JP2002271438A - プロトコル変換装置、プロトコル変換方法および加入者交換機 - Google Patents

プロトコル変換装置、プロトコル変換方法および加入者交換機

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JP2002271438A
JP2002271438A JP2001066007A JP2001066007A JP2002271438A JP 2002271438 A JP2002271438 A JP 2002271438A JP 2001066007 A JP2001066007 A JP 2001066007A JP 2001066007 A JP2001066007 A JP 2001066007A JP 2002271438 A JP2002271438 A JP 2002271438A
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pppoe
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Taku Yokoyama
卓 横山
Daiki Nozue
大樹 野末
Naomi Sugita
直巳 杉田
Kenichi Hiraki
健一 平木
Masato Kaminaga
真人 神長
Tomoyuki Yoshikawa
智之 吉川
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Hitachi Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Hitachi Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 PPPoEを使用したネットワークと他のプ
ロトコルを使用したネットワークとを接続するためのプ
ロトコル変換装置の提供。 【解決手段】 交換機からLAPFフレームを受信し、
LAPF/LAPD終端部631およびX.25終端部
632で、LAPF、LAPD、X.25について終端
し、PPPフレームを取り出す。プロトコル変換部63
3がPPPoEフレームを生成し、論理通信路を識別す
る情報を変換する。PHYIF634は、PPPoEフ
レームをサーバへ送信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロトコルを変換
する技術にかかり、特に、PPPoEと他のプロトコル
とを変換する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】PPPoE(Point−to−Poi
nt Protocol overEthernet)
は、加入電話などのWAN(Wide Area Ne
twork)回線で一般的に使用されているPPP(P
oint−to−PointProtocol)を、イ
ーサネット(富士ゼロックス社の登録商標)上で扱うた
めのプロトコルである。また、PPPは、1対1で接続
されたネットワーク上で、各種上位層プロトコルを伝達
するためのプロトコルでダイヤルアップ接続を行うコン
ピュータ端末等で一般的に使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このPPPoEを使用
したネットワークと、例えばISDN(統合サービスデ
ジタル網)等の他のネットワークと接続し、それぞれの
ネットワークに接続されている装置同士が通信を行うた
めには、プロトコル変換機能を備えるゲートウェイ装置
が必要である。
【0004】そこで、本発明は、PPPoEを使用した
ネットワークと他のプロトコルを使用したネットワーク
とを接続するためのプロトコル変換技術を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では以下の処理を行う。すなわち、第1のネ
ットワークから、当該第1のネットワークのプロトコル
に準拠した形式のデータを受信する。前記受信したデー
タを、第1のネットワークのプロトコルに準拠した形式
から第2のネットワークのプロトコルであるPPPoE
フレームへ変換する。第1のネットワークのプロトコル
で論理通信路を識別する第1の識別情報と、PPPoE
で論理通信路を識別する第2の識別情報とが対応付けて
記憶されている記憶手段を参照して、前記受信したデー
タに含まれる前記第1の識別情報を前記第2の識別情報
へ変換し、当該第2の識別情報を前記PPPoEフレー
ムに書き込み、前記第2の識別情報が書き込まれたPP
PoEフレームを第2のネットワークへ出力する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を用いて説明する。図1は、本発明が適用され
るネットワークシステムの全体構成を示す図である。本
システムは、複数の加入者線終端装置43と、交換機4
4と、ゲートウェイ装置45と、複数のサーバ装置47
と、複数の加入者宅内4にそれぞれ配置されている端末
装置41と、端末アダプタ42とを備える。
【0007】各加入者宅内4の端末装置41は、端末ア
ダプタ42を経由して、複数の加入者線終端装置43の
いずれかに接続されている。交換機44は、複数の加入
者線終端装置43を収容する。さらに、交換機44は、
ゲートウェイ装置45と接続されている。ゲートウェイ
装置45は、イーサネット46を介して各サーバ装置4
7に接続されている。本実施形態では、端末装置41
は、ISDN48を経由してゲートウェイ装置45と接
続されている。しかし、このネットワーク網は、ISD
Nに限定されない。すなわち、ISDNの代りに電話
網、パケット網、または専用線を用いてもよい。また、
本実施形態では、端末装置41は、1台の交換機44を
経由してゲートウェイ装置45に接続されているが、複
数の交換機を経由してもよい。
【0008】本実施形態に係るネットワークシステムで
は、ISDN48で使用するプロトコルとイーサネット
46で使用するプロトコルが異なる。ゲートウェイ装置
45が、両通信網間に配置され、プロトコルの変換を行
う。すなわち、ゲートウェイ装置45はプロトコル変換
装置である。図2は、各装置におけるプロトコルの様子
を示すプロトコルスタックである。ここでは、ISDN
のDチャネルを用いた通信を例にとり説明する。
【0009】まず、端末装置41において、IPパケッ
トがPPP(Point―to―Point Prot
ocol)フレームに格納される。このPPPフレーム
が端末アダプタ42に送られる。端末アダプタ42で
は、PPPフレームがX.25パケットに格納される。
さらに、X.25パケットは、LAPD(Link A
ccess Procedure on the D−
channel)フレームに格納される。このLAPD
フレームは、加入者線終端装置43を介して交換機44
に送信される。交換機44では、複数のLAPDフレー
ムを多重化するために、LAPDフレームがLAPF
(Link Access Procedure fo
r Frame Mode Bearer Servi
ce)フレームに変換される。変換されたLAPFフレ
ームは、ゲートウェイ装置45に送信される。ゲートウ
ェイ装置45では、イーサネット上でPPPを扱うため
のPPPoE(Point−to−Point Pro
tocol over Ethernet)に変換され
る。
【0010】なお、上記説明は、端末装置41からサー
バ装置47への通信(以下、「上り方向」という。)に
ついて説明した。しかし、サーバ装置47から端末装置
41への通信(以下、「下り方向」という。)の場合、
上記とは逆方向の処理を行えばよい。また、以下の説明
もすべて上り方向について行うが、下り方向の通信につ
いては、上記と同様に逆方向の処理を行えばよい。
【0011】ここで、PPPoEで用いるイーサネット
フレーム20のフォーマットを、図4に示す。イーサネ
ットフレーム20は、プリアンブル21と、宛先イーサ
ネットアドレス22と、送信元イーサネットアドレス2
3と、通信タイプ24と、PPPoEヘッダ25と、デ
ータと、CRCとを含む。宛先イーサネットアドレス2
2、送信元イーサネットアドレス23、および通信タイ
プ24がイーサネットヘッダである。ここで、通信タイ
プ24に、PPPoE用に割り当てられた値が設定され
る点、およびペイロード部にPPPoEヘッダ25が含
まれる点が通常のイーサネットフレームとは異なる。
【0012】また、PPPoEヘッダ25の詳細なフォ
ーマットを、図5に示す。PPPoEヘッダ25は、P
PPoEのバーションを示すバージョンフィールド31
と、制御情報であるかデータであるか等のフレームタイ
プを示すタイプフィールド32と、コードフィールド3
3と、PPPのセッションを識別するセッションID3
4と、ペイロード長35とを含む。
【0013】次に、LAPFからPPPoEにプロトコ
ル変換を行うゲートウェイ装置45の構成を図3に示
す。ゲートウェイ装置45は、交換機44とのインタフ
ェースを行う交換機インタフェース部61と、フレーム
ハンドラ部62と、インタフェース部63とを備える。
本実施形態では、複数のインタフェース部63に処理を
分散しているが、分散せずに一のインタフェース部63
で処理を行ってもよい。各インタフェース部63は、そ
れぞれ、各サーバ装置47と接続される。
【0014】各インタフェース部63は、さらに、LA
PD/LAPF終端/生成部631と、X.25終端/
生成部と632と、プロトコル変換部と633、PHY
インタフェース部634とを備える。LAPD/LAP
F終端/生成部は、受信したLAPFフレームについ
て、LAPFおよびLAPDについて終端し、X.25
フレームを取り出す。また、X.25フレームを受信し
て、LAPFフレームを生成する。X.25終端/生成
部632は、X.25フレームを終端し、PPPフレー
ムを取り出す。また、PPPフレームを受信してX.2
5フレームを生成する。
【0015】次に、端末装置41とサーバ装置47との
間に通信路を設定する動作について説明する。端末装置
41は、PPPによりサーバ装置47と通信路の設定を
行うが、PPPは1対1で接続されたネットワーク上で
使用するプロトコルである。したがって、イーサネット
のような複数の端末装置やサーバ装置が接続されたネッ
トワーク上でPPPを扱うためには、通信を行う端末装
置−サーバ装置間に、1対1のコネクションを設定する
必要がある。
【0016】本実施形態では、端末装置41−ゲートウ
ェイ装置45間のネットワークは、1対1で通信路が設
定されるISDNであるため、インタフェース部63
が、端末装置41との通信路に対応するサーバ装置47
との通信路を、PPPoEによりイーサネットワーク上
に設定する。
【0017】PPPoEによる通信路設定のための具体
的な手順は、次の通りである。インタフェース部63
が、イーサネットフレームの宛て先イーサネットアドレ
ス22にブロードキャストアドレス(0xffffffff)を設
定し、PADI(The PPPoE Active
Discovery Initiation)パケット
を、ネットワーク上の各サーバ装置47に対して送信す
る。各サーバ装置47はPADIを受信し、ゲートウェ
イ装置45と通信可能なときは、PADO(The P
PPoE Active Discovery Off
er)パケットをゲートウェイ装置45へ返信する。こ
のPADOパケットに含まれるイーサネットフレームの
発信元イーサネットアドレス23には、自装置のイーサ
ネットアドレスが設定される。ゲートウェイ装置45
は、このPADOパケットを受信することにより、通信
可能なすべてのサーバ装置47のイーサネットアドレス
を取得することができる。
【0018】インタフェース部63は、PADOパケッ
トを受信したサーバ装置47の中から、通信を行うサー
バ装置47を選択する。イーサネットフレームのあて先
イーサネットアドレス22に、選択されたサーバ装置4
7のイーサネットアドレスを設定した、PADR(Th
e PPPoE Active DiscoveryR
equest)パケットを送信すことにより、PPPo
Eセッションの設定を要求する。
【0019】PADRパケットを受信したサーバ装置4
7は、PPPoEセッションごとに異なる値のセッショ
ンIDを生成し、ゲートウェイ装置45に対し、PPP
oEヘッダ25のセッションID34のフィールドに該
セッションIDを付加したPADS(The PPPo
E Active Discovery Sessio
n−confirmation)パケットを返信する。
以上の手順により、ゲートウェイ装置45とサーバ装置
47との1対1の通信路が確立する。
【0020】なお、ISDN48で端末装置41との論
理通信路を識別する情報としては、LAPFフレームの
データリンクコネクション識別子(DLCI)とX.2
5パケットの論理チャネル番号(LCN)、論理チャネ
ルグループ番号(LCGN)などがある。ここでは、L
CN、LCGNは固定値とし、DLCIで端末装置を識
別する。
【0021】上記説明からも分かる通り、ゲートウェイ
装置45とサーバ装置47との通信路を識別する情報
は、サーバ装置47のイーサネットアドレスとPPPo
EのセクションIDである。また、ゲートウェイ装置4
5と端末装置41との通信路を識別する情報は、ここで
はDLCIである。そこで、これらの対応関係を通信路
識別情報として、上り変換テーブル70に記憶される。
上り変換テーブル70は、プロトコル変換部633が備
えている。
【0022】上り変換テーブル70は、端末装置41か
ら受信した通信データを、サーバ装置47へ送信するた
めの変換テーブル(上り変換テーブル)である。上り変
換テーブル70の例を、図7に示す。上り変換テーブル
70はDLCI71をキーにして、各DLCIと対応す
るセッションID72と、サーバ管理番号73と記憶す
る。すなわち、上り変換テーブル70は、複数の端末装
置41とサーバ装置47との間で複数の通信が行われて
いる場合には、それぞれのDLCI71と、各DLCI
71に対応する各セッションID72およびサーバ管理
番号73との組を複数記憶することができる。なお、上
り変換テーブル70に記憶されている通信路を識別する
情報は、その通信路が解放されるとテーブルからは消去
される。すなわち、上り変換テーブル70の記憶内容
は、通信路の確立、解放に応じて動的に変化する。
【0023】また、上り変換テーブル70は、そのデー
タ項目から分かる通り、サーバ装置47のイーサネット
アドレスを直接記憶していない。イーサネットアドレス
は、イーサネットアドレステーブル80にあらかじめ記
憶されている。たとえば、イーサネットアドレステーブ
ル80は、図8に示すように、サーバ装置管理番号81
と、イーサネットアドレス82とを対応付けて記憶す
る。
【0024】プロトコル変換部633は、上り変換テー
ブル70、下り変換テーブル90およびイーサネットア
ドレステーブル80を用いて、ISDNで論理通信路を
識別するための情報と、イーサネットおける論理通信路
を識別する情報とを相互に変換する。
【0025】上り方向の通信における論理通信番号の変
換は、具体的には以下のように行う。すなわち、プロト
コル変換部633は、LAPFのDLCIをキーにし
て、上り変換テーブル70を参照し、通信路が確立され
ているかを判定する。上り変換テーブル70にこのDL
CIが登録されていないときは、通信路が確立していな
いことを示す。その場合、上記手順により通信路を確立
する。上り変換テーブル70にこのDLCIが登録され
ていたときは、それに対応するセッションID72およ
びサーバ管理番号73を取得する。プロトコル変換部6
33は、さらに、サーバ管理番号に対応するイーサネッ
トドレスをイーサネットアドレステーブル80から取得
する。
【0026】プロトコル変換部633は、ここで取得し
たイーサネットアドレス82を、イーサネットフレーム
20の宛先イーサネットアドレス22にセットする。ま
た、プロトコル変換部633は、PPPoEヘッダ25
のセッションID34に取得してセッションIDをセッ
トする。これにより、プロトコル変換部633で、イー
サネット上の論理通信路識別情報を含むPPPoEフレ
ームが生成される。
【0027】また、プロトコル変換部633は、サーバ
装置47から受信した通信データを、端末装置41へ送
信するときに使用する下り変換テーブル90をさらに備
える。下り変換テーブル90の例を図9に示す。下り変
換テーブル90は、セッションID91とDLCI92
とを対応付けて記憶する。下り変換テーブル90は、各
サーバ装置47について、それぞれ備えている。通信路
が確立されたときは、上り変換テーブル70と同じタイ
ミングで、下り変換テーブル90も更新される。
【0028】PHYインタフェース634は、PPPo
Eフレームをイーサネットとの間で入出力する。
【0029】次に、ゲートウェイ装置45での上り方向
の通信についての処理手順を、図6に示すフローチャー
トを用いて説明する。
【0030】まず、交換機インタフェース部61が、交
換機からLAPFフレームを受信する(S101)。フ
レームハンドラ部62を介して、LAPD/LAPF終
端/生成部631がこれを受信する。LAPD/LAP
F終端/生成部631は、LAPFおよびLAPDを終
端し、X.25フレームを取り出す(S102)。X.
25終端/生成部632は、X.25フレームを受信す
る。X.25終端/生成部632は、X.25を終端し
て、PPPフレームを取り出す(S103)。プロトコ
ル変換部は、この通信データに対して、サーバ装置47
との通信路が確立しているかどうかを、上り変換テーブ
ル70を参照して判定する(S104)。
【0031】通信路が確立されている場合、ステップS
107へスキップする。
【0032】通信路が確立されていない場合、プロトコ
ル変換部633が通信路を確立する(S105)。確立
された通信路を示す情報が、上り変換テーブル70、下
り変換テーブル90に登録される(S106)。
【0033】コネクションが確立すると、上り変換テー
ブル70およびイーサネットアドレステーブル80を参
照して、DLCIからセッションIDおよびイーサネッ
トアドレスを取得して、通信路番号を変換する(S10
7)。そして、PHYインタフェース634が、セッシ
ョンIDと宛先イーサネットアドレスをセットしたPP
PoEフレームを、イーサネット46へ出力する(S1
08)。
【0034】これにより、PPPoEのクライアント装
置に、WAN回線などのネットワークを接続するゲート
ウェイ機能を持たせ、上記ネットワーク上に複数の端末
装置を収容し、PPPoEによるネットワーク上のサー
バ装置と通信することができる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、PPPoEと他のプロ
トコルとのプロトコル変換を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるネットワークシステムの全
体構成を示す図である。
【図2】各装置におけるプロトコルの様子を示すプロト
コルスタックである。
【図3】ゲートウェイ装置45の構成を示す図である。
【図4】PPPoEで用いるイーサネットフレーム20
のフォーマットを示す図である。
【図5】PPPoEヘッダ25の詳細なフォーマットを
示す図である。
【図6】ゲートウェイ装置45で、上り方向の通信につ
いて行う処理手順を示すフローチャートである。
【図7】上り変換テーブル70の一例を示す図である。
【図8】イーサネットアドレステーブル80の一例を示
す図である。
【図9】下り変換テーブル90の一例を示す図である。
【符号の説明】
22…宛先イーサネットアドレス、34…セッションI
D、41…端末装置、44…交換機、45…ゲートウェ
イ装置、47…サーバ装置、71…DLCI、72…セ
ッションID、73…サーバ管理番号、82…イーサネ
ットアドレス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野末 大樹 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信事業部内 (72)発明者 杉田 直巳 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信事業部内 (72)発明者 平木 健一 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 神長 真人 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 吉川 智之 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5B089 GA31 HB03 KF05 5K030 HA08 HB18 HD02 HD06 5K034 AA20 EE11 FF01 FF02 FF11 GG02 HH12 HH61

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の通信装置と接続された第1のネッ
    トワークに対し、前記第1の通信装置と通信を行うため
    に当該第1のネットワークのプロトコルに準拠した形式
    のデータを入出力する第1のインタフェース手段と、 第2の通信装置と接続された第2のネットワークに対
    し、前記第2の通信装置と通信を行うために当該第2の
    ネットワークのプロトコルであるPPPoEに準拠した
    PPPoE(Point−to−Point Prot
    ocol over Ethernet)フレームデー
    タを入出力する第2のインタフェース手段と、 第1のネットワークのプロトコルで論理通信路を識別す
    る第1の識別情報と、PPPoEで論理通信路を識別す
    る第2の識別情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、 前記第1のインタフェース手段が受信したデータを変換
    して、第1のネットワークのプロトコルに準拠した形式
    からPPPoEフレームを生成し、前記第2のインタフ
    ェース手段が受信したPPPoEフレームを変換して、
    第1のネットワークのプロトコルに準拠した形式のデー
    タを生成するプロトコル変換手段と、 前記記憶手段を参照し、前記第1のインタフェース手段
    が受信したデータに含まれる前記第1の識別情報を第2
    の識別情報に変換して、前記プロトコル変換手段が生成
    したPPPoEフレームに書き込み、前記第2のインタ
    フェース手段が受信したデータに含まれる前記第2の識
    別情報を第1の識別情報に変換して、前記プロトコル変
    換手段が生成した第1のネットワークのプロトコルに準
    拠した形式のデータへ書き込む識別情報変換手段と、を
    備えるプロトコル変換装置。
  2. 【請求項2】 前記第1のネットワークには、複数の前
    記第1の通信装置が接続され、前記第2のネットワーク
    には、複数の前記第2の通信装置が接続され、 前記記憶手段は、前記複数の第1の装置のいずれかとの
    論理通信路を識別する第1の識別情報と、前記複数の第
    2の装置のいずれかとの論理通信路を識別する第2の識
    別情報との組を複数記憶する請求項1記載のプロトコル
    変換装置。
  3. 【請求項3】 前記PPPoEで論理通信路を識別する
    第2の識別情報は、前記第2の通信装置のイーサネット
    (登録商標)アドレス、および、前記第2の通信装置と
    の間に張られたPPPoEセッションの識別子である請
    求項1または2記載のプロトコル変換装置。
  4. 【請求項4】 複数の加入者端末と接続された第1のネ
    ットワークに対し、前記加入者端末と通信を行うために
    当該第1のネットワークのプロトコルに準拠した形式の
    データを入出力する第1のインタフェース手段と、 通信装置と接続された第2のネットワークに対し、前記
    通信装置と通信を行うために当該第2のネットワークの
    プロトコルであるPPPoE(Point−to−Po
    int Protocol over Etherne
    t)に準拠したPPPoEフレームデータを入出力する
    第2のインタフェース手段と、 第1のネットワークのプロトコルで論理通信路を識別す
    る第1の識別情報と、PPPoEで論理通信路を識別す
    る第2の識別情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、 前記第1のインタフェース手段が受信したデータを変換
    して、第1のネットワークのプロトコルに準拠した形式
    からPPPoEフレームを生成し、前記第2のインタフ
    ェース手段が受信したPPPoEフレームを変換して、
    第1のネットワークのプロトコルに準拠した形式のデー
    タを生成するプロトコル変換手段と、 前記記憶手段を参照し、前記第1のインタフェース手段
    が受信したデータに含まれる前記第1の識別情報を第2
    の識別情報に変換して、前記プロトコル変換手段が生成
    したPPPoEフレームに書き込み、前記第2のインタ
    フェース手段が受信したデータに含まれる前記第2の識
    別情報を第1の識別情報に変換して、前記プロトコル変
    換手段が生成した第1のネットワークのプロトコルに準
    拠した形式のデータへ書き込む識別情報変換手段と、を
    備える加入者交換機。
  5. 【請求項5】 第1のネットワークに接続された第1の
    通信装置が送信した当該第1のネットワークのプロトコ
    ルに準拠した形式のデータを受信する第1のインタフェ
    ース手段と、 第2のネットワークに接続された第2の通信装置へ、当
    該ネットワークのプロトコルであるPPPoE(Poi
    nt−to−Point Protocolover
    Ethernet)に準拠したPPPoEフレームデー
    タを出力する第2のインタフェース手段と、 第1のネットワークのプロトコルで論理通信路を識別す
    る第1の識別情報と、PPPoEで論理通信路を識別す
    る第2の識別情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、 前記第1のインタフェース手段が受信したデータを、第
    1のネットワークのプロトコルに準拠した形式からPP
    PoEフレームへ変換するプロトコル変換手段と、 前記第1のインタフェース手段が受信したデータに含ま
    れる前記第1の識別情報と、前記記憶手段に記憶された
    識別情報の対応関係とに基づいて、前記第2の識別情報
    を取得し、当該第2の識別情報を前記PPPoEフレー
    ムに書き込む識別情報変換手段と、を備えるプロトコル
    変換装置。
  6. 【請求項6】 第1のネットワークから、当該第1のネ
    ットワークのプロトコルに準拠した形式のデータを受信
    し、 前記受信したデータを、第1のネットワークのプロトコ
    ルに準拠した形式から第2のネットワークのプロトコル
    であるPPPoE(Point−to−Point P
    rotocol over Ethernet)フレー
    ムへ変換し、 第1のネットワークのプロトコルで論理通信路を識別す
    る第1の識別情報と、PPPoEで論理通信路を識別す
    る第2の識別情報とが対応付けて記憶されている記憶手
    段を参照して、前記受信したデータに含まれる前記第1
    の識別情報を前記第2の識別情報へ変換し、当該第2の
    識別情報を前記PPPoEフレームに書き込み、 前記第2の識別情報が書き込まれたPPPoEフレーム
    を第2のネットワークへ出力するプロトコル変換方法。
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