JP2007274284A - 転送装置、転送方法、転送システム、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】パケットの転送経路として、通常の経路はそのままに、別の経路を設定可能としたい。その際には既存網への変更を最小限にとどめ、管理の手間も最小限に抑える技術を提供することにある。
【解決手段】別の経路に流したいパケットはＡinＡ, 例えばＩＰ網ならばＩＰinＩＰパケットとしてカプセル化し、後述のパケット転送装置に対向するＩＰルータのＩＦを宛先アドレスとして網内へと送出する。パケット転送装置１００は、このパケットを通過時に捕捉し、カプセル化解除部１０７を用いてカプセル化を解除して本来の宛先に向け送出する、または宛先変更部１０５を用いて更に別のパケット転送装置を通過するよう宛先アドレスを設定し、多段転送を実現する。通常のパケットに対しては本パケット転送装置１００はブリッジとして振る舞うため、本機器の設置や管理は容易である。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信網におけるトラフィックのルーティングに関し、特に、特定トラフィックの経路を通常の経路とは異なる経路を指定する技術に関する。

一部のトラフィックを通常とは異なる経路でルーティングしたいという要求は網運用に際して頻繁に発生する。

例えば、
・他を圧迫する巨大フローを別経路で転送したい、
・品質に関して特別の配慮を要求するトラフィックや特別の配慮を必要とする重要顧客のトラフィックは一般のトラフィックとは分離したい、
・特別なルータでないと扱えない新形式のパケットを特別なルータを設定した経路に限定して流したい
等の場合である。

しかしながら、パケット網においてこれは必ずしも容易な要求ではない。特にＩＰ網にはこうした機能が備わっておらず、トラフィックエンジニアリング上の悩みとなっていた。

これを解決する技術として、オーバーレイ網の構築が挙げられる（例えば、特許文献１）。

この技術は、オーバーレイ網を構築することでトラフィックを自分の意図する経路へと誘導する技術である。特許文献１では、オーバーレイ網を用いて経路を制御する際に、各経路の遅延やジッタを測定し、その結果に基づいて経路を選択する技術が開示されている。この時に、各ノードおよびルータが処理するレイヤ、およびその時点でのパケットの構成を図２に示す。

ルータ１，２はレイヤＡのヘッダを処理するレイヤＡルータであり、ノードａ，ｂ，ｃはレイヤＢのヘッダを処理するノードである。

ノードaは、ノードcへとパケットを送る際に、パケットの宛先としてノードcをレイヤＡヘッダで直接指定する代わりにノードｃをレイヤＢヘッダで指定してノードbをレイヤＡヘッダで指定する。

これを見たレイヤＡのルータ１は、パケットをノードbへと転送する。ノードbは受信したパケットのレイヤＢヘッダを見て、最終的な目的地はノードcであることを知る。

そこでレイヤＡのヘッダの行き先としてノードcを指定し、再びレイヤＡで動作する網へと送出する。それを受け取ったルータ２はパケットをノードcへと転送する。ここで行き先の指定は、ＩＰならば行き先ノードとなるＩＦ（インターフェース）を指定し、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label
Switching）ならばパスを指定するなど、その網固有の方法で行き先を決定して転送される。このようにすることで、本パケットは常にノードｂを通過することが保証され、トポロジ的な限定と併せてパケットの経路を制御することが可能となる。

これはオーバーレイ網にて一般に行われる動作であるが、特許文献１では、ノードａ，ｂ，ｃでのレイヤＡヘッダ指定アルゴリズムを適切なものとすることでレイヤＢノードとして何処を通過するかを限定し、ノードaがレイヤＡのヘッダを付加してルータ１へと送出した場合に比べ、遅延やジッタをより望ましい値としている。

この方式は、物理的には図３に示すように、レイヤＢを処理するサーバを用意し、それを経由させることで実現するのが一般的である。この実現方法を用いると、ルータ１，２で構築された網は変更の必要がない。ルータ１やルータ２はそのまま流用可能である。

他の実現方法として、ルータ１とノードｂとを物理的に一体化し、機器内部の配線を用いて図３と同等の構成を実現する。しかし、外部的にはノードｂが見えないようにする方法も知られている。

ここまで、トラフィックを意図した経路へ誘導する技術としてオーバーレイ網を説明してきたが、レイヤＡのパケットを、レイヤＢ網を用いて転送する際には、オーバーレイは基本的な技術である。

たとえば特許文献２の技術ではＡＴＭ網でＩＰパケットを、特許文献３の技術ではＯＳＩ網でＩＰパケット等を転送する技術としてオーバーレイ技術を提案し、その場合の処理負荷の軽減方法や異種ノードの混在方法について記載している。

オーバーレイ網技術の一つに、ＡとＢとしておなじレイヤ技術を用いる方法がある。

例えばＩＰ−ＶＰＮの場合、ＩＰパケットをＶＰＮ装置にて暗号化した上で、ＩＰ
ｉｎ ＩＰでカプセル化する。この方法では、網は一般のＩＰパケットとＩＰ−ＶＰＮのＩＰパケットとを同等に扱うことが出来るので、汎用目的で構築されたＩＰ網を用いて、特定のトラフィック（この場合はＩＰ−ＶＰＮのトラフィック）を安全に伝送することが出来る。ただしこのＩＰ−ＶＰＮの目的は安全性の確保であり、通常は経路の制御は行わない。
特表２００３‐５０２９４１ 特開２０００−３５８０４２ 特表２００４−５１５１６５

従来の方法でオーバーレイ網を構築し、経路を制御した場合の第一の問題点は、機器の物理ポートの利用効率が悪いことである。図３の構成をとる場合、ノードｂを接続するためにルータ１の物理ポートが２個消費されてしまう。これは網構築に使える物理ポート数が減少したことを意味しており、これによるルータ１の利用効率の低下は、ルータ１が高価な超高速機器である場合等には特に問題となる。

一方、ルータ１とノードｂとを物理的に一体化し、機器内部の配線を用いて図３と同等の構成を実現する方法は、まず、既存の機器としてルータ１が存在する網で実現したい場合には使えない。ルータ１を一体型の機器に入れ替えるにはコストも手間も必要である。

また、ノードｂの処理が技術的に枯れておらず機能変更や増強の必要が頻繁に発生する場合、ルータ１が大規模な機器であり開発や試験に長期の期間が必要な場合等にも使いにくい。

第二の問題点は、管理が面倒なことである。

背景技術において、サーバを用意する従来方式では既存網はそのまま利用可能である、ルータ１，２で構築された網は変更の必要がない、と述べた。だが厳密には、物理ポートの利用効率が低下すれば、既存網の構成も変更しなければならない。従来は１個で済んでいたルータを、２個３個と増やす必要が生じれば、アドレス体系も変化するし、新しい機器が導入されるとなれば試験も必要である。このため、既存網への導入に際しては相応の初期管理工数が必要であった。

また従来の方式では、関係するノード間では１対１でパス（トンネリングパス）を生成していた。すなわち図３の例で言えば、ノードa及びノードｂと、ノードｂ及びノードｃとの間にはトンネリングパスを生成していた。このようにパスを生成する場合、全ノード数が少数であればパス数も少数だが、パス数は一般にノード数の二乗のオーダーとなるため、ノード数の増加に伴って急速に増加し、管理の手間が急増する。また、ノードｂに相当するサーバには、例えばＩＰ網ならばＩＰアドレスを付与する必要があり、緻密なアドレス計画が必須である大規模網ではこれも管理の手間を増大させる原因となっていた。

これらの問題点があったため、一部の特定トラフィックを別経路で転送したい場合にオーバーレイ網を用いることは、必ずしも容易に採用できる解決策ではなかった。

ただし、１対１でトンネリングパスを設定することは、わかりやすいという意味では優れている。端点となる２個のＩＰノードは、どのノードから送付されたＡ
ｉｎ Ａパケットのカプセル化を解除すればよいかは明らかである。従って、網内に様々なトンネリングパスが混在しても、それらが互いに影響することはない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、上記問題点を解決することであって、既存網が持つ通常のパケット転送経路はそのままにした上で、特定トラフィックを転送する経路を構築するシステムを提供することである。

また、本発明が解決しようとする課題は、上記システムを管理工数を最小としつつ提供することにある。特に、既存の機器の物理ポートを有効利用しつつ提供することにある。

上記課題を解決するための第１の発明は、後段のルータにパケットを転送する転送装置であって、
受信したパケットが前記後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであるかを判定し、後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであると判定された場合、受信パケットのパケット情報に基づいて、その受信パケットの送信元と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況が示されている分類テーブルから処理内容を検索し、この検索結果に基づいた処理を行うことを特徴とする。

上記課題を解決するための第２の発明は、上記第１の発明において、前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端である場合は、受信パケットをそのまま転送するように設定されていることを特徴とする。

上記課題を解決するための第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先である場合は、受信パケットのカプセル化を解除して転送するように設定されていることを特徴とする。

上記課題を解決するための第４の発明は、上記第１から第３のいずれかの発明において、前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先では無い場合は、前記受信パケットの宛先を変更して転送するように設定されていることを特徴とする。

上記課題を解決するための第５の発明は、上記第１から第４のいずれかの発明において、前記分類テーブルは、網のトンネリング情報を管理している装置に、受信パケットの送信元となる端末と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況を問い合わせて生成されることを特徴とする。

上記課題を解決するための第６の発明は、パケットを転送する転送方法であって、
受信したパケットが前記後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであるかを判定する判定ステップと、
前記判定ステップで次段ルータ宛のカプセル化されたパケットであると判定された場合、その受信パケットの送信元と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況に応じた処理を行って転送する転送ステップと
を有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第７の発明は、上記第６の発明において、前記転送ステップは、前記後段ルータがトンネリングの終端である場合は、受信パケットをそのまま転送することを特徴とする。

上記課題を解決するための第８の発明は、上記第６又は第７の発明において、前記転送ステップは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先である場合は、受信パケットのカプセル化を解除して転送することを特徴とする。

上記課題を解決するための第９の発明は、上記第６から第８のいずれかの発明において、前記転送ステップは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先では無い場合は、前記受信パケットの宛先を変更して転送することを特徴とする。

上記課題を解決するための第１０の発明は、上記第６から第９のいずれかの発明において、網のトンネリング情報を管理している装置に、受信パケットの送信元となる端末と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況を問い合わせて前記分類テーブルを生成する生成ステップを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第１１の発明は、転送システムであって、
送信パケットをカプセル化して送信する送信装置と、
前記送信されたパケットが自身の次段に配置されたルータ宛であるかを判定し、後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであると判定された場合、前記パケットのパケット情報に基づいて、前記送信装置と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況が示されている分類テーブルから処理内容を検索し、この検索結果に基づいた処理を行う転送装置と
を有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第１２の発明は、上記第１１の発明において、前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端である場合は、受信パケットをそのまま転送するように設定されていることを特徴とする。

上記課題を解決するための第１３の発明は、上記第１１又は第１２の発明において、前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先である場合は、受信パケットのカプセル化を解除して転送するように設定されていることを特徴とする。

上記課題を解決するための第１４の発明は、上記第１１から第１３のいずれかの発明において、前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先では無い場合は、前記受信パケットの宛先を変更して転送するように設定されていることを特徴とする。

上記課題を解決するための第１５の発明は、上記第１１から第１４のいずれかの発明において、前記分類テーブルは、網のトンネリング情報を管理している装置に、受信パケットの送信元となる端末と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況を問い合わせて生成されることを特徴とする。

上記課題を解決するための第１６の発明は、後段のルータにパケットを転送する転送装置のプログラムであって、前記プログラムは前記転送装置を、
受信したパケットが前記後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであるかを判定し、後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであると判定された場合、受信パケットのパケット情報に基づいて、その受信パケットの送信元と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況が示されている分類テーブルから処理内容を検索し、この検索結果に基づいた処理を行うように機能させることを特徴とする。

本発明は、カプセル化を行うレイヤに対して通常はブリッジとして透過的に振る舞い、特定のトラフィック、あるルータを宛先とするカプセル化されたパケットが通過した場合のみ、そのカプセル化を解除した上で通過させるパケット転送装置を網内に挿入することで、特定トラフィックの経路指定を行うシステムを提案する。

本発明はまた、そのルータが設定しているトンネリングの状況を知ることにより、そのトンネリングトラフィックを除外してカプセル化解除を行うシステムを提案する。これは、ほかの機器が設定した、そのルータとの間のトンネリングパスを通過するトンネリングトラフィックと、本発明が提案する機構によるトンネリングトラフィックとを識別する上で必要となる。

本発明はまた、一部のトラフィックに関してはカプセル化を解除するのではなく、カプセル化のヘッダを書き換えることにより、他のパケット転送装置へと送付し、それによって経路の多段指定が可能となるシステムを提案する。

本発明はまた、パケット転送装置のもつ機能を従来のルータと統合することで、簡便に特定トラフィックの経路指定、更には経路の多段指定が可能となるシステムを提案する。

なお、これらの発明においては、パケット転送装置に対応するカプセル化を行う機器が網内に存在するものと想定している。このカプセル化装置は、経路を制御したいパケットを、通過させたいルータ（以下、想定経由ルータと呼ぶ）のＩＰアドレスを用いてカプセル化する。パケット転送装置は、そのパケットが通過するであろう経路上に設置され、カプセル化を解除することで、想定経由ルータにパケットが届く前に通常のパケットに戻す。

第１の効果は、パケットの通常の転送経路はそのままに、別の転送経路を設定できることである。これは他のトラフィックを圧迫するトラフィック、品質などで特別の扱いを必要とするトラフィックなどの分離に効果を発揮する。

これが可能となる理由は、本パケット転送装置が、処理対象外のパケットに対してはブリッジやルータといった従来の網機器として動作するためである。

第２の効果は、第一の効果を得るに際して、既存網の物理ポートを有効利用できることである。

この理由は、本機能が処理対象となるレイヤに対して透過的として振る舞い、回線の途中へと割り込む形で挿入可能なためである。

第３の効果は、経路設定の管理が容易となることである。

その理由は、第一に、本機能は既存網に対して透過に振る舞い、特にＩＰ網を対象として本機器を運用する場合、既存ルータの設定は一切変更の必要がないためである。これはまた、本機能を搭載した機器にはＩＰアドレスを割り当てる必要がないことを意味している。これも管理の容易さに貢献する。

第二に、既存のトンネリング機構を用いて経路を設定する場合は経路を１対１でメッシュ的に設定する必要があったのに対し、本発明の機能を用いて設定する場合には１対多の設定が可能となるため設定回数が減少し、発ノードの設定変更に対するパケット転送装置側での設定変更が不要となるためである。第三に、本発明による機能が生成し扱うパケットは、既存網の標準に完全に準拠しており、既存網を通過する際に特別の配慮が必要ないためである。例えばルーティングは特に新しく設定しなくても正しく行われる。

本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明は、ある端末からのパケットを通常の経路とは別経路で網内を転送したい場合、パケット転送装置１００の前段に構成されているＩＰinＩＰカプセル化装置でパケットがカプセル化される。

図１は、発明の第１の実施の形態を示すパケット転送装置の機能ブロック図である。

パケット転送装置１００は、入力ＩＦ（インターフェース）１０１、受信バッファ１０２、パケット分類部１０３、分類テーブル１０４、宛先変更部１０５、宛先テーブル１０６、カプセル化解除部１０７、送信バッファ１０８、出力ＩＦ（インターフェース）１０９、及びトンネリング衝突判定部１１０を有する。

入力ＩＦ（インターフェース）１０１は、パケットを受信する。

受信バッファ１０２は、入力ＩＦが受信したパケットをバッファリングする。

パケット分類部１０３は内部に、パケットの分類方法を記述した分類テーブル１０４を持つ。パケット分類部１０３は、受信バッファに格納されている受信パケットのパケット情報であるカプセル化ヘッダの宛先、カプセル化ヘッダの送信元、及びカプセル化を行う前のパケットの本来の宛先に基づいて、分類テーブル１０４からパケット転送装置１００が取るべきアクションを検索し、検索結果に応じてどの機能ブロックに実際の処理を行わせるかを決定する。

ここで、分類テーブル１０４について説明する。分類テーブル１０４の具体例として、ＩＰ網での分類テーブルの例を図５に示す。分類テーブルには、受信したパケットのカプセル化ヘッダの宛先、カプセル化ヘッダの送信元、カプセル化を行う前のパケットの本来の宛先、及びアクションが記述されている。カプセル化ヘッダの宛先は、自装置より後段のルータ、即ち、受信したパケットがカプセル化を行う前のパケットの本来の宛先に到着するまでに通過させたいルータのアドレスが記述されている。尚、本説明では、自装置の次段のルータを用いて説明する。カプセル化ヘッダの送信元には、カプセル化ヘッダの宛先に記載されているルータがトンネリングを確立させている端末のアドレスが記述されている。カプセル化を行う前のパケットの本来の宛先には、パケットの最終目的地となる装置のアドレスが記述されている。アクションには、カプセル化を行う前のパケットの本来の宛先に応じてパケット転送装置１００が取るべき処理（動作）が記述されている。ルール番号は、本明細書での説明の便宜のために設けた項目であり、必ずしも必要なものではない。例えば図５のルール１では、想定経由ルータ（通過させたいルータ）が設定しているトンネリングの情報はトンネリング衝突判定部１１０が適当な方法で得て、図５に示すようなデータベースに設定するものとする。この方法としては、たとえば網のトンネリング情報を集中的に管理しているＮＭＳ（Network Managing System）から得ても、想定経由ルータに対してＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）等の網管理プロトコルを用いて問い合わせて得ても良く、限定するものではない。

トンネリング衝突判定部１１０は、パケット分類部１０３に対して想定経由ルータが設定しているトンネリング情報を伝える。

宛先変更部１０５は、内部にパケットの宛先変更先を記述した宛先テーブル１０６を持つ。そして、宛先変更部１０５は、パケット分類部１０３が受信パケットの宛先変更処理が必要であると判断した場合、宛先テーブル１０６に基づいてそれを実行する。

ここで、宛先テーブル１０６について説明する。宛先テーブル１０６の具体例として、ＩＰ網での宛先テーブルの例を図６に示す。カプセル化を行う前のパケットの本来の宛先に応じて、そのパケットを次に何処へと転送すべきか、その宛先がアクションとして記述されている。

カプセル化解除部１０７は、パケット分類部１０３が受信パケットのカプセル化の解除が必要であると判断した場合にそれを実行する。

送信バッファ１０８は、パケット分類部１０３が特に処理が必要ないと判断した受信パケットはパケット分類部１０３から直接、パケット分類部１０３が宛先変更処理が必要であると判断した受信パケットは宛先変更部１０５から、パケット分類部１０３がカプセル化解除処理が必要であると判断した受信パケットはカプセル化解除部１０７からパケットを受け取り、出力ＩＦ（インターフェース）１０９へと出力する。

続いて、本実施の形態の動作について説明する。

図４は、図１のパケット転送装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。本機構はＡinＡというカプセル化を許すレイヤならば摘要可能であるが、ここではＩＰレイヤを用い、想定経由ルータは図５に示した分類テーブル例の１０.１４.２.３というＩＰアドレスを持つものとして説明する。

本実施の形態のパケット転送装置１００において、まず、入力ＩＦ１０１がパケットを受信し、この受信パケットを受信バッファ２がバッファリングする（ステップ４０１）。

パケット分類部１０３は、受信バッファ１０２にバッファリングされている受信パケットが想定経由ルータ宛ＩＰinＩＰパケットであるかどうかを判定する（ステップ４０２）。これは受信パケットの宛先が１０.１４.２.３であり、かつＩＰヘッダ内のプロトコルフィールドがＩＰinＩＰを示す４番であることで判定できる。

判定の結果、想定経由ルータ宛ＩＰinＩＰパケットではないということであれば、図５の分類テーブルにおけるルール４番が適用され、そのパケットは単に次段ルータへと送出される（ステップ４０３）。この場合、本実施の形態のパケット転送装置１００はブリッジとして動作したことになる。

一方、判定の結果、想定経由ルータ宛ＩＰinＩＰパケットであると判定された場合、そのパケットが想定経由ルータにおいてトンネリングが終端されるべきかがチェックされる。これは図５のルール１に当てはまるか否かで判定される（ステップ４０４）。

ステップ４０４で、想定経由ルータでトンネリングが終端されるべき（図５のルール１にあてはまる）、すなわち、カプセル化の解除は想定経由ルータで行われるべきと判断されれば、そのパケットは、次段ルータへと送出される（ステップ４０３）。この場合、本実施の形態のパケット転送装置１００はブリッジとして動作したことになる。

一方、想定経由ルータでトンネリングが終端されるべきパケットではないと判定された場合には、カプセル化解除対象かが調べられる（ステップ４０５）。具体的には図５のルール２に当てはまるかどうかのチェックを行う。即ち、次段に構成されているルータの接続先がカプセル化されたパケットの本来の宛先であるかをチェックする。

当てはまれば、カプセル化を解除し（ステップ４０６）、次段ルータへと送出する（ステップ４０３）。

ステップ４０５において、カプセル化解除対象ではないと判断された場合にはルール３が適用され、宛先テーブルに従ってカプセル化ヘッダの宛先フィールドを変更する（ステップ４０７）。これは、宛先テーブルが図６である場合、カプセル化する前のパケットの宛先が何処であるかで決定される。図６の場合、本来の宛先が１０.６４.０.０/１４ならば１０.７３.１.２５４へと書き換え、１０.９６.０.０/１４なら１０.１０１.３.２５４へと書き換え、それ以外ならば１０.３.５.２５４へと書き換える。

なお、本実施の形態では図５の分類テーブルの例として、想定経由ルータ宛であって想定経由ルータがトンネリングを終端するのではないパケットは、全てカプセル化解除または宛先書き換えの対象としているが、セキュリティなどを考慮し、特定のアドレスから来たもののみを対象とすることも可能である。

また、本実施の形態では図６の宛先テーブルの例として、書き換え後の宛先を、カプセル化前の本来の宛先に従って固定的に決めているが、この決定に際しては、カプセル化ヘッダの送信元アドレスを考慮するように図６のテーブルを構成することも可能である。更には、パケット転送装置間の遅延やジッタ、ホップ数などを計測し、その結果に応じて動的に図６のテーブルを変更することも可能である。これは網の状況に応じた動的ルーティングであり、各種の網に対して様々な方法が研究され実用化されている。それらの成果を利用することで、例えば品質に配慮したパケット転送が可能となる。更にはその際に、一部のパケットは宛先転送装置間で転送するのではなく、カプセル化を解除することで一般のＩＰパケットとして網内を転送させることも可能である。カプセル化の解除は、図５の分類テーブルのルール２で可能となっているが、図６で行うこともあり得よう。その場合には、宛先変更部にカプセル化解除機能も搭載することになる。

また、本実施の形態ではここまで、レイヤはＩＰであるとして説明してきたが、本技術はＡinＡというカプセル化が可能なレイヤであれば適用可能である。こうした技術の例として、MPLSが挙げられる。MPLSでは、MPLSラベルと呼ばれるヘッダを用いてパケットを転送するが、このラベルはスタック可能であり、スタックによりカプセル化と同等の効果が得られる。従って、図１，図４に関する限り全く同等の構成および処理によって本発明が実施可能である。異なるのは図１、１０４の分類テーブル、および１０６の宛先テーブルの記述方法である。これはMPLS固有の方法で記述しなければならない。MPLSは経路をパスで指定するので、分類テーブルは例えば図７のように、宛先テーブルは例えば図８のように記述する。

尚、上記した実施の形態は、プログラムによって行っても良い。

上述したように、本発明のパケット転送装置は、経路指定の対象ではないトラフィックに対してはブリッジとして透過的に振る舞う。従って既存網の回線へと挿入することで設置が可能であり、既存網を構成するルータの物理ポートは全てが有効利用される。

また、本発明のパケット転送装置は、想定経由ルータが設定しているトンネリングのトラフィックを除外してカプセル化解除する。このため、想定経由ルータが設定したトンネリング、例えばＩＰ‐ＶＰＮには影響を与えなくなる。
更に、本発明のパケット転送装置は、想定経由ルータが設定したトンネリングのための例外処理を除き、想定経由ルータ宛のカプセル化されたパケットは、発信元が何処であれカプセル化を解除するため、この機器と発信元との間でトンネリングを特に設定しなくてもトラフィックは指定された経路に流れる。

更に、本発明のパケット転送装置は、ブリッジとして動作し、カプセル化対象のレイヤに対して透過的に振る舞うため、アドレスの割当等の設定を行うことなく設置は完了し、トラフィックは指定された経路に流れる。

更に、本発明のパケット転送装置は、一部のトラフィックに対してヘッダを書き換え、更に他の装置へと転送するため、各々の装置が経路の中継点となる多段接続が実現される。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

本発明の第２の実施の形態として、パケット転送装置の機能を従来のルータと統合した場合の構成を図９に、その動作を図１０に示す。

第２の実施の形態（図９）と第１の実施の形態（図１）との違いは、図１のパケット転送装置１００はブリッジだったので、送信バッファ１０８と出力ＩＦ１０９とが各々１個しか設けられていなかったのに対し、図９のパケット転送装置９００はルータなので、送信バッファ９０９と出力ＩＦ９１０とが複数構成されていることである。また、複数ある出力ＩＦのうち、どこに転送すればよいのかを決定するルーティング決定部９０８が設けられていることである。更に、パケット分類部１０３は、第１の実施の形態で説明した判断に加えて、受信パケットが自ＩＦ宛のＡｉｎＡのパケットであるかを判断する。尚、上記実施の形態と同様の構成については同一の番号を付し、詳細な説明は省略する。

続いて、本実施の形態の動作を、図１０を用いて説明する。

本実施の形態における動作は、上述した第１の実施の形態とほぼ同じである。違いは、自パケット転送装置が次段ルータを兼ねることにより生じる動作である。

入力ＩＦ１０１がパケットを受信したら（ステップ４０１）、パケット分類部１０３は受信パケットが自ＩＦ宛のＡinＡパケットであるかを調べる（ステップ１００２）。これはＩＰ網では、自ＩＦアドレスとパケットヘッダの宛先を比べ、更にヘッダ内のプロトコル番号を調べればよい。

もし自ＩＦ宛のパケットならば、パケット分類部１０３はそれが従来のトンネリング、例えばＩＰ‐ＶＰＮ設定に伴うトンネリングのためにカプセル化されたパケットであるか、または本発明によりカプセル化解除対象となるパケットであるかを調べる（ステップ１００５）。

これらのいずれかである場合には、カプセル化解除部１０７がカプセル化を解除する（ステップ４０６）。なおこの時、例えばＩＰ‐ＶＰＮによるカプセル化ならば、同時に暗号化処理の復号化他が必要となる場合もある。こうした処理も同時に行って良い。

ステップ１００５において、カプセル化解除対象ではないと判定されたパケットは、宛先変更部１０５がカプセル化ヘッダの宛先を書き換える（ステップ４０７）。

そして、ステップ１００２で自ＩＦ宛のＡｉｎＡパケットではないと判定されたパケット、ステップ４０６でカプセル化を解除されたパケット、及びステップ４０７で宛先が変更されたパケットは全てルーティング決定部９０９でルーティング処理を受けて適切な出力ＩＦ９１０から送出される（ステップ１００３）。

尚、上記した実施の形態は、プログラムによって行っても良い。

上述したように、本発明のパケット転送装置は、経路指定の対象ではないトラフィックに対してはブリッジとして透過的に振る舞う。従って既存網の回線へと挿入することで設置が可能であり、既存網を構成するルータの物理ポートは全てが有効利用される。

また、本発明のパケット転送装置は、想定経由ルータが設定しているトンネリングのトラフィックを除外してカプセル化解除する。このため、想定経由ルータが設定したトンネリング、例えばＩＰ‐ＶＰＮには影響を与えなくなる。
更に、本発明のパケット転送装置は、想定経由ルータが設定したトンネリングのための例外処理を除き、想定経由ルータ宛のカプセル化されたパケットは、発信元が何処であれカプセル化を解除するため、この機器と発信元との間でトンネリングを特に設定しなくてもトラフィックは指定された経路に流れる。

更に、本発明のパケット転送装置は、ブリッジとして動作し、カプセル化対象のレイヤに対して透過的に振る舞うため、アドレスの割当等の設定を行うことなく設置は完了し、トラフィックは指定された経路に流れる。

更に、本発明のパケット転送装置は、一部のトラフィックに対してヘッダを書き換え、更に他の装置へと転送するため、各々の装置が経路の中継点となる多段接続が実現される。

次に、本発明の実施例について説明する。

本発明実施例を図１１に示す。これは本発明によるパケット転送装置を用いた経路迂回システムの構成である。

本実施例は、１１０１‐１〜１１０１‐４の端末、端末を集線するハブ、DSLAM等の１１０２の集線装置、通常のトラフィックとは分離したいトラフィックを識別し、それをＩＰinＩＰでカプセル化する１１０３のＩＰinＩＰカプセル化装置、１１０４ａ〜１１０４ｅのＩＰルータ、および第１の実施の形態で説明した、１１０５Ａ〜１１０５Ｃのパケット転送装置から構成される。ここで、１１０４ｄのルータは、第２の実施の形態で説明したパケット転送装置であり、通常のＩＰルータの機能と上記第２の実施の形態で説明した機能とを兼ね備えたルータであるとする。

本ネットワークにおいて、パケット転送装置１１０５Ａと対向しているＩＰルータ１１０４ｂのＩＦのアドレスはα、パケット転送装置１１０５Ｂと対向しているＩＰルータ１１０４ｃのＩＦのアドレスはβ、ＩＰルータ１１０４ｃと対向しているＩＰルータ１１０４ｄのＩＦのアドレスはγ、端末１１０１‐３のアドレスはδとする。また、本ネットワークにおいて、端末１１０１‐１,１１０１‐２から出力されたパケットは、通常のルーティングに従うならば、ＩＰルータ１１０４ａ, １１０４ｅ, １１０４ｆ, １１０４ｄを通って端末１１０１‐３,４の端末に到達するものとする。

ここで、端末１１０１‐２からのトラフィックがあまりに大量なので、通常の経路とは別経路で網内を転送したいとする。この場合、ＩＰinＩＰカプセル化装置１１０３は、ヘッダの送信元アドレス等を見ることによりそのトラフィックを識別し、宛先アドレスをαとしてカプセル化してＩＰルータ１１０４ａに転送する。

これはＩＰルータ１１０４ａから１１０４ｂに転送されるが、その途中にあるパケット転送装置１１０５Ａがこれを捕捉する。そして、図４のステップ４０２、ステップ４０４、ステップ４０５、及びステップ４０７を経て宛先をβに書き換えてＩＰルータ１１０４ｂに転送する。

ＩＰルータ１１０４ｂは、ＩＰルータ１１０４ｃに向けてパケットを送出するが、その途中にあるＩＰパケット転送装置１１０５Ｂがこれを捕捉する。そして、図４のステップ４０２、ステップ４０４、ステップ４０５、及びステップ４０７を経て、アドレスを更にγに書き換えてＩＰルータ１１０４ｄに転送する。

ＩＰルータ１１０４ｄは、図１０のステップ１００２及びステップ１００５を経て、自分がカプセル化を解除すべきと判断して解除、その結果、このパケットの宛先アドレスはδとなるので、その結果に基づいてパケットを端末１１０１‐３に転送する。

以上の設定により、各々のＩＰルータには通常の動作をさせたまま、ＩＰパケットに別経路を通らせることに成功した。

なお、パケット転送装置１１０５Ｃは、α宛のパケットが、網の障害など何らかの理由により、ＩＰルータ１１０４ｅから到着してしまったときに、そのパケットの宛先をβとしてルーティングを続行するために設けている。

なお、本実施の形態では、ＩＰinＩＰのカプセル化は、１１０３のＩＰinＩＰカプセル化装置が行っていた。これは、網管理者があるポリシに基づいて網内を流れるトラフィックを制御したいと考えたときに有効な形態である。だが、端末自らがパケットの転送方法を制御したいならば、端末が直接ＩＰinＩＰパケットを生成し、送出してしまうのが簡便である。例えば１１０１‐２の端末２が直接、宛先δのＩＰパケットを宛先αのヘッダでＩＰinＩＰでカプセル化して網内へと送出すればよい。この場合、ＩＰinＩＰカプセル化装置は省略可能となる。

第１の実施の形態のパケット転送装置のブロック図である。 従来技術を用いた場合の処理を説明するための図である。 従来技術を用いた場合の概要図である。 第１の実施の形態における動作のフローチャートである。 分類テーブル１０４のＩＰ網における構成例である。 宛先テーブル１０６のＩＰ網における構成例である。 分類テーブルのMPLS網における構成例である。 宛先テーブルのMPLS網における構成例である。 第２の実施の形態のパケット転送装置のブロック図である。 第２の実施の形態における動作のフローチャートである。 本発明のパケット転送装置を用いて構成されたパケット転送システムの概要図である。

符号の説明

１００ パケット転送装置
１０１ 入力ＩＦ
１０２ 受信バッファ
１０３ パケット分類部
１０４ 分類テーブル
１０５ 宛先変更部
１０６ 宛先テーブル
１０７ カプセル化解除部
１０８ 送信バッファ
１０９ 出力ＩＦ
１１０ トンネリング衝突判定部
２０１ パケットの構成例
２０２ パケットが処理されるレイヤ
３０１ レイヤＢパケットを送出するノードａ
３０２ レイヤＡヘッダの宛先を書き換えることでパケットの転送処理を行うノード
３０３ レイヤＢパケットを受信するノード
３０４，３０５ レイヤＡルータ
９００ 第２の実施の形態のパケット転送装置
９０８ ルーティング決定部
９０９ 送信バッファ
９１０ 出力ＩＦ
１１０１‐１〜１１０１−４ 端末
１１０２ 集線装置
１１０３ 特定トラフィックをカプセル化するＩＰinＩＰカプセル化装置
１１０４ａ〜１１０４ｃ，１１０４ｅ〜１１０４ｆ ＩＰルータ
１１０４ｄ 本発明によるパケット転送機能を備えたＩＰルータ
１１０５Ａ〜１１０５ｃ パケット転送装置

Claims (16)

1. 後段のルータにパケットを転送する転送装置であって、
   受信したパケットが前記後段のルータ宛のカプセル化されたパケットであるかを判定し、後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであると判定された場合、受信パケットのパケット情報に基づいて、その受信パケットの送信元と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況が示されている分類テーブルから処理内容を検索し、この検索結果に基づいた処理を行うことを特徴とする転送装置。
2. 前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端である場合は、受信パケットをそのまま転送するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の転送装置。
3. 前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先である場合は、受信パケットのカプセル化を解除して転送するように設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の転送装置。
4. 前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先では無い場合は、前記受信パケットの宛先を変更して転送するように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の転送装置。
5. 前記分類テーブルは、網のトンネリング情報を管理している装置に、受信パケットの送信元となる端末と前記次段ルータとの間のトンネリングの状況を問い合わせて生成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の転送装置。
6. 後段のルータにパケットを転送する転送方法であって、
   受信したパケットが前記後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであるかを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップで後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであると判定された場合、その受信パケットの送信元と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況に応じた処理を行って転送する転送ステップと
   を有することを特徴とする転送方法。
7. 前記転送ステップは、前記後段ルータがトンネリングの終端である場合は、受信パケットをそのまま転送することを特徴とする請求項６に記載の転送方法。
8. 前記転送ステップは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先である場合は、受信パケットのカプセル化を解除して転送することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の転送方法。
9. 前記転送ステップは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先では無い場合は、前記受信パケットの宛先を変更して転送することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の転送方法。
10. 網のトンネリング情報を管理している装置に、受信パケットの送信元となる端末と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況を問い合わせて前記分類テーブルを生成する生成ステップを有することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の転送方法。
11. 転送システムであって、
    送信パケットをカプセル化して送信する送信装置と、
    前記送信されたパケットが自身の後段に配置されたルータ宛であるかを判定し、後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであると判定された場合、前記パケットのパケット情報に基づいて、前記送信装置と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況が示されている分類テーブルから処理内容を検索し、この検索結果に基づいた処理を行う転送装置と
    を有することを特徴とする転送システム。
12. 前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端である場合は、受信パケットをそのまま転送するように設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の転送システム。
13. 前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先である場合は、受信パケットのカプセル化を解除して転送するように設定されていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の転送システム。
14. 前記分類テーブルは、前記後段ルータがトンネリングの終端ではなく、かつそのルータの次段がカプセル化されたパケットの本来の宛先では無い場合は、前記受信パケットの宛先を変更して転送するように設定されていることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載の転送システム。
15. 前記分類テーブルは、網のトンネリング情報を管理している装置に、受信パケットの送信元となる端末と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況を問い合わせて生成されることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の転送システム。
16. 後段のルータにパケットを転送する転送装置のプログラムであって、前記プログラムは前記転送装置を、
    受信したパケットが前記後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであるかを判定し、後段ルータ宛のカプセル化されたパケットであると判定された場合、受信パケットのパケット情報に基づいて、その受信パケットの送信元と前記後段ルータとの間のトンネリングの状況が示されている分類テーブルから処理内容を検索し、この検索結果に基づいた処理を行うように機能させることを特徴とするプログラム。

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