成蹊大学理工学研究報告
J. Fac. Sci. Tech., Seikei Univ.
Vol.43 No.1 (2006) pp.33-37

ネットワークアドレスを識別子として利用する効率的無線タグＩＤ転送方式の提案
風穴英俊*1，津村 重宏*1，栗林 伸一*2

Efficient ID transfer method that uses network address of the processing
server as the ID in RFID networks
Hidetoshi KAZAANA*1， Shigehiro TSUMURA*1 ，Shin-ichi KURIBAYASHI*2
ABSTRACT : Radio Frequency Identification (RFID) is a technology that identifies objects using radio
frequency technology. In RFID networks, the means of transmitting and processing an identifier (ID) ofeach object is extremely important. This paper proposes an new method of transmitting IDs efficiently
that uses the network address of the processing server as a part of the ID, so allowing direct ID forwarding
to the processing server and thus greatly reducing the processing time and processing load. It is also
proposed to adopt a virtual address as network address, in order to allow flexible adaptation to a change inthe location of the processing server. Moreover, this paper demonstrates how to implement the proposed
method into a real network, assuming use of a wide-area Ether network.
Keywords : RFID, ID transfer, virtual address(Received March 6, 2006)

１．まえがきEPCglobal ネットワーク３)やユビキタスＩＤセンタ５）に代表されるＲＦＩＤネットワークでは，以下のような２電波（電磁波）を用いて内蔵したメモリのデータを非ステップ処理が行われる。第 1 ステップでは，無線タグ

接触で読み書きする情報媒体である無線タグ（ＩＣタグ）を内の識別子（EPCGlobal のＥＰＣ４），ユビキタスＩＤセ用いたＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システ

ンタのユキキタスＩＤ５）に対応）を読み取った端末は検ムの実証実験や事業導入が近年盛んに進められている１）。

索サーバ（EPCglobal ではＯＮＳ，ユビキタスＩＤセンＲＦＩＤとネットワークを連携させたＲＦＩＤネットワ

タではユビキタスＩＤ解決データベースに対応）にアクークでは，例えば無線タグをつけた商品やパレットなどセスし，読み取った識別子を処理するサーバのネットワをサプライチェーン全体で無線スキャナにより識別する。

ークアドレスを求める。第２ステップでは，第１ステッ

無線タグに書き込まれた当該商品の識別子をキーとしてプで取得したネットワークアドレスを用いて，識識別子ネットワーク経由で関連データベースにアクセスし，そや読み取った時間･場所などの関連情報を処理サーバまの商品の属性情報を即時に取得することなどが可能となで送る。

り，流通システムの飛躍的な効率化が期待できる。
また，

この２ステップ処理は，識別子の番号体系をネットワ

食も含む安心安全を実現するユビキタス社会の発展にもークとは独立に管理できるというメリットがある反面，なくてはならないものと考えられる２）。

処理サーバへの接続時間と接続負荷の増加という問題をＲＦＩＤネットワークでは，あらゆるものに無線タグもたらす。その改善策としては，検索サーバの高性能化を付与し,無線タグ内に格納された識別子（ＩＤ）を読みや大容量化などが従来検討されてきた。しかし，検索サ取って必要な処理を行うことでサービスを実行する。

ーバへの接続がどうしても残るため接続時間と接続負荷*1：成蹊大学工学部物理情報工学科 学生*2：成蹊大学理工学部情報科学科教授 (Professor, Dept. ofComputer and Information Science, e-mail:kuribayashi@st.seikei.ac.jp)の大幅削減は困難と考えられる。また，検索結果のキャッシュ化という方法もあるが，扱う識別子の種別が非常に多くなるＲＦＩＤネットワークでは困難である。さら−33−

に，識別子がリアルタイムな制御にも今後広く適用され無線タグ内に格納される識別子の一部に，それを処理ていくことを想定すると，識別子に関連した処理時間なするサーバのネットワークアドレスを割当てること がらびに処理負荷の削減も強く求められる。

提案方式の最大の特徴である。これにより，処理サーバ

本論文では，検索サーバへのアクセスを無くすことにのアドレス検索のための検索サーバアクセスが不要となより処理サーバへの接続時間ならびに接続負荷を大幅にる。つまり，識別子の値をもとに直接処理サーバに接続削減できる新たな識別子転送方式を提案する。具体的にすることが可能となる。
ネットワークアドレスとしては，は，その識別子を処理するサーバのネットワークアドレ

ＩＰネットワークを利用する場合はＩＰアドレス,イースを識別子の一部として利用する。なお，識別子としてサネットワークではＭＡＣアドレス，ＭＰＬＳネットワの柔軟性を確保するため，識別子の残り部分はネットワ

ークではＭＰＬＳタグ，ＡＴＭネットワークではＶＰＩ

ークアドレスとは独立に規定する。

／ＶＣＩ，などが対応する。

ところで，識別子としてネットワークアドレスを利用提案する識別子転送方式のイメージを図１に示す。図すると，処理サーバの移動や分割などに伴い，識別子そ１は識別子の一部にＩＰｖ４アドレス（プライベートアのものを変更する必要が出てくる。これを防ぐため，識ドレス）を使用することを前提とする。まず，無線タグ別子の一部に用いるネットワークアドレスとして 仮想内の識別子の一部には，処理サーバのネットワークアドネットワークアドレス を採用する。処理サーバの物理レスである 192.168.1.0 を使用する。識別子の残り部分は的収容位置と仮想ネットワークアドレスの対応関係を変ネットワークアドレスとは独立に規定する。その識別子更することにより，処理サーバの移動や分割が発生してを読取り端末で読み取り（図１①），処理サーバのネットもネットワークアドレスの変更は必要とはならない。

ワークアドレスである192.168.1.0の部分を取り出しそれ

２章では，ＲＦＩＤネットワークにおいて，識別子のをＩＰパケットのアドレス部に格納して転送する（図１

一部にそれを処理するサーバのネットワークアドレスを②）。パケットのデータ部には，識別子全体と読取り時使用する新たな識別子転送方式の概要を説明する。３章

間・場所などの制御情報が設定される。ネットワークノ

では，処理サーバの移動や分割に対応するため，ネットードはパケットのアドレス部に格納されたネットワーク

６）

ワークアドレスの仮想化，ならびにモバイルＩＰにもアドレスをもとに処理サーバ向けにパケットを送る（図とづくパケット転送処理方式，を提案する。４章は，広１③）。これは，通常のＩＰネットワークの経路選択機能域イーサネットワークを前提に，２章ならびに３章で提で実現され，特別な機能をネットワークに付加する必要案した方式の具体的な実現法を明らかにする。５章はむはない。パケットを受け取った処理サーバは，データ部すびである。

から必要な情報を取り出し，必要な処理を行う（図１④）。
なお，処理によっては識別子を送り出した読取り端末に２．ＲＦＩＤネットワークにおける新たな識別子転情報を返送しそこで何らかの制御を行う形態もあり得る送方式の提案

が，説明を簡単化するために図１には含めていない。

図１．ＲＦＩＤネットワークにおける新たな識別子転送方式の処理イメージ−34−

３．仮想ネットワークアドレスとパケット転送機能(2) パケット転送機能
処理サーバの移動毎に全ノードの対応データを変更す処理サーバの移動や分割は通常発生するものであり，るのは運用上大変である。このため，モバイルＩＰを参従来はそれが発生すると処理サーバのネットワークアド考にしたパケット転送機能を提案する。図３に処理イメレスが変更になる。
このため，２章で提案した方式では，ージを示す。送信元端末からパケットを受け取ったノーその変更される前のネットワークアドレスを含む全ての

ド１は，処理サーバが移動する前にそれを収容していた識別子を変更する必要があり，そのままでは実用的ではノード２に向けてパケットを送出する。ノード２は受信ない。

したパケットを移動した処理サーバを現在収容している処理サーバの分割や移動に伴う識別子の変更をなくすノード３に転送する。これにより，移動した処理サーバため，ネットワークアドレスの仮想化とパケット転送方の仮想ネットワークアドレス（Ｍ）を持つ識別子を変更式の２つの方策を提案する。

する必要がない。

（１） ネットワークアドレスの仮想化
識別子が処理される処理サーバのネットワークアドレスを仮想化する（以後，これを 仮想ネットワークアドレス と呼ぶ）。１つの物理サーバには１つまたは複数の仮想ネットワークアドレスが対応し，その対応関係はネットワークノードで管理する。本論文では，仮想ネットワークアドレスと物理サーバを収容するネットワークノードの対応関係は，保守運用システムにより各ノードに設定・変更されるものとする。サーバが移動または分割されても，仮想ネットワークアドレスと物理サーバの対

図３．ＲＦＩＤネットワークにおけるフレーム転送イメージ応関係を変えるだけで，識別子自体は仮想ネットワーク４．広域イーサネットワークを前提とした提案方式アドレスのままで変更する必要がないことがわかる。の具体的実現法

次に，仮想ネットワークアドレスの付与指針を以下に提案する。１つ目の指針は，その製品に必要となる最終処理能力（またはメモリ量）がサーバの最大処理能力（ま本章では，広域イーサネットワークを前提に，２章なたはメモリ量）以下となるようにする。
２つ目の指針は，らびに３章で提案した方式の具体的な実現法を明らかに管理の容易性の観点から，異なったカテゴリの製品を対する。

して１つのネットワークアドレスを付与しない。

4．1 使用するネットワークアドレスと識別子体系

アパレル製品を例に，これら指針に従った仮想ネット

広域イーサネットワークではＩＥＥＥで管理された物

ワークアドレスの付与の具体例を図２に示す。この例で理ＭＡＣアドレスが通常使用される。仮想ネットワークは，６つの仮想ネットワークアドレスを割り当てることにアドレスとして使用するため，ここでは網で一元的に管なる。

図２．割当て指針に従った仮想ネットワークアドレスの付与例−35−理する 仮想ＭＡＣアドレス （以後，ＶＭＡＣアドレス）路選択機能により対応する処理サーバまでイーサフレーを使用する。ＶＭＡＣアドレスの長さは，既存イーサスムを転送する。受信ネットワークノード内の処理イメーイッチの流用を考慮し，実ＭＡＣアドレスと同じ４８ビジを図５に示す。送信元のノード１から送出されたイーット，フレームフォーマットはＩＥＥＥ８０２.１Ｑに準サフレームを受信したノード２（移動前の処理サーバを拠する。また，企業を識別するためにＶＬＡＮ−ＩＤ（12収容していたノード）は， ＶＬＡＮ−ＩＤ対応の出回線ビット）を使用する。ＶＭＡＣアドレスの値はＶＬＡＮ選択表を検索する。処理サーバが移動していることが分−ＩＤ毎に独立に付与するものとする。

かれば，移動先ノードのＶＭＡＣアドレス（Ｌ）を取得

ＥＰＣｇｌｏｂａｌでサポートする識別子体系の１つする。そして，受信フレームをカプセル化し，移動先処であるｓＧＴＩＮ(Serialized Global Trade Item Number)−

理サーバを収容するノード３にイーサフレームを転送す

４）

９６のＥＰＣを前提とする。ＶＭＡＣアドレスの sＧる。カプセル化されたイーサフレームの宛先ＶＭＡＣアＩＴＮ規定ＩＤへの格納イメージを図４に示す。ＶＬＡ

ドレスにはＬ，送信元ＶＭＡＣアドレスにはＫ，をそれ

Ｎ-ＩＤは，企業または同一企業のサーバ群などに対応さぞれ設定する。

せ網で一元的に管理する。

カプセル化されたイーサフレームを受信したノード３
はカプセルを解き，イーサフレームを移動サーバへ送出

4．2 フレーム転送処理概要する。なお，誤配を防ぐため，ノード３では送信ＶＭＡ

送信元ノードは,読み取った識別子に含まれる情報をＣアドレスが該当ＶＬＡＮに属するかどうかチェックす

もとにＶＬＡＮ−ＩＤとＶＭＡＣを転送イーサフレームる。に設定する。そして，広域イーサネットワークが持つ経図４．識別子ＩＤのＶＭＡＣアドレスとＶＬＡＮ‑ＩＤへのマッピング例

図５．移動前の処理サーバを収容していたノードの処理イメージ−36−

５．むすび
本論文は，ＲＦＩＤネットワークにおいて，識別子の一部にそれを処理するサーバのネットワークアドレスを使用する新たな識別子転送方式を提案した。
この方式は，検索サーバへのアクセスを無くすことにより処理サーバへの接続時間ならびに接続負荷を従来の半分以下に削減することを可能とする。また，処理サーバの移動や分割に対応するため，ネットワークアドレスの仮想化とモバイルＩＰにもとづくパケット転送処理方式を提案した。
さらに広域イーサネットワークを前提に，提案方式の具体的な実現法を明らかにした。

参考文献[1] 経済産業省情報経済課，電子タグ（IC タグ）の普及に向けた日本の戦略,2004.7[2] T-Engine フォーラムの「ユビキタス食品情報基盤システム実証実事業」など
http://www.t-engine.org/japanese.html[3] EPCglobal,“The EPC global architecture
framework Ver.1”[4] EPC global,“EPC Tag DataStandards Ver.1.1,
Rev.1.27”[5] ユビキタスＩＤセンタ
http://www.uidcenter.org/japanese.html[6] IETF RFC3344,“IP Mobility Support for IPv4”−37−