(57)【要約】【目的】アドレス設定等の応答処理に関わる負荷を軽減したＩＰ通信装置を提供する。【構成】  ＩＰネットワークを介してＩＰパケットの送受信をなすネットワークインタフェース部と、該ＩＰパケットに含まれるデータの演算処理をなす中央演算処理装置とを含むＩＰ通信装置であり、該中央演算処理装置は、該ネットワークインタフェース部に割り当てられた割当アドレスを該ネットワークインタフェース部に供給し、該ネットワークインタフェース部は、該割当アドレスを保持し、該ＩＰネットワークを介して到来する複数のＩＰパケットのうちから、該割当アドレスに対応するネットワーク制御パケットを抽出し、該ネットワーク制御パケットの内容に対応する応答パケットを生成し、これを該ＩＰネットワークを介して供給する。【選択図】図１
2007180715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰネットワークを介してＩＰパケットの送受信をなすネットワークインタフェース部と、前記ＩＰパケットに含まれるデータの演算処理をなす中央演算処理装置とを含むＩＰ通信装置であって、
前記中央演算処理装置は、前記ネットワークインタフェース部に割り当てられた割当アドレスを、前記ネットワークインタフェース部に供給するアドレス供給手段を含み、前記ネットワークインタフェース部は、
前記割当アドレスを保持するアドレス保持手段と、
前記ＩＰネットワークを介して到来する複数のＩＰパケットのうちから、前記割当アドレスに対応するネットワーク制御パケットを抽出するパケット抽出手段と、
前記ネットワーク制御パケットの内容に対応する応答パケットを生成し、これを前記ＩＰネットワークを介して供給するパケット応答手段と、
を含むことを特徴とするＩＰ通信装置。
【請求項２】
前記パケット抽出手段は、前記割当アドレスであるＩＰアドレスと、予めから前記ネットワークインタフェース部自身に設定されたＭＡＣアドレスとの２つに対応するネットワーク制御パケットを抽出することを特徴とする請求項１記載のＩＰ通信装置。
【請求項３】
前記パケット抽出手段は、前記ＩＰパケットを構成するビットパターンから前記ネットワーク制御パケットの識別ビットパターンを判別することにより、前記ネットワーク制御パケットを抽出することを特徴とする請求項１記載のＩＰ通信装置。
【請求項４】
前記ネットワーク制御パケットの内容は、ＡＲＰリクエストまたはＰＩＮＧリクエストであることを特徴とする請求項１記載のＩＰ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークに接続されるＩＰ通信装置に関し、例えば、通信端末としてのパーソナルコンピュータや、これら通信端末にサービスを提供するサーバコンピュータ、さらには、これらの間にあってサービスの中継をなすルータの如きＩＰ通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰネットワークに接続されるＩＰ通信装置は、データリンク層のアドレスとしてＭＡＣ（Media Access Control）アドレスが割り当てられると共に、ネットワーク層のアドレスとしてＩＰアドレスが割り当てられる。これらのアドレスが割り当てられることで、ＩＰ通信装置はＩＰネットワークを介して伝送されるＩＰパケットの送信元または宛先となり得る。
【０００３】
ところで、ＩＰ通信装置に対してＩＰアドレスを割り当てる方法としては、特許文献１に開示される技術がある。該方法は、ゲストステーションから、元のソースＩＰアドレス及びデスティネーションＩＰアドレスを有する元の出力ＩＰパケットをインターセプトし、そのゲストのＩＰアドレスをホスト側組織に属するｃ／ｏ（care-of）アドレスで置換する構成を含むものである。
【特許文献１】特開２００１−５７５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＩＰ通信装置は、その目的となる音声、映像等の多様なメディアデータの送受信による負荷に加えて、上記したようなＩＰアドレス設定等のネットワーク制御に関わる多様なリクエストに応答しなければならない負荷を抱えている。例えば、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）リクエストやＰＩＮＧ（Packet Internet Groper）リクエストは不特定多数のネットワーク装置から送られてくることが想定され、かかるリクエストに応答する負荷が大きな問題となる。さらには、害意あるユーザーからの攻撃よる負荷も大きな問題となる。
【０００５】
とりわけ、これらのリクエストが輻輳したとき、ＩＰ通信装置が内蔵する中央演算処理装置（ＣＰＵ）のパフォーマンスによっては応答処理が間に合わなくなり応答処理が滞ってしまう場合がある。この場合、ＩＰ通信装置自体が他のネットワーク装置から見て障害状態にあると誤認識され、当該ＩＰ通信装置を用いた運用自体が不可能となる危険がある。
【０００６】
本発明の目的は、アドレス設定等の応答処理に関わる負荷を軽減したＩＰ通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるＩＰ通信装置は、ＩＰネットワークを介してＩＰパケットの送受信をなすネットワークインタフェース部と、該ＩＰパケットに含まれるデータの演算処理をなす中央演算処理装置とを含むＩＰ通信装置であり、該中央演算処理装置は、該ネットワークインタフェース部に割り当てられた割当アドレスを、該ネットワークインタフェース部に供給するアドレス供給手段を含み、該ネットワークインタフェース部は、該割当アドレスを保持するアドレス保持手段と、該ＩＰネットワークを介して到来する複数のＩＰパケットのうちから、該割当アドレスに対応するネットワーク制御パケットを抽出するパケット抽出手段と、該ネットワーク制御パケットの内容に対応する応答パケットを生成し、これを該ＩＰネットワークを介して供給するパケット応答手段とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によるＩＰ通信装置によれば、ＡＲＰリクエストやＰＩＮＧリクエスト等のアドレス設定等に関わる応答をＣＰＵに負荷をかけることなく、ネットワークインタフェース部のハードウェア等の手段により実施し得る構成が与えられる。これにより、アドレス設定等の応答処理に関わる負荷を軽減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の実施例を示し、ＩＰ通信装置の構成を示している。ＩＰ通信装置１０は、外部のＩＰネットワークに接続される通信装置であり、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１１や主記憶装置（ＭＥＭ）１２がバス１３を介して接続される通常のコンピュータ構成により実現される。ＩＰ通信装置１０は、さらに、ＩＰネットワークとの通信を実現するためのネットワークインタフェース部２０がバス１３を介して接続されている。
【００１１】
ネットワークインタフェース部２０は、物理層送受信部２１と、ＭＡＣフレーム検出部２２と、ＭＡＣフレーム化部２３と、ＰＩＮＧ検出部２４ａと、ＰＩＮＧ応答生成部２４ｂと、ＡＲＰ検出部２５ａと、ＡＲＰ応答生成部２５ｂと、セレクタ２６と、入出力コントローラ２７とから構成される。
【００１２】
物理層送受信部２１は、通信プロトコルスタックにおいてイーサネット（登録商標）等により行われる物理層の通信処理をなす装置であり、外部のＩＰネットワークから受信されるＩＰパケットを受信し、ＭＩＩ（Medium Independent Interface）変換を行ってシリアル形式のデータとしてＭＡＣフレーム検出部２２に供給する共に、ＭＡＣフレーム化部２３から供給されるＭＩＩ変換されたシリアル形式のデータをＩＰパケットとしてＩＰネットワークに送信する機能を備える。
【００１３】
ＭＡＣフレーム検出部２２は、ＭＩＩ変換されたデータを取り込み、ＭＡＣフレームを認識しつつ、宛先ＭＡＣアドレスが自分宛であることを確認し、さらにＦＣＳ（Frame Check Sequence）の値が正しいことをチェックサム計算回路等により確認し、これらが正しければ、該受信パケットをＰＩＮＧ検出部２４ａ、ＡＲＰ検出部２５ａ及び入出力コントローラ２７に供給する機能を備える。該受信パケットは、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）リクエスト及びＰＩＮＧリクエストを含む各種のパケットで有り得る。
【００１４】
ＭＡＣフレーム化部２３は、セレクタ２６から供給される送信パケットを取り込み、ＭＡヘッダ及びＦＣＳを付加してＭＡＣフレームを生成し、これをＭＩＩ変換の後に物理層送受信部２１に供給する機能を備える。
【００１５】
ＰＩＮＧ検出部２４ａは、受信パケットを監視し、該受信パケットに格納されているＩＰプロトコルタイプ及びタイプ番号を判別するフィルタリングを行うことで、ＰＩＮＧリクエストを抽出する機能を備える。該フィルタリングは、シリアル状の受信パケットに対して単純にシリアルパラレル変換（Ｓ／Ｐ変換）を行って、得られるパラレル状のビットパターンとＩＰプロトコルタイプ等の識別ビットパターンとの比較をＡＮＤゲート及びＯＲゲートからなる論理回路により行うことで実現され得る。ＰＩＮＧリクエストを抽出した場合に、ＰＩＮＧ検出部２４ａは、トリガ信号と共に送信元のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを含むデータ信号をＰＩＮＧ応答生成部２４ｂに供給する機能を備える。
【００１６】
ＰＩＮＧ応答生成部２４ｂは、ＰＩＮＧ検出部２４ａから供給されるトリガ信号及びデータ信号に応じてＰＩＮＧ応答パケットを生成し、これをＭＩＩ変換を行ってセレクタ２６に供給する機能を備える。
【００１７】
ＡＲＰ検出部２５ａは、受信パケットを監視し、該受信パケットに格納されているプロトコルタイプ及びオペレーションコードを判別するフィルタリングを行うことで、ＡＲＰリクエストを抽出する機能を備える。該フィルタリングは、シリアル状の受信パケットに対して単純にシリアルパラレル変換（Ｓ／Ｐ変換）を行って、得られるパラレル状のビットパターンとプロトコルタイプ等の識別ビットパターンとの比較をＡＮＤゲート及びＯＲゲートからなる論理回路により行うことで実現され得る。ＡＲＰ検出部２５ａは、ＡＲＰリクエストを抽出した場合にトリガ信号と共に送信元のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを含むデータ信号をＡＲＰ応答生成部２４ｂに供給する機能を備える。
【００１８】
ＡＲＰ応答生成部２５ｂは、ＡＲＰ検出部２５ａから供給されるトリガ信号及びデータ信号に応じてＡＲＰ応答パケットを生成し、これをＭＩＩ変換を行ってセレクタ２６に供給する機能を備える。
【００１９】
セレクタ２６は、入出力コントローラ２７、ＰＩＮＧ応答生成部２４ｂ、ＡＲＰ応答生成部２５ｂから供給される送信パケットを選択的に切り替えて取り込み、送信パケットのプライオリティと輻輳状態によってバケットの送出間隔を調整してＭＡＣフレーム化部２３に供給する機能を備える。
【００２０】
入出力コントローラ２７は、バス１３を介して中央演算処理装置１１及び主記憶装置１２に接続され、これらの間で、送信または受信パケットを入出力する機能を備える。入出力されるパケットは、ＰＩＮＧリクエスト及びＡＲＰリクエストを含む全て種類のパケットが含まれる。入出力コントローラ２７は、好ましくは、ＤＭＡ（Direct Memory Access）方式により中央演算処理装置１１の負荷を軽減して主記憶装置１２とのデータ転送を可能とする。
【００２１】
図２は、ＡＲＰリクエスト及びＡＲＰ応答パケットを含むＭＡＣフレームの構成を示している。ＭＡＣフレーム３０は、通常、プリアンブル３１と、ＳＦＤ（Start Frame Delimiter）３２と、ＭＡＣヘッダ３３と、ＭＡＣヘッダ拡張部３４と、ＦＣＳ３５とを含んでいる。ＭＡＣヘッダ拡張部３４は、本明細書中において受信パケットまたは送信パケットと称する部分に含まれる。
【００２２】
ＭＡＣヘッダ拡張部３４は、通常、送信元及び宛先ＭＡＣアドレスや送信元及び宛先ＩＰアドレスを含み、さらに、プロトコルタイプ３４２と、オペレーションコード３４１とを含んでいる。ここで、プロトコルタイプ３４２は、通常のＩＰパケットである場合には“0x0800”の値が設定され、ＡＲＰパケットである場合には“0x0806”の値が設定されている。また、オペレーションコード３４１には、ＡＲＰリクエストである場合には“0001”の値が設定され、ＡＲＰ応答である場合には“0002”の値が設定されている。
【００２３】
従って、前述したＡＲＰ検知部２５ａ（図１参照）は、プロトコルタイプ３４２及びオペレーションコード３４１の識別ビットパターンを、受信パケット毎に検査することによりＡＲＰリクエストを抽出することができる。
【００２４】
図３は、ＰＩＮＧリクエスト及びＰＩＮＧ応答パケットを含むＭＡＣフレームの構成を示している。ＭＡＣフレーム３０は、通常、プリアンブル３１と、ＳＦＤ３２と、ＭＡＣヘッダ３３と、ＭＡＣヘッダ拡張部３４と、ＩＰヘッダ３６と、ＩＰデータ３７と、ＦＣＳ３５とを含んでいる。ＭＡＣヘッダ拡張部３４、ＩＰヘッダ３６及びＩＰデータ３７は、本明細書中において受信パケットまたは送信パケットと称する部分に含まれる。
【００２５】
ＩＰヘッダ３６は、通常、送信元及び宛先ＩＰアドレスを含み、さらに、ＩＰプロトコルタイプ３６１を含んでいる。ここで、ＩＰプロトコルタイプ３６１は、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）プロトコルに基づくＩＰパケットである場合には“0x06”の値が設定され、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）プロトコルに基づくＩＰパケットである場合には“0x17”の値が設定され、さらに、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）プロトコルに基づくＩＰパケットである場合には“0x01”の値が設定されている。
【００２６】
ＩＰデータ３７は、当該ＩＰパケットの種類に応じたデータが格納される部分である。当該ＩＰパケットのＩＰプロトコルタイプ３６１がＩＣＭＰプロトコルに設定されている場合（“0x01”）には、ＩＰデータ３７はタイプ３７１及びその他のＩＣＭＰデータを含んでる。ここで、タイプ３７１は、ＰＩＮＧリクエスト、すなわちＩＣＭＰプロトコルにおけるエコー要求である場合には“8”の値が設定され、ＰＩＮＧ応答パケット、すなわちＩＣＭＰプロトコルにおけるエコー応答である場合には“0”の値が設定されている。
【００２７】
従って、前述したＰＩＮＧ検知部２４ａ（図１参照）は、ＩＰプロトコルタイプ３６１及びタイプ３７１の識別ビットパターンを、受信パケット毎に検査することによりＰＩＮＧリクエストを抽出することができる。
【００２８】
図４は、ＡＲＰリクエストに応じてＡＲＰ応答をなす処理手順を示している。なお、ＡＲＰ応答生成部２５ｂには、中央演算処理装置１１からの指令によりネットワークインタフェース部自体に設定あるいは動的に割り当てられたＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスが記憶されている。
【００２９】
ＭＡＣフレーム検出部２２は、受信パケットを逐次、ＡＲＰ検出部２５ａに供給している（ステップＳ１１）。ＡＲＰ検出部２５ａでは、受信パケット内のプロトコルタイプ及びオペレーションコードをハードウェアによるフィルタリングにより検出している（ステップＳ１２）。かかるフィルタリングによりＡＲＰリクエストであることを検出すると、トリガ信号と共に送信元のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを含むデータ信号をＡＲＰ応答生成部２５ｂに供給する（ステップＳ１３及び１４）。
【００３０】
次に、ＡＲＰ応答生成部２５ｂは、ＡＲＰ検出部２５ａからのトリガ信号に応じて、供給される送信元のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを取り込む。次いで、ＡＲＰ応答生成部２５ｂは、予め保持された自身のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを含む雛型のＡＲＰ応答パケットに、先に取り込んだ送信元のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを追記してＡＲＰ応答パケットを生成する（ステップＳ１５）。次いで、セレクタ２６に対して送信パケットがあることを指示する（ステップＳ１６）。
【００３１】
セレクタ２６は、送信パケットのプライオリティと輻輳状態によってバケットの送出間隔を最低ＩＦＧ分とった後に無駄なく次のパケットを処理するようして、ＡＲＰ応答パケットを選択し（ステップＳ１７）、これをＭＡＣフレーム化部２３に供給する（ステップＳ１８）。該送信パケット（ＡＲＰ応答パケット）は、ＭＡＣフレーム化部２３によるＭＩＩ変換されて、物理層送受信部２１を通じてＩＰネットワークにＩＰパケットとして送信される。
【００３２】
図５は、ＰＩＮＧリクエストに応じてＰＩＮＧ応答をなす処理手順を示している。なお、ＰＩＮＧ応答生成部２４ｂには、中央演算処理装置１１からの指令によりネットワークインタフェース部自体に設定あるいは動的に割り当てられたＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスが記憶されている。
【００３３】
ＭＡＣフレーム検出部２２は、受信パケットを逐次、ＰＩＮＧ検出部２４ａに供給している（ステップＳ２１）。ＰＩＮＧ検出部２４ａは、受信パケット内のプロトコルタイプをハードウェアによるフィルタリングにより検出する（ステップＳ２２）。
【００３４】
ＰＩＮＧ検出部２４ａは、かかるフィルタリングによりＩＰパケットであることを検出すると、次に、受信パケット内のＩＰヘッダ内のＩＰプロトコルタイプとＩＰデータ内のタイプとを、ハードウェアによるフィルタリングにより検出する（ステップＳ２３）。以上のフィルタリングによりＰＩＮＧリクエストであることを検出すると、トリガ信号と共に送信元のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを含むデータ信号をＰＩＮＧ応答生成部２４ｂに供給する（ステップＳ２４及び２５）。
【００３５】
次に、ＰＩＮＧ応答生成部２４ｂは、ＰＩＮＧ検出部２４ａからのトリガ信号に応じて、供給される送信元のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを取り込む。次いで、ＰＩＮＧ応答生成部２４ｂは、予め保持された自身のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスを含む雛型のＰＩＮＧ応答パケットに、取り込んだ送信元のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを追記してＰＩＮＧ応答パケットを生成する（ステップＳ２６）。次いで、セレクタ２６に対して送信パケットがあることを指示する（ステップＳ２７）。
【００３６】
セレクタ２６は、送信パケットのプライオリティと輻輳状態によってバケットの送出間隔を最低ＩＦＧ分とった後無駄なく次のパケットを処理するようにして、該ＰＩＮＧ応答パケットを選択し（ステップＳ２８）、該ＰＩＮＧ応答パケットをＭＡＣフレーム化部２３に供給する（ステップＳ２９）。該送信パケット（ＰＩＮＧ応答パケット）は、ＭＡＣフレーム化部２３によるＭＩＩ変換されて、物理層送受信部２１を通じてＩＰネットワークにＩＰパケットとして送信される。
【００３７】
以上の実施例において、ＡＲＰリクエストに対する応答の送出やＰＩＮＧリクエストに対する応答の送出がハードウェアにより高速に実現されている。これにより、ＩＰ通信装置内のＣＰＵの負荷軽減が図られている。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によるＩＰ通信装置は、例えば、通信端末としてのパーソナルコンピュータや、これら通信端末にサービスを提供するサーバコンピュータ、さらには、これらの間にあってサービスの中継をなすルータの如きＩＰネットワークに接続される多様なネットワーク装置に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例を示し、ＩＰ通信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＡＲＰリクエスト及びＡＲＰ応答パケットを含むＭＡＣフレームの構成を示すフォーマット図である。
【図３】ＰＩＮＧリクエスト及びＰＩＮＧ応答パケットを含むＭＡＣフレームの構成を示すフォーマット図である。
【図４】ＡＲＰリクエストに応じてＡＲＰ応答をなす処理手順を示すシーケンス図である。
【図５】ＰＩＮＧリクエストに応じてＰＩＮＧ応答をなす処理手順を示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ＩＰ通信装置
１１  中央演算処理装置（ＣＰＵ）
１２  主記憶装置（ＭＥＭ）
１３  バス
２０  ネットワークインタフェース部
２１  物理層送受信装置
２２  ＭＡＣフレーム検出部
２３  ＭＡＣフレーム化部
２４ａ  ＰＩＮＧ検出部
２４ｂ  ＰＩＮＧ応答生成部
２５ａ  ＡＲＰ検出部
２５ｂ  ＡＲＰ応答生成部
２６  セレクタ
２７  入出力コントローラ
３０  ＭＡＣフレーム
【図１】
2007180715.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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