JP4703689B2 - Network virtualization system and program - Google Patents
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Description
本発明は、物理的なネットワークであるアンダーレイネットワーク上に仮想的なネットワークであるオーバレイネットワークを構築するネットワーク仮想化システムおよびそのシステムに備えられる中継装置に適用するプログラムに関する。 The present invention relates to a network virtualization system for constructing an overlay network, which is a virtual network, on an underlay network, which is a physical network, and a program applied to a relay device provided in the system.
アンダーレイネットワーク上に構築される主なオーバレイネットワーク（以後、「仮想ネットワーク」とも称する）としては、イーサネット（登録商標）に基づく仮想イーサネットが知られている。仮想イーサネットは、例えば以下のようにして形成する。 A virtual Ethernet based on Ethernet (registered trademark) is known as a main overlay network (hereinafter also referred to as “virtual network”) constructed on the underlay network. The virtual Ethernet is formed as follows, for example.
・ある計算機上にイーサネットスイッチングハブをエミュレートするソフトウェア（以後、「仮想ハブ」と称する）を動作させる（以後、仮想ハブを動作させる計算機を「サーバ」或いは「中継装置」と称する）。 Software that emulates an Ethernet switching hub (hereinafter referred to as “virtual hub”) is operated on a certain computer (hereinafter, the computer that operates the virtual hub is referred to as “server” or “relay device”).
・仮想イーサネットに参加を希望する計算機が、ソフトウェアにて構築された仮想的なネットワークインタフェース（以後、「仮想ネットワークインタフェース」と称する）を介して、仮想ハブに接続する（以後、仮想ネットワークインタフェースを動作させる計算機を「クライアント」と称する）。 A computer that wishes to participate in virtual Ethernet connects to a virtual hub via a virtual network interface (hereinafter referred to as a “virtual network interface”) constructed by software (hereinafter, the virtual network interface is operated). The computer to be called “client”).
・仮想ハブ−仮想ネットワークインタフェース間の接続（すなわち、サーバ−クライアント間の接続）、或いは、仮想ハブ−仮想ハブ間の接続（すなわち、サーバ−サーバ間の接続）には、例えば、現在、広く使用されているＴＣＰ／ＩＰ等のアンダーレイネットワークを用いる。 For example, currently widely used for a connection between a virtual hub and a virtual network interface (ie, a connection between a server and a client) or a connection between a virtual hub and a virtual hub (ie, a connection between a server and a server). An underlay network such as TCP / IP is used.
・仮想ハブでのスイッチング処理（送信ポート決定処理）は、受信したイーサネットフレームの宛先ＭＡＣアドレスを元に行なう。具体的には、物理ネットワークで使用されるイーサネットスイッチングハブと同様、以下のような処理を行なう。 Switching processing (transmission port determination processing) at the virtual hub is performed based on the destination MAC address of the received Ethernet frame. Specifically, the following processing is performed in the same manner as the Ethernet switching hub used in the physical network.
- 学習
あるポートからイーサネットフレームを受信すると、そのイーサネットフレームの送信元ＭＡＣアドレスとそのイーサネットフレームを受信したポートとのマッピングをアドレス学習テーブルに記憶する。
-Learning When an Ethernet frame is received from a certain port, the mapping between the source MAC address of the Ethernet frame and the port that received the Ethernet frame is stored in the address learning table.
- スイッチング
イーサネットフレームを受信した場合、そのフレームの宛先ＭＡＣアドレスをキーとしてアドレス学習テーブルを検索し、マッチしたエントリのポートを送信ポートとする。マッチするエントリが無い場合、或いは、ブロードキャストフレーム、マルチキャストフレームは、全てのポートに送信する。
-When a switching Ethernet frame is received, the address learning table is searched using the destination MAC address of the frame as a key, and the port of the matched entry is set as the transmission port. When there is no matching entry, a broadcast frame or a multicast frame is transmitted to all ports.
このような仮想イーサネットの一般的な構成を図４１に示す。 A general configuration of such a virtual Ethernet is shown in FIG.
例えばＴＣＰ／ＩＰネットワークであるアンダーレイネットワーク１５０は、オーバレイネットワークである仮想イーサネット１５４を構築する基盤となる物理ネットワークである。アンダーレイネットワーク１５０は、ファイアウォール１５６、ルータ１５７、リンク層の通信装置（イーサネットならばハブやスイッチングハブ）により構成される。ルータ１５７は、ＴＣＰ／ＩＰネットワークを構成するネットワーク層の装置であり、一般的なものであることから、ここではその詳細な説明を割愛する。また、ファイアウォール１５６は、内部ネットワーク１６０と外部ネットワーク１６１との境界に設置されるセキュリティ装置であり、一般的なものであることからここではその詳細な説明を割愛する。
For example, the
クライアント１５３は、仮想イーサネット１５４を構成する仮想ハブ１５１に接続する計算機であり、仮想ネットワークインタフェース１５２を介して仮想ハブ１５１に接続する。仮想ハブ１５１は、このように複数のクライアント１５３とのコネクションを保持する中継ノードとして機能する。サーバ１５５は、このような仮想ハブ１５１を配置するネットワーク仮想化装置である。本明細書では、このようなネットワーク仮想化装置であるサーバ１５５と、ネットワーク仮想化装置によって制御される端末であるクライアント１５３とを合わせてネットワーク仮想化システムと称する。仮想イーサネット１５４は、一つ又は複数の仮想ハブ１５１に、それぞれ仮想ネットワークインタフェース１５２を持った複数のクライアント１５３が接続することにより構築される。
上記従来技術によるスイッチング処理では、以下のような問題がある。 The switching processing according to the above prior art has the following problems.
・リソース（アドレス学習テーブル）管理が複雑である
すなわち、アドレス学習テーブルの検索キーが６バイト長のＭＡＣアドレスであるため、アドレス学習テーブルを単純なデータ構造、例えば、ＭＡＣアドレスをインデックスとする一次元配列等で実現することが困難であり、アドレス学習テーブルの管理、例えば、エントリの追加、削除等が複雑となる。
-Resource (address learning table) management is complicated. That is, since the search key of the address learning table is a 6-byte MAC address, the address learning table is a simple data structure, for example, one-dimensional with the MAC address as an index. It is difficult to realize with an array or the like, and management of the address learning table, for example, addition or deletion of entries becomes complicated.
・性能向上が困難である
上記の通り、アドレス学習テーブルの構造が複雑となるため、管理、検索、両面での性能向上が困難である。
-It is difficult to improve performance As described above, the structure of the address learning table is complicated, so it is difficult to improve performance in management, retrieval, and both sides.
・付加価値をつけることが困難である
元来、ＭＡＣアドレスそのものには宛先を示すこと以外の情報はエンコードされていないため（マルチキャストグループ等は除く）、送信元、宛先、上位プロトコル等に依存したＱｏＳ（Quality of Service）／ＣｏＳ（Class of Service）を実現することが困難である。
・ It is difficult to add value Originally, information other than indicating the destination is not encoded in the MAC address itself (except for the multicast group, etc.), so it depends on the source, destination, upper protocol, etc. It is difficult to realize QoS (Quality of Service) / CoS (Class of Service).
なお、アンダーレイネットワークプロトコルのヘッダとスイッチング処理の対象となるイーサネットフレームとの間に、特別な情報をエンコードするための領域を挿入することで上記問題を解決することが可能ではあるが、受信データからのそれら領域の読み出し、情報のデコード処理等が必要となり、性能劣化や実装上の複雑さから生じる互換性問題等は避けることができない。 Although it is possible to solve the above problem by inserting an area for encoding special information between the header of the underlay network protocol and the Ethernet frame to be switched, the received data It is necessary to read out these areas from the memory, decode information, and the like, and it is impossible to avoid compatibility problems caused by performance degradation and mounting complexity.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、テーブルの管理や検索を容易に行え、スイッチング処理の性能を向上させることのできるネットワーク仮想化システムおよびプログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a network virtualization system and program that can easily manage and search tables and improve the performance of switching processing.
本発明の一実施態様によれば、少なくとも一つの仮想ハブをソフトウェアにより形成する少なくとも一つの中継装置と、前記仮想ハブにソフトウェアにより形成される仮想ネットワークインタフェースを介して接続可能な複数のクライアント端末とを有し、アンダーレイネットワーク上に構築される仮想ネットワークを通じて前記複数のクライアント端末が前記仮想ハブを経由して通信を行うネットワーク仮想化システムであって、前記アンダーレイネットワークは、ＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）を用いて形成され、前記仮想ハブは、仮想ポート毎に、フレームの転送先仮想ポートを指定する送信仮想ポートと、その送信仮想ポートへフレームを送信する時に使用するＳＣＴＰの送信ストリーム番号とのマッピングを保持するストリームスイッチングテーブルと、ある仮想ポートからストリームスイッチングパス生成のトリガとなるフレームを受信すると、そのフレームを他の全ての仮想ポートへ、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のＳＣＴＰのストリーム番号を使用して送信すると共に、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルの、前記送信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるエントリに、フレームを受信した仮想ポートと、フレームの受信に使用したＳＣＴＰのストリーム番号とを、それぞれ、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として設定する、ストリームスイッチングパス生成手段と、ある仮想ポートからフレームを受信すると、受信に使用したＳＣＴＰのストリーム番号でインデックス付けされるその仮想ポートのストリームスイッチングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているＳＣＴＰのストリーム番号を使用して、受信したフレームを送信する、ストリームスイッチング処理手段とを具備することを特徴とするネットワーク仮想化システムが提供される。 According to an embodiment of the present invention, at least one relay device that forms at least one virtual hub by software, and a plurality of client terminals that can be connected to the virtual hub via a virtual network interface formed by software, And a network virtualization system in which the plurality of client terminals communicate via the virtual hub through a virtual network constructed on an underlay network, wherein the underlay network includes an SCTP (Stream Control Transmission) Protocol), and for each virtual port, the virtual hub includes a transmission virtual port for designating a frame transfer destination virtual port, and an SCTP transmission stream number used when a frame is transmitted to the transmission virtual port. Stroke that holds the mapping When a frame switching table and a frame that triggers the generation of a stream switching path are received from a virtual port, the SCTP stream number that is not used in the stream switching table of each virtual port is sent to all other virtual ports. The virtual port that received the frame and the SCTP stream number used to receive the frame in the entry indexed by the stream number used for the transmission in the stream switching table of each virtual port. Are set as the transmission virtual port and the transmission stream number, respectively, and when the frame is received from a certain virtual port, the virtual indexed by the SCTP stream number used for reception is set. Referring to the entry of the remote stream switching table, the virtual port set as the transmission virtual port of the entry is received using the SCTP stream number set as the transmission stream number of the entry. There is provided a network virtualization system comprising stream switching processing means for transmitting a frame.
本発明によれば、テーブルの管理や検索を容易に行えスイッチング処理の性能を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to easily manage and search a table and improve the performance of switching processing.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
＜各実施形態における共通事項＞
従来の方法とは異なり、固定長インデックスにより検索可能な単純なスイッチングテーブルを使用すること等により、従来の問題を解決する方法を示すものである。その概要を以下に示す。
<Common items in each embodiment>
Unlike the conventional method, a method for solving the conventional problem by using a simple switching table that can be searched by a fixed-length index is shown. The outline is shown below.
・仮想ハブ−仮想ハブ間、及び、仮想ハブ−クライアント間のアンダーレイネットワークとしてＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）を使用する。これによりＴＣＰの利点（順序保障や再送機能による高信頼性など）とＵＤＰの利点（メッセージ指向など）の両方を備えた特徴を実現できる。 SCTP (Stream Control Transmission Protocol) is used as an underlay network between the virtual hub and the virtual hub and between the virtual hub and the client. As a result, it is possible to realize a feature having both the advantages of TCP (such as high reliability by order guarantee and retransmission function) and the advantages of UDP (such as message orientation).
・ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）リクエスト、或いは、これに代わる別のトリガに基づき、クライアント−クライアント間の、ＳＣＴＰストリーム番号（１６ビット）ベースのスイッチングパスを生成する。以後、このパスを「ストリームスイッチングパス」と称する。 Generate an SCTP stream number (16 bits) based switching path between a client and a client based on an ARP (Address Resolution Protocol) request or another trigger instead. Hereinafter, this path is referred to as a “stream switching path”.
・仮想ハブは、イーサネットフレームの転送テーブルの検索キーとしてＳＣＴＰのストリーム番号を使用する。つまり、仮想ハブは、ＳＣＴＰのストリーム番号ベースでイーサネットフレームのスイッチング処理を行なう。以後、この処理を「ストリームスイッチングと称する。 The virtual hub uses the SCTP stream number as a search key for the Ethernet frame forwarding table. That is, the virtual hub performs the switching process of the Ethernet frame on the basis of the SCTP stream number. Hereinafter, this process is referred to as “stream switching”.
＜第１の実施形態＞
本システムでの処理は、前述の通り、大きく以下の２つに分けることが出来る。
<First Embodiment>
As described above, the processing in this system can be roughly divided into the following two.
・ＡＲＰリクエストによるクライアント間のストリームスイッチングパスの生成
・仮想ハブによるストリームスイッチング処理
以下、システム構成、仮想ハブが使用するデータ構造等を説明した後、上記２つの処理の詳細を説明する。
Generation of stream switching path between clients by ARP request Stream switching processing by virtual hub Hereinafter, the system configuration, the data structure used by the virtual hub, and the like will be described, and then the details of the above two processes will be described.
［システム構成］
図１に示すように、仮想ハブ０〜３により仮想イーサネットが構築されている。クライアント１０〜１２は仮想ハブ１に、クライアント２０〜２２は仮想ハブ２に、クライアント３０〜３２は仮想ハブ３に、それぞれ仮想ネットワークインタフェースを使用し接続している。なお、仮想ハブ−仮想ハブ間、仮想ハブ−仮想ネットワークインタフェース（クライアント）間の接続には、アンダーレイネットワークとしてＳＣＴＰを使用する。
[System configuration]
As shown in FIG. 1, a virtual Ethernet is constructed by
ここで、ＳＣＴＰとは、ＴＣＰやＵＤＰと同様、トランスポート層プロトコルの一つであり、信頼性のあるコネクション指向、メッセージ指向のプロトコルである。また、ＳＣＴＰは、一つのアソシエーション（ＴＣＰで言うところのコネクションに相当する概念であり、エンドエンドで保持される論理的な通信リンクを指す）の中に複数のストリームを持つことが可能で、それぞれのストリームは、順序制御、再送など、信頼性のある配送の観点からは独立である。アソシエーション内での各ストリームの識別には、１６ビットのストリーム番号が使用されるが、これは、ＳＣＴＰを使用するアプリケーション（アソシエーションのエンドポイントで、ここでは、仮想ハブや仮想ネットワークインタフェース）が指定するものであり、ＳＣＴＰ自体はストリーム番号の割り当てには関与しない（上記の通りストリーム毎の順序制御／再送等は行なう）。 Here, SCTP is one of the transport layer protocols like TCP and UDP, and is a reliable connection-oriented and message-oriented protocol. In addition, SCTP can have multiple streams in one association (a concept equivalent to a connection in TCP, indicating a logical communication link held at the end-end). These streams are independent from the viewpoint of reliable delivery such as order control and retransmission. A 16-bit stream number is used to identify each stream in the association, which is specified by an application that uses SCTP (an association endpoint, here a virtual hub or virtual network interface). SCTP itself is not involved in the allocation of stream numbers (the sequence control / retransmission for each stream is performed as described above).
一般的に、アプリケーション（仮想ハブや仮想ネットワークインタフェース）は、ソケットインタフェースを通してＳＣＴＰ（のアソシエーション）に関する処理を行なうことになるが、ストリームに関わる処理は以下のようになる。 Generally, an application (virtual hub or virtual network interface) performs processing related to SCTP (association) through a socket interface, but processing related to a stream is as follows.
・送信側エンドポイント
ＳＣＴＰソケットの送信関数の引数でストリーム番号を指定し、データを送信する。
-Sending endpoint Specify the stream number in the argument of the sending function of the SCTP socket and send the data.
・ＳＣＴＰ（一般的に、ＯＳ内のネットワークプロトコルの一部）
上記指定されたストリーム番号で指定される制御ブロックの内容に従い、ＳＣＴＰメッセージを送信する。この時、ＳＣＴＰヘッダに、当該ストリーム番号を格納する。
SCTP (generally part of the network protocol in the OS)
An SCTP message is transmitted according to the contents of the control block specified by the specified stream number. At this time, the stream number is stored in the SCTP header.
・受信側エンドポイント
ＳＣＴＰソケットの受信関数の引数で、ストリーム番号、及び、データを受信する。
-Receiving end point Receives the stream number and data as arguments of the receiving function of the SCTP socket.
ここで、仮想ハブ−仮想ハブ間、及び、仮想ハブ−クライアント間で送受されるデータのフレーム構成の一例を図２に示す。同図に示されるように、フレームには、先頭から順に、「ＳＣＴＰヘッダ」（ストリーム番号、ＰＰＩＤなど）、「制御用情報」（仮想ネットワークの制御用情報で、必要に応じて付加、使用される）、「Ethernet（登録商標）ヘッダ」（ＭＡＣアドレスなど）、「ユーザデータ」（ペイロード）が格納される。 Here, FIG. 2 shows an example of a frame configuration of data transmitted / received between the virtual hub and the virtual hub and between the virtual hub and the client. As shown in the figure, “SCTP header” (stream number, PPID, etc.) and “control information” (virtual network control information are added and used as necessary in the frame in order from the top. "Ethernet (registered trademark) header" (MAC address, etc.), "user data" (payload) are stored.
［ストリームスイッチングテーブル］
各仮想ハブは、各仮想ポート（ＳＣＴＰアソシエーション）毎に図３に示すようなストリームスイッチングテーブルを持ち、受信したイーサネットフレームのスイッチング処理に使用する。エントリ数が２１６個であるのは、ＳＣＴＰで使用可能なストリーム番号が１６ビットで、ストリームスイッチングテーブルの検索キー（インデックス）としてそのストリーム番号を使用するからである（詳細は後述）。
[Stream switching table]
Each virtual hub has a stream switching table as shown in FIG. 3 for each virtual port (SCTP association), and is used for switching processing of the received Ethernet frame. The number of entries is 2 16 because the stream number that can be used in SCTP is 16 bits, and the stream number is used as a search key (index) of the stream switching table (details will be described later).
なお、ストリームスイッチングテーブルの送信ストリーム番号は１６ビット必要だが、それ以外のフィールドの長さは、システム要件等により適宜決定すべきものである。 Note that the transmission stream number of the stream switching table needs 16 bits, but the length of the other fields should be determined appropriately according to system requirements and the like.
［ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブル］
各クライアント（仮想ネットワークインタフェース）は、仮想ハブとの接続の端点であるＳＣＴＰアシソエーションに対して、図４に示すようなＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルを持ち、イーサネットフレーム送信時に使用するストリーム番号の決定に使用する。
[MAC-stream mapping table]
Each client (virtual network interface) has a MAC-stream mapping table as shown in FIG. 4 for SCTP association, which is an end point of connection with a virtual hub, and determines a stream number to be used when transmitting an Ethernet frame. Used for.
なお、本テーブルは、従来のＡＲＰテーブルと別個に実装することも、当該ＡＲＰテーブルと統合された形で実装することも可能である。統合された形で実装する場合は、ＡＲＰテーブルの中に、送信ストリーム番号を設定するための領域を確保し、この送信ストリーム番号とＭＡＣドレスとの対応がわかるようにする。 This table can be mounted separately from the conventional ARP table or can be mounted in an integrated form with the ARP table. In the case of mounting in an integrated form, an area for setting the transmission stream number is secured in the ARP table so that the correspondence between the transmission stream number and the MAC address can be known.
また、クライアントが複数仮想ハブとの接続を持つことを考慮し、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに送信先仮想ポート（接続先仮想ハブ）を識別するフィールドを持つことも可能である（後述の、仮想ハブがＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルを保持する場合は、このフィールドを使用する）。 Also, considering that the client has connections with a plurality of virtual hubs, it is possible to have a field for identifying the destination virtual port (connection destination virtual hub) in the MAC-stream mapping table (virtual hub described later). Use this field if the MAC-stream mapping table is maintained).
［ＡＲＰリクエストによるクライアント間のストリームスイッチングパスの生成］
以下では、図５〜図８に示される各仮想ハブのストリームスイッチングテーブル、及び、図９〜図１１に示される各クライアントのＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルを参照しながら説明する。
[Generate stream switching path between clients by ARP request]
Hereinafter, description will be made with reference to the stream switching table of each virtual hub shown in FIGS. 5 to 8 and the MAC-stream mapping table of each client shown in FIGS. 9 to 11.
例えば、クライアント１１があるクライアントと仮想イーサネット上にてＩＰによる通信を開始しようとしたとする。
For example, assume that the
(1) クライアント１１は、ＩＰによる通信を開始するにあたり、宛先ＩＰアドレスとして通信相手のクライアントのＩＰアドレスを持つＡＲＰリクエストを、仮想ハブ１との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ１とのＳＣＴＰアソシエーション）に、ストリーム番号０を指定して送出する。
(1) When starting communication by IP, the
なお、本実施形態では、ストリーム番号が０であることに特別な意味は無いが、ストリーム番号の管理（空き番号管理など）を省略するために、クライアントがＡＲＰリクエストを送信する時には予め決められた番号を使用する、ということは妥当な処理であろう。 In this embodiment, there is no special meaning that the stream number is 0. However, in order to omit the management of the stream number (free number management, etc.), it is predetermined when the client transmits the ARP request. Using numbers is a reasonable process.
(2) 仮想ハブ１は、仮想ポート１０１から上記ＡＲＰリクエストを受信すると、仮想ポート１００、１０２、１０３にそのＡＲＰリクエストを送信するが、この時、それぞれ、ストリーム番号として１０００１、１０２０１、１０３０１を指定して送信する（これらの番号は、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のものを選択する。以降、同様。）。
(2) When the
更に、仮想ポート１００のストリームスイッチングテーブルのオフセット１０００１のエントリ、仮想ポート１０２の同テーブルのオフセット１０２０１のエントリ、仮想ポート１０３の同テーブルのオフセット１０３０１のエントリに、送信ストリーム番号０と送信仮想ポート１０１のマッピング情報を追加する（図６参照）。
Furthermore, the entry of offset 10001 in the stream switching table of the
ここで、各テーブルにおいて、エントリを追加したオフセットは、対応する仮想ポートへのＡＲＰリクエスト送信時に指定したストリーム番号であり、追加したエントリの送信ストリーム番号は、クライアント１１が送信に使用した番号であり、送信仮想ポートは、クライアント１１が接続している仮想ポートである（以降、同様）。
Here, in each table, the offset to which the entry is added is the stream number specified when the ARP request is transmitted to the corresponding virtual port, and the transmission stream number of the added entry is the number used by the
(3) クライアント１０は、仮想ハブ１との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ１とのＳＣＴＰアソシエーション）から、上記ＡＲＰリクエストを受信すると、通常のＡＲＰ処理を行なうと同時に、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、ＡＲＰリクエストの送信元ＭＡＣアドレス（クライアント１１のＭＡＣアドレス）とストリーム番号１０００１とのマップを追加する（図９参照）。後に、クライアント１１宛にイーサネットフレームを送信する時は、この情報を元に、ストリーム番号１０００１を使用して送信することとなる。
(3) When the client 10 receives the ARP request from the virtual network interface (SCTP association with the virtual hub 1) used for connection with the
クライアント１２についても同様である（図９参照）。 The same applies to the client 12 (see FIG. 9).
(4) 仮想ハブ０は、仮想ポート１１から上記ＡＲＰリクエストを受信すると、仮想ポート１２、１３にそのＡＲＰリクエストを送信するが、この時、それぞれ、ストリーム番号として１２０１、１３０１を指定して送信する。
(4) When the
更に、仮想ポート１２のストリームスイッチングテーブルのオフセット１２０１のエントリ、仮想ポート１３の同テーブルのオフセット１３０１のエントリに、送信ストリーム番号１０３０１と送信仮想ポート１１のマッピング情報を追加する（図５参照）。
Further, the mapping information of the
ここで、各テーブルにおいて、エントリを追加したオフセットは、対応する仮想ポートへのＡＲＰリクエスト送信時に指定したストリーム番号であり、追加したエントリの送信ストリーム番号は、仮想ハブ１が送信に使用した番号であり、送信仮想ポートは、仮想ハブ１が接続している仮想ポートである。
Here, in each table, the offset to which the entry is added is the stream number specified when the ARP request is transmitted to the corresponding virtual port, and the transmission stream number of the added entry is the number used by the
(5) 仮想ハブ２は、仮想ポート２０３から上記ＡＲＰリクエストを受信すると、仮想ポート２００、２０１、２０２にそのＡＲＰリクエストを送信するが、この時、それぞれ、ストリーム番号として２０００１、２０１０１、２０２０１を指定して送信する。
(5) When the
更に、仮想ポート２００のストリームスイッチングテーブルのオフセット２０００１のエントリ、仮想ポート２０１の同テーブルのオフセット２０１０１のエントリ、仮想ポート２０２の同テーブルのオフセット２０２０１のエントリに、送信ストリーム番号１２０１と送信仮想ポート２０３のマッピング情報を追加する（図７参照）。
Furthermore, the entry of offset 20001 in the stream switching table of the
(6) クライアント２０は、仮想ハブ２との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ２とのＳＣＴＰアソシエーション）から、上記ＡＲＰリクエストを受信すると、通常のＡＲＰ処理を行なうと同時に、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、ＡＲＰリクエストの送信元ＭＡＣアドレス（クライアント１１のＭＡＣアドレス）とストリーム番号２０００１とのマップを追加する（図１０参照）。後に、クライアント１１宛にイーサネットフレームを送信する時は、この情報を元に、ストリーム番号２０００１を使用して送信することとなる。
(6) Upon receiving the ARP request from the virtual network interface (SCTP association with the virtual hub 2) used for connection with the
クライアント２１、２２についても同様である（図１０参照）。 The same applies to the clients 21 and 22 (see FIG. 10).
(7) 仮想ハブ３は、仮想ポート３０３から上記ＡＲＰリクエストを受信すると、仮想ポート３００、３０１、３０２にそのＡＲＰリクエストを送信するが、この時、それぞれ、ストリーム番号として３０００１、３０１０１、３０２０１を指定して送信する。
(7) When the
更に、仮想ポート３００のストリームスイッチングテーブルのオフセット３０００１のエントリ、仮想ポート３０１の同テーブルのオフセット３０１０１のエントリ、仮想ポート３０２の同テーブルのオフセット３０２０１のエントリに、送信ストリーム番号１３０１と送信仮想ポート３０３のマッピング情報を追加する（図８参照）。
Furthermore, the entry of offset 30001 in the stream switching table of the
(8) クライアント３０は、仮想ハブ３との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ３とのＳＣＴＰアソシエーション）から、上記ＡＲＰリクエストを受信すると、通常のＡＲＰ処理を行なうと同時に、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、ＡＲＰリクエストの送信元ＭＡＣアドレス（クライアント１１のＭＡＣアドレス）とストリーム番号３０００１とのマップを追加する（図１１参照）。後に、クライアント１１宛にイーサネットフレームを送信する時は、この情報を元に、ストリーム番号３０００１を使用して送信することとなる。
(8) When the client 30 receives the ARP request from the virtual network interface (SCTP association with the virtual hub 3) used for connection with the
クライアント３１、３２についても同様である（図１１参照）。
The same applies to the
なお、上記処理が全て完了した時点で、各クライアントからクライアント１１へのストリームスイッチングパス（ストリーム番号によるスイッチングのパス）が生成されたと考えることが出来る。すなわち、以後、この仮想イーサネット上では、クライアント１１宛のイーサネットフレームは、宛先ＭＡＣアドレスではなく、各仮想ハブが当該イーサネットフレームを受信した仮想ポートで使用されているＳＣＴＰのストリーム番号に基づきスイッチングされることとなる（詳細は後述）。
It can be considered that a stream switching path (switching path based on stream number) from each client to the
なお、上記クライアント１１と同様に、他の全てのクライアントがＡＲＰリクエストをブロードキャストした後の、各仮想ハブのストリームスイッチングテーブル、各クライアントのＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの状態を図１２〜図１５、図１６〜図１８にそれぞれ示す。これらは、全クライアント間のエンドエンドのストリームスイッチングパスが生成されたことを示すものである。
As with the
［仮想ハブによるストリームスイッチング処理］
上記状態で、クライアント２２がクライアント３０にイーサネットフレームを送信しようとしたとする。
[Stream switching processing by virtual hub]
Assume that the client 22 tries to transmit an Ethernet frame to the client 30 in the above state.
(1) クライアント２２は、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブル（図１７参照）において、クライアント３０のＭＡＣアドレスであるＭＡＣ３０がストリーム番号２０２０６とマッピングされていることを認識し、ストリーム番号２０２０６を使用し、当該イーサネットフレームを仮想ハブ２との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ２とのＳＣＴＰアソシエーション）に送信する。
(1) The client 22 recognizes that the MAC 30 that is the MAC address of the client 30 is mapped with the
(2) 仮想ハブ２は、クライアント２２を収容する仮想ポート２０２から、ＳＣＴＰストリーム番号２０２０６にてイーサネットフレームを受信すると、当該仮想ポートのストリームスイッチングテーブル（図１４参照）のインデックス２０２０６のエントリ（送信ストリーム番号１２０６／送信仮想ポート２０３）を参照する。
(2) When the
その結果、ストリーム番号１２０６を使用し、仮想ポート２０３へ当該イーサネットフレームを送信する。
As a result, the
(3) 仮想ハブ０は、仮想ハブ２と接続する仮想ポート１２から、ＳＣＴＰストリーム番号１２０６にてイーサネットフレームを受信すると、当該仮想ポートのストリームスイッチングテーブル（図１２参照）のインデックス１２０６のエントリ（送信ストリーム番号３０３０６／送信仮想ポート１３）を参照する。
(3) When the
その結果、ストリーム番号３０３０６を使用し、仮想ポート１３へ当該イーサネットフレームを送信する。
As a result, the
(4) 仮想ハブ３は、仮想ハブ０と接続する仮想ポート３０３から、ＳＣＴＰストリーム番号３０３０６にてイーサネットフレームを受信すると、当該仮想ポートのストリームスイッチングテーブル（図１５参照）のインデックス３０３０６のエントリ（送信ストリーム番号０／送信仮想ポート３００）を参照する。
(4) When the
その結果、ストリーム番号０を使用し、仮想ポート３００へ当該イーサネットフレームを送信する。
As a result, the Ethernet frame is transmitted to the
(5) クライアント３０は、仮想ハブ３との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ３とのＳＣＴＰアソシエーション）から、ＳＣＴＰストリーム番号０にてイーサネットフレームを受信する。
(5) The client 30 receives the Ethernet frame with the
上記の通り、ＳＣＴＰのストリーム番号をイーサネットフレームのスイッチング処理に使用することにより、従来のＭＡＣアドレスによる方法と比較して、以下のようなメリットがある。 As described above, the use of the SCTP stream number for the switching process of the Ethernet frame has the following merits as compared with the method using the conventional MAC address.
・スイッチングのためのテーブル構造の単純化による性能向上
４８ビット長のＭＡＣアドレスと比較して、より短い１６ビット長のストリーム番号をテーブル検索のキー（インデックス）として用いるので、スイッチングテーブルを単純な一次元配列で構成可能である。
-Performance improvement by simplifying the table structure for switching Compared with the 48-bit MAC address, a shorter 16-bit stream number is used as a key (index) for table search, so the switching table is a simple primary Can be composed of original arrays.
このことから、スイッチングテーブルの管理（エントリの追加、削除など）、スイッチング処理双方で性能向上が見込める。 From this, performance improvement can be expected in both switching table management (entry addition, deletion, etc.) and switching processing.
・イーサネットフレーム参照不要によるスイッチング処理の性能向上
スイッチング処理時、イーサネットフレームを参照する必要が無い。つまり、スイッチングはストリーム番号のみで処理される。
・ Improved switching processing performance without the need to refer to Ethernet frames There is no need to refer to Ethernet frames during switching processing. That is, switching is processed only with the stream number.
具体的には、本実施形態では、ストリーム番号はソケット受信関数の引数として取得することができるので、スイッチング処理時、イーサネットフレームを参照する必要が無い（従来の方法では、イーサネットフレーム中の宛先ＭＡＣアドレスを参照必要があった）。よって、スイッチング処理における性能向上が見込める。 Specifically, in this embodiment, since the stream number can be acquired as an argument of the socket reception function, it is not necessary to refer to the Ethernet frame during the switching process (in the conventional method, the destination MAC in the Ethernet frame is not necessary). I had to refer to the address). Therefore, the performance improvement in the switching process can be expected.
なお、現状、一般的なＯＳのソケットインタフェースによる実装を想定しており、ＯＳ内でイーサネットフレームのメモリコピーが発生することから、上記の通りスイッチング処理時にイーサネットフレームを参照しないとは言え、大幅な性能向上を見込めるものではない。しかし、将来、ＯＳ内にてイーサネットフレームに対するメモリコピーが発生しないような仕組みが確立され利用可能となった場合、或いは、ハードウェア支援の仕組みを利用可能になった場合には、スイッチング処理によるメモリコピー処理を実質ゼロにできるため、大幅な性能向上が見込めるであろう。ジャンボフレームが一般的に使用されるような状況では、これは、より大きな優位点であると言える。 Currently, it is assumed that a general OS socket interface is implemented, and a memory copy of the Ethernet frame occurs in the OS. It cannot be expected to improve performance. However, if a mechanism that does not cause a memory copy for an Ethernet frame in the OS is established in the future and becomes available, or if a hardware-supported mechanism becomes available, the memory by switching processing Since the copy process can be made substantially zero, a significant performance improvement will be expected. In situations where jumbo frames are commonly used, this can be a greater advantage.
この場合、ストリーム番号の取得方法が変更になる可能性はあるものの、ストリーム番号によるスイッチング処理そのものは、本実施形態のままで有効であることは言うまでもない。 In this case, although there is a possibility that the method for obtaining the stream number may be changed, it goes without saying that the switching process itself based on the stream number is still valid in this embodiment.
・スイッチングパス毎の独立した信頼性のある配送
信頼性のある配送はストリーム毎に独立であるため、ストリーム番号をスイッチングに使用することにより、仮想ハブ間のスイッチングパスはそれぞれ独立して信頼性のある配送が適用される。
・ Independent reliable delivery for each switching path Since reliable delivery is independent for each stream, the switching number between virtual hubs is independent and reliable by using the stream number for switching. A delivery applies.
すなわち、ＴＣＰで見られるように、コネクション内でデータ落ちが発生した場合、その再送が完了するまでに、同じコネクション内のその他の（スイッチングパスの）データの配送が遅延されてしまう、というような状況にはならない。 That is, as seen in TCP, when data loss occurs in a connection, the delivery of other data (in the switching path) within the same connection is delayed until the retransmission is completed. There is no situation.
＜第２の実施形態＞（仮想ハブ内でグローバルなストリームスイッチングテーブルを使用）
本来、ストリーム番号の２１６空間は仮想ポート（ＳＣＴＰアソシエーション毎）なので、第１の実施形態では、各仮想ハブは、他仮想ハブと接続している仮想ポート毎に２１６個のインデックスを持つストリームスイッチングテーブルを持つ。
Second Embodiment (Using a global stream switching table in a virtual hub)
Originally, the 2 16 space of the stream number is a virtual port (per SCTP association), so in the first embodiment, each virtual hub is a stream having 2 16 indexes for each virtual port connected to another virtual hub. Has a switching table.
一方、本実施形態では、仮想ハブ内の全ての仮想ポートで２１６空間を共有する場合について、特に第１の実施形態と異なる部分について説明する。なお、このような方法は、特に、メモリリソースの要件の厳しい環境等では有効であろう。 On the other hand, in the present embodiment, a case where all the virtual ports in the virtual hub share the 216 space will be described, in particular, a different part from the first embodiment. Such a method may be effective particularly in an environment where memory resource requirements are severe.
第１の実施形態の、例えば、仮想ハブ１の処理（パス生成処理(2)）において、仮想ハブ１は、仮想ポート１０１から受信したＡＲＰリクエストを仮想ポート１００、１０２、１０３に送信する時のストリーム番号として（及び、ストリームスイッチングテーブルにマッピングのエントリを追加する時のオフセットとして）、それぞれ１０００１、１０２０１、１０３０１を、すなわち、異なる番号を指定しているが、これは、説明上、わかりやすさを重視した結果、敢えて異なる番号としただけで、本来、それぞれの仮想ポートに対応するストリームスイッチングテーブル、すなわち、２１６のストリーム番号空間は独立であるから、上記ストリーム番号は全て同一であっても何ら問題は無い（各ストリームスイッチングテーブル内では、未使用の番号を使う必要がある）。これは他の仮想ハブでも同様である。
For example, in the process of the virtual hub 1 (path generation process (2)) of the first embodiment, the
そこで、本実施形態では、仮想ハブでは、全ての仮想ポートでストリームスイッチングテーブルを共有する、すなわち、２１６のストリーム番号空間を共有する。 Therefore, in this embodiment, the virtual hub share a stream switching table on all the virtual ports, i.e., sharing the stream number space of 2 16.
処理の詳細を、第１の実施形態の仮想ハブ２の処理（ストリームスイッチングパス生成処理の(5)、及び、ストリームスイッチング処理の(2)）と対比させる形で以下に説明する。
Details of the processing will be described below in comparison with the processing of the
［ストリームスイッチングパス生成処理］
仮想ハブ２は、仮想ポート２０３から上記ＡＲＰリクエストを受信すると、仮想ポート２００、２０１、２０２にそのＡＲＰリクエストを送信するが、この時、それぞれ、ストリーム番号として１０００、１００１、１００２を指定して送信する（（これらの番号は、全ポートで共有するただ一つのストリームスイッチングテーブルで未使用のものを選択する必要がある）。
[Stream switching path generation processing]
When the
更に、ストリームスイッチングテーブルのオフセット１０００のエントリ、オフセット
１００１のエントリ、オフセット１００２のエントリに、受信仮想ポート識別子、送信ストリーム番号１２０１と送信仮想ポート２０３のマッピング情報を追加する（図１９参照）。
Further, the mapping information of the reception virtual port identifier, the
ここで、上記テーブルにおいて、エントリを追加したオフセットは、対応する仮想ポートへのＡＲＰリクエスト送信時に指定したストリーム番号であり、受信仮想ポート識別子は、ＡＲＰリクエストを送信した仮想ポートであり、追加したエントリの送信ストリーム番号は、仮想ハブ０が送信に使用した番号であり、送信仮想ポートは、仮想ハブ０が接続している仮想ポートである。
Here, in the above table, the offset to which the entry is added is the stream number specified when the ARP request is transmitted to the corresponding virtual port, the reception virtual port identifier is the virtual port that transmitted the ARP request, and the added entry The transmission stream number is the number used by the
［ストリームスイッチング処理］
仮想ハブ２は、クライアント２２を収容する仮想ポート２０２から、ＳＣＴＰストリーム番号１００２にてイーサネットフレームを受信すると、全仮想ポート共通のストリームスイッチングテーブル（図１９参照）のインデックス１００２のエントリ（送信ストリーム番号１２０１／送信仮想ポート２０３）を参照する。
[Stream switching processing]
When the
その結果、ストリーム番号１２０１を使用し、仮想ポート２０３へ当該イーサネットフレームを送信する。
As a result, the Ethernet frame is transmitted to the
上記処理は、他の仮想ハブでも同様である。 The above process is the same for other virtual hubs.
この第２の実施形態によれば、メモリリソースの要件の厳しい環境等において有効となる。 The second embodiment is effective in an environment where memory resource requirements are severe.
＜第３の実施形態＞（ＳＣＴＰ未対応のクライアント収容）
第１の実施形態では、仮想ハブ−仮想ハブ間の接続に加え、仮想ハブ−クライアント（仮想ネットワークインタフェース）間の接続においても、ＳＣＴＰを使用した。
<Third Embodiment> (Accommodating clients that do not support SCTP)
In the first embodiment, SCTP is used for connection between the virtual hub and the client (virtual network interface) in addition to the connection between the virtual hub and the virtual hub.
ところが、ＳＣＴＰは比較的新しいプロトコルであり、現在、普及の過渡期である。 However, SCTP is a relatively new protocol and is currently in a transitional period of widespread use.
仮想ハブについては、オペレータ等の管理の元、サーバ上で動作することが多いと想定されるので、ＳＣＴＰをサポートしているＯＳを仮想ハブの動作環境として選択することが十分可能であると考える。 Since it is assumed that a virtual hub often operates on a server under the management of an operator or the like, it is sufficiently possible to select an OS that supports SCTP as the operating environment of the virtual hub. .
一方、エンドユーザが使用する一般的なＰＣのＯＳではＳＣＴＰをサポートしていない、或いは、デフォルトで使用できる状態にはなっていない可能性が高い。つまり、エンドユーザのＰＣ上での動作が多いと想定される仮想ネットワークインタフェースでは、ＳＣＴＰを使用できない可能性が高い。 On the other hand, it is highly likely that the OS of a general PC used by an end user does not support SCTP or is not in a state where it can be used by default. That is, there is a high possibility that SCTP cannot be used in a virtual network interface that is assumed to have many operations on the end user's PC.
このようなＳＣＴＰ普及の過渡期にも対応するため、本実施形態では、仮想ハブ−クライアント間はＳＣＴＰを使わない場合の処理を説明する。 In order to cope with such a transitional period of the spread of SCTP, in the present embodiment, processing when SCTP is not used between the virtual hub and the client will be described.
なお、リーフの仮想ハブ（クライアント（仮想ネットワークインタフェース）を収容する仮想ハブ）が、ストリームスイッチングテーブルに加え、第１の実施形態のクライアント（仮想ネットワークインタフェース）のようにＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルを持ち、それらに基づき、イーサネットフレームのスイッチング処理を行なうところが、本実施形態の特徴的な部分である。なお、リーフ以外の仮想ハブ（クライアントを収容しない仮想ハブ）の処理は第１の実施形態、或いは、第２の実施形態と同様である。 The leaf virtual hub (virtual hub accommodating the client (virtual network interface)) has a MAC-stream mapping table in addition to the stream switching table, like the client (virtual network interface) of the first embodiment, A characteristic part of this embodiment is that the switching process of the Ethernet frame is performed based on them. Note that the processing of virtual hubs other than leaves (virtual hubs that do not accommodate clients) is the same as in the first embodiment or the second embodiment.
以下、第１の実施形態と同様の構成（図１参照）に基づき処理の詳細を説明するが、第１の実施形態と重複する部分の説明は適宜省略する。 In the following, details of the processing will be described based on the same configuration as that of the first embodiment (see FIG. 1), but description of portions overlapping with those of the first embodiment will be omitted as appropriate.
［システム構成］
図１に示す構成で、仮想ハブ−仮想ハブ間の接続には、アンダーレイネットワークとしてＳＣＴＰを使用する。一方、仮想ハブ−仮想ネットワークインタフェース（クライアント）間の接続には、アンダーレイネットワークとしてＳＣＴＰ以外の、例えば、ＵＤＰ、ＴＣＰ、ＨＴＴＰ、ＳＳＬ等を使用する。
[System configuration]
In the configuration shown in FIG. 1, SCTP is used as an underlay network for connection between a virtual hub and a virtual hub. On the other hand, for the connection between the virtual hub and the virtual network interface (client), for example, UDP, TCP, HTTP, SSL or the like other than SCTP is used as the underlay network.
［ストリームスイッチングテーブル］
仮想ハブ０は、各仮想ポート（ＳＣＴＰアソシエーション）毎にストリームスイッチングテーブルを持つ。一方、リーフである仮想ハブ１、仮想ハブ２、仮想ハブ３は、仮想ハブ０に接続する仮想ポート（ＳＣＴＰアソシエーション）に対してのみストリームスイッチングテーブルを持つ。
[Stream switching table]
The
［ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブル］
リーフである仮想ハブ１、仮想ハブ２、仮想ハブ３は、仮想ハブ内でグローバルな（ただ一つの）ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルを持つ。
[MAC-stream mapping table]
The
一方、各クライアントはＳＣＴＰを使用しないことから、第１の実施形態とは異なり、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルを持たない。 On the other hand, since each client does not use SCTP, unlike the first embodiment, it does not have a MAC-stream mapping table.
［ＡＲＰリクエストによるクライアント間のストリームスイッチングパスの生成］
例えば、クライアント１１があるクライアントと仮想イーサネット上にてＩＰによる通信を開始しようとしたとする。
[Generate stream switching path between clients by ARP request]
For example, assume that the
(1) クライアント１１は、ＩＰによる通信を開始するにあたり、宛先ＩＰアドレスとして通信相手のクライアントのＩＰアドレスを持つＡＲＰリクエストを、仮想ハブ１との接続に使用している仮想ネットワークインタフェースに送出する。
(1) When starting communication by IP, the
(2) 仮想ハブ１は、仮想ポート１０１から上記ＡＲＰリクエストを受信すると、仮想ポート１００、１０２、１０３にそのＡＲＰリクエストを送信するが、この時、仮想ポート１０３へは、ストリーム番号として１０３１１を指定して送信する（この番号は、仮想ポート１０３のストリームスイッチングテーブルで未使用のものを選択する。以降、同様。）。仮想ポート１００、仮想ポート１０２へは、それぞれで使用されているアンダーレイネットワークの手順に従い、ＡＲＰリクエストを送信する。
(2) When the
更に、仮想ポート１０３のストリームスイッチングテーブルのオフセット１０３１１のエントリに、送信ストリーム番号６５５３５と送信仮想ポート１０１のマッピング情報を追加する（図２０参照）。
Further, mapping information of the
更に、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、クライアント１１のＭＡＣアドレスであるＭＡＣ１１と仮想ポート１０１、送信ストリーム番号６５５３５のマッピング情報を追加する（図２１参照）。
Further, mapping information of the
ここで、仮想ポート１０３のストリームスイッチングテーブル（図２０参照）、及び、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブル（図２１参照）にて、送信ストリーム番号６５５３５を使用したが、本実施形態では、この値を、送信仮想ポート１０１がアンダーレイネットワークとしてＳＣＴＰを使用していないことを示すマジックナンバーとして使用している。つまり、ストリームスイッチング処理時、送信ストリーム番号が６５５３５であった場合には、当該送信仮想ポートへはＳＣＴＰを使用しないことを表している（以降、同様）。
Here, the
(3) クライアント１０は、上記ＡＲＰリクエストを受信すると、通常のＡＲＰ処理を行なう。 (3) Upon receiving the ARP request, the client 10 performs a normal ARP process.
クライアント１２についても同様である。
The same applies to the
(4) 仮想ハブ０の処理は、第１の実施形態と同様である。
(4) The processing of the
(5) 仮想ハブ２は、仮想ポート２０３から上記ＡＲＰリクエストを受信すると、仮想ポート２００、２０１、２０２にそのＡＲＰリクエストを送信するが、この時、それぞれ、使用されているアンダーレイネットワークの手順に従い、ＡＲＰリクエストを送信する。
(5) Upon receiving the ARP request from the
更に、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、クライアント１１のＭＡＣアドレスであるＭＡＣ１１と仮想ポート２０３、送信仮想ポート番号１２１１のマッピング情報を追加する（図２２参照）。
Further, mapping information of the
(6) クライアント２０は、上記ＡＲＰリクエストを受信すると、通常のＡＲＰ処理を行なう。 (6) Upon receiving the ARP request, the client 20 performs normal ARP processing.
クライアント２１、２２についても同様である。 The same applies to the clients 21 and 22.
(7) 仮想ハブ３は、仮想ポート３０３から上記ＡＲＰリクエストを受信すると、仮想ポート３００、３０１、３０２にそのＡＲＰリクエストを送信するが、この時、それぞれ、使用されているアンダーレイネットワークの手順に従い、ＡＲＰリクエストを送信する。
(7) Upon receiving the ARP request from the
更に、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、クライアント１１のＭＡＣアドレスであるＭＡＣ１１と仮想ポート３０３、送信仮想ポート番号１３１１のマッピング情報を追加する（図２３参照）。
Further, mapping information of the
(8) クライアント３０は、上記ＡＲＰリクエストを受信すると、通常のＡＲＰ処理を行なう。 (8) Upon receiving the ARP request, the client 30 performs normal ARP processing.
クライアント３１、３２についても同様である。
The same applies to the
なお、上記処理が全て完了した時点で、仮想ハブ２、仮想ハブ３からクライアント１１へのストリームスイッチングパスが生成されたと考えることが出来る。すなわち、以後、この仮想イーサネット上では、クライアント１１宛のイーサネットフレームは、仮想ハブ０、仮想ハブ１上では、宛先ＭＡＣアドレスではなく、それぞれの仮想ハブが当該イーサネットフレームを受信した仮想ポートで使用されているＳＣＴＰのストリーム番号に基づきスイッチングされることとなる（詳細は後述）。
It can be considered that a stream switching path from the
一方、仮想ハブ２、仮想ハブ３では、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに基づき、スイッチングされることになる（詳細は後述）。
On the other hand, the
なお、上記クライアント１１と同様に、他の全てのクライアントがＡＲＰリクエストをブロードキャストした後の、各仮想ハブのストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの状態を図２４〜図２７、図２８〜図３０に、それぞれ示す。
As with the
［仮想ハブによるストリームスイッチング処理］
上記状態で、クライアント２２がクライアント３０にイーサネットフレームを送信しようとしたとする。
[Stream switching processing by virtual hub]
Assume that the client 22 tries to transmit an Ethernet frame to the client 30 in the above state.
(1) クライアント２２は、通常の手順でＡＲＰ処理したのち、宛先ＭＡＣアドレスとしてクライアントのＭＡＣアドレスであるＭＡＣ３０を使用し、当該イーサネットフレームを仮想ハブ２へ送信する。
(1) After the ARP process is performed by a normal procedure, the client 22 uses the MAC 30 that is the client's MAC address as the destination MAC address, and transmits the Ethernet frame to the
(2) 仮想ハブ２は、クライアント２２を収容する仮想ポート２０２からイーサネットフレームを受信すると、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブル（図２９参照）のＭＡＣ３０のエントリ（送信ストリーム番号１２１６／送信仮想ポート２０３）を参照する。
(2) When the
その結果、ストリーム番号１２１６を使用し、仮想ポート２０３へ当該イーサネットフレームを送信する。
As a result, the
(3) 仮想ハブ０は、仮想ハブ２と接続する仮想ポート１２から、ＳＣＴＰストリーム番号１２１６にてイーサネットフレームを受信すると、当該仮想ポートのストリームスイッチングテーブル（図２４参照）のインデックス１２１６のエントリ（送信ストリーム番号３０３１６／送信仮想ポート１３）を参照する。
(3) When the
その結果、ストリーム番号３０３１６を使用し、仮想ポート１３へ当該イーサネットフレームを送信する。
As a result, the Ethernet frame is transmitted to the
(4) 仮想ハブ３は、仮想ハブ０と接続する仮想ポート３０３から、ＳＣＴＰストリーム番号３０３１６にてイーサネットフレームを受信すると、当該仮想ポートのストリームスイッチングテーブル（図２７参照）のインデックス３０３１６のエントリ（送信ストリーム番号６５５３５／送信仮想ポート３００）を参照する。
(4) When the
その結果、仮想ポート３００へ、使用されているアンダーレイネットワークの手順に従い、当該イーサネットフレームを送信する。
As a result, the Ethernet frame is transmitted to the
(5) クライアント３０は、仮想ハブ３との接続に使用している仮想ネットワークインタフェースから、使用しているアンダーレイネットワークの手順に従い、イーサネットフレームを受信する。
(5) The client 30 receives the Ethernet frame from the virtual network interface used for connection with the
なお、本実施形態では、全てのクライアントがＳＣＴＰを使用しない構成を前提としたが、本来、このような構成に限定されるものではなく、ＳＣＴＰを使用するクライアントと、ＳＣＴＰを使用しないクライアントが混在することは一向に差し支えない（この場合、一つ以上のＳＣＴＰを使用しないクライアントを収容する仮想ハブは、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルを保持しなければならない）。 In the present embodiment, it is assumed that all clients do not use SCTP. However, the present invention is not originally limited to such a configuration, and a client using SCTP and a client not using SCTP are mixed. It can be done in one direction (in this case, a virtual hub that houses one or more clients that do not use SCTP must maintain a MAC-stream mapping table).
この場合、仮想ハブにおいて、ある仮想ポートからＡＲＰリクエストを受信して、それを他の仮想ポートへ送信する時に、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブル、或いは、ＡＲＰリクエストを送信する仮想ポートのストリームスイッチングテーブルの送信ストリーム番号フィールドを、以下のように設定すれば良い。 In this case, when a virtual hub receives an ARP request from a virtual port and transmits it to another virtual port, transmission of the MAC-stream mapping table or the stream switching table of the virtual port that transmits the ARP request is performed. The stream number field may be set as follows.
・ＡＲＰリクエストを受信したクライアントとの仮想ポートでＳＣＴＰが使用されていない場合マジックナンバー（６５５３５）を設定。 When the SCTP is not used on the virtual port with the client that has received the ARP request, the magic number (65535) is set.
・ＡＲＰリクエストを受信したクライアントとの仮想ポートでＳＣＴＰが使用されている場合クライアントが送信時に使用してきたストリーム番号を設定。 -When SCTP is used in the virtual port with the client that has received the ARP request, the stream number used by the client at the time of transmission is set.
また、イーサネットフレーム転送時、送信ストリーム番号と送信仮想ポートの決定に、いずれかのテーブルを以下のように使用すれば良い。 Further, at the time of Ethernet frame transfer, one of the tables may be used as follows to determine the transmission stream number and the transmission virtual port.
・イーサネットフレームを受信した仮想ポートでＳＣＴＰが使用されていない場合
ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルを使用する。
When the virtual port that receives the Ethernet frame does not use SCTP Use the MAC-stream mapping table.
・イーサネットフレームを受信した仮想ポートでＳＣＴＰが使用されている
その仮想ポートのストリームスイッチングテーブルを使用する。
-SCTP is used in the virtual port that received the Ethernet frame Use the stream switching table of that virtual port.
この第３の実施形態によれば、仮想ハブ−クライアント間がＳＣＴＰを使わない場合にも対処でき、ＳＣＴＰ普及の過渡期にも対応することができる。 According to the third embodiment, it is possible to cope with the case where the virtual hub and the client do not use SCTP, and it is possible to cope with the transitional period of the spread of SCTP.
＜第４の実施形態＞（システム構成のバリエーション）
第１の実施形態〜第３の実施形態では、仮想ハブとの接続のみを持つ仮想ハブが存在する（仮想ハブ０）が、仮想ハブ０がクライアントを直収するような構成でも問題なく動作することは明らかである。これは、クライアント−サーバ型モデルを実現するためのサーバを仮想ハブ０に、クライアント群を仮想ハブ１〜３に接続するような構成であろう。
<Fourth embodiment> (variation of system configuration)
In the first to third embodiments, there is a virtual hub that has only a connection with the virtual hub (virtual hub 0). However, even if the
この場合、仮想ハブ０は、直収するクライアントからＡＲＰリクエストを受信すると、それを仮想ポート１１、１２、１３に送信するとともに、それぞれの仮想ポートのストリームスイッチングテーブルに適切なエントリを設定する。
In this case, when the
逆に、仮想ポート１１、１２、１３で受信したＡＲＰリクエストを直収するクライアントとの仮想ポートに送信する場合も、その処理は、第１の実施形態〜第３の実施形態と同様である。
Conversely, when the ARP request received at the
もちろん、直収するクライアントとの仮想ポートは、ＳＣＴＰでもそうでなくても問題は無い。 Of course, there is no problem even if the virtual port with the client that is directly collected is SCTP or not.
＜第５の実施形態＞（ストリームスイッチングパス生成トリガのバリエーション）
第１の実施形態〜第４の実施形態では、ストリームスイッチングパス生成のトリガとしてＡＲＰリクエストを使用し、ストリームスイッチングには、各仮想ハブがローカルに決定したＡＲＰリクエスト送信時のストリーム番号を使用した。
<Fifth embodiment> (variation of stream switching path generation trigger)
In the first to fourth embodiments, an ARP request is used as a trigger for generating a stream switching path, and a stream number at the time of ARP request transmission determined locally by each virtual hub is used for stream switching.
本実施形態では、ストリームスイッチングパス生成のトリガとして予め定義された特定のストリーム番号を使用し（以後、シグナリング用ストリーム番号）、ストリームスイッチングには、ストリームスイッチングパス生成時（以後、シグナリング時）に送信されるイーサネットフレーム、或いは、ＳＣＴＰのＰＰＩＤ（Payload Protocol Identifier）フィールドにピギーバックさせたストリーム番号を使用する。ＳＣＴＰのＰＰＩＤフィールドは、ＳＣＴＰヘッダの３２ビットフィールドで、ストリーム番号と同様、ＳＣＴＰはその内容に関知せず、その値は、エンドエンドで透過的にやりとりされる。一般的に、ソケットの送受信関数の引数で指定、読み出しが可能である。 In the present embodiment, a specific stream number defined in advance is used as a trigger for generating a stream switching path (hereinafter referred to as a signaling stream number), and for stream switching, transmission is performed when a stream switching path is generated (hereinafter referred to as signaling). Or a stream number piggybacked on an SCTP PPID (Payload Protocol Identifier) field. The PPID field of SCTP is a 32-bit field of the SCTP header. Like the stream number, SCTP does not know the contents, and the value is exchanged transparently at the end end. In general, it can be specified and read by arguments of socket send / receive functions.
以下、ストリームスイッチングパス生成処理の詳細を説明する（システム構成、ストリームスイッチング処理は、第１の実施形態と同様）。 Details of the stream switching path generation process will be described below (system configuration and stream switching process are the same as those in the first embodiment).
［クライアント間のストリームスイッチングパスの生成］
シグナリング用ストリーム番号を０と予め定義し、この情報を全仮想ハブ、クライアントで共有しておく。
[Generate stream switching path between clients]
The signaling stream number is defined as 0 in advance, and this information is shared by all virtual hubs and clients.
以下、ストリームスイッチングで使用されるストリーム番号の情報をＰＰＩＤにピギーバックさせた場合の、ストリームスイッチングパス生成処理の詳細を説明する。 Hereinafter, the details of the stream switching path generation process when the stream number information used in stream switching is piggybacked to PPID will be described.
例えば、クライアント１１が、上位プロトコル、アプリケーション等からの何らかのトリガで、ストリームスイッチングパス生成を開始しようとしたとする。
For example, it is assumed that the
(1) クライアント１１は、仮想ハブ１との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ１とのＳＣＴＰアソシエーション）に、ＰＰＩＤとして１１０００、ストリーム番号として０を指定して、シグナリング用のイーサネットフレームを送出する。
(1) The
ここで、イーサネットフレームのペイロードの内容は不問である。 Here, the content of the payload of the Ethernet frame is not questioned.
(2) 仮想ハブ１は、仮想ポート１０１から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、仮想ポート１００、１０２、１０３にシグナリング用イーサネットフレームを送信するが、この時、それぞれ、ＰＰＩＤとして１０００１、１０２０１、１０３０１を、ストリーム番号として０を指定して送信する（ＰＰＩＤに設定する値は、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のものを選択する。以降、同様。）。
(2) When the
更に、仮想ポート１００のストリームスイッチングテーブルのオフセット１０００１のエントリ、仮想ポート１０２の同テーブルのオフセット１０２０１のエントリ、仮想ポート１０３の同テーブルのオフセット１０３０１のエントリに、送信ストリーム番号１１０００と送信仮想ポート１０１のマッピング情報を追加する。
Furthermore, the entry of the offset 10001 of the stream switching table of the
ここで、各テーブルにおいて、エントリを追加したオフセットは、対応する仮想ポートへのシグナリング用イーサネットフレーム送信時に指定したＰＰＩＤの値であり、追加したエントリの送信ストリーム番号は、クライアント１１がシグナリング用イーサネットフレーム送信時に指定したＰＰＩＤの値で、仮想ハブ１がクライアント１１と接続している仮想ポートにて、ソケット受信関数の引数から取得した値であり、送信仮想ポートは、クライアント１１が接続している仮想ポートである（以降、同様）。
Here, in each table, the offset to which the entry is added is the PPID value designated when transmitting the signaling Ethernet frame to the corresponding virtual port, and the transmission stream number of the added entry is the signaling Ethernet frame by the
(3) クライアント１０は、仮想ハブ１との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ１とのＳＣＴＰアソシエーション）から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、ＭＡＣストリームマッピングテーブルに、イーサネットフレームの送信元ＭＡＣアドレス（クライアント１１のＭＡＣアドレス）と、ソケット受信関数の引数から取得したＰＰＩＤの値１０００１とのマップを追加する。後に、クライアント１１宛にイーサネットフレームを送信する時は、この情報を元に、ストリーム番号１０００１を使用して送信することとなる。
(3) When the client 10 receives an Ethernet frame using the stream number 0 (the above-mentioned signaling Ethernet frame) from the virtual network interface (SCTP association with the virtual hub 1) used for connection with the
クライアント１２についても同様である。
The same applies to the
(4) 仮想ハブ０は、仮想ポート１１から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、仮想ポート１２、１３にシグナリング用イーサネットフレームを送信するが、この時、それぞれ、ＰＰＩＤとして１２０１、１３０１を、ストリーム番号として０を指定して送信する。
(4) When the
更に、仮想ポート１２のストリームスイッチングテーブルのオフセット１２０１のエントリ、仮想ポート１３の同テーブルのオフセット１３０１のエントリに、送信ストリーム番号１０３０１と送信仮想ポート１１のマッピング情報を追加する。
Further, the mapping information of the
(5) 仮想ハブ２は、仮想ポート２０３から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、仮想ポート２００、２０１、２０２にシグナリング用イーサネットフレームを送信するが、この時、それぞれ、ＰＰＩＤとして２０００１、２０１０１、２０２０１を、ストリーム番号として０を指定して送信する。
(5) When the
更に、仮想ポート２００のストリームスイッチングテーブルのオフセット２０００１のエントリ、仮想ポート２０１の同テーブルのオフセット２０１０１のエントリ、仮想ポート２０２の同テーブルのオフセット２０２０１のエントリに、送信ストリーム番号１２０１と送信仮想ポート２０３のマッピング情報を追加する。
Furthermore, the entry of offset 20001 in the stream switching table of the
(6) クライアント２０は、仮想ハブ２との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ２とのＳＣＴＰアソシエーション）から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、ＭＡＣストリームマッピングテーブルに、イーサネットフレームの送信元ＭＡＣアドレス（クライアント１１のＭＡＣアドレス）と、ソケット受信関数の引数から取得したＰＰＩＤの値２０００１とのマップを追加する。後に、クライアント１１宛にイーサネットフレームを送信する時は、この情報を元に、ストリーム番号２０００１を使用して送信することとなる。
(6) When the client 20 receives an Ethernet frame (the above-mentioned signaling Ethernet frame) using the
クライアント２１、２２についても同様である。 The same applies to the clients 21 and 22.
(7) 仮想ハブ３は、仮想ポート３０３から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、仮想ポート３００、３０１、３０２にシグナリング用イーサネットフレームを送信するが、この時、それぞれ、ＰＰＩＤとして３０００１、３０１０１、３０２０１をストリーム番号として０を指定して送信する。
(7) When the
更に、仮想ポート３００のストリームスイッチングテーブルのオフセット３０００１のエントリ、仮想ポート３０１の同テーブルのオフセット３０１０１のエントリ、仮想ポート３０２の同テーブルのオフセット３０２０１のエントリに、送信ストリーム番号１３０１と送信仮想ポート３０３のマッピング情報を追加する。
Furthermore, the entry of offset 30001 in the stream switching table of the
(8) クライアント３０は、仮想ハブ３との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ３とのＳＣＴＰアソシエーション）から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、ＭＡＣストリームマッピングテーブルに、イーサネットフレームの送信元ＭＡＣアドレス（クライアント１１のＭＡＣアドレス）と、ソケット受信関数の引数から取得したＰＰＩＤの値３０００１とのマップを追加する。後に、クライアント１１宛にイーサネットフレームを送信する時は、この情報を元に、ストリーム番号３０００１を使用して送信することとなる。
(8) When the client 30 receives an Ethernet frame using the stream number 0 (the above-mentioned signaling Ethernet frame) from the virtual network interface (SCTP association with the virtual hub 3) used for connection with the
クライアント３１、３２についても同様である。
The same applies to the
なお、上記処理の詳細にて、「シグナリング用イーサネットフレーム送信時のＰＰＩＤの値設定」の部分、「シグナリング用イーサネットフレーム受信時のソケット受信関数の引数からのＰＰＩＤ取得」部分を、それぞれ、「シグナリング用イーサネットフレーム送信時にそのペイロードに当該値を設定する」、「シグナリング用イーサネットフレーム受信時にそのペイロードから当該値を取得する」、と読み変えることで、ストリームスイッチングで使用されるストリーム番号の情報をシグナリング用イーサネットフレームのペイロードにピギーバックさせた場合の、ストリームスイッチングパス生成処理の説明となることは自明である。 In the details of the above processing, the “PPID value setting at the time of signaling Ethernet frame transmission” part and the “PPID acquisition from the argument of the socket reception function at the time of signaling Ethernet frame reception” part are respectively referred to as “signaling `` Set the value in the payload when sending Ethernet frame for transmission '' and `` Get the value from the payload when receiving Ethernet frame for signaling '' to read the information on the stream number used in stream switching It is self-evident that the stream switching path generation process is explained when piggybacking to the payload of the Ethernet frame for use.
この第５の実施形態によれば、ストリームスイッチングパス生成のトリガとして、ＡＲＰリクエストではなく、予め定義された特定のストリーム番号（シグナリング用ストリーム番号）を使用する形態を実現することができる。 According to the fifth embodiment, it is possible to realize a form in which a predetermined specific stream number (signaling stream number) is used instead of an ARP request as a trigger for generating a stream switching path.
＜第６の実施形態＞（付加情報のピギーバック）
第５の実施形態では、シグナリング用イーサネットフレーム送信時に、ＳＣＴＰヘッダのＰＰＩＤフィールド、或いは、イーサネットフレームのペイロードに、ストリームスイッチングで使用するストリーム番号をピギーバックさせた。
<Sixth embodiment> (piggyback of additional information)
In the fifth embodiment, the stream number used for stream switching is piggybacked in the PPID field of the SCTP header or the payload of the Ethernet frame when transmitting the signaling Ethernet frame.
本実施形態では、以下に示すような情報を、シグナリング用イーサネットフレーム送信時のＰＰＩＤフィールド、或いは、そのイーサネットフレームのペイロードにピギーバックさせた場合の処理について詳細を説明する。 In the present embodiment, details will be described regarding processing in the case where the following information is piggybacked on the PPID field at the time of signaling Ethernet frame transmission or the payload of the Ethernet frame.
・ストリームスイッチング処理時に適用される優先度
・ストリームスイッチングの対象とする上位プロトコル、アプリケーション等の情報
・その他、イーサネットフレームが、ストリームスイッチングパスに沿ってスイッチングされる時に適用されるべき属性全般
なお、第１の実施形態ではＡＲＰリクエストをシグナリング（ストリームスイッチングパス生成）のトリガとしているが、上記と同様の情報をＡＲＰリクエスト送信時に、ＰＰＩＤフィールドにピギーバックさせることも可能である。
・ Priority applied at the time of stream switching processing ・ Information on upper layer protocol, application, etc. targeted for stream switching ・ Other attributes that should be applied when Ethernet frames are switched along the stream switching path In the first embodiment, an ARP request is used as a trigger for signaling (stream switching path generation). However, information similar to the above can be piggybacked to the PPID field when an ARP request is transmitted.
以下、一例として、シグナリング用イーサネットフレーム送信時のＰＰＩＤフィールドに、ストリームスイッチングで使用するストリーム番号に加え、上記情報をピギーバックさせる場合の処理の詳細を説明する（構成は第１の実施形態と同様）。 Hereinafter, as an example, the details of the process for piggybacking the above information in addition to the stream number used for stream switching in the PPID field at the time of signaling Ethernet frame transmission will be described (the configuration is the same as in the first embodiment) ).
［ストリームスイッチングテーブル］
本実施形態では、各仮想ハブが使用するストリームスイッチングテーブルに、ストリームスイッチング処理の優先度を示すフィールドを追加する（図３１参照）。
[Stream switching table]
In the present embodiment, a field indicating the priority of stream switching processing is added to the stream switching table used by each virtual hub (see FIG. 31).
［ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブル］
本実施形態では、各クライアントが使用するＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、上位プロトコルを識別するフィールドを追加する（図３２参照）。
[MAC-stream mapping table]
In this embodiment, a field for identifying the upper protocol is added to the MAC-stream mapping table used by each client (see FIG. 32).
［ＰＰＩＤフィールド］
本実施形態では、ＰＰＩＤフィールドに、ストリームスイッチングに使用するストリーム番号、スイッチング処理の対象とする上位プロトコル情報、スイッチング処理の優先度情報をピギーバック（エンコード）させる必要があるため、図３３に示すようにＰＰＩＤフィールドを更に３つのサブフィールドに細分化し、使用する。
[PPID field]
In this embodiment, it is necessary to piggyback (encode) the stream number used for stream switching, the upper protocol information to be switched, and the priority information of the switching process in the PPID field, as shown in FIG. The PPID field is further subdivided into three subfields.
なお、図３３に示す分割方法は一例であって、本来、用途に応じて分割するべきものであり、これに限定されるものではない。 Note that the dividing method shown in FIG. 33 is an example, and should be originally divided according to the application, and is not limited to this.
［クライアント間のストリームスイッチングパスの生成］
第５の実施形態と同様、シグナリング用ストリーム番号を０と予め定義し、この情報を全仮想ハブ、クライアントで共有しておく。
[Generate stream switching path between clients]
As in the fifth embodiment, the signaling stream number is defined as 0 in advance, and this information is shared by all virtual hubs and clients.
ここで、例えば、クライアント１１が、上位プロトコル、アプリケーション等からの何らかのトリガで、ＨＴＴＰを送受信するイーサネットフレームを高優先度でスイッチングするためのストリームスイッチングパス生成を開始しようとしたとする。
Here, for example, it is assumed that the
(1) クライアント１１は、仮想ハブ１との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ１とのＳＣＴＰアソシエーション）に、ＰＰＩＤの各サブフィールドに以下の値を指定し、更に、ストリーム番号０を指定してシグナリング用のイーサネットフレームを送出する。
(1) The
・ストリーム番号サブフィールド“１１０２０”
・上位プロトコルサブフィールド“８０”（ＨＴＴＰ）
・優先度サブフィールド“５”
優先度は低優先度〜通常〜高優先度に応じて、１〜５の値を設定するものとする（０は、例えばベストエフォート）。
Stream number subfield “11020”
-Upper protocol subfield "80" (HTTP)
・ Priority subfield "5"
The priority is set to a value of 1 to 5 according to low priority to normal to high priority (0 is, for example, best effort).
(2) 仮想ハブ１は、仮想ポート１０１から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、仮想ポート１００、１０２、１０３にシグナリング用イーサネットフレームを送信するが、この時、それぞれ、ＰＰＩＤのサブフィールドに以下の値を指定し、更に、ストリーム番号として０を指定して送信する。
(2) When the
・ストリーム番号サブフィールド
・仮想ポート１００への送信時“１００２１”
・仮想ポート１０２への送信時“１０２２１”
・仮想ポート１０３への送信時“１０３２１”
・上位プロトコルサブフィールド“８０”（ＨＴＴＰ）
・優先度サブフィールド“５”
更に、仮想ポート１００のストリームスイッチングテーブルのオフセット１００２１のエントリ、仮想ポート１０２の同テーブルのオフセット１０２２１のエントリ、仮想ポート１０３の同テーブルのオフセット１０３２１のエントリに、送信ストリーム番号１１０２０と送信仮想ポート１０１のマッピング情報を追加し、更に、優先度フィールドに５を設定する。
-Stream number subfield-"10021" when sending to
“10221” when sending to
"10321" when sending to
-Upper protocol subfield "80" (HTTP)
・ Priority subfield "5"
Furthermore, the entry of the offset 10021 of the stream switching table of the
ここで、各テーブル（詳細は後述）において、エントリを追加したオフセットは、対応する仮想ポートへのシグナリング用イーサネットフレーム送信時に指定したＰＰＩＤのストリーム番号サブフィールドの値であり、追加したエントリの送信ストリーム番号、優先度の値は、それぞれ、クライアント１１がシグナリング用イーサネットフレーム送信時に指定したＰＰＩＤのストリーム番号サブフィールド、優先度サブフィールドの値で、仮想ハブ１がクライアント１１と接続している仮想ポートにて、ソケット受信関数の引数から取得した値であり、送信仮想ポートは、クライアント１１が接続している仮想ポートである（以降、同様）。
Here, in each table (details will be described later), the offset to which the entry is added is the value of the stream number subfield of the PPID specified when transmitting the signaling Ethernet frame to the corresponding virtual port, and the transmission stream of the added entry The numbers and priority values are the values of the stream number subfield and priority subfield of the PPID specified by the
(3) クライアント１０は、仮想ハブ１との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ１とのＳＣＴＰアソシエーション）から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、ＭＡＣストリームマッピングテーブルに、イーサネットフレームの送信元ＭＡＣアドレス（クライアント１１のＭＡＣアドレス）と、ソケット受信関数の引数から取得したＰＰＩＤのストリーム番号サブフィールドの値１００２１とのマップを追加する。更に、そのマップエントリの上位プロトコルフィールドに、同ＰＰＩＤの上位プロトコルサブフィールドの値８０（ＨＴＴＰ）を設定する。後に、クライアント１１宛に上位プロトコルがＨＴＴＰであるイーサネットフレームを送信する時は、この情報を元に、ストリーム番号１００２１を使用して送信することとなる。
(3) When the client 10 receives an Ethernet frame using the stream number 0 (the above-mentioned signaling Ethernet frame) from the virtual network interface (SCTP association with the virtual hub 1) used for connection with the
クライアント１２についても同様である。
The same applies to the
(4) 仮想ハブ０は、仮想ポート１１から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、仮想ポート１２、１３にシグナリング用イーサネットフレームを送信するが、この時、それぞれ、ＰＰＩＤのサブフィールドに以下の値を指定し、更に、ストリーム番号として０を指定して送信する。
(4) When the
・ストリーム番号サブフィールド
・仮想ポート１２への送信時“１２２１”
・仮想ポート１３への送信時“１３２１”
・上位プロトコルサブフィールド“８０”（ＨＴＴＰ）
・優先度サブフィールド“５”
更に、仮想ポート１２のストリームスイッチングテーブルのオフセット１２２１のエントリ、仮想ポート１３の同テーブルのオフセット１３２１のエントリに、送信ストリーム番号１０３２１と送信仮想ポート１１のマッピング情報を追加し、更に、優先度フィールドに５を設定する。
-Stream number subfield-"1221" when sending to
"1321" when sending to
-Upper protocol subfield "80" (HTTP)
・ Priority subfield "5"
Further, the mapping information of the
(5) 仮想ハブ２は、仮想ポート２０３から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、仮想ポート２００、２０１、２０２にシグナリング用イーサネットフレームを送信するが、この時、それぞれ、ＰＰＩＤのサブフィールドに以下の値を指定し、更に、ストリーム番号として０を指定して送信する。
(5) When the
・ストリーム番号サブフィールド
・仮想ポート２００への送信時“２００２１”
・仮想ポート２０１への送信時“２０１２１”
・仮想ポート２０２への送信時“２０２２１”
・上位プロトコルサブフィールド“８０”（ＨＴＴＰ）
・優先度サブフィールド“５”
更に、仮想ポート２００のストリームスイッチングテーブルのオフセット２００２１のエントリ、仮想ポート２０１の同テーブルのオフセット２０１２１のエントリ、仮想ポート２０２の同テーブルのオフセット２０２２１のエントリに、送信ストリーム番号１２２１と送信仮想ポート２０３のマッピング情報を追加し、更に、優先度フィールドに５を設定する。
-Stream number subfield-"20021" when sending to
“20121” when transmitting to the
When sending to the
-Upper protocol subfield "80" (HTTP)
・ Priority subfield "5"
Furthermore, the entry of the offset 20021 in the stream switching table of the
(6) クライアント２０は、仮想ハブ２との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ２とのＳＣＴＰアソシエーション）から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、ＭＡＣストリームマッピングテーブルに、イーサネットフレームの送信元ＭＡＣアドレス（クライアント１１のＭＡＣアドレス）と、ソケット受信関数の引数から取得したＰＰＩＤのストリーム番号サブフィールドの値２００２１とのマップを追加する。更に、そのマップエントリの上位プロトコルフィールドに、同ＰＰＩＤの上位プロトコルサブフィールドの値８０（ＨＴＴＰ）を設定する。後に、クライアント１１宛にイーサネットフレームを送信する時は、この情報を元に、ストリーム番号２００２１を使用して送信することとなる。
(6) When the client 20 receives an Ethernet frame (the above-mentioned signaling Ethernet frame) using the
クライアント２１、２２についても同様である。 The same applies to the clients 21 and 22.
(7) 仮想ハブ３は、仮想ポート３０３から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、仮想ポート３００、３０１、３０２にシグナリング用イーサネットフレームを送信するが、この時、それぞれ、ＰＰＩＤのサブフィールドに以下の値を指定し、更に、ストリーム番号として０を指定して送信する。
(7) When the
・ストリーム番号サブフィールド
・仮想ポート３００への送信時“３００２１”
・仮想ポート３０１への送信時“３０１２１”
・仮想ポート３０２への送信時“３０２２１”
・上位プロトコルサブフィールド“８０”（ＨＴＴＰ）
・優先度サブフィールド“５”
更に、仮想ポート３００のストリームスイッチングテーブルのオフセット３００２１のエントリ、仮想ポート３０１の同テーブルのオフセット３０１２１のエントリ、仮想ポート３０２の同テーブルのオフセット３０２２１のエントリに、送信ストリーム番号１３２１と送信仮想ポート３０３のマッピング情報を追加し、更に、優先度フィールドに５を設定する。
-Stream number subfield-"30021" when sending to
“30121” when sending to
“30221” when sending to
-Upper protocol subfield "80" (HTTP)
・ Priority subfield "5"
Furthermore, the entry of the offset 30021 of the stream switching table of the
(8) クライアント３０は、仮想ハブ３との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ３とのＳＣＴＰアソシエーション）から、ストリーム番号０を使用したイーサネットフレーム（上記シグナリング用イーサネットフレーム）を受信すると、ＭＡＣストリームマッピングテーブルに、イーサネットフレームの送信元ＭＡＣアドレス（クライアント１１のＭＡＣアドレス）と、ソケット受信関数の引数から取得したＰＰＩＤのストリーム番号サブフィールドの値３００２１とのマップを追加する。更に、そのマップエントリの上位プロトコルフィールドに、同ＰＰＩＤの上位プロトコルサブフィールドの値８０（ＨＴＴＰ）を設定する。後に、クライアント１１宛にイーサネットフレームを送信する時は、この情報を元に、ストリーム番号３００２１を使用して送信することとなる。
(8) When the client 30 receives an Ethernet frame using the stream number 0 (the above-mentioned signaling Ethernet frame) from the virtual network interface (SCTP association with the virtual hub 3) used for connection with the
クライアント３１、３２についても同様である。
The same applies to the
なお、他の全てのクライアントが、例えば、プロトコル０（プロトコル指定無し）、優先度３（通常）でシグナリング用イーサネットフレームを送信した後の、各仮想ハブのストリームスイッチングテーブル、各クライアントのＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの状態を図３５〜図３７、図３８〜図４０にそれぞれ示す。これらは、全クライアント−クライアント１１間の上位プロトコルがＨＴＴＰであるイーサネットフレームを高優先度でスイッチングする、ストリームスイッチングパスが生成されたことを示すものである（その他のクライアント間の全てのプロトコルは通常の優先度）。
It should be noted that the stream switching table of each virtual hub and the MAC-stream of each client after all other clients have transmitted signaling Ethernet frames with protocol 0 (no protocol specified) and priority 3 (normal), for example. The state of the mapping table is shown in FIGS. 35 to 37 and FIGS. 38 to 40, respectively. These indicate that a stream switching path has been generated in which an Ethernet frame whose upper-level protocol between all clients and the
また、同じＭＡＣアドレスでも、優先度、上位プロトコル、アプリケーションが異なるエントリが同一ノードの同一テーブルに並存することはあり得ることである。 In addition, even with the same MAC address, entries with different priorities, upper protocols, and applications can coexist in the same table of the same node.
［仮想ハブによるストリームスイッチング処理］
上記状態で、クライアント３２がクライアント１１に、上位プロトコルがＨＴＴＰであるイーサネットフレームを送信しようとしたとする。
[Stream switching processing by virtual hub]
Assume that the client 32 tries to transmit an Ethernet frame whose upper protocol is HTTP to the
(1) クライアント３２は、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブル（図４０参照）において、クライアント１１のＭＡＣアドレスであるＭＡＣ１１がストリーム番号３０２２１とマッピングされていること、更には、そのマッピングの上位プロトコルがＨＴＴＰであることを認識し、ストリーム番号３０２２１を使用し、当該イーサネットフレームを仮想ハブ２との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ２とのＳＣＴＰアソシエーション）に送信する。
(1) In the client 32, the
(2) 仮想ハブ３は、クライアント３２を収容する仮想ポート３０２から、ＳＣＴＰストリーム番号３０２２１にてイーサネットフレームを受信すると、当該仮想ポートのストリームスイッチングテーブル（図３７参照）のインデックス３０２２１のエントリ（送信ストリーム番号１３２１／送信仮想ポート３０３／優先度５）を参照する。
(2) When the
その結果、ストリーム番号１３２１を使用し、仮想ポート３０３へ当該イーサネットフレームを送信する。
As a result, the Ethernet frame is transmitted to the
この時、優先度５（高優先度）であることから、スイッチング処理を高優先度でスケジューリングする。なお、スケジューリングの具体的処理は、本提案の主旨では無いため、詳細は割愛する（以降、同様）。 At this time, since the priority is 5 (high priority), the switching process is scheduled with high priority. Note that the specific processing of scheduling is not the main point of the present proposal, so details are omitted (the same applies hereinafter).
(3) 仮想ハブ０、仮想ハブ１は、上記仮想ハブ３と同様、該当イーサネットフレームを高優先度でスイッチングする。
(3) Similar to the
(4) クライアント１１は、仮想ハブ１との接続に使用している仮想ネットワークインタフェース（仮想ハブ１とのＳＣＴＰアソシエーション）から、ＳＣＴＰストリーム番号１１０２０にてイーサネットフレームを受信する。
(4) The
この第６の実施形態によれば、優先度などを含む各種の情報を、シグナリング用イーサネットフレーム送信時のＰＰＩＤフィールド、或いは、そのイーサネットフレームのペイロードにピギーバックさせることにより付加価値を向上させることができる。 According to the sixth embodiment, it is possible to improve added value by piggybacking various types of information including priority etc. to the PPID field at the time of signaling Ethernet frame transmission or the payload of the Ethernet frame. it can.
＜第７の実施形態＞（従来のイーサネットスイッチング機能との並存）
第１の実施形態〜第６の実施形態に示した方法は、従来の宛先ＭＡＣアドレスによるスイッチングの機能との並存が可能である。
<Seventh embodiment> (coexistence with conventional Ethernet switching function)
The methods shown in the first to sixth embodiments can coexist with the switching function based on the conventional destination MAC address.
すなわち、仮想ハブは、ストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルでミスヒットした場合には、従来の機能により、宛先ＭＡＣアドレスを元に、イーサネットフレームを転送する。 In other words, when the virtual hub makes a miss-hit in the stream switching table or the MAC-stream mapping table, the virtual hub transfers the Ethernet frame based on the destination MAC address by a conventional function.
＜応用＞
仮想イーサネットの構築に適用可能である。また、ＡＲＰと同等のアドレス解決の仕組みを有する仮想ネットワークにも同様に適用可能である。
<Application>
It is applicable to the construction of virtual Ethernet. Further, the present invention can be similarly applied to a virtual network having an address resolution mechanism equivalent to ARP.
＜まとめ＞
上述した各実施形態で説明した各種のシステムに備えられる各種の機能や情報などの概念をまとめると以下の通りとなる。
<Summary>
The concepts of various functions and information provided in the various systems described in the above-described embodiments are summarized as follows.
（１）各実施形態に共通する基本概念（スイッチングにストリーム番号を使用）について
一つ以上の中継ノード（仮想ハブ）を経由してクライアント間が通信を行なう仮想ネットワーク（仮想イーサネット）におけるイーサネットフレームをスイッチングする方法であり、以下の特徴を持つ。
(1) Basic concept common to each embodiment (stream number is used for switching) An Ethernet frame in a virtual network (virtual Ethernet) in which clients communicate with each other via one or more relay nodes (virtual hubs) This is a switching method and has the following characteristics.
・アンダーレイネットワークとしてＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）を使用する。 -SCTP (Stream Control Transmission Protocol) is used as an underlay network.
・仮想ハブは、ある仮想ポートからイーサネットフレームを受信すると、受信時に使用したＳＣＴＰストリーム番号に基づき、送信先の仮想ポート、及び、送信時に使用するＳＣＴＰストリーム番号を決定し、前記決定したＳＣＴＰストリーム番号を使用して、前記決定した仮想ポートに、前記受信したイーサネットフレームを送信する。 When the virtual hub receives an Ethernet frame from a certain virtual port, the virtual hub determines a destination virtual port and an SCTP stream number used at the time of transmission based on the SCTP stream number used at the time of reception, and the determined SCTP stream number Is used to transmit the received Ethernet frame to the determined virtual port.
（２） 第１の実施形態について
一つ以上の中継ノード（仮想ハブ）を経由してクライアント間が通信を行なう仮想ネットワーク（仮想イーサネット）におけるイーサネットフレームをスイッチングする方法であり、以下の特徴を持つ。
(2) First Embodiment A method for switching Ethernet frames in a virtual network (virtual Ethernet) in which clients communicate with each other via one or more relay nodes (virtual hubs), and has the following characteristics .
・アンダーレイネットワーク
仮想ハブ−仮想ハブ間、及び、仮想ハブ−クライアント（仮想ネットワークインタフェース）間のアンダーレイネットワークとして、ＳＣＴＰを使用する。
Underlay network SCTP is used as an underlay network between a virtual hub and a virtual hub and between a virtual hub and a client (virtual network interface).
・クライアント（仮想ネットワークインタフェース）
- 宛先クライアントの宛先ＭＡＣアドレスと、そのクライアント宛のイーサネットフレーム送信時に使用するストリーム番号とのマッピングを保持する、ＭＡＣストリームマッピングテーブルを持つ。
-Client (virtual network interface)
-It has a MAC stream mapping table that holds a mapping between a destination MAC address of a destination client and a stream number used when transmitting an Ethernet frame addressed to the client.
- 仮想ハブとの接続に使用しているＳＣＴＰアソシエーションからＡＲＰリクエストを受信すると、通常のＡＲＰ処理を行なうと同時に、ＡＲＰリクエストの送信元ＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストの受信に使用したストリーム番号とのマッピングを保持するエントリを、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに追加する。 -When an ARP request is received from the SCTP association used for connection with the virtual hub, normal ARP processing is performed, and at the same time, the mapping between the ARP request source MAC address and the stream number used to receive the ARP request is performed. The retained entry is added to the MAC-stream mapping table.
- 他クライアントにイーサネットフレームを送信する場合、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルにおいて、そのイーサネットフレームの宛先ＭＡＣアドレス（宛先クライアントのＭＡＣアドレス）に対応するエントリがあった場合、そのエントリのストリーム番号を使用して、仮想ハブとの接続に使用しているＳＣＴＰアソシエーションに、そのイーサネットフレームを送信する。 -When sending an Ethernet frame to another client, if there is an entry corresponding to the destination MAC address of the Ethernet frame (MAC address of the destination client) in the MAC-stream mapping table, the stream number of that entry is used. The Ethernet frame is transmitted to the SCTP association used for connection with the virtual hub.
・仮想ハブ
- 仮想ポート毎に、イーサネットフレームの転送先仮想ポートを指定する送信仮想ポートと、その送信仮想ポートへイーサネットフレームを送信する時に使用する送信ストリーム番号とのマッピングを保持する、ストリームスイッチングテーブルを持つ。
・ Virtual hub
-Each virtual port has a stream switching table that holds a mapping between a transmission virtual port that designates a destination virtual port of an Ethernet frame and a transmission stream number that is used when an Ethernet frame is transmitted to the transmission virtual port.
* ストリームスイッチングテーブルのエントリ数はストリーム番号空間と同じである。 * The number of entries in the stream switching table is the same as the stream number space.
- ある仮想ポートからＡＲＰリクエストを受信すると、他の全ての仮想ポート（ＳＣＴＰアソシエーション）へそれを送信する。 -When it receives an ARP request from one virtual port, it sends it to all other virtual ports (SCTP associations).
* 仮想ポートへのＡＲＰリクエスト送信時、その仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のストリーム番号を選択し、それを送信に使用する。 * When sending an ARP request to a virtual port, select an unused stream number in the stream switching table of that virtual port and use it for transmission.
* 仮想ポートへのＡＲＰリクエスト送信時、その仮想ポートのストリームスイッチングテーブルの、上記送信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるエントリに、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートと、受信に使用したストリーム番号とを、それぞれ、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として設定する。 * When sending an ARP request to a virtual port, the virtual port that received the ARP request, the stream number used for reception, and the entry indexed by the stream number used for transmission in the stream switching table of the virtual port Are set as a transmission virtual port and a transmission stream number, respectively.
- ある仮想ポートからイーサネットフレーム（ユニキャストフレーム）を受信すると、受信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるその仮想ポートのストリームスイッチングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているストリーム番号を使用して、受信したイーサネットフレームを送信する。 -When an Ethernet frame (unicast frame) is received from a certain virtual port, the entry of the stream switching table of that virtual port indexed by the stream number used for reception is referenced and set as the transmission virtual port of that entry. The received Ethernet frame is transmitted to the virtual port using the stream number set in the transmission stream number of the entry.
（３）第２の実施形態について
上記（２）に示した特徴を持つ仮想ハブにおいて、更に、以下の特徴を持つ。
(3) Second Embodiment The virtual hub having the characteristics shown in (2) above further has the following characteristics.
・ストリーム番号空間と同数のエントリ数を持つストリームスイッチングテーブルを、全仮想ポートで共有する。 A stream switching table having the same number of entries as the stream number space is shared by all virtual ports.
（４）第３の実施形態について
上記（２）、（３）に示した特徴を持つ仮想ネットワーク（仮想イーサネット）におけるイーサネットフレームをスイッチングする方法において、更に、仮想ハブが以下の特徴を持つ。
(4) Third Embodiment In the method of switching Ethernet frames in the virtual network (virtual Ethernet) having the characteristics shown in (2) and (3) above, the virtual hub further has the following characteristics.
・アンダーレイネットワークとしてＳＣＴＰを使用するクライアントに加え、アンダーレイネットワークとしてＳＣＴＰを使用しないクライアントをも収容する。 In addition to clients that use SCTP as an underlay network, clients that do not use SCTP as an underlay network are also accommodated.
・少なくとも一つ以上のＳＣＴＰを使用しないクライアントを収容する仮想ハブは、
- ＳＣＴＰを使用した仮想ポート毎のストリームスイッチングテーブルを持つことに加え、宛先クライアントの宛先ＭＡＣアドレスと、そのクライアント宛のイーサネットフレーム送信時に使用するストリーム番号、送信先仮想ポートとのマッピングを保持する、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルをも持つ。
A virtual hub that accommodates at least one client that does not use SCTP
-In addition to having a stream switching table for each virtual port using SCTP, it holds the mapping between the destination MAC address of the destination client, the stream number used when transmitting the Ethernet frame addressed to that client, and the destination virtual port. It also has a MAC-stream mapping table.
- ある仮想ポートからＡＲＰリクエストを受信すると、他の全ての仮想ポートへそれを送信する。 -When it receives an ARP request from one virtual port, it sends it to all other virtual ports.
この時、送信先仮想ポートが、
* ＳＣＴＰ以外のアンダーレイネットワークを使用している場合
そこで使用されているアンダーレイネットワークプロトコルに従う。
At this time, the destination virtual port is
* When using an underlay network other than SCTP Follow the underlay network protocol used there.
* ＳＣＴＰを使用している場合
その仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のストリーム番号を選択し、それを送信に使用する。
* When using SCTP Select an unused stream number in the stream switching table of the virtual port and use it for transmission.
更に、送信先仮想ポートのストリームスイッチングテーブルの、上記送信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるエントリに、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートと、ＡＲＰリクエストの受信に使用したストリーム番号とを、それぞれ、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として設定する。 Furthermore, the virtual port that received the ARP request and the stream number that was used to receive the ARP request in the entry indexed by the stream number used for transmission in the stream switching table of the destination virtual port, respectively, Set as the transmission virtual port and transmission stream number.
ただし、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートが、ＳＣＴＰを使用していない場合は、送信ストリーム番号として、予め定義された値（送信仮想ポートがＳＣＴＰを使用していないことを表すマジックナンバー）を使用する。 However, when the virtual port that received the ARP request does not use SCTP, a predefined value (magic number indicating that the transmission virtual port does not use SCTP) is used as the transmission stream number. .
また、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、ＡＲＰリクエストの送信元ＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストを受信した仮想ポート、ＡＲＰリクエストの受信に使用したストリーム番号とを、それぞれ、宛先ＭＡＣアドレス、送信仮想ポート、送信ストリーム番号して、エントリをＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに追加する。 In the MAC-stream mapping table, the source MAC address of the ARP request, the virtual port that received the ARP request, and the stream number that was used to receive the ARP request, respectively, the destination MAC address, the transmission virtual port, and the transmission stream number Then, an entry is added to the MAC-stream mapping table.
ただし、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートが、ＳＣＴＰを使用していない場合は、送信ストリーム番号として、マジックナンバーを使用する。 However, if the virtual port that received the ARP request does not use SCTP, the magic number is used as the transmission stream number.
・ある仮想ポートからイーサネットフレーム（ユニキャストフレーム）を受信すると、イーサネットフレームを受信した仮想ポートが、
- ＳＣＴＰを使用している場合
受信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるその仮想ポートのストリームスイッチングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているストリーム番号を使用して、受信したイーサネットフレームを送信する。
-When an Ethernet frame (unicast frame) is received from a virtual port, the virtual port that received the Ethernet frame
-When using SCTP Refer to the entry of the stream switching table of the virtual port indexed by the stream number used for reception, and also enter the entry for the virtual port set as the transmission virtual port of the entry. The received Ethernet frame is transmitted using the stream number set in the transmission stream number.
ただし、送信ストリーム番号がマジックナンバーである場合には、送信仮想ポートのアンダーレイネットワークに従い、イーサネットフレームを送信する。 However, when the transmission stream number is a magic number, an Ethernet frame is transmitted according to the underlay network of the transmission virtual port.
- ＳＣＴＰを使用していない場合
受信したイーサネットフレームの宛先ＭＡＣアドレスにマッチするＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているストリーム番号を使用して、受信したイーサネットフレームを送信する。
-When SCTP is not used Refer to the entry of the MAC-stream mapping table that matches the destination MAC address of the received Ethernet frame, and send the entry to the virtual port set as the transmission virtual port of the entry. The received Ethernet frame is transmitted using the stream number set in the stream number.
ただし、送信ストリーム番号がマジックナンバーである場合には、送信仮想ポートのアンダーレイネットワークに従い、イーサネットフレームを送信する。 However, when the transmission stream number is a magic number, an Ethernet frame is transmitted according to the underlay network of the transmission virtual port.
（５）第４の実施形態について
上記（２）〜（４）に示した特徴を持つ仮想ハブにおいて、更に、以下の特徴を持つ。
(5) Fourth Embodiment The virtual hub having the characteristics shown in the above (2) to (4) further has the following characteristics.
・一つ以上の他仮想ハブ、及び、一つ以上のクライアントとの接続を持つ。 -Connection with one or more other virtual hubs and one or more clients.
（６）第５の実施形態（ＰＰＩＤ使用）について
上記（２）〜（５）に示した特徴に加え、仮想ハブ、及び、クライアントは、ストリームスイッチングパスを生成時に、以下の特徴を持つ。
(6) Fifth Embodiment (Using PPID) In addition to the features shown in (2) to (5) above, the virtual hub and the client have the following features when generating a stream switching path.
・ストリームスイッチングパス生成のためのシグナリング用ストリーム番号として、予め特定の値を定義する（以後、シグナリング用ストリーム番号）。 A specific value is defined in advance as a signaling stream number for generating a stream switching path (hereinafter, a signaling stream number).
・クライアントは、シグナリング用ストリーム番号を使用してイーサネットフレームを送信する。この時、ＳＣＴＰのＰＰＩＤフィールドに、ストリームスイッチングに使用するストリーム番号を格納する。 The client sends an Ethernet frame using the signaling stream number. At this time, the stream number used for stream switching is stored in the PPID field of SCTP.
・仮想ハブは、上記イーサネットフレームを受信したストリーム番号ではなく（請求項１の方法）、ＰＰＩＤに格納されているストリーム番号を、ストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの送信ストリーム番号の値として使用する。 The virtual hub uses the stream number stored in the PPID instead of the stream number that received the Ethernet frame (the method of claim 1) as the value of the transmission stream number in the stream switching table and MAC-stream mapping table. To do.
・クライアントは、上記イーサネットフレームを受信したストリーム番号ではなく（請求項１の方法）、ＰＰＩＤに格納されているストリーム番号を、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの送信ストリーム番号の値として使用する。 The client uses the stream number stored in the PPID, not the stream number that received the Ethernet frame (the method of claim 1), as the value of the transmission stream number in the MAC-stream mapping table.
（７）第５の実施形態（イーサネットフレームペイロード使用）について
上記（２）〜（５）に示した特徴に加え、仮想ハブ、及び、クライアントは、ストリームスイッチングパスを生成時に、以下の特徴を持つ。
(7) Fifth Embodiment (Using Ethernet Frame Payload) In addition to the features shown in (2) to (5) above, the virtual hub and client have the following features when generating a stream switching path. .
・ストリームスイッチングパス生成のためのシグナリング用ストリーム番号として、予め特定の値を定義する（以後、シグナリング用ストリーム番号）。 A specific value is defined in advance as a signaling stream number for generating a stream switching path (hereinafter, a signaling stream number).
・クライアントは、シグナリング用ストリーム番号を使用してイーサネットフレームを送信する。この時、そのイーサネットフレームのペイロードに、ストリームスイッチングに使用するストリーム番号を格納する。 The client sends an Ethernet frame using the signaling stream number. At this time, the stream number used for stream switching is stored in the payload of the Ethernet frame.
・仮想ハブは、上記イーサネットフレームを受信したストリーム番号ではなく（請求項１の方法）、上記イーサネットフレームのペイロードに格納されているストリーム番号を、ストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの送信ストリーム番号の値として使用する。 The virtual hub uses the stream number stored in the payload of the Ethernet frame instead of the stream number that received the Ethernet frame (the method of claim 1) as the transmission stream number of the stream switching table and MAC-stream mapping table. Use as the value of.
・クライアントは、上記イーサネットフレームを受信したストリーム番号ではなく（請求項１の方法）、上記イーサネットフレームのペイロードに格納されているストリーム番号を、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの送信ストリーム番号の値として使用する。 The client uses the stream number stored in the payload of the Ethernet frame as the value of the transmission stream number in the MAC-stream mapping table, not the stream number that received the Ethernet frame (the method of claim 1). .
（８）第６の実施形態について
上記（２）〜（７）に示した特徴に加え、以下の特徴を持つ。
(8) Sixth Embodiment In addition to the features shown in (2) to (7) above, the following features are provided.
・ＡＲＰリクエスト送信時のＳＣＴＰのＰＰＩＤフィールド、或いは、シグナリング用イーサネットフレーム送信時のＰＰＩＤフィールドもしくはイーサネットフレームのペイロードに、以下の情報を格納する。 The following information is stored in the PPID field of SCTP at the time of ARP request transmission, or the PPID field at the time of transmission of the Ethernet frame for signaling or the payload of the Ethernet frame.
- ストリームスイッチング処理に使用される優先度情報
- ストリームスイッチング処理の対象とする上位プロトコル、アプリケーション情報
- その他、イーサネットフレームが、ストリームスイッチングパスに沿ってスイッチングされる時に適用される可能性のある属性全般
・ストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、上記情報に対応するフィールドを追加する。
-Priority information used for stream switching processing
-Target protocol and application information for stream switching processing
-Other attributes that may be applied when the Ethernet frame is switched along the stream switching path-Add a field corresponding to the above information to the stream switching table and MAC-stream mapping table.
・クライアントは、ＡＲＰリクエスト或いはシグナリング用イーサネットフレーム送信時、上記情報をＰＰＩＤフィールド、或いは、イーサネットフレームのペイロードに設定する。 The client sets the above information in the PPID field or the payload of the Ethernet frame when transmitting the ARP request or the signaling Ethernet frame.
・仮想ハブは、ＡＲＰリクエスト或いはシグナリング用イーサネットフレーム受信時、送信仮想ポート、送信ストリーム番号、ＭＡＣアドレスに加え、上記情報をストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの該当フィールドに設定する。 When receiving the ARP request or signaling Ethernet frame, the virtual hub sets the above information in the corresponding fields of the stream switching table and the MAC-stream mapping table in addition to the transmission virtual port, the transmission stream number, and the MAC address.
また、ＡＲＰリクエスト或いはシグナリング用イーサネットフレーム送信時、上記情報を同様にＰＰＩＤフィールド、もしくは、イーサネットフレームのペイロードに格納する。 When transmitting an ARP request or signaling Ethernet frame, the above information is similarly stored in the PPID field or the payload of the Ethernet frame.
・仮想ハブは、イーサネットフレームスイッチング時、上記情報、例えば、優先度情報に基づき、スイッチング処理のスケジューリングを行なう。 The virtual hub performs switching processing scheduling based on the above information, for example, priority information, at the time of Ethernet frame switching.
・クライアントは、ＡＲＰリクエスト或いはシグナリング用イーサネットフレーム受信時、送信ストリーム番号、ＭＡＣアドレスに加え、上記情報をＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの該当フィールドに設定する。 When receiving an ARP request or signaling Ethernet frame, the client sets the above information in the corresponding field of the MAC-stream mapping table in addition to the transmission stream number and the MAC address.
・クライアントは、イーサネットフレーム送信時、上記情報を元に、上位プロトコル毎、アプリケーション毎に、いずれの送信ストリーム番号を使うか等の制御を行なう。 -When transmitting an Ethernet frame, the client controls which transmission stream number is used for each higher level protocol and each application based on the above information.
（９）第７の実施形態について
上記（２）〜（８）に示した特徴を持つ仮想イーサネットにおいて、従来の宛先ＭＡＣアドレスによるスイッチングの機能を有し、ストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルでミスヒットした場合には、従来の機能により、イーサネットフレームを転送する。
(9) Seventh Embodiment A virtual Ethernet having the characteristics shown in (2) to (8) above has a switching function based on a conventional destination MAC address, and includes a stream switching table and a MAC-stream mapping table. In case of a miss hit, the Ethernet frame is transferred by the conventional function.
以上詳述したように、本発明の実施の形態によれば、ネットワーク仮想化システムにおいて、テーブルの管理や検索を容易に行え、スイッチング処理の性能を向上させることができる。 As described above in detail, according to the embodiment of the present invention, in the network virtualization system, table management and retrieval can be easily performed, and the performance of switching processing can be improved.
なお、上記実施形態に記載した手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯ）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することもできる。 Note that the method described in the above embodiment includes a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), a magneto-optical disk (MO) as programs that can be executed by a computer. ), And can be distributed in a storage medium such as a semiconductor memory.
また、この記憶媒体としては、プログラムを記憶でき、かつコンピュータが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であっても良い。 In addition, as long as the storage medium can store a program and can be read by a computer, the storage format may be any form.
また、記憶媒体からコンピュータにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワークソフト等のＭＷ（ミドルウェア）等が上記実施形態を実現するための各処理の一部を実行しても良い。 In addition, an OS (operating system) running on a computer based on an instruction of a program installed in the computer from a storage medium, MW (middleware) such as database management software, network software, and the like realize the above-described embodiment. A part of each process may be executed.
さらに、本発明における記憶媒体は、コンピュータと独立した媒体に限らず、ＬＡＮやインターネット等により伝送されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。 Furthermore, the storage medium in the present invention is not limited to a medium independent of a computer, but also includes a storage medium in which a program transmitted via a LAN or the Internet is downloaded and stored or temporarily stored.
また、記憶媒体は一つに限らず、複数の媒体から上記実施形態における処理が実行される場合も本発明における記憶媒体に含まれ、媒体構成は何れの構成であっても良い。 Further, the number of storage media is not limited to one, and the case where the processing in the above embodiment is executed from a plurality of media is also included in the storage media of the present invention, and the media configuration may be any configuration.
なお、本発明におけるコンピュータは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上記実施形態における各処理を実行するものであって、パソコンやサーバ計算機等の一つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であっても良い。 The computer according to the present invention executes each process in the above-described embodiment based on a program stored in a storage medium, and a single device such as a personal computer or a server computer or a plurality of devices are connected to a network. Any configuration of the system or the like may be used.
また、本発明におけるコンピュータとは、パソコンやサーバ計算機に限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって本発明の機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。 In addition, the computer in the present invention is not limited to a personal computer or server computer, but includes a processing unit, a microcomputer, and the like included in an information processing device, and is a generic term for devices and devices that can realize the functions of the present invention by a program. is doing.
なお、本願発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
０〜３…仮想ハブ、１０〜１２，２０〜２２，３０〜３２…クライアント、１１〜１３，１００〜１０３，２００〜２０３，３００〜３０３…仮想ポート。 0-3 ... Virtual hub, 10-12, 20-22, 30-32 ... Client, 11-13, 100-103, 200-203, 300-303 ... Virtual port.
Claims (13)
前記アンダーレイネットワークは、ＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）を用いて形成され、
前記仮想ハブは、
仮想ポート毎に、フレームの転送先仮想ポートを指定する送信仮想ポートと、その送信仮想ポートへフレームを送信する時に使用するＳＣＴＰの送信ストリーム番号とのマッピングを保持するストリームスイッチングテーブルと、
ある仮想ポートからストリームスイッチングパス生成のトリガとなるフレームを受信すると、そのフレームを他の全ての仮想ポートへ、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のＳＣＴＰのストリーム番号を使用して送信すると共に、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルの、前記送信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるエントリに、フレームを受信した仮想ポートと、フレームの受信に使用したＳＣＴＰのストリーム番号とを、それぞれ、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として設定する、ストリームスイッチングパス生成手段と、
ある仮想ポートからフレームを受信すると、受信に使用したＳＣＴＰのストリーム番号でインデックス付けされるその仮想ポートのストリームスイッチングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているＳＣＴＰのストリーム番号を使用して、受信したフレームを送信する、ストリームスイッチング処理手段と
を具備することを特徴とするネットワーク仮想化システム。 Constructed on an underlay network having at least one relay device that forms at least one virtual hub by software and a plurality of client terminals that can be connected to the virtual hub via a virtual network interface formed by software A network virtualization system in which the plurality of client terminals communicate via the virtual hub through a virtual network,
The underlay network is formed using SCTP (Stream Control Transmission Protocol),
The virtual hub is
For each virtual port, a stream switching table that holds a mapping between a transmission virtual port that designates a frame transfer destination virtual port and an SCTP transmission stream number used when transmitting a frame to the transmission virtual port;
When a frame that triggers generation of a stream switching path is received from a virtual port, the frame is transmitted to all other virtual ports using an unused SCTP stream number in the stream switching table of each virtual port. The virtual port that received the frame and the SCTP stream number that was used to receive the frame in the entry indexed by the stream number used for transmission in the stream switching table of each virtual port, respectively, A stream switching path generation means to be set as a port and a transmission stream number;
When a frame is received from a certain virtual port, the virtual port set in the transmission virtual port of the entry is referred to by referring to the entry of the virtual port stream switching table indexed by the SCTP stream number used for reception. A network virtualization system comprising: stream switching processing means for transmitting a received frame using the SCTP stream number set in the transmission stream number of the entry.
仮想ハブ−仮想ハブ間、及び、仮想ハブ−クライアント間のアンダーレイネットワークがＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）を用いて形成され、
各クライアントは、
宛先クライアントの宛先ＭＡＣアドレスと、そのクライアント宛のフレーム送信時に使用するＳＣＴＰのストリーム番号とのマッピングを保持するＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルと、
仮想ハブとの接続に使用しているＳＣＴＰアソシエーションからＡＲＰリクエストを受信すると、通常のＡＲＰ（Address Resolution Protocol）処理を行なうと共に、ＡＲＰリクエストの送信元ＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストの受信に使用したストリーム番号とのマッピングを保持するエントリを、前記ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに追加する手段と、
他クライアントにフレームを送信する場合、前記ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルにおいて、そのフレームの宛先ＭＡＣアドレスに対応するエントリがあった場合、そのエントリのストリーム番号を使用して、仮想ハブとの接続に使用しているＳＣＴＰアソシエーションに、そのフレームを送信する手段と
を具備し、
前記仮想ハブは、
仮想ポート毎に、フレームの転送先仮想ポートを指定する送信仮想ポートと、その送信仮想ポートへフレームを送信する時に使用するＳＣＴＰの送信ストリーム番号とのマッピングを保持するストリームスイッチングテーブルと、
ある仮想ポートからＡＲＰリクエストを受信すると、そのＡＲＰリクエストを他の全ての仮想ポートへ、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のＳＣＴＰのストリーム番号を使用して送信すると共に、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルの、前記送信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるエントリに、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートと、ＡＲＰリクエストの受信に使用したＳＣＴＰのストリーム番号とを、それぞれ、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として設定する、ストリームスイッチングパス生成手段と、
ある仮想ポートからフレームを受信すると、受信に使用したＳＣＴＰのストリーム番号でインデックス付けされるその仮想ポートのストリームスイッチングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているＳＣＴＰのストリーム番号を使用して、受信したフレームを送信する、ストリームスイッチング処理手段と
を具備することを特徴とするネットワーク仮想化システム。 Constructed on an underlay network having at least one relay device that forms at least one virtual hub by software and a plurality of client terminals that can be connected to the virtual hub via a virtual network interface formed by software A network virtualization system in which the plurality of client terminals communicate via the virtual hub through a virtual network,
Underlay networks between the virtual hub and the virtual hub and between the virtual hub and the client are formed using SCTP (Stream Control Transmission Protocol),
Each client
A MAC-stream mapping table that holds a mapping between a destination MAC address of a destination client and an SCTP stream number used when transmitting a frame addressed to the client;
When an ARP request is received from the SCTP association used for connection with the virtual hub, normal ARP (Address Resolution Protocol) processing is performed, and the source MAC address of the ARP request and the stream number used to receive the ARP request Means for adding to the MAC-stream mapping table an entry holding the mapping of:
When sending a frame to another client, if there is an entry corresponding to the destination MAC address of the frame in the MAC-stream mapping table, the stream number of that entry is used to connect to the virtual hub. Means for transmitting the frame to an existing SCTP association,
The virtual hub is
For each virtual port, a stream switching table that holds a mapping between a transmission virtual port that designates a frame transfer destination virtual port and an SCTP transmission stream number used when transmitting a frame to the transmission virtual port;
When an ARP request is received from a certain virtual port, the ARP request is transmitted to all other virtual ports using an unused SCTP stream number in the stream switching table of each virtual port, and the stream of each virtual port The virtual port that received the ARP request and the SCTP stream number that was used to receive the ARP request in the entry indexed by the stream number used for transmission in the switching table, respectively, are the transmission virtual port and the transmission stream. Stream switching path generation means to be set as a number;
When a frame is received from a certain virtual port, the virtual port set in the transmission virtual port of the entry is referred to by referring to the entry of the virtual port stream switching table indexed by the SCTP stream number used for reception. A network virtualization system comprising: stream switching processing means for transmitting a received frame using the SCTP stream number set in the transmission stream number of the entry.
少なくとも一つ以上のＳＣＴＰを使用しないクライアントを収容する仮想ハブは、
ＳＣＴＰを使用した仮想ポート毎のストリームスイッチングテーブルを持つことに加え、宛先クライアントの宛先ＭＡＣアドレスと、そのクライアント宛のフレーム送信時に使用するストリーム番号、送信先仮想ポートとのマッピングを保持するＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルをも備え、
ある仮想ポートからＡＲＰリクエストを受信すると、他の全ての仮想ポートへそれを送信し、この時、送信先仮想ポートが、ＳＣＴＰ以外のアンダーレイネットワークを使用している場合、そこで使用されているアンダーレイネットワークプロトコルに従い、一方、ＳＣＴＰを使用している場合、その仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のストリーム番号を選択し、それを送信に使用し、更に、送信先仮想ポートのストリームスイッチングテーブルの、前記送信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるエントリに、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートと、ＡＲＰリクエストの受信に使用したストリーム番号とを、それぞれ、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として設定するが、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートが、ＳＣＴＰを使用していない場合は、送信ストリーム番号として、送信仮想ポートがＳＣＴＰを使用していないことを表すマジックナンバーを使用し、また、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、ＡＲＰリクエストの送信元ＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストを受信した仮想ポート、ＡＲＰリクエストの受信に使用したストリーム番号とを、それぞれ、宛先ＭＡＣアドレス、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として、エントリをＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに追加するが、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートが、ＳＣＴＰを使用していない場合は、送信ストリーム番号として、送信仮想ポートがＳＣＴＰを使用していないことを表すマジックナンバーを使用し、
ある仮想ポートからフレームを受信すると、フレームを受信した仮想ポートが、ＳＣＴＰを使用している場合、受信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるその仮想ポートのストリームスイッチングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているストリーム番号を使用して、受信したフレームを送信するが、送信ストリーム番号がマジックナンバーである場合には、送信仮想ポートのアンダーレイネットワークに従い、フレームを送信し、一方、フレームを受信した仮想ポートが、ＳＣＴＰを使用していない場合、受信したフレームの宛先ＭＡＣアドレスにマッチするＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているストリーム番号を使用して、受信したフレームを送信するが、送信ストリーム番号がマジックナンバーである場合には、送信仮想ポートのアンダーレイネットワークに従い、フレームを送信する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のネットワーク仮想化システム。 The virtual hub further accommodates clients that do not use SCTP as an underlay network, in addition to clients that use SCTP as an underlay network.
A virtual hub that accommodates at least one client that does not use SCTP,
In addition to having a stream switching table for each virtual port using SCTP, a MAC-stream that holds a mapping between a destination client's destination MAC address, a stream number used when transmitting a frame addressed to the client, and a destination virtual port It also has a mapping table,
When an ARP request is received from a certain virtual port, it is transmitted to all other virtual ports. At this time, if the destination virtual port uses an underlay network other than SCTP, the underlay used there is used. If, on the other hand, the SCTP is used according to the ray network protocol, an unused stream number is selected in the stream switching table of the virtual port, used for transmission, and further, the stream switching table of the destination virtual port is used. The virtual port that received the ARP request and the stream number that was used to receive the ARP request are set as the transmission virtual port and the transmission stream number in the entry indexed by the stream number used for the transmission, respectively. Receive an ARP request If the selected virtual port does not use SCTP, a magic number indicating that the transmission virtual port does not use SCTP is used as the transmission stream number, and the MAC-stream mapping table indicates the ARP request. An entry is added to the MAC-stream mapping table with the source MAC address, the virtual port that received the ARP request, and the stream number used for receiving the ARP request as the destination MAC address, the transmission virtual port, and the transmission stream number, respectively. However, if the virtual port that received the ARP request does not use SCTP, the magic number indicating that the transmission virtual port does not use SCTP is used as the transmission stream number.
When a frame is received from a virtual port, if the virtual port that received the frame is using SCTP, it refers to the entry in the stream switching table for that virtual port that is indexed by the stream number used for reception. When the received frame is transmitted to the virtual port set as the transmission virtual port of the entry using the stream number set to the transmission stream number of the entry, but the transmission stream number is the magic number The MAC-stream mapping table that matches the destination MAC address of the received frame when the frame is transmitted according to the underlay network of the transmission virtual port and the virtual port that received the frame does not use SCTP. Entry The received frame is transmitted to the virtual port set as the transmission virtual port of the entry using the stream number set in the transmission stream number of the entry, but the transmission stream number is magic. The network virtualization system according to claim 3 or 4, wherein if the number is a number, the frame is transmitted according to an underlay network of the transmission virtual port.
各クライアントは、シグナリング用ストリーム番号を使用してイーサネットフレームを送信し、この時、ＳＣＴＰのＰＰＩＤフィールドに、ストリームスイッチングに使用するストリーム番号を格納し、
前記仮想ハブは、ＰＰＩＤフィールドに格納されているストリーム番号を、ストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの送信ストリーム番号の値として使用し、
各クライアントは、ＰＰＩＤフィールドに格納されているストリーム番号を、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの送信ストリーム番号の値として使用する
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のネットワーク仮想化システム。 The virtual hub and each client define a specific value in advance as a signaling stream number for generating a stream switching path when generating a stream switching path,
Each client transmits an Ethernet frame using a signaling stream number. At this time, the stream number used for stream switching is stored in the PPID field of SCTP.
The virtual hub uses the stream number stored in the PPID field as the value of the transmission stream number in the stream switching table, MAC-stream mapping table,
The network virtualization according to any one of claims 3 to 5, wherein each client uses the stream number stored in the PPID field as the value of the transmission stream number in the MAC-stream mapping table. system.
各クライアントは、シグナリング用ストリーム番号を使用してフレームを送信し、この時、そのフレームのペイロードに、ストリームスイッチングに使用するストリーム番号を格納し、
前記仮想ハブは、前記フレームのペイロードに格納されているストリーム番号を、ストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの送信ストリーム番号の値として使用し、
各クライアントは、前記フレームのペイロードに格納されているストリーム番号を、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの送信ストリーム番号の値として使用する
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のネットワーク仮想化システム。 The virtual hub and each client define a specific value in advance as a signaling stream number for generating a stream switching path when generating a stream switching path,
Each client transmits a frame using the signaling stream number. At this time, the stream number used for stream switching is stored in the payload of the frame.
The virtual hub uses a stream number stored in the payload of the frame as a value of a stream switching table, a transmission stream number of a MAC-stream mapping table,
6. The network according to claim 3, wherein each client uses a stream number stored in a payload of the frame as a value of a transmission stream number in a MAC-stream mapping table. Virtualization system.
ストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、前記情報に対応するフィールドがあり、
各クライアントは、ＡＲＰリクエスト或いはシグナリング用イーサネットフレーム送信時、前記情報をＳＣＴＰのＰＰＩＤフィールド、或いは、イーサネットフレームのペイロードに設定し、
前記仮想ハブは、ＡＲＰリクエスト或いはシグナリング用イーサネットフレーム受信時、送信仮想ポート、送信ストリーム番号、ＭＡＣアドレスに加え、前記情報をストリームスイッチングテーブル、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの該当フィールドに設定し、また、ＡＲＰリクエスト或いはシグナリング用イーサネットフレーム送信時、前記情報を同様にＳＣＴＰのＰＰＩＤフィールド、もしくは、イーサネットフレームのペイロードに格納し、
前記仮想ハブは、イーサネットフレームスイッチング時、前記情報に基づき、スイッチング処理のスケジューリングを行ない、
各クライアントは、ＡＲＰリクエスト或いはシグナリング用イーサネットフレーム受信時、送信ストリーム番号、ＭＡＣアドレスに加え、前記情報をＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルの該当フィールドに設定し、
各クライアントは、イーサネットフレーム送信時、前記情報を元に、上位プロトコル毎、アプリケーション毎に、いずれの送信ストリーム番号を使うかを決定する制御を行なう
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のネットワーク仮想化システム。 SCTP PPID field at the time of ARP request transmission, or SCTP PPID field at the time of signaling Ethernet frame transmission or payload of Ethernet frame 1) Priority information used for stream switching processing 2) Target of stream switching processing It is possible to store at least one of the upper layer protocol, application information, and 3) attribute information applicable when the Ethernet frame is switched along the stream switching path,
The stream switching table and the MAC-stream mapping table have fields corresponding to the information,
Each client, when sending an ARP request or an Ethernet frame for signaling, sets the information in the PPID field of SCTP or the payload of the Ethernet frame,
When receiving the ARP request or signaling Ethernet frame, the virtual hub sets the information in the corresponding fields of the stream switching table and the MAC-stream mapping table in addition to the transmission virtual port, the transmission stream number, and the MAC address. When sending an Ethernet frame for request or signaling, the above information is similarly stored in the PPID field of SCTP or the payload of the Ethernet frame.
The virtual hub performs switching processing scheduling based on the information at the time of Ethernet frame switching,
Each client, when receiving an ARP request or an Ethernet frame for signaling, sets the information in the corresponding field of the MAC-stream mapping table in addition to the transmission stream number and the MAC address,
6. The client according to claim 3, wherein each client performs control to determine which transmission stream number is to be used for each upper protocol and for each application based on the information when transmitting an Ethernet frame. The network virtualization system according to item 1.
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のネットワーク仮想化システム。 The virtual hub has a switching function based on a destination MAC address, and when a miss occurs in the stream switching table or the MAC-stream mapping table, the virtual hub transfers a frame by the function. The network virtualization system according to any one of 1 to 8.
前記アンダーレイネットワークとして、ＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）を使用する機能と、
仮想ポート毎に、フレームの転送先仮想ポートを指定する送信仮想ポートと、その送信仮想ポートへフレームを送信する時に使用するＳＣＴＰの送信ストリーム番号とのマッピングをストリームスイッチングテーブルに保持する機能と、
ある仮想ポートからストリームスイッチングパス生成のトリガとなるフレームを受信すると、そのフレームを他の全ての仮想ポートへ、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のＳＣＴＰのストリーム番号を使用して送信すると共に、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルの、前記送信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるエントリに、フレームを受信した仮想ポートと、フレームの受信に使用したＳＣＴＰのストリーム番号とを、それぞれ、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として設定する機能と、
ある仮想ポートからフレームを受信すると、受信に使用したＳＣＴＰのストリーム番号でインデックス付けされるその仮想ポートのストリームスイッチングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているＳＣＴＰのストリーム番号を使用して、受信したフレームを送信する機能と
をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。 Constructed on an underlay network having at least one relay device that forms at least one virtual hub by software and a plurality of client terminals that can be connected to the virtual hub via a virtual network interface formed by software In a network virtualization system in which the plurality of client terminals communicate via the virtual hub through a virtual network, a program applied to the relay device,
A function using SCTP (Stream Control Transmission Protocol) as the underlay network;
A function for holding, in a stream switching table, a mapping between a transmission virtual port for designating a virtual port to which a frame is transferred for each virtual port and an SCTP transmission stream number used when transmitting a frame to the transmission virtual port;
When a frame that triggers generation of a stream switching path is received from a virtual port, the frame is transmitted to all other virtual ports using an unused SCTP stream number in the stream switching table of each virtual port. The virtual port that received the frame and the SCTP stream number that was used to receive the frame in the entry indexed by the stream number used for transmission in the stream switching table of each virtual port, respectively, A function to set as a port and transmission stream number,
When a frame is received from a certain virtual port, the virtual port set in the transmission virtual port of the entry is referred to by referring to the entry of the virtual port stream switching table indexed by the SCTP stream number used for reception. A program that causes a computer to realize a function of transmitting a received frame using an SCTP stream number set in the transmission stream number of the entry.
前記アンダーレイネットワークとして、ＳＣＴＰ（Stream Control Transmission Protocol）を使用する機能と、
仮想ポート毎に、フレームの転送先仮想ポートを指定する送信仮想ポートと、その送信仮想ポートへフレームを送信する時に使用するＳＣＴＰの送信ストリーム番号とのマッピングをストリームスイッチングテーブルに保持する機能と、
ある仮想ポートからＡＲＰリクエストを受信すると、そのＡＲＰリクエストを他の全ての仮想ポートへ、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のＳＣＴＰのストリーム番号を使用して送信すると共に、各仮想ポートのストリームスイッチングテーブルの、前記送信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるエントリに、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートと、ＡＲＰリクエストの受信に使用したＳＣＴＰのストリーム番号とを、それぞれ、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として設定する機能と、
ある仮想ポートからフレームを受信すると、受信に使用したＳＣＴＰのストリーム番号でインデックス付けされるその仮想ポートのストリームスイッチングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているＳＣＴＰのストリーム番号を使用して、受信したフレームを送信する機能と
をコンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。 Constructed on an underlay network having at least one relay device that forms at least one virtual hub by software and a plurality of client terminals that can be connected to the virtual hub via a virtual network interface formed by software In a network virtualization system in which the plurality of client terminals communicate via the virtual hub through a virtual network, a program applied to the relay device,
A function using SCTP (Stream Control Transmission Protocol) as the underlay network;
A function for holding, in a stream switching table, a mapping between a transmission virtual port for designating a virtual port to which a frame is transferred for each virtual port and an SCTP transmission stream number used when transmitting a frame to the transmission virtual port;
When an ARP request is received from a certain virtual port, the ARP request is transmitted to all other virtual ports using an unused SCTP stream number in the stream switching table of each virtual port, and the stream of each virtual port The virtual port that received the ARP request and the SCTP stream number that was used to receive the ARP request in the entry indexed by the stream number used for transmission in the switching table, respectively, are the transmission virtual port and the transmission stream. A function to set as a number,
When a frame is received from a certain virtual port, the virtual port set in the transmission virtual port of the entry is referred to by referring to the entry of the virtual port stream switching table indexed by the SCTP stream number used for reception. A program that causes a computer to realize a function of transmitting a received frame using an SCTP stream number set in the transmission stream number of the entry.
少なくとも一つ以上のＳＣＴＰを使用しないクライアントを収容する仮想ハブの機能として、
ＳＣＴＰを使用した仮想ポート毎のストリームスイッチングテーブルを持つことに加え、宛先クライアントの宛先ＭＡＣアドレスと、そのクライアント宛のフレーム送信時に使用するストリーム番号、送信先仮想ポートとのマッピングをＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに保持する機能と、
ある仮想ポートからＡＲＰリクエストを受信すると、他の全ての仮想ポートへそれを送信し、この時、送信先仮想ポートが、ＳＣＴＰ以外のアンダーレイネットワークを使用している場合、そこで使用されているアンダーレイネットワークプロトコルに従い、一方、ＳＣＴＰを使用している場合、その仮想ポートのストリームスイッチングテーブルで未使用のストリーム番号を選択し、それを送信に使用し、更に、送信先仮想ポートのストリームスイッチングテーブルの、前記送信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるエントリに、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートと、ＡＲＰリクエストの受信に使用したストリーム番号とを、それぞれ、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として設定するが、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートが、ＳＣＴＰを使用していない場合は、送信ストリーム番号として、送信仮想ポートがＳＣＴＰを使用していないことを表すマジックナンバーを使用し、また、ＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに、ＡＲＰリクエストの送信元ＭＡＣアドレスとＡＲＰリクエストを受信した仮想ポート、ＡＲＰリクエストの受信に使用したストリーム番号とを、それぞれ、宛先ＭＡＣアドレス、送信仮想ポート、送信ストリーム番号として、エントリをＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルに追加するが、ＡＲＰリクエストを受信した仮想ポートが、ＳＣＴＰを使用していない場合は、送信ストリーム番号として、送信仮想ポートがＳＣＴＰを使用していないことを表すマジックナンバーを使用する機能と、
ある仮想ポートからフレームを受信すると、フレームを受信した仮想ポートが、ＳＣＴＰを使用している場合、受信に使用したストリーム番号でインデックス付けされるその仮想ポートのストリームスイッチングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているストリーム番号を使用して、受信したフレームを送信するが、送信ストリーム番号がマジックナンバーである場合には、送信仮想ポートのアンダーレイネットワークに従い、フレームを送信し、一方、フレームを受信した仮想ポートが、ＳＣＴＰを使用していない場合、受信したフレームの宛先ＭＡＣアドレスにマッチするＭＡＣ−ストリームマッピングテーブルのエントリを参照し、そのエントリの送信仮想ポートに設定されている仮想ポートに、同じくそのエントリの送信ストリーム番号に設定されているストリーム番号を使用して、受信したフレームを送信するが、送信ストリーム番号がマジックナンバーである場合には、送信仮想ポートのアンダーレイネットワークに従い、フレームを送信する機能と
を更にコンピュータに実現させることを特徴とする請求項１２に記載のプログラム。 In addition to clients that use SCTP as an underlay network, a function that accommodates clients that do not use SCTP as an underlay network;
As a virtual hub function that accommodates at least one client that does not use SCTP,
In addition to having a stream switching table for each virtual port using SCTP, the MAC-stream mapping table maps the destination MAC address of the destination client to the stream number used when transmitting a frame addressed to the client and the destination virtual port. The function to keep in
When an ARP request is received from a certain virtual port, it is transmitted to all other virtual ports. At this time, if the destination virtual port uses an underlay network other than SCTP, the underlay used there is used. If, on the other hand, the SCTP is used according to the ray network protocol, an unused stream number is selected in the stream switching table of the virtual port, used for transmission, and further, the stream switching table of the destination virtual port is used. The virtual port that received the ARP request and the stream number that was used to receive the ARP request are set as the transmission virtual port and the transmission stream number in the entry indexed by the stream number used for the transmission, respectively. Receive an ARP request If the selected virtual port does not use SCTP, a magic number indicating that the transmission virtual port does not use SCTP is used as the transmission stream number, and the MAC-stream mapping table indicates the ARP request. An entry is added to the MAC-stream mapping table with the source MAC address, the virtual port that received the ARP request, and the stream number used for receiving the ARP request as the destination MAC address, the transmission virtual port, and the transmission stream number, respectively. However, if the virtual port that received the ARP request does not use SCTP, a function that uses a magic number indicating that the transmission virtual port does not use SCTP as the transmission stream number;
When a frame is received from a virtual port, if the virtual port that received the frame is using SCTP, it refers to the entry in the stream switching table for that virtual port that is indexed by the stream number used for reception. When the received frame is transmitted to the virtual port set as the transmission virtual port of the entry using the stream number set to the transmission stream number of the entry, but the transmission stream number is the magic number The MAC-stream mapping table that matches the destination MAC address of the received frame when the frame is transmitted according to the underlay network of the transmission virtual port and the virtual port that received the frame does not use SCTP. Entry The received frame is transmitted to the virtual port set as the transmission virtual port of the entry using the stream number set in the transmission stream number of the entry, but the transmission stream number is magic. The program according to claim 12, further comprising a function of transmitting a frame according to an underlay network of a transmission virtual port when the number is a number.
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