(57)【要約】【課題】公的なＩＰアドレスのオーバーヘッドを減少するため、プライベートなＩＰアドレスを使用することができるようにしたアクセス・ネットワークを提供する。【解決手段】ＬＡＣとＬＮＳの間のレイヤー２送信プロトコルを使用した及びＭＰＬＳラベルに基づいたラベル切り換え経路を使用したいくつかの方法の内の１つを使用して、データパケットがアクセス・ネットワークを通じてトンネルされる。【選択図】図３
2004527952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データパケットをクライアント・ターミナルから宛先へアクセス・ネットワークを介して配達する方法であって、アクセス・ネットワークがネットワーク・ターミネータを有し、複数のネットワーク要素の各々がプライベート・ネットワークアドレスと公的なネットワークとの接続を有するものにおいて、データパケットをプライベート・アクセス・ネットワークを介して公的なネットワークとの接続へトンネリングをすることを含む方法。
【請求項２】
データパケットが、ネットワーク・ターミネータから公的なネットワークとの接続へトンネルされる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
メッセージをクライアントからネットワーク・ターミネータの公的なＩＰアドレスへ送信し、メッセージを公的なネットワークとの接続の宛先アドレスを持つＩＰパケット内にカプセル化し、そして、メッセージをネットワーク・ターミネータから宛先アドレスへ送信することを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
公的なネットワークとの接続にＤＨＣＰサーバーを有し、クライアントから送信されるメッセージがＤＨＣＰ発見メッセージであり、公的なネットワークとの接続で受信されたメッセージからＩＰパケットを取り除き、メッセージをＤＨＣＰサーバーへ送信し、クライアント識別子を含むサーバーからの戻りメッセージをネットワークとの接続へ送信し、戻りメッセージをネットワーク・ターミネータの宛先アドレスを持つＩＰパケット内にカプセル化し、戻りメッセージをネットワーク・ターミネータへ送信し、ネットワーク・ターミネータで戻りメッセージからＩＰパケットを取り除き、メッセージをネットワーク・ターミネータからクライアントへ送信することを含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
外部ネットワークとの接続が、戻りメッセージを正しいネットワーク・ターミネータに配達するために、受信された未解決のＤＨＣＰ発見メッセージ及びそれらの源アドレスの記録を維持する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ＤＨＣＰ発見メッセージがネットワーク・ターミネータのプライベートなアドレスによりタグされていて、そのタグがＤＨＣＰ発見メッセージがＤＨＣＰサーバーへ送信される前に剥ぎ取られる請求項４に記載の方法。
【請求項７】
ネットワーク・ターミネータがイーサネットを介したＰＮＳ又はＰＰＰサーバー及びＬ２ＴＰ（レイヤー２トンネリング・プロトコル）アクセス・コンセントレータＬＡＣを含み、外部ネットワークとの接続がＬ２ＴＰネットワーク・サーバーＬＮＳを含み、Ｌ２ＴＰアクセス・コンセントレータとＬ２ＴＰネットワーク・サーバーとの間のＰＰＰセッションを確立し、そしてデータをプライベートなアクセス・ネットワークを通じてトンネルするためにＰＰＰセッションを使用する請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
Ｌ２ＴＰネットワーク・サーバーが、公的なＩＰアドレスをクライアントへ割り当て、そしてアドレスをＰＰＰセッションの一部としてＬ２ＴＰアクセス・コンセントレータへ転送する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ネットワーク・ターミネータがＤＨＣＰサーバー及びアドレス翻訳器を含み、クライアントがＬ２ＴＰアクセス・コンセントレータ及びＬ２ＴＰネットワーク・サーバーを含む外部ネットワークとの接続を含み、ＰＰＰセッションをクライアントＬ２ＴＰアクセス・コンセントレータとＬ２ＴＰネットワーク・サーバーとの間に確立し、そしてデータをプライベートなアクセス・ネットワークを通じてトンネルするためにＰＰＰセッションを使用することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
クライアントがポイント・ツー・ポイント・アクセス・コンセントレータ（ＰＡＣ）及びポイント・ツー・ポイント・ネットワーク・サーバー（ＰＮＳ）を含んだ外部ネットワークとの接続を含み、データがＰＡＣ及びＰＮＳ間のＰＰＰセッション中にプライベートなアクセス・ネットワークを横断してトンネルされる請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
データパケットをネットワークを通じてトンネリングすることが、外部ネットワークとの接続のＩＰアドレスに基づいた少なくとも１つのラベルをデータパケットに取り付け、ラベルはプライベートなアクセス・ネットワークを通じての配達情報を含み、データパケットが少なくとも１つのラベルの配達情報に基づいたラベル切り換え経路を経由して配達される請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
各ラベルがＭＰＬＳラベルである請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
データパケットが通過するネットワークの各ポイントに対してラベルが取り付けられる請求項１１又は１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
各ラベルがサービスの品質情報を含む請求項１１、１２又は１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
外部ネットワークとの接続がＤＨＣＰサーバーを含み、ＤＨＣＰ発見メッセージをネットワーク・ターミネータから外部ネットワークとの接続へラベル切り換え経路を経由して送信し、ＤＨＣＰ発見メッセージをＤＨＣＰサーバーへ転送し、そして、ＤＨＣＰサーバーで公的なＩＰアドレスをクライアントへ割当てることを含む請求項１１乃至１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
外部ネットワークとの接続において少なくとも１つのラベルにクライアントの割当てられ発行されたＩＰアドレスをマッピングし、そして、ネットワーク・ターミネータへラベル切り換え経路を経由してクライアントＩＰアドレスを含んだメッセージをＤＨＣＰサーバーから送信することを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ネットワーク・ターミネータが少なくとも１つのラベルを取り除いて、メッセージをＤＨＣＰサーバーからクライアントへ転送する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
メッセージ内の予約されたフィールド中にラベル切り換え経路の各ステージでＤＨＣＰメッセージが受信されたポート番号を挿入し、そして、ＤＨＣＰサーバーからネットワーク・ターミネータへメッセージを配達するための配達ラベルを予約されたフィールド中のポート番号から生成することを含む請求項１６又は１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
ラベル切り換え経路を使用して公的なネットワーク上の第２ネットワーク・ポイントからデータパケットをトンネリングし、そして、公的なネットワークとの接続で、第２宛先ポイントから受信されたデータパケットに取り付けられたラベルを取り除き、そして、別のラベル切り換え経路を経由してネットワーク・ターミネータへデータが送信できるように新しいラベル組を生成することを含む請求項１１乃至１８のいずれか１つに記載された方法。
【請求項２０】
公的及びプライベートなＩＰアドレスを含み且つ接続された複数のクライアントを有するネットワーク・ターミネータと、各々が公的なネットワークとの接続及びプライベートなネットワークアドレスを持つ複数のネットワーク要素と、データパケットをクライアントから公的なネットワークとの接続へプライベートなアクセス・ネットワークを通してトンネリングする手段とを含む通信アクセス・ネットワーク。
【請求項２１】
ネットワーク・ターミネータが、データをトンネリングする手段を含む請求項２０に記載の通信アクセス・ネットワーク。
【請求項２２】
トンネリングする手段が、クライアントからのメッセージを公的なネットワークとの接続のアドレスを持つＩＰパケット内にカプセル化する手段と、カプセル化されたメッセージを外部ネットワークとの接続へ送信する手段とを含む請求項２０又は２１のいずれかに記載の通信アクセス・ネットワーク。
【請求項２３】
ネットワーク・ターミネータがイーサネット・サーバー及びＬＡＣを含み、外部ネットワークとの接続がＬＮＳを含み、データがＬＡＣとＬＮＳの間のＰＰＰセッションを確立することによりプライベートなアクセス・ネットワークを横断してトンネルされる請求項２０又は２１のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
ネットワーク・ターミネータがＤＨＣＰサーバー及びアドレス翻訳器を含み、各クライアントがＬＡＣを含み、外部ネットワークとの接続がＬＮＳを含み、データパケットがあるクライアントのＬＡＣとＬＮＳの間のＰＰＰセッションを確立することによりプライベートなアクセス・ネットワークを通じてトンネルされる請求項２０に記載の装置。
【請求項２５】
各クライアントがＰＡＣを含み、全ての外部ネットワークとの接続がＰＮＳを含み、データパケットがＰＡＣとＰＮＳの間のＰＰＰセッション中にプライベートなアクセス・ネットワークを横断してトンネルされる請求項２０及び２１に記載の装置。
【請求項２６】
データパケットのＩＰアドレスから少なくとも１つのラベルを生成するためのネットワーク・ターミネータでの手段と、データパケットに少なくとも１つのラベルを取り付けるための手段と、データパケット及び少なくとも１つのラベルを他のネットワーク・ターミネータ及び外部ネットワークとの接続へラベル切り換え経路を経由して配達するための手段とを含む請求項２０又は２１のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信サービス・プロバイダからビジネス又は家庭のクライアントへＩＰサービスを配達するためのアクセス・ネットワークに関する。
【０００２】
アクセス・ネットワークは、ＩＰ（インターネット・プロトコル）に基づいており、要求によるビデオ配信（ビデオ・オン・デマンド）、電話通信、及びマルチメディア等をクライアントに配達するサービスの便利な方法である。このようなサービスは、透明な態様により配達できる。アクセス・ネットワーク内の各ネットワーク・ターミネータ（ＮＴ）は、例えば、管理、ＩＰによる音声（ＶｏＩＰ）、ビデオサービス及びインターネット・アクセスなど、いくつかのサービス・ポイントに設けることができる。各サービス・ポイントは、個別のＩＰアドレスを割り当てられる。しかし、この構成は相対的に乏しい資源であり、そしてより乏しくなるＩＰｖ４アドレスを浪費する。
【０００３】
図１は、ルーター１６を経由してクライアント／ユーザ１２をインターネット１４に接続するアクセス・ネットワークの一例を示す。ＩＰアクセス・ネットワークは、各々が特別のサービスを配達し且つ各々が独特の公的なＩＰアドレスを有するいくつかのネットワーク・ターミネータ１８を含む。ネットワーク・ターミネータ１８は全てスイッチ１１に接続される。この例では、実際にＩＰアクセス・ネットワークはインターネットの一部を形成している。このアクセス・ネットワーク内で使用されるＩＰアドレスは、最終クライアント／ユーザ１２により使用されるアドレスのように全て公的なＩＰアドレスである。
【０００４】
アクセス・ネットワーク１０とインターネット１２の間のルーター１６は、インターネットの残りに対してその公的なネットワークＩＤ“ネトッワークＡ”を広告し、そして、アクセス・ネットワーク１０内の全てのアドレスがネットワークＡ内のホストとして定義される。
【０００５】
記載された構成は原則的には有利であるが、いくつかの不利も有する。第一に、アクセス・ネットワーク操作者は、インターネット・アドレス割当組織から大きなＩＰアドレス空間を獲得しなければならない。これらのアドレスのいくつかはアクセス・ネットワーク内の内部使用のためにのみ使用され、他はユーザによりインターネットに接続するために使用される。これが、ＩＰｖ４アドレスが乏しくなる問題である。そして、本当に必須のアドレス数以上を使用することは好ましくない。
【０００６】
アクセス・ネットワーク内で公的なアドレスを使用することは潜在的に安全上不利なかかわり合いを持つ。これらのアドレスが定義上、世界的に見られることができ、そして、アクセス・ネットワーク操作者は十分な安全を与えるために複雑なフアイヤウォールを実現する必要がある。これは明らかに高価であり、そのため好ましくない。
【０００７】
各ネットワーク・ターミネータに提供されるＩＰアドレス数は、ネットワークが設計される時に固定される。ネットワーク操作者は普通、ＩＰアドレスを節約するためにこの数を最小にすることを欲する。これはネットワークのユーザ数の増加に対応することを困難にする。あるクライアントがそのネットワークにより多くのＰＣを追加すると、割り当てられたＩＰアドレスが使い果たされる時が来る。この問題は、ネットワーク・アドレス翻訳を使用することで対処できるが、全体ネットワークの公的なＩＰアドレスのユービキイテイ（遍在性）の観念と反するので理想的ではない。さらに、これはいくつかのＩＰプロトコルと問題を生ずる。
【０００８】
上述した問題にもかかわらず、ＩＰアクセス・ネットワークは理論的には単純で且つサービス設備に対して透明であるので望ましい。本発明は、アクセス・ネットワークをより実際的に実現するために上述した問題を解決することを目的とする。
【０００９】
従って、アクセス・ネットワークを経由してクライアント端末から宛先までデータパケットをルーテイングする方法が提供される。このアクセス・ネットワークは、ネットワーク・ターミネータと、各々がプライベートなネットワーク・アドレスを有する複数のネットワーク要素と、公的なネットワークとの接続とを有する。この方法は、データパケットをプライベートなアクセス・ネットワークを介して公的なネットワークとの接続へトンネリングすることを含む。
【００１０】
本発明はまた、公的及びプライベートＩＰアドレスを持ち複数のクライアントが接続されるネットワーク・ターミネータと、各々がプライベートなネットワークアドレス及び公的なネットワークへの接続を持つ複数のネットワーク要素と、データパケットをプライベートなアクセス・ネットワークを介してクライアントから公的なネットワークへの接続へトンネリングするための手段とを含む通信アクセス・ネットワークを提供する。
【００１１】
本発明の実施の形態は、アクセス・ネットワークを横断してデータパケットを送るためにトンネリング技術を使用することにより、プライベートなアドレスをアクセス・ネットワーク内のネットワーク要素について使用できるという利点を有する。これは、公的なＩＰアドレス・オーバーヘッドを減少できる。
【００１２】
本発明の１つの実施形態では、トンネルはアクセス・ネットワークを介して送るためにプライベートなヘッダーがパケットに追加されるＩＰトンネルである。
【００１３】
本発明の別の実施の形態では、トンネルはクライアント又はネットワーク・ターミネータのいずれかのＬＡＣ及びトンネルの他の端のＬＮＳを用いるＬ２ＴＰ技術を使用する。データパケットはＰＰＰセッション中にＬＡＣとＬＮＣの間に送られる。
【００１４】
本発明の第３の実施の形態では、トンネルはラベルを使用して、ラベルでスイッチされる経路に沿ってデータパケットを送る。これらのラベルは、ＭＰＬＳラベルであってよい。
以下に、例示として本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図２及び３を参照すると、アクセス・ネットワーク中にプライベートなアドレスを使用することが望ましいことが理解できる。これはＩＰアクセス・ネットワーク内自身のトラフイックには影響を与えないが、ＩＰアクセス・ネットワークは外部ユーザに対しては透明でなくなる。これは、ＩＰアクセス・ネットワークとインターネットとの間の接続ポイント及びユーザとＩＰアクセス・ポイントとの間の接続ポイントである種のネットワークアドレス翻訳（ＮＡＴ）を使用することで解決できるだろう。
【００１６】
従って、図２において、図１と同じ番号を使用して、ユーザ１２とＩＰアクセス・ネットワーク１０の間及びＩＰアクセス・ネットワーク１０とインターネット１４との間にアドレス翻訳器２０が配置される。従って、ＩＰアクセス・ネットワーク、ネットワークＡのインターネット・ネットワーク・アドレスは、公的なネットワークＰの公的なネットワークアドレスＰに翻訳される。
【００１７】
理論的にはこの解決で十分であるが、多くのプロトコルはネットワークアドレス翻訳器を通じて透明に送らないので問題が残る。埋め込まれたＩＰアドレスを翻訳するために全てのパケットをアプリケーション層で処理するアプリケーション・レベル・ゲートウェイが加えられなければならない。このようなプロトコルの例は、ＳＩＰ及びＩＰ経由音声（ＶｏＩＰ）プロトコルＨ．３２３を含む。ネットワークアドレス翻訳器の使用はまた、ＩＰｓｅｃなどの多くの普通の安全性のプロトコルの使用を妨げる。これは明らかに、ビジネスなど安全性に関心を持つユーザには魅力がない。
【００１８】
上述した不利益にもかかわらず、図２について示した解決は、アクセス・ネットワーク内に使用されるプライベートなアドレス数にオーバーヘッドが存在しないので魅力的である。多数のプライベートなアドレスと少数の公的なアドレスが使用できる。
【００１９】
図３は、本発明の背後の原理を示す。それはＩＰアクセス・ネットワーク内でプライベートなアドレスを使用する利点を維持するが、多くの不利を持つネットワークアドレス翻訳器を使用しない。その代わりに、本発明は最終ユーザに公的なアドレスを提供するためにトンネリング技術を使用する。従って、図３を参照すると、トンネル端部分２２、２４がユーザ１２とＩＰアクセス・ネットワーク１０及びネットワーク１０と公的なネットワークの間に作られる。アクセス・ネットワーク内で使用される全てのＩＰアドレスはネットワークＡ内にある。しかし、インターネットへアクセスすることを望むユーザはネットワークＰからアドレスが与えられる。
【００２０】
従って、ユーザはアクセス・ネットワークを「見る」ことがなく、データグラムはそのネットワークを介してトンネルされる。トンネリングの使用は、プライベートなアドレスを悪い結果なく複製できるのでアクセス・ネットワーク操作者が制限無くＩＰアドレスの範囲を自由に選択でき、高い利点を有する。アドレス・ネットワークがインターネットから直接的にルーテイング可能でなく、最終ユーザがアクセス・ネットワークアドレスを見ないので、安全性の悪いかかり合いがない。さらに、トンネルが透明なパイプとして動作し、いくつかのプロトコルで強調される問題を回避する。
【００２１】
いくつかの可能なトンネリング方法がある。以下に、ＩＰオーバーＩＰ、ユーザのＰＣからＮＴへのＰＰＴＰ又はＮＴからＰＰｏＥを持つＬ２ＴＰ、ユーザのＰＣからＬＴ２Ｐ、及びＭＰＬＳが考えられる。他のトンネリング技術も可能であり、本発明の範囲内にあることに理解すべきである。上記の技術を次に説明する。
【００２２】
ＩＰオーバーＩＰ
図４乃至６を参照すると、ＤＨＣＰ（動的ホスト制御プロトコル）サーバー２６を含む端ポイントとＮＴの間にトンネルが伸びている。ユーザ１２がホストＰＣをブーツ・アップする時、それはネットワーク・ターミネータ１８へＤＣＨＰ発見メッセージを放送することによりＩＰアドレスを要求する。ネットワーク・ターミネータはプライベートＩＰドメイン内にメッセージをカプセル化して、それをアクセス・ネットワークを介してトンネル端ポイントへ転送する。これは、要求にプライベートなヘッダーを追加することによりなされ、元の源と宛先をプライベートなネットワークから隠す。
【００２３】
トンネル端ポイントでのＤＣＨＰサーバーの機能は、公的なＩＰアドレスを貸し出すことである。実際は、これはプライベートなネットワークアドレスを貸し出すためにアクセス・ネットワークにより使用されるものとは異なるサーバーであってよい。ＤＨＣＰサーバーはＤＨＣＰ発見メッセージを横取りして、公的なアドレス・メッセージ、Ｐ．ｈ．を提供することにより応答する。応答は、アクセス・ネットワークを通じてトンネルされてホスト１２に到着して戻る。ホストは今、公的なＩＰアドレス、デフォルト・ゲートウェイ等の全ての関連情報を知る。
【００２４】
ホスト１２が遠隔のＰＣ２８へデータグラムを送りたいと欲する時、それはトンネル入り口として作用するネットワーク・ターミネータ１８に送信する。ネットワーク・ターミネータはネットワークＡからのプライベートなＩＰアドレスによりデータグラムをカプセル化して、それをトンネル端ポイントへアクセス・ネットワークを介して送る。元のデータグラムが受信され、そしてインターネットへ向けて送信され、そこで宛先ＰＣ２８へルーテイングされる。
【００２５】
ユーザＰＣ１２に対して意図されたインターネットからの、例えば、ＰＣ２８からのデータグラムはまた、トンネルを通過しなければならない。このデータグラムは、宛先アドレスＰ．ｈ．と共に公的なインターネットとプライベートなアクセス・ネットワーク１０の間のトンネル端ポイント２４で受信される。
【００２６】
トンネル端ポイントはアドレスを調べて、ユーザＰＣ１２へ割当てられた内部アドレスを見つけ、ネットワークＡからのプライベートなアドレスを使用してＩＰパケット内にデータグラムをカプセル化し、それをネットワーク１８のトンネル２４の他の端へ送信する。ネットワーク・ターミネータはパケットを受信し、カプセルを剥がして、そして元のデータグラムをユーザＰＣ１２へ配達することができる。
【００２７】
上述したように、インターネット１２とＩＰアクセス・ネットワーク１０の間のトンネル入り口は、ＤＨＣＰサーバー２６を含む。トンネル端ポイントは外部及び内部アドレスのテーブルを維持して、与えられた公的なアドレスに対してアクセス・ネットワーク内の関連するプライベートなアドレスを見つけるために調べる操作を行う。ＤＨＣＰサーバーは、公的なＩＰアドレスを割当て、そしてトンネル端ポイントは割当てられた実際の公的なアドレスを見て、そしてそれをプライベートなアドレスに対するテーブルに加える。図５を参照してＤＨＣＰサーバーの操作を説明する。この図において、メッセージの流れが、例えば、放送メッセージを示す矢印３０のように広い矢印により指示され、そして、例えば、単一送信のメッセージを示す矢印３２の細い矢印３０により指示される。図５は、送信経路の４つの点を示す。ユーザ１２又はクライアント、トンネル入り口でもあるネットワーク・ターミネータ１８、トンネル２４の端、及び、ＤＨＣＰサーバーである。
【００２８】
次の例では、最初の文字（例えば、Ａ又はＰ）は、ＩＰアドレスのネットワーク番号部分を示す。次の英数字文字はＩＰアドレスのホスト部分を意味する。（例えば、Ｐ．ＣはＰＣを意味し、そしてＰ．ＤはネットワークＰ上のＤＨＣＰサーバーを意味する。）便宜的に、ＮＴ内のさまざまなサービス点のアドレスは、Ｎ．ｘとして示され、ここで、ＮはＮＴ番号、ｘはその中のサービス点の番号である。内部アクセス・ネットワークアドレスは、プライベートなネットワークのネットワークＡ内にあり、従って、ネットワーク・ターミネータでトンネルのアドレスはＡ．Ｎ．Ｘで終わり、そして、トンネル端でＡ．Ｅ．０である。公的なアドレスはネットワークＰ内にあり、ユーザＰＣは割当てられたアドレスＰＣを有し、そしてＤＨＣＰサーバーはアドレスＰＤを有する。
【００２９】
ステップ１００で、ユーザ１２は、ローカル放送ＩＰアドレスへＤＨＣＰ発見メッセージを送信する。これは、３つのパラメータ：源、ｓｒｃ＝０、宛先、ｄｅｓｔ＝ｂｒｏａｄｃａｓｔ、及びクライアントの私のＭＡＣアドレスのＭＡＣアドレスを含む放送メッセージである。ＭＡＣアドレスは、ユーザ自身のハードウェア・アドレスである。ネットワーク・ターミネータは、放送メッセージを受信し、それをＤＨＣＰ要求メッセージとして認識する。それは、アクセス・ネットワークを介してそれをトンネルしなければならないことを認識する。ステップ１０２で、それはメッセージをターミネータ１８の識別、ソースｓｒｃ−Ａ．Ｎ．３を持つＩＰパケット内にトンネル端のアドレスの宛先ｄｅｓｔ＝Ａ．Ｅ．０でカプセル化する。ネットワーク・ターミネータは、このアドレスで構成される。このパケットは、プライベートのネットワークを介してユニキャスト・メッセージとして送信される。トンネル２４の端で、元のＤＨＣＰ発見メッセージがＩＰパケットを剥ぎ取ることにより受信される。そして、元のメッセージがステップ１０４でローカルネット上に放送される。ＤＨＣＰサーバーがメッセージを受信し、そしてステップ１０６で、外部ＩＰアドレスをユーザのハードウェア・アドレスに割当て、そしてＤＨＣＰ提供メッセージに対し応答する。ユーザがまだそのＩＰアドレスを知らずユニキャストを不適当に作成するので、この返答は放送される。送信されたメッセージは次のパラメータを有する。源ｓｒｃ＝Ｐ．Ｄ、宛先ｄｅｓｔ＝放送、クライアント１２のＭＡＣアドレス、私のＭＡＣアドレス、及びクライアント１２に提供される公的なアドレス（ＩＰ＝Ｐ．Ｃ）である。説明される例では、単一のＤＨＣＰサーバーが存在する。複数のサーバーを使用でき、この場合は返答が複数のサーバーから受信される。
【００３０】
今、トンネル端ポイント２４がメッセージをＤＨＣＰサーバーから受信し、そしてステップ１０８で、メッセージにＩＰパケットを追加して上述したのと同じ態様でそれをネットワーク・ターミネータへトンネルする。しかし、トンネル入り口はメッセージがどのネットワーク・ターミネータへ送信されるべきかを知らない。メッセージがＩＰアクセス・ネットワークを介してユニキャストされ、そしていくつかのネットワーク・ターミネータが存在すること（図３）を思い出すべきである。この問題は、それらがやって来るところのトンネル端ポイント２４での未解決のＤＨＣＰ発見メッセージの記録を維持してこれをトンネルに対する宛先アドレスを形成するために使用すること、又は、トンネル端ポイント２４又はネットワーク・ターミネータ１８で発見メッセージにタグ付きオプションを加えること、のいずれがで解決される。このタグは、ユーザに送信されたＤＨＣＰ提供中に同封され、そしてメッセージをＩＰアクセス・ネットワークを介して正しいネットワーク・ターミネータへ送るために使用されるネットワーク・ターミネータの内部ＩＰアドレスを含む。このポイントで、それはステップ１１０でＤＨＣＰ提供がユーザに送信される前に、内部ＩＰパケットと一緒にメッセージから剥ぎ取られる。
【００３１】
ステップ１１２で、ユーザ１２はＤＨＣＰ提供を受信し、そしてＤＨＣＰ要求を放送する。これは、上述したのと同じ態様でステップ１１４と１１６でＤＨＣＰサーバーへトンネルされる。単に１つのＤＨＣＰサーバーしか存在しない場合、メッセージはユニキャストできる。しかし、複数のＤＨＣＰサーバーが存在する場合、放送メッセージが元のＤＨＣＰ発見メッセージに応答したかもしれない他のＤＨＣＰサーバーに対する拒絶として作用するので必要である。ＤＨＣＰ要求メッセージの目的は、クライアントによる公的なＩＰアドレスの受領の確認を示すことである。この要求は受領されたＩＰアドレスを送信したＤＨＣＰサーバーのアドレスを識別する。
【００３２】
最後に、ステップ１１８、１２０及び１２２で、ＤＨＣＰサーバーは上述した態様でユーザへＩＰアクセス・ネットワークを介してトンネルされそして追加の構成データを含んだＤＨＣＰの受領確認メッセージに対し応答する。上記ＤＨＣＰシーケンス中、トンネル端ポイントは外部ＩＰアドレスをトンネル内の内部アドレスＩＰアドレスに翻訳することを可能にするため、例えば、翻訳テーブルの手段を設定する。これは、ＤＨＣＰサーバーからのメッセージ及び外部ネットワークから受信したデータパケットを正しいＮＴにトンネルすることを可能にする。
【００３３】
図６を参照して、ＩＰトンネリングを使用するＩＰアクセス・ネットワークのアドレス割当てを次に説明する。図示されたシステムは、３つのプライベートなアドレス・ネットワークＡ、Ｂ、Ｃを含む。プライベートなアドレス・ネットワークＡはＩＰアクセス・ネットワーク１０であり、ネットワークＢ及びＣはネットワーク提供者によりいくつかのＩＰアクセス・ネットワークからのトラフイックを集中するために使用されるプライベートなＩＰネットワークである。ネットワークＰ、Ｑ及びＲは公的なアドレス・ネットワークである。ネットワークＰは、前述のネットワーク１２であり、インターネット・サービス・プロバイダ（ＩＳＰ）によりアクセス・ネットワークのクライアントへサービスを提供するために使用される。それはプライベートなアドレス・ネットワークの左側に３４でクライアントと向かい合っている。ネットワークＱとＲは、インターネットの一部である。
【００３４】
ルーターＲｔｒ１乃至Ｒｔｒ５は、さまざまなネットワーク間に配置されている。ルーターＲｔｒ１は、ネットワークＡをルーターＲｔｒ２のネットワークＢへ広告し、ルーターＲｔｒ２はネットワークＣ又はネットワークＡへの道程を持つルーター３に広告する。プライベートなアドレスの広告はここで停止する。ルーター４は、ネットワークＰを他のインターネットへ広告する。ネットワークＲ上の公的なアドレスＲ．ｋを持つホスト・コンピュータ２８が、先の例の元のユーザ１２である宛先Ｐ．ｈを持つデータグラムを送信する時、データグラムはルーター５上のそのデフォルト・ルーター・アドレスＲ．Ｉへ送信される。ルーターＲｔｒ５は、標準の態様でそのルーテイング・テーブル内のネットワークＰを探し、そしてデータグラムはアドレスＱ．Ｉ上のＩＳＰのルーターＲｔｒ４へ送信する。
【００３５】
ルーターＲｔｒ４は、データグラムを検査して、それ自身のネットワークアドレスＰと等しい源アドレスを有することを発見し、そして、宛先ＰＣの公的なアドレス、Ｐ．ｈに対応したＭＡＣアドレスを見つけるためにＡＰＲ（アドレス解決プロトコル）を使用する。
【００３６】
このポイントで、トンネル端ポイントルーターのルーターＲｔｒ３は、それ自身のＭＡＣアドレスに対して応答しなければならない。そして、データグラムはルーターＲｔｒ３へ送信する。ルーター３は、アクセス・ネットワークＡ．ｎ内のネットワーク・ターミネータのアドレスを見つけるために、トンネリング・テーブル内の源アドレスＰ．ｈを探す。それは、元のデータグラムを宛先アドレスＡ．ｎと共にＩＰパケット内にカプセル化し、そのプライベート・ネットワーク・ルーテイング・テーブル内でネットワークＡを探し、そしてメッセージをアドレスＣ１上のＲｔｒ２へ転送する。
【００３７】
ルーターＲｔｒ２は、ネットワークの先頭のルーターＲｔｒ１へメッセージを転送する。そして、データグラムはアドレスＡ．ｎを持つ関連のあるネットワーク・ターミネータへアクセス・ネットワークを介して送られる。
【００３８】
ネットワーク・ターミネータでは、受信されたメッセージが元のデータグラムを回復するためにＩＰヘッダーを剥ぎ取る。そして、データグラムは、クライアント・ネットワーク上のＡＰＲを通常の態様で使用して配達される。
【００３９】
次に、ユーザＰ．ｈからＰＣＲ．ｋへ送信される上向きパケットが説明される。
ユーザＰ．ｈは、アドレスＰ．Ｍと共にそのデフォルト・ゲートウェイとして構成される。これは、実効的にトンネル入り口の公的なアドレスである。ユーザＰＣはネットワーク・ターミネータのＭＡＣアドレスを見つけるためにＡＲＰを使用し、そしてそれにデータグラムを送信する。全てのネットワーク・ターミネータは同じゲートウェイ・アドレスＰ．Ｍを持ってもよい。
【００４０】
ネットワーク・ターミネータはデータグラムを受信して、それをトンネル端のプライベートＩＰアドレスの宛先アドレスＣ．２を持つＩＰデータグラム内にカプセル化する。ネットワーク・ターミネータは、アクセス・ネットワークの設定中に構成できる、又はネットワーク・ターミネータ内のｈｔｔｐサーバーにより提供されたウェブページから例えば選択できるこのアドレスの先の知識が必要である。ＮＴへセッション情報を信号することができないので、たった１つの端ポイントが一時にＮＴに接続された全てのクライアントにより使用できるけれど、異なるトンネル端ポイントアドレスが異なるＩＰＳに対して選択されてもよい。
【００４１】
データグラムがアクセス・ネットワークを介して先端のルーターＲｅｔｒ１へ、ネットワークＢを介して、アドレスＣ．２上のトンネル端ポイントルーターのルーターＲｔｒ３へ配信される。ルーターＲｔｒ３はトンネルヘッダーを除去し、そして宛先アドレスＲ５を持つ元のデータグラムを回復する。それは、その公的なネットワーク・ルーテイング・テーブル内のネットワークＲを探し、そしてデータグラムをルーターＲｔｒ４及びＲｔｒ５を介して要求されたホストへ配信される。
【００４２】
レイヤー２トンネリング・プロトコル（Ｌ２ＴＰ）を使用したトンネリング
図７、８、及び９を参照して、アクセス・ネットワークを介してトンネルするためのレイヤー２トンネリング・プロトコルの使用を説明する。多くの点で、メッセージが処理される方法は前述した実施の形態と類似している。従って、詳細には説明しない。
【００４３】
レイヤー２トンネリング・プロトコルはインターネットへの効率的なダイヤルアップ・アクセスを提供するために導入された。本実施の形態は、その使用をプライベートにアドレスされるアクセス・ネットワークから公的なＩＰアドレスへのアクセスを提供するために従来のダイアルアップ要素を取り除いて適用する。
【００４４】
図７に、Ｌ２ＴＰがインターネット・アクセスを与えるために使用される２つの方法が示されている。図７は、ホスト１２、１３がネットワーク・ターミネータ１８を介して接続されるホスト１２、１３へのアクセス・ネットワーク１０を示す。アクセス・ネットワークはルーター１６を介してインターネット１４へ接続され、そして一連の別のルーターを介して別のホストＰＣ２８へ接続されている。
【００４５】
Ｌ２ＴＰは、ＩＰネットワークを横断してＰＰＰ（ポイント・ツー・ポイント・プロトコル）をトンネルするために思い付かれた。トンネリングは、一端がＬ２ＴＰアクセス・コンセトレーター（ＬＡＣ）で他端がＬ２ＴＰネットワークサーバー（ＬＮＳ）の間である。ＬＡＣとＬＮＳの両方は既知の部品であり、それらの構造は説明する必要が無い。プロトコルがクライアントのＰＰＰセッションをＬＮＳに輸送することにより動作する時、それはＩＰアドレスがＬＮＳで遠隔的に割当てられてＰＣに転送されることを可能にする。それは、前の実施の形態においてＤＨＣＰサーバーによるＩＰアドレスの割当てに類似していることが理解できる。
【００４６】
ＬＡＣは、ネットワーク・ターミネータに位置してもよい。図７では、ホストＨ、１２に接続されたターミネータ１８がＬＡＣ３７と共に示されている。ターミネータはまた、ホストＰＣとの通信を処理するために、ＰＮＳ（ポイント・ツー・ポイント・ネットワークサーバー）又はＰＰｏＥサーバー（ポイント・ツー・ポイント・オーバー・イーサネット（登録商標））３８を含む。
【００４７】
ＰＰＰプロトコルは、ＩＰアドレスを輸送する能力を提供する。ホスト、Ｈ、１２はポイント・ツー・ポイント・トンネリング・プロトコル（ＰＰＴＰ）を使用するＮＴ内のＰＮＳと共に又はポイント・ツー・ポイント・オーバー・イーサネット（ＰＰＰｏＥ）を使用するＰＰＰｏＥサーバーと共に、ＰＰＰセッションを開始する。ＮＴ内のＰＮＳ又はＰＰＰｏＥサーバーはＮＴ内のＬＡＣにＬＮＳとのＬ２ＴＰセッションを開始させる。Ｌ２ＴＰトンネルが生成された後、クライアントのＰＰＰセッションは、Ｌ２ＴＰトンネルを使用してＬＮＳへ拡張される。必要とされる内部ＩＰアドレスはＬＡＣの内部アドレスだけである。ネットワーク・ターミネータのイーサネット・ポートに接続された複数のＰＣは、イーサネット上で別のセッションを生成でき、そしてＬＮＳから個別のＩＰアドレスを受信できる。
【００４８】
さらに、ＤＨＣＰサーバーがカスタマーのＬＡＮへＩＰアドレス・ローカルを提供するためにネットワーク・ターミネータ１８内に設けられてよい。このアドレスは、アクセス・ネットワーク又はインターネットにより使用されない。
【００４９】
第２の変形は、クライアントＰＣをＬＡＣとして使用することである。図７中のＰＣ１３がＬＡＣとして構成されて示されている。これは、ＰＣがＬ２ＴＰについての支援を提供するマイクロソフト社のウインドウズ（登録商標）２０００オペレーテイング・システムを使用するならば可能である。このような支援を提供するどんな他のオペレーテイング・システムでもよい。
【００５０】
ネットワーク・ターミネータのイーサネット・ポートに接続された全てのクライアントＰＣは、アクセス・ネットワークによりＩＰアドレスが割当てられる。これは、ＬＡＣに基づいたＰＣとＬＮＳの間にメッセージが配達されることを可能にする。これらのＩＰアドレスはアクセス・ネットワーク・プライベート・アドレス空間から割当てることができるか、又は、ネットワークアドレス（ＮＡＴ）機能がネットワーク・ターミネータ１８ａ内に提供され、そして別個のアドレス空間がＤＨＣＰサーバーを使用したクライアントＬＡＮに提供されてよい。図８に、この後者の構成が示されており、ＮＴ１８ａ内に共に、ＮＡＴが４０で示され、そしてＤＨＣＰサーバーが４２で示されている。
【００５１】
図８には、３つのネットワークアドレス：ネットワークＡ、Ｐ及びＣが存在する。ネットワークＡは、アクセス・ネットワーク操作者のプライベートなアドレス空間である。ネットワークＰは、インターネットを使用したクライアントの公的なアドレスである。そして、ネットワークＣはクライアント自身のＬＡＮのプライベートなアドレスである。
【００５２】
ＮＡＴ４０は、アクセス・ネットワーク内に内部アドレスＡ．ｎを持つ。１８ａ内のＤＨＣＰサーバー４２は、クライアント・ネットワークＣ内のクライアントに対してアドレスを割当てる。ＮＴ自身はクライアント領域内にアドレスＣ．ｄを持つ。従って、ホストＧ、１３はＤＨＣＰサーバー４２からネットワークアドレスＣ．ｇを受取る。ＮＡＴ４０は、クライアント領域アドレスＣとアクセス領域アドレスＡとの間でアドレスを翻訳する。
【００５３】
クライアントがＩＳＰへ接続するために内部ＬＡＣを使用する時、ＬＮＳはネットワークＰから公的なアドレスを割当て、このＩＰアドレスはインターネットにネットワークＰの切り離された部分として見えるクライアントＰＣへＬ２ＴＰを経由して送られる。
【００５４】
図９は、ＰＮＳサーバーとＬＡＣがネットワーク・ターミネータ１８に位置するこの例の説明された最初のＬＴ２Ｐ方法の変形を示す。図９では、これら２つの部品が、中心ポイントに配置される。図９に示されるように、このポイントはアクセス・ネットワーク１０とインターネット１４の間、特に、インターネット・ルーター１６の前である。
【００５５】
ＰＰＰセッションは、ＰＰＴＰ（ポイント・ツー・ポイント・トンネリング・プロトコル）を使用して、ユーザのＰＣからＰＮＳサーバー３８へトンネルされる。トンネルは、ポイントからＰＣのポイント・コンセントレータ（ＰＡＣ）へである。この場合、ＰＡＣは、ＰＰＴＰプロトコルのクライアント端として使用される。そして、ＰＰＰセッションはＬ２ＴＰを使用するユーザのＩＳＰへ拡張される。ユーザには、ＩＳＰに属するＬＮＳによりサービスされるネットワークである、彼の選択したＩＳＰに割当てられた領域内の公的なＩＰアドレスが割当てられる。
【００５６】
ＭＰＬＳを使用したトンネリング
図１０乃至１６は、ＭＰＬＳ（複数プロトコル・ラベル・スイッチング）がアクセス・ネットワークを通じてデータをトンネルするために使用される本発明の第３の実施の形態を示す。ＭＰＬＳの使用は、いくつかの利点を有する。すなわち、それはネットワークを通じた物理的な経路を決定するために使用できる。パケットを配達するためにＭＡＣ又はＩＰアドレスを使用する代わりに、ＭＰＬＳはパケットの宛先に従い生成できる。ＭＰＬＳはまた、ネットワークを通じた経路のサービス要件の品質を識別するために使用でき、そしてアクセス・ネットワークを通じて複数の経路を提供するために使用できる。
【００５７】
図１０と１１をそれぞれ参照して、ＭＰＬＳの使用を最初に下向き流れ及び上向き流れのトンネリングを考察して説明する。
図１０は、ネットワーク・ターミネータ１８、及び一対のコンセトレータ１１とアクセス・ネットワーク・ルーター１５を持つアクセス・ネットワーク１０を示す。明示的にルーターＩＳＰがネットワークを通じてデータの下向きの流れをトンネルするために使用される。アクセス・ルーター１５は、ＩＰアドレスのＭＰＬＳラベルへのマップを維持する。パケットがアクセス・ルーターに到着する時、そのＩＰアドレスが検査される。３つのＭＰＬＳラベル、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３、がパケット中に挿入され、そしてパケットが第１ステージ・コンセントレータ１１ａに送られる。取り付けられるラベル数は、パケットが通過しなければならないネットワークのステージ数に等しい。この場合、３つのステージ、アクセス・ルーターからコンセントレータ１、コンセントレータ１からコンセントレータ２、そしてコンセントレータ２からネットワーク・ターミネータである。
【００５８】
第１ステージのコンセントレータは、最上のスタックＤ１のラベルを検査して、それをパケットを配達するのに使用し、ラベル・スタックからそのラベルＤ１を除去する。Ｄ１は、パケットが送信されるべき出力部分番号を含んでも良い。ラベルＤ１は、ラベル・スタックから取り出されて、そしてパケットが第２ステージ・コンセントレータ１１ｂへ転送される。ここで、ラベルＤ２を使用して、同様な操作が実行される。そして、ラベルＤ２により与えられる宛先に従い、元のパケットのみを今は含んだパケット及びラベル３がネットワーク・ターミネータへ転送される。ＮＴ１８で、同様な操作が再び実行され、ＮＴが残りのラベルＤ３を検査して、裸のパケットをラベルＤ３に含まれる配達情報に依存してネットワーク・ターミネータ内の適当な要素に配達する。この最終宛先はトンネル端ポイントである。
【００５９】
ＭＰＬＳラベルはまた、コンセントレーション・ポイントで使用される待ち行列アルゴリズムを制御するトラフイックに対するクラスを割当てるため、ラベルの一部を使用することにより、ＱｏＳ管理サービスの品質を提供するために使用できる。
【００６０】
実施の形態が、ＩＰアクセス・ネットワークを通じて配達する各ステージに対するラベルの観点から説明された。ＭＰＬＳラベルは、標準の長さが２０ビットであり、単一のラベルは複数のステージについての配達及びＱｏＳ情報を運ぶことができる。これを後に説明する。
【００６１】
図１１を参照すると、パケットの上向き流れの配達が全て同じポイント、アクセスルーター１５、へ送られるのでより単純である。従って、単一のラベルだけが必要とされ、全てのステージにより使用される。ラベルは、いずれのステージでも除去されず、パケットとラベルが次のステージに送られる前に単に検査されるだけである。ラベルは、アクセス・ネットワークルーターでのみ除去される。再び、図１１にＵ（上向き流れ）として示されるラベルも異なるトラフイック・クラスに対して異なるラベル値を使用するＱｏＳ管理を含む。
【００６２】
図１０と１１の説明から理解されるように、アクセス・ネットワークはユーザパケットの内部配達のためにＩＰアドレスを使用しない。ＩＰアドレスは、外部のネットワークと通信しなければならないアクセス・ネットワークの端、例えば、アクセスルーター１５及びネットワーク・ターミネータ１８で使用されるだけである。個別のアドレス領域が、ファイヤウォール安全性の設備を単純にするために、ビデオ、ＩＰを介しての音声、及びインターネット・アクセスなど、ＮＴにより提供されるサービスの各タイプに対して使用できる。
【００６３】
図１２は、どのようにしてＤＨＣＰにＭＰＬＳトンネリングを設けることができるかを示す。前述の例と似た部品には同じ参照番号を使用して示す。
ホスト１２は、ＤＨＣＰ発見メッセージを生成することにより、ＩＰアドレスを要求する。
これは、ネットワーク・ターミネータ２２内のＭＰＬＳトンネル入り口２２に到着する。要求が、図１１に関して説明したのと同じ態様でアクセスルーター１５へ上向き流れＬＳＰに沿って送られる。アクセスルーターはここでトンネル端ポイント２４として作用する。ＤＨＣＰ発見要求は、今、クライアントに公的なＩＰアドレスを割当てそしてこれをクライアントへ送り戻すＤＨＣＰサーバー２６により作用される。これを可能にするため、アクセスサーバー１５は、ＩＰアドレスからＭＰＬＳラベルへの必要なマッピングを設定し、そして、ＤＨＣＰ提供メッセージを図１０に関して説明された態様で下向き流れＬＳＰに沿ってクライアントへ送り戻す。
【００６４】
ＭＰＬＳラベルは、自動的に生成できる。これは図１３を参照して説明される。最初に、特別なＭＤＬＳラベルＵｄがＤＨＣＰ発見及び要求メッセージのために予約される。ネットワーク・ターミネータ１８は、ＤＣＨＰメッセージをＩＰ放送メッセージとして検出する。
【００６５】
放送メッセージは、普通、ネットワーク・ターミネータにより転送されない。ＮＴはＭＰＬＳラベルＵｄを挿入し、そして要求が受信されたポート番号をＤＨＣＰメッセージ内の予約フィールド中に挿入する。図１３の例では、これは００２ｈｅｘである。そして、ＤＨＣＰ要求は第２コンセントレータ・ステージ１１ｂへ転送される。
【００６６】
各コンセントレーション・ステージがメッセージを受取る時、パケットが独特なＵｄラベルを運ぶのでメッセージがＤＣＨＰ要求であることを認識する。コンセントレーションは、要求が受信されたポート番号を予約フィールドのいくつかのビット中に挿入してメッセージを送信し続ける。本例では、メッセージがコンセントレーション１１０のポート３で受信されたことが理解できるので、予約フィールドは００２から０３２へ変化する。次のコンセントレータでは、メッセージはポート１で受信されて、予約フィールドは１３２へ変化する。
【００６７】
ＤＣＨＰメッセージがトンネル端部分として作用するアクセスルーターで受信される時、予約フィールドはネットワーク・ターミネータを含む全てのコンセントレータ・ステージでメッセージが受信されたポート番号を含む。ＤＨＣＰ要求がＤＨＣＰサーバー２６へ送信され、そして、応答が受信される時、ＤＨＣＰサーバーにより繰り返されるべき予約フィールドがアクセスサーバー１５からネットワーク・ターミネータ１８への下向き流れ経路に対するＭＰＬＳ配達ラベルを生成するために使用できる。
【００６８】
予約フィールドとして使用できる１つのフィールドは、ｃｈａｄｄｒフィールドである。もし、ユニキャストＤＨＣＰ更新がクライアントにより使用される場合、ＮＴは正しいＭＰＬＳラベルが適用できるようにこのような更新を特別なケースとして検出しなければならない。
【００６９】
今まで、ＭＰＬＳトンネルが純粋にアクセス・ネットワーク内で説明された。アクセス・トンネルは、図１４と図１５を参照して説明するように外部ＭＰＬＳトンネルと統合してもよい。このような統合の目的は、外部トンネルのＱｏＳ属性がアクセス・ネットワーク内で維持されることを可能にすることである。
【００７０】
図１４は、どのようにしてこれが下向き流れのメッセージについて達成されるか説明する。ここでは、２つの別個の下向き流れトンネル、ＬＳＰ１とＬＳＰ２、が存在する。第１トンネルでは、パケットはサーバー５０からＩＰアクセス・ネットワークルーター１５へ送られる。このパケットはサービス管理情報の品質を含んだ取り付けられたラベルＬｉを有する。アクセスルーター１５は、トンネルＬＳＰ１を終了し、ラベルＬｉを取り出して、ＱｏＳ管理情報と宛先を抽出し、そしてラベルＤ１乃至Ｄ３、又は、図１０で説明した必要などんなラベルを生成する。トンネルＬＳＰ１のＱｏＳ特性は、適当な待ち行列がアクセス・ネットワーク内でパケットを転送するために使用されるようにこれらの新しいラベル中に持ち込むことができる。
【００７１】
図１５は、上向き流れのトンネルは、アクセスルーター１５でアクセス・ネットワーク中の上向き流れラベルＵ内に指定されているサービス情報の品質を抽出し、そしてそれを連続性を維持するために第２トンネルＬＳＰ２のラベル中に挿入することにより、容易に統合化される。したがって、ＩＰゾーン中のラベルは同じＱｏＳデータを持つ。
【００７２】
いくつかのラベルを含む下向き流れのメッセージは各ステージについて別のラベルを必ずしも使用する必要がないことは前述した。図１６は、どのようにして単一の２０ビットラベルが３つのステージのアクセス・ネットワーク中に割当てられるかを示す。図１６において、２つのコンセントレータ・ステージ１１ａ、１１ｂがストリート・ノード及び分配ノードとしてそれぞれ識別される。アクセスルーターが１６のストリート・ノード１へ接続され、それの各々が３２の分配ノードへ接続され、全体で５１２の分配ノードを与える。分配ノードは、各々が４８のＮＴに接続されて、全体で２４５７５のＮＴとなる。ＮＴの各々は、８つのサービス・ポイントに接続され、その各々はＱｏＳの４つのレベルの１つを与えられることができる。従って、２０ビットＭＰＬＳラベルは、４ビット・ストリート番号、５ビット・ストリート・ノード・ポート、６ビット分配ノード・ポート、３ビットＮＴポート、及び２ビットＱｏＳから構成される。
【００７３】
ビット割当てにトレードオフを作っても良い。例えば、各々が１６の分配ノードを持つ３２ストリート・ノードが、５ビットをストリート・ノード番号に、そしてフラウア・ビットをストリート・ノード・ポート番号へ割当てることにより支援できる。現在、２ビットＱｏＳが、４つのレベルのＱｏＳのみが、ビデオ、音声、ＬＡＮデータ及び管理に使用されるので、十分である。しかし、上記の割当ては、将来の使用のために８を可能とする。ＮＴでのサービス・ポイント数を４つに減少して、３つのＭＰＬＳビットを使用し、そして、ＱｏＳレベル数を２に減少して、１つのＭＰＬＳビットを使用するようにしてもよい。これは、２つのビットをさらに開放して、例えば、各々６４までの分配ノードを支援する３２のストリート・ノードを可能にする。
【００７４】
上述した実施の形態の各々について、プライベートな内部アドレスを使用するアクセス・ネットワークを通じてデータを送信するためにトンネリング技術が使用されている。トンネリング技術の各々は、それらのプライベートなアドレスを知る必要なくデータをプライベートなアドレスのネットワークに通過させることを可能にする。これは、プライベートな内部アドレスを使用したアクセス・ネットワークを構築することを可能にし、そして、このようなネットワークで乏しい公的なＩＰアドレスを使用する必要を減少するという利点を持つ。
【００７５】
当業者にはさまざまな変形及び修正が実施の形態について考えられる。例えば、例示されたもの以外に他のトンネリング技術が可能である。このような修正は本発明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】公的なアドレスを全体に使用した従来のＩＰアドレス・ネットワークの概略図。
【図２】プライベートなアドレスの原理を説明するＩＰアクセス・ネットワークの概略図。
【図３】本発明の実施の形態であるトンネリングの原理を説明するＩＰアクセス・ネットワークの概略図。
【図４】本発明の第１の実施の形態の概略図。
【図５】図４の実施の形態中でどのようにしてＩＰアクセス・ネットワークを介してクライアントからサーバーへメッセージが送られるかを示す図。
【図６】図４の実施の形態中でどのようにしてアドレスが割当てられるかを示す図。
【図７】本発明の第２の実施の形態の第１の観点を示す概略図。
【図８】本発明の第２の実施の形態の第２の観点を示す概略図。
【図９】本発明の第２の実施の形態の第３の観点を示す概略図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態と下向き流れのラベリングを示す概略図。
【図１１】どのようにしてラベルが上向き流れデータフローに適用されるかを示す図。
【図１２】図１０の実施の形態中でＭＰＬＳと共にＤＨＣＰを提供するためのアーキテクチャを示す図。
【図１３】図１０の実施の形態中でラベルの自動生成を示す図。
【図１４】どのようにアクセスＭＰＬＳトンネル及び外部ＭＰＬＳトンネルが下向き流れのトンネルに統合化できるかを示す図。
【図１５】どのようにアクセスＭＰＬＳトンネル及び外部ＭＰＬＳトンネルが上向き流れのトンネルに統合化できるかを示す図。
【図１６】どのように単一ＭＰＬＳラベルが３つのステージ・ネットワークを横断して割当てることができるかを示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年4月17日(2003.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データパケットをクライアント・ターミナルから宛先へプライベートなアクセス・ネットワークを通して配達する方法であって、アクセス・ネットワークがネットワーク・ターミネータを有し、公的なネットワークとの接続がＩＰアドレスと各々がプライベートなネットワークアドレスを有する複数のネットワーク要素を含み、ネットワーク・ターミネータを経由して公的なネットワークとの接続へデータパケットをプライベートなアクセス・ネットワークを通してトンネリングし、
データパケットをネットワークを通してトンネリングすることが、公的なネットワークとの接続のＩＰアドレスに基づいた少なくとも１つのラベルをデータパケットに取り付けることを含み、ラベルはプライベートなアクセス・ネットワークを通しての配達情報を含み、データパケットが少なくとも１つのラベルの配達情報に基づいてラベル切り換え経路を経由して配達され、
公的なネットワークとの接続がＤＨＣＰサーバーを含み、ネットワーク・ターミネータからのＤＨＣＰ発見メッセージを公的なネットワークとの接続へラベル切り換え経路を経由して送信し、ＤＨＣＰ発見メッセージをＤＨＣＰサーバーへ転送して公的なＩＰアドレスをＤＨＣＰサーバーでクライアントへ割当て、
クライアントに割当てられた公的なＩＰアドレスを少なくとも１つのラベルに公的なネットワークとの接続でマッピングして、ネットワーク・ターミネータへＤＨＣＰサーバーからのクライアントＩＰアドレスを含んだメッセージをラベル切り換え経路を経由して送信し、
メッセージ内の予約されたフィールド内にラベル切り換え経路の各ステージでＤＨＣＰ発見メッセージが受信されたポート番号を挿入し、そしてＤＨＣＰサーバーからネットワーク・ターミネータへメッセージを配達するための配達ラベルを予約されたフィールド内のポート番号から生成することを含む方法。
【請求項２】
メッセージをクライアントからネットワーク・ターミネータの公的なＩＰアドレスへ送信し、メッセージを公的なネットワークとの接続の宛先アドレスを持つＩＰパケット内にカプセル化し、そして、メッセージをネットワーク・ターミネータから宛先アドレスへ送信することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
公的なネットワークとの接続で受信されたメッセージからＩＰパケットを取り除き、メッセージをＤＨＣＰサーバーへ送信し、クライアント識別子を含むサーバーからの戻りメッセージをネットワークとの接続へ送信し、戻りメッセージをネットワーク・ターミネータの宛先アドレスを持つＩＰパケット内にカプセル化し、戻りメッセージをネットワーク・ターミネータへ送信し、ネットワーク・ターミネータで戻りメッセージからＩＰパケットを取り除き、そして、メッセージをネットワーク・ターミネータからクライアントへ送信することを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
外部ネットワークとの接続が、戻りメッセージを正しいネットワーク・ターミネータに配達するために、受信された未解決のＤＨＣＰ発見メッセージ及びそれらの源アドレスの記録を維持する請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ＤＨＣＰ発見メッセージがネットワーク・ターミネータのプライベートなアドレスによりタグされていて、そして、そのタグがＤＨＣＰ発見メッセージがＤＨＣＰサーバーへ送信される前に剥ぎ取られる請求項３に記載の方法。
【請求項６】
各ラベルがＭＰＬＳラベルである上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
データパケットが通過するネットワークの各ポイントについてラベルが取り付けられる上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
各ラベルがサービスの品質情報を含む上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
ネットワーク・ターミネータが少なくとも１つのラベルを取り除いて、メッセージをＤＨＣＰサーバーからクライアントへ転送する上記請求項のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
ラベル切り換え経路を使用して公的なネットワーク上の第２ネットワーク・ポイントからデータパケットをトンネリングし、そして、公的なネットワークとの接続で、第２宛先ポイントから受信されたデータパケットに取り付けられたラベルを取り除き且つそこから最終ＩＰ宛先アドレスを抽出し、そして、別のラベル切り換え経路を経由してネットワーク・ターミネータへデータが送信できるように新しいラベル組を生成することを含む上記請求項のいずれかに記載された方法。
【請求項１１】
公的及びプライベートなＩＰアドレスを含み且つ接続された複数のクライアントを有するネットワーク・ターミネータと、各々が公的なネットワークとの接続及びプライベートなネットワークアドレスを持つ複数のネットワーク要素と、データパケットをクライアントから公的なネットワークとの接続へプライベートなアクセス・ネットワークを通してトンネリングする手段とを含む通信アクセス・ネットワーク。
【請求項１２】
ネットワーク・ターミネータが、データをトンネリングする手段を含む請求項１１に記載の通信アクセス・ネットワーク。
【請求項１３】
トンネリングする手段が、クライアントからのメッセージを公的なネットワークとの接続のアドレスを持つＩＰパケット内にカプセル化する手段と、カプセル化されたメッセージを外部ネットワークとの接続へ送信する手段とを含む請求項１１又は１２のいずれかに記載の通信アクセス・ネットワーク。
【請求項１４】
データパケットのＩＰアドレスから少なくとも１つのラベルを生成するためのネットワーク・ターミネータでの手段と、データパケットに少なくとも１つのラベルを取り付けるための手段と、データパケット及び少なくとも１つのラベルを他のネットワーク・ターミネータ及び外部ネットワークとの接続へラベル切り換え経路を経由して配達するための手段とを含む請求項１１又は１２のいずれかに記載の装置。
【国際調査報告】
2004527952.tif 000052
2004527952.tif 000053
2004527952.tif 000054