JP5678769B2 - 通信システム、ネットワークアドレス処理装置、経路制御ユニット、及び、ネットワークアドレス処理装置のパケット処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、ネットワークアドレス処理装置、経路制御ユニット、及び、ネットワークアドレス処理装置のパケット処理プログラムに関し、例えば、レイヤ２スイッチやレイヤ３スイッチ等のネットワークスイッチと接続するＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ）装置が冗長システムを構成している場合に適用し得るものである。

従来、端末や通信装置等を収容するレイヤ２スイッチやレイヤ３スイッチなどのネットワークスイッチ（経路制御装置）と接続するＮＡＴ装置を、運用系及び待機系の冗長システムで構成することが行われている。一般に、ＮＡＴ装置は、異なるアドレス帯を持つ網の間に配置し、ある網から受信したパケットのアドレスを変換して、他の網へ送信する装置である。ＮＡＴ装置が冗長化される場合、ＮＡＴ装置がパケットを受信するために自身に付与するアドレスはフローティングＩＰアドレス（常に、運用系を示すアドレス）とする。ＮＡＴ装置は多くのアドレス変換を制御するため、フローティングＩＰアドレスの数は非常に多くなる（例えば、１００００個以上）。

上述した冗長システムにおいて、運用系のＮＡＴ装置に障害などが発生し、今までの待機系のＮＡＴ装置が新運用系のＮＡＴ装置に切り替わった場合、新運用系のＮＡＴ装置は、接続しているネットワークスイッチのＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）テーブルにおけるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを、自己（新運用系のＮＡＴ装置）のＭＡＣアドレスに更新させることを行う。新運用系のＮＡＴ装置は、「フローティングＩＰアドレスと自己のＭＡＣアドレス」の組み合わせのＧＡＲＰ（Ｇｒａｔｕｉｔｏｕｓ ＡＲＰ；余計なＡＲＰ（リクエスト））パケットを全てのフローティングＩＰアドレスについて送信し、ネットワークスイッチのＡＲＰテーブルやＭＡＣアドレステーブルを更新させる（ＧＡＲＰを利用したＡＲＰテーブルの更新については、例えば、特許文献１に記載されている）。

新運用系のＮＡＴ装置は、フローティングＩＰアドレスとして付与可能な数のＧＡＲＰを送信することになる。

特開２００２−２３２４４８

しかしながら、新運用系のＮＡＴ装置からネットワークスイッチに対し、多量のＧＡＲＰパケット（例えば、１００００パケット）を一気に送受信すると、ネットワークスイッチにおける処理が追い付かず、ＡＲＰテーブル及びＭＡＣアドレステーブルを完全には更新できず、テーブルの一部しか更新できない。そのため、更新を完了できなかったＡＲＰテーブルやＭＡＣアドレステーブルには、旧運用系のＮＡＴ装置のＭＡＣアドレスを有するエントリや新運用系のＮＡＴ装置のＭＡＣアドレスを有するエントリが混在し、旧運用系のＮＡＴ装置のＭＡＣアドレスを有するエントリに係るアクセスが不可能となる。

このような不都合を回避するため、２つの送信フェーズで、ＧＡＲＰパケットを送信することも考えられている。すなわち、図８に示すように、新運用系のＮＡＴ装置に切り替わった直後では（第１のフェーズ）、ごく短時間（例えば１秒以内）の間で所定数（フローティングＩＰアドレス数）のＧＡＲＰパケットを送信し、その後（第２のフェーズ）、十数秒（例えば１５秒）間隔で１回ずつの計２回、所定数のＧＡＲＰパケットを再送信する。このようなＧＡＲＰパケットの再送信により、第１のフェーズで更新できなかったテーブルのエントリを更新することができる。

しかしながら、第２のフェーズにおける２回目の送信終了頃まで（３０秒程度経過するまで）、アクセスが不可能なテーブルのエントリが生じる恐れはある。

そのため、運用系のネットワークアドレス処理装置が切り替わった際でも、接続している装置のＡＲＰテーブルを迅速にアクセス可能な状態することができる、通信システム、ネットワークアドレス処理装置、経路制御ユニット、及び、ネットワークアドレス処理装置のパケット処理プログラムが望まれている。

第１の本発明は、フローティングＩＰアドレスとネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとでなるエントリを複数記述したＡＲＰテーブルを備えた第１の経路制御装置と、上記第１の経路制御装置との間でＩＰパケットを授受し得る、冗長系を構成している複数のネットワークアドレス処理装置とを有する通信システムであって、（１）上記第１の経路制御装置は、上記ＡＲＰテーブルの各エントリにおけるネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとして、いずれの上記ネットワークアドレス処理装置に固有なＭＡＣアドレスとは異なる仮想的なＭＡＣアドレスの情報を保有し、（２）当該通信システムは、上記第１の経路制御装置と共に同一網に具備されているとともに、上記ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとしての上記仮想的なＭＡＣアドレスと、そのネットワークアドレス処理装置との情報を授受する入出力ポートとを対応付けたエントリを有するＭＡＣアドレステーブルを有する第２の経路制御装置を有し、（３）上記ネットワークアドレス処理装置は新たに運用系となる際に、上記仮想的なＭＡＣアドレスを有効なＭＡＣアドレスとして認識することにより上記ＡＲＰテーブルを更新させず、上記ＭＡＣアドレステーブルのみを更新させるためのパケット送信を実行することを特徴とする。

第２の本発明は、フローティングＩＰアドレスと当該ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとでなるエントリを複数記述したＡＲＰテーブルを備えた第１の経路制御装置と、当該ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとそのネットワークアドレス処理装置との情報を授受する入出力ポートとを対応付けたエントリを有するＭＡＣアドレステーブルを有する第２の経路制御装置とを共に具備した網との間でＩＰパケットを授受し得る、冗長系を構成しているネットワークアドレス処理装置であって、上記ＡＲＰテーブル及び上記ＭＡＣアドレステーブルが、各エントリにおけるネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとして、いずれの上記ネットワークアドレス処理装置に固有なＭＡＣアドレスとは異なる仮想的なＭＡＣアドレス情報を保有しているものとして、当該ネットワークアドレス処理装置が新たに運用系となる際に、上記仮想的なＭＡＣアドレスを有効なＭＡＣアドレスとして識別することにより上記ＡＲＰテーブルを更新させず、上記ＭＡＣアドレステーブルのみを更新させるためのパケット送信を実行することを特徴とする。

第３の本発明は、同一網に係る複数の経路制御装置を備えた経路制御ユニットであって、（１）フローティングＩＰアドレスと、冗長システムを構成しているネットワークアドレス処理装置に係るＭＡＣアドレスとでなるエントリを複数記述したＡＲＰテーブルを備えた第１の経路制御装置と、（２）上記第１の経路制御装置と共に同一網に具備されているとともに、上記ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスと、そのネットワークアドレス処理装置との情報を授受する入出力ポートとを対応付けたエントリを有するＭＡＣアドレステーブルを有する第２の経路制御装置とを備え、（３）上記第１の経路制御装置は、上記ＡＲＰテーブルの各エントリにおけるネットワークアドレス処理装置に係るＭＡＣアドレスとして、いずれの上記ネットワークアドレス処理装置に固有なＭＡＣアドレスとは異なる仮想的なＭＡＣアドレスの情報を保有し、（４）上記第２の経路制御装置は、上記ＭＡＣアドレステーブルの各エントリにおけるネットワークアドレス処理装置に係るＭＡＣアドレスとして、上記仮想的なＭＡＣアドレスの情報を保有し、（５）上記ネットワークアドレス処理装置が新たに運用系となる際に行う、テーブルを更新するためのパケット送信が実行されると、上記仮想的なＭＡＣアドレスが有効なＭＡＣアドレスとして認識することにより上記ＡＲＰテーブルを更新せず、上記ＭＡＣアドレステーブルのみを更新することを特徴とする。

第４の本発明のネットワークアドレス処理装置のパケット処理プログラムは、フローティングＩＰアドレスと当該ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとでなるエントリを複数記述したＡＲＰテーブルを備えた第１の経路制御装置と、当該ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとそのネットワークアドレス処理装置との情報を授受する入出力ポートとを対応付けたエントリを有するＭＡＣアドレステーブルを有する第２の経路制御装置とを共に具備した網との間でＩＰパケットを授受し得る、冗長系を構成しているネットワークアドレス処理装置に搭載されるコンピュータを、上記ＡＲＰテーブル及び上記ＭＡＣアドレステーブルが、各エントリにおけるネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとして、いずれの上記ネットワークアドレス処理装置に固有なＭＡＣアドレスとは異なる仮想的なＭＡＣアドレス情報を保有しているものとして、当該ネットワークアドレス処理装置が新たに運用系となる際に、上記仮想的なＭＡＣアドレスを有効なＭＡＣアドレスとして識別することにより上記ＡＲＰテーブルを更新させず、上記ＭＡＣアドレステーブルのみを更新させるためのパケット送信を実行するように機能させることを特徴とする。

本発明によれば、運用系のネットワークアドレス処理装置が切り替わった際でも、接続している装置におけるＡＲＰテーブルを迅速にアクセス可能な状態することができる、通信システム、ネットワークアドレス処理装置、経路制御ユニット、及び、ネットワークアドレス処理装置のパケット処理プログラムを提供することができる。

第１の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるＮＡＴ装置の内部構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるＡＲＰテーブル及びＭＡＣアドレステーブルの構成例を示す説明図である。 第１の実施形態における運用系切替時の処理の概要を示すフローチャートである。 第１の実施形態における運用系のＮＡＴ装置がＩＰパケットを受信したときの処理の特徴部分を示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるＭＡＣアドレステーブルの構成を示す説明図である。 第２の実施形態における新運用系のＮＡＴ装置からのＧＡＲＰパケットの送信方法を示す説明図である。 従来における新運用系のＮＡＴ装置からのＧＡＲＰパケットの送信方法を示す説明図である。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による通信システム、ネットワークアドレス処理装置、経路制御ユニット、及び、ネットワークアドレス処理装置のパケット処理プログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。

図１において、第１の実施形態に係る通信システム１は、冗長システムを構成している２つのＮＡＴ装置２Ａ、２Ｂを有する。各ＮＡＴ装置２Ａ、２Ｂは、例えば、異なるアドレス帯を持つＡ網及びＢ網の間に配置され、Ａ網から受信したパケットのアドレスを変換してＢ網へ送信すると共に、Ｂ網から受信したパケットのアドレスを変換して、Ａ網へ送信するものである。

図１では、Ａ網の通信装置（例えば、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバ）３がレイヤ３スイッチ４、レイヤ２スイッチ５を順次介してＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂに接続され、Ｂ網の通信装置（例えば、ＳＩＰ端末）６がレイヤ３スイッチ７、レイヤ２スイッチ８を順次介してＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂに接続されている場合を示している。なお、図１とは異なり、通信装置がレイヤ３スイッチだけを介してＮＡＴ装置に接続されていても良く、また、通信装置が複数のレイヤ２スイッチ、レイヤ３スイッチを介してＮＡＴ装置に接続されていても良く、通信装置とＮＡＴ装置との経路は任意であって良い。

ＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂは、同一構成を有して冗長系を構成しているものであり、一方が運用系になっているときに他方が待機系となっているものである。

ＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂのネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ；Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）はそれぞれ、固有のＭＡＣアドレスＭＡＣａ、ＭＡＣｊ、ＭＡＣｂ、ＭＡＣｋを有する。ＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂはそれぞれ、例えば、ネットワークインタフェースカードを搭載し、このネットワークインタフェースカードを介してレイヤ２スイッチ５、８と接続している。図１に記載のＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂの固有のＭＡＣアドレスは、例えば、ネットワークインタフェースカードの固有のＭＡＣアドレスである。

この第１の実施形態の場合、いずれが運用系になっているか否かを問わず、運用系のＮＡＴ装置に係る仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃが導入されている。また、第１の実施形態の場合、Ｂ網が仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃを適用する網となっており、Ａ網が仮想的なＭＡＣアドレスを適用しない網となっている。例えば、ＮＡＴ装置２Ａが運用系になっている場合には、ＮＡＴ装置２Ａは、仮想ＭＡＣ適用のＢ網については固有のＭＡＣアドレスＭＡＣａ及び仮想的ＭＡＣアドレスＭＡＣｃを、自己のＭＡＣアドレスとして扱うこととなり、仮想ＭＡＣ非適用のＡ網については固有のＭＡＣアドレスＭＡＣｊを、自己のＭＡＣアドレスとして扱うこととなる。また例えば、ＮＡＴ装置２Ｂが運用系になっている場合には、ＮＡＴ装置２Ｂは、仮想ＭＡＣ適用のＢ網については固有のＭＡＣアドレスＭＡＣｂ及び仮想的ＭＡＣアドレスＭＡＣｃを、自己のＭＡＣアドレスとして扱うこととなり、仮想ＭＡＣ非適用のＡ網については固有のＭＡＣアドレスＭＡＣｋを、自己のＭＡＣアドレスとして扱うこととなる。

図２は、ＮＡＴ装置２（２Ａ又は２Ｂ）の内部構成例を示すブロック図である。

図２において、ＮＡＴ装置２は、通信ポート１０、受信処理部１１、送信処理部１２、アドレス変換制御部１３、パラメータ記憶部１４、運用系監視部１５及び運用系切替部１６を有する。

通信ポート１０は、外部装置（ネットワークスイッチや他系のＮＡＴ装置等）を接続させるものである。

受信処理部１１は、例えば、外部装置から到来したＩＰパケットの受信処理を行うものであり、受信ＩＰパケットを分解して得た情報をアドレス変換制御部１３に与えるものである。

送信処理部１２は、例えば、アドレス変換制御部１３の制御下で与えられた情報を含む送信ＩＰパケットを組み立てて外部装置へ送信するものである。

アドレス変換制御部１３は、例えば、ソフトウェア処理により、Ａ網の通信装置から、当該ＮＡＴ装置２向けのパケットを受信し、アドレスを変換した上でＢ網の通信装置へ送信する。また、アドレス変換制御部１３は、Ｂ網からＡ網への通信に対しても同様にアドレス変換を実施する。

アドレス変換制御部１３は、後述する図５に示すようなパケット受信時の処理プログラム（受信パケット処理プログラム）１３ａを実行するものである。

パラメータ記憶部１４は、アドレス変換制御部１３が登録したり利用したりする各種のパラメータ（処理段階の情報を含む）を記録しているものである。パラメータ記憶部１４は、例えば、Ａ網側に係る全てのフローティングＩＰアドレスやＢ網側に係る全てのフローティングＩＰアドレスを記憶している。パラメータ記憶部１４は、例えば、各網が仮想的なＭＡＣアドレスに対応できる網であるか否かを記憶している。

パラメータ記憶部１４は、自系が運用系のときには記憶し、待機系のときは空であって運用系に切り替えられたときにそれまでの運用系からパラメータを取り込んで格納するものであっても良い。また、パラメータ記憶部１４は、自系が待機系のときにも、定期的に運用系からパラメータを取り込んでできるだけ最新のパラメータを記憶するものであっても良い。

運用系監視部１５は、自系が待機系で機能するものであり、そのときの運用系のＮＡＴ装置に、障害など、系の切替えが必要な事象が生じたか否かを定期的に監視するものである。運用系監視部１５は、例えば、運用系のＮＡＴ装置にｐｉｎｇを送信し、その所定時間内の応答の有無によって、系の切替えが必要か否かを判断する。

運用系切替部１６は、運用系監視部１５が系の切替えが必要と判断したときに、自系を運用系に、他系を待機系に切り替えると共に、系切り替えに伴う所定のパケットを配下のスイッチなどに送信させるものである。

レイヤ２スイッチ５、８やレイヤ３スイッチ４、７はそれぞれ、ＩＰパケットの交換を実行するものである。図１では、Ａ網及びＢ網についてそれぞれ１個ずつ示しているが、各網について、複数のスイッチがあっても良いことは勿論である。また、レイヤ２スイッチ５、８やレイヤ３スイッチ４、７も、冗長システムを構成するものであっても良い。各種のスイッチを有する各網は、例えば、通信キャリアの相違を表している。網によって、運用系のＮＡＴ装置に係る仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣを適用できるものであっても良く、適用できないものであっても良い。上述したように、Ａ網が運用系のＮＡＴ装置に係る仮想的なＭＡＣアドレスに適用できないものであり、Ｂ網が運用系のＮＡＴ装置に係る仮想的なＭＡＣアドレスに適用できるものであるとする。

レイヤ２スイッチ５、８の通信ポート（ＰｏｒｔＡ、ＰｏｒｔＢ）は、外部装置（ＮＡＴ装置２Ａ、２Ｂや端末等）を接続させるものであり、複数の入出力ポートを備え、各入出力ポートには固有のポート番号が付与されている。ＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂは、当然に、異なる入出力ポートに接続されており、以下では、ＮＡＴ装置２Ａが接続されている入出力ポートのポート番号がＰｏｒｔＡ、ＮＡＴ装置２Ｂが接続されている入出力ポートのポート番号がＰｏｒｔＢであるとして説明する。

レイヤ２スイッチ５、８は、レイヤ２（データリンク層）のデータでパケットの行先を判断してスイッチングを行うものである。レイヤ２スイッチ５、８は、ＭＡＣアドレスと入出力ポートとの組（エントリ）を複数組記述したＭＡＣアドレステーブル５ａ、８ａを内蔵している。この第１の実施形態の場合、２つのＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂについては、ＭＡＣアドレステーブル８ａに２組の情報が記述されているのではなく、１組の情報だけが記述されている。記述されている１組の情報におけるＭＡＣアドレスは、上述した仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃであり、記述されている１組の情報におけるポート番号は、その時点で運用系となっているＮＡＴ装置２Ａ又は２Ｂを接続しているポート番号ｐｏｒｔＡ又はｐｏｒｔＢである。図３（Ａ）は、その時点で運用系となっているＮＡＴ装置がＮＡＴ装置２Ｂである場合のＭＡＣアドレステーブル８ａを示している。

レイヤ３スイッチ４、７は、レイヤ３（ネットワーク層）のデータでパケットの行先を判断してスイッチングを行うものである。レイヤ３スイッチ４、７は、フローティングＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの組をフローティングＩＰアドレスの数だけ記述したＡＲＰテーブル４ａ、７ａを内蔵している。この第１の実施形態の場合、ＡＲＰテーブル７ａにおいて、ＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂに係る各フローティングＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスは全て、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃとなっている。図３（Ｂ）は、その時点で運用系となっているＮＡＴ装置がＮＡＴ装置２Ｂである場合のＡＲＰテーブル７ａを示している。

Ａ網は、仮想的なＭＡＣアドレスに対応できない網であるため、ＭＡＣアドレステーブル５ａにおいて、２つのＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂについて１組だけ記述されている情報におけるＭＡＣアドレスは、その時点で運用系となっているＮＡＴ装置２Ａ又は２ＢのＭＡＣアドレスＭＡＣｊ又はＭＡＣｋであり、ポート番号は、その時点で運用系となっているＮＡＴ装置２Ａ又は２Ｂの保有するネットワークインタフェースカードに接続しているポート番号ｐｏｒｔＡ又はｐｏｒｔＢである。また、Ａ網に係るＡＲＰテーブル４ａにおいて、ＮＡＴ装置２Ａ及び２Ｂに係る各フローティングＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスは全て、その時点で運用系となっているＮＡＴ装置２Ａ又は２ＢのＭＡＣアドレスＭＡＣｊ又はＭＡＣｋである。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
第１の実施形態に係る通信システム１の動作を、図面を参照しながら説明する。以下では、ＮＡＴ装置２Ａが運用系でＮＡＴ装置２Ｂが待機系の状態から切り替える場合を説明する。

運用系のＮＡＴ装置２Ａに障害が発生すると、待機系のＮＡＴ装置２Ｂにおける運用系監視部１５によってそのことが検出され、運用系切替部１６による、当該ＮＡＴ装置２Ｂを運用系に、他系のＮＡＴ装置２Ａを待機系に切り替える処理が実行される。

このとき、運用系切替部１６は、例えば、図４のフローチャートに示すように、他系のＮＡＴ装置２Ａから所定のパラメータを取り込んで引継ぎ（ステップ１００）、他系のＮＡＴ装置２Ａの処理を停止させると共に（ステップ１０１）、系切替え直後に必要な処理を実行する（ステップ１０２）。系切替え直後に必要な処理として、ＭＡＣアドレステーブルやＡＲＰテーブルを更新させる処理が含まれている。

仮想的なＭＡＣアドレスに対応できない網のレイヤ２スイッチ５やレイヤ３スイッチ４に対しては、運用系切替部１６は、従来と同様なＧＡＲＰパケットの送信（図８参照）によって、ＭＡＣアドレステーブル５ａやＡＲＰテーブル４ａを更新させる（ステップ１０２ａ）。

これに対して、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃに対応できる網のレイヤ２スイッチ８に対しては、運用系切替部１６は、ＧＡＲＰパケットを１回だけ送信させ、ＭＡＣアドレステーブル８ａだけを更新させる（ステップ１０２ｂ）。レイヤ３スイッチ７のＡＲＰテーブル７ａは、ＮＡＴ装置に係る各フローティングＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスは全て、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃとなっているので、運用系がＮＡＴ装置２ＡからＮＡＴ装置２Ｂに切り替わったとしても、その記述内容を変更する必要はない。ＭＡＣアドレステーブル８ａは、ＭＡＣアドレスとポート番号との対応付けであり、ＭＡＣアドレスは運用系のＮＡＴ装置が切り替わっても仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃであり、変更する必要がないが、ポート番号は、ＮＡＴ装置２ＡとＮＡＴ装置２Ｂとで異なっているので、新運用系のＮＡＴ装置２Ｂのポート番号ｐｏｒｔＢに書き換えなければならない。そのため、運用系切替部１６は、ＧＡＲＰパケットを１回だけ送信させ、レイヤ２スイッチ８に、ＭＡＣアドレスＭＡＣｃに対応するポート番号がｐｏｒｔＢであることを知得させ、ＭＡＣアドレステーブル８ａを更新させる。このときのＧＡＲＰパケットにおける送信元のフローティングＩＰアドレスは、いずれのフローティングＩＰアドレスを適用しても良い。なお、このように送信するパケットはＧＡＲＰパケットに限定されず、ＡＲＰパケットであっても良い。

ＭＡＣアドレステーブル８ａの更新のために、意図的にＧＡＲＰパケットを送信することなく、処理の中で必要となった、系が切り替わってから最初のＢ網へのＩＰパケットの送信に、ＭＡＣアドレステーブル８ａの更新を委ねるようにしても良い。

なお、上述とは異なり、Ａ網が、仮想的なＭＡＣアドレス（例えばＭＡＣｃ）に対応できるものであれば、新運用系のＮＡＴ装置２Ｂの運用系切替部１６は、Ａ網側に対してもＧＡＲＰパケットを１回だけ送信させることになる。

上述のように、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃに対応できるＢ網の通信装置６などは、新運用系のＮＡＴ装置２ＢへのＩＰパケットにおける宛先ＭＡＣアドレスとして、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃを挿入することになる。なお、ＮＡＴ装置２Ａが運用系のときにも、Ｂ網の通信装置６などは、ＮＡＴ装置２ＡへのＩＰパケットにおける宛先ＭＡＣアドレスとして、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃを挿入することになる。一方、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃに対応できないＡ網の通信装置３などは、新運用系のＮＡＴ装置２ＢへのＩＰパケットにおける宛先ＭＡＣアドレスとして、ＮＡＴ装置２Ｂに固有なＭＡＣアドレスＭＡＣｋを挿入することになる。

図５は、運用系のＮＡＴ装置２Ｂ（のアドレス変換制御部１３若しくは受信処理部１１）がＩＰパケットを受信したときの処理の特徴部分を示すフローチャートである。

ＮＡＴ装置２Ｂは、ＩＰパケットを受信すると、図５に示す処理を開始し、まず、宛先ＭＡＣアドレスを判別する（ステップ１５０）。

宛先ＭＡＣアドレスが、当該ＮＡＴ装置２Ｂに固有なＭＡＣアドレスＭＡＣｂの場合には、ＮＡＴ装置２Ｂは、具体的な受信処理を実行する（ステップ１５１）。

宛先ＭＡＣアドレスが仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃの場合には、ＮＡＴ装置２Ｂは、自系が運用系か待機系かを判別する（ステップ１５２）。自系が運用系であれば、ＮＡＴ装置２Ｂは、宛先ＭＡＣアドレスが仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃのＩＰパケットに対して、具体的な受信処理を実行する（ステップ１５１）。一方、自系が待機系であれば、ＮＡＴ装置２Ｂは、宛先ＭＡＣアドレスが仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃのＩＰパケットを廃棄する（ステップ１５３）。このように、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃは、ＮＡＴ装置２Ｂが運用系のときにのみ機能するＭＡＣアドレスである。

受信したＩＰアドレスの宛先ＭＡＣアドレスが、当該ＮＡＴ装置２Ｂに固有なＭＡＣアドレスＭＡＣｂでもなく、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃでもない場合には、ＮＡＴ装置２Ｂは、受信したＩＰパケットを廃棄する（ステップ１５３）。

フローチャートの図示は省略するが、ＮＡＴ装置２Ｂは、Ｂ網側へ送信するフローティングＩＰを利用した通信におけるＩＰパケットの送信元ＭＡＣアドレスのフィールドには仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃを挿入し、Ａ網側へ送信するフローティングＩＰを利用した通信におけるＩＰパケットの送信元ＭＡＣアドレスのフィールドには自己に固有なＭＡＣアドレスＭＡＣｂを挿入する。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、運用系が切り替わっても、レイヤ３スイッチ７のＡＲＰテーブル７ａの更新を不要とすることができ、また、レイヤ２スイッチ８のＭＡＣアドレステーブル８ａの更新のために、意図的な若しくは意図しない１つのＩＰパケットの送信で済むので、運用系の切替えに要する時間を短縮でき、端末等を速やかにアクセス可能な状態にすることができる。

（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明による通信システム、ネットワークアドレス処理装置、経路制御ユニット、及び、ネットワークアドレス処理装置のパケット処理プログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

第２の実施形態の通信システム（１）も、その全体構成は、第１の実施形態の説明で用いた図１で表すことができる。

第２の実施形態の場合、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃに対応できるＢ網は、ＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）構成を採用している。そのため、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃに対応できるＢ網のレイヤ２スイッチ８におけるＭＡＣアドレステーブル８ａ−２の１エントリは、図６に示すように、ＶＬＡＮの識別番号（ＩＤ）とＭＡＣアドレスと入出力ポートとでなり、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃに対する、ＭＡＣアドレステーブルのエントリ数はＶＬＡＮの数（例えば１０００程度）に等しい。

なお、Ｂ網がＶＬＡＮ構成を採用していても、ＡＲＰテーブル７ａが、フローティングＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの組を記述している点は、第１の実施形態と同様である。

そのため、第２の実施形態の場合も、新運用系のＮＡＴ装置（以下、２Ｂであるとする）は、レイヤ２スイッチ８のＭＡＣアドレステーブル８ａ−２の更新のためにＧＡＲＰパケットを送信することになる。ＭＡＣアドレステーブル８ａ−２のＶＬＡＮ毎の全てのエントリを更新するため、ＧＡＲＰパケットには、ＶＬＡＮの識別番号も盛り込まれ、少なくともＶＬＡＮ数のＧＡＲＰパケットを送信することを要する。

図７は、新運用系のＮＡＴ装置２ＢによるＧＡＲＰパケットの送信方法を示す説明図である。

新運用系のＮＡＴ装置２Ｂは、新運用系のＮＡＴ装置に切り替わった直後では（第１のフェーズ）、ごく短時間（例えば１秒以内）の間で所定数（ＶＬＡＮ数）のＧＡＲＰパケットを送信することを例えば３回繰り返し、その後（第２のフェーズ）、１分程度の間隔を掛けて所定数（ＶＬＡＮ数）のＧＡＲＰパケットを送信すること計２回実行する。第２のフェーズの再送信は念のための送信であり、第１のフェーズの後半２回の繰返し送信も念のための送信であり、第１のフェーズの第１回目の送信で、ＭＡＣアドレステーブル８ａ−２の全てのエントリが更新されることが期待できる。

なお、以上のようなＭＡＣアドレステーブル８ａ−２を更新させるためのＧＡＲＰパケットに挿入されるフローティングＩＰアドレスは、どのようなアドレスであっても良い。また、この目的で送信されるパケットはＧＡＲＰパケットでなくても良い。

第２の実施形態によっても、どちらのＮＡＴ装置２Ａ、２Ｂが運用系であっても適用される仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃを適用し、運用系の切替り時に、ＡＲＰテーブル７ａの更新を不要とし、ＭＡＣアドレステーブル８ａ−２の更新だけを実行させるためにＧＡＲＰパケットを送信するようにしたので、送信が必要なＧＡＲＰパケット数を押さえることができ、ＭＡＣアドレステーブルの更新を速やかに実行できて、端末等を速やかにアクセス可能な状態にすることができる。

（Ｃ）他の実施形態
上記各実施形態においては、ＮＡＴ装置が２重の冗長システムを示したが、冗長系はこれに限定されるものではない。例えば、１運用系２待機系の３重の冗長システムであっても良い。また、例えば、Ｎ台の運用系のＮＡＴ装置に共通な１台の待機系のＮＡＴ装置を用意しておく冗長システムであっても良い。

また、上記各実施形態においては、ＮＡＴ装置２Ａ、２Ｂが処理し得る網が２つの網の場合を示したが、処理し得る網の数は２つに限定されず、１つでも３つ以上であっても良い。ここで、仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃに対応できる網が１つでも含まれていれば良く、当然に、全ての網が仮想的なＭＡＣアドレスＭＡＣｃに対応できる網であっても良い。

さらにまた、上記各実施形態においては、レイヤ２スイッチ及びレイヤ３スイッチが対を構成しているように説明したが、レイヤ２スイッチを備えず、レイヤ３スイッチだけがＮＡＴ装置の配下にあっても、本発明を適用することができる。

上記各実施形態においては、新運用系のＮＡＴ装置が固有のＭＡＣアドレスと仮想的なＭＡＣアドレスの双方を有効なＭＡＣアドレスとして処理するものを示したが、外部のスイッチが全て仮想的なＭＡＣアドレスに対応できるものである場合には、運用系のときに、仮想的なＭＡＣアドレスだけを有効として扱い、待機系のときのみ固有のＭＡＣアドレスを有効として扱うようにしても良い。

また、上記各実施形態においては、第１の経路制御装置及びネットワークアドレス処理装置がレイヤ３スイッチ及びＮＡＴ装置である場合を示したが、本発明における第１の経路制御装置及びネットワークアドレス処理装置はこれに限定されないものである。要は、第１の経路制御装置が、フローティングＩＰアドレスとネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとでなるエントリを複数（例えばフローティングＩＰアドレスの数）記述したＡＲＰテーブルを備え、ネットワークアドレス処理装置が冗長構成を採用していれば、本発明の技術思想を適用することができる。

１…通信システム、２Ａ、２Ｂ…ＮＡＴ装置、３、６…通信装置、４、７…レイヤ３スイッチ、４ａ、７ａ…ＡＲＰテーブル、５、８…レイヤ２スイッチ、５ａ、８ａ…ＭＡＣアドレステーブル、１１…受信処理部、１２…送信処理部、１３…アドレス変換制御部、１４…パラメータ記憶部、１５…運用系監視部、１６…運用系切替部。

Claims (6)

1. フローティングＩＰアドレスとネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとでなるエントリを複数記述したＡＲＰテーブルを備えた第１の経路制御装置と、上記第１の経路制御装置との間でＩＰパケットを授受し得る、冗長系を構成している複数のネットワークアドレス処理装置とを有する通信システムであって、
   上記第１の経路制御装置は、上記ＡＲＰテーブルの各エントリにおけるネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとして、いずれの上記ネットワークアドレス処理装置に固有なＭＡＣアドレスとは異なる仮想的なＭＡＣアドレスの情報を保有し、
   当該通信システムは、上記第１の経路制御装置と共に同一網に具備されているとともに、上記ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとしての上記仮想的なＭＡＣアドレスと、そのネットワークアドレス処理装置との情報を授受する入出力ポートとを対応付けたエントリを有するＭＡＣアドレステーブルを有する第２の経路制御装置を有し、
   上記ネットワークアドレス処理装置は新たに運用系となる際に、上記仮想的なＭＡＣアドレスを有効なＭＡＣアドレスとして認識することにより上記ＡＲＰテーブルを更新させず、上記ＭＡＣアドレステーブルのみを更新させるためのパケット送信を実行する
   ことを特徴とする通信システム。
2. 上記ＭＡＣアドレステーブルのみを更新させるためのパケット送信は、ＧＡＰＰパケットの送信であることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 上記ＭＡＣアドレステーブルのエントリは、ＶＬＡＮの識別情報と、ネットワークアドレス処理装置に固有なＭＡＣアドレスとは異なる仮想的なＭＡＣアドレスと、そのネットワークアドレス処理装置との情報を授受する入出力ポートとを対応付けたものであり、上記ＭＡＣアドレステーブルは、ＶＬＡＮ数に応じた数のエントリを有することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. フローティングＩＰアドレスと当該ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとでなるエントリを複数記述したＡＲＰテーブルを備えた第１の経路制御装置と、当該ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとそのネットワークアドレス処理装置との情報を授受する入出力ポートとを対応付けたエントリを有するＭＡＣアドレステーブルを有する第２の経路制御装置とを共に具備した網との間でＩＰパケットを授受し得る、冗長系を構成しているネットワークアドレス処理装置であって、
   上記ＡＲＰテーブル及び上記ＭＡＣアドレステーブルが、各エントリにおけるネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとして、いずれの上記ネットワークアドレス処理装置に固有なＭＡＣアドレスとは異なる仮想的なＭＡＣアドレス情報を保有しているものとして、当該ネットワークアドレス処理装置が新たに運用系となる際に、上記仮想的なＭＡＣアドレスを有効なＭＡＣアドレスとして識別することにより上記ＡＲＰテーブルを更新させず、上記ＭＡＣアドレステーブルのみを更新させるためのパケット送信を実行する
   ことを特徴とするネットワークアドレス処理装置。
5. 同一網に係る複数の経路制御装置を備えた経路制御ユニットであって、
   フローティングＩＰアドレスと、冗長システムを構成しているネットワークアドレス処理装置に係るＭＡＣアドレスとでなるエントリを複数記述したＡＲＰテーブルを備えた第１の経路制御装置と、
   上記第１の経路制御装置と共に同一網に具備されているとともに、上記ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスと、そのネットワークアドレス処理装置との情報を授受する入出力ポートとを対応付けたエントリを有するＭＡＣアドレステーブルを有する第２の経路制御装置とを備え、
   上記第１の経路制御装置は、上記ＡＲＰテーブルの各エントリにおけるネットワークアドレス処理装置に係るＭＡＣアドレスとして、いずれの上記ネットワークアドレス処理装置に固有なＭＡＣアドレスとは異なる仮想的なＭＡＣアドレスの情報を保有し、
   上記第２の経路制御装置は、上記ＭＡＣアドレステーブルの各エントリにおけるネットワークアドレス処理装置に係るＭＡＣアドレスとして、上記仮想的なＭＡＣアドレスの情報を保有し、
   上記ネットワークアドレス処理装置が新たに運用系となる際に行う、テーブルを更新するためのパケット送信が実行されると、上記仮想的なＭＡＣアドレスが有効なＭＡＣアドレスとして認識することにより上記ＡＲＰテーブルを更新せず、上記ＭＡＣアドレステーブルのみを更新する
   ことを特徴とする経路制御ユニット。
6. フローティングＩＰアドレスと当該ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとでなるエントリを複数記述したＡＲＰテーブルを備えた第１の経路制御装置と、当該ネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとそのネットワークアドレス処理装置との情報を授受する入出力ポートとを対応付けたエントリを有するＭＡＣアドレステーブルを有する第２の経路制御装置とを共に具備した網との間でＩＰパケットを授受し得る、冗長系を構成しているネットワークアドレス処理装置に搭載されるコンピュータを、
   上記ＡＲＰテーブル及び上記ＭＡＣアドレステーブルが、各エントリにおけるネットワークアドレス処理装置のＭＡＣアドレスとして、いずれの上記ネットワークアドレス処理装置に固有なＭＡＣアドレスとは異なる仮想的なＭＡＣアドレス情報を保有しているものとして、当該ネットワークアドレス処理装置が新たに運用系となる際に、上記仮想的なＭＡＣアドレスを有効なＭＡＣアドレスとして識別することにより上記ＡＲＰテーブルを更新させず、上記ＭＡＣアドレステーブルのみを更新させるためのパケット送信を実行するように
   機能させることを特徴とするネットワークアドレス処理装置のパケット処理プログラム。

Images