(57)【要約】  通信ネットワーク（32）を経由する第１および第２のノード（24, 28）間で通信を行う方法が、マルチホーミンググループ（ＭＨＧ）（44）のメンバポートとして機能するように、第１および第２のノード間の２つ以上のネットワークノード（36A, 36B, 36C）内の多数の通信ポート（40A, 40B, 40C）を割り当てるステップを有する。各メンバポートは、通信ネットワークを経由する第１および第２のノード間の異なるそれぞれの通信経路に関連する。第１のノードから第２のノードに伝送されるフレームは、２つ以上のネットワークノードで受け入れられる。フレームは、ヘッダフィールドを含むヘッダを有する。２つ以上のネットワークノードの各々で１つ以上のヘッダフィールドにハッシュ関数を適用することにより、メンバポートの中から単一の被選択ポートが選択される。フレームは、被選択ポートに関連するそれぞれの通信経路上で被選択ポートを経由して転送される。
2010509880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークを経由する第１のノードおよび第２のノード間で通信を行う方法であって、前記方法は、
マルチホーミンググループ（ＭＨＧ）のメンバポートとして機能するように、前記第１のノードおよび前記第２のノード間で２つ以上のネットワークノード内の多数の通信ポートを割り当てるステップと、
前記メンバポートの各々に、前記通信ネットワークを経由する前記第１のノードおよび前記第２のノード間の異なるそれぞれの通信経路を関連させるステップと、
前記２つ以上のネットワークノードで、前記第１のノードから前記第２のノードに伝送されるフレームであって、ヘッダフィールドを含むヘッダを有するフレームを受け入れるステップと、
前記２つ以上のネットワークノードの各々で１つ以上の前記ヘッダフィールドにハッシュ関数を適用することによって、前記フレームを転送する経路となる前記メンバポートの中から単一の被選択ポートを選択するステップと、
前記被選択ポートに関連する前記それぞれの通信経路上で前記被選択ポートを経由して前記フレームを転送するステップとを有することを特徴とする、通信ネットワークを経由する第１のノードおよび第２のノード間で通信を行う方法。
【請求項２】
前記通信ネットワークが、レイヤ２ネットワーク、ローカルエリアネットワークおよびリングネットワークからなるネットワークのグループから選択された少なくとも１つのネットワークを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記単一の被選択ポートを選択する前記ステップが、前記被選択ポート以外のメンバポート上で前記フレームを送信するのを控えるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フレームがトラフィックフローに関連し、前記ハッシュ関数を適用する前記ステップが、前記トラフィックフローに関連する他の全てのフレームについて前記被選択ポートを選択する前記ハッシュ関数を規定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記トラフィックフローが仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）上で伝達され、前記ハッシュ関数を規定する前記ステップが、前記ハッシュ関数に対し、前記ＶＬＡＮに関連する他の全てのフレームについて前記被選択ポートを選択させるようにするステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記トラフィックフローが、外側ＶＬＡＮ内でカプセル化された内側ＶＬＡＮ上で伝達され、前記ハッシュ関数を規定する前記ステップが、前記ハッシュ関数に対し、前記内側ＶＬＡＮに関連する他の全てのフレームについて前記被選択ポートを選択させるようにするステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記トラフィックフローが仮想プライベートローカルエリアネットワークサービス（ＶＰＬＳ）上で伝達され、前記ハッシュ関数を規定する前記ステップが、前記ハッシュ関数に対し、前記ＶＰＬＳに関連する他の全てのフレームについて前記被選択ポートを選択させるようにするステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記フレームが外側ＭＡＣアドレスによってカプセル化され、かつ、前記トラフィックフローに関連するサービス識別（Ｉ−ＳＩＤ）フィールドを有し、前記ハッシュ関数を規定する前記ステップが、前記ハッシュ関数に対し、前記外側ＭＡＣアドレスおよび前記Ｉ−ＳＩＤフィールドに関連する他の全てのフレームについて前記被選択ポートを選択させるようにするステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記方法が、さらに、前記２つ以上のネットワークノード間で前記メンバポートのアクティビティステータスに関する情報を交換するステップと、前記アクティビティステータスが変化する際に、現在アクティブなメンバポートのみから前記被選択ポートを選択するように前記ハッシュ関数を修正するステップとを有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記単一の被選択ポートを選択する前記ステップが、
前記第１のノードによって宛先ＭＡＣアドレス宛にフラッディングがなされた初期フレームのレプリカを前記２つ以上のネットワークノードで受け入れるステップと、
前記初期フレームの１つ以上の前記ヘッダフィールドに前記ハッシュ関数を適用することによって前記単一の被選択ポートを選択するステップと、
前記２つ以上のネットワークノードのうち、前記被選択ポートを有する１つのネットワークノードのみで前記宛先ＭＡＣアドレス宛の後続のユニキャストフレームを受け入れるステップと、
前記メンバポートのアクティビティステータスが変化する際に、フラッディングを使用して、前記宛先ＭＡＣアドレスに後続のフレームを送信するように前記通信ネットワーク内のネットワーク要素に命令するためのフラッシュメッセージを伝送するステップとを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のノードが第１のネットワークの一部であり、前記第２のノードが第２のネットワークの一部であり、前記２つ以上のネットワークノードが前記第１のネットワークおよび前記第２のネットワークの中間にある、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のネットワークがリングネットワークを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記通信ネットワーク内のネットワーク要素が、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）学習処理に基づいてフレーム転送を実行し、前記ハッシュ関数を適用する前記ステップが、前記ＭＡＣ学習処理が一揃いのフレームをＭＡＣアドレスに関連させる際に、前記ハッシュ関数が前記一揃いのフレーム中の全てのフレームについて同一のメンバポートを選択するように前記ハッシュ関数を規定するステップを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記一揃いのフレームが、特定のＶＬＡＮに関連するフレームおよび特定の内側ＶＬＡＮに関連するフレームのうちの一方のフレームを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
通信を行う装置であって、少なくとも第１のノードおよび第２のノードにサービスを提供する通信ネットワーク内に展開するための２つ以上のネットワークノードを備え、
前記２つ以上のネットワークノードが多数の通信ポートを有し、かつ、マルチホーミンググループ（ＭＨＧ）のメンバポートとして機能する通信ポートの割り当てを受け入れるように配置され、
各々の前記メンバポートが、前記第１のノードから前記第２のノードに伝送されるフレームを受け入れるために、前記通信ネットワークを経由する前記第１のノードおよび前記第２のノード間の異なるそれぞれの代替通信経路に関連し、前記フレームがヘッダフィールドを含むヘッダを有し、前記２つ以上のネットワークノードの各々で１つ以上の前記ヘッダフィールドにハッシュ関数を適用することによって前記フレームを転送する経路となる前記メンバポートの中から単一の被選択ポートを選択し、前記被選択ポートに関連する前記それぞれの代替通信経路上で前記被選択ポートを経由してフレームを転送するように構成されることを特徴とする、通信を行う装置。
【請求項１６】
前記通信ネットワークが、レイヤ２ネットワーク、ローカルエリアネットワークおよびリングネットワークからなるネットワークのグループから選択された少なくとも１つのネットワークを有する、請求項１に記載のネットワーク。
【請求項１７】
前記２つ以上のノードが、前記被選択ポート以外のメンバポート上で前記フレームを送信するのを控えるように配置される、請求項１５に記載のネットワーク。
【請求項１８】
前記フレームがトラフィックフローに関連し、前記ハッシュ関数が、前記トラフィックフローに関連する他の全てのフレームについて前記被選択ポートを選択するように配置される、請求項１５に記載のネットワーク。
【請求項１９】
前記トラフィックフローが仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）上で伝達され、前記ハッシュ関数が、前記ＶＬＡＮに関連する他の全てのフレームについて前記被選択ポートを選択するように配置される、請求項１８に記載のネットワーク。
【請求項２０】
前記トラフィックフローが、外側ＶＬＡＮ内でカプセル化された内側ＶＬＡＮ上で伝達され、前記ハッシュ関数が、前記内側ＶＬＡＮに関連する他の全てのフレームについて前記被選択ポートを選択するように配置される、請求項１９に記載のネットワーク。
【請求項２１】
前記トラフィックフローが仮想プライベートローカルエリアネットワークサービス（ＶＰＬＳ）上で伝達され、前記ハッシュ関数が、前記ＶＰＬＳに関連する他の全てのフレームについて前記被選択ポートを選択するように配置される、請求項１８に記載のネットワーク。
【請求項２２】
前記フレームが外側ＭＡＣアドレスによってカプセル化され、前記トラフィックフローに関連するサービス識別（Ｉ−ＳＩＤ）フィールドを有し、かつ、前記ハッシュ関数が、前記外側ＭＡＣアドレスおよび前記Ｉ−ＳＩＤフィールドに関連する他の全てのフレームについて前記被選択ポートを選択するように配置される、請求項１８に記載のネットワーク。
【請求項２３】
前記２つ以上のノードが、前記メンバポートのアクティビティステータスに関する情報を交換し、前記アクティビティステータスが変化する際に、現在アクティブなメンバポートのみから前記被選択ポートを選択するように、前記ハッシュ関数を修正するように配置される、請求項１５から２２のいずれか一項に記載のネットワーク。
【請求項２４】
前記２つ以上のノードが、前記第１のノードによって宛先ＭＡＣアドレス宛にフラッディングがなされた初期フレームのレプリカを受け入れ、前記初期フレームの１つ以上の前記ヘッダフィールドに前記ハッシュ関数を適用することによって前記単一の被選択ポートを選択し、
前記２つ以上のネットワークノードのうち、前記被選択ポートを有する１つのネットワークノードのみで前記宛先ＭＡＣアドレス宛の後続のユニキャストフレームを受け入れ、前記メンバポートのアクティビティステータスが変化する際に、フラッディングを使用して、前記宛先ＭＡＣアドレスに後続のフレームを送信するように前記通信ネットワーク内のネットワーク要素に命令するためのフラッシュメッセージを伝送するように配置される、請求項１５から２２のいずれか一項に記載のネットワーク。
【請求項２５】
前記第１のノードが第１のネットワークの一部であり、前記第２のノードが第２のネットワークの一部であり、前記２つ以上のネットワークノードが前記第１のネットワークおよび前記第２のネットワークの中間にある、請求項１５から２２のいずれか一項に記載のネットワーク。
【請求項２６】
前記第１のネットワークがリングネットワークを有する、請求項２５に記載のネットワーク。
【請求項２７】
前記通信ネットワーク内のネットワーク要素が、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）学習処理に基づいてフレーム転送を実行し、前記ハッシュ関数は、前記ＭＡＣ学習処理が一揃いのフレームをＭＡＣアドレスに関連させる際に、前記ハッシュ関数が前記一揃いのフレーム中の全てのフレームについて同一のメンバポートを選択するように規定される、請求項１５から２２のいずれか一項に記載のネットワーク。
【請求項２８】
前記一揃いのフレームが、特定のＶＬＡＮに関連するフレームおよび特定の内側ＶＬＡＮに関連するフレームのうちの一方のフレームを有する、請求項２７に記載のネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，概して通信ネットワークに関し、特に、レイヤ２ネットワークにおいて代替通信経路を使用して通信を行う方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レイヤ２ネットワークにおいてエンドポイント間の代替通信経路を設定して使用するための種々の方法およびシステムが、当技術分野で知られている。代替通信経路は、障害に対する保護および／またはトラフィックの負荷バランシング（ｌｏａｄ  ｂａｌａｎｃｉｎｇ）を提供するために使用され得る。例えば、リンクアグリゲーション（ＬＡＧ：ｌｉｎｋ  ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）は、２つのエンドポイント間の並列物理リンクのグループを１つの論理リンクに結合させることができる技術である。イーサネット（登録商標）ネットワークの場合、リンクアグリゲーションは、ＩＥＥＥ標準８０２．３、第４３節、「搬送波感知多重アクセス／衝突検出方式（ＣＳＭＡ／ＣＤ）アクセス方法および物理レイヤ仕様（２００２年版）」（Ｃｌａｕｓｅ  ４３  ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ８０２．３，“Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ（ＣＳＭＡ／ＣＤ）Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ”（２００２  Ｅｄｉｔｉｏｎ））（非特許文献１）で規定されており、この内容は、本明細書中で引用されることによって本明細書に組み込まれている。
【０００３】
代替リンクまたは代替ポートを使用する他の方式は、国際電気通信連合電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）勧告Ｇ．８０３１／Ｙ．１３４２、２００６年６月、「イーサネット（登録商標）保護スイッチング」（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  Ｇ．８０３１／Ｙ．１３４２  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｅｃｔｏｒ（ＩＴＵ−Ｔ），Ｊｕｎｅ，２００６，“Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ”）（非特許文献２）に記載されており、この内容は、本明細書中で引用されることによって本明細書に組み込まれている。
【０００４】
ＩＥＥＥ標準８０２．１は、スパニングツリープロトコル（ＳＴＰ：ｓｐａｎｎｉｎｇ−ｔｒｅｅ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用して代替通信経路を確立するための種々の方法を指定している。高速ＳＴＰ（ＲＳＴＰ：Ｒａｐｉｄ  ＳＴＰ）は、ネットワークのトポロジの変更に続く通信経路の高速収束を可能にするためのＳＴＰのバージョンである。ＲＳＴＰは、ＩＥＥＥ標準８０２．１Ｄ、２００４年版、「ローカルエリアネットワークおよびメトロポリタンエリアネットワークのためのＩＥＥＥ標準−媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ブリッジ」（ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ８０２．１Ｄ，２００４  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｅｎｔｉｔｌｅｄ  “ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  −  Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）Ｂｒｉｄｇｅｓ”）（非特許文献３）に記載されており、この内容は、本明細書中で引用されることによって本明細書に組み込まれている。
【０００５】
ＩＥＥＥ標準８０２．１Ｑ、２００３年版、「ローカルエリアネットワークおよびメトロポリタンエリアネットワークのためのＩＥＥＥ標準−仮想ブリッジ・ローカルエリアネットワーク」（ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ８０２．１Ｑ，２００３  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｅｎｔｉｔｌｅｄ  “ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  −  Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｂｒｉｄｇｅｄ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ”）（非特許文献４）は、多数の仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ：ｖｉｒｔｕａｌ  ｌｏｃａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ）を含むネットワークで使用するための多重スパニングツリープロトコル（ＭＳＴＰ：ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｓｐａｎｎｉｎｇ−ｔｒｅｅ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を記載している。上記の非特許文献４の内容は、本明細書中で引用されることによって本明細書に組み込まれている。
【０００６】
レイヤ２ネットワークにおいて代替通信経路を提供するための他の形態は、双方向リングネットワークを使用するものである。例えば、ネットワークの中には、ＩＥＥＥ８０２．１７ワーキンググループによって規定されるようなレジリエント・パケットリング（ＲＰＲ：ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ  ｐａｃｋｅｔ  ｒｉｎｇ）構成を有するものがある。ＲＰＲネットワーク構成に関する関連標準および付加的事項の詳細は、ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇ／１７で入手可能である。
【０００７】
リングネットワーク上の代替通信経路間の高速切替のための種々の方法およびシステムが、当技術分野で知られている。例えば、エクストリームネットワークス社（Ｅｘｔｒｅｍｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．）（カリフォルニア州のサンタクララ（Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ））は、イーサネット（登録商標）自動保護スイッチング（ＥＡＰＳ：Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれる保護ソリューションを提案している。この製品に関するさらなる詳細は、ｗｗｗ．ｅｘｔｒｅｍｅｎｅｔｗｏｒｋｓ．ｃｏｍで入手可能である。ファウンドリネットワークス社（Ｆｏｕｎｄｒｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｉｎｃ．）（カリフォルニア州のサンタクララ）は、メトロリングプロトコル（ＭＲＰ：ｍｅｔｒｏ  ｒｉｎｇ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と呼ばれるプロトコルを使用している。この製品に関するさらなる詳細は，ｗｗｗ．ｆｏｕｎｄｒｙｎｅｔ．ｃｏｍで入手可能である。ＢＡＴＭ社（ＢＡＴＭ  Ｃｏｍｐａｎｙ）傘下のテルコシステムズ社（Ｔｅｌｃｏ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）（イスラエルのクファルネッター（Ｋｆａｒ  Ｎｅｔｔｅｒ））は、高速リングソリューション（Ｔ−ＦＲＳ：ｆａｓｔ  ｒｉｎｇ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）と呼ばれるプロトコルを提案している。Ｔ−ＦＲＳに関するさらなる詳細は，ｗｗｗ．ｂａｔｍ．ｃｏｍ／ｆｉｌｅｓ／ｄｏｃｓ／ｍｅｔｒｏｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ｒｉｎｇ．ｐｄｆで入手可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ標準８０２．３、第４３節、「搬送波感知多重アクセス／衝突検出方式（ＣＳＭＡ／ＣＤ）アクセス方法および物理レイヤ仕様（２００２年版）」（Ｃｌａｕｓｅ  ４３  ｏｆ  ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ８０２．３，“Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｅｎｓｅ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ（ＣＳＭＡ／ＣＤ）Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ”（２００２  Ｅｄｉｔｉｏｎ））
【非特許文献２】国際電気通信連合電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）勧告Ｇ．８０３１／Ｙ．１３４２、２００６年６月、「イーサネット（登録商標）保護スイッチング」（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ  Ｇ．８０３１／Ｙ．１３４２  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ  Ｓｅｃｔｏｒ（ＩＴＵ−Ｔ），Ｊｕｎｅ，２００６，“Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ”）
【非特許文献３】ＩＥＥＥ標準８０２．１Ｄ、２００４年版、「ローカルエリアネットワークおよびメトロポリタンエリアネットワークのためのＩＥＥＥ標準−媒体アクセス制御（ＭＡＣ）ブリッジ」（ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ８０２．１Ｄ，２００４  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｅｎｔｉｔｌｅｄ  “ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  −  Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）Ｂｒｉｄｇｅｓ”）
【非特許文献４】ＩＥＥＥ標準８０２．１Ｑ、２００３年版、「ローカルエリアネットワークおよびメトロポリタンエリアネットワークのためのＩＥＥＥ標準−仮想ブリッジ・ローカルエリアネットワーク」（ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ８０２．１Ｑ，２００３  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｅｎｔｉｔｌｅｄ  “ＩＥＥＥ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｏｒ  Ｌｏｃａｌ  ａｎｄ  Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  −  Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｂｒｉｄｇｅｄ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ”）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、レイヤ２ネットワークにおいて代替通信経路を使用して通信を行う場合に、障害に対する保護および／またはトラフィックの負荷バランシングをハッシュベースで１フレーム毎に提供してより良好な負荷バランシングを実現することが可能な、通信ネットワークを経由して第１のノードおよび第２のノード間で通信を行う方法および装置を提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって、本発明の実施態様（実施形態）によれば、通信ネットワークを経由して第１のノードおよび第２のノード間で通信を行う方法であって、この方法は、
マルチホーミンググループ（ＭＨＧ：ｍｕｌｔｉ−ｈｏｍｉｎｇ  ｇｒｏｕｐ）のメンバポートとして機能するように、第１のノードおよび第２のノード間で２つ以上のネットワークノード内の多数の通信ポートを割り当てるステップと、
メンバポートの各々に、通信ネットワークを経由する第１のノードおよび第２のノード間の異なるそれぞれの通信経路を関連させるステップと、
２つ以上のネットワークノードで、第１のノードから第２のノードに伝送されるフレームであって、ヘッダフィールドを含むヘッダを有するフレームを受け入れるステップと、
２つ以上のネットワークノードの各々で１つ以上のヘッダフィールドにハッシュ関数を適用することによって、フレームを転送する経路となるメンバポートの中から単一の被選択ポートを選択するステップと、
被選択ポートに関連するそれぞれの通信経路上で被選択ポートを経由してフレームを転送するステップとを有する方法が提供される。
【００１１】
ある実施態様では、通信ネットワークは、レイヤ２ネットワーク、ローカルエリアネットワークおよびリングネットワークからなるネットワークのグループから選択された少なくとも１つのネットワークを含む。代表的に、単一の被選択ポートを選択するステップは、被選択ポート以外のメンバポート上でフレームを送信するのを控えるステップを含む。
【００１２】
いくつかの実施態様では、フレームはトラフィックフローに関連し、ハッシュ関数を適用するステップは、当該トラフィックフローに関連する他の全てのフレームについて被選択ポートを選択するハッシュ関数を規定するステップを含む。
【００１３】
別の実施態様では、トラフィックフローは仮想ローカルエリアネットワーク（ＶＬＡＮ）上で伝達され、ハッシュ関数を規定するステップは、当該ハッシュ関数に対し、ＶＬＡＮに関連する他の全てのフレームについて被選択ポートを選択させるようにするステップを含む。さらに別の実施態様では、トラフィックフローは、外側ＶＬＡＮ内でカプセル化された内側ＶＬＡＮ上で伝達され、ハッシュ関数を規定するステップは、当該ハッシュ関数に対し、当該内側ＶＬＡＮに関連する他の全てのフレームについて被選択ポートを選択させるようにするステップを含む。
【００１４】
付加的または代替的には、トラフィックフローは仮想プライベートローカルエリアネットワークサービス（ＶＰＬＳ：ｖｉｒｔｕａｌ  ｐｒｉｖａｔｅ  ｌｏｃａｌ  ａｒｅａ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ｓｅｒｖｉｃｅ）上で伝達され、ハッシュ関数を規定するステップは、当該ハッシュ関数に対し、当該ＶＰＬＳに関連する他の全てのフレームについて被選択ポートを選択させるようにするステップを含む。
【００１５】
さらに付加的または代替的には、フレームは外側ＭＡＣアドレスによってカプセル化され、かつ、トラフィックフローに関連するサービス識別（Ｉ−ＳＩＤ：ｓｅｒｖｉｃｅ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）フィールドを有し、ハッシュ関数を規定するステップは、当該ハッシュ関数に対し、該外側ＭＡＣアドレスおよびＩ−ＳＩＤフィールドに関連する他の全てのフレームについて被選択ポートを選択させるようにするステップを含む。
【００１６】
いくつかの実施態様では、本方法は、さらに、２つ以上のネットワークノード間でメンバポートのアクティビティステータス（ａｃｔｉｖｉｔｙ  ｓｔａｔｕｓ）に関する情報を交換するステップと、アクティビティステータスが変化する際に、現在アクティブな（ａｃｔｉｖｅ）メンバポートのみから被選択ポートを選択するようにハッシュ関数を修正するステップとを有する。
【００１７】
ある実施態様では、単一の被選択ポートを選択するステップは、
第１のノードによって宛先ＭＡＣアドレス宛にフラッディング（ｆｌｏｏｄ）がなされた初期フレームのレプリカを２つ以上のネットワークノードで受け入れるステップと、
初期フレームの１つ以上のヘッダフィールドにハッシュ関数を適用することによって単一の被選択ポートを選択するステップと、
２つ以上のネットワークノードのうち、被選択ポートを有する１つのネットワークのみで宛先ＭＡＣアドレス宛の後続のユニキャストフレームを受け入れるステップと、
メンバポートのアクティビティステータスが変化する際に、フラッディング（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）を使用して、宛先ＭＡＣアドレスに後続のフレームを送信するように通信ネットワーク内のネットワーク要素に命令するためのフラッシュメッセージを伝送するステップとを含む。
【００１８】
別の実施態様では、第１のノードは第１のネットワークの一部であり、第２のノードは第２のネットワークの一部であり、２つ以上のネットワークノードは第１のネットワークおよび第２のネットワークの中間にある。第１のネットワークはリングネットワークを含んでもよい。
【００１９】
さらに別の態様では、通信ネットワーク内のネットワーク要素は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）学習処理に基づいてフレーム転送を実行し、ハッシュ関数を適用するステップは、ＭＡＣ学習処理が一揃いのフレームをＭＡＣアドレスに関連させる際に、ハッシュ関数が一揃いのフレーム中の全てのフレームについて同一のメンバポートを選択するようにハッシュ関数を規定するステップを含む。さらに別の実施態様では、一揃いのフレームは、特定のＶＬＡＮに関連するフレームおよび特定の内側ＶＬＡＮに関連するフレームのうちの１つのフレームを有する。
【００２０】
さらに、本発明の実施態様によれば、通信を行う装置であって、少なくとも第１のノードおよび第２のノードにサービスを提供する通信ネットワーク内に展開するための２つ以上のネットワークノードを備え、２つ以上のノードが多数の通信ポートを有し、かつ、マルチホーミンググループ（ＭＨＧ）のメンバポートとして機能する通信ポートの割り当てを受け入れるように配置され、各々のメンバポートが、第１のノードから第２のノードに伝送されるフレームを受け入れるために、通信ネットワークを経由する第１のノードおよび第２のノード間の異なるそれぞれの代替通信経路に関連し、フレームがヘッダフィールドを含むヘッダを有し、２つ以上のネットワークノードの各々で１つ以上のヘッダフィールドにハッシュ関数を適用することによってフレームを転送する経路となるメンバポートの中から単一の被選択ポートを選択し、被選択ポートに関連するそれぞれの代替通信経路上で被選択ポートを経由してフレームを転送するように構成される装置が提供される。
【００２１】
本発明は、添付の図面と共になされる実施形態に関する以下の詳細な説明からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る通信ネットワークを概略的に例示するブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るフレームを転送するための方法を概略的に例示するフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の実施形態に係る通信ネットワークにおけるフレーム転送決定の様子を概略的に例示するブロック図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に係る通信ネットワークにおけるフレーム転送決定の様子を概略的に例示するブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る通信ネットワークを概略的に例示するブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る通信ネットワークを概略的に例示するブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る通信ネットワークを概略的に例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
概要
本発明の実施形態は、代替通信経路を使用するレイヤ２ネットワークを経由して２つのエンドポイント間の通信を行うための改善された方法およびシステムを提供する。いくつかの実施形態では、通常エンドポイント間に位置する様々なネットワークノードに存在する多数のポートは、マルチホーミンググループ（ＭＨＧ）のメンバポートとして規定される。エンドポイント間の代替通信経路は、レイヤ２ネットワークを経由して規定され、１つの経路が各々のＭＨＧメンバポートを通過する。代替通信経路は、ここではマルチホーミング経路と呼ばれる。
【００２４】
メンバポートは様々なネットワークノード間に分散しているので、単一の障害点、すなわち、全ての経路に共通する単一のポート、リンクまたはノードは存在しない。
【００２５】
受信した各々のフレームを転送するかまたは廃棄するかを決定するために、各々のＭＨＧノード（すなわち、ＭＨＧメンバポートを有するノード）は、受信した各々のフレームのいくつかのヘッダフィールドにハッシュ関数を適用する。ハッシュ関数は、各々のフレームが、厳密に１つのＭＨＧメンバポートとそれぞれのマルチホーミング経路とを経由して転送されるように規定されている。他の全てのメンバポートはフレームを廃棄する。全てのＭＨＧノードは同じハッシュ関数を使用し、着信および発信の両方のフレームに当該ハッシュ関数を適用する。その結果、レイヤ２ループが防止される。
【００２６】
様々なネットワーク要素、特に２つのエンドポイントは、通常、当技術分野で周知のＭＡＣ学習処理を使用して、それらのポートのうちのいずれを使用して各々のフレームを転送すべきかを学習する。まず、一般にフラッディングと呼ばれる処理で、発信元ノードは、全てのポートを経由して、所望のＭＡＣアドレス宛のフレームのブロードキャストを行う。フレームのレプリカは全てのＭＨＧノードによって受信されるが、１つのＭＨＧメンバポートを経由してフレームを転送するのは唯一のＭＨＧノードである。ハッシュ関数の結果に従って、他のＭＨＧグループはフレームを廃棄する。
【００２７】
宛先ノードは、同じルートを経由して発信元ノードに返送されるユニキャストフレームによって最初のフレームに応答する。この段階から、同じ宛先ＭＡＣアドレス宛の後続のフレームは、選択されたＭＨＧポートを有する唯一のＭＨＧノードに伝送される。
【００２８】
特定のＶＬＡＮ上で伝達されるトラフィックのフローといったような、特定のトラフィックフローにフレームを関連させる場合、ハッシュ関数は、あるフローに関連するフレームが、同じＭＨＧメンバポートを経由して同じマルチホーミング経路上で転送されるように規定される。その結果、各々のトラフィックフロー内でのフレーム順序が維持される。
【００２９】
Ｑ−イン−Ｑ（Ｑ−ｉｎ−Ｑ）  ＶＬＡＮ、またはＶＬＡＮスタッキングが使用される場合、ハッシュ関数は、異なる内側ＶＬＡＮに関連するトラフィックが、異なるマルチホーミング経路上で転送されるように規定されることが可能である。代替的には、完全な外側ＶＬＡＮに関連するトラフィックは、単一のマルチホーミング経路上で転送してもよい。
【００３０】
特定のＭＨＧグループのＭＨＧノードは互いに通信し、ＭＨＧメンバポートの現在のアクティビティステータスを分配する。ＭＨＧノードは、更新されたステータス情報を使用してハッシュ関数を修正するので、フレームは、現在アクティブなメンバポート上でのみ転送されるようになる。いくつかの実施形態では、ＭＨＧポートのアクティビティステータスが変化してトラフィックフローがあるメンバポートから別のメンバポートにシフトする場合、ＭＨＧノードは「フラッシュ（ｆｌｕｓｈ）」メッセージを送信する。フラッシュメッセージは、更新された代替通信経路に適応するために、ＭＡＣテーブルを削除して後続のユニキャストフレームをフラッディングするようにネットワーク要素に命令する。
【００３１】
本明細書に記載の方法およびシステムは、ノードおよびポートの障害に対する保護ならびにトラフィックの負荷バランシングを提供する。いくつかの実施形態では、ＲＰＲネットワークの場合のように、障害発生時のトラフィックのリダイレクションを５０ｍｓ未満の期間にて実行することが可能である。
【００３２】
代替通信経路を使用するいくつかの公知の方法およびシステムと異なって、本明細書に記載の方法およびシステムは、ハッシュベースで１フレーム毎に保護および負荷バランシングを提供する。負荷バランシングは、内側および外側のＶＬＡＮの階層に基づいて、より微細な粒度（ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ）および柔軟性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を提供するものであってもよい。本明細書に記載のマルチホーミング方法を展開するために、代替通信経路の設定はＭＨＧノードでローカルのみで実行される。ネットワークの他の部分は、マルチホーミングの存在または機能について意識しなくてもよい。
【００３３】
また、多数の代替通信経路上でトラフィックを分散させることによって、ネットワークオペレータは、少数の広帯域幅リンクではなく、より多数の低帯域幅リンクを展開することができるようになる。多数の低帯域幅リンクの通信経路を使用することによって、一般に通信経路間のトラフィックの均一な分配が改善され、通信経路の利用が改善される。その上、通常動作中に様々なマルチホーミング経路が利用されるので、保護専用の通常空きの状態の通信経路は普通存在しない。
【００３４】
以下、リングネットワークと別のレイヤ２ネットワークとの間のトラフィックをハンドオフ（ｈａｎｄｉｎｇ  ｏｆｆ）するための構成、および２つのリングネットワークを相互接続するための構成といったような、種々の例示的なマルチホーミング構成を例証する。
【００３５】
システムの説明
図１は、本発明の実施形態に係る通信ネットワーク２０を概略的に例示するブロック図である。２つのノード２４およびノード２８は、エンドポイントと呼ばれ、互いに通信する。ノード２４およびノード２８は、スイッチ、ルータまたは何らかの他の種類のネットワーク要素を有してもよい。また、ノード２４およびノード２８は、レイヤ２アウェアノード（ｌａｙｅｒ−２  ａｗａｒｅ  ｎｏｄｅ）のポートを有してもよい。２つのエンドポイントは、ネットワーク２０を経由してイーサネット（登録商標）フレームを交換することによって、特に、レイヤ２ネットワーク３２を行き来する（ｔｒａｖｅｒｓｅ）ことによって、通信を行う。ネットワーク３２は、例えば、イーサネット（登録商標）スイッチングネットワーク、ＩＥＥＥ８０２．１７ＲＰＲネットワークまたは何らかの他の適切なレイヤ２ネットワークを有してもよい。
【００３６】
ネットワーク２０における障害からエンドポイント間の通信を保護すると共にトラフィックの負荷バランシングを提供するために、ノード２４とネットワーク３２との間に２つ以上の代替通信経路が規定される。この例では、３つのポート４０Ａ〜４０Ｃが選択され、マルチホーミンググループ（ＭＨＧ）４４のメンバポートとして識別される。１つの代替通信経路がＭＨＧメンバポート４０Ａ〜４０Ｃの各々を通過するような、ノード２４をネットワーク３２に接続するための３つの代替通信経路が規定される。これらの代替通信経路は、ここではマルチホーミング経路と呼ばれる。以下説明するように、マルチホーミング経路はユーザによって規定され、ユーザはまた、ＭＨＧノード３６Ａ〜３６Ｃを設定する。
【００３７】
図１の例では、ＭＨＧメンバポート４０Ａ〜４０Ｃは、それぞれ、ネットワークノード３６Ａ〜３６Ｃに属する。ノード３６Ａ〜３６Ｃは、ここではＭＨＧノードと呼ばれ、スイッチ、ルータまたは何らかの他の種類のネットワーク要素を有してもよい。本明細書に記載の方法の関連説明部分では、ＭＨＧノードはレイヤ２スイッチとして機能し、ノード２４に対し、ネットワーク３２への交替するレイヤ２通信経路を提供する。
【００３８】
以下詳細に説明するように、各々のＭＨＧノードは、フレーム処理機能を実行するネットワークプロセッサ（ＮＰ）４６と、管理および設定関連タスクを実行するホストプロセッサ４８とを備える。ＭＨＧノードのホストプロセッサおよびネットワークプロセッサは、以下説明するマルチホーミング通信方法を実行する。ネットワークプロセッサ４６は、通常、専用ハードウェアまたはファームウェアを使用して実現されるが、その機能の一部はソフトウェアで実現してもよい。また一方で、ネットワークプロセッサ（ＮＰ）の機能は、適切なマイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）、またはそれらの構成要素の組み合わせによっても実行されることが可能である。ホストプロセッサ４８は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェア要素の組み合わせを使用して実現してもよい。
【００３９】
図１のネットワーク構成は、純粋に概念をわかりやすくする目的で選択された例示構成である。本明細書に記載の方法およびシステムは、何らかの他の適切なネットワーク構成と共に使用され得る。例えば、図１の例では、各々のＭＨＧメンバポートは異なるＭＨＧノードに存在しているが、一部のＭＨＧノードは、１つより多いメンバポートを有してもよい。ＭＨＧグループ４４は、何らかの望ましい数のメンバポートを有してもよい。ＭＨＧグループが２つのポートを備える場合、その構成は一般にデュアルホーミングと呼ばれる。ネットワーク２０は多数の異なるＭＨＧグループを有してもよい。
【００４０】
ノード２４およびＭＨＧノード３６Ａ〜３６Ｃは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはＩＥＥＥ８０２．１７ＲＰＲネットワークといったような、何らかの適切なレイヤ２ネットワークによって相互接続されてもよい。メンバポートがＲＰＲネットワークのノードに存在するような種々の例示構成は、以下図４〜図６で説明する。
【００４１】
以下の説明では、ネットワーク３２とノード２４およびノード３６Ａ〜３６Ｃを接続するネットワークとの両者には、レイヤ２ループはないものと想定する。これらのネットワーク内の物理ループは、ＳＴＰ、ＭＳＴＰまたは８０２．１７ＲＰＲ方法といったような公知の方法を使用して解消され得る。さらに、ネットワーク３２内のマルチホーミング経路上では、ＳＴＰ／ＭＳＴＰは使用されないものと想定する。しかし、ＭＨＧノードは、ネットワーク３２内のＳＴＰ、ＲＳＴＰおよび／またはＭＳＴＰエッジノードとして規定されてもよい。
【００４２】
マルチホーミング方法の説明
ノード２４およびノード２８間で交換されるイーサネット（登録商標）フレームは、ある種のトラフィックフローに関連することが多い。例えば、いくつかの実施形態では、ネットワーク２０は、当技術分野で周知の仮想プライベートＬＡＮサービス（ＶＰＬＳ）をサポートする。特定の仮想ＬＡＮ（ＶＬＡＮ）に関連するフレームは、フレームヘッダ内の一意の（ｕｎｉｑｕｅ）仮想回路（ＶＣ：ｖｉｒｔｕａｌ  ｃｉｒｃｕｉｔ）レベルによって識別される。
【００４３】
代替的には、特定の仮想ＬＡＮ（ＶＬＡＮ）に属するフレームは、フレームヘッダ内の一意のＶＬＡＮ識別子（ＶＩＤ）によって識別され得る。場合によっては、一般にＱ−イン−Ｑ  ＶＬＡＮまたはＶＬＡＮスタッキングと呼ばれる階層構造において多数のＶＬＡＮが展開される。ＶＬＡＮスタッキングでは、いくつかのＶＬＡＮ（内側ＶＬＡＮを指す）が外側ＶＬＡＮ内でカプセル化され，転送（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）される。このような場合、各々のイーサネット（登録商標）フレームは、内側ＶＬＡＮ  ＶＩＤおよび外側ＶＬＡＮ  ＶＩＤという２つの識別子によって識別される。
【００４４】
さらに代替的には、イーサネット（登録商標）フレームは、ＩＥＥＥ標準草案８０２．１ＡＨ／Ｄ３．０１、２００６年９月、「プロバイダバックボーンブリッジ」（ＩＥＥＥ  Ｄｒａｆｔ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  ８０２．１ＡＨ／Ｄ３．０１，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２００６，Ｅｎｔｉｔｌｅｄ  “Ｐｒｏｖｉｄｅｒ  Ｂａｃｋｂｏｎｅ  Ｂｒｉｄｇｅｓ”）で規定されるＭＡＣ−イン−ＭＡＣ（ＭＡＣ−ｉｎ−ＭＡＣ）カプセル化を使用して転送してもよい。上記のＩＥＥＥ標準草案８０２．１ＡＨ／Ｄ３．０１の内容は、本明細書中で引用されることによって本明細書に組み込まれている。ＭＡＣ−イン−ＭＡＣカプセル化を使用してカプセル化されたフレームについては、外側ＭＡＣアドレスおよび上記のＩＥＥＥ標準８０２．１Ｑで規定されるＶＬＡＮ−ＩＤと同様の２４ビットサービスＩＤ（Ｉ−ＳＩＤ）上でハッシュを実行することが可能である。
【００４５】
本明細書に記載の方法およびシステムは、（１）特定のフローに属する全てのフレームが同じＭＨＧ通信経路上で転送されることと、（２）各々のフレームが１つにして唯一の代替ＭＨＧ通信経路上で転送されることとを保証しつつ、ノード２４およびノード２８間での双方向トラフィックの転送を可能にする。これらの２つの条件は、各々のフロー内のフレームの順序が維持されること、レイヤ２ネットワークが使用するＭＡＣ学習処理が干渉されないこと、および、レイヤ２ループが防止されることを保証する。
【００４６】
ノード２４および２８間で交換されるイーサネット（登録商標）フレームは、１つ以上のＭＨＧノード３６Ａ〜３６Ｃに達する。場合によっては、例えば、ユニキャストフレームのフラッディングを行ったりブロードキャストまたはマルチキャストフレームを送信したりする場合、個々のフレームの同一のレプリカが全てのＭＨＧノードに達することがある。
【００４７】
各々のＭＨＧノードでは、ネットワークプロセッサ（ＮＰ）４６は、個々のフレームにハッシュ関数を適用することによって当該フレームを転送すべきかまたは廃棄すべきかを決定する。代替的には、ハッシュ関数はホストプロセッサ４８が実行してもよいが、この場合、ネットワークプロセッサ（ＮＰ）は、ホストプロセッサが計算したハッシュの結果に基づいてフレームを転送または廃棄するように構成される。
【００４８】
ハッシュ関数は、厳密に１つのＭＨＧノードがフレームを転送することを決定し、他のＭＨＧノードはそれを廃棄することを決定するように規定される。したがって、このハッシュ操作は、ここでは相補的ハッシュと呼ぶことがある。さらに、この関数は、同じトラフィックフローに関連する全てのフレームが同じハッシュ結果を生じ、ひいては、同じＭＨＧノードを経由して同じマルチホーミング経路上で転送されるように規定される。
【００４９】
レイヤ２ループを防止するために、ノード２４からノード２８に送信されるフレームとノード２８からノード２４に送信されるフレームとの両者に対し、同じ決定論理が適用される。このメカニズムを使用したループ防止は、以下図３Ａおよび図３Ｂで例証する。
【００５０】
図２は、本発明の実施形態に係るフレームを転送するための方法を概略的に例示するフローチャートである。この方法は、設定ステップ５０で、ネットワーク設計者のようなユーザが、ＭＨＧグループメンバの役目を果たす２つ以上のポートを選択して設定することで開始される。
【００５１】
ユーザは、ＭＨＧに関するノードの動作を規定するＭＨＧパラメータによって、ＭＨＧノードを設定する。通常、ユーザは、ＭＨＧパラメータをＭＨＧノードのホストプロセッサ４８に提供し、ホストプロセッサ４８は、メンバポートおよびネットワークプロセッサを設定しかつ制御する。ＭＨＧノードが実行するハッシュ操作を規定するパラメータに加えて、ＭＨＧノードが互いに通信することができるようにするために、ユーザは、他のＭＨＧノードのアドレスを各々のＭＨＧノードに対して設定してもよい。
【００５２】
ＭＨＧパラメータは、通常、グループ内のＭＨＧメンバの合計数（Ｎで示す）を有する。さらに、各々のメンバポートは、ＭＨＧグループ内の特定のメンバを識別する優先指標（Ｐで示す）を割り当てられる。例えば、図１のメンバポート４０Ａ〜４０Ｃには、それぞれ、０、１および２のＰ値を割り当てることができる。
【００５３】
さらに、ユーザはハッシュタイプを規定して設定するが、このハッシュタイプは、ハッシュの実行対象となるイーサネット（登録商標）フレームヘッダフィールドを指定する。例えば、ハッシュは、あるＶＬＡＮに関連する全てのフレームが同じ代替通信経路上で転送されるように、ＶＬＡＮ  ＶＩＤに対して実行されてもよい。
【００５４】
ＶＬＡＮスタッキングが使用される場合、外側ＶＬＡＮ  ＶＩＤ、または、外側および内側両者のＶＬＡＮ  ＶＩＤに対してハッシュを実行してもよい。外側および内側両者のＶＬＡＮ  ＶＩＤに対してハッシュを行うことによって、ユーザは内側ＶＬＡＮのために異なる通信経路を選択することができるようになり、保護のより微細な粒度および柔軟性、および／または統計的により良好な負荷バランシングを提供することが可能になる。
【００５５】
同じハッシュタイプが全てのＭＨＧノードに設定される。マルチホーミング設定はＭＨＧノード、すなわち、メンバポートを含むノードのみで実行され、他のネットワークノードには全く関係しないことに注意されたい。通常、ＭＨＧパラメータは、ネットワークプロセッサおよびポートを設定して制御するＭＨＧノードのホストプロセッサ４８によって格納される。
【００５６】
フレーム受信ステップ５２で、ＭＨＧノードは、ノード２４およびノード２８間で交換されたイーサネット（登録商標）フレームを受信する。受信したフレームは、ノード２４から発信されたノード２８宛のフレーム、ノード２８から発信されたノード２４宛のフレーム、またはそれらの両方を有してもよい。ハッシュステップ５４で、各々の受信フレームに対して、フレームを受け入れたＭＨＧノードのネットワークプロセッサ（ＮＰ）４６はハッシュを実行する。ネットワークプロセッサ（ＮＰ）は、上記の設定ステップ５０で設定されたハッシュタイプに従ってハッシュを実行する。
【００５７】
例えば、上記の図１の構成で、Ｎ＝３であり、３つのメンバポートには０、１および２のＰの値が割り当てられると想定する。ハッシュが外側および内側両者のＶＬＡＮ  ＶＩＤに対して実行されることをハッシュタイプが示す場合、例示的なハッシュ関数は次の式を有してもよい。
結果＝（（外側ＶＬＡＮ  ＶＩＤ（ＸＯＲ）内側ＶＬＡＮ  ＶＩＤ）モジュロＮ）
但し、（ＸＯＲ）はビット単位の排他的論理和（ＸＯＲ）を示す。
【００５８】
ハッシュ結果確認ステップ５６で、ネットワークプロセッサ（ＮＰ）は、ハッシュ操作の結果がメンバポートの優先指標に等しいか否かを確認する。ハッシュ結果がメンバポートの優先指標に等しい場合、転送ステップ５８で、ネットワークプロセッサは、対応するメンバポートにフレームを転送する。すなわち、フレームは、選択されたメンバポートを行き来するマルチホーミング経路上で送信される。そうでない場合、すなわち、ハッシュ結果がメンバポートの優先指標と異なる場合、廃棄ステップ６０で、ネットワークプロセッサはフレームを廃棄する。
【００５９】
例えば、０ｘ５の外側ＶＬＡＮ  ＶＩＤと０ｘ１１の内側ＶＬＡＮ  ＶＩＤとを有するフレームが、３つのメンバポートで受け入れられると想定する。この場合、結果＝（（０ｘ５（ＸＯＲ）０ｘ１１）モジュロ３）＝２である。３つのネットワークプロセッサは、全て同じハッシュ関数を適用して同じ結果を計算する。２つのノード、すなわち、優先指標０および１を有するノードは、フレームを廃棄（ｄｒｏｐ）する。優先指標Ｐ＝２を有するノードのみがフレームを転送する。
【００６０】
場合によっては、１つ以上のＭＨＧメンバがイナクティブ（ｉｎａｃｔｉｖｅ）になることがある。例えば、ポートは故障したり、保守のため故意に不能になったりすることがある。こうした場合に保護を提供するために、メンバポートの現在のステータスはＭＨＧノード間に分配されており、ＭＨＧノードは、現在アクティブなメンバポートのサブセットのみを含むようにハッシュ操作を適応させる。このメカニズムを使用して、元々不活性状態（ｄｅａｃｔｉｖａｔｅｄ）のメンバポートを通過することを意図されていたフレームまたはフローは、代替メンバポートおよび代替通信経路上で転送される。
【００６１】
これらの実施形態では、ＭＨＧノードは、ネットワーク３２上またはＭＨＧノードとノード２４とを接続するネットワーク上のいずれかで互いに通信する。ＭＨＧノードのホストプロセッサ４８は、各々のメンバポートの現在のアクティビティステータスと現在アクティブなメンバポートの数を互いに更新する。例えば、Ｇ．８０３１のようなステータス情報といったような、何らかの適切なプロトコルを使用してＭＨＧポート間でステータス情報を分配することができる。バイナリ形式のアクティブ／イナクティブのステータス通知に加えて、プロトコルは、ウェイト−トゥ−リストア（ＷＴＲ：Ｗａｉｔ−Ｔｏ−Ｒｅｓｔｏｒｅ）パラメータのような付加的情報を分配してもよい。
【００６２】
現在アクティブなメンバポートの数はＭで示し、Ｍ≦Ｎである。互いに通信することによって、ＭＨＧノードは、現在アクティブなメンバポートに範囲Ｐ＝０．．．（Ｍ−１）の優先指標が割り当てられるように、メンバポートの優先指標を設定する。例えば、上記の図１の構成では、３つのポート４０Ａ〜４０Ｃが全てアクティブな場合、これらのポートは、それぞれ、０〜２の優先指標を割り当てられる。ポート４０Ｂが障害または他の理由でイナクティブになる場合、ノード３６Ａ〜３６Ｃは、ポート４０ＡにＰ＝０が割り当てられポート、４０ＣにＰ＝１が割り当てられるように優先指標を修正する。現在アクティブなポートの数はＭ＝２であり、様々なネットワークプロセッサが計算するハッシュ関数は、モジュロ２で実行される。
【００６３】
以前ディセイブル（ｄｉｓａｂｌｅ）であったＭＨＧメンバポートが回復される場合、ポートはすでにアクティブであるがハッシュ関数はまだしかるべく更新されていないという過渡期間が存在することがある。いくつかの実施形態では、フレームの重複を防止するために、ＭＨＧノード間の通信プロトコルは、ポートが再びイネイブルになる（ｒｅ−ｅｎａｂｌｉｎｇ）のと共にハッシュ関数の更新を同期化する。通常、全てのＭＨＧノードは、普通５０ｍｓ未満であるこの過渡期間の間に、保護されたメンバポートに関連するフレームを廃棄すべきである。
【００６４】
上記で規定した決定処理では、ネットワーク３２のノードは、当技術分野で周知のＶＬＡＮベースのＭＡＣ学習を使用すると想定する。ＭＡＣ学習によって、ネットワークノードは、個々の宛先ＭＡＣアドレス宛のフレームをどのポートを経由して転送すべきかを学習することができる。通常のトランザクションでは、発信元エンドポイントは、当初その宛先エンドポイント宛のフレームがどのポートを介して転送されるかを知らない。したがって、発信元エンドポイントは、一般にフラッディングと呼ばれる処理で、その全てのポートを介してフレームを送信する。
【００６５】
フラッディングがなされたフレームのレプリカは、全てのＭＨＧノードによって受信されるが、１つのＭＨＧノードのみが、１つのＭＨＧメンバポートを経由してフレームを転送する。ハッシュ関数の結果に従って、他のＭＨＧノードはフレームを廃棄する。
【００６６】
宛先ノードは、そのポートの１つを介してフラッディングがなされたフレームを受信し、同じポートを経由して当該フレームに応答する。応答フレームを受信したノードは、応答フレームを受信する際に経由したポートに基づいてＭＡＣテーブルを更新し、続いて発信元ノードに対して応答フレームを転送する。この段階から、同じ宛先ＭＡＣアドレス宛の後続のフレームは、選択されたＭＨＧポートを有する唯一のＭＨＧノードに達するフレームを備える。
【００６７】
ネットワーク３２は、ＶＬＡＮサービスに関する異なるモードのＭＡＣ学習を適用してもよい。例えば、ネットワーク３２のノードは、使用されるＶＬＡＮと無関係にＭＡＣアドレスのロケーションを学習してもよい。代替的には、ノードは、｛ＭＡＣアドレス、外側ＶＬＡＮ｝または｛ＭＡＣアドレス、外側ＶＬＡＮ、内側ＶＬＡＮ｝によって学習してもよい。
【００６８】
上記の設定ステップ５０でハッシュタイプを規定する場合、ハッシュタイプは、ネットワークのＭＡＣ学習モードより微細な解像度を有さないように指定される。さもないと、ノードは、短期間内に異なるポートを介して同じＭＡＣ学習クラスに関連するフレームを受け入れることがあり、ＭＡＣ学習処理に混乱を来すことがある。
【００６９】
例えば、ネットワーク３２のＭＡＣ学習処理がＭＡＣアドレスのみを使用している場合、ハッシュタイプはフレームのＶＬＡＮアフィリエーション（ＶＬＡＮ  ａｆｆｉｌｉａｔｉｏｎ）をも無視すべきである。こうした場合、全てのトラフィックは同じマルチホーミング経路を通過する。このマルチホーミング経路に障害が発生した場合、全てのトラフィックは別の通信経路に転送される。この場合、ハッシュ関数は唯一のパラメータＰを使用し、例えば、Ｐ＝０に対応するメンバポートを経由して全てのフレームを転送する。
【００７０】
ネットワーク３２のノードが｛ＭＡＣアドレス、外側ＶＬＡＮ｝によって学習する場合、ハッシュは、内側ＶＬＡＮ  ＶＩＤに対しては実行されるべきではない。ネットワーク３２が｛ＭＡＣアドレス、外側ＶＬＡＮ、内側ＶＬＡＮ｝によって学習する場合、ハッシュは、外側ＶＬＡＮ  ＶＩＤ、または、外側および内側の両者のＶＬＡＮ  ＶＩＤに対して実行してもよい。
【００７１】
メンバポートに障害が発生したり再活性化（ｒｅ−ａｃｔｉｖａｔｅｄ）されたりする場合のようにＭＨＧポートのアクティビティステータスが変化する場合、トラフィックフローは、１つのメンバポートから別のメンバポートにシフトされる。発信元エンドポイントが更新された代替通信経路に適応することができるようにするために、ＭＨＧメンバのアクティビティステータスが変化したときはいつでも、ＭＨＧノードは、ネットワーク２０全体にわたって「フラッシュ」メッセージを送信する。
【００７２】
例えば、メンバポートに障害が発生した場合、障害のあるポートを有するＭＨＧノードはフラッシュメッセージを起動して、障害のあるポートから代替ＭＨＧメンバポートにトラフィックを迂回させる。メンバポートがＭＨＧに追加される場合、または以前イナクティブであったメンバポートが再活性化される場合、新しいポートを有するノード以外のＭＨＧノードはフラッシュメッセージを起動して、それらのトラフィックの一部を新しいメンバポートに迂回させる。ＭＨＧノードに障害が発生した場合、別のＭＨＧノードが代わりにフラッシュメッセージを起動してもよい。また、フラッシュメッセージは、例えばＳＴＰプロトコルを使用して、ネットワーク３２内で生成して送信してもよい。
【００７３】
フラッシュ処理によって、（レイヤ２ネットワークのトポロジに応じた）ネットワーク２０およびネットワーク３２の様々な要素、特に２つのエンドポイントは、ＭＡＣ学習データを削除して更新することができるようになる。その結果、発信元エンドポイントは、そのＭＡＣ学習処理を再初期化してフレームのフラッディングを開始するように強いられる。フラッディングがなされた各々のフレームのレプリカは、全てのＭＨＧノードに達する。ＭＨＧノードは、更新されたハッシュ関数を適用し、いずれの更新されたメンバポート上でフレームを転送するかを決定する。その結果、ＭＡＣ学習処理は、更新されたメンバポートと代替通信経路に適応する。
【００７４】
フラッシュメッセージは、特定のＶＬＡＮまたはＶＰＬＳに固有のものとして規定されることが可能である。場合によっては、標準メッセージを使用して、フラッシュメッセージを実現することが可能である。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１７ｂ  ＲＰＲネットワークでは、フラッシュメッセージは、ＯＡＭ＿ＳＡＳ＿ＮＯＴＩＦＹフレームを使用して実現することが可能である。ＳＴＰを使用する場合、フラッシュメッセージは、トポロジ変更通知（ＴＣＮ）メッセージを使用することが可能である。さもなければ、プロプライエタリメッセージ（ｐｒｏｐｒｉｅｔａｒｙ  ｍｅｓｓａｇｅ）を規定することが可能である。
【００７５】
ステータス分配およびＭＡＣ学習更新処理の応答時間は，ノードまたはポートの障害の場合の切替時間に大きく影響する。場合によっては、ＩＥＥＥ８０２．１７ＲＰＲネットワークの場合のように、代替マルチホーミング経路へのトラフィックの転送は５０ｍｓ未満で実行されることが可能である。また、プロトコルの性能も、メンバポートに障害が発生した場合のデータ中断の程度を決定し得る。プロトコルが、ＭＨＧノードによるハッシュ関数の迅速な修正およびＭＡＣアドレスの迅速な更新を可能にするものであれば、適応中に失われるフレームの数は少なくなる。
【００７６】
リングネットワークにおけるマルチホーミング
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の実施形態に係る通信ネットワークにおけるフレーム転送決定の様子を概略的に例示するブロック図である。図３Ａおよび図３Ｂのネットワークは、それぞれ、６つのノード７４Ａ〜７４Ｆを有するＲＰＲネットワーク７０と、３つのノード７８Ａ〜７８Ｃを有するＲＰＲネットワーク７０とを備える。ノード７４Ｂおよび７４Ｃは、ＲＰＲネットワークをレイヤ２ネットワークに接続する。ノード７４Ｂおよび７４Ｃは、ＭＨＧノードとして規定され、これらのノードをレイヤ２ネットワークに接続するポートは、ＭＨＧメンバポートとして規定される。
【００７７】
図３Ａでは、アドレス解決プロトコル（ＡＲＰ：ａｄｄｒｅｓｓ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）フレームのようなブロードキャストの対象とされるフレームは、ノード７４Ａを経由してＲＰＲネットワークに入る。フレームは、全てのノード７４Ａ〜７４Ｆ、特にＭＨＧノード７４Ｂおよび７４Ｃに対してブロードキャストがなされる。上記で説明したように、２つのＭＨＧノードは、ハッシュをフレームに適用する。この例では、ハッシュの結果によって、ノード７４Ｂはフレームを通過させ、ノード７４Ｃはフレームを廃棄する（図面中、「Ｌ」は「学習（ｌｅａｒｎ）」を示し、「Ｄ」は「ドロップ（ｄｒｏｐ）」を示す）。
【００７８】
フレームは、レイヤ２ネットワークに達すると、全てのノードおよびポートに対してブロードキャストがなされる。特に、フレームは、ノード７８Ｃを経由してＲＰＲネットワークのノード７４Ｃに転送される。ノード７４Ｃは、ＭＨＧノードであり、着信および発信の両方のフレームに同じハッシュ操作を適用する。その結果、ノード７４Ｃは、ノード７８Ｃから受け入れたフレームを廃棄し、レイヤ２ループを防止する。
【００７９】
図３Ｂでは、ノード７４Ａに対するＡＲＰ要求のような、同じフローに属するフレームは、ノード７８Ｂでレイヤ２ネットワークに入る。フレームに関するブロードキャストが行われ、特にＲＰＲネットワークのＭＨＧノード７４Ｂおよび７４Ｃに転送される。このフレームは、上記の図３Ａで説明したフレームと同じフローに属するので、ハッシュ結果によってノード７４Ｂはフレームを通過させ、ノード７４Ｃはフレームを廃棄する。ノード７４ＢはＲＰＲネットワーク上で、特にノード７４Ｃに向けてフレームを転送する。再び、ノード７４Ｃはハッシュ結果を計算し、これによってフレームを廃棄する。したがって、レイヤ２ループが防止される。
【００８０】
付加的なネットワーク構成
図４〜図６は、本発明の実施形態に係る例示的なマルチホーミング構成を概略的に例示するブロック図である。
【００８１】
図４は、ハッシュベースのデュアルホーミングを使用して、リングネットワーク８０とレイヤ２ネットワーク８８との間でトラフィックがハンドオフされる構成を示す。リングネットワーク８０は、６つのリングノード８４を備える。これららのリングノードのうちの２つのリングノードは、ネットワーク８８に接続するポートを有する。２つのポートはＭＨＧ９２のメンバポートとして規定される。リングノードの少なくとも一部、特にＭＨＧノードは、ＶＰＬＳをサポートする。図４のデュアルホーミング構成によって、例えば遠隔ノード９６と通信するためのレイヤ２通信であって、リングネットワーク８０とネットワーク８８との間で保護されかつ負荷バランスが取れたレイヤ２通信が可能になる。ＭＨＧ構成は、ＭＨＧ９２の２つのＭＨＧノードでのみ、すなわち、マルチホーミング経路の一方の側でのみ実行されることに注意されたい。マルチホーミング経路のもう一方の側は、通常、ＭＨＧの存在および機能を意識しない。
【００８２】
図５は、ハッシュベースのマルチホーミングを使用して２つのリングネットワーク８０および９０が接続される構成を示す。ここでも、ＭＨＧ構成は、ＭＨＧ９２のノードでのみ実行される。すなわち、リングネットワーク９０のノード９４は、ＭＨＧについて知らない。
【００８３】
図６は、ハッシュベースのデュアルホーミングを使用して２つのリングネットワークを接続するための別の構成を示す。図６の例では、２つのリングノード９８Ａおよび９８Ｂは、２つのリングネットワークに対して共通である。
【００８４】
上記で説明した実施形態は一例として示したものであり、本発明は上記で特に図示し説明したものに制限されない。むしろ、本発明の範囲は、上記で説明した実施形態の様々な特徴の組み合わせおよび副次的組み合わせ、ならびに上記の説明を読む際に当業者に想起し得るような、先行技術で開示されていない上記実施形態の変形および修正を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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