(57)【要約】【課題】大規模ネットワークにおけるアドレス学習の負荷を軽減する。【解決手段】複数のローカルネットワークＰＢＮが中継ネットワークＰＢＢＮに接続されている。ＰＢＢＮ２には、ＰＢＮごとにそれに所属する機器のＭＡＣアドレス格納したＰＢＮデータベース２１が設けられている。ＰＢＮ＃２に属する送信元ノードからのＰＢＮ＃３に属する宛先アドレスＤＡ宛のイーサネットフレームは、ＰＢＢＮ２におけるＰＢＮ＃２との境界に設けられたエッジスイッチ３２に転送される。エッジスイッチ３２は、ＰＢＮデータベース２１に宛先アドレスＤＡが所属するＰＢＮを問い合わせ、そのＰＢＮに接続される出側のエッジスイッチ３３へのパスを確立して、対応するＶＰタグを生成し、ＰＢＢＮ２内をＶＰタグによるラベルスイッチにより転送する。ＰＢＮデータベース２１の代わりに他のエッジスイッチに問い合わせてもよい。【選択図】図３
2009177282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のローカルネットワークと、前記複数のローカルネットワークを接続する中継ネットワークとを有するネットワークシステムであって、
前記中継ネットワークは、前記ローカルネットワークと接続するエッジスイッチと、フレームを中継するコアスイッチとを備え、
前記エッジスイッチは、自己に接続するローカルネットワークに収容されている全ての機器のＭＡＣアドレスの情報を把握しており、
送信元ノードが所属するローカルネットワークに接続された入側のエッジスイッチは、前記送信元ノードから受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレスと、前記各エッジスイッチが把握している各ローカルネットワークに所属する機器のＭＡＣアドレスの情報とに基づいて、前記宛先アドレスが所属する宛先のローカルネットワークを識別し、該宛先のローカルネットワークに接続されている出側のエッジスイッチヘのパスに対応するＶＬＡＮタグを生成して、前記イーサネットフレームを該生成したＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより前記出側のエッジスイッチまで転送させるものである
ことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
前記各エッジスイッチがそれぞれ把握しているローカルネットワークに収容されている全ての機器のＭＡＣアドレスの情報を格納するデータベースを有し、
前記入側のエッジスイッチは、前記受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレスをキーとして前記データベースに問い合わせることにより、前記宛先アドレスが所属する宛先のローカルネットワークを識別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】
前記入側のエッジスイッチは、前記受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレスについて前記各エッジスイッチに問い合わせ、前記宛先アドレスが所属するエッジスイッチからの応答に基づいて、前記宛先アドレスが所属する宛先のローカルネットワークを識別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４】
前記入側のエッジスイッチは、特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームの単位時間当たりのデータ量が所定値以上となったときに、その特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームについて、前記出側のエッジスイッチへのパスに対応するＶＬＡＮタグを生成して、前記イーサネットフレームを該生成したＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより前記出側のエッジスイッチまで転送させるものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のネットワークシステム。
【請求項５】
前記入側のエッジスイッチは、特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームの単位時間当たりのデータ量が所定値以上となり、前記出側のエッジスイッチへのパスに対応するＶＬＡＮタグを生成して、該生成したＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより前記出側のエッジスイッチまで転送させるようにした後に、その特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームの短時間当たりのデータ量が前記所定値を下回ったときに、ネットワーク内のコネクション数が少ない場合には、前記イーサネットフレームに対するコネクションの切断を所定時間保留することを特徴とする請求項４記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イーサネット（登録商標）を用いた広域ネットワークシステム、特に、複数のローカルネットワークを中継ネットワークを介して接続する階層化されたネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
離れた場所にあるローカルネットワーク間を、中継ネットワーク（コアネットワーク）を介して接続するようにした広域イーサネットサービスが知られている。
このようなネットワークにおいて、宛先アドレスＤＡ（Destination Address）／送信元アドレスＳＡ（Source Address）間にＶＬＡＮ（Virtual LAN：仮想ＬＡＮ）タグによるコネクションを設定し、イーサネットフレームの転送は、このＶＬＡＮタグによるラベルスイッチで転送することが知られている（特許文献１、２、非特許文献１、２）。
【特許文献１】特開平７−２１２４０２号公報
【特許文献２】特開２００２−２４７０８３号公報
【非特許文献１】鈴木宗良、「次世代広域イーサネット標準IEEE802.1ahの概要」、ＮＴＴ技術ジャーナル、Vol.18、No.1、P.54-55、2006.1
【非特許文献２】波戸邦夫、丸吉政博、鈴木宗良、「IEEE802.1ahプロバイダ基幹ブリッジの概要」、ＮＴＴ技術ジャーナル、Vol.18、No.4、P.12-16、2006.4
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
イーサネットでは、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスに基づいてフレームの転送を行うが、ローカルネットワーク（ＰＢＮ：Provider Backbone Network、プロバイダネットワーク）間を中継ネットワーク（ＰＢＢＮ：Provider Backbone Bridge Network、バックボーンネットワーク）で接続するようにした規模の大きなネットワークでは、学習対象となるＭＡＣアドレスが膨大となってしまうという問題がある。
また、宛先アドレスＤＡ／送信元アドレスＳＡ間にＶＬＡＮタグによるコネクションを設定し、イーサネットフレームの転送は、このＶＬＡＮタグによるラベルスイッチで転送する場合に、タグを付けるために、宛先アドレスＤＡが所属しているＰＢＮを効率良く見つけることが求められる。
【０００４】
そこで、本発明は、複数のネットワークを中継ネットワークで接続する階層型構造を有する広域ネットワークシステムにおいて、スケーラビリティを維持しつつ、ＭＡＣアドレス学習の負荷を軽減することができるネットワークシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明のネットワークシステムは、複数のローカルネットワークと、前記複数のローカルネットワークを接続する中継ネットワークとを有するネットワークシステムであって、前記中継ネットワークは、前記ローカルネットワークと接続するエッジスイッチと、フレームを中継するコアスイッチとを備え、前記エッジスイッチは、自己に接続するローカルネットワークに収容されている全ての機器のＭＡＣアドレスの情報を把握しており、送信元ノードが所属するローカルネットワークに接続された入側のエッジスイッチは、前記送信元ノードから受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレスと、前記各エッジスイッチが把握している各ローカルネットワークに所属する機器のＭＡＣアドレスの情報とに基づいて、前記宛先アドレスが所属する宛先のローカルネットワークを識別し、該宛先のローカルネットワークに接続されている出側のエッジスイッチヘのパスに対応するＶＬＡＮタグを生成して、前記イーサネットフレームを該生成したＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより前記出側のエッジスイッチまで転送させるものとされている。
また、前記各エッジスイッチがそれぞれ把握しているローカルネットワークに収容されている全ての機器のＭＡＣアドレスの情報を格納するデータベースを有し、前記入側のエッジスイッチは、前記受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレスをキーとして前記データベースに問い合わせることにより、前記宛先アドレスが所属する宛先のローカルネットワークを識別するものである。
あるいは、前記入側のエッジスイッチは、前記受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレスについて前記各エッジスイッチに問い合わせ、前記宛先アドレスが所属するエッジスイッチからの応答に基づいて、前記宛先アドレスが所属する宛先のローカルネットワークを識別するものである。
【０００６】
さらに、前記入側のエッジスイッチは、特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームの単位時間当たりのデータ量が所定値以上となったときに、その特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームについて、前記出側のエッジスイッチへのパスに対応するＶＬＡＮタグを生成して、前記イーサネットフレームを該生成したＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより前記出側のエッジスイッチまで転送させるものとされている。
さらにまた、前記入側のエッジスイッチは、特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームの単位時間当たりのデータ量が所定値以上となり、前記出側のエッジスイッチへのパスに対応するＶＬＡＮタグを生成して、該生成したＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより前記出側のエッジスイッチまで転送させるようにした後に、その特定の宛先アドレス又は特定の送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせを有するイーサネットフレームの短時間当たりのデータ量が前記所定値を下回ったときに、ネットワーク内のコネクション数が少ない場合には、前記イーサネットフレームに対するコネクションの切断を所定時間保留するものである。
【発明の効果】
【０００７】
このような本発明のネットワークシステムによれば、ローカルネットワーク（ＰＢＮ）ごとにそれに所属する全ての機器のＭＡＣアドレスの情報を記憶する手段を有しているため、該手段に問い合わせることにより、宛先アドレスが所属するローカルネットワークを効率良く発見することができ、スケーラビリティを維持しつつ、ＭＡＣアドレス学習の負荷を軽減することができる。
また、半固定的にＶＬＡＮタグによるコネクションオリエンテッドな通信を行うのではなく、データ流量に応じて、コネクションオリエンテッド型通信とコネクションレス型通信とを切り替える本発明によれば、ネットワークの柔軟性が向上し、さまざまなトラヒックに対して適用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明の階層化されたネットワークシステムの基本的な構成を示す図である。
この図において、１はローカルネットワーク（ＰＢＮ）、２は該複数のローカルネットワーク１間を中継する中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）である。
中継ネットワーク２は、複数のローカルネットワーク１間を論理的なメッシュで接続する。中継ネットワーク２には、各ローカルネットワーク１との境界に設けられ、ローカルネットワーク１と中継ネットワーク２間のイーサネットフレームの転送を行う複数のエッジスイッチ３と、イーサネットフレームを中継する複数のコアスイッチ（中継スイッチ）４とが設けられている。
ローカルネットワーク１及び中継ネットワーク２内では、それぞれ、ＶＬＡＮタグによるコネクションを設定し、イーサネットフレームは、このＶＬＡＮタグによるラベルスイッチで転送されるようになされている。ここで、ローカルネットワーク１におけるＶＬＡＮタグをＶＣタグ（ＶＣ：Virtual Channel、仮想回線）、中継ネットワーク２におけるＶＬＡＮタグをＶＰタグ（ＶＰ：Virtual Path、仮想パス）とよぶ。仮想パス（ＶＰ）内には、複数の仮想回線（ＶＣ）を収容することができる。
【０００９】
あるローカルネットワーク１に所属する送信元ノード（ソースノード）５から、遠隔地にあるローカルネットワーク１に所属する宛先ノード６にデータを送信する場合、送信元ノード５から出力されたデータパケットは、ローカルネットワーク１内を通って、中継ネットワーク２における送信元ノード５が所属するローカルネットワーク１との境界に設けられたエッジスイッチ（入側（Ingress）スイッチ）３に転送され、該入側スイッチ３から、宛先ノード６が所属するローカルネットワーク１に接続されているエッジスイッチ（出側（Egress）スイッチ）３に向けて、中継ネットワーク２内を転送される。そして、出側スイッチ７から宛先のローカルネットワーク１内に送信され、宛先ノード６に到達する。
【００１０】
図２は、このような階層化ネットワークにおけるイーサネットフレームの構成を示す図であり、（ａ）は通常のイーサネットフレームのフォーマット、（ｂ）は階層化されたＶＬＡＮタグを有するイーサネットフレームのフォーマット例を示している。
図２の（ａ）に示すように、通常のイーサネットフレームは、宛先アドレスＭＡＣ−ＤＡ（宛先ノードのＭＡＣアドレス）５１、送信元（ソース）アドレスＭＡＣ−ＳＡ（送信元ノードのＭＡＣアドレス）５２及びペイロード（データ本体）５３の各フィールドから構成されている。
図２の（ｂ）は階層化されたＶＬＡＮタグを有するイーサネットフレームであり、図示するイーサネットフレームは、通常のイーサネットフレームに、ＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ）５４とＶＰタグ（ＶＰ−ＴＡＧ）５５の２個のタグフィールドが付加されている。ＶＣタグ５４とＶＰタグ５５は、同一の構成とされており、ＴＰＩＤ（Tag Protocol ID）フィールドとＴＣＩ（Tag Control Information）フィールドから構成されている。ＴＣＩフィールドは、図示するように、優先順位を示す３ビットのＰＣＰ（VLAN Priority Code Point）、廃棄優先のオン／オフを示す１ビットのＤＥＩ（Drop Eligible Indication）、及び、ＶＬＡＮを一意に識別する１２ビットのＶＬＡＮ  ＩＤ（ＶＩＤ）からなる。
【００１１】
本発明のネットワークシステムにおいては、基本的に、宛先アドレス（ＤＡ）／送信元アドレス（ＳＡ）間にＶＬＡＮタグによるコネクションを設定してイーサネットフレームを転送するようになされており、イーサネットフレームは、ローカルネットワーク（ＰＢＮ）１内はＶＣタグ５４によるラベルスイッチにより転送され、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）２内はＶＰタグ５５によるラベルスイッチにより転送される。
このＶＬＡＮタグによるラベルスイッチにより転送するためのタグをつけるために、宛先アドレスＤＡがどのＰＢＮに所属しているかを解析する必要がある。
以下、前記宛先アドレスＤＡがどのローカルネットワーク（ＰＢＮ）１に所属しているかを容易に決定することができる本発明のネットワークシステムの実施の形態について説明する。
【００１２】
図３は本発明のネットワークシステムの第１の実施の形態の構成を示す図である。
この図において、１１、１２及び１３は、それぞれ、前述したローカルネットワーク（ＰＢＮ＃１〜ＰＢＮ＃３）である。ここで、第２のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃２）１２に送信元ノード５（送信元アドレスＳＡ）が所属しており、第３のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃３）１３に宛先ノード６（宛先アドレスＤＡ）が所属しているものとする。２は前述した中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）であり、３１、３２及び３３は、それぞれ、前記第１〜第３のローカルネットワーク１１〜１３（ＰＢＮ＃１〜ＰＢＮ＃３）に接続されたエッジスイッチである。
【００１３】
また、２１は、前記中継ネットワーク２に接続されたデータベースサーバー（ＰＢＮデータベース）である。このＰＢＮデータベース２１には、各宛先アドレス（ＤＡ）がどこのローカルネットワーク（ＰＢＮ）に所属しているかの情報があらかじめデータベースとして格納されている。
図４は前記ＰＢＮデータベース２１の構成例を示す図である。この図に示す例のように、ＰＢＮデータベース２１には、ＰＢＮごとにそれに所属するＭＡＣアドレスのリストが記憶されている。
各エッジスイッチ３１〜３３は、それぞれ、自己に接続されているローカルネットワーク（ＰＢＮ＃１〜＃３）に所属するすべての機器のＭＡＣアドレスを把握しており、前記ＰＢＮデータベース２１は、各エッジスイッチ３１〜３３からそれらの情報を取得するようになされている。各ＰＢＮに収容されている機器に変更があったときは、その更新情報が対応するエッジスイッチからＰＢＮデータベース２１に送られる。
【００１４】
図５は図３に示した実施の形態においてＰＢＮ間をまたがってフレームを転送するときの処理について説明するための図である。
図５において、ＰＢＮ＃２に所属する送信元ノード５（ＭＡＣアドレス：ＳＡ）から宛先ノード６（ＭＡＣアドレス：ＤＡ）に向けて送信されるイーサネットフレームは、ＰＢＮ＃２内を、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）２におけるＰＢＮ＃２に接続されたエッジスイッチ３２に向けて転送される。このとき、ＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）を用いたラベルスイッチによる転送が行われる。
エッジスイッチ３２は、前記イーサネットフレームを受信すると、ＰＢＮデータベース２１に対して、該イーサネットフレームに含まれている宛先アドレス（ＤＡ）をキーとして、その宛先アドレス（ＤＡ）が所属するＰＢＮの解析をリクエストする。
前述のように、ＰＢＮデータベース２１は、各宛先アドレス（ＤＡ）がどこのＰＢＮに所属しているかの情報を所有しており、エッジスイッチ３２からのリクエストに応じ、問い合わせのあった宛先アドレス（ＤＡ）が所属するＰＢＮの情報（この例では、ＰＢＮ＃３）を返す。
【００１５】
エッジスイッチ３２は、ＰＢＮデータベース２１から、宛先アドレスＤＡが所属するＰＢＮの情報（ＰＢＮ＃３）を取得すると、該ＰＢＮ＃３に接続されたエッジスイッチ（出側エッジスイッチ）３３に到るパス（通信経路）を確立し、それに対応するラベル（ＶＰタグ）を決定する。すなわち、入側エッジスイッチ３２から出側エッジスイッチ３３に到るルートを指定するとともにその帯域幅を確保し、該パスに対応するＶＰタグ（ＶＰ−ＴＡＧ＃１）を決定し、入力されたイーサネットフレームに付与する。
ＶＰタグが付与されたイーサネットフレームは、ＰＢＢＮ２内をＶＰタグによるラベルスイッチにより出側エッジスイッチ３３まで転送される。
出側のエッジスイッチ３３は、このようにして転送されてきたイーサネットフレームを受信すると、該イーサネットフレームに含まれている宛先アドレス（ＤＡ）に基づいて、宛先ノード６までのパスを設定し、ＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）を生成する。そして、受信したイーサネットフレームから前記ＶＰタグを除去するとともに、生成したＶＣタグを付加し、宛先のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃３）内に転送する。
該イーサネットフレームは、宛先のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃３）内をＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）によるラベルスイッチによって宛先ノード６まで転送される。
【００１６】
このように、この実施の形態では、各ＰＢＮに所属する全ての機器のＭＡＣアドレスの情報を格納するＰＢＮデータベース２１をＰＢＢＮ２に設け、送信元ノードが所属するＰＢＮに接続されている入側エッジスイッチが、ＰＢＮデータベース２１に問い合わせることにより、宛先アドレス（ＤＡ）が所属するＰＢＮの情報を取得し、そのＰＢＮに接続する出側のエッジスイッチへのパスを設定して、ＰＢＢＮ２内をラベルスイッチにより転送するようにしている。
これにより、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）に接続されるローカルネットワーク（ＰＢＮ）の数が多くなっても、アドレス学習の負荷が大きくなることを防ぐことができる。
【００１７】
次に、本発明のネットワークシステムの第２の実施の形態について、図６と図７を参照して説明する。
図６は本発明の第２の実施の形態のネットワーク構成の一例を示す図であり、図７はこの実施の形態においてＰＢＮ間をまたがってフレームを転送するときの処理について説明するための図である。これらの図において、前記図３と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。図３と図６を比較すると明らかなように、この実施の形態では、前述したＰＢＮデータベース２１が設けられていない。
前述した第１の実施の形態と同様にして、ＰＢＮ＃２との境界のエッジスイッチ３２にイーサネットフレームが到達すると、エッジスイッチ３２は、そのフレームに含まれている宛先アドレスＤＡのみを解析し、ＰＢＢＮ中のすべての他のエッジスイッチ３１、３３・・・に対してその宛先アドレスＤＡの所属の有無を問い合わせる。すなわち、宛先アドレスＤＡを有する機器がそのエッジスイッチが接続されているローカルネットワーク（ＰＢＮ）に所属しているか否かをマルチキャストにより問い合わせる。
【００１８】
前述のように、各エッジスイッチは、自己に接続されているローカルネットワークに所属する全てのＭＡＣアドレスの情報を把握しており、問い合わせがあった宛先アドレスＤＡが所属しているエッジスイッチは入側のエッジスイッチ３２に応答を返し、そうでないエッジスイッチは応答を返さない。図示する例の場合には、ローカルネットワーク１３（ＰＢＮ＃３）に接続されているエッジスイッチ３３が応答を返す。
該応答を受け取った入側のエッジスイッチ３２は、前述の場合と同様に、該応答を返したエッジスイッチ３３に向かうパスを確立し、ＶＰタグを生成して、受信したイーサネットフレームに付与して、ＰＢＢＮ２内に転送する。これにより、イーサネットフレームは、前述と同様にタグによるラベルスイッチにより出側のエッジスイッチ３３に転送され、さらに、前述と同様にして、宛先のノード６まで転送される。
このように、この実施の形態においては、入側のエッジスイッチが他のエッジスイッチに対して宛先アドレスＤＡの所属の有無を問い合わせることにより、宛先アドレスＤＡが所属するローカルネットワーク（ＰＢＮ）を識別するようにしている。
【００１９】
図８を参照して、イーサネットフレームを転送するときのラベル（タグ）の設定について説明する。
各ローカルネットワーク（ＰＢＮ）内では、そのＰＢＮに所属する機器のＭＡＣアドレスが知られており、ＰＢＮ＃２に所属する送信元ノード５から送信されるイーサネットフレームの宛先アドレスＤＡがＰＢＮ＃２に所属しないＭＡＣアドレスである場合には、該イーサネットフレームは、前記ＰＢＢＮ２におけるＰＢＮ＃２との境界に位置するエッジスイッチ３２に向けて転送される。このとき、エッジスイッチ３２へのパスに対応したＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）が付与されたイーサネットフレーム６１とされ、ＶＣタグを用いたラベルスイッチによりＰＢＮ＃２内に転送される。
【００２０】
送信元のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃２）に接続されたエッジスイッチ３２は、イーサネットフレーム６１を受信すると、該イーサネットフレーム６１に含まれている宛先アドレス（ＤＡ）５１をキーとするＰＢＮデータベース２１への問い合わせ（第１の実施の形態）又は他のエッジスイッチへの問い合わせ（第２の実施の形態）により、宛先アドレスＤＡが所属するローカルネットワークの情報（この場合は、ＰＢＮ＃３）を取得する。そして、該ＰＢＮ＃３に接続されたエッジスイッチ（出側エッジスイッチ）３３に到るパスを設定する。すなわち、入側エッジスイッチ３２から出側エッジスイッチ３３に到るルートとその帯域幅を確保し、それに対応するＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を決定する。そして、該ＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を受信したイーサネットフレーム６１に付与（プッシュ）してイーサネットフレーム６２を生成し、ＰＢＢＮ２内の設定されたパス上のコアスイッチ４に転送する。該イーサネットフレーム６２を受信したコアスイッチ４は、該イーサネットフレーム６２に含まれるＶＰタグ５５の値を解析して、その値をその経路における次の転送先のコアスイッチ４に対応するタグ値に変更して、次のコアスイッチ４に転送する。以下、同様にして、ＰＢＢＮ２内は、ＶＰタグによるラベルスイッチにより、前記イーサネットフレーム６２を前記出側エッジスイッチ３３まで転送する。
【００２１】
以後、エッジスイッチ３２は、前記送信元ローカルネットワーク（ＰＢＮ＃２）に接続されたポートから受信されたイーサネットフレーム６１については、それに含まれている宛先アドレス５１のみを解析し、それが前記宛先アドレスＤＡと同一である場合には、前記ＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を自動的に付加して、イーサネットフレーム６２としてＰＢＢＮ２内に転送する。このように、一旦、出側のエッジスイッチへのパスが確立された後は、エッジスイッチ３２は、送信元のＰＢＮに接続されたポートから受信されるイーサネットフレームについては、その宛先アドレス（ＤＡ）のみを解析することにより、自動的にＶＰタグをプッシュしてイーサネットアドレス６２を生成することができ、高速処理が可能となる。
【００２２】
出側のエッジスイッチ３３では、転送されてきたイーサネットフレーム６２に含まれている宛先アドレス（ＤＡ）５１を解析し、ＰＢＮ＃３内のその宛先アドレスＤＡを有する宛先ノード６までの経路を設定し、受信したイーサネットフレーム６２に含まれてるＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を除去（ポップ）するとともに、受信したイーサネットフレームに含まれているＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）を、宛先ノード６までのパスに対応するＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）に付け替え（スワップ）して、イーサネットフレーム６３として、宛先のローカルネットワーク１３（ＰＢＮ＃３）内に転送する。ＰＢＮ＃３内では、イーサネットフレーム６３は、ＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）によるラベルスイッチにより宛先ノード６まで転送される。
なお、出側のエッジスイッチ３３は、後続するイーサネットフレーム６２については、それに含まれているＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）とＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）のみに基づいて、ＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）を自動的に生成して、イーサネットフレーム６３を生成し、ＰＢＮ＃３内に転送する。
すなわち、一旦、宛先アドレスＤＡへのパスを確立した後は、受信したイーサネットフレーム６２に含まれるＶＣタグとＶＰタグのみを解析することにより自動的にＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）を生成して、イーサネットフレーム６３を宛先のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃３）に転送することができる。これにより、高速処理が可能となる。
【００２３】
上述した実施の形態においては、前記中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）２内を転送されるイーサネットフレーム６２は、ＶＣタグ５４とＶＰタグ５５の２つのタグフィールドを有するものであった。一般に、ＰＢＢＮは高速であり、パケット長を極力長くしたくないという要求がある。一方、ＰＢＮは低速であるため、ある程度、複雑な処理を行うことができる。
そこで、ＰＢＢＮ２内を転送するパケット長を短くした本発明の他の実施の形態について説明する。
図９は、この実施の形態におけるタグの設定について説明するための図である。なお、前記図８と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略する。
【００２４】
図９に示すように、この実施の形態では、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）２内を転送されるイーサネットフレーム６４は、ＶＣタグを含まずＶＰタグ５５のみを含んでいる。
前述と同様に、入側のエッジスイッチ３２は、入側のローカルネットワーク１２（ＰＢＮ＃２）からイーサネットフレーム６１を受信すると、前述したいずれかの方法で出側のエッジスイッチ３３を決定し、該エッジスイッチ３３へのパスを設定して、対応するＶＰタグ（ＶＰ−ＴＡＧ）を決定する。そして、この実施の形態では、エッジスイッチ３２は、受信したイーサネットフレーム６１に含まれているＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）を除去（ポップ）し、生成したＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を付加（プッシュ）して、ＰＢＢＮ２内を転送するイーサネットフレーム６４を生成する。
入側のエッジスイッチ３２は、前記入側のローカルネットワーク（ＰＢＮ＃２）に接続されたポートから受信される後続するイーサネットフレーム６１については、それに含まれているＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）を解析し、同一のＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃１）が付与されている場合には、自動的に前記ＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を付与してイーサネットフレーム６４を生成する。
そして、このようにして生成したイーサネットフレーム６４をＰＢＢＮ２内の次のコアスイッチに転送する。以下、前述と同様にして、イーサネットフレーム６４はＶＰタグ５５によるラベルスイッチにより出側のエッジスイッチ３３に転送される。
【００２５】
出側のエッジスイッチ３３は、イーサネットフレーム６４を受信すると、該イーサネットフレーム６４に含まれている宛先アドレスＤＡ５１を解析して宛先ノード６へのパスを設定し、宛先アドレスＤＡ５１とＶＰタグ５５の値をキーとして、宛先ノード６に到るパスに対応するＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）を生成する。そして、受信したイーサネットフレーム６４のＶＰタグ５５（ＶＰ−ＴＡＧ）を生成したＶＣタグ５４（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）に付け替え（スワップ）してイーサネットフレーム６３を生成し、出側ローカルネットワーク１３（ＰＢＮ＃３）に転送する。出側ローカルネットワーク１３では、前述と同様に、イーサネットフレーム６３を宛先ノード６にラベルスイッチにより転送する。
なお、宛先アドレスＤＡそのものを用いる代わりに、宛先アドレスＤＡのハッシュ値を用い、該宛先アドレスのハッシュ値とＶＰタグをキーとしてＶＣタグ（ＶＣ−ＴＡＧ＃２）を生成するようにしても良い。いずれにしても、宛先アドレスＤＡ又はそれに対応する値（ハッシュ値）とＶＰタグをキーとすることにより、ユニークにＶＣタグを決定することができる。
このように、この実施の形態によれば、出側のエッジスイッチの処理負担は多少増加するものの、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）におけるパケット長を短くすることができる。
【００２６】
さて、上述した各実施の形態においては、ローカルネットワーク（ＰＢＮ）及び中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）内において、ＶＬＡＮタグ（ＶＣタグ又はＶＰタグ）を用いて、半固定的にコネクションを張ってコネクションオリエンテッドな接続が行われていた。しかしながら、これは、恒常的にトラヒックがある場合は良いが、バースト的に変動するトラヒックに対応することが難しい。
そこで、柔軟性が向上し、さまざまなトラヒックに適用することができる本発明の他の実施の形態について説明する。この実施の形態では、基本的にコネクションレスモードで通信を行い、トラヒックが多いところに対してＶＬＡＮタグを割り当ててコネクションオリエンテッド型通信へ移行する。そして、トラヒックが少なくなったら、コネクションレスモードに戻すようにする。これにより、トラヒックに応じて負荷分散を図りつつ、動的に帯域を増加することでネットワークの輻輳を低減することが可能となる。特に、ＶＬＡＮ技術を応用することで、柔軟性が向上し、さまざまなトラヒックに対して適用が可能となる。
【００２７】
図１０は、特定の宛先アドレスＤＡに対するトラヒックが所定量以上となったときに、ＶＬＡＮタグを割り当てるようにした実施の形態について説明するための図である。
この図において、１はローカルネットワーク（ＰＢＮ）、２は中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）、７１は送信元のローカルネットワーク（ＰＢＮ）１に接続された入側エッジスイッチ、７２、７３及び７４はそれぞれ宛先アドレスＤＡ＃１、ＤＡ＃２及びＤＡ＃３に接続された出側のエッジスイッチである。
ここで、各エッジスイッチ７１〜７４には、それが入側であるときに、入力されるイーサネットフレームのフレーム数をカウントして、単位時間当たりのデータ流量を検出するデータ流量検出手段が設けられている。データのカウントは、フレームの個数、あるいは転送バイト数によるカウントとする。
入側のエッジスイッチ７１は、送信元のローカルネットワーク１からイーサネットフレームを受信する。この実施の形態においては、初期においては、コネクションレス型通信を行うものとしているため、前記図２の（ａ）に示した通常のイーサネットフレームが受信される。
入側のエッジスイッチ７１は、該イーサネットフレームを受信すると、該受信したイーサネットフレームを中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）２内に転送するとともに、受信したイーサネットフレームに含まれている宛先アドレス５１（ＤＡ）ごとに、その単位時間当たりのデータ流量を検出する。イーサネットフレームは、ＰＢＢＮ２内をコネクションレス型通信により転送される。
【００２８】
前記入側のエッジスイッチ７１は、前記データ流量検出手段により宛先アドレスＤＡごとにデータ流量をモニターした結果、データ流量が所定値以上となった宛先アドレスＤＡを有するイーサネットフレームのトラヒックに対して、ＶＰタグを割り当て、コネクションオリエンテッド型通信へ移行する。
ここで、コネクションオリエンテッド型通信への移行の判定方法としては、（ア）測定したデータ流量が所定のしきい値より大きいものを移行対象とする方法（絶対値判定）、及び、（イ）測定したデータ流量が大きいほうから所定数を移行対象とする方法（相対値判定）の２通りの判定方法がある。
図１０に示した例において、宛先アドレスＤＡ＃１向けのデータ流量（２００Count/min）が所定のしきい値（例えば、１００Count/min）を超えたものとする。このとき、ＤＡ＃１向けのイーサネットフレームにＶＰタグが割り当てられる。
すなわち、入側のエッジスイッチ７１は、宛先アドレスＤＡ＃１に対応する出側エッジスイッチ７２へのパスを設定してＶＰタグを生成し、ＰＢＮ＃１から受信したイーサネットフレームを解析して宛先アドレスＤＡがＤＡ＃１であるものに対して、前記ＶＰタグを付与（プッシュ）して、中継ネットワーク２内に転送する。これにより、ＰＢＮ＃１から受信された宛先アドレスＤＡ＃１を有するイーサネットフレームは、コネクションオリエンテッド型通信によりエッジスイッチ７２に転送されることとなる。
なお、コネクションオリエンテッド型通信とされたトラヒックのデータ流量が少なくなり、所定のしきい値を下回ったときは、コネクションレス型通信に戻される。ただし、コネクションの頻繁な接続・切断を繰り返さないようにする必要がある。その詳細については後述する。
【００２９】
図１０に示した例は、宛先アドレスＤＡのみを用いて判定を行っていた。次に、宛先アドレスＤＡだけではなく送信元アドレスＳＡも用いて、よりきめ細かく制御する実施の形態について、図１１を参照して説明する。
図１１において、８１、８２及び８３は、送信元のローカルネットワーク（ＰＢＮ）１に所属する送信元のノードであり、それぞれの送信元アドレスは、ＳＡ＃１、ＳＡ＃２及びＳＡ＃３とされている。
この実施の形態の場合には、入側のエッジスイッチ７１は、ローカルネットワーク１から受信したイーサネットフレームに含まれる送信元アドレスＳＡと宛先アドレスＤＡの組み合わせごとにそのデータ流量（フレーム数、転送バイト数など）を検出し、該検出したデータ流量が所定値以上である送信元アドレスＳＡと宛先アドレスＤＡの組み合わせを有するイーサネットフレームのトラヒックにコネクションオリエンテッド型通信を割り当てる。
【００３０】
図１１に示す例では、送信元アドレスがＳＡ＃１、宛先アドレスがＤＡ＃１であるイーサネットフレームのデータ流量が所定のしきい値を超えているので、コネクションオリエンテッド型通信が割り当てられる。
すなわち、エッジスイッチ７１は、送信元アドレスがＳＡ＃１、宛先アドレスがＤＡ＃１であるイーサネットフレームが単位時間内に所定のしきい値以上受信されたことを検出すると、宛先アドレスＤＡ＃１に対応する出側のエッジスイッチ７２へのパスを設定し、それに対応するＶＰタグ（ＶＰ−ＴＡＧ）を生成する。そして、ローカルネットワーク１からイーサネットフレームを受信すると、その送信元アドレスＳＡと宛先アドレスＤＡを解析し、送信元アドレスＳＡがＳＡ＃１、宛先アドレスＤＡがＤＡ＃１であるイーサネットフレームに、前記生成したＶＰタグを付与（プッシュ）し、中継ネットワーク２内に転送する。
このようにして、データ流量が所定値以上となった特定の送信元アドレスから特定の宛先アドレスへのイーサネットフレームは、コネクションオリエンテッド型通信により、中継ネットワーク２内を転送されることとなる。
【００３１】
なお、送信元アドレスＳＡと宛先アドレスＤＡの組み合わせのデータ流量は所定のしきい値に達していないが、特定の宛先アドレスＤＡを有するイーサネットフレームのデータ流量が所定のしきい値以上である場合には、前記図１０の実施の形態と同様に、その特定の宛先アドレスＤＡを有するイーサネットフレームをコネクションオリエンテッド型通信に移行するようにしてもよい。
例えば、図１１に示した例において、送信元アドレスＳＡ＃１、ＳＡ＃２、ＳＡ＃３から宛先アドレスＤＡ＃３へのイーサネットフレームを合計した単位時間当たりのデータ量が所定のしきい値を超えているものとすると、前記入側のエッジスイッチ７１は、前記図１０の場合と同様に、宛先アドレスＤＡがＤＡ＃３であるイーサネットフレームにＶＰタグを付与して、コネクションオリエンテッド型通信を行うようにする。
【００３２】
次に、上述のようにしてコネクションオリエンテッド型通信に移行した後の処理について、図１２を参照して説明する。
図１２において、前述のようにして単位時間当たりのデータ流量が所定値以上である宛先アドレス又は送信元アドレスと宛先アドレスの組み合わせに対してコネクションを構築し、コネクションオリエンテッド型通信を開始した後（Ｓ１）、そのトラヒックが減少したとする。すなわち、そのコネクションを使用するデータ量が所定のしきい値よりも少なくなったことが検出されたものとする。
このとき、前記入側のエッジスイッチ７１は、ネットワーク内に構築されているコネクションの総数が所定の基準値よりも多いか少ないかを判定する（Ｓ２）。すなわち、エッジスイッチは、現在のネットワーク内のコネクション数を把握する手段を有しており、ネットワーク全体のコネクション数が基準値よりも少ないときは、そのコネクションを所定時間（ｔ秒間）保留状態とする（Ｓ３）。すなわち、そのコネクションをそのままの状態としておく。一方、基準値以上であるときは、そのコネクションを削除する（Ｓ４）。すなわち、当該イーサネットフレームにＶＰタグを付与しないようにする。これにより、コネクションオリエンテッド型通信により転送されていたイーサネットフレームは、通常のコネクションレス型通信により出側のエッジスイッチに転送されることとなる。
【００３３】
ネットワーク内に構築されているコネクションの総数が少なく、ステップＳ３でコネクションを保留状態とした後、所定の時間（ｔ秒間）が経過したときは、再度、対象となっているコネクションのトラヒックのデータ量が前記所定のしきい値よりも多いか少ないかを判定する（Ｓ５）。その結果、所定のしきい値以上であるとき、すなわちデータ量が増加したときは、そのまま、そのコネクションを保持し（Ｓ６）、所定のしきい値以下であるときは、そのコネクションを削除する（Ｓ７）。
このように、コネクションを構築した後に、そのコネクションを利用するトラヒックが減少した場合には、即時にコネクションを削除するのではなく、ネットワーク内に構築されているコネクション数を考慮し、ネットワーク内のコネクション数が少ないときには、所定時間後に再度トラヒックを判定して、その結果に応じてＶＰタグを開放し、コネクションレス型通信へ移行することにより、コネクションの頻繁な接続・切断が繰り返されることが防止できる。
【００３４】
なお、図１０〜図１２においては、中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）におけるコネクションオリエンテッド型通信、すなわち、ＶＰタグを使用する場合について説明したが、ローカルネットワーク（ＰＢＮ）におけるＶＣタグを使用するコネクションオリエンテッド型通信の場合にも、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の階層化されたネットワークシステムの基本的な構成を示す図である。
【図２】階層化ネットワークにおけるイーサネットフレームの構成を示す図である。
【図３】本発明のネットワークシステムの第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】ＰＢＮデータベース２１の構成例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態においてＰＢＮ間をまたがってフレームを転送するときの処理について説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のネットワーク構成の一例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態においてＰＢＮ間をまたがってフレームを転送するときの処理について説明するための図である。
【図８】イーサネットフレームを転送するときのラベルの設定について説明するための図である。
【図９】イーサネットフレームを転送するときのラベルの設定の他の方法について説明するための図である。
【図１０】特定の宛先アドレスＤＡに対するトラヒックが所定量以上となったときに、ＶＬＡＮタグを割り当てるようにした実施の形態について説明するための図である。
【図１１】特定の宛先アドレスＤＡに対するトラヒックが所定量以上となったときに、ＶＬＡＮタグを割り当てるようにした他の実施の形態について説明するための図である。
【図１２】コネクションオリエンテッド型通信に移行した後の処理について説明するための図である。
【符号の説明】
【００３６】
１，１１，１２：ローカルネットワーク（ＰＢＮ）、２：中継ネットワーク（ＰＢＢＮ）、３，３１，３２，３３，７１，７２，７３，７４：エッジスイッチ、４：コアスイッチ、５，８１，８２，８３：送信元ノード、６：宛先ノード、２１：ＰＢＮデータベース、５１：宛先アドレス、５２：送信元アドレス、５３：ペイロード、５４：ＶＣタグ、５５：ＶＰタグ、６１，６２，６３，６４：イーサネットフレーム、
【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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