JPWO2013176262A1 - パケット転送システム、制御装置、パケット転送方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

オープンフローに代表される集中制御型ネットワークの中継装置と外部中継装置との間に複数のトランクを構成した場合において、スタックリンク構成中継装置の物理ポートを効率よく利用してブロードキャストパケットを転送する。パケット転送システムは、互いに接続された第１の中継装置群と、複数のポートを備えて、前記第１の中継装置とそれぞれ接続された第２の中継装置群と、前記第１、第２の中継装置間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなるトランクを複数構成する制御装置と、を含む。前記制御装置は、トランク毎に、その構成ポートの中から代表ポートを決定し、前記第１の中継装置群に含まれる中継装置が前記第２の中継装置から所定の制御対象パケットを受信した場合、前記制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、前記第１の中継装置群を制御する。

Description

（関連出願についての記載）
本発明は、日本国特許出願：特願２０１２−１１９５３４号（２０１２年５月２５日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。

本発明は、パケット転送システム、制御装置、パケット転送方法及びプログラムに関し、特に、複数の物理リンクを用いて仮想的な論理リンクとなるトランクが構成されているパケット転送システム、制御装置、パケット転送方法およびプログラムに関する。

近年、オープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）という技術が提案されている（特許文献１、非特許文献１、２参照）。オープンフローは、通信をエンドツーエンドのフローとして捉え、フロー単位で経路制御、障害回復、負荷分散、最適化を行うものである。非特許文献２に仕様化されているオープンフロースイッチは、オープンフローコントローラとの通信用のセキュアチャネルを備え、オープンフローコントローラから適宜追加または書き換え指示されるフローテーブルに従って動作する。フローテーブルには、フロー毎に、パケットヘッダと照合するマッチングルール（ヘッダフィールド）と、フロー統計情報（Ｃｏｕｎｔｅｒｓ）と、処理内容を定義したインストラクション（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）と、の組が定義される（図１０参照）。

例えば、オープンフロースイッチは、パケットを受信すると、フローテーブルから、受信パケットのヘッダ情報に適合するマッチングルール（図１０のヘッダフィールド参照）を持つエントリを検索する。検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つかった場合、オープンフロースイッチは、フロー統計情報（カウンタ）を更新するとともに、受信パケットに対して、当該エントリのインストラクションフィールドに記述された処理内容（指定ポートからのパケット送信、フラッディング、廃棄等）を実施する。一方、検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つからなかった場合、オープンフロースイッチは、セキュアチャネルを介して、オープンフローコントローラに対してエントリ設定の要求、即ち、受信パケットの処理内容の決定の要求を送信する。オープンフロースイッチは、処理内容が定められたフローエントリを受け取ってフローテーブルを更新する。このように、オープンフロースイッチは、フローテーブルに格納されたエントリを処理規則（パケット処理命令）として用いてパケット転送を行う。

上記特許文献１や非特許文献１、２に記載されているネットワークにおいて、ブロードキャストやマルチキャストを実現するには、個々のオープンフロースイッチに、複数のポートからパケットを転送させるフローエントリを設定することになる。

その他、特許文献２には、アップリンクまたはスタックリンクが輻輳状態になった場合、入出力ポートへの入出力を停止することなく、且つ輻輳状態に無関係な通信に影響を及ぼさないようにフロー制御を実行する、というＬＡＮ中継装置が開示されている。

国際公開第２００８／０９５０１０号 特開２０００−２７０００２号公報

Ｎｉｃｋ ＭｃＫｅｏｗｎほか７名、"ＯｐｅｎＦｌｏｗ： Ｅｎａｂｌｉｎｇ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃａｍｐｕｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２４（２０１２）年５月８日検索］、インターネット〈URL:http://www.openflow.org/documents/openflow-wp-latest.pdf〉 "ＯｐｅｎＦｌｏｗ Ｓｗｉｔｃｈ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ" Ｖｅｒｓｉｏｎ １．１．０ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ （Ｗｉｒｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ０ｘ０２）、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２４（２０１２）年５月８日検索］、インターネット〈URL:http://www.openflow.org/documents/openflow-spec-v1.1.0.pdf〉

以下の分析は、本発明によって与えられたものである。上記特許文献１や非特許文献１、２に記載されているネットワークに、オープンフロースイッチが追加されるなど、ネットワークトポロジに事後的な変更が生じることがある。個々のオープンフロースイッチは、自装置のフローテーブルに受信パケットに適合するフローエントリがあれば、オープンフローコントローラに、フローエントリの設定要求を行わない。このため、前記ネットワークトポロジの変更によって、新規に追加されたオープンフロースイッチや接続に変更が加えられたオープンフロースイッチに、ブロードキャストパケットが転送されなくなってしまうことが起こりうる。

そこで、ブロードキャストパケットの転送に関しては、ネットワークトポロジの変化時にブロードキャスト配信経路を計算し、各経路上のオープンフロースイッチに対して、ブロードキャストパケット用のフローエントリを設定しておく方が望ましい。

ところで、上記特許文献１や非特許文献１、２に記載されている技術を用いれば、並列するリンクを持ついくつかのオープンフロースイッチに適切なフローエントリ（例えば、特定のパケットを同一の宛先に転送する。）を設定することで、これらリンクを束ね、仮想的な論理リンクとなるトランクを構成することができる。

しかしながら、上記トランクの一端の装置がオープンフローコントローラの制御対象外の通信装置である場合、各オープンフロースイッチは、それぞれ保持するフローエントリに従ってブロードキャストパケットを転送してしまうため、特定の宛先に同一パケットが複数送信されてしまうことが起こりうる。また仮に、前記ブロードキャストパケット用のフローエントリが設定されていない場合においても、その他のフローエントリにより意図しない経路でブロードキャストパケットが転送されてしまうことが起こりうる。

図１１は、上記トランクの一端の装置がオープンフローコントローラの制御対象外の通信装置である場合を考慮したネットワーク構成（参考例）を示す図である。図１１の構成によれば、中継装置１０１〜１０５のうち、外部中継装置３０１との間のトランクＴ１の構成ポートを持つ中継装置１０１〜１０３を用いてリング状のスタックリンクを構成している。制御装置２００は、前記トランクの構成ポートの中から代表ポート（例えば、中継装置１０１のポート＃１）を決定し、中継装置１０１〜１０３のいずれかが所定の制御対象パケットを受信した場合、前記代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、中継装置１０１〜１０３を制御する。このようにすることで、ブロードキャストパケットが同一の宛先に複数送信されないようにすることができる。

しかしながら、図１１の構成において、複数の外部中継装置との間に複数トランクを構成した場合、図１２に示すように、第１の中継装置間のトランクの数に応じた数のスタックリンクが必要となる。このとき、スタックリンクを構成する各中継装置は、使用するスタックリンク数の２倍の数の物理ポートを使用することになり、中継装置の物理ポートを有効に使用できないという問題が生じうる。例えば、図１２の例では、中継装置１０１〜１０３と外部中継装置３０１との間、および、中継装置１０１〜１０３と外部中継装置３０２との間で、計２組のトランクが構成されている。そして、中継装置１０１〜１０３と外部中継装置３０１との間で構成されたトランクが使用するスタックリンクは、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃３とポート＃４を使用し、中継装置１０１〜１０３と外部中継装置３０２との間で構成されたトランクが使用するスタックリンクは、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃５とポート＃６を使用することになる。さらに、外部中継装置が追加されて、トランクを構成するとなれば、スタックリンク１本につき、中継装置１０１〜１０３の物理ポートがそれぞれ２個必要となってしまう。

本発明は、オープンフローに代表される集中制御型ネットワークの中継装置と外部中継装置との間に複数のトランクを構成した場合において、スタックリンク構成中継装置の物理ポートを効率よく利用してブロードキャストパケットの転送を実現できるパケット転送システム、制御装置、パケット転送方法及びプログラムを提供することを目的とする。

第１の視点によれば、互いに接続された第１の中継装置群と、複数のポートを備えて、前記第１の中継装置とそれぞれ接続された第２の中継装置群と、前記第１、第２の中継装置間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなるトランクを複数構成する制御装置と、を含むパケット転送システムが提供される。前記制御装置は、トランク毎に、その構成ポートの中から代表ポートを決定し、前記第１の中継装置群に含まれる中継装置が前記第２の中継装置から所定の制御対象パケットを受信した場合、前記制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、前記第１の中継装置群を制御する。

第２の視点によれば、互いに接続された第１の中継装置群と、複数のポートを備えて、前記第１の中継装置とそれぞれ接続された第２の中継装置群と、の間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなるトランクを複数構成する制御装置であって、前記トランク毎に、その構成ポートの中から代表ポートを決定し、前記第１の中継装置群に含まれる中継装置が前記第２の中継装置から所定の制御対象パケットを受信した場合、前記制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、前記第１の中継装置群を制御する制御装置が提供される。

第３の視点によれば、互いに接続された第１の中継装置群と、複数のポートを備えて、前記第１の中継装置とそれぞれ接続された第２の中継装置群と、の間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなるトランクを複数構成する制御装置が、前記トランク毎に、その構成ポートの中から代表ポートを決定するステップと、前記第１の中継装置群に含まれる中継装置が前記第２の中継装置から所定の制御対象パケットを受信した場合、前記制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、前記第１の中継装置群を制御するステップと、を含むパケット転送方法が提供される。本方法は、前記第１の中継装置群を制御する制御装置という、特定の機械に結びつけられている。

第４の視点によれば、互いに接続された第１の中継装置群と、複数のポートを備えて、前記第１の中継装置とそれぞれ接続された第２の中継装置群と、の間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなるトランクを複数構成する制御装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムであって、前記トランク毎に、その構成ポートの中から代表ポートを決定する処理と、前記第１の中継装置群に含まれる中継装置が前記第２の中継装置から所定の制御対象パケットを受信した場合、前記制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、前記第１の中継装置群を制御する処理と、を実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジエントな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

本発明によれば、オープンフローに代表される集中制御型ネットワークの中継装置と外部中継装置との間に複数のトランクを構成した場合において、スタックリンク構成中継装置の物理ポートを効率よく利用してブロードキャストパケットを転送することが可能となる。

本発明の第１の実施形態の構成を表した図である。 本発明の第１の実施形態の制御装置の詳細構成を表したブロック図である。 本発明の第１の実施形態の制御装置のトランク情報管理部に保持されるスタックリンク構成情報の例である。 本発明の第１の実施形態の制御装置のトランク情報管理部に保持されるトランク構成情報の例である。 本発明の第１の実施形態の制御装置によるブロードキャスト用転送エントリの設定フローを示す流れ図である。 代表ポートに決定されたポート（メンバポート）を持つ中継装置の転送テーブルの内容を示す図である。 代表ポートに決定されなかったポート（メンバポート）を持つ中継装置の転送テーブルの内容を示す図である。 ブロードキャストパケットの転送経路の一例を示す図である。 ブロードキャストパケットの転送経路の一例を示す図である。 非特許文献２のフローエントリの構成を表した図である。 参考例として示すパケット転送システムの構成を表した図である。 図１１の構成にトランクを追加した構成を表した図である。

はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。

本発明は、その一実施形態において、互いに接続されたスタックリンクを構成可能な第１の中継装置群（図１の１０１〜１０３）と、複数のポートを備えて、前記第１の中継装置（図１の１０１〜１０３）とそれぞれ接続された第２の中継装置群（図１の３０１、３０２）と、前記第１、第２の中継装置間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなるトランク（図１のＴ１、Ｔ２）を複数構成する制御装置（図１の２００）と、を含むパケット転送システムにて実現できる。より具体的には、制御装置（図１の２００）は、前記トランク毎に、その構成ポートの中から代表ポートを決定しておく。そして、前記第１の中継装置群（図１の１０１〜１０３）のいずれかの中継装置が前記第２の中継装置、即ち、トランク構成リンクから所定の制御対象パケットを受信した場合、前記制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、前記第１の中継装置群（図１の１０１〜１０３）を制御する（図８、図９参照）。

［第１の実施形態］
続いて、上記本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態の構成を表した図である。図１を参照すると、互いに接続された中継装置群１０１〜１０５と、中継装置群１０１〜１０５を集中制御する制御装置２００と、制御装置２００の管理外にある外部中継装置３０１〜３０２とを含むネットワークが示されている。なお、図１の中継装置１０１〜１０３に付記した番号＃１〜＃４は、各中継装置のポート番号を表している。

外部中継装置３０１〜３０２のそれぞれに、端末４０１および端末４０２が接続され、中継装置１０５に接続された端末４０３との間で通信することが可能となっている。

外部中継装置３０１〜３０２は、複数の物理ポートでＬＡＧ（Ｌｉｎｋ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）を構成する機能を有している。図１の例では、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃１と外部中継装置３０１との間、及び、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃２と外部中継装置３０２との間で、物理リンクを束ねて仮想的な論理リンクとなる計２組のトランクＴ１、Ｔ２が構成されている。さらに、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃３とポート＃４間には、リング状に接続したスタックリンクが構成されている。このスタックリンクは、各トランク内でブロードキャストパケット転送に使用される。

図２は、本発明の第１の実施形態の制御装置２００の詳細構成を表したブロック図である。図２を参照すると、中継装置通信部２０１と、トポロジ情報取得部２０２と、トポロジ情報管理部２０３と、ユニキャスト用経路制御コマンド生成部２０４と、ユニキャスト経路探索部２０５と、ブロードキャスト用経路制御コマンド生成部（ＢＣ用経路制御コマンド生成部）２０６と、ブロードキャスト経路探索部（ＢＣ経路探索部）２０７と、トランク制御コマンド生成部２０８と、トランク情報管理部２０９と、トランク情報取得部２１０とを備えた制御装置２００が示されている。

中継装置通信部２０１は、中継装置群１０１〜１０５のそれぞれとの間で図１の破線で示すセキュアチャネルを介して、制御用セッションの確立、制御用コマンドの送受信を行う。具体的には、中継装置通信部２０１は、トポロジ情報取得部２０２と、ユニキャスト用経路制御コマンド生成部２０４と、ＢＣ用経路制御コマンド生成部２０６と、トランク制御コマンド生成部２０８とのそれぞれにおいて、生成された制御用コマンドを中継装置１０１〜１０５へと送信し、中継装置１０１〜１０５からの応答を、トポロジ情報取得部２０２と、ユニキャスト用経路制御コマンド生成部２０４と、ＢＣ用経路制御コマンド生成部２０６と、トランク制御コマンド生成部２０８とのそれぞれに転送する。

トポロジ情報取得部２０２は、中継装置通信部２０１を介して中継装置１０１〜１０５と通信を行い、中継装置１０１〜１０５の接続関係を示すトポロジ情報を収集し、トポロジ情報管理部２０３に送信する。トポロジ情報の収集には、隣接する中継装置間のインタフェース情報を定期的に検出するＬＬＤＰ（Ｌｉｎｋ Ｌａｙｅｒ Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のＬ２プロトコルを利用することができる。

トポロジ情報管理部２０３は、トポロジ情報取得部２０２から受信したトポロジ情報を保存及び管理し、適宜、ユニキャスト経路探索部２０５、ＢＣ経路探索部２０７、トランク情報管理部２０９へ提供する。

ユニキャスト用経路制御コマンド生成部２０４は、ユニキャスト経路探索部２０５より通知された経路情報から、経路上の各中継装置に対して、中継装置通信部２０１を介して制御用コマンドを送信し、経路上の各中継装置の転送テーブルにパケットの転送エントリ（非特許文献２のフローエントリの相当）を設定する。

ユニキャスト経路探索部２０５は、トポロジ情報管理部２０３のトポロジ情報を参照し、端末と端末との間に接続している中継装置間の経路を計算し、ユニキャスト用経路制御コマンド生成部２０４に対して、経路情報を通知する。ユニキャスト経路探索部２０５は、ある端末間に単一の経路を求めることとしてもよいが、通信単位で異なる経路を計算するようにしてもよい。また、ユニキャスト経路探索部２０５が、端末のユーザが加入している契約や、ユーザ認証の結果得られたアクセスポリシなどを参照して経路を計算するものとしてもよい。

ＢＣ用経路制御コマンド生成部２０６は、ＢＣ経路探索部２０７より通知されたブロードキャスト用の経路情報から、経路上の各中継装置に対して、中継装置通信部２０１を介して制御用コマンドを送信し、経路上の各中継装置の転送テーブルにブロードキャストパケットの転送エントリ（図６、図７参照）を設定する。

ＢＣ経路探索部２０７は、トポロジ情報管理部２０３のトポロジ情報を参照し、ブロードキャストパケット転送用に、端末と直接接続している中継装置から、他のすべての中継装置へ配信できるような配信ツリーの経路を計算し、ＢＣ用経路制御コマンド生成部２０６に対して、ブロードキャスト用の経路情報を通知する。さらに、ブロードキャスト用の経路にトランクが含まれる場合、ＢＣ経路探索部２０７は、トランク制御コマンド生成部２０８から受け取った代表ポートの選択結果と、トランク情報管理部２０９にて管理されているスタックリンク構成情報とに基づいて、ブロードキャスト用の配信ツリーに代表ポートが含まれるように、スタックリンクを用いた経路の再計算を実行し、ＢＣ用経路制御コマンド生成部２０６に対し、再計算の結果を通知してブロードキャストパケットの転送エントリの設定を要求する。

トランク制御コマンド生成部２０８は、代表ポート選出処理と、スタックリンク制御処理とを実行する。代表ポート選出処理では、トランク情報管理部２０９で保持するトランクのグループ毎にメンバポートの中から各１個の代表ポートを選出し、ＢＣ経路探索部２０７に対して、選出した代表ポートを通知して、ブロードキャスト用経路の再計算を依頼する。なお、トランク制御コマンド生成部２０８が、前記メンバポートから代表ポートを選出する際に、トポロジ情報管理部２０３を参照して、候補となる各メンバポートがトランクの対象となる外部中継装置と通信可能となっていることを確認することとしてもよい。

なお、上記のような代表ポートの選出処理は、トランク情報取得部２１０から新規トランク構成情報が入力された場合や、代表ポートが障害となりトポロジ情報管理部２０３から代表ポートの物理トポロジの変化が通知された場合などに実行される。

スタックリンク制御処理は、中継装置の代表ポートの有無やスタックリンクポートの障害に基づいて、中継装置通信部２０１を介して、トランクを構成する中継装置１０１、１０２、１０３に対し、メンバポートおよびスタックリンクポートから受信したブロードキャストパケットの転送先を指示するフローエントリを設定する。

トランク情報管理部２０９は、トポロジ情報管理部２０３のトポロジ情報と、トランク情報取得部２１０より通知されたトランク情報とに基づいて、トランクをグループ単位で管理する（トランク構成情報）。また、トランク情報管理部２０９は、前記トランクが構成されているポートを持つ各中継装置１０１〜１０３によって構成されているスタックリンクのポート情報（ＥＡＳＴスタックリンクポートとＷＥＳＴスタックリンクポート）の関係（スタックリンク構成情報）を保存および管理する。

トランク情報取得部２１０は、中継装置と外部中継装置との間に構成するトランク情報を取得し、トランク情報管理部２０９に通知する。取得するトランク情報は、外部中継装置と接続している各中継装置とポート情報（メンバポート）と前記各中継装置によって構成されているスタックリンクの組み合わせである。また、スタックリンクに使用する各中継装置とポート情報もスタックリンク構成情報としてトランク情報管理部２０９に通知される。スタックリンク用のポート情報は、中継装置間のＥＡＳＴスタックリンクポートとＷＥＳＴスタックリンクポートを接続し、リング状のスタックリンクを構成するものとする。

なお、図２に示した制御装置２００の各部（処理手段）は、制御装置２００を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。

以下、本実施形態では、トランク情報管理部２０９に、図３に示すスタックリンク構成情報と、図４に示すトランク構成情報とが設定されているものとする。また、トランク情報管理部２０９は、図１の中継装置１０１〜１０３と外部中継装置３０１との間で構成されるトランクに「Ｔ００１」というトランクＩＤを、中継装置１０１〜１０３と外部中継装置３０２との間で構成されるトランクに「Ｔ００２」というトランクＩＤを付与してグループ管理しているものとする。

また以下の説明では、図４に示すように、図１の中継装置１０１〜１０３と外部中継装置３０１との間のトランクＴ１は、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃１をメンバポートとし、中継装置１０１〜１０３と外部中継装置３０２との間のトランクＴ２は、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃２をメンバポートとしている。また、図４の例では、Ｔ００１とＴ００２の２組のトランクが、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃３とポート＃４をリング状に接続したスタックリンクＩＤ＝Ｓ００１を持つスタックリンクを共有するとの設定がなされている。

また以下の説明では、図３に示すように、スタックリンク用のポート情報は、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃３をＥＡＳＴスタックリンクポートとし、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃４をＷＥＳＴスタックリンクポートとし、中継装置１０１のポート＃３と中継装置１０２のポート＃４、中継装置１０２のポート＃３と中継装置１０３のポート＃４、中継装置１０３のポート＃３と中継装置１０１のポート＃４を接続して、リング状のリンクが構成されているものとする。なお、これらのトランク情報は、制御装置２００に、トランク情報取得部２１０として、トランク情報登録用の専用ＵＩ（Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を設け、ユーザから設定情報を入力させる方法でもよいし、もしくは、制御装置２００内部にデータベースを配備し、このデータベースに登録されたトランク情報を読み出す方法でもよい。

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図５は、本発明の第１の実施形態の制御装置によるブロードキャスト用転送エントリの設定フローを示す流れ図である。まず、制御装置２００が管理する中継装置１０１〜１０３と、制御装置２００の管理外にある外部中継装置３０１との間、および、制御装置２００が管理する中継装置１０１〜１０３と、制御装置２００の管理外にある外部中継装置３０２との間で、計２組のトランクが構成されたものとする（図５のステップＳ００１）。トランク情報取得部２１０が、それぞれのトランク構成情報をトランク情報管理部２０９に通知すると、トランク情報管理部２０９が、トランク毎にグルーピングしてトランクＩＤを付与する（図５のステップＳ００２）。

トランク情報管理部２０９がトランク制御コマンド生成部２０８に対し、トランクのグループ情報を通知すると、トランク制御コマンド生成部２０８は、トランクのグループ毎に代表ポートを選出し（図５のステップＳ００３）、ＢＣ経路探索部２０７に対して通知する。ここでは、トランク制御コマンド生成部２０８は、トランクＩＤがＴ００１のトランク構成においては、中継装置１０１のポート＃１を代表ポートとして選出し、トランクＩＤがＴ００２のトランク構成においては、中継装置１０３のポート＃２を代表ポートとして選出したものとする。

前記代表ポートの選出結果を受け取ったＢＣ経路探索部２０７は、トポロジ情報管理部２０３のトポロジ情報を参照して、ブロードキャスト用の配信ツリーに代表ポートが含まれるように、スタックリンクを用いた経路を計算し、ＢＣ用経路制御コマンド生成部２０６に通知する（図５のステップＳ００４）。

ＢＣ用経路制御コマンド生成部２０６は、ＢＣ経路探索部２０７にて計算された経路に従ってブロードキャストパケットの転送を実現するための転送エントリを生成して、各中継装置に設定する（図５のステップＳ００５）。

図６、図７は、各中継装置に設定される転送テーブルの内容を示す図である。図６は、代表ポートに選出されたメンバポートを持つ中継装置の転送テーブルの内容を示す図である（マッチ条件は受信ポートとＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ラベルを除き省略。その他ブロードキャストパケットであることを識別するブロードキャスト用のアドレス等が設定される。）。図６の例では、代表ポートから受信したブロードキャストパケットをＢＣ転送経路の次の中継装置と接続しているポートから転送するとの処理内容を定めた転送エントリが設定されている。また、図６の例では、ＥＡＳＴスタックリンクポート及びＷＥＳＴスタックリンクポートから受信したブロードキャストパケットについて、ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）ラベルに含まれるトランクＩＤが、自装置の代表ポートのトランクＩＤと一致する場合に、ＭＰＬＳラベルを外した（デカプセリング）上でＢＣ転送経路の次の中継装置と接続しているポートから転送するとの処理内容を定めた転送エントリと、ＭＰＬＳラベルに含まれるトランクＩＤが、自装置の代表ポートのトランクＩＤと一致しない場合に、スタックリンクの当該パケットを受信したポートと反対側のポートから転送するとの処理内容を定めた転送エントリとが設定されている。

図７は、代表ポートを持たない中継装置に設定される転送テーブルの内容を示す図である（マッチ条件は受信ポートを除き省略。その他ブロードキャストパケットであることを識別するブロードキャスト用のアドレス等が設定される。）。図７の例では、代表ポートでないポート、即ち、メンバポートから受信したブロードキャストパケットにＭＰＬＳ ｓｈｉｍヘッダを付加し、ＭＰＬＳラベルに当該メンバポートの属するトランクＩＤを書き込んだ後（カプセリング）、ＥＡＳＴスタックリンクポートから転送するとの処理内容を定めた転送エントリが設定されている。また、図７の例では、ＥＡＳＴスタックリンクポート及びＷＥＳＴスタックリンクポートから受信したブロードキャストパケットについて、スタックリンクの当該パケットを受信したポートと反対側のポートから転送するとの処理内容を定めた転送エントリとが設定されている。

要するに、トランクの代表ポートでブロードキャストパケットを受信した場合には、そのままブロードキャスト転送経路に従い、経路上の次の装置（即ち、制御装置２００から指定された装置）に接続するポートから転送させる転送エントリが設定される。一方、トランクのその他メンバポートでブロードキャストパケットを受信した場合には、スタックリンク転送用の識別子（ＭＰＬＳラベル）を付与した上で、スタックリンクを順方向または逆方向に巡回させて、トランクの代表ポートを持つ中継装置までブロードキャストパケットを転送させる転送エントリが設定される。

以上により、トランクの構成入力に伴うブロードキャスト用の転送エントリの設定が完了する。

次に、図１のトランクＴ１またはトランクＴ２を構成する中継装置１０２のポート＃１、または、ポート＃２で、ブロードキャストパケットを受信した場合の動作について図面を参照して説明する。

はじめに、図８を参照して中継装置１０２のポート＃１でブロードキャストパケットを受信した場合の動作について説明する。中継装置１０２のポート＃１でブロードキャストパケットを受信すると、中継装置１０２は代表ポートを持たない中継装置であるので、図７のメンバポートをマッチ条件とする転送エントリに従い、受信したブロードキャストパケットをＭＰＬＳでカプセリングし、中継装置１０２のポート＃１が属するトランクのトランクＩＤである「Ｔ００１」をＭＰＬＳラベルへ設定してから、ＥＡＳＴスタックリンクポートであるポート＃３へブロードキャストパケットを転送する。

中継装置１０２のポート＃３へ転送されたブロードキャストパケットは、中継装置１０３のＷＥＳＴスタックリンクポートであるポート＃４で受信される。中継装置１０３は代表ポートを持つ中継装置であり、そのポート＃４は図３に示すとおりＷＥＳＴスタックリンクポートである。中継装置１０３は、図６のＷＥＳＴスタックリンクポートをマッチ条件とし、かつ、中継装置１０３の代表ポートであるポート＃２が属するトランクのトランクＩＤ（＝Ｔ００２）と転送パケットのＭＰＬＳラベルが一致しないとのマッチ条件を持つ転送エントリに従い、中継装置１０３のＥＡＳＴスタックリンクポートであるポート＃３へブロードキャストパケットを転送する。

中継装置１０３のポート＃３へ転送されたパケットは、中継装置１０１のＷＥＳＴスタックリンクポートであるポート＃４で受信される。中継装置１０１は代表ポートを持つ中継装置であり、そのポート＃４は図３に示すとおりＷＥＳＴスタックリンクポートである。中継装置１０１は、図６のＷＥＳＴスタックリンクポートをマッチ条件とし、かつ、中継装置１０１の代表ポートであるポート＃１が属するトランクのトランクＩＤ（＝Ｔ００１）と転送パケットのＭＰＬＳラベルが一致するとのマッチ条件を持つ転送エントリに従い、ＭＰＬＳラベルを外した後（デカプセリング）、ブロードキャスト転送経路の次の中継装置（中継装置１０４）と接続しているポートへブロードキャストパケットを転送する。

中継装置１０４、中継装置１０５には、それぞれＢＣ用経路制御コマンド生成部２０６により、ブロードキャストパケットの転送経路に従った転送を行う転送エントリが設定されているので、ブロードキャストパケットは、図８の矢線で示す経路に従って転送される。

次に、図９を参照して中継装置１０２のポート＃２でブロードキャストパケットを受信した場合の動作について説明する。中継装置１０２のポート＃２でブロードキャストパケットを受信すると、中継装置１０２は代表ポートを持たない中継装置であるので、図７のメンバポートをマッチ条件とする転送エントリに従い、受信したブロードキャストパケットをＭＰＬＳでカプセリングし、中継装置１０２のポート＃２が属するトランクのトランクＩＤである「Ｔ００２」をＭＰＬＳラベルへ設定してから、ＥＡＳＴスタックリンクポートであるポート＃３へブロードキャストパケットを転送する。

中継装置１０２のポート＃３へ転送されたブロードキャストパケットは、中継装置１０３のＷＥＳＴスタックリンクポートであるポート＃４で受信される。中継装置１０３は代表ポートを持つ中継装置であり、そのポート＃４は図３に示すとおりＷＥＳＴスタックリンクポートである。中継装置１０３は、図６のＷＥＳＴスタックリンクポートをマッチ条件とし、かつ、中継装置１０３の代表ポートであるポート＃２が属するトランクのトランクＩＤ（＝Ｔ００２）と転送パケットのＭＰＬＳラベルが一致するとのマッチ条件を持つ転送エントリに従い、ＭＰＬＳラベルを外した後（デカプセリング）、ブロードキャスト転送経路の次の中継装置（中継装置１０５）と接続しているポートへブロードキャストパケットを転送する。

中継装置１０５には、ＢＣ用経路制御コマンド生成部２０６により、ブロードキャストパケットの転送経路に従った転送を行う転送エントリが設定されているので、ブロードキャストパケットは、図９の矢線で示す経路に従って転送される。

以上のように、中継装置１０１〜１０３の各ポート＃３とポート＃４間でリング状に接続したスタックリンク上において、中継装置１０２のメンバポート（ポート＃１またはポート＃２）で受信したブロードキャストパケットは、トランクＩＤをマッチ条件として用いてブロードキャストパケットのトランクを識別する転送エントリにより転送される。図１２に示した参考例と比較して、スタックリンクを複数トランク（トランクＴ１とトランクＴ２）で共有することが可能となり、スタックリンクを構成する中継装置１０１〜１０３の占有物理ポートの数を増やさずに、ブロードキャストのパケットの転送を実現することが可能となる。

なお、上記した実施形態では、２つのトランクＴ１、Ｔ２が設けられた例を挙げて説明したが、上記した説明及び図６、図７の転送エントリからも理解されるように、３以上トランクが構成されている場合においても、スタックリンクを共有してパケット転送を行うことができる。

なお、上記した実施形態では、１つのスタックリンクを共有するものとして説明したが、２以上のスタックリンクを共有してパケット転送を行う構成にも変更することが可能である。この場合には、スタックリンク構成情報に、異なるスタックリンクＩＤを持つエントリが追加され、また、図４のトランク構成情報に、トランクＩＤとの対応付けが設定される。そして、制御装置２００のＢＣ用経路制御コマンド生成部２０６は、スタックリンク構成情報及びトランク構成情報を参照して、第２のスタックリンクに流すべきブロードキャストパケットを識別するマッチ条件を設定した転送エントリを設定することになる。

また、上記した実施形態では、スタックリンクを転送中のブロードキャストパケットのトランクＩＤを識別するためにＭＰＬＳｓｈｉｍヘッダを付加し、ＭＰＬＳラベルにトランクＩＤを書き込むものとして説明したが、その他形式のヘッダを付加してもよい。また、ヘッダの付加に代えて、図１０に示したマッチ条件として利用できる既存フィールドにトランクＩＤを埋め込む方式も採用可能である。

また、上記した実施形態では、ブロードキャストパケットの転送制御を行う例を挙げて説明したが、ブロードキャストパケット以外のパケットを制御対象パケットとすることもできる。例えば、外部中継装置から転送されるマルチキャストパケット等の転送にも本発明を適用することができる。

また、上記した実施形態では、中継装置１０１〜１０３はリング状に接続されているものとして説明したが、代表ポートに転送可能なその他のネットワーク構成も採用可能である。

なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

１０１〜１０５ 中継装置
２００ 制御装置
２０１ 中継装置通信部
２０２ トポロジ情報取得部
２０３ トポロジ情報管理部
２０４ ユニキャスト用経路制御コマンド生成部
２０５ ユニキャスト経路探索部
２０６ ブロードキャスト用経路制御コマンド生成部（ＢＣ用経路制御コマンド生成部）
２０７ ブロードキャスト経路探索部（ＢＣ経路探索部）
２０８ トランク制御コマンド生成部
２０９ トランク情報管理部
２１０ トランク情報取得部
３０１、３０２ 外部中継装置
４０１〜４０３ 端末

第１の視点によれば、互いに接続された複数の第１中継装置と、複数のポートを有すると共に前記複数の第１中継装置に接続された複数の第２の中継装置と、前記複数の第１中継装置と前記複数の第２中継装置間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなる複数のトランクを構成する制御装置と、を備えるパケット転送システムが提供される。前記制御装置は、前記複数のトランクのそれぞれの構成ポートの中から代表ポートを決定し、前記複数の第１中継装置のうちのいずれかが前記複数の第２中継装置のいずれかから所定の制御対象パケットを受信した場合、前記所定の制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する第１中継装置を介して前記所定の制御対象パケットを送信するように、前記複数の第１中継装置を制御する。

第２の視点によれば、互いに接続された複数の第１中継装置と、複数のポートを有すると共に前記複数の第１中継装置に接続された複数の第２中継装置との間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなる複数のトランクを構成する制御装置であって、前記複数のトランクのそれぞれの構成ポートの中から代表ポートを決定し、前記複数の第１中継装置のいずれかが前記複数の第２中継装置のいずれかから所定の制御対象パケットを受信した場合、前記所定の制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する第１中継装置を介して前記所定の制御対象パケットを送信するように、前記複数の第１中継装置を制御する制御装置が提供される。

第３の視点によれば、互いに接続された複数の第１中継装置と、複数のポートを有すると共に前記複数の第１中継装置に接続された複数の第２中継装置との間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなる複数のトランクを構成する制御装置が、前記複数のトランクのそれぞれの構成ポートの中から代表ポートを決定するステップと、前記複数の第１中継装置のうちのいずれかが前記複数の第２中継装置のいずれかから所定の制御対象パケットを受信した場合、前記所定の制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する第１中継装置を介して前記所定の制御対象パケットを送信するように、前記複数の第１中継装置を制御するステップと、を含むパケット転送方法が提供される。本方法は、前記第１の中継装置群を制御する制御装置という、特定の機械に結びつけられている。

第４の視点によれば、互いに接続された複数の第１中継装置と、複数のポートを有すると共に前記複数の第１中継装置に接続された複数の第２中継装置との間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなる複数のトランクを構成する制御装置に設けられたコンピュータに対して、前記複数のトランクのそれぞれの構成ポートの中から代表ポートを決定する処理と、前記複数の第１中継装置のうちのいずれかが前記複数の第２中継装置のいずれかから所定の制御対象パケットを受信した場合、前記所定の制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する第１中継装置を介して前記所定の制御対象パケットを送信するように、前記複数の第１中継装置を制御する処理と、を実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジエントな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

Claims (10)

1. 互いに接続された第１の中継装置群と、
   複数のポートを備えて、前記第１の中継装置とそれぞれ接続された第２の中継装置群と、
   前記第１、第２の中継装置間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなるトランクを複数構成する制御装置と、を含み、
   前記制御装置は、
   前記トランク毎に、その構成ポートの中から代表ポートを決定し、
   前記第１の中継装置群に含まれる中継装置が前記第２の中継装置から所定の制御対象パケットを受信した場合、前記制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、前記第１の中継装置群を制御すること、
   を特徴とするパケット転送システム。
2. 前記第１の中継装置は、前記トランクを識別するためにパケットに付与されたトランクＩＤに基づいて、前記第１の中継装置間における前記所定の制御対象のパケットの転送を行う請求項１のパケット転送システム。
3. 前記第１の中継装置群は、リング状に接続され、
   前記制御装置は、トランクを構成する代表ポート以外のポートで前記制御対象パケットを受信した第１の中継装置に、前記制御対象パケットへのトランクＩＤの付与と、前記リングの順方向または逆方向へ前記トランクＩＤを付与した制御対象パケットの転送とを実行させ、
   前記リング状のリンクの順方向または逆方向への転送によって、前記トランクＩＤに対応するトランクの代表ポートを持つ第１の中継装置に、前記トランクＩＤを付与した制御対象パケットを到達させ、
   前記トランクＩＤに対応するトランクの代表ポートを持つ第１の中継装置に、前記制御対象パケットからの前記トランクＩＤの削除と、指定した装置への転送を行わせる請求項１又は２のパケット転送システム。
4. 前記トランクＩＤは、ＭＰＬＳラベルに格納される請求項１から３いずれか一のパケット転送システム。
5. 互いに接続された第１の中継装置群と、複数のポートを備えて、前記第１の中継装置とそれぞれ接続された第２の中継装置群との間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなるトランクを複数構成する制御装置であって、
   前記トランク毎に、その構成ポートの中から代表ポートを決定し、
   前記第１の中継装置群に含まれる中継装置が前記第２の中継装置から所定の制御対象パケットを受信した場合、前記制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、前記第１の中継装置群を制御する制御装置。
6. 前記第１の中継装置に、前記トランクを識別するためにパケットへのトランクＩＤの付与と、前記付与したトランクＩＤに基づいた所定の制御対象のパケットの転送とを実行させる請求項５の制御装置。
7. 前記第１の中継装置群は、リング状に接続されており、
   トランクを構成する代表ポート以外のポートで前記制御対象パケットを受信した第１の中継装置に、前記制御対象パケットへのトランクＩＤの付与と、前記リングの順方向または逆方向へ前記トランクＩＤを付与した制御対象パケットの転送とを実行させ、
   前記リング状のリンクの順方向または逆方向への転送によって、前記トランクＩＤに対応するトランクの代表ポートを持つ第１の中継装置に、前記トランクＩＤを付与した制御対象パケットを到達させ、
   前記トランクＩＤに対応するトランクの代表ポートを持つ第１の中継装置に、前記制御対象パケットからの前記トランクＩＤの削除と、指定した装置への転送を行わせる請求項５又は６の制御装置。
8. 前記第１の中継装置に、ＭＰＬＳヘッダを付加させ、ＭＰＬＳラベルに前記トランクＩＤを格納させる請求項５から７いずれか一の制御装置。
9. 互いに接続された第１の中継装置群と、複数のポートを備えて、前記第１の中継装置とそれぞれ接続された第２の中継装置群との間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなるトランクを複数構成する制御装置が、
   前記トランク毎に、その構成ポートの中から代表ポートを決定するステップと、
   前記第１の中継装置群に含まれる中継装置が前記第２の中継装置から所定の制御対象パケットを受信した場合、前記制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、前記第１の中継装置群を制御するステップと、を含むパケット転送方法。
10. 互いに接続された第１の中継装置群と、複数のポートを備えて、前記第１の中継装置とそれぞれ接続された第２の中継装置群との間の物理リンクを用いて、仮想的な論理リンクとなるトランクを複数構成する制御装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムであって、
    前記トランク毎に、その構成ポートの中から代表ポートを決定する処理と、
    前記第１の中継装置群に含まれる中継装置が前記第２の中継装置から所定の制御対象パケットを受信した場合、前記制御対象パケットの受信ポートが属するトランクの代表ポートを有する中継装置を介して前記受信した制御対象パケットを送信するよう、前記第１の中継装置群を制御する処理と、を実行させるプログラム。

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