JP4556887B2 - Ｖｌａｎ自動設定方法 - Google Patents

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Description

本発明は、情報システム分野において、端末をネットワークに接続する方法に関する。
IP電話（以下IP-Phone）を導入する場合、IP-Phone接続用のローカルエリアネットワーク（以下LAN：Local Area Network）配線費用削減のため、既存のLAN配線をそのまま利用することが多い。その際、物理配線については流用するが、IP（Internet Protocol）アドレス数の制限や、データ制御の容易性等の理由から、論理的にネットワークを分離するのが一般的である。ネットワークの分離には、通常VLAN(Virtual LAN)を用いる。また、1本のケーブル中に複数のVLANを収容する場合には、タグVLAN(IEEE802.1Q)と呼ばれる手法を用いる。
VLANを使用する際、パーソナルコンピュータ（以下PC：Personal Computer）がVLANを識別するためのタグ付きフレームを扱うことはあまりないが、既存のLANを利用して別のネットワークを構築するような場合には、端末（IP-Phone）自体がタグ付きフレームを使う必要がある。スイッチは入力されてきたフレームにタグが付いている場合には、音声用のネットワークとして処理を実施する。
なお、IP-PhoneによるVLANの自動設定は、ローカルに独自のプロトコルを設定することで行われていた。
上記の他、ＶＬＡＮ ＩＤの自動識別方法に関する背景技術としては特許文献１に記載されたようなものがある。
特開２００２−２６９５５号公報
IP-PhoneにはタグVLAN通信のためにVLAN-IDが設定されているが、設置場所の変更等でVLAN-IDが変更になると、IP-PhoneのVLAN設定を全て変更する必要があり、運用上大きな負荷となる問題点があった。これを避けるためには、IP-Phoneとスイッチの両方にCDPプロトコルが実装されている必要があった。
本発明の目的は、特別なスイッチを準備しなくても、IP-Phoneのようなタグ付きフレームで通信するネットワーク端末が、接続するネットワークに応じてVLANを自動設定する方法を提供することにある。
課題を解決するために、端末に対して複数のVLAN-IDを登録するためのファイルを準備し、ネットワークに接続された場合には、ファイルを参照して登録されたVLAN-IDで順番にタグをつけ、ネットワークに対して接続を試みる機能を設ける。また、ネットワーク側でも、端末から正しい接続要求が来た場合には、要求に対して応答する機能を持たせる。
このような状態で、ネットワーク側で設定されたVLAN-IDと、端末が接続を試みたVLAN-IDが一致する場合には、ネットワーク側から端末に対して、端末が正しいVLAN-IDでネットワークに接続したことを通知させる。端末はその通知を受け取ることにより、接続を試みたVLAN-IDが正しいと判断し、通信処理を実行するためのVLAN-IDとしてVLAN設定を自動で実施することができる。また以上に加え、端末がネットワークに対して接続を試みる場合に接続要求を複数同時に送信する機能を設け、端末の待機時間を短縮する。
本発明によれば機器の移設や接続先機器の設定変更時に、管理者がVLAN情報を設定し直す手間が省け、ネットワーク管理の負荷が軽減される。
まず、背景技術の欄でも述べたタグVLAN(IEEE802.1Q)を図１に示す。
図１は、同一LAN配線にPCとIP-Phoneを接続した場合のシステム構成を示す図である。
1本のケーブル中に複数のVLANを収容する場合には、このようなタグVLAN(IEEE802.1Q)と呼ばれる手法が用いられる。また、既存のLANを利用して別のネットワークを構築するような場合には、端末（IP-Phone）自体がタグ付きフレームを使う必要がある。
図２は、IP-PhoneとPCの各フレームの流れを示した論理構成図である。
スイッチは入力されてきたフレームにタグが付いている場合には、図２に示すように音声用のネットワークとして処理を実施する。
図３は、本発明を利用しない場合のIP-Phone移設を説明する図である。
IP-PhoneにはタグVLAN通信のためにVLAN-IDが設定されているが、図３のように設置場所の変更等でVLAN-IDが変更になると、IP-PhoneのVLAN設定を全て変更する必要があり、運用上大きな負荷となる。
本発明は、特別なスイッチを準備しなくても、IP-Phoneのようなタグ付きフレームで通信するネットワーク端末が、接続するネットワークに応じてVLANを自動設定する方法を提供するものであり、以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
なお、本発明では、VLAN-IDの検出にダイナミック ホスト コンフィギュレーション プロトコル(以下DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol)を利用する。したがって、端末を稼動させるネットワークでは、DHCPサーバが動作していることが前提条件となる。ネットワーク側から端末に対して接続可能であることを通知する機能については、このDHCPサーバが担当する。
図４は本発明の一実施形態におけるシステムの構成を示したブロック図である。
図４において、400は端末、408は端末とDHCPサーバを接続するVLAN-IDが設定されたネットワーク、407はDHCPサーバである。
本発明では、端末にVLAN情報格納ファイル401、VLAN-ID参照機能403、ネットワーク接続性判別機能402の3つの機能を追加する。VLAN情報格納ファイル401は、VLAN-IDを複数登録しておくためのファイルで、端末が接続されるネットワークで使用しているVLAN-IDを複数登録しておく。VLAN-ID参照機能403は、VLAN情報格納ファイル401に登録されたVLAN-IDを順番に参照するためのもので、機能が呼び出されるたびに、指定された番号をキーとして、番号に対応するVLAN-IDを参照する。ネットワーク接続性判別機能402は、ネットワーク接続が成功したか成功しなかったかを判別する機能であり、DHCPクライアント機能404によりDHCP接続を試みた結果、タイムアウトしたかどうかの結果によってネットワークへの接続が成功したかどうかを判別する。
図５は、端末、スイッチ、DHCP間の接続例を示す図である。
ここでは一例として、事前にVLAN-ID=1, 2, 3, 4, 5の5つのIDを登録したIP-Phone500がVLAN-ID=1のネットワークからVLAN-ID=4のネットワークに移設した場合について説明する。
移設によりVLAN-ID=4のネットワークに接続されると、IP-Phone500は事前登録されたVLAN-IDをタグとしたフレームでDHCP処理を実施する。
図６にIP-Phone500、スイッチ501、DHCPサーバ502間のシーケンス図を示す。
DHCPは通常と同様のシーケンスで実施するため、まずIP-Phone500はそれまで接続していたネットワークのVLAN-ID=1でDHCP DISCOVERメッセージをDHCPサーバ502に対して送信する（ステップ600）。
IP-Phone500が接続するスイッチ501のポートはVLAN-ID=4と設定されているため、スイッチ501はVLAN-IDが異なるIP-Phone500のDHCP DISCOVERメッセージをDHCPサーバ502に転送しない。そのため、IP-Phone500にはDHCPサーバ502からの応答が返って来ない。一定時間DHCPサーバ502からの応答がない場合、IP-Phone500はVLAN-ID=1が正しくないものとし、VLAN-ID=2で再度DHCP DISCOVERメッセージをDHCPサーバ502に送信するが、同様にDHCPサーバ502からの応答はない（ステップ601）。
処理を繰り返し、VLAN-ID=4でDHCP DISCOVERメッセージをDHCPサーバ502に対して送信すると、IP-Phone500が接続するスイッチ501のポートはVLAN-ID=4と設定されているため、スイッチ501はDHCP DISCOVERメッセージをDHCPサーバ502に転送し（ステップ602）、DHCPサーバ502からIP-Phone500に応答（DHCP OFFERメッセージ）が返って来る（ステップ603）。
DHCPサーバ502からの応答があった場合、IP-Phone500は正しいVLAN-IDで接続したと判断し、このVLAN-IDをIP-Phone500のVLAN-IDとして設定する（ステップ604）。
なお、IP-Phoneに登録されたVLAN-IDの数が多い場合、それぞれのVLAN-IDにおいてDHCP処理のタイムアウトを待つと、最終的にVLAN-IDを検出するまでの時間が長くなるという問題が発生する。例えば、タイムアウトが1件あたり30秒とすると、検出までの時間はVLAN-ID数が10のとき最大で4分半、100だと約50分待たされてしまうことになる。この待ち時間を短縮する場合には、IP-Phoneに全VLAN-IDのDHCP DISCOVERメッセージを一斉発行する機能を持たせる。IP-Phoneは発行したDHCP DISCOVERメッセージ対してDHCP OFFERメッセージの応答があったVLAN-IDを設定する。一定時間内に複数のVLAN-IDでDHCP OFFERメッセージの応答があった場合には、VLAN-IDの選択基準を設けてVLAN-IDを1つに決定する。VLAN-IDの選択基準としては、応答時間の最も小さかった物や、VLAN-IDの値が最も小さい物などが考えられる。
図７に、IP-Phone500、スイッチ501、DHCPサーバ502間において、IP-Phone500がDHCP DISCOVERメッセージを一斉発行する場合のシーケンス図を示す。これまでと同様に、VLAN-ID=1, 2, 3, 4, 5の5つのIDを登録したIP-Phone500が、VLAN-ID=4に設定されたネットワークに接続された場合について説明する。
まずIP-Phone500はVLAN-ID=1から5に対応した5つのDHCP DISCOVERメッセージをDHCPサーバ502に対して一斉送信する（ステップ600）。
IP-Phone500が接続するスイッチ501のポートはVLAN-ID=4と設定されているため、スイッチ501はVLAN-ID=4で送信されたDHCP DISCOVERメッセージのみをDHCPサーバ502に転送し、それ以外のDHCP DISCOVERメッセージについてはDHCPサーバ502には転送しない(ステップ601)。そのため、IP-Phone500にDHCPサーバ502からの応答が返って来るのはVLAN-ID=4のみとなり(ステップ602)、IP-Phone500はVLAN-ID=4をVLLAN-IDとして設定する(ステップ603)。
図８に、本発明を利用した場合のIP-Phoneの移設のイメージ図を示す。
図８に示すように、本発明によれば機器の移設や接続先機器の設定変更時に、管理者がVLAN情報を設定し直す手間が省け、ネットワーク管理の負荷が軽減される。
同一LAN配線にPCとIP-Phoneを接続した場合のシステム構成図 IP-PhoneとPCの各フレームの流れを示した論理構成図 本発明を利用しない場合のIP-Phone移設イメージ 本発明を適用したシステムにおける実施の形態のブロック図 端末、スイッチ、DHCPサーバ間の接続例 端末、スイッチ、DHCPサーバ間のシーケンス図 メッセージ一斉送信時の端末、スイッチ、DHCPサーバ間のシーケンス図 本発明を利用した場合のIP-Phone移設イメージ
符号の説明
100 パソコン
101, 301, 304 IP-Phone
102, 302, 305, 501 スイッチ
103 音声用ネットワーク
104 データ用ネットワーク
300 ネットワーク管理者
303, 306 ルータ
307 ネットワーク
400 タグ付きフレームで通信するネットワーク端末
401 VLAN情報格納ファイル
402 ネットワーク接続性判別機能
403 VLAN-ID参照機能
404 DHCPクライアント機能
405 VLAN-ID設定機能
406 タグ付き通信処理機能
407, 502 DHCPサーバ
408 VLAN-IDが設定されたネットワーク
500 VLAN検出機能を持つIP-Phone
600, 601, 602 VLAN情報格納ファイルに登録された情報でDHCPサーバにDHCP DISCOVER送信を行う手順
603 DHCPサーバからDHCP OFFER送信を行う手順
604 DHCP OFFERを受信したVLAN-IDをIP-PhoneのVLAN-IDとして登録する手順

Claims (2)

  1. VLANを設定したネットワークに接続する端末であって、
    予めVLANを識別するVLAN-IDを複数記憶する記憶部を有し、
    接続が確立されていないネットワークに接続する場合、前記記憶部から前記VLAN−IDを一つずつ取り出し、DHCP DISCOVERメッセージに格納して送信し、
    前記DHCP DISCOVERメッセージが複数送信された場合、前記DHCP DISCOVERメッセージに格納された前記VLAN−IDはそれぞれ異なり、
    DHCP OFFERメッセージの返信があった前記DHCP DISCOVERメッセージに格納した前記VLAN−IDを使用する設定を行うことを特徴とする端末。
  2. 請求１記載の端末であって、
    前記VLAN-IDを格納した前記DHCP DISCOVERメッセージは一斉配信され、
    複数の前記DHCP OFFERメッセージを受信すると、応答時間の最もい小さい前記DHCP OFFERメッセージに対応する前記DHCP DISCOVERメッセージに格納した前記VLAN−IDを使用する設定を行うことを特徴とする端末。
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