(57)【要約】【課題】  下位セグメント間のデータ通信を容易に行うとともに、必要に応じてセンター機器の特性を切り替えることにより、最適なデータ転送のシステムを任意に作成することができるネットワークシステムを提供する。【解決手段】  本発明のネットワークシステムは、複数の組織、フロア、拠点毎に構成される下位セグメントと、それらを結びつける上位セグメントから構成されるネットワークシステムであり、下位セグメント毎に設置された、自身の属する下位セグメントの他のネットワーク機器から自身宛に送信されたフレームを、上位セグメントに設置されたセンター機器に送信する機能を有するＬ２スイッチである改良型Ｌ２スイッチを有し、センター機器が、改良型Ｌ２スイッチに個々に接続され、改良型Ｌ２スイッチ間のフレームのデータ通信を制御する。【選択図】    図１
2007081877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の組織、フロア、拠点毎に構成される下位セグメントと、それらを結びつける上位セグメントから構成されるネットワークシステムであり、
前記下位セグメント毎に設置された、自身の属する下位セグメントの他のネットワーク機器から自身宛に送信されたフレームを、上位セグメントに設置されたセンター機器に送信する機能を有するＬ２スイッチである改良型Ｌ２スイッチを有し、
前記センター機器が、前記改良型Ｌ２スイッチに個々に接続され、改良型Ｌ２スイッチ間のフレームのデータ通信を制御することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
前記センター機器が、
センター機器が持つ各下位セグメントの前記改良型Ｌ２スイッチとの接続口の番号である接続番号と、
各下位セグメントに存在するネットワーク機器のＩＰアドレスである下位ＩＰアドレス、各下位セグメントに存在するネットワーク機器各々のＭＡＣアドレスを含むデータが、各ネットワーク機器毎に対応して記述されたアドレス変換テーブルとして記憶されたデータベースと、
受信したデータ通信がＯＳＩ階層モデルにおける第２層で処理すべきＬ２モードのデータ通信か、前記ＯＳＩ階層モデルにおける第３層で処理すべきＬ３モードのデータ通信か、あるいはその他のデータ通信かを判断する通信判断部と、
前記Ｌ２モードでのデータ通信を制御するＬ２デ−タ通信制御部と、
前記Ｌ３モードでのデータ通信を制御するＬ２デ−タ通信制御部と
を有することを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
【請求項３】
前記Ｌ３デ−タ通信制御部が前記アドレス変換テーブルに基づき、Ｌ３モードのデ−タ通信のＭＡＣアドレスを変更、かつＬ３デ−タ通信を制御し、
また、Ｌ２デ−タ通信制御部がアドレス変換テーブルに基づいてＬ２モードのデ−タ通信のＭＡＣアドレスを変更もしくは変更せずを含む、アドレスの書き換え処理を行い、Ｌ２デ−タ通信を制御し、
前記二種類の通信制御部のうち、一つ以上の制御部を任意の数で、かつ任意の組み合わせで有し、任意のタイミングで組み合わせを変更することが可能であることを特徴とする請求項２に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記センター機器が受信した全てもしくは一部のフレームについて、送信元IPアドレスと、送信元MACアドレスと、フレームを受信した接続番号の組を前記データベースと比較し、前記データベースに記載がない場合、前記IPアドレスとMACアドレスと接続番号とを前記データベースに記述するデータベースを更新する手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のネットワークシステム。
【請求項５】
前記データベースに記載のないIPアドレスに対してデータを送信する必要がある場合、その送信すべきデータを受信した接続番号以外の接続番号に接続されている下位セグメントに対し、アドレス解決を依頼または実行するデータベース更新部を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のネットワークシステム。
【請求項６】
複数の組織、フロア、拠点毎に構成される下位セグメントと、それらを結びつける上位セグメントから構成されるネットワークシステムであり、
前記下位セグメント毎に設置された、前記改良型L2スイッチ、L2スイッチまたはL3スイッチ（以下、下位スイッチ）を有し、
上位セグメントに配置されたセンター機器が、下位セグメントに配置されたスイッチに個々に接続され、スイッチ間のフレームのデータ通信を制御することを特徴とするネットワークシステムであり、
センター機器が持つ各下位セグメントの前記スイッチとの接続口の番号である接続番号、各下位セグメントに存在するネットワーク機器のIPアドレスである下位IPアドレス、各下位セグメントに存在するネットワーク機器のMACアドレス、下位セグメントの各ネットワーク機器にユニークに割り当てられた個別のIPアドレス等の識別子を含む、各ネットワーク機器毎に対応して記述されたアドレス変換テーブルとして記憶されたデータベースと、
受信したデータ通信がL2モードのデータ通信か、L3モードのデータ通信か、あるいはその他のデータ通信かを判断する通信判断部と、
前記L2モードでのデータ通信を制御するL2デ−タ通信制御部と、
前記L3モードでのデータ通信を制御するL3デ−タ通信制御部と
を有することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項７】
前記Ｌ３デ−タ通信制御部が前記アドレス変換テーブルに基づき、Ｌ３モードのデ−タ通信のＭＡＣアドレスを変更、チェックサムの再計算、かつＬ３デ−タ通信を制御し、
また、Ｌ２デ−タ通信制御部がアドレス変換テーブルに基づいてＬ２モードのデ−タ通信のＭＡＣアドレスを変更もしくは変更せずを含む、アドレスの書き換え処理を行い、Ｌ２デ−タ通信を制御し、
前記二種類の通信制御部のうち、一つ以上の制御部を任意の数で、かつ任意の組み合わせで有し、任意のタイミングで組み合わせを変更することが可能であることを特徴とする請求項６に記載のネットワークシステム。
【請求項８】
前記センター機器が受信した全てもしくは一部のフレームについて、送信元IPアドレスと、送信元MACアドレスと、フレームを受信した接続番号の組を前記データベースと比較し、前記データベースに記載がない場合、前記IPアドレスとMACアドレスと接続番号とを前記データベースに記述するデータベースを更新する手段を有することを特徴とする請求項１，請求項６及び請求項７のいずれかに記載のネットワークシステム。
【請求項９】
前記データベースに記載のないＩＰアドレスに対してデータを送信する必要がある場合、その送信すべきデータを受信した接続番号以外の接続番号に接続されている下位セグメントに対し、アドレス解決を依頼または実行し、かつ各前記ネットワーク機器の上位識別子として使用可能な上位識別子群を保持しており、データベース更新時に、更新前のデータベースで使用されていない上位識別子を付与する機能を持つデータベース更新部を有することを特徴とする請求項１，請求項６，請求項７及び請求項８のいずれかに記載のネットワークシステム。
【請求項１０】
請求項１から請求項９に記載のセンター機器を複数設置し、その複数のセンター機器の上位に、このセンター装置同士を下位セグメントとして接続する請求項１から請求項９のいずれかに示すセンター機器を設置し、センター機器同士が複数接続された階層型ネットワークが構成されていることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０に示す下位スイッチとセンター機器との１つ以上の間を、
下位スイッチとセンターとの間での通信に必要なヘッダ情報を付加することにより、送信すべきフレーム自体を変更することなく、フレームを転送することができるカプセリング化の手段により接続することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１に記載の下位スイッチ及びセンター機器の１つ以上をソフトウェアによるエミュレーションにより実行することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１３】
複数の組織、フロア、拠点毎に構成される下位セグメントと、それらを結びつける上位セグメントから構成されるネットワークにおけるデータ転送方法であり、
下位スイッチが前記下位セグメント毎に設置された、自身の属する下位セグメントの他のネットワーク機器から自身宛に送信されたフレームを、上位セグメントに設置されたセンター機器に送信する機能を有する過程と、
前記センター機器が、前記下位スイッチに個々に接続され、下位スイッチ間のフレームのデータ通信を制御する過程と
を有することを特徴とするデータ転送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の組織、フロア、拠点等の物理的、論理的に分離された下位セグメントと、各下位セグメント間のデータ転送を統合するための上位セグメントとからなるネットワークシステム及びデータ転送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータや情報家電（ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）レコーダ等）、ＩＰ電話、ｗｅｂカメラなど（以下、ネットワーク機器と称する）の普及により、これらの機器がネットワーク（ＩＥＥＥ８０２．３の規格に対応したネットワーク）により、相互接続して使用するのが一般的となってきた。
各ネットワークは、各組織やフロア、拠点毎に独立して一つのセグメント（以下、下位セグメント）を構成しているのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
各下位セグメントは、その効率的な運用のために、各下位セグメントを結合するネットワーク（以下、上位セグメント）により結合され、一つのネットワークシステムを構成している。構成されたネットワークシステムは、さらに上位のセグメントにより結合され、より大きなネットワークシステムが構成されている。
下位セグメントと上位セグメントとの間は、Ｌ２スイッチまたはＬ３スイッチ、あるいはＬ３スイッチやＮＡＴ（Network Address Translation）等を組み合わせたネットワーク機器により接続されている。
しかしながら、これらのスイッチ及びＮＡＴは図１３に示すとおり、それぞれにメリット、デメリットが存在する。
ここで、Ｌ２スイッチを配置する場合、各スイッチの設定はほとんど必要なく、設置するのみでネットワークを接続することが可能である。
【特許文献１】特表２００３−５０５９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に示すネットワークにあっては、全てのセグメントを通じて一意のＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスを設定する必要があるため、図１５に示すように、各下位セグメントにおける機器のＩＰアドレス（以下、下位ＩＰアドレス）を自由に設定することができなく、個々のＬＡＮ（Local Area Network）で独立した運用ができない。
例えば、図１５における下位セグメント１のコンピュータＡと下位セグメント２のコンピュータＤとが同一のＩＰアドレスを有しているが、ＩＰアドレス体系が重複しているため、セグメント間でのデータの送受信が行えない。
また、一つのセグメントに属するネットワーク機器数が膨大になるため、全ネットワーク機器に対して行われる通信（ブロードキャスト）が発生した場合、通信に対して多大な負荷をかけることになる。
【０００５】
一方、Ｌ３スイッチを上位セグメントと下位セグメントとの間に配置する場合、ブロードキャストが通信される範囲を下位セグメントに限定することが可能となり、ネットワークに対する負荷をかけることがない。
しかし、異なる下位セグメントに接続されたネットワーク機器間の通信を自由に行うためには、全てのセグメントを通じて各ネットワーク機器に対して一意のアドレスを割り振る必要があり、かつ、利用できるプロトコルがＩＰに限定される。
また、個々のＬ３スイッチに対して、各下位セグメントへの通信経路を記述（設定）する必要があり、拠点の運用コストが増加する。
【０００６】
Ｌ３スイッチにＮＡＴを組み合わせた場合、下位ＩＰアドレスを独立して割り振ることが可能となるため、下位セグメントの運用コストが低減するが、下位セグメントに属するネットワーク機器間の通信が自由に行えないという不都合が生じる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、下位セグメントの通信機器としての改良型Ｌ２スイッチと、後述する機能を有するセンター機器とを組み合わせることにより、図１３のテーブルに示す問題点を克服するとともに、必要に応じてセンター機器の特性を切り替えることにより、最適なデータ転送のシステムを任意に作成することができるネットワークシステム及びデータ転送方法を提供することを目的とする
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のネットワークシステムは、複数の組織、フロア、拠点毎に構成される下位セグメントと、それらを結びつける上位セグメントから構成されるネットワークシステムであり、前記下位セグメント毎に設置された、自身の属する下位セグメントの他のネットワーク機器から自身宛に送信されたフレームを、上位セグメントに設置されたセンター機器に送信する機能を有するＬ２スイッチである改良型Ｌ２スイッチを有し、前記センター機器が、前記改良型Ｌ２スイッチに個々に接続され、改良型Ｌ２スイッチ間のフレームのデータ通信を制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明のネットワークシステムは、前記センター機器が、センター機器が持つ各下位セグメントの前記改良型Ｌ２スイッチとの接続口の番号である接続番号と、各下位セグメントに存在するネットワーク機器のＩＰアドレスである下位ＩＰアドレス、各下位セグメントに存在するネットワーク機器各々のＭＡＣアドレスを含むデータが、各ネットワーク機器毎に対応して記述されたアドレス変換テーブルとして記憶されたデータベースと、受信したデータ通信がＯＳＩ階層モデルにおける第２層で処理すべきＬ２モードのデータ通信か、前記ＯＳＩ階層モデルにおける第３層で処理すべきＬ３モードのデータ通信か、あるいはその他のデータ通信かを判断する通信判断部と、前記Ｌ２モードでのデータ通信を制御するＬ２デ−タ通信制御部と、前記Ｌ３モードでのデータ通信を制御するＬ２デ−タ通信制御部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明のネットワークシステムは、前記Ｌ３デ−タ通信制御部が前記アドレス変換テーブルに基づき、Ｌ３モードのデ−タ通信のＭＡＣアドレスを変更、かつＬ３デ−タ通信を制御し、また、Ｌ２デ−タ通信制御部がアドレス変換テーブルに基づいてＬ２モードのデ−タ通信のＭＡＣアドレスを変更もしくは変更せずを含む、アドレスの書き換え処理を行い、Ｌ２デ−タ通信を制御し、前記二種類の通信制御部のうち、一つ以上の制御部を任意の数で、かつ任意の組み合わせで有し、任意のタイミングで組み合わせを変更することが可能であることを特徴とする。
【００１１】
本発明のネットワークシステムは、前記センター機器が受信した全てもしくは一部のフレームについて、送信元IPアドレスと、送信元MACアドレスと、フレームを受信した接続番号の組を前記データベースと比較し、前記データベースに記載がない場合、前記IPアドレスとMACアドレスと接続番号とを前記データベースに記述するデータベースを更新する手段を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明のネットワークシステムは、前記データベースに記載のないIPアドレスに対してデータを送信する必要がある場合、その送信すべきデータを受信した接続番号以外の接続番号に接続されている下位セグメントに対し、アドレス解決を依頼または実行するデータベース更新部を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明のネットワークシステムは、前記センター機器が、センター機器が持つ各下位セグメントの前記改良型Ｌ２スイッチとの接続口の番号である接続番号、各下位セグメントに存在するネットワーク機器のＩＰアドレスである下位ＩＰアドレス、各下位セグメントに存在するネットワーク機器のＭＡＣアドレス、下位セグメントの各ネットワーク機器にユニークに割り当てられた個別のＩＰアドレス等の識別子を含む、各ネットワーク機器毎に対応して記述されたアドレス変換テーブルとして記憶されたデータベースと、受信したデータ通信がＬ２モードのデータ通信か、Ｌ３モードのデータ通信か、あるいはその他のデータ通信かを判断する通信判断部と、前記Ｌ２モードでのデータ通信を制御するＬ２デ−タ通信制御部と、前記Ｌ３モードでのデータ通信を制御するＬ２デ−タ通信制御部とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のネットワークシステムは、前記Ｌ３デ−タ通信制御部が前記アドレス変換テーブルに基づき、Ｌ３モードのデ−タ通信のＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスを変更、チェックサムの再計算、かつＬ３デ−タ通信を制御し、また、Ｌ２デ−タ通信制御部がアドレス変換テーブルに基づいてＬ２モードのデ−タ通信のＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスを変更もしくは変更せずを含む、アドレスの書き換え処理、チェックサムの再計算を行い、Ｌ２デ−タ通信を制御し、前記二種類の通信制御部のうち、一つ以上の制御部を任意の数で、かつ任意の組み合わせで有し、任意のタイミングで組み合わせを変更することが可能であることを特徴とする。
【００１５】
本発明のネットワークシステムは、前記センター機器が受信した全てもしくは一部のフレームについて、送信元IPアドレスと、送信元MACアドレスと、フレームを受信した接続番号の組を前記データベースと比較し、前記データベースに記載がない場合、前記ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスと接続番号とを前記データベースに記述するデータベースを更新する手段を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明のネットワークシステムは、前記データベースに記載のないＩＰアドレスに対してデータを送信する必要がある場合、その送信すべきデータを受信した接続番号以外の接続番号に接続されている下位セグメントに対し、アドレス解決を依頼または実行し、かつ各前記ネットワーク機器の上位識別子として使用可能な上位識別子群を保持しており、データベース更新時に、更新前のデータベースで使用されていない上位識別子を付与する機能を持つデータベース更新部を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明のネットワークシステムは、上記記載のセンター機器を複数設置し、その複数のセンター機器の上位に、このセンター装置同士を下位セグメントとして接続する請求項１のいずれかに示すセンター機器を設置し、センター機器同士が複数接続された階層型ネットワークが構成されていることを特徴とする。
【００１８】
本発明のネットワークシステムは、上記記載の改良型Ｌ２スイッチ及びセンター機器の１つ以上をソフトウェアによるエミュレーションにより実行することを特徴とする。
【００１９】
本発明のデータ転送方法は、複数の組織、フロア、拠点毎に構成される下位セグメントと、それらを結びつける上位セグメントから構成されるネットワークにおけるデータ転送方法であり、改良型Ｌ２スイッチが前記下位セグメント毎に設置された、自身の属する下位セグメントの他のネットワーク機器から自身宛に送信されたフレームを、上位セグメントに設置されたセンター機器に送信する機能を有する過程と、前記センター機器が、前記改良型Ｌ２スイッチに個々に接続され、改良型Ｌ２スイッチ間のフレームのデータ通信を制御する過程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、上述したとおり各下位セグメントに対し、転送処理するフレームの宛先ＭＡＣアドレスを、上位セグメントのセンター機器のＭＡＣアドレスに変更する機能を有する共通のかつ詳細な経路設定の必要がない改良型Ｌ２スイッチを配置することにより、不必要なスイッチの個別の設定が必要なくなり設定・保守コストを低減することができる。
また、本発明によれば、システムの目的によらず同一の機器を利用することが可能となるため、大量生産により、改良型Ｌ２スイッチの単価を従来のものに比べて低減することが期待できる。
【００２１】
また、本発明によれば、図１４のテーブルに示したとおり、それぞれのシステムにおいて欠点の少ないネットワークシステムを構築することが可能である。
また、本発明によれば、特に、全セグメントにおいて各機器に固有の上位識別子（例えば、上位ＩＰアドレス）を使用することにより、下位セグメントでは同一の下位ＩＰアドレスでバッティングする機器が存在したとしても、センター機器がデータベースにより認識することが可能となり、優秀なネットワークシステムを作成することが可能である。
加えて、本発明によれば、上位識別子を使用するシステム、または使用しないシステムのいずれのシステムを採用する場合においても、共通の機器による構成が可能であり、センター機器の処理フローを変更することにより、目的に適したネットワークシステムを、下位セグメントの設定を変更せずに、容易に変更することが可能である
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の一実施形態によるネットワークシステムを図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。また、図２は図１におけるセンター機器１００の動作を詳細に説明するための概念図である。
この図において、上位セグメントに対して、複数の組織，複数のフロアまたは複数の拠点に構成される下位セグメント、例えば下位セグメント１及び下位セグメント２各々が、改良型Ｌ２スイッチＣと改良型Ｌ２スイッチＦとにより接続されている。
センター機器１００は、改良型Ｌ２スイッチと接続するための接続端子が設けられており、下位セグメント１の改良型Ｌ２スイッチＣがＮＩＣ（Network Interface Card）を介して、接続口１０１に接続され、同様に、下位セグメント２の改良型Ｌ２スイッチＦがＮＩＣを介して、接続口１０２に接続されている。
【００２３】
下位セグメント１においては、改良型Ｌ２スイッチＣに対して、接続機器としてコンピュータＡ及びコンピュータＢがそれぞれＮＩＣを介して接続されている。
同様に、下位セグメント２においては、改良型Ｌ２スイッチＦに対して、接続機器としてコンピュータＤ及びコンピュータＥがそれぞれＮＩＣを介して接続されている。
上記、本発明の改良型Ｌ２スイッチは、各下位セグメントに配置されており、通常のＬ２スイッチ（下位セグメント宛て通信及び自身宛通信を破棄し、その他の通信を全て上位セグメントに転送する）とは異なり、改良型Ｌ２スイッチ自身に宛てられた通信も、必要に応じて、発信元ＭＡＣアドレスを自身に、発信先ＭＡＣアドレスをセンター機器に書き換えた後に、上位セグメント（本実施形態においてはセンター機器）に対して転送する。
また、本発明の改良型Ｌ２スイッチは、従来のＬ２スイッチと同様に、あるいは従来のＬ３スイッチとは異なり、個々に転送経路を設定する必要はないということを特徴としている。
【００２４】
センター機器１００は、データベースＥＦＤＢ１，通信判断部１０６，Ｌ２デ−タ通信制御部１０４、Ｌ３データ通信制御部１０２のうちの、一つ以上を任意の組合せで有し、また、ＥＦＤＢ拡張部１０５が付加される場合もある。
すなわち、Ｌ２デ−タ通信制御部１０４及びＬ３データ通信制御部１０２の二種類の通信制御部のうち、一つ以上の制御部を任意の数で、かつ任意の組み合わせで有し、任意のタイミングで組み合わせを変更することが可能である。
なお、後述するが、ＭＡＣアドレス及び各ＩＰアドレスの検索用のデータベースとして、データベースＥＦＤＢ２を用いる場合、上記データベースＥＦＤＢ１は用いられない。
データベースＥＦＤＢ１は、例えば、改良型Ｌ２スイッチＣとセンター機器１００とを接続した段階において、改良型Ｌ２スイッチＣからセンター機器１００に対して、改良型Ｌ２スイッチＣの下位ＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスを送信し、接続されている接続口の接続番号に対応して書き込むことも可能である。
また、あらかじめ、センター機器１００に接続される改良型Ｌ２スイッチの情報を、接続番号に対応して、データベースＥＦＤＢ１に書き込むように制御することも可能である。
【００２５】
次に、図１及び図２を参照し、本発明の第１の実施形態によるネットワークシステムの動作例の説明を行う。この図１において、本第１の実施形態の説明では、下位セグメント１におけるコンピュータＡ，コンピュータＢ及び改良型Ｌ２スイッチＣおのおのの下位ＩＰアドレスは、それぞれ各ネットワーク機器の下部に記載されている「192.168.1.1」，「192.168.1.2」，「192.168.1.3」をそれぞれ用いる。
通信判断部１０６は、各改良型Ｌ２スイッチから受け取った、データ送信されるフレームの送信先ＭＡＣアドレスを取得し、その送信先ＭＡＣアドレスを含むフレームヘッダおよび接続番号を、ＥＦＤＢ更新部１０５に対して通知する（ステップＳ１）。
次に、通信判断部１０６は、データベースＥＦＤＢ１に記憶されているＭＡＣアドレスの中に、送信先ＭＡＣアドレスに一致するものの有無の検索を行う（ステップＳ２）。
【００２６】
そして、通信判断部１０６は、上記検索の結果として、送信先ＭＡＣアドレスがセンター機器１００のＭＡＣアドレスと一致したこと（また、改良型Ｌ２スイッチとセンター機器との間をカプセル化することにより、ＶＰＮ（Virtual Private Network）等の通信インフラを利用してデータ通信を行う際には、対応する改良型Ｌ２スイッチのＭＡＣアドレスと一致したこと）を検出した場合、このフレームのデータ通信がＬ３通信であること判断（検出）して、このフレームをＬ３通信制御部１０３に転送する（ステップＳ３）。
ここで、フレームを送信するネットワーク機器が、改良型Ｌ２スイッチＣとセンター機器１００との間での通信に必要なヘッダ情報を付加、つまり、送信先ＭＡＣアドレスを改良型Ｌ２スイッチのＭＡＣアドレスとすることにより、カプセル化の手段を用いて通信経路を接続することができ、ネットワーク機器は送信すべきフレーム自体を変更することなく、フレームを転送することができる。
すなわち、通信判断部１０６は、転送されてきたフレームの宛先ＭＡＣアドレスを検出し、この宛先ＭＡＣアドレスがセンター機器１０１宛であるか、改良型Ｌ２スイッチＣ宛であるかの検出を行う。
【００２７】
このとき、通信判断部１０６は、改良型Ｌ２スイッチＣ宛であることを検出すると、フレームがカプセル化されていると判定し、センター機器１００宛であることを検出すると、カプセル化されておらず、Ｌ３モードの動作を行う必要があると判定し、フレームをＬ３通信制御部１０３に転送する。
一方、通信判断部１０６は、その他の機器のＭＡＣアドレスと一致した場合、あるいはデータベースＦＥＤＢ１で検出されない（未知のＭＡＣアドレス）であった場合、Ｌ２モードの通信であることを判断（検出）して、このフレームをＬ２通信制御部１０４に転送する。（ステップＳ３）。
ここで、Ｌ２モードのデータ通信とは、ＯＳＩ階層モデルにおける第２層で処理すべきフレーム形式のデータであり、Ｌ３モードのデータ通信とは、ＯＳＩ階層モデルにおける第３層で処理すべきフレーム形式のデータかを示している。
【００２８】
次に、Ｌ３通信制御部１０３は、受け取ったデータ通信のフレームから、宛先下位ＩＰアドレスを取得し、データベースＥＦＤＢ１に記憶されている下位ＩＰアドレスの中に、この宛先下位ＩＰアドレスが有るか否かの検索を行う（ステップＳ４，Ｓ５）。
そして、Ｌ３通信制御部１０３は、データベースＥＦＤＢ１に記憶された下位ＩＰアドレスに、上記宛先下位ＩＰアドレスと一致する下位ＩＰアドレスが検出された場合、すなわちこの宛先下位ＩＰアドレスが既に登録済みであった場合、接続番号から改良型Ｌ２スイッチのＭＡＣアドレスをデータベースＥＦＤＢ１から抽出する（ステップＳ６）。
そして、Ｌ３通信制御部１０３は、発信元ＭＡＣアドレスを当該下位ＩＰアドレスを有するネットワーク機器が所属する下位セグメントの改良型Ｌ２スイッチのＭＡＣアドレスに変更し、かつ送信先ＭＡＣアドレスを当該ネットワーク機器のＭＡＣアドレスに変更し、この改良型Ｌ２スイッチに対してフレームの送信を行う（ステップＳ７，Ｓ８）。
【００２９】
一方、Ｌ３通信制御部１０３は、データベースＥＦＤＢ１に宛先下位ＩＰアドレスと一致する下位ＩＰアドレスが検出できなかった場合、デ−タ通信のフレームを待ち行列に収納し、順次、ＥＦＤＢ拡張部１０５へ、このフレームの宛先下位ＩＰアドレスを送信する（ステップＳ９）。
また、Ｌ３通信制御部１０３は、同一のフレームが設定された制限回数を超えて、待ち行列に収納することを検出した場合、このフレームを破棄する（ステップＳ１０）。
そして、Ｌ３通信制御部１０３は、一定時間後にデータベースＥＦＤＢ１を確認し、当該下位ＩＰアドレスが登録されていた場合、上述した宛先下位ＩＰアドレスが検出された時と同様の各ＭＡＣアドレスの書き換えを行った後に、当該データ通信のフレームを対応する改良型Ｌ２スイッチに対して転送する（ステップＳ７，８）。
【００３０】
また、ＥＦＤＢ拡張部１０５は、受け取ったデータ通信のフレームが有する送信元下位ＩＰアドレスがデータベースＥＦＤＢ１に登録されている下位ＩＰアドレスに一致するものが有るか否かを検出し、登録されていない場合、下位ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとをフレームから抽出し、接続番号とともにデータベースＥＦＤＢ１に記憶させて登録を行う（ステップＳ１１）。
【００３１】
また、ＥＦＤＢ拡張部１０５は、Ｌ３通信制御部１０３から下位ＩＰアドレスを受け取った場合、送信先以外の接続番号に接続された改良型Ｌ２スイッチ宛てに、アドレス解決を目的とした通信を行い（ステップＳ１２）、いずれかの改良型Ｌ２スイッチから応答パケットが受信されると、一対一で対応していることを検出、すなわち一意にネットワーク機器が識別できるか否かを検出し（ステップＳ１３）、複数のネットワーク機器に重複しているＩＰアドレスであれば破棄し（ステップＳ１４）、一意に識別できれば、データベースＥＦＤＢ１へ登録する（ステップＳ１１）。
【００３２】
Ｌ２通信制御部１０４は、受け取ったデータ通信から宛先ＭＡＣアドレスを取得し、データベースＥＦＤＢ１に記憶されているＭＡＣアドレスに一致したものが有るか否かの検索を行う（ステップＳ１５）。
そして、Ｌ２通信制御部１０４は、データベースＥＦＤＢ１に当該ＭＡＣアドレスが既に登録されていた場合、検索された接続番号に接続された当該改良型Ｌ２スイッチに対して、フレームの送信を行う（ステップＳ１６）。
一方、Ｌ２通信制御部１０４は、データベースＥＦＤＢ１に対応するＭＡＣアドレスが登録されていない場合、デ−タ通信のフレームを、送信元ＭＡＣアドレス以外の全ての改良型Ｌ２スイッチに対してフレームを流す（ステップＳ１７）。
このとき、Ｌ２通信制御部１０４は、送信元ＭＡＣアドレスアドレスをセンター機器１００のＭＡＣアドレスに変更し、送信先ＭＡＣアドレスを変更せずに、フレームを送信する（ステップＳ１８，Ｓ１９）。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
次に、図１及び図３を参照し、本発明の第２の実施形態によるネットワークシステムの説明を行う。第２の実施形態のネットワークシステムが、第１の実施形態と異なる点は、ＭＡＣアドレス検索用のデータベースとして、データベースＥＦＤＢ１に上位ＩＰアドレスを加えたデータベースＥＦＤＢ２を用いていることである。また、図３は図１におけるセンター機器１００の動作を詳細に説明するための概念図である。この図１において、本第２の実施形態の説明では、下位セグメント１におけるコンピュータＡ，コンピュータＢ及び改良型Ｌ２スイッチＣおのおのの下位ＩＰアドレスは、それぞれ各ネットワーク機器の下部の（）内に記載されている「192.168.0.1」，「192.168.0.2」，「192.168.0.3」をそれぞれ用いる。
このため、センター機器１００は、第２の実施形態において、発信元ＩＰアドレスを、発信元ネットワーク機器の上位識別子に、かつ送信先ＩＰアドレスを、送信先機器の下位ＩＰアドレスに、それぞれ書き換える処理を行う。
この上位識別子は、下位セグメントのネットワーク機器が特定できる識別情報であればよいので、ＩＰｖ６のアドレスを上位ＩＰアドレスとして用いたり、接続口の接続番号と下位ＩＰアドレスとの組み合わせなど、各ネットワーク機器が一意に検出できる識別情報であれば何の値でもよい。以降の説明においては、上位識別子として上位ＩＰアドレスを用いる。
第１の実施形態と同様な構成については、同一の符号を付し、異なる点を説明する。
【００３４】
ＥＦＤＢ拡張部１０５は、受け取ったデータ通信のフレームが有する送信元下位ＩＰアドレスがデータベースＥＦＤＢ２に登録されている下位ＩＰアドレスに一致するものが有るか否かを検出し、登録されていない場合、下位ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとをフレームから抽出し、接続番号および適切な上位ＩＰアドレス（後述する蓄積されている未使用の上位アドレスから選択した）とともにデータベースＥＦＤＢ２に記憶させて登録を行う。
これにより、ＥＦＤＢ拡張部１０５は、Ｌ３通信制御部１０３から下位ＩＰアドレスを受け取った場合、送信先以外の接続番号に接続された改良型Ｌ３スイッチ宛てに、アドレス解決を目的とした通信を行う。
【００３５】
Ｌ２通信制御部１０４は、受け取ったデータ通信から宛先ＭＡＣアドレスを取得し、データベースＥＦＤＢ１に記憶されているＭＡＣアドレスに一致したものが有るか否かの検索を行う。
そして、Ｌ２通信制御部１０４は、データベースＥＦＤＢ２に当該ＭＡＣアドレスが既に登録されていた場合、検索された接続番号に接続された当該改良型Ｌ２スイッチに対して、フレームの送信を行う。
一方、Ｌ２通信制御部１０４は、データベースＥＦＤＢ２に対応するＭＡＣアドレスが登録されていない場合、デ−タ通信のフレームを、送信元ＭＡＣアドレス以外の全ての改良型Ｌ２スイッチに対してフレームを流す。
【００３６】
次に、図１及び図３を参照し、本発明の第２の実施形態によるネットワークシステムの動作例の説明を行う。図３において、第１の実施形態の図２と同様の処理を行うステップには同一のステップ番号を付した。異なる点のみを以下に説明する。大きな違いは、上位ＩＰアドレスを使用するため、ステップＳ２０がステップＳ６及びＳ７の間に介挿された点である。
すでに述べたように、図１５に示した通常のネットワークシステムにおいて、下位セグメント１におけるコンピュータＡが、他の下位セグメント２のコンピュータＤと通信を行う際、下位セグメント１と下位セグメント２のアドレス体系が重複しているため、通常のＬ３スイッチやＬ２スイッチにより接続した場合、宛先のＩＰアドレスが自身と同様に定義されているため、データ通信ができない。
そのため、本発明においては、以下に示すデータ通信方法において、各ネットワーク機器間のフレームの送受信を行う。
【００３７】
本実施形態においては、下位セグメント１のコンピュータＡから、下位セグメント２のコンピュータＤにフレームを送信するデータ通信を行う場合の動作を説明する。
ここで、データ送信の動作の前提として、データベースＥＦＤＢ２には、通信を行うため、データベースＥＦＤＢ２において、ネットワーク全体のネットワーク機器のデータを含む、少なくとも図４に示すアドレス変換テーブルを用意する。
このときコンピュータＡには、予めコンピュータＤの上位ＩＰアドレスが、”10.10.10.4”であり、このアドレスにアクセスすればよいことを知っていることを前提とする。
また、改良型Ｌ２スイッチＣは、自身のＭＡＣアドレスおよびＩＰアドレスをセンター機器１００に予め送信し、データベースＥＦＤＢ２に登録処理を行っておく。
【００３８】
ここで用いる上位ＩＰアドレスは、理想的にはネットワーク全体に存在する全ての下位セグメントの全てのコンピュータに対応する数を用意しておく。また、用意された上位ＩＰアドレスは、重複するアドレスの値を用いない。
また、上位ＩＰアドレスとして、下位ＩＰアドレスと接続端子の接続番号との組み合わせで一意にネットワーク機器を識別できる数値としてもよい。
コンピュータＡは、コンピュータＤに対して通信する際、図５に示すアドレスをヘッダ情報として有するフレームを改良型Ｌ２スイッチＣに送信する。
【００３９】
ここで、送信先のＭＡＣアドレスを改良型Ｌ２スイッチＣに対して行えばよいことは、コンピュータＡ、またはその他の図示しないルータが保持しているルーティングテーブルより判断する。もしくは、その他の図示しないルータによって転送されて、上記のフレームが改良型Ｌ２スイッチＣに到達する。その他のルータによって転送された場合、この他のルータは、送信元ＭＡＣアドレスを、転送を行った自身のＭＡＣアドレスとして転送処理を行う。
【００４０】
ここで、改良型Ｌ２スイッチは、図５のヘッダ情報を有するフレームを受け取ると、図６に示すフローチャートに従い、フレームに対する処理を行う（この処理においては第１の実施形態における改良型Ｌ２スイッチも同様の動作を行う）。
改良型Ｌ２スイッチは、フレームを受信すると（ステップＳ５０）、宛先ＭＡＣアドレスが自身のものか否かの検出を行い（ステップＳ５１）、自身宛である場合、ステップＳ５２へ処理を移行させ、自身宛で無い場合、ステップＳ５５へ処理を移行させる。
【００４１】
次に、改良型Ｌ２スイッチは、宛先が自身であることを検出した場合、このフレームの送信元ＭＡＣアドレスがセンター機器１００のものであるか否かの検出を行い（ステップＳ５２）、送信元がセンター機器１００であることを検出すると、このフレームを破棄し（ステップＳ５４）、送信元がセンター機器１００でないことを検出すると、センター機器１００の接続端子１０１に接続されている接続ポートに対してフレームを転送する（ステップＳ５３）。
【００４２】
一方、改良型Ｌ２スイッチは、ステップＳ５１において、宛先ＭＡＣアドレスが自身宛でないと検出した場合、下位セグメント１にあるネットワーク機器であるため、宛先ＭＡＣアドレスが改良型Ｌ２スイッチのどの接続ポート側にあるか自身のＦＤＢ（Forwarding Database）により検出し（ステップＳ５５）、検出された場合、対応する接続ポートに対してフレームを転送し（ステップＳ５６）、一方、ＦＤＢにより検出されない場合、可能性のある全ての接続ポートに対して転送する（ステップＳ５７）。
【００４３】
図１に戻り、フレームの宛先が改良型Ｌ２スイッチ自身であるため、改良型Ｌ２スイッチＣは、入力されたフレームをセンター機器１００に対して転送する。
ここで、転送する際のフレームは直接通信する場合には、図７に示すアドレスを有するヘッダ情報を有している。
または、図８に示すヘッダ情報、そのフレームを別のＭＡＣフレームによりカプセル化して、すなわちセンター機器１００のＭＡＣアドレスではなく改良型Ｌ２スイッチＣのＭＡＣアドレスを送信先のＭＡＣアドレスとして、そのままセンター機器１００へ転送する。
【００４４】
センター機器１００からフレームが入力されると、通信判断部１０６は、各改良型Ｌ２スイッチから受け取ったフレームの送信先ＭＡＣアドレスを含むフレームヘッダおよび接続番号を取得し、その送信先ＭＡＣアドレスを、ＥＦＤＢ更新部１０５に対して通知する（ステップＳ１）。
次に、通信判断部１０６は、データベースＥＦＤＢ２に記憶されているＭＡＣアドレスの中に、送信先ＭＡＣアドレスに一致するもの有無の検索を行う（ステップＳ２）。
そして、通信判断部１０６は、ステップＳ３において、第１の実施形態と同様の動作を行い、宛先ＭＡＣアドレスがその他の場合、Ｌ２データ通信制御部１０４へフレームを出力する。以降のステップＳ１５からステップＳ１９までの処理は第１の実施形態と同様である。
【００４５】
また、通信判断部１０６は、転送されてきたフレームの宛先ＭＡＣアドレスを検出し、この宛先ＭＡＣアドレスがセンター機器１０１宛であるか、改良型Ｌ２スイッチＣ宛であるかの検出を行う。
このとき、通信判断部１０６は、改良型Ｌ２スイッチＣ宛であることを検出すると、フレームがカプセル化されていると判定し、センター機器１００宛であることを検出すると、カプセル化されておらず、Ｌ３モードの動作を行う必要があると判定する（ステップＳ３）。
【００４６】
また、ステップＳ１１において、ＥＦＤＢ更新部１０５は、ステップＳ１で通信判断部１０６から送信された送信元ＩＰアドレスと送信元ＭＡＣアドレスから、コンピュータＡ（接続口１０１；接続番号１に接続されている改良型Ｌ２スイッチＣに対応するネットワーク機器；セグメント）のＩＰアドレス“192.168.0.1”がＭＡＣアドレス“00:00:A0:11:11:11”であることを学習して、データベースＥＦＤＢ２を登録して更新する。
このとき、ＥＦＤＢ更新部１０５は、コンピュータＡに付加する上位ＩＰアドレスを、必要に応じて、未使用の上位ＩＰアドレスが蓄積されているアドレスプールより取得する。
【００４７】
Ｌ３データ通信制御部１０３は、届いたフレームの転送先ＩＰアドレスをデータベースＥＦＤＢ２で検索し、コンピュータＤの上位ＩＰアドレス“10.10.10.4”と一致することを検出すると、図４のアドレス変換テーブルから、接続口１０２；接続番号２に接続された改良型Ｌ２スイッチＦに対応する下位ＩＰアドレス“192.168.0.1”のネットワーク機器、すなわちコンピュータＤであることが検出される（ステップＳ４，Ｓ５）。
一方、ＥＦＤＢ更新部１０５は、コンピュータＤのＭＡＣアドレスがデータベースＥＦＤＢ２から検索されない場合、接続番号２の接続口１０２に接続された改良型Ｌ２スイッチＤに対して、ＭＡＣアドレス検索のためのＡＲＰパケットを送信し、下位セグメント２のＬＡＮ内の下位ＩＰアドレス“192.168.0.1”のマシンに付加されたＭＡＣアドレスが“00:00:D0:11:11:11”であるか否かの検出を行う（ステップＳ９，Ｓ１２）。
【００４８】
そして、ＥＦＤＢ更新部１０５は、改良型Ｌ２スイッチＤから上記ＡＲＰパケットに対する返答パケットを入力し、下位ＩＰアドレス“192.168.0.1”とＭＡＣアドレス“00:00:D0:11:11:11”とが一意に決定出来る場合、すなわち一対一対応している場合、データベースＥＦＤＢ２を更新し、図７のテーブルの最下段のようにＭＡＣアドレスを登録する（ステップＳ１３，Ｓ１１）。
また、下位ＩＰアドレス“192.168.0.1”とＭＡＣアドレス“00:00:D0:11:11:11”とが一意に決定出来ない場合、このフレームを破棄する（ステップＳ１３，Ｓ１４）。
【００４９】
次に、Ｌ３データ通信制御部１０３は、図７または図８に示すアドレスのヘッダ情報を有するフレームを受け取り（入力し）、Ｌ３モードで転送すべきだと判断した場合は、フレームを図１０及び図１１のアドレスのように書き換え、接続番号２の接続口１０２から改良型Ｌ２スイッチＦに対して転送する（ステップＳ６，Ｓ２０，Ｓ７，Ｓ８）。
すなわち、Ｌ３データ通信制御部１０３は、図１０及び図１１に示すように、送信先ＩＰアドレスを、コンピュータＤの上位ＩＰアドレスからコンピュータＤの下位ＩＰアドレスに変更し、また送信元ＩＰアドレスを、コンピュータＡの下位ＩＰアドレスからコンピュータＡの上位ＩＰアドレスに変更し、フレームのチェックサムの再計算を行う（ステップＳ２０）。
【００５０】
また、Ｌ３データ通信制御部１０３は、図７のように、送信先ＭＡＣアドレスがセンター機器１００のＭＡＣアドレスであり、フレームがカプセル化されていなかった場合、図１０に示すように、送信元ＭＡＣアドレスをセンター機器１００のＭＡＣアドレスとし、フレームがカプセル化されていた場合、図１１に示すように、送信元ＭＡＣアドレスを改良型Ｌ２スイッチＦのＭＡＣアドレスとする（ステップＳ７、これは第１の実施形態でも同様）。
また、ＥＦＤＢ更新部１０５は、図１２に示すように、上述した各処理によるフレームの転送処理の過程において、新たにネットワーク機器のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの対応が検出された場合、順次、データベースＥＦＤＢ２に、これらの対応情報を記憶させて追加登録する。
【００５１】
なお、図１における改良型Ｌ２スイッチの機能及びセンター機器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、実行することによりフレームの転送処理を行ってもよい。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、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。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が送信された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（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５２】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。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良い。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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態によるネットワークの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１における第１の実施形態のセンター機器１００の機能を説明する概念図である。
【図３】図１における第２の実施形態のセンター機器１００の機能を説明する概念図である。
【図４】図３におけるデータベースＥＦＤＢ２に記憶されているアドレス変換テーブルの構成を示す概念図である。
【図５】フレームに付加されたヘッダ情報における各アドレスの記述を示す概念図である。
【図６】本発明における第１及び第２の実施形態における拡張Ｌ２スイッチの動作例を示すフローチャートである。
【図７】フレームに付加されたヘッダ情報における各アドレスの記述を示す概念図である。
【図８】フレームに付加されたヘッダ情報における各アドレスの記述を示す概念図である。
【図９】図３におけるデータベースＥＦＤＢ２に記憶されているアドレス変換テーブルの構成を示す概念図である。
【図１０】フレームに付加されたヘッダ情報における各アドレスの記述を示す概念図である。
【図１１】フレームに付加されたヘッダ情報における各アドレスの記述を示す概念図である。
【図１２】図３におけるデータベースＥＦＤＢ２に記憶されているアドレス変換テーブルの構成を示す概念図である。
【図１３】フレームに付加されたヘッダ情報における各アドレスの記述を示す概念図である。
【図１４】フレームに付加されたヘッダ情報における各アドレスの記述を示す概念図である。
【図１５】フレームに付加されたヘッダ情報における各アドレスの記述を示す概念図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００…センター機器
１０１，１０２…接続口
１０３…Ｌ３データ通信制御部
１０４…Ｌ２データ通信制御部
１０５…ＥＦＤＢ拡張部
１０６…通信判断部
Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ…コンピュータ
Ｃ，Ｆ…改良型Ｌ２スイッチ
ＥＦＤＢ１，ＥＦＤＢ２…データベース
【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】
2007081877.tif 000011
【図１０】
2007081877.tif 000012
【図１１】
2007081877.tif 000013
【図１２】
2007081877.tif 000014
【図１３】
2007081877.tif 000015
【図１４】
2007081877.tif 000016
【図１５】
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