JP2015122665A - 中継システムおよびスイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な仕組みでマルチキャスト通信を実現可能な中継システムおよびスイッチ装置を提供する。
【解決手段】Ｌ２ＳＷ１２ａは、Ｌ２ＳＷ１２ｂのスヌーピングテーブル１６ｂに保持される、マルチキャストグループＧＡと、代表ＩＰアドレスＩＰＡｂと、の対応関係をコントロールプレーン１５を介して取得し、スヌーピングテーブル１６ａに登録する。Ｌ２ＳＷ１２ａは、ＧＡを宛先とするマルチキャストパケット２１を受信した際に、対応する他のＬ２ＳＷの代表ＩＰアドレスをスヌーピングテーブル１６ａに基づいて抽出し、それを宛先とするユニキャストパケット２２に変換する。Ｌ２ＳＷ１２ｂは、ユニキャストパケット２２に含まれる宛先の代表ＩＰアドレスが自身の代表ＩＰアドレスである場合、マルチキャストパケット２１ａ，２１ｂに変換する。
【選択図】図３

Description

本発明は、中継システムおよびスイッチ装置に関し、例えば、マルチキャストパケットを中継する中継システムおよびスイッチ装置に関する。

特許文献１および特許文献２には、ユニキャストパケットを用いてマルチキャスト通信を実現する方式が示される。具体的には、送信側のパケット変換装置は、サーバからのマルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換して受信側のパケット変換装置に向けて送信する。受信側のパケット変換装置は、ユニキャストパケットをマルチキャストパケットに変換してクライアントに送信する。

ここで、特許文献１のパケット変換装置は、ユニキャストパケットとマルチキャストパケットとの間を変換する際に、パケットの宛先／送信元ＩＰアドレスおよびＵＤＰポート番号の書き換えを適宜行う。各パケット変換装置は、この書き換えを行うため、相互の通信を介して、変換前後の各種情報（ＩＰアドレスおよびＵＤＰポート番号）を所定の識別子と共に保持しておく。具体的には、受信側のパケット変換装置は、クライアントからの要求を受けた際に、予め送信側のパケット変換装置のＩＰアドレスを知っている前提で、送信側のパケット変換装置に向けて通信を開始し、各パケット変換装置は、この通信の中で前述した保持情報を定める。

一方、特許文献２における送信側のパケット変換装置は、受信側のパケット変換装置からの受信要求に応じて、マルチキャストパケットをカプセル化によってユニキャストパケットに変換する。具体的には、クライアントは、受信側のパケット変換装置に対して所望のマルチキャストアドレスを通知し、受信側のパケット変換装置は、このマルチキャストアドレスに対応するツリーＩＤの受信要求を送信側のパケット変換装置に向けて送信する。これを受けて、送信側のパケット変換装置は、この受信要求の要求元を宛先としてカプセル化を行う。なお、受信側のパケット変換装置は、送信側のパケット変換装置に対して受信要求を行う際に、アドレス管理サーバを介して、マルチキャストアドレスと、送信側のパケット変換装置のＩＰアドレスと、ツリーＩＤとの対応関係を取得し、この対応関係に基づいて受信要求を行う。

特開２００１−２３０７７４号公報 特開２００４−２５３９７５号公報

マルチキャスト通信は、動画の配信といったマルチメディアコンテンツ向けの用途や、ＶＸＬＡＮ（Virtual eXtensible Local Area Network）といった仮想化ネットワーク向けの用途等で、広く用いられている。例えば、それぞれ離れたエリア間でマルチキャスト通信を行いたいような場合、通常、通信事業者のキャリア網が用いられる。キャリア網の中では、例えば、ＰＩＭ（Protocol Independent Multicast）を代表とするマルチキャストルーティングプロトコルを用いてマルチキャストパケットのルーティングが行われる。

ただし、例えば、キャリア網内にＰＩＭに対応していないルータが存在したり、あるいは、何らかの理由でＰＩＭが正常に動作しないルータが存在するような場合、マルチキャストパケットが広範囲に亘って不必要にルーティングされるような事態が生じ得る。そうすると、キャリア網内で、パケットのループ等を代表とするネットワークの輻輳を招く恐れがある。このような事態を防止するため、マルチキャストパケットの中継を禁止しているキャリア網が存在する。

このようなキャリア網が存在する場合であってもマルチキャスト通信を実現するため、例えば、特許文献１や特許文献２に示されるような技術を用いることが考えられる。しかしながら、特許文献１および特許文献２の技術では、マルチキャスト通信を行う際の準備として必要な処理が煩雑となり、処理負荷が増大する恐れがある。具体的には、例えば、特許文献１および特許文献２の技術では、共に、実際のマルチキャスト通信に先だって、受信側のパケット変換装置から送信側のパケット変換装置に向けて通信を行う必要がある。特許文献１の技術では、この通信の中で様々な情報を取得する必要があり、特許文献２の技術では、この通信を行うために様々な情報を取得する必要がある。

本発明は、このようなことに鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、簡素な仕組みでマルチキャスト通信を実現可能な中継システムおよびスイッチ装置を提供することにある。

本発明の前記並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から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本実施の形態による中継システムは、それぞれ異なる代表ＩＰアドレスが設定される複数のスイッチ装置と、複数のスイッチ装置の間を接続するレイヤ３ネットワークと、複数のスイッチ装置に接続されるコントロールプレーンと、を有する。複数のスイッチ装置のそれぞれは、スヌーピング部と、スヌーピングテーブルと、スヌーピングテーブル同期部と、送信用パケット変換部と、受信用パケット変換部と、を有する。スヌーピング部は、マルチキャストグループへの参加要求またはマルチキャストグループからの離脱要求を表す要求パケットを所定のルータに向けて中継する際に、要求パケットを受信したポートと、要求パケットに含まれるマルチキャストグループと、の対応関係を取得する。スヌーピングテーブルは、スヌーピング部によって取得された、ポートと、マルチキャストグループと、の対応関係を、参加要求または離脱要求に応じて保持または消去する。スヌーピングテーブル同期部は、自身を除く他のスイッチ装置のスヌーピングテーブルに保持されるマルチキャストグループと、当該他のスイッチ装置に設定される代表ＩＰアドレスと、の対応関係をコントロールプレーンを介して取得し、当該取得した対応関係を自身のスヌーピングテーブルに登録する。送信用パケット変換部は、マルチキャストグループを宛先とするマルチキャストパケットを所定のポートで受信した際に、スヌーピングテーブルに基づいて、当該マルチキャストグループに対応する単数または複数の代表ＩＰアドレスを抽出する。そして、送信用パケット変換部は、当該マルチキャストパケットを、当該抽出した代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットに変換する。受信用パケット変換部は、自身に設定される代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットを所定のポートで受信した際に、当該ユニキャストパケットをマルチキャストパケットに変換する。

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、中継システムおよびスイッチ装置において、簡素な仕組みでマルチキャスト通信が実現可能になる。

本発明の実施の形態１による中継システムにおいて、その概略構成例および概略動作例を示すブロック図である。 ＶＸＬＡＮのフレームフォーマットの一例を示す概略図である。 図１に続く概略動作例を示すブロック図である。 図３のＬ２ＳＷ（スイッチ装置）の変換処理によって生成されるユニキャストパケット（フレーム）のフォーマット例を示す概略図である。 図１の中継システムにおいて、そのＬ２ＳＷ（スイッチ装置）の主要部の概略構成例を示すブロック図である。 図１の中継システムにおいて、そのＬ２ＳＷ（スイッチ装置）が行うスヌーピング処理の処理内容の一例を示すフロー図である。 図１の中継システムにおいて、そのコントロールプレーンが行う処理内容の一例を示すフロー図である。 図１の中継システムにおいて、そのＬ２ＳＷ（スイッチ装置）が行うスヌーピングテーブル同期処理の処理内容の一例を示すフロー図である。 図１の中継システムにおいて、そのＬ２ＳＷ（スイッチ装置）が行うフレーム（パケット）受信処理の処理内容の一例を示すフロー図である。 図９における、スヌーピングに伴うポートの抽出処理の処理内容の一例を示すフロー図である。 本発明の実施の形態２による中継システムにおいて、その概略構成例を示すブロック図である。 図１１とは異なる概略構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３による中継システムにおいて、その概略構成例および概略動作例を示すブロック図である。 図１３の中継システムにおいて、その各Ｌ２ＳＷ（スイッチ装置）に保持されるスヌーピングテーブルの内容例を示す図である。 図１３に続く概略動作例を示すブロック図である。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
《中継システムの概略構成》
図１は、本発明の実施の形態１による中継システムにおいて、その概略構成例および概略動作例を示すブロック図である。図１に示す中継システムは、特に限定はされないが、例えば、ＶＸＬＡＮ（Virtual eXtensible Local Area Network）を適用したデータセンタ等の中継システムである。当該中継システムは、情報処理部１１ａ〜１１ｄを含む複数の情報処理部と、レイヤ２スイッチ装置（以下、Ｌ２ＳＷと略す）１２ａ，１２ｂと、レイヤ３スイッチ装置（以下、Ｌ３ＳＷと略す）１３ａ，１３ｂと、レイヤ３ネットワーク（以下、Ｌ３ネットワークと略す）１４と、コントロールプレーン１５と、を備える。

Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂのそれぞれは、本実施の形態の主要部となるスイッチ装置であり、複数のポートＰ［１］〜Ｐ［ｎ］を備える。Ｌ２ＳＷ１２ａのポートＰ［ｎ］は、Ｌ３ＳＷ１３ａを介してＬ３ネットワーク１４に接続され、Ｌ２ＳＷ１２ｂのポートＰ［ｎ］は、Ｌ３ＳＷ１３ｂを介してＬ３ネットワーク１４に接続される。すなわち、Ｌ３ネットワーク１４は、複数のスイッチ装置（Ｌ２ＳＷ１２ａとＬ２ＳＷ１２ｂ）の間を接続する。コントロールプレーン１５は、当該複数のスイッチ装置（Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂ）に接続される。

Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂのポートＰ［１］〜Ｐ［ｎ−１］は、通信回線１８を介して情報処理部に接続される。この例では、Ｌ２ＳＷ１２ａのポートＰ［１］，Ｐ［ｎ−１］は、それぞれ、情報処理部１１ａ，１１ｂに接続され、Ｌ２ＳＷ１２ｂのポートＰ［１］，Ｐ［ｎ−１］は、それぞれ、情報処理部１１ｃ，１１ｄに接続される。例えば、情報処理部１１ａ〜１１ｄのそれぞれは、同一のデータセンタ内のサーバ装置等であり、特に限定はされないが、情報処理部１１ａ，１１ｂは、拠点Ａに設置され、情報処理部１１ｃ，１１ｄは、拠点Ａとは離れた拠点Ｂに設置される。以降、Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂのそれぞれを代表してＬ２ＳＷ１２と称し、情報処理部１１ａ〜１１ｄのそれぞれを代表して情報処理部１１と称する。

情報処理部１１ａは、トンネル終端部ＥＰ１と、トンネル終端部ＥＰ１の配下に属する複数（ｉ台）の仮想端末ＶＭ［１，１］〜ＶＭ［１，ｉ］とを備える。また、情報処理部１１ｂは、トンネル終端部ＥＰ２と、トンネル終端部ＥＰ２の配下に属する複数（ｉ台）の仮想端末ＶＭ［２，１］〜ＶＭ［２，ｉ］とを備える。同様に、情報処理部１１ｃは、トンネル終端部ＥＰ３と、複数の仮想端末（代表的にＶＭ［３，１］のみを図示）を備え、情報処理部１１ｄは、トンネル終端部ＥＰ４と、複数の仮想端末（代表的にＶＭ［４，ｉ］のみを図示）を備える。

情報処理部１１は、例えば、ラック型のサーバ装置等によって構成され、トンネル終端部ＥＰは、ソフトウェアベースで実現することも、ＴｏＲ（Top of Rack）の物理スイッチ等で実現することも可能である。以降、仮想端末ＶＭ［１，１］〜ＶＭ［１，ｉ］，ＶＭ［２，１］〜ＶＭ［２，ｉ］，ＶＭ［３，１］，ＶＭ［４，ｉ］のそれぞれを代表して仮想端末ＶＭと称し、トンネル終端部ＥＰ１〜ＥＰ４のそれぞれを代表してトンネル終端部ＥＰと称する。

《中継システムの概略動作（前提）》
次に、トンネル終端部ＥＰ１〜ＥＰ４のそれぞれのＩＰ（Internet Protocol）アドレスがＩＰＡ１〜ＩＰＡ４であるものとして、図１の中継システムにおける前提となる動作例について説明する。まず、ＶＸＬＡＮについて簡単に説明する。図２は、ＶＸＬＡＮのフレームフォーマットの一例を示す概略図である。ＶＸＬＡＮとは、内部Ｌ２フレーム４０を外部ヘッダ４１によってカプセル化することで、Ｌ３ネットワーク１４上に論理的なＬ２ネットワークを構築可能にするトンネリングプロトコルである。具体的には、各仮想端末ＶＭは、ＶＴＥＰ（Virtual Tunnel End Point）と呼ばれるトンネル終端部ＥＰに適宜属するように構成され、異なるＶＴＥＰに属する仮想端末ＶＭ間での通信は、対応するＶＴＥＰ間での通信を介して行われる。

例えば、トンネル終端部ＥＰ１（ＶＴＥＰ）が、配下の仮想端末ＶＭ［１，１］から、仮想端末ＶＭ［４，ｉ］のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを宛先とする内部Ｌ２フレーム４０を受信した場合を想定する。トンネル終端部ＥＰ１は、仮想端末ＶＭ［４，ｉ］のＭＡＣアドレスとトンネル終端部ＥＰ４のＩＰアドレスＩＰＡ４との対応関係を学習している場合、受信した内部Ｌ２フレーム４０を、外部ヘッダ４１でカプセル化したのち、トンネル終端部ＥＰ４を宛先として送信する。

具体的には、外部ヘッダ４１には、ＶＸＬＡＮ識別子を含むＶＸＬＡＮヘッダ４２、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）ヘッダ４３、ＩＰヘッダ４４およびイーサネット（登録商標）ヘッダ４５が含まれる。トンネル終端部ＥＰ１は、ＩＰヘッダ４４の送信元ＩＰアドレスに自身のＩＰアドレスＩＰＡ１を、宛先ＩＰアドレスにトンネル終端部ＥＰ４のＩＰアドレスＩＰＡ４を格納し、当該ユニキャストパケットをトンネル終端部ＥＰ４に送信する。

なお、本明細書では、便宜上、「パケット」と「フレーム」は、特に言及した場合を除き、同義語として取り扱う。例えば、前述したようにトンネル終端部ＥＰ１からトンネル終端部ＥＰ４に送信されるユニキャストパケットは、実際には、図２に示したように、イーサネットヘッダ４５を含めたフレームの形態で送信されるが、この際の「パケット」と「フレーム」の記載上の区別は特に行わない。

一方、トンネル終端部ＥＰ１は、仮想端末ＶＭ［４，ｉ］のＭＡＣアドレスとトンネル終端部ＥＰ４のＩＰアドレスＩＰＡ４との対応関係を学習していない場合には、ＩＰマルチキャストを利用してフラッディングを行う。具体的に説明すると、ＶＸＬＡＮでは、各仮想端末ＶＭにＶＸＬＡＮ識別子が割り当てられ、当該ＶＸＬＡＮ識別子によってブロードキャストドメインが設定されると共に、各ＶＸＬＡＮ識別子毎にマルチキャストグループが対応付けられる。これにより、ＶＴＥＰは、前述したフラッディングを、同一マルチキャストグループ内でのマルチキャスト通信によって実現する。

例えば、図１の情報処理部１１ａ内の仮想端末ＶＭ［１，１］と同じＶＸＬＡＮ識別子を持つ（すなわち同じマルチキャストグループＧＡに属する）仮想端末ＶＭが、図１の情報処理部１１ｂ〜１１ｄ内に存在する場合を想定する。この場合、トンネル終端部ＥＰ１〜ＥＰ４の間で、予め、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）等のマルチキャストプロトコルおよびＰＩＭ等のマルチキャストルーティングプロトコルを用いて、マルチキャストグループＧＡの配信経路が構築される。

この状態で、トンネル終端部ＥＰ１は、前述したように、仮想端末ＶＭ［４，ｉ］のＭＡＣアドレスとトンネル終端部ＥＰ４のＩＰアドレスＩＰＡ４との対応関係を学習していない場合には、前述したＩＰヘッダ４４の宛先ＩＰアドレスにマルチキャストグループＧＡに対応するＩＰアドレスを格納して送信する。当該マルチキャストパケットは、予め構築されたマルチキャストグループＧＡの配信経路を介して、トンネル終端部ＥＰ２〜ＥＰ４に転送される。

トンネル終端部ＥＰ４は、当該マルチキャストパケットから外部ヘッダ４１を取り外し、内部Ｌ２フレーム４０を仮想端末ＶＭ［４，ｉ］に送信する。また、トンネル終端部ＥＰ２〜ＥＰ４は、当該マルチキャストパケットに含まれる送信元の情報に基づいて、仮想端末ＶＭ［１，１］のＭＡＣアドレスとトンネル終端部ＥＰ１のＩＰアドレスＩＰＡ１との対応関係を学習する。

《中継システムの概略動作（前提）の問題点》
前述したように、マルチキャストグループＧＡの配信経路を構築する際には、例えば、図１のＬ３ＳＷ１３ａとＬ３ＳＷ１３ｂとの間で、ＰＩＭ等に基づき、Ｌ３ネットワーク１４を介してマルチキャストパケットのルーティング経路が構築される。しかしながら、Ｌ３ネットワーク１４は、例えば、通信事業者のキャリア網等であり、マルチキャストパケットの通過を禁止している場合がある。

この場合、ＶＸＬＡＮを適用した中継システムにおいて、前述したような、情報処理部１１によるフラッディングが実現できなくなる。なお、ここでは、ＶＸＬＡＮを用いる場合を例としたが、勿論、マルチメディアコンテンツ向け等の中継システムにおいてマルチキャスト通信を行う場合にも問題が生じる。例えば、情報処理部１１ａをサーバとし、情報処理部１１ｃ，１１ｄをクライアントとしてサーバからクライアントに向けてマルチキャストパケットを配信する際にも、当該マルチキャストパケットの配信が実現できなくなる。

《中継システムの概略動作（実施の形態）》
そこで、図１の中継システムにおいて、複数のスイッチ装置（Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂ）は、予め個別の代表ＩＰアドレスが設定され、当該各代表ＩＰアドレスと、ＩＧＭＰ等のスヌーピングによって取得した各代表ＩＰアドレスの配下に属するマルチキャストグループと、の対応関係をコントロールプレーン１５を介して同期する。そして、Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂは、当該同期した情報に基づいて、受信したマルチキャストパケットを代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットに変換して所定のポートに送信する。また、Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂは、代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットを受信した際には、当該ユニキャストパケットをマルチキャストパケットに変換してスヌーピングに基づくポートに送信する。

図１の例で具体的に説明すると、Ｌ２ＳＷ１２ａには、代表ＩＰアドレスＩＰＡａが予め設定され、Ｌ２ＳＷ１２ｂには、代表ＩＰアドレスＩＰＡｂが予め設定される。Ｌ２ＳＷ１２ａは、トンネル終端部ＥＰ１，ＥＰ２からのＩＧＭＰパケット１７ａ，１７ｂをＬ３ＳＷ１３ａに中継する際に、当該ＩＧＭＰパケットを受信したポートと、当該ＩＧＭＰパケットに含まれるマルチキャストグループと、の対応関係を取得する。そして、Ｌ２ＳＷ１２ａは、この取得した対応関係を、ＩＧＭＰパケットの種別に基づいてスヌーピングテーブル１６ａに保持またはスヌーピングテーブル１６ａから消去する。

ＩＧＭＰパケット（言い換えれば要求パケット）は、マルチキャストグループへの参加要求を表すＩＧＭＰレポート（又はＩＧＭＰジョイン）と呼ばれるパケットと、マルチキャストグループからの離脱要求を表すＩＧＭＰリーブと呼ばれるパケットとが主に存在する。Ｌ２ＳＷ１２ａは、ＩＧＭＰレポートを中継する際には、前述した対応関係をスヌーピングテーブル１６ａに保持し、ＩＧＭＰリーブを中継する際には、前述した対応関係をスヌーピングテーブル１６ａから消去する。

図１の例では、ＩＧＭＰパケット１７ａ，１７ｂは、マルチキャストグループＧＡへの参加要求を表すＩＧＭＰレポートであるものとする。この場合、Ｌ２ＳＷ１２ａは、ＩＧＭＰパケット１７ａを受信したポートＰ［１］（ここではその識別子｛Ｐ［１］｝）と、ＩＧＭＰパケット１７ａに含まれるマルチキャストグループＧＡと、の対応関係をスヌーピングテーブル１６ａに保持する。また、Ｌ２ＳＷ１２ａは、ＩＧＭＰパケット１７ｂを受信したポートＰ［ｎ−１］（ここではその識別子｛Ｐ［ｎ−１］｝）と、ＩＧＭＰパケット１７ｂに含まれるマルチキャストグループＧＡと、の対応関係をスヌーピングテーブル１６ａに保持する。

同様に、Ｌ２ＳＷ１２ｂは、トンネル終端部ＥＰ３，ＥＰ４からのＩＧＭＰパケット１７ｃ，１７ｄをＬ３ＳＷ１３ｂに中継する際に、当該各ＩＧＭＰパケットを受信したポートと、当該各ＩＧＭＰパケットに含まれるマルチキャストグループと、の対応関係を取得する。ここでは、ＩＧＭＰパケット１７ｃ，１７ｄは、共に、マルチキャストグループＧＡへの参加要求を表すＩＧＭＰレポートであるものとする。

この場合、Ｌ２ＳＷ１２ｂは、ＩＧＭＰパケット１７ｃを受信したポートＰ［１］（ここではその識別子｛Ｐ［１］｝）と、ＩＧＭＰパケット１７ｃに含まれるマルチキャストグループＧＡと、の対応関係をスヌーピングテーブル１６ｂに保持する。同様に、Ｌ２ＳＷ１２ｂは、ＩＧＭＰパケット１７ｄを受信したポートＰ［ｎ−１］（ここではその識別子｛Ｐ［ｎ−１］｝）と、ＩＧＭＰパケット１７ｄに含まれるマルチキャストグループＧＡと、の対応関係をスヌーピングテーブル１６ｂに保持する。

このような機能は、所謂ＩＧＭＰスヌーピングとして知られている。ここでは、ＩＧＭＰを例としたが、ＩＧＭＰの代わりに、ＩＰｖ６で用いられるＭＬＤ（Multicast Listener Discovery）であってもよい。

さらに、スイッチ装置（例えばＬ２ＳＷ１２ａ）は、他のスイッチ装置（Ｌ２ＳＷ１２ｂ）のスヌーピングテーブル１６ｂに保持されるマルチキャストグループＧＡと、当該他のスイッチ装置（Ｌ２ＳＷ１２ｂ）に設定される代表ＩＰアドレス（ここではＩＰＡｂ）と、の対応関係をコントロールプレーン１５を介して取得する。そして、スイッチ装置（例えばＬ２ＳＷ１２ａ）は、当該取得した対応関係を自身のスヌーピングテーブル１６ａに登録する。その結果、スヌーピングテーブル１６ａは、図１に示すように、マルチキャストグループＧＡと、代表ＩＰアドレスＩＰＡｂとの対応関係を保持する。

なお、ここでは、必ずしも限定はされないが、当該コントロールプレーン１５を介して取得した対応関係は、ポートＰ［ｎ］（ここではその識別子｛Ｐ［ｎ］｝）に対応付けて登録される。ポートＰ［ｎ］は、Ｌ２ＳＷ１２ａに対して予め設定された、あるいはＬ２ＳＷ１２ａによって自動的に検出されたルータ（ここではＬ３ＳＷ１３ａ）用のポートである。

同様に、スイッチ装置（例えばＬ２ＳＷ１２ｂ）も、他のスイッチ装置（Ｌ２ＳＷ１２ａ）のスヌーピングテーブル１６ａに保持されるマルチキャストグループＧＡと、当該他のスイッチ装置（Ｌ２ＳＷ１２ａ）に設定される代表ＩＰアドレス（ここではＩＰＡａ）と、の対応関係をコントロールプレーン１５を介して取得する。そして、スイッチ装置（例えばＬ２ＳＷ１２ｂ）は、当該取得した対応関係を自身のスヌーピングテーブル１６ｂに登録する。その結果、スヌーピングテーブル１６ｂは、図１に示すように、マルチキャストグループＧＡと、代表ＩＰアドレスＩＰＡａと、の対応関係を保持する。ここでは、スヌーピングテーブル１６ａの場合と同様に、当該対応関係は、ポートＰ［ｎ］（ここではその識別子｛Ｐ［ｎ］｝）に対応付けて登録される。

また、図１の例では、Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂのそれぞれは、前述した自身のスヌーピング処理によって取得した情報を、自身の代表ＩＰアドレスに対応付けて自身のスヌーピングテーブル１６ａ，１６ｂに保持している。例えば、Ｌ２ＳＷ１２ａは、スヌーピング処理によって取得した、ポートＰ［１］，Ｐ［ｎ−１］と、マルチキャストグループＧＡと、の対応関係を自身の代表ＩＰアドレスＩＰＡａに対応付けてスヌーピングテーブル１６ａに保持している。

この場合、前述したように、Ｌ２ＳＷ１２ｂがコントロールプレーン１５を介してＬ２ＳＷ１２ａのスヌーピングテーブル１６ａの情報を取得する際に、Ｌ２ＳＷ１２ｂは、スヌーピングテーブル１６ａに保持されているマルチキャストグループＧＡと代表ＩＰアドレスＩＰＡａとの対応関係を取得すればよい。ただし、Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂのそれぞれは、自身の代表ＩＰアドレスを認識しているため、必ずしも、自身のスヌーピングテーブル１６ａ，１６ｂに自身の代表ＩＰアドレスを保持する必要はない。すなわち、例えば、Ｌ２ＳＷ１２ｂがＬ２ＳＷ１２ａのスヌーピングテーブル１６ａに含まれるマルチキャストグループＧＡの情報を取得する際に、Ｌ２ＳＷ１２ａは、当該情報に自身の代表ＩＰアドレスＩＰＡａを加えればよい。

図３は、図１に続く概略動作例を示すブロック図である。ここでは、図１の場合と同様に、トンネル終端部ＥＰ１が、仮想端末ＶＭ［１，１］から仮想端末ＶＭ［４，ｉ］を宛先とする内部Ｌ２フレーム４０を受信し、宛先の未学習に伴いフラッディングを行う場合を想定する。この場合、トンネル終端部ＥＰ１は、Ｌ２ＳＷ１２ａに向けて、外部ヘッダ４１の宛先ＩＰアドレスにマルチキャストグループＧＡに対応するＩＰアドレスを含んだマルチキャスト（ＭＣ）パケット２１を送信する。

Ｌ２ＳＷ１２ａは、このように、マルチキャストグループＧＡを宛先とするマルチキャストパケット２１を所定のポート（ここではＰ［１］）で受信した際に、スヌーピングテーブル１６ａに基づいてポートの抽出処理を行う。具体的には、Ｌ２ＳＷ１２ａは、スヌーピングテーブル１６ａに基づいて、自身のスヌーピング処理によって取得した（言い換えれば自身の代表ＩＰアドレスＩＰＡａに対応付けられた）ポートの中から当該マルチキャストグループＧＡに対応するポートを抽出する。これにより、Ｌ２ＳＷ１２ａは、ポートＰ［ｎ−１］を抽出する。なお、ポートＰ［１］は、マルチキャストパケット２１を受信したポートであるため、抽出対象から除外される。Ｌ２ＳＷ１２ａは、当該マルチキャストパケット２１を、この抽出したポートＰ［ｎ−１］に中継する。

さらに、Ｌ２ＳＷ１２ａは、マルチキャストグループＧＡを宛先とするマルチキャストパケット２１を所定のポート（ここではＰ［１］）で受信した際に、スヌーピングテーブル１６ａに基づいて、自身を除く他のＬ２ＳＷ１２に設定され、かつ当該マルチキャストグループＧＡに対応する単数または複数の代表ＩＰアドレスを抽出する。図３の例では、Ｌ２ＳＷ１２ａは、代表ＩＰアドレスＩＰＡｂを抽出する。

続いて、Ｌ２ＳＷ１２ａは、所定のポートで受信したマルチキャストパケット２１を、スヌーピングテーブル１６ａに基づいて抽出した代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットに変換する。この例では、Ｌ２ＳＷ１２ａは、マルチキャストパケット２１を、代表ＩＰアドレスＩＰＡｂを宛先（宛先ＩＰアドレス）とするユニキャストパケット２２に変換する。

図４は、図３のＬ２ＳＷ（スイッチ装置）の変換処理によって生成されるユニキャストパケット（フレーム）のフォーマット例を示す概略図である。図４に示すように、Ｌ２ＳＷ１２ａは、具体的には、図２に示したフォーマットを持つマルチキャストパケット２１（ＶＸＬＡＮフレーム５０）を、自身の代表ＩＰアドレスＩＰＡａを送信元とし、抽出した代表ＩＰアドレスＩＰＡｂを宛先とするＩＰヘッダ５１でカプセル化することで、ユニキャストパケット２２に変換する。この際に、特に限定はされないが、Ｌ２ＳＷ１２ａは、ユニキャストパケット（フレーム）２２のイーサネットヘッダ５２に含まれる送信元ＭＡＣアドレスを自身のＭＡＣアドレスとし、宛先ＭＡＣアドレスをＬ３ＳＷ１３ａのＭＡＣアドレスとする。

次いで、Ｌ２ＳＷ１２ａは、スヌーピングテーブル１６ａに基づき、代表ＩＰアドレスＩＰＡｂを宛先とするユニキャストパケット２２を、それに対応するポートＰ［ｎ］に送信する。当該ポートＰ［ｎ］から送信されたユニキャストパケット２２は、Ｌ３ＳＷ１３ａ、Ｌ３ネットワーク１４、およびＬ３ＳＷ１３ｂを介してＬ２ＳＷ１２ｂに転送される。

Ｌ２ＳＷ１２ｂは、自身に設定される代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットを所定のポートで受信した際に、当該ユニキャストパケットをマルチキャストパケットに変換する。したがって、Ｌ２ＳＷ１２ｂは、ユニキャストパケット２２をポートＰ［ｎ］で受信した際に、それに含まれる宛先ＩＰアドレスが自身に設定される代表ＩＰアドレスＩＰＡｂであるため、当該ユニキャストパケット２２をマルチキャストパケットに変換する。具体的には、Ｌ２ＳＷ１２ｂは、図４に示したＩＰヘッダ５１およびイーサネットヘッダ５２を取り外す（すなわちデカプセル化する）ことで、マルチキャストパケットに変換（言い換えれば復元）する。

Ｌ２ＳＷ１２ｂは、当該変換処理によって生成したマルチキャストパケットに対して、その宛先ＩＰアドレス（図２のＩＰヘッダ４４内の宛先ＩＰアドレスに該当）に格納された情報からマルチキャストグループＧＡを認識する。Ｌ２ＳＷ１２ｂは、スヌーピングテーブル１６ｂに基づいて、自身のスヌーピング処理によって取得した（言い換えれば自身の代表ＩＰアドレスＩＰＡｂに対応付けられた）ポートの中から、当該マルチキャストグループＧＡに対応するポートを抽出する。これにより、Ｌ２ＳＷ１２ｂは、ポートＰ［１］，Ｐ［ｎ−１］を抽出し、当該ポートＰ［１］，Ｐ［ｎ−１］に、変換後のマルチキャストパケット２１ａ，２１ｂをそれぞれ送信する。

トンネル終端部ＥＰ２，ＥＰ３は、それぞれ、マルチキャストパケット２１，２１ａを受信し、図２のカプセル化用の外部ヘッダ４１を取り外して内部Ｌ２フレーム４０を復元する。トンネル終端部ＥＰ２，ＥＰ３は、共に、内部Ｌ２フレーム４０に含まれる宛先ＭＡＣアドレス（ここでは仮想端末ＶＭ［４，ｉ］のＭＡＣアドレス）が自身の配下に存在しないため、フラッディングを行う。具体的には、トンネル終端部ＥＰ２，ＥＰ３は、当該内部Ｌ２フレーム４０を、それぞれ、マルチキャストパケット２１，２１ａに含まれるＶＸＬＡＮ識別子と同一のＶＸＬＡＮ識別子を持つ配下の仮想端末ＶＭにフラッディングする。

一方、トンネル終端部ＥＰ４は、マルチキャストパケット２１ｂを受信し、カプセル化用の外部ヘッダ４１を取り外して内部Ｌ２フレーム４０を復元する。トンネル終端部ＥＰ４は、内部Ｌ２フレーム４０に含まれる宛先ＭＡＣアドレス（ここでは仮想端末ＶＭ［４，ｉ］のＭＡＣアドレス）が自身の配下に存在するため、当該内部Ｌ２フレーム４０を、仮想端末ＶＭ［４，ｉ］に送信する。

以上のように、図１および図３の中継システムおよびスイッチ装置を用いることで、Ｌ３ネットワーク１４がマルチキャストパケットの通過を禁止している場合であっても、それをユニキャストパケットに変換することで等価的にマルチキャスト通信を実現することができる。加えて、Ｌ３ＳＷ１３ａ，Ｌ３ＳＷ１３ｂがＰＩＭ等に対応していない場合であってもマルチキャスト通信を実現することができる。この際には、Ｌ２ＳＷ（スイッチ装置）１２ａ，１２ｂのスヌーピング情報を利用し、それを同期する仕組みによってユニキャストパケットへの変換を行っているため、簡素な仕組みでマルチキャスト通信を実現可能になる。

すなわち、特許文献１や特許文献２のように、マルチキャスト通信に先立つ準備として、受信側のパケット変換装置（具体的には、ゲートウエイやルータ）から送信側のパケット変換装置に向けて煩雑な通信を行う必要がなく、単に、コントロールプレーン１５を介してスヌーピングテーブル１６ａ，１６ｂの同期を適宜行えばよい。このように、簡素な仕組みでマルチキャスト通信を実現可能になるため、処理負荷を低減できる。

《スイッチ装置の構成》
図５は、図１の中継システムにおいて、そのＬ２ＳＷ（スイッチ装置）の主要部の概略構成例を示すブロック図である。図４に示すＬ２ＳＷ（スイッチ装置）１２は、複数（ここではｎ個）のポートＰ［１］〜Ｐ［ｎ］と、フレーム（パケット）処理部２５と、テーブルユニット２６と、スヌーピングテーブル同期部２７と、を備える。テーブルユニット２６は、アドレステーブルＦＤＢと、スヌーピングテーブル１６とを備える。アドレステーブルＦＤＢは、広く知られているように、複数のポートＰ［１］〜Ｐ［ｎ］と、当該複数のポートの先に存在するＭＡＣアドレスとの対応関係を保持する。スヌーピングテーブル１６は、図１および図３に示したスヌーピングテーブル１６ａ，１６ｂに該当する。

フレーム（パケット）処理部２５は、受信用パケット変換部２８と、送信用パケット変換部２９と、ＦＤＢ処理部３０と、スヌーピング部３１と、送信部３２と、を備える。ＦＤＢ処理部３０は、広く知られているように、アドレステーブルＦＤＢを用いた送信元の学習と宛先の検索を行う。具体的には、ＦＤＢ処理部３０は、複数のポートＰ［１］〜Ｐ［ｎ］でフレームを受信した際に、当該フレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスと当該フレームを受信したポートと、の対応関係をアドレステーブルＦＤＢに学習する。また、ＦＤＢ処理部３０は、当該フレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスを検索キーとしてアドレステーブルＦＤＢを検索し、宛先のポートを決定する。

受信用パケット変換部２８、送信用パケット変換部２９、スヌーピング部３１およびスヌーピングテーブル同期部２７は、図１および図３で述べたような処理を行う。すなわち、スヌーピング部３１は、マルチキャストグループへの参加要求またはマルチキャストグループからの離脱要求を表す要求パケット（例えばＩＧＭＰレポートまたはＩＧＭＰリーブ）を所定のルータに向けて中継する際に、スヌーピング処理を行う。具体的には、スヌーピング部３１は、当該要求パケットを受信したポートと、当該要求パケットに含まれるマルチキャストグループと、の対応関係を取得する。

スヌーピングテーブル１６は、スヌーピング部３１によって取得された、ポートと、マルチキャストグループと、の対応関係を、参加要求または離脱要求に応じて保持または消去する。この際に、特に限定はされないが、スヌーピングテーブル１６は、図１で述べたように、当該対応関係を、自身の代表ＩＰアドレスに対応付けて保持する。スヌーピングテーブル同期部２７は、自身を除く他のＬ２ＳＷ１２のスヌーピングテーブル１６に保持されるマルチキャストグループと、当該他のスイッチ装置Ｌ２ＳＷ１２に設定される代表ＩＰアドレスと、の対応関係をコントロールプレーン１５を介して取得し、当該取得した対応関係を自身のスヌーピングテーブル１６に登録する。

送信用パケット変換部２９は、マルチキャストグループを宛先とするマルチキャストパケットを所定のポートで受信した際に、スヌーピングテーブル１６に基づいて、他のスイッチ装置に設定され、かつ当該マルチキャストグループに対応する単数または複数の代表ＩＰアドレスを抽出する。そして、送信用パケット変換部２９は、当該マルチキャストパケットを、抽出した代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットに変換する。具体的には、送信用パケット変換部２９は、図３で述べたように、カプセル化によってユニキャストパケットに変換する。

受信用パケット変換部２８は、自身に設定される代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットを受信した際に、当該ユニキャストパケットをマルチキャストパケットに変換する。具体的には、受信用パケット変換部２８は、図３で述べたように、デカプセル化によってマルチキャストパケットに変換する。

また、スヌーピング部３１は、前述した要求パケットのスヌーピング処理に加えて、受信したマルチキャストパケットに対応するポートの抽出処理も行う。具体的には、スヌーピング部３１は、マルチキャストグループを宛先とするマルチキャストパケットを受信した際に、そのマルチキャストグループを認識する。そして、スヌーピング部３１は、スヌーピングテーブル１６に基づいて、要求パケットの中継に伴い自身のスヌーピング処理で取得した（言い換えれば自身の代表ＩＰアドレスに対応付けられた）ポートの中から、当該マルチキャストグループに対応するポートを抽出する。

ここで、スヌーピング部３１がマルチキャストパケットを受信する状況は、２通り存在する。１通り目は、図３のＬ２ＳＷ１２ａの場合のように、所定のポート（図３ではポートＰ［１］）でマルチキャストパケットを受信した際である。２通り目は、図３のＬ２ＳＷ１２ｂの場合のように、受信用パケット変換部２８からマルチキャストパケットを受信した際である。

送信部３２は、複数のポートＰ［１］〜Ｐ［ｎ］で受信したフレームを、ＦＤＢ処理部３０で決定された宛先のポートに中継する。また、送信部３２は、前述したように、２通りの場合でスヌーピング部３１によって抽出されたポートに、マルチキャストパケットを中継（または送信）する。さらに、送信部３２は、送信用パケット変換部２９での変換によって生成されたユニキャストパケットを、スヌーピングテーブル１６に基づく所定のポート（すなわちルータ用のポートＰ［ｎ］）に送信する。

《中継システムおよびスイッチ装置の詳細動作》
図６は、図１の中継システムにおいて、そのＬ２ＳＷ（スイッチ装置）が行うスヌーピング処理の処理内容の一例を示すフロー図である。図６において、Ｌ２ＳＷ（スイッチ装置）１２（具体的にはスヌーピング部３１）は、マルチキャスト（ＭＣ）用の要求パケット（例えばＩＧＭＰレポートまたはＩＧＭＰリーブ）を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。要求パケットを受信していない場合、Ｌ２ＳＷ１２は、処理を終了する。

一方、要求パケットを受信した場合、Ｌ２ＳＷ１２（スヌーピング部３１）は、スヌーピングテーブル１６を更新する（ステップＳ１０２）。具体的には、Ｌ２ＳＷ１２（スヌーピング部３１）は、前述したように、要求パケットが参加要求の際には登録を行い、離脱要求の際には消去を行う。続いて、Ｌ２ＳＷ１２（具体的にはスヌーピングテーブル同期部２７）は、スヌーピングテーブル１６に変更が生じたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。Ｌ２ＳＷ１２（スヌーピングテーブル同期部２７）は、変更が生じた場合には、当該変更内容をコントロールプレーン１５に通知し（ステップＳ１０４）、変更が生じていない場合には、スヌーピング処理を終了する。

図７は、図１の中継システムにおいて、そのコントロールプレーンが行う処理内容の一例を示すフロー図である。図７において、コントロールプレーン１５は、図６のステップＳ１０４に伴う変更内容の通知を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。変更内容の通知を受信していない場合、コントロールプレーン１５は、処理を終了する。一方、変更内容の通知を受信した場合、コントロールプレーン１５は、受信した変更内容を、当該変更内容の送信元を除く各Ｌ２ＳＷ１２に通知する（ステップＳ２０２）。

図８は、図１の中継システムにおいて、そのＬ２ＳＷ（スイッチ装置）が行うスヌーピングテーブル同期処理の処理内容の一例を示すフロー図である。図８において、Ｌ２ＳＷ１２（具体的にはスヌーピングテーブル同期部２７）は、図７のステップＳ２０２に伴う変更内容の通知を受信したか否かを判定する（ステップＳ３０１）。変更内容の通知を受信していない場合、Ｌ２ＳＷ１２（スヌーピングテーブル同期部２７）は、処理を終了する。一方、変更内容の通知を受信した場合、Ｌ２ＳＷ１２（スヌーピングテーブル同期部２７）は、受信した変更内容に基づきスヌーピングテーブル１６を更新する（ステップＳ３０２）。

このように、スヌーピングテーブル同期部２７は、自身のスヌーピング部３１に伴い自身のスヌーピングテーブル１６に変更が生じた場合に、当該変更内容をコントロールプレーン１５を介して他のＬ２ＳＷ１２のスヌーピングテーブル同期部２７に通知する。これによって、少ない通信量で各Ｌ２ＳＷ１２のスヌーピングテーブル１６の同期を実現できる。

ただし、必ずしも、このような方式に限定されるものではなく、その他の同期方式を用いることが可能である。例えば、各Ｌ２ＳＷ１２のスヌーピングテーブル同期部２７は、コントロールプレーン１５を基準として、コントロールプレーン１５に対して定期的に同期を取るような方式であってもよい。または、このような定期的な同期方式と、図６〜図８に示したような変更の発生をトリガとする同期方式とを組み合わせてもよい。

図９は、図１の中継システムにおいて、そのＬ２ＳＷ（スイッチ装置）が行うフレーム（パケット）受信処理の処理内容の一例を示すフロー図である。図１０は、図９における、スヌーピングに伴うポートの抽出処理の処理内容の一例を示すフロー図である。図９に示すように、Ｌ２ＳＷ１２（具体的にはフレーム（パケット）処理部２５）は、まず、受信したパケットの種別を判別する（ステップＳ４０１）。その結果、Ｌ２ＳＷ（フレーム（パケット）処理部２５）は、受信したパケットがユニキャストパケットの場合には、ステップＳ４０３へ移行し、マルチキャストパケットの場合には、ステップＳ４１０へ移行する（ステップＳ４０２，Ｓ４０９）。

具体的には、Ｌ２ＳＷ（フレーム（パケット）処理部２５）は、例えば、ＩＰヘッダ４４内の宛先ＩＰアドレスまたはイーサネットヘッダ４５内の宛先ＭＡＣアドレスがユニキャスト用であるかマルチキャスト用であるか等でステップＳ４０１の判別を行う。なお、実際には、ステップＳ４０１において、図６に示したように、受信したパケットがＭＣ用要求パケットであるか否かの判定も併せて行われる。

ステップＳ４０３において、Ｌ２ＳＷ１２（具体的には受信用パケット変換部２８）は、受信したユニキャストパケットが自身の代表ＩＰアドレス宛か否かを判別する（ステップＳ４０３）。自身の代表ＩＰアドレス宛の場合、Ｌ２ＳＷ１２（受信用パケット変換部２８）は、ユニキャストパケットをマルチキャストパケットに変換する（ステップＳ４０４）。具体的には、Ｌ２ＳＷ１２（受信用パケット変換部２８）は、ユニキャストパケットに対してデカプセル化を行う。

続いて、Ｌ２ＳＷ１２（具体的にはスヌーピング部３１）は、図１０に示すようなスヌーピングに伴うポートの抽出処理を行う（ステップＳ４０５）。図１０において、Ｌ２ＳＷ１２（スヌーピング部３１）は、スヌーピングテーブル１６を検索する（ステップＳ５０１）。そして、Ｌ２ＳＷ１２（スヌーピング部３１）は、スヌーピングテーブル１６に基づき、自身のスヌーピング処理（図６）によって取得したポートの中から、ステップＳ４０４での変換によって生成されたマルチキャストパケットのマルチキャストグループに対応するポートを抽出する（ステップＳ５０２）。この際に、自身のスヌーピング処理（図６）によって取得したポートは、図１および図３のスヌーピングテーブル１６の例では、自身の代表ＩＰアドレスに対応付けられたポートとなる。

このステップＳ４０５に続いて、Ｌ２ＳＷ１２（具体的には送信部３２）は、ステップＳ４０５で抽出された各ポートに、マルチキャストパケットを送信する（ステップＳ４０６）。

一方、ステップＳ４０３で、自身の代表ＩＰアドレス宛ではない場合、Ｌ２ＳＷ１２（具体的にはＦＤＢ処理部３０）は、アドレステーブルＦＤＢの学習と検索を行う（ステップＳ４０７）。すなわち、Ｌ２ＳＷ１２（ＦＤＢ処理部３０）は、受信したユニキャストパケット（フレーム）のイーサネットヘッダ４５に含まれる送信元ＭＡＣアドレスをアドレステーブルＦＤＢに学習する。また、Ｌ２ＳＷ１２（ＦＤＢ処理部３０）は、受信したユニキャストパケット（フレーム）のイーサネットヘッダ４５に含まれる宛先ＭＡＣアドレスを検索キーとしてアドレステーブルＦＤＢを検索する。続いて、ステップＳ４０８において、Ｌ２ＳＷ１２（具体的には送信部３２）は、ステップＳ４０７での検索結果に基づくポートに、受信したユニキャストパケットを中継する。

ステップＳ４１０において、Ｌ２ＳＷ１２（具体的にはスヌーピング部３１）は、図１０に示したスヌーピングに伴うポートの抽出処理を行う。すなわち、Ｌ２ＳＷ１２（スヌーピング部３１）は、スヌーピングテーブル１６に基づき、受信したマルチキャストパケットのマルチキャストグループに対応するポートを抽出する。続いて、Ｌ２ＳＷ１２（具体的には送信部３２）は、ステップＳ４１０で抽出された各ポートに、マルチキャストパケットを中継する（ステップＳ４１１）。

次に、Ｌ２ＳＷ１２（具体的には送信用パケット変換部２９）は、スヌーピングテーブル１６を検索し、他のスイッチ装置に設定される代表ＩＰアドレスの中から、受信したマルチキャストパケットのマルチキャストグループに対応する単数または複数の代表ＩＰアドレスを抽出する（ステップＳ４１２）。続いて、Ｌ２ＳＷ１２（送信用パケット変換部２９）は、当該マルチキャストパケットを、ステップＳ４１２で抽出した代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットに変換する（ステップＳ４１３）。

そして、Ｌ２ＳＷ１２（具体的には送信部３２）は、ステップＳ４１３での変換によって生成された各ユニキャストパケットを、所定のポートに送信する（ステップＳ４１４）。当該所定のポートは、ルータ用のポートＰ［ｎ］であり、例えば図１および図３のスヌーピングテーブル１６の例では、各代表ＩＰアドレスに対応して保持されている。

以上、本実施の形態１の中継システムおよびスイッチ装置を用いることで、代表的には、簡素な仕組みでマルチキャスト通信が実現可能になる。

（実施の形態２）
《中継システム（コントロールプレーン）の概略構成》
本実施の形態２では、実施の形態１で述べたコントロールプレーン１５の詳細な構成例について説明する。図１１は、本発明の実施の形態２による中継システムにおいて、その概略構成例を示すブロック図である。図１２は、図１１とは異なる概略構成例を示すブロック図である。図１１および図１２に示す中継システムは、図１の中継システムと同様の構成を備え、加えて、コントロールプレーン１５の詳細が示されたものとなっている。以下、コントロールプレーン１５に関する説明を行い、その他に関しては、実施の形態１の場合と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図１１に示すコントロールプレーン１５は、複数の管理サーバ３５ａ，３５ｂと、複数の管理サーバ３５ａ，３５ｂの間を接続する管理ネットワークとを備える。管理サーバ３５ａ，３５ｂは、それぞれ、Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂが持つ管理用の専用ポートＰｃに接続される。管理ネットワークは、ここでは、管理サーバ３５ａ，３５ｂにそれぞれ接続されるＬ３ＳＷ３６ａ，３６ｂと、Ｌ３ＳＷ３６ａとＬ３ＳＷ３６ｂとの間を接続する管理用の専用ネットワークとで構成される。当該専用ネットワークは、特に限定はされないが、例えば、Ｌ３ネットワーク１４を利用して構成される。

一方、図１２に示すコントロールプレーン１５は、図１１の場合と異なり、管理サーバ３５ａ，３５ｂが、それぞれ、Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂの通常用のポート（イーサネット用のポート）Ｐ［ｍ］に接続された構成となっている。そして、複数の管理サーバ３５ａ，３５ｂの間を接続する管理ネットワークは、Ｌ２ＳＷ１２ａとＬ２ＳＷ１２ｂとの間のＬ３ネットワーク１４を介した通常のデータ転送経路を併用する形で構築される。

図１１および図１２において、例えば、情報処理部１１ａ，１１ｂが拠点Ａに、情報処理部１１ｃ，１１ｄが拠点Ａとは離れた拠点Ｂに配置されるような場合、各拠点毎に管理サーバが配置されるような場合が多い。管理サーバ３５ａ，３５ｂは、このような各拠点毎の管理サーバを利用して構築することができる。この場合、コントロールプレーン１５を、装置等を別途追加することなく実現できるため、低コスト化等が図れる。例えば、既存の管理サーバに図７に示したような処理を行うソフトウェアを実装すること等で、実施の形態１で述べたスヌーピングテーブル同期部２７の間の通信を制御することが可能になる。

また、図１２では、図１１の場合と異なり、管理サーバ３５ａ，３５ｂは、Ｌ３ネットワーク１４を介した所謂インバンド管理によって、実施の形態１で述べたスヌーピングテーブル同期部２７の間の通信を制御する。インバンド管理を行うことで、図１１の場合と異なり、専用ネットワークが不要となるため、コスト等の観点で更なる有益性が得られる場合がある。なお、インバンド管理を行う場合、場合によっては、１台の管理サーバでコントロールプレーン１５を実現することも可能である。

（実施の形態３）
《中継システムの概略動作（変形例）》
前述した実施の形態１では、例えば、データセンタ等のネットワークの一例として、Ｌ３ネットワーク１４に２箇所の拠点Ａ，Ｂが接続される場合を想定して説明を行ったが、本実施の形態３では、３箇所の拠点が接続される場合を想定する。図１３は、本発明の実施の形態３による中継システムにおいて、その概略構成例および概略動作例を示すブロック図である。図１３に示す中継システムは、図１に示した中継システムに対して、更に、情報処理部１１ｅと、Ｌ２ＳＷ１２ｃと、Ｌ３ＳＷ１３ｃと、が追加された構成となっている。なお、図１３のＬ２ＳＷ１２ａ，１２ｂにそれぞれ接続される情報処理部１１に関しては、記載の便宜上、図１における情報処理部１１ａ，１１ｄが代表的に図示されている。

情報処理部１１ｅは、トンネル終端部ＥＰ５と、仮想端末ＶＭ［５，ｉ］と、を備える。トンネル終端部ＥＰ５は、Ｌ２ＳＷ１２ｃのポートＰ［２］に接続される。Ｌ２ＳＷ１２ｃのポート（ルータ用のポート）Ｐ［ｎ］は、Ｌ３ＳＷ１３ｃを介してＬ３ネットワーク１４に接続される。Ｌ２ＳＷ１２ｃには、代表ＩＰアドレスＩＰＡｃが予め設定されている。また、コントロールプレーン１５には、Ｌ２ＳＷ１２ａ，１２ｂに加えてＬ２ＳＷ１２ｃも接続される。例えば、情報処理部１１ｅは、情報処理部１１ａを含む拠点Ａおよび情報処理部１１ｄを含む拠点Ｂとは離れた拠点Ｃに設置される。

このような構成において、図１３の例では、情報処理部１１ａのトンネル終端部ＥＰ１は、Ｌ２ＳＷ１２ａに向けてマルチキャストグループＧＡへの参加要求となるＩＧＭＰパケット（ＩＧＭＰレポート）１７ａを送信している。同様に、情報処理部１１ｄ，１１ｅのトンネル終端部ＥＰ４，ＥＰ５は、それぞれ、Ｌ２ＳＷ１２ｂ，１２ｃに向けてマルチキャストグループＧＡへの参加要求となるＩＧＭＰパケット（ＩＧＭＰレポート）１７ｄ，１７ｅを送信している。

Ｌ２ＳＷ１２ａ〜１２ｃのそれぞれは、実施の形態１と同様の方式によってスヌーピング処理を行い、さらに、コントロールプレーン１５を介してスヌーピングテーブルの同期を行う。その結果、Ｌ２ＳＷ１２ａ〜１２ｃには、それぞれ、図１４に示すようなスヌーピングテーブル１６ａ〜１６ｃが保持される。図１４は、図１３の中継システムにおいて、その各Ｌ２ＳＷ（スイッチ装置）に保持されるスヌーピングテーブルの内容例を示す図である。

Ｌ２ＳＷ１２ａのスヌーピングテーブル１６ａには、Ｌ２ＳＷ１２ａのスヌーピング部３１によって取得されたマルチキャストグループＧＡと、ポート識別子｛Ｐ［１］｝と、の対応関係が保持される。特に限定はされないが、当該対応関係は、図１の場合と同様に、Ｌ２ＳＷ１２ａの代表ＩＰアドレスＩＰＡａに対応付けて保持される。同様に、Ｌ２ＳＷ１２ｂのスヌーピングテーブル１６ｂには、Ｌ２ＳＷ１２ｂのスヌーピング部３１によって取得されたマルチキャストグループＧＡと、ポート識別子｛Ｐ［ｎ−１］｝と、の対応関係がＬ２ＳＷ１２ｂの代表ＩＰアドレスＩＰＡｂに対応付けて保持される。Ｌ２ＳＷ１２ｃのスヌーピングテーブル１６ｃには、Ｌ２ＳＷ１２ｃのスヌーピング部３１によって取得されたマルチキャストグループＧＡと、ポート識別子｛Ｐ［２］｝と、の対応関係がＬ２ＳＷ１２ｃの代表ＩＰアドレスＩＰＡｃに対応付けて保持される。

また、Ｌ２ＳＷ１２ａのスヌーピングテーブル１６ａには、Ｌ２ＳＷ１２ｂのスヌーピングテーブル１６ｂからコントロールプレーン１５を介して取得したマルチキャストグループＧＡと、代表ＩＰアドレスＩＰＡｂと、の対応関係が保持される。さらに、当該スヌーピングテーブル１６ａには、Ｌ２ＳＷ１２ｃのスヌーピングテーブル１６ｃからコントロールプレーン１５を介して取得したマルチキャストグループＧＡと、代表ＩＰアドレスＩＰＡｃと、の対応関係が保持される。特に限定はされないが、これらの対応関係は、図１の場合と同様に、ルータ用のポートＰ［ｎ］のポート識別子｛Ｐ［ｎ］｝に対応付けて保持される。

同様に、Ｌ２ＳＷ１２ｂのスヌーピングテーブル１６ｂには、他のＬ２ＳＷ１２ａ，１２ｃのスヌーピングテーブル１６ａ，１６ｃからコントロールプレーン１５を介してそれぞれ取得したマルチキャストグループＧＡと、代表ＩＰアドレスＩＰＡａ，ＩＰＡｃと、の対応関係がポート識別子｛Ｐ［ｎ］｝に対応付けて保持される。Ｌ２ＳＷ１２ｃのスヌーピングテーブル１６ｃには、他のＬ２ＳＷ１２ａ，１２ｂのスヌーピングテーブル１６ａ，１６ｂからコントロールプレーン１５を介してそれぞれ取得したマルチキャストグループＧＡと、代表ＩＰアドレスＩＰＡａ，ＩＰＡｂと、の対応関係がポート識別子｛Ｐ［ｎ］｝に対応付けて保持される。

図１５は、図１３に続く概略動作例を示すブロック図である。ここでは、図３の場合と同様に、トンネル終端部ＥＰ１が、仮想端末ＶＭ［１，１］から仮想端末ＶＭ［４，ｉ］を宛先とする内部Ｌ２フレーム４０を受信し、宛先の未学習に伴いフラッディングを行う場合を想定する。この場合、トンネル終端部ＥＰ１は、Ｌ２ＳＷ１２ａに向けて、外部ヘッダ４１の宛先ＩＰアドレスにマルチキャストグループＧＡに対応するＩＰアドレスを含んだマルチキャスト（ＭＣ）パケット２１を送信する。

Ｌ２ＳＷ１２ａは、マルチキャストグループＧＡを宛先とするマルチキャストパケット２１を受信した際に、スヌーピングテーブル１６ａに基づいて、自身を除く他のＬ２ＳＷ１２に設定され、かつ当該マルチキャストグループＧＡに対応する単数または複数の代表ＩＰアドレスを抽出する。図１４の例では、Ｌ２ＳＷ１２ａは、代表ＩＰアドレスＩＰＡｂ，ＩＰＡｃを抽出する。

続いて、Ｌ２ＳＷ１２ａは、受信したマルチキャストパケット２１を、スヌーピングテーブル１６ａに基づいて抽出した代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットに変換する。この例では、Ｌ２ＳＷ１２ａは、マルチキャストパケット２１を、代表ＩＰアドレスＩＰＡｂを宛先（宛先ＩＰアドレス）とするユニキャストパケット２２ａと、代表ＩＰアドレスＩＰＡｃを宛先（宛先ＩＰアドレス）とするユニキャストパケット２２ｂと、に変換する。具体的には、Ｌ２ＳＷ１２ａは、実施の形態１の場合と同様に、カプセル化によってユニキャストパケットに変換する。

次いで、Ｌ２ＳＷ１２ａは、スヌーピングテーブル１６ａに基づき、ユニキャストパケット２２ａ，２２ｂを、それぞれ、対応するポートＰ［ｎ］に送信する。ユニキャストパケット２２ａは、Ｌ３ＳＷ１３ａ、Ｌ３ネットワーク１４、およびＬ３ＳＷ１３ｂを介してＬ２ＳＷ１２ｂに転送される。また、ユニキャストパケット２２ｂは、Ｌ３ＳＷ１３ａ、Ｌ３ネットワーク１４、およびＬ３ＳＷ１３ｃを介してＬ２ＳＷ１２ｃに転送される。

Ｌ２ＳＷ１２ｂ，１２ｃは、それぞれ、自身に設定される代表ＩＰアドレスＩＰＡｂ，ＩＰＡｃを宛先とするユニキャストパケット２２ａ，２２ｂを受信したため、当該ユニキャストパケットをマルチキャストパケット２１ｄ，２１ｅに変換する。具体的には、Ｌ２ＳＷ１２ｂ，１２ｃは、実施の形態１の場合と同様に、それぞれ、デカプセル化によってマルチキャストパケットに変換する。

Ｌ２ＳＷ１２ｂは、マルチキャストパケット２１ｄを、図９のステップＳ４０５および図１０で述べたスヌーピングに伴うポートの抽出処理に基づいて抽出したポート（ここではポートＰ［ｎ−１］）に送信する。同様に、Ｌ２ＳＷ１２ｃは、マルチキャストパケット２１ｅを、前述したスヌーピングに伴うポートの抽出処理に基づいて抽出したポート（ここではポートＰ［２］）に送信する。

以上のように、本実施の形態３の中継システムおよびスイッチ装置は、実施の形態１で述べたように、簡素な仕組みでマルチキャスト通信を実現しているため、拠点数が増えた場合であっても容易に対応可能である。すなわち、単に、各拠点のＬ２ＳＷ１２の間でコントロールプレーン１５を介してスヌーピングテーブル１６の同期を行うことで、拠点数の増加に対応することができる。

なお、例えば、前述した特許文献１には、このような３箇所以上の拠点が存在する場合は特に想定されていない。また、特許文献２には、Ｌ３ネットワーク（ＷＡＮ）内の中継装置に分岐点を設け、この分岐の状態をツリーＩＤで管理する方式が示されている。ただし、この場合、拠点数が増加するほど、マルチキャスト通信に先立つ準備が複雑化し、また、分岐点をどこに定めるか等で新たな工夫が必要とされる恐れがある。

以上、本発明者によってなされた発明を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で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、前述した実施の形態では、自身のスヌーピング部３１によって取得したスヌーピング情報と、他のスイッチ装置からコントロールプレーン１５を介して取得したスヌーピング情報とを、１個のスヌーピングテーブル１６で保持したが、２個のスヌーピングテーブルに分けて保持してもよい。

１１，１１ａ〜１１ｅ 情報処理部
１２，１２ａ〜１２ｃ Ｌ２ＳＷ
１３ａ〜１３ｃ，３６ａ，３６ｂ Ｌ３ＳＷ
１４ Ｌ３ネットワーク
１５ コントロールプレーン
１６，１６ａ〜１６ｃ スヌーピングテーブル
１７ａ〜１７ｅ ＩＧＭＰパケット
１８ 通信回線
２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｄ，２１ｅ マルチキャストパケット
２２，２２ａ，２２ｂ ユニキャストパケット
２５ フレーム（パケット）処理部
２６ テーブルユニット
２７ スヌーピングテーブル同期部
２８ 受信用パケット変換部
２９ 送信用パケット変換部
３０ ＦＤＢ処理部
３１ スヌーピング部
３２ 送信部
３５ａ，３５ｂ 管理サーバ
４０ 内部Ｌ２フレーム
４１ 外部ヘッダ
４２ ＶＸＬＡＮヘッダ
４３ ＵＤＰヘッダ
４４，５１ ＩＰヘッダ
４５，５２ イーサネットヘッダ
５０ ＶＸＬＡＮフレーム
ＥＰ，ＥＰ１〜ＥＰ５ トンネル終端部
ＦＤＢ アドレステーブル
Ｐ［１］〜Ｐ［ｎ］ ポート
Ｐｃ 専用ポート
ＶＭ，ＶＭ［１，１］，ＶＭ［１，ｉ］，ＶＭ［２，１］，ＶＭ［２，ｉ］，ＶＭ［３，１］，ＶＭ［４，ｉ］，ＶＭ［５，ｉ］ 仮想端末

Claims (10)

1. それぞれ異なる代表ＩＰアドレスが設定される複数のスイッチ装置と、
   前記複数のスイッチ装置の間を接続するレイヤ３ネットワークと、
   前記複数のスイッチ装置に接続されるコントロールプレーンと、
   を有する中継システムであって、
   前記複数のスイッチ装置のそれぞれは、
   マルチキャストグループへの参加要求またはマルチキャストグループからの離脱要求を表す要求パケットを所定のルータに向けて中継する際に、前記要求パケットを受信したポートと、前記要求パケットに含まれるマルチキャストグループと、の対応関係を取得するスヌーピング部と、
   前記スヌーピング部によって取得された、ポートと、マルチキャストグループと、の対応関係を、前記参加要求または前記離脱要求に応じて保持または消去するスヌーピングテーブルと、
   自身を除く他のスイッチ装置の前記スヌーピングテーブルに保持されるマルチキャストグループと、前記他のスイッチ装置に設定される前記代表ＩＰアドレスと、の対応関係を前記コントロールプレーンを介して取得し、当該取得した対応関係を自身の前記スヌーピングテーブルに登録するスヌーピングテーブル同期部と、
   マルチキャストグループを宛先とするマルチキャストパケットを所定のポートで受信した際に、前記スヌーピングテーブルに基づいて、当該マルチキャストグループに対応する単数または複数の前記代表ＩＰアドレスを抽出し、前記マルチキャストパケットを、抽出した前記代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットに変換する送信用パケット変換部と、
   自身に設定される前記代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットを所定のポートで受信した際に、当該ユニキャストパケットをマルチキャストパケットに変換する受信用パケット変換部と、
   を有する、中継システム。
2. 請求項１記載の中継システムにおいて、
   前記送信用パケット変換部は、前記マルチキャストパケットを、自身の前記代表ＩＰアドレスを送信元とし、前記スヌーピングテーブルに基づいて抽出した前記代表ＩＰアドレスを宛先とするＩＰヘッダでカプセル化することで、前記ユニキャストパケットに変換し、
   前記受信用パケット変換部は、前記ユニキャストパケットを、デカプセル化によって前記マルチキャストパケットに変換する、
   中継システム。
3. 請求項２記載の中継システムにおいて、
   前記スヌーピング部は、さらに、前記所定のポートでマルチキャストパケットを受信した際と、前記受信用パケット変換部からマルチキャストパケットを受信した際に、前記スヌーピングテーブルに基づいて、当該マルチキャストパケットのマルチキャストグループに対応するポートを抽出する、
   中継システム。
4. 請求項３記載の中継システムにおいて、
   前記複数のスイッチ装置のそれぞれの前記スヌーピングテーブル同期部は、自身の前記スヌーピング部に伴い自身の前記スヌーピングテーブルに変更が生じた際に、当該変更内容を前記コントロールプレーンを介して他のスイッチ装置の前記スヌーピングテーブル同期部に通知する、
   中継システム。
5. 請求項１記載の中継システムにおいて、
   前記コントロールプレーンは、
   前記複数のスイッチ装置を管理する複数の管理サーバと、
   前記複数の管理サーバの間を接続する管理ネットワークと、
   を有する、中継システム。
6. 請求項５記載の中継システムにおいて、
   前記管理ネットワークは、前記レイヤ３ネットワークに含まれ、
   前記複数の管理サーバは、前記レイヤ３ネットワークを介したインバンド管理によって、前記複数のスイッチ装置の前記スヌーピングテーブル同期部の間の通信を制御する、
   中継システム。
7. 代表ＩＰアドレスが設定されるスイッチ装置であって、
   マルチキャストグループへの参加要求またはマルチキャストグループからの離脱要求を表す要求パケットを所定のルータに向けて中継する際に、前記要求パケットを受信したポートと、前記要求パケットに含まれるマルチキャストグループと、の対応関係を取得するスヌーピング部と、
   前記スヌーピング部によって取得された、ポートと、マルチキャストグループと、の対応関係を、前記参加要求または前記離脱要求に応じて保持または消去するスヌーピングテーブルと、
   自身を除く他のスイッチ装置の前記スヌーピングテーブルに保持されるマルチキャストグループと、前記他のスイッチ装置に設定される前記代表ＩＰアドレスと、の対応関係をコントロールプレーンを介して取得し、当該取得した対応関係を自身の前記スヌーピングテーブルに登録するスヌーピングテーブル同期部と、
   マルチキャストグループを宛先とするマルチキャストパケットを所定のポートで受信した際に、前記スヌーピングテーブルに基づいて、当該マルチキャストグループに対応する単数または複数の前記代表ＩＰアドレスを抽出し、前記マルチキャストパケットを、抽出した前記代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットに変換する送信用パケット変換部と、
   自身に設定される前記代表ＩＰアドレスを宛先とするユニキャストパケットを所定のポートで受信した際に、当該ユニキャストパケットをマルチキャストパケットに変換する受信用パケット変換部と、
   を有する、スイッチ装置。
8. 請求項７記載のスイッチ装置において、
   前記送信用パケット変換部は、前記マルチキャストパケットを、自身の前記代表ＩＰアドレスを送信元とし、前記スヌーピングテーブルに基づいて抽出した前記代表ＩＰアドレスを宛先とするＩＰヘッダでカプセル化することで、前記ユニキャストパケットに変換し、
   前記受信用パケット変換部は、前記ユニキャストパケットを、デカプセル化によって前記マルチキャストパケットに変換する、
   スイッチ装置。
9. 請求項８記載のスイッチ装置において、
   前記スヌーピング部は、さらに、前記所定のポートでマルチキャストパケットを受信した際と、前記受信用パケット変換部からマルチキャストパケットを受信した際に、前記スヌーピングテーブルに基づいて、当該マルチキャストパケットのマルチキャストグループに対応するポートを抽出する、
   スイッチ装置。
10. 請求項９記載のスイッチ装置において、
    前記スヌーピングテーブル同期部は、前記スヌーピング部に伴い前記スヌーピングテーブルに変更が生じた際に、当該変更内容を前記コントロールプレーンを介して他のスイッチ装置の前記スヌーピングテーブル同期部に通知する、
    スイッチ装置。

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