(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理的に単一のLANに収容された無線端末を仮想的に複数のグループに分類する仮想LAN対応の無線LANシステムにおいて、
無線端末との間に無線リンクを確立する複数のアクセスポイントと、
前記各アクセスポイントと各仮想LANとの間でフレームを交換するスイッチング手段とを含み、
前記各アクセスポイントは、
各無線端末に固有の端末IDと当該無線端末が所属する仮想LANグループに固有の仮想IDとの対応関係を記憶するデータテーブルと、
各無線端末から受信したフレームに登録されている端末IDを認識する手段と、
前記受信フレームに仮想LANタグを挿入する手段と、
前記認識した端末IDに基づいて前記データテーブルを参照し、当該端末IDに対応した仮想IDを抽出する手段と、
前記抽出した仮想IDを前記仮想LANタグに登録して前記スイッチング手段へ転送する手段とを含み、
前記スイッチング手段は、
前記アクセスポイントから受信したフレームの仮想LANタグに登録されている仮想IDを識別する手段と、
前記識別結果に基づいて、当該受信フレームの転送先を選択する手段と、
前記受信フレームから仮想LANタグを削除する手段と、
前記仮想LANタグの削除されたフレームを前記選択された転送先へ出力する手段とを含むことを特徴とする仮想LAN対応の無線LANシステム。
【請求項２】
前記各アクセスポイントのデータテーブルに、各無線端末の端末IDと仮想IDとの対応関係が予め登録されていることを特徴とする請求項１に記載の仮想LAN対応の無線LANシステム。
【請求項３】
前記各端末IDと仮想IDとの対応関係が予め登録されたサーバをさらに具備し、
前記サーバは、
アクセスポイントとの間に無線リンクを確立した無線端末から端末IDを取得する手段と、
前記取得した端末IDに対応した仮想IDを抽出する手段と、
前記抽出した仮想IDを前記アクセスポイントへ通知する手段とを含み、
前記アクセスポイントは、前記サーバから通知された仮想IDを端末IDと対応づけて前記データテーブルに登録することを特徴とする請求項１に記載の仮想LAN対応の無線LANシステム。
【請求項４】
前記サーバが認証サーバであり、前記端末IDの取得、仮想IDの抽出およびその通知を、前記無線端末の認証処理において実行することを特徴とする請求項３に記載の仮想LAN対応の無線LANシステム。
【請求項５】
前記スイッチング手段は、
仮想LANから受信したフレームに仮想LANタグを挿入する手段と、
前記受信フレームの入力ポートに対応した仮想IDを前記仮想LANタグに登録する手段と、
前記仮想LANタグの挿入された受信フレームを、当該仮想LANタグに登録されている仮想IDに対応したポートに接続されているアクセスポイントへ送出する手段とを含み、
前記アクセスポイントは、前記スイッチング手段から受信したフレームに挿入されている仮想LANタグを削除して各モバイル端末へ送信することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の仮想LAN対応の無線LANシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物理的に単一のLANに収容された無線端末を仮想的に複数のグループに分類する仮想LAN対応の無線LANシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
仮想LANは、物理的な接続形態とは独立に、端末を仮想的にグループ分けする技術であり、LANスイッチのポートに基づいてグループ分けするポートベース仮想LAN、端末のMACアドレスに基づいてグループ分けするMACアドレスベース仮想LANおよび利用するプロトコルに基づいてグループ分けするプロトコルベース仮想LAN等が存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、従来の有線LANに代わって無線LANが急速に普及しつつある。無線LANでは、イーサネット（登録商標）カードを装着されたモバイル端末と、このモバイル端末を子局とする親局としてのアクセスポイントとの間に無線リンクを確立し、モバイル端末は、アクセスポイントを介してネットワークにアクセスする。アクセスポイントが複数のモバイル端末と通信を行う場合、アクセスポイントはブリッジやルータとして動作する。
【０００４】
しかしながら、従来は仮想LANに対応した無線LANが存在しなかったため、一つのアクセスポイントを複数のグループで共有することができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、仮想LAN対応の無線LANシステムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、物理的に単一のLANに収容された無線端末を仮想的に複数のグループに分類する仮想LAN対応の無線LANシステムにおいて、無線端末との間に無線リンクを確立する複数のアクセスポイントと、前記各アクセスポイントと各仮想LANとの間でフレームを交換するスイッチング手段とを含む。前記各アクセスポイントは、各無線端末に固有の端末IDと当該無線端末が所属する仮想LANグループに固有の仮想IDとの対応関係を記憶するデータテーブルと、各無線端末から受信したフレームに登録されている端末IDを認識する手段と、前記受信フレームに仮想LANタグを挿入する手段と、
【０００７】
前記認識した端末IDに基づいて前記データテーブルを参照し、当該端末IDに対応した仮想IDを抽出する手段と、前記抽出した仮想IDを前記仮想LANタグに登録して前記スイッチング手段へ転送する手段とを含む。前記スイッチング手段は、前記アクセスポイントから受信したフレームの仮想LANタグに登録されている仮想IDを識別する手段と、前記識別結果に基づいて、当該受信フレームの転送先を選択する手段と、前記受信フレームから仮想LANタグを削除する手段と、前記仮想LANタグの削除されたフレームを前記選択された転送先へ出力する手段とを含む。
【０００８】
上記した特徴によれば、無線端末から送信されてアクセスポイントで受信されたイーサネット（登録商標）フレームに仮想LANタグが挿入され、この仮想LANタグには、無線端末が所属する仮想LANグループに固有の識別子（VID）が登録される。したがって、このイーサネット（登録商標）フレームを受信するスイッチング手段では、受信フレームを、その仮想LANタグに登録されている識別子（VID）に対応した転送先へ出力するだけで仮想LANを実現できる。しかも、スイッチング手段から出力されるイーサネット（登録商標）フレームには仮想LANタグが含まれないので、後段のネットワークは従来と同様に機能させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、仮想LAN機能を備えた無線LANシステムの第１実施形態のブロック図であり、物理的には単一のLANであるが、仮想的に複数グループ（本実施形態では、グループ０およびグループ１の２グループ）のLANを含んでいる。
【００１０】
グループ０に所属するモバイル端末MN(0)は、アクセスポイントAPおよびスイッチングHUBを介してグループ０のネットワークＮＷ(0)にアクセスし、さらにＮＡＴ(0)およびルータRを介してインターネットにアクセスする。同様に、グループ１に所属するモバイル端末MN(1)は、アクセスポイントAPおよびスイッチングHUBを介してグループ1のネットワークＮＷ(1)にアクセスし、さらにＮＡＴ(1)およびルータRを介してインターネットにアクセスする。
【００１１】
スイッチングHUBは、IEEE802.1Qで規定された仮想LANタグを追加・削除する機能を備える。スイッチングHUBの第１および第４ポートＰ１，Ｐ４には、前記アクセスポイントAPとしての無線基地局（親局）が有線接続されている。子局としてのモバイル端末MNは、アクセスポイント（AP）との間に無線リンクを確立する。
【００１２】
スイッチングHUBの第２ポートには、グループ０に所属するネットワークNW(0)が接続されている。第３ポートには、グループ１に所属するネットワークNW(1)が接続されている。各ネットワークは、それぞれNAT(0)、(1)およびルータRを介してインターネットに接続されている。本実施形態では、アクセスポイントAPが、各モバイル端末MNに固有の端末IDとしてのMACアドレス（MAC）と、各仮想LANグループに固有の仮想ID（VID）との対応関係が予め登録されたデータテーブルを具備している。
【００１３】
図２は、本実施形態における通信プロトコルの上りトラヒックに関するシーケンスを示した図である。ステップＳ１において、モバイル端末MNとアクセスポイントAPとの間に無線リンクが確立されると、ステップＳ２では、モバイル端末MNから送信されたユーザIDおよびパスワードが、スイッチングHUBを介してRADIUSサーバへ通知される。
【００１４】
RADIUSサーバは、ステップＳ３においてIEEE802.1Xに基づく認証処理を行う。ここでの認証は、WEPキーを各モバイル端末MNに割り当てることを目的としており、正規のユーザであることが確認されれば、ステップＳ４において、このモバイル端末MNにWEPキーが割り当てられる。ステップＳ５では、モバイル端末MNからアクセスポイントAPへイーサネット（登録商標）フレームが送信される。
【００１５】
図３は、前記イーサネット（登録商標）フレームのフレーム構成を示した図であり、宛先のMACアドレスが登録されたDA領域（６バイト）、送信元のMACアドレスが登録されたSA（６バイト）領域、データのプロトコルを示すフレームタイプ領域（２バイト）、データ領域（可変長）およびフレームチェックシーケンス領域（４バイト）を含む。
【００１６】
アクセスポイントAPは、ステップＳ６において、受信フレームのSA領域に登録されている送信元のMACアドレスを確認し、ステップＳ７において、前記MAC/VIDの対応関係が登録されたデータテーブルを検索し、前記送信元のMACアドレスに対応するVIDを識別する。さらに、ステップＳ８において、前記受信したイーサネット（登録商標）フレームにVLANタグを挿入する。
【００１７】
図４は、前記VLANタグ挿入後のフレーム構成を示した図であり、４バイトのVLANタグが新たに挿入されている。ステップＳ９では、このVLANタグに前記VIDが登録され、ステップＳ１０において、このフレームがスイッチングHUBへ送信される。
【００１８】
スイッチングHUBは、ステップＳ１１において、受信フレームのVLANタグに登録されているVIDを確認後、ステップＳ１２において、当該VLANタグを削除し、そのフレーム構成を前記図３に関して説明した構成に戻す。ステップＳ１３では前記フレームを、前記VIDがグループ(0)の識別子であればポートP2から出力し、前記VIDがグループ(1)の識別子であればポートP3から出力する。
【００１９】
NATは、ステップＳ１４において、受信フレームに登録されているプライベートな送信元IPアドレスを、既知のアドレス変換技術に基づいてグローバルなIPアドレスに付け替え、ステップＳ１５において、ルータRへ向けて送信する。ルータRは、受信パケットをインターネット上へ送信する。
【００２０】
図５は、ネットワーク側から各モバイル端末NMへパケットを転送する下りトラヒックにおける通信手順を示したシーケンス図である。
【００２１】
ルータRは、ステップＳ２１においてインターネットからIPパケットを受信すると、ステップＳ２２において、その宛先IPアドレスに基づいて宛先のグループを識別し、宛先がグループ０であればNAT(0)へ、グループ１であればNAT(1)へ、ステップＳ２３において受信パケットを転送する。ステップＳ２４では、IPパケットを受信した各NATが、そのグローバルな宛先IPアドレスを、前記ステップＳ１４と逆の手順でプライベートアドレスに付け替える。ステップＳ２５，Ｓ２６では、このIPパケットが各グループのネットワークNWを介してスイッチングHUBへ転送される。
【００２２】
スイッチングHUBは、ステップＳ２７において、受信フレームにVLANタグを挿入する。ステップＳ２８では、各イーサネット（登録商標）フレームのVLANタグに、その受信ポートに応じたVIDを登録する。すなわち、スイッチングHUBはポートベースVLANを設定し、ステップＳ２９において、このイーサネット（登録商標）フレームをアクセスポイントAPへ送信する。アクセスポイントAPは、ステップＳ３０において、受信フレームから前記VLANタグを削除したのち、これをステップＳ３１において各モバイル端末MNへ送信する。
【００２３】
図６は、本発明の第２実施形態のブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。上記した第１実施形態では、各アクセスポイントAPのデータテーブルにMAC/VIDの対応関係を予め登録しておくものとして説明したが、本実施形態では、RADIUSサーバに設けたデータテーブルのみにMAC/VIDの対応関係を登録しておき、IEEE802.1Xに基づく認証時に、RADIUSサーバから各アクセスポイントAPへ仮想VIDを通知することで、認証手順の追加と引き替えに、各アクセスポイントAPの構成を簡略化している。したがって、各アクセスポイントAPのデータテーブルには、RADIUSサーバから通知される端末ID（MAC）と仮想ID（VID）との対応関係が記憶されるのみであり、全てのモバイル端末に関する対応関係が予め登録されている訳ではない。
【００２４】
図７は、本実施形態における通信プロトコルの上りトラヒックに関するシーケンスを示した図である。ステップＳ４１において、モバイル端末MNとアクセスポイントAPとの間に無線リンクが確立されると、ステップＳ４２では、モバイル端末MNから送信されたユーザIDおよびパスワードが、スイッチングHUBを介してRADIUSサーバへ通知される。
【００２５】
RADIUSサーバは、ステップＳ４３においてIEEE802.1Xによる認証処理を行う。ここで、正規のユーザであることが確認されれば、ステップＳ４４においてモバイル端末のMACアドレスを確認し、ステップＳ４５において前記データテーブルを検索し、前記モバイル端末に対応するVIDを識別する。ステップＳ４６では、モバイル端末MNにWEPキーが割り当てられ、アクセスポイントAPには、前記MACアドレスとVIDとの対応関係が通知される。通知された対応関係は、ステップＳ４８においてアクセスポイントAPのデータテーブルに登録される。
【００２６】
ステップＳ４８では、モバイル端末MNからアクセスポイントAPへ、前記図３に関して説明したフレーム構成のイーサネット（登録商標）フレームが送信される。アクセスポイントAPは、ステップＳ４９において、受信フレームのSA領域に登録されているMACアドレスを確認し、ステップＳ５０において、データテーブルを検索して当該MACに対応するVIDを識別する。さらに、ステップＳ５１において、前記受信フレームにVLANタグを挿入し、ステップＳ５２において、このVLANタグに前記VIDを登録する。なお、これ以後の手順および下りトラヒックの処理手順は前記第１実施形態と同様なので、その説明を省略する。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、仮想LAN対応の無線LANを構築することができるので、企業の社内LANとして使われている無線アクセス網を、一般のユーザのインターネットアクセス網として利用する事が可能となる。また、企業の社内無線LANにおいて、同一ネットワークでありながら、部署毎にネットワークを分割できるといった効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  仮想LAN機能を備えた無線LANシステムの第１実施形態のブロック図である。
【図２】  第１実施形態の通信手順（上りトラヒック）を示した図である。
【図３】  アクセスポイントがモバイル端末から受信するイーサネット（登録商標）フレームのフレーム構成を示した図である。
【図４】  アクセスポイントがスイッチングHUBへ転送するイーサネット（登録商標）フレームのフレーム構成を示した図である。
【図５】  第１実施形態の通信手順（下りトラヒック）を示した図である。
【図６】  仮想LAN機能を備えた無線LANシステムの第２実施形態のブロック図である。
【図７】  第２実施形態の通信手順（上りトラヒック）を示した図である。
【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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