JP5588894B2

JP5588894B2 - レイヤ２アドレスキャッシュ更新制御方法、装置及びプログラム

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Publication number: JP5588894B2
Application number: JP2011037639A
Authority: JP
Inventors: 豪宍戸; 昌昭重谷; 隆男松田; 聡史西山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: JP2012175578A

Description

本発明は、ネットワーク装置において対向装置へのレイヤ３パケット転送の際に参照されるレイヤ３アドレス−レイヤ２アドレス対応テーブルであるレイヤ２アドレスキャッシュの更新の制御方法及び制御装置及び制御プログラムに係り、レイヤ２ネットワーク区間を挟んで対向し合うネットワーク装置の各々において、対向装置との相互接続の形態に応じて対向装置についてのレイヤ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択することにより、不要なレイヤ２アドレスキャッシュ更新が動作してしまうのを防ぎ、対向装置へのユニキャストパケット転送を安定的に維持する、ためのレイヤ２アドレスキャッシュ更新制御技術に関する。

通信ネットワークにおいて対向装置にレイヤ３パケットを転送する場合、レイヤ２ネットワーク区間（以下、Ｌ２区間と記す）を挟んで対向し合うネットワーク装置の各々において、対向装置のレイヤ３アドレスから対向装置のレイヤ２アドレスを特定するために、レイヤ３アドレス−レイヤ２アドレス対応テーブルが用いられる。このレイヤ３アドレス−レイヤ２アドレス対応テーブルは、レイヤ２アドレスキャッシュ（以下、Ｌ２アドレスキャッシュと記す）と呼ばれ、このＬ２アドレスキャッシュを生成／更新する技術として、ＲＦＣ８２６／４８６１に規定されたＡＲＰ（Address Resolution Protocol）／ＮＤＰ（Neighbor Discovery Protocol）プロトコルが存在する（非特許文献１及び２参照）。

以下、ＡＲＰ／ＮＤＰプロトコルを用いたＬ２アドレスキャッシュ生成／更新について説明する。

図１は、ＡＲＰ／ＮＤＰプロトコルを用いたＬ２アドレスキャッシュ生成／更新の処理シーケンスを示す図である。ここでは、ネットワーク装置（ユーザ端末、ホームルータ、ネットワーク事業者装置等）間をＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のレイヤ２リンクを介して接続している場合を例示する。

ネットワーク装置（自装置）は、対向するネットワーク装置（対向装置）についてのＡＲＰキャッシュエントリがない状態で、対向装置にＩＰｖ４ユニキャストパケットを転送（中継）する必要が発生した場合、対向装置にＡＲＰ要求パケットを送信し、対向装置からＡＲＰ応答パケットを受信することにより、対向装置についてのＡＲＰキャッシュエントリを生成する（図１（Ａ）参照）。その後、一定時間経過毎に、同様なＡＲＰパケットの送受信を対向装置との間で実行し、当該ＡＲＰキャッシュエントリを更新する。

但し、対向装置からＡＲＰ応答パケットを一定時間内に受信できなかった場合、対向装置についてのＡＲＰキャッシュエントリの生成／更新が失敗し、対向装置にＩＰｖ４ユニキャストパケットを転送することが不可能となる（図１（Ｂ）参照）。

以上の動作の流れは、対向装置にＩＰｖ６ユニキャストパケットを転送する際にＮＤＰプロトコルを用いてＮＤキャッシュエントリを生成／更新する場合についても同様である。

David C. Plummer, "An Ethernet Address Resolution Protocol", RFC 826, 1982年11月 T. Narten, "Neighbor Discovery for IP version 6 (IPv6)", RFC 4861, 2007年9月

上記のＡＲＰ／ＮＤＰプロトコルのようなＬ２アドレスキャッシュ生成／更新技術では、以下の課題が存在する。

１）対向装置がＩＰアドレスの変更や装置の入替がほぼあり得ない装置であり、従って、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュ（ＡＲＰ／ＮＤキャッシュ）エントリを更新する必要性が低い（むしろ、更新しないほうがよい）場合であっても、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新が頻繁に動作してしまう（第１の課題）。

また、第１の課題に起因して、以下の課題が存在する。

２）特に、大規模ネットワークにおいて、ネットワーク事業者装置がユーザアクセス集中や故障発生等によって高負荷状態となり、対向装置にＡＲＰ／ＮＤＰ応答パケットを返信できない状態となった場合に、同ネットワーク事業者装置と対向するネットワーク装置（ユーザ端末、ホームルータ、他のネットワーク事業者装置等）において、同ネットワーク事業者装置についてのＡＲＰ／ＮＤキャッシュエントリの更新（本来は更新する必要がない更新）が動作して更新に失敗し、同ネットワーク事業者装置へのＩＰｖ４／ｖ６ユニキャストパケット転送が中断する、即ち、既存のＩＰｖ４／ｖ６ユニキャスト通信が中断してしまう危険性がある（第２の課題）。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、通信ネットワークにおいて、Ｌ２区間を挟んで対向し合うネットワーク装置の各々において、対向装置との相互接続の形態に応じて対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を制御することにより、不要なＬ２アドレスキャッシュ更新が動作してしまうのを防ぎ、対向装置へのユニキャストパケット転送を安定的に維持することを目的とする。

本発明のＬ２アドレスキャッシュ更新制御方法は、
ネットワーク装置において対向装置へのレイヤ３パケット転送の際に参照されるＬ２アドレスキャッシュの更新の制御方法であって、
Ｌ２区間を挟んで対向し合うネットワーク装置の各々において、
対向装置との間で、送信元装置のネットワーク上の位置付けを示す属性情報が含まれるＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットを送受信し、
対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの生成時または更新時に、受信したＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットに含まれる対向装置の属性情報と自装置の属性情報との組合せに基づいて、対向装置との相互接続の形態を判定し（ステップ１）、
その判定結果に応じて前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択し（ステップ２）、
選択した更新方法に従って前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリを更新し（ステップ３）、
自装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つであり、対向装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つである場合、
対向装置との相互接続の形態に応じて、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択する際、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末同士の接続、またはユーザ端末とホームルータとの接続である場合、短い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末とネットワーク事業者装置との接続、またはホームルータとネットワーク事業者装置との接続である場合、長い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がネットワーク事業者装置同士の接続である場合、周期的に更新せずに静的に保持する方法を選択する。

また、本発明のＬ２アドレスキャッシュ更新制御装置は、
ネットワーク装置において対向装置へのレイヤ３パケット転送の際に参照されるＬ２アドレスキャッシュの更新の制御装置であって、
Ｌ２区間の端点のネットワーク装置内のモジュールであって、
対向装置との間で、送信元装置のネットワーク上の位置付けを示す属性情報が含まれるＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットを送受信するネットワークインタフェース部と、
対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの生成時または更新時に、受信したＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットに含まれる対向装置の属性情報と自装置の属性情報との組合せに基づいて、対向装置との相互接続の形態を判定する相互接続形態判定部と、
同判定部の判定結果に応じて前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択するＬ２アドレスキャッシュ更新制御部と、
同制御部が選択した更新方法に従って前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリを更新するＬ２アドレスキャッシュ更新部と、
を有し、
自装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つであり、対向装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つである場合、
対向装置との相互接続の形態に応じて、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択する際、前記Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部は、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末同士の接続、またはユーザ端末とホームルータとの接続である場合、短い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末とネットワーク事業者装置との接続、またはホームルータとネットワーク事業者装置との接続である場合、長い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がネットワーク事業者装置同士の接続である場合、周期的に更新せずに静的に保持する方法を選択する。

また、本発明のＬ２アドレスキャッシュ更新制御プログラムは、
ネットワーク装置において対向装置へのレイヤ３パケット転送の際に参照されるＬ２アドレスキャッシュの更新の制御プログラムであって、
Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御装置を、
対向装置との間で、送信元装置のネットワーク上の位置付けを示す属性情報が含まれるＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットを送受信するネットワークインタフェース手段と、
対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの生成時または更新時に、受信したＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットに含まれる対向装置の属性情報と自装置の属性情報との組合せに基づいて、対向装置との相互接続の形態を判定する相互接続形態判定手段と、
同判定手段の判定結果に応じて前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択するＬ２アドレスキャッシュ更新制御手段と、
同制御手段が選択した更新方法に従って前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリを更新するＬ２アドレスキャッシュ更新手段、
として機能させ、
自装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つであり、対向装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つである場合、
対向装置との相互接続の形態に応じて、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択する際、前記Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御手段は、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末同士の接続、またはユーザ端末とホームルータとの接続である場合、短い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末とネットワーク事業者装置との接続、またはホームルータとネットワーク事業者装置との接続である場合、長い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がネットワーク事業者装置同士の接続である場合、周期的に更新せずに静的に保持する方法を選択する。

本発明によれば、通信ネットワークにおいて、Ｌ２区間を挟んで対向し合うネットワーク装置の各々において、対向装置との相互接続の形態に応じて対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を制御することにより、不要なＬ２アドレスキャッシュ更新が動作してしまうのを防ぐことが可能となる。

ＡＲＰ／ＮＤＰプロトコルを用いたＬ２アドレスキャッシュ生成／更新の処理シーケンスを示す図本発明の実施形態に係るネットワーク装置の構成図本発明の実施形態に係るＬ２アドレスキャッシュ更新制御方法のフローチャート本発明の第１の実施形態に係るルータの構成図本発明の第１の実施形態に係るＬ２アドレスキャッシュ更新方法テーブルに格納される情報の例を示す図本発明の第１の実施形態に係るルータにおけるＬ２アドレスキャッシュ更新制御方法のフローチャート本発明の第１または第２の実施形態に係るルータにおけるＬ２アドレスキャッシュエントリ削除方法のフローチャート本発明の第２の実施形態に係るルータの構成図本発明の第２の実施形態に係るネットワークＩＦ−相互接続形態対応テーブルに格納される情報の例を示す図本発明の第２の実施形態に係るルータにおけるＬ２アドレスキャッシュ更新制御方法のフローチャート

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態に係るネットワーク装置１００の構成図である。

ネットワーク装置１００は、Ｌ２区間の端点のルータであり、対向装置にレイヤ３パケットを転送する際に参照するレイヤ３アドレス−レイヤ２アドレス対応テーブルであるＬ２アドレスキャッシュを有する。

更に、ネットワーク装置１００は、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０と、相互接続形態判定部１４０と、Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０とを有する。

Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、ＡＲＰ／ＮＤＰプロトコル等を用いて、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを生成／更新し、また、その処理と並行して、Ｌ２アドレスキャッシュ１３１のエントリ数の増加を抑えるため、適宜、古いＬ２アドレスキャッシュエントリを削除する。

相互接続形態判定部１４０は、対向装置との相互接続の形態を判定する。相互接続形態には、ユーザ端末同士の接続、ユーザ端末とホームルータとの接続、ユーザ端末とネットワーク事業者装置との接続、ホームルータとネットワーク事業者装置との接続、及びネットワーク事業者装置同士の接続が含まれる。

Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０は、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０が対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを更新する際の更新方法を、相互接続形態判定部１４０によって判定された相互接続形態に応じて選択する。更新方法には、デフォルト設定または事前設定の更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法、周期的に更新せずに静的に保持する方法が含まれる。

図３は、本発明の実施形態に係るＬ２アドレスキャッシュ更新制御方法のフローチャートである。

まず、ＡＲＰ／ＮＤＰプロトコル等を用いて、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリが生成／更新され（ステップＳ１）、その際、対向装置との相互接続の形態が判定され（ステップＳ２）、次に、判定された相互接続形態に応じて対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法が選択される（ステップＳ３）。以降、選択された更新方法に従って、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリが更新される（ステップＳ４）。

以下、本発明の実施形態について更に詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図４は、本発明の第１の実施形態に係るルータ１００の構成図である。

ルータ１００は、ネットワークインタフェース（ＩＦ）部１１０と、パケット転送処理部１２０と、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０と、Ｌ２アドレスキャッシュ１３１と、相互接続形態判定部１４０と、Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０と、Ｌ２アドレスキャッシュ更新方法テーブル１５１とを有する。

ネットワークＩＦ部１１０は、外部装置との間でパケットを送受信するためのインタフェースである。

Ｌ２アドレスキャッシュ１３１は、対向装置にレイヤ３パケットを転送する際に参照するレイヤ３アドレス‐レイヤ２アドレス対応テーブルである。

パケット転送処理部１２０は、対向装置にレイヤ３パケットを転送する際、Ｌ２アドレスキャッシュ１３１を参照して、対向装置のレイヤ３アドレスから対向装置のレイヤ２アドレスを特定する。パケット転送処理部１２０は、Ｌ２アドレスキャッシュ１３１のエントリのうち、対向装置へのレイヤ３パケット転送の際に参照したエントリのカラムに、参照日時を格納してもよい。

Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、ＡＲＰ／ＮＤＰプロトコル等を用いて、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを生成／更新して相互接続形態判定部１４０に通知する。具体的には、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、対向装置にＡＲＰ／ＮＤＰ要求パケット等のレイヤ２アドレス解決要求パケットを送信し、対向装置からＡＲＰ／ＮＤＰ応答パケット等のレイヤ２アドレス解決応答パケットを受信することにより、対向装置のレイヤ３アドレスとレイヤ２アドレスとを対応付ける。レイヤ２アドレス解決応答パケットには、送信元の装置の通信ネットワークにおける位置付けを示す属性情報（ユーザ端末、ホームルータ、ネットワーク事業者装置等）が含まれていてもよい。次に、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリがＬ２アドレスキャッシュ１３１上に存在しない場合／存在する場合に応じて、それぞれ、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを生成／更新する。次に、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、対向装置からのレイヤ２アドレス解決応答パケットに対向装置の属性情報（ユーザ端末、ホームルータ、ネットワーク事業者装置等）が含まれていた場合は、相互接続形態判定部１４０にＬ２アドレスキャッシュエントリを生成または更新した旨、及び対向装置の属性情報を通知し、対向装置からのレイヤ２アドレス解決応答パケットに対向装置の属性情報（ユーザ端末、ホームルータ、ネットワーク事業者装置等）が含まれていなかった場合は、相互接続形態判定部１４０にＬ２アドレスキャッシュエントリを生成または更新した旨のみを通知する。更に、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、Ｌ２アドレスキャッシュ１３１の各エントリのカラムに生成日時または更新日時を格納してもよい。

また、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新処理と並行して、Ｌ２アドレスキャッシュ１３１のエントリ数の増加を抑えるため、適宜、古いＬ２アドレスキャッシュエントリを削除してもよい。例えば、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、一定周期毎に、エントリの生成日時または更新日時または参照日時が古い順に、所定の数のＬ２アドレスキャッシュエントリを削除してもよい。また、例えば、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、Ｌ２アドレスキャッシュのエントリ数を監視し、Ｌ２アドレスキャッシュのエントリ数が所定の閾値に達したことを検知した場合、エントリの生成日時または更新日時または参照日時が古い順に、所定の数のＬ２アドレスキャッシュエントリを削除してもよい。また、例えば、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、Ｌ２アドレスキャッシュに新たなエントリを追加する際にＬ２アドレスキャッシュのエントリ数が所定の閾値に達したことを検知した場合、エントリの生成日時または更新日時または参照日時が古い順に、所定の数のＬ２アドレスキャッシュエントリを削除してもよい。

相互接続形態判定部１４０は、対向装置との相互接続の形態を判定してＬ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０に通知する。対向装置からのレイヤ２アドレス解決応答パケットに対向装置の属性情報（ユーザ端末、ホームルータ、ネットワーク事業者装置等）が含まれていた場合、相互接続形態判定部１４０は、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの生成時または更新時に、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０からの通知（Ｌ２アドレスキャッシュエントリを生成または更新した旨、及び対向装置の属性情報の通知）により、対向装置の属性情報を取得し、それと自装置に設定されている属性情報とを組み合わせて、対向装置との相互接続の形態を判定する。対向装置からのレイヤ２アドレス解決応答パケットに対向装置の属性情報（ユーザ端末、ホームルータ、ネットワーク事業者装置等）が含まれていなかった場合、相互接続形態判定部１４０は、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの生成時または更新時に、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０からの通知（Ｌ２アドレスキャッシュエントリを生成または更新した旨のみの通知）を契機に、デフォルト設定または事前設定の属性情報と自装置に設定されている属性情報とを組み合わせて、対向装置との相互接続の形態を判定する。相互接続形態には、ユーザ端末同士の接続、ユーザ端末とホームルータとの接続、ユーザ端末とネットワーク事業者装置との接続、ホームルータとネットワーク事業者装置との接続、及びネットワーク事業者装置同士の接続が含まれる。

Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０は、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを更新する際の更新方法を、相互接続形態判定部１４０から通知された相互接続形態に応じて選択する。その際、Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０は、Ｌ２アドレスキャッシュ更新方法テーブル１５１を参照する。次に、Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０は、選択した更新方法をＬ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０に通知する。

Ｌ２アドレスキャッシュ更新方法テーブル１５１は、対向装置との相互接続の形態と対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法とを対応付けるテーブルである。更新方法には、デフォルト設定または事前設定の更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法、周期的に更新せずに静的に保持する方法が含まれる。デフォルト設定または事前設定の更新周期・更新リトライタイマには、短い更新周期・更新リトライタイマ、長い更新周期・更新リトライタイマが含まれる。

Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０から通知された更新方法に従って、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを更新する。

図５は、本発明の第１の実施形態に係るＬ２アドレスキャッシュ更新方法テーブル１５１に格納される情報の例を示す図である。

対向装置との相互接続の形態がユーザ端末同士の接続、またはユーザ端末とホームルータとの接続である場合、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法は、短い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法となる。

対向装置との相互接続の形態がユーザ端末とネットワーク事業者装置との接続、またはホームルータとネットワーク事業者装置との接続である場合、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法は、長い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法となる。

対向装置との相互接続の形態がネットワーク事業者装置同士の接続である場合、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法は、周期的に更新せずに静的に保持する更新方法となる。

なお、図５に示す相互接続形態とＬ２アドレスキャッシュ更新方法との組合せは単なる一例であり、他の組合せも可能である。

図６は、本発明の第１の実施形態に係るルータ１００におけるＬ２アドレスキャッシュ更新制御方法のフローチャートである。

まず、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０が、対向装置にＡＲＰ／ＮＤＰ要求パケット等のレイヤ２アドレス解決要求パケットを送信し、対向装置からＡＲＰ／ＮＤＰ応答パケット等のレイヤ２アドレス解決応答パケットを受信することにより、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを生成／更新する（ステップＳ１０１）。次に、相互接続形態判定部１４０が、レイヤ２アドレス解決応答パケットに含まれている対向装置の属性情報と自装置に設定されている属性情報とを組み合わせて、対向装置との相互接続の形態を判定する（ステップＳ１０２）。次に、Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０が、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを更新する際の更新方法を、相互接続形態判定部１４０によって判定された相互接続形態に応じて選択する（ステップＳ１０３）。以降、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０が、Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０によって選択された更新方法に従って、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを更新する（ステップＳ１０４）。

図７は、本発明の実施形態に係るルータ１００におけるＬ２アドレスキャッシュエントリ削除方法のフローチャートである。

図７に示すＬ２アドレスキャッシュエントリ削除方法は、図６に示すＬ２アドレスキャッシュ更新制御方法と並行して、Ｌ２アドレスキャッシュのエントリ数の増加を抑えるために実行される。例えば、図６に示すＬ２アドレスキャッシュ更新方法と図７に示すＬ２アドレスキャッシュエントリ削除方法がそれぞれ別のモジュールとしてネットワーク装置内に実装され、これらのモジュールは、他のモジュールの動作を待つことなく、同時並行に動作可能である。

まず、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０が、Ｌ２アドレスキャッシュエントリ削除の条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。例えば、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、一定の時間が経過した場合、エントリ削除の条件が成立したと判定してもよく、エントリ数が所定の閾値に達したことを検知した場合、エントリ削除の条件が成立したと判定してもよく、新たなエントリを追加する際にエントリ数が所定の閾値に達したことを検知した場合、エントリ削除の条件が成立したと判定してもよい。次に、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、Ｌ２アドレスキャッシュエントリ削除の条件が成立したと判定した場合、所定の数のＬ２アドレスキャッシュエントリを削除する（ステップＳ１０８）。例えば、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０は、エントリの生成日時が古い順に所定の数のエントリを削除してもよく、エントリの更新日時が古い順に所定の数のエントリを削除してもよく、エントリの参照日時が古い順に所定の数のエントリを削除してもよい。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、ＡＲＰ／ＮＤＰ応答パケット等のレイヤ２アドレス解決要求パケットに含まれる対向装置の属性情報に基づいて対向装置との相互接続の形態を判定する場合について説明したが、第２の実施形態では、対向装置との相互接続の形態の情報を予め設定として保持しておき、相互接続形態を判定する場合について説明する。第２の実施形態は、特に、ネットワークインタフェースを介して対向する対向装置との相互接続の形態が一律に定まっている場合に有効である。

図８は、本発明の第２の実施形態に係るルータ１００の構成図である。

図８のルータ１００は、図４のルータ１００の各構成要素に加え、装置設定処理部１０５とネットワークＩＦ−相互接続形態対応テーブル１４１とを有する。

装置設定処理部１０５は、ネットワークインタフェース毎の対向装置との相互接続の形態の情報を設定する。設定情報は、デフォルトで（即ち、製造時に）設定されていてもよく、ユーザまたはネットワーク事業者により事前に設定されていてもよい。設定された対向装置との相互接続の形態の情報はネットワークＩＦ−相互接続形態対応テーブル１４１に反映される。

図９は、本発明の第２の実施形態に係るネットワークＩＦ−相互接続形態対応テーブル１４１に格納される情報の例を示す図である。

ネットワークＩＦ−相互接続形態対応テーブル１４１は、ネットワークインタフェースと、対向装置との相互接続の形態とを対応付けるテーブルである。

相互接続形態判定部１４０は、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの生成時または更新時に、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０からの通知（Ｌ２アドレスキャッシュエントリを生成または更新した旨のみの通知）を契機に、ネットワークＩＦ−相互接続形態対応テーブル１４１を参照して、対向装置との相互接続の形態を判定する。

図１０は、本発明の第２の実施形態に係るルータ１００におけるＬ２アドレスキャッシュ更新制御方法のフローチャートである。

まず、装置設定処理部１０５が、ネットワークインタフェース毎の対向装置との相互接続の形態の情報を設定し、それをネットワークＩＦ−相互接続形態対応テーブル１４１に反映する（ステップＳ１１０）。次に、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０が、対向装置にＡＲＰ／ＮＤＰ要求パケット等のレイヤ２アドレス解決要求パケットを送信し、対向装置からＡＲＰ／ＮＤＰ応答パケット等のレイヤ２アドレス解決応答パケットを受信することにより、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを生成／更新する（ステップＳ１１１）。次に、相互接続形態判定部１４０が、ネットワークＩＦ−相互接続形態対応テーブル１４１を参照して、対向装置との相互接続の形態を判定する（ステップＳ１１２）。次に、Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０が、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを更新する際の更新方法を、相互接続形態判定部１４０によって判定された相互接続形態に応じて選択する（ステップＳ１１３）。以降、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部１３０が、Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部１５０によって選択された更新方法に従って、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリを更新する（ステップＳ１１４）。

なお、第２の実施形態において、Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新処理と並行して、Ｌ２アドレスキャッシュ１３１のエントリ数の増加を抑えるため、適宜、古いＬ２アドレスキャッシュエントリを削除する場合は、図７のフローチャートと同様にして削除できる。

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、通信ネットワークにおいて、Ｌ２区間を挟んで対向し合うネットワーク装置の各々において、対向装置との相互接続の形態に応じて対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択することにより、不要なＬ２アドレスキャッシュ更新が動作してしまうのを防ぐことが可能となる。その結果、対向装置へのユニキャストパケット転送を安定的に維持することが可能となる。

説明の便宜上、本発明の実施形態に係るネットワーク装置は機能的なブロック図を用いて説明しているが、本発明のネットワーク装置は、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせで実現されてもよい。例えば、ネットワーク装置の各機能部がソフトウェアで実現され、プログラムとしてネットワーク装置内に実現されてもよい。また、複数の実施形態及び実施形態の各構成要素が必要に応じて組み合わせて使用されてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々の変更・応用が可能である。

１００ネットワーク装置、ルータ
１０５装置設定処理部
１１０ネットワークＩＦ部
１２０パケット転送処理部
１３０Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新／削除部
１３１Ｌ２アドレスキャッシュ
１４０相互接続形態判定部
１４１ネットワークＩＦ−相互接続形態対応テーブル
１５０Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部
１５１Ｌ２アドレスキャッシュ更新方法テーブル

Claims

ネットワーク装置において対向装置へのレイヤ３パケット転送の際に参照されるレイヤ２アドレスキャッシュ（以下、Ｌ２アドレスキャッシュと記す）の更新の制御方法であって、
レイヤ２ネットワーク区間（以下、Ｌ２区間と記す）を挟んで対向し合うネットワーク装置の各々において、
対向装置との間で、送信元装置のネットワーク上の位置付けを示す属性情報が含まれるＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットを送受信し、
対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの生成時または更新時に、受信したＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットに含まれる対向装置の属性情報と自装置の属性情報との組合せに基づいて、対向装置との相互接続の形態を判定し、
その判定結果に応じて前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択し、
選択した更新方法に従って前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリを更新し、
自装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つであり、対向装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つである場合、
対向装置との相互接続の形態に応じて、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択する際、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末同士の接続、またはユーザ端末とホームルータとの接続である場合、短い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末とネットワーク事業者装置との接続、またはホームルータとネットワーク事業者装置との接続である場合、長い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がネットワーク事業者装置同士の接続である場合、周期的に更新せずに静的に保持する方法を選択する、
ことを特徴とするレイヤ２アドレスキャッシュ更新制御方法。
Ｌ２アドレスキャッシュ生成／更新処理と並行して、エントリの生成日時または更新日時または参照日時が古い順に、所定の数のＬ２アドレスキャッシュエントリを削除する、
ことを特徴とする請求項１に記載のレイヤ２アドレスキャッシュ更新制御方法。
一定周期毎に、所定の数のＬ２アドレスキャッシュエントリを削除する、
ことを特徴とする請求項２に記載のレイヤ２アドレスキャッシュ更新制御方法。
Ｌ２アドレスキャッシュのエントリ数を監視し、Ｌ２アドレスキャッシュのエントリ数が所定の閾値に達したことを検知した場合、所定の数のＬ２アドレスキャッシュエントリを削除する、
ことを特徴とする請求項２に記載のレイヤ２アドレスキャッシュ更新制御方法。
Ｌ２アドレスキャッシュに新たなエントリを追加する際にＬ２アドレスキャッシュのエントリ数が所定の閾値に達したことを検知した場合、所定の数のＬ２アドレスキャッシュエントリを削除する、
ことを特徴とする請求項２に記載のレイヤ２アドレスキャッシュ更新制御方法。
ネットワーク装置において対向装置へのレイヤ３パケット転送の際に参照されるＬ２アドレスキャッシュの更新の制御装置であって、
Ｌ２区間の端点のネットワーク装置内のモジュールであって、
対向装置との間で、送信元装置のネットワーク上の位置付けを示す属性情報が含まれるＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットを送受信するネットワークインタフェース部と、
対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの生成時または更新時に、受信したＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットに含まれる対向装置の属性情報と自装置の属性情報との組合せに基づいて、対向装置との相互接続の形態を判定する相互接続形態判定部と、
同判定部の判定結果に応じて前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択するＬ２アドレスキャッシュ更新制御部と、
同制御部が選択した更新方法に従って前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリを更新するＬ２アドレスキャッシュ更新部と、
を有し、
自装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つであり、対向装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つである場合、
対向装置との相互接続の形態に応じて、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択する際、前記Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御部は、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末同士の接続、またはユーザ端末とホームルータとの接続である場合、短い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末とネットワーク事業者装置との接続、またはホームルータとネットワーク事業者装置との接続である場合、長い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がネットワーク事業者装置同士の接続である場合、周期的に更新せずに静的に保持する方法を選択する、
ことを特徴とするレイヤ２アドレスキャッシュ更新制御装置。
ネットワーク装置において対向装置へのレイヤ３パケット転送の際に参照されるＬ２アドレスキャッシュの更新の制御プログラムであって、
Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御装置を、
対向装置との間で、送信元装置のネットワーク上の位置付けを示す属性情報が含まれるＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットを送受信するネットワークインタフェース手段と、
対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの生成時または更新時に、受信したＬ２アドレスキャッシュ生成／更新用パケットに含まれる対向装置の属性情報と自装置の属性情報との組合せに基づいて、対向装置との相互接続の形態を判定する相互接続形態判定手段と、
同判定手段の判定結果に応じて前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択するＬ２アドレスキャッシュ更新制御手段と、
同制御手段が選択した更新方法に従って前記Ｌ２アドレスキャッシュエントリを更新するＬ２アドレスキャッシュ更新手段、
として機能させ、
自装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つであり、対向装置が、ユーザ端末とホームルータとネットワーク事業者装置とのうち１つである場合、
対向装置との相互接続の形態に応じて、対向装置についてのＬ２アドレスキャッシュエントリの更新方法を選択する際、前記Ｌ２アドレスキャッシュ更新制御手段は、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末同士の接続、またはユーザ端末とホームルータとの接続である場合、短い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がユーザ端末とネットワーク事業者装置との接続、またはホームルータとネットワーク事業者装置との接続である場合、長い更新周期・更新リトライタイマに従って更新する方法を選択し、
対向装置との相互接続の形態がネットワーク事業者装置同士の接続である場合、周期的に更新せずに静的に保持する方法を選択するためのプログラム。