(57)【要約】固定ネットワークへアクセスするノードを提供するために、複数の移動無線利用者端末（１０２−１〜１０２−ｎ）と、複数のアクセス・ノード（１０６−１〜１０６−ｎ）を有する固定ネットワーク（１０４）とからなる無線ピア・ツー・ピア・アドホック・ルーティング・ネットワーク（１００）において、ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへのマッピングを自動構成しゲートウェイの存在を発見するブロードキャスト・ネットワーク要求を処理するシステムと方法を開示する。ハッシュ関数を６バイトのハードウェア（ＭＡＣ）アドレスに適用し、ノードのＩＰアドレスの特定の部分を計算により求める。この特定の部分をルーティング通知に付加し、これにより、他のネットワーク・ノードに能動的に伝播するように構成されている。無線チャネルを介したブロードキャスト伝送を必要とせずに、ノードのローカル・ネットワーク・スタックにより、他のブロードキャスト型の要求と、ＤＨＣＰおよびＡＲＰ要求を処理する。
2005521302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アドホック通信ネットワーク中のローカル・ノードのネットワーク・スタック中のブロードキャスト・メッセージを制御する方法であり、前記ネットワークは、前記ネットワークの他のノードとの間で信号を送受信するように構成された複数のノードを含む方法であって、
サブネット・インターネット・プロトコル（ＩＰ）アドレスで特定されたネットワークの少なくとも１つのノードに対する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを決定し、ＭＡＣアドレスに対してハッシュ関数を適用し略記ＩＰアドレスを求めるステップと、
略記ＩＰアドレスとＩＰアドレスに基づき、少なくとも１つのノードに対する前記ＩＰアドレスを構成し、ルーティング通知としてＩＰアドレスを通信するステップと、
第１のノードを制御して、ルーティング・アドレスを受信し、ルーティング通知に基づき、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに保持するステップと、
第１のノードを制御し、少なくとも１つのローカルに発行されたアドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）要求と、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）要求に割り込みをかけ、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、割り込みをかけられた要求に応答するステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法は、さらに、ＭＡＣアドレスにハッシュ関数を適用し、略記ＩＰアドレスが少なくとも２つのバイトを含むようにして、略記ＩＰアドレスを求めるステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法は、さらに、略記されたＩＰアドレスを少なくとも１つのノードに対する前記ＩＰアドレスに付加することにより、少なくとも１つのノードに対する前記ＩＰアドレスを構成するステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法は、さらに、第１のノードを制御し、ローカルに発行されたＡＲＰ要求に割り込みをかけ、ＡＲＰ要求をアドホック・ルーティング層に送るステップと、
第１のノードを制御し、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、ＡＲＰ要求に応答する前記ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへのマッピングを計算するステップと、
第１のノードを制御し、前記応答をＴＣＰ／ＩＰスタックに送るステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、前記応答は、ＡＲＰ要求への外部ノード応答としてＴＣＰ／ＩＰスタックに与えられることを特徴とする前記方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法は、さらに、第１のノードを制御し、ローカルに発行されたＤＨＣＰ要求に割り込みをかけ、前記要求をアドホック・ルーティング層に送るステップと、
第１のノードを制御し、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、ＤＨＣＰ要求に応答し、ローカルＩＰアドレスを計算するステップと、
第１のノードを制御し、前記応答をＴＣＰ／ＩＰに送ることを特徴とする前記方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、前記応答は、ＤＨＣＰ要求への外部ノード応答としてＴＣＰ／ＩＰスタックに与えられることを特徴とする前記方法。
【請求項８】
請求項１記載の方法は、さらに、少なくとも１つのノードをデフォルト・ゲートウェイとして識別し、応答として、ルーティング通知の少なくとも１つのビットを設定するステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法は、さらに、第１のノードを制御し、ローカルに発行されたＤＨＣＰ要求の少なくとも１つに割り込みをかけ、前記要求をアドホック・ルーティング層に送るステップと、
第１のノードを制御し、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、少なくとも１つのＤＨＣＰおよびＡＲＰ要求に応答し、デフォルト・ゲートウェイを決定するステップと、
第１のノードを制御し、前記応答をＴＣＰ／ＩＰに送ることを特徴とする前記方法。
【請求項１０】
請求項１記載の方法は、さらに、第１のノードは、ＩＰアドレスに基づき、第１のノードと少なくとも１つのノードとの間の少なくとも１つの通信経路をマッピングするように、少なくとも１つのノードに対するＩＰアドレスを構成するステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法は、さらに、ＩＰアドレスは、少なくとも１つのノードのサブネットを特定するように、少なくとも１つのノードに対するＩＰアドレスを構成するステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項１２】
請求項１記載の方法は、さらに、ＩＰアドレスは、少なくとも１つのノードの種類と位置を特定するように、少なくとも１つのノードに対するＩＰアドレスを構成するステップを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項１３】
アドホック通信ネットワークのローカル・ノードのネットワーク・スタック中のブロードキャスト・メッセージを制御するシステムであり、前記ネットワークは、前記ネットワーク中の他のノードとの間で信号を送受信するように構成された複数のノードを含むことを特徴とするシステムであって、
サブネット・インターネット・プロトコル（ＩＰ）アドレスで特定されたネットワークの少なくとも１つのノードに対する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを決定し、ＭＡＣアドレスに対してハッシュ関数を適用し、略記ＩＰアドレスを求めるように構成された第１のノードであって、さらに、略記ＩＰアドレスと、前記ＩＰアドレスに基づき、少なくとも１つのノードに対するＩＰアドレスを構成し、ルーティング通知として前記ＩＰアドレスを通信するように構成されている第１のノードと、
ルーティング・アドレスを受信し、ルーティング通知に基づき、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに保持するように構成された第２のノードであって、さらに、少なくとも１つのローカルに発行されたアドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）要求と、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）要求に割り込みをかけ、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、割り込みをかけられた要求に応答するように構成された第２のノードとを含むことを特徴とする前記システム。
【請求項１４】
請求項１３記載のシステムにおいて、ＭＡＣアドレスにハッシュ関数を適用し、略記ＩＰアドレスが少なくとも２つのバイトを含むようにして、略記ＩＰアドレスを求めるように、第１のノードが構成されていることを特徴とする前記システム。
【請求項１５】
請求項１３記載のシステムにおいて、略記ＩＰアドレスを少なくとも１つのノードに対する前記ＩＰアドレスに付加することにより、少なくとも１つのノードに対する前記ＩＰアドレスを構成するように、第１のノードが構成されていることを特徴とする前記システム。
【請求項１６】
請求項１３記載のシステムにおいて、ローカルに発行されたＡＲＰ要求に割り込みをかけ、前記要求をアドホック・ルーティング層に送るように、第２のノードが構成され、さらに、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、ＡＲＰ要求に応答しＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへのマッピングを計算するように、第２のノードが構成されていることを特徴とする前記システム。
【請求項１７】
請求項１６記載のシステムにおいて、前記応答は、ＡＲＰ要求への外部ノード応答としてＴＣＰ／ＩＰスタックに与えられることを特徴とする前記システム。
【請求項１８】
請求項１３記載のシステムにおいて、ローカルに発行されたＤＨＣＰ要求に割り込みをかけ、前記要求をアドホック・ルーティング層に送るように第２のノードが構成され、さらに、
ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、ＤＨＣＰ要求に応答し、ローカルＩＰアドレスを計算するように、第２のノードが構成されていることを特徴とする前記システム。
【請求項１９】
請求項１８記載のシステムにおいて、前記応答は、ＤＨＣＰ要求への外部ノード応答としてＴＣＰ／ＩＰスタックに与えられることを特徴とする前記システム。
【請求項２０】
請求項１３記載のシステムにおいて、少なくとも１つのノードをデフォルト・ゲートウェイとして識別し、応答として、ルーティング通知の少なくとも１つのビットを設定するように、第１のノードが構成されていることを特徴とする前記システム。
【請求項２１】
請求項２０記載のシステムにおいて、ローカルに発行されたデフォルト・ゲートウェイに対するＤＨＣＰおよびＡＲＰ要求の少なくとも１つに割り込みをかけ、前記要求をアドホック・ルーティング層に送るように、第２のノードが構成され、さらに
ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、少なくとも１つのＤＨＣＰおよびＡＲＰ要求に応答し、デフォルト・ゲートウェイを決定するように、第２のノードが構成されていることを特徴とする前記システム。
【請求項２２】
請求項１３記載のシステムにおいて、ＩＰアドレスが少なくとも１つのノードのサブネットを特定するように、少なくとも１つのノードに対するＩＰアドレスを構成するように、第１のノードが構成されていることを特徴とする前記システム。
【請求項２３】
請求項１３記載のシステムにおいて、ＩＰアドレスは、少なくとも１つのノードの種類と位置を特定するように、少なくとも１つのノードに対するＩＰアドレスを構成するように、第１のノードが構成されていることを特徴とする前記システム。
【請求項２４】
アドホック通信ネットワーク中のローカル・ノードのネットワーク・スタック中のブロードキャスト・メッセージを制御するように構成された命令を格納したコンピュータで読み取り可能な媒体であって、前記ネットワークは、前記ネットワーク中の他のノードとの間で信号を送受信するように構成された複数のノードを含む前記媒体は、
サブネット・インターネット・プロトコル（ＩＰ）アドレスで特定されたネットワークの少なくとも１つのノードに対する媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを決定し、ＭＡＣアドレスに対してハッシュ関数を適用し、略記ＩＰアドレスを求めるように構成された第１の命令セットと、
略記ＩＰアドレスと、前記ＩＰアドレスに基づき、少なくとも１つのノードに対するＩＰアドレスを構成し、ルーティング通知として前記ＩＰアドレスを通信するように構成された第２の命令セットと、
第１のノードを制御して、ルーティング・アドレスを受信し、ルーティング通知に基づき、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに保持するように構成された第３の命令セットと、
第１のノードを制御し、少なくとも１つのローカルに発行されたアドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）要求と、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）要求に割り込みをかけ、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、割り込みをかけられた要求に応答するように構成された、第４の命令セットを含むことを特徴とする前記媒体。
【請求項２５】
請求項２４記載の媒体において、さらに、少なくとも１つのノードに対する前記ＩＰアドレスに基づき、第１のノードと少なくとも１つのノードの間の少なくとも１つの通信経路をマッピングするように構成された、第５の命令セットを含むことを特徴とする前記媒体。
【請求項２６】
請求項２４記載の媒体において、ＭＡＣアドレスにハッシュ関数を適用し、略記ＩＰアドレスが少なくとも２つのバイトを含むようにして、略記ＩＰアドレスを求めるように第１の命令セットが構成されていることを特徴とする前記媒体。
【請求項２７】
請求項２４記載の媒体において、略記されたＩＰアドレスを少なくとも１つのノードに対する前記ＩＰアドレスに付加することにより、少なくとも１つのノードに対する前記ＩＰアドレスを構成するように、第２の命令セットが構成されていることを特徴とする前記媒体。
【請求項２８】
請求項２４記載の媒体において、
第１のノードを制御し、ローカルに発行されたＡＲＰ要求に割り込みをかけ、前記要求をアドホック・ルーティング層に送るように第４の命令セットが構成され、さらに、
第１のノードを制御し、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、ＡＲＰ要求に応答し、ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへのマッピングを計算するように第４の命令セットが構成されていることを特徴とする前記媒体。
【請求項２９】
請求項２４記載の媒体において、
第１のノードを制御し、ローカルに発行されたＤＨＣＰ要求に割り込みをかけ、前記要求をアドホック・ルーティング層に送るように第４の命令セットが構成され、さらに、
第１のノードを制御し、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、ＤＨＣＰ要求に応答し、ローカルＩＰアドレスを計算し、前記応答をＴＣＰ／ＩＰに送るように、第４の命令セットが構成されていることを特徴とする前記媒体。
【請求項３０】
請求項２４記載の媒体において、
少なくとも１つのノードをデフォルト・ゲートウェイとして識別し、応答として、ルーティング通知の少なくとも１つのビットを設定するように、第２の命令セットが構成されていることを特徴とする前記媒体。
【請求項３１】
請求項３０記載の媒体において、
第１のノードを制御し、ローカルに発行されたＤＨＣＰおよびＡＲＰ要求の少なくとも１つに割り込みをかけ、前記要求をアドホック・ルーティング層に送るように第４の命令セットが構成され、さらに、
ローカル・アドホック・ルーティング・テーブルに基づき、少なくとも１つのＤＨＣＰおよびＡＲＰ要求に応答し、デフォルト・ゲートウェイを決定し、前記応答をＴＣＰ／ＩＰに送るように第４の命令セットが構成されていることを特徴とする前記媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、「無線ピア・ツー・ピア・アドホック・ルーティング・ネットワークにおいてＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへのマッピングの自動構成およびゲートウェイの存在の発見を行うシステムおよび方法」と題する、２００２年３月１５日出願の米国仮特許出願番号６０／３６４，０２１に関して、米国特許法第１１９条（ｅ）項規定の利益を求める。その出願の全ての内容は、この出願に包含される。
【０００２】
本発明は、ピア・ツー・ピアのアドホック無線ネットワークにおいて、ブロードキャスト型のサービス要求を処理するシステムおよび方法に関するものである。特に、本発明は、ピア・ツー・ピアのアドホック無線ネットワークにおいて、インターネット・プロトコル（ＩＰ）から媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスへのマッピングサービスを自動構成して求めるために、ブロードキャスト型のメッセージの中でも、アドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）および動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）メッセージをローカル・ノードのネットワーク・スタックの中で処理する改良されたシステムおよび方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
近年、「アドホック」ネットワークとして知られる移動通信ネットワークの一種が開発されている。この種類のネットワークでは、各利用者端末（以下、「移動ノード」と称する）は、残りの移動ノードに対する基地局あるいはルータとして動作することができ、これにより、基地局の固定施設を不要とすることができる。従って、発信ノードから宛先ノードに対して送信しようとされるデータ・パケットは、通常、宛先ノードに到達するまでの間に、多くの中間移動ノードを介して中継される。このようなアドホック・ネットワークの詳細は、Ｍａｙｏｒの米国特許第５，９４３，３２２号で開示されている。
【０００４】
また、より複雑なアドホック・ネットワークも開発され、従来のアドホック・ネットワークにあるように移動ノードが互いに通信できるようになっていることに加え、さらに、移動ノードが、固定ネットワークにアクセスし、これにより、公衆交換回線網（ＰＳＴＮ）やネットワーク上の他の種類の利用者端末との通信が可能となっている。これらの種類のアドホック・ネットワークについては、２００１年６月２９日出願の米国特許出願番号０９／８９７，７９０「公衆交換回線網および携帯電話ネットワークに接続されたアドホック・ピア・ツー・ピア・移動無線アクセス・システム」、２００１年３月２２日出願の米国特許出願番号０９／８１５，１５７「分離した予約チャネルを有する共有パラレル・データ・チャネルへの調整チャネル・アクセスを持つアドホック・ピア・ツー・ピア・無線ネットワークのための時分割プロトコル」、および２００１年３月２２日出願の米国特許出願番号０９／８１５，１６４「アドホック・ピア・ツー・ピア・移動無線アクセス・システムのための優先度付きルーティング」に記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、無線アドホック・ピア・ツー・ピア・ネットワークに存在する全てのノードは、同一のサービスと機能性を提供するものになっている。従って、これらのネットワークは、１つあるいはそれ以上の数のノードが残りのネットワークの機能性の上位機能を提供しているインフラストラクチャ・ネットワークとは区別されるものである。このようなネットワークのインフラストラクチャ・ノードは、通常、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）、アドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）や、ブロードキャスト伝送データに依存した他のサービスを処理することが可能となっている。ＤＨＣＰなどプロトコルは、ＩＥＴＦ  ＲＦＣ２１３１および２１３２で規定されており、クライアント・ノードで用いられ、中央サーバから自動的にネットワーク設定を取得するようになっている。これらのネットワーク設定には、クライアントのＩＰアドレス、ドメイン・ネーム・サーバ（ＤＮＳ）のアドレス、デフォルト・ゲートウェイのアドレスをはじめ、他にも多くのネットワーク設定を含んでいる。ＡＲＰなど、他のプロトコルは、ＳＴＤ００３７およびＲＦＣ０８２６により規定され、ネットワーク・ノードで用いられて、ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへマッピングし、指定されたハードウェアにＩＰ伝送データが送付されるようになっている。
【０００６】
これらのインフラストラクチャ・ノードは、通常、ネットワーク中のクライアント・ノードからのブロードキャスト伝送通知により見つけ出される。しかし、本技術分野に精通した者には既知となっているように、通常、ピア・ツー・ピア・ネットワークは、特定のインフラストラクチャ・ノードは含まないものとなっている。高度なネットワーク構成に対応し、ＩＥＥＥ８０２．１１規格は、インフラストラクチャ・モードに加え、ピア・ツー・ピア・モードを提供している。８０２．１１規格の詳細は、ＩＳＯ／ＩＥＣ８８０２−１１、ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ８０２．１１「情報技術−システム間の通信と情報交換―ローカルおよび広域ネットワーク仕様要求」第１１部、無線媒体アクセス制御（ＭＡＣ）および物理層（ＰＨＹ）仕様に記載されている。また、８０２．１１規格の記述は、１９９９年発刊、ボブ・オ・ハラおよびアル・パトリック著「ＩＥＥＥ８０２．１１ハンドブック：設計便覧、ＩＥＥＥ」に記載されている。
【０００７】
どのネットワークでも起こることであるが、ブロードキャスト・データ伝送には困難な点がある。例えば、無線アドホック・ルーティング・ネットワークは、伝送媒体が多量のトラフィックでオーバ・フローし、ネットワークの伝送を不能とするような「ブロードキャスト・ストーム」を防ぐために、通常、ブロードキャストを繰り返すことは避けるものである。通常、ブロードキャスト・データ伝送を受信できるノードは、データを送り出すノードから中間的な伝送範囲にあるノードに限定するようにしている。ＡＲＰおよびＤＨＣＰは、ブロードキャスト伝送データに依存しているため、アドホック・ルーティング・ネットワークは、時として、ブロードキャスト伝送データを処理する既知のインフラストラクチャ・ノードに対して、送信するパケット中のブロードキャスト伝送データを「通り抜け」させることがある。従来の非アドホック・ネットワークのノードは、ノード間で直接通信を行うため、ブロードキャスト固有の問題は生じない。しかし、上述したように、無線ピア・ツー・ピア・アドホック・ネットワークは、インフラストラクチャ・ノードを含まないため、ブロードキャスト伝送データを通り抜けさせる手段を持っていない。ＤＨＣＰ、ＡＲＰや他のブロードキャスト・ネットワーク・プロトコルのようなプロトコル通信は、他の方法で処理する必要がある。
【０００８】
従って、ピア・ツー・ピア・アドホック無線ネットワーク中で、ＤＨＣＰやＡＲＰ要求や、ブロードキャスト伝送データを必要とする他の種類の要求を処理するために、改良したシステムと方法が求められている。さらに、不必要なブロードキャスト伝送データを生成させずに、上位の機能性を有するインフラストラクチャ・ノードを持たないネットワーク中でブロードキャスト型の要求を処理することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、ノードに対する媒体アクセス制御アドレスを決定し、ハッシュ関数を適用し、アドレスをサブネット・インターネット・プロトコル・アドレスに付加する２バイトに削減するシステムと方法を提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、ルーティング通知として、ノードのアドレス・マッピングを可能とする媒体アクセス制御アドレス情報と、充分なインターネット・プロトコル・アドレス情報を含み、ノードのアドレスを通信するシステムと方法を提供することである。
【００１１】
さらに、本発明の他の目的は、ローカルのアドホック・ルーティング・テーブル中にルーティング通知を保持し、そこに格納されたアドレス・マッピング情報を適用し、局所的に生成され、ＡＲＰおよびＤＨＣＰ要求を含む要求に応答するシステムと方法を提供することである。
【００１２】
これらの目的は、無線ピア・ツー・ピア・アドホック・ネットワークにおいて、インターネット・プロトコル・アドレスから媒体アクセス制御へのマッピングを自動構成し、ゲートウェイの存在を発見できる能力をアドホック・ルーティング・ネットワークに備えさせることにより実質的に実現される。特に、本発明は、ピア・ツー・ピア・アドホック無線ネットワークにおいて、ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへのマッピングサービスを自動構成し発見するために、ブロードキャスト型メッセージの中でも、ＡＲＰおよびＤＨＣＰメッセージを扱うシステムと方法を提供するものである。
【００１３】
本システムと方法は、ネットワークのノードに対する媒体アクセス制御アドレス、すなわち、サブネットＩＰアドレスとして識別されるアドレスを決定し、ハッシュ関数を適用して、略記された媒体アクセス制御アドレスを生成するものである。インターネット・プロトコル・アドレスは、略記された媒体アクセス制御アドレスとＩＰアドレスにもとづき構成され、ルーティング通知として通信される。
【００１４】
受信ノードは、ルーティング通知にもとづくローカルのアドホック・ルーティング・テーブルを保持し、保持されたデータを局所的に適用する。保持されたデータを用いて、すでに伝送する必要がなくなり、ノードで遮断されたＡＲＰ要求およびＤＨＣＰ要求に応答し、これにより、ネットワークの伝送レベルのオーバ・ヘッドを削減することができる。
【実施例】
【００１５】
（発明の詳細な説明）
以下、添付した図を引用して、本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明の一実施例を用いた、アドホック・パケット交換無線通信ネットワーク１００の一例を示す図である。特に、ネットワーク１００は、複数の移動無線利用者端末１０２−１〜１０２−ｎ（一般的に、ノードあるいは移動ノード１０２と称す）と、複数のアクセス・ポイント１０６−１、１０６−２、…１０６−ｎ（一般的に、コードあるいはアクセス・ポイント１０６と称す）を有する固定ネットワーク１０４とを含み、ノード１０２が固定ネットワーク１０４にアクセスできるようになっている。固定ネットワーク１０４は、例えば、中核となるローカル・アクセス・ネットワーク（ＬＡＮ）と、複数のサーバとゲートウェイ・ルータとを含み、ノード１０２は、他のアドホック・ネットワーク、公衆交換回線網（ＰＳＴＮ）、インターネットなど、他のネットワークにアクセスできるようになっている。さらに、ネットワーク１００は、データ・パケットを他のノード１０２、１０６あるいは１０７との間でルーティングするための複数の固定ルータ１０７−１〜１０７−ｎ（一般的に、ノードあるいはルータ１０７）を含んでいる。
【００１６】
当該技術分野に精通した者であれば分かるように、米国特許番号５，９４３，３２２のＭａｙｏｒ特許および米国特許出願番号０９／８９７，７９０、０９／８１５，１５７および０９／８１５，１６４に記載されたように、ノード１０２、１０６および１０７は、直接あるいは１つあるいはそれ以上の数の他のノード１０２、１０６、１０７がノード間で伝送されるデータ・パケットのルータとして動作し、相互に通信することが可能である。特に、図２に示すように、各ノード１０２、１０６、１０７は、アンテナ１１０に接続され、コントローラ１１２の制御のもとに、パケット化されたデータなどの信号をノード間で送受信可能なトランシーバ１０８を含んでいる。パケット化されたデータ信号は、例えば、音声、データあるいはマルチメディア情報およびノード・ルーティングおよび更新情報を含むパケット化された制御信号を含んでいる。
【００１７】
さらに、各ノード１０２、１０６、１０７は、特に、それ自身およびネットワーク１００中の他のノードのルーティング情報を格納することが可能なランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）などのメモリ１１４を含んでいる。ノードは、ルーティング通知あるいはルーティング・テーブル情報と呼ばれる各ルーティング情報をブロードキャスト機構によって、新しいノードがネットワークに追加された時や、既存のノードがネットワーク中で移動した時など、様々な間隔で周期的に交換する。
【００１８】
さらに、図２によれば、ある種のノード、特に、移動ノード１０２は、ノード・パソコン端末、携帯電話装置、携帯データ端末あるいは他の好適な装置など、任意の数の装置からなるホスト１１６を含むことができる。また、各ノード１０２、１０６、１０７は、インターネット・プロトコル（ＩＰ）およびアドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）を実行する適切なハードウェアおよびソフトウェアを含んでいる。これは、当該技術分野に精通した者が理解しやすいようにするための例証である。伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）およびユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）を実行する適切なハードウェアおよびソフトウェアを含むものであってよい。
【００１９】
音声、データあるいはマルチメディア情報の通信に加え、ノード１０２、１０６、１０７は、様々な通信操作に用いるために、ルーティング・テーブルの更新情報を周期的にブロードキャストする。近接した位置にあるノードは、ブロードキャストを行うノードのブロードキャスト範囲（例えば、無線周波数（ＲＦ）での通信可能範囲）内にある場合には、ブロードキャストされたルーティング・テーブル更新情報を受信するだけである。例えば、図１のノード１０２−２、１０２−３、１０２−５がノード１０２−１のＲＦ通信可能範囲にあると仮定すると、ノード１０２−１がルーティング・テーブル情報をブロードキャストした際には、この情報は、ノード１０２−２、１０２−３、１０２−５によって受信される。しかし、ノード１０２−４、１０２−６など、ノード１０２−１のブロードキャスト圏外のノードは、このブロードキャストされたルーティング・テーブル情報を受信することはない。
【００２０】
ブロードキャスト範囲内で移動する他のノードにアクセスするために、繰り返しブロードキャストを用いることができる。しかし、上述したように、図１のネットワーク１００のような無線アドホック・ルーティング・ネットワークは、伝送媒体が多量のトラフィックでオーバ・フローし、ネットワークの伝送を不能とするような「ブロードキャスト・ストーム」を防ぐために、通常、ブロードキャストを繰り返すことは避けるものである。さらに、上述したように、無線ピア・ツー・ピア・アドホック・ルーティング・ネットワークは、インフラストラクチャ・ノードを含まないネットワークであるため、ブロードキャスト問題を解決するための「通り抜け」を実装することができない。従って、ＤＨＣＰ、ＡＲＰおよび他のブロードキャスト・ネットワーク・プロトコルは、他の方法でこの問題を回避する必要がある。
【００２１】
以下で説明する本発明の位置実施例は、トラフィックをインフラストラクチャ・ノードに通り抜けさせる必要なしに、自動的にブロードキャスト・ネット構成トラフィックを処理する手法を提供するものである。本発明のこの実施例は、８０２．１１規格のアドホック・モードを実装した無線装置を前提としたものであるが、これは、他のピア・ツー・ピア無線モードに直接適用できる。ここで説明する、本発明の位置実施例のアドホック・ルーティング・ピア・ツー・ピア・ネットワークは、通常は、ＩＰアドレスの２バイトだけが各ノードに固有なものとして定義されたクラスＢサブネットに限定されるものである。しかし、他の実施例は、この制約にとらわれることなく、ＩＰアドレスの任意のバイト数あるいは部分が各ノードに固有なものとなっているネットワークに適用することができる。
【００２２】
図３に示すように、各ノードに固有なＩＰアドレスの２バイトは、ノードが始動した際に、各ノードに対し個々に決定される。図３は、図１に示したピア・ツー・ピア・アドホック・ネットワークでの、ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへの変換の一例を示したものである。図３の例では、図１の３つのノードが、（１６９．２５４）のアドレスを持つクラスＢのサブネット１１８で示されている。しかし、任意の数のノードを含ませることが可能である。当該技術分野に精通した者であれば分かるように、図３の各ノードは、本例のノードの６バイトのMACアドレスを含んでいる。各ノードに固有な、IPアドレスの２バイトの決定は、図３において、各ノードで特定しないハッシュ関数を用いることにより、６バイトのＭＡＣアドレスをクラスＢのＩＰアドレスの２つの下位バイトに変換して行われる。この関数は、決定論的なものであり、各ノードで実行される。得られた２バイトのアドレスは、クラスＢアドレスの２つの上位バイトに付け加えられ、ノードのＩＰアドレスを決定する。例えば、図３のノード１２０は、００：２１：２３：３４：４５：６７というＭＡＣアドレスを持つ。
【００２３】
当該技術分野に精通した者であれば分かるように、ＭＡＣアドレスは、１２桁の１６進数であり、通常は、以下の形式で表される。
ＭＭ：ＭＭ：ＭＭ：ＳＳ：ＳＳ：ＳＳ
【００２４】
ＭＡＣアドレスの前半部は、インターネット規格団体により規定されたＩＤ番号を含んでいる。ＭＡＣアドレスの後半部は、製造者により割り当てられた一連番号を表している。ＭＡＣアドレスは、データ・リンク層（ＯＳＩモデルの第２の層）として機能し、比較的低レベルでネットワーク上での自ノードの識別が可能となる。
【００２５】
図３の例では、図３のノード１２０は、００：２１：２３：３４：４５：６７というＭＡＣアドレスを持つ。
【００２６】
ＩＰアドレスは、公衆インターネット上でのすべてのコンピュータを唯一に識別する４バイト（３２ビット）のデータから構成されている。ＭＡＣアドレスは、製造者がその製品を唯一に識別するために、製品に書き込んだ６バイト（４８ビット）のデータである。ＭＡＣアドレスは、データ・リンク層で動作し、一方、ＩＰアドレスは、ネットワーク層（第３の層）で機能する。ＭＡＣアドレスは、通常、固定値であり、ネットワーク・ノードに付随したものであるが、ＩＰアドレスは、ネットワーク・ノードが１つのネットワークから他のネットワークに移動した時に変化するものである。図３では、ノード１２０のＭＡＣアドレスは、ハッシュ関数により決定され、９８：３４という２バイトのアドレスになる。
【００２７】
この２バイトのアドレスは、クラスＢアドレスの２バイトに付加され、１６９．２５４．９８．３４というノード１２０のＩＰアドレスを決定する。
【００２８】
当該技術分野に精通した者であれば分かるように、ＩＰアドレスは、１６進数の４つの
連句から構成され、通常は、１０進数形式に変換されている。１０進数形式の桁は、ピリオドで区切られ、「１２８．１９２．２５５．１」などのアドレスを形成している。このアドレスを用いる方法は、３つあり、クラスA、クラスB、クラスCのアドレス方式と呼ばれている。クラスBアドレスの最初の２つの部分は、ノードの方式と位置を示しており、さらに三番目の桁は、さらにネットワークを分割するために用いられる。クラスBネットワーク・アドレスの最初の桁は、ネットワークの特定のサブネット内の特定のノードを指定するために用いられる。
【００２９】
本発明の一実施例では、アドホック・ルーティング・ネットワーク１００の各ノード１０２、１０６、１０７は、１つあるいはそれ以上の数のルーティング通知（ＲＡ）を介して、データを転送する宛先ノードの各ＭＡＣアドレスと、各宛先に到達するために用いられるネットワークの経路を周期的に通知する。本発明の一実施例では、ノードの固有なＩＰアドレスの２バイトをルーティング通知に付加し、これにより、各バイトがＭＡＣアドレスと充分なＩＰアドレスの両方を含むため、これら２つの間のマッピングがうまくゆくようになっている。この情報は、ネットワーク全体に伝播し、各ネットワーク・ノードのルーティング・テーブルあるいはＡＲＰテーブルに保持される。例えば、図３のルーティング通知は、ノード１２０についての１６９．２５４．９８．３４というアドレスを含んでいる。
【００３０】
本発明の一実施例では、ＩＰアドレスには、固有でない２つの先頭バイトがあることが示されている。他の実施例では、これらのバイトは、ネットワーク起動時に通知される。また、この情報は、ネットワーク全体に伝播し、各ネットワーク・ノードのルーティング・テーブルに保持される。
【００３１】
図４に示すように、図１のノード１０２、１０６、１０７のローカルＩＰスタックが指定されたパケットを送出しようとする際には、最初に、ＭＡＣアドレスからＩＰアドレスへのマッピングを決定するために、ＡＲＰ要求を発行する。ＡＲＰは、ＩＰアドレスを対応する物理ネットワーク・アドレスに変換する。図４は、ブロードキャスト要求を内部的に扱うローカル・ネットワーク・スタックの例を示したものである。通常は、ＡＲＰ要求は、通知を待っている他の全てのノードに対する伝送媒体上にブロードキャストされる。しかし、図４に示すように、本実施例では、ＡＲＰ要求１２８は、伝送される前に、割り込みが入り、ローカルのアドホック・ルーティング・テーブルあるいはＡＲＰテーブルに存在するアドレス・マッピングを用いて応答される。ローカルのアドホック・ルーティング・テーブルに存在するアドレス・マッピングは、上述した処理の結果得られたものであり、そこでは、ノード固有のＩＰアドレスがルーティング通知に含まれ、各通知は、マッピングがうまくゆくように、ＭＡＣアドレスと充分なＩＰアドレスの両方を含んでいる。従って、ノードのローカル・アドホック・ルーティング・テーブルは、ノード１２０固有の１６９．２５４．９８．３４というＩＰアドレスを含むことになる。
【００３２】
図５は、本発明の一実施例における、ＡＲＰ要求に対しローカルに応答する処理の一例のフローチャート１３２を示すものである。図５において、ステップ１３６において、ローカルに生成されたＡＲＰ要求がノード１０２、１０６、１０７で発行され、処理が開始される。ステップ１３８で、アドホック・ルーティング層にＡＲＰ要求が送られ、ステップ１４０で、ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへのマッピングが行われる。２つのノード間でのマッピングがうまくゆくように、ＭＡＣアドレスと充分なＩＰアドレスの両方を含むルーティング通知を用いて、このマッピングが行われる。上述したように、ルーティング通知は、ローカルのアドホック・ルーティング・テーブルに保持される。ステップ１４２で、マッピング応答が生成され、ステップ１４２で、伝送制御のために、この応答がＴＣＰ／ＩＰスタックに返送される。すでに示したように、ＡＲＰ要求に対しては、ローカルのアドホック・ルーティング・テーブルからは、この伝送量をもつネットワーク伝送を伴わずに、ローカルに応答が行われ、ＩＰスタック１２６は、正確なＭＡＣアドレスを有する指示されたＩＰパケットを送信する。
【００３３】
さらに、図４で示したように、ＤＨＣＰ問い合わせの伝送データは、上記と同様の方法で処理される。ＤＨＣＰにより、ノードは、あらかじめ設定されたＩＰアドレスを要求せずに、ＩＰベースのネットワークに加わることができる。固有のＩＰアドレスが装置に割り当てられ、ノードがネットワークから離脱や再加入を行う度に、このＩＰアドレスが解放、更新される。
【００３４】
図４では、ローカルＩＰアドレスについてのＤＨＣＰ要求１３０は、ノードのＩＰスタックから発行される。この要求には、伝送される前に、ローカルに割り込みが入り、ローカルＩＰアドレス・マッピングが応答に挿入される。ＡＲＰ要求と同様に、ローカルのアドホック・ルーティング・テーブルに存在するアドレス・マッピングが上述した処理の結果として得られるが、そこでは、ノードに固有なＩＰアドレスがルーティング通知に含まれ、各通知には、マッピングがうまくゆくように、ＭＡＣアドレスと充分なＩＰアドレスの両方が含まれる。従って、ノードのローカル・アドホック・ルーティング・テーブルは、ノード１２０固有の１６９．２５４．９８．３４というＩＰアドレスを含むことになる。
【００３５】
図６は、本発明の一実施例における、ＤＨＣＰ要求に対しローカルに応答する処理の一例のフローチャート１４８を示すものである。図６において、ステップ１５２において、ローカルに生成されたＤＨＣＰ要求がノード１０２、１０６、１０７で発行され、処理が開始される。ステップ１５４で、アドホック・ルーティング層にＤＨＣＰ要求が送られ、ステップ１５６で、ローカルＩＰアドレスが計算により求められる。このＩＰアドレスは、２つのノード間でのマッピングがうまくゆくように、ＭＡＣアドレスと充分なＩＰアドレスの両方を含むルーティング通知から決定される。上述したように、ルーティング通知は、ローカルのアドホック・ルーティング・テーブルに保持される。ステップ１５８で、ＩＰアドレスの応答が生成され、ステップ１６０で、伝送制御のために、この応答がＴＣＰ／ＩＰスタックに返送される。すでに示したように、ＤＨＣＰ要求への応答は、実際の伝送を伴わずに、ＩＰスタックに返送される。
【００３６】
本発明の一実施例では、ピア・ツー・ピア・アドホック・ネットワークからゲートウェイ・ノードを選択し、他のサブネット上のネットワーク・ノードへアクセスできるようにする。この実施例では、ゲートウェイノードは、ＲＡ中の独立したビットにより示され、ローカル・アドホック・ルーティング・テーブル中に定義される。図４では、ローカルＩＰスタックが、デフォルト・ゲートウェイ・アドレスに対してＤＨＣＰ要求を発行した際に、ゲートウェイ・ビット設定を有するルーティング・テーブルの中からノードのＩＰアドレスが選ばれる。このアドレスは、ローカルに処理されるＤＨＣＰ応答の中で、デフォルト・ゲートウェイとして通知される。
【００３７】
図７は、本発明の一実施例における、ＤＨＣＰ要求に対しローカルに応答する処理の一例のフローチャート１４８を示すものである。図７において、ステップ１６８において、デフォルト・ゲートウェイに対しローカルに生成されたＤＨＣＰ要求がノード１０２、１０６、１０７で発行され、処理が開始される。ステップ１７０で、アドホック・ルーティング層にＤＨＣＰ要求が送られ、ステップ１７２で、デフォルト・ゲートウェイが決定される。デフォルト・ゲートウェイは、ノードがデフォルト・ゲートウェイであるかどうかを示す少なくとも１ビットを含むルーティング通知から決定される。上述したように、ルーティング通知は、ローカルのアドホック・ルーティング・テーブルに保持される。ゲートウェイ・ノード情報を含む応答が、ステップ１７４で生成され、ステップ１７６で、伝送制御のためにＴＣＰ／ＩＰスタックに返送される。
【００３８】
同様に、本発明の一実施例では、ＤＨＣＰにより提供される他のサービスをローカル・アドホック・ルーティング・テーブル中に記されたルーティング通知中の付加ビットにより、定義することができる。他の実施例では、システム中にデフォルト・ゲートウェイが１つだけ存在する場合、デフォルトゲートウェイとして、ＤＨＣＰ応答は常に同一のＩＰアドレスを通知するものとなる。この場合、全てのデータ伝送に対して、デフォルト・ゲートウェイＩＰアドレスに向けられたアドホック・ルーティング層での伝送の前に、割り込みが発生し、伝送の際に最適なものに決定されたゲートウェイのＭＡＣアドレスを含むように変更される。
【００３９】
上述した本発明の一実施例は、ルーティング通知とローカル・アドホック・ルーティング・テーブル中に記録されたデータとともにネットワーク・アドレスの意味のある部分を配布する際に有効なものである。本実施例は、アドレス・マッピングが能動的に送り先を探す処理を必要とせずに、アドホック・ルーティング・ネットワーク中の各ノードに受動的に伝播できるという特徴をもっている。従って、本発明の一実施例によるネットワークは、ネットワークを自動構成し、アドホック・ルーティング・ネットワーク内でアドレス解決を行うために、ブロードバンド・プロトコルを処理する設備環境を必要としない。
【００４０】
言うまでもなく、本発明は、他のブロードバンド・プロトコルに適用できるものである。本発明は、ピア・ツー・ピア・モードでの８０２．１１規格準拠の装置に加え、ピア・ツー・ピア・で直接通信が可能となる他の無線装置に対しても適用可能である。
【００４１】
以上では、本発明のいくつかの実施例について説明してきたが、本技術分野に精通した者であれば、本発明の特徴と利点から逸脱することなく、多くの変更を実施例に加えることが可能であることが容易に分かるはずである。従って、これらの変更の全ては、以下のクレームで定義される本発明の範囲内に含まれるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
本発明の、これらの目的、利点および新規の特徴は、付属した図面を併せて参照して、以下の詳細な説明により、容易に理解することができる。
【図１】図１は、本発明の一実施例におけるＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへのマッピングを自動構成しゲートウェイの存在を発見するシステムと方法を用いたアドホック無線通信ネットワークの一例のブロック図である。
【図２】図２は、図１に示したネットワークで用いられる移動ノードの一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例における図１に示したピア・ツー・ピア・アドホック・ネットワークでのＩＰアドレスからＭＡＣアドレスへの変換の一例を示すものである。
【図４】図４は、本発明の一実施例におけるブロードキャスト要求を内部的に扱うローカル・ネットワーク・スタックの一例を示すものである。
【図５】図５は、本発明の一実施例におけるＡＲＰ要求を局所的に応答する処理の一例のフローチャートを示すものである。
【図６】図６は、本発明の一実施例におけるＤＨＣＰ要求を局所的に応答する処理の一例のフローチャートを示すものである。
【図７】図７は、本発明の一実施例における、デフォルト・ゲートウェイに対するＤＨＣＰ要求を局所的に発行する処理の一例のフローチャートを示すものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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