JP4765796B2

JP4765796B2 - ルータ装置

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Publication number: JP4765796B2
Application number: JP2006187561A
Authority: JP
Inventors: 健二坂梨; 宏之松本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2026-07-07
Also published as: US20080008197A1; JP2008017254A; US7881292B2

Description

本発明は、インターネットに代表される外部ネットワークと、ＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）やＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）電話などのユーザ端末の間に介在し、ネットワーク間を流れるパケットのフィルタリングやルーティングを行うルータ装置に関するものである。

近年、インターネットやブロードバンド環境の成熟に伴い、家庭や企業におけるＩＰ端末の普及が急速に進んでいる。複数からなるＰＣやＩＰ電話などのユーザ端末（ＩＰ端末）をインターネットなどの外部ネットワークに接続する際には、インターネットの入り口にルータ装置を配置し、宅内の複数のユーザ端末等とインターネットの間のルーティングをルータ装置に行わせることが一般化してきた。

図３は、従来のルータ装置を含むインターネットへの接続を説明するための通信システムを示した図である。以下、同図を参照しながら、従来のルータ装置の構成および動作を説明する。

同図の通信システム１３０において、１０１は従来のルータ装置、１０２はルータ装置１０１が外部ネットワークに接続するためのＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）インターフェース手段である。１０３はルーティングやパケットフィルタリングなどのルータ本来の機能を有するルータ手段、１０４は内部のネットワーク上に存在する１つあるいは複数のユーザ端末１１３に接続するためのＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｋ）インターフェース手段である。１０５はＬＡＮインターフェース手段１０４に接続された各ユーザ端末１１３に対してＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰ（ＤｙｎａｍｉｃＨｏｓｔＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ手段、１０６はＷＡＮインターフェース手段１０２のＩＰアドレスを取得するためのＤＨＣＰクライアント手段、１１０はインターネット、１１１は外部ネットワーク上に存在するＩＳＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＳｅｒｖｉｃｅＰｒｏｖｉｄｅｒ）サーバ、１１２はＩＳＰサーバ１１１に含まれＷＡＮインターフェース手段１０２にＩＰアドレスを割り当てる外部ＤＨＣＰサーバ手段、１１３は１つあるいは複数のＰＣやＩＰ電話などのユーザ端末である。

なお、ＩＳＰサーバ１１１とＷＡＮインターフェース手段１０２の間、ユーザ端末１１３とＬＡＮインターフェース手段１０４の間には、他のルータやハブなどが存在する場合もあるが、図３では省略している。

次に、上記のように構成されたルータ装置の動作手順についてを説明する。まず、ルータ装置１０１のＬＡＮ側について説明する。ＤＨＣＰサーバ手段１０５は、ＬＡＮインターフェース手段１０４に接続してアドレスの割り当て要求を出したユーザ端末１１３に対して、自身が保有しているアドレスプールの中から１つのＩＰアドレスを選んで割り当てる。ここでユーザ端末１１３に割り当てられるＩＰアドレスは、必ずＬＡＮインターフェース手段１０４にあらかじめ割り当てられているＩＰアドレスと同一のネットワークアドレスを有しており、これによりＬＡＮインターフェース手段１０４とユーザ端末１１３とが通信可能となる。

上記のＩＰアドレスの割り当てを行う際に、ＤＨＣＰサーバ手段１０５は、ＩＰアドレスのリース期間を設定し、このリース期間をＤＨＣＰメッセージに含めてユーザ端末１１３に通知する。一般的には、上記リース期間は、例えば１時間といった固定値に設定されており、上記リース期間の経過後は、割り当てられたＩＰアドレスの使用権が解放される。このため、ユーザ端末１１３では、リース期間の終了までにリース期間の再延長要求（延長要求）をＤＨＣＰサーバ手段１０５に送付する必要がある。

ユーザ端末１１３にＩＰアドレスが割り当てられた後にリース期間の再延長要求を出力するまでの時間は、ＲｅｎｅｗｉｎｇＴｉｍｅとしてＤＨＣＰのプロトコルに規定されており、デフォルトではリース期間の２分の１である。このリース期間再延長要求にＤＨＣＰサーバ手段１０５が応えない場合は、デフォルトでリース期間の８分の７に設定されているＲｅｂｉｎｄｉｎｇＴｉｍｅの経過後に、ユーザ端末１１３は再度ＤＨＣＰサーバ（ＤＨＣＰサーバ手段１０５）を探すためのパケットを送出するようになっている。

次にルータ装置１０１のＷＡＮ側について説明する。ＤＨＣＰクライアント手段１０６がＷＡＮインターフェース手段１０２のＩＰアドレスを外部ＤＨＣＰサーバ手段１１２に対して要求すると、外部ＤＨＣＰサーバ手段１１２は、自身が保有しているアドレスプールから１つのＩＰアドレスを選んでＷＡＮインターフェース手段１０２に割り当てる。

ここで、割り当てられるＷＡＮインターフェース手段１０２のＩＰアドレスは、基本的にＬＡＮインターフェース手段１０４のＩＰアドレスとは無関係に決定されるため、場合によってはＷＡＮインターフェス手段１０２とＬＡＮインターフェース手段１０４のＩＰアドレスのネットワークアドレスが同一となる場合もありうる。

例えば、ＬＡＮインターフェース手段１０４に１９２．１６８．０．２５４／２４のプライベートアドレスが設定されている状態で、ＷＡＮインターフェース手段１０２にも、１９２．１６８．０．１／２５４の同じネットワークアドレスを有するプライベートアドレスが割り当てられるような場合である。これはルータ装置１０１を別のルータの配下で使用するような場合に容易に起こりうる。このような場合、ＷＡＮ側とＬＡＮ側が同一セグメントとなり、ルータ手段１０３は流れてきたパケットをどちらのインターフェースにルーティングすればよいかを判断できなくなり、通信不能状態が発生する。

このような場合であっても、ユーザ端末１１３がＬＡＮインターフェース手段１０４に接続されてＤＨＣＰサーバ手段１０５がＩＰアドレスを割り当てる前に、ＷＡＮインターフェース手段１０２のＩＰアドレスが確定していれば、ユーザ端末１１３が通信不能状態になることを避けることができる。これは、ＬＡＮインターフェース手段１０４のＩＰアドレスおよびＤＨＣＰサーバ手段１０５がユーザ端末１１３に割り当てるためのアドレスプール内のＩＰアドレスを変更することで、ユーザ端末１１３を含むＬＡＮ側のネットワークアドレスをＷＡＮ側と異なるものに設定できるからである。

ところが、ユーザ端末１１３へのＩＰアドレスの割り当てが先で、その後ＷＡＮインターフェース手段１０２にＬＡＮ側と同じネットワークアドレスを有するＩＰアドレスが割り当てられた場合には、通信不能の状態を短時間の間に回避することができない。仮にＬＡＮインターフェース手段１０４のＩＰアドレスおよびＤＨＣＰサーバ手段１０５がユーザ端末１１３に割り当てるためのアドレスプール内のＩＰアドレスを変更したとしても、ユーザ端末１１３に対して短時間のうちに上記のアドレス変更を通知する手段がなく、そのアドレス変更がユーザ端末１１３に反映されるまでは、ユーザ端末１１３は通信不能の状態となるからである。

ここで、図３に示した従来のルータ装置が従来の方法によってＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスの重複状態を回避する手順（例えば特許文献１）について説明する。図４は、従来のルータ装置の動作手順を示すフローチャートである。

ユーザ端末１１３がＬＡＮインターフェース手段１０４に接続されると、ユーザ端末１１３は、ＬＡＮインターフェース手段１０４を介してＤＨＣＰサーバ手段１０５にＩＰアドレスの割り当てを要求する（ステップ２１）。

次に、ＤＨＣＰサーバ手段１０５がユーザ端末１１３に対してＩＰアドレスを割り当てる。その際、ＤＨＣＰサーバ手段１０５は、ＩＰアドレスのリース期間をＤＨＣＰメッセージに含めてユーザ端末１１３に通知する（ステップ２２）。例えば、ここでのリース期間は１時間という固定値に設定されている。また、ＲｅｎｅｗｉｎｇＴｉｍｅは、デフォルトのままであり、例えばリース期間の半分である３０分となっている。

次に、ルータ装置１０１は、ＷＡＮインターフェース手段１０２が外部ネットワークと接続されていて、ＷＡＮインターフェース手段１０２にＩＰアドレスが割り当てられているか否かをチェックする（ステップ２３）。

ルータ装置１０１は、ＷＡＮインターフェース手段１０２が外部ネットワークと接続されていれば、ステップ２６の処理に移行し、ＷＡＮインターフェース手段１０２が外部ネットワークと接続されていなければステップ２４の処理に移行する。

ＷＡＮインターフェース手段１０２が外部ネットワークと接続されておらず、ＷＡＮインターフェース手段１０２にＩＰアドレスが割り当てられていない場合（ステップ２３、Ｎｏ）、ＤＨＣＰクライアント手段１０６が外部ＤＨＣＰサーバ手段１１２に対してＷＡＮインターフェース手段１０２のＩＰアドレスの割り当てを要求する（ステップ２４）。なお、ＷＡＮインターフェース手段１０２のＩＰアドレスは静的に決定されておらず、外部ＤＨＣＰサーバ手段１１２によって決定されるよう構成されているものとする。外部ＤＨＣＰサーバ手段１１２は、ＩＰアドレスの要求に応えてＷＡＮインターフェース手段１０２にＩＰアドレスを割り当てる（ステップ２５）。

一方、ＷＡＮインターフェース手段１０２が外部ネットワークと接続されており、ＷＡＮインターフェース手段１０２にＩＰアドレスが割り当てられている場合（ステップ２３、Ｙｅｓ）、ルータ装置１０１は前述の通信不能状態を検出するために、まずＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスが同一であるか否かをチェックする（ステップ２６）。具体的には、ルータ装置１０１がＷＡＮインターフェース手段１０２とＬＡＮインターフェース手段１０４のＩＰアドレスのネットワークアドレスが同一であるか否かをチェックする。

そして、ルータ装置１０１は、ネットワークアドレスが同一であれば（ステップ２６、Ｙｅｓ）、ＷＡＮ側とＬＡＮ側が同一セグメントであると認識し、ネットワークアドレスが同一であることによる通信不能状態を回避させる。すなわち、ルータ装置１０１は、ＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスが重複している場合に、ＬＡＮ側のネットワークアドレスを変更する処理を行なう（ステップ２７）。具体的には、ＬＡＮインターフェース手段１０４のＩＰアドレスおよびＤＨＣＰサーバ手段１０５がユーザ端末１１３に割り当てるために保有しているＩＰアドレスのネットワークアドレスを、例えば１９２．１６８．０．０／２４から１９２．１６８．１０．０／２４に変更する処理を行う。これにより、ルータ装置１０１は、ＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスの重複を回避する。

次に、ルータ装置１０１は、ステップ２７で行ったＬＡＮ側のＩＰアドレスの変更を、ユーザ端末１１３に通知する処理を行なう。ユーザ端末１１３は、ＤＨＣＰサーバ手段１０５から通知されたリース期間の半分の時間で（ＲｅｎｅｗｉｎｇＴｉｍｅが経過した段階）リース期間の再延長要求をＤＨＣＰサーバ手段１０５に対して送り、その結果ＩＰアドレスを再取得する（ステップ２８）。このとき、ステップ２７の処理で行なったＬＡＮ側のアドレス変更がユーザ端末１１３に反映され、これによりＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスの重複状態が解除される。

なお、ルータ装置１０１は、ＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスが重複していない場合には（ステップ２６、Ｎｏ）、ＬＡＮ側のネットワークアドレスを変更せず、このまま処理を終了する。
特開２００５−１９７７９３号公報

しかしながら、上記従来の技術では、ＤＨＣＰサーバ手段の設定するＩＰアドレスのリース期間が例えば１時間のように長時間の固定値に設定されるとともに、ＲｅｎｅｗｉｎｇＴｉｍｅも例えばリース期間の半分である３０分のように長時間に設定されているため、長時間に設定されたＲｅｎｅｗｉｎｇＴｉｍｅが経過するまでユーザ端末は通信不能状態に陥る場合があるという問題があった。

また、リース期間を秒単位に短くする方法も可能であるが、そうするとＬＡＮ側のネットワークをＤＨＣＰのパケットが頻繁に流れることになりトラフィック量上好ましくない。また、リース期間を秒単位に短くすると、ユーザ端末およびルータ装置の処理パフォーマンスも低下するという問題があった。

このように上記従来の技術では、ＬＡＮ側に接続されたユーザ端末に対してルータ装置側から必要なタイミングでネットワーク接続情報（ネットワーク接続させるための情報）を提供しつつ、ネットワークトラフィックの増加を抑制しユーザ端末およびルータ装置の処理パフォーマンスの低下を発生させない汎用的な仕組みが存在していなかったという課題を有していた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＬＡＮ側に接続されたユーザ端末に対して効率良くネットワーク接続させることができるルータ装置を得ることを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、外部ネットワークと、内部ネットワーク上のユーザ端末との間のデータのルーティングを行なうルータ装置において、外部ネットワークに接続する外部インターフェース手段と、内部ネットワーク上のユーザ端末に接続する内部インターフェース手段と、内部インターフェース手段に対して、ＤＨＣＰにしたがってＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰサーバ手段と、外部ネットワーク上の外部ＤＨＣＰサーバから外部インターフェース手段のＩＰアドレスを取得するＤＨＣＰクライアント手段と、外部ＤＨＣＰサーバから取得した外部インターフェース手段のＩＰアドレスと、ＤＨＣＰサーバ手段が内部インターフェース手段に対して割り当てたＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスであるか否かを判定するアドレス判定手段と、を備え、ＤＨＣＰサーバ手段は、アドレス判定手段によるＩＰアドレスの判定結果に基づいて、ユーザ端末に割り当てるＩＰアドレスまたは当該ＩＰアドレスのリース期間を変更し、変更されたＩＰアドレスまたは変更されたリース期間をユーザ端末に通知するものである。

本発明によれば、外部ＤＨＣＰサーバから取得した外部インターフェース手段のＩＰアドレスと、ＤＨＣＰサーバ手段が内部インターフェース手段に対して割り当てたＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスであるか否かを判定するアドレス判定手段と、を備え、ＤＨＣＰサーバ手段は、アドレス判定手段によるＩＰアドレスの判定結果に基づいて、ユーザ端末に割り当てるＩＰアドレスまたは当該ＩＰアドレスのリース期間を変更し、変更されたＩＰアドレスまたは変更されたリース期間をユーザ端末に通知するので、ＬＡＮ側に接続されたユーザ端末に対して効率良くネットワーク接続させることができるルータ装置が得られる。

第１の発明のルータ装置は、外部ネットワークと、内部ネットワーク上のユーザ端末との間のデータのルーティングを行なうルータ装置において、外部ネットワークに接続する外部インターフェース手段と、内部ネットワーク上のユーザ端末に接続する内部インターフェース手段と、内部インターフェース手段に対して、ＤＨＣＰにしたがってＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰサーバ手段と、外部ネットワーク上の外部ＤＨＣＰサーバから外部インターフェース手段のＩＰアドレスを取得するＤＨＣＰクライアント手段と、外部ＤＨＣＰサーバから取得した外部インターフェース手段のＩＰアドレスと、ＤＨＣＰサーバ手段が内部インターフェース手段に対して割り当てたＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスであるか否かを判定するアドレス判定手段と、を備え、ＤＨＣＰサーバ手段は、アドレス判定手段によるＩＰアドレスの判定結果に基づいて、ユーザ端末に割り当てるＩＰアドレスまたは当該ＩＰアドレスのリース期間を変更し、変更されたＩＰアドレスまたは変更されたリース期間をユーザ端末に通知するものである。これにより、ユーザ端末の通信不能状態を効率良く回避させながら、ユーザ端末との間の通信効率をコントロールすることができるという作用を有する。

第２の発明のルータ装置は、ＤＨＣＰサーバ手段は、アドレス判定手段が外部インターフェース手段のＩＰアドレスと内部インターフェース手段に割り当てたＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスでないと判定した場合、リース期間がアドレス判定手段によるＩＰアドレスの判定前よりも長くなるよう変更するものである。これにより、ＷＡＮインターフェース手段のＩＰアドレスとＬＡＮインターフェース手段に割り当てたＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスであると判定されるまでは、リース期間を短くしてユーザ端末からのリース期間の再延長要求の発生頻度を高めることができ、ＷＡＮインターフェース手段のＩＰアドレスとＬＡＮインターフェース手段に割り当てたＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスでないと判定された場合には、リース期間を長くしてユーザ端末からのリース期間の再延長要求の発生頻度を低めてＬＡＮ側のネットワークのトラフィックを下げるとともにユーザ端末および自装置のパフォーマンスの低下を防ぐという作用を有する。

第３の発明のルータ装置は、ＤＨＣＰサーバ手段は、アドレス判定手段が外部インターフェース手段のＩＰアドレスと内部インターフェース手段に割り当てたＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスであると判定した場合、ユーザ端末に割り当てるＩＰアドレスを変更するものである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係るルータ装置を備えた通信システムの構成を示すブロック図であり、図２は本発明の実施の形態１に係るルータ装置を備えた通信システムの処理手順を示すフローチャートである。

図１では、通信システム３０としてルータ装置および周辺装置のブロック図を示している。図１において、１は本発明に係るルータ装置、１１は外部ネットワーク上に位置してルータ装置１と接続するＩＳＰサーバ、１０はＩＳＰサーバ１１と接続するインターネット、１３は１〜複数のＰＣやＩＰ電話などのユーザ端末（ＩＰ端末）である。

ルータ装置１の構成において、２はルータ装置１が外部ネットワークに接続するためのＷＡＮインターフェース手段であり、イーサネット（登録商標）、光ファイバ、電話線、無線、電源ラインを用いた通信など一般家庭や企業で利用可能な何れの通信手段や通信プロトコルを選択してもよい。

３はデータのルーティングやパケットフィルタリングなどのルータ本来の機能を有するルータ手段であり、４は内部のネットワーク上に存在する１〜複数のユーザ端末１３に接続するためのＬＡＮインターフェース手段であり、ＷＡＮインターフェース手段２と同様にあらゆる通信手段や通信プロトコルを選択可能とする。

５はＬＡＮインターフェース手段４に接続された各ユーザ端末１３に対してＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰサーバ手段、６はＷＡＮインターフェース手段２のＩＰアドレスを取得するためのＤＨＣＰクライアント手段、７はＷＡＮインターフェース手段２に割り当てられたＩＰアドレスとＬＡＮインターフェース手段４のＩＰアドレスとが同一ネットワークアドレスを有するか否かを判定するアドレス判定手段、８はＬＡＮインターフェース手段４とユーザ端末１３との接続の安定性を評価する接続安定性評価手段である。

ルータ装置１においては、ルータ手段３、ＷＡＮインターフェース手段２、ＤＨＣＰクライアント手段６、アドレス判定手段７がそれぞれ互いに接続されている。また、ルータ装置１においては、ルータ手段３、ＬＡＮインターフェース手段４、ＤＨＣＰサーバ手段５、接続安定性評価手段８がそれぞれ互いに接続され、ＤＨＣＰサーバ手段５とアドレス判定手段７が接続されている。また、ルータ装置１は、ＷＡＮインターフェース手段２を介してＩＳＰサーバ１１に接続し、ＬＡＮインターフェース手段４を介してユーザ端末１３に接続している。

ＩＳＰサーバ１１において、１２はルータ装置１のＷＡＮインターフェース手段２にＩＰアドレスを割り当てる外部ＤＨＣＰサーバ手段である。なお、ＩＳＰサーバ１１とＷＡＮインターフェース手段２の間およびユーザ端末１３とＬＡＮインターフェース手段４の間には、他のルータやハブなどが存在する場合もありうるが、図１では省略している。

ユーザ端末１３へは、例えばＩＰアドレスの取得からリース期間が経過するまでの時間の２分の１の時間をデフォルトのＲｅｎｅｗｉｎｇＴｉｍｅに設定しておく。また、ユーザ端末１３へは、例えばＩＰアドレスの取得からリース期間が経過するまでの時間の８分の７の時間をデフォルトのＲｅｂｉｎｄｉｎｇＴｉｍｅに設定しておく。

ユーザ端末１３は、設定しておいたＲｅｎｅｗｉｎｇＴｉｍｅの経過後に、リース期間の再延長要求をＤＨＣＰサーバ手段５に送るよう構成されている。また、ユーザ端末１３は、リース期間の再延長要求にＤＨＣＰサーバ手段５が応答しない場合、設定しておいたＲｅｂｉｎｄｉｎｇＴｉｍｅの経過後にＤＨＣＰサーバを探すためのパケットを送出するよう構成されている。

したがって、ＤＨＣＰサーバ手段５がユーザ端末１３に送出するリース期間（第１のリース期間）を短くしておけば、ユーザ端末１３がＤＨＣＰサーバ手段５に対して送出するリース期間の再延長要求の発生頻度を高くすることが可能となる。逆に、ＤＨＣＰサーバ手段５がユーザ端末１３に送出するリース期間を長くしておけば、ユーザ端末１３がＤＨＣＰサーバ手段５に対して送出するリース期間の再延長要求の発生頻度を低くすることができる。

ところが、リース期間の再延長要求の発生頻度を高めると、ルータ装置１のＬＡＮ側のネットワークのトラフィックが増加すると共に、ルータ装置１およびユーザ端末１３の処理パフォーマンスが低下する。しかしながら、ユーザ端末１３に対して通知すべきＤＨＣＰメッセージ内に含まれるネットワーク接続情報（ユーザ端末１３ににネットワーク接続させるための情報）が、ルータ装置１の内部あるいは外部のネットワーク環境の変化により短時間のうちに変化する場合は、リース期間の再延長要求の発生頻度を高め、可能な限り迅速にユーザ端末１３が最新のＤＨＣＰメッセージを取得できるようにする必要がある。

そこで、実施の形態１に係るルータ装置１のＤＨＣＰサーバ手段５は、ルータ装置１（自装置）の内部のネットワークおよび外部のネットワーク環境の変化に応じて動的にリース期間を変更できるよう構成している。このため、実施の形態１に係るルータ装置１は、前述のネットワークトラフィックの増加および処理パフォーマンスの低下を抑えながら、かつユーザ端末１３に対して最大に設定されてるＲｅｎｅｗｉｎｇＴｉｍｅ以内に、最新のＤＨＣＰメッセージを通知することができる。

次に、上記のように構成されたルータ装置１の動作を説明する。ＤＨＣＰサーバ手段５は、ＬＡＮインターフェース手段４に接続されたユーザ端末１３からのＩＰアドレス要求に対して、自身が保有しているアドレスプールの中から１つのＩＰアドレスを選択し、要求を出したユーザ端末１３に割り当てる。

その際、ＤＨＣＰサーバ手段５からユーザ端末１３に送られるＤＨＣＰメッセージには、ＩＰアドレスと、割り当てたＩＰアドレスのリース期間が付加される。また、ＤＨＣＰサーバ手段５からユーザ端末１３へは、ＤＮＳ（ＤｏｍａｉｎＮａｍｅＳｙｓｔｅｍ）サーバドレス、デフォルトゲートウェイアドレスなど、ユーザ端末１３がネットワークを利用する際に必要な種々の情報も送ることができる。また、上記アドレスプール内のＩＰアドレスは、ＬＡＮインターフェース手段４のＩＰアドレスと同一ネットワークアドレスを有している。

ＤＨＣＰクライアント手段６は、ＷＡＮインターフェース手段２のＩＰアドレスを外部外部ＤＨＣＰサーバ手段１２に要求する。これにより、外部ＤＨＣＰサーバ手段１２はＤＨＣＰクライアント手段６からの要求に応え、保有するアドレスプールから１つのＩＰアドレスを選択してＷＡＮインターフェース手段２に割り当てる。この時、ＷＡＮインターフェース手段２に割り当てられたＩＰアドレスと、予めＬＡＮインターフェース手段４に割り当ててあったＩＰアドレスのネットワークアドレスが同一であれば、ルータ装置１のＷＡＮ側とＬＡＮ側が同一セグメントとなる。このため、ルータ手段３は流れてきたパケットをどちらのインターフェースにルーティングすればよいかを判断できなくなり、ルータ装置１において通信不能状態が発生する。

こうした事態（通信不能状態）を避けるために、アドレス判定手段７において、ＷＡＮインターフェース手段２に割り当てられたＩＰアドレスと、ＬＡＮインターフェース手段４のＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスを有するかどうかを判定する。そして、アドレス判定手段７が、ネットワークアドレスは同一であると判定した場合には、ＤＨＣＰサーバ手段５がＬＡＮインターフェース手段４のＩＰアドレスを変更するとともに、ＤＨＣＰサーバ手段５が保有するアドレスプール内のＩＰアドレスも、変更したＬＡＮインターフェース手段４と同一のネットワークアドレスを有するアドレスにすべて変更する。

しかしながら、アドレス判定手段７がネットワークアドレスは同一であると判定した時ユーザ端末１３にすでにＩＰアドレスが割り当てられている場合には、ユーザ端末１３のＩＰアドレスの変更を行う必要がある。このため、ルータ装置１は前述のＤＨＣＰのプロトコルを利用してユーザ端末１３のＩＰアドレスを変更する。

以下、ＷＡＮ側とＬＡＮ側のＩＰアドレスのネットワークアドレスが重複する場合の処理（ユーザ端末１３のＩＰアドレスを変更する処理）について図２のフローチャートを参照しながら説明する。図２では、ルータ装置１を備えた通信システム３０の処理手順として、ＷＡＮ側とＬＡＮ側のＩＰアドレスのネットワークアドレスが重複する場合の処理を示している。

ＤＨＣＰサーバ手段５は、ＬＡＮインターフェース手段４を介してユーザ端末１３にＩＰアドレスを割り当てる際のリース期間を短く設定しておく。ここでのＤＨＣＰサーバ手段５は、リース期間の一例としてリース期間を例えば６秒に設定する。このように、リース期間を短く設定したＩＰアドレスをＤＨＣＰサーバ手段５によって割り当てられたユーザ端末１３は、リース期間の半分の３秒ごとにリース期間の再延長要求をＤＨＣＰサーバ手段５に対して送信することになる（ステップ１）。

ユーザ端末１３がＬＡＮインターフェース手段４に接続されると、ユーザ端末１３は、ＬＡＮインターフェース手段４を介してＤＨＣＰサーバ手段５にＩＰアドレスの割り当てを要求する（ステップ２）。そして、ＤＨＣＰサーバ手段５がユーザ端末１３に対してＩＰアドレスを割り当てる。その際、ＤＨＣＰサーバ手段５は、ＩＰアドレスのリース期間（６秒）をＤＨＣＰメッセージに含めてユーザ端末１３に通知する（ステップ３）。

次に、ルータ装置１は、ＷＡＮインターフェース手段２が外部ネットワークと接続されている状態であって、ＷＡＮインターフェース手段２にＩＰアドレスが割り当てられているか否かをチェックする（ステップ４）。

ルータ装置１は、ＷＡＮインターフェース手段２が外部ネットワークと接続されていれば、ステップ７の処理に移行し、ＷＡＮインターフェース手段２が外部ネットワークと接続されていなければステップ５の処理に移行する。

ＷＡＮインターフェース手段２が外部ネットワークと接続されておらず、ＷＡＮインターフェース手段２にＩＰアドレスが割り当てられていない場合（ステップ４、Ｎｏ）、ＤＨＣＰクライアント手段６が外部ＤＨＣＰサーバ手段１２に対してＷＡＮインターフェース手段２のＩＰアドレスの割り当てを要求する（ステップ５）。なお、ＷＡＮインターフェース手段２のＩＰアドレスは静的に決定されておらず、外部ＤＨＣＰサーバ手段１２によって決定されるよう構成されているものとする。外部ＤＨＣＰサーバ手段１２は、ＩＰアドレスの要求に応えてＷＡＮインターフェース手段２にＩＰアドレスを割り当てる（ステップ６）。

一方、ＷＡＮインターフェース手段２が外部ネットワークと接続されており、ＷＡＮインターフェース手段２にＩＰアドレスが割り当てられている場合（ステップ４、Ｙｅｓ）、ルータ装置１は前述の通信不能状態を検出するために、まずＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスが同一であるか否かをチェックする（ステップ７）。具体的には、ルータ装置１がＷＡＮインターフェース手段２とＬＡＮインターフェース手段４のＩＰアドレスのネットワークアドレスが同一であるか否かをチェックする。

ルータ装置１は、ＷＡＮインターフェース手段２とＬＡＮインターフェース手段４のＩＰアドレスのネットワークアドレスが同一であれば、ステップ８の処理に移行し、ＷＡＮインターフェース手段２とＬＡＮインターフェース手段４のＩＰアドレスのネットワークアドレスが異なればステップ１０の処理に移行する。

ルータ装置１は、ＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスが同一であれば（ステップ７、Ｙｅｓ）、ＷＡＮ側とＬＡＮ側が同一セグメントであると認識し、ネットワークアドレスが同一であることによる通信不能状態を回避させる。すなわち、ルータ装置１は、ＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスが重複している場合に、ＬＡＮ側のネットワークアドレスを変更する処理を行なう（ステップ８）。具体的には、ＬＡＮインターフェース手段４のＩＰアドレスおよびＤＨＣＰサーバ手段５がユーザ端末１３に割り当てるために保有しているＩＰアドレスのネットワークアドレスを、例えば１９２．１６８．０．０／２４から１９２．１６８．１０．０／２４に変更する処理を行う。これにより、ルータ装置１は、ＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスの重複を回避する。

次に、ルータ装置１０１は、ステップ８で行ったＬＡＮ側のＩＰアドレスの変更を、ユーザ端末１３に通知する処理を行なう。ユーザ端末１３は、ステップ１の処理によってリース期間が６秒に設定されているため、ルータ装置１と接続した後、３秒おきにＤＨＣＰサーバ手段５に対してリース期間の再延長要求を送っている。したがって、ＤＨＣＰサーバ手段５は、ステップ８の処理で変更になったＩＰアドレスに対して最大でも３秒以内にリース期間の再延長要求に対する応答をユーザ端末１３に通知可能である。

ユーザ端末１３は、ルータ装置１からリース期間の再延長要求に対する応答を受けることによってＩＰアドレスを再取得する（ステップ９）。これにより、ステップ８の処理で行なったＬＡＮ側のアドレス変更がユーザ端末１３に反映され、ＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスの重複状態が解除される。ただし、この状態が継続すると、ＬＡＮ側のネットワークトラフィックの増加とルータ装置１およびユーザ端末１３の処理パフォーマンスの低下が生じる。

一方、ルータ装置１のＤＨＣＰサーバ手段５は、ＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスが同一でなければ（ステップ７、Ｎｏ）、ＤＨＣＰサーバ手段５がステップ１の処理で設定したリース期間（時間）よりも大幅に長く設定する。例えば、ＤＨＣＰサーバ手段５は、これまで６秒に設定されていたリース期間を１時間に設定する（ステップ１０）。これにより、ユーザ端末１３が次にリース期間の再延長要求を行ったとき（３秒後）に、ルータ装置１から取得するリース期間は１時間となる。したがって、ユーザ端末１３は、リース期間を１時間に設定変更し、ユーザ端末１３がその次にリース期間の再延長要求を行うのは、１時間の半分の３０分後となる。その結果、これ以降はＬＡＮ側のＤＨＣＰによるネットワークトラフィックが大幅に低下し、またユーザ端末１３の処理パフォーマンスも向上する。

従来のルータ装置では、一般的にリース時間は１時間以上といった長時間で、しかも固定であったため、上記のようにＷＡＮ側とＬＡＮ側のネットワークアドレスの重複によるアドレス変更をユーザ端末１３に効果的に通知する手段が存在しなかった。このため、長時間に設定されたＲｅｎｅｗｉｎｇＴｉｍｅが経過するまでユーザ端末１３は通信不能状態に陥る場合があった。

また、リース期間を秒単位に短く設定した場合、ＬＡＮ側のネットワークをＤＨＣＰのパケットが頻繁に流れることとなりＬＡＮ側のネットワークトラフィックが大幅に増大するとともにユーザ端末１３の処理パフォーマンスを低下させていた。

本発明のルータ装置１の実施の形態１では、上記のようにＤＨＣＰサーバ手段５が送出するＩＰアドレスのリース期間を動的に変更することによって、ユーザ端末１３に対して短時間のうちにアドレス変更を通知できるとともに、不要なトラフィックの増加やユーザ端末１３の処理パフォーマンスの低下も抑制することができる。

このように実施の形態１によれば、ルータ装置１内のＤＨＣＰサーバ手段５がＬＡＮ側に接続されたユーザ端末１３に対して必要なタイミングでネットワーク接続情報を提供しつつ、かつネットワークトラフィックの増加および処理パフォーマンスの低下も発生させない汎用的な仕組みを提供することが可能となる。したがって、ＬＡＮ側に接続されたユーザ端末に対して効率良くネットワーク接続させることが可能となる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係るルータ装置１について、実施の形態１と同様に図１を用い説明する。実施の形態２では、ＬＡＮインターフェース手段４が無線ＬＡＮでユーザ端末１３と接続し、さらにルータ装置１が街中のホットスポット等で使用された場合を考慮している。このような場合、ＬＡＮインターフェース手段４とユーザ端末１３の接続状態が不安定になる場合がある。例えば、無線の電波環境が劣悪な場合や、あるいは複数のユーザ（ユーザ端末１３）が次々にホットスポットを通過する場合で、ルータ装置１とユーザ端末１３が接続・切断を繰り返すような場合である。このようにＬＡＮインターフェース手段４とユーザ端末１３の接続状態が不安定な場合に、ＤＨＣＰサーバ手段５がユーザ端末１３に対して割り当てるＩＰアドレスのリース期間が長いと、実際には使用されないＩＰアドレスを多く割り当てることになりＩＰアドレスが無駄となる。

そこで、実施の形態２では、接続安定性評価手段８によってＬＡＮインターフェース手段４とユーザ端末１３の接続安定性を評価し、評価結果が高ければリース期間を長くし、評価結果が低ければ短くする。このとき、接続安定性の評価指標としては、無線ＬＡＮの電波強度、ＬＡＮインターフェース手段４とユーザ端末１３との接続時間、ＬＡＮインターフェース手段４とユーザ端末１３の間を流れるパケット数など、ユーザ端末１３が安定して接続していることを示す指標であれば、何れの評価指標も使用可能である。

ＬＡＮインターフェース手段４とユーザ端末１３の接続安定性が低い間は、ＤＨＣＰサーバ手段５がユーザ端末１３に対して割り当てるＩＰアドレスのリース期間を短くする。これにより、例えばそのまま接続不能となるユーザ端末１３が多数存在したとしても、短時間のうちにその割り当てたアドレスが解放されることとなる。このように割り当てたアドレスが短時間のうちに解放されるので、無駄なＩＰアドレスの割り当てを防ぐことができる。

一方、ＬＡＮインターフェース手段４とユーザ端末１３の接続安定性が高まるにつれ、ＤＨＣＰサーバ手段５がユーザ端末１３に対して割り当てるＩＰアドレスのリース期間を長くする。これにより、リース期間の再延長要求の発生頻度を減らし、ＬＡＮ側のネットワークのトラフィックの増加およびユーザ端末１３とルータ装置１の処理パフォーマンスの低下を防ぐことができる。

なお、接続安定性に対するリース期間の設定としては、接続安定性の評価結果（大小）に応じたリース期間（短長）を設定してもよいし、接続安定性の評価結果が直前の評価結果よりも大きい場合にリース期間が現状よりも長くなるよう設定し、接続安定性の評価結果が直前の評価結果よりも小さい場合にリース期間をが現状よりも短くなるよう設定してもよい。すなわち、接続安定性に対するリース期間は、接続安定性の絶対評価に基づいて設定してもよいし、接続安定性の相対評価に基づいて設定してもよい。

このように実施の形態に２によれば、接続安定性評価手段８がＬＡＮインターフェース手段４とユーザ端末１３の接続安定性の評価結果（変化）に応じてリース期間の設定を変更できる。したがって、リース期間の短いＩＰアドレスの割り当てを行うことによって無駄なＩＰアドレスの割り当てを防ぐか、あるいはリース期間の長いＩＰアドレスの割り当てを行うことによってリース期間の再延長要求の発生頻度を減らしＬＡＮ側のネットワークのトラフィックの増加およびユーザ端末１３とルータ装置１の処理パフォーマンスの低下を防ぐかを選択できる。したがって、ＬＡＮ側に接続されたユーザ端末に対して効率良くネットワーク接続させることが可能となる。

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係るルータ装置１について、実施の形態１，２と同様に図１を用い説明する。外部ＤＨＣＰサーバ手段１２がＤＨＣＰクライアント手段６に送るＤＨＣＰメッセージ内には、ＩＳＰサーバ１１を含むさまざまなサーバ（例えばインターネット１０上のＤＮＳサーバやＮＴＰ（ＮｅｔｗｏｒｋＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）サーバなど）のＩＰアドレスをオプションとして含めることができる。こうしたインターネット１０上のサーバの情報（以下、サーバ情報という）などのうち、所定の情報はルータ装置１のみならずユーザ端末１３にも必要な場合がある。

こうした場合でなおかつサーバ情報が短時間のうちに変動する可能性があり、このために外部ＤＨＣＰサーバ手段１２で設定されているリース期間（第２のリース期間）が短く設定されているような場合がある。このような場合、ＤＨＣＰサーバ手段５の設定しているリース期間の長さによっては、ユーザ端末１３にサーバ情報の変更が伝わらず、ユーザ（ユーザ端末１３）にとって不具合が生じることがある。

そこで実施の形態３では、ＤＨＣＰサーバ手段５の設定するリース期間（第１のリース期間）を、外部ＤＨＣＰサーバ手段１２の設定するリース期間に連動させて設定するようルータ装置１を構成する。具体的には、外部ＤＨＣＰサーバ手段１２のリース期間と同一あるいはその５０％といった所定の割合でＤＨＣＰサーバ手段５のリース期間を設定することによって、上記の不具合を回避する。

このように実施の形態３によれば、ＤＨＣＰサーバ手段５がユーザ端末１３に設定するＩＰアドレスのリース期間を、外部ＤＨＣＰサーバ手段１２がユーザ端末１３に設定するＩＰアドレスのリース期間に基づいた所定値としているので、ユーザ端末１３にサーバ情報の変更が伝わらないといったユーザ端末１３にとっての不具合を容易に回避させることが可能となる。

以上のように、本発明に係るルータ装置は、ＩＰ端末を外部ネットワークに接続してＩＰ端末と外部ネットワークの間を流れるデータをルーティングする際の、ＩＰ端末へのＩＰアドレスの割当てに適している。

実施の形態１に係るルータ装置を備えた通信システムの構成を示すブロック図実施の形態１に係るルータ装置を備えた通信システムの処理手順を示すフローチャート従来のルータ装置を備えた通信システムの構成を示すブロック図従来のルータ装置を備えた通信システムの処理手順を示すフローチャート

符号の説明

１，１０１ルータ装置
２，１０２ＷＡＮインターフェース手段
３，１０３ルータ手段
４，１０４ＬＡＮインターフェース手段
５，１０５ＤＨＣＰサーバ手段
６，１０６ＤＨＣＰクライアント手段
７アドレス判定手段
８接続安定性評価手段
１０，１１０インターネット
１１，１１１ＩＳＰサーバ
１２，１１２外部ＤＨＣＰサーバ手段
１３，１１３ユーザ端末
３０，１３０通信システム

Claims

外部ネットワークと、内部ネットワーク上のユーザ端末との間のデータのルーティングを行なうルータ装置において、
外部ネットワークに接続する外部インターフェース手段と、
内部ネットワーク上のユーザ端末に接続する内部インターフェース手段と、
前記内部インターフェース手段に対して、ＤＨＣＰにしたがってＩＰアドレスを割り当てるＤＨＣＰサーバ手段と、
外部ネットワーク上の外部ＤＨＣＰサーバから前記外部インターフェース手段のＩＰアドレスを取得するＤＨＣＰクライアント手段と、
前記外部ＤＨＣＰサーバから取得した前記外部インターフェース手段のＩＰアドレスと、前記ＤＨＣＰサーバ手段が前記内部インターフェース手段に対して割り当てたＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスであるか否かを判定するアドレス判定手段と、
を備え、
前記ＤＨＣＰサーバ手段は、前記アドレス判定手段による前記ＩＰアドレスの判定結果に基づいて、前記ユーザ端末に割り当てるＩＰアドレスまたは当該ＩＰアドレスのリース期間を変更し、変更されたＩＰアドレスまたは変更されたリース期間を前記ユーザ端末に通知することを特徴とするルータ装置。
前記ＤＨＣＰサーバ手段は、
前記アドレス判定手段が前記外部インターフェース手段のＩＰアドレスと前記内部インターフェース手段に割り当てたＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスでないと判定した場合、前記リース期間が前記アドレス判定手段によるＩＰアドレスの判定前よりも長くなるよう変更することを特徴とする請求項１に記載のルータ装置。
前記ＤＨＣＰサーバ手段は、
前記アドレス判定手段が前記外部インターフェース手段のＩＰアドレスと前記内部インターフェース手段に割り当てたＩＰアドレスとが同一のネットワークアドレスであると判定した場合、前記ユーザ端末に割り当てるＩＰアドレスを変更することを特徴とする請求項１または２に記載のルータ装置。