JP2009177282A

JP2009177282A - Network system

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Publication number: JP2009177282A
Application number: JP2008011197A
Authority: JP
Inventors: Naoaki Yamanaka; 直明山中; Satoshi Okamoto; 岡本　　聡; Yutaka Arakawa; 豊荒川; Midori Terasawa; 緑寺澤
Original assignee: Keio University
Current assignee: Keio University
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2009-08-06

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an address learning load in a large-scale network. <P>SOLUTION: A plurality of local networks PBNs are connected to a relay network PBBN. In the PBBN2, there is a PBN database 21 storing the MAC address of equipment belonging to the PBBN2 for each PBN. An Ethernet frame addressed to a destination address DA belonging to a PBN#3 from a transmission source node belonging to a PBN#2 is transferred to an edge switch 32 provided on the boundary to the PBN#2 in the PBBN2. The edge switch 32 inquires a PBN database 21 of the PBN to which the destination address DA belongs, establishes a path to the edge switch 33 at an out side connected to the PBN, and generates a corresponding VP tag for transferring by a label switch by the VP tag in the PBBN2. It may also be possible to inquire another edge switch instead of the PBN database 21. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、イーサネット（登録商標）を用いた広域ネットワークシステム、特に、複数のローカルネットワークを中継ネットワークを介して接続する階層化されたネットワークシステムに関する。 The present invention relates to a wide area network system using Ethernet (registered trademark), and more particularly, to a hierarchical network system that connects a plurality of local networks via a relay network.

離れた場所にあるローカルネットワーク間を、中継ネットワーク（コアネットワーク）を介して接続するようにした広域イーサネットサービスが知られている。
このようなネットワークにおいて、宛先アドレスＤＡ（Destination Address）／送信元アドレスＳＡ（Source Address）間にＶＬＡＮ（Virtual LAN：仮想ＬＡＮ）タグによるコネクションを設定し、イーサネットフレームの転送は、このＶＬＡＮタグによるラベルスイッチで転送することが知られている（特許文献１、２、非特許文献１、２）。
特開平７−２１２４０２号公報特開２００２−２４７０８３号公報鈴木宗良、「次世代広域イーサネット標準IEEE802.1ahの概要」、ＮＴＴ技術ジャーナル、Vol.18、No.1、P.54-55、2006.1 波戸邦夫、丸吉政博、鈴木宗良、「IEEE802.1ahプロバイダ基幹ブリッジの概要」、ＮＴＴ技術ジャーナル、Vol.18、No.4、P.12-16、2006.4 2. Description of the Related Art A wide area Ethernet service is known in which local networks at remote locations are connected via a relay network (core network).
In such a network, a connection by a VLAN (Virtual LAN) tag is set between a destination address DA (Destination Address) / source address SA (Source Address), and Ethernet frame transfer is performed using a label by this VLAN tag. It is known that data is transferred by a switch (Patent Documents 1 and 2, Non-Patent Documents 1 and 2).
JP 7-212402 A Japanese Patent Laid-Open No. 2002-247083 Muneyoshi Suzuki, “Outline of Next-Generation Wide-area Ethernet Standard IEEE802.1ah”, NTT Technical Journal, Vol.18, No.1, P.54-55, 2006.1 Kadoo Hado, Masahiro Maruyoshi, Muneyoshi Suzuki, “Outline of IEEE802.1ah Provider Core Bridge”, NTT Technical Journal, Vol.18, No.4, P.12-16, 2006.4

イーサネットでは、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスに基づいてフレームの転送を行うが、ローカルネットワーク（ＰＢＮ：Provider Backbone Network、プロバイダネットワーク）間を中継ネットワーク（ＰＢＢＮ：Provider Backbone Bridge Network、バックボーンネットワーク）で接続するようにした規模の大きなネットワークでは、学習対象となるＭＡＣアドレスが膨大となってしまうという問題がある。
また、宛先アドレスＤＡ／送信元アドレスＳＡ間にＶＬＡＮタグによるコネクションを設定し、イーサネットフレームの転送は、このＶＬＡＮタグによるラベルスイッチで転送する場合に、タグを付けるために、宛先アドレスＤＡが所属しているＰＢＮを効率良く見つけることが求められる。 In Ethernet, frames are transferred based on a MAC (Media Access Control) address, but a local network (PBN: Provider Backbone Network, provider network) is connected by a relay network (PBBN: Provider Backbone Bridge Network, backbone network). In such a large-scale network, there is a problem that the MAC addresses to be learned become enormous.
In addition, when a connection by a VLAN tag is set between the destination address DA and the source address SA, and the Ethernet frame is transferred by a label switch using the VLAN tag, the destination address DA belongs to the tag. It is required to efficiently find the PBN that is present.

そこで、本発明は、複数のネットワークを中継ネットワークで接続する階層型構造を有する広域ネットワークシステムにおいて、スケーラビリティを維持しつつ、ＭＡＣアドレス学習の負荷を軽減することができるネットワークシステムを提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a network system capable of reducing the load of MAC address learning while maintaining scalability in a wide area network system having a hierarchical structure in which a plurality of networks are connected by a relay network. It is said.

上記目的を達成するために、本発明のネットワークシステムは、複数のローカルネットワークと、前記複数のローカルネットワークを接続する中継ネットワークとを有するネットワークシステムであって、前記中継ネットワークは、前記ローカルネットワークと接続するエッジスイッチと、フレームを中継するコアスイッチとを備え、前記エッジスイッチは、自己に接続するローカルネットワークに収容されている全ての機器のＭＡＣアドレスの情報を把握しており、送信元ノードが所属するローカルネットワークに接続された入側のエッジスイッチは、前記送信元ノードから受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレスと、前記各エッジスイッチが把握している各ローカルネットワークに所属する機器のＭＡＣアドレスの情報とに基づいて、前記宛先アドレスが所属する宛先のローカルネットワークを識別し、該宛先のローカルネットワークに接続されている出側のエッジスイッチヘのパスに対応するＶＬＡＮタグを生成して、前記イーサネットフレームを該生成したＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより前記出側のエッジスイッチまで転送させるものとされている。
また、前記各エッジスイッチがそれぞれ把握しているローカルネットワークに収容されている全ての機器のＭＡＣアドレスの情報を格納するデータベースを有し、前記入側のエッジスイッチは、前記受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレスをキーとして前記データベースに問い合わせることにより、前記宛先アドレスが所属する宛先のローカルネットワークを識別するものである。
あるいは、前記入側のエッジスイッチは、前記受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレスについて前記各エッジスイッチに問い合わせ、前記宛先アドレスが所属するエッジスイッチからの応答に基づいて、前記宛先アドレスが所属する宛先のローカルネットワークを識別するものである。 In order to achieve the above object, a network system of the present invention is a network system having a plurality of local networks and a relay network connecting the plurality of local networks, and the relay network is connected to the local network. The edge switch grasps the MAC address information of all devices accommodated in the local network connected to the edge switch, and the source node belongs to the edge switch. The ingress edge switch connected to the local network includes the destination address included in the Ethernet frame received from the source node, and the MAC of the device belonging to each local network known by each edge switch. Address information And identifying a destination local network to which the destination address belongs, generating a VLAN tag corresponding to the path to the outgoing edge switch connected to the destination local network, and Is transferred to the outgoing edge switch by a label switch using the generated VLAN tag.
In addition, a database that stores information on the MAC addresses of all the devices accommodated in the local network that each of the edge switches grasps, the incoming edge switch is included in the received Ethernet frame The local network of the destination to which the destination address belongs is identified by making an inquiry to the database using the specified destination address as a key.
Alternatively, the ingress edge switch inquires of each edge switch about a destination address included in the received Ethernet frame, and the destination address belongs based on a response from the edge switch to which the destination address belongs. The local network of the destination to be identified is identified.

さらに、前記入側のエッジスイッチは、特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームの単位時間当たりのデータ量が所定値以上となったときに、その特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームについて、前記出側のエッジスイッチへのパスに対応するＶＬＡＮタグを生成して、前記イーサネットフレームを該生成したＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより前記出側のエッジスイッチまで転送させるものとされている。
さらにまた、前記入側のエッジスイッチは、特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームの単位時間当たりのデータ量が所定値以上となり、前記出側のエッジスイッチへのパスに対応するＶＬＡＮタグを生成して、該生成したＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより前記出側のエッジスイッチまで転送させるようにした後に、その特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームの短時間当たりのデータ量が前記所定値を下回ったときに、ネットワーク内のコネクション数が少ない場合には、前記イーサネットフレームに対するコネクションの切断を所定時間保留するものである。 Further, the ingress edge switch detects the specific destination when the data amount per unit time of the Ethernet frame having the specific destination address or the combination of the specific source address and the destination address exceeds a predetermined value. For an Ethernet frame having an address or a combination of a specific source address and destination address, a VLAN tag corresponding to the path to the outgoing edge switch is generated, and the Ethernet frame is generated by a label switch by the generated VLAN tag. The data is transferred to the outgoing edge switch.
Furthermore, the incoming edge switch has a data amount per unit time of an Ethernet frame having a specific destination address or a combination of a specific source address and a destination address that exceeds a predetermined value. After generating a VLAN tag corresponding to the path, and transferring it to the edge switch on the outgoing side by means of a label switch based on the generated VLAN tag, the specific destination address or the specific source address and destination address When the data amount per short time of an Ethernet frame having a combination falls below the predetermined value, if the number of connections in the network is small, the disconnection of the connection to the Ethernet frame is suspended for a predetermined time.

このような本発明のネットワークシステムによれば、ローカルネットワーク（ＰＢＮ）ごとにそれに所属する全ての機器のＭＡＣアドレスの情報を記憶する手段を有しているため、該手段に問い合わせることにより、宛先アドレスが所属するローカルネットワークを効率良く発見することができ、スケーラビリティを維持しつつ、ＭＡＣアドレス学習の負荷を軽減することができる。
また、半固定的にＶＬＡＮタグによるコネクションオリエンテッドな通信を行うのではなく、データ流量に応じて、コネクションオリエンテッド型通信とコネクションレス型通信とを切り替える本発明によれば、ネットワークの柔軟性が向上し、さまざまなトラヒックに対して適用することが可能となる。 According to such a network system of the present invention, each local network (PBN) has means for storing the MAC address information of all the devices belonging to the local network (PBN). Thus, the local network to which the user belongs can be efficiently discovered, and the load of MAC address learning can be reduced while maintaining scalability.
In addition, according to the present invention, which does not perform connection-oriented communication using VLAN tags in a semi-fixed manner, but switches between connection-oriented communication and connectionless communication according to the data flow rate, the flexibility of the network is improved. It can be improved and applied to various traffics.

図１は、本発明の階層化されたネットワークシステムの基本的な構成を示す図である。
この図において、１はローカルネットワーク（ＰＢＮ）、２は該複数のローカルネットワーク１間を中継する中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）である。
中継ネットワーク２は、複数のローカルネットワーク１間を論理的なメッシュで接続する。中継ネットワーク２には、各ローカルネットワーク１との境界に設けられ、ローカルネットワーク１と中継ネットワーク２間のイーサネットフレームの転送を行う複数のエッジスイッチ３と、イーサネットフレームを中継する複数のコアスイッチ（中継スイッチ）４とが設けられている。
ローカルネットワーク１及び中継ネットワーク２内では、それぞれ、ＶＬＡＮタグによるコネクションを設定し、イーサネットフレームは、このＶＬＡＮタグによるラベルスイッチで転送されるようになされている。ここで、ローカルネットワーク１におけるＶＬＡＮタグをＶＣタグ（ＶＣ：Virtual Channel、仮想回線）、中継ネットワーク２におけるＶＬＡＮタグをＶＰタグ（ＶＰ：Virtual Path、仮想パス）とよぶ。仮想パス（ＶＰ）内には、複数の仮想回線（ＶＣ）を収容することができる。 FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a hierarchical network system according to the present invention.
In this figure, 1 is a local network (PBN), and 2 is a relay network (PBBN) that relays between the plurality of local networks 1.
The relay network 2 connects a plurality of local networks 1 with a logical mesh. The relay network 2 is provided at the boundary with each local network 1, a plurality of edge switches 3 that transfer Ethernet frames between the local network 1 and the relay network 2, and a plurality of core switches (relays) that relay Ethernet frames Switch) 4 is provided.
In the local network 1 and the relay network 2, a connection by a VLAN tag is set, and the Ethernet frame is transferred by a label switch by the VLAN tag. Here, the VLAN tag in the local network 1 is called a VC tag (VC: Virtual Channel), and the VLAN tag in the relay network 2 is called a VP tag (VP: Virtual Path). A plurality of virtual circuits (VC) can be accommodated in the virtual path (VP).

あるローカルネットワーク１に所属する送信元ノード（ソースノード）５から、遠隔地にあるローカルネットワーク１に所属する宛先ノード６にデータを送信する場合、送信元ノード５から出力されたデータパケットは、ローカルネットワーク１内を通って、中継ネットワーク２における送信元ノード５が所属するローカルネットワーク１との境界に設けられたエッジスイッチ（入側（Ingress）スイッチ）３に転送され、該入側スイッチ３から、宛先ノード６が所属するローカルネットワーク１に接続されているエッジスイッチ（出側（Egress）スイッチ）３に向けて、中継ネットワーク２内を転送される。そして、出側スイッチ７から宛先のローカルネットワーク１内に送信され、宛先ノード６に到達する。 When data is transmitted from a transmission source node (source node) 5 belonging to a certain local network 1 to a destination node 6 belonging to a local network 1 at a remote location, the data packet output from the transmission source node 5 is a local packet. It passes through the network 1 and is transferred to an edge switch (ingress switch) 3 provided at the boundary with the local network 1 to which the transmission source node 5 in the relay network 2 belongs. The data is transferred in the relay network 2 toward an edge switch (egress switch) 3 connected to the local network 1 to which the destination node 6 belongs. Then, it is transmitted from the outgoing switch 7 into the destination local network 1 and reaches the destination node 6.

図２は、このような階層化ネットワークにおけるイーサネットフレームの構成を示す図であり、（ａ）は通常のイーサネットフレームのフォーマット、（ｂ）は階層化されたＶＬＡＮタグを有するイーサネットフレームのフォーマット例を示している。
図２の（ａ）に示すように、通常のイーサネットフレームは、宛先アドレスＭＡＣ−ＤＡ（宛先ノードのＭＡＣアドレス）５１、送信元（ソース）アドレスＭＡＣ−ＳＡ（送信元ノードのＭＡＣアドレス）５２及びペイロード（データ本体）５３の各フィールドから構成されている。
図２の（ｂ）は階層化されたＶＬＡＮタグを有するイーサネットフレームであり、図示するイーサネットフレームは、通常のイーサネットフレームに、ＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ）５４とＶＰタグ（ＶＰ−ＴＡＧ）５５の２個のタグフィールドが付加されている。ＶＣタグ５４とＶＰタグ５５は、同一の構成とされており、ＴＰＩＤ（Tag Protocol ID）フィールドとＴＣＩ（Tag Control Information）フィールドから構成されている。ＴＣＩフィールドは、図示するように、優先順位を示す３ビットのＰＣＰ（VLAN Priority Code Point）、廃棄優先のオン／オフを示す１ビットのＤＥＩ（Drop Eligible Indication）、及び、ＶＬＡＮを一意に識別する１２ビットのＶＬＡＮＩＤ（ＶＩＤ）からなる。 2A and 2B are diagrams showing the configuration of an Ethernet frame in such a hierarchical network, where FIG. 2A is a format of a normal Ethernet frame, and FIG. 2B is a format example of an Ethernet frame having a hierarchical VLAN tag. Show.
As shown in FIG. 2A, a normal Ethernet frame includes a destination address MAC-DA (destination node MAC address) 51, a source (source) address MAC-SA (source node MAC address) 52, and Each field is composed of a payload (data body) 53.
FIG. 2B shows an Ethernet frame having a hierarchical VLAN tag. The illustrated Ethernet frame includes a normal Ethernet frame and a VC tag (VC-TAG) 54 and a VP tag (VP-TAG) 55. Two tag fields are added. The VC tag 54 and the VP tag 55 have the same configuration, and include a TPID (Tag Protocol ID) field and a TCI (Tag Control Information) field. As shown in the figure, the TCI field uniquely identifies a 3-bit PCP (VLAN Priority Code Point) indicating priority, a 1-bit DEI (Drop Eligible Indication) indicating ON / OFF of discard priority, and a VLAN. It consists of a 12-bit VLAN ID (VID).

本発明のネットワークシステムにおいては、基本的に、宛先アドレス（ＤＡ）／送信元アドレス（ＳＡ）間にＶＬＡＮタグによるコネクションを設定してイーサネットフレームを転送するようになされており、イーサネットフレームは、ローカルネットワーク（ＰＢＮ）１内はＶＣタグ５４によるラベルスイッチにより転送され、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）２内はＶＰタグ５５によるラベルスイッチにより転送される。
このＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより転送するためのタグをつけるために、宛先アドレスＤＡがどのＰＢＮに所属しているかを解析する必要がある。
以下、前記宛先アドレスＤＡがどのローカルネットワーク（ＰＢＮ）１に所属しているかを容易に決定することができる本発明のネットワークシステムの実施の形態について説明する。 In the network system of the present invention, basically, a connection by a VLAN tag is set between a destination address (DA) / source address (SA) and an Ethernet frame is transferred. The network (PBN) 1 is transferred by a label switch using a VC tag 54, and the relay network (PBBN) 2 is transferred by a label switch using a VP tag 55.
In order to attach a tag to be transferred by the label switch using the VLAN tag, it is necessary to analyze which PBN the destination address DA belongs to.
Hereinafter, an embodiment of the network system of the present invention that can easily determine which local network (PBN) 1 the destination address DA belongs to will be described.

図３は本発明のネットワークシステムの第１の実施の形態の構成を示す図である。
この図において、１１、１２及び１３は、それぞれ、前述したローカルネットワーク（ＰＢＮ＃１〜ＰＢＮ＃３）である。ここで、第２のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃２）１２に送信元ノード５（送信元アドレスＳＡ）が所属しており、第３のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃３）１３に宛先ノード６（宛先アドレスＤＡ）が所属しているものとする。２は前述した中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）であり、３１、３２及び３３は、それぞれ、前記第１〜第３のローカルネットワーク１１〜１３（ＰＢＮ＃１〜ＰＢＮ＃３）に接続されたエッジスイッチである。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the network system of the present invention.
In this figure, 11, 12 and 13 are the local networks (PBN # 1 to PBN # 3) described above, respectively. Here, the source node 5 (source address SA) belongs to the second local network (PBN # 2) 12, and the destination node 6 (destination address DA) belongs to the third local network (PBN # 3) 13. ) Belong to. 2 is the above-described relay network (PBBN), and 31, 32 and 33 are edge switches connected to the first to third local networks 11 to 13 (PBN # 1 to PBN # 3), respectively. .

また、２１は、前記中継ネットワーク２に接続されたデータベースサーバー（ＰＢＮデータベース）である。このＰＢＮデータベース２１には、各宛先アドレス（ＤＡ）がどこのローカルネットワーク（ＰＢＮ）に所属しているかの情報があらかじめデータベースとして格納されている。
図４は前記ＰＢＮデータベース２１の構成例を示す図である。この図に示す例のように、ＰＢＮデータベース２１には、ＰＢＮごとにそれに所属するＭＡＣアドレスのリストが記憶されている。
各エッジスイッチ３１〜３３は、それぞれ、自己に接続されているローカルネットワーク（ＰＢＮ＃１〜＃３）に所属するすべての機器のＭＡＣアドレスを把握しており、前記ＰＢＮデータベース２１は、各エッジスイッチ３１〜３３からそれらの情報を取得するようになされている。各ＰＢＮに収容されている機器に変更があったときは、その更新情報が対応するエッジスイッチからＰＢＮデータベース２１に送られる。 Reference numeral 21 denotes a database server (PBN database) connected to the relay network 2. The PBN database 21 stores in advance information as to which local network (PBN) each destination address (DA) belongs to as a database.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the PBN database 21. As in the example shown in this figure, the PBN database 21 stores a list of MAC addresses belonging to each PBN.
Each of the edge switches 31 to 33 grasps the MAC addresses of all devices belonging to the local networks (PBN # 1 to # 3) connected to the edge switches 31 to 33, and the PBN database 21 stores the edge switches. Those information is acquired from 31-33. When there is a change in the device accommodated in each PBN, the update information is sent from the corresponding edge switch to the PBN database 21.

図５は図３に示した実施の形態においてＰＢＮ間をまたがってフレームを転送するときの処理について説明するための図である。
図５において、ＰＢＮ＃２に所属する送信元ノード５（ＭＡＣアドレス：ＳＡ）から宛先ノード６（ＭＡＣアドレス：ＤＡ）に向けて送信されるイーサネットフレームは、ＰＢＮ＃２内を、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）２におけるＰＢＮ＃２に接続されたエッジスイッチ３２に向けて転送される。このとき、ＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）を用いたラベルスイッチによる転送が行われる。
エッジスイッチ３２は、前記イーサネットフレームを受信すると、ＰＢＮデータベース２１に対して、該イーサネットフレームに含まれている宛先アドレス（ＤＡ）をキーとして、その宛先アドレス（ＤＡ）が所属するＰＢＮの解析をリクエストする。
前述のように、ＰＢＮデータベース２１は、各宛先アドレス（ＤＡ）がどこのＰＢＮに所属しているかの情報を所有しており、エッジスイッチ３２からのリクエストに応じ、問い合わせのあった宛先アドレス（ＤＡ）が所属するＰＢＮの情報（この例では、ＰＢＮ＃３）を返す。 FIG. 5 is a diagram for explaining processing when a frame is transferred across PBNs in the embodiment shown in FIG.
In FIG. 5, an Ethernet frame transmitted from the source node 5 (MAC address: SA) belonging to PBN # 2 to the destination node 6 (MAC address: DA) is transmitted through the relay network (PBBN) in PBN # 2. ) 2 is transferred toward the edge switch 32 connected to PBN # 2. At this time, transfer by the label switch using the VC tag (VC-TAG # 1) is performed.
Upon receiving the Ethernet frame, the edge switch 32 requests the PBN database 21 to analyze the PBN to which the destination address (DA) belongs, using the destination address (DA) included in the Ethernet frame as a key. To do.
As described above, the PBN database 21 has information on which PBN each destination address (DA) belongs to, and in response to a request from the edge switch 32, the destination address (DA ) To which the PBN belongs (in this example, PBN # 3).

エッジスイッチ３２は、ＰＢＮデータベース２１から、宛先アドレスＤＡが所属するＰＢＮの情報（ＰＢＮ＃３）を取得すると、該ＰＢＮ＃３に接続されたエッジスイッチ（出側エッジスイッチ）３３に到るパス（通信経路）を確立し、それに対応するラベル（ＶＰタグ）を決定する。すなわち、入側エッジスイッチ３２から出側エッジスイッチ３３に到るルートを指定するとともにその帯域幅を確保し、該パスに対応するＶＰタグ（ＶＰ−ＴＡＧ＃１）を決定し、入力されたイーサネットフレームに付与する。
ＶＰタグが付与されたイーサネットフレームは、ＰＢＢＮ２内をＶＰタグによるラベルスイッチにより出側エッジスイッチ３３まで転送される。
出側のエッジスイッチ３３は、このようにして転送されてきたイーサネットフレームを受信すると、該イーサネットフレームに含まれている宛先アドレス（ＤＡ）に基づいて、宛先ノード６までのパスを設定し、ＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）を生成する。そして、受信したイーサネットフレームから前記ＶＰタグを除去するとともに、生成したＶＣタグを付加し、宛先のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃３）内に転送する。
該イーサネットフレームは、宛先のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃３）内をＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）によるラベルスイッチによって宛先ノード６まで転送される。 When the edge switch 32 acquires the information (PBN # 3) of the PBN to which the destination address DA belongs from the PBN database 21, the edge switch 32 (path (outgoing edge switch)) connected to the PBN # 3 reaches the path ( Communication path) is established, and a label (VP tag) corresponding to it is determined. That is, the route from the ingress edge switch 32 to the egress edge switch 33 is specified, the bandwidth is secured, the VP tag (VP-TAG # 1) corresponding to the path is determined, and the input Ethernet Give it to the frame.
The Ethernet frame to which the VP tag is attached is transferred to the outgoing edge switch 33 in the PBBN 2 by the label switch using the VP tag.
Upon receiving the Ethernet frame transferred in this way, the outgoing edge switch 33 sets a path to the destination node 6 based on the destination address (DA) included in the Ethernet frame, and VC A tag (VC-TAG # 2) is generated. Then, the VP tag is removed from the received Ethernet frame, and the generated VC tag is added and transferred to the destination local network (PBN # 3).
The Ethernet frame is transferred to the destination node 6 by a label switch using a VC tag (VC-TAG # 2) in the destination local network (PBN # 3).

このように、この実施の形態では、各ＰＢＮに所属する全ての機器のＭＡＣアドレスの情報を格納するＰＢＮデータベース２１をＰＢＢＮ２に設け、送信元ノードが所属するＰＢＮに接続されている入側エッジスイッチが、ＰＢＮデータベース２１に問い合わせることにより、宛先アドレス（ＤＡ）が所属するＰＢＮの情報を取得し、そのＰＢＮに接続する出側のエッジスイッチへのパスを設定して、ＰＢＢＮ２内をラベルスイッチにより転送するようにしている。
これにより、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）に接続されるローカルネットワーク（ＰＢＮ）の数が多くなっても、アドレス学習の負荷が大きくなることを防ぐことができる。 As described above, in this embodiment, the PBN database 21 storing the MAC address information of all the devices belonging to each PBN is provided in the PBBN2, and the ingress edge switch connected to the PBN to which the transmission source node belongs. Obtains information about the PBN to which the destination address (DA) belongs by making an inquiry to the PBN database 21, sets the path to the outgoing edge switch connected to the PBN, and transfers the information within the PBBN2 using the label switch. Like to do.
Thereby, even if the number of local networks (PBN) connected to the relay network (PBBN) increases, it is possible to prevent the load of address learning from increasing.

次に、本発明のネットワークシステムの第２の実施の形態について、図６と図７を参照して説明する。
図６は本発明の第２の実施の形態のネットワーク構成の一例を示す図であり、図７はこの実施の形態においてＰＢＮ間をまたがってフレームを転送するときの処理について説明するための図である。これらの図において、前記図３と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。図３と図６を比較すると明らかなように、この実施の形態では、前述したＰＢＮデータベース２１が設けられていない。
前述した第１の実施の形態と同様にして、ＰＢＮ＃２との境界のエッジスイッチ３２にイーサネットフレームが到達すると、エッジスイッチ３２は、そのフレームに含まれている宛先アドレスＤＡのみを解析し、ＰＢＢＮ中のすべての他のエッジスイッチ３１、３３・・・に対してその宛先アドレスＤＡの所属の有無を問い合わせる。すなわち、宛先アドレスＤＡを有する機器がそのエッジスイッチが接続されているローカルネットワーク（ＰＢＮ）に所属しているか否かをマルチキャストにより問い合わせる。 Next, a second embodiment of the network system of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a network configuration according to the second embodiment of this invention, and FIG. 7 is a diagram for explaining processing when a frame is transferred across PBNs in this embodiment. is there. In these drawings, the same components as those in FIG. As is clear from comparison between FIG. 3 and FIG. 6, in this embodiment, the above-described PBN database 21 is not provided.
As in the first embodiment described above, when the Ethernet frame reaches the edge switch 32 at the boundary with PBN # 2, the edge switch 32 analyzes only the destination address DA included in the frame, The other edge switches 31, 33,... In the PBBN are inquired as to whether the destination address DA belongs. That is, it inquires by multicast whether or not the device having the destination address DA belongs to the local network (PBN) to which the edge switch is connected.

前述のように、各エッジスイッチは、自己に接続されているローカルネットワークに所属する全てのＭＡＣアドレスの情報を把握しており、問い合わせがあった宛先アドレスＤＡが所属しているエッジスイッチは入側のエッジスイッチ３２に応答を返し、そうでないエッジスイッチは応答を返さない。図示する例の場合には、ローカルネットワーク１３（ＰＢＮ＃３）に接続されているエッジスイッチ３３が応答を返す。
該応答を受け取った入側のエッジスイッチ３２は、前述の場合と同様に、該応答を返したエッジスイッチ３３に向かうパスを確立し、ＶＰタグを生成して、受信したイーサネットフレームに付与して、ＰＢＢＮ２内に転送する。これにより、イーサネットフレームは、前述と同様にタグによるラベルスイッチにより出側のエッジスイッチ３３に転送され、さらに、前述と同様にして、宛先のノード６まで転送される。
このように、この実施の形態においては、入側のエッジスイッチが他のエッジスイッチに対して宛先アドレスＤＡの所属の有無を問い合わせることにより、宛先アドレスＤＡが所属するローカルネットワーク（ＰＢＮ）を識別するようにしている。 As described above, each edge switch knows the information of all MAC addresses belonging to the local network connected to itself, and the edge switch to which the inquired destination address DA belongs is the ingress side. The edge switch 32 returns a response, and the other edge switches do not return a response. In the illustrated example, the edge switch 33 connected to the local network 13 (PBN # 3) returns a response.
The ingress edge switch 32 that received the response establishes a path toward the edge switch 33 that returned the response, generates a VP tag, and attaches it to the received Ethernet frame, as in the case described above. , Transfer to PBBN2. As a result, the Ethernet frame is transferred to the outgoing edge switch 33 by the tag label switch as described above, and further transferred to the destination node 6 as described above.
As described above, in this embodiment, the incoming edge switch inquires of the other edge switch whether the destination address DA belongs, thereby identifying the local network (PBN) to which the destination address DA belongs. I am doing so.

図８を参照して、イーサネットフレームを転送するときのラベル（タグ）の設定について説明する。
各ローカルネットワーク（ＰＢＮ）内では、そのＰＢＮに所属する機器のＭＡＣアドレスが知られており、ＰＢＮ＃２に所属する送信元ノード５から送信されるイーサネットフレームの宛先アドレスＤＡがＰＢＮ＃２に所属しないＭＡＣアドレスである場合には、該イーサネットフレームは、前記ＰＢＢＮ２におけるＰＢＮ＃２との境界に位置するエッジスイッチ３２に向けて転送される。このとき、エッジスイッチ３２へのパスに対応したＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）が付与されたイーサネットフレーム６１とされ、ＶＣタグを用いたラベルスイッチによりＰＢＮ＃２内に転送される。 With reference to FIG. 8, the setting of a label (tag) when transferring an Ethernet frame will be described.
Within each local network (PBN), the MAC address of the device belonging to the PBN is known, and the destination address DA of the Ethernet frame transmitted from the source node 5 belonging to PBN # 2 belongs to PBN # 2. When the MAC address is not set, the Ethernet frame is transferred toward the edge switch 32 located at the boundary with the PBN # 2 in the PBBN2. At this time, the Ethernet frame 61 to which the VC tag 54 (VC-TAG # 1) corresponding to the path to the edge switch 32 is attached is transferred to the PBN # 2 by the label switch using the VC tag.

送信元のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃２）に接続されたエッジスイッチ３２は、イーサネットフレーム６１を受信すると、該イーサネットフレーム６１に含まれている宛先アドレス（ＤＡ）５１をキーとするＰＢＮデータベース２１への問い合わせ（第１の実施の形態）又は他のエッジスイッチへの問い合わせ（第２の実施の形態）により、宛先アドレスＤＡが所属するローカルネットワークの情報（この場合は、ＰＢＮ＃３）を取得する。そして、該ＰＢＮ＃３に接続されたエッジスイッチ（出側エッジスイッチ）３３に到るパスを設定する。すなわち、入側エッジスイッチ３２から出側エッジスイッチ３３に到るルートとその帯域幅を確保し、それに対応するＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を決定する。そして、該ＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を受信したイーサネットフレーム６１に付与（プッシュ）してイーサネットフレーム６２を生成し、ＰＢＢＮ２内の設定されたパス上のコアスイッチ４に転送する。該イーサネットフレーム６２を受信したコアスイッチ４は、該イーサネットフレーム６２に含まれるＶＰタグ５５の値を解析して、その値をその経路における次の転送先のコアスイッチ４に対応するタグ値に変更して、次のコアスイッチ４に転送する。以下、同様にして、ＰＢＢＮ２内は、ＶＰタグによるラベルスイッチにより、前記イーサネットフレーム６２を前記出側エッジスイッチ３３まで転送する。 When the edge switch 32 connected to the local network (PBN # 2) of the transmission source receives the Ethernet frame 61, the edge switch 32 connects to the PBN database 21 using the destination address (DA) 51 included in the Ethernet frame 61 as a key. Information on the local network to which the destination address DA belongs (in this case, PBN # 3) is acquired by an inquiry (first embodiment) or an inquiry to another edge switch (second embodiment). Then, a path to the edge switch (outgoing edge switch) 33 connected to the PBN # 3 is set. That is, the route from the ingress edge switch 32 to the egress edge switch 33 and its bandwidth are secured, and the VP tag 55 (VP-TAG) corresponding to the route is determined. The VP tag 55 (VP-TAG) is attached (pushed) to the received Ethernet frame 61 to generate an Ethernet frame 62, which is transferred to the core switch 4 on the set path in the PBBN2. The core switch 4 that has received the Ethernet frame 62 analyzes the value of the VP tag 55 included in the Ethernet frame 62 and changes the value to a tag value corresponding to the core switch 4 of the next transfer destination in the route. Then, the data is transferred to the next core switch 4. Similarly, the Ethernet frame 62 is transferred to the outgoing edge switch 33 in the PBBN 2 by a label switch using a VP tag.

以後、エッジスイッチ３２は、前記送信元ローカルネットワーク（ＰＢＮ＃２）に接続されたポートから受信されたイーサネットフレーム６１については、それに含まれている宛先アドレス５１のみを解析し、それが前記宛先アドレスＤＡと同一である場合には、前記ＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を自動的に付加して、イーサネットフレーム６２としてＰＢＢＮ２内に転送する。このように、一旦、出側のエッジスイッチへのパスが確立された後は、エッジスイッチ３２は、送信元のＰＢＮに接続されたポートから受信されるイーサネットフレームについては、その宛先アドレス（ＤＡ）のみを解析することにより、自動的にＶＰタグをプッシュしてイーサネットアドレス６２を生成することができ、高速処理が可能となる。 Thereafter, the edge switch 32 analyzes only the destination address 51 included in the Ethernet frame 61 received from the port connected to the transmission source local network (PBN # 2), and this is the destination address. If it is the same as DA, the VP tag 55 (VP-TAG) is automatically added and transferred as an Ethernet frame 62 into the PBBN 2. Thus, once the path to the outgoing edge switch is established, the edge switch 32 receives the destination address (DA) of the Ethernet frame received from the port connected to the source PBN. By analyzing only the VP tag, the VP tag can be automatically pushed to generate the Ethernet address 62, which enables high-speed processing.

出側のエッジスイッチ３３では、転送されてきたイーサネットフレーム６２に含まれている宛先アドレス（ＤＡ）５１を解析し、ＰＢＮ＃３内のその宛先アドレスＤＡを有する宛先ノード６までの経路を設定し、受信したイーサネットフレーム６２に含まれてるＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を除去（ポップ）するとともに、受信したイーサネットフレームに含まれているＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）を、宛先ノード６までのパスに対応するＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）に付け替え（スワップ）して、イーサネットフレーム６３として、宛先のローカルネットワーク１３（ＰＢＮ＃３）内に転送する。ＰＢＮ＃３内では、イーサネットフレーム６３は、ＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）によるラベルスイッチにより宛先ノード６まで転送される。
なお、出側のエッジスイッチ３３は、後続するイーサネットフレーム６２については、それに含まれているＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）とＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）のみに基づいて、ＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）を自動的に生成して、イーサネットフレーム６３を生成し、ＰＢＮ＃３内に転送する。
すなわち、一旦、宛先アドレスＤＡへのパスを確立した後は、受信したイーサネットフレーム６２に含まれるＶＣタグとＶＰタグのみを解析することにより自動的にＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）を生成して、イーサネットフレーム６３を宛先のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃３）に転送することができる。これにより、高速処理が可能となる。 The outgoing edge switch 33 analyzes the destination address (DA) 51 included in the transferred Ethernet frame 62 and sets a route to the destination node 6 having the destination address DA in PBN # 3. The VP tag 55 (VP-TAG) included in the received Ethernet frame 62 is removed (popped), and the VC tag 54 (VC-TAG # 1) included in the received Ethernet frame is transferred to the destination node 6. The VC tag (VC-TAG # 2) corresponding to the path up to is replaced (swapped) and transferred as the Ethernet frame 63 into the destination local network 13 (PBN # 3). In PBN # 3, the Ethernet frame 63 is transferred to the destination node 6 by a label switch using a VC tag (VC-TAG # 2).
It should be noted that the outgoing edge switch 33 uses the VC tag (VC-TAG # 1) and the VC tag 55 (VP-TAG) included in the subsequent Ethernet frame 62 based on the VC tag (VC-TAG # 1). VC-TAG # 2) is automatically generated to generate an Ethernet frame 63, which is transferred into PBN # 3.
That is, once a path to the destination address DA is established, a VC tag (VC-TAG # 2) is automatically generated by analyzing only the VC tag and VP tag included in the received Ethernet frame 62. Thus, the Ethernet frame 63 can be transferred to the destination local network (PBN # 3). Thereby, high-speed processing becomes possible.

上述した実施の形態においては、前記中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）２内を転送されるイーサネットフレーム６２は、ＶＣタグ５４とＶＰタグ５５の２つのタグフィールドを有するものであった。一般に、ＰＢＢＮは高速であり、パケット長を極力長くしたくないという要求がある。一方、ＰＢＮは低速であるため、ある程度、複雑な処理を行うことができる。
そこで、ＰＢＢＮ２内を転送するパケット長を短くした本発明の他の実施の形態について説明する。
図９は、この実施の形態におけるタグの設定について説明するための図である。なお、前記図８と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。 In the above-described embodiment, the Ethernet frame 62 transferred through the relay network (PBBN) 2 has two tag fields of the VC tag 54 and the VP tag 55. In general, PBBN is high speed, and there is a demand that the packet length is not made as long as possible. On the other hand, since PBN is slow, complicated processing can be performed to some extent.
Therefore, another embodiment of the present invention in which the packet length transferred in the PBBN 2 is shortened will be described.
FIG. 9 is a diagram for explaining the tag setting in this embodiment. It should be noted that the same components as those in FIG.

図９に示すように、この実施の形態では、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）２内を転送されるイーサネットフレーム６４は、ＶＣタグを含まずＶＰタグ５５のみを含んでいる。
前述と同様に、入側のエッジスイッチ３２は、入側のローカルネットワーク１２（ＰＢＮ＃２）からイーサネットフレーム６１を受信すると、前述したいずれかの方法で出側のエッジスイッチ３３を決定し、該エッジスイッチ３３へのパスを設定して、対応するＶＰタグ（ＶＰ−ＴＡＧ）を決定する。そして、この実施の形態では、エッジスイッチ３２は、受信したイーサネットフレーム６１に含まれているＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）を除去（ポップ）し、生成したＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を付加（プッシュ）して、ＰＢＢＮ２内を転送するイーサネットフレーム６４を生成する。
入側のエッジスイッチ３２は、前記入側のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃２）に接続されたポートから受信される後続するイーサネットフレーム６１については、それに含まれているＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）を解析し、同一のＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）が付与されている場合には、自動的に前記ＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を付与してイーサネットフレーム６４を生成する。
そして、このようにして生成したイーサネットフレーム６４をＰＢＢＮ２内の次のコアスイッチに転送する。以下、前述と同様にして、イーサネットフレーム６４はＶＰタグ５５によるラベルスイッチにより出側のエッジスイッチ３３に転送される。 As shown in FIG. 9, in this embodiment, the Ethernet frame 64 transferred in the relay network (PBBN) 2 does not include the VC tag but includes only the VP tag 55.
Similarly to the above, when the incoming edge switch 32 receives the Ethernet frame 61 from the incoming local network 12 (PBN # 2), it determines the outgoing edge switch 33 by any of the methods described above, and A path to the edge switch 33 is set, and a corresponding VP tag (VP-TAG) is determined. In this embodiment, the edge switch 32 removes (pops) the VC tag 54 (VC-TAG # 1) included in the received Ethernet frame 61 and generates the generated VP tag 55 (VP-TAG). Is added (push) to generate an Ethernet frame 64 to be transferred within the PBBN2.
The ingress edge switch 32 receives the VC tag (VC-TAG # 1) included in the subsequent Ethernet frame 61 received from the port connected to the ingress local network (PBN # 2). When the same VC tag (VC-TAG # 1) is assigned, the VP tag 55 (VP-TAG) is automatically assigned to generate the Ethernet frame 64.
Then, the Ethernet frame 64 generated in this way is transferred to the next core switch in the PBBN2. Thereafter, the Ethernet frame 64 is transferred to the outgoing edge switch 33 by the label switch by the VP tag 55 in the same manner as described above.

出側のエッジスイッチ３３は、イーサネットフレーム６４を受信すると、該イーサネットフレーム６４に含まれている宛先アドレスＤＡ５１を解析して宛先ノード６へのパスを設定し、宛先アドレスＤＡ５１とＶＰタグ５５の値をキーとして、宛先ノード６に到るパスに対応するＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）を生成する。そして、受信したイーサネットフレーム６４のＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を生成したＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）に付け替え（スワップ）してイーサネットフレーム６３を生成し、出側ローカルネットワーク１３（ＰＢＮ＃３）に転送する。出側ローカルネットワーク１３では、前述と同様に、イーサネットフレーム６３を宛先ノード６にラベルスイッチにより転送する。
なお、宛先アドレスＤＡそのものを用いる代わりに、宛先アドレスＤＡのハッシュ値を用い、該宛先アドレスのハッシュ値とＶＰタグをキーとしてＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）を生成するようにしても良い。いずれにしても、宛先アドレスＤＡ又はそれに対応する値（ハッシュ値）とＶＰタグをキーとすることにより、ユニークにＶＣタグを決定することができる。
このように、この実施の形態によれば、出側のエッジスイッチの処理負担は多少増加するものの、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）におけるパケット長を短くすることができる。 Upon receiving the Ethernet frame 64, the outgoing edge switch 33 analyzes the destination address DA 51 included in the Ethernet frame 64 and sets a path to the destination node 6, and sets the value of the destination address DA 51 and the VP tag 55. As a key, a VC tag 54 (VC-TAG # 2) corresponding to the path to the destination node 6 is generated. Then, the VP tag 55 (VP-TAG) of the received Ethernet frame 64 is replaced (swapped) with the generated VC tag 54 (VC-TAG # 2) to generate the Ethernet frame 63, and the outgoing local network 13 (PBN) Transfer to # 3). In the outgoing side local network 13, the Ethernet frame 63 is transferred to the destination node 6 by the label switch as described above.
Instead of using the destination address DA itself, a hash value of the destination address DA may be used to generate a VC tag (VC-TAG # 2) using the hash value of the destination address and the VP tag as keys. In any case, the VC tag can be uniquely determined by using the destination address DA or a value (hash value) corresponding to the destination address DA and the VP tag as a key.
Thus, according to this embodiment, although the processing load on the outgoing edge switch is slightly increased, the packet length in the relay network (PBBN) can be shortened.

さて、上述した各実施の形態においては、ローカルネットワーク（ＰＢＮ）及び中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）内において、ＶＬＡＮタグ（ＶＣタグ又はＶＰタグ）を用いて、半固定的にコネクションを張ってコネクションオリエンテッドな接続が行われていた。しかしながら、これは、恒常的にトラヒックがある場合は良いが、バースト的に変動するトラヒックに対応することが難しい。
そこで、柔軟性が向上し、さまざまなトラヒックに適用することができる本発明の他の実施の形態について説明する。この実施の形態では、基本的にコネクションレスモードで通信を行い、トラヒックが多いところに対してＶＬＡＮタグを割り当ててコネクションオリエンテッド型通信へ移行する。そして、トラヒックが少なくなったら、コネクションレスモードに戻すようにする。これにより、トラヒックに応じて負荷分散を図りつつ、動的に帯域を増加することでネットワークの輻輳を低減することが可能となる。特に、ＶＬＡＮ技術を応用することで、柔軟性が向上し、さまざまなトラヒックに対して適用が可能となる。 In each of the embodiments described above, a connection-oriented connection is established by semi-fixing a connection using a VLAN tag (VC tag or VP tag) in a local network (PBN) and a relay network (PBBN). A connection was made. However, this is good when there is constant traffic, but it is difficult to cope with traffic that fluctuates in a burst manner.
Therefore, another embodiment of the present invention that is improved in flexibility and can be applied to various traffics will be described. In this embodiment, communication is basically performed in a connectionless mode, and a VLAN tag is assigned to a place where there is a lot of traffic to shift to connection-oriented communication. When the traffic is reduced, the connectionless mode is restored. As a result, it is possible to reduce network congestion by dynamically increasing the bandwidth while distributing the load according to the traffic. In particular, by applying the VLAN technology, flexibility is improved and application to various traffics becomes possible.

図１０は、特定の宛先アドレスＤＡに対するトラヒックが所定量以上となったときに、ＶＬＡＮタグを割り当てるようにした実施の形態について説明するための図である。
この図において、１はローカルネットワーク（ＰＢＮ）、２は中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）、７１は送信元のローカルネットワーク（ＰＢＮ）１に接続された入側エッジスイッチ、７２、７３及び７４はそれぞれ宛先アドレスＤＡ＃１、ＤＡ＃２及びＤＡ＃３に接続された出側のエッジスイッチである。
ここで、各エッジスイッチ７１〜７４には、それが入側であるときに、入力されるイーサネットフレームのフレーム数をカウントして、単位時間当たりのデータ流量を検出するデータ流量検出手段が設けられている。データのカウントは、フレームの個数、あるいは転送バイト数によるカウントとする。
入側のエッジスイッチ７１は、送信元のローカルネットワーク１からイーサネットフレームを受信する。この実施の形態においては、初期においては、コネクションレス型通信を行うものとしているため、前記図２の（ａ）に示した通常のイーサネットフレームが受信される。
入側のエッジスイッチ７１は、該イーサネットフレームを受信すると、該受信したイーサネットフレームを中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）２内に転送するとともに、受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレス５１（ＤＡ）ごとに、その単位時間当たりのデータ流量を検出する。イーサネットフレームは、ＰＢＢＮ２内をコネクションレス型通信により転送される。 FIG. 10 is a diagram for describing an embodiment in which a VLAN tag is assigned when traffic for a specific destination address DA exceeds a predetermined amount.
In this figure, 1 is a local network (PBN), 2 is a relay network (PBBN), 71 is an ingress edge switch connected to the source local network (PBN) 1, and 72, 73 and 74 are destination addresses DA, respectively. This is an output side edge switch connected to # 1, DA # 2, and DA # 3.
Here, each edge switch 71 to 74 is provided with a data flow rate detecting means for counting the number of frames of the input Ethernet frame and detecting the data flow rate per unit time when it is on the input side. ing. The data count is based on the number of frames or the number of transfer bytes.
The incoming edge switch 71 receives an Ethernet frame from the local network 1 of the transmission source. In this embodiment, since connectionless communication is initially performed, the normal Ethernet frame shown in FIG. 2A is received.
Upon receiving the Ethernet frame, the ingress edge switch 71 transfers the received Ethernet frame into the relay network (PBBN) 2 and for each destination address 51 (DA) included in the received Ethernet frame. The data flow rate per unit time is detected. The Ethernet frame is transferred in the PBBN2 by connectionless communication.

前記入側のエッジスイッチ７１は、前記データ流量検出手段により宛先アドレスＤＡごとにデータ流量をモニターした結果、データ流量が所定値以上となった宛先アドレスＤＡを有するイーサネットフレームのトラヒックに対して、ＶＰタグを割り当て、コネクションオリエンテッド型通信へ移行する。
ここで、コネクションオリエンテッド型通信への移行の判定方法としては、（ア）測定したデータ流量が所定のしきい値より大きいものを移行対象とする方法（絶対値判定）、及び、（イ）測定したデータ流量が大きいほうから所定数を移行対象とする方法（相対値判定）の２通りの判定方法がある。
図１０に示した例において、宛先アドレスＤＡ＃１向けのデータ流量（２００Count/min）が所定のしきい値（例えば、１００Count/min）を超えたものとする。このとき、ＤＡ＃１向けのイーサネットフレームにＶＰタグが割り当てられる。
すなわち、入側のエッジスイッチ７１は、宛先アドレスＤＡ＃１に対応する出側エッジスイッチ７２へのパスを設定してＶＰタグを生成し、ＰＢＮ＃１から受信したイーサネットフレームを解析して宛先アドレスＤＡがＤＡ＃１であるものに対して、前記ＶＰタグを付与（プッシュ）して、中継ネットワーク２内に転送する。これにより、ＰＢＮ＃１から受信された宛先アドレスＤＡ＃１を有するイーサネットフレームは、コネクションオリエンテッド型通信によりエッジスイッチ７２に転送されることとなる。
なお、コネクションオリエンテッド型通信とされたトラヒックのデータ流量が少なくなり、所定のしきい値を下回ったときは、コネクションレス型通信に戻される。ただし、コネクションの頻繁な接続・切断を繰り返さないようにする必要がある。その詳細については後述する。 The ingress edge switch 71 monitors the data flow rate for each destination address DA by the data flow rate detection means, and as a result, the VP for the traffic of the Ethernet frame having the destination address DA whose data flow rate is equal to or higher than a predetermined value. Assign tags and move to connection-oriented communication.
Here, as a determination method of transition to connection-oriented communication, (a) a method in which a measured data flow rate is larger than a predetermined threshold (absolute value determination), and (b) There are two determination methods: a method (relative value determination) in which a predetermined number of data flows is measured from the larger data flow rate.
In the example shown in FIG. 10, it is assumed that the data flow rate (200 Count / min) for the destination address DA # 1 exceeds a predetermined threshold (for example, 100 Count / min). At this time, a VP tag is assigned to the Ethernet frame for DA # 1.
That is, the ingress edge switch 71 sets a path to the egress edge switch 72 corresponding to the destination address DA # 1, generates a VP tag, analyzes the Ethernet frame received from the PBN # 1, and analyzes the destination address. The VP tag is attached (push) to the DA whose DA is DA # 1, and transferred to the relay network 2. As a result, the Ethernet frame having the destination address DA # 1 received from PBN # 1 is transferred to the edge switch 72 by connection-oriented communication.
When the traffic data flow of the connection-oriented communication decreases and falls below a predetermined threshold value, the connectionless communication is restored. However, it is necessary not to repeat connection / disconnection frequently. Details thereof will be described later.

図１０に示した例は、宛先アドレスＤＡのみを用いて判定を行っていた。次に、宛先アドレスＤＡだけではなく送信元アドレスＳＡも用いて、よりきめ細かく制御する実施の形態について、図１１を参照して説明する。
図１１において、８１、８２及び８３は、送信元のローカルネットワーク（ＰＢＮ）１に所属する送信元のノードであり、それぞれの送信元アドレスは、ＳＡ＃１、ＳＡ＃２及びＳＡ＃３とされている。
この実施の形態の場合には、入側のエッジスイッチ７１は、ローカルネットワーク１から受信したイーサネットフレームに含まれる送信元アドレスＳＡと宛先アドレスＤＡの組み合わせごとにそのデータ流量（フレーム数、転送バイト数など）を検出し、該検出したデータ流量が所定値以上である送信元アドレスＳＡと宛先アドレスＤＡの組み合わせを有するイーサネットフレームのトラヒックにコネクションオリエンテッド型通信を割り当てる。 In the example shown in FIG. 10, the determination is made using only the destination address DA. Next, an embodiment in which finer control is performed using not only the destination address DA but also the source address SA will be described with reference to FIG.
In FIG. 11, reference numerals 81, 82, and 83 denote transmission source nodes belonging to the transmission source local network (PBN) 1, and the transmission source addresses are SA # 1, SA # 2, and SA # 3, respectively. ing.
In this embodiment, the ingress edge switch 71 receives the data flow rate (number of frames, number of transfer bytes) for each combination of the source address SA and the destination address DA included in the Ethernet frame received from the local network 1. And the connection-oriented communication is assigned to the traffic of the Ethernet frame having the combination of the source address SA and the destination address DA whose detected data flow rate is a predetermined value or more.

図１１に示す例では、送信元アドレスがＳＡ＃１、宛先アドレスがＤＡ＃１であるイーサネットフレームのデータ流量が所定のしきい値を超えているので、コネクションオリエンテッド型通信が割り当てられる。
すなわち、エッジスイッチ７１は、送信元アドレスがＳＡ＃１、宛先アドレスがＤＡ＃１であるイーサネットフレームが単位時間内に所定のしきい値以上受信されたことを検出すると、宛先アドレスＤＡ＃１に対応する出側のエッジスイッチ７２へのパスを設定し、それに対応するＶＰタグ（ＶＰ−ＴＡＧ）を生成する。そして、ローカルネットワーク１からイーサネットフレームを受信すると、その送信元アドレスＳＡと宛先アドレスＤＡを解析し、送信元アドレスＳＡがＳＡ＃１、宛先アドレスＤＡがＤＡ＃１であるイーサネットフレームに、前記生成したＶＰタグを付与（プッシュ）し、中継ネットワーク２内に転送する。
このようにして、データ流量が所定値以上となった特定の送信元アドレスから特定の宛先アドレスへのイーサネットフレームは、コネクションオリエンテッド型通信により、中継ネットワーク２内を転送されることとなる。 In the example shown in FIG. 11, since the data flow rate of the Ethernet frame having the source address SA # 1 and the destination address DA # 1 exceeds a predetermined threshold, connection-oriented communication is assigned.
That is, when the edge switch 71 detects that an Ethernet frame having a source address of SA # 1 and a destination address of DA # 1 has been received at a predetermined threshold or more within a unit time, the edge switch 71 sets the destination address DA # 1. A path to the corresponding outgoing edge switch 72 is set, and a VP tag (VP-TAG) corresponding to the path is generated. When the Ethernet frame is received from the local network 1, the source address SA and the destination address DA are analyzed, and the generated Ethernet frame having the source address SA of SA # 1 and the destination address DA of DA # 1 is generated. A VP tag is attached (pushed) and transferred to the relay network 2.
In this way, an Ethernet frame from a specific source address to a specific destination address whose data flow rate is equal to or greater than a predetermined value is transferred through the relay network 2 by connection-oriented communication.

なお、送信元アドレスＳＡと宛先アドレスＤＡの組み合わせのデータ流量は所定のしきい値に達していないが、特定の宛先アドレスＤＡを有するイーサネットフレームのデータ流量が所定のしきい値以上である場合には、前記図１０の実施の形態と同様に、その特定の宛先アドレスＤＡを有するイーサネットフレームをコネクションオリエンテッド型通信に移行するようにしてもよい。
例えば、図１１に示した例において、送信元アドレスＳＡ＃１、ＳＡ＃２、ＳＡ＃３から宛先アドレスＤＡ＃３へのイーサネットフレームを合計した単位時間当たりのデータ量が所定のしきい値を超えているものとすると、前記入側のエッジスイッチ７１は、前記図１０の場合と同様に、宛先アドレスＤＡがＤＡ＃３であるイーサネットフレームにＶＰタグを付与して、コネクションオリエンテッド型通信を行うようにする。 The data flow rate of the combination of the source address SA and the destination address DA does not reach the predetermined threshold value, but the data flow rate of the Ethernet frame having the specific destination address DA is equal to or higher than the predetermined threshold value. As in the embodiment of FIG. 10, the Ethernet frame having the specific destination address DA may be shifted to connection-oriented communication.
For example, in the example shown in FIG. 11, the data amount per unit time obtained by totaling the Ethernet frames from the source addresses SA # 1, SA # 2, SA # 3 to the destination address DA # 3 has a predetermined threshold value. If it is exceeded, the ingress edge switch 71 attaches a VP tag to the Ethernet frame whose destination address DA is DA # 3 and performs connection-oriented communication as in the case of FIG. To do.

次に、上述のようにしてコネクションオリエンテッド型通信に移行した後の処理について、図１２を参照して説明する。
図１２において、前述のようにして単位時間当たりのデータ流量が所定値以上である宛先アドレス又は送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせに対してコネクションを構築し、コネクションオリエンテッド型通信を開始した後（Ｓ１）、そのトラヒックが減少したとする。すなわち、そのコネクションを使用するデータ量が所定のしきい値よりも少なくなったことが検出されたものとする。
このとき、前記入側のエッジスイッチ７１は、ネットワーク内に構築されているコネクションの総数が所定の基準値よりも多いか少ないかを判定する（Ｓ２）。すなわち、エッジスイッチは、現在のネットワーク内のコネクション数を把握する手段を有しており、ネットワーク全体のコネクション数が基準値よりも少ないときは、そのコネクションを所定時間（ｔ秒間）保留状態とする（Ｓ３）。すなわち、そのコネクションをそのままの状態としておく。一方、基準値以上であるときは、そのコネクションを削除する（Ｓ４）。すなわち、当該イーサネットフレームにＶＰタグを付与しないようにする。これにより、コネクションオリエンテッド型通信により転送されていたイーサネットフレームは、通常のコネクションレス型通信により出側のエッジスイッチに転送されることとなる。 Next, processing after shifting to connection-oriented communication as described above will be described with reference to FIG.
In FIG. 12, after a connection is established for a destination address or a combination of a source address and a destination address whose data flow rate per unit time is a predetermined value or more as described above, and connection-oriented communication is started ( S1) Assume that the traffic has decreased. That is, it is assumed that the amount of data using the connection has been detected to be less than a predetermined threshold value.
At this time, the incoming edge switch 71 determines whether the total number of connections established in the network is larger or smaller than a predetermined reference value (S2). That is, the edge switch has a means for grasping the number of connections in the current network. When the number of connections in the entire network is smaller than the reference value, the connection is put on hold for a predetermined time (t seconds). (S3). That is, the connection is left as it is. On the other hand, if it is equal to or greater than the reference value, the connection is deleted (S4). That is, no VP tag is added to the Ethernet frame. As a result, the Ethernet frame transferred by connection-oriented communication is transferred to the outgoing edge switch by normal connectionless communication.

ネットワーク内に構築されているコネクションの総数が少なく、ステップＳ３でコネクションを保留状態とした後、所定の時間（ｔ秒間）が経過したときは、再度、対象となっているコネクションのトラヒックのデータ量が前記所定のしきい値よりも多いか少ないかを判定する（Ｓ５）。その結果、所定のしきい値以上であるとき、すなわちデータ量が増加したときは、そのまま、そのコネクションを保持し（Ｓ６）、所定のしきい値以下であるときは、そのコネクションを削除する（Ｓ７）。
このように、コネクションを構築した後に、そのコネクションを利用するトラヒックが減少した場合には、即時にコネクションを削除するのではなく、ネットワーク内に構築されているコネクション数を考慮し、ネットワーク内のコネクション数が少ないときには、所定時間後に再度トラヒックを判定して、その結果に応じてＶＰタグを開放し、コネクションレス型通信へ移行することにより、コネクションの頻繁な接続・切断が繰り返されることが防止できる。 If the total number of connections established in the network is small and the connection is put on hold in step S3 and a predetermined time (t seconds) elapses, the traffic data amount of the target connection again Is greater than or less than the predetermined threshold value (S5). As a result, when the value is equal to or greater than the predetermined threshold, that is, when the data amount increases, the connection is held as it is (S6), and when the data amount is equal to or less than the predetermined threshold, the connection is deleted ( S7).
In this way, after the connection is established, if the traffic that uses the connection decreases, the connection in the network is not considered, but the number of connections established in the network is considered instead of being deleted immediately. When the number is small, it is possible to prevent frequent connection / disconnection of the connection by determining the traffic again after a predetermined time, releasing the VP tag according to the result, and shifting to connectionless communication. .

なお、図１０〜図１２においては、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）におけるコネクションオリエンテッド型通信、すなわち、ＶＰタグを使用する場合について説明したが、ローカルネットワーク（ＰＢＮ）におけるＶＣタグを使用するコネクションオリエンテッド型通信の場合にも、同様に適用することができる。 10 to 12, the connection-oriented communication in the relay network (PBBN), that is, the case where the VP tag is used has been described, but the connection-oriented type using the VC tag in the local network (PBN). The same applies to communication.

本発明の階層化されたネットワークシステムの基本的な構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a basic configuration of a hierarchical network system according to the present invention. 階層化ネットワークにおけるイーサネットフレームの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the Ethernet frame in a hierarchical network. 本発明のネットワークシステムの第１の実施の形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of 1st Embodiment of the network system of this invention. ＰＢＮデータベース２１の構成例を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration example of a PBN database 21. FIG. 本発明の第１の実施の形態においてＰＢＮ間をまたがってフレームを転送するときの処理について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process when transferring a flame | frame across PBN in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態のネットワーク構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the network configuration of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態においてＰＢＮ間をまたがってフレームを転送するときの処理について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process when transferring a flame | frame across PBN in the 2nd Embodiment of this invention. イーサネットフレームを転送するときのラベルの設定について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting of the label when transferring an Ethernet frame. イーサネットフレームを転送するときのラベルの設定の他の方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the other method of the setting of a label when transferring an Ethernet frame. 特定の宛先アドレスＤＡに対するトラヒックが所定量以上となったときに、ＶＬＡＮタグを割り当てるようにした実施の形態について説明するための図である。It is a figure for demonstrating embodiment which made it allocate a VLAN tag when the traffic with respect to specific destination address DA became more than predetermined amount. 特定の宛先アドレスＤＡに対するトラヒックが所定量以上となったときに、ＶＬＡＮタグを割り当てるようにした他の実施の形態について説明するための図である。It is a figure for demonstrating other embodiment which was made to allocate a VLAN tag when the traffic with respect to specific destination address DA became more than predetermined amount. コネクションオリエンテッド型通信に移行した後の処理について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process after transfering to connection-oriented communication.

Explanation of symbols

１，１１，１２：ローカルネットワーク（ＰＢＮ）、２：中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）、３，３１，３２，３３，７１，７２，７３，７４：エッジスイッチ、４：コアスイッチ、５，８１，８２，８３：送信元ノード、６：宛先ノード、２１：ＰＢＮデータベース、５１：宛先アドレス、５２：送信元アドレス、５３：ペイロード、５４：ＶＣタグ、５５：ＶＰタグ、６１，６２，６３，６４：イーサネットフレーム、 1, 11, 12: Local network (PBN), 2: Relay network (PBBN), 3, 31, 32, 33, 71, 72, 73, 74: Edge switch, 4: Core switch, 5, 81, 82, 83: transmission source node, 6: destination node, 21: PBN database, 51: destination address, 52: transmission source address, 53: payload, 54: VC tag, 55: VP tag, 61, 62, 63, 64: Ethernet flame,

Claims

A network system having a plurality of local networks and a relay network connecting the plurality of local networks,
The relay network includes an edge switch connected to the local network, and a core switch that relays a frame,
The edge switch grasps the MAC address information of all devices accommodated in the local network connected to the edge switch,
The ingress edge switch connected to the local network to which the source node belongs is connected to the destination address included in the Ethernet frame received from the source node and each local network known by each edge switch. VLAN tag corresponding to the path to the outgoing edge switch connected to the local network of the destination that identifies the destination local network to which the destination address belongs based on the MAC address information of the device to which it belongs And the Ethernet frame is transferred to the outgoing edge switch by a label switch using the generated VLAN tag.

A database that stores information on the MAC addresses of all devices accommodated in the local network that each of the edge switches grasps;
The ingress edge switch identifies a destination local network to which the destination address belongs by inquiring of the database using a destination address included in the received Ethernet frame as a key. 1. The network system according to 1.

The ingress edge switch inquires of each edge switch about a destination address included in the received Ethernet frame, and based on a response from the edge switch to which the destination address belongs, a destination to which the destination address belongs 2. The network system according to claim 1, wherein the local network is identified.

When the amount of data per unit time of an Ethernet frame having a specific destination address or a combination of a specific source address and a destination address exceeds a predetermined value, the ingress edge switch For an Ethernet frame having a specific combination of a source address and a destination address, a VLAN tag corresponding to the path to the outgoing edge switch is generated, and the Ethernet frame is generated by the label switch using the generated VLAN tag. 4. The network system according to claim 1, wherein transfer is performed up to an edge switch on the side.

The incoming edge switch has a data amount per unit time of an Ethernet frame having a specific destination address or a specific combination of a source address and a destination address equal to or greater than a predetermined value, and is used as a path to the outgoing edge switch. After the corresponding VLAN tag is generated and transferred to the outgoing edge switch by the label switch by the generated VLAN tag, the specific destination address or the combination of the specific source address and the destination address is included. 5. The disconnection of the connection to the Ethernet frame is suspended for a predetermined time when the data amount per short time of the Ethernet frame falls below the predetermined value and the number of connections in the network is small. The network system described.