(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰルータ・プロトコル処理を行うＩＰルータ本体装置と、
外部インタフェースを収容し、外部のＩＰサブネットと接続され、前記ＩＰサブネットからのイーサネットフレームを受信するとともに、外部のＩＰサブネットにデータを出力する入力側と出力側エッジ装置と、
前記入力側エッジ装置から受信したデータを前記ＩＰルータ本体装置に出力するとともに、前記ＩＰルータ本体装置からのデータを出力側エッジ装置に出力する内部スイッチと、
を備え、
前記入力側エッジ装置は、ユーザデータ、ＩＰパケットヘッダ及び、受信外部インタフェース番号を設定するインタフェース識別子フィールドと、自エッジ装置の装置アドレスを設定する送信元装置アドレス・フィールドと、前記ＩＰルータ本体装置の装置アドレスを設定する宛先装置アドレス・フィールドとを備える内部転送ヘッダを含む内部転送フレームフォーマットに変換して前記内部スイッチに転送し、
前記内部スイッチは、受信した内部転送フレームを、そのフレームヘッダに設定された宛先装置アドレスに対応する装置に転送し、
前記ＩＰルータ本体装置は、受信した前記内部転送フレームの前記インタフェース識別子から受信インタフェースを認識し、ＩＰパケットの出力先外部インタフェースを決定し、出力先外部インタフェース番号を前記インタフェース識別子フィールドに、出力先外部インタフェースを収容するエッジ装置の装置アドレスを前記宛先装置アドレス・フィールドに、自装置アドレスを前記送信元装置アドレス・フィールドに設定した内部転送ヘッダを付与した内部転送フレームを作成して、前記内部スイッチに転送し、
前記内部スイッチは、受信した内部転送フレームを宛先エッジ装置に転送し、
前記宛先のエッジ装置は、インタフェース識別子フィールドより出力先外部インタフースを認識し且つ前記ＩＰパケットヘッダ内の宛先ＩＰアドレスより宛先端末の物理アドレスを解決後に、前記内部転送ヘッダを除去し、通常のイーサネット・フレームヘッダを付与して宛先端末に送信することを特徴とするＩＰルータ装置。
【請求項２】
前記内部スイッチは、ＶＬＡＮ（仮想ＬＡＮ）対応ＬＡＮスイッチであることを特徴とする請求項１に記載のＩＰルータ装置。
【請求項３】
前記ＩＰルータ本体装置は、ＩＰルータ・プロトコル装置および前記ＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチに接続される内部転送ドライバを含むことを特徴とする請求項２に記載のＩＰルータ装置。
【請求項４】
前記各エッジ装置は、前記ＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチに接続される内部転送ドライバ、アドレス解決・ヘッダ変換装置およびイーサネット・ドライバを含むことを特徴とする請求項２または３に記載のＩＰルータ装置。
【請求項５】
前記内部スイッチは、ＡＴＭスイッチであり、前記ＩＰルータ本体装置は、ＩＰルータ・プロトコル装置及び前記ＡＴＭスイッチに接続されるＡＴＭインタフェースドライバを含むことを特徴とする請求項１に記載のＩＰルータ装置。
【請求項６】
前記各エッジ装置は、前記ＡＴＭスイッチに接続されるＡＴＭインタフェースドライバ、アドレス解決・ヘッダ変換装置およびイーサネット・ドライバを含むことを特徴とする請求項５に記載のＩＰルータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＰ（インターネット・プロトコル）ルータ装置に関し、特に拡張性の優れたＩＰルータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰルータ装置又はそれに関連する従来技術は、特開２０００−１０６５８４号公報の「通信システムの拡張インターフェイス装置」、特開平５−１９９２３０号公報の「インタネットワーク装置および通信ネットワークシステム」、特開２００１−８６１４９号公報の「通信処理装置」、特開２００１−８６１５０号および同８６１５１号公報の「インタネットワーク装置」および特開平和１０−２２９４１５号公報の「ＡＴＭスイッチを用いたルータ」等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
斯かる従来のＩＰルータ装置は、ＩＰルータプロトコル処理を行う装置および外部のＩＰサブネットと接続するインタフェースを収容する装置が同一の装置内コンポーネントとして構成されている。そのため、外部インタフェースの拡張性が少なく、小規模ＩＰルータ装置と大規模ＩＰルータ装置では異なる構成の装置を設置する必要があるため、ＩＰルータによるネットワーク構築の自由度が低いという課題があった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は、小規模から大規模まで、同一アーキテクチャで拡張性の高いＩＰルータ装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のＩＰルータ装置は、ＩＰルータ・プロトコル処理を行うＩＰルータ本体装置と、外部インタフェースを収容し、外部のＩＰサブネットと接続され、前記ＩＰサブネットからのイーサネットフレームを受信するとともに、外部のＩＰサブネットにデータを出力する入力側と出力側エッジ装置と、前記入力側エッジ装置から受信したデータを前記ＩＰルータ本体装置に出力するとともに、前記ＩＰルータ本体装置からのデータを出力側エッジ装置に出力する内部スイッチとを備え、前記入力側エッジ装置は、ユーザデータ、ＩＰパケットヘッダ及び、受信外部インタフェース番号を設定するインタフェース識別子フィールドと、自エッジ装置の装置アドレスを設定する送信元装置アドレス・フィールドと、前記ＩＰルータ本体装置の装置アドレスを設定する宛先装置アドレス・フィールドとを備える内部転送ヘッダを含む内部転送フレームフォーマットに変換して前記内部スイッチに転送し、前記内部スイッチは、受信した内部転送フレームを、そのフレームヘッダに設定された宛先装置アドレスに対応する装置に転送し、前記ＩＰルータ本体装置は、受信した前記内部転送フレームの前記インタフェース識別子から受信インタフェースを認識し、ＩＰパケットの出力先外部インタフェースを決定し、出力先外部インタフェース番号を前記インタフェース識別子フィールドに、出力先外部インタフェースを収容するエッジ装置の装置アドレスを前記宛先装置アドレス・フィールドに、自装置アドレスを前記送信元装置アドレス・フィールドに設定した内部転送ヘッダを付与した内部転送フレームを作成して、前記内部スイッチに転送し、前記内部スイッチは、受信した内部転送フレームを宛先エッジ装置に転送し、前記宛先のエッジ装置は、インタフェース識別子フィールドより出力先外部インタフースを認識し且つ前記ＩＰパケットヘッダ内の宛先ＩＰアドレスより宛先端末の物理アドレスを解決後に、前記内部転送ヘッダを除去し、通常のイーサネット・フレームヘッダを付与して宛先端末に送信する。
【０００６】
また、本発明によるＩＰルータ装置の好適実施形態によると、内部スイッチは、ＶＬＡＮ（仮想ＬＡＮ）対応ＬＡＮスイッチである。ＩＰルータ本体装置は、ＩＰルータ・プロトコル装置およびＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチに接続される内部転送ドライバを含んでいる。各エッジ装置は、ＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチに接続される内部転送ドライバ、アドレス解決・ヘッダ変換装置およびイーサネット・ドライバを含んでいる。また、内部スイッチは、ＡＴＭスイッチであり、ＩＰルータ本体装置は、ＩＰルータ・プロトコル装置およびＡＴＭスイッチに接続されるＡＴＭインタフェースドライバを含んでいる。各エッジ装置は、ＡＴＭスイッチに接続されるＡＴＭインタフェースドライバ、アドレス解決・ヘッダ変換装置およびイーサネット・ドライバを含んでいる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるＩＰルータ装置の好適実施形態の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【０００８】
先ず、図１は、本発明によるＩＰ（Internet  Protocol：インターネットプロトコル）ルータ装置の基本構成を示すブロック図である。このＩＰルータ装置は、接続可能なイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）インタフェース数を拡張可能としたことにより、小規模ＩＰルータから大規模ＩＰルータまでＩＰルータ構成を拡張・縮小可能とするものである。図１に示す本発明によるＩＰルータ装置（又は拡張型ＩＰルータ装置）１０１は、ＩＰルータ本体装置１０２、内部スイッチ１０３および複数（例えば４個）のエッジ装置１０４により構成される。
【０００９】
ここで、ＩＰルータ本体装置１０２は、ＩＰルータ・プロトコル処理を行う。各エッジ装置１０４は、外部インタフェースを収容する。ＩＰルータ本体装置１０２は、通常のＩＰルータ・プロトコル処理を行うが、このＩＰルータ本体装置１０２は、ＩＰサブネットと接続するインタフェースは直接接続せず、内部スイッチ１０３と内部インタフェースにより接続する。外部のＩＰサブネットと接続するインタフェース（以下、外部インタフェース）は、複数のエッジ装置１０４により収容される。エッジ装置１０４は、内部インタフェースにより内部スイッチ１０４に接続する。
【００１０】
次に、拡張型ＩＰルータ装置１０１におけるＩＰパケット・スイッチングについて説明する。外部のＩＰサブネットと接続する外部インターフェース上で送受信されるイーサネット・フレームのフォーマットを図２に示す。即ち、イーサネット・フレームは、ユーザデータ２０１、ＩＰパケットヘッダ２０２およびイーサネット・フレームヘッダ２０３により構成される。
【００１１】
外部のＩＰサブネットからイーサネット・フレームを受信したエッジ装置１０４は、ＩＰルータ本体装置１０２宛にこのフレームを内部スイッチ１０３経由で転送するため、受信イーサネット・フレームを図３に示す内部転送フレームフォーマットに変換する。このパケットフォーマットは、ユーザデータ３０１、ＩＰパケットヘッダ３０２および内部転送ヘッダ３０３により構成される。即ち、受信イーサネット・フレームのフレーム・ヘッダ２０３を除去し、代わりに内部転送フレームヘッダ３０３を付与する。この内部転送ヘッダ３０３は、インタフェース識別子３０４、送信元装置アドレス３０５および宛先装置アドレス３０６により構成される。
【００１２】
内部転送ヘッダ３０３の宛先装置アドレス・フィールド３０６にＩＰルータ本体装置１０２の装置アドレスを設定する。送信元装置アドレス・フィールド３０５に自エッジ装置の装置アドレスを設定する。インタフェース識別子フィールド３０４に受信外部インタフェース番号（拡張型ＩＰルータ装置内でユニークにアサインされている）を設定する。そして、この内部転送フレームを内部スイッチ１０３に転送する。
【００１３】
次に、内部スイッチ１０３は、受信した内部転送フレームのフレームヘッダに設定された宛先装置アドレスに対応する装置にこのフレームを転送する。ＩＰルータ本体装置１０２は、受信した内部転送フレームのインタフェース識別子３０４から受信インタフェースを認識し、通常のルート決定処理を行う。ＩＰパケットの出力先外部インタフェースを決定し、出力先外部インタフェース番号をインタフェース識別子フィールド３０４に、出力先外部インタフェースを収容するエッジ装置１０４の装置アドレスを、宛先装置アドレス・フィールド３０６に、自装置アドレスを送信元装置アドレス・フィールド３０５に設定した内部転送ヘッダを付与した内部転送フレームを作成し、内部スイッチ１０３に転送する。
【００１４】
内部スイッチ１０３は、このフレームを宛先エッジ装置１０４に転送する。宛先のエッジ装置１０４は、インタフェース識別子フィールドより出力先外部インタフースを認識し且つＩＰパケットヘッダ３０２内の宛先ＩＰアドレスより宛先端末の物理アドレスを解決後に、内部転送ヘッダ３０３を除去し、通常のイーサネット・フレームヘッダ２０３を付与して宛先端末に送信する。エッジ装置１０４は、必要となるルータの規模に合わせて増設・減設が可能なため、ＩＰルータ本体装置１０２の構成に関係なく、収容可能な外部インタフェースを拡張・減少させることが可能になる。
【００１５】
上述の如く、本発明のＩＰルータ装置１０１では、ＩＰルータがＩＰサブネットを接続するためのイーサネット・インタフェースをエッジ装置１０４の増設・減設のみで拡張・縮小できるため、小規模ＩＰルータから大規模ＩＰルータまで同一アーキテクチャで構成することが可能になる。
【００１６】
次に、図４は、本発明によるＩＰルータ装置の第１実施形態の詳細構成を示すブロック図である。この拡張型ＩＰルータ装置４０１は、ＩＰルータ本体装置４０２、ＶＬＡＮ（Virtual  ＬＡＮ）対応ＬＡＮ（Local  Area  Network）スイッチ４０３および複数のエッジ装置４０４により構成される。ＩＰルータ本体装置４０２は、ＩＰルータ・プロトコル装置４０６および内部転送ドライバ４０７を含み、内部インタフェースにてＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチ４０３に接続している。外部インタフェース４０５を収容する各エッジ装置４０４は、内部転送ドライバ４０８、アドレス解決・ヘッダ変換装置４０９およびイーサネット・ドライバ４１０を含み、内部インタフェースにてＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチ４０３に接続している。
【００１７】
この実施形態におけるＶＬＡＮ（仮想ＬＡＮ）対応ＬＡＮスイッチ４０３は、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで定義されたＶＬＡＮ識別子を含むＶＬＡＮ−ｔａｇヘッダによるイーサネット・フレーム・スイッチングが可能である。この実施形態においては、内部転送フレームはＩＥＥＥ８０２．１Ｑで定義されたＶＬＡＮ識別子を含むＶＬＡＮ−ｔａｇフレームのフォーマットを使用し、宛先および送信元装置アドレスは各装置が持つ物理（ＭＡＣ）アドレスであり、インタフェース識別子はＶＬＡＮ識別子を使用する。
【００１８】
次に、図４に示すの拡張型ＩＰルータ装置４０１の動作を説明する。先ず、エッジ装置４０４におけるイーサネット・フレーム受信処理について説明する。エッジ装置４０４は、イーサネット・ドライバ４１０により外部インタフェース４０５からＩＰパケットを含むイーサネット・フレームを受信すると、アドレス解決・ヘッダ変換装置４０９にこのフレームを渡す。アドレス解決・ヘッダ変換装置４０９は、このフレームのフレームヘッダを除去し、宛先ＭＡＣアドレスとしてＩＰルータ本体装置４０２のＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレスとして自エッジ装置のＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮ識別子として外部インタフェース番号を設定したVLAN-tagフレームヘッダを付与する。そして、内部転送ドライバ４０８により内部インタフェースを通してＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチ４０３にこのフレームを転送する。ＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチ４０３は、受信ＶＬＡＮ−ｔａｇフレームの宛先ＭＡＣアドレスに従いこのフレームをＩＰルータ本体装置４０２へ転送する。
【００１９】
次に、ＩＰルータ本体装置４０２におけるＩＰパケット・スイッチィングについて説明する。ＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチ４０３より転送されたフレームは、内部転送ドライバ４０７によりフレームヘッダが除去され、ＶＬＡＮ識別子フィールドに示された受信外部インタフェース番号と共にＩＰルータ・プロトコル装置４０６に送られる。ＩＰルータ・プロトコル装置４０６は、受信外部インタフェース番号およびＩＰパケットヘッダ情報からこのＩＰパケットの出力先外部インタフェース４０５を決定し、出力先外部インタフェース番号と共にこのＩＰパケットを内部転送ドライバ４０７に渡す。
【００２０】
内部転送ドライバ４０７は、宛先ＭＡＣアドレスとして出力先外部インタフェースを収容するエッジ装置のＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレスとして自ＭＡＣアドレス、ＶＬＡＮ識別子情報として出力先外部インタフェース番号を設定したＶＬＡＮ−ｔａｇフレームヘッダを付与する。そして、内部インタフェースを介してＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチ４０３にこのフレームを転送する。ＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチ４０３は、受信ＶＬＡＮ−ｔａｇフレームの宛先ＭＡＣアドレスに従いこのフレームを、出力先外部インタフェースを収容するエッジ装置４０４に転送する。
【００２１】
次に、エッジ装置４０４におけるイーサネット・フレーム送信処理について説明する。ＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチ４０３より転送されたフレームは、内部転送ドライバ４０８によりフレームヘッダが除去され、ＶＬＡＮ識別子フィールドに示された出力先外部インタフェース番号と共にアドレス解決・ヘッダ変換装置４０９に渡される。アドレス解決・ヘッダ変換装置４０９は、出力先外部インタフェース番号に示された外部インタフェースに対応するＩＰアドレス・物理（ＭＡＣ）アドレス解決テーブルを、このＩＰパケットの宛先ＩＰアドレスで検索し、宛先ＩＰアドレスが示す宛先端末のＭＡＣアドレスを得る。
【００２２】
テーブルエントリがない場合には、アドレス解決プロトコル（Address  Resolution  Protocol：以下ＡＲＰという）によりアドレス解決を行った後に、宛先ＭＡＣアドレスとして宛先端末ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレスとして出力先外部インタフェースのＭＡＣドレスを設定したイーサネット・フレームヘッダを付与したイーサネット・フレームを該外部インタフェースに送信する。エッジ装置４０４は、必要となるルータの規模に合わせて増設・減設が可能なため、ＩＰルータ本体装置４０２の構成に関係なく、収容可能な外部インタフェースを拡張・減少させることが可能である。
【００２３】
次に、図５は、本発明によるＩＰルータ装置の第２実施形態の詳細ブロック図を示す。図５に示すＩＰルータ装置５０１は、ＩＰルータ本体装置５０２、ＡＴＭスイッチ５０３および複数のエッジ装置５０４により構成される。ＩＰルータ本体装置５０２およびエッジ装置５０４は、ＡＴＭインタフェースドライバ５０７、５０８を含み、それぞれＡＴＭインタフェースによりＡＴＭスイッチ５０３に接続されている。この実施形態においては、内部転送フレームはＩＰルータ本体装置５０２および各エッジ装置５０４間を接続するＡＴＭコネクション上を転送される。
【００２４】
内部転送フレームヘッダのフォーマットは、図３に示すヘッダフォーマットと同様であるが、この実施形態においてはＩＰルータ本体装置５０２および各エッジ装置５０４間にはＡＴＭコネクションが直接設定されている。宛先・送信元装置アドレスは、ＡＴＭコネクション識別子で置き換えられ、またインタフェース識別子には外部インタフェース番号がそのまま設定される。ＩＰルータ・プロトコル装置５０６、アドレス解決・ヘッダ変換装置５０９におけるＩＰアドレスーＭＡＣアドレス解決およびイーサネット・ドライバ５１０の機能は、図４におけるＩＰルータ・プロトコル装置４０６、アドレス解決・ヘッダ変換装置４０９およびイーサネット・ドライバ４１０と同様である。
【００２５】
以上、本発明によるＩＰルータ装置の好適実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【００２６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明のＩＰルータ装置によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、内部スイッチを使用し、ＩＰルータがＩＰサブネットを接続するためのイーサネット・インタフェースをエッジ装置の増減のみで拡張又は縮小できるので、ＩＰルータ本体装置の構成を変更することなく、小規模ＩＰルータから大規模ＩＰルータまで、同一アーキテクチャで構成することが可能である。また、内部スイッチは、ＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチ又はＡＴＭスイッチの何れでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＩＰルータ装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＩＰルータ装置の外部インタフェースにおけるパケットフォーマット例である。
【図３】図１のＩＰルータ装置の内部インタフェースにおけるパケットフォーマット例である。
【図４】本発明によるＩＰルータ装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明によるＩＰルータ装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１、４０１、５０１      ＩＰルータ装置
１０２、４０２、５０２      ＩＰルータ本体装置
１０３      内部スイッチ
３０３      内部転送ヘッダ
４０３      ＶＬＡＮ対応ＬＡＮスイッチ
４０５、５０５      外部インタフェース
５０３      ＡＴＭスイッチ
１０４、４０４、５０４      エッジ装置
【図１】
0003716915.tif 000002
【図２】
0003716915.tif 000003
【図３】
0003716915.tif 000004
【図４】
0003716915.tif 000005
【図５】
0003716915.tif 000006