JP6777942B2 - Communication device, communication system, and control method of communication device - Google Patents

Communication device, communication system, and control method of communication device Download PDF

Info

Publication number
JP6777942B2
JP6777942B2 JP2017253672A JP2017253672A JP6777942B2 JP 6777942 B2 JP6777942 B2 JP 6777942B2 JP 2017253672 A JP2017253672 A JP 2017253672A JP 2017253672 A JP2017253672 A JP 2017253672A JP 6777942 B2 JP6777942 B2 JP 6777942B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
terminal
frame
communication device
communication
search
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017253672A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019121844A (en
Inventor
龍 松浦
龍 松浦
洋昭 兼田
洋昭 兼田
拓弥 澤田
拓弥 澤田
博樹 山口
博樹 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Silex Technology Inc
Original Assignee
Silex Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Silex Technology Inc filed Critical Silex Technology Inc
Priority to JP2017253672A priority Critical patent/JP6777942B2/en
Publication of JP2019121844A publication Critical patent/JP2019121844A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6777942B2 publication Critical patent/JP6777942B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

本発明は、通信装置、通信システム、及び、通信装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a communication device, a communication system, and a method for controlling the communication device.

複数の通信装置が互いに無線通信によって接続され、通信フレームをマルチホップ転送する無線メッシュネットワーク(単にメッシュネットワークともいう)がある。 There is a wireless mesh network (also simply referred to as a mesh network) in which a plurality of communication devices are connected to each other by wireless communication and multi-hop transfer of communication frames is performed.

メッシュネットワークを構成する複数の通信装置は、各通信装置へ至る経路を示す経路情報、及び、どの通信装置がどの通信装置に接続されている(帰属している)かを示す帰属情報を保有している。各通信装置は、メッシュネットワークに接続された端末が送信したフレームを経路情報及び帰属情報を用いて転送することにより、メッシュネットワークに接続された通信相手の端末(単に、通信相手の端末ともいう)に到達させる。このようにして、メッシュネットワークに接続している端末の間でフレームのやりとりが行われ得る。 A plurality of communication devices constituting the mesh network have route information indicating a route to each communication device and attribution information indicating which communication device is connected (attributable) to which communication device. ing. Each communication device transfers a frame transmitted by a terminal connected to the mesh network using route information and attribution information, so that the terminal of the communication partner connected to the mesh network (simply also referred to as the terminal of the communication partner). To reach. In this way, frames can be exchanged between terminals connected to the mesh network.

特許文献1は、メッシュネットワークと、メッシュネットワークに接続する他のネットワークとを接続するゲートウェイ装置におけるブリッジ機能に関する技術を開示している。特許文献1に開示されるゲートウェイ装置は、転送するパケットのアドレス変換などを行うことなく、メッシュネットワークと上記他のネットワークとの間でパケットの中継を行う。 Patent Document 1 discloses a technique relating to a bridge function in a gateway device that connects a mesh network and another network connected to the mesh network. The gateway device disclosed in Patent Document 1 relays a packet between the mesh network and the other network without performing address translation of the packet to be transferred.

特開2008−193183号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-193183

メッシュネットワークを構成する各通信装置は、一般に、メッシュネットワークに接続された端末が送信するフレームに含まれる情報に基づいて帰属情報を生成する。 Each communication device constituting the mesh network generally generates attribution information based on the information contained in the frame transmitted by the terminal connected to the mesh network.

具体的には、各通信装置は、メッシュネットワークに接続された端末同士がデータ通信に先立って行うARP解決のためのフレームを傍受することで帰属情報を生成し得る。この場合、端末がARP解決が不要であるデータ通信を行おうとする場合には、各通信装置に帰属情報が生成されておらず、メッシュネットワークに接続された端末同士がフレームを送受信することができないという問題がある。 Specifically, each communication device can generate attribution information by intercepting a frame for ARP resolution performed by terminals connected to a mesh network prior to data communication. In this case, when the terminals try to perform data communication that does not require ARP resolution, the attribution information is not generated in each communication device, and the terminals connected to the mesh network cannot send and receive frames. There is a problem.

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、通信相手の端末がフレームを送信していない状態であっても、メッシュネットワークを介した端末同士の通信が可能である通信装置等を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a communication device or the like capable of communicating between terminals via a mesh network even when the terminal of the communication partner does not transmit a frame. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信装置は、メッシュネットワークを構成する複数の通信装置のうちの一の通信装置であって、第一端末と無線通信する第一インタフェースと、前記複数の通信装置のうちの前記一の通信装置を除く他の通信装置と無線通信する第二インタフェースと、前記メッシュネットワークに接続されている端末と、前記複数の通信装置のうち当該端末が帰属している通信装置とを対応付けた帰属情報を記憶している記憶部と、探索部であって、前記第一端末から受信したデータフレームの宛先である第二端末が前記帰属情報に存在しない場合に、(a)前記データフレームの宛先IP(Internet Protocol)アドレスを含む探索フレームを前記第二インタフェースにより同報送信し、(b)前記第二端末が前記探索フレームを受信したことに応じて送信した応答フレームを受信し、(c)受信した前記応答フレームを参照することで、前記応答フレームの送信元である前記第二端末と、前記第二端末が帰属している通信装置とを対応付けて前記帰属情報に登録する、探索部と、前記探索部が前記登録をした後の前記帰属情報に基づいて、前記第一端末から受信した前記データフレームを前記第二インタフェースにより送信する転送部とを備える。 In order to solve the above problems, the communication device according to one aspect of the present invention is a communication device of one of a plurality of communication devices constituting a mesh network, and has a first interface for wireless communication with a first terminal. , A second interface that wirelessly communicates with another communication device other than the one communication device among the plurality of communication devices, a terminal connected to the mesh network, and the terminal among the plurality of communication devices. The attribution information includes a storage unit that stores attribution information associated with the communication device to which it belongs, and a second terminal that is a search unit and is the destination of a data frame received from the first terminal. If not, (a) a search frame including the destination IP (Internet Protocol) address of the data frame is broadcasted by the second interface, and (b) the second terminal receives the search frame. By receiving the received response frame and (c) referring to the received response frame, the second terminal, which is the source of the response frame, and the communication device to which the second terminal belongs can be connected. A transfer that transmits the data frame received from the first terminal by the second interface based on the search unit and the attribution information after the search unit has registered the attribution information in association with each other. It has a part.

これによれば、通信装置は、第一端末から受信したデータフレームの宛先が帰属情報に存在しない場合に、探索フレーム及び応答フレームのやりとりによって帰属情報を生成したうえで、データフレームを転送できる。よって、通信装置は、例えばデータフレームの送受信に際して端末によるARP解決が不要であるなどの要因により、データフレームを受信した時点で第一端末の帰属情報を保有していない場合であっても、データフレームを適切に転送することができる。このように、通信装置によれば、通信相手の端末の帰属情報がない状態でデータフレームを受信した場合であっても、メッシュネットワークを介した端末同士の通信が可能である。 According to this, when the destination of the data frame received from the first terminal does not exist in the attribution information, the communication device can transfer the data frame after generating the attribution information by exchanging the search frame and the response frame. Therefore, even if the communication device does not have the attribution information of the first terminal at the time of receiving the data frame due to factors such as the need for ARP resolution by the terminal when transmitting and receiving the data frame, the data Frames can be transferred properly. As described above, according to the communication device, even when the data frame is received without the attribution information of the terminal of the communication partner, the terminals can communicate with each other via the mesh network.

また、前記探索部は、前記探索フレームをブロードキャスト送信することで同報送信してもよい。 Further, the search unit may broadcast the search frame by broadcasting the search frame.

これによれば、通信装置は、ブロードキャスト送信を用いて同報送信をすることによって、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。同報送信には、マルチキャスト送信とブロードキャスト送信とがあるが、マルチキャスト送信は、用いられることが一般的に少なく、マルチキャストフレームを送受信するために、他の通信装置及び端末に通常と異なる特別な設定が必要となることもある。一方、ブロードキャスト送信は、通常の通信において普通に用いられる。そのため、通信装置は、ブロードキャスト送信を用いることによって、通常と異なる特別な設定をすることなく、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。 According to this, the communication device enables communication between terminals via a mesh network by performing broadcast transmission using broadcast transmission. Broadcast transmission includes multicast transmission and broadcast transmission, but multicast transmission is generally rarely used, and in order to send and receive multicast frames, special settings that are different from normal settings for other communication devices and terminals. May be required. On the other hand, broadcast transmission is commonly used in ordinary communication. Therefore, by using broadcast transmission, the communication device enables communication between terminals via a mesh network without making special settings different from usual.

また、前記探索部は、前記(a)において、前記データフレームの前記宛先IPアドレスをターゲットIPアドレスとして含むARP(Address Resolution Protocol)リクエストフレームを、前記探索フレームとして同報送信し、前記(b)において、前記第二端末が前記ARPリクエストフレームを受信したことに応じて送信したARPリプライフレームを前記応答フレームとして受信し、前記(c)において、受信した前記ARPリプライフレームの物理ヘッダを参照することで、前記第二端末と、前記第二端末が帰属している通信装置とを対応付けて前記帰属情報に登録してもよい。 Further, in the above (a), the search unit broadcasts an ARP (Address Resolution Protocol) request frame including the destination IP address of the data frame as a target IP address as the search frame, and transmits the ARP (Addless Resolution Protocol) request frame as the search frame. In (c), the ARP reply frame transmitted in response to the reception of the ARP request frame by the second terminal is received as the response frame, and the physical header of the received ARP reply frame is referred to in the above (c). Then, the second terminal and the communication device to which the second terminal belongs may be associated and registered in the attribution information.

これによれば、通信装置は、ARPリクエストフレーム及びARPリプライフレームをそれぞれ探索フレーム及び応答フレームとして用いて、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。このようにすることで、第二端末がIP通信の標準的な機能を用いて探索フレームに対して応答フレームを送信することができる。言い換えれば、端末が、通信装置が送信する探索フレームに対して応答フレームを送信するという特別な機能を備える必要がない。よって、通信装置は、端末に特別な機能を備えることなく、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。 According to this, the communication device uses the ARP request frame and the ARP reply frame as the search frame and the response frame, respectively, to enable communication between terminals via the mesh network. By doing so, the second terminal can transmit the response frame to the search frame by using the standard function of IP communication. In other words, the terminal does not need to have a special function of transmitting a response frame to the search frame transmitted by the communication device. Therefore, the communication device enables communication between terminals via a mesh network without providing the terminals with special functions.

また、前記記憶部は、さらに、前記メッシュネットワークにおける経路情報を記憶しており、前記通信装置は、さらに、前記探索部が前記帰属情報に登録した、前記第二端末が帰属している通信装置に至る通信経路を示す経路情報を、ダイナミックルーティングプロトコルを用いて取得して前記経路情報に登録する経路構築部を備え、前記転送部は、前記経路構築部が前記登録をした後の前記経路情報にさらに基づいて、前記データフレームを送信してもよい。 Further, the storage unit further stores the route information in the mesh network, and the communication device is a communication device to which the second terminal belongs, which the search unit has registered in the attribution information. The transfer unit includes a route construction unit that acquires route information indicating a communication route leading to the above and registers it in the route information by using a dynamic routing protocol, and the transfer unit is the route information after the route construction unit registers the route information. The data frame may be transmitted based on the above.

これによれば、通信装置は、第二端末の帰属情報を生成したことをトリガとして、メッシュネットワークにおいて、第二端末の帰属先である通信装置に至る経路情報を生成する。これにより、通信装置は、第二端末の帰属先である通信装置までの通信経路を確立することによって、より確実に、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。 According to this, the communication device generates the route information to the communication device to which the second terminal belongs in the mesh network, triggered by the generation of the attribution information of the second terminal. As a result, the communication device enables more reliable communication between the terminals via the mesh network by establishing a communication path to the communication device to which the second terminal belongs.

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信システムは、上記の通信装置を、前記メッシュネットワークを構成する複数の通信装置のそれぞれとして備える。 Further, in order to solve the above problems, the communication system according to one aspect of the present invention includes the above communication devices as each of a plurality of communication devices constituting the mesh network.

これによれば、上記無線通信装置と同様の効果を奏する。 According to this, the same effect as that of the wireless communication device is obtained.

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信装置の制御方法は、メッシュネットワークを構成する複数の通信装置のうちの一の通信装置の制御方法であって、前記通信装置は、第一端末と無線通信する第一インタフェースと、前記複数の通信装置のうちの前記一の通信装置を除く他の通信装置と無線通信する第二インタフェースと、前記メッシュネットワークに接続されている端末と、前記複数の通信装置のうち当該端末が帰属している通信装置とを対応付けた帰属情報を記憶している記憶部とを備え、前記制御方法は、探索ステップであって、前記第一端末から受信したデータフレームの宛先である第二端末が前記帰属情報に存在しない場合に、(a)前記データフレームの宛先IP(Internet Protocol)アドレスを含む探索フレームを前記第二インタフェースにより同報送信し、(b)前記第二端末が前記探索フレームを受信したことに応じて送信した応答フレームを受信し、(c)受信した前記応答フレームを参照することで、前記応答フレームの送信元である前記第二端末と、前記第二端末が帰属している通信装置とを対応付けて前記帰属情報に登録する、探索ステップと、前記探索ステップで前記登録をした後の前記帰属情報に基づいて、前記第一端末から受信した前記データフレームを前記第二インタフェースにより送信する転送ステップとを含む。 Further, in order to solve the above problems, the control method of the communication device according to one aspect of the present invention is a control method of one of a plurality of communication devices constituting the mesh network, and the communication device is described. Is connected to the mesh network with a first interface that wirelessly communicates with a first terminal, a second interface that wirelessly communicates with another communication device other than the one communication device among the plurality of communication devices. The control method includes a terminal and a storage unit that stores attribution information associated with the communication device to which the terminal belongs among the plurality of communication devices, and the control method is a search step. When the second terminal, which is the destination of the data frame received from one terminal, does not exist in the attribution information, (a) a search frame including the destination IP (Internet Protocol) address of the data frame is broadcast by the second interface. By transmitting, (b) receiving the response frame transmitted in response to the second terminal receiving the search frame, and (c) referring to the received response frame, the source of the response frame Based on a search step in which a second terminal is associated with a communication device to which the second terminal belongs and registered in the attribution information, and the attribution information after the registration in the search step. A transfer step of transmitting the data frame received from the first terminal by the second interface is included.

これによれば、上記無線通信装置と同様の効果を奏する。 According to this, the same effect as that of the wireless communication device is obtained.

なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。 It should be noted that the present invention can be realized not only as an apparatus, but also as a method in which the processing means constituting the apparatus is used as a step, as a program for causing a computer to execute those steps, or as a computer reading in which the program is recorded. It can be realized as a possible recording medium such as a CD-ROM, or as information, data or a signal indicating the program. Then, those programs, information, data and signals may be distributed via a communication network such as the Internet.

本発明により、通信装置は、通信相手の端末がフレームを送信していない状態であっても、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。 According to the present invention, the communication device enables communication between terminals via a mesh network even when the terminal of the communication partner does not transmit a frame.

図1は、実施の形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a communication system according to an embodiment. 図2は、実施の形態に係る通信装置の機能ブロックを示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a functional block of the communication device according to the embodiment. 図3は、実施の形態に係る帰属情報の一例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of attribution information according to the embodiment. 図4は、実施の形態に係る経路情報の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of route information according to the embodiment. 図5は、実施の形態に係る探索フレームのフレームフォーマットを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a frame format of the search frame according to the embodiment. 図6は、実施の形態に係る応答フレームのフレームフォーマットを示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a frame format of the response frame according to the embodiment. 図7は、実施の形態に係る通信装置の処理を示すフロー図である。FIG. 7 is a flow chart showing processing of the communication device according to the embodiment. 図8は、実施の形態に係る通信システムの処理を示すシーケンス図である。FIG. 8 is a sequence diagram showing processing of the communication system according to the embodiment.

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.

以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。 Each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, etc. shown in the following embodiments are examples, and are not intended to limit the present invention. Further, among the components in the following embodiments, the components not described in the independent claims indicating the highest level concept of the present invention will be described as arbitrary components constituting the more preferable form. The same components may be designated by the same reference numerals and description thereof may be omitted.

(実施の形態)
本実施の形態において、通信相手の端末がフレームを送信していない状態であっても、メッシュネットワークを介した端末同士の通信が可能である通信装置について説明する。
(Embodiment)
In the present embodiment, a communication device capable of communicating between terminals via a mesh network will be described even when the terminals of the communication partner are not transmitting frames.

図1は、本実施の形態に係る通信システム1の構成を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a communication system 1 according to the present embodiment.

図1に示されるように、通信システム1は、通信装置10A、10B及び10Cを備える。通信システム1は、通信装置10A、10B及び10Cによって構成されるメッシュネットワークである。また、通信システム1には、端末T1及びT2が接続されている。 As shown in FIG. 1, the communication system 1 includes communication devices 10A, 10B and 10C. Communication system 1 is a mesh network composed of communication devices 10A, 10B and 10C. Further, terminals T1 and T2 are connected to the communication system 1.

通信システム1は、オフィス又は工場などに配備され、オフィス内又は工場内の情報通信端末である端末T1及びT2(例えば、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、産業機器、センサなど。単に端末ともいう)が接続される。端末T1及びT2は、人によって運ばれたり、自走したりすることで移動することが想定される。 The communication system 1 is deployed in an office or a factory, and terminals T1 and T2 (for example, a personal computer, a smartphone, an industrial device, a sensor, etc., which are simply terminals) which are information communication terminals in the office or the factory are connected. To. It is assumed that the terminals T1 and T2 move by being carried by a person or self-propelled.

なお、ここでは、通信システム1が3個の通信装置10A等によって構成される場合を例として説明するが、通信装置10A等が2個であってもよいし、4個以上であってもよい。また、通信システム1における通信装置の並びは、図では一次元としているが、二次元でも三次元でもよい。 Here, a case where the communication system 1 is composed of three communication devices 10A and the like will be described as an example, but the communication device 10A and the like may be two or four or more. .. Further, although the arrangement of the communication devices in the communication system 1 is one-dimensional in the figure, it may be two-dimensional or three-dimensional.

通信装置10Aは、通信システム1を構成する他の通信装置である通信装置10Bと無線通信により接続されている。また、通信装置10Aは、端末T1と無線通信により接続されている。 The communication device 10A is connected to the communication device 10B, which is another communication device constituting the communication system 1, by wireless communication. Further, the communication device 10A is connected to the terminal T1 by wireless communication.

通信装置10Bは、通信システム1を構成する他の通信装置である通信装置10A及び10Cと無線通信により接続されている。 The communication device 10B is connected to the communication devices 10A and 10C, which are other communication devices constituting the communication system 1, by wireless communication.

通信装置10Cは、通信システム1を構成する他の通信装置である通信装置10Bと無線通信により接続されている。また、通信装置10Cは、端末T2と無線通信により接続されている。 The communication device 10C is connected to the communication device 10B, which is another communication device constituting the communication system 1, by wireless communication. Further, the communication device 10C is connected to the terminal T2 by wireless communication.

通信装置10A、10B及び10Cのそれぞれは、通信システム1内でフレームの転送に使用するための経路情報を保有している。例えば、通信装置10A、10B及び10Cは、ダイナミックルーティングプロトコルを用いて互いに経路情報を提供及び取得することで、経路情報を共有する。ダイナミックルーティングプロトコルは、リアクティブ型のプロトコル(例えばAODV(Adhoc On−Demand Distance Vector))であってもよいし、プロアクティブ型のプロトコル(例えばOLSR(Optimized Link State Routing))であってもよい。また、経路情報は、静的な情報であってもよい。 Each of the communication devices 10A, 10B, and 10C has route information to be used for frame transfer in the communication system 1. For example, the communication devices 10A, 10B, and 10C share route information by providing and acquiring route information from each other using a dynamic routing protocol. The dynamic routing protocol may be a reactive protocol (for example, AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector)) or a proactive protocol (for example, OLSR (Optimized Link State Routing)). Further, the route information may be static information.

また、通信装置10A、10B及び10Cのそれぞれは、自装置に帰属している端末を示す帰属情報を保有し、互いに共有している。端末は移動し得るので、端末が帰属する相手となる通信装置は、固定されずに変動し得る。そのため、帰属情報は、端末の移動によって動的に変更され得る。通信装置10A等は、自装置の帰属情報を繰り返し他の通信装置に提供し、また、他の通信装置から帰属情報を繰り返し取得することで、帰属情報を更新している。ここで、帰属とは、端末が通信装置に接続することをいう。以降でも同様とする。 Further, each of the communication devices 10A, 10B, and 10C holds attribution information indicating a terminal belonging to the own device and shares it with each other. Since the terminal can move, the communication device to which the terminal belongs can fluctuate without being fixed. Therefore, the attribution information can be dynamically changed by moving the terminal. The communication device 10A or the like updates the attribution information by repeatedly providing the attribution information of its own device to another communication device and repeatedly acquiring the attribution information from the other communication device. Here, attribution means that the terminal connects to the communication device. The same shall apply hereinafter.

以降において、通信装置10Aなどが端末T1及びT2の帰属情報を保有していない状態において、端末T1が端末T2を宛先とするフレームを送信し、そのフレームを端末T2が受信するまでの処理を説明する。 Hereinafter, a process in which the terminal T1 transmits a frame destined for the terminal T2 and the terminal T2 receives the frame in a state where the communication device 10A or the like does not have the attribution information of the terminals T1 and T2 will be described. To do.

ここで、端末T1は、当初に端末T2のIP(Internet Protocol)アドレスを保有しており、また、端末T2のMAC(Media Access Contol)アドレスを保有していないとする。また、通信装置10A等同士の通信には、WDS(Wireless Distribution System)のフレームフォーマットが用いられ、また、IEEE802.11sに準拠したメッシュコントロールフィールドが用いられるとする。MACアドレスは物理アドレスに相当する。 Here, it is assumed that the terminal T1 initially possesses the IP (Internet Protocol) address of the terminal T2, and does not possess the MAC (Media Access Control) address of the terminal T2. Further, it is assumed that a WDS (Wireless Distribution System) frame format is used for communication between the communication devices 10A and the like, and a mesh control field compliant with IEEE802.11s is used. The MAC address corresponds to the physical address.

端末T1は、まず、端末T2のMACアドレスを取得するためのARPリクエストフレームを生成し、同報送信する。送信されたARPリクエストフレームは、通信装置10A、10B及び10Cによりこの順に転送され、端末T2に到達する。 First, the terminal T1 generates an ARP request frame for acquiring the MAC address of the terminal T2, and broadcasts the ARP request frame. The transmitted ARP request frame is transferred in this order by the communication devices 10A, 10B, and 10C, and reaches the terminal T2.

端末T2は、ARPリクエストフレームを受信すると、自装置のMACアドレスを含むARPリプライフレームを生成し、端末T1を宛先として送信する。送信されたARPリプライフレームは、通信装置10C、10B及び10Aによりこの順に転送され、端末T1に到達する。 When the terminal T2 receives the ARP request frame, it generates an ARP reply frame including the MAC address of its own device and transmits the ARP reply frame to the terminal T1 as a destination. The transmitted ARP reply frame is transferred in this order by the communication devices 10C, 10B, and 10A, and reaches the terminal T1.

このARPリプライフレームの転送処理の際に、通信装置10A等は、帰属情報を生成し得る。具体的には、通信装置10Aは、通信装置10Bから受信するARPリプライフレームのMACヘッダに含まれるAddress4(メッシュ送信元アドレス、Mesh Source Address)フィールドから通信装置10CのMACアドレスを取得する。そして、MACヘッダのメッシュコントロールフィールドに含まれるAddress6(送信元アドレス、Source Address)から端末T2のMACアドレスを取得する。MACヘッダに含まれるフィールド、及び、メッシュコントロールフィールドについては、後で詳しく説明する(図5及び図6参照)。 At the time of the transfer processing of the ARP reply frame, the communication device 10A or the like can generate attribution information. Specifically, the communication device 10A acquires the MAC address of the communication device 10C from the Addless 4 (mesh source address, Mesh Source Address) field included in the MAC header of the ARP reply frame received from the communication device 10B. Then, the MAC address of the terminal T2 is acquired from the Address 6 (source address, Source Address) included in the mesh control field of the MAC header. The fields included in the MAC header and the mesh control fields will be described in detail later (see FIGS. 5 and 6).

これにより、端末T2が通信装置10Cに帰属していることを示す帰属情報を生成することができる。通信装置10Bでも同様の説明が成立する。 As a result, attribution information indicating that the terminal T2 belongs to the communication device 10C can be generated. The same description holds for the communication device 10B.

このように帰属情報が生成された後、端末T1が、端末T2を宛先とするフレームを送信すると、そのフレームが通信装置10A、10B及び10Cによりこの順に転送され、端末T2に到達する。 After the attribution information is generated in this way, when the terminal T1 transmits a frame destined for the terminal T2, the frames are transferred in this order by the communication devices 10A, 10B and 10C, and reach the terminal T2.

しかしながら、この方法は、端末T1が当初に端末T2のMACアドレスを取得するためのARPリクエストフレームを送信することをトリガとして実行されるものである。そのため、端末T1がARPリクエストフレームを送信しない場合には、この方法により帰属情報が生成されず、通信システム1に接続された端末同士がフレームを送受信することができないという問題が生じ得る。端末T1がARPリクエストフレームを送信しないのは、例えば、端末T1が当初に端末T2のMACアドレスを静的な設定、又は、動的な取得などにより保有していた場合である。 However, this method is executed by triggering the terminal T1 to initially transmit an ARP request frame for acquiring the MAC address of the terminal T2. Therefore, when the terminal T1 does not transmit the ARP request frame, the attribution information is not generated by this method, and there may be a problem that the terminals connected to the communication system 1 cannot transmit and receive the frame. The terminal T1 does not transmit the ARP request frame, for example, when the terminal T1 initially holds the MAC address of the terminal T2 by static setting or dynamic acquisition.

そこで、端末T1が当初に端末T2のMACアドレスを保有している場合でも、帰属情報を取得し、端末同士の通信を可能とする通信装置10A等について以下で説明する。 Therefore, even when the terminal T1 initially possesses the MAC address of the terminal T2, the communication device 10A and the like that acquire the attribution information and enable communication between the terminals will be described below.

図2は、本実施の形態に係る通信装置10Aの機能ブロックを示すブロック図である。図3は、本実施の形態に係る帰属情報21の一例を示す説明図である。図4は、本実施の形態に係る経路情報22の一例を示す説明図である。 FIG. 2 is a block diagram showing a functional block of the communication device 10A according to the present embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of attribution information 21 according to the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the route information 22 according to the present embodiment.

図2に示されるように、通信装置10Aは、通信IF11及び12と、転送部13と、探索部14と、記憶部15と、経路構築部16とを備える。 As shown in FIG. 2, the communication device 10A includes communication IFs 11 and 12, a transfer unit 13, a search unit 14, a storage unit 15, and a route construction unit 16.

通信IF11は、メッシュネットワークに接続する端末である端末T1と無線通信する通信インタフェースである。通信IF11は、例えば、IEEE802.11a,b,g,nに準拠する無線LAN(Local Area Network)の通信インタフェースである。通信IF11は、インフラストラクチャモードでアクセスポイントとして動作し、ステーションとして動作する端末T1と接続することが想定される。端末T1は、インフラストラクチャモードで、ステーションとしてアクセスポイントに接続(つまり帰属)するのが、オフィスなどにおける普通の使用方法である。そのため、通信IF11がインフラストラクチャモードでアクセスポイントとして動作すると、端末T1が普通の使用方法で通信装置10Aに接続できる利点がある。なお、通信IF11は、アドホックモードで動作してもよい。この場合、端末T1もアドホックモードで動作することを要する。 The communication IF 11 is a communication interface that wirelessly communicates with the terminal T1 which is a terminal connected to the mesh network. The communication IF11 is, for example, a communication interface of a wireless LAN (Local Area Network) compliant with IEEE802.11a, b, g, and n. It is assumed that the communication IF 11 operates as an access point in the infrastructure mode and connects to the terminal T1 operating as a station. In the infrastructure mode, the terminal T1 is connected (that is, attributed) to the access point as a station, which is a normal usage in an office or the like. Therefore, when the communication IF 11 operates as an access point in the infrastructure mode, there is an advantage that the terminal T1 can be connected to the communication device 10A by a normal usage method. The communication IF 11 may operate in the ad hoc mode. In this case, the terminal T1 also needs to operate in the ad hoc mode.

通信IF12は、メッシュネットワークを構成する通信装置のうち、自装置を除く他の通信装置と無線通信する通信インタフェースである。通信IF12は、例えば、IEEE802.11a,b,g,nに準拠する無線LANの通信インタフェースである。通信IF12は、インフラストラクチャモードで動作してもよいし、アドホックモードで動作してもよい。 The communication IF 12 is a communication interface that wirelessly communicates with other communication devices other than the own device among the communication devices constituting the mesh network. The communication IF12 is, for example, a wireless LAN communication interface conforming to IEEE802.11a, b, g, n. The communication IF 12 may operate in the infrastructure mode or in the ad hoc mode.

なお、通信IF11および12が、無線通信チップを含む一の無線通信モジュール(不図示)で実現されてもよい。一方、無線IF11及び12それぞれが、無線通信チップを含む一の無線通信モジュールで実現され、つまり、通信IF11および12が合計2つの無線通信モジュールで実現されてもよい。 The communication IFs 11 and 12 may be realized by one wireless communication module (not shown) including a wireless communication chip. On the other hand, each of the wireless IFs 11 and 12 may be realized by one wireless communication module including a wireless communication chip, that is, the communication IFs 11 and 12 may be realized by a total of two wireless communication modules.

転送部13は、通信IF11が受信したデータフレームを、そのデータフレームの宛先情報と帰属情報21とに基づいて通信IF12により送信する処理部である。具体的には、転送部13は、通信IF11が端末T1から受信したデータフレームのMACヘッダの宛先アドレスフィールドから宛先MACアドレス(つまり端末T2のMACアドレス)を取得し、その宛先MACアドレスを有する端末T2が帰属している通信装置である通信装置10Cを帰属情報21から取得する。帰属情報の取得方法は後述する。そして、転送部13は、その宛先MACアドレスを有する端末T2が帰属している通信装置10CのMACアドレスを、MACヘッダのAddress3(メッシュ宛先アドレス、Mesh Destination Address)フィールドに設定して、上記データフレームを通信装置10Bに転送する。 The transfer unit 13 is a processing unit that transmits the data frame received by the communication IF 11 by the communication IF 12 based on the destination information and the attribution information 21 of the data frame. Specifically, the transfer unit 13 acquires the destination MAC address (that is, the MAC address of the terminal T2) from the destination address field of the MAC header of the data frame received from the terminal T1 by the communication IF11, and the terminal having the destination MAC address. The communication device 10C, which is the communication device to which T2 belongs, is acquired from the attribution information 21. The method of acquiring attribution information will be described later. Then, the transfer unit 13 sets the MAC address of the communication device 10C to which the terminal T2 having the destination MAC address belongs in the Addless3 (mesh destination address, Mesh Destination Addless) field of the MAC header, and sets the above data frame. Is transferred to the communication device 10B.

探索部14は、端末T1から受信したデータフレームの宛先である端末T2の帰属情報を生成するための探索処理を行う処理部である。 The search unit 14 is a processing unit that performs a search process for generating attribution information of the terminal T2, which is the destination of the data frame received from the terminal T1.

具体的には、探索部14は、端末T1から受信したデータフレームの宛先MACアドレスが端末情報に存在しない場合に、上記データフレームの宛先IPアドレス(つまり端末T2のIPアドレス)を含む探索フレームを通信IF12により同報送信する。また、探索部14は、端末T2が上記探索フレームを受信したことに応じて送信した応答フレームを通信IF12により受信する。そして、探索部14は、受信した応答フレームのMACヘッダに含まれる端末T2の物理アドレスと、端末T2が帰属している通信装置10Cとを対応付けて帰属情報21に登録する。探索部14がこのように端末T2を帰属情報21に登録した場合、転送部13は、登録後の帰属情報21に基づいて、端末T1から受信したデータフレームを通信IF12により送信する。 Specifically, when the destination MAC address of the data frame received from the terminal T1 does not exist in the terminal information, the search unit 14 uses the search frame including the destination IP address of the data frame (that is, the IP address of the terminal T2). Broadcast by communication IF12. In addition, the search unit 14 receives the response frame transmitted in response to the terminal T2 receiving the search frame by the communication IF 12. Then, the search unit 14 associates the physical address of the terminal T2 included in the MAC header of the received response frame with the communication device 10C to which the terminal T2 belongs and registers it in the attribution information 21. When the search unit 14 registers the terminal T2 in the attribution information 21 in this way, the transfer unit 13 transmits the data frame received from the terminal T1 by the communication IF 12 based on the registration information 21.

なお、探索部14は、探索フレームをブロードキャスト送信することで同報送信してもよい。同報送信には、マルチキャスト送信とブロードキャスト送信とがあるが、マルチキャスト送信は、用いられることが一般的に少なく、マルチキャストフレームを送受信するために、他の通信装置10B等及び端末T2に通常と異なる特別な設定が必要となることもある。一方、ブロードキャスト送信は、通常の通信において普通に用いられる。そのため、探索部14は、ブロードキャスト送信を用いることによって、通常と異なる特別な設定をすることなく、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。 The search unit 14 may broadcast the search frame by broadcasting the search frame. Broadcast transmission includes multicast transmission and broadcast transmission, but multicast transmission is generally rarely used, and is different from normal for other communication devices 10B and the like and terminal T2 in order to transmit and receive multicast frames. Special settings may be required. On the other hand, broadcast transmission is commonly used in ordinary communication. Therefore, by using the broadcast transmission, the search unit 14 enables communication between terminals via the mesh network without making special settings different from the usual ones.

また、探索部14は、上記データフレームの宛先IPアドレスをターゲットIPアドレスとして含むARPリクエストフレームを探索フレームとして同報送信してもよい。この場合、探索部14は、端末T2が上記ARPリクエストフレームを受信したことに応じて送信したARPリプライフレームを応答フレームとして受信する。そして、探索部14は、受信したARPリプライフレームの物理ヘッダを参照することで、端末T2と、端末T2が帰属している通信装置である通信装置10Cとを対応付けて帰属情報21に登録する。このようにすることで、端末T2がIP通信の標準的な機能を用いて探索フレームに対して応答フレームを送信することができる。言い換えれば、端末T2が、通信装置が送信する探索フレームに対して応答フレームを送信するという特別な機能を備える必要がないという利点がある。 Further, the search unit 14 may broadcast the ARP request frame including the destination IP address of the data frame as the target IP address as the search frame. In this case, the search unit 14 receives the ARP reply frame transmitted in response to the reception of the ARP request frame by the terminal T2 as the response frame. Then, the search unit 14 registers the terminal T2 and the communication device 10C, which is the communication device to which the terminal T2 belongs, in the attribution information 21 by referring to the physical header of the received ARP reply frame. .. By doing so, the terminal T2 can transmit a response frame to the search frame by using the standard function of IP communication. In other words, there is an advantage that the terminal T2 does not need to have a special function of transmitting a response frame to the search frame transmitted by the communication device.

記憶部15は、帰属情報21と、経路情報22とを記憶している記憶装置である。 The storage unit 15 is a storage device that stores the attribution information 21 and the route information 22.

帰属情報21は、メッシュネットワークに接続されている端末と、通信装置10A等のうち当該端末が帰属している通信装置とを対応付けた情報である。帰属情報21の一例が図3に示されている。図3に示される帰属情報21は、端末T2が通信装置10Cに帰属していることを示している。帰属情報21では、より具体的には、端末T2のMACアドレスと、当該端末が帰属している通信装置のMACアドレスとを用いて、対応付けが表現され得る。 The attribution information 21 is information in which a terminal connected to the mesh network is associated with a communication device to which the terminal belongs among the communication devices 10A and the like. An example of attribution information 21 is shown in FIG. The attribution information 21 shown in FIG. 3 indicates that the terminal T2 belongs to the communication device 10C. More specifically, in the attribution information 21, the association can be expressed by using the MAC address of the terminal T2 and the MAC address of the communication device to which the terminal belongs.

帰属情報21は、探索部14が応答フレームを受信したときに、応答フレームのMACヘッダに含まれる情報に基づいて生成され、登録される。また、帰属情報21は、転送部13により参照され、転送部13によるフレームの転送先の決定の際に用いられ得る。 When the search unit 14 receives the response frame, the attribution information 21 is generated and registered based on the information included in the MAC header of the response frame. Further, the attribution information 21 is referred to by the transfer unit 13, and can be used when the transfer unit 13 determines the transfer destination of the frame.

経路情報22は、メッシュネットワークを構成する通信装置と、当該通信装置にフレームを送信するための次ホップ(ネクストホップ)の通信装置とを対応付けた情報である。経路情報22の一例が図4に示されている。図4に示される経路情報22は、通信装置10Aの記憶部15に記憶された情報であり、通信装置10Cにフレームを送信するための次ホップの通信装置が通信装置10Bであることを示している。経路情報22は、経路構築部16によって登録される。また、経路情報22は、転送部13により参照され、転送部13によりフレームを転送する際の次ホップの通信装置を決定するために用いられ得る。 The route information 22 is information in which the communication device constituting the mesh network and the communication device of the next hop (next hop) for transmitting a frame to the communication device are associated with each other. An example of the route information 22 is shown in FIG. The route information 22 shown in FIG. 4 is information stored in the storage unit 15 of the communication device 10A, and indicates that the communication device of the next hop for transmitting a frame to the communication device 10C is the communication device 10B. There is. The route information 22 is registered by the route construction unit 16. Further, the route information 22 is referred to by the transfer unit 13, and can be used by the transfer unit 13 to determine the communication device of the next hop when the frame is transferred.

経路構築部16は、ダイナミックルーティングプロトコルを用いて他の通信装置との間で経路情報を共有する処理部である。経路構築部16は、他の通信装置から取得した経路情報を記憶部15に経路情報22として記憶する。具体的には、経路構築部16は、探索部14が帰属情報21に登録した、端末T2が帰属している通信装置10Cに至る通信経路を示す経路情報を、ダイナミックルーティングプロトコルを用いて取得して経路情報22として登録する。経路構築部16が上記のように経路情報22を登録すると、その後、経路情報22に基づいて転送部13がデータフレームを送信することができる。 The route construction unit 16 is a processing unit that shares route information with other communication devices by using a dynamic routing protocol. The route construction unit 16 stores the route information acquired from another communication device in the storage unit 15 as the route information 22. Specifically, the route construction unit 16 acquires the route information indicating the communication route to the communication device 10C to which the terminal T2 belongs, which is registered in the attribution information 21 by the search unit 14, by using the dynamic routing protocol. And register it as route information 22. When the route construction unit 16 registers the route information 22 as described above, the transfer unit 13 can then transmit a data frame based on the route information 22.

端末T1及びT2は、メッシュネットワークに接続される情報通信端末であり、例えば、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、産業機器、センサなどである。端末T1は、端末T2との間で通信フレームを送受信することで通信する。 The terminals T1 and T2 are information communication terminals connected to a mesh network, and are, for example, personal computers, smartphones, industrial equipment, sensors, and the like. The terminal T1 communicates with the terminal T2 by transmitting and receiving a communication frame.

例えば、端末T1が端末T2を宛先とするデータフレームであるフレームF1を送信した場合、通信装置10Aの転送部13がフレームF1を受信し、一旦保持する。転送部13がフレームF1を保持した状態で、探索部14が探索フレームであるフレームF2を同報送信する。フレームF2は、通信装置10B及び10Cによって、それぞれフレームF3及びF4として順次に転送され、フレームF4が端末T2に到達する。端末T2が探索フレームに対する応答フレームであるフレームF5を送信すると、フレームF5が通信装置10C及び10Bによって、それぞれフレームF6及びF7として順次に転送され、通信装置10Aに到達する。 For example, when the terminal T1 transmits a frame F1 which is a data frame destined for the terminal T2, the transfer unit 13 of the communication device 10A receives the frame F1 and temporarily holds the frame F1. While the transfer unit 13 holds the frame F1, the search unit 14 broadcasts the frame F2, which is a search frame. The frame F2 is sequentially transferred as frames F3 and F4 by the communication devices 10B and 10C, respectively, and the frame F4 reaches the terminal T2. When the terminal T2 transmits the frame F5, which is a response frame to the search frame, the frames F5 are sequentially transferred as frames F6 and F7 by the communication devices 10C and 10B, respectively, and reach the communication device 10A.

上記のフレームの送受信により、通信装置10A及び10Bが、端末T2が通信装置10Cに帰属していることを示す帰属情報21を生成し保有する。この状態で端末T1が、端末T2を宛先とするデータフレームを送信すると、通信装置10A、10B及び10Cによりこの順に転送され、端末T2に到達し得る。 By transmitting and receiving the above frames, the communication devices 10A and 10B generate and hold attribution information 21 indicating that the terminal T2 belongs to the communication device 10C. When the terminal T1 transmits a data frame destined for the terminal T2 in this state, the data frames are transferred in this order by the communication devices 10A, 10B and 10C, and can reach the terminal T2.

なお、端末T2は、自装置を宛先IPアドレスとする探索フレームを受信した場合に、その探索フレームの送信元を宛先として応答フレームを送信する応答機能を備えるものとする。なお、探索フレームとしてARPリクエストフレームを用い、応答フレームとしてARPリプライフレームを用いることができる。このようにすれば、IP通信の標準的な機能を用いて上記応答機能を実現することができ、端末T2が、上記応答機能を備える必要がない利点がある。以降では、探索フレームとしてARPリクエストフレームを用い、応答フレームとしてARPリプライフレームを用いるとして説明する。 The terminal T2 is provided with a response function of transmitting a response frame with the source of the search frame as the destination when the terminal T2 receives the search frame with the own device as the destination IP address. An ARP request frame can be used as the search frame, and an ARP reply frame can be used as the response frame. In this way, the response function can be realized by using the standard function of IP communication, and there is an advantage that the terminal T2 does not need to have the response function. Hereinafter, it will be described that the ARP request frame is used as the search frame and the ARP reply frame is used as the response frame.

次に、探索フレームと応答フレームとについて詳しく説明する。 Next, the search frame and the response frame will be described in detail.

図5は、本実施の形態に係る探索フレームであるフレームF2のフレームフォーマットを示す説明図である。図5に示されるフレームF2は、図1におけるフレームF2に含まれるフィールドを詳細に示したものである。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing a frame format of frame F2, which is a search frame according to the present embodiment. The frame F2 shown in FIG. 5 shows in detail the fields included in the frame F2 in FIG.

図5に示されるように、フレームF2は、WDSのフレームフォーマットを有し、メッシュコントロールフィールドを有し、MACペイロードにARPパケットを含む。なお、通信装置10AのMACアドレスをMAC(10A)と表記し、通信装置10AのIPアドレスをIP(10A)と表記することにする。通信装置10B及び10C、並びに、端末T1及びT2についても同様とする。また、MAC(FF)は、ブロードキャストアドレス「ff:ff:ff:ff:ff:ff」を示し、MAC(00)は、「00:00:00:00:00:00」を示す。以降でも同様とする。 As shown in FIG. 5, frame F2 has a WDS frame format, has mesh control fields, and includes ARP packets in the MAC payload. The MAC address of the communication device 10A will be referred to as MAC (10A), and the IP address of the communication device 10A will be referred to as IP (10A). The same applies to the communication devices 10B and 10C, and the terminals T1 and T2. Further, the MAC (FF) indicates the broadcast address “ff: ff: ff: ff: ff: ff”, and the MAC (00) indicates “00: 00: 00: 00: 00: 00”. The same shall apply hereinafter.

フレームF2は、通信装置10Aが端末T2のIPアドレスを用いて端末T2のMACアドレスを問い合わせるためのARPリクエストフレームである。 The frame F2 is an ARP request frame for the communication device 10A to inquire about the MAC address of the terminal T2 using the IP address of the terminal T2.

フレームF2は、4つのアドレスフィールド(Address1〜Address4)と、1つのアドレスフィールド(Address)を含むメッシュコントロールフィールドとをMACヘッダ内に含む。これらのアドレスフィールドに含まれる情報は、IEEE802.11sに準拠した情報であり、以下のとおりである。 The frame F2 includes four address fields (Address1 to Address4) and a mesh control field including one address field (Address) in the MAC header. The information contained in these address fields is information conforming to IEEE802.11s, and is as follows.

Address1:RA(Receiver Address)
Address2:TA(Target Address)
Address3:DA(Destination Address)
Address4:SA(Source Address)
Addless1: RA (Receiver Addless)
Adress2: TA (Taget Adress)
Address3: DA (Destination Address)
Address4: SA (Source Address)

図5に示されるように、フレームF2のMACヘッダのAddress1及び3には、ブロードキャストアドレスが含まれる。また、Address2及び4、並びに、メッシュコントロールフィールドのAddressには、通信装置10AのMACアドレスが含まれる。 As shown in FIG. 5, Adsless 1 and 3 of the MAC header of frame F2 include a broadcast address. Further, the addresses 2 and 4 and the address of the mesh control field include the MAC address of the communication device 10A.

また、フレームF2に含まれるARPパケットは、OPコードがARPリクエストを示し、送信元MACアドレスフィールド及びIPアドレスフィールドが、それぞれ、通信装置10AのMACアドレス及びIPアドレスである。ターゲットIPアドレスフィールドが端末T2のIPアドレスである。ターゲットMACアドレスフィールドは任意である。 Further, in the ARP packet included in the frame F2, the OP code indicates the ARP request, and the source MAC address field and the IP address field are the MAC address and the IP address of the communication device 10A, respectively. The target IP address field is the IP address of the terminal T2. The target MAC address field is optional.

なお、フレームF2は、少なくとも、端末T2のIPアドレスと通信装置10AのMACアドレスとを含むことと、宛先MACアドレスがマルチキャスト又はブロードキャストである(つまり同報送信される)ことを要する。 The frame F2 needs to include at least the IP address of the terminal T2 and the MAC address of the communication device 10A, and the destination MAC address must be multicast or broadcast (that is, broadcast).

図6は、本実施の形態に係る応答フレームであるフレームF7のフレームフォーマットを示す説明図である。図6に示されるフレームF7は、図1におけるフレームF7に含まれるフィールドを詳細に示したものである。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing a frame format of frame F7, which is a response frame according to the present embodiment. The frame F7 shown in FIG. 6 shows in detail the fields included in the frame F7 in FIG.

図6に示されるように、フレームF7は、WDSのフレームフォーマットを有し、MACペイロードにARPパケットを含む。 As shown in FIG. 6, the frame F7 has a WDS frame format and includes an ARP packet in the MAC payload.

フレームF7は、ARPリクエストフレームであるフレームF2に対する端末T2の応答を示すARPリプライフレームである。フレームF7は、4つのアドレスフィールド(Address1〜Address4)と、2つのアドレスフィールド(Address5、Address6)を含むメッシュコントロールフィールドとをMACヘッダ内に含む。Address5及び6は、メッシュコントロールフィールドのメッシュエクステンションアドレス(Mesh Extension Address)部分に含まれる。 The frame F7 is an ARP reply frame indicating the response of the terminal T2 to the frame F2 which is an ARP request frame. Frame F7 includes in the MAC header a mesh control field including four address fields (Address1 to Adlesss4) and two address fields (Address5, Adpress6). Address 5 and 6 are included in the mesh extension address (Mesh Extension Address) portion of the mesh control field.

図6に示されるように、フレームF7のAddress1、3及び5には、通信装置10AのMACアドレスが含まれる。Address2には、通信装置10BのMACアドレスが含まれ、Address4には、通信装置10CのMACアドレスが含まれ、Address6には、端末T2のMACアドレスが含まれる。 As shown in FIG. 6, the Adslesss 1, 3 and 5 of the frame F7 include the MAC address of the communication device 10A. The address 2 contains the MAC address of the communication device 10B, the address 4 contains the MAC address of the communication device 10C, and the address 6 contains the MAC address of the terminal T2.

また、応答フレームであるフレームF7に含まれるARPパケットは、OPコードがARPリプライを示し、送信元MACアドレスフィールド及び送信元IPアドレスフィールドが、それぞれ、端末T2のMACアドレス及びIPアドレスである。また、ターゲットMACアドレスフィールド及びターゲットIPアドレスフィールドが、それぞれ、通信装置10Aの端末T2のMACアドレス及びIPアドレスである。 Further, in the ARP packet included in the frame F7 which is the response frame, the OP code indicates the ARP reply, and the source MAC address field and the source IP address field are the MAC address and the IP address of the terminal T2, respectively. Further, the target MAC address field and the target IP address field are the MAC address and the IP address of the terminal T2 of the communication device 10A, respectively.

なお、応答フレームであるフレームF7は、少なくとも、端末T2のMACアドレスと通信装置10AのMACアドレスとを含むことと、通信装置10Aが受信できるアドレス(具体的には、通信装置10Aのアドレス又はブロードキャストアドレス)を宛先IPアドレス又は宛先MACアドレスとして含むことを要する。 The frame F7, which is a response frame, includes at least the MAC address of the terminal T2 and the MAC address of the communication device 10A, and an address that the communication device 10A can receive (specifically, the address of the communication device 10A or the broadcast). Address) must be included as the destination IP address or destination MAC address.

以上のように構成された通信装置10Aの処理と、通信システム1の処理について説明する。 The processing of the communication device 10A configured as described above and the processing of the communication system 1 will be described.

図7は、本実施の形態に係る通信装置の処理を示すフロー図である。図8は、本実施の形態に係る通信システム1の処理を示すシーケンス図である。なお、図7と図8とにおいて、共通の処理には共通の符号が付されている。 FIG. 7 is a flow chart showing processing of the communication device according to the present embodiment. FIG. 8 is a sequence diagram showing the processing of the communication system 1 according to the present embodiment. In addition, in FIG. 7 and FIG. 8, common reference numerals are given to common processes.

ステップS101において、通信装置10Aの転送部13は、データフレームであるフレームF1を通信IF11により受信する。フレームF1は、端末T1が送信したものである。転送部13は、受信したフレームF1を、メモリなどに一旦保持する。 In step S101, the transfer unit 13 of the communication device 10A receives the frame F1 which is a data frame by the communication IF 11. The frame F1 is transmitted by the terminal T1. The transfer unit 13 temporarily holds the received frame F1 in a memory or the like.

ステップS102において、探索部14は、ステップS101で転送部13が受信したフレームのMACヘッダに含まれる宛先アドレスが帰属情報21に存在しているか否かを判定する。存在している場合(ステップS102でYes)にはステップS108に進み、そうでない場合(ステップS102でNo)にはステップS103に進む。 In step S102, the search unit 14 determines whether or not the destination address included in the MAC header of the frame received by the transfer unit 13 in step S101 exists in the attribution information 21. If it exists (Yes in step S102), the process proceeds to step S108, and if not (No in step S102), the process proceeds to step S103.

ステップS103において、探索部14は、探索フレームとしてのARPリクエストフレームであるフレームF2を生成し、フレームF2を通信IF12により同報送信する。送信されたフレームF2は、図8に示されるように、通信装置10Bにより受信され、フレームF3として同報送信される。さらに、送信されたフレームF3は、通信装置10Cにより受信され、フレームF4として同報送信され、フレームF4が端末T2に到達する。端末T2は、ARPリクエストであるフレームF4を受信すると、ARPリクエストに対する応答としてのARPリプライフレームであるフレームF5を送信する。送信されたフレームF5は、通信装置10Cにより受信され、フレームF6として送信される。送信されたフレームF6は、通信装置10Bにより受信され、フレームF7として送信される。 In step S103, the search unit 14 generates a frame F2 which is an ARP request frame as a search frame, and broadcasts the frame F2 by the communication IF12. As shown in FIG. 8, the transmitted frame F2 is received by the communication device 10B and broadcast-transmitted as the frame F3. Further, the transmitted frame F3 is received by the communication device 10C, broadcasted as a frame F4, and the frame F4 reaches the terminal T2. When the terminal T2 receives the frame F4 which is the ARP request, the terminal T2 transmits the frame F5 which is the ARP reply frame as a response to the ARP request. The transmitted frame F5 is received by the communication device 10C and transmitted as a frame F6. The transmitted frame F6 is received by the communication device 10B and transmitted as a frame F7.

ステップS104において、探索部14は、ARPリプライフレームであるフレームF7を通信IF12により受信する。 In step S104, the search unit 14 receives the frame F7, which is an ARP reply frame, by the communication IF12.

ステップS105において、ステップS104で受信したARPリプライフレームであるフレームF7のMACヘッダに基づいて、通信装置10CのMACアドレスと端末T2のMACアドレスとを対応付けて帰属情報21に登録する。 In step S105, the MAC address of the communication device 10C and the MAC address of the terminal T2 are associated with each other and registered in the attribution information 21 based on the MAC header of the frame F7, which is the ARP reply frame received in step S104.

ステップS106において、経路構築部16は、通信装置10CのMACアドレスが記憶部15の経路情報22に存在しているか否かを判断する。存在している場合(ステップS106でYes)にはステップS108に進み、そうでない場合(ステップS106でNo)にはステップS107に進む。 In step S106, the route construction unit 16 determines whether or not the MAC address of the communication device 10C exists in the route information 22 of the storage unit 15. If it exists (Yes in step S106), the process proceeds to step S108, and if not (No in step S106), the process proceeds to step S107.

ステップS107において、経路構築部16は、メッシュネットワークにおいて通信装置10Cに至る経路を示す経路情報22を登録する。 In step S107, the route construction unit 16 registers the route information 22 indicating the route to the communication device 10C in the mesh network.

ステップS108において、転送部13は、ステップS106で登録した経路情報22を参照して、ステップS101で受信して一旦保持した端末T1からのフレームF1を、フレームF8として通信装置10Bに送信することで転送する。送信されたフレームF8は、図8に示されるように、通信装置10Bにより受信され、フレームF9として送信される。さらに、送信されたフレームF9は、通信装置10Cにより受信され、フレームF10として送信され、フレームF10が端末T2に到達する。 In step S108, the transfer unit 13 refers to the route information 22 registered in step S106, and transmits the frame F1 from the terminal T1 received and temporarily held in step S101 to the communication device 10B as the frame F8. Forward. The transmitted frame F8 is received by the communication device 10B and transmitted as the frame F9, as shown in FIG. Further, the transmitted frame F9 is received by the communication device 10C and transmitted as a frame F10, and the frame F10 reaches the terminal T2.

このようにして、端末T1が送信したデータフレームが、通信装置10A等によって転送されて端末T2に受信される。 In this way, the data frame transmitted by the terminal T1 is transferred by the communication device 10A or the like and received by the terminal T2.

以上のように、本実施の形態の通信装置は、第一端末から受信したデータフレームの宛先が帰属情報に存在しない場合に、探索フレーム及び応答フレームのやりとりによって帰属情報を生成したうえで、データフレームを転送できる。よって、通信装置は、例えばデータフレームの送受信に際して端末によるARP解決が不要であるなどの要因により、データフレームを受信した時点で第一端末の帰属情報を保有していない場合であっても、データフレームを適切に転送することができる。このように、通信装置によれば、通信相手の端末の帰属情報がない状態でデータフレームを受信した場合であっても、メッシュネットワークを介した端末同士の通信が可能である。 As described above, in the communication device of the present embodiment, when the destination of the data frame received from the first terminal does not exist in the attribution information, the attribution information is generated by exchanging the search frame and the response frame, and then the data is generated. You can transfer frames. Therefore, even if the communication device does not have the attribution information of the first terminal at the time of receiving the data frame due to factors such as the need for ARP resolution by the terminal when transmitting and receiving the data frame, the data Frames can be transferred properly. As described above, according to the communication device, even when the data frame is received without the attribution information of the terminal of the communication partner, the terminals can communicate with each other via the mesh network.

また、通信装置は、ブロードキャスト送信を用いて同報送信をすることによって、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。同報送信には、マルチキャスト送信とブロードキャスト送信とがあるが、マルチキャスト送信は、用いられることが一般的に少なく、マルチキャストフレームを送受信するために、他の通信装置及び端末に通常と異なる特別な設定が必要となることもある。一方、ブロードキャスト送信は、通常の通信において普通に用いられる。そのため、通信装置は、ブロードキャスト送信を用いることによって、通常と異なる特別な設定をすることなく、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。 In addition, the communication device enables communication between terminals via a mesh network by performing broadcast transmission using broadcast transmission. Broadcast transmission includes multicast transmission and broadcast transmission, but multicast transmission is generally rarely used, and in order to send and receive multicast frames, special settings different from usual are set for other communication devices and terminals. May be required. On the other hand, broadcast transmission is commonly used in ordinary communication. Therefore, by using broadcast transmission, the communication device enables communication between terminals via a mesh network without making special settings different from usual.

また、通信装置は、ARPリクエストフレーム及びARPリプライフレームをそれぞれ探索フレーム及び応答フレームとして用いて、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。このようにすることで、第二端末がIP通信の標準的な機能を用いて探索フレームに対して応答フレームを送信することができる。言い換えれば、端末が、通信装置が送信する探索フレームに対して応答フレームを送信するという特別な機能を備える必要がない。よって、通信装置は、端末に特別な機能を備えることなく、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。 Further, the communication device uses the ARP request frame and the ARP reply frame as the search frame and the response frame, respectively, to enable communication between terminals via the mesh network. By doing so, the second terminal can transmit the response frame to the search frame by using the standard function of IP communication. In other words, the terminal does not need to have a special function of transmitting a response frame to the search frame transmitted by the communication device. Therefore, the communication device enables communication between terminals via a mesh network without providing the terminals with special functions.

また、通信装置は、第二端末の帰属情報を生成したことをトリガとして、メッシュネットワークにおいて、第二端末の帰属先である通信装置に至る経路情報を生成する。これにより、通信装置は、第二端末の帰属先である通信装置までの通信経路を確立することによって、より確実に、メッシュネットワークを介した端末同士の通信を可能とする。 Further, the communication device generates route information to the communication device to which the second terminal belongs in the mesh network, triggered by the generation of the attribution information of the second terminal. As a result, the communication device enables more reliable communication between the terminals via the mesh network by establishing a communication path to the communication device to which the second terminal belongs.

以上、本発明の通信装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 Although the communication device of the present invention has been described above based on the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment. As long as the gist of the present invention is not deviated, various modifications that can be conceived by those skilled in the art are applied to the present embodiment, and a form constructed by combining components in different embodiments is also included in the scope of the present invention. ..

本発明は、通信相手の端末がフレームを送信していない状態であっても、メッシュネットワークを介した端末同士の通信が可能である通信装置及び通信システムに適用され得る。より具体的には、オフィス又は工場などに配備されるメッシュネットワークを構成する通信装置に適用され得る。 The present invention can be applied to a communication device and a communication system capable of communicating between terminals via a mesh network even when the terminal of the communication partner does not transmit a frame. More specifically, it can be applied to a communication device constituting a mesh network deployed in an office or a factory.

1 通信システム
10A、10B、10C 通信装置
11、12 通信IF
13 転送部
14 探索部
15 記憶部
16 経路構築部
21 帰属情報
22 経路情報
F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F10 フレーム
T1、T2 端末
1 Communication system 10A, 10B, 10C Communication device 11, 12 Communication IF
13 Transfer unit 14 Search unit 15 Storage unit 16 Route construction unit 21 Attribution information 22 Route information F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9, F10 Frame T1, T2 terminals

Claims (6)

メッシュネットワークを構成する複数の通信装置のうちの一の通信装置であって、
第一端末と無線通信する第一インタフェースと、
前記複数の通信装置のうちの前記一の通信装置を除く他の通信装置と無線通信する第二インタフェースと、
前記メッシュネットワークに接続されている端末と、前記複数の通信装置のうち当該端末が帰属している通信装置とを対応付けた帰属情報を記憶している記憶部と、
探索部であって、前記第一端末から受信したデータフレームの宛先である第二端末が前記帰属情報に存在しない場合に、
(a)前記データフレームの宛先IP(Internet Protocol)アドレスを含む探索フレームを前記第二インタフェースにより同報送信し、
(b)前記第二端末が前記探索フレームを受信したことに応じて送信した応答フレームを受信し、
(c)受信した前記応答フレームを参照することで、前記応答フレームの送信元である前記第二端末と、前記第二端末が帰属している通信装置とを対応付けて前記帰属情報に登録する、探索部と、
前記探索部が前記登録をした後の前記帰属情報に基づいて、前記第一端末から受信した前記データフレームを前記第二インタフェースにより送信する転送部とを備える
通信装置。
A communication device that is one of a plurality of communication devices that make up a mesh network.
The first interface that wirelessly communicates with the first terminal,
A second interface that wirelessly communicates with another communication device other than the one communication device among the plurality of communication devices,
A storage unit that stores attribution information in which a terminal connected to the mesh network is associated with a communication device to which the terminal belongs among the plurality of communication devices.
When the second terminal, which is the search unit and is the destination of the data frame received from the first terminal, does not exist in the attribution information.
(A) A search frame including the destination IP (Internet Protocol) address of the data frame is broadcasted by the second interface.
(B) Receiving the response frame transmitted in response to the second terminal receiving the search frame,
(C) By referring to the received response frame, the second terminal, which is the source of the response frame, and the communication device to which the second terminal belongs are associated and registered in the attribution information. , Search department,
A communication device including a transfer unit that transmits the data frame received from the first terminal by the second interface based on the attribution information after the search unit has made the registration.
前記探索部は、前記探索フレームをブロードキャスト送信することで同報送信する
請求項1に記載の通信装置。
The communication device according to claim 1, wherein the search unit broadcasts and transmits the search frame.
前記探索部は、
前記(a)において、前記データフレームの前記宛先IPアドレスをターゲットIPアドレスとして含むARP(Address Resolution Protocol)リクエストフレームを、前記探索フレームとして同報送信し、
前記(b)において、前記第二端末が前記ARPリクエストフレームを受信したことに応じて送信したARPリプライフレームを前記応答フレームとして受信し、
前記(c)において、受信した前記ARPリプライフレームの物理ヘッダを参照することで、前記第二端末と、前記第二端末が帰属している通信装置とを対応付けて前記帰属情報に登録する
請求項1又は2に記載の通信装置。
The search unit
In the above (a), an ARP (Address Resolution Protocol) request frame including the destination IP address of the data frame as a target IP address is broadcasted as the search frame.
In (b), the ARP reply frame transmitted in response to the reception of the ARP request frame by the second terminal is received as the response frame.
In the above (c), by referring to the physical header of the received ARP reply frame, the second terminal and the communication device to which the second terminal belongs are associated and registered in the attribution information. Item 2. The communication device according to item 1 or 2.
前記記憶部は、さらに、前記メッシュネットワークにおける経路情報を記憶しており、
前記通信装置は、さらに、
前記探索部が前記帰属情報に登録した、前記第二端末が帰属している通信装置に至る通信経路を示す経路情報を、ダイナミックルーティングプロトコルを用いて取得して前記経路情報に登録する経路構築部を備え、
前記転送部は、
前記経路構築部が前記登録をした後の前記経路情報にさらに基づいて、前記データフレームを送信する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の通信装置。
The storage unit further stores route information in the mesh network.
The communication device further
A route construction unit that acquires route information indicating a communication route to a communication device to which the second terminal belongs, which is registered in the attribution information by the search unit, using a dynamic routing protocol and registers it in the route information. With
The transfer unit
The communication device according to any one of claims 1 to 3, further transmitting the data frame based on the route information after the route construction unit has made the registration.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の通信装置を、前記メッシュネットワークを構成する複数の通信装置のそれぞれとして備える
通信システム。
A communication system including the communication device according to any one of claims 1 to 4 as each of a plurality of communication devices constituting the mesh network.
メッシュネットワークを構成する複数の通信装置のうちの一の通信装置の制御方法であって、
前記通信装置は、
第一端末と無線通信する第一インタフェースと、
前記複数の通信装置のうちの前記一の通信装置を除く他の通信装置と無線通信する第二インタフェースと、
前記メッシュネットワークに接続されている端末と、前記複数の通信装置のうち当該端末が帰属している通信装置とを対応付けた帰属情報を記憶している記憶部とを備え、
前記制御方法は、
探索ステップであって、前記第一端末から受信したデータフレームの宛先である第二端末が前記帰属情報に存在しない場合に、
(a)前記データフレームの宛先IP(Internet Protocol)アドレスを含む探索フレームを前記第二インタフェースにより同報送信し、
(b)前記第二端末が前記探索フレームを受信したことに応じて送信した応答フレームを受信し、
(c)受信した前記応答フレームを参照することで、前記応答フレームの送信元である前記第二端末と、前記第二端末が帰属している通信装置とを対応付けて前記帰属情報に登録する、探索ステップと、
前記探索ステップで前記登録をした後の前記帰属情報に基づいて、前記第一端末から受信した前記データフレームを前記第二インタフェースにより送信する転送ステップとを含む
制御方法。
It is a control method of one of a plurality of communication devices constituting a mesh network.
The communication device is
The first interface that wirelessly communicates with the first terminal,
A second interface that wirelessly communicates with another communication device other than the one communication device among the plurality of communication devices,
It includes a terminal connected to the mesh network and a storage unit that stores attribution information associated with the communication device to which the terminal belongs among the plurality of communication devices.
The control method is
In the search step, when the second terminal, which is the destination of the data frame received from the first terminal, does not exist in the attribution information.
(A) A search frame including the destination IP (Internet Protocol) address of the data frame is broadcasted by the second interface.
(B) Receiving the response frame transmitted in response to the reception of the search frame by the second terminal,
(C) By referring to the received response frame, the second terminal, which is the source of the response frame, and the communication device to which the second terminal belongs are associated and registered in the attribution information. , Exploration steps and
A control method including a transfer step of transmitting the data frame received from the first terminal by the second interface based on the attribution information after the registration in the search step.
JP2017253672A 2017-12-28 2017-12-28 Communication device, communication system, and control method of communication device Active JP6777942B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017253672A JP6777942B2 (en) 2017-12-28 2017-12-28 Communication device, communication system, and control method of communication device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017253672A JP6777942B2 (en) 2017-12-28 2017-12-28 Communication device, communication system, and control method of communication device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019121844A JP2019121844A (en) 2019-07-22
JP6777942B2 true JP6777942B2 (en) 2020-10-28

Family

ID=67305600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017253672A Active JP6777942B2 (en) 2017-12-28 2017-12-28 Communication device, communication system, and control method of communication device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6777942B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019121844A (en) 2019-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10057342B2 (en) Infrastructure access via neighbor awareness networking data path
JP6510030B2 (en) Server for device location registration in Internet of Things (IoT)
USRE42712E1 (en) Ad-hoc network for routing extension to support internet protocol version 6(IPV6) and method thereof
US9148373B2 (en) Network system
US9225639B2 (en) Network system
KR101588887B1 (en) - method for supporting mobility of a mobile node in a multi-hop ip network and network system therefor
US20060262753A1 (en) Method and apparatus for efficiently transmitting frame in wireless mesh network
WO2008096909A1 (en) Method for routing a path setting in a wireless sensor network and apparatus for performing the same
JP2007194763A (en) Network system
WO2003081846A1 (en) Radio communication device, radio communication system, radio communication method, and vehicle
JP2006279168A (en) Communication apparatus for configuring adhoc network, bridge apparatus, and communication system
CN111787593B (en) Data transmission method and node
JP4844159B2 (en) Wireless device, network, and communication method
KR20160092645A (en) Method and system for forwarding packet in id/locator separation envirionment
JP4513730B2 (en) Wireless communication apparatus, wireless communication method, and wireless communication system
JP6777942B2 (en) Communication device, communication system, and control method of communication device
JP4552559B2 (en) Communication device, setting program, and connection method in ad hoc mode of wireless LAN
JP2006115110A (en) Method for controlling communication, method for controlling terminal, communication control apparatus, gateway terminal, and mobile terminal
JP4739143B2 (en) Ad hoc network, router, communication system, router, mobile IP terminal and home agent constituting ad hoc network
KR101904167B1 (en) Network system
JP4978217B2 (en) Communication apparatus and communication system
JP4307350B2 (en) Ad hoc multi-hop communication system, radio terminal thereof, and ad hoc multi-hop network connection method
JP4270096B2 (en) Communication method with mobile terminal and mobile terminal
WO2018016079A1 (en) Communication device
US9839070B1 (en) Wireless communication system for generating adaptive address codes in an ad hoc network

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200821

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20200821

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20200824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200929

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201002

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6777942

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250