JP2006014124A - 情報転送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体通信ネットワークと外部ネットワークの間の通信を容易に行うことが可能な情報転送装置を得ること。
【解決手段】ＩＰパケットの送受信を行う無線端末と接続する移動体通信ネットワークと、ＭＡＣフレームの送受信を行う外部ネットワークとを接続する情報転送装置３０Ａであって、情報変換部３８は、パケット転送用トンネルと無線端末のＩＰアドレスとの対応付けに関する第１の対応情報、無線端末のＩＰアドレスと無線端末のＭＡＣアドレスとの対応付けに関する第２の対応情報、外部ネットワーク内の通信機器のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスに基づいて無線端末からのＩＰパケットをＭＡＣフレームに変換して外部ネットワークに転送するとともに、第１の対応情報および第２の対応情報に基づいて外部ネットワーク内からのＭＡＣフレームをＩＰパケットに変換して移動体通信ネットワークに転送する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、移動体通信ネットワークと外部ネットワークの間で情報を転送する情報転送装置に関するものである。

近年、移動体通信ネットワーク内で情報の送受信を行う移動可能な無線端末の普及が進んでいる。無線端末のユーザは、広範囲な情報のやり取りを実現するため、移動体通信ネットワークとは異なるネットワーク上の通信機器とも情報の送受信を行うことを望む。

例えば、移動体通信ネットワークと外部ネットワークをパケットノード（情報転送装置）であるルータによって接続し、外部ネットワークに接続された通信機器と無線端末の間で情報の送受信をするシステムがある。このシステムにおいて、無線端末は、移動体通信ネットワークで無線網を制御する装置であるＲＮＣ（Radio Network Controller）を介して外部ネットワークと接続される。無線端末とＲＮＣは無線チャネルによって接続され、ＲＮＣとパケットノードは、無線チャネルと１対１に対応したパケットデータ用のトンネルによって接続されている。

無線端末から外部ネットワークへ情報を送信する場合、まず無線端末から送信されるＩＰ（Internet Protocol）パケットが、無線チャネルによりＲＮＣに転送される。ＲＮＣでは、無線チャネルと1対１に対応したパケットデータ用のトンネルによってＩＰパケットをパケットノードに転送する。パケットノードは、ＲＮＣからのＩＰパケットをパケット転送用トンネルを介して受信すると、受信したＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスによって外部ネットワーク内での転送先を決定する。

一方、パケットノードが、外部ネットワークからＩＰパケットを受信すると、ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する無線端末へのパケットデータ用トンネルを選択する。そして、パケットノードは選択したパケット転送用トンネルにＩＰパケットを転送することによって、ＲＮＣ経由で無線端末へＩＰパケットを転送する。

このように、従来移動体通信ネットワークと外部ネットワークの間で情報を転送する場合、ルータを介して情報を転送することによって複数のネットワーク同士を１つのネットワークにすることなく、ネットワークとしては独立させたうえで情報の転送処理を行なっていた。

また、移動可能なノードに対する通信プロトコルの代行処理を行なうシステムがある。特許文献１に記載の通信プロトコル代行処理方法は、移動するサブネットワーク外の広域通信網側に代行処理サーバを配置し、サブネットワーク側の代行処理ノードと上記代行処理サーバとの間で通信を行うことによってサブネットワークの移動支援を行い、パケットの受信に代表される通信プロトコル処理の代行サービスを提供するようにしている。

特開２０００−３４１３３０号公報

しかしながら、移動体通信ネットワークと外部ネットワークをルータによって接続し、外部ネットワークに接続された機器と無線端末の間で情報の送受信をする場合、パケットノードはルータとして動作するため移動体通信ネットワークと外部ネットワークではサブネットワークが異なることになる。このため、異なるサブネットワーク間における情報の転送が困難になるといった問題があった。

また、特許文献１に記載の通信プロトコル代行処理方法では、広域通信網から受信したパケットのＭＡＣ（Media Access Control）アドレスから無線端末を特定することや、移動体通信ネットワークで用いるトンネルを特定することができず、移動体通信ネットワークへのパケットの転送を行なう際にはＩＰパケットのアドレスを認識する必要があるといった問題があった。このように、外部ネットワークが広域ＬＡＮ（Local Area Network）である場合、ＭＡＣアドレス解決ができずネットワーク間の通信ができなくなるといった問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体通信ネットワークと広域ＬＡＮ等の外部ネットワークの間の通信を容易に行うことが可能な情報転送装置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、本発明は、ＩＰパケットの送受信を行う無線端末と接続する移動体通信ネットワークと、前記移動体通信ネットワークの他の通信ネットワークでＭＡＣフレームの送受信を行う外部ネットワークとを接続し、前記移動体通信ネットワークからのＩＰパケットをＭＡＣフレームに変換して前記外部ネットワークに転送するとともに、前記外部ネットワークからのＭＡＣフレームをＩＰパケットに変換して前記移動体通信ネットワークに転送する情報転送装置であって、前記移動体通信ネットワークと通信を行う移動通信インタフェース部と、前記外部ネットワークと通信を行う外部通信インタフェース部と、前記無線端末との接続に関する設定を行なう接続設定部と、前記移動体通信ネットワーク内においてパケットの転送を行なうパケット転送用トンネルと前記無線端末のＩＰアドレスとの対応付けに関する情報を第１の対応情報として作成するとともに、前記無線端末のＩＰアドレスと前記無線端末のＭＡＣアドレスとの対応付けに関する情報を第２の対応情報として作成する対応情報作成部と、前記対応情報作成部で作成された第１の対応情報および第２の対応情報を記憶する記憶部と、前記外部ネットワーク内の通信機器のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを通信機器ＭＡＣアドレスとして前記通信機器から取得するとともに、前記無線端末のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを無線端末ＭＡＣアドレスとして前記通信機器に提供する代理アドレス解決部と、前記第１の対応情報、前記第２の対応情報および前記通信機器ＭＡＣアドレスに基づいて前記無線端末からのＩＰパケットをＭＡＣフレームに変換するとともに、前記第１の対応情報および前記第２の対応情報に基づいて前記外部ネットワーク内の通信機器からのＭＡＣフレームをＩＰパケットに変換する情報変換部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、無線端末からのＩＰパケットをＭＡＣフレームに変換しているので、無線端末からのＩＰパケットをＭＡＣフレームとして外部ネットワークに送信可能となる。また、外部ネットワークからのＭＡＣフレームをＩＰパケットに変換しているので、外部ネットワークからのＭＡＣフレームをＩＰパケットとして無線端末に送信可能となる。

この発明によれば、移動体通信ネットワーク内のＩＰパケットと外部ネットワーク内のＭＡＣフレームを対応付けているので、無線端末からのＩＰパケットをＭＡＣフレームとして外部ネットワークに送信できるとともに、外部ネットワークからのＭＡＣフレームをＩＰパケットして無線端末に送信可能となる。したがって、ＭＡＣフレームで情報の転送を行なう外部ネットワークとＩＰパケットで情報の転送を行なう移動体通信ネットワークの間で情報の送受信を行うことが可能になるという効果を奏する。

以下に、本発明に係るパケットノード（情報転送装置）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、本発明の実施の形態１に係る情報通信システムの構成を示す図である。情報通信システムは、移動体通信ネットワーク（移動体アクセスネットワーク）１０、外部ネットワーク２０、パケットノード３０Ａからなる。

移動体通信ネットワーク１０は、ＩＰパケットの転送を行なうネットワークである。移動体通信ネットワーク１０は、無線チャネル１２、ＲＮＣ（Radio Network Controller）１３、パケット転送用トンネル１４Ａを備えている。

無線チャネル１２は、移動体通信ネットワーク１０に接続される無線端末１１ＡとＲＮＣ１３の間の無線チャネルである。無線チャネル１２は無線端末１１Ａから送信されるＩＰパケット１５をＲＮＣ１３に送信する。

ＲＮＣ１３は、移動体通信ネットワーク１０で無線網を制御する。ＲＮＣ１３は、無線チャネル１２の終端に位置する。パケット転送用トンネル１４Ａは、ＲＮＣ１３とパケットノード３０Ａの間で無線チャネル１２と１対１で設定されるパケットを転送するためのトンネルである。

外部ネットワーク２０は、パケットノード３０Ａを介して移動体通信ネットワーク１０と接続される広域イーサネット（登録商標）等の広域ＬＡＮ（Local Area Network）である。外部ネットワーク２０には複数の通信機器（図示せず）が接続され、この通信機器と無線端末１１Ａの間で情報の送受信が行われる。外部ネットワーク２０では、ＭＡＣ（Media Access Control）フレーム２１によって情報の送受信が行われる。

パケットノード３０Ａは、移動体通信ネットワーク１０と外部ネットワーク２０を接続する。パケットノード３０Ａは、例えばブリッジ（Ｌ２スイッチ）からなる。すなわち、パケットノード３０Ａは移動体通信ネットワーク１０と外部ネットワーク２０を１つのネットワークとして扱う。

パケットノード３０Ａは、無線端末１１ＡのＩＰアドレスとパケット転送用トンネル１４Ａを対応付ける対応表（第１の対応情報）（以下、ＩＰアドレスとトンネルの対応表という）４１Ａ、無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスと無線端末１１ＡのＩＰアドレスを対応付ける対応表（第２の対応情報）（以下、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表という）４２Ａを有している。また、パケットノード３０Ａは、外部ネットワーク２０に対するアドレス解決の要求や外部ネットワーク２０からのアドレス解決の要求に対する応答を無線端末１１Ａに代わって行なうアドレス解決の代理機能（後述する代理アドレス解決部３４）を有している。

図２は、実施の形態１に係るパケットノードの構成を示すブロック図である。パケットノード３０Ａは、移動体通信ＩＦ部（移動体通信インタフェース部）３１、記憶部３２、外部通信ＩＦ部（外部通信インタフェース部）３３、代理アドレス解決部３４、対応設定部（接続設定部および対応情報作成部）３５Ａ、情報変換部３８、制御部３９からなる。

移動体通信ＩＦ部３１は、移動体通信ネットワーク１０と情報の送受信を行う通信インタフェースである。外部通信ＩＦ部３３は、外部ネットワーク２０と情報の送受信を行う通信インタフェースである。

対応設定部３５Ａは、ＩＰアドレスとトンネルの対応表４１Ａ、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表４２Ａを作成する。対応設定部３５Ａは、無線端末１１Ａに対する無線チャネル１２の設定時に、無線端末１１Ａとパケットノード３０Ａの間でＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの割り当て交渉（割り当て処理）を行ない、ＩＰアドレスとトンネルの対応表４１Ａ、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表４２Ａを作成する。記憶部３２は、対応設定部３５Ａで作成されたＩＰアドレスとトンネルの対応表４１Ａ、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表４２Ａを記憶する。

代理アドレス解決部３４は、外部ネットワーク２０に対し無線端末１１Ａの代わりにアドレス解決の要求パケットを送信することによって、ＭＡＣアドレスの送信先となる外部ネットワーク２０内の機器の宛先ＭＡＣアドレスを決定する。アドレス解決の要求は例えばＡＲＰ（Address Resolution Protocol）等のアドレス解決プロトコルによって行なう。また、代理アドレス解決部３４は、外部ネットワーク２０からのアドレス解決の要求パケットに対し無線端末１１Ａの代わりに応答処理を行なう。

情報変換部３８は、無線端末から送信されたＩＰパケットにＭＡＣヘッダを付加してＭＡＣフレームに変換する。また、情報変換部３８は、外部ネットワーク２０から送信されたＭＡＣフレームからＭＡＣヘッダを取り外し、ＩＰパケットに変換する。

制御部３９は、移動体通信ＩＦ部３１、記憶部３２、外部通信ＩＦ部３３、代理アドレス解決部３４、対応設定部３５Ａ、情報変換部３８を制御する。制御部３９は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んで構成されている。ＣＰＵが、ＲＯＭに格納される各種制御プログラムやアプリケーションプログラムなどを読み出してＲＡＭ内のプログラム格納領域に展開して各種処理を実行する。

つぎに、本発明の実施の形態１に係る情報配信システムの動作手順について説明する。図３は、実施の形態１に係る情報通信システムの動作手順を示すフローチャートである。無線端末１１Ａは、パケットノード３０Ａとの接続を行なうため、例えばパケットノード３０Ａに対し無線チャネル１２、パケット転送用トンネル１４Ａの設定要求を行なう（設定要求の指示情報を送信する）。パケットノード３０Ａの制御部３９は、移動体通信ＩＦ部３１を介してＲＮＣ１３に無線チャネル１２を設定するための情報、パケット転送用トンネル１４Ａを設定するための情報を送信する。ＲＮＣ１３はパケットノード３０Ａから受信した情報に基づいて無線チャネル１２、パケット転送用トンネル１４Ａの設定を行うことによって、無線端末１１Ａとパケットノード３０Ａの接続設定を行なう。

対応設定部３５Ａは、無線チャネル１２、パケット転送用トンネル１４Ａの設定時に、無線端末１１ＡのＩＰアドレスとパケット転送用トンネル１４Ａの対応付けを行い、ＩＰアドレスとトンネルの対応表４１Ａを作成する（ステップＳ１００）。

また、対応設定部３５Ａは、無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応付けを行い、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表４２Ａを作成する（ステップＳ１１０）。ここでの対応設定部３５Ａは、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応付けを任意に設定する。対応設定部３５Ａで作成された、ＩＰアドレスとトンネルの対応表４１Ａ、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表４２Ａは記憶部３２によって記憶される。

無線端末１１Ａとパケットノード３０Ａの接続設定が行なわれると、無線端末１１ＡはＩＰパケット１５を送信する。無線端末１１Ａから送信されたＩＰパケット１５は無線チャネル１２を介してＲＮＣ１３に転送される。

ＲＮＣ１３は、ＲＮＣ１３に接続された複数のパケット転送用トンネル１４Ａの中から無線チャネル１２に対応したパケット転送用トンネル１４Ａを抽出（選択）し、この抽出したパケット転送用トンネル１４Ａを介してＩＰパケット１５をパケットノード３０Ａに転送する（ステップＳ１２０）。

移動体通信ネットワーク１０と外部ネットワーク２０の境界に位置するパケットノード３０Ａは、外部ネットワーク２０に対しては無線端末１１Ａの代理端末として機能する。このため、無線端末１１Ａの代わりに代理アドレス解決部３４が外部通信ＩＦ部３３を介してアドレス解決の要求パケットを外部ネットワーク２０に送信することによって宛先ＭＡＣアドレスを決定する。

具体的には、代理アドレス解決部３４が外部ネットワーク２０における宛先のＭＡＣアドレスを得るためのアドレス解決の要求パケットを作成する。このアドレス解決の要求パケット中には、ＩＰパケットの送信先となるＩＰアドレス（宛先ＩＰアドレス）、送信元（パケットノード３０Ａ）のＩＰアドレスと送信元のＭＡＣアドレスに関する情報が含まれている。

代理アドレス解決部３４は、外部通信ＩＦ部３３を介してアドレス解決の要求パケットを外部ネットワーク２０にブロードキャストで送信する。ブロードキャストを受信した外部ネットワーク２０内の各ノード（通信機器）では、自ノードのＩＰアドレスがこのアドレス解決の要求パケット中の宛先ＩＰアドレスと一致するか否かを調べる。各ノードにおいて自ノードのＩＰアドレスがアドレス解決の要求パケット中の宛先ＩＰアドレスと一致すると判断すると、アドレス解決の要求パケットに対する応答パケットに自ノードのＭＡＣアドレス情報を付加してパケットノード３０Ａに送信する。

パケットノード３０Ａは、外部通信ＩＦ部３３を介して各ノードからの応答パケットを受信し、無線端末１１ＡからのＩＰパケットの宛先となるノードのＭＡＣアドレスを取得（決定）する（ステップＳ１３０）。

また、代理アドレス解決部３４は、ＩＰアドレスとトンネルの対応表４１Ａ、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表４２Ａに基づいて送信元（無線端末１１Ａ）のＭＡＣアドレスを抽出する。具体的には、代理アドレス解決部３４は無線端末１１ＡからのＩＰパケットを受信した際のパケット転送用トンネル１４Ａと、ＩＰアドレスとトンネルの対応表４１Ａに基づいて、無線端末１１ＡのＩＰアドレスを抽出する。そして、抽出した無線端末１１ＡのＩＰアドレスと、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表４２Ａに基づいて無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスを抽出する。

情報変換部３８は、抽出した送信元のＭＡＣアドレスに対応するＭＡＣヘッダを無線端末１１ＡからのＩＰパケットに付加（付与）し、このＩＰパケットをＭＡＣフレームとして外部ネットワーク２０の宛先ノードに送信（転送）する（ステップＳ１４０）。

また、外部ネットワーク２０のノードから移動体通信ネットワーク内の無線端末１１Ａにパケットを送信する場合、まず外部ネットワーク２０のノードからパケットノード３０Ａにアドレス解決の要求パケットが送信（ブロードキャスト）される。

代理アドレス解決部３４は、外部通信ＩＦ部３３を介してアドレス解決の要求パケットを受信すると、記憶部３２に記憶しているＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとの対応表４２Ａに基づいて、アドレス解決の要求パケットに対する応答を無線端末１１Ａに代理して行なう（ステップＳ１５０）。

すなわち、ブロードキャストを受信したパケットノード３０Ａの代理アドレス解決部３４では、無線端末１１ＡのＩＰアドレスがこのアドレス解決の要求パケット中の宛先ＩＰアドレスと一致するか否かを調べる。代理アドレス解決部３４が、無線端末１１ＡのＩＰアドレスがアドレス解決の要求パケット中の宛先ＩＰアドレスと一致すると判断すると、アドレス解決の要求パケットに対する応答パケットに無線端末１１ＡのＭＡＣアドレス情報を付加して外部ネットワーク２０の宛先ノードに送信する。外部ネットワーク２０の宛先ノードは、この応答パケットを受信し、無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスを取得する。

また、外部ネットワーク２０のノードからＭＡＣフレーム２１が送信されると、パケットノード３０Ａの外部通信ＩＦ部３３が、ＭＡＣフレーム２１を受信する。代理アドレス解決部３４は、ＭＡＣフレーム２１の宛先ＭＡＣアドレスをキーとし、記憶部３２に記憶しているＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表４２Ａ、ＩＰアドレスとパケット転送用トンネルとの対応表４１Ａに基づいて、無線端末１１Ａに転送する際のパケット転送用トンネル１４Ａを選択する。

情報変換部３８は、外部ネットワーク２０からのＭＡＣフレーム２１のＭＡＣヘッダを取り外してＩＰパケットとし、このＩＰパケットを移動体通信ＩＦ部３１から選択したパケット転送用トンネル１４Ａ、ＲＮＣ１３を経由して無線端末１１Ａに転送する（ステップＳ１６０）。

このように、パケットノード３０Ａが対応設定部３５Ａを備えているので、ＩＰアドレスとトンネルの対応表４１Ａ、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応表４２Ａを作成することが可能となる。また、パケットノード３０Ａが代理アドレス解決部３４を備えているので、外部ネットワーク２０に対するアドレス解決の要求や外部ネットワーク２０からのアドレス解決の要求に対する応答を無線端末１１Ａに代わって行なうことが可能となる。また、パケットノード３０Ａが情報変換部３８を備えているので、ＩＰパケットをＭＡＣフレームに変換することやＭＡＣフレームをＩＰパケットに変換することが可能となる。

このように、実施の形態１によれば、無線端末１１ＡからのＩＰパケットをＭＡＣフレームとして外部ネットワーク２０に送信可能となる。また、外部ネットワーク２０からのＭＡＣフレームをＩＰパケットして無線端末１１Ａに送信可能となる。したがって、移動体通信ネットワーク１０内での転送がＩＰパケットベースである場合であっても、移動体通信ネットワーク１０と外部ネットワーク２０を同一のサブネットワークとして扱うことが可能となり、ＭＡＣフレームベースでの転送を行う広域ＬＡＮと移動体通信ネットワークでの情報の転送が可能となる。すなわち、移動体通信ネットワーク１０とＭＡＣフレームベースでの転送を行う外部ネットワーク２０の親和性を確保することが可能となる。

実施の形態２．
図４〜図６に従って実施の形態２に係るパケットノードを説明する。実施の形態２においては、外部ネットワーク２０内のルータから送信される利用可能なサブネットに関する情報をスヌープすることによって、無線端末１１ＡのＩＰアドレスを生成する。

図４は実施の形態２に係る情報通信システムの構成を示す図であり、図５は実施の形態２に係るパケットノードの構成を示すブロック図である。図４および図５の各構成要素のうち図１および図２に示す実施の形態１の情報通信システムやパケットノード３０Ａと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。

実施の形態２においては、移動体通信ネットワーク１０の外部にある外部ネットワーク２０等のルータが自分（ルータ）の存在を通知するために、移動体通信ネットワーク１０にルータ広告２２を送信する。パケットノード３０Ａは、スヌープ機能（後述するスヌープ処理部３６）を備えている。スヌープ機能は、パケットノード３０Ａを通過するルータ広告２２からネットワークプレフィックス（サブネット情報（アドレスのネットワーク部））を盗み見る。

図５に示すように、パケットノード３０Ａは、移動体通信ＩＦ部３１、記憶部３２、外部通信ＩＦ部３３、代理アドレス解決部３４、対応設定部３５Ａ、情報変換部３８、制御部３９に加えてスヌープ処理部３６を備えている。

スヌープ処理部３６は、外部ネットワーク２０から移動体通信ネットワーク１０へ送信されてパケットノード３０Ａを通過するルータ広告２２よりネットワークプレフィックスを盗み見る。すなわち、パケットノード３０Ａにおいては、外部ネットワーク２０内から送信されたルータ広告２２を外部通信ＩＦ部３３で受信すると、スヌープ処理部３６はこのルータ広告２２からネットワークプレフィックスをコピーして抽出する。外部ネットワーク２０内から送信されたルータ広告２２は移動体通信ＩＦ部３１から移動体通信ネットワーク１０に送信される。

つぎに、実施の形態２に係る情報配信システムの動作手順について説明する。図６は、実施の形態２に係る情報通信システムの動作手順を示すフローチャートである。外部ネットワーク２０内のルータは、自らの存在を他のノードに広告するため、周期的にルータ広告２２を移動体通信ネットワーク１０等のリンクに送信（広告）する。また、外部ネットワーク２０内のルータは、移動体通信ネットワーク１０等のリンク内のノードから送信されたルータ解決パケット（ルータ広告２２を要求するためのパケット）を受信すると、このルータ解決パケットに対する応答パケットとして、ルータ広告２２を移動体通信ネットワーク１０等のリンクに送信する。外部ネットワーク２０からのルータ広告２２は、パケットノード３０Ａを介して移動体通信ネットワーク１０に転送される（ステップＳ２００）。

このルータ広告２２には、そのリンクで利用可能なネットワークプレフィックスに関する情報が含まれている。パケットノード３０Ａにおいては、このルータ広告２２をスヌープ処理部３６によって盗み見る（ステップＳ２１０）。これにより、スヌープ処理部３６は無線端末１１Ａが属しているネットワークプレフィックス（位置）を認識する。

無線端末１１Ａからの無線チャネル１２の設定時に、対応設定部３５Ａが無線端末１１Ａとパケットノード３０Ａの間でＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスの割り当て交渉を実行する際、上記スヌープ処理部３６によって取得したネットワークプレフィックスに基づいて無線端末１１ＡのＩＰアドレスを自動生成する（ステップＳ２２０）。すなわち、無線端末１１ＡのＩＰアドレスは端末を識別するための情報（アドレス）とネットワークプレフィックスによって生成される。

パケットノード３０Ａは、生成されたＩＰアドレス等に基づいて移動体通信ネットワーク１０と外部ネットワーク２０の間の情報転送処理を行なう。以下、実施の形態１と同様の処理によって、パケットノード３０Ａによる情報の転送処理が行われるため（図３のステップＳ１００〜Ｓ１６０）、ここではその説明を省略する。

このように、実施の形態２によれば、パケットノード３０Ａが、ルータ広告２２を盗み見るためのスヌープ処理部３６を備えるので、無線端末１１Ａが属するネットワークプレフィックスを取得することが可能となり、無線端末１１ＡのＩＰアドレスを適切な値で自動生成可能となる。

実施の形態３．
図７〜図９−２に従って実施の形態３に係るパケットノードを説明する。実施の形態３においては、外部ネットワーク２０のＬ２ＳＷ（レイヤ２スイッチ）５０において、ハンドオーバした無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスのキャッシュエントリを追加または削除する。

図７は実施の形態３に係る情報通信システムの構成を示す図であり、図８は実施の形態３に係るパケットノードの構成を示すブロック図である。図７および図８の各構成要素のうち図１および図２に示す実施の形態１の情報通信システムやパケットノード３０Ａと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。

図７に示すように、情報通信システムの外部ネットワーク２０のＬ２ＳＷ５０は、通信可能な無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスを記憶するキャッシュ（ＭＡＣアドレス記憶部）２３を有している。Ｌ２ＳＷ５０は、キャッシュ２３で記憶する無線端末１１ＡのＭＡＣアドレス等に基づいて、無線端末１１Ａとの通信における出力先ＩＦの指定、ポートの指定等の通信経路制御を行なう。

また、パケットノード３０Ａは、外部ネットワーク２０内のＬ２ＳＷ５０のキャッシュ２３を制御するキャッシュ制御部（記憶制御部）３７を有している。キャッシュ制御部３７は、キャッシュ２３にキャッシュにおけるＭＡＣアドレスの更新を指示するキャッシュ更新メッセージ２４ＸやＭＡＣアドレスの削除を指示するキャッシュ削除メッセージ２４Ｙを送信する。キャッシュ更新メッセージ２４Ｘ、キャッシュ削除メッセージ２４Ｙが特許請求の範囲に記載のＭＡＣアドレス変更情報に対応する。

図８に示すように、パケットノード３０Ａは、移動体通信ＩＦ部３１、記憶部３２、外部通信ＩＦ部３３、代理アドレス解決部３４、対応設定部３５Ａ、情報変換部３８、制御部３９に加えてキャッシュ制御部３７を備えている。

例えば、無線端末１１Ａのハンドオーバによって、無線端末１１Ａが他のパケットノード配下からパケットノード３０Ａの配下に移動してきた場合、パケットノード３０Ａのキャッシュ制御部３７は、外部ネットワーク２０のキャッシュ２３に無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスを追加するよう外部通信ＩＦ部３３を介して指示情報（キャッシュ更新メッセージ２４Ｘ）を送信する。これにより、Ｌ２ＳＷのキャッシュ２３に無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスが追加される。

また、無線端末１１Ａのハンドオーバによって、無線端末１１Ａがパケットノード３０Ａの配下から他のパケットノード配下に移動した場合、パケットノード３０Ａのキャッシュ制御部３７は、外部ネットワーク２０のキャッシュ２３に無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスを削除するよう外部通信ＩＦ部３３を介して指示情報（キャッシュ削除メッセージ２４Ｙ）を送信する。これにより、外部ネットワーク２０のキャッシュ２３から無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスが削除される。

つぎに、実施の形態３に係る情報配信システムの動作手順について説明する。図９−１は、無線端末がパケットノードに移動してきた場合のキャッシュ制御の動作手順を示すフローチャートである。

ハンドオーバ等により他のパケットノードの配下から、パケットノード３０Ａの配下に無線端末１１Ａが移動してくると、新たにパケットノード３０Ａの配下に移動してきた無線端末１１Ａは、パケットノード３０Ａへの接続要求とともに自らのＭＡＣアドレスをパケットノード３０Ａに送信する。パケットノード３０Ａは、対応設定部３５Ａが無線端末１１ＡからのＭＡＣアドレス等を受信することによって無線端末１１Ａのハンドオーバを検出する（ステップＳ３００）。

対応設定部３５Ａは、このＭＡＣアドレスに基づいて、無線端末１１ＡのＩＰアドレスとパケット転送用トンネル１４Ａの対応付けを行い、ＩＰアドレスとトンネルの対応表４１Ａを作成（更新）する。このとき、対応設定部３５Ａはキャッシュ制御部３７に新たな無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスを送信する。キャッシュ制御部３７は、Ｌ２ＳＷ５０におけるキャッシュのエントリを追加するために、キャッシュ更新メッセージ２４ＸをＬ２ＳＷ５０に送信する（ステップＳ３１０）。Ｌ２ＳＷ５０は、キャッシュ制御部３７からのキャッシュ更新メッセージ２４Ｘに基づいて、キャッシュ２３に無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスの追加（エントリの更新）を行なう（ステップＳ３２０）。

図９−２は、無線端末がパケットノードから移動していった場合のキャッシュ制御の動作手順を示すフローチャートである。ハンドオーバ等によりパケットノード３０Ａの配下から他のパケットノードの配下に無線端末１１Ａが移動すると、パケットノード３０Ａはハンドオーバ先のノードやＲＮＣ１３からの通知によって無線端末１１Ａのハンドオーバを検出する（ステップＳ４００）。

対応設定部３５Ａは、ＩＰアドレスとトンネルの対応表４１Ａを更新する。このとき、対応設定部３５Ａはキャッシュ制御部３７にハンドオーバした無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスを送信する。パケットノード３０Ａのキャッシュ制御部３７は、Ｌ２ＳＷ５０のキャッシュ２３における無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスのエントリを削除するために、キャッシュ削除メッセージ２４ＹをＬ２ＳＷ５０に送信する（ステップＳ４１０）。Ｌ２ＳＷ５０は、キャッシュ制御部３７からのキャッシュ削除メッセージ２４Ｙに基づいて、キャッシュ２３のエントリから無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスを削除する（ステップＳ４２０）。

このように、実施の形態３によれば、Ｌ２ＳＷ５０のキャッシュ更新（ＭＡＣアドレスの追加や削除）をパケットノード３０Ａからのキャッシュ更新メッセージ２４Ｘやキャッシュ削除メッセージ２４Ｙによって行なうため、Ｌ２ＳＷ５０においてハンドオーバ時等の無線端末１１Ａの移動に伴う無線端末１１Ａとの接続の切替を迅速に行なうことが可能となる。

なお、キャッシュ２３において無線端末１１ＡのＭＡＣアドレスを追加する処理は、無線端末１１Ａのハンドオーバの場合に限られず、無線端末１１Ａとパケットノード３０Ａの間におけるＭＡＣアドレスが設定変更された場合に、キャッシュエントリの更新を行なうようにしてもよい。これにより、無線端末１１Ａとパケットノード３０Ａの間におけるＭＡＣアドレスが設定変更される場合であっても、Ｌ２ＳＷ５０において無線端末１１Ａの無線アドレスに伴う無線端末１１Ａとの接続の切替を迅速に行なうことが可能となる。

例えば、無線端末１１Ａへの不正アクセスを防止するため、無線端末１１Ａとパケットノード３０Ａの間におけるＭＡＣアドレスを定期的に設定変更する場合であっても、無線端末１１Ａとの接続の切替を迅速に行なうことが可能となる。

実施の形態４．
図１０〜１２に従って実施の形態４に係るパケットノードを説明する。実施の形態４においては、パケットノード３０Ｂが無線端末１１Ｂから送信されるＭＡＣフレーム１６を外部ネットワーク２０に転送する。

図１０は実施の形態４に係る情報通信システムの構成を示す図であり、図１１は実施の形態４に係るパケットノードの構成を示すブロック図である。図１０および図１１の各構成要素のうち図１および図２に示す実施の形態１の情報通信システムやパケットノード３０Ａと同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。

図１０に示すように、情報通信システムは、移動体通信ネットワーク１０、外部ネットワーク２０、パケットノード３０Ｂからなる。パケットノード３０Ｂは、例えばブリッジ（Ｌ２スイッチ）からなる。すなわち、パケットノード３０Ｂは移動体通信ネットワーク１０と外部ネットワーク２０を１つのネットワークとして扱う。

ここでは移動体通信ネットワーク１０の無線チャネル１２が、無線端末１１Ｂから送信されるＭＡＣフレーム１６をＲＮＣ１３に送信する。移動体通信ネットワーク１０は、ＭＡＣフレーム転送用トンネル１４Ｂを備えている。

ＭＡＣフレーム転送用トンネル１４Ｂは、ＲＮＣ１３とパケットノード３０Ｂの間で無線チャネル１２と１対１で設定されるＭＡＣフレームを転送するためのトンネルである。外部ネットワーク２０は、パケットノード３０Ｂを介して移動体通信ネットワーク１０と接続される広域ＬＡＮ等である。外部ネットワーク２０では、ＭＡＣフレーム２１によって情報の送受信が行われる。

パケットノード３０Ｂは、無線端末１１ＢのＭＡＣアドレスとＭＡＣフレーム転送用トンネル１４Ｂを対応付ける対応表（以下、ＭＡＣアドレスとトンネルの対応表という）４３Ｂを有している。パケットノード３０Ｂは、移動体通信ＩＦ部３１、記憶部３２、外部通信ＩＦ部３３、対応設定部３５Ｂ（接続設定部および対応情報作成部）、制御部３９からなる。

対応設定部３５Ｂは、無線端末１１ＢからのＭＡＣフレームを外部ネットワーク２０に転送する際に、ＭＡＣアドレスとトンネルの対応表４３Ｂを作成する。記憶部３２は、ＭＡＣアドレスとトンネルの対応表４３Ｂを記憶する。制御部３９は、移動体通信ＩＦ部３１、記憶部３２、外部通信ＩＦ部３３、対応設定部３５Ｂを制御する。

つぎに、本発明の実施の形態４に係る情報配信システムの動作手順について説明する。図１２は、実施の形態４に係る情報通信システムの動作手順を示すフローチャートである。無線端末１１Ｂから送信されるＭＡＣフレーム１６は無線チャネル１２を介してＲＮＣ１３に転送される。

ＲＮＣ１３は、無線チャネル１２に対応したＭＡＣフレーム転送用トンネル１４Ｂを抽出し、このＭＡＣフレーム転送用トンネル１４Ｂを介してＭＡＣフレーム１６をパケットノード３０Ｂに転送する（ステップＳ５００）。

パケットノード３０Ｂはブリッジとして機能する。したがって、パケットノード３０Ｂは、ＲＮＣ１３からＭＡＣフレーム転送用トンネル１４Ｂを介して受信したＭＡＣフレーム１６に対し、ＭＡＣフレーム１６の宛先ＭＡＣアドレスに基づいて外部ネットワーク２０内の転送先を決定する。

外部通信ＩＦ部３３からＭＡＣフレーム１６が外部ネットワーク２０内に転送される（ステップＳ５１０）。対応設定部３５Ｂは、ＭＡＣフレーム１６を外部ネットワーク２０に転送する際、ＭＡＣフレーム１６に基づいて、ＭＡＣアドレスとトンネルの対応表４３Ｂを作成する（ステップＳ５２０）。対応設定部３５Ｂで作成された、ＭＡＣアドレスとトンネルの対応表４３Ｂは記憶部３２によって記憶される。

また、外部ネットワーク２０のノードから移動体通信ネットワーク内の無線端末１１Ｂにパケットを送信する場合、まず外部ネットワーク２０のノードからパケットノード３０ＢにＭＡＣフレーム２１が送信される（ステップＳ５３０）。外部ネットワーク２０のノードからＭＡＣフレーム２１が送信されると、パケットノード３０Ｂの外部通信ＩＦ部３３が、ＭＡＣフレーム２１を受信する。

パケットノード３０Ｂは、ＭＡＣフレーム２１の宛先ＭＡＣアドレスをキーとし、記憶部３２に記憶しているＭＡＣアドレスとトンネルの対応表４３Ｂに基づいて、無線端末１１Ｂに転送する際のＭＡＣフレーム転送用トンネル１４Ｂを選択する（ステップＳ５４０）。

外部ネットワーク２０からのＭＡＣフレーム２１は、選択されたＭＡＣフレーム転送用トンネル１４Ｂを介してＲＮＣ１３に転送され、無線端末１１Ｂに送信される（ステップＳ５５０）。

このように、実施の形態４によれば、パケットノード３０Ｂが対応設定部３５Ｂを備えているので、ＭＡＣアドレスとトンネルの対応表４３Ｂを作成することが可能となる。したがって、移動体通信ネットワーク１０内での転送がＭＡＣフレームベースである場合、移動体通信ネットワーク１０と外部ネットワーク２０を同一のサブネットワークとして扱うことが可能となり、ＭＡＣフレームベースでの転送を行う広域ＬＡＮと移動体通信ネットワークでの情報の転送が可能となる。すなわち、移動体通信ネットワーク１０とＭＡＣフレームベースでの転送を行う外部ネットワーク２０の親和性を確保することが可能となる。

以上のように、本発明にかかる情報転送装置は、複数のネットワーク間における情報の転送に適している。

実施の形態１に係る情報通信システムの構成を示す図である。 実施の形態１に係るパケットノードの構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る情報通信システムの動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係る情報通信システムの構成を示す図である。 実施の形態２に係るパケットノードの構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る情報通信システムの動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る情報通信システムの構成を示す図である。 実施の形態３に係るパケットノードの構成を示すブロック図である。 無線端末がパケットノードに移動してきた場合のキャッシュ制御の動作手順を示すフローチャートである。 無線端末がパケットノードから移動していった場合のキャッシュ制御の動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態４に係る情報通信システムの構成を示す図である。 実施の形態４に係るパケットノードの構成を示すブロック図である。 実施の形態４に係る情報通信システムの動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 移動体通信ネットワーク
１１Ａ 無線端末
１１Ｂ 無線端末
１２ 無線チャネル
１４Ａ パケット転送用トンネル
１４Ｂ フレーム転送用トンネル
１５ ＩＰパケット
１６，２１ ＭＡＣフレーム
２０ 外部ネットワーク
２２ ルータ広告
２３ キャッシュ
２４Ｘ キャッシュ更新メッセージ
２４Ｙ キャッシュ削除メッセージ
３０Ａ，３０Ｂ パケットノード
３１ 移動体通信ＩＦ部
３２ 記憶部
３３ 外部通信ＩＦ部
３４ 代理アドレス解決部
３５Ａ，３５Ｂ 対応設定部
３６ スヌープ処理部
３７ キャッシュ制御部
３８ 情報変換部
３９ 制御部
４１Ａ，４２Ａ，４３Ｂ 対応表

Claims (10)

1. ＩＰパケットの送受信を行う無線端末と接続する移動体通信ネットワークと、前記移動体通信ネットワークの他の通信ネットワークでＭＡＣフレームの送受信を行う外部ネットワークとを接続し、前記移動体通信ネットワークからのＩＰパケットをＭＡＣフレームに変換して前記外部ネットワークに転送するとともに、前記外部ネットワークからのＭＡＣフレームをＩＰパケットに変換して前記移動体通信ネットワークに転送する情報転送装置であって、
   前記移動体通信ネットワークと通信を行う移動通信インタフェース部と、
   前記外部ネットワークと通信を行う外部通信インタフェース部と、
   前記無線端末との接続に関する設定を行なう接続設定部と、
   前記移動体通信ネットワーク内においてパケットの転送を行なうパケット転送用トンネルと前記無線端末のＩＰアドレスとの対応付けに関する情報を第１の対応情報として作成するとともに、前記無線端末のＩＰアドレスと前記無線端末のＭＡＣアドレスとの対応付けに関する情報を第２の対応情報として作成する対応情報作成部と、
   前記対応情報作成部で作成された第１の対応情報および第２の対応情報を記憶する記憶部と、
   前記外部ネットワーク内の通信機器のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを通信機器ＭＡＣアドレスとして前記通信機器から取得するとともに、前記無線端末のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを無線端末ＭＡＣアドレスとして前記通信機器に提供する代理アドレス解決部と、
   前記第１の対応情報、前記第２の対応情報および前記通信機器ＭＡＣアドレスに基づいて前記無線端末からのＩＰパケットをＭＡＣフレームに変換するとともに、前記第１の対応情報および前記第２の対応情報に基づいて前記外部ネットワーク内の通信機器からのＭＡＣフレームをＩＰパケットに変換する情報変換部と、
   を備えることを特徴とする情報転送装置。
2. 前記代理アドレス解決部は、アドレス解決プロトコルに基づいて、前記外部ネットワーク内の通信機器から前記通信機器ＭＡＣアドレスを取得することを特徴とする請求項１に記載の情報転送装置。
3. 前記代理アドレス解決部は、アドレス解決プロトコルに基づいて、前記外部ネットワーク内の通信機器に前記無線端末ＭＡＣアドレスを提供することを特徴とする請求項１または２に記載の情報転送装置。
4. 前記外部ネットワーク内の通信機器から前記無線端末に送信される前記無線端末の位置に関する情報をスヌープするスヌープ処理部をさらに備え、
   前記接続設定部は、前記スヌープ処理部によってスヌープされた前記無線端末の位置に関する情報に基づいて、前記無線端末との接続に関する設定を行なうことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の情報転送装置。
5. 前記接続設定部が行なう前記無線端末との接続に関する設定は、前記無線端末のＩＰアドレスの設定であることを特徴とする請求項４に記載の情報転送装置。
6. 前記外部ネットワーク内の通信機器は、該通信機器と通信可能な無線端末のＭＡＣアドレスを記憶するＭＡＣアドレス記憶部を備え、
   前記移動体通信インタフェースを介して通信できる無線端末が変更になると、前記変更になった無線端末のＭＡＣアドレスに関する情報をＭＡＣアドレス変更情報として前記ＭＡＣアドレス記憶部に送信する記憶制御部をさらに備え、
   前記ＭＡＣアドレス記憶部は、前記記憶制御部からの前記変更された無線端末のＭＡＣアドレスに関する情報に基づいて、記憶する無線端末のＭＡＣアドレスを更新することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の情報転送装置。
7. 前記記憶制御部は、前記無線端末がハンドオーバした際に、前記ＭＡＣアドレス変更情報を前記ＭＡＣアドレス記憶部に送信することを特徴とする請求項６に記載の情報転送装置。
8. 前記記憶制御部は、前記無線端末のＭＡＣアドレスが変更された場合に、前記ＭＡＣアドレス変更情報を前記ＭＡＣアドレス記憶部に送信することを特徴とする請求項６または７に記載の情報転送装置。
9. 前記対応情報作成部は、前記ＭＡＣアドレス記憶部でＭＡＣアドレスが記憶されている無線端末の前記移動体通信インタフェースを介して通信できる状態が変更になると、前記第２の対応情報を更新することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の情報転送装置。
10. ＭＡＣフレームの送受信を行う無線端末と接続する移動体通信ネットワークと、前記移動体通信ネットワークの他の通信ネットワークでＭＡＣフレームの送受信を行う外部ネットワークとを接続してネットワーク間での前記ＭＡＣフレームの転送を行なう情報転送装置において、
    前記移動体通信ネットワークと通信を行う移動通信インタフェース部と、
    前記外部ネットワークと通信を行う外部通信インタフェース部と、
    前記移動体通信ネットワーク内においてパケットの転送を行なうＭＡＣフレーム転送用トンネルと前記無線端末のＭＡＣフレームとの対応付けに関する情報を対応情報として作成する対応情報作成部と、
    前記対応情報作成部で作成され対応情報を記憶する記憶部と、
    を備え、
    前記外部ネットワーク内の通信機器からのＭＡＣフレームに含まれるＭＡＣアドレスおよび前記対応情報に基づいて前記通信機器からのＭＡＣフレームを前記無線端末に送信することを特徴とする情報転送装置。
    
    

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