JP3716411B2 - ネットワークサービスシステム及びその中継装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回線業者により提供されるネットワークサービスを具現するネットワークサービスシステム及びその中継装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
回線業者は専用線、ISDN、フレームリレー、イーサネット(登録商標)などの回線を提供し、顧客は回線業者から回線を借用し、回線業者の設置するDSU(Digital Service Unit: ディジタル回線終端装置)などの宅内装置にルータ等を接続して企業ネットワーク等のネットワークを構築していた。
【0003】
図9に従来の企業ネットワーク等のネットワークシステムの構成例を示す。同図において、拠点P1〜P4は、支店や営業所等の事業活動の拠点を表し、各拠点にルータR1〜R4等を設置し、該ルータR1〜R4に複数の通信端末装置(図示省略)を接続し、該ルータR1〜R4と回線業者の提供する回線終端装置DSU及び専用線又はISDN回線等を介して複数の各拠点P1〜P4の通信端末装置を相互に接続可能にし、複数の拠点P1〜P4に跨る情報ネットワークシステム等を任意に構築していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような接続形態のネットワークシステムの場合、ネットワークシステムを利用する顧客は個々に構築した自己のネットワークシステムを顧客自身でメンテナンスし、かつ機器の機能強化等を行う必要がある。例えば、ルータ機器の各種設定やIPアドレス管理、メンテナンス及びトラブル対応などの運用維持管理は顧客自身で行う必要があり、メンテナンス業務コスト、技術者の育成コスト、ルータ機器の機能アップ・置換え作業などに大きなコストが掛かっていた。
【0005】
そのため、これらメンテナンス等の業務を専門の業者(以下、メンテナンスサービス業者という。)に委託する形態が増加する傾向にある。しかし、従来のシステム形態では、ルータ機器等の高機能な機器が各顧客の各拠点に設置されているため、トラブル発生時にメンテナンスサービス業者の技術者がその拠点に出向くまでの時間、或いは代替機器が到着するまでの時間を長く待たなくてはならず、また、高機能な機器であるためトラブル原因を特定するのに長時間を要するなど、トラブル対応に長い時間が掛かってしまうという問題があった。
【0006】
また、メンテナンスサービス業者にとって、顧客毎に異なる様々な種類のルータ機器やその代替機器等について熟知した技術者を手配し、メンテナンスサービスを管理・運用していくことは多くの人件コストを要するため、メンテナンスサービス提供価格が高価なものとなり、結果的に顧客が負担するコストが割高なものとなってしまう。更に、これらの委託コスト高額化の傾向は、ネットワーク技術が発展にするにつれて、それらの機器が複雑高度化し、種類も増え続けるため、ますます強くなっていくものと予想される。
【0007】
本発明は、各顧客の各拠点にルータ等の高機能な機器を設置することなく、顧客ネットワークシステムを構築し、メンテナンスやサービスの追加等の機能強化が容易なネットワークサービスを実現することができるネットワークサービスシステム及びその中継装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のネットワークサービスシステムは、(1)各拠点のネットワークを管理単位とする仮想ネットワークの識別子を含むタグを伝送データフレームに付与して送信する手段を有する複数の第1の中継装置と、前記第1の中継装置とネットワーク回線を介して接続され、前記タグが付与された伝送データフレームを受信し、該タグに含まれる仮想ネットワークの識別子を該仮想ネットワークに対応するサブネットアドレスに適用してサブネットのIPアドレスを自動生成する手段と、該IPアドレスを基に複数の各仮想ネットワーク間のルーティング処理を行う手段とを有する第2の中継装置とを備えたものである。
【0009】
また、(2)前記第2の中継装置は、前記タグ付き伝送データフレームの受信により認識した仮想ネットワークの個数、又は該仮想ネットワークに対するルーティングテーブルの経路数を基に、ネットワークサービス料金を算出する手段を有する。
【0010】
また、(3)前記第2の中継装置は、前記仮想ネットワークの識別子から、該仮想ネットワークの通信で使用する少なくとも自装置のIPアドレスを生成する手段と、動的にアドレスを配布するためのパラメータを生成する手段と、該仮想ネットワークに対するルーティングテーブルを生成する手段とを有し、仮想ネットワーク間のルーティング機能、及び仮想ネットワークのIPノードに対するアドレス配布機能を備えたものである。
【0012】
また、本発明のネットワークサービスシステムオペレーティングセンタの中継装置は、(4)管理単位の仮想ネットワークの識別子が埋め込まれた伝送データフレームを各拠点の中継装置から受信して仮想ネットワークの識別子を抽出する手段と、該各仮想ネットワークの識別子を該各仮想ネットワークに対応するサブネットアドレスに適用してサブネットのIPアドレスを自動生成する手段と、を備えたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1に本発明のネットワークサービスシステム構成例を示す。本システムは、事業所等の活動拠点P1〜P4に設置されるレイヤ2中継装置Aと、オペレーティングセンタに設置される少なくともレイヤ3までの転送処理機能を有する中継装置Bと、同じくオペレーティングセンタに設置される課金処理等の機能を有する上位装置Cと、各拠点P1〜P4の中継装置Aとオペレーティングセンタの中継装置Bとを接続するネットワークとから構成される。
【0014】
各拠点P1〜P4に設置される各レイヤ2中継装置Aは、それぞれの拠点内のネットワークを管理単位とする仮想ローカルエリアネットワーク(以下、VLANという。)の識別子(VLAN−ID)を含むタグ(図2参照。以下、VLANタグという。)を伝送データフレームに付与して、オペレーティングセンタの中継装置Bへ回線業者のVLANタグ透過型ネットワークを介して送信する。各レイヤ2中継装置Aは、イーサネット(登録商標)フレームをレイヤ2でブリッジ処理するブリッジ又はスイッチングハブであってもよい。
【0015】
オペレーティングセンタの中継装置Bは、上記中継装置Aが送信した伝送データフレームを受信し、該伝送データフレームに付与されたVLANタグを認識して論理的に接続し、自らもVLANタグの付与を行い、ルーティング処理を含む少なくともレイヤ3までの転送処理を行う。中継装置Bは、イーサネット(登録商標)フレームをレイヤ3でルーティング処理するルータ又はレイヤ3スイッチであってもよい。
【0016】
更に中継装置Bについて詳述すると、中継装置BはIPアドレスの自動配布機能を有し、例えばブリッジ(LANスイッチ)間でVLAN−IDとポートとの対応付け情報を交換するためのIEEE802.1Qで規定された標準プロトコルであるGVRP(GARP VLAN registration protocol )を用い、中継装置AからVLANタグの情報を入手し、VLANタグのVLAN−IDを元に一意に決定されるIPアドレスを自動生成し、各VLAN間のルーティング及びDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol )などによるIPアドレス付与を行う機能を有する。
【0017】
上記中継装置Aと中継装置Bとを接続する回線業者のネットワークは、中継装置Aなどが付与したVLANタグをそのまま透過伝送するVLANタグ透過型ネットワークである。図2にIEEE802.1QによるVLANタグ付き伝送データフレームの構成を示す。図の(a)はイーサネット(登録商標)フレームを示し、図の(b)にVLANタグ付きフレームを示す。
【0018】
VLANタグ付きフレームには、イーサネット(登録商標)フレームの宛先アドレスDAと送信元アドレスSAに続いてVLANタグ付きであることを示す“8100”、VLANタグTCIが挿入される。VLANタグTCI内には、フレーム優先度PRI、フォーマット形式の識別子CFI、VLAN識別子VLAN−ID(12ビット)が含まれる。
【0019】
オペレーティングセンタは中継装置Bと共にその連携システムを収容し、課金処理機能を有する上位装置C、及びファイアウォールFWを介してインターネット接続サービスを提供する機能等を備える。上位装置Cは、中継装置Bが管理するネットワークサービスの管理単位であるVLANの数又はルーティングテーブルの大きさ等に基づいて、ネットワークシステムの規模に応じた適切な料金を自動的に算出する。上位装置Cは、中継装置Bとネットワーク接続されたSNMP監視システムであってもよい。
【0020】
このように、従来、各拠点に設置されたルータなどのようなルーティング機能を含む高機能な機器を、オペレーティングセンタなどの1箇所の中継装置Bに集約したことにより、機器管理コストの削減とアドレス運用や課金処理の自動化による運用コストの削減とにより、低コストでネットワークサービスを提供することが可能となる。
【0021】
また、ルータなどの高機能な機器をオペレーティングセンタの中継装置Bにまとめたため、トラブル発生に対する代替機や技術者の手配等が容易となり、トラブル対応力を高めることができ、メンテナンスサービスの品質を向上させることができる。
【0022】
次に図3を参照して本発明のネットワークサービスの具体例について説明する。この具定例においてネットワークサービスを受ける顧客の第1及び第2の拠点P1,P2に、VLANタグを伝送データフレームに付与/削除するための第1及び第2の中継装置A1,A2をそれぞれ設置し、それらをVLANタグ透過型のネットワーク回線によりオペレーティングセンタの中継装置Bと接続する。
【0023】
第1の中継装置A1は、第1の拠点P1内から中継装置Bへのデータフレーム中継の際に、VLAN−IDを例えば“10”としたVLANタグを付与して中継し、逆に、中継装置Bから第1の拠点P1内へデータフレームを中継する際は、中継装置Bが付与したVLAN−ID“10”のVLANタグを削除して中継する。
【0024】
第1の中継装置A1には予めVLAN−IDを“10”と静的に設定してある。第2の中継装置A2には予めVLAN−IDとして他のVLAN−IDと異なる固有の値、例えば “20”を設定する。第2の中継装置A2は第1の中継装置A1と同様にVLANタグの付与/削除の処理を行う。
【0025】
オペレーティングセンタの中継装置Bは、各拠点P1,P2の中継装置A1,A2に静的に設定されたVLAN−IDを、IEEE802.1Qで定められたGVRPプロトコルにより認識し、該VLAN−IDを基にVLANを生成し、伝送データフレーム送受信時にVLANタグ付与/削除処理を行う。
【0026】
また、中継装置Bは認識したVLAN−IDを基に、そのVLANに対応するIPネットワークアドレス及び該VLANと通信するための中継装置B自身のIPアドレスを、図4の表1に示す例のように生成し、また、DHCPパラメータを図4の表2に示す例のように生成し、ルーティングテーブルを図4の表3に示す例のように生成する。
【0027】
図4の表1には、クラスAのIPネットワークアドレス“10.0.0.0”を20ビットのサブネットマスクでサブネット分割し、サブネット番号にVLAN−IDを適用することにより、VLAN−IDからサブネットアドレスを自動生成する例を示している。
【0028】
VLAN−IDからサブネットアドレスを自動生成する手法を図5に示す。図5において(i)は20ビットのサブネットマスクとしたクラスAのIPネットワークアドレス“10.0.0.0”を示し、(ii)は該IPネットワークアドレスを2進表示し、かつサブネット番号部に下線を付して表し、(iii )は該サブネット番号部にVLAN−IDの値“10”を埋め込んで生成したVLAN−ID“10”のサブネットアドレスを表し、(iv)は該サブネットアドレスの10進表示を表す。
【0029】
このようにして、VLAN−ID“10”を基に、該VLANのサブネットアドレス“10.0.160.0”を自動生成する。同様に、VLAN−ID“20”を基に、該VLANのサブネットアドレス“10.1.64.0”を自動生成する。クラスAのIPアドレスを20ビットでサブネット分割すると、サブネット番号とVLAN−IDとが共に12ビット領域となるため、クラスAのIPアドレスの領域を無駄なく利用することとなる。
【0030】
また、中継装置Bには、利用可能なホストアドレスのうち、例えば最大値を割り当てることにより、各サブネットに対応するホストアドレス、即ち中継装置B自身のVLANのIPアドレスを一意に自動生成することができる。即ち、図4の表1に示すように、VLAN−ID“10”に対して、中継装置BのIPアドレス“10.0.175.254”を生成し、VLAN−ID“20”に対して、中継装置BのIPアドレス“10.1.79.254”を生成する。
【0031】
更に、各中継装置AのIPアドレスを、例えば中継装置BのIPアドレスより1つ小さい値などとして生成して割り当てることができる。こうして、図4の表1に示すように、VLAN−ID“10”に対して、中継装置A1のIPアドレス“10.0.175.253”を生成し、VLAN−ID“20”に対して、中継装置A2のIPアドレス“10.1.79.253”を生成することができる。
【0032】
表2は、表1を基に自動生成される各サブネットに配布するDHCPプロトコルによる配布アドレスの領域と、サブネットマスク、及びアドレス配布の際のオプションパラメータとなるデフォルトゲートウェイ(中継装置BのIPアドレス)を示している。表3は、表1を基に自動生成される中継装置Bから見た各サブネットへのルーティングテーブルを示す。
【0033】
中継装置Bは、表1を基に表2、表3を生成することにより、表2のDHCPパラメータを基にしたDHCPアドレス配布処理、表3のルーティングテーブルを基にしたルーティング処理を行う。これらの機能により、各拠点P1,P2の中継装置A1,A2に接続される顧客のパーソナルコンピュータなどのIPノードは、自動的に自IPアドレスとデフォルトゲートウェイのアドレスを入手し、該デフォルトゲートウェイとの接続と同時に該デフォルトゲートウェイを経由して他の拠点のIPノードとIP通信することが可能となる。
【0034】
また、オペレーティングセンタに備えられる上位装置C1は、中継装置Bより得られる図4の表3のルーティングテーブルを基に、図4の表4に示すような課金テーブルを生成し、該課金テーブルに基づいて課金処理を行う。この課金テーブルは、ルーティングテーブルからサブネット数に相当する経路数を計算し、該経路数に単価を乗じることにより、ネットワークサービス料金を生成する。
【0035】
サブネット数を基にネットワークサービス料金を決定することにより、中継装置Bが提供するルーティング機能の負荷とDHCPアドレス配布機能の負荷とをまとめてネットワークサービス料金に反映することができる。また、ルーティングテーブルを用いると、各拠点に顧客自身がルータを設置するようなオプション的なシステム形態に対しても、そのルータの経路情報を中継装置Bが入手することにより、自動的にネットワークサービス料金に反映することができる。
【0036】
図6にオペレーティングセンタにおける処理フローを示す。オペレーティングセンタは、各拠点の中継装置AからGVRPプロトコルによるVLANタグ付きフレームを受信し(ステップS1)、該VLANタグからVLAN−IDを認識し、VLAN−IDに対するVLANを生成する(ステップS2)。
【0037】
VLAN−IDを基に該VLANのサブネットアドレスを生成し(ステップS3)、オペレーティングセンタ内の中継装置B自身のIPアドレスを生成し(ステップS4)、それらを基にDHCPアドレス配布処理パラメータを生成し(ステップS5)、また、ルーティングテーブルを生成する(ステップS6)。
【0038】
そして、ルーティングテーブルを基にネットワークサービス料金を計算し(ステップS7)、またルーティングテーブルに基づくルーティング処理を起動し(ステップS8)、また、DHCPパラメータを基にDHCPアドレス配布処理を起動する(ステップS9)。
【0039】
図7に本発明による各拠点の中継装置Aとオペレーティングセンタの中継装置Bの構成を示す。各拠点に設置される中継装置Aは、拠点内のパーソナルコンピュータなどのIPノードとデータを送受信する送信部11及び受信部12、VLAN−IDを静的に保持するVLAN−ID記憶部13、MACアドレステーブル14、VLAN−IDを基に前述の図4の表1に示したように自中継装置AのIPアドレスを生成する自アドレス生成部15、VLANタグ処理部16、レイヤ2スイッチ処理部17、オペレーティングセンタの中継装置BとVLANタグ付きデータを送受する送信部18及び受信部19を備える。
【0040】
また、オペレーティングセンタに設置される中継装置Bは、各拠点の中継装置AとVLANタグ付きデータを送受する送信部21及び受信部22、VLANタグ処理部23、レイヤ2及びレイヤ3スイッチ処理部24、VLANテーブル25、MACアドレステーブル26、ルーティングテーブル27、GVRP処理部28、VLAN生成部29、図4の表1に示す各種アドレスを生成するアドレス生成部30、DHCP処理部31、SNMP(Simple Network Management Protocol)処理部32、上位装置Cとデータを送受する送信部33及び受信部34を備える。
【0041】
また、オペレーティングセンタに設置される上位装置Cは、中継装置Bとデータ送受する送信部35及び受信部36、SNMP処理部37、ルーティングテーブル38、ルーティングテーブルを基にネットワークサービス料金を計算処理する料金計算処理部39を備える。
【0042】
なお、前述の図4の表1等に示したIPアドレスは32ビットから成るIPv4(Internet Protocol version 4 )のものであり、128ビットから成るIPv6(Internet Protocol version 6 )のIPアドレスの生成について、図8を参照して説明する。
【0043】
図8にIPv6のIPアドレス空間を示す。同図に示すFP,TLAID,NLAIDの48ビットのプレフィックス部は、インターネットサービスプロバイダ(ISP)から取得するパブリックトポロジーの固定領域であり、それに続く16ビットのサイトトポロジーSLAIDの上位12ビットにVLAN−IDを埋め込むことにより、IPネットワークアドレスを生成することができる。
【0044】
従って、48ビットのプレフィックス部と12ビットのVLAN−IDとにより60ビットの固定プレフィックスを生成する。生成した固定プレフィックスは、ルータが自らのルータ通知メッセージにより公報する。
【0045】
図8は、16ビットのサイトトポロジーSLAIDのうちの下線を施した上位12ビットに、VLAN−ID“10”を埋め込んだ例を示し、該VLAN−ID“10”を埋め込んだサイトトポロジーSLAIDは、“00A0(16進数)”となる。ここで、例えば、インターネットサービスプロバイダ(ISP)から取得した48ビットのプレフィックスが “3FFF:2111:0:”であるとき、VLAN−ID“10”に対するサブネットプレフィックスは、“3FFF:2111:0:00A0”となる。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各顧客の各拠点に設置されるレイヤ2の中継装置Aと、オペレーティングセンタに設置される少なくともレイヤ3までのルーティング機能を含む中継装置とを、回線業者のネットワーク回線を介して接続してネットワークサービスシステムを構成したことにより、各顧客の各拠点からルータを削除してルーティング機能等の高機能をオペレーティングセンタの中継装置に集約し、IPアドレス設計、アドレス配布、ネットワークサービス料金計算等を、オペレーティングセンタで一括管理かつ自動化することにより、低コストのネットワークサービスを提供することが可能となる。
【0047】
また、オペレーティングセンタに設置した中継装置等の装置のみに対して機能追加又はメンテナンス等を行うことにより、顧客の拠点のネットワークを変更することなく、サービスの追加やインターネット接続などのサービスの追加やトラブル発生に対し、早急にかつ容易に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のネットワークサービスシステム構成例を示す図である。
【図2】VLANタグ付き伝送データフレームの構成を示す図である。
【図3】本発明のネットワークサービスの具体例を示す図である。
【図4】VLAN−IDを基に生成するIPネットワークアドレス等を示す図である。
【図5】VLAN−IDからサブネットアドレスを自動生成する手法を示す図である。
【図6】オペレーティングセンタにおける処理フローを示す図である。
【図7】各拠点の中継装置Aとオペレーティングセンタの中継装置Bの構成を示す図である。
【図8】VLAN−IDからIPv6のIPアドレスを生成する手法を示す図である。
【図9】従来の企業ネットワーク等のネットワークシステムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
P1〜P4 事業所等の活動拠点
A 各拠点に設置される中継装置
B オペレーティングセンタに設置される中継装置
C 上位装置
FW ファイアウォール
Claims (4)
- 各拠点のネットワークを管理単位とする仮想ネットワークの識別子を含むタグを伝送データフレームに付与して送信する手段を有する複数の第1の中継装置と、
前記第1の中継装置とネットワーク回線を介して接続され、前記タグが付与された伝送データフレームを受信し、該タグに含まれる仮想ネットワークの識別子を該仮想ネットワークに対応するサブネットアドレスに適用してサブネットのIPアドレスを自動生成する手段と、該IPアドレスを基に複数の各仮想ネットワーク間のルーティング処理を行う手段とを有する第2の中継装置と
を備えたことを特徴とするネットワークサービスシステム。 - 前記第2の中継装置は、前記タグ付き伝送データフレームの受信により認識した仮想ネットワークの個数、又は該仮想ネットワークに対するルーティングテーブルの経路数を基に、ネットワークサービス料金を算出する手段を有することを特徴とする請求項1に記載のネットワークサービスシステム。
- 前記第2の中継装置は、前記仮想ネットワークの識別子から、該仮想ネットワークの通信で使用する少なくとも自装置のIPアドレスを生成する手段と、動的にアドレスを配布するためのパラメータを生成する手段と、該仮想ネットワークに対するルーティングテーブルを生成する手段とを有し、
仮想ネットワーク間のルーティング機能、及び仮想ネットワークのIPノードに対するアドレス配布機能を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載のネットワークサービスシステム。 - 管理単位の仮想ネットワークの識別子が埋め込まれた伝送データフレームを各拠点の中継装置から受信して仮想ネットワークの識別子を抽出する手段と、該各仮想ネットワークの識別子を該各仮想ネットワークに対応するサブネットアドレスに適用してサブネットのIPアドレスを自動生成する手段と、を備えたことを特徴とするネットワークサービスシステムオペレーティングセンタの中継装置。
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