JP4791252B2 - パケット転送装置、パケット転送システム、ユーザ端末装置およびパケット転送方法 - Google Patents
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Description
上記プロトコルプロセッサが、各ユーザ端末との間でのPPPoEフェーズの通信手順の実行中に、上記ユーザ管理テーブルにユーザ端末のMACアドレスとセッションIDとの関係を示す新たなテーブルエントリを追加し、認証フェーズにおいて、上記テーブルエントリに各ユーザ端末の認証結果を登録しておき、DHCPフェーズと、それに続くIP転送フェーズにおいて、上記ユーザ管理テーブルを参照して、上記ユーザ接続回線インタフェースと中継網接続回線インタフェースとの間のパケット転送を制御することを特徴とする。
上記第1、第2のレイヤ2ゲートウエイが、各ユーザ端末との間で、PPPoE接続フェーズ、LCP接続フェーズ、認証フェーズ、DHCPフェーズの通信手順を実行するプロトコルプロセッサと、ユーザ端末毎のパケット転送制御情報を示すユーザ管理テーブルとを有し、
上記プロトコルプロセッサが、各ユーザ端末との間でPPPoEフェーズの通信手順の実行中に、上記ユーザ管理テーブルに、ユーザ端末のMACアドレスとセッションIDとの関係を示す新たなテーブルエントリを追加し、認証フェーズにおいて、上記テーブルエントリに各ユーザ端末の認証結果を登録し、DHCPフェーズと、それに続くIP転送フェーズにおいて、上記ユーザ管理テーブルを参照して、上記アクセス網側および中継網側のレイヤ2スイッチからの受信パケットの転送を制御することを特徴とする。
ユーザ端末とパケット転送装置との間で、PPPoE接続フェーズの通信制御手順を実行して、上記パケット転送装置から上記ユーザ端末にセッションIDを通知するステップと、
上記ユーザ端末と上記パケット転送装置との間で、上記セッションIDを含むPPPoEヘッダをもつPPPoEフレーム形式で、LCP接続フェーズと認証フェーズの通信制御手順を実行するステップと、
上記ユーザ端末と上記パケット転送装置との間で、PPPoEヘッダをもたないイーサネットフレーム形式で、DHCPフェーズの通信制御手順を実行し、上記パケット転送装置から上記ユーザ端末にIPアドレスを通知するするステップと、
上記ユーザ端末と、上記パケット転送装置と、インターネット側の通信ノード装置との間で、PPPoEヘッダをもたないイーサネットフレーム形式で、IP転送フェーズのパケットを送受信するステップとからなることを特徴とする。
図1は、本発明が適用される通信ネットワークの構成例を示す。
ここに示した通信ネットワークは、それぞれが少なくとも1つのユーザ端末20(20−1〜20−n)を収容してアクセス網を構成する複数のL2SW50(50−1、50−n)と、これらのL2SW50が接続される中継網(ISP網)NW1とからなる。
図1において、ユーザ端末20、L2GW10、サーバ30および40、ルータ60に付随する文字列「xx-xx-xx-xx-xx-xx」は、それぞれMACアドレスを示し、ユーザ端末20に付随する文字列「xxx.xxx.x.x」は、各端末に割当てられたIPアドレスを示している。
通信フレーム74は、可変長ペイロード76とEthernetヘッダ71とからなり、可変長ペイロード76に、制御パケットまたはIPパケットを含み、Ethernetヘッダ71に、宛先MACアドレス711、送信元MACアドレス712、プロトコルタイプ713を含む。
ユーザ端末20は、端末動作を制御する主プロセッサ(制御部)21と、L2SW50に接続するための回線インタフェース22と、回線インタフェース22に接続されたプロトコルプロセッサ23と、メモリ24と、内部バス26とからなる。尚、ユーザ端末20には、ユーザインタフェースとなる表示装置や、キーボードなどの入出力装置が備わっているが、これらの要素は、本発明の動作には直接的には関係していないため、図面から省略されている。メモリ24には、本発明に関係するソフトウェアとして、通信処理ルーチン200と、端末管理テーブル25が用意されている。
L2GW10は、複数のユーザ接続回線インタフェース11−1〜11−nと、複数の中継網(L2網)接続回線インタフェース13−1〜13−nと、プロトコルプロセッサ部12と、L2GW制御部14、プロトコルプロセッサ部12とL2GW制御部14とを接続するプロセッサ間インタフェース15と、メモリ16とからなっている。PU1〜PUnは、ユーザ側ポート番号を示し、PL1〜PLnは、L2網側のポート番号を示している。
L2GW制御部14は、プロトコルプロセッサ12の状態を監視し、プロトコルプロセッサ12に異常があれば、制御端末90に通知する。
図11は、ユーザ端末20−1が実行するPPPoE接続ルーチン210のフローチャートを示す。210ルーチンは、図13で説明するLCP/DHCP接続ルーチン230、図17で説明するPPPoE切断ルーチン250と共に、図4に示した通信処理ルーチン200の一部となっている。
L2GW10−1は、L2網接続インタフェースから上記応答フレームを受信すると、図16に示すDHCP/IP通信処理ルーチン130Bに従って、先ず、受信フレームから送信元MACアドレス(DHCPサーバのMACアドレス)を抽出し(F141)、ポート管理テーブル18に上記送信元MACアドレスが登録済みとなっているか否かをチェックする(F142)。
IP転送フェーズS5では、ユーザ端末20−1は、図3(B)に示したイーサネットフレーム形式で、IPパケットを送信する(SQ51)。
図17は、ユーザ端末20−1が実行するLCP/PPPoE切断ルーチン250を示し、図18は、リンク切断要求であるLCP Terminate requestパケットを受信した時、L2GW10−1が実行するLCP切断ルーチン110B、図19は、PPPoE切断要求であるPADTパケットを受信した時、L2GW10−1が実行するPPPoE切断ルーチン100Bを示す。
もし、登録済みであれば、ユーザ管理テーブル17から、上記送信元MACアドレスをもつテーブルエントリをクリアし(F172)、そうでなければ、受信パケットを廃棄する(F173)。L2GW10−1が、ユーザ管理テーブル17から、ユーザ端末20−1のテーブルエントリをクリアすることによって、L2GW10−1とユーザ端末20−1との間のPPPoEセッションが切断されたことになる。
図20は、端末20−1と、L2SW50−1と、L2GW10−1および10−2とからなるネットワーク部分を示している。図21の通信シーケンスは、図20に×印で示すように、L2SW50−1とL2GW10−1との接続回線L10−1に障害が発生した場合のユーザ端末20−1の動作を示している。ここに示した通信シーケンスは、回線L10−1が正常で、L2GW10−1に機能障害が発生した場合でも同様である。
すなわち、実施例に示したように、各ユーザ端末を複数のL2GWに接続したネットワーク構成によれば、何れかのL2GWに障害が発生した時、各ユーザ端末が、正常状態にあるL2GWを相手として、PPPoE、LCP、認証、DHCPの各フェーズの通信手順を実行し、インターネットをアクセスすることが可能となる。
12:プロトコルプロセッサ、13:L2網接続回線インタフェース、14:L2GW制御部、15:プロセッサ間インタフェース、17:ユーザ管理テーブル、18:ポート管理テーブル、20:ユーザ端末、21:主プロセッサ、22:回線インタフェース、
23:プロトコルプロセッサ、25:端末管理テーブル、90:制御端末、30:RADIUSサーバ、40:DHCPサーバ、50:L2SW、51:L2SW、100:端末接続/切断処理ルーチン、120:RADIUS通信処理ルーチン、130:DHCP/IP通信処理ルーチン、200:通信処理ルーチン。
Claims (8)
- それぞれアクセス回線に結合される複数のユーザ接続回線インタフェースと、
それぞれインターネットへの中継回線に結合される複数の中継網接続回線インタフェースと、
上記何れかのユーザ接続回線インタフェースを介して、各ユーザ端末との間で、PPPoE(Point to Point over Ethernet)接続フェーズ、LCP(Link Control Protocol)接続フェーズ、認証フェーズの通信制御手順を実行し、上記ユーザ接続回線インタフェースと中継網接続回線インタフェースとの間で、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)フェーズおよびIP(Internet Protocol)転送フェーズにおけるパケットの転送制御を実行するプロトコルプロセッサと、
上記ユーザ接続回線インタフェースの識別番号と対応づけて、ユーザ端末のMACアドレスと、セッションIDと、ユーザ端末の認証結果とを含むパケット転送制御情報を記憶するためのユーザ管理テーブルと、
上記中継網接続回線インタフェースの識別番号と対応付けて、上記中継網側から受信したパケットの送信元を示すMACアドレスを記憶するためのポート管理テーブルとからなり、
上記プロトコルプロセッサが、
各ユーザ接続回線インタフェースに接続されたユーザ端末との間で、PPPoE接続フェーズ、LCP接続フェーズ、認証フェーズでは、PPPoEヘッダをもつPPPoEフレーム形式で制御パケットを送受信し、ユーザ端末がDHCPフェーズまたはIP転送フェーズにある間は、PPPoEヘッダおよびPPPヘッダをもたないイーサネットフレーム形式で、パケットを送受信し、
ユーザ端末との間でのPPPoE接続フェーズの通信手順の実行中に、上記ユーザ管理テーブルにユーザ端末のMACアドレスとセッションIDとの関係を示す新たなテーブルエントリを追加し、認証フェーズにおいて、上記ユーザ端末の認証に成功した場合は、上記テーブルエントリに認証結果を登録すると共に、該ユーザ端末に認証結果を通知し、上記ユーザ端末の認証に失敗した場合は、該ユーザ端末に認証結果を通知し、セッションを切断して、上記テーブルエントリを削除し、
上記ユーザ端末がDHCPフェーズまたはIP転送フェーズにある間、上記ユーザ接続回線インタフェースまたは中継網接続回線インタフェースから、該ユーザ端末のMACアドレスを送信元MACアドレスまたは宛先MACアドレスとするパケットを受信したとき、上記ユーザ管理テーブルを参照し、該ユーザ端末のMACアドレスと対応するテーブルエントリが未登録、または認証結果に異常があった場合は、受信パケットを廃棄し、認証結果が成功状態を示していた場合は、上記ポート管理テーブルが示す上記宛先MACアドレスと対応する中継網接続回線インタフェースの識別番号、または上記ユーザ管理テーブルが示す上記宛先MACアドレスと対応するユーザ接続回線インタフェースの識別番号に従って、上記ユーザ接続回線インタフェースと中継網接続回線インタフェースとの間でのパケット転送を制御することを特徴とするパケット転送装置。 - 前記プロトコルプロセッサが、
前記認証フェーズにおいて、前記中継網接続回線インタフェースのうちの1つを介して認証サーバと交信し、該認証サーバから受信した認証結果に応じて、前記ユーザ管理テーブルの更新、前記ユーザ端末への通知、セッションの切断を行なうことを特徴とする請求項1に記載のパケット転送装置。 - 前記プロトコルプロセッサが、
前記DHCPフェーズにおいて、前記ユーザ端末から前記イーサネットフレーム形式で受信したDHCP要求パケットを前記中継網接続回線インタフェースのうちの1つを介してイーサネットフレーム形式で前記DHCPサーバに転送し、該DHCPサーバから割当てIPアドレスを示すDHCP応答パケットをイーサネットフレーム形式で受信し、イーサネットフレーム形式で上記ユーザ端末に転送することを特徴とする請求項1に記載のパケット転送装置。 - ユーザ端末が前記DHCPフェーズまたはIP転送フェーズにある間に、前記プロトコルプロセッサが、前記ユーザ接続回線インタフェースから、上記ユーザ端末のMACアドレスを送信元MACアドレスとし、ブロードキャストアドレスを宛先MACアドレスとするパケットを受信したとき、前記ユーザ管理テーブルの上記送信元MACアドレスと対応するテーブルエントリで認証結果が成功状態を示していた場合は、上記受信パケットを前記複数の中継網接続回線インタフェースに転送することを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のパケット転送装置。
- アクセス網を介して、請求項1〜4の何れかに記載されたパケット転送装置に接続され、上記パケット転送装置を介してDHCPサーバにIPアドレスの割当てを要求し、上記パケット転送装置と上記中継網を介してインターネットに接続されるユーザ端末装置であって、
上記アクセス網と接続するための回線インタフェースと、
上記回線インタフェースに接続されたプロトコル処理プロセッサと、
上記プロトコル処理プロセッサに接続された制御部と、
ルーティング情報と、該ユーザ端末の現在の通信フェーズを示すステータス情報と、上記制御部が実行する通信処理ルーチンとを記憶したメモリとからなり、
上記制御部が、上記通信処理ルーチンに従って、PPPoE(Point to Point over Ethernet)接続フェーズを開始し、上記管理テーブルに記憶されるステータス情報を更新しながら、PPPoE接続フェーズ、LCP(Link Control Protocol)フェーズ、認証フェーズ、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)フェーズの通信手順を順次に実行し、上記パケット転送装置から通知されたセッションIDと、上記DHCPサーバから通知されたIPアドレスを上記ルーティング情報として上記メモリに記憶しておき、上記IPアドレスを送信元IPアドレスに適用して、IP転送フェーズのパケット送信を開始し、
上記プロトコル処理プロセッサが、上記PPPoE接続フェーズでは、PPPoEヘッダを付したフレーム形式で制御パケットを送受信し、上記LCPフェーズと認証フェーズでは、PPPoEヘッダとPPPヘッダを付したフレーム形式で制御パケットを送受信し、上記DHCPフェーズとIP転送フェーズでは、PPPoEヘッダ、PPPヘッダをもたないイーサネットフレーム形式で制御パケットまたはIPパケットを送受信することを特徴とするユーザ端末装置。 - 前記制御部が、通信手順の進行に伴って前記メモリに記憶されるステータス情報を更新し、該ステータス情報に適合しない受信パケットは廃棄し、前記認証フェーズで認証に失敗した場合は、上記メモリに記憶されたルーティング情報を消去して、DHCPフェーズを実行することなく前記通信手順を終了することを特徴とする請求項5に記載のユーザ端末装置。
- それぞれアクセス網側の少なくとも1つのレイヤ2スイッチを介して、複数のユーザ端末と接続された第1、第2のレイヤ2ゲートウエイと、
それぞれ上記第1、第2のレイヤ2ゲートウエイに接続された中継網側の第1、第2のレイヤ2スイッチと、
上記第1のレイヤ2スイッチに接続された認証サーバと、
上記第2のレイヤ2スイッチに接続されたDHCPサーバとからなり、
上記第1、第2のレイヤ2スイッチを介してインターネット側の通信ノード装置に接続されるパケット転送システムであって、
上記第1、第2のレイヤ2ゲートウエイが、
上記アクセス網側のレイヤ2スイッチとの接続回線に結合されるアクセス網接続回線インタフェースと、
上記中継網側の第1、第2のレイヤ2スイッチとの接続回線に結合される中継網接続回線インタフェースと、
各ユーザ端末との間で、PPPoE(Point to Point over Ethernet)接続フェーズ、LCP(Link Control Protocol)接続フェーズ、認証フェーズの通信制御手順を実行し、上記アクセス網接続回線インタフェースと中継網接続回線インタフェースとの間で、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)フェーズおよびIP(Internet Protocol)転送フェーズにおけるパケットの転送制御を実行するプロトコルプロセッサと、
上記アクセス網接続回線インタフェースの識別番号と対応づけて、ユーザ端末のMACアドレスと、セッションIDと、ユーザ端末の認証結果とを含むパケット転送制御情報を記憶するためのユーザ管理テーブルと、
上記中継網接続回線インタフェースの識別番号と対応付けて、上記中継網側から受信したパケットの送信元を示すMACアドレスを記憶するためのポート管理テーブルとからなり、
上記プロトコルプロセッサが、
各ユーザ端末との間で、上記PPPoE接続フェーズ、LCP接続フェーズ、認証フェーズでは、PPPoEヘッダをもつPPPoEフレーム形式でパケットを送受信し、上記ユーザ端末が上記DHCPフェーズまたはIP転送フェーズにある間は、PPPoEヘッダおよびPPPヘッダをもたないイーサネットフレーム形式でパケットを送受信し、
各ユーザ端末との間でのPPPoE接続フェーズの通信手順の実行中に、上記ユーザ管理テーブルにユーザ端末のMACアドレスとセッションIDとの関係を示す新たなテーブルエントリを追加し、認証フェーズにおいて、上記ユーザ端末の認証に成功した場合は、上記テーブルエントリに認証結果を登録すると共に、該ユーザ端末に認証結果を通知し、上記ユーザ端末の認証に失敗した場合は、該ユーザ端末に認証結果を通知し、セッションを切断して、上記テーブルエントリを削除し、
上記ユーザ端末がDHCPフェーズまたはIP転送フェーズにある間、上記アクセス網接続回線インタフェースまたは中継網接続回線インタフェースから、該ユーザ端末のMACアドレスを送信元MACアドレスまたは宛先MACアドレスとするパケットを受信したとき、上記ユーザ管理テーブルを参照し、該ユーザ端末のMACアドレスと対応するテーブルエントリが未登録、または認証結果に異常があった場合は、受信パケットを廃棄し、認証結果が成功状態を示していた場合は、上記ポート管理テーブルが示す上記宛先MACアドレスと対応する中継網接続回線インタフェースの識別番号、または上記ユーザ管理テーブルが示す上記宛先MACアドレスと対応するアクセス網接続回線インタフェースの識別番号に従って、上記アクセス網接続回線インタフェースと中継網接続回線インタフェースとの間でのパケット転送を制御することを特徴とするパケット転送システム。 - 中継網を介してインターネットに接続されたパケット転送装置と、アクセス網を介して上記パケット転送装置に接続されたユーザ端末との間で、PPPoE(Point to Point over Ethernet)接続フェーズの通信制御手順を実行し、上記パケット転送装置から上記ユーザ端末にセッションIDを通知するステップと、
上記ユーザ端末と上記パケット転送装置との間で、PPPoEヘッダとPPPヘッダとをもつフレーム形式で、LCP(Link Control Protocol)接続フェーズと認証フェーズの通信制御手順を実行するステップと、
上記ユーザ端末と、上記中継網に接続されたDHCPサーバとの間で、上記パケット転送装置を介して、PPPoEヘッダ、PPPヘッダをもたないイーサネットフレーム形式で、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)フェーズの制御パケットを送受信するステップと、
上記ユーザ端末と上記インターネット側の通信ノード装置との間で、上記パケット転送装置を介して、PPPoEヘッダ、PPPヘッダをもたないイーサネットフレーム形式で、IP(Internet Protocol)転送フェーズのパケットを送受信するステップとからなるパケット転送方法であって、
上記パケット転送装置が、上記アクセス網側の回線インタフェースの識別番号と対応づけて、ユーザ端末のMACアドレスと、セッションIDと、ユーザ端末の認証結果とを記憶するためのユーザ管理テーブルと、上記中継網側の回線インタフェースの識別番号と対応付けて、上記中継網側から受信したパケットの送信元を示すMACアドレスを記憶するためのポート管理テーブルとを有し、
上記パケット転送装置が、
上記PPPoE接続フェーズの通信手順の実行中に、ユーザ端末のMACアドレスとセッションIDとの関係を示す新たなテーブルエントリを上記ユーザ管理テーブルに追加し、
上記認証フェーズにおいて、上記ユーザ端末の認証に成功した場合は、上記テーブルエントリに認証結果を登録すると共に、該ユーザ端末に認証結果を通知し、上記ユーザ端末の認証に失敗した場合は、該ユーザ端末に認証結果を通知し、セッションを切断して、上記テーブルエントリを削除し、
上記DHCPフェーズとIP転送フェーズにおいて、上記ユーザ端末のMACアドレスを送信元MACアドレスまたは宛先MACアドレスとする上記イーサネットフレーム形式のパケットを受信したとき、上記ユーザ管理テーブルを参照し、該ユーザ端末のMACアドレスと対応するテーブルエントリが未登録、または認証結果に異常があった場合は、受信パケットを廃棄し、認証結果が成功状態を示していた場合は、上記ポート管理テーブルが示す上記宛先MACアドレスと対応する中継網側の回線インタフェースの識別番号、または上記ユーザ管理テーブルが示す上記宛先MACアドレスと対応するアクセス網側の回線インタフェースの識別番号に従って、受信パケットを上記中継網側またはアクセス網側の回線インタフェースに転送することを特徴とするパケット転送方法。
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