JP6417720B2 - Communication apparatus, network system, address resolution control method and program - Google Patents
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Description
本発明は通信装置とネットワークシステムとアドレス解決制御方法とプログラムに関する。 The present invention relates to a communication apparatus, a network system, an address resolution control method, and a program.
IPv4(Internet Protocol version 4)では、データリンク層のアドレス解決にARP(Address Resolution Protocol)を用いる。通信相手のIP(Internet Protocol)アドレスに対応するMAC(Media Access Control)アドレスを取得するため、ARP要求フレームをブロードキャストで送信する。MACアドレスはイーサネット(登録商標)カードの固有のID(12HEX-DIGIT)である。なお、ARP要求フレームは、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス情報をヘッダに含むイーサネット(登録商標)フレームに、プロトコルの種類等の制御情報のほかARP要求を示すコード(1)、送信元のMACアドレス、送信元のIPアドレス、目標MACアドレス(不明のため0)、目標IPアドレス情報を含むARPパケットを備えている。ARP要求フレームの宛先MACアドレスは全て1(FFFFFFFFFFFF:hexadecimal表示)であり、同一のサブネット内をブロードキャストされる。ARP要求フレームを受け取ったネットワークノードは、ARP要求フレームの目標IPアドレスが自ノードのIPアドレスと一致している場合、自ノードのMACアドレスを目標MACアドレスに格納したARP応答フレームをARP要求フレーム送信元にユニキャストで返信する。すなわち、ARP応答フレームにおいて、宛先MACアドレス、送信元MACアドレスには、それぞれARP要求フレーム送信元のMACアドレスとARP応答フレーム送信元のノードのMACアドレスが設定され、ARP応答であることを示すコード:2が設定され、目標MACアドレスには、ARP応答フレーム送信元のノードのMACアドレスが設定される。ARP要求フレームの送信元は、受信したARP応答フレームの目標MACアドレスをARPキャッシュ等に記憶する。なお、異なるドメイン(異なるサブネット)のARPは、例えばデフォルトゲートウェイ(ルータ)を介して行われる。なお、ARPについては、例えばIETF(Internet Engineering Task Force) RFC(Request For Comments)826が参照される。 In IPv4 (Internet Protocol version 4), ARP (Address Resolution Protocol) is used for address resolution in the data link layer. In order to acquire a MAC (Media Access Control) address corresponding to the IP (Internet Protocol) address of the communication partner, an ARP request frame is transmitted by broadcast. The MAC address is a unique ID (12HEX-DIGIT) of the Ethernet (registered trademark) card. The ARP request frame includes an Ethernet (registered trademark) frame including a destination MAC address and source MAC address information in a header, a control information such as a protocol type, a code (1) indicating an ARP request, and a source MAC address. An ARP packet including an address, a source IP address, a target MAC address (0 because of unknown), and target IP address information is provided. The destination MAC address of the ARP request frame is all 1 (FFFFFFFFFFFF: hexadecimal display) and is broadcast in the same subnet. When the target IP address of the ARP request frame matches the IP address of the own node, the network node that has received the ARP request frame transmits an ARP response frame in which the MAC address of the own node is stored in the target MAC address. Reply by unicast. That is, in the ARP response frame, the MAC address of the ARP request frame transmission source and the MAC address of the node of the ARP response frame transmission source are set in the destination MAC address and the transmission source MAC address, respectively, and a code indicating that it is an ARP response : 2 is set, and the MAC address of the node that sent the ARP response frame is set as the target MAC address. The transmission source of the ARP request frame stores the target MAC address of the received ARP response frame in the ARP cache or the like. Note that ARP for different domains (different subnets) is performed via, for example, a default gateway (router). As for ARP, for example, IETF (Internet Engineering Task Force) RFC (Request For Comments) 826 is referred to.
なお、ARPに関連して、例えば特許文献1には、事前にARP解決することにより通信発生時のARP解決の集中を軽減して通信断時間を短縮することが可能な通信装置及び通信方法が開示されている。
In connection with ARP, for example,
以下に関連技術の分析を与える。 The analysis of related technology is given below.
ARP要求フレームが、例えばレイヤ2ネットワーク(レイヤ2アクセス網)内にブロードキャストされると、ARP要求フレームを受信したレイヤ2スイッチ(L2スイッチ)は、入力ポート以外のすべてのポートに転送する(フラッディング)。他のL2スイッチも同様にブロードキャストされたARP要求フレームを受信してフラッディングする。各L2スイッチでのフラッディングの結果、レイヤ2ネットワーク内でARP要求フレームが溢れ、当該ネットワークの帯域を圧迫する。さらに、ブロードキャストされたARP要求フレームがL2スイッチ間でループ状に転送されると、転送が無限に繰り返されることになる。その結果、ブロードキャストされるARP要求フレームがネットワークの帯域幅を使い切ってしまうというブロードキャストストームも発生し得る。
When the ARP request frame is broadcast in, for example, a
本発明は、上記問題点を解消するために創案されたものであって、その目的は、同報されるアドレス解決要求によるネットワーク帯域の圧迫等を抑制可能とする装置、システム、方法、プログラムを提供することにある。 The present invention was devised in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an apparatus, system, method, and program that can suppress network bandwidth compression caused by a broadcast address resolution request. It is to provide.
本発明の一つの側面によれば、ネットワークノードの第1の階層のアドレスと第2の階層のアドレスとを対応付けた情報の一覧を事前に取得して記憶部に記憶する第1の手段と、第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを解決するためのアドレス解決要求を受信すると、前記記憶部を参照し、前記アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスが記憶されている場合には、前記記憶部に記憶されている前記第2の階層のアドレスを含む応答を、前記アドレス解決要求の送信元へ送信する第2の手段を備えた通信装置(ノード装置)が提供される。 According to one aspect of the present invention, the first means for acquiring in advance a list of information in which the first layer address and the second layer address of the network node are associated with each other and storing them in the storage unit; When the address resolution request for resolving the address of the second layer corresponding to the address of the first layer is received, the storage unit is referred to, and the address of the first layer specified in the address resolution request is set. When the corresponding second layer address is stored, a response including the second layer address stored in the storage unit is transmitted to the source of the address resolution request. A communication device (node device) provided with means is provided.
本発明の別の側面によれば、通信装置と、第1の階層のアドレスに基づきルーティングを行う第1のノードと、前記通信装置と前記ルーティングを行うノードとの間に接続され、第2の階層のアドレスを用いてスイッチングを行うスイッチを含む第1のネットワークと、を備え、前記通信装置は、第1の階層のアドレスと第2の階層のアドレスとを対応付けた情報の一覧を、前記第1のノードから、事前に取得して記憶部に記憶しておき、第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを解決するためのアドレス解決要求を受信すると、前記記憶部を参照し、前記アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスが記憶されている場合には、前記記憶部に記憶されている前記第2の階層のアドレスを含む応答を、前記アドレス解決要求の送信元へ送信する、ネットワークシステムが提供される。 According to another aspect of the present invention, a communication device, a first node that performs routing based on a first layer address, and the communication device and the node that performs the routing are connected, A first network including a switch that performs switching using a hierarchical address, and the communication device displays a list of information in which a first hierarchical address and a second hierarchical address are associated with each other. When receiving an address resolution request for resolving the address of the second hierarchy corresponding to the address of the first hierarchy from the first node, storing the memory in the storage section in advance. If the second layer address corresponding to the address of the first layer specified in the address resolution request is stored, the second layer address stored in the storage unit is stored. A response containing, transmits to the sender of the address resolution request, the network system is provided.
本発明のさらに別の側面によれば、ネットワークノードの第1の階層のアドレスと第2の階層のアドレスとを対応付けた情報の一覧を事前に取得して記憶部に記憶保持し、
第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを解決するためのアドレス解決要求を受信すると、前記記憶部を参照し、前記アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスが記憶されている場合には、前記記憶部に記憶されている前記第2の階層のアドレスを含む応答を、前記アドレス解決要求の送信元へ送信し、前記アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスが前記記憶部に記憶されていない場合、前記受信したアドレス解決要求を次のノードに転送する、アドレス解決制御方法が提供される。
According to still another aspect of the present invention, a list of information in which the first layer address and the second layer address of the network node are associated with each other is obtained in advance and stored in the storage unit,
When an address resolution request for resolving a second layer address corresponding to a first layer address is received, the storage unit is referred to and the first layer address specified in the address resolution request is supported. When a second layer address to be stored is stored, a response including the second layer address stored in the storage unit is transmitted to a transmission source of the address resolution request, and the address resolution is performed. An address resolution control method is provided for transferring the received address resolution request to the next node when the address of the first hierarchy specified in the request is not stored in the storage unit.
本発明のさらに別の側面によれば、ネットワークノードの第1の階層のアドレスと第2の階層のアドレスとを対応付けた情報の一覧を事前に取得して記憶部に記憶する第1の処理と、第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを解決するためのアドレス解決要求を受信すると、前記記憶部を参照し、前記アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスが記憶されている場合には、前記記憶部に記憶されている前記第2の階層のアドレスを含む応答を、前記アドレス解決要求の送信元へ送信する第2の処理と、を通信装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムが提供される。本発明によれば、当該プログラムを記録したコンピュータ読み出し可能な半導体メモリや磁気/光記録媒体等の媒体(non-transitory recording medium)が提供される。 According to still another aspect of the present invention, a first process of acquiring in advance a list of information in which a first hierarchy address and a second hierarchy address of a network node are associated with each other and storing them in a storage unit When the address resolution request for resolving the address of the second hierarchy corresponding to the address of the first hierarchy is received, the address of the first hierarchy designated by the address resolution request is referred to the storage unit Is stored in the storage unit, a response including the address of the second layer stored in the storage unit is transmitted to the source of the address resolution request. A program for causing a computer constituting the communication apparatus to execute the above-described processing is provided. According to the present invention, a medium (non-transitory recording medium) such as a computer-readable semiconductor memory or a magnetic / optical recording medium in which the program is recorded is provided.
本発明によれば、同報されるアドレス解決要求が溢れてネットワーク帯域を圧迫することを抑制することを可能としている。 According to the present invention, it is possible to prevent the broadcast address resolution request from overflowing and compressing the network bandwidth.
はじめに、本発明の基本概念を説明し、そのあと実施形態に即して説明する。図9を参照すると、本発明に係る通信装置(ノード装置)10は、ネットワークに接続するノードの第1の階層のアドレスと第2の階層のアドレスとを対応付けた情報の一覧を事前に取得して、記憶手段(記憶部)10−3に記憶する第1の手段(第1の制御部)10−1と、第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを解決するためのアドレス解決要求を受信すると、記憶手段(記憶部)10−3を参照して、当該アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスが記憶手段(記憶部)10−3に記憶されている場合には、当該第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを記憶手段(記憶部)10−3から取得し、当該第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを含む応答を、前記アドレス解決要求の送信元へ送信する第2の手段(第2の制御部)10−2と、を備えている。前記第1の手段10−1、第2の手段10−2は、通信装置10を構成するコンピュータでその処理、機能を実現するようにしてもよい。
First, the basic concept of the present invention will be described, and then described according to the embodiment. Referring to FIG. 9, the communication device (node device) 10 according to the present invention obtains in advance a list of information in which the first layer address and the second layer address of the node connected to the network are associated with each other. In order to resolve the first layer (first control unit) 10-1 stored in the storage unit (storage unit) 10-3 and the address of the second layer corresponding to the address of the first layer When the address resolution request is received, the storage unit (storage unit) 10-3 is referred to, and the address of the first hierarchy specified in the address resolution request is stored in the storage unit (storage unit) 10-3. The second layer address corresponding to the first layer address is acquired from the storage means (storage unit) 10-3, and the second layer address corresponding to the first layer address is acquired. A response containing an address to the address resolution And second means (second control unit) 10-2 to transmit to the request of the sender, and a. The first means 10-1 and the second means 10-2 may be realized by the computer constituting the
図10を参照すると、本発明に係るシステムにおいて、通信装置10は、第2の階層のアドレスを用いてスイッチングを行うスイッチを含むネットワーク12を介してノード13と接続される。通信装置10は、第1の階層のアドレスに基づきルーティングを行うノード13から、第1の階層のアドレスと第2の階層のアドレスとを対応付けるための情報を取得する。ノード13は、第1の階層のアドレスを用いたルーティング(routing:経路選択)の対象のネットワーク(例えばネットワーク14)に接続するネットワークノード(DTE(Data Terminal Equipment))15、16の第1の階層のアドレスを管理し、通信装置10からの情報取得要求に対して、ルーティング情報として管理するノード(通信装置)15、16の第1の階層のアドレスを通信装置10に送信する。通信装置10は、ノード(通信装置)15、16の第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスとしてルーティングを行うノード13の第2の階層のアドレスを、記憶保持するようにしてもよい。
Referring to FIG. 10, in the system according to the present invention, the
通信装置10が、例えばネットワーク11からブロードキャスト送信されたアドレス解決要求を受信すると、当該アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスを記憶保持している場合には、当該第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを取得し、当該第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを含む応答を、ネットワーク11のアドレス解決要求の送信元へユニキャストで送信する。
For example, when the
通信装置10は、前記アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスを記憶保持していない場合には、当該アドレス解決要求を、ブロードキャストで、第2の階層のアドレスを用いてスイッチングが行われるスイッチを含むネットワーク12に転送する。この場合、当該アドレス解決要求が、ノード13に到達すると、例えばノード13に接続するネットワーク14(ドメイン)にブロードキャスト転送される。
If the
図11を参照すると、本発明に係る方法は、第1の階層のアドレスと第2の階層のアドレスとを対応付けた情報の一覧を事前に取得して記憶部に保持する(ステップS11)。 Referring to FIG. 11, in the method according to the present invention, a list of information in which the addresses of the first hierarchy and the addresses of the second hierarchy are associated with each other is acquired in advance and stored in the storage unit (step S11).
ブロードキャストされたアドレス解決要求を受信すると(ステップS12)、前記記憶部を参照し、前記アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスが記憶保持されているか否かを判定する(ステップS13)。 When the broadcast address resolution request is received (step S12), the storage unit is referred to and it is determined whether or not the address of the first hierarchy designated by the address resolution request is stored and held (step S13). .
第1の階層のアドレスが記憶保持されている場合には(ステップS13のYes分岐)、前記第1の階層のアドレスに対応する前記第2の階層のアドレスを含む応答を、前記アドレス解決要求の送信元へ送信する(ステップS14)。 If the address of the first hierarchy is stored and held (Yes branch of step S13), a response including the address of the second hierarchy corresponding to the address of the first hierarchy is sent to the address resolution request. The data is transmitted to the transmission source (step S14).
前記アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスが記憶されていない場合(ステップS13のNo分岐)、前記受信したアドレス解決要求を転送する(ステップS15)。 If the address of the first hierarchy specified in the address resolution request is not stored (No branch in step S13), the received address resolution request is transferred (step S15).
本発明の一形態によれば、ルータ(例えば図1の2、あるいは、図10の13)配下のIPアドレス情報を、ルータから取得したCPE(例えば図10の通信装置)が、IPアドレス(第1の階層のアドレス)とMACアドレス(第2の階層のアドレス)の対応情報を保持しておき、当該CPEでARP要求フレームを受信すると、要求されたIPアドレスが保持されていると、ARP応答フレームを返す。CPEはARP要求フレームをCPEとルータを接続するレイヤ2ネットワークにはブロードキャストしない。この結果、CPEとルータ間のレイヤ2ネットワークでブロードキャストされたARP要求フレームが溢れ、ネットワークの帯域を圧迫することを回避している。なお、CPE(Customer Premises Equipment:顧客構内機器、あるいは加入者構内設備)は、ルータやスイッチ等、通信事業者のネットワークに接続する加入者宅内機器である。CPEは回線終端装置(Data Circuit Terminating Equipment)を介して例えばレイヤ2のアクセス網に接続される(あるいは、CPEは回線終端装置であってもよい)。
According to one aspect of the present invention, the CPE (for example, the communication apparatus in FIG. 10) that acquired the IP address information under the router (for example, 2 in FIG. 1 or 13 in FIG. 10) from the router is changed to (1st layer address) and MAC address (second layer address) correspondence information is received, and when the ARP request frame is received by the CPE, if the requested IP address is retained, an ARP response Returns the frame. The CPE does not broadcast the ARP request frame to the
<実施形態>
図1は、本発明の例示的な一形態の全体を説明する図である。図1を参照すると、CPE1は、ポート101でレイヤ2ネットワーク(レイヤ2アクセス網)3に接続し、ルータ2はポート202でレイヤ2ネットワーク3に接続している。ルータ2はポート201でLAN(Local Area Network)(例えば図10のネットワーク14)等に接続されている。図1において、CPE1は、ポート102で、アクセス回線(例えばレイヤ2ネットワーク)を介して例えば広域ネットワーク等に接続される。
<Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating the entire exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1,
図2は、図1のCPE1の構成を説明する図である。図2を参照すると、CPE1は、ポート101及びポート102、第1のフレーム振分手段103、レイヤ2スイッチング手段104、ARPフレーム生成手段106、IPテーブルメッセージ受信手段107、第1のIPテーブルメッセージ生成手段108、IPテーブル情報保持手段109を備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the
ポート101及びポート102はLAN(Local Area Network)の規格(例えばIEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc)802)に準拠したインターフェースである。
The
第1のフレーム振分手段103は、受信したフレーム内容を探査し、ARPフレーム生成手段106、IPテーブルメッセージ受信手段107、レイヤ2スイッチング手段104のいずれかを選択し、選択した手段に受信フレームを転送する。
The first frame distribution means 103 searches the received frame contents, selects any one of the ARP frame generation means 106, the IP table message reception means 107, and the
第1のフレーム振分手段103は、ポート102を介してARP要求フレームを受信した場合、ARPフレーム生成手段106を選択する。第1のフレーム振分手段103は、ルータ2から、ポート101を介してIPテーブルメッセージを受信した場合、IPテーブルメッセージ受信手段107を選択する。これら以外のフレームを受信した場合、レイヤ2スイッチング手段104を選択し、受信フレームを転送する。
When receiving the ARP request frame via the
レイヤ2スイッチング手段104は、ISO(the International Organization for Standardization:国際標準化機構)策定のOSI(Open Systems Interconnection)参照モデルで規定されるレイヤ2におけるスイッチング機構を持つ。
The
ARPフレーム生成手段106は、第1のフレーム振分手段103から受信したARP要求フレームとIPテーブル情報保持手段109が保持する情報から、ARP応答フレームを生成し、レイヤ2スイッチング手段104へ転送する。
The ARP frame generation unit 106 generates an ARP response frame from the ARP request frame received from the first
IPテーブルメッセージ受信手段107は、ルータ2から送信されたIPテーブル応答メッセージ(図7(B))から、IPテーブル(図4(B))を生成し、IPテーブル情報保持手段109に記録する。
The IP table
第1のIPテーブルメッセージ生成手段108は、IPテーブル情報保持手段109を参照し、IPテーブル要求メッセージ(図7(A))を生成し、レイヤ2スイッチング手段104へ転送する。
The first IP table message generation unit 108 refers to the IP table
IPテーブル情報保持手段109は、IPテーブルメッセージ受信手段107が生成したIPテーブル情報(図4(B))を保持する。
The IP table
図3は、図1のルータ2の構成を説明する図である。図3を参照すると、ルータ2は、
ポート201及びポート202、第2のフレーム振分手段203、レイヤ3ルーティング手段204、ルーティングテーブル保持手段206、第2のIPテーブルメッセージ生成手段208を備えている。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the
ポート201及びポート202は、IEEE802規格で規定されるインターフェースである。
The
第2のフレーム振分手段203は、受信したフレーム(又はパケット)の内容を探査し、第2のIPテーブルメッセージ生成手段208、又はレイヤ3ルーティング手段204を選択し、選択した手段にフレームを転送する。
The second
第2のフレーム振分手段203は、CPE1からポート202を介してIPテーブルメッセージを受信した場合、第2のIPテーブルメッセージ生成手段208を選択する。第2のフレーム振分手段203は、これ以外のパケットを受信した場合、レイヤ3ルーティング手段204を選択する。
When the second
レイヤ3ルーティング手段204は、ISO策定のOSI参照モデルで規定されるレイヤ3におけるルーティング機能を有し、ルーティングテーブル保持手段206を備えている。ルーティングテーブル保持手段206は、ルーティングプロトコルであるRIP(Routing Information Protocol)もしくはOSPF(Open Shortest Path First)によって生成したルーティングテーブル(図4(A))を保持する。
The
第2のIPテーブルメッセージ生成手段208は、第2のフレーム振分手段203から受信したIPテーブル要求メッセージ(図7(A))から、ルーティングテーブル保持手段206を参照し、IPテーブル応答メッセージ(図7(B))を生成し、レイヤ3ルーティング手段204へ、生成したIPテーブル応答メッセージを転送する。
The second IP table message generation means 208 refers to the routing table holding means 206 from the IP table request message (FIG. 7A) received from the second frame distribution means 203, and sends an IP table response message (FIG. 7 (B)) and transfer the generated IP table response message to the
CPE1にて、ARP応答を行う際、CPE1はルータ2との間で、図7(A)、図7(B)に示すメッセージフォーマットを用いて情報交換を行う。
When the
CPE1からルータ2へ図7(A)のIPテーブル要求メッセージを発行する。ルータ2は、CPE1からIPテーブル要求メッセージを受信すると、図7(B)のIPテーブル応答メッセージを生成し、CPE1で送信する。CPE1は、IPテーブル応答メッセージからIPテーブルを生成しIPテーブル情報保持手段109へ記録する。
The IP table request message shown in FIG. 7A is issued from the
上記動作について、図5のシーケンス図を参照して詳細に説明する。はじめに、CPE1からルータ2へのIPテーブル要求メッセージの送信の動作について説明する。
The above operation will be described in detail with reference to the sequence diagram of FIG. First, an operation of transmitting an IP table request message from the
CPE1は、第1のIPテーブルメッセージ生成手段108にて、トリガの検出を行う(ステップ301)。特に制限されないが、このトリガは、CPE1の電源投入時、あるいは、前回のトリガ検出からT時間経過した時点等のイベント発生を契機に発生する。トリガを検出した第1のIPテーブルメッセージ生成手段108は、IPテーブル情報保持手段109からIPテーブル(図4(B))を読み出し、読み出した結果から、ルータ2宛てにIPテーブル要求メッセージ(図7(A))を生成する(ステップ302)。
The
図7(A)のIPテーブル要求メッセージは、IEEE802に準拠したイーサネット(登録商標)フレームである。 The IP table request message in FIG. 7A is an Ethernet (registered trademark) frame compliant with IEEE802.
図7(A)の宛先MACアドレスとして、図4(B)のIPテーブル内のポート及びルータ2のMACアドレスのエントリがブランクの場合には、レイヤ2のブロードキャストアドレス(全て1:FFFFFFFFFFFF)を設定する。送信元MACアドレスは、CPE1のMACアドレスを設定する。
When the MAC address entry of the port and
図4(B)のIPテーブル内のポート及びルータMACアドレスのエントリがブランクでない場合、図7(A)の宛先MACアドレスとして、図4(B)のIPテーブルのルータMACアドレスエントリに保持されているMACアドレスを設定する。 If the port and router MAC address entries in the IP table of FIG. 4B are not blank, the destination MAC address of FIG. 7A is held in the router MAC address entry of the IP table of FIG. 4B. Set MAC address.
図7(A)のIPテーブル要求メッセージのデータフィールドを説明する。
・メッセージ種別は、当該メッセージが要求かもしくは応答かを示す。
・エントリ数は、IPテーブルメッセージに含めるIPアドレス数を示す。IPテーブル要求メッセージの場合、IPアドレス情報を持たないため、エントリ数は0となる。
・タイムスタンプは、IPテーブルメッセージを生成した時の日時を記録する。
The data field of the IP table request message in FIG.
-The message type indicates whether the message is a request or a response.
The number of entries indicates the number of IP addresses included in the IP table message. In the case of an IP table request message, since there is no IP address information, the number of entries is zero.
The time stamp records the date and time when the IP table message was generated.
第1のIPテーブルメッセージ生成手段108は、IPテーブル要求メッセージ(図7(A))をレイヤ2スイッチング手段104へフレーム転送する(303)。
The first IP table message generator 108 forwards the IP table request message (FIG. 7A) to the
レイヤ2スイッチング手段104は、IPテーブル要求メッセージ(図7(A))を該当ポートへ出力することで、該IPテーブル要求メッセージのフレームの送信を行う(ステップ304)。その際、第1のIPテーブルメッセージ生成手段108が、ステップ302にて、IPテーブル要求メッセージ(図7(A))の宛先MACアドレスとして、レイヤ2ネットワークのブロードキャストアドレスを設定した場合は、レイヤ2スイッチング手段104は、IPテーブル要求メッセージをCPE1のポート101、102へ送信する。
The
第1のIPテーブルメッセージ生成手段108が、ステップ302にて、IPテーブル要求メッセージ(図7(A))の宛先MACアドレスとして、CPE1のポート101に接続するルータ2のMACアドレスを設定している場合には、レイヤ2スイッチング手段104は、IPテーブル要求メッセージをCPE1のポート101に送信し、レイヤ2ネットワーク3を介してルータ2に送信する。
In
次に、図5を参照して、ルータ2がIPテーブル要求メッセージを受信した際、IPテーブル応答メッセージを発行する動作について説明する。
Next, an operation for issuing an IP table response message when the
ルータ2は、イーサネット(登録商標)フレームをポート201又は202から受信する(ステップ305)。
The
第2のフレーム振分手段203にて、受信したイーサネット(登録商標)フレームが、CPE1からのIPテーブル要求メッセージであるか否か判断する。第2のフレーム振分手段203が、CPE1からのIPテーブル要求メッセージを受信した場合、第2のIPテーブルメッセージ生成手段208にフレーム転送する(ステップ306)。
The second
第2のIPテーブルメッセージ生成手段208は、ルーティングテーブル保持手段206が保持するルーティングテーブル(図4(A))から、IPテーブル応答メッセージ(図7(B))のIPアドレスエントリに対して、IPテーブル要求メッセージを受信したポート(この場合、ポート202)以外のIPアドレスをコピーする(ステップ307)。
The second IP table
ルーティングテーブル保持手段206が保持するルーティングテーブル(図4(A))に、複数のIPアドレスが登録されている場合には、IPテーブル応答メッセージ(図7(B))のIPアドレスエントリを、登録個数分作成し、IPテーブル応答メッセージ(図7(B))にエントリ数を設定する。 When a plurality of IP addresses are registered in the routing table (FIG. 4A) held by the routing table holding means 206, the IP address entry of the IP table response message (FIG. 7B) is registered. The number of entries is created, and the number of entries is set in the IP table response message (FIG. 7B).
次に、レイヤ3ルーティング手段204に、IPテーブル応答メッセージ(図7(B))を転送し(ステップ308)、該当するポートへ出力する(ステップ309)。この場合、CPE1からのIPテーブル要求メッセージをルータ2のポート202で受信しているため、ルータ2は、ポート202に対して、IPテーブル応答メッセージを送信する。
Next, the IP table response message (FIG. 7B) is transferred to the
次に、図5を参照して、CPE1にて、ルータ2からのIPテーブル応答メッセージを受信し、IPテーブル情報保持手段109にIPテーブルを記録する動作について説明する。
Next, with reference to FIG. 5, the operation of receiving an IP table response message from the
CPE1はイーサネット(登録商標)フレームをポート101又は102から受信し、第1のフレーム振分手段103にて、IPテーブル応答メッセージか否かを判断する(ステップ310)。
The
第1のフレーム振分手段103がIPテーブル応答メッセージを受信した場合、IPテーブルメッセージ受信手段107にフレーム転送する(ステップ311)。
When the first
IPテーブルメッセージ受信手段107は、IPテーブル応答メッセージ(図7(B))からIPテーブル(図4(B))を生成し、IPテーブル情報保持手段109に記録する(ステップ312)。
The IP table
ここで、IPテーブル(図4(B))とIPテーブル応答メッセージ(図7(B))の対応付けを説明する。 Here, the correspondence between the IP table (FIG. 4B) and the IP table response message (FIG. 7B) will be described.
図4(B)のIPテーブルの「IPアドレス」のエントリは、図7(B)のIPテーブル応答メッセージの「IPアドレス」のエントリに対応する。 The entry of “IP address” in the IP table in FIG. 4B corresponds to the entry of “IP address” in the IP table response message in FIG. 7B.
図4(B)のIPテーブルの「ポート」のエントリは、図7(B)のIPテーブル応答メッセージを受信したCPE1のポート番号に対応する。図1の場合、CPE1は、ポート101でIPテーブル応答メッセージを受信しているため、図4(B)のIPテーブルのIPアドレスエントリには、ポート101が設定される。
The entry of “port” in the IP table of FIG. 4B corresponds to the port number of CPE1 that has received the IP table response message of FIG. 7B. In the case of FIG. 1, since the
図4(B)のIPテーブルの「ルータMACアドレス」は、図7(B)のIPテーブル応答メッセージの送信元MACアドレスに対応する。IPテーブル応答メッセージに複数のIPアドレスが含まれる場合、図4(B)のIPテーブルには、IPアドレス毎に、対応する「ポート」、「ルータMACアドレス」のエントリを作成する。 The “router MAC address” in the IP table in FIG. 4B corresponds to the source MAC address of the IP table response message in FIG. When a plurality of IP addresses are included in the IP table response message, a corresponding “port” and “router MAC address” entry is created for each IP address in the IP table of FIG.
図6は、本実施形態において、CPE1がARP要求フレームから、ARP応答フレームを生成する動作を説明する図である。図8は、その流れ図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an operation in which the
CPE1は、イーサネット(登録商標)フレームをポート102から受信し、第1のフレーム振分手段103でARP要求フレームか否かを判断する(ステップ401)(図8のステップS1)。
The
第1のフレーム振分手段103でARP要求フレームと判断すると、ARP要求フレームをARPフレーム生成手段106に転送する(ステップ402)。
If the first
ARPフレーム生成手段106は、第1のフレーム振分手段103より受信したARP要求フレームから問合せ先IPアドレスを抽出し、問合せ先IPアドレスがIPテーブル情報保持手段109が保持するIPテーブル(図4(B))のIPアドレスエントリに存在するか否か検索する(ステップ403)(図8のステップS3)。 The ARP frame generation means 106 extracts the inquiry destination IP address from the ARP request frame received from the first frame distribution means 103, and the inquiry table IP address is stored in the IP table held by the IP table information holding means 109 (FIG. 4 ( B)) is searched for whether it exists in the IP address entry (step 403) (step S3 in FIG. 8).
ARPフレーム生成手段106は、ARP要求フレームから抽出した問合せ先IPアドレスが、IPテーブルのIPアドレスエントリに存在する場合、ルータ2の代わりに、CPE1にて、ARP応答フレームを生成する(ステップ404)。
When the inquiry destination IP address extracted from the ARP request frame exists in the IP address entry of the IP table, the ARP frame generation unit 106 generates an ARP response frame at the
ARPフレーム生成手段106は、問合せ先IPアドレスに対応するMACアドレスとして、該当するIPアドレスエントリのMACアドレス(ルータ2のMACアドレス)を、ARP応答フレームの送信元MACアドレスに設定する。 The ARP frame generation means 106 sets the MAC address of the corresponding IP address entry (the MAC address of the router 2) as the source MAC address of the ARP response frame as the MAC address corresponding to the inquiry destination IP address.
ARP応答フレームの宛先MACアドレスは、当該ARP要求フレームの送信元のMACアドレスとする。 The destination MAC address of the ARP response frame is the MAC address of the transmission source of the ARP request frame.
ARPフレーム生成手段106は、生成したARP応答フレームを、レイヤ2スイッチング手段104に転送し、CPE1のポート101から、ユニキャストで送信する(ステップ404、405)。
The ARP frame generation unit 106 transfers the generated ARP response frame to the
一方、問合せ先IPアドレスがIPテーブルのIPアドレスエントリに存在しない場合には、ARP要求フレームをレイヤ2スイッチング手段104に転送し、CPE1のポート101及び、ポート102に送信する。
On the other hand, when the inquiry destination IP address does not exist in the IP address entry of the IP table, the ARP request frame is transferred to the
本実施形態により、ARP要求フレームのブロードキャスト範囲を限定し、ルータとCPE間のレイヤ2ネットワークの帯域の消費量を削減する。
According to this embodiment, the broadcast range of the ARP request frame is limited, and the bandwidth consumption of the
本実施形態では、CPEへの適用例を例に説明したが、本発明はCPEへの適用に制限されるものでなく、他のネットワークノードへ適用可能であることは勿論である。また上記実施形態では、ARPを例に説明したが、逆ARP(Reverse Address Resolution Protocol)に対しても、上記した本発明の少なくとも一部は適用可能である。また、ルータは、L3スイッチ等、ルーティング機能(RIP、OSPF等)を備えた任意のノード(通信装置)であってもよい。また上記実施形態では、IPv4を例に説明したが、IPv6(Internet Protocol version6)においてマルチキャストされるNDP(Neighbor Discover Protocol)等に対しても、上記した本発明の少なくとも1部は適用可能である。 In this embodiment, the application example to the CPE has been described as an example. However, the present invention is not limited to the application to the CPE, and can be applied to other network nodes. In the above embodiment, ARP has been described as an example. However, at least a part of the present invention described above can also be applied to reverse ARP (Reverse Address Resolution Protocol). The router may be an arbitrary node (communication device) having a routing function (RIP, OSPF, etc.) such as an L3 switch. In the above-described embodiment, IPv4 has been described as an example. However, at least a part of the present invention described above can be applied to NDP (Neighbor Discover Protocol) or the like multicasted in IPv6 (Internet Protocol version 6).
なお、上記の特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 The disclosure of the above patent document is incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment, each element of each drawing, etc.) are possible within the scope of the claims of the present invention. . That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
1 CPE
2 ルータ
3 レイヤ2ネットワーク
10 通信装置(ノード)
10−1 第1の手段(第1の制御部)
10−2 第2の手段(第2の制御部)
10−3 記憶手段(記憶部)
11、12、14 ネットワーク
13、15、16 通信装置(ノード)
101、102 ポート
103 第1のフレーム振分手段
104 レイヤ2スイッチング手段
106 ARPフレーム生成手段
107 IPテーブルメッセージ受信手段
108 第1のIPテーブルメッセージ生成手段
109 IPテーブル情報保持手段
201、202 ポート
203 第2のフレーム振分手段
204 レイヤ3ルーティング手段
206 ルーティングテーブル保持手段
208 第2のIPテーブルメッセージ生成手段
1 CPE
2
10-1 First means (first control unit)
10-2 Second means (second control unit)
10-3 Storage means (storage unit)
11, 12, 14
101, 102
Claims (8)
前記第1のネットワークに接続するノードの第1の階層のアドレスと、前記第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスとして、前記第1のノードの第2の階層のアドレスと、を記憶部に記憶する第1の手段と、
第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを解決するためのアドレス解決要求を受信すると、前記アドレス解決要求で指定された前記第1の階層のアドレスが前記記憶部に記憶されている場合、前記第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスとして、前記記憶部に記憶されている前記第1のノードの前記第2の階層のアドレスを含む応答を、前記アドレス解決要求の送信元へ送信する第2の手段と、
を備えた、ことを特徴とする通信装置。 Communication connected via a second network including a first node that performs routing based on an address of the first hierarchy to the first network and a switch that performs switching using the address of the second hierarchy A device,
An address of a first layer of a node connected to the first network, an address of a second layer of the first node as an address of a second layer corresponding to the address of the first layer, and 1st means which memorize | stores in a memory | storage part,
When an address resolution request for resolving a second layer address corresponding to a first layer address is received, the first layer address specified in the address resolution request is stored in the storage unit. A response including the address of the second layer of the first node stored in the storage unit as the address of the second layer corresponding to the address of the first layer, the address resolution A second means for transmitting to the request source;
A communication apparatus comprising:
予め定められた所定のトリガを検出すると、前記第1のノードに対して、前記ルーティングに関連して保持される第1の階層のアドレス情報を要求する手段を備え、
前記第1のノードから取得した1つ又は複数の前記第1の階層のアドレスを、前記第1のノードの前記第2の階層のアドレスに対応させて、前記記憶部に記憶保持する、ことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 1 .
Means for requesting first layer address information held in association with the routing to the first node upon detection of a predetermined trigger,
The address of one or more of the first hierarchy acquired from the first node, said to correspond to the address of the second layer of the first node, is stored and held in the storage unit, that A communication device.
前記第2の手段は、前記アドレス解決要求で指定された前記第1の階層のアドレスが前記記憶部に記憶されていない場合、前記第2のネットワークに、前記アドレス解決要求を転送する、ことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 1 or 2 ,
Said second means, when the address of the address resolution request specified in the first hierarchy is not stored in the storage unit, to the second network, and transfers the address resolution request, the A communication device.
第1のネットワークに対して第1の階層のアドレスに基づきルーティングを行う第1のノードと、
前記通信装置と前記第1のノードとの間に接続され、第2の階層のアドレスを用いてスイッチングを行うスイッチを含む第2のネットワークと、
を備え、
前記通信装置は、
前記第1のネットワークに接続するノードの第1の階層のアドレスと、前記第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスとして、前記第1のノードの第2の階層のアドレスと、を記憶する記憶部を備え、
第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを解決するためのアドレス解決要求を受信すると、前記アドレス解決要求で指定された第1の階層のアドレスが前記記憶部に記憶されている場合には、前記第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスとして、前記記憶部に記憶されている前記第1のノードの前記第2の階層のアドレスを含む応答を、前記アドレス解決要求の送信元へ送信する、ことを特徴とするネットワークシステム。 A communication device;
A first node for routing to a first network based on a first layer address;
A second network including a switch connected between the communication device and the first node and performing switching using an address of a second layer;
With
The communication device
An address of a first layer of a node connected to the first network, an address of a second layer of the first node as an address of a second layer corresponding to the address of the first layer, and a storage unit for storing,
When the address resolution request for resolving the address of the second hierarchy corresponding to the address of the first hierarchy is received, the address of the first hierarchy designated by the address resolution request is stored in the storage unit In this case, a response including the address of the second layer of the first node stored in the storage unit as the address of the second layer corresponding to the address of the first layer is the address. A network system characterized by transmitting to a transmission source of a solution request.
前記通信装置は、前記第1のノードから取得した1つ又は複数の前記第1の階層のアドレスを、前記第1のノードの前記第2の階層のアドレスに対応させて前記記憶部に記憶保持する、ことを特徴とする請求項4記載のネットワークシステム。 When the communication device detects a predetermined trigger that is determined in advance, the communication device requests the first layer of address information held in association with the routing from the first node,
The communication device stores and holds the first one obtained from the node or a plurality of the addresses of the first hierarchy, in said memory unit in association with the address of the second layer of the first node The network system according to claim 4, wherein:
前記第1のネットワークに接続するノードの第1の階層のアドレスと、前記第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスとして、前記第1のノードの第2の階層のアドレスと、を記憶部に記憶保持し、
第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを解決するためのアドレス解決要求を受信すると、前記アドレス解決要求で指定された前記第1の階層のアドレスが前記記憶部に記憶されている場合、前記第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスとして、前記記憶部に記憶されている前記第1のノードの前記第2の階層のアドレスを含む応答を、前記アドレス解決要求の送信元へ送信し、
前記アドレス解決要求で指定された前記第1の階層のアドレスが前記記憶部に記憶されていない場合、前記受信したアドレス解決要求を前記第2のネットワークに転送する、ことを特徴とするアドレス解決制御方法。 Communication connected via a second network including a first node that performs routing based on an address of the first hierarchy to the first network and a switch that performs switching using the address of the second hierarchy The device
An address of a first layer of a node connected to the first network, an address of a second layer of the first node as an address of a second layer corresponding to the address of the first layer, and Is stored in the storage unit,
When an address resolution request for resolving a second layer address corresponding to a first layer address is received, the first layer address specified in the address resolution request is stored in the storage unit. A response including the address of the second layer of the first node stored in the storage unit as the address of the second layer corresponding to the address of the first layer, the address resolution Send it to the sender of the request,
If the address of the address resolution request the first specified by the hierarchy is not stored in the storage unit, and transfers the received address resolution request to the second network, address resolution control, characterized in that Method.
前記第1のノードから取得した1つ又は複数の前記第1の階層のアドレスを、前記第1のノードの前記第2の階層のアドレス情報に対応させて、前記記憶部に記憶保持する、ことを特徴とする請求項6記載のアドレス解決制御方法。 When the communication device detects a predetermined trigger that is determined in advance, the communication device requests the first layer of address information held in association with the routing from the first node,
Storing one or more first layer addresses acquired from the first node in the storage unit in association with the second layer address information of the first node; The address resolution control method according to claim 6 .
前記第1のネットワークに接続するノードの第1の階層のアドレスと、前記第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスとして、前記第1のノードの第2の階層のアドレスと、を記憶部に記憶する第1の処理と、
第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスを解決するためのアドレス解決要求を受信すると、前記アドレス解決要求で指定された前記第1の階層のアドレスが前記記憶部に記憶されている場合、前記第1の階層のアドレスに対応する第2の階層のアドレスとして、前記記憶部に記憶されている前記第1のノードの前記第2の階層のアドレスを含む応答を、前記アドレス解決要求の送信元へ送信する第2の処理を、実行させるプログラム。 Communication connected via a second network including a first node that performs routing based on an address of the first hierarchy to the first network and a switch that performs switching using the address of the second hierarchy In the computer that composes the device,
An address of a first layer of a node connected to the first network, an address of a second layer of the first node as an address of a second layer corresponding to the address of the first layer, and A first process of storing in the storage unit;
When an address resolution request for resolving a second layer address corresponding to a first layer address is received, the first layer address specified in the address resolution request is stored in the storage unit. A response including the address of the second layer of the first node stored in the storage unit as the address of the second layer corresponding to the address of the first layer, the address resolution A program for executing the second processing to be transmitted to the transmission source of the request.
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