JPWO2016009562A1

JPWO2016009562A1 - Ｉｐアドレス配布システム、スイッチ装置、およびｉｐアドレス配布方法

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Publication number: JPWO2016009562A1
Application number: JP2016534076A
Authority: JP
Inventors: 重枝　哲也; 哲也重枝
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2034-07-18
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Abstract

ＩＰアドレス配布装置２は、端末装置３からＩＰアドレス要求信号を受信すると、ネットワーク内で未使用のすべてのＩＰアドレスのうちから一つずつ選択されたＩＰアドレスである配布用ＩＰアドレスをそれぞれ含むＩＰアドレス配布信号を順次端末装置３に送信する。スイッチ装置１では、受信されたＩＰアドレス配布信号に対して、ポートＰごとに当該ＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスの全部または一部の内容に応じて当該ＩＰアドレス配布信号の通過または遮断を決める設定がされる。

Description

本発明は、ＩＰアドレス配布システム、スイッチ装置、およびＩＰアドレス配布方法に関するものである。

イーサネット（登録商標）による通信では、通信プロトコルの一種であるＴＣＰ／ＩＰが使用されることが一般的である。ＴＣＰ／ＩＰが使用される通信では、ネットワーク上の各装置に一意に定められたＩＰアドレスが割り振られる。

ネットワーク上の各装置にＩＰアドレスを配布するＩＰアドレス配布方法としては、逆アドレス解決プロトコル（ＲＡＲＰ：Reverse Address Resolution Protocol）、ブートストラッププロトコル（ＢＯＯＴＰ：Bootstrap Protocol）、および、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ：Dynamic Host Configuration Protocol）がよく知られている（非特許文献１）。

一般に、ＩＰアドレス配布方法では、ＩＰアドレスを管理するサーバが、ネットワーク上の装置からの要求を受けて、当該装置に配布するＩＰアドレスを決定する。この際、サーバは、ネットワークの物理的な構成とは無関係にＩＰアドレスを決定している。

ＴＣＰ／ＩＰによるネットワーク構築Ｖｏｌ．１第４版ＤｏｕｇｌａｓＥ．Ｃｏｍｅｒ編（共立出版）

しかしながら、ネットワークを構成する装置と装置間の接続が予め設計されたネットワークでは、ネットワーク上における各装置の配置位置は決まっているので、各装置には配置位置に応じたＩＰアドレスを付与し、装置の故障により装置交換が必要となった場合には、交換後の装置のＩＰアドレスは、故障した装置に付与されていたＩＰアドレスと同じものとすることが望ましい。こうすることで、装置が故障し通信異常が発生した場合に、通信異常が発生した装置に付与されたＩＰアドレスから、故障した装置を容易に特定することができ、装置を管理する上での利便性が高まるからである。

交換後の装置に交換前の装置に付与されていたものと同じＩＰアドレスを付与することは、作業者がＩＰアドレスを手作業で設定することで可能ではあるが、ＩＰアドレスを自動的に付与する仕組みを提供することで、運用上の簡便性が向上すると共に、設定誤りも防止することができる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置交換が生じた場合に、交換後の装置に交換前と同一の固定的なＩＰアドレスを自動的に配布することが可能なＩＰアドレス配布システム、スイッチ装置、およびＩＰアドレス配布方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るＩＰアドレス配布システムは、複数個のポートを備えたスイッチ装置によって構成されるネットワークにＩＰアドレスの要求元となる端末装置とＩＰアドレスの配布元となるＩＰアドレス配布装置が接続されたＩＰアドレス配布システムであって、前記ＩＰアドレス配布装置は、前記端末装置からＩＰアドレス要求信号を受信すると、前記ネットワーク内で未使用のすべてのＩＰアドレスのうちから一つずつ選択されたＩＰアドレスである配布用ＩＰアドレスをそれぞれ含むＩＰアドレス配布信号を順次前記端末装置に送信し、前記スイッチ装置では、当該スイッチ装置で受信された前記ＩＰアドレス配布信号に対して、当該スイッチ装置のポートごとに当該ＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスの全部または一部の内容に応じて当該ＩＰアドレス配布信号の通過または遮断を決める設定がされていることを特徴とする。

本発明によれば、装置交換が生じた場合に、交換後の装置に交換前と同一の固定的なＩＰアドレスを自動的に配布することが可能になる、という効果を奏する。

実施の形態１に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図ＩＰアドレス配布動作の一例を示すシーケンス図ＩＰアドレスの管理方法の一例を示す図ＡＲＰ処理の一例を示すシーケンス図実施の形態２に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図実施の形態３に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図実施の形態３におけるＩＰアドレス配布動作の一例を示すシーケンス図実施の形態４に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図実施の形態４におけるＩＰアドレス配布動作の一例を示すシーケンス図実施の形態５に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図実施の形態６に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図

以下に、本発明に係るＩＰアドレス配布システム、スイッチ装置、およびＩＰアドレス配布方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。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、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムは、ネットワークを構成するスイッチ装置１と、スイッチ装置１に接続されたＩＰアドレス配布装置２と、スイッチ装置１に接続された端末装置３とを備えている。

スイッチ装置１は、ネットワークを構成するスイッチ装置である。この場合のネットワークは、イーサネット（登録商標）によるものであり、通信プロトコルとしてＴＣＰ／ＩＰが使用される。スイッチ装置１と端末装置３との間はネットワークケーブルで接続されている。スイッチ装置１とＩＰアドレス配布装置２との間も同様にネットワークケーブルで接続されている。

スイッチ装置１は、５つのポートＰ１〜Ｐ５を備えている。ポートＰ１〜Ｐ５は物理ポートである。ＩＰアドレス配布装置２は、スイッチ装置１のポートＰ５に接続され、端末装置３は、スイッチ装置１のポートＰ２に接続されている。なお、以下では、「ポートＰ」は、ポートＰ１〜Ｐ５の総称であるとする。

ＩＰアドレス配布装置２は、ＩＰアドレスを管理し、端末装置３からの要求に応答して端末装置３にＩＰアドレスを配布することができる。端末装置３は、ＩＰアドレスの要求元となるネットワークに接続された装置である。

なお、本実施の形態では、ネットワークの物理的な構成は、図１のように固定されているものとする。すなわち、ネットワークを構成するスイッチ装置はスイッチ装置１のみであり、端末装置３は常にスイッチ装置１のポートＰ２に接続され、ＩＰアドレス配布装置２は常にスイッチ装置１のポートＰ５に接続されるものとする。従って、端末装置３が故障した場合には、交換後の端末装置３はスイッチ装置１のポートＰ２に接続される。また、端末装置３からＩＰアドレス配布装置２に至る通信経路も固定される。

図２は、本実施の形態におけるＩＰアドレス配布動作の一例を示すシーケンス図である。図２に示すように、まず、端末装置３は、ブロードキャストでＩＰアドレス要求信号をネットワークに送出する。ここで、ＩＰアドレス要求信号の送信先アドレスはブロードキャストアドレスとし、送信元アドレスは端末装置３のＭＡＣアドレスとする。ＩＰアドレス要求信号は、ブロードキャストにより、スイッチ装置１を通過してＩＰアドレス配布装置２に到達する。

ＩＰアドレス配布装置２は、ＩＰアドレス要求信号を受信すると、ＩＰアドレス配布装置２が管理するＩＰアドレスのうちから要求元の端末装置３に付与すべきＩＰアドレスの候補となる候補ＩＰアドレスを選び出す。ここで、候補ＩＰアドレスは、ネットワーク内で未使用のすべてのＩＰアドレスである。図示例では、候補ＩＰアドレスは、「１９２．１６８．１．１」、「１９２．１６８．１．２」、「１９２．１６８．１．３」、および「１９２．１６８．１．４」である。一般に、ＩＰｖ４では、第１〜第４オクテットからなる３２ビットのＩＰアドレスが使用される。

次に、ＩＰアドレス配布装置２は、候補ＩＰアドレスから一つずつＩＰアドレスを選択し、選択されたＩＰアドレスを配布用ＩＰアドレスとしてそれぞれ含むＩＰアドレス配布信号を候補ＩＰアドレスの個数分順次要求元の端末装置３に送信する。この際、送信先アドレスは、端末装置３のＭＡＣアドレスであり、送信元アドレスはＩＰアドレス配布装置２のＭＡＣアドレスである。ＩＰアドレス配布信号は、順次、スイッチ装置１のポートＰ５を介してスイッチ装置１に到達する。

ここで、スイッチ装置１に予め付与される機能について説明する。スイッチ装置１で受信されたＩＰアドレス配布信号がポートＰを通過しスイッチ装置１から出力されるか否かは、ＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスに応じてポートＰごとに予め設定されているものとする。すなわち、スイッチ装置１では、ポートＰごとに特定の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させるように予め設定されている。

例えば、ポートＰ１は、第４オクテットが「１」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ２は、第４オクテットが「２」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ３は、第４オクテットが「３」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ４は、第４オクテットが「４」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ５は、第４オクテットが「５」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させる。

従って、スイッチ装置１は、ＩＰアドレス配布信号がスイッチ装置１に到達したときに、ＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスの第４オクテットを参照し、第４オクテットの内容に応じてポートＰごとにＩＰアドレス配布信号を通過させまたは遮断する。

端末装置３が接続されたポートＰ２は、第４オクテットが「２」の配布用ＩＰアドレスが含まれたＩＰアドレス配布信号のみを通過させるので、「１９２．１６８．１．２」を配布用ＩＰアドレスとするＩＰアドレス配布信号のみがポートＰ２を介して端末装置３に送信される。その他のＩＰアドレス、具体的には、「１９２．１６８．１．１」、「１９２．１６８．１．３」、および「１９２．１６８．１．４」をそれぞれ配布用ＩＰアドレスとするＩＰアドレス配布信号は、ポートＰ２で遮断される。つまり、ＩＰアドレス配布装置２は、端末装置３にすべての候補ＩＰアドレスを順次送信はするものの、スイッチ装置１のポートＰ２が「１９２．１６８．１．２」を配布用ＩＰアドレスとするＩＰアドレス配布信号のみを通過させるので、端末装置３にはＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」のみが配布される。

ＩＰアドレス配布信号を受信した端末装置３は、ＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスを自己のＩＰアドレスとして設定する。この場合、端末装置３は、ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」を自己のＩＰアドレスとして設定する。

ＩＰアドレス配布装置２は、使用済みのＩＰアドレスと未使用のＩＰアドレスを区別してＩＰアドレス管理テーブルで管理している。ＩＰアドレス配布装置２は、アドレス解決プロトコル（ＡＲＰ：Address Resolution Protocol）を使用してＩＰアドレス管理テーブルを更新することができる。

図３は、ＩＰアドレスの管理方法の一例を示す図、図４は、ＡＲＰ処理の一例を示すシーケンス図である。ＩＰアドレス配布装置２は、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを対応付けるＡＲＰテーブルを備えており、ＭＡＣアドレスが不明のＩＰアドレスが存在する場合には、ＡＲＰ要求をブロードキャストし、ＭＡＣアドレスが不明のＩＰアドレスを使用している端末装置３のＭＡＣアドレスを問い合わせることができる。端末装置３は自己のＭＡＣアドレスをＩＰアドレス配布装置２に通知するＡＲＰ応答をする。ＩＰアドレス配布装置２は、ＡＲＰ応答に基づいて、ＡＲＰテーブルを更新することができる。

具体的には、ＡＲＰテーブルでは、ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」のＭＡＣアドレスが不明となっていたので、ＩＰアドレス配布装置２は、ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」を使用している端末装置３のＭＡＣアドレスを問い合わせるＡＲＰ要求をする。ＡＲＰ要求はブロードキャストされるので、スイッチ装置１を通過し、端末装置３に到達する。端末装置３は、ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」を使用しているので、自己のＭＡＣアドレス「００−０８−Ａ１−０Ｄ−２２−１１」をＩＰアドレス配布装置２に通知するＡＲＰ応答をする。ＡＲＰ応答は、スイッチ装置１に到達した後、ポートＰ１を通過して、ＩＰアドレス配布装置２に到達する。ＩＰアドレス配布装置２は、ＡＲＰ応答に基づいて、ＡＲＰテーブルを更新する。

ＩＰアドレス配布装置２は、ＡＲＰテーブルの更新により、ＩＰアドレス管理テーブルを更新する。具体的には、端末装置３にＩＰアドレスが配布される前は、ＩＰアドレス管理テーブルでは、「１９２．１６８．１．１」〜「１９２．１６８．１．４」のすべてが配布可能なＩＰアドレスとして管理されているが、端末装置３にＩＰアドレスが配布された後は、ＡＲＰ応答に基づくＡＲＰテーブルの更新により、「１９２．１６８．１．２」は配布不可であるとして管理される。

ＩＰアドレス配布装置２は、ＩＰアドレス要求信号を受信すると、ＩＰアドレス管理テーブルを参照することにより、候補ＩＰアドレスを選び出すことができる。候補ＩＰアドレスは、ＩＰアドレス管理テーブルで配布可能であるとして管理されたＩＰアドレスのすべてである。

次に、端末装置３が故障した場合を考える。この場合、ＩＰアドレス管理テーブルにおいて、故障した端末装置３に配布されていたＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」を配布可能に変更し、併せて、ＡＲＰテーブルにおいて、ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」に対応するＭＡＣアドレスを「不明」に変更する。この処理は、ＩＰアドレス管理テーブルおよびＡＲＰテーブルを外部入力によって書き換えることで行ってもよいし、ＩＰアドレス配布装置２が端末装置３との間の通信不良を検出したときにＩＰアドレス配布装置２が自ら行うようにしてもよい。端末装置３を交換した後は、交換後の端末装置３がＩＰアドレス要求信号をネットワークに送出する。交換後の端末装置３からＩＰアドレス要求信号が創出された後の動作は既に説明した通りであり、交換後の端末装置３には、交換前の端末装置３に配布されていたＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」が固定的に配布されることとなる。

本実施の形態によれば、ＩＰアドレス配布装置２は、端末装置３からＩＰアドレス要求信号を受信すると、ネットワーク内で未使用のすべてのＩＰアドレスのうちから一つずつ選択されたＩＰアドレスである配布用ＩＰアドレスをそれぞれ含むＩＰアドレス配布信号を順次端末装置３に送信し、スイッチ装置１では、スイッチ装置１で受信されたＩＰアドレス配布信号に対して、スイッチ装置１のポートＰごとに当該ＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスの内容に応じて当該ＩＰアドレス配布信号の通過または遮断を予め設定するようにしたので、予め決められたＩＰアドレスを端末装置３に固定的に付与することができる。そのため、装置交換が生じた場合に、交換後の端末装置３に交換前と同一のＩＰアドレスを自動的に配布することができる。

なお、本実施の形態では、配布用ＩＰアドレスの第４オクテットの内容に応じてポートＰごとに配布用ＩＰアドレスの通過あるいは遮断を決めているが、これに限定されず、一般に配布用ＩＰアドレスの全部または一部の内容に応じてポートＰごとに配布用ＩＰアドレスの通過あるいは遮断を決めることができる。この場合でも、本実施の形態と同様に、端末装置３に固定的なＩＰアドレスを配布することができる。例えば、ポートＰ１〜Ｐ５は、第３オクテットがそれぞれ「１」〜「５」の配布用ＩＰアドレスのみを通過させるように設定することもできる。この場合、候補ＩＰアドレスを例えば「１９２．１６８．１．１」〜「１９２．１６８．４．１」とすることにより、端末装置３にはＩＰアドレス「１９２．１６８．２．１」が固定的に付与されることとなる。

また、本実施の形態では、スイッチ装置１のポート数を５としたが、これ以外でもよく端末装置３とＩＰアドレス配布装置２がそれぞれ接続されたポートＰも図示例に限定されない。これは以下の実施形態でも同様である。

実施の形態２．
図５は、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。図５では、図１と同一の構成要素には同一の符号を付している。

図５に示すように、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムは、ネットワークを構成するスイッチ装置１，１１，２１と、スイッチ装置１に接続されたＩＰアドレス配布装置２と、スイッチ装置１に接続された端末装置３と、スイッチ装置１１に接続された端末装置１３，１４と、スイッチ装置２１に接続された端末装置２３とを備えている。すなわち、本実施の形態では、３個のスイッチ装置１，１１，２１によってネットワークが構成されている。

スイッチ装置１，１１，２１は、実施の形態１と同様に、イーサネット（登録商標）のスイッチ装置である。スイッチ装置１，１１，２１は、それぞれ、５つのポートＰ１〜Ｐ５を備えている。ポートＰ１〜Ｐ５は物理ポートである。

スイッチ装置１のポートＰ１とスイッチ装置１１のポートＰ５とが接続され、スイッチ装置１１のポートＰ１とスイッチ装置２１のポートＰ５とが接続されている。また、ＩＰアドレス配布装置２は、スイッチ装置１のポートＰ５に接続され、端末装置３は、スイッチ装置１のポートＰ２に接続されている。また、端末装置１３は、スイッチ装置１１のポートＰ４に接続され、端末装置１４は、スイッチ装置１１のポートＰ２に接続されている。また、端末装置２３は、スイッチ装置２１のポートＰ２に接続されている。スイッチ装置１，１１およびスイッチ装置１１，２１はそれぞれネットワークケーブルで接続されている。同様に、ＩＰアドレス配布装置２とスイッチ装置１との間、端末装置３とスイッチ装置１との間、端末装置１３とスイッチ装置１１との間、端末装置１４とスイッチ装置１１との間、および端末装置２３とスイッチ装置２１との間は、それぞれネットワークケーブルで接続されている。

ＩＰアドレス配布装置２は、ＩＰアドレスを管理し、端末装置３，１３，１４，２３からの要求に応答して端末装置３，１３，１４，２３にＩＰアドレスを配布することができる。ＩＰアドレス配布装置２については実施の形態１で説明した通りである。

また、実施の形態１と同様に、ネットワークの物理的な構成は、図５のように固定されているものとする。

スイッチ装置１，１１，２１に予め付与される機能について説明する。スイッチ装置１，１１，２１でそれぞれ受信されたＩＰアドレス配布信号がスイッチ装置１，１１，２１のポートＰを通過するか否かは、ＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスに応じて、スイッチ装置１，１１，２１のポートＰごとに予め設定されているものとする。すなわち、スイッチ装置１，１１，２１では、ポートＰごとに特定の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させるように設定されている。

例えば、以下のように、スイッチ装置１，１１，２１の機能を設定する。まず、スイッチ装置１では、スイッチ装置１１に接続されたポートＰ１は、無条件にＩＰアドレス配布信号を通過させ、ポートＰ２は、第４オクテットが「２」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ３は、第４オクテットが「３」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ４は、第４オクテットが「４」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ５は、第４オクテットが「５」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させる。

さらに、スイッチ装置１１では、スイッチ装置１，２１にそれぞれ接続されたポートＰ１，Ｐ５は、無条件にＩＰアドレス配布信号を通過させ、ポートＰ２は、第４オクテットが「７」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ３は、第４オクテットが「８」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ４は、第４オクテットが「９」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させる。

さらに、スイッチ装置２１では、ポートＰ１は、第４オクテットが「１１」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ２は、第４オクテットが「１２」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ３は、第４オクテットが「１３」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、ポートＰ４は、第４オクテットが「１４」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させ、スイッチ装置１１に接続されたポートＰ５は、無条件にＩＰアドレス配布信号を通過させる。

上記のようなスイッチ装置１，１１，２１の設定のもとで、例えば端末装置３がＩＰアドレス要求信号を送出し、ＩＰアドレス配布装置２が候補ＩＰアドレスとして例えば「１９２．１６８．１．１」〜「１９２．１６８．１．１５」を生成する場合には、ＩＰアドレス配布装置２から端末装置３に向けて送信される１５個のＩＰアドレス配布信号のうち、配布用ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」を含むＩＰアドレス配布信号のみが端末装置３に到達する。従って、端末装置３には、ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」が固定的に付与される。

また、例えば端末装置１３がＩＰアドレス要求信号を送出し、ＩＰアドレス配布装置２が上記と同じ候補ＩＰアドレスを生成する場合には、ＩＰアドレス配布装置２から端末装置１３に向けて送信される１５個のＩＰアドレス配布信号のうち、配布用ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．９」を含むＩＰアドレス配布信号のみが端末装置１３に到達する。具体的には、ＩＰアドレス配布装置２から送信されたＩＰアドレス配布信号は、スイッチ装置１のポートＰ５を介してスイッチ装置１に到達した後、スイッチ装置１のポートＰ１およびスイッチ装置１１のポートＰ５を介してスイッチ装置１１に到達する。そして、スイッチ装置１１のポートＰ４を通過することが可能な配布用ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．９」を含むＩＰアドレス配布信号のみが端末装置１３に到達する。従って、端末装置１３には、ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．９」のみが配布される。なお、端末装置１４がＩＰアドレス要求信号を送出した場合も同様に説明することができる。

また、例えば端末装置２３がＩＰアドレス要求信号を送出し、ＩＰアドレス配布装置２が上記と同じ候補ＩＰアドレスを生成する場合には、ＩＰアドレス配布装置２から端末装置３に向けて送信される１５個のＩＰアドレス配布信号のうち、配布用ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．１２」を含むＩＰアドレス配布信号のみが端末装置２３に到達する。スイッチ装置１，１１間およびスイッチ装置１１，２１間ではＩＰアドレス配布信号の遮断はされないので、１５個のＩＰアドレス配布信号はすべてスイッチ装置２１までは到達し、最終的に端末装置２３に到達するＩＰアドレス配布信号は、スイッチ装置２１のポートＰ２を通過するもののみとなる。

なお、本実施の形態では、スイッチ装置１，１１，２１では、配布用ＩＰアドレスの第４オクテットの内容に応じてポートＰごとに配布用ＩＰアドレスの通過あるいは遮断を決めているが、これに限定されず、一般に配布用ＩＰアドレスの全部または一部の内容に応じてポートＰごとに配布用ＩＰアドレスの通過あるいは遮断を決めるようにしてもよい。

例えば、スイッチ装置１，１１，２１において、配布用ＩＰアドレスの第３および第４オクテットの内容に応じてポートＰごとに配布用ＩＰアドレスの通過あるいは遮断を決めることもできる。具体的には、例えば、スイッチ装置１のポートＰ２〜Ｐ５は、第３オクテットが「１」でかつ第４オクテットがそれぞれ「２」〜「５」の配布用ＩＰアドレスのみを通過させ、スイッチ装置１１のポートＰ２〜Ｐ４は、第３オクテットが「２」でかつ第４オクテットがそれぞれ「２」〜「４」の配布用ＩＰアドレスのみを通過させ、スイッチ装置２１のポートＰ１〜Ｐ４は、第３オクテットが「３」でかつ第４オクテットがそれぞれ「１」〜「４」の配布用ＩＰアドレスのみを通過させる。また、候補ＩＰアドレスを例えば「１９２．１６８．１．２」、「１９２．１６８．２．２」、「１９２．１６８．２．４」、「１９２．１６８．３．２」とする。この場合は、端末装置３にはＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」が、端末装置１４にはＩＰアドレス「１９２．１６８．２．２」が、端末装置１３にはＩＰアドレス「１９２．１６８．２．４」が、端末装置２３にはＩＰアドレス「１９２．１６８．３．２」がそれぞれ固定的に付与される。

本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、端末装置３，１３，１４，２３に予め決められたＩＰアドレスを固定的に付与することができ、装置交換が生じた場合に、交換後の端末装置３，１３，１４，２３に交換前と同一のＩＰアドレスを自動的に配布することができる。本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は、実施の形態１と同じである。

実施の形態１，２は、容易に一般化することができる。すなわち、任意の個数のスイッチ装置によってネットワークが構成され、当該ネットワークに任意の個数の端末装置とＩＰアドレス配布装置２とが接続されたＩＰアドレス配布システムにおいて、任意の端末装置からのＩＰアドレスの要求に対し、ＩＰアドレス配布装置２から要求元の端末装置に対してＩＰアドレス配布信号を順次送信し、スイッチ装置間ではＩＰアドレス配布信号を無条件に通過させ、各スイッチ装置ではポートＰごとにＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスの全部または一部の内容に応じてＩＰアドレス配布信号の通過または遮断を決める設定をすればよい。

この際、異なる端末装置には異なる配布用ＩＰアドレスが到達するように、各スイッチ装置ではポートＰごとにＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスの全部または一部の内容に応じてＩＰアドレス配布信号の通過または遮断を決める設定をする。こうすることで、ネットワークに接続された任意の端末装置に一意的かつ固定的にＩＰアドレスを配布することが可能となる。

なお、スイッチ装置間でＩＰアドレス配布信号を無条件に通過させる構成では、端末装置に到達するＩＰアドレス配布信号は、当該端末装置が直接接続されたスイッチ装置における上記設定のみで決まる。そこで、スイッチ装置における上記設定は、他のスイッチ装置が接続されるポートに適用される例外を除けば、当該スイッチ装置に固有のものとなるようにすることができる。つまり、スイッチ装置間では、スイッチ装置における上記設定は互いに異なるものとなるようにすることができる。

実施の形態３．
図６は、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。図６に示すように、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムは、図５で示した構成に加えて、スイッチ装置２１のポートＰ４に接続されたＩＰアドレス配布装置２２を備えている。すなわち、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムは、第１のＩＰアドレス配布装置であるＩＰアドレス配布装置２と、第２のＩＰアドレス配布装置であるＩＰアドレス配布装置２２とを備えている。ＩＰアドレス配布装置２，２２はいずれも実施の形態１，２で説明したＩＰアドレス配布装置２と同じ機能を備える。本実施の形態のその他の構成は実施の形態１，２と同じである。

スイッチ装置１，１１，２１については実施の形態２と同様の機能が付与されているとする。具体的には、スイッチ装置１では、ポートＰ１は、無条件にＩＰアドレス配布信号を通過させ、ポートＰ２〜Ｐ５は、それぞれ第４オクテットが「２」〜「５」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させる。スイッチ装置１１では、ポートＰ１，Ｐ５は、無条件にＩＰアドレス配布信号を通過させ、ポートＰ２〜Ｐ４は、それぞれ第４オクテットが「７」〜「９」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させる。スイッチ装置２１では、ポートＰ５は、無条件にＩＰアドレス配布信号を通過させ、ポートＰ１〜Ｐ４は、それぞれ第４オクテットが「１１」〜「１４」の配布用ＩＰアドレスを含むＩＰアドレス配布信号のみを通過させる。

図７は、本実施の形態におけるＩＰアドレス配布動作の一例を示すシーケンス図である。図７に示すように、まず、端末装置２３は、ブロードキャストでＩＰアドレス要求信号をネットワークに送出する。ＩＰアドレス要求信号は、ブロードキャストにより、スイッチ装置２１を通過してＩＰアドレス配布装置２２に到達すると共に、スイッチ装置２１，１１，１を順次通過してＩＰアドレス配布装置２に到達する。

ＩＰアドレス配布装置２２は、ＩＰアドレス要求信号を受信すると、候補ＩＰアドレスを選び出し、候補ＩＰアドレスから一つずつＩＰアドレスを選択し、選択されたＩＰアドレスを配布用ＩＰアドレスとして含むＩＰアドレス配布信号を候補ＩＰアドレスの個数に応じて順次送信する。候補ＩＰアドレスは、例えば、「１９２．１６８．１．１」〜「１９２．１６８．１．１５」とする。

ＩＰアドレス配布装置２２から送信されたＩＰアドレス配布信号は、スイッチ装置２１のポートＰ４を介してスイッチ装置２１に到達する。そして、スイッチ装置２１のポートＰ２を通過可能な配布用ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．１２」を含んだＩＰアドレス配布信号のみが端末装置２３に配布される。

一方、ＩＰアドレス配布装置２は、ＩＰアドレス要求信号を受信すると、候補ＩＰアドレスを生成し、候補ＩＰアドレスから一つずつＩＰアドレスを選択し、選択されたＩＰアドレスを配布用ＩＰアドレスとして含むＩＰアドレス配布信号を候補ＩＰアドレスの個数に応じて順次送信する。なお、ＩＰアドレス配布装置２は、ＩＰアドレス配布装置２２と同じ候補ＩＰアドレスを選び出す。

ＩＰアドレス配布装置２から送信されたＩＰアドレス配布信号は、スイッチ装置１のポートＰ５を介してスイッチ装置１に到達し、スイッチ装置１のポートＰ１およびスイッチ装置１１のポートＰ５を介してスイッチ装置１１に到達し、さらにスイッチ装置１１のポートＰ１およびスイッチ装置２１のポートＰ５を介してスイッチ装置２１に到達する。そして、スイッチ装置２１のポートＰ２を通過可能な配布用ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．１２」を含んだＩＰアドレス配布信号のみが端末装置２３に配布される。

つまり、ネットワーク内に同一の機能を備えた２台のＩＰアドレス配布装置２，２２が存在する場合でも、ＩＰアドレス配布装置２，２２からそれぞれ端末装置２３に配布されるＩＰアドレスは同一のものとなる。従って、端末装置２３は、いずれのＩＰアドレス配布装置２，２２から配布されたＩＰアドレスを使用してもよい。

なお、図７では、端末装置２３からＩＰアドレス要求をする場合について説明したが、端末装置３，１３，１４からそれぞれＩＰアドレス要求をする場合も同様であり、いずれの場合もＩＰアドレス配布装置２，２２から要求元に同一の固定的なＩＰアドレスが付与される。

また、本実施の形態では、ＩＰアドレス配布装置を２台設ける構成について説明したが、３台以上設ける場合も同様である。

一般に、ネットワーク内に複数台のＩＰアドレス配布装置が存在する場合には、複数台のＩＰアドレス配布装置からそれぞれ要求元に配布されるＩＰアドレスは同一のＩＰアドレスになるとは限らないが、本実施の形態によれば、ＩＰアドレス配布装置を複数台設けた場合でも、要求元に配布されるＩＰアドレスは同一の固定的なＩＰアドレスとなる。従って、ＩＰアドレス配布装置の１台が故障した場合でも、他のＩＰアドレス配布装置が機能するので、ＩＰアドレス配布処理の冗長性が確保される。本実施の形態のその他の動作および効果は実施の形態１，２と同じである。

実施の形態４．
図８は、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。図８に示すように、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムは、ネットワークを構成するスイッチ装置１，１１と、スイッチ装置１に接続されたＩＰアドレス配布装置２と、スイッチ装置１に接続された端末装置３と、スイッチ装置１１に接続された端末装置１４，１５と、スイッチ装置１１に接続されたＩＰアドレス配布装置１２とを備えている。

具体的には、スイッチ装置１のポートＰ１とスイッチ装置１１のポートＰ５とが接続され、ＩＰアドレス配布装置２はスイッチ装置１のポートＰ５に接続され、端末装置３はスイッチ装置１のポートＰ２に接続されている。また、ＩＰアドレス配布装置１２は、スイッチ装置１１のポートＰ４に接続され、端末装置１４はスイッチ装置１１のポートＰ２に接続され、端末装置１５はスイッチ装置１１のポートＰ３に接続されている。本実施の形態のネットワークの物理的な構成は、図８のように固定されているものとする。

ＩＰアドレス配布装置２，１２は、実施の形態３で説明したＩＰアドレス配布装置２，２２と同じ機能を備える。

また、端末装置３，１４，１５は、それぞれ、ネットワークにＩＰアドレス要求信号を送出することができる。

ただし、本実施の形態では、端末装置３から送出されたＩＰアドレス要求信号はスイッチ装置１のポートＰ１で遮断されスイッチ装置１１に到達することはなく、端末装置１４または端末装置１５から送出されたＩＰアドレス要求信号は同じくスイッチ装置１のポートＰ１で遮断されスイッチ装置１で中継されないようにする。

すなわち、端末装置３から送出されたＩＰアドレス要求信号はＩＰアドレス配布装置１２に到達することはなく、端末装置３はＩＰアドレス配布装置２からＩＰアドレスの配布を受けることとなる。また、端末装置１４または端末装置１５から送出されたＩＰアドレス要求信号はＩＰアドレス配布装置２に到達することはなく、端末装置１４または端末装置１５はＩＰアドレス配布装置１２からＩＰアドレスの配布を受けることとなる。

このように、本実施の形態におけるネットワークは、端末装置３から送出されたＩＰアドレス要求信号の到達範囲と、端末装置１４または端末装置１５から送出されたＩＰアドレス要求信号の到達範囲とが互いに重複せず、しかも、一方の到達範囲にはＩＰアドレス配布装置２が含まれ、他方の到達範囲にはＩＰアドレス配布装置１２が含まれるように構成されている。

このようにＩＰアドレス要求信号の到達範囲を区分するためには、例えば、ＩＰアドレス要求信号に予め決められた特定の論理ポート番号が含まれるようにし、スイッチ装置１は当該論理ポート番号を含むＩＰアドレス要求信号をポートＰ１で遮断するように設定すればよい。

図９は、本実施の形態におけるＩＰアドレス配布動作の一例を示すシーケンス図である。図９に示すように、まず、端末装置１５は、ブロードキャストでＩＰアドレス要求信号をネットワークに送出する。ここで、ＩＰアドレス要求信号には上記した特定の論理ポート番号が含まれているとする。ＩＰアドレス要求信号は、ブロードキャストにより、スイッチ装置１１を通過してＩＰアドレス配布装置１２に到達する一方で、スイッチ装置１のポートＰ１では遮断される。以降のＩＰアドレス配布動作は実施の形態１，２で説明した通りである。端末装置１４または端末装置３からＩＰアドレスの要求をする場合も同様である。

本実施の形態は、容易に一般化することができる。すなわち、ＩＰアドレス要求信号の到達範囲を互いに重複しない複数の範囲に区分し、各範囲内にはそれぞれ１以上のＩＰアドレス配布装置が含まれるようにすることができる。

本実施の形態によれば、ＩＰアドレス要求信号の到達範囲を複数の範囲に区分するようにしたので、異なる範囲では互いに独立にＩＰアドレスの設定をすることができる。本実施の形態のその他の動作および効果は実施の形態１，２と同様である。また、本実施の形態と実施の形態３を組み合わせることも可能である。

実施の形態５．
図１０は、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムは列車内に設けられており、ネットワークは列車内に構築されたネットワークである。

図１０に示すように、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムは、デイジーチェーン状に接続されたスイッチ装置３３〜３６と、スイッチ装置３３に接続されたＩＰアドレス配布装置４１と、スイッチ装置３４に接続された端末装置２７と、スイッチ装置３４に接続された端末装置２８と、スイッチ装置３５に接続されたＩＰアドレス配布装置４３と、スイッチ装置３５に接続された端末装置２９とを備えている。

具体的には、スイッチ装置３３，３４とＩＰアドレス配布装置４１と端末装置２７，２８は１号車に搭載され、スイッチ装置３５，３６とＩＰアドレス配布装置４３と端末装置２９は２号車に搭載されている。また、スイッチ装置３３〜３６はそれぞれポートＰ１〜Ｐ５を備えており、スイッチ装置３３のポートＰ５とスイッチ装置３４のポートＰ１が接続され、スイッチ装置３４のポートＰ５とスイッチ装置３５のポートＰ１が接続され、スイッチ装置３５のポートＰ５とスイッチ装置３６のポートＰ１が接続されている。また、ＩＰアドレス配布装置４１はスイッチ装置３３のポートＰ１に接続され、端末装置２７はスイッチ装置３４のポートＰ２に接続され、端末装置２８はスイッチ装置３４のポートＰ４に接続されている。また、ＩＰアドレス配布装置４３はスイッチ装置３５のポートＰ２に接続され、端末装置２９はスイッチ装置３５のポートＰ４に接続されている。

また、スイッチ装置３４，３５間では、ＩＰアドレス要求信号の通過が遮断される。そのため、１号車の端末装置２７，２８からのＩＰアドレス要求信号は２号車のＩＰアドレス配布装置４３に到達することなく１号車のＩＰアドレス配布装置４１のみに到達する。また、２号車の端末装置２９からのＩＰアドレス要求信号は１号車のＩＰアドレス配布装置４１に到達することなく２号車のＩＰアドレス配布装置４３のみに到達する。すなわち、本実施の形態は、実施の形態４を列車上で実現したものであり、１号車と２号車でＩＰアドレスの管理を独立に行いたい場合に適している。なお、ＩＰアドレス要求信号を上記のように区分するためには、実施の形態４と同様に、例えばスイッチ装置３５のポートＰ１で特定の論理ポート番号を含むＩＰアドレス要求信号を遮断するようにすればよい。

列車内に構築されるネットワークでは、ネットワークを構成するスイッチ装置とスイッチ装置間の接続は固定され、スイッチ装置に接続される端末装置である搭載機器も固定されることが一般的である。従って、列車の搭載機器には、搭載機器の設置個所に応じて固定的なＩＰアドレスを付与することが望まれる。本実施の形態によれば、予め決められたＩＰアドレスをそれぞれ列車上の端末装置２７〜２９に固定的に付与することができる。本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は、実施の形態１，２，４と同じである。

実施の形態６．
図１１は、本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。本実施の形態に係るＩＰアドレス配布システムは列車内に設けられており、ネットワークは列車内に構築されたネットワークである。

図１１に示すように、スイッチ装置３３〜３６の接続構成は図１０と同じであり、図１０との相違点は、スイッチ装置３３のポートＰ４に端末装置２６が接続され、スイッチ装置３４のポートＰ２に端末装置２７の代わりにＩＰアドレス配布装置４２が接続され、さらに、スイッチ装置３６のポートＰ２にＩＰアドレス配布装置４４が接続されている点である。

また、スイッチ装置３４，３５間では、ＩＰアドレス要求信号の通過が遮断され、１号車の端末装置２６，２８からのＩＰアドレス要求信号は２号車のＩＰアドレス配布装置４３，４４に到達することなく１号車のＩＰアドレス配布装置４１，４２のみに到達する。また、２号車の端末装置２９からのＩＰアドレス要求信号は１号車のＩＰアドレス配布装置４１，４２に到達することなく２号車のＩＰアドレス配布装置４３，４４のみに到達する。すなわち、本実施の形態は、実施の形態３と実施の形態４を組み合わせたものを列車上で実現したものであり、１号車と２号車でＩＰアドレスの管理を独立に行い、かつ、ＩＰアドレス配布動作の冗長性を確保したい場合に適している。本実施の形態のその他の構成、動作、および効果は、実施の形態５と同じである。

１，１１，２１，３３〜３６スイッチ装置、２，１２，２２，４１〜４４ＩＰアドレス配布装置、３，１３，１４，１５，２３，２６〜２９端末装置。

Claims

複数個のポートを備えたスイッチ装置によって構成されるネットワークにＩＰアドレスの要求元となる端末装置とＩＰアドレスの配布元となるＩＰアドレス配布装置が接続されたＩＰアドレス配布システムであって、
前記ＩＰアドレス配布装置は、前記端末装置からＩＰアドレス要求信号を受信すると、前記ネットワーク内で未使用のすべてのＩＰアドレスのうちから一つずつ選択されたＩＰアドレスである配布用ＩＰアドレスをそれぞれ含むＩＰアドレス配布信号を順次前記端末装置に送信し、
前記スイッチ装置では、当該スイッチ装置で受信された前記ＩＰアドレス配布信号に対して、当該スイッチ装置のポートごとに当該ＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスの全部または一部の内容に応じて当該ＩＰアドレス配布信号の通過または遮断を決める設定がされていることを特徴とするＩＰアドレス配布システム。
前記ネットワークは複数個の前記スイッチ装置によって構成され、
前記各スイッチ装置では、前記複数個のポートのうち他のスイッチ装置との接続に使用されるポートは前記ＩＰアドレス配布信号を無条件に通過させることを特徴とする請求項１に記載のＩＰアドレス配布システム。
前記各スイッチ装置には、当該各スイッチ装置に固有の前記設定がされていることを特徴とする請求項２に記載のＩＰアドレス配布システム。
前記ネットワークに複数個の前記ＩＰアドレス配布装置が接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のＩＰアドレス配布システム。
前記ネットワークに複数個の前記端末装置が接続され、
前記ネットワーク内における前記ＩＰアドレス要求信号の到達範囲は互いに重複しない複数の範囲に区分され、前記各範囲内にはそれぞれ１以上の前記ＩＰアドレス配布装置が含まれることを特徴とする請求項４に記載のＩＰアドレス配布システム。
前記ネットワークは列車内に構築されたネットワークであることを特徴とする請求項１に記載のＩＰアドレス配布システム。
複数個のポートを備え、ＩＰアドレスの要求元となる端末装置とＩＰアドレスの配布元となるＩＰアドレス配布装置が接続されるネットワークを構成するスイッチ装置であって、
前記ＩＰアドレス配布装置が前記端末装置からのＩＰアドレスの要求に応じて前記ネットワーク内で未使用のすべてのＩＰアドレスのうちから一つずつ選択されたＩＰアドレスである配布用ＩＰアドレスをそれぞれ含むＩＰアドレス配布信号を順次前記端末装置に送信する場合に、当該スイッチ装置で受信された前記ＩＰアドレス配布信号に対して、当該スイッチ装置のポートごとに当該ＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスの全部または一部の内容に応じて当該ＩＰアドレス配布信号の通過または遮断を決める設定がされていることを特徴とするスイッチ装置。
複数個のポートを備えたスイッチ装置によって構成されるネットワークにＩＰアドレスの要求元となる端末装置とＩＰアドレスの配布元となるＩＰアドレス配布装置が接続されたＩＰアドレス配布システムにおけるＩＰアドレス配布方法であって、
前記端末装置がＩＰアドレス要求信号を前記ネットワークに送出するステップと、
前記ＩＰアドレス配布装置が、前記端末装置から前記ＩＰアドレス要求信号を受信すると、前記ネットワーク内で未使用のすべてのＩＰアドレスのうちから一つずつ選択されたＩＰアドレスである配布用ＩＰアドレスをそれぞれ含むＩＰアドレス配布信号を順次前記端末装置に送信するステップと、
前記スイッチ装置が、前記ＩＰアドレス配布装置から前記ＩＰアドレス配布信号を受信すると、当該スイッチ装置のポートごとに当該ＩＰアドレス配布信号に含まれる配布用ＩＰアドレスの全部または一部の内容に応じて当該ＩＰアドレス配布信号の通過または遮断を決める設定に基づいて、前記ＩＰアドレス配布信号を通過または遮断するステップと、
を含むことを特徴とするＩＰアドレス配布方法。