(57)【要約】仮想階層ローカルエリアネットワークを作成するための方法及び装置を提供する。これら方法及び装置は、ネットワーク・アーキテクチャがネットワーク内部のローカルエリアネットワーク階層を認識できるようにする階層フレーミング技法を提供する。こうした様態では、第１のローカルエリアネットワーク階層は、第１組のネットワーク・デバイスと第２組のネットワーク・デバイスとの間での第１フレームフォーマットによる通信により定義される。第２のローカルエリアネットワーク階層は、第２組のネットワーク・デバイスのメンバ間での第２フレームフォーマットによる通信により定義される。第２フレームフォーマットは、第１組の通信デバイスと第２組の通信デバイスとの間の通信に用いられる第１フレームフォーマットのフレームの全フィールドを含んでいる。
2005533445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに関連付けられた装置であって、
前記ネットワークの第１ノードから第１フォーマットのフレームを受信するインプットであって、前記第１フレームフォーマットが前記ネットワークの第１階層を識別する、インプットと、
別のデータリンク層ヘッダを前記第１フォーマットの前記フレームに付加して、第２フォーマットのフレームを作成するフレーミング機構であって、前記第２フォーマットが前記ネットワークの第２階層を識別する、フレーミング機構とを含む、ネットワークに関連付けられた装置。
【請求項２】
前記第２フォーマットの前記フレームを、前記ネットワークの第２ノードに送信するアウトプットを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置の動作を制御するプロセッサを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記フレーミング機構が、前記第１フォーマットの前記フレームに別のトレーラを付加して、前記第２フォーマットの前記フレームを作成する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１フォーマットの前記フレームが、前記第１フォーマットの前記フレームを送信する前記ネットワーク内のデバイスに関連付けられたアドレスを指定するアドレスを保持する第１フィールドを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１フォーマットの前記フレームが、前記第１フォーマットの前記フレームを受信する前記ネットワーク内のデバイスに関連付けられたアドレスを指定するアドレスを保持する第２フィールドを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記装置がスイッチである、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記装置がブリッジである、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
ネットワークに関連付けられた電子デバイスにおける方法であって、
前記電子デバイスのインプットで第１フレームフォーマットのフレームを受信するための動作をとる段階であって、前記第１フレームフォーマットが前記ネットワークの第１階層を識別する、動作をとる段階と、
前記第１フレームフォーマットの前記フレームを第２フレームフォーマットにフォーマットする段階であって、前記第２フレームフォーマットが前記ネットワークの第２階層を識別するヘッダを含む、フォーマットする段階とを含む、方法。
【請求項１０】
前記第１フレームフォーマットからの宛先アドレスに基づいて前記第２フォーマットの前記フレームを転送する段階を更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
フォーマットする前記段階が、前記第１フレームフォーマットの前記フレームにトレーラを追加する段階を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
フォーマットする前記段階が、前記第１フレームフォーマットの前記フレームをカプセル化して当該フレームを前記第２フレームフォーマットにフォーマットする段階を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１フレームフォーマットが、第１ＭＡＣ発信源アドレスと第１ＭＡＣ宛先アドレスとを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２フレームフォーマットが、第２ＭＡＣ発信源アドレスと第２ＭＡＣ宛先アドレスとを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
電子デバイスのネットワークにおいて、第１終端ノード電子デバイスから第２終端ノード電子デバイスへデータを転送する方法であって、
前記データを第１フォーマットへフォーマットする段階で、前記第１フォーマットが、前記第１終端ノード電子デバイスを指定するデータリンク層アドレスを保持する第１フィールドと、前記第２終端ノード電子デバイスを指定するデータリンク層アドレスを保持する第２フィールドとを含む、フォーマットする段階と、
前記第１フォーマットの前記データを前記第１終端ノード電子デバイスから、前記ネットワークに関連付けられた第１中間ノード電子デバイスへ転送する段階と、
前記データを第２フォーマットにフォーマットするため、前記第１フォーマットの前記データを複数フィールドでカプセル化する段階であって、前記第２フォーマットが、前記第１中間ノード電子デバイスを指定するデータリンク層アドレスを保持する第１フィールドと、前記ネットワークに関連付けられた第２中間ノード電子デバイスを指定するデータリンク層アドレスを保持する第２フィールドとを含む、カプセル化する段階と、
前記第１フォーマットの前記データを前記第２終端ノード電子デバイスへ転送するため、前記第２フォーマットの前記データを、前記第１中間ノード電子デバイスから前記第２中間ノード電子デバイスに転送する段階とを含む、方法。
【請求項１６】
前記第１フォーマットの前記データを前記第２終端ノード電子デバイスへ転送するため、前記第２フォーマットの前記データを、前記第１中間ノード電子デバイスから前記第２中間ノード電子デバイスに転送する前記段階が、
前記第２フォーマットの前記データを、前記第１中間ノード電子デバイスから前記ネットワークの第１コアへのアクセスを提供する第１コアエッジ・デバイスへ転送する段階と、
前記第１コアエッジ・デバイスが、前記第２フォーマットの前記データを前記第２終端ノードデバイスへ経路指定するための動作をとる段階とを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１コアエッジ・デバイスが、前記第２フォーマットの前記データを前記第２終端ノードデバイスへ経路指定するための動作をとる前記段階が、
前記第１コアエッジ・デバイスにおいて第２フォーマットの前記データにラベルを付加する段階と、
前記第２フォーマットの前記データを、前記ラベルにより識別される前記ネットワークのコアを通るパスに従って第２コアエッジ・デバイスに転送する段階とを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１コアエッジ・デバイスが、前記第２フォーマットの前記データを前記第２終端ノードデバイスへ経路指定するための動作をとる前記段階が、前記第１フォーマットの前記データを前記第２終端ノード電子デバイスへ転送するために、前記第２フォーマットの前記データを前記第２中間ノード電子デバイスへ転送する段階を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記コアネットワークが、ＭＰＬＳプロトコルでデータを経路指定するように構成されている、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１フォーマットがイーサネット・フォーマットを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２フレームフォーマットが、送信エラー検出値を保持するフィールドを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
前記送信エラー検出値が、チェックサム値及び巡回冗長検査（ＣＲＣ）値の一方を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ネットワークに関連付けられた電子デバイスにおいて、ある方法を実行するためのデバイス可読命令を保持したデバイス可読媒体であって、当該方法が、
前記電子デバイスのインプットにおいて受信される第１フレームフォーマットのフレームの一部を構文解析して、当該フレームの宛先アドレスを識別するための段階であって、前記第１フォーマットが、第１データリンク層発信源アドレスと第１データリンク層宛先アドレスとを備える、識別するための段階と、
前記第１フレームフォーマットの前記フレームを前記電子デバイスにおいて第２フレームフォーマットにフォーマットする段階であって、前記第２フレームフォーマットが第２データリンク層発信源アドレスと第２データリンク層宛先アドレスとを備える、フォーマットする段階とを含む、方法。
【請求項２４】
前記第１フレームフォーマットからの前記第１データリンク層宛先アドレスに基づいて前記第２フォーマットの前記フレームを転送する段階を更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
フォーマットする前記段階が、前記第１フレームフォーマットの前記フレームを、前記第２フレームフォーマットの前記フレームのフィールドに挿入する段階を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
フォーマットする前記段階が、第２データリンク層発信源アドレスを保持するフィールド及び第２データリンク層宛先アドレスを保持するフィールドとを備えたヘッダと、送信検出エラー値を保持するフィールドを備えたトレーラとを用いて前記第１フレームフォーマットの前記フレームをカプセル化する段階を含む、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本発明は、名称が「仮想階層ブリッジングを用いてデータサービスを提供するための方法及び装置」である２００２年７月１６日付けで提出された米国特許仮出願第６０／３９６，８８４号の優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は一般にネットワーク通信に関し、詳しくはネットワークにおけるデータ通信のための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来のネットワーク・アーキテクチャでは、部分的には様々なネットワーク・デバイスが維持すべきデータリンク層アドレスの数のおかげで、ネットワークユーザ数の増減に合わせるためにそのアーキテクチャのスケールを変更することは困難なことが多い。更に、スケール変更が困難なネットワーク・アーキテクチャは、ネットワークユーザの数の変更に対処するためにスケール変更しなければならない負担によって、運営コスト効率が低いことが多い。コスト効率が良い方法及びデバイスを用いれば、ネットワークプロバイダ又はオペレータの配備及び運転経費が削減でき、それにより、ネットワークのユーザにもまた費用節約がもたらされる。更に、ネットワークプロバイダ及びオペレータは、ネットワーク及びユーザの要求の増大にすぐに対処できる（すなわちスケーラビリティ）デバイスを求めている。例えば、ネットワークプロバイダ及びオペレータは、１つのＬＡＮから別のＬＡＮへ、１つのＷＡＮから別のＷＡＮへ、或いは１つのＬＡＮ又はＷＡＮからネットワークコアへ接続するためにネットワークサイズをスケール変更しつつ、ブリッジのプラグアンドプレイ特性は維持できるデバイスが欲しいと考えることが多い。
【０００４】
従って、ルータ接続へのネットワークサービスを制限することなく、ネットワークサイズの増減に容易に対処できるデバイスへの必要性が存在する。更に、ブリッジのプラグアンドプレイ特性を維持するデバイスを用いることにより、ネットワークプロバイダ又はオペレータにはコスト効率の良い選択肢が与えられる一方、こうしたデバイスは、ネットワークサイズに容易に適応し、ネットワークにおける複製及び学習オーバヘッドを軽減する簡素化したネットワーク制御プレーンを提供する。
発明の概要
【０００５】
本発明の例示的な実施形態は、積み重ね（原語：tiered）データリンク層アドレス指定により実現される階層を備えたネットワーク・アーキテクチャの配置を可能とする方法及びデバイスを提供する。本発明の幾つかの実施形態の方法及びデバイスは、データリンク層プロトコルにおけるネットワーク内の第１組の通信デバイスと第２組の通信デバイスとの間の通信を可能とし、この通信が第１ネットワーク階層を識別する。本発明の方法及びデバイスは、データリンク層プロトコルにおける第２組の通信デバイスと第３組の通信デバイスとの間の通信を可能とし、この通信が第２ネットワーク階層を識別する。本発明の例示的な実施形態は、データリンク層プロトコルにおけるネットワーク内の第３組の通信デバイスのメンバ間の通信も可能とし、この通信が第３ネットワーク階層を識別する。
【０００６】
本発明の例示的な実施形態によって、ネットワーク内の通信デバイスがフレームを受信し、第２データリンク層ヘッダを受信フレームに付加し、第２データリンク層ヘッダを備えたこのフレームを、宛先ノードへの転送のためにネットワーク内の別の通信デバイスに送信可能とするアプローチを提供する。本発明の例示的な実施形態は、ネットワークへのコネクションレス型アクセスをサポートし、更にコネクション型ネットワークコアをサポートする。本発明の例示的な実施形態により、ネットワーク内の通信デバイスは、各デバイスが維持するＭＡＣアドレステーブルのサイズを減少でき、ネットワークコアに関連付けられた通信デバイスは、信号及び複製オーバーヘッドを減少できる。更に、本発明の例示的な実施形態の方法及びデバイスは、ネットワークコアがマルチプロトコル・ラベル・スイッチング（ＭＰＬＳ）標準に従って動作するように構成されている場合に必要となるトンネルラベル付きスイッチパスの数を減少させる。
【０００７】
本発明の一様態は、ネットワークに関連付けられた装置を含む。この装置は、ネットワークの第１ノードから第１フォーマットのフレームを受信するインプットと、別のデータリンク層ヘッダを第１フォーマットのフレームに付加して第２フレームフォーマットのフレームを作成するフレーミング機構とを含む。更に、この装置は、第２フレームフォーマットのフレームをネットワークの第２ノードに送信又は転送するアウトプットを含む。この装置は、その動作を制御するためのプロセッサを含む。更に、この装置のフレーミング機構は、第１フォーマットのフレームを第２フレームフォーマットにフォーマットする際に、第１フォーマットのフレームにトレーラを付加するよう構成できる。この装置は、ブリッジに特有な機能と、スイッチに特有な機能とを実行するように構成できる。
【０００８】
第１フォーマットのフレームは、第１フォーマットのフレームを送信しているネットワーク内のデバイスに関連付けられたアドレスを指定するアドレスを保持する第１フィールドを含む。又、第１フォーマットのフレームは、第１フォーマットのフレームを受信するネットワーク内のデバイスに関連付けられたアドレスを指定するアドレスを保持する第２フィールドも含む。
【０００９】
本発明の別の様態によれば、ある方法が、ネットワークに関連付けられた電子デバイスにおいて実行される。この方法の段階は、第１フレームフォーマットのフレームを上記電子デバイスのインプットにおいて受信するための動作を実行する段階と、第１フレームフォーマットのフレームを第２フレームフォーマットにフォーマットする段階とを含む。第１フレームフォーマットは、ネットワークの第１階層を識別するヘッダを含む。第２フレームフォーマットは、ネットワークの第２階層を識別するヘッダを含む。フォーマットする上記段階は、トレーラを第１フレームフォーマットのフレームに追加する段階を含むことができる。更に、フォーマットする上記段階は、第１フレームフォーマットのフレームをカプセル化してこのフレームを第２フレームフォーマットにフォーマットできる。この方法は、第１フレームフォーマットからの宛先アドレスに基づいて第２フレームフォーマットのフレームを転送する段階を更に含むことができる。
【００１０】
第１フレームフォーマットは、第１ＭＡＣ発信源アドレスと第１ＭＡＣ宛先アドレスとのためのフィールドを含む。第２フレームフォーマットは、第２ＭＡＣ発信源アドレスと第２ＭＡＣ宛先アドレスとのためのフィールドを含む。
【００１１】
本発明の別の様態によれば、ある方法が、電子デバイスのネットワークにおいて実行される。この方法を実行により、データが第１終端ノード電子デバイスから第２終端ノード電子デバイスに転送される。この方法は、データを第１フォーマットにフォーマットすることにより実行される。第１フォーマットは、第１終端ノード電子デバイスを指定するデータリンク層アドレスを保持する第１フィールドと、第２終端ノード電子デバイスを指定するデータリンク層アドレスを保持する第２フィールドとを含む。第１フォーマットのデータは、第１終端ノード電子デバイスから第１中間ノード電子デバイスへ転送される。第１中間ノード電子デバイスにおいて、第１フォーマットのデータは、複数フィールドを用いてカプセル化され、データが第２フォーマットにフォーマットされる。第２フォーマットは、第１中間ノード電子デバイスを指定するデータリンク層アドレスを保持する第１フィールドと、第２中間ノード電子デバイスを指定するデータリンク層アドレスを保持する第２フィールドとを含む。一旦データが第２フォーマットにフォーマットされると、このデータは、第２フォーマットで第１中間ノード電子デバイスから第２中間ノード電子デバイスに転送され、その後第１フォーマットのデータが第２終端ノード電子デバイスに転送される。
【００１２】
このデータの第１フォーマットはイーサネット・フォーマットを含む。更に、第２フレームフォーマットは、送信エラー検出値を保持するためのフィールドも含む。送信エラー検出値は、チェックサム値又は巡回冗長検査（ＣＲＣ）値を含む。
【００１３】
本発明の更なる様態によれば、ネットワークに関連付けられた電子デバイスにおいてある方法を実行するためのデバイス可読命令を保持したデバイス可読媒体が開示される。この方法は、電子デバイスのインプットにおいて受信される第１フレームフォーマットのフレームの一部を構文解析（原語：parsing）して、このフレームの宛先アドレスを識別するための段階を含む。第１フレームフォーマットは、第１データリンク層発信源アドレスと第１データリンク層宛先アドレスとを備える。この方法は、第１フレームフォーマットのフレームを電子デバイスにおいて第２フレームフォーマットにフォーマットする段階も実行する。第２フレームフォーマットは、第２データリンク層発信源アドレスと第２データリンク層宛先アドレスとを備える。フォーマットする上記段階は、第１フレームフォーマットのフレームを第２フレームフォーマットのフレームのあるフィールドに挿入する段階を含むことができる。フォーマットする上記段階は、更に、第２データリンク層発信源アドレスを保持するフィールド及び第２データリンク層宛先アドレスを保持するフィールドとを備えたヘッダと、送信検出エラー値を保持するフィールドを備えたトレーラとを用いて第１フレームフォーマットのフレームをカプセル化する段階も含むことができる。更に、この方法は、第１フレームフォーマットからの第１データリンク層宛先アドレスに基づいて第２フォーマットのフレームを転送する段階の実行を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の例示的な実施形態は、ネットワーク環境でのフレーム処理を容易として、ネットワークによるその内部でのノード数の増減を可能とする一方、ブリッジの特性を備えたネットワーク・デバイスを構成するという有益な能力は保持される。例示的な実施形態の方法及び装置は、積み重ねデータリンク層アドレスを用いてフレームによるネットワーク通信を可能とすることにより、ネットワークに仮想階層ローカルエリアネットワーク・サービス（ＶＨＬＳ）を実現させる。すなわち、本発明の例示的な実施形態の方法及び装置は、第１データリンク層ヘッダを備えたフレームを用いてネットワークの第１部分での通信を可能とし、更に、ネットワークの第２部分での通信のための第２データリンク層ヘッダを付加することにより、これらフレームを第２フォーマットにフォーマットする。
【００１５】
本発明の方法及び装置は、ネットワークの第１部分からのフレームを第２フォーマットにフォーマットし、更に、ネットワークの第１部分での通信のためネットワークの第２部分からのフレームを第１フォーマットに戻す。こうした様態で、第１フォーマットのフレームは第１ネットワーク階層を識別し、第２フォーマットのフレームは第２ネットワーク階層を識別する。データリンク層ヘッダを備えたフレームが第２データリンク層ヘッダを含めるように変更することよって、ネットワークはＬＡＮ階層を実現でき、これが、コアエッジ・デバイス及びコアデバイスのＭＡＣアドレスのテーブルサイズを減少することによりコアネットワークの処理を単純化する。第２データリンク層ヘッダを含めるようにデータリンク層ヘッダを備えたフレームを変更することよって、ＭＰＬＳをサポートするよう構成されたコアネットワークは、コアにおけるトンネル又は擬似ワイヤの数を減少できる。
【００１６】
説明を続ける前に、本明細書で使用する幾つかの用語を説明しておくと有益である。
【００１７】
本明細書では「ホスト・デバイス」という用語は、ネットワークのユーザに関連付けられた電子デバイスを指し、データをデータリンク層互換性フレームにフォーマットできる。
【００１８】
本明細書では「ネットワーク・デバイス」という用語は、データリンク層プロトコルに従ってデータを理解でき且つそうしたデータを使って動作できる、ネットワーク環境で使用するために構成された電子デバイス又は装置を指す。ネットワーク・デバイスは、「ホスト・デバイス」と通信するための少なくとも１つのポートと、別の「ネットワーク・デバイス」又は「コアエッジ・デバイス」と通信するための少なくとも１つのポートとを含む。
【００１９】
本明細書では「コアエッジ・デバイス」という用語は、ネットワークのコア又はバックボーンへのアクセスを提供する電子デバイスを指す。
【００２０】
図１は、本発明の例示的な実施形態を実行するのに適した装置を示す。ネットワーク・デバイス１６は、第２層のデータ通信を実行するのに適した、例えばブリッジ又はスイッチなどのネットワーク・デバイスを表す。ネットワーク・デバイス１６は、インターフェース２０２、制御アセンブリ２００、及びインターフェース２０６を含む。制御アセンブリ２００は、インターフェース２０２及びインターフェース２０６とインターフェースをとって受信フレームの処理を制御し、且つ処理したフレームの送信又は転送を制御する。制御アセンブリ２００は、第１フォーマットから第２フォーマットへの受信フレームの処理と、第２フォーマットから第１フォーマットへの処理とを制御する。更に、制御アセンブリ２００はネットワーク・デバイス１６の制御を提供するように動作するが、そのためには、ネットワーク・デバイス１６の様々な動作を監視且つ制御し、ネットワーク管理システムなどの他のネットワーク機器及びシステムと直接的にインターフェースをとるか、或いはネットワーク・デバイス１６と関連付けられた要素管理システムのインターフェースなどの中間要素を介してこうした他のネットワーク機器及びシステムと間接的にインターフェースを取る。
【００２１】
インターフェース２０２は、フレームを受信するためのインプット２０８とフレームを転送又は送信するためのアウトプット２１０とを含む。インターフェース２０６は、フレームを受信するためのインプット２１８とフレームを転送又は送信するためのアウトプット２２０とを含む。ネットワーク・デバイス１６を、インターフェース２０２がネットワークのユーザに関連付けられた１つ又は複数のホスト・デバイスの方を向き、インターフェース２０６がネットワークオペレータ又はプロバイダに関連付けられた１つ又は複数のネットワーク・デバイス又はコアエッジ・デバイスの方を向くように構成できる。こうした様態で構成すると、インターフェース２０２は、フレームフォーマット２４又はフレームフォーマット３６のフレームをインプット２０８で受信し、フレームフォーマット２４又はフレームフォーマット３６のフレームをアウトプット２１０で転送又は送信する。フレームフォーマット２４及びフレームフォーマット３６は図２を参照して後に詳述する。同様の様態で、インターフェース２０６は、フレームフォーマット４８のフレームをインプット２１８で受信し、フレームフォーマット４８のフレームをアウトプット２２０で転送又は送信する。フレームフォーマット４８については、図２を参照して後に詳述する。
【００２２】
フレーミング機構２１２は、インプット２０８で受信したフレームを、例えばフレームフォーマット４８などのアウトプット２２０での送信に適したフレームフォーマットにフォーマットする。同様に、フレーミング機構２１２は、インプット２１８で受信したフレームを、例えばフレームフォーマット２４又はフレームフォーマット３６などの、アウトプット２１０での送信に適したフレームフォーマットにフォーマットする。このフレーミング機構は、第１フォーマットから第２フォーマットへ、又、反対方向へフォーマットするために多くのハードウェアモジュール、ソフトウェアモジュール、又はそれら両方を含むように構成可能である。通常の技能を備えた当業者であれば、インターフェース２０２及びインターフェース２０６を、１つ又は複数のソフトウェア構成成要素、１つ又は複数のハードウェア構成要素、又は１つ又は複数のソフトウェア構成成要素と１つ又は複数のハードウェア構成要素との組合せとして構成できることは理解するはずである。
【００２３】
フレーミング機構２１２は、記憶手段２１６から読み出し及び書き込みを行って、フレームを適切なフォーマットにフォーマットする。記憶手段２１６は、様々なＭＡＣアドレスと、仮想私設ネットワーク（ＶＰＮ）識別子と、ネットワーク・デバイス１６が内部で動作するネットワークの他の類似した情報とを保持するルックアップテーブル又はデータベース及びデータベースマネージャなどの他の適切な手段を含む。フレーミング機構２１２は、新たなＭＡＣアドレス、新たなＶＰＮ識別子、又は他の類似情報を学習すると記憶手段２１６に書き込みを行う。第１フォーマットから第２フォーマットへのフォーマットを行う際には、フレーミング機構２１２は記憶手段２１６から読み出しを行って転送先又は宛先ＭＡＣアドレスを特定する。
【００２４】
図２は、本発明の例示的な実施形態を実行するのに適したフレームフォーマットを示す。フレームフォーマット２４は、ネットワークにおける宛先デバイスを指定するＭＡＣアドレスを保持する宛先アドレスフィールド２６と、フレームの発信源デバイスを指定するＭＡＣアドレスを保持する発信源アドレスフィールド２８と、フレームのタイプ及びフレームに保持されたデータ長を指定する値を保持するタイプ長フィールド３０と、データを保持するデータフィールド３２とを含む。フレームフォーマット２４は、ＣＲＣ値、チェックサム値、又は他の類似の値などの送信エラーを示す値を保持するフレームチェック・シーケンス・フィールド３４を含む。フレームフォーマット２４は、例えばイーサネットＩＩフレームなどの様々なイーサネット・フレームフォーマットと互換性がある。しかしながら、当業者であれば、例えばイーサネット８０２．２、イーサネットＳＮＡＰ、及びイーサネット８０２．３などの他のイーサネット・フレームフォーマットも本発明の実施に適していることは理解するはずである。
【００２５】
フレームフォーマット３６はフレームフォーマット２４に類似しているが、仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）に関連した情報又はＶＬＡＮタグを保持する２つの追加フィールドを含んでいる。フレームフォーマット３６は、フレームの宛先デバイスを指定するＭＡＣアドレスを保持する宛先アドレスフィールド３８と、フレームの発信源デバイスを指定するＭＡＣアドレスを保持する発信源アドレスフィールド４０と、イーサネット・フレームのタイプ及びフィールド４７に保持されたデータ長を識別するデータを保持するタイプ／長フィールド４６と、送信エラーの検出に用いられる値を保持するフィールド５０とを含む。更に、フレームフォーマット３６は、ＶＬＡＮプロトコル識別子を識別する情報を保持するフィールド４２と、フレームの優先順位を識別し、フレームが属するＶＬＡＮを識別する情報を保持するフィールド４４とを含む。
【００２６】
フレームフォーマット４８は、フレームフォーマット２４又はフレームフォーマット３６のフレームをカプセル化する階層カプセル化ＭＡＣフレームを示す。フレームフォーマット４８は、後に詳述するオプションフィールド５８を含む。フレームフォーマット２４又はフレームフォーマット３６からのフレームのフォーマット４８へのフォーマットは、フレーミング機構２１２が実行する。受信フレームをフレームフォーマット４８へフォーマットするためにネットワーク・デバイス１６が実行する動作の詳細は後に説明する。
【００２７】
フレームフォーマット４８は、宛先デバイスを指定するＭＡＣアドレスを保持するフィールド５２と、フレームフォーマット４８のフレームの発信源デバイスを指定するＭＡＣアドレスを保持したフィールド５４と、イーサネット・タイプを指定する情報を保持するフィールド５６と、例えば第２層仮想私設ネットワーク（Ｌ２ＶＰＮ）識別子などの仮想私設ネットワーク（ＶＰＮ）識別子及び制御ワードを指定する情報を保持したフィールド５８と、フレームフォーマット２４又はフレームフォーマット３６のフレームを保持するフィールド６０と、フレームフォーマット４８のフレームの送信エラーを検出するための値を保持するフィールドとを含む。
【００２８】
フレームフォーマット４８を持つフレームは、全体がフレームフォーマット２４又はフレームフォーマット３６となっているフレームを含む。この方式では、このフレームの元々の送信エラー検出値は保持されるので、フレームフォーマット４８での通信による、フィールド６０に保持された情報のエラーの検出が可能になる。又、フレームフォーマット４８としたフレームを使用することで、ネットワーク・デバイスは、フィールド６０に保持された情報を修正し、新たなエラー検出値を計算しフィールド６０に保持されたフレームに追加することができる。別法としては、ネットワーク・デバイスは、フィールド６０に保持されたフレームから送信エラー検出値を取り除いてもよい。
【００２９】
フレームフォーマット４８は、ＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣアドレス方式又は積み重ねＭＡＣアドレス方式（原語：MAC address scheme）を示す。この階層アプローチにより、多くのホスト・デバイスＭＡＣアドレスを、単一のＭＡＣアドレス又は単一ＭＡＣアドレスとＶＰＮ識別子との組合せにより表すことができる。更に、もしネットワーク・アーキテクチャがＭＰＬＳ用に構成されたコア部分を含む場合は、コアの動作は、それを横断するのに必要なラベル・スイッチ・パス（ＬＳＰ）、トンネル、又は擬似ワイヤの数を減らすことにより簡略化できる。
【００３０】
図３は、フィールド５８をより詳細に示したものである。フィールド５８は、８ビット制御フィールド１６０及び２４ビットＶＰＮ識別子１６２を含む。フィールド１６０は、仮想階層ローカルエリアネットワーク制御フィールドを表す。フィールド１６２は、フレームフォーマット４８のフレームなどのＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣ方式フレームを用いて仮想階層ローカルエリアネットワーク・サービスを提供するように構成されたネットワーク用のＶＰＮ識別子を保持する。この２４ビットのＶＰＮ識別子は、データを複数のネットワークユーザ間で分離するのに用いられ、又、プロバイダのネットワークに関してグローバルに一意である。８ビット制御フィールド１６０のビット０は、保守運用管理（ＯＡＭ）標識である。制御フィールド１６０のビット１は、フィールド１６０内の情報が送信エラー検出値を含んでいるかどうかを示すために用いられる。ビット２乃至４は、典型的には割り当てされておらず、ビット５乃至７はサービス品質（ＱＯＳ）フィールドである。
【００３１】
当業者であれば、ＱＯＳフィールドの使用は、プロバイダのネットワークのアーキテクチャにより決まることは理解するはずである。例えば、ＱＯＳフィールドの使用により、ネットワーク・プロバイダのサービスの一部として複数積み重ねＱＯＳが提供できる。複数積み重ねＱＯＳは、ネットワークの各中間ノードにおいて或いはネットワークのコア内でＯＡＭ及びスパニング・ツリー・ブリッジのブリッジプロトコル・データユニット（ＢＰＤＵ）などの制御フレームを優先的に扱うのに有用である。場合によっては、ネットワークプロバイダ又はオペレータは、同報通信データなどの特定のパケットを搬送するための異なるパスを提供することもできる。この方式では、本発明の例示的な実施形態を実施するネットワーク・デバイスは、全ての仮想私設ネットワークの同報通信を搬送する一本の擬似ワイヤに信号を送る（原語：signal
a pseudo wire）ことができる。これは、複数のネットワーク・デバイスが、仮想私設ＬＡＮスイッチング（VPLS）を提供するように構成されていて、ネットワーク・デバイスが、各ＶＰＮに関する同報通信データを搬送する別々の擬似ワイヤに信号を送らなければならない例と比較できる。
【００３２】
図４は、本発明の例示的な実施形態を実行するのに適したブロック・フローチャートを示す。図４は、図１に示したネットワーク・デバイス１６に関連して説明する。ステップ１７０では、ネットワーク・デバイス１６は、インプット２０８においてフレームを例えばフレームフォーマット２４、フレームフォーマット３６、或いはその他の任意適切なイーサネット・フォーマットで受信する。この第１フレームフォーマットは、データリンク層ヘッダ及びトレーラをデータフィールドと共に含んでいる。インターフェース２０２は、第１フォーマットのフレームを処理のためインプット２０８から制御アセンブリ２００に渡す。ステップ１７２では、第１フォーマットのフレームは、フレーミング機構２１２及び処理手段２０４によって制御アセンブリ２００内で処理される。
【００３３】
処理手段２０４は、制御アセンブリ２００へのフレーム流入を制御でき、それによりフレーミング機構２１２は、第１フレームフォーマットのフレームを構文解析してフレームの宛先を特定し、記憶手段２１６内でアドレス・ルックアップを実行してホスト宛先デバイスに関連付けられたネットワーク・デバイスのＭＡＣアドレスを特定できる。フレーミング機構２１２がホスト宛先デバイスに関連付けられたネットワーク・デバイスのＭＡＣアドレスを発見すると、フレーミング機構２１２は別のデータリンク層ヘッダを第１フレームフォーマットのフレームに付加して、積み重ねＭＡＣアドレスフレームすなわちＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣフレームを作成する。更に、フレーミング機構２１２は、第１フォーマットのフレームにトレーラを加えて第１フレームフォーマットのフレームをカプセル化して、このフレームを、フレーム４８のような第２フレームフォーマットのフレームにフォーマットする。このフレームを第１フレームフォーマットから第２フレームフォーマットにフォーマットする一環として、フレーミング機構２１２は、記憶手段２１６に見つかったネットワーク・デバイスのＭＡＣアドレスをフィールド５２に書き込み、ネットワーク・デバイス１６のＭＡＣアドレスをフィールド５４に書き込む。更に、フレーミング機構２１２は、第２フレームフォーマットのフレームのＣＲＣ又はチェックサムを実行して、得られた値をフィールド６２に書き込むこともできる。こうした様態で、受信フレーム内の全ての値は、例えば第２フレームフォーマット４８のフィールド６０に保存される。新たにフォーマットされたこうしたフレームをネットワークにおけるホスト宛先デバイスへ更に送信する準備が整うと、制御アセンブリ２００はこの新たにフォーマット済みのフレームを、アウトプット２１０において送信又は転送するためにインターフェース２０６に渡す。
【００３４】
ステップ１７４では、新たにフォーマットされたフレームはフィールド５２に指定されているネットワーク・デバイスに転送され、今度はこのネットワーク・デバイスが、フィールド６０を除く全てのフィールドを除去又はデカプセル化し、フィールド６０の内容をフィールド２６又はフィールド３８（第１フレームフォーマットにより決まる）内の宛先アドレスにより識別された宛先ホスト・デバイスに転送する。当業者であれば、ネットワーク・デバイス１６がフォーマット４８のフレームを転送する先のネットワーク・デバイスも、ネットワーク・デバイス１６として構成できることは理解するはずである。
【００３５】
図４Ｂは、第２フレームフォーマット４８で受信したフレームを処理するためにネットワーク・デバイス１６がとる段階を示す。ステップ１７１では、ネットワーク・デバイス１６は、インプット２０８又はインプット２１８でフレームフォーマット４８のフレームを受信する。ステップ１７３では、フレーミング機構２１２は、フィールド５２、５４、５６、５８、及び６２を取り除いてフィールド６０内のフレームに保持されたフレームのみを残すよう動作する。ステップ１７５では、ネットワーク・デバイス１６は、フィールド６０に保持されたフレーム、すなわちフレームフォーマット２４又はフレームフォーマット３６のフレームを、フィールド２６又はフィールド３８に指定されているアドレスに転送する。
【００３６】
当業者であれば、処理手段２０４が、制御アセンブリ２００の動作とネットワーク・デバイス１６の動作とを直接的に、或いは他のハードウェア・モジュール及びソフトウェア・モジュール並びにその他の構成要素を介して間接的に制御することは理解するはずである。例えば、処理手段２０４は、ネットワーク・デバイス１６が受信し、処理し、送信するフレームの数を制御して、ネットワークを通過するトラフィックの流れの制御を補助できる。更に、処理手段２０４は、ネットワーク・デバイス１６の機能を自己診断し、その健全性状態の評価を他のネットワーク・デバイスに提供できる。処理手段２０４は、記憶手段が保持しているＭＡＣアドレスの年数を測定し（原語：age）たり、選択した数のイベント（日数、処理したフレーム数、他の適切な計量）が発生した後に使用されていないものを削除又は破棄したりするなどの他の様々な機能を実行又は管理できる。更に、当業者であれば、ネットワーク・デバイス１６は、同報通信フレームを使用して又はネットワーク・デバイス１６と通信しているその他のネットワーク・デバイスを学習するための他の適切な方法によってネットワーク・デバイスのＭＡＣアドレスを学習できることは理解するはずである。
【００３７】
図５乃至１０は、ネットワーク環境から見た本発明の例示的な実施形態を示す。図５は、本発明の例示的な実施形態を実行するのに適した代表的なネットワーク環境を示す。ネットワーク１０はホスト・デバイス１２Ａ及びホスト・デバイス１２Ｂを含む。当業者であれば、本明細書では「発信源」という用語及び「宛先」という用語は、単に本発明の例示的な実施形態の説明を容易にする意味で用いるものであって、ネットワーク１０内の或いはそれを通過する単方向性のトラフィックを意味しないことは理解するはずである。又、ネットワーク１０は、ネットワーク・デバイス１６Ａ、ネットワーク・デバイス１６Ｂ、及びネットワーク・デバイス１９も含む。ネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂは、上述のネットワーク・デバイス１６を表す。ネットワーク・デバイス１９は、ネットワークのバックボーンにアクセスを提供するコアエッジ・デバイスを表す。当業者であれば、ネットワーク１０が、本発明の意図した範囲から逸脱することなく多くのホスト・デバイス及びネットワーク・デバイスを含みうることは理解するはずである。
【００３８】
ホスト・デバイス１２Ａは、好適にはイーサネット・フレームを用いてコネクションレス方式でネットワーク・デバイス１６Ａと通信する。ホスト・デバイス１２Ａとネットワーク・デバイス１６Ａと間の通信は、第１ネットワークドメイン１８を識別する。同様に、ホスト・デバイス１２Ｂとネットワーク・デバイス１６Ｂと間の通信は、好適にはイーサネット・フレームを用いたコネクションレス方式とすることができ、第１ネットワークドメイン１８を識別する。第１ネットワークドメイン１８は、ネットワーク１０の階層アーキテクチャにおける第１階層である。ホスト・デバイス１２Ａ、１２Ｂと、ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂとの間で通信されるイーサネット・フレームは、ＩＥＥＥ−８０２．１ｑ標準に従ったＶＬＡＮタグを含むことができる。ホスト・デバイス１２Ａとネットワーク・デバイス１６Ａとの間の通信及びホスト・デバイス１２Ｂとネットワーク・デバイス１６Ｂとの間の通信に適したイーサネット・フレームの例は、図２に示してある。
【００３９】
ホスト・デバイス１２Ａ及び１２Ｂは、例えば、１０／１００ファイバ・イーサネット（１０／１００ＦＸ）などのポイントツーポイント交換接続（原語：point
to point switched connection）を用いてネットワーク・デバイス１６Ａ及びネットワーク・デバイス１６Ｂに接続される。しかしながら、当業者であれば、ホスト・デバイス１２Ａ、１２Ｂとネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂとの間にコネクションレス型接続を提供する他の任意適切な媒体が利用できることは理解するはずである。ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂのネットワーク・デバイス１９への連結は、ポイントツーポイント交換イーサネット又はイーサネット・オーバーＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Ｘ．８６）或いは、イーサネット・フレームの送受信をサポートする任意適切な他の機構を用いた方式で行う。ネットワーク・デバイス１６Ａと、ネットワーク・デバイス１９と、ネットワーク・デバイス１６Ｂとの間の通信は第２ネットワークドメイン２０を識別する。第２ネットワークドメイン２０は、ネットワーク１０のネットワーク・アーキテクチャにおける第２ネットワーク階層を表す。ネットワーク・デバイス１６Ａと、ネットワーク・デバイス１９と、ネットワーク・デバイス１６Ｂとの間で転送されるフレームのフォーマットは、イーサネット内にカプセル化されたイーサネットすなわちＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣと呼ばれ、図２でフレームフォーマット４８として示してある。しかしながら、当業者であれば、図２に示したフレームフォーマット４８は、オプションのフィールドを含むことは理解するはずである。
【００４０】
ホスト・デバイス１２Ａ及びホスト・デバイス１２Ｂは、ネットワーク１０における発信源及び宛先ポイントとして動作する。ホスト・デバイス１２Ａ及び１２Ｂはユーザをネットワーク１０に接続するよう動作し、例えば、単一のワークステーション、ラップトップ、パーソナルコンピュータ、又は他の類似の電子デバイスをネットワーク１０に接続するか、別のネットワークをネットワーク１０に接続できる。本発明の例示的な一実施形態では、ホスト・デバイス１２Ａ及びホスト・デバイス１２Ｂはネットワーク１０のユーザにより所有又は操作され、一方では、ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂはネットワーク・デバイス１９と共にネットワークプロバイダ又はサービスプロバイダにより所有又は操作されている。しかしながら、当業者であれば、ネットワークオペレータ又はプロバイダがホスト・デバイス１２Ａ、１２Ｂ、ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂ、及びネットワーク・デバイス１９を所有又は操作できることは理解するはずである。
【００４１】
ホスト・デバイス１２Ａ、１２Ｂは、ネットワークユーザの他の電子デバイスとインターフェースをとる多くのポートと、ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂとインターフェースをとる１つ又は複数のポートとを含むことができる。各ホスト・デバイス１２Ａ及び１２Ｂには、冗長性、付加的な帯域幅、又はそれら両方を実現するために、ネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂとインターフェースをとる２つ以上のポートを含めるのが望ましい。ホスト・デバイス１２Ａ及びホスト・デバイス１２Ｂは複数のネットワーク・デバイスに接続可能だが、例えばネットワーク・デバイス１６Ａなどの各ネットワーク・デバイスは、ネットワーク・デバイスとホスト・デバイスとの間にはこうしたリンク１つのみが一度にアクティブであり、他のリンクは待機モードとなることを保証する。当業者であれば、典型的には、単一のネットワーク・デバイスに接続した複数のホスト・デバイスが存在することは理解するはずである。更に、例えばネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂなどの各ネットワーク・デバイスは、複数の他のネットワーク・デバイスに接続できる。こうした他のネットワーク・デバイスの例としては、図７乃至９に示す複数のコアデバイス又は複数のコアエッジ・デバイスなどがある。ネットワーク・デバイス１６が２つ以上の他のネットワーク・デバイスに接続している場合は、ネットワーク・デバイス１６は１つ又は複数の制御機構を含む。その例としては、２つのネットワーク・デバイス間の１つの接続を一度にアクティブとして、他の全ての接続が待機モードとなることを保証する処理手段２０４がある。しかしながら、当業者であれば、ホスト・デバイス又はネットワーク・デバイスへの単一接続には、１つのものとして見ることができる複数リンクからなるグループが含まれる（例えば、標準ＩＥＥＥ８０２．３ａｄに従って構成された接続）ことは理解するはずである。
【００４２】
動作時には、各ホスト・デバイス１２Ａ、１２Ｂ、各ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂ、及びネットワーク・デバイス１９は、１つのＭＡＣアドレスを割り当てられる。本発明の例示的な実施形態の説明を容易にするため、ネットワーク・デバイス１９には単一のＭＡＣアドレスが割り当てられている。しかし、当業者であれば、本発明の例示的な実施形態を実施するにはネットワーク・デバイス１９にＭＡＣアドレスを割り当てる必要はないことは理解するはずである。ホスト・デバイスがネットワーク・デバイスへの２つ以上のリンクを備えている場合は、そのホスト・デバイスは両方のリンクで通信する際に同一のＭＡＣアドレスを用いる。同様に、ネットワーク・デバイスが別のネットワーク・デバイスへの２つ以上のリンクを備えている場合は、そのネットワーク・デバイスは両方のリンクで通信する際に同一のＭＡＣアドレスを用いる。これにより、リモート末端部（ホスト・デバイス１２Ａ及びホスト・デバイス１２Ｂ）がネットワーク１０における障害を知る必要がない様態で冗長性を実現できる。
【００４３】
ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂは、ネットワーク１０内でのトランスポートパスを定義するためのＶＰＮ識別子を用いて編成且つ構成されるＭＡＣアドレステーブルをサポートする。従って、各ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂはネットワーク１０における他のネットワーク・デバイスの他のＭＡＣアドレスを学習し、これらＭＡＣアドレスを、識別されたＶＰＮに関連付けられた発信源デバイス及び宛先デバイスにマッピングする。更に、ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂは、同報通信及びマルチキャスト・アドレスフレームのフレーム複製などの多くのイーサネット・サービスをサポートする。ＶＰＮサポート及び同報通信及びマルチキャスト・アドレスフレームのフレーム複製は後に詳述する。こうした様態では、コアエッジ・デバイス或いはコアデバイスにより管理される必要があるＭＡＣアドレスの数はかなり減少する。従って、ネットワーク１０はサイズ的な増減の点で非常にスケーラブルであるが、それは、ネットワークに新たなネットワーク・デバイス１６を加えると、ネットワーク・デバイス１９のＭＡＣアドレステーブルのサイズすなわち項目数が１つ増加するからである。従って、ネットワーク・デバイス１９のＭＡＣアドレステーブルはこの小さなサイズのおかげで維持が容易であり、ネットワークオペレータが、コスト効率の良い且つスケーラブルなネットワーク・アーキテクチャを実現できる。
【００４４】
各ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂは、例えば記憶手段２１６内にＭＡＣアドレステーブルを維持する。これは、ネットワーク１０内の定義済みＶＰＮそれぞれに関して維持できる。従って、ネットワーク・デバイス１６Ａが第１フレームフォーマットのフレームを受け取ると、ネットワーク・デバイス１６Ａはこのフレームを、ネットワーク・デバイス１６ＡのＭＡＣアドレスを階層ＭＡＣヘッダのフィールド５４に入れることにより第２フレームフォーマットのフレームにフォーマットする。更に、ネットワーク・デバイス１６Ａは、定義済みＶＰＮ内で宛先ホスト・デバイスのＭＡＣアドレスをマッピングすることで、例えばネットワーク・デバイス１６Ｂのような宛先ネットワーク・デバイスのアドレスを学習する。従って、ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂは、転送データベース又は転送テーブルを例えば記憶手段２１６内に備え且つサポートできる。こうしたテーブルでは、宛先ホスト・デバイスを指定するＭＡＣアドレス及びＶＰＮ識別子をキーとしてある。発信源又は宛先ホスト・デバイス接続インターフェースに属する各キー項目のデータは、発信源又は宛先ホスト・デバイスインターフェースの識別情報を含んでいる。ネットワーク・デバイス・インターフェースに属する各キー項目のデータは、宛先ネットワーク・デバイスを指定するＭＡＣアドレスを含んでいる。こうした様態で、ネットワーク・デバイス１６Ａは、インターフェースの構成済みＶＰＮ識別子を用い、受信フレームに関してＶＰＮ転送テーブル内で宛先ホスト・デバイスのＭＡＣアドレスのルックアップを実行する。
【００４５】
ネットワーク１０の動作において、ホスト・デバイス１２Ａ、１２Ｂとネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂとの間の通信はフレームフォーマット２４及びフレームフォーマット３６のフレームを用いて実行される。ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂとネットワーク・デバイス１９との間の通信は、フレームフォーマット４８のフレームを用いて実行されるが、こうしたフレームは、図示したフィールド全部を含む場合も含まない場合もある。ネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂは上述の処理を実行して、第１フォーマットの受信フレームを第２フォーマットのフレームにフォーマットし、更に受信フレームを第２フォーマットから第１フォーマットのフレームにフォーマットする。
【００４６】
例えば、ネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂがホスト・デバイス１２Ａ又はホスト・デバイス１２Ｂから受信したフレームは、別のイーサネット・フレームにカプセル化されたイーサネット・フレームのような積み重ねＭＡＣアドレスを備えた階層ＭＡＣフレームフォーマットにフォーマットされる。こうした階層ＭＡＣフレームは、他のネットワーク・デバイス、コアデバイス、及びコアエッジ・デバイスが各フレームの発信源ホスト・デバイスを学習するに足る情報を含んでいる。又、各階層ＭＡＣフレームは、ネットワーク１０において設定されたＶＰＮ内の同報通信フレーム及びマルチキャストフレームの複製を制限する情報も含むことができる。ネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂによりフレームに付加されるフレームヘッダにより、ネットワーク１０は、ホスト・デバイスには透過的なＬＡＮの階層を設定できる。これは、ホスト・デバイス１２Ａ又はホスト・デバイス１２Ｂなどの宛先ホスト・デバイスにフレームが到着する前に、これらネットワーク・デバイスによって付加された階層ＭＡＣフレームヘッダがネットワーク・デバイスにより除去されるからである。こうした様態で、ネットワーク・デバイス１９が学習し、維持しなければならないＭＡＣアドレスの数を最小とし、従ってネットワークオペレータ又はプロバイダが、ネットワーク制御プレーンの複雑さを増すことなくネットワーク内のノードの数を増減できるようにする、というコスト効率の良いスケーラブルな解決策がネットワーク・デバイス１６により提供される。
【００４７】
上述のように、各ネットワーク・デバイス１６Ａ及びネットワーク・デバイス１６Ｂには単一のＭＡＣアドレスが割り当てられる。各ネットワーク・デバイスのＭＡＣアドレスは、ネットワーク１０内でそのネットワーク・デバイスを識別するために用いられる。別法として、ネットワーク・デバイスがＶＰＮ識別子を階層ＭＡＣフレーム内に含ませるようにし、ネットワーク・デバイス及び場合によってはコアエッジ・デバイスがその識別子を利用して適切なフレームを識別し、ＶＰＮとして構成されたリンクまで或いはそのリンクを介してこれらフレームを送出する。更に、ＶＰＮ識別子は、フレームの取扱い特性（例えば、識別されたＶＰＮに固有な同報通信範囲など）を特定するのにも用いられる。階層ＭＡＣフレームフォーマット４８は、ネットワークのデータリンク層で定義されたＶＰＮをサポートする新たなイーサネット・タイプを定義する。フィールド５６は、フレームフォーマット４８のフレームのイーサネット・タイプを識別する値を保持している。フィールド５８は、ＶＰＮの識別子及びＶＰＮ制御ワードを保持している。フィールド５８は、図２に示したように３２ビットのフィールドである。フィールド５８及びデータリンク層におけるＶＰＮについては図９に関連して後に詳述する。
【００４８】
図６は、本発明を実行するのに適した別の代表的なネットワーク・アーキテクチャを示す。ネットワーク７０は、ホスト・デバイス１２Ａ乃至１２Ｄ、ネットワーク・デバイス１６乃至１６Ｄ、並びにネットワーク・デバイス１９を含む。ネットワーク７０は、本発明の例示的な実施形態に従った代表的なネットワーク・アーキテクチャのスケーラビリティを示す。ネットワーク７０は、ネットワークの計算に関わる複雑性及びコストを有意に増加させることなくネットワーク・アーキテクチャにホスト・デバイス及びネットワーク・デバイスを追加することにより、スケール変更する能力を示す。例えば、ネットワーク・デバイス１９はネットワーク７０における４つのＭＡＣアドレス（すなわち、ネットワーク・デバイス１６Ａ乃至１６ＤのＭＡＣアドレス）を知る必要がある。こうすることで、ネットワーク・デバイス１９のＭＡＣアドレステーブルは最小限のサイズにとどまる。
【００４９】
ホスト・デバイス１２Ａ乃至１２Ｄは、フレームフォーマット２４又はフレームフォーマット３６のようなフレームフォーマットでネットワーク・デバイス１６Ａ乃至１６Ｄと通信する。ホスト・デバイス１２Ａ乃至１２Ｄとネットワーク・デバイス１６Ａ乃至１６Ｄとの間の通信は、第１ネットワークドメイン１８すなわち第１ネットワーク階層を定義する。ネットワーク・デバイス１６Ａ乃至１６Ｄ間の通信は、第２ネットワークドメイン２０すなわち第２ネットワーク階層を定義する。
【００５０】
ネットワーク・デバイス１６Ａ乃至１６Ｄは、フレームフォーマット４８のフレームを用いてネットワーク・デバイス１９を介して互いと通信する。ネットワーク・デバイス１９は、データリンク層プロトコルにおける別のネットワーク・デバイス（例えば、ブリッジ又はスイッチ）を理解し且つそれと通信可能な第２層ネットワーク・デバイスと考えられる。動作時には、ネットワーク・デバイス１９は、ネットワーク・デバイス１６Ａ乃至１６Ｄからのフレームを、各ネットワーク・デバイス１６Ａ乃至１６Ｄが受信したフレームに付加された階層ＭＡＣアドレスを用いて経路指定する。ネットワーク・デバイス１９は、例えば、各ネットワーク・デバイス１６Ａ乃至１６Ｄから送信された全てのフレームを受け取る無差別（原語：promiscuous）モードで動作する透過的ブリッジ或いはスポーニング・ツリーブリッジなどの幾つかのモードで動作するように構成できる。
【００５１】
図７は、本発明を実行するのに適した更に別の代表的なネットワーク・アーキテクチャを示す。ネットワーク８０は、ホスト・デバイス１２Ａ及び１２Ｂ、ネットワーク・デバイス１６及び１６Ｂ、並びにコアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃを含む。ネットワーク８０は、ネットワーク・バックボーンすなわちネットワークコア１００を含む。バックボーン１００は、ポイントツーポイント通信及びマルチポイント通信をサポートして、コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃがポイントツーポイント・フレーム処理又はマルチポイント・フレーム処理を実行可能にする。ＩＰパケット交換を単純化し、向上させるため、バックボーン１００は、ネットワークリンクに関するデータリンク層プロトコル情報（例えば、帯域幅、利用率、及び待ち時間）を、特定の自律システム又はインターネット・サービスプロバイダ内のネットワーク層に統合するＭＰＬＳバックボーン又として構成できる。しかしながら、バックボーン１００は、様々なブリッジング技法、及び第２層トンネリング・プロトコル（Ｌ２ＴＰ）、ＧＲＥトンネリング・プロトコル、IP
in IP、及び他の適切なプロトコルを含む、他のプロトコルをサポートするよう構成できる。
【００５２】
ＭＰＬＳ構成されたバックボーンは、ネットワークオペレータに、リンク障害、輻輳、及びボトルネックを迂回してトラフィックを転送し且つ経路指定するための更なる柔軟性を与える。従って、コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃは、ネットワーク・デバイス１６Ａ乃至１６Ｂから受信したフレームをラベルに関連付けて、図８に示したフレームフォーマット１４６のフレームを作成するラベル・エッジルータ（ＬＥＲ）として動作するように構成できる。当業者であれば、コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃが提供するラベルは、経路指定テーブル項目に基づいた情報（すなわち、宛先、帯域幅、遅延、他の計量（原語：metrics）、及び分化サービスなどの他の情報）を含むことは理解するはずである。動作時には、ネットワーク・デバイス１６Ａ乃至１６Ｂは、オプション・フィールド付きの或いはそうしたフィールドが付いていないフレームフォーマット４８のフレームを用いてコアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃと通信する。コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃ間の通信は、第３ネットワークドメイン２２すなわち第３ネットワーク階層を識別する。
【００５３】
コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃは、どのインターフェースでフレームが受信されるか及び受信フレームのタイプに従って幾つかのフレーム処理技法及び方法をサポートし、提供する。例えば、他のコアエッジ・デバイスからバックボーン１００を介して受信されたフレームは、ネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂなどのネットワーク階層に転送される。ＭＰＬＳ構成のバックボーン１００に基づく別の例としては、ネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂから受信されたフレームをＭＰＬＳラベルを含むようにフォーマットし、そのＭＰＬＳラベル内の値に関連付けられた別のコアエッジ・デバイスにバックボーン１００を介して転送するというものがある。更に、一方向での学習を反対方向でのデータ転送に利用可能となるように、バックボーン１００は、例えば、一方向にデータ送信するためのコアエッジ・デバイス２０Ａからコアエッジ・デバイス２０Ｂまでのトンネルをリンクし、且つ同じエンドポイント間すなわちコアエッジ・デバイス間の反対方向の第２トンネルをリンクする能力をサポートできる。こうしたトンネルを備えるように構成されたコアネットワークの代表例は図９に示されており、後に詳述する。
【００５４】
各コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃは複製サービスを提供する。すなわち、同報通信フレームが複製される宛先を特定するためにネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂが用いられる。同報通信フレームをバックボーン１００へのインターフェースで受信するコアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃは、こうしたフレームを他のコアエッジ・デバイスに転送しない。コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃは、それらをネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂに関連付けられたインターフェースに転送する。
【００５５】
各コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃは、２つのタイプのキーをサポート可能な転送データベースを維持する。第１のキーは、バックボーンのインターフェースから受信したフレームに用いるもので、バックボーン・ネットワークのアーキテクチャに左右される。第１キーに関連付けられたデータは、受信コアエッジ・デバイスが第２キーに基づいて付加的なルックアップを実行するという結果をもたらす情報をしばしば含んでいる。フレームがＶＰＮ識別子に関連付けられているかＶＰＮ識別子を含む場合、第２キーは、ネットワーク・デバイス宛先アドレス及び他の情報からなる。しかしながら、当業者であれば、第１キーに基づいたフレーム処理は、アーキテクチャに依存し、従ってコアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃによって実行されないこともあることは理解するはずである。
【００５６】
図７Ａは、ネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂから受信したフレームを処理するためにコアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃがとる処理ステップを示す。コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃは、ネットワーク・デバイスから受信したフレーム内のネットワーク・デバイスＭＡＣ宛先アドレス次第で少なくとも２つの異なる方法で受信フレームを処理する。例えば、ステップ１８０では、コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃの一方が、フレームフォーマット４８のフレームを受信する。ステップ１８２では、この受信コアエッジ・デバイスが、宛先ネットワーク・デバイスを指定する宛先アドレスが既知かどうかを特定する。仮にフレームフォーマット４８のフレームのフィールド５２に含まれるＭＡＣ宛先アドレスがユニキャストＭＡＣ宛先アドレスであれば、こうしたアドレスは既知のＭＡＣ宛先アドレスであると考慮される。フィールド５２内のＭＡＣ宛先アドレスが未知であれば、コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃはそのフレームをドロップする（ステップ１８４）。ステップ１８６では、この受信コアエッジ・デバイスが、受信フレームをどのように転送するかを決定する。コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃがネットワーク・デバイス１６Ａ及び１６Ｂに関連付けられたインターフェースで受信したフレームで、フィールド５２に既知のＭＡＣ宛先アドレスを含むものは、ルックアップの結果に基づいて転送される。ステップ１８８では、仮にネットワーク・デバイスを指定する宛先アドレスが既知で、バックボーン１００がＭＰＬＳ構成されていない場合は、このフレームは、別のコアエッジ・デバイスのバックボーン・インターフェースへ転送される。ステップ１９０では、バックボーン１００がＭＰＬＳ構成されており、或いはトンネリング・プロトコル用に構成されていれば、このフレームは、（アーキテクチャ・バックボーン・ネットワークに従って、必要なら）ＭＰＬＳラベル又はトンネル識別子を付けてカプセル化される。ステップ１９２では、コアエッジ・デバイスは、このフレームをＭＰＬＳラベル又はトンネル識別子に関連付けられた別のコアエッジ・デバイスに転送する。更に、コアエッジ・デバイスにより受信されたフレームが、受信コアエッジ・デバイスと直接的にインターフェースしているネットワーク・デバイスを指定する宛先アドレスを含んでいれば、このフレームは、指定されたネットワーク・デバイスに関連付けられたコアエッジ・デバイスのインターフェースに転送され、コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃは何の付加的カプセル化も行わない。
【００５７】
ネットワーク・デバイス１６Ａ、１６Ｂが、同報通信ＭＡＣ（例えば、フレームフォーマット４８のフレームのフィールド５２にFF-FF-FF-FF-FF-FF）を含むフレームを送信する場合は、こうしたフレームを受信するコアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃは、他の全てのコアエッジ・デバイスに受信フレームを複製する。フィールド５２内に同報通信ＭＡＣアドレスを備えた受信フレームがＶＰＮを識別する情報をフィールド５８に含む場合は、受信したコアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃは、フィールド５８で識別されたＶＰＮの連結性をサポートするコアエッジ・デバイスにそのフレームを複製する。当業者であれば、バックボーン１００に関連付けられたインターフェースで同報通信ＭＡＣアドレスを含むフレームを受信するコアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃを、そうしたフレームをドロップし、それらをバックボーン１００に関連付けられた他のインターフェースに転送しないように構成できることは理解するはずである。
【００５８】
図８は、本発明の例示的な実施形態に従ってＭＰＬＳ構成されたバックボーン・ネットワークと共に使用するための代表的なフレームフォーマットを示す。本発明の例示的な実施形態は、図９に示したようなＭＰＬＳトンネルなどを用いて、ＭＰＬＳ構成されたバックボーン・ネットワークでフレームを転送できる。当業者であれば、ＭＰＬＳトンネルは、一対の単方向性チャンネル・ラベルスイッチ・パスからなることは理解するはずである。フレームフォーマット１４６は、ＭＰＬＳトンネル構成されたバックボーン・コアと共に用いるのに適したフォーマットを示す。フレームフォーマット１４６は、ＭＰＬＳヘッダを保持するためのフィールド１４８を含む。当業者であれば、フィールド１４８内のＭＰＬＳヘッダのフォーマットは、コア・バックボーン１００へのアップリンクで使用されるプロトコルに固有であることは理解するはずである。フィールド１５０は、フレームフォーマット１４６に含まれる、ＭＰＬＳトンネルを含んだＭＰＬＳ構成バックボーン用のオプション・フィールドである。フィールド１５０は、ＭＰＬＳトンネルのトンネルラベルを指定する値を保持する。しかしながら、当業者であれば、バックボーンは、例えばＩＥＴＦ標準ＰＷＥ３−ＣＴＲＬなどの、他のトンネリング技術及びプロトコルと共に使用するように構成できることは理解するはずである。
【００５９】
フレームフォーマット１４６のフィールド１５２は、フレームフォーマット４８のフレームのフィールド５２、５４、５６、及び５８を含む。フィールド６０は、ホスト・デバイスからネットワーク・デバイスへの元々のフレームを保持している。フィールド１５４は、ＣＲＣ又はチェックサムなどのフレーム送信エラーを示す値を保持している。通常の技能を備えた当業者であれば、フィールド１５４をオプションとして考慮できることは理解するはずである。フィールド１５４に保持されている値は、フレームフォーマット１４６のフレームに基づいて新たに計算した値である。更に、当業者であれば、コア・バックボーン１００がトンネリング・プロトコル用にＭＰＬＳを使用するために構成されていれば、フォーマット４８のフレームのフィールド５８におけるサービス品質ビットは、Ｅ−ＬＳＰトンネルでＥＸＰビットに或いはそれからマッピングされることは理解するはずである。
【００６０】
図９は、その内部で、コア・バックボーン１００がＭＰＬＳトンネリング用に構成されている代表的なネットワーク・アーキテクチャを示す。コア・バックボーン１００は、コアエッジ・デバイス２０Ａとコアエッジ・デバイス２０Ｂとの間に確立されたトンネル１５６及びトンネル１５８を含む。トンネル１５６は、コアエッジ・デバイス２０Ａからコアエッジ・デバイス２０Ｂにフレームを渡す。トンネル１５８は、コアエッジ・デバイス２０Ｂからコアエッジ・デバイス２０Ａにフレームを渡す。更に、コア・バックボーン１００は、コアエッジ・デバイス２０Ａとコアエッジ・デバイス２０Ｃとの間にトンネル１６０及びトンネル１６２を含む。トンネル１６０は、コアエッジ・デバイス２０Ａからコアエッジ・デバイス２０Ｃにフレームを渡す。トンネル１６２は、コアエッジ・デバイス２０Ｃからコアエッジ・デバイス２０Ａにフレームを渡す。当業者であれば、バックボーン・コア１００は、例えば、コアエッジ・デバイス２０Ｂと２０Ｃとの間、又はコア・バックボーン１００に関連付けられた他のコアエッジ・デバイス間における、図示しない他のトンネルを含むことができるのは理解するはずである。
【００６１】
図１０は、本発明の例示的な実施形態を実行するのに適した付加的な代表的なネットワーク・アーキテクチャを示す。ネットワーク９０は、ホスト・デバイス１２Ａ及び１２Ｂ、ネットワーク・デバイス１６乃至１６Ｇ、コアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃ、並びにコアデバイス１８を含む。コアデバイス１８は、フレームフォーマット１４６などのＭＰＬＳラベルを備えたフォーマットのフレーム或いは他の適切なフレームフォーマットのフレームを用いて情報をネットワーク・バックボーン１００内で適切なコアエッジ・デバイス２０Ａ乃至２０Ｃに送受するためのブリッジ、スイッチ、又はルータとして構成できる。
【００６２】
例示的な実施形態を参照して本発明を説明してきたが、通常の技能を備えた当業者であれば、幾つかの形式及び細部は、添付の特許請求の範囲に画定した本発明の意図した範囲から逸脱することなく変更できることは理解するはずである。例えば、本発明の例示的な実施形態は、ネットワークにおいて１台の通信デバイス当たり１つのＭＡＣアドレスを用いる。しかしながら、本発明の例示的な実施形態は、各ネットワーク・デバイスの１つのインターフェース当たりに１つのＭＡＣアドレスを割り当て且つ使用するように構成できる。更には、本発明の例示的な実施形態を動的ＭＡＣアドレス指定を用いるように適合して、ＭＡＣアドレスが、ネットワーク・デバイス又はネットワーク・デバイスのインターフェースに動的に割り当てられるようにすることも可能である。更に、ＭＡＣアドレスは、ビッグ・エンディアン・フォーマット又はリトル・エンディアン・フォーマットを使用することも可能である。
【００６３】
更に、第２階層ＭＡＣアドレスを、フレームにおける最初の２つのフィールド以外のフィールドに入れることも可能である。
【００６４】
しかしながら、当業者であれば、例示的な本発明は、インターネット・エンジニアリング・タスク・フォース（ＩＥＴＦ）標準ＰＷＥ３−ＥＮＥＴにおいて定義されたような擬似ワイヤを用いるように構成されたコア・ネットワークと共に使用するのに適していることは理解するはずである。従って、当業者であれば、擬似ワイヤはトンネル内に設けられた、従って２つのラベルを備えたパスであることは理解するはずである。一方のラベルはアウターラベル（すなわち、トンネルラベル）であり、２番目のラベルは、フレームがトンネルの終端に到着した時にそのフレームをどう処理するかを定義するインナーラベルである。しかし、本発明の例示的な実施形態による装置、方法、及びネットワーク・アーキテクチャでは、第２すなわちインナーラベルの必要性を無くしている。その理由は、フレームフォーマット４８のフレームのアウターＭＡＣヘッダが、トンネルの終端におけるデバイスに関してそのフレームをどう処理するかを定義しており、従って、擬似ワイヤを備えるように構成したネットワークにおける本発明の例示的な実施形態の実施によって、インナーラベルのフィールドに既知の定数値が入れられるからである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
本発明の例示的な実施形態は、次の図面に関連して下記に説明する。
【図１】本発明の例示的な実施形態の実行のため使用するのに適した代表的な装置を示す。
【図２】本発明の例示的な実施形態の実行のため使用するのに適したフレームフォーマットを示す。
【図３】図２に示したフレームフォーマットからの１つのフィールドをより詳細に示す。
【図４】（Ａ）本発明の例示的な実施形態を実行するための処理ステップを示す。  （Ｂ）本発明の例示的な実施形態を実行するための処理ステップを示す。
【図５】本発明の例示的な実施形態を実行するのに適した代表的なネットワーク環境を示す。
【図６】本発明の例示的な実施形態を実行するのに適した別の代表的なネットワーク環境を示す。
【図７】本発明の例示的な実施形態を実行するのに適した別の代表的なネットワーク環境を示す。  （Ａ）フレームを処理するため、図７に示したネットワークで行う処理ステップを示した代表的なフローチャートである。
【図８】図７に示した代表的なネットワーク環境で用いるのに適した代表的なフレームフォーマットを示す。
【図９】本発明の例示的な実施形態を実行するのに適した別の代表的なネットワーク環境を示す。
【図１０】本発明の例示的な実施形態を実行するのに適した別の代表的なネットワーク環境を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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