JP6591845B2 - 中継装置および中継システム - Google Patents

Description

本発明は、中継装置および中継システムに関し、例えば、帯域制御機能を備えた中継システムおよび当該中継システムで用いられる中継装置に関する。

例えば、特許文献１には、パケットに係る中継処理命令を、優先度およびＶＬＡＮ番号によって異なるキューに格納し、キューから取り出す中継処理命令をスケジューリングすることで帯域制御を行う方式が示されている。

特開２００９−２６０６５３号公報

例えば、特許文献１に示されるように、帯域制御機能を備えた中継装置が広く知られている。帯域制御機能には、主に、２つの機能が含まれる。１つ目の機能は、物理ポートの物理的な送信帯域に基づき、当該送信帯域を超えないようにパケット（フレーム）の送信帯域を制限する機能である。２つ目の機能は、限られた送信帯域の中で優先的に送信するパケット（フレーム）を定める機能である。

前者の機能は、純粋な意味での帯域制御機能であり、後者の機能は、前者の機能と区別するため、優先制御（ＱｏＳ（Quality of Service））機能と呼ばれる場合がある。優先制御機能では、パケット（フレーム）に含まれる優先度やＶＬＡＮ番号、または、送信元情報や宛先情報（ＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス）等を用いて各パケット（フレーム）毎の優先付けが行われる。

ここで、例えば、中継装置がそれぞれ１０Ｇｂｐｓの送信帯域を持つ２個の物理ポートを備える場合を想定する。この場合、例えば、各物理ポート毎に、１０Ｇｂｐｓの範囲内で、優先制御機能を用いてより詳細な帯域制御を行うことができる。ただし、例えば、各物理ポートにおける当該１０Ｇｂｐｓの範囲自体を拡張するようなことは困難である。仮にこれが実現できると、帯域制御の柔軟性を更に向上させることができる。

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、帯域制御の柔軟性を向上させることができる中継装置および中継システムを提供することにある。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及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、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本実施の形態による中継装置は、物理ポートと、ロジカルポートテーブルと、テーブル処理部と、ＦＤＢと、ＦＤＢ処理部と、帯域制御部とを有する。ロジカルポートテーブルは、物理ポートとＶＬＡＮ識別子との組み合わせをロジカルポートに対応付けて保持する。テーブル処理部は、物理ポートでフレームを受信した場合に、ロジカルポートテーブルに基づいてロジカルポートを取得する。ＦＤＢ処理部は、受信したフレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスを、テーブル処理部で取得されたロジカルポートに対応付けてＦＤＢに学習し、受信したフレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスを用いてＦＤＢを検索することで、宛先のロジカルポートを定める。帯域制御部は、ロジカルポート単位で帯域を制御する。

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、中継装置および中継システムにおいて、帯域制御の柔軟性を向上させることが可能になる。

（ａ）は、本発明の実施の形態１による中継装置において、その主要部の概略構成例を示すブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるロジカルポートテーブルの構造例を示す概略図であり、（ｃ）は、（ａ）におけるＦＤＢの構造例を示す概略図である。 本発明の実施の形態２による中継システムにおいて、主要部の構成例を示す概略図である。 図２における中継装置の主要部の概略構成例を示すブロック図である。 （ａ）は、図３におけるロジカルポートテーブルの構造例を示す概略図であり、（ｂ）は、図３におけるＦＤＢの構造例を示す概略図である。 本発明の実施の形態３による中継装置において、主要部の構成例を示すブロック図である。 図５の中継装置において、高帯域用のラインカードの構成例を示すブロック図である。 （ａ）は、図６におけるＬＣテーブルの構造例を示す概略図であり、（ｂ）は、図６におけるポートテーブルの構造例を示す概略図であり、（ｃ）は、図６におけるＦＤＢの構造例を示す概略図であり、（ｄ）は、図６におけるＶＩＤ変換テーブルの構造例を示す概略図である。 本発明の実施の形態３による中継システムにおいて、図２の中継システムでマルチキャストフレームを中継する際の概略動作例を示す説明図である。 図８における中継装置の詳細な動作例を示す説明図である。 本発明の実施の形態４による中継装置において、主要部の概略構成例を示すブロック図である。 （ａ）は、図１（ａ）の比較例となる中継装置において、その主要部の概略構成例を示すブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＦＤＢの構造例を示す概略図である。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

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、同一の部材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。

（実施の形態１）
《中継装置の基本構成》
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１による中継装置において、その主要部の概略構成例を示すブロック図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるロジカルポートテーブルの構造例を示す概略図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）におけるＦＤＢの構造例を示す概略図である。図１１（ａ）は、図１（ａ）の比較例となる中継装置において、その主要部の概略構成例を示すブロック図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）におけるＦＤＢの構造例を示す概略図である。

まず、図１１（ａ）に示す比較例の中継装置ＳＷ’は、複数の物理ポートＰＰ１，ＰＰ２，…と、フレーム処理部１５’とを備える。フレーム処理部１５’は、ＦＤＢ（Forwarding DataBase）と、当該ＦＤＢの学習および検索を行うＦＤＢ処理部１７と、帯域制御部１８’とを備える。図１１（ａ）の例では、物理ポートＰＰ１に接続される通信回線１０ａの先に端末ＴＭ１，ＴＭ２が存在し、物理ポートＰＰ２に接続される通信回線１０ｂの先に端末ＴＭ３が存在している。端末ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３は、それぞれ、ＭＡＣアドレスが“ＭＡ１”，“ＭＡ２”，“ＭＡ３”であり、ＶＬＡＮ識別子ＶＩＤとして“ＶＩＤ１”，“ＶＩＤ２”，“ＶＩＤ３”が割り当てられるものとする。

この場合、図１１（ｂ）に示されるように、ＦＤＢには、“ＭＡ１”と“ＶＩＤ１”とに対応付けてポート識別子｛ＰＰ１｝が学習される。ポート識別子｛ＰＰ１｝は、物理ポートＰＰ１の識別子（ＩＤ）を表し、本明細書では、同様にして、例えば｛ＡＡ｝は、“ＡＡ”の識別子を表すものとする。また、図１１（ｂ）のＦＤＢには、“ＭＡ２”と“ＶＩＤ２”とに対応付けてポート識別子｛ＰＰ１｝が学習され、“ＭＡ３”と“ＶＩＤ３”とに対応付けてポート識別子｛ＰＰ２｝が学習される。

図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す中継装置ＳＷは、ロジカルポート機能によって、当該図１１（ａ）の中継装置ＳＷ’と等価な構成を実現するものである。図１（ａ）に示す中継装置ＳＷは、特に限定はされないがＯＳＩ参照モデルのレイヤ２（Ｌ２）の処理を行うＬ２スイッチ等であり、物理ポートＰＰｈ１と、フレーム処理部１５とを備える。フレーム処理部１５は、ロジカルポートテーブル（以降、ＬＰテーブルと略す）１９と、当該ＬＰテーブルに基づく処理を行うテーブル処理部１６と、ＦＤＢと、当該ＦＤＢの学習および検索を行うＦＤＢ処理部１７と、帯域制御部１８とを備える。

ここで、図１（ａ）の例では、図１１（ａ）の場合と異なり、物理ポートＰＰｈ１に接続される通信回線１０の先に図１１（ａ）の場合と同様の端末ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３が存在している。この場合、ＬＰテーブル１９は、ユーザ設定に基づき、図１（ｂ）に示されるように、予め、１個の物理ポートＰＰｈ１と、単数または複数のＶＬＡＮ識別子との組み合わせを１個のロジカルポートに対応付けて保持する。具体的には、ＬＰテーブル１９は、ポート識別子｛ＰＰｈ１｝とＶＬＡＮ識別子“ＶＩＤ１”および“ＶＩＤ２”との組み合わせをロジカルポートＬＰ１（ポート識別子｛ＬＰ１｝）に対応付けて保持し、ポート識別子｛ＰＰｈ１｝とＶＬＡＮ識別子“ＶＩＤ３”との組み合わせをロジカルポートＬＰ２（ポート識別子｛ＬＰ２｝）に対応付けて保持する。

ロジカルポートＬＰ１は、図１１（ａ）の物理ポートＰＰ１と等価なポートであり、ロジカルポートＬＰ２は、図１１（ａ）の物理ポートＰＰ２と等価なポートである。このように、ロジカルポートは、１個の物理ポートＰＰｈ１に複数の物理ポートを仮想的に実装するための仕組みを提供するものである。図１１（ａ）において、仮に、物理ポートが１０個有り、各物理ポートの帯域が１０Ｇｂｐｓ等の場合、当該構成を図１（ａ）の構成に置き換えると、例えば、１００Ｇｂｐｓの帯域を持つ物理ポートＰＰｈ１を設け、当該物理ポートに１０個のロジカルポートを設ければよい。

テーブル処理部１６は、物理ポートＰＰｈ１でフレームを受信した場合に、ＬＰテーブル１９に基づいてロジカルポートを取得する。ＦＤＢ処理部１７は、当該フレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスを、テーブル処理部１６で取得されたロジカルポートに対応付けてＦＤＢに学習する。具体的には、テーブル処理部１６は、物理ポートＰＰｈ１で、端末ＴＭ１からの送信元ＭＡＣアドレス“ＭＡ１”およびＶＬＡＮ識別子“ＶＩＤ１”を含むフレームを受信した場合、ロジカルポートテーブル１９に基づいてポート識別子｛ＬＰ１｝を取得する。ＦＤＢ処理部１７は、図１（ｃ）に示されるように、当該送信元ＭＡＣアドレス“ＭＡ１”をポート識別子｛ＬＰ１｝に対応付けてＦＤＢに学習する。

同様に、テーブル処理部１６は、物理ポートＰＰｈ１で端末ＴＭ２からのフレームを受信した場合、ポート識別子｛ＬＰ１｝を取得する。ＦＤＢ処理部１７は、当該フレームの送信元ＭＡＣアドレス“ＭＡ２”をポート識別子｛ＬＰ１｝に対応付けてＦＤＢに学習する。さらに、テーブル処理部１６は、物理ポートＰＰｈ１で端末ＴＭ３からのフレームを受信した場合、ポート識別子｛ＬＰ２｝を取得する。ＦＤＢ処理部１７は、当該フレームの送信元ＭＡＣアドレス“ＭＡ３”をポート識別子｛ＬＰ２｝に対応付けてＦＤＢに学習する。

また、ＦＤＢ処理部１７は、受信したフレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスを用いてＦＤＢを検索することで、宛先のロジカルポートを定める。具体的には、ＦＤＢ処理部１７は、例えば、図示しない物理ポートで、宛先ＭＡＣアドレス“ＭＡ１”を含むフレームを受信した場合、“ＭＡ１”を検索キーとしてＦＤＢを検索し、宛先となるポート識別子（宛先ポート識別子と呼ぶ）｛ＬＰ１｝を取得する。

テーブル処理部１６は、宛先ポート識別子がロジカルポートのポート識別子である場合、ＬＰテーブル１９に基づいて、当該宛先ポート識別子｛ＬＰ１｝を、物理ポートのポート識別子（ここでは｛ＰＰｈ１｝）に置き換える。フレーム処理部１５は、当該受信したフレームを、宛先ポート識別子｛ＰＰｈ１｝に対応する物理ポートＰＰｈ１に中継する。

なお、ここでは、ＦＤＢ処理部１７は、例えば、端末ＴＭ１からのフレームに応じて、ＭＡＣアドレス“ＭＡ１”をポート識別子｛ＬＰ１｝に対応付けてＦＤＢに学習したが、これに加えてＶＬＡＮ識別子“ＶＩＤ１”を学習してもよい。この場合、ＦＤＢ処理部１７は、前述した宛先検索に際し、“ＭＡ１”および“ＶＩＤ１”を検索キーとしてＦＤＢを検索する。

このようなロジカルポート機能を用いることで、例えば、コストの低減等が実現可能になる。すなわち、図１（ａ）の構成を用いることで、図１１（ａ）の構成で必要とされた複数の物理ポートおよび複数の通信回線（例えば光ファイバ）を、１個の物理ポートおよび１本の通信回線に置き換えることができる。

《帯域制御部の動作》
ここで、図１１（ａ）の中継装置ＳＷ’において、帯域制御部１８’は、例えば、物理ポートＰＰ１から送信されるフレームに対し、前述した優先制御（ＱｏＳ）機能を用いて、“ＶＩＤ１”のフレームと“ＶＩＤ２”のフレームとに、それぞれ１０Ｇｂｐｓの範囲内で５Ｇｂｐｓずつの最低帯域を設定するようなことが可能である。また、帯域制御部１８’は、例えば、物理ポートＰＰ２から送信される“ＶＩＤ３”のフレームに対し、１０Ｇｂｐｓの最低帯域を設定することができる。しかし、帯域制御部１８’は、例えば、“ＶＩＤ１”のフレームと“ＶＩＤ２”のフレームの最低帯域をそれぞれ１５Ｇｂｐｓの範囲内で設定するといったように、物理ポートＰＰ１の物理的な送信帯域の制約を逸脱した設定を行うことは困難である。

一方、図１（ａ）の中継装置ＳＷにおいて、帯域制御部１８は、ロジカルポート単位で帯域を制御することができる。具体的には、帯域制御部１８は、例えば、ロジカルポートＬＰ１を宛先ポートとするフレームの送信帯域を１５Ｇｂｐｓに定め、ロジカルポートＬＰ２を宛先ポートとするフレームの送信帯域を５Ｇｂｐｓに定めること等が可能である。これにより、図１１（ａ）に示したような従来の物理ポートの物理的な帯域の制約から開放される。すなわち、等価的に、従来の物理ポート間で帯域の受け渡しを行うことができる。その結果、帯域制御の柔軟性を更に向上させることが可能になる。

以上、本実施の形態１の中継装置を用いることで、代表的には、帯域制御の柔軟性を向上させることが可能になる。また、ロジカルポートを用いることによって、コストの低減等が図れる。

（実施の形態２）
《中継システムの構成》
図２は、本発明の実施の形態２による中継システムにおいて、主要部の構成例を示す概略図である。図２に示す中継システムは、通信回線を介して接続される複数の中継装置を備える。図２において、中継装置ＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ’１〜ＳＷ’３は、例えば、Ｌ２スイッチ等である。また、図２に示す中継システムは、ＶＬＡＮ識別子に基づく中継を行うネットワークＮＷを備える。ここでは、ＶＬＡＮ識別子として、ＩＥＥＥ８０２．１ａｈ（ＰＢＢ（Provider Backbone Bridge）規格とも呼ばれる）に基づくバックボーンＶＬＡＮ識別子ＢＶＩＤが用いられる。ネットワークＮＷは、例えば、ＰＢＢ−ＴＥ（Traffic Engineering）網等であり、中継装置や通信回線等によって適宜構成される。

中継装置ＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれは、物理ポートＰＰｈ１，ＰＰｈ２を備える。中継装置ＳＷ１〜ＳＷ３の物理ポートＰＰｈ１は、それぞれ、通信回線１０を介してネットワークＮＷに接続される。中継装置ＳＷ１〜ＳＷ３の物理ポートＰＰｈ２は、それぞれ、通信回線１０を介して中継装置ＳＷ’１〜ＳＷ’３に接続される。ここでは、中継装置ＳＷ’１〜ＳＷ’３に、それぞれ、端末ＴＭ１〜ＴＭ３が接続される。端末ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３は、それぞれ、ＭＡＣアドレスが“ＭＡ１”，“ＭＡ２”，“ＭＡ３”であり、ＶＬＡＮ識別子ＶＩＤとして、ＩＥＥＥ８０２．１ａｄに基づくサービスＶＬＡＮ識別子“ＳＶＩＤ１”，“ＳＶＩＤ２”，“ＳＶＩＤ３”が割り当てられるものとする。

中継装置ＳＷ１〜ＳＷ３のそれぞれは、特に限定はされないが、ここでは、ＰＢ（Provider Bridge）網と、ＰＢＢ網１１との間のフレーム中継を担えるエッジスイッチとなっている。ＰＢ網は、サービスＶＬＡＮ識別子ＳＶＩＤが用いられる網であり、ＰＢＢ網１１は、ＰＢＢ規格に基づくバックボーンＶＬＡＮ識別子ＢＶＩＤ（およびサービスインスタンス識別子ＩＳＩＤ）が用いられる網である。例えば、端末ＴＭ１〜ＴＭ３は、同一の会社に所属する端末である。中継装置ＳＷ１〜ＳＷ３は、同一の会社におけるそれぞれ異なる拠点に設定され、この拠点間の通信が、中継装置ＳＷ１〜ＳＷ３をエッジスイッチとするＰＢＢ網１１で行われる。

ここで、中継装置ＳＷ１〜ＳＷ３の物理ポートＰＰｈ１，ＰＰｈ２には、実施の形態１で説明したロジカルポートが設定される。中継装置ＳＷ１の物理ポートＰＰｈ１には、バックボーンＶＬＡＮ識別子“ＢＶＩＤ１”，“ＢＶＩＤ２”にそれぞれ対応付けてロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２が設定される。中継装置ＳＷ１の物理ポートＰＰｈ２には、サービスＶＬＡＮ識別子“ＳＶＩＤ１”に対応付けてロジカルポートＬＰ２＿１が設定される。

同様に、中継装置ＳＷ２の物理ポートＰＰｈ１には、“ＢＶＩＤ１”，“ＢＶＩＤ３”にそれぞれ対応付けてロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２が設定され、物理ポートＰＰｈ２には、“ＳＶＩＤ２”に対応付けてロジカルポートＬＰ２＿１が設定される。さらに、中継装置ＳＷ３の物理ポートＰＰｈ１には、“ＢＶＩＤ３”，“ＢＶＩＤ２”にそれぞれ対応付けてロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２が設定され、物理ポートＰＰｈ２には、“ＳＶＩＤ３”に対応付けてロジカルポートＬＰ２＿１が設定される。

ネットワークＮＷは、中継装置ＳＷ１から“ＢＶＩＤ１”を含むフレームを受信した場合には、それを中継装置ＳＷ２に向けて中継し、“ＢＶＩＤ２”を含むフレームを受信した場合には、それを中継装置ＳＷ３に向けて中継する。また、ネットワークＮＷは、中継装置ＳＷ２から“ＢＶＩＤ１”を含むフレームを受信した場合には、それを中継装置ＳＷ１に向けて中継し、“ＢＶＩＤ３”を含むフレームを受信した場合には、それを中継装置ＳＷ３に向けて中継する。さらに、ネットワークＮＷは、中継装置ＳＷ３から“ＢＶＩＤ３”を含むフレームを受信した場合には、それを中継装置ＳＷ２に向けて中継し、“ＢＶＩＤ２”を含むフレームを受信した場合には、それを中継装置ＳＷ１に向けて中継する。

このようなＶＬＡＮ構成により、中継装置ＳＷ１，ＳＷ２間は、双方のロジカルポートＬＰ１＿１によって接続され、中継装置ＳＷ１，ＳＷ３間は、双方のロジカルポートＬＰ１＿２によって接続される。また、中継装置ＳＷ２，ＳＷ３間は、中継装置ＳＷ２のロジカルポートＬＰ１＿２と中継装置ＳＷ３のロジカルポートＬＰ１＿１とによって接続される。

以上のように、ロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２を用いることで、例えば、中継装置ＳＷ１とネットワークＮＷとの間を複数（例えば２個）の物理ポートおよび複数（例えば２本）の通信回線ではなく、１個の物理ポートＰＰｈ１および１本の通信回線１０で接続することが可能になる。これは、中継装置ＳＷ２，ＳＷ３に関しても同様である。その結果、中継システムを低コストで構築することが可能になる。

《中継装置の構成》
図３は、図２における中継装置の主要部の概略構成例を示すブロック図である。図４（ａ）は、図３におけるロジカルポートテーブルの構造例を示す概略図であり、図４（ｂ）は、図３におけるＦＤＢの構造例を示す概略図である。図３には、図２における中継装置ＳＷ１〜ＳＷ３の概略構成例が示される。図４（ａ）および図４（ｂ）には、図２の中継装置ＳＷ１が備えるＬＰテーブルおよびＦＤＢの構造例が示される。図３の中継装置ＳＷは、物理ポートＰＰｈ１，ＰＰｈ２と、ＬＰテーブル１９と、テーブル処理部１６と、ＦＤＢと、ＦＤＢ処理部１７と、帯域制御部１８とを備える。

ＬＰテーブル１９は、図４（ａ）に示されるように、ユーザ設定等に基づき、物理ポートとＶＬＡＮ識別子ＶＩＤとの組み合わせをロジカルポートに対応付けて保持する。例えば、ポート識別子｛ＬＰ１＿１｝は、ポート識別子｛ＰＰｈ１｝と“ＢＶＩＤ１”とに対応付けて保持され、ポート識別子｛ＬＰ１＿２｝は、ポート識別子｛ＰＰｈ１｝と“ＢＶＩＤ２”とに対応付けて保持される。また、ポート識別子｛ＬＰ２＿１｝は、ポート識別子｛ＰＰｈ２｝と“ＳＶＩＤ１”とに対応付けて保持される。

テーブル処理部１６は、物理ポートでフレームを受信した場合に、ＬＰテーブル１９に基づいてロジカルポートを取得し、また、宛先ポートがロジカルポートである場合に、ＬＰテーブル１９に基づいて宛先ポートを物理ポートに置き換える。ＦＤＢ処理部１７は、ＦＤＢの学習に際し、受信したフレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスを、テーブル処理部１６で取得されたロジカルポートに対応付けてＦＤＢに学習する。また、ＦＤＢ処理部１７は、ＦＤＢの宛先検索に際し、受信したフレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスを用いてＦＤＢを検索し、宛先ポート識別子を取得する。

例えば、図１の中継装置ＳＷ１のＦＤＢ処理部１７は、ロジカルポートＬＰ２＿１で端末ＴＭ１からのフレームを受信した場合に、図４（ｂ）に示されるように、“ＭＡ１”をポート識別子｛ＬＰ２＿１｝に対応付けてＦＤＢに学習する。また、当該ＦＤＢ処理部１７は、ロジカルポートＬＰ１＿１で端末ＴＭ２からのフレームを受信した場合に、“ＭＡ２”をポート識別子｛ＬＰ１＿１｝に対応付けてＦＤＢに学習する。一方、当該ＦＤＢ処理部１７は、例えば、宛先ＭＡＣアドレスが“ＭＡ２”であるフレームを受信した場合、ＦＤＢの検索結果に基づき、宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿１｝を取得する。

帯域制御部１８は、ここでは、イーグレス側に設けられ、複数のキュー（第１キュー）ＱＥ＿ＬＰ１＿１，ＱＥ＿ＬＰ１＿２，ＱＥ＿ＬＰ２＿１，…と、取り出し制御部（第１取り出し制御部）２０とを備える。キューＱＥ＿ＬＰ１＿１，ＱＥ＿ＬＰ１＿２，ＱＥ＿ＬＰ２＿１は、それぞれ、ロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２，ＬＰ２＿１に対応して設けられ、例えばＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ等である。

このように、キューは、ロジカルポート毎に設けられ、ロジカルポート毎の所定のデータをそれぞれ蓄積する。具体的には、例えば、ＦＤＢ処理部１７から宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿１｝が付加されたフレームを受信した場合、当該フレームをキューＱＥ＿ＬＰ１＿１に蓄積し、宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿２｝が付加されたフレームを受信した場合、当該フレームをキューＱＥ＿ＬＰ１＿２に蓄積する。ただし、キューに蓄積するデータは、必ずしもフレームに限らず、特許文献１の場合と同様に、ロジカルポート毎の中継処理命令等であってもよい。

取り出し制御部２０は、予めユーザの設定等に基づくロジカルポート毎の帯域設定情報２１に基づき、複数のキューＱＥ＿ＬＰ１＿１，ＱＥ＿ＬＰ１＿２，ＱＥ＿ＬＰ２＿１，…のそれぞれからデータを取り出す。例えば、物理ポートＰＰｈ１の送信帯域が１００Ｇｂｐｓとして、図２において中継装置ＳＷ３よりも中継装置ＳＷ２が設けられる拠点の方に多数の端末が収容されるような場合を想定する。この場合、例えば、ユーザは、帯域設定情報２１として、ロジカルポートＬＰ１＿１に７０Ｇｂｐｓの最低帯域を設定し、ロジカルポートＬＰ１＿２に３０Ｇｂｐｓの最低帯域を設定する。取り出し制御部２０は、この最低帯域を満たすように、例えばシェーピング等を行いながらキューＱＥ＿ＬＰ１＿１，ＱＥ＿ＬＰ１＿２のそれぞれからデータを取り出す。

なお、取り出し制御部２０の帯域制御方式は、シェーピングやポリシングといった純粋な意味での帯域制御方式に限らず、優先制御（ＱｏＳ）方式を適用することも可能である。すなわち、取り出し制御部２０は、ロジカルポート単位で優先制御を行ってもよい。優先制御方式として、代表的には、帯域設定情報２１に基づき各キューの優先度を定め、常に優先度順に送信するＰＱ（Priority Queuing）方式や、帯域設定情報２１に基づき各キューの重み付けを定め、当該重み付けに従って送信するＣＱ（Custom Queuing）方式や、これらの組合せ等が知られている。

取り出し制御部２０は、このようにして各キューから取り出したデータ（例えばフレーム）をテーブル処理部１６へ送信する。テーブル処理部１６は、ＬＰテーブル１９に基づき、宛先ポートをロジカルポートから物理ポートに変換し、フレームにＬＰテーブル１９に基づくＶＬＡＮ識別子を設定する。その結果、当該ＶＬＡＮ識別子が設定されたフレームが、宛先ポートとなる物理ポートから送信される。

例えば、取り出し制御部２０が、宛先ＭＡＣアドレス“ＭＡ２”および宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿１｝を含むフレームをキューＱＥ＿ＬＰ１＿１から取り出した場合を想定する。この場合、テーブル処理部１６は、ＬＰテーブル１９に基づき、宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿１｝に対応する物理ポートのポート識別子｛ＰＰｈ１｝と、ＶＬＡＮ識別子ＶＩＤとなるバックボーンＶＬＡＮ識別子“ＢＶＩＤ１”とを取得する。その結果、“ＢＶＩＤ１”を含んだフレームが、宛先ポートとなる物理ポートＰＰｈ１から送信される。

なお、当該物理ポートＰＰｈ１から送信されたフレームは、“ＢＶＩＤ１”に基づき、図２のネットワークＮＷを介して中継装置ＳＷ２へ転送される。中継装置ＳＷ２は、当該フレームをロジカルポートＬＰ１＿１（物理ポートＰＰｈ１）で受信し、ＦＤＢの宛先検索に基づき、当該フレームをロジカルポートＬＰ２＿１（物理ポートＰＰｈ２）に中継する。その結果、当該フレームは、中継装置ＳＷ’２を介して端末ＴＭ２で受信される。

以上、本実施の形態２の中継装置および中継システムを用いることで、実施の形態１の場合と同様に、代表的には、帯域制御の柔軟性を向上させることが可能になり、また、コストの低減等が図れる。すなわち、ロジカルポートを用いることで、例えば、中継装置ＳＷ１とネットワークＮＷとの間を２個の物理ポートおよび２本の通信回線ではなく、１個の物理ポートＰＰｈ１および１本の通信回線１０で接続することができる。そして、ロジカルポート単位で帯域制御を行うことで、２個の物理ポートを用いる場合の物理的な帯域に制約されずに帯域制御を行うことが可能になる。

なお、ここでは、ＰＢＢ網１１を用い、バックボーンＶＬＡＮ識別子ＢＶＩＤで経路を選択するような中継システムを例としたが、必ずしもＰＢＢ網１１を用いる必要はなく、一般的なＶＬＡＮ識別子を用いて経路を制御するような中継システムであってもよい。また、中継システムのネットワークトポロジは、特に、図２のようなトポロジに限定されるものではなく、リング型、メッシュ型、ツリー型等を代表に様々なトポロジを用いることができる。

（実施の形態３）
《中継装置の詳細構成》
図５は、本発明の実施の形態３による中継装置において、主要部の構成例を示すブロック図である。図５に示す中継装置ＳＷは、ここでは、１個の筐体内に複数のカードを搭載したシャーシ型のＬ２スイッチとなっている。当該中継装置ＳＷは、単数または複数（ここでは２枚）の高帯域用のラインカードＬＣｈ１，ＬＣｈ２と、単数または複数（ここでは１枚）の低帯域用のラインカードＬＣｌ１と、ファブリック経路部２５とを備える。ラインカードＬＣｈ１，ＬＣｈ２，ＬＣｌ１のそれぞれは、装置外部との間でフレームの通信（送信および受信）を行う。ファブリック経路部２５は、各ラインカード間でフレームを中継する。

高帯域用のラインカードＬＣｈ１，ＬＣｈ２は、それぞれ、物理ポートＰＰｈ１，ＰＰｈ２と、ファブリック用端子ＦＰとを備える。物理ポートＰＰｈ１，ＰＰｈ２のそれぞれは、実施の形態１等で述べたようなロジカルポートの設定対象となるポートである。物理ポートＰＰｈ１，ＰＰｈ２のそれぞれは、例えば、１００Ｇｂｐｓ等の通信回線１０に接続される。一方、低帯域用のラインカードＬＣｌ１は、ｎ個の物理ポートＰＰｌ１〜ＰＰｌｎと、ファブリック用端子ＦＰとを備える。物理ポートＰＰｌ１〜ＰＰｌｎは、ロジカルポートの設定非対象となるポートである。物理ポートＰＰｌ１〜ＰＰｌｎのそれぞれは、例えば、１０Ｇｂｐｓ等の通信回線２６に接続される。

ファブリック用端子ＦＰは、ファブリック経路部２５に接続され、ファブリック経路部２５を介して他のラインカードのファブリック用端子ＦＰに接続される。ファブリック経路部２５は、例えば、スイッチング機能を備えたファブリックカードで構成される場合や、フルメッシュ状の配線を備えた配線基板（バックプレーン）で構成される場合がある。前者の場合、ファブリック用端子ＦＰは、ファブリックカードに接続され、ファブリックカードによるスイッチングを介して他のラインカードのファブリック用端子ＦＰに接続される。後者の場合、ファブリック用端子ＦＰは、複数の端子で構成され、この複数の端子が、それぞれ、バックプレーン上に設けられたフルメッシュ状の配線を介して、他のラインカードの対応する端子に接続される。以降では、後者の場合を想定して説明を行う。

図６は、図５の中継装置において、高帯域用のラインカードの構成例を示すブロック図である。図７（ａ）は、図６におけるＬＣテーブルの構造例を示す概略図であり、図７（ｂ）は、図６におけるポートテーブルの構造例を示す概略図であり、図７（ｃ）は、図６におけるＦＤＢの構造例を示す概略図であり、図７（ｄ）は、図６におけるＶＩＤ変換テーブルの構造例を示す概略図である。図７（ａ）〜図７（ｄ）には、一例として、図２の中継装置ＳＷ１が備える各テーブル等の保持内容が示される。

図６において、外部インタフェース部３０は、物理ポートＰＰｈでフレームを受信した際に、受信したラインカードおよび物理ポートを示す受信ポート識別子を付加し、それを中継処理部３１またはプロセッサ部ＣＰＵに送信する。また、外部インタフェース部３０は、中継処理部３１またはプロセッサ部ＣＰＵからのフレームを、宛先ポート識別子に基づく物理ポートＰＰｈへ送信する。

中継処理部３１は、テーブル処理部１６と、ＶＩＤ変換部３５と、ＦＤＢ処理部１７とを備える。テーブル処理部１６は、ＬＰテーブル１９として、イングレスＬＰテーブル１９ａとイーグレスＬＰテーブル１９ｂとを備える。イングレス／イーグレスＬＰテーブル１９ａ，１９ｂのそれぞれは、図４（ａ）に示したような構造を備える。

テーブル処理部１６は、自ラインカードの物理ポートＰＰｈでフレームを受信した場合、イングレスＬＰテーブル１９ａに基づいて、受信ポート識別子｛ＰＰｈ｝およびＶＬＡＮ識別子からロジカルポートのポート識別子を取得する。一方、テーブル処理部１６は、当該物理ポートからフレームを送信する場合、イーグレスＬＰテーブル１９ｂに基づいて、宛先ポート識別子（ロジカルポートのポート識別子となる）から物理ポートのポート識別子およびＶＬＡＮ識別子を取得する。テーブル処理部１６は、このようにして取得した各識別子をフレームに付加する。

ＶＩＤ変換部３５は、ＶＩＤ変換テーブル３６として、イングレスＶＩＤ変換テーブル３６ａとイーグレスＶＩＤ変換テーブル３６ｂとを備える。イングレス／イーグレスＶＩＤ変換テーブル３６ａ，３６ｂのそれぞれは、図７（ｄ）に示されるように、予めユーザ設定等に基づき、サービスＶＬＡＮ識別子ＳＶＩＤを内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤに対応付けて保持し、バックボーンＶＬＡＮ識別子ＢＶＩＤおよびサービスインスタンス識別子ＩＳＩＤを内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤに対応付けて保持する。

例えば、図７（ｄ）の例では、図２のＰＢ網での“ＳＶＩＤ１”と、ＰＢＢ網１１での“ＢＶＩＤ１”および“ＩＳＩＤ１”と、“ＢＶＩＤ２”および“ＩＳＩＤ１”とが共に“ＩＶＩＤ１”に対応付けられる。すなわち、この例では、同一の会社に属する端末ＴＭ１〜ＴＭ３が“ＩＶＩＤ１”によって同一のフラッディングドメインに設定され、各拠点が“ＢＶＩＤ１”および“ＢＶＩＤ２”によって区別されるような設定となっている。

ＶＩＤ変換部３５は、自ラインカードの物理ポートＰＰｈがＰＢ網に接続される場合で、当該物理ポートでフレームを受信した場合、イングレスＶＩＤ変換テーブル３６ａに基づいて、サービスＶＬＡＮ識別子ＳＶＩＤを内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤに変換する。一方、ＶＩＤ変換部３５は、当該物理ポートからフレームを送信する場合、イーグレスＶＩＤ変換テーブル３６ｂに基づいて、内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤをサービスＶＬＡＮ識別子ＳＶＩＤに変換する。

また、ＶＩＤ変換部３５は、自ラインカードの物理ポートＰＰｈがＰＢＢ網に接続される場合で、当該物理ポートでフレームを受信した場合、イングレスＶＩＤ変換テーブル３６ａに基づいて、バックボーンＶＬＡＮ識別子ＢＶＩＤおよびサービスインスタンス識別子ＩＳＩＤを内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤに変換する。一方、ＶＩＤ変換部３５は、当該物理ポートからフレームを送信する場合、イーグレスＶＩＤ変換テーブル３６ｂに基づいて、内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤをバックボーンＶＬＡＮ識別子ＢＶＩＤおよびサービスインスタンス識別子ＩＳＩＤに変換する。ＶＩＤ変換部３５は、このようにして変換した各識別子をフレームに付加する。

ＦＤＢ処理部１７は、自ラインカードの物理ポートＰＰｈでフレームを受信した際に、ＦＤＢの学習と、ＦＤＢに基づく当該フレームの宛先検索を行う。具体的には、ＦＤＢの学習に際し、ＦＤＢ処理部１７は、図７（ｃ）に示されるように、受信したフレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスと、ＶＩＤ変換部３５で変換された内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤとを、テーブル処理部１６で取得されたロジカルポートのポート識別子に対応付けてＦＤＢに学習する。

この際に、より詳細には、受信したフレームがＩＥＥＥ８０２．１ａｈに基づくカプセル化フレームの場合（すなわち自ラインカードの物理ポートＰＰｈがＰＢＢ網に接続される場合）、ＦＤＢ処理部１７は、送信元ＭＡＣアドレスとして、送信元カスタマ用ＭＡＣアドレスＣＭＡＣと、送信元カプセル化用ＭＡＣアドレスＢＭＡＣとを学習する。一方、受信したフレームがＩＥＥＥ８０２．１ａｄに基づく非カプセル化フレームの場合（すなわち自ラインカードの物理ポートＰＰｈがＰＢ網に接続される場合）、ＦＤＢ処理部１７は、送信元ＭＡＣアドレスとして送信元カスタマ用ＭＡＣアドレスＣＭＡＣを学習する。

また、ＦＤＢに基づく宛先検索に際し、ＦＤＢ処理部１７は、受信したフレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスと、ＶＩＤ変換部３５で変換された内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤとを検索キーとしてＦＤＢを検索する。この際に、より詳細には、受信したフレームがカプセル化フレームであり、かつ、宛先カプセル化用ＭＡＣアドレスＢＭＡＣが自装置宛てである場合、ＦＤＢ処理部１７は、宛先カスタマ用ＭＡＣアドレスＣＭＡＣおよび内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤを検索キーとしてＦＤＢを検索し、宛先ポート識別子を取得する。

また、受信したフレームがカプセル化フレームであり、かつ、宛先カプセル化用ＭＡＣアドレスＢＭＡＣが他装置宛てである場合、ＦＤＢ処理部１７は、宛先カプセル化用ＭＡＣアドレスＢＭＡＣおよび内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤを検索キーとしてＦＤＢを検索し、宛先ポート識別子を取得する。一方、受信したフレームが非カプセル化フレームである場合、ＦＤＢ処理部１７は、宛先カスタマ用ＭＡＣアドレスＣＭＡＣおよび内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤを検索キーとしてＦＤＢを検索し、宛先ポート識別子または加えて宛先カプセル化用ＭＡＣアドレスＢＭＡＣを取得する。

ＦＤＢ処理部１７は、このような検索結果によって得られる宛先ポート識別子（または加えて宛先カプセル化用ＭＡＣアドレスＢＭＡＣ）を、受信したフレームに付加して内部インタフェース部３２へ送信する。この際に、ＦＤＢ処理部１７は、検索結果がミスヒットの場合（宛先ＭＡＣアドレスがマルチキャスト（以降、ＭＣと略す）アドレスの場合を含む）には、受信したフレームにＭＣフラグを付加する。

内部インタフェース部３２は、図３に示したような帯域制御部１８と、ＭＣ処理部３７とを備える。ＭＣ処理部３７は、ＬＣテーブル３８ａとポートテーブル３８ｂとを備える。内部インタフェース部３２は、中継処理部３１から、ＭＣフラグが付加されていないフレームを受信した場合、当該フレームをそのままファブリック用端子ＦＰへ送信する。一方、内部インタフェース部３２は、中継処理部３１から、ＭＣフラグが付加されたフレームを受信した場合、ＭＣ処理部３７を用いてマルチキャスト中継を行う。

ＬＣテーブル３８ａは、図７（ａ）に示されるように、内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤと、単数または複数のラインカード識別子との対応関係を保持する。ポートテーブル３８ｂは、図７（ｂ）に示されるように、内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤと、単数または複数のロジカルポート識別子／物理ポート識別子との対応関係を保持する。単数または複数のロジカルポート識別子／物理ポート識別子は、自ラインカードが備えるポートの範囲内で定められる。

例えば、図７（ｂ）には、図５のラインカードＬＣｈ１が備えるポートテーブル３８ｂの保持内容が示される。当該ポートテーブル３８ｂは、“ＩＶＩＤ１”とポート識別子｛ＬＰ１＿１｝，｛ＬＰ１＿２｝との対応関係を保持する。図示は省略するが、同様に、図５のラインカードＬＣｈ２のポートテーブル３８ｂは、“ＩＶＩＤ１”とポート識別子｛ＬＰ２＿１｝との対応関係を保持する。

ＭＣ処理部３７は、ＭＣフラグが付加されたフレームを中継処理部３１から受信した場合、ＬＣテーブル３８ａに基づき単数または複数の宛先のラインカードを定め、宛先の数だけフレームを複製すると共に、当該複製されたフレームにそれぞれ宛先のラインカード識別子を付加してファブリック用端子ＦＰへ送信する。また、ＭＣ処理部３７は、ＭＣフラグが付加されたフレームをファブリック用端子ＦＰで受信した場合、ポートテーブル３８ｂに基づき単数または複数の宛先ポートを定め、宛先の数だけフレームを複製すると共に、当該複製されたフレームにそれぞれ宛先ポート識別子を付加して帯域制御部１８へ送信する。

帯域制御部１８は、図３の場合と同様に、宛先ポート識別子（ロジカルポートのポート識別子）毎のキューを備える。帯域制御部１８は、宛先ポート識別子が付加されたフレーム（ユニキャストフレーム）をファブリック用端子ＦＰで受信した場合や、前述したように、ＭＣ処理部３７を介して宛先ポート識別子が付加されたフレーム（ＭＣフレーム）を受信した場合に、当該フレームを宛先ポート識別子に対応するキュー（第１キュー）に蓄積する。そして、図３の場合と同様に、帯域制御部１８の取り出し制御部（第１取り出し制御部）２０は、帯域設定情報２１に基づき各キューからデータ（例えばフレーム）を取り出し、中継処理部３１へ送信する。

ここで、外部インタフェース部３０は、帯域制限部３３を備える。帯域制限部３３は、キュー（第２キュー）ＱＥ＿ＰＰｈと、取り出し制御部（第２取り出し制御部）３４とを備える。キューＱＥ＿ＰＰｈは、帯域制御部１８の取り出し制御部２０によって取り出され、中継処理部３１を介して送信されたデータ（例えばフレーム）を蓄積する。取り出し制御部３４は、物理ポートＰＰｈの送信帯域に基づき、例えばシェーピング等を行いながらキューＱＥ＿ＰＰｈからデータを取り出し、物理ポートＰＰｈへ送信する。

プロセッサ部ＣＰＵは、ＲＡＭに格納されたプログラムを実行することで、例えば、自ラインカードの管理や、中継処理部３１と連携して複雑なプロトコルの処理等を行う。なお、外部インタフェース部３０および内部インタフェース部３２のそれぞれは、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等に実装される。また、中継処理部３１は、例えば、内蔵ＲＡＭを含んだＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等に実装され、ＦＤＢは、例えば、ＣＡＭ（Content Addressable Memory）等に実装される。ただし、各部の具体的な実装形態は、勿論、これに限定されるものではなく、ハードウェアまたはソフトウェアあるいはその組合せを用いて適宜実装されればよい。

《中継装置のフレーム中継動作》
図８は、本発明の実施の形態３による中継システムにおいて、図２の中継システムでマルチキャストフレームを中継する際の概略動作例を示す説明図である。図９は、図８における中継装置の詳細な動作例を示す説明図である。図８において、中継装置ＳＷ１は、端末ＴＭ１からのマルチキャストフレームＭＣＦｎ１を物理ポートＰＰｈ２で受信する。当該マルチキャストフレームＭＣＦｎ１は、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）である“ＭＡ１”と、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）である所定のマルチキャストアドレス（以降、ＭＣＡと略す）と、サービスＶＬＡＮ識別子“ＳＶＩＤ１”とを含んでいる。中継装置ＳＷ１は、この物理ポートＰＰｈ２と“ＳＶＩＤ１”との組合せを用いてＬＰテーブル１９を参照することで、当該フレームをロジカルポートＬＰ２＿１で受信する。

また、中継装置ＳＷ１は、受信したフレームＭＣＦｎ１の宛先ＭＡＣアドレスがＭＣＡであるため、ＭＣ処理部３７を用いて、当該フレームをロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２に中継する。この際に、中継装置ＳＷ１は、ロジカルポートＬＰ１＿１に中継するフレームに対してはＶＬＡＮ識別子として“ＢＶＩＤ１”を付加し、ロジカルポートＬＰ１＿２に中継するフレームに対してはＶＬＡＮ識別子として“ＢＶＩＤ２”を付加する。ネットワークＮＷは、“ＢＶＩＤ１”が付加されたフレームを中継装置ＳＷ２に中継し、“ＢＶＩＤ２”が付加されたフレームを中継装置ＳＷ３に中継する。

中継装置ＳＷ２は、“ＢＶＩＤ１”が付加されたフレームを物理ポートＰＰｈ１で受信する。中継装置ＳＷ２は、当該物理ポートＰＰｈ１と“ＢＶＩＤ１”との組合せを用いて自装置のＬＰテーブル１９を参照することで、当該フレームをロジカルポートＬＰ１＿１で受信する。中継装置ＳＷ２は、受信したフレームの宛先ＭＡＣアドレスがＭＣＡであるため、ＭＣ処理部３７を用いて当該フレームをロジカルポートＬＰ２＿１に中継する。その結果、当該フレームは、端末ＴＭ２で受信される。

同様に、中継装置ＳＷ３は、“ＢＶＩＤ２”が付加されたフレームを物理ポートＰＰｈ１で受信する。中継装置ＳＷ３は、当該物理ポートＰＰｈ１と“ＢＶＩＤ２”との組合せを用いて自装置のＬＰテーブル１９を参照することで、当該フレームをロジカルポートＬＰ１＿２で受信する。中継装置ＳＷ３は、受信したフレームの宛先ＭＡＣアドレスがＭＣＡであるため、ＭＣ処理部３７を用いて当該フレームをロジカルポートＬＰ２＿１に中継する。その結果、当該フレームは、端末ＴＭ３で受信される。

図９には、図８における中継装置ＳＷ１の動作例が示される。図９において、まず、ラインカードＬＣｈ２は、物理ポートＰＰｈ２で、端末ＴＭ１からのフレーム（非カプセル化フレーム）ＭＣＦｎ１を受信する。当該フレームＭＣＦｎ１には、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）“ＭＡ１”、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）“ＭＣＡ”およびサービスＶＬＡＮ識別子“ＳＶＩＤ１”が含まれる。なお、詳細には、送信元ＭＡＣアドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスは、送信元カスタマ用ＭＡＣアドレス（ＣＳＡ）および宛先カスタマ用ＭＡＣアドレス（ＣＤＡ）となる。

外部インタフェース部３０は、当該受信したフレームに受信ポート識別子｛ＰＰｈ２｝を付加した上で中継処理部３１へ送信する。中継処理部３１において、テーブル処理部１６は、イングレスＬＰテーブル１９ａに基づき、受信ポート識別子｛ＰＰｈ２｝およびサービスＶＬＡＮ識別子“ＳＶＩＤ１”からロジカルポートＬＰ２＿１のポート識別子｛ＬＰ２＿１｝を取得し、受信ポート識別子を当該ポート識別子｛ＬＰ２＿１｝に置き換える。ＶＩＤ変換部３５は、イングレスＶＩＤ変換テーブル３６ａに基づき、サービスＶＬＡＮ識別子“ＳＶＩＤ１”を内部ＶＬＡＮ識別子“ＩＶＩＤ１”に変換し、それを当該フレームに付加する。

ＦＤＢ処理部１７は、当該フレームの送信元ＭＡＣアドレス“ＭＡ１”および内部ＶＬＡＮ識別子“ＩＶＩＤ１”を、受信ポート識別子｛ＬＰ２＿１｝に対応付けてＦＤＢに学習する。また、ＦＤＢ処理部１７は、当該フレームの宛先ＭＡＣアドレスが“ＭＣＡ”であるため、当該フレームにＭＣフラグを付加して内部インタフェース部３２へ送信する。内部インタフェース部３２において、ＭＣ処理部３７は、ＭＣフラグが付加されたフレームを受信したため、ＬＣテーブル３８ａに基づき、“ＩＶＩＤ１”に対応する宛先ラインカード識別子｛ＬＣｈ１｝，｛ＬＣｈ２｝を取得する。

ＭＣ処理部３７は、複製によって生成した２個のフレームにそれぞれ宛先ラインカード識別子｛ＬＣｈ１｝，｛ＬＣｈ２｝を付加する。ＭＣ処理部３７は、宛先ラインカード識別子｛ＬＣｈ１｝が付加されたフレームをファブリック経路部２５へ送信する。一方、ＭＣ処理部３７は、宛先ラインカード識別子｛ＬＣｈ２｝が付加されたフレームに関しては、自ラインカード宛てであるため、ポートテーブル３８ｂを用いて処理する。具体的には、ＭＣ処理部３７は、ポートテーブル３８ｂに基づき、“ＩＶＩＤ１”に対応する宛先ポート識別子｛ＬＰ２＿１｝を取得する。ここで、ＭＣ処理部３７は、受信ポート識別子と宛先ポート識別子が共に｛ＬＰ２＿１｝であるため、当該フレームを破棄する。

ファブリック経路部２５（フルメッシュ状の配線）は、ラインカード識別子｛ＬＣｈ１｝が付加されたフレームをラインカードＬＣｈ１へ中継する。当該フレームは、ラインカードＬＣｈ１の内部インタフェース部３２で受信される。当該内部インタフェース部３２のＭＣ処理部３７は、ＭＣフラグが付加されたフレームをファブリック用端子ＦＰで受信したため、ポートテーブル３８ｂに基づき、“ＩＶＩＤ１”に対応する宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿１｝，｛ＬＰ１＿２｝を取得する。ＭＣ処理部３７は、当該宛先ポート識別子が共に受信ポート識別子と異なるため、複製によって２個のフレームを生成し、当該２個のフレームにそれぞれ宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿１｝，｛ＬＰ１＿２｝を付加して帯域制御部１８へ送信する。

帯域制御部１８は、宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿１｝が付加されたフレームをキューＱＥ＿ＬＰ１＿１に蓄積し、宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿２｝が付加されたフレームをキューＱＥ＿ＬＰ１＿２に蓄積する。帯域制御部１８は、帯域設定情報に基づき、シェーピング等を行いながら各キューＱＥ＿ＬＰ１＿１，ＱＥ＿ＬＰ１＿２からフレームを取り出し、それを中継処理部３１へ送信する。

中継処理部３１において、ＶＩＤ変換部３５は、イーグレスＶＩＤ変換テーブル３６ｂに基づき、２個のフレームに含まれる内部ＶＬＡＮ識別子“ＩＶＩＤ１”を、共にバックボーンＶＬＡＮ識別子“ＢＶＩＤ１”およびサービスインスタンス識別子“ＩＳＩＤ１”に変換する。なお、中継処理部３１は、より詳細には、カプセル化実行部を備えている。カプセル化実行部は、当該２個のフレームを、共に、バックボーンＶＬＡＮ識別子“ＢＶＩＤ１”およびサービスインスタンス識別子“ＩＳＩＤ１”、ならびに送信元／宛先カプセル化用ＭＡＣアドレスＢＭＡＣでカプセル化することで、カプセル化フレームを生成する。送信元カプセル化用ＭＡＣアドレス（ＢＳＡ）は、中継装置ＳＷ１のＭＡＣアドレスであり、宛先カプセル化用ＭＡＣアドレス（ＢＤＡ）は、“ＭＣＡ”である。

テーブル処理部１６は、宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿１｝が付加されたフレームを受信し、イーグレスＬＰテーブル１９ｂに基づき、宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿１｝から、物理ポートＰＰｈ１のポート識別子｛ＰＰｈ１｝およびバックボーンＶＬＡＮ識別子“ＢＶＩＤ１”を取得する。テーブル処理部１６は、宛先ポート識別子を当該ポート識別子｛ＰＰｈ１｝に置き換え、さらに、カプセル化フレームのバックボーンＶＬＡＮ識別子を当該“ＢＶＩＤ１”に置き換える（ただし、この場合は置き換え前後で同一となる）。

同様に、テーブル処理部１６は、宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿２｝が付加されたフレームを受信し、イーグレスＬＰテーブル１９ｂに基づき、宛先ポート識別子｛ＬＰ１＿２｝から、物理ポートＰＰｈ１のポート識別子｛ＰＰｈ１｝およびバックボーンＶＬＡＮ識別子“ＢＶＩＤ２”を取得する。テーブル処理部１６は、宛先ポート識別子を当該ポート識別子｛ＰＰｈ１｝に置き換え、さらに、カプセル化フレームのバックボーンＶＬＡＮ識別子を当該“ＢＶＩＤ２”に置き換える。

外部インタフェース部３０において、帯域制限部３３は、共に宛先ポート識別子｛ＰＰｈ１｝が付加され、それぞれバックボーンＶＬＡＮ識別子“ＢＶＩＤ１”，“ＢＶＩＤ２”を含む２個のフレーム（カプセル化フレーム）を受信し、当該２個のフレームを共にキューＱＥ＿ＰＰｈに蓄積する。帯域制限部３３は、物理ポートＰＰｈ１の送信帯域（例えば１００Ｇｂｐｓ）に基づき、当該送信帯域を超えないようにキューＱＥ＿ＰＰｈからフレームを取り出す。

外部インタフェース部３０は、当該取り出したフレームに付加されている不必要な情報を削除した上で、宛先ポート識別子に基づき、当該２個のフレーム（カプセル化フレーム）ＭＣＦｃ１，ＭＣＦｃ２を物理ポートＰＰｈ１から送信する。カプセル化フレームＭＣＦｃ１は、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）“ＭＡ１”、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）“ＭＣＡ”、バックボーンＶＬＡＮ識別子“ＢＶＩＤ１”、サービスインスタンス識別子“ＩＳＩＤ１”を含む。

詳細には、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）は、送信元カスタマ用ＭＡＣアドレス（ＣＳＡ）となる“ＭＡ１”と、送信元カプセル化用ＭＡＣアドレス（ＢＳＡ）となる中継装置ＳＷ１のＭＡＣアドレスとを含む。また、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）は、共に“ＭＣＡ”となる宛先カスタマ用ＭＡＣアドレス（ＣＤＡ）および宛先カプセル化用ＭＡＣアドレス（ＢＤＡ）を含む。また、カプセル化フレームＭＣＦｃ２は、バックボーンＶＬＡＮ識別子ＢＶＩＤが異なることを除いて、カプセル化フレームＭＣＦｃ１と同様である。

なお、図９において、ＦＤＢの学習に際しては、各ラインカードでＦＤＢの保持内容を同期化するため、例えば、受信したフレームのヘッダ部分のみを含んだ学習用フレーム等を用いる。図９の例では、ラインカードＬＣｈ２の中継処理部３１は、学習用フレームを生成し、それを自ラインカードを除く全てのラインカードへ送信する。当該学習用フレームを受信した各ラインカードの中継処理部３１は、当該学習用フレームに含まれる送信元情報を自ラインカードのＦＤＢに学習する。

また、図５に示した低帯域用のラインカードＬＣｌ１は、例えば、図６におけるテーブル処理部１６や帯域制御部１８を備えずに、ロジカルポートではなく物理ポートのポート識別子に基づいて図９の場合と同様の処理を行うような構成になっている。例えば、当該ラインカードＬＣｌ１のＦＤＢ処理部１７は、ＭＡＣアドレスおよび内部ＶＬＡＮ識別子ＩＶＩＤを物理ポートのポート識別子（例えば｛ＰＰｌ１｝）に対応付けてＦＤＢに学習する。これに伴い、各ラインカードのＦＤＢには、図７（ｃ）に示されるように、ロジカルポートのポート識別子と、物理ポートのポート識別子とが混在することになる。ただし、各ラインカードのＦＤＢ処理部１７は、物理ポートのポート識別子かロジカルポートのポート識別子かを特に区別することなく取り扱うことができる。これによって処理の簡素化等が図れる。

以上、本実施の形態３の中継装置を用いることで、実際の形態１，２で述べたような各種効果と同様の効果が得られることに加えて、帯域制御に際しての柔軟性の更なる向上が図れる場合がある。具体的には、まず、帯域制御部１８において、例えば、ロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２に設定する帯域の合計値が物理ポートＰＰｈ１の帯域を超えないように設定すれば、各ロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２の最低帯域を保証することができる。例えば、物理ポートＰＰｈ１の帯域を１００Ｇｂｐｓとして、ロジカルポートＬＰ１＿１を７０Ｇｂｐｓに設定し、ロジカルポートＬＰ１＿２を３０Ｇｂｐｓに設定した場合、ロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２を宛先ポートとするフレームは、それぞれ、７０Ｇｂｐｓ，３０Ｇｂｐｓの帯域が保証される。

ただし、この場合、物理ポートＰＰｈ１の帯域に空きがある状況でも、例えば、ロジカルポートＬＰ１＿１の帯域は７０Ｇｂｐｓに制限される場合がある。そこで、本実施の形態３では、帯域制御部１８において、ロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２に設定する帯域の合計値が１００Ｇｂｐｓを超えるように（ただし、１個のロジカルポートに設定する帯域は１００Ｇｂｐｓを超えないように）設定することも可能となっている。例えば、ロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２の帯域を共に１００Ｇｂｐｓに設定する場合を想定する。

この場合、ロジカルポートＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２をそれぞれ宛先ポートとする各フレームは、合計で、１００Ｇｂｐｓの帯域で帯域制限部３３のキューＱＥ＿ＰＰｈに蓄積され、帯域制限部３３によって１００Ｇｂｐｓの帯域に制限される。仮に、ある期間において、ロジカルポートＬＰ１＿２を宛先ポートとするフレームが存在しない場合、ロジカルポートＬＰ１＿１を宛先ポートとするフレームを、最大１００Ｇｂｐｓの帯域を使用して物理ポートＰＰｈ１から送信することができる。すなわち、このような設定を行った場合、最低帯域は必ずしも保証されないが、物理ポートＰＰｈ１の帯域を有効に活用することが可能になる。このように、本実施の形態３の中継装置を用いることで、ユーザの目的等に応じて帯域制御の方法を使い分けることが可能になり、柔軟性の向上が図れる。

（実施の形態４）
《中継装置の構成（変形例）》
図１０は、本発明の実施の形態４による中継装置において、主要部の概略構成例を示すブロック図である。図１０に示す中継装置ＳＷは、図３に示した構成例と比較して、帯域制御部１８がイーグレス側ではなくイングレス側に設けられる点が異なっている。図１０において、テーブル処理部１６は、物理ポートＰＰｈ１，ＰＰｈ２，…でフレームを受信した場合に、ＬＰテーブル１９に基づいてフレームに受信ポート識別子（ロジカルポートのポート識別子）を付加する。

帯域制御部１８は、テーブル処理部１６からのフレームを受け、当該フレームの受信ポート識別子に基づいて、ロジカルポート毎のキュー（第１キュー）ＱＥ＿ＬＰ１＿１，ＱＥ＿ＬＰ１＿２，ＱＥ＿ＬＰ２＿１に所定のデータ（例えばフレーム）を蓄積する。そして、帯域制御部１８の取り出し制御部（第１取り出し制御部）２０は、ロジカルポート毎の帯域設定情報２１に基づき、複数のキューＱＥ＿ＬＰ１＿１，ＱＥ＿ＬＰ１＿２，ＱＥ＿ＬＰ２＿１のそれぞれからデータ（フレーム）を取り出し、ＦＤＢ処理部１７へ送信する。

このように、帯域制御部１８は、一般的には、図３のように、イーグレス側に設けられる場合が多いが、例えば、各拠点毎の受信帯域を制限するため等から、場合によっては、図１０のように、イングレス側に設けられてもよい。本実施の形態４の中継装置を用いることでも、実施の形態１等の場合と同様の効果が得られる。

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、本発明は前記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。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易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、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各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、ここでは、中継装置としてＬ２スイッチを例としたが、勿論、ＯＳＩ参照モデルのＬ２の処理に加えてレイヤ３（Ｌ３）の処理を行うＬ３スイッチ等であってもよい。

１０，１０ａ，１０ｂ，２６ 通信回線
１１ ＰＢＢ網
１５，１５’ フレーム処理部
１６ テーブル処理部
１７ ＦＤＢ処理部
１８，１８’ 帯域制御部
１９，１９ａ，１９ｂ ロジカルポートテーブル
２０，３４ 取り出し制御部
２１ 帯域設定情報
２５ ファブリック経路部
３０ 外部インタフェース部
３１ 中継処理部
３２ 内部インタフェース部
３３ 帯域制限部
３５ ＶＩＤ変換部
３６，３６ａ，３６ｂ ＶＩＤ変換テーブル
３７ ＭＣ処理部
３８ａ ＬＣテーブル
３８ｂ ポートテーブル
ＣＰＵ プロセッサ部
ＦＰ ファブリック用端子
ＬＣｈ，ＬＣｈ１，ＬＣｈ２，ＬＣｌ１ ラインカード
ＬＰ１，ＬＰ２，ＬＰ１＿１，ＬＰ１＿２，ＬＰ２＿１ ロジカルポート
ＭＣＦｎ１，ＭＣＦｃ１，ＭＣＦｃ２ フレーム
ＮＷ ネットワーク
ＰＰｈ，ＰＰｈ１，ＰＰｈ２，ＰＰｌ１〜ＰＰｌｎ，ＰＰ１，ＰＰ２ 物理ポート
ＱＥ＿ＬＰ１＿１，ＱＥ＿ＬＰ１＿２，ＱＥ＿ＬＰ２＿１，ＱＥ＿ＰＰｈ キュー
ＳＷ，ＳＷ’，ＳＷ１〜ＳＷ３，ＳＷ’１〜ＳＷ’３ 中継装置
ＴＭ１〜ＴＭ３ 端末

Claims (6)

1. 物理ポートと、
   前記物理ポートと、複数の端末間の通信をＶＬＡＮ分割するためのＶＬＡＮ識別子との組み合わせをロジカルポートに対応付けて保持するロジカルポートテーブルと、
   前記物理ポートでフレームを受信した場合に、前記フレームを受信した前記物理ポートと前記フレームに含まれる前記ＶＬＡＮ識別子から、前記ロジカルポートテーブルに基づいて前記ロジカルポートを取得するテーブル処理部と、
   ＦＤＢ（Forwarding DataBase）と、
   前記受信したフレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスを、前記テーブル処理部で取得された前記ロジカルポートに対応付けて前記ＦＤＢに学習し、前記受信したフレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスを用いて前記ＦＤＢを検索することで、宛先の前記ロジカルポートを定めるＦＤＢ処理部と、
   前記ロジカルポート単位で帯域を制御する帯域制御部と、
   を有し、
   前記ロジカルポートテーブルは、１個の前記物理ポートと、単数または複数の前記ＶＬＡＮ識別子との組み合わせを１個の前記ロジカルポートに対応付けて保持する、
   中継装置。
2. 請求項１記載の中継装置において、
   前記帯域制御部は、
   前記ロジカルポート毎に設けられ、前記ロジカルポート毎の所定のデータをそれぞれ蓄積する複数の第１キューと、
   前記ロジカルポート毎の帯域設定情報に基づき、前記複数の第１キューのそれぞれからデータを取り出す第１取り出し制御部と、
   を有する、
   中継装置。
3. 請求項２記載の中継装置において、
   前記帯域制御部は、イーグレス側に設けられ、
   前記中継装置は、さらに、
   前記第１取り出し制御部によって取り出されたデータを蓄積する第２キューと、
   前記物理ポートの帯域に基づき前記第２キューからデータを取り出し、前記物理ポートへ送信する第２取り出し制御部と、
   を有する、
   中継装置。
4. 通信回線を介して接続される複数の中継装置を備える中継システムであって、
   前記複数の中継装置の少なくとも一つは、
   他の中継装置に接続される物理ポートと、
   前記物理ポートと複数の端末間の通信をＶＬＡＮ分割するためのＶＬＡＮ識別子との組み合わせをロジカルポートに対応付けて保持するロジカルポートテーブルと、
   前記物理ポートでフレームを受信した場合に、前記フレームを受信した前記物理ポートと前記フレームに含まれる前記ＶＬＡＮ識別子から、前記ロジカルポートテーブルに基づいて前記ロジカルポートを取得するテーブル処理部と、
   ＦＤＢ（Forwarding DataBase）と、
   前記受信したフレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスを、前記テーブル処理部で取得された前記ロジカルポートに対応付けて前記ＦＤＢに学習し、前記受信したフレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスを用いて前記ＦＤＢを検索することで、宛先の前記ロジカルポートを定めるＦＤＢ処理部と、
   前記ロジカルポート単位で帯域を制御する帯域制御部と、
   を有し、
   前記ロジカルポートテーブルは、１個の前記物理ポートと、単数または複数の前記ＶＬＡＮ識別子との組み合わせを１個の前記ロジカルポートに対応付けて保持する、
   中継システム。
5. 請求項４記載の中継システムにおいて、
   前記帯域制御部は、
   前記ロジカルポート毎に設けられ、前記ロジカルポート毎の所定のデータをそれぞれ蓄積する複数の第１キューと、
   前記ロジカルポート毎の帯域設定情報に基づき、前記複数の第１キューのそれぞれからデータを取り出す第１取り出し制御部と、
   を有する、
   中継システム。
6. 請求項５記載の中継システムにおいて、
   前記帯域制御部は、イーグレス側に設けられ、
   前記複数の中継装置の少なくとも一つは、さらに、
   前記第１取り出し制御部によって取り出されたデータを蓄積する第２キューと、
   前記物理ポートの帯域に基づき前記第２キューからデータを取り出し、前記物理ポートへ送信する第２取り出し制御部と、
   を有する、
   中継システム。

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