CN101848129B - 网络系统、核心交换器、边缘交换器、数据中继方法 - Google Patents

网络系统、核心交换器、边缘交换器、数据中继方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种网络系统、核心交换器、边缘交换器、数据中继方法。在载波网络(10)中，边缘交换器(200)包括：确定参加消息的参加消息确定部(211)，和在将参加消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中附加标记信息的标记附加部(213)，核心交换器(100)包括：确定帧头中被附加了标记信息的MAC-in-MAC帧的标记确定部(111)，和组播端口设定部(112)，使被打包到MAC-in-MAC帧中的参加消息的组播组与被输入了该帧的输入输出端口建立关联。

Description

网络系统、核心交换器、边缘交换器、数据中继方法
技术领域
本发明涉及一种网络系统，其构建用于中继在用户网络中的多个据点之间转发的层2帧的层2虚拟专用网(Layer 2 Virtual Private Network：“L2VPN”)。
背景技术
以往提出了一种网络系统，其根据标准规格IEEE802.1ah(Instituteof Electrical and Electronic Engineers 802.1ah，运营商骨干桥接：Provider Backbone Bridge，PBB)构建L2VPN(专利文献1)。这种网络系统在骨干通信线路即核心网络(Core Network，也称为骨干网络(BackboneNetwork))中，以将层2帧即MAC帧(Media Access Control frame：MAC帧)再打包在MAC帧中形成的MAC-in-MAC(マツクインマツク)帧的形式实施数据转发。
【专利文献1】日本特开2008-60831号公报
但是，以往在向L2VPN转发以参加到组播组中的IGMP(Internet GroupManagement Protocol)join消息为代表的参加消息时，存在核心网络中的层2交换器即核心交换器不能通过探听(Snooping)来识别被打包在MAC-in-MAC帧中的参加消息的问题。因此，在向L2VPN转发了根据参加消息而发布的组播包时，将导致组播包的泛洪(Flooding)在核心网络中的全部核心交换器中，该泛洪成为L2VPN中的通信速度下降的主要原因。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够在以MAC-in-MAC帧形式实施数据转发的网络中避免组播包的泛洪的技术。
本发明就是为了解决上述问题的至少一部分而提出的，其能够实现为下述的方式或适用例。
[适用例1]一种网络系统，构建用于中继在用户网络中的多个据点之间转发的MAC帧的层2虚拟专用网络，该网络系统包括：核心交换器，中继将所述MAC帧打包得到的MAC-in-MAC帧；和边缘交换器，进行所述MAC帧与所述MAC-in-MAC帧之间的转换，并在所述用户网络和所述核心交换器之间进行中继，所述边缘交换器包括：参加消息确定部，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定参加到组播组的主机对路由器的参加消息；和标记附加部，将表示参加消息的标记信息，附加到将由所述参加消息确定部确定的该参加消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中，所述核心交换器包括：多个输入输出端口，输入输出层2帧；标记确定部，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了所述标记信息的MAC-in-MAC帧；和端口设定部，使被打包到由所述标记确定部确定的MAC-in-MAC帧中的参加消息的组播组，与被输入了该MAC-in-MAC帧的输入输出端口建立关联。
根据适用例1的网络系统，通过在核心交换器中探听被附加到MAC-in-MAC帧的帧头中的标记信息，能够使核心交换器的输入输出端口与组播组相关联。因此，能够从打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧中确定组播组，并从与该组播组相关联的输入输出端口输出MAC-in-MAC帧。结果，能够避免打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧的泛洪，并抑制组播通信中的通信速度的下降。
[适用例2]在适用例1的网络系统中，所述边缘交换器还包括：组播帧确定部，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定由所述路由器转发的组播帧；和组播组附加部，将表示组播帧的组播组的组播组信息，附加到将由所述组播帧确定部确定的该组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中，所述核心交换器还包括：组播组确定部，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了所述组播组信息的MAC-in-MAC帧；和端口选择部，选择通过所述端口设定部对组播组建立了关联的输入输出端口，作为输出MAC-in-MAC帧的转发目标端口，该组播组利用由所述组播组确定部确定的该MAC-in-MAC帧的组播组信息示出。根据适用例2的网络系统，通过在核心交换器中探听被附加到MAC-in-MAC帧的帧头中的组播组信息，能够容易确定打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧的目标即组播组。
[适用例3]在适用例1或适用例2的网络系统中，所述边缘交换器的所述标记附加部在至少一个存储部中附加所述标记信息，所述存储部包括存储将所述参加消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中的以下信息的存储部，
即，(a1)存储所述帧头中表示处理该MAC-in-MAC帧的优先级的信息的存储部，
(a2)存储所述帧头中表示该MAC-in-MAC帧的发送源的信息的存储部，
(a3)存储所述帧头中表示该MAC-in-MAC帧的目标地址的信息的存储部，
(a4)存储所述帧头中表示规定由该MAC-in-MAC帧承载的数据的通信协议及该数据的大小中的至少一方的信息的存储部。
根据适用例3的网络系统，能够在MAC-in-MAC帧的数据转发不产生问题的情况下，由核心交换器进行探听，并在MAC-in-MAC帧的帧头中附加标记信息。
[适用例4]在适用例1～适用例3的任一网络系统中，所述边缘交换器的所述组播组附加部在至少一个存储部中附加所述组播组信息，所述存储部包括存储将所述组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中的以下信息的存储部，
即，(b1)存储所述帧头中表示该MAC-in-MAC帧的目标地址的信息的存储部，
(b2)存储所述帧头中确定转发该MAC-in-MAC帧的用户网络的信息的存储部。
根据适用例4的网络系统，能够在MAC-in-MAC帧的数据转发不产生问题的情况下，由核心交换器进行探听，并在MAC-in-MAC帧的帧头中附加组播组信息。
[适用例5]一种核心交换器，中继将MAC帧打包得到的MAC-in-MAC帧，所述核心交换器包括：多个输入输出端口，用于输入输出层2帧；标记确定部，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了标记信息的MAC-in-MAC帧，所述标记信息表示参加组播组的主机对路由器的参加消息；和端口设定部，使被打包到由所述标记确定部确定的MAC-in-MAC帧中的参加消息的组播组，与被输入了该MAC-in-MAC帧的输入输出端口建立关联。
根据适用例5的核心交换器，通过探听被附加到MAC-in-MAC帧的帧头中的标记信息，能够使核心交换器的输入输出端口与组播组建立关联。因此，能够从打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧中确定组播组，并从与该组播组建立了关联的输入输出端口输出MAC-in-MAC帧。结果，能够避免打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧的泛洪，并抑制组播通信中的通信速度的下降。
[适用例6]在适用例5的核心交换器中，还包括：组播组确定部，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了表示组播组的组播组信息的MAC-in-MAC帧；和端口选择部，选择通过所述端口设定部对组播组建立了关联的输入输出端口，作为输出MAC-in-MAC帧的转发目标端口，该组播组利用由所述组播组确定部确定的该MAC-in-MAC帧的组播组信息示出。根据适用例6的核心交换器，通过探听被附加到MAC-in-MAC帧的帧头中的组播组信息，能够容易确定打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧的目标即组播组。
[适用例7]一种边缘交换器，进行MAC帧与MAC-in-MAC帧之间的转换，并在用户网络和核心交换器之间进行中继，所述边缘交换器包括：参加消息确定部，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定参加组播组的主机对路由器的参加消息；和标记附加部，将表示参加消息的标记信息，附加到将由所述参加消息确定部确定的该参加消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中。根据适用例7的边缘交换器，能够生成可以由核心交换器通过探听识别到打包了参加消息的MAC-in-MAC帧。
[适用例8]在适用例7的边缘交换器中，还包括：组播帧确定部，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定由所述路由器转发的组播帧；和组播组附加部，将表示组播帧的组播组的组播组信息，附加到将由所述组播帧确定部确定的该组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中。根据适用例8的边缘交换器，能够生成可以由核心交换器通过探听识别到打包了组播组的MAC-in-MAC帧，该组播组是打包了组播帧的MAC-in-MAC帧的目标。
[适用例9]一种中继在用户网络中的多个据点之间转发的MAC帧的数据中继方法，包括：核心中继步骤，由具有输入输出层2帧的多个输入输出端口的核心交换器，中继将所述MAC帧打包得到的MAC-in-MAC帧；和边缘中继步骤，由边缘交换器进行所述MAC帧与所述MAC-in-MAC帧之间的转换，并在所述用户网络和所述核心交换器之间进行中继，所述边缘中继步骤包括：参加消息确定步骤，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定参加到组播组的主机对路由器的参加消息；和标记附加步骤，将表示参加消息的标记信息，附加到将通过所述参加消息确定步骤确定的该参加消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中，所述核心中继步骤包括：标记确定步骤，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了所述标记信息的MAC-in-MAC帧；和端口设定步骤，使被打包到通过所述标记确定步骤确定的MAC-in-MAC帧中的参加消息的组播组，与被输入了该MAC-in-MAC帧的输入输出端口建立关联。
根据适用例9的数据中继方法，通过在核心交换器中探听被附加到MAC-in-MAC帧的帧头中的标记信息，能够使核心交换器的输入输出端口与组播组建立关联。因此，能够从打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧中确定组播组，并从与该组播组建立了关联的输入输出端口输出MAC-in-MAC帧。结果，能够避免打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧的泛洪，并抑制组播通信中的通信速度的下降。
[适用例10]在适用例9的数据中继方法中，所述边缘中继步骤还包括：组播帧确定步骤，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定由所述路由器转发的组播帧；和组播组附加步骤，将表示该组播帧的组播组的组播组信息，附加到将通过所述组播帧确定步骤确定的组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中，所述核心中继步骤还包括：组播组确定步骤，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了所述组播组信息的MAC-in-MAC帧；和端口选择步骤，选择通过所述端口设定步骤与组播组建立了关联的输入输出端口，作为输出MAC-in-MAC帧的转发目标端口，该组播组利用通过所述组播组确定步骤确定的该MAC-in-MAC帧的组播组信息示出。根据适用例10的数据中继方法，通过在核心交换器中探听被附加到MAC-in-MAC帧的帧头中的标记信息，能够容易确定打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧的目标即组播组。
本发明的方式不限于网络系统、核心交换器、边缘交换器、数据中继方法，例如，也能够适用于使计算机实现核心交换器的功能的程序、使计算机实现边缘交换器的功能的程序、在核心交换器中中继数据的方法、在边缘交换器中中继数据的方法等其他方式。并且，本发明不限于前面叙述的任何方式，当然能够在不脱离本发明宗旨的范围内以各种方式实施。
附图说明
图1是表示计算机网络的结构的说明图。
图2是示意地表示MAC帧的帧结构和MAC-in-MAC帧的帧结构的说明图。
图3是表示载波网络中的边缘交换器的具体结构的说明图。
图4是表示边缘交换器中的转发地址数据库的一例的说明图。
图5是表示边缘交换器中的转发地址数据库的一例的说明图。
图6是表示载波网络中的核心交换器的具体结构的说明图。
图7是表示核心交换器中的转发地址数据库的一例的说明图。
图8是表示载波网络中的边缘交换器的边缘控制部执行的边缘中继处理的流程图。
图9是表示载波网络中的边缘交换器的边缘控制部执行的边缘中继处理的流程图。
图10是表示载波网络中的边缘交换器的边缘控制部执行的边缘中继处理的流程图。
图11是表示载波网络中的核心交换器的核心控制部执行的核心中继处理的流程图。
图12是表示载波网络中的核心交换器的核心控制部执行的核心中继处理的流程图。
图13是表示载波网络中的核心交换器的核心控制部执行的核心中继处理的流程图。
图14是表示在载波网络中转发组播包的状态的说明图。
具体实施方式
为了进一步明确以上说明的本发明的结构和作用，下面说明适用了本发明的计算机网络。
A.实施例
A1.计算机网络的结构：
图1是表示计算机网络1的结构的说明图。计算机网络1是具有载波网络10和用户网络61、62的网络系统。
计算机网络1的用户网络61、62是由接受载波网络10的通信服务的企业和公共团体、个人等顾客运营的网络系统。用户网络61具有多个据点网络61a、61b、61c、61d，这些多个据点网络61a、61b、61c、61d分别通过载波网络10相互连接，并在局域网络(Local Area Network，以下称为“LAN”)中协作动作。用户网络62与用户网络61相同，具有多个据点网络62a、62b、62c、62d，这些多个据点网络62a、62b、62c、62d分别通过载波网络10相互连接，并在LAN中协作动作。
用户网络61、62可以构成单一的LAN，也可以在该LAN中构成用于设定相对物理的连接结构独立的虚拟网络组的虚拟网络即虚拟LAN(VirtualLAN，以下称为“VLAN”)。另外，在图1中图示了两个用户网络，并在各个用户网络中图示了4个据点网络，但用户网络及其据点网络的数量不限于图1所示的数量，可以适当增减。
用户网络61具有：个人计算机610，使多个据点网络61a、61b、61c、61d中的至少一方执行各种运算处理；和路由器612，将用户网络61与其他网络相互连接。
在本实施例的说明中，一般在表示属于用户网络61的个人计算机时使用标号“610”，在表示属于确定的据点网络的计算机时，使用在标号“610”的后面附加了在该据点网络的标号后面附加的英文字符的标号。例如，属于据点网络62b的计算机上使用标号“610b”，属于据点网络62c的计算机上使用标号“610c”。
在本实施例的说明中，一般在表示属于用户网络61的路由器时使用标号“710”，在表示属于确定的据点网络的路由器时，使用在标号“710”的后面附加了在该据点网络的标号后面附加的英文字符的标号。例如，属于据点网络62a的路由器上使用标号“710a”。
在本实施例中，据点网络61a具有将因特网90与用户网络61之间相互连接的路由器612a。在本实施例中，发送组播包的服务器计算机900与因特网90连接，据点网络62b的个人计算机610b和据点网络62c的个人计算机610c分别通过据点网络61a的路由器621a，能够从服务器计算机900接收组播包。
计算机网络1的载波网络10由电气通信商运营，是构建层2虚拟专用网(L2VPN)的网络系统，该L2VPN用于中继在用户网络61、62中的多个据点网络之间转发的MAC帧。载波网络10具有：核心交换器100，其根据标准规格IEEE802.1ah构建以MAC-in-MAC帧形式实施数据转发的骨干通信线路即核心网络12；和边缘交换器200，其将用户网络61、62与核心网络12之间相互连接。关于核心交换器100和边缘交换器200的结构及动作，将在后面具体说明。
在本实施例的说明中，一般在表示属于载波网络10的核心交换器时使用标号“100”，在独立表示确定的核心交换器时，使用在“100”后面特别附加了英文字符的标号。例如，在图1的示例中图示了5个核心交换器100，在独立表示这些核心交换器100时，使用标号“100a”、“100b”、“100c”、“100d”、“100e”。
在本实施例的说明中，一般在表示属于载波网络10的边缘交换器时使用标号“200”，在独立表示确定的边缘交换器时，使用在“200”后面特别附加了英文字符的标号。例如，在图1的示例中图示了4个边缘交换器200，在独立表示这些边缘交换器200时，使用标号“200a”、“200b”、“200c”、“200d”。
在图1的示例中，核心交换器100e将核心交换器100a、100b、100c、100d分别相互连接。在图1的示例中，边缘交换器200a将核心交换器100a与据点网络61a、62a之间相互连接，边缘交换器200b将核心交换器100b与据点网络61b、62b之间相互连接，边缘交换器200c将核心交换器100c与据点网络61c、62c之间相互连接，边缘交换器200d将核心交换器100d与据点网络61d、62d之间相互连接。另外，在图1中图示了5个核心交换器100，并图示了4个边缘交换器200，但核心交换器100和边缘交换器200的数量不限于图1所示的数量，可以适当增减。
图2是示意地表示MAC帧的帧结构700和MAC-in-MAC帧的帧结构800的说明图。在图2中的上部图示了MAC-in-MAC帧的帧结构800，在图2中的下部图示了MAC帧的帧结构700。
MAC帧的帧结构700从其前头起依次具有存储部710、720、730、740、750、760。存储部710、720、730、740构成MAC帧的帧头。
帧结构700的存储部710是DMAC(Destination MAC)字段，用于存储表示该MAC帧的目标的MAC地址，帧结构700的存储部720是SMAC(SourceMAC)字段，用于存储表示该MAC帧的发送源的MAC地址。
帧结构700的存储部730是VLAN标签字段，用于存储识别对用户网络61、62设定的VALN的VALN标签。
帧结构700的存储部740是类型/长度字段，其存储表示用于规定存储在存储部750中的包的上位层通信协议的类型的识别符、和表示存储在存储部750中的数据的尺寸的八位字节数。
帧结构700的存储部750是用户数据字段，用于存储由该MAC帧承载的数据。另外，组播通信中的IGMP join消息和组播包被存储在帧结构700的存储部750中进行数据转发。
帧结构700的存储部760是FCS(Frame Check Sequence)字段，其存储用于检测该MAC帧的错误的CRC(Cyclic Redundancy Check)值。
MAC-in-MAC帧的帧结构800从其前头起依次具有存储部810、820、830、840、850、860。存储部810、820、830、840构成MAC-in-MAC帧的帧头。
帧结构800的存储部810是C-DMAC(Core-Destination MAC)字段，用于存储表示该MAC-in-MAC帧在核心网络12中的目标的MAC地址，帧结构800的存储部820是SMAC(Core-Source MAC)字段，用于存储表示该MAC-in-MAC帧在核心网络12中的发送源的MAC地址。
帧结构800的存储部830是VLAN标签字段，用于存储识别对用户网络61、62设定的VALN的VALN标签，存储部830具有存储部832、835。存储部830中的存储部832是TPID(Tag Protocol Identifier)字段，用于存储设定VALN标签的有效或无效的识别符。
存储部830中的存储部835是TCI(Tag Control Information)字段，用于存储控制对用户网络61、62设定的VLAN的控制数据，存储部835具有存储部836、837、838。存储部835中的存储部836是CoS(Class ofService)字段，用于存储表示处理该MAC-in-MAC帧的优先级的信息。存储部835中的存储部837是CFI(Canonicai Format Indicator)字段，用于存储表示该MAC-in-MAC帧中的MAC地址的格式形式的信息。存储部835中的存储部838是VID(VLAN Identifier)字段，其存储用于确定转发该MAC-in-MAC帧的VALN的识别符。
帧结构800的存储部840是类型/长度字段，其存储表示用于规定存储在存储部850中的包的上位层通信协议的类型的识别符、和表示存储在存储部850中的数据的尺寸的八位字节数。
帧结构800的存储部850是用户MAC帧字段，用于存储被打包在该MAC-in-MAC帧中的MAC帧。存储在存储部750中的MAC帧可以包含该帧结构700的存储部760，也可以不包含。
帧结构800的存储部860是FCS字段，其存储用于检测该MAC-in-MAC帧的错误的CRC值。
图3是表示载波网络10中的边缘交换器200的具体结构的说明图。边缘交换器200是连接装置，其进行MAC帧与MAC-in-MAC帧之间的转换，并在用户网络61、62和核心交换器100之间进行中继。边缘交换器200具有边缘控制部210、网络接口220、缓冲器230、存储部240和管理接口250。
边缘交换器200的网络接口220具有与核心交换器100及用户网络61、62电连接的物理连接端子即多个输入输出端口222。多个输入输出端口222分别受理包括MAC帧和MAC-in-MAC帧在内的层2帧的输入，同时根据边缘控制部210的指示输出层2帧。
边缘交换器200的缓冲器230是临时存储由边缘控制部210处理的层2帧的存储装置。边缘交换器200的管理接口250与载波网络10的管理者之间进行信息的交换。在本实施例中，管理接口250包括操作面板和存储卡插槽、各种连接输入输出端口等电子设备。
边缘交换器200的存储部240存储由边缘控制部210处理的各种数据，存储作为该数据之一的转发地址数据库242。转发地址数据库242是登记了从网络接口220中的多个输入输出端口222中选择输出层2帧的转发地址端口的信息的数据库。在本实施例中，转发地址数据库242利用基于通过输入输出端口222接收到的层2帧的边缘控制部210的学习功能而完备，但在其他实施方式中，转发地址数据库242的至少一部分根据通过管理接口250输入的信息而完备。
在本实施例的说明中，一般在表示边缘交换器中的转发地址数据库时使用标号“242”，在独立表示确定的边缘交换器中的转发地址数据库时，使用在“242”后面附加了在该边缘交换器的标号后面附加的英文字符的标号。例如，边缘交换器200a中的转发地址数据库使用标号“242a”，边缘交换器200c中的转发地址数据库使用标号“242c”。
图4是表示边缘交换器200a中的转发地址数据库242a的一例的说明图。图5是表示边缘交换器200c中的转发地址数据库242c的一例的说明图。边缘交换器200中的转发地址数据库242具有存储部2421、2422、2424、2426、2428、2429。
转发地址数据库242的存储部2421是存储用于识别登记在转发地址数据库242中的信息的登记号码的字段。转发地址数据库242的存储部2421是存储用于确定对用户网络61、62设定的VLAN的VLAN识别符的字段。转发地址数据库242的存储部2424是存储表示MAC帧的目标的目标MAC地址的字段。转发地址数据库242的存储部2426是存储分配给多个输入输出端口222的各个端口的端口号码中表示转发地址端口的输出端口号码的字段。转发地址数据库242的存储部2428是存储表示MAC-in-MAC帧的目标的核心网络目标MAC地址的字段。转发地址数据库242的存储部2429是存储表示学习了登记在转发地址数据库242中的信息的信息源的信息的字段。
例如，在图4所示的转发地址数据库242a中，登记号码“1”的登记信息表示从核心网络学习的信息。在该登记号码“1”的登记信息中，当在边缘交换器200a中接收到的MAC帧属于利用VLAN识别符“20”识别的VLAN、其目标MAC地址是“00:00:4c:00:12:34”时，把将该MAC帧打包得到的MAC-in-MAC帧的目标MAC地址设定为“fe:00:00:20:00:03”，表示从被分配了端口号码“1”的输入输出端口222发送该MAC-in-MAC帧。另外，在图1中，在从边缘交换器200向其他节点延伸的直线旁边标注的带圆圈的数字，对应于分配给输入输出端口222的端口号码。
另外，在图5所示的转发地址数据库242c中，登记号码“1”的登记信息表示从用户网络学习的信息。在该登记号码“1”的登记信息中，当在边缘交换器200c中接收到的MAC帧属于利用VLAN识别符“20”识别的VLAN、其目标MAC地址是“00:00:4c:00:12:34”时，表示从被分配了端口号码“2”的输入输出端口222发送该MAC帧。
返回图3的说明，边缘交换器200的边缘控制部210与边缘交换器200的各个部分电连接，并执行转发包括MAC帧和MAC-in-MAC帧在内的层2帧的各种控制处理。边缘控制部210具有参加消息确定部211、组播端口设定部212、标记附加部213、组播帧确定部216、组播端口选择部217、和组播组附加部218。
边缘控制部210的参加消息确定部211从由用户网络61、62和核心交换器100转发的MAC帧中，确定参加组播组的主机即个人计算机610对路由器612的参加消息。在本实施例中，参加消息确定部211确定计算机610对路由器612的IGMP join消息。
边缘控制部210的组播端口设定部212使由参加消息确定部211确定的IGMP join消息的组播组，与被输入了该IGMP join消息的输入输出端口222相关联。在本实施例中，组播端口设定部212在转发地址数据库242中登记使组播组与输入输出端口222相关联的信息。
在向核心交换器100转发由参加消息确定部211确定的IGMP join消息时，边缘控制部210的标记附加部213将表示打包了IGMP join消息的标记信息，附加在将该IGMP join消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中。
边缘控制部210的组播帧确定部216从由用户网络61、62和核心交换器100转发的MAC帧中，确定组播帧。另外，组播帧是承载从路由器612转发的组播包的MAC帧。
边缘控制部210的组播端口选择部217选择通过组播端口设定部212与组播组相关联的输入输出端口222，作为输出组播帧的转发地址端口，该组播组被发布了由组播帧确定部216确定的该组播帧。在本实施例中，组播端口选择部217参照转发地址数据库242选择转发地址端口。
在向核心交换器100转发由组播帧确定部216确定的组播帧时，边缘控制部210的组播组附加部218将表示该组播组的组播组信息，附加在将该组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中。
在本实施例中，边缘控制部210中的组播端口设定部212、标记附加部213、组播帧确定部216、组播端口选择部217、和组播组附加部218的各自功能，通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit)根据其物理电路结构进行动作而实现，但在其他实施方式中，这些功能的至少一部分也可以通过CPU(Central Processing Unit)根据计算机程序进行动作而实现。
图6是表示载波网络10中的核心交换器100的具体结构的说明图。核心交换器100是中继将MAC帧打包得到的MAC-in-MAC帧的连接装置。核心交换器100具有核心控制部110、网络接口120、缓冲器130、存储部140、和管理接口150。
核心交换器100的网络接口120具有与边缘交换器200及其他核心交换器100电连接的物理连接端子即多个输入输出端口122。多个输入输出端口122分别受理MAC-in-MAC帧的输入，同时根据核心控制部110的指示输出MAC-in-MAC帧。
核心交换器100的缓冲器130是临时存储由核心控制部110处理的MAC-in-MAC帧的存储装置。核心交换器100的管理接口150与载波网络10的管理者之间进行信息的交换。在本实施例中，管理接口150包括操作面板和存储卡插槽、各种连接输入输出端口等电子设备。
核心交换器100的存储部140存储由核心控制部110处理的各种数据，存储作为该数据之一的转发地址数据库142。转发地址数据库142是登记了从网络接口120中的多个输入输出端口122中选择输出MAC-in-MAC帧的转发地址端口的信息的数据库。在本实施例中，转发地址数据库142利用基于通过输入输出端口122接收到的MAC-in-MAC帧的核心控制部110的学习功能而完备，但在其他实施方式中，转发地址数据库142的至少一部分根据通过管理接口150输入的信息而完备。
在本实施例的说明中，一般在表示核心交换器中的转发地址数据库时使用标号“142”，在独立表示确定的核心交换器中的转发地址数据库时，使用在“142”后面附加了在该核心交换器的标号后面附加的英文字符的标号。例如，核心交换器100e中的转发地址数据库使用标号“142e”。
图7是表示核心交换器100e中的转发地址数据库142e的一例的说明图。核心交换器100中的转发地址数据库142具有存储部1421、1422、1424、1426、1429。
转发地址数据库142的存储部1421是存储用于识别登记在转发地址数据库142中的信息的登记号码的字段。转发地址数据库142的存储部1421是存储用于确定对用户网络61、62设定的VLAN的VLAN识别符的字段。转发地址数据库142的存储部1424是存储表示MAC-in-MAC帧的目标的核心网络目标MAC地址的字段。转发地址数据库142的存储部1426是存储分配给多个输入输出端口122的各个端口的端口号码中表示转发地址端口的输出端口号码的字段。转发地址数据库142的存储部1429是存储表示学习了登记在转发地址数据库142中的信息的信息源的信息的字段。
例如，在图7所示的转发地址数据库142e中，登记号码“1”的登记信息表示从被分配了端口号码“1”的输入输出端口122学习的信息。在该登记号码“1”的登记信息中，当在核心交换器100e中接收到的MAC-in-MAC帧属于利用VLAN识别符“20”识别的VLAN、其目标MAC地址是“fe:00:00:20:00:01”时，表示从被分配了端口号码“1”的输入输出端口122发送该MAC-in-MAC帧。
返回图6的说明，核心交换器100的核心控制部110与核心交换器100的各个部分电连接，并执行转发MAC-in-MAC帧的各种控制处理。核心控制部110具有标记确定部111、组播端口设定部112、组播组确定部116、和组播端口选择部117。
核心控制部110的标记确定部111从通过多个输入输出端口122输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了标记信息的MAC-in-MAC帧。在本实施例中，如前面所述，MAC-in-MAC帧中的标记信息是表示在该MAC-in-MAC帧中打包了IGMP join消息的信息，在IGMP join消息被打包到MAC-in-MAC帧中时，指通过边缘交换器200附加的信息。
核心控制部110的组播端口设定部112使被打包到由标记确定部111确定的MAC-in-MAC帧中的IGMP join消息的组播组，与被输入了该MAC-in-MAC帧的输入输出端口122相关联。在本实施例中，组播端口设定部112在转发地址数据库142中登记使组播组与输入输出端口122相关联的信息。
核心控制部110的组播组确定部116从通过多个输入输出端口122输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了组播组信息的MAC-in-MAC帧。在本实施例中，如前面所述，MAC-in-MAC帧中的组播组信息是表示被发布了被打包到该MAC-in-MAC帧中的组播包的组播组的信息，在该组播包被打包到MAC-in-MAC帧中时，指由边缘交换器200附加的信息。
核心控制部110的组播端口选择部117选择通过组播端口设定部112与组播组相关联的输入输出端口122，作为输出该MAC-in-MAC帧的转发地址端口，该组播组利用由组播组确定部116确定的MAC-in-MAC帧的组播组信息示出。在本实施例中，组播端口选择部117参照转发地址数据库142选择转发地址端口。
在本实施例中，核心控制部110中的标记确定部111、组播端口设定部112、组播组确定部116、和组播端口选择部117的各自功能，通过ASIC(Application Specific Integrated Circuit)根据其物理电路结构进行动作而实现，但在其他实施方式中，这些功能的至少一部分也可以通过CPU(Central Processing Unit)根据计算机程序进行动作而实现。
A2.计算机网络的动作
A2-1.边缘中继处理
图8～图10是表示载波网络10中的边缘交换器200的边缘控制部210执行的边缘中继处理(步骤S200)的流程图。边缘中继处理(步骤S200)是进行MAC帧与MAC-in-MAC帧之间的转换，并在用户网络61、62和核心交换器100之间进行中继的处理。在本实施例中，在包括MAC帧和MAC-in-MAC帧在内的层2帧被输入到输入输出端口222时，边缘控制部210开始边缘中继处理(步骤S200)。
如图8所示，在边缘中继处理(步骤S200)开始后，边缘控制部210执行帧接收处理(步骤S210)。在输入到输入输出端口222的层2帧是MAC帧时，在帧接收处理(步骤S210)中，边缘控制部210直接接收由输入输出端口222受理的MAC帧。另一方面，在输入到输入输出端口222的层2帧是MAC-in-MAC帧时，在帧接收处理(步骤S210)中，边缘控制部210将由输入输出端口222受理的MAC-in-MAC帧解包为MAC帧，然后接收该MAC帧。另外，在本说明书中，所说MAC-in-MAC帧的解包，指把MAC-in-MAC帧转换为被打包到该MAC-in-MAC帧的帧结构800的存储部850中的MAC帧。
在帧接收处理(步骤S210)之后，边缘控制部210根据由参加消息确定部211实现的功能，执行参加消息确定处理(步骤S220)。在参加消息确定处理(步骤S210)中，边缘控制部210从在帧接收处理(步骤S210)中接收到的MAC帧中，确定参加到组播组的计算机610对路由器612的参加消息。在本实施例中，在参加消息确定处理(步骤S210)中，边缘控制部210通过实施IGMP探听，把计算机610对路由器612的IGMP join消息确定为参加消息。
转入图9的说明，在MAC帧是IGMP join消息时(步骤S225：是)，边缘控制部210根据由组播端口设定部212实现的功能，执行组播端口设定处理(步骤S250)。在组播端口设定处理(步骤S250)中，边缘控制部210使在参加消息确定处理(步骤S220)中确定的IGMP join消息的组播组，与被输入了该IGMP join消息的输入输出端口222相关联。在本实施例中，边缘控制部210在转发地址数据库242中登记使组播组与输入输出端口222相关联的信息。
在此，说明在由属于据点网络61c的计算机610c发送了针对属于据点网络61a的路由器612a的IGMP join消息时，在边缘交换器200a、200c中执行的组播端口设定处理(步骤S250)的动作。在该说明中表示IGMP join消息中的组播组的组播MAC地址是“01:00:5e:00:12:34”。
边缘交换器200c在通过被分配了端口号码“2”的输入输出端口222接收到来自计算机610c的IGMP join消息时，在组播端口设定处理(步骤S250)中，在图5所示的转发地址数据库242c中登记利用登记号码“500”表示的登记信息。图5所示的转发地址数据库242c中的登记号码“500”的登记信息表示是通过探听学习到的信息，当在边缘交换器200c中接收到的MAC帧属于利用VLAN识别符“20”识别的VLAN、其目标MAC地址是“01:00:5e:00:12:34”时，表示从被分配了端口号码“2”的输入输出端口222发送该MAC帧。
另一方面，边缘交换器200a在通过被分配了端口号码“1”的输入输出端口222，接收到由计算机610c发送并经由边缘交换器200c和核心网络12后的IGMP join消息时，在组播端口设定处理(步骤S250)中，在图4所示的转发地址数据库242a中登记利用登记号码“500”表示的登记信息。图4所示的转发地址数据库242a中的登记号码“500”的登记信息表示是通过探听学习到的信息，当在边缘交换器200a中接收到的MAC帧属于利用VLAN识别符“20”识别的VLAN、其目标MAC地址是“01:00:5e:00:12:34”时，把将该MAC帧打包得到的MAC-in-MAC帧的目标MAC地址设定为“ff:00:00:20:12:34”，表示从被分配了端口号码“1”的输入输出端口222发送该MAC-in-MAC帧。在本实施例中，核心网络目标MAC地址“ff:00:00:20:12:34”，是对表示IGMP join消息中的组播组的组播MAC地址“01:00:5e:00:12:34”进行转换生成的MAC地址。
返回图9的说明，在组播端口设定处理(步骤S250)之后，边缘控制部210根据转发地址数据库242，从多个输入输出端口222中选择发送IGMPjoin消息的转发地址端口(步骤S262)。
在选择了转发地址端口(步骤S262)之后，在与该转发地址端口连接的转发地址是核心网络12时(步骤S263：是)，边缘控制部210根据由标记附加部213实现的功能，执行标记附加处理(步骤S265)。在标记附加处理(步骤S265)中，边缘控制部210将表示被打包了IGMP join消息的标记信息，附加在将通过参加消息确定处理(步骤S210)确定的IGMP join消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中。
在本实施例中，标记信息是1比特(bit)的数据，在其值是“1”时，表示IGMP join消息被打包到MAC-in-MAC帧中。在本实施例中，标记信息被存储在MAC-in-MAC帧的帧结构800的存储部836中，但在其他实施方式中，也可以存储在存储部810、820、840至少一方中。另外，当在存储MAC地址的存储部810、820至少一方中存储标记信息时，核心交换器100和边缘交换器200至少一方也可以具有用于区分识别MAC地址和标记信息的功能。由此，能够避免因附加标记信息造成的转发地址数据库中的信息量的增加。
在标记附加处理(步骤S265)之后，边缘控制部210向被选择为转发地址端口的输入输出端口222发送附加了标记信息的MAC-in-MAC帧(步骤S266)。
在选择了转发地址端口(步骤S262)之后，在与该转发地址端口连接的转发地址不是核心网络12时(步骤S263：否)，边缘控制部210向被选择为转发地址端口的输入输出端口222直接发送承载IGMP join消息的MAC帧(步骤S268)。
在结束针对全部转发地址端口的处理之后(步骤S269：是)，边缘控制部210结束边缘中继处理(步骤S200)。
返回图8的说明，当在帧接收处理(步骤S210)中接收到MAC帧不是IGMP join消息时(步骤S225：否)，边缘控制部210根据由组播帧确定部216实现的功能，执行组播帧确定处理(步骤S230)。在组播帧确定处理(步骤S230)中，边缘控制部210从在帧接收处理(步骤S210)中接收到MAC帧中确定组播帧。在本实施例中，在组播帧确定处理(步骤S230)中，在MAC帧中的目标MAC地址是组播MAC地址时，边缘控制部210将该MAC地址识别为组播帧。
转入图10的说明，在MAC帧是组播帧时(步骤S235：是)，边缘控制部210根据由组播端口选择部217实现的功能，执行组播端口选择处理(步骤S282)。在组播端口选择处理(步骤S282)中，边缘控制部210根据转发地址数据库242，从多个输入输出端口222中选择发送组播帧的转发地址端口。
在此说明由与因特网90连接的服务器计算机900发布的组播包，是从被设定了针对组播组“01:00:5e:00:12:34”的组播通信的路由器612a转发过来时，在边缘交换器200a、200c中执行的组播端口选择处理(步骤S282)的动作。
边缘交换器200a在通过被分配了端口号码“2”的输入输出端口222接收到来自路由器612a的承载组播包的组播帧时，在组播端口选择处理(步骤S282)中，从图4所示的转发地址数据库242a的登记信息中，检索与该组播帧所示的VALN识别符和目标MAC地址(组播组)一致的登记信息。在图4的示例中，登记号码“500”的登记信息符合，在该登记信息中，表示把将组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的目标MAC地址设定为“ff:00:00:20:12:34”，把被分配了端口号码“1”的输入输出端口222选择为转发地址端口。
另一方面，边缘交换器200c在通过被分配了端口号码“1”的输入输出端口222，从边缘交换器200a并经由核心网络12接收到组播帧时，在组播端口选择处理(步骤S282)中，从图5所示的转发地址数据库242c的登记信息中，检索与该组播帧所示的VALN识别符和目标MAC地址(组播组)一致的登记信息。在图5的示例中，登记号码“500”的登记信息符合，在该登记信息中，表示把被分配了端口号码“2”的输入输出端口222选择为转发地址端口。
返回图10的说明，当在组播端口选择处理(步骤S282)中选择了转发地址端口后，在与该转发地址端口连接的转发地址是核心网络12时(步骤S283：是)，边缘控制部210根据由组播组附加部218实现的功能，执行组播组附加处理(步骤S285)。在组播组附加处理(步骤S285)中，边缘控制部210将表示该组播组的组播组信息，附加到将在组播帧确定处理(步骤S230)中确定的组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中。在本实施例中，组播组信息是在转发地址数据库242中与组播组相关联地登记的核心网络目标MAC地址，边缘控制部210根据转发地址数据库242，对MAC-in-MAC帧设定核心网络目标MAC地址，由此将组播组信息附加到MAC-in-MAC帧的帧头中。
在本实施例中，组播组信息是对表示组播组的组播MAC地址进行转换生成的核心网络目标MAC地址，边缘控制部210将组播组信息存储在MAC-in-MAC帧的帧结构800的存储部810中。但是，在其他实施方式中，边缘控制部210也可以将组播组信息直接作为表示组播MAC地址的信息，存储在MAC-in-MAC帧的帧结构800的存储部810中，还可以直接作为表示组播MAC地址的信息、或者作为将组播MAC地址变形后的信息，存储在MAC-in-MAC帧的帧结构800的存储部838中。
在组播组附加处理(步骤S285)之后，边缘控制部210向被选择为转发地址端口的输入输出端口222，发送附加了组播组信息的MAC-in-MAC帧(步骤S286)。
当在组播端口选择处理(步骤S282)中选择了转发地址端口后，在与该转发地址端口连接的转发地址不是核心网络12时(步骤S283：否)，边缘控制部210向被选择为转发地址端口的输入输出端口222，直接发送承载组播帧的MAC帧(步骤S288)。
在结束针对全部转发地址端口的处理后(步骤S289：是)，边缘控制部210结束边缘中继处理(步骤S200)。
返回图8的说明，当在帧接收处理(步骤S210)中接收到的MAC帧不是IGMP join消息和组播帧时(步骤S235：否)，边缘控制部210根据转发地址数据库242，向输入输出端口222发送在帧接收处理(步骤S210)中接收到的MAC帧(步骤S242、S243、S245、S246、S248、S249)。然后，边缘控制部210结束边缘中继处理(步骤S200)。
A2-2.核心中继处理
图11～图13是表示载波网络10中的核心交换器100的核心控制部110执行的核心中继处理(步骤S100)的流程图。核心中继处理(步骤S100)是中继将MAC帧打包得到的MAC-in-MAC帧的处理。在本实施例中，在层2帧即MAC-in-MAC帧被输入到输入输出端口122时，核心控制部110开始核心中继处理(步骤S100)。
如图11所示，在核心中继处理(步骤S100)开始后，核心控制部110执行帧接收处理(步骤S110)。在帧接收处理(步骤S110)中，核心控制部110接收由输入输出端口122受理的MAC-in-MAC帧。
在帧接收处理(步骤S110)之后，核心控制部110根据由标记确定部111实现的功能，执行标记确定处理(步骤S120)。在标记确定处理(步骤S120)中，核心控制部110从在帧接收处理(步骤S110)中接收到的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了标记信息的MAC-in-MAC帧。
在本实施例中，如前面所述，MAC-in-MAC帧中的标记信息是表示IGMP join消息被打包到该MAC-in-MAC帧中的信息，在IGMP join消息被打包到该MAC-in-MAC帧中时，指由边缘交换器200附加的信息。在本实施例中，标记信息是1比特的数据，在其值是“1”时，表示IGMP join消息被打包到MAC-in-MAC帧中，标记信息是存储在MAC-in-MAC帧的帧结构800的存储部836中的信息。
转入图12的说明，当在帧接收处理(步骤S110)中接收到的MAC-in-MAC帧被附加了表示值是“1”的标记信息时(步骤S125：是)，核心控制部110根据由组播端口设定部112实现的功能，执行组播端口设定处理(步骤S150)。在组播端口设定处理(步骤S150)中，核心控制部110使被打包到附加了标记信息的MAC-in-MAC帧中的IGMP join消息的组播组，与被输入了该MAC-in-MAC帧的输入输出端口122相关联。在本实施例中，核心控制部110在转发地址数据库142中登记使组播组与输入输出端口122相关联的信息。
在此，说明在由属于据点网络61b的个人计算机610b、和属于据点网络61c的个人计算机610c双方发送了针对属于据点网络61a的路由器612a的IGMP join消息时，在核心交换器100e中执行的组播端口设定处理(步骤S150)的动作。在该说明中表示IGMP join消息中的组播组的组播MAC地址是“01:00:5e:00:12:34”，在核心网络12中，把对该组播MAC地址进行转换生成的核心网络目标MAC地址“ff:00:00:20:12:34”用作组播MAC地址。
核心交换器100e在通过被分配了端口号码“2”的输入输出端口122接收到来自个人计算机610b的将IGMP join消息打包得到的MAC-in-MAC帧，并且通过被分配了端口号码“3”的输入输出端口122接收到来自个人计算机610c的将IGMP join消息打包得到的MAC-in-MAC帧时，在组播端口设定处理(步骤S150)中，在图7所示的转发地址数据库142e中登记利用登记号码“500”表示的登记信息。图7所示的转发地址数据库142e中的登记号码“500”的登记信息表示是通过探听学习到的信息，当在核心交换器100e中接收到的MAC-in-MAC帧属于利用VLAN识别符“20”识别的VLAN、其目标MAC地址是“ff:00:00:20:12:34”时，表示从被分配了端口号码“2”和端口号码“3”的输入输出端口122发送该MAC-in-MAC帧。
返回图12的说明，在组播端口设定处理(步骤S150)之后，核心控制部110根据转发地址数据库142，向输入输出端口122发送将IGMP join消息打包得到的MAC-in-MAC帧(步骤S162、S166、S169)。然后，核心控制部110结束核心中继处理(步骤S100)。
返回图11的说明，当在帧接收处理(步骤S110)中接收到的MAC-in-MAC帧没有附加表示值是“1”的标记信息时(步骤S125：否)，核心控制部110根据由组播组确定部116实现的功能，执行组播组确定处理(步骤S130)。在组播组确定处理(步骤S130)中，核心控制部110从在帧接收处理(步骤S110)中接收到的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了组播组信息的MAC-in-MAC帧。
在本实施例中，如前面所述，MAC-in-MAC帧中的组播组信息是表示被发布了被打包到该MAC-in-MAC帧中的组播包的组播组的信息，在该组播包被打包到MAC-in-MAC帧中时，指由边缘交换器200附加的信息。在本实施例中，组播组信息是对表示组播组的组播MAC地址进行转换生成的核心网络目标MAC地址，是存储在MAC-in-MAC帧的帧结构800的存储部810中的信息。
转入图13的说明，当在帧接收处理(步骤S110)中接收到的MAC-in-MAC帧被附加了组播组信息时(步骤S135：是)，核心控制部110根据由组播端口选择部117实现的功能，执行组播端口选择处理(步骤S182)。在组播端口选择处理(步骤S182)中，核心控制部110根据转发地址数据库142，从多个输入输出端口122中选择发送被附加了组播组信息的MAC-in-MAC帧。
在此，说明由与因特网90连接的服务器计算机900发布的组播包，是从被设定了针对组播组“01:00:5e:00:12:34”的组播通信的路由器612a转发过来时，在核心交换器100e中执行的组播端口选择处理(步骤S182)的动作。
核心交换器100e在通过被分配了端口号码“1”的输入输出端口122接收到来自路由器612a的承载组播包的MAC-in-MAC帧时，在组播端口选择处理(步骤S182)中，从图7所示的转发地址数据库142e的登记信息中，检索与该MAC-in-MAC帧所示的VALN识别符和目标MAC地址(组播组)一致的登记信息。在图7的示例中，登记号码“500”的登记信息符合，在该登记信息中，表示把被分配了端口号码“2”和端口号码“3”的输入输出端口122选择为转发地址端口。
返回图13的说明，在组播端口选择处理(步骤S182)之后，核心控制部110向在组播端口选择处理(步骤S182)中被选择为转发地址端口的输入输出端口122，发送在帧接收处理(步骤S110)中接收到的MAC-in-MAC帧(步骤S186、S189)。然后，核心控制部110结束核心中继处理(步骤S100)。
图14是表示在载波网络10中转发组播包的一例的说明图。在本实施例中，如前面所述，核心交换器100e在通过被分配了端口号码“1”的输入输出端口122，接收到来自路由器612a的承载组播包的MAC-in-MAC帧时，向被分配了端口号码“2”和端口号码“3”的输入输出端口122发送该MAC-in-MAC帧(步骤S186)。结果，如图14所示，在打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧被发送(テンス)给载波网络10时，也能够避免从核心交换器100e向核心交换器100d的泛洪。
返回图11的说明，当在帧接收处理(步骤S110)中接收到的MAC-in-MAC帧没有附加标记信息和组播组信息时(步骤S135：否)，核心控制部110根据转发地址数据库142，向输入输出端口122发送在帧接收处理(步骤S110)中接收到的MAC-in-MAC帧(步骤S142、S146、S149)。然后，核心控制部110结束核心中继处理(步骤S100)。
A3.效果
根据以上说明的载波网络10，通过在核心交换器100中探听被附加到MAC-in-MAC帧的帧头中的标记信息(步骤S120)，能够使核心交换器100的输入输出端口122与组播组相关联(步骤S150)。因此，能够从打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧中确定组播组(步骤S130)，并从与该组播组相关联的输入输出端口122输出MAC-in-MAC帧(步骤S182)。结果，能够避免打包组播帧得到的MAC-in-MAC帧的泛洪，并抑制组播通信中的通信速度的下降。
B.其他实施方式
以上说明了本发明的实施方式，但本发明不限于这些实施方式的任何方式，当然能够在不脱离本发明宗旨的范围内以各种方式实施。

Claims (10)

1.一种网络系统，构建用于中继在用户网络中的多个据点之间转发的MAC帧的层2虚拟专用网络，该网络系统包括：
核心交换器，中继将所述MAC帧打包得到的MAC-in-MAC帧；和
边缘交换器，进行所述MAC帧与所述MAC-in-MAC帧之间的转换，并在所述用户网络和所述核心交换器之间进行中继，
所述边缘交换器包括：
参加消息确定部，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定参加到组播组的主机对路由器的参加消息；和
标记附加部，将表示参加消息的标记信息，附加到将由所述参加消息确定部确定的该参加消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中，
所述核心交换器包括：
多个输入输出端口，输入输出MAC-in-MAC帧；
标记确定部，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了所述标记信息的MAC-in-MAC帧；和
端口设定部，使被打包到由所述标记确定部确定的MAC-in-MAC帧中的参加消息的组播组，与被输入了该MAC-in-MAC帧的输入输出端口建立关联。
2.根据权利要求1所述的网络系统，
所述边缘交换器还包括：
组播帧确定部，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定由所述路由器转发的组播帧；和
组播组附加部，将表示组播帧的组播组的组播组信息，附加到将由所述组播帧确定部确定的该组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中，
所述核心交换器还包括：
组播组确定部，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了所述组播组信息的MAC-in-MAC帧；和
端口选择部，选择通过所述端口设定部对组播组建立了关联的输入输出端口，作为输出MAC-in-MAC帧的转发目标端口，该组播组利用由所述组播组确定部确定的该MAC-in-MAC帧的组播组信息示出。
3.根据权利要求1所述的网络系统，所述边缘交换器的所述标记附加部在至少一个存储部中附加所述标记信息，所述存储部包括存储将所述参加消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中的以下信息的存储部，
即，(a1)存储所述帧头中表示处理该MAC-in-MAC帧的优先级的信息的存储部，
(a2)存储所述帧头中表示该MAC-in-MAC帧的发送源的信息的存储部，
(a3)存储所述帧头中表示该MAC-in-MAC帧的目标地址的信息的存储部，
(a4)存储所述帧头中表示规定由该MAC-in-MAC帧承载的数据的通信协议及该数据的大小中的至少一方的信息的存储部。
4.根据权利要求2所述的网络系统，所述边缘交换器的所述组播组附加部在至少一个存储部中附加所述组播组信息，所述存储部包括存储将所述组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中的以下信息的存储部，
即，(b1)存储所述帧头中表示该MAC-in-MAC帧的目标地址的信息的存储部，
(b2)存储所述帧头中确定转发该MAC-in-MAC帧的用户网络的信息的存储部。
5.一种核心交换器，中继将MAC帧打包得到的MAC-in-MAC帧，所述核心交换器包括：
多个输入输出端口，用于输入输出MAC-in-MAC帧；
标记确定部，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了标记信息的MAC-in-MAC帧，所述标记信息表示参加组播组的主机对路由器的参加消息；和
端口设定部，使被打包到由所述标记确定部确定的MAC-in-MAC帧中的参加消息的组播组，与被输入了该MAC-in-MAC帧的输入输出端口建立关联。
6.根据权利要求5所述的核心交换器，还包括：
组播组确定部，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了表示组播组的组播组信息的MAC-in-MAC帧；和
端口选择部，选择通过所述端口设定部对组播组建立了关联的输入输出端口，作为输出MAC-in-MAC帧的转发目标端口，该组播组利用由所述组播组确定部确定的该MAC-in-MAC帧的组播组信息示出。
7.一种边缘交换器，进行MAC帧与MAC-in-MAC帧之间的转换，并在用户网络和核心交换器之间进行中继，所述边缘交换器包括：
参加消息确定部，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定参加组播组的主机对路由器的参加消息；和
标记附加部，将表示参加消息的标记信息，附加到将由所述参加消息确定部确定的该参加消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中。
8.根据权利要求7所述的边缘交换器，还包括：
组播帧确定部，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定由所述路由器转发的组播帧；和
组播组附加部，将表示组播帧的组播组的组播组信息，附加到将由所述组播帧确定部确定的该组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中。
9.一种中继在用户网络中的多个据点之间转发的MAC帧的数据中继方法，包括：
核心中继步骤，由具有输入输出MAC-in-MAC帧的多个输入输出端口的核心交换器，中继将所述MAC帧打包得到的MAC-in-MAC帧；和
边缘中继步骤，由边缘交换器进行所述MAC帧与所述MAC-in-MAC帧之间的转换，并在所述用户网络和所述核心交换器之间进行中继，
所述边缘中继步骤包括：
参加消息确定步骤，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定参加到组播组的主机对路由器的参加消息；和
标记附加步骤，将表示参加消息的标记信息，附加到将通过所述参加消息确定步骤确定的该参加消息打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中，
所述核心中继步骤包括：
标记确定步骤，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了所述标记信息的MAC-in-MAC帧；和
端口设定步骤，使被打包到通过所述标记确定步骤确定的MAC-in-MAC帧中的参加消息的组播组，与被输入了该MAC-in-MAC帧的输入输出端口建立关联。
10.根据权利要求9所述的数据中继方法，
所述边缘中继步骤还包括：
组播帧确定步骤，从由所述用户网络转发的MAC帧中，确定由所述路由器转发的组播帧；和
组播组附加步骤，将表示该组播帧的组播组的组播组信息，附加到将通过所述组播帧确定步骤确定的组播帧打包得到的MAC-in-MAC帧的帧头中，
所述核心中继步骤还包括：
组播组确定步骤，从通过所述多个输入输出端口输入的MAC-in-MAC帧中，确定帧头中被附加了所述组播组信息的MAC-in-MAC帧；和
端口选择步骤，选择通过所述端口设定步骤与组播组建立了关联的输入输出端口，作为输出MAC-in-MAC帧的转发目标端口，该组播组利用通过所述组播组确定步骤确定的该MAC-in-MAC帧的组播组信息示出。
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