JP4427653B2

JP4427653B2 - レイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法

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Publication number: JP4427653B2
Application number: JP2006510362A
Authority: JP
Inventors: 桂一清水; 晃大久保; 正博黒田
Original assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: JPWO2005083950A1; WO2005083950A1

Description

この発明は、異種無線アクセスポイントを収容し、論理的にツリーを構成するレイヤ２スイッチから構成されているレイヤ２スイッチネットワークに関し、特に複数の無線インタフェースを持つ移動端末が通信で使用するインタフェースを切り替えた際の処理手順に関するものである。

複数種の無線アクセスインタフェースを持った移動端末を収容する、異種無線統合ＩＰネットワークにおいて、従来のインタフェース切り替えは、一般的にMobile IPと呼ばれるＩＰレイヤによる移動管理メカニズムによって実現されていた（例えば、非特許文献１、非特許文献２）。

この方式では、移動端末はインタフェース毎に固有のＩＰアドレス(これは気付けアドレスと呼ばれる)を持つとともに、インタフェースで共通のＩＰアドレス(これはホームアドレスと呼ばれる)を持ち、通信相手端末にはホームアドレスを見せる。そして、インタフェース切り替えに応じて変化するホームアドレスと気付けアドレスの対応を随時ネットワーク内のホームエージェントに登録する。この場合、通信相手端末はホームアドレスを宛先にしてＩＰパケットを送信するが、このＩＰパケットはホームエージェントが捕捉し、ホームエージェントが登録された気付けアドレス宛てにＩＰパケットを送信する。このようなホームエージェントによる転送の機構により、移動端末はインタフェース切り替え後もシームレスにＩＰパケット通信を継続することができる。

Mobile IPを使用すると、移動端末はインタフェース切り替え毎に、使用する気付けアドレスと自身のホームアドレスとの対応をホームエージェントでなく通信相手端末に直接通知することもできる。

また、異種無線統合ＩＰネットワークにおける端末のインタフェース切り替えではないが、ＬＡＮ環境に設置される装置において、障害耐性を高めるためにネットワークインタフェースを二重化するケースがある（例えば、非特許文献３、非特許文献４）。この場合も、二つのインタフェースは共通のＩＰアドレスを持つ(非特許文献４において、共通ＩＰアドレスは再配置可能ＩＰアドレスと呼ばれている)。ただし、このＩＰアドレスは装置が設置されるロケーションに属するものであり、Mobile IPに対応させた場合、ホームアドレスでなく気付けアドレスに対応するものであり、このケースはインタフェースで共通の気付けアドレスを持つものといえる。この場合、インタフェース障害に際してインタフェースの切り替えが生じると、実インタフェースのアドレス(イーサネット（登録商標）インタフェースを想定し、以後ＭＡＣアドレスとする)と再配置可能ＩＰアドレスの対応が変化する。このため、端末はインタフェース障害時に、ＭＡＣアドレスと再配置可能ＩＰアドレスの対応を通信相手端末に、ＡＲＰプロトコル(ＩＰv6の場合には近隣探索プロトコル)を使用して通知する。これは要求されないＡＲＰ(gratuitous ARP)と呼ばれる。

C. Perkins著「IP Mobility Support」 IETF RFC2002、1996/10、P.8-11 D. Johnsonほか著「Mobility Support in IPv6」IETF Internet Draft draft-ietf-mobile IP- IPv6-24.txt、2003/6、P.15-19 日本ヒューレット・パッカード株式会社著「White Paper: HP-UX ハイアベイラビリティ」http://www1.jpn.hp.com/products/software/oe/hpux/document/pdfs/PDFHS03-033-02.pdf、2003/10/31、P.17 日本ヒューレット・パッカード株式会社著「Service Guard OPS EditionによるOPSクラスタの設定第8版」Manufacturing Part Number: B51 58-90045，2002/3、P.87-92

異種無線統合ＩＰネットワークにおける移動端末のインタフェース切り替えをMobile IPによって制御する場合、移動によってインタフェースの実ＩＰアドレス(気付けアドレス)が変化するため、この変化を隠蔽するためにホームアドレスの概念が必要になり、誰かがホームアドレスと気付けアドレスの対応を管理しなければならない。これをホームエージェントで行う場合、通信相手端末から移動端末への通信は、基本的に常にホームエージェント経由になりパケット遅延や帯域効率、パケットロスの観点から望ましくない。また、この対応付けを通信相手端末が直接管理する場合、通信相手端末は複雑なMobile IPのシグナリング手順を直接意識する必要があり望ましくない。

Mobile IPにはパケット遅延、帯域効率向上、パケットロス対策として各種拡張が提案されているが、これらは端末にさらに複雑なシグナリング制御を強いることになる。

実ＩＰアドレスが変化する場合、通信相手端末とのＩＰセッションが切れてしまうため、通信を維持するためにMobile IPのような制御機構が必要になるが、移動によって実ＩＰアドレスが変化しないようにネットワークを構成すれば通信相手端末とのＩＰセションは切断されず、Mobile IPのような複雑なシグナリング手順が不要になり、高速かつ低遅延なハンドオフが期待できる。このため、ネットワークインタフェースの二重化の障害切り替えに関する上記の従来の技術を、異種無線を統合するＬＡＮや広域ＬＡＮでの移動制御に適用するシステムが考えられる。この場合、Mobile IPによる異種無線統合ネットワークとは異なり、従来例の再配置可能ＩＰアドレスのように、通信相手端末からみえるＩＰアドレスが基本的に変化しないよう構成することができる。よって、端末間でMobile IPのような複雑な手順が不要であり、よりシンプルに高速移動をサポートできる可能性がある。

しかし、上記システムにおいて、gratuitous ARPを通信相手端末に送信するのはセキュリティ上望ましくない。またMobile IPの高速ハンドオフのように、移動端末のインタフェース切り替えの直後に、旧インタフェースに誤って配送されてきたＭＡＣフレームを新インタフェースに転送することができないため、ＭＡＣフレームのロスが発生しうる。

この発明は上記に鑑みてなされたもので、ＭＡＣレイヤによる移動管理メカニズムを持った網を前提に、ＭＡＣフレームロスの少ない高速なインタフェース切り替え機構を容易にかつ安全に提供するレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法を得ることを目的とする。

本発明では、無線アクセスポイントを収容する複数のエッジスイッチと、複数のブランチスイッチと、ツリーの最上位に位置するルートスイッチとを含む複数のレイヤ２スイッチにより論理的にツリーが構成されるとともに、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応を記憶し受信したアドレス解決要求に従ってアドレス解決処理を実行する近隣探索サーバを有し、前記各レイヤ２スイッチはＭＡＣアドレスと受信した該ＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームの出力先ポートとの対応としてのＭＡＣエントリを含む対応表を持ち、前記各レイヤ２スイッチは受信ＭＡＣフレームに含まれるＭＡＣアドレスが前記対応表に存在しないときは受信したＭＡＣフレームを当該レイヤ２スイッチのルートスイッチに向かって送信するレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法において、異なるＭＡＣアドレスを持つ複数の無線インタフェースを有し、該複数の無線インタフェースに共通のＩＰアドレスを持つ移動端末が、通信で使用する無線インタフェースを切り替えた場合、切り替え先の新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、アップデートエントリ要求をルートスイッチに向け送信することで、当該無線アクセスポイントからルートスイッチまでの経路に存在するレイヤ２スイッチに当該移動端末の新無線インタフェースに対応する前記ＭＡＣエントリを新規生成させる第１ステップと、移動端末が、前記近隣探索サーバに対して、新無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、ＩＰアドレスとの対応を更新するための更新要求を送信する第２ステップと、新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、移動端末からのＭＡＣアドレススワップ要求を受信すると、該無線アクセスポイントが、切り替え元の旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、切り替え先の新無線インタフェースのＭＡＣアドレスとを含むスワップエントリ要求をルートスイッチに向けて送信する第３ステップと、前記スワップエントリ要求を受信したルートスイッチが、ツリー配下のレイヤ２スイッチにキャンセルエントリ要求を送信して、ツリー配下の各レイヤ２スイッチの前記各対応表から旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスに対応するＭＡＣエントリを削除させる第４ステップと、ルートスイッチが、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームの宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスにスワップして、スワップした受信フレームを送信する第５ステップとを備えることを特徴とする。

この発明によれば、移動端末の旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛てに送信されたＭＡＣフレームを、切り替え先の新インタフェースのＭＡＣアドレス宛てにアドレススワップするスワップポイントをレイヤ２スイッチネットワーク内部に設けるようにしているので、高速のインタフェース切換処理が可能であり、またＭＡＣフレームのロスを防止することができる。

本発明をより詳細に説術するために、添付の図面に従ってこれを説明する。

実施の形態１．
第１図に本発明を構成する広域ＬＡＮの構成図および振る舞いの概念図を示す。第１図において、広域ＬＡＮ１は、無線ＬＡＮ、Ｗ−ＣＤＭＡ、４Ｇなど各種タイプの無線アクセスポイント３ａ〜３ｃを収容し、複数のレイヤ２スイッチ２から構成されている。広域ＬＡＮを構成するレイヤ２スイッチのうちエッジスイッチ２は、無線アクセスポイント３ａ〜３ｃや固定端末を収容する。

４は複数種の無線インタフェースを持った移動端末、５はこの移動端末と通信をする通信相手端末である。通信相手端末５は、移動端末４にとって移動される対象であり、固定端末もしくは移動端末のいずれかになりうる。通信相手端末５を移動端末とし、これを移動する主体ととらえた場合には、移動端末４ともみなせるが、移動される対象ととらえた場合には通信相手端末５となる。

ルータ６は、第１図に示すネットワーク（広域ＬＡＮ）１を一つのＩＰサブネットワークとして構成させる役割をになう。ネットワーク１に接続するユーザはルータ６をデフォルトルータとして認識し、インターネットや他ＩＰサブネットとの通信はこのルータ６を介して行うことになる。また、移動端末４がルータ６を介して通信を行う場合、ルータ６は通信相手端末として認識される。

近隣探索サーバ７は、広域ＬＡＮ１において近隣要請などのアドレス解決要求メッセージがブロードキャストされることを防止する機能を有し、必要に応じて設置される。移動端末４は通信相手端末のＩＰアドレスからＭＡＣアドレスを求めるため、アドレス解決要求メッセージをマルチキャストするが、近隣探索サーバ７が導入された場合にはこのアドレス解決要求メッセージはブロードキャストされること無く、近隣探索サーバ７まで誘導され、近隣探索サーバ７がＭＡＣアドレスの解決を行う。

第２図は本発明の前提となる移動端末４のレイヤ構造の概念図を示す。第２図において移動端末４は、一例として無線ＬＡＮとＷ-ＣＤＭＡの２つの無線インタフェース（IF.wlan、IF.wcdma）を実装している。移動端末４は、各無線インタフェース毎に、個別の物理レイヤ/ＭＡＣレイヤ/ＩＰレイヤを実装し、またＩＰレイヤの上位にアプリケーションが実装される(ＴＣＰ以上のプロトコルもここに位置づける)。

ここで、本発明において、移動端末４は複数の無線インタフェースに共通のＩＰレイヤ(実際にはＩＰアドレス)を持つものとする。この共通ＩＰアドレスは非特許文献４で記載された再配置可能ＩＰアドレスと同義のものである。

次に、第１図を用いて本発明におけるネットワークの基本的な振る舞いを説明する。第１図において、移動端末４が何らかの要因で、使用するインタフェースをＷ-ＣＤＭＡ用インタフェース（IF.wcdma）から無線ＬＡＮインタフェース（IF.wlan）に切り替えるとする。この際に、本発明のネットワーク内の各機器（エレメント）および移動端末は、以下の二つの機構を使用してＭＡＣフレームロスの少ない高速なインタフェース切り替えを実施する。

・第一の機構は、広域ＬＡＮ１を構成するレイヤ２スイッチ２群が、インタフェース切り替え後に旧インタフェースのＭＡＣアドレス宛てに送信されるＭＡＣフレームを認識し、この宛先ＭＡＣアドレスを新インタフェースのＭＡＣアドレスに変換して転送するＭＡＣアドレススワップのメカニズムである。

・また、インタフェース切り替えによって、インタフェース共通のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスが変化することから、第二の機構として、このＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応表を持っているエレメントのエントリを更新するメカニズムを実装する。この対応表を持っているエレメントとは、移動端末の通信相手端末５(もしくはルータ６)と、近隣探索サーバ７である。

本発明ではこの二つの機構を実現するための各種制御方式を規定する。

広域ＬＡＮ１を構成するレイヤ２スイッチ２群は一般的にツリー状に配置される(もしくは論理的にツリーを構成する)。実施の形態１は、このツリーの最上位に位置するレイヤ２スイッチ(ルートスイッチと呼ぶ)が、ＭＡＣアドレススワップのメカニズムを持つことを前提にしたものであり、第３図にこのネットワーク例と動作概念図を示す。第３図において、２ａ、２ｂはエッジスイッチ、８はツリーの最上位に位置するルートスイッチ、９はエッジスイッチとルートスイッチを接続してツリーを構成するブランチスイッチである。

第４図はこのネットワークにおけるインタフェース切り替えシーケンス図である。とくにこのシーケンスでは、各スイッチが持つ端末のＭＡＣアドレスとそのＭＡＣアドレス宛てにきたＭＡＣフレームの出力先ポートとの対応表を、移動端末の移動に伴い明示的に更新するＭＡＣキャッシュマネージメントプロトコルを各スイッチがサポートしていることを前提にする。

このＭＡＣキャッシュマネージメントプロトコルは、大きくはアップデートエントリー（Update Entry）手順とキャンセルエントリー（Cancel Entry）手順から構成され、前者は指定された端末のＭＡＣエントリを生成・更新する手順であり、後者は指定された端末のＭＡＣエントリを削除する手順とする。また、このＭＡＣキャッシュマネージメントプロトコルはツリー状のネットワークを前提に動作し、とくにこのプロトコル対応のスイッチは、ＭＡＣフレーム受信時に対応するＭＡＣエントリがない場合、このＭＡＣフレームをブロードキャストすることなく、ルートスイッチに向かって送信するよう動作する。

無線アクセスポイント３ｂにキャンプしている移動端末４が、使用しているインタフェースをＷ-ＣＤＭＡ用インタフェース（IF.wcdma）から無線ＬＡＮインタフェース（IF.wlan）に切り替え、無線アクセスポイント３ａにキャンプする場合、移動端末４はまず無線アクセスポイント３ａと無線特有のアソシエーション（association）を設定し、必要に応じて認証手順（Authentication Procedure）を実行する。

認証が成功した場合、無線アクセスポイント３ａは、アップデートエントリーリクエスト（Update Entry Request）と呼ぶ制御フレームをルートスイッチ８に向けて送信する。この制御フレームにより、無線アクセスポイント３ａからルートスイッチ８までの経路に存在しうる全レイヤ２スイッチは、この移動端末４のエントリ(移動端末４のＭＡＣアドレスと、このＭＡＣアドレス宛てフレームの送信ポートとの対応表)を新規に生成する。また、このとき移動端末４は非特許文献３、４と同様に、gratuitous ARPに相当する近隣広告メッセージ（Neighbor Advertisement）を近隣探索サーバ７に送信する。ネットワークの各スイッチはこれを近隣探索サーバ７まで誘導し、近隣探索サーバ７がその内容を記憶する。

実施の形態１では、この後、移動端末４が無線アクセスポイント３ａに対してＭＡＣアドレススワップ要求を送信する。これを無線アクセスポイント３ａが受信すると無線アクセスポイント３ａはレイヤ２制御フレームであるスワップエントリーリクエスト（Swap Entry Request）をルートスイッチ８に向けて送信する。この制御フレームは、今まで使用していた旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、切り替え後の無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、オプションとしてスワップ設定時間を示すスワップタイムを含む。ルートスイッチ８はこの制御フレーム受信後、スワップタイムの期間中に、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛てのＭＡＣフレームを捕らえた場合、宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスに置き換えて(スワップして)、送信する。

また、Swap Entry Requestを受信したルートスイッチ８は、階層的配下のレイヤ２スイッチ内に蓄積されている旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスを削除するため、キャンセルエントリーリクエスト（Cancel Entry Request）を階層的配下のレイヤ２スイッチに対し送信する。Cancel Entry Requestは削除するＭＡＣエントリに対応する出力ポートに従いエッジスイッチもしくは無線アクセスポイントまで送信され、経由した各スイッチは対象となるＭＡＣエントリを削除する。前述したように、ＭＡＣキャッシュマネージメントプロトコル対応の各スイッチは、ＭＡＣフレーム受信時に対応するＭＡＣエントリがない場合、このＭＡＣフレームをブロードキャストすることなく、ルートスイッチに向かって送信するよう動作するになっているので、Cancel Entry Requestによってレイヤ２スイッチ内に、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスのエントリがなくなると、旧ＭＡＣアドレス宛てに送信されたＭＡＣフレームは必ずルートスイッチ８まで転送されることになる。

通信相手端末５が近隣探索手順などによって移動端末４のＭＡＣアドレスをもとめ、これを自内部にキャッシュしている場合、通信相手端末５は旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛てにＭＡＣフレームの送信を続ける。このとき例えばＩＰv６必須の近隣到達可能性手順を通信相手端末５がサポートしていれば、この手順によって移動端末４が新無線インタフェースのＭＡＣアドレスに変化したことを通信相手端末５は検出できる。

また、実施の形態１では、移動端末４が近隣広告メッセージ（Neighbor Advertisement）をＩＰsecなどで暗号化するようにしている。そして、そのキーを持った近隣探索サーバ７のみがこれを受信することで、近隣探索サーバ７に蓄積される情報を安全に更新できる。この近隣探索サーバ７へのアクセスの際は、インタフェース切り替えのときに限らず、常に暗号化してもよい。

実施の形態１で記載したインタフェース切り替えのメカニズムは、端末でのシグナリングが殆ど不要であるため、高速に行うことができ、またＭＡＣアドレススワップのメカニズムはＭＡＣフレームのロスを防止することができる。またSwap Entry Requestは無線アクセスポイントの責任で発行するため、無線アクセスポイントと移動端末との間のアソシエーションがセキュリティ上ガードされていれば、安全にＭＡＣアドレスのスワップが制御できる。また、gratuitous ARPのように端末が通信相手端末のＭＡＣキャッシュを直接書き換えることがない点も、移動を擬似するような攻撃に対してセキュリティ性能を向上させる。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１同様、ルートスイッチ８がＭＡＣアドレススワップのメカニズムを持つことを前提にしたものであるが、実施の形態２では、移動端末４が通信相手端末５に直接ＭＡＣアドレスの変化を通知するようにしている。第５図は実施の形態２のインタフェース切り替えシーケンス図を示すものである。

無線アクセスポイント３ｂにキャンプしている移動端末４が、使用しているインタフェースをＷ-ＣＤＭＡ用インタフェース（IF.wcdma）から無線ＬＡＮインタフェース（IF.wlan）に切り替え、無線アクセスポイント３ａにキャンプする場合、移動端末４は、実施の形態１と同様、無線アクセスポイント３ａとのアソシエーション（association）の設定、認証手順（Authentication Procedure）を実行する。認証が成功した場合、無線アクセスポイント３ａは、実施の形態１と同様、アップデートエントリーリクエスト（Update Entry Request）をルートスイッチ８に向けて送信することにより、無線アクセスポイント３ａからルートスイッチ８までの経路に存在しうる全レイヤ２スイッチは、移動端末４のエントリを新規に生成する。

また、移動端末４は、実施の形態１と同様、gratuitous ARPに相当する近隣広告メッセージ（Neighbor Advertisement）を近隣探索サーバ７に送信する。ネットワークの各スイッチはこれを近隣探索サーバ７まで誘導し、近隣探索サーバ７がその内容を記憶する。

実施の形態２の移動端末４は、通信相手端末５およびそのＭＡＣアドレスを常に管理しており、上記近隣探索サーバ７への近隣広告メッセージの送信が終了すると、通信相手端末５のＭＡＣアドレスを宛先アドレスとして近隣広告メッセージを送信する。このメッセージを受信した通信相手端末５は、即時に移動端末４宛てのＭＡＣフレームの宛先を切り替え後の新インタフェースのものに変更する。

その後の手順は、実施の形態１と同様であり、移動端末４は無線アクセスポイント３ａに対してＭＡＣアドレススワップ要求を送信する。これを無線アクセスポイント３ａが受信すると無線アクセスポイント３ａはスワップエントリーリクエスト（Swap Entry Request）をルートスイッチ８に向けて送信する。ルートスイッチ８はこの制御フレーム受信後、スワップタイムの期間中に、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛てのＭＡＣフレームを捕らえた場合、宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスに置き換えて(スワップして)、送信する。また、Swap Entry Requestを受信したルートスイッチ８は、階層的配下のレイヤ２スイッチ内に蓄積されている旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスを削除するため、キャンセルエントリーリクエスト（Cancel Entry Request）を階層的配下のレイヤ２スイッチに対し送信する。

実施の形態２によれば、近隣広告メッセージは非特許文献３、４のgratuitous ARPのようにブロードキャストされることはなく、ネットワークの帯域利用効率や安全性(スヌープされにくい)の面でメリットが生じる。ただし、gratuitous ARPと同様、通信相手端末のＭＡＣキャッシュを直接書き換えるため、移動を擬似するような攻撃に対してセキュリティは弱くなる。

実施の形態３．
実施の形態３はエッジスイッチがＭＡＣアドレススワップのメカニズムを持つことを前提にしたものであり、第６図にこのネットワーク例と動作概念図を示す。第７図はこのネットワークにおける実施の形態３のインタフェース切り替えシーケンス図である。

この後、移動端末４が無線アクセスポイント３ａに対してＭＡＣアドレススワップ要求を送信する。以上の手順は、実施の形態１と同様である。

ＭＡＣアドレススワップ要求を無線アクセスポイント３ａが受信すると無線アクセスポイント３ａは、今まで使用していた旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、切り替え後の無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、オプションとしてのスワップタイムを含むＭＡＣアドレススワップ要求（Swap Entry Request）をルートスイッチ８にではなく、旧無線インタフェースを使用してアクセスしていた無線アクセスポイント３ｂが接続されたエッジスイッチ２ｂに向けて送信する。

各スイッチでは、Swap Entry Requestに含まれる旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスをキーに出力ポートを決定するので、このSwap Entry Requestは、旧無線インタフェースを使用してアクセスしていた無線アクセスポイント３ｂが接続されたエッジスイッチ２ｂまでたどり着く。なお、Swap Entry Requestがエッジまでたどり着くためのスイッチング規則は、実施の形態１に記されたCancel Entry Requestのものと同様である。エッジスイッチ２ｂは、Swap Entry Requestを受信した後は、スワップタイムの期間中に、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛てのＭＡＣフレームを捕らえた場合、宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスに置き換えて(スワップして)、送信する。

なお、この実施の形態３では、Swap Entry Requestを受信したルートスイッチ８は、階層的配下のレイヤ２スイッチ内に蓄積されている旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスを削除するための前述のキャンセルエントリーリクエスト（Cancel Entry Request）を階層的配下のレイヤ２スイッチに対し送信しない。

このように、実施の形態３の場合、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスに関するスイッチングルートは明示的に削除しないため、旧ＭＡＣアドレス宛てに送信されたＭＡＣフレームは必ずスワップポイントとなるエッジスイッチまで到達する。

実施の形態３において、通信相手端末における、近隣到達可能性手順による新無線インタフェースのＭＡＣアドレスの検出、近隣探索サーバへのアクセスの暗号化は実施の形態１と同様であり、また実施の形態２と同様、移動端末により通信相手端末に直接ＭＡＣアドレスの変化を通知することもできる。

実施の形態３では、エッジスイッチがＭＡＣアドレススワップのメカニズムを持つものとしたが、ネットワークのエッジとして無線アクセスポイントがスワップメカニズムを実装しても良い。

実施の形態３によれば、実施の形態１に比べスワップメカニズムがエッジに分散するため、移動制御トラフィックに対してスケーラビリティを持つことが可能になる。ただし、ツリー構成上の特徴から、実施の形態１に対し移動端末と同じスイッチ配下に位置していた通信相手端末からの転送ルートは最適化されるが、それ以外のケースはむしろ転送ルートが冗長になっていく。

実施の形態４．
実施の形態４はルートスイッチおよびエッジスイッチがＭＡＣアドレススワップのメカニズムを持つことを前提にしたものであり、第８図にこのネットワーク例と動作概念図を示す。第９図はこのネットワークにおけるインタフェース切り替えシーケンス図である。

実施の形態４は、実施の形態１および実施の形態３の組み合わせであり、Swap Entry Requestをルートスイッチで終端するともに、エッジスイッチでも終端する。このため、移動端末がルートスイッチを跨いで移動した場合、ＭＡＣアドレススワップはルートスイッチで実施され、ルートスイッチを跨がない移動に関してはエッジスイッチでＭＡＣアドレススワップが実施されることになる。

とくに、資源の問題から、ルートスイッチでスワップできるエントリ数が制限されるようなケースがある。エッジスイッチでのスワップをベースに、幾つかの制限されたユーザに対してのみルートスイッチでスワップを行うことにより、負荷の分散とルートの最適化の両立に関して最適解が得られる。

実施の形態５．
実施の形態５はネットワーク内に移動端末の位置を常に把握し、同一種別もしくは異種の無線アクセスポイント間のハンドオーバを決定・制御するエンティティ(これをシグナリングサーバと呼ぶ)を配備する例である。実施の形態１〜４では、端末が自立的にキャンプする無線アクセスポイントを決定することを想定したが、実施の形態５ではネットワークのシグナリングサーバがハンドオーバ先を決定する。これをネットワーク主導インタフェース切り替えと呼ぶ。

第１０図はネットワーク主導インタフェース切り替えを実現するネットワーク例とインタフェース切り替え起動の動作概念図を示す。第１０図において、１０がルートスイッチに接続されたシグナリングサーバである。第１１図はこのネットワークにおけるインタフェース切り替えシーケンス図である。

シグナリングサーバ１０はＴＣＰ/ＩＰ上の手順などで移動端末４の位置(キャンプしている無線アクセスポイント)を常に把握しており、また移動端末４や無線アクセスポイント３からの情報を使用して移動端末４がキャンプすべき最適な無線アクセスポイント３を決定することができるものとする。

シグナリングサーバ１０が、異なる無線アクセスポイントに移動端末４がキャンプすべきであると判断すると、例えばシグナリングサーバ１０はインタフェース切り替えの準備を促すために、ハンドオーバ準備要求メッセージを移動端末４に向けて送信する。
移動端末４はハンドオーバ準備要求メッセージを受信すると、指示された無線アクセスポイントとのアソシエーション設定（Association）や、認証手順（Authentication Procedure）を実行するなど、インタフェース切り替えをするために必要な手順をあらかじめ実行する。

認証が成功した場合、無線アクセスポイント３ａは、アップデートエントリーリクエスト（Update Entry Request）をルートスイッチ８に向けて送信することにより、無線アクセスポイント３ａからルートスイッチ８までの経路に存在しうる全レイヤ２スイッチは、この移動端末４のエントリを新規に生成する。

その後、移動端末４はハンドオーバ準備応答メッセージをシグナリングサーバ１０に返送する。シグナリングサーバ１０はこのメッセージを受信すると、実際にインタフェース切り替えを指示するハンドオーバ開始要求メッセージを移動端末４に送信する。このハンドオーバ開始要求メッセージを受信すると、移動端末４は、インタフェースを切り替えて無線アクセスポイントにキャンプする。

実施の形態５では、シグナリングサーバ１０がハンドオーバを検出したタイミング(例えばハンドオーバ開始要求メッセージを送信するタイミング)で、近隣探索サーバ７に対し、インタフェース共通のＩＰアドレスと切り替え先インタフェースのＭＡＣアドレスの対応表を登録する。また、同タイミングでルートスイッチ８に対してＭＡＣアドレススワップ要求を指示する。ＭＡＣアドレススワップ要求を受信したルートスイッチ８の振舞いは、実施の形態１で規定したSwap Entry Request受信時の動作と同じである。すなわち、Swap Entry Requestを受信したルートスイッチ８は、階層的配下のレイヤ２スイッチ内に蓄積されている旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスを削除するため、キャンセルエントリーリクエスト（Cancel Entry Request）を階層的配下のレイヤ２スイッチに対し送信する。Cancel Entry Requestは削除するＭＡＣエントリに対応する出力ポートに従いエッジスイッチもしくは無線アクセスポイントまで送信され、経由した各スイッチは対象となるＭＡＣエントリを削除する。

実施の形態５のようにシグナリングサーバ１０によるネットワーク主導のインタフェース切り替えメカニズムを定義すると、近隣探索サーバ７への登録やＭＡＣスワップポイントへの登録がシグナリングサーバ１０の責任になる。このため、シグナリングサーバ１０のシグナリングメカニズムが安全に定義できれば、移動端末４がこれらをキックするよりセキュリティが向上する。

実施の形態６．
実施の形態６は実施の形態５と同じくネットワーク主導インタフェース切り替えのケースであるが、ＭＡＣアドレススワップのポイントがルートスイッチ８ではなくエッジスイッチとなる。第１２図はこのネットワークにおけるインタフェース切り替えシーケンス図である。

実施の形態６では、シグナリングサーバ１０がハンドオーバを検出したタイミングで、近隣探索サーバ７に対しＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応表を登録し、ルートスイッチ８を介して旧無線インタフェースを使用してアクセスしていた無線アクセスポイント３ｂが接続されたエッジスイッチ２ｂにＭＡＣアドレススワップ要求を指示する。エッジスイッチ２ｂに対するＭＡＣアドレススワップ要求を受信したルートスイッチ８はSwap Entry Requestをエッジスイッチ２ｂに向けて送信する。Swap Entry Requestのスイッチング、これを受信したときのエッジスイッチ２ｂの振る舞いは実施の形態３で規定したものと同じである。

実施の形態６によれば、近隣探索サーバ７への登録やＭＡＣスワップポイントへの登録がシグナリングサーバ１０の責任になるため、シグナリングサーバ１０のシグナリングメカニズムが安全に定義できれば、移動端末４がこれらをキックするよりセキュリティが向上する。また、スワップメカニズムがエッジに分散するため、移動制御トラフィックに対してスケーラビリティを持つことが可能になる。

実施の形態７．
実施の形態７は実施の形態５と同じくネットワーク主導インタフェース切り替えのケースであるが、ＭＡＣアドレススワップのポイントがルートスイッチおよびエッジスイッチとなる。

第１３図はこのネットワークにおけるインタフェース切り替えシーケンス図である。

実施の形態７では、シグナリングサーバ１０がハンドオーバを検出したタイミングで、近隣探索サーバ７に対しＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応表を登録し、ルートスイッチ８に対してＭＡＣアドレススワップ要求を指示する。ＭＡＣアドレススワップ要求を受信したルートスイッチ８の振る舞いは、実施の形態４で規定したSwap Entry Request受信時の動作と同一である。

実施の形態７によれば、近隣探索サーバ７への登録やＭＡＣスワップポイントへの登録がシグナリングサーバ１０の責任になるため、シグナリングサーバ１０のシグナリングメカニズムが安全に定義できれば、移動端末４がこれらをキックするよりセキュリティが向上する。また、Swap Entry Requestをルートスイッチ８で終端するともに、エッジスイッチでも終端する。このため、移動端末がルートスイッチを跨いで移動した場合、ＭＡＣアドレススワップはルートスイッチで実施され、ルートスイッチを跨がない移動に関してはエッジスイッチでＭＡＣアドレススワップが実施されることになる。

実施の形態８．
実施の形態８は実施の形態１〜４と同様のネットワーク構成を想定し、移動端末がＭＡＣアドレススワップを実際に行うスイッチ宛てにSwap Entry Requestを送信するものである。

無線アクセスポイントがＭＡＣアドレススワップ要求を一旦終端し、無線アクセスポイントがＭＡＣスワップを実際に行うスイッチに対してSwap Entry Requestを送信する場合、セキュリティのアソシエーションが二段構成になるため、セキュリティが向上する。ただし、一旦無線アクセスポイントがＭＡＣアドレススワップ要求を終端する場合、無線アクセスポイントにＭＡＣアドレススワップ要求受信機能の追加が必要になる。移動端末がＭＡＣスワップを実際に行うスイッチ宛てにSwap Entry Requestを送信する場合、セキュリティ能力は低下するものの、無線アクセスポイントへの追加機能は不要になる。

実施の形態９．
実施の形態９は近隣探索サーバ７が、ルートスイッチ８に対してＭＡＣアドレススワップ要求を送信し、ルートスイッチ８が必要に応じて他スイッチにSwap Entry RequestもしくはCancel Entry Requestを送信することで、ルートスイッチもしくはエッジスイッチ、もしくはその双方にＭＡＣアドレスのスワップを設定することを特徴とする。第１４図はとくにルートスイッチ８にＭＡＣアドレスのスワップを設定するためのシーケンスである。

第１４図では移動端末４が発行する近隣広告メッセージを近隣探索サーバ７が受信した場合、近隣探索サーバ７は移動端末４のＩＰアドレスから、対応付けて管理している移動端末の(旧)ＭＡＣアドレスを特定するとともに、通知された新ＭＡＣアドレスでこのエントリを更新する。

このとき近隣探索サーバ７は旧ＭＡＣアドレスおよび新ＭＡＣアドレスを両方特定できるため、エントリ更新と同時にルートスイッチ８にＭＡＣアドレススワップ要求を送信できる。ルートスイッチ８がＭＡＣアドレススワップ要求を受信すると、ルートスイッチ８は移動端末が旧無線インタフェースを使用した際にキャンプしていた無線アクセスポイント３ｂに向けてCancel Entry Requestを送信する。Cancel Entry Requestは削除するＭＡＣエントリに対応する出力ポートに従い無線アクセスポイント３ｂまで送信され、経由した各スイッチは対象となるＭＡＣエントリを削除する。

実施の形態９では、近隣探索サーバ７がＭＡＣアドレスのスワップの要求を実行するため、移動端末４のシグナリングを削減する効果がある。

以上のように、本発明にかかる広域ＬＡＮにおけるインタフェース切り替え方法は、ＭＡＣレイヤによる移動端末の移動管理メカニズムを持ったネットワークに有用である。

第１図は、本発明を構成する広域ＬＡＮの構成図および振る舞いの概念図である。第２図は、本発明の前提となる移動端末のレイヤ構造の概念図である。第３図は、ツリー状に配置されるレイヤ２スイッチ群の構成および実施の形態１によるＭＡＣアドレススワップの動作概念を示す図である。第４図は、実施の形態１によるインタフェース切り替えシーケンス図である。第５図は、実施の形態２によるインタフェース切り替えシーケンス図である。第６図は、実施の形態３によるＭＡＣアドレススワップの動作概念を示す図である。第７図は、実施の形態３によるインタフェース切り替えシーケンス図である。第８図は、実施の形態４によるＭＡＣアドレススワップの動作概念を示す図である。第９図は、実施の形態４によるインタフェース切り替えシーケンス図である。第１０図は、実施の形態５によるＭＡＣアドレススワップの動作概念を示す図である。第１１図は、実施の形態５によるインタフェース切り替えシーケンス図である。第１２図は、実施の形態６によるインタフェース切り替えシーケンス図である。第１３図は、実施の形態７によるインタフェース切り替えシーケンス図である。第１４図は、実施の形態９によるインタフェース切り替えシーケンス図である。

１広域ＬＡＮ
２エッジスイッチ
３ａ〜３ｃ無線アクセスポイント３ａ〜３ｃ
４移動端末
５通信相手端末
６ルータ
７近隣探索サーバ
８ルートスイッチ
９ブランチスイッチ
１０シグナリングサーバ

Claims

無線アクセスポイントを収容する複数のエッジスイッチと、複数のブランチスイッチと、ツリーの最上位に位置するルートスイッチとを含む複数のレイヤ２スイッチにより論理的にツリーが構成されるとともに、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応を記憶し受信したアドレス解決要求に従ってアドレス解決処理を実行する近隣探索サーバを有し、前記各レイヤ２スイッチはＭＡＣアドレスと受信した該ＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームの出力先ポートとの対応としてのＭＡＣエントリを含む対応表を持ち、前記各レイヤ２スイッチは受信ＭＡＣフレームに含まれるＭＡＣアドレスが前記対応表に存在しないときは受信したＭＡＣフレームを当該レイヤ２スイッチのルートスイッチに向かって送信するレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法において、
異なるＭＡＣアドレスを持つ複数の無線インタフェースを有し、該複数の無線インタフェースに共通のＩＰアドレスを持つ移動端末が、通信で使用する無線インタフェースを切り替えた場合、切り替え先の新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、アップデートエントリ要求をルートスイッチに向け送信することで、当該無線アクセスポイントからルートスイッチまでの経路に存在するレイヤ２スイッチに当該移動端末の新無線インタフェースに対応する前記ＭＡＣエントリを新規生成させる第１ステップと、
移動端末が、前記近隣探索サーバに対して、新無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、ＩＰアドレスとの対応を更新するための更新要求を送信する第２ステップと、
新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、移動端末からのＭＡＣアドレススワップ要求を受信すると、該無線アクセスポイントが、切り替え元の旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、切り替え先の新無線インタフェースのＭＡＣアドレスとを含むスワップエントリ要求をルートスイッチに向けて送信する第３ステップと、
前記スワップエントリ要求を受信したルートスイッチが、ツリー配下のレイヤ２スイッチにキャンセルエントリ要求を送信して、ツリー配下の各レイヤ２スイッチの前記各対応表から旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスに対応するＭＡＣエントリを削除させる第４ステップと、
ルートスイッチが、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームの宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスにスワップして、スワップした受信フレームを送信する第５ステップと、
を備えることを特徴とするレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法。
無線アクセスポイントを収容する複数のエッジスイッチと、複数のブランチスイッチと、ツリーの最上位に位置するルートスイッチとを含む複数のレイヤ２スイッチにより論理的にツリーが構成されるとともに、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応を記憶し受信したアドレス解決要求に従ってアドレス解決処理を実行する近隣探索サーバを有し、前記各レイヤ２スイッチはＭＡＣアドレスと受信した該ＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームの出力先ポートとの対応としてのＭＡＣエントリを含む対応表を持ち、前記各レイヤ２スイッチは受信ＭＡＣフレームに含まれるＭＡＣアドレスが前記対応表に存在しないときは受信したＭＡＣフレームを当該レイヤ２スイッチのルートスイッチに向かって送信するレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法において、
異なるＭＡＣアドレスを持つ複数の無線インタフェースを有し、該複数の無線インタフェースに共通のＩＰアドレスを持つ移動端末が、通信で使用する無線インタフェースを切り替えた場合、切り替え先の新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、アップデートエントリ要求をルートスイッチに向け送信することで、当該無線アクセスポイントからルートスイッチまでの経路に存在するレイヤ２スイッチに当該移動端末の新無線インタフェースに対応する前記ＭＡＣエントリを新規生成させる第１ステップと、
移動端末が、前記近隣探索サーバに対して、新無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、ＩＰアドレスとの対応を更新するための更新要求を送信する第２ステップと、
近隣到達可能性手順がサポートされ、移動端末のＭＡＣアドレスを知るために近隣到達性確認メッセージを送付する通信相手端末に対し、移動端末が、該移動端末の新無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、ＩＰアドレスとの対応を含む近隣広告メッセージを送信する第３ステップと、
新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、移動端末からのＭＡＣアドレススワップ要求を受信すると、該無線アクセスポイントが、切り替え元の旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、切り替え先の新無線インタフェースのＭＡＣアドレスとを含むスワップエントリ要求をルートスイッチに向けて送信する第４ステップと、
前記スワップエントリ要求を受信したルートスイッチが、ツリー配下のレイヤ２スイッチにキャンセルエントリ要求を送信して、ツリー配下の各レイヤ２スイッチの前記各対応表から旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスに対応するＭＡＣエントリを削除させる第５ステップと、
ルートスイッチが、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームの宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスにスワップして、スワップした受信フレームを送信する第６ステップと、
を備えることを特徴とするレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法。
無線アクセスポイントを収容する複数のエッジスイッチと、複数のブランチスイッチと、ツリーの最上位に位置するルートスイッチとを含む複数のレイヤ２スイッチにより論理的にツリーが構成されるとともに、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応を記憶し受信したアドレス解決要求に従ってアドレス解決処理を実行する近隣探索サーバを有し、前記各レイヤ２スイッチはＭＡＣアドレスと受信した該ＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームの出力先ポートとの対応としてのＭＡＣエントリを含む対応表を持ち、前記各レイヤ２スイッチは受信ＭＡＣフレームに含まれるＭＡＣアドレスが前記対応表に存在しないときは受信したＭＡＣフレームを当該レイヤ２スイッチのルートスイッチに向かって送信するレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法において、
異なるＭＡＣアドレスを持つ複数の無線インタフェースを有し、該複数の無線インタフェースに共通のＩＰアドレスを持つ移動端末が、通信で使用する無線インタフェースを切り替えた場合、切り替え先の新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、アップデートエントリ要求をルートスイッチに向け送信することで、当該無線アクセスポイントからルートスイッチまでの経路に存在するレイヤ２スイッチに当該移動端末の新無線インタフェースに対応する前記ＭＡＣエントリを新規生成させる第１ステップと、
移動端末が、前記近隣探索サーバに対して、新無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、ＩＰアドレスとの対応を更新するための更新要求を送信する第２ステップと、
新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、移動端末からのＭＡＣアドレススワップ要求を受信すると、該無線アクセスポイントが、切り替え元の旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、切り替え先の新無線インタフェースのＭＡＣアドレスとを含むスワップエントリ要求を新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントを収容しているエッジスイッチに送信する第３ステップと、
前記スワップエントリ要求を受信したエッジスイッチが、切り替え元の旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスをキーにして出力ポートを決定することで、前記受信したスワップエントリ要求を送信する第４ステップと、
前記スワップエントリ要求を受信したレイヤ２スイッチネットワーク内のレイヤ２スイッチが、前記スワップエントリ要求を受信すると、切り替え元の旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスをキーにして出力ポートを決定することで、前記スワップエントリ要求を切り替え元の旧無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントを収容するエッジスイッチまで転送させる第５ステップと、
前記切り替え元の旧無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントを収容するエッジスイッチが、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームの宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスにスワップして、スワップした受信フレームを送信する第６ステップと、
を備えることを特徴とするレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法。
無線アクセスポイントを収容する複数のエッジスイッチと、複数のブランチスイッチと、ツリーの最上位に位置するルートスイッチとを含む複数のレイヤ２スイッチにより論理的にツリーが構成されるとともに、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応を記憶し受信したアドレス解決要求に従ってアドレス解決処理を実行する近隣探索サーバと、移動端末がキャンプしている無線アクセスポイントを把握するとともに、移動端末がキャンプすべき最適な無線アクセスポイントを決定可能なシグナリングサーバとを有し、前記各レイヤ２スイッチはＭＡＣアドレスと受信した該ＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームの出力先ポートとの対応としてのＭＡＣエントリを含む対応表を持ち、前記各レイヤ２スイッチは受信ＭＡＣフレームに含まれるＭＡＣアドレスが前記対応表に存在しないときは受信したＭＡＣフレームを当該レイヤ２スイッチのルートスイッチに向かって送信するレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法において、
シグナリングサーバが、当該移動端末が通信で使用する無線インタフェースを切り替えるべきであると判断すると、切り替え先の新無線アクセスポイントを含むハンドオーバ準備要求を当該移動端末に送信する第１ステップと、
ハンドオーバ準備要求を受信した移動端末が、ハンドオーバ準備要求で通知された切り替え先の新無線アクセスポイントと無線インタフェース切替のための初期手順を実行する第２ステップと、
切り替え先の新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、アップデートエントリ要求をルートスイッチに向け送信することで、当該無線アクセスポイントからルートスイッチまでの経路に存在するレイヤ２スイッチに当該移動端末の新無線インタフェースに対応する前記ＭＡＣエントリを新規生成させる第３ステップと、
移動端末が、ハンドオーバ準備応答をシグナリングサーバに送信する第４ステップと、
シグナリングサーバが、ハンドオーバ開始要求を移動端末に送信する第５ステップと、
シグナリングサーバが、近隣探索サーバに、新無線インタフェースのＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応を更新するための更新要求を送信するとともに、切り替え元の旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、切り替え先の新無線インタフェースのＭＡＣアドレスとを含むスワップエントリ要求をルートスイッチに向けて送信する第６ステップと、
前記スワップエントリ要求を受信したルートスイッチが、ツリー配下のレイヤ２スイッチにキャンセルエントリ要求を送信して、ツリー配下の各レイヤ２スイッチの前記各対応表から旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスに対応するＭＡＣエントリを削除させる第７ステップと、
ルートスイッチが、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームの宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスにスワップして、スワップした受信フレームを送信する第８ステップと、
を備えることを特徴とするレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法。
無線アクセスポイントを収容する複数のエッジスイッチと、複数のブランチスイッチと、ツリーの最上位に位置するルートスイッチとを含む複数のレイヤ２スイッチにより論理的にツリーが構成されるとともに、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応を記憶し受信したアドレス解決要求に従ってアドレス解決処理を実行する近隣探索サーバと、移動端末がキャンプしている無線アクセスポイントを把握するとともに、移動端末がキャンプすべき最適な無線アクセスポイントを決定可能なシグナリングサーバとを有し、前記各レイヤ２スイッチはＭＡＣアドレスと受信した該ＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームの出力先ポートとの対応としてのＭＡＣエントリを含む対応表を持ち、前記各レイヤ２スイッチは受信ＭＡＣフレームに含まれるＭＡＣアドレスが前記対応表に存在しないときは受信したＭＡＣフレームを当該レイヤ２スイッチのルートスイッチに向かって送信するレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法において、
シグナリングサーバが、当該移動端末が通信で使用する無線インタフェースを切り替えるべきであると判断すると、切り替え先の新無線アクセスポイントを含むハンドオーバ準備要求を当該移動端末に送信する第１ステップと、
ハンドオーバ準備要求を受信した移動端末が、ハンドオーバ準備要求で通知された切り替え先の新無線アクセスポイントと無線インタフェース切替のための初期手順を実行する第２ステップと、
切り替え先の新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、アップデートエントリ要求をルートスイッチに向け送信することで、当該無線アクセスポイントからルートスイッチまでの経路に存在するレイヤ２スイッチに当該移動端末の新無線インタフェースに対応する前記ＭＡＣエントリを新規生成させる第３ステップと、
移動端末が、ハンドオーバ準備応答をシグナリングサーバに送信する第４ステップと、
シグナリングサーバが、ハンドオーバ開始要求を移動端末に送信する第５ステップと、
シグナリングサーバが、近隣探索サーバに、新無線インタフェースのＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応を更新するための更新要求を送信するとともに、切り替え元の旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、切り替え先の新無線インタフェースのＭＡＣアドレスとを含むスワップエントリ要求を切り替え元の旧無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントを収容するエッジスイッチに向けて送信する第６ステップと、
前記切り替え元の旧無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントを収容するエッジスイッチが、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームの宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスにスワップして、スワップした受信フレームを送信する第７ステップと、
を備えることを特徴とするレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法。
無線アクセスポイントを収容する複数のエッジスイッチと、複数のブランチスイッチと、ツリーの最上位に位置するルートスイッチとを含む複数のレイヤ２スイッチにより論理的にツリーが構成されるとともに、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応を記憶し受信したアドレス解決要求に従ってアドレス解決処理を実行する近隣探索サーバを有し、前記各レイヤ２スイッチはＭＡＣアドレスと受信した該ＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームの出力先ポートとの対応としてのＭＡＣエントリを含む対応表を持ち、前記各レイヤ２スイッチは受信ＭＡＣフレームに含まれるＭＡＣアドレスが前記対応表に存在しないときは受信したＭＡＣフレームを当該レイヤ２スイッチのルートスイッチに向かって送信するレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法において、
異なるＭＡＣアドレスを持つ複数の無線インタフェースを有し、該複数の無線インタフェースに共通のＩＰアドレスを持つ移動端末が、通信で使用する無線インタフェースを切り替えた場合、切り替え先の新無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントが、アップデートエントリ要求をルートスイッチに向け送信することで、当該無線アクセスポイントからルートスイッチまでの経路に存在するレイヤ２スイッチに当該移動端末の新無線インタフェースに対応する前記ＭＡＣエントリを新規生成させる第１ステップと、
移動端末が、前記近隣探索サーバに対して、新無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、ＩＰアドレスとの対応を更新するための更新要求を送信する第２ステップと、
前記更新要求を受信した近隣探索サーバが、切り替え元の旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスと、切り替え先の新無線インタフェースのＭＡＣアドレスとを含むスワップエントリ要求をルートスイッチに向けて送信する第３ステップと、
前記スワップエントリ要求を受信したルートスイッチが、ツリー配下のレイヤ２スイッチにキャンセルエントリ要求を送信して、ツリー配下の各レイヤ２スイッチの前記各対応表から旧無線インタフェースのＭＡＣアドレスに対応するＭＡＣエントリを削除させる第４ステップと、
ルートスイッチが、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームの宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスにスワップして、スワップした受信フレームを送信する第５ステップと、
を備えることを特徴とするレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法。
前記スワップエントリ要求には、スワップ期間を示すスワップタイム情報が含まれ、
前記ルートスイッチは、スワップタイム情報で指定されたスワップ期間の間に、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームの宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスにスワップして、スワップした受信フレームを送信することを特徴とする請求項１、２、４または６に記載のレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法。
前記スワップエントリ要求には、スワップ期間を示すスワップタイム情報が含まれ、
前記切り替え元の旧無線インタフェースに対応する無線アクセスポイントを収容するエッジスイッチは、スワップタイム情報で指定されたスワップ期間の間に、旧無線インタフェースのＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームの宛先アドレスを新無線インタフェースのＭＡＣアドレスにスワップして、スワップした受信フレームを送信することを特徴とする請求項３または５に記載のレイヤ２スイッチネットワークにおけるフレーム中継方法。