JP2004304371A

JP2004304371A - レイヤ２のスイッチング装置

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Publication number: JP2004304371A
Application number: JP2003092941A
Authority: JP
Inventors: Shinjiro Nishi; 信二郎西; Nobuo Shirai; 信雄白井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28
Also published as: US20040213272A1

Abstract

【課題】異なるセグメントに属するホスト間通信において、これらのホストがデフォルトゲートウェイとするルータを経由することなくデータを転送できるレイヤ２のスイッチング装置を提供する。
【解決手段】レイヤ２のスイッチング装置は、第１及び第２ホストの一方のＩＰアドレスをＩＰ送信元アドレスとして含み、且つ他方のＭＡＣ及びＩＰアドレスをＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスとして含むエントリが登録されたフローテーブルと、一方のＩＰアドレスがＩＰ送信元アドレスとして設定され且つ他方のＩＰアドレスがＩＰ宛先アドレスとして設定されたデータが一方から受信された場合に、このデータに設定されているＭＡＣ宛先アドレスをフローテーブルのエントリに基づいて他方のＭＡＣアドレスに変換する変換手段と、ＭＡＣ宛先アドレスが変換されたデータを他方へ向けて送出する手段とを含む。
【選択図】図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なるＬＡＮセグメント（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）に属する第１及び第２ホストと、これらの第１及び第２ホストがデフォルトゲートウェイとするルータとそれぞれ接続され、第１及び第２ホスト間を転送されるデータをレイヤ２で転送するレイヤ２のスイッチング装置に関する。
【０００２】
例えば、本発明は、ＩＰ（インターネット・プロトコル）によりルーチングを行う通信装置（ルータ）を２台併設し、この２台のルータを論理的に一台のルータ（バーチャルルータ）として機能させ、ルータの信頼性と負荷分散を実現する“ホットスタンバイ方式”を適用する通信環境において、このホットスタンバイルータをデフォルトゲートウェイとするレイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）配下の複数のホストが異なるＬＡＮセグメント（ブロードキャストセグメント＝ＩＰサブネット）に分かれる構成（例えばネットワークのセンタ等の一般的なＬＡＮ構成）で、これらのＬ２ＳＷ配下ホスト間の通信の高速化を図る技術に適用することができる。
【０００３】
【従来の技術】
ＩＥＴＦ標準のＶＲＲＰ（ＶｉｒｔｕａｌＲｏｕｔｅｒＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＰｒｏｔｏｃｏｌ：ＲＦＣ２３３８）や各ベンダ独自（シスコ社のＨＳＲＰ（Ｈｏｔｓｔａｎｄｂｙｒｏｕｔｉｎｇｐｒｏｔｏｃｏｌ）等）のホットスタンバイルータ方式では、例えば、図１２に示すような構成が採用される。図１２に示す例では、片方が現用系、もう片方が待機系というホットスタンバイ構成になった２台のルータが１台のバーチャルルータとして構成されている。このバーチャルルータをデフォルトゲートウェイとするホストは、自分が属するセグメントと異なるセグメントとの間で通信を行う場合、このバーチャルルータを経由してＩＰ通信を行う。
【０００４】
ＩＰネットワークを構成するＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）回線のブロードバンド化により、ネットワークの中枢となるサーバの主流は、ナローバンド回線をＷＡＮ回線として適用してきた時代の分散配置型から、サーバ群として一箇所または数箇所のセンタへ集中させる集中配置型へ移ろうとしている。この場合、ネットワークの規模にもよるが、センタには、数１０台のサーバ群が設置されるのが一般的である。また、センタに設置される多数のサーバは、セキュリティ要件等に依存して、複数のセグメントに分割される。
【０００５】
ホットスタンバイ方式においては、各サーバの１本のＬＡＮポートを、ホットスタンバイ構成のバーチャルルータの現用系ルータと待機系ルータの計２台のルータと接続する必要がある。このため、通常は、サーバとバーチャルルータとの間にＨＵＢを置く構成が適用される。このような構成を図１３に示す。
【０００６】
センタの各サーバはサーバ間で高速通信を行う。このため、高速インタフェース（例えばギガイーサネット）を必要とする。この場合、図１４又は図１５に示すような構成を適用する必要がある。図１４に示す構成では、同一セグメントのホスト（サーバ）がＨＵＢ（セグメント毎に用意される）に収容されている。そして、各ＨＵＢは、バーチャルルータを構成する現用系と待機系とのそれぞれのルータに対し、ＬＡＮ回線で接続されている。一方、図１５には、複数のセグメントに分けられたホスト（サーバ）が、Ｌ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ：ＬＡＮポート単位にセグメント分けが可能なＶＬＡＮ機能を持つスイッチングハブ）に収容されている。そして、Ｌ２ＳＷは、セグメント毎に、バーチャルルータを構成する現用系と待機系とのそれぞれのルータに対し、ＬＡＮ回線で接続されている。なお、図１４及び図１５に示すバーチャルルータには、各セグメントとネットワークにおける各拠点間との通信に使用されるＷＡＮ回線が接続される。
【０００７】
また、本願発明に係る先行技術として、例えば、特許文献１に開示されたリモートアクセスサーバがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２７４８４３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１４及び図１５に示したような従来技術には、次のような問題があった。
【００１０】
第１に、コスト面（過剰設備発生）に関する問題がある。図１４及び図１５に示されたいずれの構成においても、各ＨＵＢ又はＬ２ＳＷ、及びバーチャルルータは、セグメント間の高速通信を行うために、これらが収容する各サーバのＬＡＮ回線の合計帯域の処理スループット分の処理能力を有する必要がある。
【００１１】
この場合、バーチャルルータとして、２台構成であり、且つセグメント数分の高速インタフェースを有し、これらの高速インタフェース間のルーチング能力を有する高価なスイッチングルータであるＬ３スイッチ（Ｌ３ＳＷ：複数の高速イーサネットインタフェース間のハードウェアルーチング機能を有するＩＰスイッチングルータ）を適用しなければならない。
【００１２】
ここで、複数の高速ＬＡＮインタフェースを収容するＬ２ＳＷでセグメント間の通信を実現できれば、バーチャルルータはＷＡＮ回線を経由した通信データのみをＩＰルーチングする能力があれば良いことになる。これによって、ＷＡＮ回線の帯域に応じたリーズナブルな価格のＷＡＮルータを選択することが可能となり、過剰設備の削減が可能となる。
【００１３】
しかし、ＶＲＲＰ等のホットスタンバイルータ構成（例えば図１５）においては、Ｌ２ＳＷに接続した各ホスト（サーバ）がデフォルトゲートウェイをＬ２ＳＷの先のバーチャルルータに設定する。このため、Ｌ２ＳＷに接続された各セグメント間の通信は次に示すように行われる。（１）データが送信元のセグメントからバーチャルルータまでＬ２通信で転送される。（２）バーチャルルータは、Ｌ３ルーチング（ＩＰルーチング）処理にて、データに対し、Ｌ２ＳＷの先に存する宛先のセグメントに向けてルーチングを行う。従って、Ｌ２ＳＷの高い処理能力を有効活用し、バーチャルルータの能力をＷＡＮ回線通信に必要な能力に抑える構成は実現できなかった。
【００１４】
第２に、バーチャルルータの機能面に関する問題がある。センタの各サーバはサーバ間通信に加えて、バーチャルルータ経由で、ＷＡＮ回線で接続されたネットワークの各拠点との間で通信を行う。ＷＡＮ回線は、ＬＡＮとは異なり、インタフェース種別の多様性（ＷＡＮ回線インターフェイスには、イーサネット（登録商標），ＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ），フレームリレー、ＨＳＤ（ＨｉｇｈＳｕｐｅｒＤｉｇｉｔａｌ），ＩＳＤＮ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＳｅｒｖｉｃｅｓＤｉｇｉｔａｌＮｅｔｗｏｒｋ）等の多種のインタフェースがある）と、機能の多様性（ＷＡＮ回線はＬＡＮに比べて比較的低速である。通常はキャリア回線を使用するため、料金面の制約から、高速な機能を追求するＬ３ＳＷとは異なる機能（例えば、ＡＴＭやフレームリレーの論理チャネル単位のシェーピング機能、低速回線を有効活用するデータ圧縮機能、ＷＡＮ回線上の秘匿を行う暗号化機能、ＩＳＤＮのシグナリング機能、各インタフェース種別毎の障害検出機能等）が要求される）とを持つ。
【００１５】
Ｌ３スイッチがＷＡＮ回線インターフェイスを持つことは可能である。しかし、通常は、Ｌ３スイッチは、上述したような多様性を持つＷＡＮ回線制御に必要な機能を柔軟にサポートすることができない。従って、図１６に示すように、バーチャルルータを構成する各Ｌ３スイッチにＷＡＮ回線接続用ルータを接続し、ＷＡＮ回線接続用ルータでＷＡＮ回線の多様性を吸収する構成が適用される。
【００１６】
本発明の目的は、異なるセグメントに属するホスト間通信において、これらのホストがデフォルトゲートウェイとするルータを経由することなく、データの転送を行うことが可能なレイヤ２のスイッチング装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した目的を達成するために以下の構成を採用する。
【００１８】
即ち、本発明は、異なるＬＡＮセグメントに属する第１及び第２ホストと、これらの第１及び第２ホストがデフォルトゲートウェイとするルータとそれぞれ接続されるレイヤ２のスイッチング装置であって、
前記第１及び第２ホストの一方のＩＰアドレスをＩＰ送信元アドレスとして含み、且つ他方のＭＡＣ及びＩＰアドレスをＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスとして含むエントリが登録されたフローテーブルと、
前記一方のＩＰアドレスがＩＰ送信元アドレスとして設定され且つ前記他方のＩＰアドレスがＩＰ宛先アドレスとして設定されたデータが前記一方から受信された場合に、このデータに設定されているＭＡＣ宛先アドレスを前記フローテーブルの前記エントリに基づいて前記他方のＭＡＣアドレスに変換する変換手段と、
前記ＭＡＣ宛先アドレスが変換されたデータを前記他方へ向けて送出する手段と、を含むレイヤ２のスイッチング装置である。
【００１９】
本発明によれば、第１及び第２ホスト間の通信において、これらの一方から他方へ転送されるデータを、ルータを経由することなく転送することができる。
【００２０】
好ましくは、本発明によるレイヤ２のスイッチング装置は、前記第１及び第２ホストの一方のＩＰアドレスがＩＰ送信元アドレスとして設定され且つ他方のＭＡＣ及びＩＰアドレスがＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスとして設定されたデータが前記ルータ経由で受信され前記他方へ向けて送信される場合に、このデータに設定されているＩＰ送信元アドレス，ＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスを含む前記エントリを生成し、前記フローテーブルに登録するフローテーブル学習手段をさらに含む。
【００２１】
このような構成では、レイヤ２のスイッチング装置が、自律的にフローテーブルのエントリを作成し、上述したＭＡＣアドレスの変換及び転送処理を行うことができる。
【００２２】
好ましくは、本発明によるレイヤ２のスイッチング装置は、前記第１及び第２ホストの一方から他方へ転送されるデータを受信した場合に、そのデータに設定されているＭＡＣ送信元アドレスとＩＰ送信元アドレスとを含むエントリをアドレステーブルに登録するアドレステーブル学習手段と、
前記一方から他方へ転送されるデータが前記ルータを経由して受信され前記他方へ向けて送信される場合に、このデータのＩＰ宛先アドレスを検索キーとして前記アドレステーブルを検索し、検索されたエントリに含まれるＭＡＣアドレスが前記データのＭＡＣ宛先アドレスと一致するときに、このデータに設定されているＩＰ送信元アドレス，ＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスを含むエントリを生成し、フローテーブルに登録するフローテーブル学習手段とをさらに含む。
【００２３】
このような構成でも、レイヤ２のスイッチング装置が、自律的にフローテーブルのエントリを作成し、上述したＭＡＣアドレスの変換及び転送処理を行うことができる。
【００２４】
好ましくは、本発明によるレイヤ２のスイッチング装置の変換手段は、前記データに設定されているＭＡＣ送信元アドレスを前記他方が属するセグメントに対応する前記ルータのＭＡＣアドレスに変換する。
【００２５】
このような構成では、データの宛先に相当するホストへ到着するデータの送信元及び宛先ＭＡＣアドレスは、ルータを経由する場合と同様の内容となる。従って、ホストは、到着したデータがルータを経由して到着したものと認識することができる。
【００２６】
好ましくは、本発明によるレイヤ２のスイッチング装置のフローテーブル学習手段は、前記第１及び第２ホストと接続されるポートについてのみ、前記エントリを作成する。
【００２７】
このような構成では、スイッチング装置が持つ複数のポートのうち、ルータと接続されるポートについてはエントリが作成されなくなる。従って、フローテーブルに登録されるエントリの数を抑制することができる。
【００２８】
好ましくは、本発明によるレイヤ２のスイッチング装置は、前記フローテーブルにエントリが新規に登録又は最後に更新されてから所定時間が経過している場合に、当該エントリを削除する削除手段をさらに含む。
【００２９】
このような構成では、エントリは所定時間が経過する毎に削除される。従って、ルータがホスト間通信のフィルタリングを制御する場合において、そのフィルタリング条件の変更をフローテーブルに速やかに反映することが可能となる。
【００３０】
好ましくは、本発明によるレイヤ２のスイッチング装置は、前記第１及び第２ホストの一方から他方へ転送されるデータのうち、特定の種類のデータについては、前記変換手段による処理を行わず、前記ルータへ転送する。
【００３１】
このような構成によれば、第１及び第２ホスト間を転送されるデータのうち、ルータを経由することが好ましい種類のデータを、ルータへ転送することができる。
【００３２】
また、本発明は、上述した特徴を持つレイヤ２のスイッチング装置によるデータ交換方法として特定することも可能である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
〔本発明の概要〕
本発明によるレイヤ２のスイッチング装置（「Ｌ２ＳＷ」と表記することもある）は、例えば、複数のホストが当該Ｌ２ＳＷを経由して、ＶＲＲＰ等のホットスタンバイプロトコルにより冗長構成をとるＷＡＮルータ（バーチャルルータ）と接続される構成のネットワークに適用することができる。
【００３４】
複数のホストが複数のセグメント（サブネット）に分かれる場合、Ｌ２ＳＷは同一サブネット内のホスト間は通常のＬＡＮスイッチ機能でスイッチングを行う。これに対し、Ｌ２ＳＷは、異なるセグメントに属するホスト間の通信については、最初はバーチャルルータを経由して行わせると同時に、バーチャルルータを経由する該ホスト間のフローの特性を学習することができる。学習する内容は、例えば、Ｌ２ＳＷのＬＡＮ回線（ポート）とＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレスとＩＰアドレスの関係である。学習結果はフローテーブルとして記憶することができる。
【００３５】
その後、Ｌ２ＳＷは、ホストからのデータ受信時に，フローテーブルを検索して、バーチャルルータ経由の同じ特性のフローが見つかった場合は、データパケットのヘッダのうち、バーチャルルータに向かうアドレス表示部分（ＭＡＣ宛先アドレス）をフローテーブルに記憶されたルータから宛て先ホストに向かうアドレス表示部分に交換し、当該データの宛先ポートの送信キューに転送する。
【００３６】
従って、Ｌ２ＳＷの配下の異なるセグメントに属するホスト間通信を、バーチャルルータを経由しないＬ２ＳＷでの交換処理による直接通信で行うことができる。これにより、大容量のローカルセグメントのホスト間通信はＬ２ＳＷで交換処理し、ホットスタンバイのＷＡＮルータは、ＷＡＮ回線帯域分の処理能力を有するリーズナブルなルータとすることができ、過剰設備を抑制し、コストの最適化が可能となる。
【００３７】
また、本発明は、例えば、フローテーブルのエントリをある所定期間でリセットする機構を持たせ、Ｌ２ＳＷでの異なるセグメント間の交換処理が長時間継続しないように構成することができる。これにより、ルータ（例えばバーチャルルータ）で制御されるホスト間の通信のフィルタリング条件（例えばセキュリティ条件に基づく）の変更が、速やかに反映できる。
【００３８】
ルータには、通常、ＩＰアドレスによるフィルタリング条件（遮断，通過）が設定されている。本発明によるＬ２ＳＷは、最初のホスト間通信（１回目のホスト間のデータの転送）は、ルータ経由で行わせることができる。これにより、ルータに設定されたフィルタリング条件を満たしたデータフローを学習して、Ｌ２ＳＷでの交換処理を行うことができる。このとき学習されるデータフローの内容は、ルータに設定されたフィルタリング条件が反映できている。
【００３９】
但し、いつまでもこのフローの学習結果が保持されると、ルータ側で行われたフィルタリング条件の変更をホスト間通信に反映できない。上記のフローテーブルのエージング機能により、ルータ側のフィルタリング条件を短期間で反映することが可能となる。
【００４０】
また、本発明は、例えば、各フローの識別をアドレス以外のＩＰヘッダ部分に増すことで、よりきめ細かいＬ２ＳＷでの異なるセグメントのホスト間通信対象の粒度を高めることができる。例えば、ホストからの受信パケットのＩＰヘッダのプロトコルフィールドが「１」の場合は、Ｌ２ＳＷでの該データの交換処理をせずに、通常のＬ２処理を行う。これによって、ホスト間で転送されるＩＣＭＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＣｏｎｔｒｏｌＭｅｓｓａｇｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）パケットが、Ｌ２ＳＷでショートカットされることなく、通常通りバーチャルルータに向けて送信されるように構成することができる。
【００４１】
〔実施形態〕
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態は本発明の例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００４２】
〈実施形態の概要〉
本発明の実施形態では、図１に示すように、高価なＬ３スイッチではなく、ホットスタンバイ機能を有する安価な２台のＷＡＮルータでバーチャルルータ機能を実現するとともに、セグメント間の高速ＬＡＮ通信を実現する技術を提供する。これによって、従来技術における問題を解決する。
【００４３】
図１に示すようなシステムでは、各セグメント内の各ホストのデフォルトゲートウェイとして、ＷＡＮ回線のスループット能力程度のルーティング及びフォワーディングを実施可能なＷＡＮルータから構成されるバーチャルルータを適用することができる。また、セグメント内ホスト間、および，異なるセグメントのホスト間通信は、本発明に係る機能を有するＬ２スイッチにより、このＬ２ＳＷによるスループットでの高速通信で行う。
【００４４】
このため、本実施形態では、例えば、図２に示すようなシステム構成が適用される。図２に示すシステム構成例では、複数のＬＡＮセグメント（図２ではＶＬＡＮで分割されたセグメント＃１〜＃３）を収容する１台のＬ２スイッチ（「Ｌ２ＳＷ」とも表記）１００が用意されている。各セグメントは１以上のホスト（サーバ）を備えている。
【００４５】
また、このシステムでは、ホットスタンバイ機能を持つ２台のルータ（ルータ＃１（現用系），ルータ＃２（待機系））からなるバーチャルルータが用意されている。Ｌ２スイッチ１００は、セグメント毎に用意された１組のＬＡＮ回線で、バーチャルルータを構成する各ルータ＃１，＃２に接続されている。これによって、各セグメントにおける各ホストは、バーチャルルータをデフォルトゲートウェイとする構成となっている。
【００４６】
デフォルトゲートウェイは、異なるセグメント間に属するホスト間でＩＰパケットの送受信が行われる場合に、送信元のホストがＩＰ宛先アドレスとして指定するＩＰアドレスを持つ装置を指す。
【００４７】
Ｌ２スイッチ１００は、本発明に係る機能として、配下のセグメント間の交換処理を行う機能を具備する。当該機能により、Ｌ２スイッチ１００の配下の異なるセグメントに属するホスト間の通信において、ホスト間で送受信される通信データは、これらのホストのデフォルトゲートウェイに該当するバーチャルルータでのＬ３ルーチング処理を通ることなく（ルータを経由することなく）転送される。
【００４８】
即ち、図２に示すように、例えば、セグメント＃１のホストからセグメント＃２のホストへデータが送信される場合において、Ｌ２スイッチ１００は、セグメント＃１からのデータを、ルータ＃１に渡す（図２の（１））のではなく、Ｌ２スイッチ１００内で、セグメント＃２へのトラフィックフローに載せ替える（図２の（２））。以下、上述したＬ２スイッチ１００を実現するための構成を説明する。
【００４９】
図３には、図２に示したようなシステム構成において、セグメント＃１に属するホストＡ（ＭＡＣアドレス：ＭＡＣ−Ａ，ＩＰアドレス：ＩＰ−Ａ）と、セグメント＃２に属するホスト（ＭＡＣアドレス：ＭＡＣ−Ｂ，ＩＰアドレス：ＩＰ−Ｂ）との間でデータ通信が行われるケースが示されている。図３における各セグメント＃１〜＃３には、セグメント識別子として、それぞれ異なるＶＬＡＮ−ＩＤが設定されている。
【００５０】
図３に示す例において、異なるセグメントに属するホスト間通信において、トラフィックがバーチャルルータを経由する場合（従来の転送経路：図２の（１））、例えば、バーチャルルータを経由するセグメント＃１のホストＡと、セグメント＃２のホストＢとの間を転送される通信データは、図４に示す表１で表される。
【００５１】
Ｌ２スイッチは、自身が収容する各ＬＡＮ回線（収容ポート）からデータ（ＭＡＣフレーム）を受信することにより、受信データ（ＭＡＣフレーム）の送信元ＭＡＣアドレスとポート番号の対応関係を学習し、図示せぬＭＡＣアドレステーブル（対応表）に登録する（ＭＡＣアドレス学習機能）。
【００５２】
そして、Ｌ２スイッチは、同一セグメント（ＶＬＡＮ）に属するホスト間の通信においては、通信元のホストからのデータに付与された宛先ＭＡＣアドレス（通信先のホストのＭＡＣアドレス）に対応する宛先ポート番号を対応表から検索して出力ポートを求め、当該データを該当ポートに出力する。このようにして、Ｌ２スイッチは、同一のセグメント間通信に係るデータを通信元のセグメントから通信先のセグメントへ転送する。
【００５３】
ここで、通信元と通信先とが異なるセグメントに属する場合（例えば、通信元：ホストＡ，通信先：ホストＢ）には、通信元からのデータに設定される送信元のＭＡＣアドレス（ＭＡＣＳＡ）及び宛先のＭＡＣアドレス（ＭＡＣＤＡ）の組み合わせは、通信元のホストと通信先のホストとの各ＭＡＣアドレス（ホストＡのＭＡＣアドレス，ホストＢのＭＡＣアドレス）ではなく、通信元のホストとこのホストのデフォルトゲートウェイのＭＡＣアドレスとなる。
【００５４】
例えば、ホストＡからホストＢへ転送されるデータに設定される送信元及び宛先ＭＡＣアドレスは、ホストＡのＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−Ａ）と、ホストＡのデフォルトゲートウェイであるバーチャルルータ（ルータ＃１）のセグメント＃１に対応するＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−Ｒ１）となる。
【００５５】
一方、ホストＢからホストＡへ転送されるデータに設定される送信元及び宛先ＭＡＣアドレスは、ホストＢのＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−Ｂ）と、ホストＢのデフォルトゲートウェイであるバーチャルルータ（ルータ＃１）のセグメント＃２に対応するＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−Ｒ２）となる。
【００５６】
また、上述した通信に係るＩＰアドレスに関しては、同一セグメント内でも異なるセグメント間でも、ホストＡ及びホストＢのＩＰアドレスの組み合わせになる。この特徴を表１で見ることができる。なお、このような通信では、Ｌ２スイッチは、データのＩＰアドレスは参照しない。
【００５７】
上述した通信例では、ホストＡからホストＢへデータが送信される場合、次のような動作が行われる。
（１）ホストＡがホストＢ宛のデータ（ＭＡＣＳＡ：ＭＡＣ−Ａ，ＭＡＣＤＡ：ＭＡＣ−Ｒ１，ＩＰ送信元アドレス（ＩＰＳＡ）：ＩＰ−Ａ，ＩＰ宛先アドレス（ＩＰＤＡ）：ＩＰ−Ｂ）をＬ２スイッチへ送信。
（２）Ｌ２スイッチがポート▲１▼でデータを受信し、対応表に基づいて当該データをポート▲３▼からルータ＃１へ転送。
（３）ルータ＃１がデータのＩＰＤＡ＝ＩＰ−ＢからＭＡＣ−Ｂを割り出して当該データのＭＡＣＤＡにセットし、対応するポート▲６▼へルーティング。
（４）Ｌ２スイッチがポート▲４▼でデータを受信し、対応表に基づいて当該データをポート▲２▼からセグメント＃２（ホストＢ）へ転送。
一方、ホストＢからホストＡへデータが転送される場合には、上記と逆の動作が行われる。
【００５８】
〈アドレステーブル学習〉
これに対し、本発明に係るＬ２スイッチ１００は、図４に示したデータ（データパケットのヘッダ）に設定されるアドレスの特徴を利用する。即ち、Ｌ２スイッチ１００は、ポートから受信したデータの送信元のＭＡＣアドレス（ＭＡＣＳＡ）の学習とともに、ＩＰ送信元アドレス（ＩＰＳＡ）を同時に学習してテーブルに記憶する。このようにして作成されるテーブルを“アドレステーブル”と呼ぶ。アドレステーブルは、ポート、ＭＡＣ送信元アドレス（ＭＡＣＳＡ），ＩＰ送信元アドレス（ＩＰＳＡ）の対応テーブルとしてのデータ構造を持つ。また、エントリ毎に、このエントリの登録又は更新時を示すタイムスタンプが記録されるように構成することもできる。
【００５９】
Ｌ２スイッチ１００は、Ｌ２スイッチ１００が持つポート毎に、送信元ＩＰアドレスの学習を行うか否かを設定することができる。例えば、バーチャルルータとの接続ポート（図３の例では、ポート▲３▼及び▲４▼）に関しては、受信データの送信元ＩＰアドレス学習を行わない設定をＬ２スイッチ１００に与えることができる。このような設定は、例えば、Ｌ２スイッチ１００の管理者が各ポートについてＩＰＳＡの学習の実行／不実行のフラグをＬ２スイッチ１００に対して静的に設定することで行われる。
【００６０】
なお、上述した静的なデータ設定の代わりに、Ｌ２スイッチ１００に適切なアルゴリズム（プログラム）を与え、バーチャルルータ接続ポートでＩＰアドレス学習は行わない動作が自動的に行われるような構成を適用することもできる。
【００６１】
このように、ＩＰ送信元アドレスを学習するポートをホスト接続ポートに限定することで、アドレステーブルに学習（登録）されるエントリ数は、Ｌ２スイッチに直接接続されたホストのアドレスの数となる。従って、バーチャルルータの先にあるネットワーク全体のホストのＩＰアドレスの学習によりアドレステーブルのエントリ数が膨張することを抑制することができる。
【００６２】
図６は、Ｌ２スイッチ１００による、アドレステーブル８の学習処理フローを示すフローチャートである。図６に示すように、Ｌ２スイッチ１００は、或るポートからデータ（データパケット）を受信すると、そのポートについてＩＰアドレスを学習する設定となっているか否か（ＩＰアドレス学習のフラグがオンとなっているか否か）を判定する（Ｓ０１）。
【００６３】
このとき、ＩＰアドレスを学習する設定となっている場合（Ｓ０１；ＩＰアドレス学習あり）には、Ｌ２スイッチは、アドレステーブル登録処理を行う。即ち、Ｌ２スイッチ１００は、当該データパケットの受信ポートのポート番号を取得するとともに、当該データパケットからＭＡＣ送信元アドレス（ＭＡＣＳＡ）及びＩＰ送信元アドレス（ＩＰＳＡ）を取得し、ポート番号，ＭＡＣ送信元アドレス，及びＩＰ送信元アドレスをアドレステーブル８に登録し、当該エントリのタイムスタンプを登録又は更新する（Ｓ０２）。そして、Ｌ２スイッチ１００は、学習処理を終了する。
【００６４】
一方、ＩＰアドレスを学習する設定となっていない場合（Ｓ０１；ＩＰアドレス学習なし）には、Ｌ２スイッチ１００は、当該学習処理を終了する。
【００６５】
〈フローテーブル学習〉
また、Ｌ２スイッチ１００は、フローテーブル学習処理を行う。例えば、Ｌ２スイッチ１００は、各ポートへデータを送信する場合には、送信対象のデータパケットの宛先ＩＰアドレスを検索キーとしてアドレステーブル８を検索する。このとき、対応するエントリがヒットした場合には、Ｌ２スイッチ１００は、そのエントリのＭＡＣアドレス（ＭＡＣＳＡ）が当該データパケットのＭＡＣ宛先アドレス（ＭＡＣＤＡ）と同一であるか否かを判別する。
【００６６】
このとき、送信先のＭＡＣアドレスと宛先のＭＡＣアドレスとが一致する場合には、Ｌ２スイッチ１００は、当該データパケットのＭＡＣ送信元アドレス，ＭＡＣ宛先アドレス，ＩＰ送信元アドレス，及びＩＰ宛先アドレスの組み合わせを送信ポート番号と対応づけて学習し（エントリを作成し）、テーブルに記憶する。このようなエントリが登録されるテーブルを“フローテーブル”と呼ぶ。
【００６７】
図７は、フローテーブルのデータ構造例を示す図である。図７に示すフローテーブル９は、送信ポート番号，ＭＡＣ送信元アドレス，ＭＡＣ宛先アドレス，ＩＰ送信元アドレス，ＩＰ宛先アドレス，及びエントリの登録時又は更新時を示すタイムスタンプを含むエントリを、ＩＰアドレス学習が設定されているポート毎に格納する。
【００６８】
Ｌ２スイッチ１００は、図７に示すようなフローテーブル９を参照することにより、送信対象のデータパケットについて、ポート，ＭＡＣ送信元アドレス，ＭＡＣ宛先アドレス，ＩＰ送信元アドレス，及びＩＰ宛先アドレスを識別することができる。
【００６９】
なお、上述したフローテーブルに係る構成では、ルータが接続されるポートに関しては、フローテーブルの学習は行われない。なぜならば、前述のように、ルータ接続ポートについては、ＩＰ送信元アドレスの学習が行われない。従って、データパケットのＩＰ宛先アドレスを用いたアドレステーブル８の検索において，ルータ接続ポートがヒットすることは無いからである。
【００７０】
このような構成に代えて、次の図８に示すような構成を適用することもできる。図８は、Ｌ２スイッチ１００によるフローテーブル９の学習処理のフローを示すフローチャートである。図８に示すように、Ｌ２スイッチ１００は、データパケットを受信すると、そのデータパケットの送信ポートについて、ＩＰアドレス学習が設定されているか否かを判定する（Ｓ１１）。
【００７１】
このとき、ＩＰアドレス学習が設定されている場合（Ｓ１１；ＩＰアドレス学習あり）には、Ｌ２スイッチ１００は、次のＳ１２において、アドレステーブル登録処理を行う。即ち、Ｌ２スイッチ１００は、データパケットの送信ポートのポート番号を取得するとともに、当該データパケットからＭＡＣ送信元アドレス，ＭＡＣ宛先アドレス，ＩＰ送信元アドレス，及びＩＰ宛先アドレスを取得し、タイムスタンプとともにフローテーブル９に登録する。そして、Ｌ２スイッチ１００は、当該フローを終了する。一方、Ｌ２スイッチ１００は、ＩＰアドレス学習が設定されていない場合（Ｓ１１；ＩＰアドレス学習なし）には、当該フローを終了する。
【００７２】
このように、フローテーブルの作成にあたり、Ｌ２スイッチ１００が、アドレステーブル学習と同様に、ルータ接続ポートに関してデータパケット出力時のフローテーブル学習処理を行わない構成を適用することもできる。
【００７３】
〈Ｌ２スイッチ配下のセグメント間交換処理〉
そして、Ｌ２スイッチ１００は、各ポートから受信するデータパケットに対し、図９に示すような処理を行う。図９は、Ｌ２スイッチの配下のセグメント間のデータ通信に係る“交換”処理のフローを示すフローチャートである。
【００７４】
図９において、Ｌ２スイッチ１００は、或るポートからデータパケットを受信すると、当該ポートについて、ＩＰアドレス学習が設定されているか否かを判定する（Ｓ１０１）。このとき、ＩＰアドレス学習が設定されている場合（Ｓ１０１；ＩＰアドレス学習あり）には、処理がＳ１０２に進み、そうでない場合（Ｓ１０１；ＩＰアドレス学習なし）には、処理がＳ１０６に進む。
【００７５】
Ｓ１０２では、Ｌ２スイッチ１００は、このデータパケットに設定されているＩＰ送信元アドレスとＩＰ宛先アドレスのペアでフローテーブル９を検索し、当該ペアを含むエントリが或るか否かを判定する（Ｓ１０３）。
【００７６】
このとき、フローテーブル９上で、同一のＩＰ送信元アドレスとＩＰ宛先アドレスのペアを含むエントリがヒットした場合（Ｓ１０３；ＹＥＳ）には、処理がＳ１０４に進み、そうでない場合（Ｓ１０３；ＮＯ）には、処理がＳ１０６に進む。
【００７７】
Ｓ１０４では、Ｌ２スイッチ１００は、次のＭＡＣアドレス交換処理を行う。即ち、Ｌ２スイッチ１００は、データパケットのオリジナルＭＡＣアドレスのペア（受信時においてデータパケットに設定されているＭＡＣ送信元アドレス及びＭＡＣ宛先アドレス）を、ヒットしたエントリに格納されているＭＡＣ送信元アドレス及びＭＡＣ宛先アドレスのペアと“交換”する。
【００７８】
そして、Ｌ２スイッチ１００は、ヒットしたエントリに格納されているポート番号の送信キューに当該データパケットを転送し（Ｓ１０５）、当該フローを終了する。ポート間のデータスイッチのハードウェア及びソフトウェアの実装手法として、既存のあらゆる手法を適用することができる。
【００７９】
また、Ｓ１０６に処理が進んだ場合には、Ｌ２スイッチ１００は、通常のＬ２スイッチ処理を実行し、その後、当該フローを終了する。
【００８０】
〈Ｌ２スイッチの構成例〉
図１０は、上述した機能を持つＬ２スイッチ１００の構成例を示す図である。図１０に示す例では、Ｌ２スイッチ１００は、インターフェイスポート（ＬＡＮポート）▲１▼〜▲４▼と、通信制御部１と、バッファ２と、設定情報格納領域３と、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）と、時刻制御部７と、アドレステーブル８と、フローテーブル９とを備えている。ＡＳＩＣは、受信制御部と送信制御部とを含み、受信制御部は誤り検査処理部４とヘッダ解析部５とを含み、送信制御部はヘッダ編集部６を含んでいる。各テーブル８、９はＬ２スイッチ１００内の記憶装置上に格納されている。
【００８１】
ここに、通信制御部１は、ポート単位のパケット送受信制御、及びアドレス情報の収集を行う。バッファ２は、受信／送信パケットの格納領域として使用される。設定情報格納領域３は、ユーザ設定値の格納領域であり、ユーザ（Ｌ２ＳＷの管理者）によって設定されるＩＰアドレス学習の有無（実行／不実行）、タイマーの設定値（エントリの削除に係る所定時間）等を格納する。通信制御部１は、本発明のデータを送出する手段として機能する。
【００８２】
誤り検査処理部４は、受信パケットのエラーチェックを行う。ヘッダ解析部５は、設定情報格納領域３に格納された設定情報（各ポートに対するＩＰアドレス学習の有無を示すフラグ）に基づいて、データパケットのヘッダ情報とアドレステーブル８との比較処理、及び比較結果に基づくアドレステーブル８の更新処理を行う。上述したアドレステーブル学習処理（図６）は、ヘッダ解析部５で行われる。ヘッダ解析部５は、本発明のアドレステーブル学習手段として機能する。
【００８３】
ヘッダ編集部６は、設定情報格納領域３に格納された設定情報（各ポートに対するＩＰアドレス学習の有無を示すフラグ）に基づいて、ヘッダ情報とアドレステーブル８及びフローテーブル９との比較処理を行う。そして、ヘッダ編集部６は、比較結果に基づいて、ヘッダ情報の再編集とフローテーブル９に対するエントリの追加及び更新処理を行う。上述したフローテーブル学習処理（図８），及びセグメント間交換処理（図９）は、ヘッダ編集部６で行われる。このように、ヘッダ編集部６は、本発明における変換手段，フローテーブル学習手段として機能する。
【００８４】
時刻制御部７は、各テーブル８，９に登録された各エントリに対するタイムスタンプの更新、及びエントリの削除処理（エージング処理：後述）を行う。時刻制御部７は、本発明の削除手段として機能する。
【００８５】
アドレステーブル８は、図５に示したようなデータ構造を有し、受信パケットのアドレス情報の格納領域として使用される。フローテーブル９は、図７に示したようなデータ構造を有し、セグメント間通信のショートカット用の経路情報の格納領域として使用される。
【００８６】
〈動作例〉
図１１は、図３に示したホストＡとホストＢとの間のデータ通信において、ホストＡからホストＢへ転送されるデータに対し、Ｌ２スイッチ１００が本発明に係る交換処理を行う場合を示すシーケンス図である。図１１に示すシーケンスでは、Ｌ２スイッチ１００には、ポート▲１▼及び▲２▼について、ＩＰアドレス学習を行う設定が施されている。また、図１１のシーケンスの開始時におけるＬ２スイッチ１００は、例えば通常のＭＡＣアドレス学習により、各ポートとＭＡＣ宛先アドレスとの対応関係を学習済みであり、各ポートから受信するデータパケット（ＭＡＣフレーム）をそのＭＡＣ宛先アドレスに基づいて適正な出力ポートから送出することができる。
【００８７】
図１１において、セグメント＃１に属するホストＡは、セグメント＃２に属するホストＢに対してデータを送信する場合には、ＭＡＣ送信元アドレス“ＭＡＣ−Ａ”，ＭＡＣ宛先アドレス“ＭＡＣ−Ｒ１”，ＩＰ送信元アドレス“ＩＰ−Ａ”，及びＩＰ宛先アドレス“ＩＰ−Ｂ”がセットされたヘッダを持つデータパケットをＬ２スイッチ１００へ送信する（図１１；〈１〉）。
【００８８】
Ｌ２スイッチ１００は、当該データパケットをポート▲１▼で受信し、ポート▲３▼からバーチャルルータへ向けて送出する（図１１；〈２〉及び〈３〉）。
【００８９】
バーチャルルータ（ルータ＃１）では、ポート▲５▼で当該データパケットを受信し、ＩＰルーチングを行い、データパケットのＭＡＣ宛先アドレスをホストＢのＭＡＣアドレス“ＭＡＣ−Ｂ”に変換し、ポート▲６▼からＬ２スイッチ１００へ向けて送出する（図１１；〈４〉及び〈５〉）。
【００９０】
Ｌ２スイッチ１００は、バーチャルルータからのデータパケットをポート▲４▼で受信し、ポート▲２▼からホストＢへ向けて送出する（図１１；〈６〉及び〈７〉）。このとき、Ｌ２スイッチ１００のヘッダ編集部５は、データパケットのヘッダ情報に基づいて、フローテーブル９に対し、図７に示すようなポート▲２▼に係るエントリを作成し登録する。
【００９１】
その後、ホストＡからホストＢ宛のデータパケットが送出されると、Ｌ２スイッチ１００は、そのデータパケットをポート▲１▼で受信する（図１１；〈８〉）。
【００９２】
さらに、ＬＡＮスイッチ１００のヘッダ編集部５は、フローテーブル９を参照し、図９に示した交換処理を行う。即ち、ヘッダ編集部５は、データパケット中のＩＰ送信元アドレス“ＩＰ−Ａ”及びＩＰ宛先アドレス“ＩＰ−Ｂ”のペアを検索キーとしてフローテーブル９を検索する。このとき、フローテーブル９からポート▲２▼に係るエントリがヒットする。すると、ヘッダ編集部５は、データパケットに設定されているＭＡＣ送信元アドレス“ＭＡＣ−Ａ”及びＭＡＣ宛先アドレス“ＭＡＣ−Ｒ１”のペアを、当該エントリ中のＭＡＣアドレスのペア（ＭＡＣ送信元アドレス“ＭＡＣ−Ｒ２”及びＭＡＣ宛先アドレス“ＭＡＣ−Ｂ”）に変換（交換）する。そして、当該データパケットは、ポート▲２▼への送信キューに転送され、ポート▲２▼からホストＢへ向けて送出される（図１１の〈９〉及び〈１０〉）。
【００９３】
また、ホストＢからホストＡへデータパケットが転送される場合には、図１１に示すシーケンスと同様の動作が行われる。即ち、１回目のデータパケット送信において、Ｌ２スイッチ１００がバーチャルルータからのデータパケットをポート▲１▼から送信する場合に、ポート▲１▼に係るエントリがフローテーブル９に登録される。その後、ホストＢからの２回目のデータパケット送信において、ポート▲２▼に係るエントリがアドレステーブル８に登録されるとともに、フローテーブル９のポート▲１▼に係るエントリに基づいてＭＡＣアドレスの交換が行われ、データパケットがバーチャルルータに転送されることなくホストＡへ向けてポート▲１▼から送出される。
【００９４】
なお、上述した動作例では、Ｌ２スイッチ１００は、アドレステーブル８を使用することなく、ＩＰアドレス学習の設定オンに基づくフローテーブル９の学習処理により、交換処理を行っている。これに対し、Ｌ２スイッチ１００のヘッダ解析部５は、当該データパケットのヘッダ情報（ＭＡＣ送信元アドレス“ＭＡＣ−Ａ”及びＩＰ送信元アドレス“ＩＰ−Ａ”）に基づいて、ポート▲１▼に係るアドレステーブル学習処理を行うことができる。ポート▲１▼に係るアドレステーブル学習処理は、図１１におけるホストＡからの２回のデータパケットの受信時の何れにおいても行うことができる。この場合、ホストＢからホストＡへ転送されるバーチャルルータ経由のデータパケット受信時に、ヘッダ編集部６は、アドレステーブル８のポート▲１▼に係るエントリに基づいて、フローテーブル学習処理を行うことができる。
【００９５】
以上のような動作により、ホストＡとホストＢとの間を転送されるデータパケットは、１回目では、バーチャルルータを経由する。しかし、２回目以降では、Ｌ２スイッチ１００によりショートカットされて、バーチャルルータを経由することなく宛先のホストへ届く。
【００９６】
従って、バーチャルルータは、異なるセグメントに属するホスト間の通信において、データパケットの転送方向毎に、１回目のデータパケットの転送処理に係るルーチング及びフォワーディングを負担するだけで良いことになる。これによって、バーチャルルータは、自身の能力を各ホストとネットワークの拠点とを結ぶＷＡＮ回線に係る処理に向けることができる。従って、バーチャルルータを構成するルータとして、Ｌ３スイッチではなく、ＷＡＮの構成に応じたＷＡＮルータを適用することができる。
【００９７】
一方、Ｌ２スイッチ１００は、同一セグメントに属するホスト間のデータだけでなく、異なるセグメント間に属するホスト間のデータも、Ｌ２スイッチ１００内部のスイッチング処理により宛先セグメントへ（ルータを経由することなく）転送することができる。このときの転送処理は、Ｌ２スイッチ１００が持つＬ２の高速スイッチング機能を利用することができる。従って、バーチャルルータを経由する場合に比べて高速にデータパケットをホスト間で転送することができる。
【００９８】
また、各セグメントの各ホストには、デフォルトゲートウェイであるバーチャルルータを経由した場合と同じアドレス情報を持つデータが届く。従って、各ホストは、データの転送がデフォルトゲートウェイ経由で行われているように認識する。従って、実施形態の構成の適用に際し、ホストの構成を変更する必要がない。この場合、ヘッダのＴＴＬ（ＴｉｍｅＴｏＬｉｖｅ）の減算処理等、宛先ホストに届くヘッダ情報の内容をバーチャルルータを経由する場合と同等にするための処理も合わせて実行するように構成することは、容易に実現可能である。
【００９９】
〈エージング処理〉
また、各テーブル８及び９のエントリ毎に設定されるタイムスタンプは、時刻制御部７によるエージング処理に適用される。時刻制御部７は、エージング処理用のタイマを有し、設定情報記憶領域３に設定されたタイマ値に基づいて、次のようなエントリのエージング処理を実行することができる。
【０１００】
第１の構成として、時刻制御部７が、Ｌ２スイッチ１００のデータパケットの受信／送信時において、テーブル８及び／又は９にエントリが登録又は更新される毎に、そのエントリのタイムスタンプの値を、現在時刻で更新する。
【０１０１】
この場合、時刻制御部７は、定期的に各テーブル８，９の精査を行い、登録時刻（タイムスタンプ値）が一定時間（設定情報格納領域３に登録されている）を超過しているエントリがある場合に、該当エントリを削除する。この場合には、エントリが一定時間未使用の場合に、一旦ＭＡＣアドレスの交換処理を解除する運用を行うことができる。
【０１０２】
第２の構成として、時刻制御部７が未登録状態から新たにエントリが登録された時の時刻を登録する。この場合、時刻制御部７は、定期的に各テーブル８，９の精査を行い、登録時刻（タイムスタンプ値）が一定時間（設定情報格納領域３に登録されている）を超過しているエントリがある場合に、該当エントリを削除する。この場合には、最初にＭＡＣアドレスの交換処理を始めてから、一定時間経過後に、交換処理を一旦解除する運用を行うことができる。
【０１０３】
また、通常、ルータでは、セキュリティ機能として、データパケットのフィルタリング処理を行う。フィルタリングで最も多く実施されているのは、ルータでのＩＰアドレスベースのフィルタリング処理である。ルータは受信ＩＰパケットのＩＰ送信元アドレスとＩＰ宛先アドレスとをルータに設定されたフィルタリング条件により精査し、通過と遮断の判断を行う。
【０１０４】
実施形態におけるＬ２スイッチ１００におけるセグメント間交換処理（ＭＡＣアドレスの交換処理）では、交換処理を行うか否かをＩＰ送信元アドレス及びＩＰ宛先アドレス単位で判断する。このため、当該交換処理は、ＩＰアドレス単位のフィルタリング処理の粒度と同等の処理の粒度を有している。
【０１０５】
実施形態におけるＬ２スイッチ１００自体には、ＩＰアドレスによるフィルタリングの条件設定は行う必要はない。但し、図１１に示したように、交換処理に必要なフローテーブル９の登録処理は、バーチャルルータを経由したデータパケットに対して行われる。
【０１０６】
このため、異なるセグメントに属するホスト間を転送されるデータパケットが一度バーチャルルータのフィルタリング条件に適合した場合に、Ｌ２スイッチ１００が当該データパケットに係るエントリをフローテーブル９に登録し、交換処理の対象とすることになる。
【０１０７】
従って、ルータに設定されたセキュリティ条件により通信を遮断すべきホスト間の通信をＬ２スイッチ１００が交換してしまい、ルータのセキュリティが機能しなくなることはない。
【０１０８】
上述したエージングによる一定時間でのテーブルエントリのクリア処理により、以下の効果を得ることができる。即ち、エージング処理によって、アドレステーブル８とフローテーブル９との各エントリは、一定時間経過後にクリアされる。従って、ルータ側でのフィルタリング条件の変更が、この一定時間後に確実に反映される。
【０１０９】
〈交換処理の限定〉
また、ＩＣＭＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＣｏｎｔｒｏｌＭｅｓｓａｇｅＰｒｏｔｏｃｏｌ）に関しては、Ｌ２スイッチでの交換は行わずに、通常のルータ経由の通信をさせるべきである。従って、データパケットのＩＰヘッダのプロトコル種別が「ＩＣＭＰ」である場合には、Ｌ２スイッチ１００が交換処理を行わない（アドレステーブル８，フローテーブル９を作成しない）構成を適用することができる。このようなＩＰヘッダのプロトコル種別の判定処理は、例えば、図１０におけるヘッダ分析部５で行い、プロトコル種別が「ＩＣＭＰ」である場合には、ヘッダ編集部６による交換処理が行われないように構成することで実現することができる。
【０１１０】
〈実施形態による利点〉
以上説明した実施形態によると、以下の利点がある。
（１）ＷＡＮルータとしてＧ（ギガ）ｂｐｓクラスの高価なＬ３ＳＷを導入する必要がなくなる。システムに要求される帯域が数１０Ｍｂｐｓ程度であれば，安価なＷＡＮルータを適用することができる。
（２）Ｌ２スイッチの先に接続されるＷＡＮルータをホットスタンバイのバーチャルルータとして，ＷＡＮの冗長構成を実現することができる。このとき、ＶＲＲＰ等のホットスタンバイプロトコルは、変更なく使用することができる。
（３）Ｌ２スイッチの配下に接続されたホスト間の通信について、ホスト同士が同一セグメントに属する場合だけでなく、異なるセグメントに属する場合でも、Ｌ２スイッチの処理能力を反映した高速な通信が可能となる。
（４）ルータでのフィルタリングによるセキュリティ機能を阻害することがない。
【０１１１】
〔その他〕
本発明は、以下のように特定することができる。
（付記１）異なるＬＡＮセグメントに属する第１及び第２ホストと、これらの第１及び第２ホストがデフォルトゲートウェイとするルータとそれぞれ接続され、第１及び第２ホスト間を転送されるデータを中継するレイヤ２のスイッチング装置であって、
前記第１及び第２ホストの一方のＩＰアドレスをＩＰ送信元アドレスとして含み、且つ他方のＭＡＣ及びＩＰアドレスをＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスとして含むエントリが登録されたフローテーブルと、
前記一方のＩＰアドレスがＩＰ送信元アドレスとして設定され且つ前記他方のＩＰアドレスがＩＰ宛先アドレスとして設定されたデータが前記一方から受信された場合に、このデータに設定されているＭＡＣ宛先アドレスを前記フローテーブルの前記エントリに基づいて前記他方のＭＡＣアドレスに変換する変換手段と、
前記ＭＡＣ宛先アドレスが変換されたデータを前記他方へ向けて送出する手段と、を含むレイヤ２のスイッチング装置。（１）
（付記２）前記第１及び第２ホストの一方のＩＰアドレスがＩＰ送信元アドレスとして設定され且つ他方のＭＡＣ及びＩＰアドレスがＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスとして設定されたデータが前記ルータ経由で受信され前記他方へ向けて送信される場合に、このデータに設定されているＩＰ送信元アドレス，ＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスを含む前記エントリを生成し、前記フローテーブルに登録するフローテーブル学習手段をさらに含む、付記１記載のレイヤ２のスイッチング装置。（２）
（付記３）前記第１及び第２ホストの一方から他方へ転送されるデータを受信した場合に、そのデータに設定されているＭＡＣ送信元アドレスとＩＰ送信元アドレスとを含むエントリをアドレステーブルに登録するアドレステーブル学習手段と、
前記一方から他方へ転送されるデータが前記ルータを経由して受信され前記他方へ向けて送信される場合に、このデータのＩＰ宛先アドレスを検索キーとして前記アドレステーブルを検索し、検索されたエントリに含まれるＭＡＣアドレスが前記データのＭＡＣ宛先アドレスと一致するときに、このデータに設定されているＩＰ送信元アドレス，ＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスを含むエントリを生成し、フローテーブルに登録するフローテーブル学習手段とをさらに含む、付記１記載のレイヤ２のスイッチング装置。（３）
（付記４）前記データに設定されているＭＡＣ送信元アドレスを前記他方が属するセグメントに対応する前記ルータのＭＡＣアドレスに変換する、付記１〜３のいずれかに記載のレイヤ２のスイッチング装置。
（付記５）前記フローテーブル学習手段は、前記第１及び第２ホストと接続されるポートについてのみ、前記エントリを作成する、付記２〜４のいずれかに記載のレイヤ２のスイッチング装置。
（付記６）前記フローテーブルにエントリが新規に登録又は最後に更新されてから所定時間が経過している場合に、当該エントリを削除する削除手段をさらに含む、付記１〜５のいずれかに記載のレイヤ２のスイッチング装置。（４）
（付記７）前記第１及び第２ホストの一方から他方へ転送されるデータのうち、特定の種類のデータについては、前記変換手段による処理を行わず、前記ルータへ転送する、付記１〜６のいずれかに記載のレイヤ２のスイッチング装置。（５）
（付記８）異なるＬＡＮセグメントに属する第１及び第２ホストと、これらの第１及び第２ホストがデフォルトゲートウェイとするルータとそれぞれ接続され、第１及び第２ホスト間を転送されるデータを中継するレイヤ２のスイッチング装置が、
前記第１及び第２ホストの一方のＩＰアドレスをＩＰ送信元アドレスとして含み、且つ他方のＭＡＣ及びＩＰアドレスをＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスとして含むエントリをフローテーブルに登録し、
前記一方のＩＰアドレスがＩＰ送信元アドレスとして設定され且つ前記他方のＩＰアドレスがＩＰ宛先アドレスとして設定されたデータが前記一方から受信された場合に、このデータに設定されているＭＡＣ宛先アドレスを前記フローテーブルの前記エントリに基づいて前記他方のＭＡＣアドレスに変換し、
前記ＭＡＣ宛先アドレスが変換されたデータを前記他方へ向けて送出する、ことを含むレイヤ２のスイッチング装置のデータ交換方法。
（付記９）前記第１及び第２ホストの一方のＩＰアドレスがＩＰ送信元アドレスとして設定され且つ他方のＭＡＣ及びＩＰアドレスがＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスとして設定されたデータが前記ルータ経由で受信され前記他方へ向けて送信される場合に、このデータに設定されているＩＰ送信元アドレス，ＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスを含む前記エントリを生成し、前記フローテーブルに登録することをさらに含む、付記８記載のレイヤ２のスイッチング装置のデータ交換方法。
（付記１０）前記第１及び第２ホストの一方から他方へ転送されるデータを受信した場合に、そのデータに設定されているＭＡＣ送信元アドレスとＩＰ送信元アドレスとを含むエントリをアドレステーブルに登録し、
前記一方から他方へ転送されるデータが前記ルータを経由して受信され前記他方へ向けて送信される場合に、このデータのＩＰ宛先アドレスを検索キーとして前記アドレステーブルを検索し、検索されたエントリに含まれるＭＡＣアドレスが前記データのＭＡＣ宛先アドレスと一致するときに、このデータに設定されているＩＰ送信元アドレス，ＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスを含むエントリを生成し、フローテーブルに登録することをさらに含む、付記８記載のレイヤ２のスイッチング装置のデータ交換方法。
（付記１１）前記データに設定されているＭＡＣ送信元アドレスを前記他方が属するセグメントに対応する前記ルータのＭＡＣアドレスに変換する、付記８〜１０のいずれかに記載のレイヤ２のスイッチング装置のデータ交換方法。
（付記１２）前記第１及び第２ホストと接続されるポートについてのみ、前記フローテーブルに登録すべきエントリを作成する、付記９〜１１のいずれかに記載のレイヤ２のスイッチング装置のデータ交換方法。
（付記１３）前記フローテーブルにエントリが新規に登録又は最後に更新されてから所定時間が経過している場合に、当該エントリを削除することをさらに含む、付記８〜１２のいずれかに記載のレイヤ２のスイッチング装置のデータ交換方法。
（付記１４）前記第１及び第２ホストの一方から他方へ転送されるデータのうち、特定の種類のデータについては、前記変換手段による処理を行わず、前記ルータへ転送する、付記８〜１３のいずれかに記載のレイヤ２のスイッチング装置のデータ交換方法。
【０１１２】
【発明の効果】
本発明によれば、異なるセグメントに属するホスト間通信において、これらのホストがデフォルトゲートウェイとするルータを経由することなく、データの転送を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により実現されるシステムの構成例を示す図である。
【図２】Ｌ２スイッチを経由するセグメント間通信の例を示す図である。
【図３】Ｌ２スイッチでのセグメント間交換処理による通信の例を示す図である。
【図４】Ｌ２スイッチの配下のセグメント間通信におけるデータの特性を示す表（表１）である。
【図５】アドレステーブルのデータ構造例を示す図である。
【図６】アドレステーブル学習処理を示すフローチャートである。
【図７】フローテーブルのデータ構造例を示す図である。
【図８】フローテーブル学習処理を示すフローチャートである。
【図９】Ｌ２スイッチの配下のセグメント間交換処理を示すフローチャートである。
【図１０】Ｌ２スイッチの構成例を示す図である。
【図１１】図３に示したＬ２スイッチの配下のセグメント間交換処理を示すシーケンス図である。
【図１２】バーチャルルータの構成例を示す図である。
【図１３】ホストとバーチャルルータとの間の接続構成例を示す図である。
【図１４】各ホストとバーチャルルータとの間をセグメント単位のＨＵＢで接続する構成例を示す図である。
【図１５】各ホストとバーチャルルータとの間を各ホストが属する複数のセグメントを収容するＬ２スイッチで接続する構成例を示す図である。
【図１６】ＷＡＮ回線接続構成の例を示す図である。
【符号の説明】
▲１▼〜▲６▼ インターフェイスポート
１通信制御部
２バッファ
３設定情報格納領域
４誤り検査処理部
５ヘッダ解析部
６ヘッダ編集部
７時刻制御部
８アドレステーブル
９フローテーブル
１００レイヤ２スイッチ（Ｌ２スイッチ，Ｌ２ＳＷ）

Claims

異なるＬＡＮセグメントに属する第１及び第２ホストと、これらの第１及び第２ホストがデフォルトゲートウェイとするルータとそれぞれ接続され、第１及び第２ホスト間を転送されるデータをレイヤ２で転送するレイヤ２のスイッチング装置であって、
前記第１及び第２ホストの一方のＩＰアドレスをＩＰ送信元アドレスとして含み、且つ他方のＭＡＣ及びＩＰアドレスをＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスとして含むエントリが登録されたフローテーブルと、
前記一方のＩＰアドレスがＩＰ送信元アドレスとして設定され且つ前記他方のＩＰアドレスがＩＰ宛先アドレスとして設定されたデータが前記一方から受信された場合に、このデータに設定されているＭＡＣ宛先アドレスを前記フローテーブルの前記エントリに基づいて前記他方のＭＡＣアドレスに変換する変換手段と、
前記ＭＡＣ宛先アドレスが変換されたデータを前記他方へ向けて送出する手段と、を含むレイヤ２のスイッチング装置。
前記第１及び第２ホストの一方のＩＰアドレスがＩＰ送信元アドレスとして設定され且つ他方のＭＡＣ及びＩＰアドレスがＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスとして設定されたデータが前記ルータ経由で受信され前記他方へ向けて送信される場合に、このデータに設定されているＩＰ送信元アドレス，ＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスを含む前記エントリを生成し、前記フローテーブルに登録するフローテーブル学習手段をさらに含む、請求項１記載のレイヤ２のスイッチング装置。
前記第１及び第２ホストの一方から他方へ転送されるデータを受信した場合に、そのデータに設定されているＭＡＣ送信元アドレスとＩＰ送信元アドレスとを含むエントリをアドレステーブルに登録するアドレステーブル学習手段と、
前記一方から他方へ転送されるデータが前記ルータを経由して受信され前記他方へ向けて送信される場合に、このデータのＩＰ宛先アドレスを検索キーとして前記アドレステーブルを検索し、検索されたエントリに含まれるＭＡＣアドレスが前記データのＭＡＣ宛先アドレスと一致するときに、このデータに設定されているＩＰ送信元アドレス，ＭＡＣ及びＩＰ宛先アドレスを含むエントリを生成し、フローテーブルに登録するフローテーブル学習手段とをさらに含む、請求項１記載のレイヤ２のスイッチング装置。
前記フローテーブルにエントリが新規に登録又は最後に更新されてから所定時間が経過している場合に、当該エントリを削除する削除手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載のレイヤ２のスイッチング装置。
前記第１及び第２ホストの一方から他方へ転送されるデータのうち、特定の種類のデータについては、前記変換手段による処理を行わず、前記ルータへ転送する、請求項１〜４のいずれかに記載のレイヤ２のスイッチング装置。