JP6574142B2 - ネットワークシステムおよび中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク技術に関し、特に、広域ネットワークの構成に用いられる中継装置およびこれを有するネットワークシステムに適用して有効な技術に関するものである。

例えば、国際公開第２０１５／１３６８７５号（特許文献１）には、サーバ仮想化を導入した大規模なモバイルネットワークにおいて、多数の論理ネットワークへの分離の際にＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）を用いた場合のＶＬＡＮ−ＩＤ（１２ビット）の枯渇に対応するため、ＶＸＬＡＮ（Virtual eXtensible Local Area Network）を適用してＶＮＩ／ＶＮＩＤ（VXLAN Network Identifier、以下では「ＶＮＩＤ」と記載する。２４ビット）単位でネットワークを分離することが記載されている。

国際公開第２０１５／１３６８７５号

例えば、モバイルネットワークシステムでは、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）などのコアネットワークを構成する装置の故障等により、ＥＰＣを別の拠点に移動させるなどの構成変更が必要となる場合がある。この場合、ｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B：基地局、以下では「ｅＮＢ」と記載する場合がある）側でのＥＰＣのＩＰアドレス等の設定変更を回避する必要がある。

従来は、例えば、以下の様な煩雑な手順がとられていた。まず、ＥＰＣの移動先拠点に移動元拠点と同様のＩＰネットワークのセグメントを手動で構築する。そして、ＩＰアドレス等の設定は移動元拠点のままに設定してＥＰＣを移動する。そして、モバイルバックホール（ＭＢＨ：Mobile BackHaul）におけるＩＰコア網のルーター間で、移動先拠点の新しいＩＰセグメントのルーティング情報を交換する。このような煩雑な手順が必要となるのは、ＥＰＣやｅＮＢで使用しているＩＰアドレスをＭＢＨにおいてルーティングで使用しているためである。これに対して、例えば、特許文献１に記載されているようなＶＸＬＡＮなどのカプセル化技術を用いることで、ＥＰＣやｅＮＢで使用しているＩＰアドレスをＭＢＨのルーティング処理から分離させることが可能である。

この場合、ＶＸＬＡＮの終端のＶＴＥＰ（VXLAN Tunnel End Point）間の通信において、Ｌ２であれば単純なブロードキャストとなるものがＬ３でのマルチキャストとなってしまう。これは、ＶＸＬＡＮがＬ２ ｏｖｅｒ Ｌ３という特性を有するネットワーク（Multipoint NW over point-to-point NW）であることによる。したがって、ＶＴＥＰ間の総当たりの処理となり、マルチキャストグループの必要数はＶＴＥＰの数に応じて指数関数的に増加してしまう。ここで、例えばＭＢＨ全体をＶＸＬＡＮによりカプセル化する構成を考えた場合、接続するｅＮＢの数が多くなる。その結果、ＶＴＥＰの数が増加してしまい、マルチキャストの負荷が増大してスケーラビリティに課題が生じ得る。

本発明は、このようなことに鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、ＶＸＬＡＮを適用した広域ネットワークにおいて、ＶＸＬＡＮ領域でのＶＴＥＰ間のマルチキャストの負荷を低減するネットワークシステムおよび中継装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

本発明の代表的な実施の形態によるネットワークシステムは、少なくとも一部は仮想ネットワーク上の仮想マシンにより構成される第１のネットワークと接続され、Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ３カプセル化方式により第１のカプセル化が行われた第１のカプセル化データを転送する第２のネットワークと、前記第２のネットワークと接続され、Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ２カプセル化方式により第２のカプセル化が行われた第２のカプセル化データを転送する第３のネットワークと、からなる。また、前記第２のネットワークに属して前記第３のネットワークと接続し、前記第１のカプセル化に係る処理を行う第１の中継装置と、前記第３のネットワークに属して前記第２のネットワークと接続し、前記第２のカプセル化に係る処理を行う第２の中継装置と、を有する。

そして、前記第１の中継装置は、前記第２のネットワークにおいて前記第１のカプセル化がされたデータの第１の識別子と、前記第２の中継装置との間で授受される非カプセル化データの第３の識別子と、の間で変換を行う。また、前記第２の中継装置は、前記第３のネットワークにおいて前記第２のカプセル化がされたデータの第２の識別子と、前記第１の中継装置との間で授受される前記非カプセル化データの前記第３の識別子と、の間で変換を行う。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、ＶＸＬＡＮを適用した広域ネットワークにおいて、ＶＸＬＡＮ領域でのＶＴＥＰ間のマルチキャストの負荷を低減することが可能となる。

本発明の一実施の形態であるネットワークシステムの構成例とカプセル化によるトンネルイメージの例について概要を示した図である。 本発明の一実施の形態におけるＰＢＢのＩＳＩＤとＶＸＬＡＮのＶＮＩＤとのマッピングの例について概要を示した図である。 本発明の一実施の形態における１台の中継装置でマッピングを行う場合の中継装置の構成例について概要を示した図である。 本発明の一実施の形態における２台の中継装置でマッピングを行う場合の中継装置の構成例について概要を示した図である。 従来のモバイルネットワークシステムの構成例とＥＰＣの移動の例について概要を示した図である。 仮想マシンおよび仮想ネットワークにより構成したＥＰＣ環境にＶＸＬＡＮを適用した場合の例について概要を示した図である。 ｖＥＰＣの環境にＶＸＬＡＮを適用した場合の課題の例について概要を示した図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。一方で、ある図において符号を付して説明した部位について、他の図の説明の際に再度の図示はしないが同一の符号を付して言及する場合がある。

また、以下においては、本発明の特徴を分かり易くするために、従来の技術と比較して説明する。なお、以下では、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等のモバイルネットワークシステムを例として説明するが、本発明の適用対象はこれに限られない。末端のアクセスネットワークと、中心部のコアネットワーク（バックボーン回線）、およびこれらをつなぐネットワークであるバックホールを有する構成の広域ネットワークに適宜適用することができる。

＜概要＞
図５は、従来のモバイルネットワークシステムの構成例とＥＰＣの移動の例について概要を示した図である。図５に示されたモバイルネットワークは、末端のアクセスネットワークである複数のｅＮＢネットワーク１１（図中では、ｅＮＢネットワークＡ（１１ａ）、Ｂ（１１ｂ）で示される）と、コアネットワークを構成する複数の物理ＥＰＣ装置４５、およびこれらをつなぐＭＢＨ５０からなる。物理ＥＰＣ装置４５は、データセンター等の複数のＥＰＣ拠点４０（図中ではＥＰＣ拠点Ａ（４０ａ）、Ｂ（４０ｂ）で示される）に設置されている。ｅＮＢネットワーク１１には複数のｅＮＢ１０が属している。

ＭＢＨ５０は、Ｌ２ネットワークであるＬ２エントランス２０と、Ｌ３ネットワークであるＩＰコア網３０とにより構成されるネットワークである。Ｌ２エントランス２０は、複数のエッジスイッチ２１（図中ではエッジスイッチ２１ａ〜２１ｃで示される）を有する。また、ＩＰコア網３０は、複数のエッジルーター３１（図中ではエッジルーター３１ａ〜３１ｃ）を有する。

Ｌ２エントランス２０のエッジスイッチ２１ａ、２１ｂには、それぞれｅＮＢネットワークＡ（１１ａ）、Ｂ（１１ｂ）内のｅＮＢ１０が収容されている。また、ＩＰコア網３０のエッジルーター３１ａ、３１ｂにはＥＰＣ拠点Ａ（４０ａ）、Ｂ（４０ｂ）のデータセンター（ＤＣ）ルーター４１ａ、４１ｂがそれぞれ接続されている。また、Ｌ２エントランス２０とＩＰコア網３０とは、上位のエッジスイッチ２１ｃおよび下位のエッジルーター３１ｃを介して接続されている。このエッジルーター３１ｃは、ｅＮＢ１０のデフォルトゲートウェイとして機能する。

Ｌ２エントランス２０は、例えば、広域イーサネットの実装に用いられる技術の一つであるＰＢＢ（Provider Backbone Bridging）により構成することができる。ＰＢＢは、ＩＥＥＥ８０２．１ａｈで標準化されている。この場合、各エッジスイッチ２１は、いわゆるＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣ方式によりｅＮＢ１０のＭＡＣ（Media Access Control）フレームをエッジスイッチ２１のＭＡＣフレームでカプセル化する等のＰＢＢ機能を有するＰＢＢエッジスイッチにより構成される。

ここで、例えば、ＥＰＣ拠点Ａ（４０ａ）内のＩＰネットワークのセグメントＡ（４６ａ）上に各種の物理ＥＰＣ装置４５によりＥＰＣが構築されており、各ｅＮＢ１０がＭＢＨ５０を介してＥＰＣ拠点Ａ（４０ａ）上のＥＰＣにアクセスしている状態で、何らかの障害等により物理ＥＰＣ装置４５が稼働不可になった場合を考える。このとき、物理ＥＰＣ装置４５により実現されるＥＰＣの機能を別のＥＰＣ拠点Ｂ（４０ｂ）に速やかに移動させる、すなわちＥＰＣ拠点Ｂ（４０ｂ）上に新たに同様の物理ＥＰＣ装置４５を構築する必要がある。

この場合、ＥＰＣの移動の前後でｅＮＢ１０側のＩＰアドレスやデフォルトゲートウェイ（図５の例ではエッジルーター３１ｃ）等のネットワーク設定の変更を回避する必要があることから、以下の様な煩雑な作業が必要となる。すなわち、まず、移動先のＥＰＣ拠点Ｂ（４０ｂ）において移動元のＥＰＣ拠点Ａ（４０ａ）と同様の環境（物理ＥＰＣ装置４５およびセグメントＡ（４６ａ）のネットワーク環境）を手動で構築する。この場合、各物理ＥＰＣ装置４５のＩＰアドレス等のネットワーク設定は移動元のＥＰＣ拠点Ａ（４０ａ）と同じセグメントＡ（４６ａ）のままとなる。

そして、ＥＰＣ拠点Ｂ（４０ｂ）内にセグメントＡ（４６ａ）のデフォルトゲートウェイ（図５の例ではＤＣルーター４１ｂ）を手動で作成する。さらに、ＤＣルーター４１ｂおよび各エッジルーター３１間でＥＰＣ拠点Ｂ（４０ｂ）のセグメントＡ（４６ａ）のルーティング情報を新たに交換することが必要となる。これにより、各ｅＮＢ１０はＥＰＣ拠点Ｂ（４０ｂ）上のＥＰＣ（物理ＥＰＣ装置４５）にアクセスすることが可能となる。

このような煩雑な処理が必要となる原因は、ＭＢＨ５０において、ＥＰＣやｅＮＢ１０で使用しているＩＰアドレスに基づいてルーティングを行っているためである。これに対する解決策として、上述したように、ＶＸＬＡＮ等のカプセル化技術を用いることで、ＥＰＣやｅＮＢ１０で使用しているＩＰアドレスをＭＢＨ５０でのルーティング処理から分離させることが可能である。

さらに、本実施の形態では、物理的なＥＰＣの移動を容易にし、またその影響を隠蔽することを可能とするため、ＥＰＣを仮想ネットワーク上に構築した仮想マシンにより構成する（以下ではこれを「ｖＥＰＣ」と記載する場合がある）ものとする。

図６は、仮想マシンおよび仮想ネットワークにより構成したＥＰＣ環境にＶＸＬＡＮを適用した場合の例について概要を示した図である。図中では、拠点が異なるものも含む複数の物理サーバ４７と、これらが接続されるＩＰネットワークである物理ネットワーク６０とからなる環境を示している。この環境において、複数の物理サーバ４７を含んで構築されたｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４（図中ではＶＮＩＤ＝Ａで識別されるｖＥＰＣ仮想ネットワークＡ（４４ａ）、およびＶＮＩＤ＝Ｂで識別されるｖＥＰＣ仮想ネットワークＢ（４４ｂ）で示される）上に複数のｖＥＰＣ４３が構築されている。仮想マシンや仮想ネットワークの構築については公知の技術を適宜利用することができる。

ここで、各物理サーバ４７が接続される物理ネットワーク６０においてＶＸＬＡＮを適用する。これにより、図示するように、ｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４およびｖＥＰＣ４３からなる仮想ネットワーク領域と、各物理サーバ４７等に設けられたＶＴＥＰ４２を終端とするＶＸＬＡＮ領域との間でネットワークの管理を分離することができる。

すなわち、各ＶＴＥＰ４２を含むＶＸＬＡＮ領域内の各ＶＴＥＰ間でＬ３での到達可能性が確保されていれば、例えば、仮想マシンであるｖＥＰＣ４３の生成や他の物理サーバ４７への移動があった場合でも、同じｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４内のものであれば、物理ネットワーク６０の設定内容には影響が及ばず設定変更等が不要となる。これにより、仮想ネットワーク領域において物理ネットワーク６０（例えば、図５の例ではＩＰコア網３０）のルーティング仕様の影響を受けずに構成の自由度を高めることができる。なお、このようなＶＸＬＡＮの適用による仮想マシンおよび仮想ネットワーク環境の管理技術についても公知の技術を適宜利用することができる。

一方で、例えば図５に示したような環境において、図６に示したようにＥＰＣ環境をｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４上に構築したｖＥＰＣ４３により構成し、ＭＢＨ５０全体にＶＸＬＡＮを適用してカプセル化する構成とした場合、ＶＴＥＰ間のマルチキャストの扱いに課題が生じ得る。すなわち、ＶＸＬＡＮがＬ２ ｏｖｅｒ Ｌ３という特性を有するネットワークであることから、ＶＸＬＡＮ領域内でのＶＴＥＰ間の通信において、Ｌ２であれば単純なブロードキャストとなるものがＬ３でのマルチキャストとなってしまう。

図７は、ｖＥＰＣの環境にＶＸＬＡＮを適用した場合の課題の例について概要を示した図である。図７の例では、ＥＰＣ拠点４０（図中ではＥＰＣ拠点Ａ（４０ａ）、Ｂ（４０ｂ）で示される）においてｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４およびｖＥＰＣ４３により構成されたＥＰＣ環境を有している。このＥＰＣ環境において、ＭＢＨ５０全体、すなわちｖＥＰＣ４３からｅＮＢ１０に至る範囲をＶＸＬＡＮによりカプセル化する構成とした場合、ｅＮＢ１０の数に応じてｅＮＢ１０側のＶＴＥＰ５１が設けられる。

ここで、ＶＴＥＰ（ＶＴＥＰ４２およびＶＴＥＰ５１）間のマルチキャストは図示するようなメッシュ状の総当たりとなる。すなわち、ＶＴＥＰの数をｎとした場合、マルチキャストグループの必要数は２^ｎとなり、ＶＴＥＰの数が多くなると指数関数的に増加する。したがって、ＭＢＨ５０全体にＶＸＬＡＮを適用した場合、ｅＮＢ１０の数に応じてＶＴＥＰ５１の数も多くなり、マルチキャストグループの必要数が増加する。その結果、負荷が増大してシステムのスケーラビリティに課題が生じ得る。

一方、図７のような構成では、ｅＮＢ１０についてはｖＥＰＣ４３と異なり移動することが想定されないため、ＶＸＬＡＮによるカプセル化のメリットはない。しかし、ｖＥＰＣ４３と通信するためにはどこかでＶＸＬＡＮのカプセル化を行うことが必要となるという課題も有する。

そこで、本実施の形態のネットワークシステムでは、ＭＢＨ５０全体にＶＸＬＡＮを適用するのではなく、ｖＥＰＣ４３側の一部にのみＶＸＬＡＮを適用したＬ３のネットワーク（第１のネットワーク）として、ｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４内でのｖＥＰＣ４３の移動等に対応可能とする。さらに、ｅＮＢ１０側の部分はＰＢＢ等によりカプセル化したＬ２のネットワーク（第２のネットワーク）としてこれらを組み合わせる。これにより、ＥＰＣ拠点４０間でのｖＥＰＣ４３の移動や生成に対してＶＸＬＡＮによるカプセル化のメリットを受ける。さらに、移動しないｅＮＢ１０側までＶＸＬＡＮを適用しないことで、ＶＸＬＡＮでのマルチキャストの範囲（ＶＴＥＰの数）を小さくし、マルチキャストの負荷を低減してスケーラビリティを確保する。

＜全体構成＞
図１は、本発明の一実施の形態であるネットワークシステムの構成例とカプセル化によるトンネルイメージの例について概要を示した図である。図１の左側に示した構成例では、図５に示した従来の構成と異なり、ＥＰＣ拠点４０（図中ではＥＰＣ拠点Ａ（４０ａ）、Ｂ（４０ｂ）により示される）ではｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４（第１のネットワーク）上に構築されたｖＥＰＣ４３（図中ではｖＥＰＣ４３ａ、４３ｂにより示される）を含む形でＥＰＣ環境が構成されている。

そして、ＭＢＨ５０のうちｖＥＰＣ４３側にあるＩＰコア網３０からｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４に至る領域（第２のネットワーク）にはＶＸＬＡＮが適用され、これに伴いＶＸＬＡＮ領域の両終端にはＶＴＥＰが設けられている。すなわち、ＩＰコア網３０がＬ２エントランス２０と接続する箇所のエッジルーター３１ｃはＶＴＥＰとなる。また、各ＥＰＣ拠点４０においてｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４に接続する箇所にはＶＴＥＰ４２（図中ではＶＴＥＰ４２ａ、４２ｂにより示される）が設けられる。このようにＭＢＨ５０の上位側（ｖＥＰＣ４３側）の一部にのみＶＸＬＡＮを適用し、下位側（ｅＮＢ１０側）のＬ２エントランス２０（第３のネットワーク）をＰＢＢにより構成する。これにより、図７に示すような従来の構成と異なり、下位側のＶＴＥＰをエッジルーター３１ｃに集約して数を大きく減らすことができる。

この構成では、図１の右側に示したトンネルイメージに示すように、例えば、ｅＮＢネットワーク１１からの通信は、Ｌ２エントランス２０の領域（第３のネットワーク）ではＰＢＢ（Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ２カプセル化方式）によりカプセル化（第２のカプセル化）される。そして、ｅＮＢネットワーク１１はＩＳＩＤ（Service Instance ID）により識別される。一方、ＩＰコア網３０からｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４の領域（第２のネットワーク）ではＶＸＬＡＮ（Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ３カプセル化方式）によりカプセル化（第１のカプセル化）される。そして、ｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４はＶＮＩＤにより識別される。本実施の形態では、後述するようにＰＢＢのＩＳＩＤとＶＸＬＡＮのＶＮＩＤとを変換・マッピングすることでシームレスな中継を実現する。

この構成では、ｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４内でのｖＥＰＣ４３の移動があった場合でも、ＭＢＨ５０において何らの設定変更や操作を要することなく、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）によりネットワーク全体における切り替えが可能となる。また、ｅＮＢ１０から通信対象のｖＥＰＣ４３が存在するＥＰＣ拠点４０に直接通信することが可能であり、ＥＰＣ拠点４０間で通信を分散させることも可能である。

＜ＰＢＢとＶＸＬＡＮとの変換＞
図２は、ＰＢＢのＩＳＩＤとＶＸＬＡＮのＶＮＩＤとのマッピングの例について概要を示した図である。図中では、ＶＸＬＡＮフレームフォーマット３５とＰＢＢフレームフォーマット２５、およびこれらにおけるマッピングの内容を示している。

図の上側のＶＸＬＡＮ領域では、ｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４でのＬ２のユーザフレーム（ＣＤＡ（Customer Destination Address）、ＣＳＡ（Customer Source Address）、ＤＡＴＡ）に対して、ＶＸＬＡＮのヘッダーも付加した上でＩＰプロトコルによるカプセル化を行ったＶＸＬＡＮフレームフォーマット３５が示されている。ＩＰプロトコルのヘッダーにはＶＸＬＡＮ中継で使用するＬ３の情報が含まれる。一方、図の下側のＰＢＢ領域では、ｅＮＢ１０側の通信におけるＬ２のユーザフレームに対して、イーサネット（登録商標、以下同様）プロトコルによるカプセル化を行ったＰＢＢフレームフォーマット２５の例が示されている。イーサネットのヘッダーにはＰＢＢ中継で使用するＬ２の情報が含まれる。ＶＸＬＡＮおよびＰＢＢのいずれのカプセル化も、Ｌ２のユーザフレームをカプセル化するという点では共通している。

そして、いずれの場合も、カプセル化した後のデータにおいて、カプセル化する前のデータを発した仮想マシンや端末がどの仮想ネットワークに属するかを識別することができなければならない。この識別を可能とするのがＶＸＬＡＮではＶＮＩＤ（第１の識別子）であり、ＰＢＢではＩＳＩＤ（第２の識別子）である。ＶＸＬＡＮ領域では、例えば、ＶＸＬＡＮによる仮想マシンや仮想ネットワークについての公知の管理技術やソリューションを利用することでｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４をＶＮＩＤにマッピングすることが可能である。また、ＰＢＢ領域では、カプセル化する前においてｅＮＢ１０が属する仮想ネットワーク（ＶＬＡＮ）を識別するＣＶＩＤ（Customer VLAN-ID、１２ビット）を用いてＩＳＩＤを決定し、マッピングすることができる。

ＰＢＢのＩＳＩＤおよびＶＸＬＡＮのＶＮＩＤはいずれも２４ビットの識別子である。したがって、これらの間で変換・マッピングを行うことで、ＰＢＢ領域とＶＸＬＡＮ領域のシームレスな中継を実現することができる。

変換・マッピングは、１台の中継装置で直接行う構成とすることも可能である（図中の「マッピング（１）」）。すなわち、ＰＢＢ領域からＶＸＬＡＮ領域への通信の場合は、１台の中継装置が、Ｌ２エントランス２０から受信したＰＢＢのカプセル化データのカプセル化を解除し、ＩＳＩＤをＶＮＩＤに変換した上でＶＸＬＡＮのカプセル化を行ってＩＰコア網３０に送信する。ＶＸＬＡＮ領域からＰＢＢ領域への通信の場合はその逆の変換となる。

図３は、１台の中継装置でマッピングを行う場合の中継装置の構成例について概要を示した図である。この場合、ＶＴＥＰとなる中継装置は、例えば、ルーターとＬ２スイッチの機能を備えたＬ３スイッチ３２により構成される。Ｌ３スイッチ３２は、例えば、ＰＢＢ領域であるＬ２エントランス２０側の下位ポート３２１と、ＶＸＬＡＮ領域であるＩＰコア網３０側の上位ポート３２２を有する。また、フレームやパケットを中継する中継処理部３２３を有する。さらに、ＰＢＢとＶＸＬＡＮのデータのカプセル化／非カプセル化および図２に示したマッピング（１）の処理を行うＰＢＢ／ＶＸＬＡＮカプセル化処理部３２４を有する。

中継処理部３２３は、例えば、下位ポート３２１から受信したＰＢＢのカプセル化データについて、ＰＢＢ／ＶＸＬＡＮカプセル化処理部３２４によってカプセル化を解除する。ＰＢＢ／ＶＸＬＡＮカプセル化処理部３２４は、カプセル化を解除したデータに対して、ＩＳＩＤ／ＶＮＩＤ変換テーブル３２５を参照してＩＳＩＤをＶＮＩＤに変換する。ＩＳＩＤ／ＶＮＩＤ変換テーブル３２５には、ＩＳＩＤとＶＮＩＤの対応関係を保持している。その後、ＰＢＢ／ＶＸＬＡＮカプセル化処理部３２４によりＶＸＬＡＮのカプセル化が行われる。そして、中継処理部３２３は、カプセル化データを上位ポート３２２を介してＶＸＬＡＮ領域に送信する。

一方、図１に示した本実施の形態の構成のように、ＶＸＬＡＮ領域でのＶＴＥＰとなるエッジルーター３１ｃ（第１の中継装置）と、ＰＢＢ領域でのエッジスイッチ２１ｃ（第２の中継装置）とを個別に設けて、これらの双方で変換・マッピングを行う構成とすることも可能である。この場合、エッジスイッチ２１ｃがＰＢＢのデータへのカプセル化および解除を行い、エッジルーター３１ｃがＶＸＬＡＮのデータへのカプセル化および解除を行う。

この場合は、例えば図２に示すように、エッジスイッチ２１ｃとエッジルーター３１ｃ（ＶＴＥＰ）との間で授受される非カプセル化データのユーザフレームに中間ＣＶＩＤ（第３の識別子）を設定する。そして、エッジスイッチ２１ｃがＩＳＩＤと中間ＣＶＩＤをマッピングし、エッジルーター３１ｃがＶＮＩＤと中間ＣＶＩＤをマッピングする。これにより、中間ＣＶＩＤを介して間接的にＩＳＩＤとＶＮＩＤを変換・マッピングすることができる（図中の「マッピング（２ａ）、（２ｂ）」）。

図４は、２台の中継装置でマッピングを行う場合の中継装置の構成例について概要を示した図である。エッジスイッチ２１ｃ（第２の中継装置）は、例えば、ＰＢＢ領域であるＬ２エントランス２０側の下位ポート２１１と、エッジルーター３１ｃ側の上位ポート２１２を有する。また、フレームを中継するスイッチング処理部２１３を有する。さらに、ＰＢＢのデータのカプセル化／非カプセル化および図２に示したマッピング（２ａ）の処理を行うＰＢＢカプセル化処理部２１４を有する。

また、エッジルーター３１ｃ（第１の中継装置）は、例えば、エッジスイッチ２１ｃ側の下位ポート３１１と、ＶＸＬＡＮ領域であるＩＰコア網３０側の上位ポート３１２を有する。また、パケットを中継するルーティング処理部３１３を有する。さらに、ＶＸＬＡＮのデータのカプセル化／非カプセル化および図２に示したマッピング（２ｂ）の処理を行うＶＸＬＡＮカプセル化処理部３１４を有する。

エッジスイッチ２１ｃのスイッチング処理部２１３は、例えば、下位ポート２１１から受信したＰＢＢのカプセル化データについて、ＰＢＢカプセル化処理部２１４によってカプセル化を解除する。ＰＢＢカプセル化処理部２１４は、カプセル化を解除したデータに対して、ＩＳＩＤ／中間ＣＶＩＤ変換テーブル２１５を参照してＩＳＩＤを中間ＣＶＩＤに変換する。ＩＳＩＤ／中間ＣＶＩＤ変換テーブル２１５には、ＩＳＩＤと中間ＣＶＩＤの対応関係を保持している。そして、スイッチング処理部２１３は、非カプセル化データを上位ポート２１２を介してエッジルーター３１ｃに送信する。

エッジルーター３１ｃのルーティング処理部３１３は、例えば、下位ポート３１１を介してエッジスイッチ２１ｃから受信した非カプセル化データに対して、ＶＮＩＤ／中間ＣＶＩＤ変換テーブル３１５を参照して中間ＣＶＩＤをＶＮＩＤに変換する。ＶＮＩＤ／中間ＣＶＩＤ変換テーブル３１５には、ＶＮＩＤと中間ＣＶＩＤの対応関係を保持している。その後、ＶＸＬＡＮカプセル化処理部３１４によりＶＸＬＡＮのカプセル化が行われる。そして、ルーティング処理部３１３は、カプセル化データを上位ポート３１２を介してＶＸＬＡＮ領域に送信する。

なお、ＩＳＩＤとＶＮＩＤがともに２４ビットであるのに対し、中間ＣＶＩＤはＶＬＡＮのＣＶＩＤと同様に１２ビットであるため、理論上は中間ＣＶＩＤの数が足りなくなる可能性がある。しかしながら、実際のネットワークシステム１では、ＩＳＩＤとＶＮＩＤを変換するポイントは複数設けられ（例えば、各都道府県に１つなど）、中間ＣＶＩＤはネットワークシステム１全体でユニークである必要はなく、変換ポイント内でユニークであればよいことから、実際上はほぼ問題とはならない。

以上に説明したように、本発明の一実施の形態であるネットワークシステム１によれば、ＭＢＨ５０全体にＶＸＬＡＮを適用するのではなく、ｖＥＰＣ４３側の一部にのみＶＸＬＡＮを適用してＬ３のネットワークとする。さらに、ｅＮＢ１０側の部分はＰＢＢ等によりカプセル化したＬ２のネットワークとして、これらをＩＳＩＤとＶＮＩＤとの間の変換・マッピングを行うことにより組み合わせる。これにより、ｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４内でのｖＥＰＣ４３の移動等に対してＶＸＬＡＮによるカプセル化のメリットを受けることができる。さらに、移動しないｅＮＢ１０側までＶＸＬＡＮを適用しないことで、ＶＸＬＡＮでのマルチキャストの範囲（ＶＴＥＰの数）を小さくし、マルチキャストの負荷を低減してスケーラビリティを確保することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、ネットワークシステム１の構成は図１に示したものに限られず、他の構成にも適用することができる。例えば、図１に示した構成のようにｅＮＢ１０が直接ｖＥＰＣ４３と通信し、デフォルトゲートウェイを有さないという構成に限られない。ＥＰＣ拠点４０のｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４に対して、仮想マシンにより仮想ルーターを設けてこれをデフォルトゲートウェイとし、ｅＮＢ１０からの通信を収容する仮想ネットワークを設ける構成とすることもできる。この場合、ｅＮＢ１０からの通信はいったん仮想ルーターが存在するＥＰＣ拠点４０に中継された後、ｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４上のｖＥＰＣ４３へルーティングされる。

また、Ｌ２エントランス２０の上位側のエッジスイッチ２１ｃは、例えば、ＰＢＢによりカプセル化されたデータのＩＳＩＤの値に応じて、上記の実施の形態と同様にＶＴＥＰ３２にデータを中継してｖＥＰＣ４３に対して通信を行う場合と、図５に示した例におけるエッジルーター３１ｃにデータを中継して、ＶＸＬＡＮによるカプセル化を行わずに既存の物理ＥＰＣ装置４５に対して通信を行う場合とを振り分ける構成とすることも可能である。すなわち、図１に示した構成と図５に示した既存の構成とを混在させたネットワークシステム１とすることも可能である。

また、図１に示した構成のようにＩＰコア網３０から上位側にＶＸＬＡＮを適用してカプセル化を行う構成に限られない。例えば、さらに上位のｖＥＰＣ仮想ネットワーク４４とＩＰコア網３０との間にのみＶＸＬＡＮを適用するとともに、ＩＰコア網３０に代えてＭＢＨ５０のコア網についてもＰＢＢにより構成するようにしてもよい。これにより、ＶＸＬＡＮのマルチキャストが行われる範囲（ＶＴＥＰの数）をさらに小さくすることも可能である。

また、上記の実施の形態では、ｖＥＰＣ４３やｅＮＢ１０で使用しているＩＰアドレスをＭＢＨ５０でのルーティング処理から分離するために利用するカプセル化技術としてＶＸＬＡＮを用いているが、これに限られない。例えば、ＥＶＰＮ（Ethernet（登録商標） VPN）等の他のカプセル化技術を用いても同様の思想に基づいてネットワークシステム１を構成することが可能である。

１…ネットワークシステム、
１０…ｅＮＢ、１１…ｅＮＢネットワーク、１１ａ〜ｂ…ｅＮＢネットワークＡ〜Ｂ、
２０…Ｌ２エントランス、２１ａ〜ｃ…エッジスイッチ、２５…ＰＢＢフレームフォーマット、
３０…ＩＰコア網、３１ａ〜ｃ…エッジルーター、３２…ＶＴＥＰ、３５…ＶＸＬＡＮフレームフォーマット、
４０…ＥＰＣ拠点、４０ａ〜ｂ…ＥＰＣ拠点Ａ〜Ｂ、４１ａ〜ｂ…ＤＣルーター、４２…ＶＴＥＰ、４２ａ〜ｂ…ＶＴＥＰ、４３…ｖＥＰＣ、４３ａ〜ｂ…ｖＥＰＣ、４４…ｖＥＰＣ仮想ネットワーク、４４ａ〜ｂ…ｖＥＰＣ仮想ネットワークＡ〜Ｂ、４５…物理ＥＰＣ装置、４６ａ…セグメントＡ、４７…物理サーバ、
５０…ＭＢＨ、５１…ＶＴＥＰ、
６０…物理ネットワーク

Claims (8)

1. 少なくとも一部は仮想ネットワーク上の仮想マシンにより構成される第１のネットワークと接続され、Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ３カプセル化方式により第１のカプセル化が行われた第１のカプセル化データを転送する第２のネットワークと、
   前記第２のネットワークと接続され、Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ２カプセル化方式により第２のカプセル化が行われた第２のカプセル化データを転送する第３のネットワークと、からなり、
   前記第２のネットワークに属して前記第３のネットワークと接続し、前記第１のカプセル化に係る処理を行う第１の中継装置と、
   前記第３のネットワークに属して前記第２のネットワークと接続し、前記第２のカプセル化に係る処理を行う第２の中継装置と、を有し、
   前記第１の中継装置は、前記第２のネットワークにおいて前記第１のカプセル化がされたデータの第１の識別子と、前記第２の中継装置との間で授受される非カプセル化データの第３の識別子と、の間で変換を行い、
   前記第２の中継装置は、前記第３のネットワークにおいて前記第２のカプセル化がされたデータの第２の識別子と、前記第１の中継装置との間で授受される前記非カプセル化データの前記第３の識別子と、の間で変換を行う、
   ネットワークシステム。
2. 少なくとも一部は仮想ネットワーク上の仮想マシンにより構成される第１のネットワークと接続され、Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ３カプセル化方式により第１のカプセル化が行われた第１のカプセル化データを転送する第２のネットワークと、
   前記第２のネットワークと接続され、Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ２カプセル化方式により第２のカプセル化が行われた第２のカプセル化データを転送する第３のネットワークと、からなり、
   前記第２のネットワークと前記第３のネットワークとを接続し、前記第１のカプセル化に係る処理および前記第２のカプセル化に係る処理を行う中継装置を有し、
   前記中継装置は、前記第２のネットワークにおいて前記第１のカプセル化がされたデータの第１の識別子と、前記第３のネットワークにおいて前記第２のカプセル化がされたデータの第２の識別子と、の間で変換を行う、
   ネットワークシステム。
3. 請求項１または２に記載のネットワークシステムにおいて、
   前記第１のカプセル化はＶＸＬＡＮによるカプセル化である、
   ネットワークシステム。
4. 請求項１または２に記載のネットワークシステムにおいて、
   前記第２のカプセル化はＰＢＢによるカプセル化である、
   ネットワークシステム。
5. ネットワークシステムにおける中継装置であって、
   前記ネットワークシステムは、
   少なくとも一部は仮想ネットワーク上の仮想マシンにより構成される第１のネットワークと接続され、Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ３カプセル化方式により第１のカプセル化が行われた第１のカプセル化データを転送する第２のネットワークと、
   前記第２のネットワークと接続され、Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ２カプセル化方式により第２のカプセル化が行われた第２のカプセル化データを転送する第３のネットワークと、からなり、
   前記中継装置は、
   前記第３のネットワークに属して前記第２のネットワークと接続し、前記第２のカプセル化に係る処理を行い、
   前記第３のネットワークにおいて前記第２のカプセル化がされたデータの第２の識別子と、前記第２のネットワークに属して前記第３のネットワークと接続し、前記第１のカプセル化に係る処理を行う他の中継装置との間で授受される非カプセル化データの識別子であって、前記他の中継装置により、前記第２のネットワークにおいて前記第１のカプセル化がされたデータの第１の識別子との間で変換されるものと、の間で変換を行う、
   中継装置。
6. ネットワークシステムにおける中継装置であって、
   前記ネットワークシステムは、
   少なくとも一部は仮想ネットワーク上の仮想マシンにより構成される第１のネットワークと接続され、Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ３カプセル化方式により第１のカプセル化が行われた第１のカプセル化データを転送する第２のネットワークと、
   前記第２のネットワークと接続され、Ｌ２ ｏｖｅｒ Ｌ２カプセル化方式により第２のカプセル化が行われた第２のカプセル化データを転送する第３のネットワークと、からなり、
   前記中継装置は、
   前記第２のネットワークと前記第３のネットワークとを接続し、前記第１のカプセル化に係る処理および前記第２のカプセル化に係る処理を行い、
   前記第２のネットワークにおいて前記第１のカプセル化がされたデータの第１の識別子と、前記第３のネットワークにおいて前記第２のカプセル化がされたデータの第２の識別子と、の間で変換を行う、
   中継装置。
7. 請求項５または６に記載の中継装置において、
   前記第１のカプセル化はＶＸＬＡＮによるカプセル化である、
   中継装置。
8. 請求項５または６に記載の中継装置において、
   前記第２のカプセル化はＰＢＢによるカプセル化である、
   中継装置。

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