(57)【要約】【課題】バックボーンネットワークに接続されるＬＡＮ同士の距離が遠くなっても、消費電力の増大を最低限にできる広域ＬＡＮ構成方法を提供する。【解決手段】複数のＬＡＮの各々が接続される広域ＬＡＮによって実行される広域ＬＡＮ構成方法は、複数のＬＡＮのうち、第一のＬＡＮから送信されたＡＲＰリクエストに基づいて、アドレス解決によって得られた第二のＬＡＮに接続される端末装置のＭＡＣアドレスを取得するステップと、アドレス情報記憶部に、取得するステップで取得したＭＡＣアドレスをキャッシュするステップとを有し、アドレス情報記憶部は、第一のＬＡＮと第二のＬＡＮとの間の距離に基づいて、キャッシュしたＭＡＣアドレスの保持時間が設定されている。【選択図】図２
2018182482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＡＮの各々が接続される広域ＬＡＮによって実行される広域ＬＡＮ構成方法であって、
前記複数のＬＡＮのうち、第一のＬＡＮから送信されたＡＲＰリクエストに基づいて、アドレス解決によって得られた第二のＬＡＮに接続される端末装置のＭＡＣアドレスを取得するステップと、
アドレス情報記憶部に、前記取得するステップで取得したＭＡＣアドレスをキャッシュするステップと
を有し、
前記アドレス情報記憶部は、前記第一のＬＡＮと前記第二のＬＡＮとの間の距離に基づいて、キャッシュしたＭＡＣアドレスの保持時間が設定されている、広域ＬＡＮ構成方法。
【請求項２】
前記アドレス情報記憶部は、前記第一のＬＡＮと前記第二のＬＡＮとの間の距離に基づいて、キャッシュできるＭＡＣアドレスの数が設定されている、請求項１に記載の広域ＬＡＮ構成方法。
【請求項３】
前記複数のＬＡＮが、複数のグループに分割され、前記複数のグループの各々は、前記アドレス情報記憶部を備える、請求項１又は請求項２に記載の広域ＬＡＮ構成方法。
【請求項４】
前記複数のグループの各々が、ソフトウェア・デファインド・ネットワーキングによって、前記ＭＡＣアドレスを前記アドレス情報記憶部にキャッシュするステップ
を有する、請求項３に記載の広域ＬＡＮ構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広域ＬＡＮ構成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
広域ＬＡＮとは、地理的に離れたＬＡＮ間などをインターフェースで接続するサービスである。広域ＬＡＮには、広域イーサネットが含まれる。ここでは、広域イーサネットの一例について説明する。
図９は、広域イーサネットの一例を示す図である。図９に示される例では、広域イーサネットは、バックボーンネットワーク１００を含む。プロバイダエッジ(Provider Edge: PE)ルータ３０−１は、バックボーンネットワーク１００とＬＡＮ２０−１との境界に位置し、ＬＡＮ２０−１からの接続を受け付ける。ＰＥルータ３０−２は、バックボーンネットワーク１００とＬＡＮ２０−２との境界に位置し、ＬＡＮ２０−２からの接続を受け付ける。ＰＥルータ３０−３は、バックボーンネットワーク１００とＬＡＮ２０−３との境界に位置し、ＬＡＮ２０−３からの接続を受け付ける。ＰＥルータ３０−４は、バックボーンネットワーク１００とＬＡＮ２０−４との境界に位置し、ＬＡＮ２０−４からの接続を受け付ける。図９に示される例では、ＬＡＮ２０−１に端末５０−１が接続され、ＬＡＮ２０−３に端末５０−２が接続されている。
【０００３】
端末５０−１と端末５０−２との間で通信するためには、ＩＰパケットに、下位のレイヤでＬ２ヘッダが付加されて伝送されることから、ＭＡＣアドレスの情報が必要となる。ＭＡＣアドレスは、機器の物理アドレスである。しかし、端末５０−１は、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを関連付けて記憶していないため、端末５０−１は、ＩＰアドレスから、ＭＡＣアドレスの情報を得る必要がある。ＩＰアドレスからＭＡＣアドレスの情報を得るプロトコルとして、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
ＡＲＰを使用して、端末５０−１が端末５０−２のＭＡＣアドレスの情報を得る処理について説明する。
端末５０−１は、端末５０−１のＩＰアドレスの情報を含むＡＲＰリクエストをブロードキャストする。端末５０−１がブロードキャストしたＡＲＰリクエストは、ＰＥルータ３０−１から、ＰＥルータ３０−２、ＰＥルータ３０−３、及びＰＥルータ３０−４へ送信される。
ＰＥルータ３０−２は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストをＬＡＮ２０−２へブロードキャストする。ＬＡＮ２０−２には、ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスを有する端末は存在しないため、ＰＥルータ３０−２は、ＡＲＰリクエストに対する応答であるＡＲＰリプライを受信しない。
ＰＥルータ３０−４は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストをＬＡＮ２０−４へブロードキャストする。ＬＡＮ２０−４には、ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスを有する端末は存在しないため、ＰＥルータ３０−４は、ＡＲＰリクエストに対する応答であるＡＲＰリプライを受信しない。
【０００５】
ＰＥルータ３０−３は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストをＬＡＮ２０−３へブロードキャストする。ＬＡＮ２０−３には、ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスを有する端末５０−２が存在する。端末５０−２は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスが、自端末５０−２のＩＰアドレスと一致するか否かを確認する。端末５０−２は、一致することを確認すると、自端末５０−２のＭＡＣアドレスを含み、端末５０−１を宛先とするＡＲＰリプライを作成し、作成したＡＲＰリプライを送信する。
【０００６】
端末５０−２が送信したＡＲＰリプライは、ＰＥルータ３０−３に受信される。ＰＥルータ３０−３は、受信したＡＲＰリプライをＰＥルータ３０−１へ送信するとともに、端末５０−２のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを関連付けてキャッシュする。ＰＥルータ３０−３が送信したＡＲＰリプライは、ＰＥルータ３０−１に受信され、ＰＥルータ３０−１は、受信したＡＲＰリプライを端末５０−１へ送信するとともに、端末５０−２のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを関連付けてキャッシュする（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force），“ＲＦＣ８２６（An Ethernet（登録商標）Address Resolution Protocol）”、［Ｏｎｌｉｎｅ］，［平成２９年３月１５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.ietf.org/rfc/rfc826.txt＞
【非特許文献２】K. Elmeleegy, et al, “EtherProxy: Scaling Ethernet By Suppressing Broadcast Traffic,” in the Proceeding of INFOCOM 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＰＥルータ３０−１、ＰＥルータ３０−２、ＰＥルータ３０−３、及びＰＥルータ３０４の各々にキャッシュされるデータは、ＬＲＵ(Least Recently Used)方式で管理されることが多い。ＬＲＵ方式とは、メモリに空きがない場合、最も長く使用されていないキャッシュデータを削除して、新たなデータを登録（追加）する方式である。また、ＰＥルータ３０−１、ＰＥルータ３０−２、ＰＥルータ３０−３、及びＰＥルータ３０−４の各々が管理できるキャッシュデータ量は同じである。
図１０は、キャッシュされるデータの管理方法を示す図である。図１０に示される例では、使用されてから長い時間が経った順に、データＡ、データＢ、データＣ、データＤ、データＥ、及びデータＦがキャッシュされている（１）（左端の図）。この状態で、データＤが参照されることによってヒットした場合（２）、使用されてから長い時間が経った順に、データＡ、データＢ、データＣ、データＥ、データＦ、及びデータＤに入れ替えられる（真ん中の図）。さらに、この状態で、新たに、データＧが参照されたことによってキャッシュされる場合（３）、最も長く使用されていないデータＡが廃棄され、使用されてから長い時間が経った順に、データＢ、データＣ、データＥ、データＦ、データＤ、及びデータＧに入れ替えられる（右端の図）。
【０００９】
ここで、ＬＡＮ２０−１から、ＬＡＮ２０−２、ＬＡＮ２０−３、及びＬＡＮ２０−４の各々の距離が大きく異なり、ＬＡＮ２０−１とＬＡＮ２０−２との間の距離が近く、ＬＡＮ２０−１とＬＡＮ２０−４との間の距離が遠いと仮定した場合について説明する。
ＬＡＮ２０−１に接続している端末（以下、「送信元端末」という）は、ＬＡＮ２０−２に接続している端末（以下、「宛先端末」という）のＭＡＣアドレスの情報を取得するために、ＡＲＰリクエストを送信する。ＰＥルータ３０−２は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストに含まれる宛先端末のＩＰアドレスに関連付けてＭＡＣアドレスをキャッシュしていない場合、ＡＲＰリクエストを、ＬＡＮ２０−２へブロードキャストし、ブロードキャストしたＡＲＰリクエストを受信した宛先端末が送信したＡＲＰリプライを受信する。
【００１０】
また、ＬＡＮ２０−１に接続している送信元端末は、ＬＡＮ２０−４に接続している宛先端末のＭＡＣアドレスの情報を取得するために、ＡＲＰリクエストを送信する。ＰＥルータ３０−４は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストに含まれる宛先端末のＩＰアドレスに関連付けてＭＡＣアドレスをキャッシュしていない場合、ＡＲＰリクエストを、ＬＡＮ２０−４へブロードキャストし、ブロードキャストしたＡＲＰリクエストを受信した宛先端末が送信したＡＲＰリプライを受信する。
ＬＡＮ２０−１とＬＡＮ２０−４との間の距離は、ＬＡＮ２０−１とＬＡＮ２０−２との間の距離と比較して長い。このため、ＰＥルータ３０−４が、ＬＡＮ２０−４へ、ＡＲＰリクエストをブロードキャストする場合は、ＰＥルータ３０−２が、ＬＡＮ２０−２へ、ＡＲＰリクエストをブロードキャストする場合と比較して、接続時間が長くなることなどによって、消費電力が大きくなるとともにコストが増大するおそれがあり、経済的ではない。
【００１１】
上記事情に鑑み、本発明は、バックボーンネットワークに接続されるＬＡＮ同士の距離が遠くなっても、消費電力の増大を抑えることができる広域ＬＡＮ構成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様は、複数のＬＡＮの各々が接続される広域ＬＡＮによって実行される広域ＬＡＮ構成方法であって、前記複数のＬＡＮのうち、第一のＬＡＮから送信されたＡＲＰリクエストに基づいて、アドレス解決によって得られた第二のＬＡＮに接続される端末装置のＭＡＣアドレスを取得するステップと、アドレス情報記憶部に、前記取得するステップで取得したＭＡＣアドレスをキャッシュするステップとを有し、前記アドレス情報記憶部は、前記第一のＬＡＮと前記第二のＬＡＮとの間の距離に基づいて、キャッシュしたＭＡＣアドレスの保持時間が設定されている、広域ＬＡＮ構成方法である。
【００１３】
本発明の一態様は、上記の広域ＬＡＮ構成方法であって、前記アドレス情報記憶部は、前記第一のＬＡＮと前記第二のＬＡＮとの間の距離に基づいて、キャッシュできるＭＡＣアドレスの数が設定されている。
【００１４】
本発明の一態様は、上記の広域ＬＡＮ構成方法であって、前記複数のＬＡＮが、複数のグループに分割され、前記複数のグループの各々は、前記アドレス情報記憶部を備える。
【００１５】
本発明の一態様は、上記の広域ＬＡＮ構成方法であって、前記複数のグループの各々が、ソフトウェア・デファインド・ネットワーキングによって、前記ＭＡＣアドレスを前記アドレス情報記憶部にキャッシュするステップを有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、バックボーンネットワークに接続されるＬＡＮ同士の距離が遠くなっても、アドレス解決のために消費される電力の増大を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第一実施形態に係る広域ＬＡＮの構成を示す図である。
【図２】第一実施形態に係るプロバイダエッジルータの機能構成の一例を示す図である。
【図３】第一実施形態に係るプロバイダエッジルータが備えるアドレス情報記憶部の一例を示す図である。
【図４】第一実施形態に係る広域ＬＡＮの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
【図５】変形例に係るプロバイダエッジルータが備えるアドレス情報記憶部の一例を示す図である。
【図６】第二実施形態に係る広域ＬＡＮの構成を示す図である。
【図７】第二実施形態に係る広域ＬＡＮの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
【図８】第三実施形態に係る広域ＬＡＮの構成を示す図である。
【図９】広域イーサネットの一例を示す図である。
【図１０】キャッシュされるデータの管理方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第一実施形態）
図１は、第一実施形態に係る広域ＬＡＮの構成を示す図である。広域ＬＡＮ１０の一例は、広域イーサネットであり、広域イーサネットは、バックボーンネットワーク１を含む。バックボーンネットワーク１は、ＬＡＮ２−１、ＬＡＮ２−２、ＬＡＮ２−３、ＬＡＮ２−４などのＬＡＮ間をイーサネット（登録商標）で接続する。
ＰＥルータ３−１はバックボーンネットワーク１とＬＡＮ２−１との境界に位置し、ＰＥルータ３−２はバックボーンネットワーク１とＬＡＮ２−２との境界に位置し、ＰＥルータ３−３はバックボーンネットワーク１とＬＡＮ２−３との境界に位置し、ＰＥルータ３−４はバックボーンネットワーク１とＬＡＮ２−４との境界に位置する。図１に示される例では、ＬＡＮ２−１に端末（端末装置）５−１が接続され、ＬＡＮ２−２に端末（端末装置）５−２が接続され、ＬＡＮ２−３に端末（端末装置）５−３が接続され、ＬＡＮ２−４に端末（端末装置）５−４が接続されている。
【００１９】
ＰＥルータ３−１から見て、ＰＥルータ３−２が一番近い距離に位置し、ＰＥルータ３−３がＰＥルータ３−２の次に近い距離に位置し、ＰＥルータ３−４が一番遠い距離に位置していると仮定する。換言すれば、ＰＥルータ３−１から見て、ＰＥルータ３−２、ＰＥルータ３−２、及びＰＥルータ３−２の順に、相対距離が大きくなると仮定する。例えば、ＰＥルータ３−１は東京に位置し、ＰＥルータ３−２は名古屋に位置し、ＰＥルータ３−３は中国に位置し、ＰＥルータ３−４は米国に位置すると仮定する。
以下、ＬＡＮ２−１、ＬＡＮ２−２、ＬＡＮ２−３、及びＬＡＮ２−４のうち、任意のＬＡＮをＬＡＮ２と記載する。また、ＰＥルータ３−１、ＰＥルータ３−２、ＰＥルータ３−３、及びＰＥルータ３−４のうち、任意のＰＥルータをＰＥルータ３と記載する。ＰＥルータ３が備える各構成についても同様である。また、端末５−１、端末５−２、端末５−３、端末５−４のうち、任意の端末を端末５と記載する。
【００２０】
ＰＥルータ３は、複数のＶＰＮ(Virtual Private Network)を収容する。ＰＥルータ３は、データを目的地まで送信するために、複数のＶＰＮの各々について、バックボーンネットワーク上のデータ配送経路が記載されたルーティングテーブルを記憶する。
ＰＥルータ３は、ＬＡＮ２に接続された端末５からの接続を受け付け、ＭＰＬＳ(Multi-Protocol Label Switching)などで利用する宛先ラベルの付加や除去などを行う。ＰＥルータ３は、端末５が送信したパケットを受信し、受信したパケットに含まれる経路情報にラベルを付加して、次のＰＥルータへ転送する。次のＰＥルータは、受信したパケットに付加されているラベルに基づいて、転送するＰＥルータを判断し、適切な転送先にパケットを送信する。
また、ＰＥルータ３は、端末５が送信したＡＲＰリクエストを受信し、且つ該ＡＲＰリクエストに対する応答であるＡＲＰリプライを受信した場合に、ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスとＡＲＰリプライに含まれるＭＡＣアドレスとを関連付けてキャッシュする。
【００２１】
（ＰＥルータ）
図２は、第一実施形態に係るプロバイダエッジルータの機能構成の一例を示す図である。ＰＥルータ３は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プロバイダエッジルータプログラムを実行する。ＰＥルータ３は、プロバイダエッジルータプログラムの実行によってアドレス情報記憶部３１、第１通信部３２、第２通信部３３、フレーム転送部３４、及び処理部３５を備える装置として機能する。なお、ＰＥルータ３の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プロバイダエッジルータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プロバイダエッジルータプログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【００２２】
アドレス情報記憶部３１は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。アドレス情報記憶部３１は、ＰＥルータ３がＡＲＰリクエストを送信し、且つ該ＡＲＰリクエストに対する応答であるＡＲＰリプライを受信した場合に、ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスと、ＡＲＰリプライに含まれるＭＡＣアドレスとを関連付けて記憶する。
第１通信部３２は、自ＰＥルータ３をバックボーンネットワーク１に接続する通信インターフェースである。第１通信部３２は、バックボーンネットワーク１から出力されるパケットを、フレーム転送部３４へ出力する。また、第１通信部３２は、フレーム転送部３４が出力するパケットをバックボーンネットワーク１へ出力する。
第２通信部３３は、自ＰＥルータ３をＬＡＮ２に接続する通信インターフェースである。第２通信部３３は、ＬＡＮ２から出力されるパケットを、フレーム転送部３４へ出力する。また、第２通信部３３は、フレーム転送部３４が出力するパケットをＬＡＮ２へ出力する。
【００２３】
フレーム転送部３４は、ルーティングテーブルを記憶し、ルーティングテーブルに記載されたバックボーンネットワーク１上のデータ配送経路に基づいて受信フレームの転送処理を行う。フレーム転送部３４が行う転送処理には、第１の転送処理と第２の転送処理とが含まれる。
第１の転送処理は、自ＰＥルータ３に収容されるＬＡＮ２へフレームを転送する処理である。第２の転送処理は、バックボーンネットワーク１へフレームを転送する処理である。フレーム転送部３４は、ＬＡＮ２側からバックボーンネットワーク１側にフレームを転送する場合、転送するフレームにＭＡＣヘッダを付加する。一方、フレーム転送部３４は、バックボーンネットワーク１側からＬＡＮ２側にフレームを転送する場合、フレームに付加されたＭＡＣヘッダを削除する。
【００２４】
処理部３５は、第１通信部３２がフレーム転送部３４へ出力したパケットを取得する。処理部３５は、取得したパケットがＡＲＰリクエストである場合、該ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスに関連付けられるＭＡＣアドレスが、アドレス情報記憶部３１に記憶されているか否かを判定する。
処理部３５は、該ＭＡＣアドレスが、アドレス情報記憶部３１に記憶されている場合、その記憶されているＭＡＣアドレスを含むＡＲＰリプライを作成する。そして、処理部３５は、作成したＡＲＰリプライを、フレーム転送部３４へ出力する。フレーム転送部３４は、処理部３５が出力したＡＲＰリプライを、第１通信部３２へ出力する。第１通信部３２は、処理部３５が出力したＡＲＰリプライを、バックボーンネットワーク１へ送信する。
一方、処理部３５は、該ＭＡＣアドレスが、アドレス情報記憶部３１に記憶されていない場合、該ＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４へ出力する。フレーム転送部３４は、処理部３５が出力したＡＲＰリクエストを、第２通信部３３へ出力する。第２通信部３３は、処理部３５が出力したＡＲＰリクエストを、ＬＡＮ２へブロードキャストする。
【００２５】
第２通信部３３がブロードキャストしたＡＲＰリクエストは、ＬＡＮ２に接続している端末５に受信される。端末５は、ＡＲＰリクエストを受信すると、受信したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスと自端末５のＩＰアドレスとが一致するか否かを判定する。端末５は、ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスと自端末５のＩＰアドレスとが一致する場合、自端末５のＭＡＣアドレスを含むＡＲＰリプライを作成し、ＰＥルータ３へ送信する。
ＰＥルータ３の第２通信部３３は、端末５が送信したＡＲＰリプライを受信し、受信したＡＲＰリプライを、フレーム転送部３４へ出力する。フレーム転送部３４は、第２通信部３３が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを第１通信部３２へ出力するとともに、処理部３５へ出力する。第１通信部３２は、フレーム転送部３４が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを、バックボーンネットワーク１へ送信する。処理部３５は、フレーム転送部３４が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライに含まれるＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスとを関連付けて、アドレス情報記憶部３１へ記憶する。
【００２６】
また、ＰＥルータ３の第１通信部３２は、バックボーンネットワーク１からのＡＲＰリプライを受信し、受信したＡＲＰリプライを、フレーム転送部３４へ出力する。フレーム転送部３４は、第１通信部３２が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを第２通信部３３へ出力するとともに、処理部３５へ出力する。第２通信部３３は、フレーム転送部３４が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを、ＬＡＮ２へ送信する。処理部３５は、フレーム転送部３４が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライに含まれるＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスとを関連付けて、アドレス情報記憶部３１へ記憶する。
実施形態に係る広域ＬＡＮでは、ＰＥルータ３−１、ＰＥルータ３−２、ＰＥルータ３−３、及びＰＥルータ３−４の各々が備えるアドレス情報記憶部３１にキャッシュできるデータ量が異なる。具体的には、ＰＥルータ３−２、ＰＥルータ３−３、及びＰＥルータ３−３の順に、アドレス情報記憶部３１にキャッシュできるデータ量が多くなる。
【００２７】
（アドレス情報記憶部）
図３は、第一実施形態に係るプロバイダエッジルータが備えるアドレス情報記憶部の一例を示す図である。
図３には、ＰＥルータ３−２が備えるアドレス情報記憶部３１−２と、ＰＥルータ３−３が備えるアドレス情報記憶部３１−３と、ＰＥルータ３−４が備えるアドレス情報記憶部３１−４とが示される。アドレス情報記憶部３１−２、アドレス情報記憶部３１−３、及びアドレス情報記憶部３１−４の各々は、ＬＲＵ方式で、キャッシュするデータを、管理する。ＬＲＵ方式では、次のデータが入力された場合には、該次のデータが上に入力され、記憶していたデータを下にシフトさせ、さらに、キャッシュしているデータが参照された場合には、該データは再度上に入力されることによって、入出力を行う。Ｌ１はアドレス情報記憶部３１−１にキャッシュできるデータ量を示し、Ｌ２はアドレス情報記憶部３１−２にキャッシュできるデータ量を示し、Ｌ３はアドレス情報記憶部３１−３にキャッシュできるデータ量を示す。
図３によれば、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３であり、ＰＥルータ３−１からの相対距離が大きくなるにしたがって、アドレス情報記憶部３１にキャッシュできるデータ量も増加する。ＰＥルータ３−１からの相対距離が大きくなるにしたがって、キャッシュデータ量が増加することによって、キャッシュできるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを関連付けた情報の数も増加する。
【００２８】
（広域ＬＡＮの動作）
図４は、第一実施形態に係る広域ＬＡＮの動作の一例を示すシーケンスチャートである。図４に示される例では、端末５−１が、端末５−４のＭＡＣアドレスの情報を取得する処理について説明する。
（ステップＳ１０１）端末５−１は、端末５−４のＩＰアドレスを含むＡＲＰリクエストを作成し、作成したＡＲＰリクエストを送信する。
（ステップＳ１０２）端末５−１が送信したＡＲＰリクエストは、ＰＥルータ３−１によって受信される。ＰＥルータ３−１の第２通信部３３−１は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４−１へ出力する。フレーム転送部３４−１は、第２通信部３３−１が出力したＡＲＰリクエストを取得し、取得したＡＲＰリクエストを、処理部３５−１へ出力する。処理部３５−１は、フレーム転送部３４−１が出力したＡＲＰリクエストを取得し、アドレス情報記憶部３１−１に記憶されているＩＰアドレスを検索することによって、取得したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスに関連付けて、ＭＡＣアドレスが記憶されているか否かを判定する。記憶されている場合、処理部３５−１は、該ＭＡＣアドレスを、アドレス情報記憶部３１−１から取得し、取得したＭＡＣアドレスを含むＡＲＰリプライを作成する。そして、処理部３５−１は、作成したＡＲＰリプライをフレーム転送部３４−１へ出力する。フレーム転送部３４−１は、処理部３５−１が出力したＡＲＰリプライを、第２通信部３３−１へ出力する。第２通信部３３−１は、フレーム転送部３４−１が出力したＡＲＰリプライを、端末５−１へ送信する。
ここでは、記憶されていない場合について説明を続ける。処理部３５−１は、ＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４−１へ出力する。フレーム転送部３４−１は、処理部３５−１が出力したＡＲＰリクエストを、第１通信部３２−１へ出力する。第１通信部３２−１は、フレーム転送部３４−１が出力したＡＲＰリクエストを、バックボーンネットワーク１へブロードキャストする。
【００２９】
（ステップＳ１０３）ＰＥルータ３−２は、ＰＥルータ３−１がブロードキャストしたＡＲＰリクエストを受信する。ＰＥルータ３−２において、第１通信部３２−２は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４−２へ出力する。フレーム転送部３４−２は、第１通信部３２−２が出力したＡＲＰリクエストを取得し、取得したＡＲＰリクエストを、処理部３５−２へ出力する。処理部３５−２は、フレーム転送部３４−２が出力したＡＲＰリクエストを取得し、アドレス情報記憶部３１−２に記憶されているＩＰアドレスを検索することによって、取得したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスに関連付けて、ＭＡＣアドレスが記憶されているか否かを判定する。記憶されている場合の処理については、ステップＳ１０２を適用できる。ここでは、記憶されていない場合について説明を続ける。処理部３５−２は、ＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４−２へ出力する。フレーム転送部３４−２は、処理部３５−２が出力したＡＲＰリクエストを、第２通信部３３−２へ出力する。第２通信部３３−２は、フレーム転送部３４−２が出力したＡＲＰリクエストを、ＬＡＮ２−２へブロードキャストする。ＰＥルータ３−２がブロードキャストしたＡＲＰリクエストは、端末５−２によって受信される。端末５−２は、受信したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスが、自端末５−２のＩＰアドレスと一致するか否かを判定する。ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスは端末５−４のＩＰアドレスであり、端末５−２のＩＰアドレスとは異なるため、端末５−２は、受信したＡＲＰリクエストに対して、ＡＲＰリプライを返信しない。
【００３０】
（ステップＳ１０４）ＰＥルータ３−３は、ＰＥルータ３−１がブロードキャストしたＡＲＰリクエストを受信する。ＰＥルータ３−３において、第１通信部３２−３は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４−３へ出力する。フレーム転送部３４−３は、第１通信部３２−３が出力したＡＲＰリクエストを取得し、取得したＡＲＰリクエストを、処理部３５−３へ出力する。処理部３５−３は、フレーム転送部３４−３が出力したＡＲＰリクエストを取得し、アドレス情報記憶部３１−３に記憶されているＩＰアドレスを検索することによって、取得したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスに関連付けて、ＭＡＣアドレスが記憶されているか否かを判定する。記憶されている場合の処理については、ステップＳ１０２を適用できる。ここでは、記憶されていない場合について説明を続ける。処理部３５−３は、ＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４−３へ出力する。フレーム転送部３４−３は、処理部３５−３が出力したＡＲＰリクエストを、第２通信部３３−３へ出力する。第２通信部３３−３は、フレーム転送部３４−３が出力したＡＲＰリクエストを、ＬＡＮ２−３へブロードキャストする。ＰＥルータ３−３がブロードキャストしたＡＲＰリクエストは、端末５−３によって受信される。端末５−３は、受信したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスが、自端末５−３のＩＰアドレスと一致するか否かを判定する。ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスは端末５−４のＩＰアドレスであり、端末５−３のＩＰアドレスとは異なるため、端末５−３は、受信したＡＲＰリクエストに対して、ＡＲＰリプライを返信しない。
【００３１】
（ステップＳ１０５）ＰＥルータ３−４は、ＰＥルータ３−１がブロードキャストしたＡＲＰリクエストを受信する。ＰＥルータ３−４において、第１通信部３２−４は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４−４へ出力する。フレーム転送部３４−４は、第１通信部３２−４が出力したＡＲＰリクエストを取得し、取得したＡＲＰリクエストを、処理部３５−４へ出力する。処理部３５−４は、フレーム転送部３４−４が出力したＡＲＰリクエストを取得し、アドレス情報記憶部３１−４に記憶されているＩＰアドレスを検索することによって、取得したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスに関連付けて、ＭＡＣアドレスが記憶されているか否かを判定する。記憶されている場合の処理については、ステップＳ１０２を適用できる。ここでは、記憶されていない場合について説明を続ける。処理部３５−４は、ＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４−４へ出力する。フレーム転送部３４−４は、処理部３５−４が出力したＡＲＰリクエストを、第２通信部３３−４へ出力する。
（ステップＳ１０６）ＰＥルータ３−４の第２通信部３３−４は、フレーム転送部３４−４が出力したＡＲＰリクエストを、ＬＡＮ２−４へブロードキャストする。ＰＥルータ３−４がブロードキャストしたＡＲＰリクエストは、端末５−４によって受信される。
（ステップＳ１０７）端末５−４は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスが、自端末５−４のＩＰアドレスと一致するか否かを判定する。ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスは端末５−４のＩＰアドレスであり、端末５−４のＩＰアドレスと一致するため、端末５−４は、受信したＡＲＰリクエストに対して、自端末５−４のＭＡＣアドレスを含むＡＲＰリプライを作成する。
【００３２】
（ステップＳ１０８）端末５−４は、作成したＡＲＰリプライを、ＰＥルータ３−４へ送信する。
（ステップＳ１０９）ＰＥルータ３−４は、端末５−４が送信したＡＲＰリプライを受信する。ＰＥルータ３−４において、第２通信部３３−４は、ＡＲＰリプライを受信し、受信したＡＲＰリプライを、フレーム転送部３４−４へ出力する。フレーム転送部３４−４は、第２通信部３３−４が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを、第１通信部３２−４へ出力するとともに、処理部３５−４へ出力する。処理部３５−４は、フレーム転送部３４−４が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライに含まれるＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスとを関連付けて、アドレス情報記憶部３１−４へ記憶することによって学習する。
（ステップＳ１１０）ＰＥルータ３−４の第１通信部３２−４は、フレーム転送部３４−４が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを、ＰＥルータ３−１へ送信する。
【００３３】
（ステップＳ１１１）ＰＥルータ３−１の第１通信部３２−１は、ＰＥルータ３−４が転送したＡＲＰリプライを受信する。ＰＥルータ３−１において、第１通信部３２−１は、受信したＡＲＰリプライを、フレーム転送部３４−１へ出力する。フレーム転送部３４−１は、第１通信部３２−１が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを、第２通信部３３−１へ出力するとともに、処理部３５−１へ出力する。処理部３５−１は、フレーム転送部３４−１が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライに含まれるＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスとを関連付けて、アドレス情報記憶部３１−１へ記憶することによって学習する。
（ステップＳ１１２）ＰＥルータ３−１の第２通信部３３−１は、フレーム転送部３４−１が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを、端末５−１へ送信する。
（ステップＳ１１３）端末５−１は、ＰＥルータ３−１が転送したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライに含まれるＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスとを関連付けて記憶することによって学習する。
【００３４】
ここでは、端末５−１が、端末５−４のＭＡＣアドレスの情報を取得する処理について説明したが、端末５−１が、端末５−２のＭＡＣアドレスの情報を取得する処理、及び端末５−１が、端末５−３のＭＡＣアドレスの情報を取得する処理についても、図４のシーケンスチャートを適用できる。
キャッシュできるデータ量は、ＰＥルータ３−２のアドレス情報記憶部３１−２、ＰＥルータ３−３のアドレス情報記憶部３１−３、ＰＥルータ３−４のアドレス情報記憶部３１−４の順に大きくなるため、アドレス情報記憶部３１にキャッシュされるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとが関連付けられた情報の保持時間（キャッシュデータの寿命）は、アドレス情報記憶部３１−２、アドレス情報記憶部３１−３、アドレス情報記憶部３１−４の順に長くなると想定される。つまり、アドレス情報記憶部３１−２、アドレス情報記憶部３１−３、アドレス情報記憶部３１−４の順に、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを関連付けた情報がキャッシュされてから、廃棄されるまでの時間を長くできる。このため、アドレス情報記憶部３１−２、アドレス情報記憶部３１−３、アドレス情報記憶部３１−４の順に、端末５がＭＡＣアドレスを要求する場合に、該要求するＭＡＣアドレスのエントリが、アドレス情報記憶部３１に存在する確率を高くできる。このように構成することによって、ＰＥルータ３が端末５からＭＡＣアドレスを要求された場合に、該ＭＡＣアドレスを取得するために、ＬＡＮ２へＡＲＰリクエストをブロードキャストする回数を減少させることができる。
前述した実施形態では、広域ＬＡＮが、四台のＰＥルータを備える場合について説明したが、この例に限られない。例えば、広域ＬＡＮが、二台から三台のＰＥルータを備えてもよいし、五台以上のＰＥルータを備えてもよい。
【００３５】
実施形態に係る広域ＬＡＮによれば、バックボーンネットワークに接続されるＬＡＮ同士の距離に応じて、相対距離が大きくなるにしたがって、寿命が長くなるように、キャッシュするＭＡＣアドレスの寿命を設定する。このように構成することによって、ＬＡＮ間の距離が長くなった場合に、キャッシュしたＭＡＣアドレスが参照される確率（ヒット確率）を向上させることができるため、要求されたＭＡＣアドレスを再取得するために、ＡＲＰリクエストがＬＡＮに再送信される回数を減少させることができる。このため、アドレス解決のために消費される電力の増大を抑えることができるとともに、アドレス解決に要する時間を短縮できる。
【００３６】
（変形例）
変形例に係る広域ＬＡＮの構成は、図１を適用できる。変形例に係るＰＥルータ３は、前述した実施形態に係るＰＥルータと、アドレス情報記憶部の構成が異なる。
図５は、変形例に係るプロバイダエッジルータが備えるアドレス情報記憶部の一例を示す図である。図５に示されるように、ＰＥルータ３−２が備えるアドレス情報記憶部３１−２、ＰＥルータ３−３が備えるアドレス情報記憶部３１−３、及びＰＥルータ３−４が備えるアドレス情報記憶部３１−４は、キャッシュできるデータ量は同じである。ただし、ＬＡＮ２−１からの距離に応じて、アドレス情報記憶部３１へ入力されるデータの位置が異なる。具体的には、ＰＥルータ３−１からの距離が一番近いＰＥルータ３−２では、アドレス情報記憶部３１−２の（３）からデータが入力され、ＰＥルータ３−１からの距離が二番目に近いＰＥルータ３−３では、アドレス情報記憶部３１−３の（２）からデータが入力され、ＰＥルータ３−１からの距離が一番遠いＰＥルータ３−４では、アドレス情報記憶部３１−４の（１）からデータが入力される。データが入力される位置が、（３）、（２）、及び（１）となるにしたがって、キャッシュされるデータの寿命が長くなる。
【００３７】
変形例に係る広域ＬＡＮによれば、バックボーンネットワークに接続されるＬＡＮ同士の距離に応じて、距離が長くなるにしたがって、寿命が長くなるように、アドレス情報記憶部３１におけるキャッシュデータが入力される位置を設定する。このように構成することによって、ＬＡＮ間の距離が長くなった場合に、キャッシュしたＭＡＣアドレスが参照される確率（ヒット確率）を向上させることができる。このため、要求されたＭＡＣアドレスを再取得するために、ＡＲＰリクエストがＬＡＮに再送信される回数を減少させることができるため、アドレス解決のために消費される電力の増大を抑えることができるとともに、アドレス解決に要する時間を短縮できる。
【００３８】
（第二の実施形態）
図６は、第二実施形態に係る広域ＬＡＮの構成を示す図である。広域ＬＡＮ１０ａの一例は、広域イーサネットであり、広域イーサネットは、バックボーンネットワーク１を含む。バックボーンネットワーク１は、ＬＡＮ２−１、ＬＡＮ２−２、ＬＡＮ２−３、ＬＡＮ２−４などのＬＡＮ間をイーサネット（登録商標）で接続する。
ＰＥルータ３ａ−１はバックボーンネットワーク１とＬＡＮ２−１との境界に位置し、ＰＥルータ３ａ−２はバックボーンネットワーク１とＬＡＮ２−２との境界に位置し、ＰＥルータ３ａ−３はバックボーンネットワーク１とＬＡＮ２−３との境界に位置し、ＰＥルータ３ａ−４はバックボーンネットワーク１とＬＡＮ２−４との境界に位置する。図６に示される例では、ＬＡＮ２−１に端末５−１が接続され、ＬＡＮ２−２に端末５−２が接続され、ＬＡＮ２−３に端末５−３が接続され、ＬＡＮ２−４に端末５−４が接続されている。
ＰＥルータ３ａ−１はＰＥルータ３ａ−２の近傍に位置し、ＰＥルータ３ａ−３はＰＥルータ３ａ−４の近傍に位置していると仮定する。換言すれば、ＰＥルータ３ａ−１とＰＥルータ３ａ−２とは同じエリアに位置し、ＰＥルータ３ａ−３とＰＥルータ３ａ−４とは同じエリアに位置すると仮定する。
さらに、本実施形態に係る広域ＬＡＮ１０ａでは、ＬＡＮ２−１とＬＡＮ２−２とがグループ６−１を構成し、ＬＡＮ２−３とＬＡＮ２−４とがグループ６−２を形成する。グループ６−１に含まれるＬＡＮ２−１と接続するＰＥルータ３ａ−１とＬＡＮ２−２と接続するＰＥルータ３ａ−２のうち、ＰＥルータ３ａ−１を代表ルータとする。代表ルータは、グループ６−１に含まれる複数のＬＡＮの各々と接続されるＰＥルータの全てにキャッシュされるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを関連付けた情報を記憶する。
【００３９】
ＬＡＮ２−２に接続している端末５−２は、ＬＡＮ２−４に接続している端末５−４のＭＡＣアドレスの情報を取得するために、端末５−４のＩＰアドレスを含むＡＲＰリクエストを作成し、作成したＡＲＰリクエストを、ＬＡＮ２−２へ送信する。ＰＥルータ３ａ−２は、端末５−２が送信したＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストに含まれる端末５−４のＩＰアドレスに関連付けて端末５−４のＭＡＣアドレスをキャッシュしているか否かを判定する。ＰＥルータ３ａ−２は、該端末５−４のＭＡＣアドレスをキャッシュしている場合には、キャッシュしている端末５−４のＭＡＣアドレスを含むＡＲＰリプライを作成し、作成したＡＲＰリプライを、端末５−２へ送信する。一方、ＰＥルータ３−２は、キャッシュしていない場合には、端末５−４のＭＡＣアドレスを問い合わせるために、ＭＡＣアドレス問合せを作成し、作成したＭＡＣアドレス問合せを、ＰＥルータ３ａ−１へ送信する。ＭＡＣアドレス問合せには、端末５−４のＩＰアドレスが含まれる。ＰＥルータ３ａ−１は、ＰＥルータ３ａ−２が送信したＭＡＣアドレス問合せを受信し、受信したＭＡＣアドレス問合せに含まれる端末５−４のＩＰアドレスに関連付けて端末５−４のＭＡＣアドレスを記憶しているか否かを判定する。ＰＥルータ３ａ−１は、該端末５−４のＭＡＣアドレスを記憶している場合、該端末５−４のＭＡＣアドレスを含むＭＡＣアドレス応答を作成し、作成したＭＡＣアドレス応答を、ＰＥルータ３ａ−２へ送信する。ＰＥルータ３ａ−２は、ＰＥルータ３ａ−１が送信したＭＡＣ応答を受信し、受信したＭＡＣアドレス応答に含まれる端末５−４のＭＡＣアドレスを含むＡＲＰリプライを作成し、作成したＡＲＰリプライを、端末５−２へ送信する。
【００４０】
一方、ＰＥルータ３ａ−１は、端末５−４のＭＡＣアドレスを記憶していない場合、該端末５−４のＭＡＣアドレスを記憶していないことを示す情報を含むＭＡＣアドレス応答を作成し、作成したＭＡＣアドレス応答を、ＰＥルータ３ａ−２へ送信する。ＰＥルータ３ａ−２は、ＰＥルータ３ａ−１が送信したＭＡＣアドレス応答を受信し、受信したＭＡＣアドレス応答に含まれるＭＡＣアドレスを記憶していないことを示す情報を確認した場合、バックボーンネットワーク１へ、ＡＲＰリクエストを、ブロードキャストする。その後、ＰＥルータ３ａ−２は、ＰＥルータ３ａ−４が送信したＡＲＰリプライを受信し、受信したＡＲＰリプライに含まれる端末５−４のＭＡＣアドレスを取得し、取得した端末５−４のＭＡＣアドレスと端末５−４のＩＰアドレスとを関連付けて記憶するとともに、端末５−２へ、ＡＲＰリプライを転送する。さらに、ＰＥルータ３ａ−２は、取得した端末５−４のＭＡＣアドレスと端末５−４のＩＰアドレスとを関連付けた情報を含むキャッシュ要求を、ＰＥルータ３ａ−１へ送信する。ＰＥルータ３ａ−１は、ＰＥルータ３ａ−２が送信したキャッシュ要求を受信し、受信したキャッシュ要求に含まれる端末５−４のＭＡＣアドレスと端末５−４のＩＰアドレスとを関連付けた情報をキャッシュする。
【００４１】
（ＰＥルータ）
ＰＥルータ３ａは、図２を適用できる。ただし、ＰＥルータ３ａが代表ルータである場合、処理部３５ａは、第１通信部３２ａがフレーム転送部３４ａへ出力したパケットがＭＡＣアドレス問合せである場合、該ＭＡＣアドレス問合せに含まれるＩＰアドレスに関連付けられるＭＡＣアドレスが、アドレス情報記憶部３１ａに記憶されているか否かを判定する。処理部３５ａは、ＭＡＣアドレス問合せに含まれるＩＰアドレスに関連付けられるＭＡＣアドレスが、アドレス情報記憶部３１ａに記憶されている場合、そのＭＡＣアドレスを含み、ＭＡＣアドレス問合せを送信したＰＥルータを宛先とするＭＡＣアドレス応答を作成する。そして、処理部３５ａは、作成したＭＡＣアドレス応答を、フレーム転送部３４ａへ出力する。フレーム転送部３４ａは、処理部３５ａが出力したＭＡＣアドレス応答を、第１通信部３２ａへ出力する。第１通信部３２ａは、処理部３５ａが出力したＭＡＣアドレス応答を、バックボーンネットワーク１へ送信する。さらに、処理部３５ａは、第１通信部３２ａがフレーム転送部３４ａへ出力したパケットがキャッシュ要求である場合、該キャッシュ要求に含まれるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを関連付けて、アドレス情報記憶部３１ａに記憶する。
【００４２】
ＰＥルータ３ａが代表ルータ以外のルータである場合には、処理部３５ａは、取得したパケットがＡＲＰリクエストであり、且つ該ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスに関連付けられるＭＡＣアドレスが、アドレス情報記憶部３１ａに記憶されていない場合、ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスを含み、代表ルータを宛先とするＭＡＣアドレス問合せを作成し、作成したＭＡＣアドレス問合せを、フレーム転送部３４ａへ出力する。フレーム転送部３４ａは、処理部３５ａが出力したＭＡＣアドレス問合せを、第１通信部３２ａへ出力する。第１通信部３２ａは、処理部３５ａが出力したＭＡＣアドレス問合せを、バックボーンネットワーク１へ送信する。
処理部３５ａは、第１通信部３２ａがフレーム転送部３４ａへ出力したパケットがＭＡＣアドレス応答であり、且つ該ＭＡＣアドレス応答にＭＡＣアドレスが含まれる場合、該ＭＡＣアドレスを含み、ＡＲＰリクエストを送信した端末を宛先とするＡＲＰリプライを作成し、作成したＡＲＰリプライをフレーム転送部３４ａへ出力する。フレーム転送部３４ａは、処理部３５ａが出力したＭＡＣアドレス問合せを、第２通信部３３ａへ出力する。第２通信部３３ａは、処理部３５ａが出力したＡＲＰリプライを、ＬＡＮ２へ送信する。
一方、処理部３５ａは、第１通信部３２ａがフレーム転送部３４ａへ出力したパケットがＭＡＣアドレス応答であり、且つ該ＭＡＣアドレス応答にＭＡＣアドレスが含まれないことを示す情報が含まれる場合、ＡＲＰリクエストをフレーム転送部３４ａへ出力する。フレーム転送部３４ａは、処理部３５ａが出力したＡＲＰリクエストを、第２通信部３３ａへ出力する。第１通信部３２ａは、処理部３５ａが出力したＡＲＰリクエストを、バックボーンネットワーク１へ送信する。
【００４３】
（広域ＬＡＮの動作）
図７は、第二実施形態に係る広域ＬＡＮの動作の一例を示すシーケンスチャートである。図７に示される例では、端末５−２が、端末５−４のＭＡＣアドレスの情報を取得する処理について説明する。
（ステップＳ２０１）端末５−２は、端末５−４のＩＰアドレスを含むＡＲＰリクエストを作成し、作成したＡＲＰリクエストを送信する。
（ステップＳ２０２）端末５−２が送信したＡＲＰリクエストは、ＰＥルータ３ａ−２によって受信される。ＰＥルータ３ａ−２の第２通信部３３ａ−２は、ＡＲＰリクエストを受信し、受信したＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４ａ−２へ出力する。フレーム転送部３４ａ−２は、第２通信部３３ａ−２が出力したＡＲＰリクエストを取得し、取得したＡＲＰリクエストを、処理部３５ａ−２へ出力する。処理部３５ａ−１は、フレーム転送部３４ａ−１が出力したＡＲＰリクエストを取得し、アドレス情報記憶部３１ａ−１に記憶されているＩＰアドレスを検索することによって、取得したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスに関連付けて、ＭＡＣアドレスが記憶されているか否かを判定する。記憶されている場合、処理部３５ａ−１は、ＩＰアドレスに関連付けて記憶されているＭＡＣアドレスを、アドレス情報記憶部３１ａ−１から取得し、取得したＭＡＣアドレスを含むＡＲＰリプライを作成する。そして、処理部３５ａ−１は、作成したＡＲＰリプライをフレーム転送部３４ａ−１へ出力する。フレーム転送部３４ａ−１は、処理部３５ａ−１が出力したＡＲＰリプライを、第２通信部３３ａ−１へ出力する。第２通信部３３ａ−１は、フレーム転送部３４ａ−１が出力したＡＲＰリプライを、端末５−１へ送信する。ここでは、ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスに関連付けて、ＭＡＣアドレスが記憶されていない場合について説明を続ける。
【００４４】
（ステップＳ２０３）ＰＥルータ３ａ−２の処理部３５ａ−１は、ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスを含み、ＰＥルータ３ａ−１を宛先とするＭＡＣアドレス問合せを作成し、作成したＭＡＣアドレス問合せを、フレーム転送部３４ａ−１へ出力する。フレーム転送部３４ａ−１は、処理部３５ａ−１が出力したＭＡＣアドレス問合せを、第１通信部３２ａ−１へ出力する。第１通信部３２ａ−１は、フレーム転送部３４ａ−１が出力したＭＡＣアドレス問合せを、バックボーンネットワーク１へ送信する。
（ステップＳ２０４）ＰＥルータ３ａ−２が送信したＭＡＣアドレス問合せは、ＰＥルータ３ａ−１の第１通信部３２ａ−１によって受信される。ＰＥルータ３ａ−１の第１通信部３２ａ−１は、受信したＭＡＣアドレス問合せを、フレーム転送部３４ａ−１へ出力する。フレーム転送部３４ａ−１は、第１通信部３２ａ−１が出力したＭＡＣアドレス問合せを取得し、取得したＭＡＣアドレス問合せを、処理部３５ａ−１へ出力する。処理部３５ａ−１は、フレーム転送部３４ａ−１が出力したＭＡＣアドレス問合せを取得し、アドレス情報記憶部３１ａ−１に記憶されているＩＰアドレスを検索することによって、取得したＭＡＣアドレス問合せに含まれるＩＰアドレスに関連付けて、ＭＡＣアドレスが記憶されているか否かを判定する。記憶されている場合、処理部３５ａ−１は、該ＭＡＣアドレスを、アドレス情報記憶部３１ａ−１から取得し、取得したＭＡＣアドレスを含み、ＰＥルータ３ａ−２を宛先とするＭＡＣアドレス応答を作成する。そして、処理部３５ａ−１は、作成したＭＡＣアドレス応答をフレーム転送部３４ａ−１へ出力する。フレーム転送部３４ａ−１は、処理部３５ａ−１が出力したＭＡＣアドレス応答を、第１通信部３２ａ−１へ出力する。第１通信部３２ａ−１は、フレーム転送部３４ａ−１が出力したＭＡＣアドレス応答を、バックボーンネットワーク１へ送信する。
ここでは、ＭＡＣアドレス問合せに含まれるＩＰアドレスに関連付けて、ＭＡＣアドレスが記憶されていない場合について説明を続ける。
【００４５】
（ステップＳ２０５）処理部３５ａ−１は、ＭＡＣアドレスが記憶されていないことを示す情報を含み、ＰＥルータ３ａ−２を宛先とするＭＡＣアドレス応答を作成する。そして、処理部３５ａ−１は、作成したＭＡＣアドレス応答をフレーム転送部３４ａ−１へ出力する。フレーム転送部３４ａ−１は、処理部３５ａ−１が出力したＭＡＣアドレス応答を、第１通信部３２ａ−１へ出力する。第１通信部３２ａ−１は、フレーム転送部３４ａ−１が出力したＭＡＣアドレス応答を、バックボーンネットワーク１へ送信する。
（ステップＳ２０６）ＰＥルータ３ａ−１が送信したＭＡＣアドレス応答は、ＰＥルータ３ａ−２によって受信される。ＰＥルータ３ａ−２の第１通信部３２ａ−２は、受信したＭＡＣアドレス応答を、フレーム転送部３４ａ−２へ出力する。フレーム転送部３４ａ−２は、第１通信部３２ａ−２が出力したＭＡＣアドレス応答を取得し、取得したＭＡＣアドレス応答を、処理部３５ａ−２へ出力する。処理部３５ａ−２は、フレーム転送部３４ａ−２が出力したＭＡＣアドレス応答を取得し、取得したＭＡＣアドレス応答に含まれるＭＡＣアドレスを記憶していないことを示す情報を確認する。処理部３５ａ−２は、ＡＲＰリクエストを、フレーム転送部３４ａ−２へ出力する。フレーム転送部３４ａ−２は、処理部３５ａ−２が出力したＡＲＰリクエストを、第１通信部３２ａ−２へ出力する。第１通信部３２ａ−２は、フレーム転送部３４ａ−２が出力したＡＲＰリクエストを、バックボーンネットワーク１へブロードキャストする。
ステップＳ２０７−ステップＳ２１１の処理は、図４のステップＳ１０５−Ｓ１０９を適用できる。
【００４６】
（ステップＳ２１２）ＰＥルータ３ａ−４の第１通信部３２−４は、フレーム転送部３４−４が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを、ＰＥルータ３ａ−２へ送信する。
（ステップＳ２１３）ＰＥルータ３ａ−２の第１通信部３２−１は、ＰＥルータ３ａ−４が転送したＡＲＰリプライを受信する。ＰＥルータ３ａ−２において、第１通信部３２−１は、受信したＡＲＰリプライを、フレーム転送部３４ａ−２へ出力する。フレーム転送部３４ａ−２は、第１通信部３２ａ−２が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを、第２通信部３３ａ−２へ出力するとともに、処理部３５ａ−２へ出力する。処理部３５ａ−２は、フレーム転送部３４ａ−２が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライに含まれるＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスとを関連付けて、アドレス情報記憶部３１ａ−２へ記憶することによって学習する。
（ステップＳ２１４）ＰＥルータ３ａ−２の第２通信部３３ａ−２は、フレーム転送部３４ａ−２が出力したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライを、端末５−２へ送信する。
（ステップＳ２１５）端末５−２は、ＰＥルータ３ａ−２が転送したＡＲＰリプライを取得し、取得したＡＲＰリプライに含まれるＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスとを関連付けて記憶することによって学習する。
【００４７】
（ステップＳ２１６）ＰＥルータ３ａ−２において、処理部３５ａ−２は、ＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスとＡＲＰリプライに含まれるＭＡＣアドレスとを含み、ＰＥルータ３ａ−１を宛先とするキャッシュ要求を作成し、作成したキャッシュ要求を、フレーム転送部３４ａ−２へ出力する。フレーム転送部３４ａ−２は、処理部３５ａ−２が出力したキャッシュ要求を、第１通信部３２ａ−２へ出力する。第１通信部３２ａ−２は、フレーム転送部３４ａ−２が出力したキャッシュ要求を、バックボーンネットワーク１へ送信する。
（ステップＳ２１７）ＰＥルータ３ａ−１の第１通信部３２ａ−１は、ＰＥルータ３ａ−２が送信したキャッシュ要求を受信する。ＰＥルータ３ａ−１において、第１通信部３２ａ−１は、受信したキャッシュ要求を、フレーム転送部３４ａ−１へ出力する。フレーム転送部３４ａ−１は、第１通信部３２ａ−１が出力したキャッシュ要求を取得し、取得したキャッシュ要求を、処理部３５ａ−１へ出力する。処理部３５ａ−１は、フレーム転送部３４ａ−１が出力したキャッシュ要求を取得し、取得したキャッシュ要求に含まれるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを関連付けて、アドレス情報記憶部３１ａ−１へ記憶する。
【００４８】
前述した実施形態では、複数のＰＥルータが二つのグループに分割される場合について説明したがこの場合に限られない。例えば、複数のＰＥルータが三つ以上のグループに分割されてもよい。
前述した実施形態では、グループに含まれる複数のＬＡＮの各々と接続するＰＥルータから、代表ルータが予め設定される場合について説明したがこの例に限られない。例えば、グループに含まれる複数のＬＡＮの各々と接続するＰＥルータとは別に、代表ルータを備えるようにしてもよい。また、グループに含まれる複数のＬＡＮの各々と接続するＰＥルータ間で、ハッシュテーブルを分散して管理するようにしてもよい。ここで、ハッシュテーブルは、キーと、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを関連付けた情報とを管理するデータ構造である。
【００４９】
実施形態に係る広域ＬＡＮによれば、バックボーンネットワークに接続されるＬＡＮ同士の距離に応じて、距離が長くなるにしたがって、寿命が長くなるように、キャッシュするＭＡＣアドレスの寿命を設定する。このように構成することによって、ＬＡＮ間の距離が長くなった場合に、キャッシュしたＭＡＣアドレスが参照される確率（ヒット確率）を向上させることができる。このため、要求されたＭＡＣアドレスを再取得するために、ＡＲＰリクエストがＬＡＮに再送信される回数を減少させることができるため、アドレス解決のために消費される電力の増大を抑えることができるとともに、アドレス解決に要する時間を短縮できる。さらに、複数のＰＥルータのうち、近傍に位置するＰＥルータをグループ化し、各グループに含まれるＰＥルータのうち、一つのＰＥルータを代表ルータに設定する。各グループに含まれる代表ルータ以外のＰＥルータは、該ＰＥルータが接続するＬＡＮに接続する端末が送信したＡＲＰリクエストに含まれるＩＰアドレスに関連付けてＭＡＣアドレスを記憶していない場合に、該ＭＡＣアドレスを、代表ＰＥルータへ問い合わせる。このように構成することによって、距離が離れているＰＥルータへ、ＭＡＣアドレスを問い合わせる回数を減少させることができるため、アドレス解決のために消費される電力の増大を抑えることができるとともに、アドレス解決に要する時間を短縮できる。
【００５０】
（第三の実施形態）
図８は、第三実施形態に係る広域ＬＡＮの構成を示す図である。広域ＬＡＮ１０ｂの一例は、広域イーサネットである。広域イーサネットは、バックボーンネットワーク１を含む。バックボーンネットワーク１は、ＬＡＮ２−１、ＬＡＮ２−２、ＬＡＮ２−３、ＬＡＮ２−４、ＬＡＮ２−５、ＬＡＮ２−６、ＬＡＮ２−７、ＬＡＮ２−８、ＬＡＮ２−９などのＬＡＮ間をイーサネット（登録商標）で接続する。
ＬＡＮ２−１とＬＡＮ２−２とＬＡＮ２−３は互いに近傍のエリアに位置し、ＬＡＮ２−４とＬＡＮ２−５とＬＡＮ２−６は互いに近傍のエリアに位置し、ＬＡＮ２−７とＬＡＮ２−８とＬＡＮ２−９は互いに近傍のエリアに位置する。ＬＡＮ２−１とＬＡＮ２−２とＬＡＮ２−３とがグループ６−１を構成し、ＬＡＮ２−４とＬＡＮ２−５とＬＡＮ２−６とがグループ６−２を構成し、ＬＡＮ２−７とＬＡＮ２−８とＬＡＮ２−９とがグループ６−３を構成する。
ソフトウェア・デファインド・ネットワーキング(Software Defined Networking: SDN）コントローラ７−１は、グループ６−１に含まれるＬＡＮ２−１とＬＡＮ２−２とＬＡＮ２−３の制御や管理の中心となるソフトウェアである。また、ＳＤＮコントローラ７−２は、グループ６−２に含まれるＬＡＮ２−４とＬＡＮ２−５とＬＡＮ２−６の制御や管理の中心となるソフトウェアである。また、ＳＤＮコントローラ７−３は、グループ６−３に含まれるＬＡＮ２−７とＬＡＮ２−８とＬＡＮ２−９の制御や管理の中心となるソフトウェアである。
【００５１】
ＳＤＮコントローラ７−１は、グループ６−１に含まれるＬＡＮ２−１、ＬＡＮ２−２、及びＬＡＮ２−３の各々に接続される全ての端末のＩＰアドレスを記憶する。ＳＤＮコントローラ７−２は、グループ６−２に含まれるＬＡＮ２−４、ＬＡＮ２−５、及びＬＡＮ２−６の各々に接続される全ての端末のＩＰアドレスを記憶する。ＳＤＮコントローラ７−３は、グループ６−３に含まれるＬＡＮ２−７、ＬＡＮ２−８、及びＬＡＮ２−９の各々に接続される全ての端末のＩＰアドレスを記憶する。ＳＤＮコントローラ７−１とＳＤＮコントローラ７−２とＳＤＮコントローラ７−３とは、バックボーンネットワーク１を介して、互いに通信を行う。ＳＤＮコントローラ７−１、ＳＤＮコントローラ７−２、及びＳＤＮコントローラ７−３のうち、任意のＳＤＮコントローラをＳＤＮコントローラ７と記載する。
ＳＤＮコントローラ７が実行する処理は、前述したＰＥルータ３又はＰＥルータ３ａを適用できる。ＳＤＮコントローラ７は、宛先の端末のＭＡＣアドレスを記憶していない場合に、他のＳＤＮコントローラへ問い合わせる。
【００５２】
本実施形態では、ＳＤＮコントローラ７が、三個のＬＡＮの各々を制御する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、ＳＤＮコントローラ７が一個から二個のＬＡＮを制御するようにしてもよいし、四個以上のＬＡＮを制御するようにしてもよい。
実施形態に係る広域ＬＡＮによれば、各エリアに、ソフトウェアでの集中制御によりネットワークの柔軟な制御を実現するＳＤＮコントローラを備え、ＳＤＮコントローラは、他のＳＤＮコントローラを経由して、該ＳＤＮコントローラが接続するＬＡＮを制御する。このため、前述した実施形態及び変形例と同様の効果を奏する。
【００５３】
上述した実施形態及び変形例係るＰＥルータをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
１、１００…バックボーンネットワーク，  １０、１０ａ…広域ＬＡＮ，  ２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６、２−７、２−８、２−９、２０−１、２０−２、２０−３、２０−４…ＬＡＮ，  ３−１、３−２、３−３、３−４、３ａ−１、３ａ−２、３ａ−３、３ａ−４、３、３ａ…ＰＥルータ，  ５−１、５−２、５−３、５−４、５０−１、５０−２…端末，  ６−１、６−２、６−３…グループ，  ７−１、７−２、７−３…ＳＤＮコントローラ，  ３１−２、３１−３、３１−４、３１、３１ａ…アドレス情報記憶部，  ３２、３２ａ…第１通信部，  ３３、３３ａ…第２通信部，  ３４、３４ａ…フレーム転送部，  ３５、３５ａ…処理部
【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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