JP5550757B2 - リンクステートプロトコルによるｉｐフォワードにより制御されたイーサーネット・ネットワーク - Google Patents

Description

本発明はリンクステートプロトコル制御のイーサーネット・ネットワークに関する。より詳細には、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのＩＰフォワードに関する。

この出願は、「リンクステートプロトコルでのＩＰフォワードにより制御されたイーサーネット・ネットワーク」と題する２００７年１２月３１日に出願された米国特許出願１２／００６，２８５号から変更された、米国仮出願の優先権を主張する。この出願の内容は、ここに引用することにより、本明細書に組み込まれる。本出願人は、この米国特許出願を仮出願に変更する申請を２００８年３月２８日に行っている。したがって、この出願から派生した仮出願についても優先権を主張する。

コミュニケーション・ネットワークは、相互に接続され、データをフォワードするさまざまなコンピュータ、サーバ、ノード、ルータ、スイッチ、ブリッジ、ハブ、プロクシその他のネットワーク装置を含んでいる。これらのデバイスは、本明細書において、「ネットワークエレメント」と称される。データは、データ通信ネットワークでプロトコルデータユニットを送ることにより、ネットワークエレメント間で、通信される。プロトコルデータユニットには、例えば、インターネット・プロトコル・パケット、イーサネットフレーム、データセル、セグメント、またはその他の、データのビット／バイトの論理的関連があり、ネットワークエレメントの間で一つ以上の通信リンクを利用することによって通信される。特定のプロトコルデータユニットは、複数のネットワークエレメントおよび、クロスマルチプル通信リンクによって扱われ、そして、これは、ネットワークにおいて、ソースからデスティネーション点に伝送される。

コミュニケーション・ネットワークのさまざまなネットワークエレメントは、予め定められた規則（本明細書において、プロトコルと称される）を使用して、各々と通信する。異なるプロトコルは、通信の異なる態様を規定するために使用される。例えば、信号がネットワークエレメント間の伝送のために、どのように形成されなければならないか、あるいは、様々な態様のプロトコルデータユニットがどのような形式となるか、ネットワークエレメントによってネットワークを介してどのように取り扱われルーティングされるか、ルーティング情報等の情報がどのようにネットワークエレメント間で交換されるべきか等を規定する。

イーサネットはイーサネット・ネットワークアーキテクチャの標準８０２．１として電気電子学会（ＩＥＥＥ）によって定義された周知のネットワークプロトコルである。ネットワークに接続されるデバイスは、所与のいかなる時間においても共用の通信パスを使用する能力を争う。複数ブリッジまたはノードがネットワーク部分を相互接続するために使用される場合、同じデスティネーションに対する複数の可能なパスがしばしば存在する。このアーキテクチュアの利点は、これによって、ブリッジ間のパスの冗長性を提供し、かつ、付加的なリンクの形によって、ネットワークに付加的な容量が与えられるということである。しかしながらループが形成されるのを防止し、ブロードキャストされ、あるいは、あふれないようにするためにスパニング・ツリーが通常用いられる。スパニング・ツリーの特徴は、デスティネーションのペア間のいかなるものも、ネットワークに１つのパスだけが存在するということである、したがって、パケットがどこから来たか見ることによって、所与のスパニング・ツリーに関連する接続性を知ることが可能である。しかしながら、スパニング・ツリー自体は、拘束的であり、スパニング・ツリーの部分にあるリンクは、多用され、スパニング・ツリーの部分にないリンクは利用されない。

スパニング・ツリーをインプリメントするイーサーネット・ネットワークにおいて内在するいくつかの限界を克服するために、リンクステートプロトコルにより制御されたイーサーネット・ネットワークが、２００６年１０月２日に出願された出願番号１１／５３７，７７５の「プロバイダリンクステートブリッジング」と題する出願に開示されている。この出願の内容は、引用することによって本願明細書に組み込まれる。その出願に詳細に記載されているように、トランスペアレントブリッジと組み合わせたスパニング・ツリー・プロトコル（ＳＴＰ）アルゴリズムを使用して、各ノードにおいて知っているネットワークビューを利用するのに代えて、リンクステートプロトコルにより制御されたイーサーネット・ネットワークにおいて、各ノードが同期化されたネットワークトポロジのビューを得るために、ブリッジが、メッシュ・ネットワーク・エクスチェンジ・リンク・ステート・アドバタイズメントを形成する。このことは、リンク・ステートによるルーティングシステムのよく理解されたメカニズムによって達成される。ネットワーク中のブリッジは、ネットワークトポロジの同期化されたビューを持ち、必要なユニキャスト、及びマルチキャスト接続性についての知識を持ち、ネットワーク中のいかなるブリッジのペアの間の接続の最短のパスをも計算でき、かつ、計算されたネットワークのビューによって、そのフォワード情報ベース（ＦＩＢ）をそれぞれ格納する。

全てのノードが、同期化されたビューにおいて自身の役割を計算し、自身のＦＩＢを格納した場合、ネットワークは、ループフリー（ｌｏｏｐ−ｆｒｅｅ）のピアブリッジ（ｐｅｅｒ ｂｒｉｄｇｅｓ）（いかなる理由であってもそのブリッジに通信を必要とするもの）のセットからのいかなるブリッジに対してもユニキャストツリーを持つことになる。そのブリッジがホストしているサービスインスタンス毎に所与のいずれのブリッジからピアブリッジの同じセットあるいはサブセットの、調和し（ｃｏｎｇｒｕｅｎｔ）かつループフリーであるポイント・ツー・マルチポイント（ｐ２ｍｐ）マルチキャストツリーをも持つことになる。その結果、所与のブリッジのペアの間のパスは、スパニング・ツリーのルート・ブリッジを通過することを強いることがなく、かつ、全体的な結果は、メッシュの接続性の広がりをより良く利用することとなる。本質的には、あらゆるブリッジは、一つ以上のツリーに接続（ｒｏｏｔ）する。これらのツリーは、ブリッジに対するユニキャスト接続性、及び、ブリッジからのマルチキャスト接続性を定める。

カスタマーのトラフィックがネットワークに入るときに、カスタマーのＭＡＣアドレス（Ｃ−ＭＡＣ ＤＡ）がプロバイダのＭＡＣアドレス（Ｂ−ＭＡＣ ＤＡ）に解決される（ｒｅｓｏｌｖｅｄ）、そして、プロバイダＭＡＣアドレス空間を使用して、プロバイダはトラフィックをプロバイダネットワーク上でフォワードする。加えて、プロバイダネットワークのネットワークエレメントは、仮想ＬＡＮ ＩＤ（ＶＩＤ：Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ ＩＤ）に基づいて、トラフィックをフォワードするよう構成されている。そうすることによって、同じデスティネーションにアドレッシングされた異なるフレームであって異なるＶＩＤを有するものは、ネットワークを介して異なるパスを通じてフォワードされる。作動中に、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークは、一つのＶＩＤレンジ（ＶＩＤ ｒａｎｇｅ）を最短のパス・フォワーディングに関連付ける。そうすることによって、そのレンジのＶＩＤを用いて、ユニキャスト及びマルチキャストトラフィックが、フォワードされる。そして、トラフィック・エンジニアリング・パスは、最短のパス以外のパス上のネットワークにおいて形成され得る。そして、第２のＶＩＤレンジを用いてフォワーディングされる。

図１は、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワーク１０の一部の実施例の機能ブロック図である。図１に示すように、この実施例におけるネットワーク１０は、リンク１４によって相互接続された、複数のネットワークエレメント１２を有する。このネットワークエレメントは、ハローメッセージを交換し、他のネットワークエレメントの近接関係を知る。そして、リンク・ステート・アドバタイズメントを交換し、各ノードがリンクステートデータベースを構築できるようにする。このリンクステートデータベースは、このネットワークにおいて、入り口（ｉｎｇｒｅｓｓ）及び出口（ｅｇｒｅｓｓ）間の最短のパスを計算するのに使用されてもよい。

リンク・ステートルーティングプロトコルの例は、オープンショーテストパスファースト（ＯＳＰＦ：Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）、及びアイエスアイエス（ＩＳ−ＩＳ：Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）を含む。アイエスアイエスは、例えば、ＩＳＯ １０５８９、及びＩＥＴＦ ＲＦＣ １１９５に記載されている。これらの内容は、ここで引用することにより、本明細書に組み込まれる。

最短パス・ユニキャスト・フォワーディング・ステートをインストールすることに加えて、ノードは、また、マルチキャストツリーのためのフォワーディング・ステートをネットワークにインストールしてもよい。リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークにマルチキャストをインストールする方法の例は、２００７年２月５日出願の米国特許出願番号１１／７０２，２６３号「リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークへのマルチキャストのインストール」に詳細に記載されており、ここに引用することによって、その内容は本願明細書に完全に組み込まれる。そのアプリケーションに記載されているように、リンク・ステート・アドバタイズメントは、マルチキャスト・グループメンバーシップをアドバタイズするために使用されてもよい。それによって、マルチキャスト・グループのステートのフォワーディングがネットワークにインストールされる。特に、所与のマルチキャスト・グループの各々のソースは、デスティネーションＭＡＣアドレス（ＤＡ）が割り当てられてもよい。ＤＡは、ネットワークにおいてフレームのフォワードに使用される。もし、ネットワークのノードが、マルチキャスト・ソースから、リンクステートプロトコルを介してマルチキャスト・グループにおいて「関心（ｉｎｔｅｒｅｓｔ）」をアドバタイズしているデスティネーション・ノードの一つへの最短パス上にあると、ノード自身が判断する場合、ノードは、ソース／グループ・ツリーのためのフォワーディング・ステートをインストールする。

マルチキャストにおける関心（ｉｎｔｅｒｅｓｔ）は、関心識別子（ｉｎｔｅｒｅｓｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）のコミュニティ、例えば、Ｉ−ＳＩＤに基づいてもよい。そうすることによって、ネットワークのノードはマルチキャスト・グループのためのフォワーディング・ステートをインストールする。このインストールは、マルチキャスト・グループが、ソース及びデスティネーションの間で最短パスにあるときであって、ソース及びデスティネーションの両者が、マルチキャスト・グループに関連する関心識別子のコミュニティにおいてアドバタイズされた関心を持っているときになされる。Ｉ−ＳＩＤは、通常８０２．１ａｈに関連しており、かつ、付加的なＭＡＣヘッダ（カスタマー・ソース及びデスティネーションのＭＡＣアドレス）を意味する。しかしながら、Ｃ−ＭＡＣヘッダが使用されない場合であっても、Ｉ−ＳＩＤは有用性を有する。なぜなら、Ｉ−ＳＩＤ値が、相互の接続性の特定の事例（ｉｎｓｔａｎｃｅ）の参加者を特定することができるからである。フォワーディング・ステートは、しかしながら、マルチキャストＤＡ、及びマルチキャストに関連するＶＩＤに基づいている。

動作において、ネットワークの複数ノードは、特定のＩ−ＳＩＤに対する関心をアドバタイズしてもよい。ネットワーク上のノードは、どのノードがどのＩ−ＳＩＤに対する関心をアドバタイズしたかを監視し、もし、特定のＩ−ＳＩＤへの関心をアドバタイズした２つのノードの間の最短のパス上に、それらが存在する場合、Ｉ−ＳＩＤに関連するＤＡ／ＶＩＤペアのステートのフォワードをインストールする。このことは、ネットワークにおいてフレームをあふれさせることなく、フォワーディング・ステートを関心のコミュニティのためにインストールすることを可能とする。

リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークは、リンクレイヤ（レイヤ２）で作動する。すなわち、入り口（ｉｎｇｒｅｓｓ）ノードは、イーサーネット・ネットワーク全体にフレームを（例えばノードＡからノードＥに）スイッチするために使用され得るＭＡＣヘッダを生成する。他のネットワーク（例えばインターネット・プロトコル（ＩＰ）ネットワーク）は、レイヤ３（ネットワークレイヤ）のような上位レイヤで作動する。ＩＰネットワークは、ＩＰパケットに関連するＩＰヘッダのＩＰアドレスに基づいて、パケットをフォワードする。

図２、及び図３は、従来のＩＰネットワークにおいて、ＩＰパケットをフォワードするために使用され得るＩＰルーティングの２つの一般的な方法を示す。図２において示される実施例において、ネットワーク２０は、ネットワークＸ、及びネットワークＹを相互接続する。ネットワーク２０は、多くのルータ２２を含んでおり、及び図１において示されるネットワークに類似した構成を有してもよい。図２、及び図３においてネットワーク２０によるパスは、ノードのＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを経由すると仮定する。ネットワーク２０のオペレーションの説明を単純化するために、ネットワークＸ、及びＹ間の選択されたパスにないルータは、図２、及び図３に示していない。

通常、パケットがルータ２２に到着すると、ルータはパケットのＩＰアドレスに基づいてＩＰルックアップを実行し、かつＩＰネットワークのパケットのための次のホップを決定する。ルータはそれから次のホップＩＰアドレスをレイヤ２ＭＡＣアドレスに解決して、かつ、そのパケットのレイヤ２ＭＡＣヘッダを作成する。そして、リンク２４Ａ上でパスに沿ってデスティネーションに向けて、次のホップ・ルータにパケット伝送する。この例では、ルータ２２Ａは、デスティネーションＭＡＣアドレス（ＤＡ）＝Ｉ及びソースＭＡＣアドレス（ＳＡ）＝Ｈと共にＭＡＣヘッダを付加する。ルータ２２Ａはリンク上でルータ２２Ｂにパケットをフォワードする。

ルータ２２Ｂがパケットを受信すると、それはＭＡＣヘッダを取り除き、かつＩＰヘッダ上のルックアップを実行する。それから、この例ではＤＡ＝Ｋ、及びＳＡ＝Ｊを含む新しいＭＡＣヘッダを有するパケットをカプセル化する。これは、リンク２４Ｂ上で、そのデスティネーションにパケットをフォワードする。パケットがデスティネーションネットワークＹに到着するまで、この取り除き及び付加のプロセスが、パスに沿って各々のルータで実行される。したがって、従来のＩＰフォワードにおいては、パスに沿って、各々のルータは、８０２．３の外側のヘッダを取り除き、パケットを送るために、ＩＰルックアップを実行する。そして、新しい８０２．３のヘッダを付け加え、パケットをデスティネーションネットワーク全体にフォワードする。この方法は、ホップを繰り返す毎に、各々のルータは、ＭＡＣヘッダを取り除き、かつ、ネットワークにパケットを送るためにＩＰルックアップを実行することになる。

図３は、ＩＰルーティングがインプリメント（実装）され得る他の方法を示す。図３において示される実施例において、ＭＰＬＳが、ネットワークのさまざまなルータで実行される数のＩＰルックアップを減らすために使用される。ＭＰＬＳネットワークにおいて、複数のラベルスイッチパス（ＬＳＰ：Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｐａｓｓ）は、ＭＰＬＳネットワークによって確立される。ＬＳＰが決定されるかつネットワークによって生成される特定の方法は周知である。図３において示される実施例において、ラベルスイッチパスは、ノードのＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを含むと仮定する。パケットがエッジ・ルータ３２Ａに到着すると、エッジ・ルータ３２Ａは、どのラベルがネットワークＹに到着するためにＭＰＬＳネットワークを介してＬＳＰへＩＰパケットをスイッチするために使用されなければならないかについて決定するために、ＩＰルックアップを実行する。エッジ・ルータ３２Ａは、そのラベルをパケットに適用する。エッジ・ルータ３２Ａは、また、パス上のパケットのための次のホップを特定し、及びパス（ルータ３２Ｂ）上の次のホップにパケットを届けるために、ＭＡＣヘッダをパケットに適用する。

ルータ２２Ｂは、外側のＭＡＣヘッダを取り除いて、かつＭＰＬラベルを読む。ＬＳＰがネットワークによって確立されると、ラベル配布プロトコルは、特定のＩＰフォワーディング・エクイバレンス・クラス（ＩＰ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ Ｃｌａｓｓ）のためのラベル１００とラベル２１０との間の関連を確立しているはずである。したがって、ルータ３２ＢがＭＰＬＳラベル１００を有するパケットを受信するときに、それは、新しいＭＡＣヘッダを付加し外部インターフェースにフォワードする前に、ラベルを新しいＭＰＬＳラベル２１０に置き換える。図２のオペレーションと同様に、パケットをフォワードする前に、ルータ３２Ｂは、新しいＭＡＣヘッダをパケットに付け加える。このパケットは、この場合、ＳＡ＝Ｊ、ＤＡ＝Ｋであり、これは、ルータ３２ＣにおいてソースＭＡＣアドレスがＭＡＣ Ｊであり、デスティネーションＭＡＣアドレスがＭＡＣ Ｋであることを特定するものである。

したがってＭＰＬＳは、単一のＩＰルート・ルックアップをＭＰＬネットワークの端において実行することを可能とし、そして、ＭＰＬＳネットワーク全体にパケットをフォワードするためにＩＰルックアップの代わりに、ラベルスイッチを使用することを可能とする。パケットをＬＳＰに乗せるために、最初のＩＰルックアップを実行し、かつパケットにラベルをアサインするエッジ・ルータは、ラベルエッジルータと称する。ラベルスイッチを実行する、ＭＰＬＳネットワークの中間のルータは、通常、ラベルスイッチングルータ（ＬＳＲ）と称する。ＭＰＬＳネットワークでのフォワードは、各々のホップでＭＡＣヘッダを取り除いた後にラベルを交換（ｓｗａｐ）することによって実行される。ＭＰＬＳフォワードは、依然として、ＭＡＣヘッダの取り除きがネットワーク（イーサネット・リンクが使用されるときに）全体のあらゆるホップでなされることを必要とし、各々のＬＳＲがラベル・ルックアップ、及びラベル・スワップを実行することを必要とし、かつ、各々のＬＳＲが、ＬＳＰに沿ってパケットを次のＬＳＲに配信するために他のＭＡＣヘッダを付け加えることを必要とする。したがって、この方法は、各々のノード上の処理、及びインテリジェンスを必要とするため、より高価な解決案に結果となってしまう。加えて、これを機能させるためには、パスは、初期にセットアップされなければならず、これは、計算機上も高価となってしまう。

ＩＰネットワーク、及び一般のネットワークレイヤプロトコルは、下位レイヤ・ネットワーク（例えばイーサネットネットワーク）によってサポートされている。それ故、ルータがネットワークレイヤパケットを送信するときに、ネットワークのパケットを送信する前に、これは、イーサネットＭＡＣヘッダのような下位レイヤ・プロトコル・ヘッダをパケットに適用する。ＭＡＣヘッダは、ネットワークレイヤにサポートを提供しているレイヤ２ネットワークの上のパケットをフォワードするために、リンクレイヤで使用される。したがって、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークによって、ネットワークのサポートを一体化することは有利である。

本発明の態様は、添付の請求の範囲で定義される。本発明は、例示として図面に示されており、同様の参照番号は同様の要素を示している。以下の図面は、本発明の各種実施形態について、説明する目的でのみ開示しており、かつ本発明の範囲を制限することを目的としない。明確にするため、すべての構成要素は、すべての図において参照番号を付けていない場合がある。

リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークをインプリメントするために使用され得るメッシュネットワークの機能ブロック図である。 ＩＰネットワークのＩＰルーティングをインプリメントする１つの方法を示している機能ブロック図である。 ＩＰネットワークのＩＰルーティングをインプリメントする１つの方法を示している機能ブロック図である。 本発明の実施例に従って、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークにおいてＩＰパケットのフローを示す機能ブロック図である。 リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークの入り口ノードによって、実施例に従ってＩＰ情報を処理する方法のフローチャートである。 リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークの中間ノード又はエッジノードによって、実施例に従ってＩＰ情報を処理する方法のフローチャートである。 リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークの入り口ノードによって、ＩＰパケットを受信したときの方法のフローチャートである。 リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークの出口ノードによって、ＩＰパケットを受信したときの方法のフローチャートである。 本発明の実施例に従って、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークの可能なインプリメンテーションを示す図である。 可能な要素の組合せを示す図である。 本発明の一実施例に従って、Ｌ２／Ｌ３ハイブリッドネットワークのコンポーネントの機能分解を示す図である。

リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのノードは、リンク・ステートルーティングプロトコル、例えばアイエスアイエス（ＩＳ−ＩＳ）をインプリメントする。ネットワークのノードは、近接関係をアイエスアイエス（ＩＳ−ＩＳ）リンク・ステート・アドバタイズメント（ＬＳＡｓ）（別名リンクステートパケット）によって認識し、かつネットワークのノードの全てのペア間の最短パスを計算する。各々の参加しているノードは、ネットワークのノードの各ペアの間でユニキャストフォワーディング・ステートを構築するために、そのフォワード情報ベース（ＦＩＢ：Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ）を格納する。フォワード量設計（ｔｒａｆｆｉｃ ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｐａｔｈ）されたパスが構築されてもよい。そして、ＴＥパスのためのフォワーディング・ステートがネットワークのノードのＦＩＢにインストールされる。

アイエスアイエス（ＩＳ−ＩＳ）によって、トポロジ情報、及びレイヤ２及びレイヤ３の特定のネットワークロケーションに対するアドレスのバインディング、及びインターフェースを、スイッチング又は特定のネットワーク要素のフォワード技術とは独立して、交換することを可能とする。このことは以下の二点を可能とする。第１は、共通のアイエスアイエス（ＩＳ−ＩＳ）ドメイン内のネットワークの構造は、例えばイーサネット、及びＭＰＬＳ、ＩＰｖ４またはＩＰｖ６のスイッチング技術と連続であってもよいということである。ルーティングシステムは、複数フォワード方法を通過するネットワーク全体の最短パスを決定してもよい。その結果は、ドメインをルーティングするシステムである（ルーティングプロトコルの実例に参加しているネットワークノードのセット）。これは、一つ以上のイーサネットスイッチングドメインを含んでもよい。１つの退歩したケースとしては、ルーティングドメイン、及びスイッチングドメインの完全な結合（ｃｏｎｇｒｕｅｎｃｅ）である。もう一つのケースとしては、現行のシステムにおいて、ルーティングドメインにおいて全てのノードがレイヤ３でフォワードを実行し、イーサネットはリンク技術として使用されるだけとするものである。

リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークは、ＬＡＮ接続を仮想化し、かつ仮想ＬＡＮインスタンスを８０２．１ａｈ Ｉ−ＳＩＤｓと関連づける。大部分のネットワークレイヤルーティングシステム、及びプロトコル群は、すでにＬＡＮセグメントをトポロジ要素と認識する。したがって、メタファーを維持することは、仮想ＬＡＮセグメントをネットワークレイヤに一体化する際に、大部分の必要な挙動が十分に理解できることになり、有利である。ＬＡＮセグメントは、サブネットワークまたはサブネットとしてネットワークレイヤに現れる。したがって、ＬＡＮセグメントによって接続されるノードに関連づけられたネットワーク・レイヤー・アドレスのセットが、ＩＰの技術分野において周知のプレフィックスとして、単一のアドバタイズメントに集約され得る。

スイッチングドメインは、一つ以上の仮想ＬＡＮセグメントをインプリメントしてもよい。したがって、ネットワークレイヤでネットワークを構築するために、仮想ＬＡＮセグメントを相互接続するメカニズムが必要とされる。スイッチングドメインにあるノードは、ネットワークレイヤフォワーディングをインプリメントし、受信されたパケットのネットワークレイヤ情報を使用して、仮想ＬＡＮセグメント間でパケットをフォワードするよう構成されてもよい。フォワードエレメントは、以下、仮想フォワーディングエレメント（ＶＦＥ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔｓ）と呼ぶ。

スイッチングドメインは、ネットワークレイヤフォワードだけを実行するデバイスによって相互接続してもよい。一般的な具体例は、ルータである。スイッチングドメイン、及びルーティングドメインが統合（ｃｏｎｇｒｕｅｎｔ）していない場合に、スイッチングドメインからの正しい出口が解決できるよう、スイッチングドメインの範囲についての付加的な知識を伝達するためにアイエスアイエス（ＩＳ−ＩＳ）を強化することが必要である。これは、ノードがＬ２トランジットを提供するかどうか、及びリンクがイーサネットであるか否かに関する知識である。これらは、ネットワークレイヤルーティングの技術において存在するコンセプトの直接の拡張である（例えば、サポートされるサービスをネットワークレイヤポートＩＤ（ＰＩＤ）が指定すること、また、ノードがトランジットをオファーしているか否かをオーバーロードビットで示すこと）。

ＩＰの技術における方法と同様に、アンナンバード（ｕｎｎｕｍｂｅｒｅｄ）リンクを使用することは、アドレスの消費を減少させる。仮想ＬＡＮセグメントのコンセプトを考慮することは、有利である。仮想ＬＡＮセグメントは、複数のＶＦＥを相互接続するために明確に存在し、かつ、したがって、エンドシステム・アドレス指定を必要としない。この種のＬＡＮセグメントは本明細書において、「トランジットＩ−ＳＩＤ」と言う。アドレスされた（ａｄｄｒｅｓｓｅｄ ｖｅｒｓｉｏｎ）仮想ＬＡＮセグメントは、の本明細書において、ＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤと言う。複数のトランジットＩ−ＳＩＤの連続を使用して、ネットワークの構築を考慮することも可能である。しかしながら、さらに複雑度を増すことは、有用性を提供しないため、以下の開示においては、トランジットＩ−ＳＩＤをセットのＶＦＥ間の相互接続についてのみ検討する。

トランジットＩ−ＳＩＤの付加的な長所としては、Ｌ２／Ｌ３統合のための状態の全体の量は、ネットワークのＶＦＥのセットで分けられてもよいということである。ＶＦＥに関連する状態の量は、ＶＦＥを介して直結されているＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤのセットと関連づけられたＬ２、及びＬ３状態の合計である。これは、典型的には、エンドシステムネットワークレイヤアドレッシング、及びイーサネットＭＡＣバインディングへのネットワークレイヤの形をとる。トランジットＩ−ＳＩＤの使用によってＶＦＥ間の状態を分けることは、ＶＦＥが、ＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤのネットワークレイヤ情報、及び共通のトランジットＩ−ＳＩＤとの関連するポートについての知識を持つだけでよいことになる。

同様に、Ｌ２／Ｌ３ハイブリッドネットワークへのアクセスは、仮想ＬＡＮセグメントを介してすることを必要としない。物理ＬＡＮセグメントまたは物理なポイント・ツー・ポイント接続は、ハイブリッドネットワークへ有効な接続（ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）である。物理ＬＡＮセグメントはＮＵＬＬ Ｉ−ＳＩＤでＵＮＩと同じように特定される。ポイント・ツー・ポイント接続のケースは、ＵＮＩポートと呼ばれる。

ルーティングドメインのノードは、ルーティングドメインの外側のネットワーク・レイヤー・アドレスまたはプレフィクスがそれ自体を介して接続できると判断する場合、それは、そのリンク・ステート・アドバタイズメントにネットワークレイヤ情報を含ませる。このことは、この知識、または発見メカニズムを持つ構成となっているからである。ネットワークレイヤ情報は、ＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤ、（エンドシステムをスイッチされたドメインに直接接続するための）ＵＮＩポート、またはルータのようなネットワーク・レイヤーフォーワーダー（ネットワークレイヤフォワード装置）の一つと関連する（なお、本願明細書においてルータは、スイッチされたドメインに直結していないエンドシステムに接続するために使用されるエンティティを記述するために用いる）。

ルーティングドメインに含まれるスイッチングドメインの各々のノードは、このネットワークレイヤプレフィクスをそのリンクステートデータベースに付け加える。スイッチングドメインの中でＶＦＥをインプリメントするノードは、正しくそれらのＦＩＢを格納するためにこの情報を使用する。これによって、パケットがＶＦＥに到着したとき、ＶＦＥはネットワーク・レイヤー・アドレスを読み、かつルーティングドメインのネットワークレイヤのデスティネーションにパケットを最短パスでフォワードすることを続ける適切なフォワードアクションを決定する。

マルチキャストの場合において、複数のノードが、同じネットワークレイヤマルチキャスト・グループアドレスにおいて関心（ｉｎｔｅｒｅｓｔ）をアドバタイズした２つのノード間の最短パスに存在する場合、スイッチされたドメインのノードは、ネットワークレイヤマルチキャスト・グループのフォワーディング・ステートをインストールするように構成されてもよい。リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのノードが、リンク・ステート・アドバタイズメントのＩＰマルチキャストにおいて、関心をアドバタイズすることを可能とするために、ネットワークレイヤマルチキャスト情報要素、例えばタイプレングスバリュー（ＴＬＶ：Ｔｙｐｅ Ｌｅｎｇｔｈ Ｖａｌｕｅ）タプルが、アイエスアイエス（ＩＳ−ＩＳ）に付け加えられてもよい。同様に、ネットワークレイヤマルチキャストからＩ−ＳＩＤ値に、アルゴリズム的にまたは管理された形で翻訳することも採用され得る。これによって、従来のリンクステートブリッジングであるアッド／ムーブ／チェンジ（ａｄｄ／ｍｏｖｅ／ｃｈａｎｇｅ）手順も、所与のスイッチされたドメイン全体にマルチキャスト・ルーティングを扱う。ノードがＩＰマルチキャストアドレスを含むリンク・ステート・アドバタイズメントを発行する場合、ノードはマルチキャスト・グループメンバーシップを示すためにそれらのリンクステートデータベースを更新する。ノードはまた、それらがＩＰマルチキャスト・ソースと、ＩＰマルチキャストで関心をアドバタイズしているノード（デスティネーションまたはグループノード）との間のパス上の中間のノードであるかを判断する。その場合には、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークがＩＰマルチキャストにトランスポートサービスを提供し得るように、その中間ノードは、ＩＰマルチキャスト・グループに関連づけられたマルチキャストＤＡのためのフォワーディング・ステートをインストールする。

ＩＰマルチキャストパケットが、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークの入り口で受信された場合、その入り口ノードは、ＩＰルックアップを実行し、マルチキャストＤＡがリンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワーク上で使われるかを決定し、ＩＰパケットを伝送するために利用されるフレームのためのＭＡＣヘッダを構築する。フレームは、それから、ＩＰマルチキャストに対する関心をアドバタイズしたノードに、（そのマルチキャストＤＡのためにインストールされたＦＩＢステートを使用して）中間ノードによってフォワードされるマルチキャスト・ヘッダとともに出力される。

フォワーディングネットワークレイヤルーティングをリンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークと結ぶことによって、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークを通じてＩＰサービスがエンドツーエンドで転送されうる。この場合、ＩＰルートのために必要なユニキャスト又はマルチキャストのスイッチされたパスを設定するために追加的な信号を必要としない。このことは、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークが、ネットワークレイヤルートのために形成されるショートカットを用いることを可能とする。このため、Ｌ３フォワーディングは、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークにおいてＬ２スイッチングにマップされてもよい。

スイッチされたドメインにおいて、及びスイッチされたドメインの外側の共通インターフェース上において、複数のネットワークレイヤプロトコルをサポートすることが可能である。複数のネットワークレイヤプロトコル（例えばＩＰｖ４、及びＩＰｖ６）に関する情報は、リンク・ステートルーティングプロトコルによって伝送され、かつ、ＶＦＥは、複数のネットワークレイヤをＦＩＢに組み込んでもよい。これによって、ルーティングドメインでサポートされるネットワークレイヤで受信されるいかなるパケットも、正しく解決される。

ネットワーク上のスイッチされたドメインの入り口ノードを、ネットワーク・レイヤー・アドレスにマッピングし、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークをパススルーすることによって、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークは、ネットワークレイヤルーティング及びフォワーディングをインプリメントするために用いられ得る。図４は、ＩＰフォワーディングがどのようにインプリメントされるかの実施例を示している。ここで、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのノードはＩＰアドレスを、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークにおけるエンドポイントイーサネットＭＡＣアドレスにマップするよう構成されている。アイエスアイエス（ＩＳ−ＩＳ）を使用して、ネットワーク・レイヤー・アドレスをアドバタイズすることに関連する追加的な情報を以下に示す。

ネットワーク・レイヤー・アドレスをアドバタイズすることによって、入り口ノード１２Ａは、ネットワークレイヤパケットが受信された場合に、ネットワーク上の、他の何れのリンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのノードが、ネットワーク・レイヤー・アドレスに到達できるか、を判断することを可能とする。リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのノードは、その後、ＭＡＣヘッダを生成する。このＭＡＣヘッダは、ネットワーク上でネットワークレイヤパケットをフォワードするために用いられる。この場合、ＭＡＣアドレスは、出口ノード（図４において示される実施例のルータＥ）の節点（ｎｏｄａｌ）ＭＡＣである。中間ノードは、最短のパスフォワーディング・ステートを持ち、これによって中間ノードは接点ＭＡＣ Ｅに向けてパケットをフォワードし、そのノードに対する最短のパスに沿ってこれを行えばよいため、中間のノードＢ、Ｃ及びＤは、フォワーディング情報ベース（ＦＩＢ）中でＭＡＣルックアップを単純に実行し、かつそのパケットをネットワークの適切なデスティネーションにフォワードする。中間ノードは、ＭＡＣヘッダを取り除き、かつパスに沿って各々のホップで新しいＭＡＣヘッダを作成することを必要としない。したがって、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのパスは、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークを介したネットワークレイヤフォワーディングをインプリメントするために使用される。

ルーティングドメインのノードがネットワーク・レイヤー・アドレスまたはプレフィクスを認識した場合、それは、アイエスアイエス（ＩＳ−ＩＳ）リンク・ステート・アドバタイズメントにおけるアドレスをアドバタイズする。スイッチされたドメインのノードは、リンク・ステート・アドバタイズメントを使用して共通に送信される他のルーティング情報を含むリンクステートデータベース内の属性として、そのアドレスを記憶する。例えば、ＬＳＡを使用して、近接のノード、Ｉ−ＳＩＤ、及び他の情報が送信されてもよい。全てのノードは、ネットワークアドレス又はプレフィクスがどこでネットワークに付加されるかについて認識しているため、ノードは正しい出口ＭＡＣアドレスを、特定ノードに到達するために選択してもよい。加えて、ノードは、同じネットワークアドレスに対する関心をアドバタイズしているノード間のネットワークの接続性をセットアップするためにフォワーディング・ステートをインストールすることが可能である。

ネットワークレイヤプレフィクスは、仮想又は物理ＬＡＮセグメントに関連づけられ得る。これらは、ルーティングシステムのＩ−ＳＩＤとして特定される。したがって、プレフィクスとＩ−ＳＩＤとの明確な関連がルーティング・データベースの中に存在する。スイッチされたドメインの中で、どの物理又は仮想入り口ポートが、Ｉ−ＳＩＤに関連づけられているかについての制約は存在しない。したがって、ネットワーク設計は単にＶＦＥがどのＩ−ＳＩＤと相互接続するかについて検討すればよい。Ｂ−ＭＡＣスイッチングは、ユニキャストＩＰトラフィックをスイッチされたドメインにおいて転送するときに使用される。ここで、単一のＩＰルックアップおよびＬ３／Ｌ２解決ステップが、スイッチングドメインの端において用いられる。そして、ＭＡＣヘッダが生成される。これは、ネットワークにおいてスイッチされたドメインから出口ノードにパケットを転送する。このことは、ルックアップ、及び解決が一度発生することになる。そして、より効率的でかつ練っておワークレイヤと独立なスイッチングが、パケットのフォワーディングに対応して発生し、スイッチされたドメインにおける各々のホップにおいてＭＡＣヘッダを交換するする必要がない。

本発明の一実施例によれば、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークにおいてネットワークトポグラフィを交換するために使用されるルーティングプロトコル、例えばアイエスアイエスは、ネットワークノード間でネットワーク・レイヤー・アドレスを転送するために使用される。このことは、ルーティングされたドメインにおける各々の他のノードを介して、エンドシステムをアドレスしたどのネットワークレイヤに対してアクセスができるかを、全てのノードが知ることを可能とする。ネットワーク・レイヤー・アドレスは、ノードのリンクステートデータベースによって共有されてもよく、かつ、マルチキャスト・トポロジを特定して、更にＬ２、及びＬ３ネットワークトポロジの間の関連を特定するために使用されてもよい。

パケットがＶＦＥに到着すると、ローカルのスイッチされたドメインの外側からの、あるいは、ＶＦＥを特定しているＢ−ＭＡＣを持つドメイン内からのいずれからでも、そのＶＦＥは、そのパケットのための適切なフォワーディングアクションを決定するためにネットワークレイヤルートルックアップを実行する。このことは、以下のいずれか１つであってもよい。すなわち、
１）最短のパスが、ローカルのスイッチされたドメインの出口に直ちにあるとき、直接接続されたネットワーク・レイヤーフォーワーダーにパケットをフォワードする。
２）ＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤにパケットをフォワードする。このことは、パケットを、ＶＦＥから仮想ブリッジにパケットオフ（ｐａｃｋｅｔ ｏｆｆ）のハンドリングをすることを必要とする。仮想ブリッジは、ネットワークレイヤのための適切なＣ−ＭＡＣを決定し、そして、これを適切なＢ−ＭＡＣに解決する。これによって、スイッチされたドメインから出口に到達する。
３）スイッチされたドメインのピアＶＦＥにパケットをフォワードする。このことは、ピアＶＦＥノードのＭＡＣを解決し、適切にパケットのフォワードを行う。
４）ＵＮＩポートにパケットをフォワードする。
例えば、ＩＰｖ４またはＩＰｖ６生存時間（ＴＴＬ：ｔｉｍｅ ｔｏ ｌｉｖｅ）カウンタをデクリメントすることによって、パケットの通常のネットワークレイヤ処理は、ＶＦＥフォワード方法の一部として実行される。

スイッチされたドメインにおいてフォワードされるパケットに対して、ＶＦＥは、スイッチされたドメインにおいてそのパケットを出口ノードにフォワードするために、図４に示すようにパケットのためのＭＡＣヘッダを作成する。具体的には、エッジノードは、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークにおいて、ネットワークのデスティネーション・ノードにパケットをスイッチするために使用され得るＭＡＣヘッダを決定する。そして、パケットは、デスティネーション・ノードにフォワードされるパケットが発生するようスイッチされたドメインにおいて出力されてもよい。リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークは、ＭＡＣデスティネーションアドレス及びＶＬＡＮ ＩＤ（ＤＡ／ＶＩＤ）に基づいて、データのフレームをフォワードするよう設計されているため、既にフォワーディング情報ベースに格納された情報を用いて、ネットワークのノードは、外側（ｏｕｔｅｒ）のＭＡＣヘッダを各中間ノードで変更することなく、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークにおいてエッジノードＥに、ネットワークレイヤパケットをフォワードする。

したがって、イーサネットスイッチは、ネットワークレイヤフォワードをインプリメントするために使用されてもよい。これによって、パケットはスイッチされたドメインのＶＦＥに到着するため、単一のネットワークレイヤルックアップがパケットに実行されてもよい。ネットワークアドレスは、スイッチされたドメインにおいてパケットを転送するために使用されるＭＡＣヘッダにマップされてもよい。この場合において、スイッチされたドメインをパケットが通過する場合に更なるネットワークレイヤルックアップを必要としない。したがって、ネットワークレイヤルックアップを必要とせず、サブネットワークというよりは、むしろリンクの細分性においてイーサネットのスイッチされたドメインをインプリメントする、ＭＰＬＳの利点を得ることが可能となる。しかしながら、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのレイヤトラフィックはＭＰＬＳよりも更なる利点を有する。すなわち、これは、中間のノードにおいてＭＡＣヘッダを取り除くことを必要とせず、また、スイッチングの挙動をシミュレートするためのラベルの付加も必要としない。むしろ、パケットがネットワークのノードを横断するように、同じＭＡＣヘッダが複数ネットワークノードによるパケットをスイッチするために使用されてもよい。

図５ないし図８は、本発明の一実施例に従って、ネットワークが、ネットワークレイヤフレームをフォワードすることを可能にするために図４のスイッチされたドメイン上のノードによってインプリメントされた方法の部分を示す。図５に示すように、エッジノードがネットワークレイヤアドレス（５０）を認識したとき、それをそのリンク・ステートアドバタイズメントネットワークレイヤアドレスに付け加える。ＬＳＡは、タイプレングスバリュー（ＴＬＶ）を有してもよい。これは、ネットワーク・レイヤー・アドレス（例えばＩＰｖ４またはＩＰｖ６アドレス）を含むよう、それを示している。ＬＳＡは、エッジノードがネットワーク・レイヤー・アドレスの知識をアドバタイズすることを可能にするために、ネットワーク（５２）上に送信される。アイエスアイエス（ＩＳ−ＩＳ）ＬＳＡは、ネットワーク・レイヤー・アドレスを伝送するように構成される点に留意する必要がある。この固有（ｎａｔｉｖｅ）の容量は本発明の実施例に対応して使用されてもよい。そして、ネットワークレイヤフォワーディングが実行されるよう、スイッチされたドメイン上のノードのＦＩＢの予めインストールされた最短パスフォワーディング・ステートを使用して、このネットワーク・レイヤー・アドレスが新規な方法で使用される。

マルチキャストの場合において、エッジノードは、マルチキャスト・ネットワークレイヤアドレスと、ネットワークレイヤマルチキャストに関連づけられたＩ−ＳＩＤとの間のバインディングを形成し、または、フォワーディングに使用するためのイーサネット・グループアドレスを得るための固有の手段を使用する。ネットワークレイヤマルチキャストのメンバシップは、例えば、インターネットグループマネージメントプロトコル（ＩＧＭＰ）または、他のグループ管理プロトコルを使用して、興味を持ったノードによってアドバタイズされてもよい。ノードが、接続されたルータからＩＧＭＰメッセージを受信するとき、１つの有用な技術は、ＩＧＭＰメッセージを、ＩＰマルチキャストに関連づけられたＩ−ＳＩＤに解決し、かつ、ネットワークレイヤマルチキャストアドレスを含むリンク・ステート・アドバタイズメントを生成することである。ネットワークレイヤマルチキャストアドレスは、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークにおいて転送される。そして、ノードは、マルチキャスト・グループに加えられ、接続性は、通常のオペレーションの一部として構築される。

図６に示すように、ルーティングされたドメインのノードがＬＳＡ（６０）を受信した場合、それは、ネットワーク・レイヤー・アドレスを、ＬＳＡを発行したノードのＩＤに関連づけるために、リンクステートデータベースをアップデートする。スイッチされたドメインの中のノードは、また、ネットワーク・レイヤー・アドレスに関連づけられた、節点のＭＡＣアドレスによって、それらのリンクステートデータベースを更新する（６２）。ネットワーク・レイヤー・アドレスがネットワークレイヤマルチキャストアドレスである場合（６４）、ノードはまた、それが同じネットワークレイヤマルチキャストに対する関心をアドバタイズした二つのノード間の最短パスにあるかどうかを判断する（６６）。そうである場合は、ノードは、ネットワークレイヤマルチキャストアドレスに関連づけられたＤＡ／ＶＩＤのためのＦＩＢに、フォワーディング・ステートをインストールする。ネットワークレイヤマルチキャスト・メンバシップは、プロトコル（例えばＩＧＭＰ）を使用して、共通にインプリメントされる。エッジノードが接続されたネットワークからＩＧＭＰメッセージを受信すると、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのノードは、図５に示し上述したように、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークにおいて、ネットワークマルチキャストメンバーシップにこの変更をアドバタイズするために、ＬＳＡを生成してもよい。また、ＩＧＭＰメッセージは、もちろん、通常の方法で送信されてもよい。ネットワーク・レイヤー・アドレスを含むＬＳＡは、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのノードが、最短パスに沿ってネットワークレイヤマルチキャストをインプリメントするために、ノードにおいてマルチキャストフォワーディング・ステートを確立することを可能とする。

図７に示すように、ＶＦＥがネットワークレイヤパケットを受信すると（７０）、それは、パケットがユニキャスト・ネットワークレイヤパケットであるかどうか判断し、そして、そうである場合は、パケットのための正しいフォワードアクションを決定するために、ネットワークレイヤルックアップを実行する（７２）。パケットがスイッチされたドメインの中でフォワードされることになっている場合、ルックアップされるＭＡＣアドレスは次のホップ・ネットワークレイヤアドレスに結びついたＭＡＣアドレスである（５２）。パケットがマルチキャスト・ネットワークレイヤパケットである場合、入り口エッジノードは、ネットワークレイヤグループアドレスに関連するイーサネット・グループアドレスを判断するために、ネットワークレイヤルックアップを実行し、かつそのマルチキャスト・グループ（７４）のために使用されるマルチキャストＤＡ／ＶＩＤを有するＭＡＣヘッダを作成するためにこの情報を使用する。このことは、ネットワークレイヤマルチキャストが、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークにおいて、マルチキャストツリー上でフォワードされることを可能とする。マルチキャストツリーは、関連するネットワークレイヤマルチキャストグループのソースによって利用されるために生成される。ネットワークレイヤマルチキャストグループは、ローカルのスイッチされたドメインの入り口を通過する。

図８を参照する。フレームが出口ノードで受信された場合（８０）、出口ノードはＭＡＣヘッダを取り除く。なぜなら、それ自体が、自身をデスティネーションとみなし（８２）、かつ、パケットに関連づけられたネットワーク・レイヤー・アドレスを読み込む。そして、出口ノードは、ネットワーク・レイヤー・アドレスに基づき、目的とするデスティネーションに、パケットをフォワードする（８４）。出口ノードが、仮想フォワーディングエンティティ（ＶＦＥ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｅｎｔｉｔｉｅｓ）を介して、どのようにパケットをフォワードするかに関する追加の情報は、図１０、及び図１１を参照しながら後述する。

図９は、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークで利用される構成のネットワーク要素１２の可能なインプリメンテーションを示した図である。ネットワークエレメント１２は、ルーティング・システムモジュール８０を含む。ルーティング・システムモジュール８０は、制御メッセージを交換するよう構成されており、制御メッセージは、ネットワーク１０のピア１２のルーティング及びリンクステートプロトコルを使用したネットワークトポロジに関するそのたの情報を含む。ルーティングシステム８０によって受信される情報は、リンクステートデータベース９０によって、または他の方法によって記憶されてもよい。上述したように、情報の交換は、ネットワークのノードが、ネットワークトポロジの同期化されたビューを生成し、これによって、ルーティング・システムモジュール８０が、ネットワークの他のノードへの最短パスを算出することを可能とする。ルーティングシステム８０によって算出された最短パスは、ＦＩＢ８２にプログラムされ、これは、適切なエントリと共に格納される。計算された最短パス、マルチキャストツリー、トラフィック計算されたエントリ、およびその他のエントリに基づいて、ネットワークのトラフィックを命じることができる。

本発明の一実施例によれば、ルーティングシステム８０は、ネットワークレイヤ到達可能性情報を含むルートアップデートを交換してもよい。ネットワークレイヤパケットが到着したとき、ネットワークのノードによって知られているネットワーク・レイヤー・アドレスは、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークの入り口ノードが正しい出口ノードを選ぶことができるように、ネットワークエレメント１２のリンクステートデータベース９０に記憶される。ネットワーク・レイヤー・アドレスの知識は、ノードが、同じＩＰマルチキャストに興味があるノードのペア間のフォワーディング・ステートをインストールすることによって、ネットワークレイヤマルチキャストがネットワークのノードによって処理されることを可能とするために、マルチキャストフォワーディング・ステートをネットワークにインプリメントすること可能としてもよい。

ネットワークエレメント１２は、一つ以上の他のモジュール、例えば、逆パスフォワードチェック（ＲＰＦＣモジュール８４）を含んでもよい。ＲＰＦＣモジュール８４は、受信フレームの処理に使用されてもよく、ＦＩＢ８２のルックアップを実行してもよい。ルックアップによって、フレームが受信されたポートが、特定のソースＭＡＣのためのＦＩＢ ８２において特定されるポートと一致するかを特定する。入力ポートがＦＩＢにおいて特定された正しいポートと一致しない場合、ＲＰＦＣモジュールによってドロップされるメッセージが生じてもよい。

フレームがＲＰＦＣ８４モジュールを伝搬した場合、デスティネーション・ルックアップ８６モジュールは、ＦＩＢ８２から、フレームがフォワードされなければならないポートを特定する。ＦＩＢがＤＡ／ＶＩＤのエントリを有しない場合、フレームは破棄される。

当業者によって理解されるように、記載されているモジュールは実例をしめす目的だけのために存在する。そして、機能を組み合わせるか、またはノードのモジュールの中に機能を分配することによってインプリメントされてもよいことも、また、理解されなければならない。

図１０は、いくつかの可能なエレメントの組合せを示す図である。図１０に示すように、スイッチ１００及びルータ１０２は、仮想フォワーディングエンティティＶＦＥ１０４に接続されてもよい。トランジットＩ−ＳＩＤ１０６は、アドレスを有しないＬＡＮセグメントであって、かつ複数のＶＦＥを相互接続するために使用される。特に、ＶＦＥのセットは、Ｉ−ＳＩＤと関連づけられた相互の接続性のインスタンスの参加する機器にサービスを行う。トランジットＩ−ＳＩＤは、任意の数のＶＦＥを相互接続してもよい。そして、単一の典型的なトランジットＩ−ＳＩＤのみが図１０に示されている。

図１０に示すように、スイッチ１００またはルータ１０２は、ＶＦＥに、ＵＮＩポートを介して接続されてもよい。ＶＦＥは、そして、アドレスされないトランジットＩ−ＳＩＤの他のＶＦＥに接続されてもよい。あるいは、スイッチは、アドレスされた仮想リンクのＶＦＥに接続されてもよい。これは、本明細書において、ＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤと呼ぶ。ＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤは、ＶＦＥと接続されてもよい。ＶＦＥは、ランジットＩ−ＳＩＤを介して相互接続されるか、あるいは、相互に接続されていなくてもよい。

スイッチングネットワークのアドレスされないリンクを介してＶＦＥを相互接続するためにトランジットＩ−ＳＩＤをインプリメントすることも可能である。したがって、多くの可能性が存在し、かつＶＦＥは、ネットワークでパケットをフォワードするさまざまな方法によって使用されてもよい。

トランジットＩ−ＳＩＤの１つの特徴は、Ｌ２／Ｌ３統合のための状態の全体の量がネットワークのＶＦＥのセットで分けられてもよいということである。ＶＦＥに関連する状態の量は、ＶＦＥを介して直結しているＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤのセットと関連するＬ２及びＬ３のステートの合計である。このことは、典型的には、エンドシステムネットワークレイヤアドレッシング、及びネットワークレイヤのイーサネットＭＡＣバインディングである。トランジットＩ−ＳＩＤｓの使用によってＶＦＥ間の状態を分けることによって、ＶＦＥはネットワークレイヤ情報の知識だけを有するだけでよい。ネットワークレイヤ情報としては、ＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤ、及び共通トランジットＩ−ＳＩＤとの関連を持つポートがある。

同様に、Ｌ２／Ｌ３ハイブリッドネットワークへのアクセスは、仮想ＬＡＮセグメントを介して行うことを必要としない。物理ＬＡＮセグメント、または物理ポイント・ツー・ポイント接続は、ハイブリッドネットワークへの有効な接続である。物理ＬＡＮセグメントは、Ｎｕｌｌ Ｉ−ＳＩＤをもつＵＮＩと同じように特定される。なお、ポイント・ツー・ポイント接続のケースは、ＵＮＩポートと称される。

図１１は、本発明の一実施例に従った、Ｌ２／Ｌ３ハイブリッドネットワークのコンポーネントの機能分解を示す。図１１に示すように、Ｌ２／Ｌ３ハイブリッドネットワークは、ルーティングドメイン１３０、及びスイッチングドメイン１５０を含む。ネットワークレイヤ１３０は、エンドシステム１７０、及びスイッチングドメインの仮想フォワードエンティティ１５２の間で相互接続するネットワーク・レイヤーフォーワーダー１３２を含む。

スイッチングドメインの中で、仮想フォワードエンティティ１５２が物理ＵＮＩポート１５４に接続され、アドレスされた仮想ＬＡＮセグメントは、他のＶＦＥ（ＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤ）１５６に接続され、アドレスされない仮想ＬＡＮセグメントは、他のＶＦＥ（トランジットＩ−ＳＩＤ）１５８に接続される。ＵＮＩポート１５４は、ＶＦＥ１５２がパケットをネットワーク・レイヤーフォーワーダーにフォワードすることを可能とするために、ネットワーク・レイヤーフォーワーダー１３２に接続される。アドレスされた仮想ＬＡＮセグメント（ＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤｓ）１５６は、仮想ブリッジ１６０及び物理ＬＡＮ１６２関連づけられ、パケットが、スイッチングドメインの中でスイッチされ、ネットワーク・レイヤーフォーワーダー１３２、あるいは、エンドシステム１７０に送られる。トランジットＩ−ＳＩＤは、パケットがＶＦＥ、及び仮想ブリッジ１６４の間でフォワードされることを可能とする。

ルーティングドメインのノードは、ネットワーク・レイヤー・アドレスまたはプレフィクスが、ルーティングドメインの外側で、それ自体を介して到達したと判断する場合、それは、そのリンク・ステート・アドバタイズメントにネットワークレイヤ情報を含ませる。このことは、この知識により、または発見メカニズムにより構成がなされた結果であってもよい。ネットワークレイヤ情報は、ＵＮＩ Ｉ−ＳＩＤ、ＵＮＩポート（スイッチされたドメインに直接接続するエンドシステムの有効な手段）、またはネットワーク・レイヤーフォーワーダー（これは、スイッチされたドメインに直接接続（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）されていないエンドシステムを接続（ａｔｔａｃｈ）するために使用される）に関連づけられる。

ルーティングドメインに含まれるスイッチングドメインの各々のノードは、このネットワークレイヤプレフィクスをそのリンクステートデータベースに付け加える。パケットがＶＦＥに到着したときに、ＶＦＥがネットワーク・レイヤー・アドレスを読み込み、かつルーティングドメインのネットワークレイヤデスティネーションに最短パスのパケットをフォワードすることを続ける適切なフォワードアクションを決定するべく、スイッチングドメインの中でＶＦＥをインプリメントするノードが、正しくそれらのＦＩＢに格納するためにこの情報を使用する。

ネットワークレイヤルーティングを、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのフォワーディングと結ぶ（ｔｙｉｎｇ）ことによって、ＩＰサービスは、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークを通じて転送される。この場合、ＩＰルートのために必要とされるユニキャスト又はマルチキャストのパスをセットアップするための追加的な信号を必要としない。このことは、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークがネットワークレイヤルートに生成されるためのショートカットを与える。これによって、Ｌ３フォワードディングが、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネットネットワークドメインにおけるＬ２スイッチングに縮合される。

スイッチされたドメイン、及びスイッチされたドメインの外側の共通インターフェースにおいて、同時に複数ネットワークレイヤプロトコルをサポートすることが可能である。複数ネットワークレイヤプロトコル（例えばＩＰｖ４、及びＩＰｖ６）に関する情報は、リンク・ステートルーティングプロトコルを介して転送されてもよく、そして、ＶＦＥは複数ネットワークレイヤをＦＩＢに組み込んでもよい。これによって、ルーティングドメインでサポートされるネットワークレイヤで受信されるいかなるパケットも正しく解決される。

上述の機能は、計算機可読のメモリにおいて記憶され、かつコンピュータプラットフォーム上の一つ以上のプロセッサにより実行されるプログラム命令のセットとしてインプリメントされてもよい。しかしながら、本願明細書において記載されている全てのロジックが個別部品、アプリケーションに特有の集積回路（ＡＳＩＣ）のような集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはマイクロプロセッサのようなプログラマブル・ロジック・デバイスと連動して使用されるプログラマブルロジック、ステートマシンまたはそれのいかなる組合せを含んだその他のいかなるデバイスを使用して実施されてもよいことは、当業者とって明らかである。プログラマブルロジックは、リード・オンリ・メモリ・チップ，コンピュータ・メモリ，ディスクまたは他の格納媒体など、有形の媒体（実体のあるメディア）によって一時的あるいは永久に固定できる。全てのこの種の実施例は、本発明の範囲内にあると意図される。

図面において示され、かつ明細書に記載されている実施例のさまざまな変更及び改造が本発明の範囲内でなされてもよいことは、理解されなければならない。したがって、添付の図面において示し前記説明に含まれている全ての事項は実例であり、限定的に解釈してはならない。本発明は、以下の請求項、及びその均等物に定義したように限定される。

Claims (6)

1. リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワーク上で作動するノードのフォワーディング・ステートをインストールする方法であって：
   前記リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワーク内の第２のノードによって取得可能なネットワークレイヤプレフィクスを含むリンクステートアドバタイズメント（ＬＳＡ）を、リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワーク内で作動する第１のノードによって受信するステップであって、前記第１のノードおよび前記第２のノード間のパスは、前記リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークの複数のリンクを含むところのステップと、
   ネットワーク・レイヤー・アドレスと前記リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワーク内の前記第２のノードのイーサネット（登録商標）ＭＡＣアドレスとの間の関連を示すルーティングテーブルを更新するステップと；
   を有する方法。
2. 前記第１のノードが、前記ネットワーク・レイヤー・アドレスにアドレスされたパケットのためのＭＡＣヘッダを生成できるよう、前記第１のノード内のテーブルエントリのフォワーディングをアップデートするステップであって、前記ＭＡＣヘッダは、前記リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークの前記第２のノードのデスティネーションＭＡＣアドレスを含むところのステップ、
   を更に有する、請求項１記載の方法。
3. 前記ネットワーク・レイヤー・アドレスにアドレスされた前記パケットを受信するステップと、前記ＭＡＣヘッダを作成するステップと、前記リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワーク上の前記パケットをフォワードするステップと
   を更に有する、請求項２記載の方法。
4. 前記ネットワークレイヤプレフィクスは、ＩＰｖ４またはＩＰｖ６ネットワーク・レイヤー・アドレスである、請求項１記載の方法。
5. 前記ネットワークレイヤプレフィクスは、仮想化されたサブネットを参照する、請求項４記載の方法。
6. 前記仮想化されたサブネットは、前記前記リンクステートプロトコル制御されたイーサーネット・ネットワークのトポロジから切り離される、請求項５記載の方法。

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