JP4818249B2 - ネットワーク中継システム、ネットワーク中継システムの制御方法、および、ネットワーク中継システムにおける管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク中継システム、ネットワーク中継システムの制御方法、および、ネットワーク中継システムにおける管理装置に関する。

データリンク層のアドレス、例えば、ＭＡＣアドレスに基づいてデータを転送するいわゆるレイヤ２スイッチを複数台接続して、仮想的に一台のレイヤ２スイッチとして動作させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００２−２１７９３５号公報

しかしながら、ネットワーク層のアドレス、例えば、ＩＰアドレスに基づいてデータを中継するネットワーク中継装置（例えば、レイヤ３スイッチやルータ）を複数台接続して、仮想的に一台のネットワーク中継装置として効率的に動作させる技術は、確立されていない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ネットワーク層のアドレスに基づいてデータを中継するネットワーク中継装置を複数台接続して、仮想的に一台のネットワーク中継装置として効率的に動作させることを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第１の態様は、複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムを提供する。本発明の第１の態様に係るネットワーク中継システムにおいて、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、自らネットワーク層アドレスと目標転送先装置との対応付けを実行すべきネットワーク層アドレスの範囲として予め割り当てられた処理アドレス範囲を格納するアドレス範囲記憶部と、ネットワーク層におけるネットワーク層アドレスであり宛先を指定する宛先ネットワーク層アドレスと、前記ネットワーク層の下位の下位転送層における下位転送層識別子であり宛先を指定する宛先下位転送層識別子と、を含む下位転送層データを受信するデータ受信部と、前記データ受信部が受信した下位転送層データである受信データが自己を指定する宛先下位転送層識別子を有しており、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスが自己に割り当てられている割当アドレスである場合に、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応する前記目標転送先装置の下位転送層識別子である対応識別子を含む下位転送層データを生成するとともに、生成された下位転送層データを前記対応識別子に基づいて転送する割当データ転送部と、前記受信データが自己を指定する宛先下位転送層識別子を有しており、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスが自己に割り当てられていない非割当アドレスである場合に、前記複数のネットワーク中継装置のうちの前記非割当アドレスが割り当てられた他の中継装置に前記下位転送層データを転送し、当該転送の際に前記宛先下位転送層識別子を前記他の中継装置の下位転送層識別子に設定する非割当データ転送部と、前記受信データが自己とは異なる装置を指定する宛先下位転送層識別子を有している場合に、前記受信データを前記宛先下位転送層識別子に基づいて転送する下位転送層転送部と、を備えている。

本発明の第１の態様に係るネットワーク中継システムによれば、各ネットワーク中継装置は、宛先ネットワーク層アドレスに基づいて必要に応じて受信データを転送し、宛先ネットワーク層アドレスが割り当てられているネットワーク中継装置において、宛先ネットワーク層アドレスに対応する目標転送先装置の下位転送層の識別子である対応識別子を含む下位転送層データが生成される。生成された下位転送層データは、対応識別子に基づいてネットワーク層よりも下位の層において転送される。通常、ネットワーク層よりも下位の層では、下位転送層識別子により転送先が直接指定される。そのため、ネットワーク中継システムにおいてデータを転送する際、各ネットワーク中継装置は、自己に割当られた割当アドレスについてのみネットワーク層アドレスと目標転送先装置との対応関係を表す情報を保有していればよい。したがって、ネットワーク中継システム全体で、各ネットワーク中継装置の有する記憶リソースを効率的に利用することができ、ネットワーク中継システム全体でより多くのルーティング情報を保有することができる。

本発明の第１の態様に係るネットワーク中継システムにおいて、前記下位転送層転送部は、前記下位転送層として、データリンク層と、データリンク層とネットワーク層との間の中間層と、のいずれかにおいて前記下位転送層データの転送を行うように構成されており、前記データ受信部は、前記データリンク層における宛先である宛先データリンク層アドレスと、前記中間層における宛先である宛先中間層識別子と、の少なくとも一方を前記宛先下位転送層識別子として含む下位転送層データを受信し、前記割当データ転送部は、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応する目標転送先装置が前記中間層におけるデータの転送先である場合に、前記下位転送層データとして、前記対応識別子としての前記宛先中間層識別子を含む中間層データを生成し、前記目標転送先装置が前記中間層におけるデータの転送先でない場合に、前記下位転送層データとして、前記対応識別子としての前記宛先データリンク層アドレスを含むデータリンク層データを生成し、前記下位転送層転送部は、前記受信データが前記宛先中間層識別子を有している場合に、前記宛先中間層識別子に基づいて前記受信データを転送する中間層転送部と、前記受信データが前記宛先中間層識別子を有していない場合に、前記宛先データリンク層アドレスに基づいて前記受信データを転送するデータリンク層転送部と、を有し、前記中間層転送部は、前記宛先下位転送層識別子が前記中間層識別子である場合、前記中間層識別子を含まない下位転送層データを生成するものとしてもよい。

この構成によれば、下位転送層データは、下位転送層としてのデータリンク層と、下位転送層としてデータリンク層とネットワーク層との間の中間層と、のいずれかにおいて転送される。目標転送先装置が中間層におけるデータの転送先である場合には、中間層識別子が宛先下位転送層識別子である中間層データが下位転送層データとして転送される。一方、目標転送先装置が中間層におけるデータの転送先でない場合には、データリンク層アドレスが宛先下位転送層識別子であるデータリンク層データが下位転送層データとして転送される。そのため、目標転送先装置が受け付ける下位転送層の種類に応じて、データリンク層データあるいは中間層データを目標転送先装置に転送することができる。また、中間層転送部は、宛先下位転送層識別子が中間層識別子である場合、中間層識別子を含まない下位転送層データを生成することにより、下位転送層がデータリンク層である装置に対して中間層により転送されたデータを転送することができる。そのため、ネットワーク中継装置を介して接続された目標転送先装置が受け付ける種類に応じてより適切にデータの転送を行うことができる。

本発明の第１の態様に係るネットワーク中継システムにおいて、前記中間層は、前記宛先中間層識別子として前記目標転送先装置への転送経路に基づいて設定されたラベルを用いて前記中間層データを転送するラベル転送層であって、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、前記受信データの転送元であり自己に隣接する隣接転送元装置と前記受信データのラベルとに対して、前記受信データの転送先であり自己に隣接する隣接転送先装置と、前記隣接転送先装置に転送する前記中間層データに設定するラベルと、を対応づけるラベル転送層情報を有しており、前記中間層転送部は、前記ラベル転送層情報を参照することにより、前記中間層データのラベルを付け替えるとともに、ラベルを付け替えた中間層データを前記隣接転送先装置に転送するものとしてもよい。

この構成によれば、ラベル転送層におけるデータ転送に対応した目標転送先装置に対しては、ラベルを用いたデータの転送制御が可能となる。一般に、ラベル転送では、データの転送経路をラベルを用いて制御することができる。そのため、ネットワーク中継システムから目標転送先装置へのデータ転送経路をより適切に設定することができる。

本発明の第１の態様に係るネットワーク中継システムにおいて、前記中間層は、仮想的に前記目標転送先装置に接続される仮想ポートを設定し、前記仮想ポートを介して前記中間層データを転送するトンネル層であり、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、前記仮想ポートに対して、前記目標転送装置の前記トンネル層における中間層識別子であって、前記仮想ポートと前記目標転送先装置の間においてネットワーク層アドレスとして取り扱われる宛先トンネル層アドレスを対応付けるトンネル層情報を有しており、前記中間層転送部は、前記トンネル層情報を参照して、前記宛先トンネル層アドレスが自己に設定された仮想ポートに対応づけられている場合には、前記目標転送先装置に前記中間層データを転送し、前記宛先トンネル層アドレスが前記自己以外の装置に設定された仮想ポートに対応づけられている場合には、当該自己以外の装置に前記中間層データを転送するものとしてもよい。

この構成によれば、トンネル層におけるデータ転送に対応した目標転送先装置に対しては、トンネル層によるデータの転送を行うことができる。一般に、トンネル層によるデータの転送は、仮想ポートを介してデータの転送が可能であれば任意の目標転送先装置に対して行うことができる。そのため、ネットワーク中継システムと目標転送先装置との接続をより柔軟に設定することが可能となる。

上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第２の態様は、複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムを提供する。本発明の第２の態様に係るネットワーク中継システムにおいて、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、外部装置または前記複数のネットワーク中継装置のうちの自己以外の装置と接続するための複数のポートと、転送先装置のデータリンク層のアドレスを前記複数のポートのうちの第１の対応ポートに対応付けるデータリンク層情報であって、前記転送先装置は、前記自己以外の装置と、前記外部装置のうちの自己のポートを介して接続された第１の外部装置と、前記外部装置のうちの前記自己以外の装置のポートを介して接続された第２の外部装置とを含む、前記データリンク層情報を格納するデータリンク層情報記憶部と、ネットワーク層のアドレスと前記転送先装置を対応づける第１のネットワーク層情報であって、前記ネットワーク層のアドレスのうち、自己に割り当てられた割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置は、前記第１の外部装置または前記第２の外部装置を含み、自己に割り当てられていない非割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置は、前記非割当アドレスを割り当てられている前記自己以外の装置である、前記第１のネットワーク層情報を格納するネットワーク層情報記憶部と、前記第１の外部装置および前記自己以外の装置のラベル転送層におけるラベルであって、前記転送先装置への転送経路に基づいて設定されたラベルを前記複数のポートのうちの第２の対応ポートに対応づけるラベル転送層情報を格納するラベル転送層情報記憶部と、前記複数のポートのいずれかを介して、宛先としてのデータリンク層のアドレスである宛先データリンク層アドレスおよび宛先としてのラベル転送層のラベルである第１の宛先ラベルの少なくとも一方と、宛先としてのネットワーク層のアドレスである宛先ネットワーク層アドレスと、を有するデータを受信する受信手段と、前記宛先データリンク層アドレスが自己のデータリンク層のアドレスであり、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応づけられる前記転送先装置が前記ラベル転送層による転送先装置でない場合には、前記データリンク層情報と前記第１のネットワーク層情報とを用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記受信されたデータを前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記第１の対応ポートから転送するネットワーク層転送手段と、前記宛先データリンク層アドレスが自己のデータリンク層のアドレスであり、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応づけられる前記転送先装置がラベル転送層による転送先である場合には、前記第１のネットワーク層情報を用いて、前記第１の宛先ラベルとして前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のラベルを追加するとともに、前記ラベル転送層情報を用いて、前記受信されたデータを前記第１の宛先ラベルに対応した前記第２の対応ポートから転送するラベル転送層入口転送手段と、前記宛先データリンク層アドレスが前記転送先装置のデータリンク層のアドレスである場合に、前記データリンク層情報を用いて、前記受信されたデータを前記宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記第１の対応ポートから転送するデータリンク層転送手段と、前記第１の宛先ラベルが、前記転送先装置に対応したラベル転送層のラベルである場合に、前記ラベル転送層情報を用いて、前記第１の宛先ラベルに対応付けられた前記第２の宛先ラベルに変更し、前記受信されたデータを前記第２の宛先ラベルに対応した前記第２の対応ポートから転送するラベル転送層中間転送手段と、前記第１の宛先ラベルが、ラベルの除去を指定するラベルである場合に、受信されたデータから前記ラベルを取り除き、前記第１のネットワーク層情報を用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記受信されたデータを前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記第１の対応ポートから転送するラベル転送層出口転送手段と、を備えている。

本発明の第３の態様に係るネットワーク中継システムによれば、各ネットワーク中継装置は、自己に割当られた割当アドレスについてのみ外部装置との対応関係が記述された情報を保有すればよいので、ネットワーク中継システム全体で、各ネットワーク中継装置の有する記憶リソースを効率的に利用することができる。また、ラベル転送層を用いた転送を行うことにより、データの転送経路をラベルを用いて制御することができる。そのため、ネットワーク中継システムから転送先の外部装置へのデータ転送経路をより適切に設定することができる。

上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第３の態様は、複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムを提供する。本発明の第３の態様に係るネットワーク中継システムにおいて、複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムであって、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、外部装置または前記複数のネットワーク中継装置のうちの自己以外の装置と接続するための複数のポートと、転送先装置のデータリンク層のアドレスを前記複数のポートのうちの対応ポートに対応付けるデータリンク層情報であって、前記転送先装置は、前記自己以外の装置と、前記外部装置のうちの自己のポートを介して接続された第１の外部装置と、前記外部装置のうちの前記自己以外の装置のポートを介して接続された第２の外部装置とを含む、前記データリンク層情報を格納するデータリンク層情報記憶部と、ネットワーク層のアドレスと前記転送先装置を対応づける第１のネットワーク層情報であって、前記ネットワーク層のアドレスのうち、自己に割り当てられた割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置は、前記第１の外部装置または前記第２の外部装置を含み、自己に割り当てられていない非割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置は、前記非割当アドレスを割り当てられている前記自己以外の装置である、前記第１のネットワーク層情報を格納するネットワーク層情報記憶部と、前記複数のポートとは別個に仮想的に設けられた仮想ポートに対して、前記仮想ポートと前記仮想ポートを介して接続されたトンネル先外部装置との間でネットワーク層アドレスとして取り扱われるトンネル層アドレスであって、宛先としての前記トンネル先外部装置の前記トンネル層アドレスである宛先トンネル層アドレスと、自己または前記自己以外の装置のうちの前記仮想ポートが設けられた装置のトンネル層アドレスである送信元トンネル層アドレスと、を対応付けるトンネル層情報を格納するトンネル層情報記憶部と、前記複数のポートのいずれかを介して、宛先としてのデータリンク層のアドレスである宛先データリンク層アドレスおよび宛先トンネル層アドレスの少なくとも一方と、宛先としてのネットワーク層のアドレスである宛先ネットワーク層アドレスと、を有するデータを受信する受信手段と、前記宛先データリンク層アドレスが自己のデータリンク層のアドレスであり、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応づけられる前記転送先装置が前記仮想ポートを経由しない転送先装置である場合に、前記データリンク層情報と前記第１のネットワーク層情報とを用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記対応ポートから前記受信されたデータを転送するネットワーク層転送手段と、前記宛先データリンク層アドレスが自己のデータリンク層のアドレスであり、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応づけられる前記転送先装置が前記トンネル先外部装置である場合に、前記第１のネットワーク層情報と、前記トンネル層情報とを用いて、前記仮想ポートに対応づけられた前記宛先トンネル層アドレスと、前記送信元トンネル層アドレスとを追加するとともに、前記宛先トンネル層アドレスを前記宛先ネットワーク層アドレスとして前記第１のネットワーク層情報を用いて、前記受信されたデータを前記宛先トンネル層アドレスに対応づけられた前記対応ポートから転送するトンネル層入口転送手段と、前記宛先データリンク層アドレスが前記転送先装置のデータリンク層のアドレスである場合に、前記データリンク層情報を用いて、前記受信されたデータを前記宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記第１の対応ポートから転送するデータリンク層転送手段と、前記宛先ネットワーク層アドレスが、自己のトンネル層アドレスである場合に、前記受信されたデータから前記宛先トンネル層アドレスと前記送信元トンネル層アドレスとを取り除き、前記第１のネットワーク層情報を用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記対応ポートから前記受信されたデータを転送するトンネル層出口転送手段と、を備えている。

本発明の第３の態様に係るネットワーク中継システムによれば、各ネットワーク中継装置は、自己に割当られた割当アドレスについてのみ外部装置との対応関係が記述された情報を保有すればよいので、ネットワーク中継システム全体で、各ネットワーク中継装置の有する記憶リソースを効率的に利用することができる。また、トンネル層を用いた転送を行うことにより、仮想ポートを介してデータの転送が可能であれば任意の外部装置に対してデータを転送することができるので、ネットワーク中継システムでの中継をより柔軟に行うことができる。

上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第４の態様は、複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムを提供する。本発明の第４の態様に係るネットワーク中継システムは、複数のポートと、データリンク層情報記憶部と、ネットワーク層情報記憶部と、受信手段と、データリンク層転送手段と、ネットワーク層転送手段と、を備える。前記複数のポートは、外部装置または前記複数のネットワーク中継装置のうちの自己以外の装置と接続するためのポートである。前記データリンク層情報記憶部は、転送先装置のデータリンク層のアドレスを前記複数のポートのうちの対応ポートに対応付けるデータリンク層情報を格納する。前記データリンク情報において、前記転送先装置は、前記自己以外の装置と、前記外部装置のうちの自己に隣接する第１の外部装置と、前記外部装置のうちの前記自己以外の装置に隣接する第２の外部装置とを含む。前記ネットワーク層情報記憶部は、ネットワーク層のアドレスと前記転送先装置を対応付ける第１のネットワーク層情報を格納する。前記第１のネットワーク層情報において、前記ネットワーク層のアドレスのうち、自己に割り当てられた割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置は、前記第１の外部装置または前記第２の外部装置を含み、自己に割り当てられていない非割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置は、前記非割当アドレスを割り当てられている前記自己以外の装置である。前記受信手段は、前記複数のポートのいずれかを介して、宛先としてのデータリンク層のアドレスである宛先データリンク層アドレスと、宛先としてのネットワーク層のアドレスである宛先ネットワーク層アドレスを有するデータを受信する。前記データリンク層転送手段は、前記宛先データリンク層アドレスが、自己のデータリンク層のアドレスである場合に、前記データリンク層情報と前記第１のネットワーク層情報とを用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記対応ポートから前記受信されたデータを転送する。前記ネットワーク層転送手段は、前記宛先データリンク層アドレスが、前記転送先装置のデータリンク層のアドレスである場合に、前記データリンク層情報を用いて、前記宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記対応ポートから前記受信されたデータを転送する。

本発明の第４の態様に係るネットワーク中継システムによれば、各ネットワーク中継装置は、自己に割当られた割当アドレスについてのみ外部装置との対応関係が記述された情報を保有すればよいので、ネットワーク中継システム全体で、各ネットワーク中継装置の有する記憶リソースを効率的に利用することができる。これにより、ネットワーク中継システム全体でより多くのルーティング情報を保有することができる。

本発明の第２ないし４のいずれかの態様に係るネットワーク中継システムにおいて、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、さらに、前記データリンク層情報のうち、自己に隣接する前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに関連する第１の部分情報を学習する第１の学習手段を備え、前記ネットワーク中継システムは、さらに、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれから前記第１の部分情報を収集する第１の収集手段と、前記収集された前記第１の部分情報に基づいて、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに、前記第１の情報のうち、自己に隣接しない前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに関連する第２の部分情報を設定する第１の設定手段と、を備えても良い。こうすれば、各ネットワーク中継装置に対して、容易にデータリンク層情報を設定することができる。

本発明の第２ないし４のいずれかの態様に係るネットワーク中継システムにおいて、前記複数のネットワーク中継装置のいずれかにおいて、前記第１の外部装置との隣接関係に変更があった場合には、前記変更があったネットワーク中継装置の前記第１の学習手段は、前記第１の部分情報を再学習し、前記第１の収集手段は、前記変更があったネットワーク中継装置から前記第１の部分情報を再収集し、前記第１の設定手段は、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに前記第２の部分情報を再設定しても良い。こうすれば、各ネットワーク中継装置と隣接する外部装置との隣接関係の変化に対応して、自動的に、データリンク層情報を再設定することができる。

本発明の第２ないし４のいずれかの態様に係るネットワーク中継システムにおいて、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、さらに、前記第１の外部装置が所有する経路情報を、前記第１の外部装置から学習する第２の学習手段を備え、前記ネットワーク中継システムは、さらに、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれから前記経路情報を収集する第２の収集手段と、前記収集された前記経路情報に基づいて、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに、前記第１のネットワーク層情報を設定する第２の設定手段と、を備えても良い。こうすれば、各ネットワーク中継装置に対して、容易に第１のネットワーク層情報を設定することができる。

本発明の第２ないし４のいずれかの態様に係るネットワーク中継システムにおいて、前記第２の設定手段は、前記収集された前記経路情報に基づいて、ネットワーク層のアドレスと前記第１の外部装置または前記第２の外部装置を対応付ける第２のネットワーク層情報を作成する第１の作成手段と、前記ネットワーク層のアドレスを、前記複数のネットワーク中継装置の数のアドレス範囲に分割し、それぞれの前記アドレス範囲に含まれる前記ネットワークアドレスを、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれの前記割当アドレスとする分割手段と、前記第２のネットワーク層情報と、前記分割の結果に基づいて、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに設定される前記第１のネットワーク層情報を作成する第２の作成手段と、を有しても良い。かかる場合において、前記分割手段は、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれの前記第２の記憶部の容量に応じた前記第１のネットワーク層情報が作成されるように、前記アドレス範囲を定めても良い。こうすれば、各ネットワーク中継装置の第２の記憶部の容量に応じた前記第１のネットワーク層情報が作成されることにより、各ネットワーク中継装置の第２の記憶部を有効利用することができる。

本発明の第２ないし４のいずれかの態様に係るネットワーク中継システムにおいて、前記複数のネットワーク中継装置のいずれかにおいて、前記第１の外部装置との隣接関係に変更があった場合には、前記変更があったネットワーク中継装置の前記第２の学習手段は、前記経路情報を再学習し、前記第２の収集手段は、前記変更があったネットワーク中継装置から前記経路情報を再収集し、前記第２の設定手段は、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに前記第１のネットワーク層情報を再設定しても良い。こうすれば、各ネットワーク中継装置と隣接する外部装置との隣接関係の変化に対応して、自動的に、第１のネットワーク層情報を再設定することができる。

本発明の第２ないし４のいずれかの態様に係るネットワーク中継システムは、さらに、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに接続された管理装置を備え、前記管理装置は、前記第１の収集手段と前記第１の設定手段を有しても良く、前記第２の収集手段と前記第２の設定手段を有しても良い。こうすれば、管理装置において、各ネットワーク中継装置のデータリンク層情報、または、第１のネットワーク層情報を管理することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、複数のネットワーク中継装置を接続し、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムにおける管理装置として実現することができる。また、これらのシステムや装置の態様に加えて、複数のポートをそれぞれ有する複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムの制御方法のような方法発明として実現することができる。あるいは、かかるシステム、装置または方法を構築するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の態様で実現することができる。

Ａ．第１実施例：
・ネットワーク中継システムの構成：
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１〜図４を参照して、第１実施例に係るネットワーク中継システムの構成について説明する。図１は、第１実施例に係るネットワーク中継システムの概略構成を示すブロック図である。図２は、第１実施例に係るネットワーク中継システムに含まれるネットワーク中継装置の内部構成を示すブロック図である。図３は、第１実施例に係るネットワーク中継システムに含まれる管理装置の内部構成を示すブロック図である。図４は、第１実施例にネットワーク中継システムの各部に割り当てられたＩＰアドレスの一覧表である。

図１に示すように、第１実施例に係るネットワーク中継システム１０００は、３つのネットワーク中継装置、すなわち、第１の中継装置１００ａと第２の中継装置１００ｂと第３の中継装置１００ｃとを含んでいる。以下では、３つのネットワーク中継装置を区別する必要がない場合は、符号の末尾のアルファベットを省略し、ネットワーク中継装置１００と記述する。さらに、ネットワーク中継システム１０００は、管理装置２００を含んでいる。

ネットワーク中継装置１００は、図２に示すように、複数の物理ポート１１０と、送受信処理回路１２０と、転送処理回路１３０と、制御部１４０とを含んでいる。

物理ポート１１０は、同軸ケーブルや光ファイバなどの回線ＣＶを介してネットワークに接続するためのインタフェースである。物理ポート１１０は、第１実施例では、イーサネット（登録商標）規格に準拠したポートである。

送受信処理回路１２０は、各物理ポート１１０と接続され、物理ポート１１０を介して受信された電気信号を解釈して、データリンク層において用いられるデータの固まり（以下、フレームと呼ぶ。第１実施例では、イーサネット（登録商標）・フレームである。）に変換する受信処理を行う。また、送受信処理回路１２０は、転送処理回路１３０から転送すべきイーサネットフレームを受け取り、イーサネットフレームを電気信号に変換して後述する対応ポートから送信する送信処理を行う。

イーサネットフレームは、宛先ＭＡＣアドレスＤＭを含むＭＡＣヘッダが付加されたフレームデータである。フレームデータは、ネットワーク層において用いられるデータの固まり（以下、パケットと呼ぶ。第１実施例では、ＩＰパケットである。）を含んでいる。ＩＰパケットは、宛先ＩＰアドレスＤＩを含むＩＰヘッダを付加されたパケットである。すなわち、イーサネットフレームは、パケットと、宛先ＩＰアドレスＤＩと、宛先ＭＡＣアドレスＤＭを含んでいる。送受信処理回路１２０は、イーサネットフレームを転送処理回路１３０に送る。

転送処理回路１３０は、転送エンジン１３１と、メモリ１３４とを備えている。メモリ１３４には、ルーティングテーブル１３５と、ＡＲＰテーブル１３６が格納されている。ルーティングテーブル１３５は、ＩＰアドレスと転送先装置を対応付ける情報が記述されたテーブルである。ＡＲＰテーブル１３６は、転送先装置のＭＡＣアドレスと対応ポートを対応付ける情報が記述されたテーブルである。対応ポートは、複数の物理ポート１１０のうち、転送先装置が接続されているネットワークに接続しているポートを意味する。ルーティングテーブル１３５と、ＡＲＰテーブル１３６については、さらに、後述する。第１実施例において、ルーティングテーブル１３５に記述された情報は、ネットワーク層のアドレス（ＩＰアドレス）と転送先装置とを対応づける情報であるので、「ネットワーク層情報」ともいうことができる。また、ＡＲＰテーブル１３６に記述された情報は、データリンク層のアドレス（ＭＡＣアドレス）と対応ポートとを対応づける情報であるので、「データリンク層情報」ともいうことができる。したがって、メモリ１３４は、ネットワーク層情報を格納するネットワーク層情報記憶部と、データリンク層情報を格納するデータリンク層情報記憶部と、の機能を有している。

転送エンジン１３１は、後述する本回路の機能を実現するために設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）であり、後述する本回路の機能をハードウエア処理により実行する。転送エンジン１３１は、送受信処理回路１２０から受け取ったイーサネットフレームを転送するための転送処理を行う回路である。転送エンジン１３１は、機能部として、レイヤ３転送部１３２と、レイヤ２転送部１３３とを含む。

レイヤ３転送部１３２は、送受信処理回路１２０から受け取ったイーサネットフレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスＤＭが、そのイーサネットフレームを受信した物理ポート１１０に割り当てられたＭＡＣアドレスである場合に、そのイーサネットフレームに含まれる宛先ＩＰアドレスＤＩに基づいて、イーサネットフレームに含まれるＩＰパケットを転送する転送先装置を特定する。転送先装置の特定は、後述するように、メモリ１３４に格納されたルーティングテーブル１３５を参照して実行される。レイヤ３転送部１３２は、さらに、特定された転送先装置のＭＡＣアドレスを特定すると共に、特定された転送先装置にイーサネットフレームを転送するための対応ポートを特定する。かかるＭＡＣアドレスおよび対応ポートの特定は、ＡＲＰテーブル１３６を参照して実行される。レイヤ３転送部１３２は、イーサネットフレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスＤＭを特定された転送先装置のＭＡＣアドレスに変更し、変更後のイーサネットフレームを、特定された対応ポートを指定して送受信処理回路１２０に送信する。この結果、イーサネットフレームは、対応ポートから転送先装置へと転送される。このように、レイヤ３転送部１３２により対応ポートを特定して行われる転送は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルの第３層であるネットワーク層のアドレスであるＩＰアドレスに基づいて行われるため、以下、レイヤ３転送と呼ぶ。

レイヤ２転送部１３３は、送受信処理回路１２０から受け取ったイーサネットフレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスＤＭが、そのイーサネットフレームを受信した物理ポート１１０に割り当てられたＭＡＣアドレスではない場合に、ＡＲＰテーブル１３６を参照して、その宛先ＭＡＣアドレスＤＭが転送先装置のＭＡＣアドレスであるかを調べる。レイヤ２転送部１３３は、宛先ＭＡＣアドレスＤＭが転送先装置のＭＡＣアドレスである場合には、ＡＲＰテーブル１３６を参照して、その転送先装置にイーサネットフレームを転送するための対応ポートを特定する。レイヤ２転送部１３３は、イーサネットフレームを、特定された対応ポートを指定して送受信処理回路１２０に送信する。この結果、イーサネットフレームは、対応ポートから転送先装置へと転送される。このように、レイヤ２転送部１３３により対応ポートを特定して行われる転送は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルの第２層であるデータリンク層のアドレスであるＭＡＣアドレスに基づいて行われるため、以下、レイヤ２転送と呼ぶ。

以上の説明から明らかなように、レイヤ２転送部１３３は、ネットワーク層の下位のデータリンク層（下位転送層）においてデータの転送を行う。そのため、レイヤ２転送部１３３は、「下位転送層転送部」とも呼ぶことができる。また、ＭＡＣアドレスは、下位転送層であるデータリンク層の識別子であるので「下位転送層識別子」とも呼ぶことができ、イーサネットフレームは「下位転送層データ」とも呼ぶことができる。

制御部１４０は、ネットワーク中継装置１００全体を制御する。制御部１４０は、周知の計算機であり、中央演算装置（ＣＰＵ）１４１およびメモリ１４２を備えている。メモリ１４２には、制御プログラム１４３が格納されている。ＣＰＵ１４１は、制御プログラム１４３を実行することにより、制御部としての機能を実現する。制御プログラム１４３は、ＲＩＰ（Routing Information Protocol）や、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）などのルーティングプロトコルの処理を行う機能や、管理装置２００と通信する機能など、各種機能部を含んでいるが、図２においては、第１実施例の説明に必要な構成を選択的に図示し、本明細書においては、図示された構成について説明する。制御プログラム１４３は、ＡＲＰ情報学習部１４４と、経路情報学習部１４５を含んでいる。ＡＲＰ情報学習部１４４は、物理ポート１１０を介して隣接する装置（例えば、後述する外部ルータ５００、他のネットワーク中継装置１００、および、管理装置２００）から、ＡＲＰ情報を学習する。経路情報学習部１４５は、物理ポート１１０を介して隣接する後述する外部ルータ５００から、外部ルータ５００が保有する経路情報を学習する。ＡＲＰ情報学習部１４４および経路情報学習部１４５の処理については、後述する。

管理装置２００は、ネットワーク中継システム１０００全体を管理する計算機である。管理装置２００は、図３に示すように、ＣＰＵ２１０と、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ２２０と、ネットワークに接続するためのネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）２７０と、を備える周知の計算機、例えば、パーソナルコンピュータである。メモリ２２０には、ネットワーク中継システム１０００全体を管理するためのプログラムであるＡＲＰ情報マネージャ２３０および経路情報マネージャ２４０と、システムルーティングテーブル２５０と、システムＡＲＰテーブル２６０とが格納されている。ＣＰＵ２１０は、ＡＲＰ情報マネージャ２３０と経路情報マネージャ２４０を実行することにより、管理装置としての機能を実現する。

ＡＲＰ情報マネージャ２３０は、ＡＲＰ情報収集部２３１と、ＡＲＰ情報設定部２３２を含んでいる。ＡＲＰ情報収集部２３１は、管理対象である各ネットワーク中継装置１００からＡＲＰ情報を収集して、システムＡＲＰテーブル２６０を作成する。ＡＲＰ情報設定部２３２は、システムＡＲＰテーブル２６０に基づいて、各ネットワーク中継装置１００に、静的にＡＲＰ情報を設定する。経路情報マネージャ２４０は、経路情報収集部２４１と、経路情報設定部２４２とを含んでいる。経路情報収集部２４１は、管理対象である各ネットワーク中継装置１００から経路情報を収集する。経路情報設定部２４２は、収集された経路情報に基づいて、管理対象である各ネットワーク中継装置１００に、ルーティングテーブルを設定する。経路情報設定部２４２は、システムルーティングテーブル作成部２４３と、アドレス範囲分割部２４４と、ルーティングテーブル作成部２４５を含んでいる。システムルーティングテーブル作成部２４３は、収集された経路情報に基づいて、システムルーティングテーブル２５０を作成する。アドレス範囲分割部２４４は、ＩＰアドレスの全範囲（０．０．０．０〜２５５．２５５．２５５．２５５）を、ネットワーク中継装置１００の数（第１実施例では、３）のアドレス範囲に分割し、分割後の各アドレス範囲を、各ネットワーク中継装置１００の割当アドレス範囲とする。ルーティングテーブル作成部２４５は、システムＡＲＰテーブル２６０と、各ネットワーク中継装置１００の割当アドレス範囲とに基づいて、各ネットワーク中継装置１００に設定するルーティングテーブルを作成する。なお、ＡＲＰ情報マネージャ２３０と、経路情報マネージャ２４０により実行される処理については、さらに、後述する。

図１に戻って、説明を続ける。図１において、黒丸は各装置が備えるポートを示している。例えば、ネットワーク中継装置１００のポートＯ１、Ｍ１、Ｉ１、Ｉ５は、図２における物理ポート１１０のいずれかに対応しており、管理装置２００のポートＭ４は、図３におけるＮＩＣ２７０のポートに対応している。

図１に示すように、ネットワーク中継システム１０００に含まれる３つのネットワーク中継装置１００のうち、第１の中継装置１００ａのポートＯ１は、外部ルータ５００ａのポートＲ１と、外部転送用ネットワークＯＮＴ１を介して接続されている。また、第２の中継装置１００ｂのポートＯ２は、外部ルータ５００ｂのポートＲ２と、外部転送用ネットワークＯＮＴ２を介して接続されている。同様に、第３の中継装置１００ｃのポートＯ３およびＯ４は、外部ルータ５００ｃのポートＲ３とおよび外部ルータ５００ｄのポートＲ４と、外部転送用ネットワークＯＮＴ３およびＯＮＴ４を介して、それぞれ接続されている。外部ルータ５００ａ〜５００ｄは、複数の物理ポートを有する周知のルータであり、一の物理ポートを介して接続されている一の装置（例えば、ネットワーク中継装置１００や、図示しない他のルータ）からパケットを受信して、そのパケットを他の物理ポートを介して他の装置にレイヤ３転送する。以下では、４つの外部ルータ５００ａ〜５００ｄを区別する必要がない場合は、符号の末尾のアルファベットを省略し、外部ルータ５００と記述する。

また、第１の中継装置１００ａのポートＩ１と第２の中継装置１００ｂのポートＩ２、第２の中継装置１００ｂのポートＩ３と第３の中継装置１００ｃのポートＩ４、第１の中継装置１００ａのポートＩ５と第３の中継装置１００ｃのポートＩ６は、それぞれ内部転送用ネットワークＩＮＴ１、ＩＮＴ２、ＩＮＴ３を介して接続されている。また、第１の中継装置１００ａのポートＭ１、第２の中継装置１００ｂのポートＭ２、第３の中継装置１００ｃのポートＭ３は、管理ネットワークＭＮＴを介して、管理装置２００のポートＭ４と接続されている。

上述した各ポートおよびネットワークには、図４に示すＩＰアドレスがそれぞれ割り当てられているものとする。以下では、ポートの符号の前にＩＰ＿を付した符号を、そのポートに割り当てられているＩＰアドレスを表す符号として用いる。例えば、ポートＭ１に割り当てられているＩＰアドレス（１９２．１６８．１．２）は、符号ＩＰ＿Ｍ１を用いて表し、ネットワークＭＮＴに割り当てられているＩＰアドレス（１９２．１６８．１．０／２８）は、符号ＩＰ＿ＭＮＴを用いて表す。なお、管理装置２００は、ネットワーク中継システム１０００内部に割り当てられているＩＰアドレス、すなわち、各ネットワーク中継装置１００のポートに割り当てられているＩＰアドレスと、外部転送用ネットワークＯＮＴ１〜ＯＮＴ３、内部転送用ネットワークＩＮＴ１〜ＩＮＴ３、管理ネットワークＭＮＴに割り当てられているＩＰアドレス（ネットワークアドレス）を認識しているものとする。

・ＡＲＰテーブル設定処理
次に図５〜図９を参照して、第１〜第３の中継装置１００ａ〜１００ｃのそれぞれにＡＲＰテーブル１３６を設定するＡＲＰテーブル設定処理について説明する。図５は、ＡＲＰテーブル設定処理の処理シーケンスを示すシーケンス図である。図６は、各ネットワーク中継装置におけるＡＲＰ情報の学習結果を示す図である。図７は、システムＡＲＰテーブルを示す概略図である。図８は、各ネットワーク中継装置に設定する静的ＡＲＰ情報を示す図である。図９は、各ネットワーク中継装置に設定されるＡＲＰテーブルを示す図である。

各ネットワーク中継装置１００の制御部１４０のＡＲＰ情報学習部１４４は、自己に隣接する装置のＡＲＰ情報を学習する（図５：ステップＳ１１０ａ、Ｓ１１０ｂ、Ｓ１１０ｃ）。ＡＲＰ情報は、例えば、自己に隣接する装置が、電源投入時に、あるいは、定期的に通知してくる。ＡＲＰ情報学習部１４４は、かかる通知を取得することにより、自己に隣接する装置のＡＲＰ情報を動的に学習する。ＡＲＰ情報は、自己に隣接する装置における自己と通信するためのポートに割り当てられているＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの組み合わせである。例えば、図６の最上段に示すように、第１の中継装置１００ａにおけるＡＲＰ情報学習部１４４が学習するＡＲＰ情報の１つは、第１の中継装置１００ａと外部転送用ネットワークＯＮＴ１を介して隣接する外部ルータ５００ａにおける第１の中継装置１００ａと通信するためのポートＲ１のＩＰアドレスＩＰ＿Ｒ１と、ポートＲ１のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｒ１の組み合わせである。ここで、ＭＡＣアドレスは、実際には４８ビットの識別符号であるが、図６では、ポートの符号の前にＭＡＣ＿を付した符号を、そのポートに割り当てられているＭＡＣアドレスを表す符号として用いる。例えば、上述のように、ポートＲ１に割り当てられているＭＡＣアドレスは、ＭＡＣ＿Ｒ１と表す。

図６から解るように、例えば、第１の中継装置１００ａが本ステップにおいて学習するＡＲＰ情報は、上述した外部ルータ５００ａのポートＲ１のＡＲＰ情報と、管理ネットワークＭＮＴを介して隣接する管理装置２００のポートＭ１のＡＲＰ情報と、内部転送用ネットワークＩＮＴ１を介して隣接する第２の中継装置１００ｂのポートＩ２のＡＲＰ情報と、内部転送用ネットワークＩＮＴ３を介して隣接する第３の中継装置１００ｃのポートＩ６のＡＲＰ情報である。

また、各ネットワーク中継装置１００のＡＲＰ情報学習部１４４は、ＡＲＰ情報を、そのＡＲＰ情報の通知を受信した自己のポート（学習ポート）と対応付けて学習する。例えば、図６から解るように、第１の中継装置１００ａのＡＲＰ情報学習部１４４は、外部ルータ５００ａのポートＲ１のＡＲＰ情報を、そのＡＲＰ情報を受信した第１の中継装置１００ａのポートＯ１と対応付けて学習する（図６の例では、ポートＲ１のＡＲＰ情報に、ポートＯ１の識別子としてＩＰアドレスＩＰ＿Ｏ１を対応付けている。）。

各ネットワーク中継装置１００のＡＲＰ情報学習部１４４は、学習したＡＲＰ情報を、管理ネットワークＭＮＴを介して、管理装置２００に通知する（ステップＳ１２０ａ、Ｓ１２０ｂ、Ｓ１２０ｃ）。

管理装置２００のＡＲＰ情報マネージャ２３０のＡＲＰ情報収集部２３１は、各ネットワーク中継装置１００から通知されたＡＲＰ情報を収集し、システムＡＲＰテーブル２６０を作成する（ステップＳ１３０）。図７には、作成されたシステムＡＲＰテーブル２６０が示されている。図７に示すように、システムＡＲＰテーブル２６０には、各ネットワーク中継装置１００から収集されたＡＲＰ情報が、送出ポート（のＩＰアドレス）と、学習元装置と対応付けられて記録される。送出ポートは、ＡＲＰ情報としてのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスが割り当てられているポートに対して、データを送る場合に、そのデータを送り出すポートである。学習元装置は、そのＡＲＰ情報を通知してきたネットワーク中継装置１００である。システムＡＲＰテーブル２６０のうち、上側の部分ＳＯは、ネットワーク中継システム１０００の外部装置のＡＲＰ情報、すなわち、第１実施例では４つの外部ルータ５００ａ〜５００ｂのＡＲＰ情報である。一方、システムＡＲＰテーブル２６０のうち、下側の部分ＳＩは、ネットワーク中継システム１０００内部のＡＲＰ情報、すなわち、第１実施例では、３つのネットワーク中継装置１００のＡＲＰ情報である。外部装置のＡＰＲ情報ＳＯは、ネットワーク中継システム１０００に含まれるネットワーク中継装置１００のいずれかに隣接する全ての外部装置のＡＲＰ情報を含む。

システムＡＲＰテーブル２６０が作成されると、管理装置２００のＡＲＰ情報マネージャ２３０のＡＲＰ情報設定部２３２は、システムＡＲＰテーブル２６０に基づいて、各ネットワーク中継装置１００に静的に設定するＡＲＰ情報（静的ＡＲＰ情報）を作成する。図８には、作成された静的ＡＲＰ情報が、それを設定されるネットワーク中継装置１００ごとに示されている。一のネットワーク中継装置１００に設定される静的ＡＲＰ情報は、そのネットワーク中継装置１００が隣接していない外部装置、すなわち、他のネットワーク中継装置１００に隣接している外部装置のＡＲＰ情報である。静的ＡＲＰ情報は、それが設定されるネットワーク中継装置１００が、静的ＡＲＰ情報としてのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスが割り当てられているポートに対して、データを送る場合に、そのデータを送り出す送出ポートと対応付けられている。例えば、図８に示すように、第１の中継装置１００ａに設定される静的ＡＲＰ情報には、第３の中継装置１００ｃに隣接する外部ルータ５００ｄのポートＲ４のＡＲＰ情報が含まれている。外部ルータ５００ｄのポートＲ４に対して、第１の中継装置１００ａがデータを送りたい場合、第３の中継装置１００ｃを介して送ることになる。従って、第１の中継装置１００ａに設定されるポートＲ４のＡＲＰ情報には、第３の中継装置１００ｃに対してデータを送るためのポートＩ５が送出ポートとして対応付けられている。なお、各ネットワーク中継装置１００に設定される静的ＡＲＰ情報は、そのネットワーク中継装置１００が隣接しておらず、他のネットワーク中継装置１００のうちのいずれかが隣接している全ての外部装置の静的ＡＲＰ情報を含んでいる。

次いで、ＡＲＰ情報設定部２３２は、各ネットワーク中継装置１００用に作成された静的ＡＲＰ情報を、それぞれ対応するネットワーク中継装置１００に通知する（ステップＳ１５０ａ〜１５０ｃ）。

静的ＡＲＰ情報を通知された各ネットワーク中継装置１００は、通知された静的ＡＲＰ情報と、先に動的に学習したＡＲＰ情報とを用いて、ＡＲＰテーブル１３６をそれぞれ作成する（ステップＳ１６０ａ〜Ｓ１６０ｃ）。図８には、各ネットワーク中継装置１００において作成されたＡＲＰテーブル１３６が示されている。３つのネットワーク中継装置１００ａ〜１００ｃにおいてそれぞれ作成されたＡＲＰテーブル１３６を区別するため、それぞれの符号の末尾に中継装置の符号の末尾のアルファベットを付し、ＡＲＰテーブル１３６ａ〜１３６ｃと表現する。各ＡＲＰテーブル１３６ａ〜１３６ｃに格納されたＡＲＰ情報は、２つのタイプに分けられる。１つのタイプは、上述したステップＳ１１０ａ〜Ｓ１１０ｃにおいて、動的な学習により取得されたＡＲＰ情報であり、もう一つのタイプは、上述したステップＳ１４０において、管理装置２００により静的に設定（作成）された静的ＡＲＰ情報である。例えば、図９に示すように、第１の中継装置１００ａのＡＲＰテーブル１３６ａに格納されたＡＲＰ情報のうち、第１の中継装置１００ａに隣接する装置のポートＲ１、Ｍ４、Ｉ２、Ｉ６のＡＲＰ情報は、前者のタイプであり、第１の中継装置１００ａに隣接しない外部ルータ５００のポートＲ２、Ｒ３、Ｒ４のＡＲＰ情報は、後者のタイプである。各ネットワーク中継装置１００において、ＡＲＰテーブル１３６が作成されると、ＡＲＰテーブル設定処理は終了される。

・ルーティングテーブル設定処理
図１０〜図１４を参照して、第１〜第３の中継装置１００ａ〜１００ｃのそれぞれにルーティングテーブル１３５を設定するルーティングテーブル設定処理について説明する。図１０は、ルーティングテーブル設定処理の処理シーケンスを示すシーケンス図である。図１１は、ネットワーク中継システムが保有する経路情報を示す図である。図１２は、各外部ルータが広告している経路情報を示す図である。図１３は、システムルーティングテーブルを示す概略図である。図１４は、各ネットワーク中継装置に設定されるルーティングテーブルを示す図である。

各ネットワーク中継装置１００の制御部１４０の経路情報学習部１４５は、自己に隣接する外部ルータと、互いが広告している経路情報を交換することにより、外部ルータが広告している経路情報を学習する（図１０：ステップＳ２１０ａ、Ｓ２１０ｂ、Ｓ２１０ｃ）。かかる経路情報の交換は、ルーティングプロトコルに従って実行される。交換する経路情報は、ネットワーク中継装置１００および外部ルータ５００においてサポートしているルーティングプロトコルによって異なるが、例えば、ＲＩＰであればルーティングテーブルそのものであり、ＯＳＰＦであればリンクステートである。図１１は、ネットワーク中継システム１０００全体の経路情報の一例を示している。このネットワーク中継システム１０００全体の経路情報は、管理装置２００が把握している。ネットワーク中継システム１０００全体での経路情報のうち、外部ルータ５００に広告する経路情報は、ネットワーク中継システム１０００の外部に関する部分、例えば、図１１に示すようにネットワーク中継システム１０００に隣接する外部転送用ネットワークＯＮＴ１〜ＯＮＴ３に関する部分のみである。ネットワーク中継システム１０００全体の経路情報のうち、ネットワーク中継システム１０００の内部に関する部分、例えば、内部転送用ネットワークＩＮＴ１〜ＩＮＴ３に関する部分や管理ネットワークＭＮＴに関する部分は、外部ルータ５００に広告されない。これは、ネットワーク中継システム１０００を仮想的に１つのネットワーク中継装置として、外部ルータ５００に見せるためである。外部ルータ５００に広告する経路情報は、管理装置２００により各ネットワーク中継装置１００に通知される。

図１２には、各外部ルータ５００が広告している経路情報が示されている。外部ルータ５００ａが広告している経路情報は、外部ルータ５００ａに隣接する第１の中継装置１００ａが学習する。同様にして、外部ルータ５００ｂが広告している経路情報は第２の中継装置１００ｂが、外部ルータ５００ｃが広告している経路情報および外部ルータ５００ｄが広告している経路情報は第３の中継装置１００ｃが、それぞれ学習する。

各ネットワーク中継装置１００の経路情報学習部１４５は、学習した経路情報を、管理ネットワークＭＮＴを介して、管理装置２００に通知する（ステップＳ２２０ａ、Ｓ２２０ｂ、Ｓ２２０ｃ）。

経路情報マネージャ２４０の経路情報収集部２４１は、各ネットワーク中継装置１００から通知された経路情報を収集し、経路情報マネージャ２４０の経路情報設定部２４２のシステムルーティングテーブル作成部２４３は、システムルーティングテーブル２５０を作成する（ステップＳ２３０）。図１３には、作成されたシステムルーティングテーブル２５０が示されている。図１３に示すように、システムルーティングテーブル２５０には、ネットワーク中継システム１０００全体が１つの中継装置であると考えた場合のルーティングテーブルである。システムルーティングテーブル作成部２４３は、収集された経路情報に基づいて、ルーティングプロトコルに定められたルールに従って最適経路を計算することにより、システムルーティングテーブル２５０を作成する。

続いて、経路情報設定部２４２のアドレス範囲分割部２４４は、ネットワークアドレスの全範囲（０．０．０．０〜２５５．２５５．２５５．２５５）を、ネットワーク中継装置１００の数（第１実施例では、３）のアドレス範囲に分割し、各ネットワーク中継装置１００に割り当てる割当アドレス範囲を決定する（ステップＳ２４０）。図１３に示すように、第１実施例では、第１の中継装置１００ａに割り当てられる割当アドレス範囲が０／２（０．０．０．０〜６３．２５５．２５５．２５５）に、第２の中継装置１００ｂに割り当てられる割当アドレス範囲が６４／２（６４．０．０．０〜１２７．２５５．２５５．２５５）に、第３の中継装置１００ｃに割り当てられる割当アドレス範囲が１２８／１（１２８．０．０．０〜２５５．２５５．２５５．２５５）に、それぞれ決定される。

かかる割当アドレス範囲の決定は、後のステップで生成される各ネットワーク中継装置１００のルーティングテーブル１３５の大きさが、ほぼ同等になるように決定される。

次に、経路情報設定部２４２のルーティングテーブル作成部２４５は、各ネットワーク中継装置１００に割り当てる（設定する）ルーティングテーブル１３５を作成する（ステップＳ２５０）。図１４には、作成されたルーティングテーブル１３５が、それを設定されるネットワーク中継装置１００ごとに示されている。３つのネットワーク中継装置１００ａ〜１００ｃにそれぞれ設定されるルーティングテーブル１３５を区別するため、それぞれの符号の末尾に中継装置の符号と同じアルファベットを付し、ルーティングテーブル１３５ａ〜１３５ｃと表現する。

各ルーティングテーブル１３５は、図１４に示すように、経路情報とマスク長により記述されたＩＰアドレスの範囲と、転送先装置とを対応付けるテーブルである。図１４では、転送先装置の識別子として、その転送先装置のポートのＩＰアドレスが用いられている。これを参照することにより、ネットワーク中継装置１００のレイヤ３転送部１３２は、イーサネットフレームの転送先装置を決定することができる。すなわち、レイヤ３転送部１３２は、イーサネットフレームに含まれる宛先ＩＰアドレスが含まれるＩＰアドレスの範囲を、ルーティングテーブル１３５から検索する。そして、レイヤ３転送部１３２は、検索されたＩＰアドレスの範囲に対応付けられたＩＰアドレスに対応する装置を、そのフレームの転送先装置として特定する。

ここで、各ルーティングテーブル１３５において、それが設定されるネットワーク中継装置１００に割り当てられた割当アドレス範囲に含まれるＩＰアドレスには、そのＩＰアドレスが外部ルータ５００に転送されるべき場合、その外部ルータ５００が当該ネットワーク中継装置１００に隣接しているか否かに関わらず、その外部ルータ５００が転送先装置として対応付けられる。例えば、５０．０．０．０／８の範囲に含まれるＩＰアドレスを宛先ＩＰアドレスとするイーサネットフレームは、第１の中継装置１００ａには隣接していない外部ルータ５００ｂに転送されるべきであるとする。かかる場合、図１４に示すように、５０．０．０．０／８の範囲を割り当てられている第１の中継装置１００ａに設定されるルーティングテーブル１３５ａにおいて、５０．０．０．０／８の範囲のＩＰアドレスは、第１の中継装置１００ａと外部ルータ５００ｂの間にある第２の中継装置１００ｂのポートＩ２ではなく、外部ルータ５００ｂのポートＲ２が転送先装置として対応付けられている。

一方、各ルーティングテーブル１３５において、それが設定されるネットワーク中継装置１００に割り当てられていない非割当アドレス範囲に含まれるＩＰアドレスには、その非割当アドレスが割り当てられている他のネットワーク中継装置１００が転送先装置として対応付けられる。例えば、第１の中継装置１００ａに設定されるルーティングテーブル１３５ａにおいて、第２の中継装置１００ｂの割当アドレス範囲である６４／２（６４．０．０．０〜１２７．２５５．２５５．２５５）には、第２の中継装置１００ｂのポートＩ２が対応付けられている。

ここで、各ルーティングテーブル１３５において、（ローカル）が対応付けられているＩＰアドレスは、そのＩＰアドレスを宛先ＩＰアドレスとするイーサネットフレームは、そのルーティングテーブル１３５を格納しているネットワーク中継装置１００宛であることを示している。

次いで、経路情報設定部２４２は、各ネットワーク中継装置１００用に作成されたルーティングテーブル１３５ａ〜１３５ｃを、それぞれ対応するネットワーク中継装置１００に設定する（ステップＳ２６０ａ〜Ｓ２６０ｃ）。すなわち、ルーティングテーブル１３５ａ〜１３５ｃは、それぞれ、対応するネットワーク中継装置１００の制御部１４０に管理ネットワークＭＮＴを介して送信され、各ネットワーク中継装置１００の制御部１４０によって転送処理回路１３０のメモリ１３４に格納される。ルーティングテーブル１３５ａ〜１３５ｃが、対応するネットワーク中継装置１００に設定されると、ルーティングテーブル設定処理は終了される。

・ネットワーク中継システム１０００の動作
以上説明したＡＲＰテーブル設定処理と、ルーティングテーブル設定処理が実行されると、ネットワーク中継システム１０００は、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作することができる状態となる。

図１５〜図１６を参照して、ネットワーク中継システム１０００の動作について説明する。図１５は、第１実施例に係るネットワーク中継システムの動作を示す説明図である。図１６は、比較例に係るネットワーク中継システムの動作を示す説明図である。

外部ルータ５００ｄから宛先ＩＰアドレスＤＩが５０．２．３．１であるイーサネットフレームＰが転送されてきた場合を例にして、第１実施例に係るネットワーク中継システム１０００の動作を説明する。かかる場合、外部ルータ５００ｄは、宛先ＭＡＣアドレスＤＭとして第３の中継装置１００ｃのポートＯ４のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｏ４を指定して、イーサネットフレームを、第３の中継装置１００ｃに転送してくる（図１５）。第３の中継装置１００ｃがイーサネットフレームＰを受信すると、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭが第３の中継装置１００ｃ自身のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｏ４であるので、第３の中継装置１００ｃのレイヤ３転送部１３２は、宛先ＩＰアドレスＤＩに基づいて、ルーティングテーブル１３５ｃを参照して、転送先を決定する。宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１は、第１の中継装置１００ａの割当アドレスであるので、第３の中継装置１００ｃのレイヤ３転送部１３２は、第１の中継装置１００ａを転送先装置として決定する。すなわち、第１の中継装置１００ａのレイヤ３転送部１３２は、第１の中継装置１００ａのポートＩ５のＩＰアドレスＩＰ＿Ｉ５を転送先として特定する（図１４：ルーティングテーブル１３５ｃの下から２段目のエントリを参照）。第３の中継装置１００ｃのレイヤ３転送部１３２は、ＩＰアドレスＩＰ＿Ｉ５に対応するＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｉ５と、イーサネットフレームＰの送出ポートＩ６を、ＡＲＰテーブル１３６ｃを参照して特定する（図９：ＡＲＰテーブル１３６ｃの最下段のエントリを参照）。この結果、第３の中継装置１００ｃは、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭをＭＡＣ＿Ｉ５に変更して、イーサネットフレームＰをポートＩ６から第１の中継装置１００ａにレイヤ３転送する（図１５）。

第１の中継装置１００ａがイーサネットフレームＰを受信すると、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭが第１の中継装置１００ａ自身のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｉ５であるので、第１の中継装置１００ａのレイヤ３転送部１３２は、宛先ＩＰアドレスＤＩに基づいて、ルーティングテーブル１３５ａを参照して、転送先を決定する。宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１は、第１の中継装置１００ａの割当アドレスであるので、第１の中継装置１００ａのレイヤ３転送部１３２は、外部ルータ５００ｂを転送先装置として決定する。すなわち、第１の中継装置１００ａのレイヤ３転送部１３２は、外部ルータ５００ｂのポートＲ２のＩＰアドレスＩＰ＿Ｒ２を転送先として特定する（図１４：ルーティングテーブル１３５ａの上から４段目のエントリを参照）。第１の中継装置１００ａのレイヤ３転送部１３２は、ＩＰアドレスＩＰ＿Ｒ２に対応するＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｒ２と、イーサネットフレームＰの送出ポートＩ１を、ＡＲＰテーブル１３６ａを参照して特定する（図９：ＡＲＰテーブル１３６ａの上から３段目のエントリを参照）。この結果、第１の中継装置１００ａは、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭをＭＡＣ＿Ｒ２に変更して、イーサネットフレームＰをポートＩ１から第２の中継装置１００ｂにレイヤ３転送する（図１５）。

第２の中継装置１００ｂがイーサネットフレームＰを受信すると、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭが第２の中継装置１００ｂ自身のＭＡＣアドレスではないので、第２の中継装置１００ｂのレイヤ２転送部１３３は、宛先ＭＡＣアドレスＤＭに基づいて、ＡＲＰテーブル１３６ｂを参照して、転送先を決定する。すなわち、レイヤ２転送部１３３は、宛先ＭＡＣアドレスＤＭ＝ＭＡＣ＿Ｒ２に対応付けられた送出ポートＩＰ＿Ｏ２を特定する。この結果、第２の中継装置１００ｂは、イーサネットフレームＰをそのまま外部ルータ５００ｂにレイヤ２転送する（図１５）。なお、図１４において、白抜きの矢印は、レイヤ３転送を示し、黒塗りの矢印は、レイヤ２転送を示す。

以上説明した動作により、外部ルータ５００ｄから転送されてきたイーサネットフレームＰは、ネットワーク中継システム１０００を介して、外部ルータ５００ｂまで転送される。

次に、上述したイーサネットフレームＰが外部ルータ５００ａから転送されてきた場合を考える。かかる場合、外部ルータ５００ａは、宛先ＭＡＣアドレスＤＭとして第１の中継装置１００ａのポートＯ１のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｏ１を指定して、イーサネットフレームを、第１の中継装置１００ａに転送してくる。

第１の中継装置１００ａはイーサネットフレームＰを受信すると、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭが第１の中継装置１００ａ自身のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｏ１であり、宛先ＩＰアドレスＤＩが自己の割当アドレス範囲内であるので、上述した第３の中継装置１００ｃからイーサネットフレームＰを受信した場合と同様の処理を行う。すなわち、第１の中継装置１００ａは、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭをＭＡＣ＿Ｒ２に変更して、イーサネットフレームＰをポートＩ１から第２の中継装置１００ｂにレイヤ３転送する。

第２の中継装置１００ｂがイーサネットフレームＰを受信すると、上述と同様に第２の中継装置１００ｂは、イーサネットフレームＰをそのまま外部ルータ５００ｂにレイヤ２転送する。

ここで、理解の容易のため、図１６を参照して、比較例に係るネットワーク中継システムを説明する。比較例に係るネットワーク中継システム２００００は、従来のルータである３つのネットワーク中継装置（第１〜第３の中継装置２０００ａ〜２０００ｃ）を第１実施例と同じように接続したシステムである。煩雑を避けるため、各ポートの符号は、図１５と同じ符号を用いる。

第１実施例に係るネットワーク中継システム１０００の動作の説明と同様に、外部ルータ５００ｄから宛先ＩＰアドレスＤＩが５０．２．３．１であるイーサネットフレームＰが転送されてきた場合を例にして、比較例に係るネットワーク中継システム２００００の動作を説明する。かかる場合、外部ルータ５００ｄは、上述したように、宛先ＭＡＣアドレスＤＭとして第３の中継装置２０００ｃのポートＯ４のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｏ４を指定して、イーサネットフレームを、第３の中継装置２０００ｃに転送してくる。第３の中継装置２０００ｃがイーサネットフレームＰを受信すると、第３の中継装置２０００ｃは、宛先ＩＰアドレスＤＩを参照して、次の転送先である第２の中継装置２０００ｂのポートＩ３を特定する。したがって、図１６に示すように、第３の中継装置２０００ｃのルーティングテーブル１３５０ｃには、宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１の転送先が第２の中継装置２０００ｂのポートＩ３であることが記述されている必要がある。第３の中継装置２０００ｃは、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭをＭＡＣ＿Ｉ３に変更して、イーサネットフレームＰをポートＩ４から第２の中継装置２０００ｂにレイヤ３転送する（図１６）。

第２の中継装置２０００ｂがイーサネットフレームＰを受信すると、第２の中継装置２０００ｂは、宛先ＩＰアドレスＤＩを参照して、次の転送先である外部ルータ５００ｂのポートＲ２を特定する。したがって、図１６に示すように、第２の中継装置２０００ｂのルーティングテーブル１３５０ｂには、宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１の転送先が外部ルータ５００ｂのポートＲ２であることが記述されている必要がある。第２の中継装置２０００ｂは、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭをＭＡＣ＿Ｒ２に変更して、イーサネットフレームＰをポートＯ２から外部ルータ５００ｂにレイヤ３転送する（図１６）。

次に、第１実施例に係るネットワーク中継システム１０００の動作の説明と同様に、比較例に係るネットワーク中継システム２００００において、上述したイーサネットフレームＰが外部ルータ５００ａから転送されてきた場合を考える。かかる場合、上述したように、外部ルータ５００ａは、宛先ＭＡＣアドレスＤＭとして第１〜第３の中継装置２０００ａのポートＯ１のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｏ１を指定して、イーサネットフレームを、第１の中継装置２０００ａに転送してくる。第１の中継装置２０００ａがイーサネットフレームＰを受信すると、第１の中継装置２０００ａは、宛先ＩＰアドレスＤＩを参照して、次の転送先である第２の中継装置２０００ｂのポートＩ２を特定する。したがって、図１６に示すように、第１の中継装置２０００ａのルーティングテーブル１３５０ａには、宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１の転送先が第２の中継装置２０００ｂのポートＩ２であることが記述されている必要がある。第１の中継装置２０００ａは、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭをＭＡＣ＿Ｉ２に変更して、イーサネットフレームＰをポートＩ１から第２の中継装置２０００ｂにレイヤ３転送する。

第２の中継装置２０００ｂがイーサネットフレームＰを受信すると、上述と同様に、第２の中継装置２０００ｂは、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭをＭＡＣ＿Ｒ２に変更して、イーサネットフレームＰをポートＯ２から外部ルータ５００ｂにレイヤ３転送する。

以上の説明から解るように、比較例に係るネットワーク中継システム２００００では、第１〜第３の中継装置２０００ａ〜２０００ｃのそれぞれが、ルーティングテーブルに、宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１の転送先を記述している必要がある。同様に考えれば、結局、全ての範囲のＩＰアドレスについての詳細な転送先を、第１〜第３の中継装置２０００ａ〜２０００ｃのそれぞれが保有している必要があることが解る。

一方で、第１実施例に係るネットワーク中継システム１０００では、各ネットワーク中継装置１００は、ルーティングテーブル１３５（図１４参照）に、自己に割り当てられた割当アドレス範囲内のＩＰアドレスについてのみ詳細な転送先を記述しており、非割当アドレス範囲のＩＰアドレスについては、その非割当アドレス範囲を割当アドレス範囲とする他のネットワーク中継装置１００を転送先として記述している。これは、１．ルーティングテーブル１３５において、割当アドレス範囲内のＩＰアドレスについて、自己に隣接していない外部ルータ５００が直接の転送先として記述されていることと、２．ＡＲＰテーブル１３６において、自己に隣接していない外部ルータ５００のＭＡＣアドレスが静的ＡＲＰ情報として設定されていることによって実現されている。したがって、各ネットワーク中継装置１００におけるルーティングテーブル１３５の大きさを従来より小さくすることができる。その結果としてネットワーク中継システム１０００全体でより大量のルーティング情報を保有することができる。従って、ネットワーク中継システム１０００全体として、より多くの外部装置（第１実施例では、外部ルータ５００）と隣接関係を結ぶことができる。また、ネットワーク中継システム１０００に含まれるネットワーク中継装置１００の数に応じて、ネットワーク中継システム１０００全体で扱うことのできる経路の数、隣接関係を結ぶことのできる外部装置の数が増加することになるので、ネットワーク中継システム１０００にネットワーク中継装置１００を増設することにより、容易にネットワーク中継システム１０００の処理能力を増強することができる。

特に、ネットワーク中継装置１００において、ルーティング処理の高速化のため、ルーティングテーブル１３５のエントリを高速検索メモリ（ＣＡＭ）に登録して、ハードウエア処理により高速なルーティング処理を行っている場合には、高速検索メモリの必要容量を抑制することができる、あるいは、限られた高速検索メモリの容量でより多くの経路について扱うことができる。

以上の説明から明らかなように、第１実施例では、宛先ＩＰアドレスが割当アドレスである場合には、データは、ＩＰアドレスに対応する外部ルータ５００のＭＡＣアドレスに基づいて転送が行われる。一方、非割当アドレスに対しては、データは、その非割当アドレスが割り当てられている他のネットワーク中継装置１００に転送先される。したがって、第１実施例のネットワーク中継装置１００は、宛先ネットワーク層アドレスが自己に割り当てられていない非割当アドレスである場合に他の中継装置にイーサネットフレームを転送する非割当データ転送部と、宛先ネットワーク層アドレスが割当アドレスである場合に宛先ネットワーク層アドレスに対応する転送先装置のＭＡＣアドレスを指定してイーサネットフレームを転送する割当データ転送部と、の機能を有していると言える。

・ネットワーク中継システムの隣接関係に変化があった場合の処理
図１７〜図１８を参照して、ネットワーク中継システム１０００の隣接関係に変化があった場合の処理について説明する。図１７は、ＡＲＰテーブル更新処理の処理シーケンスを示すシーケンス図である。図１８は、ルーティングテーブル更新処理の処理シーケンスを示すシーケンス図である。

ネットワーク中継システム１０００の隣接関係に変化があった場合のうち、一のネットワーク中継装置１００が動的に学習するＡＲＰ情報に変化があった場合には、ＡＲＴテーブル更新処理が行われる。動的に学習するＡＲＰ情報の変化には、例えば、一のネットワーク中継装置１００が隣接する外部ルータ５００と回線障害などにより通信できなくなった場合などに発生するＡＲＰ情報の消滅や、一のネットワーク中継装置１００に新たに隣接する外部ルータ５００が追加された場合に発生するＡＲＰ情報の追加が含まれる。以下、第１の中継装置１００ａが動的に学習するＡＲＰ情報に変化があった場合を例に、ＡＲＰテーブル更新処理について説明する。

第１の中継装置１００ａが動的に学習するＡＲＰ情報に変化があると、第１の中継装置１００ａの制御部１４０のＡＲＰ情報学習部１４４は、その変化を認識し、自己のＡＲＰテーブル１３６に記録されたＡＲＰ情報を更新する（ステップＳ３１０ｃ）。ＡＲＰ情報の変化は、例えば、新たに接続された外部ルータ５００から、その外部ルータ５００のＡＲＰ情報が通知されてきたり、既知のＡＲＰ情報について外部ルータ５００から所定期間に亘って通知がないためにＡＲＰ情報がエイジアウトすることにより、ＡＲＰ情報学習部１４４に認識される。

ＡＲＰ情報学習部１４４は、管理装置２００に対して、ＡＲＰ情報の更新内容を通知する（ステップＳ３２０）。管理装置２００のＡＲＰ情報マネージャ２３０のＡＲＰ情報収集部２３１は、通知されたＡＲＰ情報の更新内容に基づき、システムＡＲＰテーブル２６０を更新する（ステップＳ３３０）。ＡＲＰ情報マネージャ２３０のＡＲＰ情報設定部２３２は、更新されたシステムＡＲＰテーブル２６０に基づき、他のネットワーク中継装置１００、すなわち、第２の中継装置１００ｂと第３の中継装置１００ｃに静的に設定する静的ＡＲＰ情報をそれぞれ更新する（ステップＳ３４０）。ＡＲＰ情報設定部２３２は、第２の中継装置１００ｂおよび第３の中継装置１００ｃに、更新された静的ＡＲＰ情報の内容をそれぞれ通知する（ステップＳ３５０ｂ、Ｓ３５０ｃ）。静的ＡＲＰ情報の更新内容を通知された第２の中継装置１００ｂおよび第３の中継装置１００ｃは、通知された内容に基づいて、自己のＡＲＰテーブル１３６をそれぞれ更新する（ステップＳ３６０ｂ、Ｓ３６０ｃ）。各ＡＲＰテーブル１３６が更新されると、ＡＲＰテーブル更新処理は終了される。

ネットワーク中継システム１０００の隣接関係に変化があった場合のうち、一のネットワーク中継装置１００が動的に学習する経路情報に変化があった場合には、ルーティングテーブル更新処理が行われる。動的に学習する経路情報の変化には、例えば、一のネットワーク中継装置１００が隣接する外部ルータ５００と回線障害などにより通信できなくなった場合などに発生する経路情報の消滅や、一のネットワーク中継装置１００に新たに隣接する外部ルータ５００が追加された場合に発生する新たな経路情報の取得、隣接する外部ルータ５００から更新された経路情報を取得した場合などが含まれる。

以下、第１の中継装置１００ａが動的に学習する経路情報に変化があった場合を例に、ルーティングテーブル更新処理について説明する。第１の中継装置１００ａが動的に学習する経路情報に変化があると、第１の中継装置１００ａの制御部１４０の経路情報学習部１４５は、その変化を認識する（ステップＳ４１０）。経路情報の変化は、例えば、新たに接続された外部ルータ５００が広告している経路情報を学習したり、定期的な通信が途絶えることにより隣接していた外部ルータ５００との隣接関係の消滅を認識することなどにより、経路情報学習部１４５に認識される。

経路情報学習部１４５は、管理装置２００に対して、経路情報の変化を通知する（ステップＳ４２０）。具体的には、管理装置２００に対して、新たに学習した経路情報を通知したり、隣接していた外部ルータ５００との隣接関係が消滅したことを通知したりする。管理装置２００が、経路情報の変化の通知を受けると、経路情報マネージャ２４０の経路情報設定部２４２のシステムルーティングテーブル作成部２４３は、通知内容に基づき、システムＡＲＰテーブル２６０を更新する（ステップＳ４３０）。例えば、システムルーティングテーブル作成部２４３は、新たな経路情報が通知された場合には、既知の経路情報に当該新たな経路情報を加えて、最適な転送経路をルーティングプロトコルに従って再計算することにより、システムＡＲＰテーブル２６０を更新する。また、システムルーティングテーブル作成部２４３は、隣接関係の消滅が通知された場合には、隣接関係が消滅した外部ルータ５００が広告していた経路情報を削除し、残りの経路情報に基づいて、最適な転送経路をルーティングプロトコルに従って再計算することにより、システムＡＲＰテーブル２６０を更新する。

続いて、経路情報設定部２４２のアドレス範囲分割部２４４は、ネットワークアドレスの全範囲を再分割し、各ネットワーク中継装置１００に割り当てる割当アドレス範囲を再決定する（ステップＳ４４０）。経路情報設定部２４２のルーティングテーブル作成部２４５は、割当範囲の再決定の結果に従い、各ネットワーク中継装置１００に割り当てるルーティングテーブル１３５ａ〜１３５ｃをそれぞれ更新する（ステップＳ４５０）。経路情報設定部２４２は、更新された各ネットワーク中継装置１００用のルーティングテーブル１３５ａ〜１３５ｃを、それぞれ対応するネットワーク中継装置１００に設定する（ステップＳ４６０ａ〜Ｓ４６０ｃ）。こうして、更新後のルーティングテーブル１３５ａ〜１３５ｃが、それぞれ対応するネットワーク中継装置１００に設定されると、ルーティングテーブル更新処理は終了される。

以上説明したＡＲＰテーブル更新処理およびルーティングテーブル更新処理が、ネットワーク中継システム１０００の隣接関係の変化に応じて、随時実行されることにより、ネットワーク中継システム１０００は、上述したイーサネットフレームの転送動作を正しく行える状態を維持することができる。

Ｂ．第２実施例：
図１９は、第２実施例に係るネットワーク中継装置の内部構成を示すブロック図である。第２実施例のネットワーク中継装置３０１００は、転送エンジン３０１３１にラベル転送部３０１３３が設けられている点と、メモリ３０１３４にラベルテーブル１３７が格納されている点で、図２に示す第１実施例のネットワーク中継装置１００と異なっている。第２実施例のネットワーク中継装置３０１００において、レイヤ３転送部１３２は、ルーティングテーブル１３５を参照して、ＩＰアドレスに基づいてラベルを付加（後述する）する機能を有している。他の点は、第１実施例のネットワーク中継装置１００と同様である。

ラベル転送部３０１３３は、パケットに付加された転送先装置を特定する識別子（ラベル）に基づいてパケットの転送（ラベル転送）を行う。第２実施例では、ラベル転送のプロトコルとして、ＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switching）を使用している。ＭＰＬＳとは、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）により標準化されているプロトコル（RFC 3031,3032）である。このプロトコルでは、データリンク層とネットワーク層の間に追加されたラベル転送層のラベルに基づいてパケットの転送が行われる。具体的には、ネットワーク層のパケットに、そのパケットの転送先を示す固定長のラベルを付加し、ラベルが付加されたパケット（ラベル付パケット）のラベルに従ってラベル付パケットの転送が行われる。このように、ＭＰＬＳにおけるラベル転送は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルの第３層と第２層との間に追加されたラベル転送層に基づいて行われるため、レイヤ２．５転送とも呼ばれる。ラベル転送層は、データリンク層とネットワーク層との中間の層であるので、「中間層」とも呼ぶことができる。また、ラベル付パケットは、中間層における識別子（ラベル）を含むデータであるので、「中間層データ」とも呼ぶことができる。

ラベル転送部３０１３３は、送受信処理回路１２０から受け取ったイーサネットフレームにラベルが含まれている場合、受け取ったラベル付パケットのラベルを付け替える。ラベルの付替は、ラベル転送部３０１３３が、ラベルの付け替えを行う規則（ラベル付替規則）を記述したラベルテーブル１３７を参照することにより行われる。ラベル付替規則には、ラベル付パケットを受け入れた受入ポートとラベル付パケットに含まれるラベルとの組に対応する、ラベル付パケットを送り出す送出ポートと、付け替えられるラベル（付替ラベル）と、が登録されている。

ラベルテーブル１３７は、ラベルの付替を行って目的とするルータやスイッチ（目標転送先装置）にパケットが到達するように、隣接装置間で設定される。このように、ラベルテーブル１３７は、隣接装置間で設定されるラベルが登録されているので、イーサネットにおけるＡＲＰテーブル１３６に相当する。ラベルテーブル１３７に記述されているラベル付替規則は、管理装置２００により予め固定的に設定される。但し、第１実施例におけるルーティング情報とＡＲＰ情報との学習と同様に、ネットワーク中継システム３１０００が隣接装置からラベルテーブル１３７の設定内容を決定する情報を取得し、取得した情報に基づいてラベルテーブル１３７の設定内容を決定することも可能である。このようなラベルテーブル１３７の設定は、例えば、ＬＤＰ（Label Distribution Protocol）等を用いて行うことができる。

ラベルの付替の後、ラベル転送部３０１３３は、ラベルテーブル１３７に記述された送出ポートを指定して、ラベル付パケットを含むイーサネットフレームを送受信処理回路１２０に転送する。この結果、イーサネットフレームは、受け取ったラベル付パケットのラベルに対応する転送先装置に転送される。なお、図１９に示すネットワーク中継装置３０１００では、ラベル転送部３０１３３が、イーサネットフレームの送受信処理を行う送受信処理回路１２０を介してラベル付パケットを転送している。そのため、ラベル転送を行うデータリンク層としては、イーサネット（登録商標）が使用されている。ただし、データリンク層としては、ラベル転送が可能であれば、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）やＰｏＳ（PPP over SDH/SONET）等の任意の他のプロトコルを使用することも可能である。この場合、ネットワーク中継装置３０１００には、これらのプロトコルに応じた送受信処理回路および物理ポートが適宜設けられる。

第２実施例のルーティングテーブル１３５では、自己に割り当てられた割当アドレス範囲内のＩＰアドレスに対して、目標転送先装置として、ＭＰＬＳによるラベル転送の終端となるルータ（「エグレスルータ」と呼ばれる）へのラベルが直接対応づけられている。この場合、レイヤ３転送部１３２は、ＩＰパケットにエグレスルータに対するラベルを付加し、付加されたラベルに基づいてラベル付パケットを転送する。一方、自己に割り当てられていない非割当アドレス範囲のＩＰアドレスに対しては、その非割当アドレス範囲を割り当てられている自己以外の装置が転送先装置として対応付けられている。この場合、レイヤ３転送部１３２は、第１実施例と同様にＩＰアドレスが割当アドレス範囲となるネットワーク中継装置３０１００にＩＰパケットを転送する。

図２０（ａ）は、第２実施例に係るネットワーク中継システムの動作を示す説明図である。図２０（ｂ）は、ＩＰアドレスの全範囲が個々の中継装置３０１００に割り当てられている様子を示す説明図である。図２０（ａ）は、第２の中継装置３０１００ｂと外部ルータ３０５００ｂとの間でＭＰＬＳによるデータ転送が行われている点と、第２の中継装置３０１００ｂと外部ルータ３０５００ｂとを接続するデータリンク層がＰｏＳとなっている点とで、図１５と異なっている。他の点は、図１５とほぼ同じである。また、図１５と同様に、図２０（ａ）においても、図の煩雑をさけるため管理装置２００の図示を省略している。

図２０（ａ）の例は、外部ルータ５００ｄから宛先ＩＰアドレスＤＩが５０．２．３．１であるイーサネットフレームＰが転送されてきた場合を示している。かかる場合、外部ルータ５００ｄは、宛先ＭＡＣアドレスＤＭとして第３の中継装置３０１００ｃのポートＯ４のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｏ４を指定して、イーサネットフレームを、第３の中継装置３０１００ｃに転送してくる。図２０（ｂ）に示すように、宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１は、第１の中継装置３０１００ａの割当アドレス範囲となっている。そのため、第３の中継装置３０１００ｃに転送されてきたイーサネットフレームＰは、第１実施例と同様に、第３の中継装置３０１００ｃから第１の中継装置３０１００ａにレイヤ３転送される。

第１の中継装置３０１００ａに転送されたイーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭは、第１の中継装置３０１００ａ自身のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｉ５である。また、宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１は、第１の中継装置３０１００ａの割当アドレス範囲である。そのため、第１の中継装置３０１００ａのレイヤ３転送部１３２は、イーサネットフレームＰを受信すると、ルーティングテーブル１３５を参照して、宛先ＩＰアドレスＤＩ（＝５０．２．３．１）のネットワークアドレス（５０．０．０．０／８）にパケットを転送するためのエグレスルータを決定する。これにより、第１の中継装置３０１００ａは、イーサネットフレームＰに、外部ルータ３０５００ｂへのラベル（Ｌ＿２００）が設定されたラベル転送層のＭＰＬＳヘッダを追加する。ＭＰＬＳヘッダの追加の後、第１の中継装置３０１００ａは、ＭＰＬＳヘッダが追加されたイーサネットフレームＰｍを、第１の中継装置３０１００ａのポートＩ１から、第２の中継装置３０１００ｂのポートＩ２に転送する。

イーサネットフレームＰｍには、ラベルＬ＿２００が含まれている。そのため、第２の中継装置３０１００ｂがイーサネットフレームＰｍをポートＩ２から受信すると、第２の中継装置３０１００ｂのラベル転送部３０１３３は、ラベルテーブル１３７ｂを参照して、送出ポートと付替ラベルを決定する。図２０（ａ）の例では、ポートＩ２およびラベルＬ＿２００に対して、送出ポートとしては外部ルータ３０５００ｂのポートＲ２に接続されたＯ２が対応づけられており、付替ラベルとしては外部ルータ３０５００ｂを表すラベルＬ＿１０が対応づけられている。この結果、第２の中継装置３０１００ｂのラベル転送部は、ラベルをＬ＿１０に付け替えたラベル付パケットＰｍ’を、第２の中継装置３０１００ｂのポートＯ２から外部ルータ３０５００ｂに転送する。

エグレスルータである外部ルータ３０５００ｂは、ラベルテーブルを参照して、ポートＲ２およびラベルＬ＿１０に対しては、ラベル転送を行わないものと判断する。この場合、外部ルータ３０５００ｂのラベル転送部は、ラベル付パケットＰｍ’からラベルを除去し、ラベルを含まないイーサネットフレームＰを生成する。このように、外部ルータ５００ｃからネットワーク中継システム３１０００に転送されたイーサネットフレームＰは、外部ルータ３０５００ｂまで転送される。外部ルータ３０５００ｂは、このように転送されたイーサネットフレームＰを転送する。これにより、外部ルータ３０５００ｂまで転送されたイーサネットフレームＰは、宛先ＩＰアドレスＤＩが５０．２．３．１であるＰＣに到達する。

第２の中継装置３０１００ｂは、外部ルータ３０５００ｂから転送されてきたラベル付パケットからラベルの除去を行う。そして、ラベルが除去されたＩＰパケットからイーサネットフレームを生成し、生成されたイーサネットフレームを第１実施例と同様に転送する。なお、外部ルータ３０５００ｂから転送されてきたラベル付パケットからのラベルの除去は、第１の中継装置３０１００ａ等の他の中継装置３０１００で行うものとしてもよい。但し、この場合、ラベル付パケットに載せて転送されてきたＩＰパケットの宛先によっては、中継装置３０１００間での転送回数が増加する。そのため、ラベルの除去は、ＭＰＬＳを用いてデータを転送する外部ルータ３０５００ｂに隣接した中継装置３０１００ｂで行うのが好ましい。なお、ラベルの除去は、ラベル付パケットがラベルの除去を指定するラベルを有している場合に行われる。この場合、ラベルの除去の指定は、ラベル付パケットの転送を行わないことを指定することに他ならないので、ラベルの除去を指定するラベルは、自己を宛先とするラベルであるとも言える。

このように、第２実施例においても、ラベル転送を行うことにより、第１実施例における静的ＡＲＰを使用したレイヤ２転送と同様に、ルーティングテーブル３０１３５を用いることなく、宛先ＩＰアドレスが割当アドレス範囲のネットワーク中継装置３０１００からエグレスルータにパケットの転送を行うことができる。そのため、第２実施例においても、各ネットワーク中継装置３０１００におけるルーティングテーブル３０１３５の大きさをより小さくすることができる。したがって、ネットワーク中継システム３１０００全体として、より多くの外部装置と隣接関係を結ぶことができるとともに、ネットワーク中継装置３０１００の数を増やすことにより容易にネットワーク中継システム３１０００の処理能力を増強することができる。また、ＭＰＬＳによる転送は、第１実施例のレイヤ２転送と同様に、ホップ数を増加させない。そのため、イーサネットフレームＰが、ネットワーク中継システム３１０００を経由にする際のホップ数は、最大で２となる。

なお、第２実施例では、第２の中継装置３０１００ｂと外部ルータ３０５００ｂとの間のパケットの転送は、ＭＰＬＳにより行われる。そのため、上述のように、第２の中継装置３０１００ｂと外部ルータ３０５００ｂとの間のＰｏＳで接続していてもパケットの転送を行うことができる。すなわち、第２実施例では、データリンク層のプロトコルをイーサネットとは異なるプロトコルとすることができる。したがって、外部ルータ等の他のネットワーク中継装置との接続がイーサネットでない場合においても、ネットワーク中継装置３０１００は、１つの仮想的なネットワーク中継装置として動作する。このように、第２実施例は、ネットワーク中継装置３０１００と他のネットワーク中継装置との間の接続方法をより柔軟に設定可能である点で、第１実施例よりも好ましい。一方、第１実施例は、より一般的なレイヤ２転送を用いており、ネットワーク中継システム１０００の構築がより容易となる点で、第２実施例よりも好ましい。

Ｃ．第３実施例：
図２１（ａ）は、第３実施例に係るネットワーク中継システムの動作を示す説明図である。図２１（ｂ）は、ＩＰアドレスの全範囲が個々の中継装置に割り当てられている様子を示す説明図である。図２１（ａ）は、第２の中継装置４０１００ｂと外部ルータ４０５００ｂとの間でＩＰトンネル（後述する）が設定されている点と、第２の中継装置４０１００ｂと外部ルータ４０５００ｂとを接続するデータリンク層がＰｏＳとなっている点とで、図１５と異なっている。他の点は、図１５とほぼ同じである。また、図１５と同様に、図２１（ａ）においては、図の煩雑をさけるため管理装置２００の図示を省略している。第３実施例に係る個々のネットワーク中継装置４０１００の構成は、第１実施例に係る個々のネットワーク中継装置１００とほぼ同じであるので、ここではその説明を省略する。

ここでＩＰトンネル転送とは、転送されるＩＰパケット（被転送パケット）をデータ搬送部に載せたＩＰパケット（トンネルパケット）を転送するパケットの転送方法である。具体的には、被転送パケットを受け取ったルータは、被転送パケットからトンネルパケットを生成し、生成されたトンネルパケットをＩＰトンネルの終端のルータ（トンネル終端ルータ）に転送する。トンネル終端ルータは、受信したトンネルパケットからＩＰヘッダを取り除き被転送パケットを取り出し、取り出した被転送パケットを転送する。この結果、被転送パケットは、目的の転送先に転送される。このように、ＩＰトンネルによる転送を行うことにより、ＩＰパケットの到達性さえあれば、地理的あるいは論理的に離れたネットワークを接続することが可能となる。ＩＰトンネル転送は、例えば、ＶＰＮ（Virtual Private Network）を構成する場合や、データリンク層としてＡＴＭやＰｏＳ等イーサネットとは異なるプロトコルを使用する場合に使用される。

以上の説明から明らかなように、ＩＰトンネル転送を行うＩＰトンネル層は、データリンク層とネットワーク層との間に設けられている。そのため、ＩＰトンネル層は、データリンク層とネットワーク層との間の中間層であるとも言える。また、ＩＰトンネル層におけるトンネルパケットは中間層データとも呼ぶことができ、トンネルパケットのＩＰアドレスは、中間層識別子とも呼ぶことができる。なお、第３実施例では、トンネルパケットとしてＩＰパケットを使用しているが、トンネルパケットとしては、他のプロトコルに従ったパケットを使用するものとしてもよい。

図２１（ａ）の例では、第２の中継装置４０１００ｂのＩＰ＿Ｏ２と外部ルータ４０５００ｂのＩＰ＿Ｒ２の間にＩＰトンネルが設定されている。第１の中継装置４０１００ａおよび第３の中継装置４０１００ｃのＡＲＰテーブル１３６には、第２の中継装置４０１００ｂと外部ルータ４０５００ｂとの間でＩＰトンネルが設定されていることを表すＩＰトンネル情報として、第２の中継装置４０１００ｂに設けられた仮想ポートＴｕｎｎｅｌ＿Ｒ２が、静的ＡＲＰ情報の代わりに登録されている。仮想ポートＴｕｎｎｅｌ＿Ｒ２は、第１実施例の静的ＡＲＰ情報と同様に、管理装置２００により設定される。

個々のネットワーク中継装置４０１００のルーティングテーブル１３５では、自己に割り当てられた割当アドレス範囲のＩＰアドレスに対して、転送先装置が対応づけられている。転送先装置が外部ルータ４０５００ｂである場合、ＩＰアドレスに対して仮想ポートＴｕｎｎｅｌ＿Ｒ２が対応付けられている。他の点は、第１実施例のルーティングテーブル１３５と同様である。

図２１（ａ）の例は、外部ルータ５００ｄから宛先ＩＰアドレスＤＩが５０．２．３．１であるイーサネットフレームＰが転送されてきた場合を示している。かかる場合、外部ルータ５００ｄは、宛先ＭＡＣアドレスＤＭとして第３の中継装置４０１００ｃのポートＯ４のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｏ４を指定して、イーサネットフレームを、第３の中継装置４０１００ｃに転送してくる。図２１（ｂ）に示すように、宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１は、第１の中継装置４０１００ａの割当アドレス範囲となっている。そのため、第３の中継装置４０１００ｃに転送されてきたイーサネットフレームＰは、第１実施例と同様に、第３の中継装置４０１００ｃから第１の中継装置４０１００ａにレイヤ３転送される。

第１の中継装置４０１００ａに転送されたイーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭは、第１の中継装置４０１００ａ自身のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｉ５である。また、宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１は、第１の中継装置４０１００ａの割当アドレス範囲である。そのため、第１の中継装置４０１００ａのレイヤ３転送部１３２は、イーサネットフレームＰを受信すると、ルーティングテーブル１３５を参照して、宛先ＩＰアドレスＤＩ（＝５０．２．３．１）にＩＰパケットを転送するための転送先装置を決定する。

図２１（ａ）の例においては、宛先ＩＰアドレスＤＩ（＝５０．２．３．１）にＩＰパケットを転送する転送先装置は、外部ルータ４０５００ｂとなっている。そのため、第１の中継装置４０１００ａは、ルーティングテーブル１３５から仮想ポートＴｕｎｎｅｌ＿Ｒ２を取得する。これにより、第１の中継装置４０１００ａは、イーサネットフレームＰに含まれる被転送パケットにトンネルパケットのヘッダを追加し、トンネルパケットを含むイーサネットフレームＰｔを生成する。具体的には、第１の中継装置４０１００ａは、仮想ポートＴｕｎｎｅｌ＿Ｒ２の設定情報であるＩＰアドレスを使用して、宛先ＩＰアドレスＤＴに外部ルータ４０５００ｂのＩＰアドレスＩＰ＿Ｒ２を、送信元ＩＰアドレスに第２の中継装置４０１００ｂのポートＯ２のＩＰアドレスＩＰ＿Ｏ２を設定したＩＰヘッダを追加してトンネルパケットを生成する。

次いで、第１の中継装置４０１００ａは、生成されたトンネルパケットを含むイーサネットフレームＰｔを生成し、生成したイーサネットフレームＰｔを転送先装置である外部ルータ４０５００ｂとのＩＰトンネルが設定された第２の中継装置４０１００ｂに転送する。具体的には、第１の中継装置４０１００ａは、ＡＲＰテーブル１３６を参照して、静的ＡＲＰ情報に代えて記録された仮想ポートＴｕｎｎｅｌ＿Ｒ２の情報を取得する。これにより、第１の中継装置４０１００ａは、宛先ＭＡＣアドレスＤＭを第２の中継装置４０１００ｂのＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｉ２に決定する。第１の中継装置４０１００ａは、このように決定されたＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｉ２を宛先ＭＡＣアドレスに設定したＭＡＣヘッダをトンネルパケットに追加し、イーサネットフレームＰｔを生成する。生成されたイーサネットフレームＰｔは、第１の中継装置４０１００ａのポートＩ１から、第２の中継装置４０１００ｂのポートＩ２に転送される。このように、第３実施例では、仮想ポートが設けられた中継装置でトンネルパケットを生成する一般的なＩＰトンネル転送と異なり、仮想ポートＴｕｎｎｅｌ＿Ｒ２が設けられた中継装置４０１００ｂとは異なる中継装置４０１００ａにおいてもトンネルパケットが生成される。

イーサネットフレームＰｔの宛先ＭＡＣアドレスは、第２の中継装置４０１００ｂのポートＩ２のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｉ２となっている。そのため、第２の中継装置４０１００ｂがイーサネットフレームＰｔを受信すると、第２の中継装置４０１００ｂのレイヤ３転送部１３２は、トンネルパケットの宛先ＩＰアドレスＤＴに基づいて、ＡＲＰテーブル１３６を参照し、転送先装置を決定する。この結果、第２の中継装置４０１００ｂは、転送先装置である外部ルータ４０５００ｂに、第１の中継装置４０１００ａで生成されたトンネルパケットＰｔ’を転送する。

トンネルパケットＰｔ’の送信元ＩＰアドレスは、外部ルータ４０５００ｂとの間でＩＰトンネルが設定された第２の中継装置４０１００ｂのポートＯ２のＩＰアドレスＩＰ＿Ｏ２となっている。そのため、トンネル終端ルータである外部ルータ４０５００ｂは、トンネルパケットＰｔ’がＩＰトンネルのパケットであると認識し、ＩＰヘッダを除去してトンネルパケットＰｔ’から被転送パケットを取り出す。被転送パケットには、外部ルータ４０５００ｂによりＭＡＣヘッダが追加され、被転送パケットを含むイーサネットフレームＰが生成される。これにより、外部ルータ５００ｃからネットワーク中継システム４１０００に転送されたイーサネットフレームＰは、外部ルータ４０５００ｂまで転送される。外部ルータ４０５００ｂは、このように転送されてきたイーサネットフレームＰを転送する。この結果、外部ルータ４０５００ｂまで転送されたイーサネットフレームＰは、ＩＰアドレスＤＩが５０．２．３．１であるＰＣに到達する。

第２の中継装置４０１００ｂは、ＩＰトンネルが設定された外部ルータ４０５００ｂから転送されてきたトンネルパケットからＩＰヘッダの除去を行う。そして、ＩＰヘッダが除去された被転送パケットからイーサネットフレームを生成し、生成されたイーサネットフレームを第１実施例と同様に転送する。そのため、第２実施例と同様に、中継装置４０１００間でのパケットの転送回数の増加が抑制される。

このように、第３実施例においても、ＩＰトンネル転送を行うことにより、宛先ＩＰアドレスが割当アドレス範囲のネットワーク中継装置４０１００から、トンネル終端ルータにパケットの転送を行うことができる。そのため、第３実施例においても、各ネットワーク中継装置４０１００におけるルーティングテーブル１３５の大きさをより小さくすることができる。したがって、ネットワーク中継システム４１０００全体として、より多くの外部装置と隣接関係を結ぶことができるとともに、ネットワーク中継装置４０１００の数を増やすことにより容易にネットワーク中継システム４１０００の処理能力を増強することができる。また、ＩＰトンネルによる転送は、第１実施例のレイヤ２転送と同様に、ホップ数を増加させない。そのため、イーサネットフレームＰが、ネットワーク中継システム４１０００を経由にする際のホップ数は、最大で２となる。

第３実施例では、第２の中継装置４０１００ｂと外部ルータ４０５００ｂとの間のパケットの転送は、ＩＰトンネル転送により行われる。そのため、上述のように、第２の中継装置４０１００ｂと外部ルータ４０５００ｂとの間のＰｏＳで接続していてもパケットの転送を行うことができる。すなわち、第３実施例では、第２実施例と同様に、データリンク層のプロトコルをイーサネットとは異なるプロトコルとすることができる。したがって、外部ルータ等の他のネットワーク中継装置との接続がイーサネットでない場合においても、ネットワーク中継装置４０１００は、１つの仮想的なネットワーク中継装置として動作する。このように、第３実施例は、ネットワーク中継装置４０１００と他のネットワーク中継装置との間の接続方法をより柔軟に設定可能である点で、第１実施例よりも好ましい。また、第３実施例は、ＭＰＬＳよりも一般的なＩＰトンネル転送を用いており、ネットワーク中継システム４１０００の構築がより容易となる点で、第２実施例よりも好ましい。

Ｄ．変形例
・第１変形例：
上記各実施例では、３台のネットワーク中継装置１００が相互に接続されている例を示したが、ネットワーク中継システムに含まれるネットワーク中継装置１００の台数は、任意に変更することができ、ネットワーク中継装置１００の接続態様も任意に変更することができる。例えば、４台のネットワーク中継装置１００を直線状に接続しても良いし、環状に接続しても良いし、スター状に接続しても良い。

図２２は、第１変形例に係るネットワーク中継システムを示す説明図である。図２２を参照して、５台のネットワーク中継装置１００（第１〜第５の中継装置１００ａ〜１００ｅ）が環状に接続されているネットワーク中継システム１０００ａを第１変形例として説明する。変形例に係るネットワーク中継システム１０００ａは、第１実施例と同様に、各ネットワーク中継装置１００ａ〜１００ｅに管理ネットワークＭＮＴを介して接続された管理装置２００を備えているが、図２２においては、図の煩雑をさけるため管理装置２００の図示を省略している。

第１実施例と同様に、第１変形例における各ネットワーク中継装置１００のＡＲＰテーブル１３６には、自己が隣接する外部ルータ５００および他のネットワーク中継装置１００のＡＲＰ情報（動的に学習されたもの）に加えて、自己が隣接しない外部ルータ５００および他のネットワーク中継装置１００の静的ＡＲＰ情報が記録されている。

第１実施例と同様に、第１変形例におけるネットワーク中継装置１００のルーティングテーブル１３５において、自己に割り当てられた割当アドレス範囲のＩＰアドレスには、転送先装置として、自己に隣接する外部ルータ５００だけでなく、他のネットワーク中継装置１００に隣接する外部ルータ５００も直接対応付けられている。一方、第１実施例と同様に、第１変形例におけるネットワーク中継装置１００のルーティングテーブル１３５において、自己に割り当てられていない非割当アドレス範囲のＩＰアドレスには、その非割当アドレス範囲を割り当てられている自己以外の装置が転送先装置として対応付けられている。

外部ルータ５００ｄから宛先ＩＰアドレスＤＩが５０．２．３．１であるイーサネットフレームＰが転送されてきた場合を例にして、第１変形例に係るネットワーク中継システム１０００ａの動作を説明する。かかる場合、外部ルータ５００ｄは、宛先ＭＡＣアドレスＤＭとして第４の中継装置１００ｄのポートＯ４のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｏ４を指定して、イーサネットフレームを、第４の中継装置１００ｄに転送してくる。第４の中継装置１００ｄがイーサネットフレームＰを受信すると、宛先ＩＰアドレスＤＩ＝５０．２．３．１は、第１の中継装置１００ａの割当アドレスであるので、第４の中継装置１００ｄのレイヤ３転送部１３２は、第１の中継装置１００ａを転送先装置として決定する。第４の中継装置１００ｄは、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭを第１の中継装置１００ａのＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｉ１０に変更して、イーサネットフレームＰをポートＩ７から第５の中継装置１００ｅにレイヤ３転送する（図２２）。

第５の中継装置１００ｅがイーサネットフレームＰを受信すると、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭが第５の中継装置１００ｅ自身のＭＡＣアドレスではないので、第５の中継装置１００ｅのレイヤ２転送部１３３は、宛先ＭＡＣアドレスＤＭに基づいて、ＡＲＰテーブルを参照して、転送先を決定する。この結果、第５の中継装置１００ｅは、イーサネットフレームＰをそのまま第１の中継装置１００ａにレイヤ２転送する（図２２）。

第１の中継装置１００ａがイーサネットフレームＰを受信すると、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭが第１の中継装置１００ａ自身のＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｉ１０であるので、第１の中継装置１００ａのレイヤ３転送部１３２は、宛先ＩＰアドレスＤＩに基づいて、ルーティングテーブルを参照して、転送先を決定する。この結果、第１の中継装置１００ａは、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭを外部ルータ５００ｃのＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｒ３に変更して、イーサネットフレームＰを第２の中継装置１００ｂにレイヤ３転送する（図２２）。

第２の中継装置１００ｂがイーサネットフレームＰを受信すると、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭが第２の中継装置１００ｂ自身のＭＡＣアドレスではないので、第２の中継装置１００ｂのレイヤ２転送部１３３は、宛先ＭＡＣアドレスＤＭに基づいて、ＡＲＰテーブルを参照して、転送先を決定する。この結果、第２の中継装置１００ｂは、イーサネットフレームＰをそのまま第３の中継装置１００ｃにレイヤ２転送する（図２２）。そして、第３の中継装置１００ｃがイーサネットフレームＰを受信すると、イーサネットフレームＰの宛先ＭＡＣアドレスＤＭが第３の中継装置１００ｃ自身のＭＡＣアドレスではないので、第３の中継装置１００ｃのレイヤ２転送部１３３は、宛先ＭＡＣアドレスＤＭに基づいて、ＡＲＰテーブルを参照して、転送先を決定する。この結果、第３の中継装置１００ｃは、イーサネットフレームＰをそのまま外部ルータ５００ｃにレイヤ２転送する（図２２）。このようにして、イーサネットフレームＰは、外部ルータ５００ｃまで転送される。

以上の説明から解るように、５つのネットワーク中継装置１００が環状に接続された態様であっても、ネットワーク中継システム１０００ａは、１つの仮想的なネットワーク中継装置として動作することができる。また、上述のイーサネットフレームＰは、５つのネットワーク中継装置１００を全て経由して、外部ルータ５００ｃまで転送されている。しかしながら、これらの転送のうち、レイヤ３転送（白抜きの矢印）が行われているのは、第４の中継装置１００ｄから第５の中継装置１００ｅへの転送と、第１の中継装置１００ａから第２の中継装置１００ｂへの転送だけであり、残りの転送、すなわち、第５の中継装置１００ｅから第１の中継装置１００ａへの転送、第２の中継装置１００ｂから第３の中継装置１００ｃへの転送、および、第３の中継装置１００ｃから外部ルータ５００ｃへの転送は、レイヤ２転送である。したがって、イーサネットフレームＰが、ネットワーク中継システム１０００ａを経由にする際のホップ数は、２であることが解る。

以上の説明から解るように、いくつのネットワーク中継装置１００を用いて、ネットワーク中継システムを構成しても、そのネットワーク中継システムの経由に伴うホップ数は、最大で２である。このように、上記各実施例や変形例に示すネットワーク中継システムは、多くのネットワーク中継装置１００を接続した場合であっても、ホップ数の増加を２以下に抑制することができる。

・第２変形例：
上記各実施例では、データリンク層のアドレスとしてＭＡＣアドレスを用いており、ネットワーク層のアドレスとしてＩＰアドレスを用いているが、これは、本実施例において各装置を接続するネットワークが、データリンク層のプロトコルとしてEthernet（登録商標）を用い、ネットワーク層のプロトコルとしてIP(internet protocol)を用いているからである。もちろん、データリンク層およびネットワーク層のプロトコルに他のプロトコルを用いる場合には、それらのプロトコルにおいて用いられるアドレスを用いても良い。

・第３変形例：
上記各実施例では、転送先装置のＭＡＣアドレスと、そのＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスＤＭとするイーサネットフレームを送出するべきポートとの対応関係を、図９に示すようなＡＲＰテーブル１３６に記述し、ＩＰアドレスと転送先装置との対応関係を、図１４に示すようなルーティングテーブル１３５において記述しているが、これらの対応関係を記述する情報は、実施例に限られない。これらの一種類または複数種類の情報は、ネットワーク中継装置１００において受信されたイーサネットフレームの宛先ＭＡＣアドレスＤＭが、そのネットワーク中継装置１００自身のＭＡＣアドレスである場合に、宛先ＩＰアドレスＤＩに基づいて転送先装置を適切に定めることができ、定められた転送先装置のＭＡＣアドレスと、そのＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスＤＭとするイーサネットフレームを送出するべきポートとが認識できる情報であり、かつ、ネットワーク中継装置１００において受信されたイーサネットフレームの宛先ＭＡＣアドレスＤＭが、そのネットワーク中継装置１００自身以外の転送先装置のＭＡＣアドレスである場合に、そのＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスＤＭとするイーサネットフレームを送出するべきポートが認識できる情報であれば良い。

・第４変形例：
上記各実施例において、割当アドレス範囲の決定は、各ネットワーク中継装置１００のルーティングテーブル１３５の大きさが、ほぼ同等になるように決定されるが、これは、ルーティングテーブル１３５を格納するためのメモリ領域の大きさが、各ネットワーク中継装置１００において同一であることを前提としている。割当アドレス範囲の決定は、各ネットワーク中継装置１００のルーティングテーブル１３５が、ルーティングテーブル１３５を格納するためのメモリ領域に収まるように、各ネットワーク中継装置１００のルーティングテーブル１３５を格納するためのメモリ領域の大きさに応じて、実行されることが好ましい。こうすれば、各ネットワーク中継装置１００のメモリ容量を有効に活用して、より多くのルーティング情報を、ネットワーク中継システム１０００全体として保有することができる。

・その他の変形例：
上記各実施例において、管理装置２００は、ネットワーク中継装置１００とは独立した装置として構成されているが、これに限られない。例えば、管理装置２００が備える機能（ＡＲＰ情報マネージャ２３０や経路情報マネージャ２４０により実現される機能）を、ネットワーク中継システム１０００に含まれる複数のネットワーク中継装置１００のうちのいずれかの制御部１４０が備えても良い。こうすれば、ネットワーク中継システム１０００の構成をシンプルにすることができる。

上記各実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えてもよい。

以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。

第１実施例に係るネットワーク中継システムの概略構成を示すブロック図。 第１実施例に係るネットワーク中継システムに含まれるネットワーク中継装置の内部構成を示すブロック図。 第１実施例に係るネットワーク中継システムに含まれる管理装置の内部構成を示すブロック図。 第１実施例に係るネットワーク中継システムの各部に割り当てられたＩＰアドレスの一覧表。 ＡＲＰテーブル設定処理の処理シーケンスを示すシーケンス図。 各ネットワーク中継装置におけるＡＲＰ情報の学習結果を示す図。 システムＡＲＰテーブルを示す概略図。 各ネットワーク中継装置に設定する静的ＡＲＰ情報を示す図。 各ネットワーク中継装置に設定されるＡＲＰテーブルを示す図。 ルーティングテーブル設定処理の処理シーケンスを示すシーケンス図。 ネットワーク中継システムが保有する経路情報を示す図。 各外部ルータが広告している経路情報を示す図。 システムルーティングテーブルを示す概略図。 各ネットワーク中継装置に設定されるルーティングテーブルを示す図。 第１実施例に係るネットワーク中継システムの動作を示す説明図。 比較例に係るネットワーク中継システムの動作を示す説明図。 ＡＲＰテーブル更新処理の処理シーケンスを示すシーケンス図。 ルーティングテーブル更新処理の処理シーケンスを示すシーケンス図。 第２実施例に係るネットワーク中継装置の内部構成を示すブロック図。 第２実施例に係るネットワーク中継システムの動作を示す説明図。 第３実施例に係るネットワーク中継システムの動作を示す説明図。 第１変形例に係るネットワーク中継システムを示す説明図。

符号の説明

１００ａ〜１００ｅ…ネットワーク中継装置
１１０…物理ポート
１２０…送受信処理回路
１３０…転送処理回路
１３１…転送エンジン
１３２…レイヤ３転送部
１３３…レイヤ２転送部
１３４…メモリ
１３５ａ〜１３５ｃ…ルーティングテーブル
１３６ａ〜１３６ｃ…ＡＲＰテーブル
１３７、１３７ｂ…ラベルテーブル
１４０…制御部
１４１…ＣＰＵ
１４２…メモリ
１４３…制御プログラム
１４４…ＡＲＰ情報学習部
１４５…経路情報学習部
２００…管理装置
２１０…ＣＰＵ
２２０…メモリ
２３０…ＡＲＰ情報マネージャ
２３１…ＡＲＰ情報収集部
２３２…ＡＲＰ情報設定部
２４０…経路情報マネージャ
２４１…経路情報収集部
２４２…経路情報設定部
２４３…システムルーティングテーブル作成部
２４４…アドレス範囲分割部
２４５…ルーティングテーブル作成部
２５０…システムルーティングテーブル
２６０…システムＡＲＰテーブル
５００ａ〜５００ｄ…外部ルータ
１０００、１０００ａ…ネットワーク中継システム
３０１００、３０１００ａ〜３０１００ｃ…ネットワーク中継装置
３０１３１…転送エンジン
３０１３３…ラベル転送部
３０５００ｂ…外部ルータ
４０１００ａ〜４０１００ｃ…ネットワーク中継装置
４０５００ｂ…外部ルータ
ＯＮＴ１〜ＯＮＴ３…外部転送用ネットワーク
ＩＮＴ１〜ＩＮＴ３…内部転送用ネットワーク
ＣＶ…回線
ＭＮＴ…管理ネットワーク

Claims (14)

1. 複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムであって、
   前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、
   自らネットワーク層アドレスと目標転送先装置との対応付けを実行すべきネットワーク層アドレスの範囲として予め割り当てられた処理アドレス範囲を格納するアドレス範囲記憶部と、
   ネットワーク層におけるネットワーク層アドレスであり宛先を指定する宛先ネットワーク層アドレスと、前記ネットワーク層の下位の下位転送層における下位転送層識別子であり宛先を指定する宛先下位転送層識別子と、を含む下位転送層データを受信するデータ受信部と、
   前記データ受信部が受信した下位転送層データである受信データが自己を指定する宛先下位転送層識別子を有しており、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスが自己に割り当てられている割当アドレスである場合に、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応する前記目標転送先装置の下位転送層識別子である対応識別子を含む下位転送層データを生成するとともに、生成された下位転送層データを前記対応識別子に基づいて転送する割当データ転送部と、
   前記受信データが自己を指定する宛先下位転送層識別子を有しており、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスが自己に割り当てられていない非割当アドレスである場合に、前記複数のネットワーク中継装置のうちの前記非割当アドレスが割り当てられた他の中継装置に前記下位転送層データを転送し、当該転送の際に前記宛先下位転送層識別子を前記他の中継装置の下位転送層識別子に設定する非割当データ転送部と、
   前記受信データが自己とは異なる装置を指定する宛先下位転送層識別子を有している場合に、前記受信データを前記宛先下位転送層識別子に基づいて転送する下位転送層転送部と、
   を備える、ネットワーク中継システム。
2. 請求項１記載のネットワーク中継システムであって、
   前記下位転送層転送部は、前記下位転送層として、データリンク層と、データリンク層とネットワーク層との間の中間層と、のいずれかにおいて前記下位転送層データの転送を行うように構成されており、
   前記データ受信部は、前記データリンク層における宛先である宛先データリンク層アドレスと、前記中間層における宛先である宛先中間層識別子と、の少なくとも一方を前記宛先下位転送層識別子として含む下位転送層データを受信し、
   前記割当データ転送部は、前記目標転送先装置が前記中間層におけるデータの転送先である場合に、前記下位転送層データとして、前記対応識別子としての前記宛先中間層識別子を含む中間層データを生成し、前記目標転送先装置が前記中間層におけるデータの転送先でない場合に、前記下位転送層データとして、前記対応識別子としての前記宛先データリンク層アドレスを含むデータリンク層データを生成し、
   前記下位転送層転送部は、
   前記受信データが前記宛先中間層識別子を有している場合に、前記宛先中間層識別子に基づいて前記受信データを転送する中間層転送部と、
   前記受信データが前記宛先中間層識別子を有していない場合に、前記宛先データリンク層アドレスに基づいて前記受信データを転送するデータリンク層転送部と、
   を有し、
   前記中間層転送部は、前記宛先下位転送層識別子が前記中間層識別子である場合、前記中間層識別子を含まない下位転送層データを生成する、
   ネットワーク中継システム。
3. 請求項２記載のネットワーク中継システムであって、
   前記中間層は、前記宛先中間層識別子として前記目標転送先装置への転送経路に基づいて設定されたラベルを用いて前記中間層データを転送するラベル転送層であって、
   前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、前記受信データの転送元であり自己に隣接する隣接転送元装置と前記受信データのラベルとに対して、前記受信データの転送先であり自己に隣接する隣接転送先装置と、前記隣接転送先装置に転送する前記中間層データに設定するラベルと、を対応づけるラベル転送層情報を有しており、
   前記中間層転送部は、前記ラベル転送層情報を参照することにより、前記中間層データのラベルを付け替えるとともに、ラベルを付け替えた中間層データを前記隣接転送先装置に転送する、
   ネットワーク中継システム。
4. 請求項２記載のネットワーク中継システムであって、
   前記中間層は、仮想的に前記目標転送先装置に接続される仮想ポートを設定し、前記仮想ポートを介して前記中間層データを転送するトンネル層であり、
   前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、前記仮想ポートに対して、前記目標転送装置の前記トンネル層における中間層識別子であって、前記仮想ポートと前記目標転送先装置の間においてネットワーク層アドレスとして取り扱われる宛先トンネル層アドレスを対応付けるトンネル層情報を有しており、
   前記中間層転送部は、前記トンネル層情報を参照して、前記宛先トンネル層アドレスが自己に設定された仮想ポートに対応づけられている場合には、前記目標転送先装置に前記中間層データを転送し、前記宛先トンネル層アドレスが前記自己以外の装置に設定された仮想ポートに対応づけられている場合には、当該自己以外の装置に前記中間層データを転送する、
   ネットワーク中継システム。
5. 複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムであって、
   前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、
   外部装置または前記複数のネットワーク中継装置のうちの自己以外の装置と接続するための複数のポートと、
   転送先装置のデータリンク層のアドレスを前記複数のポートのうちの対応ポートに対応付けるデータリンク層情報であって、前記転送先装置は、前記自己以外の装置と、前記外部装置のうちの自己のポートを介して接続された第１の外部装置と、前記外部装置のうちの前記自己以外の装置のポートを介して接続された第２の外部装置とを含む、前記データリンク層情報を格納するデータリンク層情報記憶部と、
   ネットワーク層のアドレスと前記転送先装置を対応づける第１のネットワーク層情報であって、前記ネットワーク層のアドレスのうち、自己に割り当てられた割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置は、前記第１の外部装置または前記第２の外部装置を含み、自己に割り当てられていない非割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置は、前記非割当アドレスを割り当てられている前記自己以外の装置である、前記第１のネットワーク層情報を格納するネットワーク層情報記憶部と、
   前記複数のポートとは別個に仮想的に設けられた仮想ポートに対して、前記仮想ポートと前記仮想ポートを介して接続されたトンネル先外部装置との間でネットワーク層アドレスとして取り扱われるトンネル層アドレスであって、宛先としての前記トンネル先外部装置の前記トンネル層アドレスである宛先トンネル層アドレスと、自己または前記自己以外の装置のうちの前記仮想ポートが設けられた装置のトンネル層アドレスである送信元トンネル層アドレスと、を対応付けるトンネル層情報を格納するトンネル層情報記憶部と、
   前記複数のポートのいずれかを介して、宛先としてのデータリンク層のアドレスである宛先データリンク層アドレスおよび宛先トンネル層アドレスの少なくとも一方と、宛先としてのネットワーク層のアドレスである宛先ネットワーク層アドレスと、を有するデータを受信する受信手段と、
   前記宛先データリンク層アドレスが自己のデータリンク層のアドレスであり、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応づけられる前記転送先装置が前記仮想ポートを経由しない転送先装置である場合に、前記データリンク層情報と前記第１のネットワーク層情報とを用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記対応ポートから前記受信されたデータを転送するネットワーク層転送手段と、
   前記宛先データリンク層アドレスが自己のデータリンク層のアドレスであり、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応づけられる前記転送先装置が前記トンネル先外部装置である場合に、前記第１のネットワーク層情報と、前記トンネル層情報とを用いて、前記仮想ポートに対応づけられた前記宛先トンネル層アドレスと、前記送信元トンネル層アドレスとを追加するとともに、前記宛先トンネル層アドレスを前記宛先ネットワーク層アドレスとして前記第１のネットワーク層情報を用いて、前記受信されたデータを前記宛先トンネル層アドレスに対応づけられた前記対応ポートから転送するトンネル層入口転送手段と、
   前記宛先データリンク層アドレスが前記転送先装置のデータリンク層のアドレスである場合に、前記データリンク層情報を用いて、前記受信されたデータを前記宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記第１の対応ポートから転送するデータリンク層転送手段と、
   前記宛先ネットワーク層アドレスが、自己のトンネル層アドレスである場合に、前記受信されたデータから前記宛先トンネル層アドレスと前記送信元トンネル層アドレスとを取り除き、前記第１のネットワーク層情報を用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記対応ポートから前記受信されたデータを転送するトンネル層出口転送手段と、
   を備える、ネットワーク中継システム。
6. 請求項５記載のネットワーク中継システムにおいて、
   前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、さらに、
   前記データリンク層情報のうち、自己に隣接する前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに関連する第１の部分情報を学習する第１の学習手段を備え、
   前記ネットワーク中継システムは、さらに、
   前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれから前記第１の部分情報を収集する第１の収集手段と、
   前記収集された前記第１の部分情報に基づいて、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに、前記第１の部分情報のうち、自己に隣接しない前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに関連する第２の部分情報を設定する第１の設定手段と、
   を備える、ネットワーク中継システム。
7. 請求項６記載のネットワーク中継システムにおいて、
   前記複数のネットワーク中継装置のいずれかにおいて、前記第１の外部装置との隣接関係に変更があった場合には、前記変更があったネットワーク中継装置の前記第１の学習手段は、前記第１の部分情報を再学習し、前記第１の収集手段は、前記変更があったネットワーク中継装置から前記第１の部分情報を再収集し、前記第１の設定手段は、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに前記第２の部分情報を再設定する、ネットワーク中継装置。
8. 請求項５ないし７のいずれか記載のネットワーク中継システムにおいて、
   前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、さらに、
   前記第１の外部装置が所有する経路情報を、前記第１の外部装置から学習する第２の学習手段を備え、
   前記ネットワーク中継システムは、さらに、
   前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれから前記経路情報を収集する第２の収集手段と、
   前記収集された前記経路情報に基づいて、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに、前記第１のネットワーク層情報を設定する第２の設定手段と、
   を備える、ネットワーク中継システム。
9. 請求項８記載のネットワーク中継システムにおいて、
   前記第２の設定手段は、
   前記収集された前記経路情報に基づいて、ネットワーク層のアドレスと前記第１の外部装置または前記第２の外部装置を対応付ける第２のネットワーク層情報を作成する第１の作成手段と、
   前記ネットワーク層のアドレスを、前記複数のネットワーク中継装置の数のアドレス範囲に分割し、それぞれの前記アドレス範囲に含まれる前記ネットワーク層のアドレスを、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれの前記割当アドレスとする分割手段と、
   前記第２のネットワーク層情報と、前記分割の結果に基づいて、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに設定される前記第１のネットワーク層情報を作成する第２の作成手段と、
   を有する、ネットワーク中継システム。
10. 請求項９記載のネットワーク中継システムにおいて、
    前記分割手段は、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれの前記ネットワーク層情報記憶部の容量に応じた前記第１のネットワーク層情報が作成されるように、前記アドレス範囲を定める、ネットワーク中継システム。
11. 請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載のネットワーク中継システムにおいて、
    前記複数のネットワーク中継装置のいずれかにおいて、前記第１の外部装置との隣接関係に変更があった場合には、前記変更があったネットワーク中継装置の前記第２の学習手段は、前記経路情報を再学習し、前記第２の収集手段は、前記変更があったネットワーク中継装置から前記経路情報を再収集し、前記第２の設定手段は、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに前記第１のネットワーク層情報を再設定する、ネットワーク中継システム。
12. 複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムにおけるネットワーク中継装置の制御方法であって、
    前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、自らネットワーク層アドレスと目標転送先装置との対応付けを実行すべきネットワーク層アドレスの範囲として予め割り当てられた処理アドレス範囲を格納するアドレス範囲記憶部を有しており、
    前記制御方法は、
    ネットワーク層におけるネットワーク層アドレスであり宛先を指定する宛先ネットワーク層アドレスと、前記ネットワーク層の下位の下位転送層における下位転送層識別子であり宛先を指定する宛先下位転送層識別子と、を含む下位転送層データである受信データを受信し、
    前記受信データが自己を指定する宛先下位転送層識別子を有しており、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスが自己に割り当てられている割当アドレスである場合、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応する前記目標転送先装置の下位転送層識別子である対応識別子を含む下位転送層データを生成するとともに、生成された下位転送層データを前記対応識別子に基づいて転送し、
    前記受信データが自己を指定する宛先下位転送層識別子を有しており、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスが自己に割り当てられていない非割当アドレスである場合、前記複数のネットワーク中継装置のうちの前記非割当アドレスが割り当てられた他の中継装置に前記下位転送層データを転送し、当該転送の際に前記宛先下位転送層識別子を前記他の中継装置の下位転送層識別子に設定し、
    前記受信データが自己とは異なる装置を指定する宛先下位転送層識別子を有している場合、前記受信データを前記宛先下位転送層識別子に基づいて転送する、
    ネットワーク中継装置の制御方法。
13. 複数のポートをそれぞれ有する複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムの制御方法であって、
    前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに、転送先装置のデータリンク層のアドレスを前記複数のポートのうちの対応ポートに対応付けるデータリンク層情報であって、前記転送先装置は、前記自己以外の装置と、前記外部装置のうちの自己のポートを介して接続された第１の外部装置と、前記外部装置のうちの前記自己以外の装置のポートを介して接続された第２の外部装置とを含む、前記データリンク層情報を格納し、
    前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに、ネットワーク層のアドレスと前記転送先装置を対応づける第１のネットワーク層情報であって、前記ネットワーク層のアドレスのうち、自己に割り当てられた割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置は、前記第１の外部装置または前記第２の外部装置を含み、自己に割り当てられていない非割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置は、前記非割当アドレスを割り当てられている前記自己以外の装置である、前記第１のネットワーク層情報を格納し、
    前記複数のポートとは別個に仮想的に設けられた仮想ポートに対して、前記仮想ポートと前記仮想ポートを介して接続されたトンネル先外部装置との間でネットワーク層アドレスとして取り扱われるトンネル層アドレスであって、宛先としての前記トンネル先外部装置の前記トンネル層アドレスである宛先トンネル層アドレスと、自己または前記自己以外の装置のうちの前記仮想ポートが設けられた装置のトンネル層アドレスである送信元トンネル層アドレスと、を対応付けるトンネル層情報を格納し、
    宛先としてのデータリンク層のアドレスである宛先データリンク層アドレスおよび宛先トンネル層アドレスの少なくとも一方と、宛先としてのネットワーク層のアドレスである宛先ネットワーク層アドレスと、を有するデータを受信したネットワーク中継装置は、
    前記宛先データリンク層アドレスが自己のデータリンク層のアドレスであり、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応づけられる前記転送先装置が前記仮想ポートを経由しない転送先装置である場合に、前記データリンク層情報と前記第１のネットワーク層情報とを用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記対応ポートから前記受信されたデータを転送し、
    前記宛先データリンク層アドレスが自己のデータリンク層のアドレスであり、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応づけられる前記転送先装置が前記トンネル先外部装置である場合に、前記第１のネットワーク層情報と、前記トンネル層情報とを用いて、前記仮想ポートに対応づけられた前記宛先トンネル層アドレスと前記送信元トンネル層アドレスとを追加するとともに、前記宛先トンネル層アドレスを前記宛先ネットワーク層アドレスとして前記第１のネットワーク層情報を用いて、前記受信されたデータを前記宛先トンネル層アドレスに対応づけられた前記対応ポートから転送し、
    前記宛先データリンク層アドレスが前記転送先装置のデータリンク層のアドレスである場合に、前記データリンク層情報を用いて、前記受信されたデータを前記宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記第１の対応ポートから転送し、
    前記宛先ネットワーク層アドレスが、自己のトンネル層アドレスである場合に、前記受信されたデータから前記宛先トンネル層アドレスと前記送信元トンネル層アドレスとを取り除き、前記第１のネットワーク層情報を用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記対応ポートから前記受信されたデータを転送する、
    ネットワーク中継システムの制御方法。
14. 複数のネットワーク中継装置が接続され、仮想的に１つのネットワーク中継装置として動作するネットワーク中継システムにおける管理装置であって、
    前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれは、
    外部装置または前記複数のネットワーク中継装置のうちの自己以外の装置と接続するための複数のポートと、
    転送先装置のデータリンク層のアドレスを前記複数のポートのうちの第１の対応ポートに対応付けるデータリンク層情報を格納するデータリンク層情報記憶部と、
    ネットワーク層のアドレスと前記転送先装置を対応づける第１のネットワーク層情報を格納するネットワーク層情報記憶部と、
    前記複数のポートとは別個に仮想的に設けられた仮想ポートに対して、前記仮想ポートと前記仮想ポートを介して接続されたトンネル先外部装置との間でネットワーク層アドレスとして取り扱われるトンネル層アドレスであって、宛先としての前記トンネル先外部装置の前記トンネル層アドレスである宛先トンネル層アドレスと、自己または前記自己以外の装置のうちの前記仮想ポートが設けられた装置のトンネル層アドレスである送信元トンネル層アドレスと、を対応付けるトンネル層情報を格納するトンネル層情報記憶部と、
    前記複数のポートのいずれかを介して、宛先としてのデータリンク層のアドレスである宛先データリンク層アドレスおよび宛先トンネル層アドレスの少なくとも一方と、宛先としてのネットワーク層のアドレスである宛先ネットワーク層アドレスと、を有するデータを受信する受信手段と、
    前記宛先データリンク層アドレスが自己のデータリンク層のアドレスであり、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応づけられる前記転送先装置が前記仮想ポートを経由しない転送先装置である場合に、前記データリンク層情報と前記第１のネットワーク層情報とを用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記対応ポートから前記受信されたデータを転送するネットワーク層転送手段と、
    前記宛先データリンク層アドレスが自己のデータリンク層のアドレスであり、かつ、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応づけられる前記転送先装置が前記トンネル先外部装置である場合に、前記第１のネットワーク層情報と、前記トンネル層情報とを用いて、前記仮想ポートに対応づけられた前記宛先トンネル層アドレスと前記送信元トンネル層アドレスとを追加するとともに、前記宛先トンネル層アドレスを前記宛先ネットワーク層アドレスとして前記第１のネットワーク層情報を用いて、前記受信されたデータを前記宛先トンネル層アドレスに対応づけられた前記対応ポートから転送するトンネル層入口転送手段と、
    前記宛先データリンク層アドレスが前記転送先装置のデータリンク層のアドレスである場合に、前記データリンク層情報を用いて、前記受信されたデータを前記宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記第１の対応ポートから転送するデータリンク層転送手段と、
    前記宛先ネットワーク層アドレスが、自己のトンネル層アドレスである場合に、前記受信されたデータから前記宛先トンネル層アドレスと前記送信元トンネル層アドレスとを取り除き、前記第１のネットワーク層情報を用いて、前記宛先データリンク層アドレスを、前記宛先ネットワーク層アドレスに対応付けられた前記転送先装置のデータリンク層のアドレスに変更し、前記変更後の宛先データリンク層アドレスに対応付けられた前記対応ポートから前記受信されたデータを転送するトンネル層出口転送手段と、
    を有しており、
    前記管理装置は、
    前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに、前記データリンク層情報として、前記自己以外の装置と、前記外部装置のうちの前記自己以外の装置に隣接する装置とのデータリンク層のアドレスを前記第１の対応ポートに対応づける情報を設定するデータリンク層情報設定部と、
    前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに、前記ネットワーク層のアドレスのうち、そのネットワーク中継装置に割り当てられた割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置が前記外部装置を含み、そのネットワーク中継装置に割り当てられていない非割当アドレスに対応付けられる前記転送先装置が前記非割当アドレスを割り当てられている他のネットワーク中継装置である前記第１のネットワーク層情報を設定するネットワーク層情報設定部と、
    前記複数のネットワーク中継装置の少なくとも１つに、前記宛先トンネル層アドレスと前記送信元トンネルアドレスとが対応づけられた前記仮想ポートを設定するとともに、前記複数のネットワーク中継装置のそれぞれに、設定した仮想ポートに対して前記宛先トンネル層アドレスと前記送信元トンネル層アドレスとを対応づける情報を設定するトンネル層情報設定部と、
    を備える、ネットワーク中継システムにおける管理装置。

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