JPWO2004084506A1 - Router, frame forwarding method, and lower layer frame virtual forwarding system - Google Patents

Router, frame forwarding method, and lower layer frame virtual forwarding system Download PDF

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Abstract

ＭＰＬＳ網（５０）において、レイヤ２機能に属するマルチキャストおよびブロードキャストとアドレス学習とを実現する。入口ルータ（１）が、フレーム受信部（１０ａ），判定部（１０ｂ），第１フレーム送信部（１０ｃ），マルチキャスト用物理アドレステーブル（１１），ラベルスイッチ部（１２），トンネルラベルテーブル（１５），ＶＣＩＤ付与部（１３），Ｌ２ヘッダ作成部（１０ｄ），第２フレーム送信部（１０ｅ）をそなえて構成することにより、網の負荷を抑制し、帯域利用の効率化が図られ、そして、エッジルータ間の無駄なフレーム複製およびフレーム転送を防止する。In the MPLS network (50), multicast and broadcast belonging to the layer 2 function and address learning are realized. The ingress router (1) includes a frame receiving unit (10a), a determining unit (10b), a first frame transmitting unit (10c), a multicast physical address table (11), a label switch unit (12), and a tunnel label table (15 ), A VCID adding unit (13), an L2 header creating unit (10d), and a second frame transmitting unit (10e), thereby reducing the load on the network and increasing the efficiency of bandwidth use. Prevent unnecessary frame duplication and frame forwarding between edge routers.

Description

本発明は、例えばＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）技術を用いて公衆網を専用網のように利用可能なＭＰＬＳ−レイヤ２−ＶＰＮ（ＭＰＬＳ−Ｌａｙｅｒ２−Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ：ＭＰＬＳを適用したレイヤ２仮想専用網）におけるルータ，フレーム転送方法および下位レイヤフレーム仮想転送システムに関し、特に、マルチキャスト，ブロードキャストおよびユニキャストの各機能とレイヤ２アドレスの学習機能とをそなえたルータに用いて好適な、ルータ，フレーム転送方法および下位レイヤフレーム仮想転送システムに関する。  The present invention, for example, uses a MPLS-Layer 2-Virtual Private Network (MPLS-Layer 2-Virtual Private Network: MPLS) that can use a public network like a dedicated network using MPLS (Multi-protocol Label Switching) technology. Router, frame transfer method, and lower layer frame virtual transfer system in a dedicated network), and particularly suitable for use in a router having multicast, broadcast, and unicast functions and a layer 2 address learning function The present invention relates to a transfer method and a lower layer frame virtual transfer system.

近年、サービスプロバイダ（ＳＰ：Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｐｒｏｖｉｄｅｒ）および通信事業者（通信キャリア）等のサービス提供者は、パケット又はフレームを確実に転送するためのＭＰＬＳ（ＲＦＣ［Ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ］３０３１，ＲＦＣ３０３２に規定されるＭＰＬＳ）技術を用いて、レイヤ２（データリンクレイヤ）における仮想専用網（仮想網又はＶＰＮ）を構築している。
（Ｐ１）ＶＰＮ（仮想網）およびＬ２ＶＰＮ（レイヤ２の仮想網）とＭＰＬＳとの概略的な説明
（Ｐ１−１）パケット，フレーム，ラベルおよびＬＳＰ（ラベル交換パス）
以下の説明において、パケットとは転送データの基本単位を意味し、また、フレームとはレイヤ３がレイヤ２パケットにラベルを含むヘッダを付与してカプセル化したものを意味する。ラベルとはパスの識別子である。このラベルはＭＰＬＳ網を伝送するフレームについてそのＭＰＬＳ網の入口ルータによって付与される。また、ラベルを付与されたフレームはＭＰＬＳフレームと呼ばれる。
さらに、ＬＳＰはトンネルＬＳＰとＶＣＬＳＰとがある。このトンネルＬＳＰは、例えば図２に示すように、複数のＶＣ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ：仮想回線。ＶＣＬＳＰ）のトンネルとして機能し、また、各ＶＣＬＳＰはレイヤ２フレームを伝送する実際の回線として機能する。換言すれば、トンネルＬＳＰは、フレームを転送するためのものであり、このトンネルＬＳＰを表すラベルがトンネルラベルと呼ばれる。そして、ＶＣＬＳＰは、フレームを転送する仮想回線に関するものであり、このＶＣを表すラベルがＶＣラベルと呼ばれる。
従って、これらのトンネルラベルとＶＣラベルとは、それぞれ、階層的なパス識別子として機能している。
（Ｐ１−２）仮想網
一般に、仮想網とは、サービス提供者が、ユーザに対して、公衆網を用いて専用網サービスを提供する網を意味し、また、レイヤ２の仮想網とは、その仮想網を、例えばＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）パケット（物理パケット）のようなレイヤ２のフレームの転送まで拡張したものを意味する。
（Ｐ１−３）ＭＰＬＳの概略的な説明
ＭＰＬＳとは、各種プロトコルのフォーマットのフレームについて、ルータ（転送装置又はノード）が、ラベルをフレームヘッダに付与（マッピング）し、各ルータがそのラベルだけを参照してフレームを転送する技術又は転送パス（転送経路）を選択する技術である。従って、ＭＰＬＳによりカプセル化されるフレームのプロトコルにかかわらず、ＭＰＬＳ網の各ルータは、フレームを転送でき、また、サービス提供者は、ＭＰＬＳによりカプセル化されるフレームがレイヤ２の場合、ユーザ側装置（ユーザサイト）のレイヤ３プロトコルに依存しないで、フレーム転送サービスを提供できる。
ＭＰＬＳは、元々、インターネット等の大規模なＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網において転送処理の高速化のために生まれた技術である。しかし、ルータのハードウェア技術が進化し、各ルータはパケット転送を高速に処理できるようになり、転送処理の高速化については、ＭＰＬＳは高速転送という観点からは、あまり重要ではなくなってきている。
（Ｐ１−４）仮想網にＭＰＬＳが用いられる目的
両ラベルの付与により各ルータは、フレーム識別可能となり、また、一フレームに、１つのラベルのみならず、２つ以上のラベルを付与することも可能となるので、ラベルを用いたＭＰＬＳの用途は拡大している。ＭＰＬＳが用いられる目的は、高速転送に加えて、主に２種類があげられる。
第１の目的は、ＩＰ網において明示的にパスを設定する機能（トラヒックエンジニアリング［Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ：ＴＥ］機能）を網に付与するためである。
このトラヒックエンジニアリング機能が必要な理由は、通常用いられるパス計算の結果が、帯域の使用効率を劣化させることがあるからである。ここで、通常のパス計算を用いた送信先ＩＰアドレスへのパス選択は、ルータのポップ数および帯域幅に基づいて各リンクコストを計算し、計算した各リンクコストを加算し、最もコストが小さいパスを最短パスとする。
この半面、パス計算により得られた最短パスは、網における特定のリンク（隣接ルータ間のパス）に片寄ることがあり、帯域の使用効率の劣化を招くおそれがある。
このため、ルータは、その片寄りを回避するために、トラヒックエンジニアリング機能により、明示的にパスを指定して迂回するようになっている。これにより、各トラヒックについて特定の網資源が割り当てられる。
ＭＰＬＳが用いられる第２の目的は、サービス提供者が、ＭＰＬＳを用いて、例えばＬ２ＶＰＮ（レイヤ２の仮想網）等のＶＰＮサービスを提供するためである。このＶＰＮサービスとは、サービス提供者がサービス提供者自身のＭＰＬＳ網を構築し、ＭＰＬＳ網をユーザ毎に論理的に分割して得た網を仮想網（ＶＰＮ）としてユーザに提供するものである。
これにより、Ｌ２ＶＰＮにおいては、ユーザが、ＭＰＬＳを意識せずに、既設のルータを使用でき、また、異なるユーザが同一のＩＰアドレスを重複して使うことも可能になる。さらに、サービス提供者がユーザが利用する網のレイヤ３プロトコルにかかわらず、レイヤ２フレームを転送できる。
（Ｐ１−５）ラベルスイッチング
レイヤ２フレームの転送機能は、ＭＰＬＳが有するラベル交換パスを用いたラベルスイッチングによって実現される。ＭＰＬＳ網に隣接する例えばＩＰ網からのフレームは、ＭＰＬＳ網に属するルータ間において設定されたラベル交換パス（以下、特に断らない限り、ＬＳＰと称する。）に沿って転送（ルーティング又は転送）される。そして、ＭＰＬＳ網におけるルーティングは、ＬＳＰの始点の入口ルータ（入口エッジルータ：ＬＥＲ，入口ＬＥＲ又はＩｎｇｒｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ）と、ＬＳＰの終点の出口ルータ（出口エッジルータ：ＬＥＲ，出口ＬＥＲ又はＥｇｒｅｓｓ Ｒｏｕｔｅｒ）との間に設けられた各ルータが、いずれも、受信ラベルと送信ラベルとのラベルテーブルを設け、各ルータがこのラベルテーブルを参照することによりフレームを転送する。
図２９はＭＰＬＳ網におけるラベルスイッチングを説明するための図であり、ユーザのＩＰパケットがＭＰＬＳによりカプセル化される例が表示されている。この図２９に示すＭＰＬＳ網（ＭＰＬＳドメイン）１００は、ユーザ網５１ａ，５１ｂとパケットを送受信する入口ルータ（ＬＥＲ）＃１，出口ルータ（ＬＥＲ）＃２と、ＭＰＬＳ対応の中継ルータ（ＬＳＲ［Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈ Ｒｏｕｔｅｒ］：ラベルスイッチルータ）＃１とをそなえて構成されている。
以下の説明においては、特に断らない限り、パケットとは転送データの基本単位を意味し、また、フレームとはレイヤ２の上位レイヤがパケットに、ラベルを含むヘッダを付与してカプセル化したものを意味する。
ユーザ網５１ａからのＩＰパケットは、入口ルータ＃１にてラベルを付与され、このラベルを付与されたフレームは、中継ルータ＃１に転送される。中継ルータ＃１は、受信したフレームのラベルを参照し、出口ルータ＃２を示すラベルに付け替えて転送し、出口ルータ＃２は、ＭＰＬＳフレームのラベルを除去してユーザ網５１ｂに送信する。また、入口ルータ＃１および出口ルータ＃２は、転送されたＩＰパケットのＩＰアドレスをルックアップするが、中継ルータ＃１は自分自身に設けたラベルテーブルのみを用いてフレームの転送処理を行なう。
なお、入口ルータ＃１において、ラベルを付与して転送する動作はプッシュ（Ｐｕｓｈ）と呼ばれ、また、中継ルータ＃１においてラベルを付け替えて転送する動作はスワップ（Ｓｗａｐ）と呼ばれ、さらに、出口ルータ＃２がラベルを除去して転送する動作はポップ（Ｐｏｐ）と呼ばれる。
（Ｐ１−６）ＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ Ｃｌａｓｓ：転送等価クラス）
ユーザ網５１ａからのＩＰパケットのうちのＭＰＬＳ網１００において同一送信先（出口ルータ）を有し、同一処理の対象となるパケットの集まりは、ＦＥＣと呼ばれる。例えばＩＰサブ網又は集積された網アドレスが、１つのＦＥＣに相当する。さらに、ラベルは同一のＦＥＣであることを区別するための目印として用いられる。また、ラベルが付与されたＭＰＬＳフレームが転送するパスが、上記のＬＳＰに相当する。ＬＳＰは、ポイントツーポイントの転送に用いられ、また、送信先アドレスが同一の場合はマージされ、マルチポイントツーポイントの転送に用いられることもある。
（Ｐ１−７）ＬＳＰを用いたポイントツーポイント転送
図３０（ａ）はＭＰＬＳ網１００におけるラベルスワップを説明するための図である。この図３０（ａ）に示す中継ルータ（ＬＳＲ）＃１は、例えばラベル「２５」を有するフレームを転送し、中継ルータ（ＬＳＲ）＃２は、そのフレームのラベルを読み込み、図３０（ｂ）に示すトンネルラベルテーブル（ラベルテーブル）１５を参照する。このトンネルラベルテーブル１５は、受信ラベル（受信ラベル値）および送信ラベル（送信ラベル値）を対応付けて保持しており、中継ルータ＃２は、次段の中継ルータ＃３に対して受信ラベル「２５」を送信ラベル「３５」に付け替えてルーティングテーブルを用いずに転送する。従って、ラベルは、各中継ルータ＃１〜＃３を通過する毎に異なるラベルに付け替えられる。
また、中継ルータ＃１〜＃３が１本のＬＳＰに相当し、中継ルータ＃２は、このＬＳＰに、ＦＥＣ「１１」を付与する。これにより、多数のＬＳＰが識別され、各中継ルータ＃１〜＃３は、論理的に複数のＬＳＰを設定することができる。なお、ＬＳＰは片方向のパスを示すものなので、両方向のパスが必要な場合は、ＬＳＰも２本必要になる。
（Ｐ１−８）ＰＨＰ（Ｐｅｎｕｌｔｉｍａｔｅ Ｈｏｐ Ｐｏｐｐｉｎｇ）の説明
なお、ラベルポップの一例として、ＰＨＰが知られている。ＰＨＰとは、出口ルータの１つ前段の中継ルータがＭＰＬＳフレームのラベルを除去する転送方法（フレーム転送方法）である。
図３１はＰＨＰを説明するための図であり、入口ルータ＃１と出口ルータ＃２との間にＬＳＰが設定されている。この図３１に示すＩＰパケットは、入口、ルータ＃１にてラベルＬ１をプッシュされ、（ＩＰパケット，ラベル）からなるＭＰＬＳフレームにカプセル化される。このＭＰＬＳフレームは、中継ルータ＃１にてラベルＬ１をラベルＬ２にスワップされる。ここで、出口ルータ＃２は、中継ルータ＃１からのラベルを読み込む必要はない。従って、ラベルは、出口ルータ＃２の１つ前段の中継ルータ＃２において除去されユーザ網５１ｂに転送される。
ＬＳＰは、ポイントツーマルチポイントの転送にも適用でき、具体的な転送方法が検討され種々のドラフトが提案されている。
（Ｐ１−９）ＭＰＬＳフレームのフォーマット
ＭＰＬＳフレームに含まれる例えばＩＰパケット，ＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ ＮＥＴｗｏｒｋ：同期光通信網）フレーム等の元パケットのうちのラベルに相当するフィールドを有するもの（メディアとも称する。）について、入口ルータ＃１は、そのフィールドに直接ラベルを付与する。例えばＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ：非同期転送モード）のＶＰＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐａｔｈ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：仮想パス識別子）／ＶＣＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：仮想チャネル識別子）又はフレームリレーのＤＬＣＩ（Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ：データリンク接続識別子）が相当する。ＶＰＩおよびＶＣＩはペアになってフレームの次段の送信先を識別するようになっている。
一方、ラベルに相当する部分を含まないメディアについては、入口ルータ＃１は、フレームに新たなヘッダ（シムヘッダ［ＳＩＭＭ Ｈｅａｄｅｒ］）を追加する。例えばＰｏＳ（Ｐａｃｋｅｔ ｏｖｅｒ ＳＯＮＥＴ）およびイーサネットはシムヘッダを付与される。
図３２（ａ）〜図３２（ｃ）はそれぞれＭＰＬＳフレームのフォーマット例を示す図であり、この図３２（ａ）に示すＭＰＬＳフレームはシムヘッダを有する。このシムヘッダは、図３２（ｂ）に示すように、ｎ（ｎは自然数を示す。）種類の異なるラベルを含めることができる。これにより、各ルータは、複数のラベルをＭＰＬＳフレームに重ねて設定（スタック）できる。
ここで、ラベルｎは最初に付与されたボトムラベル（最終ラベル）であり、また、各中継ルータによって、ＭＰＬＳフレームのシムヘッダは、ラベルｎ−１からラベル１を順番にスタックされる。中継ルータが読む部分は、フレームの外側のラベルだけであり、また、複数のラベルを除去する順番は、外側のラベル１からラベルｎの順である。従って、このスタックを用いることにより階層的なＬＳＰを生成することができる。なお、このスタックラベルはＭＰＬＳによる仮想網（ＶＰＮ）の提供等で使用される。
また、各ラベル１〜ｎは、いずれも、図３２（ｃ）に示すように、ラベル値，ＥＸＰ（ＲＦＣ３０３２の記述による名称を示す。），Ｓ（Ｂｏｔｔｏｍ ｏｆ Ｓｔａｃｋ）ビット，ＴＴＬ（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｌｉｖｅ）値を含む。ここで、ＥＸＰはＣｏＳ（Ｃｌａｓｓ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）／ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）の各情報を伝送するためのものである。なお、ＱｏＳとは通信品質の保証および帯域確保等を実現する技術であり、ＣｏＳとは送信側装置がパケットに優先度を設定しルータがその優先度が高いパケットを優先的に転送する技術である。また、Ｓビットはボトムラベルか否かを表すものであり、付与されたラベルがボトムラベルの場合は「１」が書き込まれ、ボトムラベルでない場合は「０」を書き込まれる。また、ＴＴＬはフレームが廃棄されるまでの転送回数である。
（Ｐ１−１０）ラベル配布プロトコル
ＭＰＬＳ網の負荷の大きさは、常時変動しているので、各ルータが、受信ラベルを、次段の中継ルータに予め割り当てた送信ラベルに付け替えて、受信ラベルと送信ラベルとを対応付けたラベルテーブルを生成し、その後に、ラベルテーブルを参照して付け替えたフレームを転送する。このラベル付け替えとパケット転送とが繰り返されることにより、入口ルータと出口ルータとの間の各中継ルータに対してラベルが配布されるのである。
また、各ルータが用いるラベル配布プロトコルは、制御信号の送受信プロトコルである。このシグナリングプロトコルは、ＬＤＰ（Ｌａｂｅｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＲＦＣ３０３６）とＲＳＶＰ−ＴＥ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｓｅｒ Ｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｗｉｔｈ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ：拡張帯域予約プロトコル）とが知られている。
（Ｐ１−１１）ＬＤＰ
ＬＤＰとは、ラベル配布専用のシグナリングプロトコルである。ＬＤＰは、隣接ルータ間又は離れた中継ルータ間において、それぞれ、ＦＥＣとラベルとの割り当て情報を予め配布する方法（又は手順）を定めている。このＬＤＰを用いたラベル配布方法の一例として、ＤｏＤ（Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ）モードとＤＵ（Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ Ｕｎｓｏｌｉｃｉｔｅｄ）モードとが知られている。
図３３（ａ）はＤｏＤモードを説明するための図である。このＤｏＤモードとは、図３３（ａ）に示す上流側の中継ルータが、ＦＥＣに対応するラベルを下流側の中継ルータに問い合わせメッセージ（ラベル要求メッセージ）を送信したときに、下流側の中継ルータが上流側の中継ルータに対してラベルを配布する（ラベルマッピングメッセージ）。
また、図３３（ｂ）はＤＵモードを説明するための図である。このＤＵモードとは、ＦＥＣを有する下流側の中継ルータが、ラベルを決定して上流側の中継ルータに対しラベル要求メッセージ（ラベルリクエスト）を送信し、上流側の中継ルータが、このラベルリクエストを受信すると、下流側の中継ルータに対してラベルを割り当てたことを表すマッピング（Ｍａｐｐｉｎｇ）を送信する。
このＬＤＰを用いることによりラベル配布が可能となる。この半面、ＬＳＰはパス自体を表しルーティングプロトコルの最短パスに従うものであり、ＬＤＰおよびＬＳＰ間には依存関係は全くなく、相互に独立している。また、ＬＤＰはＬＳＰの帯域幅を確保する機能を有していない。このため、ＬＤＰが欠く機能を実現する技術として、ＲＳＶＰ−ＴＥ（ＲＳＶＰ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ＲＦＣ３２０９）とＣＲ−ＬＤＰ（Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ Ｒｏｕｔｅｄ ＬＤＰ：ＲＦＣ３２１２）とが知られている。
（Ｐ１−１２）ＲＳＶＰ−ＴＥ
ＲＳＶＰ−ＴＥはＩＰ網における帯域予約のために作成されたＲＳＶＰ（Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に、ラベル配布機能を加えて拡張したものである。また、ＣＲ−ＬＤＰは、ＬＤＰ自体に必要な機能を追加したものである。ＲＳＶＰ−ＴＥとＣＲ−ＬＤＰとは、基本的にポイントツーポイントのＬＳＰをＤｏＤモードにおいて設定するものであり、ＬＳＰを明示的に指定するＥＲ６（Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｒｏｕｔｅ ６）と称する機能を実現し、また、各リンク（物理的リンク又は転送路）に帯域幅を予約する機能をも有する。
（Ｐ２）Ｄｒａｆｔ−Ｍａｒｔｉｎｉ方式（第１の草案又はマティーニ草案）
（Ｐ２−１）規定内容
マティーニ草案とは、ＭＰＬＳ網において、レイヤ２パケットを、ポイントツーポイントで転送する方法を規定しており、このマティーニ草案がサポートするＬ２プロトコルは複数のものが知られており、最も注目されているものはイーサネットである。
（Ｐ２−２）マティーニ草案が規定するトンネルラベルおよびＶＣラベル
トンネルとは、入口ルータと出口ルータとの間において、仮想的なパス（トンネルＬＳＰ）を設定し、さらにトンネルＬＳＰ内に、ＶＣＬＳＰを設定することである。レイヤ２パケットを、ＶＣＬＳＰにマッピングすることにより、インターネットを通過できない専用アドレスを有するパケットの伝送およびＩＰプロトコル以外のプロトコルを適用した網間の通信が可能となる。
（Ｐ２−３）転送方法の一例
図３４はマティーニ草案が規定する転送方法を説明するための図である。この図３４に示すユーザＡ，Ｂは、ＭＰＬＳ網１００に、ユーザＡ，Ｂに対応するＬＳＰが確立されている。また、入口ルータ＃１，中継ルータ＃１，＃２および出口ルータ＃２は、いずれも、イーサネット仮想回線（イーサネットＶＣ）を提供するプロバイダエッジルータ（ＰＥ）である。
最初に、入口ルータ＃１は、入口ルータ＃１および出口ルータ＃２間におけるトンネルＬＳＰ（円筒形で表されたもの）を設定する。ここで、トンネルＬＳＰを示すラベル（トンネルラベル）は、パケット９１ａ，９１ｂの最も外側に書き込まれる。また、入口ルータ＃１は、その１個のトンネルＬＳＰについて２本のイーサネット仮想回線を提供するために、２本のＶＣＬＳＰ（太線および点線で表されたもの）を設定する。ＶＣＬＳＰを示すラベル（ＶＣラベル）は、トンネルラベルよりも内側であり、ユーザＬ２パケットの外側に書き込まれる。
また、図３４に示すフレームフォーマットはマティーニ草案が定めるものであり、レイヤ２ヘッダと、トンネルラベル（Ｔ１，Ｔ２等），ＶＣラベル（Ａ，Ｂ等）およびＣＷ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｗｏｒｄ）が書き込まれている。ここで、レイヤ２ヘッダは、物理リンクに関連したヘッダである。トンネルラベルは、フレームが仮想網（ＭＰＬＳ網）を転送するためのラベルである。ＶＣラベルは仮想回線を識別するためのものであり、ラベルＬＤＰの拡張等によって配布される。さらに、ＣＷは制御用のものであって、イーサネット又はＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）のドメインにおいてはオプションとして用いられる。ペイロードは、プリアンブルとフレームチェックシーケンスとを除くイーサネットフレーム全体を示す。従って、ＭＰＬＳフレームは、２種類のスタックされたラベルを用いて転送される。
また、入口ルータ＃１は、イーサネット仮想回線を識別する共通のＶＣＩＤ（ユーザ識別子）を、例えば「２４００」に設定し、さらに、ＶＣＩＤ「２４００」を示すラベルとして、ＶＣラベル「２０００」を設定する。この理由は、出口ルータ＃２は、ＶＣＩＤだけを用いてユーザ拠点（入口ルータ）を判別できないからである。このため、ユーザと、ユーザ拠点を示す入口ルータ＃１との両方を識別するためにＶＣラベルを割り当てるようにしている。これにより、入口ルータ＃１は、同一のＶＣＩＤ「２４００」を有する出口ルータ＃２に対して、転送するＭＰＬＳフレームに、ＶＣラベル「２０００」を付与すればよいことを知る。
そして、入口ルータ＃１は、ユーザＡ，Ｂから受信したパケット９１ａ，９１ｂに、ユーザＡ，Ｂに共通なトンネルラベルＴ１とユーザＡ，Ｂを識別するためのＶＣラベルＡ，Ｂとを各パケット９１ａ，９１ｂに付与してＭＰＬＳ網１００に転送する。
このように、マティーニ草案が規定するフレーム転送方法は、ＭＰＬＳ網において、トンネルラベルとＶＣラベルとの２段にラベルを設定し、複数のＶＣＬＳＰを用いてＭＰＬＳフレームを転送する。
（Ｐ２−４）なお、マティーニ草案は現在、標準化の途中であり、転送方式（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｏｆ Ｌａｙｅｒ ２ Ｆｒａｍｅｓ Ｏｖｅｒ ＭＰＬＳ，ｄｒａｆｔ−ｍａｒｔｉｎｉ−１２ｃｉｒｃｕｉｔ−ｔｒａｎｓ−ｍｐｌｓ−０９．ｔｘｔ）とカプセル化方式（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｏｆ Ｌａｙｅｒ ２ Ｆｒａｍｅｓ Ｏｖｅｒ ＩＰ ａｎｄ ＭＰＬＳＮｅｔｗｏｒｋｓ，ｄｒａｆｔ−ｍａｒｔｉｎｉ−１２ｃｉｒｃｕｉｔ−ｅｎｃａｐ−ｍｐｌｓ−０４．ｔｘｔ）との２種類のドラフトが公表されている。また、多くのベンダが既に製品へ実装を開始している。このマティーニ草案を拡張したものとしてＶＰＬＳが知られている。
（Ｐ３）ＶＰＬＳ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ ＬＡＮ Ｓｅｒｖｉｃｅ：仮想専用ＬＡＮサービス）
ＶＰＬＳは、多くのサービス提供者が提供する広域ＬＡＮサービスを拡張する技術であり、レイヤ２パケットのうちの特にイーサネットパケットを効率的に伝送するマルチポイントのレイヤ２ＶＰＮ技術である。また、ＶＰＬＳは、レイヤ２パケットを含むＭＰＬＳフレームの転送に必要なレイヤ２機能と、入口ルータ又は出口ルータのＭＰＬＳ機能（ラベル交換，ラベルのプッシュおよびラベルのポップ）とを併せもつものでもある。このレイヤ２機能とは、送信元ＭＡＣアドレスの認識機能とレイヤ２スイッチング機能とを表す。
このレイヤ２スイッチングとは転送パスを切り替えること又はその切り替える装置を意味する。具体的には、レイヤ２スイッチングは、フレームのＭＡＣアドレスに基づいてフィルタリング，転送又はフラッディングすることを表す。なお、フラッディングとは、レイヤ２スイッチングを有するルータが、未知の送信先アドレスを有する宛先不明のフレームを受信した場合に、レイヤ２スイッチングに関連付けられた全ての出力ポート（そのフレームを受信したポートを除く。）について、その受信フレームを複製して送信することを意味する。これらの定義は、特に断らない限り、以下、同様の意味で使用する。
さらに、ＶＰＬＳを詳述すると、ＶＰＬＳは、サービス提供者が、サービス提供者自身のＭＰＬＳ網を用いて、ユーザに対してレイヤ２フレームのスイッチングをエミュレート（仮想実現）し、かつ入口ルータおよび出口ルータがレイヤ２アドレスの学習機能を有する。このＶＰＬＳを用いたフレーム転送方法は、帯域を効率的に使用し冗長な転送を省くために、送信先ＭＡＣアドレスがＭＡＣアドレステーブルに登録されていないとき、イーサネットパケットを含むＭＰＬＳフレームを、送信先ユーザサイトに接続された出口ルータ＃２にのみ送信するようにしている。このため、ＶＰＬＳは、イーサネットパケットをその送信先ＭＡＣアドレスに基づいてスイッチする。
これに対して、前記マティーニ草案は、ポイントツーポイント転送が可能となる半面、レイヤ２スイッチ機能、つまりＭＡＣアドレスの学習に基づいた転送を実現する機能は含まれていない。
（Ｐ４）Ｄｒａｆｔ−ｌａｓｓｅｒｅ−ｖｋｏｍｐｅｌｌａ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ ＬＡＮ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｏｖｅｒ ＭＰＬＳ，ｄｒａｆｔ−ｌａｓｓｅｒｒｅ−ｖｋｏｍｐｅｌｌａ−ｐｐｖｐｎ−ｖｐｌｓ−０１．ｔｘｔ）方式（第２の草案）の説明
（Ｐ４−１）規定内容
第２の草案は、ＭＰＬＳ網におけるレイヤ２の転送を仮想的に実現するサービス（ＶＰＬＳ）を実現する具体案の一つである。この第２の草案は、概略的には、広域ＬＡＮサービスのバックボーン（基幹回線）として利用できるＭＡＣアドレス学習機能をもつポイントツーマルチポイントのレイヤ２ＶＰＮについて規定している。この第２の草案には、入口ルータおよび出口ルータにおけるＭＡＣアドレス学習およびＭＰＬＳ網におけるマルチキャストおよびブロードキャストの各動作が記載されている。
（Ｐ４−２）ＶＣＩＤ（ＶＣ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：各ユーザを識別するためのユーザ識別子）
具体的には、各ルータがＶＣＩＤを割り当てられ、このＶＣＩＤを用いて、フルメッシュの仮想網が構築されるようになっている。
これにより、ＭＰＬＳ網は、仮想ブリッジとみなされ、ＭＰＬＳ網においてサービス提供者はユーザに対して、ＶＰＬＳを提供できる。
（Ｐ４−３）ブリッジ（ブリッジ機能）
ブリッジとは、ＭＡＣアドレステーブルに基づいて、レイヤ２において、フレームを転送することを意味し、フレームのフィルタリング，転送又はフラッディング等を行なう。
（Ｐ４−４）ＭＰＬＳ網におけるキャスト
既存のＬＡＮはマルチキャストおよびブロードキャストの各サービスをサポートしている。この一方、現時点においては、ＭＰＬＳ網自身はこれらのサービスをサポートしていない。
ここで、マルチキャストとは、網において、複数のルータ（ルータのアドレス）を指定して同一データを送信することであり、ブロードキャストとは、不特定多数のルータ（ルータのアドレス）に対してデータを送信することであり、また、ユニキャストとは、単一のルータ（ルータのアドレス）に対してデータを送信することである。
しかし、ＭＰＬＳ網がＶＰＬＳを用いるためには、同一のマルチキャスト又はブロードキャストドメインを有しＭＰＬＳ網に接続されているユーザサイト間において、マルチキャスト，ブロードキャストおよびユニキャストの各トラヒックが適切に転送される必要がある。
各トラヒックの適切な転送を実現するためには、ＬＳＰ単位（又はＬＳＰ毎）においてＭＡＣアドレスの学習機能を要する。加えて、必要なＶＣＬＳＰについてのフレームを複製することにより、マルチキャスト，ブロードキャストおよび宛先不明ユニキャストのフラッディングが実現する。
（Ｐ４−５）仮想網（ＶＰＮ）の構築
ＭＰＬＳ網において、ユニキャストＬＳＰを用いた場合は、仮想網を構成するノードに対応する入口ルータと出口ルータとの間においてフルメッシュのＶＣを作成し、これにより、仮想網が構築される。このＶＣは一方向だけを示すので入口ルータおよび出口ルータ間には両方向のトラヒックを伝送するＶＣペアが存在する。ここで、ＶＣラベルの交換はＬＤＰ等に依存して行なわれ、また、ユーザＶＰＮは固有の例えば３２ビットのＶＰＮＩＤを用いて識別される。
（Ｐ４−６）フレームの転送例
ユーザトラヒックは、ルータの入力ポート又はＶＬＡＮをベースとしたＦＥＣの設定により特定の仮想網に転送される。入口ルータおよび出口ルータは、サポートする各仮想網について、ＶＦＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ Ｉｎｓｔａｎｃｅ）と称する別々のＭＡＣアドレステーブルを設けて、通常のレイヤ２スイッチ（Ｌ２スイッチ）のように送信元ＭＡＣアドレスを認識するようになっている。
ここで、フレームを転送するためには、ＭＰＬＳ網におけるブリッジ装置（ブリッジ機能を有する装置）はＶＣＬＳＰと送信先ＭＡＣアドレスとを対応付けて保持する機能を設けなければならない。これに対して、全ての可能な送信先ＭＡＣアドレスとＶＣＬＳＰとの組合せを静的に対応付けるのは実際上、不可能である。従って、入口ルータおよび出口ルータはともに送信先ＭＡＣアドレスについて動的に学習できるようインバンド（Ｉｎｂｏｕｎｄ）ＶＣラベルとアウトバンド（Ｏｕｔｂｏｕｎｄ）ＶＣラベルとを関連づけて保持する必要がある。
（Ｐ４−７）ＶＣラベルの割り当て方法
図３５はＶＣラベルの割り当て方法を説明するための図である。この図３５に示すＭＰＬＳ網１００は、ＭＰＬＳを用いたレイヤ２の仮想網であり、また、ユーザＡ１〜Ａ４は、それぞれ、同一のＶＰＬＳセグメント（ルータ等のレイヤ３機能を有する装置によって仕切られた網であってブロードキャストフレームを送信する単位ドメインを示す。）であって、いずれも、ＶＣＩＤ「１２３４」を割り当てられている。入口ルータ＃１は、イーサネットパケットの転送のために、送信先ＭＡＣアドレスとＶＣラベルとを対応付けて保持するＭＡＣアドレステーブルを有し、ＶＣラベルを検索するために、ＭＡＣアドレスを用いて検索する。
また、ラベル配布方法は、出口ルータ＃２が、入口ルータ＃１に対して、ＶＣラベルに関する情報を通知（ラベルシグナリング）することにより行なわれる。具体的には、出口ルータ＃２は、入口ルータ＃１に対して、「出口ルータ＃２宛であり、かつＶＣＩＤが『１２３４』のＭＰＬＳフレームについては、ＶＣラベル２０１を付与して転送する」旨を通知する。
（Ｐ４−８）ルータ間における転送例
入口ルータ＃１は、入口ルータ＃１自身と接続されたユーザサイトから、エントリのない送信先ＭＡＣアドレスＭ２を含むパケットを受信すると、このユーザサイトの仮想網に属するすべてのＶＣラベルを有するＬＳＰに対してＭＰＬＳフレームを送信する。
図３６は入口ルータ＃１のブロック図である。この図３６に示す入口ルータ＃１のフレーム受信部９３ａがユーザ網５１ａからパケットを受信すると、ＭＡＣブリッジ処理部９３ｂがＭＡＣアドレステーブル９３ｄを参照し、第１フレーム送信部９３ｃからフレームを送信する。
そのフレームがユニキャストの場合は、フレームはＶＣラベルプッシュ部９３ｆにてＶＣラベルを付与され、また、トンネルラベルテーブル９３ｈの保持情報に基づいて、トンネルラベルプッシュ部９３ｇにてトンネルラベルを付与される。そして、各ラベルを付与されたＭＰＬＳフレームは、レイヤ２ヘッダ作成部９３ｉにて、レイヤ２ヘッダを作成され、第２フレーム送信部９３ｊから出力される。また、ＭＡＣブリッジ処理部９３ｂにおいて、フレームがマルチキャストフレームの場合は、そのフレームは、フレーム複製部９３ｅにて複製され、ＶＣラベルプッシュ部９３ｆに入力される。
さらに、入口ルータ＃１が宛先不明のフレームを受信すると、その受信フレームを、その受信フレームの属する仮想網に関連するＶＣＬＳＰに転送する。
図３７はフラッディングを説明するための図である。この図３７に示す入口ルータ＃１は、送信元ＭＡＣアドレスＭ１および送信先ＭＡＣアドレス（宛先ＭＡＣアドレス）Ｍ２を含むフレームを、ユーザＡ１から受信すると、送信先ＭＡＣアドレスＭ２を知らない場合は、ＶＣＬＳＰについてのＭＰＬＳフレームを複製する。そして、入口ルータ＃１は、ＶＣラベルが２０１，３０１のＭＰＬＳフレームを、対応する出口ルータに対して送信する。これにより、宛先不明のユニキャストについてフラッディングできる。
また、図３８は中継ルータ＃１（ＬＳＲ＃１）のブロック図である。この図３８に示す中継ルータ＃１（中継ルータ＃２も同一構成である。）において、フレームがフレーム受信部９４ｃにて受信されると、Ｌ２ヘッダ除去部９４ｄにてヘッダが除去され、ラベルスイッチ部９４ｂに入力される。ラベルスイッチ部９４ｂは、トンネルラベルテーブル９４ａを参照して、トンネルラベルをスワップし、スワップされたフレームは、Ｌ２ヘッダ作成部９４ｅ，第２フレーム送信部９４ｆをそれぞれ介して出力される。従って、中継ルータ＃１は、受信フレームのトンネルラベルのみを参照して転送処理する。
この一方、ＶＣラベルバインドテーブルを用いた処理を図３９，図４０に示す。
図３９は出口ルータ＃２（ＬＥＲ＃２）のブロック図である。この図３９に示す出口ルータ＃２は、フレームを受信すると、通常のレイヤ２スイッチングのように、ＶＣラベルバインドテーブル９５ａを参照する。アドレス学習部９５ｂは、例えば図４０に示すように、受信フレームのＶＣラベルが２０１であり送信元ＭＡＣアドレスがＭ１のものを有する場合、ＶＣラベルバインドテーブル９５ａを参照し、ＭＡＣアドレスＭ１とその反対方向のＶＣであるＶＣラベル１０２とを関連付けてＭＡＣアドレステーブル９５ｃ（図３９）にエントリを作成する。
また、図４１はユニキャスト転送を説明するための図である。この図４１に示す出口ルータ＃２は、送信先ＭＡＣアドレスＭ１を有するフレームを、出口ルータ＃２と接続されたユーザサイト（ユーザＡ２，Ａ４）から受信すると、ＭＡＣアドレステーブル（図示省略）から、ＭＡＣアドレスＭ１を検索しＶＣラベル１０２を得る。そして、出口ルータ＃２は、受信フレームのＶＣラベルを１０２に設定し、設定したフレームをＭＰＬＳ網１００に送信する。
入口ルータ＃１が、送信元ＭＡＣアドレスＭ２を有するフレームを受信した後は、アドレス学習によってＭＡＣアドレステーブルにエントリが作成され、そして、ＭＡＣアドレスＭ２を送信先とするフレームは、ユニキャストで出口ルータ＃２に送信される。
（Ｐ４−９）入口ルータ＃１および出口ルータ＃２とＭＡＣアドレスとの関係
従って、入口ルータ＃１および出口ルータ＃２はいずれも、ＭＰＬＳプロトコルが適用される全ての仮想網の全てのＭＡＣアドレスを認識するわけではない。入口ルータ＃１および出口ルータ＃２はともに、収容する仮想網に関連するＭＡＣアドレスだけを認識する。
この一方、中継ルータ＃１〜＃３はいずれも、ＭＡＣアドレスを認識せずにラベルスイッチングだけを行なう。
（Ｐ５）公知技術
コネクションレス型通信ネットワークにおいて、端末装置および中継装置が、夫々、経路制御装置と交信しつつ、転送先を定めてゆく構成が提案されている（例えば特許文献１）。
これにより、コネクションレス型通信ネットワークにおいて、制御メッセージの収束時間および制御メッセージの帯域消費が小さく押さえられ、安定して経済的にマルチキャスト通信が行なえる。
（Ｐ６）課題の説明
しかしながら、前記第２の草案（Ｄｒａｆｔ−ｌａｓｓｅｒｅ−ｖｋｏｍｐｅｌｌａ方式）規定のプロトコルが用いられた場合は、ＭＰＬＳ網１００の負荷が過大となる。
図４２は従来技術を用いたブロードキャストを説明するための図である。この図４２に示す入口ルータ＃１は、ユーザサイトから受信したマルチキャストフレーム，ブロードキャストフレーム又は宛先不明のユニキャストフレームを受信するものである。中継ルータ＃１は、例えばブロードキャストフレームを受信すると、送信が必要なＶＣの数だけ受信フレームをコピーし、コピーした複数のフレームを次段の中継ルータ＃２，＃３に対して送信する。
このため、多数のフレームがＭＰＬＳ網１００に転送されるので、同一リンクに同一フレームが多数送信され、ＭＰＬＳ網１００の負荷は増大するという課題がある。
入口ルータ＃１は、宛先不明のユニキャストフレームを受信すると、ＭＰＬＳ網１００の全ルータに対してそのユニキャストフレームを送信する。従って、やはり、ＭＰＬＳ網１００の負荷が増大する。特に、ベストエフォート型の網においては、多量の複製されたフレームが送信されるので、有効に帯域を利用できないという課題がある。
そして、入口ルータ＃１は、受信したマルチキャストフレームのＭＡＣアドレスをいったんＭＡＣアドレステーブルに登録すると、その後に受信する全てのマルチキャストフレームを、そのＭＡＣアドレステーブルに登録したＭＡＣアドレスを送信先ＭＡＣアドレスとする出口ルータ＃２に送信する。従って、入口ルータ＃１，出口ルータ＃２間において、無駄なフレーム複製およびフレーム転送を招き、これにより、仮想網の負荷が圧迫されるという課題がある。
さらに、ＭＰＬＳ網１００は、レイヤ２スイッチに必要なレイヤ２アドレス学習機能が設けられておらず、サービス提供者は、自分自身の網においてユーザに対して、レイヤ２アドレス学習機能をそなえたポイントツーマルチポイントのレイヤ２仮想網を効率的に提供できないという課題がある。
加えて、上記特許文献１記載の経路制御装置は、端末装置および中継装置へ経路設定メッセージを送信することにより転送経路を設定する。
しかしながら、特許文献１記載の経路制御装置は、ＭＰＬＳを適用したレイヤ２仮想網におけるものではない。従って、経路制御装置は、アドレス学習をするものではない。そのうえ、上記経路制御装置は、送信元ＭＡＣアドレスの認識，レイヤ２スイッチング，入口ルータ又は出口ルータのラベル交換，ラベルのプッシュおよびラベルのポップ（レイヤ２機能）とを併せもつものではない。
特開２００２−７７２３９号公報 In recent years, service providers such as service providers (SPs) and communication carriers (communication carriers) have been defined in MPLS (RFC [Request for Comments] 3031 and RFC 3032 for reliably transferring packets or frames. A virtual private network (virtual network or VPN) in layer 2 (data link layer) is constructed using MPLS technology.
(P1) Schematic description of VPN (virtual network) and L2VPN (layer 2 virtual network) and MPLS
(P1-1) Packet, frame, label, and LSP (label exchange path)
In the following description, a packet means a basic unit of transfer data, and a frame means a layer 3 packet obtained by encapsulating a layer 2 packet with a header including a label. The label is a path identifier. This label is given by the ingress router of the MPLS network for a frame transmitted through the MPLS network. A frame to which a label is attached is called an MPLS frame.
Furthermore, LSP includes tunnel LSP and VCLSP. For example, as shown in FIG. 2, the tunnel LSP functions as a tunnel for a plurality of VCs (Virtual Circuits: VCLSP), and each VCLSP functions as an actual line for transmitting a layer 2 frame. In other words, the tunnel LSP is for transferring a frame, and a label representing the tunnel LSP is called a tunnel label. VCLSP relates to a virtual circuit for transferring a frame, and a label representing this VC is called a VC label.
Therefore, each of these tunnel labels and VC labels functions as a hierarchical path identifier.
(P1-2) Virtual network
In general, a virtual network means a network in which a service provider provides a dedicated network service to a user using a public network, and a layer 2 virtual network means a virtual network such as a MAC. (Media Access Control) This means an extension to transfer of a layer 2 frame such as a packet (physical packet).
(P1-3) Schematic description of MPLS
MPLS is a technology or transfer path in which a router (transfer device or node) assigns (maps) a label to a frame header for frames of various protocol formats, and each router refers to only the label and transfers the frame. This is a technique for selecting (transfer route). Therefore, regardless of the protocol of the frame encapsulated by MPLS, each router of the MPLS network can transfer the frame. When the frame encapsulated by MPLS is layer 2, the service provider can The frame transfer service can be provided without depending on the (user site) layer 3 protocol.
MPLS is a technology originally born for speeding up transfer processing in a large-scale IP (Internet Protocol) network such as the Internet. However, as the hardware technology of routers has evolved, each router can process packet transfer at high speed, and MPLS has become less important from the viewpoint of high-speed transfer in terms of speeding up transfer processing.
(P1-4) Purpose of using MPLS in a virtual network
By assigning both labels, each router can identify the frame, and not only one label but also two or more labels can be assigned to one frame. It is expanding. There are two main purposes for using MPLS in addition to high-speed transfer.
The first purpose is to provide the network with a function for explicitly setting a path in the IP network (Traffic Engineering (TE) function).
The reason why the traffic engineering function is necessary is that the result of the path calculation that is normally used may deteriorate the bandwidth use efficiency. Here, path selection to a destination IP address using normal path calculation calculates each link cost based on the number of pops and bandwidth of the router, adds the calculated link costs, and has the lowest cost Let the path be the shortest path.
On the other hand, the shortest path obtained by the path calculation may be shifted to a specific link (path between adjacent routers) in the network, and there is a possibility that the use efficiency of the band is deteriorated.
For this reason, in order to avoid the deviation, the router makes a detour by explicitly specifying a path by the traffic engineering function. As a result, specific network resources are allocated for each traffic.
The second purpose in which MPLS is used is for a service provider to provide a VPN service such as L2VPN (layer 2 virtual network) using MPLS. In this VPN service, a service provider constructs its own MPLS network, and a network obtained by logically dividing the MPLS network for each user is provided to the user as a virtual network (VPN). .
Thereby, in L2VPN, a user can use an existing router without being aware of MPLS, and different users can use the same IP address repeatedly. Furthermore, the layer 2 frame can be transferred regardless of the layer 3 protocol of the network used by the user.
(P1-5) Label switching
The layer 2 frame transfer function is realized by label switching using a label exchange path of MPLS. A frame from, for example, an IP network adjacent to the MPLS network is transferred (routed or transferred) along a label exchange path (hereinafter referred to as LSP unless otherwise specified) set between routers belonging to the MPLS network. . In the MPLS network, routing is performed between an ingress router at the start point of the LSP (ingress edge router: LER, ingress LER or Ingress Router) and an egress router at the end point of the LSP (egress edge router: LER, egress LER or Egress Router). Each router provided between them provides a label table of received labels and transmitted labels, and each router transfers a frame by referring to this label table.
FIG. 29 is a diagram for explaining label switching in the MPLS network, in which an example in which a user's IP packet is encapsulated by MPLS is displayed. The MPLS network (MPLS domain) 100 shown in FIG. 29 includes an ingress router (LER) # 1, an egress router (LER) # 2 that transmits and receives packets to and from the user networks 51a and 51b, and an MPLS-compatible relay router (LSR [Label Switch Router]: label switch router) # 1.
In the following description, unless otherwise specified, a packet means a basic unit of transfer data, and a frame means a packet that is encapsulated by a higher layer of layer 2 with a header including a label added to the packet. means.
The IP packet from the user network 51a is given a label at the ingress router # 1, and the frame with this label is transferred to the relay router # 1. The relay router # 1 refers to the label of the received frame, transfers it with the label indicating the egress router # 2, and the egress router # 2 removes the MPLS frame label and transmits it to the user network 51b. The ingress router # 1 and the egress router # 2 look up the IP address of the forwarded IP packet, but the relay router # 1 performs the frame forwarding process using only the label table provided in itself.
In addition, the operation of assigning and transferring a label in the ingress router # 1 is called “push”, and the operation of transferring and transferring the label in the relay router # 1 is called “swap”. The operation in which the egress router # 2 removes the label and transfers it is called a pop.
(P1-6) FEC (Forwarding Equivalence Class)
Of the IP packets from the user network 51a, a set of packets having the same transmission destination (exit router) in the MPLS network 100 and subjected to the same processing is called FEC. For example, an IP subnetwork or an integrated network address corresponds to one FEC. Further, the label is used as a mark for distinguishing the same FEC. Further, the path to which the MPLS frame with the label is transferred corresponds to the above LSP. LSPs are used for point-to-point transfers, and when destination addresses are the same, they may be merged and used for multipoint-to-point transfers.
(P1-7) Point-to-point transfer using LSP
FIG. 30A is a diagram for explaining label swap in the MPLS network 100. The relay router (LSR) # 1 shown in FIG. 30A transfers a frame having the label “25”, for example, and the relay router (LSR) # 2 reads the label of the frame, and FIG. The tunnel label table (label table) 15 shown in FIG. The tunnel label table 15 holds a reception label (reception label value) and a transmission label (transmission label value) in association with each other. The relay router # 2 receives the reception label “ 25 ”is replaced with the transmission label“ 35 ”and transferred without using the routing table. Therefore, the label is changed to a different label every time it passes through the relay routers # 1 to # 3.
Further, the relay routers # 1 to # 3 correspond to one LSP, and the relay router # 2 assigns FEC “11” to this LSP. Thereby, a large number of LSPs are identified, and each of the relay routers # 1 to # 3 can logically set a plurality of LSPs. Since the LSP indicates a one-way path, two LSPs are required when a two-way path is required.
(P1-8) Description of PHP (Penultimate Hop Popping)
Note that PHP is known as an example of a label pop. PHP is a transfer method (frame transfer method) in which the relay router immediately before the egress router removes the label of the MPLS frame.
FIG. 31 is a diagram for explaining PHP, and an LSP is set between the ingress router # 1 and the egress router # 2. The IP packet shown in FIG. 31 is pushed at label L1 at the entrance, router # 1, and is encapsulated in an MPLS frame composed of (IP packet, label). This MPLS frame is swapped from the label L1 to the label L2 by the relay router # 1. Here, the egress router # 2 does not need to read the label from the relay router # 1. Therefore, the label is removed at the relay router # 2 immediately preceding the egress router # 2 and transferred to the user network 51b.
LSP can also be applied to point-to-multipoint transfer, and specific transfer methods have been studied and various drafts have been proposed.
(P1-9) MPLS frame format
For example, an ingress router # 1 has a field corresponding to a label (also referred to as a medium) of an original packet such as an IP packet or a SONET (Synchronous Optical Network) frame included in an MPLS frame. Give the field a label directly. For example, ATM (Asynchronous Transfer Mode) VPI (Virtual Path Identifier) / VCI (Virtual Channel Identifier): Frame Relay DLCI (Data Link Link Data) Equivalent to. VPI and VCI are paired to identify the transmission destination of the next stage of the frame.
On the other hand, for media that does not include a portion corresponding to a label, the ingress router # 1 adds a new header (Sim Header [SIMM Header]) to the frame. For example, PoS (Packet over SONET) and Ethernet are given shim headers.
FIG. 32A to FIG. 32C are diagrams showing examples of the format of an MPLS frame, and the MPLS frame shown in FIG. 32A has a shim header. As shown in FIG. 32B, this shim header can include different types of labels (n is a natural number). As a result, each router can set (stack) a plurality of labels on the MPLS frame.
Here, the label n is a bottom label (final label) given first, and the shim header of the MPLS frame is stacked in order from label n-1 to label 1 by each relay router. The part read by the relay router is only the outer label of the frame, and the order of removing the plurality of labels is the order of the outer label 1 to the label n. Therefore, a hierarchical LSP can be generated by using this stack. This stack label is used for provision of a virtual network (VPN) by MPLS.
Further, each of the labels 1 to n, as shown in FIG. 32 (c), includes a label value, EXP (indicating the name described in RFC 3032), S (Bottom of Stack) bit, TTL (Time To Live). ) Value. Here, EXP is for transmitting each information of CoS (Class of Service) / QoS (Quality of Service). Note that QoS is a technology that guarantees communication quality and secures bandwidth, etc., and CoS is a technology that sets a priority for a packet by a transmitting side device, and a router preferentially transfers a packet with a high priority. is there. The S bit indicates whether or not the label is a bottom label. When the assigned label is a bottom label, “1” is written, and when the label is not a bottom label, “0” is written. TTL is the number of transfers until the frame is discarded.
(P1-10) Label distribution protocol
Since the load of the MPLS network is constantly changing, each router replaces the reception label with a transmission label assigned in advance to the relay router in the next stage, and a label in which the reception label and the transmission label are associated with each other. A table is generated, and then the frame replaced with reference to the label table is transferred. By repeating this label change and packet transfer, a label is distributed to each relay router between the ingress router and the egress router.
The label distribution protocol used by each router is a control signal transmission / reception protocol. As this signaling protocol, LDP (Label Distribution Protocol: RFC3036) and RSVP-TE (Resource Resertion Protocol with Traffic Extensions: Extended Bandwidth Reservation Protocol) are known.
(P1-11) LDP
LDP is a signaling protocol dedicated to label distribution. LDP defines a method (or procedure) for distributing allocation information between FECs and labels in advance between adjacent routers or between distant relay routers. As an example of a label distribution method using this LDP, a DoD (Downstream on Demand) mode and a DU (Downstream Unlimited) mode are known.
FIG. 33A is a diagram for explaining the DoD mode. This DoD mode means that when the upstream relay router shown in FIG. 33A transmits an inquiry message (label request message) to the downstream relay router for the label corresponding to the FEC, the downstream relay router. Distributes the label to the upstream relay router (label mapping message).
FIG. 33B is a diagram for explaining the DU mode. In this DU mode, the downstream relay router having the FEC determines a label and transmits a label request message (label request) to the upstream relay router, and the upstream relay router transmits the label request. Upon receipt, a mapping indicating that a label has been assigned to the downstream relay router is transmitted.
Label distribution is possible by using this LDP. On the other hand, LSP represents the path itself and follows the shortest path of the routing protocol, and there is no dependency between LDP and LSP, and they are independent of each other. Further, LDP does not have a function of securing the bandwidth of LSP. For this reason, RSVP-TE (RSVP Traffic Engineering; RFC3209) and CR-LDP (Constrained Routed LDP: RFC3212) are known as techniques for realizing functions lacking LDP.
(P1-12) RSVP-TE
RSVP-TE is an extension of RSVP (Resource Reservation Protocol) created for bandwidth reservation in an IP network by adding a label distribution function. Moreover, CR-LDP adds the function required for LDP itself. RSVP-TE and CR-LDP basically set a point-to-point LSP in the DoD mode, realize a function called ER6 (Explicit Route 6) that explicitly specifies the LSP, and It also has a function of reserving bandwidth for each link (physical link or transfer path).
(P2) Draft-Martini method (first draft or martini draft)
(P2-1) Specified content
The martini draft specifies a method for transferring layer 2 packets point-to-point in the MPLS network, and a plurality of L2 protocols supported by the martini draft are known and are attracting the most attention. The thing is Ethernet.
(P2-2) Tunnel labels and VC labels specified by the martini draft
The tunnel is to set up a virtual path (tunnel LSP) between the ingress router and the egress router, and to set up VCLSP in the tunnel LSP. By mapping the layer 2 packet to the VCLSP, it becomes possible to transmit a packet having a dedicated address that cannot pass through the Internet and to communicate between networks using a protocol other than the IP protocol.
(P2-3) Transfer method example
FIG. 34 is a diagram for explaining a transfer method defined by the martini draft. 34, LSPs corresponding to the users A and B are established in the MPLS network 100. The users A and B shown in FIG. The ingress router # 1, the relay routers # 1 and # 2, and the egress router # 2 are all provider edge routers (PE) that provide an Ethernet virtual circuit (Ethernet VC).
First, the ingress router # 1 sets up a tunnel LSP (represented by a cylinder) between the ingress router # 1 and the egress router # 2. Here, a label (tunnel label) indicating the tunnel LSP is written on the outermost side of the packets 91a and 91b. In addition, ingress router # 1 sets two VCLSPs (represented by bold lines and dotted lines) in order to provide two Ethernet virtual circuits for the one tunnel LSP. The label indicating the VCLSP (VC label) is inside the tunnel label and is written outside the user L2 packet.
Further, the frame format shown in FIG. 34 is defined by the martini draft, in which a layer 2 header, a tunnel label (T1, T2, etc.), a VC label (A, B, etc.), and a CW (Control Word) are written. . Here, the layer 2 header is a header related to the physical link. The tunnel label is a label for transferring a frame through a virtual network (MPLS network). The VC label is for identifying a virtual circuit, and is distributed by extending the label LDP. Furthermore, the CW is for control, and is used as an option in the domain of Ethernet or VLAN (Virtual Local Area Network). The payload indicates the entire Ethernet frame excluding the preamble and the frame check sequence. Accordingly, MPLS frames are transferred using two types of stacked labels.
Further, the ingress router # 1 sets a common VCID (user identifier) for identifying the Ethernet virtual circuit to “2400”, for example, and further sets a VC label “2000” as a label indicating the VCID “2400”. . This is because the egress router # 2 cannot determine the user base (ingress router) using only the VCID. For this reason, a VC label is assigned to identify both the user and the ingress router # 1 indicating the user base. Thereby, the ingress router # 1 knows that the VC label “2000” should be assigned to the MPLS frame to be transferred to the egress router # 2 having the same VCID “2400”.
The ingress router # 1 adds the tunnel label T1 common to the users A and B and the VC labels A and B for identifying the users A and B to the packets 91a and 91b received from the users A and B. Assigned to 91 a and 91 b and transferred to the MPLS network 100.
As described above, in the frame transfer method defined by the martini draft, in the MPLS network, a label is set in two stages of a tunnel label and a VC label, and an MPLS frame is transferred using a plurality of VCLSPs.
(P2-4) Note that the martini draft is currently in the process of standardization, and the transport method (Transport of Layer 2 Frames Over MPLS, draft-martini-12 circuit-trans-mpls-09.txt) and the encapsulation method (Encapulsation). For Transport of Layer 2 Frames Over IP and MPLS Network, draft-martini-12 circuit-encap-mpls-04.txt) are published. In addition, many vendors have already begun mounting on products. VPLS is known as an extension of this martini draft.
(P3) VPLS (Virtual Private LAN Service)
VPLS is a technology that extends a wide area LAN service provided by many service providers, and is a multipoint layer 2 VPN technology that efficiently transmits Ethernet packets among layer 2 packets. The VPLS also has a layer 2 function necessary for transferring an MPLS frame including a layer 2 packet and an MPLS function (label exchange, label push, and label pop) of an ingress router or an egress router. The layer 2 function represents a source MAC address recognition function and a layer 2 switching function.
This layer 2 switching means a transfer path switching device or a device for switching the transfer path. Specifically, layer 2 switching represents filtering, forwarding, or flooding based on the MAC address of the frame. Note that flooding refers to all output ports associated with layer 2 switching (the port that received the frame) when a router having layer 2 switching receives a frame with an unknown destination address. Excludes) means that the received frame is copied and transmitted. Unless otherwise specified, these definitions are used in the same meaning hereinafter.
Further, VPLS will be described in detail. In the VPLS, the service provider emulates the switching of the layer 2 frame to the user (virtual implementation) using the MPLS network of the service provider itself, and the ingress router and the egress. The router has a layer 2 address learning function. In this frame transfer method using VPLS, in order to efficiently use bandwidth and eliminate redundant transfer, when a transmission destination MAC address is not registered in the MAC address table, an MPLS frame including an Ethernet packet is transmitted to the transmission destination. It is transmitted only to the exit router # 2 connected to the user site. For this reason, VPLS switches the Ethernet packet based on its destination MAC address.
On the other hand, the martini draft does not include a layer 2 switch function, that is, a function that realizes transfer based on learning of a MAC address, while allowing point-to-point transfer.
(P4) Draft-laser-vkompella (Virtual Private LAN Services over MPLS, draft-laserre-vkompella-ppvpn-vpls-01.txt) method (second draft)
(P4-1) Specified content
The second draft is one of concrete plans for realizing a service (VPLS) that virtually realizes layer 2 transfer in the MPLS network. This second draft generally defines a point-to-multipoint layer 2 VPN having a MAC address learning function that can be used as a backbone (core line) of a wide area LAN service. This second draft describes MAC address learning at the ingress router and egress router and multicast and broadcast operations in the MPLS network.
(P4-2) VCID (VC-Identification: user identifier for identifying each user)
Specifically, each router is assigned a VCID, and a full mesh virtual network is constructed using this VCID.
Thereby, the MPLS network is regarded as a virtual bridge, and the service provider can provide VPLS to the user in the MPLS network.
(P4-3) Bridge (Bridge function)
Bridge means transferring a frame in layer 2 based on the MAC address table, and performs filtering, forwarding, or flooding of the frame.
(P4-4) Cast in MPLS network
Existing LANs support multicast and broadcast services. On the other hand, at present, the MPLS network itself does not support these services.
Here, multicast is to transmit the same data by designating a plurality of routers (router addresses) in the network, and broadcast is to send data to an unspecified number of routers (router addresses). In addition, unicast refers to transmitting data to a single router (router address).
However, in order for an MPLS network to use VPLS, multicast, broadcast, and unicast traffic must be appropriately transferred between user sites that have the same multicast or broadcast domain and are connected to the MPLS network. is there.
In order to realize appropriate transfer of each traffic, a MAC address learning function is required in LSP units (or for each LSP). In addition, multicast, broadcast and unknown destination unicast flooding is achieved by duplicating the frame for the required VCLSP.
(P4-5) Construction of virtual network (VPN)
When a unicast LSP is used in an MPLS network, a full mesh VC is created between an ingress router and an egress router corresponding to a node constituting the virtual network, and thereby a virtual network is constructed. Since this VC indicates only one direction, there exists a VC pair that transmits traffic in both directions between the ingress router and the egress router. Here, the exchange of the VC label is performed depending on LDP or the like, and the user VPN is identified using a unique 32-bit VPNID, for example.
(P4-6) Frame transfer example
User traffic is transferred to a specific virtual network according to the FEC setting based on the input port of the router or VLAN. The ingress router and egress router provide a separate MAC address table called VFI (Virtual Forwarding Instance) for each virtual network to be supported, and recognize the source MAC address like a normal layer 2 switch (L2 switch). It is like that.
Here, in order to transfer a frame, a bridge device (device having a bridge function) in the MPLS network must be provided with a function of holding VCLSP and a destination MAC address in association with each other. On the other hand, it is practically impossible to statically associate all possible combinations of destination MAC addresses and VCLSPs. Accordingly, both the ingress router and the egress router need to associate and hold an inbound VC label and an outbound VC label so that the destination MAC address can be dynamically learned.
(P4-7) VC label allocation method
FIG. 35 is a diagram for explaining a VC label allocation method. The MPLS network 100 shown in FIG. 35 is a layer 2 virtual network using MPLS, and each of the users A1 to A4 is partitioned by the same VPLS segment (a device having a layer 3 function such as a router). This is a network and shows a unit domain for transmitting a broadcast frame.) All are assigned VCID “1234”. The ingress router # 1 has a MAC address table that holds a destination MAC address and a VC label in association with each other for transferring an Ethernet packet, and uses the MAC address to search for the VC label. .
The label distribution method is performed by the egress router # 2 notifying the ingress router # 1 of information related to the VC label (label signaling). Specifically, the egress router # 2 transmits to the ingress router # 1 “a MPLS frame that is destined for the egress router # 2 and whose VCID is“ 1234 ”is assigned with the VC label 201”. Notify that.
(P4-8) Example of transfer between routers
When the ingress router # 1 receives a packet including the destination MAC address M2 having no entry from the user site connected to the ingress router # 1 itself, the ingress router # 1 sends to the LSP having all the VC labels belonging to the virtual network of the user site. In contrast, an MPLS frame is transmitted.
FIG. 36 is a block diagram of the ingress router # 1. When the frame receiving unit 93a of the ingress router # 1 shown in FIG. 36 receives a packet from the user network 51a, the MAC bridge processing unit 93b refers to the MAC address table 93d and transmits a frame from the first frame transmitting unit 93c.
If the frame is unicast, the frame is given a VC label by the VC label push unit 93f, and a tunnel label is given by the tunnel label push unit 93g based on the information held in the tunnel label table 93h. . Then, the MPLS frame to which each label is assigned is created with a layer 2 header by the layer 2 header creation unit 93i and output from the second frame transmission unit 93j. In the MAC bridge processing unit 93b, if the frame is a multicast frame, the frame is duplicated by the frame duplicating unit 93e and input to the VC label push unit 93f.
Further, when the ingress router # 1 receives a frame whose destination is unknown, it transfers the received frame to the VCLSP associated with the virtual network to which the received frame belongs.
FIG. 37 is a diagram for explaining flooding. The ingress router # 1 shown in FIG. 37 receives the frame including the transmission source MAC address M1 and the transmission destination MAC address (destination MAC address) M2 from the user A1, and if the transmission destination MAC address M2 is not known, Duplicate the MPLS frame for. Then, the ingress router # 1 transmits MPLS frames having VC labels 201 and 301 to the corresponding egress router. Thereby, it is possible to flood the unicast whose destination is unknown.
FIG. 38 is a block diagram of the relay router # 1 (LSR # 1). In relay router # 1 shown in FIG. 38 (relay router # 2 has the same configuration), when a frame is received by frame receiver 94c, the header is removed by L2 header remover 94d, and the label switch This is input to the section 94b. The label switch unit 94b refers to the tunnel label table 94a to swap tunnel labels, and the swapped frames are output via the L2 header creation unit 94e and the second frame transmission unit 94f, respectively. Therefore, the relay router # 1 performs transfer processing with reference to only the tunnel label of the received frame.
On the other hand, the processing using the VC label binding table is shown in FIGS.
FIG. 39 is a block diagram of the egress router # 2 (LER # 2). When the egress router # 2 shown in FIG. 39 receives the frame, it refers to the VC label binding table 95a as in normal layer 2 switching. For example, as shown in FIG. 40, the address learning unit 95b refers to the VC label binding table 95a when the VC label of the received frame is 201 and the source MAC address is M1, and vice versa. An entry is created in the MAC address table 95c (FIG. 39) in association with the VC label 102 which is the direction VC.
FIG. 41 is a diagram for explaining unicast transfer. When the egress router # 2 shown in FIG. 41 receives a frame having the transmission destination MAC address M1 from the user site (users A2 and A4) connected to the egress router # 2, the egress router # 2 from the MAC address table (not shown) The MAC address M1 is searched to obtain the VC label 102. Then, the egress router # 2 sets the VC label of the received frame to 102, and transmits the set frame to the MPLS network 100.
After the ingress router # 1 receives the frame having the transmission source MAC address M2, an entry is created in the MAC address table by address learning, and the frame having the MAC address M2 as the transmission destination is unicast as an egress router. Sent to # 2.
(P4-9) Relationship between ingress router # 1 and egress router # 2 and MAC address
Therefore, neither the ingress router # 1 nor the egress router # 2 recognizes all MAC addresses of all virtual networks to which the MPLS protocol is applied. Both ingress router # 1 and egress router # 2 recognize only the MAC address associated with the virtual network to be accommodated.
On the other hand, all the relay routers # 1 to # 3 perform only label switching without recognizing the MAC address.
(P5) Known technology
In a connectionless communication network, a configuration has been proposed in which a terminal device and a relay device each determine a transfer destination while communicating with a route control device (for example, Patent Document 1).
Thereby, in the connectionless communication network, the convergence time of the control message and the bandwidth consumption of the control message are kept small, and multicast communication can be performed stably and economically.
(P6) Explanation of issues
However, when the protocol specified by the second draft (Draft-lasere-vkompella system) is used, the load on the MPLS network 100 becomes excessive.
FIG. 42 is a diagram for explaining broadcasting using the prior art. The ingress router # 1 shown in FIG. 42 receives a multicast frame, a broadcast frame, or a unicast frame with an unknown destination received from the user site. For example, when the relay router # 1 receives a broadcast frame, the relay router # 1 copies received frames by the number of VCs that need to be transmitted, and transmits the plurality of copied frames to the subsequent relay routers # 2 and # 3.
For this reason, since a large number of frames are transferred to the MPLS network 100, a large number of the same frames are transmitted to the same link, and the load on the MPLS network 100 increases.
When receiving the unicast frame whose destination is unknown, the ingress router # 1 transmits the unicast frame to all the routers in the MPLS network 100. Therefore, the load on the MPLS network 100 also increases. In particular, in a best-effort network, a large amount of duplicated frames are transmitted, so that there is a problem that the bandwidth cannot be used effectively.
The ingress router # 1 once registers the MAC address of the received multicast frame in the MAC address table, and then sets all the multicast frames received thereafter as the destination MAC address using the MAC address registered in the MAC address table. Transmit to egress router # 2. Therefore, there is a problem in that useless frame duplication and frame transfer are incurred between the ingress router # 1 and the egress router # 2, thereby pressing the load on the virtual network.
Further, the MPLS network 100 is not provided with a layer 2 address learning function necessary for the layer 2 switch, and the service provider provides a point-to-point with a layer 2 address learning function to the user in his own network. There is a problem that a multipoint layer 2 virtual network cannot be efficiently provided.
In addition, the route control device described in Patent Document 1 sets a transfer route by transmitting a route setting message to the terminal device and the relay device.
However, the path control device described in Patent Document 1 is not in a layer 2 virtual network to which MPLS is applied. Therefore, the route control device does not perform address learning. In addition, the routing control device does not combine source MAC address recognition, layer 2 switching, ingress router or egress router label exchange, label push and label pop (layer 2 function).
JP 2002-77239 A

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、ＭＰＬＳを適用したレイヤ２仮想網において、レイヤ２機能に不可欠なアドレス学習を実現するとともに、網の負荷を最小限に抑制でき、仮想網の効率的な帯域利用が図られ、そして、入口ルータおよび出口ルータ間の無駄なフレーム複製およびフレーム転送を防止しうる、ルータ，フレーム転送方法および下位レイヤフレーム仮想転送システムを提供することを目的とする。
このため、本発明のルータは、複製又は非複製を識別するプロトコル識別子を含む下位レイヤフレームと階層的なパス識別子とを有するラベルスイッチフレームを階層的なパス識別子に基づいて転送可能な仮想網におけるルータであって、受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームについて、受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームのプロトコル識別子に基づいて複製対象又は非複製対象を判定する判定部と、判定部にて非複製対象と判定された受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームを通過処理し、判定部にて複製対象と判定された受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームに、ユニキャスト用の階層的なパス識別子とマルチキャスト用の階層的なパス識別子とユーザ識別子とのうちの少なくとも一つを付与して転送する転送処理部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
従って、このようにすれば、仮想網の負荷を最小限に抑制できる。
また、ルータは、次の（Ｉ）入口エッジルータ，（ＩＩ）中継ルータおよび（ＩＩＩ）出口エッジルータのいずれかのルータとして構成することができる。
（Ｉ）前記ルータは、仮想網の外部からの外部下位レイヤフレームに階層的なパス識別子を付与したラベルスイッチフレームを仮想網にプッシュする入口エッジルータとして構成され、判定部が、複製対象のＭＡＣアドレスと複数の出力ポートとを対応付けたマルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブルに基づいて受信外部下位レイヤフレームの複製の要否を判定するとともに、転送処理部が、判定部にて複製対象と判定された受信外部下位レイヤフレームに、次の（ａ）〜（ｄ）に示すラベル又は識別子のうちの少なくとも１個のラベルを付与して転送するように構成することができる。
（ａ）ユニキャストフレームを転送するための複数のユーザ拠点識別パスから選択したユーザ拠点識別パスのラベル
（ｂ）複製対象フレームの転送元の拠点を示すユーザ拠点識別パスラベルおよび複製対象フレームの仮想経路を示すトンネルパスラベル
（ｃ）マルチキャスト用のマルチキャストラベル
（ｄ）ユーザを識別するユーザ識別子
従って、このようにすれば、同一フレームの複製のための負担が軽減する。
（ＩＩ）前記ルータは、階層的なパス識別子に基づいてラベルスイッチフレームを仮想網に転送する中継ルータとして構成され、判定部が、ラベルスイッチフレームに含まれるプロトコルタイプ（プロトコルタイプ識別子）に基づいてラベルスイッチフレームについて複製対象又は非複製対象を判定するとともに、転送処理部が、判定部にて非複製対象と判定されたラベルスイッチフレームをブリッジ転送するとともに、判定部にて複製対象と判定されたラベルスイッチフレームについて、少なくともユーザ拠点識別パスラベルと複製対象のラベルスイッチフレームに対する処理内容とを対応付けたマルチキャスト用ＶＣラベルテーブルに基づいて、複製処理と、ユーザ拠点識別パスラベルおよびトンネルパスラベルの付与処理とを行なうように構成することができる。
従って、このようにすれば、各中継ルータは、レイヤ３処理の負担が軽減され、また、同一リンクにおいて同一フレームが複製転送されず、仮想網の負荷の増大が防止される。
（ＩＩＩ）前記ルータは、仮想網から転送されたラベルスイッチフレームに付与された階層的なパス識別子を取り除いて仮想網の外部に送信する出口エッジルータとして構成され、転送処理部が、ラベルスイッチフレームの送信元ＭＡＣアドレスと、階層的なパス識別子との対応を学習するとともに、階層的なパス識別子を取り除いた下位レイヤフレームを仮想網の外部に送信するポップ処理部とをそなえて構成することができ、このようにすれば、入口ルータおよび出口ルータ間の無駄なフレーム複製およびフレーム転送を回避でき、仮想網の負荷を軽減できる。
さらに、本発明のフレーム転送方法は、仮想網の外部からの外部下位レイヤフレームに階層的なパス識別子を付与したラベルスイッチフレームを仮想網にプッシュする入口エッジルータが、受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームについて、受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームのプロトコル識別子に基づいて複製対象又は非複製対象を判定する判定ステップと、入口エッジルータが、判定ステップにて非複製対象と判定された受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームを通過処理し、判定ステップにて複製対象と判定された受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームに、ユニキャスト用の階層的なパス識別子とマルチキャスト用の階層的なパス識別子とユーザ識別子とのうちの少なくとも一つを付与して転送する転送処理ステップと、仮想網に転送する中継ルータが、ユニキャスト用の階層的なパス識別子とマルチキャスト用の階層的なパス識別子とユーザ識別子との少なくとも一つに基づいて、転送処理ステップにて転送された受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームを複製又は転送する中継ステップとをそなえたことを特徴としている。
従って、このようにすれば、効率的に仮想網の伝送帯域を利用できる。
また、前記転送処理ステップは、入口エッジルータが受信外部下位レイヤフレームの送信先アドレスにマルチキャスト用アドレスを付与したラベルスイッチフレームを転送し、中継ステップは、中継ルータが、マルチキャスト用アドレスおよび転送先ルータアドレスを対応付けたマルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブルに基づいて、転送処理ステップにて転送されたラベルスイッチフレームを複製転送することもでき、このようにすれば、仮想網は、例えばイーサネット以外のレイヤ２プロトコルを有するパケット又はフレームについても、マルチキャストおよびブロードキャストを実現できる。
そして、前記転送処理ステップは、入口エッジルータが、複製対象のＭＡＣアドレスおよびユニキャストフレームを転送するためのユーザ拠点識別パスを対応付けたＭＡＣアドレステーブルに基づいて、受信外部下位レイヤフレームの複製の要否を判定する判定ステップと、入口エッジルータが、ユーザ拠点識別パスのうちの、非複製対象フレームを転送するための複数のユーザ拠点識別パスのうちの複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから転送する複数の非複製対象フレームのユーザ拠点識別パスから選択する選択ステップと、入口エッジルータが、選択ステップにて選択されたユーザ拠点識別パスを有するラベルスイッチフレームを送信する送信ステップとをそなえ、中継ステップは、中継ルータが、マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスラベルおよび転送先ルータアドレスとを対応付けたマルチキャスト用ユーザ拠点識別パスラベルテーブルに基づいて、送信ステップにて送信されたラベルスイッチフレームを複製転送することもできる。
従って、このようにすれば、従来はマルチキャストおよびブロードキャストの両機能をもっていなかった中継ルータがマルチキャストおよびブロードキャストの両機能を利用でき、レイヤ２パケットの仮想的な転送が可能となる。
さらに、前記転送処理ステップは、入口エッジルータが、マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスとマルチキャスト用トンネルパスとを設定する設定ステップと、入口エッジルータが、マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスおよびマルチキャスト用トンネルパスを介してラベルスイッチフレームを転送する転送ステップとをそなえ、中継ステップは、第１の中継ルータが、マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスラベルおよび転送先ルータアドレスを対応付けたマルチキャスト用ラベルテーブルに基づいて、ラベルスイッチフレームを複製転送する複製転送ステップと、第２の中継ルータが、複製転送ステップにて複製転送されたラベルスイッチフレームを、設定ステップにて設定されたマルチキャスト用ユーザ拠点識別パスとマルチキャスト用トンネルパスとを介して複製転送することもできる。
従って、このようにすれば、入口エッジルータがマルチキャスト用のＬＳＰを設けることにより、ユーザは既存の網資源をそのまま利用でき、また、サービス提供者は最小限の投資により、仮想網に付加価値を与えることができる。
前記転送処理ステップは、入口エッジルータが、マルチキャスト用ユーザ拠点およびマルチキャスト用トンネルを識別する拠点・トンネル識別パス（拠点およびトンネル識別パス）を設定する設定ステップと、入口エッジルータが、拠点・トンネル識別パスを介してラベルスイッチフレームを転送する転送ステップとをそなえ、中継ステップは、第１の中継ルータが、拠点・トンネル識別パスおよび転送先ルータアドレスを対応付けた第２マルチキャスト用ラベルテーブルに基づいて、ラベルスイッチフレームを複製転送する複製転送ステップと、第２の中継ルータが、複製転送ステップにて複製転送されたラベルスイッチフレームを、設定ステップにて設定された拠点・トンネル識別パスを介して複製転送することもでき、このようにすれば、冗長な情報データの転送が排除され、仮想網における伝送帯域の使用効率が向上する。
さらに、前記転送処理ステップは、入口エッジルータと、複数の出口エッジルータのそれぞれとの間において、マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスとマルチキャスト用トンネルパスとを設定する設定ステップと、入口エッジルータが、複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから複数の中継ルータに転送する複数のラベルスイッチフレームを、設定ステップにて設定されたマルチキャスト用ユーザ拠点識別パスとマルチキャスト用トンネルパスとを介して各中継ルータに送信する送信ステップとをそなえ、中継ステップは、各中継ルータが、送信ステップにて送信されたラベルスイッチフレームを、設定ステップにて設定されたマルチキャスト用ユーザ拠点識別パスとマルチキャスト用トンネルパスとを介して複製転送することもできる。
従って、このようにすれば、中継ルータは受信フレームの冗長な処理を除去でき、やはり、ＭＰＬＳ網のフレーム転送が効率化される。
前記転送処理ステップは、入口エッジルータと、仮想網から転送されたラベルスイッチフレームに付与された階層的なパス識別子を取り除いて仮想網の外部に送信する複数の出口エッジルータのそれぞれとの間において、それぞれ、マルチキャスト用ユーザ拠点およびマルチキャスト用トンネルを識別する拠点・トンネル識別パスを設定する設定ステップと、入口エッジルータが、複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから複数の中継ルータに転送する複数のラベルスイッチフレームの内部に、ユーザを識別するユーザ識別子を付与する付与ステップと、入口エッジルータが、付与ステップにてフレーム内部に付与されたユーザ識別子を含むラベルスイッチフレームを、設定ステップにて設定された拠点・トンネル識別パスを介して各中継ルータに送信する送信ステップとをそなえ、中継ステップは、各中継ルータが、送信ステップにて送信されたラベルスイッチフレームを、設定ステップにて設定された拠点・トンネル識別パスを介して複製転送する転送ステップと、出口エッジルータが、転送ステップにて用いた拠点・トンネル識別パスと付与ステップにて付与されたユーザ識別子とを用いてアドレス学習する学習ステップとをそなえてもよい。
従って、このようにすれば、ＶＣＩＤがユーザ識別およびユーザ拠点識別の両機能を発揮するので、トンネルＬＳＰおよびＶＣＩＤにポイントツーマルチポイントのパスを新規に設定でき、効率的にフレーム転送可能となる。
そして、前記転送処理ステップは、入口エッジルータと、仮想網から転送されたラベルスイッチフレームに付与された階層的なパス識別子を取り除いて仮想網の外部に送信する複数の出口エッジルータのそれぞれとの間において、それぞれ、マルチキャスト用ユーザ拠点およびマルチキャスト用トンネルを識別する拠点・トンネル識別パスを設定する設定ステップと、入口エッジルータが、複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから複数の中継ルータに転送する複数のラベルスイッチフレームの外部に、設定ステップにて設定された拠点・トンネル識別パスを付与する付与ステップと、入口エッジルータが、付与ステップにて拠点・トンネル識別パスを付与されたラベルスイッチフレームを、設定ステップにて設定された拠点・トンネル識別パスを介して各中継ルータに送信する送信ステップとをそなえ、中継ステップは、各中継ルータが、送信ステップにて送信されたラベルスイッチフレームを、設定ステップにて設定された拠点・トンネル識別パスを介して複製転送する転送ステップと、各中継ルータが、送信ステップにて送信されたラベルスイッチフレームを設定ステップにて設定された拠点・トンネル識別パスを介して複製転送する転送ステップと、出口エッジルータが、転送ステップにて用いた拠点・トンネル識別パスを用いてアドレス学習する学習ステップとをそなえてもよい。
従って、このようにすれば、入口エッジルータおよび出口エッジルータ間に新規なマルチキャスト用のラベル交換パスが設定され、出口エッジルータが送信元の入口エッジルータを識別でき、ポイントツーマルチポイントパスがエンドツーエンドで提供される。
さらに、本発明の下位レイヤフレーム仮想転送システムは、入口エッジルータと、中継ルータと、出口エッジルータとをそなえ、上記の入口エッジルータ，中継ルータおよび出口エッジルータが、受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームについて、受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームのプロトコル識別子に基づいて複製対象又は非複製対象を判定する判定部と、判定部にて非複製対象と判定された受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームを通過処理し、判定部にて複製対象と判定された受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームに、ユニキャスト用の階層的なパス識別子とマルチキャスト用の階層的なパス識別子とユーザ識別子とのうちの１個又は複数個を付与して転送する転送処理部とをそなえて構成されている。
従って、このようにすれば、例えば入口エッジルータ又は出口エッジルータにおけるＭＡＣアドレス学習およびＭＰＬＳ網におけるマルチキャストおよびブロードキャストの各動作に対応でき、例えばユーザは広域ＬＡＮサービスのバックボーンとしてポイントツーマルチポイントのレイヤ２ＶＰＮとして利用できる。The present invention was devised in view of such a problem, and in a layer 2 virtual network to which MPLS is applied, while realizing address learning indispensable for the layer 2 function, the load on the network can be suppressed to a minimum. An object of the present invention is to provide a router, a frame transfer method, and a lower layer frame virtual transfer system capable of efficiently using a bandwidth of a network and preventing unnecessary frame duplication and frame transfer between an ingress router and an egress router. And
Therefore, the router of the present invention is a virtual network capable of transferring a label switch frame having a lower layer frame including a protocol identifier for identifying duplication or non-replication and a hierarchical path identifier based on the hierarchical path identifier. A determination unit that determines whether to receive or not to copy a received lower layer frame or a received label switch frame based on a protocol identifier of the received lower layer frame or the received label switch frame. The received lower layer frame or the received label switch frame determined to be the target is passed through, and the received lower layer frame or the received label switch frame determined to be duplicated by the determination unit is assigned a hierarchical path identifier for unicast. Hierarchical path identifier and user identification for multicast It is characterized in that it is constructed to include a transfer processing unit for transferring by applying at least one of the.
Therefore, in this way, the load on the virtual network can be minimized.
The router can be configured as any one of the following routers (I) ingress edge router, (II) relay router, and (III) egress edge router.
(I) The router is configured as an ingress edge router that pushes a label switch frame in which a hierarchical path identifier is assigned to an external lower layer frame from outside the virtual network to the virtual network, and the determination unit includes a MAC to be copied Based on a multicast MAC address table in which addresses and a plurality of output ports are associated with each other, it is determined whether or not the received external lower layer frame needs to be replicated. The external lower layer frame can be configured to be transferred with at least one of the labels or identifiers shown in the following (a) to (d).
(A) Label of a user base identification path selected from a plurality of user base identification paths for transferring a unicast frame (b) User base identification path label indicating the transfer source base of the replication target frame and virtual path of the replication target frame (C) Multicast label for multicast (d) User identifier for identifying user Therefore, in this way, the burden for duplicating the same frame is reduced.
(II) The router is configured as a relay router that transfers a label switch frame to a virtual network based on a hierarchical path identifier, and the determination unit is based on a protocol type (protocol type identifier) included in the label switch frame. The label switch frame is determined to be a replication target or non-replication target, and the transfer processing unit bridge-transfers the label switch frame determined to be a non-replication target by the determination unit and is determined to be a replication target by the determination unit. Based on the multicast VC label table in which at least the user base identification path label and the processing content for the label switch frame to be copied are associated with each other for the label switch frame, the duplication process, the user base identification path label and the tunnel path label assignment process, I will do It can be configured to.
Accordingly, in this way, each relay router reduces the burden of layer 3 processing, and the same frame is not duplicated and transferred on the same link, thereby preventing an increase in the load on the virtual network.
(III) The router is configured as an egress edge router that removes the hierarchical path identifier assigned to the label switch frame transferred from the virtual network and transmits the label switch frame to the outside of the virtual network. And a pop processing unit that transmits a lower layer frame from which the hierarchical path identifier has been removed to the outside of the virtual network. In this way, useless frame duplication and frame transfer between the ingress router and egress router can be avoided, and the load on the virtual network can be reduced.
Furthermore, in the frame transfer method of the present invention, the ingress edge router that pushes a label switch frame in which a hierarchical path identifier is assigned to an external lower layer frame from outside the virtual network to the virtual network is received by the received lower layer frame or received label. A determination step for determining a copy target or a non-replication target based on a protocol identifier of a received lower layer frame or a received label switch frame for the switch frame, and a received lower layer in which the ingress edge router is determined as a non-replication target in the determination step A hierarchical path identifier for unicast and a hierarchical path for multicast are added to the received lower layer frame or the received label switch frame that is passed through the layer frame or the received label switch frame and determined to be duplicated in the determination step. Identifier and user identifier At least one of a hierarchical path identifier for unicast, a hierarchical path identifier for multicast, and a user identifier. And a relay step for duplicating or transferring the received lower layer frame or the received label switch frame transferred in the transfer processing step.
Therefore, in this way, the transmission band of the virtual network can be used efficiently.
The forwarding processing step forwards the label switch frame in which the ingress edge router assigns the multicast address to the transmission destination address of the received external lower layer frame, and the relay step includes the multicast router and the forwarding address router. Based on the multicast MAC address table associated with the address, the label switch frame transferred in the transfer processing step can be copied and transferred. In this way, the virtual network can be a layer 2 protocol other than Ethernet, for example. Multicast and broadcast can also be realized for packets or frames having
Then, the transfer processing step includes a step of copying the received external lower layer frame based on the MAC address table in which the ingress edge router associates the MAC address to be copied and the user base identification path for transferring the unicast frame. The determination step for determining necessity and the ingress edge router are the same as the output port for transferring the replication target frame of the plurality of user base identification paths for transferring the non-replication target frame of the user base identification path A selection step of selecting a plurality of non-replication target frames to be transferred from the output port from user base identification paths, and a transmission step in which the ingress edge router transmits a label switch frame having the user base identification path selected in the selection step; In the relay step, the relay router uses multicast Based on the use user base identification path label and the destination router addresses and multicast user base identification path label table that associates, may be the label switch frame transmitted by the transmission step to duplicate forwarding.
Therefore, in this way, a relay router that has not conventionally had both the multicast and broadcast functions can use both the multicast and broadcast functions, thereby enabling virtual transfer of layer 2 packets.
Further, the forwarding processing step includes a setting step in which the ingress edge router sets the multicast user base identification path and the multicast tunnel path, and the ingress edge router passes through the multicast user base identification path and the multicast tunnel path. And a forwarding step for forwarding the label switch frame, wherein the relay step is based on the multicast label table in which the first relay router associates the multicast user base identification path label with the forwarding destination router address. A replica transfer step for replicating and transferring the label switch frame duplicated and transferred in the replica transfer step by the second relay router and the multicast user site identification path set in the setting step and the multicast switch It is also possible to replicate transferred via the N'nerupasu.
Therefore, in this way, by providing the multicast LSP at the ingress edge router, the user can use the existing network resources as they are, and the service provider can add value to the virtual network with minimal investment. Can be given.
The forwarding processing step includes a setting step in which the ingress edge router sets a base / tunnel identification path (base and tunnel identification path) for identifying the multicast user base and the multicast tunnel, and the ingress edge router performs the base / tunnel identification. And a forwarding step for forwarding the label switch frame via the path. The relaying step is based on the second multicast label table in which the first relay router associates the base / tunnel identification path and the forwarding destination router address. Duplicate transfer step that duplicates and forwards the label switch frame, and the second relay router duplicates the label switch frame duplicated and transferred in the duplicate transfer step via the base / tunnel identification path set in the setting step. You can also transfer this way , It is eliminated transfer of redundant information data, thereby improving use efficiency of the transmission band in the virtual network.
Further, the forwarding processing step includes: a setting step for setting a multicast user base identification path and a multicast tunnel path between the ingress edge router and each of the plurality of egress edge routers; Multiple label switch frames that are forwarded to multiple relay routers from the same output port that forwards the target frame to each relay router via the multicast user base identification path and multicast tunnel path that are set in the setting step A relay step in which each relay router transmits the label switch frame transmitted in the transmission step to the multicast user base identification path and the multicast tunnel path set in the setting step. Duplicate transfer via It is also possible.
Accordingly, in this way, the relay router can eliminate redundant processing of the received frame, and the frame transfer of the MPLS network is also made efficient.
The forwarding processing step is performed between the ingress edge router and each of a plurality of egress edge routers that removes the hierarchical path identifier given to the label switch frame forwarded from the virtual network and transmits it to the outside of the virtual network. Steps for setting a base / tunnel identification path for identifying a multicast user base and a multicast tunnel, respectively, and an ingress edge router forwarding to a plurality of relay routers from the same output port as the destination port for forwarding the replication target frame A granting step of assigning a user identifier for identifying the user to the inside of the plurality of label switch frames, and a label switch frame including the user identifier assigned to the inside of the frame by the ingress edge router in the setting step. Base / tunnel identification The relay step transmits the label switch frame transmitted in the transmission step to the relay router via the base / tunnel identification path set in the setting step. In this case, the egress edge router may include a transfer step for copying and transferring, and a learning step in which the egress edge router learns an address using the base / tunnel identification path used in the transfer step and the user identifier assigned in the assigning step.
Therefore, in this way, since the VCID exhibits both user identification and user site identification functions, a new point-to-multipoint path can be set for the tunnel LSP and VCID, and frame transfer can be efficiently performed.
The transfer processing step includes: an ingress edge router; and each of a plurality of egress edge routers that removes the hierarchical path identifier assigned to the label switch frame transferred from the virtual network and transmits it to the outside of the virtual network. A setting step for setting a base / tunnel identification path for identifying a multicast user base and a multicast tunnel, and an ingress edge router having a plurality of relay routers from the same output port as the output port for transferring the replication target frame An assignment step for assigning the base / tunnel identification path set in the setting step to the outside of the plurality of label switch frames transferred to the network, and a label to which the ingress edge router is assigned the base / tunnel identification path in the assignment step The switch frame was set in the setting step Transmission step to transmit to each relay router via the point / tunnel identification path, and the relay step, each relay router sends the label switch frame transmitted in the transmission step to the base / A transfer step of replicating and forwarding via the tunnel identification path, and a forwarding step of each relay router replicating and forwarding the label switch frame transmitted in the transmission step via the base / tunnel identification path set in the setting step; The egress edge router may include a learning step of learning an address using the base / tunnel identification path used in the transfer step.
Therefore, in this way, a new label switching path for multicast is set between the ingress edge router and the egress edge router, the egress edge router can identify the source ingress edge router, and the point-to-multipoint path is end. Provided two-end.
Furthermore, the lower layer frame virtual forwarding system of the present invention includes an ingress edge router, a relay router, and an egress edge router, and the ingress edge router, the relay router, and the egress edge router have received lower layer frames or received labels. A determination unit that determines a copy target or a non-replication target based on a protocol identifier of a received lower layer frame or a received label switch frame, and a received lower layer frame or received label that is determined as a non-replication target by the determination unit The received lower layer frame or the received label switch frame that is passed through the switch frame and determined to be duplicated by the determination unit includes a hierarchical path identifier for unicast, a hierarchical path identifier for multicast, and a user identifier. One or more of It is configured to include a transfer processing section for.
Therefore, in this way, for example, MAC address learning at the ingress edge router or egress edge router and multicast and broadcast operations in the MPLS network can be supported. For example, the user can use point-to-multipoint layer 2 VPN as the backbone of the wide area LAN service. Available as

図１は本発明の第１実施形態に係るＭＰＬＳ−レイヤ２−ＶＰＮの概略的な構成図である。
図２はトンネルラベルおよびＶＣラベルを説明するための図である。
図３（ａ）は本発明の第１実施形態に係るマルチキャスト用ＭＰＬＳフレームのフォーマット例を示す図である。
図３（ｂ）は本発明の第１実施形態に係るマルチキャスト用ＭＰＬＳフレームに含まれる情報種別を示す図である。
図４（ａ）〜図４（ｃ）はそれぞれ本発明の第１実施形態に係るトンネルラベルを説明するための図である。
図５は本発明の第１実施形態に係る入口ルータのブロック図である。
図６は本発明の第１実施形態に係る中継ルータのブロック図である。
図７は本発明の第１実施形態に係る出口ルータのブロック図である。
図８（ａ）は本発明の第１実施形態に係るマルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブルの一例を示す図である。
図８（ｂ）は本発明の第１実施形態に係るアドレス学習用ＶＣラベルテーブルの一例を示す図である。
図８（ｃ）は本発明の第１実施形態に係るマルチキャスト用ＶＣラベルテーブルの一例を示す図である。
図９（ａ）および図９（ｂ）はそれぞれ本発明の第１実施形態に係るフレーム転送方法を説明するための図である。
図１０は本発明の第２実施形態に係るＭＰＬＳ網の構成図である。
図１１は本発明の第２実施形態に係る入口ルータのブロック図である。
図１２は本発明の第２実施形態に係る中継ルータのブロック図である。
図１３は本発明の第３実施形態に係るＭＰＬＳ網の構成図である。
図１４は本発明の第３実施形態に係る入口ルータのブロック図である。
図１５は本発明の第３実施形態に係る中継ルータのブロック図である。
図１６は本発明の第４実施形態に係るＭＰＬＳ網の構成図である。
図１７は本発明の第４実施形態に係る入口ルータのブロック図である。
図１８は本発明の第４実施形態に係る中継ルータのブロック図である。
図１９は本発明の第５実施形態に係るＭＰＬＳ網の構成図である。
図２０は本発明の第５実施形態に係る入口ルータのブロック図である。
図２１は本発明の第５実施形態に係る中継ルータのブロック図である。
図２２は本発明の第６実施形態に係るＭＰＬＳ網の構成図である。
図２３は本発明の第６実施形態に係る出口ルータのブロック図である。
図２４は本発明の第７実施形態に係るＭＰＬＳ網の構成図である。
図２５は本発明の第７実施形態に係る出口ルータのブロック図である。
図２６は本発明の第７実施形態に係るマルチキャスト用ＬＳＰの一例を示す図である
図２７（ａ）は本発明の第３実施形態に係るマルチキャスト用ＶＣラベルとマルチキャスト用トンネルラベルとを説明するための図である。
図２７（ｂ）は本発明の第４実施形態に係るマルチキャスト用ＶＣラベルテーブルの一例を示す図である。
図２７（ｃ）は本発明の第４実施形態に係るマルチキャスト用ＬＳＰを説明するための図である。
図２８（ａ）は本発明の第４実施形態に係るフレームフォーマット例を示す図である。
図２８（ｂ）は本発明の第５実施形態に係るマルチキャスト用ＶＣラベルテーブルの一例を示す図である。
図２９はＭＰＬＳ網におけるラベルスイッチングを説明するための図である。
図３０（ａ）はＭＰＬＳ網におけるラベルスワップを説明するための図である。
図３０（ｂ）はラベルテーブルの一例を示す図である。
図３１はＰＨＰを説明するための図である。
図３２（ａ）〜図３２（ｃ）はそれぞれＭＰＬＳフレームのフォーマット例を示す図である。
図３３（ａ）はＤＵモードを説明するための図である。
図３３（ｂ）はＤｏＤモードを説明するための図である。
図３４はマティーニ草案が規定するフレーム転送方法を説明するための図である。
図３５はＶＣラベルの割り当て方法を説明するための図である。
図３６は入口ルータのブロック図である。
図３７はフラッディングを説明するための図である。
図３８は中継ルータのブロック図である。
図３９は出口ルータのブロック図である。
図４０はアドレス学習を説明するための図である。
図４１はユニキャスト転送を説明するための図である。
図４２は従来技術を用いたブロードキャストを説明するための図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an MPLS-layer 2-VPN according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a tunnel label and a VC label.
FIG. 3A is a diagram showing a format example of a multicast MPLS frame according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3B is a diagram showing information types included in the multicast MPLS frame according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4A to FIG. 4C are diagrams for explaining tunnel labels according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of the ingress router according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram of the relay router according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram of the egress router according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8A is a diagram showing an example of a multicast MAC address table according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8B is a diagram showing an example of an address learning VC label table according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8C is a diagram showing an example of a multicast VC label table according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining a frame transfer method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of an MPLS network according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram of an ingress router according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram of a relay router according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a configuration diagram of an MPLS network according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram of an ingress router according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram of a relay router according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a configuration diagram of an MPLS network according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram of an ingress router according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram of a relay router according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a configuration diagram of an MPLS network according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a block diagram of an ingress router according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a block diagram of a relay router according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a configuration diagram of an MPLS network according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a block diagram of an egress router according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a configuration diagram of an MPLS network according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a block diagram of an egress router according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a diagram showing an example of a multicast LSP according to the seventh embodiment of the present invention. FIG. 27A illustrates a multicast VC label and a multicast tunnel label according to the third embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 27B is a diagram showing an example of a multicast VC label table according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 27C is a diagram for explaining a multicast LSP according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 28A is a diagram showing an example of a frame format according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 28B is a diagram showing an example of a multicast VC label table according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a diagram for explaining label switching in the MPLS network.
FIG. 30A is a diagram for explaining label swap in the MPLS network.
FIG. 30B shows an example of a label table.
FIG. 31 is a diagram for explaining PHP.
FIG. 32A to FIG. 32C are diagrams showing examples of formats of MPLS frames.
FIG. 33A is a diagram for explaining the DU mode.
FIG. 33B is a diagram for explaining the DoD mode.
FIG. 34 is a diagram for explaining a frame transfer method defined by the martini draft.
FIG. 35 is a diagram for explaining a VC label allocation method.
FIG. 36 is a block diagram of the ingress router.
FIG. 37 is a diagram for explaining flooding.
FIG. 38 is a block diagram of the relay router.
FIG. 39 is a block diagram of the egress router.
FIG. 40 is a diagram for explaining address learning.
FIG. 41 is a diagram for explaining unicast transfer.
FIG. 42 is a diagram for explaining broadcasting using the prior art.

（Ａ）本発明の第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態に係るＭＰＬＳ−レイヤ２−ＶＰＮ（ＭＰＬＳを適用したレイヤ２仮想網又はＶＰＮ網。以下、ＭＰＬＳ網と称する。）の概略的な構成図である。この図１に示すＭＰＬＳ網５０は、複製又は非複製を識別するプロトコル識別子を含むレイヤ２フレーム（下位レイヤフレーム）と例えばトンネルラベルおよびＶＣラベルのような階層的なパス識別子とを有するＭＰＬＳフレーム（ラベルスイッチフレーム）をそのトンネルラベルおよびＶＣラベルに基づいて転送可能なものである。
ここで、各ルータ間を接続する黒い太線はＶＣラベルを表し、また、ＶＰＬＳにおけるトンネルラベルは、ＭＰＬＳ網５０におけるＰＥ（プロバイダエッジルータ、ＬＥＲと表示されたもの。）間を接続するパスを表す。
プロトコル識別子は、複数のルータ（ルータアドレス又はルータ宛先）を指定して同一データを送信するマルチキャストと、不特定多数のルータに対してデータを送信するブロードキャストとをともに複製対象と識別し、また、単一のアドレスを指定して特定のデータを送信するユニキャストを非複製対象と識別するためのものである。
なお、下位レイヤと上位レイヤとの関係は、相対的に決定することもできる。
（１）概略的な構成
（１−１）ＭＰＬＳ網５０およびユーザ網５１ａ，５１ｂ
このＭＰＬＳ網５０は、外部のユーザ網５１ａ，５１ｂと接続されている。ここで、ユーザ網５１ａ，５１ｂは、例えばＩＰ網であって、いずれも、ＬＡＮ，ＩＰルータ，パーソナルコンピュータ（パソコン）又はワークステーション等を有する。なお、図１０に示す符号Ａ１〜Ａ２と符号Ｂ１〜Ｂ４を付したものとは、それぞれ、ユーザ網５１ａ，５１ｂに属するユーザ（通信装置又は通信端末）である。
ＭＰＬＳ網５０は、例えばイーサネットパケットのようなレイヤ２フレームおよび各種プロトコルのフレームに、既存のトンネルラベル，ＶＣラベルおよびＶＣＩＤと、本発明のフレーム転送方法が適用されたマルチキャスト用のトンネルラベル，ＶＣラベルとのうちの１又は複数のラベルを付与したＭＰＬＳフレームを、ＭＰＬＳ網５０に属する１又は複数のルータに対して転送し、各ルータがそれらのトンネルラベル，ＶＣラベル等を参照して転送パスを決定するようになっている。
そして、ＭＰＬＳ網５０は、入口ルータ（ＬＥＲ）１と、中継ルータ（ＬＳＲ）２ａ〜２ｃと、出口ルータ３ａ〜３ｃとのＭＰＬＳに対応した多数のルータをそなえて構成されている。なお、以下の説明において、これらの入口ルータ１、中継ルータ２ａ〜２ｃおよび出口ルータ３ａ〜３ｃを総称するときは単にルータとも呼ぶ。
ＭＰＬＳ網５０におけるフレーム転送方向は、多数の方向のうちの入口ルータ１から各出口ルータ３ａ〜３ｃへの方向を例示しており、所望のルータ間において転送方向は設定可能である。
（１−２）トンネルラベルおよびＶＣラベル
図２はトンネルラベルおよびＶＣラベルを説明するための図である。この図２に示すリンク５３は、例えば中継ルータ２ａと中継ルータ２ｂとの間の実際の伝送路である。そして、入口ルータ１は、出口ルータ３ａ〜３ｃのいずれか一台又は全台との間において、リンク５３について例えば２本のトンネルＬＳＰ５４，５５を設定し、さらに、トンネルＬＳＰ５４，５５のそれぞれについて例えば３本のＶＣラベル５４ａ〜５４ｃおよびＶＣラベル５５ａ〜５５ｃを設定するようになっている。
また、ＭＰＬＳ網５０が転送可能なフレームは、イーサネットパケットのほかに、ＳＯＮＥＴフレーム等の各種プロトコルのフォーマットを有するフレームをも、トンネルラベルおよびＶＣラベルを付与してＭＰＬＳフレーム化し、転送可能になっている（従って、ＭＰＬＳと呼ばれる。）。
（１−３）パケットおよびフレーム
ユーザ網５１ａ，５１ｂはそれぞれＭＰＬＳ網５０に対して、ＩＰパケットおよびイーサネットパケット（ＭＡＣパケット）を送信する。ここで、イーサネットパケットは転送データの基本単位であって、レイヤ２パケットと称する。また、ＩＰパケットはレイヤ２の上位レイヤ（例えばレイヤ３）によってヘッダを付与されてカプセル化されたものであり、これがレイヤ３フレームなのである。
さらに、ＭＰＬＳ網５０において転送されるフレームはＭＰＬＳヘッダを付与されてカプセル化されたものであって、ＭＰＬＳフレームと称する。
そして、ＭＰＬＳ網５０はユーザ網５１ａ，５１ｂのそれぞれに対して、ＭＰＬＳフレームのヘッダを除去したものを送信し、具体的には、ＭＰＬＳ網に転送される前の元のパケット又はフレームを送信する。すなわち、ＩＰパケットおよびイーサネットパケット等が送信されるのである。
以下の説明においては、特に断らない限り、上記したパケット又はフレームが転送されるものとする。
（１−４）入口ルータ１，中継ルータ２ａ〜２ｃおよび出口ルータ３ａ〜３ｃ
入口ルータ１（図１）は、ＭＰＬＳ網５０の外部からのイーサネットパケットにトンネルラベルおよびＶＣラベルを付与したＭＰＬＳフレームをＭＰＬＳ網５０にプッシュする入口エッジルータとして構成されている。この入口ルータ１は、ＭＰＬＳ網５０がユーザ網５１ａと接続するエッジに設けられた始点ノードとして機能し、ＭＰＬＳ網５０に属する中継ルータ２ａとＭＰＬＳ網５０に属する他の中継ルータとの両方と通信する。
中継ルータ２ａ〜２ｃは、いずれも、トンネルラベルおよびＶＣラベルに基づいてＭＰＬＳフレームをＭＰＬＳ網５０に転送する中継ルータとして構成されている。そして、例えば中継ルータ２ａは、ＭＰＬＳフレームに含まれるトンネルラベルおよびＶＣラベルを参照してそのＭＰＬＳフレームをＭＰＬＳ網５０に属する他の中継ルータ２ｂ，２ｃ，入口ルータ１，１台又は全台の出口ルータ３ａ〜３ｃ等に転送し、また、アドレス学習をも行なう。中継ルータ２ｂ，２ｃも、この中継ルータ２ａと同様に、ＭＰＬＳフレームを転送する。
出口ルータ３ａ〜３ｃは、それぞれ、ＭＰＬＳ網５０から転送されたＭＰＬＳフレームに付与されたトンネルラベルおよびＶＣラベルを除去してＭＰＬＳ網５０の外部に送信する出口エッジルータとして構成されており、また、ＭＰＬＳ網５０における終点ノードとして機能している。
そして、ＭＰＬＳ網５０におけるルーティングについては、ＬＳＰ（ラベル交換パス）の始点の入口ルータ１とＬＳＰの終点の各出口ルータ３ａ〜３ｃとの間に設けられた各中継ルータ２ａ〜２ｃが、それぞれ、ＭＰＬＳフレームの受信ラベルと送信ラベルとの対応関係を保持するラベルテーブルを有し、このラベルテーブルに基づいて行なわれる。中継ルータ２ａ〜２ｃは、このラベルテーブルを参照して受信フレームのトンネルラベルおよびＶＣラベルをスワップして転送する。
これにより、ユーザ網５１ａからＭＰＬＳ網５０に転送された外部フレーム（又は外部パケット）は、入口ルータ１にて既存技術におけるトンネルラベル，ＶＣラベルと、本発明を適用して新規に定義したトンネルラベル，ＶＣラベルと、後述するＶＣＩＤ等とのうちから選択された（トンネルラベル，ＶＣラベル）又は（ＶＣＩＤ）を付与されてＭＰＬＳフレーム化され、次段の中継ルータ２ａに転送される。
そして、ＭＰＬＳフレームは、中継ルータ２ａにて、そのＭＰＬＳフレームのラベルが参照されて転送先ルータが決定され、そのＭＰＬＳフレームのラベルが次段の中継ルータ２ｂ，２ｃに割り当てられたラベルに付け替えられて転送される。そして、ＭＰＬＳ網５０を転送されたＭＰＬＳフレームは、各出口ルータ３ａ〜３ｃからユーザ網５１ａ，５１ｂに出力される。
なお、ＭＰＬＳ網５０において、各出口ルータ３ａ〜３ｃから入口ルータ１に対してＭＰＬＳフレームを転送することもできるが、以下、特に断らない限り、入口ルータ１から各出口ルータ３ａ〜３ｃにフレームを転送する例について説明する。
（２）フレームフォーマット
図３（ａ）は本発明の第１実施形態に係るマルチキャスト用ＭＰＬＳフレームのフォーマット例を示す図であり、また、図３（ｂ）は本発明の第１実施形態に係るマルチキャスト用ＭＰＬＳフレームに含まれる情報種別を示す図である。この図３（ａ）に示すマルチキャスト用ＭＰＬＳフレーム６９は、複製又は非複製を識別する「プロトコルタイプ」（プロトコル識別子）を含むレイヤ２フレーム（ユーザフレーム）７０と、後述するＭＡＣブリッジ処理に用いられるヘッダ情報（トンネルラベルおよびＶＣラベル）が書き込まれたＭＰＬＳヘッダ７１とを有する。
この図３（ａ）に示すレイヤ２フレーム７０は、「ユーザデータ」，「プロトコルタイプ」，送信元ＭＡＣアドレス「Ｘ」および送信先ＭＡＣアドレス「Ｙ」等の各フィールド（領域）を有する。
また、図３（ａ）に示すＭＰＬＳヘッダ７１は、「ＶＣ」，「ＥＴ」，「ａ」および「ｂ」の各フィールドを有し、各フィールドは、レイヤ２フレーム７０の外側に順番に付加されている。すなわち、スタックされている。
ここで、「ＶＣ」は例えば「１２３４」等のＶＣＩＤ（ユーザ識別子）を示すフィールドであり、「ＥＴ」はフレームの「プロトコルタイプ」を示すフィールドであって、例えばイーサネットパケットを表し、「０ｘ８８４８」（０ｘは１６進数を示す。）等が書き込まれる。そして、「ａ」は「送信元ＭＡＣアドレス」（例えばｐ１）であり、「ｂ」は「送信先ＭＡＣアドレス」でありブロードキャストを示す「０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦ」等が書き込まれている。
ここで、送信元ＭＡＣアドレスと送信先ＭＡＣアドレスとは、いずれも、レイヤ２フレームおよびＭＰＬＳフレームの両方に含まれており、入口ルータ１は、レイヤ２フレームの「送信元ＭＡＣアドレス」および「送信先ＭＡＣアドレス」を、ＭＰＬＳフレームの「送信元ＭＡＣアドレス」および「送信先ＭＡＣアドレス」に複製して書き込む。すなわち、レイヤ２フレームについては、入口ルータ１が、レイヤ２ヘッダの「送信先ＭＡＣアドレス」に、レイヤ２フレームがマルチキャストフレームの場合は「ユーザフレームの送信先ＭＡＣアドレス」を書き、また、ブロードキャストフレームの場合は「０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦ」を書き込む。なお、宛先不明の場合もブロードキャストと同様である。
さらに、入口ルータ１は、レイヤ２ヘッダの「ａ」，「ｂ」で表される「送信元ＭＡＣアドレス」に、入口ルータ１自身のＭＡＣアドレス「ｐ１」を書き込み、「イーサタイプ」に、「０ｘ８８４８」を書き込む。
一方、中継ルータ２ａ〜２ｃは、受信フレームのレイヤ２ヘッダの「イーサタイプ」を参照してマルチキャストと識別し、受信フレームをＭＡＣブリッジ処理部１０ｂ（図６参照）に出力する。ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは、受信フレームに含まれる送信先ＭＡＣアドレス「０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦ」又はマルチキャストアドレスが登録されたものか否かについて、マルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１ａ（図８（ａ））を検索することによって知り、フレームを送信する出力ポートを決定する。
このように、各ルータ（入口ルータ１，中継ルータ２ａ〜２ｃ，出口ルータ３ａ〜３ｃ）は、いずれも、ＭＰＬＳヘッダ７１の外側を参照してＭＰＬＳフレームを処理する。
（３）ＭＰＬＳ網５０におけるＶＣラベルおよびトンネルラベルの一例
図１に示す入口ルータ１から出口ルータ３ａ〜３ｃのそれぞれへのＬＳＰのＶＣラベルは、出力ポートと対応付けられており、一例として、それぞれ、１０２，１０３，１０４と設定されている。
図４（ａ）〜図４（ｃ）はそれぞれ本発明の第１実施形態に係るトンネルラベルを説明するための図であり、これらの図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す符号のうち図１にて説明したものと同一の符号を有するものは同一のものを示す。この図４（ａ）に示すトンネルラベル（ラベル値２１〜２３）は、各ルータ間について付与される。例えば、入口ルータ１および中継ルータ２ａ間が２１であり、中継ルータ２ａおよび中継ルータ２ｂ間が２２であり、そして、中継ルータ２ｂおよび出口ルータ３ａ間は２３にそれぞれフレーム転送の前に予め設定される。同様に、入口ルータ１および出口ルータ３ｂ間のトンネルラベルと、入口ルータ１および出口ルータ３ｃ間のトンネルラベルは、それぞれ、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すラベル値（例えば、３１〜３３，４１〜４３）が予め設定される。なお、これらのトンネルラベル値は種々の値を用いることができる。
（４）入口ルータ１の構成
入口ルータ１は、中継ルータ２ａ〜２ｃからのＭＰＬＳフレームをユーザ網５１ａに転送するとともに、ユーザ網５１ａに属するパソコン，ワークステーション又はＬＡＮ等（以下、これらをユーザサイトと称する。）からのマルチキャストフレーム，ブロードキャストフレームおよびユニキャストフレームの各フレームをＭＰＬＳ網５０の各中継ルータ２ａ〜２ｃに転送する。
入口ルータ１は、ユーザ網５１ａからのレイヤ２フレームに含まれる「プロトコルタイプ」（図３（ｂ）参照）を読み込むことによりキャスト種別を判定する。また、入口ルータ１は、出口ルータ３ａ〜３ｃのそれぞれに対して、ユーザ識別子ＶＣＩＤが「１２３４」を有する同一のＭＰＬＳ網５０に属する中継ルータ２ａ〜２ｃ等に宛ててブロードキャストフレーム又はマルチキャストフレームを送信できるようにもなっている。
図５は本発明の第１実施形態に係る入口ルータ１のブロック図である。この図５に示す入口ルータ１は、フレーム受信部１０ａ，ＭＡＣブリッジ処理部（判定部：ＭＡＣブリッジ部とも言う。）１０ｂ，第１フレーム送信部１０ｃ，マルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１，ラベルスイッチ部１２，トンネルラベルテーブル１５，ＶＣＩＤ付与部（ＶＣ ＩＤ付与部）１３，Ｌ２ヘッダ作成部１０ｄ，第２フレーム送信部１０ｅ，入力ポート群（受信ポート群）５６ａ，出力ポート群（送信ポート群）５６ｂをそなえて構成されている。
ここで、入力ポート群５６ａは、パケット又はフレームの複数の受信ポートを有し、フレーム受信部１０ａは、ユーザ網５１ａからのフレームと中継ルータ２ａ〜２ｃからのフレームとの両方を複数の入力ポートを介して受信するものである。また、出力ポート群５６ｂは、パケット又はフレームの複数の送信ポートを有し、第１フレーム送信部１０ｃは、中継ルータ２ａ〜２ｃからのＭＰＬＳフレームを複数の出力ポートからユーザ網５１ｂに転送し、また、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂからのフレームを送信する。
また、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは、受信レイヤ２フレームについて、受信レイヤ２フレームのプロトコル識別子に基づいて複製対象又は非複製対象を判定するものであり、判定部として機能している。
さらに、以下に述べるラベルスイッチ部１２，ＶＣＩＤ付与部１３，トンネルラベルテーブル１５，Ｌ２ヘッダ作成部１０ｄ，第２フレーム送信部１０ｅが協働することにより、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂにて非複製対象と判定された受信レイヤ２フレームを通過処理するとともに、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂにて複製対象と判定された受信レイヤ２フレームに、トンネルラベルおよびＶＣラベルを付与したＭＰＬＳフレームを転送する転送処理部として機能する。
従って、転送処理部が、複製対象フレームの転送元のユーザ拠点としての入口ルータ１を示すＶＣラベル（ユーザ拠点識別パスラベル）および複製対象フレームの仮想パスを示すトンネルＬＳＰラベルを付与して転送する。
これにより、ＬＳＰの数が増加したときに、エントリ数の増加が抑制され、トンネルラベルの付け替え処理（スイッチ処理）の複雑化が防止される。
ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは、ユーザ網５１ａからのフレームが、ユニキャストフレーム，マルチキャストフレーム，ブロードキャストフレーム又は宛先不明のユニキャストフレームのいずれかを判定しその判定したフレームを転送処理するものである。具体的には、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは、ユニキャストフレームをラベルスイッチ部１２に出力し、また、マルチキャストフレーム，ブロードキャストフレームおよび宛先不明フレームをＶＣＩＤ付与部１３に出力する。このフレーム種別の判定のために、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは、マルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１を参照する。
図８（ａ）は本発明の第１実施形態に係るマルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１の一例を示す図であり、この図８（ａ）に示すマルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１は、ユーザ毎に（ＶＣＩＤ毎に）ＭＡＣアドレスと複数の出力ポートとを対応付けて保持している。これにより、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは、受信フレームの複製の要否を判定する。
例えば、受信フレームの「送信先ＭＡＣアドレス」が「０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦ」の場合、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは、ブロードキャストフレームと判定し、その受信フレームを出力ポート２，３に出力する。また、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂはＭＰＬＳ網５０からユーザ網５１ａへのフレームについて第１フレーム送信部１０ｃにそのフレームを出力する（例えば図７参照）。
従って、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは、「送信先ＭＡＣアドレス」に基づくフレーム振り分け機能を発揮する。
次に、ラベルスイッチ部１２（図５）は、フレームを転送する前に出口ルータ３ａ〜３ｃのそれぞれとの間において、予めトンネルラベルおよびＶＣラベルを設定し、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂにてユニキャストフレームと判定されたフレームに、ＶＣラベルとトンネルラベルとを付与して出力するものである。ここで、ラベルスイッチ部１２は、フレームにＶＣラベルを付与して出力するＶＣラベルプッシュ部１２ａと、フレームにトンネルラベルを付与して出力するトンネルラベルプッシュ部１２ｂとを有する。なお、トンネルラベルプッシュ部１２ｂについては後述する。
従って、入口ルータ１は、同一ＭＲＬＳフレームの複製のための負担が軽減する。
さらに、ＶＣＩＤ付与部１３（図５）は、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂにてマルチキャストフレームと判定されたフレームに、ＶＣＩＤ，「プロトコルタイプ」を付与しその付与したフレームをＬ２ヘッダ作成部１０ｄに出力して送受信ＭＡＣアドレスを付与する。
具体的には、ＶＣＩＤ付与部１３は、マルチキャストＭＰＬＳフレーム（図３（ａ））のＭＰＬＳヘッダ７１のＶＣ，「プロトコルタイプ」のそれぞれに、例えば「１２３４」，「０ｘ８８４８」を書き込み、また、そのフレームの送信元ＭＡＣアドレス「ａ」を入口ルータ１自身のＭＡＣアドレス「ｐ１」に設定する。さらに、ＶＣＩＤ付与部１３は、受信フレームがマルチキャストフレームの場合はレイヤ２フレーム７０（図３（ａ））の送信先ＭＡＣアドレスに「Ｙ」を設定し、また、受信フレームがマルチキャストフレーム又は宛先不明のユニキャストフレームの場合は「送信先ＭＡＣアドレス」に「０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦ」を設定する。これにより、ＭＰＬＳフレームが生成され、入口ルータ１から中継ルータ２ａ〜２ｃに対して送信されるのである。
このように、入口ルータ１は、ユーザサイトから受信したマルチキャストフレームにユーザ識別子ＶＣＩＤを付与し、レイヤ２ヘッダの「送信元ＭＡＣアドレス」に出力ポートのレイヤ２アドレスを付与し、「プロトコルタイプ」にマルチキャストＭＰＬＳ（０ｘ８８４８）を選択して書き込みしてカプセル化し、このカプセル化したフレームをＭＰＬＳ網（ＭＰＬＳ Ｌ２ ＶＰＮ）５０に転送する。
また、本発明の入口ルータ１と従来の入口ルータ＃１（図３６参照）とを比較すると、従来の入口ルータ＃１は、ＭＡＣブリッジ処理部９３ｂにてマルチキャストフレーム，ブロードキャストフレーム又は宛先不明のユニキャストフレームと判定されたフレームを複製するのに対して、本発明の入口ルータ１は、マルチキャストフレームにＶＣＩＤを付与したフレームだけを出力する。
従って、本発明の入口ルータ１と例えば次段の中継ルータ２ａとの間における複数のフレーム伝送が防止される。
また、Ｌ２ヘッダ作成部１０ｄ（図５参照）は、トンネルラベルプッシュ部１２ｂ又はＶＣＩＤ付与部１３から出力されたフレームのＭＰＬＳヘッダを作成するものであり、第２フレーム送信部１０ｅは、Ｌ２ヘッダ作成部１０ｄから出力されたユーザ網５１ａからのフレームをＭＰＬＳ網５０に対して送信するものである。
これにより、ユーザ網５１ａからのレイヤ２ユニキャストフレームのうちの宛先不明でないユニキャストフレームは、入口ルータ１において、各ラベルを付与されてＭＰＬＳ網５０に転送され、ポイントツーマルチポイントの通信が実現される。この一方、外部からのレイヤ２フレームがマルチキャストフレーム，ブロードキャストフレーム又は宛先不明のユニキャストフレームの場合は転送されずに、レイヤ２フレームのままＭＰＬＳ網５０にブリッジされる。すなわち、このブリッジは、ＭＡＣアドレステーブルに基づいて、レイヤ２において、フレームを転送する。そして、ＭＰＬＳ網５０からのＭＰＬＳフレームは、転送されてユーザ網５１ｂにブリッジされる。
（５）中継ルータ２ａ〜２ｃ
図６は本発明の第１実施形態に係る中継ルータ２ａのブロック図である。この図６に示す中継ルータ２ａは、フレーム受信部２０ａ，判定部２０ｂ，ＭＡＣブリッジ管理部２１，第１フレーム送信部２０ｃ，Ｌ２ヘッダ除去部２０ｄ，ラベルスイッチ部２２，トンネルラベルテーブル１５，Ｌ２ヘッダ作成部２０ｅをそなえて構成されている。また、中継ルータ２ｂ，２ｃも、中継ルータ２ａと同一構成である。
ここで、フレーム受信部２０ａは、中継ルータ２ｂ，２ｃおよび入口ルータ１からのフレームを受信するものである。
判定部２０ｂは、ＭＰＬＳフレームに含まれる「プロトコルタイプ」に基づいてＭＰＬＳフレームについて複製対象又は非複製対象を判定するものである。ここで、受信フレーム（図３（ａ）参照）の「プロトコルタイプ」には、物理レイヤがイーサネットの場合は、マルチキャストＭＰＬＳが「０ｘ８８４８」とされ、また、ユニキャストＭＰＬＳが「０ｘ８８４７」とされ、さらに、物理レイヤがＳＯＮＥＴ又はＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｕｏｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）の場合は、マルチキャストＭＰＬＳが０ｘ０２８３とされ、ユニキャストＭＰＬＳとして、０ｘ０２８１がそれぞれ書き込まれる。
これにより、物理レイヤがイサーネット又はＳＯＮＥＴあるいはＳＤＨの各プロトコルである場合はマルチキャストＭＰＬＳ，ユニキャストＭＰＬＳの各種のプロトコルが適用されたフレーム種別が判定され、また、フレーム種別を判定できないフレームは廃棄される。
なお、これらは、いわゆるデファクトスタンダードであり、光ファイバを用いた高速ディジタル通信方式の国際規格である。ＳＤＨは、また、インターネットサービスプロバイダ間を接続するインターネットのバックボーン回線などに用いることもできる。ここで、ＳＤＨは主にヨーロッパで用いられ、北アメリカではＳＯＮＥＴと呼ばれるので、混乱を防止のためにＳＯＮＥＴ／ＳＤＨと表記するのが一般的になっている。ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨは主に物理層の仕様を規定しており、データリンク層のプロトコルにはＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）が用いられることが多い。
ＡＴＭとは、高速に情報通信を行なう技術で、５３バイトの固定長データ列（ＡＴＭセル）を単位として情報を送受信する。光ファイバとの併用により、１５６Ｍｂｐｓの高速転送ができるため、ＬＡＮ間接続など大容量の回線が必要なときに利用される。
なお、中継ルータ２ａ〜２ｃは、いずれも、イーサネットにおいてＭＰＬＳフレームを転送し、マルチキャストＭＰＬＳフレームを識別可能であり、また、ＰｏＳにおいてＭＰＬＳフレームを転送し、マルチキャストＭＰＬＳフレームを識別可能になっている。中継ルータ２ａ〜２ｃのフレーム識別機能は、後述する第２実施形態以降の各実施形態においても同様に有する。
ＭＡＣブリッジ管理部２１（図６）は、判定部２０ｂにてマルチキャストＭＰＬＳパケットと判定されるとそのフレームをブリッジするものであって、上記のＭＡＣブリッジ処理部１０ｂと、入口ルータ１に設けられたＭＡＣブリッジ処理部１１とほぼ同一のマルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１ａとを有する。
（５−１）マルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１ａ
このマルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１ａは、ＭＡＣアドレスと出力ポートとを対応付けて保持するものである。さらに、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは、マルチキャストフレームを転送するために、マルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１ａにエントリを登録できるようになっている。ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは、処理したフレームのＭＡＣアドレスと出力ポートとの対応関係をこのマルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１ａに登録し、これにより、各出口ルータ３ａ〜３ｃは、受信したマルチキャストフレームからレイヤ２フレーム７０（図３（ａ））についてアドレス学習する。
さらに、マルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１ａの生成方法は、イーサネットにおいて受信を希望するマルチキャストアドレスを広告するＧＭＲＰメッセージフレーム（ＩＥＥＥ ８０２．１Ｄ）又は受信を希望するＶＬＡＮタグを広告するＧＶＲＰ（ＩＥＥＥ ８０２．１Ｑ）メッセージフレームを、中継ルータ２ａがユーザ網５１ａに属するルータとの間において交換することにより、又はサービスプロバイダ等のサービス提供者の手動により行なわれる。
ここで、ＧＭＲＰメッセージ又はＧＶＲＰメッセージを用いたマルチキャストＭＡＣアドレスの登録は、そのマルチキャストＭＡＣアドレスを有するユーザ装置の属するＭＰＬＳ網５０（ユーザＶＰＮ）を識別する必要がある。このため、両メッセージ等の交換において、そのユーザの転送元ルータは、両メッセージのシムヘッダ（図４（ａ）参照）にＶＣＩＤを付与する。また、両メッセージの交換は、マルチキャストフレームのループおよび無駄な転送を防止するために、ＳＴＰ（Ｓｐａｎｎｉｎｇ Ｔｒｅｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＩＥＥＥ ８０２．１Ｄ）を用いることが望ましい。
そして、ＭＡＣブリッジ管理部２１（図６）の出力側に設けられた第１フレーム送信部２０ｃは、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂから出力されたフレーム又はＬ２ヘッダ作成部２０ｅから出力されたフレームを入口ルータ１，出口ルータ３ａ又は中継ルータ２ｂ，２ｃ等に送信するものであって、複数の出力ポートを有する。
（５−２）受信フレームの処理方法
これにより、ＭＰＬＳ網５０に属する中継ルータ２ｂ，２ｃ，入口ルータ１又は出口ルータ３ａからの受信フレームは、判定部２０ｂにてその「プロトコルタイプ」が読み込まれ、この「プロトコルタイプ」が「０ｘ８８４８」の場合はマルチキャストイーサネットパケットと判定されてその受信フレームはＭＡＣブリッジ管理部２１に入力され、また、「０ｘ８８４７」の場合はユニキャストイーサネットパケットと判定されてその受信フレームはＬ２ヘッダ除去部２０ｄに入力される。
さらに、マルチキャストＭＰＬＳと判定されたフレームは，ＭＡＣブリッジ管理部２１において、ＶＣＩＤが「１２３４」のマルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１ａ（図８（ａ））を検索される。この検索結果に基づいて、送信先ＭＡＣアドレス「０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦ」を有するフレームは、出力ポート２，３のそれぞれに転送され、これにより、フレームの転送先が決定される。
また、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは必要に応じてフレームを複製して転送する。具体的には、ＭＡＣアドレスが「０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦ」である場合、ブロードキャストフレーム又は宛先不明フレームと認識されて、そのフレームは、フレーム送信部２０ｃの出力ポート２，３にそれぞれ出力される。
このように、マルチキャストＭＰＬＳと判定されたパケットは、各中継ルータ２ａ〜２ｃにおいてブリッジされる。
（５−３）転送処理部
また、Ｌ２ヘッダ除去部２０ｄ（図６）は、判定部２０ｂにてユニキャストフレームと判定されたフレームのヘッダを除去するものである。
ラベルスイッチ部２２は、Ｌ２ヘッダ除去部２０ｄから出力されたユニキャストフレームにトンネルラベルを付与するものであって、次段の中継ルータ２ｂ，２ｃのトンネルラベルを付け替え処理するトンネルラベルスワップ部２２ａを有する。このトンネルラベルスワップ部２２ａは、トンネルラベルテーブル１５を検索して付与する。
このトンネルラベルスワップ部２２ａは、トンネルラベルテーブル１５を検索し、受信ラベル値が登録されている（エントリがある）場合はその受信フレームにトンネルラベルを付与して出力する。また、受信ラベル値が登録されていない（エントリがない）場合は、その受信フレームを廃棄する。
なお、エントリは、確立されたＬＳＰ毎に作成されるので、トンネルラベルスワップ部２２ａは、複数のトンネルラベルのマージ（まとめること又は束ねること）又はスタック等の階層化技術を用いることによって、トンネルラベルテーブル１５のエントリを削減することが好ましい。
また、Ｌ２ヘッダ作成部２０ｅは、ラベルスイッチ部２２から出力されたフレームのＬ２ヘッダを作成してそのＬ２ヘッダを付与したフレームをフレーム送信部２０ｃに出力するものである。
さらに、ＭＡＣブリッジ管理部２１，第１フレーム送信部２０ｃ，Ｌ２ヘッダ除去部２０ｄ，ラベルスイッチ部２２，ユニキャスト用トンネルラベルテーブル１４，Ｌ２ヘッダ作成部２０ｅが協働することにより、転送処理部として機能している。すなわち、転送処理部は、判定部２０ｂにて非複製対象フレームと判定されたＭＰＬＳフレームをブリッジ転送するとともに、判定部２０ｂにて複製対象フレームと判定されたＭＰＬＳフレームについて、複製処理と、ＶＣラベルおよびトンネルＬＳＰラベルの付け替え処理とを行なうようになっている。
なお、中継ルータ２ｂ，２ｃの構成も中継ルータ２ａと同様である。
（５−４）ラベル処理
さらに、ＭＰＬＳ網５０において、ユーザサイトから受信したマルチキャストフレーム，ブロードキャストフレーム又は宛先不明のユニキャストフレームは、同一のＭＰＬＳ網５０に属する複数のユーザサイトへ送信される必要がある。このため、ＭＰＬＳフレームは、ＭＰＬＳ網５０の中継ルータ２ａ〜２ｃにおいて必要に応じて複製される。
従って、同一リンクにおいて同一フレームが複製転送されず、ＭＰＬＳ網５０の負荷の増大が防止される。
既存のＭＰＬＳ網におけるＭＰＬＳフレームは、各中継ルータ２ａ〜２ｃのラベル処理において転送されるのに対して、このＭＰＬＳ網５０においては、マルチキャストフレームおよびブロードキャストフレームが、ともに、ＭＡＣブリッジ処理によって転送される。そして、入口ルータ１は、レイヤ２フレームをカプセル化するときに、ユニキャストフレームの「イーサタイプ」に「０ｘ８８４７」を付与し、マルチキャストフレームの「イーサタイプ」に「０ｘ８８４８」をそれぞれ付与し、これにより、中継ルータ２ａ〜２ｃおよび各出口ルータ３ａ〜３ｃはフレーム種別を識別する。
これにより、各中継ルータ２ａ〜２ｃは、ラベル処理の負担が軽減される。
（６）出口ルータ３ａ〜３ｃ
図７は本発明の第１実施形態に係る出口ルータ３ａのブロック図である。この図７に示す出口ルータ３ａは、フレーム受信部３０ａ，判定部３０ｂ，ポップ処理部３１，アドレス学習用ＶＣラベルテーブル３２，Ｌ２ヘッダ除去部３０ｃ，ラベルスイッチ部３４，ＶＣラベルバインドテーブル３５，ＭＡＣアドレステーブル３３，ＭＡＣブリッジ処理部（ＭＡＣブリッジ部）３０ｄ，第１フレーム送信部３０ｅのそれぞれをそなえて構成されている。また、出口ルータ３ｂ，３ｃも、出口ルータ３ａと同一構成である。
（６−１）フレーム受信およびフレーム判定
フレーム受信部３０ａは、ＭＰＬＳ網５０に属する中継ルータ２ａ〜２ｃからのＭＰＬＳフレームとユーザ網５１ａからのレイヤ２フレームとを受信するものである。また、判定部３０ｂは、フレーム受信部３０ａからの受信フレームのフレーム種別を判定するものである。判定部３０ｂは、受信フレームの「プロトコルタイプ」を読み出し、「プロトコルタイプ」が「０ｘ８８４８」又は「０ｘ８８４７」の場合、それぞれ、マルチキャストＭＰＬＳ又はユニキャストＭＰＬＳと判定し、また、「プロトコルタイプ」を読み出すことができないフレームを宛先不明フレームと判定して廃棄する。
（６−２）ユニキャストフレーム処理
Ｌ２ヘッダ除去部３０ｃは、判定部３０ｂにてユニキャストフレームと判定された受信フレームのレイヤ２ヘッダを除去するものである。
ラベルスイッチ部３４は、Ｌ２ヘッダ除去部３０ｃからのフレームから、トンネルラベル又はＶＣラベル（必要に応じて両方のラベル）を除去（ポップ）するラベル除去機能と、トンネルラベルを除去されたフレームのＭＡＣアドレスおよびＶＣラベルを学習するアドレス学習機能とを有する。
ここで、ラベル除去機能は、受信フレームからトンネルラベルを除去するトンネルラベルポップ部３４ｃとＶＣラベルを除去するＶＣラベルポップ部３４ｂとの協働により発揮される。
さらに、ＭＡＣブリッジ処理部３０ｄは、ポップ処理部３１のＶＣＩＤ除去部３１ｃからのフレーム（Ｌ２ヘッダ，ＶＣＩＤをともに除去されたフレーム）について、ＭＡＣアドレステーブル３３を参照することによりブリッジし、また、ラベルスイッチ部３４にてＶＣラベルを除去されたフレームをブリッジするものである。
なお、第１フレーム送信部３０ｅは、ＭＡＣブリッジ処理部３０ｄからのフレームをユーザ網５１ｂに送信するものである。
（６−３）アドレス学習
アドレス学習機能は、アドレス学習部３４ａとＶＣラベルバインドテーブル３５とＭＡＣアドレステーブル３３とのそれぞれが協働することによって発揮される。
ＶＣラベルバインドテーブル３５は、「送信元ＭＡＣアドレス」とＶＣラベルとを対応付けて保持するものである。アドレス学習部３４ａは、このＶＣラベルバインドテーブル３５から、ＶＣラベル，ＭＡＣアドレスを参照して学習するようになっている。
図４０はアドレス学習方法を説明するための図であり、この図４０に示す符号で上述したものと同一のものは同一のものを示す。ここで、ＭＰＬＳ網５０には、同一のＶＣＩＤを有するユーザサイトＡ１，Ａ２，Ａ３（同一のＶＰＬＳセグメントとして機能するサイトを示す。）が接続されている。ここで、ＭＡＣアドレスＭ１有するユーザサイトＡ１と、ユーザサイトＡ２との間において、レイヤ２フレームが送受信されるようになっている。
最初に、入口ルータ＃１，出口ルータ＃２がともに、ＭＡＣアドレスＭ１，Ｍ２のエントリがない状態において、入口ルータ＃１がＭＡＣアドレスＭ１のフレームを受信すると、そのフレームにＶＣラベル（例えば２０１）を付与してＭＰＬＳフレームを転送する。
出口ルータ＃２は、転送されたＭＰＬＳフレームを受信してＶＣラベルが２０１を得て、ＶＣラベルバインドテーブル３５（図７）を参照し、ＭＡＣアドレスＭ１と、出口ルータ＃２から入口ルータ＃１への方向（転送された方向と反対方向）についてのＶＣラベル（例えば１０２）とを関連付けて、ＭＡＣアドレステーブル３３（図７）にエントリを作成する。これにより、ＭＡＣアドレスＭ１が学習される。
次に、出口ルータ３ａは、ユーザサイトＡ４から、送信先ＭＡＣアドレスＭ１を有するフレームを受信すると、ＭＡＣアドレステーブル３３（図７）から、ＭＡＣアドレスＭ１を検索しこのＭＡＣアドレスＭ１に対応するＶＣラベル１０２を得る。そして、出口ルータ３ａは、その受信フレームのＶＣラベルを１０２に設定し、ＭＰＬＳフレームをＭＰＬＳ網５０に転送する。
このように、入口ルータ１と出口ルータ３ａとの間において、アドレス学習が行なわれる。
（６−４）マルチキャストフレーム処理
図７に示すポップ処理部３１は、転送処理部として機能し、ＭＰＬＳフレームの「送信元ＭＡＣアドレス」と、トンネルラベルおよびＶＣラベルとの対応を学習するとともに、トンネルラベルおよびＶＣラベルを除去したレイヤ２フレームをＭＰＬＳ網５０の外部に送信するものであって、カプセル化された受信フレームのＬ２ヘッダを除去するＬ２ヘッダ除去部３１ｂと、受信フレームのＶＣＩＤを除去するＶＣＩＤ除去部３１ｃと、受信フレームのソースアドレス（ＳＡ：Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ＝送信元ＭＡＣアドレス）およびアウトバンドＶＣラベルをアドレス学習用ＶＣラベルテーブル３２を用いて学習するアドレス学習部３１ａとをそなえて構成されている。
また、アドレス学習用ＶＣラベルテーブル３２は、例えば図８（ｂ）に示すように、「ＶＣＩＤ」，「送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）」，「アウトバンドＶＣラベル」のそれぞれを対応付けて保持するものであり、出口ルータ３ａと入口ルータ１との間におけるメッセージ交換等により作成される。
そして、ポップ処理部３１（図７）は、未だアドレスを知らない送信元入口ルータのソースアドレスを、受信フレームのＬ２ヘッダに含まれる「送信元ＭＡＣアドレス」から判別し、また、ＶＣラベルをフレームに含まれるＶＣＩＤと、送信元の入口ルータ１から得たマルチキャスト用ＶＣラベルテーブルとを参照してアドレス学習用ＶＣラベルテーブル３２（図８（ｂ））の情報を確定する。
さらに、ＭＡＣアドレステーブル３３は、ＭＡＣアドレスとＶＣラベルとを対応付けて保持するものであって、このＭＡＣアドレステーブル３３が参照されることによりアドレス学習およびブリッジ処理が行なわれる。
これにより、フレーム受信部３０ａがＭＰＬＳ網５０からのフレームを受信し、判定部３０ｂがマルチキャストフレームと判定すると、アドレス学習部３１ａは、ＶＣＩＤ「１２３４」と送信元ＭＡＣアドレス「ｐ１」とに基づいてアドレス学習用ＶＣラベルテーブル３２を検索し、ＶＣラベル（例えば３０１）を知る。さらに、アドレス学習部３１ａは、このＶＣラベル「３０１」とＭＡＣアドレス「Ｘ」と出力ポート「１」とを１組のエントリとして、ＶＣＩＤ毎に設けられたＭＡＣアドレステーブル３３にＶＣＩＤ「１２３４」を登録する。
また、これにより、ユーザ網５１ａからのレイヤ２フレームは、その送信先ＭＡＣアドレスに基づいてＭＰＬＳ網５０を転送され、送信先のユーザサイトに接続された例えば出口ルータ３ａにのみ送信される。
従って、入口ルータ１および出口ルータ３ａ〜３ｃの間の無駄なフレーム複製およびフレーム転送を回避でき、ＭＰＬＳ網５０の負荷を軽減できる。
このように、ＭＰＬＳ網５０において、冗長又は不要なフレーム転送が防止され、帯域を効率的に使用できる。
（７）下位レイヤフレーム仮想転送システム
また、本発明のＭＰＬＳ網（仮想網システム）５０は、入口ルータ１と、中継ルータ２ａ〜２ｃと、出口ルータ３ａ〜３ｃとをそなえ、上記の入口ルータ１，中継ルータ２ａ〜２ｃおよび出口ルータ３ａ〜３ｃが、受信レイヤ２パケット又は受信ＭＰＬＳフレームについて、受信レイヤ２パケット又は受信ＭＰＬＳフレームのプロトコル識別子に基づいて複製対象又は非複製対象を判定する判定部（１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ）と、判定部（１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ）にて非複製対象と判定された受信レイヤ２パケット又は受信ＭＰＬＳフレームを通過処理し、判定部（１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ）にて複製対象と判定された受信レイヤ２フレーム又は受信ＭＰＬＳフレームに、ユニキャスト用のトンネルラベルおよびＶＣラベルとマルチキャスト用のトンネルラベルおよびＶＣラベルとＶＣＩＤ（ユーザ識別子）とを付与して転送する転送処理部とをそなえて構成されている。
（８）動作説明
上述の構成により、本発明の第１実施形態に係るフレーム転送方法について、図３（ａ），図８（ｂ），図９（ａ）および図９（ｂ）をそれぞれ参照して、詳述する。
図９（ａ）および図９（ｂ）はそれぞれ本発明の第１実施形態に係るフレーム転送方法を説明するための図である。なお、この図９（ａ）に示す符号のうちの上記と同一符号を有するものは同一のものを示す。
本発明の第１のフレーム転送方法（「方式１」）は、複製対象又は非複製対象を識別するプロトコル識別子を含むレイヤ２フレームとトンネルラベルおよびＶＣラベルとを有するＭＰＬＳフレームをトンネルラベルおよびＶＣラベルに基づいて転送可能なＭＰＬＳ網５０におけるものである。
（８−１）図９（ａ）に示す入口ルータ１は、ユーザ網５１ａからユニキャストフレームを受信すると、通常処理として、そのユニキャストフレームにトンネルラベルおよびＶＣラベルを付与する。
一方、入口ルータ１は、ユーザサイトから複製が必要なマルチキャストフレーム，ブロードキャストフレームおよび宛先不明のユニキャストフレームのいずれかを受信すると、各フレームに含まれる「プロトコルタイプ」と、各フレームに含まれる「送信先ＭＡＣアドレス」との両方について処理する。
「プロトコルタイプ」について、入口ルータ１は、各フレームのＬ２ヘッダの「プロトコルタイプ」にマルチキャストＭＰＬＳを選択して書き込む。例えば、転送メディア（物理メディア）がイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）パケットを受信した場合、入口ルータ１は、「０ｘ８８４８」（ユニキャストＭＰＬＳは「０ｘ８８４７」）を付与し、また、ＰｏＳの場合は０ｘ０２８３（ユニキャストＭＰＬＳは０ｘ０２８１）を付与する。そして、入口ルータ１は、そのフレームを１個出力する。
また、「送信先ＭＡＣアドレス」について、入口ルータ１は、Ｌ２ヘッダの「送信先ＭＡＣアドレス」に、マルチキャストフレームの場合はレイヤ２フレームに含まれる「送信先ＭＡＣアドレス」を書き込み、ブロードキャストフレームの場合は「０ｘＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦＦ」を書き込む。さらに、入口ルータ１は、「送信元ＭＡＣアドレス」として入口ルータ１のＭＡＣアドレスを指定し、また、転送メディアがイーサネットであるとき、「イーサタイプ」は「０ｘ８８４８」（マルチキャストＭＰＬＳ）を書き込む。さらに、入口ルータ１は、ＶＣＩＤをＭＰＬＳシムヘッダ部分に書き込む。
また、入口ルータ１は、ユーザサイトから送信先ＭＡＣアドレス「Ｙ」および送信元ＭＡＣアドレス「Ｘ」を有するフレームを受信した場合、ＭＡＣアドレステーブル３３を検索し、送信先ＭＡＣアドレスＹが登録されていない場合は、その受信フレームを宛先不明フレームと判定し、ブロードキャストと同一の処理が行なわれる。
従って、本発明の第１のフレーム転送方法は、入口ルータ１が、受信イーサネットパケットについて、受信イーサネットパケットのプロトコル識別子に基づいて複製対象又は非複製対象を判定し（判定ステップ）、入口ルータ１が、判定ステップにて非複製対象フレームと（ユニキャストフレーム）、判定された受信イーサネットパケットに、トンネルラベルおよびＶＣラベルを付与したＭＰＬＳフレームを転送し（転送処理ステップ）。そして、通過処理するとともに、判定ステップにて複製対象フレームと判定された受信イーサネットパケットにそして、中継ルータ２ａ〜２ｃのいずれかが、転送処理ステップにて転送されたＭＰＬＳフレームを複製又は転送する（中継ステップ）。
さらに、転送処理にあたり（転送処理ステップ）、入口ルータ１が受信イーサネットパケットの「送信先ＭＡＣアドレス」にマルチキャスト用アドレスを付与したＭＰＬＳフレームを転送し、中継ルータ２ａ〜２ｃのいずれかが、マルチキャスト用アドレスおよび転送先ルータアドレスを対応付けたアドレス学習用ＭＡＣアドレステーブル３２に基づいて、転送処理ステップにて転送されたＭＰＬＳフレームを複製転送する（中継ステップ）。
（８−２）次に、中継ルータ２ａは、マルチキャストＭＰＬＳフレームを受信した場合は、マルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１ａを参照して転送先ルータを決定し、マルチキャストフレームおよびブロードキャストフレームを１個複製して、合計２個のフレームをブリッジする。従って、ブロードキャストフレームは、一本の送信リンクに対して、再複製され、図の場合は、中継ルータ２ａのようなトンネルＬＳＰの分岐部分において行なわれる。
（８−３）そして、中継ルータ２ａからのフレームは、中継ルータ２ｂを介して出口ルータ３ａ，３ｂに転送され、また、中継ルータ２ｃを介して出口ルータ３ｃに転送される。各出口ルータ３ａ〜３ｃは、アドレス学習するとともに、ＭＰＬＳヘッダをポップしてユーザ網５１ｂに転送し、これにより、ＭＰＬＳ網において、レイヤ２フレームを仮想的に転送される。
このように、入口ルータ１がブロードキャストフレームを受信して転送するときに、入口ルータ１と中継ルータ２ａ〜２ｃとの間を転送するフレームが、リンクあたり１個で済むので、従来の入口ルータが出力していた３個のフレームと比較して、ＭＰＬＳ網５０の負担が軽減する。
（８−４）一方、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す各ルータにおいて受信されたフレーム（マルチキャストおよびユニキャストの各フレーム）を模式的に示す図である。ここで、入口ルータ１が受信したフレームがマルチキャストフレームの場合、入口ルータ１は、レイヤ２フレーム７０およびＭＰＬＳヘッダ７１（図３（ａ））のうちのレイヤ２フレーム７０だけを中継ルータ２ａにブリッジする。また、中継ルータ２ａは、ブロードキャストフレームについてブリッジ処理し、レイヤ２フレーム７０を中継ルータ２ｂ，２ｃにブリッジし、中継ルータ２ｂ，２ｃは、それぞれ、ＭＰＬＳヘッダ７１を付与して出口ルータ３ａに転送する。
これに対して、入口ルータ１が受信したフレームがユニキャストフレームの場合は、各ルータ間において、レイヤ２フレーム７０およびＭＰＬＳヘッダ７１がともに転送される。換言すれば、入口ルータ１は、マルチキャストフレームを受信するとブリッジ動作をし、また、ユニキャストフレームを受信すると転送する。
このように、入口ルータ１がマルチキャストフレーム等を受信して出力するときに、入口ルータ１および各中継ルータ２ａ〜２ｃ間のリンクにおいて、同一フレームの送信が回避され、従って、ＭＰＬＳ網５０の負荷は軽減される。
さらに、このように、入口ルータ１が宛先不明のユニキャストフレームを受信したときにおいても、ＭＰＬＳ網５０の各ルータに対するユニキャストフレームの送信が防止され、やはり、ＭＰＬＳ網５０の負荷が軽減される。また、ベストエフォート型の網においても、やはり不要な複製が回避される。
このようにして、本発明のルータによれば、レイヤ２ＭＰＬＳ網５０（Ｌ２ＶＰＮ）において、ＭＰＬＳ網５０の負荷を最小限に抑制でき、効率的に転送帯域を利用できる。
（Ｂ）本発明の第２実施形態の説明
第２実施形態における入口ルータは、同一の出力ポートから複数の中継ルータに対してフレームを転送する必要があるときに、そのフレームをマルチキャストＭＰＬＳフレームとして、ユニキャストトラヒックを転送するためのユーザ識別ＬＳＰから選択して転送する。そして、中継ルータが、そのフレームを受信すると、ラベルスイッチ部が必要に応じてフレームを複製および転送し、最終的には必要な全てのユニキャスト用ユーザ識別ＬＳＰで転送する。
第２実施形態では、ＶＣラベルに、ユーザ識別機能とユーザ拠点識別機能とが付与されるのである。ユーザ識別機能が必要な理由は、主に、各出口ルータのアドレス学習のためであって、各出口ルータ３ａ〜３ｃは、どの入口ノードからフレームが送信されたかという情報が必要だからである。例えば、ＶＣラベル値２５が、ユーザと入口ルータとの両方を識別する。
また、以下に述べるように、第２実施形態におけるＶＣＬＳＰは既存のユニキャスト用ＶＣＬＳＰを用いてフレームを転送するようにしている。
図１０は本発明の第２実施形態に係るＭＰＬＳ網５０の構成図である。この図１０に示すＭＰＬＳ網５０は、例えばユーザ網５１ａのユーザＡ１，Ｂ１等が、ユーザ網５１ｂのユーザＡ２，Ｂ１又はＢ３に宛てたパケットを転送するものである。入口ルータ１ａは、例えばユーザＡ１，Ｂ２等のユーザ網５１ａからの受信フレームを、例えばＶＣラベルを有するＬＳＰを付与して転送するものである。なお、この図１０に示すもので上述したものと同一符号を有するものは、上述したものと同一のものを示す。
図１１は本発明の第２実施形態に係る入口ルータ１ａのブロック図である。この図１１に示す入口ルータ１ａは、フレーム受信部１０ａ，ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂ，第１フレーム送信部１０ｃ，マルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１，ラベルスイッチ部１２，トンネルラベルテーブル１５，ＶＣ選択部８０，Ｌ２ヘッダ作成部１０ｄ，第２フレーム送信部１０ｅをそなえて構成されている。この図１１に示すもので上述したものと同一符号を有するものは、上述したものと同一のものを示す。
ここで、第２実施形態の入口ルータ１ａと第１実施形態の図５に示す入口ルータ１との相違点は、入口ルータ１ａは、ＶＣＩＤ付与部１３を有しておらず、また、ＶＣ選択部８０が設けられている点である。
ここで、ＶＣ選択部８０は、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂにおいて、マルチキャストフレームを転送するために付与するＶＣラベルを、入口ルータ１ａが既に登録した複数のユニキャストフレームのＶＣラベル（ユニキャストＶＣラベル）の中から選択してその選択したＶＣラベルをマルチキャストフレームに付与するものである。この複数のユニキャストフレームのＶＣラベルは、第１フレーム送信部１０ｃに設けられた複数の出力ポートのうちの上記マルチキャストフレームを転送する出力ポートと同一の出力ポートを介して送信するユニキャストフレームＶＣラベルから選択されるようになっている。
また、ＶＣ選択部８０におけるＶＣラベルの選択基準は、例えばＶＣラベルが最小値又は最大値のものあるいは、出力ポートの番号が最小又は最大のもの等を用いるようにしている。すなわち、ユニキャスト用のユーザ識別ＬＳＰラベルから所望のＬＳＰが選択されて、ユーザサイトから受信したマルチキャストフレームが送信される。
従って、転送処理部が、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂにて複製対象フレームと判定された受信イーサネットパケットに、ユニキャストフレームを転送するための複数のＶＣＬＳＰ（ユーザ拠点識別パス）から選択したＶＣラベル（ユーザ拠点識別パスのラベル）を付与して転送するようになっている。
また、図１２は本発明の第２実施形態に係る中継ルータ２Ｌ（２ｅｌ）のブロック図である。この図１２に示す中継ルータ２Ｌは、受信フレームがマルチキャストフレームである場合に、その受信フレームに付与するＶＣラベルを検索する機能を有し、フレーム受信部２０ａ，判定部２０ｂ，Ｌ２ヘッダ除去部２０ｄ，Ｌ２ヘッダ作成部２０ｅ，第１フレーム送信部２０ｃ，ラベルスイッチ部２２，トンネルラベルテーブル１５のほかに、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４，ＶＣラベル検索部２４をそなえて構成されている。また、この図１２に示すもので上述したものと同一符号を有するものは、上述したものと同一のものを示す。
図８（ｃ）は本発明の第２実施形態に係るマルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４の一例を示す図である。この図８（ｃ）に示すマルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４は、ＬＳＰ毎に、受信フレームのトンネルラベルと、このトンネルラベルについての処理内容とを対応付けて保持している。例えば、ラベルスイッチ部１２は、受信フレームのトンネルラベルが２１の場合、その受信フレームにトンネルラベル２２を付与し出力ポート２から転送し、また、同一の受信フレームのトンネルラベルが２１の場合、その受信フレームにトンネルラベル４２およびＶＣラベル１０４を付与し出力ポート３から転送する。
これにより、受信フレームは、ＭＰＬＳ網５０におけるＬＳＰ毎に、トンネルラベルを付け替えられて転送され、また、ＬＳＰに対応する各ユーザのフレームを個別に転送できる。
また、ＶＣラベル検索部２４は、フレーム受信部２０ａからのマルチキャストフレームにＶＣラベルを付与し、その付与したフレームを複製するものであって、テーブル検索部２４ｂとフレーム複製部２４ａとを有する。このテーブル検索部２４ｂは、受信マルチキャストフレームについて、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を検索するものである。この検索は、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４のＬＳＰ毎に保持された対応データについて、受信フレームのＶＣラベル値をインデックスとして、ＶＣラベル値に対応付けられた処理内容が読み出される。
さらに、フレーム複製部２４ａはテーブル検索部２４ｂにて検索されたＶＣラベルをそのマルチキャストフレームに付与し複製して出力するものである。ここで、各ユニキャストフレームに付与するＶＣラベルは、中継ルータ２Ｌ自身が有する中継ルータ２ｂ，２ｃ宛のＬＳＰに用いられる既存のＶＣラベルである。
そして、選択されたＶＣラベルを付与された複数のフレームは、ラベルスイッチ部２２に入力される。ラベルスイッチ部２２は、トンネルラベルテーブル１５に基づいて、入力された複数のフレームのそれぞれにトンネルラベルを付与し、それらのＶＣラベルとトンネルラベルとを付与したフレームをＬ２ヘッダ作成部２０ｅに入力する。ここで、ＶＣラベルは、ユーザおよびユーザ拠点を示す入口ルータ１ａの両方を識別する識別子として機能している。
なお、判定部２０ｂにてユニキャストフレームと判定された受信フレームは、ラベルスイッチ部２２に入力されて、トンネルラベルを付与されてＬ２ヘッダ作成部２０ｅを介してフレーム送信部２０ｃから転送される。
また、中継ルータ２Ｌは、隣接する例えば中継ルータ２ｂ，２ｃ（図１０）からマルチキャストフレームを受信した場合も、フレームを複製し既存のユニキャスト用のＶＣラベルおよびトンネルラベルを交換して転送する。
これにより、本発明の第２のフレーム転送方法（「方式２」）は、転送処理にあたり（転送処理ステップ）、入口ルータ１ａが、複製対象のＭＡＣアドレスおよびユニキャストフレームを転送するためのＶＣＬＳＰを対応付けたマルチキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１に基づいて、受信イーサネットパケットの複製の要否を判定し（判定ステップ）、入口ルータ１ａが、予め有するＶＣＬＳＰのうちの、非複製対象フレームであるユニキャストフレームを転送するための複数のＶＣＬＳＰ（ユーザ拠点識別パス）のうちの複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから転送する複数の非複製対象フレームのＶＣＬＳＰから選択し（選択ステップ）、そして、入口ルータ１ａは、選択ステップにて選択されたＶＣＬＳＰを有するＭＰＬＳフレームを送信する（送信ステップ）。
さらに、中継ルータ２Ｌは、マルチキャスト用ＶＣラベルおよび転送先ルータアドレスとを対応付けたマルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４に基づいて、送信ステップにて送信されたＭＰＬＳフレームを複製転送する（中継ステップ）。
また、そのフレームを受信した中継ルータ２ｂ，２ｃは、必要に応じてＭＰＬＳフレームを複製および転送し、最終的にはＭＰＬＳ網５０において必要な全てのユニキャスト用ＶＣＬＳＰおよびトンネルＬＳＰを用いてマルチキャストフレームが転送される。さらに、フレームは、例えばユーザＡ２，Ｂ２およびＢ３等のユーザ網５１ｂに送信される。
従って、従来はマルチキャストおよびブロードキャストの両機能をもっていなかった中継ルータ２Ｌが、マルチキャストおよびブロードキャストの両機能を利用できる。さらに、既存の網資源がそのまま利用できるので、サービス提供者は新規に網を構築せずに比較的安価に仮想網５０を構築でき、また、従来規定されていなかったマルチキャストおよびブロードキャストの両機能が実現され、レイヤ２パケットの仮想的な転送が可能となる。
なお、各出口ルータ３ａ〜３ｃにおいてのアドレス学習は、図４０に示すアドレス学習方法と同一である。
このような構成により、第２実施形態におけるフレーム転送方法について図１０を参照して説明する。この図１０に示す入口ルータ１ａおよび中継ルータ２Ｌ間はトンネルＬＳＰ（パイプ状のもの）とＶＣＬＳＰ（実線で表したもの）とが設定されている。
入口ルータ１ａは、外部からのフレームを受信し、ユニキャスト用ＭＡＣアドレステーブル１１を参照して、受信フレームがユニキャストフレームであるか又はＶＣラベル１０２，１０３，１０４のそれぞれに対して転送する必要があるマルチキャストフレーム又はブロードキャストフレームかを認識する。
そして、入口ルータ１ａは、ユーザサイトからマルチキャストフレームを受信すると、同一の出力ポートから送信しなければならない複数のユニキャストＶＣから送信するＶＣラベルを、例えば最小の１０２を有するもの等の選択基準に基づいて選択する。さらに、入口ルータ１ａは、トンネルラベル２１をトンネルラベルテーブル１５から検索しＶＣラベルとトンネルラベルとをレイヤ２フレームに付与し出力ポート１からＭＰＬＳフレームを送信する。また、入口ルータ１ａは、宛先不明のユニキャストフレームを受信したときは、第１実施形態における転送方法と同様に処理する。
一方、中継ルータ２Ｌ（図１２）は、このＭＰＬＳフレームを受信すると、Ｌ２ヘッダの「プロトコルタイプ」からマルチキャストＭＰＬＳフレームであることを知り、マルチキャスト用ラベルテーブル４４を検索する。そして、中継ルータ２Ｌは、マルチキャスト用ラベルテーブル４４の保持内容に基づいて、複数の出力ポートに送信する必要がある場合はフレームを複製し複製したフレームのトンネルラベルを２２にスワップし、スワップしたフレームを出力ポート２に対して送信し、また、複製されたフレームのトンネルラベルを４２にスワップし、ＶＣラベルを１０４にスワップしたフレームを出力ポート３に送信する。
また、各出口ルータ３ａ〜３ｃにおけるアドレス学習は、第１実施形態における処理と同一の方法により行なわれる。
このように、第２実施形態におけるフレーム転送方法は、フレームの複製が、ＶＣラベルの分岐点に相当する中継ルータ２Ｌにて行なわれるとともに、既存のＭＰＬＳ網５０をそのまま使用できる。
また、このように、入口ルータ１ａと、ＭＰＬＳ網５０に属する各中継ルータ２Ｌ，２ｂ，２ｃのそれぞれとの各リンクにおいて、同一フレームの複数の送信が回避されＭＰＬＳ網５０の負荷が軽減される。
このようにして、本発明によれば、ＭＰＬＳ網５０の負荷を最小限に抑制でき、効率的に網の帯域を利用できる。
（Ｃ）本発明の第３実施形態の説明
第３実施形態においては、入口ルータが、同一リンクを使用している複数のユニキャストトンネルＬＳＰを束ねるポイントツーマルチポイントのマルチキャスト用トンネルＬＳＰを、ユニキャストトンネルＬＳＰとは別個に生成するようになっている。
図１３は本発明の第３実施形態に係るＭＰＬＳ網５０の構成図である。この図１３に示すＭＰＬＳ網５０は、例えばユーザ網５１ａのユーザＡ１，Ｂ１等が、ユーザ網５１ｂのユーザＡ２，Ｂ２又はＢ３に宛てたパケットを転送するものである。この図１３に示す入口ルータ１ｂ，中継ルータ２ｅ〜２ｇは、ともに、第１実施形態の入口ルータ１ｂ，中継ルータ２ａ〜２ｃを変形したものであり、各出口ルータ３ａ〜３ｃは、上記のものと同一のものである。
また、各ルータ間は、トンネルＬＳＰ（パイプ状のもの）と、ＶＣＬＳＰ（実線で表したもの）とが設定されている。第３実施形態においては、入口ルータ１ｂが、ユニキャストフレームについての通常のＶＣラベルと通常のトンネルラベルとを別個に生産し、新たなマルチキャスト用ＶＣＬＳＰと、新たなマルチキャスト用トンネルＬＳＰとを作成する。
また、第３実施形態におけるマルチキャスト用ＶＣＬＳＰは、ユーザ識別子およびユーザ拠点識別子（送信元入口ルータ１ｂ）として機能する。すなわち、第１実施形態および第２実施形態におけるＶＣＬＳＰは、ユーザ識別のためのものである一方、第３実施形態におけるＶＣＬＳＰは、ユーザおよびユーザ拠点を示す入口ルータ１ｂの両方を含む。
そして、図１３に示す入口ルータ１ｂが、ここで、ユーザ網５１ａの例えばユーザＡ１，Ｂ１等のユーザサイトからの受信フレームを読み込み、その受信フレームが同一出力ポートからＭＰＬＳ網５０の３台の中継ルータ２ｅ〜２ｇに送信する必要のあるフレームか否かを判定する。そして、受信フレームが３台の中継ルータ２ｅ〜２ｇに送信する必要があるフレームと判定されると、入口ルータ１ｂは、受信フレームにマルチキャスト用ＶＣＬＳＰおよびマルチキャスト用トンネルＬＳＰを介して例えば中継ルータ２ｅに転送する。
一方、中継ルータ２ｅがそのフレームを転送し、次段の中継ルータ２ｆ，２ｇは、それぞれ、そのフレームを受信すると、中継ルータ２ｆ，２ｇは、必要に応じてフレームを複製して転送し、最終的にはＭＰＬＳ網５０において必要な全てのユニキャスト用ＶＣＬＳＰおよびトンネルＬＳＰを用いてマルチキャストフレームを転送する。
図１４は本発明の第３実施形態に係る入口ルータ１ｂのブロック図である。この図１４に示すＭＡＣブリッジ処理部１０ｂに、マルチキャストフレームに対してＶＣラベルおよびトンネルラベルを付与するマルチキャスト処理部（ラベルスイッチ）１９が接続されている。また、マルチキャスト処理部１９は、ＶＣラベルを付与するためのＶＣラベルプッシュ部１９ａと、トンネルラベルを付与するためのトンネルラベルプッシュ部１９ｂとをそなえて構成されている。
さらに、このマルチキャスト処理部１９には、図２８（ｂ）を用いて後述するようにマルチキャスト用ラベルテーブル４４が接続されている。このマルチキャスト用ラベルテーブル４４は、ユーザ毎のマルチキャスト用ＶＣラベル値およびトンネルラベル値を対応付けて保持するものである。
従って、図１４に示す入口ルータ１ｂが、第１実施形態の入口ルータ１と異なる点は、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂにてユニキャストフレームと判定されたフレームにＶＣラベルおよびトンネルラベルを付与するとともに、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂにてマルチキャストフレームと判定されたフレームについても、ＶＣラベルおよびトンネルラベルをプッシュされる点である。
そして、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂは受信フレームがマルチキャストフレームと判定すると、その受信フレームをマルチキャスト処理部１９に入力し、ＶＣラベルおよびトンネルラベルを付与する。各ラベルを付与されたフレームのフォーマットは、Ｌ２ヘッダ作成部１０ｄにおいて形成され、第２フレーム送信部１０ｅからＭＰＬＳ網５０の他の中継ルータ，入口ルータ又は出口ルータに転送されるのである。
なお、図１４に示す入口ルータ１ｂは、ＭＰＬＳ網５０からのレイヤ２フレームを受信した場合は、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂにてブリッジされ、そのフレームは、フレーム送信部１０ｃを介してユーザ網５１ａに転送される。
図１５は本発明の第３実施形態に係る中継ルータ２ｅのブロック図であり、また、中継ルータ２ｆ，２ｇもこの中継ルータ２ｅの構成と同一の構成である。中継ルータ２ｅは、ＶＣラベル検索部（ラベルスイッチ）２４ｅと、第２マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル（第２マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル）１４とをそなえて構成されている。
図２７（ｂ）は本発明の第３実施形態に係る第２マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４ａの一例を示す図であり、この図２７（ｂ）に示す第２マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４ａは、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４とほぼ同様であり、各符号のうちの上記と同一符号を有するものは同一のものを表す。
ＶＣラベル検索部２４ｅは、第２マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４ａを検索し、検索されたＶＣラベルに基づいてフレームを複製する。さらに、受信フレームのラベルをスワップするラベルスワップ部（ラベルプッシュ部）２４ｄにおいてフレームは、スワップされ、そのＭＰＬＳフレームはＬ２ヘッダ作成部２０ｅを介して、ＭＰＬＳ網５０に転送される。
中継ルータ２ｆは、中継ルータ２ｅからのＭＰＬＳフレームについて、第２マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４ａを参照してＭＰＬＳフレームを複製し、マルチキャスト用のユーザ識別ＬＳＰラベル，トンネルＬＳＰラベルと、ユニキャスト用のＶＣＬＳＰラベルおよびトンネルＬＳＰラベルとを交換して送信する。
ここで、第２実施形態のＶＣラベル検索部２４（図１２）と、第３実施形態のＶＣラベル検索部２４ｅとを比較する。図１２に示すＶＣラベル検索部２４は、複製したＭＰＬＳフレームをラベルスイッチ部２２に入力している。この一方、図１５に示すＶＣラベル検索部２４ｅは、ラベルスワップ部２４ｄが、複製したＭＰＬＳフレームに、マルチキャスト用のラベル（ＶＣＬＳＰラベルおよびトンネルＬＳＰラベル）を書き込む。
従って、図１３に示す入口ルータ１ｂと各中継ルータ２ｅ〜２ｇとの間に、マルチキャスト用トンネルＬＳＰが予め設定されているので、入口ルータ１ｂは、重ねてマルチキャスト用トンネルＬＳＰを設定する必要がなくなる。
このような構成により、第３実施形態におけるフレーム転送方法を図１３を参照して説明する。
図２７（ａ）は本発明の第３実施形態に係るマルチキャスト用ＶＣラベルとマルチキャスト用トンネルラベルとを説明するための図である。また、この図２７（ａ）に示すもので、上記の符号のうちの上記と同一符号を有するものは同一のものを表す。
入口ルータ１ｂ（図１３）は、中継ルータ２ｅとの間にトンネルラベル「１１」を設定し、また、中継ルータ２ｅは中継ルータ２ｆとの間にトンネルラベル「１２」を設定する。さらに、入口ルータ１ｂは中継ルータ２ｆとの間のＶＣラベルを例えば「１００２」と設定する。
入口ルータ１ｂは、例えばユーザＡ１，Ｂ１のようなユーザサイトからのレイヤ２フレームを受信し、そのレイヤ２フレームがマルチキャストフレームと判定すると、フラッディングするレイヤ２フレームをマルチキャスト処理部１９（図１４）に出力する。
ここで、マルチキャスト処理部１９は、第２マルチキャスト用ラＶＣラベルテーブル１４ａを検索し、トンネルラベル「１１」およびＶＣラベル「１００２」を付与して転送して出力ポート（例えば、出力ポート１）から送信する。
換言すれば、例えば入口ルータ１ｂと中継ルータ２ｅとの間の同一リンクを共用する複数のユニキャストトンネルＬＳＰが束ねられて、この束ねられた複数のＬＳＰがポイントツーマルチポイントのマルチキャスト用トンネルＬＳＰとして、ユニキャストトンネルＬＳＰとは別個に設定されるのである。
そして、入口ルータ１ｂは、ポイントツーマルチポイントのマルチキャスト用トンネルＬＳＰに、ＭＰＬＳ網５０（又は他のＭＰＬＳ網５０）毎のＶＣを設定する。これにより、例えばユーザ網５１ａからのマルチキャストフレームは、マルチキャスト用トンネルＬＳＰに乗せ替えられる。
さらに、入口ルータ１ｂは、宛先不明のユニキャストフレームを受信した場合も、マルチキャストフレームと同様に、フレームを処理する。
従って、本発明の第３のフレーム転送方法（「方式３」）は、図１３に示す入口ルータ１ｂが、転送処理にあたり（転送処理ステップ）、マルチキャスト用ＶＣＬＳＰとマルチキャスト用トンネルＬＳＰとを設定し（設定ステップ）、マルチキャスト用ＶＣＬＳＰおよびマルチキャスト用トンネルＬＳＰを介してＭＰＬＳフレームを転送する（転送ステップ）。
一方、中継ルータ２ｅ，２ｆ，２ｇは、それぞれ、フレームを受信すると、Ｌ２ヘッダの「プロトコルタイプ」からマルチキャストＭＰＬＳフレームであることを知り、第２マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４ａを検索する。その検索結果に基づいて、ＶＣラベル検索部２４ｅ（図１５）は、トンネルラベルを「１２」にスワップしたフレームを出力ポート２に出力し、また、トンネルラベル，ＶＣラベルをそれぞれ「４２」，「１０４」にスワップし、スワップしたフレームを出力ポート３に送信する。
従って、中継にあたり（中継ステップ）、中継ルータ２ｅが、マルチキャスト用ＶＣＬＳＰラベルおよび転送先ルータアドレスを対応付けた第２マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４ａに基づいて、ＭＰＬＳフレームを複製転送する（複製転送ステップ）。
さらに、中継ルータ２ｆは、複製転送ステップにて複製転送されたＭＰＬＳフレームを、設定ステップにて設定されたマルチキャスト用ＶＣＬＳＰとマルチキャスト用トンネルＬＳＰとを介して複製転送する。これにより、マルチキャストフレームは中継転送され、また、必要に応じてこのマルチキャストフレームは複製され、最終的にはＭＰＬＳ網５０において各マルチキャストフレームは、ユニキャストのＬＳＰに乗せ替えられる。
従って、入口ルータ１ｂがマルチキャスト用のＬＳＰを設けることにより、ユーザは既存の網資源をそのまま利用でき、また、サービス提供者は最小限の投資により、仮想網５０に付加価値を与えることができる。
さらに、入口ルータ１ｂと各出口ルータ３ａ〜３ｃとの間におけるＶＣラベルおよびトンネルラベルは、マルチキャスト用ＬＳＰからユニキャスト用にスワップされる。
各出口ルータ３ａ〜３ｃは、受信したマルチキャストフレームについてアドレス学習し、従来の方法（例えば図４０に示す方法）と同一の方法を用いてアドレスを学習する。
このように、入口ルータ１ｂおよび中継ルータ２ｅと、中継ルータ２ｅおよび中継ルータ２ｆとの間の各リンクにおいて、同一フレームの送信が回避され、ＭＰＬＳ網５０の負荷は軽減される。さらに、第３実施形態においても、入口ルータ１ｂが宛先不明のユニキャストフレームを受信したときにおいても、ＭＰＬＳ網５０に属する各中継ルータ２ｅ〜２ｇに対するユニキャストフレームの送信が防止され、やはり、ＭＰＬＳ網５０の負荷が軽減される。
（Ｄ）本発明の第４実施形態の説明
第４実施形態におけるフレーム転送方法も、入口ルータが入口ルータと出口ルータとの間において、マルチキャスト用ＬＳＰをユニキャストＶＣとは別個に設定し、これにより、同一リンクの複数のユニキャストＶＣを有するＭＰＬＳフレームのＶＣが、ポイントツーマルチポイントの１本のＬＳＰＶＣに束ねられる。そして、ＭＰＬＳフレームを中継転送する各中継ルータが、必要に応じてＭＰＬＳフレームを複製転送して最終的にはユニキャストＶＣに乗せ替える。
図１６は本発明の第４実施形態に係るＭＰＬＳ網５０の構成図である。この図１６に示す入口ルータ１ｃは、マルチキャスト用ＶＣを、ユニキャストＶＣと別個に設定し、ポイントツーマルチポイントのＶＣＬＳＰを設定するものである。また、中継ルータ２ｈ〜２ｊは、ともに、第３実施形態にて用いられた中継ルータ２ｅ〜２ｇと同様の機能を有する。
図１７は本発明の第４実施形態に係る入口ルータ１ｃのブロック図である。この図１７に示す入口ルータ１ｃは、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂに接続されたマルチキャスト用ラベルプッシュ部１６を有する。
このマルチキャスト用ラベルプッシュ部１６は、ＭＡＣブリッジ処理部１０ｂにてマルチキャストフレームと判定されたフレームに、新たに定義したマルチキャスト用ラベルを付与するものである。マルチキャスト用ラベルプッシュ部１６は、ユーザサイトからのマルチキャストフレームに対して、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を参照して、マルチキャスト用ＶＣＬＳＰとして、すなわち、パス決定（トンネル）として機能するマルチキャスト用ＬＳＰラベルを付与する。また、マルチキャスト用ラベルプッシュ部１６は、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を参照して受信ＭＰＬＳフレームを複製し、マルチキャスト用ＬＳＰラベルを除去して既存のユニキャスト用ユーザ識別ＬＳＰラベル（ＶＣラベル）およびトンネルラベルを付与する。
ここで、第３実施形態の入口ルータ１ｂ（図１４）と、この図１７に示す入口ルータ１ｃとを比較する。第３実施形態の入口ルータ１ｂは、通常のユニキャストについてのＶＣラベルとトンネルラベルとは別個に、新たなマルチキャスト用ＶＣＬＳＰと、新たなマルチキャスト用トンネルＬＳＰとを作成する。
一方、第４実施形態の入口ルータ１ｃは、新たなマルチキャスト用ＶＣＬＳＰと、新たなマルチキャスト用トンネルＬＳＰとを生成せずに、これらと別個なマルチキャスト用ＶＣＬＳＰを用いている。
これにより、冗長な情報データの転送が排除され、仮想網５０における伝送帯域の使用効率が向上する。
なお、図１７に示すもので、上述したものと同一符号を有するものは、同一のものを示す。
図２８（ａ）は本発明の第４実施形態に係るフレームフォーマット例を示す図である。この図２８（ａ）に示すフレーム６９ａは、２種類のトンネルラベルおよびＶＣラベルを用いずに、１個のマルチキャスト用ＶＣＬＳＰラベルのみを有し、このマルチキャスト用ＶＣＬＳＰは、ユーザとユーザ拠点としての入口ルータ１ｃとの両方を示すものとして用いられる。
図１８は本発明の第４実施形態に係る中継ルータ２ｈのブロック図である。この図１８に示す中継ルータ２ｈは、ＭＰＬＳフレームを受信すると、Ｌ２ヘッダの「プロトコルタイプ」からマルチキャストＭＰＬＳフレームであることを知り、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４の保持内容を検索して、その検索結果に基づいて受信フレームを複製する。そして、中継ルータ２ｈは、ラベルを「１２」にスワップしたフレームを出力ポート２に送信し、また、マルチキャスト用ＬＳＰラベルを除去して転送しトンネルラベル４２およびＶＣラベル１０４をその受信フレームに付与して転送したフレームを出力ポート３へ送信する。
また、図１６に示す中継ルータ２ｉ，２ｊの構成は、いずれも、中継ルータ２ｈと同一であるので、重複した説明を省略する。
このような構成により、本発明の第４のフレーム転送方法を説明する。
図１７に示す入口ルータ１ｃは、ユーザサイトからマルチキャストフレームを受信すると、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を参照し、入口ルータ１ｃと例えば出口ルータ３ｂとの間のエッジルータ間に、例えば図２７（ｃ）に示すマルチキャスト用ＬＳＰを予め設定しておく。
そして、入口ルータ１ｃ（図１７）は、フラッディングするレイヤ２フレームをマルチキャスト用ラベルプッシュ部１６に出力する。ここで、入口ルータ１ｃは、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を検索し、マルチキャスト用ラベルプッシュ部１６から出力されるフレームにラベル１１を付与して転送して出力ポート１から送信する。これにより、フレームは、マルチキャスト用ＶＣＬＳＰを用いて中継ルータ２ｈに転送される。
さらに、図１６に示す中継ルータ２ｉ，２ｊは、必要に応じてフレームを複製転送する。そして、ＭＰＬＳフレームは、最終的には必要な全てのユニキャスト用ＶＣＬＳＰおよびユニキャスト用トンネルＬＳＰを介して転送される。ここで、入口ルータ１ｃのマルチキャスト用ＬＳＰが、出口ルータ３ａのユニキャスト用ＬＳＰにスワップされる。
従って、本発明の第４のフレーム転送方法（「方式４」）は、転送処理にあたり（転送処理ステップ）、入口ルータ１ｃが、マルチキャスト用ＶＣＬＳＰおよびマルチキャスト用トンネルＬＳＰを識別する拠点・トンネルＬＳＰ（拠点・トンネル識別パス）を設定し（設定ステップ）、拠点・トンネルＬＳＰを介してＭＰＬＳフレームを転送する（転送ステップ）。
また、中継にあたり（中継ステップ）、中継ルータ２ｈが、拠点・トンネルＬＳＰおよび転送先ルータアドレスを対応付けたマルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４に基づいて、ＭＰＬＳフレームを複製転送し（複製転送ステップ）、中継ルータ２ｉ，２ｊが、複製転送ステップにて複製転送されたＭＰＬＳフレームを、設定ステップにて設定された拠点・トンネルＬＳＰを介して複製転送する。
なお、各出口ルータ３ａ〜３ｃにおいて、受信したマルチキャストフレームに対するアドレス学習処理は、図１４に示す方法と同一の方法を用いて行なわれる。
このように、入口ルータ１ｃおよび中継ルータ２ｈと中継ルータ２ｉ，２ｊ間との間の各リンクにおいて、同一フレームの送信が回避され、ＭＰＬＳ網５０の負荷は軽減される。
このようにして、第４実施形態においても、入口ルータ１ｃが宛先不明のユニキャストフレームを受信したときにおいても、ＭＰＬＳ網５０の全ルータに対するユニキャストフレームの送信が防止され、やはり、ＭＰＬＳ網５０の負荷が軽減される。
（Ｅ）本発明の第５実施形態の説明
従来のフレーム転送方法は、トンネルＬＳＰおよびＶＣＬＳＰのいずれもがポイントツーポイントで設定されていた。
これに対して、第５実施形態におけるマルチキャストフレームは、トンネルＬＳＰとＶＣＬＳＰとの両ＬＳＰにいずれもポイントツーマルチポイントのパスを新規に設定されて、ＭＰＬＳ網５０を転送される。このため、第５実施形態のフレーム転送方法は、入口ルータが、ポイントツーマルチポイントのマルチキャスト用トンネルＬＳＰとＶＣＬＳＰとを入口ルータおよび出口ルータ間に予め設定し、そして、中継ルータがマルチキャストフレームを必要に応じて複製する。
図１９は本発明の第５実施形態に係るＭＰＬＳ網５０の構成図である。この図１９に示すＭＰＬＳ網５０は、入口ルータ１ｄと、中継ルータ２ｐ，２ｑ，２ｒと、３台の出口ルータ３ａ〜３ｃとをそなえて構成されている。ここで、入口ルータ１ｄは、マルチキャスト用ＶＣを、ユニキャストＶＣと別個に設定し、ポイントツーマルチポイントのＶＣＬＳＰを設定するものである。また、中継ルータ２ｐ〜２ｒは、ともに、中継ルータ２ｅ〜２ｇ（図１５参照）と同様の機能を有するものである。また、図１９に示す符号のうちの上記と同一符号を有するものは同一のものを示す。
図２０は本発明の第５実施形態に係る入口ルータ１ｄのブロック図である。この図２０に示す入口ルータ１ｄは、マルチキャスト用ラベル処理部１６ｂと、マルチキャスト用ラベルテーブル４４とを有する。このマルチキャスト用ラベル処理部１６ｂは、入口ルータ１ｃ（図１７）が有するマルチキャスト用ラベルプッシュ部１６と、ＶＣＩＤ付加部１６ａとをそなえて構成されている。
そして、マルチキャスト用ラベルテーブル４４は、上記のマルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４とほぼ同一のものであり、ＬＳＰ毎に、例えば図２８（ｂ）に示すように、受信フレームのトンネルラベルと、このトンネルラベルについての処理内容（動作）とを対応付けて保持するものである。
これにより、入口ルータ１ｄは、ユーザサイトから受信したマルチキャストフレームに、マルチキャスト用ラベルテーブル４４からマルチキャスト用のユーザ識別ラベルとトンネルラベルとを付与する。
なお、図２０においても、上記符号と同一符号を有するものは同一のものを示す。
図２１は本発明の第５実施形態に係る中継ルータ２ｐのブロック図である。この図２１に示す中継ルータ２ｐと、中継ルータ２ｈ（図１８）と比較する。
図１８に示す中継ルータ２ｈのＬ２ヘッダ除去部２０ｄにおいて、受信ＭＰＬＳフレームが、ユニキャスト又はマルチキャストを判定されて、それぞれ、ラベルスイッチ部（ラベルスイッチ）２２又はマルチキャスト処理部（ラベルスイッチ）２４ｅに入力される。これに対して、第５実施形態に係る中継ルータ２ｐ（図２１）は、Ｌ２ヘッダ除去部２０ｄにてフレーム種別が判定されずに、ヘッダを除去されたフレームは、いずれも、マルチキャスト処理部（ラベルスイッチ）２４ｅに入力されるようになっている。なお、図２１に示す符号のうちの上記と同一符号を有するものは同一のものを示す。
また、図１９に示す中継ルータ２ｑ，２ｒは、いずれも、中継ルータ２ｐと同一の構成なので、重複した説明を省略する。
これにより、ポイントツーマルチポイントのマルチキャスト用トンネルＬＳＰとＶＣＬＳＰとが、入口ルータ１ｄおよび出口ルータ３ａ〜３ｃ間に予め設定され、中継ルータ２ｐがマルチキャストフレームを必要に応じて複製する。
従って、中継ルータ２ｐは受信フレームの冗長な処理を除去でき、やはり、ＭＰＬＳ網のフレーム転送が効率化される。
このような構成により、第５実施形態におけるフレーム転送方法を図１９を参照して説明する。
図１９に示す入口ルータ１ｄは、入口ルータ１ｄおよび各出口ルータ３ａ〜３ｃとの間において、マルチキャスト用トンネルＬＳＰの値を予め設定しておく。入口ルータ１ｄは、ＭＰＬＳフレームの内部に、トンネルラベルとＶＣラベル（例えば「１００２」）とを予め書き込む。このＶＣラベルは、入口ルータ１ｄ（ＶＣＩＤ「１２３４」を付与されたもの。）からのポイントツーマルチポイントマルチキャストＬＳＰであることを示す。
ここで、入口ルータ１ｄは、ユーザサイトからマルチキャストフレームを受信すると、フラッディングするレイヤ２フレームをマルチキャスト処理部１６ｂに出力する。そして、マルチキャスト用ラベルプッシュ部１６は、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を検索し、トンネルラベル「１１」およびＶＣラベル「１００２」を、受信マルチキャストフレームに付与し、Ｌ２ヘッダ作成部１０ｄ等を介して転送し出力ポート１から送信する。
一方、中継ルータ２ｐは、このＭＰＬＳフレームを受信すると、Ｌ２ヘッダの「プロトコルタイプ」からマルチキャストＭＰＬＳフレームであることを知り、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を検索する。そして、中継ルータ２ｐは、その検索結果に基づいて、フレームのトンネルラベルを「１２」にスワップし、スワップしたフレームを出力ポート２へ、また、トンネルラベルを「１５」にスワップしたフレームを出力ポート３にそれぞれ送信する。
従って、本発明の第５のフレーム転送方法（「方式５」）は、転送処理にあたり（転送処理ステップ）、入口ルータ１ｄが、入口ルータ１ｄとＭＰＬＳ網５０から転送されたＭＰＬＳフレームに付与されたトンネルラベルおよびＶＣラベルを除去してＭＰＬＳ網５０の外部に送信する３台の出口ルータ３ａ〜３ｃのそれぞれとの間において、それぞれ、マルチキャスト用ＶＣＬＳＰとマルチキャスト用トンネルＬＳＰとを設定し（設定ステップ）、複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから中継ルータ２ｐに転送する複数のＭＰＬＳフレームを、設定ステップにて設定されたマルチキャスト用ＶＣＬＳＰとマルチキャスト用トンネルＬＳＰとを介して各中継ルータ２ｐ〜２ｒに送信する（送信ステップ）。
さらに、中継にあたり（中継ステップ）、各中継ルータ２ｐ〜２ｒが、送信ステップにて送信されたＭＰＬＳフレームを、設定ステップにて設定されたマルチキャスト用ＶＣＬＳＰとマルチキャスト用トンネルＬＳＰとを介して複製転送する。
さらに、各出口ルータ３ａ〜３ｃは、マルチキャストＶＣラベル「１００２」と、反対方向のユニキャストＶＣラベルとをそれぞれＶＣラベルバインドテーブル３５（図７参照）に登録しておく。出口ルータ３ａ〜３ｃは、いずれも、受信したマルチキャストフレームに対するアドレス学習処理は、図４０に示す方法と同一の方法を用いて行なう。
このように、第５実施形態においては、ＭＰＬＳ網５０の入口ルータ１ｄおよび各出口ルータ３ａ〜３ｃ間に、新規に定義したマルチキャスト用ＶＣＬＳＰおよび新規に定義したマルチキャスト用トンネルＬＳＰをポイントツーマルチポイントパスとしてエンドツーエンドで作成し、そして、入口ルータ１ｄは、ユーザサイトから受信した同一ポートから例えば３台の中継ルータ２ｐ〜２ｒに送信する必要のあるフレームを、マルチキャスト用ＶＣＬＳＰおよびマルチキャスト用トンネルＬＳＰを用いて中継ルータ２ｐ〜２ｒを介して送信してＭＰＬＳ網５０を転送させる。
このように、第５実施形態においても、上記の各実施形態と同様の効果が得られる。具体的には、入口ルータ１ｄおよび中継ルータ２ｐ〜２ｒ間のリンクにおいて、同一フレームの送信が回避され、従って、ＭＰＬＳ網５０の負荷は軽減される。
（Ｆ）本発明の第６実施形態の説明
第６実施形態は、第５実施形態の変形バリエーションである。
従来のフレーム転送方法がトンネルＬＳＰおよびＶＣＬＳＰの両方がポイントツーポイントで設定されていた。これに対して、第６実施形態のフレーム転送方法は、転送に用いるＭＰＬＳラベルとしてトンネルＬＳＰとＶＣＩＤとの２種類を用いるとともに、これらのトンネルＬＳＰおよびＶＣＩＤにポイントツーマルチポイントのパスを新規に設定するようにしている。ここで、ＶＣＩＤに、ユーザ識別およびユーザ拠点識別の両方の意味をもたせているのである。
図２２は本発明の第６実施形態に係るＭＰＬＳ網５０の構成図である。この図２２に示すＭＰＬＳ網５０は、入口ルータ１ｄ，中継ルータ２ｐ〜２ｒおよび出口ルータ３ｄ〜３ｆのそれぞれをそなえて構成されている。これらのうちの入口ルータ１ｄおよび中継ルータ２ｐ〜２ｒは、いずれも、上記のものと同一のものである。
ここで、図２２に示す各ルータのうちの隣接するルータ間は、ＶＣラベル（黒線）だけが設定され、トンネルラベルは設定されていない。一方、例えば図１０に示すＭＰＬＳ網５０においては、各ルータ間は、ＶＣラベル（実線で表したもの）とトンネルラベル（パイプ状のもの）とが設定されている。
また、図２３は本発明の第６実施形態に係る出口ルータ３ｄのブロック図である。この図２３に示す出口ルータ３ｄは、出口ルータ３ａ（図７）とほぼ同様のものである。一方、出口ルータ３ａと異なる点は、受信フレームのフレーム種別を判定してポップ処理する点である。
図２３に示す出口ルータ３ｄのフレーム受信部３０ａからのフレームは、Ｌ２ヘッダ除去部３０ｃにてヘッダが除去され、判定部３０ｂにて、ユニキャスト又はマルチキャストが判定される。そして、マルチキャストフレームについては、ポップ処理部３１ｄにてＶＣＩＤを除去されて、ＭＡＣブリッジ処理部３０ｄに入力されるようになっている。
一方、出口ルータ３ａ（図７）のフレーム受信部３０ａからのフレームは、判定部３０ｂにて判定され、ユニキャストフレームおよびマルチキャストフレームのいずれもが、それぞれ、Ｌ２ヘッダ処理部３０ｃ，３１ｂにてＬ２ヘッダを除去される。
なお、図２３に示す符号のうちの上記と同一符号を有するものは同一のものを示す。また、図２２に示す出口ルータ３ｅ，３ｆも、出口ルータ３ｄと同一構成である。
このような構成により、第６実施形態におけるフレーム転送方法について図２２を参照して説明する。
入口ルータ１ｄは、ポイントツーポイントのユニキャスト用トンネルＬＳＰと同等に、新規に定義したマルチキャスト用ＬＳＰをポイントツーマルチポイントＬＳＰとしてエンドツーエンド（入口ルータ１ｄおよび各出口ルータ３ｄ〜３ｆ間）において設定する。
入口ルータ１ｄは、ユーザサイトから受信したレイヤ２フレームに対してフラッディングするために、マルチキャスト処理部１６ｂ（図１６）に出力する。マルチキャスト処理部１６ｂは、ユーザサイトから受信した同一ポートから複数の中継ルータ２ｐ〜２ｒに送信する必要のあるマルチキャストフレームに対してユーザ識別子ＶＣＩＤ「１２３４」を、図２８（ｂ）に示すＶＣシムヘッダの位置（ＶＣ）に付与する。また、入口ルータ１ｄは、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を検索して、マルチキャスト用ＬＳＰラベル「１１」をフレームに付与して転送し出力ポート１から送信する。
従って、入口レータ１ｄから中継ルータ２ｐに対するフレームのマルチキャスト用ＬＳＰは、ユーザとユーザ拠点としての入口ルータ１ｄとを示すものとして機能する。
一方、中継ルータ２ｐは、このフレームを受信すると、Ｌ２ヘッダの「プロトコルタイプ」からマルチキャストＭＰＬＳフレームであることを知り、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を検索する。中継ルータ２ｐは、この検索結果に基づいて、ラベルを「１２」にスワップしたフレームを出力ポート２に出力し、また、ラベルを「１５」にスワップしたフレームを出力ポート３に送信する。従って、中継ルータ２ｐは、フレームの複製とラベルとをスワップし、これにより、ＶＣＩＤを有するＭＰＬＳフレームを中継する。
さらに、各出口ルータ３ｄ〜３ｆがこのＭＰＬＳフレームを受信すると、マルチキャスト用ＬＳＰラベルとユーザ識別子ＶＣＩＤとに基づいて、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を検索し、アドレス学習の対象のＶＣラベルを知る。具体的には、各出口ルータ３ｄ〜３ｆは、ＶＣＩＤが「１２３４」のマルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４の保持内容を、マルチキャスト用ラベル１３により検索し、ＶＣラベル３０１を学習する。
従って、本発明の第６のフレーム転送方法（「方式６」）は、転送処理にあたり（転送処理ステップ）、入口ルータ１ｄが、入口ルータ１ｄと、ＭＰＬＳ網５０から転送されたＭＰＬＳフレームに付与されたトンネルラベルおよびＶＣラベルを除去してＭＰＬＳ網５０の外部に送信する３台の出口ルータ３ｄ〜３ｆのそれぞれとの間において、それぞれ、マルチキャスト用ＶＣＬＳＰおよびマルチキャスト用トンネルを識別する拠点・トンネルＬＳＰを設定し（設定ステップ）、複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから３台の中継ルータ２ｐ〜２ｒに転送する複数のＭＰＬＳフレームの内部に、ユーザを識別するユーザ識別子を付与し（付与ステップ）、そして、入口ルータ１ｄが、付与ステップにてフレーム内部に付与されたユーザ識別子を含むＭＰＬＳフレームを、設定ステップにて設定された拠点・トンネルＬＳＰを介して各中継ルータ２ｐ〜２ｒに送信する（送信ステップ）。
また、中継にあたり（中継ステップ）、各中継ルータ２ｐ〜２ｒが、送信ステップにて送信されたＭＰＬＳフレームを、設定ステップにて設定された拠点・トンネルＬＳＰを介して複製転送する（転送ステップ）。
また、各出口ルータ３ｄ〜３ｆが、転送ステップにて用いた拠点・トンネルＬＳＰと付与ステップにて付与されたユーザ識別子とを用いてアドレス学習する（学習ステップ）。
このように、ＶＣＩＤがユーザ識別およびユーザ拠点識別の両機能を発揮するので、トンネルＬＳＰおよびＶＣＩＤにポイントツーマルチポイントのパスを新規に設定でき、効率的にフレーム転送可能となる。
さらに、このように、入口ルータ１ｄおよび中継ルータ２ｐ〜２ｒ間の各リンクにおいて、同一フレームの送信が回避され、従って、ＭＰＬＳ網５０の負荷は軽減される。
（Ｇ）本発明の第７実施形態の説明
図２４は本発明の第７実施形態に係るＭＰＬＳ網５０の構成図である。この図２４に示すＭＰＬＳ網５０は、入口ルータ１ｃ（図１７）と、中継ルータ２ｐ〜２ｒ（図２１）と、出口ルータ３ｇ〜３ｉとをそなえて構成されている。これら以外の符号のうちの上記と同一符号を有するものは同一のものを示す。
図２５は本発明の第７実施形態に係る出口ルータ３ｇのブロック図である。この図２５に示す出口ルータ３ｇのポップ処理部３１ｅは、マルチキャスト用ラベルポップ部３１ｆと、アドレス学習部３１ａとをそなえて構成されている。
このマルチキャスト用ラベルポップ部３１ｆは、マルチキャスト用ＬＳＰラベルについてアドレス学習するためのものである。なお、アドレス学習部３１ａおよび図２５に示す符号のうちの上記と同一符号を有するものは同一のものを示す。
また、図２４に示す出口ルータ３ｈ，３ｉもこの出口ルータ３ｇと同様な構成であり、これらについての重複した説明を省略する。
このような構成により、図２４に示す入口ルータ１ｃは、ＭＰＬＳ網５０の入口ルータ１ｃおよび出口ルータ３ｇ間に新規に定義したマルチキャスト用ＬＳＰを送信元の入口ルータ１ｃ（ユーザ拠点）が識別できるようにポイントツーマルチポイントパスとしてエンドツーエンドで作成する。
図２６は本発明の第７実施形態に係るマルチキャスト用ＬＳＰの一例を示す図である。そして、入口ルータ１ｃは、ポイントツーマルチポイントのマルチキャスト用ＬＳＰを入口ルータ１ｃおよび出口ルータ３ｇ間において設定し、また、ＶＣＩＤについては、入口ルータ１ｃおよび各出口ルータ３ｇ〜３ｉが識別できるように設定される。
これにより、マルチキャスト用ＬＳＰは、パス決定、つまりトンネルとしての役割をも有する。そして、入口ルータ１ｃは、ユーザサイトから受信した、マルチキャストフレームに対して、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４を参照し、マルチキャスト用ＬＳＰを設定して中継ルータ２ｐに転送して送信する。
具体的には、入口ルータ１ｃは、フラッディングするレイヤ２フレームをマルチキャスト処理部に出力する。ここで、マルチキャスト用ラベルテーブル１４を検索してラベル１１を付与して転送し、出力ポート１から送信する。
一方、中継ルータ２ｐおよび中継ルータ２ｐに接続された中継ルータ２ｑ等は、このフレームを受信すると、Ｌ２ヘッダの「プロトコルタイプ」からマルチキャストＭＰＬＳフレームであることを知り、マルチキャスト用ＶＣラベルテーブル１４（図２１）を検索しその検索結果に基づいて、受信フレームを複製しマルチキャスト用ユーザ識別ＬＳＰラベルおよびトンネルＬＳＰラベルを、交換（付け替え）して送信する。
例えば、中継ルータ２ｐは、ラベルを「１２」にスワップしたフレームを出力ポート２に送信し、また、ラベルを「１５」にスワップしたフレームを出力ポート３にそれぞれ送信する。
さらに、出口ルータ３ｇは、中継ルータ２ｑから、ＭＰＬＳフレームを受信すると、マルチキャストフレームのラベル１３に基づいてアドレス学習用ＶＣラベルテーブル３２を検索してアドレス学習の対象となるＶＣラベルを知る。
従って、本発明の第７のフレーム転送方法（「方式７」）は、転送処理にあたり（転送処理ステップ）、入口ルータ１ｃが、入口ルータ１ｃと、ＭＰＬＳ網５０から転送されたＭＰＬＳフレームに付与されたトンネルラベルおよびＶＣラベルを除去してＭＰＬＳ網５０の外部に送信する３台の出口ルータ３ｄ〜３ｆのそれぞれとの間において、それぞれ、マルチキャスト用ＶＣＬＳＰおよびマルチキャスト用トンネルＬＳＰを識別する拠点・トンネルＬＳＰを設定し（設定ステップ）、複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから３台の中継ルータ２ｐ〜２ｒに転送する複数のＭＰＬＳフレームの外部に、設定ステップにて設定された拠点・トンネルＬＳＰを付与し（付与ステップ）、そして、付与ステップにて拠点・トンネルＬＳＰを付与されたＭＰＬＳフレームを、設定ステップにて設定された拠点・トンネルＬＳＰを介して各中継ルータ２ｐ〜２ｒに送信する（送信ステップ）。
さらに、中継ステップは、各中継ルータ２ｐ〜２ｒが、送信ステップにて送信されたＭＰＬＳフレームを、設定ステップにて設定された拠点・トンネルＬＳＰを介して複製転送し（転送ステップ）、送信ステップにて送信されたＭＰＬＳフレームを設定ステップにて設定された拠点・トンネルＬＳＰを介して複製転送する（転送ステップ）。
また、各出口ルータ３ｄ〜３ｆが、転送ステップにて用いた拠点・トンネルＬＳＰを用いてアドレス学習する（学習ステップ）。
このように、入口ルータ１ｃおよび中継ルータ２ｐ間のリンクにおいて、同一フレームの送信が回避され、ＭＰＬＳ網５０の負荷は軽減される。
また、このように、入口ルータ１ｃおよび出口ルータ３ｇ間に新規なマルチキャスト用ＬＳＰが設定され、出口ルータ３ｄ〜３ｆが送信元の入口ルータ１ｃを識別でき、ポイントツーマルチポイントパスがエンドツーエンドで作成される。
このようにして、レイヤ２ＭＰＬＳ網５０（Ｌ２ＶＰＮ）において、ＭＰＬＳ網５０の負荷を最小限に抑制でき、効率的に転送帯域を利用できる。
（Ｈ）その他
本発明は上述した実施態様及びその変形態様に限定されるものではない。
ＭＰＬＳ網５０は、下位レイヤフレームとして、レイヤ２パケット以外に、光フレーム又は光セルをカプセル化して転送することもできる。例えば、ＭＰＬＳ網５０が光波長伝送網（図示省略）と接続されている場合、光波長伝送網が下位レイヤ網に相当し、ＭＰＬＳ網が上位レイヤ網に相当する。
さらに、詳述すると、ＭＰＬＳ網に属する複数のルータは、各ルータの下位レイヤであるレイヤ２にて、上記リンクに相当する光パスと、ルータに相当する光スイッチとを介して接続する。さらに、ＭＰＬＳ網に属するルータの上位レイヤであるＭＰＬＳと、光波長伝送網に属する光伝送装置の上位レイヤである光スイッチ機能とが、相互に、光パスおよび光スイッチのそれぞれに設定されたＬＳＰを介して論理接続されるようにもできる。(A) Description of the first embodiment of the present invention
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an MPLS-layer 2-VPN (a layer 2 virtual network or VPN network to which MPLS is applied; hereinafter referred to as an MPLS network) according to the first embodiment of the present invention. The MPLS network 50 shown in FIG. 1 includes an MPLS frame (a layer 2 frame (lower layer frame) including a protocol identifier for identifying duplication or non-duplication, and a hierarchical path identifier such as a tunnel label and a VC label ( The label switch frame) can be transferred based on the tunnel label and the VC label.
Here, a thick black line connecting the routers represents a VC label, and a tunnel label in VPLS represents a path connecting between PEs (provided as provider edge routers and LER) in the MPLS network 50. .
The protocol identifier identifies both a multicast for transmitting the same data by specifying a plurality of routers (router addresses or router destinations) and a broadcast for transmitting data to an unspecified number of routers as replication targets, and This is for identifying a unicast that transmits specific data by designating a single address as a non-replication target.
Note that the relationship between the lower layer and the upper layer can be determined relatively.
(1) Schematic configuration
(1-1) MPLS network 50 and user networks 51a and 51b
The MPLS network 50 is connected to external user networks 51a and 51b. Here, the user networks 51a and 51b are IP networks, for example, and each includes a LAN, an IP router, a personal computer (personal computer), a workstation, or the like. In addition, what attached | subjected code | symbol A1-A2 and code | symbol B1-B4 shown in FIG. 10 is the user (communication apparatus or communication terminal) which belongs to user network 51a, 51b, respectively.
The MPLS network 50 includes, for example, an existing tunnel label, a VC label, and a VCID, and a multicast tunnel label and a VC label to which the frame transfer method of the present invention is applied to a layer 2 frame such as an Ethernet packet and frames of various protocols. The MPLS frame to which one or more labels are attached is forwarded to one or more routers belonging to the MPLS network 50, and each router refers to the tunnel label, VC label, etc. to determine the forwarding path. It comes to decide.
The MPLS network 50 includes a large number of routers corresponding to MPLS including an ingress router (LER) 1, relay routers (LSR) 2a to 2c, and egress routers 3a to 3c. In the following description, when these ingress router 1, relay routers 2a to 2c, and egress routers 3a to 3c are generically referred to, they are also simply referred to as routers.
The frame transfer direction in the MPLS network 50 exemplifies the direction from the ingress router 1 to each of the egress routers 3a to 3c among many directions, and the transfer direction can be set between desired routers.
(1-2) Tunnel label and VC label
FIG. 2 is a diagram for explaining a tunnel label and a VC label. The link 53 shown in FIG. 2 is an actual transmission path between the relay router 2a and the relay router 2b, for example. The ingress router 1 sets, for example, two tunnel LSPs 54 and 55 for the link 53 between any one or all of the egress routers 3a to 3c, and further, for example, for each of the tunnel LSPs 54 and 55, for example. Three VC labels 54a to 54c and VC labels 55a to 55c are set.
The frames that can be transferred by the MPLS network 50 are not only Ethernet packets but also frames having various protocol formats, such as SONET frames, added with a tunnel label and a VC label to be converted into MPLS frames. (Thus called MPLS).
(1-3) Packets and frames
The user networks 51a and 51b transmit IP packets and Ethernet packets (MAC packets) to the MPLS network 50, respectively. Here, the Ethernet packet is a basic unit of transfer data and is called a layer 2 packet. The IP packet is encapsulated with a header added by an upper layer (for example, layer 3) of layer 2, and this is a layer 3 frame.
Further, a frame transferred in the MPLS network 50 is encapsulated with an MPLS header, and is called an MPLS frame.
Then, the MPLS network 50 transmits to each of the user networks 51a and 51b the header from which the MPLS frame is removed, and specifically transmits the original packet or frame before being transferred to the MPLS network. . That is, IP packets, Ethernet packets, etc. are transmitted.
In the following description, it is assumed that the above-described packet or frame is transferred unless otherwise specified.
(1-4) Ingress router 1, relay routers 2a to 2c, and egress routers 3a to 3c
The ingress router 1 (FIG. 1) is configured as an ingress edge router that pushes an MPLS frame in which a tunnel label and a VC label are added to an Ethernet packet from the outside of the MPLS network 50 to the MPLS network 50. The ingress router 1 functions as a start node provided at an edge where the MPLS network 50 is connected to the user network 51a, and communicates with both the relay router 2a belonging to the MPLS network 50 and other relay routers belonging to the MPLS network 50. To do.
Each of the relay routers 2a to 2c is configured as a relay router that transfers an MPLS frame to the MPLS network 50 based on the tunnel label and the VC label. Then, for example, the relay router 2a refers to the tunnel label and the VC label included in the MPLS frame, and uses the MPLS frame for the other relay routers 2b and 2c belonging to the MPLS network 50, one ingress router, one egress, or all egress The data is transferred to the routers 3a to 3c and the address learning is also performed. Similarly to the relay router 2a, the relay routers 2b and 2c also transfer MPLS frames.
Each of the egress routers 3a to 3c is configured as an egress edge router that removes the tunnel label and the VC label attached to the MPLS frame transferred from the MPLS network 50 and transmits them to the outside of the MPLS network 50. It functions as an end point node in the MPLS network 50.
For routing in the MPLS network 50, the relay routers 2a to 2c provided between the ingress router 1 at the start point of the LSP (label exchange path) and the egress routers 3a to 3c at the end point of the LSP are respectively A label table that holds the correspondence between the reception label and the transmission label of the MPLS frame is provided, and the process is performed based on the label table. The relay routers 2a to 2c refer to this label table and swap and transfer the tunnel label and VC label of the received frame.
As a result, the external frame (or external packet) transferred from the user network 51a to the MPLS network 50 includes a tunnel label and a VC label in the existing technology at the ingress router 1, and a tunnel label newly defined by applying the present invention. , A VC label, and a VCID or the like selected later (tunnel label, VC label) or (VCID) is added to form an MPLS frame and transferred to the relay router 2a at the next stage.
The MPLS frame is then referred to by the relay router 2a with reference to the label of the MPLS frame, the forwarding destination router is determined, and the label of the MPLS frame is replaced with the label assigned to the relay routers 2b and 2c in the next stage. Forwarded. Then, the MPLS frame transferred through the MPLS network 50 is output from each of the egress routers 3a to 3c to the user networks 51a and 51b.
In the MPLS network 50, an MPLS frame can be transferred from each egress router 3a to 3c to the ingress router 1. However, unless otherwise specified, a frame is transmitted from the ingress router 1 to each egress router 3a to 3c. An example of transfer will be described.
(2) Frame format
FIG. 3A is a diagram showing a format example of a multicast MPLS frame according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a diagram showing a multicast MPLS frame according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the information classification contained. The multicast MPLS frame 69 shown in FIG. 3A is used for a layer 2 frame (user frame) 70 including a “protocol type” (protocol identifier) for identifying duplication or non-duplication, and MAC bridge processing described later. And an MPLS header 71 in which header information (tunnel label and VC label) is written.
The layer 2 frame 70 shown in FIG. 3A has fields (areas) such as “user data”, “protocol type”, source MAC address “X”, and destination MAC address “Y”.
Also, the MPLS header 71 shown in FIG. 3A has “VC”, “ET”, “a”, and “b” fields, and these fields are added to the outside of the layer 2 frame 70 in order. Has been. That is, they are stacked.
Here, “VC” is a field indicating a VCID (user identifier) such as “1234”, for example, and “ET” is a field indicating a “protocol type” of the frame, and represents an Ethernet packet, for example, “0x8848”. (0x indicates a hexadecimal number) or the like is written. “A” is a “source MAC address” (for example, p1), “b” is a “destination MAC address”, and “0xFFFFFFFFFFFF” indicating broadcast is written therein.
Here, both the source MAC address and the destination MAC address are included in both the layer 2 frame and the MPLS frame, and the ingress router 1 transmits the “source MAC address” and “transmission” of the layer 2 frame. The “destination MAC address” is copied and written in the “source MAC address” and “destination MAC address” of the MPLS frame. That is, for the layer 2 frame, the ingress router 1 writes “destination MAC address” of the layer 2 header, and when the layer 2 frame is a multicast frame, the “destination MAC address of user frame” is written. In this case, “0xFFFFFFFFFFFF” is written. Note that the same applies to the case where the destination is unknown.
Further, the ingress router 1 writes the MAC address “p1” of the ingress router 1 itself in the “source MAC address” represented by “a” and “b” in the layer 2 header, and the “ether type” 0x8848 "is written.
On the other hand, the relay routers 2a to 2c identify the multicast by referring to the “ether type” of the layer 2 header of the received frame, and output the received frame to the MAC bridge processing unit 10b (see FIG. 6). The MAC bridge processing unit 10b searches the multicast MAC address table 11a (FIG. 8A) for whether the destination MAC address “0xFFFFFFFFFFFF” included in the received frame or the multicast address is registered. Know and determine the output port to send the frame.
As described above, each of the routers (ingress router 1, relay routers 2a to 2c, and egress routers 3a to 3c) processes the MPLS frame by referring to the outside of the MPLS header 71.
(3) An example of a VC label and a tunnel label in the MPLS network 50
The VC labels of the LSPs from the ingress router 1 to the egress routers 3a to 3c shown in FIG. 1 are associated with output ports, and are set as 102, 103, and 104, respectively, as an example.
4 (a) to 4 (c) are diagrams for explaining the tunnel labels according to the first embodiment of the present invention, and the reference numerals shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c) are used. Among them, those having the same reference numerals as those described with reference to FIG. The tunnel labels (label values 21 to 23) shown in FIG. 4A are given between the routers. For example, the distance between the ingress router 1 and the relay router 2a is 21, the distance between the relay router 2a and the relay router 2b is 22, and the distance between the relay router 2b and the egress router 3a is set to 23 before the frame transfer. The Similarly, the tunnel label between the ingress router 1 and the egress router 3b and the tunnel label between the ingress router 1 and the egress router 3c are respectively labeled values shown in FIGS. 4B and 4C (for example, 31). To 33, 41 to 43) are preset. Various values can be used for these tunnel label values.
(4) Configuration of ingress router 1
The ingress router 1 transfers the MPLS frames from the relay routers 2a to 2c to the user network 51a, and also multicast frames from a personal computer, workstation, LAN, or the like (hereinafter referred to as a user site) belonging to the user network 51a. The broadcast frame and the unicast frame are transferred to the relay routers 2a to 2c of the MPLS network 50.
The ingress router 1 determines the cast type by reading the “protocol type” (see FIG. 3B) included in the layer 2 frame from the user network 51a. Further, the ingress router 1 transmits broadcast frames or multicast frames to the egress routers 3a to 3c to the relay routers 2a to 2c and the like belonging to the same MPLS network 50 having the user identifier VCID “1234”. You can also do it.
FIG. 5 is a block diagram of the ingress router 1 according to the first embodiment of the present invention. The ingress router 1 shown in FIG. 5 includes a frame reception unit 10a, a MAC bridge processing unit (determination unit: also referred to as a MAC bridge unit) 10b, a first frame transmission unit 10c, a multicast MAC address table 11, and a label switch unit 12. , Tunnel label table 15, VCID adding unit (VC ID adding unit) 13, L2 header creating unit 10d, second frame transmitting unit 10e, input port group (receiving port group) 56a, output port group (transmitting port group) 56b It is composed.
Here, the input port group 56a has a plurality of reception ports for packets or frames, and the frame reception unit 10a receives both a frame from the user network 51a and a frame from the relay routers 2a to 2c as a plurality of input ports. Is received via The output port group 56b has a plurality of transmission ports for packets or frames, and the first frame transmission unit 10c transfers the MPLS frames from the relay routers 2a to 2c from the plurality of output ports to the user network 51b. The frame from the MAC bridge processing unit 10b is transmitted.
Further, the MAC bridge processing unit 10b determines whether the reception layer 2 frame is to be replicated or non-replicated based on the protocol identifier of the reception layer 2 frame, and functions as a determination unit.
Further, the label switch unit 12, the VCID adding unit 13, the tunnel label table 15, the L2 header creating unit 10d, and the second frame transmitting unit 10e described below cooperate with each other in the MAC bridge processing unit 10b. Functions as a transfer processing unit that passes the determined reception layer 2 frame and forwards an MPLS frame with a tunnel label and a VC label to the reception layer 2 frame determined to be duplicated by the MAC bridge processing unit 10b To do.
Therefore, the transfer processing unit assigns and transfers the VC label (user base identification path label) indicating the ingress router 1 as the user base of the transfer source frame transfer source and the tunnel LSP label indicating the virtual path of the copy target frame.
As a result, when the number of LSPs increases, the increase in the number of entries is suppressed, and the tunnel label replacement process (switch process) is prevented from becoming complicated.
The MAC bridge processing unit 10b determines whether the frame from the user network 51a is a unicast frame, a multicast frame, a broadcast frame, or a unicast frame whose destination is unknown, and transfers the determined frame. Specifically, the MAC bridge processing unit 10 b outputs a unicast frame to the label switch unit 12, and outputs a multicast frame, a broadcast frame, and an unknown destination frame to the VCID adding unit 13. In order to determine the frame type, the MAC bridge processing unit 10b refers to the multicast MAC address table 11.
FIG. 8A is a diagram showing an example of the multicast MAC address table 11 according to the first embodiment of the present invention. The multicast MAC address table 11 shown in FIG. Each time), the MAC address and a plurality of output ports are held in association with each other. Thereby, the MAC bridge processing unit 10b determines whether or not it is necessary to copy the received frame.
For example, when the “destination MAC address” of the received frame is “0xFFFFFFFFFFFF”, the MAC bridge processing unit 10 b determines that the frame is a broadcast frame and outputs the received frame to the output ports 2 and 3. Further, the MAC bridge processing unit 10b outputs the frame from the MPLS network 50 to the user network 51a to the first frame transmission unit 10c (see, for example, FIG. 7).
Therefore, the MAC bridge processing unit 10b exhibits a frame distribution function based on the “destination MAC address”.
Next, the label switch unit 12 (FIG. 5) sets a tunnel label and a VC label in advance with each of the egress routers 3a to 3c before transferring the frame, and the MAC bridge processing unit 10b performs unicast. A VC label and a tunnel label are assigned to a frame determined to be a frame and output. Here, the label switch unit 12 includes a VC label push unit 12a that outputs a frame with a VC label, and a tunnel label push unit 12b that outputs a frame with a tunnel label. The tunnel label push unit 12b will be described later.
Therefore, the ingress router 1 reduces the burden for duplicating the same MRLS frame.
Further, the VCID assigning unit 13 (FIG. 5) assigns the VCID and “protocol type” to the frame determined as the multicast frame by the MAC bridge processing unit 10b, and outputs the assigned frame to the L2 header creating unit 10d. Send / receive MAC address.
Specifically, the VCID assigning unit 13 writes, for example, “1234” and “0x8848” in the VC and “protocol type” of the MPLS header 71 of the multicast MPLS frame (FIG. 3A), respectively. The transmission source MAC address “a” of the frame is set to the MAC address “p1” of the ingress router 1 itself. Further, when the received frame is a multicast frame, the VCID assigning unit 13 sets “Y” to the destination MAC address of the layer 2 frame 70 (FIG. 3A), and the received frame is a multicast frame or an unknown destination. In the case of a unicast frame, “0xFFFFFFFFFFFF” is set in “destination MAC address”. As a result, an MPLS frame is generated and transmitted from the ingress router 1 to the relay routers 2a to 2c.
In this way, the ingress router 1 assigns the user identifier VCID to the multicast frame received from the user site, assigns the layer 2 address of the output port to the “source MAC address” of the layer 2 header, and sets the “protocol type” to “protocol type”. Multicast MPLS (0x8848) is selected, written and encapsulated, and the encapsulated frame is transferred to the MPLS network (MPLS L2 VPN) 50.
Further, when comparing the ingress router 1 of the present invention with the conventional ingress router # 1 (see FIG. 36), the conventional ingress router # 1 has a multicast frame, a broadcast frame, or a destination unknown unit in the MAC bridge processing unit 93b. While the frame determined to be a cast frame is duplicated, the ingress router 1 of the present invention outputs only the frame to which the VCID is added to the multicast frame.
Accordingly, transmission of a plurality of frames between the ingress router 1 of the present invention and, for example, the next-stage relay router 2a is prevented.
The L2 header creation unit 10d (see FIG. 5) creates an MPLS header of the frame output from the tunnel label push unit 12b or the VCID addition unit 13, and the second frame transmission unit 10e creates the L2 header. The frame from the user network 51a output from the unit 10d is transmitted to the MPLS network 50.
As a result, the unicast frame whose destination is not known among the layer 2 unicast frames from the user network 51a is transferred to the MPLS network 50 with each label attached thereto at the ingress router 1, thereby realizing point-to-multipoint communication. Is done. On the other hand, when the external layer 2 frame is a multicast frame, a broadcast frame, or a unicast frame with an unknown destination, the layer 2 frame is bridged to the MPLS network 50 without being transferred. That is, this bridge transfers a frame in layer 2 based on the MAC address table. Then, the MPLS frame from the MPLS network 50 is transferred and bridged to the user network 51b.
(5) Relay routers 2a to 2c
FIG. 6 is a block diagram of the relay router 2a according to the first embodiment of the present invention. The relay router 2a shown in FIG. 6 includes a frame reception unit 20a, a determination unit 20b, a MAC bridge management unit 21, a first frame transmission unit 20c, an L2 header removal unit 20d, a label switch unit 22, a tunnel label table 15, and an L2 header. A creation unit 20e is provided. The relay routers 2b and 2c have the same configuration as the relay router 2a.
Here, the frame receiving unit 20a receives frames from the relay routers 2b and 2c and the ingress router 1.
The determination unit 20b determines whether to replicate or not replicate the MPLS frame based on the “protocol type” included in the MPLS frame. Here, in the “protocol type” of the received frame (see FIG. 3A), when the physical layer is Ethernet, the multicast MPLS is “0x8848”, and the unicast MPLS is “0x8847”. Furthermore, when the physical layer is SONET or SDH (Synchronous Digital Hierarchy), the multicast MPLS is set to 0x0283, and 0x0281 is written as the unicast MPLS.
As a result, when the physical layer is an Ethernet, SONET, or SDH protocol, a frame type to which various protocols of multicast MPLS and unicast MPLS are applied is determined, and a frame for which the frame type cannot be determined is discarded. .
These are so-called de facto standards, and are international standards for high-speed digital communication systems using optical fibers. The SDH can also be used for an Internet backbone line that connects Internet service providers. Here, since SDH is mainly used in Europe and is called SONET in North America, it is generally written as SONET / SDH to prevent confusion. SONET / SDH mainly defines the specifications of the physical layer, and ATM (Asynchronous Transfer Mode) is often used as the data link layer protocol.
ATM is a technology that performs high-speed information communication, and transmits and receives information in units of 53-byte fixed-length data strings (ATM cells). When used in combination with an optical fiber, high-speed transfer of 156 Mbps is possible, so it is used when a large-capacity line such as a connection between LANs is required.
Each of the relay routers 2a to 2c can transfer an MPLS frame by Ethernet to identify a multicast MPLS frame, and can forward an MPLS frame to PoS to identify a multicast MPLS frame. The frame identification function of the relay routers 2a to 2c is similarly provided in each of the second and subsequent embodiments described later.
The MAC bridge management unit 21 (FIG. 6) bridges the frame when the determination unit 20b determines that it is a multicast MPLS packet, and is provided in the MAC bridge processing unit 10b and the ingress router 1. The MAC bridge processing unit 11 has a multicast MAC address table 11a that is substantially the same.
(5-1) Multicast MAC address table 11a
This multicast MAC address table 11a holds MAC addresses and output ports in association with each other. Further, the MAC bridge processing unit 10b can register an entry in the multicast MAC address table 11a in order to transfer the multicast frame. The MAC bridge processing unit 10b registers the correspondence relationship between the MAC address of the processed frame and the output port in the multicast MAC address table 11a, whereby each of the egress routers 3a to 3c performs layer 2 from the received multicast frame. Address learning is performed on the frame 70 (FIG. 3A).
Further, the multicast MAC address table 11a is generated by a GMRP message frame (IEEE 802.1D) for advertising a multicast address desired to be received on Ethernet or a GVRP (IEEE 802.1Q) for advertising a VLAN tag desired to be received. The message frame is exchanged between the relay router 2a and a router belonging to the user network 51a or manually by a service provider such as a service provider.
Here, the registration of the multicast MAC address using the GMRP message or the GVRP message needs to identify the MPLS network 50 (user VPN) to which the user apparatus having the multicast MAC address belongs. For this reason, in exchanging both messages, the transfer router of the user gives a VCID to the shim header (see FIG. 4A) of both messages. In addition, it is desirable to use STP (Spanning Tree Protocol: IEEE 802.1D) for exchanging both messages in order to prevent multicast frame loops and unnecessary transmission.
Then, the first frame transmission unit 20c provided on the output side of the MAC bridge management unit 21 (FIG. 6) uses the frame output from the MAC bridge processing unit 10b or the frame output from the L2 header creation unit 20e as an ingress router. 1 to the egress router 3a or the relay routers 2b and 2c, etc., and has a plurality of output ports.
(5-2) Received frame processing method
As a result, the “protocol type” of the received frame from the relay routers 2b and 2c, the ingress router 1 or the egress router 3a belonging to the MPLS network 50 is read by the determination unit 20b, and the “protocol type” is “0x8848”. Is determined as a multicast Ethernet packet and the received frame is input to the MAC bridge management unit 21, and in the case of “0x8847”, it is determined as a unicast Ethernet packet and the received frame is input to the L2 header removing unit 20d. Is done.
Further, the MAC bridge management unit 21 searches the multicast MAC address table 11a (FIG. 8A) with the VCID “1234” for the frame determined to be multicast MPLS. Based on the search result, the frame having the transmission destination MAC address “0xFFFFFFFFFFFF” is transferred to each of the output ports 2 and 3, thereby determining the transfer destination of the frame.
Further, the MAC bridge processing unit 10b duplicates and transfers a frame as necessary. Specifically, when the MAC address is “0xFFFFFFFFFFFF”, it is recognized as a broadcast frame or a destination unknown frame, and the frame is output to the output ports 2 and 3 of the frame transmission unit 20c.
In this way, packets determined to be multicast MPLS are bridged in the relay routers 2a to 2c.
(5-3) Transfer processing unit
Further, the L2 header removing unit 20d (FIG. 6) removes the header of the frame determined to be a unicast frame by the determining unit 20b.
The label switch unit 22 adds a tunnel label to the unicast frame output from the L2 header removal unit 20d, and includes a tunnel label swap unit 22a for replacing the tunnel labels of the next-stage relay routers 2b and 2c. Have. The tunnel label swap unit 22a searches and assigns the tunnel label table 15.
The tunnel label swap unit 22a searches the tunnel label table 15 and, if the received label value is registered (there is an entry), assigns the tunnel label to the received frame and outputs it. If the received label value is not registered (no entry), the received frame is discarded.
Note that since an entry is created for each established LSP, the tunnel label swap unit 22a uses a layering technique such as merging (bundling or bundling) a plurality of tunnel labels or using a stacking technique such as a stack. It is preferable to reduce the number of entries in the table 15.
The L2 header creation unit 20e creates the L2 header of the frame output from the label switch unit 22, and outputs the frame to which the L2 header is added to the frame transmission unit 20c.
Further, the MAC bridge management unit 21, the first frame transmission unit 20c, the L2 header removal unit 20d, the label switch unit 22, the unicast tunnel label table 14, and the L2 header creation unit 20e cooperate to form a transfer processing unit. It is functioning. That is, the transfer processing unit bridge-transfers the MPLS frame determined as the non-duplication target frame by the determination unit 20b, and performs the replication process and the VC label for the MPLS frame determined as the replication target frame by the determination unit 20b. And a tunnel LSP label replacement process.
The configuration of the relay routers 2b and 2c is the same as that of the relay router 2a.
(5-4) Label processing
Furthermore, in the MPLS network 50, a multicast frame, a broadcast frame, or a unicast frame with an unknown destination received from the user site needs to be transmitted to a plurality of user sites belonging to the same MPLS network 50. For this reason, the MPLS frame is duplicated as necessary in the relay routers 2a to 2c of the MPLS network 50.
Therefore, the same frame is not duplicated and transferred on the same link, and the load on the MPLS network 50 is prevented from increasing.
The MPLS frame in the existing MPLS network is transferred in the label processing of the relay routers 2a to 2c, whereas in the MPLS network 50, both the multicast frame and the broadcast frame are transferred by the MAC bridge processing. . Then, when encapsulating the layer 2 frame, the ingress router 1 assigns “0x8847” to the “ether type” of the unicast frame and “0x8848” to the “ether type” of the multicast frame. Thus, the relay routers 2a to 2c and the egress routers 3a to 3c identify the frame type.
Thereby, each relay router 2a-2c reduces the burden of label processing.
(6) Egress routers 3a-3c
FIG. 7 is a block diagram of the egress router 3a according to the first embodiment of the present invention. The egress router 3a shown in FIG. 7 includes a frame receiving unit 30a, a determining unit 30b, a pop processing unit 31, an address learning VC label table 32, an L2 header removing unit 30c, a label switch unit 34, a VC label binding table 35, and a MAC. Each of the address table 33, the MAC bridge processing unit (MAC bridge unit) 30d, and the first frame transmission unit 30e is configured. The egress routers 3b and 3c have the same configuration as the egress router 3a.
(6-1) Frame reception and frame determination
The frame receiving unit 30a receives an MPLS frame from the relay routers 2a to 2c belonging to the MPLS network 50 and a layer 2 frame from the user network 51a. The determination unit 30b determines the frame type of the frame received from the frame reception unit 30a. The determination unit 30b reads the “protocol type” of the received frame. When the “protocol type” is “0x8848” or “0x8847”, the determination unit 30b determines that it is multicast MPLS or unicast MPLS, respectively, and also reads “protocol type”. A frame that cannot be determined is determined as an unknown destination frame and discarded.
(6-2) Unicast frame processing
The L2 header removal unit 30c removes the layer 2 header of the received frame determined as a unicast frame by the determination unit 30b.
The label switch unit 34 removes (pops) the tunnel label or VC label (both labels as necessary) from the frame from the L2 header removal unit 30c, and the MAC of the frame from which the tunnel label has been removed. An address learning function for learning an address and a VC label.
Here, the label removal function is exhibited by the cooperation of the tunnel label pop unit 34c that removes the tunnel label from the received frame and the VC label pop unit 34b that removes the VC label.
Further, the MAC bridge processing unit 30d bridges the frame from the VCID removal unit 31c of the pop processing unit 31 (the frame from which both the L2 header and VCID have been removed) by referring to the MAC address table 33, and the label. The switch unit 34 bridges the frame from which the VC label has been removed.
The first frame transmission unit 30e transmits the frame from the MAC bridge processing unit 30d to the user network 51b.
(6-3) Address learning
The address learning function is exhibited by the cooperation of the address learning unit 34a, the VC label binding table 35, and the MAC address table 33.
The VC label binding table 35 holds a “source MAC address” and a VC label in association with each other. The address learning unit 34a learns by referring to the VC label and the MAC address from the VC label binding table 35.
FIG. 40 is a diagram for explaining an address learning method, and the same reference numerals as those described above with reference to FIG. 40 indicate the same elements. Here, user sites A1, A2, and A3 (showing sites that function as the same VPLS segment) having the same VCID are connected to the MPLS network 50. Here, a layer 2 frame is transmitted and received between the user site A1 having the MAC address M1 and the user site A2.
First, when both the ingress router # 1 and the egress router # 2 have no entries for the MAC addresses M1 and M2, when the ingress router # 1 receives the frame for the MAC address M1, a VC label (for example, 201) is added to the frame. And the MPLS frame is transferred.
The egress router # 2 receives the forwarded MPLS frame, obtains the VC label 201, refers to the VC label binding table 35 (FIG. 7), and sends the MAC address M1 and the egress router # 2 to the ingress router # 1. An entry is created in the MAC address table 33 (FIG. 7) in association with the VC label (for example, 102) in the direction toward (the direction opposite to the transferred direction). Thereby, the MAC address M1 is learned.
Next, when the egress router 3a receives the frame having the transmission destination MAC address M1 from the user site A4, the egress router 3a searches the MAC address table 33 (FIG. 7) for the MAC address M1 and the VC label corresponding to the MAC address M1. 102 is obtained. Then, the egress router 3a sets the VC label of the received frame to 102, and transfers the MPLS frame to the MPLS network 50.
Thus, address learning is performed between the ingress router 1 and the egress router 3a.
(6-4) Multicast frame processing
The pop processing unit 31 illustrated in FIG. 7 functions as a transfer processing unit, learns the correspondence between the “source MAC address” of the MPLS frame, the tunnel label and the VC label, and removes the tunnel label and the VC label. 2 frames are transmitted to the outside of the MPLS network 50, an L2 header removing unit 31b for removing the L2 header of the encapsulated received frame, a VCID removing unit 31c for removing the VCID of the received frame, and a received frame Source address (SA: Source Address = source MAC address) and an out-of-band VC label using an address learning VC label table 32, and an address learning unit 31a.
In addition, the address learning VC label table 32 holds “VCID”, “source MAC address (SA)”, and “outband VC label” in association with each other as shown in FIG. 8B, for example. It is created by exchanging messages between the egress router 3a and the ingress router 1.
Then, the pop processing unit 31 (FIG. 7) discriminates the source address of the transmission source ingress router that does not yet know the address from the “transmission source MAC address” included in the L2 header of the received frame, and also uses the VC label as the frame. The information of the address learning VC label table 32 (FIG. 8B) is determined with reference to the VCID included in the packet and the multicast VC label table obtained from the ingress router 1 of the transmission source.
Further, the MAC address table 33 holds MAC addresses and VC labels in association with each other, and address learning and bridge processing are performed by referring to the MAC address table 33.
As a result, when the frame receiving unit 30a receives the frame from the MPLS network 50 and the determination unit 30b determines that the frame is a multicast frame, the address learning unit 31a uses the VCID “1234” and the source MAC address “p1”. The address learning VC label table 32 is searched to know the VC label (for example, 301). Further, the address learning unit 31a sets the VC label “301”, the MAC address “X”, and the output port “1” as one set of entries, and adds the VCID “1234” to the MAC address table 33 provided for each VCID. sign up.
As a result, the layer 2 frame from the user network 51a is transferred through the MPLS network 50 based on the transmission destination MAC address, and is transmitted only to, for example, the egress router 3a connected to the transmission destination user site.
Therefore, useless frame duplication and frame transfer between the ingress router 1 and the egress routers 3a to 3c can be avoided, and the load on the MPLS network 50 can be reduced.
Thus, in the MPLS network 50, redundant or unnecessary frame transfer is prevented, and the bandwidth can be used efficiently.
(7) Lower layer frame virtual forwarding system
An MPLS network (virtual network system) 50 according to the present invention includes an ingress router 1, relay routers 2a to 2c, and egress routers 3a to 3c. The above ingress router 1, relay routers 2a to 2c, and egress routers are provided. 3a to 3c are determination units (10b, 20b, 30b) for determining whether to perform replication or non-replication for a received layer 2 packet or received MPLS frame based on a protocol identifier of the received layer 2 packet or received MPLS frame. The receiving layer 2 that is determined to be non-duplicated by the unit (10b, 20b, 30b) is passed through the received layer 2 packet or the received MPLS frame, and is determined to be duplicated by the determining unit (10b, 20b, 30b). Frame or received MPLS frame, tunnel label and VC label for unicast and multicast Use of tunnel label and VC label and VCID (user identifier) and impart to the is configured to include a transfer processing unit for transferring.
(8) Explanation of operation
With the above configuration, the frame transfer method according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 (a), 8 (b), 9 (a), and 9 (b). To do.
FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining a frame transfer method according to the first embodiment of the present invention. Of the reference numerals shown in FIG. 9A, those having the same reference numerals as those described above indicate the same elements.
According to the first frame transfer method (“scheme 1”) of the present invention, an MPLS frame having a layer 2 frame including a protocol identifier for identifying a replication target or a non-replication target, a tunnel label, and a VC label is converted into a tunnel label and a VC label. In the MPLS network 50 that can be transferred based on the above.
(8-1) When receiving the unicast frame from the user network 51a, the ingress router 1 shown in FIG. 9A assigns a tunnel label and a VC label to the unicast frame as normal processing.
On the other hand, when the ingress router 1 receives any one of the multicast frame, the broadcast frame, and the unicast frame whose destination is unknown from the user site, the “protocol type” included in each frame and “ Both “destination MAC address” are processed.
For the “protocol type”, the ingress router 1 selects and writes multicast MPLS in the “protocol type” of the L2 header of each frame. For example, when the transfer medium (physical medium) receives an Ethernet packet, the ingress router 1 gives “0x8848” (unicast MPLS is “0x8847”), and in the case of PoS, 0x0283 (unicast). MPLS gives 0x0281). Then, the ingress router 1 outputs one of the frames.
For the “destination MAC address”, the ingress router 1 writes “destination MAC address” included in the layer 2 frame in the case of a multicast frame in the “destination MAC address” of the L2 header. Writes “0xFFFFFFFFFFFF”. Further, the ingress router 1 designates the MAC address of the ingress router 1 as the “source MAC address”, and when the transfer medium is Ethernet, “0x8848” (multicast MPLS) is written in “Ether type”. Further, the ingress router 1 writes the VCID in the MPLS shim header part.
When the ingress router 1 receives a frame having the transmission destination MAC address “Y” and the transmission source MAC address “X” from the user site, the ingress router 1 searches the MAC address table 33 and registers the transmission destination MAC address Y. If not, the received frame is determined as a destination unknown frame, and the same processing as the broadcast is performed.
Therefore, in the first frame transfer method of the present invention, the ingress router 1 determines whether to copy or not to copy the received Ethernet packet based on the protocol identifier of the received Ethernet packet (determination step). The non-replication target frame (unicast frame) in the determination step and the MPLS frame with the tunnel label and VC label transferred to the determined received Ethernet packet are transferred (transfer processing step). Then, in addition to the passing process, any one of the relay routers 2a to 2c duplicates or transfers the MPLS frame transferred in the transfer processing step to the received Ethernet packet determined as the copy target frame in the determination step ( Relay step).
Further, in the transfer process (transfer process step), the ingress router 1 transfers the MPLS frame with the multicast address assigned to the “destination MAC address” of the received Ethernet packet, and any of the relay routers 2a to 2c is used for the multicast. Based on the address learning MAC address table 32 in which the address and the transfer destination router address are associated, the MPLS frame transferred in the transfer processing step is duplicated and transferred (relay step).
(8-2) Next, when the relay router 2a receives the multicast MPLS frame, the relay router 2a refers to the multicast MAC address table 11a to determine the transfer destination router, and duplicates one multicast frame and one broadcast frame. , Bridge a total of two frames. Therefore, the broadcast frame is re-replicated for one transmission link, and in the case of the figure, it is performed at the branch portion of the tunnel LSP such as the relay router 2a.
(8-3) The frame from the relay router 2a is transferred to the egress routers 3a and 3b via the relay router 2b, and is further transferred to the egress router 3c via the relay router 2c. Each of the egress routers 3a to 3c learns an address and pops the MPLS header and transfers it to the user network 51b. Thus, the layer 2 frame is virtually transferred in the MPLS network.
In this way, when the ingress router 1 receives and transfers a broadcast frame, only one frame is transferred between the ingress router 1 and the relay routers 2a to 2c per link. Compared with the three frames that have been output, the load on the MPLS network 50 is reduced.
(8-4) On the other hand, FIG. 9B is a diagram schematically showing frames (multicast and unicast frames) received by each router shown in FIG. 9A. Here, when the frame received by the ingress router 1 is a multicast frame, the ingress router 1 bridges only the layer 2 frame 70 of the layer 2 frame 70 and the MPLS header 71 (FIG. 3A) to the relay router 2a. To do. The relay router 2a bridges the broadcast frame, bridges the layer 2 frame 70 to the relay routers 2b and 2c, and each of the relay routers 2b and 2c assigns an MPLS header 71 and forwards it to the egress router 3a. .
On the other hand, when the frame received by the ingress router 1 is a unicast frame, both the layer 2 frame 70 and the MPLS header 71 are transferred between the routers. In other words, the ingress router 1 performs a bridge operation when it receives a multicast frame, and transfers it when it receives a unicast frame.
In this way, when the ingress router 1 receives and outputs a multicast frame or the like, transmission of the same frame is avoided on the link between the ingress router 1 and each of the relay routers 2a to 2c, and therefore the load on the MPLS network 50 is reduced. Is alleviated.
Furthermore, even when the ingress router 1 receives a unicast frame with an unknown destination, transmission of the unicast frame to each router in the MPLS network 50 is prevented, and the load on the MPLS network 50 is also reduced. . Further, unnecessary duplication is also avoided in the best effort type network.
Thus, according to the router of the present invention, in the layer 2 MPLS network 50 (L2VPN), the load on the MPLS network 50 can be suppressed to the minimum, and the transfer band can be used efficiently.
(B) Description of the second embodiment of the present invention
The ingress router in the second embodiment, when it is necessary to transfer a frame from the same output port to a plurality of relay routers, uses the frame as a multicast MPLS frame, and a user identification LSP for transferring unicast traffic Select from and transfer. When the relay router receives the frame, the label switch unit copies and forwards the frame as necessary, and finally forwards it with all necessary unicast user identification LSPs.
In the second embodiment, a user identification function and a user site identification function are added to the VC label. The reason why the user identification function is necessary is mainly for address learning of each egress router, and each egress router 3a-3c needs information on which ingress node transmitted the frame. For example, VC label value 25 identifies both the user and the ingress router.
Further, as described below, the VCLSP in the second embodiment is configured to transfer a frame using the existing unicast VCLSP.
FIG. 10 is a configuration diagram of an MPLS network 50 according to the second embodiment of the present invention. In the MPLS network 50 shown in FIG. 10, for example, users A1, B1 and the like of the user network 51a transfer packets addressed to the users A2, B1 or B3 of the user network 51b. The ingress router 1a transfers a received frame from the user network 51a such as the users A1 and B2, for example, with an LSP having a VC label, for example. In addition, what has the same code | symbol as what was shown above in this FIG. 10 shows the same thing as what was mentioned above.
FIG. 11 is a block diagram of the ingress router 1a according to the second embodiment of the present invention. The ingress router 1a shown in FIG. 11 includes a frame reception unit 10a, a MAC bridge processing unit 10b, a first frame transmission unit 10c, a multicast MAC address table 11, a label switch unit 12, a tunnel label table 15, a VC selection unit 80, An L2 header creation unit 10d and a second frame transmission unit 10e are provided. 11 having the same reference numerals as those described above are the same as those described above.
Here, the difference between the ingress router 1a of the second embodiment and the ingress router 1 shown in FIG. 5 of the first embodiment is that the ingress router 1a does not have the VCID adding unit 13, and the VC selection The point is that the portion 80 is provided.
Here, the VC selection unit 80 uses the MAC bridge processing unit 10b to assign VC labels to be used for transferring multicast frames to VC labels (unicast VC labels) of a plurality of unicast frames already registered by the ingress router 1a. The selected VC label is given to the multicast frame. The VC labels of the plurality of unicast frames are unicast frames VC transmitted through the same output port as the output port that transfers the multicast frame among the plurality of output ports provided in the first frame transmission unit 10c. It is selected from the label.
In addition, as a selection criterion for the VC label in the VC selection unit 80, for example, the one having the minimum or maximum VC label or the one having the minimum or maximum output port number is used. That is, a desired LSP is selected from the user identification LSP label for unicast, and a multicast frame received from the user site is transmitted.
Therefore, the VC label (user) selected from the plurality of VCLSPs (User Base Identification Paths) for transferring the unicast frame to the received Ethernet packet determined as the copy target frame by the MAC bridge processing unit 10b. A base identification path label) is assigned and transferred.
FIG. 12 is a block diagram of the relay router 2L (2el) according to the second embodiment of the present invention. The relay router 2L shown in FIG. 12 has a function of searching for a VC label to be given to a received frame when the received frame is a multicast frame, and includes a frame receiving unit 20a, a determining unit 20b, and an L2 header removing unit 20d. , An L2 header creation unit 20e, a first frame transmission unit 20c, a label switch unit 22, and a tunnel label table 15, in addition to a multicast VC label table 14 and a VC label search unit 24. Moreover, what has the same code | symbol as what was shown above in this FIG. 12 shows the same thing as what was mentioned above.
FIG. 8C is a diagram showing an example of the multicast VC label table 14 according to the second embodiment of the present invention. The multicast VC label table 14 shown in FIG. 8C holds, for each LSP, the tunnel label of the received frame and the processing content for this tunnel label in association with each other. For example, when the tunnel label of the received frame is 21, the label switch unit 12 assigns the tunnel label 22 to the received frame and transfers it from the output port 2, and when the tunnel label of the same received frame is 21, A tunnel label 42 and a VC label 104 are attached to the received frame and transferred from the output port 3.
Thereby, the received frame is transferred with the tunnel label changed for each LSP in the MPLS network 50, and the frame of each user corresponding to the LSP can be transferred individually.
The VC label search unit 24 assigns a VC label to the multicast frame from the frame reception unit 20a and duplicates the assigned frame, and includes a table search unit 24b and a frame duplication unit 24a. The table search unit 24b searches the multicast VC label table 14 for the received multicast frame. In this search, with respect to the correspondence data held for each LSP in the multicast VC label table 14, the processing content associated with the VC label value is read using the VC label value of the received frame as an index.
Further, the frame duplicating unit 24a gives the VC label retrieved by the table retrieving unit 24b to the multicast frame, duplicates it, and outputs it. Here, the VC label given to each unicast frame is an existing VC label used for the LSPs addressed to the relay routers 2b and 2c of the relay router 2L itself.
The plurality of frames to which the selected VC label is assigned are input to the label switch unit 22. Based on the tunnel label table 15, the label switch unit 22 assigns a tunnel label to each of the plurality of inputted frames, and inputs the frame to which the VC label and the tunnel label are assigned to the L2 header creation unit 20e. . Here, the VC label functions as an identifier for identifying both the user and the ingress router 1a indicating the user base.
The received frame determined to be a unicast frame by the determination unit 20b is input to the label switch unit 22, is given a tunnel label, and is transferred from the frame transmission unit 20c via the L2 header creation unit 20e.
Also, even when the relay router 2L receives a multicast frame from the adjacent relay routers 2b and 2c (FIG. 10), for example, the relay router 2L duplicates the frame and exchanges and transfers the existing unicast VC label and tunnel label.
As a result, the second frame transfer method (“method 2”) of the present invention performs the transfer process (transfer process step), and the ingress router 1a sets the MAC address to be copied and the VCLSP for transferring the unicast frame. Based on the associated multicast MAC address table 11, it is determined whether or not the received Ethernet packet needs to be replicated (determination step), and the ingress router 1a has a unicast frame that is a non-replication target frame among VCLSPs that the ingress router 1a has in advance. Among the plurality of VCLSPs (user base identification paths) for transferring the selected one from the VCLSP of the plurality of non-replication target frames transferred from the same output port as the output port for transferring the replication target frame (selection step); The ingress router 1a selects the VCLSP selected in the selection step. To send the MPLS frame (transmission step).
Further, the relay router 2L duplicates and forwards the MPLS frame transmitted in the transmission step based on the multicast VC label table 14 in which the multicast VC label and the transfer destination router address are associated (relay step).
Also, the relay routers 2b and 2c that have received the frame copy and forward the MPLS frame as necessary, and finally use the unicast VCLSP and tunnel LSP necessary in the MPLS network 50 to generate the multicast frame. Is transferred. Further, the frame is transmitted to the user network 51b such as the users A2, B2, and B3.
Therefore, the relay router 2L that has not conventionally had both the multicast and broadcast functions can use both the multicast and broadcast functions. Furthermore, since the existing network resources can be used as they are, the service provider can construct the virtual network 50 at a relatively low cost without constructing a new network, and both the multicast and broadcast functions that have not been specified in the past can be provided. Realized and enables virtual transfer of layer 2 packets.
Note that address learning in each of the egress routers 3a to 3c is the same as the address learning method shown in FIG.
With such a configuration, a frame transfer method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Between the ingress router 1a and the relay router 2L shown in FIG. 10, a tunnel LSP (pipe-like one) and a VCLSP (shown by a solid line) are set.
The ingress router 1a receives a frame from the outside, and refers to the unicast MAC address table 11 and needs to transfer the received frame to each of the VC labels 102, 103, and 104, respectively. Recognizes whether there is a multicast frame or a broadcast frame.
When the ingress router 1a receives the multicast frame from the user site, the ingress router 1a uses the VC label transmitted from a plurality of unicast VCs that must be transmitted from the same output port as a selection criterion such as one having the smallest 102, for example. Select based on. Further, the ingress router 1a searches the tunnel label 21 from the tunnel label table 15, assigns the VC label and the tunnel label to the layer 2 frame, and transmits the MPLS frame from the output port 1. In addition, when the ingress router 1a receives a unicast frame with an unknown destination, it performs the same processing as in the transfer method in the first embodiment.
On the other hand, when the relay router 2L (FIG. 12) receives this MPLS frame, the relay router 2L knows that it is a multicast MPLS frame from the “protocol type” of the L2 header, and searches the multicast label table 44. The relay router 2L then duplicates the frame and swaps the tunnel label of the duplicated frame to 22 when it is necessary to transmit to a plurality of output ports based on the contents held in the multicast label table 44, and the swapped frame. Is transmitted to the output port 2, the tunnel label of the duplicated frame is swapped to 42, and the frame in which the VC label is swapped to 104 is transmitted to the output port 3.
The address learning in each of the egress routers 3a to 3c is performed by the same method as the processing in the first embodiment.
As described above, in the frame transfer method according to the second embodiment, the duplication of the frame is performed by the relay router 2L corresponding to the branch point of the VC label, and the existing MPLS network 50 can be used as it is.
Further, in this way, in each link between the ingress router 1a and each of the relay routers 2L, 2b, 2c belonging to the MPLS network 50, a plurality of transmissions of the same frame are avoided, and the load on the MPLS network 50 is reduced. .
Thus, according to the present invention, the load on the MPLS network 50 can be suppressed to a minimum, and the network bandwidth can be used efficiently.
(C) Description of the third embodiment of the present invention
In the third embodiment, the ingress router generates a point-to-multipoint multicast tunnel LSP that bundles a plurality of unicast tunnels LSP using the same link separately from the unicast tunnel LSP. ing.
FIG. 13 is a configuration diagram of an MPLS network 50 according to the third embodiment of the present invention. In the MPLS network 50 shown in FIG. 13, for example, the users A1, B1 and the like of the user network 51a transfer packets addressed to the users A2, B2 or B3 of the user network 51b. The ingress router 1b and the relay routers 2e to 2g shown in FIG. 13 are both modifications of the ingress router 1b and the relay routers 2a to 2c of the first embodiment, and the egress routers 3a to 3c are those described above. Is the same.
Between each router, a tunnel LSP (pipe-like) and a VCLSP (represented by a solid line) are set. In the third embodiment, the ingress router 1b separately produces a normal VC label and a normal tunnel label for a unicast frame, and creates a new multicast VCLSP and a new multicast tunnel LSP. .
Also, the multicast VCLSP in the third embodiment functions as a user identifier and a user base identifier (source entrance router 1b). That is, the VCLSP in the first and second embodiments is for user identification, while the VCLSP in the third embodiment includes both the user and the ingress router 1b indicating the user base.
Then, the ingress router 1b shown in FIG. 13 reads the received frame from the user site such as the users A1 and B1 of the user network 51a, and the received frame is relayed from the same output port to the three MPLS networks 50. It is determined whether the frame needs to be transmitted to the routers 2e to 2g. When it is determined that the received frame is a frame that needs to be transmitted to the three relay routers 2e to 2g, the ingress router 1b sends the received frame to the relay router 2e via the multicast VCLSP and the multicast tunnel LSP, for example. Forward.
On the other hand, when the relay router 2e transfers the frame, and the next-stage relay routers 2f and 2g receive the frame, the relay routers 2f and 2g copy and transfer the frame as necessary. Specifically, multicast frames are transferred using all unicast VCLSP and tunnel LSP necessary in the MPLS network 50.
FIG. 14 is a block diagram of the ingress router 1b according to the third embodiment of the present invention. A multicast processing unit (label switch) 19 that assigns a VC label and a tunnel label to a multicast frame is connected to the MAC bridge processing unit 10b shown in FIG. The multicast processing unit 19 includes a VC label push unit 19a for assigning a VC label and a tunnel label push unit 19b for assigning a tunnel label.
Further, a multicast label table 44 is connected to the multicast processing unit 19 as will be described later with reference to FIG. The multicast label table 44 holds multicast VC label values and tunnel label values for each user in association with each other.
Therefore, the ingress router 1b shown in FIG. 14 is different from the ingress router 1 of the first embodiment in that a VC label and a tunnel label are added to a frame determined as a unicast frame by the MAC bridge processing unit 10b. The VC label and the tunnel label are also pushed for the frame determined as the multicast frame by the MAC bridge processing unit 10b.
When the MAC bridge processing unit 10b determines that the received frame is a multicast frame, the MAC bridge processing unit 10b inputs the received frame to the multicast processing unit 19 and assigns a VC label and a tunnel label. The format of the frame to which each label is assigned is formed in the L2 header creation unit 10d and transferred from the second frame transmission unit 10e to another relay router, ingress router, or egress router of the MPLS network 50.
When the ingress router 1b shown in FIG. 14 receives a layer 2 frame from the MPLS network 50, the ingress router 1b is bridged by the MAC bridge processing unit 10b, and the frame is transferred to the user network 51a via the frame transmission unit 10c. Transferred.
FIG. 15 is a block diagram of the relay router 2e according to the third embodiment of the present invention, and the relay routers 2f and 2g have the same configuration as that of the relay router 2e. The relay router 2 e includes a VC label search unit (label switch) 24 e and a second multicast VC label table (second multicast VC label table) 14.
FIG. 27B is a diagram showing an example of the second multicast VC label table 14a according to the third embodiment of the present invention. The second multicast VC label table 14a shown in FIG. This is substantially the same as the VC label table 14 for use, and the same reference numerals as those described above represent the same ones.
The VC label search unit 24e searches the second multicast VC label table 14a, and duplicates the frame based on the searched VC label. Further, the frames are swapped in a label swap unit (label push unit) 24d for swapping the label of the received frame, and the MPLS frame is transferred to the MPLS network 50 via the L2 header creation unit 20e.
The relay router 2 f refers to the second multicast VC label table 14 a with respect to the MPLS frame from the relay router 2 e, duplicates the MPLS frame, multicast user identification LSP label, tunnel LSP label, and unicast VCLSP. The label and the tunnel LSP label are exchanged and transmitted.
Here, the VC label search unit 24 (FIG. 12) of the second embodiment is compared with the VC label search unit 24e of the third embodiment. The VC label search unit 24 shown in FIG. 12 inputs the duplicated MPLS frame to the label switch unit 22. On the other hand, in the VC label search unit 24e shown in FIG. 15, the label swap unit 24d writes the multicast labels (VCLSP label and tunnel LSP label) in the duplicated MPLS frame.
Accordingly, since the multicast tunnel LSP is set in advance between the ingress router 1b and each of the relay routers 2e to 2g shown in FIG. 13, the ingress router 1b does not need to set up the multicast tunnel LSP in an overlapping manner. .
With such a configuration, a frame transfer method according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 27A is a diagram for explaining a multicast VC label and a multicast tunnel label according to the third embodiment of the present invention. Moreover, what is shown in this FIG. 27A and has the same code | symbol as the above of the said code | symbol represents the same thing.
The ingress router 1b (FIG. 13) sets the tunnel label “11” with the relay router 2e, and the relay router 2e sets the tunnel label “12” with the relay router 2f. Further, the ingress router 1b sets the VC label with the relay router 2f to “1002”, for example.
When the ingress router 1b receives a layer 2 frame from a user site such as the users A1 and B1 and determines that the layer 2 frame is a multicast frame, the ingress router 1b sends the flooded layer 2 frame to the multicast processing unit 19 (FIG. 14). Output.
Here, the multicast processing unit 19 searches the second multicast label VC label table 14a, assigns and transfers the tunnel label “11” and the VC label “1002”, and outputs from the output port (for example, output port 1). Send.
In other words, for example, a plurality of unicast tunnels LSP sharing the same link between the ingress router 1b and the relay router 2e are bundled, and the bundled LSPs are used as a point-to-multipoint multicast tunnel LSP. The unicast tunnel LSP is set separately.
Then, the ingress router 1b sets a VC for each MPLS network 50 (or another MPLS network 50) in the point-to-multipoint multicast tunnel LSP. Thereby, for example, a multicast frame from the user network 51a is switched to the multicast tunnel LSP.
Furthermore, even when the ingress router 1b receives a unicast frame whose destination is unknown, the ingress router 1b processes the frame in the same manner as the multicast frame.
Accordingly, in the third frame transfer method (“method 3”) of the present invention, the ingress router 1b shown in FIG. 13 sets the multicast VCLSP and the multicast tunnel LSP when performing the transfer process (transfer process step) ( Setting step), the MPLS frame is transferred via the multicast VCLSP and the multicast tunnel LSP (transfer step).
On the other hand, when each of the relay routers 2e, 2f, and 2g receives the frame, it knows that it is a multicast MPLS frame from the “protocol type” in the L2 header, and searches the second multicast VC label table 14a. Based on the search result, the VC label search unit 24e (FIG. 15) outputs the frame in which the tunnel label is swapped to “12” to the output port 2, and the tunnel label and VC label are “42”, “ 104 ”and the swapped frame is transmitted to the output port 3.
Therefore, in relaying (relaying step), the relaying router 2e duplicates and forwards the MPLS frame based on the second multicasting VC label table 14a in which the multicasting VCLSP label and the forwarding destination router address are associated (duplicating and forwarding step). .
Further, the relay router 2f duplicates and forwards the MPLS frame duplicated and transferred in the duplicate transfer step via the multicast VCLSP and the multicast tunnel LSP set in the setting step. As a result, the multicast frame is relayed and transferred, and the multicast frame is copied as necessary. Finally, each multicast frame is transferred to the unicast LSP in the MPLS network 50.
Accordingly, by providing the multicast LSP in the ingress router 1b, the user can use the existing network resources as they are, and the service provider can add value to the virtual network 50 with a minimum investment.
Further, the VC label and the tunnel label between the ingress router 1b and each of the egress routers 3a to 3c are swapped from the multicast LSP for unicast.
Each egress router 3a-3c learns the address for the received multicast frame, and learns the address using the same method as the conventional method (for example, the method shown in FIG. 40).
In this way, transmission of the same frame is avoided in each link between the ingress router 1b and the relay router 2e, and the relay router 2e and the relay router 2f, and the load on the MPLS network 50 is reduced. Further, in the third embodiment, even when the ingress router 1b receives a unicast frame with an unknown destination, transmission of the unicast frame to the relay routers 2e to 2g belonging to the MPLS network 50 is prevented. The load on the network 50 is reduced.
(D) Description of the fourth embodiment of the present invention
Also in the frame transfer method in the fourth embodiment, the ingress router sets the multicast LSP separately from the unicast VC between the ingress router and the egress router, thereby having a plurality of unicast VCs of the same link. The MPLS frame's VC is bundled into a single point-to-multipoint LSPVC. Then, each relay router that relays and forwards the MPLS frame duplicates and forwards the MPLS frame as necessary, and finally transfers it to the unicast VC.
FIG. 16 is a configuration diagram of an MPLS network 50 according to the fourth embodiment of the present invention. The ingress router 1c shown in FIG. 16 sets a multicast VC separately from a unicast VC, and sets a point-to-multipoint VCLSP. Also, the relay routers 2h to 2j have the same functions as the relay routers 2e to 2g used in the third embodiment.
FIG. 17 is a block diagram of the ingress router 1c according to the fourth embodiment of the present invention. The ingress router 1c shown in FIG. 17 has a multicast label push unit 16 connected to the MAC bridge processing unit 10b.
The multicast label push unit 16 gives a newly defined multicast label to a frame determined to be a multicast frame by the MAC bridge processing unit 10b. The multicast label push unit 16 gives a multicast LSP label that functions as a multicast VCLSP, that is, a path determination (tunnel), to the multicast frame from the user site with reference to the multicast VC label table 14 To do. Also, the multicast label push unit 16 refers to the multicast VC label table 14 to duplicate the received MPLS frame, removes the multicast LSP label, and uses the existing unicast user identification LSP label (VC label) and tunnel. Give a label.
Here, the ingress router 1b (FIG. 14) of the third embodiment is compared with the ingress router 1c shown in FIG. The ingress router 1b of the third embodiment creates a new multicast VCLSP and a new multicast tunnel LSP separately from the VC label and tunnel label for normal unicast.
On the other hand, the ingress router 1c of the fourth embodiment uses a separate multicast VCLSP without generating a new multicast VCLSP and a new multicast tunnel LSP.
Thereby, transfer of redundant information data is eliminated, and the use efficiency of the transmission band in the virtual network 50 is improved.
In addition, what is shown in FIG. 17 and has the same code | symbol as what was mentioned above shows the same thing.
FIG. 28A is a diagram showing an example of a frame format according to the fourth embodiment of the present invention. The frame 69a shown in FIG. 28 (a) has only one multicast VCLSP label without using two types of tunnel labels and VC labels, and this multicast VCLSP is an entrance as a user and a user base. It is used to indicate both the router 1c.
FIG. 18 is a block diagram of a relay router 2h according to the fourth embodiment of the present invention. When the relay router 2h shown in FIG. 18 receives the MPLS frame, the relay router 2h knows that it is a multicast MPLS frame from the “protocol type” of the L2 header, searches the contents held in the multicast VC label table 14, and finds the search result. The received frame is duplicated based on Then, the relay router 2h transmits the frame whose label is swapped to “12” to the output port 2, and removes and transfers the multicast LSP label, and adds the tunnel label 42 and the VC label 104 to the received frame. The transferred frame is transmitted to the output port 3.
Also, since the configuration of the relay routers 2i and 2j shown in FIG. 16 is the same as that of the relay router 2h, the duplicate description is omitted.
The fourth frame transfer method of the present invention will be described with such a configuration.
When the ingress router 1c shown in FIG. 17 receives the multicast frame from the user site, the ingress router 1c refers to the multicast VC label table 14, and between the edge routers between the ingress router 1c and the egress router 3b, for example, FIG. The multicast LSP shown in FIG.
Then, the ingress router 1c (FIG. 17) outputs the layer 2 frame to be flooded to the multicast label push unit 16. Here, the ingress router 1 c searches the multicast VC label table 14, assigns the label 11 to the frame output from the multicast label push unit 16, transfers it, and transmits it from the output port 1. As a result, the frame is transferred to the relay router 2h using the multicast VCLSP.
Further, the relay routers 2i and 2j shown in FIG. 16 copy and transfer frames as necessary. The MPLS frame is finally transferred via all necessary unicast VCLSP and unicast tunnel LSP. Here, the multicast LSP of the ingress router 1c is swapped with the unicast LSP of the egress router 3a.
Therefore, the fourth frame transfer method (“scheme 4”) of the present invention relates to the transfer process (transfer process step), and the ingress router 1c identifies the multicast VCLSP and the multicast tunnel LSP. (Tunnel identification path) is set (setting step), and the MPLS frame is transferred via the base / tunnel LSP (transfer step).
In relaying (relaying step), the relaying router 2h duplicates and forwards the MPLS frame (duplicating and forwarding step) based on the multicast VC label table 14 in which the base / tunnel LSP and the forwarding destination router address are associated with each other. The routers 2 i and 2 j copy and transfer the MPLS frame copied and transferred in the copy and transfer step via the base / tunnel LSP set in the setting step.
In each of the egress routers 3a to 3c, the address learning process for the received multicast frame is performed using the same method as that shown in FIG.
In this way, transmission of the same frame is avoided in each link between the ingress router 1c and the relay router 2h and the relay routers 2i and 2j, and the load on the MPLS network 50 is reduced.
Thus, also in the fourth embodiment, even when the ingress router 1c receives a unicast frame with an unknown destination, transmission of the unicast frame to all the routers in the MPLS network 50 is prevented, and again, the MPLS network 50 The load of is reduced.
(E) Description of the fifth embodiment of the present invention
In the conventional frame transfer method, both the tunnel LSP and VCLSP are set point-to-point.
In contrast, in the multicast frame in the fifth embodiment, a point-to-multipoint path is newly set in both the tunnel LSP and the VCLSP, and the MPLS network 50 is transferred. For this reason, in the frame forwarding method of the fifth embodiment, the ingress router pre-sets the point-to-multipoint multicast tunnel LSP and VCLSP between the ingress router and the egress router, and the relay router needs the multicast frame. Duplicate according to.
FIG. 19 is a configuration diagram of an MPLS network 50 according to the fifth embodiment of the present invention. The MPLS network 50 shown in FIG. 19 includes an ingress router 1d, relay routers 2p, 2q, and 2r, and three egress routers 3a to 3c. Here, the ingress router 1d sets the multicast VC separately from the unicast VC, and sets the point-to-multipoint VCLSP. Also, the relay routers 2p to 2r have the same functions as the relay routers 2e to 2g (see FIG. 15). Moreover, what has the same code | symbol as the above of the code | symbol shown in FIG. 19 shows the same thing.
FIG. 20 is a block diagram of an ingress router 1d according to the fifth embodiment of the present invention. The ingress router 1d shown in FIG. 20 includes a multicast label processing unit 16b and a multicast label table 44. The multicast label processing unit 16b includes a multicast label push unit 16 included in the ingress router 1c (FIG. 17) and a VCID addition unit 16a.
The multicast label table 44 is substantially the same as the multicast VC label table 14 described above. For each LSP, for example, as shown in FIG. Is associated with the processing content (operation).
Thereby, the ingress router 1d gives the multicast user identification label and the tunnel label from the multicast label table 44 to the multicast frame received from the user site.
In FIG. 20 as well, those having the same reference numerals as those described above indicate the same elements.
FIG. 21 is a block diagram of a relay router 2p according to the fifth embodiment of the present invention. The relay router 2p shown in FIG. 21 is compared with the relay router 2h (FIG. 18).
In the L2 header removing unit 20d of the relay router 2h shown in FIG. 18, the received MPLS frame is determined to be unicast or multicast, and is input to the label switch unit (label switch) 22 or the multicast processing unit (label switch) 24e, respectively. Is done. On the other hand, in the relay router 2p (FIG. 21) according to the fifth embodiment, the frame type is not determined by the L2 header removing unit 20d, and any frame from which the header is removed is the multicast processing unit ( Label switch) 24e. In addition, the thing which has the same code | symbol of the above of the code | symbol shown in FIG. 21 shows the same thing.
Further, since the relay routers 2q and 2r shown in FIG. 19 have the same configuration as that of the relay router 2p, redundant description is omitted.
Thereby, the point-to-multipoint multicast tunnel LSP and the VCLSP are set in advance between the ingress router 1d and the egress routers 3a to 3c, and the relay router 2p duplicates the multicast frame as necessary.
Therefore, the relay router 2p can eliminate redundant processing of the received frame, and the frame transfer of the MPLS network is also made efficient.
With such a configuration, a frame transfer method according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
In the ingress router 1d shown in FIG. 19, the value of the multicast tunnel LSP is set in advance between the ingress router 1d and each of the egress routers 3a to 3c. The ingress router 1d writes a tunnel label and a VC label (for example, “1002”) in advance in the MPLS frame. This VC label indicates that it is a point-to-multipoint multicast LSP from the ingress router 1d (which is given the VCID “1234”).
Here, when receiving the multicast frame from the user site, the ingress router 1d outputs the layer 2 frame to be flooded to the multicast processing unit 16b. Then, the multicast label push unit 16 searches the multicast VC label table 14, assigns the tunnel label “11” and the VC label “1002” to the received multicast frame, and transfers them via the L2 header creation unit 10 d and the like. And transmit from output port 1.
On the other hand, when receiving this MPLS frame, the relay router 2p knows that it is a multicast MPLS frame from the “protocol type” in the L2 header, and searches the multicast VC label table 14. Then, the relay router 2p swaps the tunnel label of the frame to “12” based on the search result, the swapped frame to the output port 2, and the frame swapped of the tunnel label to “15” as the output port. 3 respectively.
Therefore, in the fifth frame transfer method (“method 5”) of the present invention, in the transfer process (transfer process step), the ingress router 1d is attached to the MPLS frame transferred from the ingress router 1d and the MPLS network 50. A multicast VCLSP and a multicast tunnel LSP are respectively set between each of the three egress routers 3a to 3c that remove the tunnel label and the VC label and transmit to the outside of the MPLS network 50 (setting step). A plurality of MPLS frames to be transferred to the relay router 2p from the same output port as the output port for transferring the replication target frame are transferred to the relay routers 2p to 2 through the multicast VCLSP and the multicast tunnel LSP set in the setting step. 2r (transmission step).
Further, in relay (relay step), each relay router 2p to 2r duplicates and forwards the MPLS frame transmitted in the transmission step via the multicast VCLSP and multicast tunnel LSP set in the setting step. .
Furthermore, each of the egress routers 3a to 3c registers the multicast VC label “1002” and the unicast VC label in the opposite direction in the VC label binding table 35 (see FIG. 7). Each of the egress routers 3a to 3c performs the address learning process for the received multicast frame by using the same method as the method shown in FIG.
Thus, in the fifth embodiment, a newly defined multicast VCLSP and a newly defined multicast tunnel LSP are point-to-multipoint paths between the ingress router 1d and each of the egress routers 3a to 3c of the MPLS network 50. The ingress router 1d creates a multicast VCLSP and a multicast tunnel LSP from the same port received from the user site, for example, for the frames that need to be transmitted to the three relay routers 2p to 2r. It is transmitted via the relay routers 2p to 2r, and the MPLS network 50 is transferred.
Thus, also in 5th Embodiment, the effect similar to said each embodiment is acquired. Specifically, transmission of the same frame is avoided on the link between the ingress router 1d and the relay routers 2p to 2r, and thus the load on the MPLS network 50 is reduced.
(F) Description of the sixth embodiment of the present invention
The sixth embodiment is a variation of the fifth embodiment.
In the conventional frame transfer method, both the tunnel LSP and the VCLSP are set point-to-point. In contrast, the frame transfer method of the sixth embodiment uses two types of tunnel LSP and VCID as MPLS labels used for transfer, and newly sets a point-to-multipoint path for these tunnel LSP and VCID. Like to do. Here, the VCID has both meanings of user identification and user base identification.
FIG. 22 is a configuration diagram of an MPLS network 50 according to the sixth embodiment of the present invention. The MPLS network 50 shown in FIG. 22 includes an ingress router 1d, relay routers 2p to 2r, and egress routers 3d to 3f. Of these, the ingress router 1d and the relay routers 2p to 2r are all the same as those described above.
Here, only the VC label (black line) is set between adjacent routers among the routers shown in FIG. 22, and no tunnel label is set. On the other hand, in the MPLS network 50 shown in FIG. 10, for example, a VC label (shown by a solid line) and a tunnel label (pipe-like) are set between the routers.
FIG. 23 is a block diagram of the egress router 3d according to the sixth embodiment of the present invention. The egress router 3d shown in FIG. 23 is substantially the same as the egress router 3a (FIG. 7). On the other hand, the difference from the egress router 3a is that the frame type of the received frame is determined and pop processing is performed.
In the frame from the frame receiving unit 30a of the egress router 3d shown in FIG. For the multicast frame, the VCID is removed by the pop processing unit 31d and the multicast frame is input to the MAC bridge processing unit 30d.
On the other hand, the frame from the frame receiving unit 30a of the egress router 3a (FIG. 7) is determined by the determining unit 30b, and both the unicast frame and the multicast frame are L2 by the L2 header processing units 30c and 31b, respectively. The header is removed.
Of the reference numerals shown in FIG. 23, those having the same reference numerals as those described above indicate the same elements. Also, the egress routers 3e and 3f shown in FIG. 22 have the same configuration as the egress router 3d.
With such a configuration, a frame transfer method according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
The ingress router 1d is set end-to-end (between the ingress router 1d and each of the egress routers 3d to 3f) as a point-to-multipoint LSP in the same way as the point-to-point unicast tunnel LSP. To do.
The ingress router 1d outputs to the multicast processing unit 16b (FIG. 16) in order to flood the layer 2 frame received from the user site. The multicast processing unit 16b sends the user identifier VCID “1234” to the multicast frame that needs to be transmitted from the same port received from the user site to the plurality of relay routers 2p to 2r, and the VC shim header shown in FIG. It is given to the position (VC). The ingress router 1 d searches the multicast VC label table 14, assigns the multicast LSP label “11” to the frame, transfers it, and transmits it from the output port 1.
Therefore, the multicast LSP for the frame from the ingress lator 1d to the relay router 2p functions as indicating the user and the ingress router 1d as the user base.
On the other hand, when receiving this frame, the relay router 2p knows that it is a multicast MPLS frame from the “protocol type” of the L2 header, and searches the VC label table 14 for multicast. Based on this search result, the relay router 2p outputs the frame with the label swapped to “12” to the output port 2, and transmits the frame with the label swapped to “15” to the output port 3. Therefore, the relay router 2p swaps the copy of the frame and the label, thereby relaying the MPLS frame having the VCID.
Further, when each of the egress routers 3d to 3f receives the MPLS frame, it searches the multicast VC label table 14 based on the multicast LSP label and the user identifier VCID, and knows the VC label for address learning. Specifically, each of the egress routers 3 d to 3 f searches the contents held in the multicast VC label table 14 with the VCID “1234” using the multicast label 13 and learns the VC label 301.
Therefore, in the sixth frame transfer method (“method 6”) of the present invention, the ingress router 1d is attached to the MPLS frame transferred from the ingress router 1d and the MPLS network 50 in the transfer process (transfer process step). The base / tunnel LSP for identifying the multicast VCLSP and the multicast tunnel is respectively connected to each of the three egress routers 3d to 3f that remove the tunnel label and the VC label and transmit to the outside of the MPLS network 50. Setting (setting step), a user identifier for identifying a user is assigned to the inside of a plurality of MPLS frames transferred to the three relay routers 2p to 2r from the same output port as the output port to which the copy target frame is transferred (grant) Step), and the ingress router 1d is attached to the inside of the frame in the granting step. The MPLS frame including a user identifier, and transmits via the base tunnel LSP set by the setting step in each of the relay routers 2P～2r (transmission step).
In relaying (relaying step), each relay router 2p-2r duplicates and forwards the MPLS frame transmitted in the transmitting step via the base / tunnel LSP set in the setting step (forwarding step).
Further, each of the egress routers 3d to 3f performs address learning using the base / tunnel LSP used in the transfer step and the user identifier assigned in the granting step (learning step).
As described above, since the VCID performs both functions of user identification and user base identification, a new point-to-multipoint path can be set for the tunnel LSP and VCID, and frame transfer can be efficiently performed.
Further, in this way, transmission of the same frame is avoided in each link between the ingress router 1d and the relay routers 2p to 2r, and thus the load on the MPLS network 50 is reduced.
(G) Description of the seventh embodiment of the present invention
FIG. 24 is a configuration diagram of an MPLS network 50 according to the seventh embodiment of the present invention. The MPLS network 50 shown in FIG. 24 includes an ingress router 1c (FIG. 17), relay routers 2p to 2r (FIG. 21), and egress routers 3g to 3i. Of the other symbols, those having the same symbols as those described above indicate the same components.
FIG. 25 is a block diagram of the egress router 3g according to the seventh embodiment of the present invention. The pop processing unit 31e of the egress router 3g shown in FIG. 25 includes a multicast label pop unit 31f and an address learning unit 31a.
The multicast label pop unit 31f is for address learning of the multicast LSP label. Of the codes shown in FIG. 25 and the address learning unit 31a, those having the same symbols as those described above indicate the same components.
Also, the egress routers 3h and 3i shown in FIG. 24 have the same configuration as the egress router 3g, and a duplicate description thereof will be omitted.
With such a configuration, the ingress router 1c shown in FIG. 24 can identify the multicast LSP newly defined between the ingress router 1c and the egress router 3g of the MPLS network 50 by the source ingress router 1c (user base). Create end-to-end as a point-to-multipoint path.
FIG. 26 is a diagram showing an example of a multicast LSP according to the seventh embodiment of the present invention. The ingress router 1c sets a point-to-multipoint multicast LSP between the ingress router 1c and the egress router 3g, and the VCID is set so that the ingress router 1c and the egress routers 3g to 3i can be identified. Is done.
Thereby, the multicast LSP also has a role of path determination, that is, a tunnel. Then, the ingress router 1c refers to the multicast VC label table 14 for the multicast frame received from the user site, sets the multicast LSP, transfers the multicast frame to the relay router 2p, and transmits it.
Specifically, the ingress router 1c outputs the layer 2 frame to be flooded to the multicast processing unit. Here, the multicast label table 14 is searched, and the label 11 is assigned and transferred, and transmitted from the output port 1.
On the other hand, the relay router 2p and the relay router 2q connected to the relay router 2p, when receiving this frame, know that it is a multicast MPLS frame from the “protocol type” of the L2 header, and thus the VC label table 14 for multicast (see FIG. 21) is searched, and the received frame is duplicated based on the search result, and the multicast user identification LSP label and the tunnel LSP label are exchanged (changed) and transmitted.
For example, the relay router 2p transmits a frame whose label is swapped to “12” to the output port 2, and transmits a frame whose label is swapped to “15” to the output port 3.
Further, when the egress router 3g receives the MPLS frame from the relay router 2q, the egress router 3g searches the address learning VC label table 32 based on the label 13 of the multicast frame to know the VC label to be address learned.
Therefore, in the seventh frame transfer method (“method 7”) of the present invention, the ingress router 1c is attached to the ingress router 1c and the MPLS frame transferred from the MPLS network 50 in the transfer process (transfer process step). The base / tunnel LSP that identifies the multicast VCLSP and the multicast tunnel LSP, respectively, with each of the three egress routers 3d to 3f that removes the tunnel label and the VC label and transmits to the outside of the MPLS network 50 (Setting step), the base / tunnel set in the setting step outside the plurality of MPLS frames transferred to the three relay routers 2p to 2r from the same output port as the output port that transfers the replication target frame LSP is granted (granting step), and at the granting step, the base / ton The MPLS frame granted Le LSP, is transmitted via the base tunnel LSP set by the setting step in each of the relay routers 2P～2r (transmission step).
Further, in the relay step, each of the relay routers 2p to 2r duplicates and forwards the MPLS frame transmitted in the transmission step via the base / tunnel LSP set in the setting step (transfer step). The MPLS frame transmitted in this way is duplicated and transferred through the base / tunnel LSP set in the setting step (transfer step).
Further, each of the egress routers 3d to 3f performs address learning using the base / tunnel LSP used in the transfer step (learning step).
In this way, transmission of the same frame is avoided on the link between the ingress router 1c and the relay router 2p, and the load on the MPLS network 50 is reduced.
Further, in this way, a new multicast LSP is set between the ingress router 1c and the egress router 3g, the egress routers 3d to 3f can identify the source ingress router 1c, and the point-to-multipoint path is end-to-end. Created.
Thus, in the layer 2 MPLS network 50 (L2VPN), the load on the MPLS network 50 can be suppressed to the minimum, and the transfer band can be used efficiently.
(H) Other
The present invention is not limited to the above-described embodiments and variations thereof.
The MPLS network 50 can also encapsulate and transfer optical frames or optical cells in addition to layer 2 packets as lower layer frames. For example, when the MPLS network 50 is connected to an optical wavelength transmission network (not shown), the optical wavelength transmission network corresponds to a lower layer network, and the MPLS network corresponds to an upper layer network.
More specifically, a plurality of routers belonging to the MPLS network are connected via an optical path corresponding to the link and an optical switch corresponding to the router in layer 2 which is a lower layer of each router. Furthermore, MPLS that is an upper layer of a router that belongs to an MPLS network and an optical switch function that is an upper layer of an optical transmission device that belongs to an optical wavelength transmission network are mutually set in an optical path and an optical switch. It can also be logically connected via

以上、詳述したように、本発明のルータ，フレーム転送方法および下位レイヤフレーム仮想転送システムによれば、入口エッジルータおよび中継ルータ間の同一リンクにおいて同一フレームが複製転送されず、仮想網の負荷増大が防止される。また、仮想網の負荷を軽減できるので、効率的に伝送帯域を利用できる。さらに、各種プロトコルのパケット又はフレームの形式にかかわらず、仮想網においてマルチキャストおよびブロードキャストを実現できる。加えて、既存の網資源を用いることができる。加えて、出口エッジルータは、アドレス学習機能を有するので、送信元入口エッジルータを識別でき、ポイントツーマルチポイントパスがエンドツーエンドで提供される。  As described above, according to the router, frame transfer method, and lower layer frame virtual transfer system of the present invention, the same frame is not duplicated and transferred on the same link between the ingress edge router and the relay router, and the load on the virtual network is reduced. An increase is prevented. Moreover, since the load on the virtual network can be reduced, the transmission band can be used efficiently. Furthermore, multicast and broadcast can be realized in a virtual network regardless of the packet or frame format of various protocols. In addition, existing network resources can be used. In addition, since the egress edge router has an address learning function, the source egress edge router can be identified, and a point-to-multipoint path is provided end-to-end.

Claims (13)

複製又は非複製を識別するプロトコル識別子を含む下位レイヤフレームと階層的なパス識別子とを有するラベルスイッチフレームを該階層的なパス識別子に基づいて転送可能な仮想網におけるルータであって、
受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームについて、該受信下位レイヤフレーム又は該受信ラベルスイッチフレームのプロトコル識別子に基づいて複製対象又は非複製対象を判定する判定部と、
該判定部にて非複製対象と判定された該受信下位レイヤフレーム又は該受信ラベルスイッチフレームを通過処理し、該判定部にて複製対象と判定された該受信下位レイヤフレーム又は該受信ラベルスイッチフレームに、ユニキャスト用の階層的なパス識別子とマルチキャスト用の階層的なパス識別子とユーザ識別子とのうちの少なくとも一つを付与して転送する転送処理部とをそなえて構成されたことを特徴とする、ルータ。A router in a virtual network capable of transferring a label switch frame having a lower layer frame including a protocol identifier for identifying copy or non-replication and a hierarchical path identifier based on the hierarchical path identifier,
For the received lower layer frame or the received label switch frame, a determination unit that determines a replication target or a non-replication target based on a protocol identifier of the received lower layer frame or the received label switch frame;
The reception lower layer frame or the reception label switch frame determined as a non-replication target by the determination unit is subjected to pass processing, and the reception lower layer frame or the reception label switch frame determined as a replication target by the determination unit And a transfer processing unit that assigns and transfers at least one of a hierarchical path identifier for unicast, a hierarchical path identifier for multicast, and a user identifier. To the router. 該ルータが、該仮想網の外部からの外部下位レイヤフレームに該階層的なパス識別子を付与した該ラベルスイッチフレームを該仮想網にプッシュする入口エッジルータとして構成され、
該判定部が、複製対象の物理アドレスと複数の出力ポートとを対応付けたマルチキャスト物理アドレステーブルに基づいて受信外部下位レイヤフレームの複製の要否を判定するとともに、
該転送処理部が、該判定部にて複製対象と判定された該受信外部下位レイヤフレームに、ユニキャストフレームを転送するための複数のユーザ拠点識別パスから選択したユーザ拠点識別パスのラベルと、該複製対象フレームの転送元の拠点を示すユーザ拠点識別パスラベルおよび該複製対象フレームの仮想経路を示すトンネルパスラベルと、マルチキャスト用のマルチキャストラベルと、ユーザを識別するユーザ識別子とのうちの少なくとも１個のラベルを付与して転送するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載のルータ。The router is configured as an ingress edge router that pushes the label switch frame to which the hierarchical path identifier is added to an external lower layer frame from outside the virtual network to the virtual network;
The determination unit determines whether or not it is necessary to copy the received external lower layer frame based on a multicast physical address table in which a physical address to be copied is associated with a plurality of output ports,
A label of a user site identification path selected from a plurality of user site identification paths for transferring a unicast frame to the received external lower layer frame determined to be duplicated by the determination unit by the transfer processing unit; At least one of a user base identification path label indicating a transfer source base of the copy target frame, a tunnel path label indicating a virtual route of the copy target frame, a multicast multicast label, and a user identifier for identifying a user The router according to claim 1, wherein the router is configured to transfer the packet with the label. 該ルータが、該階層的なパス識別子に基づいて該ラベルスイッチフレームを該仮想網に転送する中継ルータとして構成され、
該判定部が、該ラベルスイッチフレームに含まれるプロトコルタイプ識別子に基づいて該ラベルスイッチフレームについて複製対象又は非複製対象を判定するとともに、
該転送処理部が、該判定部にて非複製対象と判定された該ラベルスイッチフレームをブリッジ転送するとともに、該判定部にて複製対象と判定された該ラベルスイッチフレームについて、少なくともユーザ拠点識別パスラベルと複製対象の該ラベルスイッチフレームに対する処理内容とを対応付けたマルチキャスト用ＶＣラベルテーブルに基づいて、複製処理と、該ユーザ拠点識別パスラベルおよび該トンネルパスラベルの付与処理とを行なうように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載のルータ。The router is configured as a relay router that forwards the label switch frame to the virtual network based on the hierarchical path identifier;
The determination unit determines whether the label switch frame is to be copied or non-replicated based on a protocol type identifier included in the label switch frame,
The transfer processing unit bridge-transfers the label switch frame determined to be non-duplicated by the determining unit, and at least the user base identification path label for the label switch frame determined to be replicated by the determining unit Based on a multicast VC label table in which the processing contents for the label switch frame to be copied are associated with each other, the duplication processing, and the user base identification path label and the tunnel path label assignment processing are performed. The router according to claim 1, wherein the router is characterized in that: 該ルータが、該仮想網から転送された該ラベルスイッチフレームに付与された該階層的なパス識別子を取り除いて該仮想網の外部に送信する出口エッジルータとして構成され、
該転送処理部が、該ラベルスイッチフレームの送信元物理アドレスと、該階層的なパス識別子との対応を学習するとともに、該階層的なパス識別子を取り除いた下位レイヤフレームを該仮想網の外部に送信するポップ処理部とをそなえて構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載のルータ。The router is configured as an egress edge router that removes the hierarchical path identifier attached to the label switch frame transferred from the virtual network and transmits it to the outside of the virtual network;
The transfer processing unit learns the correspondence between the source physical address of the label switch frame and the hierarchical path identifier, and sends the lower layer frame from which the hierarchical path identifier has been removed to the outside of the virtual network. The router according to claim 1, comprising a pop processing unit for transmission. 複製又は非複製を識別するプロトコル識別子を含む下位レイヤフレームと階層的なパス識別子とを有するラベルスイッチフレームを該階層的なパス識別子に基づいて転送可能な仮想網におけるフレーム転送方法であって、
該仮想網の外部からの外部下位レイヤフレームに該階層的なパス識別子を付与した該ラベルスイッチフレームを該仮想網にプッシュする入口エッジルータが、受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームについて、該受信下位レイヤフレーム又は該受信ラベルスイッチフレームのプロトコル識別子に基づいて複製対象又は非複製対象を判定する判定ステップと、
該入口エッジルータが、該判定ステップにて非複製対象と判定された該受信下位レイヤフレーム又は該受信ラベルスイッチフレームを通過処理し、該判定ステップにて複製対象と判定された該受信下位レイヤフレーム又は該受信ラベルスイッチフレームに、ユニキャスト用の階層的なパス識別子とマルチキャスト用の階層的なパス識別子とユーザ識別子とのうちの少なくとも一つを付与して転送する転送処理ステップと、
該仮想網に転送する中継ルータが、該ユニキャスト用の階層的なパス識別子と該マルチキャスト用の階層的なパス識別子と該ユーザ識別子との少なくとも一つに基づいて、該転送処理ステップにて転送された該受信下位レイヤフレーム又は該受信ラベルスイッチフレームを複製又は転送する中継ステップとをそなえたことを特徴とする、フレーム転送方法。A frame transfer method in a virtual network capable of transferring a label switch frame having a lower layer frame including a protocol identifier for identifying replication or non-replication and a hierarchical path identifier based on the hierarchical path identifier,
The ingress edge router that pushes the label switch frame with the hierarchical path identifier added to the external lower layer frame from the outside of the virtual network to the virtual network receives the received lower layer frame or the received label switch frame. A determination step of determining a replication target or a non-replication target based on a protocol identifier of a lower layer frame or the received label switch frame;
The ingress edge router passes through the received lower layer frame or the received label switch frame determined as the non-replication target in the determination step, and the received lower layer frame is determined as the replication target in the determination step. Or a transfer processing step of assigning and transferring at least one of a hierarchical path identifier for unicast, a hierarchical path identifier for multicast, and a user identifier to the received label switch frame;
The relay router that transfers to the virtual network transfers in the transfer processing step based on at least one of the hierarchical path identifier for unicast, the hierarchical path identifier for multicast, and the user identifier. And a relay step for copying or transferring the received lower layer frame or the received label switch frame. 該転送処理ステップは、該入口エッジルータが該受信外部下位レイヤフレームの送信先アドレスにマルチキャスト用アドレスを付与した該ラベルスイッチフレームを転送し、
該中継ステップは、該中継ルータが、マルチキャスト用アドレスおよび転送先ルータアドレスを対応付けたマルチキャスト用物理アドレステーブルに基づいて、該転送処理ステップにて転送された該ラベルスイッチフレームを複製転送することを特徴とする、請求の範囲第５項記載のフレーム転送方法。The forwarding processing step forwards the label switch frame in which the ingress edge router assigns a multicast address to the destination address of the received external lower layer frame,
In the relay step, the relay router duplicates and transfers the label switch frame transferred in the transfer processing step based on a multicast physical address table in which the multicast address and the transfer destination router address are associated with each other. 6. The frame transfer method according to claim 5, wherein the frame transfer method is characterized in that: 該転送処理ステップは、
該入口エッジルータが、複製対象の物理アドレスおよびユニキャストフレームを転送するためのユーザ拠点識別パスを対応付けた物理アドレステーブルに基づいて、該受信外部下位レイヤフレームの複製の要否を判定する判定ステップと、
該入口エッジルータが、該ユーザ拠点識別パスのうちの、該非複製対象フレームを転送するための複数のユーザ拠点識別パスのうちの該複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから転送する複数の該非複製対象フレームのユーザ拠点識別パスから選択する選択ステップと、
該入口エッジルータが、該選択ステップにて選択されたユーザ拠点識別パスを有する該ラベルスイッチフレームを送信する送信ステップとをそなえ、
該中継ステップは、
該中継ルータが、マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスラベルおよび転送先ルータアドレスとを対応付けたマルチキャスト用ユーザ拠点識別パスラベルテーブルに基づいて、該送信ステップにて送信された該ラベルスイッチフレームを複製転送することを特徴とする、請求の範囲第５項記載のフレーム転送方法。The transfer processing step includes:
Determination that the ingress edge router determines whether the received external lower layer frame needs to be copied based on a physical address table in which a physical address to be copied and a user base identification path for transferring a unicast frame are associated with each other Steps,
The ingress edge router transfers a plurality of transfer destinations from the same output port as the output port that transfers the replication target frame of the plurality of user base identification paths for transferring the non-replication target frame of the user base identification path. A selection step of selecting from the user base identification path of the non-replication target frame;
The ingress edge router includes a transmission step of transmitting the label switch frame having the user base identification path selected in the selection step;
The relay step is:
The relay router duplicates and forwards the label switch frame transmitted in the transmission step based on the multicast user base identification path label table in which the multicast user base identification path label and the forwarding destination router address are associated with each other. The frame transfer method according to claim 5, wherein: 該転送処理ステップは、
該入口エッジルータが、マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスとマルチキャスト用トンネルパスとを設定する設定ステップと、
該入口エッジルータが、該マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスおよび該マルチキャスト用トンネルパスを介して該ラベルスイッチフレームを転送する転送ステップとをそなえ、
該中継ステップは、
第１の中継ルータが、該マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスラベルおよび転送先ルータアドレスを対応付けたマルチキャスト用ラベルテーブルに基づいて、該ラベルスイッチフレームを複製転送する複製転送ステップと、
第２の中継ルータが、該複製転送ステップにて複製転送された該ラベルスイッチフレームを、該設定ステップにて設定された該マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスとマルチキャスト用トンネルパスとを介して複製転送することを特徴とする、請求の範囲第５項記載のフレーム転送方法。The transfer processing step includes:
A setting step in which the ingress edge router sets a multicast user base identification path and a multicast tunnel path;
A forwarding step in which the ingress edge router forwards the label switch frame via the multicast user base identification path and the multicast tunnel path;
The relay step is:
A duplicating and forwarding step in which the first relay router duplicates and forwards the label switch frame based on the multicast label table in which the multicast user base identification path label and the forwarding destination router address are associated with each other;
The second relay router duplicates and forwards the label switch frame duplicated and transferred in the duplicate forwarding step via the multicast user site identification path and multicast tunnel path set in the setting step. 6. The frame transfer method according to claim 5, wherein: 該転送処理ステップは、
該入口エッジルータが、マルチキャスト用ユーザ拠点およびマルチキャスト用トンネルを識別する拠点・トンネル識別パスを設定する設定ステップと、
該入口エッジルータが、該拠点・トンネル識別パスを介して該ラベルスイッチフレームを転送する転送ステップとをそなえ、
該中継ステップは、
第１の中継ルータが、該拠点・トンネル識別パスおよび転送先ルータアドレスを対応付けた第２マルチキャスト用ラベルテーブルに基づいて、該ラベルスイッチフレームを複製転送する複製転送ステップと、
第２の中継ルータが、該複製転送ステップにて複製転送された該ラベルスイッチフレームを、該設定ステップにて設定された該拠点・トンネル識別パスを介して複製転送することを特徴とする、請求の範囲第５項記載のフレーム転送方法。The transfer processing step includes:
A setting step in which the ingress edge router sets a base / tunnel identification path for identifying a multicast user base and a multicast tunnel;
A forwarding step in which the ingress edge router forwards the label switch frame through the base / tunnel identification path;
The relay step is:
A duplicating and forwarding step in which the first relay router duplicates and forwards the label switch frame based on the second multicast label table in which the base / tunnel identification path and the forwarding destination router address are associated with each other;
A second relay router duplicates and forwards the label switch frame duplicated and transferred in the duplicate forwarding step via the base / tunnel identification path set in the setting step. The frame transfer method according to claim 5, wherein 該転送処理ステップは、
該入口エッジルータと、該仮想網から転送された該ラベルスイッチフレームに付与された該階層的なパス識別子を取り除いて該仮想網の外部に送信する複数の出口エッジルータのそれぞれとの間において、それぞれ、マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスとマルチキャスト用トンネルパスとを設定する設定ステップと、
該入口エッジルータが、該複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから複数の該中継ルータに転送する複数の該ラベルスイッチフレームを、該設定ステップにて設定された該マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスと該マルチキャスト用トンネルパスとを介して各中継ルータに送信する送信ステップとをそなえ、
該中継ステップは、
各中継ルータが、該送信ステップにて送信された該ラベルスイッチフレームを、該設定ステップにて設定された該マルチキャスト用ユーザ拠点識別パスと該マルチキャスト用トンネルパスとを介して複製転送することを特徴とする、請求の範囲第５項記載のフレーム転送方法。The transfer processing step includes:
Between the ingress edge router and each of a plurality of egress edge routers that removes the hierarchical path identifier attached to the label switch frame transferred from the virtual network and transmits it to the outside of the virtual network. A setting step for setting a user base identification path for multicast and a tunnel path for multicast,
The multicast user base identification set in the setting step includes a plurality of the label switch frames transferred from the same output port to the plurality of relay routers by the ingress edge router as the output port that transfers the copy target frame. A transmission step of transmitting to each relay router via the path and the multicast tunnel path,
The relay step is:
Each relay router duplicates and forwards the label switch frame transmitted in the transmission step via the multicast user site identification path and the multicast tunnel path set in the setting step. The frame transfer method according to claim 5, wherein: 該転送処理ステップは、
該入口エッジルータと、該仮想網から転送された該ラベルスイッチフレームに付与された該階層的なパス識別子を取り除いて該仮想網の外部に送信する複数の出口エッジルータのそれぞれとの間において、それぞれ、マルチキャスト用ユーザ拠点およびマルチキャスト用トンネルを識別する拠点・トンネル識別パスを設定する設定ステップと、
該入口エッジルータが、該複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから複数の該中継ルータに転送する複数の該ラベルスイッチフレームの内部に、ユーザを識別するユーザ識別子を付与する付与ステップと、
該入口エッジルータが、該付与ステップにてフレーム内部に付与された該ユーザ識別子を含む該ラベルスイッチフレームを、該設定ステップにて設定された拠点・トンネル識別パスを介して各中継ルータに送信する送信ステップとをそなえ、
該中継ステップは、
各中継ルータが、該送信ステップにて送信された該ラベルスイッチフレームを、該設定ステップにて設定された該拠点・トンネル識別パスを介して複製転送する転送ステップと、
該出口エッジルータが、該転送ステップにて用いた該拠点・トンネル識別パスと該付与ステップにて付与された該ユーザ識別子とを用いてアドレス学習する学習ステップとをそなえたことを特徴とする、請求の範囲第５項記載のフレーム転送方法。The transfer processing step includes:
Between the ingress edge router and each of a plurality of egress edge routers that removes the hierarchical path identifier attached to the label switch frame transferred from the virtual network and transmits it to the outside of the virtual network. A setting step for setting a base / tunnel identification path for identifying a multicast user base and a multicast tunnel;
An assigning step in which the ingress edge router assigns a user identifier for identifying a user to the inside of the plurality of label switch frames that are transferred from the same output port to the plurality of relay routers as the output port that transfers the copy target frame ,
The ingress edge router transmits the label switch frame including the user identifier given in the frame in the granting step to each relay router via the base / tunnel identification path set in the setting step. With a send step,
The relay step is:
A forwarding step in which each relay router duplicates and transfers the label switch frame transmitted in the transmission step via the base / tunnel identification path set in the setting step;
The egress edge router includes a learning step of learning an address using the base / tunnel identification path used in the forwarding step and the user identifier assigned in the granting step. The frame transfer method according to claim 5. 該転送処理ステップは、
該入口エッジルータと、該仮想網から転送された該ラベルスイッチフレームに付与された該階層的なパス識別子を取り除いて該仮想網の外部に送信する複数の出口エッジルータのそれぞれとの間において、それぞれ、マルチキャスト用ユーザ拠点およびマルチキャスト用トンネルを識別する拠点・トンネル識別パスを設定する設定ステップと、
該入口エッジルータが、該複製対象フレームを転送する出力ポートと同一出力ポートから複数の該中継ルータに転送する複数の該ラベルスイッチフレームの外部に、該設定ステップにて設定された該拠点・トンネル識別パスを付与する付与ステップと、
該入口エッジルータが、該付与ステップにて該拠点・トンネル識別パスを付与された該ラベルスイッチフレームを、該設定ステップにて設定された拠点・トンネル識別パスを介して各中継ルータに送信する送信ステップとをそなえ、
該中継ステップは、
各中継ルータが、該送信ステップにて送信された該ラベルスイッチフレームを、該設定ステップにて設定された該拠点・トンネル識別パスを介して複製転送する転送ステップと、
各中継ルータが、該送信ステップにて送信された該ラベルスイッチフレームを該設定ステップにて設定された該拠点・トンネル識別パスを介して複製転送する転送ステップと、
該出口エッジルータが、該転送ステップにて用いた該拠点・トンネル識別パスを用いてアドレス学習する学習ステップとをそなえたことを特徴とする、請求の範囲第５項記載のフレーム転送方法。The transfer processing step includes:
Between the ingress edge router and each of a plurality of egress edge routers that removes the hierarchical path identifier attached to the label switch frame transferred from the virtual network and transmits it to the outside of the virtual network. A setting step for setting a base / tunnel identification path for identifying a multicast user base and a multicast tunnel;
The base / tunnel set in the setting step outside the plurality of the label switch frames transferred from the same output port to the plurality of relay routers by the ingress edge router as the output port that transfers the copy target frame A granting step for granting an identification path;
The ingress edge router transmits the label switch frame to which the base / tunnel identification path has been assigned in the granting step to each relay router via the base / tunnel identification path set in the setting step. With steps,
The relay step is:
A forwarding step in which each relay router duplicates and transfers the label switch frame transmitted in the transmission step via the base / tunnel identification path set in the setting step;
A forwarding step in which each relay router replicates and forwards the label switch frame transmitted in the transmission step via the base / tunnel identification path set in the setting step;
6. The frame transfer method according to claim 5, further comprising a learning step in which the egress edge router learns an address using the base / tunnel identification path used in the transfer step. 複製又は非複製を識別するプロトコル識別子を含む下位レイヤフレームと階層的なパス識別子とを有するラベルスイッチフレームを該階層的なパス識別子に基づいて転送可能な仮想網の外部からの外部下位レイヤフレームに該階層的なパス識別子を付与した該ラベルスイッチフレームを該仮想網にプッシュする入口エッジルータと、
該階層的なパス識別子に基づいて該入口エッジルータから転送された該ラベルスイッチフレームを該仮想網に転送する中継ルータと、
該中継ルータから転送された該ラベルスイッチフレームに付与された該階層的なパス識別子を取り除いて該仮想網の外部に送信する出口エッジルータとをそなえ、
上記の入口エッジルータ，中継ルータおよび出口エッジルータが、
受信下位レイヤフレーム又は受信ラベルスイッチフレームについて、該受信下位レイヤフレーム又は該受信ラベルスイッチフレームのプロトコル識別子に基づいて複製対象又は非複製対象を判定する判定部と、
該判定部にて非複製対象と判定された該受信下位レイヤフレーム又は該受信ラベルスイッチフレームを通過処理し、該判定部にて複製対象と判定された該受信下位レイヤフレーム又は該受信ラベルスイッチフレームに、ユニキャスト用の階層的なパス識別子とマルチキャスト用の階層的なパス識別子とユーザ識別子とのうちの少なくとも一つを付与して転送する転送処理部とをそなえて構成されたことを特徴とする、下位レイヤフレーム仮想転送システム。A label switch frame having a lower layer frame including a protocol identifier for identifying copy or non-replication and a hierarchical path identifier is transferred to an external lower layer frame from outside the virtual network that can be transferred based on the hierarchical path identifier. An ingress edge router that pushes the label switch frame with the hierarchical path identifier to the virtual network;
A relay router that forwards the label switch frame forwarded from the ingress edge router to the virtual network based on the hierarchical path identifier;
An egress edge router that removes the hierarchical path identifier assigned to the label switch frame forwarded from the relay router and transmits it to the outside of the virtual network;
The above ingress edge router, relay router and egress edge router are
For the received lower layer frame or the received label switch frame, a determination unit that determines a replication target or a non-replication target based on a protocol identifier of the received lower layer frame or the received label switch frame;
The reception lower layer frame or the reception label switch frame determined as a non-replication target by the determination unit is subjected to pass processing, and the reception lower layer frame or the reception label switch frame determined as a replication target by the determination unit And a transfer processing unit for assigning and transferring at least one of a hierarchical path identifier for unicast, a hierarchical path identifier for multicast, and a user identifier. A lower layer frame virtual forwarding system.
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