ＶＰＮ終端装置、通信システム、パケット転送方法、及びプログラム
【課題】ＶＰＮにおいて、ＭＡＣアドレス解決のためのＡＲＰパケット送信等を行うことなく、ＩＰパケット通信を可能とする。
【解決手段】ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたＶＰＮトンネルに、ＩＰパケットを収容して転送を行うＶＰＮ終端装置において、ＩＰサブネットワーク情報、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段とを備えて構成する。
【解決手段】ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたＶＰＮトンネルに、ＩＰパケットを収容して転送を行うＶＰＮ終端装置において、ＩＰサブネットワーク情報、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段とを備えて構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想閉域網（ＶＰＮ）におけるＩＰ通信技術に関連するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）を用いて広域イーサネット（登録商標）サービスを実現するＶＰＬＳ（Virtual Private LAN Service）技術が使われ始めている。図１（ａ）に、ＶＰＬＳ技術を用いたネットワーク構成の一例を示す。
【０００３】
図１（ａ）に示すネットワークは、通信事業者（プロバイダ）側の通信装置であるＰＥ（provider edge）装置１０、２０、３０と、ユーザの拠点側の通信装置であるＣＥ（customer edge）装置４０、５０、６０が通信路で接続されて構成されている。図１（ａ）の例では、ＣＥ装置４０にユーザ端末Ａが接続され、ＣＥ装置５０にユーザ端末Ｂが接続され、ＣＥ装置６０にユーザ端末Ｃが接続されている。各ＣＥ装置はＩＰパケットのルーティングを行うルータである。各ＰＥ装置は、ＭＡＣアドレスによるパケットのスイッチングを行い、ＭＰＬＳの論理パス（ＬＳＰ：Label Switched Path）をトンネルとして用いて転送を行う等の機能を備える装置である。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、"パケット"の用語は"フレーム"等を含む広い意味で使用するものとするが、以下の従来技術の説明及び実施の形態の説明では、ほとんどの場合、"パケット"はイーサフレームであり、特定の種類のパケットを指す場合は、"ＩＰパケット"や"ＭＰＬＳパケット"のような記述としている。
【０００４】
各装置には、図１（ａ）に示すとおりのＩＰアドレス、及びＭＡＣアドレスが割り当てられている。例えば、ＣＥ装置４０におけるインターフェース（物理インターフェース）：ｅｔｈ０にＭＡＣアドレス：２２２２、及びＩＰアドレス：１９２．１６８．０．１が割り当てられ、ｅｔｈ１にＭＡＣアドレス：αααα、及びＩＰアドレス：１７２．１６．０．１が割り当てられている。また、図１（ａ）に示すように、各ＣＥ装置は、ルーティングテーブルを備えている。ここで示すルーティングテーブルは、ＭＰＬＳバックボーン側へのルーティングを行う際のものである。
【０００５】
通信事業者側のＭＰＬＳバックボーン７０は、ＭＰＬＳネットワークで構成されており、ＰＥ装置間は、ＬＳＰでフルメッシュ接続されている。
【０００６】
図１（ａ）に示すネットワークにおいて、ＰＥ装置間を接続したＭＰＬＳバックボーン７０は、様々なユーザのトラフィックを通す公衆のネットワークであるが、ＰＥ装置では、ユーザ拠点から送出されるパケットをＭＰＬＳラベルでカプセリングして対向ＰＥ装置にＭＰＬＳパケット転送される。ＰＥ装置間ではユーザを一意に識別できるようＭＰＬＳラベル値が厳密に管理されているため、ユーザ通信の秘密性が担保される。ＣＥ装置間を接続して構成されたネットワークはユーザからは、そのユーザ専用のＩＰの閉域網に見える。ただし、この閉域網は、公衆のネットワークを利用する仮想的なものであるから、これを仮想閉域網（ＶＰＮ：Virtual Private Networkとも表記する）８０と呼ぶ。
【０００７】
以下、図１（ｂ）のシーケンス図を参照して、図１（ａ）に示すネットワークで、ユーザ端末Ａからユーザ端末ＢにＩＰパケット通信を行う場合の動作例を説明する。
【０００８】
ステップ１）ユーザ端末Ａは、宛先ＩＰアドレスとしてユーザ端末ＢのＩＰアドレスを有するＩＰパケットを含むパケットを、ユーザ端末ＡのデフォルトゲートウェイであるＣＥ装置４０に送出する。
【０００９】
ステップ２）ユーザ端末Ａからパケットを受信したＣＥ装置４０は、ルーティングテーブルを参照し、ネクストホップのＩＰアドレスが１７２．１６．０．２であることを把握し、ネクストホップ（１７２．１６．０．２）のＭＡＣアドレスを把握するために、ＡＲＰパケットをブロードキャスト送信する。ＡＲＰにより、ＣＥ装置４０は、ネクストホップ（１７２．１６．０．２）のＭＡＣアドレスがββββであることを把握する。
【００１０】
ステップ３）ＣＥ装置４０は、上記ＩＰパケットを含む、宛先ＭＡＣアドレスをββββとしたパケットを、ｅｔｈ１に接続されたＰＥ装置１０に送信する。
【００１１】
ステップ４）この時点で、ＰＥ装置１０が、ＭＡＣアドレス：ββββと、パケットを出力すべきインターフェースとの対応を学習済みである場合、この対応に基づいて、ＣＥ装置４０から受信したパケットをＭＰＬＳカプセル化（ＬＳＰのラベルを付すること）して対向ＰＥ装置２０向けに転送する。なお、この時点で、ＭＡＣ学習がされていない場合（例えば、学習テーブルの内容がタイムアウトで削除された場合など）、ＰＥ装置１０は、全てのＬＳＰにパケットをフラッディングすることで、ＭＡＣアドレス：ββββに対応するインターフェース（使用すべきＬＳＰ）を学習する。
【００１２】
ステップ５）ＭＰＬＳパケットを受信したＰＥ装置２０は、ＭＰＬＳパケットからＭＰＬＳカプセルを除去して得られたパケットをＣＥ装置５０に転送する。
【００１３】
ステップ６）ＣＥ装置５０は、ＩＰパケットをユーザ端末Ｂに転送する。
【００１４】
上記のように、ＭＰＬＳバックボーンの各ＰＥ装置はユーザごとのMACアドレスの学習テーブルを持つことで、どのＬＳＰにどのMACアドレス宛のパケットをフォワードすればよいかを決定する。パケットは、ＬＳＰでトンネル転送され、中継区間はラベルだけを見て転送を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−１８３９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前述したように、上記の従来技術では、ＣＥ装置は、ＩＰ通信に必要な対向ＣＥ装置のＭＡＣアドレスを把握するために、ＡＲＰパケットのブロードキャストを行うことが必要となる。CE装置がARPリクエストを送信してから、対向CE装置からのARPリプライを受信するまでの間、ユーザのIPパケット転送処理は保留された状態となるため、目的とするユーザ端末間のＩＰ通信に遅延が生じる。特に、ユーザのパケットをトンネルを介して広域に転送する図１に示すネットワーク構成では、ＡＲＰパケットを長い区間にわたって転送することになるため、遅延が大きくなる可能性がある。
【００１７】
また、CE装置でのARPテーブルでのエントリ保持期間と、PE装置でのMAC学習アドレステーブルでのエントリ保持期間が個別に管理されているため、CE装置間での非効率なパケット転送処理（ＡＲＰに伴うブロードキャストフレームや、VPLS区間でのＭＡＣアドレス未学習による全ＬＳＰへのフラッディング（＝同報的なＵｎｋｎｏｗｎユニキャストフレーム転送）が発生する。これにより、通信相手ではないＣＥ装置にパケットが転送されるため、アクセス回線（ＰＥ−ＣＥ間）の帯域が圧迫され、目的とする通信以外の通信にも遅延等の影響を与える恐れがある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ユーザ端末から送出されたＩＰパケットを、VPN終端装置間でのＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたVPNトンネルに収容して転送するＶＰＮにおいて、ＭＡＣアドレス解決のためのＡＲＰパケット送信等を行うことなく、ＩＰパケット通信を可能とするための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明は、ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたＶＰＮトンネルに、ＩＰパケットを収容して転送を行うＶＰＮ終端装置であって、ＩＰサブネットワーク情報、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段とを備えたことを特徴とするＶＰＮ終端装置として構成される。
【００１９】
前記ＶＰＮ終端装置において、前記ＶＰＮ終端装置とネットワーク接続されたＮＷオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定手段を更に備えてもよい。
【００２０】
前記ＶＰＮ終端装置は、ユーザ端末側のネットワークに接続される第１のパケット処理手段と、前記ルーティングテーブル格納手段と前記パケット転送手段とを含み、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークに接続される第２のパケット処理手段と、を備え、前記第１のパケット処理手段は、ＩＰルーティング処理を行うことにより前記ユーザ端末側のネットワークに対するＩＰパケット転送を行うように構成してもよい。
【００２１】
また、本発明は、前記ＶＰＮ終端装置と、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークを構成し、前記ＶＰＮ終端装置に接続されるエッジ装置と、を備える通信システムであって、前記エッジ装置は、ＭＡＣアドレスと出力インターフェースとを対応付けたテーブルを格納するテーブル格納手段と、前記ＶＰＮ終端装置から転送された前記パケットを受信したときに、前記テーブルを参照して、当該パケットの宛先ＭＡＣアドレスに対応する出力インターフェースを決定し、当該パケットを、当該出力インターフェースから転送するパケット転送手段と、を備えることを特徴とする通信システムとして構成することもできる。
【００２２】
また、本発明は、ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたＶＰＮトンネルに、ＩＰパケットを収容して転送を行うＶＰＮ終端装置が実行するパケット転送方法であって、前記ＶＰＮ終端装置は、ＩＰサブネットワーク情報、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段を備え、ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送ステップを備えたことを特徴とするパケット転送方法として構成することもできる。
【００２３】
また、本発明は、コンピュータの構成を含む通信装置を、前記ＶＰＮ終端装置の各手段として機能させるためのプログラムとして構成することもできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ユーザ端末から送出されたＩＰパケットを、VPN終端装置間でのＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたVPNトンネルに収容して転送する仮想閉域網において、ＭＡＣアドレス解決のためのＡＲＰパケット送信等を行うことなく、ＩＰパケット通信が可能となり、遅延等の発生を防止できる。
【００２５】
さらに、本発明の一実施形態によれば、ＶＰＮのバックボーンネットワークでは、エッジ装置でのＶＰＮ終端装置から転送されたパケットを受信したときに、VPLS区間でのＭＡＣアドレス未学習による全ＬＳＰへのフラッディング（＝同報的なＵｎｋｎｏｗｎユニキャストフレーム転送）を行うことがなくなり、通信相手ではないＣＥ装置にはパケットが転送されなくなるため、アクセス回線の帯域圧迫が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るネットワーク構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＶＰＮ終端装置の機能構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＭＡＣルーティングテーブルの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＰＥ装置の機能構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るＭＡＣ学習テーブルの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るパケット転送処理を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
【００２８】
（システム構成）
図２に、本発明の実施の形態に係る仮想閉域網（以下、ＶＰＮと呼ぶ）を含むネットワーク構成例を示す。図２に示すように、本実施の形態に係るネットワークは、ＰＥ装置２０１、２０２とＶＰＮ終端装置１０１、１０２とが通信路で接続されて構成されている。また、ＶＰＮ終端装置１０１にユーザ端末Ｘが接続され、ＶＰＮ終端装置１０２にユーザ端末Ｙが接続されている。各ＶＰＮ終端装置は、図１（ａ）に示したＣＥ装置と比べて、同じネットワーク上の位置に配置され、ＩＰパケットのルーティングを行う点で共通するが、それらの機能には異なる点がある。また、各ＰＥ装置については、通信処理に関しては図１（ａ）に示したＰＥ装置と同じであるが、ＭＡＣ学習テーブルの設定方法が異なる。詳細については後述する。
【００２９】
図２に示すように、ＶＰＮ終端装置１０１、１０２によりＶＰＮ４００が構成され、ＰＥ装置２０１、２０２によりＭＰＬＳバックボーン３００が構成されている。なお、図２では、ＶＰＮ終端装置１０１、１０２、ＰＥ装置２０１、２０２しか示していないが、これらは例を示しているに過ぎず、実際には多数の装置が存在してよい。
【００３０】
また、図２に示すように、本実施の形態では、ＮＷオペレーション装置５００が通信ネットワーク６００に接続され、各ＶＰＮ終端装置、及び各ＰＥ装置と通信可能になっている。
【００３１】
図３に、本実施の形態に係るＶＰＮ終端装置１０１の機能構成例を示す。他のＶＰＮ終端装置も同じ機能構成を有する。図３に示すように、ＶＰＮ終端装置１０１は、ユーザ側パケット処理部１１０、プロバイダ側パケット処理部１２０、及びインターフェース１３１、１３２を有する。なお、図３の例では、ユーザ側及びプロバイダ（通信事業者）側のインターフェースの数をそれぞれ１つとしているが、これは一例に過ぎず、それぞれ複数であってよい。
【００３２】
ユーザ側パケット処理部１１０は、ユーザ側の装置から受信したパケット、及びプロバイダ側パケット処理部１２０から受信したパケットを、通常のＩＰルーティング処理により転送する機能部である。例えば、パケットの宛先ＩＰアドレスが同一拠点内のユーザ側ネットワークのＩＰアドレスであれば当該パケットはユーザ側に転送され、パケットの宛先ＩＰアドレスが異なる拠点のユーザ側ネットワークのＩＰアドレスであれば、当該パケットはプロバイダ側パケット処理部１２０に渡される。なお、異なる拠点でのユーザ側ネットワーク情報に関わるルーティング管理として、デフォルトルーティングを使用してもよい。また、ユーザ側パケット処理部１１０をＶＰＮ終端装置１０１から分離し、ＶＰＮ終端装置１０１と接続される別の装置としてユーザのネットワーク内に備えることとしてもよい。
【００３３】
プロバイダ側パケット処理部１２０は、ＭＡＣルーティングテーブル設定指示受信部１２１、ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２、及びパケット転送処理部１２３を備える。
【００３４】
ＭＡＣルーティングテーブル設定指示受信部１２１は、ＮＷオペレーション装置５００からＭＡＣルーティングテーブルの設定情報（エントリ）を含む設定指示を受信し、受信した設定情報をＭＡＣルーティングテーブルのエントリとして、ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２に格納する機能部である。ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２はＭＡＣルーティングテーブルを格納する。
【００３５】
図４に、本実施の形態に係るＭＡＣルーティングテーブルの一例を示す。図４に示すように、ＭＡＣルーティングテーブルは、宛先ネットワークを識別するＩＰサブネットワーク情報、ネクストホップのＭＡＣアドレス、及び、パケットを出力するインターフェースを対応付けたテーブルである。なお、図４に示す情報に加えて、宛先ネットワーク毎のメトリック（metric）情報を入れてもよい。
【００３６】
図３に戻り、パケット転送処理部１２３は、プロバイダ側の装置であるＰＥ装置２０１に接続されるインターフェース１３２を介して受信したパケット、及びユーザ側パケット処理部１１０から受信したパケットを、ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２に格納されたテーブル情報に従って転送する機能部である。
【００３７】
なお、本実施の形態では、テーブルの設定情報をＮＷオペレーション装置５００から受信し、格納することとしているが、ＶＰＮ終端装置１０１に接続される操作端末からＭＡＣルーティングテーブル設定指示受信部１２１を介して設定情報を受け取り、ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２に格納することとしてもよい。
【００３８】
図５に、ＰＥ装置２０１の機能構成例を示す。他のＰＥ装置も同様の構成を有する。図５に示すように、ＰＥ装置２０１は、ＭＡＣ学習テーブル設定指示受信部２１０、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０、パケット転送処理部２３０、インターフェース２４１、２４２を備える。図５の例では、ユーザ側及びＭＰＬＳバックボーン側のインターフェースの数をそれぞれ１つとしているが、これは一例に過ぎず、それぞれ複数であってよい。
【００３９】
なお、本実施の形態では、本発明に係る技術を分かり易くするために、ＰＥ装置２０１の機能構成やテーブルの内容、及びその動作を１つのＶＰＮユーザに関するものとして説明するが、実際にはＰＥ装置２０１は複数のユーザを収容可能である。そのために、例えば、パケット転送処理部２３０及びＭＡＣ学習テーブル格納部２２０をユーザ毎に備える構成とすることができる。この構成では、例えば、受信パケットにおける所定の情報（ユーザを識別可能な情報）でユーザを識別し、当該ユーザに対応するパケット転送処理部２３０に受信パケットを振り分け、当該パケット転送処理部２３０が転送処理を行う。パケット転送処理部２３０がパケットをＬＳＰに転送する際には、ＬＳＰに対応するラベルに加えて、識別されたユーザに対応するラベルを付加することとしてもよい。
【００４０】
また、このような構成に代えて、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０内にユーザ毎のテーブルを備えることとしてもよい。この場合、パケット転送処理部２３０は、受信パケットのユーザに対応するテーブルを参照することにより転送処理を行う。
【００４１】
ユーザを識別して転送処理を行うための構成は、上記のものに限られるわけではなく、上記以外にも種々の構成をとることが可能である。
【００４２】
ＭＡＣ学習テーブル設定指示受信部２１０は、ＮＷオペレーション装置５００からＭＡＣ学習テーブルの設定情報（エントリ）を含む設定指示を受信し、受信した設定情報をＭＡＣ学習テーブルのエントリとして、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０に格納する機能部である。ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０はＭＡＣ学習テーブルを格納する。
【００４３】
図６に、本実施の形態に係るＭＡＣ学習テーブルの一例を示す。図６に示すように、ＭＡＣ学習テーブルは、宛先ＭＡＣアドレスと、パケットを出力するインターフェースとを対応付けたテーブルである。
【００４４】
図５に戻り、パケット転送処理部２３０は、各インターフェースを介して受信したパケットを、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０に格納されたテーブル情報に従って転送する機能部である。パケット転送処理部２３０は、ＭＰＬＳの機能を備え、他のＰＥ装置にパケットを転送する場合は、ＭＰＬＳのカプセリングを行ってパケットの転送を行う。すなわち、パケット転送処理部２３０は、他のＰＥ装置にパケットを転送する場合、転送先に対応するＬＳＰのトンネルを介してパケットを転送する。本実施の形態では、ＬＳＰへの転送については、ＭＡＣ学習テーブルにおける「インターフェース」としてＬＳＰの識別情報が記録されている。イーサ回線への転送については、「インターフェース」としてイーサの物理インターフェースの識別情報（ｅｔｈ０など）が記録される。
【００４５】
なお、ＶＰＮ終端装置１０１の場合と同様に、本実施の形態では、テーブルの設定情報をＮＷオペレーション装置５００から受信し、設定を行うこととしているが、ＰＥ装置２０１に接続される操作端末からＭＡＣ学習テーブル設定指示受信部２１０を介して設定情報を受け取り、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０に格納することとしてもよい。
【００４６】
ＶＰＮ終端装置１０１の各機能部は、コンピュータの構成（ＣＰＵ，メモリ等を含む）を備える通信装置に、各機能部に対応するプログラムを実行させることにより実現できる。同様に、ＰＥ装置２０１の各機能部は、コンピュータの構成（ＣＰＵ，メモリ等を含む）を備える通信装置に、各機能部に対応するプログラムを実行させることにより実現できる。また、ＶＰＮ終端装置１０１、ＰＥ装置２０１の全部又は一部の機能をハードウェアロジック回路で実現してもよい。
【００４７】
上記プログラムは可搬メモリ等の記録媒体からコンピュータにインストールすることとしてもよいし、ネットワーク上のサーバからダウンロードすることとしてもよい。
【００４８】
（システムの動作）
次に、図７（ａ）、（ｂ）を参照して本実施の形態に係るパケットの転送処理を説明する。図７（ａ）は、図２に示したネットワークをより具体的に示した図である。図７（ａ）に示すように、本例では、ＶＰＮ終端装置１０１、１０２、１０３を含み、ＰＥ装置２０１、２０２、２０３を含む。ＶＰＮ終端装置１０１にユーザ端末Ａが接続され、ＶＰＮ終端装置１０２にユーザ端末Ｂが接続され、ＶＰＮ終端装置１０３にユーザ端末Ｃが接続されている。
【００４９】
各装置には、図７（ａ）に示すとおりのＩＰアドレス、及びＭＡＣアドレスが割り当てられている。また、既に各装置のテーブル設定が完了しているものとし、各装置に、図示するテーブルの情報が設定されているものとする。なお、図７（ａ）には、主要なテーブル情報のみを示している。また、図７（ａ）では、以下の動作に対応するＶＰＮ終端装置１０１、１０２間でＶＰＮトンネルが形成されることが示されている。
以下、図７（ｂ）のシーケンス図を参照して、図７（ａ）に示すネットワークで、ユーザ端末Ａからユーザ端末ＢにＩＰパケット通信を行う場合の動作例を示す。以下の説明においては図３、図５に示した構成の中の機能部を適宜参照して説明に用いる。
【００５０】
ステップ１０１）ユーザ端末Ａは、宛先ＩＰアドレスとしてユーザ端末ＢのＩＰアドレスを有するＩＰパケットを含むパケットを、ユーザ端末ＡのデフォルトゲートウェイであるＶＰＮ終端装置１０１に送出する。
【００５１】
ステップ１０２）ユーザ端末Ａからパケットを受信したＶＰＮ終端装置１０１において、ユーザ側パケット処理部１１０は、ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスは、ユーザ拠点Ａでないユーザ拠点ＢのネットワークのＩＰアドレスであると判断し、受信したパケットをプロバイダ側パケット処理部１２０に渡す。
【００５２】
プロバイダ側パケット処理部１２０におけるパケット転送処理部１２３は、ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２を参照し、宛先ＩＰアドレス（１９２．１６８．１．Ｂ）に対応するネクストホップのMACアドレスがββββであり、パケットを出力するインターフェースがｅｔｈ１であることを把握する。そして、パケット転送処理部１２３は、送信元ＭＡＣアドレスをｅｔｈ１に対応するααααとし、宛先ＭＡＣアドレスをββββとしたＭＡＣヘッダを付したパケットをｅｔｈ１のインターフェースから送出する。
【００５３】
ステップ１０３）ＶＰＮ終端装置１０１からパケットを受信したＰＥ装置２０１において、パケット転送処理部２３０が、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０を参照し、宛先ＭＡＣアドレス（ββββ）に対応するインターフェースがＬＳＰ１であることを把握する。つまり、ＭＡＣアドレス（ββββ）宛てにパケットを送信するために、ＬＳＰ１でパケットを転送することを決定する。そして、パケット転送処理部２３０は、パケットをＬＳＰ１を介して送出する。より具体的には、パケット転送処理部２３０は、パケットをＬＳＰ１に対応するラベルでカプセリングし、ＬＳＰ１に対応する物理インターフェースから当該カプセリングがされたパケット（これをＭＰＬＳパケットと呼ぶ）を送出する。
【００５４】
ステップ１０４）ＰＥ装置２０１から送出されたＭＰＬＳパケットはＰＥ装置２０２に届く。ＰＥ装置２０２は、ＭＰＬＳパケットをデカプセリングし、デカプセリングで取り出されたパケットを、ＭＡＣ学習テーブルに基づいて、対向のＶＰＮ終端装置１０２に送信する。
【００５５】
ステップ１０５）パケットを受信したＶＰＮ終端装置１０２において、プロバイダ側パケット処理部１２０におけるパケット転送処理部１２３は、ＭＡＣルーティングテーブルに基づいて、パケットをユーザ側パケット処理部１１０に渡し、ユーザ側パケット処理部１１０は、通常のＩＰルーティング処理により、ＩＰパケットをユーザ端末Ｂに送信する。
【００５６】
（変形例）
上述した実施の形態では、ＶＰＮ４００のバックボーンネットワークとして、ＭＰＬＳを用いたＭＰＬＳバックボーン３００を適用する例を示したが、ＶＰＮ４００の網構成はこれに限られるわけではない。例えば、図８に示すように、Ｌ２ネットワーク３５０（広域イーサ網等）を用いることも可能である。Ｌ２ネットワーク３５０は、Ｌ２スイッチ（イーサスイッチ等）を接続して構成されたネットワークである。図８では、４つのＬ２スイッチ７０１、７０２、７０３、７０４が示されている。各Ｌ２スイッチの中のＭＡＣ学習テーブル（ＭＡＣアドレスとインターフェースとの対応付け）はスタティックに設定しておくものとする。なお、説明を分かり易くするために、本変形例でも、図中のＭＡＣ学習テーブルは、１ＶＰＮユーザの個別テーブルイメージを記載したものとしているが、実際には、例えば、ユーザ毎にテーブルを備え、受信パケットの情報から識別されたユーザに対応するテーブルを参照することにより転送処理を行う構成とすることができる。
【００５７】
図８の構成において、例えば、ＶＰＮ終端装置１０１からＶＰＮ終端装置１０２（ββββ）に対し、Ｌ２スイッチ７０１−＞７０３−＞７０２の経路を経由してパケットを転送させたい場合、各Ｌ２スイッチのＭＡＣ学習テーブルに図示するエントリを設定しておけばよい。図８に示す例でも、図７に示した例と同様にしてユーザ端末Ａ、Ｂ間でのＩＰパケット転送を行うことができる。
【００５８】
（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、ＩＰパケットをＭＡＣヘッダでカプセリングして転送を行うＶＰＮを構成するＶＰＮ終端装置に、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレス宛てのパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段とを備えることとした。
【００５９】
この構成により、ＭＡＣアドレス解決のためのトラフィックの発生を防止でき、結果として通信の遅延を削減できる。
【００６０】
また、前記ＶＰＮ終端装置とネットワーク接続されたＮＷオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定手段を更に備えたこととしたので、ネットワークの設定管理を効率的に行うことが可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態では、前記ＶＰＮ終端装置は、ユーザ端末側のネットワークに接続される第１のパケット処理手段（ユーザ側パケット処理部）と、前記ルーティングテーブル格納手段と前記パケット転送手段とを含み、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークに接続される第２のパケット処理手段（プロバイダ側パケット処理部）とを備え、前記第１のパケット処理手段は、ＩＰルーティング処理を行うことにより前記ユーザ端末側のネットワークに対するＩＰパケット転送を行うこととした。
【００６２】
この構成により、ユーザのネットワークでは従来技術を残したままで効率的なＩＰのＶＰＮ通信を実現できる。
【００６３】
また、本実施の形態では、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークを構成し、前記ＶＰＮ終端装置に接続されるエッジ装置を、ＭＡＣアドレスと出力インターフェースとを対応付けたテーブルを格納するテーブル格納手段と、前記ＶＰＮ終端装置から転送された前記パケットを受信したときに、前記テーブルを参照して、当該パケットの宛先ＭＡＣアドレスに対応する出力インターフェースを決定し、当該パケットを、当該出力インターフェースから転送するパケット転送手段と、を備えるように構成した。
【００６４】
これにより、バックボーンネットワークでのフラッディングを排除することが可能となり、無駄なトラフィックにより帯域の圧迫等を防止できる。
【００６５】
また、本実施の形態によれば、従来のＣＥ装置の場所に、ＶＰＮ終端装置を配置することにより、ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングによるＶＰＮトンネルを構成することが可能となる。このＶＰＮトンネル構成によれば、ＰＥ装置において宛先ＭＡＣアドレスを確認するだけで容易にＶＰＮトンネルを識別できるようになる。
【００６６】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０、２０、３０ ＰＥ装置
４０、５０、６０ ＣＥ装置
７０ ＭＰＬＳバックボーン
８０ ＶＰＮ
１０１、１０２、１０３ ＶＰＮ終端装置
２０１、２０２、２０３ ＰＥ装置
３００ ＭＰＬＳバックボーン
４００ ＶＰＮ
５００ ＮＷオペレーション装置
６００ 通信ネットワーク
１１０ ユーザ側パケット処理部
１２０ プロバイダ側パケット処理部
１２１ ＭＡＣルーティングテーブル設定指示受信部
１２２ ＭＡＣルーティングテーブル格納部
１２３ パケット転送処理部
１３１、１３２ インターフェース
２１０ ＭＡＣ学習テーブル設定指示受信部
２２０ ＭＡＣ学習テーブル格納部
２３０ パケット転送処理部
２４１、２４２ インターフェース
３５０ Ｌ２ネットワーク
７０１、７０２、７０３、７０４ Ｌ２スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想閉域網（ＶＰＮ）におけるＩＰ通信技術に関連するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）を用いて広域イーサネット（登録商標）サービスを実現するＶＰＬＳ（Virtual Private LAN Service）技術が使われ始めている。図１（ａ）に、ＶＰＬＳ技術を用いたネットワーク構成の一例を示す。
【０００３】
図１（ａ）に示すネットワークは、通信事業者（プロバイダ）側の通信装置であるＰＥ（provider edge）装置１０、２０、３０と、ユーザの拠点側の通信装置であるＣＥ（customer edge）装置４０、５０、６０が通信路で接続されて構成されている。図１（ａ）の例では、ＣＥ装置４０にユーザ端末Ａが接続され、ＣＥ装置５０にユーザ端末Ｂが接続され、ＣＥ装置６０にユーザ端末Ｃが接続されている。各ＣＥ装置はＩＰパケットのルーティングを行うルータである。各ＰＥ装置は、ＭＡＣアドレスによるパケットのスイッチングを行い、ＭＰＬＳの論理パス（ＬＳＰ：Label Switched Path）をトンネルとして用いて転送を行う等の機能を備える装置である。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、"パケット"の用語は"フレーム"等を含む広い意味で使用するものとするが、以下の従来技術の説明及び実施の形態の説明では、ほとんどの場合、"パケット"はイーサフレームであり、特定の種類のパケットを指す場合は、"ＩＰパケット"や"ＭＰＬＳパケット"のような記述としている。
【０００４】
各装置には、図１（ａ）に示すとおりのＩＰアドレス、及びＭＡＣアドレスが割り当てられている。例えば、ＣＥ装置４０におけるインターフェース（物理インターフェース）：ｅｔｈ０にＭＡＣアドレス：２２２２、及びＩＰアドレス：１９２．１６８．０．１が割り当てられ、ｅｔｈ１にＭＡＣアドレス：αααα、及びＩＰアドレス：１７２．１６．０．１が割り当てられている。また、図１（ａ）に示すように、各ＣＥ装置は、ルーティングテーブルを備えている。ここで示すルーティングテーブルは、ＭＰＬＳバックボーン側へのルーティングを行う際のものである。
【０００５】
通信事業者側のＭＰＬＳバックボーン７０は、ＭＰＬＳネットワークで構成されており、ＰＥ装置間は、ＬＳＰでフルメッシュ接続されている。
【０００６】
図１（ａ）に示すネットワークにおいて、ＰＥ装置間を接続したＭＰＬＳバックボーン７０は、様々なユーザのトラフィックを通す公衆のネットワークであるが、ＰＥ装置では、ユーザ拠点から送出されるパケットをＭＰＬＳラベルでカプセリングして対向ＰＥ装置にＭＰＬＳパケット転送される。ＰＥ装置間ではユーザを一意に識別できるようＭＰＬＳラベル値が厳密に管理されているため、ユーザ通信の秘密性が担保される。ＣＥ装置間を接続して構成されたネットワークはユーザからは、そのユーザ専用のＩＰの閉域網に見える。ただし、この閉域網は、公衆のネットワークを利用する仮想的なものであるから、これを仮想閉域網（ＶＰＮ：Virtual Private Networkとも表記する）８０と呼ぶ。
【０００７】
以下、図１（ｂ）のシーケンス図を参照して、図１（ａ）に示すネットワークで、ユーザ端末Ａからユーザ端末ＢにＩＰパケット通信を行う場合の動作例を説明する。
【０００８】
ステップ１）ユーザ端末Ａは、宛先ＩＰアドレスとしてユーザ端末ＢのＩＰアドレスを有するＩＰパケットを含むパケットを、ユーザ端末ＡのデフォルトゲートウェイであるＣＥ装置４０に送出する。
【０００９】
ステップ２）ユーザ端末Ａからパケットを受信したＣＥ装置４０は、ルーティングテーブルを参照し、ネクストホップのＩＰアドレスが１７２．１６．０．２であることを把握し、ネクストホップ（１７２．１６．０．２）のＭＡＣアドレスを把握するために、ＡＲＰパケットをブロードキャスト送信する。ＡＲＰにより、ＣＥ装置４０は、ネクストホップ（１７２．１６．０．２）のＭＡＣアドレスがββββであることを把握する。
【００１０】
ステップ３）ＣＥ装置４０は、上記ＩＰパケットを含む、宛先ＭＡＣアドレスをββββとしたパケットを、ｅｔｈ１に接続されたＰＥ装置１０に送信する。
【００１１】
ステップ４）この時点で、ＰＥ装置１０が、ＭＡＣアドレス：ββββと、パケットを出力すべきインターフェースとの対応を学習済みである場合、この対応に基づいて、ＣＥ装置４０から受信したパケットをＭＰＬＳカプセル化（ＬＳＰのラベルを付すること）して対向ＰＥ装置２０向けに転送する。なお、この時点で、ＭＡＣ学習がされていない場合（例えば、学習テーブルの内容がタイムアウトで削除された場合など）、ＰＥ装置１０は、全てのＬＳＰにパケットをフラッディングすることで、ＭＡＣアドレス：ββββに対応するインターフェース（使用すべきＬＳＰ）を学習する。
【００１２】
ステップ５）ＭＰＬＳパケットを受信したＰＥ装置２０は、ＭＰＬＳパケットからＭＰＬＳカプセルを除去して得られたパケットをＣＥ装置５０に転送する。
【００１３】
ステップ６）ＣＥ装置５０は、ＩＰパケットをユーザ端末Ｂに転送する。
【００１４】
上記のように、ＭＰＬＳバックボーンの各ＰＥ装置はユーザごとのMACアドレスの学習テーブルを持つことで、どのＬＳＰにどのMACアドレス宛のパケットをフォワードすればよいかを決定する。パケットは、ＬＳＰでトンネル転送され、中継区間はラベルだけを見て転送を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−１８３９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前述したように、上記の従来技術では、ＣＥ装置は、ＩＰ通信に必要な対向ＣＥ装置のＭＡＣアドレスを把握するために、ＡＲＰパケットのブロードキャストを行うことが必要となる。CE装置がARPリクエストを送信してから、対向CE装置からのARPリプライを受信するまでの間、ユーザのIPパケット転送処理は保留された状態となるため、目的とするユーザ端末間のＩＰ通信に遅延が生じる。特に、ユーザのパケットをトンネルを介して広域に転送する図１に示すネットワーク構成では、ＡＲＰパケットを長い区間にわたって転送することになるため、遅延が大きくなる可能性がある。
【００１７】
また、CE装置でのARPテーブルでのエントリ保持期間と、PE装置でのMAC学習アドレステーブルでのエントリ保持期間が個別に管理されているため、CE装置間での非効率なパケット転送処理（ＡＲＰに伴うブロードキャストフレームや、VPLS区間でのＭＡＣアドレス未学習による全ＬＳＰへのフラッディング（＝同報的なＵｎｋｎｏｗｎユニキャストフレーム転送）が発生する。これにより、通信相手ではないＣＥ装置にパケットが転送されるため、アクセス回線（ＰＥ−ＣＥ間）の帯域が圧迫され、目的とする通信以外の通信にも遅延等の影響を与える恐れがある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ユーザ端末から送出されたＩＰパケットを、VPN終端装置間でのＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたVPNトンネルに収容して転送するＶＰＮにおいて、ＭＡＣアドレス解決のためのＡＲＰパケット送信等を行うことなく、ＩＰパケット通信を可能とするための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するために、本発明は、ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたＶＰＮトンネルに、ＩＰパケットを収容して転送を行うＶＰＮ終端装置であって、ＩＰサブネットワーク情報、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段とを備えたことを特徴とするＶＰＮ終端装置として構成される。
【００１９】
前記ＶＰＮ終端装置において、前記ＶＰＮ終端装置とネットワーク接続されたＮＷオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定手段を更に備えてもよい。
【００２０】
前記ＶＰＮ終端装置は、ユーザ端末側のネットワークに接続される第１のパケット処理手段と、前記ルーティングテーブル格納手段と前記パケット転送手段とを含み、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークに接続される第２のパケット処理手段と、を備え、前記第１のパケット処理手段は、ＩＰルーティング処理を行うことにより前記ユーザ端末側のネットワークに対するＩＰパケット転送を行うように構成してもよい。
【００２１】
また、本発明は、前記ＶＰＮ終端装置と、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークを構成し、前記ＶＰＮ終端装置に接続されるエッジ装置と、を備える通信システムであって、前記エッジ装置は、ＭＡＣアドレスと出力インターフェースとを対応付けたテーブルを格納するテーブル格納手段と、前記ＶＰＮ終端装置から転送された前記パケットを受信したときに、前記テーブルを参照して、当該パケットの宛先ＭＡＣアドレスに対応する出力インターフェースを決定し、当該パケットを、当該出力インターフェースから転送するパケット転送手段と、を備えることを特徴とする通信システムとして構成することもできる。
【００２２】
また、本発明は、ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたＶＰＮトンネルに、ＩＰパケットを収容して転送を行うＶＰＮ終端装置が実行するパケット転送方法であって、前記ＶＰＮ終端装置は、ＩＰサブネットワーク情報、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段を備え、ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送ステップを備えたことを特徴とするパケット転送方法として構成することもできる。
【００２３】
また、本発明は、コンピュータの構成を含む通信装置を、前記ＶＰＮ終端装置の各手段として機能させるためのプログラムとして構成することもできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ユーザ端末から送出されたＩＰパケットを、VPN終端装置間でのＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたVPNトンネルに収容して転送する仮想閉域網において、ＭＡＣアドレス解決のためのＡＲＰパケット送信等を行うことなく、ＩＰパケット通信が可能となり、遅延等の発生を防止できる。
【００２５】
さらに、本発明の一実施形態によれば、ＶＰＮのバックボーンネットワークでは、エッジ装置でのＶＰＮ終端装置から転送されたパケットを受信したときに、VPLS区間でのＭＡＣアドレス未学習による全ＬＳＰへのフラッディング（＝同報的なＵｎｋｎｏｗｎユニキャストフレーム転送）を行うことがなくなり、通信相手ではないＣＥ装置にはパケットが転送されなくなるため、アクセス回線の帯域圧迫が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るネットワーク構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＶＰＮ終端装置の機能構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＭＡＣルーティングテーブルの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＰＥ装置の機能構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るＭＡＣ学習テーブルの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るパケット転送処理を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態の変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。
【００２８】
（システム構成）
図２に、本発明の実施の形態に係る仮想閉域網（以下、ＶＰＮと呼ぶ）を含むネットワーク構成例を示す。図２に示すように、本実施の形態に係るネットワークは、ＰＥ装置２０１、２０２とＶＰＮ終端装置１０１、１０２とが通信路で接続されて構成されている。また、ＶＰＮ終端装置１０１にユーザ端末Ｘが接続され、ＶＰＮ終端装置１０２にユーザ端末Ｙが接続されている。各ＶＰＮ終端装置は、図１（ａ）に示したＣＥ装置と比べて、同じネットワーク上の位置に配置され、ＩＰパケットのルーティングを行う点で共通するが、それらの機能には異なる点がある。また、各ＰＥ装置については、通信処理に関しては図１（ａ）に示したＰＥ装置と同じであるが、ＭＡＣ学習テーブルの設定方法が異なる。詳細については後述する。
【００２９】
図２に示すように、ＶＰＮ終端装置１０１、１０２によりＶＰＮ４００が構成され、ＰＥ装置２０１、２０２によりＭＰＬＳバックボーン３００が構成されている。なお、図２では、ＶＰＮ終端装置１０１、１０２、ＰＥ装置２０１、２０２しか示していないが、これらは例を示しているに過ぎず、実際には多数の装置が存在してよい。
【００３０】
また、図２に示すように、本実施の形態では、ＮＷオペレーション装置５００が通信ネットワーク６００に接続され、各ＶＰＮ終端装置、及び各ＰＥ装置と通信可能になっている。
【００３１】
図３に、本実施の形態に係るＶＰＮ終端装置１０１の機能構成例を示す。他のＶＰＮ終端装置も同じ機能構成を有する。図３に示すように、ＶＰＮ終端装置１０１は、ユーザ側パケット処理部１１０、プロバイダ側パケット処理部１２０、及びインターフェース１３１、１３２を有する。なお、図３の例では、ユーザ側及びプロバイダ（通信事業者）側のインターフェースの数をそれぞれ１つとしているが、これは一例に過ぎず、それぞれ複数であってよい。
【００３２】
ユーザ側パケット処理部１１０は、ユーザ側の装置から受信したパケット、及びプロバイダ側パケット処理部１２０から受信したパケットを、通常のＩＰルーティング処理により転送する機能部である。例えば、パケットの宛先ＩＰアドレスが同一拠点内のユーザ側ネットワークのＩＰアドレスであれば当該パケットはユーザ側に転送され、パケットの宛先ＩＰアドレスが異なる拠点のユーザ側ネットワークのＩＰアドレスであれば、当該パケットはプロバイダ側パケット処理部１２０に渡される。なお、異なる拠点でのユーザ側ネットワーク情報に関わるルーティング管理として、デフォルトルーティングを使用してもよい。また、ユーザ側パケット処理部１１０をＶＰＮ終端装置１０１から分離し、ＶＰＮ終端装置１０１と接続される別の装置としてユーザのネットワーク内に備えることとしてもよい。
【００３３】
プロバイダ側パケット処理部１２０は、ＭＡＣルーティングテーブル設定指示受信部１２１、ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２、及びパケット転送処理部１２３を備える。
【００３４】
ＭＡＣルーティングテーブル設定指示受信部１２１は、ＮＷオペレーション装置５００からＭＡＣルーティングテーブルの設定情報（エントリ）を含む設定指示を受信し、受信した設定情報をＭＡＣルーティングテーブルのエントリとして、ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２に格納する機能部である。ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２はＭＡＣルーティングテーブルを格納する。
【００３５】
図４に、本実施の形態に係るＭＡＣルーティングテーブルの一例を示す。図４に示すように、ＭＡＣルーティングテーブルは、宛先ネットワークを識別するＩＰサブネットワーク情報、ネクストホップのＭＡＣアドレス、及び、パケットを出力するインターフェースを対応付けたテーブルである。なお、図４に示す情報に加えて、宛先ネットワーク毎のメトリック（metric）情報を入れてもよい。
【００３６】
図３に戻り、パケット転送処理部１２３は、プロバイダ側の装置であるＰＥ装置２０１に接続されるインターフェース１３２を介して受信したパケット、及びユーザ側パケット処理部１１０から受信したパケットを、ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２に格納されたテーブル情報に従って転送する機能部である。
【００３７】
なお、本実施の形態では、テーブルの設定情報をＮＷオペレーション装置５００から受信し、格納することとしているが、ＶＰＮ終端装置１０１に接続される操作端末からＭＡＣルーティングテーブル設定指示受信部１２１を介して設定情報を受け取り、ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２に格納することとしてもよい。
【００３８】
図５に、ＰＥ装置２０１の機能構成例を示す。他のＰＥ装置も同様の構成を有する。図５に示すように、ＰＥ装置２０１は、ＭＡＣ学習テーブル設定指示受信部２１０、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０、パケット転送処理部２３０、インターフェース２４１、２４２を備える。図５の例では、ユーザ側及びＭＰＬＳバックボーン側のインターフェースの数をそれぞれ１つとしているが、これは一例に過ぎず、それぞれ複数であってよい。
【００３９】
なお、本実施の形態では、本発明に係る技術を分かり易くするために、ＰＥ装置２０１の機能構成やテーブルの内容、及びその動作を１つのＶＰＮユーザに関するものとして説明するが、実際にはＰＥ装置２０１は複数のユーザを収容可能である。そのために、例えば、パケット転送処理部２３０及びＭＡＣ学習テーブル格納部２２０をユーザ毎に備える構成とすることができる。この構成では、例えば、受信パケットにおける所定の情報（ユーザを識別可能な情報）でユーザを識別し、当該ユーザに対応するパケット転送処理部２３０に受信パケットを振り分け、当該パケット転送処理部２３０が転送処理を行う。パケット転送処理部２３０がパケットをＬＳＰに転送する際には、ＬＳＰに対応するラベルに加えて、識別されたユーザに対応するラベルを付加することとしてもよい。
【００４０】
また、このような構成に代えて、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０内にユーザ毎のテーブルを備えることとしてもよい。この場合、パケット転送処理部２３０は、受信パケットのユーザに対応するテーブルを参照することにより転送処理を行う。
【００４１】
ユーザを識別して転送処理を行うための構成は、上記のものに限られるわけではなく、上記以外にも種々の構成をとることが可能である。
【００４２】
ＭＡＣ学習テーブル設定指示受信部２１０は、ＮＷオペレーション装置５００からＭＡＣ学習テーブルの設定情報（エントリ）を含む設定指示を受信し、受信した設定情報をＭＡＣ学習テーブルのエントリとして、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０に格納する機能部である。ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０はＭＡＣ学習テーブルを格納する。
【００４３】
図６に、本実施の形態に係るＭＡＣ学習テーブルの一例を示す。図６に示すように、ＭＡＣ学習テーブルは、宛先ＭＡＣアドレスと、パケットを出力するインターフェースとを対応付けたテーブルである。
【００４４】
図５に戻り、パケット転送処理部２３０は、各インターフェースを介して受信したパケットを、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０に格納されたテーブル情報に従って転送する機能部である。パケット転送処理部２３０は、ＭＰＬＳの機能を備え、他のＰＥ装置にパケットを転送する場合は、ＭＰＬＳのカプセリングを行ってパケットの転送を行う。すなわち、パケット転送処理部２３０は、他のＰＥ装置にパケットを転送する場合、転送先に対応するＬＳＰのトンネルを介してパケットを転送する。本実施の形態では、ＬＳＰへの転送については、ＭＡＣ学習テーブルにおける「インターフェース」としてＬＳＰの識別情報が記録されている。イーサ回線への転送については、「インターフェース」としてイーサの物理インターフェースの識別情報（ｅｔｈ０など）が記録される。
【００４５】
なお、ＶＰＮ終端装置１０１の場合と同様に、本実施の形態では、テーブルの設定情報をＮＷオペレーション装置５００から受信し、設定を行うこととしているが、ＰＥ装置２０１に接続される操作端末からＭＡＣ学習テーブル設定指示受信部２１０を介して設定情報を受け取り、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０に格納することとしてもよい。
【００４６】
ＶＰＮ終端装置１０１の各機能部は、コンピュータの構成（ＣＰＵ，メモリ等を含む）を備える通信装置に、各機能部に対応するプログラムを実行させることにより実現できる。同様に、ＰＥ装置２０１の各機能部は、コンピュータの構成（ＣＰＵ，メモリ等を含む）を備える通信装置に、各機能部に対応するプログラムを実行させることにより実現できる。また、ＶＰＮ終端装置１０１、ＰＥ装置２０１の全部又は一部の機能をハードウェアロジック回路で実現してもよい。
【００４７】
上記プログラムは可搬メモリ等の記録媒体からコンピュータにインストールすることとしてもよいし、ネットワーク上のサーバからダウンロードすることとしてもよい。
【００４８】
（システムの動作）
次に、図７（ａ）、（ｂ）を参照して本実施の形態に係るパケットの転送処理を説明する。図７（ａ）は、図２に示したネットワークをより具体的に示した図である。図７（ａ）に示すように、本例では、ＶＰＮ終端装置１０１、１０２、１０３を含み、ＰＥ装置２０１、２０２、２０３を含む。ＶＰＮ終端装置１０１にユーザ端末Ａが接続され、ＶＰＮ終端装置１０２にユーザ端末Ｂが接続され、ＶＰＮ終端装置１０３にユーザ端末Ｃが接続されている。
【００４９】
各装置には、図７（ａ）に示すとおりのＩＰアドレス、及びＭＡＣアドレスが割り当てられている。また、既に各装置のテーブル設定が完了しているものとし、各装置に、図示するテーブルの情報が設定されているものとする。なお、図７（ａ）には、主要なテーブル情報のみを示している。また、図７（ａ）では、以下の動作に対応するＶＰＮ終端装置１０１、１０２間でＶＰＮトンネルが形成されることが示されている。
以下、図７（ｂ）のシーケンス図を参照して、図７（ａ）に示すネットワークで、ユーザ端末Ａからユーザ端末ＢにＩＰパケット通信を行う場合の動作例を示す。以下の説明においては図３、図５に示した構成の中の機能部を適宜参照して説明に用いる。
【００５０】
ステップ１０１）ユーザ端末Ａは、宛先ＩＰアドレスとしてユーザ端末ＢのＩＰアドレスを有するＩＰパケットを含むパケットを、ユーザ端末ＡのデフォルトゲートウェイであるＶＰＮ終端装置１０１に送出する。
【００５１】
ステップ１０２）ユーザ端末Ａからパケットを受信したＶＰＮ終端装置１０１において、ユーザ側パケット処理部１１０は、ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスは、ユーザ拠点Ａでないユーザ拠点ＢのネットワークのＩＰアドレスであると判断し、受信したパケットをプロバイダ側パケット処理部１２０に渡す。
【００５２】
プロバイダ側パケット処理部１２０におけるパケット転送処理部１２３は、ＭＡＣルーティングテーブル格納部１２２を参照し、宛先ＩＰアドレス（１９２．１６８．１．Ｂ）に対応するネクストホップのMACアドレスがββββであり、パケットを出力するインターフェースがｅｔｈ１であることを把握する。そして、パケット転送処理部１２３は、送信元ＭＡＣアドレスをｅｔｈ１に対応するααααとし、宛先ＭＡＣアドレスをββββとしたＭＡＣヘッダを付したパケットをｅｔｈ１のインターフェースから送出する。
【００５３】
ステップ１０３）ＶＰＮ終端装置１０１からパケットを受信したＰＥ装置２０１において、パケット転送処理部２３０が、ＭＡＣ学習テーブル格納部２２０を参照し、宛先ＭＡＣアドレス（ββββ）に対応するインターフェースがＬＳＰ１であることを把握する。つまり、ＭＡＣアドレス（ββββ）宛てにパケットを送信するために、ＬＳＰ１でパケットを転送することを決定する。そして、パケット転送処理部２３０は、パケットをＬＳＰ１を介して送出する。より具体的には、パケット転送処理部２３０は、パケットをＬＳＰ１に対応するラベルでカプセリングし、ＬＳＰ１に対応する物理インターフェースから当該カプセリングがされたパケット（これをＭＰＬＳパケットと呼ぶ）を送出する。
【００５４】
ステップ１０４）ＰＥ装置２０１から送出されたＭＰＬＳパケットはＰＥ装置２０２に届く。ＰＥ装置２０２は、ＭＰＬＳパケットをデカプセリングし、デカプセリングで取り出されたパケットを、ＭＡＣ学習テーブルに基づいて、対向のＶＰＮ終端装置１０２に送信する。
【００５５】
ステップ１０５）パケットを受信したＶＰＮ終端装置１０２において、プロバイダ側パケット処理部１２０におけるパケット転送処理部１２３は、ＭＡＣルーティングテーブルに基づいて、パケットをユーザ側パケット処理部１１０に渡し、ユーザ側パケット処理部１１０は、通常のＩＰルーティング処理により、ＩＰパケットをユーザ端末Ｂに送信する。
【００５６】
（変形例）
上述した実施の形態では、ＶＰＮ４００のバックボーンネットワークとして、ＭＰＬＳを用いたＭＰＬＳバックボーン３００を適用する例を示したが、ＶＰＮ４００の網構成はこれに限られるわけではない。例えば、図８に示すように、Ｌ２ネットワーク３５０（広域イーサ網等）を用いることも可能である。Ｌ２ネットワーク３５０は、Ｌ２スイッチ（イーサスイッチ等）を接続して構成されたネットワークである。図８では、４つのＬ２スイッチ７０１、７０２、７０３、７０４が示されている。各Ｌ２スイッチの中のＭＡＣ学習テーブル（ＭＡＣアドレスとインターフェースとの対応付け）はスタティックに設定しておくものとする。なお、説明を分かり易くするために、本変形例でも、図中のＭＡＣ学習テーブルは、１ＶＰＮユーザの個別テーブルイメージを記載したものとしているが、実際には、例えば、ユーザ毎にテーブルを備え、受信パケットの情報から識別されたユーザに対応するテーブルを参照することにより転送処理を行う構成とすることができる。
【００５７】
図８の構成において、例えば、ＶＰＮ終端装置１０１からＶＰＮ終端装置１０２（ββββ）に対し、Ｌ２スイッチ７０１−＞７０３−＞７０２の経路を経由してパケットを転送させたい場合、各Ｌ２スイッチのＭＡＣ学習テーブルに図示するエントリを設定しておけばよい。図８に示す例でも、図７に示した例と同様にしてユーザ端末Ａ、Ｂ間でのＩＰパケット転送を行うことができる。
【００５８】
（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、ＩＰパケットをＭＡＣヘッダでカプセリングして転送を行うＶＰＮを構成するＶＰＮ終端装置に、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレス宛てのパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段とを備えることとした。
【００５９】
この構成により、ＭＡＣアドレス解決のためのトラフィックの発生を防止でき、結果として通信の遅延を削減できる。
【００６０】
また、前記ＶＰＮ終端装置とネットワーク接続されたＮＷオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定手段を更に備えたこととしたので、ネットワークの設定管理を効率的に行うことが可能となる。
【００６１】
また、本実施の形態では、前記ＶＰＮ終端装置は、ユーザ端末側のネットワークに接続される第１のパケット処理手段（ユーザ側パケット処理部）と、前記ルーティングテーブル格納手段と前記パケット転送手段とを含み、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークに接続される第２のパケット処理手段（プロバイダ側パケット処理部）とを備え、前記第１のパケット処理手段は、ＩＰルーティング処理を行うことにより前記ユーザ端末側のネットワークに対するＩＰパケット転送を行うこととした。
【００６２】
この構成により、ユーザのネットワークでは従来技術を残したままで効率的なＩＰのＶＰＮ通信を実現できる。
【００６３】
また、本実施の形態では、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークを構成し、前記ＶＰＮ終端装置に接続されるエッジ装置を、ＭＡＣアドレスと出力インターフェースとを対応付けたテーブルを格納するテーブル格納手段と、前記ＶＰＮ終端装置から転送された前記パケットを受信したときに、前記テーブルを参照して、当該パケットの宛先ＭＡＣアドレスに対応する出力インターフェースを決定し、当該パケットを、当該出力インターフェースから転送するパケット転送手段と、を備えるように構成した。
【００６４】
これにより、バックボーンネットワークでのフラッディングを排除することが可能となり、無駄なトラフィックにより帯域の圧迫等を防止できる。
【００６５】
また、本実施の形態によれば、従来のＣＥ装置の場所に、ＶＰＮ終端装置を配置することにより、ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングによるＶＰＮトンネルを構成することが可能となる。このＶＰＮトンネル構成によれば、ＰＥ装置において宛先ＭＡＣアドレスを確認するだけで容易にＶＰＮトンネルを識別できるようになる。
【００６６】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１０、２０、３０ ＰＥ装置
４０、５０、６０ ＣＥ装置
７０ ＭＰＬＳバックボーン
８０ ＶＰＮ
１０１、１０２、１０３ ＶＰＮ終端装置
２０１、２０２、２０３ ＰＥ装置
３００ ＭＰＬＳバックボーン
４００ ＶＰＮ
５００ ＮＷオペレーション装置
６００ 通信ネットワーク
１１０ ユーザ側パケット処理部
１２０ プロバイダ側パケット処理部
１２１ ＭＡＣルーティングテーブル設定指示受信部
１２２ ＭＡＣルーティングテーブル格納部
１２３ パケット転送処理部
１３１、１３２ インターフェース
２１０ ＭＡＣ学習テーブル設定指示受信部
２２０ ＭＡＣ学習テーブル格納部
２３０ パケット転送処理部
２４１、２４２ インターフェース
３５０ Ｌ２ネットワーク
７０１、７０２、７０３、７０４ Ｌ２スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたＶＰＮトンネルに、ＩＰパケットを収容して転送を行うＶＰＮ終端装置であって、
ＩＰサブネットワーク情報、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、
ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段と
を備えたことを特徴とするＶＰＮ終端装置。
【請求項２】
前記ＶＰＮ終端装置とネットワーク接続されたＮＷオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のＶＰＮ終端装置。
【請求項３】
前記ＶＰＮ終端装置は、
ユーザ端末側のネットワークに接続される第１のパケット処理手段と、
前記ルーティングテーブル格納手段と前記パケット転送手段とを含み、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークに接続される第２のパケット処理手段と、を備え、
前記第１のパケット処理手段は、ＩＰルーティング処理を行うことにより前記ユーザ端末側のネットワークに対するＩＰパケット転送を行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＶＰＮ終端装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載のＶＰＮ終端装置と、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークを構成し、前記ＶＰＮ終端装置に接続されるエッジ装置と、を備える通信システムであって、
前記エッジ装置は、
ＭＡＣアドレスと出力インターフェースとを対応付けたテーブルを格納するテーブル格納手段と、
前記ＶＰＮ終端装置から転送された前記パケットを受信したときに、前記テーブルを参照して、当該パケットの宛先ＭＡＣアドレスに対応する出力インターフェースを決定し、当該パケットを、当該出力インターフェースから転送するパケット転送手段と、を備える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項５】
ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたＶＰＮトンネルに、ＩＰパケットを収容して転送を行うＶＰＮ終端装置が実行するパケット転送方法であって、
前記ＶＰＮ終端装置は、ＩＰサブネットワーク情報、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段を備え、
ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送ステップ
を備えたことを特徴とするパケット転送方法。
【請求項６】
コンピュータの構成を含む通信装置を、請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載のＶＰＮ終端装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたＶＰＮトンネルに、ＩＰパケットを収容して転送を行うＶＰＮ終端装置であって、
ＩＰサブネットワーク情報、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、
ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段と
を備えたことを特徴とするＶＰＮ終端装置。
【請求項２】
前記ＶＰＮ終端装置とネットワーク接続されたＮＷオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のＶＰＮ終端装置。
【請求項３】
前記ＶＰＮ終端装置は、
ユーザ端末側のネットワークに接続される第１のパケット処理手段と、
前記ルーティングテーブル格納手段と前記パケット転送手段とを含み、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークに接続される第２のパケット処理手段と、を備え、
前記第１のパケット処理手段は、ＩＰルーティング処理を行うことにより前記ユーザ端末側のネットワークに対するＩＰパケット転送を行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＶＰＮ終端装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載のＶＰＮ終端装置と、前記ＶＰＮのバックボーンネットワークを構成し、前記ＶＰＮ終端装置に接続されるエッジ装置と、を備える通信システムであって、
前記エッジ装置は、
ＭＡＣアドレスと出力インターフェースとを対応付けたテーブルを格納するテーブル格納手段と、
前記ＶＰＮ終端装置から転送された前記パケットを受信したときに、前記テーブルを参照して、当該パケットの宛先ＭＡＣアドレスに対応する出力インターフェースを決定し、当該パケットを、当該出力インターフェースから転送するパケット転送手段と、を備える
ことを特徴とする通信システム。
【請求項５】
ＭＡＣアドレスを用いたカプセリングにより構成されたＶＰＮトンネルに、ＩＰパケットを収容して転送を行うＶＰＮ終端装置が実行するパケット転送方法であって、
前記ＶＰＮ終端装置は、ＩＰサブネットワーク情報、ＭＡＣアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段を備え、
ＩＰパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該ＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記ＩＰパケットを含む前記ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送ステップ
を備えたことを特徴とするパケット転送方法。
【請求項６】
コンピュータの構成を含む通信装置を、請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載のＶＰＮ終端装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７８０８７（Ｐ２０１３−７８０８７Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８３４４（Ｐ２０１１−２１８３４４）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（３９９０３５７６６）エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社 (321)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（３９９０３５７６６）エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社 (321)
【Ｆターム（参考）】
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