JP7063204B2 - Packet transfer method, packet transfer method, relay device - Google Patents
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Description
本発明は、中継装置経由で端末間のパケット転送を行う技術に関する。 The present invention relates to a technique for transferring packets between terminals via a relay device.
ソフトウェアルーティングを高速化する技術として、特許文献１などに記載されたＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ－Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）の方式が知られている。 As a technique for speeding up software routing, an MPLS (Multi-Protocol Label Switching) method described in Patent Document 1 and the like is known.
従来方式（ＭＰＬＳ）は、ＩＰパケットにラベルと呼ばれるタグを付加し、付加されたラベルに基づきフォワーディングを行うが、この方式には以下の問題を生じるおそれがあった。 In the conventional method (MPLS), a tag called a label is added to an IP packet, and forwarding is performed based on the added label, but this method may cause the following problems.
すなわち、ＩＰパケットに固定長のラベルを付加するため、送信時点でＭＴＵ（Ｍａｘｉｍｕｍ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｕｎｉｔ）最大長のＩＰパケットにラベルを付加すると、ＭＴＵのサイズを越えてしまうため、フラグメント（ｆｒａｇｍｅｎｔ）が生じる場合がある。 That is, in order to add a fixed-length label to an IP packet, if a label is added to an IP packet having the maximum MTU (Maximum Transmission Unit) length at the time of transmission, the size of the MTU will be exceeded, resulting in a fragment. There is.
この場合にはＩＰパケットが分割されるため、ＣＰＵの負担が増加し、処理が遅延するおそれがある。また、従来方式では、ラベルをホップ（ｈｏｐ）ごとに付け替える必要があるため、処理負担が増加するおそれもある。 In this case, since the IP packet is divided, the load on the CPU increases and the processing may be delayed. Further, in the conventional method, it is necessary to change the label for each hop, which may increase the processing load.
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされ、従来のラベルではなく、事前に中継装置毎に取得されたラベルＭＡＣアドレスを用いることで転送対象のパケットをスイッチングで転送させ、負荷を抑制することを解決課題としている。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the packet to be transferred is transferred by switching by using the label MAC address acquired in advance for each relay device instead of the conventional label, and the load is loaded. The solution is to suppress the problem.
（１）本発明の一態様は、ネットワーク上の端末間で中継装置群を経由してパケットを転送する際の方式であって、
前記中継装置群は、前記パケットの送信元の端末と直接に接続されたファーストホップと、
前記パケットの送信先の端末と直接に接続されたラストホップと、
前記ファーストホップと前記ラストホップとの間を中継するトランジットホップと、を備え、
前記各ホップは、前記ホップ毎に取得したラベルＭＡＣアドレスが記録されたテーブルを備え、
前記ファーストホップは、前記送信元の端末から前記パケットを受信すれば、前記テーブルを参照して前記パケットの宛先ＭＡＣアドレスフィールドを前記ラベルＭＡＣアドレスに書き換えて転送し、
前記トランジットホップは、前記ラベルＭＡＣアドレスの記述された前記パケットを受信すれば、前記ラベルＭＡＣアドレスに基づき前記ラストホップまで順次に転送し、
前記ラストホップは、前記ラベルＭＡＣアドレスの記述された前記パケットを受信すれば前記送信先の端末に転送することを特徴としている。
(1) One aspect of the present invention is a method for transferring a packet between terminals on a network via a group of relay devices.
The relay device group includes a first hop directly connected to the terminal that is the source of the packet, and
The last hop directly connected to the terminal to which the packet is sent, and
A transit hop that relays between the first hop and the last hop is provided.
Each of the hops includes a table in which the label MAC address acquired for each hop is recorded.
When the packet is received from the source terminal, the first hop refers to the table, rewrites the destination MAC address field of the packet to the label MAC address, and transfers the packet.
When the transit hop receives the packet in which the label MAC address is described, the transit hop sequentially forwards to the last hop based on the label MAC address.
The last hop is characterized in that if the packet in which the label MAC address is described is received, it is forwarded to the destination terminal.
（２）本発明の他の態様は、ネットワーク上の端末間においてパケットを、
送信元の端末と直接に接続されたファーストホップと、
送信先の端末と直接に接続されたラストホップと、
前記ファーストホップと前記ラストホップとの間のトランジットホップと、
を備えた中継装置群を経由して転送する方法であって、
前記ファーストホップが、前記送信元の端末から前記パケットを受信したときに前記ホップ毎のラベルＭＡＣアドレスが記録されたテーブルを参照して、前記パケットの宛先ＭＡＣアドレスフィールドを前記ラベルＭＡＣアドレスに書き換えて転送するステップと、
前記トランジットホップが、前記ラベルＭＡＣアドレスの記述された前記パケットを受信すれば、前記ラベルＭＡＣアドレスに基づき前記ラストホップまで順次に転送するステップと、
前記ラストホップが、前記ラベルＭＡＣアドレスの記述された前記パケットを受信すれば前記送信先の端末に転送するステップと、を有することを特徴としている。
(2) Another aspect of the present invention is to send a packet between terminals on a network.
First hop directly connected to the source terminal,
The last hop directly connected to the destination terminal,
The transit hop between the first hop and the last hop,
It is a method of transferring via a group of relay devices equipped with
When the first hop receives the packet from the source terminal, the destination MAC address field of the packet is rewritten to the label MAC address by referring to the table in which the label MAC address for each hop is recorded. Steps to transfer and
When the transit hop receives the packet in which the label MAC address is described, the step of sequentially forwarding to the last hop based on the label MAC address, and
The last hop is characterized by having a step of forwarding to the destination terminal if the packet in which the label MAC address is described is received.
（３）本発明のさらに他の態様は、ネットワークにおいて送信元の端末と送信先の端末との間でパケットの転送を中継する装置であって、
前記送信元の端末と直接に接続されているとともに、前記ネットワーク中の中継装置毎のラベルＭＡＣアドレスが記録されたテーブルを備え、
前記送信元の端末から前記パケットを受信すれば、前記テーブルを参照して前記パケットの宛先ＭＡＣアドレスフィールドを前記ラベルＭＡＣアドレスに書き換えて転送することを特徴としている。
(3) Yet another aspect of the present invention is a device that relays the transfer of packets between a source terminal and a destination terminal in a network.
It is directly connected to the source terminal and has a table in which the label MAC address of each relay device in the network is recorded.
When the packet is received from the terminal of the transmission source, the destination MAC address field of the packet is rewritten to the label MAC address and transferred by referring to the table.
本発明によれば、従来のラベルではなく、事前に中継装置毎に取得されたラベルＭＡＣアドレスに基づきパケットが転送され、転送負荷を抑制することができる。 According to the present invention, the packet is forwarded based on the label MAC address acquired in advance for each relay device instead of the conventional label, and the forwarding load can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を説明する。この実施形態のパケット転送方式は、レイヤ２／３のパケット通信に関する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The packet transfer method of this embodiment relates to layer 2/3 packet communication.
≪ネットワーク構成図≫
図１に基づき本実施形態のネットワーク構成を説明する。図１中の１は、ルーティングネットワークにおけるＡＳ（自律システム）を示している。ここでは３個のＡＳ１－１～１－３が示され、各ＡＳ１－１～１－３はインターネットにより接続されている。以下、一例としてＡＳ１－１に基づき説明する。
≪Network configuration diagram≫
The network configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. 1 in FIG. 1 shows an AS (autonomous system) in a routing network. Here, three AS1-1 to 1-3 are shown, and each AS1-1 to 1-3 is connected by the Internet. Hereinafter, an example will be described based on AS1-1.
このＡＳ１－１内の２ａ～２ｇは、ラベルレススイッチ対応ルータ（以下、ラベルレススイッチとする。）２を示している。また、３ａ，３ｂは、ラベルレススイッチ２ｃ，２ｆと直接に接続（いわゆる直結）された端末３ａ，３ｂを示している。
2a to 2g in AS1-1 indicate a labelless switch compatible router (hereinafter referred to as a labelless switch) 2. Further, 3a and 3b indicate
このときラベルレススイッチ２は、総体としてはルータとして振舞うが、内部ではスイッチングプレーンを使ってフォワーディングを行うので、その点ではスイッチングハブ（スイッチ）といえる。なお、図１は、ネットとワークの接続例を示し、他の接続例などでもよいものとする。 At this time, the labelless switch 2 behaves as a router as a whole, but since it internally uses a switching plane for forwarding, it can be said to be a switching hub (switch) in that respect. Note that FIG. 1 shows an example of connection between the net and the work, and other connection examples may be used.
≪ラベルレススイッチ２の構成例≫
図２に基づきラベルレススイッチ２の構成を説明する。ここでは一例としてラベルレススイッチ２ｃの構成を説明するが、他のラベルレススイッチ２ａ，２ｂ，２ｄ～２ｇも同様に構成されているものとする。
<< Configuration example of labelless switch 2 >>
The configuration of the labelless switch 2 will be described with reference to FIG. Here, the configuration of the
具体的にはラベルレススイッチ２ｃは、エッジインターフェース（ＩＦ）２１ａ～２１ｃ，トランジットインターフェース（ＩＦ）２２ａ～２２ｃ，スイッチコア（ＳＷ）２３，ＦＤＢ（Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ＤａｔａＢａｓｅ：ＭＡＣアドレステーブルとも呼ぶ。）２４，ＲＩＢ（Ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｂａｓｅ）２５，ラベルＭＳＣアドレステーブル２６を実装する。
Specifically, the
このエッジインターフェース２１ａ～２１ｃは、端末３との通信用であって、該インターフェース２１ａに端末３ａが接続されている。一方、トランジットインターフェース２２ａ～２２ｃは、他のラベルレススイッチ２との通信用であって、該インターフェース２２ｂにラベルレススイッチ２ｄが接続されている。ただし、図２中ではそれぞれ３個の前記インターフェース２１，２２が表されているが、個数に制限はなく、任意数でよいものとする。
The
スイッチコア２３の実体としては、主にＣＰＵを想定しているが、ＦＰＧＡなどによるＡＳＩＣでもよい。また、ＦＤＢ２４およびＲＩＢ２５は、ネットワーク機器としての中継装置には一般的に実装される構成である。
The substance of the
このＦＤＢ２４は、ＲＩＢ２５に基づき作成され、宛先ＭＡＣアドレスとＶＬＡＮとの組み合わせなどを管理する。さらにラベルＭＡＣアドレステーブル２６には、ＭＰＬＳのラベルに代わるラベルＭＡＣアドレスをルータＩＤ毎に記録されている。
This FDB 24 is created based on the
≪パケット転送例≫
図３に基づきＡＳ１－１内のパケット転送例を説明する。ここでは端末３ａ－３ｂ間においてＩＰパケットＤが転送されている。
≪Packet transfer example≫
An example of packet transfer in AS1-1 will be described with reference to FIG. Here, the IP packet D is transferred between the
この端末３ａ－３ｂ間は、４台のラベルレススイッチ２ｃ～２ｆ群により中継されている。すなわち、送信元の端末３ａと直結されたファーストホップのラベルレススイッチ２ｃと、送信先の端末３ｂと直結されたラストホップのラベルレススイッチ２ｆと、両者２ｃ，２ｆ間に配置されたトランジットホップのラベルレススイッチ２ｄ，２ｅとにより中継されている。
The
ファーストホップのラベルレススイッチ２ｃと、ラストホップのラベルレススイッチ２ｆとは、ラベルレスエッジスイッチ（ＬａｂｅｌＬｅｓｓ Ｅｄｇｅ Ｓｗｉｔｃｈ：以下、ＬＬＥＳと省略する。）と呼ばれる。
The first hop
トランジットホップのラベルレススイッチ２ｄ，２ｅとは、ラベルレストランジットスイッチ（ＬａｂｅｌＬｅｓｓ Ｔｒａｎｓｉｔ Ｓｗｉｔｃｈ：以下、ＬＬＴＳと省略する。）と呼ばれる。このＬＬＥＳ２ｃ，２ｆおよびＬＬＴＳ２ｄ，２ｅの処理動作を以下に説明する。
The transit hop
（１）基本的な考え方
ＬＬＥＳ２ｃ，２ｆおよびＬＬＴＳ２ｄ，２ｅの処理動作の説明に先立って、従来方式（ＭＰＬＳ）を説明する。
(1) Basic Concept Prior to the explanation of the processing operation of LLES2c, 2f and LLTS2d, 2e, the conventional method (MPLS) will be described.
この従来方式は、ルーティング性能の向上を目的に開発された。すなわち、ルータは、通常のルーティングの場合に次のＳ０１～Ｓ０４の処理を実行する。 This conventional method was developed for the purpose of improving routing performance. That is, the router executes the following processes S01 to S04 in the case of normal routing.
Ｓ０１：ＩＰヘッダー（場合によってはペイロードまで）を参照して転送先を判定する。 S01: The transfer destination is determined by referring to the IP header (up to the payload in some cases).
Ｓ０２：ＩＰヘッダーのＴＴＬ(Ｔｉｍｅ ｔｏ ｌｉｖｅ)をデクレメントし、ＴＴＬが「０」になれば破棄する。 S02: Decrement the TTL (Time to live) of the IP header, and discard it when the TTL becomes "0".
Ｓ０３：ＴＴＬを変更した場合にＩＰチェックサムを再計算する。 S03: The IP checksum is recalculated when the TTL is changed.
Ｓ０４：イーサネット(登録商標)のＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を再計算する。 S04: FCS (Frame Check Sequence) of Ethernet (registered trademark) is recalculated.
従来方式は、主にＳ０１の処理負荷の軽減を図っている。このＳ０１は、主にＩＰヘッダーの宛先ＭＡＣアドレスに基づき転送先しているが、これは簡単な処理ではない。すなわち、転送パケットごとにＲＩＢ中から適合するプリフィックスを検索しなければならず、ソフトウェアの実行負荷が高く、ＣＩＤＲ（クラスレスルーティング）の場合にはさらに負荷が高くなるおそれがある。 The conventional method mainly aims to reduce the processing load of S01. This S01 is mainly transferred based on the destination MAC address of the IP header, but this is not a simple process. That is, it is necessary to search for a matching prefix from the RIB for each forward packet, and the software execution load is high, and in the case of CIDR (classless routing), the load may be even higher.
そこで、従来方式は、Ｓ０１の判定結果をラベルという形でシンボル化し、転送パケットに前記ラベルを貼り付けることによりルーティング時の転送先判定の負荷軽減を図っている。ところが、前述のようにラベルを付加することでパケットサイズが増加するため、ラベル付加後のサイズが回線のＭＴＵを超過する場合がある。この場合にはフラグメーション（分割）が発生し、処理負荷が却って悪化するおそれがある。また、ラベルは、中継する１ホップごとに貼り替えなければならず、処理負荷の軽減効果が弱い。 Therefore, in the conventional method, the determination result of S01 is symbolized in the form of a label, and the label is attached to the transfer packet to reduce the load of the transfer destination determination at the time of routing. However, since the packet size is increased by adding the label as described above, the size after the label is added may exceed the MTU of the line. In this case, fragmentation (division) may occur and the processing load may worsen. In addition, the label must be replaced for each relay hop, and the effect of reducing the processing load is weak.
これに対して本実施形態の方式は、宛先ＭＡＣアドレスを差し替えることで転送対象のＩＰパケットをルーティングするのではなく、スイッチングにより転送させる。これによりＳ０１～Ｓ０４を実行することなく、転送が可能となる。 On the other hand, in the method of the present embodiment, the IP packet to be forwarded is not routed by replacing the destination MAC address, but is forwarded by switching. This enables transfer without executing S01 to S04.
また、Ｌ２スイッチングデバイスを実装している場合には、スイッチング処理をＡＳＩＣで実行できるので、完全なワイヤレートルーティングが可能なる一方で、ＣＰＵは直接スイッチングをしなくて済み、この点で負荷を軽減できる。 Further, when the L2 switching device is implemented, the switching process can be executed by the ASIC, so that the complete wire rate routing is possible, but the CPU does not have to switch directly, which reduces the load. can.
（２）ラベルＭＡＣアドレスの取得
本実施形態のパケット転送方式は、ラベルを貼りつける代わりに特別な意味を持たせたＭＡＣアドレスをＩＰパケットの宛先ＭＡＣアドレスフィールドにセットすることでルーティングプレーンではなく、スイッチングプレーンを通じて目的地まで転送する。
(2) Acquisition of label MAC address In the packet transfer method of the present embodiment, a MAC address having a special meaning is set in the destination MAC address field of the IP packet instead of pasting the label, instead of the routing plane. Transfer to the destination through the switching plane.
ここで使用されるＭＡＣアドレスをラベルＭＡＣアドレスと呼ぶ。具体的には特定の組織に占有されていない未使用の「ＯＵＩ（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎａｌｌｙ ｕｎｉｑｕｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）」下のＭＡＣアドレスを、ラベルＭＡＣアドレスとして使用する。以下、この「ＯＵＩ」を「ラベルＯＵＩ」と呼ぶ。 The MAC address used here is called the label MAC address. Specifically, a MAC address under an unused "OUI (organizationally unique identifier)" that is not occupied by a specific organization is used as a label MAC address. Hereinafter, this "OUI" will be referred to as a "label OUI".
具体的にはラベルレススイッチ２ａ～２ｇは、最初に自身のラベルＭＡＣアドレスを取得する。このとき個々のラベルレススイッチ２ａ～２ｇは、ラベルＯＵＩの空間中からランダムに一つのラベルＭＡＣアドレス候補を選択する。ここで選択された前記候補をＡＳ１-１内に広告する。
Specifically, the labelless switches 2a to 2g first acquire their own label MAC address. At this time, the individual
この広告は、広告主のルータＩＤと前記候補とをペアに記述する。例えばラベルレススイッチ２ａが広告主となる場合には、ラベルレススイッチ２ａのルータＩＤと前記候補とがペアに記述される。
In this advertisement, the advertiser's router ID and the candidate are described as a pair. For example, when the
ここで広告された前記候補と重複するラベルＭＡＣアドレスが既に使用されている場合、例えばラベルレススイッチ２ａが広告主の場合に前記候補と重複するラベルＭＡＣアドレスをラベルレススイッチ２ｂが使用中であれば、ラベルレススイッチ２ｂにより異議申立のラベル広告が発行される。
If a label MAC address that overlaps with the candidate advertised here is already used, for example, if the
このラベル広告が発行された場合には前記候補が無効となり、広告主は他の候補を取りなおして再広告をする。ここでは前記候補についての広告の先後によりラベルＭＡＣアドレスの使用の可否が決定され、同一のラベルＭＡＣアドレスについては先に広告した側に使用権が与えられ、後に広告した側には使用権は与えられない。 When this label advertisement is issued, the candidate becomes invalid, and the advertiser retakes another candidate and re-advertises. Here, whether or not to use the label MAC address is determined by the destination of the advertisement for the candidate, and the right to use the same label MAC address is given to the side advertised first, and the right to use the same label MAC address is given to the side advertised later. I can't.
一方、前記ラベル広告が発行されない場合、即ち重複するラベルＭＡＣアドレスが使用されていない場合には、前記候補が広告主のラベルＭＡＣアドレスとして取得・設定される。このラベルＭＡＣアドレスは、例えば図４に示すように、「ラベルＯＵＩ」と「３バイト空間」とにより構成される。 On the other hand, when the label advertisement is not issued, that is, when the duplicate label MAC address is not used, the candidate is acquired and set as the advertiser's label MAC address. This label MAC address is composed of, for example, a "label OUI" and a "3-byte space" as shown in FIG.
このようにラベルレススイッチ２ａ～２ｇ同士が、互いに広告し合うことでラベルＭＡＣアドレスがネットワーク１－１内に頒布される。ここで広告し合ったラベルＭＡＣアドレスは、それぞれ各ラベルレススイッチ２ａ～２ｇのラベルＭＡＣアドレステーブル２６に記録される。
In this way, the label MAC addresses are distributed in the network 1-1 by the labelless switches 2a to 2g advertising each other. The label MAC addresses advertised here are recorded in the label MAC address table 26 of each
表１は、ラベルＭＡＣアドレステーブル２６の記録例を示している。このテーブル２６の記録内容は、各ラベルレススイッチ２ａ～２ｇで共通とし、ラベルレススイッチ２ａ～２ｇのルータＩＤとラベルＭＡＣアドレスとをペアを一つのエントリーとする。 Table 1 shows a recording example of the label MAC address table 26. The recorded contents of the table 26 are common to the labelless switches 2a to 2g, and the router ID and the label MAC address of the labelless switches 2a to 2g are paired as one entry.
なお、ラベルレススイッチ２ａ～２ｇは、通常のルーティングプロトコルと同様にラベルＭＡＣアドレスの広告・頒布と並行して経路広告および経路計算を実行する。 The labelless switches 2a to 2g execute the route advertisement and the route calculation in parallel with the advertisement / distribution of the label MAC address in the same manner as the normal routing protocol.
（３）ラベルＭＡＣアドレスのＦＤＢ登録
前記経路計算の収束後にはＡＳ１－１内のすべてのラベルレススイッチ２ａ～２ｇに対する転送先インターフェースが決定する。この決定の結果に基づきラベルレススイッチ２ａ～２ｇは、表１のラベルＭＡＣアドレスをＦＤＢ２４に登録する。ただし、各ラベルレススイッチ２ａ～２ｇは、自身のラベルＭＡＣアドレスの転送先をＣＰＵとする。
(3) FDB registration of label MAC address After the route calculation is converged, the transfer destination interface for all the
表２は、一例としてラベルレススイッチ２ｆのＦＤＢのエントリー例を示している。ここで「ラベルＯＵＩ：００：００２６」は、表１に示すように、ラベルレススイッチ２ｆを示すため、宛先インターフェースがＣＰＵとされている。
Table 2 shows an entry example of the FDB of the
また、ＦＤＢ２４のエントリーは、「ＶＬＡＮ－ＵＮＡＷＡＲＥ」エントリーとし、ＶＬＡＮフィルタイングの対象から除外する。これによりラベルＭＡＣアドレス宛てのＩＰパケットは、ルーティングではなく、スイッチングにより転送されるようになる。 Further, the entry of FDB24 is regarded as a "VLAN-UNAWARE" entry and is excluded from the target of VLAN filtering. As a result, IP packets addressed to the label MAC address will be forwarded by switching instead of routing.
（４）ファーストホップのＬＬＥＳにおけるｐｕｓｈ操作
図３の転送例に基づきファーストホップのＬＬＥＳ（ラベルレススイッチ２ｃ）が実行するｐｕｓｈ操作を説明する。ここでは一例としてラベルレススイッチ２ｃが、自身に直結された端末３ａから同じＡＳ１-１内の端末３ｂ宛てのＩＰパケットＤを受信したときの処理内容（Ｓ１１～Ｓ１５）を説明する。
(4) Push Operation in First Hop LLES The push operation performed by the first hop LLES (
Ｓ１１：転送対象のＩＰパケットＤのＩＰヘッダー（ケースによってはＩＰペイロード）を参照し、ＡＳ１－１内部におけるラストホップとしてラベルレススイッチ２ｆを求める。
S11: The
例えばＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）などのリンクステート型ルーティングプロトコルを実行していれば、ファーストホップからラストホップまでの経路上の全ホップを求めることができるので、ラストホップルータを特定できると共に到達ホップ数を計算することができる。 For example, if a link-state routing protocol such as OSPF (Open Shortest Path First) is executed, all hops on the route from the first hop to the last hop can be obtained, so that the last hop router can be identified and the arrival hop can be obtained. You can calculate the number.
Ｓ１２：Ｓ１１でラストホップが求められたので、それに基づきラベルＭＡＣアドレステーブル２６を参照する。すなわち、ラベルレススイッチ２ｆのルータＩＤに対応するラベルＭＡＣアドレスをＭＡＣアドレステーブル２６から取得する。
Since the last hop was obtained in S12: S11, the label MAC address table 26 is referred to based on the last hop. That is, the label MAC address corresponding to the router ID of the
Ｓ１３：Ｓ１２で取得されたラベルＭＡＣアドレスをＩＰパケットＤの宛先ＭＡＣアドレスフィールドｄに上書きする。 S13: The label MAC address acquired in S12 is overwritten in the destination MAC address field d of the IP packet D.
すなわち、端末３ａからＩＰパケットＤを受信した時点では、宛先ＭＡＣアドレスフィールドｄにファーストホップ２ｃのＭＡＣアドレスが記述されている。この宛先ＭＡＣアドレスフィールドｄの記述内容を、Ｓ１２で取得したラストホップ（ラベルレススイッチ２ｆ）のラベルＭＡＣアドレスに書き換える。
That is, when the IP packet D is received from the terminal 3a, the MAC address of the
Ｓ１４：ファーストホップ、即ちラベルレススイッチ２ｃ自身からラストホップのラベルレススイッチ２ｆまでのホップ数を計算し、計算結果の値をＩＰパケットＤのＴＴＬから減算する。この減算結果が、「０」以下の場合にはＩＰパケットを転送せずに破棄する。
S14: The number of hops from the first hop, that is, the
Ｓ１５：ラストホップのラベルレススイッチ２ｆに向けてＩＰパケットＤを送信する。
S15: The IP packet D is transmitted to the
（５）トランジットホップのＬＬＴＳにおける中継処理
トランジットホップのＬＬＴＳは、通常のＬ２スイッチングと同様な中継処理を実行する。すなわち、Ｓ１５で送信されたＩＰパケットＤは、ラベルレススイッチ２ｄに受信される。
(5) Relay processing in transit hop LLTS Transit hop LLTS executes relay processing similar to normal L2 switching. That is, the IP packet D transmitted in S15 is received by the
この受信後にラベルレススイッチ２ｄは、ＩＰパケットＤの宛先ＭＡＣアドレスフィールドｄを参照し、その記述内容とＦＤＢ２４を照合してラベルレススイッチ２ｅにＩＰパケットＤを転送する。
After this reception, the
このＩＰパケットＤを受信したラベルレススイッチ２ｅは、ラベルレススイッチ２ｄと同じ処理を実行し、ＩＰパケットＤをラストホップのラベルレススイッチ２ｆに転送する。
Upon receiving the IP packet D, the
このようにファーストホップ・ラストホップ間の各ＬＬＴＳ（ラベルレススイッチ２ｃ，２ｅ）は、パケットの再加工などの処理を行う必要が無く、順次に単純なスイッチ転送を実行する。
In this way, each LLTS (
（６）ラストホップのＬＬＥＳにおけるｐｏｐ操作
各ＬＬＴＳ（ラベルレススイッチ２ｃ，２ｅ）から順次に転送されてきたＩＰパケットＤは、最後に送信先端末３ｂが直結されたラストホップのＬＬＥＳ（ラベルレススイッチ２ｆ）に受信される。
(6) Pop operation in the last hop LLES The IP packet D sequentially transferred from each LLTS (
ここではラベルレススイッチ２ｆは、前述した表２のＦＤＢ２４を備えているものとする。この表２に基づき説明すれば、ＩＰパケットＤのラベルＭＡＣアドレスには「ラベルＯＵＩ:００:００２６」（図３中のＬ2f）なため、転送先はＣＰＵとなる。
Here, it is assumed that the
したがって、ＩＰパケットＤは、ラベルレススイッチ２ｆのＣＰＵにより通常のＩＰパケットとして処理され、端末３ｂに転送される。このような本実施形態のパケット転送によれば、次の（Ａ）～（Ｄ）の効果を得ることができる。
Therefore, the IP packet D is processed as a normal IP packet by the CPU of the
（Ａ）ＩＰパケットＤに従来方式（ＭＰＬＳ）のラベルが付加されないため、ＭＴＵの問題を生じることがない。すなわち、ラベル付加によるパケットサイズの増加が回避されるため、ラベル付加後にＭＴＵのサイズをオーバーするおそれがなく、フラグメーションによる処理負荷の悪化を防止することができる。また、ラベルをホップ毎に付け替える手間も省略でき、処理負担の増加を抑制できる。 (A) Since the IP packet D is not labeled with the conventional method (MPLS), the problem of MTU does not occur. That is, since the increase in packet size due to label addition is avoided, there is no possibility that the MTU size will be exceeded after label addition, and deterioration of the processing load due to flagmation can be prevented. In addition, the trouble of changing the label for each hop can be omitted, and the increase in processing load can be suppressed.
（Ｂ）ファーストホップ・ラストホップ間のＬＬＴＳ（ラベルレススイッチ２ｃ，２ｅ）は、宛先ＭＡＣアドレスフィールドｄだけを参照してＩＰパケットＤを転送するため、転送負荷を最小に抑制することができる。 (B) Since the LLTS (labelless switches 2c, 2e) between the first hop and the last hop transfers the IP packet D by referring only to the destination MAC address field d, the transfer load can be suppressed to the minimum.
このＬＬＴＳ（ラベルレススイッチ２ｃ，２ｅ）の中継処理は、スイッチエンジンを搭載した中継装置であれば、ＡＳＩＣで実行できるため、ラインレートでの転送が可能である。 Since the relay process of the LLTS (labelless switches 2c, 2e) can be executed by the ASIC if the relay device is equipped with a switch engine, the transfer at the line rate is possible.
特にパケット中継目的に供される装置にはスイッチエンジンは搭載され、ＣＰＵでパケット転送する必要はなく、この点でＣＰＵの負担が軽減される。また、一般的にスイッチエンジンデバイスは安価なため、低コストでの実現が可能である。 In particular, a switch engine is mounted on a device used for packet relay purposes, and it is not necessary for the CPU to transfer packets, which reduces the burden on the CPU. In addition, since switch engine devices are generally inexpensive, they can be realized at low cost.
（Ｃ）ラベルＭＡＣアドレスは、ＡＳ１－１内の広告により頒布された結果、各ラベルレススイッチ２ａ～２ｇでそれぞれ一つ使用される。これによりラベルＭＡＣアドレス配布のための煩雑なプロトコルなどを実装する必要なく、ラベル管理の手間なども大幅に低減される。 (C) As a result of being distributed by the advertisement in AS1-1, one label MAC address is used for each of the labelless switches 2a to 2g. As a result, it is not necessary to implement a complicated protocol for distributing the label MAC address, and the labor of label management is greatly reduced.
（Ｄ）ＴＴＬの減算をファーストホップ（ラベルレススイッチ２ｃ）で実行するので、ラストホップ（ラベルレススイッチ２ｆ）までの経路途上でＩＰパケットＤの生存期間が尽きる場合にファーストホップ（ラベルレススイッチ２ｃ）で破棄でき、無断な転送を抑制することができる。
(D) Since the TTL subtraction is executed in the first hop (
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載された範囲内で変形して実施することができる。例えばＡＳ１-１に新たなラベルレススイッチが追加された場合には、追加されるラベルレススイッチのラベルＭＡＣアドレスの候補は、ＡＳ１-１内に広告される。この広告時に異議申立が無ければ、前記候補が追加されたラベルレススイッチのラベルＭＡＣアドレスとして使用可能となる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified and implemented within the scope described in each claim. For example, when a new labelless switch is added to AS1-1, the candidate label MAC address of the added labelless switch is advertised in AS1-1. If there is no objection at the time of this advertisement, it can be used as the label MAC address of the labelless switch to which the candidate is added.
１－１～１－３…ＡＳ
２ａ～２ｇ…ラベルレススイッチ
３ａ，３ｂ…端末
２１ａ～２１ｃ……エッジインターフェース
２２ａ～２２ｃ…トランジットインターフェース
２３…スイッチコア
２４…ＦＤＢ
２５…ＲＩＢ
２６…ラベルＭＡＣアドレステーブル
1-1 ~ 1-3 ... AS
2a-2g ... Labelless switches 3a, 3b ...
25 ... RIB
26 ... Label MAC address table
Claims (6)
前記中継装置群は、前記パケットの送信元の端末と直接に接続されたファーストホップと、
前記パケットの送信先の端末と直接に接続されたラストホップと、
前記ファーストホップと前記ラストホップとの間を中継するトランジットホップと、を備え、
前記各ホップは、前記ホップ毎のラベルＭＡＣアドレスが記録されたテーブルを備え、
前記ラベルＭＡＣアドレスは、前記ホップ同士が互いに自身の選択したＭＡＣアドレスを広告することで前記ネットワーク内に頒布されて前記各テーブルに記録され、
前記ファーストホップは、前記送信元の端末から前記パケットを受信すれば、前記テーブルを参照して前記パケットの宛先ＭＡＣアドレスフィールドを前記ラベルＭＡＣアドレスに書き換えて転送し、
前記トランジットホップは、前記ラベルＭＡＣアドレスの記述された前記パケットを受信すれば、前記ラベルＭＡＣアドレスに基づき前記ラストホップまで順次に転送し、
前記ラストホップは、前記ラベルＭＡＣアドレスの記述された前記パケットを受信すれば前記送信先の端末に転送する
ことを特徴とするパケット転送方式。 It is a method for transferring packets between terminals on the network via a group of relay devices.
The relay device group includes a first hop directly connected to the terminal that is the source of the packet, and
The last hop directly connected to the terminal to which the packet is sent, and
A transit hop that relays between the first hop and the last hop is provided.
Each hop comprises a table in which the label MAC address for each hop is recorded.
The label MAC address is distributed in the network by the hops advertising each other's MAC address of choice, and is recorded in each of the tables.
When the packet is received from the source terminal, the first hop refers to the table, rewrites the destination MAC address field of the packet to the label MAC address, and transfers the packet.
When the transit hop receives the packet in which the label MAC address is described, the transit hop sequentially forwards to the last hop based on the label MAC address.
The last hop is a packet transfer method characterized in that if the packet in which the label MAC address is described is received, it is transferred to the destination terminal.
前記広告された前記候補は、他の前記中継装置が使用中の前記ラベルＭＡＣアドレスと重複していれば無効となる一方、
重複していなければ前記ラベルＭＡＣアドレスとして前記各テーブルに記録される
ことを特徴とする請求項１記載のパケット転送方式。 The relay device arbitrarily selects the candidate of the label MAC address and selects it.
The advertised candidate becomes invalid if it overlaps with the label MAC address in use by the other relay device.
If there is no duplication, it is recorded in each table as the label MAC address.
The packet transfer method according to claim 1.
送信元の端末と直接に接続されたファーストホップと、
送信先の端末と直接に接続されたラストホップと、
前記ファーストホップと前記ラストホップとの間のトランジットホップと、
を備えた中継装置群を経由して転送する方法であって、
前記ホップ同士が互いに自身の選択したＭＡＣアドレスを広告することで前記ホップ毎のラベルＭＡＣアドレスをネットワーク内に頒布させてテーブルに記録するステップと、
前記ファーストホップが、前記送信元の端末から前記パケットを受信したときに前記テーブルを参照して、前記パケットの宛先ＭＡＣアドレスフィールドを前記ラベルＭＡＣアドレスに書き換えて転送するステップと、
前記トランジットホップが、前記ラベルＭＡＣアドレスの記述された前記パケットを受信すれば、前記ラベルＭＡＣアドレスに基づき前記ラストホップまで順次に転送するステップと、
前記ラストホップが、前記ラベルＭＡＣアドレスの記述された前記パケットを受信すれば前記送信先の端末に転送するステップと、
を有することを特徴とするパケット転送方法。 Packets between terminals on the network,
First hop directly connected to the source terminal,
The last hop directly connected to the destination terminal,
The transit hop between the first hop and the last hop,
It is a method of transferring via a group of relay devices equipped with
A step of distributing the label MAC address for each hop in the network and recording it in a table by advertising the MAC address of each hop to each other.
When the first hop receives the packet from the source terminal, it refers to the table , rewrites the destination MAC address field of the packet to the label MAC address, and transfers the packet.
When the transit hop receives the packet in which the label MAC address is described, the step of sequentially forwarding to the last hop based on the label MAC address, and
When the last hop receives the packet in which the label MAC address is described, the last hop is forwarded to the destination terminal.
A packet transfer method comprising.
前記送信元の端末と直接に接続されているとともに、前記ネットワーク中の中継装置毎のラベルＭＡＣアドレスが記録されたテーブルを備え、
前記ラベルＭＡＣアドレスは、前記中継装置同士が互いに自身の選択したＭＡＣアドレスを広告することで前記ネットワーク内に頒布されて前記各テーブルに記録され、
前記送信元の端末から前記パケットを受信すれば、前記テーブルを参照して前記パケットの宛先ＭＡＣアドレスフィールドを前記ラベルＭＡＣアドレスに書き換えて転送する
ことを特徴とする中継装置。 A device that relays the transfer of packets between a source terminal and a destination terminal in a network.
It is directly connected to the source terminal and has a table in which the label MAC address of each relay device in the network is recorded.
The label MAC address is distributed in the network by the relay devices advertising each other's own selected MAC address, and is recorded in each of the tables.
A relay device characterized in that when the packet is received from the terminal of the source, the destination MAC address field of the packet is rewritten to the label MAC address and transferred with reference to the table.
前記パケットのＴＴＬ（Ｔｉｍｅ ｔｏ ｌｉｖｅ）から前記計算結果の値を減算し、
前記減算後に前記パケットを転送することを特徴とする請求項４記載の中継装置。 The relay device calculates the number of relays to the relay device directly connected to the transmission destination terminal.
The value of the calculation result is subtracted from the TTL (Time to live) of the packet.
The relay device according to claim 4, wherein the packet is transferred after the subtraction.
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