JP2000049870A - 中継装置及びそれを用いた仮想lanシステム - Google Patents

中継装置及びそれを用いた仮想lanシステム

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JP2000049870A
JP2000049870A JP20993598A JP20993598A JP2000049870A JP 2000049870 A JP2000049870 A JP 2000049870A JP 20993598 A JP20993598 A JP 20993598A JP 20993598 A JP20993598 A JP 20993598A JP 2000049870 A JP2000049870 A JP 2000049870A
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Kazuo Nogami
和男 野上
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】異なるV−LAN間の通信を可能とする中継装
置及びそれを用いたV−LANシステムを提供すること
ができる。 【解決手段】ATM交換網を介して互いに接続された複
数の異なる仮想LAN間の通信を中継する中継装置であ
って、論理的な所属関係を示す仮想LANの単位を1つ
のIPサブネットワークとみなして、仮想LANで用い
られるタグをIPサブネットアドレスに変換する変換部
20と、このIPサブネットアドレスをATMで用いら
れる仮想論理チャネルに変換するテーブルD(24)と
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は中継及びそれを用い
た仮想LANに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は、仮想LAN(以下、V−LAN
と呼ぶ)のネットワーク構成を説明するための図であ
る。(A)に示すように、スイッチ#1の各ポートには
複数の端末*1、*2、*3、S1が接続されてLAN
1を構成し、スイッチ#2の各ポートには複数の端末*
4、*5、*6、S2、S3が接続されてLAN2を構
成している。このような複数の端末をV−LANという
形でくくることによりグループ化して、図(B)に示す
ように論理的構成によりV−LAN#1、V−LAN#
2、V−LAN#3を構成して同じスイッチ内での端末
間通信を行う。
【0003】端末を単なるポートに移動した場合には一
般的なMAC(Media Access Control )アドレスの
学習方法によりスイッチのテーブルの構成が可能であ
る。各端末はMACアドレスを有しているのでポートを
移動した場合にはそのアドレスを引き継ぐようにする。
このテーブルにはV−LANの属性が定義されているの
で、各端末からパケットを受信すると、そのMACアド
レスとポートの論理アドレスとに基づいてV−LAN識
別子が与えられ、テーブルへの登録がなされる。
【0004】また、ネットワークを越えてつまり他のス
イッチへ伝送ラインを接続して仮想的な論理ネットワー
ク(V−LAN)を構築する場合がある。異なるスイッ
チ間に接続された端末とのエンド−エンド通信を行なう
ためには、すなわち、同じLAN属性をもつV−LAN
の中で端末のエンド−エンド間通信を行うためには以下
のようにする。すなわち、それぞれのスイッチに固定的
なポート割り当てを行い、その固定的に割り当てられた
ポートにつながる端末を1つの同じ属性をもったV−L
ANとみなすことにより、エンド−エンド端末間の通信
が可能である。
【0005】また、V−LANタグと呼ばれる識別子を
パケットに付加し、このタグに基づいて仮想的なネット
ワークの識別を行ってスイッチ−スイッチ間での送信を
行なうことができる。また、同一のV−LANに属する
スイッチのポートに接続された端末にパケットをブロー
ドキャストあるいはユニキャスト送信させることができ
る。この場合でもMACアドレスの学習によりスイッチ
のテーブルを構成することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た図8に示すようなネットワーク構成はV−LANとV
−LAN間の通信(V−LAN間通信)を対象としたも
のではない。ネットワークとしてV−LAN間通信を可
能にすることは任意の端末間との通信を可能にすること
を意味する。近年のネットワークの使用例からわかるよ
うに、インターネット接続や共有データやファイルを使
用することが当たり前となっている。よって将来ネット
ワーク機器の導入およびネットワーク構築をする場合に
は、今後予想される端末数の拡大、複数のV−LAN間
通信を可能にするネットワークが必要である。また、今
後ますます増える膨大なトラヒック量を考慮すれば、V
−LANを複数設けてそれを接続できる論理的なネット
ワーク分離機能、膨大なトラヒックを交通整理できる機
能を具備する必要があるが、従来はこのようなニーズに
対して十分な考慮がなされていなかった。
【0007】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、論理的な所属
関係を示すV−LANの単位をATMの仮想論理チャネ
ルにマッピングすることにより、異なるスイッチで構築
されるV−LAN内の通信および異なるV−LAN間の
通信を可能とする中継装置及びそれを用いたV−LAN
システムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明は、ATM交換網を介して互いに接続
された複数の異なる仮想LAN間の通信を中継する中継
装置であって、論理的な所属関係を示す仮想LANの単
位を1つのIPサブネットワークとみなして、仮想LA
Nで用いられるタグをIPサブネットアドレスに変換す
る第1の変換部と、このIPサブネットアドレスをAT
Mで用いられる仮想論理チャネルに変換する第2の変換
部とを具備する。
【0009】また、第2の発明は、第1の発明におい
て、前記仮想LANにおける送信元アドレスと送信先ア
ドレスとを対にしてそれぞれをIPサブネットアドレス
とし、この対のIPサブネットアドレスをATMの仮想
論理チャネルに割り当てるようにする。
【0010】また、第3の発明は、第1の発明におい
て、前記仮想LANには、ATMスイッチを用いてルー
タ機能を実現するルータ装置が接続され、このルータ装
置は、ホップバイホップ転送用の仮想論理チャネルと、
カットスルー転送用の仮想論理チャネルとを用いて前記
仮想LANとの通信を行なうようにする。また、第4の
発明は、第1乃至第3の発明のいずれか1つにおいて、
前記中継装置を用いて仮想LAN間の通信を行なうよう
にする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態を図面
を参照して詳細に説明する。図1は本実施形態において
構築されるネットワークの論理構成図であり、複数の異
なるV−LAN#1〜3が仮想チャネル網(ATM通信
網)102により接続されている。このような構成にお
いて異なるV−LAN間で通信を行なうためにはV−L
ANを1つのIPサブネットワークとみなす処理つまり
ルータとしての機能が必要となる。
【0012】図2は本実施形態に係る方法により構築さ
れるネットワーク構成図である。本実施形態では上記ル
ータとしての機能を中継装置100、101で実現する
ようにし、ここではV−LANタグをL2パケットとと
もにルータ中継用のIPデータグラムのヘッダアドレス
(IPサブネットアドレス)に変換し、さらにこのIP
サブネットアドレスをATMの仮想論理チャネルVCに
マッピングする。このように仮想論理チャネルVCを単
位にしてV−LANを構築することにより、異なるスイ
ッチで構築されるV−LAN内の通信および異なるV−
LAN間の通信を可能とする。
【0013】図3は本実施形態の中継装置の構成を示す
図であり、イーサネットスイッチなどのレイヤ2(L
2)スイッチ12と、レイヤ3(L3)処理部13と、
ATM処理部14と、テーブルA(10)、テーブルB
(11)から構成される。テーブルA(10)には送信
元MACアドレスと送出先MACアドレスとが対応付け
て格納されており、テーブルB(11)にはV−LAN
タグと論理ポートアドレスとが対応付けて格納されてい
る。
【0014】まず、同一スイッチ内、同一V−LANで
の通信について説明する。この場合は、同一のV−LA
Nタグに属する端末はL2スイッチ12により処理する
ことができるので、使用されるテーブルB(11)は図
に示すようにV−LANタグを論理ポートアドレスに変
換する機能を備えていればよい。このテーブルB(1
1)を参照することにより、同一の属性をもつV−LA
N内の通信がL2スイッチ12の切替え(出力先ポート
アドレスの変更)により可能となる。この場合、L2ス
イッチ12内を通るパケットフォーマットはこのV−L
ANタグと論理ポートアドレスを付加したものになる。
【0015】また、異なるスイッチに同一のV−LAN
が接続されている場合には、スイッチ同士を接続するポ
ートにパケットを転送することになる。この場合はアッ
プリンクモジュールをATM処理部14に接続して使用
することになる。
【0016】また、同一のスイッチ内でV−LAN間通
信を行う場合には、V−LANに属する端末に不用意に
パケットが転送されてしまうのを考慮して、L3処理部
13にパケットを転送する。このL3処理部13におい
て、ユニキャストによる宛先が特定されたパケットなの
か、あるいはマルチキャストにより特定の複数の端末に
パケットを転送するのかを判断し、この結果をL2スイ
ッチ12に送り返すことによりL2レベルでのパケット
の送信が可能になる。
【0017】一方、異なるスイッチによりV−LAN間
で通信を行なう場合には以下の機能が必要になる。すな
わち、(1)論理的な所属関係を示すV−LAN(IP
サブネット)の単位をATMの仮想論理チャネルVCに
割り当てることにより、V−LANタグを付加すること
なくV−LAN間のパケットデータ通信が行える機能
と、(2)V−LANの送信元アドレスと送信先アドレ
スを対としてそれぞれをIPサブネットアドレスとし、
その対のIPサブネットアドレスをATMの仮想論理チ
ャネルVCに割り当てることによりV−LANを実現す
る機能である。
【0018】図4は上記した(1)及び(2)の機能を
実現するATM処理部14において送信側の構成を示す
図である。ATMポート論理アドレス、送信元V−LA
Nタグ、送信先V−LANタグが対応付けられて格納さ
れたテーブルC(20−1)と、IPサブネットアドレ
ス変換部20−2とから構成される変換部(第1の変換
部)20でパケットに付加されているV−LANタグが
除去されてIPサブネットアドレスに変換される。この
パケットは次のL2→L3パケットフォーマット変換部
21に入力されて、L3パケットデータグラムに変換さ
れる。このL3パケットデータグラムはFANP処理部
23を介して第2の変換部としてのATM仮想論理チャ
ネルVCテーブル(テーブルD)24に供給される。A
TM仮想論理チャネルVCテーブル24ではIPサブネ
ットアドレスに対応するL3パケットデータグラムから
ATM仮想論理チャネルVCへの変換を行なう。22は
パケットの組み立て・分解を行なうAAL5 SAR機
能である。25は論理アドレスとDedicated VCとDefa
ult VCとが対応付けられたテーブルEである。上記し
たFANP処理部23と、このテーブルE(25)につ
いては後述する。
【0019】図5は図3に示すATM処理部14におい
て受信側の構成を示しており、上記の処理と逆の処理を
行なうために、ATMポート論理アドレス、送信元V−
LANタグ、送信先V−LANタグが対応付けて格納さ
れたテーブル30−1と、IPサブネットアドレス変換
部30−2とから構成されるタグ除去部30と、L2←
L3パケットフォーマット変換部31と、FANP処理
部33と、AAL5SAR機能32と、ATM仮想論理
チャネルVCテーブル(テーブルD)34と、論理アド
レス、Dedicated VC、Default VCとが対応付けられ
たテーブルE(35)とを具備する。
【0020】ここで、前記した図1に示す構成は単に仮
想チャネル網としてATM交換網を示したものである
が、近年、ラベルスイッチング方式と呼ばれるATM交
換機をベースとし、L2レベルつまりATMスイッチの
部分でルータを実現する方式が提案されている。その代
表的な例がCSR(Cell Switch Router)である。図
6はこのようなCSRを用いたネットワーク構築例を示
しており、V−LAN#1、#2をCSRコア部40に
接続しつつ、V−LAN#3、#4をCSRコア部42
に接続し、2つのCSRコア部40、42をATM網4
1に接続して通信を行なうことによりIPパケットのス
ループットを大きく改善することができる。ここで、A
TM通信網41は既存のATM交換網を用いることがで
き、ATM網との親和性がよいという利点がある。
【0021】CSR方式では、図6に示す隣接するCS
Rコア部40、42に、各V−LANからパケットを送
信するときにはDefault VCと呼ばれるチャネルを使っ
てパケットの送受信を行う。これをホップバイホップモ
ードと呼ぶことにする。このホップバイホップ転送を実
現する機能はCSRコア部に備えられている。また、送
信と受信のIPサブネットの組が同じである場合には、
同じVCを使って、ATM交換のみ、つまりスイッチン
グのみによるパケットの送受信が可能になる。これをカ
ットスルーモードとよぶ。よってハードウェアベースの
IPパケットフォワーディング処理が可能となりL3パ
ケットデータグラムの送受信を高速に行なうことができ
る。
【0022】図7は上記したCSRコア部の構成を示し
ている。Default VCとして示したパイプVCはV−L
ANからのパケットを入力するための仮想論理チャネル
である。入力されたパケットはATMスイッチ部53を
通してホップバイホップ転送処理部52に供給されて制
御部51の制御のもとにパケットの中継が行われる。こ
こで、この受信パケットに対してホップバイホップ転送
処理を行なうことなしにATMスイッチ部53を通して
レイヤ2(L2)のみで処理したほうがよいと判断され
た場合にはDedicated VCによるパイプVCに切り替え
てパケットのカットスルー転送を行う。このときの切替
え指示としてのカットスルートリガとしては、例えばパ
ケットが非常に長い(データ量が大きい)場合とか、転
送が継続する場合あるいはTCP SYNあるいはAC
K=Anyなどの信号をトリガとすることができる。こ
こではホップバイホップ転送処理部52がカットスルー
トリガを出力するように構成されているが、制御部51
がパケット処理をするようにしてもよい。
【0023】このようにして、カットスルートリガを検
出した場合には、Dedicated VCチャネルを用いること
によりATMスイッチ部53のみを通すL2レベルの通
信を行なう。このときの切り替え制御は、制御部51が
ATMスイッチ部53のVCテーブル(ATMコネクシ
ョンテーブル)を切り替え指示することにより容易に実
現できる。
【0024】一方、Dedicated VCからDefault VCに
戻す場合には、ATMスイッチ部53が転送されるVC
をモニタして、このVCのDedicated VCのフローが終
端になったことを検知したときにホップバイホップ転送
モードに戻すようにすればよい。CSRでは、このよう
にして発生するフローに応じてDedicated VCとDefaul
t VCの切替えを繰り返してL3レベルでのパケットの
転送を行なうことができる。
【0025】ところで、Dedicated VCあるいはDefaul
t VCへの切り替え時においては、そのデータを送った
隣接するV−LANあるいはCSRコア部間でその情報
交換を正確に行なう必要がある。このときの処理を行な
うのが図4に示すFANP処理部23あるいは図5に示
すFANP処理部33である。
【0026】CSRコア部とV−LANとの間で情報交
換を行う、すなわち、使用するVCをやりとりするが、
CSR方式では、このやりとりに用いられるCSRプロ
トコルをFANPと呼んでいる。このFANPは本実施
形態ではV−LANに実装されている。これにより図4
におけるテーブルD(24)または図5におけるテーブ
ルD(34)と、CSRコア部のテーブルとは論理的に
同じ属性関係をもつテーブルとして構成することができ
る。
【0027】図4あるいは図5に示すように、V−LA
N間接続あるいは異なるスイッチによるV−LAN通信
には、V−LANの単位は1つのIPサブネットワーク
に置きかえられる。よって通常のホップバイホップ転送
モードにおける通信では、IPサブネットアドレスから
導かれるDefault VCチャネルを用いて通信することに
なる。しかし、カットスルーモードに切り替えられたと
き、つまりカットスルーパスに切り替えるように指示さ
れてDedicated VCを使うように指示された時にはDedi
cated VCチャネルを用いて通信を行う。この処理は図
4あるいは図5に示すFANP処理部23(33)に接
続されているテーブルE25(35)で行われる。つま
り、このテーブルE25(35)において論理的アドレ
スとDefault VCとDedicated VCが管理される。
【0028】上記したように、本実施形態では、論理的
な所属関係を示すV−LANの単位をATMの仮想論理
チャネルVCに割り当てることにより変換するようにし
たので、ATM交換機を介して接続された複数のV−L
AN間の通信が可能となる。よって、拡大する端末数、
複数の仮想LANネットワーク(V−LAN)をベース
にしたネットワーク構築をATMをベースにして構築す
ることが可能となり、今後ますます増えると予想される
膨大なトラヒック量に対してV−LANを複数設けるこ
とにより論理的なネットワークの分離が図れる。これに
よって、膨大なトラヒックがネットワークを駆け巡るこ
とはなくなり、通信が妨げられることが発生することが
きわめて少なくなる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、異なるスイッチで構築
されるV−LAN内の通信および異なるV−LAN間の
通信を可能とする中継装置及びそれを用いたV−LAN
を提供することができる。また、ATM交換網との親和
性のよいCSR方式を採用するネットワークと接続し
て、高スループットのネットワークを構築することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態による方法で構築されるネッ
トワークの論理構成図である。
【図2】本発明の実施形態の方法により構築されるネッ
トワーク構成図である。
【図3】本実施形態の中継装置の構成を示す図である。
【図4】図3に示すATM処理部の送信側の構成を示す
図である。
【図5】図3に示すATM処理部の受信側の構成を示す
図である。
【図6】CSRを用いたネットワーク構築例を示す図で
ある。
【図7】図6に示すCSRコア部の構成を示す図であ
る。
【図8】V−LANのネットワーク構成を説明するため
の図である。
【符号の説明】
11…テーブルA、 12…L2スイッチ、 13…L3処理部、 14…ATM処理部、 20…変換部、 20−1…テーブルB、 20−2…IPサブネットアドレス変換部、 21…L2→L3パケットフォーマット変換部、 22…AAL5 SAR機能、 23…FANP処理部、 24…ATM仮想論理チャネルVCテーブル(テーブル
C)、 25…テーブルD。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ATM交換網を介して互いに接続された
    複数の異なる仮想LAN間の通信を中継する中継装置で
    あって、 論理的な所属関係を示す仮想LANの単位を1つのIP
    サブネットワークとみなして、仮想LANで用いられる
    タグをIPサブネットアドレスに変換する第1の変換部
    と、 このIPサブネットアドレスをATMで用いられる仮想
    論理チャネルに変換する第2の変換部とを具備すること
    を特徴とする中継装置。
  2. 【請求項2】 前記仮想LANにおける送信元アドレス
    と送信先アドレスとを対にしてそれぞれをIPサブネッ
    トアドレスとし、この対のIPサブネットアドレスをA
    TMの仮想論理チャネルに割り当てることを特徴とする
    請求項1記載の中継装置。
  3. 【請求項3】 前記仮想LANには、ATMスイッチを
    用いてルータ機能を実現するルータ装置が接続され、こ
    のルータ装置は、ホップバイホップ転送用の仮想論理チ
    ャネルと、カットスルー転送用の仮想論理チャネルとを
    用いて前記仮想LANとの通信を行なうようにしたこと
    を特徴とする請求項1記載の中継装置。
  4. 【請求項4】 前記中継装置を用いて仮想LAN間の通
    信を行なうようにしたことを特徴とする請求項1乃至3
    のいずれか1つに記載の仮想LANシステム。
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