(57)【要約】【課題】汎用ルーティングアプリケーションを利用可能な、機能拡張性の高いモジュラー型のパケット転送処理装置（ルータ装置）を提供する。【解決手段】パケット転送処理装置１０は、パケットの転送を行うフォワーディングエレメント（ＦＥ）１０１〜１０３と、ＦＥ１０１〜１０３間を接続するバックプレーンスイッチファグリック（ＳＷ）１００と、ＦＥ１０１〜１０３を制御するコントロールエレメント（ＦＥ）１０４と、を有する。ＦＥ１０１〜１０３の外部インタフェースとＣＥ１０４との間にトンネリング技術を利用したトンネルが形成され、ＣＥ１０４においてＦＥ１０１〜１０３の外部インタフェースに対する仮想インタフェースが設定され、ＦＥ１０１〜１０３の外部インタフェースに到達した経路制御パケットはトンネルを経由してＣＥ１０４に転送される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットの転送を行うフォワーディングエレメントと、
前記フォワーディングエレメント間を接続するバックプレーンスイッチファグリックと、
前記フォワーディングエレメントを制御するコントロールエレメントと、
を有し、
前記コントロールエレメントにおいて前記フォワーディングエレメントの外部インタフェースに対する仮想インタフェースが設定され、前記外部インタフェースに到達した経路制御パケットは前記コントロールエレメントに転送される、パケット転送処理装置。
【請求項２】
前記外部インタフェースと前記コントロールエレメントとの間にトンネリング技術を利用したトンネルが形成され、前記外部インタフェースに到達した経路制御パケットは前記トンネルを経由して前記コントロールエレメントに転送される、請求項１に記載のパケット転送処理装置。
【請求項３】
前記コントロールエレメントは、経路計算機能を有するとともに前記パケット転送処理装置全体のためのルーティングテーブルを有し、前記各フォワーディングエレメントは当該フォワーディングエレメントでのパケット転送処理に用いられるフォワーディングテーブルを有する、請求項１または２に記載のパケット転送処理装置。
【請求項４】
前記フォワーディングテーブルは前記フォワーディングエレメントごとに前記ルーティングテーブルに基づいて作成され、対応するフォワーディングエレメントに設定される、請求項３に記載のパケット転送処理装置。
【請求項５】
前記ルーティングテーブルは汎用ルーティングアプリケーションによって作成される、請求項３または４に記載のパケット転送処理装置。
【請求項６】
前記フォワーディングテーブルは前記コントロールエレメントにおいて作成される、請求項３または４に記載のパケット転送処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット転送、パケット交換処理を行うためのための装置に関し、特に、パケット転送機能と転送経路計算機能が分離したモジュラー型のルータ装置などのパケット転送処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットやＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）などのネットワークの発展に伴って、ネットワーク内で大量のパケットを高速で疎通させる必要が生じている。こうしたネットワークでは、一般に、通信プロトコルとしてＩＰ（インターネットプロトコル；Internet Protocol）が使用されている。そのため、ＩＰ用の機能拡張性に優れたパケット転送処理装置すなわちＩＰルータ装置が求められるようになってきている。
【０００３】
ルータ装置は、機能面で考えると、回線に接続しパケット転送を実行するラインカード相当のフォワーディングエレメント（ＦＥ）と、ＦＥ間を接続するバックプレーンスイッチファグリック（ＳＷ）と、ＦＥを制御する制御カード相当のコントロールエレメント（ＣＥ）とによって構成される。
【０００４】
特許文献１（特許第３６７１２６０号明細書）には、機能拡張性の向上を目的として、経路情報に伴うプロトコル処理を行うプロトコル処理部と、回線との接続に用いられる回線対応部とをそれぞれモジュールとしたルータ装置が開示されている。回線対応部はＦＥに相当するものであって、各回線対応部のモジュールにはアドレス変換テーブルが内蔵されている。複数の回線対応部と１または複数のプロトコル処理部とをバックプレーンのスイッチに接続することにより、機能拡張性に優れたルータ装置を構築できるようになっている。
【０００５】
このように、ルータ装置の構成として、機能分割されたモジュラー型の装置構成を採用し、さらに、機能単位でモジュールの追加、削除、アップグレードなどを容易に実行可能とすることで、高い機能拡張性を有するＩＰルータ装置が実現できる。
【０００６】
ところで、ルータ装置は、一般に、ハードウェアとしてプロセッサやスイッチ、インタフェースなどを備えるとともに、プロセッサ上で実行されるソフトウェアを備えて構成されたものである。ルータ装置では、ソフトウェアとして、プロセッサに対するＯＳ（オペレーションシステム）のほか、パケット転送の経路制御を行うためにルーティングアプリケーションが搭載される。モジュラー型ルータ装置に搭載するルーティングアプリケーションでは、複数ＦＥの存在を考慮した実装、およびルータ装置のＯＳに沿った実装が必要となる。
【０００７】
近年、オープンソースコミュニティにおいて、汎用のＯＳ（例えばＬｉｎｕｘ（登録商標））上で汎用ルーティングアプリケーションが開発されており、そのような汎用ルーティングアプリケーションの１つとして、“Ｚｅｂｒａ”がある（非特許文献１）。
【特許文献１】特許第３６７１２６０号明細書
【非特許文献１】“ＧＮＵ  Ｚｅｂｒａ”、［online］、［2005年7月20日検索］、インターネット〈URL：http://www.zebra.org〉
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｚｅｂｒａなどの汎用ＯＳ上で動作するルーティングアプリケーションは、ルータを構成する上述のＦＥ、ＳＷ及びＣＥの各機能が単一のプロセッサによって実行されることを前提としており、ＦＥやＣＥがそれぞれモジュールとして構成され、さらに搭載されるＦＥモジュールやＣＥモジュールの数が変化し得るモジュラー型ルータ装置には、現状では搭載することができない。
【０００９】
もし、Ｚｅｂｒａなどの汎用ＯＳ上で動作するルーティングアプリケーションをモジュラー型に搭載することが可能になれば、ルータ装置を作成する際のルーティングアプリケーションとして新たなアプリケーション開発を行うことが不要となり、また新規機能を搭載したルーティングアプリケーションへの置き換えを容易に行えることができるようになる。さらに、オープンソース・アプリケーションを利用することによる新規機能開発コストの削減が期待できる。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、モジュラー型ルータ装置において、汎用ルーティングアプリケーションを利用可能にし、汎用アプリケーションにより作成されたルーティングテーブルをモジュラー型ルータの機能モジュールに反映する方式を実現することで、機能拡張性の高いパケット転送処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のパケット転送処理装置は、パケットの転送を行うフォワーディングエレメントと、フォワーディングエレメント間を接続するバックプレーンスイッチファグリックと、フォワーディングエレメントを制御するコントロールエレメントと、を有し、コントロールエレメントにおいてフォワーディングエレメントの外部インタフェースに対する仮想インタフェースが設定され、外部インタフェースに到達した経路制御パケットはコントロールエレメントに転送される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、機能モジュールに分割されて構成されたモジュラー型ルータ装置において、汎用ルーティングアプリケーションの使用が可能となり、ハードウェア面およびソフトウエア面での機能拡張性の高いルータ装置を容易に実現できるようになる、という効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の一形態のルータ装置（パケット転送処理装置）の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図示されるルータ装置は、バックプレーンスイッチファグリック（ＳＷ）１００を備えるとともに、パケット転送機能をもつラインカード相当の３枚のフォワーディングエレメント（ＦＥ）１０１〜１０３と、ＦＥ１０１〜１０３を制御するコントロールエレメント（ＣＥ）１０４とを備えている。ＦＥ１０１〜１０３及びＣＥ１０４はいずれもモジュールとして構成されており、それぞれのプロセッサを備えている。
【００１５】
ＦＥ１０１〜１０３はいずれもＩＰフォワーディングテーブル（ＦＩＢ：Forwarding Information Base）を搭載しており、バックプレーン側すなわちスイッチ側のインタフェースＩＦ１−３，ＩＦ２−２，ＩＦ３−３には、それぞれ、ＩＰアドレスＢＩＰ１，ＢＩＰ２，ＢＩＰ３が付与されている。さらにＦＥ１０１は、外部回線接続用の外部インタフェースＩＦ１−１，ＩＦ１−２を備え、それらはそれぞれＩＰアドレスＩＰ１，ＩＰ２が付与されるとともに、ネットワークＮＷ１，ＮＷ２に接続しているものとする。同様に、ＦＥ１０２は、ＩＰアドレスＩＰ３が付与されてネットワークＮＷ３に接続する外部インタフェースＩＦ２−１を備え、ＦＥ１０３はＩＰアドレスＩＰ４，ＩＰ５がそれぞれ付与されてネットワークＮＷ４，ＮＷ５に接続した外部インタフェースＩＦ３−１，ＩＦ３−２を備えている。
【００１６】
ＣＥ１０４は、ＯＳＰＦ(Open Shortest Path First)あるいはＲＩＰ(Routing Information Protocol)などの経路計算プロトコルに基づく経路計算機能を備えており、ＩＰルーティングテーブル（ＲＩＢ；Routing Information Base）を保持している。ＣＥ１０４のバックプレーン側のインタフェースには、ＩＰアドレスＢＩＰ４が付与されている。ＣＥ１０４には、汎用ＯＳ（例えばＬｉｎｕｘ（登録商標））を使用することが可能なプロセッサボードが利用されており、ＯＳとしてＬｉｎｕｘ（登録商標）などの汎用ＯＳが用いられている。そしてＣＥ１０４では、その汎用ＯＳ上で、汎用ルーティングアプリケーションが動作している。
【００１７】
このような構成のルータ装置において、図２に示すように、ＦＥ１０１〜１０３の各外部インタフェースからＣＥ１０４に対してＩＰトンネンリングを行う機能が、ＦＥ１０１〜１０３及びＣＥ１０４に搭載されている。また、ＣＥ１０４には、各ＦＥの外部インタフェースに対するＩＰトンネルをそのＣＥ１０４の汎用ＯＳにおいて仮想インタフェース（ＶＩＦ；virtual Interface）として設定する機能が搭載されている。
【００１８】
このようにＩＰトンネルが設定されているとして、このルータ装置では、ＦＥの各外部インタフェースへ到着する隣接ルータからの経路制御パケット（ＯＳＰＦ，ＲＩＰなど）は、ＩＰトンネルを経由してＣＥ１０４のＶＩＦへ転送可能とされている。同様に、ＣＥ１０４上のＶＩＦへ送出されるパケットは、ＩＰトンネルを経由し、ＦＥの外部インタフェースより出力可能とされている。
【００１９】
このようなＶＩＦを作成する機能をＦＥ１０１〜１０３、ＣＥ１０４に搭載することによって、ＣＥ１０４の汎用ＯＳ上で動作する汎用ルーティングアプリケーションには、機能モジュールとして構成されてＣＥからは分離されているＦＥの外部インタフェースが、１つの装置（ＣＥ）に直接接続されたネットワークインタフェースであるように識別される。これにより、ＣＥ１０４上で動作する汎用ルーティングアプリケーションに変更を加えることなくその汎用ルーティングアプリケーションをルータ装置で利用することが可能となり、ルータ装置のルーティングテーブル（ＦＩＢ）を汎用ルーティングアプリケーションで作成することが可能となる。
【００２０】
図３に示すように、本実施形態では、ＣＥ１０４上の汎用ルーティングアプリケーションにより作成されたＲＩＢに基づいて各ＦＥごとのＦＩＢを作成し、作成したＦＩＢを対応するＦＥに設定する機能をＣＥ１０４に搭載することで、ルータ装置としてのパケット転送制御を実現する。具体的には、汎用ルーティングアプリケーションが作成したＲＩＢをＯＳに登録する際に、ＲＩＢを各ＦＥのＦＩＢに変換してこれを各ＦＥに設定する機能をＣＥ１０４に搭載する。
【００２１】
図４は、ＣＥ１０４によって作成されるＲＩＢ及びＦＥ１０１〜１０３に設定されるＦＩＢの例を示している。ＦＩＢもＲＩＢは、エントリごとに、ｐｒｅｆｉｘ（プレフィックス）、Ｎｅｘｔｈｏｐ（次ホップ）及びＩＦ（ｏｕｔ）（出力インタフェース）の項目からなっている。ｐｒｅｆｉｘの欄には、接続先となる外部ネットワーク（ＮＷ１〜ＮＷ５）が記載され、Ｎｅｘｔｈｏｐ欄には、プリフィックス欄に記載されたネットワークへパケットを転送するために次にどのＦＥに転送すればよいかがバックプレーン側のＩＰアドレスで示され、ＩＦ（ｏｕｔ）の欄には、ｐｒｅｆｉｘ欄に記載されたネットワークにパケットを転送する場合にどのインタフェースを用いるかが記載される。Ｎｅｘｔｈｏｐ欄で「ｄｉｒｅｃｔ」とあるのは、自ＦＥから（他のＦＥを介することなく）直接そのネットワークにパケットを転送することを示している。図示されるように、ＣＥ１０４において作成されるＲＩＢでは、Ｎｅｘｔｈｏｐ欄が「ｄｉｒｅｃｔ」であってＩＦ（ｏｕｔ）の欄に仮想インタフェース番号（ＶＩＦ１〜ＶＩＦ５）が指定されている。このことからも分かるように、ＲＩＢは、各ＦＥ１０１〜１０３の外部インタフェースがＣＥ１０４に直収されることが想定されたテーブルとなる。このようなＲＩＢから、各ＦＥ１０１〜１０３のＦＩＢが作成され、対応するＦＥに設定される。
【００２２】
本実施形態のルータ装置では、ＦＥにおけるパケット転送制御のためのＦＩＢにＩＰルーティングテーブルを利用する。これにより、宛先ＦＥのバックプレーンＩＰアドレスをパケットのＮｅｘｔｈｏｐとして指定することで、ＦＥ間のパケット転送が実現可能となる。また、外部インタフェースへのパケット転送制御とバックプレーンでのＦＥ間のパケット転送制御とを１つのテーブルで解決することが可能となる。さらにＩＰルーティングを利用することで、バックプレーンのスイッチには、イーサネット（登録商標）などの方式を用いたものが利用可能となる。
【００２３】
ルーティングアプリケーションにより作成されたＲＩＢから各ＦＥに設定するＦＩＢを作成する手順の例を図５に示す。各ＦＥ用のＦＩＢを作成するため、ＣＥ１０４には、ＲＩＢのほかに、ＩＦ対応テーブルおよびＦＥのバックプレーン情報テーブルが保持される。ＩＦ対応テーブルは、上述したように設定された仮想インタフェースに関し、仮想インタフェースごとに、その仮想インタフェースがどのＦＥのどの外部インタフェース（対応ＩＦの欄）に対応しているかを示すものである。パックプレーン情報テーブルは、各ＦＥごとにそのＦＥのバックプレーン側のＩＰアドレス（ＢＩＰ）とバックプレーン側のインタフェース（ＢＩＦ）との対応を示したものである。
【００２４】
ＲＩＢからＦＩＢを生成する場合には、まず、ＲＩＢのエントリのＩＦ（ｏｕｔ）部の仮想インタフェースをＩＦ対応テーブルから検索する。ここで、一致したエントリの仮想インタフェースが自ＦＥに所属する場合には、ＲＩＢのエントリのＩＦ（ｏｕｔ）をＩＦ対応テーブルの対応ＩＦに変換する。一致したエントリの仮想インタフェースが他のＦＥに係るものである場合には、バックプレーン情報テーブルに基づいて、一致したＩＦ対応テーブルエントリのＦＥのＢＩＰをＮｅｘｔｈｏｐ欄に設定し、ＩＦ（ｏｕｔ）には自ＦＥのＢＩＦを設定する。このような処理を全てのＲＩＢエントリに対して繰り返すことにより、各ＦＥに対するＦＩＢを作成することができる。図５には、図示されたＲＩＢ，ＩＦ対応テーブル及びバックプレーン情報テーブルを用いて生成された、ＦＥ１０１用のＦＩＢも示されている。
【００２５】
ルーティングの経路の削除を行う場合も、ＲＩＢにおける削除エントリに対して、上述と同様の処理を実行し、各ＦＩＢにおいて一致するエントリを削除すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の一形態のルータ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すルータ装置の動作を説明する図である。
【図３】図１に示すルータ装置の動作を説明する図である。
【図４】図１に示すルータ装置の動作を説明する図である。
【図５】ＩＰフォワーディングテーブル（ＦＩＢ）の作成を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１００    バックプレーンスイッチファブリック（ＳＷ）
１０１〜１０３    フォワーディングエレメント（ＦＥ）
１０４    コントロールエレメント（ＣＥ）
【図１】
2007074282.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007074282.tif 000005
【図４】
2007074282.tif 000006
【図５】
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