JP5692367B2 - ネットワークシステム及びフレーム通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、フレーム通信を行うネットワークシステムに関する。

ネットワーク上で通信を行うための技術の一つに、「データのカプセル化」がある。具体的には、次の通りである。

ネットワーク間で転送されるデータは、転送時に使用される通信方式に従って、その形を構成する。ネットワーク上では、ＯＳＩ参照モデルやＴＣＰ／ＩＰスタックに代表されるように、複数の階層を経由して通信が行われる。そのため、データの形は各階層の仕様に対応可能である必要がある。一般的には、データはヘッダーとペイロードで構成される。ヘッダーには、特定の階層において制御データとなる内容が含まれており、そのヘッダーの内容をその階層の通信規格が解釈することによって、他層へペイロードが転送される。各階層において、ヘッダーは、送信の際はペイロードの頭に付加され、受信の際は除去される。そのため、ペイロードには、より上位の層においてヘッダーとなりうる内容が含まれている。データ通信を開始する際、データは通信方式の最上位の階層より生成される。データは次々に下位層を通過し、最下層を通過後、ネットワーク上に出力される。最下位の階層に到達するまで、各階層に対応したヘッダーがデータに追加され、上層でヘッダーであった部分はペイロードとして扱われる。ここで行われるヘッダーの追加が、データのカプセル化と呼ばれている。

データのカプセル化は、特定の通信方式に対応したヘッダーを付加することにより、以前まで通信不可能であった機種との通信を可能にする技術として見なせる。この技術の応用によって、データのセキュリティーの向上や、既存の複数の通信方式に対応可能となる新しい通信方式の生成が可能である。

このような技術を利用した新しい通信方式が、非特許文献１に記載されている。非特許文献１によれば、近年のデータセンター向けの技術の一つとして、「Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（ＦＣｏＥ）」が提案されている。

現在のデータセンターでは、Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ（ＦＣ）に代表されるＳｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＳＡＮ）と、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）に代表されるＬｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ）が混在したネットワーク構成で運営がなされている。別々のネットワークが混在しているため、管理コスト及び機器コストの高騰が問題となっている。

そのような問題を受けて、ＦＣｏＥが提案された。ＦＣｏＥは、ＦＣのデータを、Ｅｔｈｅｒｎｅｔのヘッダーと新規に定義されたＦＣｏＥのヘッダーを用いてカプセル化する。これにより、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ形式に通信方式を統合し、ＳＡＮとＬＡＮが統合したネットワーク構成を実現することが可能となる。統合ネットワーク上では管理および使用機器の一括化が実現されるため、問題解決の技術として有力視されている。

しかし、現在のＦＣｏＥによる通信は、「ＦＣｏＥ Ｆｏｒｗａｒｄｅｒ（ＦＣＦ）」と呼ばれるＦＣｏＥ通信用のスイッチを、必ず経由する必要がある。このことは、ネットワークの柔軟性と拡張性の制限となり、多量の通信機器を用いるデータセンターの構成には対応が出来ない。

ＩＮＣＩＴＳ ＴＣ Ｔ１１， Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｂａｃｋｂｏｎｅ−５，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｃｏｅ．ｃｏｍ／０９−０５６ｖ５．ｐｄｆ

非特許文献１に記載された通信方式では、通信の際に必ず経由する機器が存在する。このことは、ネットワークの柔軟性と拡張性の低下につながる。

本発明の目的は、ネットワークの柔軟性と拡張性を向上させることができる技術を提供することにある。

本発明の１つの観点において、ネットワークシステムが提供される。そのネットワークシステムは、フレームの送受信を行う通信装置と、フレームの転送を行うネットワークと、通信装置とネットワークとの間に接続されたゲートウェイと、通信装置及びネットワークの管理を行うコントローラと、を備える。フレームは、通信に必要な制御情報をやりとりするための制御フレームと、通信装置間でデータを送受信するためのデータフレームとに分類される。ゲートウェイは、送信元の通信装置から受け取ったフレームが制御フレームかデータフレームかを判定し、制御フレームをコントローラに転送し、データフレームをネットワークに転送する。コントローラは、ゲートウェイから受け取った制御フレームに基づいて管理を行う。ネットワークは、ゲートウェイから受け取ったデータフレームを、コントローラを介することなく、送信先の通信装置に転送する。

本発明の他の観点において、ネットワークシステムにおけるフレーム通信方法が提供される。ネットワークシステムは、フレームの送受信を行う通信装置と、フレームの転送を行うネットワークと、通信装置及びネットワークの管理を行うコントローラと、を備える。フレームは、通信に必要な制御情報をやりとりするための制御フレームと、通信装置間でデータを送受信するためのデータフレームとに分類される。フレーム通信方法は、（Ａ）送信元の通信装置から送信されるフレームが制御フレームかデータフレームかを判定するステップと、（Ｂ）制御フレームをコントローラに転送し、コントローラにおいて、制御フレームに基づいて管理を行うステップと、（Ｃ）データフレームをネットワークに転送し、コントローラを介することなく、送信先の通信装置に伝送するステップと、を含む。

本発明によれば、通信装置から送られるフレームが、制御フレームとデータフレームとに分離される。そして、制御フレームに比べて情報量が膨大であるデータフレームは、特定の経路を経由することなく伝送される。つまり、本発明の通信方式は、ネットワークの性能に大きく関わるデータフレームが必ず経由する機器が存在するという制約から解放される。従って、ネットワークの柔軟性と拡張性を高めることが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態に係るネットワークシステムの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るコントローラの構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態に係るゲートウェイの構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の実施の形態に係るコントローラの動作を示すフローチャートである。 図５は、本発明の実施の形態に係るネットワークシステムの変形例を示すブロック図である。 図６は、本発明の実施の形態に係るコントローラのハードウェア構成例を示すブロック図である。 図７は、一般的なＦＣｏＥ通信ネットワークの構成を示すブロック図である。 図８は、一般的なＦＣｏＥ通信において使用されるフレームの分類図である。 図９は、一般的なＦＣｏＥ通信におけるＳＣＳＩ−ＦＣＰフレームの構造を示す概念図である。 図１０は、ＦＣｏＥ通信に本発明を適用した場合のコントローラの構成を示すブロック図である。 図１１は、ＦＣｏＥ通信に本発明を適用した場合のフレームの分類図である。 図１２は、本発明の実施の形態に係るゲートウェイの変形例を示すブロック図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係るゲートウェイの変形例におけるアドレス変換テーブルの構成例を示す図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．構成
図１は、本実施の形態に係るネットワークシステムの構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るネットワークシステムは、通信装置１、コントローラ２、ゲートウェイ３、及びネットワーク４を備えている。通信装置１は、ゲートウェイ３に接続されている。ゲートウェイ３は、通信装置１とネットワーク４との間に接続されている。コントローラ２は、各ゲートウェイ３に接続されている。

通信装置１は、フレーム１０の送受信を行う。そのフレーム１０は、制御フレーム１１とデータフレーム１２とに分類される。制御フレーム１１は、通信に必要な制御情報をやりとりするためのフレーム１０である。例えば、制御フレーム１１は、通信ネットワークへのアクセスや機器へのログイン、また、そのための情報交換を行うために用いられる。一方、データフレーム１２は、通信装置１同士でデータの送受信を行うためのフレーム１０である。データフレーム１２の情報量は、制御フレーム１１のそれに比べ膨大であることに留意されたい。制御フレーム１１とデータフレーム１２とは、フレーム１０のフレームタイプにより識別可能である。

ネットワーク４は、通信装置１の間で送受信されるフレーム１０を転送する。ネットワーク４は、フレームの中継を行うスイッチ等の接続機器と、接続機器を繋ぐネットワークケーブルの組み合わせで構成される。

ゲートウェイ３は、通信装置１と１組で構成される。ゲートウェイ３は、通信装置１から送信されるフレーム１０を受け取り、受け取ったフレーム１０が制御フレーム１１かデータフレーム１２かを判定する。そして、ゲートウェイ３は、制御フレーム１１をコントローラ２に転送し、データフレーム１２をネットワーク４へ転送する。すなわち、情報量が膨大なデータフレーム１２は、コントローラ２を経由することなく、ネットワーク４によって送信先に転送される。また、ゲートウェイ３は、コントローラ２及びネットワーク４からフレーム１０（制御フレーム１１、データフレーム１２）を受け取り、受け取ったフレーム１０を通信装置１に転送する。尚、ゲートウェイ３は、フレーム１０の転送を行う際、送信先の機器がフレーム１０を正しく扱えるように、必要に応じてフレーム１０の情報を変更する。詳細は後述する。

コントローラ２は、ゲートウェイ３から制御フレーム１１を受け取り、その制御フレーム１１を処理する。具体的には、コントローラ２は、受け取った制御フレーム１１の内容に基づいて、通信装置１やネットワーク４に関する情報の管理を行う。また、必要に応じて、コントローラ２は、通信装置１やゲートウェイ３に対してフレーム１０を送信または転送する。

以下、コントローラ２の構成を詳細に説明する。図２は、コントローラ２の構成を示すブロック図である。コントローラ２は、受信部２０、処理部２１、ノード情報テーブル２２、及び送信部２３を備えている。

ノード情報テーブル２２は、通信装置１やゲートウェイ３、ネットワーク４上の接続機器に関する管理情報を示す。受信部２０は、ゲートウェイ３から制御フレーム１１を受け取り、その制御フレーム１１を処理部２１に転送する。処理部２１は、受け取った制御フレーム１１の内容に応じた処理を行う。例えば、処理部２１は、制御フレーム１１の内容に応じてノード情報テーブル２２を更新する。また、処理部２１は、ノード情報テーブル２２を参照して返信用の制御フレーム１１を生成し、その返信用の制御フレーム１１を送信部２３へ出力する。また、処理部２１は、受け取った制御フレーム１１をそのまま送信部２３に転送する。送信部２３は、処理部２１から受け取った制御フレーム１１を、対象のゲートウェイ３へ送信する。

以下、ゲートウェイ３の構成を詳細に説明する。図３は、ゲートウェイ３の構成を示すブロック図である。ゲートウェイ３は、分離部３０、アドレス変換部３１、及び多重化部３２を備えている。

分離部３０は、通信装置１からフレーム１０を受け取る。そして、分離部３０は、受け取ったフレーム１０の解析を行い、当該フレーム１０が制御フレーム１１かデータフレーム１２かを判定する。そして、分離部３０は、制御フレーム１１をコントローラ２に転送し、データフレーム１２をアドレス変換部３１へ転送する。アドレス変換部３１は、分離部３０から受け取ったデータフレーム１２の送信先ＭＡＣアドレスの変換を行い、その後、当該データフレーム１２をネットワーク４に転送する。また、アドレス変換部３１は、ネットワーク４からデータフレーム１２を受け取ると、受け取ったデータフレーム１２の送信元ＭＡＣアドレスの変換を行い、その後、当該データフレーム１２を多重化部３２に出力する。多重化部３２は、コントローラ２から入力される制御フレーム１１、及びアドレス変換部３１から入力されるデータフレーム１２を、通信装置１へ出力する。

このように、本実施の形態によれば、通信装置１から送られるフレーム１０が、制御フレーム１１とデータフレーム１２とに分離される。そして、制御フレーム１１に比べて情報量が膨大であるデータフレーム１２は、特定の経路（コントローラ２）を経由することなく伝送される。つまり、本実施の形態の通信方式は、ネットワークの性能に大きく関わるデータフレーム１２が必ず経由する機器が存在するという制約から解放される。従って、ネットワークの柔軟性と拡張性を高めることが可能となる。

２．コントローラ２の動作フロー
図４は、本実施の形態に係るコントローラ２の動作を示すフローチャートである。以下、図２及び図４を参照して、コントローラ２の動作フローを説明する。

ステップＳ１００：
処理部２１は、受信部２０からフレーム１０（制御フレーム１１）の入力を待つ。

ステップＳ１０１：
処理部２１は、受信部２０から受け取ったフレーム１０のヘッダー及びペイロードを参照し、当該フレーム１０の宛先（終端先）がコントローラ２であるか、送信元と対向する通信装置１であるかを判定する。宛先がコントローラ２の場合、処理はステップＳ１０２に進む。一方、宛先が通信装置１の場合、処理はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０２：
処理部２１は、当該フレーム１０の種別を判定する。具体的には、処理部２１は、当該フレーム１０が、送信元である通信装置１の情報を登録するためのもの（情報登録フレーム）か、他の通信装置１もしくはコントローラ２の情報を取得するためのもの（情報取得フレーム）か、を判定する。情報登録フレームの場合、処理はステップＳ１０３に進む。一方、情報取得フレームの場合、処理はステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０３：
処理部２１は、情報登録フレームに基づいて、送信元の通信装置１の情報をノード情報テーブル２２に登録する。その後、処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０４：
処理部２１は、情報取得フレームが要求する内容に対応した情報を、ノード情報テーブル２２から取得する。その後、処理はステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５：
処理部２１は、返信用のフレーム１０（制御フレーム１１）を作成する。上記ステップＳ１０４が実施された場合、処理部２１は、ノード情報テーブル２２から取得した情報を、返信用のフレーム１０に含める。そして、処理部２１は、返信用のフレーム１０を送信部２３に出力する。送信部２３は、返信用のフレーム１０を、送信元の通信装置１側のゲートウェイ３に送信する。

ステップＳ１０６：
一方、宛先が通信装置１の場合、処理部２１は、ノード情報テーブル２２を参照して当該フレーム１０の送信先ＭＡＣアドレスを変更する。そして、処理部２１は、当該フレーム１０を送信部２３に出力する。

ステップＳ１０７：
送信部２３は、当該フレーム１０を、送信先の通信装置１側のゲートウェイ３に送信する。

３．変形例
図５は、本実施の形態に係るネットワークシステムの変形例を示すブロック図である。本変形例では、ゲートウェイ３は、通信装置１内のネットワーク装置に組み込まれる。より詳細には、通信装置１はネットワークカード４０を備えており、ゲートウェイ３はそのネットワークカード４０内に設置される。図５におけるゲートウェイ３は、設置個所が異なる点を除けば、図１におけるゲートウェイ３と同じである。本変形例によれば、通信装置１に機能が集約されるため、ネットワークの柔軟性が更に高まることが期待される。

図６は、本実施の形態に係るコントローラ２のハードウェア構成例を示すブロック図である。コントローラ２の機能は、１台のサーバ９０に実装される。サーバ９０は、ネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）１００、処理装置（ＣＰＵ）１０１、及びメモリ１０２を備えている。コントローラ２の機能は、これらハードウェアとコンピュータプログラムとの協働によって実現される。より詳細には、フレーム１０の送受信を行うネットワークインタフェースカード１００は、上述の受信部２０及び送信部２３として機能する。フレーム処理を行う処理装置１０１は、上述の処理部２１として機能する。メモリ１０２には、上述のノード情報テーブル２２が格納される。尚、コントローラ２の機能を実現するコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。

図１２は、本実施の形態に係るゲートウェイ３の変形例を示すブロック図である。本変形例では、ゲートウェイ３に、新たにアドレス変換テーブル１１０が備えられる。本変形例におけるゲートウェイ３の多重化部３２は、コントローラ２から送信される制御フレーム１１より、適宜アドレス情報１２０をアドレス変換テーブル１１０へ送信する。アドレス変換テーブル１１０は、多重化部３２より送信されたアドレス情報１２０より、各通信機器１において変換対象アドレス１２１と変換後アドレス１２２を対応付けた表を構成する。図１３は、アドレス変換テーブル１１０の構成例を示している。アドレス変換テーブル１１０の追加により、アドレス変換部３１はアドレス変換テーブル１１０を参照することによりデータフレーム１２のアドレス変換を行うことができるようになる。本変形例によれば、フレーム１０の情報から変換アドレスが生成不可能である場合においても、アドレス変換が可能となる。そのため、本実施の形態の汎用性が更に高まることが期待される。

４．ＦＣｏＥへの応用
次に、本実施の形態をＦＣｏＥに適用することを考える。

図７は、一般的なＦＣｏＥ通信ネットワークの構成を示すブロック図である。ＦＣｏＥに基づいてフレーム通信を行う通信装置１は、ＦＣｏＥに対応したリンクで構成されたネットワーク４を通して、ＦＣＦ（ＦＣｏＥ Ｆｏｒｗａｒｄｅｒ）５０に接続される。ＦＣＦ５０は、ＦＣｏＥ通信用のスイッチである。現在、ＦＣｏＥによる通信は必ず、このＦＣＦ５０を経由する必要がある。

図８は、一般的なＦＣｏＥ通信において使用されるフレームの分類図である。各フレームを順番に説明する。

１．ＤＣＢＸ（ＬＬＤＰ）：ＦＣｏＥ通信を行うための、Ｅｔｈｅｔｎｅｔ通信網に使用される拡張機能についての情報をリンク間で交換する。

２．ＦＩＰ ＶＬＡＮ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ：通信装置がＦＣＦから、ＦＣｏＥ通信に使用するＶＬＡＮ ＩＤを取得する。

３．ＦＩＰ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ：通信装置がＦＣＦから、ＦＣｏＥ通信に使用するＦＣＦのＭＡＣアドレスを取得する。

４．ＦＩＰ ＦＬＯＧＩ：通信装置がＦＣＦへアクセスし、ＦＣｏＥ通信に使用する自身のＭＡＣアドレスを取得する。

５．ＰＬＯＧＩ：通信装置がＦＣＦを介して、ＦＣＦおよび送信先の通信装置とＦＣｏＥ通信のための情報交換を行う。

６．ＰＲＬＩ：通信装置がＦＣＦを介して、送信先の通信装置とデータをやり取りするための情報交換を行う。

７．ＳＣＳＩ−ＦＣＰ：通信装置がＦＣＦを介して、送信先の通信装置とデータをやり取りする。

８．ＰＲＬＯ：通信装置がＦＣＦを介して、通信装置同士の接続を切断する（情報を削除する）。

９．ＬＯＧＯ：通信装置がＦＣＦへアクセスし、ＦＣＦと通信装置の接続を切断する（情報を削除する）。

上述のうち、“ＳＣＳＩ−ＦＣＰフレーム”がデータフレーム１２に相当し、その情報量は他の種類のフレームと比較して非常に大きい。図７で示された一般的なＦＣｏＥ通信ネットワークの場合、このＳＣＳＩ−ＦＣＰフレームも含めて全てのフレームがＦＣＦ５０を経由する。そのため、ＳＣＳＩ−ＦＣＰフレームの転送時間が、ネットワークの性能に大きな影響を与えてしまう。

本実施の形態がＦＣｏＥに適用される場合の動作は、次の通りである。

まず、ゲートウェイ３の動作を説明する。ゲートウェイ３は、受け取ったフレーム１０が制御フレーム１１かデータフレーム１２かを判定する。制御フレーム１１は、送信先の通信装置１にアクセスするための情報交換を行うためのフレームである。一方、データフレーム１２は、通信装置１同士でデータの送受信を行うためのフレームである。図８に示されたフレームの中では、“ＳＣＳＩ−ＦＣＰ”がデータフレーム１２と判定され、その他のフレームは制御フレーム１１と判定される。

ゲートウェイ３は、例えば次の方法により、フレーム種類を判定することができる。図９は、ＳＣＳＩ−ＦＣＰフレームの構造を示す概念図である。図９を参照すると、ＦＣｏＥ Ｆｉｅｌｄの中にあるＦＣ Ｆｉｅｌｄに、“ＦＣ Ｔｙｐｅ：ＦＣＰ”という要素がある。ＳＣＳＩ−ＦＣＰフレームをその他のフレームから明確に区別できる点は、この“ＦＣ Ｔｙｐｅ”である。従って、ゲートウェイ３は、受け取ったフレーム１０の“ＦＣ Ｔｙｐｅ”を参照することによって、当該フレーム１０が制御フレーム１１かデータフレーム１２かを判定することができる。

また、ゲートウェイ３は、必要に応じて、フレーム１０の送信先ＭＡＣアドレスを変更する。その理由は、次の通りである。従来のＦＣｏＥ通信では、制御フレームとデータフレームの双方がＦＣＦ５０を経由する。そのため、送信先ＭＡＣアドレスが不明であっても、とりあえず送信先ＭＡＣアドレスをＦＣＦ５０のＭＡＣアドレスとしておけば、ＦＣＦ５０が送信先ＭＡＣアドレスの変換を行ってくれていた。しかし、本実施の形態によれば、データフレーム１２はコントローラ２を経由しない。通信装置１は送信フレーム１０の送信先ＭＡＣアドレスをコントローラ２のＭＡＣアドレスに設定するため、ゲートウェイ３において送信先ＭＡＣアドレスの変換が行われない限り、ネットワーク４は送信先の通信装置１へデータフレーム１２を転送することができない。そのため、ゲートウェイ３は、データフレーム１２が正しい送信先へ転送されるように、データフレーム１２の送信先ＭＡＣアドレスを送信先の通信装置１のＭＡＣアドレスに変換し、その後、当該データフレーム１２をネットワーク４に出力する。

ここで、従来のＦＣｏＥ通信で使用されるＭＡＣアドレスは、通信装置１が元々保持しているＭＡＣアドレスとは異なり、ＦＣＦ５０がＦＣｏＥ通信用に配布するものである。この配布されるＭＡＣアドレスの割付には規定があり、ＭＡＣアドレス６バイトのうち上位３バイトを固定値、下位３バイトが可変としている。そして、下位３バイトの値はＦＣｏＥフレームにカプセル化されたＦＣフレームにおける、通信機器のアドレスとして使用される。そして、従来のＦＣｏＥ通信では、通信装置１が送信先の通信装置１へフレーム１０を送信する場合は、ＭＡＣアドレスはＦＣＦ５０のＭＡＣアドレスであるが、ＦＣフレームの送信先アドレスには送信先の通信装置１のアドレスを指定する。よって、ゲートウェイ３においてデータフレーム１２と判定されたフレーム１０に関しては、カプセル化されたＦＣフレームの送信先アドレスを解析することによって、上記の法則に従い送信先の通信装置１のＭＡＣアドレスを取得することができる。

このようにして、データフレーム１２は、ネットワーク４を経由して、コントローラ２を経由することなく、送信先の通信装置１へ転送される。

次に、コントローラ２の動作を説明する。コントローラ２は、従来のＦＣＦ５０が行っていた制御フレーム１１（つまり、データフレーム１２であるＳＣＳＩ−ＦＣＰ以外）に対する処理を担当する。

図１０は、ＦＣｏＥ通信に本実施の形態を適用した場合のコントローラ２の構成を示すブロック図である。図１０に示されるように、コントローラ２は、調定部６０、ネットワーク情報管理部６１、及びＦＣｏＥ情報管理部６２を備えている。

調定部６０は、コントローラ２に到着したフレーム種別を判別し、各情報管理部（６１，６２）にフレームを転送する。また、調定部６０は、各情報管理部（６１，６２）から送信フレーム用の構築情報を取得し、ゲートウェイ３へフレームを生成・送信する。

ネットワーク情報管理部６１は、スイッチ間トポロジー管理部７０、経路情報管理部７１、及びＶＬＡＮ ＩＤ管理部７２を備えている。

スイッチ間トポロジー管理部７０は、ネットワーク４中の各スイッチのポートの接続情報を識別、管理する。

経路情報管理部７１は、スイッチ間トポロジー管理部７０で判明している通信装置１間の経路を管理する。また、経路情報管理部７１は、ＦＣｏＥ情報管理部６２から新規の通信装置１間の設定要求を受け取った場合、各スイッチに経路情報を展開する。

ＶＬＡＮ ＩＤ管理部７２は、スイッチのポートへのＶＬＡＮ ＩＤ付与を管理する。また、ＶＬＡＮ ＩＤ管理部７２は、ＦＣｏＥ情報管理部６２からの検索要求に応じて、ＶＬＡＮ ＩＤを検索・応答する。

ＦＣｏＥ情報管理部６２は、コントローラＭＡＣ８０、通信装置／ＶＬＡＮ ＩＤ管理部８１、ログインサーバ８２、ディレクトリサーバ８３、及びファブリック管理部８４を備えている。

コントローラＭＡＣ８０は、ＦＣｏＥ情報管理部６２宛の通信用ＭＡＣアドレスを管理する。コントローラＭＡＣ８０は、通信装置１からのＦＩＰ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙに対して、コントローラ２のＭＡＣアドレスを返答する。

通信装置／ＶＬＡＮ ＩＤ管理部８１は、通信装置１が所属するＶＬＡＮ ＩＤを管理する。通信装置／ＶＬＡＮ ＩＤ管理部８１は、通信装置１からのＦＩＰ ＶＬＡＮ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙに対して、当ＦＣｏＥのネットワークが所属するＶＬＡＮ ＩＤを返答する。

ログインサーバ８２は、通信装置１の管理を目的として、ＦＬＯＧＩにて通知される通信装置１の物理ＭＡＣアドレスを管理する。

ディレクトリサーバ８３は、ＦＬＯＧＩ済の通信装置１の各ポートの情報であるＷＷＰＮ （Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｐｏｒｔ Ｎａｍｅ）、ＷＷＮＮ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｎｏｄｅ Ｎａｍｅ）、サポート可能なＦＣのサービスクラスを管理する。また、ディレクトリサーバ７３は、ｄＮＳによって通信装置１からの問い合わせに対して応答する。

ファブリック管理部８４は、通信装置１のポート状態を管理し、状態変更（ポートの有効／無効、ポートのＦａｂｒｉｃへの参加／離脱）があった場合に、他ノードに通知する（ＲＳＣＮ／ＳＣＲ）。

図１１は、ＦＣｏＥ通信に本実施の形態を適用した場合のフレームの分類図である。各フレームを順番に説明する。

１．ＤＣＢＸ（ＬＬＤＰ）：ＦＣｏＥ通信を行うための、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ通信網に使用される拡張機能についての情報をリンク間で交換する。

２．ＦＩＰ ＶＬＡＮ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ：通信装置１がコントローラ２から、ＦＣｏＥ通信に使用するＶＬＡＮ ＩＤを取得する。

３．ＦＩＰ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ：通信装置１がコントローラ２から、ＦＣｏＥ通信に使用するコントローラ２のＭＡＣアドレスを取得する。

４．ＦＩＰ ＦＬＯＧＩ：通信装置１がコントローラ２へアクセスし、ＦＣｏＥ通信に使用する自身のＭＡＣアドレスを取得する。

５．ＰＬＯＧＩ：通信装置１がコントローラ２を介して、コントローラ２および送信先の通信装置１とＦＣｏＥ通信のための情報交換を行う。

６．ＰＲＬＩ：通信装置１がコントローラ２を介して、送信先の通信装置１とデータをやり取りするための情報交換を行う。

７．ＳＣＳＩ−ＦＣＰ：通信装置１が、ネットワーク４を通して送信先の通信装置１とデータをやり取りする。

８．ＰＲＬＯ：通信装置１がコントローラ２を介して、通信装置１同士の接続を切断する（情報を削除する）。

９．ＬＯＧＯ：通信装置１がコントローラ２へアクセスし、コントローラ２と通信装置１の接続を切断する（情報を削除する）。

以上に説明されたように、本実施の形態がＦＣｏＥ通信に適用された場合、データフレーム１２であるＳＣＳＩ−ＦＣＰフレームは、その他のフレームから分離される。そして、そのＳＣＳＩ−ＦＣＰフレームは、ＦＣＦを介することなく、Ｅｔｈｅｒｎｅｔネットワーク４のみで転送される。ネットワークの性能に大きく影響するＳＣＳＩ−ＦＣＰフレームが特定の経路を通る必要が無くなるため、ネットワークの性能が高まる。また、従来のＥｔｈｅｒｎｅｔで使用する通信機器が流用可能であるため、ネットワークの統合がより容易となる。

以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。

上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
フレームの送受信を行う通信装置と、
前記フレームの転送を行うネットワークと、
前記通信装置と前記ネットワークとの間に接続されたゲートウェイと、
前記通信装置及び前記ネットワークの管理を行うコントローラと
を備え、
前記フレームは、通信に必要な制御情報をやりとりするための制御フレームと、通信装置間でデータを送受信するためのデータフレームとに分類され、
前記ゲートウェイは、送信元の前記通信装置から受け取ったフレームが前記制御フレームか前記データフレームかを判定し、前記制御フレームを前記コントローラに転送し、前記データフレームを前記ネットワークに転送し、
前記コントローラは、前記ゲートウェイから受け取った前記制御フレームに基づいて前記管理を行い、
前記ネットワークは、前記ゲートウェイから受け取った前記データフレームを、前記コントローラを介することなく、送信先の前記通信装置に転送する
ネットワークシステム。

（付記２）
付記１に記載のネットワークシステムであって、
前記送信元の通信装置は、前記フレームの送信先ＭＡＣアドレスを前記コントローラのＭＡＣアドレスに設定し、
前記ゲートウェイは、前記受け取ったフレームが前記データフレームの場合、前記データフレームの送信先ＭＡＣアドレスを前記送信先の通信装置のＭＡＣアドレスに変換し、その後、前記データフレームを前記ネットワークに出力する
ネットワークシステム。

（付記３）
付記１又は２に記載のネットワークシステムであって、
前記ゲートウェイは、前記通信装置のネットワークカードに組み込まれている
ネットワークシステム。

（付記４）
付記１乃至３のいずれか一項に記載のネットワークシステムであって、
前記通信装置は、ＦＣｏＥ（Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）に基づく通信を行い、
前記ゲートウェイは、ＦＣＰフレームを前記データフレームと判定し、それ以外のフレームを前記制御フレームと判定する
ネットワークシステム。

（付記５）
ネットワークシステムにおけるフレーム通信方法であって、
前記ネットワークシステムは、
フレームの送受信を行う通信装置と、
前記フレームの転送を行うネットワークと、
前記通信装置及び前記ネットワークの管理を行うコントローラと
を備え、
前記フレームは、通信に必要な制御情報をやりとりするための制御フレームと、通信装置間でデータを送受信するためのデータフレームとに分類され、
前記フレーム通信方法は、
送信元の前記通信装置から送信されるフレームが前記制御フレームか前記データフレームかを判定するステップと、
前記制御フレームを前記コントローラに転送し、前記コントローラにおいて、前記制御フレームに基づいて前記管理を行うステップと、
前記データフレームを前記ネットワークに転送し、前記コントローラを介することなく、送信先の前記通信装置に伝送するステップと
を含む
フレーム通信方法。

本出願は、２０１０年９月１６日に出願された日本国特許出願２０１０−２０８０４８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ 通信装置
２ コントローラ
３ ゲートウェイ３
４ ネットワーク
１０ フレーム
１１ 制御フレーム
１２ データフレーム
２０ 受信部
２１ 処理部
２２ ノード情報テーブル
２３ 送信部
３０ 分離部
３１ アドレス変換部
３２ 多重化部
４０ ネットワークカード
５０ ＦＣＦ
６０ 調定部
６１ ネットワーク情報管理部
６２ ＦＣｏＥ情報管理部
７０ スイッチ間トポロジー管理部
７１ 経路情報管理部
７２ ＶＬＡＮ ＩＤ管理部
８０ コントローラＭＡＣ
８１ 通信装置／ＶＬＡＮ ＩＤ管理部
８２ ログインサーバ
８３ ディレクトリサーバ
８４ ファブリック管理部
９０ サーバ
１００ ＮＩＣ
１０１ ＣＰＵ
１０２ メモリ
１１０ アドレス変換テーブル
１２０ アドレス情報
１２１ 変換対象アドレス
１２２ 変換後アドレス

Claims (4)

1. フレームの送受信を行う通信装置と、
   前記フレームの転送を行うネットワークと、
   前記通信装置と前記ネットワークとの間に接続されたゲートウェイと、
   前記通信装置及び前記ネットワークの管理を行うコントローラと
   を備え、
   前記フレームは、通信に必要な制御情報をやりとりするための制御フレームと、通信装置間でデータを送受信するためのデータフレームとに分類され、
   前記ゲートウェイは、送信元の前記通信装置から受け取ったフレームが前記制御フレームか前記データフレームかを判定し、前記制御フレームを前記コントローラに転送し、前記データフレームを前記ネットワークに転送し、
   前記コントローラは、前記ゲートウェイから受け取った前記制御フレームに基づいて前記管理を行い、
   前記ネットワークは、前記ゲートウェイから受け取った前記データフレームを、前記コントローラを介することなく、送信先の前記通信装置に転送し、
   前記送信元の通信装置は、前記フレームの送信先ＭＡＣアドレスを前記コントローラのＭＡＣアドレスに設定し、
   前記ゲートウェイは、前記受け取ったフレームが前記データフレームの場合、前記データフレームの送信先ＭＡＣアドレスを前記送信先の通信装置のＭＡＣアドレスに変換し、
   その後、前記データフレームを前記ネットワークに出力する
   ネットワークシステム。
2. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記ゲートウェイは、前記通信装置のネットワークカードに組み込まれている
   ネットワークシステム。
3. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記通信装置は、ＦＣｏＥ（Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）に基づく通信を行い、
   前記ゲートウェイは、ＦＣＰフレームを前記データフレームと判定し、それ以外のフレームを前記制御フレームと判定する
   ネットワークシステム。
4. ネットワークシステムにおけるフレーム通信方法であって、
   前記ネットワークシステムは、
   フレームの送受信を行う通信装置と、
   前記フレームの転送を行うネットワークと、
   前記通信装置及び前記ネットワークの管理を行うコントローラと
   を備え、
   前記フレームは、通信に必要な制御情報をやりとりするための制御フレームと、通信装置間でデータを送受信するためのデータフレームとに分類され、
   前記フレーム通信方法は、
   送信元の前記通信装置から送信されるフレームが前記制御フレームか前記データフレームかを判定するステップと、
   前記制御フレームを前記コントローラに転送し、前記コントローラにおいて、前記制御フレームに基づいて前記管理を行うステップと、
   前記データフレームを前記ネットワークに転送し、前記コントローラを介することなく、送信先の前記通信装置に伝送するステップと、
   前記送信元の通信装置が、前記フレームの送信先ＭＡＣアドレスを前記コントローラのＭＡＣアドレスに設定するステップと
   を含み、
   前記判定するステップにおいて、前記フレームが前記データフレームと判定した場合、前記データフレームの送信先ＭＡＣアドレスを前記送信先の通信装置のＭＡＣアドレスに変換し、その後、前記データフレームを前記ネットワークに出力する
   フレーム通信方法。

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