JPH10136016A - パケット転送制御方法及びノード装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ルータが特定のエンドエンドフローに対して
専用のカットスルーパスを提供する際のカットスルーパ
スが完成するまでの時間を短縮する。 【解決手段】 予め、より抽象的な条件により規定され
るパケットフロー専用に、ルータ２０２からこれとは隣
接しないルータ２０４まで第１のカットスルーパスが設
定されている状態で、より詳細な条件により規定される
パケットフローを転送するための第２のカットスルーパ
スを設定する必要が生じると、ルータ２０２は、第１の
カットスルーパスの終点２０４との間で第２のカットス
ルー設定のための制御メッセージの交換を行い、第１の
カットスルーパスを利用して第２のカットスルーを設定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ある論理ネットワ
ークから異なる論理ネットワークへパケットを転送する
ノード装置（パケットを中継するルータ装置を含む）及
びそのノード装置におけるパケット転送制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インタネットプロトコルに代表されるネ
ットワーク層のパケットを転送するパケット通信ネット
ワークでは、論理ネットワークが定義されている。同一
の論理ネットワーク内においては、その論理ネットワー
クを構成するデータリンク層のプロトコル（イーサネッ
ト、ポイントーポイントリンク、ＡＴＭ、フレームリレ
ーなど）に基づいて所定のフレーム形式でパケット転送
が行なわれる。

【０００３】一方、異なる論理ネットワークへパケット
を転送する場合には、論理ネットワークの境界のルータ
においてパケットのアドレス情報などを解析し、所定の
論理ネットワークへ向けてパケットを中継転送する。し
たがって、論理ネットワークの境界を通過する回数だけ
ルータでのアドレス解析によるパケット中継転送処理が
行なわれることになる。

【０００４】個々の論理ネットワークを構成するデータ
リンクネットワークが高速化されるにつれ、そうしたル
ータでのアドレス解析による中継転送処理が全体の転送
性能におけるボトルネックになるという問題点がある。
そうした問題点を解決するために、電子情報通信学会交
換システム／情報ネットワーク研究会「セルスイッチル
ータ 基本コンセプトとマイグレーションシナリオ」
（９６年３月）およびＩＥＴＦのＲＦＣ１９５３、１９
５４に記載されたようなルータにおいてパケット毎のア
ドレス解析処理を行なわないカットスルー転送を行なう
ことで、ルータの処理性能を大幅に向上させる方法が考
案されている。

【０００５】このカットスルー転送方式を行なうルータ
では、最初の１つあるいは少数のパケットのアドレスや
上位プロトコルなどの情報は解析するが、解析したパケ
ットフローの経路上の隣接ルータ（同一の論理ネットワ
ークに属する前段あるいは次段ルータ）との間で所定の
制御メッセージの交換を行なうことで、解析したパケッ
トフローに関する情報を、高速処理可能なヘッダ値（Ａ
ＴＭの場合はセルヘッダのＶＰＩ（バーチャルパス識別
子）／ＶＣＩ値（バーチャルチャネル識別子））にマッ
ピングさせて記憶する。

【０００６】そして、上記パケットフローに属する以降
のパケットは、記憶した高速処理可能なヘッダ値をもと
に転送処理を行なうものである。パケットフローの経路
上の各々のルータにおいて上記処理を行なうことで、最
初の少数のパケット以外は高速転送（以降、カットスル
ー転送と呼ぶ）処理を行なうことが可能になる。また、
エンドホストから通信品質の要求を伝えることにより、
エンドエンドフローに対して所定の通信品質要求を満た
すカットスルーパスを提供することも可能となる。

【０００７】上述したパケット転送制御方法は、例えば
特定の送信ホスト／受信ホスト間の通信毎にカットスル
ー転送パスを設定するために、ルータの管理すべきカッ
トスルーパスの数が多くなる可能性があること、またカ
ットスルー転送パスが完成するまでの間は従来のルータ
と同じようにパケット毎のアドレス解析処理を行なう必
要があるために、ルータによってはパケット毎の解析処
理のボトルネックが生じる可能性があることが課題とし
て考えられる。

【０００８】そこで、特定のルータ間のカットスルー転
送パスを、特定のエンドエンドパケットフローの検出時
にそのフロー専用に設定するのではなく、ネットワーク
の立ち上げ時などに事前に設定する方法も提案されてい
る。その場合のカットスルー転送パスとは、考えられる
すべてのエンドエンドフローに対して専用に設定するの
は現実的に考えられないため、より汎用的に使用可能な
ように設定することになる（例えば、あるルータから特
定の論理ネットワーク宛のすべてのパケットが使用する
など）。したがって、あるルータから他の論理ネットワ
ークの他のルータまで形成されたカットスルー転送パス
を種々のエンドエンドパケットフローが共用することに
なる。

【０００９】この方法の場合には、前述した方法のよう
なカットスルー転送パス形成までの通常のアドレス解析
処理のボトルネックの可能性は回避することが可能であ
る。しかしながら、ネットワークの規模が大きくなる
と、あらかじめ設定すべきカットスルーパスの数が多く
なるため、ある程度限定した数（トラヒック量の多い特
定の宛先論理ネットワーク宛など）のカットスルーパス
を設定する方が望ましい。その場合には、あるエンドエ
ンドパケットフローが発生した場合に、その経路上にカ
ットスルーパスが設定されていないと、経路上のルータ
では従来のパケット毎のアドレス解析に基づく転送処理
をすることになるため、性能ボトルネックの問題が再び
生じることになる。

【００１０】また、このある程度汎用的なカットスルー
パスを設定する方法の場合には、特定のエンドエンドフ
ローに対して所定の通信品質要求を満たすような専用の
カットスルーパスを提供するようなことはできない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような事情を鑑
み、本発明は、特定のエンドエンドフローに対して専用
のカットスルーパスを提供可能としつつ、カットスルー
パスが完成するまでの時間を短縮でき、ルータのアドレ
ス解析処理の負担を軽減することのできるパケット転送
制御方法及びノード装置の実現を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るパケット転
送制御方法は、第１の条件により規定されるパケットフ
ローを転送するための、自ノードから自ノードとは異な
る論理ネットワークに属するノードまでネットワーク層
処理を施さずにパケットを転送可能な、第１の専用仮想
パスが存在することを記憶し、前記第１の条件に加えて
第２の条件により規定されるパケットフローを転送する
ための第２の専用仮想パスを、前記第１の専用仮想パス
の終点ノードもしくはそのさらに下流のノードまで、前
記第１の専用仮想パスを利用して設定するために、前記
終点ノードとの間で前記第２の専用仮想パスを特定する
情報及びこの第２の専用仮想パスにより転送されるべき
前記パケットフローを規定する条件を示す情報を通信す
ることを特徴とする。

【００１３】本発明が対象とするネットワークのデータ
リンク層は、イーサネット、ポイントーポイントリン
ク、ＡＴＭ、フレームリレー等のいずれであっても良
い。ネットワーク層のプロトコルも、ＩＰ、ＩＰＸ等の
いずれであっても良い。

【００１４】本発明によれば、予め、第１の条件により
規定されるパケットフロー用に、自ノードから、自ノー
ドとは隣接しないあるノードまで、その間の経由ノード
ではネットワーク層処理を施さずに該パケットフローに
属するパケットを転送可能なように、第１の専用仮想パ
ス（カットスルーパス）が設定されている。

【００１５】この第１の専用仮想パスは、例えばＡＴＭ
であれば、ＶＰ（この中に複数のＶＣ（仮想コネクショ
ン）が内包されている）のカットスルーであっても、複
数のＰＶＣ（パーマネント仮想コネクション）のカット
スルーであっても良い。また、例えばイーサネットであ
れば、ＭＡＣフレームの特定領域に第１の専用仮想パス
を示す値を書き込んで転送し、この特定領域を後述する
別の特定領域よりも優先的に参照・書換してネットワー
ク層処理せずにルーティングすることにより実現される
カットスルーとすれば良い。

【００１６】そして、第１の条件に加えて第２の条件に
より規定されるパケットフローを転送するための第２の
専用仮想パスを設定する必要が生じると、第１の専用仮
想パスの終点ノードとの間で第２の専用仮想パスを特定
する情報及びこの第２の専用仮想パスにより転送される
べきパケットフローを規定する条件を示す情報を通信す
ることにより、自ノードと前記終点ノードの双方が、第
１に加えて第２の条件により規定されるパケットフロー
用の第２の専用仮想パスを認識する。

【００１７】この第２の専用仮想パスにより転送される
べきパケットフローを規定する条件は、前記第１の条件
をより詳細にしたものとなる。例えば、第１の条件が、
特定の論理ネットワークＡ宛であれば、第２の条件とし
ては、宛先論理ネットワークＡに属する特定のノードＢ
宛である、該ノードＢの特定アプリケーション（ポー
ト）を宛先とする、もしくは特定のノードＣを送信元と
し該ノードＢを宛先とする、等がある。

【００１８】この第２の専用仮想パスは、第１の専用仮
想パスに含まれる複数の仮想パスのうちの一つとするこ
とができ、例えば、ＶＰに内包されるＶＣの一つ、複数
のＰＶＣのうちの一つを選択すればよい。イーサネット
の場合は、前記別の特定領域に第２の専用仮想パスを示
す値の書き込まれたＭＡＣフレームを転送することで、
第２の専用仮想パスを使用する。

【００１９】なお、上記発明における第１の専用仮想パ
スの終点ノードと自ノードの間の通信は、必要な情報を
自ノードが前記終点ノードへ通知するのでも、前記終点
ノードが自ノードへ通知するのでも、自ノードが前記終
点ノードへ必要な情報を要求し前記終点ノードがこれに
応えて自ノードへ通知するのでも良い。

【００２０】自ノードは、この通信の後、第１及び第２
の条件の双方を満たすパケットは第２の専用仮想パスで
転送し、第１の条件を満たすが第２の条件は満たさない
パケットは第２の専用仮想パス以外の第１の専用仮想パ
スで転送する。

【００２１】そして、第２の専用仮想パス（カットスル
ーパス）は、前記第１の専用仮想パスの設定された区間
よりも上流や下流に延ばすことができる。上流に延ばす
場合は、自ノードが、第２の専用仮想パスにより転送さ
れるべきパケットフローに対し専用に割り当てられた仮
想パスが自ノードの上流に存在するならば、この仮想パ
スと第２の専用仮想パスとの対応関係を記憶し、この記
憶された対応関係に基づいて、受信した前記パケットフ
ローに属するパケットをネットワーク層処理を施さずに
前記第２の専用仮想パスへ転送すれば良い。

【００２２】下流に延ばす場合は、前記終点ノードが、
第２の専用仮想パスにより転送されるべきパケットフロ
ーに対し専用に割り当てられた仮想パスが自ノードの下
流に存在するならば、この仮想パスと第２の専用仮想パ
スとの対応関係を記憶し、この記憶された対応関係に基
づいて、受信した前記パケットフローに属するパケット
をネットワーク層処理を施さずに下流の前記仮想パスへ
転送すれば良い。

【００２３】本発明はまた、上述した動作を行うノード
装置の発明としても把握される。このように、本発明に
よれば、予め設定された第１の専用仮想パスを利用し
て、これよりも詳細な条件で規定されたパケットフロー
専用の第２の専用仮想パスの設定が行えるため、特定の
エンドエンドフローに対して専用のカットスルーパス
を、短い設定時間にて提供可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。図１は、カットスルー転送処
理が可能なルータの一構成例を示したものである。この
例はルータに接続されたデータリンクがＡＴＭの場合を
示しており、カットスルーによる高速転送処理のために
ＡＴＭスイッチ１０２を利用する。

【００２５】入力インタフェース１０３、出力インタフ
ェース１０４はＡＴＭセルの送受信を行なうインタフェ
ースであり、その先にはＡＴＭ交換ノードやＡＴＭルー
タやＡＴＭホストなどが接続されている。

【００２６】コントローラ１０１では、ＡＴＭ入力イン
タフェース１０３から受信したセルをＡＴＭスイッチ１
０２を介して受信し、パケットへの組み立てを行ない、
従来のルータと同様にパケットの宛先（および送信元）
アドレス等の解析を行ない、次段の転送先ノード（ルー
タまたはホスト）やセルに付与すべきＶＰＩ／ＶＣＩ値
を決定する。そして再びパケットからセルへの分割を行
なった後に決定したインタフェースへ向けてセルを送出
する。

【００２７】以上のような通常のルータが行なう転送方
法に加えて、隣接ノードとのメッセージ交換により特定
のパケットフローに対して専用に割り当てたＶＰＩ／Ｖ
ＣＩ値を記憶しており、これにより、受信セルをコント
ローラ１０１でパケットに組み立ててパケットに記載さ
れたフロー情報（ネットワーク層のアドレス情報等）の
解析を行なうことなく、受信セルのＶＰＩ／ＶＣＩ値か
ら転送すべき次段ノードや出力時に付与するべきＶＰＩ
／ＶＣＩ値を決定することができる。

【００２８】したがって、その場合にはコントローラで
の解析処理をすることなくＡＴＭスイッチのみにより受
信セルの次段ノードへの中継転送を行なうことができ、
ＡＴＭスイッチの持つ高速、高スループットの転送処理
を実現することができる。

【００２９】こうしたカットスルー転送パスを利用する
特定のパケットフローを規定する条件として、様々なレ
ベルが考えられる。条件を広く規定すればそれだけその
カットスルーパスを利用するフローが多くなり、一方条
件をよりスペシフィックに規定すればそれだけそのカッ
トスルーパスを利用するフローが限定される。

【００３０】ここでは以下の２種類の場合を例にして説
明する。 （１）特定のエンドエンドのパケットフローあるいは特
定のエンドエンドの特定のアプリケーションのパケット
フローに専用に提供する場合。 （２）パケットの送信元は限定せず、また宛先ホストア
ドレスも限定せず、ある宛先論理ネットワーク行きの種
々のエンドエンドパケットフローで共用できるものとし
て提供する場合。

【００３１】前者の場合の運用方法としては、ルータは
通常はＡＴＭインタフェースから受信したセルをコント
ローラでパケットに組み立て、フロー情報の解析処理結
果に基づき次段ノードへパケットを転送しており、特定
のエンドエンドフロー（の特定のアプリケーション）を
コントローラが検出した場合にのみ、所定の制御メッセ
ージを隣接ノードとの間で交換してそのエンドエンドフ
ロー専用のＶＣを前段および次段との間に確立できた時
点で、そのフローをＡＴＭスイッチによるカットスルー
転送に変更する。

【００３２】一方後者の場合の運用方法としては、あら
かじめ特定の宛先論理ネットワーク専用のカットスルー
パスをネットワーク立ち上げ時などに構築しておくこと
が考えられ、そのパスが構築された宛先行きのエンドエ
ンドフローは最初のパケットから高速転送される。ただ
しそのパスが構築されていない宛先行きのエンドエンド
フローは従来のコントローラでのパケット解析による転
送が最初から最後まで行なわれることになる。

【００３３】以下では、上述したような２種類のカット
スルーパスを有効に組み合わせることで、各々の利点を
有効に生かした拡張性が高く、かつ性能がより向上され
たルータネットワークを構築する方法について説明す
る。

【００３４】なお、ネットワーク層プロトコルがＩＰ
（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の場合につい
て説明する。よって論理ネットワークはサブネットと呼
ぶことにする。

【００３５】図２は、送信ホスト２１１が５台のルータ
２０１〜２０５を介して受信ホスト２２１、２２２へパ
ケット転送する場合の、ルータ２０２〜２０４間のＡＴ
Ｍコネクションの構成例を示したものである。

【００３６】送信ホスト２１１はサブネットａに、ルー
タ２０１はサブネットａとｂに、ルータ２０２はサブネ
ットｂとｃに、ルータ２０３はサブネットｃとｄに、ル
ータ２０４はサブネットｄとｅに、ルータ２０５はサブ
ネットｅとｆに、受信ホスト２２１、２２２はサブネッ
トｆに属している。サブネットａ、ｆはイーサネット、
それ以外のサブネットはＡＴＭにより構成されているも
のとする。

【００３７】ルータ２０２から２０３を経由して２０４
までＡＴＭカットスルーパスがあらかじめ設定されてお
り、このＡＴＭカットスルーパスはルータ２０２を通過
して宛先サブネットアドレスがｆのパケットすべてが利
用できるものである。

【００３８】ルータ２０２のサブネットｃに対するＡＴ
Ｍインタフェース（インタフェース番号２とする）で
は、このカットスルーパスはＶＰＩ値０で識別される。
すなわち、あらかじめ設定される、宛先サブネットがｆ
である種々のエンドエンドパケットフローで共用される
ＡＴＭカットスルーパスは、ルータ２０２から２０３ま
で設定されたＶＰ（バーチャルパス）とルータ２０３か
ら２０４まで設定されたＶＰをルータ２０３においてＡ
ＴＭレベルで接続することにより構成されたものであ
る。

【００３９】ルータ２０３では入力されたセルのＶＰＩ
値を参照するのみで、次段ルータ２０４に対してセルを
パケットに組み立てることなく転送している。このよう
にＶＰをつなぎ合わせて構成されているルータ２０２か
ら２０４へのカットスルーパス（以下ではＶＰカットス
ルーと呼ぶ）には、宛先サブネットがｆである種々のエ
ンドエンドパケットフローが流れているが、その中に、
さらに特定のエンドエンドパケットフロー専用（あるい
は特定のエンドエンドの特定のアプリケーションのパケ
ットフロー専用）のカットスルーパスを必要に応じて構
築する方法について以下に説明する。

【００４０】図２では、送信ホスト２１１から受信ホス
ト２２２へのパケットフロー専用のカットスルーパスを
ルータ２０１からルータ２０５まで設定している。この
カットスルーパスは、ルータ２０１から２０２まで設定
されたＶＣ（送信ホスト２１１から受信ホスト２２２へ
のパケットフロー専用）とルータ２０２から２０４まで
設定されたＶＣ（送信ホスト２１１から受信ホスト２２
２へのパケットフロー専用）とをルータ２０２において
ＡＴＭレベルで接続し、同様にルータ２０２から２０４
まで設定された上記ＶＣとルータ２０４から２０５まで
設定されたＶＣ（送信ホスト２１１から受信ホスト２２
２へのパケットフロー専用）とをルータ２０４において
ＡＴＭレベルで接続することにより構成することができ
る。

【００４１】このように、ＶＣをつなぎ合わせて構成さ
れているカットスルーパスをＶＣカットスルーと呼ぶこ
とにする。ルータ２０２および２０４では、入力された
セルのＶＰＩ／ＶＣＩ値を参照するのみで、セルをパケ
ットに組み立てることなく所定のＶＰＩ／ＶＣＩ値を付
与して次段ルータへ向けて転送している。ルータ２０３
では、ＶＰＩ値のみをもとに転送処理が可能な点は前述
したとおりである。

【００４２】この例では、送信ホスト２１１〜受信ホス
ト２２２間のパケットフロー専用のＶＣカットスルーを
ルータ２０１から２０５まで構成する際に、すでにルー
タ２０２〜２０４間に構成されているサブネットｆ行き
のパケットフロー専用のＶＰカットスルー（上記ＶＣカ
ットスルーで運ばれるパケットフローを規定する条件を
包含した、より広い条件で規定されたパケットフローを
運ぶ）を利用することにより、ＶＣカットスルーを生成
する際に、ルータ２０２の次段隣接ノードがルータ２０
４であるかのようにして制御プロトコルを動作させるこ
とができる。

【００４３】これにより、経路上のすべてのルータでＶ
Ｃカットスルーの生成手順を行なった場合に比べて、Ｖ
Ｃカットスルー生成に要する時間を短縮することがで
き、各ルータでのパケット処理負荷の軽減につながる。

【００４４】図４は、図２に示したルータ２０２内のコ
ントローラにおいて保持しているＩＰ経路表の一例を示
している。図５は、ルータ２０２内のコントローラにお
いて保持しているＶＰカットスルー内の空きＶＣＩ管理
表の一例を示している。図６は、ルータ２０２内のＡＴ
Ｍスイッチが参照するＡＴＭセル経路表の一例を示して
いる。

【００４５】以下に、図２および図４〜図６を参照しな
がら、ルータ２０２でのセル／パケット転送処理手順に
ついて説明する。ルータ２０２と２０４の間にはあらか
じめ設定されたＶＰカットスルー（宛先サブネットアド
レスのみで利用できるパケットフローの条件が規定され
た）が存在しているが、それ以外にはＶＰカットスルー
は存在していないものとする。

【００４６】ルータ２０２がサブネットｂに属する隣接
ルータ２０１からセルを受信すると、まず受信したセル
のＶＰＩ／ＶＣＩ値をキーにして図６のＡＴＭセル経路
表を参照する。ＡＴＭセル経路表には、図２に示す送信
ホスト２１１〜受信ホスト２２２間のパケットフロー専
用のＶＣカットスルーに対応したエントリとして、入力
インタフェース＝１、入力ＶＰＩ／ＶＣＩ＝１／５０１
に対する出力インタフェース＝２、出力ＶＰＩ／ＶＣＩ
＝０／３０１が記入されている。

【００４７】図２には記載されていないが、もしルータ
２０２でＶＰカットスルーの中継を行なっている場合に
は、やはり対応するＡＴＭセル経路表のエントリが存在
し、その場合入力ＶＰＩ値と出力ＶＰＩ値の対応のみが
記入されている（ＶＰ中継をしているルータにおいては
入出力ＶＣＩ値については関与しない）。

【００４８】受信したセルのＶＰＩ／ＶＣＩ値に対する
出力エントリが存在しない（あるいは出力インタフェー
スとしてコントローラが示されている）場合には、受信
セルはコントローラへ転送されパケットに組み立てられ
る。組み立てられたパケットの送信元ＩＰアドレス及び
宛先ＩＰアドレス（及び宛先ポート番号も参照する場合
も考えられる）をキーに図４のＩＰ経路表が参照され、
その結果として出力インタフェース、出力時に付与する
ＶＰＩ／ＶＣＩ値、そして仮想次段ノードアドレスが得
られる。

【００４９】仮想次段ノードとは、出力ＶＰＩ値に相当
するＶＰがＶＰカットスルーを構成している場合にはそ
のＶＰカットスルーの終端点のノード（図２ではルータ
２０４）、ＶＰカットスルーを構成していない場合には
サブネットをはさんだ実際の次段ノードを示す。

【００５０】この仮想次段ノードアドレスとしてＶＰカ
ットスルーの終端点のノードのアドレスを記入する動作
は、ＶＰカットスルーが形成されたときに行われてい
る。図４に示すように、宛先サブネットアドレスがｆで
あるパケットは、出力インタフェース２からＶＰＩ／Ｖ
ＣＩ＝０／１００を付与したセルとして出力され、ＶＰ
カットスルーによりルータ２０４まではＡＴＭ転送され
ることが仮想次段ノードフィールドよりわかる。

【００５１】さらに図４では、宛先サブネットアドレス
ｆで規定されたパケットフロー以外に、送信元アドレス
ａ. ２１１、宛先アドレスｆ. ２２１で規定されたパケ
ットフローに対して出力インタフェース２、出力ＶＰＩ
／ＶＣＩ＝０／３００がＩＰ経路表情報として記載され
ている。

【００５２】この２つのエントリは宛先サブネットアド
レスがｆという意味では同じものであるが、後者の方が
よりスペシフィックな（詳細な）条件で規定されたパケ
ットフローであり、テーブル参照の際にはいちばん詳細
な条件で一致したエントリの内容に従うようにする（ベ
ストマッチ）。

【００５３】図４の例では、送信元アドレスａ. ２１
１、宛先アドレスｆ. ２２１以外の宛先サブネットｆの
パケットはすべてＶＰＩ／ＶＣＩ＝０／１００で送出さ
れ、仮想次段ルータ２０４（アドレスｄ. ２０４）で終
端されＩＰ処理される。ＶＰＩ／ＶＣＩ＝０／１００が
いわばサブネットｆ行きのパケットのデフォルトのＶＣ
であると言える。

【００５４】送信元アドレスａ. ２１１、宛先アドレス
ｆ. ２２１のパケットフローはＶＰＩ／ＶＣＩ＝０／３
００で送出され、このＶＣは図２の例ではルータ２０４
〜２０５間に張られた同じ送信元／宛先ＩＰアドレスの
フロー専用のＶＣとルータ２０４で相互接続され、ルー
タ２０５までＶＣカットスルーとしてＩＰ処理されずに
転送されている。

【００５５】なお、図２の例では、送信元アドレスａ.
２１１、宛先アドレスｆ. ２２１のフロー専用のＶＣが
ルータ２０１〜２０２間にも設定されれば、ルータ２０
２においてもパケットに組み立てることなく、ＶＰＩ／
ＶＣＩ＝０／３００で出力されるＶＣと接続されてカッ
トスルー転送を行なうことが可能になる。

【００５６】ルータ２０２のコントローラにおいて受信
したパケットのフロー情報解析の結果、解析したパケッ
トの属するエンドエンドフロー専用のＶＣカットスルー
は存在せず（次段ルータ２０３へのデフォルト転送用Ｖ
Ｃか、仮想次段ルータ２０４へのＶＰカットスルー内の
デフォルト転送用ＶＣのみが存在する）、かつエンドエ
ンドフロー専用のＶＣカットスルーを設定した方が望ま
しいとルータ２０２において判断した場合には、以下に
示すＶＣカットスルーの設定の手順を開始する。なお、
受信したパケット自体は上記いづれかのデフォルト転送
用ＶＣ（図２の例ではＶＰＩ／ＶＣＩ＝０／１００）で
転送することが望ましい。

【００５７】ＶＣカットスルーを設定しようとしている
エンドエンドフローの宛先ＩＰアドレスのネットワーク
アドレス部分をキーにＩＰ経路表を参照し、仮想次段ノ
ードのフィールドが示しているノードとの間にそのエン
ドエンドフロー専用のＶＣを確保し、所定の制御メッセ
ージをそのノードとの間でやりとりする。

【００５８】例えば、図２の送信ホスト２１１からサブ
ネットｆに属する図示されていない受信ホスト２２３に
送られるエンドエンドパケットフロー専用のＶＣカット
スルーを設定しようとする場合、ルータ２０２では宛先
サブネットｆ行きのデフォルト経路の仮想次段ノードが
ルータ２０４であることがわかり、すなわちＶＰカット
スルーがルータ２０２から２０４まで設定されているこ
とがわかる。従って、ルータ２０２では次段隣接ノード
が２０４であると考えて、ＶＣカットスルー設定手順を
行なう。

【００５９】ルータ２０２におけるＶＣカットスルー設
定手順の例を以下に示す。まずルータ２０２が、ルータ
２０４に張られているカットスルーＶＰ内の空きＶＣＩ
値管理表（図５）を宛先ネットワークアドレスをキーに
参照し、そこに記載されたＶＣＩ値（３０２）とエンド
エンドフロー（ここでは、送信元アドレスａ. ２１１、
宛先アドレスｄ. ２２３）との対応関係をルータ２０４
に対して制御メッセージとして伝える。この制御メッセ
ージの送信にはデフォルト転送用ＶＣ（ＶＰＩ／ＶＣＩ
＝０／１００）を用いる。

【００６０】そして、ルータ２０４からの応答を待ち、
対応関係を設定することに対する許諾のメッセージをル
ータ２０４から受け取れば、ルータ２０２は少なくとも
仮想次段ルータ２０４との間に送信ホスト２１１〜受信
ホスト２２３間のエンドエンドフロー専用のＶＣが確保
できたと解釈し、そのフローのパケットを確保した専用
ＶＣ（ＶＰＩ／ＶＣＩ＝０／３０２）に流すことができ
る。

【００６１】送信ホスト２１１〜受信ホスト２２３間の
エンドエンドフロー専用のＶＣカットスルーの設定手順
がルータ２０２〜２０４間で完了し、同様の手順がルー
タ２０４〜２０５間、ルータ２０１〜２０２間でも完了
すると、ルータ２０１〜２０５までのＶＣカットスルー
が設定可能となる。

【００６２】なお、上記例では、上流ノード（ルータ２
０２）が下流ノード（ルータ２０４）に対してカットス
ルーの設定を起動する場合について説明したが、下流側
のノードが上流側のノードに対してカットスルーの設定
を起動する方法をとっても構わない。この場合は、下流
側のノードがルータ２０２〜２０４間のＶＰカットスル
ー内の空きＶＣＩ値を管理する。

【００６３】以上述べたように、新たなＶＣカットスル
ーを、すでに設定されているＶＰカットスルーの中を通
す（利用する）かたちで設定しようとする場合、そのＶ
Ｐカットスルーの始点になっているルータでは、ＶＰカ
ットスルーの終点ルータのアドレスを認識し、そのルー
タを仮想的な隣接ノードとして、ＶＣカットスルー設定
のための制御メッセージの交換を行なう。そのために
は、設定されているＶＰカットスルーの終点ルータのア
ドレスを常に始点ルータで記憶していることが必要とな
る。

【００６４】その方法としては、ＶＰカットスルー設定
のためのプロトコルが常に終点ノードのアドレスを始点
ノードに対して通知するようにするか、あるいはＶＰカ
ットスルーの中のデフォルトＶＣに終点アドレスをチェ
ックするためのメッセージを定義するか、あるいはＡＴ
ＭのＯＡＭ情報を使うかのいづれかが考えられる。

【００６５】なお、下流側のノードが上流側のノードに
対してカットスルーの設定を起動する方法を採る場合に
は、ＶＰカットスルーの終点になっているルータが、Ｖ
Ｐカットスルーの始点ルータのアドレスを認識し、その
ルータを仮想的な隣接ノードとして動作することにな
る。

【００６６】以上述べた実施の形態では、宛先ネットワ
ークアドレスなどの比較的抽象的な（緩やかな）条件で
規定されたパケットフローのためにあらかじめ設定して
おくカットスルーとしてＶＰをつなぎ合わせたＶＰカッ
トスルーを用いることを想定した。

【００６７】ＶＰの中のあるＶＣＩ値をデフォルトのパ
ケット転送や制御メッセージ転送用のコネクションとし
て使用し、送信元／宛先アドレス対（および宛先ポート
番号）などのよりスペシフィック（詳細）な条件で規定
されたパケットフローのためのカットスルーを生成する
ために、上記デフォルトのＶＣＩ値以外の空きＶＣＩ値
を上記パケットフロー専用のＶＣとして随時確保する方
法を説明した。

【００６８】同様なことを実現する他の実施形態とし
て、比較的抽象的な条件で規定されたパケットフローの
ためのあらかじめ設定するカットスルーとして、ＶＰで
なくＶＣをつなぎ合わせたＶＣカットスルーを用いるこ
とも可能である。

【００６９】その場合には、あらかじめ設定しておく比
較的抽象的な条件で規定されたデフォルトフローの転送
に用いるＶＣカットスルーの設定とともに、後に設定が
要求されるかもしれない、よりスペシフィックな条件で
規定されたパケットフロー用のＶＣカットスルーのため
のパーツとなるＶＣカットスルーを準備しておく。この
準備されたＶＣカットスルーの集合が、上記比較的抽象
的な条件で規定されたパケットフローのための専用仮想
パスとなる。

【００７０】例えば、図７に示すように、ルータ２０２
〜２０３〜２０４までの宛先ネットワークｆのデフォル
トフローを転送するためのＶＣカットスルー（ＶＰＩ／
ＶＣＩ＝０／１００）を設定するとともに、ルータ２０
２〜２０３〜２０４間に同様のＶＣカットスルーのプー
ル（ＶＰＩ／ＶＣＩ＝０／３０１、他の未使用カットス
ルー）を設定して維持しておく。

【００７１】後に、例えば送信ホスト２１１、受信ホス
ト２２３（アドレスｆ. ２２３）で規定されたＶＣカッ
トスルーをルータ２０１〜２０５間に設定する際に、上
記プールしてあるルータ２０２〜２０４間の未使用のＶ
Ｃカットスルーをそのパーツとして利用することができ
る。

【００７２】この方法は、ＶＰを用いる場合とは異な
り、ルータ２０３でもＶＣ単位のスイッチングを行なう
必要があるが、詳細に規定されたエンドエンドのフロー
のためのＶＣカットスルーの設定の際の制御手順にルー
タ２０３は関与する必要はなく、あらかじめ準備された
ＶＣカットスルーの端点であるルータ２０２とルータ２
０４の間で制御メッセージの交換を行なえば良い。

【００７３】なお、この方法の場合は、ルータ２０３で
ＶＣ単位のスイッチングを行うため、一つのＶＣカット
スルーのＶＣＩ値がルータ２０２とルータ２０４とでは
異なるのが通常である（図７に示すＶＰＩ／ＶＣＩはル
ータ２０２にて認識される値であり、ルータ２０４では
これとは異なる値で同じＶＣカットスルーが認識されて
いる）。したがって、あらかじめルータ２０２と２０４
間でプールしてあるＶＣカットスルーのそれぞれにつ
き、これを一意に認識できるよう、ＶＣカットスルーＩ
Ｄのネゴシエーションを行っておく。

【００７４】すなわち、例えばルータ２０２が、あるＩ
Ｄ値を選択し、「このＶＣカットスルーＩＤ値を使って
ルータ２０２〜２０４間のＶＣカットスルー設定を行い
たい」旨をルータ２０４にメッセージとして伝え、ルー
タ２０４から許諾のメッセージを受信すると言う動作
を、ルータ２０３でルータ２０２からのＶＣとルータ２
０４へのＶＣをＡＴＭレベルで接続するための設定を行
った後に実行することにより、この同一のＶＣカットス
ルーＩＤ値でルータ２０２と２０４の双方が一つのＶＣ
カットスルーを認識できるようになる。

【００７５】そして、ルータ２０２はこの各ＶＣカット
スルーＩＤを記憶しており、詳細に規定されたエンドエ
ンドのフローのためのＶＣカットスルーの設定の際にル
ータ２０４と通信する制御メッセージには、ＶＰを用い
る場合のＶＣＩ値の代わりに、ＶＣカットスルーＩＤ値
を、未使用のＶＣカットスルーから選択したＶＣカット
スルーを特定する情報として含ませればよい。

【００７６】同様なことを実現するさらに別の実施形態
としては、ＶＰとＶＣという階層構造を用いてカットス
ルーの階層化を行なうのではなく、ＶＰＩ／ＶＣＩフィ
ールドの任意の部分を境界にしてカットスルーの階層化
を行なう方法も考えられる。その場合には、境界を２つ
以上定義することで３段階以上の階層化を行なうことも
可能である。ただしその場合には、カットスルー設定時
に各々のカットスルーはセルヘッダ領域のどのビットま
での値で識別されるものであるかを示す情報をやりとり
することが必要である。

【００７７】以上述べてきた実施形態の説明は図２に示
すネットワーク構成を例にして行なってきたが、図３に
示すようなネットワーク構成においても全く同様の方法
が適用可能である。

【００７８】図３は、ルータ２０３がルートサーバ機能
も持っており、ＮＨＲＰ（ＮｅｘｔＨｏｐ Ｒｅｓｏｌ
ｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の手順によりルータ
２０２、２０４間に宛先ネットワークアドレスｆのパケ
ットフロー専用のＶＰあるいはＶＣを設定している。そ
の後、よりスペシフィックな条件（送信元アドレスａ.
２１１、宛先アドレスｆ. ２２２）で規定されたフロー
のためのＶＣカットスルーを設定する際に、ルータ２０
２と２０４の間で隣接ノードとして制御メッセージの交
換を行ない、結果としてルータ２０２〜２０４間のＶＣ
をパーツとして持ったルータ２０１〜２０５間のＶＣカ
ットスルーを構成することができる。

【００７９】本発明の他の実施形態として、ＡＴＭでな
くイーサネットなどの他の通信ネットワークにおけるカ
ットスルー制御手順について説明する。上記ＡＴＭにお
ける実施形態で用いたＶＰＩの代わりに、ＭＡＣフレー
ム中に、宛先ネットワークアドレス等で規定する「比較
的抽象度の高いある特定フローの転送専用の仮想的なデ
ータリンク識別子（以下ではＤＶＬＩーＡと呼ぶ）」を
記入する第１の特定のフィールドを設ける。さらにＡＴ
Ｍにおける実施形態で用いたＶＣＩの代わりに、ＭＡＣ
フレーム中に送信元／宛先ＩＰアドレス対等で規定する
「より詳細に条件が規定された特定フローの転送専用の
仮想的なデータリンク識別子（以下ではＤＶＬＩーＢと
呼ぶ）」を記入する第２の特定のフィールドを設ける。

【００８０】図２で、すべてのサブネットがイーサネッ
トであるとして、ルータ２０２からルータ２０４まで予
めカットスルー（ここではＩＰ等のネットワーク層レベ
ルの処理をせず、ＭＡＣヘッダなどのデータリンクフレ
ームのヘッダ情報を用いてルータで転送処理することを
示す）が設定されているとする。このカットスルーは宛
先ネットワークアドレス等で規定された比較的抽象度の
高い特定フローが転送されるためのものである。

【００８１】この状態では、図１０に示すように、ルー
タ２０３にはサブネットｃでルータ２０２との間で合意
された仮想的なデータリンク識別子ＤＶＬＩーＡの値
（Ａ１とする）と、サブネットｄでルータ２０４との間
で合意された仮想的なデータリンク識別子ＤＶＬＩーＡ
の値（Ａ２とする）の対応関係が記憶されている。

【００８２】ルータ２０３は、第１の特定のフィールド
に記入されている仮想的なデータリンク識別子Ａ１に基
づいてこのテーブルを引くことにより、ネットワーク層
のフロー解析処理を施さずに所定の出力インタフェース
へ転送するとともに仮想的なデータリンク識別子の値を
あらかじめルータ２０４との間で決定されたものに書き
換える。

【００８３】ここで、ルータ２０２が送信ホスト２１１
から受信ホスト２２２へのデータパケットを受信し、こ
の送受信対のパケットフロー専用の（よりスペシフィッ
クな）カットスルーを設定すべきと判断したとする。ル
ータ２０２は、ルータ２０４との間で前述した第２の特
定のフィールドに記入すべき仮想的なデータリンク識別
子の値の合意をとるために制御メッセージの交換を行う
（ここで決まった値をＤＶＬＩーＢ＝Ｂ３０１とす
る）。

【００８４】なお、ルータ２０３では、第１の特定のフ
ィールドＤＶＬＩーＡに仮想的データリンク識別子が記
入されているフレームについては、第２の特定のフィー
ルドＤＶＬＩーＢの仮想的データリンク識別子の値は書
き換えずに、上述したカットスルー転送を行う。

【００８５】ルータ２０２は、前記エンドエンドフロー
に属するパケットのフレームの第１及び第２の特定のフ
ィールドにそれぞれ、Ａ１及びＢ３０１を記入して転送
することになる。

【００８６】図１１に示すように、ルータ２０２は入力
側の第１および第２の特定のフィールドに記載された仮
想データリンク識別子（と必要ならインタフェース番
号）と、出力側の第１および第２の特定のフィールドに
記載された仮想データリンク識別子（と必要ならインタ
フェース番号、さらに必要なら送受信ＭＡＣアドレスな
どのその他のデータリンクヘッダ情報）の対応表を持っ
ている。

【００８７】そして、ルータ２０１とルータ２０２の間
に、上記エンドエンドフロー専用の仮想的データリンク
識別子が合意され記憶されている（図１１ではＡ０／Ｂ
５０１）なら、ルータ２０２はその情報に基づいて上記
対応表を引き（出力側はＡ１／Ｂ３０１）、ネットワー
ク層処理をすること無しに必要なデータリンクヘッダの
書き換えをして、上記フローのパケットを転送できる。

【００８８】なお、図８は、ＡＴＭの場合の実施形態と
同様に、ルータ２０２でＩＰ処理を行なった場合の出力
時に付与する仮想データリンク識別子情報が記憶された
テーブル、図９は、ルータ２０２から新たにカットスル
ーを生成する際の仮想的な隣接ルータ２０４との間の空
きＤＶＬＩ値を管理するテーブル（制御メッセージの交
換時に参照される）を示したものである。

【００８９】このように、イーサネットにおいても、予
め存在する抽象度の高いある条件で規定されたカットス
ルーを利用して、前記条件を満たしかつより詳細な条件
で規定されたパケットフローに対し任意にカットスルー
を設定することができる。その他、本発明はその趣旨を
逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

【００９０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
より詳細な条件で規定されるパケットフローに対して新
たな専用仮想パスを生成する場合に、すでに設定されて
いるより抽象的な条件で規定されるパケットフロー用の
専用仮想パスを利用するかたちで設定することができる
ため、経路上のすべてのルータで新たな専用仮想パスの
生成手順を行なった場合に比べて、その生成に要する時
間を短縮することができ、各ルータでのパケット処理負
荷の軽減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るルータの構成例を示
す図。

【図２】 本発明の実施形態に係る第１のネットワーク
構成例を示す図。

【図３】 本発明の実施形態に係る第２のネットワーク
構成例を示す図。

【図４】 本実施形態のＡＴＭ接続されたルータで用い
るＩＰ経路表の一例を示す図。

【図５】 本実施形態のＡＴＭ接続されたルータで用い
る空きＶＣ管理表の一例を示す図。

【図６】 本実施形態のＡＴＭ接続されたルータで用い
るＡＴＭセル経路表の一例を示す図。

【図７】 本発明の他の実施形態に係る第１のネットワ
ーク構成例を示す図。

【図８】 本実施形態のイーサネット接続されたルータ
で用いるＩＰ経路表の一例を示す図。

【図９】 本実施形態のイーサネット接続されたルータ
で用いる空き仮想データリンク管理表の一例を示す図。

【図１０】 本実施形態のイーサネット接続されたルー
タで用いる仮想データリンクヘッダ変換表の一例を示す
図。

【図１１】 本実施形態のイーサネット接続されたルー
タで用いる仮想データリンクヘッダ変換表の他の例を示
す図。

【符号の説明】

１０１…コントローラ １０２…ＡＴＭスイッチ １０３…入力インタフェース １０４…出力インタフェース

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の条件により規定されるパケットフロ
   ーを転送するための、自ノードから自ノードとは異なる
   論理ネットワークに属するノードまでネットワーク層処
   理を施さずにパケットを転送可能な、第１の専用仮想パ
   スが存在することを記憶し、 前記第１の条件に加えて第２の条件により規定されるパ
   ケットフローを転送するための第２の専用仮想パスを、
   前記第１の専用仮想パスの終点ノードもしくはそのさら
   に下流のノードまで、前記第１の専用仮想パスを利用し
   て設定するために、前記終点ノードとの間で前記第２の
   専用仮想パスを特定する情報及びこの第２の専用仮想パ
   スにより転送されるべき前記パケットフローを規定する
   条件を示す情報を通信することを特徴とするパケット転
   送制御方法。
2. 【請求項２】前記第１の専用仮想パスは複数の仮想パス
   を含み、前記第２の専用仮想パスは、この複数の仮想パ
   スのうちの一つであることを特徴とする請求項１記載の
   パケット転送制御方法。
3. 【請求項３】前記通信後、前記第１及び第２の条件の双
   方を満たすパケットは前記第２の専用仮想パスで転送
   し、前記第１の条件を満たすが前記第２の条件は満たさ
   ないパケットは前記第２の専用仮想パス以外の第１の専
   用仮想パスで転送することを特徴とする請求項１記載の
   パケット転送制御方法。
4. 【請求項４】前記通信後、前記第２の専用仮想パスによ
   り転送されるべきパケットフローに対し専用に割り当て
   られた仮想パスが自ノードの上流に存在するならば、こ
   の仮想パスと前記第２の専用仮想パスとの対応関係を記
   憶し、 この記憶された対応関係に基づいて、受信した前記パケ
   ットフローに属するパケットをネットワーク層処理を施
   さずに前記第２の専用仮想パスへ転送することを特徴と
   する請求項１記載のパケット転送制御方法。
5. 【請求項５】前記終点ノードは、前記通信後、前記第２
   の専用仮想パスにより転送されるべきパケットフローに
   対し専用に割り当てられた仮想パスが自ノードの下流に
   存在するならば、この仮想パスと前記第２の専用仮想パ
   スとの対応関係を記憶し、 この記憶された対応関係に基づいて、受信した前記パケ
   ットフローに属するパケットをネットワーク層処理を施
   さずに下流の前記仮想パスへ転送することを特徴とする
   請求項１記載のパケット転送制御方法。
6. 【請求項６】第１の条件により規定されるパケットフロ
   ーを転送するための、自ノードから自ノードとは異なる
   論理ネットワークに属するノードまでネットワーク層処
   理を施さずにパケットを転送可能な、第１の専用仮想パ
   スが存在することを記憶する記憶手段と、 前記第１の条件に加えて第２の条件により規定されるパ
   ケットフローを転送するための第２の専用仮想パスを、
   前記第１の専用仮想パスの終点ノードもしくはそのさら
   に下流のノードまで、前記第１の専用仮想パスを利用し
   て設定するために、前記記憶手段により記憶された内容
   を参照して、前記終点ノードとの間で前記第２の専用仮
   想パスを特定する情報及びこの第２の専用仮想パスによ
   り転送されるべき前記パケットフローを規定する条件を
   示す情報を通信する手段とを具備したことを特徴とする
   ノード装置。