JP7439700B2 - 通信装置および通信制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、通信装置および通信制御方法に関する。

ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）は、コンピュータがネットワークに接続する際に必要な設定情報を自動的に割り当てるために使用されるプロトコルであり、ＲＦＣ（Request For Comments）２１３１（非特許文献１）によって規定されている。ＤＨＣＰで使われるメッセージのフォーマットもＲＦＣ２１３１によって規定される。ＲＦＣ２１３１によれば、ＴＣＰ／ＩＰソフトウェアの構成前にＤＨＣＰクライアントがＩＰユニキャストの通信を受信できない場合には、メッセージ内のｆｌａｇｓフィールドのブロードキャストフラグを有効にするように規定されている。

"Dynamic Host Configuration Protocol"、１９９７年３月、［online］、［令和２年８月５日検索］、インターネット<URL:https://tools.ietf.org/html/rfc2131>

ＲＦＣ２１３１によれば、ＤＨＣＰクライアントがブロードキャストフラグを有効にしてＤＨＣＰ要求メッセージ（DHCPDISCOVER/REQUEST）を送った場合には、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントは、要求メッセージに対するＤＨＣＰ応答メッセージ（DHCPOFFER/ACK）をブロードキャストで送信しなければならない。

この場合、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとＤＨＣＰクライアントとの間のネットワークに接続された通信装置は、その応答メッセージをブロードキャストフレームとして全ポートに複製して送信する。ブロードキャストフレームの送信によって、そのネットワークの帯域が消費されるため、ブロードキャストフラグが無効である場合と比べてネットワークの負荷が大きくなる。

さらに、ブロードキャストでＤＨＣＰ応答メッセージが送られることにより、ＤＨＣＰクライアント以外のデバイスにもＤＨＣＰ応答メッセージが送られる。したがってＤＨＣＰクライアントと関係の無いデバイスに、当該ＤＨＣＰクライアントのＩＰアドレス割り当ての情報、およびクライアントを特定する情報などの情報が漏洩することが懸念される。

これらの課題の解決のため、ＤＨＣＰクライアントがブロードキャストフラグを無効にしてＤＨＣＰメッセージを送ることが望ましい。しかしながら、たとえば、ＩＰアドレスが設定されるまではブロードキャストでしか応答メッセージを受信できないというデバイスも存在しうる。あるいはＤＨＣＰクライアントの設定をユーザが変更できない、などといった場合が想定される。したがって、これらの場合には、ＤＨＣＰクライアントはブロードキャストフラグを有効に設定せざるを得ない。一方、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントは、ＲＦＣ２１３１の規約に従ってＤＨＣＰ応答メッセージを送信する必要があるので、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェント側で上述の課題に対応することも難しい。

本開示の目的は、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとＤＨＣＰクライアントとの動作に影響を与えることなく、ネットワークの負荷の低減を可能にする通信装置および通信制御方法を提供することである。

本開示のある局面に係る通信装置は、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）クライアントと、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとの間に接続された通信装置であって、ＤＨＣＰクライアントから送信されたＤＨＣＰメッセージを受信して、受信したＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを無効に設定して、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントにＤＨＣＰメッセージを送信し、ＤＨＣＰクライアントからのＤＨＣＰメッセージに対するＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントからのＤＨＣＰ応答メッセージを受信して、ＤＨＣＰクライアントによるブロードキャストフラグの設定に従ってＤＨＣＰ応答メッセージのブロードキャストフラグを設定して、ＤＨＣＰクライアントにＤＨＣＰ応答メッセージを送信する。

本開示のある局面に係る通信制御方法は、ＤＨＣＰクライアントと、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとの間に接続された通信装置による通信制御方法であって、ＤＨＣＰクライアントから送信されたＤＨＣＰメッセージを受信するステップと、受信したＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを無効に設定するステップと、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントにＤＨＣＰメッセージを送信するステップと、ＤＨＣＰクライアントからのＤＨＣＰメッセージに対する、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントからのＤＨＣＰ応答メッセージを受信するステップと、ＤＨＣＰクライアントによるブロードキャストフラグの設定に従って、ＤＨＣＰ応答メッセージのブロードキャストフラグを設定するステップと、ＤＨＣＰクライアントにＤＨＣＰ応答メッセージを送信するステップとを備える。

本開示によれば、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとＤＨＣＰクライアントとの動作に影響を与えることなく、ネットワークの負荷を低減することができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る通信装置を含むシステムの全体構成の概略図である。 図２は、ＲＦＣ２１３１に従うＤＨＣＰメッセージの構成を示した図である。 図３は、ＤＨＣＰクライアントとＤＨＣＰサーバ／リレーエージェントとの間で一般的に行われるメッセージの交換を説明した図である。 図４は、本実施の形態における、ＤＨＣＰクライアントとＤＨＣＰサーバ／リレーエージェントとの間でのメッセージの交換を説明した図である。 図５は、本開示の実施の形態に係る通信装置の構成の概略を示したブロック図である。 図６は、通信制御部の有するテーブルの構成を例示した図である。 図７は、本開示の実施の形態に係る通信装置がＤＨＣＰクライアントからＤＨＣＰ要求メッセージを受信したときの処理を示すフローチャートである。 図８は、本開示の実施の形態に係る通信装置がＤＨＣＰサーバ／リレーエージェントからＤＨＣＰ応答メッセージを受信したときの処理を示すフローチャートである。 図９は、本開示の実施の形態に係る通信装置が適用されるシステムの一例を示した図である。 図１０は、図９に示すＯＬＴの内部の通信制御処理の一例を示す模式図である。 図１１は、図９に示すＯＬＴの内部の通信制御処理の別の例を示す模式図である。

[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

（１） 本開示のある実施形態に係る通信装置は、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）クライアントと、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとの間に接続された通信装置であって、ＤＨＣＰクライアントから送信されたＤＨＣＰメッセージを受信して、受信したＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを無効に設定して、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントにＤＨＣＰメッセージを送信し、ＤＨＣＰクライアントからのＤＨＣＰメッセージに対するＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントからのＤＨＣＰ応答メッセージを受信して、ＤＨＣＰクライアントによるブロードキャストフラグの設定に従ってＤＨＣＰ応答メッセージのブロードキャストフラグを設定して、ＤＨＣＰクライアントにＤＨＣＰ応答メッセージを送信する。

上記によれば、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとＤＨＣＰクライアントとの動作に影響を与えることなく、ネットワークの負荷を低減することができる。ＤＨＣＰクライアントがＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを有効に設定した場合であっても、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントが受け取ったＤＨＣＰメッセージでは、ブロードキャストフラグが無効に設定されている。したがってＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントは、ＤＨＣＰ応答メッセージをユニキャストで送信する。これにより、応答メッセージがブロードキャストフレームとして全ポートに複製されることを回避されるので、ネットワークの負荷が著しく増大することを回避できる。

さらに、通信装置が、ＤＨＣＰクライアントにＤＨＣＰ応答メッセージを送信する際に、ＤＨＣＰクライアントによるブロードキャストフラグの設定に従って、ＤＨＣＰ応答メッセージのブロードキャストフラグを設定する。ＤＨＣＰクライアントがＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを有効に設定した場合、ＤＨＣＰクライアントには、ブロードキャストフラグが有効に設定されたＤＨＣＰ応答メッセージが送られる。したがってＤＨＣＰクライアントは、このＤＨＣＰ応答メッセージを受信することができる。

さらに、ＤＨＣＰ要求メッセージおよびＤＨＣＰ応答メッセージの送受信に関する挙動は、ＲＦＣ２１３１によって規定されている通りの挙動であり、従来の挙動と変わらない。したがってＤＨＣＰクライアント、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントにおいて設定変更は不要である。

さらに、ＤＨＣＰ要求メッセージを送信したＤＨＣＰクライアントとは関係のないデバイスに、ＤＨＣＰ応答メッセージが届くことを回避できる。したがってＩＰアドレス割り当て情報、あるいはクライアントを特定する情報が漏洩することを回避できる。

なお、「受信したＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを無効に設定する」とは、通信装置からＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントに送られるＤＨＣＰメッセージにおいて、ブロードキャストフラグを無効に設定されていることに該当する。したがって、「無効に設定する」とは、ＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを有効から無効に変更する場合に限定されない。通信装置が受信したＤＨＣＰメッセージにおいてブロードキャストフラグが無効に設定されている場合、通信装置は、ブロードキャストフラグを無効のままにしてＤＨＣＰメッセージをＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントに転送する。このような動作も「無効に設定する」に含まれる。

（２） 好ましくは、通信装置は、複数のＤＨＣＰクライアントと、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとの間で、ＤＨＣＰメッセージおよびＤＨＣＰ応答メッセージの伝送が可能なように構成される。

通信装置に複数のＤＨＣＰクライアントが接続されている場合において、各々のＤＨＣＰクライアントからのＤＨＣＰ要求メッセージに対するＤＨＣＰ応答メッセージがブロードキャストで送信されると、ネットワークの負荷がより一層増大する。ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントは、各々のＤＨＣＰ要求メッセージに対してユニキャストでＤＨＣＰ応答メッセージを送るので、ネットワークの負荷の増大を抑える効果がより高められる。

（３） 好ましくは、通信装置は、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントからのＤＨＣＰ応答メッセージの宛先が、複数のＤＨＣＰクライアントのうちＤＨＣＰメッセージを送ったＤＨＣＰクライアントに一致することを確認して、ＤＨＣＰ応答メッセージを分岐する。

通信装置に接続されるＤＨＣＰクライアントの数が増えるほど、ＤＨＣＰ応答メッセージを転送するための通信装置の処理負荷が大きくなる。上記によれば、通信装置の負荷の増大を抑制する効果を得ることができる。

（４） 好ましくは、通信装置は、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントからのＤＨＣＰ応答メッセージを分岐して、分岐されたＤＨＣＰ応答メッセージのうち、ＤＨＣＰメッセージを送信したＤＨＣＰクライアントに送られるべきＤＨＣＰ応答メッセージを転送する。

通信装置に接続されるＤＨＣＰクライアントの数が増えるほど、ＤＨＣＰ応答メッセージを転送するための通信装置の処理負荷が大きくなる。上記によれば、通信装置の負荷の増大を抑制する効果を得ることができる。

（５） 好ましくは、通信装置は、１００以上のＤＨＣＰクライアントを集約するように構成される。

１００以上のＤＨＣＰクライアントから同時集中的にＤＨＣＰメッセージが送られる場合、１０～２０台程度のＤＨＣＰクライアントを集約する場合に比べて、ＤＨＣＰメッセージを転送するための通信装置の処理負荷が著しく高くなる。このような場合、通信装置の処理負荷が設計上のピーク負荷の許容量を超えることも起こりえる。上記によればＤＨＣＰクライアントの集約数が設計上のピーク負荷の許容量に相当する数を上回る可能性がある通信システムにおいて、通信装置の負荷の増大を抑制する効果を得ることができる。

（６） 本開示のある実施形態に係る通信制御方法は、ＤＨＣＰクライアントと、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとの間に接続された通信装置による通信制御方法であって、ＤＨＣＰクライアントから送信されたＤＨＣＰメッセージを受信するステップと、受信したＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを無効に設定するステップと、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントにＤＨＣＰメッセージを送信するステップと、ＤＨＣＰクライアントからのＤＨＣＰメッセージに対する、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントからのＤＨＣＰ応答メッセージを受信するステップと、ＤＨＣＰクライアントによるブロードキャストフラグの設定に従って、ＤＨＣＰ応答メッセージのブロードキャストフラグを設定するステップと、ＤＨＣＰクライアントにＤＨＣＰ応答メッセージを送信するステップとを備える。

上記によれば、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとＤＨＣＰクライアントとの動作に影響を与えることなく、ネットワークの負荷を低減することができる。ＤＨＣＰ要求メッセージおよびＤＨＣＰ応答メッセージの送受信に関する挙動は、ＲＦＣ２１３１によって規定されている通りの挙動であり、従来の挙動と変わらない。したがってＤＨＣＰクライアント、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントにおいて設定変更は不要である。

さらに、ＤＨＣＰ要求メッセージを送信したＤＨＣＰクライアントとは関係のないデバイスに、ＤＨＣＰ応答メッセージが届くことを回避できる。したがってＩＰアドレス割り当て情報、あるいはクライアントを特定する情報が漏洩することを回避できる。

[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

以下の説明において「Ｎ」および「Ｍ」は、１以上の整数を示す。本開示の実施の形態では、主として、ＮおよびＭは２以上の整数である。しかしＮおよびＭの各々は１であってもよい。なお、ＮとＭとは、互いに独立に設定された値である。

図１は、本開示の実施の形態に係る通信装置を含むシステムの全体構成の概略図である。本開示の実施の形態に係る通信装置１は、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェント（以下、「ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント」と記載する）２とＤＨＣＰクライアント３との間に接続される。通信装置１はレイヤ２レベルの通信を中継する装置である。

図１に示す構成では、通信装置１に接続されるＤＨＣＰクライアントの数は１つであるが、通信装置１は複数のＤＨＣＰクライアントを集約可能である。通信装置１とＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２との間に、ネットワーク装置４が接続されてもよい。ネットワーク装置４には、通信装置１の他に、Ｎ台のデバイス５＿１～５＿Ｎが接続されてもよい。なお、デバイス５＿１～５＿Ｎの種類は限定されるものではない。

図２は、ＲＦＣ２１３１に従うＤＨＣＰメッセージの構成を示した図である。断りのない限り、図２内の数値はバイト数を表す。図２に示すように、ＤＨＣＰメッセージは、２バイト（１６ビット）からなる”ｆｌａｇｓ”フィールドを有する。ｆｌａｇｓフィールドの最初の１ビットは、ブロードキャストフラグ（「Ｂ」）として定義される。ｆｌａｇｓフィールドの残りの１５ビットは０でなければならない（ＭＢＺ：must be zero）。

ＤＨＣＰメッセージの各フィールドは、ＲＦＣ２１３１によって定義されているので、ここでは詳細な説明を繰り返さない。なお、メッセージの種類（Discover/Offer/Request/ACKなど）は”ｏｐｔｉｏｎｓ”フィールドのOption 53（Message Type）によって規定される。

図３は、ＤＨＣＰクライアントとＤＨＣＰサーバ／リレーエージェントとの間で一般的に行われるメッセージの交換を説明した図である。ＤＨＣＰクライアントとＤＨＣＰサーバ／リレーエージェントとの間でのメッセージの交換を、４つのステップ（「１．」～「４．」）に分けて説明する。ＤＨＣＰメッセージの伝送の際には、ヘッダ等が付加されたパケット（フレームと言い換えてもよい）として伝送される。したがって図３および図４では「パケット」との用語を使用する。

ステップ１において、ＤＨＣＰクライアント３は、ＩＰアドレスを付与してもらうために、ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２に、ＤＨＣＰ要求パケット（DHCPDISCOVER/REQUEST）を送信する。このとき、ＤＨＣＰクライアント３は、ＤＨＣＰ要求パケットのブロードキャストフラグを有効（「１」）に設定する。このような場合として、たとえば、装置の制約によってクライアントがブロードキャストでしか応答を受信できない場合、あるいは、ユーザ側でＤＨＣＰクライアントの設定を変更できない場合が想定される。

ステップ２において、通信装置１は、ＤＨＣＰクライアント３からのＤＨＣＰ要求パケットをＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２へと転送する。したがってＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２に転送されたＤＨＣＰ要求パケットでは、ブロードキャストフラグが「有効」に設定されている。

ステップ３において、ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２は、ＤＨＣＰ要求パケットに対する応答パケット（DHCPOFFER/ACK)を送信する。ＲＦＣ２１３１の規定では、ＤＨＣＰ要求パケットにおいてブロードキャストフラグが有効に設定されている場合、ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２は、ＤＨＣＰ応答パケットにおけるブロードキャストフラグを「有効」に設定して、ＤＨＣＰ応答パケットをブロードキャストで送信しなければならない。

ネットワーク装置４は、ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２からＤＨＣＰ応答パケットを受信すると、その応答パケットをすべてのポートに複製する。したがって、ＤＨＣＰ応答パケットは、通信装置１だけでなくデバイス５＿１～５＿Ｎにも送られる。

ステップ４において、通信装置１は、ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２からのＤＨＣＰ応答パケットをＤＨＣＰクライアント３へと転送する。このとき通信装置１は、ＤＨＣＰ応答パケットをブロードキャストで転送する。

上記のように、ステップ３において、多数のＤＨＣＰ応答パケットがネットワーク上を流れるため、ネットワークの負荷が大きくなるという課題が生じる。また、ＤＨＣＰクライアント３以外のデバイスにもＤＨＣＰ応答パケットが送られるので、ＩＰアドレス割り当ての情報、およびクライアントを特定する情報などが漏洩することが懸念される。本実施の形態では、通信装置１によって、このような問題を解決する。

図４は、本実施の形態における、ＤＨＣＰクライアントとＤＨＣＰサーバ／リレーエージェントとの間でのメッセージの交換を説明した図である。図３と同様に、ＤＨＣＰクライアントとＤＨＣＰサーバ／リレーエージェントとの間でのメッセージの交換を、ステップ１～４の４つのステップに分けて説明する。

ステップ１では、ＤＨＣＰクライアント３は、ＤＨＣＰ要求パケット（DHCPDISCOVER/REQUEST）を送信する。このときＤＨＣＰクライアント３は、ブロードキャストフラグを有効（＝「１」）に設定する。

ステップ２において、通信装置１は、ＤＨＣＰクライアント３からのＤＨＣＰ要求パケットを、ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２へと転送する。このとき、通信装置１は、ＤＨＣＰ要求パケット内のブロードキャストフラグを「有効」から「無効」（＝「０」）に変更する。

ステップ３において、ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２は、ＤＨＣＰ要求パケットに対する応答パケット（DHCPOFFER/ACK)を送信する。受信したＤＨＣＰ要求パケット内のブロードキャストフラグが「無効」に設定されているので、ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２は、ＤＨＣＰ応答パケットをユニキャストで送信する。ネットワーク装置４は、ＤＨＣＰ応答パケットを通信装置１のみに転送する。

ステップ４において、通信装置１は、ＤＨＣＰ応答パケットのブロードキャストフラグを「無効」から「有効」に変更するとともに、ＤＨＣＰ応答パケットをブロードキャストで転送する。これにより、ＤＨＣＰクライアント３はＤＨＣＰ応答パケットを受信できる。

図５は、本開示の実施の形態に係る通信装置１の構成の概略を示したブロック図である。通信装置１は、通信制御部１１を有する。通信制御部１１は、ＤＨＣＰメッセージの伝送を制御するためのテーブル１２を有する。通信装置１は、さらにポート１３と、ポート１４＿１，１４＿２，・・・１４＿Ｍを含む。ポート１３は、ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２側のポートであり、通信装置１とネットワーク装置４（図１参照）との通信のためのポートである。ポート１４＿１，１４＿２，・・・１４＿Ｍは、ＤＨＣＰクライアント３側のポートである。

図６は、通信制御部の有するテーブルの構成を例示した図である。テーブル１２は、送信元ＭＡＣアドレス、受信ポート、トランザクションＩＤおよびフラグの無効化を示す情報、を互いに関連付けて格納する。送信元ＭＡＣアドレスは、ＤＨＣＰ要求パケットを送信したＤＨＣＰクライアント３のＭＡＣアドレスである。受信ポートは、そのＤＨＣＰ要求パケットを受信した通信装置１のポートを特定する情報である。トランザクションＩＤは、ＤＨＣＰクライアントとＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２との間の一連の通信において共通に用いられるＩＤである。通信制御部１１がＤＨＣＰ要求メッセージのブロードキャストフラグを無効化した場合には、そのブロードキャストフラグを無効化したことを示す情報がテーブル１２に記録される。

図７は、本開示の実施の形態に係る通信装置１がＤＨＣＰクライアント３からＤＨＣＰ要求メッセージを受信したときの処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１において、通信制御部はポート１４＿１，１４＿２，・・・１４＿Ｍ（図５を参照）のいずれかを介してＤＨＣＰクライアント３からのＤＨＣＰ要求メッセージを受信する。

ステップＳ１２において、通信制御部１１は、ＤＨＣＰ要求メッセージをスヌーピングして、送信元ＭＡＣアドレス、受信ポート、およびトランザクションＩＤをテーブル１２に記録する。なお、送信元ＭＡＣアドレスは、ＤＨＣＰパケットのイーサネット（登録商標）ヘッダに格納され、受信ポートの情報はＵＤＰヘッダに格納され、トランザクションＩＤは、ＤＣＨＰ要求メッセージに格納されている。

ステップＳ１３において、通信制御部１１は、ＤＨＣＰ要求メッセージのブロードキャストフラグをチェックして、ブロードキャストフラグが有効であるか否かを判定する。ブロードキャストフラグが有効である場合（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、ステップＳ１４において、通信制御部１１は、ＤＨＣＰ要求メッセージ内のブロードキャストフラグを無効化する。さらに通信制御部１１は、ブロードキャストフラグを無効化したことをテーブル１２に記録する。

ブロードキャストフラグが無効である場合（ステップＳ１３においてＮＯ）、または、ステップＳ１４の処理が終了した場合、ステップＳ１５において、通信制御部１１は、ＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２に、ＤＨＣＰ要求メッセージを転送する。なお、ＤＨＣＰ要求メッセージのブロードキャストフラグがもともと無効に設定されている場合には、通信制御部１１は、ブロードキャストフラグの設定を保ったまま、そのＤＨＣＰ要求メッセージをＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２に転送する。したがって、通信制御部１１は、ＤＨＣＰ要求メッセージのブロードキャストフラグを無効に設定してＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２に転送する役割を果たす。

図８は、本開示の実施の形態に係る通信装置１がＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２からＤＨＣＰ応答メッセージを受信したときの処理を示すフローチャートである。

ステップＳ２１において、通信制御部は、ポート１３（図５を参照）を介してＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２からのＤＨＣＰ応答メッセージを受信する。

ステップＳ２２において、通信制御部１１は、ＤＨＣＰ応答メッセージをスヌーピングして、送信元ＭＡＣアドレス、受信ポート、およびトランザクションＩＤを確認する。

ステップＳ２３において、通信制御部１１は、テーブル１２を参照して、受信したＤＨＣＰ応答メッセージが、ブロードキャストフラグを無効化したＤＨＣＰ要求メッセージに対する応答パケットであるかどうかを判定する。

ステップＳ２３においてＹＥＳの場合、通信制御部１１は、受信したＤＨＣＰ応答メッセージのブロードキャストフラグを有効化する。さらに、当該ＤＨＣＰ応答メッセージがユニキャストでＤＨＣＰサーバ／リレーエージェント２から送信されているので、通信制御部１１は、ＤＨＣＰ応答メッセージの宛先ＭＡＣアドレスおよび宛先ＩＰアドレスをブロードキャスト用のアドレスに変更する。すなわち通信制御部１１は、イーサネット（登録商標）ヘッダの宛先ＭＡＣアドレスをブロードキャストアドレス（＝ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ）に変更するとともに、ＩＰヘッダの宛先ＩＰアドレスをブロードキャストアドレス（＝２５５．２５５．２５５．２５５）に変更する。

ステップＳ２３でＮＯの場合、（ＤＨＣＰ要求メッセージのブロードキャストフラグがもともと無効に設定されている場合）、または、ステップＳ２４の処理が終了した場合、ステップＳ２５において、通信制御部１１は、テーブル１２を参照して、ＤＨＣＰ応答メッセージのトランザクションＩＤ等の情報に基づいて、ポートを指定する。そして、通信制御部１１は、そのポートからＤＨＣＰクライアント３にＤＨＣＰ応答メッセージを転送する。

以上のように、本実施の形態によれば、通信装置１は、ＤＨＣＰクライアント３からのＤＨＣＰ要求メッセージにＤＨＣＰサーバ／ＤＨＣＰリレーエージェント２に転送する際に、ＤＨＣＰ要求メッセージ内のブロードキャストフラグを無効に設定する。すなわち、受信したＤＨＣＰ要求メッセージ内のブロードキャストフラグが有効であれば、通信装置１は、そのブロードキャストフラグを無効に設定する。一方、受信したＤＨＣＰ要求メッセージ内のブロードキャストフラグが無効であれば通信装置１は、ブロードキャストフラグを無効のままにする。

さらに、通信装置１は、そのＤＨＣＰ要求メッセージに対するＤＨＣＰサーバ／ＤＨＣＰリレーエージェント２からのＤＨＣＰ応答メッセージをＤＨＣＰクライアント３に転送する際に、ＤＨＣＰクライアント３の設定に応じて、ＤＨＣＰ応答メッセージのブロードキャストフラグを設定する。これにより、ブロードキャストフラグを有効に設定してＤＨＣＰ要求メッセージを送信したＤＨＣＰクライアントは、ブロードキャストでＤＨＣＰ応答を受信することができる。一方、ＤＨＣＰクライアントがブロードキャストフラグを無効に設定してＤＨＣＰ要求を送信した場合、そのＤＨＣＰクライアントは、ブロードキャストフラグが無効に設定されたＤＨＣＰ応答メッセージを受信できる。

図３および図４のステップ「１」、「３」、「４」に示されるように、ＤＨＣＰクライアント３、およびＤＨＣＰサーバ／ＤＨＣＰリレーエージェント２の各々の動作はＲＦＣ２１３１によって規定されている通りの動作である。したがって本実施の形態によれば、ＤＨＣＰサーバ／ＤＨＣＰリレーエージェント２あるいはＤＨＣＰクライアント３側での設定変更は不要である。

本実施の形態によれば、ＤＨＣＰクライアント３がＤＨＣＰ要求メッセージのブロードキャストフラグを有効に設定した場合であっても、ＤＨＣＰサーバ／ＤＨＣＰリレーエージェント２は、ＤＨＣＰ応答メッセージをユニキャストで送信する。これにより、ＤＨＣＰサーバ／ＤＨＣＰリレーエージェント２からのＤＨＣＰ応答メッセージがブロードキャストで伝送されることを防ぐことができるので、ネットワークの負荷が著しく増大することを回避できる。

さらに、ＤＨＣＰ要求メッセージを送信したＤＨＣＰクライアント３とは関係のないデバイス（ＤＨＣＰサーバ／ＤＨＣＰリレーエージェント２とＤＨＣＰクライアント３との間のネットワークに属するデバイス）に、ＤＨＣＰ応答メッセージが届くことを回避できるので、ＩＰアドレス割り当て情報、あるいはクライアントを特定する情報が漏洩することを回避できる。

本開示の実施の形態に係る通信装置が適用されるシステムの構成あるいは用途は特に限定されるものではない。図９に、本開示の実施の形態に係る通信装置が適用されるシステムの一例を示す。図９に示した実施形態では、通信装置１は、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムのＯＬＴ（Optical Line Terminal）として実現される。ＯＬＴは、Ｍ個のポート１４＿１～１４＿Ｍは、光通信回線（具体的には光ファイバ回線）を介してＯＮＵ（Optical Network Unit）２１＿１～２１＿Ｍにそれぞれ接続される。ＯＮＵ２１＿１～２１＿Ｍには、それぞれクライアント３＿１～３＿Ｍが接続される。各クライアントはＤＨＣＰクライアントに相当する。

なお、一般的にＰＯＮでは、ＯＬＴに接続された１つの光通信回線が複数の回線に分岐され、分岐された各回線にＯＮＵが接続されるが、図示を単純化するため、図９では、１つの回線に１つのＯＮＵが接続されるよう示される。したがって図９に示す形態では、ＯＬＴが集約するクライアントの数はＭに等しい。一実施の形態では、Ｍの値は１００以上である。たとえばＭ＝１００であってもよく、Ｍ＝２００であってもよく、あるいはＭ＝１０００であってもよい。

図９に示す実施の形態では、ＯＬＴは、ＤＨＣＰ応答メッセージをスヌーピングするとともにテーブル（図６を参照）を参照して、ＤＨＣＰ応答メッセージを配信すべきポートを決定する。ＯＬＴは、そのポートからＤＨＣＰ応答メッセージを転送する。したがって、ＤＨＣＰ要求メッセージを送ったＤＨＣＰクライアントが接続されているＯＮＵにＤＨＣＰ応答メッセージが送られる。

図１０は、図９に示すＯＬＴの内部の通信制御処理の一例を示す模式図である。図１０に示すように、ＤＨＣＰサーバ／ＤＨＣＰリレーエージェント２からのＤＨＣＰ応答メッセージがＯＬＴ（通信装置１）に入力される。通信制御部１１は、そのＤＨＣＰ応答メッセージをスヌーピングするとともにテーブル（図６を参照）を参照して、ＯＬＴから転送されるべきＤＨＣＰ応答メッセージであることを確認する。通信制御部１１は、ＤＨＣＰ応答メッセージに含まれる宛先ＭＡＣアドレス、トランザクションＩＤなどの情報を、テーブルに記録された情報と照合して、テーブルの「受信ポート」に記録されたポートをＤＨＣＰ応答メッセージを転送すべきポートとして決定する。通信制御部１１は、Ｍ個のポートにそれぞれ接続される複数の通信経路のうちの該当する通信経路にＤＨＣＰ応答メッセージを振り分ける。

図１１は、図９に示すＯＬＴの内部の通信制御処理の別の例を示す模式図である。図１１に示すように、ＤＨＣＰサーバ／ＤＨＣＰリレーエージェント２からのＤＨＣＰ応答メッセージがＯＬＴ（通信装置１）に入力されて、複数の通信経路にＤＨＣＰ応答メッセージが分岐される。通信制御部１１は、各々のメッセージをスヌーピングするとともにテーブルに管理されている情報を参照する。そして通信制御部１１は、該当の通信経路をいずれか１つ選択して、その経路にＤＨＣＰ応答メッセージを転送する。他のＤＨＣＰ応答メッセージは、たとえば、通信経路上に流れないように通信制御部１１によって廃棄されてもよい。

ＯＬＴが多数のＤＨＣＰクライアントから同時集中的にＤＨＣＰ要求メッセージを受ける場合、ＤＨＣＰ要求メッセージの転送および、ＤＨＣＰ応答メッセージの転送に関する通信制御部１１の処理負荷は、通常時の負荷に比べて飛躍的に増大する。たとえばＯＬＴが１００以上のＤＨＣＰクライアントを集約し、かつ、それらから同時集中的にＤＨＣＰメッセージが送られる場合、たとえば１０～２０台程度のＤＨＣＰクライアントから同時にＤＨＣＰメッセージが送られる場合に比べると通信装置の処理負荷は著しく高くなる。このような場合、通信装置の処理負荷が設計上のピーク負荷の許容量を超えることも起こりえる。しかし、本実施の形態は、このように、ＤＨＣＰクライアントの集約数が設計上のピーク負荷の許容量に相当する数を上回る通信システムにも適用することができる。設計上のピーク負荷の許容量を上回るＤＨＣＰクライアントの集約数は、ＯＬＴの性能に依存するが、一実施形態では、上述のように１００以上である。

通信装置１に複数のＤＨＣＰクライアントが接続されている場合において、各々のＤＨＣＰクライアントからのＤＨＣＰ要求メッセージに対するＤＨＣＰ応答メッセージがブロードキャストで送信されると、ネットワークの負荷がより一層増大する。ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントは、各々のＤＨＣＰ要求メッセージに対してユニキャストでＤＨＣＰ応答メッセージを送るので、ネットワークの負荷の増大を抑える効果がより高められる。

なお、本実施の形態に係るシステムの構成は上記した構成に限定されない。ＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを設定する機能を、どの装置に持たせるかは特に限定されない。通信装置１よりも上位側の装置が当該機能を有してもよい。たとえば、図１に示したネットワーク装置４が、ＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグの設定を行ってもよい。

本実施形態は、以下に付記する特徴を含む。

（付記）
ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントと、
複数のＤＨＣＰクライアントと、
ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントと前記複数のＤＨＣＰクライアントとの間に接続され、前記複数のＤＨＣＰクライアントを集約する通信装置とを備え、
前記通信装置は、前記通信装置の処理負荷のピークの許容量に相当する数よりも大きい数の前記複数のＤＨＣＰクライアントを集約する、通信システム。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 通信装置
２ ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェント
３，３＿１～３＿Ｍ ＤＨＣＰクライアント
４ ネットワーク装置
５＿１～５＿Ｎ デバイス
１１ 通信制御部
１２ テーブル
１３，１４＿１～１４＿Ｍ ポート
２１＿１～２１＿Ｍ ＯＮＵ
Ｓ１１～Ｓ１５，Ｓ２１～Ｓ２５ ステップ

Claims (6)

1. ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）クライアントと、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとの間に接続された通信装置であって、
   前記ＤＨＣＰクライアントから送信されたＤＨＣＰ要求メッセージを受信して、受信した前記ＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを無効に設定して、前記ＤＨＣＰサーバまたは前記ＤＨＣＰリレーエージェントに前記ＤＨＣＰメッセージを送信し、
   前記ＤＨＣＰクライアントからの前記ＤＨＣＰメッセージに対する前記ＤＨＣＰサーバまたは前記ＤＨＣＰリレーエージェントからのＤＨＣＰ応答メッセージを受信して、前記ＤＨＣＰクライアントによるブロードキャストフラグの設定に従って前記ＤＨＣＰ応答メッセージのブロードキャストフラグを設定して、前記ＤＨＣＰクライアントに前記ＤＨＣＰ応答メッセージを送信する、通信装置。
2. 前記通信装置は、複数の前記ＤＨＣＰクライアントと、前記ＤＨＣＰサーバまたは前記ＤＨＣＰリレーエージェントとの間で、前記ＤＨＣＰメッセージおよび前記ＤＨＣＰ応答メッセージの伝送が可能なように構成される、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記通信装置は、前記ＤＨＣＰサーバまたは前記ＤＨＣＰリレーエージェントからの前記ＤＨＣＰ応答メッセージの宛先が、前記複数のＤＨＣＰクライアントのうち前記ＤＨＣＰメッセージを送ったＤＨＣＰクライアントに一致することを確認して、前記ＤＨＣＰ応答メッセージを分岐する、請求項２に記載の通信装置。
4. 前記通信装置は、前記ＤＨＣＰサーバまたは前記ＤＨＣＰリレーエージェントからの前記ＤＨＣＰ応答メッセージを分岐して、分岐された前記ＤＨＣＰ応答メッセージのうち、前記ＤＨＣＰメッセージを送信した前記ＤＨＣＰクライアントに送られるべきＤＨＣＰ応答メッセージを転送する、請求項２に記載の通信装置。
5. 前記通信装置は、１００以上の前記ＤＨＣＰクライアントを集約するように構成される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. ＤＨＣＰクライアントと、ＤＨＣＰサーバまたはＤＨＣＰリレーエージェントとの間に接続された通信装置による通信制御方法であって、
   前記ＤＨＣＰクライアントから送信されたＤＨＣＰメッセージを受信するステップと、
   受信した前記ＤＨＣＰメッセージのブロードキャストフラグを無効に設定するステップと、
   前記ＤＨＣＰサーバまたは前記ＤＨＣＰリレーエージェントに前記ＤＨＣＰメッセージを送信するステップと、
   前記ＤＨＣＰクライアントからの前記ＤＨＣＰメッセージに対する、前記ＤＨＣＰサーバまたは前記ＤＨＣＰリレーエージェントからのＤＨＣＰ応答メッセージを受信するステップと、
   前記ＤＨＣＰクライアントによるブロードキャストフラグの設定に従って、前記ＤＨＣＰ応答メッセージのブロードキャストフラグを設定するステップと、
   前記ＤＨＣＰクライアントに前記ＤＨＣＰ応答メッセージを送信するステップとを備える、通信制御方法。

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