多接口通信裝置、終端以及路徑切換方法

專利名稱：多接口通信裝置、終端以及路徑切換方法
技術領域：
本發明涉及具有多個通信接口的多接口通信裝置和對多個多接口裝置進行切換的路徑切換方法，尤其涉及對作為多接口裝置的兩臺以上路由裝置進行切換的路徑切換方法。
背景技術：
歷來，進行移動通信的終端裝置通過對便攜式終端追加無線接入接口來實現。
但是，通過無線接入接口連接的無線接入網其覆蓋范圍或頻帶、通信費用等因種類而異。因此，為了使終端裝置無論移動到何處都繼續通信，需要具有與覆蓋范圍不同的多個無線接入網相對應的接口。在終端裝置中具備這樣的多個無線接入接口存在成本和設備尺寸變大的課題，尤其是，當便攜的終端裝置為多個時該課題更為顯著。
作為解決該課題的方法，在文獻“關于移動網絡的無縫越區切換的研究”(松本泰輔他，IEICE技術報告，NS2002-323，2003年3月)中公開了如下技術由具有成本比無線接入接口低且器件尺寸小的短距離無線接口的多個便攜式終端、和對通過短距離無線與這些便攜式終端連接的便攜式終端追加無線接入接口后的路由裝置，來形成局域網(LAN)，該路由裝置以外的便攜式終端經由路由裝置與外部網連接。
另外，在移動通信中，尤其是終端裝置需要根據場所來切換使用搭載有覆蓋范圍不同的無線接入接口(例如蜂窩或無線局域網)的路由裝置。通話中發生由該切換引起的通信中斷在通信質量方面成為課題，在文獻“關于移動網絡的無縫越區切換的研究”公開了避免該情況的技術。
另外，在IP(Internet Protocol)網中，當局域網(LAN)內的終端裝置與外部網的終端裝置通信時，需要設定所謂的默認路由裝置。該默認路由裝置的設定可從路由裝置對終端裝置通過近鄰搜索協議(NeighborDiscovery for IP Version 6，以下稱“ND”)自動進行，在文獻“NeighborDiscovery for IP Version 6(IPv6)”(T.Narten et al.，RFC 2461，IETF，December 1998)中公開了該設定方法。下面對該設定方法進行說明。
在ND中，從路由裝置定期或以響應來自終端裝置的請求(RouterSolicitation消息，以下稱“RS消息”。)的形式發送包括如下信息的路由器廣告(Router Advertisement)消息(以下稱“RA消息”。)。
(1)路由裝置的IP地址(2)該消息所包含的信息的有效期限(路由器生命期RouterLifetime，以下稱“RL”。)(3)可到達時間(Reachable Time，以下稱“RT”。)收到該RA消息的終端裝置在自己的默認路由器列表(default routerlist)和近鄰高速緩沖存儲器中追加上述的信息。另外，在默認路由器列表中登記有多個路由裝置的情況下，當終端裝置向路徑表中未登記的地址進行發送時，從默認路由器列表的條目中選擇默認路由裝置。另外，當最初的路由裝置本身關閉時，廣播RL＝0的RA。然后，若終端裝置收到RL＝0的RA消息，則當存在與默認路由器列表相對應的條目時，刪除該條目。但是，根據文獻“Neighbor Discovery for IP Version 6(IPv6)”，只有當默認路由器將自己關閉時才發送RL＝0的RA消息。因此，即使在路由裝置與外部網的連接過負荷時、或通過無線接入接口與外部網連接時的電場強度降低等引起向外部網的連接困難或變為不能連接的狀態時，也會繼續發送通常的RA消息，因此終端裝置無法進行通信。然后，終端裝置為了切換默認路由器，需要識別出與外部終端裝置的通信變得不可能的狀態，這需要很多時間。因此，存在當路由裝置因關閉以外的原因與外部網不能通信時，通信會長時間中斷的課題。
另外，在具有現有的雙工路由裝置的LAN中，作為當主路由器發生故障時從主路由器切換到備用路由器的方法，有特開平11-261561號公報中公開的方法。即，從備用路由器向主路由器進行正常檢查請求，若主路由器未返回正常檢查響應，則備用路由器自動切換為主路由器。但是，為了使用特開平11-261561號公報中公開的方法，需要在多個路由裝置中共用相同MAC地址，存在具有在進行MAC層的認證的無線網絡中無法使用的情況的課題。
尤其是，在通過無線通信與外部網連接的局域網中，為了降低耗電而備用路由器預先設為非連接狀態，當從備用路由器切換為主路由器時需要與外部網建立連接。因此，為了使備用路由器高速地切換為主路由器，提出了一種在主路由器的連接狀態變得不穩定的時刻備用路由器開始進行與外部網建立連接的技術。
例如，在國際公開2004/093397號小冊子(pamphlet)中記載的現有方法中，當主路由裝置與外部網的連接時發生過負荷時、或預測到因無線接口與外部網連接時的電場強度降低等而導致路由選擇(routing)功能不能執行時，主路由裝置向LAN內的所有節點廣播RL＝0的RA，作為路由選擇停止消息。然后，在備用路由裝置收到該路由選擇停止消息的時刻，當自己的路由選擇功能可執行時或因與外部網的連接處理等關系而在規定時間后路由選擇功能可執行時，向LAN內的所有節點廣播可路由選擇消息。在此時的可路由選擇消息中，使用在RT中設定了到可執行為止的時間的RA，通知可執行時間。然后，收到路由選擇停止消息和可路由選擇消息的LAN上的節點更新自己的路徑表，在經過被通知的可執行時間之后，切換用于與外部網連接的默認路由器。
但是，在使用了國際公開2004/093397號小冊子中公開的方法的情況下，盡管切換目標路由裝置實際上已經完成了與外部網的連接，但LAN上的節點在達到可路由選擇消息所記載的可執行時間之前不會進行路徑表的更新，不進行高速的路由器切換。或者，盡管實際上與外部網的連接尚未完成，但以經過了可執行時間為觸發，節點會更新路徑表，存在無法接收數據包的情況。
進而，在采用藍牙(注冊商標)這樣的連接型協議的LAN中，當LAN上的節點與切換目標路由裝置未建立用于傳輸IP數據包的第二層連接時，無法接收切換目標路由裝置所發送的可路由選擇消息，因此無法正常實施路由器切換。
另外，通信中的節點在收到來自切換源路由裝置的路由選擇停止消息之后，即使要自發搜索默認路由器來實施切換，也會由于未建立與切換目的地路由裝置的鏈路連接而無法更新路徑表。因此，即使在切換源裝置與外部網的連接已完成的情況下，節點在建立與切換源路由裝置之間的鏈路連接之前不會進行路徑切換。

發明內容
本發明的目的在于，在無線網絡中，當作為主路由器而動作的切換源路由裝置發生故障時，通過將主路由器高速地從切換源路由裝置切換到切換目的地路由裝置，從而可降低由通信中斷引起的數據包丟失，可有效利用網絡資源。
在本發明中，當第一路由裝置檢測到與外部網的連接過負荷時、或通過無線接口與外部網連接時的電場強度降低等引起路由選擇功能不能執行時，向第二路由裝置送出包括使最近的中繼流終結(terminating)的在局域網上終端的地址的連接指示消息。在第二路由裝置中，若收到連接指示消息，則當在該時刻自己的路由選擇功能可執行、或在規定時間后與外部網的連接完成而路由選擇功能可執行時，向第一路由裝置送出連接指示響應消息，開始與外部網的連接處理。第二路由裝置進行與外部網的連接處理，并且在尚未建立與連接指示消息所包含的局域網上的終端的連接時，實施與該終端的連接處理。并且，在與外部網以及局域網上的終端的連接均建立的時刻，第二路由裝置向第一路由裝置送出連接完成通知消息。
第一路由裝置若接收該連接完成通知消息，則向使最近的中繼流終結的在局域網上終端送出指示默認路由器的切換的路徑切換指示消息。并且，局域網上的終端若收到該路徑切換指示消息，則將默認路由器從第一路由裝置切換到第二路由裝置。
由此，即使無線局域網上的終端與第二路由裝置未建立第二層連接，也按來自第二路由裝置的要求進行連接的建立，因此可接收來自第二路由裝置的連接完成通知。另外，由于第二路由裝置將與外部網的連接處理和與被指定的終端的鏈路連接的建立并行實施，因此可實現使由兩連接的處理時間差引起的損失時間最小的高速的路由器切換。
另外，終端在路由器切換時，僅進行路徑表的更新和默認路由器的變更即可，無需管理到切換源路由裝置的路由選擇功能停止為止的時間或到切換目的地路由裝置的路由變為可能為止的時間。
本發明的第1方式的路徑切換方法對具有在同一無線局域網上的多個通信接口的多個多接口通信裝置進行切換，上述路徑切換方法包括第一多接口通信裝置向第二多接口通信裝置送出連接指示的步驟；第二多接口通信裝置若收到連接指示，則開始與外部網的連接處理的步驟；第二多接口通信裝置若完成連接，則向第一多接口通信裝置送出用于通知該連接完成的連接完成通知，或向無線局域網送出用于通知自己的網絡信息的自己信息通知的步驟；第一多接口通信裝置若收到連接完成通知，則向無線局域網通知路徑切換指示的步驟；和收到了自己信息通知和路徑切換指示的無線局域網上的終端，將中繼中使用的多接口通信裝置由第一多接口通信裝置變更為第二多接口通信裝置的步驟。
由此，切換目的地的第二多接口通信裝置(切換目的地多接口通信裝置)能以適當的定時從切換源的第一多接口通信裝置(切換源多接口通信裝置)開始中繼處理的切換，并且結合與外部網的連接處理完成等事件，可實時實施與終端的中繼目的地的切換處理，因此可實現高速的路徑切換。
在本發明的第2方式的路徑切換方法中，來自第一多接口通信裝置的連接指示當第一多接口通信裝置處于如下任一情況時被送出與外部網的通信數據包丟失率比規定值大的情況；電波接收強度比規定值低的情況；自己的關閉已開始的情況；以及收到向其它多接口通信裝置切換的切換要求的情況。
由此，切換源多接口通信裝置能盡早向切換目的地多接口通信裝置通知無法繼續與外部網的連接。
在本發明的第3方式的路徑切換方法中，基于第二多接口通信裝置的連接處理在具有與外部網的連接可能性時開始，還包括第二多接口通信裝置向第一多接口通信裝置送出用于通知已開始與外部網的連接的旨意的連接指示響應的步驟。
由此，由于切換源多接口通信裝置能獲知切換目的地多接口通信裝置與外部鏈路的連接已開始，因此無需指定其它多接口裝置來發送連接指示。
在本發明的第4方式的路徑切換方法中，第一多接口通信裝置將基于正在中繼的通信流特性的通信性能要求包含于連接指示中送出，第二多接口通信裝置當與連接對象的外部網的通信性能進一步滿足通信性能要求時開始連接處理。
由此，切換源多接口通信裝置可根據現在的中繼流的特性選擇切換目的地多接口通信裝置，可避免由路徑切換引起的中繼流的破壞。
在本發明的第5方式的路徑切換方法中，第二多接口通信裝置當不具有與外部網的連接可能性時、或具有連接可能性但不滿足通信性能要求時，不開始與外部網的連接處理，還包括第二多接口通信裝置送出用于通知未實施與外部網的連接的旨意的連接指示響應的步驟。
由此，切換源多接口通信裝置能即時獲知當初的切換目的地多接口通信裝置不存在有用性的事實，并且可迅速地對其它切換目的地多接口通信裝置轉移切換處理。
在本發明的第6方式的路徑切換方法中，還包括第一多接口通信裝置當從第二多接口通信裝置收到用于通知未實施與外部網的連接的旨意的連接指示響應時，向第三多接口通信裝置送出路徑切換指示的步驟。
由此，切換源多接口通信裝置可迅速變更切換目的地，使其從第二多接口通信裝置指定為第三多接口裝置。
在本發明的第7方式的路徑切換方法中，第二多接口通信裝置在送出連接完成通知之后，或取代送出，向無線局域網通知路徑切換指示，來替代由第一多接口通信裝置進行的通知路徑切換指示的步驟。
由此，第一多接口通信裝置能更早送出路徑切換指示，可向無線局域網上的節點通知路徑切換指示。
在本發明的第8方式的路徑切換方法中，還包括第一多接口通信裝置將用于確定無線局域網上的中繼中的終端的終端標識符與連接指示一起送出到第二多接口通信裝置的步驟；和第二多接口通信裝置開始針對由終端標識符確定的終端的連接處理的步驟。
由此，終端在切換目的地多接口裝置的路徑切換處理中進行該切換目的地多接口通信裝置鏈路建立，因此若路徑切換結束，則可即時經由切換目的地多接口裝置與外部網進行通信。另外，即使存在多個終端，也可限定在相應的終端，切換目的地多接口裝置來建立鏈路，因此可實現切換目的地多接口裝置的處理負荷以及資源的有效運用。
在本發明的第9方式的路徑切換方法中，第二多接口通信裝置當與外部網的連接和與終端的連接均已完成時，送出自己信息通知和連接完成通知。
由此，切換源多接口通信裝置可向終端指示中繼目的地的切換。
在本發明的第10方式的路徑切換方法中，由終端標識符確定的終端從第一多接口通信裝置的近鄰高速緩沖存儲器或ARP(Address ResolutionProtocol)高速緩沖存儲器中登記的終端中指定。
由此，切換源多接口通信裝置可從由IETF RFC2461規定的近鄰高速緩沖存儲器(Neighbor Cache)等管理的鏈路上的節點(終端以及多接口裝置)的地址信息中確定最近有通信成果的終端，因此無需重新進行中繼流的提取或歷史管理，可實現多接口裝置的處理負荷的降低以及資源的有效利用。這是利用在近鄰高速緩沖存儲器中若一定期間內對節點的接入未被確認則從近鄰高速緩沖存儲器中刪除針對該節點的條目的特性，因此在以確定最近有通信成果的終端為目的的使用中，近鄰高速緩沖存儲器適合。
在本發明的第11方式的路徑切換方法中，還包括第二多接口通信裝置在與外部網的連接可能性的狀態發生變化的時刻，送出用于通知可否與第一多接口通信裝置連接的連接可能性通知的步驟；第一多接口通信裝置當收到可連接時，存儲連接可能性通知所包含的第二多接口通信裝置的可連接的信息，當收到不可連接時，刪除第二多接口通信裝置的可連接的信息的存儲的步驟；和第一多接口通信裝置在送出連接指示時，基于所存儲的第二多接口通信裝置的可否連接的信息來決定送出目的地的步驟。
由此，切換源多接口通信裝置可實時掌握各個多接口通信裝置與外部網的連接狀況尤其是可連接的情況，可準確選擇各個時刻適合的切換目的地多接口通信裝置。
在本發明的第12方式的路徑切換方法中，連接可能性通知包括多接口通信裝置的標識符和與外部網的通信性能，第一多接口通信裝置，將在與外部網的通信中具有適于中繼流的特性的通信性能的、可連接的多接口通信裝置決定為連接指示的送出目的地。
由此，切換源多接口通信裝置可根據當前的中繼流的特性選擇切換目的地多接口裝置，可避免由路徑切換引起的中繼流的破壞。
本發明的第13方式的多接口通信裝置，包括連接管理部，對如下情況中的至少一種進行檢測與外部網的連接狀況的惡化、自己已關閉、收到了由其它多接口通信裝置來替代與外部網連接的切換要求；路徑管理部，接受來自連接管理部的檢測的通知，向自己所連接的局域網上的其它多接口通信裝置通知與外部網的連接指示和標識符，該標識符用于確定近鄰高速緩沖存儲器或ARP高速緩沖存儲器中所登記的終端；接收部，從連接指示的通知目的地的多接口通信裝置接收與外部網的連接完成的通知；和路徑切換指示部，接受來自接收部的接收完成通知，將對中繼中使用的多接口通信裝置的切換進行指示的路徑切換指示通知給局域網。
由此，由于通知提供中繼功能中的多接口裝置向可提供中繼功能的切換目的地的中繼的交接請求、和需要中繼的終端信息，因此被請求的多接口裝置可向外部鏈路和終端同時實施切換處理。
本發明的第14方式的多接口通信裝置的特征在于，路徑管理部所通知的標識符是作為在規定時間內中繼的流的末端的終端的標識符。
由此，由于被請求中繼的交接的多接口裝置可獲知最近與外部鏈路進行了通信的終端，因此可事先對需要中繼的可能性高的終端進行連接。
本發明的第15方式的多接口通信裝置的特征在于，路徑管理部將表示基于中繼中的通信流特性的通信質量或通信性能的要求參數與連接指示一起送出。
由此，可判斷被請求中繼的交接的多接口裝置是否可提供需要的通信質量等。
本發明的第16方式的多接口通信裝置的特征在于，接收部從連接指示的通知目的地的多接口通信裝置接收用于通知與外部網非連接的連接指示響應，路徑管理部接受來自接收部的連接指示響應，對不同的目的地的多接口通信裝置送出連接指示。
由此，正在提供中繼功能的多接口通信裝置可從適合通信條件的裝置中依次指示為中繼目的地。
本發明的第17方式的多接口通信裝置的特征在于，接收部從局域網上的其它多接口通信裝置接收與外部網的連接可能性通知，路徑切換部當從接收部被通知可連接時，存儲用于確定連接可能性通知的發送源多接口通信裝置的標識符，當被通知不可連接時，從存儲中刪除所存儲的用于確定發送源多接口通信裝置的標識符，并從存儲的標識符中決定連接指示的送出目的地。
由此，正在提供中繼功能的多接口通信裝置可在檢測到變成無法進行中繼時，選擇適合交接的其它多接口裝置。
本發明的第18方式的多接口通信裝置的特征在于，連接可能性通知包括可否與外部網連接、用于確定自己的標識符以及與外部網的通信容量，路徑切換部基于連接可能性通知，將適于中繼流的特性的通信容量的多接口通信裝置決定為連接指示的送出目的地。
由此，正在提供中繼功能的多接口通信裝置可判斷是否符合通信所需要的條件。
本發明的第19方式的多接口通信裝置的特征在于，路徑管理部送出用于請求即時送出連接可能性通知、連接指示響應和連接完成通知的即時通知請求。
由此，多接口通信裝置通過確定其它多接口裝置而可實時取得所需的信息。
本發明的第20方式的多接口通信裝置的特征在于，當接收部在接收連接完成通知之前從連接指示的通知目的地的多接口通信裝置收到路徑切換指示時，路徑切換指示部中止路徑切換指示的送出。
由此，可防止重復送出路徑切換指示。
本發明的第21方式的多接口通信裝置，具有多個通信接口，其中包括指示接收部，接收與外部網的連接指示和用于確定局域網上的終端的標識符的通知；外部鏈路處理部，進行與外部網的連接處理；內部鏈路處理部，進行與被通知了標識符的終端的連接處理；和連接通知部，從外部鏈路處理部和內部鏈路處理部雙方接受已完成連接的旨意，向作為連接指示的發送源的多接口通信裝置送出用于通知連接完成的連接完成通知，或向局域網送出用于通知自己的網絡信息的自己信息通知。
由此，接受中繼功能的交接請求的多接口裝置可向請求源多接口裝置通知完全交接中繼功能的狀態。
在本發明的第22方式的多接口通信裝置中，還具有檢測與外部網的連接可能性的連接檢測部，外部鏈路處理部和內部鏈路處理部接受來自連接檢測部的可連接的檢測通知，開始連接處理，連接通知部接受來自連接檢測部的可連接的檢測通知，向連接指示的發送源多接口通信裝置送出用于通知開始與外部網的連接處理的連接指示響應。
由此，請求源多接口裝置能在中繼切換處理的較早階段確認請求目的多接口裝置的通信性能等。
本發明的第23方式的多接口通信裝置的特征在于，指示接收部若還收到表示通信質量和通信性能的要求參數，則向連接檢測部通知，連接檢測部檢測通過連接對象的外部網是否可滿足由要求參數賦予的必要條件。
由此，接受中繼功能的交接請求的多接口裝置可向請求源多接口裝置通知是否滿足必要條件。
本發明的第24方式的多接口通信裝置的特征在于，連接通知部接受來自連接檢測部的不可連接的檢測通知，向連接指示的發送源多接口通信裝置送出用于通知與外部網的非連接的連接指示響應。
由此，請求源多接口裝置能獲知請求目的多接口裝置的可否通信。
本發明的第25方式的多接口通信裝置的特征在于，連接檢測部始終監視與外部網的連接可能性，在連接可能性的狀態變化的時刻，向連接通知部通知，連接通知部接受該通知，將告知連接可能性的連接可能性通知送出到局域網上的其它多接口通信裝置。
由此，多接口通信裝置可實時掌握其它多接口通信裝置與外部網的連接狀況尤其是可否連接的情況。
本發明的第26方式的多接口通信裝置的特征在于，連接可能性通知包括可否與外部網連接、用于確定自己的標識符以及外部網的通信容量。
由此，多接口通信裝置可判斷其它多接口裝置是否符合通信所需要的條件。
本發明的第27方式的多接口通信裝置的特征在于，連接通知部當收到用于請求即時送出連接可能性通知、連接指示響應和連接完成通知的即時通知請求時，在相應消息的生成時即時向請求源的多接口通信裝置送出。
由此，請求源多接口裝置可沒有延遲的獲知請求目的多接口裝置的連接處理狀況，因此可不存在損失時間地進行中繼功能的交接。
本發明的第28方式的多接口通信裝置的特征在于，連接通知部當送出連接完成通知之后，或取代連接完成通知，向無線局域網通知用于指示中繼中使用的多接口通信裝置的切換的路徑切換指示，替代作為連接指示的發送源的多接口通信裝置。
由此，連接指示的發送源多接口通信裝置能更早送出路徑切換指示，可向無線局域網上的節點通知路徑切換指示。
本發明相關的終端具備接收部，從未連接的多接口通信裝置接收連接要求，或者從連接中的多接口通信裝置接收用于指示向其它多接口通信裝置進行路徑切換的路徑切換指示；和連接管理部，基于從接收部通知的連接要求，與要求源的多接口通信裝置進行連接處理，或者基于路徑切換指示，將中繼目的地切換到連接完畢的多接口通信裝置。
由此，由于終端可從作為中繼的切換目的地的多接口裝置要求建立連接，因此可降低將中繼目的地切換到該多接口裝置時的損失時間。
如上所述，根據本發明，在無線網絡中，當提供了中繼功能的多接口裝置變得無法繼續中繼時，中繼節點可從該多接口裝置高速地切換到其它多接口裝置。由此，可降低切換時的數據包丟失，能有效利用網絡資源。


圖1是表示本發明的實施方式1的路由裝置的構成圖；圖2是表示本發明的實施方式1的終端的構成圖；圖3是表示本發明的實施方式1的通信系統的構成圖；圖4是表示本發明的實施方式1的通信系統的第一動作的次序圖；圖5是表示本發明的實施方式1的通信系統的第二動作的次序圖；圖6是表示本發明的實施方式1的切換源路由裝置的動作例的流程圖；
圖7是表示本發明的實施方式1的切換源路由裝置的動作例的流程圖；圖8A是表示本發明的實施方式1的終端的動作例的流程圖；圖8B是表示本發明的實施方式1的終端的動作例的流程圖；圖9是表示本發明的實施方式1的連接指示消息的構成圖；圖10是表示本發明的實施方式1的連接指示響應消息的構成圖；圖11是表示本發明的實施方式1的連接完成通知消息的構成圖；圖12是表示本發明的實施方式1的連接可能性通知消息的構成圖；圖13是表示本發明的實施方式1的連接要求消息的構成圖；圖14是表示本發明的實施方式1的QoS等級一覽的構成圖；圖15是表示本發明的實施方式1的路由器信息管理表的構成圖；圖16是表示本發明的實施方式1的通知登記消息的構成圖；圖17是表示本發明的實施方式1的事件管理表的第一構成圖；圖18是表示本發明的實施方式1的事件管理表的第二構成圖；圖19是表示本發明的實施方式1的路由裝置的第二構成圖；圖20是表示本發明的實施方式2的通信系統的構成圖。
圖中1-外部網絡；2-無線局域網；3、3a、3b-接入點裝置；10、10a、10b-路由裝置；11、12-底層處理部；13-連接管理部；14-路由器切換部；15-緩沖器；16-L3處理部；17-上層處理部；20-無線終端；21-底層處理部；22-連接管理部；23-L3處理部；24-上層處理部；30-多接口通信終端；40-外部終端；51-SDP；52-BNEP；53-L2CAP；54-HCI；55-基帶；90-路由器信息管理表；100-事件管理表。
具體實施例方式
下面，利用附圖，對本發明的實施方式進行說明。
(實施方式1)圖3是表示本發明的通信系統的構成圖，路由裝置10a、b與無線終端20進行無線通信，構成了無線局域網2。另外，接入點裝置3a、3b和外部終端40與網絡等的外部網絡1連接。并且，路由裝置10a、10b通過基于無線通信的接入線路與接入點裝置3a、3b連接。
在如上述這樣構成的通信系統中，無線終端20經由路由裝置10a與外部終端40進行通信。然后，路由裝置10a檢測到其與接入點裝置3a間的通信狀況惡化，通信鏈路被斷開。路由裝置10a向無線局域網2上的其它路由裝置10b請求與無線終端20相關的通信的繼承。路由裝置10b接受該請求，建立與接入點裝置3b的通信鏈路，繼承與無線終端20相關的通信的中繼。
另外，接入點裝置3a、3b只要是為了路由裝置10a、10b與外部網絡1進行通信而可接入的通信裝置即可，并不特別限定于無線LAN系統中的接入點。即，也可以是蜂窩系統中的基站裝置。
下面，利用附圖，對各裝置的構成及其動作進行說明。
圖1是本發明的路由裝置10的構成圖。
在圖1中，底層處理部11用于進行物理層處理和數據鏈路層處理，連接于到接入點裝置3的無線接入線路。底層處理部12連接于與無線終端20進行無線通信的無線局域網2。
另外，連接管理部13用于管理底層處理部11、12的連接狀況等。另外，連接管理部生成事件管理表100配合事件的發生向指定的處理部或傳輸目的地送出消息。
圖17和圖18是表示事件管理表100的構成圖，事件類型表示發生的事件的種類，發送目的地102表示消息的發送目的地，本地發送目的地103表示自己的裝置內的作為發送目的地的處理部，事件發送源104表示了通知來事件的發送源。另外，發送目的地為“00:00:00:00:00:00”表示自己的裝置內，未必需要事件發送源104。
另外，路由器切換部14生成路由器信息管理表90，管理無線局域網2上的路由裝置。并且，基于該路由器信息管理表90確定作為中繼的切換目的地的路由裝置，并生成路由器切換用的指示。另外，路由器切換部14若從其它路由裝置收到路由器切換的指示，則向底層處理部11、12指示與外部網絡的連接。圖15是表示路由器信息管理表90的構成圖。在圖15中，路由地址91是無線局域網2上的路由裝置的地址，QoS等級92是表示相應的路由裝置所具有的通信質量的等級(在圖14中表示)，頻帶93表示相應的路由裝置可提供的通信頻帶。
進而，緩沖器15用于暫時保存路由器切換時產生的傳輸到其它路由裝置的數據包，L3處理部16用于進行網絡層處理，上層處理部17用于進行傳輸層以上的處理。
另外，對下層處理部11可應用基于蜂窩、PHS、IEEE 802.16、IEEE802.20等寬帶無線通信方式、或藍牙(注冊商標)、UWB、IEEE 802.11等窄帶無線通信方式之類的無線通信標準的部件，此外還可應用基于以太網(注冊商標)等有線通信標準的部件。
另外，對底層處理部12可應用基于藍牙(注冊商標)、UWB、IEEE802.11等窄帶無線通信方式之類的無線通信標準的部件，此外還可應用基于以太網(注冊商標)等有線通信標準的部件。
圖19是表示作為底層處理部12應用了藍牙(注冊商標)(尤其是PAN協議子集(profile))時的路由裝置10的構成圖。在圖19中，連接管理部13與藍牙協議棧的HCI(Host-Controller Interface)54連接，基于藍牙SIG標準進行鏈路的連接或斷開控制，并且取得鏈路建立(link up)或鏈路斷開(link down)等鏈路狀態通知(link event)。另外，還與SDP(ServiceDiscovery Protocol)51連接，檢測附近的藍牙(注冊商標)搭載終端的存在，或取得檢測出的終端的屬性或能力(capability)等信息。
由此，可判斷鏈路連接的可能性。例如，當連接管理部13檢測出與具有可連接的屬性的終端的連接可實現時，生成后述的“鏈路檢測事件”，發布給路由器切換部14或L3處理部16等。進而，連接管理部13還與L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol)53連接，進行在本實施方式中使用的各種消息的收發。另外，L3處理部16與BNEP(Bluetooth(注冊商標)Network Encapsulation Protocol)52連接，進行IP數據包的收發。
另外，連接管理部13相當于本發明的連接管理部和連接檢測部，路由器切換部14相當于本發明的路徑管理部、路徑切換指示部和連接通知部。另外，底層處理部12和L3處理部16相當于本發明的各種消息的接收部、指示接收部，尤其是，底層處理部12還相當于本發明的內部鏈路處理部。另外，底層處理部11還相當于本發明的外部鏈路處理部。
下面，對如上述這樣構成的路由裝置10的基本動作進行說明。
本實施方式的路由裝置10的數據包交換動作如下。
從無線局域網2收到的數據幀在由底層處理部12進行了物理層協議處理、數據鏈路層協議處理之后，L3處理部16進行包括路由選擇處理的IP協議處理，傳輸至任一個底層處理部11或12。對于從外部網絡1經由接入點裝置3a接收的數據包，也是在由底層處理部11進行了物理層協議處理、數據鏈路層協議處理之后，通過L3處理部16中的路由處理，傳輸至任一個底層處理部11或12。
另外，L3處理部16定期或根據來自與無線局域網2連接的無線終端20的請求，對無線局域網2將網絡信息和路由裝置10本身的信息記載到由IETF RFC2461(Neighbor Discovery for IPv6)規定的路由器廣告消息(Router Advertisement Message)中并送出。
接著，在下面對路由裝置10所進行的與外部鏈路的連接性通知的動作進行說明。
首先，所有的無線局域網2上的路由裝置10的連接管理部13，若檢測到底層處理部11與接入點裝置10可建立外部鏈路或已建立鏈路，則經由底層處理部12向無線局域網2送出連接可能性消息。
圖12是表示連接可能性消息1300的格式的圖，至少包括地址字段1301、消息類型字段1302、消息ID字段1303、狀態字段1304、提供QoS等級字段1305、以及提供頻帶字段1306。
在圖12中，地址字段1301表示發送源地址和目的地址，消息類型1302用于確定消息的種類，消息ID1303是確定消息的標識符，狀態字段1304表示連接狀態。作為連接狀態，設定表示不可連接的值“0”和表示可連接的值“1”。提供QoS等級1305是表示圖14所示的QoS的性能的等級，提供頻帶1306表示與外部鏈路的通信頻帶。
另外，也可通過指定不同的消息類型，來區分通知可建立外部鏈路的消息和表示已建立的消息。這樣，收到連接可能性消息1300的節點僅通過消息類型的確認即可馬上判斷建立外部鏈路所需要的時間的有無。
具體而言，連接管理部13在地址字段1301的發送源地址中記載分配給自己的底層處理部12的L2地址，在目的地址中記載可到達所有路由裝置的多播地址或廣播地址。另外，當作為目的地可確定路由裝置10時，也可記載該路由裝置10的L2地址。
進而，連接管理部13在消息類型字段1302中記載用于確定連接可能性通知消息的標識符，在消息ID字段1303中記載用于確定消息的標識符。在狀態字段1304中記載表示可連接的值“1”。在提供QoS等級字段1305中記載對象的底層處理部11所連接的外部鏈路提供的QoS對應的QoS等級81的值。同樣在提供頻帶字段1306中記載外部鏈路的通信頻帶值。
接著，在無線局域網2上的路由裝置10中，連接管理部13若經由底層處理部12收到從自己以外的路由裝置10送出的連接可能性通知消息1300，則將各字段中記載的內容通知給路由器切換部14。路由器切換部14基于被通知的內容，生成路由器信息管理表90。即，路由器切換部14將地址字段1301的發送源地址記載為路由地址91，將提供QoS等級字段1305的值記載為QoS等級92，將提供頻帶字段1306的值記載為頻帶93。
另外，路由裝置10總是監視底層處理部11的外部鏈路的連接狀態，若檢測到與外部鏈路的連接不可能，則在該時刻向無線局域網2送出狀態字段1304中記載了表示不能連接的值“0”的連接可能性通知消息1300。然后，收到該消息的其它路由裝置10的連接管理部13傳輸不能與路由器切換部14連接的通知。路由器切換部14收到不能連接的通知，刪除路由器信息管理表90的相應的條目。由此，路由裝置10可總是管理與其它路由裝置的外部鏈路的連接狀態。尤其是，作為默認路由器而動作的路由裝置10當檢測到自己的外部鏈路連接斷開的可能性時，可將能建立外部鏈路的路由裝置或已建立了外部鏈路的路由裝置10指定為切換目的地路由裝置。
另外，在上述的說明中，連接可能性通知消息1300具有狀態字段1304，但并不限定與此，也可不設置狀態字段1304，而設置用于通知存在連接可能性和不可連接的個別消息。
另外，也可以在連接可能性通知消息1300中追加記載底層處理部11的標識符的字段，進而在路由器信息管理表90中也追加記載同樣的標識符的一欄，由此將檢測到連接可能性(或失去連接可能性)的底層處理部11的標識符通知給無線局域網2上的路由裝置10。
由此，當路由裝置10具有用于與外部網絡1連接的多個底層處理部11時(例如，移動電話網接口和無線LAN接口等)，切換源路由裝置可管理各自的底層處理部11的連接狀況，因此能對切換目的地路由裝置指定與QoS必要條件匹配的底層處理部11。
另外，在連接可能性通知消息1300中不特別設置用于傳輸與提供QoS等級或提供頻帶相關的字段，而僅由是否可連接的信息來確定切換目的地，由此可提高消息傳輸效率和路由裝置10內的處理效率。
下面，利用附圖，對路由裝置10中的路由器切換處理進行說明。
圖6是表示本實施方式中的切換源路由裝置的路由器切換處理的動作的處理流程圖。另外，將開始一連串路由器切換處理的路由裝置10特別稱為路由裝置A(10a)(或切換源路由裝置10a)，以及將由路由裝置A(10a)指定了切換目的地的路由裝置10特別稱為路由裝置B(10b)(或切換目的地路由裝置10b)。
先對路由裝置A(10a)中的路由器切換處理的動作進行說明。
首先，連接管理部13檢測底層處理部11與接入點裝置3a之間的通信鏈路(以下稱為“外部鏈路”)的連接狀況的惡化，或檢測到失去了到數據包傳輸目的地的連接性，而且以裝置的關閉為目的，若從用戶或上層處理部17等明確地接受通信鏈路的斷開請求，則向路由器切換部14通知與外部鏈路的斷開可能性(步驟S601)。
在此，外部鏈路的連接狀況可由連接管理部13定期或以根據需要的定時從底層處理部11取得，或者連接管理部13可通過事先對底層處理部11進行登記而以連接狀況發生變化的定時非同步地從底層處理部11接受通知。該外部鏈路的連接狀況通過標準地測定所希望的接收電場強度或誤比特率等，并根據其變化來判斷。
例如，連接管理部13通過觀測接收電場強度的降低來判斷連接狀況的惡化，當進一步低于確保規定的通信質量所需的電解強度值時，檢測到此質量以上的通信不可實現，存在斷開可能性。
另外，連接管理部13為了檢測到數據包傳輸目的地的連接性，定期或以根據需要的定時取得由L3處理部16或上層處理部17進行的到達確認的結果(例如，由L3處理部16進行的查驗(ping)響應的有無)，或非同步地從L3處理部16或上層處理部17接受通知來判斷。
另外，切換源路由裝置A(10a)也可以以來自其它路由裝置10、用戶或上層處理部的切換請求為條件，實施外部鏈路的斷開可能性的檢測。這在切換源路由裝置A(10a)的外部鏈路未惡化但進一步要將通信條件好的路由裝置10作為中繼路的情況下有用。另外，其它路由裝置10的切換請求可利用表示切換請求的消息類型信息和具有發送源地址的切換請求消息來進行。
然后，路由器切換部14根據由當前的底層處理部11的切換，從由路由器信息管理表90管理的路由信息中，選擇具有盡量無損于當前正在進行中繼的通信流(以下稱為中繼流)的質量的外部鏈路的路由裝置10，作為切換目的地。接著，路由器切換部14向連接管理部13通知L2地址、要求QoS、以及要求頻帶值，連接管理部13按照如下方式生成連接指示消息1000。
圖9是表示連接指示消息1000的格式的圖，包括表示消息的發送源和目的地的地址字段1001、消息類型字段1002、消息ID字段1003、要求QoS等級字段1004、要求頻帶字段1005、連接要求時間字段1006、以及終端地址字段1007。
在圖9中，消息類型1002用于確定消息的種類，消息ID1003是確定消息的標識符，要求QoS等級字段1004是表示圖14所示的QoS的性能的等級，要求頻帶1005表示要求的通信頻帶，連接要求時間1006表示自己所連接的外部鏈路被斷開為止的預測時間，終端地址1007表示中繼、近鄰高速緩沖存儲器或ARP高速緩沖存儲器中登記的終端的地址。在此，將要求QoS等級字段1004和要求頻帶字段1005中記載的內容特別稱作QoS要求參數。
連接管理部13在地址字段1001的發送源(From)中記載分配給自己(路由裝置A(10a))的底層處理部12的L2地址，在目的地(To)中記載分配給作為切換目的地的路由裝置B(10b)的底層處理部12的L2地址。在此，在連接指示消息1000中還可設置表示路由裝置A(10a)的標識符。由此，即使在通過多個底層處理部12與無線局域網2連接，對通信對方的外部終端40可獲得多條路徑的情況下，可不根據發送源L2而唯一地識別路由裝置A(10a)。
接著，連接管理部13在消息類型字段1002中記載用于確定連接指示消息1000的標識符，在消息ID字段1003中記載用于確定消息本身的標識符。進而，在要求QoS等級字段1004中根據QoS等級一覽表80記載要求的QoS性能82的等級值81，在要求頻帶字段1005中同樣記載要求的頻帶值(例如10Mbps等)。這里，在要求QoS等級字段1004和要求頻帶字段1005中分別記載相當于底層處理部11的QoS性能的QoS性能值、通信頻帶值。各值可以是基于服務中的標稱值的值，也可以是基于底層處理部11的實際狀態的值。
或者，為了進一步提取詳細的QoS性能，路由器切換部14由L3處理部16或底層處理部11、12等取得是否存在中繼流，進而，當中繼流所要求的QoS性能明確時，也可根據該QoS性能提取要求QoS性能。
例如，在L3處理部16中，通過監視中繼數據包的接收時間間隔和數據包大小，可算出數據包中繼速率，可提取所希望的通信頻帶值，并且可根據中繼數據包的接收時間間隔的推移來判斷實時中繼的必要性。
進而，L3處理部16確定中繼數據包的中繼目的地是否為無線局域網2，通過在上行和下行中個別監視中繼流特性，能準確提取應要求的QoS性能值。
另外，中繼流的監視通過按每個無線終端20進而以TCP/UDP等中使用的端口或應用(application)單位來實施，可提取出適當的QoS性能。
接著，連接管理部13在連接要求時間字段1006中記載直至自己的底層處理部11的外部鏈路被斷開為止的預測時間(例如3000毫秒等)。另外，在無需對切換目的地路由裝置10要求連接處理所需的時間的情況下，也可在連接指示消息1000中不特別設置連接要求時間字段1006。或者，還可通過預先記載不需要與連接要求時間相關的一切處理的規定值，來省略在接收側的處理，從而可實現處理負荷的降低。
另外，連接管理部13在終端地址字段1007中記載使自己(路由裝置A(10a))正在中繼的或最近中繼過的通信流終結的無線終端20的L2地址。或者，路由器切換部14參照L3處理部16所持有的由IETF RFC2461規定的近鄰高速緩沖存儲器(Neighbor Cache)或ARP高速緩沖存儲器，來確定最近有通信成果的無線終端20。并且，路由器切換部14將該L2地址通知給連接管理部13，連接管理部13將其記載到終端地址字段1007。另外，近鄰高速緩沖存儲器中不僅包括無線終端20的信息，還包括路由裝置10的信息。但是，要從近鄰高速緩沖存儲器中僅提取無線終端20的信息，可通過從流經局域網2的路由器廣告消息中取得路由裝置10的IP地址，在從近鄰高速緩沖存儲器中提取信息時將路由裝置10的IP地址除去(過濾)來實現。
在此，當終端地址字段1007中應記載的內容有多個時，連接管理部13設置多個終端地址字段1007。另外，當無線局域網2由以太網(注冊商標)等構成，在切換目的地路由裝置B(10b)與無線終端20之間，路由器切換時很清楚地不需要建立明確的通信鏈路時，連接指示消息1000中也可不設置終端地址字段1007。此外，當在路由裝置A(10a)與路由裝置B(10b)的路由器切換部14之間，另外實施用于通知無線終端20的地址的消息交換時，連接指示消息1000中也可不設置終端地址字段1007。另外，當路由裝置A(10a)的路由器切換部14使連接管理部13發布后述的連接要求消息1400，并將向路由裝置B(10b)的連接管理部13另外指示與無線終端20的連接時，連接指示消息1000中也可不設置終端地址字段1007。
如上述那樣生成的連接指示消息1000經由底層處理部12而被發送到局域網的指定的路由裝置(步驟S602)。另外，連接指示消息1000不僅由連接管理部13生成，還可由路由器切換部14生成并發送。另外，當不進行用于維持路由裝置10所中繼的通信流的QoS的要求時，連接指示消息1000中也可不包括要求QoS等級字段1004和要求頻帶字段1005。
另外，當路由器切換部14無法確定切換目的地路由裝置B(10b)時，連接管理部13在地址字段1001的目的地址中記載可到達所有路由裝置的多播地址或廣播地址，向無線局域網2發送連接指示消息1000。
接著，在送出連接指示消息1000之后，若連接管理部13經由底層處理部12收到連接指示響應消息1100，則通知給路由器切換部14(步驟S603)。
圖10是表示連接指示響應消息1100的格式的圖，至少包括地址字段1101、類型字段1102、消息ID字段1103、狀態字段1107、提供QoS等級字段1104、提供頻帶字段1105、以及連接所需時間字段1106。另外，狀態1107表示與外部鏈路的連接符合性，當符合所要求的條件時記載“0”，當無法與外部鏈路連接時記載“1”，當不符合要求條件時記載“2”。另外，提供QoS等級字段1104用圖14所述的等級值表示在與外部鏈路的通信中可提供的通信品質。
此時，連接管理部13根據連接指示消息1000的消息ID字段1003與連接指示響應消息1100的消息ID字段1103相同，來確認是之前送出的連接指示消息1000的響應。并且，連接管理部13向路由器切換部14傳輸各字段中記載的信息(值)。路由器切換部14接受該信息，根據狀態字段1107所記載的值，進行將路由裝置B(10b)作為切換目的地是否適合的判斷(步驟S604)。
例如，當狀態1107的值是表示“可建立外部鏈路，也滿足要求QoS性能”的“0”時，路由器切換部14將路由裝置B(10b)決定為切換目的地。另一方面，當狀態1107的值是表示“無法建立外部鏈路”的“1”、或是表示“可建立外部鏈路，但不滿足要求QoS性能”的“2”時，或者是表示因其它理由而不能成為切換目的地的旨意的響應時，路由器切換部14不將路由裝置B(10b)作為切換目的地，而以其它路由裝置10為對象再次從步驟S602開始進行處理。
進而，路由器切換部14根據提供QoS等級字段1104和提供頻帶字段1105中記載的值確認路由裝置B(10b)可提供的QoS等級和頻帶。而且，當連接所需時間字段1106的值超過本身的底層處理部11的外部鏈路被斷開為止的預測時間時，路由器切換部14不將路由裝置B(10b)作為切換目的地，而以其它路由裝置10為對象再次從步驟S602開始進行處理。或者，即使當連接所需時間字段1106的值超過本身的底層處理部11的外部鏈路被斷開為止的預測時間，但自己(路由裝置A(10a))具有中繼數據包的緩沖機構時，路由器切換部14將外部鏈路斷開后的中繼數據包作為緩沖的內容，省略連接所需時間字段1106中記載的值的評價。或者，也可計算是否有緩沖所需的緩沖器大小，路由裝置A(10a)繼續進行以路由裝置B(10b)為切換對象的處理。
而且，當外部鏈路已被斷開，根據來自路由器切換部14的控制，L3處理部16將以無線終端20為發送源的中繼數據包暫時存儲于緩沖器15中時，路由器切換部14根據中繼數據包的接收頻度和大小來估算今后所需的存儲容量，從而進行有效的資源管理。
另外，當不需要由切換目的地路由裝置B(10b)對切換源路由裝置A(10a)提示連接處理所需的時間時，也可不設置連接所需時間字段1106。或者，還可通過預先在連接指示消息中記載不需要與連接所需時間相關的一切處理的規定值，來省略在接收側的處理。由此可實現處理負荷的降低。
另外，連接管理部13也可設定路由裝置A(10a)接收到連接指示響應消息1100接收為止的容許等待時間，對接收等待狀態進行管理。尤其是，作為容許等待時間可采用底層處理部12的連接維持時間，也可等待消息的接收直至底層處理部12的連接被斷開或進入休眠狀態。
或者，還可以是連接管理部13根據與底層處理部12中的路由裝置B(10b)的連接狀態，來解除連接指示響應消息1100的接收等待狀態。例如，可以是連接管理部13根據由RFC2461規定的IPV6中的近鄰高速緩沖存儲器或由RFC826規定的IPV4的ARP，檢測與路由裝置B(10b)的通訊連絡的不能實現，從而開始針對其它路由裝置B(10b)的切換處理。
當路由裝置A(10a)的路由器切換部14判斷為不適合將路由裝置B(10b)作為切換目的地時，也可向連接管理部13指示向路由裝置B(10b)送出指示斷開路由裝置B(10b)正在進行連接處理的外部鏈路的斷開要求消息。此時，路由裝置A(10a)的連接管理部13接受來自路由器切換部14的指示，送出斷開要求消息。收到該信息的路由裝置B(10b)的連接管理部13開始進行與根據來自之前接收的路由裝置A(10a)的連接指示消息1000而正在進行連接處理的外部鏈路的斷開處理。這樣，路由裝置A(10a)通過判斷切換目的地路由裝置的可否連接，能在較早的時刻切斷從結果來看不會被使用的路由裝置B(10b)的外部鏈路，因此路由裝置B(10b)可抑制通信費用或耗電的浪費。
然后，連接管理部13若經由底層處理部12接收連接完成通知消息1200，則通知給路由器切換部14(步驟S605)。圖11是表示連接完成通知消息1200的格式的圖，至少包括地址字段1201、消息類型字段1202、消息ID字段1203、狀態字段1207、提供QoS等級字段1204、以及提供頻帶字段1205。各字段的內容與之前說明的連接指示響應消息1100所具有的字段基本相同。其中，狀態字段1207表示外部鏈路的建立是否已成功。
下面，路由器切換部14參照被通知的連接完成通知消息1200的狀態字段1207，判斷路由裝置B(10b)其外部鏈路的建立是否已成功(步驟S606)。當未能建立外部鏈路時，再次以其它路由裝置10為對象，返回到步驟S602的處理。
接著，路由器切換部14若判斷為切換目的地路由裝置B(10b)與外部鏈路的建立已完成，則向L3處理部16指示送出RL＝0的路由器廣告消息作為路徑切換指示消息。L3處理部16接受該消息，經由底層處理部12向無線局域網2送出路由器廣告消息(步驟S607)。
另外，當連接管理部13不接收連接指示響應消息1100而接收了連接完成通知消息1200時，無需特別實施上述的收到連接指示響應消息1100時的處理。
另外，路由器切換部14接受適合將路由裝置B(10b)作為切換目的地的判斷(步驟S604)，也可指示向無線終端20由連接管理部13發送連接要求消息。按照與特定的通信裝置(這里為路由裝置B(10b))的連接處理的方式。由此，由于可預先將無線終端20與路由裝置B(10b)的底層的連接，在路由裝置A(10a)與路由裝置B(10b)之間的切換處理完成之前實施，因此可實現高速的切換處理。
圖13是表示連接要求消息1400的格式的圖，至少包括地址字段1401、類型字段1402、消息ID字段1403、以及路由裝置地址字段1404。
連接管理部13從路由器切換部14取得無線終端20的地址和路由裝置B(10b)的地址。進而，將地址字段1401的發送源設定為自己(路由裝置A(10a))的地址，將目的地設定為無線終端20的地址，在路由裝置地址字段1404中記載路由裝置B(10b)的地址，并經由底層處理部12送出。
另外，路由器切換部14在從連接管理部13接受連接完成通知消息1200的接收通知之前、或在剛剛收到連接完成通知消息1200的接收通知之后，當從L3處理部16收到來自路由裝置B(10b)的針對路徑切換指示消息的接收通知時，路由器切換部14不向L3處理部16發布路徑切換指示消息的送出指示。
這里，上述路徑切換指示消息(路由器廣告消息)的發送源是否為路由裝置B(10b)，可通過比較消息的第二層地址與路由裝置B(10b)的相應地址是否相同來判斷。
下面，利用圖7的動作流程圖，對切換目的地路由裝置B(10b)中的路由器切換處理的動作進行說明。
在圖7中，首先路由裝置B(10b)的連接管理部13經由底層處理部12接收連接指示消息1000(步驟S650)。
底層處理部11根據是否取得了來自接入點裝置3b的電波強度、或若是無線LAN則為SSID或WEP密鑰等信息，來判斷是否能與接入點裝置3b建立外部鏈路(步驟S651)。
具體而言，底層處理部11利用通信協議的控制頻道，從接入點裝置3b取得接入點裝置3b所提供的網絡的信息。例如，若到接入點裝置3b的通信為無線LAN，則通過判斷SSID的同一性等可確認連接性。或者，底層處理部11也可實際與接入點裝置3b進行連接處理，來確認通信狀態。
連接管理部13當從底層處理部11收到不能連接的通知時，將連接指示響應消息1100的狀態字段1107中記載的值確定為“1”(步驟S652)。
另外，本處理也可以是連接管理部13接受連接指示消息1000的接收，將消息內容通知給路由器切換部14，路由器切換部14向連接管理部13指示判斷到底層處理部11的外部鏈路的連接性。在該情況下，連接指示響應消息1100所記載的值由路由器切換部14通知給連接管理部13，連接管理部13將其記載到連接響應消息1100中。
在步驟S651中，當可與外部鏈路連接或已經連接完畢時，連接管理部13進一步判斷是否可滿足連接指示消息1000的要求QoS等級字段1004和要求頻帶字段1005中通知的必要條件(步驟S653)。并且，當底層處理器11提供的QoS等級和通信頻帶在通知的要求值以下或較差時，連接管理部13將連接指示響應消息1100的狀態字段1107中記載的值確定為“2”(步驟S654)。
另外，若判斷為可建立外部鏈路且滿足QoS必要條件，則連接管理部13將連接指示響應消息1100的狀態字段1107中記載的值確定為“0”(步驟S655)。另外，本處理也可以是連接管理部13接受連接指示消息1000的接收，將消息內容通知給路由器切換部14，路由器切換部14向連接管理部13指示實施與要求QoS和要求頻帶相關的處理。在該情況下，連接指示響應消息1100所記載的值由路由器切換部14通知給連接管理部13，連接管理部13將其記載到連接響應消息1100中。
接著，連接管理部13當與接入點裝置3b未連接時，向底層處理部11指示連接(外部鏈路建立)，并且向底層處理部12指示與連接指示消息1000的終端地址字段1007所記載的地址的無線終端20的鏈路連接處理(步驟S656)。
另外，在本處理中，連接管理部13接受連接指示消息1000的接收，將消息內容通知給路由器切換部14。然后，路由器切換部14可對連接管理部13指示底層處理部11的鏈路連接處理開始和與無線終端20的鏈路連接處理開始。另外，在路由裝置A(10a)和路由裝置B(10b)的路由器切換部14之間，也可與連接指示消息1000不同地進行用于通知無線終端20的地址的消息交換。在該情況下，路由裝置B(10b)的連接管理部13將向底層處理部11指示了鏈路連接處理的定時通知給路由器切換部14，路由器切換部14接受該定時，向連接管理部13指示無線終端20與底層處理部12之間的鏈路連接處理。
接著，連接管理部13生成并送出連接指示響應消息1100(步驟S657)。即，連接管理部13將連接指示響應消息1100的地址字段1101的發送源設定為自己(路由裝置B(10b))的地址，將目的地設定為連接指示消息1000的發送源地址(路由裝置A(10a))，在消息ID字段1103中設定與連接指示消息1000的消息ID字段1003相同的值。進而，在狀態字段1107中記載之前確定的值，在提供QoS等級字段1104和提供頻帶字段1105中記載底層處理部11可提供的等級和頻帶。另外，在連接所需時間字段1105中，記載底層處理部11與接入點裝置3b建立外部鏈路所需的設想時間、與底層處理部12與無線終端20建立外部鏈路所需的設想時間中的任一方(最大值)。連接管理部13在進行了以上的設定之后，經由底層處理部12送出到無線局域網2。
另外，步驟S656和S657的實施順序不必按上述說明的順序，可在進行了步驟S657(連接指示響應消息1100的送出)之后實施步驟S656，也可同時實施兩個步驟。
接著，連接管理部13接受底層處理部11和底層處理部12與各自的連接目的地已完成鏈路連接處理(步驟S658)，送出連接完成通知消息1200(步驟S659)。此時，將連接完成通知消息1200的地址字段1201的發送源設定為自己(路由裝置B(10b))的地址，將目的地設定為連接指示消息1000的發送源地址(路由裝置A(10a))，在消息ID字段1203中設定與連接指示消息1000的消息ID字段1003相同的值。進而，在狀態字段1207中，當雙方的連接處理正常完成時記載表示正常結束的“0”，當未能正常結束時記載此外的出錯值。另外，在提供QoS等級字段1204和提供頻帶字段1205中記載底層處理部11可提供的等級和頻帶。
另外，L3處理部16接受來自連接管理部13的通知，向無線局域網送出路由器廣告消息。該路由器廣告消息相當于本發明的通知自己的網絡信息的自己信息通知消息。由此，無線終端20識別出路由裝置B(10b)是可中繼的路由裝置，在路由器列表中追加路由裝置B(10b)。
這樣，為了實現本發明的目的，連接管理部13需要在接受雙方的處理已完成之后，送出連接完成通知消息1200。
另外，當無需進行與無線終端20的連接時，在底層處理部11中的鏈路連接完成的時刻前進到步驟S659。
另外，連接管理部13向路由器切換部14通知連接完成通知消息1200的發送完畢，路由器切換部14接受該消息，可向L3處理部16指示作為切換指示消息，送出RL＝0、將發送源設為路由裝置A(10a)的路由器廣告消息。或者，連接管理部13接受底層處理部11和底層處理部12與各自的連接目的地已完成鏈路連接處理(步驟S658)，不生成連接完成通知消息1200，通知給路由器切換部14，路由器切換部14也可向L3處理部16指示作為切換指示消息，送出RL＝0、將發送源設為路由裝置A(10a)的路由器廣告消息。
另外，當路由器切換部14不是以連接指示消息1000而是以其它專用消息來通知無線終端20的地址時，路由器切換部14另一方面經由連接管理部13向底層處理部12指示與無線終端20的鏈路連接處理。在該情況下，連接管理部13接受與無線終端20的連接完成的情況，另一方面向路由裝置A(10a)發送連接完成通知消息1200。并且，路由裝置A(10a)在收到針對路由裝置B(10b)的外部鏈路連接完成的連接完成通知消息1200、和針對與內部鏈路上的無線終端20的連接完成的連接完成通知消息1200雙方之后，轉移到步驟S606。
因此，需要在連接完成通知消息1200中追加記載用于識別與外部鏈路的連接完成或是與終端的連接完成的識別信息的字段。作為該識別信息，例如是連接目的地的地址或進行了鏈路連接的底層處理部的標識符等。
另外，底層處理部12也可經由連接管理部13向L3處理部16通知底層處理部12與無線終端20的鏈路連接完成的定時。或者，也可將該定時從連接管理部13通知到路由器切換部14，再從路由器切換部14通知到L3處理部16，L3處理部16向無線局域網2送出路由器廣告消息(RouterAdvertisement message)。由此，能準確指示L3處理部16的路由器廣告消息的發送開始定時，能使無線終端20迅速檢測與新的路由裝置10(這里為路由裝置B(10b))的連接，因此無線終端20能高速實施路由器切換處理。
另外，當路由裝置B(10b)的連接管理部13在送出連接指示響應消息1100或連接完成通知消息1200之前，檢測到底層處理部11的外部鏈路已被斷開時，路由裝置B(10b)的連接管理部13向路由裝置A(10a)發送鏈路斷開通知消息。該斷開通知消息是在連接可能性通知消息1300的狀態1304中設定用于表示無法與外部鏈路連接的狀態的“1”后的消息。
路由裝置A(10a)的連接管理部13接受從路由裝置B(10b)收到鏈路斷開通知消息的情況，結束連接指示響應消息1100或連接完成通知消息1200的接收等待狀態。進而，連接管理部向路由器切換部14通知來自路由裝置B(10b)的鏈路斷開通知消息，路由器切換部14從路由器信息管理表90中刪除與路由裝置B(10b)對應的條目。
另外，當切換源路由裝置A(10a)在步驟S604中，判斷為從切換目的地路由裝置B(10b)接收的通信質量(QoS)等不恰當時，可進行向切換目的地路由裝置B(10b)的連接指示的取消要求。在該情況下，若切換目的地路由裝置B(10b)開始了與外部鏈路的連接處理，則中止連接處理。另外，對終端也同樣中止連接處理。
進而，本實施方式中，切換目的地路由裝置B(10b)在步驟S651～S654中確定了狀態之后進行與外部鏈路的連接，但不限定于此，當判斷為沒有與外部鏈路連接的可能性時，或判斷為不滿足QoS必要條件時，還可不開始與外部鏈路的連接處理或與終端的連接處理。在該情況下，切換目的地路由裝置B(10b)在發送了連接指示響應消息之后結束所有處理。
另外，在本實施方式中，設為路由裝置10的連接管理部13經由底層處理部12取得所有消息，但也可經由L3處理部16取得。由此，當無線局域網2由多個通信介質構筑時，可在屬于不同的媒體的路由裝置10之間切換。
另外，在路由裝置之間規定用于確定發送源路由裝置10(或連接管理部)的與地址信息不同的標識符，并在本發明涉及的連接指示消息、連接指示響應消息、連接完成消息、連接可能性通知消息、連接要求消息、以及通知登記消息中設置記載該標識符的字段。由此，從具有與局域網連接的多個底層處理部12的路由裝置收到這些消息后的路由裝置以及無線終端能容易地確定消息的發送源，因此以消息的收發狀態為主能綜合性實施路由器切換處理，可實現處理效率的提高。
如上所述，本發明的路由裝置通過在切換目的地路由裝置之間進行基于外部鏈路狀況的惡化或鏈路建立等事件的實時的消息交換，從而可實現高速的路由器切換，可降低數據包丟失。
下面，對路由裝置10向其它路由裝置要求上述的連接性通知的動作進行說明。
首先，連接性通知的要求源路由裝置(路由裝置A(10a))為了實時告知其它路由裝置(路由裝置B(10b))可否建立外部鏈路，向路由裝置B(10b)發送通知登記消息。該通知登記消息1500用于在發生了事件之后，登記想要實時取得的消息，僅對希望發送的路由裝置登記即可。另外，此時的通知登記消息在外部鏈路建立的可能性變得明確的時刻，要求連接可能性通知消息1300的發送。
圖16是表示通知登記消息1500的格式的圖，在圖16中，地址字段1501表示消息的發送源地址(From)和目的地地址(To)，類型字段1502表示識別通知登記消息的值，事件類型字段1504表示作為分發對象的通知(事件)消息的標識符。即，通過在事件類型字段1504中設定各消息的標識符，可登記連接可能性通知消息1300以外的非同步地產生的通知與底層處理部11或外部鏈路相關的狀態變化(事件)的消息(鏈路斷開通知消息或連接完成通知消息等)的送出要求。
對向其它路由裝置送出上述的通知登記消息1500時的動作進行詳細說明。
即，路由裝置A(10a)的路由器切換部14向連接管理部13指示對路由裝置B(10b)要求實時發送連接可能性通知消息1300。連接管理部13接受該指示，向路由裝置B(10b)發送記載了連接可能性通知消息1300的標識符的通知登記消息1500。
此時，連接管理部13生成與如圖18所示的事件管理表相對應的條目。即，連接管理部13生成將事件類型101設為連接可能性通知消息1300、將發送目的地設為“00:00:00:00:00:00”、將本地發送目的地103設為路由器切換部14的條目。此時，為了區別在裝置內產生的事件通知和在外部裝置內產生的事件通知，也可追加事件發送源104。在圖18中，將路由裝置B(10b)的地址暫且設為“11:22:33:44:55:66”。由此，路由裝置A(10a)的連接管理部13可僅將本來所希望的路由裝置B(10b)中的事件通知發送到路由器切換部14，可降低處理負荷。
下面，路由裝置B(10b)的連接管理部13若收到該通知登記消息1500，則在圖17所示的事件管理表100中登記被通知的信息。
即，路由裝置B(10b)的連接管理部13將作為登記對象的通知消息(在此為連接可能性通知消息1300)的標識符記載到事件類型101中，將路由裝置A(10a)的地址(在此暫且設為“22:33:44:55:66:77”)記載到發送目的地102中。另外，在圖17中，參考在發生了鏈路斷開通知消息時分發到地址“33:44:55:66:77:88”的旨意的登記、和還將連接可能性通知消息1300發送到路由器切換部14的旨意的登記來進行記載。
這樣，路由裝置B(10b)的連接管理部13若從底層處理部12收到鏈路的狀態、特性、或事件通知，則基于事件管理表100，判斷該傳輸目的地是外部的裝置還是內部的處理部。并且，當傳輸目的地是外部的裝置時，連接管理部13將收到的信息包含到消息中送到外部的裝置。
另外，路由裝置B(10b)的連接管理部13當從底層處理部11收到連接可能性通知、或根據自己所管理的底層處理部11的狀態檢測到連接可能性時，參照事件管理表100，檢索希望取得連接可能性通知消息1300的路由裝置A(10a)。然后，路由裝置B(10b)的連接管理部13基于從底層處理部11取得的連接可能性通知或自己檢測的信息，生成連接可能性通知消息1300，發送到路由裝置A(10a)。
在此，從底層處理部11取得的連接可能性通知可與發送到路由裝置B(10b)的連接可能性通知消息1300相同，連接管理部13不用特別生成消息，將從底層處理部11取得的連接可能性消息1300傳輸到路由裝置A(10a)。由此，可期待提高通知消息處理中的效率。
另外，在圖17所示的事件管理表100的例子中，連接可能性通知消息1300還被復制后發送到裝置內的路由器切換部14，但這只是一個例子，與本實施方式中的路由器切換處理無關。
另外，在圖17中未進行例示，但通知消息在裝置內可復制發送到多個處理部。在該情況下，為了降低裝置的處理負荷和傳輸延遲，實際上不進行復制，而是通過通知消息來通知存儲的存儲器區域，接受發送的處理部參照分別被通知的存儲器區域。
在此，收到連接可能性通知消息1300的路由裝置A(10a)的連接管理部13，參照圖18所示的事件管理表100，傳輸路由器切換部14收到的連接可能性通知消息1300本身或消息所包含的信息。
然后，收到通知登記消息1500的路由裝置B(10b)的連接管理部13，也可在將登記內容完成登記到事件管理表100中時，向路由裝置A(10a)返回通知登記完成消息。由此，路由裝置A(10a)可對應通知登記消息1500在網絡上的丟失，因此能進行可靠的登記。
另外，在路由裝置間與底層處理部11、12不同地規定可唯一識別路由裝置A(10a)或其連接管理部13的標識符，通過將其包含于通知登記消息1500中，從而接收了通知登記消息1500的路由裝置可確定消息的發送源或目的地的路由裝置。這在多個連接管理表13存在于一個路由裝置10內的情況下或裝置之間經由多個底層處理部11、12連接的情況下確定裝置時有效。另外，此時，還需要在事件管理表100及/或路由器信息管理表90中設置用于記載可唯一識別路由裝置10或連接管理部13的標識符的裝置標識符字段。
另外，通過在通知登記消息1500中包括消息的交換中使用的底層處理部11的類別(例如，如IEEE 802.11、IEEE 802.16、蜂窩、以太網(注冊商標)、及/或通信接口標識符那樣用于進一步具體識別通信介質的信息)，從而收到通知登記消息1500的路由裝置10也可基于這些消息確定用于送出消息的底層處理部12。另外，連接管理部13也可預先將表示收到通知登記消息1500的底層處理部12的接口標識符存儲到事件管理表100及/或路由器信息管理表90中，當送出要求的消息時，經由以所存儲的接口標識符確定的底層處理部進行發送。
另外，根據裝置本身的特性或動作性能、或消息的必要性等出發，還可在通知登記消息1500中追加要求接收通知消息的定時或可接收頻度的字段。例如，為了提高發生消息丟失時的可靠性，以要求按一定時間間隔連續發送規定的通知消息為目的指定發送時間間隔和最大發送次數。或者，為了抑制通知消息在短期間內連續發生時的處理負荷，指定通知消息的發送時間間隔。另外，為了確定當通知消息同時發生時的發送順序，可指定優先級，可優先取得重要的通知消息。
另外，當路由裝置10具有多個可連接到無線局域網2的相當于底層處理部12的接口時，作為用于決定通知登記消息1500或以后的消息的收發中所使用的接口的方法，有如下兩種方法。
第一方法是選擇已建立了連接的或正在建立連接的接口。由此，能立即進行登記或消息的收發，此外可不必重新確認對方的路由裝置10所具有的接口地進行登記處理。
第二方法是選擇具有高通信特性的接口。在此，通信特性是指通信質量、通信頻帶、通信的實時性、通信的可靠性等，可將這些單獨或進行組合來判斷。由此，可抑制消息的重發，能實現低傳輸延遲下的消息傳輸。其結果，能進行高速且可靠的登記處理和消息交換。另外，作為上述以外的通信特性，還可考慮通信量特性、或通信成本(費用等)、或通信區域等。
另外，當所選擇的接口未建立連接或未被連接時，需要在通知登記消息1500的分發或通知消息的接收之前，進行連接建立處理或進行物理連接。
另外，在消息發送中，也可選擇多個接口。由此，可提高消息傳輸的可靠性。
如上所述，即使在路由裝置具有多個相當于底層處理部12的接口，與一個路由裝置10建立多個連接，進而分別進行了登記的情況下，也可選擇用于傳輸消息的接口。
例如，路由裝置經由所有或多個所選擇的接口進行發送，可提高消息傳輸的可靠性。另外，通過選擇一個接口進行發送，可降低消息發送處理的負荷。另外，在進行選擇時，路由裝置可使用如上述的通信特性。
另外，當可經由多個接口進行登記時，路由裝置也可在路由器信息管理表90中設置對其進行管理的項目。
另外，連接管理部13也可在由底層處理部12建立了連接時或在建立之前，作為能力信息取得連接目的地的裝置是否具有連接管理部，是否可進行各種消息的交換。因此，底層處理部12利用連接時或連接前的控制消息，與其它路由裝置交換表示自己的裝置是否具有連接管理部的信息。并且，各裝置的連接管理部對周邊裝置的連接管理部搭載狀況進行管理。
這樣，路由裝置通過在連接建立前或建立時獲知連接目的地的裝置搭載連接管理部13的情況，從而可進行如上述說明的事件通知的登記，因此能實時取得各種通知消息。其結果，可有效地進行路由器切換或一般的越區切換中的移動檢測處理。
另外，在本實施方式中，設為連接管理部13經由底層處理部12送出消息，但也可經由L3處理部16或上層處理部17送出。作為L3處理部16的具體例子有IP協議棧(stack)，作為上層處理部17的具體例子有TCP/UDP協議棧、SIP協議棧、或HTTP協議棧等。
另外，當連接管理部13經由上層處理部17送出時，連接管理部13與上層處理部17連接。
另外，連接管理部13在發送消息時，為了識別發送目的地的連接管理部13，例如也可在消息中包括IP地址或MAC地址、主機名稱等主機標識符、或接口標識符等。這些各種地址或標識符可通過管理管轄這些標識符的處理部、應用程序或用戶設定來取得。
另外，也可由路由器切換部14適當實施在本實施方式中說明的連接管理部所實施的處理。
下面，對無線終端20的構成和基本動作進行說明。
圖2是無線終端20的構成圖。
在圖2中，底層處理部21用于進行物理層處理和數據鏈路層處理，連接于無線局域網2，連接管理部22用于實施與本發明中的路由器切換處理相關的處理，L3處理部23用于進行網絡層處理，上層處理部24用于進行包括應用的傳輸層以上的處理。
另外，圖2是無線終端20作為主機發揮功能時的構成，具有更多的底層處理部，還可作為無線局域網2內部的路由器發揮功能，本發明并不限定所具備的數量。
另外，即使當無線終端20具備兩個以上底層處理部時，也可用同樣的構成實現，可根據以下所說明的順序實現其動作。
另外，底層處理部21可應用基于藍牙(注冊商標)、UWB、IEEE 802.11等無線LAN的無線通信標準。另外，對無線終端20也可與圖19所示的路由裝置10的構成同樣，作為底層處理部21運用藍牙SIG(Special InterestGroup)標準。進而，對底層處理部21與連接管理部22或L3處理部23的連接也與路由裝置同樣。
另外，連接管理部22相當于本發明涉及的連接管理部，底層處理部21和L3處理部23相當于本發明的接收部。
下面，對如上述這樣構成的無線終端20的基本動作進行說明。
先對本實施方式的無線終端20的收發動作進行說明。
首先，從無線局域網2收到的數據幀在由底層處理部21進行了物理層協議處理、數據鏈路層協議處理之后，傳輸到L3處理部23。
L3處理部23接受該數據幀，在進行IP協議處理之后，傳輸到上層處理部24。并且，上層處理部24進行包括應用的上層處理。
另外，從上層處理部24發送來的用戶數據傳輸至L3處理部23，并在進行IP協議處理之后傳輸至底層處理部21。然后，底層處理部21進行數據鏈路層協議處理和物理層協議處理，送出到無線局域網2。
進而，L3處理部23根據從無線局域網2接收的路由器廣告消息(RouterAdvertisement Message)提取網絡信息或路由裝置10的信息，并管理這些信息。
下面，利用附圖，對無線終端20中的路由器切換處理進行說明。
圖8A是表示從路由裝置A(10a)接收了連接要求信息1400時的處理的流程圖。
在圖8A中，首先，連接管理部22若從底層處理部21接收連接要求消息1400(步驟S700)，則從路由裝置地址字段1404中提取作為連接對象的路由裝置B(10b)的地址(步驟S701)。
接著，連接管理部22在與路由裝置B(10b)之間進行鏈路連接處理(步驟S702)。
然后，連接管理部從路由裝置B(10b)取得路由器廣告消息，更新L3處理部16所管理的路由器列表(步驟S703)。
另外，連接管理部22也可經由L3處理部23取得連接要求消息1400。另外，當與在步驟S701中提取出的路由裝置B(10b)的連接已經完成時，連接管理部省略步驟S702，避免重復連接。
另外，無線終端20在不處理連接要求消息1400時，無需設置連接管理部22，可直接利用歷來使用的無線終端20。
圖8B是表示從路由裝置A(10a)收到路由器廣告消息作為路徑切換指示消息時的處理的流程圖。
在圖8B中，首先，L3處理部23經由底層處理部21接收路由器廣告消息(步驟S720)。當所接收的路由器廣告消息的路由器生命期(RL)為“0”時，連接管理部22更新路由器列表，當該路由裝置10為默認路由器時變更默認路由器(步驟S722)。在此，由于從作為默認路由器的路由裝置A(10a)接收路由器生命期為“0”的路由器廣告消息，因此將默認路由器的下一次跳轉從路由裝置A(10a)變更為路由裝置B(10b)，完成路由器切換處理。當收到的路由器廣告消息的路由器生命期為“0”以外時，無線終端20進行正常的路由器廣告消息處理(步驟S723)。
這樣，本發明的無線終端20由于在路由器切換處理中實施與切換目的地路由裝置的鏈路連接，因此在切換處理完成時能馬上經由切換目的地路由裝置與外部網絡進行數據包通信，可實現高速的路由器切換。另外，當發生從路由裝置B(10b)向無線終端20的連接處理時，無線終端20根據底層處理部21通過現有的標準的連接方法來實施連接處理，因此無需特別的部件。
在由按以上方式動作的路由裝置10和無線終端20構成的圖3所示的通信系統中，對當無線終端20與外部終端40進行數據包通信時中繼節點從路由裝置A(10a)切換到路由裝置B(10b)時的動作進行說明。
圖4是表示本實施方式的通信系統的第一動作的次序圖。
無線局域網2上的路由裝置A(10a)與接入點裝置3a連接，無線終端20經由路由裝置A(10a)與外部終端40進行用戶數據的數據包通信(步驟S500)。因路由裝置A(10a)與接入點裝置3a間的外部鏈路的通信狀況惡化、或從用戶或者上層明確要求斷開通信鏈路，從而路由裝置A(10a)檢測外部鏈路的斷開可能性(步驟S520)，則路由裝置A(10a)向無線局域網2上的路由裝置B(10b)送出連接指示消息1000(步驟S501)。然后，無線終端20發送給外部終端40的數據包，在路由裝置A(10a)與接入點裝置3a可進行通信期間經由接入點裝置3a中繼到外部終端40，但當與接入點裝置3a的連接中斷時，路由裝置A(10a)將數據包暫且存儲到緩沖器中(步驟S502)。
收到連接指示消息1000的路由裝置B(10b)確認與接入點裝置3b的連接性，當判斷為可連接時，向路由裝置A(10a)返回連接指示響應消息1100(步驟S503)。另外，路由裝置B(10b)也可以僅在由于與接入點裝置3b的連接不可實現、或連接指示消息1000的QoS或頻帶、或無法滿足針對連接時間的要求等理由而拒絕連接指示時，返回連接指示響應消息1100。
接著，路由裝置B(10b)進行與接入點裝置3b的鏈路連接處理(步驟S504)、和與連接指示消息1000的終端地址字段1007中記載的無線終端20的鏈路連接處理(步驟S505)。另外，步驟S503和S504、S505的實施順序不必按圖示的順序，可在剛剛開始步驟S504和S505之后實施步驟S503，或也可同時實施這些步驟。
然后，若路由裝置B(10b)將與無線終端20和接入點裝置3b的連接處理均完成，則向路由裝置A(10a)送出連接完成通知消息1200(步驟S506)。另外，路由裝置B(10b)作為通知自己的網絡信息的自己信息通知消息，向無線局域網送出路由器廣告消息(步驟S510)。由此，無線終端20在路由器列表中追加路由裝置B(10b)。
路由裝置A(10a)接受該消息，在存儲有與無線終端20相關的中繼數據包時將其傳輸到路由裝置B(10b)，路由裝置B(10b)經由接入點裝置3b將該數據包中繼到外部終端40(步驟S507)。另外，路由裝置A(10a)所存儲的數據包傳輸到路由裝置B(10b)的定時，可以在收到連接指示響應消息的步驟S503之后，在該情況下，路由裝置B(10b)暫且將傳輸來的數據包存儲到緩沖器中，直至與接入點裝置3b的連接處理完成。
另外，收到連接完成通知消息1200的路由裝置A(10a)，作為路徑切換指示消息向無線局域網2送出使路由器生命期為“0”的路由器廣告消息(步驟S508)。由此，無線終端20將路由器列表的默認路由器從路由裝置A(10a)變更為路由裝置B(10b)。
以后，無線終端20可經由路由裝置B(10b)與外部終端40進行數據包通信(步驟S509)。
另外，路由裝置B(10b)與連接完成通知消息1200的發送同時、或取代連接完成通知消息1200的發送，作為路由裝置A(10a)的代理，向無線局域網2送出路徑切換指示消息。此時的路徑切換指示消息是在IP報頭的發送源地址字段中記載路由裝置A(10a)的IP地址，并將路由器生命期設為“0”的路由器廣告消息。
路由裝置A(10a)接受該消息，無需送出路徑切換指示消息。另外，無線局域網2上的終端可更早地接收路由裝置A(10a)的路徑切換指示消息，能進一步實現高速的路徑切換。
圖5是表示本實施方式的通信系統的第二動作的次序圖。
由于基本動作與圖4所示的次序圖相同，因此省略用戶數據的流程。下面，僅對與圖4中說明的次序的不同之處進行說明。
在圖5中，路由裝置A(10a)發送連接指示消息1000(步驟S501)，作為該結果，若從路由裝置B(10b)收到連接指示響應消息1100(步驟S503)，則路由裝置A(10a)向無線終端20送出在路由裝置地址字段1404中記載有路由裝置B(10b)的地址的連接要求消息1400(步驟S510)。無線終端20接受該消息，進行與路由裝置B(10b)的鏈路連接處理(步驟S505)。由于路由裝置B(10b)根據連接指示消息1000取得無線終端20的地址即可，因此可在無線終端20開始的連接處理(步驟S505)、和與接入點裝置3b的連接處理(步驟S504)均完成的時刻送出連接完成通知消息1200。另外，無線終端20通過從存在通信成果的路由裝置A(10a)接受與路由裝置B(10b)的鏈路連接指示，從而能在高可靠性的基礎上進行與路由裝置B(10b)的連接處理(步驟S510)。
這樣，根據本實施方式，在路由裝置之間進行基于外部鏈路狀況的惡化或鏈路建立等事件的實時的消息交換，并且通過將切換目的地路由裝置與終端之間的鏈路連接作為切換處理的一個環節來實施，從而可實現高速的路由器切換，并可降低數據包丟失。
進而，根據本實施方式，切換目的地路由裝置實時通知與外部網的連接完成，并且控制所有的切換定時，因此可避免切換時間的浪費或數據包發生損失，能以最佳的定時實時路由器切換。
另外，由于切換目的地路由裝置與實施到外部網的連接的同時實施建立與LAN上的終端的鏈路連接的操作，因此當終端與切換目的地路由裝置之間未建立鏈路連接時也能對應。
進而，由于切換目的地路由裝置在與外部網的連接和與終端的鏈路連接建立完成的時刻開始切換，因此終端可包括已建立的與切換目的地路由裝置的鏈路連接來立即更新路徑表，能高速地將默認路由器切換到切換目的路由裝置。另外，終端在路由器切換時，不僅進行路由器列表的更新和默認路由器的變更，而且無需管理到切換源路由裝置的路由選擇功能停止為止的時間、或切換目的地路由裝置變為能路由選擇為止的時間。
另外，在本實施方式中，作為與QoS相關的信息的一例，使用了規定的QoS等級和頻帶值，但也可利用此外的信息，并不限制其利用。
另外，在本實施方式中，對實施基于IP的中繼的路由裝置進行了闡述，但對于實施第二層中的中繼的網橋裝置、或實施上層中的中繼的網關裝置(包括NAT裝置或NAPT裝置)也同樣可實施本發明。
另外，在本實施方式中，設為路由裝置A(10a)具有作為切換源路由裝置的功能，設為路由裝置B(10b)具有作為切換目的地路由裝置的功能，但路由裝置A(10a)和路由裝置B(10b)也可具有雙方的功能。
另外，在本實施方式中說明的消息中的、尤其是連接指示消息、連接要求消息等指示特定的處理的消息也可稱作指示命令。即，在本發明中，指示特定的處理的消息由于是針對遠距離的通信裝置的命令，因此可稱作遠程命令。具體而言，可分別稱為遠程連接指示命令、遠程連接要求命令。
同樣，連接完成通知消息、連接指示響應消息、連接可能性通知消息、以及鏈路斷開通知消息等通知特定的狀態變化(事件)的消息也可稱作事件通知。即，在本發明中，通知特定的狀態變化(事件)的消息由于是針對遠距離的通信裝置的事件通知，因此可稱作遠程事件。具體而言，可分別稱為遠程連接完成事件、遠程連接指示響應事件、遠程連接可能性事件、以及遠程斷開事件。
另外，同樣通知登記消息等依賴實時分發事件通知的消息也可稱作事件注冊(registration)或事件注冊命令。即，在本發明中，依賴事件通知的消息是針對遠距離的通信裝置的事件注冊，因此可稱為遠程事件注冊或遠程事件注冊命令。
另外，通過在遠程命令的實施之前對發送目的地的裝置進行包括認證處理的注冊處理，從而可實現可靠性高的遠程命令處理。尤其是，通過在命令發布之前總括地進行注冊，從而無需每次發行多個命令都進行認證。由此，可降低裝置的處理負荷，并且可實現迅速的命令處理。
若利用上述的表現，則由于連接可能性通知消息1300通知該鏈路未連接但可連接的情況，因此可以說是底層處理部發行的“鏈路檢測事件”的遠程傳輸、即“遠程鏈路檢測事件”。或者，由于通知該鏈路可建立且正在連接處理中，因此還可以說是底層處理部發行的“鏈路增長事件(linkgoing up event)”的遠程傳輸、即“遠程鏈路增長事件”，或者，由于通知已經建立了該鏈路的連接的情況，因此還可以說是底層處理部發行的“鏈路連接事件”的遠程傳輸、即“遠程鏈路連接事件”。
另外，連接指示消息1000可以說是組合了“鏈路配置命令”的遠程傳輸即“遠程鏈路配置命令”、和對后述的“遠程鏈路連接事件”的實時發布進行登記的“遠程事件注冊”的消息。“鏈路配置命令”用于向底層處理部11、12指示開始該鏈路的連接處理，底層處理部11、12若收到“鏈路配置命令”，則基于命令所包含的連接對方的標識符等連接所需的信息開始鏈路建立處理。
當這樣認為時，通過在連接指示消息1000中組合對“遠程鏈路增長事件”的實時發布進行登記的“遠程事件注冊”，從而可實時取得相當于連接指示響應消息的“遠程鏈路增長事件”。進而，通過在連接指示消息1000中組合“鏈路下降事件(link going down event)”的遠程傳輸即“遠程鏈路下降事件”，從而可在暗中請求對路由裝置B(10b)迅速進行切換處理。另外，為了通知根據對接收電波強度的降低或誤比特率的提高等進行監視的結果來判斷出該鏈路的通信狀態惡化而很快鏈路就會斷開這一情況，由底層處理部11、12發布“鏈路下降事件”。
另外，連接要求消息1400可以說是組合了“遠程鏈路配置命令”、和對“遠程鏈路增長事件”的實時發布進行登記的“遠程事件注冊”的消息。若這樣認為時，以確認連接處理的狀況為目的，還可組合對“遠程鏈路增長事件”的實時發布進行登記的“遠程事件注冊”。
另外，連接指示響應消息1100由于通知該鏈路可建立且正在連接處理中，因此還可以說是底層處理部發行的“鏈路增長事件”的遠程傳輸、即“遠程鏈路增長事件”。
另外，連接完成通知消息1200由于通知該鏈路的連接已完成的情況，因此還可以說是底層處理部發行的“鏈路連接事件”的遠程傳輸、即“遠程鏈路連接事件”。
另外，在本實施方式中，對在路由裝置之間移交中繼功能的方法進行了記載，但本實施方式中說明的消息還可用在不伴隨中繼功能的通信終端在網絡接入點裝置之間移動時的由網絡側主導的中繼路徑切換中。
(實施方式2)利用附圖，對本發明的實施方式2進行說明。
圖20是表示本實施方式的通信系統的構成圖，與實施方式1的不同之處在于，取代切換源路由裝置A(10a)和無線終端20而具有多接口通信終端30，該多接口通信終端30具有與外部終端40的通信流。該多接口通信終端30不具有中繼功能這一點與路由裝置不同，但構成與圖1所示的構成相同。
先對多接口通信終端30與路由裝置B(10b)的動作進行說明，僅說明與實施方式1的不同點。
首先，多接口通信終端30的路由器切換部14若檢測到與接入點裝置3a之間的通信狀況惡化，則經由連接管理部13向路由裝置B(10b)發送連接指示消息1000。此時，與實施方式1的不同之處在于，無需將無線終端20的地址記載到終端地址字段1007中，在本實施方式中可省略終端地址字段1007。
接著，路由裝置B(10b)當所收到的連接指示消息1000中不包含終端地址字段1007或終端地址字段1007中不存在有效的地址的記載時，在圖6的步驟658中，在完成外部鏈路的連接的時刻前進到下一個步驟。
然后，多接口通信終端30進行在實施方式1中說明的處理。并且，最終從路由裝置B(10b)接收連接完成通知消息1200(圖6、步驟S605、S606)，多接口通信終端30的路由器切換部14向L3處理部16送出路徑切換指示消息(圖6、步驟S607)，在L3處理部16中更新所管理的路徑表。
即，多接口通信終端30的連接管理部13，相對于之前將相當于底層處理部11的接口設定為默認路由而言，將相當于底層處理部12的接口設定為默認路由，并將默認路由器設定為路由裝置B(10b)。
另外，與此同時，多接口通信終端30的連接管理部13將與相當于底層處理部11的接口相關的路由信息去掉。由此，多接口通信終端30將以上層處理部17為末端的通信流從經由底層處理部11切換為經由底層處理部12，從而可經由路由裝置B(10b)進行收發。
如上所述，根據本發明，多接口通信終端30可從自己的到外部鏈路的接口高速地切換到路由裝置，因此可降低數據包丟失。
(工業上的可利用性)本發明在具有用于與外部網的無線通信的連接功能的多個路由裝置之間的切換等中有用，適合于當預測到與外部網斷開時迅速將路由裝置切換到其它路由裝置。
權利要求
1.一種路徑切換方法，對具有在同一無線局域網上的多個通信接口的多個多接口通信裝置進行切換，所述路徑切換方法包括第一多接口通信裝置向第二多接口通信裝置送出連接指示的步驟；第二多接口通信裝置若收到所述連接指示，則開始與外部網的連接處理的步驟；第二多接口通信裝置若完成連接，則向第一多接口通信裝置送出用于通知該連接完成的連接完成通知，或向無線局域網送出用于通知自己的網絡信息的自己信息通知的步驟；第一多接口通信裝置若收到所述連接完成通知，則向無線局域網通知路徑切換指示的步驟；和收到了所述自己信息通知和所述路徑切換指示的無線局域網上的終端，將中繼中使用的多接口通信裝置由第一多接口通信裝置變更為第二多接口通信裝置的步驟。
2.根據權利要求1所述的路徑切換方法，其特征在于，來自所述第一多接口通信裝置的所述連接指示當所述第一多接口通信裝置處于如下任一情況時被送出與外部網的通信數據包丟失率比規定值大的情況；電波接收強度比規定值低的情況；自己的關閉已開始的情況；以及收到向其它多接口通信裝置切換的切換要求的情況。
3.根據權利要求1所述的路徑切換方法，其特征在于，基于所述第二多接口通信裝置的所述連接處理在具有與外部網的連接可能性時開始，還包括第二多接口通信裝置向所述第一多接口通信裝置送出用于通知已開始與外部網的連接的旨意的連接指示響應的步驟。
4.根據權利要求3所述的路徑切換方法，其特征在于，第一多接口通信裝置將基于正在中繼的通信流特性的通信性能要求包含于所述連接指示中送出，第二多接口通信裝置當與連接對象的外部網的通信性能進一步滿足所述通信性能要求時開始所述連接處理。
5.根據權利要求4所述的路徑切換方法，其特征在于，所述第二多接口通信裝置當不具有與外部網的連接可能性時、或具有連接可能性但不滿足所述通信性能要求時，不開始與外部網的所述連接處理，還包括所述第二多接口通信裝置送出用于通知未實施與外部網的連接的旨意的連接指示響應的步驟。
6.根據權利要求5所述的路徑切換方法，其特征在于，還包括第一多接口通信裝置當從第二多接口通信裝置收到用于通知未實施與外部網的連接的旨意的連接指示響應時，向第三多接口通信裝置送出路徑切換指示的步驟。
7.根據權利要求1所述的路徑切換方法，其特征在于，所述第二多接口通信裝置在送出所述連接完成通知之后，或取代送出，向無線局域網通知所述路徑切換指示，來替代由所述第一多接口通信裝置進行的通知所述路徑切換指示的步驟。
8.根據權利要求1～7中任一項所述的路徑切換方法，其特征在于，還包括所述第一多接口通信裝置將用于確定無線局域網上的中繼中的終端的終端標識符與所述連接指示一起送出到所述第二多接口通信裝置的步驟；和所述第二多接口通信裝置開始針對由所述終端標識符確定的終端的連接處理的步驟。
9.根據權利要求8所述的路徑切換方法，其特征在于，所述第二多接口通信裝置當與外部網的連接和與所述終端的連接均已完成時，送出所述自己信息通知和所述連接完成通知。
10.根據權利要求8所述的路徑切換方法，其特征在于，由所述終端標識符確定的終端從第一多接口通信裝置的近鄰高速緩沖存儲器或ARP高速緩沖存儲器中所登記的終端中指定。
11.根據權利要求1所述的路徑切換方法，其特征在于，還包括所述第二多接口通信裝置在與外部網的連接可能性的狀態發生變化的時刻，送出用于通知可否與所述第一多接口通信裝置連接的連接可能性通知的步驟；所述第一多接口通信裝置當收到可連接時，存儲所述連接可能性通知所包含的所述第二多接口通信裝置的可連接的信息，當收到不可連接時，刪除所述第二多接口通信裝置的可連接的信息的存儲的步驟；和所述第一多接口通信裝置在送出所述連接指示時，基于所存儲的所述第二多接口通信裝置的可否連接的信息來決定送出目的地的步驟。
12.根據權利要求11所述的路徑切換方法，其特征在于，所述連接可能性通知包括多接口通信裝置的標識符和與外部網的通信性能，所述第一多接口通信裝置，將在與外部網的通信中具有適于中繼流的特性的通信性能的、可連接的多接口通信裝置決定為所述連接指示的送出目的地。
13.一種多接口通信裝置，具有多個通信接口，上述多接口通信裝置包括連接管理部，對如下情況中的至少一種進行檢測與外部網的連接狀況的惡化、自己已關閉、收到了由其它多接口通信裝置來替代與外部網連接的切換要求；路徑管理部，接受來自所述連接管理部的所述檢測的通知，向自己所連接的局域網上的其它多接口通信裝置通知與外部網的連接指示和標識符，該標識符用于確定近鄰高速緩沖存儲器或ARP高速緩沖存儲器中所登記的終端；接收部，從所述連接指示的通知目的地的多接口通信裝置接收與外部網的連接完成的通知；和路徑切換指示部，接受來自所述接收部的接收完成通知，將對中繼中使用的多接口通信裝置的切換進行指示的路徑切換指示通知給局域網。
14.根據權利要求13所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述路徑管理部所通知的所述標識符是作為在規定時間內中繼的流的末端的終端的標識符。
15.根據權利要求13所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述路徑管理部將表示基于中繼中的通信流特性的通信質量或通信性能的要求參數與所述連接指示一起送出。
16.根據權利要求13所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述接收部從所述連接指示的通知目的地的多接口通信裝置接收用于通知與外部網非連接的連接指示響應，所述路徑管理部接受來自所述接收部的所述連接指示響應，對不同的目的地的多接口通信裝置送出連接指示。
17.根據權利要求16所述的路徑切換裝置，其特征在于，所述接收部從局域網上的其它多接口通信裝置接收與外部網的連接可能性通知，所述路徑切換部當從所述接收部被通知可連接時，存儲用于確定連接可能性通知的發送源多接口通信裝置的標識符，當被通知不可連接時，從存儲中刪除所存儲的用于確定所述發送源多接口通信裝置的標識符，并從所述存儲的標識符中決定所述連接指示的送出目的地。
18.根據權利要求17所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述連接可能性通知包括可否與外部網連接、用于確定自己的標識符以及與外部網的通信容量，所述路徑切換部基于所述連接可能性通知，將適于中繼流的特性的通信容量的多接口通信裝置決定為連接指示的送出目的地。
19.根據權利要求17所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述路徑管理部送出用于請求即時送出所述連接可能性通知、所述連接指示響應和所述連接完成通知的即時通知請求。
20.根據權利要求13～19的任一項所述的多接口通信裝置，其特征在于，當所述接收部在接收所述連接完成通知之前從所述連接指示的通知目的地的多接口通信裝置收到路徑切換指示時，所述路徑切換指示部中止所述路徑切換指示的送出。
21.一種多接口通信裝置，具有多個通信接口，上述多接口通信裝置包括指示接收部，接收與外部網的連接指示和用于確定局域網上的終端的標識符的通知；外部鏈路處理部，進行與外部網的連接處理；內部鏈路處理部，進行與被通知了所述標識符的終端的連接處理；和連接通知部，從所述外部鏈路處理部和所述內部鏈路處理部雙方接受已完成連接的旨意，向作為所述連接指示的發送源的多接口通信裝置送出用于通知連接完成的連接完成通知，或向局域網送出用于通知自己的網絡信息的自己信息通知。
22.根據權利要求21所述的多接口通信裝置，其特征在于，還具有檢測與外部網的連接可能性的連接檢測部，所述外部鏈路處理部和所述內部鏈路處理部接受來自所述連接檢測部的可連接的檢測通知，開始所述連接處理，所述連接通知部接受來自所述連接檢測部的可連接的檢測通知，向所述連接指示的發送源多接口通信裝置送出用于通知開始與外部網的連接處理的連接指示響應。
23.根據權利要求22所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述指示接收部若還收到表示通信質量和通信性能的要求參數，則向所述連接檢測部通知，所述連接檢測部檢測通過連接對象的外部網是否可滿足由所述要求參數賦予的必要條件。
24.根據權利要求22所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述連接通知部接受來自所述連接檢測部的不可連接的檢測通知，向所述連接指示的發送源多接口通信裝置送出用于通知與外部網的非連接的連接指示響應。
25.根據權利要求24所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述連接檢測部始終監視與外部網的連接可能性，在連接可能性的狀態變化的時刻，向所述連接通知部通知，所述連接通知部接受該通知，將告知連接可能性的連接可能性通知送出到局域網上的其它多接口通信裝置。
26.根據權利要求25所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述連接可能性通知包括可否與外部網連接、用于確定自己的標識符以及外部網的通信容量。
27.根據權利要求25所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述連接通知部當收到用于請求即時送出所述連接可能性通知、所述連接指示響應和所述連接完成通知的即時通知請求時，在相應消息的生成時即時向請求源的多接口通信裝置送出。
28.根據權利要求21～27中任一項所述的多接口通信裝置，其特征在于，所述連接通知部當送出所述連接完成通知之后，或取代所述連接完成通知，向無線局域網通知用于指示中繼中使用的多接口通信裝置的切換的路徑切換指示，替代作為所述連接指示的發送源的多接口通信裝置。
29.一種終端，具備接收部，從未連接的多接口通信裝置接收連接要求，或者從連接中的多接口通信裝置接收用于指示向其它多接口通信裝置進行路徑切換的路徑切換指示；和連接管理部，基于從所述接收部通知的所述連接要求，與要求源的多接口通信裝置進行連接處理，或者基于所述路徑切換指示，將中繼目的地切換到連接完畢的多接口通信裝置。
全文摘要
若路由裝置(10)判斷為路由選擇功能不能執行，則向其它路由裝置(10)送出包括使最近的中繼流終結的在局域網上終端的地址的連接指示消息，請求切換。收到連接指示消息的路由裝置(10)開始與外部網的連接處理，并且實施與終端的鏈路連接處理，在外部網和終端的連接均已建立的時刻，送出連接完成通知消息。由此，路由裝置(10)可實現高速的路徑切換。
文檔編號H04L12/46GK101053213SQ200580037609
公開日2007年10月10日 申請日期2005年11月4日 優先權日2004年11月4日
發明者池田新吉, 熊澤雅之, 船引誠 申請人:松下電器產業株式會社