(57)【要約】【課題】構成が頻繁に更新されるネットワーク及び多数のユーザを収容するネットワークにおいて、アドレス情報を含むネットワーク構成情報の管理を自動化し、管理コストを低減する。また、ユーザが個々の端末に対して行う構成情報設定を自動化し、ネットワークサービスの可用性を向上させるネットワークインフラを構築する。【解決手段】ネットワークを構成する装置間の接続状態を階層構造と捉え、階層情報を含むトポロジ情報に基づいて、ネットワークを構築する。階層化されたネットワーク構成において、個々の階層を管理するサーバもしくはサーバ機能を持つ情報中継装置が、自分の装置よりも下流側のインタフェースを通じて該装置に接続された中継装置に対して、該下流の中継装置において利用可能な前記識別情報を決定し、決定した識別情報を下流装置へ通知することにより、有効なアドレス配布を実現する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットを受信する入力インタフェースと、パケットを送信する出力インタフェースと、前記入力インタフェースで受信したパケットのヘッダを解析する手段と、前記入力インタフェースと出力インタフェースとの接続を装置内部で切り替えるスイッチ部と、
自装置が属するネットワークのトポロジ情報により定まる上流・下流を区別する識別子と、自装置以外のノード装置に配布するためのアドレスとを対応させて格納するデータベースと、当該データベースに格納される情報を読み出す手段とを備え、
前記下流側に属するノード装置に対しては、前記下流を示す識別子に対応するアドレスを配布することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項２】
複数の入力ポートを有しデータパケットを受信する入力処理部と、
複数の出力ポートを有し前記受信したデータパケットを送出する出力処理部と、
前記データパケットの経路を装置内部で切り替えるスイッチ部と、
経路制御部と、ネットワークの接続形態であるトポロジ情報を管理するトポロジ情報処理部と、ネットワークアドレスを含む識別情報を管理する識別情報制御部とを有し、
前記入力処理部は、前記受信したデータパケットのヘッダ情報に含まれる転送情報を抽出する手段と、前記抽出した転送情報を前記経路制御部に通知する手段と、前記受信したデータパケットをスイッチ部に送る手段とを有し、
前記経路制御部は、自装置から到達可能な宛先を算出する手段と、前記宛先情報を保持する手段と、前記データパケットのヘッダ情報及び宛先情報に基づいて該データパケットの送信先から、送出するインタフェースを決定する手段と、前記インタフェース情報を前記スイッチ部へ通知する手段とを有し、
前記スイッチ部は、前記スイッチ切り替え情報に基づいて、前記入力ポートと前記出力ポートの接続を切り替える手段を有し、
前記トポロジ情報処理部は、自装置及びその接続対象であるネットワークのトポロジ情報を収集する手段と、前記トポロジ情報に基づいて自装置と周囲の装置との接続状態及びネットワーク構成を認識する手段と、前記接続情報及び階層情報を保持する手段とを有し、
前記識別情報制御部は、自装置及びその接続対象である中継装置及びネットワークに関する識別情報を収集する手段と、前記収集した識別情報を保持する手段とを有することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項３】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記トポロジ情報処理部は、ネットワーク間、装置間、もしくはインタフェース間における相互の依存関係を認識する手段を有することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項４】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記トポロジ情報処理部は、ネットワークを構成する複数の中継装置について、相互の相対的な階層関係を判断もしくは決定する手段を有することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項５】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記識別情報処理部は、自装置の管理下にあるネットワーク及び該ネットワークに属する装置において使用可能なアドレス情報を含むネットワーク構成情報を判定もしくは決定する手段を有することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項６】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記識別情報処理部は、自装置の管理下にあるネットワーク及び該ネットワークに属する装置に対し、該ネットワーク及び装置に使用可能なアドレス情報を含むネットワーク構成情報を通知する手段を有することを特徴とする、請求項１もしくは２に記載のパケット中継装置。
【請求項７】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記トポロジ情報は、サブネットを含む、ネットワークにおける階層構造を識別するための識別子を含むことを特徴とするパケット中継装置。
【請求項８】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記トポロジ情報は、装置間及びネットワーク間の管理・被管理関係を含むことを特徴とするパケット中継装置。
【請求項９】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記識別情報は、ネットワークアドレス、ネットワークプレフィックス、インタフェース識別子のうち、いずれか一つもしくは複数の情報を含むことを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１０】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記トポロジ情報処理部は、前期トポロジ情報を装置間で相互に通知する手段と、
他の中継装置から受信した前記トポロジ情報を前記トポロジ情報処理部に保持する手段とを有することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１１】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記トポロジ情報処理部は、ネットワーク構成（トポロジ）の変動を検知する手段と、
検知された前記トポロジ情報に基づいて装置内に保持されるトポロジ情報を更新する手段とを有することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１２】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記識別情報処理部は、前期識別情報を装置間で相互に通知する手段と、
他の中継装置から受信した前記識別情報を前記識別情報制御部に保持する手段とを有することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１３】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記識別情報処理部は、前記ネットワーク構成（トポロジ）の変動に基づいて、装置内に保持される前期識別情報の利用状況を更新する手段を有することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１４】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記トポロジ情報処理部は、制御パケットを用いて前記トポロジ情報を含む制御情報を通知することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１５】
前記識別情報処理部は、制御パケットを用いて前記識別情報を含む制御情報を通知することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載のパケット中継装置において、
前記制御パケットは、制御パケットであることを示すパケット種別の識別子と、送信情報の種別を示す送信情報識別子と、送信元となる装置の識別子と、送信先である装置の識別子と、前記トポロジ情報もしくは前記識別情報を含む通知内容とを含むことを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１７】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記トポロジ情報処理部は、前記制御部もしくは前記識別情報処理部に対し、保持されている情報を相互に通知する手段を有することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１８】
請求項２に記載のパケット中継装置において、
前記識別情報処理部は、前記制御部もしくは前記トポロジ情報処理部に対し、保持されている情報を相互に通知する手段を有することを特徴とするパケット中継装置。
【請求項１９】
複数の入力ポートを含む入力処理部と、複数の出力ポートを含む出力処理部と、前記入力ポートと前記出力ポートとを接続し、装置内部での通信経路を生成すると共に、前期入力ポート及び出力ポートとの対応を切り替えるスイッチ部と、経路制御部と、を備え、さらにネットワークの接続形態であるトポロジ情報を管理するトポロジ情報処理部と、ネットワークアドレスを含む識別情報を管理する識別情報制御部と、のいずれかもしくは両方を備える、一つもしくは複数のパケット中継装置で構成され、階層構造を有することを特徴とするネットワークにおいて、
ネットワークを構成する一つもしくは複数の装置、及び各装置に備えられた一つもしくは複数のインタフェースに対して、ネットワークを介して通信するための識別子、及びネットワーク構成情報を設定するネットワーク構成方法であって、
前記階層構成を、コアネットワーク側を上流、ユーザ端末側を下流と表現した場合に、前記中継装置が、該装置よりも下流側のインタフェースを通じて該装置に接続された中継装置に対して、該下流の中継装置において利用可能な前記識別情報を決定するステップと、
前記決定した識別情報を通知するステップと、該下流の中継装置が、さらに下流の中継装置に対して配布可能な前記識別情報を、該下流の中継装置に対して通知するステップとを有し、
前記下流の中継装置は、通知された前記識別情報に基づいて、自装置のインタフェースに識別情報を設定するステップと、下流側で使用可能なアドレスを決定し、必要な場合に通知するステップと、を含むことを特徴とするネットワーク構成方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載のネットワーク構成方法において、
前記識別子は、前記各装置のインタフェースに設定されるアドレス情報と、前記各装置が属するネットワークを識別するネットワーク識別情報と、前記各装置に接続される他のネットワーク構成装置の識別子情報とを含むことを特徴とするネットワーク構成方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載のネットワーク構成方法において、
前記アドレス決定ステップは、自装置で利用するアドレス情報を保持する識別子情報保存ステップと、各装置で利用中の識別子を、装置間で相互に通知するステップと、上流装置から識別子情報を受信した場合に、該指定情報に基づき自装置及びインタフェースの識別子を決定するステップとを含むことを特徴とするネットワーク構成方法。
【請求項２２】
請求項１９に記載のネットワーク構成方法において、
前記アドレス決定ステップは、自装置の上流に接続されている装置から自装置の配下もしくは、より下流のネットワークで使用可能なネットワーク識別子を受け取るステップと、  
前記受信したネットワーク識別子に基づいて自装置から割り当てるネットワークもしくは装置識別子を決定するステップと、のうち一つもしくは複数のステップを含むことを特徴とするネットワーク構成方法。
【請求項２３】
請求項１９に記載のネットワーク構成方法において、
前記アドレス決定ステップは、自装置の持つネットワーク構成情報及び前記上流装置から受信した識別情報を、自装置の下流に接続されたネットワークもしくは装置に通知するステップと、下流装置からネットワーク構成情報を受信するステップと、自装置の持つネットワーク構成情報及び前期下流のネットワーク構成情報を、前記上流装置へ通知するステップとのうち一つもしくは複数のステップを含むことを特徴とするネットワーク自動構成方法。
【請求項２４】
請求項１９に記載のネットワーク構成方法において、
前記識別情報通知ステップは、階層によって割り当てるネットワークプレフィックス長を制御することにより、各階層で前記パケット中継装置に割り当てられる識別情報の範囲内で、各装置の下流側で使用可能な識別情報を決定する識別情報決定ステップを含むことを特徴とするネットワーク構成方法。
【請求項２５】
請求項１９に記載のネットワーク構成方法において、
前記アドレス決定ステップは、自装置または他の装置から通知された前記トポロジ情報もしくは前記識別情報に基づき、ネットワークを構成する複数の中継装置間の階層関係を判断、もしくは決定するステップを含むことを特徴とするネットワーク構成方法。
【請求項２６】
複数のサブネットにより構成されるネットワークであって、
当該サブネットは、少なくとも１つのパケット中継装置を備え、
当該パケット中継装置は、複数の入力ポートを含む入力処理部と、複数の出力ポートを含む出力処理部と、前記入力ポートと前記出力ポートとを接続し、装置内部での通信経路を生成すると共に、前期入力ポート及び出力ポートとの対応を切り替えるスイッチ部と、経路制御部とを備え、
更に、ネットワークの接続形態であるトポロジ情報を管理するトポロジ情報処理部と、ネットワークアドレスを含む識別情報を管理する識別情報制御部とのいずれかを少なくとも備え、
前記各中継装置は、自装置の管理するネットワークの情報を、前記識別情報制御部に保持する手段と、自装置及び自装置の属するネットワーク、さらに自装置を管理する装置及びネットワークと、自装置の管理下にある装置及びネットワークについての依存関係と、
各装置の接続状況とを前記トポロジ情報処理部に保持する手段とを有することを特徴とするネットワーク。
【請求項２７】
請求項２６に記載のノード装置において、
前記各中継装置は、自装置を管理する中継装置の識別情報を前記識別情報制御部に保持することを特徴とするネットワーク。
【請求項２８】
請求項２６に記載のノード装置において、
前記識別情報は、ユーザ側の末端を下流方向と表現した場合、下流側の装置に割り当てられる識別情報が、該装置を管理する上流の装置の持つ識別情報の範囲内に含まれることを特徴とするネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、ネットワークを構成する端末その他の装置におけるネットワーク構成情報の自動設定方法に関する。特に、携帯情報端末による相互通信ネットワークのように、複数の端末及びサーバの接続状況（ネットワークトポロジ）が頻繁に変更される場合、また多数のネットワークが相互に接続され多層化された構成をとる場合において、装置間での通信を確保し、経路制御を行うためのネットワーク構成情報（アドレス配布状況）の管理方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
インターネットや企業ネットワークでは、その多くがOSI階層モデルのネットワーク層プロトコルとして、IP（Internet Protocol）を利用している。IPネットワークでは、ネットワークを構成する装置のインタフェースに設定されるIPアドレスに基づいて装置を識別し、ネットワークトポロジを認識する。このIPアドレスに基づいた経路制御を行うため、RIP（Routing Information Protocol）、OSPF（Open Shortest Path First）、BGP（Border Gateway Protocol）などのルーティングプロトコルが利用されている。ネットワーク内で使用されているアドレス情報を、パケット中継装置間で相互に通知し、ネットワーク構成状況をデータベースとして装置内に保持する。データベースに登録されたアドレスの分布に基づいて自装置から到達可能な経路を検索し、またそこに至る最適経路を決定する。このルーティングプロトコルの働きにより、ネットワークを介したデータ通信を実現している。
【０００３】
従来のネットワークでは、IPアドレスの設定は、サーバ及びルータ装置のインタフェースに対して、ネットワーク設計等を経てネットワーク管理者が予め決定したアドレスを設定することが多い。各インタフェースに対して設定されるアドレス番号やネットマスク、デフォルトゲートウエイを含む、ネットワーク接続に必要な情報を、以下まとめてネットワーク構成情報と記述する。これらネットワーク構成情報は、装置の移動や回線増設など、ネットワークの構成が変更される際に、各装置において再度設定行う必要がある。
【０００４】
現状では、これらの設定は多くが手動によって行われるため、システム管理者の負担の増大を招き、さらには複雑な設定を要求されることによりシステムトラブルの原因となる可能性が大きい。個人ユーザの使用するPCや携帯端末についても同様である。ユーザは、自身の使用する端末をネットワークへ接続するために、ネットワークアドレス、ネットマスク、ゲートウエイアドレス、DNSサーバ、及びプロキシなどの接続情報を、それぞれの端末に個別に設定する必要があった。そのため、ネットワーク管理者の、ここのユーザへのアドレス割当て作業はもちろんのこと、個人が複数のアドレスを所有する場合などに管理する情報が多く、可用性の面で大きな問題となる。
【０００５】
また、従来、グローバルに使用できるIPアドレスは組織単位で使用を申請して登録されるが、小規模なネットワークや個人で使用することを目的とする家庭内LANなどでは、プライベートアドレス空間を使用することが多い。このプライベートアドレスは個々のネットワーク内で自由に使用でき、それらは閉じたネットワーク内でのみ使用することが決められている。モバイル環境が普及すると、LANのみならず、PAN（Personal Area Network）など個人管理の小規模ネットワークが偏在し、情報交換などのため互いに接続する状況が考えられる。このとき、同じアドレスを持つ端末が相互に接続されたネットワーク内に複数存在する場合には、パケットの正常なルーティングができなくなる。従って、これら管理者が異なる複数のネットワークを接続するため、アドレス情報はじめネットワーク構成情報の管理が必要である。そのため、自身のネットワークに加え、外部ネットワークの管理によるコストは次第に増大する傾向にある。
【０００６】
現在、アドレス管理を自動化するために広く用いられるのはDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）である。DHCPはアドレス管理サーバ（DHCPサーバ）をネットワーク内に備え、当該ネットワークに属する端末（DHCPクライアント）に対して、使用可能なネットワーク構成情報を、有効期限を決めて付与する。DHCPクライアント機能を持つ端末は、自身のネットワーク利用に際して設定を意識する必要がなく、ネットワーク構成情報はDHCPサーバの設定のみで終了するため、一度サーバ設定を行えば、当該ネットワークへの端末の増減に対して設定変更の必要がなく、管理コストが低減できる。IPｖ４のプライベートアドレス空間で主に用いられてきたDHCPに対し、IPｖ６では、ルータから端末へのアドレス自動配布方法として、RA（Router Advertisement）が用意されている。
【０００７】
これは端末の接続されるインタフェースに設定されたネットワーク識別情報（Network Prefix）と、端末側のインタフェースの持つMACアドレスとを組み合わせ端末用アドレスを生成する方法である。これらの方式は、ルータ及びサーバと同じコリジョンドメインに属する装置に対してアドレスを提供する方法であり、各装置のサブネットにおける端末の設定には対応していない。IPｖ６では、これらサブネットで利用するネットワーク識別子（Prefix）配布し、Prefiｘを受信した装置は、自装置のサブネットで、当該Prefixと端末インタフェースのMACを用いてRAにより配布アドレスを決定することができる。
【０００８】
このPrefixを配布する方法をPD（Prefix Delegation）と呼び、現在標準化が進められている。PDとRAを組み合わせることにより、ネットワークの階層構造が２階層までの場合には、ネットワーク内でのアドレス重複などの矛盾を生じることなく、各装置への設定が可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のIPアドレス設定方法では、ネットワークの設計・構築からユーザ端末へのアドレス配布に至るまで、ネットワーク構築作業の全般がネットワーク管理者に委ねられる。現在、携帯型の端末が多様化し、個々のユーザがそれぞれ複数の端末を所持することも珍しくはない。モバイル端末のこうした普及により、端末とネットワークを使った情報サービスの多様化が進んでおり、移動先あるいは移動中のネットワークを介した情報へのアクセスなど、ユーザがオンデマンドで情報を入手できる環境が整いつつある。
【００１０】
また、将来のネットワークにおいては、モバイル環境の充実とユーザ端末の普及により、各ユーザの保持する端末が形成するネットワークは、その構成が頻繁に変化する。業務等での一時的な外出先におけるネットワーク接続に加え、ユーザ相互の直接通信によるアドホック型のネットワーク構成も随所に見られる。会議室における端末間通信はその一例である。
【００１１】
上記のように構成が頻繁に変化するネットワークを管理・運用する場合、ネットワーク利用者の接続状況を随時監視し、ネットワーク構成（トポロジ）が変化する都度、構成情報を更新するという運用方法は現実的ではない。構成が頻繁に変化するネットワークにおいては、個々のネットワークを利用するユーザの入れ替わりが頻発するので、個々のユーザに対して決められたアドレスを割り振ることが困難なためである。ユーザの入れ替わりが頻繁になる原因としては、例えば、サテライトオフィスの利用や、通常オフィスにおける携帯端末からの情報アクセスの増加等である。
【００１２】
一方、従来のアドレス自動設定の際に用いられているDHCPは、フラットなネットワークを想定した技術であり、ネットワークトポロジを考慮していない。従って、サブネットを持つネットワークなど、階層構造を持つネットワークに対しては、整合性のあるネットワーク構成情報（例えばアドレスなど）の配布ができない。ここで、「整合性のあるネットワーク構成情報の配布」とは、ネットワーク管理区分や、端末間の接続関係（トポロジ）を反映し、通信におけるパケットの経路を想定したアドレスを予め決定することである。すなわち、通常のネットワークは、管理される単位ごとに区別される、複数のネットワークによって構成される。
【００１３】
あるネットワークは、その中に複数のサブネットワークを含み、各サブネットワーク内部には、さらに複数のネットワークが含まれる、という階層構成をとる。これらのネットワーク単位で経路を集約し、ネットワーク相互の通信を確立することが、ネットワークの管理、特定コミュニティ内でのサービス提供、メンバ間情報共有などネットワーク利用上有利であり、ネットワーク区分ごとに利用するアドレス番号を規定しておくことが普通である。
【００１４】
よって、従来のDHCPでは、階層構造を持つネットワークに対しては、正常なルーティングが不可能である。また一方、IPｖ6で利用できるPD及びRAを用いたアドレス配布方式で対応できるネットワーク構成は２階層までであり、３層以上の多階層から成る構成のときに、やはり整合性のあるアドレス配布ができないという問題がある。
【００１５】
さらに、DHCP、DHCPv６を利用する従来のアドレス配布方式では、他のサーバのアドレス配布状況がわからないため、任意の階層に属する装置間での通信を実現することは困難である。
携帯端末の普及とネットワーク環境の拡大に伴い、ネットワークの構造が、コア網とアクセス網、あるいはインターネットとイントラネットという分類で表現される従来のネットワーク構成とは異なるものになりつつある。中継装置が移動するアドホック型ネットワークや、P2Pのユーザ間通信がよい例である。
【００１６】
移動可能な装置が相互に接続しネットワークを構成するには、相互通信経路に加えて外部ネットワークへの各端末からの通信経路を確保しなければならない。その際、経路に沿った装置間の通信順序が重要になる。アドレス設定の整合性を確保し、通信路を確保するためには、既に経路を確保している他の装置との接続を行う必要がある。
【００１７】
以上のように、ネットワーク構成情報の設定順序を考慮すると、通信経路に沿った階層構造が生じる。従来のネットワークに見られる、フラットなネットワークを構成する装置がそれぞれサブネットを持つ構造とは異なり、ネットワークを構成する各装置は、自装置に直結された上流装置の属する既存のネットワークのうち、いずれかへ接続することになり、必ずしも全ての装置が同一のコリジョンドメインに属するわけではない。従って、本発明は、階層化したネットワークにおける通信経路確保手段、ないしアドレス配布手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の基本概念は、階層化されたネットワーク構成において、個々の階層を管理するサーバもしくはサーバ機能を持つ情報中継装置が、下流側の階層に属する情報中継装置に対して、下流側の中継装置が使用可能なアドレスを配布することにより、自立的にネットワークの階層構造を構成する点にある。
【００１９】
このため、本発明の情報中継装置は、ネットワークの接続形態（以下、「トポロジ（構成）情報」）情報と、ネットワークアドレスを含む識別情報とを内部に保持し、更に、自装置及びその接続対象であるネットワークのトポロジ情報を収集し、トポロジ情報に基づいて自装置と周囲の装置との接続状態とネットワーク構成とを把握する。装置は、把握した情報に基づき、下流側の中継装置において利用可能な前記識別情報を決定する。更に、決定した識別情報を下流装置へ通知することにより、有効なアドレス配布を実現する。
【００２０】
なおここで、情報中継装置で構成されるネットワークにおいては、便宜的にコアネットワーク側を上流、ユーザ端末側を下流と表現するが、他に適当な表現がなければ、コアネットワーク側を下流、ユーザ端末側を上流と表現する場合もある。以上、詳細は、実施の形態欄で説明される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、将来的に予測される、移動端末により形成されるネットワークに対し、階層化によるトポロジ管理方法を提案する。この階層型ネットワークと、トポロジ情報管理、及び下流で利用可能な識別情報のみを下流装置に対して配布する識別情報管理によって、整合性のあるアドレス配布を実現する。任意の階層に属する端末間での通信が可能になる。またネットワーク構成が変更された場合も、階層構造を活かし、識別情報の再配布によって端末間の相互通信を確保することが可能である。装置の移動を考慮した柔軟なネットワーク構築が実現できる。
【００２２】
本発明を用いることで、アドレス情報をはじめとするネットワーク構成情報の設定、更新を自動化し、ユーザとしての立場から見たネットワークの可用性を向上させることができる。これにより、従来困難であった整合性のあるアドレス配布を自動化し、また組織内ネットワークや個人向けサービスを提供する場合のネットワーク全体に関わる基本的な設定を、基幹サーバにおいて行うだけで端末装置やネットワーク構成変更に自動的に対応できるため、ネットワーク管理者の負担を大幅に低減する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本実施例で想定するネットワークの構成例である。中継装置６１０〜６６０は互いに接続しあうことにより、一つの通信領域であるネットワーク１００を形成する。図１に示したネットワークは、各中継装置に属するサブネットが一つしかなく、構成としては最も単純なネットワークである。それぞれの装置はネットワーク１００の中で移動した場合でも、接続相手を随時変更することによって接続性を保つことが可能であり、いわゆるアドホック型のネットワークを構成する。
【００２４】
図１に示したネットワークは、中継装置６１０〜６６０のうち、中継装置６１０、６２０、６３０、６４０が接続され、端末装置６７０から中継装置６１０、ネットワーク６０３を介してサーバ６０２に通じる通信経路が形成されている状態を示している。また、中継装置６２０、６３０、６４０、６６０はそれぞれ自身の管理するネットワークNet E ６１１、Net F  ６３１、Net D  ２００、Net G  ６６１を持つ。中継装置６５０および６６０は、図６の状態では接続されていないが、中継装置の管理者または中継装置自身がネットワークへ接続要求を出すことにより、ネットワークへ接続できうるものとする。更にまた、中継装置６１０〜６６０は、それぞれ自由に移動することもできるものとする。
【００２５】
これらの中継装置は、従来のPC、サーバ、ルータ型の装置でもよいし、携帯型端末であってもよい。また、これらの装置間の通信は、Ethernet（登録商標）などの優先接続を用いてもよいし、802.11ｂ/ｇなどの無線規格によって接続されてもよい。なお、図中で、本実施例で述べる上流側とは外部ネットワーク６０１側を意味し、下流側とは、端末装置６７０側を意味する。すなわち、上流ネットワーク側とは、基幹ネットワークに近い側のネットワークを意味し、インターネットやイントラネット等も上流ネットワークに含まれる。
【００２６】
本構成で、ネットワーク構成情報は上流側から順に決定される。中継装置６１０は外部への通信経路として必ず通過する装置であり、外部接続のためのグローバルなアドレスを保持するものとする。従来のフラットなネットワーク構成とは異なり、Net A ６１1は、中継装置６１０の管理下、Net B  ６２１は中継装置６２０の管理下、Net C ６３１は中継装置６３０の管理下、Net D ６４１は中継装置６４０の管理下に、それぞれ属する構成をとる。この情報は各中継装置のトポロジ情報管理データベース（以下、「DB」と記述する）に保持される。
【００２７】
ここで、トポロジ情報とは、端末、サーバなど機器同士の接続関係と、それによって実現されるネットワークの構成を示す経路図（経路情報）をトポロジ情報と呼ぶ。ここでは、特に個々の装置が接続される対向側装置の情報（装置ID、インタフェースID、経路情報を含む）、各インタフェースが当該端末から見て上流側か下流側かを示すインタフェースの接続方向、及び回線種別の情報を、トポロジ情報と称する。ここで、上流側か下流側かはトポロジ情報決定側か否かによって端末同士で相対的に一意に決定される。
【００２８】
従って、トポロジ情報は、Net A ６１０は中継装置６１０の管理下、Net B  ６２１及びNet E ６２２は中継装置６２０の管理下、Net C  ６３１及びNet F  ６３２は中継装置６３０の管理下、Net D  ６４１及び端末装置６７０は中継装置６４０の管理下となる。これらの関係は、各中継装置及び端末が移動する度に変更され、各装置に保持されているトポロジ情報も更新される。
【００２９】
図２は、図１に示したトポロジを有するネットワークにおいて、実際にアドレスを配布する方法を示した図である。図２のネットワークにおいては、ネットワークの識別情報は、ネットワークの各階層において管理される。例えば、図２に示すネットワークがIPv6プロトコルに従うネットワークの場合は、上流側の中継装置から下流側中継装置にprefixが配布される。また、IPv4プロトコルに従うネットワークである場合は、上流側から下流側に実アドレスが配布される。
【００３０】
本ネットワーク例は、階層管理ネットワークと外部ネットワークとを接続する基準装置１００１と、中継装置１００２〜１００４と、端末装置１００５〜１０１０とによって構成される。各装置は、それぞれインタフェースを備え、それぞれが各インタフェースによって接続される。基準装置側がネットワークの上流に、各端末側が下流に相当する。
【００３１】
階層関係を整理すると次のようになる。基準装置１００１は、インタフェース１００１aと、１００２aを管理する。中継装置１００２は、インタフェース１００２b〜１００２e、及びインタフェース１００３a、１００４a、１００５a、１００６aとを管理する。同様に、中継装置１００３は、インタフェース１００３b〜１００３d、１００７a、１００８a、１００９aを管理し、中継装置１００４は、インタフェース１００４b、１０１０aを管理する。
【００３２】
図２は、図１の任意の階層のネットワークを拡大して示した図である。基準装置１００１は、図１の各階層における最上位の装置であり、ネットワーク１００においては、中継装置６１０に、ネットワーク６２２においては、中継装置６２０に相当する。ここで、前者の場合を想定すると、中継装置１００２は図１の中継装置６２０に、中継装置１００３は図１の中継装置６３０に、また中継装置１００４は、図１の中継装置６５０に相当する。端末１００５、１００６は、図１のネットワーク６２２に属し、端末１００７、１００８、１００９はネットワーク６３２に属し、また端末１０１０は中継装置６５０のサブネット６５１に属する。
【００３３】
なお、ここで「ネットワーク識別情報」とは、対象となる中継装置及び端末のインタフェースが持つアドレス番号及びprefixを含むネットワーク上での識別情報を指す言葉として用いている。具体的にはアドレス番号を指すが、ネットワーク上での位置を把握できるIDであれば利用可能である。
【００３４】
識別情報を各階層で管理するため、基準装置１００１及び中継装置１００２〜１００４はアドレス情報他の識別情報を管理する識別情報管理機能を備える。ネットワーク内にあるインタフェースは、上記の管理関係に従って、識別情報を配布される。具体的には、中継装置１００２が基準装置１００１に接続する場合、基準装置１００１によってインタフェース１００１a及び１００２aの識別情報が決定され、中継装置１００２aは基準装置からの通知に従って、インタフェース１００２aの識別情報を設定する。
【００３５】
中継装置１００２は、自身の管理下にあるインタフェース１００２b〜１００２eに対して装置の接続が確認されると、各インタフェース及びその接続先のインタフェースに使用する識別情報を決定し、自身のインタフェースに識別情報を設定すると共に、接続先インタフェースに対して、決定した識別情報を通知する。中継装置１００２は、インタフェース１００２bと１００５aの通信、インタフェース１００２cと１００６aの通信、インタフェース１００２dと１００３aの通信、インタフェース１００２eと１００４aの通信で使用される識別情報を決定し、装置１００２の識別情報DBに登録する。中継装置１００３、１００４、端末装置１００５及び１００６は、通知された識別情報を、対象である自身のインタフェースに設定する。
【００３６】
同様に、中継装置１００３では、インタフェース１００３bと１００７a間、インタフェース１００３cと１００８a間、インタフェース１００３dと１００９a間で使用する識別情報を決定し、自身のインタフェースへ設定すると共に、各端末装置へ通知する。中継装置１００４の管理下にあるインタフェース１００４bと１０１０aについても同様に処理する。
【００３７】
本実施例では、識別情報を階層別に管理するため、自身と直接接続されたインタフェースに関する情報を自身の識別情報管理DBに保持する。各装置内のトポロジ情報DB及び識別情報DBを用いて、上位装置から指定される識別情報と、自身の管理下にある装置の識別情報との対応付けを実現する。階層別に管理されるトポロジ情報及び識別情報に関しては、中継装置間で相互に通知し、装置間の接続情報を保持しておいてもよい。各階層における、管理下の装置で使用する識別情報の決定は、上流側の装置からネットワーク識別子を含む情報を指定してもよいし、各階層の中継装置が独自に判断して下流のアドレスを決定してもよい。後者の場合には、特に、トポロジ情報及び識別情報の使用状況に関する中継装置間の相互通信処理を行い、ネットワークアドレスを含む識別情報の整合性を保つ。
【００３８】
図３は、図１および図２の階層ネットワークを構成するパケット中継装置の一構成例である。以下の説明では、図３の中継装置が図６の６２０であるとして説明するが、他の中継装置６１０，或いは中継装置６３０〜６６０であっても構成は同じである。
【００３９】
中継装置１は、入力処理部４と、スイッチ部５と、出力処理部６と、制御部３０と、トポロジ情報処理部２０と、アドレス情報を含む識別情報処理部１０とを含む。入力処理部４は、入力回線２−１〜２−nを介して入力されたパケットのヘッダ情報を抽出し、パケットの宛先情報を含むヘッダ情報を、制御部３０へ通知する。制御部３０は、受信パケットのヘッダに含まれる宛先情報に基づいてスイッチを切り替えるための経路表３１を保持する。経路表３１には、パケットの宛先を識別する識別子と、送信元を識別する識別子と、送信先へ出力するための出力先ポートの識別子の対応情報が含まれる。
【００４０】
制御部３０では、入力処理部４から受信した宛先情報に適する出力先を、経路表３１に基づいて決定し、当該パケットを受信した入力ポートと出力ポートとの組合せを、スイッチ部５に通知する。スイッチ部５では、通知される入出力ポートの対応情報に基づきスイッチ内の経路を切り替える。受信パケットは、切り替えられた経路に従って出力ポートに送られ、出力ポートでヘッダ情報の更新若しくは修正が行われた後、送信回線３−１〜３−nを通じて次の装置へ送られる。
【００４１】
入力処理部４で受信されるパケットには、OSPFやBGPのルーティングプロトコルで利用される制御パケットも含まれる。この制御パケットにより、装置のインタフェース間での接続状態やアドレス情報が通知され、制御部３０において通知された経路情報に基づいて経路表３１が構成される。この経路表３１は、ネットワークの構成や回線に使用状況に応じ、経路情報を参照して随時最適な経路を選択するように計算され、更新される。
【００４２】
本実施例においては、ネットワークの構成を示す情報として、経路表以外に装置間若しくはネットワーク間、あるいはネットワークと装置との間における相互依存関係を利用する。装置とネットワークの関係、あるいはネットワークとサブネットワークといった関係は、ネットワーク構成を把握する上で有効な情報である。装置は自身が属するネットワーク識別子、自身が管理するネットワーク及び装置の識別子に関する情報を自装置内に保持し、自身と接続先装置との位置関係を判断する。ネットワーク構成情報には、接続先のネットワーク若しくは装置が、自身から判断してネットワークのコア側（以下、「上流側」と称する）に相当するか、ネットワークのユーザ（末端）側（以下、「下流側」と称する）に相当するかを示す識別子が含まれる。
【００４３】
本実施例では、ネットワークを構成する各装置において構成を把握するため、自身の管理するネットワーク及び装置に割り当てられる、アドレス番号を含むネットワーク上での識別情報を、自身の識別情報処理部１０に保持する。識別情報処理部１０は、自身の管理下にある装置及びネットワークの識別情報を識別情報DBへ記憶する。識別情報処理部１０は、下流側に属する装置及びネットワークに対して、使用可能なアドレス情報などネットワーク上での識別番号を計算もしくは抽出し、割り当てる。識別情報DBへ保持される、下流側装置での識別情報の利用状況は、装置の移動やネットワークからの切断など接続状況に応じて随時更新される。この識別情報には、自装置の上流にあたる装置の識別情報、及び外部ネットワークへ接続するためのゲートウエイ装置の識別情報が含まれていてもよい。
【００４４】
入力処理部４は、受信したパケットのヘッダ情報に基づき、制御部３０、トポロジ情報処理部２０、識別情報処理部１０のいずれかと通信を行う。受信情報がルーティング情報の場合には、制御部への通知、トポロジ情報の場合には、トポロジ情報処理部２０への通知、また識別情報を受信した場合には、識別情報処理部１０への通知を行う。制御部３０、トポロジ情報処理部２０、識別情報処理部１０は、受信情報に基づき、情報の新規登録もしくは保持情報の更新を行う。
【００４５】
トポロジ情報処理部２０、識別情報処理部１０に保持される情報は、必要に応じて、制御部３０、入力処理部４、出力処理部６から随時参照される。また、識別情報及びトポロジ情報処理部は相互に情報を参照し、ネットワーク構成情報の計算処理を行うことにより階層型ネットワークを実現する。
【００４６】
図４はトポロジ情報処理部で管理されるネットワーク構成情報の一例である。本実施例では、図４のネットワーク構成情報は、テーブル形式でトポロジ情報DB２１に保持される。図４のフィールド２のテーブルは、各装置の持つインタフェースの識別子フィールド２０１、インタフェースに割り当てられたアドレス番号を含むネットワーク上での識別情報フィールド２０２、各インタフェースの属性を示す識別子フィールド２０３、接続先の装置もしくはネットワークの識別子フィールド２０４、接続先の装置もしくはネットワークに備えられ自身と接続されているインタフェースの識別子フィールド２０５を含む。属性フィールド２０３には、接続先の装置が自身にとって上流に相当するか、下流に相当するか、あるいは下流の中の一カテゴリとして、自身のサブネットに相当するか、といった情報が含まれる。
【００４７】
ここで、属性フィールド２０３に含まれる属性情報について、図１の中継装置６２０を例として説明する。ネットワーク１００において中継装置６２０より上流に相当する中継装置６１０とはNet A 611で接続されている。このNet A 611にいたるインタフェースがIF 1である。図２と図１の対比で中駅装置１００１を図１の６１０、中継装置１００２を図１の５２０とみなすと、IF 1は、図２ではインタフェース１００２aに相当する。同様に、テーブルに記載されている下流向きインタフェースIF 2、IF 3については、それぞれNet B 621、Net D 623に接続するインタフェースであり、これらは図２のインタフェース１００２d、１００２eに相当する。IF 4は自装置の管理下にあるサブネットへの接続であり、図１のNet E 622を形成するインタフェースである。図２では、１００２bもしくは１００２cにあたる。
【００４８】
なお、識別子フィールド２０５には、自装置のインタフェースと接続されている相手先のインタフェースの識別情報IDに関する情報が格納される。論理的な接続を仮定する場合には、論理ポート番号がフィールド２０１に来て、出力番号のポートが、フィールド２０５に格納される。
【００４９】
実際に中継装置を動作させる上では、インタフェース識別子フィールド２０１と属性フィールド２０３、もしくは接続先識別子フィールド２０４と属性フィールド２０３との対応付けが少なくとも必要である。他の情報は、例えば従来のルーティイングプロトコルの動作で生成される経路表を、本テーブルと同時に参照して得ることも可能であるし、独自のプロトコルによって、これらの情報を収集してもよい。また、図４に示したテーブルは、対応させる項目の一例を示したものであり、ネットワーク構成における装置及びネットワークそれぞれの相互依存関係を記述する、他のパラメータを用いて表記しても構わない。
【００５０】
ここで、新たに接続された装置からのアドレス要求パケットを受信した場合の動作を例に、図４のテーブルの利用方法を説明する。図３の入力ポートに入ったパケットは、入力処理部４でヘッダ情報を抽出される。受信ポートが下流向けポートであった場合には、宛先情報及び送信元情報、さらには受診したインタフェースもしくはポートIDに基づき、当該中継装置とパケット送信元装置との接続関係をトポロジ情報として、図４のテーブルの形式でトポロジ情報DB２１に格納する。
【００５１】
トポロジDBには、図４のように自装置のインタフェースに設定されているアドレス情報が格納されている。識別情報管理部に問い合わせ、利用可能なアドレスを検索して、パケットを受信した自装置のインタフェースへアドレスを設定すると共に、識別情報管理DB１１に格納するアドレス利用状況データを更新する。また、下流側装置へのアドレス配布のため識別情報管理DBから利用可能なアドレスを検出し、制御部３０でアドレス通知パケットを生成後、当該装置に向けパケットを送出する。特定のポートにおける接続情報が変更された場合も同様である。変更情報を検知したポートに対して、トポロジ情報DBでインタフェースの属性を検索し、属性が下流側であったときに、インタフェースの設定を変更し、識別情報管理DBを更新する。
【００５２】
図５は、識別情報処理部に保持されるネットワーク識別情報の一例である。本実施例では、図５のネットワーク識別情報は、テーブル形式で識別管理DB１１に保持される。ネットワーク識別情報テーブルに格納されるデータの例としては、自装置の管理下にある装置及びネットワークの種別を識別するための情報が格納される種別フィールド３０１、種別フィールドで記述されるネットワークや装置に対して配布可能なアドレスが格納されるアドレス情報及びネットワーク識別情報フィールド３０２、自装置が管理する対象である装置及びネットワークの識別子を格納する識別子フィールド３０３、自装置のインタフェースと各接続先との対応情報フィールド３０４が含まれる。
【００５３】
対応情報フィールド３０４には、トポロジを知るための接続先の情報が格納される。自装置の出力ポート番号を格納しても良いが、その場合、出先ポートに加え、相手先の接続ポートを、フィールドを追加して記録する。これにより、自装置が、ネットワークトポロジを把握する手がかりにできる。また、これらの情報に加え、自装置にとって上流にあたる装置の識別情報、及び上位ネットワークにおける特定サーバの識別情報を含めても構わない。
【００５４】
アドレス配布の重複を回避するため、他の中継装置が管理する装置若しくはネットワークに関する識別子の利用状況を相互に通知する場合、それらの情報を、図３に類似の対応表を用いて識別情報管理DBに保持しておくことが有効である。管理下にある下流の装置に対してアドレス情報を配布する場合、これらの情報を含む識別情報管理DBを参照して利用可能なアドレス情報を選択することができる。また、アドレス決定にあたっては図２に示すトポロジ情報を利用することもできる。その場合、自装置の識別情報や上流装置で使用されている識別情報を参照してアドレスを決定する。
【００５５】
図５のテーブルは識別情報管理部１０内の識別情報管理DBに保持される。自装置をネットワークへ新規に接続した場合もしくは自装置の下流側インタフェースへ他の装置が新たに接続された場合に、制御部３０及びトポロジ情報処理部２０からの要求に応じて、また識別情報処理部内で、下流側へ通知するアドレスを決定する際に、参照される。アドレス決定に際して、インタフェースの属性に関する情報をトポロジ情報DBから取得する。決定したアドレス情報は、制御部へ通知される。
【００５６】
なお、図４に示したテーブルにおいて、実際に装置を動作させるには、からなずしも図４に示した全てのフィールドを用いてテーブルを構成する必要はなく、インタフェース（ポート）識別子フィールド２０１と、属性フィールド２０３があれば原理的には動作可能である。アドレス情報フィールド２０２、接続先ネットワーク識別子フィールド２０４、接続先インタフェース識別子フィールド２０５はオプションフィールドになる。
【００５７】
同様に、図５に示すテーブルを構成する上で、必要最小限のフィールドは、アドレスフィールド３０２とネットワーク種別フィールド３０１で、その中でも特に、自装置下流側（サブネットを含む）に関する部分の情報３０６がミニマムフィールドとなる。ネットワーク種別フィールド３０１は、実際にはインタフェース（ポート）識別子フィールド３０４で置き換えてもよい。接続先ノードの識別子フィールド３０３と接続先インタフェースの識別子３０４、また上位向けインタフェースのアドレス情報に関する行３０７、及びゲートウエイ情報に関する行３０８は、オプション情報である。
【００５８】
上で述べたオプションフィールドないしオプション情報を持つ利点としては、自装置の置かれた接続状態を、より詳しく知ることができる点である。つまり、オプションフィールドないしオプション情報を、接続を許可するか否かといった判断をするための補助情報として活用することができる。接続を許可し、テーブルに載せた後には、例えばアプリケーションレイヤでの転送制御など、IPアドレス以外の条件を付加して転送制御を行う際に利用できる。行３０７や行３０８に格納されるアドレス情報は、制御部３０にあるルーティングテーブル３１があれば原理的には不要であるが、自装置に関連したアドレスを識別情報管理DB１１に纏めておくことで、前述の高位レイヤ処理を行なう際に使いやすくなる。例えば、制御用のソフトウェア設計が簡単になる等の利点がある。
【００５９】
図６は、トポロジ情報及び識別情報を装置間で相互に通知する際に利用する制御パケットの基本構成を示す図である。データパケットのヘッダ部には、宛先装置もしくはネットワークの識別情報４０１、送信元識別情報４０２、通知情報の種別を示す識別子４０３、対象識別子４０４、状態識別子４０５、データ部４０６が含まれる。宛先識別子４０１及び送信元識別子４０２は、パケットのルーティングに用いられる。
【００６０】
情報種別識別子４０３は、当該パケットが識別情報配布要求のためのパケットか、識別情報配布のためのパケットか、あるいは装置の新規接続と、該装置の識別情報を通知することを目的としたパケットか、といったパケット送信目的を識別するための識別子である。尚、トポロジ情報と識別情報との区別は、この情報種別識別子４０３フィールドで実現してもよく、別途識別用のフィールドを用意してもよい。対象識別子４０４は、通知される情報が対象とする装置若しくはネットワークの識別情報を示す。また状態識別子４０５は、パケットに含まれる情報が新規登録に関するものか、既登録情報の更新に関するものか、あるいは登録情報の削除に関するものか、といった処理の識別に用いられる。データ部４０６には装置のトポロジ情報、識別情報などの通知されるべき情報が格納される。
【００６１】
フィールド４０３から４０６の情報は、パケットのヘッダ部分に記述してもよいし、従来の例えばIPパケットのデータ部分に記述しておいてもよい。前者の場合には新規にパケットフォーマットを定義するため、独自のプロトコルによって処理する必要が生じる。後者の方法をとった場合には、パケット中継時にデータ部を参照し、必要な情報を抽出できるよう、パケットのヘッダ部に特定の識別子を挿入する。またこのとき、入力処理部４には、図６に示すフォーマットを解釈するための機能を備える。
【００６２】
次に、図２に示したアドレス配布を実行する際に各中継装置で実行される連携動作と、その際に各々の中継装置で実行される動作について説明する。図２に示したアドレス配布を実行するに当たっては、個々の中継装置の下流側に（パターン１）と、上位の中継装置から識別情報が指定される方式（パターン２）とがある。初めに、パターン１について説明する。
【００６３】
（パターン１）
図７は、識別情報を各階層で独自指定する場合に、ネットワークを構成する各中継装置が実行する連携動作の一例を示すシーケンス図である。ここで、図７に示される「基準装置１００１」、「中継装置１００２」、「中継装置１００３」、「端末１００９」のネットワーク上での階層関係を、図１と対比させて説明する。図２のネットワークを、図１のネットワーク１００の一部である、中継装置６２０以下を切り出したものとみなすと、基準装置１００１は、切り出した階層の最上位に位置する中継装置６２０、中継装置１００２は図１の中継装置６３０、中継装置１００３は図１の中継装置６４０、端末装置１００９は、図１の端末６７０に相当する。
【００６４】
各階層で独自にアドレスを指定するため、アドレス配布の順序は階層に依存しない。但し、この場合には、各階層を形成する中継装置間で、識別情報の相互通知は行わなければならない。ステップ６０１で、第１の中継装置１００２から第２の中継装置１００３の上位インタフェースに対して識別情報が通知され、第１の中継装置１００２には該識別情報が登録される。第２の中継装置は、ステップS６０２により自身の上位装置である第１の中継装置１００２へ、自身の持つトポロジ情報及び識別情報を通知する。
【００６５】
また、ステップS６０３にて、基準装置１００１から第１の中継装置１００２の上位インタフェースに対して、ステップS６０１とは独自に識別情報が配布される。第１の中継装置は、ステップS６０４で自身の保持するトポロジ情報と識別情報を、基準装置１００１へ通知する。さらに、第２の中継装置１００３は、ステップS６０５で、自身の管理下にある端末装置１００９に対して、使用する識別情報を指定し、配布する。配布した識別情報は、第２の中継装置１００３に保持され、この情報はまたステップS６０６、S６０７で上流装置へそれぞれ伝達される。
【００６６】
図８は、図７に示した連携動作が実行される際に、各中継装置で実行される識別情報配布処理を示すフローチャートである。ここでは、識別情報を各中継装置が独自に指定する場合の識別情報設定処理の一例を示す。装置をネットワークに接続し、上流装置から自装置の上流側インタフェースの識別情報を受信し、設定するまでの処理は、図１３に関する後段の実施例で詳細に説明する。なお、図８の「開始」ステップとＳ１０１の間に存在する（２）という数字は、後述する図９に示される（２）からの続きであることを示す。
【００６７】
ステップS５０２で受信する上流側インタフェースの識別情報は、自身が直接所属する装置によって決定される。上流側インタフェース識別子を受信した後、ステップS５０４にて、自身の下流に装置が検出された場合は、ステップS５０５で下流側装置及び自身のインタフェースの属性情報をトポロジ情報処理部に登録する。続いてステップS５０６において、自身の下流側で使用する識別情報を決定する。このステップS５０６では、他の装置から受信した識別情報の使用状況、及びトポロジ情報に基づいて使用可能な識別情報が計算される。決定した識別情報を、ステップS５０７で配布した後、ステップS５０８で自装置の識別情報処理部に配布状況を登録し、他の中継装置へ自身の識別情報を配布して処理を終了する。
【００６８】
ネットワーク構成情報受信ステップＳ５０２は、入力処理部４のいずれかのポートにて行われる。入力処理部４でパケットの内容を抽出した後、ステップＳ５０３は入力処理部４とトポロジ処理部２０との間で処理される。ステップＳ５０４の判断と、ステップＳ５０５の新規端末登録は、トポロジ処理部２０で行われる。配布アドレスの決定Ｓ５０６は、トポロジ情報処理部２０と識別情報管理部１０との間での使用アドレスの確認を経て、識別情報管理部１０にて行う。識別情報配布は、制御部３０でのパケット生成の後、スイッチ部５、送信処理部６を経て当該ポートから送出される。パケットの一連の処理は、制御部３０を介して行ってもよい。トポロジ情報DB及び識別情報管理DBは、経路制御の補助として利用することもできるからである。
【００６９】
自装置をネットワークへ接続するまでは、図４に示すトポロジ情報テーブルには情報が入っていない。まず上流向きの属性を持つインタフェースが決定され、そのアドレス情報と接続先のインタフェース（ポート）識別子が決定される。下流側の装置に対するアドレス配布が終了した段階で、トポロジ管理テーブルには、下流側に属する自装置インタフェースが決定され、その接続先情報がテーブルに書き加えられる。図５の識別情報テーブルも、ネットワーク接続以前には何らの情報も含まれていない。自装置が、自身のインタフェースあるいは下流側インタフェースに対してアドレス配布を行った際に、初めてしき識別情報テーブルが生成され、アドレス及びprefixの利用状況が記録される。
【００７０】
次に、識別情報を階層別に管理する場合で、中継装置の管理するトポロジ情報が変化するときの処理を説明する。図９は、各階層別に配布する識別情報を決定する場合の、トポロジ変化に対する処理を示す。ステップS９０１で装置のインタフェースにおいて接続状況の変化を検知すると、まずステップS９０２ではその変化が、装置の追加もしくは接続先の更新に関する通知か、切断に関する通知かを判断する。ここで切断に関する通知である場合には、関連するトポロジ情報DB及び識別情報DBを更新し、処理を終了する。
【００７１】
ステップS９０２の結果、新規接続である場合、トポロジ情報に基づいて当該インタフェースの属性を検索し、上流向けであるときには、図１２の処理に従って、当該インタフェース及び自装置下流の関連する識別情報に関しての更新処理を行う。当該インタフェースが下流側であった場合には、ステップS９０４でトポロジ情報及び他の装置における識別情報の利用状況に基づいて、自装置から新規に配布する識別情報を決定し、ステップS９０５で決定情報を通知し、ステップS９０６でトポロジ情報及び識別情報の更新を登録すると共に、必要があれば他の装置へ更新情報を通知して一連の変更処理を終了する。
【００７２】
状態変化を検知するステップＳ９０１は、入力処理部４にてパケットを受信し、パケットヘッダに基づき変更通知であると判断された場合に、当該パケットに含まれる情報はトポロジ情報管理部へ通知される。（通常パケットであれば、制御部３０の経路表３１を参照し、スイッチ５及び送信処理部６を介して適当な出力ポートから次の中継装置へ転送される。）
ステップＳ９０２ではトポロジ情報DBの登録内容を参照し、パケットを受信したインタフェース（ポート）に対する新規接続か接続情報の変更にあたるかを判断する。さらにステップＳ９０３の処理のため、インタフェース属性を検索する。ここでアドレス新規配布が必要な場合は、トポロジ情報処理部２０から識別情報処理部１０へアドレス決定要求を通知し、ステップＳ９０４の処理を依頼する。制御部３０を介したアドレス通知処理Ｓ９０５と、決定したアドレスをトポロジ情報DB２１へ追記するステップＳ９０６で処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ９０１で検知したインタフェースの接続状況の変化は、図４のテーブルに反映される。具体的には、ステップＳ９０２の判断に基づき、新規接続の場合には、テーブルにエントリされるインタフェースが追加され、切断の場合にはテーブルエントリから当該インタフェースの情報が削除される。同様に、新規接続の場合には、新規使用アドレス決定後に図５のテーブルエントリが追加され、回線切断の場合には使用中のアドレスリストから当該インタフェースもしくは下流の中継装置で使用していたアドレスの情報が削除される。
【００７４】
（パターン２）
図１０は、上位装置が下位装置に対して識別情報の条件を指定する場合の、各中継装置間の連携動作のシーケンスを表す。基準装置１００１から中継装置１００２に対して、ステップS８０１で中継装置１００１の上流向けインタフェースのアドレスで使用する識別情報を通知し、ステップS８０２で、装置１００２で使用可能な識別情報の条件を通知する。装置１００２は与えられた条件に基づいて、ステップS８０３で次段の中継装置の上流側インタフェースで使用する識別情報を指定し、さらにステップS８０４で、自身が与えられた条件を満たす、中継装置１００３の下流で使用可能な識別情報の条件を決定し、通知する。装置１００３は、装置１００２から通知された条件の中から、自身で利用する識別情報を決定し、ステップS８０５で配下の端末１００９に対して、利用可能な識別情報を通知する。ステップS８０６、S８０７でのトポロジ情報の配布は、必要に応じて行う。
【００７５】
基準装置１００１，中継装置１００２、１００３または端末１００９と、実際のネットワークトポロジとの関係は、図７で説明した場合と同じなので省略する。
図１１には、中継装置が、自身の下流装置に配布する識別情報を、上位の装置から指定される場合の処理を示す。なお、図１１に現れる（３）（４）（５）等の丸数字は、後述する図１２に現れる丸数字（３）（４）（５）の続きであることを示す。
【００７６】
ステップS７０１からS７０５までの処理は図８と同様である。自装置の管理下に識別情報を設定する必要がある場合、ステップ７０６で、自身の上流装置から、自身の管理化で使用可能なネットワーク識別子あるいはネットワークアドレスを含む識別情報もしくは識別情報に関する条件を受信し、受信した識別情報、もしくは受信した条件に基づいて、ステップS７０７で自装置の管理下に通知する識別情報を決定する。決定した情報を、ステップS７０８で下流装置へ通知し、処理を終了する。
【００７７】
ステップS７０８に続き、装置間におけるトポロジ情報及び識別情報の相互通知をいっても構わない。ステップS７０７での識別情報決定処理時に、有効な識別子を決定するために参照することができる。尚、ステップS７０６で受信する識別情報もしくは条件は、下流の中継装置が、自身のインタフェースにおける接続状況に応じて要求してもよいし、予め上流装置から下流装置に条件を通知してもよい。
【００７８】
自装置のインタフェース（ポート）を用いて他の中継装置と接続すると、接続したインタフェース間でリンクアップし、装置間で相互にトポロジ情報が通知される。自装置にとって当該インタフェースが上流に属するか下流に属するかが、ここで決定される。多くの場合に後から接続した装置が下流側に相当するため、フローチャートではそのように記述している。これらの情報は、例えば自装置が図１の６２０とすると、中継装置６１０と接続されるインタフェースから得る中継装置６１０のトポロジ情報から、自装置が中継装置６１０の下流側に属することが分かる。
【００７９】
トポロジ情報の通知は図３の入力処理部４を通じて行われる。入力処理部４でパケットヘッダ情報を解析し、トポロジ情報通知パケットであると判断された場合には、制御部３０を介してパケットに含まれる情報がトポロジ情報処理部２０に通知される。尚、このトポロジ情報は、トポロジ情報処理部２０もしくは入力処理部４にパケット解析機能を備えておき、双方で直接やりとりしてもよい。上流装置よりprefixを入手するステップＳ７０６では、自装置下流側で使用するprefixを上流装置から受信していない場合に、制御部３０及び入力処理部４、スイッチ部５、出力処理部６を通じて通知要求パケットを上流装置へ通知する。
【００８０】
Prefixの受信はトポロジ情報と同じく入力処理部４を介して行い、通知された情報は識別情報処理部へ通知される。またこの通知されたprefixに基づき、制御部３０にて下流装置向けアドレス通知パケットを生成し、入力処理部４から出力処理部６を経て対象となる装置に向け送出される。また、図１１のステップを実行した結果、図４と図５のテーブルは、図８の各ステップ実行時と同様に変化する。
【００８１】
自装置をネットワークへ接続するまでは、図４に示すトポロジ情報テーブルには情報が入っていない。まず上流向きの属性を持つインタフェースが決定され、そのアドレス情報と接続先のインタフェース（ポート）識別子が決定される。下流側の装置に対するアドレス配布が終了した段階で、トポロジ管理テーブルには、下流側に属する自装置インタフェースが決定され、その接続先情報がテーブルに書き加えられる。図５の識別情報テーブルも、ネットワーク接続以前には何らの情報も含まれていない。自装置が、自身のインタフェースあるいは下流側インタフェースに対してアドレス配布を行った際に、初めてしき識別情報テーブルが生成され、アドレス及びprefixの利用状況が記録される。
【００８２】
図１２には、パターン２の場合の、トポロジ変化時の処理を示す。ステップS１００１、S１００２の処理は、図９と同様である。通信の切断が検出されたときは、ステップS１００６により、自装置のトポロジ情報及び識別情報DBを更新し、必要ならは他の装置へ更新情報を通知して終了する。ステップS１００３で、当該インタフェースが上流向けであった場合には、当該インタフェース及び自装置の下流側で必要な識別情報の更新を行う。上記の識別情報更新処理は、図７に示したシーケンスと同じである。
【００８３】
当該インタフェースが下流向けであった場合、トポロジ情報に基づくステップS１００４の判断で自装置の上流にあたる装置が存在しない場合には、自装置が最上流にあたる。このときは自装置内でアドレスを決定し、決定事項を配布する。自装置の上流側に装置が存在する場合には、上流装置から受信する識別情報の条件付けに従い、識別情報を配布する。但し、ステップS１００５で未だ自装置から当該インタフェース向けに配布するために必要な識別情報、あるいはその条件を受け取っていない場合には、上流装置から必要な情報を受信した後に識別情報を決定し、配布する。
【００８４】
ステップＳ１００１のインタフェース（ポート）での接続状態変更は、入力処理部４にて検出する。新規接続か接続情報の変更かは、当該インタフェースの情報がトポロジ情報処理部に格納されているか否かを確認することで分かる。この確認は入力処理部４からパケットを受信した制御部３０とトポロジ情報処理部２０との間の通信により行う。（入力処理部４とトポロジ情報処理部２０とで直接通信してもよい。）アドレス変更など接続情報の変更の場合、利用可能なアドレスを決定し、図８と同様の処理によりアドレスDB及びトポロジDBを更新する。新規接続の場合には、ステップＳ１００３でトポロジDB２１を参照して当該インタフェースの属性を確認し、自装置が対処となる階層の下流側の装置に相当する場合、図１１の処理に従う。
【００８５】
自装置が上流側であるとき、ステップＳ１００４にて、トポロジ情報DB２１を用いて自装置よりもさらに上流側の中継装置が存在するか否かを確認する。自装置が最上流となるとき、識別情報処理部１０にて当該インタフェースの下流側で使用するアドレスを決定し、インタフェースへｎアドレス設定及び下流装置への通知を行う。上流装置がある場合は上流装置からprefixを受け取り、それに基づいたアドレス決定及び通知処理を行う。もしprefixを受け取っていない場合には、まずprefixを受け取り、以降同様にprefixに基づいたアドレス決定及び下流装置への通知を行う。
【００８６】
検知したインタフェースの接続状況の変化は、図４のテーブルに反映される。具体的には、ステップＳ１００２の判断に基づき、新規接続の場合には、テーブルにエントリされるインタフェースが追加され、切断の場合にはテーブルエントリから当該インタフェースの情報が削除される。同様に、新規接続の場合には、新規使用アドレス決定後に図５のテーブルエントリが追加され、回線切断の場合には使用中のアドレスリストから当該インタフェースもしくは下流の中継装置で使用していたアドレスの情報が削除される。上流側装置が通知するアドレス情報もしくはprefixは、図５の配布アドレス欄に記録される。このときインタフェース一つにつきアドレスを一つ記録するのではなく、複数インタフェースに対し一つのprefix、あるいは一つのインタフェースに対し複数のアドレスあるいはprefixが割り当てられる場合も含む。
【００８７】
図１３には、本実施例の中継装置をネットワークに接続した場合に、中継装置が実行する動作のフローチャートを示した。図１と対比して説明すると、例えば、現在接続されていない中継装置６６０がネットワークに接続する際に、中継装置内で実行される動作に相当する。ここで、図１３に示されている丸数字（１）は、後述する図２０、図２２、図２３のフローチャートに現れる（１）の続きであることを示す番号である。
【００８８】
まず、ステップS１０１で、サーバ、ルータ、携帯端末など本発明を適用したパケット中継装置をネットワークに接続する。装置をネットワークに接続するための契機となる動作としては、例えば、自装置の電源が入っている状態なら無線電波の検知、もしくはLANケーブルの接続等がある。また、自装置が常時接続環境にあれば、中継装置あるいは端末装置の電源を入れることもネットワークへの接続の契機となる。また端末の管理画面から「接続」ボタンを押す、などの操作も、ネットワークへの接続の契機となる。
【００８９】
装置接続とネットワーク構成情報の受信は、装置の入出力インタフェース（ポート）で行う。入力処理部４にて受信したパケットを解析し、制御部３０で受信内容を確認して、トポロジ情報処理部２０にDB２１のデータ追加及び更新を指示する。ステップＳ１０４から以降は制御部３０がトポロジ情報DB２１を参照し、自装置の下流側インタフェースが使用されているか否かを確認し、下流側に装置が接続された場合に、上流側と同様にトポロジ情報を登録し、利用するアドレスの決定と下流側インタフェースへの設定と接続先装置への通知を行う。また、図１３のステップを実行した結果、図４と図５のテーブルは、図８の各ステップ実行時と同様に変化する。
【００９０】
自装置をネットワークへ接続するまでは、図４に示すトポロジ情報テーブルには情報が入っていない。まず上流向きの属性を持つインタフェースが決定され、そのアドレス情報と接続先のインタフェース（ポート）識別子が決定される。下流側の装置に対するアドレス配布が終了した段階で、トポロジ管理テーブルには、下流側に属する自装置インタフェースが決定され、その接続先情報がテーブルに書き加えられる。図５の識別情報テーブルも、ネットワーク接続以前には何らの情報も含まれていない。自装置が、自身のインタフェースあるいは下流側インタフェースに対してアドレス配布を行った際に、初めてしき識別情報テーブルが生成され、アドレス及びprefixの利用状況が記録される。
【００９１】
ステップS１０２として、アドレス情報を含む、当該端末がネットワークに接続するために必要な設定情報を、ネットワークに接続された他の装置から受信する。このとき、自装置にとっては、ネットワーク構成情報を通知してきた装置が上流側の装置に相当する。ステップS103にて該上流装置をトポロジ管理DBに登録する。さらに、ステップS104で自装置の下流側に相当するインタフェースが別の装置に接続されていることが分かる場合、ステップS105にてその装置をトポロジ情報管理DBに登録する。続いてステップS１０６で、受信したアドレスに基づいて自装置及び管理下のネットワークで使用するアドレスを決定し、ステップS10７で下流側にアドレスを配布して一連の処理を終了する。
【００９２】
尚、ステップS１０６での下流装置で使用するアドレス決定に際しては、上位の装置より自装置の管理下にあるネットワークで使用可能な識別情報あるいは利用可能な識別情報に関する条件を入手し、その情報に基づいて決定してもよく、自身でトポロジ情報、及び他の装置における識別情報利用状況に基づいて判断し、決定してもよい。後者の方法では、各装置の保持される識別情報を相互に通知する手段が必要である。従って、例えばステップS１０７に続いて、識別情報の更新状況を他の装置へ通知するステップを含んでもよい。また、ステップS１０３及びS１０５のトポロジ情報登録は、一連の処理終了後に行ってもよいし、各インタフェースのトポロジ属性が判明次第、随時行ってもよく、ここで処理手順を限定するものではない。
【００９３】
以上、本実施例の中継装置を用いることにより、階層構造を有するネットワークにおいてアドレスの自動配信が可能となる。
【実施例２】
【００９４】
実施例１では、ネットワークの各階層に配置される中継装置が、下流側に配布するアドレスを個別に管理する方式のアドレス配布方法について説明した。本実施例では、特定のサーバもしくは通信装置において、下流側中継装置へのアドレス配布のための識別情報を集中的に管理する方式のアドレス配布方法を示す。
【００９５】
図１４には、図２と同じ構成のネットワークにおいて、識別情報を集中管理する方法を説明する図である。ネットワークを構成する中継装置、端末、及び各インタフェースの管理関係は、図２と同じである。また、図１４に示した各装置と実際のネットワークのトポロジとの関係も、実施例１で説明したものと同様である。更にまた、ネットワークを構成する各中継装置（基準装置含む）の内部構造も、図３に示した装置の構造と大凡同じであるものとする。
【００９６】
中継装置１００２のインタフェース１００２aは、基準装置１００１で決定された識別情報を用いて通信を行う。中継装置１００２の配下に属するインタフェース１００２b、１００２c、１００２ｄ、１００２e、１００５a、１００６a、１００３a、１００４aに対して、これらのトポロジ情報及び装置種別（中継装置か端末装置か、ネットワーク内での役割を識別する識別子）に基づいて、これらのインタフェース間の通信で利用する識別情報もしくは識別情報の条件付けを、基準装置１００１において行う。中継装置１００２は、装置１００１によって指定される情報に基づいて自身の配下で使用する識別情報を決定し、配下の中継装置及び端末に通知する。中継装置１００３は、自身の配下にあるインタフェース１００３ｂ、１００３c、１００３ｄ、１００７a、１００８a、１００９aにおいて使用する識別情報を、同じく基準装置１００１から通知される条件にしたがって決定する。
【００９７】
中継装置１００２は、中継装置１００３と基準装置１００１との間のトポロジ情報及び識別情報に関する通信を中継する。装置１００４及び端末１０１０に関しても同様に、利用可能な識別情報は、装置１００１でトポロジ情報に基づいて決定され、装置１００２で中継されて装置１００４に通知される。本実施例では、基準装置１００１が全てのトポロジ情報を認識する必要があるため、装置種別と配下の端末数を含む、各階層で管理されるトポロジ情報の一部または全部を装置間で互いに通信するか、基準装置１００１あてに通知する。
【００９８】
図１５は、本実施例の、基準装置１００１から識別情報に関する条件を各中継装置に配布する場合の処理の流れを説明するシーケンスである。ステップS１２０１で基準装置１００１から第１の中継装置１００２の上位インタフェース用識別情報が配布され、第１の中継装置１００２は、受信情報を自装置のインタフェースに設定する。このインタフェースは、基準装置１００１と直接接続されるインタフェースである。次に、基準装置は、ステップS１２０２のトポロジ情報の通知に基づいて、ステップS１２０３で第１の中継装置１００２の管理下において使用可能な識別情報の条件付けを行い、第１の中継装置１００２へ通知する。
【００９９】
第１の中継装置１００２は、与えられた条件下で管理下のインタフェース及び装置１００３の上位インタフェースに対して識別情報を配布する。この段階では、第２の中継装置１００３の存在は第１の中継装置１００２しか知らない。装置１００３は、自身のトポロジ情報を上位装置である装置１００２へ通知し、第１の中継装置１００２は、第２の中継装置１００３のトポロジ情報を基準装置１００１へ通知する。基準装置１００１は、受信したトポロジ情報に基づいて第２の中継装置１００３の管理下で使用可能な識別情報の条件付けを行い、ステップ１２０７で第２の中継装置１００３へ決定した識別情報を通知する。このとき、第１の中継装置１００２は、基準装置１００１と第２の中継装置１００３との通信を中継する。ステップS１２０８で、第２の中継装置は、受信条件に従って、自身の管理下にある端末装置に対して識別情報を通知する。
【０１００】
図１６は、図１４に示した論理構成のネットワークにおける識別情報及びトポロジ情報を集中管理するネットワークに対して、中継装置を接続する場合の装置内部処理を示すフローチャートである。図１６に示されている丸数字（６）（７）（８）は、図１７のフローチャートにおいて、（６）（７）（８）に処理が至った場合に、図１６と同様の処理を行うことを示す番号を意味する。
【０１０１】
ステップS1101において装置をネットワークへ接続すると、ステップS１１０２で上位装置から、自装置のインタフェースに対して利用可能な識別情報が配布される。自装置にては、当該インタフェースが上流向きのインタフェースとなる。この受信情報を、当該インタフェースに設定し、該インタフェース及びし装置の上流装置に関する識別情報を、自装置のトポロジ情報処理部へ登録する。ここで、上流装置の識別情報には、装置名及びアドレスを含む識別情報が含まれる。また、自装置が直接接続する上流装置に加え、自装置が使用する識別情報を決定する、ネットワーク全体にわたる識別情報を管理する装置に関する識別情報を保持しておくこともでき、図１８の基準装置がこれにあたる。
【０１０２】
さらに、自装置の他のインタフェースにおいて装置間の接続がある場合、これらのインタフェースは下流に属する。本実施例では、装置の管理下である下流装置に対する識別情報配布は、ステップS１１０７において、基準装置から与えられる、このとき、自装置と基準装置の間に存在する他の中継装置は、該識別情報を中継する。これに先立ち、識別情報配布のため、ステップS１１０６にて自装置の下流側のトポロジ情報の一部もしくは全部を基準装置へ通知する。そのため、前段のステップS１１０５で、自装置下流側のトポロジ情報を把握しておかなくてはならない。
【０１０３】
自装置は、ステップ１１０８で、受信した利用可能な識別情報もしくは識別情報についての条件に従って、下流で利用可能な識別情報を決定し、配布する。あるいは、この識別情報を上流装置から直接配布してもよい。後者の場合は、基準装置が全てのトポロジ情報を取得することになるため、適用対象が比較的小規模なネットワークに限られる。ステップS１１０９で、識別情報を配布した装置が、自身の識別情報管理DBに配布状況を登録し、処理を終了する。
【０１０４】
尚、自装置下流側で利用可能な識別情報もしくはそのための条件に関しては、自装置の接続時に、上流インタフェース用の識別情報と共に、予め決定された条件を受信しておくこともできる。このとき、ステップS１１０６は省略可能である。また、ステップS１１０３及びS１１０５、またS１１０９におけるトポロジ情報及び識別情報DBへの登録は、各インタフェースの属性及び識別情報が決定次第、随時行ってもよく、また一連の処理が終了した後に行ってもよい。
【０１０５】
装置接続を検知するステップＳ１１０１は図３の入力処理部４で処理される。ステップＳ１１０２では当該インタフェース（ポート）を通じて接続した上流側の装置より、上流側のトポロジ情報を受信し、また必要なアドレス情報を受信して当該インタフェースへ設定する。トポロジ情報及びアドレス情報の受信は、入力処理部４でパケットヘッダの解析を行った後、制御部３０を通じてトポロジ情報処理部２０と識別情報処理部１０に通知される。自装置の下流側に装置が存在するか否かは、入力処理部４及びトポロジ情報DB２１を参照することで分かる。
【０１０６】
入力処理部４で接続が確認され、トポロジ情報DB２１に該当する接続情報が記録されていない場合、トポロジ情報管理DB２１に新規に記録し、下流装置へ接続インタフェースの属性を含むトポロジ情報を通知する。次に制御部３０を介して上位装置へのアドレス情報配布要求を送出する。このとき、要求パケットは入力処理部４からスイッチ部５、出力処理部６を経由して上流向けインタフェースより送出される。
【０１０７】
ステップＳ１１０７で識別情報を集中管理している上位装置より当該インタフェースもしくは下流装置で使用するアドレス情報を受信した後、制御部３０から入力処理部４を通じて同様の処理により下流装置へのアドレス情報配布パケットを送出し、配布アドレス情報を識別情報管理DB１１に登録する。また、図１６のステップを実行した結果、図４と図５のテーブルは、図８の各ステップ実行時と同様に変化する。
【０１０８】
自装置をネットワークへ接続するまでは、図４に示すトポロジ情報テーブルには情報が入っていない。まず上流向きの属性を持つインタフェースが決定され、そのアドレス情報と接続先のインタフェース（ポート）識別子が決定される。下流側の装置に対するアドレス配布が終了した段階で、トポロジ管理テーブルには、下流側に属する自装置インタフェースが決定され、その接続先情報がテーブルに書き加えられる。図５の識別情報テーブルも、ネットワーク接続以前には何らの情報も含まれていない。自装置が、自身のインタフェースあるいは下流側インタフェースに対してアドレス配布を行った際に、初めてしき識別情報テーブルが生成され、アドレス及びprefixの利用状況が記録される。
【０１０９】
図１７は、図１４に示した、本実施例の識別情報の集中管理を適用したネットワークにおいて、接続状態が変化した場合の装置内処理を説明する図である。ステップS１３０１で装置のインタフェースにおける状態変化を検知した場合、その変化が、新規装置の接続もしくは接続状況の更新に関するものか、ネットワークの切断に関するものかを判断する。切断通知である場合には、識別情報及びトポロジ情報管理DBを更新し、必要ならば他の装置へ更新を通知して終了する。該インタフェースが他の装置に接続されている場合、インタフェースが上流側か下流側のどちらに属するかを調査する。
【０１１０】
ここで、インタフェースが上流向きであった場合、図１６の手順に従って、ネットワーク構成情報の設定を行う。インタフェースが下流向きのとき、自装置の上流側に装置が存在するかどうかを調べ、自装置が最上流である場合には、図１６のステップS１１０８、S１１０９に従い、配布する識別情報を決定して該インタフェースを含む下流装置へ識別情報を配布する。上流装置があり、自装置下流で使用可能なネットワーク識別子を含む識別情報もしくはその条件を入手していないとき、図１６のステップ１１０６からの処理に従い、上位装置からの指示を得て、下流側インタフェースの設定を行う。既に識別情報についての条件を得ている場合には、上流から通知された条件に従う識別情報を決定し、該インタフェースへ登録する。
【０１１１】
IFでの状態変化は、入力処理部４で検知する。状態変化がアドレス変更を伴う新規接続の場合は、入力処理部４から制御部３０への状態通知に続き、トポロジ情報処理部にてトポロジ管理DB２１を参照しインタフェースの状態を調べる。当該インタフェースの属性が上流であった場合には図１６のステップＳ１１０１からの処理を行う。属性が下流であった場合、同様にトポロジ情報を検索し、自装置の上流に別の装置が存在しない場合には、自身が最上流の装置として他の装置で使用するアドレス情報を指定する。このときは、図１６のステップＳ１１０８以降の処理を行う。上流装置が存在するとき、上流装置からアドレス情報を受け取り、アドレス情報を自身の識別情報処理部１０へ記録すると共に、下流側へアドレス情報を通知する。このときは図１６のステップＳ１１０５以降の処理を行う。
【０１１２】
検知したインタフェースの接続状況の変化は、図４のテーブルに反映される。具体的には、ステップＳ１００２の判断に基づき、新規接続の場合には、テーブルにエントリされるインタフェースが追加され、切断の場合にはテーブルエントリから当該インタフェースの情報が削除される。同様に、新規接続の場合には、新規使用アドレス決定後に図５のテーブルエントリが追加され、回線切断の場合には使用中のアドレスリストから当該インタフェースもしくは下流の中継装置で使用していたアドレスの情報が削除される。
【０１１３】
上流側装置が通知するアドレス情報もしくはprefixは、図５の配布アドレス欄に記録される。このときインタフェース一つにつきアドレスを一つ記録するのではなく、複数インタフェースに対し一つのprefix、あるいは一つのインタフェースに対し複数のアドレスあるいはprefixが割り当てられる場合も含む。
【０１１４】
図１８は、図１４の基準装置１００１による識別情報集中管理方法において、装置間情報通知に関する処理を示すフローチャートである。ステップS１４０１で、制御パケットを受信すると、ステップS１４０２にてそのパケットのヘッダ情報を抽出し、ステップS１４０３で、該通知内容が自装置の管理下を対象としたものか否かを判断する。ここで自装置宛ての情報ではないことが判明したときは、当該受信パケットを宛先装置へ転送するため、ステップS１４０７でルーティングプロトコルなどを利用してアドレス情報を検索し、ステップS１４０８でパケットを送出する。
【０１１５】
ステップS１４０３で、自装置管理下で必要とする情報であった場合には、ステップS１４０４で通知内容を読み出し、ステップS１４０５で、通知内容の処理を行う。この処理には、下位装置への識別情報配布、自装置の管理下で使用可能な識別情報の条件登録、トポロジ情報及び識別情報の更新が含まれる。下位装置へのアドレス配布に関しては、トポロジ情報及び通知される識別情報の条件に基づいて決定される。ここで、条件付けの方法にはネットワーク識別子の指定を含む。ステップS１４０６で管理下の識別情報に関するDBを更新し、終了する。必要ならば、このステップS１４０６に続いて、更新情報の相互通知を行ってもよい。
【０１１６】
実施例２の装置ないしアドレス配布方法は、実施例１と比較して、アドレス管理装置を一つ用意することで各端末におけるアドレス計算処理を低減し、ネットワーク処理の効率を向上させるというメリットがあり、比較的小規模なネットワークに適している。
【実施例３】
【０１１７】
本実施例では、図１に示したネットワークよりも、構造がより複雑になった場合の実施例について説明する。
図１９は、図１のネットワーク構成に対して、中継装置６８０及び６９０が追加された時のネットワーク構成例である。また、中継装置６５０と中継装置６２０、中継装置６６０と中継装置６３０とが接続され、通信経路数が増加した状態を示す。図１の階層ネットワークがネットワーク１００内の単経路を形成するものであったのに対し、図１９では階層構成が複数枝分かれして存在するネットワーク構成となる。移動端末が多数自由に移動することを考慮すると、より一般的な構成である。なお、実施例２と同様、ネットワークを構成する中継装置の内部構造は、図３に示した中継装置と大凡同じであるものとする。
【０１１８】
Net E  ６２２が中継装置６２０と６８０とを接続し、Net F  ６３１が中継装置６３０と６９０とを接続し、新規に通信経路を形成する。図１に対して装置６８０が装置６２０の管理下のネットワークに接続し、ネットワーク１００内及び外部ネットワーク６０１、さらにはサーバ６０２との通信経路を新たに確立した構成である。この状態で、Net I ６５１に属する端末装置６７１は、端末装置６７０及び外部サーバ６０２との通信が可能である。同様に、中継装置６９０は装置６３０の管理下のネットワークNet F ６３１に接続することにより、ネットワーク１００に参加する。
【０１１９】
本構成では、Net A ６１１が中継装置６１０の配下に、Net B ６２１と、Net E ６２２と、Net H ６２３とが中継装置６２０の配下に、Net C ６３１と、Net F ６３２と、Net K  ６３３とが中継装置６３０の配下に、Net D  ６４１と、端末６７０が中継装置６４０の配下に、Net I ６５１と端末６７１が中継装置６５０の配下に、Net G ６６１が中継装置６６０の配下に、Net J  ６８１が中継装置６８０の配下に、Net L  ６９１が中継装置６９０の配下に、それぞれ属する様子を示している。なお、図１９のNet D２００は、中継装置６４０のサブネットである。中継装置６６０が新たにネットワークに加わるとき、装置６６０から見た上流側装置としては、中継装置６３０と中継装置６１０が対応する。
【０１２０】
図２０は、図１３のフローチャートで示した基本処理を行う際、上位にあたる装置が複数検出された場合の処理を説明するフローチャートである。図２０中の丸数字（１）は、図１３のステップＳ１０１からの処理を行うことを示す番号である。また、丸数字（１０）は、図２３の丸数字（１０）との対応関係を示す番号である。
【０１２１】
ステップS201で自装置の上流に相当する装置を検出すると、ステップS202で、自装置のトポロジ情報管理DBに、既に他の上位装置が登録されていないかどうかを調べる。上位装置が未だ登録されていない場合は、図５のステップS102以降の処理に従って上位装置をトポロジ情報DB及び識別情報DBに登録し、処理を終了する。ステップS202において別の上位装置が登録されていることが判明した場合は、当該インタフェースは既に自装置の管理下である下位のネットワークとして設定する必要があるため、該上位装置から得られる識別情報は使用せず、処理を終了する。
【０１２２】
尚、S202の判断は、識別情報を上位装置から受信したインタフェースの属性が既に設定されているか否かでも判断することができる。予め設定されている場合は、既に上位装置と自装置との接続が確立されていることを表すため、下流属性のインタフェースで受信する識別情報に関しては使用しないという方法もある。さらには、予め識別情報を交換する際に、各インタフェースが持つ属性情報を利用し、装置間で識別情報を通知するか否かを決定することにしてもよい。
【０１２３】
上位ネットワークとの接続は、入力処理部４にて検知する。次いで制御部３０の判断でトポロジ情報管理DB２１を参照し、当該インタフェースの属性が既に登録されているか否かを調べる。登録されている場合、その後の処理は行う必要がない、登録されていない場合、図１３の処理に従い、インタフェースへのアドレス設定とトポロジ情報の登録を行う。尚、状態変化を検知したインタフェースの属性に関しては、入力処理部４とトポロジ情報処理部２０との間で直接通知することも可能である。この場合、トポロジDB２１に情報が確認できない場合に、制御部３０の判断で上流装置との接続処理を開始する。また、図２０のステップを実行した結果、図４と図５のテーブルは、図８の各ステップ実行時と同様に変化する。
【０１２４】
自装置をネットワークへ接続するまでは、図４に示すトポロジ情報テーブルには情報が入っていない。まず上流向きの属性を持つインタフェースが決定され、そのアドレス情報と接続先のインタフェース（ポート）識別子が決定される。下流側の装置に対するアドレス配布が終了した段階で、トポロジ管理テーブルには、下流側に属する自装置インタフェースが決定され、その接続先情報がテーブルに書き加えられる。図５の識別情報テーブルも、ネットワーク接続以前には何らの情報も含まれていない。自装置が、自身のインタフェースあるいは下流側インタフェースに対してアドレス配布を行った際に、初めてしき識別情報テーブルが生成され、アドレス及びprefixの利用状況が記録される。
【０１２５】
図２１に、複数の上位装置が同時に検出された場合の、自装置への識別情報設定処理を示す。図２０と同様、図中の丸数字（１）は、図１３のステップＳ１０１との対応関係を示す。
自装置から見て上流に相当する装置がトポロジ情報DBに登録されていない場合、ステップS302で複数の上位装置を検出した場合、続くステップS302で有効な上流装置を決定する処理を行う。本処理では、上流装置の持つインタフェースのMACアドレス番号、若しくは上流装置の持つ識別情報か、自装置に割り当てられる予定の識別情報に基づいて決定してもよい。また別の方法として、自装置から該上流装置を介した場合の特定装置への回線コスト値や通信応答時間を基準に優先順位を決定しても、識別情報の受信順序によって優先順位を決定してもよい。以降、図５のステップS102以降に従って、識別情報の設定及びトポロジ情報DB、識別情報DBの登録を行って処理を終了する。
【０１２６】
上位ネットワークとの接続は入力処理部４にて検知する。ここで、入力処理部４からの通知によりトポロジ情報DB２１を参照し、上位ネットワークに関する情報が未登録である場合に、初めて複数のインタフェースから上位ネットワークへ接続できることが分かる。制御部３０はこれらの情報を受け、トポロジ情報処理部２０へ上位インタフェース決定を指示する。以下、図１３のステップＳ１０１からの処理を行う。また、図２１のステップを実行した結果、図４と図５のテーブルは、図８の各ステップ実行時と同様に変化する。
【０１２７】
自装置をネットワークへ接続するまでは、図４に示すトポロジ情報テーブルには情報が入っていない。図８のステップＳ５０３の処理を行った後、まず上流向きの属性を持つインタフェースが決定され、そのアドレス情報と接続先のインタフェース（ポート）識別子が決定される。ステップＳ５０８まで終了し、下流側の装置に対するアドレス配布が終了した段階で、トポロジ管理テーブルには、下流側に属する自装置インタフェースが決定され、その接続先情報がテーブルに書き加えられる。図５の識別情報テーブルも、ネットワーク接続以前には何らの情報も含まれていない。自装置が、自身のインタフェースあるいは下流側インタフェースに対してアドレス配布を行った際に、初めてしき識別情報テーブルが生成され、アドレス及びprefixの利用状況が記録される。
【０１２８】
図２２は、自装置のインタフェースにおいて、接続状態の変更を検知した際の処理を示す。ここでは他の装置の移動などの外部的要因により、自装置を含むネットワーク構成が変更された場合を想定しているが、より一般的には自装置をネットワークへ新規に接続する場合も含まれる。ステップS401で自装置のインタフェースにおける新規接続若しくは通信切断を含む状態変化を検知した場合、次のステップS４０２で当該インタフェースの属性を、トポロジ情報DBに基づいて調査する。ここで当該インタフェースが下流向きであった場合、状態変化は自装置の管理下において生じたことになる。管理対象の識別情報に変更があると判断される場合には、ステップS４０６で自装置内の識別情報管理DBを更新する。
【０１２９】
ステップS４０２で、インタフェースの状態変化が上流装置向けであった場合、ステップS４０３にて一旦、自装置内において上位装置に関するトポロジ情報を削除し、またステップS４０４にて当該装置の識別情報を識別情報管理DBから削除する。ステップS403及びS404の順序はどちらが先でも構わない。その後、ステップS４０５で上流装置を検索し、上流装置が発見された場合には、図５の処理に従い、ネットワークへの再接続を行う。このとき、必要に応じて（同一の上流装置に再接続した場合以外は必要になる）、自装置周辺で使用されるネットワークトポロジ情報及び識別情報は変更されるため、随時自装置内のトポロジ情報DB及び識別情報DBを更新する。
【０１３０】
上位ネットワークとの接続は入力処理部４にて検知する。ステップＳ４０２ではトポロジ情報DB２１を参照し、当該インタフェースの属性を調べる。属性が下流であった場合には、自装置の管理する識別情報DB１１を更新する。属性が上流であるとき、トポロジ情報DB２１の上流属性のインタフェースに関する情報を一時消去し、同時に自装置のインタフェースと下流側のある中継装置に対して割り振られたアドレス情報、すなわち自身が管理するアドレス情報を、識別情報DB１１から消去する。ステップＳ４０５から改めて上流装置を検索し、以降図１３と同様の処理を行う。
【０１３１】
図４のテーブルエントリは、上流向きのインタフェースに関する情報が一時消去される。
再度上流側装置に接続するか、自身が最上流装置となり、トポロジ情報が確定した際にテーブルに記録する。識別情報DB１１に関しても同様に、一旦全データが消去された後、アドレス再設定が生じた場合に改めてテーブルに記録される。
【０１３２】
図２３には、複数の中継装置が互いに接続された場合の処理の手順を説明するフローチャートを示す。ステップS1501にてインタフェースへの接続を検知すると、続くステップS1502で、自装置の接続先である一つもしくは複数の中継装置のうち、上位装置として認識できるものを検索する。上位装置か否かは、当該装置が既にネットワーク構成情報を保持しているか否かで判断できる。また、当該装置の接続インタフェースが、その装置の上流側か否かを、接続時に制御信号で通知してもよい。いずれの方法によっても、上流装置が存在する場合には、図２０に示すフローチャートで上位装置への接続を検知した場合と同じ状態であり、以降の処理は図２０の手順に従う。
【０１３３】
次に、接続された装置がそれぞれ上位の装置と接続されていない場合、アドレスはじめ構成情報を決定するためには、現在接続されている装置間での階層関係を決定し、第一にネットワーク構成情報の決定権を持つ装置を決めておく必要がある。ステップS1503の判断において、階層関係が既に確立されている場合には、図１３に示した基本処理の手順に従い、構成情報の配布と装置内データベースへの状態登録を行う。ステップS1503で階層関係が見出せない場合には、ステップS1504で装置間の階層関係を定義する。
【０１３４】
ここでは、装置インタフェースのMACアドレスに基づく順序付けでもよいし、その他の利用可能な識別情報を利用してもよい。以下、ステップS1505で上位装置での配布アドレス決定し、ステップS1506で下流側の装置へ通知、各装置でのアドレス情報設定を行う。配布アドレス情報及び、確立されたネットワークでの接続関係を示すトポロジ情報は、各装置のトポロジ情報処理部及び識別情報処理部に登録され、保持される。
【０１３５】
本実施例で示したアドレス配布方法は、実施例１また２と全く別のケースではなく、独立にそれぞれの中継装置において接続すべき上位装置が複数存在した場合の処理である。本実施例のアドレス配布方法は、接続対象となる装置が通常複数存在するような形態のネットワーク、例えばアドホック型ネットワークに適しており、実施例１、２の基本処理を補うものと考えられる。
【実施例４】
【０１３６】
本実施例では、実施例１から３で説明したアドレス配布方法を企業内ネットワークのアドレス管理に適用した応用例について説明する。業種によって頻度は異なるものの、企業内ネットワークにおいても、サーバの設置や撤去、人事異動などに起因してネットワーク構成の変化が生じる。従来の企業内ネットワークでは、ネットワーク上の全ルータ、全サーバの設定を管理者が行なっており、異動の激しい業種においては、管理者は全ルータ、全サーバの設定の更新を頻繁に行なう必要があるため、ネットワーク管理者の負担が非常に大きくなっていた。
【０１３７】
図２４は、本実施例で想定する企業内ネットワークのネットワークトポロジ図である。本構成例で、組織ネットワーク２５０１に接続する装置は、サーバ２５２０を通じて、外部ネットワーク２５１２に通信可能である。すなわち、サーバ２５２０が外部ネットワークとのゲートウェイとなっている。通常、組織は部、課、係などの階層構造を成し、それぞれの事業所においては、部課別、もしくは会議室や実験室といった機能の違いに基づいてネットワークの管理を行っている。図２４において、中継装置２５３１〜２５３３は、組織ネットワークの上位に位置し、それぞれ互いに接続されてネットワーク２５１１を形成している。
【０１３８】
このネットワークは、部レベルでの相互通信を行う。各部には、通常複数の課が存在し、それらは部ごとに用意された中継装置の下位装置として接続される。中継装置２５４１と２５４２は、中継装置２５３１の配下として、また中継装置２５４３は中継装置２５３３の配下にそれぞれ存在している。各課に設置された中継装置２５４１〜２５４３は、さらにそれぞれの配下に複数の係を持ち、各係ごとに中継装置２５５１〜２５５４が置かれる。
【０１３９】
実際の組織の形態と同様に、下位の装置が管理するネットワークは、上位の装置のネットワークに包含される形態になる。ネットワーク２５０５、２５０６は、上位ネットワーク２５０３に、ネットワーク２５０７は、ネットワーク２５０４に含まれる。さらにネットワーク２５０３と２５０４は上位ネットワークである２５０２に包含され、部レベルのネットワーク２５０２と２５０８は、組織ネットワーク２５０１の一部を形成する階層構造である。
【０１４０】
実施例１から３で説明したように、有効アドレスの配布方法には、個々の階層のネットワークが各々判断する場合と、特定のサーバないしルータが一元的に判断する場合の２種類がある。前者は図２で説明した方法であり、図２４のネットワークにおいて、中継装置２５２０〜２５５４によって示される個々の中継装置が、下流側中継装置ないし端末に配布する有効アドレスを決定する。後者は、図１４で説明した方法であり、図２４のネットワークにおいては、最上位の階層のネットワークの中継装置２５２０（あるいは中継装置２５３１）が、各階層に配布可能な有効アドレスを決定する。
【０１４１】
中継装置２５２０は一般的にはゲートウエイ装置と呼ばれる装置である。但しより正確に言えば、従来のゲートウエイに加え、トポロジ管理機能及びアドレス管理機能を持ったゲートウエイということが出来る。本実施例に当てはめれば、図２及び図１４の基準装置に相当し、また図１、図１９で言えば中継装置６１０にあたる。図２５に中継装置２５２０の機能構成の一例を示す。図３で説明した機能に加え、必要に応じてファイアウォール機能、NAT, NAPT, IPv4-IPv6変換を含む、外部ネットワークと内部ネットワークを接続するためのアドレス変換機能、またIP電話との共存に必要な、SIP-H.323変換そ含むプロトコル変換機能を追加した構成となる。
【０１４２】
階層構造を構成して上位装置から下位装置へ識別情報を配布することによって、ネットワーク管理者の負担は大幅に軽減される。特に多くの社員が所属する下位のネットワーク２５０５〜２５０７、及び２５１０では、携帯端末の普及によりトポロジは頻繁に更新されるが、そうした場合に各係レベルで識別情報の管理を行い、そのとりまとめを上位組織で行うことで、複雑な設定、管理の必要なくネットワークを運営することが出来る。さらには組織の変更や人事異動に伴うネットワーク構成の変更にも対応できる。
【０１４３】
図２４中には部レベルの装置間はネットワーク２５１１を形成しているが、課レベル、係レベルなど各階層でネットワークを構成することは可能である。但し、識別情報及びトポロジ情報の管理においては、本実施例のネットワーク構成方法を適用するため、上流階層と下流階層、及び水平レベルでの接続情報を識別し、上流方向から識別情報を得ることで実現できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
特にモバイル環境におけるネットワークサービスが普及する将来の基盤ネットワークとして活用することが可能である。個人端末間での双方向通信サービスに向けたインフラ設計や、モバイル環境での利用を前提とするネットワークサービス提供に有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明のアドレス自動配布方法を適用した、装置間の階層構造により通信経路が確立されるネットワークの一構成図である。
【図２】本発明の実施例として、階層構成を持つネットワークの一構成例と、本構成において各階層でアドレス情報を管理する場合のアドレス配布方法とを説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態である、識別情報処理部とネットワークトポロジ情報処理部とを備えるパケット中継装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の一実施例であるパケット中継装置において、トポロジ情報管理部に保持される、ネットワーク構成情報の一例である。
【図５】本発明の一実施例であるパケット中継装置内のアドレス管理部に保持される管理情報の一例である。
【図６】本発明において、中継装置間でトポロジ情報及び識別情報を通知する際に用いる制御パケットの構成例である。
【図７】パターン１のアドレス階層化管理を行う場合の、各階層に配置された中継装置の連携動作を説明するフローチャートである。
【図８】パターン１のアドレス階層化管理を行う場合の、中継装置の内部動作を説明するフローチャートである。
【図９】パターン１のアドレス階層化管理を行う場合に、中継装置のインタフェースにおいてネットワーク構成の変更が検知された場合の処理を示すフローチャートである。
【図１０】パターン２のアドレス階層化管理を行う場合の、各階層に配置された中継装置の連携動作を説明するフローチャートである。
【図１１】パターン２のアドレス階層化管理を行う場合の、中継装置の内部動作を説明するフローチャートである。
【図１２】パターン２のアドレス階層化管理を行う場合に、中継装置のインタフェースにおいてネットワーク構成の変更が検知された場合の処理を示すフローチャートである。
【図１３】情報中継装置を階層化ネットワークに接続する際の、装置内におけるトポロジ情報及び識別情報の登録処理の基本手順を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施例として、階層構成を持つネットワークの一構成例と、ネットワーク内部の特定のサーバによってアドレス情報を集中的に管理するアドレス配布方法とを説明する図である。
【図１５】図１４のアドレス集中管理方法を適用する場合の、装置間での処理の流れを説明するシーケンス図である。
【図１６】図１４のアドレス集中管理方法を適用する場合の、装置の内部動作を説明するフローチャートである。
【図１７】図１４のアドレス集中管理を行う場合に、中継装置のインタフェースにおいてネットワーク構成の変更が検知された場合の処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１４のアドレス集中管理を行う場合に、中継装置のインタフェースにおいて制御パケットを受信したときの処理を示すフローチャートである。
【図１９】装置間の階層構造により通信経路を形成するネットワークにおいて、複数の階層が存在する場合のネットワーク構成を示す図である。
【図２０】本発明を適用する装置の上位階層に相当する中継装置が複数ある場合のアドレス設定処理を説明するフローチャートである。
【図２１】本発明を適用する装置の上位階層に相当する中継装置が複数同時に検出された場合の処理の手順を説明するフローチャートである。
【図２２】本発明のパケット中継装置において、自装置の持つインタフェースに関するネットワーク構成情報が変更された場合の、トポロジ情報変更処理の手順を説明するフローチャートである。
【図２３】複数の中継装置が互いに接続された場合の処理の手順を説明するフローチャートである。
【図２４】企業などの組織内部のネットワークにおいてトポロジ情報及び識別情報に基づく階層型ネットワークの一構成例を示す図である。
【図２５】実施例３で用いられる中継装置の内部構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１パケット中継装置
４入力処理部
５スイッチ部
６出力処理部
１０識別情報処理部
２０トポロジ情報処理部
３０制御部
１００階層化ネットワーク。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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