ネットワークシステム、エッジノード及び中継ノード
【課題】ポイントツーポイントの通信経路（パス）で構成されるネットワークシステムにおいて、隣接する中継ノードとの間の同一物理通信路上に、目的エッジノードが異なる複数のパスが多重された場合に、フラッディングフレームの数を低減する。
【解決手段】エッジノード間でそれぞれ、ポイントツーポイントの通信経路１０６が構成される。ひとつのポートに対して設定された複数の通信経路１０６がグループ化され、エッジノード１０１及び／又は中継ノード１０２は、ポートの識別情報に対応して、ポートから入力されたフレームを出力するグループの識別情報が予め記憶される（３０１、３０２）。出放路検索部３０４は、ポートから入力されたフレームの宛先アドレスが未学習の場合、該ポートに対応するひとつ又は複数のグループを特定する。特定されたグループに対応するポートからフレームを出力する。
【解決手段】エッジノード間でそれぞれ、ポイントツーポイントの通信経路１０６が構成される。ひとつのポートに対して設定された複数の通信経路１０６がグループ化され、エッジノード１０１及び／又は中継ノード１０２は、ポートの識別情報に対応して、ポートから入力されたフレームを出力するグループの識別情報が予め記憶される（３０１、３０２）。出放路検索部３０４は、ポートから入力されたフレームの宛先アドレスが未学習の場合、該ポートに対応するひとつ又は複数のグループを特定する。特定されたグループに対応するポートからフレームを出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークシステム、エッジノード及び中継ノードに係り、特に、ＭＡＣアドレス未学習フレーム受信時のフラッディングを抑止するネットワークシステム、エッジノード及び中継ノードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小規模ネットワークに用いられてきたイーサネット（登録商標）が、通信事業者が運用するような大規模ネットワークにも用いられるようになってきた。例えば特許文献１に開示されているように、イーサネット通信方式において、フラッディングと呼ばれる機能部が存在している。イーサネット規格の通信装置は、ある通信ポートと接続されている端末のＭＡＣアドレスを記憶する機能を持つ。これは当該ポートを通過するフレーム中の送信元ＭＡＣアドレスを抽出することで行われる（ＭＡＣアドレス学習）。あるＭＡＣアドレス宛てのフレームを受信した場合、当該ＭＡＣアドレスが学習済みの場合は宛先ＭＡＣアドレスに対応するポートから送信される。しかし、未学習の場合、どの通信ポートから送信してよいかわからないため、当該フレームが入力されたポート以外のすべてのポートから当該フレームを送信することが行われる。これをフラッディングと呼ぶ。このフラッディングによって１つのデータフレームが複数コピーされるが、フラッディングされたフレームにより通信帯域が余分に消費されてしまうため、イーサネットスイッチ装置においてこれを防ぐ手段が特許文献１に開示されている。
【０００３】
一方、非特許文献１に開示されているＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｈｉｔｃｈｉｎｇ）規格に準拠した通信装置が通信事業者で用いられている。ＭＰＬＳ規格は当初、大規模ネットワークの２端点間を結ぶ、ポイントツーポイント接続の通信路を適用する方式で標準化された。また、通信事業者が提供する専用線サービスにおいてはポイントツーポイント接続があれば十分であった。このため、ポイントツーポイント接続のみ実現可能な通信装置がすでに存在し、通信事業者が運用中である。
他方、近年では３以上の端点間を結ぶ広域ＬＡＮ接続サービスが注目されている。ＭＰＬＳ規格の装置で構成されたネットワークシステムにおいて、前記ＬＡＮ接続サービスを提供する方法が特許文献２に開示されている。特許文献２では、例えば、ＭＰＬＳ方式によるポイントツーポイント接続の通信経路（パス）を、ネットワークシステムのエッジに配置されるエッジノードすべての間で、フルメッシュ状に設定することによりＬＡＮ接続を実現することが開示されている。これにより、既存のポイントツーポイント接続のみ実現可能な通信装置を活用し、広域ＬＡＮ接続サービスが実現可能である。
このネットワークシステムのエッジノードにおいて、外部ネットワークからイーサネットフレームを受信してＭＰＬＳフレームに変換、宛先によりパスを選択、選択したパス上でＭＰＬＳフレームを送信する処理が行われる。ここで、宛先によりパスを選択する際に、特許文献１に開示されているフラッディングと同様の事象および課題が前記エッジノードで発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６６８５０号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４４２４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＲＦＣ３０３１、Ｍｕｌｔｉｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ、Ｅ． Ｒｏｓｅｎ ａｔ ｅｌ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｒｆｃ／ｒｆｃ３０３１．ｔｘｔ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ポイントツーポイントの通信経路（パス）で構成されるネットワークシステムにおいて、ネットワークシステムのエッジに配置されるエッジノードに以下の課題がある。
未学習のＭＡＣアドレス宛てイーサフレーム受信時、エッジノードは受信パス以外の全パスに対して当該イーサフレームを送信する（フラッディング）。隣接する中継ノードとの間の同一物理通信路上に、目的エッジノードが異なる複数のパスが多重された場合、上記フラッディングされたフレーム（フラッディングフレーム）が多重されたパスの数だけ送信される。これらフラッディングフレームの数を低減し物理通信路の帯域利用効率を向上させることが課題である。
本発明は、以上の点に鑑み、ポイントツーポイントの通信経路で構成されるネットワークシステムにおいて、ＭＡＣアドレス未学習フレームを転送処理する際に、同一物理通信路上で送信するフラッディングフレームを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
フラッディングを行うパスの範囲を特定する第一の手段を備える。また、ノードの同一物理ポートに属するパスの範囲を特定する第二の手段を備える。以下、前記第一の手段によって特定されたパスを識別するためのラベルの範囲をラベルセット、前記第一と第二の２つの手段により特定されたパスの範囲をパスグループと呼ぶ。前記ラベルセットを管理する第三の手段と前記パスグループを管理する第四の手段を備える。エッジノードにおいて宛先ＭＡＣアドレスが未学習のイーサフレーム受信時に、前記パスグループを単位として前記フレームの転送先を決定する第五の手段を備える。また、中継ノードにおいて前記ラベルセットと物理ポートの組み合わせで受信したフレームの転送先を決定する第六の手段を備える。
【０００８】
本ネットワークシステムは、例えば、２端点間でポイントツーポイントの通信経路を用いるネットワークシステムであり、３つ以上の端点を結びＬＡＮ接続を構成する場合において、前記ネットワークシステムを構成する通信装置が、
同一ＬＡＮ接続に属する複数の通信経路を１つのセットとして特定、管理する手段を備え、前記同一セット内で同一ポートに属する複数の通信経路を１つのグループとして特定、管理する手段を備え、
１つのデータフレームからコピーした複数のデータフレームの転送先の特定において、前記グループを単位とすることを特徴のひとつとする情報転送方式である。
上述の通信方式を実現する通信装置は、例えば、
上記グループを管理するため、通信すべきフレームが入力されたインタフェースカード番号やポート番号等の装置内部の識別子、および、ＶＬＡＮ ＩＤ、ＭＡＣアドレス等前記フレーム中に存在する情報から前記フレームが属するＬＡＮ接続を特定、管理する手段と、
前記ＬＡＮ接続に属する複数の通信経路を１つのセットとして管理する手段と、
前記１つのセットに存在する複数の通信経路を前記グループに分割、管理する手段と、
前記グループ中から１つ通信経路を選択し、前記フレームを前記選択された通信経路により送信する手段とを備える。
【０００９】
また、上述の通信方式を実現する通信装置は、例えば、
上記グループを管理するため、通信すべきフレームが入力されたインタフェースカード番号やポート番号等の装置内部の識別子、および、通信経路の識別子等前記フレーム中に存在する情報から、前記フレームが属するＬＡＮ接続に属する複数の通信経路をポート単位で特定・管理する手段と
前記ポート単位で特定・管理された通信経路が複数存在する場合に当該通信経路の数−１個データフレームをコピーし、当該通信経路１つにつき１フレームずつ送信する手段と、
を備える。
【００１０】
本発明の解決手段によると、
ポイントツーポイントの通信経路を用いて互いにフレームを送受信する複数のエッジ装置と、
前記複数のエッジ装置間のフレームを中継する中継装置と
を備え、
前記エッジ装置のひとつと他の複数のエッジ装置との間でそれぞれ、ポイントツーポイントの通信経路が構成され、
前記エッジ装置及び／又は前記中継装置は、
フレームを入力及び出力する複数のポートと、
ひとつの前記ポートに対して設定された複数の前記通信経路がグループ化され、前記ポートの識別情報に対応して、該ポートから入力されたフレームを出力するグループの識別情報が予め記憶されたメモリと、
前記ポートのひとつから入力されたフレームの宛先アドレスが未学習の場合、前記メモリを検索して、該ポートに対応するひとつ又は複数のグループを特定する出放路検索部と
を有し、
特定されたグループに対応する前記ポートからフレームを出力する前記ネットワークシステム及び上記エッジ装置、中継装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ポイントツーポイントの通信経路で構成されるネットワークシステムにおいて、ＭＡＣアドレス未学習フレームを転送処理する際に、同一物理通信路上で送信するフラッディングフレームを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のネットワークシステム構成図。
【図２】エッジノード構成図。
【図３】エッジノードのイーサインタフェースカード構成図。
【図４】エッジノードのＭＰＬＳインタフェースカード構成図。
【図５】中継ノード構成図。
【図６】中継ノードのＭＰＬＳインタフェースカード構成図。
【図７】フレームフォーマット。
【図８】エッジノードのＭＡＣアドレス学習＋経路表。
【図９】エッジノードのラベルセット表の例。
【図１０】エッジノードの各ラベルセットに属するパスグループ表。
【図１１】エッジノードのＭＡＣアドレス学習表の例。
【図１２】中継ノードのラベルセット表の例。
【図１３】エッジノードのＭＡＣアドレス学習＋経路表生成フロー。
【図１４】エッジノードのＭＡＣアドレス学習表生成フロー。
【図１５】エッジノードの、外部ネットワークからのフレーム受信処理外部ネットワークへのフレーム送信処理。
【図１６】エッジノードの、Ｐ２Ｐネットワークからのフレーム受信処理及びＰ２Ｐネットワークへのフレーム送信処理。
【図１７】中継ノードの、フレーム受信処理及びフレーム送信処理。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態によるフラッディングフレーム低減を実現するネットワークシステムの構成例である。
ノードＡ、Ｄ、Ｇ、Ｉ１０１はエッジノード、ノードＢ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｈ１０２は中継ノードである。例えば、これら９つのノードからＰ２Ｐネットワークシステム１０８が構成され、管理サーバ１０９により本ネットワークシステムを管理する。また、Ｐ２Ｐネットワークシステム１０８に４つの外部ネットワーク１０３が接続されている。
上記４つの外部ネットワーク間を接続するため、Ｐ２Ｐネットワークシステム１０８ではフルメッシュのポイントツーポイント通信経路（パス）を設定している。エッジノードＤから見た場合の前記フルメッシュパス３本を図１中に示している（１０６）。
エッジノード１０１は、ポイントツーポイントの通信経路を用いて互いにフレームを送受信する。中継ノード１０２は、エッジノード１０１間のフレームを中継する。
ここで、本実施の形態によらず、従来方式でエッジノードＤに接続される外部ネットワークの送信端末１０４から、エッジノードＧに接続される外部ネットワークの受信端末１０５へデータを送ることを考える。エッジノードＤにおいて、受信端末１０５が保持するＭＡＣアドレスが未学習の場合、送信端末１０４が送ったデータフレームの処理は次のようになる。エッジノードＤでは、宛先となる受信端末のＭＡＣアドレスが未学習のため、どのパス上で送信すべきかわからず、前記フルメッシュパスすべてに当該フレームをフラッディングする。この結果、中継ノードＣに向かって３本のパスがあるため、エッジノードＤと中継ノードＣの物理リンク上に３つの同一内容のフレームが送信される。
しかし、エッジノードＤと中継ノードＣ間に同一内容のフレームを３フレームも送信する必要はない。本実施の形態を適用した場合、エッジノードＤと中継ノードＣ間の物理リンク上に複数の同一内容のフレームが送信されることを防ぎ、帯域を有効活用することが可能になる。以下、本実施の形態によるエッジノード、中継ノードの構成とフレーム転送処理に使用する各種表の構成および生成方法を説明したのち、エッジノード、中継ノードにおけるフレーム処理、フラッディング処理フローについて記載する。
【００１４】
図２はエッジノード１０１の構成図である。
エッジノード１０１は、外部ネットワークと接続するひとつ又は複数のイーサインタフェースカード２０１、Ｐ２Ｐネットワーク１０８と接続するひとつ又は複数のＭＰＬＳインタフェースカード２０２、インタフェースカード間を接続するスイッチ、および、これらを制御する装置制御機能部を有する。装置制御機能部はＰ２Ｐネットワーク１０８の管理サーバ１０９と接続されている。
図３はイーサインタフェースカード２０１の構成図である。
イーサインタフェースカード２０１は、例えば、ラベルセット表（テーブル）３０１、パスグループ表３０２、及び、ＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３を保持する。ＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３は、イーサネット通信装置に一般的なものを用いることができる。また、イーサインタフェースカード２０１は、例えば、出放路検索機能３０４のほか、フレームコピー機能３０５、内部情報付与機能３０６及び内部情報削除機能３０７の各機能部を有する。フレームコピー機能３０５、内部情報付与機能３０６及び内部情報削除機能３０７は、イーサネット通信装置に一般的なものを用いることができる。
図４はＭＰＬＳインタフェースカード２０２の構成図である。
ＭＰＬＳインタフェースカード２０２は、例えば、ＭＡＣアドレス学習表４０１を保持し、ＭＰＬＳフレーム化４０２、内部情報削除４０３、ＭＰＬＳデフレーム化４０４、出放路検索４０５、フレームコピー４０６及び内部情報付与４０７、の各機能部を持つ。ＭＰＬＳインタフェースカード２０２の各ブロックは一般的な機能を用いることができる。
図５は中継ノード１０２の構成図である。エッジノード１０１とほぼ同様の構成であるが、イーサインタフェースカード２０１を省略でき、Ｐ２Ｐネットワーク１０８と接続する複数のＭＰＬＳインタフェースカード５０１がある。
【００１５】
図６はＭＰＬＳインタフェースカード５０１の構成図である。
ＭＰＬＳインタフェースカード５０１は、例えば、ラベルセット表６０１を保持し、さらに出放路検索機能部６０２、フレームコピー／ラベル処理機能部６０３、内部情報付与機能部６０４及び内部情報削除機能部６０５を有する。
上記各機能部の詳細は後でデータフレーム処理のところで説明する。なお、各テーブルは、メモリに記憶される。テーブル構成以外にも、適宜の形態でメモリのデータ記憶領域に記憶されてもよい。
図７（ａ）は外部ネットワークと送受信するデータのフレームフォーマットである。図７（ｂ）はＰ２Ｐネットワーク１０８内で送受信するデータのフレームフォーマットである。図７（ｃ）はエッジノード１０１、中継ノード１０２内部でのデータフレームフォーマットである。以下特に記載しないが、ノード内部の各機能部によって処理された情報は、図７（ｃ）の内部情報領域７０１に格納され、各機能部間での情報受け渡しが実行される。
図８はエッジノード１０１のＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３の構成の一例である。
ＭＡＣアドレスをキーとし、対応する出口ＩＦ番号、ポート番号、ラベル値をバリューとする表である。
図９はエッジノードのラベルセット表３０１の構成の一例である。フレームが入力されたＩＦ番号とポート番号、ＶＬＡＮ ＩＤ、ＭＡＣアドレスをキー、対応するラベルセットの識別子をバリューとする表である。ＶＬＡＮ ＩＤ、ＭＡＣアドレスは省略してもよい。例えば、ネットワーク１０８は複数のＶＬＡＮが構成され、ＶＬＡＮ毎にパスを管理できる。
図１０はエッジノードのパスグループ表３０２の一例である。ラベルセットの識別子をキーとし、出口ＩＦ番号、出口ポート番号の組ごとに対応するラベル値を列挙したものをバリューとする表である。なお、本実施の形態では、ラベルセットの識別子を介してラベルセット表３０１とパスグループ表３０２を別個のテーブルで構成しているが、ひとつのテーブルで構成してもよい。
図１１はエッジノードのＭＡＣアドレス学習表４０１の一例である。ＭＡＣアドレスをキーとし、対応する出口ＩＦ番号、ポート番号をバリューとした表である。
図１２（ａ）は中継ノードＣ、図１２（ｂ）は中継ノードＥ、図１２（ｃ）は中継ノードＨのラベルセット表６０１の一例である。フレームの入力ＩＦ番号、ポート番号、ラベル値の組をキーとし、対応する出口ＩＦ番号、ポート番号、ラベル値をバリューとする表である。
【００１６】
次に図８〜図１２の各表の生成方法について説明する。
図１３はエッジノードのＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３の生成フローである。
内部情報削除機能部３０７において、例えば、Ｐ２Ｐネットワーク１０８から外部ネットワーク１０３へのフレームに関して以下の処理を行う。フレーム中の送信元ＭＡＣアドレスを検索キーとして、ＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３を検索する。検索がヒットした場合は何もしない。ヒットしなかった場合、フレームの内部情報領域７０１に存在する入力ＩＦ番号、ポート番号、および、ラベル値をバリューとして、ＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３に登録する。このときのキーはフレーム中の送信元ＭＡＣアドレスである。
図１４はエッジノードのＭＡＣアドレス学習表４０１の生成フローである。図１３とほぼ同様だが、登録するバリューが入力ＩＦ番号、ポート番号でありラベル値は不要である。例えば、外部ネットワーク１０３からＰ２Ｐネットワーク１０８へのフレームに関して、内部情報削除機能部４０３が処理を行う。
【００１７】
エッジノードにおけるラベルセット表３０１、パスグループ表３０２、および、中継ノードのラベルセット表６０１は、例えばネットワーク管理者などの人手もしくは何らかのツールによって予め作成しておき、Ｐ２Ｐネットワーク管理サーバ１０９から各エッジノード１０１、中継ノード１０２に設定する。中継ノード１０２のラベルセット表６０１作成時には、次の点に注意が必要である。すわなち、出口ＩＦ番号、ポート番号の組に複数のラベルが属している場合には、そのうちの１つのみを任意に選択する。
また、通常のデータパスとは別に、フラッディング専用のパスをデータパスと１対１で設定する。すなわち、フラッディングフレームとそれ以外を区別してデータ伝送を行う。図１０におけるラベル値はこのフラッディング専用パスのラベル値である。図１２はデータパスとフラッディングパスとで共用できる。ただし、キーがデータパスのラベル値ならばバリューのラベル値もデータパスのものでなければならず、キーがフラッディングパスのラベル値ならばバリューのラベル値もフラッディングパスのものでなければならない。なお、データパスに関してはポイントツーポイントパスなので、あるキーに対して必ず１組の出口ＩＦ番号、ポート番号、ラベル値の３つ組が対応する。
次に、一例として図１のＤ−Ｃ−Ｅ−Ｈ−Ｇで表わされるパスにそって、エッジノードＤ、中継ノードＣ、Ｅ、Ｈにおけるフレーム処理について順番に説明する。ここで、理解しやすくするため以下のように接続されている例について説明する。エッジノードＤのＩＦ番号３、ポート番号１と中継ノードＣのＩＦ番号４、ポート番号１が接続されているものとする。同様に、ノードＣのＩＦ番号２、ポート番号１と中継ノードＥのＩＦ番号６、ポート番号１が接続され、ノードＥのＩＦ番号８、ポート番号１と中継ノードＨのＩＦ番号１、ポート番号１が接続されているものとする。
【００１８】
図１５（ａ）は、エッジノードＤ１０１におけるイーサネットフレームを受信した場合の処理フローである。
イーサインタフェースカード２０１は、外部ネットワーク１０３から物理ポートでイーサフレームを受信し（１５０１）、出放路検索機能部３０４は、フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスでＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３を検索する（１５０２）。ここでは結果が未学習（Ｕｎｋｎｏｗｎ）だったものとする。このとき、出放路検索機能部３０４は、当該フレームの入力ＩＦ番号、ポート番号でラベルセット表３０１を検索する（１５０３）。ここではＩＦ番号１、ポート番号１であったとする。したがって図９の例ではラベルセット識別子１０００が得られる。さらに、出放路検索機能部３０４は、得られたラベルセット識別子１０００でパスグループ表３０２を検索する（１５０４）。検索結果として出口のＩＦ番号、ポート番号の２つ組ごとに、該２つ組に属する１つ以上のラベル値のリスト、図１０の例では３／１に対して、１００、３００、６００が得られる。出放路検索機能部３０４は、前記２つ組ごとに１つラベル値を任意に選択する（１５０５）。ここでは１００を選択するものとする。ラベル値の選択は適宜の手法に基づいてもよい。次にフレームコピー機能部３０５により、処理１５０５で得られた２つ組の数―１個のフレームコピーを行う（１５０６）。ここでは２つ組の数が１なので、結果としてフレームコピーは起こらない。内部情報付与機能部３０６は、コピーしたフレームを含め、それぞれのフレームに対し、処理１５０５で得られたＩＦ番号、ポート番号、ラベル値を設定する。ここではそれぞれ３、１、１００の１フレームである。これらの情報はすべて各フレームの内部情報領域７０１に設定する（１５０７）。そして、内部情報付与機能部３０６は、スイッチ機能部へフレームを送信する（１５０８）。スイッチは、ＩＦ番号に従い、フレームを例えばＭＰＬＳインタフェースカード２０２に転送する。
【００１９】
図１６（ｂ）はエッジノードＤにおいてＰ２Ｐネットワーク１０８へＭＰＬＳフレームを送信する場合の処理フローである。
ＭＰＬＳインタフェースカード２０２は、スイッチからフレームを受信（１６２１）し、ＭＰＬＳフレーム化機能部４０２が、フレームの内部情報領域７０１からラベル値を取り出し、ＭＰＬＳヘッダを作成してフレームに付与し図７（ｂ）に示すＭＰＬＳフレームとする。ＩＦ番号３のカードのポート番号１の処理では、ラベル値が１００のフレームをスイッチから受信し、上述の処理を行う。なお、ＴＣ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｌａｓｓ）、ＴＴＬ（Ｔｉｍｅ−Ｔｏ−Ｌｉｖｅ）等を適宜付加してもよい。次に内部情報削除機能部４０３により、内部情報領域を削除する（１６２３）。そして、物理ポートからＭＰＬＳフレームを送信する（１６２４）。
図１６（ａ）はエッジノードＤにおいてＰ２Ｐネットワーク１０８からＭＰＬＳフレームを受信した場合の処理フローである。
ＭＰＬＳインタフェースカード２０２は、物理ポートでＭＰＬＳフレームを受信し（１６０１）、ＭＰＬＳデフレーム化機能部４０４によりフレームからＭＰＬＳヘッダを削除し、ＭＰＬＳヘッダ中のラベル値をフレームの内部情報領域７０１へ保存する（１６０２）。次に出放路検索機能部４０５により、フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスでＭＡＣアドレス学習表４０１を検索する（１６０３）。検索結果が未学習（Ｕｎｋｎｏｗｎ）だった場合は出口のＩＦ番号、ポート番号の２つ組が複数得られる（１６０４）。フレームコピー機能部４０６により、１６０４で得られた２つ組の数―１だけフレームをコピーする（１６０５）。内部情報付与機能部４０７により、コピーされたものを含めそれぞれのフレームにＩＦ番号、ポート番号、ラベル値を設定する。これらの情報はすべて内部情報領域に設定する（１６０６）。最後にスイッチ機能部へ各フレームを送信する（１６０７）。
図１５（ｂ）はエッジノードＤにおいて、外部ネットワーク１０３へイーサフレームを送信する場合の処理フローである。スイッチからフレームを受信（１５２１）し、内部情報削除機能部３０７により、内部情報領域を削除する（１５２２）。次に物理ポートからイーサフレームを送信する（１５２３）。
次に中継ノード１０２でのフレーム処理について説明する。中継ノードＣ、Ｅ、Ｈにおける処理フローは同一であるため、まずこれを説明する。次に、具体的パラメータを例にそれぞれのノードにおける処理を説明する。
【００２０】
図１７（ａ）は中継ノードにおいてＰ２Ｐネットワーク１０８からＭＰＬＳフレームを受信した場合の処理フローである。ＭＰＬＳインタフェースカード５０１は、物理ポートでＭＰＬＳフレームを受信し（１７０１）、出放路検索機能部６０２において、入力ＩＦ番号、ポート番号、フレーム中のラベル値をキーとしてラベルセット表図１２（ａ）または図１２（ｂ）または図１２（ｃ）を検索する（１７０２）。この結果、出口のＩＦ番号、ポート番号、ラベル値の３つ組が得られる（１７０３）。この３つ組が複数個得られる場合もあるが、その場合は、フレームコピー／ラベル処理６０３において得られた３つ組の数―１だけフレームをコピーする（１７０４）。次に、内部情報付与機能部６０４により、コピーも含めたそれぞれのフレームに出口のＩＦ番号、ポート番号、ラベル値を設定する。設定場所は、ＩＦ番号、ポート番号は内部情報領域７０１、ラベル値はＭＰＬＳヘッダ内である（１７０５）。そして、コピーを含め各フレームをスイッチへ送信する（１７０６）。
【００２１】
図１７（ｂ）は中継ノードにおいてＰ２Ｐネットワーク１０８へＭＰＬＳフレームを送信する場合の処理フローである。ＭＰＬＳインタフェースカード５０１は、スイッチからフレームを受信（１７２１）し、内部情報削除機能部６０５により、内部情報領域７０１を削除する（１７２２）。次に物理ポートからイーサフレームを送信する（１７２３）。
中継ノードＣにおいて、ラベル値が１００のフレームをＩＦ番号４、ポート番号１で受信したとする。１７０２の手順において図１２（ａ）から出口としてＩＦ番号２、ポート番号１、ラベル値１００を得る。結果の３つ組が１個得られたのでフレームのコピーは起こらず、これらの情報を付与した該フレームをスイッチへ送信する。中継ノードＣでは、ひとつのポートに対して３つのパスが設定されているが、これらがひとつのグループにまとめられてひとつのラベルが割り当てられる。
中継ノードＥにおいて、ラベル値が１００のフレームをＩＦ番号６、ポート番号１で受信したとする。１７０２の手順において図１２（ｂ）から出口としてＩＦ番号７、ポート番号１、ラベル値１００およびＩＦ番号８、ポート番号１、ラベル値３００を得る。結果の３つ組が２個得られたので、１個フレームがコピーされる（手順１７０４）。元のフレームに対して出口となるＩＦ番号７、ポート番号１、ラベル値１００を付与し、コピーしたフレームに対して出口となるＩＦ番号８、ポート番号１、ラベル値３００を付与し、この２つのフレームをスイッチへ送信する。中継ノードＥでは、ＩＦ番号８、ポート番号１に対して２つのパスが設定されており、これがグループ化されてひとつのラベルが割り当てられている。ＩＦ番号７、ポート番号１は、例えば図１においてエッジノードＡに接続されるポートに設定されたパスであり、上述のグループとは別のグループに属する。
【００２２】
中継ノードＨにおいて、ラベル値が３００のフレームをＩＦ番号１、ポート番号１で受信したものとする。１７０２の手順において、図１２（ｃ）から出口としてＩＦ番号２、ポート番号１、ラベル値３００およびＩＦ番号２、ポート番号２、ラベル値６００を得る。結果の３つ組が２個得られたので、１個フレームがコピーされる（手順１７０４）。例えば、元のフレームに対して出口となるＩＦ番号２、ポート番号１、ラベル値３００を付与し、コピーしたフレームに対して出口となるＩＦ番号２、ポート番号２、ラベル値６００を付与し、この２つのフレームをスイッチへ送信する。例えば、一方のフレームがエッジノードＧに転送され、他方のフレームがエッジノードＩに転送される。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、例えば、データ通信で使われるイーサネット標準規格およびＭＰＬＳ標準規格に準拠した通信システム、装置に利用可能である。また、例えば、ポイントツーポイント接続でデータ送受信を行う装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０１ エッジノード
１０２ 中継ノード
１０３ 外部ネットワーク
１０４ 送信端末
１０５ 受信端末
１０６ ポイントツーポイント通信経路（パス）
１０７ データフレーム
１０８ Ｐ２Ｐネットワーク
１０９ Ｐ２Ｐネットワーク管理サーバ
２０１ イーサインタフェースカード
２０２ エッジノードのＭＰＬＳインタフェースカード
３０１ ラベルセット表
３０２ パスグループ表
３０３ ＭＡＣアドレス学習＋経路表
３０４ 出放路検索機能部
３０５ フレームコピー機能部
３０６ 内部情報付与機能部
３０７ 内部情報削除機能部
４０１ ＭＡＣアドレス学習表
４０２ ＭＰＬＳフレーム化機能部
４０３ 内部情報削除機能部
４０４ ＭＰＬＳデフレーム化機能部
４０５ 出放路検索機能部
４０６ フレームコピー機能部
４０７ 内部情報付与機能部
５０１ 中継ノードのＭＰＬＳインタフェースカード
６０１ ラベルセット表
６０２ 出放路検索機能部
６０３ フレームコピーとラベル処理機能部
６０４ 内部情報付与機能部
６０５ 内部情報削除機能部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークシステム、エッジノード及び中継ノードに係り、特に、ＭＡＣアドレス未学習フレーム受信時のフラッディングを抑止するネットワークシステム、エッジノード及び中継ノードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小規模ネットワークに用いられてきたイーサネット（登録商標）が、通信事業者が運用するような大規模ネットワークにも用いられるようになってきた。例えば特許文献１に開示されているように、イーサネット通信方式において、フラッディングと呼ばれる機能部が存在している。イーサネット規格の通信装置は、ある通信ポートと接続されている端末のＭＡＣアドレスを記憶する機能を持つ。これは当該ポートを通過するフレーム中の送信元ＭＡＣアドレスを抽出することで行われる（ＭＡＣアドレス学習）。あるＭＡＣアドレス宛てのフレームを受信した場合、当該ＭＡＣアドレスが学習済みの場合は宛先ＭＡＣアドレスに対応するポートから送信される。しかし、未学習の場合、どの通信ポートから送信してよいかわからないため、当該フレームが入力されたポート以外のすべてのポートから当該フレームを送信することが行われる。これをフラッディングと呼ぶ。このフラッディングによって１つのデータフレームが複数コピーされるが、フラッディングされたフレームにより通信帯域が余分に消費されてしまうため、イーサネットスイッチ装置においてこれを防ぐ手段が特許文献１に開示されている。
【０００３】
一方、非特許文献１に開示されているＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｈｉｔｃｈｉｎｇ）規格に準拠した通信装置が通信事業者で用いられている。ＭＰＬＳ規格は当初、大規模ネットワークの２端点間を結ぶ、ポイントツーポイント接続の通信路を適用する方式で標準化された。また、通信事業者が提供する専用線サービスにおいてはポイントツーポイント接続があれば十分であった。このため、ポイントツーポイント接続のみ実現可能な通信装置がすでに存在し、通信事業者が運用中である。
他方、近年では３以上の端点間を結ぶ広域ＬＡＮ接続サービスが注目されている。ＭＰＬＳ規格の装置で構成されたネットワークシステムにおいて、前記ＬＡＮ接続サービスを提供する方法が特許文献２に開示されている。特許文献２では、例えば、ＭＰＬＳ方式によるポイントツーポイント接続の通信経路（パス）を、ネットワークシステムのエッジに配置されるエッジノードすべての間で、フルメッシュ状に設定することによりＬＡＮ接続を実現することが開示されている。これにより、既存のポイントツーポイント接続のみ実現可能な通信装置を活用し、広域ＬＡＮ接続サービスが実現可能である。
このネットワークシステムのエッジノードにおいて、外部ネットワークからイーサネットフレームを受信してＭＰＬＳフレームに変換、宛先によりパスを選択、選択したパス上でＭＰＬＳフレームを送信する処理が行われる。ここで、宛先によりパスを選択する際に、特許文献１に開示されているフラッディングと同様の事象および課題が前記エッジノードで発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６６８５０号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４４２４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＲＦＣ３０３１、Ｍｕｌｔｉｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ、Ｅ． Ｒｏｓｅｎ ａｔ ｅｌ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｔｆ．ｏｒｇ／ｒｆｃ／ｒｆｃ３０３１．ｔｘｔ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ポイントツーポイントの通信経路（パス）で構成されるネットワークシステムにおいて、ネットワークシステムのエッジに配置されるエッジノードに以下の課題がある。
未学習のＭＡＣアドレス宛てイーサフレーム受信時、エッジノードは受信パス以外の全パスに対して当該イーサフレームを送信する（フラッディング）。隣接する中継ノードとの間の同一物理通信路上に、目的エッジノードが異なる複数のパスが多重された場合、上記フラッディングされたフレーム（フラッディングフレーム）が多重されたパスの数だけ送信される。これらフラッディングフレームの数を低減し物理通信路の帯域利用効率を向上させることが課題である。
本発明は、以上の点に鑑み、ポイントツーポイントの通信経路で構成されるネットワークシステムにおいて、ＭＡＣアドレス未学習フレームを転送処理する際に、同一物理通信路上で送信するフラッディングフレームを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
フラッディングを行うパスの範囲を特定する第一の手段を備える。また、ノードの同一物理ポートに属するパスの範囲を特定する第二の手段を備える。以下、前記第一の手段によって特定されたパスを識別するためのラベルの範囲をラベルセット、前記第一と第二の２つの手段により特定されたパスの範囲をパスグループと呼ぶ。前記ラベルセットを管理する第三の手段と前記パスグループを管理する第四の手段を備える。エッジノードにおいて宛先ＭＡＣアドレスが未学習のイーサフレーム受信時に、前記パスグループを単位として前記フレームの転送先を決定する第五の手段を備える。また、中継ノードにおいて前記ラベルセットと物理ポートの組み合わせで受信したフレームの転送先を決定する第六の手段を備える。
【０００８】
本ネットワークシステムは、例えば、２端点間でポイントツーポイントの通信経路を用いるネットワークシステムであり、３つ以上の端点を結びＬＡＮ接続を構成する場合において、前記ネットワークシステムを構成する通信装置が、
同一ＬＡＮ接続に属する複数の通信経路を１つのセットとして特定、管理する手段を備え、前記同一セット内で同一ポートに属する複数の通信経路を１つのグループとして特定、管理する手段を備え、
１つのデータフレームからコピーした複数のデータフレームの転送先の特定において、前記グループを単位とすることを特徴のひとつとする情報転送方式である。
上述の通信方式を実現する通信装置は、例えば、
上記グループを管理するため、通信すべきフレームが入力されたインタフェースカード番号やポート番号等の装置内部の識別子、および、ＶＬＡＮ ＩＤ、ＭＡＣアドレス等前記フレーム中に存在する情報から前記フレームが属するＬＡＮ接続を特定、管理する手段と、
前記ＬＡＮ接続に属する複数の通信経路を１つのセットとして管理する手段と、
前記１つのセットに存在する複数の通信経路を前記グループに分割、管理する手段と、
前記グループ中から１つ通信経路を選択し、前記フレームを前記選択された通信経路により送信する手段とを備える。
【０００９】
また、上述の通信方式を実現する通信装置は、例えば、
上記グループを管理するため、通信すべきフレームが入力されたインタフェースカード番号やポート番号等の装置内部の識別子、および、通信経路の識別子等前記フレーム中に存在する情報から、前記フレームが属するＬＡＮ接続に属する複数の通信経路をポート単位で特定・管理する手段と
前記ポート単位で特定・管理された通信経路が複数存在する場合に当該通信経路の数−１個データフレームをコピーし、当該通信経路１つにつき１フレームずつ送信する手段と、
を備える。
【００１０】
本発明の解決手段によると、
ポイントツーポイントの通信経路を用いて互いにフレームを送受信する複数のエッジ装置と、
前記複数のエッジ装置間のフレームを中継する中継装置と
を備え、
前記エッジ装置のひとつと他の複数のエッジ装置との間でそれぞれ、ポイントツーポイントの通信経路が構成され、
前記エッジ装置及び／又は前記中継装置は、
フレームを入力及び出力する複数のポートと、
ひとつの前記ポートに対して設定された複数の前記通信経路がグループ化され、前記ポートの識別情報に対応して、該ポートから入力されたフレームを出力するグループの識別情報が予め記憶されたメモリと、
前記ポートのひとつから入力されたフレームの宛先アドレスが未学習の場合、前記メモリを検索して、該ポートに対応するひとつ又は複数のグループを特定する出放路検索部と
を有し、
特定されたグループに対応する前記ポートからフレームを出力する前記ネットワークシステム及び上記エッジ装置、中継装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ポイントツーポイントの通信経路で構成されるネットワークシステムにおいて、ＭＡＣアドレス未学習フレームを転送処理する際に、同一物理通信路上で送信するフラッディングフレームを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のネットワークシステム構成図。
【図２】エッジノード構成図。
【図３】エッジノードのイーサインタフェースカード構成図。
【図４】エッジノードのＭＰＬＳインタフェースカード構成図。
【図５】中継ノード構成図。
【図６】中継ノードのＭＰＬＳインタフェースカード構成図。
【図７】フレームフォーマット。
【図８】エッジノードのＭＡＣアドレス学習＋経路表。
【図９】エッジノードのラベルセット表の例。
【図１０】エッジノードの各ラベルセットに属するパスグループ表。
【図１１】エッジノードのＭＡＣアドレス学習表の例。
【図１２】中継ノードのラベルセット表の例。
【図１３】エッジノードのＭＡＣアドレス学習＋経路表生成フロー。
【図１４】エッジノードのＭＡＣアドレス学習表生成フロー。
【図１５】エッジノードの、外部ネットワークからのフレーム受信処理外部ネットワークへのフレーム送信処理。
【図１６】エッジノードの、Ｐ２Ｐネットワークからのフレーム受信処理及びＰ２Ｐネットワークへのフレーム送信処理。
【図１７】中継ノードの、フレーム受信処理及びフレーム送信処理。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態によるフラッディングフレーム低減を実現するネットワークシステムの構成例である。
ノードＡ、Ｄ、Ｇ、Ｉ１０１はエッジノード、ノードＢ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｈ１０２は中継ノードである。例えば、これら９つのノードからＰ２Ｐネットワークシステム１０８が構成され、管理サーバ１０９により本ネットワークシステムを管理する。また、Ｐ２Ｐネットワークシステム１０８に４つの外部ネットワーク１０３が接続されている。
上記４つの外部ネットワーク間を接続するため、Ｐ２Ｐネットワークシステム１０８ではフルメッシュのポイントツーポイント通信経路（パス）を設定している。エッジノードＤから見た場合の前記フルメッシュパス３本を図１中に示している（１０６）。
エッジノード１０１は、ポイントツーポイントの通信経路を用いて互いにフレームを送受信する。中継ノード１０２は、エッジノード１０１間のフレームを中継する。
ここで、本実施の形態によらず、従来方式でエッジノードＤに接続される外部ネットワークの送信端末１０４から、エッジノードＧに接続される外部ネットワークの受信端末１０５へデータを送ることを考える。エッジノードＤにおいて、受信端末１０５が保持するＭＡＣアドレスが未学習の場合、送信端末１０４が送ったデータフレームの処理は次のようになる。エッジノードＤでは、宛先となる受信端末のＭＡＣアドレスが未学習のため、どのパス上で送信すべきかわからず、前記フルメッシュパスすべてに当該フレームをフラッディングする。この結果、中継ノードＣに向かって３本のパスがあるため、エッジノードＤと中継ノードＣの物理リンク上に３つの同一内容のフレームが送信される。
しかし、エッジノードＤと中継ノードＣ間に同一内容のフレームを３フレームも送信する必要はない。本実施の形態を適用した場合、エッジノードＤと中継ノードＣ間の物理リンク上に複数の同一内容のフレームが送信されることを防ぎ、帯域を有効活用することが可能になる。以下、本実施の形態によるエッジノード、中継ノードの構成とフレーム転送処理に使用する各種表の構成および生成方法を説明したのち、エッジノード、中継ノードにおけるフレーム処理、フラッディング処理フローについて記載する。
【００１４】
図２はエッジノード１０１の構成図である。
エッジノード１０１は、外部ネットワークと接続するひとつ又は複数のイーサインタフェースカード２０１、Ｐ２Ｐネットワーク１０８と接続するひとつ又は複数のＭＰＬＳインタフェースカード２０２、インタフェースカード間を接続するスイッチ、および、これらを制御する装置制御機能部を有する。装置制御機能部はＰ２Ｐネットワーク１０８の管理サーバ１０９と接続されている。
図３はイーサインタフェースカード２０１の構成図である。
イーサインタフェースカード２０１は、例えば、ラベルセット表（テーブル）３０１、パスグループ表３０２、及び、ＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３を保持する。ＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３は、イーサネット通信装置に一般的なものを用いることができる。また、イーサインタフェースカード２０１は、例えば、出放路検索機能３０４のほか、フレームコピー機能３０５、内部情報付与機能３０６及び内部情報削除機能３０７の各機能部を有する。フレームコピー機能３０５、内部情報付与機能３０６及び内部情報削除機能３０７は、イーサネット通信装置に一般的なものを用いることができる。
図４はＭＰＬＳインタフェースカード２０２の構成図である。
ＭＰＬＳインタフェースカード２０２は、例えば、ＭＡＣアドレス学習表４０１を保持し、ＭＰＬＳフレーム化４０２、内部情報削除４０３、ＭＰＬＳデフレーム化４０４、出放路検索４０５、フレームコピー４０６及び内部情報付与４０７、の各機能部を持つ。ＭＰＬＳインタフェースカード２０２の各ブロックは一般的な機能を用いることができる。
図５は中継ノード１０２の構成図である。エッジノード１０１とほぼ同様の構成であるが、イーサインタフェースカード２０１を省略でき、Ｐ２Ｐネットワーク１０８と接続する複数のＭＰＬＳインタフェースカード５０１がある。
【００１５】
図６はＭＰＬＳインタフェースカード５０１の構成図である。
ＭＰＬＳインタフェースカード５０１は、例えば、ラベルセット表６０１を保持し、さらに出放路検索機能部６０２、フレームコピー／ラベル処理機能部６０３、内部情報付与機能部６０４及び内部情報削除機能部６０５を有する。
上記各機能部の詳細は後でデータフレーム処理のところで説明する。なお、各テーブルは、メモリに記憶される。テーブル構成以外にも、適宜の形態でメモリのデータ記憶領域に記憶されてもよい。
図７（ａ）は外部ネットワークと送受信するデータのフレームフォーマットである。図７（ｂ）はＰ２Ｐネットワーク１０８内で送受信するデータのフレームフォーマットである。図７（ｃ）はエッジノード１０１、中継ノード１０２内部でのデータフレームフォーマットである。以下特に記載しないが、ノード内部の各機能部によって処理された情報は、図７（ｃ）の内部情報領域７０１に格納され、各機能部間での情報受け渡しが実行される。
図８はエッジノード１０１のＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３の構成の一例である。
ＭＡＣアドレスをキーとし、対応する出口ＩＦ番号、ポート番号、ラベル値をバリューとする表である。
図９はエッジノードのラベルセット表３０１の構成の一例である。フレームが入力されたＩＦ番号とポート番号、ＶＬＡＮ ＩＤ、ＭＡＣアドレスをキー、対応するラベルセットの識別子をバリューとする表である。ＶＬＡＮ ＩＤ、ＭＡＣアドレスは省略してもよい。例えば、ネットワーク１０８は複数のＶＬＡＮが構成され、ＶＬＡＮ毎にパスを管理できる。
図１０はエッジノードのパスグループ表３０２の一例である。ラベルセットの識別子をキーとし、出口ＩＦ番号、出口ポート番号の組ごとに対応するラベル値を列挙したものをバリューとする表である。なお、本実施の形態では、ラベルセットの識別子を介してラベルセット表３０１とパスグループ表３０２を別個のテーブルで構成しているが、ひとつのテーブルで構成してもよい。
図１１はエッジノードのＭＡＣアドレス学習表４０１の一例である。ＭＡＣアドレスをキーとし、対応する出口ＩＦ番号、ポート番号をバリューとした表である。
図１２（ａ）は中継ノードＣ、図１２（ｂ）は中継ノードＥ、図１２（ｃ）は中継ノードＨのラベルセット表６０１の一例である。フレームの入力ＩＦ番号、ポート番号、ラベル値の組をキーとし、対応する出口ＩＦ番号、ポート番号、ラベル値をバリューとする表である。
【００１６】
次に図８〜図１２の各表の生成方法について説明する。
図１３はエッジノードのＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３の生成フローである。
内部情報削除機能部３０７において、例えば、Ｐ２Ｐネットワーク１０８から外部ネットワーク１０３へのフレームに関して以下の処理を行う。フレーム中の送信元ＭＡＣアドレスを検索キーとして、ＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３を検索する。検索がヒットした場合は何もしない。ヒットしなかった場合、フレームの内部情報領域７０１に存在する入力ＩＦ番号、ポート番号、および、ラベル値をバリューとして、ＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３に登録する。このときのキーはフレーム中の送信元ＭＡＣアドレスである。
図１４はエッジノードのＭＡＣアドレス学習表４０１の生成フローである。図１３とほぼ同様だが、登録するバリューが入力ＩＦ番号、ポート番号でありラベル値は不要である。例えば、外部ネットワーク１０３からＰ２Ｐネットワーク１０８へのフレームに関して、内部情報削除機能部４０３が処理を行う。
【００１７】
エッジノードにおけるラベルセット表３０１、パスグループ表３０２、および、中継ノードのラベルセット表６０１は、例えばネットワーク管理者などの人手もしくは何らかのツールによって予め作成しておき、Ｐ２Ｐネットワーク管理サーバ１０９から各エッジノード１０１、中継ノード１０２に設定する。中継ノード１０２のラベルセット表６０１作成時には、次の点に注意が必要である。すわなち、出口ＩＦ番号、ポート番号の組に複数のラベルが属している場合には、そのうちの１つのみを任意に選択する。
また、通常のデータパスとは別に、フラッディング専用のパスをデータパスと１対１で設定する。すなわち、フラッディングフレームとそれ以外を区別してデータ伝送を行う。図１０におけるラベル値はこのフラッディング専用パスのラベル値である。図１２はデータパスとフラッディングパスとで共用できる。ただし、キーがデータパスのラベル値ならばバリューのラベル値もデータパスのものでなければならず、キーがフラッディングパスのラベル値ならばバリューのラベル値もフラッディングパスのものでなければならない。なお、データパスに関してはポイントツーポイントパスなので、あるキーに対して必ず１組の出口ＩＦ番号、ポート番号、ラベル値の３つ組が対応する。
次に、一例として図１のＤ−Ｃ−Ｅ−Ｈ−Ｇで表わされるパスにそって、エッジノードＤ、中継ノードＣ、Ｅ、Ｈにおけるフレーム処理について順番に説明する。ここで、理解しやすくするため以下のように接続されている例について説明する。エッジノードＤのＩＦ番号３、ポート番号１と中継ノードＣのＩＦ番号４、ポート番号１が接続されているものとする。同様に、ノードＣのＩＦ番号２、ポート番号１と中継ノードＥのＩＦ番号６、ポート番号１が接続され、ノードＥのＩＦ番号８、ポート番号１と中継ノードＨのＩＦ番号１、ポート番号１が接続されているものとする。
【００１８】
図１５（ａ）は、エッジノードＤ１０１におけるイーサネットフレームを受信した場合の処理フローである。
イーサインタフェースカード２０１は、外部ネットワーク１０３から物理ポートでイーサフレームを受信し（１５０１）、出放路検索機能部３０４は、フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスでＭＡＣアドレス学習＋経路表３０３を検索する（１５０２）。ここでは結果が未学習（Ｕｎｋｎｏｗｎ）だったものとする。このとき、出放路検索機能部３０４は、当該フレームの入力ＩＦ番号、ポート番号でラベルセット表３０１を検索する（１５０３）。ここではＩＦ番号１、ポート番号１であったとする。したがって図９の例ではラベルセット識別子１０００が得られる。さらに、出放路検索機能部３０４は、得られたラベルセット識別子１０００でパスグループ表３０２を検索する（１５０４）。検索結果として出口のＩＦ番号、ポート番号の２つ組ごとに、該２つ組に属する１つ以上のラベル値のリスト、図１０の例では３／１に対して、１００、３００、６００が得られる。出放路検索機能部３０４は、前記２つ組ごとに１つラベル値を任意に選択する（１５０５）。ここでは１００を選択するものとする。ラベル値の選択は適宜の手法に基づいてもよい。次にフレームコピー機能部３０５により、処理１５０５で得られた２つ組の数―１個のフレームコピーを行う（１５０６）。ここでは２つ組の数が１なので、結果としてフレームコピーは起こらない。内部情報付与機能部３０６は、コピーしたフレームを含め、それぞれのフレームに対し、処理１５０５で得られたＩＦ番号、ポート番号、ラベル値を設定する。ここではそれぞれ３、１、１００の１フレームである。これらの情報はすべて各フレームの内部情報領域７０１に設定する（１５０７）。そして、内部情報付与機能部３０６は、スイッチ機能部へフレームを送信する（１５０８）。スイッチは、ＩＦ番号に従い、フレームを例えばＭＰＬＳインタフェースカード２０２に転送する。
【００１９】
図１６（ｂ）はエッジノードＤにおいてＰ２Ｐネットワーク１０８へＭＰＬＳフレームを送信する場合の処理フローである。
ＭＰＬＳインタフェースカード２０２は、スイッチからフレームを受信（１６２１）し、ＭＰＬＳフレーム化機能部４０２が、フレームの内部情報領域７０１からラベル値を取り出し、ＭＰＬＳヘッダを作成してフレームに付与し図７（ｂ）に示すＭＰＬＳフレームとする。ＩＦ番号３のカードのポート番号１の処理では、ラベル値が１００のフレームをスイッチから受信し、上述の処理を行う。なお、ＴＣ（Ｔｒａｆｆｉｃ Ｃｌａｓｓ）、ＴＴＬ（Ｔｉｍｅ−Ｔｏ−Ｌｉｖｅ）等を適宜付加してもよい。次に内部情報削除機能部４０３により、内部情報領域を削除する（１６２３）。そして、物理ポートからＭＰＬＳフレームを送信する（１６２４）。
図１６（ａ）はエッジノードＤにおいてＰ２Ｐネットワーク１０８からＭＰＬＳフレームを受信した場合の処理フローである。
ＭＰＬＳインタフェースカード２０２は、物理ポートでＭＰＬＳフレームを受信し（１６０１）、ＭＰＬＳデフレーム化機能部４０４によりフレームからＭＰＬＳヘッダを削除し、ＭＰＬＳヘッダ中のラベル値をフレームの内部情報領域７０１へ保存する（１６０２）。次に出放路検索機能部４０５により、フレーム中の宛先ＭＡＣアドレスでＭＡＣアドレス学習表４０１を検索する（１６０３）。検索結果が未学習（Ｕｎｋｎｏｗｎ）だった場合は出口のＩＦ番号、ポート番号の２つ組が複数得られる（１６０４）。フレームコピー機能部４０６により、１６０４で得られた２つ組の数―１だけフレームをコピーする（１６０５）。内部情報付与機能部４０７により、コピーされたものを含めそれぞれのフレームにＩＦ番号、ポート番号、ラベル値を設定する。これらの情報はすべて内部情報領域に設定する（１６０６）。最後にスイッチ機能部へ各フレームを送信する（１６０７）。
図１５（ｂ）はエッジノードＤにおいて、外部ネットワーク１０３へイーサフレームを送信する場合の処理フローである。スイッチからフレームを受信（１５２１）し、内部情報削除機能部３０７により、内部情報領域を削除する（１５２２）。次に物理ポートからイーサフレームを送信する（１５２３）。
次に中継ノード１０２でのフレーム処理について説明する。中継ノードＣ、Ｅ、Ｈにおける処理フローは同一であるため、まずこれを説明する。次に、具体的パラメータを例にそれぞれのノードにおける処理を説明する。
【００２０】
図１７（ａ）は中継ノードにおいてＰ２Ｐネットワーク１０８からＭＰＬＳフレームを受信した場合の処理フローである。ＭＰＬＳインタフェースカード５０１は、物理ポートでＭＰＬＳフレームを受信し（１７０１）、出放路検索機能部６０２において、入力ＩＦ番号、ポート番号、フレーム中のラベル値をキーとしてラベルセット表図１２（ａ）または図１２（ｂ）または図１２（ｃ）を検索する（１７０２）。この結果、出口のＩＦ番号、ポート番号、ラベル値の３つ組が得られる（１７０３）。この３つ組が複数個得られる場合もあるが、その場合は、フレームコピー／ラベル処理６０３において得られた３つ組の数―１だけフレームをコピーする（１７０４）。次に、内部情報付与機能部６０４により、コピーも含めたそれぞれのフレームに出口のＩＦ番号、ポート番号、ラベル値を設定する。設定場所は、ＩＦ番号、ポート番号は内部情報領域７０１、ラベル値はＭＰＬＳヘッダ内である（１７０５）。そして、コピーを含め各フレームをスイッチへ送信する（１７０６）。
【００２１】
図１７（ｂ）は中継ノードにおいてＰ２Ｐネットワーク１０８へＭＰＬＳフレームを送信する場合の処理フローである。ＭＰＬＳインタフェースカード５０１は、スイッチからフレームを受信（１７２１）し、内部情報削除機能部６０５により、内部情報領域７０１を削除する（１７２２）。次に物理ポートからイーサフレームを送信する（１７２３）。
中継ノードＣにおいて、ラベル値が１００のフレームをＩＦ番号４、ポート番号１で受信したとする。１７０２の手順において図１２（ａ）から出口としてＩＦ番号２、ポート番号１、ラベル値１００を得る。結果の３つ組が１個得られたのでフレームのコピーは起こらず、これらの情報を付与した該フレームをスイッチへ送信する。中継ノードＣでは、ひとつのポートに対して３つのパスが設定されているが、これらがひとつのグループにまとめられてひとつのラベルが割り当てられる。
中継ノードＥにおいて、ラベル値が１００のフレームをＩＦ番号６、ポート番号１で受信したとする。１７０２の手順において図１２（ｂ）から出口としてＩＦ番号７、ポート番号１、ラベル値１００およびＩＦ番号８、ポート番号１、ラベル値３００を得る。結果の３つ組が２個得られたので、１個フレームがコピーされる（手順１７０４）。元のフレームに対して出口となるＩＦ番号７、ポート番号１、ラベル値１００を付与し、コピーしたフレームに対して出口となるＩＦ番号８、ポート番号１、ラベル値３００を付与し、この２つのフレームをスイッチへ送信する。中継ノードＥでは、ＩＦ番号８、ポート番号１に対して２つのパスが設定されており、これがグループ化されてひとつのラベルが割り当てられている。ＩＦ番号７、ポート番号１は、例えば図１においてエッジノードＡに接続されるポートに設定されたパスであり、上述のグループとは別のグループに属する。
【００２２】
中継ノードＨにおいて、ラベル値が３００のフレームをＩＦ番号１、ポート番号１で受信したものとする。１７０２の手順において、図１２（ｃ）から出口としてＩＦ番号２、ポート番号１、ラベル値３００およびＩＦ番号２、ポート番号２、ラベル値６００を得る。結果の３つ組が２個得られたので、１個フレームがコピーされる（手順１７０４）。例えば、元のフレームに対して出口となるＩＦ番号２、ポート番号１、ラベル値３００を付与し、コピーしたフレームに対して出口となるＩＦ番号２、ポート番号２、ラベル値６００を付与し、この２つのフレームをスイッチへ送信する。例えば、一方のフレームがエッジノードＧに転送され、他方のフレームがエッジノードＩに転送される。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、例えば、データ通信で使われるイーサネット標準規格およびＭＰＬＳ標準規格に準拠した通信システム、装置に利用可能である。また、例えば、ポイントツーポイント接続でデータ送受信を行う装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０１ エッジノード
１０２ 中継ノード
１０３ 外部ネットワーク
１０４ 送信端末
１０５ 受信端末
１０６ ポイントツーポイント通信経路（パス）
１０７ データフレーム
１０８ Ｐ２Ｐネットワーク
１０９ Ｐ２Ｐネットワーク管理サーバ
２０１ イーサインタフェースカード
２０２ エッジノードのＭＰＬＳインタフェースカード
３０１ ラベルセット表
３０２ パスグループ表
３０３ ＭＡＣアドレス学習＋経路表
３０４ 出放路検索機能部
３０５ フレームコピー機能部
３０６ 内部情報付与機能部
３０７ 内部情報削除機能部
４０１ ＭＡＣアドレス学習表
４０２ ＭＰＬＳフレーム化機能部
４０３ 内部情報削除機能部
４０４ ＭＰＬＳデフレーム化機能部
４０５ 出放路検索機能部
４０６ フレームコピー機能部
４０７ 内部情報付与機能部
５０１ 中継ノードのＭＰＬＳインタフェースカード
６０１ ラベルセット表
６０２ 出放路検索機能部
６０３ フレームコピーとラベル処理機能部
６０４ 内部情報付与機能部
６０５ 内部情報削除機能部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポイントツーポイントの通信経路を用いて互いにフレームを送受信する複数のエッジ装置と、
前記複数のエッジ装置間のフレームを中継する中継装置と
を備え、
前記エッジ装置のひとつと他の複数のエッジ装置との間でそれぞれ、ポイントツーポイントの通信経路が構成され、
前記エッジ装置及び／又は前記中継装置は、
フレームを入力及び出力する複数のポートと、
ひとつの前記ポートに対して設定された複数の前記通信経路がグループ化され、前記ポートの識別情報に対応して、該ポートから入力されたフレームを出力するグループの識別情報が予め記憶されたメモリと、
前記ポートのひとつから入力されたフレームの宛先アドレスが未学習の場合、前記メモリを検索して、該ポートに対応するひとつ又は複数のグループを特定する出放路検索部と
を有し、
特定されたグループに対応する前記ポートからフレームを出力する前記ネットワークシステム。
【請求項２】
複数の通信経路が確立されたひとつの前記ポートに対して、ひとつのフレームを送信することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
前記エッジ装置の前記メモリは、前記ポートの識別情報に対応して、フレームに付与するラベルがさらに記憶され、
フレームが入力された前記ポートに対応するラベルをフレームに付与して出力する請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記中継装置の前記メモリは、前記ポートの識別情報と入力されるフレームのラベルに対応して、前記グループの識別情報と出力するフレームに付与するラベルとが記憶され、
前記出放路検索部は、フレームが入力された前記ポートの識別情報と、該フレーム内のラベルに基づき前記メモリを参照して、対応するグループの識別情報及びラベルを特定し、
特定されたラベルをフレームに付与して、特定されたグループに対応する前記ポートからフレームを出力する請求項３に記載のネットワークシステム。
【請求項５】
同一ＬＡＮ接続に属する複数の通信経路をひとつのセットとし、前記グループは、該ひとつのセットに対する該複数の通信経路を、ポート毎に分割したものであり、
前記エッジ装置の前記メモリは、前記ポートの識別情報とフレームが属するＬＡＮ接続を特定するためのＶＬＡＮ識別子又はＭＡＣアドレスとに対応して、該ＬＡＮ接続に属する前記グループの識別情報が記憶され、
前記出放路検索部は、フレームが入力されたポートの識別情報と入力されたフレーム内のＶＬＡＮ識別子又はＭＡＣアドレスに基づき前記メモリを参照して、対応するひとつ又は複数のグループを特定する請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項６】
前記エッジ装置及び／又は前記中継装置の前記メモリは、前記ポートを介して送受信されるフレームに基づき、フレームのアドレスとポート情報が対応して記憶されるアドレス学習テーブルを有し、
入力されるフレームの宛先アドレスが該アドレス学習テーブルに学習されている場合、対応するポート情報に従いフレームを出力し、未学習の場合、前記グループを特定する請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項７】
ポイントツーポイントの通信経路を用いて互いにフレームを送受信する複数のエッジ装置と、前記複数のエッジ装置間のフレームを中継する中継装置とを備え、前記エッジ装置のひとつと他の複数のエッジ装置との間でそれぞれ、ポイントツーポイントの通信経路が構成されたネットワークシステムにおける前記エッジ装置であって、
フレームを入力及び出力する複数のポートと、
ひとつの前記ポートに対して設定された複数の前記通信経路がグループ化され、前記ポートの識別情報に対応して、該ポートから入力されたフレームを出力するグループの識別情報が予め記憶されたメモリと、
前記ポートのひとつから入力されたフレームの宛先アドレスが未学習の場合、前記メモリを検索して、該ポートに対応するひとつ又は複数のグループを特定する出放路検索部と
を有し、
特定されたグループに対応する前記ポートからフレームを出力する前記エッジ装置。
【請求項８】
ポイントツーポイントの通信経路を用いて互いにフレームを送受信する複数のエッジ装置と、前記複数のエッジ装置間のフレームを中継する中継装置とを備え、前記エッジ装置のひとつと他の複数のエッジ装置との間でそれぞれ、ポイントツーポイントの通信経路が構成されたネットワークシステムにおける前記中継装置であって、
フレームを入力及び出力する複数のポートと、
ひとつの前記ポートに対して設定された複数の前記通信経路がグループ化され、前記ポートの識別情報に対応して、該ポートから入力されたフレームを出力するグループの識別情報が予め記憶されたメモリと、
前記ポートのひとつから入力されたフレームの宛先アドレスが未学習の場合、前記メモリを検索して、該ポートに対応するひとつ又は複数のグループを特定する出放路検索部と
を有し、
特定されたグループに対応する前記ポートからフレームを出力する前記中継装置。
【請求項１】
ポイントツーポイントの通信経路を用いて互いにフレームを送受信する複数のエッジ装置と、
前記複数のエッジ装置間のフレームを中継する中継装置と
を備え、
前記エッジ装置のひとつと他の複数のエッジ装置との間でそれぞれ、ポイントツーポイントの通信経路が構成され、
前記エッジ装置及び／又は前記中継装置は、
フレームを入力及び出力する複数のポートと、
ひとつの前記ポートに対して設定された複数の前記通信経路がグループ化され、前記ポートの識別情報に対応して、該ポートから入力されたフレームを出力するグループの識別情報が予め記憶されたメモリと、
前記ポートのひとつから入力されたフレームの宛先アドレスが未学習の場合、前記メモリを検索して、該ポートに対応するひとつ又は複数のグループを特定する出放路検索部と
を有し、
特定されたグループに対応する前記ポートからフレームを出力する前記ネットワークシステム。
【請求項２】
複数の通信経路が確立されたひとつの前記ポートに対して、ひとつのフレームを送信することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
前記エッジ装置の前記メモリは、前記ポートの識別情報に対応して、フレームに付与するラベルがさらに記憶され、
フレームが入力された前記ポートに対応するラベルをフレームに付与して出力する請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記中継装置の前記メモリは、前記ポートの識別情報と入力されるフレームのラベルに対応して、前記グループの識別情報と出力するフレームに付与するラベルとが記憶され、
前記出放路検索部は、フレームが入力された前記ポートの識別情報と、該フレーム内のラベルに基づき前記メモリを参照して、対応するグループの識別情報及びラベルを特定し、
特定されたラベルをフレームに付与して、特定されたグループに対応する前記ポートからフレームを出力する請求項３に記載のネットワークシステム。
【請求項５】
同一ＬＡＮ接続に属する複数の通信経路をひとつのセットとし、前記グループは、該ひとつのセットに対する該複数の通信経路を、ポート毎に分割したものであり、
前記エッジ装置の前記メモリは、前記ポートの識別情報とフレームが属するＬＡＮ接続を特定するためのＶＬＡＮ識別子又はＭＡＣアドレスとに対応して、該ＬＡＮ接続に属する前記グループの識別情報が記憶され、
前記出放路検索部は、フレームが入力されたポートの識別情報と入力されたフレーム内のＶＬＡＮ識別子又はＭＡＣアドレスに基づき前記メモリを参照して、対応するひとつ又は複数のグループを特定する請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項６】
前記エッジ装置及び／又は前記中継装置の前記メモリは、前記ポートを介して送受信されるフレームに基づき、フレームのアドレスとポート情報が対応して記憶されるアドレス学習テーブルを有し、
入力されるフレームの宛先アドレスが該アドレス学習テーブルに学習されている場合、対応するポート情報に従いフレームを出力し、未学習の場合、前記グループを特定する請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項７】
ポイントツーポイントの通信経路を用いて互いにフレームを送受信する複数のエッジ装置と、前記複数のエッジ装置間のフレームを中継する中継装置とを備え、前記エッジ装置のひとつと他の複数のエッジ装置との間でそれぞれ、ポイントツーポイントの通信経路が構成されたネットワークシステムにおける前記エッジ装置であって、
フレームを入力及び出力する複数のポートと、
ひとつの前記ポートに対して設定された複数の前記通信経路がグループ化され、前記ポートの識別情報に対応して、該ポートから入力されたフレームを出力するグループの識別情報が予め記憶されたメモリと、
前記ポートのひとつから入力されたフレームの宛先アドレスが未学習の場合、前記メモリを検索して、該ポートに対応するひとつ又は複数のグループを特定する出放路検索部と
を有し、
特定されたグループに対応する前記ポートからフレームを出力する前記エッジ装置。
【請求項８】
ポイントツーポイントの通信経路を用いて互いにフレームを送受信する複数のエッジ装置と、前記複数のエッジ装置間のフレームを中継する中継装置とを備え、前記エッジ装置のひとつと他の複数のエッジ装置との間でそれぞれ、ポイントツーポイントの通信経路が構成されたネットワークシステムにおける前記中継装置であって、
フレームを入力及び出力する複数のポートと、
ひとつの前記ポートに対して設定された複数の前記通信経路がグループ化され、前記ポートの識別情報に対応して、該ポートから入力されたフレームを出力するグループの識別情報が予め記憶されたメモリと、
前記ポートのひとつから入力されたフレームの宛先アドレスが未学習の場合、前記メモリを検索して、該ポートに対応するひとつ又は複数のグループを特定する出放路検索部と
を有し、
特定されたグループに対応する前記ポートからフレームを出力する前記中継装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１９３１８９（Ｐ２０１１−１９３１８９Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５７０１２（Ｐ２０１０−５７０１２）
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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