JPWO2005032061A1 - Hierarchical layer 2 network - Google Patents

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晃 大久保
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桂一 清水
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Abstract

移動端末と最上位のゲートウェイスイッチとの間で、複数の無線基地局/アクセスポイント、複数のエッジスイッチ、複数のブランチスイッチを階層的に構成した階層型レイヤ2ネットワークをにおいて、階層の下位方向から上位方向への転送に対してもエントリを検索して転送することで経路最適化をはかり、アドレスが学習されていないフレームのフォワーディングにおいて、階層の上位方向へ転送することでレイヤ2スイッチのフラディングを抑制する。In a hierarchical layer 2 network in which a plurality of radio base stations / access points, a plurality of edge switches, and a plurality of branch switches are hierarchically configured between a mobile terminal and the highest gateway switch, For forwarding in the upper direction, the route is optimized by searching for and forwarding the entry, and in the forwarding of the frame whose address has not been learned, flooding of the layer 2 switch by forwarding in the upper direction of the hierarchy Suppress.

Description

この発明は、レイヤ2スイッチのフラディングを抑制して効率の良いMACフレーム転送を行なうことを可能とする階層型レイヤ2ネットワークに関するものである。  The present invention relates to a hierarchical layer 2 network that enables efficient MAC frame transfer by suppressing flooding of a layer 2 switch.

移動体通信においては、音声通信だけでなく、インターネットへのアクセスや電子メール、画像配信/通信等が比較的容易に行なえるため、その利便性から大多数の人々が利用するところとなり、近年、高速/大容量化に向けて更なる発展が期待されている。
このような中、移動端末の位置管理における処理負荷の軽減と経路探索を容易にすることを目的とした、HLR(Home Location Register)/VLR(Visitor Location Register)等のモビリティ制御方式がある。これらのモビリティ制御方式では、移動端末の位置を特定の装置で集中管理するのではなく、階層構成のネットワークの特徴を活かし、個々の装置が分散して位置情報を管理する。
その一例として、特許文献1に掲載された、移動無線パケット通信システムにおける移動端末機の位置管理方法及びその移動無線パケット通信システムがある。第17図は特許文献1に記載されたネットワーク構成を示したものである。
第17図において、外部のネットワーク(LAN/WAN,Internet/Intranet等)と接続されたゲートウェイとなるGPTE(Gateway Packet Transmission Equipment)が第1階層L1として定義される。GPTEは、その下位層(第2階層のL2)に位置するH−PTE(High−Layer Packet Transmission Equipment)に接続され、それらH−PTEにパケットを送信するための経路制御機能を有している。第2階層L2に位置するH−PTEは、更に下位層(第3階層のL3)に位置するL−PTE(Low−Layer Packet Transmission Equipment)に接続され、それらL−PTEにパケット送信するための経路制御機能を有している。
第3階層L3に位置する各L−PTEは、各々下位層(第4階層のL4)に位置する複数の無線基地局に接続され、それら無線基地局にパケットを送信するための経路制御機能及び一斉呼出し機能を有する。第4階層L4に位置する無線基地局は、セル(図において○印で示される)内に在圏する移動端末にパケットを送信する機能を有している。各L−PTEに属する複数の無線基地局に対応したセルの集合エリアが一斉呼出しエリアとなる。移動端末に対して着信がある場合には、この移動端末が在圏するセルを含む一斉呼出しエリア内の全ての無線基地局から一斉に呼出しが行なわれる。
下り方向のパケット転送は、各装置が有する経路制御表に基づいて経路が検索され、その経路に従ってパケットが上位層の装置から下位層の装置に向かって順次転送される。一方、移動端末からの上り方向のパケット転送は、各装置においてパケットの転送先が一意に決まっていることから、経路探索を行なうことなく、接続された上位層の装置にパケットを転送する。
第18図は上記従来技術において、位置登録を行なう際の手順を示すシーケンス図である。移動端末(MS)は在圏するセルの無線基地局に対して位置登録要求信号を送信する。位置登録要求信号には、移動端末(MS)を特定するためのアドレスが含まれる。位置登録要求信号を受信した無線基地局(BS)は、更に位置登録要求信号を上位層の装置に送信し、移動端末には位置登録応答信号を送信する。そして位置登録要求信号が当該無線基地局(BS)に連なる各上位層の装置、L−PTE,H−PTE,GPTEにそれぞれ順次転送され、当該移動端末(MS)のアドレスが上位層の各装置に通知される。
移動端末(MS)のアドレスが順次通知された無線基地局(BS),L−PTE,H−PTE及びGPTEでは、自装置の経路制御表にその通知された移動端末(MS)を特定するアドレスが登録され、各装置はこの経路制御表に基づいてパケットの転送を行なう。移動端末が他の無線基地局のセルに移動した場合でも、都度、移動端末から位置登録要求信号を送信することにより、各装置の経路制御表も更新されるので、移動端末宛のパケットが正しく転送される。
第19図は上記従来技術において、位置登録を行なう際の他の手順を示すシーケンス図である。同一のH−PTEが位置管理するエリア内の移動であれば、第19図に示すように位置登録要求信号はH−PTEで終端されて、GPTEへは送信されない。このように各装置が自装置の位置管理するエリア内の移動であれば、上位層の装置に対して位置登録要求信号を送信しないことで、位置登録要求信号を処理する負荷の軽減をはかっている。
また、この従来技術においては、移動端末が他の無線基地局のセルに移動した場合に、前のセルの無線基地局に至る経路と移動先のセルの無線基地局に至る新たな経路に共通する装置から前のセルの無線基地局に至る経路内の各装置は、前記共通する装置から前のセルの無線基地局に至る経路部分の位置管理情報を自装置の経路管理表から削除するような位置情報管理を行っている。
特開2001−189956号公報
In mobile communication, access to the Internet, e-mail, image distribution / communication, etc., as well as voice communication, can be performed relatively easily. Further development is expected for high speed / large capacity.
Under such circumstances, there are mobility control schemes such as HLR (Home Location Register) / VLR (Visitor Location Register) for the purpose of reducing processing load and facilitating route search in location management of mobile terminals. In these mobility control methods, the position of the mobile terminal is not centrally managed by a specific device, but the individual devices are distributed to manage location information by utilizing the characteristics of the hierarchical network.
As an example, there is a location management method of a mobile terminal in a mobile radio packet communication system and a mobile radio packet communication system described in Patent Document 1. FIG. 17 shows a network configuration described in Patent Document 1.
In FIG. 17, GPTE (Gateway Packet Transmission Equipment) which is a gateway connected to an external network (LAN / WAN, Internet / Intranet, etc.) is defined as the first layer L1. GPTE is connected to H-PTE (High-Layer Packet Transmission Equipment) located in the lower layer (L2 of the second layer), and has a path control function for transmitting packets to these H-PTEs. . The H-PTE located in the second layer L2 is further connected to an L-PTE (Low-Layer Packet Transmission Equipment) located in the lower layer (L3 of the third layer), and is used to transmit packets to these L-PTEs. It has a route control function.
Each L-PTE located in the third layer L3 is connected to a plurality of radio base stations located in the lower layer (L4 of the fourth layer), and a path control function for transmitting packets to these radio base stations, Has a general call function. The radio base station located in the fourth layer L4 has a function of transmitting a packet to a mobile terminal located in a cell (indicated by a circle in the figure). A set area of cells corresponding to a plurality of radio base stations belonging to each L-PTE is a general call area. When there is an incoming call to the mobile terminal, the call is performed simultaneously from all the radio base stations in the simultaneous call area including the cell where the mobile terminal is located.
In downlink packet transfer, a route is searched based on a route control table of each device, and packets are sequentially transferred from an upper layer device to a lower layer device according to the route. On the other hand, in the uplink packet transfer from the mobile terminal, since the packet transfer destination is uniquely determined in each device, the packet is transferred to the connected higher layer device without performing a route search.
FIG. 18 is a sequence diagram showing a procedure for performing location registration in the above prior art. The mobile terminal (MS) transmits a location registration request signal to the radio base station of the cell in which it is located. The location registration request signal includes an address for specifying the mobile terminal (MS). The radio base station (BS) that has received the location registration request signal further transmits a location registration request signal to an upper layer device, and transmits a location registration response signal to the mobile terminal. Then, the location registration request signal is sequentially transferred to each upper layer apparatus, L-PTE, H-PTE, and GPTE connected to the radio base station (BS), and the address of the mobile terminal (MS) is each upper layer apparatus. Will be notified.
In the radio base station (BS), L-PTE, H-PTE, and GPTE in which the address of the mobile terminal (MS) is sequentially notified, an address that identifies the notified mobile terminal (MS) in the routing control table of its own device Are registered, and each device transfers a packet based on the routing table. Even when a mobile terminal moves to a cell of another radio base station, the routing control table of each device is also updated by transmitting a location registration request signal from the mobile terminal each time. Transferred.
FIG. 19 is a sequence diagram showing another procedure for performing location registration in the prior art. If the movement is within the area managed by the same H-PTE, the location registration request signal is terminated at the H-PTE as shown in FIG. 19 and is not transmitted to the GPTE. In this way, if each device moves within the area where the location of the device itself is managed, the load for processing the location registration request signal is reduced by not transmitting the location registration request signal to the upper layer device. Yes.
Further, in this prior art, when a mobile terminal moves to a cell of another radio base station, it is common to a route to the radio base station of the previous cell and a new route to the radio base station of the destination cell. Each device in the path from the device to the radio base station of the previous cell deletes the position management information of the path portion from the common device to the radio base station of the previous cell from the route management table of its own device. Management of location information.
JP 2001-189956 A

しかしながら、上記従来のシステムでは、移動端末からの上り方向のパケット転送においては、各装置においてパケットの転送先が一意に決まっていることから、各装置では経路探索を行なうことなく、接続された上位層の装置にパケットを転送するようになっており、このため移動端末間の通信は必ず最上位層のGPTEを経由することなり、転送経路が最適化されずに冗長になってしまうという問題がある。
また上記従来のシステムの各装置をレイヤ2スイッチで実現し、下り方向と同様に上り方向のパケット転送(フレームとして転送)についても経路制御表に基づいて転送する場合、位置管理情報が登録されていないと、受信した方路を除いた全ての方路に対して転送が行なわれるフラディングが実行されるため、ネットワーク内のトラヒックが増大するという課題がある。
更に上記従来のシステムでは、各装置が自装置の位置管理するエリア内の移動であれば、上位層の装置に対して位置登録信号を送信しないので、各装置をレイヤ2スイッチで実現した場合では、一定期間フレームが送受信されないと当該位置管理情報を不要と見なして廃棄するエージングが働いてしまう。このため、従来システムでは、移動端末が存在しているにも関わらず、上位層側の装置では位置管理情報が廃棄されてしまうという課題がある。
この発明は上記に鑑みてなされたもので、レイヤ2スイッチを適用して移動体ネットワークに構成する際に、経路最適化を図るとともにネットワーク内トラヒックの増加を防ぐことができる階層型レイヤ2ネットワークを得ることを目的とする。
However, in the above conventional system, in the packet transfer in the uplink direction from the mobile terminal, the transfer destination of the packet is uniquely determined in each device. Packets are transferred to the layer device, and communication between mobile terminals always passes through the highest layer GPTE, and the transfer route is not optimized and becomes redundant. is there.
If each device of the above conventional system is realized by a layer 2 switch and the forward packet transfer (transfer as a frame) is transferred based on the routing table as well as the downlink direction, location management information is registered. Otherwise, there is a problem that traffic in the network increases because flooding is performed on all routes except the received route.
Further, in the above conventional system, if each device moves within the area where the device itself is managed, the location registration signal is not transmitted to the upper layer device. If a frame is not transmitted / received for a certain period of time, aging is performed in which the location management information is deemed unnecessary and discarded. For this reason, in the conventional system, there is a problem that the location management information is discarded in the upper layer side device even though the mobile terminal exists.
The present invention has been made in view of the above. A hierarchical layer 2 network capable of optimizing a route and preventing an increase in intra-network traffic when a layer 2 switch is applied to configure a mobile network. The purpose is to obtain.

この発明に係る階層型レイヤ2ネットワークは、移動端末と最上位装置との間で複数の中継装置を階層的に構成してレイヤ2ネットワークを構成する階層型レイヤ2ネットワークにおいて、前記各中継装置は、上位および下位方向へのフレーム転送の際、アドレステーブルに登録されたエントリを検索してこの検索結果に基づいたフレーム転送を行うとともに、前記アドレステーブルにエントリが登録されていないフレームの転送の際には、このフレームを階層の上位方向へ転送するようにしたことを特徴とする。
この発明によれば、各中継装置は階層の下位方向から上位方向への転送に対してもエントリを検索して転送するようにしたので、経路最適化ができる。また、各中継装置はアドレスがエントリされていないフレームのフォワーディングの際には、階層の上位方向へ転送するようにしたので、各スイッチをレイヤ2スイッチで構成した場合でも、レイヤ2スイッチのフラディングを抑制することができる。
つぎの発明は上記の発明において、前記各中継装置は、移動端末の異なるサービスエリアへの移動に応じて、移動端末のエントリの追加、更新を行う第1の制御用フレームおよび移動端末のエントリの削除を行うための第2の制御用フレームの送受信機能を有し、各中継装置は、移動端末との間でアソシエーションが設定された際、第1の制御用フレームを階層の上位方向へ順次送信するとともに、この移動端末についてのエントリが登録されているか否かを確認し、エントリが登録されていない場合はこの移動端末のエントリを登録し、エントリが登録されている場合は、この移動端末のエントリを更新するとともに下位の旧経路の中継装置に対し前記第2の制御用フレームを送信しかつ上位の中継装置に対し前記第1の制御用フレームを送信するようにしたことを特徴とする。
この発明によれば、移動端末が異なるサービスエリアに移動した場合においても、継続してフォワーディングを行なう最下位側の中継装置より上位階層側の中継装置においてもエントリを維持することができるようになる。
つぎの発明は上記の発明において、各中継装置は、階層の下位から送信されるフレーム中の送信元アドレス情報に基づいてフレーム転送のための前記エントリを登録及び更新することを特徴とする。
この発明によれば、自装置の配下に存在している移動端末だけのエントリ情報だけを管理すれば良くなり、フォワーディングのためのエントリ情報を効率良く管理することができる。
つぎの発明は上記の発明において、前記中継装置は、移動端末の上位である複数のアクセスポイントと、これらアクセスポイントの上位である複数のエッジスイッチとを少なくとも有し、前記複数のエッジスイッチに、エントリ登録及び更新のプロキシ機能を具備させることを特徴とする。
この発明によれば、アクセスポイントに追加、更新及び削除を行なう為の前記第1及び第2の制御用フレームの送受信機能がなくても、階層型レイヤ2ネットワークのモビリティ制御機能を提供することができる。
つぎの発明は上記の発明において、前記各中継装置は、マルチキャストパケットを予め設定した特定の方向へ転送するようにエントリが登録設定されていることを特徴とする。
この発明によれば、各中継装置はマルチキャストパケットを予め設定した特定の方向へ転送するようにしており、これにより各中継装置でのフラディングを抑制することができる。
つぎの発明は上記の発明において、前記各中継装置は、マルチキャストパケットをアドレスが学習されていないフレームと判断して、階層の上位方向へ転送することを特徴とする。
この発明によれば、各中継装置は各中継装置は、マルチキャストパケットをアドレスが学習されていないフレームと判断して、階層の上位方向へ転送するようにしたので、各中継装置でのフラディングを抑制することができる。
つぎの発明は上記の発明において、前記マルチキャストパケットの転送先をループ接続防止プロトコルによって決定したことを特徴とする。
この発明によれば、マルチキャストパケットの転送先をループ接続防止プロトコルによって決定するようにしているので、ネットワークのトポロジが変化してもフラディングを抑制することができる。
The hierarchical layer 2 network according to the present invention is a hierarchical layer 2 network in which a plurality of relay devices are hierarchically configured between a mobile terminal and a highest-level device to form a layer 2 network. When transferring frames in the upper and lower directions, search for an entry registered in the address table and perform frame transfer based on the search result. When transferring a frame for which no entry is registered in the address table Is characterized in that this frame is transferred upward in the hierarchy.
According to the present invention, since each relay device searches for and transfers an entry for the transfer from the lower direction to the upper direction of the hierarchy, the route can be optimized. In addition, since each relay apparatus forwards a frame in which no address is entered, it forwards it in the upper direction of the hierarchy. Therefore, even if each switch is configured with a layer 2 switch, flooding of the layer 2 switch Can be suppressed.
The next invention is the above invention, wherein each of the relay devices includes a first control frame for adding and updating a mobile terminal entry and a mobile terminal entry in accordance with movement of the mobile terminal to a different service area. It has a second control frame transmission / reception function for performing deletion, and each relay device sequentially transmits the first control frame in the upper direction of the hierarchy when an association is set up with the mobile terminal. And confirms whether or not an entry for this mobile terminal is registered. If no entry is registered, the mobile terminal entry is registered. If an entry is registered, the mobile terminal entry is registered. The entry is updated and the second control frame is transmitted to the relay device of the lower old route, and the first control frame is transmitted to the higher relay device. Characterized by being adapted to Shin.
According to the present invention, even when the mobile terminal moves to a different service area, the entry can be maintained even in the relay device on the upper layer side than the relay device on the lower layer side that continues forwarding. .
The next invention is characterized in that, in the above invention, each relay apparatus registers and updates the entry for frame transfer based on source address information in a frame transmitted from a lower layer.
According to the present invention, it is only necessary to manage entry information of only the mobile terminals existing under its own device, and entry information for forwarding can be managed efficiently.
The next invention is the above invention, wherein the relay device has at least a plurality of access points that are higher ranks of the mobile terminal and a plurality of edge switches that are higher ranks of these access points, and the plurality of edge switches include: An entry registration / update proxy function is provided.
According to the present invention, it is possible to provide a mobility control function of a hierarchical layer 2 network without the function of transmitting and receiving the first and second control frames for adding, updating, and deleting an access point. it can.
The following invention is characterized in that, in the above invention, each relay device is registered and set so as to forward a multicast packet in a predetermined direction.
According to the present invention, each relay apparatus forwards multicast packets in a specific direction set in advance, and thereby flooding in each relay apparatus can be suppressed.
The following invention is characterized in that, in the above invention, each of the relay devices determines that the multicast packet is a frame whose address has not been learned, and forwards the multicast packet upward in the hierarchy.
According to the present invention, each relay device determines that the multicast packet is a frame whose address has not been learned and forwards the multicast packet in the upper direction of the hierarchy. Can be suppressed.
The next invention is characterized in that, in the above invention, the forwarding destination of the multicast packet is determined by a loop connection prevention protocol.
According to the present invention, since the forwarding destination of the multicast packet is determined by the loop connection prevention protocol, flooding can be suppressed even if the network topology changes.

第1図はこの発明にかかる階層型レイヤ2ネットワークの構成を示した図であり、第2図は各移動端末間のフレーム転送経路を示した図であり、第3図は実施の形態1における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第4図は実施の形態1における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第5図は実施の形態1における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第6図は実施の形態2における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第7図は実施の形態2におけるエントリ登録のための制御用MACフレームの構成を示した図であり、第8図は実施の形態2におけるエントリ削除のための制御用MACフレームの構成を示した図であり、第9図は実施の形態3における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第10図は実施の形態4における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第11図は実施の形態4における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第12図は実施の形態5における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第13図は実施の形態5における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第14図は実施の形態5における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第15図は実施の形態6における階層型レイヤ2ネットワークの動作を説明するためのシーケンス図であり、第16図は実施の形態7における階層型レイヤ2ネットワークの構成を示した図であり、第17図は従来例における階層型の移動無線パケット通信システムの構成を示す図であり、第18図は従来例における階層型の移動無線パケット通信システムの動作を説明するためのシーケンス図であり、第19図は従来例における階層型の移動無線パケット通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。  FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a hierarchical layer 2 network according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a frame transfer path between mobile terminals, and FIG. 3 is a diagram according to the first embodiment. FIG. 4 is a sequence diagram for explaining the operation of the hierarchical layer 2 network, FIG. 4 is a sequence diagram for explaining the operation of the hierarchical layer 2 network in the first embodiment, and FIG. 5 is the embodiment. FIG. 6 is a sequence diagram for explaining the operation of the hierarchical layer 2 network in FIG. 1, FIG. 6 is a sequence diagram for explaining the operation of the hierarchical layer 2 network in the embodiment 2, and FIG. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a control MAC frame for entry registration in the second embodiment, and FIG. 8 shows a control MAC for entry deletion in the second embodiment. FIG. 9 is a sequence diagram for explaining the operation of the hierarchical layer 2 network in the third embodiment. FIG. 10 is a sequence diagram for explaining the hierarchical layer 2 network in the fourth embodiment. FIG. 11 is a sequence diagram for explaining the operation of the hierarchical layer 2 network in the fourth embodiment, and FIG. 12 is a hierarchical layer in the fifth embodiment. FIG. 13 is a sequence diagram for explaining the operation of the two networks, FIG. 13 is a sequence diagram for explaining the operation of the hierarchical layer 2 network in the fifth embodiment, and FIG. 14 is a hierarchy in the fifth embodiment. FIG. 15 is a sequence diagram for explaining the operation of the layer 2 network, and FIG. 15 shows the layer 2 network in the sixth embodiment. FIG. 16 is a sequence diagram for explaining the operation of a work, FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a hierarchical layer 2 network in Embodiment 7, and FIG. 17 is a hierarchical mobile radio packet communication in a conventional example. FIG. 18 is a sequence diagram for explaining the operation of the hierarchical mobile radio packet communication system in the conventional example, and FIG. 19 is a hierarchical mobile radio packet communication in the conventional example. It is a sequence diagram for demonstrating operation | movement of a system.

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる階層型レイヤ2ネットワークのモビリティ制御方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
実施の形態1.
第1図〜第5図に従って本発明の実施の形態1について説明する。実施の形態1においては、階層の下位方向から上位方向へのフレーム転送に対してもアドレスのエントリ情報を検索結果に基づいてフレーム転送することで経路最適化を図り、アドレスが学習されていないフレームのフォワーディングの際には、このフレームを上位層の方向へ転送することでレイヤ2スイッチのフラディングを抑制する。
第1図は、本発明の階層型レイヤ2ネットワークの構成例を示した図である。第1図において、ゲートウェイルータ1は外部のネットワーク(例えばInternetやIntranet)とのIPレイヤでの相互接続(ルーティング)を行なう。端末2は外部のネットワーク(例えばInternetやIntranet)に接続されている。DHCPv6サーバ4はIPv6のステートフルアドレス自動設定を行うものであり、後述の移動端末51〜53に対してステートフルアドレス自動設定のサーバ機能を提供する。
ゲートウェイスイッチ(請求の範囲の最上位装置に対応)10はゲートウェイルータ1に接続され、第1図に示すレイヤ2ネットワーク全体の移動端末の位置情報を管理する。近隣探索サーバ3はゲートウェイスイッチ10に接続され、IPアドレスとMACアドレスとの変換を行ない、移動端末51〜53に対してアドレス解決機能を提供する。
移動端末51〜53は41〜48の無線基地局/アクセスポイント41〜48が管理するサービスエリアに亘って移動し、当該無線基地局/アクセスポイント41〜48が提供する所定の無線インタフェースで階層型レイヤ2ネットワークに接続する。エッジスイッチ31〜34は無線基地局/アクセスポイント41〜48を収容する。ブランチスイッチ21〜24は、ゲートウェイスイッチ10とエッジスイッチ31〜34との間でレイヤ2フレームを中継し転送する。無線基地局/アクセスポイント41〜48、エッジスイッチ31〜34およびブランチスイッチ21〜24が請求の範囲でいうところの中継装置に対応する。
この実施の形態1においては、階層型レイヤ2ネットワークを構成する各無線基地局/アクセスポイント41〜48、エッジスイッチ31〜34、ブランチスイッチ21〜24およびゲートウェイスイッチ10は、階層の上位方向から下位方向へのフレーム転送だけでなく階層の下位方向から上位方向へのフレーム転送の際にも、アドレス学習によって得ているエントリ情報を検索し、この検索結果に基づいてフレーム転送を行うようにしている。また、エントリ情報が存在しないフレーム、すなわちアドレスが学習されていないフレームのフォワーディング(転送)については、階層の上位方向へフレームを転送するようにしている。
第2図は、実施の形態1における階層型レイヤ2ネットワークにおいて、移動端末51と移動端末52との間、移動端末51と移動端末53との間、及び移動端末51と端末2との間の各転送経路を示す図である。第3図は、移動端末51と移動端末52との間でユーザデータが格納されているフレームを転送する際の動作を示すシーケンス図である。また第4図は、移動端末51と移動端末53との間でユーザデータが格納されているフレームを転送する際の動作を示すシーケンス図である。更に第5図は、移動端末51と端末2との間でユーザデータが格納されているフレームを転送する際の動作を示すシーケンス図である。
まず、第2図および第3図を参照して移動端末51と移動端末52との間のフレーム転送について説明する。
移動端末51が無線基地局/アクセスポイント42が提供するサービスエリアで、移動端末52宛のMACアドレスを宛先アドレスとして設定し、階層型レイヤ2ネットワークに対してユーザデータを含んだMACフレーム(1001)を送信したとする。このMACフレーム(1001)を受信した無線基地局/アクセスポイント42は、MACフレーム中の宛先アドレスでアドレステーブルのエントリ情報を検索してMACフレームの出力先を決定する(1002)。なお、エントリ情報とは、レイヤ2スイッチのMACアドレス学習機能によって学習したMACアドレスと出力先(出力ポート)の対応関係を示す情報であり、登録されたエントリ情報はエージングタイマがタイムアウトするまで保持される。
この場合は、移動端末52は無線基地局/アクセスポイント42の配下には存在しないため、上記検索ではヒットした検索結果は得られない(1003)。このため、無線基地局/アクセスポイント42は、階層の上位方向(上位方向ポート)へMACフレーム(1001)を転送する(1004)。
無線基地局/アクセスポイント42の上位の階層にあるエッジスイッチ31は、このMACフレーム(1001)を受信すると、前述と同様にしてMACフレーム中の宛先アドレスでアドレステーブルのエントリ情報を検索してMACフレームの出力先を決定する(1005)。この場合も、移動端末52はエッジスイッチ31の配下には存在しないため、上記検索ではヒットした検索結果は得られない(1006)。このため、エッジスイッチ31は、階層の上位方向(上位方向ポート)へMACフレーム(1001)を転送する(1007)。
エッジスイッチ31の上位の階層にあるブランチスイッチ23は、このMACフレーム(1001)を受信すると、前述と同様にしてMACフレーム中の宛先アドレスでアドレステーブルのエントリ情報を検索してMACフレームの出力先を決定する(1008)。移動端末52はブランチスイッチ23の配下に存在するので、ブランチスイッチ23での検索においては、ヒットした検索結果が得られる(1003)。したがって、ブランチスイッチ23は、エントリ情報として登録されているMACフレーム中の宛先アドレスに対応するポート(エッジスイッチ32の方向)へMACフレーム(1001)を転送する(1010)。
エッジスイッチ32はこのMACフレーム(1001)を受信すると、前述と同様にしてMACフレーム中の宛先アドレスでアドレステーブルのエントリ情報を検索してMACフレームの出力先を決定する(1011)。この場合にも、移動端末52はエッジスイッチ32の配下に存在するので、エッジスイッチ32に登録されたエントリ情報には、受信したMACフレーム中の宛先アドレスに対応するMACアドレスが含まれている。したがって、エッジスイッチ32での検索においては、ヒットした検索結果が得られ、エッジスイッチ32は、エントリ情報に登録されているポート(無線基地局/アクセスポイント44の方向)へMACフレーム(1001)を転送する(1012)。
無線基地局/アクセスポイント44はこのMACフレーム(1001)を受信すると、前述と同様にしてMACフレーム中の宛先アドレスでアドレステーブルのエントリ情報を検索してMACフレームの出力先を決定する(1013)。この場合にも、移動端末52は無線基地局/アクセスポイント44の配下に存在するので、無線基地局/アクセスポイント44に登録されたエントリ情報には、受信したMACフレーム中の宛先アドレスに対応するMACアドレスが含まれている。したがって、無線基地局/アクセスポイント44での検索においては、ヒットした検索結果が得られ、無線基地局/アクセスポイント44は、エントリ情報に登録されている無線チャネル(移動端末52との間で設定されている無線チャネル)へMACフレーム(1001)を転送する(1014)。
以上のようにして、移動端末51から送信されたMACフレームが移動端末52に転送される。移動端末52から移動端末51に対して送信されたMACフレームは上記と逆の手順で転送される。
つぎに、第2図および第4図を参照して移動端末51と移動端末53との間のフレーム転送について説明する。
移動端末51が無線基地局/アクセスポイント42が提供するサービスエリアで、移動端末53宛のMACアドレスを宛先アドレスとして設定し、階層型レイヤ2ネットワークに対してユーザデータを含んだMACフレーム(1021)を送信するとする。このMACフレーム(1021)を受信した無線基地局/アクセスポイント42は、前述のように宛先のアドレスでエントリ情報を検索するが(1022)、移動端末53は自装置の配下には存在しないため、検索結果としてはヒットしない(1023)。したがって、無線基地局/アクセスポイント42は階層の上位方向へMACフレーム(1021)を転送する(1024)。
無線基地局/アクセスポイント42の上位の階層にあるエッジスイッチ31は、このMACフレーム(1021)を受信すると、宛先のアドレスでエントリ情報を検索するが(1025)、移動端末53は自装置の配下には存在しないため、検索結果としてヒットしない(1026)。したがって、エッジスイッチ31は、更に階層の上位方向へMACフレーム(1021)を転送する(1027)。
エッジスイッチ31の上位の階層にあるブランチスイッチ21は、このMACフレーム(1021)を受信すると、宛先のアドレスでエントリ情報を検索するが(1028)、移動端末53は自装置の配下には存在しないため、検索結果としてヒットしない(1029)。したがって、ブランチスイッチ21は、更に上位方向へMACフレーム(1021)を転送する(1030)。
ブランチスイッチ21の上位の階層にあるゲートウェイスイッチ10は、このMACフレーム(1021)を受信すると、宛先のアドレスでエントリ情報を検索する(1031)。ここで、移動端末53はゲートウェイスイッチ10の配下に存在することになるので、ゲートウェイスイッチ10での検索においてはヒットした検索結果が得られる(1032)。したがって、ゲートウェイスイッチ10は、エントリ情報として登録されているポート、すなわち宛先MACアドレスに対応する登録ポート(ブランチスイッチ22の方向)へMACフレーム(1021)を転送する(1033)。
ブランチスイッチ22はこのMACフレーム(1021)を受信すると、宛先のアドレスでエントリ情報を検索して(1035)、登録されているポート(エッジスイッチ33の方向)へMACフレーム(1021)を転送する(1036)。すなわち、移動端末53はブランチスイッチ22の配下に存在するので、ブランチスイッチ22ではフレームの転送先を特定できる。
エッジスイッチ33はこのMACフレーム(1021)を受信すると、宛先のアドレスでエントリ情報を検索して(1037)、登録されているポート(無線基地局/アクセスポイント46の方向)へMACフレーム(1021)を転送する(1038)。すなわち、移動端末52はエッジスイッチ33の配下に存在するので、エッジスイッチ32ではフレームの転送先を特定できる。
無線基地局/アクセスポイント46はこのMACフレーム(1021)を受信すると、宛先のアドレスでエントリ情報を検索して(1039)、登録されている無線チャネル(移動端末52との間で設定されている無線チャネル)へMACフレーム(1021)を転送する(1040)。すなわち、移動端末52は無線基地局/アクセスポイント44の配下に存在するので、無線基地局/アクセスポイント44では無線インタフェースを介してフレームを転送することができる。
以上のようにして、移動端末51から送信されたMACフレームが移動端末53に転送される。移動端末53から移動端末51に対して送信されたMACフレームは、上記と逆の手順で転送される。
つぎに、第2図および第5図を参照して移動端末51と端末2との間のフレーム転送について説明する。
移動端末51が、無線基地局/アクセスポイント42が提供するサービスエリアにおいて、端末2宛としてゲートウェイルータ1のMACアドレスを宛先アドレスとして設定し、階層型レイヤ2ネットワークに対してユーザデータを含んだMACフレーム(1041)を送信するとする。このMACフレーム(1041)を受信した無線基地局/アクセスポイント42は、宛先のアドレスでエントリ情報を検索するが(1042)、端末2は自装置の配下には存在しないため、検索結果としてヒットしない(1043)。したがって、無線基地局/アクセスポイント42は階層の上位方向へMACフレーム(1041)を転送する(1044)。
無線基地局/アクセスポイント42の上位の階層にあるエッジスイッチ31が、このMACフレーム(1041)を受信すると、エッジスイッチ31は宛先のアドレスでエントリ情報を検索するが(1045)、端末2は自装置の配下には存在しないため、検索結果としてヒットしない(1046)。したがって、エッジスイッチ31は、更に階層の上位方向へMACフレーム(1041)を転送する(1047)。
エッジスイッチ31の上位の階層にあるブランチスイッチ21は、このMACフレーム(1041)を受信すると、ブランチスイッチ21は宛先のアドレスでエントリ情報を検索するが(1048)、端末2は自装置の配下には存在しないため、検索結果としてヒットしない(1049)。したがって、ブランチスイッチ21は、更に上位方向へMACフレーム(1041)を転送する(1050)。
ブランチスイッチ21の上位の階層にあるゲートウェイスイッチ10が、このMACフレーム(1041)を受信すると、ゲートウェイスイッチ10は宛先のアドレスすなわちゲートウェイルータ1のMACアドレスでエントリ情報を検索する(1051)。ゲートウェイスイッチ10にはゲートウェイルータ1が接続されているので、ゲートウェイスイッチ10でのアドレステーブルの検索においては、ヒットした検索結果が得られる(1032)。したがって、ゲートウェイスイッチ10はエントリ情報として登録されているポート(ゲートウェイルータ1の方向)へMACフレーム(1041)を転送する(1052)。
なお、移動端末51がIPアドレスのプリフィックスの異なる端末2宛にIPパケットを送信する際、デフォルトゲートウェイとして、ゲートウェイルータ1を登録していない場合、宛先アドレスとしてゲートウェイルータ1のMACアドレスが設定されない。しかしながら、前述したように、各無線基地局/アクセスポイントおよびスイッチにおいて、検索がヒットしない場合に、上位方向のポートにフレームを転送し、かつ最上位のゲートウェイスイッチ10で検索がヒットしない場合に、ゲートウェイスイッチ10がゲートウェイルータ1へフレームを転送するようにすることで(第4図、1034参照)、ゲートウェイルータ1のMACアドレスが設定されていなくても、ゲートウェイルータ1に対してフレームを転送することができる。
MACフレーム(1041)を受信したゲートウェイルータ1は、MACフレーム(1041)に格納されている宛先IPアドレスに従ってルーティングを行ない、外部ネットワーク(Internet/Intranet)に対してIPパケットを転送する。外部ネットワークからは、ごく一般的なIPネットワークの転送(ルーティング)手順に従って端末2までMACフレーム(1041)がIPパケットとして転送される。
以上のようにして、移動端末51が送信したMACフレームが端末2に対して転送される。端末2から移動端末51に対して送信されたMACフレームは上記と逆の手順で転送される。
このように実施の形態1においては、階層型レイヤ2ネットワークを構成する各無線基地局/アクセスポイントおよび各スイッチは、階層の下位方向から上位方向へのフレーム転送に対してもMACアドレスについてのエントリ情報を検索し、この検索結果に基づいてフレーム転送を行うようにしているので、転送経路の最適化を図ることが可能となる。また、エントリ情報が存在しないフレーム、すなわちアドレスが学習されていないフレームのフォワーディング(転送)については、各無線基地局/アクセスポイントおよび各スイッチが階層の上位方向へフレームを転送するようにしているので、これら各無線基地局/アクセスポイントおよび各スイッチをレイヤ2スイッチで構成したとしても、レイヤ2スイッチのフラディングを抑制することが可能となる。
実施の形態2.
つぎに、第6図〜第8図に従って本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2においては、各無線基地局/アクセスポイントおよび各スイッチは、移動端末の異なるサービスエリアへの移動に応じてエントリ情報の追加、更新および削除を行なう為の制御用MACフレーム(登録用MACフレームおよび削除用MACフレームという)の送受信機能を有しており、移動端末との間でアソシエーションが設定された際、各無線基地局/アクセスポイントおよび各スイッチは登録用MACフレームを階層の上位方向へ順次送信して、当該移動端末のエントリを登録するととともに、移動端末が移動した後においてもこの移動端末と継続してフォワーディングを行なう最下位層側のスイッチが旧経路の各スイッチあるいは無線基地局/アクセスポイントに対してエントリ情報を削除するための削除用MACフレームを送信しかつ階層の上位方向へエントリ情報を登録するための登録要求フレームを転送するようにしている。
実施の形態2における階層型レイヤ2ネットワークの構成は、第1図に示すものと同じである。第6図は実施の形態2における動作を示すシーケンス図である。第7図はエントリ登録のための登録用MACフレームの構成を示した図である。第8図はエントリ削除のための削除用MACフレームの構成を示した図である。
第7図および第8図に示す登録用/削除用MACフレームは、IEEE 802.3フレームフォーマットに適用した場合を示すものであり、14バイトのデータリンクヘッダ部の後ろにIEEE 802.2によって定義されているLLCヘッダを定義している。
第7図に示す登録用MACフレームは、宛先アドレス(DA)、送信元アドレス(SA)、データ長(Length)を含むデータリンクヘッダ部と、宛先サービスアクセスポイント(DSAP)、発信サービスアクセスポイント(SSAP)、制御フィールド(Control)を含むLLCヘッダ部と、PDU情報部(PDU Info :Protocol Data Unit)と、ダミーデータ部(PAD)とを有している。PDU情報部(PDU Info)は、エントリの更新であることを示すエントリ更新識別情報部(PDU−ID)と、エントリを登録する移動端末のMACアドレスを示す移動端末アドレス部(MN’s MAC Address :Mobile node’s MAC address)と、旧基本サービスセットID(Old BSS−ID :Base Service Set ID)を含んでいる。なお、Old BSS−IDは、移動端末が直前に接続していたアクセスポイントIDを示すものである。また、移動端末がアクセスポイントとのアソシエーションを設定する際に、ネットワーク側でこれが最初の設定(電源ONの直後など)か否かをOld BSS−IDによって判断するとともに、最初の設定ではない場合(各アクセスポイントが提供するサービスエリア間を移動している状態)に直前に接続していたアクセスポイントの情報を取得することで、どの場所から移動して来たのかを、Old BSS−IDによって判断する。
第8図に示す削除用MACフレームは、宛先アドレス(DA)、送信元アドレス(SA)、データ長(Length)を含むデータリンクヘッダ部と、宛先サービスアクセスポイント(DSAP)、発信サービスアクセスポイント(SSAP)、制御フィールド(Control)を含むLLCヘッダ部と、PDU情報部(PDU Info :Protocol Data Unit)と、ダミーデータ部(PAD)とを有している。PDU情報部(PDU Info)は、エントリの削除であることを示すエントリ削除識別情報部(PDU−ID)と、エントリを削除する移動端末のMACアドレスを示す移動端末アドレス部(MN’s MAC Address :Mobile node’s MAC address)とを含んでいる。
以下、第6図に示すシーケンス図に従って移動端末が異なるサービスエリアに移動した際の各無線基地局/アクセスポイントおよび各スイッチの動作を説明する。
移動端末51が階層型ネットワークへの接続に先立って、無線基地局/アクセスポイント42との間で、プローブ要求信号(Probe Request、2001)とプローブ応答信号(Probe Response、2002)の受け渡しを行なう。このProbe Request(2001)とProbe Response(2002)の受け渡しにより、物理的に接続が可能であると判断した移動端末51は、無線基地局/アクセスポイントに42との間で、アソシエーション要求信号(Association Request、2003)とアソシエーション応答信号(Association Response、2004)の受け渡しを行なう。
移動端末51との間でアソシエーションが設定された無線基地局/アクセスポイント42は、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(2005)。この場合は、登録済みではないとする。無線基地局/アクセスポイント42は、移動端末51のエントリを登録して、第7図に示した登録用MACフレーム(以下、エントリ登録要求フレームという、2007)を階層の上位方向へ送信する(2006)。このとき、送信されるエントリ登録要求フレームの移動端末アドレス部(MN’s MAC Address)には、移動端末51のMACアドレスが書き込まれている。また、無線基地局/アクセスポイント42は、この時点で、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを起動する。
無線基地局/アクセスポイント42の上位の階層にあるエッジスイッチ31は、エントリ登録要求フレーム(2007)を受信すると、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(2008)。この場合も、登録済みではないとする。エッジスイッチ31は、移動端末51のエントリを登録して、エントリ登録要求フレーム(2007)を更に階層の上位方向へ転送する(2009)。同時に、エッジスイッチ31は、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを起動する。
エッジスイッチ31の上位の階層にあるブランチスイッチ23は、エントリ登録要求フレーム(2007)を受信すると、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(2010)。この場合も、登録済みではないとする。ブランチスイッチ23は、移動端末51のエントリを登録して、エントリ登録要求フレーム(2007)を更に階層の上位方向へ転送する(2011)。ブランチスイッチ23は、同時に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを起動する。
ブランチスイッチ23の上位の階層にあるゲートウェイスイッチ10は、エントリ登録要求フレーム(2007)を受信すると、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(2012)。この場合も、登録済みではないとする。ゲートウェイスイッチ10は、移動端末51のエントリを登録するとともに(2013)、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを起動する。
その後、移動端末51が無線基地局/アクセスポイント44のサービスエリアに移動したとすると、移動端末51は無線基地局/アクセスポイントに44との間で、Probe Request(2014)とProbe Response(2015)の受け渡しを行なう。このProbe Request(2014)とProbe Response(2015)の受け渡しにより、物理的に接続が可能であると判断した移動端末51は、無線基地局/アクセスポイントに44との間で、リアソシエーション要求信号(Reassociation Request、2016)とリアソシエーション応答信号(Reassociation Response、2017)の受け渡しを行なう。
移動端末51との間でアソシエーションが設定された無線基地局/アクセスポイント44は、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(2018)。この場合、登録済みではないとする。無線基地局/アクセスポイント44は、移動端末51のエントリを登録して、第7図に示したエントリ登録要求フレーム(2020)を階層の上位方向へ送信するとともに(2019)、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを起動する。送信されるエントリ登録要求フレームの移動端末アドレス部(MN’s MAC Address)には、移動端末51のMACアドレスが書き込まれている。
無線基地局/アクセスポイント44の上位の階層にあるエッジスイッチ32は、エントリ登録要求フレーム(2020)を受信すると、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(2021)。この場合も、登録済みではないとする。エッジスイッチ32は、移動端末51のエントリを登録して、エントリ登録要求フレーム(2020)を更に階層の上位方向へ転送するとともに(2022)、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを起動する。
エッジスイッチ32の上位の階層にあるブランチスイッチ23は、エントリ登録要求フレーム(2020)を受信すると、一旦エージングタイマを停止した後、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(2023)。この場合、ブランチスイッチ23では、移動端末51のエントリが既に登録済であるため、ブランチスイッチ23は移動端末51のエントリを更新した後、下位側の旧転送経路の方向に対して第8図に示したエントリ削除要求フレーム(2025)を送信するとともに、エントリ登録要求フレーム(2020)を更に階層の上位方向へ(この場合はゲートウェイスイッチ10方向へ)転送する(2024)。またブランチスイッチ23は、同時に、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを再び起動する。
ブランチスイッチ23の上位の階層にあるゲートウェイスイッチ10は、エントリ登録要求フレーム(2020)を受信すると、一旦エージングタイマを停止した後、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(2026)。この場合、ゲートウェイスイッチ10では、移動端末51のエントリが既に登録済であるため、ゲートウェイスイッチ10は、移動端末51のエントリを更新する(2027)。ゲートウェイスイッチ10と移動端末51との間のMACフレームの転送経路と、ブランチスイッチ23と移動端末51との間のMACフレームの転送経路とを比べた場合、この場合は、ブランチスイッチ23までのMACフレームの転送経路は同じであるため、上位のゲートウェイスイッチ10においては、旧経路の各装置に対してエントリ削除要求フレームを送信しない。また、ゲートウェイスイッチ10は、同時に、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを再び起動する。
ブランチスイッチ23からのエントリ削除要求フレーム(2025)を受信したエッジスイッチ31では、移動端末51のエントリを削除するとともに、移動端末51のエントリ情報に登録されていたポートに対してエントリ削除要求フレーム(2025)を転送し(2028)、起動していたエージングタイマを停止する。
エッジスイッチ31からのエントリ削除要求フレーム(2025)を受信した無線基地局/アクセスポイント42は、移動端末51のエントリを削除して(2029)、起動していたエージングタイマを停止する。
このように実施の形態2によれば、各無線基地局/アクセスポイントおよび各スイッチは、移動端末の異なるサービスエリアへの移動に応じて、移動端末のエントリの追加、更新を行う登録用MACフレームおよび移動端末のエントリの削除を行うための削除用MACフレームの送受信機能を有している。そして、各無線基地局/アクセスポイントおよび各スイッチは、移動端末との間でアソシエーションが設定された際、登録用MACフレームを階層の上位方向へ順次送信するとともに、この移動端末についてのエントリが登録されているか否かを確認し、エントリが登録されていない場合はこの移動端末のエントリを登録し、エントリが登録されている場合は、この移動端末のエントリを更新するとともに下位の旧経路の中継装置に対し削除用MACフレームを送信しかつ上位の中継装置に対し登録用MACフレームを送信するようにしている。
したがって、この実施の形態2においては、移動端末が異なるサービスエリアに移動した後にも継続してフレーム転送を行なう最下位層側のスイッチが、旧経路の各スイッチあるいは無線基地局/アクセスポイントに対して削除用MACフレームを送信しかつ階層の上位側へ登録要求フレームを転送するようになるため、移動端末が異なるサービスエリアに移動した場合でも、前記最下位層側のスイッチよりも上位側のスイッチにおいて、従来のように、レイヤ2スイッチのエージング機能によって位置管理情報(エントリ)が廃棄されてしまうことがなくなり、エントリを維持することができるようになる。
実施の形態3.
つぎに、第9図に従って本発明の実施の形態3について説明する。実施の形態3においては、各スイッチが階層の下位方向から送信されてくるユーザデータが格納されたフレーム中の送信元アドレスの情報に基づいてフォワーディングのためのエントリを登録及び更新するようにしている。
実施の形態3における階層型レイヤ2ネットワークの構成は、第1図に示すものと同じである。第9図は実施の形態3における動作を示すシーケンス図である。
以下、第9図に示すシーケンス図に従って実施の形態3の動作について説明する。移動端末51が無線基地局/アクセスポイント42が提供するサービスエリアで、移動端末53宛のMACアドレスを宛先アドレスとして設定し、階層型レイヤ2ネットワークに対してユーザデータを含んだMACフレーム(3001)を送信するとする。
このMACフレーム(3001)を受信した無線基地局/アクセスポイント42は、エージングタイマを停止した後、宛先のアドレス(移動端末53のアドレス)でエントリ情報を検索する(3002)。しかし、この場合は、移動端末53は自装置の配下には存在しないため、検索結果としてヒットしない(3003)。したがって、無線基地局/アクセスポイント42は、階層の上位方向へMACフレーム(3001)を転送する(3004)。さらに、無線基地局/アクセスポイント42は、移動端末51に対するMACフレームの転送に備えて、送信元アドレス(移動端末51のアドレス)と送信されてきた無線チャネルを学習して、新たなエントリとして登録するとともに、(3005)、エージングタイマを起動する。
無線基地局/アクセスポイント42の上位の階層にあるエッジスイッチ31は、このMACフレーム(3001)を受信すると、エージングタイマを停止した後、宛先のアドレス(移動端末53のアドレス)でエントリ情報を検索する(3006)。しかし、この場合も、移動端末53は自装置の配下には存在しないため、検索結果としてヒットしない(3007)。したがって、エッジスイッチ31は、階層の上位方向へMACフレーム(3001)を転送する(3008)。さらに、エッジスイッチ31は、移動端末51に対するMACフレームの転送に備えて、送信元アドレス(移動端末51のアドレス)と送信されてきたポートを学習して、新たなエントリとして登録するとともに、(3009)、エージングタイマを起動する。
エッジスイッチ31の上位の階層にあるブランチスイッチ21は、このMACフレーム(3001)を受信すると、エージングタイマを停止した後、宛先のアドレス(移動端末53のアドレス)でエントリ情報を検索する(3010)。しかし、この場合も、移動端末53は自装置の配下には存在しないため、検索結果としてヒットしない(3011)。したがって、ブランチスイッチ21は、階層の上位方向へMACフレーム(3001)を転送する(3012)。さらに、ブランチスイッチ21は、移動端末51に対するMACフレームの転送に備えて、送信元アドレス(移動端末51のアドレス)と送信されてきたポートを学習して、新たなエントリとして登録するとともに、(3013)、エージングタイマを起動する。
ブランチスイッチ21の上位の階層にあるゲートウェイスイッチ10は、このMACフレーム(3001)を受信すると、エージングタイマを停止した後、宛先のアドレス(移動端末53のアドレス)でエントリ情報を検索する(3014)。ここで、移動端末53は自装置の配下に存在することになるので、検索結果としてヒットする(3015)。したがって、ゲートウェイスイッチ10は、登録されているポート(ブランチスイッチ22の方向)へMACフレーム(3001)を転送する(3016)。さらに、ゲートウェイスイッチ10は、移動端末51に対するMACフレームの転送に備えて、送信元アドレス(移動端末51のアドレス)と送信されてきたポートを学習して、新たなエントリとして登録するとともに、(3017)、エージングタイマを起動する。
ブランチスイッチ22はこのMACフレーム(3001)を受信すると、宛先のアドレス(移動端末53のアドレス)でエントリ情報を検索する(3018)。ここでの検索においても、検索結果としてヒットするので、ブランチスイッチ22は登録されているポート(エッジスイッチ33の方向)へMACフレーム(3001)を転送する(3019)。今回のフレーム転送は階層の上位から下位への転送であり、移動端末51はブランチスイッチ22の配下に存在しないので、ブランチスイッチ22は、送信元アドレス(移動端末51のアドレス)についての学習はしない。
エッジスイッチ33はこのMACフレーム(3001)を受信すると、宛先のアドレス(移動端末53のアドレス)でエントリ情報を検索する(3020)。ここでの検索においても、検索結果としてヒットするので、エッジスイッチ33は登録されているポート(無線基地局/アクセスポイント46の方向)へMACフレーム(3001)を転送する(3021)。今回のフレーム転送は階層の上位から下位への転送であり、移動端末51はエッジスイッチ33の配下に存在しないので、エッジスイッチ33は、送信元アドレス(移動端末51のアドレス)についての学習はしない。
無線基地局/アクセスポイント46はこのMACフレーム(3001)を受信すると、宛先のアドレス(移動端末53のアドレス)でエントリ情報を検索する(3022)。ここでの検索においても、検索結果としてヒットするので、無線基地局/アクセスポイント46は登録されている無線チャネル(移動端末52との間で設定されている無線チャネル)へMACフレーム(3001)を転送する(3023)。移動端末53は無線基地局/アクセスポイント44の配下に存在するので、無線基地局/アクセスポイント44では無線インタフェースを介してMACフレーム(3001)を転送することができる。今回のフレーム転送は階層の上位から下位への転送であり、移動端末51は無線基地局/アクセスポイント46の配下に存在しないので、無線基地局/アクセスポイント46は、送信元アドレス(移動端末51のアドレス)についての学習はしない。
以上のようにして、移動端末51から送信されたMACフレームが移動端末53に対して転送される。移動端末53から移動端末51に対してMACフレームを送信する際には、上記と逆の手順で転送される。
このように実施の形態3においては、アクセスポイント及び各スイッチは、階層の下位方向から送信されてくるフレームの送信元アドレスの情報に基づいてフォワーディングのためのエントリを登録及び更新するようにしているので、アクセスポイント及び各スイッチは、配下に存在している移動端末だけのエントリ情報だけを管理すれば良くなり、フォワーディングのためのエントリ情報を効率良く管理することが可能となる。
実施の形態4.
つぎに、本発明の実施の形態4を第10図および第11図を用いて説明する。実施の形態4においては、アクセスポイントを収容するエッジスイッチ31〜34にエントリ登録及び更新のプロキシ機能を具備させることで、アクセスポイントにおける先の実施の形態2で説明したエントリ登録のための登録用MACフレーム(第7図)およびエントリ削除のための削除用MACフレーム(第8図)の送受信機能を不要とするようにしている。
実施の形態4における階層型レイヤ2ネットワークの構成は、第1図に示すものと同じである。第10図は実施の形態4におけるIAPP−ADD手順の動作を示すシーケンス図である。第11図は実施の形態4におけるIAPP−MOVE手順の動作を示すシーケンス図である。IAPP(Inter−Access Point Protocol)とは、802.11fとしてIEEE802.11ワーキンググループで標準化された無線LANのアクセスポイント間のローミング手順である。
まず、第10図に示すシーケンス図に従って実施の形態5の動作について説明する。
移動端末51が階層型ネットワークへの接続に先立って、アクセスポイントに42との間で、プローブ要求信号(Probe Request、4001)とプローブ応答信号(Probe Response、4002)の受け渡しを行なう。このProbe Request(4001)とProbe Response(4002)の受け渡しにより、物理的に接続が可能であると判断した移動端末51は、アクセスポイント42との間で、アソシエーション要求信号(Association Request、4003)とアソシエーション応答信号(Association Response、4004)の受け渡しを行なう。
移動端末51との間でアソシエーションが設定されたアクセスポイント42は、IAPP−ADD手順に基づき、移動端末51とアソシエーションを設定したことを近隣の各スイッチに対して通知するためのレイヤ2更新フレーム(4005)と、移動端末51とアソシエーションを設定したことを近隣の各アクセスポイントに対して通知するためのIAPP−Add Notifyパケット(4006)を上位のエッジスイッチ31にそれぞれ送信する。
レイヤ2更新フレーム(4005)とIAPP−Add Notifyパケット(4006)を受信したエッジスイッチ31は、これをトリガとして移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(4007)。この場合は、登録済ではないため、エッジスイッチ31は移動端末51のエントリを登録して、第7図に示したエントリ登録要求フレーム(4009)を階層の上位方向へ転送するとともに(4008)、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを起動する。
その後、エッジスイッチ31は、収容している複数のアクセスポイントに対してIAPP−Add Notifyパケットをそれぞれ転送する(4011)。ただし、ブロードキャストアドレスを宛先アドレスとして送信されるレイヤ2更新フレームは、エッジスイッチ31で終端し、受信ポートを除いた全ポートへは転送しない。これは後述の実施の形態4エントリ情報の制御手順を実施することで、全スイッチに対してレイヤ2更新フレームを転送する必要がないためである。
エッジスイッチ31の上位の階層にあるブランチスイッチ23は、エントリ登録要求フレーム(4009)を受信すると、先の実施の形態2と同様、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(4012)。この場合は、登録済ではないため、移動端末51のエントリを登録して、エントリ登録要求フレーム(4009)を更に階層の上位方向へ転送するとともに(4013)、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを起動する。
ブランチスイッチ23の上位の階層にあるゲートウェイスイッチ10は、エントリ登録要求フレーム(4009)を受信すると、先の実施の形態2と同様、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(4014)。この場合は、登録済ではないため、移動端末51のエントリを登録するとともに(4015)、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを起動する。
次に、第11図に示すシーケンス図に従って移動端末51他のサービスエリアに移動した際の実施の形態5の動作について説明する。
移動端末51がアクセスポイント44のサービスエリアに移動すると、無線基地局/アクセスポイントに44との間で、Probe Request(4021)とProbe Response(4022)の受け渡しを行なう。このProbe Request(4022)とProbe Response(4022)の受け渡しにより、物理的に接続が可能であると判断した移動端末51は、無線基地局/アクセスポイントに44に対して、Reassociation Request(4023)を送信する。
移動端末51からアソシエーションの設定が要求されたアクセスポイント44は、IAPP−MOVE手順に基づき、アソシエーションの設定を要求されたことを、元のアクセスポイント42に対して通知するためにIAPP−MOVE Notifyパケット(4024)を上位に送信する。IAPP−MOVE Notifyパケット(4024)の宛先IPアドレスはReassociation Requestに設定される旧BSSIDをRADIUSサーバに渡して、RADIUSサーバで取得するようにしてもよいが、この場合は、各アクセスポイントは、事前に他のアクセスポイントのIPアドレスとMACアドレスを一緒に記憶保持しているものとする。したがって、この場合は、IAPP−MOVE Notifyパケットには元のアクセスポイント42に対応するMACアドレスが宛先アドレスとして設定される。
IAPP−MOVE Notifyパケット(4024)を受信したエッジスイッチ32は、宛先MACアドレス(アクセスポイント42のアドレス)でエントリを検索するが、アクセスポイント42は自装置の配下には存在しないため、検索結果としてヒットしない。したがって、エッジスイッチ32は、更に階層の上位方向へIAPP−MOVE Notifyパケット(4024)を転送する。
IAPP−MOVE Notifyパケット(4024)を受信したブランチスイッチ23は、宛先MACアドレス(アクセスポイント42のアドレス)でエントリ情報を検索する。アクセスポイント42はブランチスイッチ23の配下に存在するので、ブランチスイッチ23はアクセスポイント42に対応するエントリとして登録されているポート(エッジスイッチ31の方向)に対してIAPP−MOVE Notifyパケットを転送する。
IAPP−MOVE Notifyパケット(4024)を受信したエッジスイッチ31は、宛先MACアドレス(アクセスポイント42のアドレス)でエントリ情報を検索する。アクセスポイント42はエッジスイッチ31の配下に存在するので、エッジスイッチ31はアクセスポイント42に対応するエントリとして登録されているポート(アクセスポイント42の方向)に対してIAPP−MOVE Notifyパケットを転送する。
IAPP−MOVE Notifyパケット(4024)を受信した元のアクセスポイント42は、応答としてステータスを成功(SUCCESSFUL)としたIAPP−MOVE Responseパケット(4025)をアクセスポイント44へ送信する。応答IAPP−MOVE Responseパケット(4025)の転送は、IAPP−MOVE Notifyパケット(4024)の転送と逆の手順によってアクセスポイント44へ転送される。
IAPP−MOVE Responseパケット(4025)を受信したアクセスポイント44は、ステータスがSUCCESSFULであることを確認し、ここでアソシエーションを設定したことを近隣の各スイッチに対して通知するために、レイヤ2更新フレーム(4026)を上位に送信する。また、これと同時に移動端末に対してReassociation Response(4027)を送信する。
レイヤ2更新フレーム(4026)を受信したエッジスイッチ32は、これをトリガとして、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(4028)。この場合は、登録済ではないため、エッジスイッチ32は、移動端末51のエントリを登録して、エントリ登録要求フレーム(4030)を階層の上位方向へ転送するとともに(4029)、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを起動する。
エッジスイッチ32の上位の階層にあるブランチスイッチ23は、エントリ登録要求フレーム(4030)を受信すると、一旦エージングタイマを停止した後、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(4031)。この場合は、登録済であるため、ブランチスイッチ23は移動端末51のエントリを更新して、下位側の旧転送経路の方向に対して第8図に示したエントリ削除要求フレーム(4033)を送信するとともに、第7図に示したエントリ登録要求フレーム(4030)を上位へ(この場合はゲートウェイスイッチ10方向へ)転送する(4032)。これと共に、ブランチスイッチ23は、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを再び起動する。
ブランチスイッチ23の上位の階層にあるゲートウェイスイッチ10は、エントリ登録要求フレーム(4030)を受信すると、一旦エージングタイマを停止し、移動端末51のエントリが登録済であったか否かを判断する(4034)。この場合も、登録済であるため、ゲートウェイスイッチ10では、移動端末51のエントリを更新するとともに(4035)、移動端末51との間で一定期間MACフレームの送受信がない場合に、自装置で管理している移動端末51のエントリ情報を削除するためのエージングタイマを再び起動する。なお、実施の形態2で説明したように、ゲートウェイスイッチ10は、この場合、旧経路に対するエントリ削除要求の送信を行わない。
一方、ブランチスイッチ23からのエントリ削除要求フレーム(4033)を受信したエッジスイッチ31では、移動端末51のエントリを削除するとともに、移動端末51のエントリ情報に登録されていたポートに対してエントリ削除要求フレーム(4033)を転送し(4036)、起動していたエージングタイマを停止する。
エッジスイッチ31からのエントリ削除要求フレーム(4033)を受信した無線基地局/アクセスポイント42は、移動端末51のエントリを削除して(4037)、起動していたエージングタイマを停止する。
このように実施の形態4においては、アクセスポイントを収容するエッジスイッチがエントリ登録及び更新のプロキシ機能を具備するようにしたので、アクセスポイントでは、先の実施の形態2で説明したエントリ登録のための登録用MACフレーム(第7図)およびエントリ削除のための削除用MACフレーム(第8図)の送受信機能がなくても、実施の形態2と同様のモビリティ制御機能を提供することが可能となる。
実施の形態5.
つぎに、第12図〜第14図に従ってこの発明の実施の形態5について説明する。実施の形態5においては、マルチキャストパケット(ルータ要請(Router Solicitation Message)、DHCPv6送信要求(DHCPv6 Solicitation Message)、近隣要請(Neighbor Solicitation Message))を特定の方向へ転送するように、各スイッチがエントリを構成することで、フラディングを抑制するようにしている。
実施の形態5における階層型レイヤ2ネットワークの構成は、第1図に示すものと同じである。第12図は実施の形態5におけるICMPv6のRouter Solicitationパケット転送時の動作を示すシーケンス図である。第13図はDHCPv6のSolicitationパケット転送時の動作を示すシーケンス図である。第14図はICMPv6のNeighbor Solicitationパケット転送時の動作を示すシーケンス図である。
まず、第12図に従ってICMPv6のRouter Solicitationパケット転送時の動作について説明する。
ICMPv6のRouter Solicitationパケット(5001)は、全ルータに対するマルチキャストとして送信され、MACフレームの宛先アドレスには「33.33.0.0.0.2」が指定される。したがって、移動端末51からICMPv6のRouter Solicitationパケット(5001)が送信されると、このRouter Solicitationパケットを受信した無線基地局/アクセスポイント42では、宛先アドレス「33.33.0.0.0.2」で出力先を検索し(5002)、事前に登録しておいた「33.33.0.0.0.2」の出力先として登録されている所定のポートへICMPv6のRouter Solicitationパケット(5001)を転送する(5003)。この場合は、ゲートウェイスイッチ10の後段にゲートウェイルータ1が存在するので、ICMPv6のRouter Solicitationパケットは、上位のゲートウェイスイッチ10方向、すなわちエッジスイッチ31へ転送するように予めエントリが登録されている。
ゲートウェイスイッチ10の後段にゲートウェイルータ1が存在するので、ICMPv6のRouter Solicitationパケット(5001)を受信した際、エッジスイッチ31ではブランチスイッチ21方向のポートへ、ブランチスイッチ21ではゲートウェイスイッチ10方向のポートへ、受信パケット(5001)を転送するように、予めエントリが登録されている。したがって、Router Solicitationパケット(5001)は、エッジスイッチ31、ブランチスイッチ21及びゲートウェイスイッチ10へと順次転送された後(5004〜5009)、最終的にゲートウェイルータ1に到達する。
つぎに、第13図に従ってDHCPPv6のSolicitationパケット転送時の動作について説明する。
DHCPv6のSolicitationパケット(5011)は、全DHCPv6サーバに対するマルチキャストとして送信され、MACフレームの宛先アドレスには「33.33.0.0.1.2」が指定される。この場合は、DHCPv6のSolicitationパケット(5011)は、ゲートウェイスイッチ10の後段に存在するゲートウェイルータ1を介してDHCPv6サーバ4にDHCPv6 Solicitationパケット(5011)が転送されるので、DHCPv6のSolicitationパケット(5011)を受信した際、無線基地局/アクセスポイント42ではエッジスイッチ31方向のポートへ、エッジスイッチ31ではブランチスイッチ21方向のポートへ、ブランチスイッチ21ではゲートウェイスイッチ10方向のポートへ、受信パケット(5011)を転送するように、予めエントリが登録されている。したがって、DHCPv6のSolicitationパケット(5011)は、移動端末51から、無線基地局/アクセスポイント42、エッジスイッチ31、ブランチスイッチ21及びゲートウェイスイッチ10へと順次転送された後(5012〜5019)、最終的にゲートウェイルータ1に到達する。更にゲートウェイルータ1が宛先IPアドレスでルーティングすることにより、DHCPv6サーバ4にDHCPv6のSolicitationパケット(5011)が到達することになる。
つぎに、第14図に従ってICMPv6のNeighbor Solicitationパケット転送時の動作について説明する。
ICMPv6のNeighbor Solicitationパケット(5031)は要請ノードに対するマルチキャストとして送信され、MACフレームの宛先アドレスには、「33.33.FF.xx.yy.zz」(xx:yy:zzは各ノードのMACアドレスの下位3バイト)が指定される。この場合、下位3バイトは固定ではないので、無線基地局/アクセスポイント42、エッジスイッチ31、ブランチスイッチ21、及びゲートウェイスイッチ10では、下位3バイトのxx.yy.zzはマスクして扱う、すなわちMACアドレスの上位3byteの部分、33.33.FFだけで受信パケットがICMPv6のNeighbor Solicitationパケットであるか否かを判断する。
この場合、近隣探索サーバ3はゲートウェイスイッチ10に接続されているので、ICMPv6のNeighbor Solicitationパケット(5031)を受信した際、無線基地局/アクセスポイント42ではエッジスイッチ31方向のポートへ、エッジスイッチ31ではブランチスイッチ21方向のポートへ、ブランチスイッチ21ではゲートウェイスイッチ10方向のポートへ、受信パケット(5031)を転送するように、予めエントリが登録されている。
したがって、ICMPv6のNeighbor Solicitationパケット(5031)は、移動端末51から、無線基地局/アクセスポイント42、エッジスイッチ31、ブランチスイッチ21及びゲートウェイスイッチ10へと順次転送された後(5032〜5039)、ゲートウェイスイッチ10から近隣探索サーバ3に転送される。
このように実施の形態5においては、無線基地局/アクセスポイントおよび各スイッチでは、マルチキャストパケットを予め設定した特定の方向へ転送するようにエントリが登録されているので、フラディングを抑制することが可能となる。なお、マルチキャストパケットを転送する特定方向は上位方向に限らず、下位方向でもよい。
実施の形態6.
次に、第15図に従ってこの発明の実施の形態6について説明する。実施の形態6においては、無線基地局/アクセスポイントおよび各スイッチでは、前記マルチキャストパケット(Router Solicitation Message,DHCPv6 Solicit Message,Neighbor Solicitation Message)についてはそれらのマルチキャストアドレスを学習せず、かつアドレスが学習されていないフレームと判断して、階層の上位方向へ転送することでフラディングを抑制するようにしている。
実施の形態6における階層型レイヤ2ネットワークの構成は、第1図に示すものと同じである。以下、第15図にしたがって実施の形態6の動作を説明する。
移動端末51よりICMPv6のRouter Solicitation、DHCPv6のSolicitation、或いはICMPv6のNeighbor SolicitationのいずれかのマルチキャストパケットであるMACフレーム(6001)が送信されると、このMACフレーム(6001)を受信した無線基地局/アクセスポイント42は、宛先のアドレスでエントリ情報を検索する(6002)。無線基地局/アクセスポイント42では、これらのマルチキャストパケットのMACアドレスについてはエントリとして学習されておらず、かつ事前に登録もされていないようにしているので、これらマルチキャストパケットのMACアドレスはエントリの検索結果としてヒットしない6003)。そして、無線基地局/アクセスポイント42では、これらマルチキャストパケットのMACフレーム(6001)を階層の上位方向へ転送する(6004)。
無線基地局/アクセスポイント42の上位の階層にあるエッジスイッチ31では、このMACフレーム(6001)を受信すると宛先のアドレスでエントリ情報を検索するが(6005)、エントリとして学習されておらず、かつ事前に登録もされていないため、検索結果としてヒットしない(6006)。したがって、エッジスイッチ31でも、マルチキャストパケットのMACフレーム(6001)を更に階層の上位方向へ転送する(6007)。
エッジスイッチ31の上位の階層にあるブランチスイッチ21は、このMACフレーム(6001)を受信すると宛先のアドレスでエントリ情報を検索するが(6008)、エントリとして学習されておらず、かつ事前に登録もされていないため、検索結果としてヒットしない(6009)。したがって、ブランチスイッチ21でも、マルチキャストパケットのMACフレーム(6001)を更に階層の上位方向へ転送する(6010)。
ブランチスイッチ21の上位の階層にあるゲートウェイスイッチ10は、このMACフレーム(6001)を受信すると、宛先のアドレスでエントリ情報を検索する(6011)。ゲートウェイスイッチ10は、受信したパケットが、ICMPv6のRouter Solicitation、DHCPv6のSolicitation、およびICMPv6のNeighbor Solicitationのうちのいずれかのマルチキャストパケットに対応したMACアドレスであるか否かを判断する(6012,6014,6016)。また、ゲートウェイスイッチ10では、3つのマルチキャストパケット毎に、出力ポートを予めエントリとして登録している。
したがって、ゲートウェイスイッチ10では、受信したパケットがどのマルチキャストパケットであるかを識別した後、エントリ情報に基づいて識別したマルチキャストパケットに対応する登録ポートに対して受信したパケット(6001)を転送する(6013,6015,6017)。これによりそれぞれのマルチキャストパケット(Router Solicitation Message,DHCPv6 Solicit Message,Neighbor Solicitation Message)が所要のサーバまたはルータに到達することになる。
このように実施の形態6においては、無線基地局/アクセスポイントおよびゲートウェイスイッチ10以外の各スイッチでは、マルチキャストパケット(Router Solicitation Message,DHCPv 6 Solicit Message,Neighbor Solicitation Message)についてはそれらのマルチキャストアドレスを学習せず、かつアドレスが学習されていないフレームと判断して、階層の上位方向へ転送するようにしているので、フラディングを抑制することが可能となる。
実施の形態7.
つぎに、本発明の実施の形態7を第16図を用いて説明する。実施の形態7においては、上記マルチキャストパケット(Router Solicitation Message,DHCPv6 Solicit Message,Neighbor Solicitation Message)を特定の方向へ転送するよう各スイッチがエントリを構成する際に、STP或いはRSTP等のループ接続防止プロトコル(Loop Prevention protocol)によって自動的に決まるポートに対して当該マルチキャストパケットを転送するようにしている。
第16図は実施の形態7における階層型レイヤ2ネットワーク構成を示した図である。第16図において、先の第1図に示した階層型レイヤ2ネットワークの構成に二点鎖線で示した新たな物理的接続を追加している。すなわち、第16図において、各装置は実線部分と二点鎖線部分で物理的に接続されている。
このような接続では、例えばエッジスイッチ31、ブランチスイッチ24、エッジスイッチ34、ブランチスイッチ23でループ接続ができ上がるので、ループ接続を防止するSTP(Spanning Tree Protocol)或いはRSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)等のループ接続防止プロトコルを用いて、二点鎖線部分の接続は通常時は動作させず、二点鎖線部分の接続は実線部分の接続において障害等が発生した場合に動作させる。例えば、ブランチスイッチ23が故障した場合、二点鎖線で示したエッジスイッチ31及びエッジスイッチ32はブランチスイッチ24との接続が有効になり、階層の上位方向の転送については、ブランチスイッチ24への転送を用いる。
先の実施の形態5では、それぞれのマルチキャストパケット(Router Solicitation Message,DHCPv6 Solicit Message,Neighbor Solicitation Message)を予め登録しておいた特定のポートに対して転送していた。これに対し、実施の形態7では、或るスイッチが障害となって階層型レイヤ2ネットワークのトポロジが上記の通りに変わっても、STP或いはRSTP等のループ接続防止プロトコルを用いて動的に決定される、階層の上位方向となるポートに対して、第12図〜第14図と同様な手順でパケットを転送することで、それぞれのマルチキャストパケット(Router Solicitation Message,DHCPv6 Solicit Message,Neighbor Solicitation Message)は所望のサーバまたはルータに到達させることができる。
このように実施の形態7においては、無線基地局/アクセスポイントおよびゲートウェイスイッチ10以外の各スイッチでは、マルチキャストパケット(Router Solicitation Message,DHCPv6 Solicit Message,Neighbor Solicitation Message)を転送するポートをSTP或いはRSTP等のループ接続防止プロトコルにより決定するようにしたので、ネットワークのトポロジが変化してもフラディングを抑制することが可能となる。
Exemplary embodiments of a mobility control method for a hierarchical layer 2 network according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, a frame whose address is not learned is obtained by forwarding the address entry information based on the search result for frame transfer from the lower direction to the upper direction of the hierarchy. When forwarding, the frame is transferred to the upper layer to suppress flooding of the layer 2 switch.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a hierarchical layer 2 network according to the present invention. In FIG. 1, a gateway router 1 performs interconnection (routing) at an IP layer with an external network (for example, Internet or Intranet). The terminal 2 is connected to an external network (for example, the Internet or the Internet). The DHCPv6 server 4 performs IPv6 stateful address automatic setting, and provides a server function of stateful address automatic setting to the mobile terminals 51 to 53 described later.
A gateway switch (corresponding to the highest device in the claims) 10 is connected to the gateway router 1 and manages location information of mobile terminals in the entire layer 2 network shown in FIG. The neighbor search server 3 is connected to the gateway switch 10, converts an IP address and a MAC address, and provides an address resolution function for the mobile terminals 51 to 53.
The mobile terminals 51 to 53 move over a service area managed by the radio base stations / access points 41 to 48 of 41 to 48, and are hierarchized by a predetermined radio interface provided by the radio base stations / access points 41 to 48. Connect to the layer 2 network. The edge switches 31 to 34 accommodate the radio base stations / access points 41 to 48. The branch switches 21 to 24 relay and transfer layer 2 frames between the gateway switch 10 and the edge switches 31 to 34. The radio base stations / access points 41 to 48, the edge switches 31 to 34, and the branch switches 21 to 24 correspond to the relay device in the claims.
In the first embodiment, the radio base stations / access points 41 to 48, the edge switches 31 to 34, the branch switches 21 to 24, and the gateway switch 10 constituting the hierarchical layer 2 network are arranged in the lower order from the upper direction of the hierarchy. Entry information obtained by address learning is searched for not only in the frame transfer in the direction but also in the frame transfer from the lower direction to the higher direction in the hierarchy, and the frame transfer is performed based on this search result. . In addition, for forwarding (transfer) of a frame for which no entry information exists, that is, a frame for which an address has not been learned, the frame is transferred in the upper direction of the hierarchy.
FIG. 2 shows the relationship between the mobile terminal 51 and the mobile terminal 52, the mobile terminal 51 and the mobile terminal 53, and the mobile terminal 51 and the terminal 2 in the hierarchical layer 2 network in the first embodiment. It is a figure which shows each transfer path | route. FIG. 3 is a sequence diagram showing an operation when a frame in which user data is stored is transferred between the mobile terminal 51 and the mobile terminal 52. FIG. 4 is a sequence diagram showing an operation when transferring a frame in which user data is stored between the mobile terminal 51 and the mobile terminal 53. FIG. 5 is a sequence diagram showing an operation when transferring a frame in which user data is stored between the mobile terminal 51 and the terminal 2.
First, frame transfer between the mobile terminal 51 and the mobile terminal 52 will be described with reference to FIG. 2 and FIG.
In a service area provided by the mobile base station / access point 42 by the mobile terminal 51, a MAC address addressed to the mobile terminal 52 is set as a destination address, and a MAC frame (1001) including user data for the hierarchical layer 2 network Is sent. Receiving this MAC frame (1001), the wireless base station / access point 42 searches the entry information in the address table with the destination address in the MAC frame and determines the output destination of the MAC frame (1002). The entry information is information indicating the correspondence between the MAC address learned by the MAC address learning function of the layer 2 switch and the output destination (output port), and the registered entry information is held until the aging timer times out. The
In this case, since the mobile terminal 52 is not under the control of the radio base station / access point 42, the above search cannot obtain a hit search result (1003). Therefore, the radio base station / access point 42 transfers the MAC frame (1001) in the upper direction (upper direction port) of the hierarchy (1004).
When receiving the MAC frame (1001), the edge switch 31 in the upper layer of the radio base station / access point 42 searches the address table entry information with the destination address in the MAC frame in the same manner as described above, and executes the MAC. The output destination of the frame is determined (1005). Also in this case, since the mobile terminal 52 does not exist under the edge switch 31, no hit search result is obtained in the above search (1006). Therefore, the edge switch 31 transfers the MAC frame (1001) in the upper direction (upper direction port) of the hierarchy (1007).
Upon receiving this MAC frame (1001), the branch switch 23 in the upper layer of the edge switch 31 searches the address table entry information with the destination address in the MAC frame in the same manner as described above, and outputs the output destination of the MAC frame. Is determined (1008). Since the mobile terminal 52 exists under the branch switch 23, a search result hit is obtained in the search by the branch switch 23 (1003). Therefore, the branch switch 23 transfers the MAC frame (1001) to the port (direction of the edge switch 32) corresponding to the destination address in the MAC frame registered as entry information (1010).
When receiving the MAC frame (1001), the edge switch 32 searches the entry information in the address table with the destination address in the MAC frame in the same manner as described above, and determines the output destination of the MAC frame (1011). Also in this case, since the mobile terminal 52 exists under the edge switch 32, the entry information registered in the edge switch 32 includes a MAC address corresponding to the destination address in the received MAC frame. Therefore, in the search by the edge switch 32, the hit search result is obtained, and the edge switch 32 sends the MAC frame (1001) to the port (in the direction of the radio base station / access point 44) registered in the entry information. Transfer (1012).
Upon receiving this MAC frame (1001), the radio base station / access point 44 searches the address table entry information with the destination address in the MAC frame in the same manner as described above, and determines the output destination of the MAC frame (1013). . Also in this case, since the mobile terminal 52 exists under the radio base station / access point 44, the entry information registered in the radio base station / access point 44 corresponds to the destination address in the received MAC frame. The MAC address is included. Therefore, in the search at the radio base station / access point 44, a hit search result is obtained, and the radio base station / access point 44 sets the radio channel registered in the entry information (set with the mobile terminal 52). The MAC frame (1001) is transferred to the wireless channel) (1014).
As described above, the MAC frame transmitted from the mobile terminal 51 is transferred to the mobile terminal 52. The MAC frame transmitted from the mobile terminal 52 to the mobile terminal 51 is transferred in the reverse procedure.
Next, frame transfer between the mobile terminal 51 and the mobile terminal 53 will be described with reference to FIG. 2 and FIG.
In a service area provided by the mobile terminal 51 by the radio base station / access point 42, the MAC address addressed to the mobile terminal 53 is set as the destination address, and the MAC frame (1021) including the user data for the hierarchical layer 2 network Is sent. The wireless base station / access point 42 that has received this MAC frame (1021) searches for entry information with the destination address as described above (1022), but the mobile terminal 53 does not exist under its own device, The search result is not hit (1023). Therefore, the radio base station / access point 42 transfers the MAC frame (1021) in the upper direction of the hierarchy (1024).
Upon receiving this MAC frame (1021), the edge switch 31 in the upper layer of the radio base station / access point 42 searches for entry information with the destination address (1025), but the mobile terminal 53 is under the control of its own device. Does not exist in the search result, it does not hit as a search result (1026). Therefore, the edge switch 31 further forwards the MAC frame (1021) in the upper direction of the hierarchy (1027).
Upon receiving this MAC frame (1021), the branch switch 21 in the upper layer of the edge switch 31 searches for entry information with the destination address (1028), but the mobile terminal 53 does not exist under its own device. Therefore, it does not hit as a search result (1029). Accordingly, the branch switch 21 forwards the MAC frame (1021) further upward (1030).
Upon receiving this MAC frame (1021), the gateway switch 10 in the upper hierarchy of the branch switch 21 searches for entry information with the destination address (1031). Here, since the mobile terminal 53 exists under the gateway switch 10, a search result that has been hit is obtained in the search by the gateway switch 10 (1032). Therefore, the gateway switch 10 transfers the MAC frame (1021) to the port registered as entry information, that is, the registered port (direction of the branch switch 22) corresponding to the destination MAC address (1033).
When the branch switch 22 receives this MAC frame (1021), it searches the entry information by the destination address (1035), and transfers the MAC frame (1021) to the registered port (direction of the edge switch 33) ( 1036). That is, since the mobile terminal 53 exists under the branch switch 22, the branch switch 22 can specify the frame transfer destination.
When the edge switch 33 receives this MAC frame (1021), the edge switch 33 searches the entry information with the destination address (1037) and transfers the MAC frame (1021) to the registered port (in the direction of the wireless base station / access point 46). Is transferred (1038). That is, since the mobile terminal 52 exists under the edge switch 33, the edge switch 32 can specify the frame transfer destination.
Upon receiving this MAC frame (1021), the wireless base station / access point 46 searches for entry information with the destination address (1039) and is set up with the registered wireless channel (mobile terminal 52). The MAC frame (1021) is transferred to the wireless channel (1040). That is, since the mobile terminal 52 exists under the radio base station / access point 44, the radio base station / access point 44 can transfer a frame via the radio interface.
The MAC frame transmitted from the mobile terminal 51 is transferred to the mobile terminal 53 as described above. The MAC frame transmitted from the mobile terminal 53 to the mobile terminal 51 is transferred in the reverse procedure to the above.
Next, frame transfer between the mobile terminal 51 and the terminal 2 will be described with reference to FIG. 2 and FIG.
The mobile terminal 51 sets the MAC address of the gateway router 1 as the destination address for the terminal 2 in the service area provided by the radio base station / access point 42, and includes the user data for the hierarchical layer 2 network. Assume that a frame (1041) is transmitted. The wireless base station / access point 42 that has received this MAC frame (1041) searches for entry information using the destination address (1042), but since the terminal 2 does not exist under its own device, it does not hit as a search result. (1043). Therefore, the radio base station / access point 42 transfers the MAC frame (1041) in the upper direction of the hierarchy (1044).
When the edge switch 31 in the upper layer of the radio base station / access point 42 receives this MAC frame (1041), the edge switch 31 searches for entry information using the destination address (1045), but the terminal 2 itself Since it does not exist under the device, it does not hit as a search result (1046). Therefore, the edge switch 31 further transfers the MAC frame (1041) in the upper direction of the hierarchy (1047).
When the branch switch 21 in the upper layer of the edge switch 31 receives this MAC frame (1041), the branch switch 21 searches for entry information with the destination address (1048), but the terminal 2 is under the control of its own device. Does not exist, it does not hit as a search result (1049). Accordingly, the branch switch 21 further forwards the MAC frame (1041) in the upper direction (1050).
When the gateway switch 10 in the upper hierarchy of the branch switch 21 receives this MAC frame (1041), the gateway switch 10 searches for entry information by the destination address, that is, the MAC address of the gateway router 1 (1051). Since the gateway router 1 is connected to the gateway switch 10, in the search of the address table in the gateway switch 10, a hit search result is obtained (1032). Therefore, the gateway switch 10 transfers the MAC frame (1041) to the port (direction of the gateway router 1) registered as entry information (1052).
When the mobile terminal 51 transmits an IP packet addressed to the terminal 2 having a different IP address prefix, if the gateway router 1 is not registered as the default gateway, the MAC address of the gateway router 1 is not set as the destination address. However, as described above, when the search does not hit in each radio base station / access point and switch, when the frame is transferred to the port in the upper direction and the search does not hit in the uppermost gateway switch 10, By causing the gateway switch 10 to transfer the frame to the gateway router 1 (see FIGS. 4 and 1034), the frame is transferred to the gateway router 1 even if the MAC address of the gateway router 1 is not set. be able to.
The gateway router 1 that has received the MAC frame (1041) performs routing according to the destination IP address stored in the MAC frame (1041), and transfers the IP packet to the external network (Internet / Intranet). From the external network, the MAC frame (1041) is transferred as an IP packet to the terminal 2 in accordance with a very general IP network transfer (routing) procedure.
As described above, the MAC frame transmitted from the mobile terminal 51 is transferred to the terminal 2. The MAC frame transmitted from the terminal 2 to the mobile terminal 51 is transferred in the reverse procedure.
As described above, in the first embodiment, each radio base station / access point and each switch constituting the hierarchical layer 2 network can enter the MAC address for frame transfer from the lower layer to the upper layer. Since the information is searched and the frame transfer is performed based on the search result, the transfer path can be optimized. Also, for forwarding (transfer) of frames for which no entry information exists, that is, frames for which addresses have not been learned, each radio base station / access point and each switch forwards frames in the upper direction of the hierarchy. Even if each of these radio base stations / access points and each switch is constituted by a layer 2 switch, flooding of the layer 2 switch can be suppressed.
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, each radio base station / access point and each switch has a control MAC frame (for registration) for adding, updating, and deleting entry information in accordance with movement of a mobile terminal to a different service area. When an association is set up with a mobile terminal, each radio base station / access point and each switch sends the registration MAC frame to the upper level of the hierarchy. In order to register the entry of the mobile terminal in order, and to continue forwarding with the mobile terminal even after the mobile terminal has moved, the switch on the lowest layer side that performs forwarding with the mobile terminal Deletion MAC frame for deleting entry information from the station / access point So that forwards the registration request frame to register the transmitted and entry information to the upper direction of the hierarchy.
The configuration of the hierarchical layer 2 network in the second embodiment is the same as that shown in FIG. FIG. 6 is a sequence diagram showing the operation in the second embodiment. FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a registration MAC frame for entry registration. FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a deletion MAC frame for deleting an entry.
The registration / deletion MAC frame shown in FIGS. 7 and 8 shows a case where it is applied to the IEEE 802.3 frame format and is defined by IEEE 802.2 after the 14-byte data link header. Defined LLC header.
The registration MAC frame shown in FIG. 7 includes a data link header section including a destination address (DA), a source address (SA), and a data length (Length), a destination service access point (DSAP), and a transmission service access point ( (SSAP), an LLC header part including a control field (Control), a PDU information part (PDU Info: Protocol Data Unit), and a dummy data part (PAD). The PDU information part (PDU Info) includes an entry update identification information part (PDU-ID) indicating that the entry is updated, and a mobile terminal address part (MN's MAC Address) indicating the MAC address of the mobile terminal that registers the entry. : Mobile node's MAC address) and old basic service set ID (Old BSS-ID: Base Service Set ID). The Old BSS-ID indicates the access point ID that the mobile terminal has connected to immediately before. Further, when the mobile terminal sets the association with the access point, the network side determines whether or not this is the first setting (such as immediately after the power is turned on) based on the Old BSS-ID, and is not the first setting ( It is determined by Old BSS-ID by acquiring information of the access point that was connected immediately before (when moving between service areas provided by each access point). To do.
The deletion MAC frame shown in FIG. 8 includes a data link header portion including a destination address (DA), a source address (SA), and a data length (Length), a destination service access point (DSAP), and a transmission service access point ( (SSAP), an LLC header part including a control field (Control), a PDU information part (PDU Info: Protocol Data Unit), and a dummy data part (PAD). The PDU information part (PDU Info) includes an entry deletion identification information part (PDU-ID) indicating deletion of an entry, and a mobile terminal address part (MN's MAC Address) indicating the MAC address of the mobile terminal from which the entry is deleted. : Mobile node's MAC address).
The operation of each radio base station / access point and each switch when the mobile terminal moves to a different service area will be described below according to the sequence diagram shown in FIG.
Prior to connection to the hierarchical network, the mobile terminal 51 exchanges a probe request signal (Probe Request, 2001) and a probe response signal (Probe Response, 2002) with the radio base station / access point. The mobile terminal 51 that has determined that a physical connection is possible by passing the Probe Request (2001) and the Probe Response (2002) sends an association request signal (Association) to the radio base station / access point 42. Request, 2003) and an association response signal (Association Response, 2004).
The radio base station / access point 42 with which the association with the mobile terminal 51 has been set determines whether or not the entry of the mobile terminal 51 has been registered (2005). In this case, it is assumed that it has not been registered. The radio base station / access point 42 registers the entry of the mobile terminal 51 and transmits the registration MAC frame shown in FIG. 7 (hereinafter referred to as an entry registration request frame 2007) in the upper direction of the hierarchy (2006). ). At this time, the MAC address of the mobile terminal 51 is written in the mobile terminal address part (MN's MAC Address) of the entry registration request frame to be transmitted. Further, at this time, the wireless base station / access point 42 deletes entry information of the mobile terminal 51 managed by itself when there is no MAC frame transmission / reception with the mobile terminal 51 for a certain period of time. Start the aging timer.
When receiving the entry registration request frame (2007), the edge switch 31 in the upper hierarchy of the radio base station / access point 42 determines whether the entry of the mobile terminal 51 has been registered (2008). Also in this case, it is assumed that it is not registered. The edge switch 31 registers the entry of the mobile terminal 51 and forwards the entry registration request frame (2007) further upward in the hierarchy (2009). At the same time, the edge switch 31 activates an aging timer for deleting entry information of the mobile terminal 51 managed by itself when there is no MAC frame transmission / reception with the mobile terminal 51 for a certain period.
Upon receiving the entry registration request frame (2007), the branch switch 23 in the upper hierarchy of the edge switch 31 determines whether or not the entry of the mobile terminal 51 has been registered (2010). Also in this case, it is assumed that it is not registered. The branch switch 23 registers the entry of the mobile terminal 51 and transfers the entry registration request frame (2007) further upward in the hierarchy (2011). At the same time, the branch switch 23 activates an aging timer for deleting entry information of the mobile terminal 51 managed by the own device.
Upon receiving the entry registration request frame (2007), the gateway switch 10 in the upper hierarchy of the branch switch 23 determines whether the entry of the mobile terminal 51 has been registered (2012). Also in this case, it is assumed that it is not registered. The gateway switch 10 registers the entry of the mobile terminal 51 (2013) and starts an aging timer for deleting the entry information of the mobile terminal 51 managed by the own device.
Thereafter, if the mobile terminal 51 moves to the service area of the radio base station / access point 44, the mobile terminal 51 moves between the radio base station / access point 44 and the probe request (2014) and the probe response (2015). Delivery of. The mobile terminal 51 that has determined that a physical connection is possible by passing the Probe Request (2014) and the Probe Response (2015) sends a reassociation request signal (44) to the radio base station / access point 44. (Resociation Request, 2016) and a reassociation response signal (Resociation Response, 2017).
The radio base station / access point 44 with which association has been established with the mobile terminal 51 determines whether or not the entry of the mobile terminal 51 has been registered (2018). In this case, it is assumed that it is not registered. The radio base station / access point 44 registers the entry of the mobile terminal 51 and transmits the entry registration request frame (2020) shown in FIG. 7 in the upper direction of the hierarchy (2019). When there is no transmission / reception of MAC frames for a certain period of time, an aging timer for deleting entry information of the mobile terminal 51 managed by the own apparatus is started. The MAC address of the mobile terminal 51 is written in the mobile terminal address part (MN's MAC Address) of the entry registration request frame to be transmitted.
When receiving the entry registration request frame (2020), the edge switch 32 in the upper hierarchy of the radio base station / access point 44 determines whether the entry of the mobile terminal 51 has been registered (2021). Also in this case, it is assumed that it is not registered. The edge switch 32 registers the entry of the mobile terminal 51, forwards the entry registration request frame (2020) further upward in the hierarchy (2022), and transmits / receives a MAC frame to / from the mobile terminal 51 for a certain period. If not, an aging timer for deleting entry information of the mobile terminal 51 managed by the own device is started.
Upon receiving the entry registration request frame (2020), the branch switch 23 in the upper layer of the edge switch 32 once stops the aging timer and then determines whether or not the entry of the mobile terminal 51 has been registered (2023). ). In this case, since the entry of the mobile terminal 51 has already been registered in the branch switch 23, the branch switch 23 updates the entry of the mobile terminal 51 and then changes the direction of the old transfer path on the lower side as shown in FIG. The entry deletion request frame (2025) shown is transmitted, and the entry registration request frame (2020) is transferred further upward in the hierarchy (in this case, toward the gateway switch 10) (2024). At the same time, the branch switch 23 again activates an aging timer for deleting entry information of the mobile terminal 51 managed by itself when there is no MAC frame transmission / reception with the mobile terminal 51 for a certain period of time. .
Upon receiving the entry registration request frame (2020), the gateway switch 10 in the upper hierarchy of the branch switch 23 once stops the aging timer, and then determines whether or not the entry of the mobile terminal 51 has been registered (2026). ). In this case, since the entry of the mobile terminal 51 has already been registered in the gateway switch 10, the gateway switch 10 updates the entry of the mobile terminal 51 (2027). When the MAC frame transfer path between the gateway switch 10 and the mobile terminal 51 and the MAC frame transfer path between the branch switch 23 and the mobile terminal 51 are compared, in this case, the MAC to the branch switch 23 is Since the frame transfer path is the same, the upper gateway switch 10 does not transmit the entry deletion request frame to each device of the old path. At the same time, when there is no MAC frame transmission / reception with the mobile terminal 51 for a certain period, the gateway switch 10 again starts an aging timer for deleting the entry information of the mobile terminal 51 managed by itself. To do.
Upon receiving the entry deletion request frame (2025) from the branch switch 23, the edge switch 31 deletes the entry of the mobile terminal 51 and also deletes the entry deletion request frame (for the port registered in the entry information of the mobile terminal 51). 2025) is transferred (2028), and the activated aging timer is stopped.
The radio base station / access point 42 that has received the entry deletion request frame (2025) from the edge switch 31 deletes the entry of the mobile terminal 51 (2029) and stops the aging timer that has been started.
As described above, according to the second embodiment, each radio base station / access point and each switch performs registration MAC frames for adding and updating entries of mobile terminals as the mobile terminals move to different service areas. And a MAC frame transmission / reception function for deleting the entry of the mobile terminal. Each wireless base station / access point and each switch, when an association is established with the mobile terminal, sequentially transmits the registration MAC frame in the upper direction of the hierarchy, and an entry for this mobile terminal is registered. If the entry is not registered, the entry of this mobile terminal is registered. If the entry is registered, the entry of this mobile terminal is updated and the relay of the lower old route is performed. A deletion MAC frame is transmitted to the apparatus, and a registration MAC frame is transmitted to the upper relay apparatus.
Therefore, in the second embodiment, the switch on the lowest layer side that continues frame transfer even after the mobile terminal moves to a different service area is connected to each switch or radio base station / access point on the old path. Therefore, even when the mobile terminal moves to a different service area, the switch on the upper side than the switch on the lowest layer side transmits the deletion MAC frame and transfers the registration request frame to the upper side of the hierarchy. However, unlike the prior art, location management information (entry) is not discarded by the aging function of the layer 2 switch, and the entry can be maintained.
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the third embodiment, each switch registers and updates an entry for forwarding based on information of a source address in a frame in which user data transmitted from the lower level of the hierarchy is stored. .
The configuration of the hierarchical layer 2 network in the third embodiment is the same as that shown in FIG. FIG. 9 is a sequence diagram showing the operation in the third embodiment.
The operation of the third embodiment will be described below with reference to the sequence diagram shown in FIG. In a service area provided by the mobile terminal 51 by the radio base station / access point 42, a MAC address addressed to the mobile terminal 53 is set as a destination address, and a MAC frame (3001) including user data for the hierarchical layer 2 network Is sent.
Receiving this MAC frame (3001), the radio base station / access point 42 stops the aging timer and then searches for entry information using the destination address (address of the mobile terminal 53) (3002). However, in this case, since the mobile terminal 53 does not exist under its own device, it does not hit as a search result (3003). Therefore, the radio base station / access point 42 transfers the MAC frame (3001) in the upper direction of the hierarchy (3004). Further, in preparation for the transfer of the MAC frame to the mobile terminal 51, the radio base station / access point 42 learns the transmission source address (address of the mobile terminal 51) and the transmitted radio channel and registers it as a new entry. At the same time (3005), the aging timer is started.
Upon receiving this MAC frame (3001), the edge switch 31 in the upper layer of the radio base station / access point 42 stops the aging timer, and searches for entry information using the destination address (address of the mobile terminal 53). (3006). However, in this case as well, the mobile terminal 53 does not exist under its own device, and therefore does not hit as a search result (3007). Therefore, the edge switch 31 transfers the MAC frame (3001) in the upper direction of the hierarchy (3008). Further, the edge switch 31 learns the transmission source address (address of the mobile terminal 51) and the transmitted port in preparation for transfer of the MAC frame to the mobile terminal 51, and registers it as a new entry (3009). ) Start the aging timer.
Upon receiving this MAC frame (3001), the branch switch 21 in the upper layer of the edge switch 31 stops the aging timer and then searches for entry information using the destination address (address of the mobile terminal 53) (3010). . However, also in this case, since the mobile terminal 53 does not exist under its own device, it does not hit as a search result (3011). Therefore, the branch switch 21 transfers the MAC frame (3001) in the upper direction of the hierarchy (3012). Further, the branch switch 21 learns the transmission source address (address of the mobile terminal 51) and the transmitted port in preparation for transfer of the MAC frame to the mobile terminal 51, and registers it as a new entry (3013). ) Start the aging timer.
Upon receiving this MAC frame (3001), the gateway switch 10 in the upper hierarchy of the branch switch 21 stops the aging timer, and then searches for entry information with the destination address (the address of the mobile terminal 53) (3014). . Here, since the mobile terminal 53 exists under its own device, it hits as a search result (3015). Therefore, the gateway switch 10 transfers the MAC frame (3001) to the registered port (direction of the branch switch 22) (3016). Further, the gateway switch 10 learns the transmission source address (address of the mobile terminal 51) and the transmitted port in preparation for the transfer of the MAC frame to the mobile terminal 51, and registers it as a new entry (3017). ) Start the aging timer.
When the branch switch 22 receives this MAC frame (3001), it searches the entry information by the destination address (address of the mobile terminal 53) (3018). Also in this search, since the search result is a hit, the branch switch 22 transfers the MAC frame (3001) to the registered port (direction of the edge switch 33) (3019). The current frame transfer is a transfer from the top to the bottom of the hierarchy, and the mobile terminal 51 does not exist under the branch switch 22, so the branch switch 22 does not learn the source address (address of the mobile terminal 51). .
When receiving the MAC frame (3001), the edge switch 33 searches the entry information with the destination address (address of the mobile terminal 53) (3020). Also in this search, since the search result is a hit, the edge switch 33 transfers the MAC frame (3001) to the registered port (in the direction of the radio base station / access point 46) (3021). The current frame transfer is a transfer from the upper level to the lower level of the hierarchy, and the mobile terminal 51 does not exist under the edge switch 33, so the edge switch 33 does not learn the source address (address of the mobile terminal 51). .
Upon receiving this MAC frame (3001), the wireless base station / access point 46 searches for entry information with the destination address (address of the mobile terminal 53) (3022). Also in this search, since the search result is hit, the wireless base station / access point 46 sends the MAC frame (3001) to the registered wireless channel (wireless channel set up with the mobile terminal 52). Transfer (3023). Since the mobile terminal 53 exists under the wireless base station / access point 44, the wireless base station / access point 44 can transfer the MAC frame (3001) via the wireless interface. The current frame transfer is a transfer from the upper level to the lower level of the hierarchy, and the mobile terminal 51 does not exist under the radio base station / access point 46. Therefore, the radio base station / access point 46 has a source address (mobile terminal 51 Does not learn about
As described above, the MAC frame transmitted from the mobile terminal 51 is transferred to the mobile terminal 53. When a MAC frame is transmitted from the mobile terminal 53 to the mobile terminal 51, the MAC frame is transferred in the reverse procedure.
As described above, in the third embodiment, the access point and each switch register and update the entry for forwarding based on the information of the source address of the frame transmitted from the lower direction of the hierarchy. Therefore, the access point and each switch only need to manage entry information only for the mobile terminals existing under the access point and each switch can efficiently manage entry information for forwarding.
Embodiment 4 FIG.
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10 and FIG. In the fourth embodiment, the edge switches 31 to 34 that accommodate the access point are provided with an entry registration and update proxy function, so that the registration for entry registration described in the second embodiment at the access point is performed. The transmission / reception function of the MAC frame (FIG. 7) and the MAC frame for deletion (FIG. 8) for entry deletion is made unnecessary.
The configuration of the hierarchical layer 2 network in the fourth embodiment is the same as that shown in FIG. FIG. 10 is a sequence diagram showing the operation of the IAPP-ADD procedure in the fourth embodiment. FIG. 11 is a sequence diagram showing the operation of the IAPP-MOVE procedure in the fourth embodiment. IAPP (Inter-Access Point Protocol) is a roaming procedure between wireless LAN access points standardized by the IEEE 802.11 working group as 802.11f.
First, the operation of the fifth embodiment will be described with reference to the sequence diagram shown in FIG.
Prior to connection to the hierarchical network, the mobile terminal 51 exchanges a probe request signal (Probe Request, 4001) and a probe response signal (Probe Response, 4002) with the access point. The mobile terminal 51 that has determined that physical connection is possible by passing the probe request (4001) and the probe response (4002), and the access point 42, an association request signal (association request, 4003) An association response signal (Association Response, 4004) is transferred.
The access point 42 with which the association with the mobile terminal 51 has been set is based on the IAPP-ADD procedure, and the layer 2 update frame (in order to notify each neighboring switch that the association with the mobile terminal 51 has been set) 4005) and an IAPP-Add Notify packet (4006) for notifying each neighboring access point that the association with the mobile terminal 51 is set, is transmitted to the upper edge switch 31.
The edge switch 31 that has received the layer 2 update frame (4005) and the IAPP-Add Notify packet (4006) uses this as a trigger to determine whether or not the entry of the mobile terminal 51 has been registered (4007). In this case, since it is not registered, the edge switch 31 registers the entry of the mobile terminal 51 and transfers the entry registration request frame (4009) shown in FIG. 7 in the upper direction of the hierarchy (4008). When no MAC frame is transmitted / received to / from the mobile terminal 51 for a certain period, an aging timer for deleting entry information of the mobile terminal 51 managed by the own apparatus is started.
Thereafter, the edge switch 31 forwards the IAPP-Add Notify packet to each of the plurality of access points accommodated (4011). However, the layer 2 update frame transmitted with the broadcast address as the destination address terminates at the edge switch 31 and is not transferred to all ports except the reception port. This is because it is not necessary to transfer the layer 2 update frame to all the switches by performing the control procedure of the entry information of the fourth embodiment described later.
Upon receiving the entry registration request frame (4009), the branch switch 23 in the upper hierarchy of the edge switch 31 determines whether or not the entry of the mobile terminal 51 has been registered, as in the second embodiment. 4012). In this case, since it is not registered, the entry of the mobile terminal 51 is registered, and the entry registration request frame (4009) is further transferred to the upper level of the hierarchy (4013). When there is no transmission / reception of the MAC frame, an aging timer for deleting entry information of the mobile terminal 51 managed by the own apparatus is started.
When receiving the entry registration request frame (4009), the gateway switch 10 in the upper hierarchy of the branch switch 23 determines whether or not the entry of the mobile terminal 51 has already been registered as in the second embodiment ( 4014). In this case, since it is not registered, the entry of the mobile terminal 51 is registered (4015), and when there is no MAC frame transmission / reception with the mobile terminal 51 for a certain period, the mobile terminal managed by the own device An aging timer for deleting 51 entry information is started.
Next, the operation of the fifth embodiment when the mobile terminal 51 moves to another service area according to the sequence diagram shown in FIG. 11 will be described.
When the mobile terminal 51 moves to the service area of the access point 44, the probe request (4021) and the probe response (4022) are transferred to and from the radio base station / access point 44. The mobile terminal 51 that has determined that a physical connection is possible by passing the Probe Request (4022) and the Probe Response (4022) sends a Reassociation Request (4023) to the radio base station / access point 44. Send.
The access point 44 for which the association setting is requested from the mobile terminal 51 is based on the IAPP-MOVE procedure, and the IAPP-MOVE Notify packet is used to notify the original access point 42 that the association setting has been requested. (4024) is transmitted to the host. The destination IP address of the IAPP-MOVE Notify packet (4024) may be acquired by the RADIUS server by passing the old BSSID set in the Association Request to the RADIUS server. It is assumed that the IP address and MAC address of another access point are stored and held together. Therefore, in this case, the MAC address corresponding to the original access point 42 is set as the destination address in the IAPP-MOVE Notify packet.
The edge switch 32 that has received the IAPP-MOVE Notify packet (4024) searches for an entry with the destination MAC address (address of the access point 42), but the access point 42 does not exist under its own device. Not hit. Therefore, the edge switch 32 further transfers the IAPP-MOVE Notify packet (4024) to the upper level of the hierarchy.
The branch switch 23 that has received the IAPP-MOVE Notify packet (4024) searches for entry information using the destination MAC address (the address of the access point 42). Since the access point 42 is under the branch switch 23, the branch switch 23 transfers the IAPP-MOVE Notify packet to the port (direction of the edge switch 31) registered as an entry corresponding to the access point 42.
The edge switch 31 that has received the IAPP-MOVE Notify packet (4024) searches for entry information using the destination MAC address (the address of the access point 42). Since the access point 42 exists under the edge switch 31, the edge switch 31 transfers an IAPP-MOVE Notify packet to a port (direction of the access point 42) registered as an entry corresponding to the access point 42.
The original access point 42 that has received the IAPP-MOVE Notify packet (4024) transmits an IAPP-MOVE Response packet (4025) with a status of success (SUCCESSFUL) as a response to the access point 44. The transfer of the response IAPP-MOVE Response packet (4025) is transferred to the access point 44 by the reverse procedure of the transfer of the IAPP-MOVE Notify packet (4024).
The access point 44 that has received the IAPP-MOVE Response packet (4025) confirms that the status is SUCCESSFUL, and in order to notify the neighboring switches that the association has been set here, the layer 2 update frame (4026) is transmitted to the host. At the same time, a Revocation Response (4027) is transmitted to the mobile terminal.
The edge switch 32 that has received the layer 2 update frame (4026) uses this as a trigger to determine whether or not the entry of the mobile terminal 51 has been registered (4028). In this case, since it is not registered, the edge switch 32 registers the entry of the mobile terminal 51, forwards the entry registration request frame (4030) to the upper level of the hierarchy (4029), and When there is no transmission / reception of MAC frames for a certain period of time, an aging timer for deleting entry information of the mobile terminal 51 managed by the own apparatus is started.
Upon receiving the entry registration request frame (4030), the branch switch 23 in the upper hierarchy of the edge switch 32 once stops the aging timer and then determines whether or not the entry of the mobile terminal 51 has been registered (4031). ). In this case, since it is already registered, the branch switch 23 updates the entry of the mobile terminal 51 and transmits the entry deletion request frame (4033) shown in FIG. 8 in the direction of the old transfer path on the lower side. At the same time, the entry registration request frame (4030) shown in FIG. 7 is transferred to the upper level (in this case, toward the gateway switch 10) (4032). At the same time, the branch switch 23 restarts an aging timer for deleting the entry information of the mobile terminal 51 managed by itself when there is no MAC frame transmission / reception with the mobile terminal 51 for a certain period. .
Upon receipt of the entry registration request frame (4030), the gateway switch 10 in the upper hierarchy of the branch switch 23 temporarily stops the aging timer and determines whether or not the entry of the mobile terminal 51 has been registered (4034). . In this case as well, since it has already been registered, the gateway switch 10 updates the entry of the mobile terminal 51 (4035) and manages it by itself when there is no MAC frame transmission / reception with the mobile terminal 51 for a certain period of time. The aging timer for deleting the entry information of the mobile terminal 51 is restarted. As described in the second embodiment, the gateway switch 10 does not transmit an entry deletion request for the old route in this case.
On the other hand, the edge switch 31 that has received the entry deletion request frame (4033) from the branch switch 23 deletes the entry of the mobile terminal 51 and requests the entry registered in the entry information of the mobile terminal 51 to delete the entry. The frame (4033) is transferred (4036), and the aging timer that has been started is stopped.
Upon receiving the entry deletion request frame (4033) from the edge switch 31, the radio base station / access point 42 deletes the entry of the mobile terminal 51 (4037) and stops the aging timer that has been started.
As described above, in the fourth embodiment, since the edge switch that accommodates the access point has the proxy function of entry registration and update, the access point performs the entry registration described in the second embodiment. It is possible to provide the same mobility control function as in the second embodiment without the transmission / reception function of the registration MAC frame (FIG. 7) and the deletion MAC frame (FIG. 8) for entry deletion. Become.
Embodiment 5 FIG.
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the fifth embodiment, each switch sets an entry so as to forward a multicast packet (router solicitation (Router Solicitation Message), DHCPv6 transmission request (DHCPv6 Solicitation Message), neighbor solicitation (Neighbor Solicitation Message)) in a specific direction. By configuring, flooding is suppressed.
The configuration of the hierarchical layer 2 network in the fifth embodiment is the same as that shown in FIG. FIG. 12 is a sequence diagram showing the operation at the time of forwarding the Router Solicitation packet of ICMPv6 in the fifth embodiment. FIG. 13 is a sequence diagram showing an operation when transferring a DHCPv6 Solicitation packet. FIG. 14 is a sequence diagram showing an operation at the time of transferring the ICMPv6 Neighbor Solicitation packet.
First, the operation at the time of transferring the Router Solicitation packet of ICMPv6 will be described with reference to FIG.
An ICMPv6 Router Solicitation packet (5001) is transmitted as a multicast to all routers, and "33.33.0.0.0.2" is designated as the destination address of the MAC frame. Therefore, when an ICMPv6 Router Solicitation packet (5001) is transmitted from the mobile terminal 51, the radio base station / access point 42 that has received the Router Solicitation packet receives the destination address “33.33.0.0.0.2. The output destination is searched for (5002), and the ICMPv6 Router Solicitation packet (5001) is sent to a predetermined port registered as the output destination of “33.33.0.0.0.2” registered in advance. ) Is transferred (5003). In this case, since the gateway router 1 exists in the subsequent stage of the gateway switch 10, an entry is registered in advance so that the router solicitation packet of ICMPv6 is transferred to the upper gateway switch 10 direction, that is, the edge switch 31.
Since the gateway router 1 exists in the subsequent stage of the gateway switch 10, when the router solicitation packet (5001) of ICMPv6 is received, the edge switch 31 goes to the port in the branch switch 21, and the branch switch 21 goes to the port in the gateway switch 10 direction. The entry is registered in advance so as to transfer the received packet (5001). Therefore, the Router Solicitation packet (5001) is sequentially transferred to the edge switch 31, the branch switch 21, and the gateway switch 10 (5004 to 5009), and finally reaches the gateway router 1.
Next, an operation at the time of transferring a DHCPCvv6 Solicitation packet will be described with reference to FIG.
The DHCPv6 Solicitation packet (5011) is transmitted as a multicast to all DHCPv6 servers, and “33.33.0.0.1.2” is designated as the destination address of the MAC frame. In this case, since the DHCPv6 Solicitation packet (5011) is transferred to the DHCPv6 server 4 via the gateway router 1 existing in the subsequent stage of the gateway switch 10, the DHCPv6 Solicitation packet (5011) is transmitted. Is received by the radio base station / access point 42 to the port in the direction of the edge switch 31, the edge switch 31 to the port in the direction of the branch switch 21, and the branch switch 21 to the port in the direction of the gateway switch 10 (5011). The entry is registered in advance so as to be transferred. Therefore, the DHCPv6 Solicitation packet (5011) is sequentially transferred from the mobile terminal 51 to the radio base station / access point 42, the edge switch 31, the branch switch 21, and the gateway switch 10 (5012 to 5019), and finally The gateway router 1 is reached. Further, when the gateway router 1 performs routing with the destination IP address, the DHCPv6 Solicitation packet (5011) reaches the DHCPv6 server 4.
Next, the operation during the ICMPv6 Neighbor Solicitation packet transfer will be described with reference to FIG.
An ICMPv6 Neighbor Solicitation packet (5031) is transmitted as a multicast to the requesting node, and the destination address of the MAC frame is “33.33.FF.xx.yy.zz” (xx: yy: zz is the MAC address of each node). Lower 3 bytes) is specified. In this case, since the lower 3 bytes are not fixed, in the radio base station / access point 42, the edge switch 31, the branch switch 21, and the gateway switch 10, the lower 3 bytes xx. yy. zz is masked, that is, the upper 3 bytes of the MAC address, 33.33. It is determined whether or not the received packet is an ICMPv6 Neighbor Solicitation packet only by the FF.
In this case, since the neighbor search server 3 is connected to the gateway switch 10, when the neighbor solicitation packet (5031) of ICMPv6 is received, the radio base station / access point 42 moves to the port in the direction of the edge switch 31 to the edge switch 31. Then, an entry is registered in advance so as to transfer the received packet (5031) to the port in the direction of the branch switch 21 and in the branch switch 21 to the port in the direction of the gateway switch 10.
Therefore, the ICMPv6 Neighbor Solicitation packet (5031) is sequentially transferred from the mobile terminal 51 to the radio base station / access point 42, the edge switch 31, the branch switch 21, and the gateway switch 10 (5032 to 5039), and then the gateway. The data is transferred from the switch 10 to the neighbor search server 3.
As described above, in the fifth embodiment, since entries are registered in the radio base station / access point and each switch so that multicast packets are transferred in a predetermined direction, flooding can be suppressed. It becomes possible. The specific direction for transferring the multicast packet is not limited to the upper direction, but may be the lower direction.
Embodiment 6 FIG.
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment, the wireless base station / access point and each switch do not learn the multicast address and learn the multicast packet (Router Solicitation Message, DHCPv6 Solicit Message, Neighbor Solicitation Message). It is determined that the frame has not been transmitted, and flooding is suppressed by transferring the frame upward in the hierarchy.
The configuration of the hierarchical layer 2 network in the sixth embodiment is the same as that shown in FIG. The operation of the sixth embodiment will be described below with reference to FIG.
When a MAC frame (6001), which is a multicast packet of either ICMPv6 Router Solicitation, DHCPv6 Solitization, or ICMPv6 Neighbor Solicitation, is transmitted from the mobile terminal 51, the radio base station / The access point 42 searches the entry information by the destination address (6002). In the wireless base station / access point 42, the MAC addresses of these multicast packets are not learned as entries, and are not registered in advance, so the MAC addresses of these multicast packets are searched for entries. As a result, it is not hit 6003). Then, the radio base station / access point 42 transfers the MAC frame (6001) of these multicast packets in the upper direction of the hierarchy (6004).
When receiving the MAC frame (6001), the edge switch 31 in the upper layer of the radio base station / access point 42 searches the entry information with the destination address (6005), but is not learned as an entry, and Since it is not registered in advance, it does not hit as a search result (6006). Therefore, the edge switch 31 also forwards the MAC frame (6001) of the multicast packet further upward in the hierarchy (6007).
When receiving the MAC frame (6001), the branch switch 21 in the upper layer of the edge switch 31 searches the entry information with the destination address (6008). However, the branch switch 21 is not learned as an entry and is registered in advance. Since it has not been made, it does not hit as a search result (6009). Accordingly, the branch switch 21 also forwards the MAC frame (6001) of the multicast packet further upward in the hierarchy (6010).
Upon receiving this MAC frame (6001), the gateway switch 10 in the upper hierarchy of the branch switch 21 searches for entry information using the destination address (6011). The gateway switch 10 determines whether the received packet is a MAC address corresponding to any multicast packet of ICMPv6 Router Solicitation, DHCPv6 Solicitation, and ICMPv6 Neighbor Solicitation (6012, 6014, 6016). In the gateway switch 10, an output port is registered in advance as an entry for every three multicast packets.
Therefore, the gateway switch 10 identifies which multicast packet the received packet is, and then forwards the received packet (6001) to the registered port corresponding to the multicast packet identified based on the entry information (6013). , 6015, 6017). Thereby, each multicast packet (Router Solicitation Message, DHCPv6 Solitary Message, Neighbor Solicitation Message) reaches a required server or router.
As described above, in the sixth embodiment, each switch other than the radio base station / access point and the gateway switch 10 learns the multicast address for the multicast packet (Router Solicitation Message, DHCPv 6 Solitary Message, Neighbor Solicitation Message). In addition, it is determined that the frame has not been learned and the address is transferred to the upper level of the hierarchy, so that flooding can be suppressed.
Embodiment 7 FIG.
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the seventh embodiment, when each switch configures an entry to forward the multicast packet (Router Solicitation Message, DHCPv6 Solicit Message, Neighbor Solicitation Message) in a specific direction, a loop connection prevention protocol such as STP or RSTP is used. The multicast packet is forwarded to a port that is automatically determined by (Loop Prevention protocol).
FIG. 16 is a diagram showing a hierarchical layer 2 network configuration in the seventh embodiment. In FIG. 16, a new physical connection indicated by a two-dot chain line is added to the configuration of the hierarchical layer 2 network shown in FIG. That is, in FIG. 16, each device is physically connected by a solid line portion and a two-dot chain line portion.
In such a connection, for example, the edge switch 31, the branch switch 24, the edge switch 34, and the branch switch 23 make a loop connection, and therefore, such as STP (Spanning Tree Protocol) or RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) that prevents the loop connection. By using the loop connection prevention protocol, the connection of the two-dot chain line portion is not operated at the normal time, and the connection of the two-dot chain line portion is operated when a failure or the like occurs in the connection of the solid line portion. For example, when the branch switch 23 fails, the edge switch 31 and the edge switch 32 indicated by the two-dot chain line are effectively connected to the branch switch 24. Is used.
In the above-described fifth embodiment, each multicast packet (Router Solicitation Message, DHCPv6 Solicit Message, Neighbor Solicitation Message) is transferred to a specific port registered in advance. On the other hand, in the seventh embodiment, even when a certain switch fails and the topology of the hierarchical layer 2 network changes as described above, it is dynamically determined using a loop connection prevention protocol such as STP or RSTP. The packets are forwarded to the higher-level ports in the same manner as in FIGS. 12 to 14, so that the respective multicast packets (Router Solicitation Message, DHCPv6 Solicitation Message, Neighbor Solicitation Message) are transmitted. Can reach the desired server or router.
As described above, in the seventh embodiment, in each switch other than the radio base station / access point and the gateway switch 10, a port for forwarding a multicast packet (Router Solicitation Message, DHCPv6 Solitary Message, Neighbor Solicitation Message) is STP or RSTP, etc. Thus, even if the network topology changes, flooding can be suppressed.

以上のように、本発明にかかる階層型レイヤ2ネットワークは、無線基地局/アクセスポイント、エッジスイッチ、ブランチスイッチ、ゲートウェイスイッチなどが階層接続された階層型レイヤ2ネットワークに適用して好適である。  As described above, the hierarchical layer 2 network according to the present invention is suitable for application to a hierarchical layer 2 network in which radio base stations / access points, edge switches, branch switches, gateway switches, and the like are hierarchically connected.

Claims (7)

移動端末と最上位装置との間で複数の中継装置を階層的に構成してレイヤ2ネットワークを構成する階層型レイヤ2ネットワークにおいて、
前記各中継装置は、上位および下位方向へのフレーム転送の際、アドレステーブルに登録されたエントリを検索してこの検索結果に基づいたフレーム転送を行うとともに、前記アドレステーブルにエントリが登録されていないフレームの転送の際には、このフレームを階層の上位方向へ転送するようにしたことを特徴とする階層型レイヤ2ネットワーク。
In a hierarchical layer 2 network in which a plurality of relay devices are hierarchically configured between a mobile terminal and a highest-level device to form a layer 2 network,
Each of the relay devices searches for an entry registered in the address table during frame transfer in the upper and lower directions, performs frame transfer based on the search result, and has no entry registered in the address table. A hierarchical layer 2 network characterized in that, when a frame is transferred, the frame is transferred upward in the hierarchy.
前記各中継装置は、移動端末の異なるサービスエリアへの移動に応じて、移動端末のエントリの追加、更新を行う第1の制御用フレームおよび移動端末のエントリの削除を行うための第2の制御用フレームの送受信機能を有し、各中継装置は、移動端末との間でアソシエーションが設定された際、第1の制御用フレームを階層の上位方向へ順次送信するとともに、この移動端末についてのエントリが登録されているか否かを確認し、エントリが登録されていない場合はこの移動端末のエントリを登録し、エントリが登録されている場合は、この移動端末のエントリを更新するとともに下位の旧経路の中継装置に対し前記第2の制御用フレームを送信しかつ上位の中継装置に対し前記第1の制御用フレームを送信するようにしたことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の階層型レイヤ2ネットワーク。Each relay device has a first control frame for adding or updating an entry of a mobile terminal and a second control for deleting an entry of the mobile terminal according to the movement of the mobile terminal to a different service area. When the association is set up with the mobile terminal, each relay apparatus sequentially transmits the first control frame in the upper direction of the hierarchy and the entry for this mobile terminal. If the entry is not registered, the entry of this mobile terminal is registered. If the entry is registered, the entry of this mobile terminal is updated and the lower old route is registered. The second control frame is transmitted to a relay apparatus and the first control frame is transmitted to an upper relay apparatus. Hierarchical Layer 2 network according to claim 1. 前記各中継装置は、階層の下位から送信されるフレーム中の送信元アドレス情報に基づいてフレーム転送のための前記エントリを登録及び更新することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の階層型レイヤ2ネットワーク。The hierarchy according to claim 1, wherein each of the relay devices registers and updates the entry for frame transfer based on source address information in a frame transmitted from a lower level of the hierarchy. Type layer 2 network. 前記中継装置は、移動端末の上位である複数のアクセスポイントと、これらアクセスポイントの上位である複数のエッジスイッチとを少なくとも有し、前記複数のエッジスイッチに、エントリ登録及び更新のプロキシ機能を具備させることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の階層型レイヤ2ネットワーク。The relay apparatus includes at least a plurality of access points that are higher than the mobile terminal and a plurality of edge switches that are higher than the access points, and each of the plurality of edge switches has an entry registration and update proxy function. The hierarchical layer 2 network according to claim 2, wherein 前記各中継装置は、マルチキャストパケットを予め設定した特定の方向へ転送するようにエントリが登録設定されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の階層型レイヤ2ネットワーク。2. The hierarchical layer 2 network according to claim 1, wherein an entry is registered and set in each relay device so as to forward a multicast packet in a predetermined direction set in advance. 前記各中継装置は、マルチキャストパケットをアドレスが学習されていないフレームと判断して、階層の上位方向へ転送することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の階層型レイヤ2ネットワーク。2. The hierarchical layer 2 network according to claim 1, wherein each of the relay devices determines that the multicast packet is a frame whose address has not been learned, and forwards the multicast packet upward in the hierarchy. 前記マルチキャストパケットの転送先をループ接続防止プロトコルによって決定したことを特徴とする請求の範囲第5項に記載の階層型レイヤ2ネットワーク。6. The hierarchical layer 2 network according to claim 5, wherein a forwarding destination of the multicast packet is determined by a loop connection prevention protocol.
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