JP2005323316A - Gateway apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＷＡＮとＬＡＮとを接続し、ＬＡＮとＷＡＮとの間で、パケットを転送するゲートウェイ装置に関し、特に、通常ＬＡＮで使用されるデータリンク層プロトコルを用いて、ＷＡＮへパケット転送するゲートウェイ装置に関する。
The present invention relates to a gateway device that connects a WAN and a LAN and transfers packets between the LAN and the WAN, and more particularly, a gateway that transfers packets to the WAN using a data link layer protocol usually used in the LAN. Relates to the device.
家庭内や企業内のＬＡＮ（Local Area Network）で使用されているデータリンク層プロトコルとして、通常ＩＥＥＥ ８０２．３で規定されるイーサネット（登録商標）プロトコルが使用されている。なお、上記イーサネット（登録商標）は、物理層とデータリンク層とのプロトコルの１つである。 As a data link layer protocol used in a home or company LAN (Local Area Network), an Ethernet (registered trademark) protocol normally defined by IEEE 802.3 is used. The Ethernet (registered trademark) is one of protocols between the physical layer and the data link layer.
一方、通信事業者がＬＡＮ間を接続するために構築したＷＡＮ（Wide Area Network）では、ＬＡＮで使用されている上記データリンク層プロトコルとは異なるデータリンク層プロトコルが使用されている（たとえば、非特許文献１参照）。 On the other hand, a WAN (Wide Area Network) constructed by a telecommunications carrier to connect LANs uses a data link layer protocol that is different from the data link layer protocol used in the LAN (for example, non-wireless network). Patent Document 1).
したがって、ＬＡＮとＷＡＮとを接続するためには、データリンク層プロトコルを変換する必要があり、このために、ゲートウェイ装置が高価であるという問題がある。 Therefore, in order to connect the LAN and the WAN, it is necessary to convert the data link layer protocol. For this reason, there is a problem that the gateway device is expensive.
また、このようなＷＡＮで使用されるデータリンク層プロトコルは、大規模ネットワークヘの適用を前提としているが、上記ＷＡＮで使用されるデータリンク層プロトコルは一般的ではないので、ＷＡＮ内で使用されるスイッチ装置が高価であるという問題がある。 In addition, the data link layer protocol used in such a WAN is premised on application to a large-scale network. However, the data link layer protocol used in the WAN is not general and is used in the WAN. The switch device is expensive.
これらの問題を背景に、ＷＡＮのデータリンク層プロトコルとして、イーサネット（登録商標）プロトコルを採用し、これによって、低価格のゲートウェイ装置やスイッチ装置を利用し、ＷＡＮ構築に要するコストを低減する広域イーサネット（登録商標）と呼ばれるＷＡＮ技術が普及しつつある（たとえば、非特許文献２参照）。
しかし、上記広域イーサネット（登録商標）では、比較的小規模なネットワークを前提としているイーサネット（登録商標）プロトコルを採用しているので、大規模化に際して問題が発生している。 However, the wide-area Ethernet (registered trademark) employs the Ethernet (registered trademark) protocol that is premised on a relatively small-scale network, and thus a problem occurs when the scale is increased.
広域イーサネット（登録商標）では、拡張ＶＬＡＮ技術を採用することが一般的である。なお、「ＶＬＡＮ」は、Virtual Local Area Networkであり、ＶＬＡＮタグを、パケットに付加し、仮想的なグループを設定する技術であり、「拡張ＶＬＡＮ技術」は、ＶＬＡＮの機能を広域イーサネット（登録商標）においてユーザの識別に使用する技術である。 In wide-area Ethernet (registered trademark), it is common to employ an extended VLAN technology. “VLAN” is a Virtual Local Area Network, which is a technology for adding a VLAN tag to a packet and setting a virtual group, and “Extended VLAN technology” is a VLAN function for wide area Ethernet (registered trademark). ) Is a technique used for user identification.
つまり、端末装置のＭＡＣアドレスを使用して経路制御を行っているので、広域イーサネット（登録商標）を構築するスイッチ装置に、最大、端末装置数分の極めて大きなＭＡＣアドレステーブルが必要であるという問題がある。なお、「ＭＡＣアドレス」は、イーサネット（登録商標）でパケットの経路制御に使用されるアドレスであり、通常、各端末に割り当てられた固有のＩＤである。 In other words, since the path control is performed using the MAC address of the terminal device, the switch device that constructs the wide area Ethernet (registered trademark) needs an extremely large MAC address table for the maximum number of terminal devices. There is. The “MAC address” is an address used for packet routing in Ethernet (registered trademark), and is usually a unique ID assigned to each terminal.
そして、広域イーサネット（登録商標）を構築する場合、最大、端末装置数分の極めて大きなＭＡＣアドレステーブルが必要であることが、ネットワーク規模の制約の原因であり、また、スイッチ装置の高価格化の原因である。 And, when constructing wide area Ethernet (registered trademark), it is necessary to have an extremely large MAC address table for the number of terminal devices at the maximum. Responsible.
本発明は、ＷＡＮ内で使用されるスイッチ装置が管理すべきＭＡＣアドレスを削減することができるゲートウェイ装置を提供することを目的とするものである。
An object of this invention is to provide the gateway apparatus which can reduce the MAC address which the switch apparatus used within WAN should manage.
本発明は、ＬＡＮから入力されたパケットを、所定のＬＡＮ−ＷＡＮゲートウェイ処理を施し、ＷＡＮへ転送し、ＷＡＮから入力されたパケットを、所定のＷＡＮ−ＬＡＮゲートウェイ処理を施して、ＬＡＮへ転送するゲートウェイ装置において、上記ＬＡＮ−ＷＡＮゲートウェイ処理において、上記ＬＡＮから入力されたパケットに含まれているデータリンク層の送り元アドレス値と、上記データリンク層の宛先アドレス値とを、ゲートウェイ装置毎に、ＷＡＮが設定したＭＡＣアドレス値として使用するゲートウェイ装置である。 In the present invention, a packet input from a LAN is subjected to a predetermined LAN-WAN gateway process and transferred to the WAN, and a packet input from the WAN is subjected to a predetermined WAN-LAN gateway process and transferred to the LAN. In the gateway device, in the LAN-WAN gateway processing, the source address value of the data link layer and the destination address value of the data link layer included in the packet input from the LAN are set for each gateway device. This is a gateway device used as a MAC address value set by the WAN.
これによって、ＷＡＮで使用されるＭＡＣアドレスの数を、端末装置数ではなく、ゲートウェイ装置数にまで削減することができ、スイッチ装置が必要とするＭＡＣアドレステーブル数を大幅に削減することができる。 As a result, the number of MAC addresses used in the WAN can be reduced to the number of gateway devices, not the number of terminal devices, and the number of MAC address tables required by the switch device can be greatly reduced.
また、ＷＡＮ内のパケット転送において、アドレス学習のような経路指定のための動的制御処理を必要とせず、大規模化に対応することができる。
Further, in packet transfer within the WAN, dynamic control processing for routing such as address learning is not required, and it is possible to cope with an increase in scale.
本発明によれば、ＷＡＮで使用されるＭＡＣアドレスの数を、端末装置数ではなく、ゲートウェイ装置数まで削減することが可能であり、スイッチ装置が必要とするＭＡＣアドレステーブル数を大幅に削減するゲートウェイ装置を提供することができるという効果を奏する。
According to the present invention, it is possible to reduce the number of MAC addresses used in the WAN to the number of gateway devices, not the number of terminal devices, and greatly reduce the number of MAC address tables required by the switch device. There is an effect that a gateway device can be provided.
発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例である。 The best mode for carrying out the invention is the following examples.
図１は、本発明の実施例１であるゲートウェイ装置ＧＷｉ、ＧＷｊを具備するネットワーク構成１００を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a network configuration 100 including gateway devices GWi and GWj that are
ネットワーク構成１００は、ＬＡＮ１０と、ＷＡＮ２０とを有し、ＬＡＮ１０は、ｎ個設けられている。ＬＡＮ１０ｉとＷＡＮ２０とを、ゲートウェイ装置ＧＷｉが接続し、ＬＡＮ１０ｊとＷＡＮ２０とを、ゲートウェイ装置ＧＷｊが接続する。なお、ｉは、１〜ｎのいずれかであり、ｊは、ｉ以外の１〜ｎのいずれかである。また、ＬＡＮ１０ｉに端末装置Ｔｐが接続され、ＬＡＮ１０ｊに端末装置Ｔｑが接続される。
The network configuration 100 includes a
図２は、実施例１におけるＬＡＮ１０ｉ側のパケット通信例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of packet communication on the LAN 10i side according to the first embodiment.
図２に示す例は、ＬＡＮ１０ｉとＬＡＮ１０ｊとが、異なるデータリンクに属する例である。
The example illustrated in FIG. 2 is an example in which the LAN 10i and the
端末装置Ｔｐが、端末装置Ｔｑに向けてパケット：ＬＡＮ１０ｉパケットＴｐ−Ｔｑを送信する。ＬＡＮ１０ｊパケットＴｐ−Ｔｑのデータリンク層に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）プロトコルが採用されている。データリンク層ヘッダは、宛先アドレス：ＭＡＣ−Ｇｉ（ゲートウェイ装置ＧＷｉのＬＡＮ側ポートに付けられたＭＡＣアドレス）と、送り元アドレス：ＭＡＣ−Ｔｐ（端末装置Ｔｐのポートに付けられたＭＡＣアドレス）とを含む。
The terminal device Tp transmits a packet: LAN10i packet Tp-Tq toward the terminal device Tq. The Ethernet (registered trademark) protocol is employed in the data link layer of the
また、ネットワーク層にＩＰプロトコルが採用され、ネットワーク層ヘッダは、宛先アドレス：ＩＰ−Ｔｑ（端末装置ＴｑのＩＰアドレス）と、送り元アドレス：ＩＰ−Ｔｐ（端末装置ＴｐのＩＰアドレス）とを含む。 Further, the IP protocol is adopted for the network layer, and the network layer header includes a destination address: IP-Tq (IP address of the terminal device Tq) and a source address: IP-Tp (IP address of the terminal device Tp). .
ゲートウェイ装置ＧＷｉは、ＬＡＮ１０ｉパケットＴｐ−Ｔｑのデータリンク層ヘッダを書き換えたＷＡＮパケットＴｐ−Ｔｑとして、ＷＡＮ２０側に出力する。
The gateway device GWi outputs to the
データリンク層の宛先アドレスを、ＭＡＣ−Ｎｊ（ゲートウェイ装置ＧＷｊのＷＡＮ２０側ポートのＭＡＣアドレス）に書き換え、送り元アドレスを、ＭＡＣ−Ｎｉ（ゲートウェイ装置ＧＷｉのＷＡＮ２０側ポートのＭＡＣアドレス）に書き換える。なお、上記書き換えに伴って、イーサネット（登録商標）のＦＣＳ（Frame Check Sequence）を修正する必要がある。
The destination address of the data link layer is rewritten to MAC-Nj (the MAC address of the
図３は、実施例１におけるＬＡＮ１０ｊ側のパケット通信例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of packet communication on the
図３に示す例は、ＬＡＮ１０ｉとＬＡＮ１０ｊとが、異なるデータリンクに属している場合を示す例である。
The example illustrated in FIG. 3 is an example in which the LAN 10i and the
ゲートウェイ装置ＧＷｊは、ＷＡＮパケットＴｐ−Ｔｑのデータリンク層ヘッダを書き換えたＬＡＮ１０ｊパケットＴｐ−Ｔｑを、ＬＡＮ１０ｊ側に出力する。データリンク層の宛先アドレスを、ＭＡＣ−Ｇｊ（ゲートウェイ装置ＧＷｊのＬＡＮ側ポートのＭＡＣアドレス）に書き換え、送り元アドレスを、ＭＡＣ−Ｎｉ（端末装置ＴｑのポートのＭＡＣアドレス）に書き換える。 The gateway device GWj outputs a LAN10j packet Tp-Tq in which the data link layer header of the WAN packet Tp-Tq is rewritten to the LAN10j side. The destination address of the data link layer is rewritten to MAC-Gj (the MAC address of the LAN side port of the gateway device GWj), and the source address is rewritten to MAC-Ni (the MAC address of the port of the terminal device Tq).
なお、上記書き換えに伴って、イーサネット（登録商標）のＦＣＳ（Frame Check Sequence）を修正する必要がある。 In addition, it is necessary to correct the FCS (Frame Check Sequence) of Ethernet (registered trademark) with the rewriting.
図４は、実施例１におけるゲートウェイ装置のＷＡＮ２０側ポートに、データリンク層のアドレスが設定される動作を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation in which a data link layer address is set in the
ゲートウェイ装置ＧＷｎのＷＡＮ２０側ポートは、ＷＡＮ２０内のエッジ装置ＥｍのエッジポートＥＰｎに、アクセス網を介して、接続する。エッジ装置Ｅｍは、コア網を介して、認証サーバと接続する。 The WAN 20 side port of the gateway device GWn is connected to the edge port EPn of the edge device Em in the WAN 20 via the access network. The edge device Em is connected to the authentication server via the core network.
上記接続が行われていない期間は、ゲートウェイ装置ＧＷｎのＷＡＮ２０側ポートのＭＡＣアドレスは未設定であり、上記接続によって、エッジポートＥＰｎを介して、ＭＡＣアドレス：ＭＡＣ−Ｎｎが設定される。上記接続時に、認証サーバがゲートウェイ装置ＧＷｎの認証を行うが、その認証プロトコルとして、ＩＥＥＥ８０２．１ｘを適用することが可能である。
During the period when the connection is not performed, the MAC address of the
図５は、実施例１におけるゲートウェイ装置ＧＷｎのＷＡＮ２０側ポートに、エッジ装置ＥｍのエッジポートＥＰｎを介して、ＭＡＣアドレスが設定されるときの信号を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a signal when a MAC address is set to the
ゲートウェイ装置ＧＷｎが、エッジ装置Ｅｍに接続したときに、認証サーバが、ゲートウェイ装置ＧＷｎの認証を行うが、その認証プロトコルとして、ＩＥＥＥ８０２．１ｘを適用する。この認証が成功したときに、ゲートウェイ装置ＧＷｎのＷＡＮ２０側ポートに、ＭＡＣアドレスが設定される。
When the gateway device GWn connects to the edge device Em, the authentication server authenticates the gateway device GWn, and IEEE 802.1x is applied as the authentication protocol. When this authentication is successful, the MAC address is set in the
つまり、まず、エッジ装置Ｅｍが、ゲートウェイ装置ＧＷｎに、ＩＤ要求パケットを送信する。ゲートウェイ装置ＧＷｎがＩＤ要求パケットを受信したときに、ゲートウェイ装置ＧＷｎに固有のＩＤを含むＩＤ通知パケットを、エッジ装置Ｅｍに送信する。 That is, first, the edge device Em transmits an ID request packet to the gateway device GWn. When the gateway device GWn receives the ID request packet, the gateway device GWn transmits an ID notification packet including an ID unique to the gateway device GWn to the edge device Em.
そして、ゲートウェイ装置ＧＷｎのＩＤとエッジポートＥＰｎのＩＤとを含むＩＤ通知パケットを、認証サーバに送信し、所定の手順によって、認証サーバが、ゲートウェイ装置ＧＷｎを認証する。 Then, an ID notification packet including the ID of the gateway device GWn and the ID of the edge port EPn is transmitted to the authentication server, and the authentication server authenticates the gateway device GWn by a predetermined procedure.
この認証が成功すると、認証サーバが、アクセス許可パケットを送信し、このときに、ゲートウェイ装置ＧＷｎのＷＡＮ２０側ポートに設定すべきＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｎｎを決定し、アクセス許可パケットに、ＭＡＣ＿Ｎｎを入れる。
When this authentication is successful, the authentication server transmits an access permission packet. At this time, the MAC address MAC_Nn to be set in the
そして、アクセス許可パケットをゲートウェイ装置ＧＷｎに転送する。このときに、エッジポートＥＰｎから入力され、送り元ＭＡＣアドレス値がＭＡＣ＿Ｎｎであるパケットについて、コア網への転送を許可する。エッジ装置Ｅｍがアクセス許可を出す。なお、ゲートウェイ装置ＧＷｎによる送信パケットの送り元ＭＡＣアドレスをＭＡＣ＿Ｇｎとする。 Then, the access permission packet is transferred to the gateway device GWn. At this time, transfer to the core network is permitted for a packet that is input from the edge port EPn and whose source MAC address value is MAC_Nn. The edge device Em gives access permission. Note that the MAC address of the transmission packet sent by the gateway device GWn is MAC_Gn.
その後に、ゲートウェイ装置ＧＷｎがアクセス許可パケットを受信したときに、ＷＡＮ２０側ポートのＭＡＣアドレスをＭＡＣ＿Ｎｎに設定し、ＬＡＮ１０ｎからのパケットをＷＡＮ２０に転送する動作を開始する。
Thereafter, when the gateway device GWn receives the access permission packet, the MAC address of the
そして、エッジ装置Ｅｍが、アクセス網のリンク断を検出したときに、エッジポートＥＰｎから入力されたパケットのうちで、送り元ＭＡＣアドレス値がＭＡＣ＿Ｎｎであるパケットについて、コア網への転送を禁止する。エッジポートＥＰｎのＩＤを含むログオフパケットを認証サーバに転送する。 Then, when the edge device Em detects a link disconnection of the access network, among the packets input from the edge port EPn, the transfer to the core network is prohibited for the packet whose source MAC address value is MAC_Nn. . The logoff packet including the ID of the edge port EPn is transferred to the authentication server.
図６は、実施例１におけるゲートウェイ装置ＧＷｎのＷＡＮ２０側ポートにＭＡＣアドレスが設定される場合における認証サーバの動作を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the authentication server when the MAC address is set in the
ゲートウェイ装置に払い出すＭＡＣアドレスは、ゲートウェイ装置が接続するエッジポートによって、予め指定されている。ゲートウェイ装置のＩＤと払い出したＭＡＣアドレスとの対応を、図６に一例を示すゲートウェイ装置ＩＤ−ＭＡＣアドレス管理テーブルに記録しておく。 The MAC address to be paid out to the gateway device is designated in advance by the edge port to which the gateway device is connected. The correspondence between the gateway device ID and the issued MAC address is recorded in the gateway device ID-MAC address management table shown in FIG.
まず、ＩＤ通知パケット・ログオフパケットの受信を待ち（Ｓ１）、ゲートウェイ装置ＧＷｎのＩＤ通知を受信すると、ゲートウェイ装置ＧＷｎを所定の手順に従って認証し（Ｓ２）、この認証に成功すると、上記エッジポートＩＤ−ＭＡＣアドレス管理テーブルから、ＩＤ通知パケットに含まれているエッジポートＥＰｎのＩＤを探し、ゲートウェイ装置ＧＷｎに払い出すＭＡＣ＿Ｎｎの値を決定する（Ｓ３）。 First, it waits for the reception of an ID notification packet / logoff packet (S1). Upon receiving the ID notification of the gateway device GWn, the gateway device GWn is authenticated according to a predetermined procedure (S2). -The ID of the edge port EPn included in the ID notification packet is searched from the MAC address management table, and the value of MAC_Nn to be paid out to the gateway device GWn is determined (S3).
そして、上記ゲートウェイ装置ＩＤ−ＭＡＣアドレス管理テーブルに、ＩＤ通知パケットに含まれているゲートウェイ装置ＧＷｎのＩＤと、払い出したＭＡＣ＿Ｎｎとの対応を記録し（Ｓ４）、ＭＡＣ＿Ｎｎ値を含むアクセス許可パケットを、ゲートウェイ装置ＧＷｎに送信する（Ｓ５）。 Then, in the gateway device ID-MAC address management table, the correspondence between the ID of the gateway device GWn included in the ID notification packet and the issued MAC_Nn is recorded (S4), and the access permission packet including the MAC_Nn value is recorded. It transmits to gateway apparatus GWn (S5).
一方、Ｓ２において、認証に失敗すると、アクセス不許可パケットをゲートウェイ装置ＧＷｎに送信する（Ｓ６）。 On the other hand, if authentication fails in S2, an access non-permission packet is transmitted to the gateway device GWn (S6).
また、エッジポートＥＰｎのログオフパケットを受信すると（Ｓ１）、上記エッジポートＩＤ−ＭＡＣアドレス管理テーブルから、ＩＤ通知パケットに含まれているエッジポートＥＰｎのＩＤを探し、ゲートウェイ装置ＧＷｎに払い出したＭＡＣ＿Ｎｎの値を得る（Ｓ７）。そして、上記ゲートウェイ装置ＩＤ−ＭＡＣアドレス管理テーブルから、ＭＡＣ＿Ｎｎとゲートウェイ装置ＧＷｎのＩＤとの対応を示す記録を削除し（Ｓ８）、ＭＡＣ＿Ｎｎ値を含むアクセス許可パケットを、ゲートウェイ装置ＧＷｎに送信する（Ｓ５）。 When the logoff packet of the edge port EPn is received (S1), the ID of the edge port EPn included in the ID notification packet is searched from the edge port ID-MAC address management table, and the MAC_Nn assigned to the gateway device GWn is retrieved. A value is obtained (S7). Then, the record indicating the correspondence between the MAC_Nn and the ID of the gateway device GWn is deleted from the gateway device ID-MAC address management table (S8), and an access permission packet including the MAC_Nn value is transmitted to the gateway device GWn (S5). ).
なお、上記エッジポートＩＤ−ＭＡＣアドレス管理テーブルと、上記ゲートウェイ装置ＩＤ−ＭＡＣアドレス管理テーブルとを、認証サーバ内で管理する必要はなく、別のサーバが管理し、上記認証サーバからの指示によって、各テーブルのアクセスを行うようにしてもよい。 Note that the edge port ID-MAC address management table and the gateway device ID-MAC address management table do not need to be managed in the authentication server, but are managed by another server, and according to an instruction from the authentication server, You may make it access each table.
図７は、実施例１におけるＷＡＮ２０のシステム構成例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a system configuration example of the
ＷＡＮ２０内のスイッチ装置やエッジ装置の各ポートには、ＭＡＣアドレスのリストを予め設定する。このＭＡＣアドレスのリストは、一般的なＭＡＣアドレス学習によって得られたものではなく、静的に外部から設定したものである。
A list of MAC addresses is set in advance for each port of the switch device and edge device in the
各パケットのデータリンク層のヘッダに含まれている宛先アドレスが、エッジ装置やスイッチ装置の各ポートに割り振られたＭＡＣアドレスと一致する場合、上記各パケットを、そのポートから出力する。 When the destination address included in the data link layer header of each packet matches the MAC address assigned to each port of the edge device or the switch device, each packet is output from that port.
各エッジポートに割り振られたＭＡＣアドレスは、上記各エッジポートに接続するゲートウェイ装置のＷＡＮ２０側ポートに払い出されるＭＡＣアドレスと一致する。このように設定することによって、図７に示すように、ゲートウェイ装置ＧＷｉからゲートウェイ装置ＧＷｊ（ＭＡＣ＿Ｎｊ＝Ａ５）に向けて送信したパケットが転送される。
The MAC address assigned to each edge port matches the MAC address assigned to the
このように、ＭＡＣアドレス学習によって動的に経路が決定するのではなく、静的に経路を決定することによって、学習までのブロードキャストパケットが抑制され、また記憶可能なＭＡＣアドレス数の制約によって生じるシステムの不安定性が解消される。 In this way, the system does not dynamically determine the route by MAC address learning, but statically determines the route, thereby suppressing broadcast packets until learning, and a system caused by the restriction on the number of MAC addresses that can be stored. Instability is eliminated.
なお、マルチキャストを行う場合には、そのマルチキャストに対して、専用のＭＡＣアドレスを払い出す（静的に割り振られたＭＡＣアドレスとは異なる）。マルチキャストパケットを受信する各ゲートウェイ装置と、マルチキャストパケットを送信する配信サーバ装置との間を中継する、エッジ装置やスイッチ装置の各ポートに対して、上記専用ＭＡＣアドレスを割り付ける。上記処理は、マルチキャスト管理サーバが、各ゲートウェイ装置の参加・離脱要求に対して、動的に行う。 When performing multicast, a dedicated MAC address is paid out for the multicast (different from a statically assigned MAC address). The dedicated MAC address is assigned to each port of the edge device or the switch device that relays between each gateway device that receives the multicast packet and the distribution server device that transmits the multicast packet. The above processing is dynamically performed by the multicast management server in response to the join / leave request of each gateway device.
図８は、実施例１において、ＭＡＣアドレスを書き換える動作を説明する図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of rewriting the MAC address in the first embodiment.
図８に示す例は、ＬＡＮ１０ｉ、ＬＡＮ１０ｊ、ＬＡＮ１０ｋのＬＡＮ間接続を行う例である。このときに、各ＬＡＮとＷＡＮ２０とを接続するゲートウェイ装置ＧＷｉ、ＧＷｊ、ＧＷｋは、ＩＰ経路管理テーブルを持ち、ＷＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブル、ＬＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルを持ち、これらのテーブルに基づいて、ゲートウェイ装置を通過するパケットのＭＡＣアドレスを書き換える。
The example shown in FIG. 8 is an example in which connection between LANs of LAN 10i,
たとえば、図２と図３とに示した書き換えでは、まず、ゲートウェイ装置ＧＷｉが、ＩＰ経路管理テーブルから、パケットの宛先ＩＰアドレス：ＩＰ−Ｔｑに対応するゲートウェイ装置のＩＰアドレス：ＩＰ−Ｇｊを得る。 For example, in the rewriting shown in FIGS. 2 and 3, first, the gateway device GWi obtains the IP address: IP-Gj of the gateway device corresponding to the destination IP address: IP-Tq of the packet from the IP route management table. .
次に、ＷＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルから、ＩＰアドレス：ＩＰ−Ｇｊを持つゲートウェイ装置のＭＡＣアドレス：ＭＡＣ−Ｎｊを知る。これによって、ゲートウェイ装置ＧＷｉは、上記パケットの宛先ＭＡＣアドレスを、ＭＡＣ−Ｎｊに書き換える。送り元ＭＡＣアドレスについては、ゲートウェイ装置ＧＷｉのＷＡＮ２０側ポートに払い出されたＭＡＣアドレスに書き換える。
Next, the MAC address: MAC-Nj of the gateway device having the IP address: IP-Gj is known from the WAN-MAC address management table. Thereby, the gateway device GWi rewrites the destination MAC address of the packet to MAC-Nj. The source MAC address is rewritten to the MAC address assigned to the
次に、上記パケットは、ＷＡＮ２０によってゲートウェイ装置ＧＷｊまで転送される。なお、ＷＡＮ２０のパケット転送については、図７を参照すればよい。ゲートウェイ装置ＧＷｊは、ＩＰ経路管理テーブルから、上記パケットの宛先ＩＰアドレス：ＩＰ−Ｔｑに対応するゲートウェイ装置のＩＰアドレス：ＩＰ−Ｇｊが、自分宛であることを知る。
Next, the packet is transferred by the
そこで、ＬＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルから、宛先ＩＰアドレス：ＩＰ−Ｔｑに対応する端末装置のＭＡＣアドレス：ＭＡＣ−Ｔｑを知る。これによって、ゲートウェイ装置ＧＷｊは、上記パケットの宛先ＭＡＣアドレスを、ＭＡＣ−Ｔｑに書き換える。送り元ＭＡＣアドレスについては、ゲートウェイ装置ＧＷｊのＬＡＮ側ポートに払い出されたＭＡＣアドレスに書き換える。 Therefore, the MAC address: MAC-Tq of the terminal device corresponding to the destination IP address: IP-Tq is known from the LAN-MAC address management table. Thereby, the gateway device GWj rewrites the destination MAC address of the packet to MAC-Tq. The source MAC address is rewritten to the MAC address assigned to the LAN side port of the gateway device GWj.
これによって、上記パケットは、端末装置Ｔｑに届く。なお、ゲートウェイ装置のＬＡＮ側ポートが複数ある場合、ＬＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルに、ポートＩＤの対応を付加し、このポートＩＤを持つポートから、パケットを送信する。 Thereby, the packet reaches the terminal device Tq. If there are a plurality of LAN-side ports of the gateway device, the correspondence of the port ID is added to the LAN-MAC address management table, and the packet is transmitted from the port having this port ID.
ＩＰ経路管理テーブルとＷＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルとは、ＷＡＮ２０によってＬＡＮ間接続するときに、静的に設定するテーブルである。ＬＡＮ間接続を行うゲートウェイ装置（ここでは、ＧＷｉ、ＧＷｊ、ＧＷｋ）は、互いに同じものである。
The IP route management table and the WAN-MAC address management table are tables that are statically set when the
なお、図８に示す例では、ＩＰ経路管理テーブルのＩＰ宛先アドレスは、１アドレスについて１エントリという形式で記述しているが、サブネットマスクを用いて、複数ＩＰアドレスを、１エントリに記述するようにしてもよい。 In the example shown in FIG. 8, the IP destination address of the IP route management table is described in the form of one entry for one address, but a plurality of IP addresses are described in one entry using a subnet mask. It may be.
また、ＷＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルについては、ＩＰアドレスとＩＤとの対応のみを設定すればよく、図６に示すゲートウェイ装置ＩＤ−ＭＡＣアドレス管理テーブルを管理するサーバに、ＩＤに対応するＭＡＣアドレスを問い合わせることによって、ＭＡＣアドレスを得ることが可能である。 Further, for the WAN-MAC address management table, only the correspondence between the IP address and the ID need be set, and the MAC address corresponding to the ID is assigned to the server that manages the gateway device ID-MAC address management table shown in FIG. It is possible to obtain the MAC address by making an inquiry.
各ゲートウェイ装置が、ＬＡＮに接続する端末のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応を管理するために、ＬＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルを作成し、このＬＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルは、ゲートウェイ装置毎に異なっている。たとえば、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）によって、上記テーブルを作成するようにしてもよい。
Each gateway device creates a LAN-MAC address management table in order to manage the correspondence between the IP address and MAC address of the terminal connected to the LAN, and this LAN-MAC address management table differs for each gateway device. Yes. For example, the table may be created by ARP (Address Resolution Protocol).
本発明の実施例２のネットワーク構成図は、図１に示す実施例１におけるネットワーク構成と同じである。 The network configuration diagram of the second embodiment of the present invention is the same as the network configuration in the first embodiment shown in FIG.
図９は、実施例２におけるＬＡＮ１０ｉ側のパケット通信例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of packet communication on the LAN 10i side according to the second embodiment.
図９に示す例は、ＬＡＮ１０ｉとＬＡＮ１０ｊとが、同一データリンクに属する場合（パケットのネットワーク層プロトコルを利用しない場合）の例である。
The example shown in FIG. 9 is an example when the LAN 10i and the
端末装置Ｔｐが、端末装置Ｔｑに向けて、パケット：ＬＡＮ１０ｉパケットＴｐ−Ｔｑを送信する。ＬＡＮ１０ｉパケットＴｐ−Ｔｑのデータリンク層に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）プロトコルが採用され、データリンク層ヘッダは、宛先アドレス：ＭＡＣ−Ｔｑ（端末装置Ｔｑのポートに付けられたＭＡＣアドレス）と、送り元アドレス：ＭＡＣ−Ｔｐ（端末装置Ｔｐのポートに付けられたＭＡＣアドレス）とを含む。 The terminal device Tp transmits a packet: LAN10i packet Tp-Tq to the terminal device Tq. The Ethernet (registered trademark) protocol is employed in the data link layer of the LAN 10i packet Tp-Tq, and the data link layer header includes a destination address: MAC-Tq (MAC address attached to the port of the terminal device Tq) and a source Address: MAC-Tp (MAC address assigned to the port of the terminal device Tp).
ゲートウェイ装置ＧＷｉは、ＬＡＮ１０ｉパケットＴｐ−Ｔｑの外側に、データリンク層ヘッダを付け加えるカプセル化を行った。ＷＡＮパケットＴｐ−Ｔｑとして、ＷＡＮ２０側に出力する。付け加えるデータリンク層ヘッダの宛先アドレスを、ＭＡＣ−Ｎｊ（ゲートウェイ装置ＧＷｊのＷＡＮ２０側ポートのＭＡＣアドレス）とし、送り元アドレスを、ＭＡＣ−Ｎｉ（ゲートウェイ装置ＧＷｉのＷＡＮ２０側ポートのＭＡＣアドレス）とする。なお、上記カプセル化に伴って、イーサネット（登録商標）のＦＣＳ（Frame Check Sequence）を追加するか、修正する必要がある（図９には、修正方式の場合を示してある）。
The gateway device GWi performs encapsulation by adding a data link layer header outside the LAN10i packet Tp-Tq. The WAN packet Tp-Tq is output to the
図１０は、本発明の実施例２のＬＡＮ１０ｊ側のパケット通信例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of packet communication on the
図１０に示す例は、ＬＡＮ１０ｉとＬＡＮ１０ｊとが、同一データリンクに属する場合（パケットのネットワーク層プロトコルを利用しない場合）である。
The example shown in FIG. 10 is a case where the LAN 10i and the
ゲートウェイ装置ＧＷｊは、ＷＡＮパケットＴｐ−Ｔｑの外側データリンク層ヘッダを削除したＬＡＮ１０ｊパケットＴｐ−Ｔｑとして、ＬＡＮ１０ｊ側に出力する。
The gateway device GWj outputs to the
なお、上記削除に伴って、イーサネット（登録商標）のＦＣＳ（Frame Check Sequence）を削除する（カプセル化において追加方式を採用した場合）か、修正する必要がある（カプセル化において修正方式を採用した場合；図は修正方式の場合を示す）。 Along with the above deletion, it is necessary to delete the Ethernet (registered trademark) FCS (Frame Check Sequence) (when the additional method is used in the encapsulation) or to correct it (the correction method is used in the encapsulation). Case: The figure shows the case of the correction method).
図１１は、実施例２におけるカプセル化の動作を説明する図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating an encapsulation operation according to the second embodiment.
図１１に示す例では、ＬＡＮ１０ｉ、ＬＡＮ１０ｊ、ＬＡＮ１０ｋの接続（接続後は各端末は、１つのＬＡＮに属するように振る舞う）を行う。このときに、各ＬＡＮとＷＡＮ２０とを接続するゲートウェイ装置ＧＷｉ、ＧＷｊ、ＧＷｋは、ゲートウェイ装置毎に、ＭＡＣアドレスリスト、ＷＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルを持ち、このＷＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルに基づいて、ゲートウェイ装置を通過するパケットのカプセル化を行う。
In the example shown in FIG. 11, the LAN 10i, the
たとえば、図９、図１０に示すカプセル化では、まず、ゲートウェイ装置ＧＷｉが、ＭＡＣアドレスリストから、パケットの宛先ＭＡＣアドレス：ＭＡＣ−Ｔｑに対応するゲートウェイ装置のＩＤ：ＩＤ−Ｇｊを得る。 For example, in the encapsulation shown in FIGS. 9 and 10, first, the gateway device GWi obtains the ID: ID-Gj of the gateway device corresponding to the destination MAC address: MAC-Tq of the packet from the MAC address list.
次に、ＷＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルから、ゲートウェイ装置のＩＤ：ＩＤ−Ｇｊを持つゲートウェイ装置のＭＡＣアドレス：ＭＡＣ−Ｎｊを知る。これによって、ゲートウェイ装置ＧＷｉは、上記パケットの外側データリンク層ヘッダの宛先ＭＡＣアドレスを、ＭＡＣ−Ｎｊとする。送り元ＭＡＣアドレスは、ゲートウェイ装置ＧＷｉのＷＡＮ２０側ポートに払い出されたＭＡＣアドレスであるとする。
Next, the MAC address: MAC-Nj of the gateway device having the gateway device ID: ID-Gj is known from the WAN-MAC address management table. Thereby, the gateway device GWi sets the destination MAC address of the outer data link layer header of the packet to MAC-Nj. It is assumed that the source MAC address is a MAC address assigned to the
次に、上記パケットは、ＷＡＮ２０によってゲートウェイ装置ＧＷｊまで転送される。なお、ＷＡＮ２０のパケット転送については、図７を参照すればよい。ゲートウェイ装置ＧＷｊは、外側データリンク層ヘッダを取り除き、ＬＡＮ側ポートから送信する。これによって、上記パケットは、端末装置Ｔｑに届く。なお、ゲートウェイ装置のＬＡＮ側ポートが複数ある場合、ＭＡＣアドレスリストに記録されているＭＡＣアドレス毎に、そのポートＩＤを付加し、このポートＩＤを持つポートから、上記パケットを送信する。
Next, the packet is transferred by the
ゲートウェイ装置毎のＭＡＣアドレスリストは、各ゲートウェイ装置のＬＡＮポートに接続する端末のＭＡＣアドレスをリスト化したものである。このゲートウェイ装置毎のＭＡＣアドレスリストを作成する場合、たとえば、通常のイーサネット（登録商標）スイッチ装置のＭＡＣアドレス学習と同じ方法によって作成することが可能である。なお、ゲートウェイ装置のＬＡＮ側ポートが複数ある場合、自ＭＡＣアドレスリストを除き、上記ポートを区別する必要はない。また、自ＭＡＣアドレスリスト以外のＭＡＣアドレスリストは、ＷＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルに基づいて、各ゲートウェイ装置から取り寄せる。 The MAC address list for each gateway device is a list of MAC addresses of terminals connected to the LAN port of each gateway device. When creating the MAC address list for each gateway device, for example, it can be created by the same method as the MAC address learning of a normal Ethernet (registered trademark) switch device. When there are a plurality of LAN-side ports of the gateway device, it is not necessary to distinguish the ports except for the own MAC address list. A MAC address list other than the own MAC address list is obtained from each gateway device based on the WAN-MAC address management table.
ＷＡＮ−ＭＡＣアドレス管理テーブルは、ＷＡＮ２０によってＬＡＮ間接続を行うときに、静的に設定するテーブルである。ＬＡＮ間接続を行うゲートウェイ装置（ここでは、ＧＷｉ、ＧＷｊ、ＧＷｋ）は、互いに同じものである。設定にあたって、ＩＤのみを設定すればよく、図６に示すゲートウェイ装置ＩＤ−ＭＡＣアドレス管理テーブルを管理するサーバに、ＩＤに対応するＭＡＣアドレスを問い合わせることによって、ＩＤに対するＭＡＣアドレスを得ることができる。
The WAN-MAC address management table is a table that is statically set when the
図１２は、本発明の実施例３におけるＷＡＮ２０のシステム構成例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a system configuration example of the
ＷＡＮ２０内のスイッチ装置やエッジ装置の各ポートには、ＭＡＣアドレスのリストを予め設定する。このＭＡＣアドレスのリストは、一般的なＭＡＣアドレス学習によって得られたものではなく、静的に外部から設定したものである。各ポートは、個別のＭＡＣアドレスを記憶するのではなく、ＭＡＣアドレス値の範囲指定を記憶するので、記憶するメモリ容量を削減することができる。
A list of MAC addresses is preset in each port of the switch device and edge device in the
たとえば、スイッチ装置ＳＷａの左側ポートについて、実施例１では、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の４つのＭＡＣアドレスを記憶する必要があるが、これらのＭＡＣアドレスが連続する値である場合、Ａ１〜Ａ４のように、範囲で記憶することによって、２つのＭＡＣアドレスを記憶することで足りる。なお、ＩＰアドレスのサブネットマスクと同様に、マスクされた範囲で指定するようにしてもよい。この範囲が大きいほど、メモリ容量の削減効果は大きい。メモリ容量の削減効果が大きくなるように設定することも可能である。図１２に示すように、ツリー構造を指定するようにすれば、メモリ容量の削減効果がさらに向上する。 For example, in the first embodiment, four MAC addresses A1, A2, A3, and A4 need to be stored for the left port of the switching device SWa, but when these MAC addresses are consecutive values, A1 to A4 As described above, it is sufficient to store two MAC addresses by storing in a range. In addition, like the subnet mask of the IP address, it may be specified in the masked range. The larger this range, the greater the memory capacity reduction effect. It is also possible to set so as to increase the memory capacity reduction effect. As shown in FIG. 12, if the tree structure is specified, the effect of reducing the memory capacity is further improved.
つまり、上記実施例は、ＬＡＮから入力されたパケットを、所定のＬＡＮ−ＷＡＮゲートウェイ処理を施し、ＷＡＮへ転送し、ＷＡＮから入力されたパケットを、所定のＷＡＮ−ＬＡＮゲートウェイ処理を施して、ＬＡＮへ転送するゲートウェイ装置において、上記ＬＡＮ−ＷＡＮゲートウェイ処理において、上記ＬＡＮから入力されたパケットに含まれているデータリンク層の送り元アドレス値と、上記データリンク層の宛先アドレス値とを、ゲートウェイ装置毎に、ＷＡＮが設定したＭＡＣアドレス値として使用するゲートウェイ装置の例である。
That is, in the above-described embodiment, a packet input from the LAN is subjected to a predetermined LAN-WAN gateway process, transferred to the WAN, and a packet input from the WAN is subjected to a predetermined WAN-LAN gateway process. In the gateway device for forwarding to the gateway device, in the LAN-WAN gateway processing, the source address value of the data link layer and the destination address value of the data link layer included in the packet input from the LAN are converted into the gateway device. It is an example of a gateway device that is used as a MAC address value set by the WAN every time.
１００…ネットワーク構成、
１０…ＬＡＮ、
２０…ＷＡＮ、
Ｔｐ、Ｔｑ…端末装置、
ＧＷ…ゲートウェイ装置、
Ｅ…エッジ装置、
ＥＰ…エッジポート、
ＳＷ…スイッチ装置。
100: Network configuration,
10 ... LAN,
20 ... WAN,
Tp, Tq ... terminal device,
GW ... Gateway device,
E ... Edge device,
EP: Edge port,
SW: Switch device.
Claims (1)
上記ＬＡＮ−ＷＡＮゲートウェイ処理において、上記ＬＡＮから入力されたパケットに含まれているデータリンク層の送り元アドレス値と、上記データリンク層の宛先アドレス値とを、ゲートウェイ装置毎に、ＷＡＮが設定したＭＡＣアドレス値として使用することを特徴とするゲートウェイ装置。 In a gateway device that performs a predetermined LAN-WAN gateway process and transfers a packet input from the LAN to the WAN, and performs a predetermined WAN-LAN gateway process and transfers the packet input from the LAN to the LAN.
In the LAN-WAN gateway processing, the WAN sets the source address value of the data link layer and the destination address value of the data link layer included in the packet input from the LAN for each gateway device. A gateway apparatus characterized by being used as a MAC address value.
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