JP3542103B2 - ネットワーク制御方式 - Google Patents
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Description
本発明は、ネットワークを相互接続する場合に、ネットワーク利用を最適化するための、ネットワーク制御方式に関する。
【０００１】
【従来の技術】
近年、インターネットやイントラネットの発展に伴い、ネットワークの相互接続によるトラフィックの増大およびネットワーク形態の多様化に対応することが、ネットワークにおける課題となっている。
【０００２】
ネットワークを相互接続し、経路制御やアクセス制御、品質管理制御、負荷分散制御などのネットワーク制御を行うためには、ルータやファイアウォールなどのネットワーク制御装置が必要である。例えば、ルータはネットワークの経路制御を行い、ファイアウォールはネットワークのアクセス制御を行う。
【０００３】
これらの装置は、装置間でネットワーク制御プロトコル（ルータの場合はＲＩＰ：Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＰｒｏｔｏｃｏｌやＯＳＰＦ：Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆａｓｔ）を交換することにより、その制御情報をネットワーク上で管理している。そして、その制御情報に基づいてネットワークの相互接続、つまりパケットの転送を行っている。
【０００４】
図１６は従来のルータやファイアウォールのようなネットワーク制御装置によるパケット送信状態を示す概念図である。このような従来のネットワーク制御方式では、パケットとして、通信情報を含む転送パケットと、制御情報を含む制御プロトコルパケットとを送信し、かつ、転送パケットの処理と、制御プロトコルパケットの処理を同じ装置内で行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のルータやファイアウォールのようなネットワーク制御装置では、ネットワークを制御する機能とパケットを転送する機能が一体化しており、明確な区別がない。そのため、どちらかの処理の負荷が高いと、一方の処理に遅れや待ちが生じる。例えば、図１６の概念図に示すようなパケット転送において、制御プロトコルを処理している間は、転送パケットの処理を行えず、その間、パケット転送の遅延を発生させていた。このパケット転送の遅延はネットワーク制御の遅延となってしまう。
【０００６】
本発明は、この問題を解決するために従来一つであった装置をネットワーク制御装置とパケット転送装置に機能を分離し、処理の負荷を分散することを目的とする。
【０００７】
また、従来一つであった装置をネットワーク制御装置とパケット転送装置に分離すると、ネットワーク上から見て従来装置との互換性がなくなってしまう。
本発明は、この点に配慮し、分離した両装置がネットワーク上で一つの装置として見えるように工夫し、従来装置との互換性を維持することも目的とする。
【０００８】
さらにパケット転送装置はネットワークの相互接続点に置く必要があるから、設置場所にあまり自由度がない。しかし、ネットワーク制御装置はハードディスクなどの記憶装置が必要となる場合が多いので、あまり信頼性が低い場所に設置することは避ける方が望ましい。そこで、本発明はこの２つの装置をつなぐ通信手段を提供することをも目的とする。
【０００９】
一方、通常のネットワーク上で制御情報などの重要な情報をやりとりすることは、セキュリティ上危険である。本発明はさらに通信上の安全を確保する手段を提供することも目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するための手段として、本発明のネットワーク制御方式において以下の構成とした。すなわち、ネットワーク制御情報を含む制御パケットを処理してネットワーク制御情報の管理と伝播を行う制御情報管理手段を備えた一台または複数のネットワーク制御装置と、
ネットワーク制御装置の制御情報管理手段からの制御情報を格納した転送情報管理手段及びこの転送情報管理手段に格納した制御情報に従って転送パケットのの内容を書き換えるパケット書換手段を備えた一台または複数のパケット転送装置と、を備えるとともに、送信されてくるパケットがネットワーク制御情報を含む制御パケットであるかそれ以外の転送パケットであるか否かを判定するパケット判定手段を備え、このパケット判定手段で制御パケットであると判定されたパケットを前記ネットワーク制御装置に送り制御情報管理手段で処理し、制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットをパケット転送装置のパケット書換手段で書き換えることを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、パケット判定手段は前記パケット転送装置に設けられる。そして、ネットワーク制御に必要なパケットを前記ネットワーク制御装置に転送するデータ通信手段や、ネットワーク制御装置からパケット転送装置へと制御命令を送信する制御通信手段を備えることが好ましい。
【００１２】
ここで、前記パケット転送装置と、前記ネットワーク制御装置は、それぞれネットワーク接続手段を有して、それぞれ別個にネットワークに接続され、ネットワーク接続手段を介して互いに通信するようにしてもよい。
【００１３】
さらに、前記ネットワーク接続手段により、ネットワーク制御装置は、パケット転送装置の任意のネットワーク接続手段と通信することが可能であり、これにより、前記データ通信手段や制御通信手段を実現することができる。
【００１４】
また、前記ネットワーク制御情報を含む制御パケットの宛先アドレスを、前記ネットワーク制御装置のアドレスに書き換えるアドレス書換手段を設けてもよい。そして、書き換え後の制御パケットを前記アドレスに従って前記ネットワーク制御装置に転送する。
【００１５】
さらに、ネットワーク制御情報を含む制御パケットに、前記ネットワーク制御装置のアドレス宛のヘッダを付加するヘッダ付加手段を備えるようにしてもよい。これにより、ヘッダ付加後の制御パケットをヘッダのアドレスに従って前記ネットワーク制御装置に転送する。
【００１６】
また、前記ネットワーク制御装置およびパケット転送装置に、パケット暗号化および復号化手段を備え、ネットワーク制御装置とパケット転送装置との間の通信を暗号化するようにすると、途中に通過するネットワークに関わりなく、安全な通信を実現する。これにより、盗聴などのネットワーク上の危険を回避することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
まず、本発明によるネットワーク制御方式の処理形態を図１を用いて説明する。
【００１８】
本発明で、通信データを含む転送パケットと、制御情報を含む制御プロトコルパケット（制御パケット）とを区別なく同一のネットワークで送信していることは、従来と同様である。
【００１９】
しかし、本発明では、パケット転送装置１において送信されてくる入力パケット３が、転送パケットなのか、制御プロトコルパケットなのかの判定を行い、制御パケット４であれば、ネットワーク制御装置２へ送って、ネットワーク制御装置２で処理を行う。一方、転送パケットであれば、パケット転送装置１へと送信されるが、パケット転送装置１では、制御パケット４を送った後、制御プロトコルパケットの処理を待たずに次の入力パケットをすぐに処理できるので、パケット転送の遅延を最小限に抑えることができる。
【００２０】
なお、ネットワーク制御装置２は、制御プロトコル４から転送のための制御メッセージを作成し、パケット転送装置１におけるパケットの転送経路を決定するための経路制御テーブル（転送情報管理手段５）を書き換える。
【００２１】
また、パケット転送装置１は、制御情報管理手段を参照してパケットを高速に処理する専用の装置であり、ネットワーク制御装置は、制御プロトコルを使って複雑なネットワークの制御を専門に行う装置である。両装置は、制御プロトコルと制御情報をやりとりすることによって、非同期に並列動作することが可能である。
以下、原理図を用いて本発明の各実施形態を説明する。
【００２２】
図２の原理図では、ネットワーク中にネットワーク接続手段１０，１１を介して介在するパケット転送装置１と、このパケット転送装置１にデータ通信手段８と制御通信手段４とを介して接続されたネットワーク制御装置２が示されている。
【００２３】
ネットワーク制御装置２は、ネットワーク制御情報を含む制御パケットを処理してネットワーク制御情報の管理と伝播を行う制御情報管理手段３を備えている。
【００２４】
パケット転送装置１は、ネットワーク制御装置２の制御情報管理手段３から制御通信手段４を介して送信されてくる制御情報（制御命令）を格納した転送情報管理手段５を有するとともに、この転送情報管理手段５に格納した制御情報に従って転送パケットの内容を書き換えるパケット書換手段６を備えている。
【００２５】
さらに、パケット転送装置１は、送信されてくるパケットがネットワーク制御情報（制御プロトコル）を含む制御パケットであるかそれ以外の転送パケットであるか否かを判定するパケット判定手段７を備えている。
【００２６】
そして、ネットワークからネットワーク接続手段１０を介して入力されてくるパケットは、パケット判定手段７で制御パケットであるか否かが判定される。そして、パケット判定手段７で制御パケットであると判定されたパケットをデータ通信手段８を介して前記ネットワーク制御装置２に送り、制御情報管理手段３で処理して制御情報を得る。制御情報は、制御通信手段４を介して転送情報管理手段５に送られ、ここに格納される。
【００２７】
一方、パケット判定手段７で制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットは、パケット書換手段６に送られる。パケット書換手段６では、転送情報管理手段５に格納された制御情報に従い、パケットの内容を書き換える。書き換えられた転送パケットは、ネットワーク接続手段１１を介してネットワークへと出力パケットとして出力される。
【００２８】
このネットワーク制御方式では、制御パケットを転送パケットと分けて別個に処理することができる。すなわち、制御パケットを処理している間に、転送パケットを順次パケット書換手段６により書き換え処理を行える。なお、転送パケットの前に送られてきた制御パケットを制御情報管理手段３で処理している間に、その転送パケットがパケット書換手段６で処理されるときは、その制御パケットに含まれる制御情報が転送情報管理手段５に未だ反映されていない事態が生じるが、その場合は、反映前の古い制御情報に従って転送パケットの書き換え処理を行う。
【００２９】
このように、ネットワーク制御を専門に行う装置とパケットの転送を専門に行う装置を分離しつつ、相互に通信させることによりネットワークの制御を行うので、処理の負荷を分散することができる。また、ネットワーク制御装置２とパケット転送装置１の距離に物理的制約がなくなるので、離して設置することが可能となる。
【００３０】
なお、図３に転送パケットの書き換え処理例を示す。
図３では、転送パケットとして、データ部にＩＰヘッダとＴＣＰ／ＵＤＰヘッダとを付加してなるＩＰ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットに、ＭＡＣヘッダとＦＣＳを付加してなるフレームを示している。
【００３１】
ここで、ＭＡＣヘッダとは、Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌであり、宛て先ＭＡＣアドレスや送り元ＭＡＣアドレス、フレーム長などを含み、パケットに付加することによって伝送媒体上で送受信するために用いる。また、ＩＰヘッダは、宛て先ＩＰアドレスや送り元ＩＰアドレス、パケット長、上位プロトコルタイプ（ＴＣＰ／ＵＤＰなど）、ＴＴＬ等を含み、ネットワーク層の経路制御のために用いる。ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダとは、ＩＰの上位プロトコルであるＴＣＰ／ＵＤＰのヘッダであり、トランスポート層における通信を行うために用いる。さらに、ＦＣＳは、Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅの略で、パケットのチェックサムであり、パケットのエラー検出に用いる。
【００３２】
ここでの書き換え処理とは、ＭＡＣヘッダの送り元ＭＡＣアドレスの書き換え、ＩＰヘッダのＴＴＬ（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｌｉｖｅ：パケットの寿命）の減算、ＦＣＳの再計算等である。
【００３３】
また、図４に制御パケット（ＲＩＰパケット）の例を示す。ここで、ＲＩＰであるか否かの判定は、ＵＤＰヘッダのポート番号で判断し、ポート番号が５２０である時は、ＲＩＰパケットであると判断する。ＲＩＰデータとは、各種制御用コマンド、ＩＰネットワーク番号、ＩＰアドレスに対するホップ数（ルータを越える段数）などである。
次に、図５の原理図では、ネットワーク制御装置２がネットワーク接続手段２０を備えることにより、既存のネットワークに直接つなげることができる。このため、自由度の高いネットワーク構成をとることが可能となる。
【００３４】
ここでは、ネットワークからネットワーク接続手段１０を介して入力パケットがパケット転送装置１に入力され、パケット判定手段７で制御パケットと転送パケットの区別がなされる。制御パケットは、ネットワーク接続手段１０，２０を介してネットワーク制御装置２へと転送され、制御情報管理手段３で処理されることで、制御情報が得られる。制御情報は、ネットワーク接続手段２０，１０を介してパケット転送装置１へと戻される。そして、パケット判定手段７を介して転送情報管理手段５に送られ、ここに格納される。
【００３５】
一方、パケット判定手段７で制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットは、パケット書換手段６に送られる。パケット書換手段６では、転送情報管理手段５に格納された制御情報に従い、パケットの内容を書き換える。書き換えられた転送パケットは、ネットワーク接続手段１１を介してネットワークへと出力パケットとして出力される。
【００３６】
この場合も、制御パケットを転送パケットを分けて別個に処理することができるので、処理の負荷を分散することができる。また、ネットワーク制御装置２がパケット転送装置１の位置に依存しないので設置がより容易となる。
さらに、図６の原理図で示す装置は、パケット転送装置１にアドレス書換手段２１を備えた例である。パケット転送装置１に送られてきたネットワーク制御プロトコルのパケットのヘッダにあるアドレスをアドレス書換手段２１でネットワーク制御装置２のアドレスに書き換えて転送する場合である。
【００３７】
ネットワーク上に存在する他のネットワーク制御装置２は、常にパケット転送装置１にネットワーク制御プロトコルを送ればよい。つまり、従来のネットワーク制御装置２と同様に扱うことができる。アドレスの書き換え例を図７に示す。また、図８の原理図では、ヘッダ付加手段２２を備えている。ここでは、パケット転送装置１に送られてきたネットワーク制御プロトコルのパケットに、ネットワーク制御装置２宛のヘッダを付加して当該ネットワーク制御装置２へ転送する。よって従来のネットワーク制御装置２と同様に扱うことが可能である。
【００３８】
ヘッダの付加例を図９に示す。
図１０の原理図では、ネットワーク制御装置２及びパケット転送装置１にそれぞれ、パケット暗号／復号化手段３１，３２を設けた例である。
【００３９】
そして、ネットワークからネットワーク接続手段１０を介して入力されてくるパケットは、パケット判定手段７で制御パケットであるか否かが判定される。そして、パケット判定手段７で制御パケットであると判定されたパケットは、パケット暗号化手段３１で暗号化され、ネットワーク接続手段１０，２０を介して前記ネットワーク制御装置２に送られる。ネットワーク制御装置２では、暗号化された制御パケットがパケット復号化手段３２で復号化され、制御情報管理手段３で処理され制御情報を得る。制御情報は、パケット暗号化手段３２で暗号化され、ネットワーク接続手段２０，１０を介してパケット転送装置１へと送られる。パケット転送装置１では、受信した暗号化制御情報をパケット判定手段７を介してパケット復号化手段３１へと送る。パケット復号化手段３１では、暗号化された制御情報を復号化して転送情報管理手段５へと送り、ここに格納する。
【００４０】
一方、パケット判定手段７で制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットは、パケット書換手段６に送られる。パケット書換手段６では、転送情報管理手段５に格納された制御情報に従い、パケットの内容を書き換える。書き換えられた転送パケットは、ネットワーク接続手段１１を介してネットワークへと出力パケットとして出力される。
【００４１】
このように、制御パケットを暗号化することにより、途中に通過するネットワークに関わりなく、安全な通信を実現する。これにより、盗聴などのネットワーク上の危険を回避することができる。
【００４２】
なお、本件におけるパケット暗号／復号化手段としては、周知の手段を使用することができる。
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１１は本発明の第１の実施の形態を示す構成図である。
【００４３】
この実施の形態は、ネットワークの経路制御を行うルーティング機能を持ったネットワーク制御の例である。この実施の形態では、第１のネットワーク１１５と、第２のネットワーク１１６とが、パケット転送装置１０１を介して接続されており、さらに、パケット転送装置１０１にネットワーク制御装置１０２が接続されている。
【００４４】
パケット転送装置１０１は、第１のネットワーク１１５に接続するネットワーク接続手段であるネットワークインターフェイス１０７ａと、このネットワークインターフェイス１０７ａに接続され、第１のネットワークから送信されてくるパケットの種類を判定するパケット判定手段７としてのパケット判定回路１０８を有している。
【００４５】
また、パケット転送装置１０１は、ネットワーク制御装置１０２と接続するためのデータ通信手段８及び制御通信手段４としてのＩ／Ｏインターフェイス１１２ａを有し、パケット判定回路１０８での判定により選別した経路制御プロトコルを含むパケットをネットワーク制御装置へと送信し、かつ、ネットワーク制御装置１０２からの制御メッセージを受信する。
【００４６】
さらに、パケット転送装置１０１は、ネットワーク制御装置１０２から受信した制御メッセージに従って書き換えられる、転送情報管理手段５としての経路制御テーブル１１３を有する。この経路制御テーブル１１３は、転送パケットの転送先までの送信経路を特定するための情報を有する。
【００４７】
また、パケット転送装置１０１は、パケット判定回路１０８により選別された転送パケットの転送経路を前記経路制御テーブルの内容を参照して書き換えるパケット書き換え手段としてのパケット書き換え回路１１４を有している。
【００４８】
さらに、パケット転送装置１０１は、ネットワーク接続手段としてのネットワークインターフェイス１０７ｂを介して第２のネットワーク１１６と接続されており、パケット書き換え回路１１４で書き換えた転送パケットを出力パケット１０５として第２のネットワークに送信する。
【００４９】
次に、前記ネットワーク制御装置１０２は、ケーブル１０９（例えばファイバーチャネル）によりＩ／Ｏインターフェイス１１２ａに接続されたＩ／Ｏインターフェイス１１２ｂを有し、さらに、これらＩ／Ｏインターフェイス１１２ａ、ケーブル１０９、Ｉ／Ｏインターフェイス１１２ｂを介して、パケット転送装置１０１のパケット判定回路１０８から送信されたきた経路制御プロトコル１０４を受信して処理し、制御メッセージ１１１を出力する制御情報管理手段３としての経路制御情報管理プロセス回路１１０を有している。
【００５０】
そして、第１のネットワーク１１５からパケット転送装置１０１のネットワークインターフェース１０７ａに入力された入力パケット１０３は、パケット判定回路１０８に送られる。
【００５１】
パケット判定回路１０８は、入力パケット１０３を調べて、そのパケットが経路制御プロトコル（例えばＲＩＰ：Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）であるかどうかを判定する。ＲＩＰであるかどうかの判定は、図９に示したように、パケットのＵＤＰヘッダのポート番号の内容により判定する。ここではＵＤＰヘッダのポート番号が５２０である場合、経路制御プロトコルであると判定する。
【００５２】
入力パケット１０３が経路制御プロトコル１０４であった場合は、Ｉ／Ｏインターフェース１１２ａに送られ、それ以外のパケットは転送パケット１０６としてパケット書換回路１１４に送られる。
【００５３】
経路制御プロトコル１０４は、ネットワーク制御装置１０２とパケット転送装置１０１をつなぐケーブル１０９を通じて、ネットワーク制御装置１０２のＩ／Ｏインターフェース１１２ｂに送られる。ネットワーク制御装置１０２上の経路制御情報管理プロセス１１０は、Ｉ／Ｏインターフェース１１２ｂから経路制御プロトコル１０４を受け取り、その情報から経路制御テーブル１１３を変更するための制御メッセージ１１１を生成する。制御メッセージ１１１としては経路制御テーブル１１３のエントリの追加や削除命令を例示することができる。
【００５４】
制御メッセージ１１１は、Ｉ／Ｏインターフェース１１２ｂに送られ、ケーブル１０９を経由して、パケット転送装置１０１のＩ／Ｏインターフェース１１２ａに送られる。
【００５５】
パケット転送装置１０１の経路制御テーブル１１３には、ネットワークの経路制御を行うためのデータが格納されている。経路制御テーブル１１３は、Ｉ／Ｏインターフェース１１２ａから制御メッセージ１１１を受け取り、その制御メッセージ１１１に従って経路制御テーブル１１３を更新する。
【００５６】
パケット書換回路１１４は、送られてきた転送パケット１０６に対し、経路制御テーブル１１３を参照して、ネットワークの経路を決定し、パケットの内容を書き換える。書き換えられた転送パケット１０６は、出力パケット１０５としてネットワークインターフェース１０７を介して、第２のネットワーク１１６上に送られる。
【００５７】
以上説明したように、第１のネットワーク１１５のパケットは経路制御プロトコル１０４に従って、パケットを書き換えられて第２のネットワーク１１６上に送られる。本実施例は経路制御の例であるが、ネットワークの品質管理制御や負荷分散制御、アクセス制御などの場合も同様に、その制御に対応した制御プロトコル（例えば、品質管理制御の場合はＲＳＶＰなど）１０４をネットワーク制御装置１０２に送り、それに基づいて制御メッセージ１１１を作成し、パケット転送装置１０１に返すことで制御することが可能である。
【００５８】
これによりば、経路制御プロトコルの処理をネットワーク制御装置１０２上の経路制御情報管理プロセス１１０上で行っている間、転送パケットの書き換え処理を経路制御テーブル１１３を参照して行うことができるので、従来のように、転送パケットの転送遅れが生じることがない。なお、経路制御テーブル１１３が書き換えられるまでの、転送パケットの書き換えは、従前の経路制御テーブル１１３の内容を参照して行われる。
【００５９】
また、本実施形態では、ネットワーク制御装置を従来のパケット転送装置に後付して実現することができる。
（実施の形態２）
図１２は本発明の第２の実施の形態を示す図である。この実施の形態は、第１の実施の形態と同様にネットワークの経路制御を行うルーティングの例である。
【００６０】
この実施の形態では、ケーブルを用いてネットワーク制御装置２０２とパケット転送装置２０１を接続するのではなく、第１のネットワーク２１５をパケット転送装置２０１とネットワーク制御装置２０２のデータ通信手段８として用いている。他の構成は、先の実施形態と同様である。
【００６１】
そして、第１のネットワーク２１５を通じて、パケット転送装置２０１のネットワークインターフェース２０７ａに入力されたパケット２０３は、パケット判定回路２０８に送られる。パケット判定回路２０８は、パケットを調べて、そのパケットが制御プロトコルであれば、そのパケットをパケット転送装置２０１のネットワークインターフェース２０７ａからネットワーク制御装置２０２のネットワークインターフェース２０７ｃに送る。
【００６２】
同様に、そのパケットが後述する制御メッセージ２１１であった場合はパケット転送装置２０１内の経路制御テーブル２１３に送り、それ以外のパケットは転送パケット２０６としてパケット転送装置２０１内のパケット書換回路２１４に送る。
【００６３】
ネットワーク制御装置２０１上の経路制御情報管理プロセス２１０は、ネットワークインターフェース２０７ｃから経路制御プロトコル２０４を受け取り、その情報から経路制御テーブル２１３を変更するための制御メッセージ２１１を生成する。
【００６４】
制御メッセージ２１１は、ネットワーク制御装置２０１のネットワークインターフェース２０７ｃに送られ、第１のネットワーク２１５を通じてパケット転送装置２０１内のネットワークインターフェース２０７ａに送られる。この制御メッセージ２１１は、先述の通りパケット判定回路２０８によって経路制御テーブル２１３に送られ、経路制御テーブル２１３は、制御メッセージ２１１を受け取った後、その制御メッセージ２１１に従って更新される。
【００６５】
一方、パケット書換回路２１４は、送られてきた転送パケット２０６に対し、この更新された経路制御テーブル２１３を参照して、ネットワークの経路を決定し、パケットの内容を書き換える。書き換えられた転送パケット２０６は、出力パケット２０５として、ネットワークインターフェース２０７ｂに送られて、第２のネットワーク２１６上に送出される。
【００６６】
以上説明したように、第１のネットワーク２１５の入力パケット２０３は経路制御プロトコル２０４に従ってパケットを書き換えられて第２のネットワーク２１６に送られる。
【００６７】
尚、この実施の形態では、第１のネットワーク２１５を通信手段として用いているが、第２のネットワーク２１６を通信手段として使用するようにしてもよい。
【００６８】
以下、本発明の第２の実施の形態の変形例をいくつか列挙する。尚、各変形例において、変更点以外の細部の符号の説明は省略する。
図１３は本発明の第２の実施の形態の第１の変形例の構成図である。この変形例では、パケット転送装置３０１のネットワークインターフェース３０７ａとパケット判定回路３０８との間にアドレス書換手段２１であるアドレス書換回路３１８を付加している。経路制御プロトコル３０４は、パケット転送装置３０１からネットワーク制御装置３０２へ送られる前に、アドレス書換回路３１７に送られる。
【００６９】
アドレス書換回路３１７は経路制御プロトコル３０４のパケットのヘッダのアドレスをネットワーク制御装置３０２のアドレスに書き換える。これにより制御プロトコル３０４を、そのままネットワーク制御装置３０２へ転送することが可能となる。
【００７０】
図１４は本発明の第２の実施の形態の第２の変形例の構成図である。この変形例では、パケット転送装置４０１のネットワークインターフェース４０７ａとパケット判定回路４０８の間にヘッダ付加手段であるヘッダ付加回路４１８を付加している。経路制御プロトコル４０４は、パケット転送装置４０１からネットワーク制御装置４０２へ送られる前に、ヘッダ付加回路４１８に送られる。
【００７１】
ヘッダ付加回路４１８は経路制御プロトコル４０４のパケットのヘッダに、ネットワーク制御装置４０２宛のアドレスのヘッダを付加する。これにより制御プロトコル４０４を、そのままネットワーク制御装置４０２へ転送することが可能となる。
【００７２】
図１５は本発明の第２の実施の形態の第３の変形例の構成図である。この変形例では、パケット転送装置５０１とネットワーク制御装置５０２にそれぞれパケット暗号化および復号化手段としてパケット暗号回路、復号化回路５１９ａ、５１９ｂを付加している。これにより、パケット転送装置５０１とネットワーク制御装置５０２の間に転送される経路制御プロトコル５０４及び制御メッセージ５１１を暗号化することが可能となる。
【００７３】
各変形例については第１のネットワークに代えて第２のネットワークを使用することも可能なのは自明である。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のネットワーク制御方式によれば、ネットワークの制御をネットワーク制御を専門に行うネットワーク制御装置と、パケットの転送を専門に行うパケット転送装置に分離し、パケット判定手段によりパケットの種類に応じて処理を両装置に分散してそれぞれ別個に行うようにしたので、処理の負荷を分散し、遅滞のないネットワーク制御を行うことができる。
【００７５】
また、ネットワーク制御装置とパケット転送装置を離して設置することが可能なため、自由度の高いネットワーク構成とすることができ、既存のネットワークに直接接続することができる。
【００７６】
また、ネットワーク制御プロトコルをパケット転送装置からネットワーク制御装置へ転送することにより、両装置をネットワーク上で一つの装置として扱うことができ、従来装置との互換性を維持することができる。
【００７７】
さらに、両装置間のパケットを暗号化することにより、重要な情報についても通信上の安全を確保しつつ通信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパケット処理を示す概念図
【図２】本発明のネットワーク制御方式を示す第１の原理図
【図３】転送パケットのフレーム構成図
【図４】制御パケットを示すＲＩＰパケットのフレーム構成図
【図５】本発明のネットワーク制御方式を示す第２の原理図
【図６】本発明のネットワーク制御方式を示す第３の原理図
【図７】ＩＰヘッダ内のアドレス書き換えを示す概念図
【図８】本発明のネットワーク制御方式を示す第４の原理図
【図９】ＩＰヘッダを付加する例を示す概念図
【図１０】本発明のネットワーク制御方式を示す第５の原理図
【図１１】本発明の第１の実施形態のネットワーク制御方式を示す構成図
【図１２】本発明の第２の実施形態のネットワーク制御方式を示す構成図
【図１３】本発明の第３の実施形態のネットワーク制御方式を示す構成図
【図１４】本発明の第４の実施形態のネットワーク制御方式を示す構成図
【図１５】本発明の第５の実施形態のネットワーク制御方式を示す構成図
【図１６】従来のネットワーク制御方式におけるパケット処理を示す概念図
【符号の説明】
１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１・・パケット転送装置
２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、１１０２・・ネットワーク制御装置
１０３、２０３、１１０３・・入力パケット
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、１１０４・・制御パケット（ネットワーク制御プロトコル、経路制御プロトコル）
１０５、２０５、１１０５・・出力パケット
１０６、２０６・・転送パケット
１０、１１、２０、１０７、２０７、３０７、４０７・・ネットワーク接続手段（ネットワークインターフェース）
７、１０８、２０８、３０８、４０８・・パケット判定手段（パケット判定回路）
８，１０９・・データ通信手段
４・・制御通信手段、ケーブル
３、１１０、２１０・・制御情報管理手段（経路制御情報管理プロセス）
１１１、２１１、５１１・・制御命令（制御メッセージ）
１１２・・Ｉ／Ｏインターフェース
５、１１３、２１３・・転送情報管理手段（経路制御テーブル）
６、１１４、２１４・・パケット書換手段（パケット書換回路）
１１５、２１５・・第１のネットワーク
１１６、２１６・・第２のネットワーク
２１、３１７・・アドレス書換手段（アドレス書換回路）
２２、４１８・・ヘッダ付加手段（ヘッダ付加回路）
３１、３２、５１９・・パケット暗号化および復号化手段（パケット暗号・復号化回路）
【０００１】
【従来の技術】
近年、インターネットやイントラネットの発展に伴い、ネットワークの相互接続によるトラフィックの増大およびネットワーク形態の多様化に対応することが、ネットワークにおける課題となっている。
【０００２】
ネットワークを相互接続し、経路制御やアクセス制御、品質管理制御、負荷分散制御などのネットワーク制御を行うためには、ルータやファイアウォールなどのネットワーク制御装置が必要である。例えば、ルータはネットワークの経路制御を行い、ファイアウォールはネットワークのアクセス制御を行う。
【０００３】
これらの装置は、装置間でネットワーク制御プロトコル（ルータの場合はＲＩＰ：Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＰｒｏｔｏｃｏｌやＯＳＰＦ：Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆａｓｔ）を交換することにより、その制御情報をネットワーク上で管理している。そして、その制御情報に基づいてネットワークの相互接続、つまりパケットの転送を行っている。
【０００４】
図１６は従来のルータやファイアウォールのようなネットワーク制御装置によるパケット送信状態を示す概念図である。このような従来のネットワーク制御方式では、パケットとして、通信情報を含む転送パケットと、制御情報を含む制御プロトコルパケットとを送信し、かつ、転送パケットの処理と、制御プロトコルパケットの処理を同じ装置内で行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のルータやファイアウォールのようなネットワーク制御装置では、ネットワークを制御する機能とパケットを転送する機能が一体化しており、明確な区別がない。そのため、どちらかの処理の負荷が高いと、一方の処理に遅れや待ちが生じる。例えば、図１６の概念図に示すようなパケット転送において、制御プロトコルを処理している間は、転送パケットの処理を行えず、その間、パケット転送の遅延を発生させていた。このパケット転送の遅延はネットワーク制御の遅延となってしまう。
【０００６】
本発明は、この問題を解決するために従来一つであった装置をネットワーク制御装置とパケット転送装置に機能を分離し、処理の負荷を分散することを目的とする。
【０００７】
また、従来一つであった装置をネットワーク制御装置とパケット転送装置に分離すると、ネットワーク上から見て従来装置との互換性がなくなってしまう。
本発明は、この点に配慮し、分離した両装置がネットワーク上で一つの装置として見えるように工夫し、従来装置との互換性を維持することも目的とする。
【０００８】
さらにパケット転送装置はネットワークの相互接続点に置く必要があるから、設置場所にあまり自由度がない。しかし、ネットワーク制御装置はハードディスクなどの記憶装置が必要となる場合が多いので、あまり信頼性が低い場所に設置することは避ける方が望ましい。そこで、本発明はこの２つの装置をつなぐ通信手段を提供することをも目的とする。
【０００９】
一方、通常のネットワーク上で制御情報などの重要な情報をやりとりすることは、セキュリティ上危険である。本発明はさらに通信上の安全を確保する手段を提供することも目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するための手段として、本発明のネットワーク制御方式において以下の構成とした。すなわち、ネットワーク制御情報を含む制御パケットを処理してネットワーク制御情報の管理と伝播を行う制御情報管理手段を備えた一台または複数のネットワーク制御装置と、
ネットワーク制御装置の制御情報管理手段からの制御情報を格納した転送情報管理手段及びこの転送情報管理手段に格納した制御情報に従って転送パケットのの内容を書き換えるパケット書換手段を備えた一台または複数のパケット転送装置と、を備えるとともに、送信されてくるパケットがネットワーク制御情報を含む制御パケットであるかそれ以外の転送パケットであるか否かを判定するパケット判定手段を備え、このパケット判定手段で制御パケットであると判定されたパケットを前記ネットワーク制御装置に送り制御情報管理手段で処理し、制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットをパケット転送装置のパケット書換手段で書き換えることを特徴とする。
【００１１】
好ましくは、パケット判定手段は前記パケット転送装置に設けられる。そして、ネットワーク制御に必要なパケットを前記ネットワーク制御装置に転送するデータ通信手段や、ネットワーク制御装置からパケット転送装置へと制御命令を送信する制御通信手段を備えることが好ましい。
【００１２】
ここで、前記パケット転送装置と、前記ネットワーク制御装置は、それぞれネットワーク接続手段を有して、それぞれ別個にネットワークに接続され、ネットワーク接続手段を介して互いに通信するようにしてもよい。
【００１３】
さらに、前記ネットワーク接続手段により、ネットワーク制御装置は、パケット転送装置の任意のネットワーク接続手段と通信することが可能であり、これにより、前記データ通信手段や制御通信手段を実現することができる。
【００１４】
また、前記ネットワーク制御情報を含む制御パケットの宛先アドレスを、前記ネットワーク制御装置のアドレスに書き換えるアドレス書換手段を設けてもよい。そして、書き換え後の制御パケットを前記アドレスに従って前記ネットワーク制御装置に転送する。
【００１５】
さらに、ネットワーク制御情報を含む制御パケットに、前記ネットワーク制御装置のアドレス宛のヘッダを付加するヘッダ付加手段を備えるようにしてもよい。これにより、ヘッダ付加後の制御パケットをヘッダのアドレスに従って前記ネットワーク制御装置に転送する。
【００１６】
また、前記ネットワーク制御装置およびパケット転送装置に、パケット暗号化および復号化手段を備え、ネットワーク制御装置とパケット転送装置との間の通信を暗号化するようにすると、途中に通過するネットワークに関わりなく、安全な通信を実現する。これにより、盗聴などのネットワーク上の危険を回避することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
まず、本発明によるネットワーク制御方式の処理形態を図１を用いて説明する。
【００１８】
本発明で、通信データを含む転送パケットと、制御情報を含む制御プロトコルパケット（制御パケット）とを区別なく同一のネットワークで送信していることは、従来と同様である。
【００１９】
しかし、本発明では、パケット転送装置１において送信されてくる入力パケット３が、転送パケットなのか、制御プロトコルパケットなのかの判定を行い、制御パケット４であれば、ネットワーク制御装置２へ送って、ネットワーク制御装置２で処理を行う。一方、転送パケットであれば、パケット転送装置１へと送信されるが、パケット転送装置１では、制御パケット４を送った後、制御プロトコルパケットの処理を待たずに次の入力パケットをすぐに処理できるので、パケット転送の遅延を最小限に抑えることができる。
【００２０】
なお、ネットワーク制御装置２は、制御プロトコル４から転送のための制御メッセージを作成し、パケット転送装置１におけるパケットの転送経路を決定するための経路制御テーブル（転送情報管理手段５）を書き換える。
【００２１】
また、パケット転送装置１は、制御情報管理手段を参照してパケットを高速に処理する専用の装置であり、ネットワーク制御装置は、制御プロトコルを使って複雑なネットワークの制御を専門に行う装置である。両装置は、制御プロトコルと制御情報をやりとりすることによって、非同期に並列動作することが可能である。
以下、原理図を用いて本発明の各実施形態を説明する。
【００２２】
図２の原理図では、ネットワーク中にネットワーク接続手段１０，１１を介して介在するパケット転送装置１と、このパケット転送装置１にデータ通信手段８と制御通信手段４とを介して接続されたネットワーク制御装置２が示されている。
【００２３】
ネットワーク制御装置２は、ネットワーク制御情報を含む制御パケットを処理してネットワーク制御情報の管理と伝播を行う制御情報管理手段３を備えている。
【００２４】
パケット転送装置１は、ネットワーク制御装置２の制御情報管理手段３から制御通信手段４を介して送信されてくる制御情報（制御命令）を格納した転送情報管理手段５を有するとともに、この転送情報管理手段５に格納した制御情報に従って転送パケットの内容を書き換えるパケット書換手段６を備えている。
【００２５】
さらに、パケット転送装置１は、送信されてくるパケットがネットワーク制御情報（制御プロトコル）を含む制御パケットであるかそれ以外の転送パケットであるか否かを判定するパケット判定手段７を備えている。
【００２６】
そして、ネットワークからネットワーク接続手段１０を介して入力されてくるパケットは、パケット判定手段７で制御パケットであるか否かが判定される。そして、パケット判定手段７で制御パケットであると判定されたパケットをデータ通信手段８を介して前記ネットワーク制御装置２に送り、制御情報管理手段３で処理して制御情報を得る。制御情報は、制御通信手段４を介して転送情報管理手段５に送られ、ここに格納される。
【００２７】
一方、パケット判定手段７で制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットは、パケット書換手段６に送られる。パケット書換手段６では、転送情報管理手段５に格納された制御情報に従い、パケットの内容を書き換える。書き換えられた転送パケットは、ネットワーク接続手段１１を介してネットワークへと出力パケットとして出力される。
【００２８】
このネットワーク制御方式では、制御パケットを転送パケットと分けて別個に処理することができる。すなわち、制御パケットを処理している間に、転送パケットを順次パケット書換手段６により書き換え処理を行える。なお、転送パケットの前に送られてきた制御パケットを制御情報管理手段３で処理している間に、その転送パケットがパケット書換手段６で処理されるときは、その制御パケットに含まれる制御情報が転送情報管理手段５に未だ反映されていない事態が生じるが、その場合は、反映前の古い制御情報に従って転送パケットの書き換え処理を行う。
【００２９】
このように、ネットワーク制御を専門に行う装置とパケットの転送を専門に行う装置を分離しつつ、相互に通信させることによりネットワークの制御を行うので、処理の負荷を分散することができる。また、ネットワーク制御装置２とパケット転送装置１の距離に物理的制約がなくなるので、離して設置することが可能となる。
【００３０】
なお、図３に転送パケットの書き換え処理例を示す。
図３では、転送パケットとして、データ部にＩＰヘッダとＴＣＰ／ＵＤＰヘッダとを付加してなるＩＰ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットに、ＭＡＣヘッダとＦＣＳを付加してなるフレームを示している。
【００３１】
ここで、ＭＡＣヘッダとは、Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌであり、宛て先ＭＡＣアドレスや送り元ＭＡＣアドレス、フレーム長などを含み、パケットに付加することによって伝送媒体上で送受信するために用いる。また、ＩＰヘッダは、宛て先ＩＰアドレスや送り元ＩＰアドレス、パケット長、上位プロトコルタイプ（ＴＣＰ／ＵＤＰなど）、ＴＴＬ等を含み、ネットワーク層の経路制御のために用いる。ＴＣＰ／ＵＤＰヘッダとは、ＩＰの上位プロトコルであるＴＣＰ／ＵＤＰのヘッダであり、トランスポート層における通信を行うために用いる。さらに、ＦＣＳは、Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅの略で、パケットのチェックサムであり、パケットのエラー検出に用いる。
【００３２】
ここでの書き換え処理とは、ＭＡＣヘッダの送り元ＭＡＣアドレスの書き換え、ＩＰヘッダのＴＴＬ（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｌｉｖｅ：パケットの寿命）の減算、ＦＣＳの再計算等である。
【００３３】
また、図４に制御パケット（ＲＩＰパケット）の例を示す。ここで、ＲＩＰであるか否かの判定は、ＵＤＰヘッダのポート番号で判断し、ポート番号が５２０である時は、ＲＩＰパケットであると判断する。ＲＩＰデータとは、各種制御用コマンド、ＩＰネットワーク番号、ＩＰアドレスに対するホップ数（ルータを越える段数）などである。
次に、図５の原理図では、ネットワーク制御装置２がネットワーク接続手段２０を備えることにより、既存のネットワークに直接つなげることができる。このため、自由度の高いネットワーク構成をとることが可能となる。
【００３４】
ここでは、ネットワークからネットワーク接続手段１０を介して入力パケットがパケット転送装置１に入力され、パケット判定手段７で制御パケットと転送パケットの区別がなされる。制御パケットは、ネットワーク接続手段１０，２０を介してネットワーク制御装置２へと転送され、制御情報管理手段３で処理されることで、制御情報が得られる。制御情報は、ネットワーク接続手段２０，１０を介してパケット転送装置１へと戻される。そして、パケット判定手段７を介して転送情報管理手段５に送られ、ここに格納される。
【００３５】
一方、パケット判定手段７で制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットは、パケット書換手段６に送られる。パケット書換手段６では、転送情報管理手段５に格納された制御情報に従い、パケットの内容を書き換える。書き換えられた転送パケットは、ネットワーク接続手段１１を介してネットワークへと出力パケットとして出力される。
【００３６】
この場合も、制御パケットを転送パケットを分けて別個に処理することができるので、処理の負荷を分散することができる。また、ネットワーク制御装置２がパケット転送装置１の位置に依存しないので設置がより容易となる。
さらに、図６の原理図で示す装置は、パケット転送装置１にアドレス書換手段２１を備えた例である。パケット転送装置１に送られてきたネットワーク制御プロトコルのパケットのヘッダにあるアドレスをアドレス書換手段２１でネットワーク制御装置２のアドレスに書き換えて転送する場合である。
【００３７】
ネットワーク上に存在する他のネットワーク制御装置２は、常にパケット転送装置１にネットワーク制御プロトコルを送ればよい。つまり、従来のネットワーク制御装置２と同様に扱うことができる。アドレスの書き換え例を図７に示す。また、図８の原理図では、ヘッダ付加手段２２を備えている。ここでは、パケット転送装置１に送られてきたネットワーク制御プロトコルのパケットに、ネットワーク制御装置２宛のヘッダを付加して当該ネットワーク制御装置２へ転送する。よって従来のネットワーク制御装置２と同様に扱うことが可能である。
【００３８】
ヘッダの付加例を図９に示す。
図１０の原理図では、ネットワーク制御装置２及びパケット転送装置１にそれぞれ、パケット暗号／復号化手段３１，３２を設けた例である。
【００３９】
そして、ネットワークからネットワーク接続手段１０を介して入力されてくるパケットは、パケット判定手段７で制御パケットであるか否かが判定される。そして、パケット判定手段７で制御パケットであると判定されたパケットは、パケット暗号化手段３１で暗号化され、ネットワーク接続手段１０，２０を介して前記ネットワーク制御装置２に送られる。ネットワーク制御装置２では、暗号化された制御パケットがパケット復号化手段３２で復号化され、制御情報管理手段３で処理され制御情報を得る。制御情報は、パケット暗号化手段３２で暗号化され、ネットワーク接続手段２０，１０を介してパケット転送装置１へと送られる。パケット転送装置１では、受信した暗号化制御情報をパケット判定手段７を介してパケット復号化手段３１へと送る。パケット復号化手段３１では、暗号化された制御情報を復号化して転送情報管理手段５へと送り、ここに格納する。
【００４０】
一方、パケット判定手段７で制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットは、パケット書換手段６に送られる。パケット書換手段６では、転送情報管理手段５に格納された制御情報に従い、パケットの内容を書き換える。書き換えられた転送パケットは、ネットワーク接続手段１１を介してネットワークへと出力パケットとして出力される。
【００４１】
このように、制御パケットを暗号化することにより、途中に通過するネットワークに関わりなく、安全な通信を実現する。これにより、盗聴などのネットワーク上の危険を回避することができる。
【００４２】
なお、本件におけるパケット暗号／復号化手段としては、周知の手段を使用することができる。
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１１は本発明の第１の実施の形態を示す構成図である。
【００４３】
この実施の形態は、ネットワークの経路制御を行うルーティング機能を持ったネットワーク制御の例である。この実施の形態では、第１のネットワーク１１５と、第２のネットワーク１１６とが、パケット転送装置１０１を介して接続されており、さらに、パケット転送装置１０１にネットワーク制御装置１０２が接続されている。
【００４４】
パケット転送装置１０１は、第１のネットワーク１１５に接続するネットワーク接続手段であるネットワークインターフェイス１０７ａと、このネットワークインターフェイス１０７ａに接続され、第１のネットワークから送信されてくるパケットの種類を判定するパケット判定手段７としてのパケット判定回路１０８を有している。
【００４５】
また、パケット転送装置１０１は、ネットワーク制御装置１０２と接続するためのデータ通信手段８及び制御通信手段４としてのＩ／Ｏインターフェイス１１２ａを有し、パケット判定回路１０８での判定により選別した経路制御プロトコルを含むパケットをネットワーク制御装置へと送信し、かつ、ネットワーク制御装置１０２からの制御メッセージを受信する。
【００４６】
さらに、パケット転送装置１０１は、ネットワーク制御装置１０２から受信した制御メッセージに従って書き換えられる、転送情報管理手段５としての経路制御テーブル１１３を有する。この経路制御テーブル１１３は、転送パケットの転送先までの送信経路を特定するための情報を有する。
【００４７】
また、パケット転送装置１０１は、パケット判定回路１０８により選別された転送パケットの転送経路を前記経路制御テーブルの内容を参照して書き換えるパケット書き換え手段としてのパケット書き換え回路１１４を有している。
【００４８】
さらに、パケット転送装置１０１は、ネットワーク接続手段としてのネットワークインターフェイス１０７ｂを介して第２のネットワーク１１６と接続されており、パケット書き換え回路１１４で書き換えた転送パケットを出力パケット１０５として第２のネットワークに送信する。
【００４９】
次に、前記ネットワーク制御装置１０２は、ケーブル１０９（例えばファイバーチャネル）によりＩ／Ｏインターフェイス１１２ａに接続されたＩ／Ｏインターフェイス１１２ｂを有し、さらに、これらＩ／Ｏインターフェイス１１２ａ、ケーブル１０９、Ｉ／Ｏインターフェイス１１２ｂを介して、パケット転送装置１０１のパケット判定回路１０８から送信されたきた経路制御プロトコル１０４を受信して処理し、制御メッセージ１１１を出力する制御情報管理手段３としての経路制御情報管理プロセス回路１１０を有している。
【００５０】
そして、第１のネットワーク１１５からパケット転送装置１０１のネットワークインターフェース１０７ａに入力された入力パケット１０３は、パケット判定回路１０８に送られる。
【００５１】
パケット判定回路１０８は、入力パケット１０３を調べて、そのパケットが経路制御プロトコル（例えばＲＩＰ：Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）であるかどうかを判定する。ＲＩＰであるかどうかの判定は、図９に示したように、パケットのＵＤＰヘッダのポート番号の内容により判定する。ここではＵＤＰヘッダのポート番号が５２０である場合、経路制御プロトコルであると判定する。
【００５２】
入力パケット１０３が経路制御プロトコル１０４であった場合は、Ｉ／Ｏインターフェース１１２ａに送られ、それ以外のパケットは転送パケット１０６としてパケット書換回路１１４に送られる。
【００５３】
経路制御プロトコル１０４は、ネットワーク制御装置１０２とパケット転送装置１０１をつなぐケーブル１０９を通じて、ネットワーク制御装置１０２のＩ／Ｏインターフェース１１２ｂに送られる。ネットワーク制御装置１０２上の経路制御情報管理プロセス１１０は、Ｉ／Ｏインターフェース１１２ｂから経路制御プロトコル１０４を受け取り、その情報から経路制御テーブル１１３を変更するための制御メッセージ１１１を生成する。制御メッセージ１１１としては経路制御テーブル１１３のエントリの追加や削除命令を例示することができる。
【００５４】
制御メッセージ１１１は、Ｉ／Ｏインターフェース１１２ｂに送られ、ケーブル１０９を経由して、パケット転送装置１０１のＩ／Ｏインターフェース１１２ａに送られる。
【００５５】
パケット転送装置１０１の経路制御テーブル１１３には、ネットワークの経路制御を行うためのデータが格納されている。経路制御テーブル１１３は、Ｉ／Ｏインターフェース１１２ａから制御メッセージ１１１を受け取り、その制御メッセージ１１１に従って経路制御テーブル１１３を更新する。
【００５６】
パケット書換回路１１４は、送られてきた転送パケット１０６に対し、経路制御テーブル１１３を参照して、ネットワークの経路を決定し、パケットの内容を書き換える。書き換えられた転送パケット１０６は、出力パケット１０５としてネットワークインターフェース１０７を介して、第２のネットワーク１１６上に送られる。
【００５７】
以上説明したように、第１のネットワーク１１５のパケットは経路制御プロトコル１０４に従って、パケットを書き換えられて第２のネットワーク１１６上に送られる。本実施例は経路制御の例であるが、ネットワークの品質管理制御や負荷分散制御、アクセス制御などの場合も同様に、その制御に対応した制御プロトコル（例えば、品質管理制御の場合はＲＳＶＰなど）１０４をネットワーク制御装置１０２に送り、それに基づいて制御メッセージ１１１を作成し、パケット転送装置１０１に返すことで制御することが可能である。
【００５８】
これによりば、経路制御プロトコルの処理をネットワーク制御装置１０２上の経路制御情報管理プロセス１１０上で行っている間、転送パケットの書き換え処理を経路制御テーブル１１３を参照して行うことができるので、従来のように、転送パケットの転送遅れが生じることがない。なお、経路制御テーブル１１３が書き換えられるまでの、転送パケットの書き換えは、従前の経路制御テーブル１１３の内容を参照して行われる。
【００５９】
また、本実施形態では、ネットワーク制御装置を従来のパケット転送装置に後付して実現することができる。
（実施の形態２）
図１２は本発明の第２の実施の形態を示す図である。この実施の形態は、第１の実施の形態と同様にネットワークの経路制御を行うルーティングの例である。
【００６０】
この実施の形態では、ケーブルを用いてネットワーク制御装置２０２とパケット転送装置２０１を接続するのではなく、第１のネットワーク２１５をパケット転送装置２０１とネットワーク制御装置２０２のデータ通信手段８として用いている。他の構成は、先の実施形態と同様である。
【００６１】
そして、第１のネットワーク２１５を通じて、パケット転送装置２０１のネットワークインターフェース２０７ａに入力されたパケット２０３は、パケット判定回路２０８に送られる。パケット判定回路２０８は、パケットを調べて、そのパケットが制御プロトコルであれば、そのパケットをパケット転送装置２０１のネットワークインターフェース２０７ａからネットワーク制御装置２０２のネットワークインターフェース２０７ｃに送る。
【００６２】
同様に、そのパケットが後述する制御メッセージ２１１であった場合はパケット転送装置２０１内の経路制御テーブル２１３に送り、それ以外のパケットは転送パケット２０６としてパケット転送装置２０１内のパケット書換回路２１４に送る。
【００６３】
ネットワーク制御装置２０１上の経路制御情報管理プロセス２１０は、ネットワークインターフェース２０７ｃから経路制御プロトコル２０４を受け取り、その情報から経路制御テーブル２１３を変更するための制御メッセージ２１１を生成する。
【００６４】
制御メッセージ２１１は、ネットワーク制御装置２０１のネットワークインターフェース２０７ｃに送られ、第１のネットワーク２１５を通じてパケット転送装置２０１内のネットワークインターフェース２０７ａに送られる。この制御メッセージ２１１は、先述の通りパケット判定回路２０８によって経路制御テーブル２１３に送られ、経路制御テーブル２１３は、制御メッセージ２１１を受け取った後、その制御メッセージ２１１に従って更新される。
【００６５】
一方、パケット書換回路２１４は、送られてきた転送パケット２０６に対し、この更新された経路制御テーブル２１３を参照して、ネットワークの経路を決定し、パケットの内容を書き換える。書き換えられた転送パケット２０６は、出力パケット２０５として、ネットワークインターフェース２０７ｂに送られて、第２のネットワーク２１６上に送出される。
【００６６】
以上説明したように、第１のネットワーク２１５の入力パケット２０３は経路制御プロトコル２０４に従ってパケットを書き換えられて第２のネットワーク２１６に送られる。
【００６７】
尚、この実施の形態では、第１のネットワーク２１５を通信手段として用いているが、第２のネットワーク２１６を通信手段として使用するようにしてもよい。
【００６８】
以下、本発明の第２の実施の形態の変形例をいくつか列挙する。尚、各変形例において、変更点以外の細部の符号の説明は省略する。
図１３は本発明の第２の実施の形態の第１の変形例の構成図である。この変形例では、パケット転送装置３０１のネットワークインターフェース３０７ａとパケット判定回路３０８との間にアドレス書換手段２１であるアドレス書換回路３１８を付加している。経路制御プロトコル３０４は、パケット転送装置３０１からネットワーク制御装置３０２へ送られる前に、アドレス書換回路３１７に送られる。
【００６９】
アドレス書換回路３１７は経路制御プロトコル３０４のパケットのヘッダのアドレスをネットワーク制御装置３０２のアドレスに書き換える。これにより制御プロトコル３０４を、そのままネットワーク制御装置３０２へ転送することが可能となる。
【００７０】
図１４は本発明の第２の実施の形態の第２の変形例の構成図である。この変形例では、パケット転送装置４０１のネットワークインターフェース４０７ａとパケット判定回路４０８の間にヘッダ付加手段であるヘッダ付加回路４１８を付加している。経路制御プロトコル４０４は、パケット転送装置４０１からネットワーク制御装置４０２へ送られる前に、ヘッダ付加回路４１８に送られる。
【００７１】
ヘッダ付加回路４１８は経路制御プロトコル４０４のパケットのヘッダに、ネットワーク制御装置４０２宛のアドレスのヘッダを付加する。これにより制御プロトコル４０４を、そのままネットワーク制御装置４０２へ転送することが可能となる。
【００７２】
図１５は本発明の第２の実施の形態の第３の変形例の構成図である。この変形例では、パケット転送装置５０１とネットワーク制御装置５０２にそれぞれパケット暗号化および復号化手段としてパケット暗号回路、復号化回路５１９ａ、５１９ｂを付加している。これにより、パケット転送装置５０１とネットワーク制御装置５０２の間に転送される経路制御プロトコル５０４及び制御メッセージ５１１を暗号化することが可能となる。
【００７３】
各変形例については第１のネットワークに代えて第２のネットワークを使用することも可能なのは自明である。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のネットワーク制御方式によれば、ネットワークの制御をネットワーク制御を専門に行うネットワーク制御装置と、パケットの転送を専門に行うパケット転送装置に分離し、パケット判定手段によりパケットの種類に応じて処理を両装置に分散してそれぞれ別個に行うようにしたので、処理の負荷を分散し、遅滞のないネットワーク制御を行うことができる。
【００７５】
また、ネットワーク制御装置とパケット転送装置を離して設置することが可能なため、自由度の高いネットワーク構成とすることができ、既存のネットワークに直接接続することができる。
【００７６】
また、ネットワーク制御プロトコルをパケット転送装置からネットワーク制御装置へ転送することにより、両装置をネットワーク上で一つの装置として扱うことができ、従来装置との互換性を維持することができる。
【００７７】
さらに、両装置間のパケットを暗号化することにより、重要な情報についても通信上の安全を確保しつつ通信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパケット処理を示す概念図
【図２】本発明のネットワーク制御方式を示す第１の原理図
【図３】転送パケットのフレーム構成図
【図４】制御パケットを示すＲＩＰパケットのフレーム構成図
【図５】本発明のネットワーク制御方式を示す第２の原理図
【図６】本発明のネットワーク制御方式を示す第３の原理図
【図７】ＩＰヘッダ内のアドレス書き換えを示す概念図
【図８】本発明のネットワーク制御方式を示す第４の原理図
【図９】ＩＰヘッダを付加する例を示す概念図
【図１０】本発明のネットワーク制御方式を示す第５の原理図
【図１１】本発明の第１の実施形態のネットワーク制御方式を示す構成図
【図１２】本発明の第２の実施形態のネットワーク制御方式を示す構成図
【図１３】本発明の第３の実施形態のネットワーク制御方式を示す構成図
【図１４】本発明の第４の実施形態のネットワーク制御方式を示す構成図
【図１５】本発明の第５の実施形態のネットワーク制御方式を示す構成図
【図１６】従来のネットワーク制御方式におけるパケット処理を示す概念図
【符号の説明】
１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１・・パケット転送装置
２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、１１０２・・ネットワーク制御装置
１０３、２０３、１１０３・・入力パケット
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、１１０４・・制御パケット（ネットワーク制御プロトコル、経路制御プロトコル）
１０５、２０５、１１０５・・出力パケット
１０６、２０６・・転送パケット
１０、１１、２０、１０７、２０７、３０７、４０７・・ネットワーク接続手段（ネットワークインターフェース）
７、１０８、２０８、３０８、４０８・・パケット判定手段（パケット判定回路）
８，１０９・・データ通信手段
４・・制御通信手段、ケーブル
３、１１０、２１０・・制御情報管理手段（経路制御情報管理プロセス）
１１１、２１１、５１１・・制御命令（制御メッセージ）
１１２・・Ｉ／Ｏインターフェース
５、１１３、２１３・・転送情報管理手段（経路制御テーブル）
６、１１４、２１４・・パケット書換手段（パケット書換回路）
１１５、２１５・・第１のネットワーク
１１６、２１６・・第２のネットワーク
２１、３１７・・アドレス書換手段（アドレス書換回路）
２２、４１８・・ヘッダ付加手段（ヘッダ付加回路）
３１、３２、５１９・・パケット暗号化および復号化手段（パケット暗号・復号化回路）
Claims (4)
- ネットワークの制御を行うネットワーク制御方式において；
ネットワーク制御情報を含む制御パケットを処理してネットワーク制御情報の管理と伝播を行う制御情報管理手段を備えた一台または複数のネットワーク制御装置と；
前記ネットワーク制御装置の制御情報管理手段からの制御情報を格納した転送情報管理手段と、この転送情報管理手段に格納した制御情報に従って転送パケットの内容を書き換えるパケット書換手段と、送信されてくるパケットがネットワーク制御情報を含む制御パケットであるかそれ以外の転送パケットであるかを判定するパケット判定手段とを備えた一台または複数のパケット転送装置とを備え；
このパケット判定手段で制御パケットであると判定されたパケットを前記ネットワーク制御装置に送り制御情報管理手段で処理し、制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットを前記パケット転送装置のパケット書換手段で書き換え；
前記パケット転送装置及び前記ネットワーク制御装置は、それぞれネットワーク接続手段を有して、それぞれ別個にネットワークに接続され、ネットワーク接続手段を介して互いに通信することを特徴とするネットワーク制御方式。 - ネットワークの制御を行うネットワーク制御方式において；
ネットワーク制御情報を含む制御パケットを処理してネットワーク制御情報の管理と伝播を行う制御情報管理手段を備えた一台または複数のネットワーク制御装置と；
前記ネットワーク制御装置の制御情報管理手段からの制御情報を格納した転送情報管理手段と、この転送情報管理手段に格納した制御情報に従って転送パケットの内容を書き換えるパケット書換手段と、送信されてくるパケットがネットワーク制御情報を含む制御パケットであるかそれ以外の転送パケットであるかを判定するパケット判定手段とを備えた一台または複数のパケット転送装置とを備え；
このパケット判定手段で制御パケットであると判定されたパケットを前記ネットワーク制御装置に送り制御情報管理手段で処理し、制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットを前記パケット転送装置のパケット書換手段で書き換え；
前記パケット転送装置及び前記ネットワーク制御装置は、それぞれネットワーク接続手段を有して、それぞれ別個にネットワークに接続され、ネットワーク接続手段を介して互いに通信し；
ネットワーク制御情報を含む制御パケットの宛先アドレスを、前記ネットワーク制御装置のアドレスに書き換えるアドレス書換手段を前記パケット転送装置に備え、書き換え後
の制御パケットを前記アドレスに従って前記ネットワーク制御装置に転送することを特徴とするネットワーク制御方式。 - ネットワークの制御を行うネットワーク制御方式において；
ネットワーク制御情報を含む制御パケットを処理してネットワーク制御情報の管理と伝播を行う制御情報管理手段を備えた一台または複数のネットワーク制御装置と；
前記ネットワーク制御装置の制御情報管理手段からの制御情報を格納した転送情報管理手段と、この転送情報管理手段に格納した制御情報に従って転送パケットの内容を書き換えるパケット書換手段と、送信されてくるパケットがネットワーク制御情報を含む制御パケットであるかそれ以外の転送パケットであるかを判定するパケット判定手段とを備えた一台または複数のパケット転送装置とを備え；
このパケット判定手段で制御パケットであると判定されたパケットを前記ネットワーク制御装置に送り制御情報管理手段で処理し、制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットを前記パケット転送装置のパケット書換手段で書き換え；
前記パケット転送装置及び前記ネットワーク制御装置は、それぞれネットワーク接続手段を有して、それぞれ別個にネットワークに接続され、ネットワーク接続手段を介して互いに通信し；
ネットワーク制御情報を含む制御パケットの宛先アドレスを、前記ネットワーク制御装置のアドレスに書き換えるアドレス書換手段を前記パケット転送装置に備え、書き換え後の制御パケットを前記アドレスに従って前記ネットワーク制御装置に転送し；
ネットワーク制御情報を含む制御パケットに、前記ネットワーク制御装置のアドレス宛のヘッダを付加するヘッダ付加手段を前記パケット転送装置に備え、ヘッダ付加後の制御パケットをヘッダのアドレスに従って前記ネットワーク制御装置に転送することを特徴とするネットワーク制御方式。 - ネットワークの制御を行うネットワーク制御方式において；
ネットワーク制御情報を含む制御パケットを処理してネットワーク制御情報の管理と伝播を行う制御情報管理手段を備えた一台または複数のネットワーク制御装置と；
前記ネットワーク制御装置の制御情報管理手段からの制御情報を格納した転送情報管理手段と、この転送情報管理手段に格納した制御情報に従って転送パケットの内容を書き換えるパケット書換手段と、送信されてくるパケットがネットワーク制御情報を含む制御パケットであるかそれ以外の転送パケットであるかを判定するパケット判定手段とを備えた一台または複数のパケット転送装置とを備え；
このパケット判定手段で制御パケットであると判定されたパケットを前記ネットワーク制御装置に送り制御情報管理手段で処理し、制御パケット以外の転送パケットであると判定されたパケットを前記パケット転送装置のパケット書換手段で書き換え；
前記パケット転送装置及び前記ネットワーク制御装置は、それぞれネットワーク接続手段を有して、それぞれ別個にネットワークに接続され、ネットワーク接続手段を介して互いに通信し；
ネットワーク制御情報を含む制御パケットの宛先アドレスを、前記ネットワーク制御装置のアドレスに書き換えるアドレス書換手段を前記パケット転送装置に備え、書き換え後の制御パケットを前記アドレスに従って前記ネットワーク制御装置に転送し；
ネットワーク制御情報を含む制御パケットに、前記ネットワーク制御装置のアドレス宛のヘッダを付加するヘッダ付加手段を前記パケット転送装置に備え、ヘッダ付加後の制御パケットをヘッダのアドレスに従って前記ネットワーク制御装置に転送し；
前記ネットワーク制御装置及び前記パケット転送装置に、パケット暗号化及び復号化手段を備え、前記ネットワーク制御装置と前記パケット転送装置との間の通信を暗号化することを特徴とするネットワーク制御方式。
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