノードが受信することにより、送信元ノードから宛先ノードへ転送するデータフレームの経路が構築される。
On the other hand, in step S104, when the destination node belongs to a wireless LAN mesh network or Ethernet (registered trademark) different from the transmission source node (step S104-Yes), the
In step S105, the
ここで、ルータ21による上述の経路の構築にもとづいて、異なる無線LANメッシュネットワーク(1)1001,同(2)1002間で行われるデータ通信の動作について、図3を参照して、より詳細に説明する。なお、図3の動作例では、下記動作(1)〜動作(7)を昇順に行う(同図中に(1)〜(7)にて示す)。
動作(1) 送信元ノードの属する無線LANメッシュネットワークとルータ21の間の経路の構築(RREQ受信・RREP送信)
動作(2) データフレームを動作(1)で構築した経路で送信
動作(3) ルータ21によるイーサネット(登録商標)フレーム受信
動作(4) 送信元MACアドレス変換
動作(5) ルータ21と宛先ノードの属する無線LANメッシュネットワークの間の経路の構築(RREQ受信・RREP送信)
動作(6) ルータ21からのイーサネット(登録商標)フレーム送信
動作(7) データフレームを動作(5)で構築した経路で受信
Here, the operation of data communication performed between the different wireless LAN mesh networks (1) 100 1 and (2) 100 2 based on the construction of the route by the
Operation (1) Construction of a route between the wireless LAN mesh network to which the transmission source node belongs and the router 21 (RREQ reception / RREP transmission)
Operation (2) Data frame is transmitted by the route constructed in Operation (1) Operation (3) Ethernet frame reception by
Operation (6) Ethernet (registered trademark) frame transmission from
動作(1): 上述のように、ルータ21は、MPPから受け取ったRREQに示される宛先ノードの属する無線LANメッシュネットワークが送信元ノードと同じ無線LANメッシュネットワークであるか否かを判断する。この判断を行って、RREQに示される宛先ノードと送信元ノードが異なる無線LANメッシュネットワークに属する、という結果が得られると、ルータ21は、送信元ノードが属する無線LANメッシュネットワーク(図3の例では、無線LANメッシュネットワーク(1)1001)に対して、仮の宛先ノード(図3の例では、ノード(4))として動作する。つまり、先に受信したRREQに対する応答動作として、ルータ21は、送信元アドレスSAを仮に定めた宛先ノード(図3の例では、ノード(4))のアドレスとし、かつ宛先アドレスDAを先に受信したRREQの送信元ノード(ノード(1))とするRREPをMPP(ノード(5)のMPP135)に返信する。
ルータ21からのRREPを受信するMPP(ノード(5)のMPP135)は、RREPを宛先アドレスDA(ノード(1))に従って、先のRREQの通信経路を逆にユニキャスト転送する。RREPを受信する宛先ノード(ノード(1))は、宛先ノード(ノード(4))からRREPの返信があったと判断するので、これで送信元ノード(ノード(1))とルータ21間の経路の構築が完了する。なお、ルータ21が宛先ノード(ノード(4))を学習していない場合、ルータ21は、送信元ノード(ノード(1))のアドレス学習のみを行い、RREPを返信しない。
Operation (1): As described above, the
The MPP that receives the RREP from the router 21 (MPP13 5 of the node (5)) unicasts the RREP according to the destination address DA (node (1)) and reverses the communication path of the previous RREQ. Since the destination node (node (1)) that receives the RREP determines that the RREP has been returned from the destination node (node (4)), the route between the source node (node (1)) and the
動作(2): 上記のようにして、送信元ノード(ノード(1))とルータ21の間の経路を構築した後、構築された経路を通して、送信元ノード(ノード(1))は、宛先ノード(ノード(4))へデータフレームを送信する。
動作(3): 送信元ノードの属する無線LANメッシュネットワーク上のノード(5)のMPP135は、構築された宛先ノードへの経路に従って次のイーサネット(登録商標)20上のルータ21へデータフレームを転送する。
ただ、ノード(5)のMPP135が行うこのデータフレームの転送動作は、実際には仮に定めた宛先ノード(ノード(4))として動作するルータ21に対するものである。よって、MPP135は、このデータフレームをルータ12に転送する際に、送信元アドレスSAを無線LANメッシュネットワークフレームに指示されていた本来の送信元ノード(ノード(1))からイーサネット(登録商標)フレームに指示されるルータ21に繋がるMPP(ノード(5))のアドレスに変換する必要がある。
Operation (2): After constructing the route between the source node (node (1)) and the
Operation (3): The MPP13 5 nodes on a wireless LAN mesh network Field of the source node (5), the following
However, the node (5) transfer operation of the data frame MPP13 5 performs a is for the
動作(4): しかし、MPP(ノード(5))のアドレスを送信元アドレスSAとしてイーサネット(登録商標)フレームを受信するルータ21は、送信元アドレスSAをこのままにして、無線LANメッシュネットワーク(2)に中継すると、誤った送信元ノードを示すことになるので、本来の正しい送信元アドレスSAに変換する。この変換は、ルータ21が、先にRREQを受信し、送信元ノード(1)から宛先ノード(4)へのデータ通信のように、異なる無線LANメッシュネットワーク(1)1001,(2)1002間でデータフレームを転送することを予め知っているので、図3の例のように、送信元アドレスSAがノード(5)で、宛先アドレスDAがノード(4)のイーサネット(登録商標)フレームを受信した場合、送信元アドレスSAをノード(1)にアドレス変換し、無線LANメッシュネットワークフレームの場合と同様の送信元アドレスSAに戻す。なお、ルータ21が送信元アドレス変換を行う前に、送信元アドレスが本来の送信元ノードであった場合、ルータ21は、送信元アドレス変換を行わない。
Operation (4): However, the
動作(5): また、ルータ21は、宛先ノードが属する無線LANメッシュネットワーク(図3の例では、無線LANメッシュネットワーク(2)1002)に対して、仮の送信元ノード(ノード(1))として動作する。つまり、先にノード(5)のMPP135を通して送信元ノード(ノード(1))の属する無線LANメッシュネットワークから受信したRREQを宛先ノード(ノード(4))が属する無線LANメッシュネットワークに中継する動作として、ルータ21は、送信元アドレスSAを仮に定めた送信元ノード(ノード(1))のアドレスとし、かつ宛先アドレスDAを先に受信したRREQの宛先ノード(ノード(4))とするRREQをノード(6)のMPP136を通して送信する。
RREQを受信した宛先ノード(ノード(4))がRREPを返信する動作は、既存のオンデマンド型ルーティングプロトコルに従って、先のRREQの通信経路を逆にユニキャスト転送し、ノード(6)のMPP136を通してルータ21が受信する。このとき、ルータ21は、仮の送信元ノード(ノード(1))としての動作を行い、宛先ノード(ノード(4))とルータ21間で経路を構築する。
Operation (5): Further, the
The destination node (node (4)) that has received the RREQ returns RREP in accordance with the existing on-demand routing protocol by reversely unicasting the communication path of the previous RREQ, and the MPP13 6 of the node (6). Through the
動作(6): 次に、ルータ21は、動作(5)で構築された経路に従って、宛先ノードが属する無線LANメッシュネットワーク(無線LANメッシュネットワーク(2)1002)上のノード(6)のMPP136へイーサネット(登録商標)フレーム送信を行う。このとき、ルータ21は、動作(4)で送信元アドレスSAが本来の正しい送信元アドレスSA(ノード(1))に変換されているので、変換された送信元アドレスSAを指示する。つまり、動作(2)で送信元ノード(ノード(1))がデータフレームの転送を行ったときの送信元アドレスSA及び宛先アドレスDAと同様の指示を行ってデータフレームを転送する。
動作(7): 次に、イーサネット(登録商標)フレームを受信するMPP136は、受け取ったデータフレームを、動作(5)で構築された経路に従って、宛先ノード(ノード(4))が属する無線LANメッシュネットワーク(無線LANメッシュネットワーク(2)1002)上の次のノードへ転送し、最終的に宛先ノード(ノード(4))によってデータフレームが受信されると、データ送信を完了する。
Operation (6): Next, the
Operation (7): Next, the
上記のように、ルータ21は、各ノードのアドレスと属する無線LANメッシュネットワークを予め学習し、図3に例示した送信元ノード(ノード(1))から宛先ノード(ノード(4))へデータを通信するときのように、異なる無線LANメッシュネットワーク(1)1001,(2)1002間で通信を行う際、同一無線LANメッシュネットワーク内に送信元と宛先の各ノードが存在するかのように、経路要求及び経路応答を中継することにより各無線LANメッシュネットワークにおける経路を構築し、データを送信するときにも受信側に送信元ノードのアドレスが正しく伝わるような変換を行って、データ通信の中継をする。
この中継動作により無線LANメッシュネットワーク内のノードは、同じ無線LANメッシュネットワーク内のノードに限らず、他の無線LANメッシュネットワーク内のノードとデータフレームの送受信を行うことができる。
As described above, the
By this relay operation, the nodes in the wireless LAN mesh network can transmit and receive data frames not only with nodes in the same wireless LAN mesh network but also with nodes in other wireless LAN mesh networks.
〈実施形態2〉
この実施形態は、上記〈実施形態1〉と同様にイーサネット(登録商標)のルータが中継機能を持つが、経路要求及び経路応答の動作形態が異なる。
本実施形態では、イーサネット(登録商標)のルータが、中継機能として、異なる無線LANメッシュネットワーク間でRREQ及びRREPを転送する機能を持ち、この機能によって、同一の無線LANメッシュネットワーク内で行われるRREQ及びRREPを送受信する経路要求及び経路応答であるかのような動作を行わせる。なお、この相違点のほかは、上記〈実施形態1〉と変わらないので、同じ構成部分についての詳細は、先の説明を参照することとし、ここでは記載を省略する。
<
In this embodiment, as in the above <
In this embodiment, an Ethernet (registered trademark) router has a function of transferring RREQ and RREP between different wireless LAN mesh networks as a relay function, and this function allows RREQ to be performed within the same wireless LAN mesh network. And a route request and a route response for transmitting and receiving RREP are performed. In addition, since this difference is not different from the above <
図5は、実施形態2に係る異なる無線LANメッシュネットワークの接続構成及びルータの中継機能による通信動作を説明する図である。
図5に示す構成では、異なる無線LANメッシュネットワークである無線LANメッシュネットワーク(1)1001と無線LANメッシュネットワーク(2)1002が、ルータ21によって接続されている。なお、接続された無線LANメッシュネットワークそれぞれは、先に図1を参照して上記で説明した無線LANメッシュネットワーク100と同様の構成要素よりなる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the communication operation by the connection configuration of different wireless LAN mesh networks and the relay function of the router according to the second embodiment.
In the configuration shown in FIG. 5, different wireless LAN mesh wireless LAN mesh network (1) it is a
図5に示す構成を有するネットワークにおいて、ルータ21の中継機能によって構築される経路に従って、異なる無線LANメッシュネットワーク(1)1001,同(2)1002間で行われるデータ通信の動作について、同図を参照して、より詳細に説明する。なお、図5の動作例では、下記動作(1)〜動作(7)を昇順に行う(同図中に(1)〜(7)にて示す)。
動作(1) 送信元ノードから宛先ノードへのRREQの転送
動作(2) 宛先ノードから送信元ノードへのRREPの転送
動作(3) データフレームを動作(1)、(2)で構築した経路で送信
動作(4) ルータ21によるイーサネット(登録商標)フレーム受信
動作(5) 送信元MACアドレス変換
動作(6) ルータ21からのイーサネット(登録商標)フレーム送信
動作(7) データフレームを動作(1)、(2)で構築した経路で受信
In the network having the configuration shown in FIG. 5, the data communication operation performed between the different wireless LAN mesh networks (1) 100 1 and (2) 100 2 according to the route constructed by the relay function of the
Operation (1) RREQ transfer from the source node to the destination node Operation (2) RREP transfer from the destination node to the source node Operation (3) The data frame is transmitted through the path constructed in the operations (1) and (2). Transmission operation (4) Ethernet (registered trademark) frame reception by
動作(1): 無線LANメッシュネットワーク(1)1001内のノード(1)のSTA171が、無線LANメッシュネットワーク(2)1002内のノード(4)のSTA174に対してデータフレームを転送する場合、初めにノード(1)のSTA171がRREQをブロードキャスト転送する。
ただ、ノード(4)のSTA174は、ノード(1)の属する無線LANメッシュネットワーク(1)1001に存在しないため、ノード(1)によって転送されるRREQは、ノード(4)に直接転送することができない。
そこで、無線LANメッシュネットワーク(1)1001内のノード(5)のMPP135からRREQを受信するルータ21がイーサネット(登録商標)20を介して無線LANメッシュネットワーク(2)1002内のノード(6)のMPP136に受信したRREQを転送する。
このとき、ルータ21は、ノード(5)から転送されるRREQに示される宛先ノード(ノード(4))を既に学習している場合、受信したRREQを宛先ノード(ノード(4))が属する無線LANメッシュネットワーク(2)1002内のノード(6)に転送する。
Operation (1): The
However, since the
Accordingly, a wireless LAN mesh network (1) 100 nodes in a (5) of MPP13 5 receives the RREQ from the
At this time, when the
次に、ノード(6)は、受信した送信元ノード(ノード(1))からのRREQを無線LANメッシュネットワーク(2)1002内でブロードキャスト転送し、宛先ノード(ノード(4))は、このRREQを受信することができる。
このように、ルータ21が中継することで、ルータ21から転送されてくるRREQを受信するノード(6)のMPP136は、同一の無線LANメッシュネットワーク内で行われるRREQであるかのような動作で無線LANメッシュネットワーク(2)1002内にRREQを転送することができる。
Next, the node (6) is to broadcast transfer the RREQ from the received source node (Node 1) in a wireless LAN mesh network (2) 100 within 2, the destination node (node (4)), the RREQ can be received.
In this manner, the
動作(2): 宛先ノード(ノード(4))は、宛先アドレスDAを上記動作(1)で受信したRREQの送信元ノード(ノード(1))とするRREPを無線LANメッシュネットワーク(2)1002内の上記RREQの受信時の経路を逆にユニキャスト転送し、ノード(6)のMPP136経由でルータ21に返信する。ルータ21から無線LANメッシュネットワーク(1)1001内のノード(5)のMPP135を経由して、返信する経路も上記RREQの受信時の経路を逆にノード(1)へユニキャスト転送することができるので、この転送動作を行うことで、送信元ノード(ノード(1))と宛先ノード(ノード(4))間の経路の構築が完了する。
Operation (2): The destination node (node (4)) sets the RREP that uses the destination address DA as the transmission source node (node (1)) of the RREQ received in the operation (1) to the wireless LAN mesh network (2) 100. the path during reception of the RREQ in 2 unicast forwarding Conversely, reply to the
本実施形態における上記動作(3)〜(7)は、上記〈実施形態1〉における動作(2)、(3)、(4)、(6)、(7)に対応し、動作内容は同じである。よって、上記〈実施形態1〉の説明を参照することとし、ここでは記載を省略する。
上記のように、ルータ21は、各ノードのアドレスと属する無線LANメッシュネットワークを予め学習し、図5に例示した送信元ノード(ノード(1))から宛先ノード(ノード(4))へデータを通信するときのように、異なる無線LANメッシュネットワーク1001,1002間で通信を行う際、同一無線LANメッシュネットワーク内に送信元と宛先の各ノードが存在するかのように、経路要求及び経路応答を転送して、異なる無線LANメッシュネットワーク間の中継を行うことにより、各無線LANメッシュネットワークにおける経路を構築し、データを送信するときにも受信側に送信元ノードのアドレスが正しく伝わるような変換を行って、データ通信の中継をする。
この中継動作により無線LANメッシュネットワーク内のノードは、同じ無線LANメッシュネットワーク内のノードに限らず、他の無線LANメッシュネットワーク内のノードとデータフレームの送受信を行うことができる。
The operations (3) to (7) in this embodiment correspond to the operations (2), (3), (4), (6), and (7) in <
As described above, the
By this relay operation, the nodes in the wireless LAN mesh network can transmit and receive data frames not only with nodes in the same wireless LAN mesh network but also with nodes in other wireless LAN mesh networks.
〈実施形態3〉
この実施形態は、無線LANメッシュネットワークを構成するMPPが異なる無線LANメッシュネットワーク間の中継機能を持つ形態で実施する例を示すものである。
上記〈実施形態1〉及び〈実施形態2〉では、イーサネット(登録商標)20上のルータ21に当該中継機能を持たせたが、本実施形態では、無線LANメッシュネットワークを構成するMPPに上記〈実施形態1〉及び〈実施形態2〉のルータ21の中継機能を持たせる。つまり、本実施形態のMPPは、外部ネットワークヘの接続をイーサネット(登録商標)のルータのように有線で接続しないで、無線LANメッシュネットワーク間でのみ機能する無線モジュールとし、このMPPで無線LANメッシュネットワーク間を接続することを可能にする。
<
This embodiment shows an example in which the MPP constituting the wireless LAN mesh network has a relay function between different wireless LAN mesh networks.
In the above <
図6は、本実施形態に係る異なる無線LANメッシュネットワークの接続構成及びMPPの中継機能による通信動作を説明する図である。
図6に示す構成では、異なる無線LANメッシュネットワークである無線LANメッシュネットワーク(1)1001と無線LANメッシュネットワーク(2)1002が、MPP13rによって接続されている。なお、接続された無線LANメッシュネットワークそれぞれは、MPP13rを除いて、先に図1を参照して上記で説明した無線LANメッシュネットワーク100と基本的に同じ構成要素よりなっている。
MPP13rは、異なる無線LANメッシュネットワークのポータルポイントとして働く無線モジュールであり、どちらの無線LANメッシュネットワークのMP11等のノードにも接続することができる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the communication operation by the connection configuration of different wireless LAN mesh networks and the MPP relay function according to the present embodiment.
In the configuration shown in FIG. 6, different wireless LAN wireless LAN mesh network (1) is a
The
MPP13rが持つ無線LANメッシュネットワーク間の中継機能は、基本的には上記〈実施形態1〉及び〈実施形態2〉ルータ21の中継機能と同様に、異なる無線LANメッシュネットワーク間で送信元ノードから宛先ノードヘのRREQ及びRREPを転送して経路を構築し、構築された経路に従ってデータ通信の中継動作を行う。図6の例では、「ノード(1)のSTA171」→「MAP12」→「MP11」→「MP11」→「MP11」→「MPP13r」→「MP11」→「MP11」→「MP11」→「MAP12」→「ノード(4)のSTA174」の順に無線LANメッシュネットワーク(1)1001と無線LANメッシュネットワーク(2)1002の間で経路を構築し、データ通信の中継動作を行う。
また、上記の中継動作に必要なノードのアドレス等の情報管理や処理を行う手段を有する。
このように、無線モジュールのMPP13rにより異なる無線LANメッシュネットワーク間で送信元ノードから宛先ノードヘの中継動作を行うことで、無線LANメッシュネットワーク内のノードは、同じ無線LANメッシュネットワーク内のノードに限らず、他の無線LANメッシュネットワーク内のノードとデータフレームの送受信を行うことができる。また、中継の際に上記〈実施形態1〉及び〈実施形態2〉で必要とした、イーサネット(登録商標)フレームへの変換や送信元MACアドレスの変換が不要になる。
The relay function between the wireless LAN mesh networks possessed by the
In addition, it has means for managing and processing information such as node addresses necessary for the relay operation.
As described above, by performing the relay operation from the source node to the destination node between different wireless LAN mesh networks by the
〈実施形態4〉
この実施形態は、無線LANメッシュネットワークを構成するMPPが異なる無線LANメッシュネットワーク間の中継機能を持つ形態で実施する他の例を示すものである。
上記〈実施形態3〉では、異なる無線LANメッシュネットワークのポータルポイントとして働く無線モジュールで、どちらの無線LANメッシュネットワークのMP11等のノードにも接続できる共有形態のMPPを示した。この形態をとる場合、異なる無線LANメッシュネットワークを接続状態に保持しようとすると、ネットワーク構成の柔軟性が低下することは否めない。
そこで、異なる無線LANメッシュネットワークのポータルポイントとして働く無線モジュールとしてのMPPを各無線LANメッシュネットワークにおける構成要素とするとともに、このMPP同士を直接、接続することを可能にするインターフェースをこのMPPに設けるようにする。このような構成を採用することで、ネットワーク構成の柔軟性を高めることができる。なお、ネットワーク構成を重視する場合、MPP間の接続を有線としても良い。
<
This embodiment shows another example implemented in a form having a relay function between wireless LAN mesh networks having different MPPs constituting the wireless LAN mesh network.
In the above <
Therefore, an MPP as a wireless module serving as a portal point for different wireless LAN mesh networks is used as a component in each wireless LAN mesh network, and an interface that enables direct connection between the MPPs is provided in the MPP. To. By adopting such a configuration, the flexibility of the network configuration can be increased. If importance is attached to the network configuration, the connection between the MPPs may be wired.
図7は、本実施形態に係る異なる無線LANメッシュネットワークの接続構成及びMPPの中継機能による通信動作を説明する図である。
図7に示す構成では、異なる無線LANメッシュネットワークである無線LANメッシュネットワーク(1)1001、と無線LANメッシュネットワーク(2)1002がそれぞれ、MPP13rを有し、MPP13r同士で異なる無線LANメッシュネットワークを接続する。なお、接続された無線LANメッシュネットワークそれぞれは、MPP13rを除いて、先に図1を参照して上記で説明した無線LANメッシュネットワーク100と基本的に同じ構成要素よりなっている。
各無線LANメッシュネットワークのMPP13rは、MPP同士を直接、接続することを可能にするインターフェースを有し、MPPl3rを介して異なる無線LANメッシュネットワーク内の各種のノード間を接続することができる。
FIG. 7 is a diagram for explaining a communication operation by a connection configuration of different wireless LAN mesh networks and an MPP relay function according to the present embodiment.
In the configuration shown in FIG. 7, the wireless LAN mesh network (1) 100 1 and the wireless LAN mesh network (2) 100 2 that are different wireless LAN mesh networks each have the
The
MPP13rが持つ無線LANメッシュネットワーク間の中継機能は、基本的には上記〈実施形態1〉及び〈実施形態2〉ルータ21の中継機能と同様に、異なる無線LANメッシュネットワーク間で送信元ノードから宛先ノードヘのRREQ及びRREPを転送して経路を構築し、構築された経路に従ってデータ通信の中継動作を行う。図7の例では「ノード(1)のSTA171」→「MAP12」→「MP11」→「MP11」→「MAP12」→「MPP13r」→「MPP13r」→「MAP12」→「MP11」→「MP11」→「MAP12」→「ノード(4)のSTA174」の順に無線LANメッシュネットワーク(1)1001と無線LANメッシュネットワーク(2)1002の間で経路を構築し、データ通信の中継動作を行う。
また、MPP13rは、上記の中継動作に必要なノードのアドレス等の情報管理や処理を行う手段を有する。
このように、各無線LANメッシュネットワークが有する無線モジュールのMPP13rにより異なる無線LANメッシュネットワーク間で送信元ノードから宛先ノードヘの中継動作を行うことで、無線LANメッシュネットワーク内のノードは、同じ無線LANメッシュネットワーク内のノードに限らず、他の無線LANメッシュネットワーク内のノードとデータフレームの送受信を行うことができる。また、中継の際に上記〈実施形態1〉及び〈実施形態2〉で必要とした、イーサネット(登録商標)フレームヘの変換や送信元MACアドレスの変換が不要になる。
The relay function between the wireless LAN mesh networks possessed by the
Further, the
As described above, by performing the relay operation from the source node to the destination node between different wireless LAN mesh networks by the
〈実施形態5〉
この実施形態は、無線LANメッシュネットワークを構成するノードのアドレス管理に係る。
異なる無線LANメッシュネットワーク間における上述の中継機能を実現するためには、無線LANメッシュネットワークを構成するノードのアドレス管理が必要になる(図4のフロー図の経路構築処理の説明、参照)。
このアドレス管理は、中継機能を持つデバイスであるルータ21或いはMPP13rが、使用可能な無線LANメッシュネットワーク上にあるノードのアドレスをアドレステーブルの形式で登録することにより行う。なお、以下の説明では、中継機能を持つデバイスをルータ21として記載するが、MPPl3rでも同様に実施することができる。
<Embodiment 5>
This embodiment relates to address management of nodes constituting a wireless LAN mesh network.
In order to realize the above-described relay function between different wireless LAN mesh networks, address management of nodes constituting the wireless LAN mesh network is required (refer to the description of the route construction processing in the flowchart of FIG. 4).
This address management is performed by the
ルータ21は、無線LANメッシュネットワーク上にあるノードの現況を表すアドレステーブルを用意しておく必要があり、例えば、通常300秒でアドレステーブルを更新する。これに対し無線LANメッシュネットワーク内のノード側は、一定の間隔でルータ21に経路要求フレームをユニキャストで送信することで、ルータが行う更新処理に現況を反映させる。
というのは、アドレステーブルが更新される300秒の間、無線LANメッシュネットワーク内のノードが経路要求フレームを送信しなかった場合、ルータ21が管理するアドレステーブルのエントリから削除されてしまうからである。
The
This is because if a node in the wireless LAN mesh network does not transmit a route request frame for 300 seconds when the address table is updated, it is deleted from the entry in the address table managed by the
このため、無線LANメッシュネットワーク内のノードが300秒以内の間隔で経路要求フレームをルータ21に送信することで、定期的に行われるアドレステーブルの更新に現況を反映させる。
このとき、無線LANメッシュネットワーク上にあるノードが送信する経路要求フレームは、ルータ21のアドレステーブルを更新するために用いるものであるので、ルータ21は、経路応答フレームを返信する必要はない。例えば、この手続きを行うノードは、宛先アドレスに自身のアドレスを記載した経路要求フレームを送信し、これを受信するルータ21は、宛先アドレスと送信元アドレスが共に送信元ノードである経路要求フレームを受信すると、該フレームに示されたアドレスによりアドレステーブルを更新する。この場合、経路応答フレームの返信はしない。
上記のような無線LANメッシュネットワークを構成するノードのアドレス管理を行うことで、的確な経路構築を迅速に行うことができる。
For this reason, the node in the wireless LAN mesh network transmits a route request frame to the
At this time, since the route request frame transmitted by the node on the wireless LAN mesh network is used for updating the address table of the
By performing address management of the nodes constituting the wireless LAN mesh network as described above, it is possible to quickly construct an accurate route.
11,114,115,116,117,119・・MP、12,123,1210・・MAP、13,135,136,138,13r・・MPP、17,171,172,174・・STA、20・・イーサネット(登録商標)、21,211・・ルータ、100,1001,1002・・無線LANメッシュネットワーク。 11, 11 4 , 11 5 , 11 6 , 11 7 , 11 9 ... MP, 12, 12 3 , 12 10 ... MAP, 13, 13 5 , 13 6 , 13 8 , 13 r . 17 1 , 17 2 , 17 4 ... STA, 20... Ethernet (registered trademark), 21, 21 1 ... Router, 100, 100 1 , 100 2 .
Claims (13)
前記ネットワーク内のノードのアドレスを学習するアドレス学習手段と、
受信した経路要求に指示される宛先ノードが送信元ノードの属するネットワークに存在するか否かによって中継の要否を確認する中継要否確認手段と、
前記中継要否確認手段によって中継が必要であると確認されたことを条件に、送信元ノードの属するネットワーク内の送信元ノードと中継機間の通信経路を決定する第1通信経路決定手段と、
上記確認を条件に、通信の宛先ノードの属するネットワーク内の中継機と宛先ノード間の通信経路を決定する第2通信経路決定手段と、
前記第1通信経路決定手段及び第2通信経路決定手段によって決定された経路でデータ通信を中継する際に受信データに対して指示される送信元ノードのアドレスを本来のアドレスに変換する送信元アドレス変換手段と
を有することを特徴とする中継機。 A relay device that relays data communication performed by each of the constituent nodes of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol,
Address learning means for learning addresses of nodes in the network;
Relay necessity confirmation means for confirming whether or not relaying is necessary depending on whether or not the destination node indicated in the received route request exists in the network to which the transmission source node belongs;
First communication path determination means for determining a communication path between a transmission source node and a relay in the network to which the transmission source node belongs, on the condition that the relay necessity confirmation means confirms that relay is necessary;
On the condition of the confirmation, a second communication path determining means for determining a communication path between the relay station in the network to which the communication destination node belongs and the destination node;
A source address for converting an address of a source node instructed with respect to received data into an original address when data communication is relayed on the path determined by the first communication path determination unit and the second communication path determination unit And a conversion means.
前記ネットワーク内のノードのアドレスを学習するアドレス学習手段と、
受信した経路要求に指示される宛先ノードが送信元ノードの属するネットワークに存在するか否かによって中継の要否を確認する中継要否確認手段と、
前記中継要否確認手段によって中継が必要であると確認されたことを条件に、送信元ノードの属するネットワークから中継機を経て宛先ノードの属するネットワークに至る送信元ノードと宛先ノード間の一連の通信経路を決定する通信経路決定手段と、
前記通信経路決定手段によって決定された経路でデータ通信を中継する際に受信データに対して指示される送信元ノードのアドレスを本来のアドレスに変換する送信元アドレス変換手段と
を有することを特徴とする中継機。 A relay device that relays data communication performed by each of the constituent nodes of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol,
Address learning means for learning addresses of nodes in the network;
Relay necessity confirmation means for confirming whether or not relaying is necessary depending on whether or not the destination node indicated in the received route request exists in the network to which the transmission source node belongs;
A series of communications between the source node and the destination node from the network to which the source node belongs to the network to which the destination node belongs via the relay device on the condition that the relay necessity confirmation means confirms that the relay is necessary A communication route determining means for determining a route;
Transmission source address conversion means for converting the address of the transmission source node instructed with respect to the received data into the original address when relaying data communication on the path determined by the communication path determination means, Repeater.
アドホック無線LANメッシュネットワークのMPP(メッシュポータルポイント)に有線LANで接続するためのインターフェースを有することを特徴とする中継機。 In the repeater according to claim 1 or 2,
A repeater having an interface for connecting to an MPP (mesh portal point) of an ad hoc wireless LAN mesh network through a wired LAN.
前記ネットワーク内のノードのアドレスを学習するアドレス学習手段と、
受信した経路要求に指示される宛先ノードが送信元ノードの属するネットワークに存在するか否かによって中継の要否を確認する中継要否確認手段と、
前記中継要否確認手段によって中継が必要であると確認されたことを条件に、送信元ノードの属するネットワークから前記MPPを経て宛先ノードの属するネットワークに至る送信元ノードと宛先ノード間の通信経路を決定する通信経路決定手段と
を有することを特徴とするMPP。 An MPP (mesh portal point) of a constituent element of the network that relays communication performed between the constituent elements of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol,
Address learning means for learning addresses of nodes in the network;
Relay necessity confirmation means for confirming whether or not relaying is necessary depending on whether or not the destination node indicated in the received route request exists in the network to which the transmission source node belongs;
A communication path between the source node and the destination node from the network to which the source node belongs to the network to which the destination node belongs via the MPP is provided on the condition that the relay necessity confirmation unit confirms that the relay is necessary. An MPP comprising: a communication path determining means for determining.
中継するアドホック無線LANメッシュネットワークのMPPに直接、接続するためのインターフェースを有することを特徴とするMPP。 In the MPP as claimed in claim 4,
An MPP having an interface for directly connecting to an MPP of an ad hoc wireless LAN mesh network to be relayed.
送信元ノードが宛先ノードを指定して発行する経路要求を受信し、前記ネットワーク内のノードのアドレスを学習するアドレス学習工程と、
受信した経路要求に指示される宛先ノードが送信元ノードの属するネットワークに存在するか否かによって中継の要否を確認する中継要否確認工程と、
前記中継要否確認工程によって中継が必要であると確認されたことを条件に、送信元ノードの属するネットワーク内の送信元ノードと中継機間の通信経路を決定する第1通信経路決定工程と、
第1通信経路決定工程により決定された通信経路を経て、中継する通信の宛先ノードの属するネットワーク内の中継機と宛先ノード間の通信経路を決定する第2通信経路決定工程と、
前記第1通信経路決定工程及び第2通信経路決定工程によって決定された経路でデータ通信を中継する際に受信データに対して指示される送信元ノードのアドレスを本来のアドレスに変換する送信元アドレス変換工程と
を行うことを特徴とするネットワーク間通信方法。 An inter-network communication method for relaying data communication performed between nodes of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol,
An address learning step of receiving a route request issued by a source node specifying a destination node and learning an address of a node in the network;
A relay necessity confirmation step for confirming whether or not relaying is necessary depending on whether the destination node indicated in the received route request exists in the network to which the transmission source node belongs;
A first communication path determination step for determining a communication path between a transmission source node and a relay in the network to which the transmission source node belongs, on the condition that the relay necessity confirmation step confirms that the relay is necessary;
A second communication path determination step for determining a communication path between the relay station in the network to which the destination node of the relayed communication belongs and the destination node via the communication path determined in the first communication path determination step;
A source address that converts the address of the source node that is instructed for the received data into the original address when data communication is relayed on the route determined by the first communication route determination step and the second communication route determination step An inter-network communication method characterized by performing a conversion step.
送信元ノードが宛先ノードを指定して発行する経路要求を受信し、前記ネットワーク内のノードのアドレスを学習するアドレス学習工程と、
受信した経路要求に指示される宛先ノードが送信元ノードの属するネットワークに存在するか否かによって中継の要否を確認する中継要否確認工程と、
前記中継要否確認工程によって中継が必要であると確認されたことを条件に、送信元ノードの属するネットワークから中継機を経て宛先ノードの属するネットワークに至る送信元ノードと宛先ノード間の一連の通信経路を決定する通信経路決定工程と、
前記通信経路決定工程によって決定された経路でデータ通信を中継する際に受信データに対して指示される送信元ノードのアドレスを本来のアドレスに変換する送信元アドレス変換工程と
を行うことを特徴とするネットワーク間通信方法。 An inter-network communication method for relaying data communication performed between nodes of different ad hoc wireless LAN mesh networks according to an on-demand routing protocol,
An address learning step of receiving a route request issued by a source node specifying a destination node and learning an address of a node in the network;
A relay necessity confirmation step for confirming whether or not relaying is necessary depending on whether the destination node indicated in the received route request exists in the network to which the transmission source node belongs;
A series of communications between the source node and the destination node from the network to which the source node belongs to the network to which the destination node belongs through the relay machine on the condition that the relay necessity confirmation step confirms that the relay is necessary A communication route determination step for determining a route;
Performing a transmission source address conversion step of converting an address of a transmission source node instructed with respect to received data into an original address when relaying data communication on the route determined by the communication route determination step. To communicate between networks.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9699591B2 (en) | 2014-07-01 | 2017-07-04 | Ricoh Company, Ltd. | Wireless communication system, wireless communication device, and recording medium storing a wireless communication program |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH07202931A (en) * | 1993-12-28 | 1995-08-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gateway device |
-
2010
- 2010-09-15 JP JP2010207159A patent/JP2012065116A/en active Pending
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