JP2007053789A - エッジルータ装置、コアルータ装置、及びネットワークシステム - Google Patents

エッジルータ装置、コアルータ装置、及びネットワークシステム Download PDF

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啓介 樺島
Michihiro Aoki
道宏 青木
Takashi Kurimoto
崇 栗本
Takashi Miyamura
崇 宮村
Masahiro Goshima
正浩 五島
Nobuaki Matsuura
伸昭 松浦
Shigeo Urushiya
重雄 漆谷
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Abstract

【課題】パケットにスイッチングタグを転送経路順に付加し、当該スイッチングタグに従って順次ルータ装置内をスイッチングすることにより、ネットワークを構築するためのコストを削減することが可能なルータ装置を提供することにある。
【解決手段】ルータ装置において、入側フォワーディング処理部1321は、ネットワーク外部から受信したパケットの宛先アドレスに基づき、受信したパケットのネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、受信したパケットをスイッチングするためのスイッチング情報を求める。また、求めたスイッチング情報を転送経路順に並べて、受信したパケットに付加し、当該スイッチング情報が付加された受信したパケットを転送先のルータ装置に送信する。
【選択図】図12

Description

本発明は、データを転送するデータ転送装置およびデータ転送システムに係わり、特に、ネットワークに係わる通信プロトコルに準拠したデータ転送装置およびデータ転送システムに関する。また、本発明は、特にデータ転送装置のうち、インターネットプロトコルに準拠したパケット(以下、IPパケットという。)のスイッチングを行う装置(以下、ルータ装置という。)およびネットワークシステムに係り、複数のルータ装置でネットワークを構成する場合にこれらルータ装置に適用して有効な技術に関する。
従来のデータ転送装置としては、ネットワークの端に位置するデータ転送装置が、IPパケットに含まれる宛先毎に互いに異なる光波長を割り当て、割り当てられた光波長を時分割多重し、時分割多重された光波長によってデータを構成する光信号を送信することにより、大量のデータを高速かつ効率的に転送するものも知られている。(例えば、特開2001−251253号公報(33段落目および43段落目、図10)参照。)。
さらに、従来のデータ転送装置としては、IPパケットに基づいてデータを転送するときの経路を決定するIPパケットのルーチング処理と、光の波長に基づいてデータを構成する光信号を送信するときの経路および光波長を決定する光波長のルーチング処理とを統合してIPパケットを転送するものが知られている(例えば、特開2001−53803号公報(17段落目から18段落目、図1)参照。)。
特開2001−251253号公報 特開2001−53803号公報 特開2002−44126号公報
しかしながら、現在、急速に普及しているVPN(仮想専用ネットワーク:Virtual Private Network)やVLAN(仮想専用ローカルネットワーク:Virtual Local Area Network)などを提供する種々のサービスに応じて、データを効率的に転送させるためのトンネリング技術に関する互いに異なる通信プロトコル毎にそれぞれ対応した通信機器を1つの局舎に設置することは、通信機器に掛かるコストが高くなるという課題が残されていた。
また、近年、企業や通信事業者などの互いに異なるグループが運用するネットワークをそれぞれ接続して大規模なネットワークが構築されており、前述の高価な従来のデータ転送装置だけを用いて大規模なネットワークを構築することは、ネットワークを構築するためのコストが高くなるという課題も残されている。
他方、従来より、IP(Internet Protocol)パケットの転送技術の1つとしてMPLS(Multiprotocol Label Switching)が知られている。
このMPLSに対応したルータ装置で構成されたネットワークでは、エッジルータ装置(MPLSに対応していないネットワークや端末や他のMPLSネットワークなど(ネットワークの外部)と接続しているルータ装置)において、IPパケットに該IPパケットの宛先アドレスに対応したラベルを付加し、また、コアルータ装置(MPLSネットワーク内でパケットの転送を行うルータ装置)において受信したIPパケットのラベル(入力ラベル)値から送信するIPパケットに付加するラベル(出力ラベル)を検索し、ラベルを付け替えて次のルータ装置に送信し、ラベルによるパスを形成している。
また、ラベルを階層化してネットワーク内で同一の階層のラベルを参照するようにして、ラベル付きのIPパケットをネットワーク内でトンネリングすることも行われている(例えば、特開2002−44126号公報参照)。
しかしながら、このような従来のルータ装置にあっては、ラベルの付加及び付け替えを行うと同時に、受信パケットをルータ装置内でスイッチングするためのスイッチングタグをパケットに付加する必要があり、このスイッチングタグも宛先アドレスまたはラベルにより検索して求めなければならず、処理負荷が増加してしまうという問題があった。また、処理負荷の増加によりルータ装置のコストが増大することから、ネットワークを構築するためのコストが高くなるという問題もあった。
ルータ装置内で宛先アドレスより探索し、スイッチングするためにスイッチングタグを付加することは、通常のIPパケットの転送においても同様である。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ネットワークコストの削減を可能とするデータ転送装置およびデータ転送システムならびにルータ装置およびネットワークシステムを提供することにある。
より具体的には、本発明の目的は、互いに異なる通信プロトコル毎にそれぞれ対応した通信機器を1つの局舎に設置するためのコストや、ネットワークを構築するためのコストを低減することが可能なデータ転送装置およびデータ転送システムを提供することにある。
また、本発明の目的は、パケットにスイッチングタグを転送経路順に付加し、当該スイッチングタグに従って順次ルータ装置内をスイッチングすることにより、処理負荷を軽減してパケットの転送効率を上げて、ルータ装置のコストを削減し、それによりネットワークを構築するためのコストを削減することが可能なルータ装置およびネットワークシステムを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明のデータ転送装置は、自己と隣接する上流データ転送装置からデータを受信し、受信されたデータを自己と隣接する下流データ転送装置に転送するデータ転送装置であって、前記上流データ転送装置から互いに異なる通信プロトコルに準拠したパケットを受信するデータ受信手段と、前記データ受信手段で受信されたパケットに含まれる含有情報を抽出する含有情報抽出手段と、互いに異なる通信プロトコルに準拠した通信回線を選択するための回線選択情報が格納される回線選択情報格納手段と、前記回線選択情報格納手段に格納された回線選択情報に基づき前記含有情報抽出手段で抽出された前記含有情報に対応する通信回線を選択する回線選択手段と、前記回線選択手段で選択された通信回線に接続された前記下流データ転送装置に前記パケットを転送するデータ転送手段とを備える。
この構成により、上流データ転送装置からの互いに異なる通信プロトコルに準拠したパケットに含まれる含有情報に応じて、互いに異なる通信プロトコルに準拠した通信回線を選択し、選択された通信回線と接続された前記下流データ転送装置にデータを転送するため、互いに異なる通信プロトコル毎にそれぞれ対応した通信機器を1つの局舎に設置するためのコストを低減することができる。また、回線選択情報に基づいてパケットを転送するため、ネットワーク管理者が行う網設計などに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
また、本発明のデータ転送装置は、自己と隣接する上流データ転送装置からデータを受信し、受信されたデータを自己と隣接する下流データ転送装置に転送するデータ転送装置であって、前記上流データ転送装置から互いに異なる通信プロトコルに準拠したパケットを受信するデータ受信手段と、前記データ受信手段で受信された前記パケットに含まれる宛先を表す宛先情報を抽出する宛先情報抽出手段と、通信回線を選択するための宛先選択情報を格納する宛先選択情報格納手段と、前記宛先選択情報格納手段に格納された宛先選択情報に基づき前記宛先情報抽出手段で抽出された宛先情報に対応する通信回線を選択する宛先回線選択手段と、前記宛先回線選択手段で複数の通信回線が選択されたときに、前記データ受信手段で受信されたパケットに含まれる含有情報を抽出する含有情報抽出手段と、互いに異なる通信プロトコルに準拠した通信回線を選択するための回線選択情報が格納される回線選択情報格納手段と、前記宛先回線選択手段で選択された通信回線、あるいは、前記回線選択情報格納手段に格納された回線選択情報に基づき前記含有情報抽出手段で抽出された前記含有情報に対応する通信回線を選択する回線選択手段と、前記回線選択手段で選択された通信回線に接続された前記下流データ転送装置に前記パケットを転送するデータ転送手段とを備える。
この構成により、パケットに含まれる宛先情報に基づいた転送経路が複数存在するようなネットワーク構成であっても、回線選択情報に基づいてパケットを転送するため、ネットワーク管理者が行う網設計などに応じてパケットの転送経路を選択することができる。
また、本発明のデータ転送装置では、前記宛先情報抽出手段で抽出された宛先情報が自己の宛先を示していたときに、前記データ受信手段で受信された前記パケットを解析するパケット解析手段と、前記パケット解析手段で解析された解析情報に基づき前記回線選択情報格納手段に格納された回線選択情報を更新する回線選択情報更新手段とを、さらに備えていても良い。
この構成により、例えば、サーバや利用者の端末から送信した所定のパケットに応じて回線選択情報が更新されるため、サーバや利用者の端末からの要求に応じて自動でパケットの転送経路を選択することができる。
また、本発明のデータ転送装置では、前記回線選択情報が入力される回線選択情報入力手段をさらに備え、前記回線選択情報格納手段は、前記回線選択情報入力手段から入力された回線選択情報を格納するようにしても良い。
この構成により、回線選択情報が管理端末などから入力されるため、管理端末からの入力に応じて回線選択情報を変更することができる。
また、本発明のデータ転送装置では、前記含有情報は、仮想専用ネットワークを表す仮想専用ネットワーク情報を含んでいても良い。
この構成により、仮想専用ネットワークを表す仮想専用ネットワーク情報に応じてパケットを転送するため、仮想専用ネットワークを利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
この仮想専用ネットワーク情報は、IEEE802.1Qに規定されるVLAN識別子を含んでいても良い。これにより、IEEE802.1Qに規定されるVLAN識別子に応じてパケットを転送するため、VLANを利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
この仮想専用ネットワーク情報は、RFC2547に規定されるVPNを表すVPNラベルを含んでいても良い。これにより、RFC2547に規定されるVPNを表すVPNラベルに応じてパケットを転送するため、MPLS−VPNを利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
この仮想専用ネットワーク情報は、プロトコルデータユニット上に付加される仮想回線を表すVCラベルを含んでいても良い。これにより、プロトコルデータユニット上に付加される仮想回線を表すVCラベルに応じてパケットを転送するため、例えば、レイヤ2において実現されるVPNを利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
また、本発明のデータ転送装置では、前記含有情報は、論理回線を表す論理回線情報を含んでいても良い。
この構成により、論理回線を表す論理回線情報に応じてパケットを転送するため、論理回線を利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
また、本発明のデータ転送システムは、前述のデータ転送装置が、前述のデータ転送装置にデータをリレー式で転送するデータ転送システムである。
この構成により、高価な従来のデータ転送装置だけを用いずにネットワーク構築が可能となるため、ネットワークを構築するためのコストを低減できる。
本発明の第1の態様のエッジルータ装置は、ネットワーク外部と接続され、ネットワーク外部からのパケットを受信してネットワーク内のルータ装置に転送するとともに、ネットワーク内のルータ装置からのパケットをネットワーク外部に送信するエッジルータ装置であって、ネットワーク外部から受信したパケットの宛先アドレスに基づき、受信したパケットのネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、前記受信したパケットをスイッチングするためのスイッチング情報を求め、当該求めたスイッチング情報を前記転送経路順に並べて前記受信したパケットに付加して、転送先のルータ装置に送信する。
この構成により、エッジルータ装置において、受信したパケットのネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、受信したパケットをスイッチングするためのスイッチング情報が、転送経路順に受信したパケットに付加される。
したがって、各ルータ装置では、パケットに付加されたスイッチング情報によりスイッチングを行うことができるので、コアルータ装置において、スイッチング情報の検索を行う必要が無く、処理負荷を削減することができ、転送効率を上げることができる。
本発明の第2の態様のエッジルータ装置は、前述の第1の態様のエッジルータ装置の構成に加え、他のネットワークのネットワークアドレス毎に、他のネットワークまでの、パケットのネットワーク内における転送経路に位置する各ルータ装置で、パケットをスイッチングするためのスイッチング情報を記憶したルーティングテーブルを備え、他のネットワークから受信したパケットの宛先アドレスを用いて、前記ルーティングテーブルを検索し、前記宛先アドレスのネットワークまでの前記受信したパケットの前記ネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、前記受信したパケットをスイッチングするためのスイッチング情報を求める。
この構成により、受信したパケットのネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置において、パケットをスイッチングするためのスイッチング情報がルーティングテーブルとして記憶され、ルーティングテーブルに設定された経路でパケットが転送される。したがって、簡単にスイッチング情報を求めることができ、処理負荷を軽減することが可能となる。その結果、ルータ装置を含めたネットワークのコストを削減することができる。
本発明の第3の態様のエッジルータ装置は、前述の第2の態様のエッジルータ装置の構成に加え、前記ルーティングテーブルに前記スイッチング情報を設定するためのデータ入力装置を備えていても良い。この構成により、ルーティングテーブルがデータ入力装置により設定される。このため、ルーティングテーブルの設定を簡単に行うことが可能となる。その結果、ルータ装置を含めたネットワークのコストを削減することができる。
本発明のコアルータ装置は、パケットをスイッチングするためのスイッチング情報を付加されたパケットを受信、転送するコアルータ装置であって、受信したパケットに付加されたスイッチング情報に基づいて、受信したパケットを自装置でスイッチングするとともに、自装置で使用したスイッチング情報を削除したパケットを送信する。
この構成により、パケットに付加されたスイッチング情報に基づいてパケットがスイッチングされ、使用されたスイッチング情報は削除されて転送される。
本発明の第1の態様のネットワークシステムは、前述の第1の態様のエッジルータ装置と、前述のコアルータ装置とを備える。
この構成により、エッジルータ装置において、受信したパケットのネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置でパケットをスイッチングするための情報がパケットに転送経路順に付加され、コアルータ装置において、パケットに付加されたスイッチング情報によりパケットのスイッチングが行われ、使用されたスイッチング情報が順次削除されて転送される。
したがって、エッジルータ装置において、付加されたスイッチング情報に従ってパケットがスイッチングされて転送される。
本発明の第2の態様のネットワークシステムは、前述の第2の態様のエッジルータ装置と、前述のコアルータ装置とを備える。
この構成により、エッジルータ装置において、ルーティングテーブルにより、受信したパケットのネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、受信したパケットをスイッチングするためのスイッチング情報が、受信したパケットに付加され、コアルータ装置において、パケットに付加されたスイッチング情報によりパケットのスイッチングが行われ、使用されたスイッチング情報が順次削除されて転送される。したがって、エッジルータ装置で記憶されているルーティングテーブルのスイッチング情報に従ってパケットがスイッチングされて転送される。
前述のネットワークシステムの構成に加え、エッジルータ装置が、前記ルーティングテーブルに前記スイッチング情報を設定するためのデータ入力装置を備えていても良い。この構成により、ルーティングテーブルがデータ入力装置により設定される。このため、ルーティングテーブルの設定を簡単に行うことが可能となる。
前述のネットワークシステムの構成に加え、エッジルータ装置が、自装置に接続されたコアルータ装置またはエッジルータ装置に対して、経路情報として、自装置が接続されている他のネットワークのネットワークアドレスと、当該他のネットワークヘのスイッチング情報とを通知し、当該経路情報を受信したコアルータ装置が、受信した経路情報に、当該経路情報を送信したコアルータあるいはエッジルータ装置へのスイッチング情報を付加し、当該スイッチング情報が付加された経路情報を、自装置に接続されるコアルータ装置またはエッジルータ装置で、前記経路情報を送信したエッジルータ装置あるいはコアルータ装置以外のコアルータ装置またはエッジルータ装置に対して通知し、当該経路情報を受信したエッジルータ装置が、受信した経路情報により前記ルーティングテーブルを生成するようにしても良い。
この構成により、スイッチング情報がエッジルータ装置から経路を逆に辿って順次付加されてエッジルータ装置まで通知され、ルーティングテーブルが生成される。このように、ルーティングテーブルをルータ装置間で情報を通知して生成することで、ルーティングテーブルの設定を自動で行うことが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1のデータ転送システムのシステム構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施の形態のデータ転送システム41は、複数のデータ転送装置100を含むように構成されるが、1つのデータ転送装置100によって構成されてもよい。また、データ転送システム41は、基幹ネットワークを構成するようにしてもよく、基幹ネットワークは、レイヤ1ネットワーク10、レイヤ2ネットワーク20、およびレイヤ3ネットワーク30からなる外部ネットワークに接続される。
レイヤ1ネットワーク10は、上流データ転送装置51および下流データ転送装置61を含むように構成される。
なお、上流データ転送装置とは、データを受信したデータ転送装置から観た場合、受信されたデータを送信したデータ転送装置をいう。下流データ転送装置とは、データを送信したデータ転送装置から観た場合、送信されたデータを受信したデータ転送装置をいう。
上流データ転送装置51および下流データ転送装置61は、WDM(波長分割多重通信方式:Wavelength Division Multiplexing)などの公知の通信プロトコルに準拠して、光の波長に基づいてデータを構成する光信号を送信するときの経路および光波長を決定し、決定された経路および光波長に基づいて光信号を送信する。
また、SDH(同期ディジタル・ハイアラーキ:Synchronous Digital Hierarchy)やATM(Asynchronous Transfer Mode)などの公知の通信プロトコルに準拠したパケットに基づいてデータを転送するようにしてもよく、上流データ転送装置51および下流データ転送装置61は、これらの通信プロトコルが混在して、それぞれの通信プロトコルに準拠したパケットに基づいてデータを転送するようにしてもよい。
レイヤ2ネットワーク20は、上流データ転送装置52および下流データ転送装置62を含むように構成される。
上流データ転送装置52および下流データ転送装置62は、イーサネットなどの公知の通信プロトコルに準拠したパケットに基づいてデータを転送する。
また、上流データ転送装置52および下流データ転送装置62は、MPLS(MultiProtocol Label Switching)などの公知の通信プロトコルに準拠したパケットに基づいてデータを転送するようにしてもよく、上流データ転送装置52および下流データ転送装置62は、これらの通信プロトコルが混在して、それぞれの通信プロトコルに準拠したパケットに基づいてデータを転送するようにしてもよい。
レイヤ3ネットワーク30は、上流データ転送装置53および下流データ転送装置63を含むように構成される。
上流データ転送装置53および下流データ転送装置63は、インターネットプロトコルに準拠したパケット(以下、IPパケットという。)に基づいてデータを転送するときの経路を決定し、決定された経路にIPパケットを送信する。
図2は、本発明の実施の形態1のデータ転送装置の概略構成を示すブロック図である。
図2に示すように、本実施の形態のデータ転送装置100は、データ受信手段110、含有情報抽出手段120、回線選択情報格納手段130、回線選択手段140、光空間スイッチ141、データ転送手段150、および回線選択情報入力手段160を備える。
データ受信手段110は、レイヤ1ネットワーク10を構成する上流データ転送装置51から送信された光信号を受信する回線インタフェース111と、レイヤ2ネットワーク20を構成する上流データ転送装置52から送信されたイーサネットに準拠したパケットを受信する回線インタフェース112と、レイヤ2ネットワーク20を構成する上流データ転送装置52から送信されたMPLSに準拠したパケットを受信する回線インタフェース113と、レイヤ3ネットワーク30を構成する上流データ転送装置53から送信されたIPパケットを受信する回線インタフェース114とを有する。
また、回線インタフェース111は、受信された光信号を構成する光波長に基づいて所定の光信号を光空間スイッチ141に送信する。なお、図2では、回線インタフェースを4つ図示しているが、回線インタフェースの個数は、4つに限定されるものではない。
データ受信手段110は、回線インタフェース111、回線インタフェース112、回線インタフェース113、および回線インタフェース114を介して、互いに異なる通信プロトコルに準拠したデータを受信し、受信されたデータによって構成されるパケットを含有情報抽出手段120に出力する。
含有情報抽出手段120には、データ受信手段110から出力されたパケットが入力され、含有情報抽出手段120は、入力されたパケットに含まれる含有情報を抽出し、抽出された含有情報および抽出された含有情報と対応するパケットを回線選択手段140に出力する。
例えば、含有情報には、仮想専用ネットワークを表す仮想専用ネットワーク情報、またはMPLS(MultiProtocol Label Switching)におけるLSP(Label Switched Path)やATM(Asynchronous Transfer Mode)におけるVP(Virtual Path)、VC(Virtual Channel)など論理回線を表す論理回線情報が含まれる。
回線選択情報格納手段130は、互いに異なる通信プロトコルに準拠した通信回線を選択するための回線選択情報を格納する。
この回線選択情報格納手段130には、回線選択情報入力手段160から出力された回線選択情報が入力され、回線選択情報格納手段130は、入力された回線選択情報を格納するようにしてもよい。
回線選択情報は、パケットに含まれる含有情報と、パケットを送信するための回線インタフェースの識別子との対応関係を表す情報などを含む。
なお、含有情報には、仮想専用ネットワーク情報が含まれ、図10(A)〜図10(C)は、仮想専用ネットワーク情報を示すパケット構成図である。
図10(A)に示すように、パケット1000に含まれる仮想専用ネットワーク情報には、IEEE802.1Q(the Institute of Electrical and Electronics Engineers)に規定されるVLAN識別子1001、図10(B)に示すように、RFC2547(Request For Comments)に規定されるVPN(Virtual Private Network)を表すVPNラベル1002、図10(C)に示すように、プロトコルデータユニット(PDU:Protocol Data Unit)上に付加される仮想回線(VC:Virtual Circuit)を表すVCラベル1003などを含む。
なお、図10(C)に示しているPDUは、IEEE802.3に規定されているデータまたはIEEE802.1Qに規定されているデータなどを含み、トンネル用ヘッダは、シムヘッダなどを含む。
ここで、仮想専用ネットワーク情報と回線インタフェースの識別子との対応関係を示した回線選択情報の一例を表1に示す。なお、回線インタフェースは、通信回線を構成するものである。
Figure 2007053789
また、含有情報には、論理回線を表す論理回線情報が含まれ、論理回線には、Virtual Path)及びVC(Virtual Channel)、またはシムヘッダを構成するラベルに基づいて転送されるLSP(Label Switched Path)などが含まれる。
ここで、論理回線情報と回線インタフェースの識別子との対応関係を示した回線選択情報の一例を表2に示す。
Figure 2007053789
回線選択手段140には、含有情報抽出手段120から出力された含有情報およびパケットが入力される。
回線選択手段140は、回線選択情報格納手段130に格納された回線選択情報に基づき、入力された含有情報と対応する回線インタフェースを選択し、選択された回線インタフェースを示す選択回線識別子および入力されたパケットをデータ転送手段150に出力する。
例えば、表1に示したように、VLAN識別子1001に示されている値が10から20までのパケット1000が入力された場合、回線選択手段140は、回線インタフェース151を示す選択回線識別子およびパケット1000をデータ転送手段150に出力する。
また、VPNラベル1002に示されている値が101から200までのパケット1000が入力された場合、回線選択手段140は、回線インタフェース152を示す選択回線識別子およびパケット1000をデータ転送手段150に出力する。
また、VCラベル1003に示されている値が101から200までのパケット1000が入力された場合、回線選択手段140は、回線インタフェース153を示す選択回線識別子およびパケット1000をデータ転送手段150に出力する。
さらに、VLAN識別子1001に示されている値が10から20までの範囲外のパケット、VPNラベル1002に示されている値が101から200までの範囲外のパケット、VCラベル1003に示されている値が101から200までの範囲外のパケット、かつ含有情報に仮想専用ネットワーク情報を含まないパケット1000が入力された場合、回線選択手段140は、回線インタフェース154を示す選択回線識別子およびパケット1000をデータ転送手段150に出力する。
また、表2に示したように、シムヘッダを構成するラベルに示されている値が1から5までのパケットが入力された場合、回線選択手段140は、回線インタフェース151を示す選択回線識別子およびパケットをデータ転送手段150に出力する。
また、VPに示されている値が10から20までのセル(cell)が入力された場合、回線選択手段140は、回線インタフェース152を示す選択回線識別子およびセルをデータ転送手段150に出力する。なお、ATMの規定によれば、53オクテットで構成されるパケットをセルという。
また、VPに示されている値が1でかつVCに示されている値が101から200までのセルが入力された場合、回線選択手段140は、回線インタフェース153を示す選択回線識別子およびセルをデータ転送手段150に出力する。
さらに、シムヘッダを構成するラベルに示されている値が1から5までの範囲外のパケット、VPに示されている値が10から20までの範囲外のセル、VPに示されている値が1でかつVCに示されている値が101から200までの範囲外のセル、かつ含有情報に論理回線情報を含まないパケットが入力された場合、回線選択手段140は、回線インタフェース154を示す選択回線識別子およびパケットをデータ転送手段150に出力する。
データ転送手段150には、回線選択手段140から出力された回線インタフェースの識別子およびパケットが入力され、データ転送手段150は、入力された選択回線識別子が示す通信回線に接続された下流データ転送装置61、下流データ転送装置62、または下流データ転送装置63にパケットからなるデータを転送する。
データ転送手段150は、スイッチ部155、回線インタフェース151、回線インタフェース152、回線インタフェース153、および回線インタフェース154を備える。
スイッチ部155には、回線選択手段140から出力された選択回線識別子とパケットとが入力され、スイッチ部155は、入力された選択回線識別子が示す通信回線、すなわち回線インタフェースの何れか1つにパケットを出力する。
回線インタフェース151には、スイッチ部155から出力されたパケットが入力され、回線インタフェース151は、入力されたパケットからなるデータを構成する光信号を下流データ転送装置61に送信する。
また、回線インタフェース151は、光空間スイッチ141によって送信された光信号を下流データ転送装置61に送信する。なお、図2では、回線インタフェースを4つ図示しているが、回線インタフェースの個数は、4つに限定されるものではない。
回線インタフェース152には、スイッチ部155から出力されたパケットが入力され、回線インタフェース152は、入力されたパケットをイーサネットに準拠させて下流データ転送装置62に送信する。
回線インタフェース153には、スイッチ部155から出力されたパケットが入力され、回線インタフェース153は、入力されたパケットをMPLSに準拠させて下流データ転送装置63に送信する。
回線インタフェース154には、スイッチ部155から出力されたパケットが入力され、回線インタフェース154は、入力されたパケットをIPパケットに変換し、変換されたIPパケットを下流データ転送装置64に送信する。
光空間スイッチ141は、回線インタフェース111によって送信された光信号を受信し、受信された光信号を構成する光波長を変換し、変換された光波長からなる光信号を回線インタフェース151に送信する。
回線選択情報入力手段160には、管理端末70から回線選択情報を入力され、入力された回線選択情報を回線選択情報格納手段130に出力する。なお、本発明によれば、回線選択情報入力手段160は、管理端末70から回線選択情報を通信事業者などが管理する管理ネットワークを経由して入力させてもよい。
以下、本発明の実施の形態1のデータ転送装置の動作を、図3を用いて説明する。
図3は、本発明の実施の形態1のデータ転送装置の動作を示すフローチャートである。
まず、回線選択情報は、管理端末70から管理ネットワークを経由して回線選択情報入力手段160に入力され、回線選択情報格納手段130に格納される(ステップS101)。
一方、回線インタフェース111、回線インタフェース112、回線インタフェース113、および回線インタフェース114を介して互いに異なる通信プロトコルに準拠したデータによって構成されるパケットは、データ受信手段110によって受信される(ステップS102)。
含有情報抽出手段120にパケットが入力されたとき、パケットに含まれる含有情報は、含有情報抽出手段120によって抽出される(ステップS103)。
次に、回線選択手段140にパケットが入力されたとき、回線選択情報格納手段130に格納された回線選択情報に基づき、含有情報と対応する回線インタフェースを示す選択回線識別子が回線選択手段140によって選択される(ステップS104)。
次に、データ転送手段150にパケットが入力されたとき、パケットからなるデータは、スイッチ部155によって選択回線識別子が示す通信回線、すなわち回線インタフェースの何れか1つに出力されて下流データ転送装置に転送される(ステップS105)。
以降、データ転送装置100にデータが受信されたときには、ステップS102からステップS105までを繰返す。
なお、図1に示したデータ転送システム41において、上流データ転送装置51、上流データ転送装置52、または上流データ転送装置53からデータ転送装置100−1に送信されたデータは、例えば、データ転送装置100−1によってデータ転送装置100−2に転送され、データ転送装置100−2によってデータ転送装置100−3に転送され、データ転送装置100−3によって下流データ転送装置61、下流データ転送装置62、下流データ転送装置63の何れかにリレー式で転送される。
以上説明したように、本発明の実施の形態1のデータ転送装置は、上流データ転送装置からの互いに異なる通信プロトコルに準拠したデータに含まれる含有情報に応じて、互いに異なる通信プロトコルに準拠した通信回線を選択し、選択された通信回線に接続された下流データ転送装置にデータを転送するため、互いに異なる通信プロトコル毎にそれぞれ対応した通信機器を1つの局舎に設置するためのコストを低減することができる。
また、回線選択情報に基づきパケットを転送するため、ネットワーク管理者が行う網設計などに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
また、仮想専用ネットワークを表す仮想専用ネットワーク情報に応じてパケットを転送するため、仮想専用ネットワークを利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
また、論理回線を表す論理回線情報に応じてパケットを転送するため、論理回線を利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。例えば、LSPを表すラベルに応じてパケットを転送するため、LSPを利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
さらに、VPまたはVCに応じてパケットを転送するため、VPまたはVCを利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
また、IEEE802.1Qに規定されるVLAN識別子に応じてパケットを転送するため、VLANを利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
また、RFC2547に規定されるVPNを表すVPNラベルに応じてパケットを転送するため、MPLS−VPNを利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
また、プロトコルデータユニット上に付加される仮想回線を表すVCラベルに応じてパケットを転送するため、例えば、レイヤ2において実現されるVPNを利用者に提供するサービスなどに応じてパケットが転送される転送経路を選択することができる。
また、回線選択情報が管理端末などから入力されるため、管理端末からの入力に応じて回線選択情報を変更することができる。
また、本発明の実施の形態1のデータ転送システムは、高価な従来のデータ転送装置だけを用いずにネットワーク構築が可能となるため、ネットワークを構築するためのコストを低減できる。
[実施の形態2]
図4は、本発明の実施の形態2のデータ転送システムのシステム構成を示すブロック図である。
図4に示すように、本実施の形態のデータ転送システム42は、複数のデータ転送装置100とデータ転送装置200とを含むように構成されるが、1つのデータ転送装置200によって構成されてもよく、データ転送装置200と他のデータ転送装置とによって構成されてもよい。また、データ転送システム42は、基幹ネットワークを構成するようにしてもよく、基幹ネットワークは、レイヤ1ネットワーク10、レイヤ2ネットワーク20、およびレイヤ3ネットワーク30からなる外部ネットワークに接続される。
図5は、本発明の実施の形態2のデータ転送装置の概略構成を示すブロック図である。
図5に示すように、本実施の形態のデータ転送装置200は、データ受信手段110、含有情報抽出手段120、回線選択情報格納手段130、回線選択手段240、光空間スイッチ141、データ転送手段150、回線選択情報入力手段160、宛先情報抽出手段270、宛先選択情報格納手段271、および宛先回線選択手段280を備える。
なお、本発明の実施の形態2のデータ転送装置200を構成する各手段のうち、前述の実施の形態1のデータ転送装置100を構成する手段と同一の手段には同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。
宛先情報抽出手段270には、データ受信手段110から出力されるパケットが入力され、宛先情報抽出手段270は、入力されたパケットに含まれる宛先を表す宛先情報を抽出し、抽出された宛先情報およびパケットを宛先回線選択手段280に出力する。
宛先選択情報格納手段271は、宛先情報に基づいて通信回線を選択するための宛先選択情報を格納する。なお、宛先選択情報は、OSPF(Open Shortest Path First)などの経路制御プロトコルに準拠して生成されてもよく、管理端末から入力してもよい。
宛先情報と回線インタフェースの識別子との対応関係を示した宛先選択情報の一例を表3に示す。
表3は、宛先を表す宛先IPアドレス(Internet Protocol Address)と対応する回線インタフェースの識別子を表したものである。なお、回線インタフェースは、通信回線を構成するものである。
Figure 2007053789
例えば、パケットに含まれる宛先情報が、宛先IPアドレスであり、宛先IPアドレスが「宛先IPアドレス:111.0.0.0から111.0.0.9まで」を示していた場合、回線インタフェース151および回線インタフェース152が選択される。
宛先回線選択手段280には、宛先情報抽出手段270から出力された宛先情報およびパケットが入力され、宛先回線選択手段280は、宛先選択情報格納手段271に格納された宛先選択情報に基づき、入力された宛先情報と対応する回線インタフェースを選択する。
複数の回線インタフェースが選択された場合、宛先回線選択手段280は、入力されたパケットを含有情報抽出手段120に出力する。
複数の回線インタフェースが選択されない場合、宛先回線選択手段280は、選択された回線インタフェースを示す選択回線識別子および入力されたパケットを回線選択手段240に出力する。
回線選択手段240には、宛先回線選択手段280から出力された選択回線識別子およびパケットが入力され、回線選択手段240は、入力された選択回線識別子および入力されたパケットをデータ転送手段150に出力する。
また、回線選択手段240には、含有情報抽出手段120から出力された含有情報およびパケットが入力され、回線選択手段240は、回線選択情報格納手段130に格納された回線選択情報に基づき、入力された含有情報と対応する回線インタフェースを選択し、選択された回線インタフェースを示す選択回線識別子および入力されたパケットをデータ転送手段150に出力する。
以下、本発明の実施の形態2のデータ転送装置の動作を、図6を用いて説明する。
図6は、本発明の実施の形態2のデータ転送装置の動作を示すフローチャートである。なお、本発明の実施の形態2のデータ転送装置200の動作のうち、前述の実施の形態1のデータ転送装置の動作と同一のものについては、同一の符号を付しそれぞれの説明を省略する。
まず、宛先選択情報は、OSPFなどの経路制御プロトコルに準拠して生成され、宛先選択情報格納手段271に格納される(ステップS201)。
一方、宛先情報抽出手段270にパケットが入力されたとき、パケットに含まれる宛先情報は、宛先情報抽出手段270によって抽出される(ステップS202)。
次に、宛先回線選択手段280にパケットおよび宛先情報が入力されたとき、宛先選択情報格納手段271に格納された宛先選択情報に基づき、宛先情報と対応する回線インタフェースが宛先回線選択手段280によって選択される(ステップS203)。
複数の回線インタフェースが選択された場合、パケットは、宛先回線選択手段280から含有情報抽出手段120に出力され、複数の回線インタフェースが選択されない場合、パケットは、宛先回線選択手段280から回線選択手段240に出力される(ステップS204)。
次に、回線選択手段240にパケットが入力されたとき、宛先回線選択手段280から出力された選択回線識別子およびパケット、あるいは、回線選択情報格納手段130に格納された回線選択情報に基づき、含有情報と対応する回線インタフェースを示す選択回線識別子が選択され、選択された回線インタフェースを示す選択回線識別子およびパケットは、データ転送手段150に出力される(ステップS205)。
なお、図4に示したデータ転送システム42において、上流データ転送装置51、上流データ転送装置52、または上流データ転送装置53からデータ転送装置200に送信されたデータは、例えば、データ転送装置200によってデータ転送装置100−2に転送され、データ転送装置100−2によってデータ転送装置100−3に転送され、データ転送装置100−3によって下流データ転送装置61、下流データ転送装置62、下流データ転送装置63の何れかにリレー式で転送される。
以上説明したように、本発明の実施の形態2のデータ転送装置は、パケットに含まれる宛先情報に基づいた転送経路が複数存在するようなネットワーク構成であっても、回線選択情報に基づいてパケットを転送するため、ネットワーク管理者が行う網設計などに応じてパケットの転送経路を選択することができる。
また、本発明の実施の形態2のデータ転送システムは、高価な従来のデータ転送装置だけを用いずにネットワーク構築が可能となるため、ネットワークを構築するためのコストを低減できる。
[実施の形態3]
図7は、本発明の実施の形態3のデータ転送システムのシステム構成を示すブロック図である。
図7に示すように、本実施の形態のデータ転送システム43は、複数のデータ転送装置100とデータ転送装置300とを含むように構成されるが、1つのデータ転送装置300によって構成されてもよく、データ転送装置300と他のデータ転送装置とによって構成されてもよい。また、データ転送システム43は、基幹ネットワークを構成するようにしてもよく、基幹ネットワークは、レイヤ1ネットワーク10、レイヤ2ネットワーク20、およびレイヤ3ネットワーク30からなる外部ネットワークに接続される。
図8は、本発明の実施の形態3のデータ転送装置の概略構成を示すブロック図である。
図8に示すように、本実施の形態のデータ転送装置300は、データ受信手段110、含有情報抽出手段120、回線選択情報格納手段130、回線選択手段240、光空間スイッチ141、データ転送手段150、回線選択情報入力手段160、宛先情報抽出手段370、宛先選択情報格納手段271、宛先回線選択手段280、パケット解析手段390、および回線選択情報更新手段391を備える。
なお、本発明の実施の形態3のデータ転送装置300を構成する手段のうち、前述の実施の形態2のデータ転送装置200を構成する手段と同一の手段には同一の符号を付し、それぞれの説明を省略する。
宛先情報抽出手段370には、データ受信手段110から出力されたパケットが入力され、宛先情報抽出手段370は、入力されたパケットに含まれる宛先を表す宛先情報を抽出し、抽出された宛先情報およびパケットを宛先回線選択手段280に出力する。
また、宛先情報抽出手段370は、抽出された宛先情報が自己の宛先を示していたとき、宛先情報抽出手段370は、パケットをパケット解析手段390に出力する。
例えば、データ転送装置300の自己の宛先が「100」であり、宛先情報が「100」であったとき、宛先情報抽出手段370は、パケットをパケット解析手段390に出力する。
パケット解析手段390には、宛先情報抽出手段370から出力されたパケットが入力され、パケット解析手段390は、入力されたパケットを解析し、解析された解析情報を回線選択情報更新手段391に出力する。
回線選択情報更新手段391には、パケット解析手段390から出力された解析情報が入力され、回線選択情報更新手段391は、入力された解析情報に基づいて回線選択情報格納手段130に格納された回線選択情報を更新する。
表2に示す回線選択情報から更新された回線選択情報の一例を表4に示す。
このとき、パケットに含まれる含有情報は、シムヘッダを構成するラベルであり、シムヘッダが「ラベル:6から9まで」を示していた場合、パケットは、回線インタフェース151を介して転送される。
例えば、所定の端末が送信するパケットを下流データ転送装置61が含まれるレイヤ1ネットワーク10を介して転送したい場合、回線選択情報を更新するための更新パケットがサーバ80から送信され、更新パケットに基づいて表2から表4に示したように更新される。
Figure 2007053789
以下、本発明の実施の形態3のデータ転送装置の動作について、図面を参照して説明する。
図9は、本発明の実施の形態3のデータ転送装置の動作を示すフローチャートである。なお、本発明の実施の形態3のデータ転送装置300の動作のうち、前述の実施の形態2のデータ転送装置の動作と同一のものについては、同一の符号を付しそれぞれの説明を省略する。
まず、宛先情報抽出手段370によって抽出された宛先情報が自己の宛先を示していた場合、パケットは、宛先情報抽出手段370によってパケット解析手段390に出力され、宛先情報抽出手段370によって抽出された宛先情報が自己の宛先を示していない場合、パケットは、宛先情報抽出手段370によって宛先回線選択手段280に出力される(ステップS301)。
次に、パケット解析手段390にパケットが入力されたとき、パケットは、パケット解析手段390によって解析される(ステップS302)。
回線選択情報更新手段391に解析情報が入力されたとき、回線選択情報は、回線選択情報更新手段391によって更新される(ステップS303)。
なお、図7に示したデータ転送システム43において、上流データ転送装置51、上流データ転送装置52、または上流データ転送装置53からデータ転送装置300に送信されたデータは、例えば、データ転送装置300によってデータ転送装置100−2に転送され、データ転送装置100−2によってデータ転送装置100−3に転送され、データ転送装置100−3によって下流データ転送装置61、下流データ転送装置62、下流データ転送装置63の何れかにリレー式で転送される。
以上説明したように、本発明の実施の形態3のデータ転送装置は、例えば、サーバや利用者の端末から送信した所定のパケットに応じて回線選択情報が更新されるため、サーバや利用者の端末からの要求に応じて自動でパケットの転送経路を選択することができる。
また、本発明の実施の形態3のデータ転送システムは、高価な従来のデータ転送装置だけを用いずにネットワーク構築が可能となるため、ネットワークを構築するためのコストを低減できる。
[実施の形態4]
本実施の形態4は、上述した実施の形態1ないし実施の形態3と同様にネットワークコストの削減に関するものであって、処理負荷の軽減によりパケットの転送効率を上げることでネットワークコストを削減するものである。以下では本実施の形態4の特徴に絞って説明を行うが、実施の形態1ないし実施の形態3に本実施の形態を適用することでネットワークコストのさらなる削減を実現することも可能である。
図11は、本発明の実施の形態4のルータ装置の概略構成を示すブロック図である。
図11において、本実施の形態のルータ装置は、回線に接続され、回線から受信したパケットの転送を制御するとともに、当該回線へのパケットの送信を制御する第1および第2の回線インターフェース部(1300,1400)と、第1および第2の回線インターフェース部(1300,1400)から入力されたパケットをスイッチして所定の出力側の回線インターフェース部に出力するスイッチ部1200と、第1および第2の回線インターフェース部(1300,1400)及びスイッチ部1200を制御する制御部1100と、ルータ装置に各種のデータを入力するためのデータ入力装置1500を備える。
第1および第2の回線インターフェース部(1300,1400)とスイッチ部1200との接続は着脱可能に構成されており、異なる機能の回線インターフェース部を自由に組み合わせてスイッチ部1200と接続しルータ装置を構成できるようになっている。
図12は、図11に示す第1の回線インターフェース部1300の概略構成を示すブロック図である。第1の回線インターフェース部1300は、他のネットワークなどのネットワーク外部との接続に用いられる。
図12に示すように、第1の回線インターフェース部1300は、入側回線終端部1310と、入側パケット処理部1320と、出側パケット処理部1340と、出側回線終端部1350とを備える。
入側回線終端部1310は、他のネットワークに回線を介して接続され、当該回線を介して受信したデータからパケットを抽出し、入側パケット処理部1320は、入側回線終端部1310で抽出されたパケットを所望の出側回線にスイッチングされるように処理する。
出側パケット処理部1340は、スイッチ部1200でスイッチされたパケットを出力するパケットに処理し、出側回線終端部1350は、出側パケット処理部1340から入力されるパケットを接続されている回線を介して他のネットワークや他のルータ装置に送信する。
入側回線終端部1310は、光の信号を電気信号に変換する光/電気(O/E)変換部1311と、O/E変換部1311で変換された電気信号に物理レイヤの処理を行ってパケットを抽出する入側物理レイヤ処理部1312とを備える。
入側パケット処理部1320は、入側フォワーディング処理部(入側FW処理部)1321と、データ記憶部1322と、QoS処理部1323と、入側スイッチインターフェース部(SW−IF)1324とを備える。
入側フォワーディング処理部1321は、入力されたパケットの宛先アドレスから、当該宛先アドレスのネットワークに至るまでに経由するルータ装置(自装置を含む)(即ち、パケットのネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置)におけるスイッチングタグを求め、自装置のスイッチングタグをパケットに付加するとともに、その他の装置のスイッチングタグをそれぞれシム・ヘッダのラベルに設定し、転送経路順にシム・ヘッダに付加する。
データ記憶部1322は、入側フォワーディング処理部1321に接続され、他のネットワークのアドレス毎に、当該他のネットワークに至るまでに経由するルータ装置のスイッチングタグなどを記憶する。
QoS処理部1323は、パケットにDiffServ(differentiated services)処理やカラーリングやポリシングなどのQoS(Quality of Service)処理を行う。
入側スイッチインターフェース部1324は、パケットをスイッチ部1200に出力する。
出側パケット処理部1340は、スイッチ部1200が出力するパケットを出側フォワーディング処理部1341に出力する出側スイッチインターフェース部1342と、パケットに付加されたスイッチングタグを削除して出側回線終端部1350に出力する出側フォワーディング処理部1341とを備える。
出側回線終端部1350は、出側パケット処理部1340から入力されたパケットを物理レイヤの信号に変換する出側物理レイヤ処理部1352と、出側物理レイヤ処理部1352が変換した信号を光信号に変換する電気/光(E/O)変換部1351とを備える。
図13は、図11に示す第2の回線インターフェース部1400の概略構成を示すブロック図である。第2の回線インターフェース部1400は、ルータ装置間の接続に用いられる。
図13に示すように、第2の回線インターフェース部1400は、入側回線終端部1410と、入側パケット処理部1420と、出側パケット処理部1440と、出側回線終端部1450とを備える。
入側回線終端部1410は、他のルータ装置に回線を介して接続され、当該回線を介して受信したデータからパケットを抽出する。
入側パケット処理部1420は、入側回線終端部1410で抽出されたパケットを所望の出側回線にスイッチングされるように処理する。
出側パケット処理部1440は、スイッチ部1200でスイッチされたパケットを出力するパケットに処理する。
出側回線終端部1450は、出側パケット処理部1440から入力されるパケットを接続されている回線を介して他のルータ装置に送信する。
入側回線終端部1410は、光の信号を電気信号に変換する光/電気(O/E)変換部1411と、O/E変換部1411で変換された電気信号に物理レイヤの処理を行ってパケットを抽出する入側物理レイヤ処理部1412とを備える。
入側パケット処理部1420は、入側フォワーディング処理部1421と、パケットをスイッチ部1200に出力する入側スイッチインターフェース部1422とを備える。
入側フォワーディング処理部1421は、入力されたパケットの先頭のシム・ヘッダのラベルの値を自装置のスイッチングタグとしてパケットに付加するとともに、先頭のシム・ヘッダを削除して次のシム・ヘッダが先頭に来るようにする。
出側パケット処理部1440は、スイッチ部1200が出力するパケットを出側フォワーディング処理部1441に出力する出側スイッチインターフェース部1442と、パケットに付加されたスイッチングタグを削除して出側回線終端部1450に出力する出側フォワーディング処理部1441とを備える。
出側回線終端部1450は、出側パケット処理部1440から入力されたパケットを物理レイヤの信号に変換する出側物理レイヤ処理部1452と、出側物理レイヤ処理部1452が変換した信号を光信号に変換する電気/光(E/O)変換部1451とを備える。
また、ルータ装置の制御部1100には、データ入力装置1500が接続できるようになっており、このデータ入力装置1500により、図14に示すような、他のネットワークのアドレス毎に、当該他のネットワークに至るまでに経由するルータ装置(自装置を含む)(パケットのネットワーク内の転送経路に位置するルータ装置)におけるスイッチングタグを、自装置から順に並べたもの(ルーティングテーブル)を制御部1100の記憶装置に記憶させることができ、制御部1100は初期設定時やルーティングテーブルの内容が書き換わったときなどにルーティングテーブルを第1の回線インターフェース部1300の入側パケット処理部1320のデータ記憶部1322に転送して記憶させる。
このようなルータ装置により構成されるネットワークにおいて、エッジルータ装置として機能させるには、他のネットワークとの接続回線を第1の回線インターフェース部1300で収容し、ネットワーク内のコアルータ装置との接続回線を第2の回線インターフェース部1400で収容するようにする。
また、コアルータ装置として機能させるには、他のコアルータ装置またはエッジルータ装置との接続回線を第2の回線インターフェース部1400で収容するようにする。
このようなエッジルータ装置とコアルータ装置で構成されたネットワークのエッジルータ装置の第1の回線インターフェース部1300の入側回線終端部1310で他のネットワークからのデータを受信すると、入側物理レイヤ処理部1312は受信したデータからパケットを抽出し、入側パケット処理部1320に入力する。
入側パケット処理部1320の入側フォワーディング処理部1321は、入力されたパケットの宛先アドレスを参照し、データ記憶部1322に記憶されている図14に示すようなルーティングテーブルにより、受信したパケットの宛先アドレスの上位ビットがアドレスプレフィクスの欄の値と一致する行の、スイッチングラベルを読み出し、先頭のスイッチングタグ(図14では、tag1またはtag4)を自装置のスイッチングタグとしてパケットに付加し、それに続くスイッチングタグをMPLSプロトコルのシム・ヘッダのフォーマットのラベルにそれぞれ設定し、設定したシム・ヘッダを宛先ネットワークヘの転送経路順に並べたものをスタッキングされたシム・ヘッダとしてパケットに付加して、図15に示すようなフォーマットでQoS処理部1323に渡す。
QoS処理部1323は、パケットにDiffServ(differentiated services)処理やカラーリングやポリシングなど周知のQoS処理を行って、入側スイッチインターフェース部1324を介してスイッチ部1200にパケットを出力する。
スイッチ部1200に入力されたパケットは、付加されたスイッチングタグに従ってスイッチ部1200でスイッチングされて、スイッチングタグで指定された第2の回線インターフェース部1400(コアルータ装置またはエッジルータ装置への転送)または第1の回線インターフェース部1300(自装置の折り返し)に出力される。
コアルータ装置またはエッジルータ装置への転送の場合、第2の回線インターフェース部1400に入力されたパケットは、出側スイッチインターフェース部1442を介して出側フォワーディング処理部1441に入力され、出側フォワーディング処理部1441で自装置でのスイッチングタグが消去され、出側回線終端部1450で物理レイヤの信号に変換され、光信号に変換されて回線に送出される。
自装置の折り返しの場合も同様に、第1の回線インターフェース部1300の出側フォワーディング処理部1341で自装置でのスイッチングタグが消去され、出側回線終端部1350で物理レイヤの信号に変換され、光信号に変換されて回線に送出される。
次いで、コアルータ装置において、第2の回線インターフェース部1400の入側回線終端部1410でネットワーク内のエッジルータ装置またはコアルータ装置からのデータを受信すると、入側物理レイヤ処理部1412は受信したデータからパケットを抽出し、入側パケット処理部1420に入力する。
入側パケット処理部1420の入側フォワーディング処理部1421は、入力されたパケットのスタッキングされたシム・ヘッダの先頭のシム・ヘッダを参照し、当該シム・ヘッダのラベルに設定されている値を自装置のスイッチングタグとしてパケットに付加するとともに、先頭のシム・ヘッダを削除し、次のシム・ヘッダが先頭になるように編集して、入側スイッチインターフェース部1422を介してスイッチ部1200にパケットを出力する。
スイッチ部1200に入力されたパケットは、付加されたスイッチングタグに従ってスイッチ部1200でスイッチングされて、スイッチングタグで指定された第2の回線インターフェース部1400(コアルータ装置またはエッジルータ装置への転送)に出力される。
第2の回線インターフェース部1400に入力されたパケットは、出側スイッチインターフェース部1442を介して出側フォワーディング処理部1441に入力され、出側フォワーディング処理部1441で自装置でのスイッチングタグが消去され、出側回線終端部1450で物理レイヤの信号に変換され、光信号に変換されて回線に送出される。
次いで、エッジルータ装置において、第2の回線インターフェース部1400の入側回線終端部1410で、ネットワーク内のコアルータ装置またはエッジルータ装置からのデータを受信すると、入側物理レイヤ処理部1412は受信したデータからパケットを抽出し、入側パケット処理部1420に入力する。
入側パケット処理部1420の入側フォワーディング処理部1421は、入力されたパケットのスタッキングされたシム・ヘッダの先頭のシム・ヘッダを参照し、当該シム・ヘッダのラベルに設定されている値を自装置のスイッチングタグとしてパケットに付加するとともに、先頭のシム・ヘッダを削除して、入側スイッチインターフェース部1422を介してスイッチ部1200にパケットを出力する。
スイッチ部1200に入力されたパケットは、付加されたスイッチングタグに従ってスイッチ部1200でスイッチングされて、スイッチングタグで指定された第1の回線インターフェース部1300(他ネットワークヘの送信)に出力される。
第1の回線インターフェース部1300に入力されたパケットは、出側スイッチインターフェース部1342を介して出側フォワーディング処理部1341に入力され、出側フォワーディング処理部1341で自装置でのスイッチングタグが消去され、出側回線終端部1350で物理レイヤの信号に変換され、光信号に変換されて回線に送出される。
このように、本実施の形態では、エッジルータ装置において、パケットの宛先アドレスの他のネットワークに至るまでに経由するルータ装置(自装置を含む)(パケットのネットワーク内の転送経路に位置するルータ装置)のスイッチングタグを転送経路順に順番に並べてパケットに付加して送信し、コアルータ装置においてパケットに付加されたスイッチングタグの先頭のタグで自装置のスイッチングを行い、次のタグを先頭にしてパケットを送信しているので、コアルータ装置での入力ラベルから出力ラベルの検索処理やスイッチングタグの検索処理などを無くすことができ、処理負荷を軽減することができる。
なお、本実施の形態においては、ルーティングテーブルをデータ入力装置1500により入力するようにしたが、周知のOSPF(Open Shortest Path First)プロトコルのように、ルータ装置間で情報を通知してルーティングテーブルを作成するようにしてもよい。
この場合に、エッジルータ装置が、自装置に接続されたコアルータ装置またはエッジルータ装置に対して、経路情報として、自装置が接続されている他のネットワークのネットワークアドレスと、当該他のネットワークヘのスイッチング情報(スイッチングタグ)とを通知し、各ルータ装置は、隣接のルータ装置から通知された経路情報に、自装置で当該ルータ装置にスイッチングするためのスイッチング情報(スイッチングタグ)を付加し他の隣接ルータ装置に通知する。
そして、当該経路情報を受信したエッジルータ装置が、受信した経路情報により前記ルーティングテーブルを生成する。
このように、この方法では、スイッチング情報がエッジルータ装置から経路を逆に辿って順次付加されてエッジルータ装置まで通知され、ルーティングテーブルが生成される。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
例えば、上述したように実施の形態1ないし実施の形態3を実施の形態4と組み合わせてネットワークコストのさらなる低減を図ることも可能である。
本発明によれば、上流データ転送装置からの互いに異なる通信プロトコルに準拠したデータに含まれる含有情報に応じて、互いに異なる通信プロトコルに準拠した通信回線を選択し、選択された通信回線と接続された前記下流データ転送装置にデータを転送するため、互いに異なる通信プロトコル毎にそれぞれ対応した通信機器を1つの局舎に設置するためのコストや、ネットワークを構築するためのコストを低減することが可能となる。
また、本発明によれば、エッジルータ装置において、パケットの宛先アドレスのネットワークまでの、パケットのネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置でパケットをスイッチングするための情報を、パケットに転送経路順に付加し、コアルータ装置ではパケットに付加されたスイッチング情報によりスイッチングを行い、使用したスイッチング情報を順次削除して転送するようにしたので、コアルータ装置において、スイッチング情報の検索を行う必要が無く、処理負荷を削減することができ、パケットの転送効率を上げることが可能となる。その結果、ルータ装置を含めたネットワークのコストを削減することができる。
さらに、本発明によれば、他のネットワークアドレス毎に、当該他のネットワークまでの、パケットのネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置でパケットをスイッチングするためのスイッチング情報を記憶したルーティングテーブルを有し、このルーティングテーブルによりスイッチング情報を求めるようにしたので、簡単にスイッチング情報を求めることができ、処理負荷を軽減することが可能となる。これにより、ルータ装置を含めたネットワークのコストを削減することができる。
また、ルーティングテーブルの内容をデータ入力装置から設定するようにしたので、ルーティングテーブルの設定を簡単に行うことが可能となる。
また、ルーティングテーブルをルータ装置間で情報を通知して生成するようにしたので、ルーティングテーブルの設定を自動で行うことが可能となる。
本発明の実施の形態1のデータ転送システムのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態1のデータ転送装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態1のデータ転送装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2のデータ転送システムのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態2のデータ転送装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態2のデータ転送装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態3のデータ転送システムのシステム構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態3のデータ転送装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態3のデータ転送装置の動作を示すフローチャートである。 仮想専用ネットワーク情報を示すパケット構成を示す図である。 本発明の実施の形態4のルータ装置の概略構成を示すブロック図である。 図11に示す第1の回線インターフェース部の概略構成を示すブロック図である。 図11に示す第2の回線インターフェース部の概略構成を示すブロック図である。 図12に示すデータ記憶部に格納されるルーティングテーブルの内容を示す図である。 図11に示すスイッチ部に入力されるパケットのフォーマットを示す図である。
符号の説明
1320 入側パケット処理部
1321 入側フォワーディング処理部
1340 出側パケット処理部
1341 出側フォワーディング処理部

Claims (8)

  1. ネットワークとネットワーク外部との接続部に配置され、前記ネットワーク外部からのパケットを受信して前記ネットワーク内のルータ装置に転送し、あるいは、前記ネットワーク内のルータ装置からのパケットを前記ネットワーク外部に送信するエッジルータ装置であって、
    前記ネットワーク外部から受信したパケットの宛先アドレスに基づき、前記受信したパケットの前記ネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、前記受信したパケットをスイッチングするためのスイッチング情報を求めるスイッチング情報算出手段と、
    前記スイッチング情報算出手段で求めたスイッチング情報を前記転送経路順に並べて、前記受信したパケットに付加し、当該スイッチング情報が付加された前記受信したパケットを転送先のルータ装置に送信する送信手段とを備えるエッジルータ装置。
  2. ネットワークと他のネットワークとの接続部に配置され、前記他のネットワークからのパケットを受信して前記ネットワーク内のルータ装置に転送するとともに、前記ネットワーク内のルータ装置からのパケットを前記他のネットワークに送信するエッジルータ装置であって、
    前記他のネットワークのネットワークアドレス毎に、前記他のネットワークまでの、前記パケットの前記ネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、前記パケットをスイッチングするためのスイッチング情報を記憶したルーティングテーブルと、
    前記他のネットワークから受信したパケットの宛先アドレスを用いて、前記ルーティングテーブルを検索し、前記受信したパケットの前記ネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、前記受信したパケットをスイッチングするためのスイッチング情報を求めるスイッチング情報算出手段と、
    前記スイッチング情報算出手段で求めたスイッチング情報を、前記転送経路順に並べて、前記受信したパケットに付加し、当該スイッチング情報が付加された前記受信したパケットを送信先のルータ装置に送信する送信手段とを備えるエッジルータ装置。
  3. 前記ルーティングテーブルに前記スイッチング情報を設定するためのデータ入力装置を備える請求項2に記載のエッジルータ装置。
  4. パケットをスイッチングするためのスイッチング情報が付加されたパケットを受信し、転送するコアルータ装置であって、
    前記受信したパケットに付加された前記スイッチング情報に基づいて、前記受信したパケットを自装置でスイッチングするとともに、自装置で使用した前記スイッチング情報を削除したパケットを送信する送信手段を備えるコアルータ装置。
  5. ネットワークとネットワーク外部との接続部に配置され、前記ネットワーク外部からのパケットを受信して前記ネットワーク内のルータ装置に転送し、あるいは、前記ネットワーク内のルータ装置からのパケットを前記ネットワーク外部に送信するエッジルータ装置と、
    パケットをスイッチングするためのスイッチング情報が付加されたパケットを受信し、転送するコアルータ装置とを備え、
    前記エッジルータ装置は、
    前記ネットワーク外部から受信したパケットの宛先アドレスに基づき、前記受信したパケットの前記ネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、前記受信したパケットをスイッチングするためのスイッチング情報を求めるスイッチング情報算出手段と、
    前記スイッチング情報算出手段で求めたスイッチング情報を前記転送経路順に並べて、前記受信したパケットに付加し、当該スイッチング情報が付加された前記受信したパケットを転送先のルータ装置に送信する第1の送信手段と
    を備え、
    前記コアルータ装置は、
    前記受信したパケットに付加された前記スイッチング情報に基づいて、前記受信したパケットを自装置でスイッチングするとともに、自装置で使用した前記スイッチング情報を削除したパケットを送信する第2の送信手段を備えるネットワークシステム。
  6. ネットワークと他のネットワークとの接続部に配置され、前記他のネットワークからのパケットを受信して前記ネットワーク内のルータ装置に転送するとともに、前記ネットワーク内のルータ装置からのパケットを前記他のネットワークに送信するエッジルータ装置と、
    パケットをスイッチングするためのスイッチング情報が付加されたパケットを受信し、転送するコアルータ装置とを備え、
    前記エッジルータ装置は、
    前記他のネットワークのネットワークアドレス毎に、前記他のネットワークまでの、前記パケットの前記ネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、前記パケットをスイッチングするためのスイッチング情報を記憶したルーティングテーブルと、
    前記他のネットワークから受信したパケットの宛先アドレスを用いて、前記ルーティングテーブルを検索し、前記受信したパケットの前記ネットワーク内の転送経路に位置する各ルータ装置で、前記受信したパケットをスイッチングするためのスイッチング情報を求めるスイッチング情報算出手段と、
    前記スイッチング情報算出手段で求めたスイッチング情報を、前記転送経路順に並べて、前記受信したパケットに付加し、当該スイッチング情報が付加された前記受信したパケットを送信先のルータ装置に送信する第1の送信手段とを備え、
    前記コアルータ装置は、
    前記受信したパケットに付加された前記スイッチング情報に基づいて、前記受信したパケットを自装置でスイッチングするとともに、自装置で使用した前記スイッチング情報を削除したパケットを送信する第2の送信手段を備える
    ネットワークシステム。
  7. 前記エッジルータ装置は、前記ルーティングテーブルに前記スイッチング情報を設定するためのデータ入力装置を備える請求項6に記載のネットワークシステム。
  8. 前記エッジルータ装置は、自装置に接続される前記コアルータ装置またはエッジルータ装置に対して、経路情報として、自装置が接続されている他のネットワークのネットワークアドレスと、当該他のネットワークヘのスイッチング情報とを通知する第1の通知手段と、
    自装置に接続された前記コアルータ装置またはエッジルータ装置から通知された経路情報を受信し、当該受信した経路情報に基づき、前記ルーティングテーブルを生成する生成手段とを備え、
    前記コアルータ装置は、受信した前記経路情報に、前記経路情報を送信したエッジルータ装置あるいはコアルータ装置へのスイッチング情報を付加し、当該スイッチング情報を付加した経路情報を、自装置に接続されるコアルータ装置またはエッジルータ装置で、前記経路情報を送信したエッジルータ装置あるいはコアルータ装置以外のコアルータ装置またはエッジルータ装置に対して通知する第2の通知手段を備える請求項6に記載のネットワークシステム。
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