JPWO2009051179A1 - キャリアネットワーク接続装置およびキャリアネットワーク - Google Patents

Abstract

レイヤ２の仮想リンク（Ｐｓｅｕｄｏ Ｗｉｒｅ）とレイヤ３の仮想リンクを連結するネットワーク接続装置であって、第１の仮想リンクを形成するレイヤ２ネットワークのエッジ・スイッチとして動作するスイッチング部と、第２の仮想リンクを形成するレイヤ３ネットワークのエッジ・ルータとして動作するルーティング部と、レイヤ２ネットワークのフレームと、レイヤ３ネットワークのパケットとを相互に変換する変換部とを備えることを特徴とするネットワーク接続装置を提供する。

Description

本発明は、通信事業者用基幹ネットワーク接続装置および通信事業者用基幹ネットワークに関する。

通信事業者用基幹ネットワークシステムを構築するアーキテクチャとして、ＲＦＣ３０３２に規定されるＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）が広く知られている。ＭＰＬＳでは、転送パケットにデータ長の短い「ラベル」が付与され、パケット転送時には該ラベルのみを読み取って、ルータ間の転送が行われる。これにより、ルータにおいてデータ長の長いＩＰヘッダを読み取る必要がなく、高速なルーティングが可能となる。ＭＰＬＳで用いられるラベルは、ＬＤＰ（Ｌａｂｅｌ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などのプロトコルを用いてＭＰＬＳルータ同士で経路情報の交換を行ない割り当てられる。また、ＭＰＬＳでは、複数のラベルを積層（スタック）させることにより、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や階層化パス等を実現することができる。そのため、現在、特に大規模な基幹ネットワークにおいてこのＭＰＬＳが広く利用されている。

ＭＰＬＳを用いたネットワークシステムの構成例を図１に示す。図１のネットワークシステムは、ＭＰＬＳドメイン４とユーザ網２から構成される。ＭＰＬＳドメイン４とユーザ網２とは、プロバイダ・エッジ・ルータＰＥによって接続されている。そして、プロバイダ・エッジ・ルータＰＥは、ＭＰＬＳドメイン４内のプロバイダ・ルータＰを介して、別のユーザ網２と接続された別のプロバイダ・エッジ・ルータＰＥに接続される。ユーザ網２から送信される転送パケットは、プロバイダ・エッジ・ルータＰＥにて、転送パケットの宛先となるＩＰアドレスに基づいたラベルが付与され、プロバイダ・ルータＰでラベルが付け替えられながら転送される。

ＭＰＬＳドメイン４においてＶＰＮを実現する方法として、プロバイダ・エッジ・ルータＰＥにおいて、ユーザ網２から転送されるパケットに２種類のＭＰＬＳラベルを付与する方法がある。ここで付与されるラベルの一つは上述のＭＰＬＳドメイン４内を転送するための転送用のラベルであり、もう一つはＶＰＮ識別用のラベルである。プロバイダ・ルータＰ間では、転送用ラベルに基づいてパケットが転送される。そしてＶＰＮ識別ラベルは、プロバイダ・ルータＰにおいては参照も変更もされず、受信側のプロバイダ・エッジ・ルータＰＥにおいてのみ参照される。そして、受信側のプロバイダ・エッジ・ルータＰＥにてＶＰＮ識別用ラベルに基づいてＶＰＮが識別されることにより、送信側のプロバイダ・エッジ・ルータＰＥと受信側のプロバイダ・エッジ・ルータＰＥとの間で仮想リンク（Ｐｓｅｕｄｏ Ｗｉｒｅ）が形成される。

また、さらに上記のようなＭＰＬＳを利用したＶＰＮにおいて、イーサネットフレームをＭＰＬＳパケットでカプセル化して転送するＥｏＭＰＬＳ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｏｖｅｒ ＭＰＬＳ）と呼ばれる技術も知られている（尚、「イーサネット」及び「Ｅｔｈｅｒｎｅｔ」は、米国Ｘｅｒｏｘ Ｃｏｒｐ．の商標である）。ＥｏＭＰＬＳを介して相互に接続されたネットワーク間ではイーサネットフレームを透過的に送受信できるというメリットがある。また、既設のＭＰＬＳ網をそのまま流用できるため、プロバイダ側の設備負担も比較的低く抑えられる。

上述のように、基幹網にＭＰＬＳドメインを使用したネットワークシステムでは、ラベルのスタッキングを行うことによって、ＶＰＮなどの高機能なネットワークを実現することが可能となっている。しかしながら、ラベルをスタックすることにより、ＩＰパケットに付加されるヘッダ数が増加し、ネットワークの安定性が逓減してしまうといった問題もある。例えばＥｏＭＰＬＳでは、少なくとも５つのヘッダが使用されており、これ以上のヘッダの積層はキャリア・グレードの高い信頼性が要求されるネットワークを構築する上では好ましくない。実際に、このように高度に積層されたヘッダを使用するＭＰＬＳネットワークにおいて、複雑なヘッダ構造が一因となって発生した重大な障害も報告されている。また、ＭＰＬＳのラベルは、あて先となるノードのＩＰアドレスに基づいて付与されるため、ネットワークの拡大に伴うスケーラビリティに限界があるといった問題もある。

このような問題を解決するため、イーサネット技術を利用して基幹ネットワークを構築する、ＰＢＢ（Ｐｒｏｖｉｄｅｒ Ｂａｃｋｂｏｎｅ Ｂｒｉｄｇｅｓ）という広域イーサネット技術が注目を集めている。ＰＢＢは、ＶＰＮサービスをイーサネット（レイヤー２）で提供するためのものである。図２は、ＰＢＢドメイン３を用いたネットワークシステムの構成を示す図である。図２のネットワークシステムは、ＰＢＢドメイン３とユーザ網２とが接続されて構成される。ＰＢＢドメイン３とユーザ網２とはプロバイダ・エッジ・スイッチＰＥＳによって接続される。そして、プロバイダ・エッジ・スイッチＰＥＳは、プロバイダ・スイッチＰＳを介して、別のユーザ網２と接続された別のプロバイダ・エッジ・スイッチＰＥＳに接続される。

ＰＢＢドメイン３では、プロバイダ・エッジ・スイッチＰＥＳにて、ユーザ網２０から送信されるイーサネットフレーム（ＭＡＣフレーム）にＰＢＢ用の新たなヘッダを付けて、ＰＢＢドメイン３内の転送を行う。新たに付けられたヘッダには、あて先ＭＡＣアドレス（Ｂ−ＤＡ）と送信元ＭＡＣアドレス（Ｂ−ＳＡ）のフィールドがあり、これらのフィールドにはあて先および送信元となるＰＢＢドメイン３のプロバイダ・エッジ・スイッチＰＥＳのＭＡＣアドレスが入る。さらに、Ｖ−ＬＡＮ識別子であるＢ−ＶＩＤを含むＢ−ＴＡＧと呼ばれるＶＬＡＮ識別用のタグと、Ｉ−ＴＡＧと呼ばれるユーザ識別用のタグが、ヘッダとして新たに付加される。このようなＰＢＢ網において使用される、ユーザ網から転送されるＭＡＣフレームをＰＢＢ網のＭＡＣフレーム内にカプセル化したフレームのことを、ＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣ形式フレームと呼ぶ。プロバイダ・スイッチＰＳは、プロバイダ・エッジ・スイッチＰＥＳのＭＡＣアドレスに基づいて、カプセル化したユーザＭＡＣフレームの転送を行なう。これにより、プロバイダ・スイッチＰＳでは、プロバイダ・エッジ・スイッチＰＥＳのＭＡＣアドレスのみを学習すればよいため、ノードの増加による影響が少なく、優れたスケーラビリティを実現することができる。また、ＭＰＬＳを用いる場合に比べて、ヘッダの数を少なくすることが可能となるため、安定性にも優れている。

さらに、上記ＰＢＢを用いたネットワークシステムにおいて、経路制御を行うトラフィック・エンジニアリング（ＴＥ）を実現するための技術として、ノーテル社が提唱するＰＢＢ―ＴＥ、もしくはＰＢＴ（Ｐｒｏｖｉｄｅｒ Ｂａｃｋｂｏｎｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）と呼ばれる技術も開発されている。ＰＢＴを用いたネットワークシステムの構成も図２と同様である。ＰＢＴでは、プロバイダ・エッジ・スイッチＰＥＳにて付与されるＢ−ＴＡＧに含まれるＢ−ＶＩＤとＢ−ＤＡとの組み合わせによって、ＭＰＬＳのラベルパスのようなポイント・ツー・ポイントのパスを明示的に設定することを可能としている。これにより、Ｂ−ＶＩＤを使ったマルチパスの設定が可能となり、帯域をより効率的に利用できるようになる。更に、ＩＥＥＥ８０２．１ａｇ、ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１等で規定されるＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ：保守運用）の採用により、広域イーサネットにおけるキャリア・グレードの保守運用機能も実現されている。

上述のようにＰＢＴは、従来の広域イーサネットには欠けていたトラフィック・エンジニアリング技術や保守運用機能（ＯＡＭ）も備え、ＭＰＬＳ網に代わる次世代ネットワークアーキテクチャの候補として高く評価されている。

しかしながら、ＰＢＴは、イーサネット・スイッチによって構成されるレイヤ２ネットワークであるため、既存の大規模基幹ＩＰ網であるＭＰＬＳ網を構成しているレイヤ３ルータの資産を活用することができない。そのため、ＰＢＴを採用するためには、ＮＧＮ（Ｎｅｗ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の全く新規なネットワークシステムとして、ＰＢＴのためのレイヤ２ネットワークを構築する必要がある。ＰＢＴはイーサネット・スイッチによって構成される安価なネットワークシステムではあるが、それでも既存のＭＰＬＳ基幹網を全て新規なＰＢＴ網に置き換えることは、通常は経済的に許容されない。すなわち、既存のＭＰＬＳ網が現実に直面しているスケーラビリティ等の問題は、ＰＢＴによっても解決されない。

本発明は、このような従来のＩＰ基幹網のスケーラビリティを改善するネットワークシステム及び該ネットワークシステムを構成するネットワーク接続装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態により、レイヤ２上で形成される仮想リンク（Ｐｓｅｕｄｏ Ｗｉｒｅ）とレイヤ３上で形成される仮想リンクを連結するネットワーク接続装置であって、第１の仮想リンクを形成するレイヤ２ネットワークのエッジ・スイッチとして動作するスイッチング部と、第２の仮想リンクを形成するレイヤ３ネットワークのエッジ・ルータとして動作するルーティング部と、レイヤ２ネットワークのフレームとレイヤ３ネットワークのパケットとを相互に変換する変換部とを備えるネットワーク接続装置が提供される。

上記構成を備えたネットワーク接続装置によれば、レイヤ３ネットワーク上に形成される仮想リンクとレイヤ２ネットワーク上に形成される仮想リンクとを接続することが可能となる。このようなネットワーク接続装置を使用することにより、レイヤ３ネットワークの外周に拡張性の高いレイヤ２ネットワークを増設することが可能になり、既存のレイヤ３ネットワークの拡張性を改善することができる。

この場合においてレイヤ２ネットワークは広域イーサネット網であり、レイヤ３ネットワークはＩＰ網であることが望ましい。さらに、ＩＰ網はＥｏＭＰＬＳ網であり、広域イーサネット網はＰＢＢ−ＴＥ網であっても良い。

また、上記変換部は、レイヤ２ネットワークのフレームにおけるヘッダと、レイヤ３のパケットにおけるヘッダを付け替える、もしくはレイヤ２ネットワークのフレームに、レイヤ３のパケットにおけるヘッダを付け加えて、レイヤ２ネットワークのフレームとレイヤ３ネットワークのパケットとを相互に変換する構成としても良い。

この場合において、レイヤ２ネットワークのフレームは、ＰＢＢ−ＴＥフレームであり、レイヤ３のパケットはＥｏＭＰＬＳパケットであり、変換部は、ＰＢＢ−ＴＥフレームのＩ−ＴＡＧ値とＥｏＭＰＬＳパケットのＶＰＮ識別用ラベルとを相互に変換する構成とすることが好ましい。

さらに、変換部は、広域イーサネット網におけるイーサネットＯＡＭフレームと、ＭＰＬＳ網におけるＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットとを相互に変換する構成を備えていることが好ましい。

また、本実施形態において、レイヤ３ネットワークと、レイヤ３ネットワークと１つ以上の接続点で接続されたレイヤ２ネットワークとからなるネットワークであって、複数のエッジを有し、該複数のエッジの異なる２つの間で第１の仮想リンク（ｐｓｅｕｄｏ ｗｉｒｅ）を形成しており、該第１の仮想リンクは、レイヤ２ネットワーク上に形成された第２の仮想リンクとレイヤ３ネットワーク上に形成された第３の仮想リンクとが前記１つ以上の接続点において連結されたものであることを特徴とするネットワークが提供される。

上記構成を備えたネットワークでは、レイヤ３ネットワーク上に形成される仮想リンクとレイヤ２ネットワーク上に形成される仮想リンクとを接続されるため、レイヤ３ネットワークの外周に拡張性の高いレイヤ２ネットワークを増設することが可能になり、既存のレイヤ３ネットワークの拡張性を改善することができる。

この場合において、レイヤ２ネットワークはＭＰＬＳ網であり、レイヤ３ネットワークはＰＢＢ−ＴＥ網であることが望ましい。また、第３の仮想リンクはＥｏＭＰＬＳの仮想リンクであり、第１の仮想リンクの両端のエッジはＰＢＢ−ＴＥ網上に設けられていても良い。さらに、高可用性を必要とするサービスには第２の仮想リンクのみが使用される構成としても良い。この場合の高可用性を必要とするサービスは緊急通報サービスである。

また、上記ネットワークは、仮想リンクを連結するネットワーク接続装置と、当該ネットワークの経路情報の収集と明示的な経路設定を行う網管理装置とを更に備えており、該網管理装置は、ネットワーク接続装置を介して、当該ネットワークの経路情報の収集および明示的なポイント・ツー・ポイントの経路設定を行うよう構成されても良い。

このように、上記構成を備えたネットワーク接続装置およびネットワークにより、レイヤ３ネットワークの外周に拡張性の高いレイヤ２ネットワークを増設することが可能になり、従来のＩＰ基幹網のスケーラビリティを改善することができる。

ＭＰＬＳ網のトポロジの一形態を示す図である。 ＰＢＢ網のトポロジの一形態を示す図である。 本発明の実施形態のネットワークシステムのトポロジを示す図である。 本発明の実施形態のネットワークシステムにおいて使用されるパケットおよびフレームの概略構造を示す図である。 本発明の実施形態のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥの内部構成の概略を示すブロック図である。 本発明の実施形態のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥが保有する変換テーブルの例を示す図である。 本発明の実施形態のネットワークシステムにおける、エンド・ツー・エンドの通信経路の一例を示す図である。 Ｏｖｅｒｌａｙ接続の場合に使用されるパケットの概略構造を示す図である。 本発明の変形例におけるネットワークシステムのトポロジを示す図である。

符号の説明

１ ネットワークシステム
２０ ユーザ網
３０ ＰＢＴドメイン
４０ ＭＰＬＳドメイン
１００ ＩＰパケット
２００ ユーザＭＡＣフレーム
２３０ ユーザＭＡＣタグ
３００ ＰＢＴフレーム
３５０ ＰＢＴタグ
４００ ＭＰＬＳパケット
４２０ ＭＰＬＳラベル
４２１ ＶＬＡＮ識別ラベル
４２２ 転送ラベル
５００ 制御部
６００ ＰＢＴスイッチ部
７００ ＭＰＬＳルータ部
８００ データ変換部
８１０ パケット変換部
８２０ ＯＡＭ変換部
９００ データ処理部
ＣＥ カスタマ・エッジ
ＰＢ 事業者中継網
ＰＣ パーソナル・コンピュータ
ＰＣＥ プロバイダ・コア・エッジ
ＰＥ プロバイダ・エッジ
ＰＳ プロバイダ・スイッチ
Ｐ プロバイダ・ルータ
ＰＲ プロバイダ・エッジ・ルータ

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

まず、本発明の実施形態であるネットワークシステム１の全体構成について説明する。図３はネットワークシステム１のトポロジを示す図である。ネットワークシステム１は、ＭＰＬＳドメイン４０とＰＢＴドメイン３０からなる事業者中継網ＰＢと、複数のユーザ網２０から構成される。

ＭＰＬＳドメイン４０は、ラベルに基づいてパケットの転送を行うＭＰＬＳルータによって統合された単一ドメインのレイヤ３ネットワークである。また、ＰＢＴ（ＰＢＢ−ＴＥ）ドメイン３０は、ＰＢＴ対応のイーサネット・スイッチで構成された単一ドメインのレイヤ２ネットワークである。さらに、ユーザ網２０は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑに対応したネットワーク・インタフェース・カード（ＮＩＣ）を有するパーソナル・コンピュータＰＣ等のノードから構成されたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。

事業者中継網ＰＢは、ＭＰＬＳドメイン４０の周囲がＰＢＴドメイン３０で囲まれた構造をもつ。すなわち、ユーザ網２０はＰＢＴドメイン３０にのみ接続されている。そして、ＭＰＬＳドメイン４０は、事業者中継網ＰＢのコアに位置し、ＰＢＴドメイン３０を介してユーザ網２０に接続されている。そのため、本実施形態のネットワークシステム１においては、ＰＢＴドメイン３０のみを拡張させることでユーザ網２０の増加に対応することが可能となる。

次に各ドメインの具体的な構成について説明する。ユーザ網２０を構成するＰＣ等の各ノードは、上述の通りＩＥＥＥ８０２．１Ｑに対応したネットワーク・インタフェース・カードを有しており、８０２．１Ｑに準拠したイーサネットフレーム（以下、「ユーザＭＡＣフレーム２００」という）を交換することによって通信を行う。図４（ａ）にユーザＭＡＣフレーム２００のフォーマットを示す。ユーザＭＡＣフレーム２００は、ペイロード１１０とＩＰヘッダ１２０から構成されるＩＰパケット１００に、イーサネットヘッダ（以下、「ユーザＭＡＣタグ２３０」という）が付加された構造をもつ。

ユーザ網２０は、イーサネット・ブリッジであるカスタマ・エッジＣＥを介して事業者中継網ＰＢのＰＢＴドメイン３０（具体的にはプロバイダ・エッジＰＥ）に接続されている。ユーザ網２０に属するＰＣから送信される、別のユーザ網に属するノード（送信先のＰＣ）を宛先とするユーザＭＡＣフレーム２００は、カスタマ・エッジＣＥからＰＢＴドメイン３０のプロバイダ・エッジＰＥへ転送される。

図３に戻って、ＰＢＴドメイン３０は、プロバイダ・エッジＰＥ、プロバイダ・スイッチＰＳ、及びプロバイダ・コア・エッジＰＣＥの３種類のＰＢＴ規格に準拠したイーサネット・スイッチから構成されている。プロバイダ・エッジＰＥは、事業者中継網ＰＢとユーザ網２０とを接続するエッジ・スイッチであり、ユーザ網２０内で交換されるユーザＭＡＣフレーム２００と、ＰＢＴドメイン３０内で交換されるＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣ形式のＰＢＴフレーム３００とを相互に変換する。

ＰＢＴドメイン３０内で転送されるＰＢＴフレーム３００のフォーマットを図４（ｂ）に示す。ＰＢＴフレーム３００は、ユーザ網２０からのユーザＭＡＣフレーム２００に、ＰＢＴドメイン３０内でのスイッチングに使用するＰＢＴタグ３５０が付加された構造となっている。すなわち、ＰＢＴフレーム３００は、ユーザＭＡＣフレーム２００をフレームごとカプセル化した構造となっている。ＰＢＴタグ３５０は、送信先のプロバイダ・エッジＰＥのＭＡＣアドレスが指定されたＢ−ＤＡ３１０、送信元のプロバイダ・エッジＰＥのＭＡＣアドレスを示すＢ―ＳＡ３２０、ＶＬＡＮ識別のためのＢ−ＶＩＤを含むＢ−ＴＡＧ３３０、およびユーザ／サービス識別のためのＩ−ＳＩＤ（サービス・インスタンスＩＤ）を含むＩ−ＴＡＧ３４０から構成される。ＰＢＴドメイン３０では、Ｂ−ＴＡＧ３３０に含まれるＢ−ＶＩＤに基づき識別されるＶＬＡＮによって、イーサネットの仮想リンク（Ｐｓｅｕｄｏ Ｗｉｒｅ）が形成され、ＰＢＴドメイン３０のエッジ間でユーザＭＡＣフレーム２００が透過的に転送される。

また、本実施形態のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥは、ＰＢＴドメイン３０とＭＰＬＳドメイン４０とを接続する機能を有するネットワーク接続装置である。そのためプロバイダ・コア・エッジＰＣＥは、ＰＢＴドメイン３０のエッジ・スイッチとしての機能と、ＭＰＬＳドメイン４０のエッジ・ルータとしての機能とを併せ持っており、ＰＢＴドメイン３０とＭＰＬＳドメイン４０とのインタフェースの役割を果たす。具体的には、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥにて、ＰＢＴドメイン３０内で交換されるＰＢＴフレーム３００とＭＰＬＳドメイン４０内で交換される後述のＭＰＬＳパケット４００とが相互に変換される。プロバイダ・コア・エッジＰＣＥの具体的な機能の詳細は後述する。

事業者中継網ＰＢのコアを構成するＭＰＬＳドメイン４０は、プロバイダ・ルータＰと上述のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥの２種類のＭＰＬＳルータによって構成される。プロバイダ・コア・エッジＰＣＥは、上述のとおりＭＰＬＳドメイン４０のエッジ・ルータとしての機能を備えたネットワーク接続装置であり、ＰＢＴドメイン３０とＭＰＬＳドメイン４０とを接続する。プロバイダ・ルータＰは、ＭＰＬＳドメイン４０を構成するＭＰＬＳルータのみに接続されている。そして、後述の方法でプロバイダ・コア・エッジＰＣＥにて変換されたＭＰＬＳパケット４００は、プロバイダ・ルータＰを介して、受信側のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥに転送される。

ＭＰＬＳドメイン４０で転送されるＭＰＬＳパケット４００のフォーマットを図４（ｃ）に示す。ＭＰＬＳラベル４２０は、ＭＰＬＳドメイン４０内を転送するための転送用のラベル４２２とＶＰＮを識別するためのＶＰＮ識別用ラベル４２１から構成される。ＭＰＬＳパケット４００は、ＰＢＴフレーム３００におけるＰＢＴタグ３５０を、ＭＰＬＳラベル４２０に置き換えられた構成となっている。このＶＰＮ識別用ラベル４２１により、ＭＰＬＳドメイン４０のエッジ間（すなわち、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥ間）で仮想リンクが形成される。また、本実施形態のＭＰＬＳパケット４００は、イーサネットフレームであるユーザＭＡＣフレーム２００にラベルが付加されるＥｏＭＰＬＳ形式のＭＰＬＳパケットとなっている。実際には、更にレイヤ２のタグが付加されたフレームとしてＭＰＬＳドメイン４０を構成するリンク上をデータが転送されるが、ＭＰＬＳ網におけるレイヤ２の処理は周知であるため、これについては説明を省略する。

次に、本発明の実施形態のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥの構成について説明する。図５は、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥの構成を示すブロック図である。プロバイダ・コア・エッジＰＣＥは、装置全体を統合的に制御する制御部５００と、ＰＢＴスイッチとして機能するＰＢＴスイッチ部６００と、ＭＰＬＳルータとして機能するＭＰＬＳルータ部７００と、転送フレーム／パケットおよびＯＡＭフレーム／パケットの変換を行なうデータ変換部８００と、トラフィック・エンジニアリング（ＴＥ）や保守運用（ＯＡＭ）に関する処理を行うデータ処理部９００とから構成される。

ＰＢＴスイッチ部６００は、ＰＢＴフレーム３００を受信するフレーム受信部６２２と、ＰＢＴフレーム３００を送信するフレーム送信部６２４とを含むフレーム転送部６２０を有する。また、ＭＰＬＳルータ部７００は、ＭＰＬＳパケット４００を受信するパケット受信部７２２と、ＭＰＬＳパケット４００を送信するパケット送信部７２４とを含むパケット転送部７２０を有する。

データ変換部８００は、ＰＢＴフレーム３００とＭＰＬＳパケット４００とを相互に変換するパケット変換部８１０と、イーサネットＯＡＭフレームと、ＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットとを相互に変換するＯＡＭ変換部８２０とから構成される。ＯＡＭフレーム（ＯＡＭパケット）とは、保守・管理の対象となるスイッチ（ルータ）に対して定期的に送信される検査用のフレーム（パケット）である。

パケット変換部８１０は、ＰＢＴフレーム３００とＭＰＬＳパケット４００を相互に変換する際に参照されるパケット変換テーブル８１１ａおよび８１１ｂを有している。パケット変換テーブル８１１ａ、８１１ｂは、それぞれ転送方向毎に用意されている。図６にパケット変換テーブル８１１ａ、８１１ｂの一例を示す。

図６（ａ）は、ＰＢＴフレーム３００をＭＰＬＳパケット４００へ変換する際に参照されるパケット変換テーブル８１１ａを示す。パケット変換テーブル８１１ａには、受信したＰＢＴフレーム３００のＩ−ＴＡＧ（ａ１、ａ２、・・・）と、ＭＰＬＳパケット４００の送信ポート番号（ｂ１、ｂ２、・・・）、ＶＰＮ識別ラベル値（ｃ１、ｃ２、・・・）および転送ラベル値（ｄ１、ｄ２、・・・）が含まれる。また、パケット変換テーブル８１１ａには、さらに、経路障害などに対応するために、代替のルートを示す代替用の送信ポート番号（ｂ１００、ｂ１０１、・・・）および転送ラベル値（ｄ１００、ｄ１０１、・・・）が含まれている。これにより、後述するＯＡＭ処理部９２０において経路障害などを検出した場合には、制御部５００から、代替の送信ポート番号および転送ラベル値に基づいて、ＰＢＴフレーム３００の変換を行なうようパケット変換部８００への指示がなされる。

図６（ｂ）は、ＭＰＬＳパケット４００をＰＢＴフレーム３００へ変換する際に参照されるパケット変換テーブル８１１ｂを示す。パケット変換テーブル８１１ｂには、受信するＭＰＬＳパケット４００のＶＰＮ識別ラベル値（ｃ１、ｃ２、・・・）と、送信するＰＢＴフレーム３００の送信ポート番号（ｂ１１、ｂ１２、・・・）、Ｉ−ＴＡＧ（ａ１、ａ２、・・・）、Ｂ−ＴＡＧ（ｅ1、ｅ２、・・・）およびＢ−ＤＡ（ＭＣ２０、ＭＣ３２、・・・）などのＰＢＴタグの値が含まれる。パケット変換テーブル８１１ｂにも、パケット変換テーブル８１１ａと同様に、経路障害などに対応するために、代替のルートを示す代替用の送信ポート番号（ｂ１００、ｂ１０１、・・・）およびＢ−ＴＡＧ３３０の値（ｅ１００、ｅ１０１、・・・）が含まれている。そして、経路障害などを検出した場合には、代替の送信ポート番号およびＢ−ＴＡＧの値に基づいて、ＭＰＬＳパケット４００の変換を行なうよう制御部５００からパケット変換部８００へ指示がなされる。

図５に戻って、ＯＡＭ変換部８２０は、ＰＢＴドメイン３０内で交換されるイーサネットＯＡＭ（例えば、ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１， ＩＥＥＥ８０２．１ａｇ等）によるＯＡＭフレームと、ＭＰＬＳドメイン４０内で交換されるＭＰＬＳ−ＯＡＭ（例えば、ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７１１， ＬＳＰ ｐｉｎｇ， ＬＳＰ ｔｒａｃｅｒｏｕｔｅ等）によるＯＡＭパケットを相互に変換する変換部である。ＯＡＭ変換部８２０は、ＯＡＭ変換テーブル８２２を有しており、このテーブルに基づいて、イーサネットＯＡＭフレームとＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットの変換を行なう。ＯＡＭ変換テーブル８２２には、それぞれ同様の情報を含むイーサネットＯＡＭフレームとＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットが対応付けられている。

データ処理部９００は、トラフィック・エンジニアリング（ＴＥ）に関する処理を行うＴＥ処理部９１０と、ＯＡＭに関する処理を行うＯＡＭ処理部９２０を有する。ＴＥ処理部９１０は、ＰＢＴドメイン３０においてＢ−ＴＡＧに含まれるＢ−ＶＩＤとＢ−ＤＡとの組み合わせによる経路の確定や、ＭＰＬＳドメイン４０におけるリンクステート情報の交換によるラベルの付与など、ＴＥに必要な処理を行う処理部である。また、ＴＥ処理部９１０で処理された情報は、データ変換部８００に送信され、データ変換部８００は、この情報に基づいてパケット変換テーブル８１１ａおよび８１１ｂを作成／更新する。また、ＯＡＭ処理部９２０は、受信したＯＡＭフレームおよびＯＡＭパケットに基づいて接続性の検証や、経路障害の有無などを確認する処理を行う処理部である。ＯＡＭ処理部９２０にて経路障害などを確認した場合は、制御部５００に経路障害についての通知を行い、上述のように代替の経路を選択するようになっている。

以上のように、本実施形態のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥは、ＰＢＴドメイン３０のエッジ・スイッチとしての機能およびＭＰＬＳドメイン４０のエッジ・ルータとしての機能の他に、ＭＰＬＳパケット４００とＰＢＴフレーム３００を相互に変換するためのパケット変換部８１０を備えている。このような機能を備えたプロバイダ・コア・エッジＰＣＥによって、ＰＢＴドメイン３０におけるＰＢＴフレーム３００の仮想リンクと、ＭＰＬＳドメイン４０におけるＭＰＬＳパケット４００の仮想リンクを接続することが可能となる。そのため、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥ以外のルータやスイッチについては、ＰＢＴ又はＥｏＭＰＬＳ規格に対応した標準的な装置を使用して事業者中継網ＰＢを構築することができる。従って、少ない追加投資によって拡張性の高いシステムに変更することが可能となる。

また、さらに本実施形態のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥは、ＰＢＴドメイン３０内で交換されるイーサネットＯＡＭによるＯＡＭフレームと、ＭＰＬＳドメイン４０内で交換されるＭＰＬＳ−ＯＡＭによるＯＡＭパケットとを相互に変換することが可能なＯＡＭ変換部８２０を備えている。この構成により、事業者中継網ＰＢ全体の保守運用が一元化されるため、保守運用に要する負担や時間が大きく軽減され、低コストで高い可用性が実現される。また、ＯＡＭの変換処理を行う要素をプロバイダ・コア・エッジＰＣＥのみに設けることにより、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥ以外のノードについては、ＰＢＴ又はＥｏＭＰＬＳ規格に対応した標準的な装置を使用することができる。従って、少ない追加投資によって保守運用を実現しつつ拡張性の高いシステムに変更することが可能となる。

次に、本実施形態のネットワークシステム１におけるエンド・ツー・エンド通信の一例を、図７を参照しながら説明する。図７は、図３におけるユーザ網２０ａ内にあるＰＣ１からユーザ網２０ｂ内にあるＰＣ２までのエンド・ツー・エンドの通信経路を示した図である。

ユーザ網２０ａとユーザ網２０ｂは、同一のＩＥＥＥ８０２．１Ｑ ＶＬＡＮを構成している。ユーザ網２０ａにおいては、このＶＬＡＮは８０２．１ＱフレームのＣ−ＶＩＤ「Ｃ１」によって定義される。

ユーザ網２０ａのＰＣ１のレイヤ３エンティティは、ユーザ網２０ｂに存在するＰＣ２のＩＰアドレス（例えば、「１０．０．０．１．１３２」）を宛先ＩＰアドレスとするＩＰパケット１００を生成して、レイヤ２エンティティに渡す。ＩＰパケット１００を受け取ったＰＣ１のレイヤ２エンティティは、ＩＰパケット１００のあて先ＩＰアドレスと転送テーブルを参照して、宛先ＭＡＣアドレスをＰＣ２のＭＡＣアドレス「Ｍ２０」、送信元ＭＡＣアドレスをＰＣ１のＭＡＣアドレス「Ｍ１０」、Ｃ−ＶＩＤを「Ｃ１」とするユーザＭＡＣタグ２３０をＩＰパケットに付加し、図７（ａ）に示されるユーザＭＡＣフレーム２００ａを生成して、カスタマ・エッジＣＥ１へ送信する。

ユーザマックフレーム２００ａを受信したカスタマ・エッジＣＥ１は、転送テーブルを参照して、ユーザＭＡＣフレーム２００ａの宛先ＭＡＣアドレス「Ｍ２０」から転送先ポートを特定し、プロバイダ・エッジＰＥ１が接続されたポートに転送する。

ユーザＭＡＣフレーム２００ａを受信したプロバイダ・エッジＰＥ１は、Ｃ−ＶＩＤの値「Ｃ１」および宛先ＭＡＣアドレス「Ｍ２０」に基づき、転送テーブルを参照して、ユーザＭＡＣフレーム２００ａを、ＰＢＴドメイン３０内を転送するための図７（ｂ）に示すＰＢＴフレーム３００ａに変換する。具体的には、転送テーブルからＶＬＡＮ識別用のＢ−ＴＡＧ「ｅ１」、ユーザ識別用のＩ−ＴＡＧ「ａ１」、及びＰＢＴドメイン３０における宛先ノードであるプロバイダ・エッジＰＥ２のＭＡＣアドレス「ＭＣ２０」（Ｂ−ＤＡ）、送信元のプロバイダ・エッジＰＥ１のＭＡＣアドレス「ＭＣ１０」（Ｂ-ＳＡ）を取得し、ユーザＭＡＣフレーム２００ａに付加する。プロバイダ・エッジＰＥ１にて生成されたＰＢＴフレーム３００ａは、所定の送信ポートからプロバイダ・スイッチＰＳ１へ送信される。

ＰＢＴフレーム３００ａを受信したプロバイダ・スイッチＰＳ１は、転送テーブルを参照して、Ｂ−ＴＡＧに含まれるＢ−ＶＩＤの値およびＢ−ＤＡの値から次の中継ノード（プロバイダ・スイッチＰＳ２）を特定して送信する。ＰＢＴフレーム３００ｂを受信したプロバイダ・スイッチＰＳ２においても同様の処理が行われ、ＰＢＴフレーム３００ａがプロバイダ・コア・エッジＰＣＥ１へ転送される。このように、ＰＢＴドメイン３００においては、Ｂ−ＴＡＧに含まれるＢ−ＶＩＤの値に基づき識別されるＶＬＡＮによって形成された仮想リンク内をユーザＭＡＣフレーム２００が転送される。

プロバイダ・コア・エッジＰＣＥ１は、フレーム受信部６２２にてＰＢＴフレーム３００ａを受信すると、ＰＢＴフレーム３００ａをデータ変換部８００のパケット変換部８１０に渡す。パケット変換部８１０は、図６（ａ）に示されるパケット変換テーブル８１１ａを参照して、ＰＢＴフレーム３００ａのＩ−ＴＡＧの値（「ａ１」）から、ＭＰＬＳドメイン４０におけるネクストホップの送信ポート番号「ｂ１」、ＶＰＮ識別ラベル値「ｃ１」および転送ラベル値「ｄ１」を取得する。そして、ＰＢＴフレーム３００ａからＰＢＴタグを削除し、パケット変換テーブル８１１ａから取得したＶＰＮ識別ラベル値及び転送ラベル値をＰＢＴフレーム３００ａに付加して図７（ｃ）に示すＭＰＬＳパケット４００ａを生成する。その後、生成されたＭＰＬＳパケット４００ａは、パケット送信部７２４に渡され、送信ポート「ｂ１」から次の中継ノードであるプロバイダ・ルータＰ１に転送される。

ＭＰＬＳパケット４００ａを受信したプロバイダ・ルータＰ１は、自身が所有するラベルテーブルを参照して、ＭＰＬＳパケット４００ａの受信ポート番号と転送ラベル「ｄ１」から、ネクストホップの送信ポート番号及び転送ラベル「ｄ２」を取得する。そして、プロバイダ・ルータＰ１は、転送ラベルを付け換えてＭＰＬＳパケット４００ｂを生成し、次の中継ノードであるプロバイダ・ルータＰ２へ所定の送信ポートから転送する。

プロバイダ・ルータＰ２、Ｐ３においてもプロバイダ・ルータＰ１と同様の処理を行い、転送ラベル「ｄ４」が付与されたＭＰＬＳパケット４００ｄ（図７（ｄ））がプロバイダ・コア・エッジＰＣＥ２に転送される。このように、ＭＰＬＳドメイン４００においては、ＶＰＮ識別ラベル値の値は変更されずに、転送ラベルの値のみ付け替えられて転送される。これにより、ＭＰＬＳドメイン４００においては、ＶＰＮ識別ラベルの値に基づき識別されるＶＰＮによって形成された仮想リンク内をＭＰＬＳパケットが転送される。

プロバイダ・コア・エッジＰＣＥ２は、パケット受信部７２０にてＭＰＬＳパケット４００ｄを受信し、受信したパケット４００ｄをデータ変換部８００のパケット変換部８１０に渡す。パケット変換部８１０は、図６（ｂ）に示されるパケット変換テーブル８１１ｂを参照して、ＭＰＬＳパケット４００ｄのＶＰＮ識別ラベル値「ｃ１」から、ＰＢＴドメインにおける次のリンクの送信ポート番号「ｂ１１」、Ｂ−ＤＡ「ＭＣ２０」、Ｉ−ＴＡＧ「ａ１」およびＢ−ＴＡＧ「ｅ１」の各情報を取得する。そして、ＭＰＬＳパケット４００ｄからＶＰＮ識別ラベル及び転送ラベルを削除し、パケット変換テーブル８１１ｂから取得したＢ−ＤＡ「ＭＣ２０」、Ｉ−ＴＡＧ「ａ１」、Ｂ−ＴＡＧ「ｆ１」、および自身のＭＡＣアドレス「ＭＣ３０」を含むＰＢＴタグを付加して、図７（ｅ）に示されるＰＢＴフレーム３００ｂを生成する。その後、生成されたＰＢＴフレーム３００ｂは、フレーム送信部６２４に送られ、次の中継ノードであるプロバイダ・スイッチＰＳ３に、送信ポート「ｂ１１」から転送される。

プロバイダ・スイッチＰＳ３、ＰＳ４は、プロバイダ・スイッチＰＳ１と同様の処理を行い、それぞれＰＢＴフレーム３００ｂをプロバイダ・スイッチＰＳ４、プロバイダ・エッジＰＥ２へ所定の送信ポートから転送する。

ＰＢＴフレーム３００ｂを受信したプロバイダ・エッジＰＥ２は、転送テーブルを参照してＰＢＴフレーム３００ｂのＩ−ＴＡＧおよびＢ−ＴＡＧの値から次の中継ノードとなるカスタマ・エッジＣＥへの送信ポート番号を特定する。そして、ＰＢＴフレーム３００ｂからＰＢＴタグを除去し、ユーザＭＡＣフレーム２００ａをカスタマ・エッジＣＥ２へ所定の送信ポートから送信する。

ユーザＭＡＣフレーム２００ａを受信したカスタマ・エッジＣＥ２は、転送テーブルを参照して、宛先ＭＡＣアドレス「Ｍ２０」およびＣ−ＶＩＤ「Ｃ１」から転送ポートを特定して、ＰＣ２へユーザＭＡＣフレーム２００ｂを転送する。ＰＣ２のレイヤ２エンティティは、ユーザＭＡＣフレーム２００ａを受信すると、ユーザＭＡＣタグを除去し、ＩＰパケットをレイヤ３エンティティに渡し、最後にレイヤ３エンティティがＩＰパケットを除去してペイロードを取得して受信が完了する。

また、ユーザ網２０ａのカスタマ・エッジＣＥ１から、検査のためのイーサネットＯＡＭフレームが送信されると、該イーサネットＯＡＭフレームはＰＢＴドメイン３０内のプロバイダ・エッジＰＥ１およびプロバイダ・スイッチＰＳ１およびＰＳ２によって転送され、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥ１で受信される。プロバイダ・コア・エッジＰＣＥ２は、受信したイーサネットＯＡＭフレームをデータ変換部８００のＯＡＭ変換部８２０に渡す。ＯＡＭ変換部８２０は、ＯＡＭ変換テーブル８２２を参照して、イーサネットＯＡＭフレームを、ＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットへ変換して、次の中継ノードであるプロバイダ・ルータＰ１へ転送する。そして、ＭＰＬＳドメイン４０内のプロバイダ・ルータＰ１〜Ｐ３を転送され、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥ２に受信されると、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥ２のＯＡＭ処理部８２０にて、ＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットから、イーサネットＯＡＭフレームへ変換され、ＰＢＴドメイン３０のプロバイダ・スイッチＰＳへ転送される。

以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明の範囲は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態ではＰＢＴドメイン３０は単一のドメインであるが、複数のドメインに分割されていてもよい。ドメインを分割することにより、各ドメインに含まれるノード数が減少するため、ドメイン内の経路管理が容易になり、更に高い拡張性が実現される。更に、あるドメインに深刻な障害が発生しても、その影響が他のドメインを構成するノードに波及する危険性が低くなるため、より信頼性の高いネットワークを構築することができる。なお、この場合には、なるべく任意のドメインがダウンしても迂回ルートを確保できるようにドメイン分割をデザインするとよい。

また、上述の実施形態においては、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥは、ＰＢＴドメイン３０とＭＰＬＳドメイン４０を同じ階層で接続する場合（Ｐｅｅｒｉｎｇ）を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＰＢＴドメイン３０とＭＰＬＳドメイン４０が異なる階層で接続された、いわゆるＯｖｅｒｌａｙネットワークにおいても、本発明を適用可能である。ここで、Ｏｖｅｒｌａｙの場合は、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥにおいて、ＰＢＴドメイン３０で転送されるＰＢＴフレーム３００を、ＭＰＬＳドメイン４０で転送されるＭＰＬＳパケット４００にカプセル化するように構成される。

この場合のＭＰＬＳパケット４００ｅのフォーマットを図８に示す。図８のＭＰＬＳパケット４００ｅは、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥのパケット変換部８１０にて、パケット変換テーブル８１１ａを参照して生成される。具体的には、上記実施形態と同様に、ＰＢＴフレーム３００のＩ−ＴＡＧの値から、ＭＰＬＳドメイン４０における、ネクストホップの送信ポート番号、ＶＰＮ識別ラベル値および転送ラベル値を取得する。そして、ＰＢＴフレーム３００に該ＶＰＮ識別ラベル値及び転送ラベル値を付加してＭＰＬＳパケット４００ｅを生成する。

その後は、上記実施形態と同様に、ＭＰＬＳドメイン４０のプロバイダ・ルータＰにてＭＰＬＳパケットの転送ラベルのみが書き換えられながら受信側のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥに転送される。受信側のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥは、ラベルテーブルを参照して、受信したＭＰＬＳパケット４００ｅのＶＰＮ識別ラベル値から、ネクストホップのポート番号を特定する。その後、ＶＰＮ識別ラベル値および転送ラベル値を除去し、元のＰＢＴフレーム３００に戻して次の中継ノードへ所定の送信ポートから転送する。このような構成とすることで、ＰＢＴフレーム３００が、ＭＰＬＳドメイン４００の仮想リンクを透過的に転送される。そして、受信側のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥにおいては、ＭＰＬＳパケットからＰＢＴフレームへのパケット変換処理を行う必要がなく、またそのためのパケット変換テーブル８１１ｂを所有する必要もないため、負荷が軽減される。

また、上述の実施形態においては、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥがＰＢＴドメイン３０のエッジ・スイッチとしての機能と、ＭＰＬＳドメイン４０のエッジ・ルータとしての機能とを併せ持つ構成としたが、本発明はこれに限定されない。図９は、本発明の変形例となるネットワークシステム１０のトポロジを示す。図９に示されるように、ネットワークシステム１０は、上記実施形態におけるプロバイダ・コア・エッジＰＣＥにてＰＢＴドメイン３０とＭＰＬＳドメイン４０を接続する替わりに、ＰＢＴドメイン３０のエッジ・スイッチとなるプロバイダ・エッジＰＥと、ＭＰＬＳドメイン４０のエッジ・ルータとなるプロバイダ・エッジ・ルータＰＲとを、ＩＥＥＥ８０２．１ａｈで規定されるＥ−ＮＮＩ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）によって接続するよう構成される。

この場合、ＰＢＴドメイン３０のプロバイダ・エッジＰＥからＥ−ＮＮＩを介してプロバイダ・エッジ・ルータＰＲへＰＢＴフレームが転送される。ここで、プロバイダ・エッジ・ルータＰＲは、ＭＰＬＳドメイン４０のエッジ・ルータとしての機能およびＭＰＬＳパケット４００とＰＢＴフレーム３００を相互に変換するためのパケット変換機能、およびＯＡＭ変換機能を備えている。これらの機能については、上記実施形態のプロバイダ・コア・エッジＰＣＥにおけるパケット変換処理部８１０、ＯＡＭ変換処理部８２０と同様のため、説明は省略する。

このように構成することで、ＭＰＬＳドメイン４０におけるプロバイダ・エッジ・ルータＰＲにてＭＰＬＳパケット４００とＰＢＴフレーム３００を相互に変換するためのパケット変換機能、およびＯＡＭ変換機能を備える構成とするだけで、ＰＢＴドメイン３０においては、既存のエッジ・スイッチおよびインターフェース（Ｅ−ＮＮＩ）のみを利用して、本発明を実現することが可能となる。そのため、既存のネットワークシステムに対して、少しの改良を加えるだけで、ＰＢＴドメイン３０とＭＰＬＳドメイン４０とを接続することが可能となる。

さらに、上記実施形態では、プロバイダ・エッジＰＥ１から事業者中継網ＰＢに入ったパケットは、ＰＢＴドメイン３０を通過した後、一度ＭＰＬＳドメイン４０を通り、再び反対側のＰＢＴドメインを通過してプロバイダ・エッジＰＥ２から事業者中継網ＰＢを出るという経路を通っている。しかし、必ずしもＰＢＴドメイン−ＭＰＬＳドメイン−ＰＢＴドメインという経路を通る必要はなく、ＰＢＴドメイン３０だけを通って事業者中継網ＰＢから出る経路に設定することも可能である。また、場合によっては、ＰＢＴドメイン３０とＭＰＬＳドメイン４０とを何度も行き来した方が有利な場合もあり、そのように経路を設定することも可能である。更に、上述の実施形態では、全てのプロバイダ・エッジＰＥがＰＢＴドメイン３０上に設けられているが、一部のプロバイダ・エッジＰＥをＭＰＬＳドメイン４０上に設けた構成にしてもよい。この場合、ＭＰＬＳドメイン４０上のプロバイダ・エッジＰＥから入って、ＭＰＬＳドメイン４０上の別のプロバイダ・エッジＰＥから抜ける経路をとってもよいし、ＰＢＴドメイン３０上のプロバイダ・エッジ３０から抜ける経路をとることもできる。

また、ＭＰＬＳドメイン４０とＰＢＴドメイン３０での通信の信頼性を比較すると、レイヤ２のみで動作するＰＢＴドメイン３０における通信の方が圧倒的に高い信頼性を有している。従って、例えば緊急電話などの高い信頼性が要求されるサービスに対しては、ＰＢＴドメインのみを通過させるように経路設定することが望ましい。

また、上記実施形態においては、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥにおいて、ＴＥ及びＯＡＭを制御するデータ処理部を備える構成としていたが、これに限定されるものではない。例えば、ネットワークシステム１内に事業者中継網ＰＢ全体のＴＥ及びＯＡＭに関する制御を行うネットワーク・マネジメント・システム（ＮＭＳ）を設けても良い(不図示)。この場合、プロバイダ・コア・エッジＰＣＥをＮＭＳに接続することで、ＮＭＳからのＴＥやＯＡＭに関する情報に基づき、パケット変換テーブル８１１ａおよび８１１ｂを作成/更新したり、代替の転送先を選択したりすることができる。さらに、上記実施形態においては、パケット変換テーブル８１１ａおよび８１１ｂはＴＥ処理部９１０で処理された情報に基づき作成／更新される構成としたが、その他にも、オペレータによる手動作業によって作成／更新されても良い。

本発明の実施形態により、通信事業者用基幹ネットワークのスケーラビリティを確保することを実現するためにレイヤ３ネットワークのIP網からなる通信事業者ドメインと、レイヤ３ネットワークのIP網からなるユーザ網との間に、レイヤ２ネットワークのイーサネットドメインを配し、前記レイヤ２ネットワークのイーサネットドメインを拡大することによってユーザ網の増加に対応するシステムにおいてレイヤ２上で形成される第１の仮想リンク（Ｐｓｅｕｄｏ Ｗｉｒｅ）とレイヤ３上で形成される第２の仮想リンクを連結するネットワーク接続装置であって、前記第１の仮想リンクを形成するレイヤ２ネットワークのエッジ・スイッチとして動作するスイッチング部と、前記第２の仮想リンクを形成するレイヤ３ネットワークのエッジ・ルータとして動作するルーティング部と、前記レイヤ２ネットワークのフレームと、前記レイヤ３ネットワークのパケットとを相互に変換する変換部と、を備えるネットワーク接続装置が提供される。この構成において、レイヤ３ネットワークとレイヤ２ネットワークとは、１つ以上の接続点で相互に接続されたネットワークを構成し、ネットワークは、複数のエッジを有し、該複数のエッジの異なる２つの間で仮想リンクを形成しており、ネットワークに形成された仮想リンクは、レイヤ２ネットワーク上に形成された第１の仮想リンクとレイヤ３ネットワーク上に形成された第２の仮想リンクとが前記１つ以上の接続点において連結されたものである。

この場合において、変換部は、前記レイヤ２ネットワークのフレームに含まれるユーザを識別する値と、前記レイヤ３ネットワークのパケットに含まれる仮想リンクを識別する値とを相互に変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークで転送されるフレームは、ユーザ網からのフレームに、レイヤ２ネットワーク内でのスイッチングに使用するタグを付加することによって、ユーザ網からのフレームをフレームごとカプセル化した構造をしており、変換部は、ユーザ網からのタグを残したまま、レイヤ２ネットワーク内でのスイッチングに使用するタグを、レイヤ３からなる通信事業者ドメインのラベルに変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークはＰＢＴドメインであり、レイヤ３からなる通信事業者ドメインはＭＰＬＳ網であり、ＰＢＴドメイン内で転送されるＰＢＴフレームは、ユーザ網からのユーザＭＡＣフレームをフレームごとカプセル化し、ユーザ網のＶＬＡＮタグとＰＢＴタグとをスタックさせた構造をしており、変換部は、ＶＬＡＮタグを残したままＰＢＴタグのみを、ＭＰＬＳ網で使用するＭＰＬＳラベルに変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークのフレームは、ＰＢＢ−ＴＥフレームであり、レイヤ３のパケットはＥｏＭＰＬＳパケットであり、変換部は、ＰＢＢ−ＴＥフレームのＩ−ＴＡＧ値とＥｏＭＰＬＳパケットのＶＰＮ識別用ラベルとを相互に変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークは広域イーサネット網であり、変換部は、広域イーサネット網におけるイーサネットＯＡＭフレームと、ＭＰＬＳ網におけるＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットとを相互に変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークはＰＢＢ-ＴＥ網であり、第１の仮想リンクの両端のエッジはＰＢＢ-ＴＥ網上に設けられていても良い。また、高可用性を必要とするサービスには第１の仮想リンクのみが使用されても良い。高可用性を必要とするサービスは緊急通報サービスであっても良い。

ネットワークには、当該ネットワークの経路情報の収集と明示的な経路設定を行う網管理装置が備えられ、該網管理装置は、ネットワーク接続装置を介して、当該ネットワークの経路情報の収集および明示的なポイント・ツー・ポイントの経路設定を行うように構成されていても良い。また、ネットワーク接続装置は、１つ以上の接続点の少なくとも１つに配置され、変換部は、ＰＢＢ−ＴＥフレームとＭＰＬＳパケットとを変換するように構成されていても良い。また、ネットワーク接続装置は、１つ以上の接続点の少なくとも１つに配置され、変換部は、イーサネットＯＡＭフレームとＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットとを変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークはＰＢＢ-ＴＥ網であり、ＰＢＢ−ＴＥ網は複数のドメインから構成されていても良い。

また、本発明の実施形態によれば、通信事業者用基幹ネットワークのスケーラビリティを確保するためのシステムであって、レイヤ３ネットワークのIP網からなる通信事業者ドメインと、レイヤ３ネットワークのIP網からなるユーザ網との間に配されたレイヤ２ネットワークのイーサネットドメインと、レイヤ２上で形成される第１の仮想リンク（Ｐｓｅｕｄｏ Ｗｉｒｅ）とレイヤ３上で形成される第２の仮想リンクを連結するネットワーク接続装置と、を備えるシステムが提供される。この構成において、ネットワーク接続装置は、第１の仮想リンクを形成するレイヤ２ネットワークのエッジ・スイッチとして動作するスイッチング部と、第２の仮想リンクを形成するレイヤ３ネットワークのエッジ・ルータとして動作するルーティング部と、レイヤ２ネットワークのフレームと、レイヤ３ネットワークのパケットとを相互に変換する変換部と、を備える。更に、レイヤ３ネットワークと前記レイヤ２ネットワークとは、１つ以上の接続点で相互に接続されたネットワークを構成し、ネットワークは、複数のエッジを有し、該複数のエッジの異なる２つの間で仮想リンクを形成しており、ネットワークに形成された仮想リンクは、レイヤ２ネットワーク上に形成された第１の仮想リンクとレイヤ３ネットワーク上に形成された第２の仮想リンクとが１つ以上の接続点において連結されたものであり、レイヤ２ネットワークに追加的に配されたスイッチによって前記イーサネットドメインが拡大され、ユーザ網の増加に対応する。

上記構成を備えたシステムによれば、レイヤ３ネットワーク上に形成される仮想リンクとレイヤ２ネットワーク上に形成される仮想リンクとを接続することが可能となる。したがって、レイヤ３ネットワークの外周に拡張性の高いレイヤ２ネットワークを増設することが可能になり、既存のレイヤ３ネットワークの拡張性を改善することができる。

この場合において、変換部は、レイヤ２ネットワークのフレームに含まれるユーザを識別する値と、レイヤ３ネットワークのパケットに含まれる仮想リンクを識別する値とを相互に変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークで転送されるフレームは、ユーザ網からのフレームに、レイヤ２ネットワーク内でのスイッチングに使用するタグを付加することによって、ユーザ網からのフレームをフレームごとカプセル化した構造をしており、変換部は、ユーザ網からのタグを残したまま、レイヤ２ネットワーク内でのスイッチングに使用するタグを、レイヤ３からなる通信事業者ドメインのラベルに変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークはＰＢＴドメインであり、レイヤ３からなる通信事業者ドメインはＭＰＬＳ網であり、ＰＢＴドメイン内で転送されるＰＢＴフレームは、ユーザ網からのユーザＭＡＣフレームをフレームごとカプセル化し、ユーザ網のＶＬＡＮタグとＰＢＴタグとをスタックさせた構造をしており、変換部は、ＶＬＡＮタグを残したままＰＢＴタグのみを、ＭＰＬＳ網で使用するＭＰＬＳラベルに変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークのフレームは、ＰＢＢ−ＴＥフレームであり、レイヤ３のパケットはＥｏＭＰＬＳパケットであり、変換部は、ＰＢＢ−ＴＥフレームのＩ−ＴＡＧ値とＥｏＭＰＬＳパケットのＶＰＮ識別用ラベルとを相互に変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークは広域イーサネット網であり、変換部は、広域イーサネット網におけるイーサネットＯＡＭフレームと、ＭＰＬＳ網におけるＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットとを相互に変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークはＰＢＢ-ＴＥ網であり、第１の仮想リンクの両端のエッジはＰＢＢ-ＴＥ網上に設けられていても良い。また、高可用性を必要とするサービスには第１の仮想リンクのみが使用されても良い。高可用性を必要とするサービスは緊急通報サービスであっても良い。

また、当該ネットワークの経路情報の収集と明示的な経路設定を行う網管理装置を更に備えており、該網管理装置は、前記ネットワーク接続装置を介して、当該ネットワークの経路情報の収集および明示的なポイント・ツー・ポイントの経路設定を行うように構成されていても良い。ネットワーク接続装置は、前記１つ以上の接続点の少なくとも１つに配置され、変換部は、ＰＢＢ−ＴＥフレームとＭＰＬＳパケットとを変換するように構成されていても良い。ネットワーク接続装置は、前記１つ以上の接続点の少なくとも１つに配置され、変換部は、イーサネットＯＡＭフレームとＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットとを変換するように構成されていても良い。レイヤ２ネットワークはＰＢＢ-ＴＥ網であり、ＰＢＢ−ＴＥ網は複数のドメインから構成されていても良い。

また、本発明の実施形態によって、通信事業者用基幹ネットワークのスケーラビリティを確保するための方法であって、レイヤ３ネットワークのIP網からなる通信事業者ドメインと、レイヤ３ネットワークのIP網からなるユーザ網との間にレイヤ２ネットワークのイーサネットドメインを配し、前記レイヤ３ネットワークと前記レイヤ２ネットワークとを１つ以上の接続点で相互に接続することによってネットワークを構成し、前記ネットワークに複数のエッジを配することによって該複数のエッジの異なる２つの間で仮想リンクを形成し、レイヤ２上で形成される第１の仮想リンク（Ｐｓｅｕｄｏ Ｗｉｒｅ）とレイヤ３上で形成される第２の仮想リンクを連結するネットワーク接続装置を配し、前記レイヤ２ネットワークにスイッチを追加的に配し前記イーサネットドメインを拡大することによってユーザ網の増加に対応する方法が提供される。この構成において、ネットワークに形成された仮想リンクは、前記レイヤ２ネットワーク上に形成された前記第１の仮想リンクと前記レイヤ３ネットワーク上に形成された前記第２の仮想リンクとが前記１つ以上の接続点において連結されたものであり、前記ネットワーク接続装置は、前記第１の仮想リンクを形成するレイヤ２ネットワークのエッジ・スイッチとして動作するスイッチング部と、前記第２の仮想リンクを形成するレイヤ３ネットワークのエッジ・ルータとして動作するルーティング部と、前記レイヤ２ネットワークのフレームと、前記レイヤ３ネットワークのパケットとを相互に変換する変換部とを備える。

上記構成によれば、レイヤ３ネットワーク上に形成される仮想リンクとレイヤ２ネットワーク上に形成される仮想リンクとを接続することが可能となる。したがって、レイヤ３ネットワークの外周に拡張性の高いレイヤ２ネットワークを増設することが可能になり、既存のレイヤ３ネットワークの拡張性を改善することができる。

この場合において、変換部において、レイヤ２ネットワークのフレームに含まれるユーザを識別する値と、レイヤ３ネットワークのパケットに含まれる仮想リンクを識別する値とを相互に変換するように構成されていても良い。また、レイヤ２ネットワークで転送されるフレームは、ユーザ網からのフレームに、前記レイヤ２ネットワーク内でのスイッチングに使用するタグを付加することによって、前記ユーザ網からのフレームをフレームごとカプセル化した構造をしており、変換部において、ユーザ網からのタグを残したまま、レイヤ２ネットワーク内でのスイッチングに使用するタグを、レイヤ３からなる通信事業者ドメインのラベルに変換しても良い。また、レイヤ２ネットワークはＰＢＴドメインであり、レイヤ３からなる通信事業者ドメインはＭＰＬＳ網であり、ＰＢＴドメイン内で転送されるＰＢＴフレームは、ユーザ網からのユーザＭＡＣフレームをフレームごとカプセル化し、ユーザ網のＶＬＡＮタグとＰＢＴタグとをスタックさせた構造をしており、変換部において、ＶＬＡＮタグを残したまま前記ＰＢＴタグのみを、ＭＰＬＳ網で使用するＭＰＬＳラベルに変換しても良い。また、レイヤ２ネットワークのフレームは、ＰＢＢ−ＴＥフレームであり、前記レイヤ３のパケットはＥｏＭＰＬＳパケットであり、変換部において、ＰＢＢ−ＴＥフレームのＩ−ＴＡＧ値とＥｏＭＰＬＳパケットのＶＰＮ識別用ラベルとを相互に変換しても良い。また、レイヤ２ネットワークは広域イーサネット網であり、変換部において、広域イーサネット網におけるイーサネットＯＡＭフレームと、ＭＰＬＳ網におけるＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットとを相互に変換しても良い。レイヤ２ネットワークはＰＢＢ-ＴＥ網であり、第１の仮想リンクの両端のエッジはＰＢＢ-ＴＥ網上に設けられていても良い。また、高可用性を必要とするサービスには第１の仮想リンクのみが使用されても良い。高可用性を必要とするサービスは緊急通報サービスであっても良い。また、ネットワークには、当該ネットワークの経路情報の収集と明示的な経路設定を行う網管理装置が更に備えられており、該網管理装置において、前記ネットワーク接続装置を介して、当該ネットワークの経路情報の収集および明示的なポイント・ツー・ポイントの経路設定を行っても良い。また、ネットワーク接続装置は、１つ以上の接続点の少なくとも１つに配置され、変換部において、ＰＢＢ−ＴＥフレームとＭＰＬＳパケットとを変換しても良い。ネットワーク接続装置は、１つ以上の接続点の少なくとも１つに配置され、変換部において、イーサネットＯＡＭフレームとＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットとを変換しても良い。レイヤ２ネットワークはＰＢＢ-ＴＥ網であり、ＰＢＢ−ＴＥ網は複数のドメインから構成されていても良い。

ＰＢＴフレーム３００ａを受信したプロバイダ・スイッチＰＳ１は、転送テーブルを参照して、Ｂ−ＴＡＧに含まれるＢ−ＶＩＤの値およびＢ−ＤＡの値から次の中継ノード（プロバイダ・スイッチＰＳ２）を特定して送信する。ＰＢＴフレーム３００ｂを受信したプロバイダ・スイッチＰＳ２においても同様の処理が行われ、ＰＢＴフレーム３００ａがプロバイダ・コア・エッジＰＣＥ１へ転送される。このように、ＰＢＴドメイン３０においては、Ｂ−ＴＡＧに含まれるＢ−ＶＩＤの値に基づき識別されるＶＬＡＮによって形成された仮想リンク内をユーザＭＡＣフレーム２００が転送される。

プロバイダ・コア・エッジＰＣＥ２は、パケット受信部７２０にてＭＰＬＳパケット４００ｄを受信し、受信したパケット４００ｄをデータ変換部８００のパケット変換部８１０に渡す。パケット変換部８１０は、図６（ｂ）に示されるパケット変換テーブル８１１ｂを参照して、ＭＰＬＳパケット４００ｄのＶＰＮ識別ラベル値「ｃ１」から、ＰＢＴドメインにおける次のリンクの送信ポート番号「ｂ１１」、Ｂ−ＤＡ「ＭＣ２０」、Ｉ−ＴＡＧ「ａ１」およびＢ−ＴＡＧ「ｅ１」の各情報を取得する。そして、ＭＰＬＳパケット４００ｄからＶＰＮ識別ラベル及び転送ラベルを削除し、パケット変換テーブル８１１ｂから取得したＢ−ＤＡ「ＭＣ２０」、Ｉ−ＴＡＧ「ａ１」、Ｂ−ＴＡＧ「ｅ１」、および自身のＭＡＣアドレス「ＭＣ３０」を含むＰＢＴタグを付加して、図７（ｅ）に示されるＰＢＴフレーム３００ｂを生成する。その後、生成されたＰＢＴフレーム３００ｂは、フレーム送信部６２４に送られ、次の中継ノードであるプロバイダ・スイッチＰＳ３に、送信ポート「ｂ１１」から転送される。

Claims (18)

1. レイヤ２上で形成される仮想リンク（Ｐｓｅｕｄｏ Ｗｉｒｅ）とレイヤ３上で形成される仮想リンクを連結するネットワーク接続装置であって、
   第１の仮想リンクを形成するレイヤ２ネットワークのエッジ・スイッチとして動作するスイッチング部と、
   第２の仮想リンクを形成するレイヤ３ネットワークのエッジ・ルータとして動作するルーティング部と、
   前記レイヤ２ネットワークのフレームと、前記レイヤ３ネットワークのパケットとを相互に変換する変換部と、
   を備えることを特徴とする装置。
2. 前記レイヤ２ネットワークは広域イーサネット網であり、前記レイヤ３ネットワークはＩＰ網であることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク接続装置。
3. 前記ＩＰ網はＭＰＬＳ網であることを特徴とする請求項２に記載のネットワーク接続装置。
4. 前記広域イーサネット網はＰＢＢ−ＴＥ網であり、前記ＭＰＬＳ網はＥｏＭＰＬＳ網であることを特徴とする請求項３に記載のネットワーク接続装置。
5. 前記変換部は、前記レイヤ２ネットワークのフレームにおけるヘッダと、前記レイヤ３のパケットにおけるヘッダを付け替えて、前記レイヤ２ネットワークのフレームと、前記レイヤ３ネットワークのパケットとを相互に変換することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のネットワーク接続装置。
6. 前記変換部は、前記レイヤ２ネットワークのフレームに、前記レイヤ３のパケットにおけるヘッダを付け加えて、前記レイヤ２ネットワークのフレームと、前記レイヤ３ネットワークのパケットとを相互に変換することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のネットワーク接続装置。
7. 前記レイヤ２ネットワークのフレームは、ＰＢＢ−ＴＥフレームであり、前記レイヤ３のパケットはＥｏＭＰＬＳパケットであり、
   前記変換部は、
   前記ＰＢＢ−ＴＥフレームのＩ−ＴＡＧ値と前記ＥｏＭＰＬＳパケットのＶＰＮ識別用ラベルとを相互に変換することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載のネットワーク接続装置。
8. 前記変換部は、
   前記広域イーサネット網におけるイーサネットＯＡＭフレームと、前記ＭＰＬＳ網におけるＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットとを相互に変換することを特徴とする請求項３から７のいずれかに記載のネットワーク接続装置。
9. レイヤ３ネットワークと、前記レイヤ３ネットワークと１つ以上の接続点で接続されたレイヤ２ネットワークとからなるネットワークであって、
   前記ネットワークは、複数のエッジを有し、該複数のエッジの異なる２つの間で第１の仮想リンク（ｐｓｅｕｄｏ ｗｉｒｅ）を形成しており、
   該第１の仮想リンクは、前記レイヤ２ネットワーク上に形成された第２の仮想リンクと前記レイヤ３ネットワーク上に形成された第３の仮想リンクとが前記１つ以上の接続点において連結されたものであることを特徴とするネットワーク。
10. 前記レイヤ２ネットワークはＰＢＢ-ＴＥ網であり、
    前記レイヤ３ネットワークはＭＰＬＳ網であることを特徴とする請求項９に記載のネットワーク。
11. 前記第３の仮想リンクはＥｏＭＰＬＳの仮想リンクであることを特徴とする請求項１０に記載のネットワーク。
12. 前記第１の仮想リンクの両端のエッジはＰＢＢ-ＴＥ網上に設けられていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のネットワーク。
13. 高可用性を必要とするサービスには前記第２の仮想リンクのみが使用されることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載のネットワーク。
14. 前記高可用性を必要とするサービスは緊急通報サービスであることを特徴とする請求項１３に記載のネットワーク。
15. 前記仮想リンクを連結するネットワーク接続装置と、
    当該ネットワークの経路情報の収集と明示的な経路設定を行う網管理装置と、
    を更に備えており、
    該網管理装置は、前記ネットワーク接続装置を介して、当該ネットワークの経路情報の収集および明示的なポイント・ツー・ポイントの経路設定を行うことを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載のネットワーク。
16. 前記１つ以上の接続点の少なくとも１つに、ＰＢＢ−ＴＥフレームとＭＰＬＳパケットとを変換する装置が設けられていることを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれかに記載のネットワーク。
17. 前記１つ以上の接続点の少なくとも１つに、イーサネットＯＡＭフレームとＭＰＬＳ−ＯＡＭパケットとを変換する装置が設けられていることを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれかに記載のネットワーク。
18. 前記ＰＢＢ−ＴＥ網は複数のドメインから構成されていることを特徴とする請求項１０から請求項１７のいずれかに記載のネットワーク。

Images