JP2010278585A - サーバ装置、伝送システム及びそれらに用いるgreカプセル化転送方法 - Google Patents

サーバ装置、伝送システム及びそれらに用いるgreカプセル化転送方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 GREトンネルを使用する際にIPアドレスの枯渇や操作性の問題を回避し、管理性の簡易化を図ることが可能なサーバ装置を提供する。
【解決手段】 サーバ装置(1)は、波長分割多重伝送システムを管理し、パケットに対してカプセル化を実施した後にIPルーティングテーブルを参照して当該パケットの転送を行うレイヤ3転送方式を用いるGRE over OSPF機能を提供する。サーバ装置(1)は、GRE over OSPF機能におけるカプセル化方式に、ARPテーブルを参照して直接インタフェースを指定して転送するレイヤ2転送方式を追加し、GREトンネルカプセル化を実施した場合の転送方式としてレイヤ3転送方式とレイヤ2転送方式とのいずれかを選択する選択手段(GREトンネル管理モジュール11)を有する。
【選択図】 図1

Description

本発明はサーバ装置、伝送システム及びそれらに用いるGREカプセル化転送方法に関し、特に波長分割多重伝送システムの監視を行うためのNMS(Network Management System)サーバ装置におけるGRE(Generic Routing Encapsulation)カプセル化転送方法に関する。
本発明に関連するNMSサーバ装置について、図7に示す伝送システムを参照して説明する。図7において、管理ネットワーク100内のNMSサーバ装置21,22は、一般網200のスイッチ装置23を介してネットワーク301,302内のネットワーク機器24〜27に接続されている。
NMSサーバ装置21,22は、波長分割多重伝送システム(例えば、ネットワーク301内のネットワーク機器24)の監視をIP(Internet Protocol)トンネリング(GRE)[L3(Layer 3)転送方式]にて行っている。
ここで、GREトンネルは、IOネットワーク上に仮想的なポイントツーポイントリンクを作ることができ、GREトンネルの両端のルータにおいて、1ホップで直接接続されているように使用することができる。また、GREトンネルには、IPアドレスを振ってダイナミックルーティングプロトコルを通すこともできる。尚、GREについては、以下の非特許文献1,2に開示されている。
"Generic Routing Encapsulation(GRE)"[RFC(Request For Comments)1705,Octber 1994] "Generic Routing Encapsulation(GRE)"(RFC2784,March 2000)
しかしながら、本発明に関連する波長分割多重伝送システムの監視では、通常、監視を行うネットワークにおいて、監視エリアと一般エリアとが混在することがあるという課題がある。
監視エリアと一般エリアとが混在するネットワークでは、監視情報を一般エリアに公開しないために、OSI(Open Systems Interconnection)プロトコルを使用する方法と、IPトンネリング(GRE)を使用する方法とがある。但し、OSIプロトコルは、今後あまり使用されない経緯があり、IPトンネリングが使用されている。
また、本発明に関連する波長分割多重伝送システムの監視では、GREトンネルを使用するにあたり、IPアドレスを新たに追加しなければいけないため、IPアドレスの枯渇や、オペレータにとっての複雑な管理(IPアドレスの管理)、設定(GREトンネルの設定)等を回避する必要がある。
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、GREトンネルを使用する際にIPアドレスの枯渇や操作性の問題を回避し、管理性の簡易化を図ることができるサーバ装置、伝送システム及びそれらに用いるGREカプセル化転送方法を提供することにある。
本発明によるサーバ装置は、波長分割多重伝送システムを管理し、パケットに対してカプセル化を実施した後にIP(Internet Protocol)ルーティングテーブルを参照して当該パケットの転送を行うレイヤ3転送方式を用いるGRE(Generic Routing Encapsulation) over OSPF(Open Shortest Path First)機能を提供するサーバ装置であって、
前記GRE over OSPF機能におけるカプセル化方式に、ARP(Address Resolution Protocol)テーブルを参照して直接インタフェースを指定して転送するレイヤ2転送方式を追加し、
GREトンネルカプセル化を実施した場合の転送方式として前記レイヤ3転送方式と前記レイヤ2転送方式とのいずれかを選択する選択手段を備えている。
本発明による伝送システムは、上記のサーバ装置を含むことを特徴とする。
本発明によるGREカプセル化転送方法は、波長分割多重伝送システムを管理し、パケットに対してカプセル化を実施した後にIP(Internet Protocol)ルーティングテーブルを参照して当該パケットの転送を行うレイヤ3転送方式を用いるGRE(Generic Routing Encapsulation) over OSPF(Open Shortest Path First)機能を提供するサーバ装置に用いるGREカプセル化転送方法であって、
前記GRE over OSPF機能におけるカプセル化方式に、ARP(Address Resolution Protocol)テーブルを参照して直接インタフェースを指定して転送するレイヤ2転送方式を追加し、
前記サーバ装置が、GREトンネルカプセル化を実施した場合の転送方式として前記レイヤ3転送方式と前記レイヤ2転送方式とのいずれかを選択する選択処理を実行する
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、GREトンネルを使用する際にIPアドレスの枯渇や操作性の問題を回避し、管理性の簡易化を図ることができるという効果が得られる。
本発明の第1の実施の形態によるNMSサーバ装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の第1の実施の形態によるNMSサーバ装置の構成例を示すブロック図である。 図1及び図2に示すGREトンネル管理モジュールでのカプセル化処理を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施の形態によるL2転送方式を選択した場合の処理を示すシーケンスチャートである。 本発明の第1の実施の形態によるL3転送方式を選択した場合の処理を示すシーケンスチャートである。 本発明の第1の実施の形態によるNMSサーバ装置の構成例を示すブロック図である。 本発明に関連するGREトンネル構築ネットワークの構成例を示すブロック図である。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明によるNMS(Network Management System)サーバ装置の概要について説明する。
本発明によるNMSサーバ装置は、波長分割多重伝送システムを管理し、GRE(Generic Routing Encapsulation) over OSPF(Open Shortest Path First)機能を提供している。
GRE over OSPF機能におけるカプセル化方式においては、カプセル化を実施した後、IP(Internet Protocol)モジュール(OS:Operating System)にパケットを転送する(IPモジュールはIPルーティングテーブルを参照して転送を行う)方式[L3(Layer 3)転送方式]が一般である。
本発明によるNMSサーバ装置では、上記のGRE over OSPF機能に、ARP(Address Resolution Protocol)テーブルを参照して転送する[L2(Layer 2)転送方式]を追加している。
これによって、本発明によるNMSサーバ装置では、GREトンネルカプセル化を実施した場合の転送方式としてL2転送方式とL3転送方式とのいずれかを選択することができる。L2転送方式を選択する場合は、新たなIPアドレスを付与しなくともよい。
つまり、本発明によるNMSサーバ装置では、モジュール単位にて使用するパケットを、L2転送方式とL3転送方式とのいずれかを選択した後に、カプセル化を実施している。
GREは、トンネルプロトコルの一つで、トンネル内を別プロトコルで伝送することを実現する。トンネル内を通過するパケット(トラフィック)に対しては、トンネル用のインタフェースを通過させ、カプセル化を行い、別プロトコルとして伝送する。
そのために、本発明によるNMSサーバ装置では、
a)トンネル用インタフェース用の新たなIPアドレス
b)デリバリ用(カプセル化実施用)IPアドレス
が必要となる。
通常、GREトンネルでは、トンネルインタフェースとデリバリ用のIPアドレスとがそれぞれ必要とされる。それに対して、本発明で選択可能となったL2転送方式では、上記のa)及びb)で使用するIPアドレスを同一とすることができる。
この場合、同一のIPアドレスを使用してしまうと、カプセル化したパケットの宛先がルーティングテーブル上で一致してしまうため、無限ループが発生してしまう。しかしながら、L2転送方式では、ルーティングテーブルを介さないため、無限ループが発生するという問題を回避することができる。
また、本発明によるNMSサーバ装置では、L2転送方式を選択することにより、IPアドレス追加が不要となるため、IPアドレスの枯渇を解消することができる。
さらに、本発明は、上述したGRE over OSPF機能を搭載するNMSサーバ装置上で使用する物理インタフェースのIPアドレスを使用することにより、新たなIPアドレスを使用しない。
GREトンネル機能では、以下に示す手順にてトンネルインタフェースを生成する。また、GREトンネル機能を有効にするにあたり、以下のような設定が必要になる。
・トンネルインターフェースIPアドレス:インタフェースに付与するIPアドレスになる。GREトンネルでは、1対1でトンネルを構築するため、
○宛先アドレス(Destination)
○送信元アドレス(Source)
というアドレスを設定する必要がある。
・デリバリヘッダIPアドレス:GREトンネルカプセル化対象のパケットをカプセル化する際に使用するアドレス、つまり
○宛先アドレス(Destination)
○送信元アドレス(Source)
というアドレスが必要になる。
NMSサーバ装置と波長分割多重伝送システムとの間でトンネルを構築する手順は、
a)対向波長分割多重伝送システムを選択する
b)トンネルインタフェースとデリバリヘッダIPアドレスとを決定する
c)トンネルインタフェースにて指定した宛先アドレスと送信元アドレスとがルーティングテーブルに登録される
d)L3転送方式とL2転送方式とのいずれかを選択し、カプセル化を実施した後に転送する
という手順となる。
また、本発明は、GREトンネルに使用するトンネルインタフェース用IPアドレスと、通常パケットの転送ではIPモジュール(OS)を介するが、IPモジュールを介さず直接インタフェースを指定して転送するRAW(生)ソケット転送方式を導入する。
本発明は、上述したように、GREトンネルカプセル化を実施した場合に転送方式(L2転送方式またはL3転送方式)を選択すること、L2転送方式を選択する場合に新たなIPアドレスを付与しなくともよいことを実現することができ、この特徴によりGREトンネルを使用する際にIPアドレスの枯渇や操作性、管理性の簡易化を提供することができる。
図1及び図2は本発明の第1の実施の形態によるNMSサーバ装置の構成例を示すブロック図である。図1はGREカプセル化(L3転送方式)のGREトンネル構築例を示し、図2はGREカプセル化(L2転送方式)のGREトンネル構築例を示している。
図1及び図2において、本発明の第1の実施の形態によるNMSサーバ装置1は、GREトンネル管理モジュール11と、NMS監視モジュール12と、OSPFモジュール13と、IPモジュール14と、ルーティングテーブル15と、論理I/F(インタフェース)(GRE)16と、物理I/F17とを備えている。
図1において、OSPFモジュール13は、IPモジュール14に対してOSPFパケットを送信する[図1の(1)参照]。IPモジュール14は、ルーティングテーブル15を参照し、OSPFパケットをトンネルインタフェース(論理I/F16)に転送する。
GREトンネル管理モジュール11は、トンネルインタフェース(論理I/F16)から転送されるOSPFパケットを受信し、L2転送方式またはL3転送方式のいずれを選択するかを判定する。この場合、GREトンネル管理モジュール11は、OSPFパケットであるのでL3転送方式を選択し、OSPFパケットをカプセル化し[図1の(2)参照]、カプセル化したパケットをIPモジュール14に転送する。
IPモジュール14は、ルーティングテーブル15を参照し、カプセル化したパケットを適切なインタフェース(物理I/F17)に転送する。
図2において、NMS監視モジュール12は、IPモジュール14に対して波長分割多重伝送システムの監視パケットを送信する[図2の(1)参照]。IPモジュール14は、ルーティングテーブル15を参照し、監視パケットをトンネルインタフェース(論理I/F16)に転送する。
GREトンネル管理モジュール11は、トンネルインタフェース(論理I/F16)から転送される監視パケットを受信し、L2転送方式またはL3転送方式のいずれを選択するかを判定する。この場合、GREトンネル管理モジュール11は、監視パケットであるのでL2転送方式を選択し、監視パケットをカプセル化し[図2の(2)参照]、カプセル化したパケットを、IPモジュール14を介さずに、指定されたインタフェース(物理I/F17)から直接転送する。
図3は図1及び図2に示すGREトンネル管理モジュール11でのカプセル化処理を示すフローチャートであり、図4は本発明の第1の実施の形態によるL2転送方式を選択した場合の処理を示すシーケンスチャートであり、図5は本発明の第1の実施の形態によるL3転送方式を選択した場合の処理を示すシーケンスチャートである。これら図1〜図5を参照して本発明の第1の実施の形態によるL2転送方式またはL3転送方式を選択した場合の処理について説明する。
NMS監視モジュール12は、IPモジュール14に対して波長分割多重伝送システムの監視パケットを送信する[図2の(1)参照](図4のa1)。IPモジュール14は、ルーティングテーブル15を参照し、監視パケットをトンネルインタフェース(論理I/F16)に転送する。
GREトンネル管理モジュール11は、トンネルインタフェース(論理I/F16)から転送される監視パケットを受信し(図4のa2)、L2転送方式またはL3転送方式のいずれを選択するかを判定する(図4のa3)。
GREトンネル管理モジュール11は、カプセル化処理を行う場合、カプセル化対象パケットをトンネルインタフェース(論理I/F16)から受信すると(図3ステップS1)、パケットの宛先アドレスからデリバリヘッダアドレスを決定し(図3ステップS2)、カプセル化を実施する[図2の(2)参照](図3ステップS3)。
その際、GREトンネル管理モジュール11は、生成されているGREトンネルインタフェースが、L2転送方式またはL3転送方式で登録されているかをチェックする(図3ステップS4)。L2専用もしくはL3専用の場合は、L2転送用のパケットを受信しても破棄する。
GREトンネル管理モジュール11は、登録済みのモジュールもしくはプロトコル単位にてL2転送方式またはL3転送方式で転送を実施する。GREトンネル管理モジュール11は、L2転送方式の場合(図3ステップS5)、使用する物理I/F17を確認し(図3ステップS8)、RAWソケットを生成し、指定された物理I/F17に直接転送する(図3ステップS9)(図4のa4)。
尚、GREトンネル管理モジュール11では、登録されていないパケットを破棄する。また、GREトンネル管理モジュール11では、登録済みかどうかを、a)登録済みのモジュールかどうかは、専用のプリミティブヘッダにて確認
b)プロトコルは、IPヘッダのプロトコル番号にて確認
を経て判別する。
一方、OSPFモジュール13がIPモジュール14に対してOSPFパケットを送信した場合[図1の(1)参照](図5のb1)、IPモジュール14は、ルーティングテーブル15を参照し、OSPFパケットをトンネルインタフェース(論理I/F16)に転送する。
GREトンネル管理モジュール11は、トンネルインタフェース(論理I/F16)から転送される監視パケットを受信し(図5のb2)、L2転送方式またはL3転送方式のいずれを選択するかを判定する(図5のb3)。
GREトンネル管理モジュール11は、カプセル化処理を行う場合、カプセル化対象パケットをトンネルインタフェース(論理I/F16)から受信すると(図3ステップS1)、パケットの宛先アドレスからデリバリヘッダアドレスを決定し(図3ステップS2)、カプセル化を実施する[図1の(2)参照](図3ステップS3)。
GREトンネル管理モジュール11は、生成されているGREトンネルインタフェースが、L2転送方式またはL3転送方式で登録されているかをチェックする(図3ステップS4)。L2専用もしくはL3専用の場合は、L2転送用のパケットを受信しても破棄する。
GREトンネル管理モジュール11は、登録済みのモジュールもしくはプロトコル単位にてL2転送方式またはL3転送方式で転送を実施する。GREトンネル管理モジュール11は、L3転送方式の場合(図3ステップS5)、カプセル化したパケットをIPモジュール14(IPプロトコル層)へ転送し(図3ステップS6)(図5のb4)、IPモジュール14(IPプロトコル層)にてルーティングテーブル15を参照して対象の物理I/F17に転送する(図3ステップS7)(図5のb5)。
図6は本発明の第1の実施の形態によるNMSサーバ装置の構成例を示すブロック図である。図6はGREカプセル化の解除の一例を示している。以下、図6を参照して本発明の第1の実施の形態によるGREカプセル化の解除について説明する。
物理I/F17は、GREパケットを受信すると[図6の(1)参照]、そのパケットをIPモジュール14に転送する。IPモジュール14は、そのパケットのプロトコル番号を確認し、GREパケットの場合、そのGREパケットをGRE管理モジュール11に転送する。
GRE管理モジュール11では、そのGREパケットのカプセル化を解除し[図6の(2)参照]、IPモジュール14に対して生のパケットを論理I/F16を介して転送する。IPモジュール14では、そのパケットを対応したモジュール(NMS監視モジュール12またはOSPFモジュール13)に対して配送する。
このように、本実施の形態では、ネットワークの環境、使用したいアプリケーション(ユーザプロセス)によって、GREカプセル化の転送方式(L2転送方式またはL3転送方式)を選択することができる。
また、本実施の形態では、L2転送方式を使用することにより、新たにIPアドレスを付与する必要がなくなり、IPアドレスの枯渇を回避することができる。よって、本実施の形態では、GREトンネルを使用する際にIPアドレスの枯渇や操作性の問題を回避し、管理性の簡易化を図ることができる。
尚、図示していないが、本発明は、図7に示す波長分割多重伝送システムの監視に適用することが可能である。
1 NMSサーバ装置
11 GREトンネル管理モジュール
12 NMS監視モジュール
13 OSPFモジュール
14 IPモジュール
15 ルーティングテーブル
16 論理I/F
17 物理I/F

Claims (11)

  1. 波長分割多重伝送システムを管理し、パケットに対してカプセル化を実施した後にIP(Internet Protocol)ルーティングテーブルを参照して当該パケットの転送を行うレイヤ3転送方式を用いるGRE(Generic Routing Encapsulation) over OSPF(Open Shortest Path First)機能を提供するサーバ装置であって、
    前記GRE over OSPF機能におけるカプセル化方式に、ARP(Address Resolution Protocol)テーブルを参照して直接インタフェースを指定して転送するレイヤ2転送方式を追加し、
    GREトンネルカプセル化を実施した場合の転送方式として前記レイヤ3転送方式と前記レイヤ2転送方式とのいずれかを選択する選択手段を有することを特徴とするサーバ装置。
  2. 登録済みのモジュールもしくはプロトコル単位にて前記レイヤ2転送方式または前記レイヤ3転送方式でパケットの転送を実施することを特徴とする請求項1記載のサーバ装置。
  3. 前記登録済みのモジュールかどうかを専用のプリミティブヘッダにて確認し、前記登録済みのプロトコルをIPヘッダのプロトコル番号にて確認することを特徴とする請求項2記載のサーバ装置。
    前記は、
  4. 前記選択手段にてモジュール単位にて使用するパケットに対して前記レイヤ2転送方式と前記レイヤ3転送方式とのいずれかを選択した後に、当該パケットのGREトンネルカプセル化を実施することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか記載のサーバ装置。
  5. 前記波長分割多重伝送システムの監視を行うためのNMS(Network Management System)サーバ装置であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか記載のサーバ装置。
  6. 上記の請求項1から請求項5のいずれかに記載のサーバ装置を含むことを特徴とする伝送システム。
  7. 波長分割多重伝送システムを管理し、パケットに対してカプセル化を実施した後にIP(Internet Protocol)ルーティングテーブルを参照して当該パケットの転送を行うレイヤ3転送方式を用いるGRE(Generic Routing Encapsulation) over OSPF(Open Shortest Path First)機能を提供するサーバ装置に用いるGREカプセル化転送方法であって、
    前記GRE over OSPF機能におけるカプセル化方式に、ARP(Address Resolution Protocol)テーブルを参照して直接インタフェースを指定して転送するレイヤ2転送方式を追加し、
    前記サーバ装置が、GREトンネルカプセル化を実施した場合の転送方式として前記レイヤ3転送方式と前記レイヤ2転送方式とのいずれかを選択する選択処理を実行することを特徴とするGREカプセル化転送方法。
  8. 前記サーバ装置が、登録済みのモジュールもしくはプロトコル単位にて前記レイヤ2転送方式または前記レイヤ3転送方式でパケットの転送を実施することを特徴とする請求項7記載のGREカプセル化転送方法。
  9. 前記サーバ装置が、前記登録済みのモジュールかどうかを専用のプリミティブヘッダにて確認し、前記登録済みのプロトコルをIPヘッダのプロトコル番号にて確認することを特徴とする請求項8記載のGREカプセル化転送方法。
    前記は、
  10. 前記サーバ装置が、前記選択処理にてモジュール単位にて使用するパケットに対して前記レイヤ2転送方式と前記レイヤ3転送方式とのいずれかを選択した後に、当該パケットのGREトンネルカプセル化を実施することを特徴とする請求項7から請求項9のいずれか記載のGREカプセル化転送方法。
  11. 前記サーバ装置が、前記波長分割多重伝送システムの監視を行うためのNMS(Network Management System)サーバ装置であることを特徴とする請求項7から請求項10のいずれか記載のGREカプセル化転送方法。
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