JP3911223B2 - パケット転送装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット転送装置に係わり、特に、インターネットアクセスを実現するネットワークにおいて、ブリッジ型LAN間でタグヘッダを含むMACフレームを転送する装置、もしくは、ATMネットワーク間でATMセルに分割されたAAL5プロトコルデータユニットを転送するパケット転送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在広く用いられている、インターネットアクセスの標準的なネットワーク構成を図6に示す。図6において、101は加入者、102はアクセス網、103は中継網、104はIP網である。
加入者101は、地域毎に存在するアクセス網102にADSLやイーサネット等のアクセス回線で収容される。中継網103は地域毎のアクセス網102とインターネットサービスプロバイダが提供するIP網104を接続する。
これらによって、各加入者101は、アクセス網102、中継網103を経由して、加入するインターネットサービスプロバイダのIP網104と接続される。
加入者101のアクセス回線としてイーサネット等が用いられる場合は、加入者101は、各加入者に対応した仮想LANによって、アクセス網102と中継網103を経由して、IP網104と接続される。この場合、加入者101のトラヒックはタグヘッダを含むMACフレームで伝送され、加入者101はタグヘッダのVLAN識別子の値で識別される。
【0003】
また、加入者101のアクセス回線としてADSLが用いられる場合は、加入者101は、各加入者に対応したATMコネクションによって、アクセス網102と中継網103を経由して、IP網104と接続される。
この場合、加入者101のトラヒックはATMセルに分割されたAAL5プロトコルデータユニットで伝送され、加入者101はATMセルのVPI及びVCIの値で識別される。
各加入者101に付与されるIPアドレスは、インターネットサービスプロバイダ毎に一意に付与される。また、加入者101とIP網104を接続する仮想LANやコネクションは単一のIPサブネットワークに対応する。
以上の説明から明らかな通り、インターネットアクセスを実現するネットワークにおいて、加入者数が増大すると、中継網103において、VLAN識別子で識別されるVLAN数や、VPI及びVCIで識別されるコネクション数が増大し、中継網103を構成する各種装置におけるVLANテーブルやVCテーブル等のリソースを消費し、動作速度が低下したり管理コストが増大する問題点がある。特に、VLAN識別子は最大でも4094の仮想LANしか識別できないため、加入者数が増大すると、VLAN識別子が不足する問題点がある。
【0004】
なお、本願の発明に関連する先行技術文献情報としては以下のものがある。
【特許文献1】
特開2001−345864号公報
【特許文献2】
特開2000−2868534号公報
【特許文献3】
特開平11−331237号公報
【特許文献4】
特開2000−49870号公報
【非特許文献1】
IEEE 標準 802.1Q-1998, 802.1u-2001,802.iv-2001
【非特許文献2】
ITU−T 勧告 I.311
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述したインターネットアクセスを実現するネットワークにおいて、加入者の増大に伴い中継網内のVLAN数やコネクション数が増大する問題の解決方法として、中継網103にIPルータを設置して、加入者101とIP網104を中継網103に設置したIPルータで経由で接続する方法がある。
中継網のIPルータは、加入者101に対応した仮想LANやコネクションを終端し、複数の加入者101からのトラヒックをIP網104に対応した仮想LANやコネクションに集約する。
加入者101とIPルータ間、及びIPルータとIP網104を接続する仮想LANやコネクションは異なるIPサブネットワークに対応する事となる。このため、この方法は中継網における仮想LAN数やコネクション数を減らす事が出来る。
しかし、この方法はIPルータを必要とし、IPルータは高価でパケット転送能力も低いため経済性が悪いという問題点がある。
【0006】
前述した方法とは異なる解決方法として、中継網103において多重VLANや中継VLANと呼ばれる仮想LANの機能を用いる方法がある。
多重VLANや中継VLANは、仮想LANのプロトコルを定めたIEEE標準802.1Q-1998,802.1u-2001,802.1v-2001には規定されておらず、仮想LANをサポートしたブリッジ装置を実装するベンダ毎の独自機能であるが、おおむね以下の様な機能である。
ユーザ網と転送網の境界に、多重VLANや中継VLANをサポートしたブリッジ装置が設置され、このブリッジ装置がユーザ網からタグヘッダを含むMACフレームを受信した場合、タグヘッダに含まれるVLAN識別子の値をMACフレームのユーザデータ部に追加し、このVLAN識別子の値を変換テーブル等の予め定められた規則に基づいて変換して、MACフレームを転送網側に転送する。
転送網からタグヘッダを含むMACフレームを受信した場合、MACフレームのユーザデータ部に含まれるVLAN識別子の値を削除して、この値をタグヘッダに含まれるVLAN識別子に上書きして、MACフレームをユーザ網側に転送する。
【0007】
このため、多重VLANや中継VLANをサポートしたブリッジ装置は、ユーザ網の仮想LANのトラヒックを転送網の仮想LANに集約する事が出来る。
従って、多重VLANや中継VLANをサポートしたブリッジ装置を中継網103とアクセス網102及びIP網104の境界に設置し、中継網103が転送網、アクセス網102及びIP網104がユーザ網と成るように設定すれば、中継網103における仮想LANの数を減らすことが出来る。
しかし、この方法は標準に準拠していない方法であり、ユーザデータ長が最大長のMACフレームをユーザ網から受信した場合、転送網におけるユーザデータ長の最大値を越えてしまったり、装置のベンダ毎に転送網におけるMACフレームの形式が統一されていないため、転送網で使用する機器に相互接続性が保証されない問題点がある。
【0008】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、インターネットアクセスを実現するネットワークにおいて、加入者数が増大すると、中継網において、VLAN識別子で識別される仮想LAN数や、VPI及びVCIで識別されるコネクション数が増大し、中継網を構成する各種装置におけるVLANテーブルやVCテーブル等のリソースを消費し、動作速度が低下したり管理コストが増大する問題点、あるいは、VLAN識別子が不足する問題点を解決した、ブリッジ型LAN間でタグヘッダを含むMACフレームを転送するパケット転送装置、もしくはATMネットワーク間でATMセルに分割されたAAL5プロトコルデータユニットを転送するパケット転送装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、IPルータを使用せず、標準や勧告等に準拠した既存の装置と相互接続性が確保されたパケット転送装置を提供することにある。本発明の前記なら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によって明らかにする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本願の請求項1に記載された発明は、前述の目的を達成するために、第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値に対応する、第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値を定めた第1の表と、IPサブネットワークを識別するIPプレフィックスと第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値の組合わせに対応する、第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値を定めた第2の表を有し、第1のブリッジ型LANからMACフレームを受信した際に、このMACフレームに含まれるタグヘッダに有効なVLAN識別子の値が含まれる場合、このVLAN識別子の値を、第1の表に定められたこのVLAN識別子の値に対応する第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値に変更し、第2のブリッジ型LANにこのMACフレームを送信する第1のヘッダ変更手段と、第2のブリッジ型LANからMACフレームを受信した際に、このMACフレームに含まれるタグヘッダに有効なVLAN識別子の値が含まれ、かつこのMACフレームにIPパケットがカプセル化されている場合、このVLAN識別子の値を、第2の表に定められたこのVLAN識別子の値とこのIPパケットに含まれる宛先IPアドレスが所属するIPサブネットワークの組み合わせに対応する第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値に変更し、第1のブリッジ型LANにこのMACフレームを送信する第2のヘッダ変更手段を備えた事を最も主要な特徴とする。
【0010】
本願の請求項2に記載された発明は、前述の目的を達成するために、第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値に対応する、第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値を定めた第1の表と、IPサブネットワークを識別するIPプレフィックスと第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値の組合わせに対応する、第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値を定めた第2の表と、第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値の組合わせに対応する、第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値を記憶する第3の表と、第1のATMネットワークを構成する個々のコネクションに対応して、ATMセルを先頭から到着順に格納するキューを有し、第1のATMネットワークからATMセルを受信した際に、このATMセルが所属するコネクションに対応したキューにこのATMセルを格納し、このATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの末尾のATMセルの場合、このキューに格納されたAAL5プロトコルデータユニットを構成するATMセルを第2のATMネットワークに送信する手段であって、かつATMセルをキューに格納する際、もしくはATMセルを送信する際に、このATMセルに含まれるVPI及びVCIの値を、第1の表に定められたこのVPI及びVCIの値に対応する第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値に変更する第1のヘッダ変更手段と、第2のATMネットワークからATMセルを受信した際に、このATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの先頭のATMセルであって、かつこのATMセルにIPパケットがカプセル化されている場合、このATMセルに含まれるVPI及びVCIの値を、第2の表に定められたこのVPI及びVCIの値とこのIPパケットに含まれる宛先IPアドレスが所属するIPサブネットワークの組み合わせに対応する第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値に変更し、第1のATMネットワークにこのATMセルを送信すると共に、このATMセルに含まれる変更前のVPI及びVCIの値に対応する変更後のVPI及びVCIの値を、第3の表の記録する手段であって、かつ第2のATMネットワークからATMセルを受信した際に、このATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの一部であるが先頭ではないATMセルであって、かつ第3の表に、このATMセルに含まれるVPI及びVCIの値に対応する第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値が記録されている場合、このATMセルに含まれるVPI及びVCIの値を、第3の表に記録されたこのVPI及びVCIの値に対応する第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値に変更し、第1のATMネットワークにこのATMセルを送信する第2のヘッダ変更手段を備えた事を最も主要な特徴とする。
【0011】
[作用]
本発明は、インターネットアクセスの標準的なネットワークにおいて、個々の加入者101は単一のインターネットサービスプロバイダのIP網104と接続され、アクセス網102及び中継網103は加入者101とIP網104間のIPパケットを転送し、個々のインターネットサービスプロバイダは加入者101のIPサブネットワークを一意に付与するという条件が成立すれば、アクセス網102から中継網103へMACフレームやATMセルを転送する際に、個々の加入者101対応に付与されたVLAN識別子の値やVPI及びVCIの値を、個々のインターネットサービスプロバイダ対応に付与されたVLAN識別子の値やVPI及びVCIの値に変更した場合、中継網103からアクセス網102へMACフレームやATMセルを転送する際に、個々の加入者101はMACフレームやATMセルに含まれるIPパケットの宛先IPアドレス及びVLAN識別子の値やVPI及びVCIの値から識別可能となる関係を利用している。この関係を図1に示す。
【0012】
図1において、201はパケット転送装置で、アクセス網102と中継網103の境界に設置される。
202,203,204,及び205は、仮想LANもしくはコネクションで、第1のインターネットサービスプロバイダの加入者に接続される。206,207,208,及び209は、仮想LANもしくはコネクションで、第2のインターネットサービスプロバイダの加入者に接続される。
210は、仮想LANもしくはコネクションで、第1のインターネットサービスプロバイダのIP網104に接続される。211は、仮想LANもしくはコネクションで、第2のインターネットサービスプロバイダのIP網104に接続される。
212は、アクセス網102のVLAN識別子もしくはVPIおよびVCIの値に対応する、中継網103のVLAN識別子もしくはVPIおよびVCIの値を定めた第1の表である。
213は、IPサブネットワークを識別するIPプレフィックスと、中継網103のVLAN識別子もしくはVPIおよびVCIの値の組合わせに対応する、アクセス網102のVLAN識別子もしくはVPIおよびVCIの値を定めた第2の表である。
【0013】
図1において、各請求項における第1のブリッジ型LAN及び第1のATMネットワークはアクセス網102に、第2のブリッジ型LAN及び第2のATMネットワークは中継網103に対応する。
図1に示した通り、アクセス網102の個々の仮想LANやコネクションは、中継網103の単一の仮想LANやコネクションに対応する。
即ち、仮想LANもしくはコネクション(202,203,204,205)は、仮想LANもしくはコネクション210に対応し、仮想LANもしくはコネクション(206,207,208,209)は、仮想LANもしくはコネクション211に対応する。
ここで、アクセス網102の個々の仮想LANやコネクションは、単一のIPサブネットワークに対応し、中継網103の個々の仮想LANやコネクションは、単数もしくはアドレス空間が重複しない複数のIPサブネットワークの集合に対応し、かつ、中継網103の個々の仮想LANやコネクションが対応するIPサブネットワークの集合と、この仮想LANやコネクションに対応するアクセス網102の単数もしくは複数の仮想LANやコネクションに対応するIPサブネットワークの集合は、同一のIPサブネットワークの集合となるものとする。
【0014】
即ち、パケット転送装置201は、インターネットサービスプロバイダ毎に複数の加入者の仮想LANやコネクションを、プロバイダ毎の仮想LANやコネクションに集約する。
アクセス網102の個々の仮想LANやコネクションに付与されるIPサブネットワークは、インターネットサービスプロバイダ毎にアドレス空間が重複しない様に一意に付与されるため、インターネットサービスプロバイダ毎に仮想LANやコネクションに集約しても、この一意性は変らない。
異なるインターネットサービスプロバイダ間で、同一のIPサブネットワークアドレスを異なる加入者101に付与する可能性は存在するが、これらは異なる仮想LANやコネクションに集約されるため重複は生じない。
従って、パケット転送装置201は、中継網103からMACフレームやATMセル受信した際に、これらに含まれるVLAN識別子の値やVPI及びVCIの値からインターネットサービスプロバイダを識別し、IPパケットの宛先IPアドレスから加入者を識別する事が出来る。
【0015】
従って、本発明のパケット転送装置201は、アクセス網102から中継網103へMACフレームやATMセルを転送する際に、第1の表212に基づいて、個々の加入者対応に付与されたVLAN識別子の値やVPI及びVCIの値を、個々のインターネットサービスプロバイダ対応に付与されたVLAN識別子の値やVPI及びVCIの値に変更し、中継網103からアクセス網102へMACフレームやATMセルを転送する際に、第2の表213に基づいて、MACフレームやATMセルに含まれるVLAN識別子の値やVPI及びVCIの値を、個々の加入者対応に付与されたVLAN識別子の値やVPI及びVCIの値に変更すれば、アクセス網側の仮想LANやコネクションを中継網側は集約する事が可能となる。
このため、加入者数が増大した場合でも、中継網103において、VLAN識別子で識別される仮想LAN数や、VPI及びVCIで識別されるコネクション数は増大せず、中継網103を構成する各種装置におけるVLANテーブルやVCテーブル等のリソースを消費し、動作速度が低下したり管理コストが増大する問題点やVLAN識別子が不足する問題点を解決する事が出来る。
【0016】
以上の説明から明らかな通り、本発明では、加入者101とパケット転送装置201を接続する仮想LANやコネクションと、パケット転送装置201とIP網104を接続する仮想LANやコネクションは同一のIPサブネットワークに対応するため、ブリッジ接続となりIPルータ機能を必要としない点が従来の技術と異なる。
更に、本発明は、MACフレームやATMセルをアクセス網102から中継網103側に転送する際に、アクセス網側でユーザ識別のために使用されているVLAN識別子の値やVPI及びVCIの値を、MACフレームやATMセルのユーザデータ部に追加する事は無く、これらのパケットの長さは変化せず、標準に準拠するため、既存の機器と相互接続性が確保される点が従来の技術と異なる。
【0017】
尚、仮想LANのプロトコルを定めたIEEE標準802.1Q-1998, 802.1u-2001, 802.1v-2001のAnnexDには、MACフレームに対するVLAN識別子の付与方法として、フレームの入力ポートに基づく方法、フレームの入力ポートとフレームの上位プロトコルに基づく方法、フレームのMACアドレスに基づく方法、フレームに含まれるIPパケットのIPサブネットに基づく方法が記載されているが、同8.6.5章の記載から明らかな通り、これらの規則は有効なVLAN識別子の値を含まないMACフレームを受信した際にVLAN識別子を付与する方法を示したもので、本発明の様に、有効なVLAN識別子を有するMACフレームを受信した際に、そのVLAN識別子もしくはそのVLAN識別子と宛先IPアドレスに基づいて、元のVLAN識別子の値を上書きして変更する技術を示唆したものでは無い。
また、ATMのネットワーク機能を定めたITU−T勧告I.311 及びATMフォーラムの規定では、単一の送信側から単一の受信側にATMセルを転送するポイント・ポイント接続と、単一の送信側から複数の受信側にATMセルを同報するポイント・マルチポイント接続が規定されているが、本発明の様に、複数の送信側から単一の受信側にAAL5プロトコルデータユニットを転送する接続や、単一の送信側から複数の受信側に選択的にAAL5プロトコルデータユニットを転送する技術は示唆されていない。
【0018】
更に、特開2001−345864号公報には、MACフレームに含まれるタグヘッダに基づいて、パケットに付与するヘッダ情報を決定する装置が開示されているが、特開2001−345864号公報の段落番号[0008]、[0009]の記載から明らかな通り、この発明はVPNの識別を目的とした発明であり、かつ、特開2001−345864号の請求項の記載から明らかな通り、この装置はルータ装置に係わるものであり、本発明とは目的が全く異なり、かつ、本発明に係わる技術を示唆したものでは無い。
特開2000−286853号公報には、MACフレームを受信したポート番号、MACフレームに含まれるMACの宛先アドレス及びVLAN識別子に基づいて、MACフレームをカプセル化するIPパケットの宛先アドレスを決定する方法が開示されているが、特開2000−286853号公報の段落番号[0007]の記載から明らかな通り、この発明の目的は本発明の目的と類似であるが、特開2000−286853号公報の請求項の記載から明らかな通り、問題を解決するためにMACフレームを他のプロトコルにカプセル化してルーチングするものであり、本発明に係わる技術を示唆したものでは無い。
【0019】
特開平11−331237号公報には、MACフレームに対するVLAN識別子の上書き方法として、フレームの上位プロトコルのマルチキャストアドレスに基づいて上書きして変更する方法が開示されているが、特開平11−331237号公報の段落番号[0006]の記載から明らかな通り、この発明の目的はマルチキャストパケット中継に関するものであり、本発明とは目的が全く異なり、かつ、本発明に係わる技術を示唆したものでは無い。
特開2000−49870号公報には、MACフレームに対するVLAN識別子をIPサブネットアドレスに変換する方法が開示されているが、特開2000−49870号公報の段落番号[0007]の記載から明らかな通り、この発明の目的は、仮想LANとATMのコネクションのマッピングにあり、本発明とは目的が全く異なり、かつ本発明に係わる技術を示唆したものでは無い。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施の形態1]
本願の請求項1に記載の「ブリッジ型LAN」とは、IEEE標準802.1D-1998に規定された "Bridged Local Area Network"の事である。
また、「MACフレーム」、「仮想LAN」、「タグヘッダ」、「VLAN識別子」とは、各々IEEE標準802.1Q-1998, 802.1u-2001, 802.1v-2001に規定された "Frame", "Virtual Local Area Network", "Tag header", "VLAN identifier" の事である。
本願の請求項に記載の「IPパケット」とは、インターネット標準RFC 791に規定されたIPv4 "datagram" もしくはインターネット標準RFC 2460に規定されたIPv6 "packet" の事である。
また、「IPサブネットワーク」とは、インターネット標準RFC 922に規定された "Subnet"の事である。
【0021】
また、「IPアドレスプレフィックス」とは、インターネット標準RFC 1518に規定された "IP address prefix" の事であり、IPアドレスとネットマスクの値の組み合わせ、もしくはIPアドレスと数値の組み合わせによって、与えられたIPアドレスからIPサブネットワークの識別子として使用されるビットを規定する際の記述方法である。(128.2.3.0,255.255.255.0) 及び 128.2.3.0/24 は、IPアドレス128.2.3.0 の左から24ビットをIPサブネットワークの識別子とするIPプレフィックスの例である。
本願の請求項2に記載の「ATMセル」、「VPI、VCI」は各々ITU−T勧告I.361に規定された "Cell", "VPI,VCI" の事である。
また、「コネクション」とは、ITU−T勧告I.311 に規定された"VC"、もしくは、"VP"の事である。
また、「AAL5プロトコルデータユニット」とは、ITU−T勧告I.363.5に規定されたAAL5の "CPCS-PDU" の事である。
【0022】
図2は、本発明の実施の形態1のパケット転送装置の概略構成を示すブロック図であり、本願の請求項1に記載された実施の形態である。
図2において、301はパケット転送装置、304は第1のヘッダ変更手段、305は第2のヘッダ変更手段である。
302は、第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値に対応する、第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値を定めた第1の表である。
303は、IPサブネットワークを識別するIPプレフィックスと第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値の組合わせに対応する、第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値を定めた第2の表である。
パケット転送装置301が、第1及び第2のブリッジ型LANと転送するMACフレームの形式の一例を図3に示す。
図3に示すMACフレーム401は、タグヘッダを含むIEEE標準 802.3-2002 に規定されたMACフレームに、インターネット標準RFC 791に規定されたIPパケットが、インターネット標準RFC 894 に規定された規則に基づいてカプセル化された場合の例である。
【0023】
以下の動作例は、図3に示されたMACフレームを例として説明するが、請求の範囲はこのMACフレーム形式に限定されるものでは無い。
MACフレームの形式は、一連のIEEE標準802に規定された他のMACフレームであっても良く、インターネット標準RFC 1042に規定される規則に基づいてカプセル化されていても良い。
また、MACフレームにカプセル化されたIPパケットに、インターネット標準RFC 768に規定されたUDPがカプセル化され、UDPにRFC 2661に規定されたL2TPがカプセル化され、L2TPにRFC 1661に規定されたPPPがカプセル化され、PPPにIPパケットがカプセル化されても良いし、MACフレームにRFC 2516に基づく方法でRFC 1661に規定されたPPPがカプセル化され、PPPにIPパケットがカプセル化されても良い。
更に、これらのカプセル化されたIPパケットに、RFC 2003、もしくはRFC 2473に規定された規則に基づいてIPパケットがカプセル化されていても良く、これらのIPパケットにRFC 2784で規定されたGREがカプセル化され、GREにIPパケットがカプセル化されていても良い。
いずれにせよ、パケット転送装置301が、第1及び第2のブリッジ型LANと転送するMACフレームの形式は、一連のIEEE標準802に規定されたMACフレームに、何らかの形で直接的、間接的にIPパケットがカプセル化されていれば良い。
【0024】
本実施の形態のパケット転送装置の動作例を示す。
パケット転送装置301が、第1のブリッジ型LANから図3に示すMACフレームを受信した際に、第1のヘッダ変更手段304は、図3に示すTYPE/LENGTHフィールド402の値が「0x81−00」の場合、MACフレームにはタグヘッダが含まれていると判断し、図3に示すフィールド403に含まれるCFの値が「0」であり、かつ、VLANIDの値が「0」および「0xFFF」以外の場合、VLANIDの値が、有効なVLAN識別子の値であると判断する。
この場合、第1のヘッダ変更手段304は、このVLAN識別子の値を、第1の表302に定められた、このVLAN識別子の値に対応する第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値に変更して、第2のブリッジ型LANにMACフレームを送信する。この際に、MACフレームに含まれるフレームチェックシーケンスの値は再計算される。
第1の表302は、VLAN識別子の値をアドレスとして、VLAN識別子の値をデータとするメモリ素子や、VLAN識別子の値を検索キーとて、VLAN識別子の値を検索データとする連想記憶素子(CAM)で実現する事ができる。
【0025】
パケット転送装置301が、第2のブリッジ型LANから図3に示すMACフレームを受信した際に、第2のヘッダ変更手段305は、図3に示すTYPE/LENGTHフィールド402の値が「0x81−00」の場合、MACフレームにはタグヘッダが含まれていると判断し、図3に示すフィールド403に含まれるCFの値が「0」であり、かつVLANIDの値が「0」および「0xFFF」以外の場合、VLANIDの値が、有効なVLAN識別子の値であると判断する。
そして、第2のヘッダ変更手段305は、図3に示すMAC CLIENT LENGTH/TYPEフィールド404の値が「0x08−00」であり、かつ、図3に示すフィールド405に含まれるVersionの値が「4」の場合、IPパケットがカプセル化されていると判断し、図3に示すDestination Addressフィールド406の値が宛先IPアドレスであると判断する。
この場合、第2のヘッダ変更手段305は、このVLAN識別子と値が一致するVLAN識別子と、IPサブネットワークの識別子として使用されるビットが、この宛先IPアドレスと一致もしくは最長一致するIPプレフィックスに対応する第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値を、第2の表303から検索して、MACフレームのVLAN識別子の値を検索したVLAN識別子の値に変更して、第1のブリッジ型LANにMACフレームを送信する。この際に、MACフレームに含まれるフレームチェックシーケンスの値は再計算される。
【0026】
第2の表は、VLAN識別子の値とIPアドレスを一致もしくは最長一致の検索キーとて、VLAN識別子の値を検索データとする連想記憶素子(CAM)やパトリシアツリーで実現できる。
尚、請求項1では、第1の表302と第2の表303を論理的に異なる手段として記載しているが、この2つの表を、第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値に対応するIPサブネットワークを識別するIPプレフィックスと、第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値の組合わせを定めた表に物理的に統合して、この表に対して第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値を検索キーとして第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値を検索する手段と、第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値、及びIPアドレスを検索キーとして第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値を検索する手段を兼ね備えて実装した場合をも包含していることは自明である。
【0027】
[実施の形態2]
図4は、本発明の実施の形態2のパケット転送装置の概略構成を示すブロック図であり、本願の請求項2に記載された実施の形態である。
図4において、501はパケット転送装置、506は第1のヘッダ変更手段、507は第2のヘッダ変更手段である。
502は第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値に対応する、第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値を定めた第1の表である。
503はIPサブネットワークを識別するIPプレフィックスと第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値の組合わせに対応する、第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値を定めた第2の表である。
504は第2のATMネットワークのVPIおよびVCIの値の組合わせに対応する、第1のATMネットワークのVPIおよびVCIの値を記憶する第3の表である。
505は第1のATMネットワークを構成する個々のコネクションに対応して、ATMセルを先頭から到着順に格納するキューである。
パケット転送装置501が、第1及び第2のATMネットワークと転送するATMセルの形式の一例を図5に示す。
図5に示すATMセル601は、AAL5プロトコルデータユニットに、インターネット標準RFC 791 に規定されたIPパケットが、RFC 2684に規定されたRouted PDU形式に基づいてカプセル化され、ITU−T勧告I.361に規定されたNNI形式のATMセルに分割された場合の先頭のATMセルの例である。
【0028】
以下の動作例は、図5に示すATMセルを例として説明するが、請求の範囲はこのATMセル形式に限定されるものでは無い。ATMセルの形式はUNI形式であっても良い。
また、AAL5プロトコルデータユニットに、RFC 1661に規定されたPPPがRFC 2364に規定された形式に基づいてカプセル化され、PPPにIPパケットがカプセル化されても良く、AAL5プロトコルデータユニットにRFC 2661に規定されたL2TPがRFC 3355に規定された形式に基づいてカプセル化され、L2TPにPPPがカプセル化され、PPPにIPパケットがカプセル化されても良く、ITU−T勧告Q.922に規定されたフレームに、IPパケットがRFC 2427に規定された形式に基づいてカプセル化され、このフレームがITU−T勧告I.365.1,I.555に規定されたFR-SSCSに基づいてAAL5プロトコルデータユニットにカプセル化されていても良い。
更に、AAL5プロトコルデータユニットにMACフレームがRFC 2684に規定されたBridged PDU形式でカプセル化され、MACフレームにIPパケットがカプセル化されていても良い。
【0029】
いずれにせよ、パケット転送装置501が第1及び第2のATMネットワークと転送するATMセルの形式は、AAL5プロトコルデータユニットに何らかの形で直接的、間接的にIPパケットがカプセル化され、ITU−T勧告I.361に規定されたATMに分割され、この際に、図5に示すDestination Addressフィールド608がAAL5プロトコルデータユニットを構成する最初のATMセルに存在すれば良い。
尚、AAL5プロトコルデータユニットとATMセルの関係は、図5に示すフィールド603に含まれるPTの値で示される事がITU−T勧告I.361に規定されており、この値が「001」もしくは「011」の場合は、このATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの末尾のATMセルであり、「000」もしくは「010」の場合は、このATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの一部であるが末尾では無いATMセルである事を示し、PTの値がこれら以外の場合は、このATMセルはAAL5プロトコルデータユニットを構成するATMセルでは無く、管理セルである事を示す。
【0030】
本実施の形態のパケット転送装置の動作例を示す。
パケット転送装置501が、第1のATMネットワークからATMセルを受信した際に、図5に示すフィールド602、603に含まれるVPI及びVCIの値に基づいて、このATMセルが所属するコネクションに対応したキュー505にATMセルを格納する。
第1のヘッダ変更手段506は、キュー505に格納されたATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの末尾のATMセルの場合、このキューに格納されたAAL5プロトコルデータユニットを構成するATMセルを第2のATMネットワークに送信する。
第1のヘッダ変更手段506は、ATMセルをキュー505に格納する際、もしくはATMセルを送信する際に、図5に示すフィールド602、603に含まれるVPI及びVCIの値を、第1の表502に定められた、このVPI及びVCIの値に対応する第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値に変更する。この際に、ATMセルヘッダに含まれるヘッダエラー制御(HEC)の値は再計算される。
【0031】
第1の表502は、VPI及びVCIの値をアドレスとして、VPI及びVCIの値をデータとするメモリ素子や、VPI及びVCI値を検索キーとて、VPI及びVCIの値を検索データとする連想記憶素子(CAM)で実現する事ができる。
尚、第1のヘッダ変更手段506が、あるキューに格納されたAAL5プロトコルデータユニットを構成するATMセルを送信している間に、他のキュー、もしくはこのキューに新たにAAL5プロトコルデータユニットの末尾のATMセルが格納される可能性がある。
このため、第1のヘッダ変更手段506は、AAL5プロトコルデータユニットの末尾のATMセルが格納されたキューの識別子をFCFS規則で記録する待ち行列(FIFOキュー)を備えて、これを先着順に送信しても良い。
【0032】
パケット転送装置501が、第2のATMネットワークからATMセルを受信した際に、このATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの先頭のATMセルである場合、即ち、図5に示すフィールド603に含まれるPTの値が「001」もしくは「011」であるAAL5プロトコルデータユニットの末尾のATMセルを受信したコネクションにおいて、PTの値が「000」、「001」、「010」、もしくは「011」である管理セル以外の最初のATMセルを受信した際に、第2のヘッダ変更手段507は、図5に示すLLCフィールド604の値が「0xAA−AA−03」であり、かつ、図5に示すOUIフィールド605の値が「0x00−00−00」であり、かつ、図5に示すEther Typeフィールド606の値が「0x08−00」であり、かつ、図5に示すフィールド607に含まれるVersionの値が「4」の場合、このATMセルにIPパケットがカプセル化されていると判断し、図5に示すDestination Addressフィールド608の値が宛先IPアドレスであると判断する。
【0033】
この場合、第2のヘッダ変更手段507は、図5に示すフィールド602、603に含まれるVPI及びVCIと値が一致するVPI及びVCIと、IPサブネットワークの識別子として使用されるビットが、この宛先IPアドレスと一致もしくは最長一致するIPプレフィックスに対応する第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値を、第2の表503から検索して、図5に示すフィールド602、603に含まれるVPI及びVCIの値を、検索したVPI及びVCIの値に変更して、第1のATMネットワークにATMセルを送信する。この際に、ATMセルヘッダに含まれるヘッダエラー制御(HEC)の値は再計算される。
ATMセルを送信する際に、第2のヘッダ変更手段507は、そのATMセルの変更前のVPI及びVCIの値に対応する変更後のVPI及びVCIの値を、第3の表504に記録する。
【0034】
パケット転送装置501が、第2のATMネットワークからATMセルを受信した際に、このATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの一部であるが先頭ではないATMセルの場合、即ち、図5に示すフィールド603に含まれるPTの値が「000」もしくは「010」である前述のAAL5プロトコルデータユニットの先頭のATMセルを受信したコネクションにおいて、PTの値が「000」、「001」、「010」、もしくは「011」である管理セル以外のATMセルを受信した際に、第2のヘッダ変更手段507は、図5に示すフィールド602、603に含まれるVIP及びVCIの値に対応する第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値が、第3の表504に記録されている場合、このATMセルに含まれるVPI及びVCIの値を、第3の表504に記録された、このVPI及びVCIの値に対応する第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値に変更して、第1のATMネットワークにATMセルを送信する。この際に、ATMセルヘッダに含まれるヘッダエラー制御(HEC)の値は再計算される。
【0035】
第2の表503は、VPI及びVCIの値とIPアドレスを一致もしくは最長一致の検索キーとて、VPI及びVCIの値を検索データとする連想記憶素子(CAM)やパトリシアツリーで実現できる。
第3の表504は、VPI及びVCIの値をアドレスとして、VPI及びVCIの値をデータとするメモリ素子や、VPI及びVCI値を検索キーとて、VPI及びVCIの値を検索データとする連想記憶素子(CAM)で実現する事ができる。
尚、請求項2では、第1の表502と、第2の表503とを論理的に異なる手段として記載しているが、この2つの表を、第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値に対応するIPサブネットワークを識別するIPプレフィックスと、第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値の組合わせを定めた表に物理的に統合して、この表に対して第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値を検索キーとして第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値を検索する手段と、第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値、及びIPアドレスを検索キーとして第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値を検索する手段を兼ね備えて実装した場合をも包含していることは自明である。
【0036】
更に、本明細書で参照した標準や勧告書は、出願時点で最新のものを参照しているが、明細書の記述は、これらの標準や勧告書の過去の版に準拠した装置に遡って適用される事は自明であり、また、これらの標準や勧告書が将来改版された場合、改版された標準や勧告に準拠した装置に適用される事は自明であり、更に、これらの標準や勧告書の草案や標準や勧告書の内容と類似の方法に基づく装置に適用される事も自明である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記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において種々変更可能であることは勿論である。
【0037】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、インターネットアクセスを実現するネットワークにおいて、加入者数が増大した場合でも、中継網において、VLAN識別子で識別される仮想LAN数や、VPI及びVCIで識別されるコネクション数は増大せず、中継網を構成する各種装置におけるVLANテーブルやVCテーブル等のリソースを消費し、動作速度が低下したり管理コストが増大する問題点やVLAN識別子が不足する問題点を、IPルータを使用せず、標準や勧告等に準拠した既存の装置と相互接続性が確保された装置によって解決することができ、経済的なネットワークの構築が可能となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において個々の加入者が識別可能となる関係を説明するための図である。
【図2】本発明の実施の形態1のパケット転送装置の概略構成を示すブロック図である。
【図3】図2に示すパケット転送装置が転送するMACフレームの形式の一例を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態2のパケット転送装置の概略構成を示すブロック図である。
【図5】図4に示すパケット転送装置が転送するATMセルの形式の一例を示す図である。
【図6】インターネットアクセスの標準的なネットワーク構成を示す図である。
【符号の説明】
101…加入者、102…アクセス網、103…中継網、104…IP網、201,301,501…パケット転送装置、202,203,204,205,206,207,208,209,210,211…仮想LANもしくはコネクション、212,302,502…第1の表、213,303,503…第2の表、304,506…第1のヘッダ変更手段、305,507…第2のヘッダ変更手段、504…第3の表、505…キュー。
Claims (2)
- VLAN識別子で識別される仮想LANの集合で構成される第1のブリッジ型LANと、第2のブリッジ型LANとの間でタグヘッダを含むMACフレームを転送するパケット転送装置であって、
前記第1のブリッジ型LANを構成する個々の仮想LANは、前記第2のブリッジ型LANを構成する単一の仮想LANに対応し、かつ、前記第1のブリッジ型LANを構成する個々の仮想LANは、単一のIPサブネットワークに対応し、
前記第2のブリッジ型LANを構成する個々の仮想LANは、単数もしくはアドレス空間が重複しない複数のIPサブネットワークの集合に対応し、かつ、前記第2のブリッジ型LANを構成する個々の仮想LANが対応するIPサブネットワークの集合と、該仮想LANに対応する前記第1のブリッジ型LANを構成する単数もしくは複数の仮想LANに対応するIPサブネットワークの集合は、同一のIPサブネットワークの集合となる関係が予め定められ、
前記第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値に対応する、前記第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値を定めた第1の表と、
IPサブネットワークを識別するIPプレフィックスと前記第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値の組合わせに対応する、前記第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値を定めた第2の表と、
前記第1のブリッジ型LANからMACフレームを受信した際に、該MACフレームに含まれるタグヘッダに有効なVLAN識別子の値が含まれる場合、該VLAN識別子の値を、前記第1の表に定められた該VLAN識別子の値に対応する前記第2のブリッジ型LANのVLAN識別子の値に変更し、前記第2のブリッジ型LANに該MACフレームを送信する第1のヘッダ変更手段と、
前記第2のブリッジ型LANからMACフレームを受信した際に、該MACフレームに含まれるタグヘッダに有効なVLAN識別子の値が含まれ、かつ該MACフレームにIPパケットがカプセル化されている場合、該VLAN識別子の値を、前記第2の表に定められた該VLAN識別子の値と該IPパケットに含まれる宛先IPアドレスが所属するIPサブネットワークの組み合わせに対応する前記第1のブリッジ型LANのVLAN識別子の値に変更し、前記第1のブリッジ型LANに該MACフレームを送信する第2のヘッダ変更手段とを備えたことを特徴とするパケット転送装置。 - VPI及びVCIで識別されるコネクションの集合で構成される第1のATMネットワークと第2のATMネットワークとの間でATMセルに分割されたAAL5プロトコルデータユニットを転送するパケット転送装置であって、
前記第1のATMネットワークを構成する個々のコネクションは、前記第2のATMネットワークを構成する単一のコネクションに対応し、かつ、前記第1のATMネットワークを構成する個々のコネクションは、単一のIPサブネットワークに対応し、
前記第2のATMネットワークを構成する個々のコネクションは、単数もしくはアドレス空間が重複しない複数のIPサブネットワークの集合に対応し、かつ、前記第2のATMネットワークを構成する個々のコネクションが対応するIPサブネットワークの集合と、該コネクションに対応する前記第1のATMネットワークを構成する単数もしくは複数のコネクションに対応するIPサブネットワークの集合は、同一のIPサブネットワークの集合となる関係が予め定められ、
前記第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値に対応する、前記第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値を定めた第1の表と、
IPサブネットワークを識別するIPプレフィックスと前記第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値の組合わせに対応する、前記第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値を定めた第2の表と、
前記第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値の組合わせに対応する、前記第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値を記憶する第3の表と、
前記第1のATMネットワークを構成する個々のコネクションに対応して、ATMセルを先頭から到着順に格納するキューと、
前記第1のATMネットワークからATMセルを受信した際に該ATMセルが所属するコネクションに対応したキューに該ATMセルを格納し、該ATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの末尾のATMセルの場合、該キューに格納されたAAL5プロトコルデータユニットを構成するATMセルを前記第2のATMネットワークに送信する手段であって、ATMセルをキューに格納する際、もしくはATMセルを送信する際に、該ATMセルに含まれるVPI及びVCIの値を、前記第1の表に定められた該VPI及びVCIの値に対応する前記第2のATMネットワークのVPI及びVCIの値に変更する第1のヘッダ変更手段と、
前記第2のATMネットワークからATMセルを受信した際に、該ATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの先頭のATMセルであって、かつ該ATMセルにIPパケットがカプセル化されている場合、該ATMセルに含まれるVPI及びVCIの値を、前記第2の表に定められた該VPI及びVCIの値と該IPパケットに含まれる宛先IPアドレスが所属するIPサブネットワークの組み合わせに対応する前記第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値に変更し、前記第1のATMネットワークに該ATMセルを送信すると共に、該ATMセルに含まれる変更前のVPI及びVCIの値に対応する変更後のVPI及びVCIの値を、前記第3の表に記録する手段であって、前記第2のATMネットワークからATMセルを受信した際に、該ATMセルがAAL5プロトコルデータユニットの一部であるが先頭ではないATMセルであって、前記第3の表に、該ATMセルに含まれるVPI及びVCIの値に対応する前記第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値が記録されている場合、該ATMセルに含まれるVPI及びVCIの値を、前記第3の表に記録された該VPI及びVCIの値に対応する第1のATMネットワークのVPI及びVCIの値に変更し、前記第1のATMネットワークに該ATMセルを送信する第2のヘッダ変更手段とを備えた事を特徴とするパケット転送装置。
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