JP2014175748A - ネットワーク装置およびネットワーク装置の制御方法 - Google Patents

ネットワーク装置およびネットワーク装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】DHCPサーバに故障や通信障害等の異常が発生してDHCPサーバがネットワーク上の他装置と通信不可能になった場合においても、DHCPクライアントへのIPアドレスの割り当てが可能な装置及び方法を提供する。
【解決手段】無線アクセスポイント33は、DHCPサーバ機能部13と、ネットワーク上の他装置からDHCPディスカバーを受信した場合、自身もDHCPディスカバーをネットワーク上にブロードキャストし、自身のDHCPディスカバーに対するDHCPオファーを予め決められた時間内に受信しない場合、DHCPサーバ機能部を起動するDHCP制御部14を有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、DHCPサーバ機能を備えたネットワーク装置に関する。
近年、無線LAN(Local Area Network)が普及し、沢山の装置が無線LANを経由して外部ネットワーク(インターネット等)に接続できるようになっている。特に最近は、タブレット、スマートフォン、ノートパソコンなど、無線LAN機能を内蔵する装置が増えていて、家庭内でも無線LANを経由して外部ネットワークに接続するケースが増えている。
ところで、無線LAN内の各装置間でのデータ通信を実現するためのスイッチには、各装置がEthernetケーブルを介して接続される。Ethernetを利用した通信では、各装置はIP(Internet Protocol)アドレスが決まっていないと通信ができない。
IPアドレスは、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)という手順でIPアドレスを管理する装置によって割り当てを行う手法が一般的である。DHCPによってIPアドレスをクライアントに割り当てる装置をDHCPサーバ、IPアドレスが割り当てられる装置をDHCPクライアントと呼ぶ。
以下、本発明に関連する、上記のDHCPと、ARP(Address Resolution Protocol)と、RARP(Reverse Address Resolution Protocol)と、の3つのプロトコルについて説明する。
(1)DHCPについて
DHCPサーバがDHCPクライアントにIPアドレスを割り当てる(IPアドレスをリースする)動作について説明する。なお、この動作は特許文献1等に記載されている。
図9は、DHCP処理のシーケンスを示している。
図9を参照すると、まず、IPアドレスが未確定のDHCPクライアントは、ネットワーク上のすべての装置宛にDHCPディスカバー(DISCOVER)を送信する(ステップS101)。ネットワーク上のすべての装置に送信する動作をブロードキャスト(Broadcast)という。
DHCPサーバは、DHCPクライアントからDHCPディスカバーを受信したら、そのDHCPクライアントに対し、そのDHCPクライアントに割り当てようとするIPアドレスをDHCPオファー(OFFER)にセットして送信する(ステップS102)。ネットワーク上の特定の装置に送信する動作をユニキャスト(Unicast)という。
DHCPクライアントは、DHCPサーバからDHCPオファーを受信したら、そのDHCPオファーからIPアドレスを抽出し、その抽出したIPアドレスをDHCPリクエスト(REQUEST)にセットして、ネットワーク上のすべての装置に送信する(ステップS103)。
DHCPサーバは、DHCPクライアントからDHCPリクエストを受信したら、そのDHCPリクエストにセットされたIPアドレスを抽出し、その抽出したIPアドレスが自身でDHCPオファーにセットしたIPアドレスと一致するか否かを判断する。
判断の結果、IPアドレスが一致していたら、DHCPサーバは、DHCPクライアントにDHCP ACKを送信してIPアドレスの割り当てを終了させる。一方、判断の結果、IPアドレスが不一致だったら、DHCPサーバは、DHCPクライアントにDHCP NAKを送信する(ステップS104)。
DHCPクライアントは、DHCP ACKを受信したら、自身のIPアドレスの設定をし、そのIPアドレスを以降の通信で使用する。一方、DHCPクライアントは、DHCP NAKを受信したら、ステップS101に戻って、DHCPディスカバーを再送信する。
DHCPサーバが割り当てたIPアドレスは、リース期間T(使用してもいい期間)が決められている。そのため、DHCPクライアントは、リース期間の残り時間がT/2以下になった時は、DHCPサーバへDHCPリクエストを送信し、リース期間を延長するのが通常の動作である。
(2)ARPについて
ARPは、ネットワーク上の装置が通信の宛先のIPアドレスを知っているという前提で、そのIPアドレスを持った装置のMAC(Media Access Control)アドレスを調べるために用いる。
図10は、ARP処理のシーケンスを示している。
図10を参照すると、まず、送信側の装置が、ARPリクエスト(REQUEST)の宛先IPアドレスに調べたいIPアドレスをセットして、ネットワーク上のすべての装置に送信する(ステップS201)。
ARPリクエストを受信したネットワーク上の受信側の装置は、そのARPリクエストの宛先IPアドレスにセットされたIPアドレスを抽出し、その抽出したIPアドレスが自身のIPアドレスと一致するか否かを判断する。
判断の結果、IPアドレスが一致していたら、受信側の装置は、ARPリプライ(REPLY)の送信元MACアドレスに自身のMACアドレスをセットして、そのARPリプライを送信側の装置に送信する(ステップS202)。一方、判断の結果、IPアドレスが不一致だったら、受信したARPリクエストを破棄する。
(3)RARPについて
RARPは、ARPとは逆の動作をするために用いる。
図11は、RARP処理のシーケンスを示している。
図11を参照すると、まず、送信側の装置が、RARPリクエストの宛先MACアドレスに調べたいMACアドレスをセットして、そのRARPリクエストをネットワーク上のすべての装置に送信する(ステップS301)。
RARPリクエストを受信したネットワーク上の受信側の装置がRARPサーバ以外の装置の場合、そのRARPリクエストは廃棄される。
一方、RARPリクエストを受信したネットワーク上の受信側の装置がRARPサーバの場合、RARPサーバは、そのRARPリクエストの宛先MACアドレスにセットされたMACアドレスを抽出し、その抽出したMACアドレスと一致するMACアドレスを自身のARPテーブルから検索する。ARPテーブルは、IPアドレスとMACアドレスとを一対一で紐付したもので、メモリ空間に保存されている。
検索の結果、一致するMACアドレスがあれば、RARPサーバは、MACアドレスに対応するIPアドレスをRARPリプライの送信元IPアドレスにセットし、そのRARPリプライを送信側の装置に送信する(ステップS302)。一方、検索の結果、一致するMACアドレスがなければ、受信したRARPパケットを破棄する。
このようにしてRARPは、MACアドレスからIPアドレスを検索するのに用いられるが、主に自身のMACアドレスからIPアドレスを検索する目的で使用される。
ところで、上述のように、DHCPクライアントは、DHCPサーバからIPアドレスが割り当てられ、そのIPアドレスを使って通信を行う。
しかし、DHCPサーバに故障や通信障害等の異常が発生して、DHCPサーバがネットワーク上の他装置と通信不可能になった場合、DHCPクライアントへのIPアドレスの割り当てができなくなるため、DHCPクライアントは通信ができない状態になる。
そこで、最近は、ネットワーク上のDHCPサーバ以外の装置にDHCPサーバ機能を備えさせ、その装置をDHCPサーバとして動作させる技術が提案されている(特許文献2,3)。
具体的には、特許文献2に記載の技術では、ネットワーク装置21がDHCPサーバ機能を備えており、また、特許文献3に記載の技術では、無線アクセスポイント1がDHCPサーバ機能を備えている。
特開2012−222542号公報 特開2005−130359号公報 特開2003−143175号公報
しかし、特許文献2,3に記載の技術にはそれぞれ以下のような課題がある。
(A)特許文献2に記載の技術の課題
特許文献2に記載の技術では、DHCPサーバ12が大規模ネットワーク1に設けられているのに対し、DHCPサーバの機能を備えたネットワーク装置21は小規模ネットワーク2に設けられている。
そのため、特許文献2の段落0045に記載されているように、小規模ネットワーク2を構成する機器のIPアドレス体系が、大規模ネットワーク1を構成する機器のIPアドレス体系とは異なる可能性がある。
そうすると、例えば、今まで通信できていたPC22とPC13は、ネットワーク端末21が違う体系のIPアドレスをPC22に割り当てたことで、それ以降に、PC13とPC22が通信できなくなるといった支障をきたしていた。
(B)特許文献3に記載の技術の課題
(B−1)特許文献3に記載の技術では、無線アクセスポイント1は、定期的にDHCPサーバ61にDHCPディスカバーを送信し、その応答としてのDHCPオファーを受信したか否かに応じて、DHCPサーバ61の異常を検出する。
無線アクセスポイント1は、DHCPオファーの受信によりDHCPサーバ61が起動中であることを検出した後に、DHCPサーバ61に異常が発生した場合、次のDHCPディスカバーを送信するまでは、DHCPサーバ61の異常を検出することができず、異常を検出するまでにタイムラグがあった。
そのため、そのタイムラグの間に、ネットワーク上に新たなDHCPクライアントが接続されてDHCPディスカバーを送信したとしても、その時点では無線アクセスポイント1は、DHCPサーバの異常を認識できていないため、DHCPサーバとして動作することができない。
その結果、新たなDHCPクライアントは、無線アクセスポイント1が次にDHCPディスカバーを送信するまでの一定期間の間は、IPアドレスを取得することができず、通信ができないといった支障をきたしていた。
(B−2)無線アクセスポイント1が、DHCPサーバ61の異常を検出するための定期的なDHCPディスカバーの送信間隔を短く(例えば0.1秒ごとに)することで、DHCPサーバ61の異常検出の遅延を短くすることができると考えられる。
しかし、DHCPディスカバーは、同じネットワークのすべての装置に送信されるので、すべての装置に届いでしまい、ネットワークの帯域を圧迫し、転送効率が悪くなる。
(B−3)同じネットワーク上に複数台の無線アクセスポイント1が配置され、DHCPサーバ61に異常が発生した状態で、複数台の無線アクセスポイント1が同時にDHCPディスカバーを送信したとする。
この場合、複数台の無線アクセスポイント1は、DHCPオファーの受信が無いと、お互いに自身のDHCPサーバ機能を起動するため、同じネットワーク上に複数台のDHCPサーバが構築されてしまい、ネットワークに混乱を招いてしまう。
そこで、本発明の目的は、上述した課題のいずれかを解決することができる技術を提供することにある。
本発明のネットワーク装置は、
DHCPサーバと同一のネットワーク上に設けられたネットワーク装置であって、
DHCPサーバ機能部と、
前記ネットワーク上の他装置からDHCPディスカバーを受信した場合、自身もDHCPディスカバーを前記ネットワーク上にブロードキャストし、自身のDHCPディスカバーに対するDHCPオファーを予め決められた時間内に受信しない場合、前記DHCPサーバ機能部を起動するDHCP制御部と、を有する。
本発明のネットワーク装置の制御方法は、
DHCPサーバと同一のネットワーク上に設けられ、DHCPサーバ機能部を備えたネットワーク装置の制御方法であって、
前記ネットワーク上の他装置からDHCPディスカバーを受信した場合、自身もDHCPディスカバーを前記ネットワーク上にブロードキャストし、
自身のDHCPディスカバーに対するDHCPオファーを予め決められた時間内に受信しない場合、前記DHCPサーバ機能部を起動する。
本発明によれば、DHCPクライアントが一定期間IPアドレスを取得できず通信ができないといった支障をきたさないという効果が得られる。
また、本発明によれば、ネットワークの帯域を圧迫し、転送効率が悪くなることが回避されるという効果が得られる。
また、本発明によれば、今まで通信できていた装置間の通信ができなくなるといった支障をきたさないという効果が得られる。
本発明の第1の実施形態に適用されるネットワークシステムの構成例を示す図である。 図1に示した無線アクセスポイントの構成を示すブロック図である。 図1に示したネットワークシステムの動作シーケンスを説明するシーケンス図である。 本発明の第2の実施形態に適用されるネットワークシステムの構成例を示す図である。 図4に示した無線アクセスポイントの構成を示すブロック図である。 RARPパケットの構造を説明する図である。 図4に示したネットワークシステムの動作例1の動作シーケンスを説明するシーケンス図である。 図4に示したネットワークシステムの動作例2の動作シーケンスを説明するシーケンス図である。 DHCPシーケンスを説明するシーケンス図である。 ARPシーケンスを説明するシーケンス図である。 RARPシーケンスを説明するシーケンス図である。
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
(1)第1の実施形態
図1は、本実施形態に適用されるネットワークシステムの構成例である。このネットワークシステムには、本発明のDHCPサーバ機能を備えたネットワーク装置がネットワーク内に1台だけ存在する。
スイッチ31は、パソコン32、無線アクセスポイント33、DHCPサーバ34およびルータ35をEthernetケーブルによって接続し、各装置間でのデータ通信を実現するための装置である。
無線アクセスポイント33は、無線装置をネットワーク30に収容するための装置であり、パソコン37をネットワーク30に収容している。
ルータ35は、ネットワーク30と外部ネットワーク36の間のデータ通信を行うための装置である。
パソコン32、無線アクセスポイント33およびパソコン37は、DHCPクライアントとして動作し、DHCPサーバ34からIPアドレスを取得する。
本実施形態においては、無線アクセスポイント33が、本発明のDHCPサーバ機能を備えたネットワーク装置に相当する。
ここで、本発明のネットワーク装置として適用される無線アクセスポイント33は、図2に示すように、通信部11と、IPアドレス設定部12と、DHCPサーバ機能部13と、DHCP制御部14と、を有している。
通信部11は、他装置と通信を行う。
IPアドレス設定部12は、無線アクセスポイント33がDHCPクライアントとして動作する場合、DHCPサーバ34に自身のIPアドレスの割り当てを要求し、DHCPサーバ34に割り当てられたIPアドレスを設定する。
DHCPサーバ機能部13は、無線アクセスポイント33がDHCPサーバとして動作する場合、ネットワーク30上の他装置からのDHCPディスカバーおよびDHCPリクエストを監視し、DHCPディスカバーを受信したら、その応答としてDHCPオファーを返し、DHCPリクエストを受信したら、その応答としてDHCP ACKまたはDHCP NAKを返す。
DHCP制御部14は、DHCPサーバ機能部13の起動/停止を行う。
なお、無線アクセスポイント33は、図2に示した構成要素以外にも、無線アクセスポイントとしての機能を実行するための他の構成要素を有しているが、これらは本発明の本質的な構成要素ではないため、説明を省略する。
以下、図1に示したネットワークシステムの動作シーケンスについて、図3を参照して説明する。
無線アクセスポイント33は最初にDHCPクライアントとして動作し、無線アクセスポイント33のIPアドレス設定部12は、DHCPサーバ34に自身のIPアドレスの割り当てを要求し、DHCPサーバ34に割り当てられたIPアドレスを設定する(ステップS401)。
パソコン32は、IPアドレスの割り当てを要求するために、DHCPサーバ34の接続されているネットワーク30上にDHCPディスカバーをブロードキャストする(ステップS402)。このDHCPディスカバーは、DHCPサーバ34および無線アクセスポイント33に受信される。
無線アクセスポイント33のDHCP制御部14は、ステップS402でDHCPディスカバーを受信したことで、DHCPサーバ34にIPアドレスの割り当てを要求しているDHCPクライアントがネットワーク30上に存在することを認識する。
そこで、無線アクセスポイント33のDHCP制御部14は、ネットワーク30上にDHCPサーバ34が存在することを確認するために、DHCPディスカバーをネットワーク30上にブロードキャストする(ステップS403)。
DHCPサーバ34は、ステップS402で受信したDHCPディスカバーに対しては、パソコン32に対してDHCPオファーを返信し(ステップS404)、ステップS403で受信したDHCPディスカバーに対しては、無線アクセスポイント33に対してDHCPオファーを返信する(ステップS405)。
パソコン32は、ステップS404でDHCPオファーを受信した後、DHCPリクエストをネットワーク30上にブロードキャストし(ステップS407)、それに対してDHCPサーバ34は、DHCP ACKを返信する(ステップS408)。これにより、DHCP手順によるIPアドレスの割り当てが完了し、パソコン32が通信可能な状態になる。
一方、無線アクセスポイント33のDHCP制御部14は、ステップS405で送信されたDHCPオファーを受信したことで(ステップS406)、DHCPサーバ34がネットワーク30上に存在することを認識する。そのため、DHCP制御部14は、DHCPサーバ機能部13を起動しない。
上記の動作は、DHCPサーバ34がネットワーク30上の他装置と通信可能な状態である場合の動作である。
以下に、DHCPサーバ34が異常発生によってネットワーク30上の他装置と通信不可能な状態である場合の動作を述べる。
DHCPサーバ34に異常が発生し(ステップS409)、その後、パソコン32がネットワーク30から一旦外されて、新たにネットワーク30に接続されたとする(ステップS410)。
この場合、パソコン32は、IPアドレスの割り当てを要求するために、DHCPディスカバーをネットワーク30上にブロードキャストする(ステップS411)。
無線アクセスポイント33のDHCP制御部14は、ステップS411でDHCPディスカバーを受信したことで、DHCPサーバ34にIPアドレスの割り当てを要求しているDHCPクライアントがネットワーク30上に存在することを認識する。
そこで、無線アクセスポイント33のDHCP制御部14は、ネットワーク30上にDHCPサーバ34が存在することを確認するために、DHCPディスカバーをネットワーク30上にブロードキャストする(ステップS412)。
上述のようにDHCPサーバ34には異常が発生しているため、ステップS412で送信したDHCPディスカバーに対するDHCPオファーを返信してこない。そのため、無線アクセスポイント33のDHCP制御部14は、DHCPサーバ34がネットワーク30上に存在しないと認識する(ステップS413)。
これを機に、無線アクセスポイント33のDHCP制御部14は、自身のDHCPサーバ機能部13を起動し、以降、無線アクセスポイント33はDHCPサーバとして動作する。DHCPサーバ機能部13は、ステップS411で受信したDHCPディスカバーに対して、パソコン32に対してDHCPオファーを送信することによってDHCP手順を継続する(ステップS414)。
以降、無線アクセスポイント33とパソコン32との間で、DHCPリクエスト(ステップS415)とDHCP ACK(ステップS416)とを送受信することによってDHCP手順を完了させ、IPアドレスの割り当てが完了する。
なお、ステップS413においては、無線アクセスポイント33のDHCP制御部14は、ステップS412でDHCPディスカバーを送信してから予め決められた時間内にDHCPサーバ34からのDHCPオファーの応答が無いことでDHCPサーバ34が存在しないと判断する。
上述したDHCPサーバ34からのDHCPオファーの待ち時間は、予め無線アクセスポイント33に固定的に設定されている時間を用いても良いが、DHCPサーバ34が正常動作している時の応答時間、すなわち、図4の例で言うと、ステップS403でDHCPディスカバーを送信してからステップS405でDHCPオファーを受信するまでの時間を計測し、その時間にマージンを加えた時間を用いても良い。後者の場合、無駄な待ち時間を減らすことが可能である。
ここで、特許文献3に記載の技術では、定期的にDHCPサーバにDHCPディスカバーを送信することで、DHCPサーバの異常を検出する必要があったため、DHCPサーバの異常を検出するまでにタイムラグがあった。
そのため、特許文献3に記載の技術では、そのタイムラグの間に、ネットワーク上に新たなDHCPクライアントが接続されてDHCPディスカバーを送信したとしても、その時点ではDHCPサーバの異常を認識できていないため、新たなDHCPクライアントは、次にDHCPディスカバーを送信するまでの一定期間の間は、IPアドレスを取得することができず、通信ができないといった支障をきたしていた。
これに対して、本実施形態においては、無線アクセスポイント33は、他のDHCPクライアントが送信したDHCPディスカバーを受信すると、自身もDHCPディスカバーをネットワーク30上に送信し、自身のDHCPディスカバーに対するDHCPオファーを予め決められた時間内に受信しなかった場合、DHCPサーバ34がネットワーク30上に存在しないと認識し、自身のDHCPサーバ機能部13を起動する。
そのため、本実施形態においては、ネットワーク30上に新たなDHCPクライアントが接続されてDHCPディスカバーを送信した直後に、DHCPサーバ34がネットワーク30上に存在しないこと、すなわちDHCPサーバ34に異常が発生したことを検出してDHCP手順を継続できるため、新たなDHCPクライアントが一定期間IPアドレスを取得できず通信ができないといった支障をきたさないという効果が得られる。
また、特許文献3に記載の技術では、DHCPサーバの異常検出の遅延を短くするためには、DHCPディスカバーの送信間隔を短くしなければならず、ネットワークの帯域を圧迫し、転送効率が悪くなっていた。
これに対して、本実施形態においては、無線アクセスポイント33は、他のDHCPクライアントが送信したDHCPディスカバーを受信した場合に、自身のDHCPディスカバーを送信することのみで、DHCPサーバ34の異常を検出できるため、不要なデータ転送が発生しない。そのため、ネットワークの帯域を圧迫し、転送効率が悪くなることが回避されるという効果が得られる。
また、特許文献2に記載の技術では、DHCPサーバ機能を備えるネットワーク装置が、DHCPサーバとは別のネットワークに存在していたため、DHCPサーバとは異なる体系のIPアドレスを割り当てる可能性があり、今まで通信できていた装置間の通信ができなくなるといった支障をきたしていた。
これに対して、本実施形態においては、無線アクセスポイント33は、DHCPサーバ34と同じネットワーク30上に存在するため、DHCPサーバ34とは同じ体系のIPアドレスを割り当てることができ、今まで通信できていた装置間の通信ができなくなるといった支障をきたさないという効果が得られる。
(2)第2の実施形態
図4は、本実施形態に適用されるネットワークシステムの構成例である。このネットワークシステムには、本発明のDHCPサーバ機能を備えたネットワーク装置がネットワーク内に複数台存在する。
スイッチ51は、無線アクセスポイント52,53、DHCPサーバ55およびルータ56をEthernetケーブルによって接続し、各装置間でのデータ通信を実現するための装置である。
無線アクセスポイント52,53は、無線装置をネットワーク50に収容するための装置である。
ルータ56は、ネットワーク50と外部ネットワーク57の間のデータ通信を行うための装置である。
無線アクセスポイント52,53、パソコン54、およびルータ56は、DHCPクライアントとして動作し、DHCPサーバ55からIPアドレスを取得する。
本実施形態においては、無線アクセスポイント52,53が、本発明のDHCPサーバ機能を備えたネットワーク装置に相当する。
ここで、本発明のネットワーク装置として適用される無線アクセスポイント52,53は、図5に示すように、図2に示した構成と比較して、RARP処理部15を追加した構成になっている。
RARP処理部15は、RARPのパケット送信を行うもので、通知部の一例である。
なお、無線アクセスポイント52,53は、図5に示した構成要素以外にも、無線アクセスポイントとしての機能を実行するための他の構成要素を有しているが、これらは本発明の本質的な構成要素ではないため、説明を省略する。
ここで、RARPのパケットについて説明する。
RARPのパケットは、図6で示すような構造になっている。
RARPパケット構造の前には、Ethernetヘッダ(14Byte)が付いている。Ethernetヘッダは、前から順番に宛先MACアドレス(FF:FF:FF:FF:FF:FF)と送信元MACアドレス(例えば本発明の無線アクセスポイント52、53のMACアドレス)とEthernetタイプ(0806h)で構成されている。
しかし、本発明で説明しているRARPの宛先MACアドレスとは、破線で囲んだ宛先MACアドレス部分であり、Ethernetヘッダの宛先MACアドレスとは異なる。RARPパケットのその他の部分は、通常通りの設定をするので、説明を省略する。
通常、RARPリクエストの宛先MACアドレスは、検索したい装置のMACアドレスを使用するが、本発明では、複数台のネットワーク装置間の制御のために、RARPリクエストの宛先MACアドレスとして、以下のような特定のMACアドレスを用いる。
MAC1:RARPリクエストの宛先MACアドレスに設定してブロードキャストすることで、送信元のネットワーク装置自身がDHCPサーバ機能部13を持っていることを通知するためのMACアドレス。
MAC2:RARPリクエストの宛先MACアドレスに設定してブロードキャストすることで、送信元のネットワーク装置自身がDHCPオファーをネットワーク50上の装置に送信したことを通知するためのMACアドレス。
MAC3:RARPリクエストの宛先MACアドレスに設定してブロードキャストすることで、送信元のネットワーク装置自身がDHCP ACKをネットワーク50上の装置に送信したことを通知するためのMACアドレス。
これらのMACアドレス1,2,3は、ネットワーク50の設計時に予め決めておき、RARP処理部15に予め設定されているものである。
以下、図4に示したネットワークシステムの動作シーケンスについて説明する。
(A)動作例1
まず、図4に示したネットワークシステムの動作例1の動作シーケンスについて、図7を参照して説明する。
動作例1は、無線アクセスポイント52,53がDHCPサーバ55から自身のIPアドレスを割り当てて貰った後、ある時からDHCPサーバ55が通信不可能になった場合の以降の動作を示している。
DHCPサーバ55に異常が発生している状態で(ステップS501)、パソコン54が、IPアドレスの割り当てを要求するために、DHCPディスカバーをネットワーク50上にブロードキャストしたとする(ステップS502)。
無線アクセスポイント52のRARP処理部15は、ステップS502でDHCPディスカバーを受信すると、宛先MACアドレスがMAC1であるRARPリクエストをネットワーク50上にブロードキャストする(ステップS503)。
無線アクセスポイント53のDHCP制御部14は、無線アクセスポイント52がネットワーク50上にブロードキャストした、宛先MACアドレスがMAC1のRARPリクエストを受信するので、ネットワーク50上の無線アクセスポイント52がDHCPサーバ機能部13を持っていることを認識する(ステップS504)。
無線アクセスポイント53のDHCP制御部14は、ネットワーク50上の無線アクセスポイント52もDHCPサーバ機能部13を持っていることを認識したら、無線アクセスポイント52と自身との間でのDHCPサーバ機能部13を起動する優先順位を決定する(ステップS505)。
例えば、優先順位の決定は、自身のMACアドレスと、自身以外のDHCPサーバ機能部13を持ったネットワーク装置のMACアドレスと、を比較し、最も大きなMACアドレスを持ったネットワーク装置の優先順位を最も高くすると規定する。
あるいは、DHCPサーバ機能部13を持ったネットワーク装置の各DHCP制御部14がそれぞれランダム数を生成して、そのランダム数をpingデータのペイロードとして送信し、そのランダム数の大小で優先順位を決定することとしても良い。
図7では、DHCPサーバ機能部13を起動する優先順位は、無線アクセスポイント52の方が無線アクセスポイント53よりも高いものとして以降の説明を続ける。
同様に、無線アクセスポイント53も宛先MACアドレスがMAC1であるRARPリクエストをネットワーク50上にブロードキャストする(ステップS506)。そのため、無線アクセスポイント52も、ネットワーク50上の無線アクセスポイント53がDHCPサーバ機能部13を持っていることを認識し(ステップS507)、無線アクセスポイント53と同じ手順で優先順位の決定を行う(ステップS508)。
無線アクセスポイント52,53は、ステップS502でパソコン54からのDHCPディスカバーを受信している。そのため、無線アクセスポイント52,53の各DHCP制御部14は、ネットワーク50上にDHCPサーバ55が存在することを確認するために、図4に示したのと同じように、それぞれDHCPディスカバーをネットワーク50上にブロードキャストする(ステップS509,S510)
このとき、DHCPサーバ55には異常が発生しており、ステップS509,S510で送信したDHCPディスカバーに対するDHCPオファーはDHCPサーバ55からは返信されてこない。
そのため、無線アクセスポイント52,53の各DHCP制御部14は、DHCPサーバ55がネットワーク50上に存在しないと認識する(ステップS511,S512)。
ここで、DHCPサーバ機能部13を起動する優先順位は、無線アクセスポイント52の方が無線アクセスポイント53よりも高い。
そのため、優先順位が高い無線アクセスポイント52のDHCP制御部14は、DHCPサーバ機能部13を起動する(ステップS511)。
一方、優先順位が低い無線アクセスポイント53のDHCP制御部14は、DHCPサーバ55がネットワーク50上に存在しないと認識しても、DHCPサーバ機能部13を起動しない(ステップS512)。
以降、無線アクセスポイント52はDHCPサーバとして動作し、無線アクセスポイント52のDHCPサーバ機能部13は、パソコン54に対してDHCPオファーを送信する(ステップS513)。さらに、無線アクセスポイント52のRARP処理部15は、宛先MACアドレスをMAC2としたRARPリクエストをネットワーク50上にブロードキャストする(ステップS514)。これによって、無線アクセスポイント53のDHCP制御部14は、無線アクセスポイント52がパソコン54にDHCPオファーを送信したことを、認識することができる(ステップS515)。
無線アクセスポイント52のDHCPサーバ機能部13は、パソコン54からのDHCPリクエストを受信すると(ステップS516)、これに対してパソコン54宛てにDHCP ACKを送信する(ステップS517)。さらに、無線アクセスポイント52のRARP処理部15は、宛先MACアドレスをMAC3としたRARPリクエストをネットワーク50上にブロードキャストする(ステップS518)。これによって、無線アクセスポイント53のDHCP制御部14は、無線アクセスポイント52がパソコン54にDHCP ACKを送信したことを、認識することができる(ステップS519)。
なお、無線アクセスポイント52のDHCP制御部14は、パソコン54にDHCP ACKを送信してIPアドレスの割り当てを終了させた後、DHCPサーバ機能部13を一旦停止させても良い。この場合、DHCPクライアントからのDHCPディスカバリーを受信した時に(図7のステップS502に相当)、図7で示した以降の手順を実行して再度DHCPサーバ機能部13を起動する。
あるいは、無線アクセスポイント52のDHCP制御部14は、一旦DHCPサーバ機能部13を起動したら、その起動を継続することで、無線アクセスポイント52がDHCPサーバとして動作し続けても良い。
(B)動作例2
次に、図4に示したネットワークシステムの動作例2の動作シーケンスについて、図8を参照して説明する。
動作例2は、図7に示した動作シーケンスを実行中に無線アクセスポイント52に異常が発生した場合の動作例である。具体的には、無線アクセスポイント52が、ステップS511でDHCPサーバ機能部13を起動して、ステップS513でパソコン54に対してDHCPオファーを返信した後に異常が発生した場合の動作例である。
ステップS513でパソコン54に対してDHCPオファーを返信した後に無線アクセスポイント52に異常が発生した場合(ステップS601)、無線アクセスポイント53には、無線アクセスポイント52からの、宛先MACアドレスをMAC2としたRARPリクエストが受信されない。
そのため、無線アクセスポイント53のDHCP制御部14は、無線アクセスポイント52がパソコン54にDHCPオファーを送信しておらず、無線アクセスポイント52がネットワーク50上に存在しないと認識し(ステップS602)、自身のDHCPサーバ機能部13を起動する(ステップS603)。
そして、無線アクセスポイント53のDHCPサーバ機能部13も、パソコン54に対してDHCPオファーを送信する(ステップS604)。さらに、無線アクセスポイント53のRARP処理部15は、宛先MACアドレスをMAC2としたRARPリクエストをネットワーク50上にブロードキャストする(ステップS605)。これによって、無線アクセスポイント53自身がネットワーク50上の装置にDHCPオファーを送信したと通知する。
しかし、パソコン54は、2つのDHCPオファー(ステップS513とS604)を受信しているので、2つのDHCPオファーの中から1つを選んでDHCPリクエストをネットワーク50上にブロードキャストする必要がある。
もしこの時、パソコン54が、ステップS604で受信したDHCPオファーを選択し、無線アクセスポイント53が割り当てたIPアドレスをDHCPリクエストにセットしてネットワーク50上にブロードキャストすると、順調にIPアドレスの割り当てが完了する。
ここでは、パソコン54が、ステップS513で受信したDHCPオファーを選択し、無線アクセスポイント52が割り当てたIPアドレスをDHCPリクエストにセットしてネットワーク50上にブロードキャストしたとする(ステップS606)。
無線アクセスポイント53のDHCPサーバ機能部13は、ステップS606で受信したDHCPリクエストにセットされたIPアドレスが、自身がステップS604でDHCPオファーにセットしたIPアドレスと一致しないことを認識する。
また、無線アクセスポイント53は、ステップS503で宛先MACアドレスをMAC1としたRARPリクエストを無線アクセスポイント52から受信している。そのため、無線アクセスポイント53のDHCPサーバ機能部13は、パソコン54が、DHCPサーバ機能部13を持っている無線アクセスポイント52により送信されたDHCPオファーを選択したことを認識することができる。
そのため、無線アクセスポイント53のDHCPサーバ機能部13は、ステップS606でパソコン54がネットワーク50上にブロードキャストしたDHCPリクエストに対して、DHCP NAKを返信する。この時、無線アクセスポイント53のDHCPサーバ機能部13は、DHCP NAKの送信元MACアドレスおよび送信元IPアドレスにそれぞれ無線アクセスポイント52のMACアドレスおよびIPアドレスをセットしてパソコン54に送信することで、パソコン54は無線アクセスポイント52からDHCP NAKを受信したと認識する。
すると、パソコン54は、IPアドレスの取得に失敗したので、DHCPディスカバーの送信からやり直すことに決定する(ステップS608)。なお、以降のステップS609〜S615の詳細は、図7で既に説明しているため省略する。
なお、ステップS602においては、無線アクセスポイント53のDHCP制御部14は、予め決められた時間内に、無線アクセスポイント52から、宛先MACアドレスをMAC2としたRARPリクエストを受信しないことで無線アクセスポイント52がネットワーク50上に存在しないと認識する。この場合、無線アクセスポイント52からの、宛先MACアドレスをMAC2としたRARPリクエストを待つ待ち時間の起算点は、無線アクセスポイント52から、ステップS503で宛先MACアドレスをMAC1としたRARPリクエストを受信した時点としても良いし、無線アクセスポイント52から、ステップS509でDHCPディスカバーを受信した時点としても良い。
ここで、特許文献3に記載の技術では、DHCPサーバ機能を備えた無線アクセスポイント1が同じネットワーク上に複数台配置された場合、同じネットワーク上に複数のDHCPサーバが構築され、ネットワークに混乱を招いてしまう可能性があった。
これに対して、本実施形態においては、DHCPサーバ機能部13を備えた無線アクセスポイント1が同じネットワーク上に複数台配置された場合でも、予め設定された特定のMAC1、MAC2、MAC3をセットしたRARPリクエストを用いて複数の装置間の制御を行うため、複数のDHCPサーバが動作することがなく、正常なネットワークを構成できるという効果が得られる。
その他の効果は第1の実施形態と同様である。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
例えば、上記実施形態においては、無線アクセスポイントを本発明のネットワーク装置として適用しているが、ネットワーク上に接続されたすべての装置を本発明のネットワーク装置として適用することも可能である。
また、第2の実施形態においては、DHCPオファーとDHCP ACKをユニキャストで送信することを前提にしている。
そのため、本発明のネットワーク装置が同じネットワーク上に複数台接続された場合、予め設定された特定のMAC1、MAC2、MAC3をRARPリクエストの宛先MACアドレスにセットしてネットワーク上にブロードキャストすることで、DHCPサーバ機能部13を持っていることの通知、DHCPオファーを送信したことの通知、DHCP ACKを送信したことの通知を行っている。
しかし、本発明はこれに限定されず、上記の3つの通知にそれぞれ対応する3つの特定のビットを予め設定し、上記の3つのいずれかの通知を行う場合、その通知に対応する特定のビットをDHCPディスカバーのパケットの未使用領域にセットし、そのDHCPディスカバーをネットワーク上にブロードキャストしても良い。
また、第2の実施形態においては、本発明のネットワーク装置が同じネットワーク上に2台接続されていることを前提としているが、3台以上接続される場合もある。この場合、以下のような規定を設けておく。
例えば、本発明のn(nは3以上の自然数)台のネットワーク装置が、ネットワーク上にDHCPディスカバーをブロードキャストしても、DHCPサーバからDHCPオファーを受信しない場合、n台のネットワーク装置のうち優先順位が最も高いネットワーク装置がDHCPサーバ機能部13を起動する。このとき、その他のネットワーク装置における、宛先MACアドレスをMAC2としたRARPリクエストの待ち時間は、優先順位に応じて予め設定しておき、優先順位が低くなるにしたがって長くなるようにする。そして、その他のネットワーク装置は、自身の優先順位に応じた待ち時間が経過しても、宛先MACアドレスをMAC2としたRARPリクエストを受信しない場合に、DHCPサーバ機能部13を起動する。これにより、優先順位が最も高いネットワーク装置が異常を発生しても、その他のネットワーク装置がDHCPサーバ機能部13を同時に起動し、複数のDHCPサーバが動作することを回避することができる。
11 通信部
12 IPアドレス設定部
13 DHCPサーバ機能部
14 DHCP制御部
15 RARP処理部
30 ネットワーク
31 スイッチ
32,37 パソコン
33 無線アクセスポイント
34 DHCPサーバ
35 ルータ
36 外部ネットワーク
50 ネットワーク
51 スイッチ
52,53 無線アクセスポイント
54 パソコン
55 DHCPサーバ
56 ルータ
57 外部ネットワーク

Claims (8)

  1. DHCPサーバと同一のネットワーク上に設けられたネットワーク装置であって、
    DHCPサーバ機能部と、
    前記ネットワーク上の他装置からDHCPディスカバーを受信した場合、自身もDHCPディスカバーを前記ネットワーク上にブロードキャストし、自身のDHCPディスカバーに対するDHCPオファーを予め決められた時間内に受信しない場合、前記DHCPサーバ機能部を起動するDHCP制御部と、を有するネットワーク装置。
  2. 前記ネットワーク上の他装置からDHCPディスカバーを受信した場合、自身が前記DHCPサーバ機能部を備える旨の第1の通知を前記ネットワーク上にブロードキャストする通知部をさらに有し、
    前記DHCP制御部は、
    前記ネットワーク上の他装置から前記第1の通知を受信した場合、当該他装置と自身との間での前記DHCPサーバ機能部を起動する優先順位を決定し、
    自身のDHCPディスカバーに対するDHCPオファーを予め決められた時間内に受信しない場合、自身の優先順位が最も高ければ、前記DHCPサーバ機能部を起動する、請求項1に記載のネットワーク装置。
  3. 前記通知部は、
    前記DHCP制御部により起動された前記DHCPサーバ機能部が、前記ネットワーク上の他装置からのDHCPディスカバーに対する応答としてDHCPオファーを返信した場合、自身がDHCPオファーを返信した旨の第2の通知を前記ネットワーク上にブロードキャストする、請求項2に記載のネットワーク装置。
  4. 前記DHCP制御部は、
    自身の優先順位が最も高くはない場合も、前記ネットワーク上の他装置から前記第2の通知を予め決められた時間内に受信しない場合、前記DHCPサーバ機能部を起動する、請求項3に記載のネットワーク装置。
  5. 前記通知部は、
    前記DHCP制御部により起動された前記DHCPサーバ機能部が、前記ネットワーク上の他装置からのDHCPリクエストに対する応答としてDHCP ACKを返信した場合、自身がDHCP ACKを返信した旨の第3の通知を前記ネットワーク上にブロードキャストする、請求項3または4に記載のネットワーク装置。
  6. 前記通知部は、
    前記第1、第2および第3の通知にそれぞれ対応する特定の第1、第2および第3のMACアドレスが予め設定されており、
    前記第1、第2または第3の通知を行う際には、当該通知に対応する特定のMACアドレスを宛先MACアドレスにセットしたRARPリクエストを前記ネットワーク上にブロードキャストする、請求項5に記載のネットワーク装置。
  7. 前記通知部は、
    前記第1、第2および第3の通知にそれぞれ対応する特定の第1、第2および第3のビットが予め設定されており、
    前記第1、第2または第3の通知を行う際には、当該通知に対応する特定のビットを所定の領域にセットしたDHCPディスカバーを前記ネットワーク上にブロードキャストする、請求項5に記載のネットワーク装置。
  8. DHCPサーバと同一のネットワーク上に設けられ、DHCPサーバ機能部を備えたネットワーク装置の制御方法であって、
    前記ネットワーク上の他装置からDHCPディスカバーを受信した場合、自身もDHCPディスカバーを前記ネットワーク上にブロードキャストし、
    自身のDHCPディスカバーに対するDHCPオファーを予め決められた時間内に受信しない場合、前記DHCPサーバ機能部を起動する、制御方法。
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