JPH1093637A - ネットワーク間接続装置のルーティング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高価な高速ルータを利用することなく、安価
で効率的なルータ動作を行うルーティング方法を提供す
る。 【解決手段】 各ノード２０〜２７，３０〜３７，４０
〜４７が接続される複数のポート０〜７と、ルータ機能
及びブリッジ機能を有する複数のハブ１２〜１４を、Ａ
ＴＭ網１１にそれぞれ接続させ、ノード間でデータを伝
送するシステムにおいて、ハブは、マスタルータを有
し、その他のハブは、スレーブルータを有し、スレーブ
ルータは、マスタルータのポートの物理アドレスを共有
し、宛先アドレスがマスタルータ宛のフレームを受信す
ると、フレームのルーティング処理を行って、２個以上
のルータによる負荷分散を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のＬＡＮを仮
想的に分離して構築されたバーチャルＬＡＮ等の仮想ネ
ットワークを、互いに接続させるネットワーク間接続装
置のルーティング方法に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】従来、例えばＡＴＭ網の様な高速
ネットワークを利用する場合、物理構成に関係なく、一
つのＡＴＭ網に対してお互いに相互干渉しない複数のネ
ットワーク（仮想ネットワーク）を構成することができ
る。このような技術としては、例えば米国特許US 5,44
4,702等が知られている。独立したネットワークは、ネ
ットワーク番号が異なっており、異なる仮想ネットワー
クに属するノード間では、たとえ同一のＡＴＭ網に属し
ていても直接呼を張って通信できなかった。

【０００３】そこで、異なる仮想ネットワーク間で通信
を行う場合には、ＡＴＭインターフェースを利用して仮
想ネットワーク間を外付けのルータ経由で接続させて、
上記仮想ネットワーク間の通信を可能にしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記外付け
ルータを用いた場合には、全ての仮想ネットワーク間の
トラフィックは、上記ルータに集中してしまうので、ル
ータは、大きな負荷に耐えうる高価なものを利用する必
要があった。また、高価な高速ＡＴＭルータを持つこと
なく、仮想ネットワーク間ルーティングを実現するもの
として、例えば特願平７−３０００４０号に示すような
方法がある。この方法では、スイッチングハブ内部に設
置されたルータで、ＲＩＰ等のルーティングプロトコル
を利用して、他に接続されているルータの物理アドレス
を取得し、その物理アドレスをスイッチングハブ内のア
ドレスエントリーとして加え、宛先アドレスがその物理
アドレスの場合、ルータに取り込み、ルーティング処理
を行っていた。

【０００５】しかし、この方法では、例えばルータを備
えたスイッチングハブが増えると、ルータとして取り組
むべきＭＡＣアドレスエントリーが、このスイッチング
ハブが増える毎に増加することとなり、それに伴ってル
ータ動作が複雑になり、かつ各スイッチングハブ内のル
ータの設定情報を同期させるのも困難になるという問題
点があった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、安価で効率的なルータ動作を行うことができるネッ
トワーク間接続装置のルーティング方法を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、各ノードが接続される複数のポート
と、ルータ機能及びブリッジ機能を有する複数のハブ
を、ＡＴＭ網にそれぞれ接続させ、前記ノード間でデー
タを伝送するシステムにおいて、少なくとも一つの前記
ハブは、マスタルータ（仮想ルータ）を有し、その他の
前記ハブは、スレーブルータ（仮想ルータ）を有し、該
スレーブルータは、前記マスタルータのポートの物理ア
ドレスを共有し、宛先アドレスが該マスタルータ宛の前
記フレームを受信すると、当該フレームのルーティング
処理を行うネットワーク間接続装置のルーティング方法
が提供される。

【０００８】すなわち、高価な高速ルータを利用するこ
となく、安価なソフトウェアによる仮想ルータを各スイ
ッチングハブ内に設置し、そのうちのスレーブルータ
は、宛先アドレスがマスタルータ宛のフレームに対して
ルーティング処理を行って、２個以上のルータによる負
荷分散を実現する。請求項２〜４では、各ルータは、定
期的にルーティング情報と、ルータの製造のシリアル番
号、物理アドレス、立ち上がり時間、ルータとしての処
理能力又はメモリの記憶容量を示す情報の少なくとも一
つを含むルータの固有情報とを含むルータの動作に関す
るデータを交換し、該ルータの固有情報に基づいて、マ
スタルータとスレーブルータを決定する。

【０００９】すなわち、各ルータは、ルーティング情報
とルータの固有情報を定期的に交換することによって設
定情報の同期を行い、一つ又は複数種類の固有情報に基
づいて、マスタルータとその他のスレーブルータを決定
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係るネットワーク間接続
装置のルーティング方法を図１乃至図９の図面に基づい
て説明する。図１は、本発明に係るネットワーク間接続
装置のルーティング方法を用いたバーチャルＬＡＮシス
テムの一実施例の構成を示す構成図である。なお、この
システム構成は、特願平７−３０００４０号と同様であ
る。

【００１１】図において、バーチャルＬＡＮ（以下、
「ＶＬＡＮ」という）システムでは、ＡＴＭ網１１のよ
うな高速ネットワークをバックボーンに有し、支線に上
記接続装置である複数のハブ１２〜１４を接続して構成
されている。ハブ１２〜１４は、例えばＡＴＭ−１０Ｂ
ＡＳＥ−Ｔインターフェースを相互に接続するATM-Ethe
rnetスイッチングハブで、通常のブリッジの機能ととも
に、例えばソフトウェア等でルーティングプロトコルを
サポートするように設定されたルータの機能（以下、こ
のルータの機能を「ルータ」という。）１５〜１７を有
している。また、ハブ１２〜１４は、例えば各ネットワ
ークノード（以下単に、「ノード」という）が接続され
たイーサネットポート０〜７と、ルータのポート８，９
と、ＡＴＭポート１０とをそれぞれ有し、自装置のイー
サネットポート０〜７間及び他のハブとのＡＴＭポート
１０間で、ＭＡＣ層レベルでのブリッジング接続を行っ
ている。

【００１２】ハブ１２〜１４は、ＶＬＡＮの機能を有
し、それぞれのイーサネットポート０〜７が独立にどの
ＶＬＡＮに属するか設定することができる。異なるＶＬ
ＡＮは、ＡＴＭ網１１上では、異なるエミュレーティッ
トＬＡＮとして識別される。これにより、ＶＬＡＮは、
ハブ１２〜１４にまたがって構築することが可能とな
る。

【００１３】本実施例では、ハブ１２のポート０〜７に
は、ノード２０〜２７が接続されており、ハブ１３のポ
ート０〜７には、ノード３０〜３７が接続されており、
またハブ１４のポート０〜７には、ノード４０〜４７が
接続されている。そして、ノード２０〜２３，３０〜３
３及び４０〜４３は、ＶＬＡＮ５０を構築し、ノード２
４〜２７，３４〜３７及び４４〜４７は、ＶＬＡＮ６０
を構築している。

【００１４】上記システム内の全てのハブ１２〜１４
は、物理アドレス（例えばＭＡＣアドレス）のエントリ
と、これに対応してフレームを転送するポートのエント
リからなる図示しない物理アドレステーブルを有してお
り、内部のブリッジ機能によって処理されるフレーム
を、上記物理アドレステーブルに登録されている情報に
より各々の方向に転送している。

【００１５】ルータ１５〜１７には、ＶＬＡＮ５０とＶ
ＬＡＮ６０が接続されており、ルータ１５〜１７は、Ｖ
ＬＡＮ５０，６０間を公知のルーティングプロトコルを
利用してルーティングする機能を有している。従って、
ルータ１５〜１７は、起動時、定期的、或いは諸条件変
更時に送信するルーティング情報を交換することができ
る。

【００１６】また、これらルータ１５〜１７は、一つの
マスタルータとそれ以外のスレーブルータに識別され、
論理接続が図２に示す構成になる。すなわち、上述のよ
うにハブがＡＴＭ網上に複数個接続されている場合、そ
れぞれのルータは、後述するプロセスをとって、マスタ
ルータ或いはスレーブルータを決定しており、マスタル
ータは、自局の情報をフレーム構成でスレーブルータに
伝送して、上記情報を共有する。

【００１７】マスタルータを決定する方法は、いろいろ
考えられるが、例えば各ルータに固有のＩＤ（識別）値
のもっとも小さい（又は大きい）ものをマスタルータと
して設定することが考えられる。ルータに優先順位をつ
ける方法は、複数個のルータがなんらかの形で順位付け
ができるＩＤを持っていれば、その最高順位のものをマ
スタルータとすることができる。例えば、その固有のＩ
Ｄの順位付けの方法としては、 １．各ルータのＩＤに、各ルータ固有の製造のシリアル
番号又はＭＡＣアドレスを設定し、その最大のものをマ
スタルータとする。 ２．各ルータの立ち上がり時間を測定し、立ち上がって
からもっとも時間の経ったものをマスタルータとする。
方法等が考えられる。

【００１８】また、ルータのプライオリティー値の上位
の桁に、ＣＰＵの処理能力値や、実装メモリ量等のルー
タ処理能力を示す数量を割り当て、もっともルータ処理
能力の大きなルータを持つスイッチングハブがあった場
合、このハブのルータを他のプライオリティー値よりも
優先して負荷の重くなりやすいマスタルータに設定する
ことも可能である。図３は、１６ビットのプライオリテ
ィー値を利用する場合、プライオリティー値を分割し
て、例えば上位４ビットにＣＰＵ処理能力（又はメモリ
の記憶容量）、下位１２ビットに上記方法１又は方法２
で示した固有のＩＤを割り当てた場合の例を示してい
る。

【００１９】なお、上記ＶＬＡＮシステムのルータ間で
データ伝送されるフレームは、図４に示すような構成に
なっている。図において、フレームは、バージョン番号
からなるバージョンと、起動時に送信するハローパケッ
トやその応答及び定期的な設定情報／ルーティング情報
の送信の識別子からなるコマンドＩＤと、送信元の装置
固有のＩＤ番号（例えばＭＡＣアドレス）からなるソー
スＩＤと、マスタルータを決定するための識別子（例え
ばルータの製造シリアル番号、物理アドレス、ＣＰＵ処
理能力、メモリの記憶容量又はハブの起動時からの時
間）からなる優先順位ＩＤと、ルータの物理アドレスや
例えばパスワード等のアカウンティング条件からなる設
定情報と、プロトコルフィルタ条件及びスタティックル
ート情報等からなるルーティング情報とから構成されて
いる。

【００２０】次に、ルータの動作について図５〜図８の
フローチャートに基づいて説明する。まず、各ルータ
は、その起動時に不定ノードとしてフレームの伝送回数
Ｎを設定し（ステップ１０１，１０２）、自局のＩＤ、
例えば自己固有のＭＡＣアドレス、ルータの製造シリア
ル番号、ルータの物理アドレスを含んだハローパケット
をブロードキャストする（ステップ１０３）。そして、
この不定ノードは、上記ハローパケットに対する応答を
待って、一定時間の待機状態になる（ステップ１０
４）。

【００２１】この待機状態の時に、上記ハローパケット
に対する応答パケットを受信すると、上記優先順位付け
の方法に基づいて、システム内における自局の順位付け
を行い、スレーブルータに変更していないか判断する
（ステップ１０５）。ここで、不定ノードは、自局の順
位が上位でなく、かつスレーブルータに変更していない
場合には、スレーブルータと判断して変更する（ステッ
プ１０６）。また、自局の順位が上位で、かつ既にスレ
ーブルータの状態に変更している場合には、予め設定さ
れた上限の伝送回数Ｐに達するまでデータ伝送を行うと
ともに、ステップ１０２で伝送回数を加算し、上記伝送
回数が上限の伝送回数Ｐに達すると（ステップ１０
７）、自局をマスタルータの状態に変更する（ステップ
１０８）。

【００２２】マスタルータにおいては、ルータの機能と
しては、基本的に一般のルータと同じ機能を持ち、ＡＴ
Ｍ側又はイーサネット側のインターフェースによって、
自局の物理アドレス宛に送られたフレームのルーティン
グ処理を行う。また、マスタルータは、図６に示すよう
に、定期的に自局の各種ＩＤとともに設定情報／ルーテ
ィング情報のフレームをスレーブルータにブロードキャ
スト送信し（ステップ２０１）、上記フレームに対する
応答を待って、一定時間Ｑの待機状態になり（ステップ
２０２）、自局より上位の優先順位ＩＤを有するルータ
がないか認識している。

【００２３】また、マスタルータは、ルーティングプロ
トコルを扱いダイナミックなルーティングに対応してお
り、ルータの設定情報を遠隔操作するプロトコル（Teln
et・snmp等）を受け付けるとともに、マスタルータの設
定が変更された場合には、その変更情報をスレーブルー
タやノードに通知している。さらに、マスタルータは、
システム内において、自局が始めに立ち上がった場合に
は、各スレーブルータに物理アドレスの情報や設定情報
をブロードキャスト送信する。

【００２４】スレーブルータは、定期的に送られてくる
マスタルータからの情報を受信し、上記情報に応じて各
種設定を変更するとともに、マスタルータの物理アドレ
スを取得し、イーサネット側から送られてくるフレーム
で、かつ宛先がマスタルータの物理アドレスのものをル
ーティング処理している。すなわち、スレーブルータ
は、定期送信されるフレームからマスタルータの物理ア
ドレスを取得し、上述した自局内の物理アドレステーブ
ルに特別なエントリとして登録し、イーサネット側から
のフレームで宛先物理アドレスが上記マスタルータの場
合には、ＡＴＭ側に転送せずにこのルータにてルーティ
ング処理を行う。上記エントリは、ネットワーク内のス
レーブルータの数が増えても、マスタルータの物理アド
レス一つである。このフレーム受信に際し、スレーブル
ータには、フレーム受信のためのタイマ値Ｔが予め設定
されており、図７に示すように、上記フレーム受信にお
いて、タイマ値Ｔがマスタルータの待機時間Ｑの２倍を
超えたか判断しており（ステップ３０１）、上記タイマ
値Ｔが２Ｑを超えた場合には、自ノードを不定ノードの
状態に変更して、図５のマスタルータを決めるための動
作ルーチンを実行する。

【００２５】また、スレーブルータは、自ルータの処理
が間に合わないくらいバッファに処理すべきフレームが
格納されている場合には、自ルータで処理せず、ＡＴＭ
側インターフェースに転送し、その結果、マスタルータ
によってルーティング処理されるように設定してもよ
い。なお、ＡＴＭ側からのマスタルータの物理アドレス
向けフレームについては、マスタルータが処理を行うの
で、スレーブルータは上記フレームに対してルーティン
グ処理を行わない。

【００２６】次に、各ルータのフレーム受信の動作ルー
チンを図８のフローチャートに基づいて説明する。ルー
タは、フレームを受信すると、そのコマンドＩＤから上
記フレームがハローパケットか他のＩＤフレームか判断
する（ステップ４０１）。ここで、上記フレームがハロ
ーパケットの場合には、送信元に自局の各種ＩＤを返送
する（ステップ４０２）。また、他のＩＤフレームの場
合には、フレーム返送を行わない。その後に、受信フレ
ームの優先順位ＩＤが自局のものより上位かどうか判断
する（ステップ４０３）。

【００２７】ここで、上記優先順位ＩＤが自局のものよ
り下位の場合には、上記動作ルーチンを終了し、また上
記優先順位ＩＤが自局のものより上位の場合には、スレ
ーブルータに変更していないか判断する（ステップ４０
４）。この結果、ルータでは、スレーブルータに変更し
ていない場合、すなわち上記ルータがマスタルータか或
いは不定ノードの状態の場合、スレーブルータの状態に
変更した後に（ステップ４０５）、上記タイマ値Ｔをク
リアして（ステップ４０６）、フレーム受信のための時
間をカウントする図７の動作ルーチンを実行する。

【００２８】従って、各ルータは、図４に示したフレー
ムを定期的に送受信することで、自局をマスタルータ又
はスレーブルータに変更することが可能になるととも
に、各ルータが有するルーティングテーブルの情報を交
換することができる。図９は、図１に示したスイッチン
グハブの構成を示すブロック図である。なお、各スイッ
チングハブ１２〜１４の構成は同じなので、ここでは代
表してハブ１２の構成を示す。

【００２９】ハブ１２は、イーサネットポート０〜７及
びＡＴＭポート１０が転送制御器１８によってそれぞれ
ブリッジング接続され、ハブ内部にＭＡＣアドレスの物
理アドレステーブル１９を持っている。転送制御器１８
は、受信フレームを、例えば自装置のポート（ポート０
〜７、ＡＴＭポート１０）又はルータ１５から取り込む
と、上記フレームの宛先ＭＡＣアドレスから、上記物理
アドレステーブル１９を検索して該当するポート番号
（又はＶＣＣ（Virtual Channel Connection））を参照
し、そのポートから宛先に上記フレームを転送する。

【００３０】ルータ１５がスレーブルータの場合には、
物理アドレステーブル１９にマスタルータのＭＡＣアド
レスが登録され、上記マスタルータと同じ宛先ＭＡＣア
ドレスのフレームが、イーサネットポート側から受信さ
れた時には、ルータ１５に転送される。上記転送された
フレームは、ルータ１５によってルーティング処理され
て転送制御器１８に出力され、ＡＴＭポートを通って目
的（受信元）のノードに転送される。

【００３１】この際、上記ルーティング処理されたパケ
ットの送出やＡＲＰの応答等を行う場合には、送出する
フレームの送信元物理アドレスは、上記スレーブルータ
の物理アドレスに設定する。また、ルータのルーティン
グ情報に関するデータ交換のパケットは、エントリ情報
に関するプロトコルメッセージ、例えばＲＩＰ（Routin
g Information Protocol）等は無視するものとする。

【００３２】従って、本実施例では、安価なソフトウェ
アによるルータを各スイッチングハブ内に設置し、ルー
タ間でデータを交換して、マスタルータとスレーブルー
タを決定し、マスタルータの設定情報／ルーティング情
報をその他のスレーブルータに同期させるので、複数の
ルータによる効果的な負荷分散が可能となり、安価で効
率的なルータ動作を行うことができる。

【００３３】なお、本発明では、ルータの扱う仮想ネッ
トワークの数が３つ以上になった場合でも、実施例と同
様に用いることが可能である。この場合には、スイッチ
ングハブの数が増えても、各ルータの持つショートカッ
ト用の物理アドレスエントリは、マスタルータの物理ア
ドレス一つであってエントリを増やすことなく、同時に
複数のルータの設定情報も同期できるので、システム管
理や設計を容易に行うことができる。

【００３４】また、本実施例のＡＴＭインターフェース
と１０ＢＡＳＥ−Ｔインターフェースの間は、例えばＡ
ＴＭフォーラムＬＡＮで標準化されているＬＡＮエミュ
レーション１．０やその他のピアｔｏピアでパケットの
交換が可能な独自のカプセリングでもかまわない。ま
た、本発明は、２つ以上のマスタルータを持たせ、それ
ぞれ別々のネットワークを管理するようなシステムに
も、組み合わせて利用することができる。すなわち、本
発明では、例えば複数のＬＡＮがＷＡＮをまたがって構
築されたＡＴＭ網を考えた場合、マスタルータをそれぞ
れのＬＡＮに設置し、設定情報の交換はそれぞれのＬＡ
Ｎ内のみで行うものとし、ＷＡＮ上に設定情報のフレー
ムが送信されないようにした複数のマスタルータが存在
するようなシステムにも、容易に応用させることができ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、各ノ
ードが接続される複数のポートと、ルータ機能及びブリ
ッジ機能を有する複数のネットワーク間接続装置を、バ
ックボーンネットワークにそれぞれ接続させ、前記ノー
ド間でデータを伝送するシステムにおいて、少なくとも
一つの前記ネットワーク間接続装置は、マスタルータを
有し、その他の前記ネットワーク間接続装置は、スレー
ブルータを有し、該スレーブルータは、前記マスタルー
タのポートの物理アドレスを共有し、宛先アドレスが該
マスタルータ宛の前記データを受信すると、当該データ
のルーティング処理を行うので、安価で効率的なルータ
動作を行うことができる。

【００３６】請求項２〜４では、各ルータは、定期的に
ルーティング情報と、ルータの製造のシリアル番号、物
理アドレス、立ち上がり時間、ルータとしての処理能力
又はメモリの記憶容量を示す情報の少なくとも一つを有
するルータの固有情報とを含むルータの動作に関するデ
ータを交換し、該ルータの固有情報に基づいて、マスタ
ルータとスレーブルータを決定するので、ルータの設定
情報を同期させることが可能になり、このため複数のル
ータによる負荷分散が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るネットワーク間接続装置のルーテ
ィング方法を用いたバーチャルＬＡＮシステムの一実施
例の構成を示す構成図である。

【図２】マスタルータとスレーブルータの論理接続の構
成を示す図である。

【図３】ルータのプライオリティー値を分割して割り当
てた場合の例を示す図である。

【図４】図１で示したＶＬＡＮシステムでデータ伝送さ
れるフレームの構成を示す構成図である。

【図５】図１で示したルータの動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図６】同じくマスタルータの動作を説明するためのフ
ローチャートである。

【図７】同じくスレーブルータの動作を説明するための
フローチャートである。

【図８】同じくルータの受信動作を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図９】同じくスイッチングハブの構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

０〜７ イーサネットポート ８，９ ルータのポート １０ ＡＴＭポート １１ ＡＴＭ網 １２〜１４ スイッチングハブ １５〜１７ ルータ（仮想ルータ） １８ 転送制御器 １９ 物理アドレステーブル ２０〜２７，３０〜３７，４０〜４７ ノード ５０，６０ 仮想ネットワーク（ＶＬＡＮ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各ノードが接続される複数のポートと、
   ルータ機能及びブリッジ機能を有する複数のネットワー
   ク間接続装置を、バックボーンネットワークにそれぞれ
   接続させ、前記ノード間でデータを伝送するシステムに
   おいて、 少なくとも一つの前記ネットワーク間接続装置は、マス
   タルータを有し、その他の前記ネットワーク間接続装置
   は、スレーブルータを有し、該スレーブルータは、前記
   マスタルータのポートの物理アドレスを共有し、宛先ア
   ドレスが該マスタルータ宛の前記データを受信すると、
   当該データのルーティング処理を行うことを特徴とする
   ネットワーク間接続装置のルーティング方法。
2. 【請求項２】 前記各ルータは、定期的にルータの動作
   に関するデータを交換し、該データに基づいて、マスタ
   ルータとスレーブルータを決定することを特徴とする請
   求項１に記載のネットワーク間接続装置のルーティング
   方法。
3. 【請求項３】 前記ルータの動作に関するデータは、ル
   ーティング情報と、ルータの固有情報とを含み、前記各
   ルータは、該ルータの固有情報に基づいて、マスタルー
   タとスレーブルータを決定することを特徴とする請求項
   ２に記載のネットワーク間接続装置のルーティング方
   法。
4. 【請求項４】 前記ルータの固有情報は、該ルータの製
   造のシリアル番号、物理アドレス、立ち上がり時間、ル
   ータとしての処理能力又はメモリの記憶容量を示す情報
   のうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項
   ３に記載のネットワーク間接続装置のルーティング方
   法。