JP3613464B2 - Ｘｄｓｌベースのインターネットアクセスルータ - Google Patents

Description

【０００１】
（政府の利権）
本発明は、米国立標準技術研究所により認められた協調契約第７０ＮＡＮＢ５Ｈ１１７７号に基づく米国政府の支援により行われた。米国政府は本発明において特定の権利を有する。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、一般にはインターネットプロトコル（ＩＰ）ベースのシステムに関し、詳しくは、インターネットのうちの非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークまたはその他の通信ネットワークにより構成された部分を介したリモートユーザ端末（ｔｅｒｍｉｎａｌ）とウェブサーバの間の通信とサービス品質（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ：ＱｏＳ）を容易にするＩＰベースのシステムに関する。
【０００３】
（発明の背景）
非同期転送モードネットワークは、１つまたは複数の送信元（ｓｏｕｒｃｅ）から１つまたは複数の送信先（宛先：ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）に情報を伝送することができるネットワークである。ＡＴＭネットワークは、インターネットの一部を構成するために配備することができ、したがって通信ネットワークを含む。通信ネットワーク自体は、物理通信リンクによって互いに相互接続されれる複数の通信ノード（たとえば端末、ルータ、サーバ、スイッチなど）で構成することができる。ＡＴＭ装備（ＡＴＭ−ｅｑｕｉｐｐｅｄ）ノードは、隣接するノードにその２つの隣接するノードを接続する通信リンクを介して、ビットストリームを含む信号を送信することができる。送信ビットストリーム（ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）は、セルと呼ばれるたとえば５３バイトのパケットを伝達する固定サイズのパケットまたは「セル」スロットに編成される。例として、各セルは、通信制御情報を伝達する５バイトのヘッダと、ノード間で伝達されるメッセージを伝える４８バイトのペイロードとを有する。ノードは、各通信ごとに「仮想チャネル（ｖｉｒｔｕａｌ ｃｈａｎｎｅｌ）」を割り振り、それによって、たとえば通信セルを送信しなければならない隣接ノード（ａｄｊａｃｅｎｔ ｎｏｄｅ）を識別する。送信元ノード（ｓｏｕｒｃｅ ｎｏｄｅ）と送信先（宛先）ノードとの間の経路（パス）上のノードの仮想チャネルのシーケンスによって、仮想チャネル接続が識別される。
【０００４】
送信元ノードは、この仮想チャネルのシーケンスを介して、すなわち経路（パス）上のノードからノードにバケツリレー式に、送信先（宛先）ノードにセルを送信する。情報を送信する前に、送信先（宛先）ノードは情報を４８バイトサイズのメッセージにセグメント化し、そのような各メッセージに５バイトのヘッダを付加してセルを形成する。送信元ノードは、仮想チャネル識別子（ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）などの仮想アドレスを書き込み、それによって、セルを受け取る経路（パス）上の各ノードがセルを送信する送出仮想チャネル（ｏｕｔｇｏｉｎｇ ｖｉｒｔｕａｌ ｃｈａｎｎｅｌ）を決定することができるようにする。セルを受け取る送信先（宛先）ノードは、ペイロードからメッセージを取り出し、それらのメッセージを（適切な順序で）最初に送信された情報に組み立て直す。
【０００５】
インターネット上の様々なリンクによって構成された（イーサネットなどの）ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）と、ＡＴＭネットワークを含むネットワークとの通信の場合、ＬＡＮネットワーク内のデータリンク層通信は、ＡＴＭネットワーク内のものとは異なることに留意することが重要である。したがって、ブリッジを使用して、それぞれのデータリンク層に従って送信された一方のネットワーク（たとえばＬＡＮ）からの情報を受け取り、他方のネットワーク（たとえばＡＴＭネットワーク）内でそれぞれのデータリンク層に従って情報を再送信する。言い換えると、ブリッジは、２つの互換性のないデータリンク層を互いに分離し、しかも、２つの各ネットワーク内のノード間での通信を可能にする。
【０００６】
ネットワーク層では、すべてのノードが同じプロトコル、たとえばインターネットプロトコル（ＩＰ）を使用して通信することができる。イーサネットプロトコルと同様に、送信元ノードまたは送信先（宛先）ノードとして機能する事ができる各ノードにＩＰ識別子またはＩＰアドレスが割り当てられる。情報は、送信元ノードから送信先（宛先）ノードに、パケットに編成されたビットストリームで送信される。前述のように、各パケットはヘッダとペイロードを有する。送信元ノードのＩＰアドレスは、パケットヘッダの送信元フィールドに書き込まれ、送信先（宛先）ノードのＩＰアドレスはパケットヘッダの送信先（宛先）フィールドに書き込まれる。次に、データがペイロードに書き込まれる。パケットは次に、ネットワークの適切なデータリンク層プロトコルに従って（たとえばメディアアクセス制御（ＭＡＣ）フレームとして形成される、ＡＴＭセルに分割されるなど）送信され、次に、それぞれの送信先（宛先）ノードに送信される。ＩＰは、ルーティングテーブルを使用してパケットがその送信先（宛先）に着信するまで、ノードのシーケンスでノードからノードにパケットをルーティングするルーティング機能を備える。
【０００７】
このような通信ネットワークは、リモートユーザ端末との間でビデオ、音声、およびその他のデータを配信するますます重要な手段となりつつある。たとえば、このようなネットワークは、ビデオオンデマンド、ニアビデオオンデマンド、およびペイパービューアプリケーションをサポートするために使用される。しかし、適切な帯域幅という点で問題が明らかになっている。
【０００８】
一般に、広帯域（１〜１０Ｍｂ／秒）アクセス技法は比較的高くつき、（Ｔ１回線など）特化されており、その結果、主として、大企業、大学、政府機関など、大規模な機関顧客によって使用されている。しかし、現在、いくつかの新しいネットワークアクセス技法が研究室から一般に使用することができるようになりつつある。たとえば、ハイブリッド／ファイバ同軸アクセス線（ｈｙｂｒｉｄ ｆｉｂｅｒ ｃｏａｘ ａｃｃｅｓｓ ｌｉｎｅ）とケーブルモデムの配備を開始しているネットワーク提供者もある。さらに、様々なデジタル加入者線（ｘＤＳＬ）（たとえば非対称デジタル加入者線：ＡＤＳＬ）技法の試験や限定的配備も進行中である。この活動はすべて、大量市場にブロードバンドネットワークを導入することを意図したものである。ＡＴＭネットワークは、前述のように、インターネット環境内のリモートユーザに広帯域伝送速度を与えるために「間隙をブリッジで埋める」ことを意図している。
【０００９】
従来から知られているＩＰベースのシステム（ＩＰ ｂａｓｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）を図１に示す。システム１０は、リモートユーザ端末１５のグループ１２ａ、１２ｂ〜１２Ｎを含み、各グループはイーサネットまたはその他のＬＡＮシステムの一部である。各グループ１２ａ、１２ｂ〜１２Ｎは、それぞれのイーサネットブリッジ、たとえばＬＡＮシステムとそれぞれのデフォルトＩＰルータとの間にイーサネットブリッジを設ける非対称デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）終端装置リモート側（中央局側に対して）ＡＴＵ−Ｒ（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ ｒｅｍｏｔｅ ｓｉｄｅ）１８ａ、１８ｂ〜１８Ｎにそれぞれ接続されている。ＡＴＵ−Ｒ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ〜１８Ｎは、それぞれの電話機１６ａ、１６ｂ、１６ｃ〜１６Ｎにも接続されている。
【００１０】
システム１０は、複数のＡＤＳＬベースのデジタル加入者線アクセスマルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）２０ａ〜２０Ｎをさらに含み、各ＤＳＬＡＭは複数のＡＴＵ−Ｒに接続されている。各ＤＳＬＡＭは、それぞれのＡＴＵ−Ｒ１８とＡＴＭスイッチ２２との間の基本トランスポート（ｂａｓｉｃ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）および多重化機能（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を備える。ＡＴＭスイッチ２２はさらに、インターネットへの接続のために、複数のウェブサーバ２８ａ〜２８Ｎ、ＩＰエッジルータ２６ａ〜２６Ｎ、およびＩＰバックボーンルータ２４に接続されている。それぞれの機能について以下に説明する。
【００１１】
まず、ＡＤＳＬ技法について説明する。ＡＤＳＬは、既存の銅線回線を介して広帯域伝送速度を達成するという目標によって動機づけされた。この概念は、遠隔通信業界によって受け入れられるようになり、その結果、標準化作業が行われている。
【００１２】
ＡＤＳＬの背景にある主概念は、周波数帯域のうちの重なり合う部分が、銅線対の単一の束内で同一方向に伝播する信号にしか存在しないということである。この手法によって、近端漏話（クロストーク）および遠端漏話の作用が低減され、したがって、妥当な回線長（最大１８，０００フィート（５，４８６ｍ））にわたる広帯域伝送速度が実現可能になる。従来のＡＤＳＬシステムのいくつかの特性は、レジデンシャルローカルループにおける意図された用途に合わせて特に調整されている。これには、帯域幅の非対称性と、不可分の構成要素としてのライフライン電話のサポートが含まれる。ＡＤＳＬ技法は、インターネットアクセスサービスに適している事に留意されたい。たとえば、パーソナルコンピュータプロトコルのためにＡＴＵ−Ｒに１０ｂａｓｅＴ（１０ｂＴ）インタフェースが配置される。
【００１３】
ＤＳＬＡＭは、ＩＰベースのシステムでＩＰアプリケーション用のＡＴＭ伝送サービスをサポートするために使用される。ＡＴＭ伝送サービスの事例では、ユーザ側のインタフェースは、ＡＤＳＬを介したＡＴＭユーザ−ネットワークインタフェースとして構成される。ＡＴＭネットワーク（トランク）側では、インタフェースは、同期光ネットワーク（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ：ＳＯＮＥＴ）トランスポートを介したネットワーク−ネットワークインタフェースとして構成される。一般には、ＤＳＬＡＭは中央局に配置される。しかし、ＤＳＬＡＭは、単一モードファイバリンクによって長距離にわたり接続されるように、リモートにすることもできる。
【００１４】
ＤＳＬＡＭは、ライフライン電話および非対称高速／低速データチャネルをサポートする。ＤＳＬＡＭの上りデータチャネルは、一般に９．６〜１５６ｋｂ／秒のデータ伝送速度をサポートする。下りビット伝送速度は、固定しているかまたは距離に応じて異なる。初期の市販製品では、３ｋｍ以下の距離については２．３Ｍｂ／秒の速度が規定され、４ｋｍより短い回線では約４Ｍｂ／秒をサポートすることができるものがある。
【００１５】
１つのＯＣ−３ｃトランク当たりの加入者数は、ＡＴＭ伝送サービスが対象アプリケーションセットをサポートするのに必要なサービス品質の関数である。ＤＳＬＡＭのＡＴＭネットワーク側の各ＯＣ−３ｃインタフェースは、１５５．５２Ｍｂ／秒の回線速度を実現し、１５０Ｍｂ／秒近い有効ＡＴＭセル速度を可能にし、それによって有効ビット速度は約１３５Ｍｂ／秒になる。たとえば、２．５Ｍｂ／秒の一定ビット速度のビデオアプリケーションのために非ブロッキングストリーミングサービスがサポートされる場合、ＤＳＬＡＭは４８本のＡＤＳＬ線（２．５Ｍｂ／秒×４８＝１２０Ｍｂ／秒）をサポートするように構成することができる。ＤＳＬＡＭは広帯域バックボーンへのアクセスを提供するように設計されており、ＳＯＮＥＴ広帯域デジタル階層の最上部でのＡＴＭ移送サービス（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｓｅｒｖｉｃｅ）によって特徴付けられることに留意されたい。
【００１６】
前述のように、ＡＤＳＬベースのＤＳＬＡＭは、インターネットプロトコルベースのシステムのための加入者線多重化機能を備える。図１に示すように、ＤＳＬＡＭ２０は、ＡＴＭスイッチ２２を介してユーザ端末１５またはイーサネット１２をＩＰエッジルータ２６にクロス接続する。
【００１７】
従来のルータは、一般には多数のユーザをサポートするため、過負荷の処理によるパフォーマンス低下が生じる。したがって、ルータ管理者は、ルータのパフォーマンスを向上させるために、いくつかの重要な機能（たとえばパケットフィルタリング、ＲＳＶＰなど）をオフにするのが一般的である。
【００１８】
図２は、図１に示したシステムのプロトコルスタックを示す。本図に示すように、ユーザ端末（またはＰＣ）１５からのプロトコルスタック３０は、ネットワーク層、データリンク層、および物理層またはＰＨＹ層を含む。ネットワーク層は、送信先（宛先）アドレスと送信元アドレスを含むＩＰを含み、データリンク層は、リンク層制御（ＬＬＣ）と、フレームの送信時点と構築方法に関する情報を含むメディアアクセス制御（ＭＡＣ）とを含み、ＰＨＹは１０ＭＨｚのＮＲＺＩ信号を表す１０ｂＴを含む。
【００１９】
ＡＴＵ−Ｒ１８からのプロトコルスタック３２は、ＤＳＬＡＭ側のＡＤＳＬ層（物理およびデータリンク）、ＡＴＭ、およびＡＡＬ層と、ユーザ側の１０ｂＴおよびＭＡＣ層から成る。ＩＰルータにおけるプロトコルスタック３８は、ＡＤＳＬ（ユーザ）側のＳＯＮＥＴ、ＡＴＭ、ＡＡＬ、およびＬＬＣと、ネットワーク側のＳＯＮＥＴ、ＡＴＭ、およびＡＡＬを含む。ＤＳＬＡＭからのプロトコルスタック３４は、ユーザ側のＡＴＭおよびＡＤＳＬと、ネットワーク側のＡＴＭおよびＳＯＮＥＴを含む。ＡＴＭスイッチ２２は層プロトコルを維持する。プロトコルスタック３８は、ＬＬＣ層を挿入することによってユーザ側のイーサネットブリッジのシミュレーションを実現する。
【００２０】
従来のインターネットベースのシステム１０の動作の一例を以下に示す。いま、ウェブサーバ２８ａが、ＬＡＮ１２ｂ上にあるユーザ端末１５と通信したいとする。ここで、ウェブサーバ２８ａとこの端末にどのＩＰエッジルータが割り当てられているかに応じて、ＡＴＭスイッチ２２を通るデータパケットの経路（パス）は少なくとも２つある。ウェブサーバ２８ａと、ＬＡＮ１２ｂ上の端末１５の両方がＩＰエッジルータ２６Ｎに割り当てられている最善の事例を考えてみる。したがって、ウェブサーバ２８ａとＬＡＮ１２ｂ上の端末１５との間の最短経路（パス）は、ＡＴＭスイッチ２２を介したウェブサーバ２８ａからＩＰエッジルータ２６Ｎまでのリンクを含まなければならない。次に、ＩＰエッジルータ２６ＮからＡＴＭスイッチ２２を通り、ＤＳＬＡＭ２０ａを介してＬＡＮ１２ｂまでのリンクを確立しなければならない。この経路（パス）は、ＡＴＭスイッチ２２を２回通過し、それによってトラフィックに影響を与える。当然ながら、ウェブサーバと端末が異なるＩＰエッジルータに割り当てられている場合、ＡＴＭスイッチ２２を介して、端末に割り当てられたＩＰエッジルータとウェブサーバに割り当てられたＩＰエッジルータからの追加のリンクも確立しなければならないため、ＡＴＭスイッチ２２を通過する経路（パス）は最低３本必要である。
【００２１】
図１のアーキテクチャでは、ＤＳＬＡＭの機能は、トランスポート機能と多重化機能を備えることに限られていることに留意されたい。ＩＰエッジルータは、ＩＰルーティング機構に加えて、ユーザのＬＡＮを扱うことができるようにイーサネットブリッジ機能を備える。したがって、図１のシステムにはいくつかのパフォーマンス欠陥がある。
【００２２】
具体的には、ＩＰエッジルータが、着信パケットと送出パケットに対して行わなければならない処理の量が多いためにボトルネックになる。帯域幅と処理資源の不足のため、ルータにおいてＱｏＳをサポートすることが困難になる。ユーザがウェブサーバからのビデオ情報のストリームの送信を必要とする場合を考えてみると、このストリームはそのウェブサーバから適切なエッジルータまでの経路（パス）をたどる必要があり、ウェブサーバのエッジルータとユーザが割り当てられたエッジルータとの間の１つまたは複数のホップをたどり、次にユーザに割り当てられたエッジルータからユーザ端末までの経路（パス）をたどることになる。その場合にのみ、ビデオ情報のストリームがユーザのＬＡＮに到達する。
【００２３】
他の欠点は、アドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）機構が、ＬＡＮ上で解決する必要があるアドレスをルータがブロードキャストすることを必要とすることである。したがって、ルータはＬＡＮブリッジをシミュレートするため、ＡＲＰをＡＴＭネットワークを介して送信しなければならない。したがって、追加トラフィックがＡＴＭネットワークに付加される。
【００２４】
したがって、本発明の目的は、従来の技術で明らかな上記の欠陥を克服することである。
【００２５】
（発明の概要）
本発明の一態様は、ＡＴＭネットワークなどの通信ネットワークによって構成されたインターネットの一部を介したリモートユーザ端末とウェブサーバとの間の通信を容易にし、向上させるインターネットプロトコルベースのシステムおよび方法である。
【００２６】
このシステムは、イーサネットＬＡＮなどの複数のＬＡＮネットワークを含み、各ＬＡＮネットワークは複数のユーザ端末またはＰＣを含む。このシステムはさらに、ネットワークスイッチを、たとえばＡＴＭスイッチと、少なくとも１つのデジタル加入者線（ｘＤＳＬ）アクセスルータとを含み、各ｘＤＳＬアクセスルータは対応するＬＡＮとネットワークスイッチとの間に接続されている。ｘＤＳＬ（たとえばＡＤＳＬ）アクセスルータは、ルータとデジタル加入者線マルチプレクサの両方として機能する。したがって、各ユーザ端末はそのデフォルトルータと直接通信することができ、その逆も可能であり、ＡＴＭスイッチを介したデフォルトルータとの通信が不要になり、ＡＴＭネットワークにおける通信量が低減される。
【００２７】
さらに、このＩＰベースのシステムは、ＡＤＳＬ終端装置（ＡＴＵ−Ｒ）などの少なくとも１つのブリッジをさらに含み、各ブリッジはそれぞれのＬＡＮとそれぞれのｘＤＳＬアクセスルータとの間に結合されている。さらに、ＩＰベースのシステムは、ＡＴＭ構成ネットワークをインターネットの他の部分に接続するＩＰバックボーンルータをさらに含む。
【００２８】
本発明のＩＰベースのシステムの各ｘＤＳＬアクセスルータは、ＩＰエッジルータと比較して比較的少数（数十から数百）の顧客をサポートするため、ｘＤＳＬアクセスルータはトラフィックをより効率的に処理することができ、過負荷のリスクがはるかに少ない。それに対して従来のルータは、はるかに多数のユーザをサポートするため過負荷を処理することによるパフォーマンス低下がある。したがって、ルータ管理者は、ルータのパフォーマンスを向上させるためにいくつかの重要な機能（たとえばパケットフィルタリング、ＲＳＶＰなど）をオフにするのが一般的である。
【００２９】
特殊な状況では、損なわれないＱｏＳが必要な場合（たとえばビデオオンデマンドアプリケーション）、ｘＤＳＬアクセスルータは、専用ウェブサーバのためのデフォルトルータとして機能することができ、したがって、典型的なサーバがトラフィック上の制約のために使用しない任意の種類のＱｏＳ機構（たとえばＲＳＶＰプロトコルに基づく機構）を使用することによるＩＰ ＱｏＳのより良いサポートのために、ユーザ端末からウェブサーバへの直接接続を可能にする。
【００３０】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図３は、本発明によるＩＰベースのシステム（ＩＰ ｂａｓｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）１００を示す。システム１００は、ＡＴＭネットワークを例示するものであり、希望に応じて任意の通信ネットワークを使用することができるものと理解されたい。このような通信ネットワークには、たとえばＴ１（Ｅ１）またはＤＳ３（Ｅ３）に基づくデジタルクロス接続ネットワーク、フレームリレーおよびＡＴＭ、またはこれらの任意の組合せが含まれるが、これらには限定されない。本発明は、インターネットにもＩＰベースのイントラネットにも適用される。図１のシステム１０と同様に、システム１００は、リモートユーザ端末１５のグループ１２ａ、１２ｂ〜１２Ｎを含み、各グループはイーサネットまたはその他のＬＡＮシステムの一部である。各グループ１２ａ、１２ｂ〜１２Ｎは、ＬＡＮシステムとそれぞれのデフォルトルータとの間にイーサネットブリッジとして機能するそれぞれのイーサネットブリッジ、たとえばＡＤＳＬ終端装置リモート側（中央局側に対して）ＡＴＵ−Ｒ１８ａ、１８ｂ、１８Ｎに接続されている。
【００３１】
ＡＴＵ−Ｒ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ〜１８Ｎは、それぞれの電話機１６ａ、１６ｂ、１６ｃ〜１６Ｎにも接続されている。しかし、システム１０のように複数のＡＤＳＬベースのＤＳＬＡＭを使用する代わりに、システム１００は、ＡＴＭスイッチ２２とそれぞれのＡＴＵ−Ｒとの間に接続されたｘＤＳＬ（たとえばＡＤＳＬ）アクセスルータ１２０ａ〜１２０Ｎを使用する。さらに、本発明の一態様によると、ユーザ端末のデフォルトルータとしてＩＰエッジルータをもはや使用せず、ユーザ端末はＡＴＭスイッチを介せずにデフォルトルータと直接通信することができる。エッジルータはウェブサーバのデフォルトルータとして機能し続けることができる。
【００３２】
図４は、ｘＤＳＬラインカード１２１ａ〜１２１Ｎのバンクと、システム・コントローラ１２２と、少なくとも１つのＡＴＭ／ＳＯＮＥＴラインカード１２３と、データ／制御バス１２５と、電話スプリッタ１２６とを含む、本発明のｘＤＳＬアクセスルータ１２０の例示の実施形態を示す。ＡＴＵ−Ｒ１８は、ｘＤＳＬラインカード１２１のバンクを介してｘＤＳＬアクセスルータ１２０に接続され、ｘＤＳＬアクセスルータ１２０は、それぞれ、ＡＴＵ−Ｒ１８から受け取ったパケットとＡＴＵ−Ｒ１８に宛てられたパケットの多重化と非多重化を行う。ＡＴＭ／ＳＯＮＥＴ線カード１２３は、ＡＴＭスイッチ２２とｘＤＳＬアクセスルータ１２０との間のインタフェースとして機能する。ｘＤＳＬラインカードとＡＴＭ／ＳＯＮＥＴラインカードは、データ／制御バス１２５を介して通信する。システム・コントローラ１２２が、アクセスルータ１２０の動作を管理し、その構成要素に制御信号を供給する。ルーティング機能およびイーサネットブリッジ機能は、システムプロセッサ１２２内に配置することができるが、部分的に各ラインカードで分散方式に実施することもできる。図４に示すように、電話サービスが、ｘＤＳＬアクセスルータ１２０の電話スプリッタ１２６におけるデータサービスに受動的に結合され、分割される。
【００３３】
図５は、図３のシステムのプロトコルスタックを示す。図２と同様に、ユーザ端末（またはＰＣ）１５からのプロトコルスタック３０は、ネットワーク層（ＩＰ）と、データリンク層と、物理またはＰＨＹ層とを含む。ネットワーク層は、送信先（宛先）アドレスと送信元アドレスを含むＩＰを含み、データリンク層はリンク層制御（ＬＬＣ）と、送信の時点およびフレーム構築方法に関する情報を含むＭＡＣとを含み、ＰＨＹは１０ＭＨｚ ＮＲＺＩ信号を示す１０ｂＴを含む。さらに、ＡＴＵ−Ｒ１８からのプロトコルスタック３２は、ユーザ側のイーサネットブリッジ、ＭＡＣ層、および物理層と、ネットワーク側のアダプション（ａｄａｐｔｉｏｎ）層（ＡＡＬ）、ＡＴＭ層、およびＡＤＳＬを含む。
【００３４】
ＡＤＳＬアクセスルータ１２０からのプロトコルスタック１３４は、ネットワーク側のＡＡＬ、ＡＴＭ、およびＳＯＮＥＴ（ＳＤＨ）と、ユーザ側のＬＬＣ、ＡＡＬ、ＡＴＭ、およびＡＤＳＬをサポートする（すなわちＡＤＳＬアクセスルータはユーザ側のシミュレートされたブリッジとして機能する）。このようなルータ機能は従来は図１のＩＰエッジルータ２６によって行われていた。
【００３５】
プロトコルスタック３６に示すように、ＡＴＭスイッチ２２は層プロトコルを維持する。最後に、バックボーンルータ２４からのプロトコルスタック１３８は、全ＡＴＭネットワーク構成の事例で受け取るプロトコル層を維持する。たとえばＡＴＭ／ＳＯＮＥＴとＡＴＭ／ＤＳ３の組合せを含む異種ネットワークの場合、プロトコル変換が適切になる。
【００３６】
インターネットベースのシステム１００の動作の一例は以下の通りである。損なわれないＱｏＳが必要な場合（ビデオオンデマンドアプリケーションなど）を考えてみる。その場合、ｘＤＳＬアクセスルータは、このアプリケーションを配信するウェブサーバのためのデフォルトルータとしても機能することになる。したがって、ウェブサーバ２８ａがＬＡＮ１２ｂ上にあるユーザ端末１５と通信したい場合、ウェブサーバ２８ａからＬＡＮ１２ｂまでの直接リンクを行うことができる。したがって、ＡＴＭスイッチ２２からただ一つの経路（パス）ができる。さらに、ｘＤＳＬアクセスルータ１２０ａは、ウェブサーバ２８ａから直接ＬＡＮ１２ｂにルーティングする（その逆にもルーティングする）。ＱｏＳ要件が厳格でない他の例示の実施形態では、ウェブサーバ２８ａからのデータはウェブサーバのデフォルトルータを介して直接ｘＤＳＬアクセスルータ１２０ｂまで流れ、それからＬＡＮネットワーク１２ｂ上のユーザ端末１５に流れることができる。
【００３７】
本発明によるＩＰベースのシステムは、ＩＰエッジルータのルーティング機能をｘＤＳＬアクセスマルチプレクサと結合することによって、ユーザ端末のためのデフォルトルータとしてのＩＰエッジルータの使用をなくす。したがって、イーサネットブリッジ機能は、ｘＤＳＬアクセスルータでシミュレートされる。したがって、イーサネットブリッジ機能はＡＴＭネットワークの外部で行われるため、ＡＲＰ機構はＡＴＭネットワーク上のトラフィックに影響を与えない。
【００３８】
本発明によるＩＰベースのシステムのｘＤＳＬアクセスルータの利点としては、従来のＩＰエッジルータとは異なり、比較的少数（数十ないし数百）の顧客をサポートするという利点がある。したがって、ｘＤＳＬアクセスルータは、トラフィックをより効率的に処理することができ、過負荷がない。それに対して、従来のルータは、これよりはるかに多数のユーザをサポートしなければならないために過負荷を処理することにより、パフォーマンスが低下する。他の利点は、損なわれないＱｏＳが必要な場合に、ｘＤＳＬアクセスルータによって、ＡＴＭスイッチを通る複数の経路（パス）なしに、ユーザ端末とウェブサーバとの直接接続が可能になることである。これによって、効率の大幅な向上だけでなく、任意の種類のＱｏＳ機構（たとえばＰＳＶＰプロトコルや、完全なプロプライエタリプロトコルに基づくものなど）を使用して、ＩＰ ＱｏＳのより良いサポートが得られる。さらに、本明細書に記載の多重化機能とルーティング機能との組合せにより、全体的なシステムコストが大幅に低減される。
【００３９】
最後に、以上の説明は本発明の好ましい実施形態に過ぎず、本発明の例示的な説明として示したに過ぎないことに留意されたい。当業者ならば、特許請求の範囲の主旨および範囲から逸脱することなく、多くの代替実施形態を考案することができる。
【図面の簡単な説明】
以下の詳細な説明は、例として示すものであり、本発明をそれのみに限定するものではなく、添付図面と組み合わせれば最もよく理解できよう。添付図面では、同様の要素は同じ参照符号で示してある。
【図１】従来から知られているＩＰベースのシステムを示す構成図である。
【図２】図１に示したシステムのためのプロトコルスタックを示す図である。
【図３】本発明の一実施の態様による、ｘＤＳＬベースのアクセス・ルータを有するＩＰベースのシステムを示す略図である。
【図４】本発明による図３のシステムのためのプロトコル・スタックを示す図である。
【図５】本発明の一実施の態様による、アクセスルータの一形態を例示する図である。

Claims (7)

1. メッセージ部およびアドレスヘッダ部を含むパケットとして編成されたビットストリームの通信を容易にし、且つリモートユーザ端末とウェブサーバとの間のネットワークおよびサービスのパフォーマンスを通信ネットワークを介して向上させる、インターネットプロトコルベースのシステムであって、
   複数の端末群と、
   パケットスイッチと、
   前記パケットスイッチの一方側に接続されており、前記パケットスイッチからインターネットネットワークへのアクセスを提供するバックボーンルータと、
   前記パケットスイッチの前記一方側に接続されている複数のウェブサーバ、および該ウェブサーバのためのデフォルトルータと、
   前記パケットスイッチを介した複数のパスを用いることなく、且つＩＰエッジルータを必要とすることなく、前記ユーザ端末と前記ウェブサーバとの間に接続を確立して、前記ユーザ端末のためのデフォルトルータとして作動する手段とを備え、
   ここで前記手段は、前記複数の端末群と前記パケットスイッチの他方側との間に接続されているデジタル加入者回線アクセスルータを含み、該デジタル加入者回線アクセスルータは、加入者回線マルチプレクサと、前記パケットのアドレスヘッダ部に応答して前記パケットスイッチを介して前記パケットをルーティングする手段とを含む、
   ことを特徴とするシステム。
2. 請求項１に記載のシステムにおいて、
   前記パケットスイッチは、非同期転送モードスイッチであることを特徴とするシステム。
3. 請求項２に記載のシステムにおいて、
   前記デジタル加入者回線アクセスルータは、前記ウェブサーバと前記ユーザ端末との間にイーサネットブリッジ機能を提供することを特徴とするシステム。
4. 請求項２に記載のシステムにおいて、
   前記マルチプレクサは、マルチプレクサ／デマルチプレクサ用ラインカードを備え、前記パケットスイッチを介して前記パケットをルーティングする前記手段は、ルータ機能を可能にするシステムコントローラを含む他に前記ラインカードおよび前記システムコントローラが接続されるデータ／制御バスを含むことを特徴とするシステム。
5. 請求項４に記載のシステムにおいて、
   前記パケットスイッチを介して前記ユーザ端末と前記ウェブサーバとの間に接続を確立する前記手段は、さらに加えて、前記データ／制御バスに接続された電話スプリッタと、前記データ／制御バスと前記パケットスイッチとの間に接続されたＡＴＭ／ＳＯＮＥＴカードとを含むことを特徴とするシステム。
6. ユーザ端末とウェブサーバとの間でパケットスイッチを介してビットストリームの通信を提供する方法であって、該パケットスイッチの一方側には該ユーザ端末が接続されており、該パケットスイッチの他方側には該ウェブサーバと該ウェブサーバのためのデフォルトルータとが接続されているが、バックボーンエッジルータは接続されておらず、前記ビットストリームがメッセージ部およびアドレスヘッダ部を含むパケットとして編成されているとき、前記方法は、
   前記パケットのためのマルチプレクサとして機能すると共に、前記パケットのアドレスヘッダ部に応答するルータとして機能するデジタル加入者回線アクセスルータを介して、前記ユーザ端末から前記パケットスイッチの前記一方側にパケットを送信し、
   前記ユーザ端末が前記パケットスイッチを通じて通信する際にバックボーンエッジルータを介する必要性をなくすことにより、前記パケットスイッチを通るネットワークトラフィックを低減するステップ、
   を有することを特徴とする方法。
7. 請求項６に記載の方法において、
   前記パケットスイッチは、非同期転送モードスイッチであることを特徴とする方法。

Images