JP4567233B2 - 通信装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は複数のルータで構成されるネットワークにおけるルータの構成定義設定の自動化に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ネットワーク構築時には、全てのルータの全てのポート対して異なるネットワークアドレスを設定する必要があった。また、端末についても、ルータの各ポートに設定されたネットワークアドレス内のホストアドレスを全端末に設定する必要がある。
【0003】
例えば、端末のIPアドレス設定については、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,RFC2131)サーバ等により自動的に設定する方法もあるが、DHCPサーバ自体のホストアドレスは予め手動で設定されたルータの各ポートのネットワークアドレスに合わせて設定することが一般的である。
【0004】
アドレス自動設定の既存特許として、特許番号 第2679613号(「ネットワークアドレス自動設定回路」)が知られている。この特許は、経路情報を受信することを前提として経路情報をもとに未使用のアドレスを求めるものであり、アドレスの設定がまったくの未設定の状態から自動的にアドレスの設定をすることはできない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のルータを使用している場合でも、DHCPにより端末のIPアドレスのみは自動設定することが可能だったが、ネットワーク内の全ルータの全ポートが重複しないネットワークアドレスとならないといけないことと、そのネットワークアドレスがDHCPサーバと矛盾しないように決定する必要があったために、結果的にルータの設定は人手に頼らざるを得ず、複数のルータを使用した大規模なネットワークの場合、ルータ及び端末の設定作業及び設定ミスを発見するための確認作業に多大な労力が必要である。
【0006】
また、前述の特許は、既にルータ装置のアドレスが設定されており、ネットワーク上に送信される経路情報が受信可能であることが前提であり、アドレスの設定がまったくの未設定の状態から新たなネットワークの構築を行うことや自装置のネットワークのアドレスを再設定することはできない。
【0007】
本発明は、通信装置のアドレスを自動設定してネットワークを自動構築できるようにすることを目的とする。
【0008】
本発明の目的をより特定すれば、ネットワーク内のルータが連携して重複しないネットワークアドレスを自動的に決定することによりルータ等のアドレスを含む構成定義を自動設定し、さらにサーバと連携し設定情報を各ポートのネットワークアドレスと連動させることで、煩雑なネットワーク設定を回避することが可能となり、ネットワーク内の各装置に対するアドレス設定なしに、ネットワークを自動構築することができる通信装置及び通信装置の制御方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、隣接装置と情報の送受信を行うための隣接ルータ通信手段と、通信装置自身の実装ポート、隣接装置の隣接ポート及び構築するネットワークのアドレス情報を管理するためのアドレス管理手段と、通信装置自身の実装ポート及び隣接装置の隣接ポートに対して重複しないように自動的にアドレスを決定するためのアドレス決定手段と、アドレスを決定するにあたって、自装置が親装置であるときに、その実施権利を管理するためのアドレス決定権管理手段とを具備することを特徴とする通信装置である。
【0010】
通信装置自身の実装ポート及び隣接装置の隣接ポートに対して重複しないように自動的にアドレスを決定し、その際実施権利を管理することとしたため、通信装置のアドレスを自動設定してネットワークを自動構築できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の原理に基づく通信装置100の一構成例を示すブロック図である。図中、二重線のブロックは、既存の通信装置に対し本発明で新たに導入された部分である。
【0012】
隣接ルータ通信部1は、隣接した装置に対してフレームの送受信を行うものである。
【0013】
アドレス決定部2は、装置自身の対象とする全ての実装ポート及び隣接装置の隣接ポートに対して重複しないように自動的にアドレスを決定するものである。
通常、実装ポートは装置の全てを対象とするが、一部であっても良い。
【0014】
アドレス管理部3は、決定された装置自身の実装ポート及び隣接装置の隣接ポート及び構築するネットワークのアドレス情報の管理制御を行うものである。
【0015】
アドレス決定権管理部4は、アドレスを決定するにあたってその実施権利の管理制御を行うものである。
【0016】
端末アドレス決定部5は、端末が接続されている自装置のアドレスをもとに装置内のネットワーク上に存在する端末からのアドレス取得要求に対して、端末が接続されているポートと同一のネットワーク内のアドレスから未使用の任意のアドレスを自動的に決定することにより、ネットワーク配下の個々の端末のアドレスを設定することなく端末が使用可能となるものである。
【0017】
アドレス再設定部9は、アドレス決定部2において、設定可能なアドレスが枯渇した場合に、親ルータに対して枯渇状況を通知することにより、各装置のアドレスの再設定を可能とする。
【0018】
既存ネットワーク接続部8は、本発明により動的にアドレスを付与することにより構築されたネットワークと構成定義情報をもとに静的なアドレス付与により構築された既存のネットワークとの接続を可能とするものである。
【0019】
構成定義展開部10は、あらかじめ設定されたポートに対して定義されたアドレス情報をはじめとする構成情報をもとに装置の構成情報を構築するものである。
【0020】
ルータ障害制御部7は、アドレス決定の実施権利を管理するルータの障害制御を行うことにより障害発生時の冗長構成制御を行うものである。
【0021】
端末アドレス決定装置決定部6は、端末のアドレス設定を個々の各装置上にて実施するのではなくネットワークにおいて一元的に管理することのできる装置の決定制御を行うものである。
【0022】
次に、通信装置100の動作を説明する。
【0023】
隣接ルータ通信部1は、隣接装置からフレーム情報を受信しアドレス決定部2へ通知する。アドレス決定部2は、受信したフレームの内容により該当の処理を行う。アドレス決定部2は、装置自身の全実装ポートと隣接装置の隣接ポートアドレスを決定する時、アドレス決定権管理部4からアドレス決定権を捕捉した上でアドレス管理部3からアドレス情報を取得し、重複しない様にアドレスを決定しアドレス管理部3へ通知する。このアドレス情報は、アドレス管理部3で管理される。アドレスの決定が完了した場合、アドレス決定権管理部4によりアドレス権利を開放する。
【0024】
最初のアドレスの決定は、初期値を用いて決定する。IPの場合には、ローカルアドレスのアドレス/ネットワークマスクを用いてアドレスの決定を行う。この決定処理は、図11に示すアドレス情報において☆部を最初に決定する処理に相当する。なお、図11は後述する本発明の第1の実施の形態において、以下に説明するシーケンスで自動的に決定されるIPアドレス(ネットワークアドレス)を含むアドレス情報を示す図である。アドレス情報は、IPアドレス、ネットワークマスク、MACアドレス、ルータ識別、ポート識別、外部エントリの可否、権利種別(親ルータかどうか、及び装置代表か一般か)、生成種別(構成定義に従うか、それとも可変か(自動設定可能か))、及びDHCP動作(後述する図21の個別動作か、図22の一元管理か)に関する情報を有する。
【0025】
アドレス決定部2は、隣接装置に対して情報の送信要求がある場合、隣接ルータ通信部1へ送信を依頼すると、隣接通信部1は隣接装置に対してフレームを送信する。
【0026】
これらにより、装置間でのアドレスのやり取りを行いネットワーク上の各装置のネットワークアドレスを自動的に付与する事が可能となる。
【0027】
上記動作において、アドレス決定部2からポートのアドレス決定を契機に、端末アドレス決定部5が呼び出され、これにより、該当ポートに対しての端末アドレス決定動作を有効とする。接続するネットワーク上の端末からアドレス要求を受けると、端末アドレス決定部5は、端末が接続されているポートと同一のネットワーク内で重複しないアドレスを要求元へ通知することで、端末自身に設定することなく使用することが可能となる。
【0028】
上記動作において、アドレス決定部2はアドレス決定時に空きアドレスが枯渇した場合に、枯渇発生をアドレス再設定部9に通知する。アドレス再設定部9は、枯渇が発生した事と情報要因を親ルータに送信する。
【0029】
親ルータでは、受信したフレームをアドレス決定部2に通知する。アドレス決定部2は、受信したフレームによりアドレスの枯渇が発生した事を検知し、情報要因から次のアドレス体系を決定する。ネットワークがIPで構築されている場合を例にとると、ネットワークアドレスを異なるものとするか、ネットワークのマスク幅を変更する。アドレス決定部2は、新アドレス体系によりネットワークの再構築を行う。
【0030】
上記動作において、ポート動作が有効になった時、アドレス決定部2は該ポートのネットワーク上に本発明対象の装置が存在するかどうかを確認するために、隣接ルータ通信部1により確認フレームを送信する。応答がない場合は、既存ネットワーク(静的なアドレス付与に構築されたネットワーク)と判断する。既存ネットワークへ接続するために、既存ネットワーク接続部8によりアドレスの解決を行い、動的に構築したネットワークと既存ネットワークの接続を行う。
【0031】
上記動作において、構成定義展開部10は構成定義情報を元に装置の構成情報御を構築する。また、アドレス決定部2はあらかじめポートに対して設定されたアドレス情報をはじめとする構成情報を構成定義展開部10によって通知してもらうことで静的に設定されるアドレス情報に関連する構成定義を認識し、アドレスの設定を行う事を可能とする。これにより柔軟に構築する事を可能とする。
【0032】
上記動作において、各従属装置のルータ障害制御部7は親ルータの定期的な監視を行う。従属装置のルータ障害制御部7は親ルータ(アドレス決定権を管理する装置)に障害が発生した事を検知した場合、通信可能である他従属装置を検知するためにフレームを送信し応答を返してもらう。応答はルータ障害制御部7に通知され、応答のある従属装置の中から次の親ルータを決定する。対象装置に対して次の親ルータへの移行要求の送信を行う。要求を受けた従属装置は、以降親ルータとなる事が可能となる。これにより親ルータの冗長構成をとることを可能とする。
【0033】
上記動作において、端末アドレス決定装置決定部6は構成定義展開部10から端末アドレスの設定条件(自装置で端末アドレスの決定動作を行うのか、端末アドレス決定動作をする他の装置への中継動作を行うか)についての情報を受け付ける。端末アドレス決定装置決定部6は、アドレス管理部3によりアドレス情報に設定内容を登録する。
【0034】
アドレス決定部2は、ポートのアドレスを決定する際に、端末アドレス決定部5に対して端末アドレスの設定条件を通知する。端末アドレス決定部5は、端末アドレスの設定条件を元に端末アドレスの設定動作を有効とするか、又は端末アドレス決定装置決定部6に対してトンネルコネクションの設定要求を行う。
【0035】
端末アドレス決定部5は、上記のいずれかの動作を行う事を要求する。また、端末アドレス決定部5は各装置が端末アドレスの決定動作を行うのか、端末アドレス決定動作をする他の装置への中継動作を行うかの情報をアドレス管理部3とやり取りを行う事で、ネットワーク上の各装置がいずれの動作を行うかを一元的に管理する事が出来る。
(第1の実施の形態)
次に、本発明の第1の実施の形態を説明する。
【0036】
図2は、本発明が適用されるネットワークの一構成例を示すブロック図である。このネットワークはIPネットワークであり、端末T1とT4、及びルータR1−R4を具備する。以下、Tnは端末を示し、nは端末識別番号である。またRxPyはルータを示し、xはルータ識別番号、yはポート番号である。例えば、ルータR3は4つのポートR3P1、R3P2、R3P3及びR3P4を有する。各ルータR1−R4は、図1に示す通信装置100の構成を有する。
【0037】
以下の説明では、アドレス決定権を管理しているルータを親ルータと表現する。また、各装置の主従関係を決定するために、各装置にて管理しているMACアドレス(図11参照)を各装置の主従関係の判定要因として使用する。この主従関係は、図2に示す構成例の優先度に相当する。
【0038】
次に、図1及び図2に加え、図3−10を参照して、図2のネットワークのアドレス自動設定処理について説明する。
【0039】
図3において、各ルータR1,R2,R3,R4の順番にて電源投入が行われた場合に、各ルータR1,R2,R3,R4は各ルータのアドレス決定部2により自装置の全実装ポートに対して順次、隣接ルータ通信部1により“親ルータ問合わせ要求”をMACブロードキャストにより送信し、隣接装置が本発明に対応しているかどうかの検出動作を行う。
【0040】
各ルータR1,R2,R3,R4の「隣接ルータ通信部」は、“親ルータ問合わせ要求”を受信した場合、「アドレス決定部」に通知する。
【0041】
各ルータR1,R2,R3,R4のアドレス決定部2は、自装置の管理している親ルータ情報を編集し、隣接ルータ通信部1により“親ルータ問合わせ応答”を送信する。
【0042】
各ルータR1,R2,R3,R4の隣接ルータ通信部1は、“親ルータ問合わせ応答”を受信した場合、アドレス決定部2に通知する。
【0043】
各ルータR1,R2,R3,R4のアドレス決定部2は、応答を受信することにより隣接装置が本発明に対応していることを認識し、受信情報から自装置と隣接装置の優先度(MACアドレスが小さい装置を優先度が高いと判断)のチェックを行う。本実施の形態では、ルータR1,R4がそれぞれ親ルータとして認識される(図3のステップS1とS2)。
【0044】
次に、図4において、親ルータR1のアドレス決定部2は、アドレス決定権管理部4によりアドレス決定権利を自身にて捕捉し(図4のS3)、最新のアドレス情報を取得し(図4のS4)、アドレス情報をもとにIPアドレス(ネットワークアドレス)が重複しないように自装置の全実装ポートのIPアドレスを決定し(図4のS5)、アドレス管理部3に通知するとともに、端末アドレス決定部6に対してポート毎にDHCP機能の設定要求を行なう(図4のS5)。
【0045】
親ルータR1のアドレス決定部2は、自装置の全実装ポートに対して隣接ルータ通信部1により“従属装置検出要求”をMACブロードキャストにより送信する(図4のS6)。ルータR2,R3の隣接ルータ通信部1は、受信した“従属装置検出要求”をアドレス決定部2に通知する。ルータR2,3のアドレス決定部2は、受信情報の内容と該要求を受信した実装ポートの設定情報についてチェックを行う。受信実装ポートはアドレス未登録であるため、IPアドレス設定状況(アドレス未設定)を編集して、親ルータR1に対して、隣接ルータ通信部1により“従属装置検出応答”を送信する(図4のS6)。
【0046】
親ルータR1の隣接ルータ通信部1は、受信した“従属装置検出応答”をアドレス決定部2に通知する。アドレス決定部2は受信情報よりアドレス未設定の装置(ルータR2,R3)を認識し、該当自ポートと同一ネットワークのIPアドレスを決定してアドレス管理部3に通知するとともに該当装置に対して、隣接ルータ通信部1により“従属装置設定要求”を送信して隣接装置の該当ポートに対してIPアドレスの設定要求を行なう(図4のS7)。
【0047】
ルータR2,R3の隣接ルータ通信部1は、受信した“従属装置設定要求”をアドレス決定部2に通知する。アドレス決定部2は、この要求を受信した実装ポートに対して受信した情報をもとにIPアドレスの設定を行い、アドレス管理部3に通知する。端末アドレス決定部5に対してポート毎にDHCP機能の設定要求を行なう(図4のS8)。親ルータR1に対して、隣接ルータ通信部1により“従属装置設定応答”を送信する(図4のS7)。
【0048】
親ルータR1の隣接ルータ通信部1は、受信した“従属装置設定応答”をアドレス決定部2に通知する。親ルータR1のアドレス決定部1は、アドレス決定権管理部4によりアドレス決定権利を自身にて捕捉解除を行う(図4のS9)。
【0049】
ルータR2,R3のアドレス決定部2は、自装置内のポートの一つ以上がIPアドレス設定済であり、かつ、IPアドレス未設定のポートを検出した場合、ルーティング制御部12を経由して親ルータR1に対して、アドレス決定権利捕捉要求の送信を行い、アドレス決定権の捕捉処理を行う(図5のS10)。本実施の形態ではルータR2の送信が早いものとする。
【0050】
親ルータR1は、フレーム送受信部11を経由して受信した“アドレス決定権利捕捉要求”をアドレス決定権管理部4に通知する。
【0051】
親ルータR1のアドレス決定権管理部4は、アドレス決定権利の捕捉状況をチェックし、未捕捉状態の場合には、状態を捕捉済状態に変更後、捕捉対象のルータR2に対して、ルーティング制御部12を経由してルータR2に対して“アドレス決定権捕捉応答”(捕捉OK)を送信する(図5のS11)。アドレス決定権利は既にルータR2により捕捉済のため、ルータR3からの捕捉要求に対しては、ルーティング制御部12を経由して“アドレス決定権捕捉応答”(捕捉NG)を送信する(図5のS12)。
【0052】
ルータR2は、フレーム送受信部11を経由して受信した“アドレス決定権捕捉応答”(捕捉OK)をアドレス決定部2に通知する。
【0053】
ルータR2のアドレス決定部2は、ルーティング制御部12を経由して、親ルータR1に対して、“アドレス情報通知要求”を送信し最新のアドレス情報の通知要求を行う(図5のS13)。
【0054】
親ルータR1は、フレーム送受信部11を経由して受信した“アドレス情報通知要求”をアドレス管理部3に通知する。そして、親ルータR1のアドレス管理部3は最新の全てのアドレス情報をルーティング制御部12を経由してルータR2に対して“アドレス情報通知応答”により送信する(図5のS14)。
【0055】
ルータR3は、ルーティング制御部12を経由して受信した“アドレス決定権捕捉応答”(捕捉NG)をアドレス決定部2に通知する。アドレス決定部2は、自装置の実装ポートにIPアドレス未設定の間、上記処理を周期的に繰り返す。
【0056】
ルータR2のアドレス決定部2は、自装置のIPアドレス未設定ポートに対して、アドレス情報をもとにIPアドレスが重複しないようにIPアドレスの決定を行いアドレス管理部3に通知するとともに、端末アドレス決定部5に対してポート毎にDHCP機能の設定要求を行なう(図5のS15)。
【0057】
ルータR2のアドレス決定部2は、自装置の全実装ポートに対して隣接ルータ通信部1により“従属装置検出要求”を送信する(図5及び図6のS16R3、16R4、16R1)。隣接ルータ通信部1は、受信した“従属装置検出応答”をアドレス決定部2に通知する。
【0058】
ルータR3,R4の隣接ルータ通信部1は、受信した“従属装置検出要求”をアドレス決定部2に通知する。
【0059】
ルータR3のアドレス決定部2は、受信情報の内容と該要求を受信した実装ポートの設定情報についてチェックを行う。受信実装ポートはアドレス未登録であるため、IPアドレス設定状況(アドレス未設定)を編集して、ルータR2に対して、隣接ルータ通信部1により“従属装置検出応答”を送信する(図5のS17R3)。
【0060】
ルータR4のアドレス決定部2は、受信情報の内容と該要求を受信した実装ポートの設定情報についてチェックを行う。受信実装ポートはアドレス設定済であるため、親ルータの優先度チェックを行う(図6のS18)。ルータR1は優先度の高い親ルータであり、自装置構成ネットワーク上には自装置のみであると判断して自装置のアドレス情報を初期化後、IPアドレス設定状況(アドレス未設定)を編集して(図6のS19)、ルータR2に対して、隣接ルータ通信部1により“従属装置検出応答”を送信する(図6のS17R4)。なお、既にルータR4は自装置を親ルータとして動作中であるものとする。
【0061】
ルータR2のアドレス決定部2は受信情報よりアドレス未設定の装置(ルータR3,R4)を認識し、該当自ポートと同一ネットワークのIPアドレスを決定しアドレス管理部3に通知するとともに、該当装置に対して、隣接ルータ通信部1により“従属装置設定要求”を送信して隣接装置の該当ポートに対してIPアドレスの設定を行なう(図6のS20)。
【0062】
ルータR3,R4の隣接ルータ通信部1は、受信した“従属装置設定要求”をアドレス決定部2に通知する。アドレス決定部2は、該要求を受信した実装ポートに対して受信した情報をもとにIPアドレスの設定を行いアドレス管理部3に通知を行うとともに、端末アドレス決定部5に対してポート毎にDHCP機能の設定要求を行なう(図6のS21)。ルータR2に対して、隣接ルータ通信部1により“従属装置設定応答”を送信する(図6のS22)。
【0063】
ルータR2の隣接ルータ通信部1は、受信した“従属装置設定応答”をアドレス決定部2に通知する。ルータR2のアドレス決定部2は、自装置の全実装ポート及び本発明対応隣接装置に対してIPアドレスの設定完了後(図6のS23)、最新のアドレス情報を親ルータR1に対して、ルーティング制御部12を経由して“アドレス情報更新通知”により送信し、アドレス情報の更新を行う(図6のS24)。
【0064】
親ルータR1は、フレーム送受信部11を経由して受信した“アドレス情報更新通知”をアドレス管理部3に通知する。親ルータR1のアドレス管理部3は、受信したアドレス情報をもとに自身の管理しているアドレス情報の更新を行い(図6のS25)、ルーティング制御部12を経由して、ルータR2に対して“アドレス情報更新応答”を送信する(図6のS26)。
【0065】
ルータR2は、フレーム送受信部11を経由して受信した“アドレス情報更新応答”をアドレス決定部2に通知する。ルータR2のアドレス決定部2は、ルーティング制御部12を経由して親ルータR1に対して、“アドレス決定権捕捉解除要求”の送信を行う(図7のS27)。
【0066】
親ルータR1は、フレーム送受信部11を経由して受信した“アドレス決定権利捕捉要求”をアドレス決定権管理部4に通知する。親ルータR1のアドレス決定権管理部4は、捕捉済アドレス決定権利の捕捉解除を行う(図7のS28)。
【0067】
親ルータR1は、ルーティング制御部12を経由してルータR2に対して“アドレス決定権捕捉解除応答”を送信する(図7のS28)。
【0068】
親ルータR1のアドレス管理部3は、アドレス決定権管理部4によりアドレス決定権利を自身にて捕捉し、アドレス情報をもとに登録されている本発明対応装置に対して、最新のアドレス情報をルーティング制御部12を経由してルータR2,R3に対して“アドレス情報転送通知”により送信する(図7のS29)。
【0069】
ルータR2,R3は、フレーム送受信部11を経由して受信した“アドレス情報転送通知”をアドレス管理部3に通知する。ルータR2,R3のアドレス管理部3は受信したアドレス情報をもとに自装置のアドレス情報の更新を行い、親ルータR1に対して、ルーティング制御部12を経由して“アドレス情報転送応答”を送信する(図7のS30)。
【0070】
上記のルータR2の各処理動作を各ルータR3,R4も同様に繰り返し実施する。すなわち、ルータR4に対し、図7のステップS31で前述したステップS9と同様にルータR1のアドレス決定権利を開放し、図7から図8の処理を経て図9のステップS32までの処理を行う。そして、ルータR3に対し図9のステップS33でルータR1のアドレス決定権利を開放し、図9から図10のステップS34までの処理を行う。そして、ステップS35でルータR1はアドレス決定権利を解放する。その後、RIP(Router Interchange Protocol)を用いて動的に経路情報を形成し、端末T1とT4にIPアドレスを設定した後に通信可能となる。
【0071】
図12と図13は、上記シーケンスで用いられる信号のフレームフォーマットを示す図である。図12に示すフレームフォーマットは、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、プロトコル及びデータ部を有する。データ部は制御部と情報部とからなる。このフレームフォーマットを持つ信号は、親ルータ問合わせ要求、親ルータ問合わせ応答、従属装置検出要求、従属装置検出応答、従属装置設定要求及び従属装置設定応答の各信号であり、これらを特定する情報がデータ部の制御部に記述される。各信号の情報部には、図12に示す情報が書き込まれる。例えば、親ルータ問合わせ要求信号の情報部は、装置代表MACアドレスが書き込まれる。
【0072】
図13に示すフレームフォーマットは、IPヘッダ、UDPヘッダ及びデータ部を有する。データ部は、制御部と情報部とからなる。このフレームフォーマットを持つ信号は、図13に示す通りである。
【0073】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。
【0074】
第2の実施の形態は、第1の実施の形態において、アドレス決定時に空きアドレスが枯渇した場合の処理を含むことを特徴とする。以下、図14を参照して、ルータR4のアドレス決定時にアドレスが枯渇した場合の処理について説明する。
【0075】
図14において、ルータR4のアドレス決定部2は、ネットワークアドレスを決定する際に決定するネットワークアドレスが不足していることを検出すると(図14のS41)、アドレス再設定部9を起動する。アドレス決定部2からアドレス再設定部9が呼ばれると、アドレス再設定部9はまだネットワークアドレスを設定していない動作可能である自ルータの残りのポート数を算出し(図14のS42)、ルーティング制御部12を経由して親ルータR1へ“アドレス枯渇通知”を送信する(図14のS43)。
【0076】
親ルータR1が“アドレス枯渇通知”をフレーム送受信部11で受信し、アドレス決定部2へ通知する。この時、“アドレス枯渇通知”フレーム中にルータR4の残りのルータポート数を認識する。次に、アドレス決定部2はルーティング制御部12を介してルータR4へ“アドレス枯渇応答”を送信する(図14のS44)。
【0077】
ルータR4は、親ルータR1から“アドレス枯渇応答”をフレーム送受信部11で応答待ち状態から再び動作を開始する(図14のS45)。ルータR4はアドレス決定権利を捕捉しているため親ルータR1に対して“アドレス決定権利捕捉解除要求”をルーティング制御部12を介して送信する(図14のS46)。
【0078】
親ルータR1は、ルータR4からの“アドレス決定権利捕捉解除要求”をフレーム送受信部11より受信してアドレス決定権管理部4に通知することにより、アドレス決定権利をルータR4が捕捉している状態を解除する(図14のS47)。次に、親ルータR1のアドレス決定権管理部4は、ルータR4に対して“アドレス決定権利捕捉解除応答”をルーティング制御部12を介して送信する(図14のS48)。
【0079】
ルータR4は、フレーム送受信部11を介して“アドレス決定権利補足解除応答”を受信し、アドレス決定部2に通知する。
【0080】
親ルータR1では、ルータR4に“アドレス決定権利捕捉解除応答”を送信後、アドレス決定部2がルータR4が必要とする残りのポート数をもとに設定するサブネットマスク幅を拡張する(図14のS49)。親ルータR1は自装置配下の全ポート及び全ルータR2、R3、R4に対して再設定を行うため“アドレス再設定通知”をルーティング制御部12を介して通知する(図14のS50)。
【0081】
以降、親ルータR1はアドレス決定権利を親ルータR1自身で捕捉し、第1の実施の形態の図4に示す処理を行う。
【0082】
一方、ルータR2、R3、R4は“アドレス再設定通知”をフレーム送受信部11を介して受信してアドレス決定部2に通知し、“従属装置検出要求”が送信されてくるまで待機する。
【0083】
このように、本発明の第2の実施の形態によれば、アドレス決定時にネットワークアドレスが枯渇した場合でも、アドレスを再設定することでアドレスを決定することができる。
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態を説明する。
【0084】
図15は、本発明の第3の実施の形態が適用されるネットワークの一構成例を示すブロック図である。図15のネットワークは、図2に示すネットワークのルータR4のポートR4P4に既存のネットワークを接続したものである。第3の実施の形態は、このような場合において、ネットワークアドレスを自動的に決定することを特徴とする。なお、図15に例示的に示す既存ネットワークはルータR5と、DHCHサーバなどの端末T5を含む。
【0085】
図16及び図17は、第3の実施の形態によりネットワークアドレスを自動的に決定するシーケンスを示す図である。図16及び図17において、ルータR4が実装するポート(R4P4)に既存ネットワークがLINK UPした事を検知すると、ルータR4のアドレス決定部2は、隣接ルータ通信部1により該ポートに“親ルータ問合せ要求”をMACブロードキャスト宛に送信する(図16のS51)。
【0086】
該ポートから“親ルータ問い合わせ応答”を受信しなかった場合、本発明対応装置が存在しないと判断する。この判断結果は、既存ネットワーク接続部8に通知され、DHCPサーバT5宛にDHCPフレームが送信される(図16のS52)。フレーム送受信部11はDHCPサーバT5からのDHCPフレームを受信し、既存ネットワーク接続部8に通知するすることで、既存ネットワーク中のルータR5を検知する(図16のS53)。そして、対応するポートに接続されるネットワークブロードキャスト宛にIPアドレス取得要求を送信し、IPアドレス取得応答を受信する(ステップS54)。そして、ルータR4はDHCPフレーム中に含まれるIPアドレスを論理的に異なるネットワークとして構築する(図16のS55)。
【0087】
検知したルータR5から経路情報を取得するために、既存ネットワーク接続部8はルーティング制御部12を介してルータR5宛に“経路情報要求”を送信する(図16のS56)。ルータR5は“経路情報応答”をルータR4へ返す。この応答は、ルータR4のフレーム送受信部2を介して既存ネットワーク接続部8に通知される(図16のS56)。上記動作を繰り返し行い経路情報をルータR5から全て取得する。
【0088】
ルータR4はルータR5より収集した経路情報とアドレス情報を比較しネットワークアドレスが重複していないかをチェックする(図16のS57)。重複したアドレスが存在しない場合は、実施例1と同様にアドレス決定権利を取得し既存ネットワークに接続されたポートに仮に割り当てたネットワークアドレスを静的に登録する(図16のS58)。その後発明対象ルータR1、R2、R3に対してアドレス更新を通知する(図16のS58)。
【0089】
重複したアドレスが存在する場合、ルータR4の既存ネットワーク接続部8は、ルーティング制御部12を介して親ルータR1に“アドレス決定権管理権要求”を送信する(図16のS58)。この要求は親ルータR1のフレーム送受信部11を介してアドレス決定権管理部4に通知され、“アドレス決定権管理応答”がルーティング制御部12を介してルータR4に送信される(図16のS59)。
【0090】
図17のシーケンスに移り、ルータR4のフレーム送受信部11は “アドレス決定権管理権応答”を受信し、既存ネットワーク接続部8へ通知する。これにより、アドレス決定権管理権が取得された事がアドレス決定権管理部4に通知される。これにより、ルータR4はアドレス決定権を捕捉する(図17のS60)。その後、ルータR1、R2、R3に対して“ネットワークアドレス全変更通知”をルーティング制御部12を介して送信する(図17のS64)。これに先立ち、既存ネットワーク接続部8はアドレス管理部3へネットワークアドレスの全変更を通知する。これを受けて、アドレス管理部3は本発明の通信装置100の構成を具備する対象装置のネットワークで生成したネットワークアドレス情報を初期化し、ルータR5から取得した経路情報及び既存ネットワーク接続ポートに割り当てたアドレスを展開する(図17のS61)。アドレス管理部3は、展開されたアドレス情報に存在しないアドレスをルータR4のアドレスの未解決であるポートに割り当てる(図17のS62)。ルータR4は一時的に装置優先度を最優先にした後、アドレス決定権利を解放する(図16のS63)。
【0091】
一方、ルータR1、R2、R3では、上記“ネットワークアドレス全変更通知”がフレーム送受信部11を介してアドレス決定部2に通知される(図17のS64)。そして、次親ルータR4のアドレスを保持して“従属装置検出要求”を待つ。以降、実施例1の動作と同様にルータR1、R2、R3はポートの設定を行う(図17のS65)。
【0092】
ルータR4の既存ネットワーク接続部8は、装置優先度を最優先から以前の優先度に戻し(図17のS65A)、ルーティング制御部12を介してルータR1、R2、R3宛に“アドレス情報更新通知”を送信する(図17のS66)。“アドレス情報更新通知”をうけたルータR1、R2、R3では、これをフレーム送受信部11を介してアドレス決定部2へ通知する事によりルータR4の優先度を元に戻す(図17のS67)。その後、ルータR1、R2、R3はルーティング制御部12を介して“アドレス情報更新応答”をルータR4宛に送信する(図17S68)。
【0093】
ルータR4はルータR1、R2、R3からの“アドレス情報更新応答”をフレーム送受信部11で受信し既存ネットワーク接続部8へ通知すると、捕捉していたアドレス決定権を開放する。
【0094】
以上のように、本発明の第3の実施の形態によれば、既存のネットワークが接続された場合であっても、ネットワークアドレスの全変更を含めて自動的にネットワークアドレスを決定することができる。
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態を説明する。第4の実施の形態は、構成定義(configuration)情報を元に装置の構成情報制御を構築することを特徴とする。
【0095】
図18は、第4の実施の形態で用いられるアドレス情報を示す図である。ネットワーク構成は、図2に示す構成と同様である。ルータR1のポートR1P1は、予め決められた構成定義情報に従う。本発明の通信装置100の構成を具備する装置(例えば、ルータR1)の電源を投入すると、その装置の構成定義展開部10は構成定義記憶部13より構成定義情報を読出して、構成定義情報に従いシステムを構築する。構成定義展開部10は、アドレス決定部2に関連した構成定義情報を検知した場合、アドレス決定部2に通知する事によりあらかじめ設定されたネットワークアドレス情報を反映したネットワーク構築を可能とする。
【0096】
上記電源投入時の動作以外の動作は、図3から図10を参照して説明したシーケンスに従う。
(第5の実施の形態)
本発明の第5の実施の形態は、上記第1ないし第4の実施の形態において、親ルータの定期的な監視を行うことを特徴とする。
【0097】
図19において、ルータR2、R3、R4のルータ障害制御部7は、親ルータR1宛にフレーム送受信部11を介して“ヘルスチェック要求”を送信する(図19のS71)。親ルータR1はフレーム送受信部11を介してルータ障害制御部7に“ヘルスチェック要求”を通知する。親ルータR1のルータ障害制御部7はルーティング制御部12を介して“ヘルスチェック応答”をルータR2、R3、R4宛に送信する(図19のS72)。ルータR2、R3、R4のルータ障害制御部7は、“ヘルスチェック応答”をフレーム送受信部11を介して受取り、親ルータR1が正常動作を行っていることを確認する。これらの処理を定期的に行う事により、親ルータR1の動作の正常性確認を行う。
【0098】
以下に説明する処理は親ルータR1がダウンした事をルータR2が最初に検知した場合の例である。
【0099】
この時、親ルータR1が動作不能となった場合(図19のS73)、ルータR2、R3,R4に対して“ヘルスチェック応答”が返ってこなくなることを、ルータR2のルータ障害制御部7が検知する(図19のS74)ことを契機に以下の動作を実行する。
【0100】
ルータR2のルータ障害制御部7は、現在アドレス決定権利を捕捉しているルータの存在を確認するために、アドレス管理部2に要求しアドレス情報上の構成装置ルータR3、R4宛に、ルーティング制御部12を介して“権利情報収集要求”を送信する(図19のS75)。ルータR3、R4のアドレス決定権管理部4は、“権利情報収集要求”をフレーム送受信部11を介して受取る。この時、ルータR4のルータ障害制御部7がフレーム送受信部11を介して“権利情報収集要求”を受取ると、アドレス決定権管理部4へアドレス決定権利を捕捉しているかどうかを訪い合わせる。ルータR4はアドレス決定権利を捕捉していないため、ルータR2宛にルーティング制御部12を介して“権利情報収集応答”に捕捉していない事を付加して送信する(図19のS78)。
【0101】
一方、ルータR3のルータ障害制御部7は、フレーム送受信部11を介して“権利情報収集要求”を受信すると、アドレス決定権管理部4へアドレス決定権利を捕捉しているかどうかを訪い合わせる。しかし、ルータR3は現在更新中であるため、更新処理を終えルータR2、R4へ更新情報を送信後(図19のS76)、ルータ障害制御部7はルータR2宛にルーティング制御部12を介して“権利情報収集応答”に捕捉している事を付加して送信する(図19のS77)。
【0102】
ルータR2のフレーム送受信部11は、受信した“権利情報収集応答”をルータ障害制御部7に通知し、通信可能ルータR3、R4を検知する。ルータ障害制御部7は、以前に保持しているアドレス情報から次親ルータ候補はルータR4と認識する(図19のS79)。ルータ障害制御部7は、ルーティング制御部12を介してルータR4宛に“次親ルータ要求”を送信する(図19のS80)。
【0103】
“次親ルータ要求”をフレーム送受信部11で受信したルータR4は、これをルータ障害制御部7を通じてアドレス決定権管理部4へ通知する。ルータR4は、自身が次親ルータ候補である事を認識する(図19のS81)。次親ルータR4は、アドレス決定権を次親ルータR4自身で捕捉し(図19のS82)、アドレス管理部3を経由して親ルータ情報を更新する(図19のS83)。次親ルータR4は、ルータR2宛に、ルーティング制御部12を介して“次親ルータ応答”を返す(図19のS84)。
【0104】
次親ルータR4は、アドレス決定権管理部4により更新した親ルータ情報を付加して、“親ルータ変更要求”をルータR2、R3宛にルーティング制御部12を介して送信する(図19のS85)。
【0105】
ルータR2、R3はフレーム送受信部11を介して“親ルータ変更要求”を受信すると、アドレス決定権管理部4へ通知する。アドレス決定権管理部4は、親ルータをR4と認識する(図19のS86)。また、情報を更新するため、アドレス決定権管理部4はアドレス管理部3へ通知し、アドレス情報を更新する(図19のS87)。アドレス決定権管理部4は、ルーティング制御部12を介してルータR4へ“親ルータ変更応答”を送信する(図19のS88)。
【0106】
次親ルータR4は、ルータR2、R3から“親ルータ変更応答”をフレーム送受信部11で受信すると、アドレス決定権管理部4に通知され処理は終了する。
【0107】
このようにして、親ルータの定期的な監視を行うことができ、ネットワークの信頼性を向上させることができる。
(第6の実施の形態)
本発明の第6の実施の形態は、端末アドレスの設定条件を、自装置で端末アドレスの決定動作を行うのか、端末アドレス決定動作をする他への中継動作を行うのかを示す情報に従って動作することを特徴とする。
【0108】
図20は、第6の実施の形態の動作シーケンスを示す図である。図20の電源投入(図20のS90)後の親ルータR1の動作において、構成定義展開部10は端末アドレスの設定条件を端末アドレス決定装置決定部6に通知する(図20のS91)。端末アドレス決定装置決定部6は、構成定義展開により、端末アドレス決定の集約機能指定を認識する(図20のS91)。アドレス管理部3によりアドレス情報に通知内容を登録する。
【0109】
そして、ルータR1は、隣接する端末T1とルータR2、R3に対し“親ルータ問合わせ要求”を送出し、“親ルータ問合わせ応答”を受信した後(図20のS92)、図4のステップS3、S4及びS5と同様の処理を行う(図20のS93)。そして、ルータR1は、隣接する端末T1とルータR2、R3に対し、“従属装置検出要求”を送出し(図20のS94)、“従属装置検出応答”を受信する。ルータR2とR3からの応答はアドレスが無いため、ルータR1はルータR2に対し“従属装置設定要求”(アドレス設定、DHCP共有指定)を送出し、“従属装置設定応答”を受信する。
【0110】
上記“従属装置設定要求”を通知されたルータR2のアドレス決定部2は、端末アドレス決定部5に対してポート毎にDHCP機能の設定要求を行う。端末アドレス決定部5は、通知された受信情報の内容を判断しDHCP機能の設定を行わず、端末アドレス決定装置決定部6に対して親ルータR1へのトンネルコネクションの設定要求を行なう(図20のS95)。
【0111】
図21は、ルータ毎にDHCPサーバ機能を設定する場合を示す図である。前述したステップS8(図4)、ステップS21(図6)などにおける設定機能に対応する。ルータR1−R4の夫々のDHCPサーバ機能が自身のポートのネットワークアドレスを設定する。
【0112】
図22は、DHCPサーバ機能を一元管理する場合を示す図である。図22では、ルータR2が一元管理する。つまり、ルータR2はルータR1−R4の全てのポートのネットワークアドレスを設定する。この処理は、図20のステップS95の処理に相当する。
【0113】
以上、本発明の実施の形態を説明した。上記実施の形態は、次の効果を奏する。
(1)ネットワークを構築する際の大幅な労力の削減が可能となる。
(2)自動的に柔軟なネットワークを構築することが可能となる。
(3)既存LANとの共存可能。
(4)短時間での論理的かつ矛盾の無いアドレス自動付与の実現が可能となる。
【0114】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な実施の形態を含むものである。例えば、ネットワークに接続される端末やルータの数は、実施の形態で用いられている数に限定されず、任意であってよい。
【0115】
最後に、本発明の特徴の一部をまとめると次の通りである。
(付記1)隣接装置と情報の送受信を行うための隣接ルータ通信手段と、
通信装置自身の全実装ポート、隣接装置の隣接ポート及び構築するネットワークのアドレス情報を管理するためのアドレス管理手段と、
通信装置自身の全実装ポート及び隣接装置の隣接ポートに対して重複しないように自動的にアドレスを決定するためのアドレス決定手段と、
アドレスを決定するにあたってその実施権利を管理するためのアドレス決定権管理手段と
を具備することを特徴とする通信装置。
(付記2)前記通信装置は更に、端末が接続されているポートと同一のネットワーク内のアドレスから未使用の任意のアドレスを自動的に決定するための端末アドレス決定手段を具備することを特徴とする付記1記載の通信装置。
(付記3)前記通信装置は更に、アドレスが枯渇した場合にアドレスの再決定を行うアドレス再決定手段を具備することを特徴とする付記1記載の通信装置。
(付記4)前記通信装置は更に、動的にアドレスを付与することによって構築されたネットワークと構成定義情報をもとに静的なアドレス付与によって構築された既存ネットワークとを接続するためのアドレスを決定する既存ネットワーク接続手段を具備することを特徴とする付記1記載の通信装置。
(付記5)前記通信装置は更に、あらかじめポートに対して設定されたアドレス情報を含む構成情報をもとに装置の構成情報を構築する構成定義展開手段を具備することを特徴する付記1記載の通信装置。
(付記6)前記通信装置は更に、アドレス決定の実施権利を管理するルータの障害制御を行うためのルータ障害制御手段を具備することを特徴とする付記1記載の通信装置。
(付記7)端末のアドレス設定をネットワークにおいて一元的に管理することのできる装置を決定可能な端末アドレス決定装置決定手段を具備することを特徴とする付記1記載の通信装置。
(付記8)ネットワークに接続される通信装置自身の全実装ポート、隣接装置の隣接ポート及び構築するネットワークのアドレス情報を管理し、アドレスを決定する権利を有する通信装置自身の全実装ポート及び隣接装置の隣接ポートに対して重複しないように自動的にアドレスを決定することを特徴とする通信装置の制御方法。
【0116】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ルータのアドレスを自動設定してネットワークを自動構築できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態による通信装置を含むネットワークの一構成例を示すブロック図である。
【図3】図2に示すネットワークにおける通信シーケンスを示す図(その1)である。
【図4】図2に示すネットワークにおける通信シーケンスを示す図(その2)である。
【図5】図2に示すネットワークにおける通信シーケンスを示す図(その3)である。
【図6】図2に示すネットワークにおける通信シーケンスを示す図(その4)である。
【図7】図2に示すネットワークにおける通信シーケンスを示す図(その5)である。
【図8】図2に示すネットワークにおける通信シーケンスを示す図(その6)である。
【図9】図2に示すネットワークにおける通信シーケンスを示す図(その7)である。
【図10】図2に示すネットワークにおける通信シーケンスを示す図(その6)である。
【図11】図2に示すネットワークに関するアドレス情報を示す図である。
【図12】本発明の実施の形態で用いられる信号のフレームフォーマットを示す図である。
【図13】本発明の実施の形態で用いられる信号の別のフレームフォーマットを示す図である。
【図14】発明の第2の実施の形態による通信装置を含むネットワークにおける通信シーケンスを示す図である。
【図15】本発明の第3の実施の形態による通信装置を含むネットワークの一構成例を示すブロック図である。
【図16】図15に示すネットワークにおける通信シーケンスを示す図(その1)である。
【図17】図15に示すネットワークにおける通信シーケンスを示す図(その2)である。
【図18】本発明の第4の実施の形態で用いられるアドレス情報を示す図である。
【図19】発明の第5の実施の形態による通信装置を含むネットワークにおける通信シーケンスを示す図である。
【図20】発明の第6の実施の形態による通信装置を含むネットワークにおける通信シーケンスを示す図である。
【図21】各ルータが個別にDHCPサーバ機能を有する構成を示す図である。
【図22】DHCPサーバ機能を一元管理する場合の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 隣接ルータ通信部
2 アドレス決定部
3 アドレス管理部
4 アドレス決定権管理部
5 端末アドレス決定部
6 端末アドレス決定装置決定部
7 ルータ障害制御部
8 既存ネットワーク接続部
9 アドレス再設定部
10 構成定義展開部
100 通信装置
Claims (5)
- 隣接装置と情報の送受信を行うための隣接ルータ通信手段と、
通信装置自身の実装ポート、隣接装置の隣接ポート及び構築するネットワークのアドレス情報を管理するためのアドレス管理手段と、
通信装置自身の実装ポート及び隣接装置の隣接ポートに対して重複しないように自動的にアドレスを決定するためのアドレス決定手段と、
アドレスを決定するにあたって、自装置が親装置であるときに、その実施権利を管理するためのアドレス決定権管理手段と
を具備することを特徴とする通信装置。 - 前記アドレス決定手段は、前記隣接ルータ通信手段を介して前記隣接装置に識別子問い合わせ要求を行い、応答があった前記隣接装置につき、該応答に含まれる前記隣接装置の識別子と、自装置の識別子とを数値比較し、全ての前記隣接装置との比較において自装置の識別子が小、または大であるとき、自装置を前記親装置と認識する請求項1記載の通信装置。
- 前記アドレス決定手段は、自装置を前記親装置と認識すると、前記隣接装置の識別子よりも上位レイヤの識別子を一意に決定し、決定した前記上位レイヤの識別子の設定要求を前記隣接装置それぞれに行い、自装置を前記親装置と認識しないと、前記上位レイヤの識別子の設定要求に応じて該上位レイヤの識別子を設定する請求項2記載の通信装置。
- 前記通信装置は更に、アドレスが枯渇した場合にアドレスの再決定を行うアドレス再決定手段を具備することを特徴とする請求項1乃至3何れか一項記載の通信装置。
- ネットワークに接続される通信装置自身の全実装ポート、隣接装置の隣接ポート及び構築するネットワークのアドレス情報を管理し、親装置の通信装置によって管理されるアドレスを決定する実施権利を有する通信装置自身の全実装ポート及び隣接装置の隣接ポートに対して重複しないように自動的にアドレスを決定することを特徴とする通信装置の制御方法。
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