JP4305202B2

JP4305202B2 - アドレス管理サーバ、システム及びサーバプログラム

Info

Publication number: JP4305202B2
Application number: JP2004029355A
Authority: JP
Inventors: 賢治堀; 貴仁吉原; 浩規堀内
Original assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Current assignee: KDDI R&D Laboratories Inc
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP2005223598A

Description

本発明は、ネットワークの稼動中にサブネットの数とプレフィクス長を変更可能なアドレス管理システム、サーバ及びサーバプログラムに関する。

ネットワークの発展に伴って、高度な運用スキルを持つ管理者の存在は必ずしも期待できないことから、ルータの追加、削除及びネットワークの接続変更に対する、ルータ設定の自動化が重視されてきている。

その１方式としてARCP(Automatic Router Configuration Protocol)方式がある。ARCP方式は、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)との協調動作により、ルータの初期構成情報の自動生成及び構成情報の逐次自動更新を実現している。

図１は、ARCPサーバ及びDHCPサーバとの協調動作によるARCPルータ設定のシーケンス図である。

図１によれば、ARCPサーバ１と、DHCPサーバ２と、ARCPルータ３１及び３２とが、直接リンクに接続されている。また、ARCPルータ３３は、ARCPルータ３１及び３２の下流に位置するリンクに接続されている。

ARCPルータは、DHCPサーバからルータ１台につき１つのアドレスをDHCPクライアントとして得る。（Ｓ１）

ARCPルータは、DHCPサーバからアドレスを取得しなかったインタフェースについて、ARCPサーバからアドレス割当てを受ける。ただし、ARCPサーバは、ARCPルータ１及び２の接続関係の知識を持たないため、各インタフェースにはそれぞれ異なるサブネットのアドレス割り当てが行われる。このときARCPサーバはDHCPサーバに、インタフェース毎に異なる未使用のサブネット上のアドレスをDHCPクライアントとして要求する。（Ｓ２）

ARCPルータは、ルータとして稼動開始するとともに、下流のARCPルータがDHCPサーバと通信できるようDHCPリレーエージェントとして振舞う。（Ｓ３１）

ARCPサーバは、各ルータが定期送信するdBR(dummy BOOTREQUEST)メッセージにより、インタフェース間の未知の接続関係を検出する（ピアディスカバリ）。（Ｓ３２）

未知の接続であると判断されたインタフェース群を同一のサブネットに収容するため、ARCPサーバはアドレス再割り当て（リナンバリング）を行う。このときARCPサーバは、収容先サブネットに属するアドレスをDHCPサーバに要求する。（Ｓ３３）

R.Droms, "Dynamic Host Configuration Protocol" RFC2131 , 1997年3月 K.Hori他２名、"Automatic Configuration of IP Networks and Routers" In Proc of APNOM2003, 2003年9月

従来のDHCPサーバを利用する方式では、運用開始前にDHCPサーバ上にサブネットを定義しておく必要があり、運用開始後に前記サブネットの定義を変更することはできない。

例えば、アドレス(1.1.0.0)でプレフィクス長が26（以下(1.1.0.0/26)と表記する）のアドレス空間が利用可能であるとする。プレフィクス長が26とは、4バイトのアドレス中、上位26ビットがネットワークアドレスであることを意味する。よって、この場合、下位6ビットで表現可能な(000000)から(111111)の64個のアドレスのうち、ネットワークを表す(000000)及びブロードキャストアドレスとして予約されている(111111)を除く62個のアドレスが、つまり、(1.1.0.1)から(1.1.0.62) が割当可能なアドレスである。しかし、ネットワークアドレスはリンク毎に付与する必要があるため、複数のリンクにアドレス付与を行う必要がある場合には、予めアドレス空間を分割して定義することが必要となる。例えば、前記利用可能なアドレス空間が(1.1.0.0/26)の場合であって、２つのリンクが必要な場合には、プレフィクス長を27とし、アドレス空間をサブネット(1.1.0.0/27)とサブネット(1.1.0.32/27)等に分けて定義する必要がある。サブネット(1.1.0.0/27)にはアドレス(1.1.0.1)から(1.1.0.30)までの30個のアドレスが割当て可能であり、サブネット(1.1.0.32/27)には(1.1.0.33)から(1.1.0.62)の30個のアドレスが割当て可能である。

しかし、ルータに割当てられるアドレスやサブネットは、運用中に生じるルータの新規追加に伴うアドレス割当や、リナンバリングにより変化し、運用開始前に特定することは困難である。従って、全てのARCPルータを自動設定するためには、全てのサブネットのプレフィクス長を、十分な割当可能アドレス数をもつように定義する必要がある。またリンク数の特定も事前には困難であるため、十分な数のサブネットを定義しておく必要もある。

このため、DHCPサーバ上に定義したサブネット数や各サブネットの割当可能アドレス数が、実施のネットワークと乖離していた場合には、割当てられていないにもかかわらず、サブネットが異なるため割当てることができない、残留アドレスが増大する問題があった。

従って、本発明は、DHCPサーバを用いる方法と比較し、残留アドレス数を減少させることができ、限られたアドレス空間内で収容可能なルータ数を増大させるアドレス管理サーバ、システム及びサーバプログラムを提供することを目的とする。

本発明におけるアドレス管理サーバによれば、
サブネット生成要求メッセージを受信した場合は、予め決められたプレフィクス長を有するサブネットを生成するサブネット生成手段と、アドレス割当の際に、該アドレスの属するサブネット内の未割当アドレス数が第１の閾値以下となる場合は、前記サブネットを、前記サブネットのプレフィックス長より短いプレフィクス長のサブネットに変更するサブネット拡大手段と、アドレス割当解除の際に、該アドレスの属するサブネット内の未割当アドレス数が第２の閾値以上となる場合は、前記サブネットを、前記サブネットのプレフィックス長より長いプレフィクス長のサブネットに変更するサブネット縮小手段と、前記サブネット生成手段によりサブネットを生成した場合及び前記サブネット拡大手段又は前記サブネット縮小手段によりサブネットを変更した場合は、生成又は変更したサブネットを、サブネット構成変更メッセージとしてARCPサーバに送信する、サブネット構成変更送信手段を有することを特徴とする。

本発明のアドレス管理サーバにおける他の実施形態によれば、
前記サブネット拡大手段は、前記サブネットのプレフィクス長より１ビット短いプレフィクス長のサブネットに変更し、前記サブネット縮小手段は、前記サブネットのプレフィクス長より１ビット長いプレフィクス長のサブネットに変更することも好ましい。

また、本発明のアドレス管理サーバにおける他の実施形態によれば、
アドレス割当解除により、該アドレスの属するサブネット内の割当アドレス数が０となる場合は、該サブネットを消去するサブネット消去手段を有することも好ましい。

本発明におけるアドレス管理システムによれば、
ARCPサーバは、アドレス管理サーバからのサブネット構成変更メッセージを受信した際に、ARCPルータに対してルータ設定変更メッセージを送信することを特徴とする。

本発明におけるアドレス管理サーバのプログラムによれば、
サブネット生成要求メッセージを受信した場合は、予め決められたプレフィクス長を有するサブネットを生成するサブネット生成手段と、アドレス割当の際に、該アドレスの属するサブネット内の未割当アドレス数が第１の閾値以下となる場合は、前記サブネットを、前記サブネットのプレフィックス長より短いプレフィクス長のサブネットに変更するサブネット拡大手段と、アドレス割当解除の際に、該アドレスの属するサブネット内の未割当アドレス数が第２の閾値以上となる場合は、前記サブネットを、前記サブネットのプレフィックス長より長いプレフィクス長のサブネットに変更するサブネット縮小手段と、前記サブネット生成手段によりサブネットを生成した場合及び前記サブネット拡大手段又は前記サブネット縮小手段によりサブネットを変更した場合は、生成又は変更したサブネットを、サブネット構成変更メッセージとしてARCPサーバに送信する、サブネット構成変更送信手段として機能させることを特徴とする。

本発明のアドレス管理サーバのプログラムにおける他の実施形態によれば、
前記サブネット拡大手段は、前記サブネットのプレフィクス長より１ビット短いプレフィクス長のサブネットに変更し、前記サブネット縮小手段は、前記サブネットのプレフィクス長より１ビット長いプレフィクス長のサブネットに変更するよう機能させることも好ましい。

また、本発明のアドレス管理サーバのプログラムにおける他の実施形態によれば、
アドレス割当解除により、該アドレスの属するサブネット内の割当アドレス数が０となる場合は、該サブネットを消去するサブネット消去手段として機能させることも好ましい。

本発明におけるアドレス管理サーバ、システム及びサーバプログラムによれば、
DHCPサーバを用いる方法と比較して、残留アドレス数を減少させることができる。また、限られたアドレス空間で収容可能なルータ数を増大させ、予めサブネットを定義する必要性を無くすことができる。

本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。

図２は、本発明のアドレス管理サーバを用いたシステムの１実施形態の概要図である。ARCPサーバ１と、アドレス管理サーバ４と、ARCPルータ３１及び３２とがネットワーク５を介して接続されている。また、ARCPルータ３３は、ARCPルータ３１及び３２の下流に位置するリンクに接続されている。アドレス管理サーバ４は、ARCPルータ及びARCPサーバからアドレス割当要求メッセージを受信した場合に、アドレスの割当を行う。

図３は、アドレス管理サーバ４の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すようにアドレス管理サーバ４は、メッセージ送受信部６、アドレス管理部７及び記憶部８を含む。メッセージ送受信部６は、アドレス割当要求受信部９、アドレス割当送信部１０、サブネット生成要求受信部１１及びサブネット構成変更送信部１２を含む。アドレス管理部７は、アドレス割当部１３、サブネット生成部１４、サブネット拡大部１５、サブネット消去部１６及びサブネット縮小部１７を含む。記憶部８は、アドレスデータ記憶部１８、閾値データ記憶部１９及び初期値データ記憶部２０を含む。

メッセージ送受信部６は、アドレス割当等のメッセージを受信した場合には、アドレス管理部７に通知し、アドレス管理部７から割当アドレス等の通知を受けた場合には、対応するメッセージを送信する機能を有する。アドレス割当要求受信部９は、ARCPサーバ又はARCPルータからのアドレス割当要求メッセージを受信した場合、アドレス割当部１３に通知する機能を有する。アドレス割当送信部１０は、アドレス割当部１３からの通知により、アドレス設定のための、アドレス割当メッセージをARCPサーバ又はARCPルータに送信する機能を有する。サブネット生成要求受信部１１は、ARCPサーバからのサブネット生成要求メッセージを受信し、サブネット生成部１４に通知する機能を有する。サブネット構成変更送信部１２は、サブネット生成部１４、サブネット拡大部１５及びサブネット縮小部１７から、変更後のサブネット及びアドレスの通知を受けた場合、ARCPサーバ１にサブネット構成変更メッセージを送信する機能を有する。

記憶部８は、アドレス管理のために必要なデータを記憶する機能を有する。アドレスデータ記憶部１８は、利用可能な全アドレス空間、生成済みサブネット及び割当済みアドレスを管理するデータベースである。閾値データ記憶部１９は、後述するサブネット拡大処理を行うか否かを決定する第１の閾値及びサブネット縮小処理を行うか否かを決定する第２の閾値データを保持する。初期値データ記憶部２０は、後述するサブネット生成処理の際に生成するサブネットのプレフィクス長の値を保持する。

アドレス管理部７は、メッセージ送受信部６からの通知及び記憶部８のデータから、アドレス割当等の処理を行い、データの更新、メッセージ送受信部６へ通知する機能を有する。

アドレス割当部１３は、アドレス割当要求受信部９からの通知を受けた際に、データ記憶部１８及び閾値データ記憶部１９を参照する。アドレス割当を行うと、該アドレスが属するサブネットの未割当アドレス数が第１の閾値以下となる場合は、サブネット拡大部１５に前記サブネットの通知を行い、サブネット拡大をさせる。それ以外の場合は、未割当アドレスから割当てるアドレスを１つ選択し、アドレス割当送信部１０へ、該アドレスの通知及びアドレスデータ記憶部１８の更新を行う機能を有する。

また、アドレス割当部１３は、割当済アドレスの有効期限を監視し、有効期限が満了した場合はアドレス割当を解除し、アドレスデータ記憶部１８の更新を行う。割当解除したアドレスの属するサブネットの割当済アドレス数が０となる場合は、サブネット消去部１６へ該サブネットを通知しサブネット消去をさせる。更に、割当解除したアドレスの属するサブネットの未割当アドレス数が第２の閾値以上となる場合は、サブネット縮小部１７に該サブネットの通知を行い、サブネット縮小を行わせる機能を有する。

サブネット生成部１４は、サブネット生成要求受信部１１からの通知を受けた場合、アドレスデータ記憶部１８及び初期値データ記憶部２０を参照し、利用可能な全アドレス空間の中の現在未使用である部分から、初期値データ記憶部２０に保持されているプレフィクス長を有する新しいサブネットを生成し、アドレスデータ記憶部１８の更新及サブネット構成変更送信手段１２に前記サブネットの通知を行う機能を有する。

図４はサブネット生成を示す説明図である。

割当可能な全アドレス空間が(1.1.0.0/26)であり、既にサブネット(1.1.0.0/27)及びサブネット(1.1.0.32/29)が使用されている。また、初期値データ記憶部２０には29が記憶されている。サブネット生成部１４は、未使用のアドレス空間から、新たにサブネット(1.1.0.40/29)の生成を行っている。

サブネット拡大部１５は、アドレス割当部１３から通知されたサブネットの拡大を行う。

図５及び図６はサブネット拡大を示す説明図である。

サブネット拡大は、該サブネットのプレフィクス長より短いプレフィクス長を有するサブネットに変更することをいう。図５では、サブネット(1.1.0.0/29)内の割当可能なアドレス(1.1.0.1)から(1.1.0.6)の６つのアドレスの内、既に３つが使用されている。また、閾値データ記憶部１９には、第１の閾値として２が設定されている。この場合に、新たなアドレスの割当てを行うと、未割当てアドレス数が第１の閾値である２以下となるため、サブネット拡大部１５は、サブネット(1.1.0.0/29)からサブネット(1.1.0.0/28)に変更を行っている。これにより割当て可能なアドレス数が６から１４へ拡大する。また、図６では、サブネット(1.1.0.0/29)からサブネット(1.1.0.16/28)へ変更を行っている。この様に、単にプレフィクス長を短くするだけでなく、アドレス自体の変更を行うことも可能であり、サブネット(1.1.0.8/29)が、割当済みであってもサブネット拡大が可能となる。

更にサブネット拡大部１５は、拡大後のサブネットとアドレスで、アドレスデータ記憶部１８を更新し、サブネット構成変更送信部１２に該サブネットとアドレスを通知する機能を有する。

サブネット消去部１６は、アドレス割当部１３から通知された、サブネットを消去し、アドレスデータ記憶部１８を更新する機能を有する。

サブネット縮小部１７は、アドレス割当部１３から通知されたサブネットの縮小を行う。

図７及び図８はサブネット縮小を示す説明図である。

サブネット縮小は、該サブネットのプレフィクス長より長いプレフィクス長を有するサブネットに変更することをいう。図７では、サブネット(1.1.0.16/28)内の割当て可能なアドレス(1.1.0.17)から(1.1.0.30)の１４のアドレスの内、既に４つが使用されている。また、閾値データ記憶部１９には、第２の閾値として１１が設定されている。この場合に、アドレス(1.1.0.20)が有効期限の満了により割当解除されると、未割当てアドレス数が第２の閾値である１１以上となるため、サブネット縮小部１７は、サブネット(1.1.0.16/28)からサブネット(1.1.0.16/29)に変更を行っている。これにより割当て可能なアドレス数が１４から６へ縮小する。また、図８では、サブネット(1.1.0.16/28)からサブネット(1.1.0.0/29)へ変更を行っている。この様に、単にプレフィクス長を長くするだけでなく、アドレス自体の変更を行うことも可能であり、サブネットが全アドレス空間中に、断片的に割当てられることを避け、より大きなアドレス数を持つサブネットの生成を容易にすることができる。

サブネット拡大、縮小、生成時に、アドレス管理サーバ４は、ARCPサーバ１に、サブネット構成変更メッセージを送信し、該サブネット構成変更メッセージを受信したARCPサーバ１は、構成変更されたサブネットに属する全ARCPルータにアドレスやプレフィクス長の設定を変更するため、ルータ変更メッセージを送信する。

ARCPルータ、サーバからなるシステムに適用可能である。

ARPCサーバ、ARCPルータ、DHCPサーバの動作を示すシーケンス図である。アドレス管理サーバを用いたシステムの１実施形態の概要図である。アドレス管理サーバ４の構成を示す機能ブロック図である。サブネット生成を示す説明図である。サブネット拡大を示す説明図である。サブネット拡大を示す説明図である。サブネット縮小を示す説明図である。サブネット縮小を示す説明図である。

符号の説明

１ ARCPサーバ
２ DHCPサーバ
３１〜３３ ARCPルータ
４アドレス管理サーバ
５ネットワーク
６メッセージ送受部
７アドレス管理部
８記憶部
９アドレス割当要求受信部
１０アドレス割当送信部
１１サブネット生成要求受信部
１２サブネット構成変更送信部
１３アドレス割当部
１４サブネット生成部
１５サブネット拡大部
１６サブネット消去部
１７サブネット縮小部
１８アドレスデータ記憶部
１９閾値データ記憶部
２０初期値データ記憶部

Claims

ネットワークに接続されるARCPサーバ及びARCPルータからのアドレス割当要求に対し、アドレス割当を行うアドレス管理サーバにおいて、
サブネット生成要求メッセージを受信した場合は、予め決められたプレフィクス長を有するサブネットを生成するサブネット生成手段と、
アドレス割当の際に、該アドレスの属するサブネット内の未割当アドレス数が第１の閾値以下となる場合は、前記サブネットを、前記サブネットのプレフィックス長より短いプレフィクス長のサブネットに変更するサブネット拡大手段と、
アドレス割当解除の際に、該アドレスの属するサブネット内の未割当アドレス数が第２の閾値以上となる場合は、前記サブネットを、前記サブネットのプレフィックス長より長いプレフィクス長のサブネットに変更するサブネット縮小手段と、
前記サブネット生成手段によりサブネットを生成した場合及び前記サブネット拡大手段又は前記サブネット縮小手段によりサブネットを変更した場合は、生成又は変更したサブネットを、サブネット構成変更メッセージとしてARCPサーバに送信する、サブネット構成変更送信手段を有することを特徴とするアドレス管理サーバ。
前記サブネット拡大手段は、前記サブネットのプレフィクス長より１ビット短いプレフィクス長のサブネットに変更し、
前記サブネット縮小手段は、前記サブネットのプレフィクス長より１ビット長いプレフィクス長のサブネットに変更することを特徴とする請求項１に記載のアドレス管理サーバ。
アドレス割当解除により、該アドレスの属するサブネット内の割当アドレス数が０となる場合は、該サブネットを消去するサブネット消去手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアドレス管理サーバ。
ARCPルータと、ARCPサーバと、請求項１から３のいずれか１項に記載の前記アドレス管理サーバとを有するシステムにおいて、
前記ARCPサーバは、前記アドレス管理サーバからのサブネット構成変更メッセージを受信した際に、ARCPルータに対してルータ設定変更メッセージを送信することを特徴とするシステム。
ネットワークに接続されるARCPサーバ及びARCPルータからのアドレス割当要求に対し、アドレス割当を行うアドレス管理サーバプログラムにおいて、
サブネット生成要求メッセージを受信した場合は、予め決められたプレフィクス長を有するサブネットを生成するサブネット生成手段と、
アドレス割当の際に、該アドレスの属するサブネット内の未割当アドレス数が第１の閾値以下となる場合は、前記サブネットを、前記サブネットのプレフィックス長より短いプレフィクス長のサブネットに変更するサブネット拡大手段と、
アドレス割当解除の際に、該アドレスの属するサブネット内の未割当アドレス数が第２の閾値以上となる場合は、前記サブネットを、前記サブネットのプレフィックス長より長いプレフィクス長のサブネットに変更するサブネット縮小手段と、
前記サブネット生成手段によりサブネットを生成した場合及び前記サブネット拡大手段又は前記サブネット縮小手段によりサブネットを変更した場合は、生成又は変更したサブネットを、サブネット構成変更メッセージとしてARCPサーバに送信する、サブネット構成変更送信手段として機能させることを特徴とするプログラム。
前記サブネット拡大手段は、前記サブネットのプレフィクス長より１ビット短いプレフィクス長のサブネットに変更し、
前記サブネット縮小手段は、前記サブネットのプレフィクス長より１ビット長いプレフィクス長のサブネットに変更するよう機能させることを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
アドレス割当解除により、該アドレスの属するサブネット内の割当アドレス数が０となる場合は、該サブネットを消去するサブネット消去手段として機能させることを特徴とする請求項５又は６に記載のプログラム。