(57)【要約】【課題】単一ドメイン内で加入者の数を十分増加させることのできるパケット通信システムおよびパケット通信方法を得ること。【解決手段】パケットが第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11から第１のバックボーンノード２０２1に転送される途中の第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11でタグテーブル２３２1を用いてＶＬＡＮタグから二重ＶＬＡＮタグ（共通タグ）に置き換えられ、目的のネットワークのユーザ宅内装置２０５205に到達する前の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４20でタグテーブル２３２1を用いて元のＶＬＡＮタグに戻される。タグテーブル２３２1によるタグの変換でタグの付け替えの自由度が大きくなり、加入者数の増加を図れる。【選択図】図８
2008227695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のビット長の第１のタグにおけるビット列の組み合わせの総数としての第１の組み合わせ数を最大値として、それぞれのネットワーク内で通信を行う際のパケット同士の識別をするための第１のタグを個々のパケットに割り当てる第１のタグ割当手段と、
前記第１の組み合わせ数と、第２のビット長の第２のタグにおけるビット列の組み合わせの総数としての第２の組み合わせ数との掛け合わされて得られた数を最大値とし、全ネットワーク共通にパケット同士の識別をするための共通タグを前記個々のパケットに割り当てる共通タグ割当手段と、
この共通タグ割当手段で割り当てた共通タグと前記第１のタグ割当手段で割り当てたそれぞれのネットワークの前記第１のタグとを１対１に対応付けた対応表を作成する対応表作成手段と、
この対応表作成手段で作成された前記対応表を基にして、個々のパケットに対して１つのネットワーク内で使用される際の前記第１のタグと、その第１のタグに対応し前記全ネットワーク共通で使用される際の前記共通タグとの付け替えを行うタグ変換手段
とを具備することを特徴とするパケット通信システム。
【請求項２】
前記対応表作成手段によって作成された対応表を、全ネットワーク共通に管理する管理サーバを具備することを特徴とする請求項１記載のパケット通信システム。
【請求項３】
前記対応表作成手段によって作成された対応表は、全ネットワークの各所に、分散配置されていることを特徴とする請求項１記載のパケット通信システム。
【請求項４】
前記対応表作成手段は、前記それぞれのネットワーク内のタグなしパケットについても前記共通タグを割り当てた対応表を作成することを特徴とする請求項１記載のパケット通信システム。
【請求項５】
前記パケット同士の識別をするタグはＶＬＡＮタグであることを特徴とする請求項１記載のパケット通信システム。
【請求項６】
前記第１のビット長および第２のビット長は共に１２ビットの長さであり、それぞれのネットワークが最大で４０９４×４０９４のＶＬＡＮ−ＩＤを取り扱うことを特徴とする請求項１記載のパケット通信システム。
【請求項７】
第１のビット長の第１のタグにおけるビット列の組み合わせの総数としての第１の組み合わせ数を最大値として、それぞれのネットワーク内で通信を行う際のパケット同士の識別をするための第１のタグを個々のパケットに割り当てる第１のタグ割当ステップと、
前記第１の組み合わせ数と、第２のビット長の第２のタグにおけるビット列の組み合わせの総数としての第２の組み合わせ数との掛け合わされて得られた数を最大値とし、全ネットワーク共通にパケット同士の識別をするための共通タグを前記個々のパケットに割り当てる共通タグ割当ステップと、
この共通タグ割当ステップで割り当てた共通タグと前記第１のタグ割当ステップで割り当てたそれぞれのネットワークの前記第１のタグとを１対１に対応付けた対応表を作成する対応表作成ステップと、
この対応表作成ステップで作成された前記対応表を基にして、個々のパケットに対して１つのネットワーク内で使用される際の前記第１のタグと、その第１のタグに対応し前記全ネットワーク共通で使用される際の前記共通タグとの付け替えを行うタグ変換ステップ
とを具備することを特徴とするパケット通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット通信システムおよびパケット通信方法に係わり、特に個々のネットワークだけでなく、これらを連結した広域のネットワークでパケットを転送するのに好適なパケット通信システムおよびパケット通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）は、スイッチング・ハブの各ポートをグループに分けることで実現することができる。ＶＬＡＮは、このような分轄によって、ネットワーク全体の構成に幅を持たせ、またセキュリティを確保することができる。スイッチング・ハブ間を跨ぐようなＶＬＡＮ機能を実現するために、イーサネット（登録商標）のフレーム中には、ＶＬＡＮの属性を表わすための特別なフィールドが用意されている。
【０００３】
図１２は、ＶＬＡＮ使用時の従来のフレームフォーマットを表わしたものである。このフレームフォーマットは、ＬＡＮ（Local Area Network）の代表的な接続方式の標準の規格であるＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．３で定められたものである。フレーム１０１は、先頭からプリアンブル１０２、フレームの開始を表わす１バイトのフレーム開始デリミタ（ＳＦＤ）１０３、宛先（ＤＡ）１０４、送信元（ＳＡ）１０５、長さ１０６、タグヘッダ（ＴＡＧ）１０７、データ１０８、誤り検出のためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Checking）としてのＦＣＳ（Frame Check Sequence）１０９およびギガビットイーサネット（登録商標）でサイズの小さなパケットに使われる拡張シンボルＣＥ（Carrier Extension）１１０から構成されている。
【０００４】
ここで、タグヘッダ１０７の最初の２バイトはＴＰＩＤ（Tag Protocol Identifier）１１１である。次の２バイトがＴＣＩ（Tag Control Information）１１２であり、ＩＥＥＥ８０２．１Ｐで規定されている４ビットの優先情報と、フレームが所属するＶＬＡＮを識別するための１２ビットのＶＬＡＮ−ＩＤ（Identification）が設定されるようになっている。ＶＬＡＮ−ＩＤは、１２ビット構成であるため、最大で４０９４のＶＬＡＮを識別することができる。
【０００５】
この図１２に示したフレームフォーマットは、たとえば通信事業者の提供する広域イーサネット（登録商標）サービス網としてのパケット通信システムに用いられている。
【０００６】
図１３は、このような従来のパケット通信システムの一例を示したものである。この例でパケット通信システム１２０は、基幹ネットワークとしてのバックボーンネットワーク(Main Domain)１２１と、第１および第２のサブエリアネットワーク(Sub Domain)１２２、１２３で構成されている。バックボーンネットワーク１２１と第１のサブエリアネットワーク１２２の間には、第１のタグ変換装置１２４が配置されており、バックボーンネットワーク１２１と第２のサブエリアネットワーク１２３の間には、第２のタグ変換装置１２５が配置されている。また、第１のサブエリアネットワーク１２２には、それぞれ代表例として示すと、レイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）１２６を介してユーザ宅内装置１２８が、またレイヤ２スイッチ１２７を介してユーザ宅内装置１２９がそれぞれ配置されている。第２のサブエリアネットワーク１２３についても、それぞれ代表例として示すと、レイヤ２スイッチ１３１を介してユーザ宅内装置１３３が、レイヤ２スイッチ１３２を介してユーザ宅内装置１３４がそれぞれ配置されている。
【０００７】
このようなパケット通信システム１２０で、たとえば第１のサブエリアネットワーク１２２は図１２に示したフレーム１０１を用いることで、個々の加入者のＶＬＡＮ−ＩＤを識別することができる。しかしながら、単一ドメイン内でフレーム１０１を識別できる加入者の上限の数は、ＶＬＡＮ−ＩＤを構成する１２ビットの信号の組み合わせで定まる４０９６である。したがって、第１のサブエリアネットワーク１２２内に収容できる加入者数は、上限が４０９６となる。そこで、この図に示したサービス網では、第１のサブエリアネットワーク１２２の他に第２のサブエリアネットワーク１２３を設けることで、ネットワーク全体の収容可能な加入者数を４０９６よりも多い数に増加させている。
【０００８】
図１３に示したパケット通信システム１２０で第１のサブエリアネットワーク１２２と第２のサブエリアネットワーク１２３の間で通信を行うものとする。この場合には、一度、バックボーンネットワーク１２１を介してフレームを転送する必要がある。この際に、バックボーンネットワーク１２１内でも、１２ビットのＶＬＡＮ−ＩＤの設定されたフレームが使用される。したがって、たとえば第１のサブエリアネットワーク１２２からバックボーンネットワーク１２１に転送されたフレームのＶＬＡＮ−ＩＤが転送前のままであると、ＶＬＡＮ−ＩＤがバックボーンネットワーク１２１内で第２のサブエリアネットワーク１２３から転送されてきたフレーム同士で重複する場合が生じてしまい、両フレームを区別することができなくなるおそれがある。
【０００９】
そこで、第１のサブエリアネットワーク１２２からバックボーンネットワーク１２１に転送されるフレームのタグ変換を行う第１のタグ変換装置１２４が設けられており、これらのフレームのタグの変換を行うようにしている。バックボーンネットワーク１２１に転送されたフレームが第１のタグ変換装置１２４に転送される場合にも同様にＶＬＡＮ−ＩＤの変換の必要があり、このために第２のタグ変換装置１２５が設けられている。フレームが第２のタグ変換装置１２５から第１のタグ変換装置１２４に転送される場合にも同様の理由で第１のタグ変換装置１２４と第２のタグ変換装置１２５が必要とされる。
【００１０】
単一ドメイン内の加入者の数の上限が４０９６という制限があるので、この制限を解除して加入者を増加させるためには、以上説明したように、サービス網に第１のサブエリアネットワーク１２２と第２のサブエリアネットワーク１２３というように複数のサブエリアネットワークを設ける必要がある。この場合、従来では、第１のタグ変換装置１２４や第２のタグ変換装置１２５といったタグ変換装置をバックボーンネットワーク１２１との間に配置しており、ＶＬＡＮ−ＩＤタグの変換をその都度行うといった煩雑なドメイン管理を行う必要があった。すなわち、４０９４以上の加入者が加入している通信事業者では、莫大な費用を投資して各ドメイン間にタグ変換装置を設置することで、複数のドメインに分割して、これらサブエリアドメインに転送するという非効率的な動作でＶＬＡＮ−ＩＤの拡張を行っていた。
【００１１】
このため、設備投資に費用が嵩むだけでなく、煩雑なドメイン管理を行うための運用コストが必要とされており、シンプルでかつ、運用コストのかからないパケット通信システムが要望されていた。
【００１２】
そこで、中規模網を大規模網で接続する際の境界ノードで、中規模網内で使用されたタグの値に大規模網で使用するタグの値を付加して、ネットワーク全体の加入者の収容数を増加させることが提案されている（たとえば特許文献１参照）。この提案では、中規模網内で付加されたタグの値を中規模網における第１のタグの値とし、これに大規模網で使用する第２のタグの値を付加して、両者のタグを使用した形で大規模網でタグを使用する。また、大規模網から中規模網に転送されるパケットについては、第２のタグの値を削除することにしている。
【特許文献１】再公表特許Ｗ０２００４／１０９９８７（請求項２、第６ページ第１０行目〜第３０行目、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところが、この提案のパケット通信システムでは、第１のタグの値が中規模網における独立したユーザ識別子として設けられ、第２のタグの値が大規模網で宛先の境界ノードを示す方路識別子として使用されている。このため、仮にそれぞれのタグの値が１２ビットずつの構成で、最大でそれぞれ４０９６通りが可能であっても、それぞれユーザ識別子および方路識別子が４０９６種類ずつ存在するとは限らない。たとえば、極端な例で中規模網における独立したユーザ識別子が１０種類しかない場合、方路識別子が４０９６種類存在するような場合でも、これらが組み合わされて４０９６通りの加入者の識別が可能になるだけで、合計２４ビットを使用する割には、はるかに少ない数のＶＬＡＮ−ＩＤしか収容することができない。
【００１４】
そこで本発明の目的は、単一ドメイン内で加入者の数を十分増加させることのできるパケット通信システムおよびパケット通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載の発明では、（イ）第１のビット長の第１のタグにおけるビット列の組み合わせの総数としての第１の組み合わせ数を最大値として、それぞれのネットワーク内で通信を行う際のパケット同士の識別をするための第１のタグを個々のパケットに割り当てる第１のタグ割当手段と、（ロ）前記した第１の組み合わせ数と、第２のビット長の第２のタグにおけるビット列の組み合わせの総数としての第２の組み合わせ数との掛け合わされて得られた数を最大値とし、全ネットワーク共通にパケット同士の識別をするための共通タグを前記した個々のパケットに割り当てる共通タグ割当手段と、（ハ）この共通タグ割当手段で割り当てた共通タグと第１のタグ割当手段で割り当てたそれぞれのネットワークの第１のタグとを１対１に対応付けた対応表を作成する対応表作成手段と、（ニ）この対応表作成手段で作成された対応表を基にして、個々のパケットに対して１つのネットワーク内で使用される際の第１のタグと、その第１のタグに対応し全ネットワーク共通で使用される際の共通タグとの付け替えを行うタグ変換手段とをパケット通信システムに具備させる。
【００１６】
すなわち本発明では、第１のビット長の第１のタグを個々のネットワーク内で使用する一方、ネットワーク同士でパケットを使用するときには、第２のビット長の第２のタグを第１のタグに加えたビット構成の共通タグを付けることにしている。このとき、個々のネットワーク内で使用されるパケット（第１のタグ付のものとタグがついていないものも場合によりある）を全ネットワーク共通の共通タグに対応付ける必要がある。そこでこのための対応表を作成して、これを基にして、タグ変換手段で第１のタグに対応し全ネットワーク共通で使用される際の共通タグとの付け替えを行うことにしている。
【００１７】
このように本発明では、共通タグが第１のタグと第２のタグを単純に組み合わせたものではないので、１つのネットワーク（ドメイン）内で第１のタグによって定まる加入者数を超えた加入者数を共通タグを用いて実現することができる。これは最大で、第１のタグによって定まる加入者数と第２のタグによって定まる加入者数を請合わせた数となる。したがって、単一ドメイン内で加入者の数を十分増加させることができる。
【００１８】
ここで、対応表は、全ネットワーク共通に管理する管理サーバが備えるものであってもよいし、全ネットワークの各所に、分散配置してもよい。また、それぞれのネットワーク内のタグなしパケットについても共通タグを割り当てた対応表を作成することが可能である。
【００１９】
請求項７記載の発明では、（イ）第１のビット長の第１のタグにおけるビット列の組み合わせの総数としての第１の組み合わせ数を最大値として、それぞれのネットワーク内で通信を行う際のパケット同士の識別をするための第１のタグを個々のパケットに割り当てる第１のタグ割当ステップと、（ロ）前記した第１の組み合わせ数と、第２のビット長の第２のタグにおけるビット列の組み合わせの総数としての第２の組み合わせ数との掛け合わされて得られた数を最大値とし、全ネットワーク共通にパケット同士の識別をするための共通タグを前記した個々のパケットに割り当てる共通タグ割当ステップと、（ハ）この共通タグ割当ステップで割り当てた共通タグと第１のタグ割当ステップで割り当てたそれぞれのネットワークの第１のタグとを１対１に対応付けた対応表を作成する対応表作成ステップと、（ニ）この対応表作成ステップで作成された対応表を基にして、個々のパケットに対して１つのネットワーク内で使用される際の第１のタグと、その第１のタグに対応し全ネットワーク共通で使用される際の共通タグとの付け替えを行うタグ変換ステップとをパケット通信方法に具備させる。
【００２０】
すなわち本発明では、個々のネットワーク内で使用するパケットに識別のための第１のタグを割り当てると共に、これらのパケットがネットワーク間で使用される際の識別のために第１のタグのビット長に第２のタグのビット長を加えた共通タグを割り当て、これらの対応表を作成しておく。そして、そのパケットがネットワーク間で使用される際には、対応表を参照して第１のタグを共通タグに置き換え、その反対にネットワーク間を経由したパケットが目的のネットワークに到達する時点で共通タグを第１のタグに置き換えるようにしている。本発明では、第１のタグと第２のタグを物理的に連結したタグを使用せず、対応表で対応付けた共通タグを使用するので、単一ドメイン内で加入者の数を十分増加させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように本発明によれば、タグ情報についての対応表を用いてパケットの転送される経路上でタグ情報の付け替えを行うので、個々のネットワークで既存のフォーマットのパケットを使用しつつ、広域のネットワークの構築に簡易に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の一実施例における広域イーサネット（登録商標）網としてのパケット通信システムを表わしたものである。このパケット通信システム２００で、第１〜第ｎのバックボーンノード２０２1〜２０２n（ただし、ｎは２以上の整数）は、リングを形成するように相互接続を行うことでバックボーンネットワーク２０１を構成している。
【００２４】
ここで、第１のバックボーンノード２０２1は、二重のＬＡＮタグを付与したりその取り外しを行う第１および第２の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11、２０４12を接続している。このうちの第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11には、一例を挙げると第１および第２のユーザ宅内装置２０５111、２０５112が接続されている。第２の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４12には、一例を挙げると第３および第４のユーザ宅内装置２０５123、２０５124が接続されている。第２のバックボーンノード２０２2には、二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４20が接続されており、一例を挙げるとこれを介して第５および第６のユーザ宅内装置２０５205、２０５206が接続されている。第３のバックボーンノード２０２3には、二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４30が接続されており、一例を挙げるとこれを介して第７および第８のユーザ宅内装置２０５307、２０５308が接続されている。以下、図示しないが同様の第４〜第ｎのバックボーンノード２０２4〜２０２nについても同様の接続が行われることでサービス網が構成されている。
【００２５】
このように本実施例のパケット通信システム２００では、第１〜第ｎのバックボーンノード２０２1〜２０２nがそれぞれリング状に接続を行うことでバックボーンネットワーク２０１を構成している。
【００２６】
このようなパケット通信システム２００で、各ユーザ宅内装置２０５111、２０５112、……は、図１２に示したタグヘッダ１０７のＴＣＩ１１２（以下、「二重ＶＬＡＮタグ」と区別するために、「一重ＶＬＡＮタグ」という。）の付いた一重ＶＬＡＮタグ付きパケットあるいはタグなしパケットを扱うものとする。これについて、第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11を通過するパケットを例にとって具体的に説明する。
【００２７】
第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11は、第１のユーザ宅内装置２０５111から送出されたタグなしパケットまたは一重ＶＬＡＮタグ付きパケットに対して、二重ＶＬＡＮタグを付与する機能を有している。また、第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11は、付与した二重ＶＬＡＮタグ付きパケットを第１のバックボーンノード２０２1に対して送出する機能を有している。更に、第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11は、第１のバックボーンノード２０２1から受信した二重ＶＬＡＮタグ付きパケットに書き込まれたタグ情報を読み込み、二重ＶＬＡＮタグを外した後、第１あるいは第２のユーザ宅内装置２０５111、２０５112に転送する機能を有している。
【００２８】
第１のバックボーンノード２０２1は、第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11から送られてきた二重ＶＬＡＮタグパケットに書き込まれたタグ情報を読み込んで、タグに従ってバックボーンネットワーク２０１内の隣接する第２のバックボーンノード２０２2等の他のバックボーンノード２０２にパケットを転送する機能を有している。
【００２９】
図２は、図１に示したサービス網の一部として第１のバックボーンノードとその下位の装置の関係の一例を表わしたものである。この図２を基にしてパケットの流れを説明する。第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11は、第１のユーザ宅内装置２０５111から送信されたタグなしパケット、もしくはＶＬＡＮタギングについて規定したＩＥＥＥ８０２．１Ｑによるタグ付パケット（以下、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑによるタグを「一重ＶＬＡＮタグ」と略称する。）に対して１２ビットからなる二重ＶＬＡＮタグを付与し、第１のバックボーンノード２０２1に転送する。また、第１のバックボーンノード２０２1から送られてきた二重ＶＬＡＮタグ付きパケットは、第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11によって二重ＶＬＡＮタグおよび８０２.１Ｑタグを学習するようになっている。
【００３０】
図３は、第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置の概要を表わしたものである。第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11は、全体の制御を行う主制御部２２１を備えている。主制御部２２１は、図１に示した第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11に対応して設けられた第１のラインカード２２２1と、第２の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４12に対応して設けられた第２のラインカード２２２2を接続している。
【００３１】
このうち主制御部２２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２５と、その実行するプログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の制御プログラム記憶媒体２２６と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ２２７から構成されている。第１のラインカード２２２1は、主制御部２２１と接続されて二重ＶＬＡＮタグを追加したり、反対にこれを取り外す処理を行う二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１1と、この二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１1に接続されたタグ管理用のデータベースとしてのタグテーブル２３２1と、アップ用インタフェース（Ｉ／Ｆ）回路２３３1およびダウン用インタフェース（Ｉ／Ｆ）回路２３４1によって構成されている。
【００３２】
ここでアップ用インタフェース回路２３３1は、図１に示した第１のバックボーンノード２０２1と接続するためのインタフェース回路である。また、ダウン用インタフェース回路２３４1は、同じく図１に示した第１のユーザ宅内装置２０５111と接続するためのインタフェース回路である。
【００３３】
なお、第２のラインカード２２２2は第１のラインカード２２２1と同一の回路構成となっている。したがって、第２のラインカード２２２2については、第１のラインカード２２２1の構成部品を表わす符号の添え字「１」を添え字「２」として使用しており、これらの回路の説明は省略する。
【００３４】
図２に戻って図３と共に説明を続ける。第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11は学習結果を反映させたタグテーブル２３２1ならびにタグテーブル２３２2を参照して、二重ＶＬＡＮタグを含めたスイッチング処理を行う。そして、二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１1で該当するフレームから二重ＶＬＡＮタグフィールドを取り外して、ダウン用インタフェース回路２３４1からこれを第１のユーザ宅内装置２０５111に送出することになる。
【００３５】
このとき、第１のユーザ宅内装置２０５111に送出されるパケットは、タグなしパケットに変換されているか、あるいは一重ＶＬＡＮタグ付パケットに変換されている。このように、第１のユーザ宅内装置２０５111に二重ＶＡＬＮタグ付きパケットが送られることはない。したがって、第１のユーザ宅内装置２０５111は第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11から送られてきたパケットを到達不能とすることなく、その受信処理を行うことができることになる。
【００３６】
次に、第１のバックボーンノード２０２1と第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11の関係を説明する。
【００３７】
図４は、第１のバックボーンノードの構成の概要を表わしたものである。第１のバックボーンノード２０２1は、全体の制御を行う主制御部２４１を備えている。主制御部２４１は、図１に示した第２のバックボーンノード２０２2に対応して設けられた第１のラインカード２４２1と、第ｎのバックボーンノード２０２nに対応して設けられた第２のラインカード２４２2を接続している。
【００３８】
このうち主制御部２４１は、ＣＰＵ２４５と、その実行するプログラムを格納したハードディスク等の制御プログラム記憶媒体２４６と、ＲＡＭ等の作業用メモリ２４７から構成されている。第１のラインカード２４２1は、主制御部２４１と接続されて二重ＶＬＡＮタグの学習や所定の処理を行う二重ＶＬＡＮタグ学習処理部２５１1と、この二重ＶＬＡＮタグ学習処理部２５１1に接続されたデータベース２５２1と、アップ用インタフェース回路２５３1およびダウン用インタフェース回路２５４1によって構成されている。
【００３９】
ここでアップ用インタフェース回路２５３1は、図１に示した第２のバックボーンノード２０２2と接続するためのインタフェース回路である。また、ダウン用インタフェース回路２５４1は、同じく図１に示した第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11と接続するためのインタフェース回路である。データベース２５２1は、ＶＬＡＮタグの学習を行うようになっている。
【００４０】
第２のラインカード２４２2は第１のラインカード２４２1と同一の回路構成となっている。したがって、第２のラインカード２４２2については、第１のラインカード２４２1の構成部品を表わす符号の添え字「１」を添え字「２」として使用している。ここでアップ用インタフェース回路２５３2は、図１に示した第ｎのバックボーンノード２０２nと接続するためのインタフェース回路である。また、ダウン用インタフェース回路２５４2は、同じく図１に示した第２の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４12と接続するためのインタフェース回路である。なお、データベース２５２1およびデータベース２５２2には、学習効果として互いに同一の内容が書き込まれるようになっていてもよい。
【００４１】
図２に戻って図４と共に説明を続ける。第１のバックボーンノード２０２1は、第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11から送られてきた二重ＶＬＡＮタグ付きパケットを受信すると、二重ＶＬＡＮタグ学習処理部２５１1で二重ＶＡＬＮタグを学習してデータベース２５２1にこれを反映させる。そして、このデータベース２５２1に基づいてバックボーンノード２０２間のスイッチング処理を行う。たとえば送られてきたこの二重ＶＬＡＮタグ付きパケットを、アップ用インタフェース回路２５３1を使用して図１に示した隣接する第２のバックボーンノード２０２2に転送することになる。
【００４２】
また、第１のバックボーンノード２０２1は、他のバックボーンノードとしてのたとえば第２のバックボーンノード２０２2から転送されてきた二重タグ付きパケットを受信した場合、二重ＶＬＡＮタグを学習する。そして、データベース２５２1の内容に基づいてスイッチング処理を行って、これをたとえば第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11にパケット転送する。
【００４３】
以上のようにして、サービス網全体の中で二重ＶＬＡＮタグの付与と学習が繰り返される。この結果、最大で４０９４のＶＬＡＮを識別する１２ビット構成のＶＬＡＮ−ＩＤを用いながら、最大で４０９４×４０９４の加入者を識別可能な２４ビットの二重ＶＬＡＮによるスイッチング処理が単一ドメイン内で可能になる。
【００４４】
図５〜図７は、このパケット通信システムで使用される各種のパケットのフレームフォーマットを表わしたものである。このうち、図５は、ＶＬＡＮタグなしパケットのフレームフォーマット２６１を表わしている。また、図６は、一重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６２を表わしている。これら２種類のパケットは、たとえば図１における第１および第２のユーザ宅内装置２０５111、２０５112のようなユーザ宅内装置２０５および図１における第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11のような二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４で扱われるようになっている。
【００４５】
一方、図７に示した二重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６３は、本発明で独自に使用されるものである。このフレームフォーマット２６３は、たとえば図１における第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11や第１〜第ｎのバックボーンノード２０２1〜２０２nのようにユーザ宅内装置２０５以外のデバイスで扱われるようになっている。
【００４６】
以上の３種類のパケットのうちで、図５に示したＶＬＡＮタグなしパケットのフレームフォーマット２６１は、通常のイーサネット（登録商標）フレーム上に流れるパケットのフレーム形式となっている。このフレームフォーマット２６１は、送信先ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスフィールド（ＤＭＡＣ）２７１、送信元ＭＡＣアドレスフィールド（ＳＭＡＣ）２７２、イーサネット（登録商標）タイプフィールド（Ｔｙｐｅ）２７３、ペイロード（Payload）２７４およびフレームチェックシーケンスフィールド（ＦＣＳ）２７５から構成されている。ここで、送信先ＭＡＣアドレスフィールド２７１は６バイト構成であり、送信元ＭＡＣアドレスフィールド２７２も６バイト構成である。イーサネット（登録商標）タイプフィールド２７３は２バイト構成である。ペイロード２７４は４６バイト以上の長さとなっており、フレームチェックシーケンスフィールド２７５は４バイト構成となっている。
【００４７】
図６に示した一重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６２は、図５に示したＶＬＡＮタグなしパケットのフレームフォーマット２６１における送信元ＭＡＣアドレスフィールド２７２とイーサネット（登録商標）タイプフィールド２７３の間に、４バイト構成のＶＬＡＮタグ２８１が追加された構成となっている。このＶＬＡＮタグ２８１における１２ビットがＶＬＡＮ−ＩＤに割り当てられている。
【００４８】
一方、図７に示した二重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６３は、図５に示したＶＬＡＮタグなしパケットのフレームフォーマット２６１における送信元ＭＡＣアドレスフィールド２７２とイーサネット（登録商標）タイプフィールド２７３の間に、ＶＬＡＮタグ２８１と同一構成の一重ＶＬＡＮタグ２９１と二重ＶＬＡＮタグ２９２を配置した構成となっている。一重ＶＬＡＮタグ２９１と二重ＶＬＡＮタグ２９２は共に４バイト構成となっており、それぞれ１２ビット長のＶＬＡＮ−ＩＤを有している。
【００４９】
本実施例では、図２に示した第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11等の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４および第１のバックボーンノード２０２1等のバックボーンノード２０２が、二重ＶＬＡＮタグ２９２のフィールドを一重ＶＬＡＮタグ２９１のフィールドと同時に取り扱うことが可能である。そして、これらバックボーンノード２０２および二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４は、双方のフィールドに関する学習とＶＬＡＮ−ＩＤの管理を同時に実行することができる。
【００５０】
このような学習および管理は、図３に示した第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11を例にとると、従来のデバイスには存在しない二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１1とこれに接続されたタグテーブル２３２1、ならびに二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１2とこれに接続されたタグテーブル２３２2によって実現する。また、図４に示した第１のバックボーンノード２０２1を例にとると、二重ＶＬＡＮタグ学習処理部２５１1とこれに接続されたデータベース２５２1、ならびに二重ＶＬＡＮタグ学習処理部２５１2とこれに接続されたデータベース２５２2によって、このような学習および管理が実現することになる。
【００５１】
図８は、あるユーザ宅内装置からその属するネットワークとは異なるネットワークに属する他のユーザ宅内装置にパケットが転送される様子を表わしたものである。ここでは、図１に示した第１のユーザ宅内装置２０５111から第５のユーザ宅内装置２０５205にパケットが送られる場合を例にとって説明する。
【００５２】
この例の場合、第１のユーザ宅内装置２０５111はＶＬＡＮを区別するためにＶＬＡＮタグ２８１（図６）として値「１０」を付与したものとする。このＶＬＡＮタグ２８１の付けられたパケットは第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11に入力され、図３に示した第１のラインカード２２２1のダウン用インタフェース回路２３４1を経て二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１1に入力される。そして、二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１1に送られて、ここで図６に示した一重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６２から図７に示した二重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６３へフォーマットの変換が行われる。このとき、二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１1は、タグテーブル２３２1を参照して、ＶＬＡＮタグ２８１（図６）の値「１０」を検索し、一重ＶＬＡＮタグ２９１と二重ＶＬＡＮタグ２９２（図７）の値を、これらの合計されたビット長で割り当てられた共通タグの値「１００−１２」に変更する。
【００５３】
二重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６３へフォーマットの変換が行われたパケットは、アップ用インタフェース回路２３３1を経て第１のバックボーンノード２０２1に送られる。第１のバックボーンノード２０２1では、図４に示す二重ＶＬＡＮタグ学習処理部２５１1がデータベース２５２1を参照して、このパケットの送出先のバックボーンノードを判別する。そして、バックボーンネットワーク２０１を経由して、二重ＶＬＡＮタグ（共通タグ）の値「１００−１２」のパケットを目的の第２のバックボーンノード２０２2に送出する。
【００５４】
第２のバックボーンノード２０２2では、図４に示した第１のバックボーンノード２０２1と同様の二重ＶＬＡＮタグ学習処理部２５１1がデータベース２５２1を参照する。そして、このパケットをそのまま、二重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６３で配下の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４20に向けて送出する。
【００５５】
二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４20は、図３の第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11と同一構成となっている。二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４20は、第２のバックボーンノード２０２2から受け取ったこのパケットを、その二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１1に送り、そのタグテーブル２３２1を参照する。そして、前記した二重ＶＬＡＮタグの値「１００−１２」をＶＬＡＮタグ２８１（図６）の値「１０」に変換して、図６に示した一重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６２に再変換する。このとき、二重ＶＬＡＮタグに割り当てられた２４ビット（一重ＶＬＡＮタグ２９１と二重ＶＬＡＮタグ２９２（図７）のビット数）がＶＬＡＮタグ２８１（図６）に割り当てられた１２ビットに減少する。再変換後のパケットは、第５のユーザ宅内装置２０５205に送出される。
【００５６】
このようにしてＶＬＡＮによるパケットの送出が可能になる。しかも第１〜第ｎのバックボーンノード２０２1〜２０２nでは、図７に示した二重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６３が使用される。したがって、フレームの転送先が不明となることがない。
【００５７】
図９は、本実施例のパケット通信システムにおける図８で説明したパケットの転送処理の流れを示したものである。図８と共に説明する。第１のユーザ宅内装置２０５111から一重ＶＬＡＮタグ付きパケットが送出されると（ステップＳ３０１）、第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11ではタグテーブル２３２1を検索して（ステップＳ３０２）、その結果を用いて二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１1で二重ＶＬＡＮタグを付与する（ステップＳ３０３）。このとき、タグテーブル２３２1に対応する二重ＶＬＡＮタグが存在しないときは、エラーとしてそのパケットは廃棄される。また、二重ＶＬＡＮタグを付与したときには、これによりパケットのビット列の構成や内容が変化する。そこでＦＣＳ（Frame Check Sequence）については、フレームの先頭からＣＲＣ（Cyclic Redundancy Checking）を再演算して書き換える。
【００５８】
二重ＶＬＡＮタグを付与したパケットはバックボーンノード第１のバックボーンノード２０２1に転送され、二重ＶＬＡＮタグの読み込みが行われる（ステップＳ３０４）。そして、データベース２５２1によって検索され（ステップＳ３０５）、他のバックボーンノードが宛先とされる場合には隣接ノード等の目的のノードへ転送される（ステップＳ３０６）。
【００５９】
この例では第２のバックボーンノード２０２2が目的のノードなので、ここで二重ＶＬＡＮタグの読み込み（ステップＳ３０７）と、データベース２５２1の検索が行われる（ステップＳ３０８）。そして、合致するものがあるとき、対応する二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４20に転送される（ステップＳ３０９）。なお、ステップＳ３０５およびステップＳ３０８の検索で一致するものがなければ、そのパケットは廃棄される。
【００６０】
二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４20では、タグテーブル２３２1を用いた検索が行われ（ステップＳ３１０）、二重ＶＬＡＮタグ処理部２３１1で二重ＶＬＡＮタグが取り外される。このとき、ＦＣＳについては、フレームの先頭からＣＲＣを再演算して書き換える。このようにしてパケットは、図６に示す一重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６２となり（ステップＳ３１１）、第５のユーザ宅内装置２０５205でこのフォーマットのパケットが受信されることになる（ステップＳ３１２）。
【００６１】
最後に、本実施例でタグテーブル２３２およびデータベース２５２の基となるタグの変換表の作成方法を簡単に説明する。これは、図１に示したバックボーンネットワーク２０１で使用される一重ＶＬＡＮタグ２９１および二重ＶＬＡＮタグ２９２（図７）の領域を使用する共通タグと、第１のユーザ宅内装置２０５111等の属する個々のネットワーク内で使用されるＶＬＡＮタグ２８１（図６）の間の変換のための変換表の作成方法である。
【００６２】
図１０は、この変換表の作成の様子を一般化して表わしたものである。まず、第１のビット長の第１のタグにおけるビット列の組み合わせの総数としての第１の組み合わせ数を最大値として、それぞれのネットワーク内で通信を行う際のパケット同士の識別をするための第１のタグを、使用予定の個々のパケットに割り当てる（ステップＳ３３１）。この第１のタグ割当ステップにおける第１のタグとは、本実施例の場合、図５に示したＶＬＡＮタグなしパケットのフレームフォーマット２６１におけるＶＬＡＮタグ２８１、あるいは図７に示した二重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６３における一重ＶＬＡＮタグ２９１を意味している。本実施例では、組み合わせのためのビット数は１２ビットであり、第１の組み合わせ数は４０９６である。この最大４０９６の第１のタグを、第１のユーザ宅内装置２０５111等の属する個々のネットワークで使用予定の個々のパケットに割り当てる。これは従来技術と同様である。
【００６３】
次に、この最大４０９６の第１の組み合わせ数と、第２のビット長の第２のタグにおけるビット列の組み合わせの総数としての第２の組み合わせ数との掛け合わされて得られた数を最大値とし、全ネットワーク共通にパケット同士の識別をするための共通タグを前記した使用予定の個々のパケットに割り当てる（ステップＳ３３２）。この共通タグ割当ステップで、第２のビット長の第２のタグは本実施例の場合、図７に示した二重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット２６３における二重ＶＬＡＮタグ２９２を意味している。したがって、第２の組み合わせ数も４０９６となる。このため、本実施例で第１のタグ組み合わせ数と第２の組み合わせ数の掛け合わされて得られた数は、４０９６×４０９６である。共通タグとは、一重ＶＬＡＮタグ２９１および二重ＶＬＡＮタグ２９２（図７）の双方のビット領域を使用したタグ情報を意味する。したがって、このステップＳ３３２では、最大４０９６×４０９６通りの共通タグを、第１のユーザ宅内装置２０５111等の属する個々のネットワークで使用される予定の個々のパケットに割り当てることになる。
【００６４】
次のステップＳ３３３では、この共通タグ割当ステップで割り当てた共通タグと、ステップＳ３３１における第１のタグ割当ステップで割り当てたそれぞれのネットワークの第１のタグとを１対１に対応付けた対応表を作成する。この対応表作成ステップで、対応関係を示す対応表が作成される。ただし、対応表に示す対応関係は永続的に固定される必要はない。それぞれの時点で、全ネットワークで使用されるパケットの識別情報と、個々のネットワークでのみ使用されるパケットの識別情報が対応付けられればよい。
【００６５】
このようにして対応表が作成されれば、ステップＳ３３３の対応表作成ステップで作成された対応表を基にして、図１に示す第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４11等の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４が、個々のパケットに対して１つのネットワーク内で使用される際の第１のタグと、その第１のタグに対応し全ネットワーク共通で使用される際の共通タグとの付け替えが行われればよい。このタグ変換ステップで使用される変換表の一部をなすのがたとえばタグテーブル２３２1であり、方路を決めるデータベース２５２1である。
【００６６】
これらのタグテーブル２３２1やデータベース２５２1には、ステップＳ３３３で作成される対応表を一度に完成させてそのうちの関係するものを各場所に予め割り振ってもよいし、その都度必要とするものを学習によってこれらの場所のタグテーブル２３２1やデータベース２５２1に保存させるようにしてもよい。また、図１０で説明したのとは異なり、外部のネットワークに転送されるパケットが発生した段階で、１つのネットワーク内で使用されるタグ情報と全ネットワーク共通のタグ情報との対応関係をその都度割り振って、これにより対応表を作成あるいは成長させるようなものであってもよい。
【００６７】
以上説明したように本実施例によれば、通信事業者が単一のドメイン内で４０９６よりも多い数の加入者を取り込むことが可能になる。したがって、従来よりもサービスの向上を図ることができる。また、ユーザ宅内側に開放していたＩＥＥＥ８０２．１Ｑによるタグが通信事業者内で重複することを防止することができる。これにより、通信事業者としての信頼性を向上させることができる。
【００６８】
また、従来では４０９６以上の加入者を収容するために、ドメインを複数に分割する必要があった。これにより、網内管理が複雑となり、運用コストが膨大になった。本実施例のパケット通信システム２００では、広域イーサネット（登録商標）網において、単一ドメイン内で最大で４０９４×４０９４のＶＬＡＮ−ＩＤが取り扱えるようになり、このように単一のドメインで加入者の収容の上限を増加させることで、運用コストが削減できるといった効果が得られる。
【００６９】
更に従来では、複数ドメインに分割する際に、各ドメイン間にＶＬＡＮタグを入れ替えるための装置が必要となっており、大きな設備投資が必要となっていた。本実施例ではドメイン分割の必要性がなくなるため、事業者にとっては設備投資を抑えられ、更には加入者に対して回線料金の低価格化が可能となるといった効果が得られる。
【００７０】
＜発明の変形例＞
【００７１】
図１１は、本発明の変形例におけるパケット通信システムの構成を表わしたものである。図１１で図１と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。
【００７２】
この変形例のパケット通信システム２００Ａでは、バックボーンネットワーク２０１の任意のネットワークに二重ＶＬＡＮタグ管理サーバ４０１を接続している。二重ＶＬＡＮタグ管理サーバ４０１は、その装置内部あるいは外付けの外部記録装置として二重ＶＬＡＮタグ管理データベース（ＤＢ）４０２を接続している。この二重ＶＬＡＮタグ管理データベース４０２は、磁気ディスク、光ディスク等の大容量記憶装置によって構成されており、通信ネットワーク上に存在する第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４Ａ11、第２の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４Ａ12、……等のすべての二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４Ａの二重ＶＬＡＮタグを一元管理するようになっている。
【００７３】
この変形例では、二重ＶＬＡＮタグ管理サーバ４０１に二重ＶＬＡＮ付与に関する規則性や設定ポリシを予め設定しておく。これにより、広域イーサネット（登録商標）網全体の二重ＶＬＡＮタグの管理が楽に行えるようになり、結果的に運用コストを削減することが可能となる。このように、この変形例ではＶＬＡＮ管理上のデータベースとしての二重ＶＬＡＮタグ管理データベース４０２を第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４Ａ11等の単一装置内部に具備するのではなく、共通サーバとしての二重ＶＬＡＮタグ管理サーバ４０１に集約している。二重ＶＬＡＮタグ管理データベース４０２は、図１０で説明した実施例の対応表を１箇所にまとめたものと考えることもできる。これにより、運用者の運用負荷を軽減できるだけでなく、管理の容易さも実現可能である。
【００７４】
更に、この変形例では、たとえば第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４Ａ11を立ち上げた際に、二重ＶＬＡＮタグ管理サーバ４０１に自動的に自身の管理すべき二重ＶＬＡＮ情報を問い合わせることができ、たとえば、よりダイナミックな運用が可能になるといった技術の進化を見込むことができる。また、この変形例では、第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４Ａ11、第２の二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４Ａ12、……等のすべての二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４Ａを一元管理する。したがって、これらを構成する二重ＶＬＡＮタグ付与装置２０４Ａ11、２０４Ａ12、……が個々に大容量のメモリを所持する必要がなくなる。これにより、装置の原価低減が見込めるといった効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施例における広域イーサネット（登録商標）網としてのパケット通信システムを表わしたシステム構成図である。
【図２】本実施例で第１のバックボーンノードとその下位の装置の関係の一例を表わした原理図である。
【図３】本実施例における第１の二重ＶＬＡＮタグ付与装置の構成の概要を示すブロック図である。
【図４】本実施例における第１のバックボーンノードの構成の概要を示すブロック図である。
【図５】本実施例で使用されるＶＬＡＮタグなしパケットのフレームフォーマットを示す構成図である。
【図６】本実施例で使用される一重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマットを示す構成図である。
【図７】本実施例で使用される二重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマットを示す構成図である。
【図８】本実施例であるユーザ宅内装置からその属するネットワーク以外のネットワークに属する他のユーザ宅内装置にパケットが転送される様子を表わした説明図である。
【図９】図８で説明したパケットの転送処理の流れを示した流れ図である。
【図１０】本実施例で使用する対応表の作成方法を示す流れ図である。
【図１１】本発明の変形例におけるパケット通信システムの構成を表わしたシステム構成図である。
【図１２】ＶＬＡＮ使用時の従来のフレームフォーマットを表わした説明図である。
【図１３】従来のパケット通信システムの一例を示したシステム構成図である。
【符号の説明】
【００７６】
２００、２００Ａ  パケット通信システム
２０１  バックボーンネットワーク
２０２  バックボーンノード
２０４、２０４Ａ  二重ＶＬＡＮタグ付与装置
２０５  ユーザ宅内装置
２２１、２４１  主制御部
２２５、２４５  ＣＰＵ
２３１  二重ＶＬＡＮタグ処理部
２３２  タグテーブル
２５１  二重ＶＬＡＮタグ学習処理部
２５２  データベース
２６１  ＶＬＡＮタグなしパケットのフレームフォーマット
２６２  一重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット
２６３  二重ＶＬＡＮタグ付きパケットについてのフレームフォーマット
【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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