(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のネットワーク間で転送されるデータに付与されるヘッダに含まれるデータリンク層の情報と、上記データの転送経路との対応関係が記述されたデータ転送経路表が格納された記憶手段と、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する中継手段とを備え、上記中継手段は、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記記憶手段に格納された上記データ転送経路表を検索し、上記データの転送先を決定するデータ中継装置において、
上記複数のネットワークは、それぞれ上記データを伝送するために使用するデータ伝送帯域を占有することができるものであり、
上記中継手段は、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記データ伝送帯域を決定することを特徴とするデータ中継装置。
【請求項２】
上記複数のネットワークのうち、少なくとも１つがＡＴＭ対応のネットワークであり、その他の少なくとも１つがＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したネットワークであることを特徴とする請求項１記載のデータ中継装置。
【請求項３】
複数のネットワーク間で転送されるデータに付与されるヘッダに含まれるデータリンク層の情報と、上記データの転送経路との対応関係が記述されたデータ転送経路表を、記憶手段に格納しておき、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記記憶手段に格納された上記データ転送経路表を検索し、上記データの転送先を決定するデータ中継方法において、
上記複数のネットワークは、それぞれ上記データを伝送するために使用するデータ伝送帯域を占有することができるものであり、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記データ伝送帯域を決定することを特徴とするデータ中継方法。
【請求項４】
上記複数のネットワークのうち、少なくとも１つがＡＴＭ対応のネットワークであり、その他の少なくとも１つがＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したネットワークであることを特徴とする請求項３記載のデータ中継方法。
【請求項５】
互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する処理を行い、複数のネットワーク間で転送されるデータに付与されるヘッダに含まれるデータリンク層の情報と、上記データの転送経路との対応関係が記述されたデータ転送経路表を、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて検索し、上記データの転送先を決定するデータ中継プログラムが記録された記録媒体であって、
上記複数のネットワークは、それぞれ上記データを伝送するために使用するデータ伝送帯域を占有することができるものであり、上記データ中継プログラムは、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記データ伝送帯域を決定することを特徴とするデータ中継プログラムが記録された記録媒体。
【請求項６】
上記データ中継プログラムは、上記複数のネットワークのうち、少なくとも１つがＡＴＭ対応のネットワークであり、その他の少なくとも１つがＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したネットワークである際のデータの転送に対応することを特徴とする請求項５記載のデータ中継プログラムが記録された記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のネットワーク間で高速にデータ転送を行うデータ中継装置及びデータ中継方法並びにこのデータ中継方法を実現するデータ中継プログラムが記録された記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＭＡＮ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の複数のネットワーク同士を接続する中継機器として、いわゆるルータが知られている。ルータは、その内部にデータを転送する経路を選定するための経路表を備えており、データを受け取ると、そのデータに付与されたＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ内の情報に基づき、データを転送すべき経路を選択する。
【０００３】
このＩＰヘッダは、図１３に示すような構成からなる。すなわち、ｖｅｒｓ（ｖｅｒｓｉｏｎ）は、ＩＰのバージョンを示すものであり、例えばバージョン４を示す情報が記録されている。
【０００４】
ｈｌｅｎ（ｈｅａｄｅｒ  ｌｅｎｇｔｈ）は、ＩＰヘッダの長さを３２ビット（４オクテット）を単位として示すものである。
【０００５】
ｔｏｓ（ｔｙｐｅ  ｏｆ  ｓｅｒｖｉｃｅ）は、データの優先度や低遅延、高スループット、高信頼性、低コストといったサービスの質を表し、ユーザの指定やアプリケーションプロトコルの特性によって設定されるものである。
【０００６】
ｌｅｎｇｔｈは、ＩＰヘッダとその後に続くデータとの全長をオクテット単位で表すものである。
【０００７】
ｉｄは、細分化されたＩＰデータグラムを再構成する際に、元のＩＰデータグラムを識別するために、発信元が割り当てるものである。
【０００８】
ｏｆｆｓｅｔは、ＩＰデータグラムの細分化を制御するフラグと、フラグメントが最初のデータのどの位置にあるかを８オクテットを単位とするオフセット値で示したフラグメントオフセットとからなるものである。
【０００９】
ｔｔｌ（ｔｉｍｅ  ｔｏ  ｌｉｖｅ）は、ＩＰデータグラムがインターネット内に存在できる最大の時間を示した８ビットの整数値であり、ルータを中継するたびに減算されるものである。
【００１０】
ｐｒｏｔｏｃｏｌは、例えばＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）といったＩＰの上位プロトコルを識別するためのものである。
【００１１】
ｃｈｅｃｋ  ｓｕｍは、ＩＰヘッダの正確さを保証するチェックサムを表すものである。
【００１２】
ｓｒｃ  ＩＰ  ａｄｄｒｅｓｓ（ｓｏｕｒｃｅ  ＩＰ  ａｄｄｒｅｓｓ）は、ＩＰデータグラムの発信元を示すＩＰアドレスであり、ｄｅｓｔ  ＩＰ  ａｄｄｒｅｓｓ（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  ＩＰ  ａｄｄｒｅｓｓ）は、ＩＰデータグラムの送信先を示すＩＰアドレスである。
【００１３】
複数のネットワーク間でデータを転送するとき、ルータは、基本的には、図１４に示すように、送られてくるパケット毎に上述した構成からなるＩＰヘッダ内のｄｅｓｔ  ＩＰ  ａｄｄｒｅｓｓを調べ、その情報を元にネットワーク層で管理する経路表を検索する。そして、ルータは、検索結果に基づき、送り先のインターフェースや次の中継ルータ（ｎｅｘｔ  ｈｏｐ  ｇａｔｅｗａｙ）を決定する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のルータにおいては、ネットワーク層で管理する経路表を検索する際に、最も長いサブネットマスクに対応するエントリを求めるｌｏｎｇｅｓｔ−ｍａｔｃｈを行う必要があった。
【００１５】
上述したｄｅｓｔ  ＩＰ  ａｄｄｒｅｓｓを含むＩＰアドレスは、図１５に示すように、３２ビットで構成され、一般的に、ネットワーク部と、ホスト部と、このホスト部をさらに分割して構成したサブネット部とにわかれている。サブネットマスクとは、３２ビットのＩＰアドレスのうち、どの部分をネットワーク部にし、サブネット部にするかという情報である。ルータは、このＩＰアドレスを調べ、データを転送すべきノードが所属するサブネットマスクに相当するネットワークを検索し、その経路を決定する。
【００１６】
しかしながら、このＩＰアドレスにおいては、ネットワーク部、サブネット部、ホスト部が、３２ビットの中で、可変長となっており、ルータは、データを転送すべきサブネットマスクを検索するのに、非常に長い処理時間を要するといった問題があった。
【００１７】
また、従来のルータにおいては、データを転送するたびに、上述したｔｔｌの減算処理やｃｈｅｃｋ  ｓｕｍの付け替えといった処理を行う必要があった。
【００１８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、ネットワーク層においてデータ転送を行うことで要していた従来のルータにおける負荷の大きい処理を省略することで、高速なデータ転送を行うことができるデータ中継装置及びデータ中継方法を提供することを目的とするものである。また、本発明は、このデータ中継方法を実現するデータ中継プログラムが記録された記録媒体を提供することを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のネットワーク間で転送されるデータに付与されるヘッダに含まれるデータリンク層の情報と、上記データの転送経路との対応関係が記述されたデータ転送経路表が格納された記憶手段と、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する中継手段とを備え、上記中継手段は、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記記憶手段に格納された上記データ転送経路表を検索し、上記データの転送先を決定するデータ中継装置において、上記複数のネットワークは、それぞれ上記データを伝送するために使用するデータ伝送帯域を占有することができるものであり、上記中継手段は、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記データ伝送帯域を決定することを特徴とする。
【００２０】
以上のように構成された本発明にかかるデータ中継装置は、データリンク層の情報に基づいて決定された転送先にデータの中継・転送を行う。
【００２１】
また、本発明は、複数のネットワーク間で転送されるデータに付与されるヘッダに含まれるデータリンク層の情報と、上記データの転送経路との対応関係が記述されたデータ転送経路表を、記憶手段に格納しておき、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記記憶手段に格納された上記データ転送経路表を検索し、上記データの転送先を決定するデータ中継方法において、上記複数のネットワークは、それぞれ上記データを伝送するために使用するデータ伝送帯域を占有することができるものであり、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記データ伝送帯域を決定することを特徴とする。
【００２２】
以上のような本発明にかかるデータ中継方法は、データリンク層の情報に基づいてデータを中継して転送する。
【００２３】
さらに、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する処理を行い、複数のネットワーク間で転送されるデータに付与されるヘッダに含まれるデータリンク層の情報と、上記データの転送経路との対応関係が記述されたデータ転送経路表を、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて検索し、上記データの転送先を決定するデータ中継プログラムが記録された記録媒体であって、上記複数のネットワークは、それぞれ上記データを伝送するために使用するデータ伝送帯域を占有することができるものであり、上記データ中継プログラムは、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記データ伝送帯域を決定することを特徴とするデータ中継プログラムが記録されてなる。
【００２４】
以上のように構成された本発明にかかるデータ中継プログラムが記録された記録媒体は、データリンク層の情報に基づいて決定された転送先にデータを中継して転送するためのデータ中継プログラムを供給する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
本発明を適用した実施の形態は、例えば図１に示すように、非同期通信モード（以下、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ）と略称する。）に対応するネットワーク（以下、ＡＴＭネットワークと称する。）と、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，  Ｉｎｃ．）によって承認されたＩＥＥＥ  Ｓｔｄ．  １３９４−１９９５  ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  ａ  Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ規格（以下、ＩＥＥＥ１３９４規格と略称する。）に準拠したネットワーク（以下、ＩＥＥＥ１３９４ネットワークと称する。）との間でデータ転送を行うためのレイヤ２−フォワーディング・ルータ１０である。そこでまず、これらのＡＴＭとＩＥＥＥ１３９４規格とについて簡単に説明する。
【００２７】
ＡＴＭとは、通信速度によらず同一の情報転送処理を可能にするため、ＡＴＭセルと呼ばれる固定長の転送情報毎にルーティング情報をＡＴＭセルヘッダと呼ばれるヘッダ部に付与し、これに基づいて情報の多重化やルーティングを行う方式である。
【００２８】
ＡＴＭセルヘッダは、図２に示すような構成からなる。ＧＦＣ（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）は、ユーザ・網インターフェース上でのフロー制御に用いられるものである。
【００２９】
ＶＰＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐａｔｈ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）及びＶＣＩ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）は、ＡＴＭコネクションの識別に用いられ、さらに、ＰＴ（Ｐａｙｌｏａｄ  Ｔｙｐｅ）が割り当てられることで、セルレベルでの前方向輻輳通知等が可能になっている。
【００３０】
また、ＣＬＰ（Ｃｅｌｌ  Ｌｏｓｓ  Ｐｒｉｏｒｉｔｙ）は、輻輳等の発生時に行う可能性のあるセル損失制御の優先度を表示するものである。
【００３１】
さらに、ＨＥＣ（Ｈｅａｄｅｒ  Ｅｒｒｏｒ  Ｃｈｅｃｋ）は、ヘッダ誤りの検出・訂正のため、１ビット誤り訂正、複数ビット誤り検出能力を有するＣＲＣ（Ｃｙｃｒｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）のチェック情報を表すものである。
【００３２】
このような構成からなるＡＴＭセルヘッダは、プロトコルの階層を規定したＯＳＩ（Ｏｐｅｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ、開放型システム間相互接続）の基本参照モデルのうち、いわゆるデータリンク層に属するＡＴＭレイヤで規定されているものである。
【００３３】
このＯＳＩとは、図３に示すように、物理層と、データリンク層と、ネットワーク層と、トランスポート層と、セッション層と、プレゼンテーション層と、アプリケーション層とにわかれて階層的に整理されている。
【００３４】
第１層目の物理層は、接続に用いるケーブルの端のコネクタの形状やピンの数と種類といった物理的規格や、電気信号の規格等を規定したものであり、光通信関連の規格も含まれるものである。物理層では、０又は１からなるビット列の受け渡しを行う。
【００３５】
第２層目のデータリンク層は、物理層でのビット列の伝送を、パケットやフレームと呼ばれる意味のある情報の単位として区切る役割を果たすものである。データリンク層は、データをパケット化し、パケットのエラー検出コードや順序情報等とともに隣接するシステム間でのデータ転送を行い、伝送エラーを制御する。
【００３６】
第３層目のネットワーク層は、ネットワークのシステム間でのデータ伝送の中継やルーティング制御を行うものである。広域のネットワークでは、データを伝送する経路が確立しないと通信を行うことができないため、ネットワーク層において、ネットワークアドレスに基づいた経路制御を行う。
【００３７】
第４層目のトランスポート層は、例えば、通信の途中で生じたエラーを回復するために再送の制御を行ったり、間欠的に到着するパケットの順序をそろえるといったように、通信の品質を保証する機能を実現するものである。
【００３８】
第５層目のセッション層は、通信が対話（ダイアログ）としての秩序を保つように制御するものであり、例えば送信権の制御や同期の確立を行うための規定を行うものである。
【００３９】
第６層目のプレゼンテーション層は、文字セットや文字コードの変換、データ構造の変換を行うものである。
【００４０】
第７層目のアプリケーション層は、例えばコンピュータ等のコンソールにおいて、アプリケーションプログラムを利用することができるサービスを提供するものである。例えば、アプリケーション層は、電子メールやファイル転送、遠隔ログイン等の機能を提供するために用いられる。
【００４１】
上述したＡＴＭレイヤでは、ＡＴＭセルヘッダとデータとからなる５３オクテットのＡＴＭセルを生成し、いわゆるカットスルー転送を行うことができる。また、ＡＴＭレイヤでは、インターネットを経由してデータ転送を行う際には、図４に示すように、ＩＰデータグラムにＬＬＣ／ＳＮＡＰ（Ｌｏｇｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌ／Ｓｕｂ−Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダが付加され、さらに再結合のためのＡＡＬ５（ＡＴＭ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ  ５）トレイラ及び必要に応じてパディングが付加されて４８オクテットの倍数からなるパケットを生成する。そして、ＡＴＭレイヤでは、このパケットを４８オクテットのセルに分割し、それぞれのセルに５オクテットのＡＴＭセルヘッダが付与されて、５３オクテットのＡＴＭセルを形成し、このＡＴＭセルを転送していく。
【００４２】
一方、ＩＥＥＥ１３９４規格は、マルチメディア・データ転送のためのインターフェースを目的として高速データ転送、リアルタイム転送をサポートしたインターフェース規格である。このＩＥＥＥ１３９４規格においては、ネットワーク内で行われる転送動作をサブアクションと呼び、次の２種類のサブアクションが規定されている。すなわち、２つのサブアクションとして、「アイソクロナス（ｉｓｏｃｈｒｏｎｏｕｓ）」と呼ばれる転送帯域を保証した同期転送モードが定義され、また、「アシンクロナス（ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）」と呼ばれる非同期転送モードが定義されている。
【００４３】
このようなＩＥＥＥ１３９４規格におけるパケットのヘッダ部は、「アイソクロナス」と「アシンクロナス」とで異なる。
【００４４】
「アイソクロナス」でのヘッダ部（以下、１３９４同期ヘッダという。）は、図５に示すような構成からなり、１３９４同期ヘッダに続くデータブロックの大きさを表すｄａｔａ  ｌｅｎｇｔｈと、上位層でのパケットの分類を表すｔａｇ（ｉｓｏｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｄａｔａ  ｆｏｒｍａｔ  ｔａｇ）と、チャンネルを表すｃｈａｎｎｅｌ（ｉｓｏｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｃｈａｎｎｅｌ）と、同期化コードを表すｓｙ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ）と、１３９４同期ヘッダのＣＲＣを表すｈｅａｄｅｒ＿ＣＲＣ等を備える。
【００４５】
また、「アシンクロナス」でのヘッダ部（以下、１３９４非同期ヘッダという。）は、図６に示すような構成からなり、受信側のアドレスを示すｄｅｓｔ  ＩＤ（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  ＩＤ）と、トランザクションラベルを表すｔｌ（ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｌａｂｅｌ）と、再度要求する処理の種類であるリトライコードを表すｒｔ（ｒｅｔｒｙ  ｃｏｄｅ）と、トランザクションコードを表すｔｃｏｄｅ（ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｃｏｄｅ）と、パケットの優先度を表すｐｒｉ（ｐｒｉｏｒｉｔｙ）と、送信側のアドレスを表すｓｒｃ  ＩＤ（ｓｏｕｒｃｅ  ＩＤ）と、１３９４非同期ヘッダのＣＲＣを表すｈｅａｄｅｒ＿ＣＲＣとを備える。さらに、１３９４非同期ヘッダには、パケット型に特有の情報として、例えば、ｄｅｓｔ  ｏｆｆｓｅｔ（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆｆｓｅｔ）やｄａｔａ  ｌｅｎｇｔｈやｅｘｔｅｎｄｅｄ＿ｔｃｏｄｅ等が備えられる。
【００４６】
このような構成からなる１３９４同期ヘッダ及び１３９４非同期ヘッダは、上述したＯＳＩの基本参照モデルのうち、データリンク層に属するリンクレイヤで規定されているものである。リンクレイヤでは、１３９４同期ヘッダ又は１３９４非同期ヘッダとデータとからなるパケットを生成し、転送を行う。また、リンクレイヤでは、インターネットを経由してデータ転送を行う際には、図７に示すように、ＩＰデータグラムに再結合のためのフラグメントヘッダが付加された後、１３９４同期ヘッダ又は１３９４非同期ヘッダが付与されてパケットを形成し、転送を行う。なお、リンクレイヤでは、このパケット形成時に、例えば転送速度やデータ伝送の際に使用するために予約した帯域に応じて、ＩＰデータグラムを分割することで、これらの分割されたＩＰデータグラムにフラグメントヘッダ及び１３９４同期ヘッダ又は１３９４非同期ヘッダが付与されて複数のパケットを形成する。
【００４７】
以上説明したＡＴＭを適用したＡＴＭネットワークとＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したＩＥＥＥ１３９４ネットワークとを接続したネットワークにおいて、データを転送するレイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、図８に示すように、中継手段であるＣＰＵ１１と、記憶手段であるメインメモリ１２と、回線部１３と、回線部１４とを備え、その他、図示しないが電源を供給する電源部や各種ポート等を備える。これらの各部は、バス１５によって互いに接続されている。
【００４８】
メインメモリ１２は、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）や不揮発性のフラッシュメモリ等から構成される。メインメモリ１２は、接続しているネットワークから受信したＩＰデータグラムを別のネットワークに転送するための経路情報を備えた経路表を格納する。また、メインメモリ１２は、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０を動作させるために必要な各種情報や、後述するフローテーブルを格納する。
【００４９】
回線部１３は、ＩＥＥＥ１３９４ネットワークに接続するインターフェースを有しており、ネットワークとの接続部としての機能を備える。この回線部１３は、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０が接続しているネットワークの数に対応するように、複数設けられている。
【００５０】
回線部１４は、ＡＴＭネットワークに接続するインターフェースを有しており、回線部１３と同様に、ネットワークとの接続部として機能するものであり、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０が接続しているネットワークの数に対応するように、複数設けられている。
【００５１】
ＣＰＵ１１は、各部を制御するものであり、上述した経路表から所望の経路情報を検索したり、後述するフローテーブルの情報を検索する機能を備える。
【００５２】
このようなレイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、図９に示すように、通常のＩＰデータグラム方式によるデータ転送の際に使用され、ネットワーク層で管理される上述した経路表の他に、同一の宛先への一群のパケットの流れであるフロー毎のＡＴＭセルヘッダや１３９４同期ヘッダ又は１３９４非同期ヘッダ（以下、適宜、データリンク・ヘッダと称する。）の情報をまとめたデータ転送経路表であるフローテーブルを、メインメモリ１２に格納し、管理している。このフローテーブルは、ＴＣＰやＵＤＰ等のプロトコル番号及びポート番号の情報が記録されるものであり、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０においては、この情報によりフローが分類される。また、フローテーブルとしては、データを転送すべきアドレスのみが記録される場合もあり、簡略化した情報でフローを分類することも可能である。
【００５３】
以下の説明では、ＡＴＭセルヘッダ内のＶＰＩ，ＶＣＩや、１３９４同期ヘッダ又は１３９４非同期ヘッダ内のチャンネル番号やオフセット等の論理的なポート番号を表す情報をチャンネル識別子と称することにする。
【００５４】
フローテーブルは、例えば図１０に示すように構成される。すなわち、フローテーブルには、複数の回線部１３又は回線部１４が備えるインターフェースのうち、フローを入力するインターフェースのタイプと物理的なポート番号を表すユニット番号とチャンネル識別子とが記録される。また、フローテーブルには、フローの中継先の情報として、入力側と同様に、複数の回線部１３又は回線部１４が備えるインターフェースのうち、フローを出力するインターフェースのタイプと、ユニット番号と、チャンネル識別子が記録されている。なお、１つのフローに対して複数の出力先が存在するマルチキャストフローの場合には、フローテーブルは、１つの入力側の情報に対して複数の出力側の情報を有する。また、フローテーブルには、伝送のために使用するデータ伝送帯域を予約した場合には、その帯域を示す情報が付加される。
【００５５】
レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、受信したパケットのネットワーク層の情報であるＩＰヘッダを調べずにデータリンク・ヘッダの情報を調べる。レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、例えば、ＡＴＭネットワークに接続しているユニット番号が３、チャンネル識別子が５０のインターフェースから入力したフローに属するパケットであることを認識した場合には、フローテーブルに基づき、ＩＥＥＥ１３９４ネットワークに接続しているユニット番号が２であり、チャンネル識別子が２０であるインターフェースを、そのパケットの出力先として求め、パケットを３Ｍｂｐｓの帯域を保証して転送する。
【００５６】
レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、具体的には図１１に示すような動作により、データを中継する。すなわち、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、図１１に示すように、まずステップＳ１において、パケットを受信すると、ステップＳ２において、そのパケットにフロー用のチャンネル識別子がデータリンクヘッダ内の情報として付加されているか否かを、ＣＰＵ１１により判別する。
【００５７】
ここで、フロー用のチャンネル識別子が認識されなかった場合には、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０においては、通常のＩＰデータグラム方式によるパケット転送処理を行うため、ステップＳ５へと移行する。レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、ステップＳ５において、宛先のＩＰアドレスであるｄｅｓｔ  ＩＰ  ａｄｄｒｅｓｓに基づいて、ｌｏｎｇｅｓｔ−ｍａｔｃｈを行い、メインメモリ１２に保持された経路表をＣＰＵ１１により検索する。そして、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、経路表の検索結果から、パケットを送信すべき次の中継ルータであるｎｅｘｔ  ｈｏｐ  ｇａｔｅｗａｙとそのインターフェースとを決定し、ステップＳ６におけるパケット送信処理を行う。
【００５８】
一方、ステップＳ２において、フロー用のチャンネル識別子が認識された場合には、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０においては、ステップＳ３における処理へと移行する。レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、ステップＳ３において、パケットを受信したインターフェースとチャンネル識別子とに基づいて、ＣＰＵ１１によりメインメモリ１２に保持されたフローテーブルを検索し、パケットを送信すべきインターフェースとチャンネル識別子とを決定する。そして、ステップＳ４において、フローテーブル中に、対応するエントリが存在するか否かをＣＰＵ１１により判別する。
【００５９】
ここで、対応するエントリが存在しない場合には、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、ステップＳ５における処理へと移行し、通常のＩＰデータグラム方式によるパケット転送処理を行う。
【００６０】
また、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、ステップＳ４において、対応するエントリが存在すると判別した場合には、ステップＳ３において決定したインターフェースからパケットを送信し、一連の処理を終了する。
【００６１】
このように、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０においては、フロー毎に個別のチャンネルを割り当て、隣接するノード間での、フローとチャンネル識別子との対応を通知するメカニズムを有するため、パケットを転送する際に、ＩＰヘッダ内のｄｅｓｔ  ＩＰ  ａｄｒｅｓｓや経路表を調べる必要がなく、ｌｏｎｇｅｓｔ−ｍａｔｃｈといった負荷が大きい処理や、ｔｔｌ減算、ｃｈｅｃｋｓｕｍの付け替え等の処理を行う必要がない。したがって、レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０においては、個々のパケットに付加されたデータリンク・ヘッダの情報に基づいて、パケットを出力すべきインターフェースと、チャンネル識別子とを求めることにより、パケットを高速に転送することができる。
【００６２】
なお、上述したデータ中継の際の一連の処理を実現するデータ中継プログラムは、予めレイヤ２−フォワーディング・ルータ１０のメインメモリ１２等に格納されていてもよいが、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。レイヤ２−フォワーディング・ルータ１０においては、このように記録媒体に記録されたデータ中継プログラムを、例えばメインメモリ１２に書き込み記憶させることで、上述した一連の処理を行うことができる。
【００６３】
以上説明したＡＴＭネットワークとＩＥＥＥ１３９４ネットワークとを接続したレイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、現在のインターネットアーキテクチャに代わるネットワークアーキテクチャとして提案されているメディアクルージング（Ｍｅｄｉａ  Ｃｒｕｉｓｉｎｇ）におけるシステムに適用できる。
【００６４】
メディアクルージングとは、既存のインターネットにおける大容量データの高速転送への困難さを克服するものであり、通常のベストエフォートモードと、通信品質を確実に保証するために使用する帯域を確保・保証するモードとの切り替えを可能とするものである。このメディアクルージングにおいては、広域から家庭内に至るまでの幅広いネットワーク形態をサポートすることが想定されている。
【００６５】
上述したＡＴＭネットワークとＩＥＥＥ１３９４ネットワークとを、メディアクルージングに適用したシステムは、例えば図１２に示すようになる。すなわち、メディアクルージングにおいては、バックボーン・ネットワーク５０をＡＴＭネットワークにより構築し、家庭内のネットワークであるホーム・ネットワーク７０をＩＥＥＥ１３９４ネットワークにより構築する。これらのバックボーン・ネットワーク５０とホーム・ネットワーク７０とは、加入者ネットワーク６０により接続される。
【００６６】
バックボーン・ネットワーク５０は、非常に大規模なものであり、ＡＴＭの高速通信技術を活用する。例えば大容量の光ファイバからなりバックボーンとなるＡＴＭ網を接続するバックボーン・ルータ５１は、例えばＡＴＭスイッチに高速シグナリング等の機能を拡張したものを用いる。
【００６７】
加入者ネットワーク６０は、バックボーン・ネットワーク５０の周辺に位置されるもので、例えばＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）による光ファイバや銅線を利用したＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）等により構成された加入者線をエッジ・ルータ６１により集線してバックボーンへと接続する。このエッジ・ルータ６１は、バックボーン・ルータ５１と同様に、例えばＡＴＭスイッチに高速シグナリング等の機能を拡張したものである。
【００６８】
ホーム・ネットワーク７０は、コンピュータやＡＶ（Ａｕｄｉｏ  Ｖｉｓｕａｌ）機器等をＩＥＥＥ１３９４規格に準拠したシリアルバスにより接続したＩＥＥＥ１３９４ネットワークであり、加入者ネットワーク６０との接続には、ホーム・ルータ７１が用いられる。ホーム・ルータ７１は、小型で安価なものであり、外部ネットワークインターフェースとしてＡＴＭに対応したインターフェースを備えるとともに、内部ネットワークインターフェースとしてＩＥＥＥ１３９４規格やイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）に対応したインターフェースを備える。
【００６９】
これらの各ネットワークに属するルータは、属するネットワークに応じて、その資源や能力に差はあるものの、上述したレイヤ２−フォワーディング・ルータ１０に相当するものであり、上述したような処理を行い、パケットを転送していく。
【００７０】
例えば、ホーム・ネットワーク７０から図示しない別のホーム・ネットワークへとデータを転送する際には、ホーム・ルータ７１は、先に図７に示したような構成からなるパケットの１３９４同期ヘッダ又は１３９４非同期ヘッダ内のフロー用のチャンネル識別子を調べる。そして、ホーム・ルータ７１は、パケットを受信したインターフェースとチャンネル識別子とに基づいて、記憶しているフローテーブルを検索し、パケットを送信すべきインターフェースとチャンネル識別子とを決定し、パケットを送信する。このとき、パケットは、先に図４に示したように、データリンク・ヘッダが、１３９４同期ヘッダ又は１３９４非同期ヘッダからＡＴＭセルヘッダへと付け替えられる。
【００７１】
次に、加入者ネットワーク６０のエッジ・ルータ６１は、パケットを受信したインターフェースとＡＴＭセルヘッダ内のチャンネル識別子とに基づいて、記憶しているフローテーブルを検索し、パケットを送信すべきインターフェースとチャンネル識別子とを決定する。
【００７２】
さらに、バックボーン・ネットワーク５０内のバックボーン・ルータ５１は、パケットを受信したインターフェースとＡＴＭセルヘッダ内のチャンネル識別子とに基づき、記憶しているフローテーブルを検索する。そして、バックボーン・ルータ５１は、パケットを送信すべきインターフェースとチャンネル識別子とを決定して、パケットを送信する。
【００７３】
バックボーン・ネットワーク５０が複数のＡＴＭネットワークで構成されている場合には、パケットは、各ＡＴＭネットワークにおける各バックボーン・ルータ５１が同様の処理を行うことで、各ＡＴＭネットワーク間でカットスルー転送により順次転送される。
【００７４】
パケットは、このような転送を繰り返しなされることにより、最終的にデータリンク・ヘッダが、ＡＴＭセルヘッダから１３９４同期ヘッダ又は１３９４非同期ヘッダへと付け替えられて、図示しない目的のホーム・ネットワークの受信端末に到達する。
【００７５】
このように、上述したレイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、メディアクルージングにおけるバックボーン・ルータ５１、エッジ・ルータ６１、ホーム・ルータ７１として適用できるものであり、フロー毎のパケットのデータリンク・ヘッダの情報に基づいて、高速にパケットを転送することができる。なお、メディアクルージングにおけるパケットの転送は、通常のベストエフォートモードにて行われてもよく、使用する帯域を保証したモードにて行われてもよい。帯域を保証したモードで転送が行われる際には、フローテーブル中に使用する帯域を示す情報が記録されていることになる。
【００７６】
以上説明してきたように、本発明の実施の形態として示すレイヤ２−フォワーディング・ルータ１０は、パケットの転送をネットワーク層の情報に基づいて行うのではなく、データリンク層の情報に基づいて行うことで、高速にパケットの転送を行うことができる。
【００７７】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ＩＥＥＥ１３９４ネットワークの代わりにイーサネットにより構成されたネットワークを適用するといったことも可能であり、ネットワークの種類が限定されるものではなく、その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るデータ中継装置では、複数のネットワーク間で転送されるデータに付与されるヘッダに含まれるデータリンク層の情報と、上記データの転送経路との対応関係が記述されたデータ転送経路表が格納された記憶手段と、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する中継手段とを備え、上記中継手段は、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記記憶手段に格納された上記データ転送経路表を検索し、上記データの転送先を決定するデータ中継装置において、複数のネットワーク間で転送されるデータに付与されるヘッダに含まれるデータリンク層の情報と、上記データの転送経路との対応関係が記述されたデータ転送経路表を記憶手段に格納し、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する中継手段により、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記記憶手段に格納された上記データ転送経路表を検索し、上記データの転送先を決定する。
これにより、本発明にかかるデータ中継装置は、データの転送を高速に行うことが可能である。
【００７９】
また、本発明にかかるデータ中継方法では、複数のネットワーク間で転送されるデータに付与されるヘッダに含まれるデータリンク層の情報と、上記データの転送経路との対応関係が記述されたデータ転送経路表を、記憶手段に格納しておき、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記記憶手段に格納された上記データ転送経路表を検索し、上記データの転送先を決定するデータ中継方法において、上記複数のネットワークは、それぞれ上記データを伝送するために使用するデータ伝送帯域を占有することができるものであり、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記データ伝送帯域を決定する。
これにより、本発明にかかるデータ中継方法は、データの転送を高速に行うことができる。
【００８０】
さらに、本発明にかかるデータ中継プログラムが記録された記録媒体は、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する処理を行い、複数のネットワーク間で転送されるデータに付与されるヘッダに含まれるデータリンク層の情報と、上記データの転送経路との対応関係が記述されたデータ転送経路表を、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて検索し、上記データの転送先を決定するデータ中継プログラムが記録された記録媒体であって、上記複数のネットワークは、それぞれ上記データを伝送するために使用するデータ伝送帯域を占有することができるものであり、上記データ中継プログラムは、互いに異なる種類のデータリンク層を有する複数のネットワーク間でデータを中継して転送する際に、中継するデータに付与されたヘッダに含まれるデータリンク層の情報に基づいて、上記データ伝送帯域を決定することを特徴とするデータ中継プログラムが記録されている。
したがって、本発明にかかるデータ中継プログラムが記録された記録媒体では、高速にデータも転送を行うことが可能となるデータ中継プログラムを提供することができ、このデータ中継プログラムを適用したデータ中継装置は、データの転送を高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として示すレイヤ２−フォワーディング・ルータを適用したネットワークシステムの一例を示す図であり、ＡＴＭネットワークとＩＥＥＥ１３９４ネットワークとを接続したネットワークシステムを示す図である。
【図２】ＡＴＭセルヘッダのフォーマットの一例を示す図である。
【図３】ＯＳＩの基本参照モデルを示す図である。
【図４】ＩＰデータグラムにＡＴＭセルヘッダが付加されたパケットの構成を示す図である。
【図５】１３９４同期ヘッダのフォーマットの一例を示す図である。
【図６】１３９４非同期ヘッダのフォーマットの一例を示す図である。
【図７】ＩＰデータグラムに１３９４同期ヘッダ又は１３９４非同期ヘッダが付加されたパケットの構成を示す図である。
【図８】上記レイヤ２−フォワーディング・ルータの構成を示すブロック図である。
【図９】上記レイヤ２−フォワーディング・ルータにおける処理を説明する概念図である。
【図１０】上記レイヤ２−フォワーディング・ルータに格納されるフローテーブルの一例を示す図である。
【図１１】上記レイヤ２−フォワーディング・ルータにおける一連の処理工程を示すフローチャートである。
【図１２】上記レイヤ２−フォワーディング・ルータをメディアクルージングに適用したシステムの一例を示す図である。
【図１３】ＩＰヘッダのフォーマットの一例を示す図である。
【図１４】従来のルータにおける処理を説明する概念図である。
【図１５】ＩＰアドレスの構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  レイヤ２−フォワーディング・ルータ、  １１  ＣＰＵ、  １２  メインメモリ、  １３  回線部、  １４  回線部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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