JP3613207B2 - Ａｒｐテーブル形成方法及びこれを用いた経路制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信ネットワークのＡＲＰテーブル形成方法及びこれを用いた経路制御方法に関し、特にＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＭｅｓｓａｇｅｓによりＡＲＰテーブル制御を行うことで、経路制御情報更新に伴う通信ネットワーク全体に対する通信性能の低下を抑制できる経路制御方法に関する。
【０００２】
ＩＣＭＰ（ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｓｓａｇｅ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とは、ＴＣＰ／ＩＰ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｔｏｃｏｌ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）において、その機能を補助するための制御用プロトコルをいう。パケットの構造としては、ＩＰヘッダの直後にＩＣＭＰのデータ部が置かれている。エラー通知や通信状態の診断を行なうために利用され、ｐｉｎｇコマンドも使用している。あて先への到達不能や経路変更要求、時間超過、タイム・スタンプの要求・応答などのメッセージがある。
【０００３】
ＡＲＰ（アープ：ａｄｄｒｅｓｓ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とは、ＴＣＰ／ＩＰネットワークにおいて、ＩＰアドレスからイーサネット等の物理アドレスである、ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ：メディア・アクセス制御）を求めるのに使われるプロトコルをいう。逆に、物理アドレスからＩＰアドレスを求めるのはＲＡＲＰ（アールアープ：Ｒｅｖｅｒｓｅ ＡＲＰ）という。
【０００４】
【従来の技術】
通信ネットワークに接続されている端末等がデータ通信を行うには、各端末等に通信パラメータを設定する必要がある。通信パラメータとしては、個々の端末を識別するためのアドレスや、通信ネットワーク内でデータを希望する端末等へ確実に伝送する際に中継装置等で使用される通信経路情報等がある。
【０００５】
インターネットやイントラネットで用いられる通信プロトコルであるＴＣＰ／ＩＰでは、端末を識別するためにＩＰアドレスと呼ばれる識別番号をネットワーク内でユニークとなるよう設定し、端末及びデータの中継を行うルータ等には、宛先ＩＰアドレスに対する転送先が記された通信経路情報（ルーティング情報）が設定され、そのルーティング情報を基にデータの送信及び中継が行われる。
【０００６】
ルータ等が保有するルーティング情報は、通信ネットワーク内でデータを希望する端末等へ確実に伝送するために、通信ネットワーク構成に変更があっても確実に中継ができるよう、常に通信ネットワークの最新の構成に対応した情報を保有しておく必要がある。ルーティング情報の設定方式は、大別すると、通信ネットワークの管理者がルータに必要な情報を手動で設定する静的方式と、ＲＩＰ等を用いて自動的に更新していく動的方式とがある。ただし、静的方式の場合、通信ネットワーク規模が大きくなると、構成変更毎に各ルータの設定を通信ネットワークの管理者が変更し、維持していくことは、困難となってくるため、動的方式を採用することが多い。
【０００７】
そのような動的方式の一つであるＲＩＰ（リップ：Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、標準勧告文書（ＲＦＣ：Ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）１０５８等に規定されている。このＲＩＰとは、ネットワーク上を流れるパケットの経路情報を交換するルーティング・プロトコルの一つであり、パケットが相手に届くまでに経由するルータの数すなわちホップ数がなるべく小さくなるように経路選択を行うことに特徴を有する。ただし、ホップ数の上限が１５となっているため、比較的小規模な企業内ＬＡＮなどで使われる。
【０００８】
図１０は、ＲＩＰの動作概要の説明図である。図１０には、ルータ８０１〜８０３及び端末等８０４〜８０６から構成される通信ネットワークが示されている。これは、隣接するルータ間すなわちルータ８０１−８０２間及びルータ８０１−８０３間で、ルーティング情報を定期的に交換し、各ルータが最新のルーティング情報を自動的に生成するというものである。
【０００９】
また、通信ネットワーク構成に変更があった場合、ＩＰアドレス等の端末への通信パラメータの設定も変更する必要が生じることもある。通信パラメータの設定方式（通信ネットワーク構成変更時だけではなく、初めて通信ネットワークに端末が加入する場合も含む。）としては、大別すると、人間が必要な通信パラメータを端末へ手動で設定する静的方式と、ＤＨＣＰ等を用いて自動的に必要な通信パラメータを端末へ設定する動的方式とがある。
【００１０】
この静的方式の場合、ルーティング情報の設定方式と同様に、通信ネットワークの規模が大きくなると、構成変更毎に通信ネットワークの管理者が各端末の設定を変更しかつ維持していくことは困難となってくる。また、各端末のユーザが設定を変更する場合でも、通信パラメータ設定の変更は、ユーザにある程度のインターネットに関する知識を保有することを要求し、また、誤った設定による通信障害の発生等の恐れもあり、あまり好ましいものではない。そのため、通信パラメータ設定方式も動的方式を採用する場合が多い。
【００１１】
一方、動的方式の一つであるＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、ＲＦＣ２１３１等に規定されている。このＤＨＣＰとは、ネットワーク・パラメータの自動設定を行うクライアント／サーバ型のプロトコルをいう。各クライアントに、起動時に動的にＩＰアドレスを割り当て、デフォルト経路のようなネットワーク・パラメータの通知を行い、終了時には割り当てたＩＰアドレスを回収する。したがって、サーバ側では、ＩＰアドレスをＤＨＣＰクライアント用にいくつかまとめて用意しておくだけでよい。
【００１２】
ＤＨＣＰでは、端末などが、通信ネットワークに加入する際に、ＤＨＣＰサーバに対しＩＰアドレス等のＩＰ通信に必要な通信パラメータを要求する。そして、その要求を受信したＤＨＣＰサーバが、端末に対し必要な情報を提供する。端末は、通信パラメータ等を含む情報をＤＨＣＰサーバから受信したら、受信した情報を基に通信パラメータを設定する。ＤＨＣＰサーバには、端末へ割り当てても良いＩＰアドレスの範囲等の他、ＩＰ通信に必要な通信パラメータの情報が設定されている。ＤＨＣＰを用いると、静的方式と比べ、ＴＣＰ／ＩＰに関する知識を保有することなく誰でも簡単にネットワークに加入できるようになる。
【００１３】
図１１は、ＤＨＣＰの動作概要を説明する説明図である。図１１では、ＤＨＣＰサーバ９０１及び端末９０２〜９０４がＬＡＮに接続されており、端末９０２，９０３は通信パラメータが既に設定され、端末９０４は通信パラメータが未定義の状態を示している。図１１において、端末９０４がＤＨＣＰサーバ９０１から通信パラメータの情報を受信する際の動作は次のようになる。
【００１４】
（１）端末９０４は、起動時にＤＨＣＰサーバ９０１に対し、ＩＰアドレス等の通信パラメータの情報を得るため、その通信パラメータを要求する情報をネットワーク内にブロードキャストにて送信する。ブロードキャストとは、データのあて先を指定しないで、不特定多数の相手にデータを送ることをいう。
【００１５】
（２）ＤＨＣＰサーバ９０１は、この通信パラメータを要求する情報を受信したら、保有している通信パラメータに関する情報の中から、端末９０４宛に通信パラメータの設定に必要な情報を送信する。端末９０４は、受信した情報を基に通信パラメータを設定する。
【００１６】
端末が移動した場合も、移動した先にて上述のＤＨＣＰの実施によりＩＰアドレス等を設定すれば良い。ただし、端末が移動しても、移動先でＩＰアドレス等の設定を不要とする方式もある。ＲＦＣ２００２等において、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰに関し規定されている。このＭｏｂｉｌｅ ＩＰとは、ＩＰネットワークの利用者が移動して、通常使っているネットワーク以外のネットワークに情報機器（モバイル・ホスト）をつないでも、その情報機器のＩＰアドレスをそのまま使えるようにする技術をいう。
【００１７】
図１２は、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰの動作概要を説明する説明図である。図１２では、端末１００１，１００２、ＨＡ（Ｈｏｍｅ Ａｇｅｎｔ）１００３，ＦＡ（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ａｇｅｎｔ）１００４、ルータ１００５〜１００７等から構成される通信ネットワークが示されている。図１２は、端末１００１，１００２間の通信において、端末１００２が移動した場合の通信を例示したものである。
【００１８】
図１２において、まず（１）端末１００２が移動する。（２）端末１００２は、ＩＰアドレス等の設定は変更せず、ＦＡ１００４に対し、端末１００２が移動してきたことを示す加入登録を行う。（３）ＦＡ１００４は、端末１００２からの加入登録を受信したら、ＨＡ１００３に対し、端末１００２宛のデータを代理受信し、かつＦＡ１００４宛にデータを転送するよう要請する。（４）ＦＡ１００４から要請を受けたＨＡ１００３は、端末１００２宛のデータを端末１００２の代わりに受信する。（５）ＨＡ１００３は、端末１００２宛のデータをＦＡ１００４宛に変更して、これを転送する。（６）ＦＡ１００４は、ＨＡ１００３からデータを受信したら、受信したデータを端末１００２宛に送信する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術では、次のような問題がある。
【００２０】
第１の問題点は、図１０に例示したＲＩＰのような動的方式では、隣接するルータ間にてルーティング情報が定期的に交換されるため、通信ネットワーク構成に変更が無くとも、通信ネットワーク全体で定期的にユーザデータ以外の情報が流れていることとなり、通信ネットワークの通信性能が低下するという恐れがあるということである。
【００２１】
その理由は、これらユーザデータ以外の情報が、通信回線上へ多量に送出されると、ユーザデータの伝送が遅延する等の影響が発生することがあり、特に通信ネットワークが低速な通信回線によって構築されている場合は、ユーザデータの伝送遅延、スループットの低下等の影響が顕著になるためである。
【００２２】
第２の問題点は、端末が頻繁に移動するような場合、移動する度毎にＩＰアドレス等の通信パラメータの設定を変更したくないが、通信ネットワークが低速の通信回線により構築されている場合、ＩＰアドレス等の通信パラメータを静的方式により再設定しなければならないということである。
【００２３】
その理由は、動的方式である図１１に例示したＤＨＣＰ等の方式を用いた場合、端末がネットワークに加入する際に、端末からＤＨＣＰサーバに対して送信される通信パラメータの要求情報、及びその要求情報に対する設定すべき通信パラメータに関する情報が、ＤＨＣＰサーバから端末に対し送信されるためである。これら回線上に送出される情報は、ユーザデータとは関係のない情報が流れるものであるため、第１の問題点での説明と同様の理由により好ましいものではない。
【００２４】
また、端末が移動しても移動先にてＩＰアドレスの再設定を行わなくても良い方式として、図１２に例示したＭｏｂｉｌｅ ＩＰに関して説明した。しかし、本方式は、データをＨＡ経由にて転送しなくてはならないなど、経路を最適化して転送した場合と比べ、回線に負荷がかかる。したがって、第１の問題点と同様、通信性能の低下の恐れがあることから、ユーザデータの伝送遅延等の影響が顕著になるという問題がある。
【００２５】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、通信性能の低下を軽減することができるＡＲＰテーブル形成方法を提供するとともに、通信ネットワークに構成に変更があっても、ルーティング情報等、ユーザデータ以外の情報の回線への送出を極力抑えることにより、通信性能の低下を軽減することができる経路制御方法を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＡＲＰテーブル形成方法は、ルータ、サブネットワーク及び端末が上位方向及び下位方向に多数接続されてなるとともにＴＣＰ／ＩＰを用いた通信ネットワークで使用される。そして、前記ルータは下位方向へ第一のメッセージを送信し、この第一のメッセージを受信した前記端末は自身のＩＰアドレスを含めて上位方向へ第二のメッセージを送信し、前記第一のメッセージを受信した前記ルータはその下位方向に存在する全ての端末のＩＰアドレスを含めて上位方向へ第三のメッセージを送信し、前記第一のメッセージを送信した前記ルータは受信した前記第二及び第三のメッセージに基づきＡＲＰテーブルを形成する（請求項１）。このとき、前記第一のメッセージがＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅであり、前記第二及び第三のメッセージがＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅである、としてもよい（請求項２）
【００２７】
本発明に係る経路制御方法は、前記ルータは、転送するデータの宛先のＩＰアドレスを取得し、請求項１又は２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで当該ＩＰアドレスの登録の有無を検索し、当該ＩＰアドレスの登録が有る場合は下位方向へ前記データを転送し、当該ＩＰアドレスの登録が無い場合は当該ＩＰアドレスに対する第四のメッセージを上位方向へ送信し、第五のメッセージが受信されたときは上位方向へ前記データを転送する、というものである（請求項３）。
【００２８】
本発明に係る経路制御方法は、前記ルータは、転送するデータの宛先のＩＰアドレスを取得し、請求項２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで当該ＩＰアドレスの登録の有無を検索し、当該ＩＰアドレスの登録が有る場合は下位方向へ前記データを転送し、当該ＩＰアドレスの登録が無い場合は当該ＩＰアドレスに対するＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを上位方向へ送信し、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅが受信されたときは上位方向へ前記データを転送する、というものである（請求項４）。
【００２９】
本発明に係る経路制御方法は、前記ルータは、第四のメッセージを受信し、その第四のメッセージで要求された当該ＩＰアドレスの登録の有無を請求項１又は２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで検索し、当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記第四のメッセージが上位方向（下位側から上位側へ）である場合及び当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記第四のメッセージが下位方向（上位側から下位側へ）である場合は、当該第四のメッセージを破棄し、当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記第四のメッセージが上位方向である場合は、自身の物理アドレスを含む第五のメッセージを下位方向へ送信し、当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記第四のメッセージが下位方向である場合は、自身の物理アドレスを含む第五のメッセージを上位方向へ送信する、というものである（請求項５）。このとき、前記第五のメッセージをブロードキャスト又はマルチキャストで送信する、としてもよい（請求項７）。
【００３０】
本発明に係る経路制御方法は、前記ルータは、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信し、そのＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅで要求された当該ＩＰアドレスの登録の有無を請求項２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで検索し、当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが上位方向である場合及び当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが下位方向である場合は、当該ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを破棄し、当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが上位方向である場合は、自身の物理アドレスを含むＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを下位方向へ送信し、当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが下位方向である場合は、自身の物理アドレスを含むＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを上位方向へ送信する、というものである（請求項６）。このとき、前記ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをブロードキャスト又はマルチキャストで送信する、としてもよい（請求項８）。
【００３１】
換言すると、本発明による経路制御方法は、ＩＣＭＰを利用し、ＡＲＰテーブルを制御すること特徴としている。すなわち、この経路制御方法を利用したルータは、下り方向に接続している全ての端末に関する情報に関して、ＩＣＭＰをベースとしたプロトコルを利用して収集し、ＡＲＰテーブルを構成するという動作を実行する。また、端末の移動等による通信ネットワーク構成の変更時も同様に、通信ネットワーク内の必要な箇所にて、ＩＣＭＰのメッセージのやりとりを実施することで、経路制御情報を更新している。したがって、経路制御情報更新時の通信性能低下を抑え、また、ホストルートによる経路制御を行うことで、端末が移動した際にＩＰアドレスの再設定を行うことなく通信ができるようになる。
【００３２】
更に換言すると、本発明は、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓを用いてＡＲＰテーブルを生成し、経路制御情報更新に伴う通信ネットワーク全体に対する通信性能の低下を抑制できることを特徴とする経路制御方法である。また、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをブロードキャスト等により送信し、他のルータは、そのメッセージをモニタすることで、ＡＲＰテーブルの重複を発見できることを特徴とする経路制御方法である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に使用される通信ネットワークを示す構成図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００３４】
この通信ネットワークは、無線端末１０１，１０２、ルータ１０３〜１０７、サーバ１０８、低速無線通信サブネットワーク（以下「サブネット」という。）１０９〜１１４等によって構成されている。無線端末１０１，１０２は、それぞれサブネット１０９，１１０を介して、サーバ１０８又は他の無線端末等と通信を行う。ルータ１０３〜１０７は、それぞれ接続しているサブネットを介して受信したデータの宛先情報に基づき、適切なサブネットへデータを転送する。以下、ルータ１０５〜１０７を上位ルータ、ルータ１０３、１０４を下位ルータと呼ぶ。サブネット１０９〜１１４は、低速無線通信回線よって構成され、それぞれ周波数が個別に割り当てられている。また、以下、データの流れる方向を図示したように、無線端末からサーバへ向けての方向を「上り」、その逆を「下り」と定義する。
【００３５】
図２は、本実施形態における無線端末、ルータ、サーバの各通信プロトコル構成の概要を示す概念図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００３６】
無線端末及びサーバは、アプリケーション、ＴＣＰ／ＵＤＰ、ＩＰ／ＩＣＭＰ、ＡＲＰ、データリンク層、物理層等によって構成される。ルータは、ＩＰ／ＩＣＭＰ、Ｐｒｏｘｙ ＡＲＰ、データリンク層、物理層等によって構成される。ＩＣＭＰは、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓ（ＲＦＣ１２５６）で定義されるメッセージを用いて、ＡＲＰテーブルを構成するために用いる。図２に示したその他のプロトコル等については、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その説明を省略する。
【００３７】
次に、本実施形態について、図を用いて更に詳しく説明する。
【００３８】
まず、経路制御に用いるルータにおけるＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓを用いたＡＲＰテーブルの生成方法について説明する前に、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓの本来の動作概要について説明する。
【００３９】
ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓは、端末が自分の加入しているネットワークのルータを見つけたいときに、使用される。通常ルータが、その存在を端末に知らせるためのメッセージであるＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅに、ルータのＩＰアドレスを含めて（自身以外のルータの存在も知っていれば、それらのルータも含めて良い）定期的に送信し、そのメッセージを端末が受信することによって、端末はルータ（又はルータ群）の存在を知ることができる。
【００４０】
また、端末が加入した際などに、ルータのＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅの送信間隔が長い等の理由により、すぐにルータの存在を知ることができない場合がある。そのような場合に、端末は、すぐにルータの存在を知るために、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅの送信を要求するＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅを、ルータに対して送信することもできる。そのメッセージを受信したルータは、上述したＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅを送信することにより、端末にルータの存在を知らせることができる。
【００４１】
図３は、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓを用いたＡＲＰテーブルを生成するときの、下位ルータ１０３，１０４における動作シーケンスを説明する説明図である。
【００４２】
下位ルータは、下り方向のサブネットに向け、Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を要求するＲｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信する。このメッセージを受信した無線端末等は、Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当に、通常、ルータ（又はルータ群）のＩＰアドレスを含める代わりに、自身のＩＰアドレスを含めて送信する。このメッセージを受信した下位ルータは、メッセージ内のＩＰアドレスに対応する物理アドレスとして、データリンクフレームの送信元アドレスを対応させたＡＲＰテーブルを構成することができる。このＡＲＰテーブルが構成できたことで、下位ルータは、自身の下り方向のサブネットに加入している全ての端末のＩＰアドレス及びそれに対応する物理アドレスを知ることができる。
【００４３】
図４は、上位ルータ１０５〜１０７における動作シーケンスを説明する説明図である。
【００４４】
上位ルータは、上述の下位ルータの場合と同様、下り方向のサブネットに向け、Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信する。このメッセージを受信した下位ルータは、Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を上り方向のサブネットに向け送信する。このメッセージには、自身のＩＰアドレスの他、図３を用いて説明した動作シーケンスにより収集した、下位ルータの下り方向のサブネットに存在する全ての端末等のＩＰアドレスが含まれる。なお、図１には記述されていないが、サブネット内に無線端末が存在した場合、その無線端末は、上述の無線端末と同様、自身のＩＰアドレスを含むＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信する。
【００４５】
これらのメッセージを受信した上位ルータは、メッセージ内に含まれる全てのＩＰアドレスに対応する物理アドレスとして、データリンクフレームの送信元アドレスを対応させたＡＲＰテーブルを構成することができる。このＡＲＰテーブルが構成できたことで、上位ルータは、自身の下り方向に存在する全ての端末のＩＰアドレス及びそれに対応する物理アドレスを知ることができる。
【００４６】
次にルータにおける経路制御方法について説明する。
【００４７】
データの転送動作概要は、ＡＲＰ（ＲＦＣ８２６等）にて規定されるＡＲＰメッセージのやりとり、又は、上述の動作シーケンスにより生成したＡＲＰテーブルの参照により、転送先を決定するというものである。上位ルータを例として、経路制御手順の動作シーケンスについて図５及び図６を用いて説明する。
【００４８】
まず、受信したデータより、転送すべきデータの宛先ＩＰアドレスを取得する（ステップＡ１）。続いて、該当するＩＰアドレスがＡＲＰテーブルに登録済みか否かを検索する（ステップＡ２）。登録済みの場合は、ＡＲＰテーブルに基づきデータリンクフレームを構成し、下り方向のサブネットへデータを転送する（ステップＡ７）。
【００４９】
一方、未登録の場合は、宛先ＩＰアドレスに対するＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを上り方向へ送信する（ステップＡ３）。続いて、タイムアウトするまでにＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを規定回数送信し、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅの受信有無を確認する（ステップＡ４）。ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを受信できなかった場合は、転送すべきデータを破棄する（ステップＡ５）。一方、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを受信した場合は、受信したＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅに基づき、データリンクフレームを構成し、上り方向のサブネットへデータを転送する（ステップＡ６）。
【００５０】
なお、上り方向から受信したＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅは、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅの送信を抑制するために、通常のＡＲＰにおける動作のように、物理アドレスをＡＲＰテーブルに追加しても良い。その場合は、上述のステップＡ７での処理は、下り方向だけではなく、上り方向の転送も行われることとなる。
【００５１】
次に、ルータにおける、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信した際の、受信時の処理について説明する。なお、本説明は通常Ｐｒｏｘｙ ＡＲＰと呼ばれる動作と同等である。
【００５２】
まず、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信する（ステップＢ１）。続いて、受信インタフェースは、上り側であったのか又は下り側であったのかを検索する（ステップＢ２）。このとき、下り側であった場合、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅで要求されたＩＰアドレスが、ＡＲＰテーブルに存在するか否かを確認する（ステップＢ３）。存在しない場合、宛先のＩＰアドレスは、そのルータの下り方向には存在せず、上り方向へ転送する必要があるため、自身宛にデータを転送してもらう必要がある。そのため、下り方向へ、自身の物理アドレスを含むＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを送信する（ステップＢ５）。
【００５３】
一方、ステップＢ３において、ＡＲＰテーブルに該当するＩＰアドレスが存在する場合は、下り方向に該当する端末が存在することを示しているので、データを転送するためにＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信する必要がない。よって、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを破棄する（ステップＢ６）。
【００５４】
ステップＢ２において、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信したインタフェースが上り側であった場合、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅで要求されたＩＰアドレスがＡＲＰテーブルに存在するか否かを確認する（ステップＢ４）。該当するＩＰアドレスがＡＲＰテーブルに存在する場合、データを受信し、下り方向へデータを転送しなくてはならない。よって、データを受信したサブネット（上り）方向へ、自身の物理アドレスを含むＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを送信する（ステップＢ５）。
【００５５】
一方、該当するＩＰアドレスがＡＲＰテーブルに存在しない場合、データを下り方向へ転送する必要がないため、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを破棄する（ステップＢ６）。
【００５６】
以上、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓを用いたＡＲＰテーブルの制御方法及び経路制御方法に関して説明した。最後に、通信ネットワーク構成の変更時の例として、端末が移動する例を図７を用いて説明する。
【００５７】
図７に示されている通信ネットワークは、無線端末７０１、ルータ７０２〜７０７、サーバ７０８、サブネット７０９〜７１５等よって構成されている。なお、各構成の機能は、図１で説明したものと同等であるため、説明は省略する。
【００５８】
（１）無線端末７０１は、加入しているサブネットに属する下位ルータ７０２に対し、自身のＩＰアドレスを含むＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信する。ただし、メッセージ内のＬｉｆｅｔｉｍｅフィールドは、０とする。このＬｉｆｅｔｉｍｅ フィールドは、通常（本来の使用方法）、メッセージ内に含まれるルータ群のＩＰアドレス等に関する情報が正当であると予想される時間を示すために用いられるものである。よって、このフィールドを０とすることによって、送信した無線端末７０１が、下位ルータに対し、サブネット７０９より離脱したことを示すものである。このＬｉｆｅｔｉｍｅフィールドが０となったＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を受信した下位ルータ７０２は、メッセージに含まれるＩＰアドレスから、ＡＲＰテーブルの該当する項目を削除する。無線端末７０１が送信する、離脱したことを知らせるＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当の送信回数は、下位ルータ７０２に確実に伝送するため、複数回送信しても良い。
【００５９】
（２）下位ルータ７０２は、ＡＲＰテーブルを変更後、削除したＩＰアドレスを含むＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を、上位ルータ７０５に送信する。この場合も（１）と同様に、Ｌｉｆｅｔｉｍｅフィールドの値は０とする。これにより、受信した上位ルータ７０５は、下り方向の通信ネットワークから無線端末が離脱したことを知ることができるとともに、上位ルータのＡＲＰテーブルにより情報を更新することができる。なお、下位ルータ７０２が上位ルータ７０５へ、離脱したことを知らせるＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信するタイミングは、ＡＲＰテーブルを変更した直後に送信せず、ある時間待ってその間に他の端末からの離脱を知らせるＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当の受信を待ち、その間に受信した端末に関する情報を全て１つのＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当に含めて送信することで、回線への負荷を抑え、通信性能低下を抑えることもできる。
【００６０】
（３）無線端末７０１が移動する。無線端末７０１が移動するタイミングは、離脱したことを知らせるＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信した後であれば、どのタイミングでも自由である。
【００６１】
（４）無線端末７０１が移動したら、移動先のサブネット７１１に属する下位ルータ７０４に、Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信する。この場合のメッセージは、図３を用いて説明した場合のＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当と同等である。このメッセージを受信した下位ルータ７０４は、ＡＲＰテーブルを変更する。
【００６２】
（５）下位ルータ７０４は、ＡＲＰテーブルの変更後、自身のＩＰアドレス及び下り方向のサブネット７１１に加入している全ての端末のＩＰアドレスを含むＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を、上位ルータ７０６に送信する。このメッセージの内容も、図３を用いて説明した場合のＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当と同等のものである。このメッセージを上位ルータ７０６が、受信し、ＡＲＰテーブルを更新することによって、上位ルータの下り方向に新たに端末が加入したことを知ることができる。したがって、無線端末７０１が移動しても、移動した無線端末７０１宛のデータも、無線端末７０１がＩＰアドレスを変更することなく通信ネットワーク内を正しく転送することができる。
【００６３】
このように、上記実施形態では、ルータ（上位及び下位ともに）が、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓにより下り方向に存在する全端末のＩＰアドレスを含むＡＲＰテーブルを構成できるので、ホストルートによる経路制御が可能となる。また、ＲＩＰのような従来方式では、通信ネットワーク構成に変更があると、隣接するルータ間で定期的に経路情報の更新を行っていたため、通信性能が低下していた。これに対し、本実施形態では、通信ネットワーク構成に変更があっても、経路変更に関する情報の送出が、通信ネットワーク内の必要な箇所でしか行われないため、通信性能の低下を抑えることができる。しかも、ホストルートによる経路制御となっているので、端末がサブネットワークを移動しても、ＩＰアドレスを変更することなく、経路制御可能という効果もある。
【００６４】
本発明の他の実施形態として、その基本的方法は上記の通りであるが、通信ネットワーク構成変更時のＡＲＰテーブルの更新についてさらに工夫している。図８及び図９を用いて説明する。なお、図８は、図５にステップＡ４’を追加し、図９は、図６にステップＢ３’を追加し、ステップＢ５をステップＢ５’に変更したものである。よって、ステップＡ４’、ステップＢ３’、ステップＢ５’についてのみの説明とする。
【００６５】
図８において、他の端末等よりＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅの受信有無について確認する（ステップＡ４’）。ある時間経過後、このメッセージの受信有無を確認し、受信が無かったら、ステップＡ６へ進む。もし、他の端末からＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅの受信があった場合、ＡＲＰテーブルの情報に重複が考えられる。例えば、図７を用いて説明した場合の（１）〜（５）において、無線端末が送信したＩＣＭＰ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅが、下位ルータ７０２へ届かなかったことにより（２）の動作も行われなかったため、上位ルータ７０５のＡＲＰテーブルが正しく更新されなかった等が考えられる。よって、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを送信したルータにおいて、図３及び図４の動作シーケンスに基づくＡＲＰテーブルの再構築を待ち、ステップＡ３へ進む。
【００６６】
次に、図９のステップＢ３’及びステップＢ５’について説明する。図９において、他の端末等からのＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅの受信有無について確認する（ステップＢ３’）。ある時間経過後、このメッセージの受信有無を確認し、受信が有ったら、ステップＢ６’へ進む。ステップＢ６’では、図３及び図４の動作シーケンスに基づくＡＲＰテーブルの再構築を行う。受信が無かった場合は、ステップＢ５’へ進む。ステップＢ５’では、通常のＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅの送信は、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅの送信者へのユニキャストであるが、これをブロードキャスト又は、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅの送信者及び各ルータへの複数の宛先（マルチキャスト）として送信する。
【００６７】
このように本実施形態では、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをユニキャストではなく、ブロードキャスト等とすることで、他のルータ等がそのＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをモニタできるようになり、ＡＲＰテーブルの重複を発見することができるようになるという効果もある。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、次のような効果を奏する。
【００６９】
本発明によれば、ルータ（上位及び下位ともに）が第一のメッセージ（ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ）を使うことにより下り方向に存在する全端末のＩＰアドレスを含むＡＲＰテーブルを構成できるので、ホストルートによる経路制御が可能となる。また、通信ネットワーク構成に変更があっても、経路変更に関する情報の送出が、通信ネットワーク内の必要な箇所でしか行われないため、通信性能の低下を抑えることができる。しかも、ホストルートによる経路制御となっているので、端末がサブネットワークを移動しても、ＩＰアドレスを変更することなく、経路制御可能という効果もある。
【００７０】
換言すると、第１の効果は、通信性能を低下させることなく、経路制御情報を更新することができることにある。その理由は、ホストルートによる経路制御を行うためである。第２の効果は、端末が移動してもＩＰアドレスの設定が不要でも、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰのように、通信性能を低下させることもないことにある。その理由は、ホストルートによる経路制御を行っているためである。第３の効果は、ＡＲＰテーブルの重複を発見することができることにある。その理由は、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをユニキャストではなく、ブロードキャスト等により送信しているためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態で使用される通信ネットワークを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における通信プロトコルを示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における下位ルータ等の動作を示すシーケンス図である。
【図４】本発明の一実施形態における上位ルータ等の動作を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の一実施形態における上位ルータ等の経路制御動作時のデータ転送手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態における上位ルータ等の経路制御動作時のＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅ受信時の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態における無線端末が移動した場合の経路情報の更新動作を示す構成図である。
【図８】図５を改善したフローチャートである。
【図９】図６を改善したフローチャートである。
【図１０】従来技術におけるＲＩＰの動作を説明するための構成図である。
【図１１】従来技術におけるＤＨＣＰの動作を説明するための構成図である。
【図１２】従来技術におけるＭｏｂｉｌｅ ＩＰの動作を説明するための構成図である。
【符号の説明】
１０１，１０２ 無線端末
１０３〜１０７ ルータ
１０８ サーバ
１０９〜１１４ 低速無線通信サブネットワーク
７０１ 無線端末
７０２〜７０７ ルータ
７０８ サーバ
７０９〜７１５ 低速無線通信サブネットワーク
８０１〜８０３ ルータ
８０４〜８０６ 端末
９０１ ＤＨＣＰサーバ
９０２〜９０４ 端末
１００１，１００２ 端末
１００３ ＨＡ
１００４ ＦＡ
１００５〜１００７ ルータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信ネットワークのＡＲＰテーブル形成方法及びこれを用いた経路制御方法に関し、特にＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ ＭｅｓｓａｇｅｓによりＡＲＰテーブル制御を行うことで、経路制御情報更新に伴う通信ネットワーク全体に対する通信性能の低下を抑制できる経路制御方法に関する。
【０００２】
ＩＣＭＰ（ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｓｓａｇｅ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とは、ＴＣＰ／ＩＰ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｔｏｃｏｌ／ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）において、その機能を補助するための制御用プロトコルをいう。パケットの構造としては、ＩＰヘッダの直後にＩＣＭＰのデータ部が置かれている。エラー通知や通信状態の診断を行なうために利用され、ｐｉｎｇコマンドも使用している。あて先への到達不能や経路変更要求、時間超過、タイム・スタンプの要求・応答などのメッセージがある。
【０００３】
ＡＲＰ（アープ：ａｄｄｒｅｓｓ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とは、ＴＣＰ／ＩＰネットワークにおいて、ＩＰアドレスからイーサネット等の物理アドレスである、ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ：メディア・アクセス制御）を求めるのに使われるプロトコルをいう。逆に、物理アドレスからＩＰアドレスを求めるのはＲＡＲＰ（アールアープ：Ｒｅｖｅｒｓｅ ＡＲＰ）という。
【０００４】
【従来の技術】
通信ネットワークに接続されている端末等がデータ通信を行うには、各端末等に通信パラメータを設定する必要がある。通信パラメータとしては、個々の端末を識別するためのアドレスや、通信ネットワーク内でデータを希望する端末等へ確実に伝送する際に中継装置等で使用される通信経路情報等がある。
【０００５】
インターネットやイントラネットで用いられる通信プロトコルであるＴＣＰ／ＩＰでは、端末を識別するためにＩＰアドレスと呼ばれる識別番号をネットワーク内でユニークとなるよう設定し、端末及びデータの中継を行うルータ等には、宛先ＩＰアドレスに対する転送先が記された通信経路情報（ルーティング情報）が設定され、そのルーティング情報を基にデータの送信及び中継が行われる。
【０００６】
ルータ等が保有するルーティング情報は、通信ネットワーク内でデータを希望する端末等へ確実に伝送するために、通信ネットワーク構成に変更があっても確実に中継ができるよう、常に通信ネットワークの最新の構成に対応した情報を保有しておく必要がある。ルーティング情報の設定方式は、大別すると、通信ネットワークの管理者がルータに必要な情報を手動で設定する静的方式と、ＲＩＰ等を用いて自動的に更新していく動的方式とがある。ただし、静的方式の場合、通信ネットワーク規模が大きくなると、構成変更毎に各ルータの設定を通信ネットワークの管理者が変更し、維持していくことは、困難となってくるため、動的方式を採用することが多い。
【０００７】
そのような動的方式の一つであるＲＩＰ（リップ：Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、標準勧告文書（ＲＦＣ：Ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）１０５８等に規定されている。このＲＩＰとは、ネットワーク上を流れるパケットの経路情報を交換するルーティング・プロトコルの一つであり、パケットが相手に届くまでに経由するルータの数すなわちホップ数がなるべく小さくなるように経路選択を行うことに特徴を有する。ただし、ホップ数の上限が１５となっているため、比較的小規模な企業内ＬＡＮなどで使われる。
【０００８】
図１０は、ＲＩＰの動作概要の説明図である。図１０には、ルータ８０１〜８０３及び端末等８０４〜８０６から構成される通信ネットワークが示されている。これは、隣接するルータ間すなわちルータ８０１−８０２間及びルータ８０１−８０３間で、ルーティング情報を定期的に交換し、各ルータが最新のルーティング情報を自動的に生成するというものである。
【０００９】
また、通信ネットワーク構成に変更があった場合、ＩＰアドレス等の端末への通信パラメータの設定も変更する必要が生じることもある。通信パラメータの設定方式（通信ネットワーク構成変更時だけではなく、初めて通信ネットワークに端末が加入する場合も含む。）としては、大別すると、人間が必要な通信パラメータを端末へ手動で設定する静的方式と、ＤＨＣＰ等を用いて自動的に必要な通信パラメータを端末へ設定する動的方式とがある。
【００１０】
この静的方式の場合、ルーティング情報の設定方式と同様に、通信ネットワークの規模が大きくなると、構成変更毎に通信ネットワークの管理者が各端末の設定を変更しかつ維持していくことは困難となってくる。また、各端末のユーザが設定を変更する場合でも、通信パラメータ設定の変更は、ユーザにある程度のインターネットに関する知識を保有することを要求し、また、誤った設定による通信障害の発生等の恐れもあり、あまり好ましいものではない。そのため、通信パラメータ設定方式も動的方式を採用する場合が多い。
【００１１】
一方、動的方式の一つであるＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、ＲＦＣ２１３１等に規定されている。このＤＨＣＰとは、ネットワーク・パラメータの自動設定を行うクライアント／サーバ型のプロトコルをいう。各クライアントに、起動時に動的にＩＰアドレスを割り当て、デフォルト経路のようなネットワーク・パラメータの通知を行い、終了時には割り当てたＩＰアドレスを回収する。したがって、サーバ側では、ＩＰアドレスをＤＨＣＰクライアント用にいくつかまとめて用意しておくだけでよい。
【００１２】
ＤＨＣＰでは、端末などが、通信ネットワークに加入する際に、ＤＨＣＰサーバに対しＩＰアドレス等のＩＰ通信に必要な通信パラメータを要求する。そして、その要求を受信したＤＨＣＰサーバが、端末に対し必要な情報を提供する。端末は、通信パラメータ等を含む情報をＤＨＣＰサーバから受信したら、受信した情報を基に通信パラメータを設定する。ＤＨＣＰサーバには、端末へ割り当てても良いＩＰアドレスの範囲等の他、ＩＰ通信に必要な通信パラメータの情報が設定されている。ＤＨＣＰを用いると、静的方式と比べ、ＴＣＰ／ＩＰに関する知識を保有することなく誰でも簡単にネットワークに加入できるようになる。
【００１３】
図１１は、ＤＨＣＰの動作概要を説明する説明図である。図１１では、ＤＨＣＰサーバ９０１及び端末９０２〜９０４がＬＡＮに接続されており、端末９０２，９０３は通信パラメータが既に設定され、端末９０４は通信パラメータが未定義の状態を示している。図１１において、端末９０４がＤＨＣＰサーバ９０１から通信パラメータの情報を受信する際の動作は次のようになる。
【００１４】
（１）端末９０４は、起動時にＤＨＣＰサーバ９０１に対し、ＩＰアドレス等の通信パラメータの情報を得るため、その通信パラメータを要求する情報をネットワーク内にブロードキャストにて送信する。ブロードキャストとは、データのあて先を指定しないで、不特定多数の相手にデータを送ることをいう。
【００１５】
（２）ＤＨＣＰサーバ９０１は、この通信パラメータを要求する情報を受信したら、保有している通信パラメータに関する情報の中から、端末９０４宛に通信パラメータの設定に必要な情報を送信する。端末９０４は、受信した情報を基に通信パラメータを設定する。
【００１６】
端末が移動した場合も、移動した先にて上述のＤＨＣＰの実施によりＩＰアドレス等を設定すれば良い。ただし、端末が移動しても、移動先でＩＰアドレス等の設定を不要とする方式もある。ＲＦＣ２００２等において、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰに関し規定されている。このＭｏｂｉｌｅ ＩＰとは、ＩＰネットワークの利用者が移動して、通常使っているネットワーク以外のネットワークに情報機器（モバイル・ホスト）をつないでも、その情報機器のＩＰアドレスをそのまま使えるようにする技術をいう。
【００１７】
図１２は、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰの動作概要を説明する説明図である。図１２では、端末１００１，１００２、ＨＡ（Ｈｏｍｅ Ａｇｅｎｔ）１００３，ＦＡ（Ｆｏｒｅｉｇｎ Ａｇｅｎｔ）１００４、ルータ１００５〜１００７等から構成される通信ネットワークが示されている。図１２は、端末１００１，１００２間の通信において、端末１００２が移動した場合の通信を例示したものである。
【００１８】
図１２において、まず（１）端末１００２が移動する。（２）端末１００２は、ＩＰアドレス等の設定は変更せず、ＦＡ１００４に対し、端末１００２が移動してきたことを示す加入登録を行う。（３）ＦＡ１００４は、端末１００２からの加入登録を受信したら、ＨＡ１００３に対し、端末１００２宛のデータを代理受信し、かつＦＡ１００４宛にデータを転送するよう要請する。（４）ＦＡ１００４から要請を受けたＨＡ１００３は、端末１００２宛のデータを端末１００２の代わりに受信する。（５）ＨＡ１００３は、端末１００２宛のデータをＦＡ１００４宛に変更して、これを転送する。（６）ＦＡ１００４は、ＨＡ１００３からデータを受信したら、受信したデータを端末１００２宛に送信する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術では、次のような問題がある。
【００２０】
第１の問題点は、図１０に例示したＲＩＰのような動的方式では、隣接するルータ間にてルーティング情報が定期的に交換されるため、通信ネットワーク構成に変更が無くとも、通信ネットワーク全体で定期的にユーザデータ以外の情報が流れていることとなり、通信ネットワークの通信性能が低下するという恐れがあるということである。
【００２１】
その理由は、これらユーザデータ以外の情報が、通信回線上へ多量に送出されると、ユーザデータの伝送が遅延する等の影響が発生することがあり、特に通信ネットワークが低速な通信回線によって構築されている場合は、ユーザデータの伝送遅延、スループットの低下等の影響が顕著になるためである。
【００２２】
第２の問題点は、端末が頻繁に移動するような場合、移動する度毎にＩＰアドレス等の通信パラメータの設定を変更したくないが、通信ネットワークが低速の通信回線により構築されている場合、ＩＰアドレス等の通信パラメータを静的方式により再設定しなければならないということである。
【００２３】
その理由は、動的方式である図１１に例示したＤＨＣＰ等の方式を用いた場合、端末がネットワークに加入する際に、端末からＤＨＣＰサーバに対して送信される通信パラメータの要求情報、及びその要求情報に対する設定すべき通信パラメータに関する情報が、ＤＨＣＰサーバから端末に対し送信されるためである。これら回線上に送出される情報は、ユーザデータとは関係のない情報が流れるものであるため、第１の問題点での説明と同様の理由により好ましいものではない。
【００２４】
また、端末が移動しても移動先にてＩＰアドレスの再設定を行わなくても良い方式として、図１２に例示したＭｏｂｉｌｅ ＩＰに関して説明した。しかし、本方式は、データをＨＡ経由にて転送しなくてはならないなど、経路を最適化して転送した場合と比べ、回線に負荷がかかる。したがって、第１の問題点と同様、通信性能の低下の恐れがあることから、ユーザデータの伝送遅延等の影響が顕著になるという問題がある。
【００２５】
【発明の目的】
そこで、本発明の目的は、通信性能の低下を軽減することができるＡＲＰテーブル形成方法を提供するとともに、通信ネットワークに構成に変更があっても、ルーティング情報等、ユーザデータ以外の情報の回線への送出を極力抑えることにより、通信性能の低下を軽減することができる経路制御方法を提供することにある。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＡＲＰテーブル形成方法は、ルータ、サブネットワーク及び端末が上位方向及び下位方向に多数接続されてなるとともにＴＣＰ／ＩＰを用いた通信ネットワークで使用される。そして、前記ルータは下位方向へ第一のメッセージを送信し、この第一のメッセージを受信した前記端末は自身のＩＰアドレスを含めて上位方向へ第二のメッセージを送信し、前記第一のメッセージを受信した前記ルータはその下位方向に存在する全ての端末のＩＰアドレスを含めて上位方向へ第三のメッセージを送信し、前記第一のメッセージを送信した前記ルータは受信した前記第二及び第三のメッセージに基づきＡＲＰテーブルを形成する（請求項１）。このとき、前記第一のメッセージがＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅであり、前記第二及び第三のメッセージがＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅである、としてもよい（請求項２）
【００２７】
本発明に係る経路制御方法は、前記ルータは、転送するデータの宛先のＩＰアドレスを取得し、請求項１又は２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで当該ＩＰアドレスの登録の有無を検索し、当該ＩＰアドレスの登録が有る場合は下位方向へ前記データを転送し、当該ＩＰアドレスの登録が無い場合は当該ＩＰアドレスに対する第四のメッセージを上位方向へ送信し、第五のメッセージが受信されたときは上位方向へ前記データを転送する、というものである（請求項３）。
【００２８】
本発明に係る経路制御方法は、前記ルータは、転送するデータの宛先のＩＰアドレスを取得し、請求項２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで当該ＩＰアドレスの登録の有無を検索し、当該ＩＰアドレスの登録が有る場合は下位方向へ前記データを転送し、当該ＩＰアドレスの登録が無い場合は当該ＩＰアドレスに対するＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを上位方向へ送信し、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅが受信されたときは上位方向へ前記データを転送する、というものである（請求項４）。
【００２９】
本発明に係る経路制御方法は、前記ルータは、第四のメッセージを受信し、その第四のメッセージで要求された当該ＩＰアドレスの登録の有無を請求項１又は２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで検索し、当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記第四のメッセージが上位方向（下位側から上位側へ）である場合及び当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記第四のメッセージが下位方向（上位側から下位側へ）である場合は、当該第四のメッセージを破棄し、当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記第四のメッセージが上位方向である場合は、自身の物理アドレスを含む第五のメッセージを下位方向へ送信し、当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記第四のメッセージが下位方向である場合は、自身の物理アドレスを含む第五のメッセージを上位方向へ送信する、というものである（請求項５）。このとき、前記第五のメッセージをブロードキャスト又はマルチキャストで送信する、としてもよい（請求項７）。
【００３０】
本発明に係る経路制御方法は、前記ルータは、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信し、そのＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅで要求された当該ＩＰアドレスの登録の有無を請求項２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで検索し、当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが上位方向である場合及び当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが下位方向である場合は、当該ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを破棄し、当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが上位方向である場合は、自身の物理アドレスを含むＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを下位方向へ送信し、当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが下位方向である場合は、自身の物理アドレスを含むＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを上位方向へ送信する、というものである（請求項６）。このとき、前記ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをブロードキャスト又はマルチキャストで送信する、としてもよい（請求項８）。
【００３１】
換言すると、本発明による経路制御方法は、ＩＣＭＰを利用し、ＡＲＰテーブルを制御すること特徴としている。すなわち、この経路制御方法を利用したルータは、下り方向に接続している全ての端末に関する情報に関して、ＩＣＭＰをベースとしたプロトコルを利用して収集し、ＡＲＰテーブルを構成するという動作を実行する。また、端末の移動等による通信ネットワーク構成の変更時も同様に、通信ネットワーク内の必要な箇所にて、ＩＣＭＰのメッセージのやりとりを実施することで、経路制御情報を更新している。したがって、経路制御情報更新時の通信性能低下を抑え、また、ホストルートによる経路制御を行うことで、端末が移動した際にＩＰアドレスの再設定を行うことなく通信ができるようになる。
【００３２】
更に換言すると、本発明は、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓを用いてＡＲＰテーブルを生成し、経路制御情報更新に伴う通信ネットワーク全体に対する通信性能の低下を抑制できることを特徴とする経路制御方法である。また、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをブロードキャスト等により送信し、他のルータは、そのメッセージをモニタすることで、ＡＲＰテーブルの重複を発見できることを特徴とする経路制御方法である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に使用される通信ネットワークを示す構成図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００３４】
この通信ネットワークは、無線端末１０１，１０２、ルータ１０３〜１０７、サーバ１０８、低速無線通信サブネットワーク（以下「サブネット」という。）１０９〜１１４等によって構成されている。無線端末１０１，１０２は、それぞれサブネット１０９，１１０を介して、サーバ１０８又は他の無線端末等と通信を行う。ルータ１０３〜１０７は、それぞれ接続しているサブネットを介して受信したデータの宛先情報に基づき、適切なサブネットへデータを転送する。以下、ルータ１０５〜１０７を上位ルータ、ルータ１０３、１０４を下位ルータと呼ぶ。サブネット１０９〜１１４は、低速無線通信回線よって構成され、それぞれ周波数が個別に割り当てられている。また、以下、データの流れる方向を図示したように、無線端末からサーバへ向けての方向を「上り」、その逆を「下り」と定義する。
【００３５】
図２は、本実施形態における無線端末、ルータ、サーバの各通信プロトコル構成の概要を示す概念図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００３６】
無線端末及びサーバは、アプリケーション、ＴＣＰ／ＵＤＰ、ＩＰ／ＩＣＭＰ、ＡＲＰ、データリンク層、物理層等によって構成される。ルータは、ＩＰ／ＩＣＭＰ、Ｐｒｏｘｙ ＡＲＰ、データリンク層、物理層等によって構成される。ＩＣＭＰは、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓ（ＲＦＣ１２５６）で定義されるメッセージを用いて、ＡＲＰテーブルを構成するために用いる。図２に示したその他のプロトコル等については、当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その説明を省略する。
【００３７】
次に、本実施形態について、図を用いて更に詳しく説明する。
【００３８】
まず、経路制御に用いるルータにおけるＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓを用いたＡＲＰテーブルの生成方法について説明する前に、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓの本来の動作概要について説明する。
【００３９】
ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓは、端末が自分の加入しているネットワークのルータを見つけたいときに、使用される。通常ルータが、その存在を端末に知らせるためのメッセージであるＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅに、ルータのＩＰアドレスを含めて（自身以外のルータの存在も知っていれば、それらのルータも含めて良い）定期的に送信し、そのメッセージを端末が受信することによって、端末はルータ（又はルータ群）の存在を知ることができる。
【００４０】
また、端末が加入した際などに、ルータのＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅの送信間隔が長い等の理由により、すぐにルータの存在を知ることができない場合がある。そのような場合に、端末は、すぐにルータの存在を知るために、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅの送信を要求するＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅを、ルータに対して送信することもできる。そのメッセージを受信したルータは、上述したＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅを送信することにより、端末にルータの存在を知らせることができる。
【００４１】
図３は、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓを用いたＡＲＰテーブルを生成するときの、下位ルータ１０３，１０４における動作シーケンスを説明する説明図である。
【００４２】
下位ルータは、下り方向のサブネットに向け、Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を要求するＲｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信する。このメッセージを受信した無線端末等は、Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当に、通常、ルータ（又はルータ群）のＩＰアドレスを含める代わりに、自身のＩＰアドレスを含めて送信する。このメッセージを受信した下位ルータは、メッセージ内のＩＰアドレスに対応する物理アドレスとして、データリンクフレームの送信元アドレスを対応させたＡＲＰテーブルを構成することができる。このＡＲＰテーブルが構成できたことで、下位ルータは、自身の下り方向のサブネットに加入している全ての端末のＩＰアドレス及びそれに対応する物理アドレスを知ることができる。
【００４３】
図４は、上位ルータ１０５〜１０７における動作シーケンスを説明する説明図である。
【００４４】
上位ルータは、上述の下位ルータの場合と同様、下り方向のサブネットに向け、Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信する。このメッセージを受信した下位ルータは、Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を上り方向のサブネットに向け送信する。このメッセージには、自身のＩＰアドレスの他、図３を用いて説明した動作シーケンスにより収集した、下位ルータの下り方向のサブネットに存在する全ての端末等のＩＰアドレスが含まれる。なお、図１には記述されていないが、サブネット内に無線端末が存在した場合、その無線端末は、上述の無線端末と同様、自身のＩＰアドレスを含むＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信する。
【００４５】
これらのメッセージを受信した上位ルータは、メッセージ内に含まれる全てのＩＰアドレスに対応する物理アドレスとして、データリンクフレームの送信元アドレスを対応させたＡＲＰテーブルを構成することができる。このＡＲＰテーブルが構成できたことで、上位ルータは、自身の下り方向に存在する全ての端末のＩＰアドレス及びそれに対応する物理アドレスを知ることができる。
【００４６】
次にルータにおける経路制御方法について説明する。
【００４７】
データの転送動作概要は、ＡＲＰ（ＲＦＣ８２６等）にて規定されるＡＲＰメッセージのやりとり、又は、上述の動作シーケンスにより生成したＡＲＰテーブルの参照により、転送先を決定するというものである。上位ルータを例として、経路制御手順の動作シーケンスについて図５及び図６を用いて説明する。
【００４８】
まず、受信したデータより、転送すべきデータの宛先ＩＰアドレスを取得する（ステップＡ１）。続いて、該当するＩＰアドレスがＡＲＰテーブルに登録済みか否かを検索する（ステップＡ２）。登録済みの場合は、ＡＲＰテーブルに基づきデータリンクフレームを構成し、下り方向のサブネットへデータを転送する（ステップＡ７）。
【００４９】
一方、未登録の場合は、宛先ＩＰアドレスに対するＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを上り方向へ送信する（ステップＡ３）。続いて、タイムアウトするまでにＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを規定回数送信し、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅの受信有無を確認する（ステップＡ４）。ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを受信できなかった場合は、転送すべきデータを破棄する（ステップＡ５）。一方、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを受信した場合は、受信したＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅに基づき、データリンクフレームを構成し、上り方向のサブネットへデータを転送する（ステップＡ６）。
【００５０】
なお、上り方向から受信したＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅは、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅの送信を抑制するために、通常のＡＲＰにおける動作のように、物理アドレスをＡＲＰテーブルに追加しても良い。その場合は、上述のステップＡ７での処理は、下り方向だけではなく、上り方向の転送も行われることとなる。
【００５１】
次に、ルータにおける、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信した際の、受信時の処理について説明する。なお、本説明は通常Ｐｒｏｘｙ ＡＲＰと呼ばれる動作と同等である。
【００５２】
まず、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信する（ステップＢ１）。続いて、受信インタフェースは、上り側であったのか又は下り側であったのかを検索する（ステップＢ２）。このとき、下り側であった場合、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅで要求されたＩＰアドレスが、ＡＲＰテーブルに存在するか否かを確認する（ステップＢ３）。存在しない場合、宛先のＩＰアドレスは、そのルータの下り方向には存在せず、上り方向へ転送する必要があるため、自身宛にデータを転送してもらう必要がある。そのため、下り方向へ、自身の物理アドレスを含むＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを送信する（ステップＢ５）。
【００５３】
一方、ステップＢ３において、ＡＲＰテーブルに該当するＩＰアドレスが存在する場合は、下り方向に該当する端末が存在することを示しているので、データを転送するためにＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信する必要がない。よって、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを破棄する（ステップＢ６）。
【００５４】
ステップＢ２において、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信したインタフェースが上り側であった場合、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅで要求されたＩＰアドレスがＡＲＰテーブルに存在するか否かを確認する（ステップＢ４）。該当するＩＰアドレスがＡＲＰテーブルに存在する場合、データを受信し、下り方向へデータを転送しなくてはならない。よって、データを受信したサブネット（上り）方向へ、自身の物理アドレスを含むＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを送信する（ステップＢ５）。
【００５５】
一方、該当するＩＰアドレスがＡＲＰテーブルに存在しない場合、データを下り方向へ転送する必要がないため、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを破棄する（ステップＢ６）。
【００５６】
以上、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓを用いたＡＲＰテーブルの制御方法及び経路制御方法に関して説明した。最後に、通信ネットワーク構成の変更時の例として、端末が移動する例を図７を用いて説明する。
【００５７】
図７に示されている通信ネットワークは、無線端末７０１、ルータ７０２〜７０７、サーバ７０８、サブネット７０９〜７１５等よって構成されている。なお、各構成の機能は、図１で説明したものと同等であるため、説明は省略する。
【００５８】
（１）無線端末７０１は、加入しているサブネットに属する下位ルータ７０２に対し、自身のＩＰアドレスを含むＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信する。ただし、メッセージ内のＬｉｆｅｔｉｍｅフィールドは、０とする。このＬｉｆｅｔｉｍｅ フィールドは、通常（本来の使用方法）、メッセージ内に含まれるルータ群のＩＰアドレス等に関する情報が正当であると予想される時間を示すために用いられるものである。よって、このフィールドを０とすることによって、送信した無線端末７０１が、下位ルータに対し、サブネット７０９より離脱したことを示すものである。このＬｉｆｅｔｉｍｅフィールドが０となったＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を受信した下位ルータ７０２は、メッセージに含まれるＩＰアドレスから、ＡＲＰテーブルの該当する項目を削除する。無線端末７０１が送信する、離脱したことを知らせるＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当の送信回数は、下位ルータ７０２に確実に伝送するため、複数回送信しても良い。
【００５９】
（２）下位ルータ７０２は、ＡＲＰテーブルを変更後、削除したＩＰアドレスを含むＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を、上位ルータ７０５に送信する。この場合も（１）と同様に、Ｌｉｆｅｔｉｍｅフィールドの値は０とする。これにより、受信した上位ルータ７０５は、下り方向の通信ネットワークから無線端末が離脱したことを知ることができるとともに、上位ルータのＡＲＰテーブルにより情報を更新することができる。なお、下位ルータ７０２が上位ルータ７０５へ、離脱したことを知らせるＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信するタイミングは、ＡＲＰテーブルを変更した直後に送信せず、ある時間待ってその間に他の端末からの離脱を知らせるＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当の受信を待ち、その間に受信した端末に関する情報を全て１つのＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当に含めて送信することで、回線への負荷を抑え、通信性能低下を抑えることもできる。
【００６０】
（３）無線端末７０１が移動する。無線端末７０１が移動するタイミングは、離脱したことを知らせるＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信した後であれば、どのタイミングでも自由である。
【００６１】
（４）無線端末７０１が移動したら、移動先のサブネット７１１に属する下位ルータ７０４に、Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を送信する。この場合のメッセージは、図３を用いて説明した場合のＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当と同等である。このメッセージを受信した下位ルータ７０４は、ＡＲＰテーブルを変更する。
【００６２】
（５）下位ルータ７０４は、ＡＲＰテーブルの変更後、自身のＩＰアドレス及び下り方向のサブネット７１１に加入している全ての端末のＩＰアドレスを含むＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当を、上位ルータ７０６に送信する。このメッセージの内容も、図３を用いて説明した場合のＲｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅ相当と同等のものである。このメッセージを上位ルータ７０６が、受信し、ＡＲＰテーブルを更新することによって、上位ルータの下り方向に新たに端末が加入したことを知ることができる。したがって、無線端末７０１が移動しても、移動した無線端末７０１宛のデータも、無線端末７０１がＩＰアドレスを変更することなく通信ネットワーク内を正しく転送することができる。
【００６３】
このように、上記実施形態では、ルータ（上位及び下位ともに）が、ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｍｅｓｓａｇｅｓにより下り方向に存在する全端末のＩＰアドレスを含むＡＲＰテーブルを構成できるので、ホストルートによる経路制御が可能となる。また、ＲＩＰのような従来方式では、通信ネットワーク構成に変更があると、隣接するルータ間で定期的に経路情報の更新を行っていたため、通信性能が低下していた。これに対し、本実施形態では、通信ネットワーク構成に変更があっても、経路変更に関する情報の送出が、通信ネットワーク内の必要な箇所でしか行われないため、通信性能の低下を抑えることができる。しかも、ホストルートによる経路制御となっているので、端末がサブネットワークを移動しても、ＩＰアドレスを変更することなく、経路制御可能という効果もある。
【００６４】
本発明の他の実施形態として、その基本的方法は上記の通りであるが、通信ネットワーク構成変更時のＡＲＰテーブルの更新についてさらに工夫している。図８及び図９を用いて説明する。なお、図８は、図５にステップＡ４’を追加し、図９は、図６にステップＢ３’を追加し、ステップＢ５をステップＢ５’に変更したものである。よって、ステップＡ４’、ステップＢ３’、ステップＢ５’についてのみの説明とする。
【００６５】
図８において、他の端末等よりＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅの受信有無について確認する（ステップＡ４’）。ある時間経過後、このメッセージの受信有無を確認し、受信が無かったら、ステップＡ６へ進む。もし、他の端末からＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅの受信があった場合、ＡＲＰテーブルの情報に重複が考えられる。例えば、図７を用いて説明した場合の（１）〜（５）において、無線端末が送信したＩＣＭＰ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅが、下位ルータ７０２へ届かなかったことにより（２）の動作も行われなかったため、上位ルータ７０５のＡＲＰテーブルが正しく更新されなかった等が考えられる。よって、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを送信したルータにおいて、図３及び図４の動作シーケンスに基づくＡＲＰテーブルの再構築を待ち、ステップＡ３へ進む。
【００６６】
次に、図９のステップＢ３’及びステップＢ５’について説明する。図９において、他の端末等からのＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅの受信有無について確認する（ステップＢ３’）。ある時間経過後、このメッセージの受信有無を確認し、受信が有ったら、ステップＢ６’へ進む。ステップＢ６’では、図３及び図４の動作シーケンスに基づくＡＲＰテーブルの再構築を行う。受信が無かった場合は、ステップＢ５’へ進む。ステップＢ５’では、通常のＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅの送信は、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅの送信者へのユニキャストであるが、これをブロードキャスト又は、ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅの送信者及び各ルータへの複数の宛先（マルチキャスト）として送信する。
【００６７】
このように本実施形態では、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをユニキャストではなく、ブロードキャスト等とすることで、他のルータ等がそのＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをモニタできるようになり、ＡＲＰテーブルの重複を発見することができるようになるという効果もある。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、次のような効果を奏する。
【００６９】
本発明によれば、ルータ（上位及び下位ともに）が第一のメッセージ（ＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅ）を使うことにより下り方向に存在する全端末のＩＰアドレスを含むＡＲＰテーブルを構成できるので、ホストルートによる経路制御が可能となる。また、通信ネットワーク構成に変更があっても、経路変更に関する情報の送出が、通信ネットワーク内の必要な箇所でしか行われないため、通信性能の低下を抑えることができる。しかも、ホストルートによる経路制御となっているので、端末がサブネットワークを移動しても、ＩＰアドレスを変更することなく、経路制御可能という効果もある。
【００７０】
換言すると、第１の効果は、通信性能を低下させることなく、経路制御情報を更新することができることにある。その理由は、ホストルートによる経路制御を行うためである。第２の効果は、端末が移動してもＩＰアドレスの設定が不要でも、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰのように、通信性能を低下させることもないことにある。その理由は、ホストルートによる経路制御を行っているためである。第３の効果は、ＡＲＰテーブルの重複を発見することができることにある。その理由は、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをユニキャストではなく、ブロードキャスト等により送信しているためである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態で使用される通信ネットワークを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における通信プロトコルを示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における下位ルータ等の動作を示すシーケンス図である。
【図４】本発明の一実施形態における上位ルータ等の動作を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の一実施形態における上位ルータ等の経路制御動作時のデータ転送手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態における上位ルータ等の経路制御動作時のＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅ受信時の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態における無線端末が移動した場合の経路情報の更新動作を示す構成図である。
【図８】図５を改善したフローチャートである。
【図９】図６を改善したフローチャートである。
【図１０】従来技術におけるＲＩＰの動作を説明するための構成図である。
【図１１】従来技術におけるＤＨＣＰの動作を説明するための構成図である。
【図１２】従来技術におけるＭｏｂｉｌｅ ＩＰの動作を説明するための構成図である。
【符号の説明】
１０１，１０２ 無線端末
１０３〜１０７ ルータ
１０８ サーバ
１０９〜１１４ 低速無線通信サブネットワーク
７０１ 無線端末
７０２〜７０７ ルータ
７０８ サーバ
７０９〜７１５ 低速無線通信サブネットワーク
８０１〜８０３ ルータ
８０４〜８０６ 端末
９０１ ＤＨＣＰサーバ
９０２〜９０４ 端末
１００１，１００２ 端末
１００３ ＨＡ
１００４ ＦＡ
１００５〜１００７ ルータ
Claims (8)
- ルータ、サブネットワーク及び端末が上位方向及び下位方向に多数接続されてなるとともにＴＣＰ／ＩＰを用いた通信ネットワークのＡＲＰテーブル形成方法において、
前記ルータは下位方向へ第一のメッセージを送信し、この第一のメッセージを受信した前記端末は自身のＩＰアドレスを含めて上位方向へ第二のメッセージを送信し、前記第一のメッセージを受信した前記ルータはその下位方向に存在する全ての端末のＩＰアドレスを含めて上位方向へ第三のメッセージを送信し、前記第一のメッセージを送信した前記ルータは受信した前記第二及び第三のメッセージに基づきＡＲＰテーブルを形成する、
ことを特徴とするＡＲＰテーブル形成方法。 - 前記第一のメッセージがＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎ Ｍｅｓｓａｇｅであり、前記第二及び第三のメッセージがＩＣＭＰ Ｒｏｕｔｅｒ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ Ｍｅｓｓａｇｅである、
請求項１記載のＡＲＰテーブル形成方法。 - 前記ルータは、
転送するデータの宛先のＩＰアドレスを取得し、請求項１又は２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで当該ＩＰアドレスの登録の有無を検索し、
当該ＩＰアドレスの登録が有る場合は下位方向へ前記データを転送し、
当該ＩＰアドレスの登録が無い場合は当該ＩＰアドレスに対する第四のメッセージを上位方向へ送信し、第五のメッセージが受信されたときは上位方向へ前記データを転送する、
経路制御方法。 - 前記ルータは、
転送するデータの宛先のＩＰアドレスを取得し、請求項２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで当該ＩＰアドレスの登録の有無を検索し、
当該ＩＰアドレスの登録が有る場合は下位方向へ前記データを転送し、
当該ＩＰアドレスの登録が無い場合は当該ＩＰアドレスに対するＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを上位方向へ送信し、ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅが受信されたときは上位方向へ前記データを転送する、
経路制御方法。 - 前記ルータは、
第四のメッセージを受信し、その第四のメッセージで要求された当該ＩＰアドレスの登録の有無を請求項１又は２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで検索し、
当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記第四のメッセージが上位方向（下位側から上位側へ）である場合及び当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記第四のメッセージが下位方向（上位側から下位側へ）である場合は、当該第四のメッセージを破棄し、
当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記第四のメッセージが上位方向である場合は、自身の物理アドレスを含む第五のメッセージを下位方向へ送信し、
当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記第四のメッセージが下位方向である場合は、自身の物理アドレスを含む第五のメッセージを上位方向へ送信する、
経路制御方法。 - 前記ルータは、
ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを受信し、そのＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅで要求された当該ＩＰアドレスの登録の有無を請求項２記載のＡＲＰテーブル形成方法で形成したＡＲＰテーブルで検索し、
当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが上位方向である場合及び当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが下位方向である場合は、当該ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅを破棄し、
当該ＩＰアドレスの登録が無くかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが上位方向である場合は、自身の物理アドレスを含むＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを下位方向へ送信し、
当該ＩＰアドレスの登録が有りかつ前記ＡＲＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｍｅｓｓａｇｅが下位方向である場合は、自身の物理アドレスを含むＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅを上位方向へ送信する、
経路制御方法。 - 前記第五のメッセージをブロードキャスト又はマルチキャストで送信する、
請求項５記載の経路制御方法。 - 前記ＡＲＰ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｍｅｓｓａｇｅをブロードキャスト又はマルチキャストで送信する、
請求項６記載の経路制御方法。
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