JP2007124348A - アクセスポイント装置及び通信システム - Google Patents

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Abstract

【課題】無線端末のハンドオーバー直後に、交換装置の無線端末の接続情報を更新させるようにする。
【解決手段】本発明のアクセスポイント装置は、当該装置も含め各アクセスポイント装置を収容する1又は複数の交換装置と有線通信する有線通信手段と、他のアクセスポイント装置から当該アクセスポイント装置に無線端末がハンドオーバーしたとき、無線端末と無線通信する無線通信手段と、無線端末のハンドオーバー時に、無線端末のネットワークアドレス情報を送信元として、各交換装置を介してハンドオーバー元のアクセスポイント装置に、無線端末の物理的アドレス情報を要求するアドレス情報要求手段と、ハンドオーバー元から返信された無線端末の物理的アドレス情報に基づいて、ネットワークアドレス情報と物理的アドレス情報とを対応付けた端末接続情報を保持する端末接続情報保持手段とを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、アクセスポイント装置及び通信システムに関し、例えば、アクセスポイント装置でのハンドオーバー処理におけるスイッチ接続情報の更新方法に適用し得るものである。
無線LAN上で、無線VoIP端末がハンドオーバーする従来の方法として、図2のブロック図を用いて説明する。
図2において、複数のアクセスポイント装置103(103−1、103−2)は、ネットワークスイッチのいずれかのポート(図示のものはポートP3及びP4)に収容されており、ネットワークスイッチ102の他のポート(図示のものはポートP6)は、ルータ101を介して外部ネットワークNETに接続されている。なお、外部ネットワークNETには、外部端末100が接続されている。各アクセスポイント装置103はそれぞれ、有線LANインタフェース部(イーサネット(登録商標)インタフェース部)104、制御部105、無線部106を有している。無線LAN端末110は、いずれかのアクセスポイント装置103に収容されて通信を行う。
アクセスポイント装置103−1に接続されていた無線LAN端末110が通信中に移動し、アクセスポイント装置103−2の管轄エリアに入るようになると、アクセスポイント装置103−1からアクセスポイント装置103−2へハンドオーバーし、無線LAN端末110はアクセスポイント装置103−2に再接続される。
このようなアクセスポイント装置間のハンドオーバーについては、例えば、特許文献1に開示される技術がある。
しかし、無線LAN端末110が通信中に移動し、アクセスポイント装置103間のハンドオーバー処理が実行されているときに、外部端末100から無線LAN端末100に対してフレームが送信されてくると、ネットワークスイッチ102が有するMACアドレステーブル(端末MACアドレスとポート番号等とを対応付けたテーブル)が更新されていないために、無線LAN端末110へのフレーム中継が失敗する場合がある。
このような場合の回避する技術として、例えば、無線LAN端末110の移動後に再接続要求を受けたアクセスポイント103−2が、送信先を無線LAN端末110のMACアドレスとしたダミーのデータフレームを送信し、そのダミーのデータフレームを受信したネットワークスイッチ101が、MACアドレステーブルの当該無線LAN端末に関する接続情報を更新する方式が提案されている。
また例えば、従来のいくつかのアクセスポイント装置には、接続する無線LAN端末110への送信を減らし無線LAN端末110の消費電力を減少させるために、自身が中継すべき相手のIPアドレスに対するARPを受信した際に、代理にそのARPに答える機能であるProxy ARP機能を備えたものがある。
特開2004−229225号公報
しかしながら、上述した無線LAN端末110の移動後に接続したアクセスポイント装置103−2がダミーのデータフレームをネットワークスイッチ102に送信する方式の場合、アクセスポイント装置103−2が、本来不必要なデータフレームを送信しなければならないという問題が生じる。
また、上述したアクセスポイント装置が備えるProxy ARP機能を利用する場合、アクセスポイント装置103は、通常、接続している無線LAN端末110からIPパケットを受信してから初めてProxy ARP機能を使用可能となる。
従って、外部端末100から無線LAN端末110へのフレームが送信されてきても、アクセスポイント装置103において、無線LAN端末110からIPパケットを受信し、無線LAN端末110のIPアドレスを認識してからでないと、Proxy ARP機能が行えず、フレーム中継が行われないという問題が生じ得る。
また、ハンドオーバー元のアクセスポイント装置103−1は、すでに自分の配下にない無線LAN端末110のProxy ARP機能を持ち続けるため、arp要求に返答し、arp不整合でネットワーク全体の動作に不具合が発生するおそれもある。
そのため、例えばProxy ARP機能を有効に機能させると共に、ネットワークの不具合を発生させることなく、無線端末のハンドオーバー直後に、ネットワークスイッチ(交換装置)における無線端末の接続情報を更新させることができるアクセスポイント装置及び通信システムが求められている。
かかる課題を解決するために、第1の本発明のアクセスポイント装置は、無線端末を収容可能なアクセスポイント装置において、(1)当該装置も含め複数のアクセスポイント装置のそれぞれを収容する1又は複数の交換装置と直接的又は中継して有線通信する有線通信手段と、(2)他のアクセスポイント装置から当該アクセスポイント装置に無線端末がハンドオーバーしたとき、ハンドオーバー元の他のアクセスポイント装置と通信していた無線端末と無線通信する無線通信手段と、(3)無線端末のハンドオーバー時に、無線端末のアドレス情報を送信元として、各交換装置を介してハンドオーバー元のアクセスポイント装置に、無線端末の物理的アドレス情報を要求するアドレス情報要求手段と、(4)ハンドオーバー元のアクセスポイント装置から返信された上記無線端末の物理的アドレス情報に基づいて、無線端末のネットワークアドレス情報と物理的アドレス情報とを対応付けた端末接続情報を保持する端末接続情報保持手段とを備えることを特徴とする。
第2の本発明のアクセスポイント装置は、無線端末を収容可能なアクセスポイント装置において、(1)当該装置も含め複数のアクセスポイント装置のそれぞれを収容する1又は複数の交換装置と直接的又は中継して有線通信する有線通信手段と、(2)当該アクセスポイント装置から他のアクセスポイント装置に無線端末がハンドオーバーするまで、無線端末と無線通信する無線通信手段と、(3)無線端末のネットワークアドレス情報と物理的アドレス情報とを対応付けた端末接続情報を保持する端末接続情報保持手段と、(4)ハンドオーバー先のアクセスポイント装置から無線端末の物理的アドレス情報が要求されると、端末接続情報保持手段を参照して、無線端末の物理的アドレス情報を返信するアドレス情報応答手段とを備えることを特徴とする。
第3の本発明の通信システムは、無線端末を収容可能な複数のアクセスポイント装置と、1又は複数のアクセスポイント装置を収容する1又は複数の交換装置とを有する通信システムにおいて、少なくとも一部のアクセスポイント装置として、第1又は第2の本発明のアクセスポイント装置を適用したことを特徴とする。
本発明のアクセスポイント装置及び通信システムによれば、ハンドオーバー先のアクセスポイント装置が無線端末のネットワークアドレス情報を送信元とした要求を交換装置に与えることで、無線端末のハンドオーバー直後に、ネットワークスイッチ(交換装置)における無線端末の接続情報を更新させることができる。
(A)第1の実施形態
以下、本発明のアクセスポイント装置及び通信システムの第1実施形態を、図面を参照して説明する。
(A−1)第1の実施形態の構成
図1は、第1の実施形態の通信システムの構成を示すブロック図である。
図1において、第1の実施形態の通信システム20は、ネットワークスイッチ202、複数のアクセスポイント装置203(203−1、203−2、203−3)、無線LAN端末210を構成要素としている。
ネットワークスイッチ202は、MACアドレスに基づいて、無線LANのMACフレームを交換転送するものである。図1の例においては、ネットワークスイッチ202は、物理ポートP1がアクセスポイント装置203−1に接続され、物理ポートP3がアクセスポイント装置203−2に接続され、物理ポートP5がアクセスポイント装置203−3に接続されている。
このように、ネットワークスイッチ202のポートに同等なアクセスポイント装置203−1〜203−3を接続すると、同一のブロードキャストドメインを形成し、ブロードキャストを実現できる。
また、ネットワークスイッチ202は、一般的なスイッチ装置と同様に、自装置202が交換処理している無線LAN端末210等のMACアドレスを、ポート番号やアクセスポイント装置203の装置IDなどと対応付けて管理するMACアドレステーブル202aを有している。このMACアドレステーブル202aの格納内容は、接続状況の変化などに応じて、MACアドレステーブル202aの格納内容を適宜更新する。なお、ネットワークスイッチ202は、既存のものを適用することができ、その内部構成の説明は省略する。
なお、ネットワークスイッチ202は、例えばルータ等を通じて外部ネットワークと接続可能とし、外部ネットワーク上の外部端末と無線LAN上の無線LAN端末210との間のデータを中継するようにしてもよい。
無線LAN端末210は、無線ネットワーク通信が可能な通信端末である。無線LAN端末210は、例えば、無線LAN規格IEEE802.11のインフラストラクチャモードでアクセスポイント装置203と接続する。また、無線LAN端末210は、無線ネットワーク通信の利用態様に応じて種々の端末を適用可能であるが、例えば、無線LAN対応のLANボードを搭載したパーソナルコンピュータや、無線IP電話機(携帯型IP電話機やソフトフォンを含む概念)などを適用できる。なお、無線LAN端末210は、既存のものを適用でき、その内部構成の説明は省略する。
アクセスポイント装置203(203−1〜203−3)は、管轄エリア内に存在する無線LAN端末210と、有線LAN部分とで授受されるMACフレームを中継する装置である。
図1に示すように、各アクセスポイント装置203(203−1〜203−3)は、有線LANインタフェース部204(204−1、204−2)、制御部205(205−1、205−2)、無線LANインタフェース部206(206−1、206−2)、Proxy ARPテーブル207(207−1、207−2)を有している。
有線LANインタフェース部204は、有線LAN側とのインタフェース機能を担っているものである。この第1の実施形態も、LANはイーサネット(登録商標)に従っているものとする。
無線LANインタフェース部206は、無線LAN端末210に対する無線LAN(無線回線)とのインタフェース機能を担っているものである。
制御部205は、アクセスポイント装置103の機能を司っているものであり、Proxy ARP機能を有するものである。
制御部205は、無線LAN端末210のハンドオーバー先のアクセスポイント装置203−2側においては、無線LAN端末210の接続を認識すると、送信元アドレスを無線LAN端末210のMACアドレスとし、送信先アドレスをブロードキャストアドレスとしたデータフレーム(これをProxy arp要求フレームと呼ぶ)を作成し、この作成したデータフレームをブロードキャスト送信させるものである。
ここで、図3は、Proxy arp要求フレームの構成例である。図3のフレーム構成例は、送信元アドレスを無線LAN端末のMACアドレスとし、送信先アドレスをブロードキャストアドレス(FF.FF.FF.FF.FF.FF)とし、データ種類を示すタイプ、アクセスポイント装置203−2のMACアドレス、フレームチェックシーケンス(FCS)からなっている。
また、制御部205は、無線LAN端末210が無線接続していないアクセスポイント装置203側においては、ネットワークスイッチ202を通じてProxy arpフレームを受信し、Proxy arpテーブル207内に、Proxy arpフレームの送信元アドレス(MACアドレス)に対応するデータ(これをProxy arpデータと呼ぶ)があるか否かを判断し、対応するデータがある場合に、そのProxy arpデータを返信させるものである。
さらに、制御部205は、無線LAN端末210のハンドオーバー元のアクセスポイント装置203−1においては、Proxy arpデータの送信後、Proxy ARP機能を利用して、ハンドオーバー先のアクセスポイント装置203−2における無線LAN端末210の接続情報の登録完了を確認し、Proxy arpテーブル207内の当該Proxy arpデータを削除する。
Proxy arpテーブル207は、無線接続している無線LAN端末210のIPパケットの送信元MACアドレスとIPアドレスとを対応付けたProxy arpデータを格納するものである。
(A−2)第1の実施形態の動作
次に、本実施形態の通信システムにおける無線LAN端末210の移動によるハンドオーバー後の動作を、図面を参照しながら説明する。図4は、本実施形態の通信システムにおける処理動作を示すシーケンスである。
アクセスポイント装置203−1に無線接続していた無線LAN端末210は、通信中にアクセスポイント装置203−2の管轄エリアに移動すると、アクセスポイント装置203−2に再接続要求をし、アクセスポイント装置203−2と接続する(S101)。
アクセスポイント装置203−2の制御部205−2は、ハンドオーバーしてきた無線LAN端末210の情報に基づいて、送信元アドレスを無線LAN端末210のMACアドレスとし、送信先アドレスをブロードキャストアドレスとしたProxy arpフレームを作成し、有線LANインタフェース部204−2を介してネットワークスイッチ202に送信する(S102)。
ネットワークスイッチ202は、送信元アドレスが無線LAN端末210のMACアドレスとするProxy arpフレームを物理ポートP3から受信するとことで、無線LAN端末210がアクセスポイント装置203−2に接続していることを認識し、無線LAN端末210の物理ポートを変更するよう、MACアドレステーブル202aを更新する(S103)。
また、ネットワークスイッチ202は、受信したProxy arpフレームを全ポートに送信する(S104)。
Proxy arp要求フレームを受信したアクセスポイント装置203−1、203−3は、受信したProxy arpフレームの送信元アドレスに基づいてProxy arpテーブル207−1、207−3を参照し、無線LAN端末210のMACアドレスに対応するProxy arpデータの存在を確認する。
そして、無線LAN端末210のProxy arpデータがある場合(すなわち、ハンドオーバー元のアクセスポイント装置203−1の場合)、送信先アドレスをアクセスポイント装置203−2として、無線LAN端末210のProxy arpデータを乗せたデータフレームを、有線LANインタフェース部204−1を介してネットワークスイッチ202に送信する(S105)。
なお、無線LAN端末210のProxy arpデータがない場合、アクセスポイント203−3は受信したProxy arp要求フレームは破棄する。
ネットワークスイッチ202は、アクセスポイント装置203−1からProxy arpデータを有するデータフレームを受け取ると、その送信先アドレスに基づいてアクセスポイント装置203−2に送信する(S106)。
アクセスポイント装置203−2の制御部205−2は、アクセスポイント装置203−1からのProxy arpデータを受信すると、そのProxy arpデータをProxy arpテーブル207−2に追加する(S107)。
また、アクセスポイント装置203−1の制御部205−1は、アクセスポイント装置203−2へのProxy arpデータの送信後、Proxy arp機能を利用して、送信したProxy arpデータのIPアドレスに対するMACアドレスを要求するarp requestを、有線LANインタフェース部204−1を介して送信する(S108)。
なお、arp requestの構成は、図5に示す一般的な構成と同様である。本実施形態の場合、送信先MACアドレスをブロードキャストアドレス(FF.FF.FF.FF.FF.FF)とし、送信元MACアドレスをアクセスポイント装置203−1とし、送信元IPアドレスをアクセスポイント装置203−1とし、送信元MACアドレスをアクセスポイント装置203−1とし、要求先IPアドレスを無線LAN端末210のIPアドレスとし、要求先MACアドレスを空白値とする。
ネットワークスイッチ202は、アクセスポイント装置203−1からarp requestを受け取ると、arp requestを全ポートに送信する(S109)。
アクセスポイント装置203−2の制御部205−2は、アクセスポイント装置203−1からのarp requestに対し、Proxy arp機能を利用して、無線LAN端末210のMACアドレスを乗せたアクセスポイント装置203−1を送信先としたarp replyを、有線LANインタフェース部204−2を介してネットワークスイッチ202に送信する(S110)。
ネットワークスイッチ202は、アクセスポイント装置203−2からarp replyを受け取ると、その送信先アドレスに基づいてアクセスポイント装置203−1に送信する(S111)。
アクセスポイント装置203−1の制御部205−1は、アクセスポイント装置203−2からarp replyを受信すると、アクセスポイント装置203−2におけるProxy arpデータの受け渡しが成功したことを判断し、Proxy arpテーブル207−1に格納されている当該Proxy arpデータを削除する(S112)。
(A−3)第1の実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、無線LAN端末210のハンドオーバー直後に、アクセスポイント装置203−2が無線LAN端末210のMACアドレスを送信元とし、ブロードキャストアドレスを送信先としたデータフレームをネットワークスイッチ202に送信することで、ネットワークスイッチ202のMACアドレステーブル202aを更新させることができる。その結果、ハンドオーバー直後に受信した無線LAN端末210宛のデータフレームも正確に中継することができる。
また、本実施形態によれば、ハンドオーバー元のアクセスポイント装置203−1が受信したProxy arpフレームに応じてProxy arpデータを返信し、ハンドオーバー先のアクセスポイント装置203−2が受信したProxy arpデータを登録することができる。
すなわち、従来、アクセスポイント装置203−2は、無線接続した無線LAN端末210からのIPパケットの受信がなければ、Proxy ARP機能を行うことができないが、本実施形態によれば、無線LAN端末210からのIPパケットの受信がなくても、Proxy ARP機能を行うことができる。
さらに、本実施形態によれば、ハンドオーバー元のアクセスポイント装置203−1が、Proxy ARP機能を利用してハンドオーバー先へのProxy arpデータの移動確認を行い、古いProxy arpデータを削除することで、アクセスポイント装置203−1上でのProxy ARP機能の動作を取りやめることでき、Proxy ARP機能の誤動作によるネットワークの誤動作を防ぐことができる。
(B)他の実施形態
上述した第1の実施形態では、ネットワークスイッチが一段構成のLANに適用した場合示したが、図6に示すように、ネットワークスイッチが多段構成のLANに対しても、本発明を適用することができる。
上記のようなネットワークスイッチが多段構成を備えた場合でも、送信先をブロードキャストアドレスとしたデータフレームを送信しているので、すべてのネットワークスイッチにおけるMACアドレステーブルを更新することができる。
また、通信システムを構成するネットワークスイッチの数、ネットワークスイッチのポート数、アクセスポイントの数、無線LAN端末の数などは、上述した実施形態のものに限定されない。
第1の実施形態の通信システムの全体構成を示すブロック図である。 従来の通信システムの全体構成を示すブロック図である。 第1の実施形態のProxy arp要求フレームの構成例を示す説明図である。 第1の実施形態の通信システムにおける処理動作を示すシーケンスである。 第1の実施形態のarp requestのフレーム構成例を示す説明図である。 変形実施形態の通信システムの全体構成を示すブロック図である。
符号の説明
20…通信システム、202…ネットワークスイッチ、203(203−1〜203−3)…アクセスポイント装置、204(204−1、204−2)…有線LANインタフェース部、205(205−1、205−2)…制御部、206(206−1、206−2)…無線LANインタフェース部、207(207−1、207−2)…Proxy arpテーブル。

Claims (4)

  1. 無線端末を収容可能なアクセスポイント装置において、
    当該装置も含め複数のアクセスポイント装置のそれぞれを収容する1又は複数の交換装置と直接的又は中継して有線通信する有線通信手段と、
    他のアクセスポイント装置から当該アクセスポイント装置に無線端末がハンドオーバーしたとき、ハンドオーバー元の上記他のアクセスポイント装置と通信していた上記無線端末と無線通信する無線通信手段と、
    上記無線端末のハンドオーバー時に、上記無線端末のネットワークアドレス情報を送信元として、上記各交換装置を介してハンドオーバー元のアクセスポイント装置に、上記無線端末の物理的アドレス情報を要求するアドレス情報要求手段と、
    ハンドオーバー元のアクセスポイント装置から返信された上記無線端末の物理的アドレス情報に基づいて、上記無線端末のネットワークアドレス情報と物理的アドレス情報とを対応付けた端末接続情報を保持する端末接続情報保持手段と
    を備えることを特徴とするアクセスポイント装置。
  2. 無線端末を収容可能なアクセスポイント装置において、
    当該装置も含め複数のアクセスポイント装置のそれぞれを収容する1又は複数の交換装置と直接的又は中継して有線通信する有線通信手段と、
    当該アクセスポイント装置から他のアクセスポイント装置に無線端末がハンドオーバーするまで、上記無線端末と無線通信する無線通信手段と、
    上記無線端末のネットワークアドレス情報と物理的アドレス情報とを対応付けた端末接続情報を保持する端末接続情報保持手段と、
    ハンドオーバー先のアクセスポイント装置から上記無線端末の物理的アドレス情報が要求されると、上記端末接続情報保持手段を参照して、上記無線端末の物理的アドレス情報を返信するアドレス情報応答手段と
    を備えることを特徴とするアクセスポイント装置。
  3. ハンドオーバー元のアクセスポイント装置の上記アドレス情報応答手段が、ハンドオーバー先のアクセスポイント装置において上記無線端末の端末接続情報の登録完了を確認した後、上記端末接続情報保持手段に保持されている上記端末接続情報を削除することを特徴とする請求項2に記載のアクセスポイント装置。
  4. 無線端末を収容可能な複数のアクセスポイント装置と、1又は複数の上記アクセスポイント装置を収容する1又は複数の交換装置とを有する通信システムにおいて、
    少なくとも一部のアクセスポイント装置として、請求項1〜3のいずれかに記載のアクセスポイント装置を適用したことを特徴とする通信システム。
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