JP6475704B2 - 適応オーバーレイネットワーキング - Google Patents

Description

＜関連出願への相互参照＞
本願は、２０１３年１０月１０日出願の米国仮出願シリアル番号６１／８８９，４５７の優先権を主張し、その内容全体を参照としてここに組み込む。

ここ１０年に亘って、サーバ仮想化は、ニッチ市場から数十億ドル産業へと成長しているアプリケーション及びデータセンターアーキテクチャを劇的に変化させた。仮想化技術は、仮想機器の抽象概念を用いることにより、オペレーティングシステムとそれが稼働する物理ハードウェアとの間の強固な結び付きを引き離すものである。この一見したところ簡易な抽象概念は、データセンター設計にいくつかの効果をもたらす。根本的に、仮想化により、サーバ統合、アプリケーションスタックの分離、レガシーハードウェアを要することなく、レガシーソフトウェアの維持管理を容易にする簡易試験インフラ及びコンテナの生成を可能にしてきた。より根本的には、オペレーティングシステムを物理ハードウェアから引き離すことにより、負荷又は不具合に応じてシステム間の作動アプリケーションスタックでオペレーティングシステムを透過的にマイグレーションする能力を生成する。今日、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（Ｈｙｐｅｒ−Ｖ）、ＶＭＷａｒｅ（ＥＳＸ）、Ｏｒａｃｌｅ（ＶｉｒｔｕａｌＢｏｘ）、Ｃｉｔｒｉｘ（Ｘｅｎ） ａｎｄ ＲｅｄＨａｔ（ＫＶＭ）等から多数のオープンソース及びクローズソースの仮想化ソリューションが市販されている。仮想化はまた、クラウドコンピューティングの背後にある有効化技術でもあり、仮想化技術に基づくパブリッククラウドソリューション及びプライベートクラウドソリューションが、例えば、Ａｍａｚｏｎ（ＥＣ２）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（Ａｚｕｒｅ）、Ｒａｃｋｓｐａｃｅ（Ｏｐｅｎｓｔａｃｋ） ａｎｄ ＶＭＷａｒｅ（ｖＣｌｏｕｄ）から利用可能である。

最大のインフラにおけるクラウドコンピューティングは、今や数百及び数千のサーバまでに及び、その真のポテンシャルは現在のデータセンターネットワークの硬直性によって妨げられている。作動中のアプリケーションおよびネットワーク接続を中断することなく、仮想化サーバをライブマイグレーションすることができるが、ネットワーク構成の柔軟性に欠け、適応的に変更することができない。多数のルータ、スイッチ、及びエンドホストは、オンザフライで再構成されなければならない。このネットワークの非柔軟性は、今日の多くのネットワーキングの動力源となるＴＣＰ／ＩＰプロトコルにおける根本的制限の副産物である。より根本的には、サーバが仮想化されてきた一方でネットワーキング技術は仮想化されてきておらず、結果として仮想機器をそれが稼働する物理ネットワークに強固に結び付けてしまう。

従って、この結び付きを解消することにより、ネットワークのエンドポイントがそれらの稼働する物理ネットワークから独立して移動（マイグレーション）できるようにする必要性がある。

現在のネットワークの主たる制限は、ＩＰ（インターネットプロトコル）アドレス指定の当初の設計に由来する。ＩＰアドレスは、一意のエンドポイント識別子であり、且つロケーション識別子である。エンドポイント識別子として、ＩＰアドレスは、通信パイプの一端を一意に識別する。ＩＰアドレスはまた、ＩＰアドレス（ＩＰアドレスは、根本的に、ネットワーク要素とホスト要素とを有する）内のネットワークアドレスを符号化することにより、そのエンドポイントの位置を判定する。

この問題は、例えば、機器（仮想又は物理）がアプリケーション負荷の高い場合に対処すべく追加のコンピュータリソースを要する場合に歴然とするが、その物理ホスト上には空き容量が無い。さらに大きな容量を得るため、この機器は他の物理システムにマイグレーションされる必要がある。しかしながら、この機器は、マイグレーション中、そのＩＰアドレスを保持することにより、現在アクティブなネットワーク接続に不具合を来たすことなく、またこの機器と通信中の他のホストが依然としてこの機器に連絡できるようにする必要がある。ＩＰアドレスはまたホストへの到達方法（すなわち、ルーティング）も規定するため、この機器は、同一のサブネットワーク及びレイヤー２（Ｌ２）ドメイン内でのみマイグレーション可能である。この問題の重要な点は、ＩＰアドレスが機器への到達方法を規定するということであり、これは、新たな位置へのルーティングを行う機構が存在しないため、この機器がサブネットワークを超えてマイグレーションできないことを意味する。この状況は、名前を用いて類推することができる。例えば、ある人物の名前がその人物の郵便番号を含み（例えば、Ｊｉｍ−２２０６６）、郵便サービスが郵便物のルーティングにこの郵便番号を使用した場合、この人物は郵便番号を超えて移動することができず、依然として郵便物の配達を受け取ることができない。これが今日のＩＰアドレス指定の状態である。

従って、今日のマイグレーション能力は、現状、物理ネットワークによって制限されている。サブネットワーク全体に利用可能な空き容量が無い場合、たとえ近隣のサブネットワークに利用可能な空き容量が有ったとしても、オーバーロードの機器をスケールアップすることはできない。他の代替ストラテジーとして、非常に大きなサブネットワークを設計することにより、最初の段階でこの問題を回避するということが挙げられる。これは、上述のＪｉｍ−２２０６６で非常に大きな郵便番号を作成するようなものである。しかしながら、大きなサブネットワークは２つの問題を生む。第１に、最も普及しているレイヤー２ネットワークであるイーサネット（登録商標）では、ルーティングにスパニングツリーを使用するが、これは大きく拡大するものでない。第２に、レイヤー２サブネットワークは、単一のブロードキャストドメインである。レイヤー２のネットワークが大きくなると、過剰なブロードキャストトラフィックを生じる。レイヤー２ネットワークを拡張する現在のアプローチでは、ブロードキャスト稼働を８０２．１Ｑフレームのアドレスビット限界に制限する仮想ＬＡＮ（ＶＬＡＮ）を使用する。現在のＩＥＥＥ８０２．１Ｑフレームでは、ＶＬＡＮタグに１２ビットを割り当て、これを４０９６個の一意ＶＬＡＮに制限する。これは、例えばＡｍａｚｏｎ等の大きなマルチテナントクラウドがたった４０９６個の一意サブネットしか持つことができないという制限になる。ＶＬＡＮはまた、その切替に長い待ち時間と高い管理コストを伴う。

上述のネットワーク制限問題を解消する試みとして、多数の競合する規格の提案、つまり、ＶＸＬＡＮ、ＮＶＧＲＥ、ＳＴＴが有る。しかしながら、これらの提案はすべて、ＩＰ（レイヤー３、すなわちＬ３）パケットにレイヤー２をカプセル化する同一のアイデアに基づくものである。このカプセル化に、ＶＸＬＡＮではＵＤＰを使用し、ＳＴＴではＴＣＰを使用し、ＮＶＧＲＥでは、ＧＲＥトンネルを使用する。上述のＪｉｍ−２２０６６を拡張し、ジムが郵便番号２０１９０に移動し、この人物の新たなアドレスがＪｉｍ−２０１９０に変わったとしても、これらのアプローチではすべて、Ｊｉｍを依然としてＪｉｍ−２２０６６と称し、Ｊｉｍ−２２０６６に送達された郵便物を取り出して、Ｊｉｍ−２０１９０に宛てられた他の封筒（カプセル化）に貼りつける。送信先では、Ｊｉｍが外側の封筒を剥ぎ取り、Ｊｉｍ−２２０６６に宛てられた他の封筒を見出し、この封筒をそのメールへのアクセスに使用する。これらのアプローチではすべて、Ｊｉｍが依然としてＪｉｍ−２２０６６であることに留意する。外側の封筒がＪｉｍを移動させることができるものの、Ｊｉｍがその郵便番号に関連付けられているという根本的問題は依然として残ったままである。

さらに、以上の規格による３つのアプローチすべてには、以下の主たる制限が発生してしまう。
１．カプセル化オーバーヘッド：ハイパーバイザにおけるソフトウェアカプセル化は、高価で、仮想機器の稼働に用いることのできるＣＰＵコアを消費する。ハードウェアカプセル化を用いた場合、データセンターの既存のスイッチを置き換える必要が出てくるであろう。
２．ハードウェアアップグレード：仮想機器がデータセンター外部のホストと通信する際、これらのプロトコルを用いず、カプセル化の透過的導入及び除去にハードウェアゲートウェイが必要となる。
３．ミドルウェアボックス：カプセル化により有線パケット形式を変更するため、負荷分散装置、指示検出システム、及びファイヤーウォール等の既存のネットワークミドルウェアは機能しない。これらの規格による提案の多くは初期段階にあり、これらのアプリケーションの多くにハードウェアソリューションは存在しない。

図１は、本開示の原則に従った一例としての仮想化環境及び物理環境における、本開示の翻訳レイヤーの一例としての位置を示す。 図２は、同一の適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）の一部をなす２つの通信エンドポイント間において、本開示の原則に従って実施される一例としての翻訳及びルーティングを示す。 図３は、一方のエンドポイントが適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）の一部をなし、他方のエンドポイントがインターネット等のパブリックネットワークの一部をなす２つの通信エンドポイント間において、本開示の原則に従って実施される一例としての翻訳及びルーティングを示す。

ＩＰアドレスのエンドポイントアドレスとロケーションとの双方を表すという二面性に関連した問題に対する１つのソリューションは、内部に符号化されたロケーション情報を含まないグローバル一意アドレスを作成するということであろう。残念ながら、これはＩＰネットワークの機能方法を根本的に変える必要があり、今日インターネットに接続された数十億のデバイスの１つずつにＩＰアドレスの新たな意味論をサポートさせる必要がある。従ってこのソリューションは実現不能である。

代わりに、本開示のソリューションは、ＩＰアドレスの二面的目的を分離することによるものである。例えば、データセンター内のすべての機器（仮想又は物理）は、機器の識別に用いられる一意エンドポイントＩＰアドレス（本明細書中、「論理ＩＰアドレス」と称する）と、機器の存在場所、つまり結果的には機器のルーティング方法を決定するロケーションＩＰアドレス（本明細書中、「物理ＩＰアドレス」と称する）の２つのアドレスに関連付けられる。機器に関連付けられた論理ＩＰアドレスは、変化することなく、アドレスのロケーションとは独立している。物理アドレスは、機器のロケーションに応じて変化し、その機器へのデータのルーティングに使用することができる。本開示の方式によると、このマッピングは１対１のマッピングである。任意の時点で、すべての論理ＩＰアドレスは対応の物理ＩＰアドレスを有する。Ｊｉｍ−２２０６０類推を再び参照すると、名前付けの慣習（すなわち、ＩＰアドレスの意味論）を変更することはできず、名前−郵便番号の形式でなければならないため、本開示の原則では、２つの名前、つまり論理名と物理名とを作成し、それらを関連付ける。この類推では、郵便物のルーティングを行う際、論理名から名前（すなわち、識別性）を選択し、物理名から郵便番号を選択するため、郵便番号からＪｉｍを引き離すのと同等の効果が得られる。

本開示の方式を実装するため、マッピングテーブル（本明細書中、「ロケーションテーブル」又は「ＬＴ」と称する）を提供する。ロケーションテーブルは、データセンター等のドメイン内の全機器に対して論理ＩＰアドレスを物理ＩＰアドレスにマップするものである。機器の論理ＩＰアドレスは変わらないが、その物理ＩＰアドレスは、機器が１つのネットワーク（又はサブネットワーク）から他へとマイグレーションすると変化する。各機器は（物理機器であるか、仮想化環境におけるハイパーバイザであるかを問わず）この環境全体を通じて一貫したロケーションテーブルにアクセスする能力を有する。

本開示の原則によると、ロケーションテーブルは、中央化コピーを維持する、配布したテーブルコピーを確実に更新するようブロードキャストを使用する（各ノードは、自身のロケーションテーブルコピーを有する）、オンデマンドで中央化実体（１つ以上のキャッシングレイヤーを備える）からロケーションテーブル項目の問い合わせを行う、又は配布データの一貫性を達成する周知の方法のいずれかなど、多くの方法の１つにより、ドメインを通じて一貫したものとすることができる。

表１（論理ＩＰアドレスを物理ＩＰアドレスにマップする一例としてのロケーションテーブル）は、物理ＩＰアドレスにマップされた論理ＩＰアドレスからなる一例としてのロケーションテーブルの構造を示している。より詳細に後述するとおり、本開示の原則によると、機器が１つのネットワーク（又はサブネットワーク）から他へとマイグレーションされる際、論理ＩＰアドレス及び物理ＩＰアドレス間のマッピングは変化する。機器が１つのネットワークから他へとマイグレーションされる際、機器に対する論理ＩＰアドレスの項目（変化しない）がこの機器の新たなロケーションに対応する新たな物理ＩＰアドレスにマップされる。

実際、本開示の原則により、物理ＩＰアドレスの物理ＩＰネットワーク上に論理ＩＰアドレスからなるＩＰオーバーレイネットワークを作成する。物理ＩＰアドレスに対して論理ＩＰアドレスを１対１でマッピングすることを除いて、論理ＩＰアドレス及び物理ＩＰアドレスのアドレス形式には黙示的にも明示的にも関係に関する他の要求はない。例えば、論理ＩＰアドレス及び物理ＩＰアドレスは、異なるか、又は同様のアドレスプールに由来することもある。そしてソフトウェアスイッチ又はハードウェアスイッチでは、サブネットワーク間のルーティングを行うことのできるソフトウェア又はハードウェア内の要素を含む論理ＩＰアドレスのサブネットワークを（物理ＩＰアドレスのサブネットワークと同様に）作成することができる。実際、論理ＩＰアドレスにより、物理ＩＰネットワークと同様の機能を実施する能力を備えた真のオーバーレイネットワークを形成する。従って、ネットワーク要素の透過的マイグレーションを可能にする本開示のマッピング機構及び規則を、本明細書中では「適応オーバーレイネットワーク」又は「ＡＯＮ」と称する。

以下の説明から明らかになるとおり、本開示の原則の利点は、カプセル化を要求又は使用することなく達成されるため、新たなオーバーレイネットワークの設計開発方法を生じるものである。さらに、本開示の技術は、その動作をハイパーバイザ又は仮想化技術に依存していないことを理解しなければならない。本開示の適応オーバーレイネットワークは、そのネットワークが物理機器からなるか、又は仮想機器からなるかを問わず、ネットワークを仮想化する技術である。つまり、本開示の技術は、サーバの仮想化から独立して展開することができる。本開示の原則は、ハイパーバイザ内の対象ＩＰアドレス及び送信元ＩＰアドレスを直接変更し、マイグレーション中、ＶＴＥＰエントリーポイントを変更するＶＸＬＡＮ要件を有さない。従来技術のソリューションには、各ハイパーバイザにおいて全仮想機器が自らのトラフィックを仮想スイッチに送る完全仮想スイッチを使用することで、パケットを確実に第１ＶＸＬＡＮゲートウェイ（ＶＴＥＰ）に到達させる試みもあった。本開示の技術は、ハイパーバイザ内の対象ＩＰアドレス及び送信元ＩＰアドレスを直接変更し、マイグレーション中、ＶＴＥＰエントリーポイントを変更するＶＸＬＡＮ要件を有さないため、仮想スイッチを必要としない。

図１は、本開示の原則に従って論理ＩＰアドレスを物理ＩＰアドレスにマップするロケーションテーブルを含み、使用する翻訳レイヤー（図２及び図３に示すとおり、本明細書中、「ＡＯＮレイヤー」とも称する）のロケーションを示す。仮想化環境１０において、翻訳レイヤー３０は、仮想機器２０とハイパーバイザ１２との間に位置する。或いは、翻訳レイヤー３０（及びロケーションテーブル）は、所望に応じて、ハイパーバイザ内に一部又は全部位置させることもできる。図１において、各仮想機器２０は、アプリケーション２２、オペレーティングシステム（ＯＳ）２４、及びセキュリティデバイス（例えば、ファイヤーウォール）２６を備えて示されている。しかしながら、本開示の原則は特定の仮想機器構成に限定されるものでなく、他の好適な構成を使用してもよいことを理解しなければならない。要求されることは、仮想機器２０が本明細書に規定の本開示の原則を実装できるということのみである。仮想機器２０は、データパケット又はパケットストリーム２８に挿入される論理ＩＰアドレスを使用し、翻訳レイヤー３０は、図２及び図３を参照して以下に規定する規則に基づき、データパケット／ストリーム４０の送信／受信に先立って論理ＩＰアドレスを物理ＩＰアドレスに変換する。

物理機器５０において、翻訳レイヤー６０はオペレーティングシステム５４内に位置する。機器５０上で稼働するオペレーティングシステム５４及びアプリケーション５２は、データパケット又はパケットストリーム５８に挿入された論理ＩＰアドレスを使用し、翻訳レイヤー６０は、物理ネットワークインタフェースを通じたデータパケット／ストリーム７０の送信／受信に先立って論理ＩＰアドレスを物理ＩＰアドレスに変換する。図１において、物理機器５０は、アプリケーション５２、オペレーティングシステム（ＯＳ）５４、及びセキュリティデバイス（例えば、ファイヤーウォール）５６を備えて示されている。しかしながら、本開示の原則は、特定の物理機器構成に限定されるものでなく、他の好適な構成を使用してもよいことを理解しなければならない。要求されることは、物理機器５０が本明細書に規定の本開示の原則を実装できるということのみである。

本開示の原則によると、機器（仮想又は物理）を設定する際、ロケーションテーブルは、仮想機器の論理ＩＰアドレスとそれに関連付けられた物理ＩＰアドレスとを含む項目で更新される。上述のとおり、論理ＩＰアドレスは、オーバーレイネットワークに属し、ユーザによる任意の構成が可能である。論理ＩＰアドレスは、オーバーレイネットワーク上に移されたＤＨＣＰサーバにより、静的又は動的に割り当てられてもよい。あらゆる機器の物理ＩＰアドレスは、その機器の移された物理ＩＰネットワークによって決まり、例えばＤＨＣＰサーバにより、静的又は動的に割り当てられてもよい。ロケーションテーブルの項目は、生成後、オーバーレイネットワーク内の全機器に伝えられる。上述のとおり、ロケーションテーブルの項目は、所望の一貫性を達成する中央化技術又は非中央化技術（例えば、上述の例）を用いて、その一貫性を維持されてもよい。要求されることは、ロケーションテーブルの項目のインデックス／ルックアップでオーバーレイネットワークの各機器に同一のマッピング結果を生成するということのみである。

本開示の原則に従ったオーバーレイネットワーク上のルーティングは、可能性のある２つのシナリオの観点から考慮されなければならないことを理解しなければならない。第１のシナリオでは、エンドポイントの送受信はともに、適応オーバーレイネットワークを通じて行われる。すなわち適応オーバーレイネットワーク内でルーティング（図２を参照して後述する）される。第２のシナリオでは、一方のエンドポイントが適応オーバーレイネットワーク内にあり、第２のエンドポイントがパブリックネットワーク又はその他のネットワーク（例えば、インターネット）上にあって、今日の機器に共通して単一のＩＰアドレスのみを有する。すなわち、適応オーバーレイネットワーク外部でルーティングされる（図３を参照して後述する）。

図２は、同一の適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）の一部をなす２つの通信エンドポイント間において、本開示の原則に従って実施される一例としての翻訳及びルーティングを示している。図２において、２つの仮想機器ＶＭ１及びＶＭ２は、互いに通信を試みている。図示の実施形態において、第１仮想機器ＶＭ１が第１エンドポイント２２０を構成し、第２仮想機器ＶＭ２が第２エンドポイント２４０ａを構成する。後述のとおり、図示の例において、第２仮想機器ＶＭ２は、最終的に異なるエンドポイント２４０ｂにマイグレーションするであろう。また仮想機器ＶＭ１及びＶＭ２は、図１に示すとおり、構成することができる。図示の仮想機器のうち１つ以上を物理機器とすることができ、本開示の原則は仮想機器に限定されるべきでないことを理解しなければならない。物理機器は、図１に示すとおり、構成することができる。

本開示の適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）のフレームワークにおいて、仮想機器ＶＭ１及びＶＭ２は各々、オーバーレイネットワーク内で割り当てられた論理ＩＰアドレスと、その機器の実際のロケーションによって決まる物理ＩＰアドレスとを有する。図示の例において、第１仮想機器ＶＭ１は、１９２．１６８．１０．７４の論理ＩＰアドレスと１０．２．１．１９６の物理ＩＰアドレスとを有する。第２仮想機器ＶＭ２は、１９２．１６８．１０．１３０の論理ＩＰアドレスと１０．１．１．１の物理ＩＰアドレスとを有する。

論理ＩＰアドレスと物理ＩＰアドレスとの間のマッピングは、ロケーションテーブルに記憶される。図示の実施形態において、配布されたロケーションテーブルが各ノードに維持され、上述のとおり、このテーブルは各ノードに対して一貫性を保っていなければならない。或いは、上述のとおり、所望に応じて、ロケーションテーブル内の項目にアクセスするための中央化ロケーションテーブル又はオンデマンドルックアップが使用されてもよい。図示の例において、第１ロケーションテーブル２３０は第１エンドポイント２２０にあり、同一、すなわち一貫したロケーションテーブル２３０ａが第２エンドポイント２３０ａにある。図１を参照して上述したとおり、テーブル２３０及び２３０ａは、仮想環境の翻訳レイヤー内に記憶されるか、又は仮想環境の翻訳レイヤーに関連付けられるであろう。図示の例において、ロケーションテーブル２３０及び２３０ａは、最初は、第１仮想機器ＶＭ１の論理ＩＰアドレス及び物理ＩＰアドレスに対する第１マッピング項目２３２と、第２仮想機器ＶＭ２の論理ＩＰアドレス及び物理ＩＰアドレスに対する第２マッピング項目２３４とを含む。後述のとおり、第２仮想機器ＶＭ２が新たな物理ＩＰアドレスにマイグレーションすると、第２マッピング項目２３４は、新たなマッピング項目２３６に入れ替えられるであろう。

本開示の原則によると、第１仮想機器ＶＭ１が第２仮想機器ＶＭ２にデータパケットを送信する際、適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）内で割り当てられたアドレスを使用して、オーバーレイネットワーク上に通信が発生する。従って、第１仮想機器ＶＭ１から第２仮想機器ＶＭ２へ送られるデータパケットは、ステップ２０１に示すとおり、１９２．１６８．１０．７４の送信元ＩＰアドレス（ＳＲＣ ＩＰ）と、１９２．１６８．１０．１３０の送信先ＩＰアドレス（ＤＳＴ ＩＰ）アドレスとを含むであろう。このパケットは、図１を参照して上述したとおり、仮想環境のハイパーバイザ内のＡＯＮ翻訳レイヤー（図２には「ＡＯＮレイヤー」として示す）によって傍受される（又は、図１に示すＯＳ内の物理機器上で行うこともできる）。送信側（すなわち、エンドポイント２２０）では、ＡＯＮレイヤーが、送信元論理ＩＰアドレスと送信先論理ＩＰアドレスによってロケーションテーブル２３０にインデックス付けを行い、これらに対応する物理ＩＰアドレスを検索する。そしてＡＯＮレイヤーは、当初のデータパケットのヘッダ内の論理ＩＰアドレス（送信元及び送信先）を検索した物理ＩＰアドレスで置き換える。ＩＰ送信元アドレスのなりすましを防ぐためのセキュリティプロトコルを展開しないシステムにおいて、ＡＯＮレイヤーは、パケットヘッダ内の送信先ＩＰアドレスを置き換え、ヘッダ内の当初の論理送信元ＩＰアドレスをそのまま残すことのみが必要となる。すべての展開シナリオで正確を期するために、ＩＰヘッダ内の送信元論理アドレス及び送信先論理アドレスの双方を置き換えるが、場合によっては送信先アドレスを置き換えるのみで十分である。当初のデータパケット内の送信元論理ＩＰアドレス及び送信先論理ＩＰアドレスは、直接置き換えられること、すなわち開示の方法では、ＩＰヘッダ内のアドレスを置換するものであり、他のレイヤー２パケット又はレイヤー３パケットにおけるパケットカプセル化を行うものでないことを理解しなければならない。

図示の例において、送信元論理ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．７４は、送信元物理ＩＰアドレス１０．２．１．１９６に置き換えられ、送信先論理ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．１３０は、送信先物理ＩＰアドレス１０．１．１．１に置き換えられる。そして変換されたデータパケットは、ステップ２０２で示すとおり、物理ネットワークを通じて送信される。物理ネットワーク上のＩＰアドレスは、ルーティング可能なアドレスであるため、データパケットは最終的に送信先（すなわち、エンドポイント２４０ａ）に到達し、送信先において仮想環境（又は物理機器）のＡＯＮレイヤーに傍受される。送信元及び送信先の機器の物理ＩＰアドレスは、完全に異なる物理ネットワーク上にあってもよく、本開示の効果は、送信元及び送信先の機器の物理ＩＰアドレスが物理ネットワーク上のルーティング可能なアドレスであることと、正確に構成されたいかなるネットワークも送信先へのパケット送達が可能であることである。

データパケットが送信先（すなわち、エンドポイント２４０ａ）に一旦到達すると、ＡＯＮレイヤーは、当初第１エンドポイント２２０でデータパケットに実施した「逆変換」を行う。このために、ＡＯＮレイヤーは、物理ＩＰアドレス（送信元及び送信先）でロケーションテーブル２３０ａにインデックス付けをし、受信したＩＰパケット内の物理ＩＰアドレスをテーブル２３０ａからの論理ＩＰアドレスで置き換える。送信先ＩＰアドレスのみが置き換えられた場合、この「逆変換」プロセスでは、送信先物理ＩＰアドレスのみを対応の論理アドレスに置き換える。図示の例において、送信先の仮想環境において、ＡＯＮレイヤーは、送信元物理ＩＰアドレス１０．２．１．１９６を送信元論理ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．７４で置き換え、送信先物理ＩＰアドレス１０．１．１．１を送信先論理ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．１３０で置き換える。そしてＡＯＮレイヤーは、このパケットを第２仮想機器ＶＭ２に送信する。第２仮想機器ＶＭ２で受信したパケットは、ステップ２０３に示すとおり、今や有効に形成されており、オーバーレイネットワーク内にある送信元ＩＰアドレス及び送信先ＩＰアドレスを正確に含んでいる。

第２仮想機器ＶＭ２から第１仮想機器ＶＭ１へのいかなるデータレスポンスも、第１仮想機器ＶＭ１から第２仮想機器ＶＭ２への通信と同一のステップで、且つ逆に行う。この通信のために実施される変換を、ステップ２０４、２０５、及び２０６の反対進路に示す。簡単に述べると、ステップ２０４にて、第２仮想機器ＶＭ２から第１仮想機器ＶＭ２へのデータパケットは、１９２．１６８．１０．１３０の送信元ＩＰアドレス（ＳＲＣ ＩＰ）と１９２．１６８．１０．７４の送信先ＩＰアドレス（ＤＳＴ ＩＰ）とを含んでいるであろう。このパケットは、ＡＯＮレイヤーに傍受され、ここで送信元論理ＩＰアドレス及び送信先論理ＩＰアドレスによってロケーションテーブル２３０ａにインデックス付けを行い、これらに対応する物理ＩＰアドレスを検索する。そしてＡＯＮレイヤーは、当初のデータパケットのヘッダ内にある論理ＩＰアドレス（送信元及び送信先）を検索した物理ＩＰアドレスで置き換える。そして変換されたデータパケットは、ステップ２０５に示すとおり、物理ネットワークを通じて送信される。データパケットは送信先（すなわち、エンドポイント２２０）に到達し、送信先の仮想環境（又は物理機器）のＡＯＮレイヤーによって傍受される。データパケットが一旦送信先（すなわち、エンドポイント２２０）に到達すると、ＡＯＮレイヤーは、物理ＩＰアドレス（送信元及び送信先）でロケーションテーブル２３０のインデックス付けを行い、受信したＩＰパケット内の物理ＩＰアドレスをテーブル２３０からの論理ＩＰアドレスに置き換えることにより、当初第２エンドポイント２４０ａにおいてデータパケットに実施された「逆変換」を行う。そしてＡＯＮレイヤーは、ステップ２０６に示すとおり、第１仮想機器ＶＭ１にパケットを送信する。

仮想機器が１つの物理システムから他にマイグレーションする際、その当初の論理ＩＰアドレスを保持するものの、仮想機器が物理ネットワークを超えて移動した場合、物理ＩＰアドレスは変化することもある。このシナリオは、ステップ２０７に示しており、ここでは第２仮想機器ＶＭ２が物理ＩＰアドレス１０．１．１．１から物理ＩＰアドレス１０．４．３．２にマイグレーションしている。

本開示の原則によると、マイグレーションの完了に先立って、ロケーションテーブル２３０及び２３０ａを更新するために再マッピング要求が送信される。再マッピング要求は、論理ＩＰアドレスとその物理ＩＰアドレスとの間のマッピングを変更するものである。図示の例において、ロケーションテーブル２３０及び２３０ａは、当初、１９２．１６８．１０．１３０の論理ＩＰアドレスと１０．１．１．１の物理ＩＰアドレスとの間のマッピングを（項目２３４において）有していた。マイグレーションに先立って、再マッピング要求により、論理ＩＰアドレス１９２．１６８．１０．１３０が新たな物理ＩＰロケーション１０．４．３．２（項目２３６）に結び付けられるようにこのマッピングを変更する。再マッピングの効果を、ロケーションテーブルの点線で囲んだ項目内に示す（マイグレーション後の第２エンドポイント２４０ｂにおける変更済ロケーションテーブル２３０ｂに示すとおり、項目２３４はもはや存在しないことに留意する）。この再マッピングステップは、マイグレーションの直前又は直後に実施することができるが、適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）上のいずれかのノードと新たにマイグレーションされた対象（すなわち、第２仮想機器ＶＭ２）との間のあらゆる通信に先立って実施することができる。

物理システムを超えたマイグレーションが、通信の途中に発生することもある。再マッピングが一旦完了すると、第１エンドポイント２２０から新たなエンドポイント２４０ｂに送信されたデータパケットの変換をステップ２０８〜２１１に示す。第１仮想機器ＶＭ１の観点から、第２仮想機器ＶＭ２と通信するため、第２仮想機器ＶＭ２によって実施されたマイグレーションの後であっても、第１仮想機器ＶＭ１は、オーバーレイネットワーク上の同一の論理ＩＰアドレスにデータ送信を継続する。上述のとおり、マイグレーション中に論理ＩＰアドレスは変化しないので、２つの仮想機器ＶＭ１及びＶＭ２はその当初の論理ＩＰアドレス（各々、１９２．１６８．１０．７４及び１９２．１６８．１０．１３０）を保持し、これらに関する限りは何も変化しない。しかしながら、エンドポイント２２０及び２４０ｂの双方におけるＡＯＮレイヤーは、マイグレーションを把握しており、マイグレーション後の論理ＩＰアドレスに関連付けられた物理ＩＰアドレスを変更することによって応答する。従って、ステップ２０８で第１仮想機器ＶＭ１から第２仮想機器ＶＭ２に送られる新たなパケットは、今や異なる物理ＩＰアドレスマッピングを有する（すなわち、ステップ２０２で使用された物理ＩＰアドレス１０．１．１．１に対して、ステップ２０８では物理ＩＰアドレス１０．４．３．２が使用される）。従って、マイグレーション後、１９２．１６８．１０．７４から１９２．１６８．１０．１３０に送られたパケットは、１０．２．１．１９６の送信元物理ＩＰアドレスと１０．４．３．２の送信先物理ＩＰアドレスとに変換されるであろう。以前のように、パケットが一旦送信先（すなわち、エンドポイント２４０ｂ）に到達すると、送信先のＡＯＮレイヤーは、変更／更新済のロケーションテーブル２４０ｂ（ステップ２０９）を使用することにより、逆変換を行い、このパケットを各論理ＩＰアドレスに設定された送信元及び送信先のアドレスで第２仮想機器ＶＭ２に送達するであろう。逆に、マイグレーション後の第２仮想機器ＶＭ２から第１仮想機器ＶＭ１への通信をステップ２１０及び２１１に示す（第２仮想機器ＶＭ２のマイグレーション後マッピングに項目２３６を使用することを除いて、ステップ２０４及び２０５を参照して上述したとおり）。

図３は、一方のエンドポイントが適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）の一部をなし、他方のエンドポイントがインターネット等のパブリックネットワークをなす２つの通信中のエンドポイント間で、本開示の原則に従って実施される一例としての翻訳及びルーティングを示す。ステップ３０１〜３０６は、仮想機器ＶＭ１の１つのハイパーバイザから他への（すなわち、エンドポイント３４０ａから３４０ｂへの）マイグレーションに先立つ通信のための変換を示しており、ステップ３０８〜３１１は、マイグレーション（ステップ３０７）後に必要とされる変換を示している。ロケーションテーブル３３０及び３３０ａの破線の項目３３４は、マイグレーション後の論理ＩＰアドレス及び物理ＩＰアドレスの間のマッピングにおける変化を示している（以下に詳述）。マイグレーションに先立って、論理ＩＰアドレス１８４．１８０．１５２．５２は物理ＩＰアドレス１０．１．１．１（テーブル３３０及び３３０ａの項目３３２）にマップされ、マイグレーション後、このマッピングは、論理ＩＰアドレス１８４．１８０．１５２．５２が物理ＩＰアドレス１０．１．３．３にマップするように変更される（テーブル３３０、３３０ａ、及び３３０ｂの項目３３４）。仮想機器ＶＭ１は、図１に示すように構成することができる。図示の仮想機器は物理機器とすることができ、本開示の原則は仮想機器に限定されるべきでないことを理解しなければならない。物理機器を使用した場合、これは図１に示すように構成することができる。

以下は、本開示の原則に従って、インターネット等のパブリックネットワーク上のエンドポイント３２０と適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）内のエンドポイント３４０ａとの間の通信をルーティングするのに必要な規則／処理を説明するものである。図３において、パブリックエンドポイント３２０は、単一のパブリックＩＰアドレス２０８．９１．０．１３２を有する。適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）内のエンドポイント３４０ａは、１８４．１８０．１５２．５２の論理ＩＰアドレスを有する。論理ＩＰアドレスは、パブリックに割り当てられた静的アドレスであってもよい。すなわち、図示の例のように、パブリックにルーティング可能に設計されてもよい。上述のとおり、適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）において、適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）における各論理ＩＰアドレスは、物理ロケーション依存アドレスを有する。図示の例において、適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）内のエンドポイント３４０ａは、１８４．１８０．１５２．５２の論理ＩＰアドレスと１０．１．１．１の物理ＩＰアドレス（マイグレーション前）とを有し、このマッピングは、適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）内の機器のロケーションテーブル３３０ａに存在する。

パブリックエンドポイント３２０（２０８．９１．０．１３２）がデータパケットをＩＰアドレス１８４．１８０．１５２．５２に送信する際、このパケットは、インターネットを通じてルーティングされ、ローカルネットワークにサービス提供するエッジルータ３２２に到達する（ステップ３０１）。エッジルータ３２２は、データパケットの受信にあたり、ロケーションテーブル３３０にアクセスし、送られてくるパケット内の送信先ＩＰアドレス（すなわち、論理ＩＰアドレス１８４．１８０．１５２．５２）を物理ＩＰアドレス１０．１．１．１で置き換え、それを内部ネットワークを通じて送信する（ステップ３０２）。このシナリオでは、送信先ＩＰアドレスのみが変更されること、すなわち、２０８．９１．０．１２の送信元ＩＰアドレスが変更なしに保持されることに留意しなければならない。他の実装において、論理ＩＰアドレス１８４．１８０．１５２．５２の物理ＩＰアドレス１０．１．１．１への変換は、エッジルータの直前のソフトウェアデバイス又はハードウェアデバイスで発生させることができる。

ロケーションテーブル３３０は、今日市販されているほぼすべての管理下ルータで特定可能な「送信先ＮＡＴ（ＤＮＡＴ）」規則を使用することにより、エッジルータにおいて実装することができる。送信先ＮＡＴ規則は、ルータに対して、ＩＰデータパケット内の送信先ＩＰアドレスを１つのアドレスから他に変更するように指示するものであり、これらのルールはユーザによる構成が可能である。エッジルータ３２２上でこれらのルールを動的に設定することにより、本開示の原則は今日存在するほぼすべてのルータで機能し、新たなハードウェア又はファームウェアの変更を要求しない。

内部ネットワーク内で、データパケットは最終的に送信先１０．１．１．１（すなわち、エンドポイント３４０ａ）に到達し、ＡＯＮ翻訳レイヤー（図３において「ＡＯＮレイヤー」として示す）によって傍受される。ＡＯＮレイヤーは、送信元ＩＰアドレス、この場合は２０８．９１．０．１３２を見て、そのロケーションテーブル３３０ａ内に対応する項目が無いことを見出すであろう。これは、ＡＯＮレイヤーに、データパケットが適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）の外部に由来することを示す。ＡＯＮレイヤーは、この情報に基づき、送信先物理ＩＰアドレス、この場合はアドレス１０．１．１．１を（テーブル３３０ａからの）論理ＩＰアドレス１８４．１８０．１５２．５２に置換するのみであり、このパケットを上流の仮想機器ＶＭ１に送達する（ステップ３０３）。

仮想機器ＶＭ１の観点から、仮想機器ＶＭ１は、正しく形成され、送信元ＩＰアドレス２０８．９１．０．１３２から送信され、そのＩＰアドレス１８４．１８０．１５２．５２に宛てられたデータパケットを受信し、認識する。仮想機器ＶＭ１がデータパケットをアドレス２０８．９１．０．１３２に送り返す際（ステップ３０４）、ＡＯＮレイヤーは、このパケットを傍受し、送信先ＩＰアドレス２０８．９１．０．１３２でロケーションテーブル３３０ａにインデックス付けを行う。このシナリオでは、このアドレスによる項目が存在せず、ＡＯＮレイヤーに、送信先は適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）の外部にあることを示す。それ故、ＡＯＮレイヤーは、一方のエンドポイントがＡＯＮ内部にあり、他方がＡＯＮ外部にある際には送信元又は送信先のＩＰアドレスに変化を加えない。従って、ステップ３０５に示すとおり、仮想機器ＶＭ１から送られるデータパケットは、１８４，１８０．１５２．５２の送信元ＩＰアドレスと２０８．９１．０．１３２の送信先ＩＰアドレスとを有し、エッジルータ３２２に送られ、ここではそれに変更を加えることなくインターネットを通じて送信先（すなわち、エンドポイント３２０）に送信する（ステップ３０６）。従って、送信先は、その当初の通信を表す正しく形成されたパケットを受信する。

代替実施形態において、ＡＯＮレイヤーは、送信先ＩＰアドレスでロケーションテーブル３３０ａにインデックス付けを行い、その送信先が適応オーバーレイネットワーク（ＡＯＮ）外であることを（ルックアップの合致不足により）検出し、送信元論理ＩＰアドレス１８４．１８０．１５２．５２を送信元物理アドレス１０．１．１．１に置き換える。この代替実施形態（図示せず）において、エッジルータ３２２は送信元ＮＡＴ規則でプログラムされており、これによると、送信元ＩＰアドレス１０．１．１．１を論理ＩＰアドレス１８４．１８０．１５２．５２で置き換える。この代替実施形態は、送信元ＩＰアドレスのなりすまし検出を試みるセキュリティデバイスが存在する場合に有用となることもある。

仮想機器ＶＭ１が１つの物理ネットワークから他にマイグレーションする際、本開示の方法では、ロケーションテーブル内の論理ＩＰアドレスを異なる物理ＩＰアドレスにマッピングする単純な変更を行う（テーブル３３０、３３０ａ、及び３３０ｂの項目３３４参照）。図示の例において、ＶＭ１がマイグレーションする際（ステップ３０７）、論理Ｉｐアドレス１８４．１８０．１５２．５２は、ロケーションテーブル３３０、３３０ａ、及び３３０ｂ内の異なる物理ＩＰアドレス（１０．１．３．３）にマップされる。このマッピングはまた、エッジルータ３２２内でも変更される必要があることを理解しなければならない。マッピングの変更が一旦完了すると、変換シーケンスは、論理ＩＰアドレス１８４．１８０．１５２．５２のマッピングが今や新たな物理ＩＰアドレス１０．１．３．３に生じることを除いて、ステップ３０１〜３０６を参照して上述したのと全く同様となる。マイグレーション後の一連の通信ステップは、図３中、ステップ３０８〜３１１に示す。

上述の例では、ＩＰアドレスが通常現在のネットワークにおけるのと同一の意味論を有することを前提とする。特に、単一のネットワークにおいて各ＩＰアドレスは一意的である。ＩＰアドレスが一意的でなければ、パケット内の送信元及び送信先のＩＰアドレスに対してのみ可視性を有するルータは、パケットが同一のＩＰアドレスを有する多数の送信先のいずれに送信されなければならないかを区別する手立てがない。

本開示の適応オーバーレイネットワークによると、送信元機器及び送信先機器がともに適応オーバーレイネットワーク内に存在する際、非一意的論理ＩＰアドレスを有効にする代替機構を提供する。上述のルーティング方法において、ＡＯＮレイヤーは、パケット送信に際して、送信先論理ＩＰアドレスに基づいてロケーションテーブルのインデックス付けを行う。代替実施形態において、本明細書中では一時的ルーティングと称するが、このインデックス／ルックアップ機構は、ロケーションテーブル内の他の属性を使用することによって増補される。例えば、各機器は、データパケットの一部をなさないもののデータが到達するポート（すなわち、仮想機器の仮想イーサネットデバイス、移り機器の物理イーサネットデバイス）に単に関連付けられる数値識別子を含むことができる。わかりやすくするため、本明細書中ではこの識別子を組織識別子と称する。同一の組織に属する多数の機器は、同一の組織識別子を有する。この代替方法において、ロケーションテーブル内のアドレスを調べることには、送信先の論理ＩＰアドレスと組織識別子との双方でインデックス付けを行うことが含まれる。従って、ＩＰアドレスは一組織（単に、任意の識別子について同一の値を有する機器の任意の集合体）内では一意的でなければならないが、ＩＰアドレスは組織を超えて一意的である必要はない。従って、ロケーションテーブルは、送信先論理ＩＰアドレス１９２．１６８．１．２に対して各々異なる組織識別子（及び異なる物理アドレス）を備えた２つの項目を含んでもよい。本開示の方法では、正確な組織識別子に基づいて多数の項目の間で下位選考を行うことにより、論理ＩＰアドレスに対応する正確な物理ＩＰアドレスの曖昧性を解消し、パケットを送信用に適正に変換することができる。上述のとおり、送信先のＡＯＮレイヤーでは同一の変換が逆に発生し、送信元アドレスの曖昧性解消が今や同一の組織識別子によってなされる。実際のデータパケットの一部をなさない情報を使用してルーティングの曖昧性解消が達成され、これが既存のルータ又はルーティングプロトコルに何らの変化を加えることもなく機能するため、本技術を本明細書中では一時的ルーティングと称する。一時的ルーティングの主たる効果のうちの１つとして、クラウドのテナントが、既存のルーティングプロトコルを根本的に壊すことなく、内部通信に同一のＩＰアドレスを再利用できるということが挙げられる。

本開示の適応オーバーレイネットワークにおけるレイヤー２のブロードキャストの一般的シナリオは、従来であれば、同一の組織識別子を有する全機器に対するレイヤー３のユニキャスト（又はユニキャストとレイヤー２のブロードキャストとの組み合わせ）を使用して、レイヤー３のトンネリングにおいてレイヤー２で対応される。またロケーションテーブルを使用して、ブロードキャストドメインを特定する組織識別子に基づき、サブネットのメンバーシップを判定する。これが通常のシナリオであるが、実際に使用されることはほとんどない。より一般的なレイヤー２のブロードキャストの使用ケースとして、ＩＰアドレスをＭＡＣアドレスに絞り込む際にＡＲＰクエリーが使用される。ロケーションテーブルは既にこの情報を含んでいるため、ＡＯＮ翻訳レイヤーは、レイヤー２のブロードキャストを実際に使用することなく、ＡＲＰクエリーに応答することができる。すなわち、ロケーションテーブルを使用してプロキシＡＰＲを実装する。レイヤー２のブロードキャストの他の一般的な使用ケースにはＤＨＣＰがあり、翻訳レイヤーは、レイヤー２のブロードキャストを分類しなおすことなく、ＤＨＣＰサーバのアドレスの絞り込みにロケーションテーブルを同様に使用することができる。つまりプロキシＤＨＣＰである。

上述の種々の実施形態は例示として示したものであり、限定を意図するものでない。当分野の知識を有する者にとって、本開示の精神及び範囲を逸脱することなく、形態及び詳細に種々の変化を加え得ることは明らかであろう。実際、関連分野の知識を有する者にとって、以上の説明を熟読することにより、代替実施形態の実装方法が明らかとなるであろう。従って、本開示は、上述の一例としての実施形態のいずれによっても限定されるべきでない。

頭字語、略語、符号の一覧
ＡＯＮ：適応オーバーレイネットワーキング
ＡＲＰ：アドレス絞り込みプロトコル
ＤＨＣＰ：動的ホスト構成プロトコル
ＬＴ：ロケーションテーブル
ＬＴ２：７層ＩＳＯネットワークモデルのレイヤー２（例えば、イーサネット）
ＬＴ３：７層ＩＳＯネットワークモデルのレイヤー３（例えば、ＩＰＶ４）
ＭＡＣ：メディアアクセスコントロール（ＩＳＯモデルのレイヤー２）
ＮＶＧＲＥ：一般ルーティングのカプセル化を用いたネットワーク仮想化
ＧＲＥ：一般ルーティングのカプセル化
ＳＴＴ：ステートレストランスポートトンネリング
ＴＣＰ：送信制御プロトコル
ＵＤＰ：ユーザデータグラムプロトコル
ＶＬＡＮ：仮想ローカルエリアネットワーク
ＶＭ：仮想機器
ＶＸＬＡＮ：仮想拡張可能ローカルエリアネットワーク

Claims (16)

1. オーバーレイネットワークとパブリックネットワークとの間のオーバーレイルーティングの方法であって、
   ドメイン内の全機器について、論理ＩＰアドレスを物理ＩＰアドレスにマップするマッピングテーブルを提供するステップであって、特定の各機器についての前記論理ＩＰアドレスおよび前記物理ＩＰアドレスは、同じ数のビットで示される、マッピングテーブルを提供するステップと、
   前記パブリックネットワークから前記オーバーレイネットワークの第１機器へ送られる、自身の送信元としての前記パブリックネットワークからのデバイスの物理ＩＰアドレスと自身の送信先としての前記第１機器の論理ＩＰアドレスとを識別する第１ヘッダーを含んだインバウンドメッセージについて、エッジデバイスにて、前記マッピングテーブルを用いて前記第１機器の前記論理ＩＰアドレスを、前記同じ数のビットで示される前記第１機器の物理ＩＰアドレスに直接置換するステップと、
   第１翻訳レイヤーにて、前記第１機器の前記物理ＩＰアドレスを、同じ数のビットで示される前記第１機器の前記論理ＩＰアドレスに直接置換するステップとを備える方法。
2. 前記第１機器は仮想機器であり、前記マッピングテーブルは、前記仮想機器を含む仮想環境のハイパーバイザ内に提供される請求項１に記載の方法。
3. 前記第１機器は物理機器であり、前記マッピングテーブルは、物理機器のオペレーティングシステム内に提供される請求項１に記載の方法。
4. 前記マッピングテーブルは、前記オーバーレイネットワークの各機器に提供される請求項１に記載の方法。
5. 前記マッピングテーブルは、前記オーバーレイネットワーク内の中央化位置に提供され、前記オーバーレイネットワークの前記機器すべてにアクセス可能である請求項１に記載の方法。
6. 前記第１機器が新たな物理アドレスにマイグレーションした場合、前記マッピングテーブルを更新するステップをさらに備える請求項１に記載の方法。
7. 前記マッピングテーブルは、前記マッピングテーブルから前記第１機器の前記物理ＩＰアドレスを取得するため、前記第１機器の前記論理ＩＰアドレスでインデックスされる請求項１に記載の方法。
8. 前記マッピングテーブルは、前記マッピングテーブルから前記第１機器の前記物理ＩＰアドレスを取得するため、前記第１機器の前記論理ＩＰアドレスおよび組織識別子でインデックスされる請求項１に記載の方法。
9. オーバーレイネットワークであって、
   前記オーバーレイネットワークに関連付けられた複数の物理機器及び／又は仮想機器と、
   前記オーバーレイネットワークに関連付けられた全機器について、論理ＩＰアドレスを物理ＩＰアドレスにマップするマッピングテーブルであって、特定の各機器についての前記論理ＩＰアドレスおよび前記物理ＩＰアドレスは、同じ数のビットで示される、マッピングテーブルと、
   パブリックネットワークに接続されるエッジルータとを備え、
   同エッジルータは、
   前記パブリックネットワークから前記オーバーレイネットワークの第１機器へ送られる、自身の送信元としての前記パブリックネットワークからの装置の物理ＩＰアドレスと自身の送信先としての前記第１機器の論理ＩＰアドレスとを識別する第１ヘッダーを含んだインバウンドメッセージについて、前記マッピングテーブルを用いて前記第１ヘッダー内の前記論理ＩＰアドレスを、同じ数のビットで示される前記第１機器の前記物理ＩＰアドレスに直接置換するよう適応され、前記第１機器における翻訳レイヤーは、前記第１機器の前記物理ＩＰアドレスを、前記同じ数のビットで示される前記第１機器の前記論理ＩＰアドレスに直接置換するよう適応されるオーバーレイネットワーク。
10. 前記第１機器は仮想機器であり、前記マッピングテーブルは、前記仮想機器を含む仮想環境のハイパーバイザ内に提供される請求項９に記載のオーバーレイネットワーク。
11. 前記第１機器は物理機器であり、前記マッピングテーブルは、物理機器のオペレーティングシステム内に提供される請求項９に記載のオーバーレイネットワーク。
12. 前記マッピングテーブルは、前記オーバーレイネットワークの各機器に提供される請求項９に記載のオーバーレイネットワーク。
13. 前記マッピングテーブルは、前記オーバーレイネットワーク内の中央化位置に提供され、前記オーバーレイネットワークの前記機器すべてにアクセス可能である請求項９に記載のオーバーレイネットワーク。
14. 前記第１機器が新たな物理アドレスにマイグレーションした場合、前記マッピングテーブルを更新する請求項９に記載のオーバーレイネットワーク。
15. 前記マッピングテーブルは、前記マッピングテーブルから前記第１機器の前記物理ＩＰアドレスを取得するため、前記第１機器の前記論理ＩＰアドレスでインデックスされる請求項９に記載のオーバーレイネットワーク。
16. 前記マッピングテーブルは、前記マッピングテーブルから前記第１機器の前記物理ＩＰアドレスを取得するため、前記第１機器の前記論理ＩＰアドレスおよび組織識別子でインデックスされる請求項９に記載のオーバーレイネットワーク。

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