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JP4558454B2 - 通信システム - Google Patents

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Description

本発明は、特に無線LANに係る通信システムに関する。
近年、無線LAN(IEEE802.11規格)の普及が進み、公衆ネットワークや企業ネットワークにおいて大規模な無線LANネットワークシステムが構築されるようになっている。それに従って、アクセスポイント(AP)、例えば無線LAN基地局装置を個別に設定し設置していく方法から、複数の無線LAN基地局装置と接続したAP制御装置により、このAP制御装置、例えば無線LAN基地局制御装置が無線LAN基地局装置の自動設定、障害管理、統計情報の収集などを一括して行う方法に移行することが検討されている。この検討は、国際標準化団体であるIETF(Internet Engineering Task Force)やIEEE802.11ワーキンググループなどにより行われており、標準化の策定が進められている。
そこで、無線LANフレーム(802.11規格)とEthernet(登録商標)フレームとの間のブリッジ処理を無線LAN基地局装置により行わずに、上位のAP制御装置において行うことや、認証のポートの開閉箇所も無線LAN基地局装置からAP制御装置に移したアーキテクチャが検討されている。このようなアーキテクチャにおいて、IETFのCAPWAPワーキンググループでは、APを管理するプロトコルの一つとして、LWAPP(light weight access protocol)が提案されている。このLWAPPでは、AP制御装置が無線LAN基地局装置に対して、設定情報の自動設定、障害管理、統計情報収集、暗号鍵情報の設定などの制御を行っている。
ここで提案されている通信システムにおいては、それらの制御を行うために、AP制御装置と無線LAN基地局装置との間のイーサネット(登録商標)トンネルを用いた通信が規定されている(非特許文献1参照)。このイーサネット(登録商標)トンネルは、送信元MACアドレスと宛先MACアドレスとの組で決定される。LWAPPでは、イーサネット(登録商標)トンネルの送信元MACアドレスに送信元のインタフェースのMACアドレスが設定され、また、宛先MACアドレスには送信先のインタフェースのMACアドレスが設定されることが記述されている。
またユーザトラヒックのWLANのフレームと、Ethernet(登録商標)のフレームとの変換は、一般の無線LANシステムにおいてはAPにて行う。しかしながら、LWAPPにおいては「Centralization of the bridging(ブリッジ機能の集約化)」という記述があるように、WLANのフレームとEthernet(登録商標)フレームの変換は、AP制御装置にて集約して行われ、APとAP制御装置との間ではWLANフレーム(以下、802.11フレームという)がEtherヘッダによりカプセリングされ通信される。この場合、APでは、ヘッダの変換という複雑な仕事をせずに、通信端末装置に対してはカプセリングを外して、すなわちEtherヘッダを外すのみで端末側へ送出する。また、通信端末装置から受け取り網側へ送出するフレームは、802.11フレームをEtherヘッダによりカプセリングして網側へ送出するだけなので、APの処理が非常に簡単になるというメリットがある。
IETFドラフト draft-ohara-capwap-lwapp-00.txt 「Light Weight Access Point Protocol」
しかしながら、従来の通信システムにおいては、Ethernet(登録商標)フレームと802.11フレームとの変換をAP制御装置にてすべて行うことで、次の問題がある。
Etherヘッダは、宛先MACアドレスおよび送信元MACアドレスの2つのアドレスを持つ。一方、APと通信端末装置との間で遣り取りされるフレームにおける802.11ヘッダは、3つのアドレス(それぞれをAdd1、Add2、Add3とする)を持つ。そして、APから通信端末装置に送信される802.11フレームにおいては、Add1にその通信端末装置のMACアドレス、Add2にAPの識別子であるBSSID、Add3に送信元MACアドレスが入れられる。
そのため、Ethernet(登録商標)フレームから802.11フレームに変換する場合、AP制御装置は、BSSIDをフレームに付加しなければならない。そして、ブロードキャストフレームを網側から受信した場合、AP制御装置は、そのAP制御装置配下のAPの全てに送信しなければならず、そのAPの数だけフレームをコピーして、該当AP経由の802.11フレームに変換し、その外側を該当AP宛のEthernet(登録商標)ヘッダでカプセリングして送信する必要がある。この処理による負担は、AP制御装置において管理するAPが多くなるほど大きくなる。さらに、APにBSSIDが複数割り当てられている場合には、管理するAPの数以上にフレームをコピーする必要があるため、より大きな負担となる。すなわち、従来の通信システムにおいては、下りの回線においてブロードキャストフレームが通信される場合に、効率的な通信が行われているとは言い難い。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、下りの回線においてブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが通信される場合に効率的な通信を行うことができる通信システムを提供することを目的とする。
本発明の通信システムは、受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダに基づき無線LAN用ヘッダを形成し無線LAN用フレームに変換するフレーム変換手段と、宛先アドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとする伝送用ヘッダを形成し当該伝送用ヘッダにより前記無線LAN用フレームをカプセル化するフレーム形成手段と、前記フレーム形成手段にて形成されたフレームを送信する送信手段と、を具備する無線LAN基地局制御装置と、受信する前記フレームから前記伝送用ヘッダを外した前記無線LAN用フレームのヘッダ部に自装置に割り当てられたBSSIDを付加するヘッダ修正手段と、前記ヘッダ部に前記BSSIDが付加された前記無線LAN用フレームを送信する無線LAN用フレーム送信手段と、を具備する無線LAN基地局装置と、を具備する構成を採る。
本発明の無線LAN基地局制御装置は、受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダに基づき無線LAN用ヘッダを形成し無線LAN用フレームに変換するフレーム変換手段と、宛先アドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとする伝送用ヘッダを形成し当該伝送用ヘッダにより前記無線LAN用フレームをカプセル化するフレーム形成手段と、前記フレーム形成手段にて形成されたフレームを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線LAN基地局装置は、無線LAN基地局制御装置から送信された、宛先アドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとする伝送用ヘッダが付加されたフレームから当該伝送用ヘッダを外した無線LAN用フレームのヘッダ部に自装置に割り当てられたBSSIDを付加するヘッダ修正手段と、前記ヘッダ部に前記BSSIDが付加された前記無線LAN用フレームを送信する無線LAN用フレーム送信手段と、を具備する構成を採る。
本発明によれば、下りの回線においてブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが通信される場合に効率的な通信を行うことができる通信システムを提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
(実施の形態1)
まず、本実施の形態に係る通信システムの構成について、図1を参照して説明する。
実施の形態1に係る通信システム10は、図1に示すように、無線LAN基地局装置200と、無線LAN基地局装置200との間に無線LAN基地局装置200の基地局MACアドレスと自身の制御局MACアドレスとにより定まる、すなわち定義されるデータトンネルを形成しこのデータトンネルを用いて通信を行う無線LAN基地局制御装置としてのAP制御装置100と、無線LAN基地局装置200にアクセスして通信を行う通信端末装置300と、ネットワークシステム400とを備える。そして、AP制御装置100は、コアネットワークシステム20と接続されている。
AP制御装置100の無線LAN基地局装置200側のインタフェースには、MACアドレス:Sが付与されている。また、無線LAN基地局装置200AのAP制御装置100側のインタフェースには、MACアドレス:Xが付与されている。そして、AP制御装置100と無線LAN基地局装置200Aとの間では、MACアドレス:XとMACアドレス:Sとにより定義されるデータトンネルを通して通信が行われる。なお、AP制御装置100と無線LAN基地局装置200Bとの間では、MACアドレス:YとMACアドレス:Sとにより定義されるデータトンネルを通して通信が行われる。
また、無線LAN基地局装置200Aと通信端末装置300Aとの間では、BSSID(Basic Service Set ID):Aを識別子として通信が行われる。なお、無線LAN基地局装置200Bと通信端末装置300Bとの間では、BSSID(Basic Service Set ID):Bを識別子として通信が行われる。また、通信端末装置300Aには端末識別子T1が与えられ、通信端末装置300Bには端末識別子T2が与えられている。
図1に示すように、コアネットワークシステム20にあるデフォルトルータを介して下りのフレームが送信される場合、トンネルヘッダ(以下、「網側トンネルヘッダ」と呼び、AP制御装置100と無線LAN基地局装置200との間で用いられるトンネルヘッダと区別する)が付加されたフレームをAP制御装置100は受信する。なお、網側トンネルヘッダは、コアネットワークシステム20がEthernet(登録商標)である場合には、Etherヘッダである。
AP制御装置100は、網側トンネルヘッダを用いて、AP制御装置100と無線LAN基地局装置200との間で用いられるトンネルヘッダおよび無線LAN基地局装置200から通信端末装置300に送られる際に用いられる802.11用ヘッダを作成し、作成したトンネルヘッダおよび802.11用ヘッダにより802.11フレームをカプセル化して無線LAN基地局装置200に対して送信する。
無線LAN基地局装置200は、AP制御装置100からのフレームを受け取ると、トンネルヘッダを外し、すなわちデカプセル化して通信端末装置300に送信する。
上記下りのフレームが特にブロードキャストフレームである場合には、AP制御装置100は、作成するトンネルヘッダの宛先MACアドレスにブロードキャストアドレスを利用する。そして、無線LAN基地局装置200は、AP制御装置100からのフレームを受け取ると、トンネルヘッダを外し802.11フレームとして通信端末装置300に送信する。このとき無線LAN基地局装置200は、送信すべき通信端末装置300に割り当てられているBSSIDにより、802.11フレームのAdd2を上書きする。このようにすることにより、AP制御装置配下のブロードキャストドメインに存在する端末にフレームを届けることができる。そのときAP制御装置100はフレームをコピーする必要はない。
図2に示すように、AP制御装置100は、網側入出力部101と、フレーム変換部102と、宛先アドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとする伝送用ヘッダを形成し当該伝送用ヘッダにより無線LAN用フレームをカプセル化するフレーム形成手段としてのトンネル作成管理部103と、トンネル管理データベース部104と、端末側入出力部105とを有する。
網側入出力部101は、網側、すなわちコアネットワークシステム20側に対するフレームの入出力を行う。具体的には、コアネットワークシステム20側から入力されるフレームをフレーム変換部102に送出し、また、フレーム変換部102から入力されるフレームをコアネットワークシステム20へ送出する。
フレーム変換部102は、網側トンネルヘッダを用いて、無線LAN基地局装置200から通信端末装置300に送られる際に用いられる802.11用ヘッダを作成し、作成した802.11用ヘッダにより802.11フレームをカプセル化する。すなわち、フレーム変換部102は、フレームの変換を行う。
トンネル作成管理部103は、データトンネルの作成およびトンネル管理データベース部104の管理などを行う。また、トンネル作成管理部103は、入力されるフレームをデータトンネルに振り分ける。トンネル作成管理部103は、その際、トンネルヘッダを作成してフレームに付加する。
トンネル管理データベース部104は、図3に示すように、データフレーム用トンネルテーブルと、データフレーム用対応テーブルとを備える。
データフレーム用トンネルテーブルには、図3(a)に示すように、データフレームを通信するためのデータトンネルがエントリされており、各々のデータトンネルは、宛先MACアドレスと送信元MACアドレスの組により定義(規定)されている。例えば、図3(a)のデータフレーム用トンネルテーブルのインデックス1には、AP制御装置100と無線LAN基地局装置200Aとの間に形成されるデータトンネルが定義されている。そして、このデータトンネルと、無線LAN基地局装置200と通信端末装置300との間の通信に用いられるBSSIDとが対応づけられている。
データフレーム用対応テーブルには、図3(b)に示すように、データフレームごとにどのデータトンネルを利用するかが定義(規定)されている。例えば、通信端末装置300Aの端末識別子がT1であるとすれば、データフレーム用対応テーブルにおいて対応するBSSIDがA−1であるので、通信端末装置300AとAP制御装置100との間でデータフレームを遣り取りする場合には、データフレーム用トンネルテーブルにおいてBSSIDがA−1であるインデックス1のデータトンネルを利用することが定義(規定)されている。
端末側入出力部105は、トンネル作成管理部103から受け取るフレームを無線LAN基地局装置200に対して送出し、また無線LAN基地局装置200からのフレームをトンネル作成管理部103に送出する。
次いで、フレーム変換部102の動作について図4を参照して説明する。なお、図4においては、特に下りのフレームの流れ、すなわちフレーム変換部102が網側入出力部101からのフレームを入力した場合についてのみ示している。
網側入出力部101からフレームを受け取ると、フレーム変換部102は、まず、そのフレームの宛先MACアドレスがユニキャストアドレスであるか否かを判定する(ステップST2001)。
判定の結果、ユニキャストアドレスであるとき(ステップST2001:YES)には、フレーム変換部102は、このユニキャストアドレスがフレームの送信先となる通信端末装置300の端末識別子であるので、この端末識別子をキーとしてトンネル管理データベース部104のデータフレーム用対応テーブルを参照し、その端末識別子から特定される通信端末装置300が割り当てられたBSSIDを取り出す(ステップST2002)。
ステップST2003において、フレーム変換部102は、網側から送られてきたフレームに付加されている網側トンネルヘッダとステップST2002にて取得したBSSIDとを用いて、802.11フレームのヘッダを作成する。具体的には、網側トンネルヘッダの宛先MACアドレスを802.11フレームのAdd1に入れ、網側トンネルヘッダの送信元MACアドレスを802.11フレームのAdd3に入れ、ステップST2002にて取得したBSSIDをAdd2に入れる。なお、AP制御装置100および無線LAN基地局装置200の間のデータフレームの構成については、図9を参照して後述する。
ステップST2004において、フレーム変換部102は、ステップST2003にて作成されたヘッダが付加された802.11フレームをトンネル作成管理部103に送出する。
また、ステップST2001における判定の結果、ユニキャストアドレスでないとき、すなわちマルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスのとき(ステップST2001:NO)には、フレーム変換部102は、網側から送られてきたフレームに付加されている網側トンネルヘッダを用いて、802.11フレームのヘッダを作成する(ステップST2005)。具体的には、網側トンネルヘッダの宛先MACアドレスを802.11フレームのAdd1に入れ、網側トンネルヘッダの送信元MACアドレスを802.11フレームのAdd3に入れ、ブロードキャストアドレスをAdd2に入れる。ここでは、便宜的にAdd2にブロードキャストアドレスを入れているが、後述するようにAdd2に関しては無線LAN基地局装置200においてその無線LAN基地局装置200に割り当てられているBSSIDを上書きするので、特にブロードキャストアドレスを入れることに限定されるものではない。要は、Add2の領域を確保しておけばよい。
ステップST2006において、フレーム変換部102は、ステップST2005にて作成されたヘッダが付加された802.11フレームをトンネル作成管理部103に送出する。
次いで、トンネル作成管理部103の動作について図5を参照して説明する。なお、図5においては、特に下りのフレームの流れ、すなわちトンネル作成管理部103がフレーム変換部102からのフレームを入力した場合についてのみ示している。
まずステップST2101においてフレームを受け取ると、トンネル作成管理部103は、そのフレームのAdd1がユニキャストアドレスか否かを判定する(ステップST2102)。
ステップST2102における判定の結果、Add1がユニキャストアドレスである場合(ステップST2102:YES)には、トンネル作成管理部103は、そのAdd1の宛先MACアドレスとして格納されている端末識別子をキーとして、データフレーム用対応テーブルを検索し、対応するBSSIDを取り出す(ステップST2103)。
ステップST2104において、トンネル作成管理部103は、ステップST2103にて取得したBSSIDをキーとして、データフレーム用トンネルテーブルを検索し、対応するトンネル識別子を取り出す。
ステップST2105においてトンネル作成管理部103は、ステップST2104にて取り出したトンネル識別子を基にしてトンネルヘッダを作成し、このトンネルヘッダを付加したフレームを端末側入出力部105に送出する。
ステップST2102における判定の結果、Add1がユニキャストアドレスでない場合、すなわちマルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスである場合(ステップST2102:NO)には、トンネル作成管理部103は、宛先MACアドレスをブロードキャストアドレス、送信元MACアドレスを自装置のMACアドレスとしてトンネルヘッダを作成し、このトンネルヘッダによりフレーム変換部102から受け取った802.11フレームをカプセル化して端末側入出力部105に送出する(ステップST2106)。
図6に示すように、無線LAN基地局装置200は、網側入出力部201と、トンネル作成管理部202と、トンネル管理データベース部203と、端末側入出力部204とを有する。
網側入出力部201は、網側、すなわちAP制御装置100側に対するフレームの入出力を行う。具体的には、AP制御装置100側から入力されるフレームをトンネル作成管理部202に送出し、また、トンネル作成管理部202から入力されるフレームをAP制御装置100へ送出する。
トンネル作成管理部202は、データトンネルの作成およびトンネル管理データベース部203の管理などを行う。また、トンネル作成管理部202は、入力されるフレームをデータトンネルに振り分ける。このトンネル作成管理部202の動作の詳細については、後述する。
トンネル管理データベース部203は、図7に示すように、データフレーム用トンネルテーブルと、データフレーム用対応テーブルとを備える。
データフレーム用トンネルテーブルには、図7(a)に示すように、データフレームを通信するためのデータトンネルがエントリされており、各々のデータトンネルは、宛先MACアドレスと送信元MACアドレスとの組により定義されている。例えば、図7(a)のデータフレーム用トンネルテーブルのインデックス1は、AP制御装置100と無線LAN基地局装置200Aとの間に形成されるデータトンネルを定義している。そして、このデータトンネルと、無線LAN基地局装置200と通信端末装置300との間の通信に用いられるBSSIDとが対応づけられている。
データフレーム用対応テーブルには、図7(b)に示すように、データフレームごとにどのデータトンネルを利用するかが定義(規定)されている。例えば、通信端末装置300Aの端末識別子がT1であるとすれば、データフレーム用対応テーブルにおいて対応するBSSIDがA−1であるので、通信端末装置300AとAP制御装置100との間でデータフレームを遣り取りする場合には、データフレーム用トンネルテーブルにおいてBSSIDがA−1であるインデックス1のデータトンネルを利用することが定義(規定)されている。
端末側入出力部204は、通信端末装置300からのフレームをトンネル作成管理部202に送出し、またトンネル作成管理部202からのフレームを通信端末装置300に送出する。
次いで、トンネル作成管理部202の動作について図8を参照して説明する。なお、図8においては、特に下りのフレームの流れ、すなわちトンネル作成管理部202が網側入出力部201からのフレームを入力した場合についてのみ示している。
トンネル作成管理部202は、受け取ったフレームにおけるトンネルヘッダの宛先MACアドレスがユニキャストアドレスであるか否かを判定する(ステップST2201)。
判定の結果、ユニキャストアドレスであるとき(ステップST2201:YES)には、トンネル作成管理部202は、トンネルヘッダを外す、すなわちデカプセル化する(ステップST2202)。
ステップST2203において、トンネル作成管理部202は、トンネルヘッダを外して得られる802.11フレームを端末側入出力部204に送出する(ステップST2203)。
ステップST2201における判定の結果、ユニキャストアドレスでない場合、すなわちブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスである場合(ステップST2201:NO)には、トンネル作成管理部202は、トンネルヘッダを外す、すなわちデカプセル化する(ステップST2204)。
ステップST2205において、トンネル作成管理部202は、トンネルヘッダを外して得られる802.11フレームのAdd2を自装置に割り当てられているBSSIDにより上書きする。
ステップST2206において、トンネル作成管理部202は、ステップST2205にて得られたヘッダ部に修正を加えた802.11フレームを端末側入出力部204に送出する。
次いで、AP制御装置100および無線LAN基地局装置200の間で用いられるデータフレームの構成について図9を参照して説明する。
図9に示すようにデータフレームは、トンネルヘッダ2301(ここでは、Etherヘッダ)と、アダプテーション2302と、802.11フレーム2303とを備える。トンネルヘッダ2301は、送信先MACアドレスと、送信元MACアドレスと、Etherタイプとからなる。Etherタイプは、AP制御装置及び無線LAN基地局装置が識別できるように、特別の値を割り当てるべきであるが、ここでは本発明に直接関係しないので規定しない。また、802.11フレーム2303は、フレーム制御デュレーションIDと、802.11フレームを用いて送信される送信先の端末識別子(実施の形態においては通信端末装置300の端末識別子)が格納されるアドレス1領域(Add1)と、無線LAN基地局装置200のBSSIDが格納されるアドレス2領域(Add2)と、送信元のMACアドレス(実施の形態においてはコアネットワークシステム20を介して送信してきた通信端末装置のMACアドレス)が格納されるアドレス3領域(Add3)と、シーケンス制御領域と、データ領域とからなる。また、アダプテーション(AD)2302は、Etherフレームと、802.11フレームとの区切りとなる領域である。なお、上記アドレス1〜3に格納される情報は、コアネットワークシステム20からAP制御装置100を介して無線LAN基地局装置200および通信端末装置300に向けて送信される場合、それも送信されるフレームがユニキャストフレームである場合について説明したものである。
以上の構成の通信システム10におけるフレーム伝送の様子を図10を参照して説明する。なお、ここでは、特に下り回線のブロードキャストフレーム伝送の様子について示している。
図10に示すように、端末識別子T3を持つ通信端末装置から、Ethernet(登録商標)を介してAP制御装置100にEtherフレームが送信されている。このEtherフレームのヘッダ部分(網側トンネルヘッダ部)には、宛先MACアドレスにブロードキャストアドレス(BR)が格納され、送信元MACアドレスには送信元の通信端末装置の端末識別子T3が格納されている。
AP制御装置100は、上記Etherフレームを受け取ると、上述のとおりフレーム変換部102においてEtherヘッダと802.11ヘッダとの変換を行う。具体的には、Etherヘッダの宛先MACアドレスをAdd1に格納し、Etherヘッダの送信元MACアドレスをAdd3に格納する。なお、Add2に関しては特に格納する情報について限定はなく、領域を確保していればよい。そして、作成した802.11ヘッダにてカプセル化された802.11フレームを生成する。
そして、AP制御装置100は、トンネル作成管理部103において、フレーム変換部102にて形成された802.11フレームにトンネルヘッダを付加する。このトンネルヘッダは、宛先MACアドレスをブロードキャストアドレスとし、送信元MACアドレスを自装置のMACアドレスであるSとする。そして、AP制御装置100は、トンネルヘッダによりカプセル化されたフレーム、それもトンネルヘッダの宛先MACアドレスがブロードキャストアドレスであるフレームを無線LAN基地局装置200に対して送信する。
無線LAN基地局装置200Aは、AP制御装置100からのフレームを受け取ると、宛先MACアドレスがブロードキャストアドレスであるので、トンネルヘッダを外して802.11フレームを取り出し、802.11ヘッダのAdd2を自装置に割り当てられているBSSID:Aにより上書きして、配下の通信端末装置300に対して送信する。
因みに、従来の通信システムにおいては、図11に示すように、AP制御装置がブロードキャスフレームを受け取った場合、AP制御装置は、その自装置の配下にある無線LAN基地局装置の数だけフレームをコピーし、トンネルヘッダの宛先MACアドレスを各無線LAN基地局装置のMACアドレスとしてフレームを送信していた。また、802.11ヘッダのAdd2についても、AP制御装置が送信先の無線LAN基地局装置に割り当てられているBSSIDを格納していた。
以上のように、本実施の形態の通信システム10においては、AP制御装置100がブロードキャストフレームを受け取った場合に、従来のように自装置の配下にある無線LAN基地局装置の数だけコピーするなどの処理を行うことがないので、AP制御装置の処理量を軽減することができる。そのため、AP制御装置の性能を向上することができる。また、ブロードキャストフレームを受信したときにAP制御装置から送出されるフレームは、従来と異なりブロードキャストフレームだけなので、AP制御装置と無線LAN基地局装置との間のトラヒック量を低減することができるため、効率的なネットワーク設計が可能となる。一方、従来の無線LAN基地局装置はAP制御装置から受け取ったフレームのヘッダを外すことだけを行い802.11フレームを送信していたので、本実施の形態の無線LAN基地局装置200の処理量は、無線LAN基地局装置200が割り当てられているBSSIDを無線LAN用ヘッダに付加(具体的には、Add2に格納する)する必要がある分だけ従来の無線LAN基地局装置に比べて増えることとなる。しかしながら、従来のAP制御装置において行っていたフレームのコピーと無線LAN基地局装置200が行っているBSSIDの付加とを比べた場合に、処理量としてBSSIDを付加することの方が格段に少ないため、システム全体の負荷は従来のシステムに比べて大幅に減少する。
なお、以上の説明においては、主にブロードキャストの場合について説明したが、マルチキャストの場合にはブロードキャストをマルチキャストとすればよい。
このように実施の形態1によれば、通信システム10に、受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダ(網側トンネルヘッダ)に基づき無線LAN用ヘッダ(例えば、802.11ヘッダ)を形成し無線LAN用フレーム(802.11フレーム)に変換するフレーム変換部102と、宛先MACアドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとするデータリンク層ヘッダ(トンネルヘッダ)を形成し当該データリンク層ヘッダにより無線LAN用フレームをカプセル化するトンネル作成管理部103と、トンネル作成管理部103にて形成されたフレームを送信する端末側入出力部105と、を具備するAP制御装置100と、受信するフレームからトンネルヘッダを外した無線LAN用フレームのヘッダ部(802.11ヘッダ)に自装置に割り当てられたBSSIDを付加するトンネル作成管理部202と、ヘッダ部にBSSIDが付加された無線LAN用フレームを送信する端末側入出力部204と、を具備する無線LAN基地局装置200と、を設けた。
こうすることにより、AP制御装置100がブロードキャストフレームを受け取った場合に、従来のように自装置の配下にある無線LAN基地局装置の数だけコピーするなどの処理を行うことがなく、また、AP制御装置100はデータリンク層ヘッダ(トンネルヘッダ)の宛先MACアドレスをブロードキャストアドレスとしたブロードキャストフレームを1つ送信するだけでよいので、AP制御装置の処理量を低減することができる。一方、従来の無線LAN基地局装置はAP制御装置から受け取ったフレームのヘッダを外すことだけを行い無線LAN用フレーム(例えば、802.11フレーム)を送信していたので、本実施の形態の無線LAN基地局装置200の処理量は、無線LAN基地局装置200が割り当てられているBSSIDを無線LAN用ヘッダに付加(具体的には、Add2に格納する)する必要がある分だけ従来の無線LAN基地局装置に比べて増えることとなる。しかしながら、従来のAP制御装置において行っていたフレームのコピーと無線LAN基地局装置200が行っているBSSIDの付加とを比べた場合に、処理量としてBSSIDを付加することの方が格段に少ないため、システム全体の負荷は従来のシステムに比べて大幅に減少する。よって、下りの回線においてブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが通信される場合に効率的な通信を行うことができる通信システムを実現することができる。
また、実施の形態1によれば、AP制御装置100に、受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダ(網側トンネルヘッダ)に基づき無線LAN用ヘッダ(例えば、802.11ヘッダ)を形成し無線LAN用フレーム(802.11フレーム)に変換するフレーム変換部102と、宛先MACアドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとするデータリンク層ヘッダ(トンネルヘッダ)を形成し当該データリンク層ヘッダにより無線LAN用フレームをカプセル化するトンネル作成管理部103と、トンネル作成管理部103にて形成されたフレームを送信する端末側入出力部105と、を設けた。
こうすることにより、ブロードキャストフレームを受け取った場合に、従来のように自装置の配下にある無線LAN基地局装置の数だけコピーするなどの処理を行うことがなく、また、データリンク層ヘッダ(トンネルヘッダ)の宛先MACアドレスをブロードキャストアドレスとしたブロードキャストフレームを1つ送信するだけでよいので、処理量を低減することができるため、下りの回線においてブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが通信される場合に効率的な通信を行うことができるAP制御装置を実現することができる。
また、実施の形態1によれば、無線LAN基地局装置200に、AP制御装置100から送信された、宛先MACアドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとするデータリンク層ヘッダ(トンネルヘッダ)が付加されたフレームからトンネルヘッダを外した無線LAN用フレームのヘッダ部(例えば、802.11ヘッダ)に自装置に割り当てられたBSSIDを付加するトンネル作成管理部202と、そのヘッダ部にBSSIDが付加された無線LAN用フレームを送信する端末側入出力部204と、を設けた。
こうすることにより、従来の無線LAN基地局装置はAP制御装置から受け取ったフレームのヘッダを外すことだけを行い無線LAN用フレーム(例えば、802.11フレーム)を送信していたので、無線LAN基地局装置200の処理量は、無線LAN基地局装置200が割り当てられているBSSIDを無線LAN用ヘッダに付加(具体的には、Add2に格納する)する必要がある分だけ従来の無線LAN基地局装置に比べて増えることとなる。しかしながら、無線LAN基地局装置200においてBSSIDを付加する処理を行うことにより、AP制御装置100において従来のAP制御装置が行っていたフレームのコピーを行う必要がなくなるため、システム全体の負荷は従来のシステムに比べて大幅に減少する。よって、下りの回線においてブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが通信される場合に効率的な通信を可能にする無線LAN基地局装置を実現することができる。
(実施の形態2)
実施の形態2に係る通信システム30は、図12に示すように、無線LAN基地局装置600と、無線LAN基地局装置600との間に無線LAN基地局装置600の基地局MACアドレスと自身の制御局MACアドレスとにより定まる、すなわち定義されるデータトンネルを形成しこのデータトンネルを用いて通信を行う無線LAN基地局制御装置としてのAP制御装置500と、無線LAN基地局装置600にアクセスして通信を行う通信端末装置300とを備える。そして、AP制御装置500は、通信システム30から見て外側にある複数のネットワークシステム(ここでは、コアネットワーク40〜60)と接続されている。
通信システム30においては、AP制御装置500と無線LAN基地局装置600との間に、複数のデータトンネルが形成されている。さらに、通信システム30においては、形成されたデータトンネルをグループ化して、グルーピングされたデータトンネルで仮想的なLANを形成する。具体的には、例えばデータトンネル#1およびデータトンネル#3は、同一のトンネルグループ識別子#100がつけられており、これらのデータトンネルにより仮想的なLANが構築されている。こうすることにより、特に下りにおいてブロードキャストのフレームが送信される場合にAP制御装置500において送出先となる各データトンネルに対するユニキャストフレームを作る必要がなく、トンネルグループ単位でブロードキャストフレームを送信すればよいので、AP制御装置500における処理量を低減することができる。
さらに、AP制御装置500の外側にあるネットワークシステムの網識別子とトンネルグループ識別子とを対応づけることにより、AP制御装置500は、ブロードキャストフレームが送信されてきたネットワークシステムに応じて、どの仮想的なLANに送信するのか決定できるので、処理量を低減することができる。
また、図12に示すように、コアネットワーク40乃至60にあるデフォルトルータを介して下りのフレームが送信される場合、トンネルヘッダ(以下、「網側トンネルヘッダ」と呼び、AP制御装置500と無線LAN基地局装置600との間で用いられるトンネルヘッダと区別する)、およびフレームがどのコアネットワークから来たのかを示す網識別子が付加されたフレームをAP制御装置500は受信する。なお、網側トンネルヘッダは、コアネットワーク40乃至60がEthernet(登録商標)である場合には、Etherヘッダである。
AP制御装置500は、網側トンネルヘッダを用いて、AP制御装置500と無線LAN基地局装置600との間で用いられるトンネルヘッダおよび無線LAN基地局装置600から通信端末装置300に送られる際に用いられる802.11用ヘッダを作成し、作成したトンネルヘッダおよび802.11用ヘッダにより802.11フレームをカプセル化して無線LAN基地局装置600に対して送信する。なお、実施の形態2におけるトンネルヘッダには、宛先MACアドレスおよび送信元MACアドレスの他に、仮想的なLANの識別子(トンネルグループ識別子)を格納するVLANタグ領域が設けられている。また、実施の形態2においては、網識別子と仮想的LANの識別子とが対応づけられている。すなわち、フレームの送信元のコアネットワークに応じて、送信先の仮想的LANが決められている。ただし、AP制御装置500においてコアネットワークの各々と繋がるポートが物理的に分離されている場合には、コアネットワーク側から送信されてくるフレームに網識別子が付加されている必要はなく、この場合にはフレームを受け取ったポートの識別子を網識別子として扱えばよい。
無線LAN基地局装置600は、AP制御装置500からのフレームを受け取ると、トンネルヘッダを外し、すなわちデカプセル化して通信端末装置300に送信する。
上記下りのフレームが特にブロードキャストフレームである場合には、AP制御装置500は、作成するトンネルヘッダの宛先MACアドレスにブロードキャストアドレスを利用する。そして、無線LAN基地局装置600は、AP制御装置500からのフレームを受け取ると、トンネルヘッダを外し802.11フレームとして通信端末装置300に送信する。このとき無線LAN基地局装置600は、トンネルヘッダのVLANタグ領域に格納されているトンネルグループ識別子に対応するBSSIDにより、802.11フレームのAdd2を上書きする。このようにすることにより、AP制御装置500配下のブロードキャストドメインに存在する端末にフレームを届けることができる。そのときAP制御装置500はフレームをコピーする必要はない。
図13に示すように、実施の形態2のAP制御装置500は、網側入出力部501と、フレーム変換部502と、宛先アドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとする伝送用ヘッダを形成し当該伝送用ヘッダにより無線LAN用フレームをカプセル化するフレーム形成手段としてのトンネル形成管理部503と、トンネル管理データベース部504と、端末側入出力部505とを有する。
網側入出力部501は、網側、すなわちコアネットワーク40乃至60側に対するフレームの入出力を行う。具体的には、コアネットワーク40乃至60側から入力されるフレームをフレーム変換部502に送出し、また、フレーム変換部502から入力されるフレームを送出すべきコアネットワーク40乃至60へ送出する。
フレーム変換部502は、網側トンネルヘッダを用いて、無線LAN基地局装置600から通信端末装置300に送られる際に用いられる802.11用ヘッダを作成し、作成した802.11用ヘッダにより802.11フレームをカプセル化する。すなわち、フレーム変換部502は、フレームの変換を行う。また、フレーム変換部502は、網側から受け取ったフレームに付加されている網識別子を所定の方法によりトンネル作成管理部503に与える。
トンネル作成管理部503は、データトンネルの作成およびトンネル管理データベース部504の管理などを行う。また、トンネル作成管理部503は、入力されるフレームをデータトンネルに振り分ける。トンネル作成管理部503は、その際、トンネルヘッダを作成してフレームに付加する。
トンネル管理データベース部504は、図14に示すように、データフレーム用トンネルテーブルと、データフレーム用対応テーブルと、グループ対応テーブルとを備える。
データフレーム用トンネルテーブルには、図14(a)に示すように、データフレームを通信するためのデータトンネルがエントリされており、各々のデータトンネルは、宛先MACアドレスと送信元MACアドレスとさらにVLANタグIDとの組により定義(規定)されている。
さらに、データフレーム用トンネルテーブルでは、宛先MACアドレスと送信元MACアドレスとVLANタグIDとの組からなるトンネル識別子と、トンネルグループ識別子とが対応づけられている。そして、例えば、図14(a)のデータフレーム用トンネルテーブルのトンネルID1およびトンネルID3はトンネルグループ識別子が#100で同じであり、トンネルID1およびトンネルID3により特定されるデータトンネルは同一の仮想的なLANを形成している。
データフレーム用対応テーブルには、図14(b)に示すように、データフレームごとにどのデータトンネルを利用するかが定義(規定)されている。例えば、通信端末装置300Aの端末識別子がT1であるとすれば、通信端末装置300AとAP制御装置500との間でデータフレームを遣り取りする場合には、データフレーム用トンネルテーブルのトンネルID1のデータトンネルを利用することが定義(規定)されている。
グループ対応テーブルには、図14(c)に示すように、網識別子とトンネルグループ識別子とが対応づけられている。このグループ対応テーブルは、特に下りにおいてブロードキャストのフレームが送信される場合に用いられるものであり、ブロードキャストフレームが送信されてきたネットワークシステムの網識別子に対し、そのブロードキャストフレームを送出すべき仮想的なLANを特定するトンネルグループ識別子が対応づけられている。
端末側入出力部505は、トンネル作成管理部503から受け取るフレームを無線LAN基地局装置600に対して送出し、また無線LAN基地局装置600からのフレームをトンネル作成管理部503に送出する。
次いで、フレーム変換部502の動作について図15を参照して説明する。なお、図15においては、特に下りのフレームの流れ、すなわちフレーム変換部502が網側入出力部501からのフレームを入力した場合についてのみ示している。
網側入出力部501からフレームを受け取ると、フレーム変換部502は、まず、そのフレームの宛先MACアドレスがユニキャストアドレスであるか否かを判定する(ステップST2401)。
判定の結果、ユニキャストアドレスであるとき(ステップST2401:YES)には、フレーム変換部502は、このユニキャストアドレスがフレームの送信先となる通信端末装置300の端末識別子であるので、この端末識別子をキーとしてトンネル管理データベース部504のデータフレーム用対応テーブルおよびデータフレーム用トンネルテーブルを参照し、その端末識別子から特定される通信端末装置300が割り当てられたBSSIDを取り出す(ステップST2402)。具体的には、フレーム変換部502は、ユニキャストアドレスである端末識別子をキーとしてデータフレーム用対応テーブルを参照し、その端末識別子と対応するトンネルIDを取り出す。そして、フレーム変換部502は、データフレーム用トンネルテーブルを参照し、取り出したトンネルIDと対応するBSSIDを取得する。
ステップST2403において、フレーム変換部502は、網側から送られてきたフレームに付加されている網側トンネルヘッダとステップST2402にて取得したBSSIDとを用いて、802.11フレームのヘッダを作成する。具体的には、網側トンネルヘッダの宛先MACアドレスを802.11フレームのAdd1に入れ、網側トンネルヘッダの送信元MACアドレスを802.11フレームのAdd3に入れ、ステップST2402にて取得したBSSIDをAdd2に入れる。なお、AP制御装置500および無線LAN基地局装置600の間のデータフレームの構成については、図20を参照して後述する。
ステップST2404において、フレーム変換部502は、ステップST2403にて作成されたヘッダが付加された802.11フレームをトンネル作成管理部503に送出する。
また、ステップST2401における判定の結果、ユニキャストアドレスでないとき、すなわちマルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスのとき(ステップST2401:NO)には、フレーム変換部502は、網側から送られてきたフレームに付加されている網側トンネルヘッダを用いて、802.11フレームのヘッダを作成する(ステップST2405)。具体的には、網側トンネルヘッダの宛先MACアドレスを802.11フレームのAdd1に入れ、網側トンネルヘッダの送信元MACアドレスを802.11フレームのAdd3に入れ、フレームに付加されている網識別子をAdd2に入れる。
なお、Add2に網識別子を入れたのは、トンネル作成管理部503に網識別子を渡すためであり、その方法には特に限定されない。他の方法としては、例えば、Add2に格納するのではなく装置内のヘッダとしてフレームに網識別子を付加することにより受け渡してもよく、また、一時的に情報を記憶させる記憶領域をフレーム変換部502とトンネル作成管理部503とで共有することにより網識別子を受け渡してもよい。他の方法の場合にはAdd2領域に格納する情報に限定はなく、領域を確保しておけばよい。ただし、Add2に網識別子を格納する方法が、新たなプロトコル又は構成要素を設ける必要がないので最も簡単に実現できる方法である。
ステップST2406において、フレーム変換部502は、ステップST2405にて作成されたヘッダが付加された802.11フレームをトンネル作成管理部503に送出する。
次いで、トンネル作成管理部503の動作について図16を参照して説明する。なお、図16においては、特に下りのフレームの流れ、すなわちトンネル作成管理部503がフレーム変換部502からのフレームを入力した場合についてのみ示している。
まずステップST2501においてフレームを受け取ると、トンネル作成管理部503は、そのフレームのAdd1がユニキャストアドレスか否かを判定する(ステップST2502)。
ステップST2502における判定の結果、Add1がユニキャストアドレスである場合(ステップST2502:YES)には、トンネル作成管理部503は、そのAdd1の宛先MACアドレスとして格納されている端末識別子をキーとして、データフレーム用対応テーブルを検索し、対応するトンネルIDを取り出す(ステップST2503)。
ステップST2504において、トンネル作成管理部503は、ステップST2503にて取得したトンネルIDをキーとして、データフレーム用トンネルテーブルを検索し、対応するトンネル識別子およびトンネルグループ識別子を取り出す。
ステップST2505においてトンネル作成管理部503は、ステップST2504にて取り出したトンネル識別子およびトンネルグループ識別子を基にしてトンネルヘッダを作成し、このトンネルヘッダを付加したフレームを端末側入出力部505に送出する。
ステップST2502における判定の結果、Add1がユニキャストアドレスでない場合、すなわちマルチキャストアドレス又はブロードキャストアドレスである場合(ステップST2502:NO)には、トンネル作成管理部503は、Add2領域に格納されている網識別子をキーとしてグループ対応テーブルを検索し、その網識別子に対応するトンネルグループ識別子を取り出す(ステップST2506)。
ステップST2507において、トンネル作成管理部503は、宛先MACアドレスをブロードキャストアドレス、送信元MACアドレスを自装置のMACアドレス、VLANタグ領域をステップST2506にて取得したトンネルグループ識別子としてトンネルヘッダを作成し、このトンネルヘッダによりフレーム変換部502から受け取った802.11フレームをカプセル化して端末側入出力部505に送出する(ステップST2507)。
なお、図16を参照して行った上記説明においては、コアネットワークと仮想的LAN(すなわち、トンネルグループ識別子)とを一対一で対応している場合を説明したが、これに限定されるものではなく、コアネットワークと複数のトンネルグループ識別子とを対応づけてもよい。この場合には、トンネル作成管理部503は、コアネットワークと対応づけられているトンネルグループ識別子の数だけフレームをコピーし、ステップST2506およびステップST2507の処理をその数だけ繰り返すこととなる。
図17に示すように、無線LAN基地局装置600は、網側入出力部601と、トンネル作成管理部602と、トンネル管理データベース部603と、端末側入出力部604とを有する。
網側入出力部601は、網側、すなわちAP制御装置500側に対するフレームの入出力を行う。具体的には、AP制御装置500側から入力されるフレームをトンネル作成管理部602に送出し、また、トンネル作成管理部602から入力されるフレームをAP制御装置500へ送出する。
トンネル作成管理部602は、データトンネルの作成およびトンネル管理データベース部603の管理などを行う。また、トンネル作成管理部602は、入力されるフレームをデータトンネルに振り分ける。このトンネル作成管理部602の動作の詳細については、後述する。
トンネル管理データベース部603は、図18に示すように、データフレーム用トンネルテーブルを備える。
データフレーム用トンネルテーブルには、図18に示すように、データフレームを通信するためのデータトンネルがエントリされており、各々のデータトンネルは、宛先MACアドレスと送信元MACアドレスとさらにVLANタグIDとの組により定義(規定)されている。また、各データトンネルは、トンネルグループ識別子およびBSSIDと対応づけられている。
端末側入出力部604は、通信端末装置300からのフレームをトンネル作成管理部602に送出し、またトンネル作成管理部602からのフレームを通信端末装置300に送出する。
次いで、トンネル作成管理部602の動作について図19を参照して説明する。なお、図19においては、特に下りのフレームの流れ、すなわちトンネル作成管理部602が網側入出力部601からのフレームを入力した場合についてのみ示している。
トンネル作成管理部602は、受け取ったフレームにおけるトンネルヘッダの宛先MACアドレスがユニキャストアドレスであるか否かを判定する(ステップST2601)。
判定の結果、ユニキャストアドレスであるとき(ステップST2601:YES)には、トンネル作成管理部602は、トンネルヘッダを外す、すなわちデカプセル化する(ステップST2602)。
ステップST2603において、トンネル作成管理部602は、トンネルヘッダを外して得られる802.11フレームを端末側入出力部604に送出する(ステップST2603)。
ステップST2601における判定の結果、ユニキャストアドレスでない場合、すなわちブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスである場合(ステップST2601:NO)には、トンネル作成管理部602は、トンネルヘッダを外す(ステップST2604)。
ステップST2605において、トンネル作成管理部602は、ステップST2604にて外したトンネルヘッダのVLANタグ領域に格納されているトンネルグループ識別子をキーとして、データフレーム用トンネルテーブルを参照し、そのトンネルグループ識別子に対応するBSSIDを取り出す。
ステップST2606において、トンネル作成管理部602は、トンネルヘッダを外して得られる802.11フレームのAdd2をステップST2605にて取得したBSSIDにより上書きする。
ステップST2607において、トンネル作成管理部602は、ステップST2606にて得られたヘッダ部に修正を加えた802.11フレームを端末側入出力部604に送出する。
なお、図19を参照して行った上記説明においては、仮想的LAN(すなわち、トンネルグループ識別子)とBSSIDとを一対一で対応している場合を説明したが、これに限定されるものではなく、仮想的LANと複数のBSSIDとを対応づけてもよい。この場合には、トンネル作成管理部602は、仮想的LANと対応づけられているBSSIDの数だけフレームをコピーし、ステップST2606の処理をその数だけ繰り返すこととなる。
次いで、AP制御装置500および無線LAN基地局装置600の間で用いられるデータフレームの構成について図20を参照して説明する。
図20に示すようにデータフレームは、図9に示したAP制御装置100および無線LAN基地局装置200の間で用いられるデータフレームの構成と同様に、トンネルヘッダ2301(ここでは、Etherヘッダ)と、アダプテーション2302と、802.11フレーム2303とを備える。ただし、トンネルヘッダ2301は、送信先MACアドレスと、送信元MACアドレスと、Etherタイプとに加えて、VLANタグ領域2701とから構成される。
以上の構成の通信システム30におけるフレーム伝送の様子を図21を参照して説明する。なお、ここでは、特に下り回線のブロードキャストフレーム伝送の様子について示している。
図21に示すように、端末識別子T10を持つ通信端末装置から、Ethernet(登録商標)を介してAP制御装置500にEtherフレームが送信されている。このEtherフレームのヘッダ部分(網側トンネルヘッダ部)には、宛先MACアドレスにブロードキャストアドレス(BR)が格納され、送信元MACアドレスには送信元の通信端末装置の端末識別子T10が格納されている。また、この通信端末装置は、コアネットワーク40に属しており、AP制御装置500に送信されるEtherフレームには、網識別子1が付加されている。
AP制御装置500は、上記Etherフレームを受け取ると、上述のとおりフレーム変換部502においてEtherヘッダと802.11ヘッダとの変換を行う。網側トンネルヘッダの宛先MACアドレスを802.11フレームのAdd1に入れ、網側トンネルヘッダの送信元MACアドレスを802.11フレームのAdd3に入れ、フレームに付加されている網識別子をAdd2に入れる。
そして、AP制御装置500は、トンネル作成管理部503において、フレーム変換部502にて形成された802.11フレームにトンネルヘッダを付加する。このトンネルヘッダは、宛先MACアドレスをブロードキャストアドレスとし、送信元MACアドレスを自装置のMACアドレスであるSとし、さらにVLANタグ領域を網識別子1に対応する#100とする。そして、AP制御装置500は、トンネルヘッダによりカプセル化されたフレーム、それもトンネルヘッダの宛先MACアドレスがブロードキャストアドレスであるフレームを無線LAN基地局装置600に対して送信する。
無線LAN基地局装置600Aおよび600Bは、AP制御装置500からのフレームを受け取ると、宛先MACアドレスがブロードキャストアドレスであり、VLANタグID領域に含まれるトンネルグループ識別子#100に対応するデータトンネルが張られているので自装置宛のフレームであることが分かり、トンネルヘッダを外して802.11フレームを取り出し、802.11ヘッダのAdd2をトンネルグループ識別子#100に対応するBSSID:A−1およびBSSID:B−1により上書きして、配下の通信端末装置300Aおよび通信端末装置300Bに対して送信する。なお、無線LAN基地局装置600Cには、トンネルグループ識別子#100に対応するデータトンネルが張られていないので特に動作を行わない。
以上のように、本実施の形態の通信システム30においては、AP制御装置500がブロードキャストフレームを受け取った場合に、従来のように自装置の配下にある無線LAN基地局装置の数だけコピーするなどの処理を行うことがないので、AP制御装置の処理量を軽減することができる。そのため、AP制御装置の性能を向上することができる。また、ブロードキャストフレームを受信したときにAP制御装置から送出されるフレームは、従来と異なりブロードキャストフレームだけなので、AP制御装置と無線LAN基地局装置との間のトラヒック量を低減することができるため、効率的なネットワーク設計が可能となる。
また、通信システム30においては、網識別子とトンネルグループ識別子とBSSIDとが対応づけられている、すなわちコアネットワークと仮想的LANとBSSIDとが対応づけられているので、フレームが伝送されてきたコアネットワークに応じたBSSIDを割り振られている通信端末装置300にのみフレームを送り届けることができる。
また、通信システム30においては、網識別子とトンネルグループ識別子とBSSIDとが対応づけられているので、AP制御装置500はブロードキャストフレームを受け取ったときにはそのブロードキャストフレームが伝送されてきたネットワークの網識別子に対応したトンネルグループ識別子をトンネルヘッダに含めることにより、従来のAP制御装置にて行っていたフレームのコピーという重い処理を行う必要がなく、トンネルヘッダの宛先MACアドレスをブロードキャストアドレスとしてフレームを送信すればよい。一方、従来の無線LAN基地局装置はAP制御装置から受け取ったフレームのヘッダを外すことだけを行い802.11フレームを送信していたので、本実施の形態の無線LAN基地局装置600の処理量は、無線LAN基地局装置600がフレームに付加されているトンネルグループ識別子に対応するBSSIDを無線LAN用ヘッダに付加(具体的には、Add2に格納する)する必要がある分だけ従来の無線LAN基地局装置に比べて増えることとなる。しかしながら、従来のAP制御装置において行っていたフレームのコピーと無線LAN基地局装置600が行っているBSSIDの付加とを比べた場合に、処理量としてBSSIDを付加することの方が格段に少ないため、システム全体の負荷は従来のシステムに比べて大幅に減少する。
なお、上記説明においては、データフレーム用トンネルテーブル(図14(a)、図18)を見て分かるように、AP制御装置500と無線LAN基地局装置600との間に形成されるデータトンネルは、宛先MACアドレス、送信元MACアドレスおよびVLANタグIDの組みにより規定される。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、無線LAN基地局装置600に割り当てられているBSSIDを、その無線LAN基地局装置600のAP制御装置500側のMACアドレスとして利用することにより、データトンネルは宛先MACアドレスおよび送信元MACアドレスの組により規定することができる。要は、BSSIDと、データトンネルを規定するトンネル識別子と、仮想的LANを識別するトンネルグループ識別子とが対応づけられていればよい。
なお、以上の説明においては、主にブロードキャストの場合について説明したが、マルチキャストの場合にはブロードキャストをマルチキャストとすればよい。
このように実施の形態2によれば、通信システム30に、受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダ(網側トンネルヘッダ)に基づき無線LAN用ヘッダ(例えば、802.11ヘッダ)を形成し無線LAN用フレーム(802.11フレーム)に変換するフレーム変換部502と、宛先MACアドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとするデータリンク層ヘッダ(トンネルヘッダ)を形成し当該データリンク層ヘッダにより無線LAN用フレームをカプセル化するトンネル作成管理部503と、トンネル作成管理部503にて形成されたフレームを送信する端末側入出力部505と、を具備するAP制御装置500と、受信するフレームからトンネルヘッダを外した無線LAN用フレームのヘッダ部(802.11ヘッダ)に自装置に割り当てられたBSSIDを付加するトンネル作成管理部602と、ヘッダ部にBSSIDが付加された無線LAN用フレームを送信する端末側入出力部604と、を具備する無線LAN基地局装置600と、を設けた。
そして、トンネル作成管理部503は、ブロードキャストフレームが伝送されてきたネットワークの網識別情報(網識別子)に応じて、AP制御装置500と無線LAN基地局装置600との間に形成される仮想LANの識別情報(トンネルグループ識別子)をデータリンク層ヘッダ(トンネルヘッダ)に付加する。
こうすることにより、下りにおいてブロードキャストのフレームが送信される場合にAP制御装置500において送出先の各々に対するユニキャストフレームを作る必要がなく、仮想LAN単位でブロードキャストフレームを送信すればよいので、AP制御装置500における処理量を低減することができる。さらに、ネットワークシステムの網識別子とトンネルグループ識別子とを対応づけることにより、AP制御装置500は、ブロードキャストフレームが送信されてきたネットワークシステムに応じて、どの仮想LANに送信するのか決まるので、処理量を低減することができる。
また、トンネル作成管理部602は、受信するフレームに付加されている仮想LAN識別情報に応じたBSSIDを付加する。
こうすることにより、フレームが伝送されてきた仮想LANに応じたBSSIDを割り振られている通信端末装置にのみフレームを送り届けることができる。
また、実施の形態2によれば、AP制御装置500に、受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダ(網側トンネルヘッダ)に基づき無線LAN用ヘッダ(例えば、802.11ヘッダ)を形成し無線LAN用フレーム(802.11フレーム)に変換するフレーム変換部502と、宛先MACアドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとするデータリンク層ヘッダ(トンネルヘッダ)を形成し当該データリンク層ヘッダにより無線LAN用フレームをカプセル化するトンネル作成管理部503と、トンネル作成管理部503にて形成されたフレームを送信する端末側入出力部505と、を設けた。
そして、トンネル作成管理部503は、ブロードキャストフレームが伝送されてきたネットワークの網識別情報(網識別子)に応じて、AP制御装置500と無線LAN基地局装置600との間に形成される仮想LANの識別情報(トンネルグループ識別子)をデータリンク層ヘッダ(トンネルヘッダ)に付加する。
こうすることにより、下りにおいてブロードキャストのフレームが送信される場合にAP制御装置500において送出先の各々に対するユニキャストフレームを作る必要がなく、仮想LAN単位でブロードキャストフレームを送信すればよいので、AP制御装置500における処理量を低減することができる。さらに、ネットワークシステムの網識別子とトンネルグループ識別子とを対応づけることにより、AP制御装置500は、ブロードキャストフレームが送信されてきたネットワークシステムに応じて、どの仮想LANに送信するのか決まるので、処理量を低減することができる。
また、実施の形態2によれば、無線LAN基地局装置600に、AP制御装置500から送信された、宛先MACアドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとするデータリンク層ヘッダ(トンネルヘッダ)が付加されたフレームからトンネルヘッダを外した無線LAN用フレームのヘッダ部(例えば、802.11ヘッダ)に自装置に割り当てられたBSSIDを付加するトンネル作成管理部602と、そのヘッダ部にBSSIDが付加された無線LAN用フレームを送信する端末側入出力部604と、を設けた。
さらに、トンネル作成管理部602は、受信するフレームに付加されている仮想LAN識別情報に応じたBSSIDを付加する。
こうすることにより、フレームが伝送されてきた仮想LANに応じたBSSIDを割り振られている通信端末装置にのみフレームを送り届けることができる。
(他の実施の形態)
(1)実施の形態1および実施の形態2においては、AP制御装置と無線LAN基地局装置とから構成される通信システムは、データリンク層によりAP制御装置と無線LAN基地局装置との間が直接的に繋がっている場合について説明を行った。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、AP制御装置と無線LAN基地局装置との間がいくつかのルータを介して接続、すなわちネットワーク層で接続されていてもよい。
この場合には、AP制御装置は、フレーム変換部において受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダ(網側トンネルヘッダ)に基づき無線LAN用ヘッダ(例えば、802.11ヘッダ)を形成し無線LAN用フレーム(802.11フレーム)に変換し、トンネル作成管理部において宛先MACアドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとするネットワーク層ヘッダを形成し当該ネットワーク層ヘッダにより無線LAN用フレームをカプセル化し、端末側入出力部がトンネル作成管理部にて形成されたフレームを送信する。
一方、無線LAN基地局装置は、トンネル作成管理部において、受信するフレームから無線LAN用フレームに付加されているヘッダを外した無線LAN用フレームに自装置に割り当てられたBSSIDを付加し、端末側入出力部においてヘッダ部にBSSIDが付加された無線LAN用フレームを送信する。
また、AP制御装置と無線LAN基地局装置との間のルータは、MPLS(Multi Protocol Label Switching)を行うルータであってもよい。この場合には、AP制御装置は、フレーム変換部において受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダ(網側トンネルヘッダ)に基づき無線LAN用ヘッダ(例えば、802.11ヘッダ)を形成し無線LAN用フレーム(802.11フレーム)に変換し、トンネル作成管理部においてブロードキャスト又はマルチキャストとするラベルを形成し当該ラベルにより無線LAN用フレームをカプセル化し、端末側入出力部がトンネル作成管理部にて形成されたフレームを送信する。
一方、無線LAN基地局装置は、トンネル作成管理部において、受信するフレームから無線LAN用フレームに付加されているラベルを外した無線LAN用フレームに自装置に割り当てられたBSSIDを付加し、端末側入出力部においてヘッダ部にBSSIDが付加された無線LAN用フレームを送信する。
要するに、AP制御装置のトンネル作成管理部においては、AP制御装置から無線LAN基地局装置に向けて下りのブロードキャスト又はマルチキャストを伝送するために必要な「伝送用ヘッダ」(この「伝送用ヘッダ」には、MPLSにおけるラベルも含む)を形成すればよい。そして、この「伝送用ヘッダ」の宛先MACアドレスおよびIPアドレス又はラベルをブロードキャスト又はマルチキャストとすればよい。
そして、無線LAN基地局装置のトンネル作成管理部においては、受信するフレームから無線LAN用フレームに付加されている「伝送用ヘッダ」を外した無線LAN用フレームのヘッダ部に自装置に割り当てられたBSSIDを付加すればよい。
(2)実施の形態2においては、AP制御装置と無線LAN基地局装置とから構成される通信システムは、データリンク層によりAP制御装置と無線LAN基地局装置との間が直接的に繋がっており、かつ、データリンク層にて形成されるデータトンネルをトンネルグループ識別子によりグループ化して「仮想網」の1つである仮想的なLANを形成するものとして説明を行った。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、AP制御装置と無線LAN基地局装置とから構成される通信システムにおいてAP制御装置と無線LAN基地局装置との間がMPLS(Multi Protocol Label Switching)を行うルータにより接続される場合には、ラベルを用いてパス(MPLSによりフォワーディングされるフレームが通る道筋)のグループ化を図ることができ、複数のパスから構成される「仮想網」を形成することができる。
この場合には、AP制御装置は、フレーム変換部において受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダ(網側トンネルヘッダ)に基づき無線LAN用ヘッダ(例えば、802.11ヘッダ)を形成し無線LAN用フレーム(802.11フレーム)に変換し、トンネル作成管理部においてブロードキャスト又はマルチキャストとするラベルを形成し当該ラベルにより無線LAN用フレームをカプセル化し、端末側入出力部がトンネル作成管理部にて形成されたフレームを送信する。そして、トンネル作成管理部は、ブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが伝送されてきたネットワークの網識別情報(網識別子)に応じて、AP制御装置と無線LAN基地局装置との間に形成される「仮想網の識別情報」をラベルに付加する。
一方、無線LAN基地局装置は、トンネル作成管理部において、受信するフレームから無線LAN用フレームに付加されているラベルを外した無線LAN用フレームに自装置に割り当てられたBSSIDを付加し、端末側入出力部においてヘッダ部にBSSIDが付加された無線LAN用フレームを送信する。さらに、トンネル作成管理部は、受信するフレームに付加されている「仮想網識別情報」に応じたBSSIDを付加する。
なお、上記仮想LANおよびMPLSが適用されるネットワークは、「仮想網」の一例であり、特にこの2つに限定されるものではない。
本発明の通信システムの第1の態様は、受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダに基づき無線LAN用ヘッダを形成し無線LAN用フレームに変換するフレーム変換手段と、宛先アドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとする伝送用ヘッダを形成し当該伝送用ヘッダにより前記無線LAN用フレームをカプセル化するフレーム形成手段と、前記フレーム形成手段にて形成されたフレームを送信する送信手段と、を具備する無線LAN基地局制御装置と、受信する前記フレームから前記伝送用ヘッダを外した前記無線LAN用フレームのヘッダ部に自装置に割り当てられたBSSIDを付加するヘッダ修正手段と、前記ヘッダ部に前記BSSIDが付加された前記無線LAN用フレームを送信する無線LAN用フレーム送信手段と、を具備する無線LAN基地局装置と、を具備する構成を採る。
この構成によれば、無線LAN基地局制御装置がブロードキャストフレームを受け取った場合に、従来のように自装置の配下にある無線LAN基地局装置の数だけコピーするなどの処理を行うことがなく、また、無線LAN基地局制御装置は伝送用ヘッダの宛先アドレスをブロードキャストアドレスとしたブロードキャストフレームを1つ送信するだけでよいので、無線LAN基地局制御装置の処理量を低減することができる。一方、従来の無線LAN基地局装置は無線LAN基地局制御装置から受け取ったフレームのヘッダを外すことだけを行い無線LAN用フレームを送信していたので、無線LAN基地局装置の処理量は、無線LAN基地局装置が割り当てられているBSSIDを無線LAN用ヘッダに付加する必要がある分だけ従来の無線LAN基地局装置に比べて増えることとなる。しかしながら、従来の無線LAN基地局制御装置において行っていたフレームのコピーと無線LAN基地局装置が行っているBSSIDの付加とを比べた場合に、処理量としてBSSIDを付加することの方が格段に少ないため、システム全体の負荷は従来のシステムに比べて大幅に減少する。よって、下りの回線においてブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが通信される場合に効率的な通信を行うことができる通信システムを実現することができる。
本発明の通信システムの第2の態様は、前記フレーム形成手段が、前記ブロードキャストフレームが伝送されてきたネットワークの網識別情報に応じて、前記無線LAN基地局制御装置と無線LAN基地局装置との間に形成される仮想網の識別情報を前記伝送用ヘッダに付加する構成を採る。
この構成によれば、下りにおいてブロードキャスト又はマルチキャストのフレームが送信される場合に無線LAN基地局制御装置において送出先の各々に対するユニキャストフレームを作る必要がなく、仮想網単位でブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームを送信すればよいので、無線LAN基地局制御装置における処理量を低減することができる。さらに、ネットワークの網識別子と仮想網識別情報とを対応づけることにより、無線LAN基地局制御装置は、ブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが送信されてきたネットワークに応じて、どの仮想網に送信するのか決まるので、処理量を低減することができる。
本発明の通信システムの第3の態様は、前記ヘッダ修正手段が、受信する前記フレームに付加されている前記仮想網識別情報に応じた前記BSSIDを付加する構成を採る。
この構成によれば、フレームが伝送されてきた仮想網に応じたBSSIDを割り振られている通信端末装置にのみフレームを送り届けることができる。
本発明の無線LAN基地局制御装置の第1の態様は、受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダに基づき無線LAN用ヘッダを形成し無線LAN用フレームに変換するフレーム変換手段と、宛先アドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとする伝送用ヘッダを形成し当該伝送用ヘッダにより前記無線LAN用フレームをカプセル化するフレーム形成手段と、前記フレーム形成手段にて形成されたフレームを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
この構成によれば、ブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームを受け取った場合に、従来のように自装置の配下にある無線LAN基地局装置の数だけコピーするなどの処理を行うことがなく、また、伝送用ヘッダの宛先アドレスをブロードキャストアドレスとしたブロードキャストフレーム又はマルチキャストアドレスとしたマルチキャストフレームを1つ送信するだけでよいので、処理量を低減することができるため、下りの回線においてブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが通信される場合に効率的な通信を行うことができる無線LAN基地局制御装置を実現することができる。
本発明の無線LAN基地局制御装置の第2の態様は、前記フレーム形成手段が、前記無線LAN用ヘッダにBSSIDを付加しない構成を採る。
この構成によれば、無線LAN基地局制御装置において、従来のようにBSSIDを付加する必要がないので、さらに処理量を低減することができる。
本発明の無線LAN基地局制御装置の第3の態様は、前記フレーム形成手段が、前記ブロードキャストフレームが伝送されてきたネットワークの網識別情報に応じて、無線LAN基地局装置との間に形成される仮想網の識別情報を前記伝送用ヘッダに付加する構成を採る。
この構成によれば、下りにおいてブロードキャストのフレームが送信される場合に無線LAN基地局制御装置において送出先の各々に対するユニキャストフレームを作る必要がなく、仮想網単位でブロードキャストフレームを送信すればよいので、無線LAN基地局制御装置における処理量を低減することができる。さらに、ネットワークの網識別子と仮想網識別情報とを対応づけることにより、無線LAN基地局制御装置は、ブロードキャストフレームが送信されてきたネットワークに応じて、どの仮想網に送信するのか決まるので、処理量を低減することができる。
本発明の無線LAN基地局装置の第1の態様は、無線LAN基地局制御装置から送信された、宛先アドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとする伝送用ヘッダが付加されたフレームから当該伝送用ヘッダを外した無線LAN用フレームのヘッダ部に自装置に割り当てられたBSSIDを付加するヘッダ修正手段と、前記ヘッダ部に前記BSSIDが付加された前記無線LAN用フレームを送信する無線LAN用フレーム送信手段と、を具備する構成を採る。
この構成によれば、従来の無線LAN基地局装置は無線LAN基地局制御装置から受け取ったフレームのヘッダを外すことだけを行い無線LAN用フレームを送信していたので、無線LAN基地局装置の処理量は、無線LAN基地局装置が割り当てられているBSSIDを無線LAN用ヘッダに付加する必要がある分だけ従来の無線LAN基地局装置に比べて増えることとなる。しかしながら、無線LAN基地局装置においてBSSIDを付加する処理を行うことにより、無線LAN基地局制御装置において従来の無線LAN基地局制御装置が行っていたフレームのコピーを行う必要がなくなるため、システム全体の負荷は従来のシステムに比べて大幅に減少する。よって、下りの回線においてブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが通信される場合に効率的な通信を可能にする無線LAN基地局装置を実現することができる。
本発明の無線LAN基地局装置の第2の態様は、前記ヘッダ修正手段が、受信する前記フレームに付加されている仮想網識別情報に応じた前記BSSIDを付加する構成を採る。
この構成によれば、フレームが伝送されてきた仮想網に応じたBSSIDを割り振られている通信端末装置にのみフレームを送り届けることができる。
本発明の通信システムは、下りの回線においてブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームが通信される場合に効率的な通信を行うことができるとういう効果を有し、特に、無線LAN通信システムに有効である。
本発明の実施の形態1に係る通信システムの全体構成およびプロトコルスタックの説明に供する図 図1のAP制御装置の構成を示すブロック図 図2のトンネル管理データベース部が保持するテーブルを説明するための図(a)データフレーム用トンネルテーブル(b)データフレーム用対応テーブル 図2のフレーム変換部の動作を説明するためのフロー図 図2のトンネル作成管理部の動作を説明するためのフロー図 図1の無線LAN基地局装置の構成を示すブロック図 図6のトンネル管理データベース部が保持するテーブルを説明するための図(a)データフレーム用トンネルテーブル(b)データフレーム用対応テーブル 図6のトンネル作成管理部の動作を説明するためのフロー図 データフレームの構成を説明するための図 図1の通信システムにおけるフレーム伝送の様子を示す図 従来の通信システムにおけるフレーム伝送の様子を示す図 実施の形態2に係る通信システムの全体構成およびプロトコルスタックの説明に供する図 図12のAP制御装置の構成を示すブロック図 図13のトンネル管理データベース部が保持するテーブルを説明するための図(a)データフレーム用トンネルテーブル(b)データフレーム用対応テーブル(c)グループ対応テーブル 図13のフレーム変換部の動作を説明するためのフロー図 図13のトンネル作成管理部の動作を説明するためのフロー図 図12の無線LAN基地局装置の構成を示すブロック図 図17のトンネル管理データベース部が保持するテーブルを説明するための図 図17のトンネル作成管理部の動作を説明するためのフロー図 データフレームの構成を説明するための図 図12の通信システムにおけるフレーム伝送の様子を示す図
符号の説明
10、30 通信システム
20、40、50、60 コアネットワーク
100、500 AP制御装置
101、201、501、601 網側入出力部
102、502 フレーム変換部
103、202、503、602 トンネル作成管理部
104、203、504、603 トンネル管理データベース部
105、204、505、604 端末側入出力部
200、600 無線LAN基地局装置
300 通信端末装置
400 ネットワークシステム

Claims (3)

  1. 受信する下りのブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームのデータリンク層のヘッダに基づき無線LAN用ヘッダを形成し無線LAN用フレームに変換するフレーム変換手段と、宛先アドレスをブロードキャストアドレス又はマルチキャストアドレスとする伝送用ヘッダを形成し当該伝送用ヘッダにより前記無線LAN用フレームをカプセル化するフレーム形成手段と、前記フレーム形成手段にて形成されたフレームを送信する送信手段と、を具備する無線LAN基地局制御装置と、
    受信する前記フレームから前記伝送用ヘッダを外した前記無線LAN用フレームのヘッダ部に自装置に割り当てられたBSSIDを付加するヘッダ修正手段と、前記ヘッダ部に前記BSSIDが付加された前記無線LAN用フレームを送信する無線LAN用フレーム送信手段と、を具備する無線LAN基地局装置と、
    を具備することを特徴とする通信システム。
  2. 前記フレーム形成手段は、前記ブロードキャストフレームが伝送されてきたネットワークの網識別情報に応じて、前記無線LAN基地局制御装置と無線LAN基地局装置との間に形成される仮想網の識別情報を前記伝送用ヘッダに付加することを特徴とする請求項1記載の通信システム。
  3. 前記ヘッダ修正手段は、受信する前記フレームに付加されている前記仮想網識別情報に応じた前記BSSIDを付加することを特徴とする請求項2記載の通信システム。
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