JP2015128282A - 重複ｍａｃアドレスに対応するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）アドレスが重複しているクライアントにインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスを割り当てる。
【解決手段】同じＭＡＣアドレスを有する複数のクライアントＡ１４からのインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス割り当て要求に対して、ＤＨＣＰサーバ２０は、各々のクライアントを異なるサブネット１，２，４に所属させ、それぞれのサブネットに関連付けられているＩＰアドレスを各々のクライアントに割り当てる。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信ネットワークに関し、特に通信ネットワーク上で重複ＭＡＣアドレスに対応するための方法及び装置に関する。

データ通信ネットワークには、種々のコンピュータ、サーバ、ノード、ルータ、スイッチ、ブリッジ、ハブ、プロキシ、及び互いにデータを渡すように接続され設定された他のネットワーク装置が含まれる。ここではこれらの装置を、「ネットワーク要素」と呼ぶ。データは、インターネットプロトコルパケット、イーサネットフレーム、データセル、セグメント、又はネットワーク要素間で１又はそれ以上の通信リンクを利用することによるネットワーク要素間でのデータのビット／バイトの他の論理的な関連付けのような、プロトコルデータユニットを渡すことによって、データ通信ネットワークを通して通信される。特定のプロトコルデータユニットが、ネットワーク上でそのソースと受け手の側との間で移動するように、多数のネットワーク要素によって取り扱われ、多数の通信リンクを横断する。

通信ネットワーク上の種々のネットワーク要素は、ここではプロトコルと呼ばれる、予め規定されたルール群を使用して、互いに通信する。ネットワーク要素間での転送のため信号がどのように形成されるべきか、プロトコルデータユニットがどのように見えるべきかについての種々の態様、プロトコルデータユニットがネットワークを通してネットワーク要素によってどのように扱われ又は配信されるべきか、ルーティング情報のような情報がネットワーク要素間でどのように交換されるべきかのような、異なる態様の通信を管理するために、異なるプロトコルが使用される。

イーサネットは、周知のネットワーキング・プロトコルであり、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）によってスタンダード８０２．１及び８０２．３として規定されてきた。従来、イーサネットは、ビジネスのような企業及びキャンパスにおいてネットワークを実行するために使用されてきたが、より長距離でネットワークトラフィックを転送するのには、他の技術が使用されてきた。イーサネット規格が次第に発展してきたのにともない、イーサネットは、長距離転送技術としてもより実行可能なものになった。

図６は、順次、イーサネット規格に加えられてきた幾つかの分野を示している。図６に示されるように、ＩＥＥＥ８０２．１によって規定されたイーサネットフレームの元フォーマットは、ソースアドレス（Ｃ−ＳＡ）と行先アドレス（Ｃ−ＤＡ）とを含む。ＩＥＥＥ８０２．ＩＱには、イーサタイプのタグコントロールインフォメーション（ＴＣＩ）情報及びカスタマーＶＬＡＮ ＩＤ（Ｃ−ＶＩＤ）を含むカスタマーＶＬＡＮタグ（Ｃ−タグ）が加えられた。ＩＥＥＥ８０２．ｌａｄには、イーサタイプのＴＣＩ情報と加入者ＶＬＡＮ ＩＤも含むプロバイダＶＬＡＮタグ（Ｓ−タグ）が加えられた。Ｃ−タグにより、顧客はＶＬＡＮを指定することができ、Ｓ−タグにより、サービスプロバイダは、フレームに対してサービスプロバイダのネットワーク上でＶＬＡＮを指定することができる。

イーサネット規格は、第２のカプセル化処理がＩＥＥＥ８０２．ｌａｈに規定することがあることも考慮して発展した。とりわけ、サービスプロバイダのネットワークへの進入ネットワーク要素は、サービスプロバイダのネットワーク上の行先アドレス（Ｂ−ＤＡ）、サービスプロバイダのネットワーク上のソースアドレス（Ｂ−ＳＡ）、ＶＬＡＮ ＩＤ（Ｂ−ＶＩＤ）及びサービスインスタンスタグ（Ｉ−ＳＩＤ）を含む外側のＭＡＣヘッダで、元のイーサネットフレームをカプセル化することができる。顧客のＭＡＣアドレス（Ｃ−ＳＡ及びＣ−ＤＡ）とＩ−ＳＩＤの結合は通常、Ｉ−タグと呼ばれる。

イーサネットメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）アドレスは、イーサネットヘッダの一部を形成する。イーサネットＬＡＮのような所定のブロ−ドキャストドメインでは、各ＭＡＣアドレスは一意であることが必要とされており、フレームを当該特定のエンティティに明確に転送することができるよう特定のネットワーキングエンティティを識別する。

ＭＡＣアドレス指定の方式は、ＭＡＣアドレスを世界的に一意とすることができるように設計されている。とりわけ、ＩＥＥＥは、全世界的に管理されたアドレスが、装置が作られる時に製造者によって特定の装置に割り当てられるナンバリング方式を規定している。ＩＥＥＥのナンバリング方式では、最初の２つのビットは、ローカル／マルチキャストのフレーム表示のために取っておかれ、ＭＡＣアドレスの最初の３つのオクテットの残りが、オーガニゼイショナリーユニーク識別子（ＯＵＩ）と呼ばれ、製造者を識別する。ＯＵＩコードポイントは、必要に応じてＩＥＥＥによって製造者に割り当てられる。最後の３つのバイトは、装置が作られるときに製造者によって装置に割り当てられ、装置に焼き付けられるので、その結果、当該製造者によって作られた各装置が一意のＭＡＣアドレスを有する。

一般的に、製造者は、世界的に一意で恒久的なＭＡＣアドレスを有する装置を作るこのナンバリング方式に準拠した。しかしながら、あいにく、全ての製造者がこの規則に準拠したわけではなかった。かくして、重複ＭＡＣアドレスをもつ装置が現れ始めている。これは、当該ＭＡＣアドレスからのトラフィックに対する到着ポートをそれぞれ観察し記憶するフレームを受信するブリッジによって、所定のＭＡＣアドレスへの転送パスを「学習」する通常のブリッジングでは問題となる。それ故、多数の同一のアドレスがブリッジド・ドメインに現れる場合に、所定のＭＡＣアドレスに対して転送されるフレームは、当該ＭＡＣアドレスをもつ最も最近のフレームソースにソースとして常に行くこととなる。

概して、重複ＭＡＣアドレスは、サービスプロバイダのネットワーク内に配置される極めて高価なネットワークルータ等よりも、低コストの民生機器でより問題である。このような低コストの機器が、イーサネットフレームコンテンツを保持するブロードバンドアクセスネットワークを介してネットワーク接続されているとき、重複アドレスが問題となり、ネットワークの正確な動作の障害となる。従って、ブロードキャストドメイン上に現れる重複ＭＡＣアドレスの可能性に対処するための一つの方法として提案されたのが、顧客の装置がサービスプロバイダのネットワークに接続するアクセスノードにおいてＭＡＣネットワークアドレストランスレーション（ＮＡＴ）を行うことである。この処理により、重複アドレスがサービスプロバイダのネットワーク内に現れないように、任意の重複ＭＡＣアドレスを世界的に一意の値に処理されたキャリヤに翻訳することができる。

あいにく、ＭＡＣ ＮＡＴは、容易なことではない。特に、ＭＡＣアドレスがＩＰアドレスの一部となるＩＰｖ６では、ＭＡＣ ＮＡＴの実行は複雑である。さらに、ＭＡＣ ＮＡＴをアクセスノードにおいて機能的に最新状態に維持することは、新たなプロトコルの認知を含み、著しいメンテナンス及びソフトウェアの継続的な開発を必要とするかもしれない。従って、通信ネットワークにおいて重複ＭＡＣアドレスに対応する別の方法を提供するのが望ましい。

各アクセスノードは、優先デフォルト・サブネットをもつ１以上のＩＰサブネットと関連づけられている。各サブネットは、一意の仮想的なイーサネットブロードキャストドメインとして、インスタンス化されている。クライアントノードが通信ネットワーク上で登録すると、クライアントノードは、通信ネットワーク上で使用されるＩＰアドレスを動的に得ようとする。この処理の一部として、クライアントノードのＭＡＣアドレスは、デフォルト・サブネットからＩＰアドレスが既に割り当てられた別のクライアントノードと関連した別のＭＡＣアドレスと重複していないことを保証するために検査される。重複ＭＡＣアドレスが検出されると、同じＭＡＣアドレスをもつ複数のクライアント装置が同じサブネットに関連付けられないように、重複ＭＡＣアドレスをもつその装置には、別のサブネットからＩＰアドレスが割り当てられる。一実施形態では、ＤＨＣＰサーバが、重複ＭＡＣアドレスを検査する処理を実行してもよい。イーサネットコンテキストでは、異なるＩＰサブネットのプレフィックスが、異なるＳ−ＶＩＤ値にマッピングされてもよく、その結果、異なるサブネットは、イーサネットネットワーク内の異なるＶＬＡＮとして実行される。

本発明の態様が、請求の範囲において特徴とともに指摘されている。本発明は、以下の図面において例示として示されており、図面において、同じ参照符号は同様な要素を示している。以下の図面は、単なる例示の目的のため、本発明の種々の実施形態を開示しており、本発明の範囲を限定することを意図していない。明瞭にするため、すべての要素が各図面において名前を付されているわけではない。
図面において、

通信ネットワークの機能ブロック図で、本発明の実施形態において、重複ＭＡＣアドレスをもつ装置の異なるサブネットへの動的割り当てを示したものである。 通信ネットワークの機能ブロック図で、本発明の実施形態において、重複ＭＡＣアドレスをもつ装置の異なるサブネットへの動的割り当てを示したものである。 通信ネットワークの機能ブロック図で、本発明の実施形態において、重複ＭＡＣアドレスをもつ装置の異なるサブネットへの動的割り当てを示したものである。 通信ネットワークの機能ブロック図で、本発明の実施形態において、重複ＭＡＣアドレスをもつ装置の異なるサブネットへの動的割り当てを示したものである。 本発明の実施形態に従って、重複ＭＡＣアドレスに対応できるよう使用された処理フロー図である。 イーサネットフレームのフォーマットの機能ブロック図である。 本発明の実施形態によるＤＨＣＰサーバの機能ブロック図である。このＤＨＣＰサーバは、通信ネットワーク上で重複ＭＡＣアドレスに対応するため、重複ＭＡＣアドレスを検出し、異なるサブネットからＩＰアドレスを割り当てるのに使用されてもよい。

サブネット内で伝達されるトラフィックが特定のノードに正確に伝達されるよう、ＭＡＣアドレスは、サブネット内において一意であることが要求される。一実施形態では、クライアントノードが通信ネットワークに接続されると、クライアントノードは登録され、通信ネットワーク上で使用されるＩＰアドレスを得る。この処理の一部として、クライアントノードのＭＡＣアドレスは、特定のサブネットでＩＰアドレスを既に割り当てられた別のクライアントノードと関連した別のＭＡＣアドレスと重複していないことを保証するために検査される。重複ＭＡＣアドレスが検出されると、同じＭＡＣアドレスをもつ二つ以上のクライアント装置が同じサブネットに属さないよう、重複ＭＡＣアドレスをもつその装置は、それぞれ異なるサブネットからＩＰアドレスを割り当てられる。一実施形態では、集中型アドレスサーバ（一般的にはＤＨＣＰサーバ）は、重複ＭＡＣアドレスに対する検査の処理を実行してもよい。イーサネットコンテキストでは、異なるサブネットがイーサネットネットワーク内で異なるＶＬＡＮとして実行されるように、異なるＩＰサブネットのプレフィックスは、異なるＳ−ＶＩＤ値（ＩＥＥＥ８０２．ｌａｄ）又はＩ−ＳＩＤ値（ＩＥＥＥ８０２．ａｈ）にマッピングされてもよい。

重複ＭＡＣアドレスがクライアントノード上に現れる例をあげて、本発明の実施形態を説明するが、本発明は、重複ＭＡＣアドレスがネットワーク上の他のロケーションに現れるかもしれないこの態様に限定されない。かくして、ここに記載される技術は、ネットワーク上の他の領域においても拡張して適用できる。

図１は、アクセスノード１２と、クライアントノード１４と、当該分野においてブロードバンドネットワークゲートウェイ（ＢＮＧ）としても知られるゲートウェイブロードバンドリモートアクセスサーバ（ＢＲＡＳ）１６とを含む、通信ネットワーク１０の例を示している。ネットワーク１０は、アクセスノード１２とＢＲＡＳ１６とを相互に接続する中間ノードを含んでもよい。簡単のため、装置を物理的に接続する特定のやり方は示されておらず、むしろこれらの装置間の論理的な接続１８のみが示されている。

アクセスネットワークにおいては、多数の顧客に共通のＳ−ＶＩＤ及びサブネットのプレフィックスを共有させ、顧客とＢＲＡＳとの間でトラフィックを多重化し／多重分離するためのブリッジング技術を用いることによって、アクセスプロバイダが解決策を見つけることは一般的なことである。これは、Ｓ−ＶＩＤの消費とＩＰアドレスの断片化をそれぞれ最小にする。ＢＮＧが接続性に対する主要なポリシーエージェントとなることができるように、顧客がＳ−ＶＩＤのスコープ内で互いに到達可能なレイヤ２を持たないことも１つの要件である。これは、アクセスノードを必要とし、場合によっては、スプリットホライズン・フォワーディングを実行するため、アグリゲーションノードを必要とする。

「マナーのよい」クライアントが、隣接するトラフィックを見え、ことによると訂正操作をすることができると、一意ではないことに気付くことができるが、クライアントが互いに見ることができないことを考慮にいれ、また、潜在的な悪質クライアントの存在を想定する必要がある。それ故、顧客の機器が接続される任意のネットワークの連携を要しない解決策が、必要とされる。

アクセスノードとＢＲＡＳとを相互接続するネットワークがイーサネットネットワークである場合には、イーサネットネットワーク上のトラフィックは、（８０２．ｌａｄを使用して実行されたイーサネットネットワークに対して）異なるＳ−ＶＩＤ又は（８０２．１ａｈを使用して実行されたイーサネットネットワークに対して）異なるＩ−ＳＩＤを使用することによって、別のＶＬＡＮに分離されてもよい。これは、レイヤ３のサブネットがイーサネットのレイヤで仮想化されることを意味する。この仮想化を特定の設備（例えば、個々のアクセスノード毎のＳ−ＶＩＤ）に関連づけるのが普通のやり方であるが、これは必要条件ではない。その結果は、ＢＲＡＳとアクセスノードとの間のハブアンドスポーク接続である。

サブネットの各々は、特定のブロードキャストドメインを形成する。従って、所定のサブネット内のクライアント装置１４の各々が、一意のＭＡＣアドレスを有することが重要である。図１に示される例では、アクセスノード２及びアクセスノード３に接続されるクライアント装置は、この基準に合致しており、それ故、アクセスノード２に接続されたクライアントノードは全て、サブネット２に割り当てられてもよく、同様に、アクセスノード３に接続されたクライアントは全て、サブネット３に含まれてもよい。

しかしながら、アクセスノード１は、同じＭＡＣアドレスをもつ２つのクライアントノードを有する。とりわけ、図１に示される例では、アクセスノード１に接続する両方のクライアントノードは、同じＭＡＣアドレス＝Ａを有する。クライアントノードの１つ又は単純否定サービス上でＭＡＣ ＮＡＴを実施するよりもむしろ、本発明の実施形態によれば、ノードの１つが異なるサブネット（サブネット４）に割り当てられる。これにより、各サブネットは、別個の組の一意のＭＡＣアドレスを有することができる。重複ＭＡＣアドレスをもつクライアントノードを別のサブネットに割り当てることによって、各サブネットは、特定のＭＡＣアドレスについてせいぜい１つのインスタンスを有する。各サブネットに対して異なるＶＬＡＮを使用することによって、イーサネットレイヤにおけるトラフィックは、明確に転送されてもよく、その結果、重複ＭＡＣアドレスは、通信ネットワーク内で問題とならない。

図２乃至図４は、重複ＭＡＣアドレスをもつクライアントノードが、それぞれのアクセスノードと関連した主要サブネット以外のサブネットにどのように割り当てられるのかに関する幾つかの付加的な例を示す。特に、図２では、例示された３つのアクセスノードの全てが、重複ＭＡＣアドレスをもつ一対のクライアントノードを含んでいる。とりわけ、アクセスノード１は、ＭＡＣアドレス＝Ａをもつ一対のクライアントノードを有し、アクセスノード２は、ＭＡＣアドレス＝Ｂをもつ一対のクライアントノードを有し、アクセスノード３は、ＭＡＣアドレス＝Ｃをもつ一対のクライアントノードを有する。重複対の各々に対して別個のサブネットを割り当てるのではなく、重複ＭＡＣアドレスをもつクライアント装置は、共通サブネットからＩＰアドレスを割り当てられてもよく、その結果、重複ＭＡＣアドレスをもつクライアントノードは全て、この重複サブネット（サブネット４）に割り当てられてもよい。

図３は、アクセスノードの各々が、重複ＭＡＣアドレスをもつ一対のクライアントノードを有する別の例を示している。しかしながら、この例では、アクセスノード２は、３つのクライアントノードを有し、これらのクライアントノードは全て、同じ重複ＭＡＣアドレスを有している。従って、これらの３つのノード、即ちサブネット４及びサブネット５に対応するため、２つの付加的なサブネットが必要とされる。重複ＭＡＣアドレスをもつ他のクライアントノードは、図３に示されるような、これらのサブネットの１つに割り当てられてもよい。

図４は、重複ＭＡＣアドレスをもつクライアントノードがネットワーク上でどのように発生するのかに関するさらに別の例を示している。この例では、アクセスノードのうち２つ以上が、同じ重複ＭＡＣアドレスをもつ一対のクライアントノードを有している。とりわけ、アクセスノード１とアクセスノード２は両方とも、ＭＡＣアドレス＝Ａの一対のクライアントノードを有している。これらのアクセスノードの各々に割り当てられたサブネットは、ＭＡＣアドレス＝Ａをもつ１つのクライアントノードに対応することができる。同様に、各々の重複アドレスサブネットは、ＭＡＣアドレス＝Ａをもつ、せいぜい１つのクライアントノードに対応することができる。従って、多数の重複アドレスサブネット（例えば、サブネット４とサブネット５）は、これらの多数のクライアントノードに対応するように、使用されるべきである。

異なるサブネット上のトラフィックをイーサネットドメイン内でブロードキャストすることを可能にするため、異なるＳ−ＶＩＤ又は他のＶＬＡＮ識別子が、各サブネットに割り当てられてもよい。ＢＲＡＳ及びアクセスノードは、異なるサブネットからのプレフィックスをこれらのＶＬＡＮタグと関連させるようにプログラムされてもよく、その結果、特定のサブネットにアドレス指定されたトラフィックは、イーサネットネットワーク上で転送するため正確にタグ付けされる。

図１乃至図４の各々において、通信ネットワークは、ダイナミックホストコンフィグレーションプロトコル（ＤＨＣＰ）サーバ２０を含む。ＤＨＣＰサーバは、通信ネットワーク上でインターネットプロトコルアドレスを割り当てるのに通常使用される。本発明の実施形態によれば、ＤＨＣＰサーバは、所定のサブネット上で関連した設備ＩＤとともにアドレスリースを現在もつＭＡＣアドレスを追跡するテーブルを維持する。新しいリースが要求されると、ＤＨＣＰサーバは、ＩＰアドレスの要求と関連したＭＡＣアドレスが、設備（例えば、ＤＳＬループ）と現在関連したＩＰサブネットにおける重複であるか否かを、ＩＰアドレス割り当てプロセスの一部として検査する。ＤＨＣＰサーバが、アクセス設備に対して現在のサブネット上で重複ＭＡＣアドレスを検出する場合には、ＤＨＣＰサーバは、当該サブネットからクライアント装置にＭＡＣアドレスを割り当てないが、むしろ、当該設備と関連した現在のサブネットを変える効果を有する異なるサブネットプールから重複ＭＡＣアドレスをもつクライアントノードにＩＰアドレスを割り当てる。これは、アクセスノードが、個々のクライアントを識別するアクセス設備情報を、ＤＨＣＰアドレスの要求に加えることが普通のやり方であるという事実によって可能とされ、その結果、（２つ以上の設備で同時に現れる）真正の重複を、クライアントとＤＨＣＰサーバとの間の状態機械の同期の欠如と区別することができる。

重複ＭＡＣアドレスの検査の実行がＤＨＣＰサーバにおいて好都合に実施されるかもしれないが、本発明は、ＤＨＣＰサーバにおいてこの処理を実行する実施形態に限定されない。例えば、アクセスノードは、Ｓ−ＶＩＤの範囲を備えてもよく、クライアント装置は、ＤＨＣＰサーバからＩＰアドレスを得る前に、サブネット（Ｓ−ＶＩＤ）に割り当てられてもよい。この実施形態では、アクセスノードは、重複ＭＡＣアドレスに対して検査し、必要に応じて同じＭＡＣアドレスをもつ２つのクライアント装置が同じサブネットに割り当てられないように、クライアント装置を異なるサブネットに割り当ててもよい。或いは、所要の機能を同様に実施することができる、多数の他の（例えば、ＲＡＤＩＵＳベースの）集中型アドレス管理システムが存在する。

一実施形態では、ＤＨＣＰサーバは、両方のロケーション及びＭＡＣアドレスがデフォルト・サブネットワーク上に既に存在するか否かを基にして、所定の要求に対してサブネットの割り当てを優先的に実施する。ＤＨＣＰサーバの使用は好都合である。何故ならば、ＤＨＣＰサーバが中央設備であり、従って、多数のアクセスノードに跨るサブネットを調整することができるからである。この実施形態では、ＤＨＣＰサーバは、ＩＰアドレスが割り当てられる各アクセス設備と関連したデフォルト・サブネットを有する。これにより、ＤＨＣＰの要求と関連したＭＡＣアドレスがアクセスノード内で一意であるとき、ＤＨＣＰサーバは、イベントの通常のコースの際アクセスノード又はクライアントポートに割り当てられたサブネットの外へＩＰアドレスを割り当てることができる。ＤＨＣＰサーバはまた、所定のサブネットに割り当てられる特定のＭＡＣアドレスの２つ以上のインスタンスを防止するため、重複ＭＡＣアドレスに対して他のサブネットの外へＩＰアドレスを割り当てる。

一実施形態では、アクセスノードは、ＭＡＣアドレスのトラックを維持せず、又はアタッチされた２つ以上のクライアントノードが重複ＭＡＣアドレスを有することを認識しない。アクセスノードは、ＤＨＣＰ遅延エージェントを実行し、その結果、クライアントとサーバとの間を流れると、ＤＨＣＰトランザクションを調べたり／修正したりする機会を有する。アクセスノードが、提示されたＩＰアドレスを受信するとき、アクセスノードは、正確なＶＬＡＮのタグ付け（又はＩＥＥＥ８０２．１ａｈ Ｉ−ＳＩＤタグ付け）を推論し、ＤＨＣＰサーバによって提示されたサブネットのプレフィックスに基づき、加入者のクライアントノードに対して使用する。

図５は、ＤＨＣＰサーバが通信ネットワーク内で重複ＭＡＣアドレスに対応することができるように使用されてもよい処理の例を示している。とりわけ、図５に示される処理では、クライアントノードがアクセスノードに接続するとき、ＤＨＣＰの要求をＤＨＣＰサーバに送り、ネットワーク（１００）上で使用されるＩＰアドレスの割り当てを要求する。好ましい実施形態では、アクセスノードは、ＤＨＣＰの遅延機能を実行するように要求され、アクセスノードは、ＤＨＣＰの要求を受信し、ＤＨＣＰの遅延エージェント情報（オプション８２）をＤＨＣＰパケット（１０２）に挿入して、ＤＨＣＰサーバに、ＤＨＣＰクライアントが典型的にはポートＩＤ又はＤＳＬループ識別子に接続される設備についての情報を提供する。ＤＨＣＰオプション８２がアクセスノードで可能なとき、ＤＨＣＰサーバへの途中でスイッチを通過するので、アクセスノードは、この情報をＤＨＣＰパケットに挿入する。

ＤＨＣＰサーバがＤＨＣＰの要求を受信するとき、ＤＨＣＰサーバは、設備と関連した現在のサブネットを決定し、当該サブネット（１０４）に対して既に存在しているリースの組において重複ＭＡＣアドレスを捜すため検索を実行する。とりわけ、ＤＨＣＰサーバは、クライアントノードのＭＡＣアドレスがアクセスノード（１０６）に割り当てられたサブネット内で一意であるか否かを見定める。ＭＡＣアドレスが一意である場合には、ＤＨＣＰサーバは、サブネットに対して未使用のアドレスのプールから装置をＩＰアドレスリースに割り当て、それに応じてそのテーブル（１０８）を更新する。ＭＡＣアドレスが一意でない場合には、ＤＨＣＰサーバは、ＭＡＣアドレスが一意である別のサブネットに設備を割り当て、当該サブネットに対して未使用のアドレスのプールからクライアントノードへのＩＰアドレスリースを割り付ける。

ＤＨＣＰサーバは、各アクセスノード上にある全設備と関連したデフォルト・サブネットを有しており、その結果、ネットワークにつながるクライアントノードが重複ＭＡＣアドレスを有しないとき、ＤＨＣＰサーバは一般に、アクセスノードに対してサブネットの外へＩＰアドレスを割り当てる。ＤＨＣＰサーバの例が図７に示されている。図７に示されるように、ＤＨＣＰサーバは、ネットワーク上でＩＰアドレスを割り当てるように設定されるＤＨＣＰ処理７０の１つ又はそれ以上のインスタンスを含む。ＤＨＣＰサーバ２０は、アクセスノードと割り当てられたサブネットとの関連付けを含むテーブル７２を備える。ＤＨＣＰサーバ２０はＤＨＣＰの要求を受信すると、関連したサブネットをテーブル７２から決定するため、その要求においてアクセスノードが提供するオプション８２の情報を読み取る。

図７に示されるように、ＤＨＣＰサーバはまた、１つ以上のテーブル７４を有しており、ＤＨＣＰサーバが各アクセスノード及びサブネットと関連したＭＡＣアドレスを記憶するのにテーブル７４を使用することができる。テーブル７４は、各サブネット、各アクセスノードに対して単一のテーブルとして実行されてもよく、或いは、所定のテーブルが２つ以上のサブネット又はアクセスノードに及ぶように実行されてもよい。ＤＨＣＰサーバはまた、特定のアクセスノードに対して別のテーブルマッピングＩＰプレフィックスを、必要に応じて好みの順序で備えてもよく、その結果、ＤＨＣＰサーバは、供されたアクセスノードに対して的確なサブネットの外へＩＰアドレスを割り付けることができる。ＭＡＣテーブルにより、ＤＨＣＰサーバは、どのＭＡＣアドレスがどのサブネットにあるかを追跡することができる。サブネット割り付けの方針は、本来、重複が検出される前に、設備ＩＤに基づくものでもよく、保持する設備ＩＤ／ＭＡＣバインドは、実際に真正の重複ＭＡＣアドレスがあり、ＤＨＣＰサーバが同じアクセスノードからの重複ＤＨＣＰ要求を見るだけではないことを保証するのを支援する。保持する設備ＩＤ／ＭＡＣバインドにより、同じ設備からの重複ＤＨＣＰ要求を識別しフィルタ処理することができる。この実施形態では、ＤＨＣＰサーバは、オプション８２の情報を使用してサブネットを決定し、次いで、ルックアップを実施して、要求している装置のＭＡＣアドレスがサブネットからＩＰアドレスを既に割り当てられた任意の他のＭＡＣアドレスの重複であるか否かを決定する。サブネット毎をベースにしたルックアップの実施により、サブネットは、多数のアクセスノードに跨ることができる。

ＤＨＣＰサーバはアクセスノードから要求を受信すると、テーブル７４を使用して、関連したＭＡＣアドレスが設備と関連した現在のサブネットに対して一意であるか否かを決定する。ＭＡＣアドレスが一意である場合には、ＤＨＣＰサーバは、設備に対して現在のサブネットからアドレスを割り付け、ＩＰアドレスをクライアントノードに送り返す。ＭＡＣアドレスが一意でない場合には、ＤＨＣＰサーバは、ＭＡＣアドレスが一意であるサブネットを見つけ、ＭＡＣアドレスが一意である異なるサブネットからアドレスを割り付ける。利用可能なサブネットがない場合には、サービスの使用不能を通信する手段が使用される。これを、アクセスノードにポートをブロックするよう指示する予備アドレスとすることができる。例は、ＩＰｖ４ １２７．／８のルーティングに対応しないプレフィックスである。

ＭＡＣアドレスと関連したトラフィックを正しいサブネットにマッピングすることを可能にするため、アクセスノード及びゲートウェイＢＲＡＳは両方とも、ＶＬＡＮ ＩＤをもつテーブル関連付けＩＰプレフィックスで予めプログラムされている。ＩＥＥＥ８０２．ｌａｄを使用して実行されたイーサネットネットワークでは、ＶＬＡＮ ＩＤは、Ｓ−ＶＩＤを使用して実行されてもよい。イーサネットネットワークがＩＥＥＥ８０２．１ａｈを使用して実行される場合には、他のＶＬＡＮ ＩＤは、Ｉ−ＳＩＤのように同様に使用されてもよい。かくして、特定のＶＬＡＮ ＩＤは、ＢＲＡＳとアクセスノードとの間でトラフィックを運ぶのに使用されているイーサネットネットワークの特定の実行に依存してもよい。

イーサネットネットワークが、ＩＥＥＥ８０２．ｌａｄを使用して実行されるものと仮定すると、アクセスノードにおけるＤＨＣＰ遅延機能は、ＤＨＣＰの応答からプレフィックスを読み取り、これを使用して、ＶＬＡＮ ＩＤ／プレフィックステーブルからＳ−ＶＩＤを推論する。その際、このＳ−ＶＩＤは、クライアントポートと関連づけられ、その結果、クライアントから受信したトラフィックを、ネットワーク上で送信するため正確にタグ付けすることができる。

アクセスノードで受信されたダウンストリームのトラフィックが、Ｓ−ＶＩＤ又はＩ−ＳＩＤでタグ付けされるとき、アクセスノードは、当該Ｓ−ＶＩＤ／Ｉ−ＳＩＤと関連した任意のポート上でトラフィックをブロードキャストし、或いはＭＡＣルックアップを実施して、ポートを出力してトラフィックを正確なクライアントノードに転送するのに使用することを決定することができる。各クライアント装置が、サブネット内で一意のＭＡＣによって表されるので、各サブネットを異なるＶＬＡＮ ＩＤ（例えば、Ｓ−ＶＩＤ）とタグ付けすることにより、アクセスノードは、同じＭＡＣアドレスをもつ２つ以上のクライアントノードが同じアクセスノードに接続された場合でさえも、ＭＡＣルックアップを実施し、正確な出力ポートを明確に決定することができる。

アクセスノードが、設備と関連したＳ−ＶＩＤ又はＩ−ＳＩＤにおける関与を登録しなかったり、アプリオリに予め用意された接続性を有しない場合には、アクセスノードは、ジェネリックアトリビュートレジストレーションプロトコル（ＧＡＲＰ）又はマルチプルレジストレーションプロトコル（ＭＲＰ）のようなレジストレーション技術を使用して、アクセスノードをサブネットに加えなければならないかもしれない。ＭＲＰは、ＩＥＥＥ８０２．１ａｋ−２００７に明記されている。Ｓ−ＶＩＤにおける関与を登録する他の方法が、同様に実行されてもよい。

所定のオプション８２で識別された設備（例えば、顧客が面するポート）と関連したリースの全てが失効するとき、引き続いて起こるＩＰアドレスの割り当ては、その設備と関連したデフォルト・サブネットに戻るかもしれない。これにより、もはや重複ＭＡＣアドレスの問題がないオプション８２の設備に割り当てられたデフォルト・サブネットにＭＡＣアドレスを戻し集めることによって、サブネットの断片化を減少させることができる。クライアントによって配置される設備が次第に変わるかもしれないので、目標は、修正した重複を確定することではない。

重複ＭＡＣが現れ、初期の登録によって開始されたデフォルト・サブネット上にリースを既に有する設備上にリースを要求する場合には、ＤＨＣＰサーバは、割り当てるサブネットの決定時にその設備と関連し、割り当てられたサブネット内で一意であることを要するＭＡＣアドレスの組を考慮する必要がある。さらに、ＤＨＣＰサーバは、現在のリースホルダを再適用させるために、既存のリースに対してＤＨＣＰ−ＦＯＲＣＥ−ＲＥＮＥＷを発行し、その結果、新たなレジストリ・トランザクションが受信される時点で、設備と関連した現在のサブネットを、設備と関連したＭＡＣアドレスの組が一意となるように再選択することができる。

重複ＭＡＣをもつ設備と非デフォルト・サブネットとの恒久的な結合を回避するのが望ましいが、ＤＨＣＰ−ＦＯＲＣＥ−ＲＥＮＥＷの使用は、リースホルダに対してサービスの崩壊を意味する。結合を「粘着質」にし、プログラム可能な間に、設備を非デフォルト・サブネットと関連づけ、デフォルト・サブネット上でＭＡＣをもつ重複を検出する毎にリセットし、その後、関連付けをエージアウトすることによって、この影響を最小にすることができる。

上述の機能は、コンピュータの読み取り可能なメモリ内に格納され、コンピュータプラットフォーム上で１又はそれ以上のプロセッサで動作されるプログラム指令の組として実行されてもよい。しかしながら、ここに記載された全ての論理回路が、別個の構成要素、アプリケーションスぺシフィックインテグレーティドサーキット（ＡＳＩＣ）のような集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のようなプログラム可能な論理装置と関連して使用されるプログラム可能な論理回路又はマイクロプロセッサ、状態機械、又はこれらの任意の組み合わせを含む任意の他の装置を使用して具体化できることは、熟練者には明らかである。プログラム可能な論理回路は、読み取り専用メモリチップ、コンピュータメモリ、ディスク、又は他の記憶媒体のような有形の媒体内に一次的に又は恒久的に据え付けることができる。このような実施形態の全てが、本発明の範囲内に包含されることを意図している。

図示され、明細書に記載された実施形態の種々の変形及び修正を本発明の精神及び範囲の範囲内において行ってもよいことを理解すべきである。従って、上述の説明に含まれ、添付図面に示される全ての事項は、限定的な意味ではなく例示的な意味において解釈されることが意図されている。本発明は、特許請求の範囲及びその等価物に規定されたもののみに限定される。

Claims (20)

1. 各クライアント装置が、それぞれのメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）アドレスに関連すると共に、それぞれのデフォルト・サブネットと少なくとも一つのそれぞれの異なるサブネットを有するそれぞれの設備に関連する、複数のクライアント装置に対するインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスの要求を受信することと、
   前記複数のクライアント装置の前記それぞれのＭＡＣアドレスに少なくとも一部分は基づいて前記複数のクライアント装置の各クライアント装置にそれぞれのＩＰアドレスを割り当てることを含み、
   前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置に対して割り当てられたそれぞれのＩＰアドレスは、前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置に関連する前記それぞれの設備の前記それぞれのデフォルト・サブネットに関連し、前記複数のクライアント装置の少なくとも一つの他のクライアント装置に対して割り当てられたそれぞれのＩＰアドレスは、前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置の前記それぞれの設備の前記少なくとも一つのそれぞれの異なるサブネットに関連する、ＩＰアドレスをクライアント装置に割り当てる方法。
2. 前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置と前記複数のクライアント装置の少なくとも一つの他のクライアント装置は同じＭＡＣアドレスを有する請求項1に記載の方法。
3. 前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置と前記複数のクライアント装置の少なくとも一つの他のクライアント装置は同じＭＡＣアドレスを有し、同じそれぞれの設備に関連するとき、前記それぞれのＩＰアドレスを割り当てることは、前記同じＭＡＣアドレスを有する前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置に前記同じそれぞれの設備のそれぞれのデフォルト・サブネットに関連するＩＰアドレスを割り当てることと、前記同じＭＡＣアドレスを有する前記複数のクライアント装置のその他すべてのクライアント装置に前記同じそれぞれの設備のそれぞれの異なるサブネットの少なくとも一つに関連するＩＰアドレスを割り当てることと、を含む請求項２に記載の方法。
4. 前記それぞれのＩＰアドレスを割り当てることは、
   ＩＰアドレスを要求されたそれぞれのＭＡＣアドレスとそれぞれの設備に関連する前記複数のクライアント装置の一つのクライアント装置に対して、前記複数のクライアント装置のもう一つのクライアント装置は同じＭＡＣアドレスに関連し、同じそれぞれの設備は前記同じそれぞれの設備のデフォルト・サブネットに関連するＩＰアドレスが現在割り当てられているか否かを決定することと、
   前記同じＭＡＣアドレスと前記同じそれぞれの設備に関連する前記複数のクライアント装置のもう一つのクライアント装置に現在ＩＰアドレスが割り当てられているとき、ＩＰアドレスが要求される前記複数のクライアント装置のクライント装置に前記同じそれぞれの設備の少なくとも一つのそれぞれの異なるサブネットに関連するＩＰアドレスを割り当てることと、を含む請求項1に記載の方法。
5. 前記それぞれのＩＰアドレスを割り当てることは、前記同じＭＡＣアドレスと前記同じそれぞれの設備に関連する前記複数のクライアント装置のもう一つのクライアント装置は、現在前記それぞれの同じ設備のそれぞれのデフォルト・サブネットに関連するＩＰアドレスが割り付けられていないとき、ＩＰアドレスが要求されている前記複数のクライアント装置のクライアント装置に前記同じそれぞれの設備の前記それぞれのデフォルト・サブネットに関連するＩＰアドレスを割り当てることを含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記ＩＰアドレスの要求を受信することと前記ＩＰアドレスの割り当てることは集中型サーバによって行われる、請求項１に記載の方法。
7. 前記集中型サーバはダイナミックホストコンフィグレーションプロトコル（ＤＨＣＰ）サーバである請求項６に記載の方法。
8. 個々のそれぞれの設備はそれぞれのアクセスノードに関連する請求項１に記載の方法。
9. 前記個々のそれぞれの設備は前記それぞれのアクセスノードのそれぞれの物理的または仮想のポートを介して前記それぞれのアクセスノードに接続する。
10. 個々のそれぞれのアクセスノードは多数のそれぞれの設備をサポートする、請求項８に記載の方法。
11. 各クライアント装置が、それぞれのメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）アドレスに関連すると共に、各クライアント装置はそれぞれのデフォルト・サブネットと少なくとも一つのそれぞれの異なるサブネットを有するそれぞれの設備に関連する複数のクライアント装置にインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスの要求を受信するように構成された少なくとも一つの通信インターフェースと、
    前記複数のクライアント装置の個々のクライアント装置にそれぞれのＩＰアドレスを割り当てるように構成され、前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置に割り当てられた前記それぞれのＩＰアドレスは前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置に関連する前記それぞれの設備の前記それぞれのデフォルト・サブネットに関連し、前記複数のクライアント装置の少なくとも一つの他のクライアント装置に割り当てられた前記それぞれのＩＰアドレスは前記それぞれの設備の前記少なくとも一つのそれぞれの異なるサブネットに関連する、前記少なくとも一つの通信インターフェースに接続されるプロセッサと、を備える前記クライアント装置にＩＰアドレスを割り当てるネットワーク要素。
12. 前記プロセッサは、同じＭＡＣアドレスを有する前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置と前記複数のクライアント装置の少なくとも一つの他のクライアント装置に、前記それぞれのＩＰアドレスを割り当てるようにさらに構成された、請求項１１に記載のネットワーク要素。
13. 前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置と前記複数のクライアント装置の少なくとも一つの他のクライアント装置は、前記同じＭＡＣアドレスを有し同じそれぞれの設備に関連するとき、前記同じＭＡＣアドレスを有する前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置に前記同じそれぞれの設備の前記それぞれのデフォルト・サブネットに関連するＩＰアドレスを割り当てることと、前記同じＭＡＣアドレスを有する前記複数のクライアント装置のその他すべてのクライアント装置に前記同じそれぞれの設備の前記少なくとも一つのそれぞれの異なるサブネットに関連するＩＰアドレスを割り当てること、とによって、前記プロセッサはさらに前記それぞれのＩＰアドレスを割り当てるように構成される、請求項１２に記載のネットワーク要素。
14. ＩＰアドレスが要求されている、それぞれのＭＡＣアドレスとそれぞれの設備に関連した前記複数のクライアント装置の一つのクライアント装置に、同じＭＡＣアドレスと同じそれぞれの設備に関連する複数のクライアント装置のもう一つのクライアント装置に前記同じそれぞれの設備のそれぞれのデフォルト・サブネットに関連するＩＰアドレスが割り当てられているか否かを決定することと、
    前記同じＭＡＣアドレスと前記同じそれぞれの設備に関連する前記複数のクライアント装置のもう一つのクライアント装置に、前記同じそれぞれの設備の前記それぞれのデフォルト・サブネットに関連するＩＰアドレスが現在割り当てられているとき、前記ＩＰアドレスが要求されている前記複数のクライアント装置の一つのクライアント装置に前記同じそれぞれの設備の少なくとも一つのそれぞれの異なるサブネットに関連するＩＰアドレスを割り当てること、とによって、前記プロセッサはさらにそれぞれのＩＰアドレスを割り当てるように構成される、請求項１１に記載のネットワーク要素。
15. 前記同じＭＡＣアドレスと前記同じそれぞれの設備に関連する前記複数のクライアント装置のもう一つのクライアント装置に、前記同じそれぞれの設備の前記それぞれのデフォルト・サブネットに関連する前記ＩＰアドレスが現在割り当てられていないとき、前記ＩＰアドレスが要求されている前記クライアント装置に前記同じそれぞれの設備の前記それぞれのデフォルト・サブネットに関連する前記ＩＰアドレスを割り当てることによって、前記プロセッサはさらにそれぞれのＩＰアドレスを割り当てるように構成される、請求項１４に記載のネットワーク要素。
16. 集中型サーバで実行される請求項１１に記載のネットワーク要素。
17. ダイナミックホストコンフィグレーションプロトコル（ＤＨＣＰ）サーバで実行される請求項１６に記載のネットワーク要素。
18. 前記プロセッサは少なくとも一つのＤＨＣＰ処理を実行するよう構成される請求項１７記載のネットワーク要素。
19. それぞれのＭＡＣアドレスをそれぞれの設備とそれぞれのサブネットに関連するように構成される少なくとも一つのテーブルを備える、請求項１７に記載のネットワーク要素。
20. 各クライアント装置が、それぞれのメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）アドレスに関連すると共に、デフォルト・サブネットと少なくとも一つの異なるサブネットを有する設備に関連する、複数のクライアント装置に対するインターネットプロトコル（ＩＰ）アドレスの要求を受信することと、
    前記複数のクライアント装置に対する受信された要求に基づいて、前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置のＭＡＣアドレスと前記複数のクライアント装置の少なくとも一つの他のクライアント装置のＭＡＣアドレスが同じであるか否かを決定することと、
    前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置と前記複数のクライアント装置の少なくとも一つの他のクライアント装置のMACアドレスが同じであるとの前記決定に基づき、前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置と前記複数のクライアント装置の少なくとも一つの他のクライアント装置にそれぞれのＩＰアドレスを割り当てること、とを含み、
    前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置に割り当てられた前記それぞれのＩＰアドレスは、前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置に関連する設備の前記デフォルト・サブネットに関連し、前記複数のクライアント装置の少なくとも一つの他のクライアント装置に割り当てられた前記それぞれのＩＰアドレスは、前記複数のクライアント装置の少なくとも一つのクライアント装置に関連する前記設備の前記少なくとも一つの異なるサブネットに関連する、ＩＰアドレスをクライアント装置に割り当てる方法。

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