JP3806094B2 - ルータ装置、ネットワークアドレス管理システム、ネットワークアドレス管理方法及びネットワークアドレス管理プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰｖ６を使用したアドレス自動設定方式におけるアドレス衝突検知を高速に行う為のルータ装置、ネットワークアドレス管理システム、ネットワークアドレス管理方法及びネットワークアドレス管理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、インターネットでは、ＡＴＭ、サテライト、ＣＡＴＶ等の多種多様なデータリンクの上でアプリケーションが実行されている。これらを統一的につなぎ、且つ、大容量、多様であることを備えた新しいプロトコルとしてＩＰｖ６が導入され始めている。
【０００３】
インターネットでは、各機器がＩＰアドレスと呼ばれる識別子をもち、このＩＰアドレスを元にパケットの交換が行われる。ＩＰｖ６では、人間の手を介さずに各機器が自律的にＩＰアドレスを設定できるようにアドレスオートコンフィギュレーションという機構が備わっている。これはルータが、自らの持つ各インターフェイス毎に管理するＩＰｖ６アドレスのプレフィクスを、セグメントやサブネットワーク等のリンクに対してマルチキャストを使用して通知し、同一のリンクに存在する通信装置がこれを受信し、自分のもつインターフェイスのＩＰｖ６アドレスを連結することによって行われている。新規にＩＰｖ６アドレスの設定を行なう場合には、通信装置は、インターフェイスに割り当てたＩＰｖ６アドレスが同じリンクに接続している他の通信装置と同じものでないことを確認する必要がある。ＲＦＣ２４６２では、確認の手続きとしてアドレス衝突検知(デュプリケートアドレスディテクション：ＤＡＤ)が定義されている。アドレス衝突検知では、新規にリンクに接続する通信装置とリンク上に既存する他の通信装置とＩＰｖ６アドレスの衝突が起きないよう、ネイバーディスカバリー（隣接機器発見）プロトコルを用いＩＰｖ６自身でＭＡＣアドレス等のリンク層アドレスとの確認を行う。
【０００４】
【非特許文献１】
ＩＰｖ６分科会著「ＲＦＣ（リクエストフォーコメント：ＩＰｖ６技術標準文書）２４６１番、２４６２番」
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしアドレス衝突検知では、確認依頼のパケットを、ルータを介し、他のリンク及びサイト等に送信したのちに衝突検知の応答がくるか否かを確かめなければならない。故に衝突検知確認には必ず一定の待ち時間が必要であった。更に、衝突検知が終了するまでは割り当てたＩＰｖ６アドレスの使用は不可能であった。
【０００６】
これは、ＩＰｖ６アドレスを用いてネットワークを高速に移動する携帯電話等の機器にとっては大きな障害となる。つまり、ネットワーク移動の度、新たなＩＰｖ６アドレスを機器に割り当てなければならない為、アドレスを割り当てるたびに衝突検知が必要で、移動した先のネットワークですぐにパケットの送受信ができず、高速な移動を阻害することになる。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ＩＰｖ６アドレス自動設定の際に、アドレス衝突検知の省略が可能な場合を報知する為のルータ装置、ネットワークアドレス管理システム、ネットワークアドレス管理方法及びネットワークアドレス管理プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
上記課題を解決する為、本発明の第１の特徴は、（イ）少なくとも1つ以上の第１通信装置が、ネットワークに接続を要求する為の第１接続情報を受信する第１接続要求受信手段と、（ロ）第１接続情報に基づき、第１通信装置が使用する第１アドレスを予測し、決定する第１予測手段と、（ハ）第１アドレス情報を含む情報を記憶するアドレス情報記憶装置と、（ニ）前記第１通信装置がネットワークに接続された後、第２通信装置がネットワークに接続する為の第２接続情報を受信する第２接続要求受信手段と、（ホ）第２接続情報に基づき、第２通信装置が使用する第２アドレスを予測する第２予測手段と、（ヘ）第２アドレスがネットワーク内で重複しているか否かを、第１アドレス情報を含む情報を基に判断する判断手段と、（ト）判断手段が２アドレスは重複していないと判断した場合に、第２アドレスを含む非重複情報を第２通信装置に送信する非重複情報送信手段とを具備するルータ装置であることを要旨とする。更に、本発明の第１の特徴は、（チ）第１アドレス及び第２アドレスはＩＰｖ６アドレスであり、第１接続情報及び第２接続情報は、第１通信装置及び第２通信装置が送信した近隣要請パケット及びルータ要請パケットの内少なくとも片方であることを加えてもよい。
【０００９】
本発明によると、第２接続情報に含まれる識別子等を基に、ルータ装置が第２通信装置にて使用する第２アドレスを予測し、この第２アドレスがネットワーク内における第１通信装置のアドレスと重複しているか否かを判断する。判断の結果、重複していない場合には、第２アドレスを含むパケット情報を第２通信装置に送信する。この場合、第２通信装置はアドレス衝突検知を省略することができ、高速な移動通信が可能となる。尚、重複している場合は、通常のアドレス衝突検知を行う必要がある。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、(イ)ネットワークへの接続許可を行うルータ装置へ対し第１接続情報を送信し、ネットワークにて使用する第１アドレス情報を取得し、ネットワークとの接続を行う少なくとも１つ以上の第１通信装置と、（ロ）第１通信装置の接続後に、ルータ装置へ対し第２接続情報を送信し、ネットワークにて使用する第２アドレス情報を含む非重複情報を取得し、ネットワークとの接続を行う第２通信装置と、（ハ）第１接続情報を受信し、第１接続情報を基に第１アドレスを予測し、第１アドレス情報を含む情報を記憶し、第２接続情報を受信し、第２接続情報を基に第２アドレスを予測し、第２アドレスがネットワーク内で重複しているか否かを、第１アドレス情報を含む情報を基に判断し、２アドレスは重複していないと判断した場合に、非重複情報を第２通信装置に送信するルータ装置とを備えるネットワークアドレス管理システムであることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、（イ）ネットワークに接続を要求する少なくとも１つ以上の第１通信装置より第１接続情報を受信するステップと、（ロ）第１接続情報に基づき、第１通信装置が使用する第１アドレスを予測し、決定し、第１アドレス情報を含む情報をアドレス情報記憶装置に記憶するステップと、（ハ）ネットワークに接続を要求する第２通信装置より第２接続情報を受信するステップと、（ニ）第２接続情報に基づき、第２通信装置が使用する第２アドレスを予測し、予測した第２アドレスがネットワーク内で重複しているか否かを、アドレス情報記憶装置より取得した第１アドレス情報を含む情報を基に判断するステップと、（ホ）第２アドレスは重複していないと判断した場合に、第２アドレスを含む非重複情報を第２通信装置に送信するステップと、（ヘ）第２通信装置が、第２アドレスを使用設定するステップとを備えるネットワークアドレス管理方法であることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第４の特徴は、（イ）ネットワークに接続を要求する少なくとも１つ以上の第１通信装置より第１接続情報を受信させる命令と、（ロ）第１接続情報に基づき、第１通信装置が使用する第１アドレスを予測させ、決定させ、第１アドレス情報を含む情報をアドレス情報記憶装置に記憶させる命令と、（ハ）ネットワークに接続を要求する第２通信装置より第２接続情報を受信させる命令と、（ニ）第２接続情報に基づき、第２通信装置が使用する第２アドレスを予測させ、予測させた第２アドレスがネットワーク内で重複しているか否かを、アドレス情報記憶装置より取得した第１アドレス情報を含む情報を基に判断させる命令と、（ホ）第２アドレスは重複していないと判断した場合に、第２アドレスを含む非重複情報を第２通信装置に送信させる命令と、（ヘ）第２通信装置が、第２アドレスを使用設定させる命令とを、ネットワーク上のアドレス管理を行なうコンピュータに実行させる為のネットワークアドレス管理プログラムであることを要旨とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
リンク毎のリンクローカルアドレスが電源投入時から利用可能である、いわゆるステートレス自動構成によるプラグアンドプレイ機能には、ＩＰｖ６の隣接機器発見プロトコルを使用する。これはＩＰｖ６自身が、自らが保有するＭＡＣアドレス等のマルチキャストアドレスと、データリンク層のマルチキャストアドレスとの対応付けを行い、更に、各通信装置が自動的にルータを探索することで実現される。ＩＰｖ６アドレスを用いた隣接機器発見におけるアドレス解決の為のネットワークアドレス管理システム及び方法の概要について図１及び図９を用いて説明する。尚、図１の図面ではＬＡＮケーブル等の有線に接続されているが、これは無線ＬＡＮや、無線アクセスネットワークを利用した携帯電話等の移動通信端末においても適用可能である。尚、「ネットワーク」とは、有線、無線等を問わず、通信媒体を介してデータ伝送を行うリンク、サイト、組織、グローバル等の通信網を指すが、図１の場合には、ルータ１０が管理するリンクを示すものとして説明する。
【００１５】
（ネットワークアドレス管理システム）
本発明の実施の形態に係るネットワークアドレス管理システム１００は、図１に示すように、ルータ１０、第１通信装置４、第２通信装置５及びルータ１０と第１通信装置４及び第２通信装置５を接続するＬＡＮケーブル６等を備えている。ルータ１０は、他の複数のルータ（図示せず）と連結し、第１通信装置４及び第２通信装置５と他のリンク、サイト、組織及びグローバル等の通信網間におけるＩＰパケットの転送を行う。又、ルータ１０は、第１通信装置４及び第２通信装置５のアドレス情報を記憶するアドレス情報記憶装置１６を備えている。アドレス情報は、図４に示すように、ルータ１０側のプレフィックス広告であるネットワークプレフィックス３１と、第１通信装置４及び第２通信装置側のステートレス機能にて自動生成されたインターフェイス識別子３２とから構成される。尚、ルータ１０、第１通信装置４及び第２通信装置５の諸機能は、一般的なコンピュータに所定の機能を実現するソフトウェアプログラムをインストールすることにより実現される。
【００１６】
（ネットワークアドレス管理方法）
次に、ＩＰｖ６の隣接機器発見プロトコルを使用するネットワークアドレス管理システム１００の動作について図９を用いて概略を説明する。
【００１７】
(ａ)先ず、ステップＳ１０１において、ＬＡＮケーブル６を介してリンクに接続しようとする第１通信装置４は、図９に示すように、ルータ１０へマルチキャストアドレスにてルータ要請（ルータソリスィテェイション）メッセージを送信する。この際、第１通信装置４は、同一リンク内で初めてルータ要請メッセージを送信した通信装置であるとする。ステップＳ１０２では、ルータ要請メッセージを受信したルータ１０は、第１通信装置４の第１アドレスを予測し、予測したアドレスをアドレス情報記憶装置１６内に格納する。又、アドレス情報記憶装置１６内には、他の予測したアドレスの情報は格納されていない為、「アドレス衝突の可能性なし」という情報およびこの予測したアドレスと含むルータ広告（ルータアドバタイジィング）メッセージを第１通信装置４に送信する。ステップＳ１０３において、第１通信装置４は、受信したルータ要請メッセージを基にネットワークへの接続を開始する。
【００１８】
（ｂ）次にステップＳ１０４において、ＬＡＮケーブル６を介してリンクに接続しようとする第２通信装置５は、ルータ１０へマルチキャストアドレスにてルータ要請メッセージを送信する。ステップＳ１０５では、これを受信したルータ１０は、先ず、未接続である第２通信装置５の第２アドレスを予測し、この第２アドレスがアドレス情報記憶装置１６内に格納している第１アドレスと衝突しているかを判断する。ステップＳ１０６においては、「アドレス衝突の可能性なし」と判断した場合、ルータ１０は、第２通信装置５がリンクに接続する為に必要な情報を含むルータ広告メッセージに、予測した第２アドレスを添付し、マルチキャストアドレスにて送信する。尚、第２アドレスはアドレス情報記憶装置１６に格納する。
【００１９】
（ｃ）ステップＳ１０７において、ルータ広告メッセージを受信した第２通信装置５は、「アドレス衝突の可能性あり」の場合、又は、ルータ１０の予測とは異なるアドレスを割り当てようとしている場合には、アドレス衝突検知処理を行う。ステップＳ１０８で、ルータ広告メッセージを基に、このリンクにおけるルータ１０のプレフィックス情報を構築する。「プレフィックス情報」とは、図４に示すＩＰｖ６アドレス中のルータ側情報であるネットワークプレフィックス（ネットワーク部）を指す。
【００２０】
（ｄ）ステップＳ１０９において、第２通信装置５は、リンク上の未知のＭＡＣアドレス等のリンクレイヤ情報を要求する為、近隣要請（ネイバーソリスィテェイション）メッセージを、同一リンクに存在する第１通信装置４宛てにマルチキャストアドレスにて送信する。ステップＳ１１０にて第１通信装置４は近隣広告メッセージを作成し、送信する。
【００２１】
（ｅ）ステップＳ１１１において、近隣広告メッセージを受信すると、ステップＳ１１２では、第２通信装置５は、受信した近隣広告メッセージを確認し、近隣エントリとして一時記憶するネイバーキャッシュを構築する。ステップＳ１１３では、デフォルト経路探索の為のデフォルトルータ情報を構築する。この他、第２通信装置５は、ルータ１０よりリダイレクトメッセージを受信する。上記のようにリンク上に接続された第２通信装置５は、ルータ１０を介してサイトローカル空間やグローバルアドレス空間等に接続を行う。
【００２２】
上記のステップＳ１０５、Ｓ１０６にて第２通信装置５と、第１通信装置４のアドレスが重複していないか否かを確認するために使用する装置及び方法について以下に詳述する。
【００２３】
（ルータ装置）
ルータ１０は、図２に示すように、入力装置１１、出力装置１２、通信制御装置１３、主記憶装置１４、ＣＰＵ１５及びアドレス情報記憶装置１６等を備えている。
【００２４】
アドレス情報記憶装置１６は、第１通信装置４及び第２通信装置５等のＬＡＮケーブル６に接続されている全ての機器のアドレスを記憶する。この情報を基に、図７に示すアドレスリスト３５が作成される。
【００２５】
ＣＰＵ１５は、第１接続要求受信手段１５ａ、第１予測手段１５ｂ、第２接続要求受信手段１５ｃ、第２予測手段１５ｄ、判断手段１５ｅ、非重複情報送信手段１５ｆ、アドレス管理手段１５ｇ、アドレス衝突処理手段１５ｈ及びＩＰｖ６処理手段１５ｉ等を備えている。第１接続要求受信手段１５ａは、第１通信装置４が、ＬＡＮケーブル６に接続を要求する際の第１接続情報を受信するモジュールである。第２接続要求受信手段１５ｃは、第２通信装置５がＬＡＮケーブル６に接続する為の第２接続情報を受信するモジュールである。この第１接続要求受信手段１５ａ及び第２接続要求受信手段１５ｃは、同一の動作を行う。第１予測手段１５ｂは、第１接続情報に基づき、第１通信装置４が使用する第１アドレスを予測し、決定するモジュールである。第２予測手段は、第２接続情報に基づき、第２通信装置５が使用する第２アドレスを予測するモジュールである。この第１予測手段１５ｂ及び第２予測手段１５ｄは同一の動作を行う。判断手段１５ｅは、第２アドレスがネットワーク内で重複しているか否かを、第１アドレス情報を含む情報を基に判断するモジュールである。非重複情報送信手段１５ｆは、判断手段１５ｅが第２アドレスは重複していないと判断した場合に、第２アドレスを含む情報を第２通信装置に送信するモジュールである。アドレス管理手段１５ｇは、アドレス情報記憶装置１６の更新処理等を行うモジュールである。この更新処理については後述する。アドレス衝突処理手段１５ｈは、アドレスの衝突が発生した際に、その旨を第２通信装置５に通知するモジュールである。ＩＰｖ６処理手段１５ｉは、ＩＰｖ６特有の次ホップ決定機能やリダイレクト機能等の処理を行うモジュールである。
【００２６】
入力装置１１は、第１通信装置４及び第２通信装置５等から入力信号を受信するインターフェイスである。出力装置１２は、第１通信装置４及び第２通信装置５等へ出力信号を送信するインターフェイスである。ＩＰｖ６アドレスは、通信装置等のノードではなくこれらのインターフェイスにつけられる。この為、これらのインターフェイスは同じリンクローカルアドレスを保有することも可能である。通信制御装置１３は、無線、有線等の通信回線を介してパケットを他の通信装置等のノード及び他のルータ等に送受信する為の制御信号を生成する。主記憶装置１４は、処理の手順を記述したプログラムや処理されるべきデータを一時的に記憶し、ＣＰＵ１５の要請に従ってプログラムの機械命令やデータを引き渡す。ＣＰＵ１５で処理されたデータは主記憶装置に書き込まれる。主記憶装置１４とＣＰＵ１５はアドレスバス、データバス、制御信号等で結ばれている。
【００２７】
（ネットワークアドレス管理方法）
次に、ステップＳ１０５、１０６におけるルータ１０の動作を図１０を用いて詳述する。以下、第１通信装置４と第２通信装置５の違いは、第１通信装置４はネットワークに接続済みで、第２通信装置５はネットワークに未接続であるということのみである。第１通信装置４の第１アドレスはアドレス情報記憶装置１６に記憶されているものとする。
【００２８】
(ａ)先ず、ステップＳ２０１において、ＬＡＮケーブル６を介しリンクへの接続を希望する第２通信装置５より、図５に示す、マルチキャストアドレスのルータ要請メッセージ３３を第２接続要求受信手段１５ｃが受信する。図５では、一例として、データリンク層にはＩＥＥＥ８０２.３規格のイーサネット（登録商標）等のＬＡＮが使用されている。ＬＡＮ送信元（ソース）アドレス３３ａは４８ビットのＭＡＣアドレスで構成され、ＥＵＩ−６４の形式に従って作成される。先頭の２４ビットが製造メーカ識別子、残りが製造識別子となる。ネットワーク層にはＩＰｖ６が使用される。ＬＡＮ宛先（ディスティネーション）アドレス３３ｂはマルチキャストアドレスとする。ＩＰｖ６送信元アドレス３３ｃは、現段階で不明である為「ｕｎｓｐｅｃｉｆｉｅｄ（未指定アドレス）」とする。ＩＰｖ６宛先アドレス３３ｄでは、図４のネットワークプレフィックス３１をリンクローカル全ルータ・マルチキャストアドレスである「ｆｆ０２::２」とする。この全ルータや全ノードアドレス等のマルチキャストアドレスの先頭バイトの様式はＩＰｖ６仕様書で設定されている。
【００２９】
（ｂ）次にステップＳ２０２においては、第２予測手段１５ｄはアドレスの変換を行う。先ず、ＬＡＮ送信元アドレス３３ａを用いてインターフェイス識別子３２（図４参照）を生成する。具体的には、図６に示すように、ＬＡＮ送信元アドレス３３ａの製造メーカ識別子「０ａ：ｂｂ」と製造識別子「ｃｃｄｄ:ｅｅｆｆ」の間に「（０ｘ）ｆｆｆｅ」を挿入し、インターフェイス識別子３４ａを生成する。又、ネットワークプレフィックス３１を「ｆｅ８０：：」とし、リンクローカルユニキャストアドレス３４ｃを生成する。更に、ネットワークプレフィックス３１に、ルータの識別子、例えば、ルータＡが広告するプレフィクス「ＰＡ：：」を付加し、アドレス３４ｄを生成する。すでにリンク上に存在する第１通信装置４の各アドレスは、図７のアドレスリスト３５が作成されているものとする。
【００３０】
（ｃ）ステップＳ２０３において、判断手段１５ｅは、生成した第２通信装置５の各アドレスをアドレスリスト３５と比較し、「アドレスが衝突している可能性があるか」を判断する。
【００３１】
（ｄ）ステップＳ２０４において、「衝突している可能性はない」と判断された場合、ステップＳ２０５にて、直ちに、図８のルータ広告メッセージ３６のルータ一般情報と、それに添付する衝突可能性のないアドレス３６ｂを作成する。ルータ一般情報には、図８のように、ルータのＬＡＮアドレス、ルータの宛先アドレス３６ｃとしての「３３：３３：００：００：００：０１」のマルチキャストアドレス、ルータのＩＰｖ６アドレス及びルータのＩＰｖ６宛先アドレス３６ｄとして図８の「ｆｆ０２：：１」のリンクローカル全ノード・マルチキャストアドレスが添付される。衝突可能性のないアドレス３６ｂは、第２通信装置５の予測されたリンクローカルユニキャストアドレス３４ｃ及びアドレス３４ｄ等から成る。衝突可能性のないアドレス３６ｂは、ルータ広告メッセージ３６のフラグか、オプション、宛先オプションのエクステンションヘッダ等に付加する。又、第２通信装置５のリンクローカルマルチキャストアドレス３４ｂ、リンクローカルユニキャストアドレス３４ｃ及びルータのアドレス３４ｄ等は、アドレス管理手段１５ｇによって新たにアドレスリスト３５に追加される。その後、非重複情報送信手段１５ｆは、衝突可能性のないアドレス３６ｂを付加したルータ広告メッセージ３６を第２通信装置５へ送信する（ステップＳ２０７）。尚、「衝突している可能性がある」と判断された場合、ステップＳ２０６として、アドレス衝突処理手段１５ｈは、図８のルータ広告メッセージ３６としてルータ一般情報のみを作成し、第２通信装置５へ送信する（ステップＳ２０７）。
【００３２】
ちなみに、ルータ要請メッセージの送信元アドレスを「ｕｎｓｐｅｃｉｆｉｅｄ」で送信し、ルータ広告メッセージで衝突している可能性がないと通知されたばあいでも、ルータ要請メッセージ送信時のＭＡＣアドレスから導出されていないインターフェイス識別子を使用してアドレスを割り付ける場合には、第２通信装置５はアドレス衝突検知を行う必要がある。この際には、ルータは、ルータ広告メッセージの送信後、このルータ要請メッセージの送り主である第２通信装置５の送信元アドレスや、第２通信装置５がインターフェイスに割り当てると推測されるＩＰｖ６アドレスのリストをアドレス情報記憶装置１６に記憶する。
【００３３】
上記においてルータ１０にて予測及び生成される各通信装置の各アドレスは、リンクローカルアドレスのみでなく、グローバルアドレス等においても生成可能である。よって、グローバルアドレス等取得の際の各通信装置が行うアドレス衝突検知も同様の手法で省略することが可能である。
【００３４】
このルータ１０を用いたネットワークアドレス管理方法によると、第２予測手段１５ｄが作成したリンクローカルユニキャストアドレス、リンクローカルマルチキャストアドレス及びアドレスリスト３５を比較し、アドレス衝突検知を行うか否かを選択し、それぞれに応じた適切な処理を行うことが可能となる。更に、アドレス衝突が無い場合には、第２通信装置５側におけるアドレス衝突検知を行う必要が無い為、その待ち時間を短縮することができる。その上、ルータ広告メッセージ３６に添付された衝突可能性のないアドレス３６ｂを直ちにアドレスに使用でき、ＩＰｖ６のプラグアンドプレイ機能による高速な通信、ひいては高速なネットワーク間の移動が可能となる。
【００３５】
（第１通信装置及び第２通信装置）
第１通信装置４及び第２通信装置５は、それぞれ、図３に示すように、入力装置２１、出力装置２２、通信制御装置２３、主記憶装置２４及びＣＰＵ２５等を備えている。ＣＰＵ２５は、接続要求送信手段２５ａ、非重複情報受信手段２５ｂ、設定手段２５ｃ、アドレス衝突検知手段２５ｄ及びメッセージ判断手段２５ｅ等とから構成される。接続要求送信手段２５ａは、ネットワーク上のルータ１０へ対し、ネットワークへ接続する為の接続情報である図５のルータ要請メッセージ３３を送信するモジュールである。非重複情報受信手段は、接続情報に基づいて生成されたアドレスがネットワーク内で重複していないと判断された場合、アドレスは重複しないこと示す非重複情報として図８のルータ広告メッセージ３６をルータより受信するモジュールである。設定手段２５ｃは、ルータ広告メッセージ３６を受信後、アドレスを使用設定するモジュールである。アドレス衝突検知手段２５ｄは、アドレス衝突検知を行う為のモジュールである。メッセージ判断手段２５ｅは、ルータ広告メッセージ３６に、衝突可能性のないアドレス３６ｂが添付されているか否かを判断するモジュールである。尚、入力装置２１、出力装置２２、通信制御装置２３及び主記憶装置２４についてはルータ１０と同様である為説明を省略する。
【００３６】
（第２通信装置による通信方法）
次に図９のステップＳ１０４、Ｓ１０７における第２通信装置５の動作を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
(ａ)先ず、ステップＳ３０１において、図１のＬＡＮケーブル６への接続要求の為、接続要求送信手段２５ａは、ルータ１０に対してルータ要請メッセージ３３（図５参照）を送信する。
【００３８】
（ｂ）ステップＳ３０２において、ルータ広告メッセージ３６（図８参照）を受信すると、ステップＳ３０３では、メッセージ判断手段２５ｅが、そのルータ広告メッセージ３６に、衝突可能性のないアドレス３６ｂが添付されているか否かを判断する。衝突可能性のないアドレス３６ｂが添付されていた場合、ステップＳ３０４において、非重複情報受信手段２５ｂがそれを取得し、設定手段２５ｃがアドレス衝突可能性のないアドレス３６ｂをアドレス設定し、ルータ１０を介して通信を行う。
【００３９】
（ｃ）衝突可能性のないアドレス３６ｂが添付されていない場合、ステップＳ３０５において、アドレス衝突検知手段２５ｄが、通常のようにアドレス衝突検知を行う。
【００４０】
上記によると、ルータ１０側により第２通信装置５側におけるアドレス衝突検知が不必要と判断されている場合、このアドレス衝突検知の為の待ち時間を省略することができる。その上、オプションとして送信された衝突可能性のないアドレス３６ｂを直ちにアドレスに添付して使用できる為、ＩＰｖ６のプラグアンドプレイ機能による高速な通信、ひいては高速なネットワーク間の移動が可能となる。
【００４１】
（アドレス管理の実施例）
本発明の実施の形態におけるルータ１０は、図２に示すように、アドレス情報記憶装置１６と、それを管理する為のアドレス管理手段１５ｇを備えている。以下、このアドレスの管理手法について補足する。
【００４２】
アドレス管理手段１５ｇは、アドレスの衝突可能性について検証するためのアドレス情報記憶装置１６内のデータの記憶において様々な方法を用いてよい。例えば、アドレスを記憶する領域が十分にある場合には、同じリンクにある第１通信装置４及び第２通信装置５（以下、「通信装置」と記載）毎の全てのアドレスを、通信装置毎に作成されたテーブル上に１２８ビットの完全な形にて記憶しても良い。通信装置の各アドレスを記憶する領域がある程度埋まってきたところで、近隣ノード非到達性検出機能（ネイバー・アンリーチャビリティ・ディテクション：ＮＵＤ）を利用して、各通信装置がまだ同じリンクに存在するか否かを検証しても良い。近隣ノード非到達性検出が成功すれば、すなわち同一リンクにそのアドレスを持つ通信装置が存在しなければ、アドレスリスト３５や、その他に作成したテーブル等からそのアドレスのエントリを削除することが可能となる。確認の手法としては、先ず、最近の使用頻度が最も低いキャッシュを削除する手法であるＬＲＵ(ラストリセントリーユーズド)のような順番で、最も昔にルータ要請メッセージ及び近隣要請メッセージを受信した通信装置から確かめ、メモリクリアを行い、十分な領域が空いた時点で終了するという手法が考えられる。
【００４３】
この手法を変形して、各通信装置のアドレスのうち下位６４ビットのみをテーブルに記憶していくという方法も考えられる。近隣ノード非到達性検出機能を実行する場合は、一つのアドレスのエントリに対して、現在そのリンクで利用できるすべてのグローバルローカルプレフィックス、サイトローカルプレフィックス及びリンクローカルプレフィックスを付加して近隣ノード非到達性検出を行う。この際、アドレスを記憶するのテーブルの領域が足りない場合には、各アドレスに対してハッシュ演算を行い、ハッシュ値を取り、その結果のみを記憶する手法を用いてもよい。一例として、８ビットのハッシュ値を得られるハッシュ関数Ｈ８()を利用し、図１２のハッシュベースアドレス管理表(以下、「ＨＢＡＭ表」と記載)を作成する。ハッシュ値は１からｎまで、アドレス情報記憶装置１６のメモリの容量に合わせて自由に選ぶことが可能である。ここでアドレスＡの存在を検知した場合、Ｈ８(Ａ)の値をとり、仮にその値が１だったとすると，ＨＢＡＭ表の１の欄に時刻、例えば「１０：３０」と記録する。通信装置からアドレスＸについて問い合わせがあった場合、アドレス管理手段１５ｇはＨ８(Ｘ)の値を求め、ＨＢＡＭ表にてその時刻を確認する。仮にＨ８(Ｘ)の値が２であれば、まだＨＢＡＭ表の２に対応する時刻が埋まっていないので、Ｘはどのアドレスとも衝突していないと考えられ、「衝突可能性は無い」と通信装置に応答する。通信装置からアドレスＹについて問い合わせがあった場合、アドレス管理手段１５ｇはＨ８(Ｙ)の値を求め、ＨＢＡＭ表のその時刻を確認する。仮にＨ８(Ｙ)の値が１であった場合、ＨＢＡＭ表の１にはすでに時刻が埋まっているので、Ｙは既存のアドレスのうち何かと衝突している可能性があると考えられるので、「衝突可能性が有る」と通信装置に応答する。この方式の利点は、より少ない記憶領域で、衝突可能性の有無を正しく判断できる点にある。しかし通信装置が増加するとＨＢＡＭ表が埋まってくる為、本当はアドレス衝突してなくとも、「衝突可能性がある」と応答する可能性が高くなる。
【００４４】
このため、ＨＢＡＭ表がある程度埋まってきた場合，表のリフレッシュ（消去）を行うことが好ましい。例えば、通信装置の移動が繁雑に起こるようなネットワークでは、単純な方法として、非常に古い時刻が書き込まれているエントリはリフレッシュする。又、定期的にリンク上の通信装置の存在を確認して、このＨＢＡＭ表をリフレッシュしてもよい。通信装置の存在の確認には、一例として全ノードリンクローカルマルチキャストアドレスに対して「ｉｃｍｐ ｅｃｈｏ」を送信する等の方法がある。
【００４５】
ハッシュ値を求める場合，アドレス全体ではなくアドレスの一部分だけを使っても良い。例えば、アドレスの下位６４ビットをハッシュ値に入れる方法では、リンクローカルとグローバル等の一つのノードがあるリンクにおいて複数のアドレスを利用する場合があるが、この場合下位６４ビットは同じアドレスである可能性が高いため、ＨＢＡＭ表での分散を押えることができ、より効率良くアドレス衝突がないことを確認することが可能となる。また、ＨＢＡＭ表を利用しても、古いエントリをリフレッシュしない場合には、時刻を記録するのではなく、単に０か１の１ビットを記録しても良い。この方式では時刻を記録する場合と比較して、同じメモリ量でより大きいＨＢＡＭ表を使用することができる。また、最初はアドレスを完全に記憶する方法を使用し、リンクに接続されてくる通信装置が多くなってきたところでＨＢＡＭ表に切替えるといった運用を行うことも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、ＩＰｖ６アドレス自動設定の際に、アドレス衝突検知の省略が可能な場合を報知する為のルータ装置、ネットワークアドレス管理システム、ネットワークアドレス管理方法及びネットワークアドレス管理プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るネットワークアドレス管理システムの概要図である。
【図２】ルータ装置の構成を示す構成図である。
【図３】通信装置の構成を示す構成図である。
【図４】ＩＰｖ６アドレスのデータの構造を示すデータ構造図である。
【図５】ルータ要請メッセージのデータを示す図である。
【図６】アドレスの予測のデータを示す図である。
【図７】アドレスリストのデータを示す図である。
【図８】ルータ広告メッセージのデータを示す図である。
【図９】ネットワークアドレス管理方法の手順を示す図である。
【図１０】ルータ装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】通信装置の通信方法を示すフローチャートである。
【図１２】ハッシュベースアドレス管理表を示す図である。
【符号の説明】
４…第１通信装置
５…第２通信装置
６…ＬＡＮケーブル
１０…ルータ
１１、２１…入力装置
１２、２２…出力装置
１３、２３…通信制御装置
１４、２４…主記憶装置
１５、２５…ＣＰＵ
１５ａ…第１接続要求受信手段
１５ｂ…第１予測手段
１５ｂ…第２予測手段
１５ｃ…第２接続要求受信手段
１５ｄ…第２予測手段
１５ｅ…判断手段
１５ｆ…非重複情報送信手段
１５ｇ…アドレス管理手段
１５ｈ…アドレス衝突処理手段
１５ｉ…ＩＰｖ６処理手段
１６…アドレス情報記憶装置
２５ａ…接続要求送信手段
２５ｂ…非重複情報受信手段
２５ｃ…設定手段
２５ｄ…アドレス衝突検知手段
２５ｅ…メッセージ判断手段
３１…ネットワークプレフィックス
３２…インターフェイス識別子
３３…ルータ要請メッセージ
３３ａ…ＬＡＮ送信元アドレス
３３ｂ…ＬＡＮ宛先アドレス
３３ｃ…ＩＰｖ６送信元アドレス
３３ｄ…ＩＰｖ６宛先アドレス
３４ａ…インターフェイス識別子
３４ｂ…リンクローカルマルチキャストアドレス
３４ｃ…リンクローカルユニキャストアドレス
３４ｄ…ルータＡのアドレス
３５…アドレスリスト
３６…ルータ広告メッセージ
３６ｂ…衝突可能性のないアドレス
３６ｃ…ルータの宛先アドレス
３６ｄ…ルータのＩＰｖ６宛先アドレス
１００…ネットワークアドレス管理システム
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰｖ６を使用したアドレス自動設定方式におけるアドレス衝突検知を高速に行う為のルータ装置、ネットワークアドレス管理システム、ネットワークアドレス管理方法及びネットワークアドレス管理プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、インターネットでは、ＡＴＭ、サテライト、ＣＡＴＶ等の多種多様なデータリンクの上でアプリケーションが実行されている。これらを統一的につなぎ、且つ、大容量、多様であることを備えた新しいプロトコルとしてＩＰｖ６が導入され始めている。
【０００３】
インターネットでは、各機器がＩＰアドレスと呼ばれる識別子をもち、このＩＰアドレスを元にパケットの交換が行われる。ＩＰｖ６では、人間の手を介さずに各機器が自律的にＩＰアドレスを設定できるようにアドレスオートコンフィギュレーションという機構が備わっている。これはルータが、自らの持つ各インターフェイス毎に管理するＩＰｖ６アドレスのプレフィクスを、セグメントやサブネットワーク等のリンクに対してマルチキャストを使用して通知し、同一のリンクに存在する通信装置がこれを受信し、自分のもつインターフェイスのＩＰｖ６アドレスを連結することによって行われている。新規にＩＰｖ６アドレスの設定を行なう場合には、通信装置は、インターフェイスに割り当てたＩＰｖ６アドレスが同じリンクに接続している他の通信装置と同じものでないことを確認する必要がある。ＲＦＣ２４６２では、確認の手続きとしてアドレス衝突検知(デュプリケートアドレスディテクション：ＤＡＤ)が定義されている。アドレス衝突検知では、新規にリンクに接続する通信装置とリンク上に既存する他の通信装置とＩＰｖ６アドレスの衝突が起きないよう、ネイバーディスカバリー（隣接機器発見）プロトコルを用いＩＰｖ６自身でＭＡＣアドレス等のリンク層アドレスとの確認を行う。
【０００４】
【非特許文献１】
ＩＰｖ６分科会著「ＲＦＣ（リクエストフォーコメント：ＩＰｖ６技術標準文書）２４６１番、２４６２番」
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしアドレス衝突検知では、確認依頼のパケットを、ルータを介し、他のリンク及びサイト等に送信したのちに衝突検知の応答がくるか否かを確かめなければならない。故に衝突検知確認には必ず一定の待ち時間が必要であった。更に、衝突検知が終了するまでは割り当てたＩＰｖ６アドレスの使用は不可能であった。
【０００６】
これは、ＩＰｖ６アドレスを用いてネットワークを高速に移動する携帯電話等の機器にとっては大きな障害となる。つまり、ネットワーク移動の度、新たなＩＰｖ６アドレスを機器に割り当てなければならない為、アドレスを割り当てるたびに衝突検知が必要で、移動した先のネットワークですぐにパケットの送受信ができず、高速な移動を阻害することになる。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ＩＰｖ６アドレス自動設定の際に、アドレス衝突検知の省略が可能な場合を報知する為のルータ装置、ネットワークアドレス管理システム、ネットワークアドレス管理方法及びネットワークアドレス管理プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
上記課題を解決する為、本発明の第１の特徴は、（イ）少なくとも1つ以上の第１通信装置が、ネットワークに接続を要求する為の第１接続情報を受信する第１接続要求受信手段と、（ロ）第１接続情報に基づき、第１通信装置が使用する第１アドレスを予測し、決定する第１予測手段と、（ハ）第１アドレス情報を含む情報を記憶するアドレス情報記憶装置と、（ニ）前記第１通信装置がネットワークに接続された後、第２通信装置がネットワークに接続する為の第２接続情報を受信する第２接続要求受信手段と、（ホ）第２接続情報に基づき、第２通信装置が使用する第２アドレスを予測する第２予測手段と、（ヘ）第２アドレスがネットワーク内で重複しているか否かを、第１アドレス情報を含む情報を基に判断する判断手段と、（ト）判断手段が２アドレスは重複していないと判断した場合に、第２アドレスを含む非重複情報を第２通信装置に送信する非重複情報送信手段とを具備するルータ装置であることを要旨とする。更に、本発明の第１の特徴は、（チ）第１アドレス及び第２アドレスはＩＰｖ６アドレスであり、第１接続情報及び第２接続情報は、第１通信装置及び第２通信装置が送信した近隣要請パケット及びルータ要請パケットの内少なくとも片方であることを加えてもよい。
【０００９】
本発明によると、第２接続情報に含まれる識別子等を基に、ルータ装置が第２通信装置にて使用する第２アドレスを予測し、この第２アドレスがネットワーク内における第１通信装置のアドレスと重複しているか否かを判断する。判断の結果、重複していない場合には、第２アドレスを含むパケット情報を第２通信装置に送信する。この場合、第２通信装置はアドレス衝突検知を省略することができ、高速な移動通信が可能となる。尚、重複している場合は、通常のアドレス衝突検知を行う必要がある。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、(イ)ネットワークへの接続許可を行うルータ装置へ対し第１接続情報を送信し、ネットワークにて使用する第１アドレス情報を取得し、ネットワークとの接続を行う少なくとも１つ以上の第１通信装置と、（ロ）第１通信装置の接続後に、ルータ装置へ対し第２接続情報を送信し、ネットワークにて使用する第２アドレス情報を含む非重複情報を取得し、ネットワークとの接続を行う第２通信装置と、（ハ）第１接続情報を受信し、第１接続情報を基に第１アドレスを予測し、第１アドレス情報を含む情報を記憶し、第２接続情報を受信し、第２接続情報を基に第２アドレスを予測し、第２アドレスがネットワーク内で重複しているか否かを、第１アドレス情報を含む情報を基に判断し、２アドレスは重複していないと判断した場合に、非重複情報を第２通信装置に送信するルータ装置とを備えるネットワークアドレス管理システムであることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、（イ）ネットワークに接続を要求する少なくとも１つ以上の第１通信装置より第１接続情報を受信するステップと、（ロ）第１接続情報に基づき、第１通信装置が使用する第１アドレスを予測し、決定し、第１アドレス情報を含む情報をアドレス情報記憶装置に記憶するステップと、（ハ）ネットワークに接続を要求する第２通信装置より第２接続情報を受信するステップと、（ニ）第２接続情報に基づき、第２通信装置が使用する第２アドレスを予測し、予測した第２アドレスがネットワーク内で重複しているか否かを、アドレス情報記憶装置より取得した第１アドレス情報を含む情報を基に判断するステップと、（ホ）第２アドレスは重複していないと判断した場合に、第２アドレスを含む非重複情報を第２通信装置に送信するステップと、（ヘ）第２通信装置が、第２アドレスを使用設定するステップとを備えるネットワークアドレス管理方法であることを要旨とする。
【００１３】
本発明の第４の特徴は、（イ）ネットワークに接続を要求する少なくとも１つ以上の第１通信装置より第１接続情報を受信させる命令と、（ロ）第１接続情報に基づき、第１通信装置が使用する第１アドレスを予測させ、決定させ、第１アドレス情報を含む情報をアドレス情報記憶装置に記憶させる命令と、（ハ）ネットワークに接続を要求する第２通信装置より第２接続情報を受信させる命令と、（ニ）第２接続情報に基づき、第２通信装置が使用する第２アドレスを予測させ、予測させた第２アドレスがネットワーク内で重複しているか否かを、アドレス情報記憶装置より取得した第１アドレス情報を含む情報を基に判断させる命令と、（ホ）第２アドレスは重複していないと判断した場合に、第２アドレスを含む非重複情報を第２通信装置に送信させる命令と、（ヘ）第２通信装置が、第２アドレスを使用設定させる命令とを、ネットワーク上のアドレス管理を行なうコンピュータに実行させる為のネットワークアドレス管理プログラムであることを要旨とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
リンク毎のリンクローカルアドレスが電源投入時から利用可能である、いわゆるステートレス自動構成によるプラグアンドプレイ機能には、ＩＰｖ６の隣接機器発見プロトコルを使用する。これはＩＰｖ６自身が、自らが保有するＭＡＣアドレス等のマルチキャストアドレスと、データリンク層のマルチキャストアドレスとの対応付けを行い、更に、各通信装置が自動的にルータを探索することで実現される。ＩＰｖ６アドレスを用いた隣接機器発見におけるアドレス解決の為のネットワークアドレス管理システム及び方法の概要について図１及び図９を用いて説明する。尚、図１の図面ではＬＡＮケーブル等の有線に接続されているが、これは無線ＬＡＮや、無線アクセスネットワークを利用した携帯電話等の移動通信端末においても適用可能である。尚、「ネットワーク」とは、有線、無線等を問わず、通信媒体を介してデータ伝送を行うリンク、サイト、組織、グローバル等の通信網を指すが、図１の場合には、ルータ１０が管理するリンクを示すものとして説明する。
【００１５】
（ネットワークアドレス管理システム）
本発明の実施の形態に係るネットワークアドレス管理システム１００は、図１に示すように、ルータ１０、第１通信装置４、第２通信装置５及びルータ１０と第１通信装置４及び第２通信装置５を接続するＬＡＮケーブル６等を備えている。ルータ１０は、他の複数のルータ（図示せず）と連結し、第１通信装置４及び第２通信装置５と他のリンク、サイト、組織及びグローバル等の通信網間におけるＩＰパケットの転送を行う。又、ルータ１０は、第１通信装置４及び第２通信装置５のアドレス情報を記憶するアドレス情報記憶装置１６を備えている。アドレス情報は、図４に示すように、ルータ１０側のプレフィックス広告であるネットワークプレフィックス３１と、第１通信装置４及び第２通信装置側のステートレス機能にて自動生成されたインターフェイス識別子３２とから構成される。尚、ルータ１０、第１通信装置４及び第２通信装置５の諸機能は、一般的なコンピュータに所定の機能を実現するソフトウェアプログラムをインストールすることにより実現される。
【００１６】
（ネットワークアドレス管理方法）
次に、ＩＰｖ６の隣接機器発見プロトコルを使用するネットワークアドレス管理システム１００の動作について図９を用いて概略を説明する。
【００１７】
(ａ)先ず、ステップＳ１０１において、ＬＡＮケーブル６を介してリンクに接続しようとする第１通信装置４は、図９に示すように、ルータ１０へマルチキャストアドレスにてルータ要請（ルータソリスィテェイション）メッセージを送信する。この際、第１通信装置４は、同一リンク内で初めてルータ要請メッセージを送信した通信装置であるとする。ステップＳ１０２では、ルータ要請メッセージを受信したルータ１０は、第１通信装置４の第１アドレスを予測し、予測したアドレスをアドレス情報記憶装置１６内に格納する。又、アドレス情報記憶装置１６内には、他の予測したアドレスの情報は格納されていない為、「アドレス衝突の可能性なし」という情報およびこの予測したアドレスと含むルータ広告（ルータアドバタイジィング）メッセージを第１通信装置４に送信する。ステップＳ１０３において、第１通信装置４は、受信したルータ要請メッセージを基にネットワークへの接続を開始する。
【００１８】
（ｂ）次にステップＳ１０４において、ＬＡＮケーブル６を介してリンクに接続しようとする第２通信装置５は、ルータ１０へマルチキャストアドレスにてルータ要請メッセージを送信する。ステップＳ１０５では、これを受信したルータ１０は、先ず、未接続である第２通信装置５の第２アドレスを予測し、この第２アドレスがアドレス情報記憶装置１６内に格納している第１アドレスと衝突しているかを判断する。ステップＳ１０６においては、「アドレス衝突の可能性なし」と判断した場合、ルータ１０は、第２通信装置５がリンクに接続する為に必要な情報を含むルータ広告メッセージに、予測した第２アドレスを添付し、マルチキャストアドレスにて送信する。尚、第２アドレスはアドレス情報記憶装置１６に格納する。
【００１９】
（ｃ）ステップＳ１０７において、ルータ広告メッセージを受信した第２通信装置５は、「アドレス衝突の可能性あり」の場合、又は、ルータ１０の予測とは異なるアドレスを割り当てようとしている場合には、アドレス衝突検知処理を行う。ステップＳ１０８で、ルータ広告メッセージを基に、このリンクにおけるルータ１０のプレフィックス情報を構築する。「プレフィックス情報」とは、図４に示すＩＰｖ６アドレス中のルータ側情報であるネットワークプレフィックス（ネットワーク部）を指す。
【００２０】
（ｄ）ステップＳ１０９において、第２通信装置５は、リンク上の未知のＭＡＣアドレス等のリンクレイヤ情報を要求する為、近隣要請（ネイバーソリスィテェイション）メッセージを、同一リンクに存在する第１通信装置４宛てにマルチキャストアドレスにて送信する。ステップＳ１１０にて第１通信装置４は近隣広告メッセージを作成し、送信する。
【００２１】
（ｅ）ステップＳ１１１において、近隣広告メッセージを受信すると、ステップＳ１１２では、第２通信装置５は、受信した近隣広告メッセージを確認し、近隣エントリとして一時記憶するネイバーキャッシュを構築する。ステップＳ１１３では、デフォルト経路探索の為のデフォルトルータ情報を構築する。この他、第２通信装置５は、ルータ１０よりリダイレクトメッセージを受信する。上記のようにリンク上に接続された第２通信装置５は、ルータ１０を介してサイトローカル空間やグローバルアドレス空間等に接続を行う。
【００２２】
上記のステップＳ１０５、Ｓ１０６にて第２通信装置５と、第１通信装置４のアドレスが重複していないか否かを確認するために使用する装置及び方法について以下に詳述する。
【００２３】
（ルータ装置）
ルータ１０は、図２に示すように、入力装置１１、出力装置１２、通信制御装置１３、主記憶装置１４、ＣＰＵ１５及びアドレス情報記憶装置１６等を備えている。
【００２４】
アドレス情報記憶装置１６は、第１通信装置４及び第２通信装置５等のＬＡＮケーブル６に接続されている全ての機器のアドレスを記憶する。この情報を基に、図７に示すアドレスリスト３５が作成される。
【００２５】
ＣＰＵ１５は、第１接続要求受信手段１５ａ、第１予測手段１５ｂ、第２接続要求受信手段１５ｃ、第２予測手段１５ｄ、判断手段１５ｅ、非重複情報送信手段１５ｆ、アドレス管理手段１５ｇ、アドレス衝突処理手段１５ｈ及びＩＰｖ６処理手段１５ｉ等を備えている。第１接続要求受信手段１５ａは、第１通信装置４が、ＬＡＮケーブル６に接続を要求する際の第１接続情報を受信するモジュールである。第２接続要求受信手段１５ｃは、第２通信装置５がＬＡＮケーブル６に接続する為の第２接続情報を受信するモジュールである。この第１接続要求受信手段１５ａ及び第２接続要求受信手段１５ｃは、同一の動作を行う。第１予測手段１５ｂは、第１接続情報に基づき、第１通信装置４が使用する第１アドレスを予測し、決定するモジュールである。第２予測手段は、第２接続情報に基づき、第２通信装置５が使用する第２アドレスを予測するモジュールである。この第１予測手段１５ｂ及び第２予測手段１５ｄは同一の動作を行う。判断手段１５ｅは、第２アドレスがネットワーク内で重複しているか否かを、第１アドレス情報を含む情報を基に判断するモジュールである。非重複情報送信手段１５ｆは、判断手段１５ｅが第２アドレスは重複していないと判断した場合に、第２アドレスを含む情報を第２通信装置に送信するモジュールである。アドレス管理手段１５ｇは、アドレス情報記憶装置１６の更新処理等を行うモジュールである。この更新処理については後述する。アドレス衝突処理手段１５ｈは、アドレスの衝突が発生した際に、その旨を第２通信装置５に通知するモジュールである。ＩＰｖ６処理手段１５ｉは、ＩＰｖ６特有の次ホップ決定機能やリダイレクト機能等の処理を行うモジュールである。
【００２６】
入力装置１１は、第１通信装置４及び第２通信装置５等から入力信号を受信するインターフェイスである。出力装置１２は、第１通信装置４及び第２通信装置５等へ出力信号を送信するインターフェイスである。ＩＰｖ６アドレスは、通信装置等のノードではなくこれらのインターフェイスにつけられる。この為、これらのインターフェイスは同じリンクローカルアドレスを保有することも可能である。通信制御装置１３は、無線、有線等の通信回線を介してパケットを他の通信装置等のノード及び他のルータ等に送受信する為の制御信号を生成する。主記憶装置１４は、処理の手順を記述したプログラムや処理されるべきデータを一時的に記憶し、ＣＰＵ１５の要請に従ってプログラムの機械命令やデータを引き渡す。ＣＰＵ１５で処理されたデータは主記憶装置に書き込まれる。主記憶装置１４とＣＰＵ１５はアドレスバス、データバス、制御信号等で結ばれている。
【００２７】
（ネットワークアドレス管理方法）
次に、ステップＳ１０５、１０６におけるルータ１０の動作を図１０を用いて詳述する。以下、第１通信装置４と第２通信装置５の違いは、第１通信装置４はネットワークに接続済みで、第２通信装置５はネットワークに未接続であるということのみである。第１通信装置４の第１アドレスはアドレス情報記憶装置１６に記憶されているものとする。
【００２８】
(ａ)先ず、ステップＳ２０１において、ＬＡＮケーブル６を介しリンクへの接続を希望する第２通信装置５より、図５に示す、マルチキャストアドレスのルータ要請メッセージ３３を第２接続要求受信手段１５ｃが受信する。図５では、一例として、データリンク層にはＩＥＥＥ８０２.３規格のイーサネット（登録商標）等のＬＡＮが使用されている。ＬＡＮ送信元（ソース）アドレス３３ａは４８ビットのＭＡＣアドレスで構成され、ＥＵＩ−６４の形式に従って作成される。先頭の２４ビットが製造メーカ識別子、残りが製造識別子となる。ネットワーク層にはＩＰｖ６が使用される。ＬＡＮ宛先（ディスティネーション）アドレス３３ｂはマルチキャストアドレスとする。ＩＰｖ６送信元アドレス３３ｃは、現段階で不明である為「ｕｎｓｐｅｃｉｆｉｅｄ（未指定アドレス）」とする。ＩＰｖ６宛先アドレス３３ｄでは、図４のネットワークプレフィックス３１をリンクローカル全ルータ・マルチキャストアドレスである「ｆｆ０２::２」とする。この全ルータや全ノードアドレス等のマルチキャストアドレスの先頭バイトの様式はＩＰｖ６仕様書で設定されている。
【００２９】
（ｂ）次にステップＳ２０２においては、第２予測手段１５ｄはアドレスの変換を行う。先ず、ＬＡＮ送信元アドレス３３ａを用いてインターフェイス識別子３２（図４参照）を生成する。具体的には、図６に示すように、ＬＡＮ送信元アドレス３３ａの製造メーカ識別子「０ａ：ｂｂ」と製造識別子「ｃｃｄｄ:ｅｅｆｆ」の間に「（０ｘ）ｆｆｆｅ」を挿入し、インターフェイス識別子３４ａを生成する。又、ネットワークプレフィックス３１を「ｆｅ８０：：」とし、リンクローカルユニキャストアドレス３４ｃを生成する。更に、ネットワークプレフィックス３１に、ルータの識別子、例えば、ルータＡが広告するプレフィクス「ＰＡ：：」を付加し、アドレス３４ｄを生成する。すでにリンク上に存在する第１通信装置４の各アドレスは、図７のアドレスリスト３５が作成されているものとする。
【００３０】
（ｃ）ステップＳ２０３において、判断手段１５ｅは、生成した第２通信装置５の各アドレスをアドレスリスト３５と比較し、「アドレスが衝突している可能性があるか」を判断する。
【００３１】
（ｄ）ステップＳ２０４において、「衝突している可能性はない」と判断された場合、ステップＳ２０５にて、直ちに、図８のルータ広告メッセージ３６のルータ一般情報と、それに添付する衝突可能性のないアドレス３６ｂを作成する。ルータ一般情報には、図８のように、ルータのＬＡＮアドレス、ルータの宛先アドレス３６ｃとしての「３３：３３：００：００：００：０１」のマルチキャストアドレス、ルータのＩＰｖ６アドレス及びルータのＩＰｖ６宛先アドレス３６ｄとして図８の「ｆｆ０２：：１」のリンクローカル全ノード・マルチキャストアドレスが添付される。衝突可能性のないアドレス３６ｂは、第２通信装置５の予測されたリンクローカルユニキャストアドレス３４ｃ及びアドレス３４ｄ等から成る。衝突可能性のないアドレス３６ｂは、ルータ広告メッセージ３６のフラグか、オプション、宛先オプションのエクステンションヘッダ等に付加する。又、第２通信装置５のリンクローカルマルチキャストアドレス３４ｂ、リンクローカルユニキャストアドレス３４ｃ及びルータのアドレス３４ｄ等は、アドレス管理手段１５ｇによって新たにアドレスリスト３５に追加される。その後、非重複情報送信手段１５ｆは、衝突可能性のないアドレス３６ｂを付加したルータ広告メッセージ３６を第２通信装置５へ送信する（ステップＳ２０７）。尚、「衝突している可能性がある」と判断された場合、ステップＳ２０６として、アドレス衝突処理手段１５ｈは、図８のルータ広告メッセージ３６としてルータ一般情報のみを作成し、第２通信装置５へ送信する（ステップＳ２０７）。
【００３２】
ちなみに、ルータ要請メッセージの送信元アドレスを「ｕｎｓｐｅｃｉｆｉｅｄ」で送信し、ルータ広告メッセージで衝突している可能性がないと通知されたばあいでも、ルータ要請メッセージ送信時のＭＡＣアドレスから導出されていないインターフェイス識別子を使用してアドレスを割り付ける場合には、第２通信装置５はアドレス衝突検知を行う必要がある。この際には、ルータは、ルータ広告メッセージの送信後、このルータ要請メッセージの送り主である第２通信装置５の送信元アドレスや、第２通信装置５がインターフェイスに割り当てると推測されるＩＰｖ６アドレスのリストをアドレス情報記憶装置１６に記憶する。
【００３３】
上記においてルータ１０にて予測及び生成される各通信装置の各アドレスは、リンクローカルアドレスのみでなく、グローバルアドレス等においても生成可能である。よって、グローバルアドレス等取得の際の各通信装置が行うアドレス衝突検知も同様の手法で省略することが可能である。
【００３４】
このルータ１０を用いたネットワークアドレス管理方法によると、第２予測手段１５ｄが作成したリンクローカルユニキャストアドレス、リンクローカルマルチキャストアドレス及びアドレスリスト３５を比較し、アドレス衝突検知を行うか否かを選択し、それぞれに応じた適切な処理を行うことが可能となる。更に、アドレス衝突が無い場合には、第２通信装置５側におけるアドレス衝突検知を行う必要が無い為、その待ち時間を短縮することができる。その上、ルータ広告メッセージ３６に添付された衝突可能性のないアドレス３６ｂを直ちにアドレスに使用でき、ＩＰｖ６のプラグアンドプレイ機能による高速な通信、ひいては高速なネットワーク間の移動が可能となる。
【００３５】
（第１通信装置及び第２通信装置）
第１通信装置４及び第２通信装置５は、それぞれ、図３に示すように、入力装置２１、出力装置２２、通信制御装置２３、主記憶装置２４及びＣＰＵ２５等を備えている。ＣＰＵ２５は、接続要求送信手段２５ａ、非重複情報受信手段２５ｂ、設定手段２５ｃ、アドレス衝突検知手段２５ｄ及びメッセージ判断手段２５ｅ等とから構成される。接続要求送信手段２５ａは、ネットワーク上のルータ１０へ対し、ネットワークへ接続する為の接続情報である図５のルータ要請メッセージ３３を送信するモジュールである。非重複情報受信手段は、接続情報に基づいて生成されたアドレスがネットワーク内で重複していないと判断された場合、アドレスは重複しないこと示す非重複情報として図８のルータ広告メッセージ３６をルータより受信するモジュールである。設定手段２５ｃは、ルータ広告メッセージ３６を受信後、アドレスを使用設定するモジュールである。アドレス衝突検知手段２５ｄは、アドレス衝突検知を行う為のモジュールである。メッセージ判断手段２５ｅは、ルータ広告メッセージ３６に、衝突可能性のないアドレス３６ｂが添付されているか否かを判断するモジュールである。尚、入力装置２１、出力装置２２、通信制御装置２３及び主記憶装置２４についてはルータ１０と同様である為説明を省略する。
【００３６】
（第２通信装置による通信方法）
次に図９のステップＳ１０４、Ｓ１０７における第２通信装置５の動作を図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
(ａ)先ず、ステップＳ３０１において、図１のＬＡＮケーブル６への接続要求の為、接続要求送信手段２５ａは、ルータ１０に対してルータ要請メッセージ３３（図５参照）を送信する。
【００３８】
（ｂ）ステップＳ３０２において、ルータ広告メッセージ３６（図８参照）を受信すると、ステップＳ３０３では、メッセージ判断手段２５ｅが、そのルータ広告メッセージ３６に、衝突可能性のないアドレス３６ｂが添付されているか否かを判断する。衝突可能性のないアドレス３６ｂが添付されていた場合、ステップＳ３０４において、非重複情報受信手段２５ｂがそれを取得し、設定手段２５ｃがアドレス衝突可能性のないアドレス３６ｂをアドレス設定し、ルータ１０を介して通信を行う。
【００３９】
（ｃ）衝突可能性のないアドレス３６ｂが添付されていない場合、ステップＳ３０５において、アドレス衝突検知手段２５ｄが、通常のようにアドレス衝突検知を行う。
【００４０】
上記によると、ルータ１０側により第２通信装置５側におけるアドレス衝突検知が不必要と判断されている場合、このアドレス衝突検知の為の待ち時間を省略することができる。その上、オプションとして送信された衝突可能性のないアドレス３６ｂを直ちにアドレスに添付して使用できる為、ＩＰｖ６のプラグアンドプレイ機能による高速な通信、ひいては高速なネットワーク間の移動が可能となる。
【００４１】
（アドレス管理の実施例）
本発明の実施の形態におけるルータ１０は、図２に示すように、アドレス情報記憶装置１６と、それを管理する為のアドレス管理手段１５ｇを備えている。以下、このアドレスの管理手法について補足する。
【００４２】
アドレス管理手段１５ｇは、アドレスの衝突可能性について検証するためのアドレス情報記憶装置１６内のデータの記憶において様々な方法を用いてよい。例えば、アドレスを記憶する領域が十分にある場合には、同じリンクにある第１通信装置４及び第２通信装置５（以下、「通信装置」と記載）毎の全てのアドレスを、通信装置毎に作成されたテーブル上に１２８ビットの完全な形にて記憶しても良い。通信装置の各アドレスを記憶する領域がある程度埋まってきたところで、近隣ノード非到達性検出機能（ネイバー・アンリーチャビリティ・ディテクション：ＮＵＤ）を利用して、各通信装置がまだ同じリンクに存在するか否かを検証しても良い。近隣ノード非到達性検出が成功すれば、すなわち同一リンクにそのアドレスを持つ通信装置が存在しなければ、アドレスリスト３５や、その他に作成したテーブル等からそのアドレスのエントリを削除することが可能となる。確認の手法としては、先ず、最近の使用頻度が最も低いキャッシュを削除する手法であるＬＲＵ(ラストリセントリーユーズド)のような順番で、最も昔にルータ要請メッセージ及び近隣要請メッセージを受信した通信装置から確かめ、メモリクリアを行い、十分な領域が空いた時点で終了するという手法が考えられる。
【００４３】
この手法を変形して、各通信装置のアドレスのうち下位６４ビットのみをテーブルに記憶していくという方法も考えられる。近隣ノード非到達性検出機能を実行する場合は、一つのアドレスのエントリに対して、現在そのリンクで利用できるすべてのグローバルローカルプレフィックス、サイトローカルプレフィックス及びリンクローカルプレフィックスを付加して近隣ノード非到達性検出を行う。この際、アドレスを記憶するのテーブルの領域が足りない場合には、各アドレスに対してハッシュ演算を行い、ハッシュ値を取り、その結果のみを記憶する手法を用いてもよい。一例として、８ビットのハッシュ値を得られるハッシュ関数Ｈ８()を利用し、図１２のハッシュベースアドレス管理表(以下、「ＨＢＡＭ表」と記載)を作成する。ハッシュ値は１からｎまで、アドレス情報記憶装置１６のメモリの容量に合わせて自由に選ぶことが可能である。ここでアドレスＡの存在を検知した場合、Ｈ８(Ａ)の値をとり、仮にその値が１だったとすると，ＨＢＡＭ表の１の欄に時刻、例えば「１０：３０」と記録する。通信装置からアドレスＸについて問い合わせがあった場合、アドレス管理手段１５ｇはＨ８(Ｘ)の値を求め、ＨＢＡＭ表にてその時刻を確認する。仮にＨ８(Ｘ)の値が２であれば、まだＨＢＡＭ表の２に対応する時刻が埋まっていないので、Ｘはどのアドレスとも衝突していないと考えられ、「衝突可能性は無い」と通信装置に応答する。通信装置からアドレスＹについて問い合わせがあった場合、アドレス管理手段１５ｇはＨ８(Ｙ)の値を求め、ＨＢＡＭ表のその時刻を確認する。仮にＨ８(Ｙ)の値が１であった場合、ＨＢＡＭ表の１にはすでに時刻が埋まっているので、Ｙは既存のアドレスのうち何かと衝突している可能性があると考えられるので、「衝突可能性が有る」と通信装置に応答する。この方式の利点は、より少ない記憶領域で、衝突可能性の有無を正しく判断できる点にある。しかし通信装置が増加するとＨＢＡＭ表が埋まってくる為、本当はアドレス衝突してなくとも、「衝突可能性がある」と応答する可能性が高くなる。
【００４４】
このため、ＨＢＡＭ表がある程度埋まってきた場合，表のリフレッシュ（消去）を行うことが好ましい。例えば、通信装置の移動が繁雑に起こるようなネットワークでは、単純な方法として、非常に古い時刻が書き込まれているエントリはリフレッシュする。又、定期的にリンク上の通信装置の存在を確認して、このＨＢＡＭ表をリフレッシュしてもよい。通信装置の存在の確認には、一例として全ノードリンクローカルマルチキャストアドレスに対して「ｉｃｍｐ ｅｃｈｏ」を送信する等の方法がある。
【００４５】
ハッシュ値を求める場合，アドレス全体ではなくアドレスの一部分だけを使っても良い。例えば、アドレスの下位６４ビットをハッシュ値に入れる方法では、リンクローカルとグローバル等の一つのノードがあるリンクにおいて複数のアドレスを利用する場合があるが、この場合下位６４ビットは同じアドレスである可能性が高いため、ＨＢＡＭ表での分散を押えることができ、より効率良くアドレス衝突がないことを確認することが可能となる。また、ＨＢＡＭ表を利用しても、古いエントリをリフレッシュしない場合には、時刻を記録するのではなく、単に０か１の１ビットを記録しても良い。この方式では時刻を記録する場合と比較して、同じメモリ量でより大きいＨＢＡＭ表を使用することができる。また、最初はアドレスを完全に記憶する方法を使用し、リンクに接続されてくる通信装置が多くなってきたところでＨＢＡＭ表に切替えるといった運用を行うことも可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、ＩＰｖ６アドレス自動設定の際に、アドレス衝突検知の省略が可能な場合を報知する為のルータ装置、ネットワークアドレス管理システム、ネットワークアドレス管理方法及びネットワークアドレス管理プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るネットワークアドレス管理システムの概要図である。
【図２】ルータ装置の構成を示す構成図である。
【図３】通信装置の構成を示す構成図である。
【図４】ＩＰｖ６アドレスのデータの構造を示すデータ構造図である。
【図５】ルータ要請メッセージのデータを示す図である。
【図６】アドレスの予測のデータを示す図である。
【図７】アドレスリストのデータを示す図である。
【図８】ルータ広告メッセージのデータを示す図である。
【図９】ネットワークアドレス管理方法の手順を示す図である。
【図１０】ルータ装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】通信装置の通信方法を示すフローチャートである。
【図１２】ハッシュベースアドレス管理表を示す図である。
【符号の説明】
４…第１通信装置
５…第２通信装置
６…ＬＡＮケーブル
１０…ルータ
１１、２１…入力装置
１２、２２…出力装置
１３、２３…通信制御装置
１４、２４…主記憶装置
１５、２５…ＣＰＵ
１５ａ…第１接続要求受信手段
１５ｂ…第１予測手段
１５ｂ…第２予測手段
１５ｃ…第２接続要求受信手段
１５ｄ…第２予測手段
１５ｅ…判断手段
１５ｆ…非重複情報送信手段
１５ｇ…アドレス管理手段
１５ｈ…アドレス衝突処理手段
１５ｉ…ＩＰｖ６処理手段
１６…アドレス情報記憶装置
２５ａ…接続要求送信手段
２５ｂ…非重複情報受信手段
２５ｃ…設定手段
２５ｄ…アドレス衝突検知手段
２５ｅ…メッセージ判断手段
３１…ネットワークプレフィックス
３２…インターフェイス識別子
３３…ルータ要請メッセージ
３３ａ…ＬＡＮ送信元アドレス
３３ｂ…ＬＡＮ宛先アドレス
３３ｃ…ＩＰｖ６送信元アドレス
３３ｄ…ＩＰｖ６宛先アドレス
３４ａ…インターフェイス識別子
３４ｂ…リンクローカルマルチキャストアドレス
３４ｃ…リンクローカルユニキャストアドレス
３４ｄ…ルータＡのアドレス
３５…アドレスリスト
３６…ルータ広告メッセージ
３６ｂ…衝突可能性のないアドレス
３６ｃ…ルータの宛先アドレス
３６ｄ…ルータのＩＰｖ６宛先アドレス
１００…ネットワークアドレス管理システム
Claims (7)
- 少なくとも１つ以上の第１通信装置が、ネットワークに接続を要求する為の第１接続情報を受信する第１接続要求受信手段と、
前記第１接続情報に基づき、前記第１通信装置が使用する第１アドレスを予測し、決定する第１予測手段と、
前記第１アドレス情報を含む情報を記憶するアドレス情報記憶装置と、
前記第１通信装置のネットワーク接続後に、第２通信装置が前記ネットワークに接続する為の第２接続情報を受信する第２接続要求受信手段と、
前記第２接続情報に基づき、前記第２通信装置が使用する第２アドレスを予測する第２予測手段と、
前記第２アドレスが前記ネットワーク内で重複しているか否かを、前記第１アドレス情報を含む情報を基に判断する判断手段と、
前記判断手段が前記２アドレスは重複していないと判断した場合に、前記第２アドレスを含む非重複情報を前記第２通信装置に送信する非重複情報送信手段
とを具備することを特徴とするルータ装置。 - 前記第１アドレス及び前記第２アドレスはＩＰｖ６アドレスであり、前記第１接続情報及び前記第２接続情報は、前記第１通信装置及び第２通信装置が送信した近隣要請パケット及びルータ要請パケットの内少なくとも片方であることを特徴とする請求項１記載のルータ装置。
- ネットワークへの接続許可を行うルータ装置へ対し第１接続情報を送信し、前記ネットワークにて使用する第１アドレス情報を取得し、前記ネットワークとの接続を行う少なくとも１つ以上の第１通信装置と、
前記第１通信装置の接続後に、前記ルータ装置へ対し第２接続情報を送信し、前記ネットワークにて使用する第２アドレス情報を含む非重複情報を取得し、前記ネットワークとの接続を行う第２通信装置と、
前記第１接続情報を受信し、前記第１接続情報を基に前記第１アドレスを予測し、前記第１アドレス情報を含む情報を記憶し、前記第２接続情報を受信し、前記第２接続情報を基に第２アドレスを予測し、前記第２アドレスが前記ネットワーク内で重複しているか否かを、前記第１アドレス情報を含む情報を基に判断し、前記２アドレスは重複していないと判断した場合に、前記非重複情報を前記第２通信装置に送信するルータ装置
とを具備することを特徴とするネットワークアドレス管理システム。 - 前記第１アドレス及び前記第２アドレスはＩＰｖ６アドレスであり、前記第１接続情報及び前記第２接続情報は、前記第１通信装置及び第２通信装置が送信した近隣要請パケット及びルータ要請パケットの内少なくとも片方であることを特徴とする請求項３に記載のネットワークアドレス管理システム。
- ネットワークに接続を要求する少なくとも１つ以上の第１通信装置より第１接続情報を受信するステップと、
前記第１接続情報に基づき、前記第１通信装置が使用する第１アドレスを予測し、決定し、前記第１アドレス情報を含む情報をアドレス情報記憶装置に記憶するステップと、
前記ネットワークに接続を要求する第２通信装置より第２接続情報を受信するステップと、
前記第２接続情報に基づき、前記第２通信装置が使用する第２アドレスを予測し、予測した前記第２アドレスが前記ネットワーク内で重複しているか否かを、前記アドレス情報記憶装置より取得した前記第１アドレス情報を含む情報を基に判断するステップと、
前記２アドレスは重複していないと判断した場合に、前記第２アドレスを含む非重複情報を前記第２通信装置に送信するステップと、
第２通信装置が、前記第２アドレスを使用設定するステップ
とを備えることを特徴とするネットワークアドレス管理方法。 - 前記第１アドレス及び前記第２アドレスはＩＰｖ６アドレスであり、前記第１接続情報及び前記第２接続情報は、近隣要請パケット及びルータ要請パケットの内少なくとも片方であることを特徴とする請求項５に記載のネットワークアドレス管理方法。
- ネットワークに接続を要求する少なくとも１つ以上の第１通信装置より第１接続情報を受信させる命令と、
前記第１接続情報に基づき、前記第１通信装置が使用する第１アドレスを予測させ、決定させ、前記第１アドレス情報を含む情報をアドレス情報記憶装置に記憶させる命令と、
前記ネットワークに接続を要求する第２通信装置より第２接続情報を受信させる命令と、
前記第２接続情報に基づき、前記第２通信装置が使用する第２アドレスを予測させ、予測させた前記第２アドレスが前記ネットワーク内で重複しているか否かを、前記アドレス情報記憶装置より取得した前記第１アドレス情報を含む情報を基に判断させる命令と、
前記２アドレスは重複していないと判断した場合に、前記第２アドレスを含む非重複情報を前記第２通信装置に送信させる命令と、
前記第２通信装置に、前記第２アドレスを使用設定させる命令
とをネットワーク上のアドレス管理を行なうコンピュータに実行させることを特徴とするネットワークアドレス管理プログラム。
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