JP2010515356A - 仮想私設ローカルエリアネットワークサービスを可能にすること - Google Patents

Abstract

複数のプロバイダエッジノードの１つに対してそれぞれが通信可能に結合された複数のローカルエリアネットワークを相互接続するための方法を提供する。本方法は、複数のプロバイダエッジノードのそれぞれを、複数のプロバイダエッジノード中の他のノードのそれぞれと通信可能に接続するための複数のトンネルを形成するステップを含み、また少なくとも１つの第１のアイランドおよび少なくとも１つの第２のアイランドを形成するために、プロバイダノードをグループ化するステップを含む。第１および第２の複数のプロバイダノードはそれぞれ、少なくとも１つのプロバイダエッジノードを含み、また少なくとも１つのプロバイダノードは、第１のアイランドエッジノードとして機能するように構成される。少なくとも１つのアイランド間トンネルは、各第１のアイランドエッジノードを各第２のアイランドエッジノードと通信可能に接続するトンネルから形成される。

Description

本発明は、一般に、通信に関し、より詳細には、無線通信に関する。

多くの通信システムが、コンピュータまたはラップトップなどプロセッサベースの装置のユーザに、様々なタイプのサービスを提供する。特に、データ通信ネットワークは、このような装置のユーザが、データおよび／またはビデオなどのマルチメディアコンテンツを含むことのできるピアツーピアおよび／またはクライアントツーサーバメッセージを交換できるようにする。例えば、ユーザは、ＶＬＡＮ（仮想ローカルエリアネットワーク）を介し、ウェブブラウザを経由してインターネットにアクセスすることができる。仮想ＬＡＮは、異なる物理領域中に位置するコンピュータまたはサーバを含むことができ、したがって、必ずしも同じＬＡＮのブロードキャストドメイン上に同じ物理領域が存在するわけではない。スイッチを用いることにより、スイッチポート（例えば、毎秒１０／１００／１０００メガビット（Ｍｂｐｓ））に接続された多くのワークステーションは個々に、ＶＬＡＮに対するブロードキャストドメインを作成することができる。ＶＬＡＮの例は、ポートベース、ＭＡＣ（媒体アクセス制御）ベース、またはＩＥＥＥ規格ベースのものを含む。ポートベースのＶＬＡＮは、端末装置が接続されるスイッチポートに関係するが、ＭＡＣベースのＶＬＡＮは、端末装置のＭＡＣアドレスに関係する。

ＶＰＬＳ（仮想私設ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）サービス）は、従来のＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）のすべての機能性をエミュレートするプロバイダサービスである。ＶＰＬＳは、ネットワークを介して多くのＬＡＮの相互接続を可能にする。この方法では、遠隔のＬＡＮであっても、統合されたＬＡＮとして動作することができる。ＶＰＬＳを可能にするために、仮想私設ＬＡＮが、ＭＰＬＳ（マルチプロトコルラベルスイッチング）ネットワークを介して提供され得る。ＭＰＬＳネットワークは、ＭＰＬＳベースのアプリケーションに対してイーサネット（登録商標）接続を共用するために、プロバイダエッジノード（ＰＥ）など、いくつかの地理的に分散した処理サイトまたはエレメントを統合することができる。ＩＥＴＦ規格は、ＲＦＣ仕様中で、インターネットに対するＶＰＬＳを規定している。ＩＥＴＦ規格に準拠したＶＰＬＳ（仮想私設ＬＡＮサービス）は、ＭＰＬＳネットワークを介するマルチポイントイーサネット（登録商標）接続を提供することができる。

ＶＰＬＳサービスを提供するネットワークは、プロバイダエッジノード（ＰＥ）およびプロバイダノード（Ｐ）から構成される。各顧客は、ＰＥノードに接続される１組の顧客ＬＡＮを有し、そのＰＥノードが相互接続されてＶＰＬＳネットワークを形成し、顧客ＬＡＮの間で接続を提供するようになる。プロバイダは、顧客ＬＡＮの１つが接続されるＰＥノードのすべての対の間で、接続（例えば、疑似回線、ＰＷ）を作成する。顧客ＬＡＮは、いわゆるフォワーダ機能（Ｆｏｒｗａｒｄｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を用いて、これらのＰＷに接続される。フォワーダ機能は、イーサネット（登録商標）フレームを、フレーム中に含まれるＭＡＣ（媒体アクセス制御）宛先アドレスに基づいて、接続されたＰＷの１つへと転送する。各ＰＥノードには複数の顧客が接続されるはずなので、ＰＥノードの対間のこのようなＰＷ接続は複数あり得る。これらの接続は、これらのＰＥノードを相互接続するトンネルへと多重化することができる。これらのトンネルは、ＰＥノードで、またはネットワーク中にさらに入った他のノードで開始することができる。

トンネルおよびＰＷは共に、ＬＳＰ（ラベルスイッチパス）とすることができる。ＬＳＰは、ＭＰＬＳネットワークを介してＩＰパケットなどのデータを移送できるいくつかのＭＰＬＳノードにわたる１組のホップである。ＭＰＬＳネットワークのエッジにおいて、到来するトラフィックは、ＭＰＬＳフレーム中にカプセル化され、経路指定され得る。ＭＰＬＳネットワークは、ＩＰ（インターネットプロトコル）の経路指定のいくつかの制限を除くことができる。例えば、ＩＰ経路指定では、ＩＰパケットは、ＭＰＬＳドメインのエッジで１回、ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ Ｃｌａｓｓ；転送等価クラス）に割り当てることが可能であるが、一方、ＭＰＬＳプロトコルは、ＬＳＰ中のすべてのホップでＦＥＣクラスに割り当てることができる。宛先ＩＰサブネットなどのＦＥＣは、同じ経路を介して転送され、また同じトラフィックとして処理される１組のＩＰパケットを指す。割り当てられたＦＥＣは、ラベル中に符号化され、パケットの先頭に付加される。パケットが次のホップへと転送されたとき、ラベルはパケットと共に送られて、ネットワークレイヤのヘッダを繰り返して解析することを回避する。ラベルは、次のホップを指定し、現在パケットに関連付けられているラベルを置き換えることのできる新しいラベルをさらに提供するテーブルへのインデックスを提供することができる。古いラベルを新しいラベルで置き換えることにより、パケットは、その次のホップへとさらに転送され、パケットがＭＰＬＳドメインの外側エッジに達し、通常のＩＰ転送が再開されるまでこのプロセスを続けることができる。ラベルは、ネットワークトラフィック内で伝えることのできるフレキシブルなオブジェクトとすることができる。ＬＳＰは、１つのＬＳＰが、他のＬＳＰを用いて移送されるように積み重ねることができる。この場合、転送は、スタックからそのラベルが取り出されるまで、外側のＬＳＰのラベルに基づいて行われる。ＰＷをＶＰＬＳのためのトンネルへとマッピングすることは、ＬＳＰスタックの一例である。

トンネルは、複数のプロバイダエッジノードを相互接続するために、プロバイダエッジノードの各対間で形成され得る。したがって、ＶＰＬＳネットワークは、プロバイダエッジノード間で多数のトンネルを含むことがあり得る。例えば、Ｎ個のプロバイダエッジノードを相互接続するためには、約Ｎ×（Ｎ−１）個のトンネルを必要とする可能性があり、それは、ＶＰＬＳネットワーク中のノードを通過するＮ×（Ｎ−１）個にもなるＬＳＰを生ずる可能性がある。各プロバイダノードは、そのプロバイダノードを通過するトンネルと関連付けられた各ＬＳＰに対する状態情報を維持する。ＶＰＬＳネットワークのトポロジに応じて、ネットワーク中の各プロバイダノードは、Ｎ×（Ｎ−１）個のＬＳＰの大部分をサポートすることが必要となる場合がある。それとは反対に、各プロバイダエッジノードは、約Ｎ−１個のトンネルをサポートすることが必要であるにすぎない。多数のプロバイダエッジノードを含むネットワークでは、トンネルの数はＮ^２に比例して増加し、それは、大規模なＶＰＬＳ展開を実装することを困難にする。

拡張性問題に対処するために使用することのできるＶＰＬＳ展開の１つのタイプは、階層型ＶＰＬＳ（Ｈ−ＶＰＬＳ）と呼ばれる。Ｈ−ＶＰＬＳの展開においては、ＶＰＬＳネットワークは、アイランドへと分割することができ、これらのアイランドの相互接続は、プロバイダネットワークの内側で行われる。Ｈ−ＶＰＬＳの展開は、ＶＰＬＳアイランド間でイーサネット（登録商標）ＭＡＣアドレスに基づいてフレームを転送する。その結果、イーサネット（登録商標）ＭＡＣアドレスの拡張性が導入される。ＶＰＬＳインスタンスでは、ＭＡＣアドレスは、ネットワークのエッジにおけるプロバイダエッジノードにより学習される。エッジノード間には、ＭＡＣアドレスを学習しないＰノードがあるだけであり、その結果、プロバイダネットワークの内側ではＭＡＣ学習は行われず、エッジノードだけで行われる。各プロバイダエッジノードにより学習されたＭＡＣアドレスの数は、プロバイダエッジノード上でアクティブなＶＰＬＳインスタンスの数、すなわち、ＶＰＬＳインスタンスを介して相互接続される必要のあるＰＥに接続されたＬＡＮの数に関係している。この数は、エッジノードにおけるＶＰＬＳインスタンスの数よりも大きく、したがって、ＭＡＣの学習に割り当てられるリソースはさらに大きくなる。さらに、プロバイダエッジノードにより学習される必要のあるＭＡＣアドレスの数は、各プロバイダエッジノードに接続されるＬＡＮの数が増加するにつれて、潜在的に無制限のサイズにまで増加する可能性がある。ＭＡＣアドレスを学習しないと、フレームが溢れて、すなわち、必ず所望する受信者に送られるのではなく、どこか他に送られるおそれがあるので、帯域幅の浪費となる。

本発明は、上記で述べた諸問題の１つまたは複数のものの影響を克服すること、または少なくとも低減することを対象とする。以下では、本発明のいくつかの態様の基本的な理解を提供するために、本発明の簡単化した要約を提示する。この要約は、本発明を網羅的に概観するものではない。それは、本発明の鍵となるまたは重要な要素を特定すること、または本発明の範囲の輪郭を示すことを意図するものではない。その唯一の目的は、後に説明される、より詳細な説明に対する前置きとして簡単化した形でいくつかの概念を提示することである。

本発明の一実施形態では、複数のプロバイダエッジノードの１つに対してそれぞれが通信可能に結合された複数のローカルエリアネットワークを相互接続するための方法が提供される。本方法は、複数のプロバイダエッジノードのそれぞれを、複数のプロバイダエッジノード中の他のノードのそれぞれと通信可能に接続するための複数のトンネルを形成するステップを含む。本方法はまた、少なくとも１つの第１のアイランドおよび少なくとも１つの第２のアイランドを形成するために、第１および第２の複数のプロバイダノードをグループ化するステップを含む。第１および第２の複数のプロバイダノードはそれぞれ、少なくとも１つのプロバイダエッジノードを含み、また少なくとも１つのプロバイダノードは、第１のアイランドエッジノードとして機能するように構成される。少なくとも１つのアイランド間トンネルは、各第１のアイランドエッジノードを各第２のアイランドエッジノードと通信可能に接続するトンネルから形成される。

本発明は、添付の図面と併せて以下の説明を参照することにより理解することができる。図面中、同様の参照番号は、同様のエレメントを識別する。

本発明の例示的な一実施形態による、サービスを可能にするための複数のプロバイダノードを含む通信ネットワークの第１の例示的な実施形態を概略的に示す図である。 本発明の例示的な一実施形態による、サービスを可能にするための複数のプロバイダノードを含む通信ネットワークの第２の例示的な実施形態を概略的に示す図である。 本発明の例示的な一実施形態による、サービスを可能にするための複数のプロバイダノードを含む通信ネットワークの第３の例示的な実施形態を概略的に示す図である。 本発明の例示的な一実施形態による、サービスを可能にするための複数のプロバイダノードを含む通信ネットワークの第４の例示的な実施形態を概略的に示す図である。 本発明の例示的な一実施形態による、サービスを可能にするための複数のプロバイダノードを含む通信ネットワークの第５の例示的な実施形態を概略的に示す図である。 本発明の例示的な一実施形態による、複数のプロバイダエッジノードを含むアイランド間で接続を形成する方法の第１の例示的な実施形態を概略的に示す図である。 本発明の例示的な一実施形態による、複数のアイランド含む第２レベルのアイランド間で接続を形成する方法の第１の例示的な実施形態を概略的に示す図である。

本発明は、様々な変更形態および代替形態が可能であるが、その特定の実施形態が、例として、図面で示されており、また本明細書で詳細に述べられる。しかし、特定の実施形態に関する本明細書の説明は、本発明を開示された特定の形態に限定することが意図されているのではなく、反対に、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の趣旨および範囲に含まれる変更形態、均等な形態、および代替形態のすべてを包含するように意図されていることを理解されたい。

本発明の例示的な実施形態が以下で述べられる。分かりやすくするために、この明細書中で、実際の実装形態のすべての特徴を述べてはいない。任意のこのような実際の実施形態の開発において、実装形態ごとに変わることになるシステム関連の制約、およびビジネス関連の制約の遵守など開発者の特有の目的を達成するために、数多くの実装形態特有の判断が行われ得ることを当然理解されよう。さらに、このような開発努力は複雑であり、かつ時間のかかることかも知れないが、それでもなおこの開示の利益を有する当業者には、日常的な仕事であり得ることを理解されたい。

一般に、プロバイダエッジノードおよび複数のプロバイダノードを含むネットワーク中の複数のプロバイダエッジノードを相互接続するための方法および装置が提供される。複数のプロバイダエッジノードおよびプロバイダノードのサブセットが、アイランドの第１の組へとグループ化される。各アイランドは、アイランドの境界を定める少なくとも１つのアイランドエッジノードを含む。次いで、ネットワーク中のすべてのプロバイダエッジノード間でトンネルが形成され得る。異なるアイランド中に位置する２つのＰＥ間のトンネルは、次いで、１つまたは複数の他のアイランドノードに対する１つまたは複数のより高レベルのトンネルを形成するように、アイランドエッジノード中で多重化され得る。例えば、ＶＰＬＳ（仮想私設ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）サービス）を提供するネットワークのＰＥノードは、それぞれが複数のプロバイダエッジノードを含む複数のアイランドへとグループ化され得る。アイランドエッジノードにより境界が定められた複数のアイランドを接続するために、コアアイランドが形成され得る。コアアイランドは、複数のアイランドのアイランドエッジノード間におけるアイランド間トンネルのメッシュをサポートする。各アイランドエッジノードは、同じアイランド向けのトンネルを、共通のアイランド間トンネルへとマップする。その結果、コアアイランド中のトンネルの数は、プロバイダエッジノードの数（Ｎ）ではなく、アイランドの数（Ｍ）に依存する。

ＶＰＬＳネットワークの拡張性は、アイランド間トンネルにより接続されたアイランドを実装することにより改良することができる。アイランド間トンネルの数は、プロバイダエッジトンネルのすべてのメッシュに対して概算したＮ×（Ｎ−１）個ではなく、Ｍ×（Ｍ−１）個と概算されるが、式中、Ｍは、ネットワーク中のアイランドの合計数であり、またＮは、ネットワーク中のＰＥノードの合計数である。各アイランドでは、トンネルの数は、プロバイダエッジノード（ＰＥ）の合計数に、そのアイランド中に位置するプロバイダエッジノード（ＰＥ）の数（平均してＮ／Ｍ個）を掛けたものに基づいており、したがって、それは、Ｎ／Ｍ×Ｎと概算され、それは、大幅にＮ×（Ｎ−１）未満であり、Ｎが大きい場合は特にそうである。いくつかの場合、アイランドエッジノードは、第２レベルのコアを介して相互接続されるアイランドの第２レベルの組に再度グループ化することができる。ＭＰＬＳ（マルチプロトコルラベルスイッチング）ネットワークにおけるＶＰＬＳの拡張性をさらに高めるために、ＬＳＰを介するアイランドのマルチレイヤ相互接続を、再帰的に適用することができる。

図１を参照すると、複数のプロバイダエッジノード（ＰＥ）１０５（１−ｎ）の相互接続を可能にする通信ネットワーク１００が、本発明の一実施形態により概略的に示されている。通信ネットワーク１００のネットワークオペレータなど、サービスプロバイダ１１０は、顧客と関連付けられた複数のネットワーク対応装置１１５（２つだけが示されている）に対してサービスを行うことができる。サービスの例は、これだけに限らないが、ＶＰＬＳ（仮想私設ネットワークローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）サービス）など、インターネット接続サービスを含む。通信ネットワーク１００は、サービスプロバイダ１１０が、顧客に対してＶＰＬＳサービスを提供できるようにするフレームリレーネットワーク１２０を含むことができる。特に、フレームリレーネットワーク１２０は、複数のネットワーク対応装置１１５と関連付けられたフレーム１２５を伝達するために使用できるＭＰＬＳネットワークを含むことができる。

当業者であれば、通信ネットワーク１００の諸部分、プロバイダエッジノード１０５のフレームリレーネットワーク１２０、およびサービスプロバイダ１１０は、他のコンポーネントを含めるために、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組合せを用いて任意の数の方法で適切に実装され得ることを理解されたい。通信ネットワーク、プロトコルクライアント、サーバは、当業者に知られており、したがって、明確化のために、本発明に関係するデータ通信ネットワークの態様に限って本明細書で述べるものとする。言い換えると、本発明の適正な理解に必要ではない不要の細部は、本発明をあいまいにすることを避けるために省略される。通信ネットワーク１００により提供されるサービスは、インターネット接続、マルチポイントイーサネット（登録商標）接続、ＶＰＬＳ（仮想私設ローカルエリアネットワークサービス）などを含むことができる。

サービスプロバイダ１１０は、複数のプロバイダエッジノード１０５（１−８）の相互接続を可能にする相互接続装置１３０を備えることができる。インデックス（１−８）は、個々のプロバイダエッジノード１０５（１−８）および／またはそのサブセットを示すために使用することができる。しかし、プロバイダエッジノード１０５が総称的に参照される場合、インデックスを除くこともある。この規則は、図面で示され、数字および１つまたは複数の識別インデックスで指示された他のエレメントにも適用され得る。相互接続装置１３０は、複数のプロバイダエッジノード１０５に、複数のプロバイダエッジノード１０５の間にあるプロバイダノードの組の相互間で直接接続またはトンネル１３７を形成させる。例えば、相互接続装置１３０は、複数のプロバイダエッジノード１０５を、第１、第２、および第３のアイランド１３５にグループ化することができる。相互接続装置１３０はまた、コアアイランド１４５などの単一のアイランドにおける第１、第２、および第３のアイランド１３５（１−ｋ）間で、アイランド間トンネル１４０と呼ぶことのできる接続を形成させることができる。アイランド間トンネル１４０は、各アイランド間トンネル１４０により接続されたアイランド１３５と関連付けられたプロバイダエッジノード１０５間のトンネル１３７を含む、またはカプセル化する。一実施形態では、トンネル１３７および／またはアイランド間トンネル１３５は、ＬＳＰ（ラベルスイッチパス）として実装することができる。

アイランド間トンネル１４０は、アイランド１３５のそれぞれと関連付けられたプロバイダノードを通信可能に接続するために使用され得る。一実施形態では、アイランド１３５のそれぞれは、アイランドエッジノード１５０として機能するためのノードを指定する。プロバイダエッジノード１０５の１つが、アイランドエッジノード１５０として機能することもできるが、本発明はこの事例に限定されない。代替の実施形態では、アイランド１３５内の他のプロバイダノードが、アイランド１３５に対するアイランドエッジノード１５０として指定されてもよい。例えば、第１のアイランド１３５（１）は、第１のアイランド１３５（１）中のプロバイダエッジノード１０５（１−２）を、第２のアイランド１３５（２）中のプロバイダエッジノード１０５（３−５）に接続する直接接続またはトンネル１３７を組み合わせる、または多重化することにより、アイランド間トンネル１４０（１）を形成することのできる第１のアイランドエッジノード１５０（１）を指定する。プロバイダノードの組の間で共通の接続またはアイランド間トンネル１４０（１）を形成するために、相互接続装置１３０は、直接接続またはトンネル１３７を有する複数のプロバイダノード（１−ｎ）のそれぞれの対を識別して、複数のプロバイダエッジノード１０５（１−ｎ）からプロバイダノードの組を決定することができる。

オペレーションでは、相互接続装置１３０は、アイランド１３５に、１つのアイランド１３５を他のアイランド１３５に、例えば、第１のアイランド１３５（１）を第２のアイランド１３５（２）に接続するプロバイダエッジノード１０５の組間の１組の接続を多重化させて、第１および第２のアイランド１３５（１、２）を相互接続する共通の接続１４０（１）にすることができる。第１と第２のアイランド１３５（１、２）間の共通の接続１４０（１）を用いることにより、フレームリレーネットワーク１２０は、本発明のいくつかの実施形態において、ＶＰＬＳ（仮想私設ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）サービス）を可能にすることができる。各プロバイダエッジノード１０５は、複数のプロバイダエッジノード１０５の他のプロバイダノードとの直接接続を形成するためのノード相互接続装置（図示せず）を備えることができる。同様に、各アイランド１３５は、２つのアイランド１３５間の１組の接続を、単一の接続へとマップすることのできるアイランドエッジノード１５０として動作できる特定のプロバイダノードを決定することができる。以下でより詳細に説明する代替の一実施形態では、相互接続装置１３０は、複数のプロバイダエッジノード１０５およびアイランドエッジノード１５０からマルチレイヤ構成を形成することができる。

プロバイダエッジノード１０５をアイランド１３５へとグループ化し、次いで、アイランド１３５間にアイランド間トンネル１４０を提供することは、フレームネットワーク１２０内の単一のノードによりサポートされる必要のあるトンネルの合計数を減らすことができる。例えば、フレームネットワーク１２０が、「Ｎ」個のプロバイダエッジノード１０５を含む場合、通信ネットワーク１００のフレームリレーネットワーク１２０中のプロバイダエッジノード１０５間で約Ｎ×（Ｎ−１）個のトンネルが形成され得る。本明細書で説明したように、「Ｎ」個のプロバイダエッジノード１０５は、「Ｍ」個のアイランド１３５へとグループ化することができ、したがって、フレームリレーネットワーク１２０は、数「Ｎ」個のプロバイダエッジノード１０５を、アイランド１０５当たりＮ／Ｍ個のノードへと分割する。この数「Ｎ」個のプロバイダエッジノード１０５のグループ化により、アイランド１３５当たり、（Ｎ／Ｍ）×Ｎ個のＬＳＰトンネルを得ることができる。各プロバイダエッジノード１０５は、アイランド／コアエッジの（Ｎ／Ｍ）×Ｎ個のアイランドトンネル１３７を、Ｍ個の相互接続トンネル１４０にマップすることができる。Ｍ個のアイランド１３５は、コアアイランド１４５におけるＭ×Ｍ個の相互接続トンネル１４０となる。その結果、通信ネットワーク１００は、フレームリレーネットワーク１２０のコアアイランド１４５中のノード（図示せず）を介して最大でＭ×Ｍ個のＬＳＰを用いて、またフレームリレーネットワーク１２０のアイランド１３５中のノード（図示せず）を介して最大で（Ｎ／Ｍ）×Ｎ個のＬＳＰを用いて、数「Ｎ」個のプロバイダエッジノード１０５を相互接続することができる。

図２は、通信ネットワーク２００の第２の例示的な実施形態を概略的に示している。例示された実施形態では、通信ネットワーク２００は、複数のローカルエリアネットワークを含む（ＬＡＮ２０５、図２では１つだけが数字で示されている）。各ローカルエリアネットワーク２０５は、任意の数の有線および／または無線接続により相互接続することのできる、１つまたは複数のネットワーク対応装置（図示せず）を含むことができる。さらに、当業者であれば、各ローカルエリアネットワーク２０５は、様々なサーバ、ルータ、アクセスポイント、基地局などを含み得ることを理解されたい。しかし、各ローカルエリアネットワーク２０５の実際の構成は、設計選択の問題であり、本発明にとって本質的なものではない。

通信ネットワーク２００はまた、複数のプロバイダノード（Ｐ）２１０を含む。明確化のために、数字２１０により１つのプロバイダノードだけが示されている。プロバイダノード２１０は、ハードウェア、ファームウェア、および／またはソフトウェアの任意の組合せで実装することができる。例えば、プロバイダノード２１０は、本明細書で述べる技法、ならびに当業者に知られた他のオペレーションを実施するために使用され得るソフトウェアまたはファームウェアを記憶し、かつ実行するための少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを備えるサーバ中に実装することができる。１つまたは複数のプロバイダノード２１０が、プロバイダエッジノード（ＰＥ）２１５として指定され得るが、図２では、１つだけが数字で示されている。プロバイダエッジノード２１５は、プロバイダエッジノード２１５が、１つまたは複数のローカルエリアネットワーク２０５のためのエントリノードとして働くように構成されること以外は、プロバイダノード２１０と実質的に同様のものとすることができる。一実施形態では、単一のエンティティが、プロバイダノード２１０として、かつプロバイダエッジノード２１５としても働くことできる。プロバイダノード２１０および／またはプロバイダエッジノード２１５を指定する、かつ／または動作させるための技法は、当業者に知られているので、分かりやすくするために、本発明に関係する、プロバイダノード２１０および／またはプロバイダエッジノード２１５を動作させる態様に限って本明細書で述べるものとする。

プロバイダエッジノード２１５およびプロバイダノード２１０は、ノード２１０、２１５間で、様々な物理的（有線および／または無線の）接続により相互接続され得る。本開示の利益を有する当業者であれば、特定の物理的な相互接続が、通常、通信ネットワーク２００のトポロジにより決定され、本発明にとって本質的なものではないことを理解されたい。ローカルエリアネットワーク２０５および通信ネットワーク２００が、仮想ローカルエリアネットワークとして動作するように構成される場合、本明細書のいずれかで詳細に説明したように、トンネルが、各ローカルエリアネットワーク２０５間で定義される。各トンネルは、１つのローカルエリアネットワーク２０５から、第１のローカルエリアネットワーク２０５に通信可能に結合された第１のプロバイダエッジノード２１５を介し、おそらく、１つまたは複数のプロバイダノード２１０を介して、第２のローカルエリアネットワーク２０５に通信可能に結合された第２のプロバイダエッジノード２１５を介する経路で構成される。ローカルエリアネットワーク２０５とプロバイダエッジノード２１０との間の各ステップ、および各プロバイダノード２１５から他のノード２１０、２１５への各ステップは、「ホップ」と呼ぶことができる。したがって、各トンネルまたは経路は、ネットワーク２００を介するホップの選択された組を含む。

各プロバイダノード２１０およびプロバイダエッジノード２１５は、ノード２１０、２１５を通過するホップに関する状態情報を維持することができる。一実施形態では、状態情報は、特定のトンネルを識別する情報と、トンネル中の次のノード２１０、２１５またはローカルエリアネットワーク２０５を示す情報とを含む。したがって、トンネル中を移動するパケットは、トンネルのノード２１０、２１５で受信されたとき、トンネル中の正しい次のノード２１０、２１５、またはローカルエリアネットワーク２０５に転送され得る。しかし、ネットワーク２００によりサポートすることのできるＰＥ−ＰＥトンネルのすべてに対して、すべてのノード２１０、２１５で状態情報を維持することは、ノード２１０、２１５で利用可能な大量のリソースを消費する可能性がある。さらに、トンネルをサポートし、かつ状態情報を記憶するために必要な各ノード２１０、２１５におけるリソースは、上記で説明したように、ＶＰＬＳサービスを提供するためにネットワーク中に含まれるＰＥノード２１５の合計数の二乗に比例して増加するはずである。したがって、ＰＥノード２１５の数が増加すると、ノード２１０、２１５に対して過度の負担を加えるおそれがあり、いくつかの場合では、ＶＰＬＳサービスを提供するために使用できるノード２１０、２１５の数に対して上限を設けることになり得る。ノード２１０、２１５は、したがって、アイランドへとグループ化することができる。

図３は、通信ネットワーク３００の第３の例示的な実施形態を概略的に示す。例示の実施形態では、ノード２１０、２１５のグループは、アイランド３０５へと組み込ませることができ、１つまたは複数のノード２１０、２１５を、アイランドエッジノード（ＩＥＮ）３１０として指定することができる。明確化のために、１つのアイランドエッジノード３１０だけが数字で示されている。アイランドエッジノード３１０は、既存のプロバイダノード２１０もしくはプロバイダエッジノード２１５を含むことができるが、あるいはそれらは別のノードを用いて形成することもできる。アイランドエッジノード３１０は、アイランド３０５間のアイランド間トンネルをサポートするように構成される。一実施形態では、アイランドエッジノード３１０は、アイランド間トンネルを形成するように、ＰＥ−ＰＥトンネルを多重化することができる。例えば、アイランドエッジノード３０５（１）に結合されるＬＡＮ２０５を、アイランドエッジノード３０５（２）に結合されるＬＡＮ２０５に対して接続するＬＡＮ−ＬＡＮトンネルをサポートするＰＥ−ＰＥトンネルは、アイランド３０５（１−２）間で、アイランド間トンネルを形成するように多重化することができる。同様に、アイランドエッジノード３０５（２）に結合されるＬＡＮ２０５を、アイランドエッジノード３０５（３）に結合されるＬＡＮ２０５に接続するＬＡＮ−ＬＡＮトンネルをサポートするＰＥ−ＰＥトンネルは、アイランド３０５（２−３）間でアイランド間トンネルを形成するように多重化することができる。したがって、アイランド間トンネルに沿って存在するノード２１０、２１５は、アイランド間トンネルに関する状態情報をサポートし、かつ／または記憶する必要があるにすぎず、それは、これらのノードに対するリソース要求を大幅に低減することができる。さらに、上記で説明したように、これらのノード２１０、２１５に対するリソース要求は、ＶＰＬＳサービスをサポートするためにネットワーク中に含まれるＰＥノード２１５の合計数の二乗に比例して増加することはもはやなく、それは、ＶＰＬＳサービスをサポートすることにおけるネットワークの拡張性を改良することができる。

図４は、通信ネットワーク４００の第４の例示的な実施形態を概略的に示す。第４の例示的な実施形態は、ノード２１０、２１５を、１つまたは複数のアイランドエッジ（ＩＥ）ノード４１０を含むアイランド４０５へとグループ化した後の、図３で示される通信ネットワーク３００など通信ネットワークのトポロジの代替の図を示している。第４の例示的な実施形態はまた、通信ネットワーク４００が、アイランドエッジノード４１０の相互間でさらに多くのプロバイダノード４１５含む点で第３の例示的な実施形態とは異なっている。アイランド４０５の数が十分大きくなった場合、通信ネットワーク４００を用いて形成される仮想のローカルエリアネットワークは、アイランド４０５の数の二乗に比例して増加する多くのアイランド間トンネルを含む可能性がある。したがって、アイランド間トンネルをサポートするために必要な各プロバイダノード４１５のリソースは、途方もなく大きく増加する可能性がある。したがって、アイランド４０５およびプロバイダノード４１５は、マルチレベルアイランド構造を形成するために、他のアイランドへとグループ化することができる。

図５は、通信ネットワーク５００の第５の例示的な実施形態を概略的に示す。第５の例示的な実施形態では、アイランド５０５（第１レベルのアイランド５０５と呼ぶことができる）、その関連するアイランドエッジノード５１０、および１つまたは複数のプロバイダノード５１５は、第２レベルのアイランド５２０へとグループ化される。第２レベルのアイランド５２０のそれぞれは、少なくとも１つの第２レベルのアイランドエッジノード（ＩＥ’）５２５を含む。第２レベルのアイランドエッジノード５２５は、第２レベルのアイランド間トンネルを形成するために、（図４のアイランドエッジノード４１０を接続するトンネルなど）第１レベルのアイランド間トンネルを多重化することができる。第２レベルのアイランド間トンネルに沿って存在するノード５３０は、したがって、第２レベルのアイランド間トンネルに関する状態情報をサポートし、かつ／または記憶する必要があるだけであり、それは、これらのノードに対するリソース要求を大幅に低減することができ、さらに、これらのノード５３０に対するリソース要求は、もはや第１レベルのアイランド５０５の合計数の二乗に比例して増加することはなく、それは、ＶＰＬＳサービスを提供することに対するネットワークの拡張性を改良することができる。一実施形態では、第１レベルのトンネルは、第２レベルのトンネルを形成するように再帰的に集約され得る。現在のレベルにおけるアイランドの数が十分に大きくなったとき、アイランドのさらなるレベルを追加することができる。

図６は、複数のプロバイダエッジノードを含むアイランド間で、接続を形成する方法６００の第１の例示的な実施形態を概略的に示す。例示された実施形態では、ローカルエリアネットワークに結合されたプロバイダエッジノード（ＰＥ）を含むプロバイダノードは、アイランドへとグループ化される（６０５で）。１つまたは複数のアイランドエッジノード（ＩＥＮ）が、次いで、アイランドのそれぞれに対して定義され（６１０で）、また異なるアイランドのアイランドエッジノードを相互接続するための接続が形成される。プロバイダエッジノードのそれぞれが次いで接続され（６２０で）、また異なるアイランド中のプロバイダエッジノード間の接続が、アイランドエッジノード間でトンネルを形成するように、アイランドエッジノード間の接続へと多重化され得る（６２０で）。この技法は、プロバイダエッジノード間の接続をアイランド間トンネルへと再帰的に集約するものである、と言うことができる。

図７は、複数のアイランドを含む第２レベルのアイランド間で接続を形成する方法７００の第１の例示的な実施形態を概略的に示す。例示的な実施形態では、第１レベルのアイランドに関連付けられたアイランドエッジノード（ＩＥＮ）、およびいくつかの場合ではプロバイダノードが、上記で詳細に説明したように、第２レベルのアイランドへとグループ化され得る（７０５で）。１つまたは複数の第２レベルのアイランドエッジノードが、次いで、第２レベルのアイランドのそれぞれに対して定義され（７１０で）、また異なる第２レベルのアイランドの第２レベルのアイランドエッジノードを相互接続するように、接続が形成される。第１レベルのアイランドエッジノードのそれぞれが、次いで接続され（７２０で）、異なる第２レベルのアイランド中の第１レベルのアイランドエッジノード間の接続が、第２レベルのアイランドエッジノード間でトンネルを形成するために、第２レベルのアイランドエッジノード間の接続へと多重化され得る（７２０で）。この技法は、第１レベルのアイランドエッジノード間の接続を、第２レベルのアイランド間トンネルへと再帰的に集約するものである、と言うことができる。本開示の利益を有する当業者であれば、本明細書で述べられた再帰的技法は、任意の数のレベルのアイランド、およびそれに対応するアイランド間トンネルを形成するために適用できることを理解されたい。

本発明の諸部分およびそれに対応する詳細な記述は、ソフトウェアにより、あるいはコンピュータメモリ内のデータビットに対するオペレーションのアルゴリズムおよび記号表現により提示される。これらの記述および表現は、当業者が、それにより自分の作業の実体を他の当業者に有効に伝達できるものである。アルゴリズムは、本明細書でこの用語が使用される場合、一般に使用されるように、所望する結果へと導く自己矛盾のない一連のステップであると考えられる。諸ステップは、物理量の物理的操作を必要とするものである。必ずしもそうではないが、通常、これらの量は、記憶され、転送され、組み合わされ、比較され、またその他の形で操作することのできる光学的、電気的、または磁気的な信号の形を取る。時には、主として一般的な慣習により、これらの信号を、ビット、値、エレメント、記号、キャラクタ、項、数などと呼ぶことが便利であることが分かっている。

しかし、これらの、および同様の用語のすべては、適切な物理量と関連付けられるべきであり、これらの量に適用される便宜的なラベルにすぎないことを心に留めておくべきである。具体的に他で述べられていない限り、または説明から明らかなように、「処理する」、または「（コンピュータで）計算する（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」、または「計算する（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」、または「決定する」、または「表示する」などの用語は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内で、物理的、電子的な量として表されたデータを、コンピュータシステムのメモリもしくはレジスタもしくは他のこのような情報ストレージ、送信装置、または表示装置内で、物理的量として同様に表される他のデータへと操作し、かつ変換するコンピュータシステム、または同様の電子的計算装置のアクションおよびプロセスを指す。

本発明のソフトウェアで実施される諸態様は、通常、何らかの形のプログラム記憶媒体上で符号化され、または何らかのタイプの送信媒体を介して実施されることにも留意されたい。プログラム記憶媒体は、磁気的なもの（例えば、フロッピー（登録商標）ディスクまたはハードドライブ）、または光学的なもの（例えば、コンパクトディスク読取り専用メモリ、すなわち、「ＣＤ ＲＯＭ」）とすることができ、また読取り専用またはランダムアクセスとすることができる。同様に、送信媒体は、ツイストペア線、同軸ケーブル、光ファイバ、または当技術分野で知られた何らかの他の適切な送信媒体とすることができる。本発明は、任意の所与の実装形態のこれらの態様によって限定されない。

上記で述べた本発明は、添付の諸図を参照して述べられている。様々な構造、システム、および装置は、説明だけを目的とするために、また当業者にはよく知られた細部を用いることにより本発明をあいまいにしないために、図面には概略的に描かれている。そうではあるが、添付の図面は、本発明の例示的な実例を述べかつ説明するために含まれている。本明細書で使用される用語およびフレーズは、当業者によるこれらの用語およびフレーズの理解と一致した意味を有するものと理解され、解釈されるべきである。用語またはフレーズの特別の定義、すなわち、当業者により理解されている通常の、かつ慣習となっている意味とは異なる定義が、本明細書におけるその用語またはフレーズの一貫した使用により示されるようには意図されていない。用語またはフレーズが特別な意味、すなわち、当業者により理解される以外の意味を有することが意図される場合、このような特別な定義は、その用語またはフレーズに対する特別な定義を、直接的にかつ明白に提供する定義付け的方法で明細書中で明示的に述べるものとする。

本発明は、通信ネットワーク環境で有用であるものとして本明細書において説明されてきたが、他の接続環境においても適用することができる。例えば、上記で述べた装置の２つ以上が、配線、無線周波数信号（例えば、８０２．１１（ａ）、８０２．１１（ｂ）、８０２．１１（ｇ）、ブルートゥースなど）、赤外線結合、電話回線、およびモデムによるなど、装置対装置の接続により共に結合され得る。本発明は、二人以上のユーザが相互接続され、互いに通信することのできる任意の環境で利用することができる。

本明細書の様々な実施形態中で示された様々なシステムレイヤ、ルーチン、またはモジュールは、実行可能な制御ユニットとしてもよいことが当業者であれば理解されよう。制御ユニットは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、プロセッサカード（１つまたは複数のマイクロプロセッサまたはコントローラを含む）、または他の制御もしくは計算装置、ならびに１つまたは複数の記憶装置内に含まれる実行可能な命令を含むことができる。記憶装置は、データおよび命令を記憶するための１つまたは複数のマシン可読記憶媒体を含むことができる。記憶媒体は、ＤＲＡＭもしくはＳＲＡＭ（ｄｙｎａｍｉｃ ｏｒ ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能およびプログラム可能読取り専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能およびプログラム可能読取り専用メモリ）、およびフラッシュメモリなどの半導体メモリ装置、固定ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、取外し可能ディスクなどの磁気ディスク、テープを含む他の磁気媒体、ならびにＣＤ（コンパクトディスク）もしくはＤＶＤ（デジタルビデオディスク）などの光媒体を含む、異なる形態のメモリを含むことができる。様々なシステム中で様々なソフトウェアレイヤ、ルーチン、またはモジュールを構成する命令は、各記憶装置中に記憶され得る。命令は、各制御ユニットにより実行されたとき、それに対応するシステムに、プログラムされた動作を実施させる。

上記で開示された特定の実施形態は例示的なものにすぎず、というのは、本発明は、本明細書の教示の利益を有する当業者には明らかな、異なるが等価な方法で変更され、かつ実施され得るからである。さらに、添付の特許請求の範囲で記述されたものを除き、本明細書で示された構成または設計の詳細に対してどんな限定も意図されていない。したがって、上記で開示された特定の実施形態は改変され、かつ変更され得るが、このような変形形態のすべては、本発明の範囲および趣旨に含まれるものと見なされることは明らかである。したがって、本明細書で求められる保護は、添付の特許請求の範囲で述べられる通りである。

Claims (9)

1. 複数のプロバイダエッジノードの１つに対してそれぞれが通信可能に結合された複数のローカルエリアネットワークを相互接続する方法であって、
   複数のプロバイダエッジノードのそれぞれを、複数のプロバイダエッジノード中の他のノードのそれぞれと通信可能に接続するための複数のトンネルを形成するステップと、
   少なくとも１つの第１のアイランドを形成するために、少なくとも１つの第１の複数のプロバイダノードをグループ化するステップであり、第１の複数のプロバイダノードが、前記複数のプロバイダエッジノードの少なくとも１つを含み、また複数のプロバイダノードの少なくとも１つが、第１のアイランドエッジノードとして機能するように構成される該ステップと、
   少なくとも１つの第２のアイランドを形成するために、少なくとも１つの第２の複数のプロバイダノードをグループ化するステップであり、第２の複数のプロバイダノードが、前記複数のプロバイダエッジノードの少なくとも１つを含み、また複数のプロバイダノードの少なくとも１つが、第２のアイランドエッジノードとして機能するように構成され、第２の複数のプロバイダノードが、第１の複数のプロバイダノードとは異なる該ステップと、
   各第１のアイランドエッジノードを各第２のアイランドエッジノードと通信可能に接続するために、少なくとも１つのアイランド間トンネルを形成するステップであり、前記少なくとも１つのアイランド間トンネルが、第１および第２のアイランドと関連付けられたプロバイダエッジノードを通信可能に接続するトンネルを含む該ステップと
   を含む、方法。
2. 前記複数のローカルエリアネットワークが、前記トンネルおよびアイランド間トンネルを介して、仮想私設ローカルエリアネットワークとして機能することを可能にするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 第１および第２の複数のプロバイダノードをグループ化するステップが、
   前記複数のプロバイダノードから前記第１および第２のアイランドを作成するために、
   前記複数のプロバイダノードの各対を、それらの間の直接接続を用いて相互接続するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記少なくとも１つのアイランド間トンネルを形成するステップが、第１および第２のアイランドと関連付けられたプロバイダエッジノードを通信可能に接続するトンネルを多重化するステップを含み、前記多重化するステップが前記アイランドエッジノードで行われ、さらに前記少なくとも１つのアイランド間トンネルを形成するステップが、前記少なくとも１つのアイランド間トンネルを、ラベルスイッチパスとして形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記少なくとも１つの第１のアイランドおよび少なくとも１つの第２のアイランドが、複数の第１レベルのアイランドを形成しており、前記方法がさらに、
   複数の第２レベルのアイランドを形成するために、複数の第１レベルのアイランドをグループ化するステップであり、各第２レベルのアイランドが、第２レベルのアイランドエッジノードとして機能するプロバイダノードを備える該ステップと、
   各第２レベルのアイランドエッジノードを、他の第２レベルのアイランドエッジノードのそれぞれと通信可能に接続するために、少なくとも１つの第２レベルのアイランド間トンネルを形成するステップであり、前記少なくとも１つの第２レベルのアイランド間トンネルが、第１および第２のアイランドと関連付けられたアイランドエッジノードを通信可能に接続するアイランド間トンネルを含む該ステップと
   を含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記少なくとも１つの第２レベルのアイランド間トンネルを形成するステップが、
   前記第２レベルのアイランドエッジノードを再帰的に提供するステップと、
   第１および第２のアイランドと関連付けられたアイランドエッジノードを通信可能に接続するアイランド間トンネルを、第２レベルのアイランドエッジノードで多重化するステップと
   を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記複数のプロバイダエッジノードが、複数のローカルエリアネットワークの少なくとも１つと関連付けられた顧客用の複数のネットワーク対応装置と通信可能に結合されており、さらに、
   前記複数のネットワーク対応装置間でフレームを転送するために、トンネルを構成するステップと、
   前記複数のローカルエリアネットワークに対して、前記少なくとも１つのアイランド間トンネルを介することおよびマルチポイントイーサネット（登録商標）接続に基づいて、インターネット接続サービスの少なくとも１つを前記顧客に提供するステップであり、マルチポイントイーサネット（登録商標）接続を提供するステップが、ＭＰＬＳネットワークを介して前記マルチポイントイーサネット（登録商標）接続を提供するステップ、および前記ＭＰＬＳネットワークを介して仮想私設ローカルエリアネットワークサービスを可能にするステップをさらに含む該ステップと
   を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記アイランド間トンネルが、前記第１および第２のアイランド間でトンネルのメッシュを含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記トンネルおよびアイランド間トンネルに基づいて前記仮想私設ローカルエリアネットワークサービスの拡張性を提供するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。

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