JP3936319B2 - 疎通確認方法、データ中継装置、データ中継システム - Google Patents

疎通確認方法、データ中継装置、データ中継システム Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、MPLS(Multi Protocol Label Switching)を用いてVPN(Virtual Private Network)を構築し、この構築されたレイヤ2のVPNの疎通確認を行う疎通確認方法、データ中継装置、データ中継システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のデータ中継方法では、通信事業者(プロバイダ)が提供するコアネットワークを利用して、たとえば後述する特許文献1に示すようなMPLS技術を用いてLSP(Label Switched Path)によるトンネルを設定して、VPN番号に対応するラベルでデータを転送するVPNサービスを行うものがあった。
【0003】
このレイヤ2(以下、「L2」という)のVPNでは、PE(プロバイダエッジ)ルータ間で、たとえばLDP(Label Distribution Protocol)を動作させ、ラベルの交換を行い、PEルータは、CE(カスタマエッジ)ルータから受信したL2フレームのパケットをMPLSを用いてカプセリングすることにより、このL2フレームのパケットを対向する受信側のPEルータまで転送し、受信側PEルータでは、付与されたラベルを取り外した後、CEルータにこのL2フレームのパケットを転送していた。なお、LDPの代わりにBGP(Border Gateway Protocol)を用いる場合もある。
【0004】
ここで、各CEは、VCID(Virtual Circut Identifier:仮想サーキット識別子)と呼ばれる32ビットの値によって識別され、このVCID毎にVPNを形成することになる。
【0005】
送信側PEルータでは、VCID毎にラベルを割り当て、そのラベルにより受信側PEまで、L2フレームのパケットの転送を行い、受信側PEでは、このラベルの情報からVCID(VPN)を特定していた。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−345864号公報(第6−第7頁、図1)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、L2レベルでの接続においては、CE間のVPN接続の疎通確認を行う方法はなく、実際にCE間でデータの転送が発生するまで疎通確認を行うことができなかった。このような現状では、ユーザ側のCEの設備を利用して疎通確認を行うこととなるので、ユーザ側に協力を得なければならず、その手続きや作業が煩雑になるという問題点があった。また、ユーザへのサービス提供前にプロバイダのコアネットワーク内で疎通確認が行えないという問題点もあった。
【0008】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユーザ側の設備を利用せずに、プロバイダのコアネットワーク内で疎通確認を容易に行えるようにする疎通確認方法、データ中継装置、データ中継システムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、カスタマーの拠点間をVPNによって構築されるコアネットワークを介して接続させ、前記VPNの疎通確認を行う疎通確認方法において、前記コアネットワークに設けられた拠点データ中継装置間で、レイヤ2の前記VPNの疎通確認を行うことを特徴とする。
【0010】
また、この発明は、カスタマーの拠点間をVPNによって構築されるコアネットワークを介して接続させ、前記VPNの疎通確認を行う疎通確認方法において、前記疎通確認のための指示に基づいて、レイヤ2の疎通確認用のパケットを、送信元の前記拠点データ中継装置が作成する疎通確認用パケット作成工程と、前記作成した疎通確認用パケットを、前記送信元の拠点データ中継装置が前記コアネットワークを介して送信する送信工程と、前記疎通確認用パケットを、受信側の前記拠点データ中継装置が受信する疎通確認用パケット受信工程と、前記疎通確認用パケットに対応して、レイヤ2の応答用のパケットを、前記受信側の拠点データ中継装置が作成する応答用パケット作成工程と、前記作成した応答用パケットを、前記受信側の拠点データ中継装置が前記コアネットワークを介して前記送信元の拠点データ中継装置に返送する返送工程と、前記応答用パケットを、前記送信元の拠点データ中継装置が受信する応答用パケット受信工程と、受信した応答用パケットに基づいて、前記送信元データ中継装置が前記VPNの疎通確認を行う確認工程と、を含むことを特徴とする。
【0011】
また、この発明は、前記疎通確認用パケット作成工程では、VPNに属する相手先データ中継装置を宛先アドレスに、自装置のアドレスを送信元アドレスに指定して疎通確認用パケットを作成し、前記送信工程では、VPNに属する相手先の拠点データ中継装置に対して、ユニキャストで前記疎通確認用パケットを送信することを特徴とする。
【0012】
また、この発明は、前記疎通確認用パケット作成工程では、VPNに対するブロードキャスト用のアドレスを宛先アドレスに、自装置のアドレスを送信元アドレスに指定して疎通確認用パケットを作成し、前記送信工程では、VPNに属する相手先の拠点データ中継装置に対して、ブロードキャストで前記疎通確認用パケットを送信することを特徴とする。
【0013】
また、この発明は、カスタマーの拠点間をVPNによって構築されるコアネットワークに接続されて、前記VPNの疎通確認を行うデータ中継装置において、前記疎通確認のための指示に基づいて、レイヤ2の疎通確認用のパケットを作成する疎通確認用パケット作成手段と、他のデータ中継装置からの前記疎通確認用パケットまたは疎通確認用パケットの受信を行うパケット受信手段と、前記受信された疎通確認用パケットに対応して、レイヤ2の応答用のパケットを作成する応答用パケット作成手段と、前記作成された疎通確認用パケットの前記コアネットワークを介した送信、または前記作成された応答パケットの前記コアネットワークを介した返送を行う送信手段と、受信した応答用パケットに基づいて、前記VPNの疎通確認を行う確認手段と、を備えたことを特徴とする。
【0014】
また、この発明は、前記パケット作成手段では、VPNに属する相手先データ中継装置を宛先アドレスに、自装置のアドレスを送信元アドレスに指定して疎通確認用パケットを作成し、前記送信手段では、VPNに属する相手先の拠点データ中継装置に対して、ユニキャストで前記疎通確認用パケットを送信することを特徴とする。
【0015】
また、この発明は、前記パケット作成工程では、VPNに対するブロードキャスト用のアドレスを宛先アドレスに、自装置のアドレスを送信元アドレスに指定して疎通確認用パケットを作成し、前記送信手段では、VPNに属する相手先の拠点データ中継装置に対して、ブロードキャストで前記疎通確認用パケットを送信することを特徴とする。
【0016】
また、この発明は、カスタマーの拠点間をVPNによって構築されるコアネットワークに接続されて、前記コアネットワークと特定ユーザのネットワーク間でデータ中継を行うデータ中継システムにおいて、上記に記載のデータ中継装置を備え、レイヤ2の前記VPNの疎通確認を行うことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる疎通確認方法、データ中継装置、データ中継システムの実施の形態を図1〜図6の図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施の形態が可能である。
【0018】
(実施の形態1)
図1は、本発明にかかるデータ中継システムの概略構成を示すシステム構成図である。図において、このシステムでは、コアネットワーク10内の2つのPEルータ11,12間に介在するC(コア)ルータ15,16によって、PEルータ11からPEルータ12への経路が2つ以上存在する場合に、PEルータ間では、LDPを動作させて、予め設定された最適経路(たとえばCルータ15を介した経路)でラベルの交換を行う。そして、PE11は、CE21から受信したL2フレームをMPLSにカプセリングすることにより、対向するPE12までこのL2フレームの転送を行い、PEルータ12では、パケットのラベルをはずした後、CEルータ22にこのL2フレームを転送している。なお、このシステムでは、13,14は、PEルータである。
【0019】
PEルータ11〜14は、それぞれ同一の構成からなっており、ここでは代表してPEルータ11の構成を、図2の構成図に基づいて説明する。図において、CEルータ21およびコアネットワーク10内のCルータ15,16と各ポートを介してそれぞれ接続されるパケット送信部11aおよびパケット受信部11bと、データ中継およびこの発明にかかるレイヤ2レベルの疎通確認制御を行うL2制御部11cと、L2制御部11cに接続されるMPLSラベルテーブル11dとおよびフォワーディングテーブル11eと、たとえば入力装置などからコマンドなどの制御信号やデータが入力するインターフェース部11fとから構成されている。
【0020】
L2制御部11cは、L2VPNによって構築されるコアネットワーク10と特定ユーザのネットワーク間に張られたトンネルの疎通確認を行っている。すなわち、この発明では、後述するイーサーフレーム(Ether frame)において、エコー/リプライを表すイーサータイプ(Ether Type)を新規に定義し、このイーサータイプを持つイーサーフレームをL2制御部11cで作成し、PEルータ間で疎通確認用パケットを要求するためのエコーと、これに応じたリプライのイーサータイプを持つイーサーフレームのパケット(疎通確認用パケット)を送受信することによって、L2VPNの疎通確認を行う。なお、この実施の形態では、このタイプがエコーの疎通確認用パケットをPEルータ11からPEルータ12に送信し、その応答であるリプライの疎通確認用パケットをPEルータ12からPEルータ11に送信するものとする。
【0021】
MPLSラベルテーブル11dは、図3に示すように、CEルータの下流側に接続される特定ネットワークを識別するためのVCIDと、PEルータ11から送信する場合に付加するアウトラベルと、受信する場合にパケットに入っているインラベルと、対応するVPNの番号とが格納されている。また、フォワーディングテーブル11eは、VCID毎に、カスタマー側のインターフェース(CEルータ側インターフェース)、転送先のPEルータのアドレス、FTN(本VCID宛のデータフレームであることを対向側PEルータが識別するためのラベル)、ILM(本VCID宛のデータフレームであることを自PEルータで識別するためのラベル)、対向側PEルータまでコアネットワーク内を転送するためのラベル(転送ラベル)の情報などが格納されている。
【0022】
図4は、イーサーフレームの一例であるEoMPLS(Ethernet(登録商標) over MPLS)フレームのフレーム構成を示す図である。図において、EoMPLSフレームは、MACアドレスからなる宛先およびソースのアドレスを示すMAC DST1およびMAC SRC1と、EoMPLSフレームのタイプ(この実施の形態では、MPLSのラベル)を示すType1と、Shimヘッダ1,2と、MACアドレスからなる宛先およびソースのアドレスを示すMAC DST2およびMAC SRC2と、タイプ(この実施の形態では、疎通確認用パケットのエコー/リプライ)を示すType2と、データとから構成されている。このうち、Shimヘッダには、VPNを識別するラベルを示すLabelと、実験用のExperimentalを示すExpと、ボトムオブスタック表示を示すSと、Time To Liveを示すTTLとから構成され、Shimヘッダ1のラベルは、対向側PEルータへの転送用のラベルで、Shimヘッダ2のラベルは、VCIDを識別するためのラベルである。
【0023】
また、MAC DST1およびMAC SRC1には、このフレームがネットワーク内のNext Hopに送信されるたびに変わるルータのMACアドレスが格納されている。これに対してMAC DST2およびMAC SRC2には、疎通確認用パケットの宛先と送信元のMACアドレスが格納されている。たとえば、このパケットをユニキャストで送信する場合、タイプがエコーの疎通確認用パケットでは、MAC DST2にPEルータ12のMACアドレス、MACSRC2にPEルータ11のMACアドレスが格納され、リプライの疎通確認用パケットでは、MAC DST2にPEルータ11のMACアドレス、MAC
SRC2にPEルータ12のMACアドレスが格納される。
【0024】
次に、PEルータの疎通確認の処理動作を図5と図6のフローチャートに基づいて説明する。図5は、送信側のPEルータ11の疎通確認の処理動作であり、受信側のPEルータ12の疎通確認の処理動作を示している。
【0025】
まず、図5において、PEルータ11のL2制御部11cは、入力装置などから疎通確認用のコマンドが入力すると(ステップ101)、該当するVCIDを持つVPNの状態をチェックするために、イーサータイプがエコーの疎通確認用パケットを作成する(ステップ102)。この場合には、疎通確認用パケットのMAC DST2にPEルータ12のMACアドレス、MAC SRC2にPEルータ11のMACアドレスが格納される。
【0026】
このパケットは、L2制御部11cからパケット送信部11aに出力され、このパケット送信部11aによってネクストホップのCルータ15を介して、受信側PEルータ12に送信される(ステップ103)。次に、L2制御部11cは、内部にタイマ機能を有しており、エコーの疎通確認用パケット送信後から一定時間内に応答用のリプライの疎通確認用パケットが取り込まれたかどうか判断する(ステップ104)。
【0027】
受信側PEルータ12では、図6に示すように、パケットの入力を検知しており、パケットが受信されると(ステップ201)、L2制御部がそのパケットのラベルをはずし(ステップ202)、タイプがエコーかどうか判断する(ステップ203)。
【0028】
ここで、このタイプがエコーでない場合には、そのタイプに対応した通常の処理(たとえば中継処理など)を実行し(ステップ204)、またタイプがエコーの場合には、L2制御部は、ラベルから特定されるVCIDをもつVPNの状態をチェックした後、応答用のイーサータイプがリプライの疎通確認用パケットを作成する(ステップ205)。なお、この場合には、疎通確認用パケットのMAC DST2にPEルータ11のMACアドレス、MAC SRC2にPEルータ12のMACアドレスが格納される。
【0029】
このパケットは、L2制御部からパケット送信部に出力され、このパケット送信部によってネクストホップのCルータ15を介して、送信側PEルータ11に送信される(ステップ206)。
【0030】
また、図5のステップ104において、PEルータ11のL2制御部11cは、一定時間内に応答用の疎通確認用パケットが取り込まれたかどうか判断しており、ここで、一定時間内にリプライの疎通確認用パケットが取り込まれると、ラベルから特定されるVCIDをもつVPNが疎通状態にあることを確認する(ステップ105)。また、一定時間内に応答用の疎通確認用パケットが取り込まれない場合には、ラベルから特定されるVCIDをもつVPNが疎通状態にないと判断し、VCIDの一致するPEルータ12とラベルの交換を行って、MPLSによるトンネリングをPEルータ11,12間に張る処理を行う(ステップ106)。
【0031】
このように、この実施の形態では、EoMPLSフレームのタイプに疎通確認用パケットのエコー/リプライを設定し、この疎通確認用パケットを同一のVPNが接続されるPEルータ間でユニキャストで送受信して、ラベルから特定されるVCIDを持つVPNが疎通状態にあるかどうかを判断するので、たとえばユーザへのサービス提供前などに、ユーザ側の設備を利用せずに、プロバイダのコアネットワーク内で疎通確認を容易に行うことができる。
【0032】
(実施の形態2)
なお、この実施の形態では、ユニキャストの場合について説明したが、この発明はこれに限らず、ブロードキャストの場合にも、応用が可能である。すなわち、この場合には、送信側のPEルータ11から、ブロードキャストフレームをVC上に送信する。
【0033】
次に、この疎通確認用パケットを受信した受信側のPEルータでは、このパケットのラベルから特定されるVCIDを持つVPNの状態をチェックする。さらにその後、このPEルータでは、このパケットのMAC SRC2から送信元MACアドレス(PEルータ11のアドレス)を抽出して、これを応答用の疎通確認用パケットのMAC DST2に設定するとともに、Type2をリプライに設定して疎通確認用パケットを作成し、ユニキャストで送信側のPEルータ11に返送する。
【0034】
このように、この実施の形態では、たとえば送信側のPEルータで受信側のPEルータが特定できない場合などには、疎通確認用パケットをブロードキャストで送信側のPEルータから受信側のPEルータに送信することで、同一のVPNが接続されるPEルータ間での疎通確認用パケットの送受信が可能となるので、実施の形態1と同様に、ユーザ側の設備を利用せずに、プロバイダのコアネットワーク内で疎通確認を容易に行うことができる。
【0035】
また、この発明では、疎通確認用パケットを3段にカプセル化し、たとえば1段目では図4の1段目(MAC DST1〜Shimヘッダまで)と同様に、転送用MACアドレスおよびラベルを規定し、2段目でL2レベルで構築されるVPNを規定し、3段目で応答用の疎通確認用パケットの要求を規定するように、EoMPLSフレームを設定することも可能である。また、この3段目に規定した応答用の疎通確認用パケットの要求の代わりに、パケットのデータ内でこの要求を規定することも可能である。
【0036】
【発明の効果】
本発明にかかる疎通確認方法では、疎通確認のコマンドに応じて、データ中継装置間でレイヤ2レベルの疎通確認用パケットの設定および送受信を行って、ラベルから特定されるVCIDを持つVPNの疎通状態を確認するので、ユーザ側の設備を利用せずに、プロバイダのコアネットワーク内で疎通確認を容易に行うことができるという効果を奏する。
【0037】
本発明にかかる疎通確認方法では、ユニキャストまたはブロードキャストによって疎通確認用パケットの送受信をPEルータ間で行うので、ユーザ側の設備を利用せずに、プロバイダのコアネットワーク内で疎通確認を容易に行うことができるという効果を奏する。
【0038】
本発明にかかるデータ中継装置では、疎通確認用パケット作成手段、パケット受信手段、応答用パケット作成手段、送信手段および確認手段を備え、疎通確認用パケットの送受信および疎通状態の確認を他のデータ中継装置と行うので、ユーザ側の設備を利用せずに、プロバイダのコアネットワーク内で疎通確認を容易に行うことができるという効果を奏する。
【0039】
本発明にかかるデータ中継システムでは、請求項5〜7のいずれか一つのデータ中継装置を備え、同一コアネットワーク内の他のデータ中継装置と疎通確認用パケットの送受信および疎通状態の確認を行うので、ユーザ側の設備を利用せずに、プロバイダのコアネットワーク内で疎通確認を容易に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるデータ中継システムの概略構成を示すシステム構成図である。
【図2】図1に示したPEルータの構成を示す構成図である。
【図3】図2に示したMPLSラベルテーブルの構成を示す構成図である。
【図4】EoMPLSフレームのフレーム構成を示す図である。
【図5】送信側PEルータの疎通確認の処理動作を示すフローチャートである。
【図6】受信側PEルータの疎通確認の処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 コアネットワーク
11〜14 PEルータ
11a パケット送信部
11b パケット受信部
11c L2制御部
11d MPLSラベルテーブル
11e フォワーディングテーブル
11f インターフェース部
15,16 Cルータ
21,22 CEルータ

Claims (6)

  1. レイヤ2のデータフレームを通信してデータ中継装置間の疎通確認を行う疎通確認方法において、
    送信元のデータ中継装置が少なくとも2段構成のヘッダを有する前記レイヤ2のデータフレームの1段目の前記ヘッダに転送用フレームの種別情報を設定し、2段目の前記ヘッダに前記疎通確認用の種別情報を設定して疎通確認用データフレームを作成し、該作成した疎通確認用データフレームを相手先のデータ中継装置に送信する送信ステップと、
    前記相手先のデータ中継装置が前記送信元のデータ中継装置から受信したレイヤ2のデータフレームのヘッダに設定された疎通確認用の種別情報または応答用の種別情報を認識し、前記認識した種別情報が前記疎通確認用の種別情報の場合、少なくとも2段構成のヘッダを有する前記レイヤ2のデータフレームの1段目の前記ヘッダに転送用フレームの種別情報を設定し、2段目の前記ヘッダに前記応答用の種別情報を設定して応答用データフレームを作成し、該応答用データフレームを前記送信元のデータ中継装置に返送し、前記認識した種別情報が前記応答用の種別情報の場合、前記相手先のデータ中継装置との疎通を確認する確認制御ステップと、
    を含むことを特徴とする疎通確認方法。
  2. 前記送信ステップは、前記送信元のデータ中継装置が前記2段目のヘッダに前記疎通確認用の種別情報を設定し、前記相手先のデータ中継装置のアドレスを宛先アドレスに設定し、当該データ中継装置自身のアドレスを送信元アドレスに設定して前記疎通確認用データフレームを作成し、該作成した疎通確認用データフレームをユニキャストで前記相手先のデータ中継装置に送信し、
    前記確認制御ステップは、前記相手先のデータ中継装置が前記2段目のヘッダに前記疎通確認に対する応答用の種別情報を設定するとともに、前記送信元のデータ中継装置のアドレスを宛先アドレスに設定し、当該相手先のデータ中継装置自身のアドレスを前記送信元のアドレスに設定して前記応答用データフレームを作成し、該作成した応答用データフレームを、前記疎通確認用データフレームを送信した前記送信元のデータ中継装置にユニキャストで返送することを特徴とする請求項1に記載の疎通確認方法。
  3. 前記送信ステップは、前記送信元のデータ中継装置が前記2段目のヘッダに前記疎通確認用の種別情報を設定し、ブロードキャスト用のアドレスを宛先アドレスに設定し、当該データ中継装置自身のアドレスを送信元アドレスに設定して前記疎通確認用データフレームを作成し、該作成した疎通確認用データフレームをブロードキャストで送信し、
    前記確認制御ステップは、前記相手先のデータ中継装置が前記2段目のヘッダに前記疎通確認に対する応答用の種別情報を設定するとともに、前記送信元のデータ中継装置のアドレスを宛先アドレスに設定し、当該相手先のデータ中継装置自身のアドレスを前記送信元のアドレスに設定して前記応答用データフレームを作成し、該作成した応答用データフレームを、前記疎通確認用データフレームを送信した前記送信元のデータ中継装置にユニキャストで返送することを特徴とする請求項1に記載の疎通確認方法。
  4. 所定のネットワークに接続され、該所定のネットワークと他のネットワーク間でレイヤ2のデータフレームを中継するデータ中継装置において、
    前記レイヤ2のデータフレームは少なくとも2段構成のヘッダを有するレイヤ2のデータフレームであり、1段目の前記ヘッダに転送用フレームの種別情報を設定し、2段目の前記ヘッダに疎通確認用の種別情報を設定して疎通確認用データフレームを作成し、該作成した疎通確認用データフレームを相手先のデータ中継装置に送信するとともに、1段目の前記ヘッダに転送用フレームの種別情報を設定し、2段目の前記ヘッダに前記疎通確認に対する応答用の種別情報を設定して応答用データフレームを作成し、該作成した応答用データフレームを、前記疎通確認用データフレームを送信した送信元のデータ中継装置に返送する送信手段と、
    受信した前記レイヤ2のデータフレームのヘッダに設定された疎通確認用の種別情報または応答用の種別情報を認識し、前記認識した種別情報が前記疎通確認用の種別情報の場合、前記応答用データフレームを前記送信手段から前記送信元のデータ中継装置に返送させる制御を行い、前記認識した種別情報が前記応答用の種別情報の場合、前記相手先のデータ中継装置との疎通を確認する確認制御手段と、
    を備えたことを特徴とするデータ中継装置。
  5. 前記送信手段は、前記2段目のヘッダに前記疎通確認用の種別情報を設定するとともに、前記相手先のデータ中継装置のアドレスを宛先アドレスに設定し、当該データ中継装置自身のアドレスを送信元アドレスに設定して前記疎通確認用データフレームを作成し、該作成した疎通確認用データフレームをユニキャストで前記相手先のデータ中継装置に送信し、また前記2段目のヘッダに前記疎通確認に対する応答用の種別情報を設定するとともに、前記送信元のデータ中継装置のアドレスを宛先アドレスに設定し、当該データ中継装置自身のアドレスを前記送信元のアドレスに設定して前記応答用データフレームを作成し、該作成した応答用データフレームを、前記疎通確認用データフレームを送信した送信元のデータ中継装置にユニキャストで送信することを特徴とする請求項4に記載のデータ中継装置。
  6. 前記送信手段は、前記2段目のヘッダに前記疎通確認用の種別情報を設定するとともに、ブロードキャスト用のアドレスを宛先アドレスに設定し、当該データ中継装置自身のアドレスを送信元アドレスに設定して前記疎通確認用データフレームを作成し、該作成した疎通確認用データフレームをブロードキャストで送信し、また前記2段目のヘッダに前記疎通確認に対する応答用の種別情報を設定するとともに、前記送信元のデータ中継装置のアドレスを宛先アドレスに設定し、当該データ中継装置自身のアドレスを前記送信元のアドレスに設定して前記応答用データフレームを作成し、該作成した応答用データフレームを、前記疎通確認用データフレームを送信した送信元のデータ中継装置にユニキャストで送信することを特徴とすることを特徴とする請求項4に記載のデータ中継装置。
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