特許 5724074 無線ＬＡＮ通信におけるローミング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5724074

(24)【登録日】2015年4月10日

(45)【発行日】2015年5月27日

(54)【発明の名称】無線ＬＡＮ通信におけるローミング

(51)【国際特許分類】

   H04W 48/16 20090101AFI20150507BHJP

   H04W 36/02 20090101ALI20150507BHJP

   H04W 84/12 20090101ALI20150507BHJP

【ＦＩ】

   H04W48/16 131

   H04W36/02

   H04W84/12

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-196621(P2011-196621)

(22)【出願日】2011年9月9日

(65)【公開番号】特開2013-58946(P2013-58946A)

(43)【公開日】2013年3月28日

【審査請求日】2014年9月1日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】500112146

【氏名又は名称】サイレックス・テクノロジー株式会社

(72)【発明者】

【氏名】田中 俊一郎

(72)【発明者】

【氏名】呼元 文数

【審査官】 青木 健

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０６０６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９５５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−６９０４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ７／２４−７／２６

Ｈ０４Ｗ４／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の無線アクセスポイントと，優先度情報を受信し，当該優先度情報に基づいてポートごとの優先順位を決定する機能を有するスイッチングハブとがネットワーク接続されたシステムにおける無線アクセスポイントであって，
無線クライアントとの接続処理を行う接続手段と，
無線クライアントが接続した場合，その時点の優先度よりも上位に自身の優先度を更新し，この優先度情報を，他の無線アクセスポイントおよび前記スイッチングハブに送信する，第１の優先度情報送信手段と，
自身に接続していた無線クライアントが切断したことを検出する切断検出手段と，
前記切断検出手段が無線クライアントの切断を検出すると，自身の優先度を，その時点の優先度より下位に更新し，この優先度情報を他の無線アクセスポイントおよび前記スイッチングハブに送信する，第３の優先度情報送信手段と，
を備える無線アクセスポイント。

【請求項2】

複数の無線アクセスポイントと，優先度情報を受信し，当該優先度情報に基づいてポートごとの優先順位を決定する機能を有するスイッチングハブとがネットワーク接続されたシステムにおける無線アクセスポイントであって，
無線クライアントとの接続処理を行う接続手段と，
自身に接続していた無線クライアントが切断したことを検出する切断検出手段と，
前記切断検出手段が無線クライアントの切断を検出すると，自身の優先度を，その時点の優先度より下位に更新し，この優先度情報を他の無線アクセスポイントおよび前記スイッチングハブに送信する，第３の優先度情報送信手段と，
を備える無線アクセスポイント。

【請求項3】

複数の無線アクセスポイントと，優先度情報を受信し，当該優先度情報に基づいてポートごとの優先順位を決定する機能を有するスイッチングハブとがネットワーク接続されたシステムにおける無線アクセスポイントを，
無線クライアントとの接続処理を行う接続手段と，
無線クライアントが接続した場合，その時点の優先度よりも上位に自身の優先度を更新し，この優先度情報を，他の無線アクセスポイントおよび前記スイッチングハブに送信する，第１の優先度情報送信手段と，
自身に接続していた無線クライアントが切断したことを検出する切断検出手段と，
前記切断検出手段が無線クライアントの切断を検出すると，自身の優先度を，その時点の優先度より下位に更新し，この優先度情報を他の無線アクセスポイントおよび前記スイッチングハブに送信する，第３の優先度情報送信手段，
として機能させるプログラム。

【請求項4】

複数の無線アクセスポイントと，優先度情報を受信し，当該優先度情報に基づいてポートごとの優先順位を決定する機能を有するスイッチングハブとがネットワーク接続されたシステムにおける無線アクセスポイントを，
無線クライアントとの接続処理を行う接続手段と，
自身に接続していた無線クライアントが切断したことを検出する切断検出手段と，
前記切断検出手段が無線クライアントの切断を検出すると，自身の優先度を，その時点の優先度より下位に更新し，この優先度情報を他の無線アクセスポイントおよび前記スイッチングハブに送信する，第３の優先度情報送信手段，
として機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は無線ＬＡＮネットワークにおけるローミング技術に関するものであり，特に，ラピッドスパニングツリー（IEEE802.1w）対応ハブを備えるネットワークに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の無線アクセスポイント（以下，アクセスポイントと称す）を有するネットワークシステムでは，無線クライアントが移動などをし，接続中のアクセスポイントとの接続が維持できない状況になったとしても，適切な他のアクセスポイントへの接続の切り替え（ローミング）を行うことにより，無線クライアントとシステム間の接続を維持することができる。ローミングの詳細は非特許文献１に示すとおりである。

【0003】

たとえば図１に示すような環境においては，無線クライアント１０１は，アクセスポイント１０２と接続しており，このアクセスポイント１０２を経由することで，ＰＣ１０５と通信をすることができる。そして，この後，ローミングによりアクセスポイント１０４に接続を切り替えたとしても，ＰＣ１０５とは継続して通信が行える。

【0004】

図１におけるアクセスポイント１０２およびアクセスポイント１０４と，ＰＣ１０５などの他のネットワーク機器とを有線にてネットワーク接続しているのが，ネットワークハブ１０３である。ネットワークハブにはリピータなど，動作原理によりいくつかの種類があるが，現在ではスイッチングハブと呼ばれるものが一般的に用いられる。スイッチングハブとは，ポートごとに，その先に接続されている機器のＭＡＣアドレスを対応付けて管理しており，受信したフレームの宛先ＭＡＣアドレスをチェックして，このＭＡＣアドレスを備える機器が接続されているポートにのみフレームを転送（フォワード）する機能を有するものである。この対応付けはテーブル形式で管理されており，このテーブルはフォワーディングテーブルと呼ばれる。

【0005】

例えば，図１の無線クライアント１０１のＭＡＣアドレスは７７８８９９であり，アクセスポイント１０２がネットワークハブ１０３に接続しているポートが２番である場合，フォワーディングテーブルは図２に示すようになる。

【0006】

ところで，上述したネットワーク環境は，きわめて一般的なものであり，多くの運用実績がある。しかし，このような環境において，無線クライアントがローミングを行う場合，次のような問題があった。その様子を図３に示す。

【0007】

図示するように無線クライアント１０１が移動し，アクセスポイント１０２からアクセスポイント１０４にローミングした場合，ＰＣ１０５から無線クライアント１０１へ向けて送信されたフレームが損失してしまう。この原因はネットワークハブ１０３がスイッチングハブであるためである。

【0008】

つまり，ＰＣ１０５から送信された無線クライアント１０１へのフレームは，宛先ＭＡＣアドレスが７７８８９９であるため，フォワーディングテーブルを参照したネットワークハブ１０３が，当該フレームをアクセスポイント１０２に転送したためである。

【0009】

一般にスイッチングハブは，常にフォワーディングテーブルを整備しており，他のポートから新たなＭＡＣアドレスを送信元とするフレームを受信すると，そのポートに対して当該ＭＡＣアドレスを登録する。図の場合，アクセスポイント１０４に接続した無線クライアント１０１から送信されたフレームを受信することで，無線クライアント１０１のＭＡＣアドレスが新たなポートに対して登録される。

【0010】

このようにフォワーディングテーブルが更新されるまでは，ＰＣ１０５からのフレームは損失し続けることとなる。もちろん，フレームが損失しても，上位層であるＴＣＰ（Transmission Control Protocol）による再送などが行われることにより，実際の端末同士の通信が欠落することは少ない。しかし，フォワーディングテーブルが更新されるまでの期間，通信が途絶えることには変わりなく，その間の通信レスポンスが悪くなってしまうという問題があった。なお，詳細は後述するが，本願発明で用いるネットワークハブは，ラピッドスパニングツリープロトコル対応のスイッチングハブである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【非特許文献1】日経ＢＰ社ホームページ＜URL:http://itpro.nikkeibp.co.jp/members/NBY/Security/20040410/2/＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本願発明はかかる問題を解決するためのものである。すなわち，本願発明は，複数のアクセスポイントがラピッドスパニングツリー対応のスイッチングハブを介して接続されているネットワーク環境において，無線クライアントのローミングを迅速に行い，フレームの損失を低減させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本願発明にかかる第１の形態は，複数の無線アクセスポイントと，優先度情報を受信し，当該優先度情報に基づいてポートごとの優先順位を決定する機能を有するスイッチングハブとがネットワーク接続されたシステムにおける無線アクセスポイントであって，無線クライアントとの接続処理を行う接続手段と，無線クライアントが接続した場合，その時点の優先度よりも上位に自身の優先度を更新し，この優先度情報を，他の無線アクセスポイントおよびスイッチングハブに送信する，第１の優先度情報送信手段と，を備える無線アクセスポイントである。

【0014】

より好ましくは，無線アクセスポイントは，さらに，他の無線アクセスポイントが送信した優先度情報を受信する，優先度情報受信手段と，優先度情報を受信した場合，受信した優先度より下位に自身の優先度を更新し，この優先度情報をスイッチングハブに送信する，第２の優先度情報送信手段と，を備える。

【0015】

より好ましくは，無線アクセスポイントは，さらに，自身に接続していた無線クライアントが切断したことを検出する切断検出手段と，切断検出手段が無線クライアントの切断を検出すると，自身の優先度を，その時点の優先度より下位に更新し，この優先度情報を他の無線アクセスポイントおよびスイッチングハブに送信する，第３の優先度情報送信手段と，を備える。

【0016】

より好ましくは，スイッチングハブは，ラピッドスパニングツリープロトコル対応のものである。

【0017】

本願発明にかかる第２の形態は，複数の無線アクセスポイントと，優先度情報を受信し，当該優先度情報に基づいてポートごとの優先順位を決定する機能を有するスイッチングハブとがネットワーク接続されたシステムにおける無線アクセスポイントを，無線クライアントとの接続処理を行う接続手段と，無線クライアントが接続した場合，その時点の優先度よりも上位に自身の優先度を更新し，この優先度情報を，他の無線アクセスポイントおよびスイッチングハブに送信する，第１の優先度情報送信手段と，として機能させるプログラムである。

【0018】

より好ましくは，プログラムは，さらに，無線アクセスポイントを他の無線アクセスポイントが送信した優先度情報を受信する，優先度情報受信手段と，優先度情報を受信した場合，受信した優先度より下位に自身の優先度を更新し，この優先度情報をスイッチングハブに送信する，第２の優先度情報送信手段と，として機能させる。

【0019】

より好ましくは，プログラムは，さらに，無線アクセスポイントを自身に接続していた無線クライアントが切断したことを検出する切断検出手段と，切断検出手段が無線クライアントの切断を検出すると，自身の優先度を，その時点の優先度より下位に更新し，この優先度情報を他の無線アクセスポイントおよびスイッチングハブに送信する，第３の優先度情報送信手段と，として機能させる。

【0020】

より好ましくは，スイッチングハブは，ラピッドスパニングツリープロトコル対応のものである。

【発明の効果】

【0021】

本願発明では，アクセスポイント自身がラピッドスパニングツリープロトコルにおけるＢＰＤＵ（Bridge Protocol Data Unit）と呼ばれる，ネットワーク通信の優先度を含んだ，ネットワークトポロジ形成のための情報パケットを送受信することで，スイッチングハブのフォワーディングテーブルの更新を待つことなく即座に有効な通信経路を確立することができる。具体的には，ＢＰＤＵの送受信により，仮想的なループをスイッチングハブに検出させ，このループを回避するように動作させることで迅速な経路変更を行う。

【0022】

本来，ラピッドスパニングツリープロトコル対応ハブは，有線ネットワーク上におけるループを回避するためポートの遮断等を行うものであるが，本願発明ではアクセスポイントが無線クライアントのローミングに応じて意図的に優先度を更新したＢＰＤＵを送信することで，ラピッドスパニングツリープロトコル対応ハブにポート遮断等を行わせることができる。これにより，ローミング後においても，即座に有効な通信経路が確立できるわけである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下では図面を参照し本願発明に係る実施例を説明する。
［実施例１］
［システム全体図］

【0024】

本願発明におけるシステム全体図は，すでに説明した図１に示すものと同じである。ただし，本願発明では，ネットワークハブ１０３はラピッドスパニングツリープロトコル対応のスイッチングハブを用いることとする。ラピッドスパニングツリープロトコル対応ハブは，ネットワークにおける論理的なループを検出し，そのループを回避する経路を確立することのできるスイッチングハブである。具体的には，ラピッドスパニングツリープロトコル対応ハブ同士でＢＰＤＵと呼ばれるネットワーク通信の優先度を含んだ情報パケットやり取りすることにより，通信経路の遮断等を行い，ループを回避した経路を確立する。通常，ＢＰＤＵは，ラピッドスパニングツリープロトコル対応ハブが所定時間間隔ごと（例えば２秒ごと）に送信するものである。
［動作フロー］

【0025】

図４は本願発明にかかる装置であるアクセスポイント１０２およびアクセスポイント１０４の動作フローである。図から明らかなとおり，無線アクセスポイントの動作は２つのタスクにより構成されている。優先度更新タスク１は，自身に無線クライアント１０１が接続してきた場合の動作であり，優先度更新タスク２は，他のアクセスポイントから定期的に送信されるＢＰＤＵを受信した場合の動作である。なお，図示していないがＢＰＤＵを定期的に送信するＢＰＤＵ送信タスクも存在する。このＢＰＤＵ送信タスクは，前述の優先度更新タスクの動作とは関係なく，所定の時間間隔にてＢＰＤＵを送信するものである。

【0026】

優先度更新タスク１を参照して，ステップ４０１にて，無線クライアント１０１からの接続要求があるかどうかを判断する。判断の結果，要求があれば次のステップに進み，そうでなければ当該判断処理を繰り返す。

【0027】

ステップ４０２にて，無線クライアント１０１とのアソシエーションなどを行い接続する。これにより無線通信におけるフレームの送受信が可能となる。

【0028】

ステップ４０３にて，ＢＰＤＵにおける自身の優先度をその時点の優先度よりも上位に更新する。更新されたＢＰＤＵは，ＢＰＤＵ送信タスク（図示せず）が他のアクセスポイント，および有線接続しているネットワークハブ１０３に向けて送信する。なお，ＢＰＤＵは，通常，ラピッドスパニングツリー対応のハブ間において，有線上にて送受信されるものであって，本願発明のように，無線ネットワーク上にて送受信されることはないものである。

【0029】

優先度更新タスク２を参照して，ステップ４０４にて，ＢＰＤＵを受信したかどうかを判断する。判断の結果，受信していれば次のステップに進み，そうでなければ受信判断を繰り返す。ここでのＢＰＤＵは，他のアクセスポイントから送信されたＢＰＤＵのことである。

【0030】

ステップ４０５にて，ＢＰＤＵにおける自身の優先度を，ステップ４０４にて受信したＢＰＤＵに含まれる優先度より下位に更新する。更新された優先度は，優先度更新タスク１と同じくＢＰＤＵ送信タスク（図示せず）が送信する。

【0031】

本願発明の特徴は，上記したステップ４０３とステップ４０５にて行われる，ＢＰＤＵの更新である。ステップ４０３は，自身に無線クライアントがローミングしてきた場合であり，ネットワークハブ１０３と自身の通信経路を確立するため，自身の優先度をより上位に設定する。

【0032】

一方，ステップ４０５は，他のアクセスポイントに無線クライアントがローミングした場合の処理であるため，自身の優先度を下げることにより，自身とネットワークハブ１０３との通信経路を遮断するわけである。
［動作イメージ］

【0033】

図５は本願発明の動作イメージである。図では，無線クライアント１０１がアクセスポイント１０２からアクセスポイント１０４にローミングした場合を示している。

【0034】

ローミングの結果，無線クライアント１０１の接続を新たに検知したアクセスポイント１０４は，自身の優先度をその時点の優先度より上位に更新（優先度２から優先度１）にして，ＢＰＤＵをアクセスポイント１０２およびネットワークハブ１０３に送信する。

【0035】

このＢＰＤＵを受信したアクセスポイント１０２は，受信した優先度である優先度１よりも下位である優先度２を自身の優先度として，ＢＰＤＵをスイッチングハブ１０３に送信する。

【0036】

２台のアクセスポイントから送信されたＢＰＤＵを受信したネットワークハブ１０３は，自身であるネットワークハブ１０３，アクセスポイント１０２およびアクセスポイント１０４によるループが形成されたと判断する。この判断をトリガとして，ネットワークハブ１０３は，当該ループを回避するよう動作する。具体的には，受信したＢＰＤＵに含まれる優先度を比較し，優先度が高い方であるアクセスポイント１０４との通信経路を有効にする。一方，下位の優先度であるアクセスポイント１０２との通信経路を遮断する。

【0037】

図６は，ネットワークハブ１０３が通信経路を切り替える様子を図示したものである。図示するように，優先度に基づいて通信経路を排他的に切り替える。このように，本願発明は，優先度を用いることで，ローミング後，即座に通信経路の切り替えができる。

【0038】

［その他の実施例］
実施例１では，ＢＰＤＵにおける優先度の更新，特に優先度を下げる場合，他のアクセスポイントから送信されたＢＰＤＵの受信をトリガとしていた。しかし，これに限定されることなく，アクセスポイントは，自身に接続している無線クライアントがローミングによって自身から切断した事の検出をトリガとして優先度を下げても良い。本願発明は，接続中の無線クライアントのアクセスポイントへの通信経路を即座に有効にすることを目的としているため，単に，切断をトリガとして自ら優先度を下げることも有効なためである。

【0039】

図７は本願発明にかかる装置であるアクセスポイント１０２およびアクセスポイント１０４の動作フローである。実施例１との違いは，優先度更新タスク３であり，具体的には，ステップ７０１である。ステップ７０１にて，自身に接続している無線クライアントの接続の切断を検出したかどうかを判断する。判断の結果，切断を検出すれば次のステップに進み優先度を下げ，そうでなければ判断処理を繰り返す。
［まとめ］

【0040】

本願発明では，アクセスポイント自身がラピッドスパニングツリープロトコルにおけるＢＰＤＵと呼ばれる，ネットワーク通信の優先度を含んだ，ネットワークトポロジ形成のための情報パケットを送受信することで，スイッチングハブのフォワーディングテーブルの更新を待つことなく即座に有効な通信経路を確立することができる。具体的には，ＢＰＤＵの送受信により，仮想的なループをスイッチングハブに検出させ，このループを回避するように動作させることで迅速な経路変更を行う。

【0041】

本来，ラピッドスパニングツリープロトコル対応ハブは，有線ネットワーク上におけるループを回避するためポートの遮断等を行うものであるが，本願発明ではアクセスポイントが無線クライアントのローミングに応じて意図的に優先度を更新したＢＰＤＵを送信することで，ラピッドスパニングツリープロトコル対応ハブのポート遮断等を行わせることができる。これにより，ローミング後においても，即座に有効な通信経路が確立できるわけである。

【図面の簡単な説明】

【0042】

【図1】システム全体図

【図2】スイッチングハブのフォワーディングテーブル

【図3】フレーム損失の様子

【図4】実施例１における無線アクセスポイントの動作フロー

【図5】通信経路確立の様子（１）

【図6】通信経路確立の様子（２）

【図7】その他の実施例における無線アクセスポイントの動作フロー

【符号の説明】

【0043】

ステップ４０２ 接続
ステップ４０３ 上位に優先度更新
ステップ４０４ ＢＰＤＵ受信
ステップ４０５ 下位に優先度更新
ステップ７０１ クライアントの切断検出

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】