JP7476974B2

JP7476974B2 - 転送装置、転送方法および転送プログラム

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Publication number: JP7476974B2
Application number: JP2022553342A
Authority: JP
Inventors: 裕平林; 浩大澤; 寛規井上
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2024-05-01
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: JPWO2022070348A1; WO2022070348A1; US20240015049A1

Description

本発明は、転送装置、転送方法および転送プログラムに関する。

従来、経済化の観点から、パケットのＬ３－Ｌ４ヘッダやＬ７ペイロードを分析し何等かの処理を行うＮＳＦ(Network Service Function)を、分散的ではなく集約的にネットワーク内に配備した上で、通信を転送してＮＳＦ適用をする技術が期待されている。

一方、転送のためにカプセリング技術を使う網では、集約地点のパケットにカプセルヘッダが付与されており、ＮＳＦが当該ヘッダに対応してない場合等、ＮＳＦの集約的な網配備ができない場合があった。そこで、カプセルヘッダの除去、再カプセル化を行う技術が提案されている（特許文献１～２、非特許文献１～５参照）。

特開２０１７－０３８１７９号公報特開２０１９－０９７０６９号公報

FD.io VPP, "SRv6 endpoint to SR-unaware appliance via static proxy (End.AS), "Towards Deep Learning Models Resistant to Adversarial Attacks", [online], [２０２０年９月１日検索]、インターネット＜URL: https://docs.fd.io/vpp/18.04/srv6_as_plugin_doc.html＞ Lily Guo, "Analysis of Service Function Chaining for Carrier Grade Networks," 信学技報, NS2014-256, Vol.114, No.477, pp.463-468. Yukito Ueno, "SRv6 Tagging Proxy", [online], arXiv:1901.08573v3 [cs.LG] ,2019年6月, [２０２０年９月１日検索]、インターネット＜URL: https://datatracker.ietf.org/meeting/106/materials/slides-106-spring-sessa-srv6-tagging-proxy-00.pdf＞ A. Mayer, S. Salsano, P. L. Ventre, A. Abdelsalam, L. Chiaraviglio and C. Filsfils, "An Efficient Linux Kernel Implementation of Service Function Chaining for legacy VNFs based on IPv6 Segment Routing", 2019 IEEE Conference on Network Softwarization (NetSoft), Paris, France, 2019, pp. 333-341, doi: 10.1109/NETSOFT.2019.8806652 FD.io VPP, "SRv6 endpoint to SR-unaware appliance via dynamic proxy (End.AD) ", [online], [２０２０年９月１日検索]、インターネット＜URL: https://docs.fd.io/vpp/18.04/srv6_ad_plugin_doc.html＞

しかしながら、従来技術では、集約したＮＳＦでのパケットの分析等の処理を低コストで行うことが困難な場合がある。例えば、事前にカプセルのアウターヘッダとインナーヘッダとの対応付けが必要な場合がある。あるいは、再カプセル化の際、インナーパケットがｌｏｃａｌアドレスの場合にアウターヘッダの再付与ミスが発生する場合がある。または、ｖｌａｎヘッダやＩＰパケットのＴｏｓ値等にアウターヘッダの検索キーを付与して、サービスに影響を及ぼす場合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、集約したＮＳＦでパケットの分析等の処理を低コストで行うことを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る転送装置は、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該アウターヘッダとアウターヘッダの情報を含むフィールドとを、該パケットに含める削除部と、受信したパケットを再カプセル化する際に、前記フィールドから取り出した前記アウターヘッダの情報を用いて該パケットにアウターヘッダを付加する付加部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、集約したＮＳＦでパケットの分析等の処理を低コストで行うことが可能となる。

図１は、転送装置の概要を説明するための図である。図２は、転送装置の概略構成を例示する模式図である。図３は、第１の実施形態の転送装置の処理を説明するための図である。図４は、第１の実施形態の転送装置の処理を説明するための図である。図５は、第２の実施形態の転送装置の処理を説明するための図である。図６は、第２の実施形態の転送装置の処理を説明するための図である。図７は、第２の実施形態の転送装置の処理を説明するための図である。図８は、第３の実施形態の転送装置の処理を説明するための図である。図９は、第３の実施形態の転送装置の処理を説明するための図である。図１０は、転送処理手順を示すシーケンス図である。図１１は、転送処理の効果を説明するための図である。図１２は、転送プログラムを実行するコンピュータを例示する図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

［転送装置の概要］
図１は、転送装置の概要を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態の転送装置１０は、ネットワークＮを介して他のネットワーク装置からカプセル化されたパケットを受信した場合に、カプセルヘッダ（アウターヘッダ）を削除して、ＮＳＦ２０に転送する。

その際に、転送装置１０は、例えば、パケットやアウターヘッダのキャッシュを行うことなく、アウターヘッダとアウターヘッダの情報を含むフィールドとを、該パケットに含める。あるいは、パケットとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部１４に記憶させる。またいは、アウターヘッダとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部１４に記憶させる。

ＮＳＦ２０は、パケット（インナーパケット）のＬ３－Ｌ４ヘッダやＬ７ペイロードを分析し何等かの処理を行って、転送装置１０にパケットを返送する。

転送装置１０は、ＮＳＦ２０からパケットを受信した場合に、上記のフィールドから取り出したアウターヘッダの情報を用いて、アウターヘッダを再付与する再カプセル化を行い、ネットワークＮを介して他のネットワーク装置に転送する。または、転送装置１０は、記憶部から取り出したパケットに、対応付けられたインナーパケットの情報を用いて、アウターヘッドを再付与し、ネットワークＮを介して他のネットワーク装置に転送する。あるいは、転送装置１０は、記憶部から取り出したインナーパケットの情報に対応付けられたアウターヘッダを再付与し、ネットワークＮを介して他のネットワーク装置に転送する。

［転送装置の構成］
図２は、転送装置の概略構成を例示する模式図である。図２に例示するように、転送装置１０は、パソコン等の汎用コンピュータで実現され、通信制御部１３、記憶部１４、および制御部１５を備える。

通信制御部１３は、ＮＩＣ（Network Interface Card）等で実現され、ネットワークを介したサーバ等の外部の装置と制御部１５との通信を制御する。例えば、通信制御部１３は、転送対象のデータを管理する管理装置等と制御部１５との通信を制御する。

記憶部１４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現され、後述する転送処理に用いられるパケットやアウターヘッダ等が記憶される。なお、記憶部１４は、通信制御部１３を介して制御部１５と通信する構成でもよい。

制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＮＰ（Network Processor）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いて実現され、メモリに記憶された処理プログラムを実行する。これにより、制御部１５は、図２に例示するように、削除部１５ａおよび付加部１５ｂとして機能する。なお、これらの機能部は、それぞれが異なるハードウェアに実装されてもよい。また、制御部１５は、その他の機能部を備えてもよい。

［第１の実施形態］
第１の実施形態の転送装置１０において、削除部１５ａは、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該アウターヘッダとアウターヘッダの情報を含むフィールドとを、該パケットに含める。このフィールドとは、具体的には、後述するプロキシヘッダまたはＴｒａｉｌｅｒである。またこの場合に、アウターヘッダの情報は、該アウターヘッダの長さとプロトコル種別とを含む。

また、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、上記のフィールドから取り出したアウターヘッダの情報を用いて該パケットにアウターヘッダを付加する。これにより、転送装置１０は、キャッシュ検索の処理負荷およびキャッシュ用メモリを不要とし、低コストで集約したＮＳＦにパケットを転送することが可能となる。

ここで、図３および図４は、第１の実施形態の転送装置の処理を説明するための図である。例えば、図３に示すように、削除部１５ａは、プロキシヘッダをインナーパケットに組み込む。具体的には、削除部１５ａは、図３（ｂ）に示すように定義されたプロキシヘッダに、アウターヘッダの長さとプロトコル種別を含める。また、削除部１５ａは、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、インナーパケットのヘッダ（インナーヘッダ）にプロキシヘッダと削除したアウターヘッダとを組み込んで、通信制御部１３を介してＮＳＦ２０に転送する。

この場合に、付加部１５ｂは、図３（ａ）、（ｃ）に示すように、ＮＳＦ２０から通信制御部１３を介して受信したパケットのプロキシヘッダとアウターヘッダとを用いて、このプロキシヘッダとアウターヘッダを削除したパケットに、アウターヘッダを付加して、通信制御部１３を介して他のネットワーク装置に転送する。

ここで、プロトコル種別は、例えばＩＰｖ４またはＩＰｖ６である。削除部１５ａは、受信したパケットのプロトコル種別を示すイーサヘッダに応じて、プロキシヘッダを設定する。具体的には、プロトコル種別がＩＰｖ４の場合には、削除部１５ａは、図３（ｄ）に示すように、インナーパケットのオプション領域のデータ部に、プロキシヘッダとアウターヘッダを挿入する。その後、削除部１５ａは、アウターヘッダを削除するデカプセルを行う。また、削除部１５ａは、チェックサム計算によりパケットの整合性をとる。

この場合に、付加部１５ｂは、インナーパケットのオプション領域のプロキシヘッダとアウターヘッダとを用いて、アウターヘッダを付加する再カプセル化を行うとともに、オプション領域を削除する。また、付加部１５ｂは、チェックサム計算によりパケットの整合性をとる。

また、プロトコル種別がＩＰｖ６の場合には、削除部１５ａは、図３（ｅ）に示すように、拡張ヘッダのオプション領域にプロキシヘッダとアウターヘッダとを挿入する。その後、削除部１５ａは、アウターヘッダを削除するデカプセルを行う。また、削除部１５ａは、チェックサム計算によりパケットの整合性をとる。

この場合に、付加部１５ｂは、インナーパケットの拡張ヘッダのプロキシヘッダとアウターヘッダとを用いて、アウターヘッダを付加する再カプセル化を行うとともに、拡張ヘッダを削除する。また、付加部１５ｂは、チェックサム計算によりパケットの整合性をとる。これにより、転送装置１０は、ペイロード分析に影響なく、容易に再カプセル化を行うことが可能となる。

または、図４に示すように、削除部１５ａは、後述するＴｒａｉｌｅｒをパケットの末尾に付加する。具体的には、削除部１５ａは、図４（ｂ）に示すように定義されたＴｒａｉｌｅｒに、アウターヘッダの長さとプロトコル種別を含める。また、削除部１５ａは、図４（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、インナーパケットの末尾にＴｒａｉｌｅｒと削除したアウターヘッダとを組み込んで、通信制御部１３を介してＮＳＦ２０に転送する。

この場合に、付加部１５ｂは、図４（ａ）、（ｃ）、（ｅ）に示すように、ＮＳＦ２０から通信制御部１３を介して受信したパケットのＴｒａｉｌｅｒとアウターヘッダとを用いて、このＴｒａｉｌｅｒとアウターヘッダを削除したパケットに、アウターヘッダを付加して、通信制御部１３を介して他のネットワーク装置に転送する。これにより、転送装置１０は、インターネット資源を管理するＩＡＮＡへの資源登録をせずとも再カプセル化を行うことが可能となる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態の転送装置１０において、削除部１５ａは、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該パケットとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部１４に記憶させる。この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、記憶部１４から取り出したパケットに、対応付けられたインナーパケットの情報を用いてアウターヘッダを付加する。

この場合において、インナーパケットの情報は、５－ｔｕｐｌｅ、インナーパケット全体のハッシュ値、またはインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値のいずれか１つである。

ここで、図５～図７は、第２の実施形態の転送装置の処理を説明するための図である。例えば、図５に示すように、削除部１５ａは、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、パケットとインナーパケットの５－ｔｕｐｌｅとを対応付ける。具体的には、削除部１５ａは、図５（ａ）に示すように、パケットを記憶部１４のパケット保存領域に保存するとともに、パケット保存領域のポインタとインナーパケットの５－ｔｕｐｌｅとを対応付ける対応付けハッシュ表を記憶部１４に保存する。

詳細には、図５（ｂ）に示すように、削除部１５ａは、アウターヘッダを削除する前のパケット全体をパケット保存領域に保存し、ポインタを取得する。また、削除部１５ａは、インナーパケットの５－ｔｕｐｌｅと取得したポインタとを対応付けハッシュ表に登録する。また、削除部１５ａは、アウターヘッダを削除したインナーパケットを、通信制御部１３を介してＮＳＦに転送する。

この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、図５（ａ）に示すように、パケット保存領域と対応付けハッシュ表とを検索し、受信したパケットの５－ｔｕｐｌｅに対応するパケットを取得する。

詳細には、図５（ｂ）に示すように、受信したパケットの５ｔｕｐｌｅに対応するポインタを対応付けハッシュ表から取得して、取得したポインタによりパケット保存領域から取得したパケットを、通信制御部１３を介して他のネットワーク装置に送信する。なお、受信したパケットが記憶部１４に記憶されていない場合には、付加部１５ｂは、パケットを破棄する。

このように、パケットとインナーパケットの５－ｔｕｐｌｅとを対応付けることにより、転送装置１０は、再カプセル化の処理コストを削除することが可能となる。

または、図６に示すように、削除部１５ａは、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、パケットとインナーパケットのハッシュ値とを対応付ける。具体的には、削除部１５ａは、図６（ａ）に示すように、パケットを記憶部１４のパケット保存領域に保存するとともに、パケット保存領域のポインタとインナーパケットのハッシュ値とを対応付ける対応付けハッシュ表を記憶部１４に保存する。

詳細には、図６（ｂ）に示すように、削除部１５ａは、アウターヘッダを削除する前のパケット全体をパケット保存領域に保存し、ポインタを取得する。また、削除部１５ａは、インナーパケットのハッシュ値と取得したポインタとを対応付けハッシュ表に登録する。また、削除部１５ａは、アウターヘッダを削除したインナーパケットを、通信制御部１３を介してＮＳＦに転送する。

この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、図６（ａ）に示すように、パケット保存領域と対応付けハッシュ表とを検索し、受信したパケットのハッシュ値に対応するパケットを取得する。

詳細には、図６（ｂ）に示すように、受信したパケットのハッシュ値に対応するポインタを対応付けハッシュ表から取得して、取得したポインタによりパケット保存領域から取得したパケットを、通信制御部１３を介して他のネットワーク装置に送信する。なお、受信したパケットが記憶部１４に記憶されていない場合には、付加部１５ｂは、パケットを破棄する。

このように、パケットとインナーパケットのハッシュ値とを対応付けることにより、転送装置１０は、アウターヘッダの再付与ミスを低減することが可能となる。

また、図７に示すように、削除部１５ａは、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、パケットとインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値とを対応付ける。具体的には、削除部１５ａは、図７（ａ）に示すように、パケットを記憶部１４のパケット保存領域に保存するとともに、パケット保存領域のポインタとインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値とを対応付ける対応付けハッシュ表を記憶部１４に保存する。

詳細には、図７（ｂ）に示すように、削除部１５ａは、アウターヘッダを削除する前のパケット全体をパケット保存領域に保存し、ポインタを取得する。また、削除部１５ａは、指定したインナーパケット内のビット列のハッシュ値と取得したポインタとを対応付けハッシュ表に登録する。また、削除部１５ａは、アウターヘッダを削除したインナーパケットを、通信制御部１３を介してＮＳＦに転送する。

この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、図７（ａ）に示すように、パケット保存領域と対応付けハッシュ表とを検索し、受信したパケット内の所定のビット列のハッシュ値に対応するパケットを取得する。

詳細には、図７（ｂ）に示すように、受信したパケット内の指定したビット列のハッシュ値に対応するポインタを対応付けハッシュ表から取得して、取得したポインタによりパケット保存領域から取得したパケットを、通信制御部１３を介して他のネットワーク装置に送信する。なお、受信したパケットが記憶部１４に記憶されていない場合には、付加部１５ｂは、パケットを破棄する。

このように、パケットとインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値とを対応付けることにより、転送装置１０は、アウターヘッダの再付与ミス率を低減することが可能となる。

［第３の実施形態］
第３の実施形態の転送装置１０において、削除部１５ａは、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該アウターヘッダとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部１４に記憶させる。この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、記憶部１４から取り出したインナーパケットの情報に対応付けられたアウターヘッダを付加する。

この場合に、インナーパケットの情報は、インナーパケットのハッシュ値、またはインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値のいずれかである。

ここで、図８および図９は、第３の実施形態の転送装置の処理を説明するための図である。例えば、削除部１５ａは、図８に示すように、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、アウターヘッダとインナーパケットのハッシュ値とを対応付ける。具体的には、削除部１５ａは、図８（ａ）に示すように、アウターヘッダを記憶部１４のアウターヘッダ保存領域に保存するとともに、アウターヘッダ保存領域のポインタとインナーパケットのハッシュ値とを対応付ける対応付けハッシュ表を記憶部１４に保存する。

詳細には、図８（ｂ）に示すように、削除部１５ａは、アウターヘッダをアウターヘッダ保存領域に保存し、ポインタを取得する。また、削除部１５ａは、インナーパケットのハッシュ値と取得したポインタとを対応付けハッシュ表に登録する。また、削除部１５ａは、アウターヘッダを削除したインナーパケットを、通信制御部１３を介してＮＳＦに転送する。

この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、図８（ａ）に示すように、アウターヘッダ保存領域と対応付けハッシュ表とを検索し、受信したパケットのハッシュ値に対応するアウターヘッダを取得する。

詳細には、図８（ｂ）に示すように、受信したパケットのハッシュ値に対応するポインタを対応付けハッシュ表から取得して、取得したポインタによりアウターヘッダ保存領域からアウターヘッダを取得する。そして、付加部１５ｂは、アウターヘッダを付加したパケットを、通信制御部１３を介して他のネットワーク装置に送信する。なお、受信したパケットのアウターヘッダが記憶部１４に記憶されていない場合には、付加部１５ｂは、パケットを破棄する。

このように、アウターヘッダとインナーパケットのハッシュ値とを対応付けることにより、転送装置１０は、消費メモリを低減することが可能となる。

また、削除部１５ａは、図９に示すように、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、アウターヘッダとインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値とを対応付ける。具体的には、削除部１５ａは、図９（ａ）に示すように、アウターヘッダを記憶部１４のアウターヘッダ保存領域に保存するとともに、アウターヘッダ保存領域のポインタとインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値とを対応付ける対応付けハッシュ表を記憶部１４に保存する。

詳細には、図９（ｂ）に示すように、削除部１５ａは、アウターヘッダをアウターヘッダ保存領域に保存し、ポインタを取得する。また、削除部１５ａは、インナーパケット内の指定したビット列のハッシュ値と取得したポインタとを対応付けハッシュ表に登録する。また、削除部１５ａは、アウターヘッダを削除したインナーパケットを、通信制御部１３を介してＮＳＦに転送する。

この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、図９（ａ）に示すように、アウターヘッダ保存領域と対応付けハッシュ表とを検索し、受信したパケット内の指定した所定のビット列のハッシュ値に対応するアウターヘッダを取得する。

詳細には、図９（ｂ）に示すように、受信したパケット内の指定したビット列のハッシュ値に対応するポインタを対応付けハッシュ表から取得して、取得したポインタによりアウターヘッダ保存領域からアウターヘッダを取得する。そして、付加部１５ｂは、アウターヘッダを付加したパケットを、通信制御部１３を介して他のネットワーク装置に送信する。が記憶部１４に記憶されていない場合には、付加部１５ｂは、パケットを破棄する。

このように、アウターヘッダとインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値とを対応付けることにより、転送装置１０は、アウターヘッダの再付与ミスを低減することが可能となる。

［転送処理］
次に、図１０を参照して、本実施形態に係る転送装置１０による転送処理について説明する。図１０は、転送処理手順を示すシーケンス図である。図１０のシーケンスは、転送装置１０がパケットを受信したタイミングで開始される。

まず、転送装置１０がネットワークＮを介して他のネットワーク装置からカプセル化されたパケットを受信した場合に、削除部１５ａが、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除して、ＮＳＦに転送する（ステップＳ１）。

その際に、削除部１５ａは、該アウターヘッダとアウターヘッダの情報を含むフィールドとを、インナーパケットまたはパケットの末尾に含める。この場合に、アウターヘッダの情報は、該アウターヘッダの長さとプロトコル種別とを含む。

例えば、削除部１５ａは、アウターヘッダの長さとプロトコル種別を含むプロキシヘッダをインナーパケットに組み込む。あるいは、削除部１５ａは、アウターヘッダの長さとプロトコル種別を含むＴｒａｉｌｅｒをパケットの末尾に付加する。

また、転送装置１０がＮＳＦからパケットを受信した場合に、付加部１５ｂが、受信したパケットを再カプセル化して、ネットワークＮを介して他のネットワーク装置に転送する（ステップＳ２）。その際に、付加部１５ｂは、フィールドから取り出したアウターヘッダの情報を用いて該パケットにアウターヘッダを付加する。これにより、一連の転送処理が終了する。

または、削除部１５ａは、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該パケットとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部１４に記憶させる。この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、記憶部から取り出したパケットに、対応付けられたインナーパケットの情報を用いてアウターヘッダを付加する。この場合において、インナーパケットの情報は、５－ｔｕｐｌｅ、インナーパケットのハッシュ値、またはインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値のいずれか１つである。

あるいは、削除部１５ａは、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該アウターヘッダとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部１４に記憶させる。この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、記憶部１４から取り出したインナーパケットの情報に対応付けられたアウターヘッダを付加する。この場合において、インナーパケットの情報は、インナーパケットのハッシュ値、またはインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値のいずれかである。

［転送処理の効果］
次に、図１１は、転送処理の効果を説明するための図である。図１１（α）に示すように、従来のスタティックキャッシュでは、アウターヘッダとインナーヘッダとを事前に対応付けしておくことが必要である。一方、ダイナミックキャッシュにおいて、図１１（β）、（γ）に示すように、ｖｌａｎヘッダやＩＰヘッダＴｏＳ値にアウターヘッダの検索キーを付与する方法では、ｖｌａｎやインナーパケットが変化するため、サービスに影響がある。

また、アウターヘッダの検索キーを付与しない方法において、図１１（δ）に示すように、宛先ＩＰを検索キーとすると、インナーパケットがｄｓ－ｌｉｔｅ等のローカルアドレスである場合に、アウターヘッダの再付与ミスが発生する場合があった。また、図１１（ε）に示すように、インナーパケットの５－ｔｕｐｌｅを検索キーとしても、同様に、インナーパケットがｄｓ－ｌｉｔｅ等のローカルアドレスである場合に、アウターヘッダの再付与ミスが発生する場合があった。そこで、アウターヘッダをキャッシュすると、再カプセル化の処理コストがかかるという問題があった。そもそも、キャッシュを行う方式では、キャッシュ用のメモリを確保する必要がある。

これに対し、本実施形態の転送装置１０において、削除部１５ａが、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該アウターヘッダとアウターヘッダの情報を含むフィールドとを、該パケットに含める。また、付加部１５ｂが、受信したパケットを再カプセル化する際に、フィールドから取り出したアウターヘッダの情報を用いて該パケットにアウターヘッダを付加する。この場合において、アウターヘッダの情報は、該アウターヘッダの長さとプロトコル種別とを含む。

具体的には、転送装置は、図１１（ａ）、（ｂ）に例示するように、パケットのアウターヘッダを削除する際に、パケットやアウターヘッダのキャッシュを行うことなく、アウターヘッダとアウターヘッダの情報を含むフィールドとを、該パケットに含める。例えば、図１１（ａ）に示すように、アウターヘッダの情報を示すプロキシヘッダとアウターヘッダとをインナーパケットに埋め込むことにより、転送装置１０は、ペイロード分析に影響なく、容易に再カプセル化を行うことが可能となる。また、図１１（ｂ）に示すように、ペイロードの末尾にアウターヘッダの情報を示すＴｒａｉｌｅｒとアウターヘッダとを埋め込むことにより、転送装置１０は、インターネット資源を管理するＩＡＮＡを介さずに再カプセル化を行うことが可能となる。

または、転送装置１０では、削除部１５ａは、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該パケットとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部１４に記憶させる。この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、記憶部１４から取り出したパケットに、対応付けられたインナーパケットの情報を用いてアウターヘッダを付加する。この場合において、インナーパケットの情報は、５－ｔｕｐｌｅ、インナーパケットのハッシュ値、またはインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値のいずれか１つである。

具体的には、転送装置１０は、図１１（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に例示すように、パケットのアウターヘッダを削除する際に、パケットとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部に記憶させる。例えば、図１１（ｃ）に示すように、パケットとインナーパケットの５－ｔｕｐｌｅとを対応付けることにより、転送装置１０は、再カプセル化の処理コストを削除することが可能となる。また、図１１（ｄ）に示すように、パケットとインナーパケットのハッシュ値とを対応付けることにより、転送装置１０は、アウターヘッダの再付与ミスを低減することが可能となる。また、図１１（ｅ）に示すように、パケットとインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値とを対応付けることにより、転送装置１０は、アウターヘッダの再付与ミスを低減することが可能となる。

または、転送装置１０において、削除部１５ａは、カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該アウターヘッダとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部１４に記憶させる。この場合に、付加部１５ｂは、受信したパケットを再カプセル化する際に、記憶部１４から取り出したインナーパケットの情報に対応付けられたアウターヘッダを付加する。この場合において、インナーパケットの情報は、インナーパケットのハッシュ値、またはインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値のいずれかである。

具体的には、転送装置１０は、図１１（ｆ）、（ｇ）に例示すように、該アウターヘッダとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部１４に記憶させる。例えば、図１１（ｆ）に示すように、アウターヘッダとインナーパケットのハッシュ値とを対応付けることにより、転送装置１０は、消費メモリを低減することが可能となる。また、図１１（ｇ）に示すように、アウターヘッダとインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値とを対応付けることにより、転送装置１０は、アウターヘッダの再付与ミスを低減することが可能となる。

このように、上記実施形態の転送装置１０の転送処理によれば、集約したＮＳＦでパケットの分析等の処理を低コストで行うことが可能となる。

［プログラム］
上記実施形態に係る転送装置１０が実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述したプログラムを作成することもできる。一実施形態として、転送装置１０は、パッケージソフトウェアやオンラインソフトウェアとして上記の転送処理を実行する転送プログラムを所望のコンピュータにインストールさせることによって実装できる。例えば、上記の転送プログラムを情報処理装置に実行させることにより、情報処理装置を転送装置１０として機能させることができる。また、その他にも、情報処理装置にはスマートフォン、携帯電話機やＰＨＳ（Personal Handyphone System）等の移動体通信端末、さらには、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等のスレート端末等がその範疇に含まれる。また、転送装置１０の機能を、クラウドサーバに実装してもよい。

図１２は、転送プログラムを実行するコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０と、ＣＰＵ１０２０と、ハードディスクドライブインタフェース１０３０と、ディスクドライブインタフェース１０４０と、シリアルポートインタフェース１０５０と、ビデオアダプタ１０６０と、ネットワークインタフェース１０７０とを有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。

メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１１およびＲＡＭ１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０３１に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１０４１に接続される。ディスクドライブ１０４１には、例えば、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０には、例えば、マウス１０５１およびキーボード１０５２が接続される。ビデオアダプタ１０６０には、例えば、ディスプレイ１０６１が接続される。

ここで、ハードディスクドライブ１０３１は、例えば、ＯＳ１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３およびプログラムデータ１０９４を記憶する。上記実施形態で説明した各情報は、例えばハードディスクドライブ１０３１やメモリ１０１０に記憶される。

また、転送プログラムは、例えば、コンピュータ１０００によって実行される指令が記述されたプログラムモジュール１０９３として、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される。具体的には、上記実施形態で説明した転送装置１０が実行する各処理が記述されたプログラムモジュール１０９３が、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される。

また、転送プログラムによる情報処理に用いられるデータは、プログラムデータ１０９４として、例えば、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、ハードディスクドライブ１０３１に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して、上述した各手順を実行する。

なお、転送プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される場合に限られず、例えば、着脱可能な記憶媒体に記憶されて、ディスクドライブ１０４１等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、転送プログラムに係るプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶され、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１０転送装置
１３通信制御部
１４記憶部
１５制御部
１５ａ削除部
１５ｂ付加部

Claims

カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該アウターヘッダとアウターヘッダの情報を含むフィールドとを、該パケットに含める削除部と、
受信したパケットを再カプセル化する際に、前記フィールドから取り出した前記アウターヘッダの情報を用いて該パケットにアウターヘッダを付加する付加部と、
を有することを特徴とする転送装置。
前記アウターヘッダの情報は、該アウターヘッダの長さとプロトコル種別とを含むことを特徴とする請求項１に記載の転送装置。
カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該パケットとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部に記憶させる削除部と、
受信したパケットを再カプセル化する際に、前記記憶部から取り出した前記パケットに、対応付けられた前記インナーパケットの情報を用いてアウターヘッダを付加する付加部と、
を有することを特徴とする転送装置。
前記インナーパケットの情報は、５－ｔｕｐｌｅ、インナーパケットのハッシュ値、またはインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値のいずれか１つであることを特徴とする請求項３に記載の転送装置。
カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該アウターヘッダとインナーパケットの情報とを対応付ける情報を記憶部に記憶させる削除部と、
受信したパケットを再カプセル化する際に、前記記憶部から取り出した前記インナーパケットの情報に対応付けられた前記アウターヘッダを付加する付加部と、
を有することを特徴とする転送装置。
前記インナーパケットの情報は、インナーパケットのハッシュ値、またはインナーパケット内の所定のビット列のハッシュ値のいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の転送装置。
転送装置が実行する転送方法であって、
カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該アウターヘッダとアウターヘッダの情報とを含むフィールドを、該パケットに含める削除工程と、
受信したパケットを再カプセル化する際に、前記フィールドから取り出した前記アウターヘッダの情報を用いて該パケットにアウターヘッダを付加する付加工程と、
を含んだことを特徴とする転送方法。
カプセル化されたパケットのアウターヘッダを削除する際に、該アウターヘッダとアウターヘッダの情報とを含むフィールドを、該パケットに含める削除ステップと、
受信したパケットを再カプセル化する際に、前記フィールドから取り出した前記アウターヘッダの情報を用いて該パケットにアウターヘッダを付加する付加ステップと、
をコンピュータに実行させるための転送プログラム。