JP5713865B2 - VPN terminator, communication system, packet transfer method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、仮想閉域網(VPN)におけるIP通信技術に関連するものである。 The present invention relates to an IP communication technology in a virtual private network (VPN).
近年、MPLS(Multi-Protocol Label Switching)を用いて広域イーサネット(登録商標)サービスを実現するVPLS(Virtual Private LAN Service)技術が使われ始めている。図1(a)に、VPLS技術を用いたネットワーク構成の一例を示す。 In recent years, VPLS (Virtual Private LAN Service) technology for realizing a wide area Ethernet (registered trademark) service using MPLS (Multi-Protocol Label Switching) has begun to be used. FIG. 1A shows an example of a network configuration using the VPLS technology.
図1(a)に示すネットワークは、通信事業者(プロバイダ)側の通信装置であるPE(provider edge)装置10、20、30と、ユーザの拠点側の通信装置であるCE(customer edge)装置40、50、60が通信路で接続されて構成されている。図1(a)の例では、CE装置40にユーザ端末Aが接続され、CE装置50にユーザ端末Bが接続され、CE装置60にユーザ端末Cが接続されている。各CE装置はIPパケットのルーティングを行うルータである。各PE装置は、MACアドレスによるパケットのスイッチングを行い、MPLSの論理パス(LSP:Label Switched Path)をトンネルとして用いて転送を行う等の機能を備える装置である。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、"パケット"の用語は"フレーム"等を含む広い意味で使用するものとするが、以下の従来技術の説明及び実施の形態の説明では、ほとんどの場合、"パケット"はイーサフレームであり、特定の種類のパケットを指す場合は、"IPパケット"や"MPLSパケット"のような記述としている。
The network shown in FIG. 1A includes PE (provider edge)
各装置には、図1(a)に示すとおりのIPアドレス、及びMACアドレスが割り当てられている。例えば、CE装置40におけるインターフェース(物理インターフェース):eth0にMACアドレス:2222、及びIPアドレス:192.168.0.1が割り当てられ、eth1にMACアドレス:αααα、及びIPアドレス:172.16.0.1が割り当てられている。また、図1(a)に示すように、各CE装置は、ルーティングテーブルを備えている。ここで示すルーティングテーブルは、MPLSバックボーン側へのルーティングを行う際のものである。
Each device is assigned an IP address and a MAC address as shown in FIG. For example, the MAC address: 2222 and the IP address: 192.168.0.1 are assigned to the interface (physical interface): eth0 in the
通信事業者側のMPLSバックボーン70は、MPLSネットワークで構成されており、PE装置間は、LSPでフルメッシュ接続されている。
The
図1(a)に示すネットワークにおいて、PE装置間を接続したMPLSバックボーン70は、様々なユーザのトラフィックを通す公衆のネットワークであるが、PE装置では、ユーザ拠点から送出されるパケットをMPLSラベルでカプセリングして対向PE装置にMPLSパケット転送される。PE装置間ではユーザを一意に識別できるようMPLSラベル値が厳密に管理されているため、ユーザ通信の秘密性が担保される。CE装置間を接続して構成されたネットワークはユーザからは、そのユーザ専用のIPの閉域網に見える。ただし、この閉域網は、公衆のネットワークを利用する仮想的なものであるから、これを仮想閉域網(VPN:Virtual Private Networkとも表記する)80と呼ぶ。
In the network shown in FIG. 1A, an
以下、図1(b)のシーケンス図を参照して、図1(a)に示すネットワークで、ユーザ端末Aからユーザ端末BにIPパケット通信を行う場合の動作例を説明する。 Hereinafter, with reference to the sequence diagram of FIG. 1B, an operation example when IP packet communication is performed from the user terminal A to the user terminal B in the network shown in FIG.
ステップ1)ユーザ端末Aは、宛先IPアドレスとしてユーザ端末BのIPアドレスを有するIPパケットを含むパケットを、ユーザ端末AのデフォルトゲートウェイであるCE装置40に送出する。
Step 1) The user terminal A sends a packet including an IP packet having the IP address of the user terminal B as the destination IP address to the
ステップ2)ユーザ端末Aからパケットを受信したCE装置40は、ルーティングテーブルを参照し、ネクストホップのIPアドレスが172.16.0.2であることを把握し、ネクストホップ(172.16.0.2)のMACアドレスを把握するために、ARPパケットをブロードキャスト送信する。ARPにより、CE装置40は、ネクストホップ(172.16.0.2)のMACアドレスがββββであることを把握する。
Step 2) The
ステップ3)CE装置40は、上記IPパケットを含む、宛先MACアドレスをββββとしたパケットを、eth1に接続されたPE装置10に送信する。
Step 3) The
ステップ4)この時点で、PE装置10が、MACアドレス:ββββと、パケットを出力すべきインターフェースとの対応を学習済みである場合、この対応に基づいて、CE装置40から受信したパケットをMPLSカプセル化(LSPのラベルを付すること)して対向PE装置20向けに転送する。なお、この時点で、MAC学習がされていない場合(例えば、学習テーブルの内容がタイムアウトで削除された場合など)、PE装置10は、全てのLSPにパケットをフラッディングすることで、MACアドレス:ββββに対応するインターフェース(使用すべきLSP)を学習する。
Step 4) At this point, if the
ステップ5)MPLSパケットを受信したPE装置20は、MPLSパケットからMPLSカプセルを除去して得られたパケットをCE装置50に転送する。
Step 5) Upon receiving the MPLS packet, the
ステップ6)CE装置50は、IPパケットをユーザ端末Bに転送する。
Step 6) The
上記のように、MPLSバックボーンの各PE装置はユーザごとのMACアドレスの学習テーブルを持つことで、どのLSPにどのMACアドレス宛のパケットをフォワードすればよいかを決定する。パケットは、LSPでトンネル転送され、中継区間はラベルだけを見て転送を行う。 As described above, each PE device in the MPLS backbone has a MAC address learning table for each user, and determines which LSP should forward a packet addressed to which MAC address. The packet is tunnel-transferred by the LSP, and the relay interval is transferred only by looking at the label.
前述したように、上記の従来技術では、CE装置は、IP通信に必要な対向CE装置のMACアドレスを把握するために、ARPパケットのブロードキャストを行うことが必要となる。CE装置がARPリクエストを送信してから、対向CE装置からのARPリプライを受信するまでの間、ユーザのIPパケット転送処理は保留された状態となるため、目的とするユーザ端末間のIP通信に遅延が生じる。特に、ユーザのパケットをトンネルを介して広域に転送する図1に示すネットワーク構成では、ARPパケットを長い区間にわたって転送することになるため、遅延が大きくなる可能性がある。 As described above, in the above-described prior art, the CE device needs to broadcast an ARP packet in order to grasp the MAC address of the opposite CE device necessary for IP communication. The user's IP packet transfer processing is put on hold from when the CE device sends an ARP request until it receives an ARP reply from the opposite CE device. There is a delay. In particular, in the network configuration shown in FIG. 1 in which a user packet is transferred over a wide area via a tunnel, the ARP packet is transferred over a long section, which may increase the delay.
また、CE装置でのARPテーブルでのエントリ保持期間と、PE装置でのMAC学習アドレステーブルでのエントリ保持期間が個別に管理されているため、CE装置間での非効率なパケット転送処理(ARPに伴うブロードキャストフレームや、VPLS区間でのMACアドレス未学習による全LSPへのフラッディング(=同報的なUnknownユニキャストフレーム転送)が発生する。これにより、通信相手ではないCE装置にパケットが転送されるため、アクセス回線(PE−CE間)の帯域が圧迫され、目的とする通信以外の通信にも遅延等の影響を与える恐れがある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ユーザ端末から送出されたIPパケットを、VPN終端装置間でのMACアドレスを用いたカプセリングにより構成されたVPNトンネルに収容して転送するVPNにおいて、MACアドレス解決のためのARPパケット送信等を行うことなく、IPパケット通信を可能とするための技術を提供することを目的とする。
In addition, since the entry holding period in the ARP table in the CE device and the entry holding period in the MAC learning address table in the PE device are individually managed, inefficient packet transfer processing (ARP) between the CE devices Broadcast frames and flooding to all LSPs due to unlearned MAC addresses in the VPLS section (= broadcast Unknown unicast frame transfer) occurs, and the packet is transferred to the CE device that is not the communication partner. For this reason, the bandwidth of the access line (between PE and CE) is compressed, and there is a possibility that the communication other than the intended communication may be affected by delay or the like.
The present invention has been made in view of the above points. A VPN for accommodating and transferring IP packets sent from a user terminal in a VPN tunnel configured by encapsulation using a MAC address between VPN end devices. The purpose is to provide a technique for enabling IP packet communication without performing ARP packet transmission or the like for MAC address resolution.
上記の課題を解決するために、本発明は、MACアドレスを用いたカプセリングにより構成されたVPNトンネルに、IPパケットを収容して転送を行うVPN終端装置であって、IPサブネットワーク情報、MACアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、前記VPN終端装置とネットワーク接続されたNWオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定手段と、IPパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該IPパケットの宛先IPアドレスに対応するMACアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記IPパケットを含む前記MACアドレスを宛先MACアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段とを備えたことを特徴とするVPN終端装置として構成される。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a VPN termination device that accommodates and transfers IP packets in a VPN tunnel configured by encapsulation using a MAC address, and includes IP subnetwork information, MAC address And routing table storage means for storing a routing table in association with the output interface, and setting information of the routing table is received from the NW operation device network-connected to the VPN terminating device, and the setting information is stored in the routing table. A setting means for storing in the means; when receiving an IP packet, refer to the routing table to determine a MAC address and an output interface corresponding to a destination IP address of the IP packet, and including the IP packet A VPN terminating device comprising a packet transfer means for transferring a packet having a MAC address as a destination MAC address from the output interface.
前記VPN終端装置は、ユーザ端末側のネットワークに接続される第1のパケット処理手段と、前記ルーティングテーブル格納手段と前記パケット転送手段とを含み、前記VPNのバックボーンネットワークに接続される第2のパケット処理手段と、を備え、前記第1のパケット処理手段は、IPルーティング処理を行うことにより前記ユーザ端末側のネットワークに対するIPパケット転送を行うように構成してもよい。 The VPN termination device includes a first packet processing unit connected to a network on a user terminal side, the routing table storage unit, and the packet transfer unit, and a second packet connected to the backbone network of the VPN Processing means, and the first packet processing means may be configured to perform IP packet transfer to the network on the user terminal side by performing IP routing processing.
また、本発明は、前記VPN終端装置と、前記VPNのバックボーンネットワークを構成し、前記VPN終端装置に接続されるエッジ装置と、を備える通信システムであって、前記エッジ装置は、MACアドレスと出力インターフェースとを対応付けたテーブルを格納するテーブル格納手段と、前記VPN終端装置から転送された前記パケットを受信したときに、前記テーブルを参照して、当該パケットの宛先MACアドレスに対応する出力インターフェースを決定し、当該パケットを、当該出力インターフェースから転送するパケット転送手段と、を備えることを特徴とする通信システムとして構成することもできる。 Further, the present invention is a communication system comprising the VPN termination device and an edge device that constitutes the VPN backbone network and is connected to the VPN termination device, wherein the edge device outputs a MAC address and an output A table storage means for storing a table in which the interface is associated; and when the packet transferred from the VPN terminating device is received, the output interface corresponding to the destination MAC address of the packet is referred to by referring to the table And a packet transfer means for determining and transferring the packet from the output interface.
また、本発明は、MACアドレスを用いたカプセリングにより構成されたVPNトンネルに、IPパケットを収容して転送を行うVPN終端装置が実行するパケット転送方法であって、前記VPN終端装置は、IPサブネットワーク情報、MACアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段を備え、前記VPN終端装置とネットワーク接続されたNWオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定ステップと、IPパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該IPパケットの宛先IPアドレスに対応するMACアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記IPパケットを含む前記MACアドレスを宛先MACアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送ステップとを備えたことを特徴とするパケット転送方法として構成することもできる。
The present invention also relates to a packet transfer method executed by a VPN terminator that accommodates and transfers IP packets in a VPN tunnel configured by encapsulation using a MAC address, and the VPN terminator is configured to receive an IP sub- Routing table storage means for storing a routing table in which network information, a MAC address, and an output interface are associated with each other, and receives setting information of the routing table from an NW operation device connected to the VPN terminal device and the network, A setting step for storing information in the routing table storage means; when an IP packet is received, referring to the routing table, a MAC address and an output interface corresponding to a destination IP address of the IP packet A packet transfer step of determining and transferring a packet having the MAC address including the IP packet as a destination MAC address from the output interface.
また、本発明は、コンピュータの構成を含む通信装置を、前記VPN終端装置の各手段として機能させるためのプログラムとして構成することもできる。 The present invention can also be configured as a program for causing a communication device including a computer configuration to function as each means of the VPN termination device.
本発明によれば、ユーザ端末から送出されたIPパケットを、VPN終端装置間でのMACアドレスを用いたカプセリングにより構成されたVPNトンネルに収容して転送する仮想閉域網において、MACアドレス解決のためのARPパケット送信等を行うことなく、IPパケット通信が可能となり、遅延等の発生を防止できる。 According to the present invention, in a virtual closed network in which an IP packet sent from a user terminal is accommodated and transferred in a VPN tunnel configured by encapsulation using a MAC address between VPN termination devices, for MAC address resolution IP packet communication is possible without performing ARP packet transmission and the like, and delays can be prevented from occurring.
さらに、本発明の一実施形態によれば、VPNのバックボーンネットワークでは、エッジ装置でのVPN終端装置から転送されたパケットを受信したときに、VPLS区間でのMACアドレス未学習による全LSPへのフラッディング(=同報的なUnknownユニキャストフレーム転送)を行うことがなくなり、通信相手ではないCE装置にはパケットが転送されなくなるため、アクセス回線の帯域圧迫が防止できる。 Furthermore, according to an embodiment of the present invention, in a VPN backbone network, when a packet forwarded from a VPN terminating device at an edge device is received, flooding to all LSPs due to MAC address unlearned in the VPLS section (= Broadcast Unknown unicast frame transfer) is not performed, and packets are not transferred to the CE device that is not the communication partner, so it is possible to prevent access line bandwidth compression.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiment described below is only an example, and the embodiment to which the present invention is applied is not limited to the following embodiment.
(システム構成)
図2に、本発明の実施の形態に係る仮想閉域網(以下、VPNと呼ぶ)を含むネットワーク構成例を示す。図2に示すように、本実施の形態に係るネットワークは、PE装置201、202とVPN終端装置101、102とが通信路で接続されて構成されている。また、VPN終端装置101にユーザ端末Xが接続され、VPN終端装置102にユーザ端末Yが接続されている。各VPN終端装置は、図1(a)に示したCE装置と比べて、同じネットワーク上の位置に配置され、IPパケットのルーティングを行う点で共通するが、それらの機能には異なる点がある。また、各PE装置については、通信処理に関しては図1(a)に示したPE装置と同じであるが、MAC学習テーブルの設定方法が異なる。詳細については後述する。
(System configuration)
FIG. 2 shows a network configuration example including a virtual closed network (hereinafter referred to as VPN) according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the network according to the present embodiment is configured by connecting
図2に示すように、VPN終端装置101、102によりVPN400が構成され、PE装置201、202によりMPLSバックボーン300が構成されている。なお、図2では、VPN終端装置101、102、PE装置201、202しか示していないが、これらは例を示しているに過ぎず、実際には多数の装置が存在してよい。
As shown in FIG. 2, a
また、図2に示すように、本実施の形態では、NWオペレーション装置500が通信ネットワーク600に接続され、各VPN終端装置、及び各PE装置と通信可能になっている。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the NW operation device 500 is connected to the
図3に、本実施の形態に係るVPN終端装置101の機能構成例を示す。他のVPN終端装置も同じ機能構成を有する。図3に示すように、VPN終端装置101は、ユーザ側パケット処理部110、プロバイダ側パケット処理部120、及びインターフェース131、132を有する。なお、図3の例では、ユーザ側及びプロバイダ(通信事業者)側のインターフェースの数をそれぞれ1つとしているが、これは一例に過ぎず、それぞれ複数であってよい。
FIG. 3 shows a functional configuration example of the
ユーザ側パケット処理部110は、ユーザ側の装置から受信したパケット、及びプロバイダ側パケット処理部120から受信したパケットを、通常のIPルーティング処理により転送する機能部である。例えば、パケットの宛先IPアドレスが同一拠点内のユーザ側ネットワークのIPアドレスであれば当該パケットはユーザ側に転送され、パケットの宛先IPアドレスが異なる拠点のユーザ側ネットワークのIPアドレスであれば、当該パケットはプロバイダ側パケット処理部120に渡される。なお、異なる拠点でのユーザ側ネットワーク情報に関わるルーティング管理として、デフォルトルーティングを使用してもよい。また、ユーザ側パケット処理部110をVPN終端装置101から分離し、VPN終端装置101と接続される別の装置としてユーザのネットワーク内に備えることとしてもよい。
The user-side
プロバイダ側パケット処理部120は、MACルーティングテーブル設定指示受信部121、MACルーティングテーブル格納部122、及びパケット転送処理部123を備える。
The provider side
MACルーティングテーブル設定指示受信部121は、NWオペレーション装置500からMACルーティングテーブルの設定情報(エントリ)を含む設定指示を受信し、受信した設定情報をMACルーティングテーブルのエントリとして、MACルーティングテーブル格納部122に格納する機能部である。MACルーティングテーブル格納部122はMACルーティングテーブルを格納する。
The MAC routing table setting instruction receiving unit 121 receives a setting instruction including setting information (entry) of the MAC routing table from the NW operation device 500, and uses the received setting information as an entry of the MAC routing table. It is a functional part stored in. The MAC routing
図4に、本実施の形態に係るMACルーティングテーブルの一例を示す。図4に示すように、MACルーティングテーブルは、宛先ネットワークを識別するIPサブネットワーク情報、ネクストホップのMACアドレス、及び、パケットを出力するインターフェースを対応付けたテーブルである。なお、図4に示す情報に加えて、宛先ネットワーク毎のメトリック(metric)情報を入れてもよい。 FIG. 4 shows an example of the MAC routing table according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the MAC routing table is a table in which IP subnetwork information for identifying a destination network, a MAC address of a next hop, and an interface for outputting a packet are associated with each other. In addition to the information shown in FIG. 4, metric information for each destination network may be inserted.
図3に戻り、パケット転送処理部123は、プロバイダ側の装置であるPE装置201に接続されるインターフェース132を介して受信したパケット、及びユーザ側パケット処理部110から受信したパケットを、MACルーティングテーブル格納部122に格納されたテーブル情報に従って転送する機能部である。
Returning to FIG. 3, the packet
なお、本実施の形態では、テーブルの設定情報をNWオペレーション装置500から受信し、格納することとしているが、VPN終端装置101に接続される操作端末からMACルーティングテーブル設定指示受信部121を介して設定情報を受け取り、MACルーティングテーブル格納部122に格納することとしてもよい。
In the present embodiment, the table setting information is received from the NW operation device 500 and stored. However, the operation terminal connected to the
図5に、PE装置201の機能構成例を示す。他のPE装置も同様の構成を有する。図5に示すように、PE装置201は、MAC学習テーブル設定指示受信部210、MAC学習テーブル格納部220、パケット転送処理部230、インターフェース241、242を備える。図5の例では、ユーザ側及びMPLSバックボーン側のインターフェースの数をそれぞれ1つとしているが、これは一例に過ぎず、それぞれ複数であってよい。
FIG. 5 shows a functional configuration example of the
なお、本実施の形態では、本発明に係る技術を分かり易くするために、PE装置201の機能構成やテーブルの内容、及びその動作を1つのVPNユーザに関するものとして説明するが、実際にはPE装置201は複数のユーザを収容可能である。そのために、例えば、パケット転送処理部230及びMAC学習テーブル格納部220をユーザ毎に備える構成とすることができる。この構成では、例えば、受信パケットにおける所定の情報(ユーザを識別可能な情報)でユーザを識別し、当該ユーザに対応するパケット転送処理部230に受信パケットを振り分け、当該パケット転送処理部230が転送処理を行う。パケット転送処理部230がパケットをLSPに転送する際には、LSPに対応するラベルに加えて、識別されたユーザに対応するラベルを付加することとしてもよい。
In this embodiment, in order to facilitate understanding of the technology according to the present invention, the functional configuration of the
また、このような構成に代えて、MAC学習テーブル格納部220内にユーザ毎のテーブルを備えることとしてもよい。この場合、パケット転送処理部230は、受信パケットのユーザに対応するテーブルを参照することにより転送処理を行う。
In addition, instead of such a configuration, a table for each user may be provided in the MAC learning
ユーザを識別して転送処理を行うための構成は、上記のものに限られるわけではなく、上記以外にも種々の構成をとることが可能である。 The configuration for identifying the user and performing the transfer process is not limited to the above, and various configurations other than the above can be adopted.
MAC学習テーブル設定指示受信部210は、NWオペレーション装置500からMAC学習テーブルの設定情報(エントリ)を含む設定指示を受信し、受信した設定情報をMAC学習テーブルのエントリとして、MAC学習テーブル格納部220に格納する機能部である。MAC学習テーブル格納部220はMAC学習テーブルを格納する。
The MAC learning table setting
図6に、本実施の形態に係るMAC学習テーブルの一例を示す。図6に示すように、MAC学習テーブルは、宛先MACアドレスと、パケットを出力するインターフェースとを対応付けたテーブルである。 FIG. 6 shows an example of the MAC learning table according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the MAC learning table is a table in which a destination MAC address is associated with an interface that outputs a packet.
図5に戻り、パケット転送処理部230は、各インターフェースを介して受信したパケットを、MAC学習テーブル格納部220に格納されたテーブル情報に従って転送する機能部である。パケット転送処理部230は、MPLSの機能を備え、他のPE装置にパケットを転送する場合は、MPLSのカプセリングを行ってパケットの転送を行う。すなわち、パケット転送処理部230は、他のPE装置にパケットを転送する場合、転送先に対応するLSPのトンネルを介してパケットを転送する。本実施の形態では、LSPへの転送については、MAC学習テーブルにおける「インターフェース」としてLSPの識別情報が記録されている。イーサ回線への転送については、「インターフェース」としてイーサの物理インターフェースの識別情報(eth0など)が記録される。
Returning to FIG. 5, the packet
なお、VPN終端装置101の場合と同様に、本実施の形態では、テーブルの設定情報をNWオペレーション装置500から受信し、設定を行うこととしているが、PE装置201に接続される操作端末からMAC学習テーブル設定指示受信部210を介して設定情報を受け取り、MAC学習テーブル格納部220に格納することとしてもよい。
As in the case of the
VPN終端装置101の各機能部は、コンピュータの構成(CPU,メモリ等を含む)を備える通信装置に、各機能部に対応するプログラムを実行させることにより実現できる。同様に、PE装置201の各機能部は、コンピュータの構成(CPU,メモリ等を含む)を備える通信装置に、各機能部に対応するプログラムを実行させることにより実現できる。また、VPN終端装置101、PE装置201の全部又は一部の機能をハードウェアロジック回路で実現してもよい。
Each functional unit of the
上記プログラムは可搬メモリ等の記録媒体からコンピュータにインストールすることとしてもよいし、ネットワーク上のサーバからダウンロードすることとしてもよい。 The program may be installed in a computer from a recording medium such as a portable memory, or may be downloaded from a server on a network.
(システムの動作)
次に、図7(a)、(b)を参照して本実施の形態に係るパケットの転送処理を説明する。図7(a)は、図2に示したネットワークをより具体的に示した図である。図7(a)に示すように、本例では、VPN終端装置101、102、103を含み、PE装置201、202、203を含む。VPN終端装置101にユーザ端末Aが接続され、VPN終端装置102にユーザ端末Bが接続され、VPN終端装置103にユーザ端末Cが接続されている。
(System operation)
Next, a packet transfer process according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7A shows the network shown in FIG. 2 more specifically. As shown in FIG. 7A, in this example,
各装置には、図7(a)に示すとおりのIPアドレス、及びMACアドレスが割り当てられている。また、既に各装置のテーブル設定が完了しているものとし、各装置に、図示するテーブルの情報が設定されているものとする。なお、図7(a)には、主要なテーブル情報のみを示している。また、図7(a)では、以下の動作に対応するVPN終端装置101、102間でVPNトンネルが形成されることが示されている。
以下、図7(b)のシーケンス図を参照して、図7(a)に示すネットワークで、ユーザ端末Aからユーザ端末BにIPパケット通信を行う場合の動作例を示す。以下の説明においては図3、図5に示した構成の中の機能部を適宜参照して説明に用いる。
Each device is assigned an IP address and a MAC address as shown in FIG. Further, it is assumed that the table setting of each device has already been completed, and the table information shown in the drawing is set in each device. FIG. 7A shows only main table information. FIG. 7A shows that a VPN tunnel is formed between the
Hereinafter, an operation example in the case where IP packet communication is performed from the user terminal A to the user terminal B in the network shown in FIG. 7A will be described with reference to the sequence diagram of FIG. In the following description, the functional units in the configuration shown in FIGS.
ステップ101)ユーザ端末Aは、宛先IPアドレスとしてユーザ端末BのIPアドレスを有するIPパケットを含むパケットを、ユーザ端末AのデフォルトゲートウェイであるVPN終端装置101に送出する。
Step 101) The user terminal A sends a packet including an IP packet having the IP address of the user terminal B as a destination IP address to the
ステップ102)ユーザ端末Aからパケットを受信したVPN終端装置101において、ユーザ側パケット処理部110は、IPパケットの宛先IPアドレスは、ユーザ拠点Aでないユーザ拠点BのネットワークのIPアドレスであると判断し、受信したパケットをプロバイダ側パケット処理部120に渡す。
Step 102) In the
プロバイダ側パケット処理部120におけるパケット転送処理部123は、MACルーティングテーブル格納部122を参照し、宛先IPアドレス(192.168.1.B)に対応するネクストホップのMACアドレスがββββであり、パケットを出力するインターフェースがeth1であることを把握する。そして、パケット転送処理部123は、送信元MACアドレスをeth1に対応するααααとし、宛先MACアドレスをββββとしたMACヘッダを付したパケットをeth1のインターフェースから送出する。
The packet
ステップ103)VPN終端装置101からパケットを受信したPE装置201において、パケット転送処理部230が、MAC学習テーブル格納部220を参照し、宛先MACアドレス(ββββ)に対応するインターフェースがLSP1であることを把握する。つまり、MACアドレス(ββββ)宛てにパケットを送信するために、LSP1でパケットを転送することを決定する。そして、パケット転送処理部230は、パケットをLSP1を介して送出する。より具体的には、パケット転送処理部230は、パケットをLSP1に対応するラベルでカプセリングし、LSP1に対応する物理インターフェースから当該カプセリングがされたパケット(これをMPLSパケットと呼ぶ)を送出する。
Step 103) In the
ステップ104)PE装置201から送出されたMPLSパケットはPE装置202に届く。PE装置202は、MPLSパケットをデカプセリングし、デカプセリングで取り出されたパケットを、MAC学習テーブルに基づいて、対向のVPN終端装置102に送信する。
Step 104) The MPLS packet transmitted from the
ステップ105)パケットを受信したVPN終端装置102において、プロバイダ側パケット処理部120におけるパケット転送処理部123は、MACルーティングテーブルに基づいて、パケットをユーザ側パケット処理部110に渡し、ユーザ側パケット処理部110は、通常のIPルーティング処理により、IPパケットをユーザ端末Bに送信する。
Step 105) In the
(変形例)
上述した実施の形態では、VPN400のバックボーンネットワークとして、MPLSを用いたMPLSバックボーン300を適用する例を示したが、VPN400の網構成はこれに限られるわけではない。例えば、図8に示すように、L2ネットワーク350(広域イーサ網等)を用いることも可能である。L2ネットワーク350は、L2スイッチ(イーサスイッチ等)を接続して構成されたネットワークである。図8では、4つのL2スイッチ701、702、703、704が示されている。各L2スイッチの中のMAC学習テーブル(MACアドレスとインターフェースとの対応付け)はスタティックに設定しておくものとする。なお、説明を分かり易くするために、本変形例でも、図中のMAC学習テーブルは、1VPNユーザの個別テーブルイメージを記載したものとしているが、実際には、例えば、ユーザ毎にテーブルを備え、受信パケットの情報から識別されたユーザに対応するテーブルを参照することにより転送処理を行う構成とすることができる。
(Modification)
In the above-described embodiment, an example in which the
図8の構成において、例えば、VPN終端装置101からVPN終端装置102(ββββ)に対し、L2スイッチ701−>703−>702の経路を経由してパケットを転送させたい場合、各L2スイッチのMAC学習テーブルに図示するエントリを設定しておけばよい。図8に示す例でも、図7に示した例と同様にしてユーザ端末A、B間でのIPパケット転送を行うことができる。
In the configuration of FIG. 8, for example, when packets are to be transferred from the
(実施の形態の効果)
本実施の形態によれば、IPパケットをMACヘッダでカプセリングして転送を行うVPNを構成するVPN終端装置に、IPアドレス、MACアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、IPパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該IPパケットの宛先IPアドレスに対応するMACアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記IPパケットを含む前記MACアドレス宛てのパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段とを備えることとした。
(Effect of embodiment)
According to the present embodiment, the routing table storage that stores the routing table in which the IP address, the MAC address, and the output interface are associated with each other in the VPN termination device that configures the VPN that encapsulates and transfers the IP packet with the MAC header. Means, when receiving an IP packet, refer to the routing table to determine a MAC address and an output interface corresponding to a destination IP address of the IP packet, and to determine a packet addressed to the MAC address including the IP packet. And packet transfer means for transferring from the output interface.
この構成により、MACアドレス解決のためのトラフィックの発生を防止でき、結果として通信の遅延を削減できる。 With this configuration, it is possible to prevent the occurrence of traffic for MAC address resolution, and as a result, it is possible to reduce communication delay.
また、前記VPN終端装置とネットワーク接続されたNWオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定手段を更に備えたこととしたので、ネットワークの設定管理を効率的に行うことが可能となる。 In addition, since the routing table setting information is received from the NW operation device network-connected to the VPN termination device, and the setting information is stored in the routing table storage unit, the network table further includes Setting management can be performed efficiently.
また、本実施の形態では、前記VPN終端装置は、ユーザ端末側のネットワークに接続される第1のパケット処理手段(ユーザ側パケット処理部)と、前記ルーティングテーブル格納手段と前記パケット転送手段とを含み、前記VPNのバックボーンネットワークに接続される第2のパケット処理手段(プロバイダ側パケット処理部)とを備え、前記第1のパケット処理手段は、IPルーティング処理を行うことにより前記ユーザ端末側のネットワークに対するIPパケット転送を行うこととした。 In the present embodiment, the VPN terminating device includes a first packet processing unit (user side packet processing unit) connected to a user terminal side network, the routing table storage unit, and the packet transfer unit. Second packet processing means (provider-side packet processing unit) connected to the VPN backbone network, wherein the first packet processing means performs the IP routing process, thereby providing a network on the user terminal side. IP packet transfer is performed.
この構成により、ユーザのネットワークでは従来技術を残したままで効率的なIPのVPN通信を実現できる。 With this configuration, it is possible to realize efficient IP VPN communication while maintaining the conventional technology in the user network.
また、本実施の形態では、前記VPNのバックボーンネットワークを構成し、前記VPN終端装置に接続されるエッジ装置を、MACアドレスと出力インターフェースとを対応付けたテーブルを格納するテーブル格納手段と、前記VPN終端装置から転送された前記パケットを受信したときに、前記テーブルを参照して、当該パケットの宛先MACアドレスに対応する出力インターフェースを決定し、当該パケットを、当該出力インターフェースから転送するパケット転送手段と、を備えるように構成した。 In the present embodiment, the VPN storage network is configured to store a table in which a MAC address and an output interface are associated with each other in the edge device connected to the VPN termination device. A packet transfer means for determining an output interface corresponding to a destination MAC address of the packet when the packet transferred from the terminating device is received, and transferring the packet from the output interface; It was comprised so that.
これにより、バックボーンネットワークでのフラッディングを排除することが可能となり、無駄なトラフィックにより帯域の圧迫等を防止できる。 As a result, flooding in the backbone network can be eliminated, and band compression due to wasted traffic can be prevented.
また、本実施の形態によれば、従来のCE装置の場所に、VPN終端装置を配置することにより、MACアドレスを用いたカプセリングによるVPNトンネルを構成することが可能となる。このVPNトンネル構成によれば、PE装置において宛先MACアドレスを確認するだけで容易にVPNトンネルを識別できるようになる。 Further, according to the present embodiment, it is possible to configure a VPN tunnel by encapsulation using a MAC address by arranging a VPN termination device at the location of a conventional CE device. According to this VPN tunnel configuration, the VPN tunnel can be easily identified by simply confirming the destination MAC address in the PE device.
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of the claims.
10、20、30 PE装置
40、50、60 CE装置
70 MPLSバックボーン
80 VPN
101、102、103 VPN終端装置
201、202、203 PE装置
300 MPLSバックボーン
400 VPN
500 NWオペレーション装置
600 通信ネットワーク
110 ユーザ側パケット処理部
120 プロバイダ側パケット処理部
121 MACルーティングテーブル設定指示受信部
122 MACルーティングテーブル格納部
123 パケット転送処理部
131、132 インターフェース
210 MAC学習テーブル設定指示受信部
220 MAC学習テーブル格納部
230 パケット転送処理部
241、242 インターフェース
350 L2ネットワーク
701、702、703、704 L2スイッチ
10, 20, 30
101, 102, 103
500
Claims (5)
IPサブネットワーク情報、MACアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段と、
前記VPN終端装置とネットワーク接続されたNWオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定手段と、
IPパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該IPパケットの宛先IPアドレスに対応するMACアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記IPパケットを含む前記MACアドレスを宛先MACアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送手段と
を備えたことを特徴とするVPN終端装置。 A VPN terminating device that accommodates and transfers IP packets in a VPN tunnel configured by encapsulation using a MAC address,
Routing table storage means for storing a routing table in which IP subnetwork information, a MAC address, and an output interface are associated with each other;
Setting means for receiving setting information of the routing table from an NW operation device network-connected to the VPN terminating device, and storing the setting information in the routing table storage means;
When receiving an IP packet, refer to the routing table to determine the MAC address and output interface corresponding to the destination IP address of the IP packet, and use the MAC address including the IP packet as the destination MAC address And a packet transfer means for transferring the packet from the output interface.
ユーザ端末側のネットワークに接続される第1のパケット処理手段と、
前記ルーティングテーブル格納手段と前記パケット転送手段とを含み、前記VPNのバックボーンネットワークに接続される第2のパケット処理手段と、を備え、
前記第1のパケット処理手段は、IPルーティング処理を行うことにより前記ユーザ端末側のネットワークに対するIPパケット転送を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のVPN終端装置。 The VPN terminator is
First packet processing means connected to the network on the user terminal side;
A second packet processing unit that includes the routing table storage unit and the packet transfer unit and is connected to the backbone network of the VPN,
The VPN terminal apparatus according to claim 1, wherein the first packet processing means performs IP packet transfer to the network on the user terminal side by performing IP routing processing.
前記エッジ装置は、
MACアドレスと出力インターフェースとを対応付けたテーブルを格納するテーブル格納手段と、
前記VPN終端装置から転送された前記パケットを受信したときに、前記テーブルを参照して、当該パケットの宛先MACアドレスに対応する出力インターフェースを決定し、当該パケットを、当該出力インターフェースから転送するパケット転送手段と、を備える
ことを特徴とする通信システム。 A VPN termination device according to claim 1 or 2, wherein to configure the VPN backbone network, a communication system and a edge device connected to the VPN termination device,
The edge device is
Table storage means for storing a table in which MAC addresses and output interfaces are associated with each other;
When the packet transferred from the VPN terminating device is received, the table is referred to, an output interface corresponding to the destination MAC address of the packet is determined, and the packet is transferred from the output interface. And a communication system.
前記VPN終端装置は、IPサブネットワーク情報、MACアドレス、及び出力インターフェースを対応付けたルーティングテーブルを格納するルーティングテーブル格納手段を備え、
前記VPN終端装置とネットワーク接続されたNWオペレーション装置から前記ルーティングテーブルの設定情報を受信し、当該設定情報を前記ルーティングテーブル格納手段に格納する設定ステップと、
IPパケットを受信したときに、前記ルーティングテーブルを参照して、当該IPパケットの宛先IPアドレスに対応するMACアドレス及び出力インターフェースを決定し、前記IPパケットを含む前記MACアドレスを宛先MACアドレスとしたパケットを、前記出力インターフェースから転送するパケット転送ステップと
を備えたことを特徴とするパケット転送方法。 A packet transfer method executed by a VPN terminating device that accommodates and transfers an IP packet in a VPN tunnel configured by encapsulation using a MAC address,
The VPN termination device includes a routing table storage unit that stores a routing table in which IP subnetwork information, a MAC address, and an output interface are associated with each other.
A setting step of receiving setting information of the routing table from an NW operation device network-connected to the VPN terminating device, and storing the setting information in the routing table storage means;
When receiving an IP packet, refer to the routing table to determine the MAC address and output interface corresponding to the destination IP address of the IP packet, and use the MAC address including the IP packet as the destination MAC address the packet transfer method is characterized in that a packet transfer step of transferring from the output interface.
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