JP3783664B2 - ルータ装置およびプログラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はルータ装置に関し、特に管理対象となるネットワークドメイン内で、IPサブネットを割り当てる場合に、ルーティングテーブルを参照することにより、ネットワークドメイン内で未使用であるIPサブネットアドレスを動的にDHCPサーバに割り当てる機能を持つルータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数のIPサブネットをつなげて大規模なネットワークドメインを構成する場合、ネットワークドメイン内で使用することのできるIPサブネットアドレスの集合から、重複しないIPサブネットアドレス(IPアドレス群)を決定して、個々のIPサブネットに割り当てる必要がある。また、個々のIPサブネットに接続される端末等の通信装置に対して、それらの通信装置が接続されるIPサブネットに割り当てられたIPサブネットアドレスに属するIPアドレスを割り当てる必要がある。後者のIPアドレスの割り当てに関しては、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバにより、IPサブネット内の端末に対して自動的にIPアドレスを割り当てる技術が確立されている。しかし、前者のIPサブネットへのIPサブネットアドレスの割り当てに関しては、専ら人手に頼っているのが現状であり、その自動化が望まれている。
【0003】
このような状況の下、IPサブネットへのIPサブネットアドレスの割り当てを自動化する技術が特開2001-308920号公報で提案されている。この従来技術では、ネットワークドメイン内のIPサブネットの割り当て・管理を行うアドレス管理サーバを、各IPサブネット内でIPアドレスの割り当てを実施するDHCPサーバとして機能する各ルータの上位に置き、この上位のアドレス管理サーバがネットワークドメイン内で未使用のIPサブネットアドレスを各ルータのDHCPサーバに割り当てる。そして、DHCPサーバとして機能する各ルータは、自分に割り当てられたIPサブネットアドレス内で端末に対しIPアドレスを割り当てる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術によれば、IPサブネットへのIPサブネットアドレスの割り当てを自動的に行うことは可能であるが、アドレス管理サーバという上位サーバでIPサブネットの割り当て・管理を一括して行うため、以下のような課題がある。
【0005】
ネットワークドメインがある程度大きくなり、IPサブネットの数が増大する場合には、上位サーバにかかる負荷が増大し、IPサブネットの円滑な割り当て・管理が困難になる。
【0006】
上位サーバに障害が発生すると、IPサブネットへのIPサブネットアドレスの割り当てが一切実施できなくなり、その影響が極めて大きい。
【0007】
上位サーバを中心にDHCPサーバが位置するスター型構造になるため、物理的・空間的な制約が大きく、また各DHCPサーバと上位サーバ間の通信負荷の影響などの問題も多い。
【0008】
本発明はこのような課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、管理対象となるネットワークドメイン内におけるIPサブネットへのIPサブネットアドレスの割り当てを自動的かつ分散的に行うことができるルータ装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1のルータ装置は、動的ルーティングを行うルータ装置であって、管理対象となるネットワークドメイン内で使用することのできる IP サブネットアドレスの集合を格納するネットワークドメイン IP サブネットテーブルと、未だ IP アドレスが割り当てられていないポートから DHCP アドレス要求を受信したときに、前記ネットワークドメイン IP サブネットテーブルとルーティングテーブルの内容に基づいて管理対象となるネットワークドメイン内で未使用である IP サブネットアドレスを決定し、該決定した IP サブネットアドレスを前記ポートにつながる新たな IP サブネット用の IP サブネットアドレスとして DHCP サーバに割り当てる IP サブネット割り当て手段を備え、前記 DHCP サーバは、割り当てられた IP サブネットアドレスから任意の2つの IP アドレスを選択し、その1つの IP アドレスを前記ポートに割り当てると共に、残りの1つの IP アドレスを前記 DHCP アドレス要求の返答として要求元に通知するものであり、かつ、前記ネットワークドメイン IP サブネットテーブルの内容および自サーバで動作しているルーティングプロトコルの種類を前記返答時にあわせて通知するものであることを特徴とする。
【0010】
本発明の第2のルータ装置は、第1のルータ装置において、前記ルーティングテーブルの一定期間前から現在までの内容を保持するルーティングテーブルキャッシュを備え、前記 IP サブネット割り当て手段は、前記ルーティングテーブルの代わりに前記ルーティングテーブルキャッシュの内容を参照するものであることを特徴とする。
【0011】
本発明の第3のルータ装置は、第1のルータ装置において、ネットワークドメイン内に存在する他のルータ装置に対して DHCP アドレス要求を送信し、その返答として通知された IP アドレスを前記他のルータ装置と接続するポートに割り当て、その返答として通知された前記ネットワークドメイン IP サブネットテーブルの内容を自サーバのネットワークドメイン IP サブネットテーブルに設定し、その返答として通知されたルーティングプロトコルの種類と同じ種類のルーティングプロトコルを自サーバで起動する DHCP クライアントを備えることを特徴とする。
【0012】
本発明の第4のルータ装置は、第1のルータ装置において、前記 DHCP サーバに割り当て済みの IP サブネット用の IP サブネットアドレスを2のn乗倍に変更した場合に、増加する IP サブネットアドレス部分が既に使用中でないかどうかをルーティングテーブルを参照して判断し、使用中でない場合に限り、サブネットマスクをnビットだけ短縮した IP サブネットアドレスを元の IP サブネットアドレスの代わりに前記 DHCP サーバに割り当てる変更部を備えることを特徴とする。
【0013】
本発明の第5のルータ装置は、動的ルーティングを行うルータ装置において、未だ IP アドレスが割り当てられていないポートから DHCP アドレス要求を受信したときに、ルーティングテーブルの内容に基づいて管理対象となるネットワークドメイン内で未使用である IP サブネットアドレスを決定し、該決定した IP サブネットアドレスを前記ポートにつながる新たな IP サブネット用の IP サブネットアドレスとして DHCP サーバに割り当てる IP サブネット割り当て手段と、前記 DHCP サーバに割り当て済みの IP サブネット用の IP サブネットアドレスを2のn乗倍に変更した場合に、増加する IP サブネットアドレス部分が既に使用中でないかどうかをルーティングテーブルを参照して判断し、使用中でない場合に限り、サブネットマスクをnビットだけ短縮した IP サブネットアドレスを元の IP サブネットアドレスの代わりに前記 DHCP サーバに割り当てる変更部を備えることを特徴とする。
【0014】
本発明の第6のルータ装置は、動的ルーティングを行うルータ装置において、管理対象となるネットワークドメイン内で使用することのできる IP サブネットアドレスの集合を格納するネットワークドメイン IP サブネットテーブルと、未だ IP アドレスが割り当てられていないポートから DHCP アドレス要求を受信したときに、前記ネットワークドメイン IP サブネットテーブルとルーティングテーブルの内容に基づいて管理対象となるネットワークドメイン内で未使用である IP サブネットアドレスを決定し、該決定した IP サブネットアドレスを前記ポートにつながる新たな IP サブネット用の IP サブネットアドレスとして DHCP サーバに割り当てる IP サブネット割り当て手段と、前記 DHCP サーバに割り当て済みの IP サブネット用の IP サブネットアドレスを2のn乗倍に変更した場合に、増加する IP サブネットアドレス部分が既に使用中でないかどうかをルーティングテーブルを参照して判断し、使用中でない場合に限り、サブネットマスクをnビットだけ短縮した IP サブネットアドレスを元の IP サブネットアドレスの代わりに前記 DHCP サーバに割り当てる変更部を備えることを特徴とする。
【0015】
本発明の第7のルータ装置は、第5または第6のルータ装置において、前記ルーティングテーブルの一定期間前から現在までの内容を保持するルーティングテーブルキャッシュを備え、前記 IP サブネット割り当て手段は、前記ルーティングテーブルの代わりに前記ルーティングテーブルキャッシュの内容を参照するものであることを特徴とする。
【0016】
【作用】
動的ルーティングを行うルータ装置にあっては、ルーティングプロトコルにより各ルータ装置が有するルーティングテーブルが最新のネットワーク状況を反映するように維持更新されているため、各ルータ装置は自分自身のルーティングテーブルを参照するだけで、既に割り当てられているIPサブネットアドレスを認識することができる。本発明はこの点に着目したもので、ルータ装置が、未だIPアドレスが割り当てられていないポートからDHCPアドレス要求を受信したときに、ルーティングテーブルの内容に基づいて管理対象となるネットワークドメイン内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定し、この決定したIPサブネットアドレスを前記ポートにつながる新たなIPサブネット用のIPサブネットアドレスとしてDHCPサーバに割り当てる。これにより、管理対象となるネットワークドメイン内におけるIPサブネットへのIPサブネットアドレスの割り当てを、各ルータ装置で自動的かつ分散的に実施することができる。
【0017】
【発明の第1の実施の形態】
図1を参照すると、本発明の第1の実施の形態にかかるルータ装置100は、ルーティングテーブル101と、ルーティング部102と、ルーティングプロトコル103と、DHCPサーバ104と、DHCPクライアント105と、ネットワークドメインIPサブネットテーブル106と、IPサブネット割り当て部107と、送受信部108と、複数のポート109とを含んで構成される。
【0018】
ルーティング部102は、ポート109で受信された中継対象となるパケットを送受信部108から受取り、その宛先IPアドレスを元にルーティングテーブル101を検索して最適な経路を選択し、送受信部108を通じて該当するポート109からパケットを転送することにより、パケットの中継を行う部分である。ルーティングプロトコル103は、送受信部108を通じて他のルータ装置とお互いのルーティングテーブル101の内容を交換することにより、ルーティングテーブル101を最新の状態に維持する部分である。ルーティングプロトコル103としては、動的ルーティング用であれば任意のプロトコルを使用することができる。代表的なプロトコルにRIP(Routing Information Protocol)、OSPF(Open Shortest Path Fast)などがある。これらのルーティングテーブル101、ルーティング部102およびルーティングプロトコル103は、動的ルーティングを行うルータ装置に通常備わるものと同じである。
【0019】
DHCPサーバ104は、ルータ装置100をDHCPサーバとして機能させるために設けられている。DHCPサーバ104は、複数のIPサブネットを管理することができる。図1のDHCPサーバ104は、IPサブネットa、b、cの3つのIPサブネットに割り当てられたIPサブネットアドレスに属するIPアドレスの使用状況を、各IPサブネットa、b、cに対応するDHCPクライアントアドレステーブル104a、104b、104cで管理している。
【0020】
DHCPクライアント105は、ルータ装置100をDHCPクライアントとして機能させるために設けられている。DHCPクライアント105は、送受信部108を通じてポート109から他のルータ装置に対してDHCP DISCOVERメッセージでDHCPアドレス要求をブロードキャストし、その返答として通知されたIPアドレスをポート109に割り当てる機能等を有する。
【0021】
ネットワークドメインIPサブネットテーブル106は、管理対象となるネットワークドメイン内で使用することのできるIPサブネットアドレスの集合を格納するテーブルである。ネットワークドメイン内で使用することのできるIPサブネットアドレスは、プライベートアドレスに限定されず、グローバルアドレスであっても良い。
【0022】
IPサブネット割り当て部107は、未だIPアドレスが割り当てられていないポート109に他のルータ装置や端末などの通信装置が接続され、そのポート109からDHCPアドレス要求を受信したときに、ネットワークドメインIPサブネットテーブル106とルーティングテーブル101を参照して、管理対象となるネットワークドメイン内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定して、DHCPサーバ104に1つのIPサブネットを割り当てる機能等を有する。
【0023】
次に本実施の形態のルータ装置100の動作を説明する。ルーティングテーブル101、ルーティング部102およびルーティングプロトコル103による動的ルーティングにかかる動作は従来のルータ装置と基本的に同じであるため、以下では、DHCPサーバ104、DHCPクライアント105、ネットワークドメインIPサブネットテーブル106、IPサブネット割り当て部107に関連する動作を主として説明する。
【0024】
図2はルータ装置100がネットワークドメイン内に組み込まれている状態において、新たに組み込まれた他のルータ装置や端末からDHCPアドレス要求を受信した際の処理の一例を示すフローチャートである。
【0025】
ルータ装置100の送受信部108は、ポート109からDHCPアドレス要求を受信すると、それをIPサブネット割り当て部107に受信ポート109の情報を添えて伝達する(S101)。なお、DHCPアドレス要求には、要求元がルータ装置か、端末かの通信装置の種別が含まれているものとする。
【0026】
IPサブネット割り当て部107は、DHCPアドレス要求を受信したポート109に既にIPアドレスが割り当てられているかどうかを例えばルーティングテーブル101を参照して判断し(S102)、その判断結果に応じて以降の処理を切り分ける。IPアドレスが未だ割り当てられていないポート109からDHCPアドレス要求を受信したときは、未使用のポート109に新たなルータ装置や端末が接続されてそれらの通信装置からDHCPアドレス要求が出された状況であるので、新たなIPサブネットの割り当てを行うべくステップS103へと進む。他方、既にIPアドレスが割り当てられているポート109からDHCPアドレス要求を受信したときは、既に割り当て済みのIPサブネット上に新たに追加された端末からDHCPアドレス要求が出された状況であるので、DHCPサーバ104によるIPアドレスの割り当て処理を行わせるべくステップS107へと進む。
【0027】
ステップS103へ進んだ場合、IPサブネット割り当て部107は、DHCPアドレス要求を受信したポート109につながるリンクに割り当てるIPサブネットのIPサブネットアドレスを決定する(S103)。本実施の形態の場合、ネットワークドメインIPサブネットテーブル106とルーティングテーブル101を参照して、管理対象となるネットワークドメイン内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定する。つまり、ネットワークドメインに既に組み込まれているルータ装置100は、動的ルーティングによってルーティングテーブル101を常に最新の状態に維持しているため、ルーティングテーブル101を参照すれば、既に割り当てられているIPサブネットのIPサブネットアドレスを知ることができる。他方、ネットワークドメインIPサブネットテーブル106には、管理対象となるネットワークドメイン内で使用することのできるIPサブネットのIPサブネットアドレスの集合が格納されている。従って、ネットワークドメインIPサブネットテーブル106に格納されているIPサブネットアドレスのうち、ルーティングテーブル101に存在するIPサブネット以外のIPサブネットアドレスを選択することで、ネットワークドメイン内で既に使用されているIPサブネットアドレスを重複して割り当ててしまわないようにする。
【0028】
IPサブネット割り当て部107は、割り当てるIPサブネットアドレスを決定すると、決定したIPサブネットアドレスを、前記DHCPアドレス要求を受信したポート109につながる新たなIPサブネット用のIPサブネットアドレスとして、DHCPサーバ104に割り当てる(S104)。
【0029】
DHCPサーバ104は、今回割り当てられたIPサブネット用のDHCPクライアントアドレステーブル(例えば104cとする)を生成し、このIPサブネットのIPアドレスを管理できるようにする(S105)。次にDHCPサーバ104は、DHCPクライアントアドレステーブル104cから未使用のIPアドレスを1つ選択し、この選択したIPアドレスをDHCPアドレス要求を受信したポート109に割り当て、そのポート109につながる新たなIPサブネットの情報(ネットワークアドレス)をルーティングテーブル101へ登録する(S106)。
【0030】
次にDHCPサーバ104は、DHCPクライアントアドレステーブル104cから未使用のIPアドレスを1つ選択し(S107)、送受信部108を通じてポート109から、この選択したIPアドレスを含む返答をDHCPアドレス要求元へ送信する(S108)。このとき、DHCPアドレス要求元がルータ装置であった場合には、ネットワークドメインIPサブネットテーブル106の内容と、ルータ装置100で動作しているルーティングプロトコル103の種類とを同時にDHCPアドレス要求元であるルータ装置に通知する。
【0031】
他方、ステップS102において既にIPアドレスが割り当てられているポート109からDHCPアドレス要求を受信したと判別したときは、IPサブネット割り当て部107は受信したDHCPアドレス要求と受信ポート109の情報とをDHCPサーバ104へ伝達し、DHCPサーバ104は、受信ポート109につながるリンクに割り当てられたIPサブネット用のDHCPクライアントアドレステーブル(例えば104cとする)から未使用の1つのIPアドレスを選択する(S107)。そして、選択したIPアドレスを含む返答を送受信部108を通じてポート109からDHCPアドレス要求元へ送信する(S108)。
【0032】
図3はルータ装置100がネットワークドメインに新たに組み込まれ、DHCPクライアントとして動作する際の処理の一例を示すフローチャートである。ルータ装置100のポート109がネットワークドメイン内に既に存在する他のルータ装置の未使用のポートにLANケーブル、ハブ等を通じて接続された後、システム管理者等によってDHCPクライアント105が起動されると、図3に示す処理が開始される。
【0033】
先ず、DHCPクライアント105は、ポート109のリンク上にDHCPアドレス要求をブロードキャストする(S111)。このブロードキャストしたDHCPアドレス要求を受信した他のルータ装置は、図2のステップS101〜S108に示したような処理を行い、その返答として、未使用の1つのIPアドレスと、他のルータ装置が保持しているネットワークドメインIPサブネットテーブル106の内容と、他のルータ装置で使用しているルーティングプロトコル103の種類とを含む情報を返答してくる。DHCPクライアント105は、このような返答を受信すると(S112)、返答されてきた未使用のIPアドレスをDHCPアドレス要求を送信したポート109に割り当て、且つ、そのポート109につながる新たなIPサブネットの情報をルーティングテーブル101へ登録する(S113)。そして、返答されたルーティングプロトコル103の種類と同じ種類のルーティングプロトコル103を起動する(S114)。これにより、ルータ装置100と他のルータ装置との間でルーティングプロトコルを用いてルーティングテーブルの交換が行われ、ルーティングテーブル101が最新の状態に維持される。
【0034】
次に本実施の形態のルータ装置100を使用したネットワークドメインの具体例を挙げて、本実施の形態の動作をより詳しく説明する。
【0035】
図4は管理対象となるネットワークドメイン内で使用することができるIPサブネットアドレスの集合の例を示す。この例では、192.168.0.0/24〜192.168.255.0/24までの合計256個のIPサブネットアドレスの集合がある。なお、スラッシュ「/」の直後の数値はサブネットマスクを示す。この場合、1つのIPサブネットアドレスは256個のIPアドレスを含む。例えば、IPサブネットアドレス192.168.0.0/24は、192.168.0.0〜192.168.0.255のIPアドレスで構成される。
【0036】
図5は管理対象となるネットワークドメインDの或る時点の構成例を示す。この時点では、ルータ装置R1、R3の2つのルータ装置が存在し、ルータ装置R1とR3との間にIPサブネットN4が接続されている。また、ルータ装置R1には、他にIPサブネットN3がつながり、ルータ装置R3には他にIPサブネットN5、N6がつながっている。ここで、各IPサブネットN3〜N6には図に付記するようなIPサブネットアドレスが割り当てられているものとする。
【0037】
図5の各ルータ装置R1、R3におけるネットワークドメインIPサブネットテーブル106には、図4に示したようなIPサブネットアドレスの集合が記憶されている。また、ルーティングプロトコル103によるルーティングテーブル101の更新によって、各ルータ装置R1、R3は、自身のルーティングテーブル101を参照することにより、既に存在するIPサブネットN3〜N6に割り当てられれているIPサブネットアドレスを認識することができる。
【0038】
以上のような状況で、ルータ装置R1の未使用のポート1−1に新たなルータ装置R2のポートをLANケーブルやハブ等を通じて接続し、図6に示すように新たなIPサブネットN1を設ける場合を想定し、その際の動作を以下説明する。
【0039】
ルータ装置R1の未使用のポート1−1に新たなルータ装置R2のポート2−1が接続された後、ルータ装置R2のDHCPクライアント105が起動されると、ルータ装置R2は、ポート2−1のIPアドレスを動的に割り当ててもらうためにDHCPクライアントとして、DHCP DISCOVERメッセージによるDHCPアドレス要求をポート2−1のリンク上にブロードキャストし、DHCPサーバの検出を試みる。このブロードキャストはポート2−1につながるリンク上でのブロードキャストである。
【0040】
ポート1−1からルータ装置R2の発行したDHCPアドレス要求を受信したルータ装置R1は、ポート1−1につながるリンクに割り当てるIPサブネットアドレスを以下のように決定する。まず、ネットワークドメインD内で使用することのできるIPサブネットアドレスの集合が格納されているネットワークドメインIPサブネットテーブル106の中から任意のIPサブネットアドレスを一つ切り出すが、このときルータ装置R1のルーティングテーブル101を同時に参照し、ルーティングテーブル101に存在するIPサブネット以外のIPサブネットアドレスを切り出すことにより、ネットワークドメインD内で既に使用されているIPサブネットアドレスを割り当ててしまわないようにする。ここでは、例えばポート1−1につながるリンクに割り当てるIPサブネットアドレスとして、192.168.51.0/24を決定したものとする。
【0041】
ルータ装置R1はポート1−1に割り当てるIPサブネットアドレスを決定すると、そのIPサブネットアドレスに属する二つのIPアドレスを任意に選び(例えば、192.168.51.1/24と192.168.51.2/24とする)、その一方のIPアドレス192.168.51.1/24をポート1−1に割り当て、自身のルーティングテーブル101にIPサブネットN1のネットワークアドレス192.168.51.0/24を登録する。次に、他方のIPアドレス192.168.51.2/24をルータ装置R2に対しDHCPアドレス要求の返答として通知するが、このときルータ装置R1の持つネットワークドメインIPサブネットテーブル106の内容とルータ装置R1で動作しているルーティングプロトコル103の種類も同時に通知する。なお、ルーティングテーブル101にIPサブネットN1の情報が登録されると、ルーティングプロトコル103により、IPサブネットN1がネットワークドメインD内の他のルータR3に広告される。
【0042】
上記DHCPアドレス要求の返答を受信したルータ装置R2は、自身のポート2−1にIPアドレス192.168.51.2/24を割り当て、IPサブネットN1のネットワークアドレス192.168.51.0/24を自身のルーティングテーブル101に登録する。さらにルータ装置R1のネットワークドメインIPサブネットテーブル106の内容を自分のネットワークドメインIPサブネットテーブル106にコピーし、ルータ装置R1と同じ種類のルーティングプロトコル103を起動する。その後、ルータ装置R1とルータ装置R2の間でルーティングプロトコル103を用い、ルーティングテーブル106の交換をし、それぞれのルーティングテーブル101を更新する。
【0043】
次に、図6のような状態のネットワークドメインDにおいて、ルータ装置R2の未使用のポート2−2に新たな端末T1をLANケーブルやハブ等を通じて接続し、図7に示すように新たなIPサブネットN2を設ける場合を想定し、その際の動作を以下説明する。
【0044】
ルータ装置R2の未使用のポート2−2に端末T1のポートP1が接続された後、端末T1上のDHCPクライアントが起動され、端末T1からポートP1につながるリンク上にDHCPアドレス要求がブロードキャストされると、ルータ装置R2は、ポート2−2からこのDHCPアドレス要求を受信し、ポート2−2につながるリンクに割り当てるIPサブネットアドレスを決定する。ここで、ルータ装置R2のネットワークドメインIPサブネットテーブル106は、ルータ装置R1のネットワークドメインIPサブネットテーブル106の内容をコピーしたものであり、図4に示すような内容になっている。また、ルータ装置R2のルーティングテーブル101はルーティングプロトコル103によって最新のものに維持されており、このテーブル101を参照することで、ネットワークドメインDに既に存在するIPサブネットN1、N3〜N6に割り当てられているIPサブネットアドレスを知ることができる。そこで、ネットワークドメインIPサブネットテーブル106とルーティングテーブル101を参照して、ネットワークドメインD内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定する。ここでは、例えばIPサブネットアドレスとして、192.168.0.0/24を決定したものとする。
【0045】
ルータ装置R2はポート2−2につながるIPサブネットN2に割り当てるIPサブネットアドレスを決定すると、そのIPサブネットアドレスに属する二つのIPアドレスを任意に選び(例えば、192.168.0.1/24と192.168.0.2/24とする)、その一方のIPアドレス192.168.0.1/24をポート2−2に割り当て、自身のルーティングテーブル101にIPサブネットN2を登録する。次に、他方のIPアドレス192.168.0.2/24を端末T1に対しDHCPアドレス要求の返答として通知する。上記DHCPアドレス要求の返答を受信した端末T1は、自身のポートP1にIPアドレス192.168.0.2/24を割り当てる。
【0046】
次に、図7のような状態のネットワークドメインDにおいて、ルータ装置R2のポート2−2につながるIPサブネットN2に図8に示すような別の端末T2が接続された場合を想定し、その際の動作を以下説明する。
【0047】
IPサブネットN2に接続された端末T2上のDHCPクライアントが起動され、端末T2からポートP2につながるリンク上にDHCPアドレス要求がブロードキャストされると、ルータ装置R2は、ポート2−2からこのDHCPアドレス要求を受信する。この場合、ポート2−2には既にIPアドレスが割り当てられているので、ルータ装置R2は通常のDHCPサーバとして振る舞い、端末T2に対してIPサブネットN2の未使用のIPアドレスを1つ割り当てる。
【0048】
このように本実施の形態によれば、ネットワークドメインD内に最初に存在することになるルータ装置のネットワークドメインIPサブネットテーブル106に割り当て可能なIPサブネットアドレスのアドレス範囲を登録し、ルーティングプロトコルを起動した後は、ルータ装置と端末を接続していくだけで自動的にIPサブネットとIPアドレスを割り当てていくことが可能となる。
【0049】
【発明の第2の実施の形態】
図9を参照すると、本発明の第2の実施の形態にかかるルータ装置200は、ルーティングテーブル101の一定期間前から現在までの内容を蓄積するルーティングテーブルキャッシュ201を備え、IPサブネット割り当て部107は、ルーティングテーブル101の代わりにルーティングテーブルキャッシュ201を参照して、割り当て可能なIPサブネットアドレスを決定するようにした点で、第1の実施の形態と相違する。
【0050】
ルーティングテーブルキャッシュ201には、ルーティングテーブル101に新たな情報が追加されると、そのコピーが直ちに蓄積される。他方、ルーティングテーブル101の或る内容が消去されてもそのコピーは直ちに消去されず、一定期間後に消去される。このため、ネットワークドメイン内の或るIPサブネットがドメインから切り離され、ルーティングテーブル101から切り離されたIPサブネットの情報が消えても、ルーティングテーブルキャッシュ201のコピーはその後も一定期間だけ残るようになっている。
【0051】
次に本実施の形態のルータ装置200の動作を、第1の実施の形態にかかるルータ装置100との相違点を中心に説明する。
【0052】
今、図8のような構成になっているネットワークドメインDにおいて、ルータ装置R3がドメインから切り離されて、図10のような構成になった場合を想定する。この場合、ネットワークドメインD内の他のルータ装置R1、R2はルーティングプロトコルの動作により、IPサブネットR5とIPサブネットR6の情報をルーティングテーブル101より消去する。しかし、ルーティングテーブルキャッシュ201には、その後一定期間はIPサブネットR5とIPサブネットR6の情報が残される。
【0053】
さて、その後、図10のような状態のネットワークドメインDにおいて、ルータ装置R2の未使用のポート2−3に新たな端末T3がLANケーブル等を通じて接続され、図11に示すように新たなIPサブネットN7をつなげる場合を想定し、その際の本実施の形態の動作を説明する。
【0054】
ルータ装置R2の未使用のポート2−3に端末T3のポートP3が接続された後、端末T3上のDHCPクライアントが起動され、端末T3からポートP3につながるリンク上にDHCPアドレス要求がブロードキャストされると、ルータ装置R2は、ポート2−3からこのDHCPアドレス要求を受信し、ポート2−3につながるリンクに割り当てるIPサブネットアドレスを決定する。ここで、ルータ装置R2のネットワークドメインIPサブネットテーブル106は、図4に示すような内容になっている。また、ルータ装置R2のルーティングテーブル101はルーティングプロトコル103によって最新のものに維持されており、このテーブル101を参照することで、ネットワークドメインDに存在するIPサブネットN1〜N4に割り当てられているIPサブネットアドレスを知ることができる。しかし、ネットワークドメインDから最近切り離されたIPサブネットN5、N6に割り当てられていたIPサブネットアドレスはルーティングテーブル101から消去されている。他方、ルーティングテーブルキャッシュ201には、最近切り離されたIPサブネットN5、N6も含め、一定期間前から現在までに割り当てられていたIPサブネットの情報が残されている。
【0055】
本実施例の場合、ルータ装置R2は、図2のステップS103において、ネットワークドメインIPサブネットテーブル106とルーティングテーブルキャッシュ201を参照して、ネットワークドメインD内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定する。従って、最近切り離されたIPサブネットN5、N6を含む、一定期間前から現在までに割り当てられていたIPサブネットアドレス以外のIPサブネットアドレス、例えば、192.168.71.0/24を決定する。そして、ルータ装置R2は決定したIPサブネットアドレスに属する1つのIPアドレス(例えば、192.168.71.1/24)をポート2−3に割り当てると共に自身のルーティングテーブル101にIPサブネットN7を登録する。また、別の1つのIPアドレス(例えば、192.168.71.2/24)を端末T3に対しDHCPアドレス要求の返答として通知する。上記DHCPアドレス要求の返答を受信した端末T3は、自身のポートP3にIPアドレス192.168.71.2/24を割り当てる。
【0056】
このように本実施の形態のルータ装置200は、ネットワークドメインD内で使用することのできるIPサブネットアドレスのうち、一定期間前から現在までに使用されたことがあるIPサブネットアドレス以外のIPサブネットアドレスを新たなIPサブネットに割り当てるようにしている。このため、例えば停電やネットワーク障害などによりネットワークドメインDから一時的に切り離されたルータ装置がその後にネットワークドメインDに復旧した場合に、元のIPサブネットアドレスをそのまま使用させることが可能となる。つまり、前述のようにルータ装置R3がネットワークドメインDから切り離されて他のルータ装置R1、R2のルーティングテーブル101からIPサブネットN5、N6の情報が消えてしまった場合、第1の実施の形態では、IPサブネットN5、N6に割り当てていたIPサブネットアドレスを新たなIPサブネットN7に割り当ててしまう可能性があり、その場合にはルータ装置R3がネットワークドメインDに復旧した場合に元のアドレスを使用することができなくなるが、本実施の形態ではそのような問題を防止することができる。
【0057】
本実施の形態の場合、ルータ装置R3の切り離しが一時的なものでなく恒久的なものであるときは、第1の実施の形態に比べて割り当て可能なIPサブネットアドレスが減少する。このため、停電やネットワーク障害などの一時的な原因でネットワークから切り離されているのでないと判断できる十分な時間が経過した後は、ルーティングテーブルキャッシュ201から該当IPサブネットの情報を速やかに消去することにより、IPサブネットアドレスを有効に使用できるようにするのが望ましい。
【0058】
【発明の第3の実施の形態】
図12を参照すると、本発明の第3の実施の形態にかかるルータ装置300は、IPサブネット割り当て部107に、DHCPサーバ104に既に割り当てているIPサブネットアドレスを2倍に増大する処理を行う変更部301を備えている点で、第2の実施の形態と相違する。
【0059】
図13はIPサブネットアドレスを増大する際のルータ装置300の処理例を示すフローチャートである。システム運用者などから図示しない入力装置を通じて、DHCPサーバ104に既に割り当てられているIPサブネットアドレスを2倍に増大する要求が入力されると(S301)、変更部301は、増大するIPサブネットアドレスが既に自ルータ装置300や他のルータ装置で使用されていないかどうかをルーティングテーブル101を参照して調べる(S302)。若し、増大するIPサブネットアドレスが使用中であれば増大不可のメッセージを出力して処理を終える。他方、使用中でなければ、元のIPサブネットアドレスのサブネットマスクを1ビット短縮したIPサブネットアドレスを、元のIPサブネットアドレスに代えて、DHCPサーバ104に割り当てる(S303)。DHCPサーバ104は、新たに割り当てられたIPサブネットアドレスに基づき、自ルータ装置300の該当するポートに設定されているIPアドレスを変更し(S304),同時にルーティングテーブル101を更新する(S305)。
【0060】
次に、図8のような構成になっているネットワークドメインDにおいて、ルータ装置R2がIPサブネットN2に割り当てているIPサブネットアドレス192.168.0.0/24を2倍の192.168.0.0/23に増大する場合を例に、本実施例の動作を説明する。
【0061】
変更部301は、IPサブネットN2に割り当てられているIPサブネットアドレスを2倍に増大する要求が入力されると(S301)、増大するIPサブネットアドレス192.168.1.0/24が既に自ルータ装置R2や他のルータ装置R1、R3で使用されていないかどうかをルーティングテーブル101を参照して調べる(S302)。そして、使用中でなければ、元のIPサブネットアドレス192.168.0.0/24と増大するIPサブネットアドレス192.168.1.0/24とを包含するIPサブネットアドレス192.168.0.0/23を、元のIPサブネットアドレス192.168.0.0/24の代わりに、DHCPサーバ104に割り当てる(S303)。DHCPサーバ104は、新たに割り当てられたIPサブネットアドレスに基づき、IPサブネットN2用のDHCPクライアントアドレステーブルに増大したIPアドレスの情報を追加すると共に、IPサブネットN2につながるポート2−2に設定されているIPアドレスを192.168.0.1/24から192.168.0.1/23へ変更し(S304),ルーティングテーブル101上のIPサブネットN2のネットワークアドレス192.168.0.0/24を消去し、新たに192.168.0.0/23をIPサブネットN2Nネットワークアドレスとしてルーティングテーブル101に登録する(S305)。
【0062】
以上の処理により、IPサブネットN2が端末に割り当て可能なIPアドレスを2倍に増大することができる。割り当てたIPサブネットで使用できるIPアドレス以上の端末をそのサブネットに追加したいという要求は良く起こることであるが、本実施の形態によれば、そのような場合に迅速に対処することが可能である。
【0063】
なお、以上の説明では、IPサブネットアドレスを2倍に増大する場合を例にしたが、4倍、8倍等、一般に2のn乗倍に増大することが可能である。4倍の場合はサブネットマスクを2ビット、8倍の場合には3ビットの如く、一般に2のn乗倍に増大する場合、サブネットマスクをnビットだけ短縮すれば良い。また、第1の実施の形態のルータ装置100に変更部301を設けるようにしても良い。
【0064】
以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明は以上の実施の形態にのみ限定されず、その他各種の付加変更が可能である。また、本発明のルータ装置は、その有する機能をハードウェア的に実現することは勿論、コンピュータとルータ用プログラムとで実現することができる。ルータ用プログラムは、磁気ディスクや半導体メモリ等のコンピュータ可読記録媒体に記録されて提供され、コンピュータの立ち上げ時などにコンピュータに読み取られ、そのコンピュータの動作を制御することにより、そのコンピュータを前述した各実施の形態におけるルータ装置として機能させる。
【0065】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、管理対象となるネットワークドメイン内におけるIPサブネットへのIPサブネットアドレスの割り当てを各ルータ装置で自動的かつ分散的に行うことできる。このため、上位サーバで一括管理することに起因して生じる従来技術の前述した各課題を解消することが可能である。
【0066】
また、ルーティングテーブルの一定期間前から現在までの内容を保持するルーティングテーブルキャッシュを備え、IPサブネット割り当て手段がルーティングテーブルの代わりにルーティングテーブルキャッシュの内容を参照する構成にあっては、一定期間前から現在までに使用されたことがあるIPサブネットアドレスを新たなIPサブネットに割り当てることがなくなる。このため、例えば停電やネットワーク障害などによりネットワークドメインから一時的に切り離されたルータ装置がその後にネットワークドメインに復旧した場合に、元のIPサブネットアドレスをそのまま使用させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかるルータ装置のブロック図である。
【図2】本発明のルータ装置がネットワークドメイン内に組み込まれている状態において、新たに組み込まれた他のルータ装置や端末からDHCPアドレス要求を受信した際の処理の一例を示すフローチャートである。
【図3】本発明のルータ装置がネットワークドメインに新たに組み込まれ、DHCPクライアントとして動作する際の処理の一例を示すフローチャートである。
【図4】管理対象となるネットワークドメイン内で使用することができるIPサブネットアドレスの集合の例を示す図である。
【図5】管理対象となるネットワークドメインの或る時点の構成例を示すブロック図である。
【図6】図5の状態のネットワークドメインのルータ装置R1に新たなルータ装置R2を追加した状態を示すブロック図である。
【図7】図6の状態のネットワークドメインのルータ装置R2に端末を接続した状態を示すブロック図である。
【図8】図7の状態のネットワークドメインのルータ装置R2に更に別の端末を接続した状態を示すブロック図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態にかかるルータ装置のブロック図である。
【図10】図8の状態のネットワークドメインからルータ装置R3が切り離された状態を示すブロック図である。
【図11】図10の状態のネットワークドメインのルータ装置R2に新たに端末を接続した状態を示すブロック図である。
【図12】本発明の第3の実施の形態にかかるルータ装置のブロック図である。
【図13】IPサブネットアドレスを増大する際のルータ装置の処理例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
100、200、300…ルータ装置
101…ルーティングテーブル
102…ルーティング部
103…ルーティングプロトコル
104…DHCPサーバ
104a〜104c…DHCPクライアントアドレステーブル
105…DHCPクライアント
106…ネットワークドメインIPサブネットテーブル
107…IPサブネット割り当て部
108…送受信部
109…ポート
201…ルーティングテーブルキャッシュ
301…変更部
Claims (14)
- 動的ルーティングを行うルータ装置において、管理対象となるネットワークドメイン内で使用することのできるIPサブネットアドレスの集合を格納するネットワークドメインIPサブネットテーブルと、未だIPアドレスが割り当てられていないポートからDHCPアドレス要求を受信したときに、前記ネットワークドメインIPサブネットテーブルとルーティングテーブルの内容に基づいて管理対象となるネットワークドメイン内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定し、該決定したIPサブネットアドレスを前記ポートにつながる新たなIPサブネット用のIPサブネットアドレスとしてDHCPサーバに割り当てるIPサブネット割り当て手段を備え、前記DHCPサーバは、割り当てられたIPサブネットアドレスから任意の2つのIPアドレスを選択し、その1つのIPアドレスを前記ポートに割り当てると共に、残りの1つのIPアドレスを前記DHCPアドレス要求の返答として要求元に通知するものであり、かつ、前記ネットワークドメインIPサブネットテーブルの内容および自サーバで動作しているルーティングプロトコルの種類を前記返答時にあわせて通知するものであることを特徴とするルータ装置。
- 前記ルーティングテーブルの一定期間前から現在までの内容を保持するルーティングテーブルキャッシュを備え、前記IPサブネット割り当て手段は、前記ルーティングテーブルの代わりに前記ルーティングテーブルキャッシュの内容を参照するものであることを特徴とする請求項1記載のルータ装置。
- ネットワークドメイン内に存在する他のルータ装置に対してDHCPアドレス要求を送信し、その返答として通知されたIPアドレスを前記他のルータ装置と接続するポートに割り当て、その返答として通知された前記ネットワークドメインIPサブネットテーブルの内容を自サーバのネットワークドメインIPサブネットテーブルに設定し、その返答として通知されたルーティングプロトコルの種類と同じ種類のルーティングプロトコルを自サーバで起動するDHCPクライアントを備えることを特徴とする請求項1記載のルータ装置。
- 前記DHCPサーバに割り当て済みのIPサブネット用のIPサブネットアドレスを2のn乗倍に変更した場合に、増加するIPサブネットアドレス部分が既に使用中でないかどうかをルーティングテーブルを参照して判断し、使用中でない場合に限り、サブネットマスクをnビットだけ短縮したIPサブネットアドレスを元のIPサブネットアドレスの代わりに前記DHCPサーバに割り当てる変更部を備えることを特徴とする請求項1記載のルータ装置。
- 動的ルーティングを行うルータ装置において、未だIPアドレスが割り当てられていないポートからDHCPアドレス要求を受信したときに、ルーティングテーブルの内容に基づいて管理対象となるネットワークドメイン内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定し、該決定したIPサブネットアドレスを前記ポートにつながる新たなIPサブネット用のIPサブネットアドレスとしてDHCPサーバに割り当てるIPサブネット割り当て手段と、前記DHCPサーバに割り当て済みのIPサブネット用のIPサブネットアドレスを2のn乗倍に変更した場合に、増加するIPサブネットアドレス部分が既に使用中でないかどうかをルーティングテーブルを参照して判断し、使用中でない場合に限り、サブネットマスクをnビットだけ短縮したIPサブネットアドレスを元のIPサブネットアドレスの代わりに前記DHCPサーバに割り当てる変更部を備えることを特徴とするルータ装置。
- 動的ルーティングを行うルータ装置において、管理対象となるネットワークドメイン内で使用することのできるIPサブネットアドレスの集合を格納するネットワークドメインIPサブネットテーブルと、未だIPアドレスが割り当てられていないポートからDHCPアドレス要求を受信したときに、前記ネットワークドメインIPサブネットテーブルとルーティングテーブルの内容に基づいて管理対象となるネットワークドメイン内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定し、該決定したIPサブネットアドレスを前記ポートにつながる新たなIPサブネット用のIPサブネットアドレスとしてDHCPサーバに割り当てるIPサブネット割り当て手段と、前記DHCPサーバに割り当て済みのIPサブネット用のIPサブネットアドレスを2のn乗倍に変更した場合に、増加するIPサブネットアドレス部分が既に使用中でないかどうかをルーティングテーブルを参照して判断し、使用中でない場合に限り、サブネットマスクをnビットだけ短縮したIPサブネットアドレスを元のIPサブネットアドレスの代わりに前記DHCPサーバに割り当てる変更部を備えることを特徴とするルータ装置。
- 前記ルーティングテーブルの一定期間前から現在までの内容を保持するルーティングテーブルキャッシュを備え、前記IPサブネット割り当て手段は、前記ルーティングテーブルの代わりに前記ルーティングテーブルキャッシュの内容を参照するものであることを特徴とする請求項5または6記載のルータ装置。
- 動的ルーティングを行うルータ装置を構成するコンピュータを、DHCPサーバおよび IP サブネット割り当て手段として機能させるためのプログラムであって、前記 IP サブネット割り当て手段は、未だIPアドレスが割り当てられていないポートからDHCPアドレス要求を受信したときに、管理対象となるネットワークドメイン内で使用することのできるIPサブネットアドレスの集合を格納するネットワークドメインIPサブネットテーブルとルーティングテーブルの内容に基づいて管理対象となるネットワークドメイン内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定し、該決定したIPサブネットアドレスを前記ポートにつながる新たなIPサブネット用のIPサブネットアドレスとして前記DHCPサーバに割り当てるものであり、前記DHCPサーバは、割り当てられたIPサブネットアドレスから任意の2つのIPアドレスを選択し、その1つのIPアドレスを前記ポートに割り当てると共に、残りの1つのIPアドレスを前記DHCPアドレス要求の返答として要求元に通知するものであり、かつ、前記ネットワークドメインIPサブネットテーブルの内容および自サーバで動作しているルーティングプロトコルの種類を前記返答時にあわせて通知するものであることを特徴とするプログラム。
- 前記IPサブネット割り当て手段は、前記ルーティングテーブルの代わりに、前記ルーティングテーブルの一定期間前から現在までの内容を保持するルーティングテーブルキャッシュの内容を参照するものであることを特徴とする請求項8記載のプログラム。
- 前記コンピュータを、更に、ネットワークドメイン内に存在する他のルータ装置に対してDHCPアドレス要求を送信し、その返答として通知されたIPアドレスを前記他のルータ装置と接続するポートに割り当て、その返答として通知された前記ネットワークドメインIPサブネットテーブルの内容を自サーバのネットワークドメインIPサブネットテーブルに設定し、その返答として通知されたルーティングプロトコルの種類と同じ種類のルーティングプロトコルを自サーバで起動するDHCPクライアント、として機能させることを特徴とする請求項8記載のプログラム。
- 前記コンピュータを、更に、前記DHCPサーバに割り当て済みのIPサブネット用のIPサブネットアドレスを2のn乗倍に変更した場合に、増加するIPサブネットアドレス部分が既に使用中でないかどうかをルーティングテーブルを参照して判断し、使用中でない場合に限り、サブネットマスクをnビットだけ短縮したIPサブネットアドレスを元のIPサブネットアドレスの代わりに前記DHCPサーバに割り当てる変更手段、として機能させることを特徴とする請求項8記載のプログラム。
- 動的ルーティングを行うルータ装置を構成するコンピュータを、未だIPアドレスが割り当てられていないポートからDHCPアドレス要求を受信したときに、ルーティングテーブルの内容に基づいて管理対象となるネットワークドメイン内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定し、該決定したIPサブネットアドレスを前記ポートにつながる新たなIPサブネット用のIPサブネットアドレスとしてDHCPサーバに割り当てるIPサブネット割り当て手段、前記DHCPサーバに割り当て済みのIPサブネット用のIPサブネットアドレスを2のn乗倍に変更した場合に、増加するIPサブネットアドレス部分が既に使用中でないかどうかをルーティングテーブルを参照して判断し、使用中でない場合に限り、サブネットマスクをnビットだけ短縮したIPサブネットアドレスを元のIPサブネットアドレスの代わりに前記DHCPサーバに割り当てる変更手段、として機能させるためのプログラム。
- 動的ルーティングを行うルータ装置を構成するコンピュータを、未だIPアドレスが割り当てられていないポートからDHCPアドレス要求を受信したときに、管理対象となるネットワークドメイン内で使用することのできるIPサブネットアドレスの集合を格納するネットワークドメインIPサブネットテーブルとルーティングテーブルの内容に基づいて管理対象となるネットワークドメイン内で未使用であるIPサブネットアドレスを決定し、該決定したIPサブネットアドレスを前記ポートにつながる新たなIPサブネット用のIPサブネットアドレスとしてDHCPサーバに割り当てるIPサブネット割り当て手段、前記DHCPサーバに割り当て済みのIPサブネット用のIPサブネットアドレスを2のn乗倍に変更した場合に、増加するIPサブネットアドレス部分が既に使用中でないかどうかをルーティングテーブルを参照して判断し、使用中でない場合に限り、サブネットマスクをnビットだけ短縮したIPサブネットアドレスを元のIPサブネットアドレスの代わりに前記DHCPサーバに割り当てる変更手段、として機能させるためのプログラム。
- 前記IPサブネット割り当て手段は、前記ルーティングテーブルの代わりに、前記ルーティングテーブルの一定期間前から現在までの内容を保持するルーティングテーブルキャッシュの内容を参照するものであることを特徴とする請求項12または13記載のプログラム。
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