WO2013105219A1 - Ｉｐアドレス配布システムおよびｉｐアドレス配布方法 - Google Patents

Ｉｐアドレス配布システムおよびｉｐアドレス配布方法 Download PDF

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重枝　哲也
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三菱電機株式会社
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    • H04L61/5014—Internet protocol [IP] addresses using dynamic host configuration protocol [DHCP] or bootstrap protocol [BOOTP]

Definitions

  • the present invention relates to an IP address distribution system and an IP address distribution method.
  • TCP / IP which is often used as a communication protocol between devices
  • an IP address is used as information for identifying the device.
  • TCP / IP it is necessary to assign a uniquely determined IP address to each device on the network.
  • an IP address is assigned so that there is no duplication in each device, and the IP address is recorded in a recording device in the device, and the device is recorded at the time of startup. There is a method of using an IP address.
  • each device broadcasts an RARP message to the network when it is activated.
  • the RARP server on the network distributes the IP address to the transmission source device via the network in response to the RARP message.
  • a server that manages an IP address determines an IP address by distributing the IP address in response to a request from a device (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • a server that receives an IP address distribution request assigns an IP address to a request source device.
  • the IP address is not assigned in consideration of the physical configuration of the network, the following problems exist.
  • the IP address of the corresponding device after the replacement depends on the device arrangement. It is desirable to give the same (or associated) IP address that was given to the failed device.
  • the IP address is assigned according to the arrangement of the device, convenience in managing the device is enhanced, for example, when the communication abnormality occurs, the device can be easily identified.
  • the operator can respond by writing the desired IP address when installing the device.
  • IP address corresponding to the installation position is automatically assigned later, operational convenience is improved. Further, when setting is performed manually by a person, there is a risk that a work mistake may occur, but the work mistake can be prevented by automation. Therefore, it is desirable that the IP address corresponding to the arrangement of the device is automatically distributed when the device is installed.
  • An object of the present invention is to obtain an IP address distribution system and an IP address distribution method capable of assigning an IP address.
  • an IP address distribution system provides a network formed by a plurality of switch devices and an IP in response to a request from a device connected to the switch devices.
  • the location information distribution device delivers location information to a terminal to which an IP address is assigned, and the terminal includes location information and its own device type information when requesting IP address distribution.
  • An IP address request signal is transmitted, and the IP address distribution device assigns an IP address according to the type and location information of the requesting terminal, so that the IP address can be distributed according to the position of the device on the physical wiring of the network. , Has the effect.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address distribution system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a position information packet.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address request signal.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the IP address distribution table.
  • FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example of a procedure for determining the IP address of a terminal in the IP address distribution system according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address distribution system according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address distribution system according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address distribution system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a position information packet.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address request signal
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a position information packet according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of an IP address request signal according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address distribution system according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address distribution system according to the first embodiment.
  • the IP address distribution system according to the present embodiment includes position information distribution devices 1 and 2, IP address distribution devices 3 and 4, and switch devices 5 and 6 that are Ethernet (registered trademark) switches. .
  • the location information distribution device 1 and the IP address distribution device 3 are connected to a switch device 5, and the location information distribution device 2 and the IP address distribution device 4 are connected to a switch device 6.
  • the switch device 5 and the switch device 6 are connected by a physical port 11 of the switch device 5 and a physical port 12 of the switch device 6.
  • the terminals 7 and 8 are connected to the physical port of the switch device 5, and the terminals 9 and 10 are connected to the physical port of the switch device 6.
  • the terminals 7 to 10 are network devices that request the IP address distribution device 3 or 4 to assign an IP address and receive the IP address assignment.
  • the position information distribution apparatuses 1 and 2 distribute position information indicating where in the network (physical installation position) to a terminal connected to the switch apparatus 5 or 6.
  • the IP address distribution devices 3 and 4 hold an IP address distribution table (details will be described later), and when an IP address distribution request is received from a terminal, an IP address is assigned according to the IP address distribution table.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a location information packet that is transmitted when the location information distribution apparatuses 1 and 2 notify the terminal of location information in the IP address distribution system according to the first embodiment.
  • the position information packet has an area for storing a transmission destination address, a transmission source address, and a position information value.
  • the location information distribution devices 1 and 2 transmit the location information packet shown in FIG. 2 at a predetermined timing (for example, periodically). At this time, the location information distribution devices 1 and 2 set the location information distribution multicast address as the destination address, set the IP address of the own device as the source address, and receive the location information packet as the location information value. A value indicating the position of the selected terminal in the network is set. Note that the position information distribution apparatuses 1 and 2 set a value unique to each position information distribution apparatus as the position information value so as not to overlap with the value set in the position information packet by other position information distribution apparatuses.
  • the operation (setting of physical ports) of the switch devices 5 and 6 will be described.
  • the physical port 11 of the switch device 5 blocks a packet in which a multicast address for position information distribution is set as a transmission destination address. Other physical ports do not block packets whose destination address is a multicast address for location information distribution.
  • the physical port 12 of the switch device 6 blocks a packet in which a multicast address for position information distribution is set as a transmission destination address. Other physical ports do not block packets whose destination address is a multicast address for location information distribution. That is, the switch devices 5 and 6 block packets in which the multicast address for position information distribution is set as the transmission destination address in the physical port connected to the other switch device.
  • the position information packet transmitted from the position information distribution apparatus 1 reaches only the terminals 7 and 8
  • the position information packet transmitted from the position information distribution apparatus 2 reaches only the terminals 9 and 10.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of an IP address request signal transmitted to the IP address distribution device 3 or 4 when the terminals 7 to 10 request IP address distribution in the IP address distribution system according to the first embodiment. is there.
  • the IP address request signal has areas for storing a transmission destination address, a transmission source address, a position information value, and device specific information.
  • a broadcast address and a temporary IP address are set as the transmission destination address and the transmission source address, respectively.
  • the position information value the position information value (see FIG. 2) included in the position information packet received by the transmission source device from the position information distribution apparatus is set.
  • information device type information
  • the type of the transmission source device is set.
  • the terminals 7 to 10 are devices installed in a train vehicle
  • device type information indicating a guidance indicator, an air conditioner, a brake device, etc. is set in the device specific information. It is assumed that each terminal holds device type information in advance.
  • the IP address distribution table held by the IP address distribution device is information indicating an IP address distributed to a combination of a position information value and device specific information (which is device type information in the present embodiment) or a range of IP addresses to be distributed.
  • the information is as shown in FIG.
  • the IP address distribution device When receiving the IP address request signal, the IP address distribution device confirms the position information value and device specific information (device type information) set in the received request signal, and selects an IP address corresponding to the combination of these information. Assign to the requesting terminal.
  • the IP address distribution device holding the IP address distribution table shown in FIG. 4 has an IP address request signal in which “1” is set in the position information value and “A device” is set in the device specific information.
  • IP address request signal in which “2” is set in the position information value and “Other” is set in the device specific information is received, “192.168.2.3 to 192.
  • IP addresses included in the range of “168.2.2.254” an IP address that is not assigned to any terminal is selected and assigned.
  • the location information distribution apparatuses 1 and 2 periodically transmit location information packets by multicast.
  • the terminals 7 to 10 receive location information packets from a plurality of location information distribution devices. None receive.
  • the terminals 7 to 10 extract the position information value from the position information packet.
  • the terminals 7 to 10 request IP address assignment (when IP addresses are not assigned), the position information value acquired from the position information distribution device 1 or 2 and the device type information held in advance are stored.
  • the IP address distribution devices 3 and 4 determine an IP address to be assigned to the requesting terminal using the held IP address distribution table (see FIG. 4), and the determined IP address An IP address distribution signal including the above information is transmitted to the request source terminal.
  • the IP address distribution apparatuses 3 and 4 hold the same IP address distribution table, and when receiving an IP address request signal, assign an IP address in the same procedure. That is, the IP address distribution devices 3 and 4 assign the same IP address when receiving the IP address request signal having the same position information value and device type information.
  • the terminals 7 to 10 receive the IP address distribution signal having the same contents from different IP address distribution devices a plurality of times. Therefore, if the signal that has arrived first can be normally received, the terminal 7 to 10 May be ignored. Further, when the IP address distribution signal received a plurality of times includes the same IP address information, it may be determined that the IP address has been correctly assigned, and the use of the assigned IP address may be started.
  • the IP address distribution apparatus can operate as a DHCP server, and the terminal can operate as a DHCP client. It is.
  • the IP address distribution system is configured to include the location information distribution device, the IP address distribution device, and the switch device, and the location information distribution device is physically connected to the terminal that receives the IP address assignment.
  • the terminal requests distribution of the IP address
  • the terminal transmits an IP address request signal including the position information acquired from the position information distribution device and its own device type information.
  • the address distribution device assigns an IP address according to the type of the requesting terminal and the installation position. As a result, it is possible to distribute the IP address in correspondence with the position (installation position) of the device on the physical wiring of the network.
  • IP address assigned to the failed device is released at the time of replacement or before replacement, the device after replacement is replaced with the device before replacement.
  • the same IP address can be assigned.
  • an IP address having a value close to that assigned to the device before replacement is assigned to the device after replacement. be able to.
  • the IP address distribution device sends an inquiry to each device to which an IP address has been assigned in a predetermined cycle, and there is no response In this case, the IP address assigned to the corresponding device may be released.
  • the IP address distribution device when the IP address distribution device receives the IP address request signal, the IP address distribution device transmits a signal destined for each of the distributed IP addresses in the range corresponding to the added arrangement information, and transmits the device (IP address). If there is a device with no response, the IP address assigned to this device may be redistributed to the device that sent the IP address request signal. In this case, when the device is replaced, the IP address assigned to the device before the replacement can be surely assigned to the device after the replacement.
  • the switch device blocks the position information packet at a predetermined physical port so that only the position information packet transmitted from one position information distribution device reaches each terminal, the actual installation position of the terminal The IP address corresponding to can be assigned with certainty.
  • IP address distribution system having two IP address distribution apparatuses has been described. However, only one IP address distribution apparatus is required in the system.
  • position information distribution device and the IP address distribution device have been described as separate devices, the position information distribution function and the IP address distribution function may be incorporated into the same device.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address distribution system according to the second embodiment.
  • the IP address distribution system according to the present embodiment includes position information distribution devices 1 and 2, IP address distribution devices 3 and 4, and switch devices 20 to 22 which are Ethernet (registered trademark) switches. .
  • the location information distribution device 1 and the IP address distribution device 3 are connected to the switch device 20, and the location information distribution device 2 and the IP address distribution device 4 are connected to the switch device 22.
  • the switch device 20 and the switch device 21 are connected by a physical port 23 of the switch device 20 and a physical port 24 of the switch device 21.
  • the switch device 21 and the switch device 22 are connected by a physical port 25 of the switch device 21 and a physical port 26 of the switch device 22.
  • the terminal 7 is connected to the physical port of the switch device 20
  • the terminal 8 is connected to the physical port of the switch device 21
  • the terminal 9 is connected to the physical port of the switch device 22.
  • the difference between the IP address distribution system of the present embodiment and the IP address distribution system of the first embodiment is the port setting in the switch device. Since the location information distribution device, the IP address distribution device, and the terminal perform the same operation as in the first embodiment, description of the operation is omitted.
  • the operation of the switch devices 20 to 22 (physical port setting) will be described.
  • the physical port 23 of the switch device 20 and the physical port 24 of the switch device 21 pass the multicast address for position information distribution.
  • the physical port 25 of the switch device 21 and the physical port 26 of the switch device 22 block the multicast address for position information distribution.
  • the terminals 7 and 8 receive only the position information packet transmitted from the position information distribution apparatus 1, and the terminal 9 receives only the position information packet transmitted from the position information distribution apparatus 2.
  • the IP address of each terminal can be determined by the same IP address determination procedure as in the first embodiment. That is, a specific physical port of the switch device blocks the location information packet according to the number and location of the location information distribution devices, and only one location information distribution device for each terminal receiving the IP address distribution.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address distribution system according to the third embodiment.
  • the IP address distribution system according to the present embodiment has the same configuration as the IP address distribution system described in the first embodiment.
  • each physical port of the switch devices 5 and 6 has an identification number (P1, P2,...), And setting of passage and blocking of the location information packet is performed for each physical port. make it possible.
  • the position information distribution device performs setting of passage and blocking of the position information packet of the switch device. That is, the location information distribution device 1 sets the distribution and blocking of the location information packet of each physical port of the switch device 5, and the location information distribution device 2 sets the distribution and blocking of the location information packet of each physical port of the switch device 6. Set up. As in the first and second embodiments, a specific physical port of a switch device (other switch devices are connected so that location information packets are not distributed from two location information distribution devices to one terminal. Block the location information packet.
  • the location information distribution apparatuses 1 and 2 transmit the location information packet having the configuration shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a location information packet distributed by the location information distribution apparatus according to the third embodiment. That is, the location information distribution apparatuses 1 and 2 set the location information value and the physical port number in the location information packet.
  • the location information distribution devices 1 and 2 control the physical port of the switch device before sending the location information packet, and the location information packet is transmitted only from the physical port corresponding to the physical port number set in the location information packet. Set to be.
  • the location information distribution apparatuses 1 and 2 periodically transmit location information packets in the same manner as in the first embodiment, but change the physical port number in the location information packet every time transmission is performed. As a result, the physical port number in the position information packet changes periodically.
  • Each terminal can recognize the physical port number of the connected switch device.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of an IP address request signal transmitted by the terminal according to the third embodiment.
  • the IP address request signal transmitted by the terminal according to the present embodiment has the same configuration as the IP address request signal described in the first embodiment.
  • the information set in the device specific information is different. That is, the terminal according to the present embodiment sets the physical port number set in the position information packet received from the position information distribution device as the device specific information.
  • Information similar to that in the first embodiment is set in the transmission destination address, transmission source address, and position information value.
  • the IP address distribution devices 3 and 4 hold an IP address distribution table corresponding to the combination of the position information value and the physical port number.
  • the IP address request signal When receiving the IP address request signal from the terminal, the IP address request signal The IP address is determined using the location information and physical port number set in the IP address and the held IP address distribution table, and the IP address is distributed to the terminal.
  • the new terminal can be assigned the same IP address as the old terminal.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the IP address distribution system according to the fourth embodiment.
  • an IP address distribution system built in a train will be described.
  • the IP address distribution system includes switch devices 30 to 33, an IP address distribution device 34, and position information distribution devices 35 and 36. Each of these devices is mounted on a train, and switch devices 30 and 31, an IP address distribution device 34, and a location information distribution device 35 are installed in the first car. Switch devices 32 and 33 and a position information distribution device 36 are installed in the second car. A switch device 31 and an IP address distribution device 34 are connected to the switch device 30. A position information distribution device 35 is connected to the switch device 31. Further, the physical port 41 of the switch device 31 and the physical port 42 of the switch device 32 are connected. A switch device 33 is connected to the switch device 32, and a position information distribution device 36 is connected to the switch device 33.
  • an air conditioner (AC) 37 is connected to the switch device 30 as a terminal
  • a brake device (BR) 38 is connected to the switch device 31 as a terminal
  • an air conditioner 39 and a brake device 40 are connected to the switch device 32 as terminals. Is connected.
  • Each device (switch device, IP address distribution device, location information distribution device) constituting the IP address distribution system has the same function as each device described in the first embodiment.
  • the position information packet is blocked at a physical port connecting switch devices installed in different vehicles. Specifically, the physical port 41 of the switch device 31 blocks the location information packet transmitted from the location information distribution device 35, and the physical port 42 of the switch device 32 receives the location information packet transmitted from the location information distribution device 36. Cut off.
  • an IP address can be fixedly assigned to each vehicle and each device type.
  • the same IP address as that assigned to the device before replacement can be assigned to the device after replacement.
  • each device described in the third embodiment can be applied as each device constituting the IP address distribution system shown in FIG.
  • one position information distribution device is provided for each of a plurality of vehicles. 10 other than the configuration shown in FIG. 10, such as a configuration that distributes the same location information packet across multiple vehicles, a configuration that includes multiple location information distribution devices in the same vehicle, and distributes multiple types of location information packets in the same vehicle It does not matter.
  • IP address distribution system As described in each embodiment, according to the IP address distribution system according to the present invention, a fixed IP address can be assigned to each terminal. It is not necessary to set.
  • the IP address distribution system according to the present invention is useful when it is necessary to manage and assign IP addresses in consideration of the physical configuration of the network.

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Abstract

　本発明にかかるＩＰアドレス配布システムは、複数のスイッチ装置（５，６）により形成されたネットワークと、スイッチ装置に接続された端末（７～１０）からの要求に応じてＩＰアドレスを割り当てるＩＰアドレス配布装置（３，４）と、位置情報を含んだ位置情報パケットをネットワーク内にブロードキャストする複数の位置情報配布装置（１，２）と、を備え、スイッチ装置のうち、１台以上のスイッチ装置の特定の物理ポートにおいて位置情報パケットを遮断することにより、機器の各々に対して単一の位置情報パケットのみを配信し、機器は、ＩＰアドレスの割り当てを要求する場合、位置情報および機器固有情報を含んだＩＰアドレス要求信号を送信し、ＩＰアドレス配布装置は、ＩＰアドレス要求信号を受信した場合、位置情報および機器固有情報に応じた範囲からＩＰアドレスを選択して要求元の機器に配布する。

Description

ＩＰアドレス配布システムおよびＩＰアドレス配布方法
　本発明は、ＩＰアドレス配布システムおよびＩＰアドレス配布方法に関するものである。
　装置間の通信プロトコルとして使用されることの多いＴＣＰ／ＩＰでは、装置を識別する情報としてＩＰアドレスを使用する。ＴＣＰ／ＩＰを使用する場合、ネットワーク上の各装置には一意に定まったＩＰアドレスを割り振る必要がある。
　ネットワーク上の各装置のＩＰアドレスを決定する方法としては、各装置に重複がないようにＩＰアドレスを付与し、装置内の記録装置にＩＰアドレスを記録しておき、装置は起動時に記録されたＩＰアドレスを使用するという方法がある。
　また、ネットワーク上の各装置のＩＰアドレスを決定する方法として、逆アドレス解決プロトコル（ＲＡＲＰ：Reverse　Address　Resolution　Protocol）がある。このＲＡＲＰを適用した場合、各装置は起動時に、ＲＡＲＰメッセージをネットワークにブロードキャスト送信する。ネットワーク上にあるＲＡＲＰサーバは、ＲＡＲＰメッセージに対応して、ネットワーク経由で送信元装置にＩＰアドレスを配布する。
　また、ＲＡＲＰに代わるＩＰアドレス配布方法として、ＢＯＯＴＰ（Bootstrap　Protocol）やＤＨＣＰ（Dynamic　Host　Configuration　Protocol）がある。いずれの仕組みも、ＩＰアドレスを管理しているサーバが、装置からの要求に応じてＩＰアドレスを配布することで、ＩＰアドレスを決定している（例えば、非特許文献１参照）。
ＴＣＰ／ＩＰによるネットワーク構築　Ｖｏｌ．１　第４版　Ｄｏｕｇｌａｓ　Ｅ．Ｃｏｍｅｒ編（共立出版）
　上述したような各種ＩＰアドレス配布方法において、ＩＰアドレスの配布要求を受けたサーバは、要求元の機器に対してＩＰアドレスを割り当てる。しかしながら、ネットワークの物理的な構成を考慮してＩＰアドレスを割り当てることはしないので、以下に示すような課題が存在する。
　例えば、機器構成が予め設計されたネットワークでＴＣＰ／ＩＰを使用する場合を考える。このネットワークにおいては、各ネットワーク機器の配置は決まっているので、ネットワーク運用上、装置の故障により装置交換が必要となった場合、交換後の該当装置のＩＰアドレスは、機器の配置に応じて、故障した装置に付与されていたものと同じ（または関連する）ＩＰアドレスを付与することが望ましい。機器の配置に応じてＩＰアドレスが付与されている場合、通信異常が発生した場合に該当機器の特定が容易になるなど、機器を管理する上での利便性が高まる。交換後の装置に対して交換前の装置に付与されていたものと同じまたは関連するＩＰアドレスを付与するには、装置設置時に所望のＩＰアドレスを作業者が書き込むことにより対応できるが、装置交換後に設置位置に応じたＩＰアドレスが自動的に付与されると、運用上の簡便性が向上する。また、人による手作業で設定を行う場合、作業ミスが発生するおそれがあるが、自動化することにより作業ミスも防止できる。従って、装置が設置された場合に、機器の配置に対応したＩＰアドレスが自動で配布されることが望ましい。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置交換などによりＩＰアドレスが付与されていない装置が新たに設置された場合に、新たに設置された装置に対して設置位置に応じたＩＰアドレスを付与することが可能なＩＰアドレス配布システムおよび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、本発明にかかるＩＰアドレス配布システムは、複数のスイッチ装置により形成されたネットワークと、前記スイッチ装置に接続された機器からの要求に応じてＩＰアドレスを割り当てるＩＰアドレス配布装置と、位置情報を含んだ位置情報パケットを前記ネットワーク内にブロードキャストする複数の位置情報配布装置と、を備え、前記スイッチ装置のうち、１台以上のスイッチ装置の特定の物理ポートにおいて前記位置情報パケットを遮断することにより、前記機器の各々に対して単一の位置情報パケットのみを配信し、前記機器は、ＩＰアドレスの割り当てを要求する場合、前記位置情報および機器固有情報を含んだＩＰアドレス要求信号を送信し、前記ＩＰアドレス配布装置は、前記ＩＰアドレス要求信号を受信した場合、当該ＩＰアドレス要求信号に含まれている位置情報および機器固有情報に応じた範囲からＩＰアドレスを選択して要求元の機器に配布する、ことを特徴とする。
　この発明によれば、位置情報配布装置はＩＰアドレスの割り当てを受ける端末に対して位置情報を配信し、端末は、ＩＰアドレスの配布を要求する際、位置情報と自身の装置種別情報を含んだＩＰアドレス要求信号を送信し、ＩＰアドレス配布装置は、要求元の端末の種別と位置情報に応じたＩＰアドレスを割り当てるので、ネットワークの物理配線上における機器の位置に対応させてＩＰアドレスを配布できる、という効果を奏する。
図１は、実施の形態１のＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。 図２は、位置情報パケットの構成例を示す図である。 図３は、ＩＰアドレス要求信号の構成例を示す図である。 図４は、ＩＰアドレス配布表の構成例を示す図である。 図５は、実施の形態１のＩＰアドレス配布システムにおいて端末のＩＰアドレスを決定する手順の一例を示すシーケンス図である。 図６は、実施の形態２のＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。 図７は、実施の形態３のＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。 図８は、実施の形態３の位置情報パケットの構成例を示す図である。 図９は、実施の形態３のＩＰアドレス要求信号の構成例を示す図である。 図１０は、実施の形態４のＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。
　以下に、本発明にかかるＩＰアドレス配布システムおよび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、実施の形態１のＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。本実施の形態のＩＰアドレス配布システムは、位置情報配布装置１および２と、ＩＰアドレス配布装置３および４と、イーサネット（登録商標）スイッチであるスイッチ装置５および６とを含んで構成されている。位置情報配布装置１およびＩＰアドレス配布装置３はスイッチ装置５に接続され、位置情報配布装置２およびＩＰアドレス配布装置４はスイッチ装置６に接続されている。スイッチ装置５とスイッチ装置６は、スイッチ装置５の物理ポート１１とスイッチ装置６の物理ポート１２で接続されている。
　また、端末７および８がスイッチ装置５の物理ポートに接続されており、端末９および１０がスイッチ装置６の物理ポートに接続されている。なお、端末７～１０はＩＰアドレス配布装置３または４に対してＩＰアドレスを割り当てるように要求し、ＩＰアドレスの割り当てを受けるネットワーク機器である。位置情報配布装置１および２は、スイッチ装置５または６に接続されている端末に対して、ネットワーク内のどこに存在しているか（物理的な設置位置）を示す位置情報を配布する。ＩＰアドレス配布装置３および４は、ＩＰアドレス配布表（詳細は後述する）を保持しており、端末からＩＰアドレスの配布要求を受けた場合には、ＩＰアドレス配布表に従ってＩＰアドレスを割り当てる。
　図２は、実施の形態１のＩＰアドレス配布システムにおいて、位置情報配布装置１，２が端末に位置情報を通知する際に送信する位置情報パケットの構成例を示す図である。図示したように、位置情報パケットは、送信先アドレス、送信元アドレスおよび位置情報値をそれぞれ格納するためのエリアを有する。
　位置情報配布装置１および２は、図２に示した位置情報パケットを所定のタイミングで送信する（例えば周期的に送信する）。このとき、位置情報配布装置１および２は、送信先アドレスとして位置情報配布用のマルチキャストアドレスを設定し、送信元アドレスとして自装置のＩＰアドレスを設定し、位置情報値として、位置情報パケットを受信した端末のネットワーク内の位置を示す値を設定する。なお、位置情報配布装置１および２は、他の位置情報配布装置が位置情報パケットに設定する値と重複しないように、各位置情報配布装置に固有の値を位置情報値に設定する。
　スイッチ装置５および６の動作（物理ポートの設定）について説明する。スイッチ装置５の物理ポート１１は、位置情報配布用のマルチキャストアドレスが送信先アドレスに設定されているパケットを遮断する。その他の物理ポートでは、送信先アドレスが位置情報配布用のマルチキャストアドレスのパケットを遮断しない。また、スイッチ装置６の物理ポート１２は、位置情報配布用のマルチキャストアドレスが送信先アドレスに設定されているパケットを遮断する。その他の物理ポートでは、送信先アドレスが位置情報配布用のマルチキャストアドレスのパケットを遮断しない。すなわち、スイッチ装置５および６では、他のスイッチ装置と接続されている物理ポートにおいて位置情報配布用のマルチキャストアドレスが送信先アドレスに設定されているパケットを遮断する。
　これにより、位置情報配布装置１から送信された位置情報パケットは端末７および８にのみ到達し、位置情報配布装置２から送信された位置情報パケットは端末９および１０にのみ到達する。
　図３は、実施の形態１のＩＰアドレス配布システムにおいて、端末７～１０がＩＰアドレスの配布を要求する際にＩＰアドレス配布装置３または４へ送信するＩＰアドレス要求信号の構成例を示す図である。図示したように、ＩＰアドレス要求信号は、送信先アドレス、送信元アドレス、位置情報値および機器固有情報をそれぞれ格納するためのエリアを有する。送信先アドレスおよび送信元アドレスには、ブロードキャストアドレスおよび仮ＩＰアドレスがそれぞれ設定される。位置情報値には、送信元の機器が位置情報配布装置から受信した位置情報パケットに含まれていた位置情報値（図２参照）が設定される。機器固有情報には、送信元の機器の種別を示す情報（機器種別情報）が設定される。例えば、端末７～１０が列車の車両に設置される機器の場合、案内表示器、空調装置、ブレーキ装置などを示す機器種別情報が機器固有情報に設定される。なお、各端末は、機器種別情報を予め保持しているものとする。
　ここで、ＩＰアドレス配布装置が保持しているＩＰアドレス配布表について説明する。ＩＰアドレス配布表は、位置情報値と機器固有情報（本実施の形態では機器種別情報となる）の組み合わせに対して配布するＩＰアドレス、または配布するＩＰアドレスの範囲を示す情報であり、例えば、図４に示したような構成の情報となる。ＩＰアドレス配布装置は、ＩＰアドレス要求信号を受信すると、受信した要求信号に設定されている位置情報値と機器固有情報（機器種別情報）を確認し、これらの情報の組み合わせに対応するＩＰアドレスを、要求元の端末に対して割り当てる。図４に示したＩＰアドレス配布表を保持しているＩＰアドレス配布装置が、例えば、位置情報値に「１」が設定され、かつ機器固有情報に「Ａ装置」が設定されたＩＰアドレス要求信号を受信した場合、ＩＰアドレスとして「１９２．１６８．１．１」を割り当てる。また、位置情報値に「２」が設定され、かつ機器固有情報に「その他」が設定されたＩＰアドレス要求信号を受信した場合には、ＩＰアドレスとして「１９２．１６８．２．３～１９２．１６８．２．２５４」の範囲に含まれるＩＰアドレスのうち、いずれの端末にも割り当てていないものを選択して割り当てる。
　次に、本実施の形態のＩＰアドレス配布システムにおいて端末のＩＰアドレスを決定する手順を図５のシーケンス図を用いて説明する。図示したように、位置情報配布装置１および２は、定期的に、位置情報パケットをマルチキャスト送信する。このとき、位置情報パケットは、スイッチ装置の特定の物理ポート（他のスイッチ装置が接続されている物理ポート）で遮断されるので、端末７～１０は、複数の位置情報配布装置から位置情報パケットを受信することはない。端末７～１０は位置情報パケットを受信すると、位置情報パケットから位置情報値を取り出す。そして、端末７～１０は、ＩＰアドレスの割り当てを要求する場合（ＩＰアドレスの割り当てを受けていない場合）、位置情報配布装置１または２から取得した位置情報値と予め保持している機器種別情報とをＩＰアドレス要求信号に設定して送信する。ＩＰアドレス配布装置３および４は、ＩＰアドレス要求信号を受信すると、保持しているＩＰアドレス配布表（図４参照）を使用して要求元の端末に割り当てるＩＰアドレスを決定し、決定したＩＰアドレスの情報を含んだＩＰアドレス配布信号を要求元端末宛に送信する。
　なお、ＩＰアドレス配布装置３および４は、同じＩＰアドレス配布表を保持しており、ＩＰアドレス要求信号を受信した場合、同じ手順でＩＰアドレスを割り当てる。すなわち、ＩＰアドレス配布装置３および４は、位置情報値および機器種別情報が同じＩＰアドレス要求信号を受信した場合、同じＩＰアドレスを割り当てる。端末７～１０は、異なるＩＰアドレス配布装置から同じ内容のＩＰアドレス配布信号が複数回にわたって受信することになるので、先に到達した信号を正常に受信できた場合には、後から到達したものを無視するようにしてもよい。また、複数回受信したＩＰアドレス配布信号が同じＩＰアドレスの情報を含んでいる場合に正しくＩＰアドレス割り当てが行われたと判断し、割り当てられたＩＰアドレスの使用を開始するようにしてもよい。
　なお、本実施の形態のＩＰアドレス配布システムにおけるＩＰアドレス配布装置と端末との間のＩＰアドレス配布の仕組みとして、ＩＰアドレス配布装置はＤＨＣＰサーバの動作、端末はＤＨＣＰクライアントの動作とすることも可能である。
　このように、本実施の形態のＩＰアドレス配布システムは、位置情報配布装置、ＩＰアドレス配布装置およびスイッチ装置を含んで構成され、位置情報配布装置はＩＰアドレスの割り当てを受ける端末に対して物理的な設置位置を示す位置情報を配信し、端末は、ＩＰアドレスの配布を要求する際、位置情報配布装置から取得した位置情報と自身の装置種別情報を含んだＩＰアドレス要求信号を送信し、ＩＰアドレス配布装置は、要求元の端末の種別と設置位置に応じたＩＰアドレスを割り当てることとした。これにより、ネットワークの物理配線上における機器の位置（設置位置）に対応させてＩＰアドレスを配布することが可能となる。例えば、ＩＰアドレスの配布を受ける機器を故障等により交換した場合でも、故障した機器に付与されていたＩＰアドレスを交換時または交換前に解放しておけば、交換後の機器に交換前の機器と同一のＩＰアドレスを付与することができる。また、故障した機器に付与されていたＩＰアドレスが解放されていない場合であっても、交換後の機器に対して、交換前の機器に付与されていたものに近い値のＩＰアドレスを付与することができる。
　なお、故障した機器に付与されているＩＰアドレスを解放する処理として、例えば、ＩＰアドレス付与済みの各機器に対してＩＰアドレス配布装置が所定周期で信号を送信して問い合わせを行い、応答が無い場合には該当機器に付与していたＩＰアドレスを解放するなどしてもよい。
　また、ＩＰアドレス配布装置は、ＩＰアドレス要求信号を受信した場合、付加されている配置情報に応じた範囲のうち、配布済みのＩＰアドレスそれぞれを宛先とする信号を送信して機器（ＩＰアドレスを付与済みの機器）の存在を問い合わせ、応答の無い機器があれば、この機器に付与していたＩＰアドレスをＩＰアドレス要求信号の送信元の機器に対して再配布するようにしてもよい。この場合、機器を交換した場合に、交換前の機器に付与していたＩＰアドレスを交換後の機器に確実に付与することができる。
　また、スイッチ装置は、各端末に対して１台の位置情報配布装置から送信された位置情報パケットのみが到達するよう、所定の物理ポートで位置情報パケットを遮断するので、端末の実際の設置位置に対応するＩＰアドレスを確実に割り当てることができる。
　なお、本実施の形態では、ＩＰアドレス配布装置を２台備えた構成のＩＰアドレス配布システムについて説明したが、ＩＰアドレス配布装置はシステム内に１台あればよい。
　また、位置情報配信装置とＩＰアドレス配布装置は別々の装置として説明したが、位置情報配信機能とＩＰアドレス配布機能を同じ装置に組み込んで実施してもよい。
実施の形態２．
　図６は、実施の形態２のＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。本実施の形態のＩＰアドレス配布システムは、位置情報配布装置１および２と、ＩＰアドレス配布装置３および４と、イーサネット（登録商標）スイッチであるスイッチ装置２０～２２とを含んで構成されている。位置情報配布装置１およびＩＰアドレス配布装置３はスイッチ装置２０に接続され、位置情報配布装置２およびＩＰアドレス配布装置４はスイッチ装置２２に接続されている。スイッチ装置２０とスイッチ装置２１は、スイッチ装置２０の物理ポート２３とスイッチ装置２１の物理ポート２４で接続されている。スイッチ装置２１とスイッチ装置２２は、スイッチ装置２１の物理ポート２５とスイッチ装置２２の物理ポート２６で接続されている。
　また、端末７がスイッチ装置２０の物理ポートに接続されており、端末８がスイッチ装置２１の物理ポートに接続されており、端末９がスイッチ装置２２の物理ポートに接続されている。
　本実施の形態のＩＰアドレス配布システムと実施の形態１のＩＰアドレス配布システムの違いは、スイッチ装置におけるポート設定にある。位置情報配布装置、ＩＰアドレス配布装置および端末は実施の形態１と同様の動作を行うため、動作説明は省略する。
　スイッチ装置２０～２２の動作（物理ポートの設定）について説明する。スイッチ装置２０の物理ポート２３及びスイッチ装置２１の物理ポート２４は、位置情報配布用のマルチキャストアドレスを通過させる。一方、スイッチ装置２１の物理ポート２５及びスイッチ装置２２の物理ポート２６は、位置情報配布用のマルチキャストアドレスを遮断する。
　これにより、端末７および８は、位置情報配布装置１から送信された位置情報パケットのみを受信し、端末９は、位置情報配布装置２から送信された位置情報パケットのみを受信する。
　上記のような条件のもとで、実施の形態２においても、実施の形態１と同様のＩＰアドレス決定手順により、各端末のＩＰアドレスを決定することができる。すなわち、位置情報配布装置の台数および設置位置に応じて、スイッチ装置の特定の物理ポートが位置情報パケットを遮断し、ＩＰアドレスの配布を受ける各端末に対して１台の位置情報配布装置のみから位置情報パケットが配信される構成とすることによって、実施の形態１と同様の効果が得られるＩＰアドレス配布システムを実現できる。
実施の形態３．
　図７は、実施の形態３のＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。本実施の形態のＩＰアドレス配布システムは、実施の形態１で説明したＩＰアドレス配布システムと同様の構成である。
　本実施の形態のＩＰアドレス配布システムでは、スイッチ装置５および６の各物理ポートが識別番号（Ｐ１，Ｐ２，・・・）を有し、物理ポート毎に位置情報パケットの通過および遮断の設定を可能とする。スイッチ装置の位置情報パケットの通過及び遮断の設定は、位置情報配布装置が行う。すなわち、位置情報配布装置１がスイッチ装置５の各物理ポートの位置情報パケットの配信および遮断の設定を行い、位置情報配布装置２がスイッチ装置６の各物理ポートの位置情報パケットの配信および遮断の設定を行う。なお、実施の形態１，２と同様に、１台の端末に対して２台の位置情報配布装置から位置情報パケットが配信されないように、スイッチ装置の特定の物理ポート（他のスイッチ装置が接続されている物理ポート）で位置情報パケットを遮断する。
　本実施の形態の位置情報配布装置１，２は、図８に示した構成の位置情報パケットを送信する。図８は、実施の形態３の位置情報配布装置が配信する位置情報パケットの構成例を示す図である。すなわち、位置情報配布装置１，２は、位置情報パケットに位置情報値と物理ポート番号を設定する。位置情報配布装置１，２は、位置情報パケットの送信前に、スイッチ装置の物理ポートを制御して、位置情報パケット内に設定した物理ポート番号に対応する物理ポートのみから、位置情報パケットが送信されるように設定する。そして、位置情報配布装置１，２は、実施の形態１と同様に定期的に位置情報パケットを送信するが、送信毎に位置情報パケット内の物理ポート番号を変更して送信する。この結果、位置情報パケット内の物理ポート番号は周期的に変化する。また、各端末は、接続しているスイッチ装置の物理ポート番号を認識できる。
　図９は、実施の形態３の端末が送信するＩＰアドレス要求信号の構成例を示す図である。本実施の形態の端末が送信するＩＰアドレス要求信号は、実施の形態１で説明したＩＰアドレス要求信号と同様の構成である。ただし、機器固有情報に設定する情報が異なる。すなわち、本実施の形態の端末は、機器固有情報として、位置情報配布装置から受信した位置情報パケットに設定されていた物理ポート番号を設定する。送信先アドレス、送信元アドレスおよび位置情報値には、実施の形態１と同様の情報を設定する。
　本実施の形態のＩＰアドレス配布装置３，４は、位置情報値と物理ポート番号の組み合わせに対応したＩＰアドレス配布表を保持しており、端末からＩＰアドレス要求信号を受信すると、ＩＰアドレス要求信号に設定されている位置情報および物理ポート番号と保持しているＩＰアドレス配布表とを使用してＩＰアドレスを決定し、端末にＩＰアドレスを配布する。
　このように、本実施の形態によれば、端末が接続しているスイッチ装置の物理ポートに応じてＩＰアドレスを配布するので、端末が故障するなどして新しい端末と交換した場合に、新しい端末に対して古い端末と同じＩＰアドレスを割り当てることができる。
実施の形態４．
　図１０は、実施の形態４のＩＰアドレス配布システムの構成例を示す図である。本実施の形態では、列車内に構築されたＩＰアドレス配布システムについて説明する。
　本実施の形態のＩＰアドレス配布システムは、スイッチ装置３０～３３と、ＩＰアドレス配布装置３４と、位置情報配布装置３５および３６と、を備えて構成されている。これらの各装置は列車に搭載されており、スイッチ装置３０および３１と、ＩＰアドレス配布装置３４と、位置情報配布装置３５とが１号車に設置されている。スイッチ装置３２および３３と、位置情報配布装置３６とが２号車に設置されている。スイッチ装置３０にはスイッチ装置３１が接続されるとともにＩＰアドレス配布装置３４が接続されている。スイッチ装置３１には位置情報配布装置３５が接続されている。また、スイッチ装置３１の物理ポート４１とスイッチ装置３２の物理ポート４２が接続されている。スイッチ装置３２にはスイッチ装置３３が接続され、スイッチ装置３３には位置情報配布装置３６が接続されている。また、スイッチ装置３０には端末として空調装置（ＡＣ）３７が接続され、スイッチ装置３１には端末としてブレーキ装置（ＢＲ）３８が接続され、スイッチ装置３２には端末として空調装置３９およびブレーキ装置４０が接続されている。
　ＩＰアドレス配布システムを構成している各装置（スイッチ装置、ＩＰアドレス配布装置、位置情報配布装置）は、実施の形態１で説明した各装置と同様の機能を有する。
　上記構成のＩＰアドレス配布システムにおいて、互いに異なる車両に設置されているスイッチ装置同士を接続している物理ポートにおいて位置情報パケットを遮断する。具体的には、スイッチ装置３１の物理ポート４１が位置情報配布装置３５から送信された位置情報パケットを遮断し、スイッチ装置３２の物理ポート４２が位置情報配布装置３６から送信された位置情報パケットを遮断する。
　これにより、車両ごとかつ装置種別ごとに固定的にＩＰアドレスを付与することができる。この結果、空調装置やブレーキ装置を交換した場合に、交換後の機器に対して交換前の機器に付与されていたものと同様のＩＰアドレスを割り当てることができる。
　なお、図１０に示したＩＰアドレス配布システムを構成している各装置として、実施の形態３で説明した各装置を適用することも可能である。
　また、各車両に位置情報配布装置を設置し、各位置情報配布装置からの位置情報パケットを同一車両内に配信する場合の例について示したが、複数車両ごとに１台の位置情報配布装置を備え、複数車両にわたって同じ位置情報パケットを配信する構成、同一車両内に複数の位置情報配布装置を備え、同一車両内に複数種類の位置情報パケットを配信する構成など、図１０に示した構成以外としても構わない。
　各実施の形態で説明したように、本発明にかかるＩＰアドレス配布システムによれば、各端末に固定的なＩＰアドレスを付与することができるので、端末交換時に、手作業により個別にＩＰアドレスを設定することが不要となる。
　以上のように、本発明にかかるＩＰアドレス配信システムは、ネットワークの物理的な構成を考慮してＩＰアドレスの管理と割り当てを行う必要がある場合に有用である。
　１，２，３５，３６　位置情報配布装置
　３，４，３４　ＩＰアドレス配布装置
　５，６，２０～２２，３０～３３　スイッチ装置
　７～１０　端末
　３７，３９　空調装置（ＡＣ）
　３８，４０　ブレーキ装置（ＢＲ）

Claims (8)

  1. 　複数のスイッチ装置により形成されたネットワークと、
    　前記スイッチ装置に接続された機器からの要求に応じてＩＰアドレスを割り当てるＩＰアドレス配布装置と、
    　位置情報を含んだ位置情報パケットを前記ネットワーク内にブロードキャストする複数の位置情報配布装置と、
    　を備え、
    　前記スイッチ装置のうち、１台以上のスイッチ装置の特定の物理ポートにおいて前記位置情報パケットを遮断することにより、前記機器の各々に対して単一の位置情報パケットのみを配信し、
    　前記機器は、ＩＰアドレスの割り当てを要求する場合、前記位置情報および機器固有情報を含んだＩＰアドレス要求信号を送信し、
    　前記ＩＰアドレス配布装置は、前記ＩＰアドレス要求信号を受信した場合、当該ＩＰアドレス要求信号に含まれている位置情報および機器固有情報に応じた範囲からＩＰアドレスを選択して要求元の機器に配布する、
    　ことを特徴とするＩＰアドレス配布システム。
  2. 　前記機器は、前記機器固有情報として、自身の機器種別を示す情報をＩＰアドレス要求信号に含ま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。
  3. 　前記位置情報配布装置は、前記スイッチ装置の物理ポートのうち、位置情報パケットの配布対象機器を接続する物理ポートが位置情報パケットを通過させるか否かを個別に設定した上で物理ポート番号の情報を含んだ位置情報パケットをブロードキャストすることにより、位置情報パケットの配信先の機器に当該機器が接続している物理ポートの識別番号を通知し、
    　前記機器は、前記機器固有情報として、自身が接続している物理ポートの識別番号をＩＰアドレス要求信号に含ま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。
  4. 　前記ネットワークを列車内に構築されたネットワークとす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。
  5. 　前記位置情報配布装置が各車両に設置されており、
    　前記スイッチ装置のうち、他の車両に設置されているスイッチ装置と接続されているスイッチ装置は、他の車両に設置されているスイッチ装置が接続されている物理ポートにおいて位置情報パケットを遮断す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。
  6. 　複数のスイッチ装置により形成されたネットワークと、前記スイッチ装置に接続された機器からの要求に応じてＩＰアドレスを割り当てるＩＰアドレス配布装置と、位置情報を含んだ位置情報パケットを前記ネットワーク内にブロードキャストする複数の位置情報配布装置と、を備えたシステムにおけるＩＰアドレス配信方法であって、
    　前記スイッチ装置のうち、１台以上のスイッチ装置の特定の物理ポートにおいて前記位置情報パケットを遮断することにより、前記機器の各々に対して単一の位置情報パケットのみを配信する位置情報配信ステップと、
    　前記機器が、前記位置情報および機器固有情報を含んだＩＰアドレス要求信号を送信するＩＰアドレス要求ステップと、
    　前記ＩＰアドレス配布装置が、前記ＩＰアドレス要求信号を受信した場合に、当該ＩＰアドレス要求信号に含まれている位置情報および機器固有情報に応じた範囲からＩＰアドレスを選択して要求元の機器に配布するＩＰアドレス配布ステップと、
    　を含むことを特徴とするＩＰアドレス配布方法。
  7. 　前記機器は、前記機器固有情報として、自身の機器種別を示す情報をＩＰアドレス要求信号に含ませることを特徴とする請求項６に記載のＩＰアドレス配布方法。
  8. 　前記位置情報配布装置が、前記スイッチ装置の物理ポートのうち、位置情報パケットの配布対象機器を接続する物理ポートが位置情報パケットを通過させるか否かを個別に設定した上で物理ポート番号の情報を含んだ位置情報パケットをブロードキャストすることにより、位置情報パケットの配信先の機器に当該機器が接続している物理ポートの識別番号を通知する物理ポート情報通知ステップ、
    　をさらに含み、
    　前記機器は、前記機器固有情報として、自身が接続している物理ポートの識別番号をＩＰアドレス要求信号に含ませることを特徴とする請求項６に記載のＩＰアドレス配布方法。
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