JP5184922B2

JP5184922B2 - ルータ装置

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Publication number: JP5184922B2
Application number: JP2008058175A
Authority: JP
Inventors: 晋吾寄田; 優樹岡; 康晴才木
Original assignee: IO Data Device Inc
Current assignee: IO Data Device Inc
Priority date: 2008-03-07
Filing date: 2008-03-07
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2028-03-07
Also published as: JP2009218712A

Description

この発明は、ブロードバンドルータ装置などのルータ装置に関する。

ルータ装置は、２つ以上の異なるネットワーク間を相互接続する通信機器であり量販店などで販売されるモデルでは、スイッチングハブを備えている物が多い。

一般的に使用されるルータ装置は、複数個のＬＡＮコネクタと１個のＷＡＮコネクタを備え、さらに、これに無線チップ等を内蔵させてLAN側を無線にする無線ルータとして機能するものや、インターネットモデムを内蔵したルータ装置が実用されている。しかし、インターネットモデムを内蔵した固定ルータ装置が予め宅内設置されている場合、これに新たに無線ルータ装置を接続して、無線LANを実現しようとすると、無線ルータ装置はルータ機能を使わない無線アクセスポントとして使われることになるため、この装置のＷＡＮ側コネクタ(インターフェイスコネクタ)が無駄になってしまう。

そこで、例えば、インターフェイスコネクタに接続されるデバイスの属性を、所定の試験を行うことによって判別して、そのコネクタをＷＡＮ側制御部に接続するかＬＡＮ側制御部に接続するかをスイッチにより切り替える技術が提案されている（特許文献１）。この技術では、インターフェイスコネクタに接続されるデバイスの属性により、該コネクタをＷＡＮ側コネクタかＬＡＮ側コネクタに切り替えることができることになるため、コネクタが無駄になることを防ぐことが可能である。
特開２００４−２３５７２２号公報

しかしながら、図１に示すように、ＢＢルータ装置５０にルータ装置６０を接続して、ルータ装置６０をハブとして使いたい場合、本来は、ＢＢルータ装置５０のコネクタ４がＬＡＮコネクタでルータ装置６０のコネクタ５がＬＡＮコネクタであるべきであるが、上記の特許文献１では、このような使用形態の場合、次の問題がある。

すなわち、特許文献１では、コネクタ（５）に接続されたデバイス（ＢＢルータ装置５０）に対してＩＰアドレスの割り当てを要求するＤＨＣＰ要求を行い、応答がある場合にはコネクタ（５）をＷＡＮコネクタとして設定するようにしている。このため、図１の形態では、ＢＢルータ装置５０がＤＨＣＰサーバの場合、ルータ装置６０のコネクタ（５）がＷＡＮコネクタとして設定されてしまい、ハブとして使用できなくなってしまう。

また、図１において、ＢＢルータ装置５０にルータ装置６０を接続して、ＢＢルータ装置５０をルータとして使いたい場合、本来は、ＢＢルータ装置５０のコネクタ（４）がＷＡＮコネクタでルータ装置６０のコネクタ（５）がＷＡＮコネクタであるべきであるが、上記の特許文献１では、このような使用形態の場合、次の問題がある。

すなわち、特許文献１では、コネクタ（５）に接続されたデバイスに（ＢＢルータ装置５０）対してＩＰアドレスの割り当てを要求するＤＨＣＰ要求を行い、応答がない場合には、さらに該デバイスに対してＰＰＰ要求を行い、応答がないと、コネクタ（５）をＬＡＮコネクタとして設定するようにしている。このため、図１の形態では、ＢＢルータ装置５０がＤＨＣＰサーバでない場合、ルータ装置６０のコネクタ（５）がＬＡＮコネクタとして設定されてしまい、ＢＢルータ装置５０をルータとして使用できなくなってしまう。

このような不都合を生じるのは、検査用ソフトウェアによってコネクタに接続されるインターネット装置の種類を判定するようにしているためである。

さらに、特許文献１では、コネクタに接続されている電気信号線をスイッチにより直接切り替えてＬＡＮまたはＷＡＮ設定を行っているが、この部分にはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の２０〜１２５ＭＨｚの高速のＷＡＮ又はＬＡＮの送受信パケットがダイレクトに流れるため、スイッチの信頼性を確保するのが困難である。

この発明の目的は、インターフェイスコネクタを含む外部ネットワーク機器接続部のＬＡＮ又はＷＡＮ設定をユーザの希望する通りに確実に行うことができ、且つ、ＬＡＮとＷＡＮの切替を物理レイヤの信号ではなく物理レイヤよりも上位の論理レイヤでの信号で行うことができるルータ装置を提供することである。

この発明に係るルータ装置は、
Ｎ個の外部ネットワーク機器接続部ＩＦと、スイッチングハブ部と、特定インターフェイス線と、制御部と、切替指定部と、を備えている。切替指定部は、例えば切替スイッチ部で構成される。

外部ネットワーク機器接続部ＩＦは、典型的にはインターフェイスコネクタＩＦであり、それ以外に無線部や、ＰＬＣ通信部なども含む。

スイッチングハブ部は、Ｎ個の外部ネットワーク機器接続部ＩＦにＯＳＩ参照モデルの物理レイヤにおいて下位側ポートが接続される物理処理部ＰＨＹと、それぞれの物理処理部ＰＨＹの上位側ポートにＯＳＩ参照モデルのデータリンクレイヤにおいて下位側ポートが接続される論理処理部ＭＡＣと、それぞれの論理処理部ＭＡＣの上位側ポートを集線する集線部とを備えている。下位側とは、パケットの流れにおいて制御部に遠いことを表し（ＯＳＩ参照モデルにおいて下側）、上位側とは、パケットの流れにおいて制御部に近いことを表す（ＯＳＩ参照モデルにおいて上側）。

特定インターフェイス線は、前記スイッチングハブ部の第１の論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）（Ｘは任意の識別子）と、前記スイッチングハブ部の第２の論理処理部ＭＡＣ（Ｙ）（Ｙは任意の識別子）の物理側に接続される第２の物理処理部ＰＨＹ（Ｙ）とを含み、入出力パケットが流れる。

制御部は、特定インターフェイス線に接続され入力パケットのルーティング処理を含むパケット処理を行い、また、前記スイッチングハブ部の前記第２の論理処理部ＭＡＣ（Ｙ）と前記第２の特定インターフェイスとについて、選択的にその機能を有効又は無効にし、それによって前記第２の物理処理部ＰＨＹ（Ｙ）に接続される外部ネットワーク機器接続部ＩＦ（Ｙ）の属性をＬＡＮまたはＷＡＮに設定する設定処理を行う。

切替指定部は、前記制御部に対して、前記外部ネットワーク機器接続部ＩＦ（Ｙ）の設定処理を指定する。

切替指定部が切替スイッチ部で構成されている場合（設定画面上のスイッチも含む）は、ユーザは、この切替スイッチ部を操作することにより、または、切替指定部が切替コマンドを受信するように構成されている場合は、制御部は、その操作内容またはコマンドに基づいて、Ｎ個の外部ネットワーク機器接続部ＩＦのそれぞれに対してＬＡＮまたはＷＡＮに設定する。

制御部は、スイッチングハブ部の第２の論理処理部ＭＡＣ（Ｙ）と第２の特定インターフェイスとについて、選択的にその機能を有効又は無効にすることでコネクタ設定処理を行う。このとき、第２の論理処理部ＭＡＣ（Ｙ）の機能を有効又は無効に切替えるには、高速のＷＡＮ又はＬＡＮの送受信パケットがダイレクトに流れる物理レイヤ（物理層）でのスイッチングが不要であり、ハードウェアスイッチで切り替えるようにしたとしても低速の制御信号により切替えが可能である（論理レイヤ（論理層）のパケットの通信速度は物理層のそれに比較して明らかに低速である）。このため、スイッチの信頼性を高くできる。また、ハードウェアスイッチに代えてソフトウェアでの切替えが可能であり、高信頼性を確保できる。第２の特定インターフェイスを有効又は無効に切替える場合も同様である。

外部ネットワーク機器接続部ＩＦの設定指示は、切替スイッチ部やコマンドを出すためのユーザ操作によって行われる。このため、簡単で確実な設定が可能である。

本発明の別の態様では、前記論理処理部ＭＡＣは、その論理側入出力ポートについてＬＡＮ側を識別するポートＩＤ（Ｌ）かＷＡＮ側かを識別するポートＩＤ（Ｗ）を予め記憶するポートＩＤ記憶部が設けられ、このポートＩＤを使用して前記集線部をＬＡＮとし使用し、集線部を流れるパケットの行き先制御が行われる。

このような制御は、各論理処理部ＭＡＣに対するパケットの行き先制御をスイッチングハブ内のＬＡＮ構成により行うことになるため、各コネクタのＷＡＮ又はＬＡＮの設定が容易であり、且つ、複数のコネクタに対してＷＡＮ設定を行うことが可能になる。

本発明のさらに別の態様では、第１の特定インターフェイスにＷＡＮ信号（パケット）を流し、第２のインターフェイスにＬＡＮ信号（パケット）を流す。これにより、ＷＡＮ信号とＬＡＮ信号とが別々に制御部に入力し又は制御部から出力されるため、特定インターフェイス線の帯域利用効率が向上する。

本発明のさらに他の態様では、ルータ装置は、Ｎ個の外部ネットワーク機器接続部と、第１の切替指定部と、ＬＡＮ用スイッチングハブ部と、ＷＡＮ用スイッチングハブ部と、特定インターフェイス線と、制御部と、第２の切替指定部と、を備えている。

ＬＡＮ用スイッチングハブ部は、前記第１の切替指定部のそれぞれのＬ側出力にＯＳＩ参照モデルのデータリンクレイヤにおいて下位側ポートが接続されるＬＡＮ用論理処理部ＭＡＣと、それぞれのＬＡＮ用論理処理部ＭＡＣの上位側ポートを集線するＬＡＮ用集線部とを備える。

ＷＡＮ用スイッチングハブ部は、前記第１の切替指定部のそれぞれのＷ側出力にＯＳＩ参照モデルのデータリンクレイヤにおいて下位側ポートが接続されるＷＡＮ用論理処理部ＭＡＣと、それぞれのＷＡＮ用論理処理部ＭＡＣの上位側ポートを集線するＷＡＮ用集線部とを備える。

特定インターフェイス線は、前記ＬＡＮ用スイッチングハブ部の第１のＬＡＮ用論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）に接続されＬＡＮパケットが流れるＬＡＮ用特定インターフェイスと、前記ＷＡＮ用スイッチングハブ部の第１のＷＡＮ用論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）に接続されWAN パケットが流れるＷＡＮ用特定インターフェイスとを含む。

制御部は、前記特定インターフェイス線に接続され入力パケットのルーティング処理を含むパケット処理を行い、また、前記第1の切替指定部に対して切替信号を出力し、選択的に、前記Ｎ個の外部ネットワーク機器接続部ＩＦの属性をＬＡＮまたはＷＡＮに設定する設定処理を行う。

第２の切替指定部は、前記制御部に接続され、前記Ｎ個の外部ネットワーク機器接続部ＩＦの設定処理を指定する。

ユーザは、第２の切替指定部を操作することにより、制御部は、その操作内容に基づいて、第１の切替指定部を物理処理部ＰＨＹの上位側がＬ側またはＷ側になるように切り替え、それによりＮ個の外部ネットワーク機器接続部ＩＦのそれぞれをＬＡＮまたはＷＡＮに設定する。

ＬＡＮ用スイッチングハブ部とＷＡＮ用スイッチングハブ部とが別々に設けられ、それらの入力部が前記第１の切替指定部によって、選択的に物理処理部ＰＨＹの上位側に接続される。すなわち、ＬＡＮ専用のスイッチングハブ部及びＷＡＮ専用のスイッチングハブ部の二系統のスイッチングハブと外部ネットワーク機器接続部ＩＦとの間に、第１の切替指定部を配置することにより、各外部ネットワーク機器接続部ＩＦを任意にＬＡＮまたはＷＡＮに設定することを可能にする。

これによれば、ＬＡＮ信号（パケット）の経路はＬＡＮ用スイッチングハブ部のみとなり、ＷＡＮ信号（パケット）の経路はＷＡＮ用スイッチングハブ部のみとなるため、各スイッチングハブにおいての帯域に十分なマージンを取る事ができる。また、各外部ネットワーク機器接続部ＩＦの設定が容易である。

この発明によれば、各外部ネットワーク機器接続部ＩＦのＬＡＮまたはＷＡＮの設定が、ＷＡＮ又はＬＡＮの送受信パケットがダイレクトに流れる物理層でのスイッチングによって行われるものではなく、論理層での切替のため、確実なものとなる。

図２は、この発明の第１の実施形態のルータ装置のブロック図である。

ルータ装置１は、外部ネットワーク機器接続部の一例である、５個のインターフェイスコネクタＩＦ（Ａ）〜（Ｅ）（以下、ＩＦ２）と、スイッチングハブ部３と、特定インターフェイス線４と、制御装置５と、切替スイッチ部６と、ＬＥＤ７とを備えている。

ＩＦ２は、この実施形態では、ＩＦ（Ａ）〜ＩＦ（Ｄ）の４個が、（その属性が）ＬＡＮに固定的に設定され、ＩＦ（Ｅ）が、（その属性が）ＷＡＮまたはＬＡＮに設定される。

スイッチングハブ部３は、ＩＦ２にＯＳＩ参照モデルの物理レイヤにおいて下位側入出力ポートが接続される物理処理部ＰＨＹ（０）〜（４）（以下、ＰＨＹ３０）と、ＰＨＹ３０の上位側入出力ポートにＯＳＩ参照モデルのデータリンクレイヤにおいて下位側ポートが接続される論理処理部ＭＡＣ（０）〜（４）（以下、ＭＡＣ３１）と、ＭＡＣ３１の上位側入出力ポートを集線する集線部３２とで構成されている。

特定インターフェイス線４は、ＭＩＩ（ＭｅｄｉａＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＩｎｔｅｒｆａｃｅ）０とＭＩＩ１で構成される。なお、ＭＩＩは、ＯＳＩ参照モデルのデータリンクレイヤ（論理層）において定義されている媒体非依存インターフェイスをいう。前者は、本発明の第１の特定インターフェイスに対応し、後者は、本発明の第２の特定インターフェイスに対応している。ＭＩＩ０は、スイッチングハブ部３のＭＡＣ（５）に接続され、ＭＩＩ１は、スイッチングハブ部３のＰＨＹ（４）に接続されている。なお、ＭＡＣ（５）には、ＰＨＹの接続がない。これらのＭＩＩ０とＭＩＩ１には、データリンクレイヤ（論理層）でのＷＡＮ信号（パケット）またはＬＡＮ信号（パケット）が流れる。

制御装置５は、ＣＰＵで構成され、ＷＡＮからＬＡＮ、またはＬＡＮからＷＡＮのルーティング処理を含むパケット処理を行う。また、ＭＩＩ０若しくはＭＩＩ１の特定インターフェイス線４、または図示しない制御線により、ＭＡＣ（４）について選択的にその機能を有効（ｅｎａｂｌｅ）または無効（ｄｉｓａｂｌｅ）し、ＭＩＩ１についても、選択的にその機能を有効または無効にする。後述のように、このような制御により、ＰＨＹ（４）に接続されるＩＦ（Ｅ）（の属性）をＬＡＮまたはＷＡＮに設定する。

切替スイッチ部６は、制御装置５に接続され、制御装置５に対して、ＩＦ２のそれぞれの属性についてＬＡＮまたはＷＡＮの設定処理を指示する。また、ＬＥＤ７は、ＩＦ２のそれぞれについて設定処理された属性を表示する。

図３は、ＩＦ（Ｅ）（の属性）がＷＡＮに設定されている状態を示す。図３では、ＩＦ（Ｅ）がＷＡＮに設定され、その他のＩＦ（Ａ）〜ＩＦ（Ｄ）の全部がＬＡＮに設定されているため、このルータ装置１はルータとして機能する。

図３では、制御装置５が、ＭＡＣ（４）をオフし（機能を無効にする）、ＭＩＩ１をオンする（機能を有効にする）。ＭＡＣ（４）をオフすることにより、ＩＦ（Ｅ）は集線部３２との間でパケットの遣り取りはできなくなる。ＭＩＩ１をオンすることにより、ＩＦ（Ｅ）は、ＰＨＹ（４）を介して制御装置５との間でパケットの遣り取りが可能になる。

したがって、図３では、ＩＦ（Ｅ）への入力パケットがＰＨＹ（４）からＭＡＣ（４）を通過せずに制御装置５に入力するから、このＩＦ（Ｅ）はＷＡＮとなり、それ以外のＩＦ（Ａ）〜ＩＦ（Ｄ）はＬＡＮとなる。ＩＦ（Ｅ）に入力したパケットは、制御装置５においてＷＡＮ→ＬＡＮへのルーティングが行われてから、ＭＩＩ０→ＭＡＣ５→集線部３２→［ＭＡＣ（０）〜ＭＡＣ（３）］→［ＰＨＹ（０）〜ＰＨＹ（３）］→［ＩＦ（Ａ）〜ＩＦ（Ｄ）］へと出力される。一方、［ＩＦ（Ａ）〜ＩＦ（Ｄ）］に入力したパケットは、［ＩＦ（Ａ）〜ＩＦ（Ｄ）］→［ＰＨＹ（０）〜ＰＨＹ（３）］→［ＭＡＣ（０）〜ＭＡＣ（３）］→集線部３２→ＭＡＣ５→ＭＩＩ０→制御装置５に入力され、制御装置５において、ＬＡＮ→ＷＡＮのルーティングが行われ、制御装置５→ＭＩＩ１→ＰＨＹ（４）→ＩＦ（Ｅ）とＷＡＮ側に出力される。

なお、ＬＥＤ７は、ＩＦ２のそれぞれの設定状態を表示する。

図４は、ＩＦ（Ｅ）（の属性）がＬＡＮに設定されている状態を示す。図４では、ＩＦ２の全部がＬＡＮに設定されているため、このルータ装置１は全体としてハブとしてのみ機能する。

図４では、制御装置５が、ＭＡＣ（４）をオンし（機能を有効にする）、ＭＩＩ１をオフする（機能を無効にする）。ＭＡＣ（４）をオンすることにより、集線部３２との間でパケットの遣り取りが可能になり、ＭＩＩ１をオフすることにより、ＩＦ（Ｅ）は、ＰＨＹ（４）と制御装置５との間でダイレクトにパケットの遣り取りが出来なくなる。

したがって、図４では、ＩＦ２（ＩＦ（Ａ）〜ＩＦ（Ｅ））のそれぞれに対しての入力パケットがＰＨＹ３０からＭＡＣ３１を通過して制御装置５に入力するから、このＩＦ２のそれぞれはＬＡＮとなる。ルータ装置１は、スイッチングハブとしてのみ機能する。

図３から図４への切替は、切替スイッチ部６により行われる。制御装置５は、上記切替が行われると、ＩＦ（Ｅ）をＷＡＮ→ＬＡＮへと変更する。同じように、切替スイッチ部６により、図４から図３への切替も可能である。

図２〜図４に示す第１の実施形態では、ＷＡＮ／ＬＡＮ切替ができるＩＦはＩＦ（Ｅ）に限られている。

本発明の第２の実施形態では、ＩＦ２の中の全てのＩＦについてＷＡＮ／ＬＡＮ切替が可能であり、また、複数のＩＦについてＷＡＮ設定可能である。

図５、図６は、本発明の第２の実施形態を示す。

構成において、第１の実施形態と相違する点は、ＭＡＣ３１のそれぞれが、ポートＩＤ記憶部（図示を省略）を備えている点である。ポートＩＤ記憶部は、ＭＡＣ３１の上位側（集線部側）の入出力ポートについてＬＡＮ側を識別するポートＩＤ（Ｌ）か、ＷＡＮ側を識別するポートＩＤ（Ｗ）かを記憶する。本実施形態において、ＭＡＣ３１のそれぞれの入出力ポートのＩＤをＶＬＡＮ（ＶｉｒｔｕａｌＬＡＮ）ＩＤ、または、単にＰＶＩＤと称する。ルータ装置１は、このＰＶＩＤを使って集線部３２を仮想ＬＡＮとして使用し、集線部３２を流れるパケットの行き先制御を行う。

ＰＶＩＤ＝１は、ＭＡＣ３１の上位側（集線部側）の入出力ポートの識別が、ＬＡＮ側、すなわち、ポートＩＤ（Ｌ）であることを示す。ＰＶＩＤ＝２は、ＷＡＮ側、すなわち、ポートＩＤ（Ｗ）であることを示す。

制御装置５は、次の制御を行う。

（１）切替スイッチ部６の指定に基づいて決定されるＰＶＩＤ（ポートＩＤ）を、ＭＡＣ３１のそれぞれのポートＩＤ記憶部に記憶する。制御装置５には、図６に示すＰＶＩＤテーブルが記憶されている。制御装置５は、切替スイッチ部６の指定に基づいてこのテーブルのＰＶＩＤを決定し、ＭＡＣ３１のそれぞれのポートＩＤ記憶部に記憶する。このとき、第１の論理処理部のＭＡＣ（５）については、ＰＶＩＤ＝１／２（１ｏｒ２）とする（ポートＩＤ記憶部に記憶する）。つまり、ＭＡＣ（５）は、ＬＡＮ側のパケットもＷＡＮ側のパケットも流す。図５に示す例では、ＭＡＣ（０）についてはＰＶＩＤ＝２、ＭＡＣ（１）〜ＭＡＣ（４）についてはＰＶＩＤ＝１、ＭＡＣ（５）についてはＰＶＩＤ＝１／２が記憶されている。

（２）第１の特定インターフェイスであるＭＩＩ０のみを使用する。（第２の特定インターフェイスであるＭＩＩ１をｄｉｓａｂｌｅにする（無効にする）。

（３）ＭＡＣ（５）から第１の特定インターフェイスであるＭＩＩ０を介して入力するパケットに対してルーティング処理などのパケット処理を行い、ＬＡＮ側へ出力するパケットにはポートＩＤ（Ｌ）を、ＷＡＮ側へ出力するパケットにはポートＩＤ（Ｗ）を付加して前記第１の特定インターフェイスＭＩＩ０を介してＭＡＣ（５）に出力する。

すなわち、制御装置５においてルーティング処理を行う場合は、
（３０）ＭＡＣ（５）から第１の特定インターフェイスであるＭＩＩ０を介して入力するパケットがＰＶＩＤ＝２（ポートＩＤ（Ｗ））を含んでいればルーティングした後、ＰＶＩＤ＝１（ポートＩＤ（Ｌ））を付加してＭＩＩ０を介してＭＡＣ（５）に出力する。ＭＡＣ（５）は、ＰＶＩＤ＝１／２であるため、このパケットを集線部３２に流す。

（３１）ＭＡＣ（５）からＭＩＩ０を介して入力するパケットがＰＶＩＤ＝１（ポートＩＤ（Ｌ））を含んでいればルーティングした後、ＰＶＩＤ＝２（ポートＩＤ（Ｗ））を付加してＭＩＩ０を介してＭＡＣ（５）に出力する。ＭＡＣ（５）は、ＰＶＩＤ＝１／２であるため、このパケットを集線部３２に流す。

スイッチングハブ部３の制御を含めた全体の動作は次の通りである。

（ＬＡＮ→ＷＡＮのパケットの流れ）
図５において、ＩＦ（Ｄ）（ＬＡＮ）→ＩＦ（Ａ）（ＷＡＮ）の通信を例とする。

ＩＦ（Ｄ）からのパケットはＰＨＹ（３）→ＭＡＣ（３）へ転送され、ＭＡＣ（３）においてＰＶＩＤ＝１が付加される。

ＭＡＣ（３）は、集線部３２のＭＡＣアドレステーブルに従い、パケットのフォワーディングまたはフラッディングを行う。このとき、ＰＶＩＤ＝２であるＭＡＣ（０）には、ＰＶＩＤが異なるためパケットが届かない。

ＭＡＣ（５）がパケットを受け取り、ＰＶＩＤ情報を削除し、ＭＩＩ０→制御装置５へと転送する。

制御装置５はルーティング処理を行い、ＰＶＩＤ＝２を付加して、ＭＩＩ０→ＭＡＣ（５）へと転送する。

パケットは、ＰＶＩＤ＝２であるＭＡＣ（０）のみへフォワーディングされ、ＭＡＣ（０）はＰＶＩＤ情報を削除し、ＰＨＹ（０）→ＩＦ（Ａ）へと転送する。

（ＷＡＮ→ＬＡＮのパケットの流れ）
図５において、ＩＦ（Ａ）（ＷＡＮ）→ＩＦ（Ｄ）（ＬＡＮ）の通信を例とする。

ＩＦ（Ａ）からのパケットは、ＰＨＹ（０）→ＭＡＣ（０）へと転送される。

ＭＡＣ（０）は、パケットにＰＶＩＤ＝２を付加して、集線部３２に渡すが、パケットはＰＶＩＤ＝１／２であるＭＡＣ（５）のみにフォワーディングされる。

ＭＡＣ（５）は、パケットを受け取り、ＰＶＩＤ情報を削除し、ＭＩＩ０→制御装置５へ転送する。

制御装置５は、ルーティング処理を行い、ＰＶＩＤ＝１を付加してＭＩＩ０→ＭＡＣ（５）へと転送する。

ＭＡＣ（５）は、集線部３２のＭＡＣアドレステーブルに従い、パケットのフォワーディングまたはフラッディングを行う。このとき、ＰＶＩＤ＝２であるＭＡＣ（０）には、ＰＶＩＤが異なるためパケットが届かない。

ここでは、ＭＡＣ（３）がパケットを受け取り、ＰＶＩＤ情報を削除し、ＰＨＹ（３）→ＩＦ（Ｄ）へと転送する。

以上の制御により、切替スイッチ部６の指定によって、ＩＦ２のそれぞれ（の属性）を、任意にＬＡＮまたはＷＡＮに設定することができる。また、図７に示すようにＩＦ（Ａ）とＩＦ（Ｂ）のように、複数のＩＦ２をＷＡＮに設定することもできる。

上記の第２の実施形態では、ＷＡＮ〜ＬＡＮ間のパケットはＭＩＩ０を２回通ることになるため、帯域利用効率が悪い。このため、ＭＩＩ０でのデータ転送が全二重であったとしても、半二重相当の通信速度に低下してしまう。そこで、ＭＩＩ１もパケット転送に使用する構成を図８に示す。

図８は本発明の第３の実施形態を示す。このルータ装置では、制御装置５は、ＭＩＩ１を有効にしてＭＡＣ（４）に接続する。また、ＰＨＹ（４）を無効にする。さらに、ＭＡＣ（４）をＰＶＩＤ＝１に、ＭＡＣ（５）をＰＶＩＤ＝２に設定する。

図８のルータ装置では、ＩＦ（Ａ）とＩＦ（Ｂ）がＷＡＮに設定され、ＩＦ（Ｃ）とＩＦ（Ｄ）がＬＡＮに設定され、ＩＦ（Ｅ）が無効となっている。

パケットの流れは次のようになる。

（ＬＡＮ→ＷＡＮのパケットの流れ）
図８において、ＩＦ（Ｄ）（ＬＡＮ）→ＩＦ（Ａ）（ＷＡＮ）の通信を例とする。

ＭＡＣ（４）がパケットを受け取り、ＰＶＩＤ情報を削除し、ＭＩＩ１→制御装置５へと転送する。

（ＷＡＮ→ＬＡＮのパケットの流れ）
図８において、ＩＦ（Ａ）（ＷＡＮ）→ＩＦ（Ｄ）（ＬＡＮ）の通信を例とする。

ＭＡＣ（０）は、パケットにＰＶＩＤ＝２を付加して、集線部３２に渡すが、パケットはＰＶＩＤ＝２であるＭＡＣ（５）のみにフォワーディングされる。

制御装置５は、ルーティング処理を行い、ＰＶＩＤ＝１を付加してＭＩＩ１→ＭＡＣ（４）へと転送する。

ＭＡＣ（４）は、集線部３２のＭＡＣアドレステーブルに従い、パケットのフォワーディングまたはフラッディングを行う。このとき、ＰＶＩＤ＝２であるＭＡＣ（０）には、ＰＶＩＤが異なるためパケットが届かない。

ＭＡＣ（３）がパケットを受け取り、ＰＶＩＤ情報を削除し、ＰＨＹ（３）→ＩＦ（Ｄ）へと転送する。

以上のルータ装置では、ＭＩＩ０にはＷＡＮパケット、ＭＩＩ１にはＬＡＮパケットのみが通る。これにより、スイッチングハブ部３と制御装置５間の帯域は図５、図７のルータ装置に比較して倍となり、帯域利用効率が低下するボトルネックを解消できる。

図９は、本発明の第４の実施形態を示している。

このルータ装置は、制御装置５にＭＡＣ／ＢＢ（ベースバンド）チップを組み込み、外部ネットワーク機器接続部ＩＦとしてワイヤレス（無線）チップ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＲＦ）を設けたものである。ＭＡＣ／ＢＢチップは、ＩＥＥＥで定義された８０２．１１ａ／ｂ／ｇの無線規格におけるＭＡＣ機能とモデム機能を実装している。すなわち、８０２．１１ａ／ｂ／ｇ無線プロトコルを制御し、ＢＢはモデムとして機能する。ＷｉｒｅｌｅｓｓＲＦは、ＬＡＮまたはＷＡＮに設定可能な無線モジュールである。ＷＡＮ設定したときには、上位のルータと無線接続される。また、ＬＡＮ設定したときには、無線アクセスポイントやＰＣ等の端末装置と無線接続される。

ＩＦ２とＷｉｒｅｌｅｓｓＲＦ間のパケットはＭＩＩ０及びＭＩＩ１を使用する。制御装置５は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＲＦのＬＡＮまたはＷＡＮ設定に応じて、ルーティング処理の他、ＭＡＣ／ＢＢへのパケット転送を制御する。また、制御装置５は、ＭＡＣ／ＢＢが受信したＷｉｒｅｌｅｓｓＲＦからのパケットの解析を行い、必要に応じてルーティング処理を行う。制御装置５とスイッチングハブ部３との通信は、図８と同様に、ＭＩＩ０（ＷＡＮパケット）とＭＩＩ１（ＬＡＮパケット）を使用する。

図１０は、本発明の第５の実施形態を示している。

このルータ装置は、制御装置５に汎用バスのＰＣＩバスを制御するＰＣＩＨＯＳＴを組み込み、ＰＣＩバスに外部ネットワーク機器接続部ＩＦとしてＷｉｒｅｌｅｓｓＭｏｄｕｌｅを接続している。この実施形態は、制御装置５がＰＣＩバス等の汎用バスを備えているときに都合が良い。

制御装置５の動作については、図９と同様である。

図１１は、本発明の第６の実施形態を示している。

このルータ装置は、制御装置５が、ＭＩＩＦを備えていて、このＭＩＩＦにＩＦ（Ｆ）を接続している。制御装置５は、ＭＩＩＦを使って、ＩＦ（Ｆ）をＬＡＮまたはＷＡＮに設定する。

図１２は、本発明の第７の実施形態を示している。

このルータ装置は、ＩＦ２（ＩＦ（Ａ）〜ＩＦ（Ｅ）と、ＰＨＹ８（ＰＨＹ（Ａ）〜ＰＨＹ（Ｅ））に加えて、ＰＨＹ８のそれぞれの上位側入出力ポートが接続され、このポートをＬＡＮ側またはＷＡＮ側に切り替える第1の切替スイッチ部９と、第1の切替スイッチ部９の上位側に接続される２つのスイッチングハブ部３ａ、３ｂとを備えている。第1の切替スイッチ部９は、ＭＩＩＳＷ（Ａ）〜ＭＩＩＳＷ（Ｅ）の５つのスイッチ部で構成されている。２つのスイッチングハブ部３ａ、３ｂは、それぞれ、図2に示すスイッチングハブ部３と同様にＭＡＣ３１（ＭＡＣ（０）〜ＭＡＣ（５））と集線部３２とを備えているが、ＰＨＹ３０は含まない。下位側（入力側）の入出力ポートは、スイッチングハブ部３ａについては、ＭＩＩ（Ａ）１〜ＭＩＩ（Ｅ）１、スイッチングハブ部３ｂについては、ＭＩＩ（Ａ）２〜ＭＩＩ（Ｅ）２となっている。スイッチングハブ部３ａはＬＡＮ用であり、スイッチングハブ部３ｂはＷＡＮ用である。ＬＡＮ用のスイッチングハブ部３ａのＭＡＣ（５）にはＬＡＮ用特定インターフェイスＭＩＩ３が接続され、ＷＡＮ用のスイッチングハブ部３ｂのＭＡＣ（５）にはＷＡＮ用特定インターフェイスＭＩＩ４が接続されている。制御装置５は、ルーティング処理を行うとともに、第2の切替スイッチ部６で指定された設定内容に基づいて第1の切替スイッチ部９の切替処理を行う。

図１２に示す例では、ＭＩＩＳＷ（Ａ）とＭＩＩＳＷ（Ｂ）とが、ＷＡＮ設定され、ＭＩＩＳＷ（Ｃ）〜ＭＩＩＳＷ（Ｅ）がＬＡＮ設定されている。したがって、ＬＡＮ用のスイッチングハブ部３ａは、ＩＦ（Ｃ）〜ＩＦ（Ｅ）についてハブ動作を行い、ＷＡＮ用のスイッチングハブ部３ｂは、ＩＦ（Ａ）〜ＩＦ（Ｂ）についてハブ動作を行う。

このルータ装置１では、ＬＡＮパケットはＬＡＮ用のスイッチングハブ部３ａだけで処理され、ＷＡＮパケットはＷＡＮ用のスイッチングハブ部３ｂだけで処理される。また、ＬＡＮパケットはＭＩＩ３だけを通り、ＷＡＮパケットはＭＩＩ４だけを通る。このように、ＬＡＮ側のスイッチングハブ部３ａとＷＡＮ側のスイッチングハブ部３ｂを設けることにより、各スイッチングハブ部は帯域に十分なマージンを取ることができる。

なお、外部ネットワーク機器接続部ＩＦとして、ＩＦ２やＷｉｒｅｌｅｓｓＲＦに代えて、ＰＬＣ（ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）インターフェイスや、３Ｇ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ）インターフェイスなどの他のインターフェイスを使用することも可能である。また、ＭＩＩに代えて、データリンクレイヤで定義される（現在または将来）他のインターフェイス規格を使用することも可能である。

従来のルータ装置使用時の不都合を説明する図本発明の第1の実施形態のルータ装置の構成図第1の実施形態の動作を説明する図第1の実施形態の動作を説明する図本発明の第２の実施形態のルータ装置の構成図第2の実施形態のＰＶＩＤテーブルを示す図第2の実施形態の動作を説明する図本発明の第３の実施形態のルータ装置の構成図本発明の第４の実施形態のルータ装置の構成図本発明の第５の実施形態のルータ装置の構成図本発明の第６の実施形態のルータ装置の構成図本発明の第７の実施形態のルータ装置の構成図

符号の説明

１…ルータ装置
２−インターフェイスコネクタ
３−スイッチングハブ部
３０−物理処理部
３１−論理処理部
３２−集線部
４−特定インターフェイス線
５−制御装置
６−切替スイッチ部
７−ＬＥＤ

Claims

Ｎ個の外部ネットワーク機器接続部ＩＦと、
前記Ｎ個の外部ネットワーク機器接続部ＩＦのそれぞれにＯＳＩ参照モデルの物理レイヤにおいて下位側ポートが接続される物理処理部ＰＨＹと、それぞれの物理処理部ＰＨＹの上位側ポートにＯＳＩ参照モデルのデータリンクレイヤにおいて下位側ポートが接続される論理処理部ＭＡＣと、それぞれの論理処理部ＭＡＣの上位側ポートを集線する集線部とを備えるスイッチングハブ部と、
前記スイッチングハブ部の第１の論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）（Ｘは任意の識別子）に接続される第１の特定インターフェイスを含み、入出力パケットが流れる特定インターフェイス線と、
前記特定インターフェイス線に接続され、該特定インターフェイス線から入力する入力パケットのルーティング処理を含むパケット処理を行う制御部と、
少なくとも一つ以上の外部ネットワーク機器接続部ＩＦの属性をＬＡＮまたはＷＡＮに設定する設定処理を指定する切替指定部と、を備え、
前記論理処理部ＭＡＣは、その論理側入出力ポートについてＬＡＮ側を識別するポートＩＤ（Ｌ）かＷＡＮ側かを識別するポートＩＤ（Ｗ）を予め記憶するポートＩＤ記憶部を備え、このポートＩＤを使用して前記集線部をＬＡＮとし使用し、集線部を流れるパケットの行き先制御を行い、
前記制御部は、下記（１）〜（２）の制御を行うことを特徴とするルータ装置。
（１）前記切替指定部の指定に基づいてポートＩＤを決定し、このポートＩＤを前記論理処理部ＭＡＣのそれぞれのポートＩＤ記憶部に記憶する。前記第１の論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）については、ポートＩＤをポートＩＤ（Ｌ）とポートＩＤ（Ｗ）を含むものとして記憶する。
（２）前記第１の論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）から第１の特定インターフェイスを介して入力するパケットに対してルーティング処理などのパケット処理を行い、ＬＡＮ側へ出力するパケットにはポートＩＤ（Ｌ）を、ＷＡＮ側へ出力するパケットにはポートＩＤ（Ｗ）を付加して前記第１の特定インターフェイスを介して前記第１の論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）に出力する。
Ｎ個の外部ネットワーク機器接続部ＩＦと、
前記Ｎ個の外部ネットワーク機器接続部ＩＦのそれぞれにＯＳＩ参照モデルの物理レイヤにおいて下位側ポートが接続される物理処理部ＰＨＹと、それぞれの物理処理部ＰＨＹの上位側ポートにＯＳＩ参照モデルのデータリンクレイヤにおいて下位側ポートが接続される論理処理部ＭＡＣと、それぞれの論理処理部ＭＡＣの上位側ポートを集線する集線部とを備えるスイッチングハブ部と、
前記スイッチングハブ部の第１の論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）（Ｘは任意の識別子）に接続される第１の特定インターフェイスと、前記スイッチングハブ部の第２の論理処理部ＭＡＣ（Ｙ）（Ｙは任意の識別子）に接続される第２の特定インターフェイスとを含み、入出力パケットが流れる特定インターフェイス線と、
前記特定インターフェイス線に接続され、該特定インターフェイス線から入力する入力パケットのルーティング処理を含むパケット処理を行う制御部と、
少なくとも一つ以上の外部ネットワーク機器接続部ＩＦの属性をＬＡＮまたはＷＡＮに設定する設定処理を指定する切替指定部と、を備え、
前記論理処理部ＭＡＣは、その論理側入出力ポートについてＬＡＮ側を識別するポートＩＤ（Ｌ）かＷＡＮ側かを識別するポートＩＤ（Ｗ）を予め記憶するポートＩＤ記憶部を備え、このポートＩＤを使用して前記集線部をＬＡＮとし使用し、集線部を流れるパケットの行き先制御を行い、
前記制御部は、下記（３）〜（５）の制御を行うことを特徴とするルータ装置。
（３）前記切替指定部の指定に基づいてポートＩＤを決定し、このポートＩＤを、前記論理処理部ＭＡＣのそれぞれのポートＩＤ記憶部に記憶する。前記第１の論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）については、ポートＩＤをポートＩＤ（Ｗ）として記憶する。
（４）前記第１の論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）から前記第１の特定インターフェイスを介して入力するパケットをルーティングした後、ポートＩＤ（Ｌ）を付加して前記第２の特定インターフェイスを介して前記第２の論理処理部ＭＡＣ（Ｙ）に出力する。
（５）前記第２の論理処理部ＭＡＣ（Ｙ）から前記第２の特定インターフェイスを介して入力するパケットをルーティングした後、ポートＩＤ（Ｗ）を付加して前記第１の特定インターフェイスを介して前記第１の論理処理部ＭＡＣ（Ｘ）に出力する。
前記制御部は、ＬＡＮまたはＷＡＮに設定可能な外部ネットワーク機器接続部ＩＦを含む無線部を備えている、請求項１〜２のいずれかに記載のルータ装置。
前記無線部は、汎用バスを介して前記制御部に接続される請求項３記載のルータ装置。