KR20140146170A

KR20140146170A - 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통한 ｖｐｎ의 구현

Info

Publication number: KR20140146170A
Application number: KR1020147031033A
Authority: KR
Inventors: 폴 언베하겐; 데이비드 알랜; 브루노 저메인; 로거 라푸; 모니쉬 아누말라; 니겔 브랙
Original assignee: 노오텔 네트웍스 리미티드
Priority date: 2007-12-31
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2014-12-24
Also published as: US20110103263A1; JP2011508575A; US7894450B2; EP2227881A4; JP5237391B2; WO2009088880A1; EP2227881A1; CN101960785A; JP2013158034A; JP5600189B2; CN104079465A; US20150016304A1; US8971332B2; US20090168666A1; KR20100106560A; CN101960785B

Abstract

이더넷 네트워크 상의 노드들이 링크 상태 라우팅 프로토콜을 구현한다. 노드들은 VRF마다 IP 주소 또는 I-SID 값을 할당하고 LSA를 사용하여 IP 주소 또는 I-SID 값을 광고한다. 패킷이 VPN을 통해 포워딩될 때, 인그레스 노드는 패킷에 대한 VRF를 식별하고 VRF에서 고객 주소 공간에서 IP 탐색을 수행하여 이그레스 노드 상의 VRF의 그 다음 홉 및 IP 주소 또는 I-SID 값을 결정한다. 인그레스 노드는 VRF를 식별하기 위해 I-SID 또는 IP 헤더를 프리펜딩하고, 패킷이 이더넷 네트워크 상의 이그레스 노드로 포워딩될 수 있게 하기 위해 MAC 헤더를 생성한다. 패킷이 이그레스 노드에서 수신될 때, MAC 헤더가 패킷으로부터 분리되고, 첨부된 I-SID 또는 IP 헤더가 이그레스 VRF를 식별하는 데 사용된다.

Description

링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통한 ＶＰＮ의 구현{IMPLEMENTATION OF VPNS OVER A LINK STATE PROTOCOL CONTROLLED ETHERNET NETWORK}

[관련 출원들의 상호 참조]

본 출원은, 그 내용이 본 명세서에 참조로써 포함되는, 2007년 12월 31일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/009,717호를 기초로 우선권을 주장한다.

본 발명은 이더넷 네트워크에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크(link state protocol controlled Ethernet network)를 통한 VPN의 구현에 관한 것이다.

데이터 통신 네트워크는 서로 연결되어 서로에게 데이터를 전달하도록 구성되어 있는 다양한 컴퓨터, 서버, 노드, 라우터, 스위치, 브리지, 허브, 프록시, 및 기타 네트워크 장치들을 포함할 수 있다. 이 장치들을 본 명세서에서 "네트워크 요소(network element)"라고 할 것이다. 데이터는 네트워크 요소들 간의 하나 이상의 통신 링크들을 이용하여 네트워크 요소들 사이에서 IP(Internet Protocol) 패킷, 이더넷 프레임, 데이터 셀, 세그먼트, 또는 데이터 비트/바이트의 기타 논리적 연관관계와 같은 프로토콜 데이터 단위들을 전달함으로써 데이터 통신 네트워크를 통해 통신된다. 특정의 프로토콜 데이터 단위는, 네트워크를 통해 그의 소스와 그의 목적지 사이에서 이동될 때, 다수의 네트워크 요소들에 의해 처리되고 다수의 통신 링크들을 지나갈 수 있다.

통신 네트워크 상의 다양한 네트워크 요소들은, 본원에서 프로토콜로 칭해지는, 미리 정의된 일련의 규칙들을 사용하여 서로 통신한다. 통신의 상이한 양태들, 예컨대 네트워크 요소들 사이에서 전송하기 위해 신호들이 어떻게 형성되어야 하는지, 프로토콜 데이터 단위들이 어떻게 보여야 하는지에 대한 다양한 양태들, 프로토콜 데이터 단위들이 네트워크 요소들에 의해 어떻게 처리되어야 하는지 또는 네트워크를 통해 어떻게 라우팅되어야 하는지, 및 라우팅 정보와 같은 정보가 네트워크 요소들 사이에서 어떻게 교환되어야 하는지를 규율하기 위해 상이한 프로토콜들이 사용된다.

이더넷은 표준 802.3으로서, 그리고 이더넷 브리징 기능성(Ethernet bridging functionality)에 대한 802.1로서 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)에 의해 정의된 공지의 네트워킹 프로토콜이다. 이더넷 네트워크 아키텍처에서, 네트워크에 연결된 장치들은 임의의 주어진 때에 공유된 통신 경로들을 사용할 수 있기 위해 경쟁한다. 네트워크 세그먼트들을 상호연결시키기 위해 다수의 브리지들 또는 노드들이 사용되는 경우, 동일한 목적지로의 다수의 잠재적인 경로들이 종종 존재한다. 이 아키텍처의 이점은, 그것이 브리지들 간의 경로 중복(path redundancy)을 제공하고 추가 링크의 형태로 네트워크에 추가될 용량을 허용한다는 것이다. 그러나, 루프가 형성되는 것을 방지하기 위해, 일반적으로 스패닝 트리가 사용되어 트래픽이 네트워크 상에서 브로드캐스트되거나 플러딩되는 방식을 제한한다. 스패닝 트리의 특성은 네트워크 내의 임의의 목적지 쌍 간에 하나의 경로만이 존재하고, 이에 따라 패킷들이 어디로부터 온 것인지에 의해 주어진 스패닝 트리와 연관된 연결성을 "학습"하는 것이 가능했다는 것이다. 그러나, 스패닝 트리 자체가 제한적이었고 종종 스패닝 트리 상에 있었던 링크들의 과다-이용(over-utilization) 및 스패닝 트리의 일부가 아니었던 링크들의 비이용(non-utilization)을 야기했다.

이더넷 네트워크들 내의 고유의 제한들 중 일부를 극복하기 위해, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크가, 그 내용이 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2006년 10월 2일자로 출원된, 발명의 명칭이 "Provider Link State Bridging"인, 미국 특허 출원 제11/537,775호에 개시되었다. 그 출원에서 더 상세히 기술된 바와 같이, 투명한 브리징(transparent bridging)과 결합된 STP(Spanning Tree Protocol) 알고리즘을 사용함으로써 각각의 노드에서 학습된 네트워크 뷰(network view)를 이용하는 것보다는, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에서, 각각의 노드가 네트워크 토폴로지의 동기화된 뷰를 가질 수 있게 하기 위해 메쉬 네트워크(mesh network)를 형성하는 브리지들이 링크 상태 광고(link state advertisement)를 교환한다. 이것은 링크 상태 라우팅 시스템의 익히 알려진 메커니즘을 통해 달성된다. 제공업자 링크 상태 브리징 네트워크는 바람직하게는, 제공업자(B-MAC) 주소 공간으로부터 고객(C-MAC) 주소 공간을 완벽히 분리하기 위해, IEEE 802.1ah에 정의된 바와 같은 "MAC-in-MAC" 캡슐화를 이용하여, 링크 상태 라우팅 시스템은 제공업자 제어 하에서 할당되는 B-MAC 주소에만 노출된다. MAC-in-MAC 캡슐화의 이용에 따라, 모두 제공업자-관리된 B-MAC 주소들에 관하여서만, 네트워크의 브리지들은 네트워크 토폴로지의 동기화된 뷰를 가지며, 필요한 유니캐스트 및 멀티캐스트 연결성을 알고 있고, 네트워크 내의 임의의 브리지 쌍 간의 최단 경로 연결성을 계산할 수 있으며, 네트워크의 계산된 뷰에 따라 그들의 FIB(forwarding information base)를 개별적으로 파퓰레이트(populate)할 수 있다.

모든 노드들이 동기화된 뷰에서의 자신들의 역할을 계산하고 그들의 FIB를 파퓰레이트한 경우, 네트워크는 피어 브리지들(어떤 이유로든 그 브리지로의 통신을 필요로 하는 브리지들)의 세트로부터 임의의 주어진 브리지로의 루프없는 유니캐스트 트리(loop-free unicast tree); 및 브리지에서 호스팅되는 서비스 인스턴스마다, 임의의 주어진 브리지로부터 피어 브리지들의 동일한 세트 또는 서브셋으로의 합동이고 루프없는(congruent and loop-free) P2MP(point-to-multipoint) 멀티캐스트 트리를 가질 것이다. 그 결과는 주어진 브리지 쌍 사이의 경로가 스패닝 트리의 루트 브리지(root bridge)를 천이하는 것으로 제한되지 않고, 전체적인 결과가 메쉬의 연결성의 폭을 더 잘 이용할 수 있다는 것이다. 본질적으로, 모든 브리지는 그 브리지에의 유니캐스트 연결성 및 그 브리지로부터의 멀티캐스트 연결성을 정의하는 하나 이상의 트리들을 루팅한다(root).

고객 트래픽이 제공업자 네트워크에 들어갈 때, 고객 MAC 주소(C-MAC DA)가 제공업자 MAC 주소(B-MAC DA)로 해석되어, 제공업자는 제공업자 MAC 주소 공간을 사용하여 제공업자 네트워크 상에서 트래픽을 포워딩할 수 있다. 또한, 제공업자 네트워크 상의 네트워크 요소들이 가상 LAN ID(VID)에 기초하여 트래픽을 포워딩하도록 구성되어 있어서, 동일한 목적지 주소로 어드레싱되지만 상이한 VID를 갖는 상이한 프레임들이 네트워크를 통해 상이한 경로들을 거쳐 포워딩될 수 있다. 동작에서, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크는 하나의 VID 범위를 최단 경로 포워딩과 연관시킬 수 있어서, 유니캐스트 및 멀티캐스트 트래픽이 그 범위로부터의 VID를 사용하여 포워딩될 수 있고, 트래픽 엔지니어링 경로들이 네트워크에 걸쳐 최단 경로 이외의 경로들을 거쳐 생성될 수 있고, 제2 VID 범위를 사용하여 포워딩될 수 있다.

링크 상태 라우팅 프로토콜의 두 가지 예들은 OSPF(Open Shortest Path First) 및 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System)을 포함하지만, 기타 링크 상태 라우팅 프로토콜들도 역시 사용될 수 있다. IS-IS는, 예를 들어, ISO 10589 및 IETF RFC 1195에 기술되어 있으며, 이들 각각의 내용은 본원에 참조로서 포함된다.

최단 경로 유니캐스트 포워딩 상태를 설치하는 것에 더하여, 노드들은 또한 네트워크 상의 멀티캐스트 트리들에 대한 포워딩 상태를 설치할 수 있다. 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에 멀티캐스트를 구현하는 방식의 예는, 그 내용이 본 명세서에 참고로 포함되는, 2007년 2월 5일자로 출원된, 발명의 명칭이 "Multicast Implementation in a Link State Protocol Controlled Ethernet Network"인 미국 특허 출원 제11/702,263호에 더 상세히 기술되어 있다. 그 출원에 기술된 바와 같이, 멀티캐스트 그룹에 대한 포워딩 상태가 네트워크 상에 설치되게끔 하는 멀티캐스트 그룹 멤버쉽을 광고하는 데 링크 상태 광고들이 사용될 수 있다. 특히, 주어진 멀티캐스트 그룹에 대한 각각의 소스는 네트워크 상에서 프레임들을 포워딩하는 데 사용되는 목적지 MAC 주소(DA)를 할당받을 수 있다. 네트워크 상의 노드들은, 그들이 멀티캐스트 소스로부터 링크 상태 프로토콜을 통해 멀티캐스트 그룹에 대한 "관심"을 광고하는 목적지 노드들 중 적어도 하나로의 최단 경로 상에 있다고 판정하면, 소스/그룹 트리에 대한 포워딩 상태를 설치한다.

멀티캐스트에 대한 관심은 I-SID와 같은 관심 커뮤니티 식별자(community of interest identifier)에 기초할 수 있어서, 네트워크 상의 노드는, 그것이 멀티캐스트 그룹과 연관된 관심 커뮤니티 식별자로 양쪽 모두 관심을 광고한 소스와 목적지 사이의 최단 경로 상에 있을 때, 멀티캐스트 그룹에 대한 포워딩 상태를 설치할 것이다. I-SID는 통상 802.1ah와 연관되며, 추가적인 MAC 헤더(고객 소스 및 목적지 MAC 주소)를 암시한다. C-MAC 헤더가 없는 I-SID의 이용은 잘 알려져 있고, 본원에서 가정된다. 그러나, 포워딩 상태는 멀티캐스트와 연관된 멀티캐스트 DA 및 VID에 기초한다. 동작에서, 네트워크 상의 다수의 노드들은 특정 I-SID에 대한 관심을 광고할 수 있다. 네트워크 상의 노드들은 어느 노드들이 어느 I-SID에 대해 관심을 광고했는지를 계속 추적하며, 그들이 특정 I-SID에 대한 관심을 광고한 2개의 노드 사이의 최단 경로 상에 있다면, I-SID와 연관된 DA/VID 쌍에 대한 포워딩 상태를 설치할 것이다. 이것은, 네트워크를 통한 프레임들의 플러딩을 필요로 하지 않고, 관심 커뮤니티들에 대해 포워딩 상태가 설치되게 한다.

링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크는 링크 계층(계층 2)에서 동작한다. 즉, 인그레스 노드(ingress node)는 이더넷 네트워크에 걸쳐, 예를 들어, 노드 A로부터 노드 E로 프레임을 스위칭하는 데 사용될 수 있는 MAC 헤더를 생성한다. IP(Internet Protocol) 네트워크와 같은 그외의 네트워크들은 계층 3(네트워크 계층)와 같은 상위 계층에서 동작한다. IP 네트워크들은 IP 패킷과 연관된 IP 헤더의 IP 주소에 기초하여 패킷들을 포워딩한다. 종래의 IP 네트워크에서, IP 탐색이 네트워크에 걸쳐 각각의 홉에서 수행된다. 즉, 각각의 노드는 외부 이더넷 헤더(outer Ethernet header)를 분리시키고, IP 헤더를 판독하고, 네트워크를 통해 패킷을 라우팅하기 위해 IP 탐색을 수행할 것이다. 노드는 그 후 네트워크 상의 다음 노드로 패킷을 포워딩하기 위해 새로운 이더넷 헤더를 추가할 것이다.

도 1은 MPLS(multi-protocol label switching) 네트워크에서 IP 포워딩이 어떻게 발생하는 지를 도시한다. MPLS 네트워크는 네트워크 내의 다양한 라우터들에서 수행될 필요가 있는 IP 탐색의 횟수를 줄인다. MPLS 네트워크에서, 복수의 LSP(Label Switched Path)가 MPLS 네트워크를 통해 확립될 것이다. LSP가 네트워크에 걸쳐 결정되고 생성되는 특정 방식은 공지되어 있다. 도 1에 도시된 예에서, 라벨 스위칭 경로(label switched path)는 노드 A, B, C, D, E를 포함한다고 가정될 것이다. 패킷이 네트워크 X로부터 경계 라우터(edge router)(22A)에 도달할 때, 경계 라우터(22A)는 LSP 상의 IP 패킷을 MPLS 네트워크를 통해 네트워크 Y에 도달시키도록 스위칭하는데 어느 라벨이 사용되어야 하는지를 결정하기 위해 IP 탐색을 수행할 것이다. 경계 라우터(22A)는 또한 경로 상의 패킷에 대한 다음 홉을 결정하고, 패킷에 MAC 헤더를 적용하여 패킷이 경로 상의 다음 홉(라우터 22B)으로 포워딩되게끔 할 것이다.

라우터(22B)는 외부 MAC 헤더를 분리시키고 MPLS 라벨을 판독할 것이다. LSP가 네트워크에 걸쳐 확립되어 있는 경우, 라벨 배포 프로토콜은 경로 상의 라벨들 간의 연관관계를 설정할 것이어서, 예를 들면, 특정 IP FEC(Forwarding Equivalence Class)에 대한 라벨(100)과 라벨(210) 사이에 연관관계가 형성될 수 있다. 라벨 연관관계는, 라우터들이 IP 탐색을 수행하는 대신에 라벨을 사용하여 패킷을 포워딩하게 한다. 따라서, 예를 들어, 라우터(22B)가 MPLS 라벨(100)을 갖는 패킷을 수신할 때, 그것은 라벨을 새로운 MPLS 라벨(210)로 교체하고 패킷을 아웃바운드 인터페이스로 포워딩할 것이다. 패킷을 포워딩하기 전에, 라우터(22B)는 새로운 MAC 헤더를 패킷에 추가할 것이며, 이 경우에, 새로운 MAC 헤더는 라우터(22B) 상에서 소스 MAC 주소를 MAC J로서 식별하고 라우터(22C) 상에서 목적지 MAC 주소를 MAC K로서 식별하도록 SA=J, DA=K이다. 이 프로세스는 패킷이 라벨 경계 라우터(노드 E)에 도달할 때까지 라벨 스위칭 경로를 따라 각각의 홉에서 반복될 것이다.

따라서, MPLS는 단일 IP 경로 탐색이 MPLS 네트워크의 경계에서 수행되게 하고, 패킷을 MPLS 네트워크를 통해 포워딩하기 위해 IP 탐색 대신에 라벨 스위칭(label switching)이 사용되게 한다. 초기 IP 탐색을 수행하고, 패킷을 LSP 상에 배치하도록 패킷에 라벨을 할당하는 경계 라우터들은 라벨 경계 라우터(Label Edge Router: LER)라고 칭해진다. 라벨 스위칭을 수행하는 MPLS 네트워크 상의 중간 라우터는 흔히 라벨 스위치 라우터(Label Switch Router: LSR)라고 칭해진다. MPLS 네트워크에서의 포워딩은 각각의 홉에서 MAC 헤더를 분리시킨 후에 라벨을 스와핑(swapping)함으로써 수행된다. MPLS 포워딩은 (이더넷 링크가 이용되는 경우) 네트워크에 걸쳐 모든 홉에서 MAC 헤더 분리가 일어나는 것을 계속 필요로 하고, 각각의 LSR이 라벨 탐색 및 라벨 스왑을 수행하는 것을 필요로 하고, 각각의 LSR이 그 후 또 다른 MAC 헤더를 추가하여 패킷을 LSP를 따라 다음 LSR로 배달하는 것을 필요로 한다. 이 프로세스는 노드들 각각에 대해서 더 많은 처리 및 정보를 필요로 하며, 따라서 고비용의 솔루션을 야기한다. 또한, 이것이 효과가 있기 위해서는, LSP는 경로가 처음에 설정되어야 하며, 이는 그 자체로 계산 비용이 많이 드는 프로세스이다.

링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크가 네트워크 계층 포워딩을 구현하는 것을 가능하게 하는 방식은, 그 내용이 본원에 참조로써 포함되는, 2007년 12월 31일자로 출원된, 발명의 명칭이 "IP Forwarding Across A Link State Protocol Controlled Ethernet Network"인 미국 특허 출원 제12/006,258호에 개시되어 있다. 또한, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크가 MPLS 네트워크 내의 라벨 스위치 라우터들을 교체하는 것을 가능하게 하는 방식은, 마찬가지로 그 내용이 본 명세서에 참고로 포함되는, 2007년 12월 31일자로 출원된, 발명의 명칭이 "MPLS Node Replacement Using A Link State Protocol Controlled Ethernet Network"인 미국 특허 출원 제12/006,257호에 개시되어 있다.

많은 고객들이 제공업자의 네트워크를 공유할 수 있기 때문에, 하나의 고객의 데이터가 또 다른 고객의 데이터로부터 분리되게 하는 기법들이 개발되고 있다. 종래에, 이것은 VPN(Virtual Private Network)을 사용하여 구현된다. 도 2는 하나 이상의 VPN(Virtual Private Network)이 네트워크에 걸쳐 확립되어 있는 예시적인 MPLS 네트워크를 도시한다. VPN은 IPv4 VPN에 대한 IETF(Internet Engineering Task Force) RFC(Request For Comments) 4364 또는 IPv6 VPN에 대한 RFC 4659에 기술되어 있는 절차들을 사용하여 MPLS 네트워크 상에 확립될 수 있다. 간략히 말하면, MPLS 네트워크 상에 VPN을 확립하기 위해, VPN에 참여하는 LER들 각각이 VRF(Virtual Routing and Forwarding) 테이블을 구현할 것이다. VRF는 VPN에 대한 경로들을 유지하는 데에 사용된다. VRF들 간에 라우팅 정보를 교환하기 위해 iBGP(interior Border Gateway Protocol)와 같은 라우팅 프로토콜이 MPLS 네트워크 내에서 사용된다. 경계 노드(edge node)가, 예를 들어, 외부 BGP(e-BGP)를 통해 고객으로부터의 경로를 알 수 있게 될 때, VRF는 VRF에 대한 경로 내보내기 정책(route export policy)에 따라 iBGP를 통해 VPN 상의 다른 VRF들로 경로를 내보내기(export)할 것이다. VRF가 경로를 수신할 때, 그것은 그것의 경로 가져오기 정책(route import policy)에 따라 경로를 가져올 것이다. 따라서, VRF들은 VPN에 대한 트래픽을 포워딩하기 위해 사용될 라우팅 정보를 설치할 것이다.

패킷이 MPLS 네트워크에 대한 인그레스(ingress)에 수신될 때, 인그레스 LER은 MPLS 네트워크에 걸쳐 패킷을 라우팅하는 데 사용될 올바른 VRF를 결정하고 패킷에 대한 다음 홉을 결정하기 위해 VRF에서 IP 탐색을 수행할 것이다. 인그레스 LER은 패킷에 대한 라벨을 획득하고 MPLS 네트워크를 통해 패킷을 LSP 상으로 포워딩할 것이다. 인그레스 LER은 또한 올바른 VRF가 이그레스 LER(egress LER)에서 식별되게 할 내부 라벨(inner label)을 할당할 수 있다. IP VPN이 MPLS 네트워크에서 일반적으로 행하여지고 있고 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크가 IP 또는 MPLS 네트워크와 함께 또는 그 대신에 동작하기 위해 통합될 수 있기 때문에, IP VPN이 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상에 구현되게 하는 것은 유리할 것이다.

링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크(link state protocol controlled Ethernet network) 상의 노드들은 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System)와 같은 링크 상태 라우팅 프로토콜(link state routing protocol)을 구현한다. 네트워크 상의 노드들은, 링크 상태 패킷으로도 알려진, IS-IS LSA(Link State Advertisement)로부터 인접성을 학습하고, 네트워크 상의 모든 노드 쌍 간의 최단 경로를 계산한다. 각각의 참여 노드는 네트워크 상의 각각의 노드 쌍 간의 유니캐스트 포워딩 상태(unicast forwarding state)를 구성하기 위해 그의 FIB(Forwarding Information Base)를 파퓰레이트한다. 트래픽 엔지니어링된 경로(traffic engineered path)도 역시 구성될 수 있고, TE 경로들에 대한 포워딩 상태가 네트워크 상의 노드들의 FIB 내에 설치된다.

IS-IS는 특정 네트워크 요소들에서 사용되는 스위칭 또는 포워딩 기술과 무관하게, 토폴로지 정보, 및 특정의 네트워크 위치들 및 인터페이스들에 대한 계층 2 및 계층 3 주소의 바인딩이 교환되는 것을 허용한다. 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 노드들은 VRF마다 IP 주소를 할당하고 이어서 IS-IS LSA(Link State Advertisement)에 그들의 VRF들과 연관된 IP 주소들을 광고한다. LSA가 VRF들의 IP 주소들을 포함한다는 것을 노드들에 알려주기 위해 TLV(Type Length Value)가 생성될 수 있다. 패킷이 수신될 때, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에 대한 인그레스 노드는 패킷에 대한 VRF를 식별하고 VRF에서 IP 탐색을 수행하여 네트워크 상의 VRF의 다음 홉 및 이그레스 노드를 결정한다. 인그레스 노드는 소스 IP 주소 = 인그레스 VRF IP 주소 및 목적지 IP 주소 = 이그레스 VRF IP 주소를 갖는 IP 헤더를 생성한다. 인그레스 노드는 또한 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 이그레스 노드로의 경로 상에 패킷을 두기 위해 MAC 헤더를 생성한다. 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 노드들은, 각각의 홉에서 MAC 분리 동작을 수행하지 않고, 그들의 FIB 내의 포워딩 상태를 사용하여 패킷들을 DA/VID로 포워딩한다. 패킷이 이그레스 노드에 수신될 때, MAC 헤더가 패킷으로부터 분리되고, IP 헤더가 이그레스 VRF를 식별하는 데 사용된다. 이어서, 패킷을 어떻게 포워딩할지를 결정하기 위해 클라이언트 IP 헤더 내의 정보를 사용하여 이그레스 노드 상의 식별된 VRF에서 IP 탐색이 수행된다. 이더넷 네트워크 상에 IP-VPN을 구현하는 것과 연관된 부가적인 상세가 2007년 11월 6일자로 출원된, 발명의 명칭이 "Supporting BGP Based IP-VPN in a Routed Network"인 미국 특허 출원 제11/935,563호에 개시되어 있으며, 이 미국 출원은 그 내용이 본 명세서에 참고로 포함된다.

다른 실시예에서, I-SID가 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 노드에 의해 지원되는 각각의 VRF에 할당된다. 각각의 노드가 그의 VRF들과 연관된 I-SID의 세트를 광고한다. iBGP는 VRF들 간에 경로들을 교환하는 데 사용되고, 여기서 iBGP 교환은 또한 I-SID를 인코딩하거나, VRF가 어느 경로가 관심을 끄는지를 식별할 수 있도록 타겟 바인딩(target binding)을 라우팅하기 위해 사전 구성된 I-SID를 갖는다. 일 실시예에서, RFC 4364는 VRF들 간에 경로를 교환하는 데 사용되고, 일 실시예에 따르면, iBGP는 경로를 교환하기 위해서 뿐만 아니라 VRF들을 식별하는 데 사용되는 I-SID 값들을 교환하기 위해서도 사용된다. 인그레스 노드가 패킷을 수신할 때, 그것은 인그레스 VRF를 식별하고, 패킷에 대한 다음 홉을 결정하기 위해 IP 탐색을 수행한다. 인그레스 노드는 VRF와 연관된 I-SID를 결정하고, I-SID를 패킷에 추가하여, 이그레스 노드가 패킷을 네트워크를 통해 포워딩하는 데 사용될 올바른 VRF를 결정하는 것을 가능하게 할 것이다. 인그레스 노드는 또한 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 이그레스 노드로의 경로 상에 패킷을 두기 위해 MAC 헤더를 생성할 것이다. 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 노드들은, 각각의 홉에서 MAC 분리 동작을 수행하지 않고, 그들의 FIB 내의 포워딩 상태를 사용하여 패킷들을 DA/VID로 포워딩한다. 패킷이 이그레스 노드에 수신될 때, MAC 헤더가 패킷으로부터 분리되고, I-SID가 이그레스 VRF를 식별하는 데 사용된다. 이어서, 패킷을 어떻게 포워딩할지를 결정하기 위해 클라이언트 IP 헤더 내의 정보를 사용하여 이그레스 노드 상의 식별된 VRF에서 IP 탐색이 수행된다.

다른 실시예에서, 제2 실시예에서와 같이 I-SID가 각각의 VRF에 할당되지만, VRF들 간에 경로를 교환하기 위해 iBGP가 사용되지 않는다. 오히려, 네트워크 상에서 교환되는 LSA(Link State Advertisement)에 경로 정보를 포함시킴으로써 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 노드들 간에 기본적으로 경로 정보가 교환된다. LSA가 I-SID 단위(VRF 단위)로 경로 정보를 반송하게 하도록 새로운 TLV(Type Length Value)가 생성될 수 있다. 인그레스 노드 및 이그레스 노드는 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에 걸쳐 패킷을 포워딩할 때 이전의 실시예에서와 동일한 방식으로 라우팅 정보를 사용한다.

본 발명의 양태들이 첨부된 청구항들에 상세히 언급되어 있다. 본 발명은 유사한 참조 번호들이 유사한 구성요소들을 가리키고 있는 이하의 도면들에 예로서 예시된다. 이하의 도면들은 단지 예시를 위해 본 발명의 다양한 실시예들을 개시하며, 본 발명의 범주를 제한하려고 의도되는 것은 아니다. 명확함을 위해, 모든 컴포넌트들이 모든 도면에서 명명되지 않을 수 있다.
도 1은 MPLS 네트워크에서 IP 포워딩이 어떻게 구현될 수 있는지를 나타낸 기능 블록도.
도 2는 MPLS 네트워크에서의 라우팅 정보의 교환을 나타낸 기능 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, IP VPN을 구현하도록 구성된 예시적인 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크의 기능 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, IP VPN이 도 3의 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에서 구현될 수 있게 하기 위해 구현될 수 있는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, IP VPN을 구현하도록 구성된 예시적인 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크의 기능 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, IP VPN이 도 5의 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에서 구현될 수 있게 하기 위해 구현될 수 있는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, IP VPN을 구현하도록 구성된 예시적인 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크의 기능 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, IP VPN이 도 7의 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에서 구현될 수 있게 하기 위해 구현될 수 있는 프로세스를 나타낸 흐름도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, LSA(Link State Advertisement)가 IP VPN과 연관된 VRF들 간에 라우팅 정보를 반송하게 할 TLV(Type Length Value)를 LSA가 어떻게 구성할 수 있는지에 대한 하나의 예의 기능 블록도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에서 사용되도록 구성된 네트워크 요소의 가능한 구현을 개략적으로 나타낸 도면.

링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크가, 네트워크 내의 스위칭 도메인(switched domain)에 대한 인그레스 노드들로 하여금 네트워크 계층 주소들을 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통한 경로들에 매핑하게 함으로써 네트워크 계층 라우팅 및 포워딩을 구현하는데 사용될 수 있다. 상세한 설명이 종종 예시적인 네트워크 계층 주소로서 IP 주소를 언급할 것이지만, 본 개시 내용은 다른 유형의 네트워크 계층 주소들에도 동일하게 적용되기 위한 것이다. 따라서, 본 발명은 네트워크 계층 어드레싱을 위해 IPv4 또는 IPv6에 의존하는 구현으로 제한되지 않으며 오히려 기타 형태의 네트워크 계층 어드레싱에 동일하게 적용된다.

IP 주소와 같은 네트워크 계층 주소를 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 내의 경로들에 매핑하는 것은, 스위칭된 네트워크(switched network)를 통한 IP 포워딩이 교환 네트워크에 대한 인그레스 노드들로 하여금 IP 주소들을 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 종단점 이더넷 MAC 주소들에 매핑하게 함으로써 발생하게 한다. 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 노드에서 네트워크 계층 주소가 학습될 때, 노드는 네트워크 계층 주소의 지식을 광고할 수 있다. 네트워크 계층 주소들을 광고하는 것은, 인그레스 노드가, 네트워크 계층 패킷이 수신될 때, 네트워크 상의 어느 다른 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 노드가 네트워크 계층 주소에 도달할 수 있는지를 판정하게 한다.

링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에 대한 인그레스 노드는 네트워크 계층 패킷을 네트워크 상의 종단점 MAC 주소로 포워딩하는 데 사용되는 MAC 헤더를 생성한다. 인그레스 노드가 노드 A이고 의도된 이그레스 노드가 노드 E인 경우, 인그레스 노드 A는 노드 E와 연관되어 있는 MAC 주소로 어드레싱되는 MAC 헤더를 생성할 것이다. 중간 노드들은 그들이 그 노드로의 최단 경로를 따라 MAC E로 어드레싱되는 패킷들을 포워딩할 수 있게 하도록 최단 경로 포워딩 상태를 설치했을 것이기 때문에, 중간 노드들은 단지 그들의 FIB(Forwarding Information Base)에서 MAC 탐색을 수행하고 패킷을 네트워크 상의 올바른 목적지로 포워딩한다. 중간 노드는 경로를 따라 각각의 홉에서 MAC 헤더를 분리시키거나 또는 새로운 MAC 헤더를 생성할 필요가 없다. 따라서, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통한 네트워크 계층 포워딩을 구현하기 위해 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 경로들이 사용될 수 있다.

스위칭된 도메인 내의 포워딩 엔티티에 패킷이 도착할 때 단일 네트워크 계층 탐색이 패킷에 대해 수행될 수 있는 네트워크 계층 포워딩을 구현하기 위해 이더넷 스위칭이 사용될 수 있다. 패킷이 스위칭된 도메인을 통과할 때 추가적인 네트워크 계층 탐색 동작을 필요로 하지 않고, 스위칭된 도메인에 걸쳐 패킷을 전송하는 데 사용될 수 있는 MAC 헤더에 네트워크 주소가 매핑될 수 있다. 종래의 라우팅된 네트워크와 달리, 스위칭된 도메인은 네트워크 계층 트래픽이 네트워크 계층 탐색을 수행하지 않고 다수의 이더넷 스위치를 통해 포워딩되게 한다. 따라서, 모든 노드들에서 네트워크 계층 탐색을 필요로 하지 않는 MPLS의 기능적 목적을 달성할 수 있다. 그러나, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 사용하여 네트워크 계층 트래픽을 포워딩하는 것은 중간 노드에서 MAC 헤더가 분리될 필요가 없고 스위칭 거동을 시뮬레이트하는 데 추가되는 라벨의 스와핑을 필요로 하지 않으며 링크-로컬 라벨들의 바인딩을 관리하는 데 필요한 연관된 시그널링 오버헤드를 필요로 하지 않는다는 추가의 이점을 MPLS에 대해 갖는다. 오히려, 동일한 MAC 헤더가 패킷이 네트워크 상의 노드들을 통과할 때 다수의 네트워크 노드들을 통해 패킷을 스위칭하는 데 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에 걸쳐 경로를 형성하는 노드들의 예시적인 선택 및 네트워크가 IP VPN을 구현할 수 있게 하는 라우팅 정보의 교환을 나타낸 기능 블록도이다. 도 3은 물론 이하에 기술되는 도 5 및 도 7에 도시된 실시예에서, 노드 A-E가 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에 참여하고 있다는 것이 가정될 것이며, 여기에서 네트워크 상의 각각의 노드는, 네트워크 토폴로지를 학습하고 최단 경로 포워딩 상태(멀티캐스트 및 유니캐스트 양쪽 모두)를 그들의 FIB(forwarding information base)에 설치하기 위해, LSA(Link State Advertisement)를 교환한다. 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크는 도면이 너무 복잡해지는 것을 피하기 위해 이들 예에 도시되지 않은 많은 다른 노드들을 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 실시예에서, IP VPN은, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 인그레스 노드 및 이그레스 노드로 하여금 각각의 지원되는 IP VPN에 대한 VRF를 구현하게 함으로써 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상에 구현될 수 있다. 구체적으로는, 특정의 IP VPN을 지원하는 각각의 노드가 IP VPN에 대한 라우팅 정보를 안전한 방식으로 유지할 수 있도록 그 IP VPN에 대한 VRF를 구현할 것이다. VRF는 IP VPN 분야에서 공지된 엔티티이다. 클라이언트 경로는 VRF 내에 간단히 구성될 수 있거나 또는 외부 BGP(external BGP)와 같은 외부 라우팅 프로토콜(external routing protocol)을 사용하여 클라이언트 광고를 통해 발견될 수 있으며, 이는 그 후 인그레스 노드에 의해 IP VPN에 대한 VRF에 저장된다. 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 상이한 노드들 상의 VRF는 iBGP 등의 내부 라우팅 프로토콜(internal routing protocol)을 사용하여, 이 실시예에서, 종래의 방식으로 경로를 교환한다.

도 4는 IP VPN이 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상에 구현되게 하는 데에 사용될 수 있는 하나의 프로세스를 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 각각의 노드는 그가 지원하는 각각의 VRF에 (각각의 IP VPN 내에서 사용되는 고객 IP 주소 공간과 별개인 제공업자의 전역 IP 주소 공간으로부터) IP 주소를 할당한다(400). 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 노드들은 통상 그들이 알고 있는 IP 주소를 광고하고, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 또한 이 동일한 메커니즘을 사용하여 그들의 VRF들에 할당된 전역 IP 주소들도 광고할 수 있다(402). 선택적으로, 통상의 IP 주소보다는 LSA에 의해 전달되는 IP 주소가 VRF에 할당되는 것을 명시하기 위해 고유의 TLV가 사용될 수 있다. 다른 노드들이 VPN과 연관된 또는 VPN에 할당된 IP 주소를 포함하는 LSA를 수신할 때, 그들은 IP 주소를 그들의 링크 상태 데이터베이스 내의 노드에 대한 그들의 엔트리에 추가한다(404). 따라서, 모든 노드들은 모든 그외의 노드들의 VRF들과 연관된 제공업자의 전역 IP 주소들을 알고 있다. 동일한 IP VPN에 대한 VRF들을 갖는 노드들은 VPN에 대한 라우팅 정보를 VRF에 파퓰레이트하기 위해 iBGP를 사용하여 통상의 방식으로 경로를 교환한다(406).

링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에 대한 인그레스 노드(예컨대, 도 3의 노드 A)가 UNI 인터페이스를 통해 IP 패킷을 수신할 때(410), 그것은, IP 패킷을 다루기 위한 방법을 결정하기 위한 IP 탐색을 수행하는 데 사용될 VRF를 식별할 것이며(412), 이것은 통상 물리적 또는 가상 도착 포트로부터 추론된다. VRF를 결정한 후에, 인그레스 노드는 패킷에 대한 목적지를 결정하기 위해 VRF에서 IP 탐색을 수행할 것이다(414). 이그레스 노드가 도 3의 노드 E인 것으로 가정하면, VRF에서의 IP 탐색은 패킷에 대한 다음 홉으로서 노드 E를 반환한다.

인그레스 노드는, 소스 주소로서 인그레스 노드 상의 VRF의 IP 주소를 사용하고, 목적지 주소로서 그 IP VPN에 대한 이그레스 노드 상의 VRF의 IP 주소를 사용하여, IP 헤더(302)를 추가할 것이다(416). 예를 들어, 도 3에 도시된 네트워크에서, IP 헤더는 소스 주소로서 노드 A 상의 VRF의 IP 주소를 사용하고 목적지 주소로서 노드 E 상의 VRF의 IP 주소를 사용할 것이다. IP 헤더는, 패킷이 이그레스 노드 E에 수신될 때, 이그레스 노드가 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통해 패킷을 포워딩하는 데 사용될 올바른 VRF를 식별하게 할 것이다.

인그레스 노드는 또한 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통한 스위칭 경로 상에 패킷을 두기 위해 MAC 헤더(304)를 생성한다(418). 앞서 언급한 바와 같이, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 노드들은 목적지 MAC 주소로의 최단 경로를 따라 패킷들을 스위칭하기 위해 포워딩 상태를 설치할 것이다. 노드들은, 각각의 홉에서 MAC 헤더가 분리되어 교체될 필요없이, MAC 헤더의 DA 및 VID를 읽은 다음에 패킷을 포워딩함으로써 이것을 할 수 있다. 따라서, 패킷이 그의 목적지(도 3의 노드 E)에 도착하도록 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 거쳐 포워딩될 수 있다.

이그레스 노드 E가 패킷을 수신할 때, 그것은 외부 MAC 헤더(304)를 분리시키고 외부 IP 헤더(302)를 사용하여 패킷을 포워딩하는 데 사용될 올바른 VRF를 식별한다(420). 이그레스 노드는 이어서, 패킷을 올바른 목적지로 포워딩하기 위해, 식별된 VRF 내의 내부 고객 IP 헤더(300)를 사용하여 IP 탐색을 수행한다(422).

도 5 및 도 6은 IP VPN이 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상에서 어떻게 구현될 수 있는지의 다른 예를 나타낸 것이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이 실시예에서, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 경계 노드들은 VRF로서 로컬적으로 인스턴스화되는 각각의 VPN에 I-SID를 할당한다(600). 경계 노드들은 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상에서 사용 중인 링크 상태 프로토콜과 관련하여 전송되는 LSA(link state advertisement)에서 I-SID를 포함한다. 예를 들어, IS-IS가 링크 상태 프로토콜로서 사용되는 경우, 경계 노드들은 그 경계 노드에서 지원되는 VPN에 할당된 I-SID를 포함하는 LSA를 발생한다(602). 따라서, E가 특정 VPN을 지원하는 경우, E는 그 VPN에 대한 I-SID를 VRF에 할당하고, A로 전송될 LSA를 생성한다. A는 노드 E에 의해 지원되는 VRF와 연관된 I-SID를 노드 E에 대한 그의 LSDB(Link State Data Base) 엔트리에 추가한다(604). 네트워크의 다양한 노드들에서 구현되는 동일한 VPN에 대한 VRF 정보가 표준 방식으로 iBGP를 사용하여 교환된다(606).

A가 패킷을 수신할 때(610), A는 IP 탐색을 수행하는 데 사용될 VRF를 식별하고(612), 그 다음 홉을 결정하기 위해 VRF에서 IP 탐색을 수행한다. 이 경우에, 탐색이 E에서 인스턴스화된 이 VPN에 대한 VRF를 통해 도달가능한 IP 주소를 반환하는 것(614)으로 가정한다. A는 VPN, 및 궁극적으로 E에서 패킷을 포워딩하는 데 사용될 VRF를 식별하기 위해 I-SID(502)를 패킷에 추가하고(616), 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통한 E로의 경로 상에 패킷을 두기 위해 MAC 헤더(504)를 생성한다(618). E가 패킷을 수신할 때, 그것은 외부 MAC 헤더(504)를 분리시키고 I-SID(502)를 사용하여 패킷을 포워딩하는 데 사용될 그 VPN에 대한 VRF를 식별한다(620). E는 패킷을 올바른 고객 대면 인터페이스로 포워딩하기 위해 식별된 VRF 내의 고객 IP 헤더(500)를 사용하여 IP 탐색을 수행한다(622).

도 7 및 도 8은 I-SID 태깅된(tagged) 고객 라우팅 정보가 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에 대해 사용되는 IS-IS 프로토콜로 교환되는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이다. 따라서, 이 실시예는, 이 실시예에서 경로를 교환하는 데 사용될 iBGP와 같은 내부 게이트웨이 라우팅 프로토콜(interior gateway routing protocol)을 필요로 하기보다는 링크 상태 라우팅 프로토콜이 VRF들 간에 라우팅 정보를 교환하는 데 사용되는 것을 제외하고는, 도 5 및 도 6에 도시된 실시예와 유사하게 동작한다.

구체적으로는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 경계 노드들은 VPN을 식별하는 I-SID를 경계 노드에 의해 지원되는 각각의 VRF에 바인딩(bind)하고(800), 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통해 I-SID를 LSA에 광고한다(802). 노드가 I-SID를 포함하는 LSA를 수신할 때, 그것은 LSA를 발행한 노드에 대한 그의 LSDB 엔트리에 I-SID를 추가한다(804). 노드가 I-SID와 연관된 새로운 경로를 학습할 때, 그것은 그 경로를 올바른 VRF에 파퓰레이트하며 또한 그 경로를 포함하는 LSA를 생성한다. 도 9와 관련하여 이하에서 기술하는 바와 같이, 새로운 TLV(Type Length Value)가 VRF들 간에 라우팅 정보를 전달하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 경계 노드들이 iBGP를 실행하는 것을 피할 수 있도록, 종단 노드들 간에 교환되는 LSA가 VRF에 대한 경로 정보(I-SID 마다의 경로 정보)를 포함한다(806).

노드 A와 같은 경계 노드가 패킷을 수신할 때(810), 그것은 패킷에 대한 IP 탐색을 수행하는 데 사용될 VRF를 식별한다(812). 경계 노드는 이어서 패킷에 대한 그 다음 홉을 결정하기 위해 VRF에서 IP 탐색을 수행한다. 이 예에서, 패킷에 대한 그 다음 홉이 이그레스 노드 E인 것(814)으로 가정한다.

인그레스 노드(노드 A)는 패킷을 처리하는 데 사용되어야 하는 VPN에 대한 E 상의 VRF를 식별하기 위해 패킷에 I-SID(702)를 추가한다(816). A는 또한 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통한 이그레스 노드(노드 E)로의 스위칭 경로 상에 패킷을 두기 위해 MAC 헤더(704)를 생성한다(818).

이그레스 노드가 패킷을 수신할 때, 그것은 외부 MAC 헤더(704)를 분리시키고 I-SID(702)를 사용하여 패킷을 포워딩하는 데 사용될 VRF를 식별한다(820). 이그레스 노드는 이어서, 패킷을 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통해 올바른 고객 대면 인터페이스로 포워딩하기 위해, 식별된 VRF 내의 고객 IP 헤더(700)를 사용하여 IP 탐색을 수행한다.

도 7 및 도 8과 관련하여 앞서 언급한 바와 같이, IS-IS LSA(Link State Advertisement)가 I-SID마다 경로 정보를 전달할 수 있게 하기 위해 새로운 TLV(Type Length Value)를 정의할 필요가 있을 수 있다. TLV는 네트워크 상의 노드들이 LSA의 필드들을 올바른 방식으로 해석할 수 있게 하기 위해 LSA의 포맷을 지정한다. 본질적으로, TLV는 LSA의 포맷을 지정하고 LSA로 전달될 수 있는 정보의 유형들을 지정한다. IS-IS TLV의 포맷은 ISO10589에 의해 정의된다. 이 표준은 TLV의 제1 옥테트(octet)가 정보 및 정보 포맷에 대한 범위를 제공하는 유형 또는 "코드포인트(codepoint)"를 인코딩하는 것으로 규정하고 있다.

도 9는 IS-IS LSA가 I-SID 단위로 VRF들 간에 라우팅 정보를 전달할 수 있게 하는 데 사용될 수 있는 하나의 가능한 ISIS LSA(TLV)를 나타낸 것이다. LSA TLV의 제1 옥테트가 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 시스템들이 LSA TLV에 포함된 필드들의 포맷을 이해할 수 있게 하는 값을 지정하는 것으로 가정한다.

도 9에 도시된 예시적인 TLV에서, TLV(900)는 종래의 TLV의 표준 필드들인 몇개의 필드들을 포함한다. 예를 들어, TLV는 시스템 ID 필드(902), 영역 주소 필드(904), 및 LSA를 발행하는 노드의 이웃들(906)에 관한 정보를 포함할 수 있다. TLV는 또한 그것의 IPv4 인터페이스(908)를 지정하기 위한, 그리고 그것이 알고 있는 IPv4 주소(910) 및 IPv6 주소(912)를 식별하기 위한 노드에 대한 필드를 포함한다. TLV는 또한 그것이 알고 있는 I-SID(914)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, TLV는 또한 노드가 그 노드 상에서 인스턴스화되는 VRF들에 할당된 IP VPN에 사용될 수 있는 I-SID를 지정할 수 있게 하는 필드(916)도 포함할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 노드들이 VRF들에 I-SID를 할당할 수 있게 하는 것은, 패킷들이 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통해 전송될 때 노드들이 패킷들에 대한 I-SID 헤더를 포함하게 하여, 이그레스 노드에 의해 네트워크를 통해 패킷을 포워딩하는 데 사용될 올바른 VRF가 결정될 수 있게 한다. 따라서, TLV는 노드들이 특정 VRF들에 할당되는 IP VPN-I-SID들의 정보를 광고함으로써 그러한 VRF들에 대한 정보를 광고할 수 있게 한다. IP VPN-I-SID 필드(916)는 도 5 및 도 6에 도시된 실시예에서는 물론 도 7 및 도 8에 도시된 실시예에서도 VRF를 광고하는 데 사용된다.

TLV(900)는 또한 LSA가 IPv4 경로(918) 및 IPv6 경로(920)를 포함할 수 있게 하는 2개의 부가적인 서브필드들을 포함한다. 이들 2개의 서브필드는 IP VPN-I-SID마다 포함되며, 따라서 IPv4 경로 및 IPv6 경로가 IP VPN-I-SID 단위로 지정될 수 있다. 이것은, iBGP와 같은 별개의 라우팅 프로토콜 인스턴스가 VRF들 간에 실행되도록 요구하는 것보다는, 라우팅 정보가 링크 상태 라우팅 시스템에 구현되는 본래의 LSA들을 사용하여 VRF들 간에 교환되게 한다. VRF는 경로들을 내보낼 때 표준 VRF 경로 내보내기 정책을 적용할 수 있고 또한 라우팅 정보를 그들의 VRF들로 가져올지 여부를 결정할 때 표준 VRF 가져오기 정책을 적용할 수 있다. 그외의 TLV 포맷도 또한 사용될 수 있고, 예시된 실시예는 IP VPN과 연관된 정보를 전달하기 위해 LSA가 포맷팅될 수 있는 방법의 예를 제공하기 위한 것이다.

도 10은 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크에서 사용되도록 구성되어 있는 도 3, 도 5 및 도 7의 네트워크 요소들(A-E)과 같은 네트워크 요소의 가능한 구현을 개략적으로 나타낸 것이다. 네트워크 요소는 라우팅 및 그외의 정보를 포함하는 제어 메시지를, 링크 상태 라우팅 프로토콜을 사용하는 네트워크 토폴로지에 관한 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 내의 피어들과 교환하도록 구성되는 라우팅 시스템 모듈(80)을 포함한다. 라우팅 시스템(80)에 의해 수신된 정보는 링크 상태 데이터베이스(88)에 또는 다른 방식으로 저장될 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 정보의 교환은, 네트워크 상의 노드들이 네트워크 토폴로지의 동기화된 뷰를 생성하게 하고, 이것은 그 후 라우팅 시스템 모듈(80)이 네트워크 상의 다른 노드들에 대한 최단 경로를 계산하게 한다. 라우팅 시스템(80)에 의해 계산된 최단 경로는, 계산된 최단 경로, 멀티캐스트 트리, 트래픽 엔지니어링된 경로 엔트리에 기초하여 그리고 그외의 엔트리에 기초하여 네트워크를 통해 트래픽을 방향지정하기 위한 적절한 엔트리로 파퓰레이트되는 FIB(82)에 프로그램된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 라우팅 시스템(80)은 네트워크 계층 도달가능성(reachability) 정보를 포함하는 경로 업데이트를 교환할 수 있다. 네트워크 상의 노드들이 알고 있는 네트워크 계층 주소들은, 네트워크 계층 패킷이 도달할 때 인그레스 노드가 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 올바른 이그레스 노드를 선택하게 하도록 네트워크 요소 상의 링크 상태 데이터베이스(88)에 저장된다. 네트워크 계층 주소들에 대한 정보는 또한, 노드들로 하여금 동일한 IP 멀티캐스트 그룹에 관심을 갖는 노드의 쌍 간에 포워딩 상태를 설치하게 함으로써, 네트워크 계층 멀티캐스트가 네트워크 상의 노드들에 의해 처리되게 하도록, 멀티캐스트 포워딩 상태가 네트워크 상에서 구현될 수 있게 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 요소는 또한 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상에 구현될 VPN에 대한 라우팅 정보를 포함하도록 구성된 VRF(90)를 포함한다. VRF는 도시된 바와 같이 별개로 구현될 수 있거나 FIB(82)의 지정된 부분으로서 구현될 수 있다.

프레임이 수신될 때, 패킷의 DA가 패킷이 노드로 어드레싱된다는 것을 나타내는 경우, 노드는 패킷으로부터 외부 MAC 헤더를 분리시키고, 패킷에 대한 IP 탐색을 수행하는 데 사용될 VRF를 결정하기 위해 내부 I-SID 또는 IP 헤더를 살펴본다. 노드는 이어서 올바른 VRF에 액세스하고, 고객 IP 헤더에 기초하여 IP 탐색을 수행하고, 패킷을 고객 IP 헤더의 목적지 주소로 포워딩한다.

설명된 모듈들은 예시적인 목적들만을 위한 것이고 본 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 이해될 바와 같이 노드의 모듈들 중에서 기능들을 결합하거나 또는 분류함으로써 구현될 수 있다는 것은 자명하다.

상기한 기능들은, 컴퓨터 판독가능 메모리에 저장되어 있고 컴퓨터 플랫폼 상의 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 프로그램 명령어들의 세트로서 구현될 수 있다. 그러나, 당업자에게는 본 명세서에 기술된 모든 로직은, 이산적인 컴포넌트, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 집적 회로, FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 마이크로프로세서와 같은 프로그램가능한 로직 장치와 함께 사용되는 프로그램가능한 로직, 상태 머신, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 다른 장치를 사용하여 구현될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 프로그램가능한 로직은, 판독 전용 메모리 칩, 컴퓨터 메모리, 디스크, 또는 다른 저장 매체와 같은 실체적인 매체(tangible medium)에 일시적으로 또는 영구적으로 고정되어 있을 수 있다. 모든 이러한 실시예들은 본 발명의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다.

도면에 도시되고 본 명세서에 기술된 실시예들의 다양한 변경들 및 수정들이 본 발명의 사상 및 범주 내에서 행해질 수 있다는 것은 자명하다. 따라서, 상기 설명에 포함되고 첨부 도면들에 도시된 모든 내용이 제한하는 의미가 아니라 예시적인 의미로 해석되어야 한다는 것이 의도된다. 본 발명은 이하의 청구항들 및 그에 대한 등가물들에 정의된 바에 의해서만 제한된다.

Claims

계층 3 프로토콜 VPN(Virtual Private Network)과 연관된 VRF(Virtual Routing and Forwarding) 테이블들 사이에서 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통해 라우팅 정보를 교환하는 방법으로서,
이더넷 네트워크 상에서 링크 상태 프로토콜을 구현하는 단계 ― 상기 링크 상태 프로토콜은 상기 이더넷 네트워크의 노드들이 상기 이더넷 네트워크의 노드 인접성 및 링크 상태에 관한 정보를 포함하는 링크 상태 광고를 교환하는 것을 가능하게 하도록 동작 가능함 ―;
상기 이더넷 네트워크의 제1 에지 노드에서 상기 VPN과 연관된 제1 VRF를 구현하는 단계;
상기 이더넷 네트워크의 제2 에지 노드에서 상기 VPN과 연관된 제2 VRF를 구현하는 단계;
공통 I-SID를 상기 제1 및 제2 VRF와 연관시키는 단계 - 상기 I-SID는 IEEE 802.1Q 표준에 따라 포워딩 결정을 하는 데에 있어 브리지에 의해 사용되지 않을 이더넷 프레임의 적어도 하나의 필드로 전달되는, 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 내의 상기 IP VPN에 대한 관심 커뮤니티 식별자(community of interest identifier)를 포함함 -;
상기 제1 에지 노드와 상기 제2 에지 노드 간에 링크 상태 광고들을 교환함으로써 상기 제1 VRF와 상기 제2 VRF 간의 VPN의 라우팅 정보를 교환하는 단계 - 상기 링크 상태 광고들은 상기 VPN과 연관된 상기 I-SID를 포함함 -;
상기 제1 에지 노드에서, 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 패킷들을 전송하기 전에 상기 I-SID를 상기 VPN과 연관된 수신된 상기 패킷들에 추가하는 단계; 및
상기 제2 에지 노드에서, 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크로부터 상기 I-SID를 포함하는 패킷들을 수신하고 상기 VPN과 연관된 상기 제2 VRF가 상기 I-SID를 포함하는 상기 수신된 패킷들의 처리를 결정하기 위해 사용될 것이라는 것을 결정하기 위해 상기 I-SID를 사용하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 에지 노드에서 상기 VPN과 연관된 고객 라우팅 정보를 수신하는 단계;
상기 수신된 고객 라우팅 정보에 기초하여 상기 제1 VRF를 갱신하는 단계; 및
상기 고객 라우팅 정보를 링크 상태 광고로 상기 제2 에지 노드로 내보내기 하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 제2 에지 노드에서 상기 내보내기된 고객 라우팅 정보를 포함하는 링크 상태 광고를 수신하는 단계; 및
상기 고객 라우팅 정보를 상기 제2 VRF로 가져오기하는 단계
를 더 포함하는 방법.
계층 3 프로토콜 VPN(Virtual Private Network)를 구현하도록 동작 가능한 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크로서,
상기 VPN과 연관된 제1 VRF를 포함하는 제1 에지 노드; 및
상기 VPN과 연관된 제2 VRF를 포함하는 제2 에지 노드
를 포함하며,
상기 제1 에지 노드 및 상기 제2 에지 노드는,
이더넷 네트워크 상에서 링크 상태 프로토콜을 구현하고 ― 상기 링크 상태 프로토콜은 상기 이더넷 네트워크의 노드들이 상기 이더넷 네트워크의 노드 인접성 및 링크 상태에 관한 정보를 포함하는 링크 상태 광고를 교환하는 것을 가능하게 하도록 동작 가능함 ―;
공통 I-SID를 상기 제1 및 제2 VRF와 연관시키고 - 상기 I-SID는 IEEE 802.1Q 표준에 따라 포워딩 결정을 하는 데에 있어 브리지에 의해 사용되지 않을 이더넷 프레임의 적어도 하나의 필드로 전달되는, 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 내의 상기 IP VPN에 대한 관심 커뮤니티 식별자를 포함함 -;
상기 제1 에지 노드와 상기 제2 에지 노드 간에 상기 VPN과 연관된 상기 I-SID를 포함하는 링크 상태 광고들을 교환함으로써 상기 제1 VRF와 상기 제2 VRF 간의 VPN의 라우팅 정보를 교환하도록 동작 가능하고,
상기 제1 에지 노드는 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 상의 수신된 패킷들을 전송하기 전에 상기 I-SID를 상기 VPN과 연관된 상기 패킷들에 추가하도록 동작 가능하고,
상기 제2 에지 노드는 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크로부터 상기 I-SID를 포함하는 패킷들을 수신하고 상기 VPN과 연관된 상기 제2 VRF가 상기 I-SID를 포함하는 상기 수신된 패킷들의 처리를 결정하기 위해 사용될 것이라는 것을 결정하기 위해 상기 I-SID를 사용하도록 동작 가능한, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크.
제4항에 있어서,
상기 제1 에지 노드는,
상기 VPN과 연관된 고객 라우팅 정보를 수신하고;
상기 수신된 고객 라우팅 정보에 기초하여 상기 제1 VRF를 갱신하고;
상기 고객 라우팅 정보를 링크 상태 광고로 상기 제2 에지 노드로 내보내기 하도록 동작 가능한, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크.
제5항에 있어서,
상기 제2 에지 노드는,
상기 내보내기된 고객 라우팅 정보를 포함하는 링크 상태 광고를 수신하고;
상기 고객 라우팅 정보를 상기 제2 VRF로 가져오기 하도록 동작 가능한, 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크.
계층 3 VPN(Virtual Private Network)의 구현에 기여하는 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크의 이더넷 노드를 동작시키는 방법으로서, 상기 이더넷 네트워크는 각각의 이더넷 노드가 네트워크의 계산된 뷰에 따라 포워딩 정보 베이스를 개별적으로 파퓰레이트(populate)하는 것을 가능하게 하도록 동작 가능한, 네트워크 제어 평면의 링크 상태 프로토콜을 구현하는 복수의 이더넷 노드를 포함하고, 상기 방법은:
상기 VPN에 대한 VRF(Virtual Routing and Forwarding) 테이블을 구축하는 단계;
I-SID를 상기 VRF와 연관시키는 단계 - 상기 I-SID는 IEEE 802.1Q 표준에 따라 포워딩 결정을 하는 데에 있어 브리지에 의해 사용되지 않을 이더넷 프레임의 적어도 하나의 필드로 전달되는, 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 내의 상기 VPN에 대한 관심 커뮤니티 식별자를 포함함 -;
링크 상태 프로토콜 링크 상태 광고로 상기 I-SID를 광고하는 단계; 및
상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크의 다른 이더넷 노드에 의해서 발생하는 링크 상태 프로토콜 링크 상태 광고의 상기 I-SID를 수신하는 단계
를 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 VPN에 속하는 패킷들이 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통하여 포워딩될 때 상기 I-SID를 상기 패킷들에 포함하는 단계; 및
상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크로부터 수신된 패킷의 상기 I-SID를 사용하여 상기 수신된 패킷의 추가 처리를 결정하기 위해 사용될 올바른 VRF를 식별하는 단계
를 더 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 I-SID는 IEEE 802.1ah(Provider Backbone Bridge) 표준에서 규정한 I-SID인 방법.
제7항에 있어서, 상기 I-SID와 관련하여 상기 계층 3 VPN의 고객 경로들을 광고하는 단계를 더 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 고객 경로들을 광고하는 단계는 상기 고객 경로들을 광고하기 위해 iBGP를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 고객 경로들을 광고하는 단계는 상기 고객 경로들을 광고하기 위해 링크 상태 프로토콜을 사용하는 단계를 포함하는 방법.
제12항에 있어서,
상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크의 상기 네트워크 제어 평면은 링크 상태 프로토콜의 인스턴스를 사용하고,
상기 고객 경로들을 광고하는 단계는 상기 고객 경로들을 광고하기 위해 상기 링크 상태 프로토콜의 인스턴스와 동일한 인스턴스를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 링크 상태 프로토콜은 IS-IS(Intermediate-System to Intermediate-System)이고, 고객 경로들을 광고하는 IS-IS 링크 상태 프로토콜 광고는 상기 IS-IS 링크 상태 광고가 고객 경로들을 광고한다는 것을 명시하는 TLV(Type Length Value)를 갖는 방법.
제14항에 있어서, 상기 TLV는 IPv4 고객 경로와 IPv6 고객 경로 모두가 상기 IS-IS 링크 상태 프로토콜 광고로 광고될 수 있게 하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 링크 상태 프로토콜은 상기 이더넷 네트워크의 각각의 이더넷 노드가 상기 이더넷 네트워크의 토폴로지의 공통 뷰를 갖는 것을 가능하게 하도록 구성 가능한 방법.
제7항에 있어서, 상기 링크 상태 프로토콜은 상기 이더넷 네트워크의 각각의 이더넷 노드가 상기 이더넷 네트워크의 토폴로지의 동기화된 뷰를 갖는 것을 가능하게 하도록 구성 가능한 방법.
링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 위한 이더넷 노드로서, 상기 링크 상태 프로토콜 이더넷 네트워크는 계층 3 VPN(Virtual Private Network)을 구현하고 각각의 이더넷 노드가 네트워크의 계산된 뷰에 따라 포워딩 정보 베이스를 개별적으로 파퓰레이트(populate)하는 것을 가능하게 하도록 동작 가능한, 네트워크 제어 평면의 링크 상태 프로토콜을 구현하는 복수의 이더넷 노드를 포함하고, 상기 이더넷 노드는:
상기 VPN과 연관된 적어도 하나의 VRF(Virtual Routing and Forwarding) 테이블;
I-SID를 상기 VPN과 연관된 상기 VRF와 연관시키도록 구성된 패킷 프로세서 - 상기 I-SID는 IEEE 802.1Q 표준에 따라 포워딩 결정을 하는 데에 있어 브리지에 의해 사용되지 않을 이더넷 프레임의 적어도 하나의 필드로 전달되는, 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크 내의 상기 VPN에 대한 관심 커뮤니티 식별자를 포함함 -; 및
링크 상태 프로토콜 링크 상태 광고로 상기 I-SID를 광고하고, 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크의 다른 이더넷 노드에 의해서 발생하는 링크 상태 프로토콜 링크 상태 광고의 상기 I-SID를 수신하도록 구성된 라우팅 시스템
을 포함하는 이더넷 노드.
제18항에 있어서, 상기 패킷 프로세서는 또한:
상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크로부터 수신된 패킷의 상기 I-SID를 사용하여 상기 수신된 패킷의 추가 처리를 결정하기 위해 사용될 올바른 VRF를 식별하고;
상기 VPN에 속하는 패킷들이 상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크를 통하여 포워딩될 때 상기 I-SID를 상기 패킷들에 포함하도록 구성되는, 이더넷 노드.
제18항에 있어서, 상기 I-SID는 IEEE 802.1ah(Provider Backbone Bridge) 표준에서 규정한 I-SID인 이더넷 노드.
제18항에 있어서, 상기 라우팅 시스템은 또한 상기 I-SID와 관련하여 상기 계층 3 VPN의 고객 경로들을 광고하도록 구성되는 이더넷 노드.
제21항에 있어서, 상기 라우팅 시스템은 또한 상기 고객 경로들을 광고하기 위해 iBGP를 사용하도록 구성되는 이더넷 노드.
제21항에 있어서, 상기 라우팅 시스템은 또한 상기 고객 경로들을 광고하기 위해 링크 상태 프로토콜 광고들을 사용하도록 구성되는 이더넷 노드.
제23항에 있어서,
상기 링크 상태 프로토콜 제어형 이더넷 네트워크의 상기 네트워크 제어 평면은 링크 상태 프로토콜의 인스턴스를 사용하고,
상기 라우팅 시스템은 또한 상기 고객 경로들을 광고하기 위해 상기 링크 상태 프로토콜의 인스턴스와 동일한 인스턴스를 사용하도록 구성되는 이더넷 노드.
제24항에 있어서, 상기 링크 상태 프로토콜은 IS-IS(Intermediate-System to Intermediate-System)이고, 고객 경로들을 광고하는 IS-IS 링크 상태 프로토콜 및 광고들은 상기 IS-IS 링크 상태 광고가 고객 경로들을 광고한다는 것을 명시하는 TLV(Type Length Value)를 갖는 이더넷 노드.
제25항에 있어서, 상기 TLV는 IPv4 고객 경로와 IPv6 고객 경로 모두가 상기 IS-IS 링크 상태 프로토콜 광고로 광고될 수 있게 하는 이더넷 노드.