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JP2002164937A - ネットワーク及びエッジルータ - Google Patents

ネットワーク及びエッジルータ

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JP2002164937A
JP2002164937A JP2000359296A JP2000359296A JP2002164937A JP 2002164937 A JP2002164937 A JP 2002164937A JP 2000359296 A JP2000359296 A JP 2000359296A JP 2000359296 A JP2000359296 A JP 2000359296A JP 2002164937 A JP2002164937 A JP 2002164937A
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packet
vpn
vlan
mpls
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大介 濱
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
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    • H04L12/4641—Virtual LANs, VLANs, e.g. virtual private networks [VPN]
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/02—Topology update or discovery
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/50—Routing or path finding of packets in data switching networks using label swapping, e.g. multi-protocol label switch [MPLS]

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  • Small-Scale Networks (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 VLANでアクセス系ネットワークを構築し、MP
LS網でコアネットワークを構築するようにして安価な値
段で且つスケール性の高いマルチプロトコルな襟2VPNを
提供する。 【解決手段】 共有ネットワーク上にVPNを形成し、該V
PN内で通信を行うネットワークにおいて、MPLS網110でV
PNのコア網を形成すると共に、VLAN 101〜104で該コア
網に対するアクセス網を形成し、MPLS網とVLAN間に、こ
れらMPLS網とVLAN間のインタフェース機能を実行するエ
ッジルータ111〜114を設ける。送信側のエッジルータは
VLANから入力するパケットをMPLSのパケットに変換して
MPLS網に送出し、受信側のエッジルータはMPLS網より受
信したMPLSのパケットをVLANのパケットに変換し、該VL
ANパケットを送信側VLANと同一のVPNに属する VLANに向
けて送信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はネットワーク及びエ
ッジルータに係わり、特に、共有ネットワーク上にVPN
(Virtual Private Network)を形成し、該VPN内で通信を
行うネットワーク及び共有ネットワーク上にVPNを形成
し、ラベルスイッチ網で該VPNのコア網を形成し、VLAN
(Virtual LAN)で該コア網に対するアクセス網を形成す
るネットワークにおけるエッジルータに関する。
【０００２】
【従来の技術】社内のネットワーク（イントラネット）
を構築するためには、各地に散在する本社、営業所、支
店、工場、研究所等を相互に接続する必要がある。又、
本格的な国際化の時代を迎え、イントラネットは日本国
内だけで閉じないで、広く海外拠点まで接続する必要性
が生じている。このようにイントラネットが広域化する
と、離れたオフィスにいてもあたかも本社のオフィスに
いるのと同じようなシステム環境を実現する要求が生
じ、VPN(Virtual Private Network)技術が開発され広く
採用されている。VPNとは共有ネットワーク(インターネ
ット等の広域網)上に設けられ、ユーザが共有ネットワ
ークの利用を意識することなく利用できる仮想の私設網
であり、アクセスサーバ、WANルータ、VPN専用装置等を
利用してWAN上に構築される。VPNを構築する技術には、
IEEE802.1QのVLAN(Virtual LAN)による方法、IPsecによ
る方法、MPLS(Multiprotocol label Switching)による
方法などがある。
【０００３】VLAN(仮想LAN)は、ネットワークに接続さ
れた機器をその物理的な配線や構成に関係なくグループ
化するもので、グループ化はレイヤ2にあたるMACフレー
ムが到達する範囲内において行われる。フレームの送受
は同一グループ内で行われ、フレームのブロードキャス
トも同一グループ内で行われる。異なるVLANグループ間
の通信はレイヤ3における中継動作を行うルータを介さ
なければならない。VLANを実現する方式には、(1) ポー
トベースVLAN、(2) MACアドレスデータベースVLAN、(3)
ポリシーベースVLANなどがある。このうち、ポートベ
ースVLANは、スイッチングハブ(switching HUB)上の物
理ポート単位で静的にVLANグループを形成する方式であ
り、又、MACアドレスデータベースは端末が持つMACアド
レスをベースにしてVLANグループを形成するもので、受
信パケット内の発信元MACアドレスに基づいて該当するV
LANグループを認識する。
【０００４】図１８はポートベースVLANの構成例であ
り、スイッチングハブSHBの複数LANポートP1〜P6にそれ
ぞれパソコン等の端末が接続されている。LANポートP1
〜P3はグループ1に属し、LANポートP3〜P6はグループ2
に属する。グループ1の所定端末から送信されたブロー
ドキャストフレームはグループ1内の端末のみにブロー
ドキャストされ、グループ2の端末から送信されたブロ
ードキャストフレームはグループ2内の端末のみにブロ
ードキャストされる。又、フレームの送受は同一グルー
プ内で行われ、異なるVLANグループ１，２間の通信は図
示しないルータを介さなければならない。以上より、グ
ループ化以前にはブロードキャストフレームを全端末に
中継していたのがグループ内のみに中継するだけで良く
なり、ネットワークの負荷を軽減できる。しかも、他の
グループにフレームは送信されないためセキュリティを
維持することができる効果が発生する。
【０００５】VLANではLANポートP3のように複数のグル
ープに属するように重複して設定することができる。
又、グループ化は１台のスイッチングハブに限らず、図
１９に示すように複数のスイッチングハブSHB1〜SHB3に
属するポートをグループ化することもできる。すなわ
ち、各スイッチングハブSHB1〜SHB3のポートP1〜P3をグ
ループ化し、各グループに固有の識別子であるVLAN ID
(VID:Virtual LAN Identifier)を付与すると共に後述す
るタグ方式を採用することにより複数の装置にまたがっ
た複数のVLAN(VLAN1〜VLAN3)を構成することができる。
これにより、同一のVLANに属する端末は設置場所に依存
することなく、あたかも同一の物理ネットワークに接続
しているかのように通信することができる。
【０００６】ここでタグ方式とは、IEEE802.1Qにより標
準化された手法である。タグ方式では、VIDをMACフレー
ムにタグという形で付与し、このタグをパケットと共に
MACフレームで運ぶ。タグ付きMACフレームを受信したL2
スイッチ(スイッチングハブ)はタグの内容を解析し、そ
のVLANが属する適切なポートに中継処理する。
【０００７】図２０はVLAN(IEEE802.1Q)のMACフレーム
フォーマットであり、M1はMAC宛先アドレス(MAC DA)、M
2はMAC発信元アドレス(MAC SA)、M3はタグ、M4はタイ
プ、M5はIPパケット(IPヘッダ/TCPヘッダ/データ部)で
ある。タグM3は４バイトで構成され、TPID(Tag Proto
col Identifier)、ユーザプライオリティ、CFI(Can
onical Fotmat Indicator)、VID(Vitual LAN Identif
ier)、length、RIF(Routing Information Field)を
有している。TPIDの値は16進数で81-00(IEEE802.1Qタグ
タイプ)に固定されている。ユーザプライオリティはフ
レームの優先順位を3ビットで表現したもの、CFIはタグ
ヘッダにおけるRIF fieldの有無を示すもの、VIDは12ビ
ット構成のバーチャルLAN識別子であり、212=4096個のV
IDを指定することができる。
【０００８】図２１はVLANの実現例であり、PC1〜PC4は
パソコン端末、SHB1はポートP1、P2にパソコン端末PC
1、PC2が接続された第1のスイッチングハブ、SHB2はポ
ートP1、P2にパソコン端末PC3、PC4が接続された第2の
スイッチングハブ、SHB3はポートP1、P2に第1、第2のス
イッチングハブSHB1,2が接続された第3のスイッチング
ハブ、RTは第3のスイッチングハブSHB3のポートP3に接
続されたルータである。第1、第2のスイッチングハブSH
B1,2はそれぞれポートP3を介して第3のスイッチングハ
ブSHB3と接続している。
【０００９】第1、第3のパソコン端末PC1,PC3はVID=10
の第1のVLANを構成し、第2、第4のパソコン端末PC2,PC4
はVID=20第2のVLANを構成し、又、スイッチングハブSHB
1〜SHB3の各ポートP1〜P3は図中のVID値で示すようにグ
ループ化されている。尚、2つのVID値を有するポートは
2つのグループに属するものである。パソコン端末PC1か
らパソコン端末PC3にパケットを送信する場合、パソコ
ン端末PC1はヘッダにパソコン端末PC3のMACアドレスを
宛先アドレスとして有するパケットを送出する。該パケ
ットをポート1より受信した第1スイッチングハブSHB1
は、該ポート1の属する VLANのVID(=10)を予め設定され
ているテーブルより求め、該VID=10を含むタグを受信パ
ケットに付加してVID=10のポートP3より送出する。以
後、該タグ付きパケットは第3スイッチングハブSHB3の
ポートP1,P2を介して第2スイッチングハブSHB2に送信さ
れる。第2スイッチングハブSHB2はタグ付きパケットが
到来すれば、タグを外してVI=10のポートP1よりパソコ
ン端末PC3に送信する。
【００１０】一方、パソコン端末PC1から別グループの
パソコン端末PC4にパケットを送信する場合、パソコン
端末PC1はレイヤ2ヘッダにルータRTのMACアドレス(レイ
ヤ2アドレス)を宛先アドレスとして有し、レイヤ3ヘッ
ダ(IPヘッダ)にパソコン端末PC4のレイヤ3アドレス(IP
アドレス)を有するパケットをを送出する。該パケット
をポート1より受信した第1スイッチングハブSHB1は、該
ポート1の属する VLANのVID(=10)をテーブルより求め、
該VID=10を含むタグを受信パケットに付加してVID=10の
ポートP3より送出する。第3スイッチングハブSHB3は該
受信パケットをそのままVID= 10を有するポートP3より
送出する。ルータRTはパケットを受信すれば、宛先のレ
イヤ3アドレスを参照してVID値を10から20に変更し、か
つ、パケットの宛先MACアドレスをパソコン端末PC4のMA
Cアドレスに変更して該パケットをポートP1より送出す
る。以後、該タグ付きパケットは第3スイッチングハブS
HB3のポートP3,P2を介して第2スイッチングハブSHB2に
送信される。第2スイッチングハブSHB2はタグ付きパケ
ットが到来すれば、タグを外してVID=20のポートP2より
パソコン端末PC4に送信する。以上のVLANによれば、企
業の情報システム（イントラネット）の既存資産を保存
しながら、次世代LANへの基盤を柔軟に構築でき、ネッ
トワーク管理/運用を統合して合理化を図ることができ
る。
【００１１】VPNを構成する方法としてMPLS(Multiproto
col label Switcing)による方法がある。MPLSは、コネ
クションという概念のないIP網にパス(仮想的な通信路)
の概念を持ちこむプロトコルである。MPLS網は、IPパケ
ットにコネクションを識別するための新しいフィールド
「label」を追加し、ネットワーク上のルータは labelフ
ィールドのlabel値をpop、pushまたはswapしてIPパケッ
トを伝搬する。このMPLSによれば、IPのコネクション型
サービスを提供でき、しかも、コネクション毎にセキュ
リティを確保でき、更に、専用線の代替手段となるIP専
用線サービスをIP網で効率良く提供することができ、非
常にscalabilityの高い方法である。又、MPLSを使ってV
PNを構築する方法がRFC2547BGP/MPLS VPNsとして公開さ
れており、このRFC法により、インターネットワーク上
にIP VPNを構成することが出来る。
【００１２】MPLSは、レイヤ2とIP層の中間に位置付け
られる。通常のルータはIPパケットのIPヘッダを参照し
て転送処理を実行するが、MPLS対応ルータはIPヘッダを
参照せず、IPヘッダとL2ヘッダ間に設けられるlabel に
基づいて転送処理する。図２３はMPLSの説明図であり、
1〜5はMPLS用ルータであり、MPLSルータ1、5はMPLS網の
外部と接続するエッジルータを構成し、MPLSルータ2〜4
はMPLS網内のコアルータを構成する。エッジルータ1に
は送信側の端末装置がLAN等を介して接続され、又、エ
ッジルータ5にIPアドレス10.1.100.0/24を有する宛先の
端末装置がルータ、LANを介して接続されている。両端
末間で通信を行うものとすると、予め、両端末が接続さ
れたエッジルータ1、5間にLDP(label distribution pro
tocol)に従ってLSP(label switched path)がlabelを用
いて設定され、このLSPを形成する各MPLSルータ1〜4に
はラベルテーブル1a〜４aが作成される。
【００１３】かかる状態において、送信側端末装置より
IPパケットを含むMACフレームが入力すると、エッジル
ータ1はテーブルを参照してMACフレームにMPLSのヘッダ
であるshimヘッダ(後述する)を付加し、該shimヘッダの
label fieldにlabelとして「39」を付加し(push)、次のMP
LSルータ2に向けて送信する。MPLSルータ2はテーブル2a
を参照してlabel「39」をlabel「37」に付け替え(swap)、次
のMPLSルータ3に向けて送信する。MPLSルータ3もテーブ
ル3aを参照してlabel「37」をlabel「36」に付け替え(swa
p)、次のMPLSルータ4に向けて送信する。同様に、MPLS
ルータ4はテーブル4aを参照してlabel「36」に応じたlabe
l 「pop」を求め、labelをヌルにし(pop)、次のMPLSルー
タ5に向けて送信する。エッジルータ5はlabel=ヌルのフ
レームを受信すれば、MACフレームよりMPLSのshimヘッ
ダを削除して宛先端末装置に向けて送信する。
【００１４】MPLS用ルータであるLSR(label switching
router)は、ルーチングテーブル情報などのIP層の経路
情報を参照して経路を決定し、該経路にラベルを張る仕
組みを有している。すなわち、LSRはIPのルーチングプ
ロトコル(RIP,OSPFなど)が決めた経路に沿って、LDP(la
bel distribution protocol)に従ってラベルパスを自動
的に生成する。
【００１５】図２３はラベルパス設定の仕組みの説明図
である。宛先端末装置側のエッジルータであるMPLSルー
タ(LSR)5はOSPF(open shortest path first)などのルー
チングプロトコルを使って送信側MPLSルータ(LSR)1に向
かう上流のルータ(LSP)4を求め、該ルータ(LSP)4に対し
labelをヌルにしてフレームを送出するよう依頼すると
共に、宛先端末装置のIPアドレス(=10.1.100.0/24)を送
る。これにより、MPLSルータ(LSR)4は空いているlabel
値(=36)を求め、かつ、ルーチングプロトコルを使って
送信側MPLSルータ(LSR)1に向かうMPLSルータLSP3を求
め、該MPLSルータLSP4に対しlabelを「36」にしてフレー
ムを送出するよう依頼すると共に、宛先端末装置のIPア
ドレス(=10.1.100.0/24)を送る。又、MPLSルータLSP4は
ラベルテーブル4aを作成する。このラベルテーブル4a
は、local label(=36)、 outgoing label(=pop lab
el)、 prefix (=10.1.100.0/24)、MPLSルータ(LSR)
5とのoutgoing interface(=ether 6)、Next Hop(=MPL
Sルータ(LSR)5のIPアドレス)を含んでいる。以下、同様
に、MPLS用ルータ(LSR)3,MPLS用ルータ(LSR)2はラベル
テーブル3a,2aを作成し、又、エッジルータであるMPLS
ルータ(LSR)1はラベルテーブル1aを作成する。
【００１６】この状態において、宛先IPアドレス10.1.1
00.0/24のIPパケットを有するMACフレームが送信側端末
よりエッジルータ1aに入力すると、図２２で説明したよ
うにMPLS用ヘッダを付加され、label fieldのlabel値を
push, swap, popしながらMPLS網を伝搬し、エッジルー
タ5aよりMPLS用ヘッダが削除されて宛先端末装置に送信
される。
【００１７】図２４はMPLSのヘッダであるシムヘッダ(s
him header)の構造とレイヤ2フレーム(MACフレーム)に
おけるシムヘッダの挿入位置説明図である。図中、M1は
MAC宛先アドレス(MAC DA)、M2はMAC発信元アドレス(MAC
SA)、M4はタイプ、M5はIPパケット(IPヘッダ/TCPヘッ
ダ/データ部)である。M6はレイヤ2ヘッダとIPヘッダ間
に挿入されるシムヘッダであり、20ビットのlabel fiel
d、3ビットのEXP field、１ビットのS field、8ビット
のTTL fieldを有している。MPLSではシムヘッダのスタ
ック(多重)が可能であり、スタックすることによりVPN
を構築することができる。すなわち、図２５（A）に示
すように1つのIPパケットに2つのシムヘッダM6,M7を重
ねて転送する。図２５（B)に示すように、第1シムヘッ
ダM6のlabel(階層1のlabel)はMPLSネットワーク内部の
転送用として使用し、第2のlabel(階層2のlabel)はエッ
ジルータ1,5につながった回線のVPNを識別するため使用
する。すなわち、第2のlabelはVPN識別用に使用する。
又、ユーザ回線を識別するために第2のlabelを使用する
こともできる。
【００１８】図２６は２つのlabelをスタックしてIP-VP
Nを実現するMPLS/VPNの説明図であり、エッジルータ1,5
を介してVPN Aのユーザが通信するものとする。予め、
エッジルータ1,5はユーザ回線インタフェース単位にVPN
-ID(VPN識別子)を割り当てる。図では、エッジルータ1
はVPN-Aサイトのネットワークアドレス=192.168.0.Xに
対応してVPN-ID=13を割り当て、又、エッジルータ5はVP
N-Aサイトのネットワークアドレス=192.168.1.Xに対応
してVPN-ID=13を割り当て、VPN-Bサイトのネットワーク
アドレス=ZZZ.ZZZ.Z.Zに対応してVPN-ID=14を割り当て
る。しかる後、受信側エッジルータ5はiBGP(inter bord
er gateway protocol)に従って、VPN-ID/ネットワーク
アドレスの組み合わせ毎にlabel情報を送信側エッジル
ータ1に通知する。iBGPはTCPのコネクションを張って経
路情報等をやり取りするプロトコルであり、このプロト
コルに従ってMPLS網のエッジに位置するルータ同士がコ
アルータを素通りしてVPN情報の送受をする。図の例で
は、受信側エッジルータ5はiBGPを使って送信側エッジ
ルータ1に、「192.168.1.X、VPN-ID=13」のラベルは「3」
であると通知し、又、「ZZZ.ZZZ.Z.Z、VPN-ID=14のラベ
ルは「4」であると通知する。この情報を基にして、エッ
ジルータ1はVPN-ID毎にラベルテーブル1a，1bを作成す
る。
【００１９】以上と並行して、各MPLS用ルータは図２
２、図２３で説明したようLDP(labeldistribution prot
ocol)によりパケットをMPLS網内部で転送するためのラ
ベルパスを設定する。これにより、コアルータ2からエ
ッジルータ1に宛先192.168.1.XのMPLS転送用ラベルとし
て「5」が通知され、又、宛先ZZZ.ZZZ.Z.ZのMPLS転送用ラ
ベルとして「5」が通知され、ラベルテーブル1a，1bに追
加される。以上のラベルテーブル1aが作成された状態に
おいて、VPN Aのユーザサイト(送信元VPN-ID=13)からIP
パケットが入力すると、エッジルータ1は送信元VPN=13
及び宛先IPアドレス=192.168.1.Xに基づいてテーブル1a
を参照し、VPN判別用ラベル(=3)、MPLS転送用ラベル(=
5)を求め、これら2つのラベルをパケットに付与してコ
アルータ2に送信する。コアルータ2はMPLS転送用ラベル
(=5)を参照して転送処理を行い、受信側エッジルータ5
はパケットが到達すると、VPN判別用ラベル(=3)を参照
して該当VPNがVPN Aであるとを判断し、ラベルを取り除
いてパケットをVPN Aのユーザサイトのみに送出する。
尚、以上ではラベルテーブルを２つ設けた例であるが、
実際はエッジルータに送信元VPN-IDの数だけテーブルが
設けられ、各テーブルに送信元VPN-ID及び宛先IPアドレ
スの組み合わせに対応させてVPN判別用ラベルとMPLS転
送用ラベルとが保持される。
【００２０】図２７はMPLS/VPNsの説明図であり、通信
事業者(プロバイダ)のネットワークをMPLS網で構成した
例である。11はプロバイダのMPLS網、12,13,14はMPLS網
のエッジに位置するプロバイダエッジルータ(PEルー
タ)、15〜18はMPLS網内に位置するコアルータ、21〜24
は顧客システム(イントラネット)、25〜28はは顧客シス
テムのエッジに位置する顧客エッジルータ(CEルータ)で
ある。PEルータ12〜15は2階層のMPLSをサポートし、か
つ、VPNを意識するルータである。発信側PEルータはCE
ルータから入力するパケットに予めテーブルに設定され
ているVPN判別ラベル(VPN-ID)及びVPN判別用ラベルを付
加し、又、受信側のPEルータは該パケットを受信すれば
そのVPN転送用ラベル(VPN-ID)に応じた顧客システムに
パケットを送出する。図２７の例では顧客システム21、
22によりVPN Aが形成され、顧客システム23,24によりVP
N Bが形成されている。従って、VPN-A内の各顧客システ
ムの端末装置はVPN A内の端末装置にしかアクセスでき
ず、VPN-Bの端末装置にアクセスすることはできない。
同様に、VPN-B内の端末装置もVPN-B内の端末装置にしか
アクセスできない。以上より、同一企業グループのみに
同じVPN-IDを割り当てれば、他の企業グループからアク
セスされることはなく、又、他の企業にデータが送信さ
れることはなく、同一企業グループに閉じたIP-VPNを構
築することができる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】VLANによるVPN構築方
法によれば、ネットワーク上で各ユーザ毎にユニークな
VIDを割り当てることで、容易に、かつ、安い設備投資
でVPNを構成できる利点がある。しかし、 VIDフィール
ドは最大12bitであり、10進数にすると、4,096個までし
か設定することができない。この為、4,096個目以降のV
IDを要求するユーザが現われた場合に対応できなくな
り、小規模から大規模の幅広いネットワークの要請に対
応できず、拡張性（スケーラビリティ）が低い問題があ
る。一方、MPLSによるVPN構築法によれば、VPN識別子を
表現するlabel領域は20ビットであるため、VLANによる
構築法に比べてはるかに多くのVPNを設定でき、インタ
ーネットの拡大に対応でき、拡張性が優れている利点が
ある。しかし、MPLSによるVPN構築法では、ユーザの近
くまで高価なMPLS対応のルータを設置しなくてはなら
ず、しかも、エッジルータの1ポートがユーザのために
準備する必要があるなど非常に設備投資がかかる問題が
ある。
【００２２】以上より、本発明の目的は、ネットワーク
において、VLAN対応SwitchingHUBでアクセス系ネットワ
ークを構築し、MPLS対応ルータでコアネットワークを構
築するようにして安価な値段で且つスケール性の高いVP
Nを提供することである。又、本発明の別の目的は、VLA
NとMPLS間にインタフェースを設けることによりVLANとM
PLSが共存できるようにし、かつ、VLANからMPLSへの移
行を容易に行えるようにして、安価な値段で且つスケー
ル性（拡張性）の高いVPNを提供することである。本発
明の別の目的は、地域毎のアクセス系にVLAN対応スイッ
チングハブを使用し、地域間のWAN上にMPLSによるVPNを
構築することで安価な値段で且つスケール性(拡張性)の
高いVPNを提供することである。本発明の別の目的は、V
PNを構成する際に、IP以外のIPX,FNA,Apple Talk...等
のプロトコルもユーザが利用可能な環境を提供すること
である。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明の第１
によれば、共有ネットワーク上にVPNを形成し、該VPNを
介して通信を行うネットワークにおいて、ラベルスイッ
チ網でVPNのコア網を形成すると共に、VLANで該コア網
に対するアクセス網を形成し、ラベルスイッチ網とVLAN
間のインタフェース機能を実行する装置をこれらラベル
スイッチ網の端に設けることにより達成される。このネ
ットワークにおいて、インタフェース装置はMPLS網の端
に設けられたエッジルータにより構成でき、送信側のエ
ッジルータはVLANから送出されるパケットをMPLSのパケ
ットに変換してラベルスイッチ網であるMPLS網に送出
し、受信側のエッジルータはMPLS網より受信したMPLSの
パケットをVLANのパケットに変換し、該VLANパケットを
送信側VLANと同一のVPNに属するVLANに向けて送信す
る。
【００２４】エッジルータは具体的には、VLANのパケッ
トに含まれるVLAN識別子(VID)とMPLSのパケットに含ま
れるVPN識別子(VPNラベル)の対応を記憶するテーブルを
備え、送信側エッジルータはVLANパケットのVIDに応じ
たVPNラベルを求め、該VPNラベルを有する MPLSパケッ
トを生成してMPLS網に送出し、受信側エッジルータはMP
LS網より受信したMPLSパケットに含まれるVPNラベルに
応じたVIDを求め、該VIDを有するVLANパケットを生成
し、該VIDが示すVLANに送出する。又、エッジルータ
は、受信側のエッジルータに向けてMPLSパケットを送出
する経路を決定するルート決定部、ルート決定部により
決定された経路を特定する転送用ラベルを受信側エッジ
ルータのアドレスに対応させて記憶するラベルテーブル
を備え、送信側エッジルータは、パケットの宛先MACに
応じた受信エッジルータを求め、該ラベルテーブルより
受信エッジルータに応じた転送用ラベルを求め、前記VP
Nラベル及び転送用ラベルを含むMPLSパケットを生成し
てMPLS網に送出する。
【００２５】又、上記課題は本発明の第２によれば、共
有ネットワーク上にVPNを形成し、MPLS網で該VPNのコア
網を形成し、VLANで該コア網に対するアクセス網を形成
するネットワークにおけるエッジルータにおいて、(1)
VLAN識別子(VID)とVPN識別子であるVPNラベルの対応を
記憶する手段、(2) 前記対応関係を用いてVLANから送出
されるパケットに含まれるVIDに応じたVPNラベルを求
め、該VPNラベルを含むMPLSパケットを生成してMPLS網
に送出するMPLSパケット生成部を備えた送信側エッジル
ータにより達成される。このエッジルータは更に、(3)
受信側のエッジルータに向けてMPLSパケットを送出する
経路を決定するルート決定部、(4) ルート決定部により
決定された経路を特定する転送用ラベルを受信側エッジ
ルータに対応させて記憶する転送用ラベル記憶部を備
え、(5) 前記MPLSパケット生成部は、パケットの宛先MA
Cアドレスに応じた受信エッジルータを求め、ラベル記
憶部より該受信エッジルータに応じた転送用ラベルを求
め、前記VPNラベル及び転送用ラベルを含むMPLSパケッ
トを生成する。
【００２６】又、上記課題は本発明の第３によれば、共
有ネットワーク上にVPNを形成し、MPLS網で該VPNのコア
網を形成し、VLANで該コア網に対するアクセス網を形成
するネットワークにおけるエッジルータにおいて、(1)
VLAN識別子(VID)とVPN識別子であるVPNラベルの対応を
記憶するテーブル、(2) 前記テーブルを用いてMPLS網よ
り入力するパケットに含まれるVPNラベルに応じたVIDを
求め、該VIDを含むVLANパケットを生成してMPLS網に送
出するVLANパケット生成部、を備えた受信側のエッジル
ータにより達成される。
【００２７】又、上記課題は本発明の第４によれば、共
有ネットワーク上にVPNを形成し、MPLS網で該VPNのコア
網を形成し、VLANで該コア網に対するアクセス網を形成
するネットワークにおけるエッジルータにおいて、(1)
VLAN識別子(VID)とVPN識別子であるVPNラベルの対応を
記憶するテーブル、(2) 前記テーブルを用いてVLANより
入力するパケットに含まれるVIDに応じたVPNラベルを求
め、該VPNラベルを含むMPLSパケットを生成してMPLS網
に送出するMPLSパケット生成部、(3) 前記テーブルを用
いてMPLS網より入力するパケットに含まれるVPNラベル
に応じたVIDを求め、該VIDを含むVLANパケットを生成し
てMPLS網に送出するVLANパケット生成部、を備えたエッ
ジルータにより達成される。
【００２８】
【発明の実施の形態】（Ａ）本発明の概略 図１は本発明のVLANとMPLS混在ネットワークの概略図で
あり、101〜104は拠点Ａ〜ＤのVLANであり所定のVID(VL
AN ID)で管理されている。110はインターネット(WAN)上
にMPLSにより構築されたlabelで管理される共有ネット
ワーク(MPLSネットワーク)、111〜114はMPLS網のエッジ
部に設けられたエッジルータである。送信側のエッジル
ータ111〜114はVLAN101〜104から入力するVLANパケット
(図２０）をMPLSパケット（図２５(A)）に変換して送信
し、受信側のエッジルータはMPLSパケットをVLANパケッ
トに変換して所定のVLANに出力する。
【００２９】すなわち、送信側エッジルータは、VLANパ
ケットに含まれるVIDをVPN識別子であるVPNラベルに変
換すると共に、VLANパケットの宛先に基づいて該パケッ
トを所定の経路に沿って転送するための転送用ラベルを
求め、VIDに替えてこれらラベルを付加してMPLSパケッ
トを生成してMPLS網110に送出する。MPLS網110は予め設
定されているルートにそって転送用ラベルを付け替えな
がらMPLSパケットを目的の受信側エッジルータまでルー
チングする。受信側エッジルータはMPLS網よりMPLSパケ
ットを受信すれば、転送用ラベルを削除すると共に、VP
Nラベルを元のVIDに変換し、ラベルに替えて該VIDを付
加してVLANパケットを生成し、該VLANパケットをVIDが
示すVLANに送出する。以上、所定のVPNに属する送信側V
LANから同一のVPNに属する受信側VLAにパケットを送信
することができる。
【００３０】図２はエッジルータ111の概略構成図であ
り、他のエッジルータも同一の構成を備えている。エッ
ジルータ111のラインカード部121はEthernetインタフェ
ースの機能を備え、所定のVLANよりVLANパケットを受信
する。VPN識別部122は受信したVLANパケットのVIDを参
照してVPNを識別し、該VPNに応じたタグ/ラベル変換部
(サブルータ)123i(i=1,2,...)へ入力する。識別されたV
PNに応じたサブルータ123iのテーブル124には例えば図
４に示すように、VLAN ID(VID)と、該VIDにより特
定されるVLANが所属するVPNを特定するVPN識別子（VPN
ラベル）の対応が予め記憶されている。又、ルート決定
部131は、ルーチングプロトコル132を用いて受信側エッ
ジルータへの経路を予め決定し、MPLS網ルーチングテー
ブル(転送用ラベル記憶部)133に受信側エッジルータのI
Pアドレスに対応させて前記決定した経路を特定する転
送用ラベル(pushラベル)を記憶する。
【００３１】サブルータ123iは、パケットが入力する
と、タグに含まれるVIDに応じたVPN識別子(VPNラベル)
をテーブル124より求める。又、サブルータ123iはパケ
ットに含まれる宛先アドレスに基づいて受信側エッジル
ータを求め、該エッジルータのIPアドレスに対応させて
記憶されている転送用ラベルをMPLS網ルーチングテーブ
ル133より求める。ラベルが求まれば、サブルータ123i
はパケットのタグに替えてVPNラベル及び転送用ラベル
を挿入し(swap)、ラインカード部128を介してMPLS網111
に送出する。以後、MPLS網110は予め設定されている経
路にそって転送用ラベルを付け替えながらMPLSパケット
を目的の受信側エッジルータまでルーチングする。受信
側エッジルータのラインカード部128はMPLS網110よりMP
LSパケットを受信し、VPN識別部129はMPLSのVPNラベル
を参照してVPNを識別し、該VPNに応じたサブルータ123i
(i=1,2,...)へ入力する。
【００３２】サブルータ123iは転送用ラベルを削除する
共に、テーブル124を参照してVPNラベルに応じたVIDを
求める。ついで、VPNラベルに替えて求めたVIDを含むタ
グを付加してVLANパケットを生成し、該VLANパケットを
VLAN側のラインカード部 121を介してVIDが示すVLANに
送出する。尚、各エッジルータ111〜114におけるテーブ
ル124の内容は同一でなく、同一のVPNに属するVLANのVI
D値は同じとは限らない。また、図２では明確に示さな
かったが、サブルータは図５に示すように VPN毎に存
在する。以上より、図１において拠点ＡのVLAN 101から
拠点ＤのVLAN 104に通信が発生すると、図３に示すよう
にタグとラベルのスワップがエッジルータ111,1１4で行
なわれる。これにより送信側VLANより入力するVLANパケ
ットはエッジルータ111でMPLSパケットとなってMPLS網
を伝送し、エッジルータ114でVLANパケットに変換さ
れ、送信側VLANと同一のVPNに属するVLANに送信され
る。
【００３３】（Ｂ）MPLSによる企業のネットワーク形態 図６はMPLS網を用いた企業のネットワーク形態説明図で
あり、200は共有ネットワークであるインターネット上
に形成されたMPLS網、201はVLAN Domain 東京、202はVL
AN Domain 名古屋、203はVLAN Domain大阪、204はイン
ターネット、205はファイアウォール(FW)であり、各VLA
N Domain には複数の企業のVLANが構成されている。MPL
S網200と各VLAN Domain201〜203間であって、MPLS網の
エッジにはVLANを終端するプロバイダエッジルータ(Pro
vider Edge Router:PE)211〜213が設けられている。
【００３４】VLAN Domain 東京201には東京地区のＡ企
業のVLAN(VID=101)、Ｂ企業のVLAN(VID=2)が形成されて
いる。Ａ企業のVLAN(VID=101)を構成するCPEルータ(Cus
tomerPreequipment Edge Router)212は、Ethernetによ
りL2Switch(スイッチングハブ)213を介してエッジルー
タPE 211の第1のポートに接続している。又、Ｂ企業のV
LAN(VID=2)を構成するCPEルータ214は、Ethernetを介し
てL2Switch(スイッチングハブ)215に接続され、該スイ
ッチングハブ215はエッジルータPE 211の第2のポートに
接続されている。VLAN Domain 名古屋202には名古屋地
区のＡ企業のVLAN(VID=152)、Ｃ企業のイントラネット
が形成されている。Ａ企業のVLAN(VID=152)を構成するC
PEルータ221は、EthernetによりL2Switch(スイッチング
ハブ)222を介してエッジルータPE212の第1のポートに接
続している。又、Ｃ企業のイントラネット223のCPEルー
タ224は、エッジルータPE 212の第2のポートに接続され
ている。VLAN Domain 大阪203には大阪地区のＡ企業のV
LAN(VID=1501)、Ｃ企業のイントラネットが形成されて
いる。Ａ企業のVLAN(VID=1501)を構成するCPEルータ231
は、EthernetによりL2Switch(スイッチングハブ)232を
介してエッジルータPE 213の第1のポートに接続してい
る。又、Ｃ企業のイントラネット233のCPEルータ234
は、エッジルータPE 213の第2のポートに接続されてい
る。
【００３５】各地区におけるＡ企業のVLAN(VID=101), V
LAN(VID=152), VLAN(VID=1501)は同一のVPNを構成して
いる。従って、Ａ企業側からMPLS網側を見ると、図７
（Ａ）に示すように各CPEルータ212, 221, 231 がレイ
ヤ2のスイッチングハブSHBに接続されているように見
え、Ａ企業のネットワークはコア網をMPLS網で構成し、
アクセス網をVLANで構成してなるL2(VLAN) over MPLSネ
ットワーク形態となる。又、Ｂ企業からMPLS網側を見る
と、図７（Ｂ）に示すようにCPEルータ214及びファイア
ウォール205がレイヤ2/3のスイッチングハブSHB′に接
続されているように見え、Ｂ企業のネットワークはイン
ターネット接続形態となる。又、Ｃ企業からMPLS網側を
見ると、図７（Ｃ）に示すようにイントラネット223, 2
33のCPEルータ224、234がルータRTに接続されているよ
うに見え、Ｃ企業のネットワークはMPLSでVPNを構成し
たMPLS/VPNsネットワーク形態となる。
【００３６】（Ｃ）L2(VLAN) over MPLSネットワーク 図８は図６よりＡ企業に関連する部分を書き出した本発
明のL2(VLAN) overMPLSネットワークの全体図であり、
図６と同一部分には同一符号を付し、VLANを構成するル
ータCPEA 212, 221, 231にはL2アドレスであるMACアド
レスMAC A, MAC B, MAC Cが付されている。
【００３７】（Ｄ）エッジルータの構成 各エッジルータPEA〜PECは同一の構成を備えている。図
９はエッジルータの構成図であり、図２に示したエッジ
ルータを詳細に示すもので、図２のエッジルータと同一
部分には同一符号を付している。ラインカード部121はE
thernetインタフェースの機能を備え、所定のVLANよりV
LANパケットを受信する。VPN識別部122は受信したVLAN
パケットのVIDを参照してVPNを識別し、VPNに応じたサ
ブルータ123i(i=1,2,...)へパケットを入力する。サブ
ルータ123iのVPNラベルテーブル124には図１０に示すよ
うに、VPNラベル(VPN識別子)、配下であるCPEルー
タのL2アドレス(MACアドレス)、出力側インタフェー
ス、エッジルータに接続するVLANの識別子(VID)、
VPNi (VPNinstance :VPN識別子の便宜名)の対応が予め
記憶されている。
【００３８】又、L2VPNルーチングテーブル125には、図
１０に示すようにVPNを構成するVLAN毎に、該VLAN内
のCPEルータのL2アドレス(MAC アドレス)、CPEルータ
が接続するエッジルータのループバックアドレス(IPア
ドレス)、CPEルータの属するVLANの識別子(VID)を保
持する。図８の例では、VLAN(VID=101),VLAN(VID=152),
VLAN(VID=1501)のそれぞれに対応させて、CPEルータ2
12,221,231のMAC アドレスMAC A, MAC B, MAC C、各C
PEルータが接続するエッジルータ(PEA, PEB, PEC) 211,
212, 213のループバックアドレス(IPアドレス)、各C
PEルータの属するVLANのVID(=101,152,1501)が保持され
ている。
【００３９】MPLS網ルーチングテーブル(転送用ラベル
テーブル)133は受信エッジルータへの経路を特定する通
信用ラベルを記憶する。同一VPNに属するVLAN間で通信
できるように、予めMPLS網内のルータのルート決定部は
ルーチングプロトコルを用いて送信側エッジルータから
受信側エッジルータに至る経路を探索し、LDP (Label
Distribution Protocol)に従って各経路にLabelを割り
当てる。従って、送信側エッジルータのルート決定部13
1は、ルーチングプロトコル132を用いて受信側エッジル
ータへの経路を決定し、転送用ラベルテーブル133に受
信側エッジルータのループバック(IPアドレス)に対応さ
せて前記決定した経路を特定する転送用ラベル(pushラ
ベル)を記憶する。
【００４０】サブルータ123iのVPNラベル処理部126は、
VLANパケット（図２0参照）が入力すると、タグに含ま
れるVIDに応じたVPN識別子(VPNラベル)をVPNラベルテー
ブル124より求める。又、ルーチングテーブル処理部127
はVLANパケットに含まれる宛先MACアドレスに基づいてL
2 VPNルーチングテーブル125より出力側エッジルータの
ループバックアドレスを求め、ついで、転送用ラベルテ
ーブル133より該ループバックアドレス(IPアドレス)に
対応する転送用ラベル(pushラベル)を求める。VPNラベ
ル、pushラベルが求まれば、サブルータ123iは図３に示
すようにタグに替えてVPNラベル及び転送用ラベルを挿
入してMPLSパケットを生成し(swap)、該MPLSパケットを
ラインカード部128を介してMPLS網に送出する。
【００４１】以後、予め設定されているMPLS網内の経路
にそって転送用ラベルを付け替えながらMPLSパケットが
目的の受信側エッジルータに到達する。受信側エッジル
ータのラインカード部128はMPLS網110よりMPLSパケット
を受信し、VPN識別部129はMPLSのVPNラベルを参照してV
PNを識別し、該VPNに応じたサブルータ123i(i=1,2,...)
へ入力する。サブルータ123iは転送用ラベルを削除する
共に、VPNラベルテーブル124を参照してVPNラベルに応
じたVIDを求める。ついで、VPNラベルに替えて求めたVI
Dを含むタグを付加してVLANパケットを生成し(swap)、
該VLANパケットをラインカード部121を介してVIDが示す
VLANに送出する。尚、各エッジルータ211〜213(図８）
におけるVPNラベルテーブル124の内容は同一でなく、同
一のVPNに属するVLANのVID値は同じとは限らない。ま
た、図９では明確に示さなかったが、サブルータ123i(i
=1,2,..)や転送用ラベルテーブル133はVPN毎に存在す
る。
【００４２】（Ｅ）VPNテーブルの生成 VPNに属するVLAN同士で通信を行えるようにするには、
(1) 予めこれらVLANが接続するエッジルータ間のルート
を設定し、該ルートに沿ったルータの転送用ラベルテー
ブル133(図９）に転送用ラベルを記憶し、かつ、(2) VP
Nラベルテーブル124、L2VPNルーチングテーブル125を作
成する必要がある。(1)の転送用ラベルテーブル133の作
成方法は周知であるため説明はしない。VPNラベルテー
ブル124、L2VPNルーチングテーブル125を作成するに
は、図１０（Ａ）に示すように、まず、VPNの識別子(VP
Nラベル)、VLAN識別子(VID)、VPNiをオペレータが手入
力する。これらデータがエッジルータに入力されると、
該エッジルータのVPNラベル処理部126は、自分に接続す
るVLANのCPEルータのMACアドレスをARP(Address Resolu
tion Protocol)を使って求め、又、pushラベルが付され
たMPLSパケットを送出する経路のインタフェースを求
め、図１０（Ｂ）に示すように設定してVPNラベルテー
ブル124を作成する。
【００４３】ついで、ルーチングテーブル処理部127
は、自エッジルータに接続するCPEルータのMACアドレス
及びVLAN識別子(VID)をVPNラベルテーブル124より求め
てL2VPNルーチングテーブル125のdirectConnect情報を
作成する(図１０（Ｂ）参照）。しかる後、VPNを構成す
る各VLAN(VID=101,152,1501)と接続するエッジルータ(P
EA, PEB, PEC)211, 212, 213はそれぞれiBGPを用いて、
自エッジルータに接続するユーザルータCPEのMACアドレ
スと自エッジルータのループバックアドレス（IPアドレ
ス）,VIDを組にして他のエッジルータに送出する。これ
により、各エッジルータは受信情報に基づいてL2VPNル
ーチングテーブル125を完成する(図１０（Ｂ）参照）。
以上により、各エッジルータ211, 212, 213のそれぞれ
には図８のＡ企業のVPNについて図１１（Ａ）〜（Ｃ）
に示すVPNテーブルが作成される。
【００４４】（Ｆ）CPEAからCPECへの通信例 図１２は東京のＡ企業のVLAN(VID=101)に属するユーザ
ルータCPEAから大阪のＡ企業のVLAN(VID=1501)に属する
ユーザルータCPECにパケットを送信する送信例である。
ユーザルータCPEAはVID=101を有するタグが付加されたV
LANパケットPKT1を送出する。エッジルータPEA 211はパ
ケットPKT1が入力するとタグを外し、代わりにVPNラベ
ル(=26:企業ＡのVPN識別子）と転送用ラベル(=pushラベ
ル)を付加してなるMPLSパケットPKT2を生成してMPLS網2
00に送出する。以後、MPLSパケットPKT2は予め設定され
ているMPLS網内の経路にそって転送用ラベルを付け替え
ながら目的の受信側エッジルータPEC 213に到達する。
受信側エッジルータPEC 213はラベルを外し、宛先のユ
ーザルータCPECが属するVLAN識別子(VID=1501)を付加し
てVLANパケットPKT3を作成し、VID=1501が指示するVLAN
に送出する。これにより、VLANパケットPKT3はユーザル
ータ231に到達する。
【００４５】（Ｇ）L2(VLAN) over MPLSの送信処理 図１３及び図１４はL2(VLAN) over MPLSの送信処理フロ
ーである。送信側エッジルータはパケットが入力すると
該パケットにタグが付加されているかチェックし(ステ
ップ301)、付加されていなければMPLSパケットであるか
ら通常のMPLSの処理を行い、タグが付加されていれば、
該タグに含まれるVLAN ID(=VID)の値を抽出し(ステップ
302)、VID値が4096以上であるかチェックする(ステップ
303)。4096以上であれば、VID値の範囲0〜4095を越えて
いるため該パケットを破棄する。しかし、VID値が0〜40
95の範囲に入っていれば、VLAN IDとVPNラベルの変換テ
ーブル124を参照し(ステップ 304)、VPNラベル値が発見
されたかチェックする(ステップ305)。発見されなけれ
ば通常のMPLS対応の処理を行い、発見されれば、タグを
外して2層目のラベル値(VPNラベル)をつける（ステップ
306)。
【００４６】しかる後、パケットの宛先MACアドレスよ
り受信側エッジルータのループバックアドレス(IPアド
レス)をL2VPNルーチングテーブル125より求める(ステッ
プ307)。ループバックアドレスが求まれば、転送用ラベ
ルテーブル133を参照して転送用ラベル(pushラベル)を
求め(ステップ308)、該pushラベルを1階層目につけてMP
LS網に送出する(ステップ309)。以上は送信側エッジル
ータの処理である。以後、MPLS網内でのラベルルーチン
グ処理が行われ、MPLSパケットは予め設定されているMP
LS網内の経路にそって転送用ラベルを付け替えながら目
的の受信側エッジルータに向けて転送される(ステップ3
10)。
【００４７】受信側エッジルータはMPLSパケットが到着
したかチェックし(ステップ311)、到着すれば、１階層
目に付属されている転送用ラベルを削除する（ステップ
312)。ついで、２階層目のVPNラベルを抽出し(ステップ
313)、VLAN ID(=VID)とVPNラベルとの対応テーブル124
を参照し(ステップ314)、VIDが発見されたかチェックす
る(ステップ315)。VIDが発見されなければパケットを破
棄し、VIDが発見されれば、2階層目のラベルを外し、該
VIDを含むタグをつけてVLANパケットを作成する(ステッ
プ316)。ついで、VPNラベルテーブル124を参照して出力
インタフェースを求め、該インタフェースにVLANパケッ
トを送出し(ステップ317)、宛先のユーザルータCPECはV
LANパケットを受信して所定の処理を行う(ステップ31
8)。
【００４８】（Ｈ）VPNテーブルの更新処理 VPNの構成は企業ポリシーにより拡大、変更が行われて
刻々と変化する。そこで、VPNの構成変化に応じてVPNテ
ーブル124、125を更新する必要がある。図１５はユーザ
ルータCPEAがユーザルータCPECと通信する場合の更新説
明図である。 1. ユーザルータCPEA 212は宛先のユーザルータCPECのM
ACアドレスが不明であれば、ルータCPECの IPアドレス
を含むARPパケットをブロードキャストする。 2. エッジルータPEA 211は該ARPパケット(ブロードキャ
ストパケット)を受信すれば、該パケットのコピーを作
成し、他のエッジルータPEB, PEC 212,213に流す。 3. ユーザルータCPECは自分のIPアドレスを含むARPパケ
ットを受信すれば、ARP-replyパケットに自分のMACアド
レスを乗せて返送する。各エッジルータPEはARP-reply
パケットによりVPNラベルテーブル124,VPNルーチング12
5における各CPEのMACアドレスを自動的に更新する。 4. 又、定期的に、各ルータの IPアドレスを含むARPパ
ケットをブロードキャストして各テーブルを更新する。
【００４９】（Ｉ）同一VPNに属するVLAN同士の通信を
禁止する処理 図１０、図１１を参照して説明したVPNテーブルの作成
処理では、VLAN同士が自由に通信を行える場合であった
が、同じVPNに属していても所定VLAN同士の通信を禁止
したい場合がある。かかる場合、通信禁止のVLANが属す
るエッジルータ間においてiBGPによるルーチング情報の
通信を停止する。このようにすれば、L2VPNルーチング
テーブル125に通信禁止先ルータCPEの MACアドレス、該
ルータCPEが接続するエッジルータのループバックアド
レス(IPアドレス)が登録されなくなり、通信を行うこと
ができなくなる。
【００５０】図１６は通信禁止のVLANが存在する場合の
L2VPNルーチングテーブル125の作成処理フローである。
所定VPNについて、各エッジルータPEにVLAN ID(VID)及
びVPN識別子(VPNラベル)を設定入力する(ステップ40
1)。ついで、通信禁止VLANのペアを入力する(ステップ4
02)。各エッジルータPEはVPNラベルテーブルを自動作成
し(ステップ403)、ついで、各エッジルータPEはL2VPNル
ーチングテーブル125のdirectConnect 情報を作成する
(ステップ404)。
【００５１】しかる後、iBGPを使って、VPNルーチング
情報(ユーザルータCPEの MACアドレス、エッジルータの
ループバックアドレス等)を通信禁止されていないVLAN
が配下となっているエッジルータPEに送信する(ステッ
プ405)。しかし、通信禁止されているVLANが配下となっ
ているエッジルータPEにはVPNルーチング情報を送信し
ない。各エッジルータPEは他のエッジルータから送られ
てくるルーチング情報を受信し、該ルーチング情報を用
いてL2VPNルーチングテーブル125を作成する(406)。以
上により、エッジルータPEのL2VPNルーチングテーブル1
25には通信禁止先ルータCPEの MACアドレス、該ルータC
PEが接続するエッジルータアドレスが登録されない。こ
の結果、転送用ラベルを取得することができず通信禁止
先のVLAとは通信を行うことができなくなる。
【００５２】（Ｊ）VLANのuser priority とMPLSにおけ
るIP Precedence 図１７（Ａ）に示すようにVLANパケットのタグは3ビッ
トのuser priorityを含み、この3ビットで各MACで規定
されたプライオリティを入れるようになっている。プラ
イオリティ値は0〜7の8レベルがあり、数値が小さけれ
ば(例えば0)、ユーザプライオリティが低くく、数値が
大きければプライオリティが高い。一方、図１８（Ｂ）
に示すようにMPLSパケットのラベルは3ビットの実験用
フィールドEXPを含み、この3ビットを用いてIP Precide
nceを表現する。このIP Precidenceもプライオリティ値
は0〜7の8レベルがあり、数値が小さければ(例えば0)、
プライオリティが低くく、数値が大きければプライオリ
ティが高い。そこで、エッジルータでVLANパケットから
MPLSパケットに変換する際、3ビットのuser priorityを
EXPフィールドに挿入し、又、MPLSパケットから VLANパ
ケットに変換する際、3ビットのEXP フィールドのIP Pr
ecidennceをuser priority フィールドに挿入する。こ
のようにすれば、VLANにおける優先制御をMPLS網におけ
るIPPrecidence制御として継続でき、又、IP Precidenc
e制御から元のVLANにおける優先制御に戻すことができ
る。
【００５３】・付記 （付記１）共有ネットワーク上にVPNを形成し、該VPNを
介して通信を行うネットワークにおいて、ラベルスイッ
チ網でVPNのコア網を形成すると共に、VLANで該コア網
に対するアクセス網を形成し、ラベルスイッチ網とVLAN
間のインタフェース機能を実行する装置をこれらラベル
スイッチ網の端に設けた、ことを特徴とするネットワー
ク。
【００５４】（付記２）前記インタフェース装置は、ラ
ベルスイッチ網であるMPLS網の端に設けられたエッジル
ータであり、送信側のエッジルータはVLANから送出され
るパケットをMPLSのパケットに変換してMPLS網に送出
し、受信側のエッジルータはMPLS網より受信したMPLSの
パケットをVLANのパケットに変換し、該VLANパケットを
送信側VLANと同一のVPNに属する VLANに向けて送信す
る、ことを特徴とする付記１記載のネットワーク。
【００５５】（付記３）前記エッジルータはVLANのパケ
ットに含まれるVLAN識別子(VID)とMPLSのパケットに含
まれるVPNラベルの対応を記憶するテーブルを備え、送
信側エッジルータはVLANパケットのVIDに応じたVPNラベ
ルを求め、該VPNラベルを有するMPLSパケットを生成し
てMPLS網に送出し、受信側エッジルータはMPLS網より受
信したMPLSパケットに含まれるVPNラベルに応じたVIDを
求め、該VIDを有するVLANパケットを生成し、該VIDが示
すVLANに送出する、ことを特徴とする付記２記載のネッ
トワーク。
【００５６】（付記４）前記エッジルータは、受信側の
エッジルータに向けてMPLSパケットを送出する経路を決
定するルート決定部、ルート決定部により決定された経
路を特定する転送用ラベルを受信側エッジルータのアド
レスに対応させて記憶するテーブルを備え、送信側エッ
ジルータは、パケットの宛先MACアドレスに応じた受信
エッジルータを求め、該テーブルより受信エッジルータ
に応じた転送用ラベルを求め、前記VPNラベル及び転送
用ラベルを含むMPLSパケットを生成してMPLS網に送出す
る、ことを特徴とする付記３記載のネットワーク。
【００５７】（付記５）前記VPNを構成するVLANに接続
するエッジルータはそれぞれ、該エッジルータに接続す
るVLAN構成装置のアドレスとエッジルータのアドレスを
組にして前記他のエッジルータに送出し、各エッジルー
タは受信情報に基づいてレイヤ2ルーチングテーブルを
作成し、送信側エッジルータは、該レイヤ2ルーチング
テーブルより前記パケットの宛先に応じた受信エッジル
ータを求める、ことを特徴とする付記４記載のネットワ
ーク。
【００５８】（付記６）エッジルータは通信が禁止され
ているVLANが接続されたエッジルータに上記のアドレス
情報を送信しない、ことを特徴とする付記５記載のネッ
トワーク。 （付記７）送信側エッジルータは、VID値が設定値以上
のVLANパケットを廃棄することを特徴とする付記２記載
のネットワーク。 （付記８）送信側エッジルータはVLANパケットのタグに
含まれるユーザ優先情報をMPLS網のIP優先情報としてMP
LSパケットのラベルに挿入し、受信側エッジルータはMP
LSパケットのラベルに含まれるIP優先情報をVLANのユー
ザ優先情報としてVLANパケットのタグに挿入する、こと
を特徴とする付記２記載のネットワーク。
【００５９】（付記９）共有ネットワーク上にVPNを形
成し、MPLS網で該VPNのコア網を形成し、VLANで該コア
網に対するアクセス網を形成するネットワークにおける
エッジルータにおいて、VLAN識別子(VID)とVPN識別子で
あるVPNラベルの対応を記憶する手段、前記対応関係を
用いてVLANから送出されるパケットに含まれるVIDに応
じたVPNラベルを求め、該VPNラベルを含むMPLSパケット
を生成してMPLS網に送出するMPLSパケット生成部、を備
えたことを特徴とする送信側エッジルータ。
【００６０】（付記１０）前記エッジルータは更に、受
信側のエッジルータに向けてMPLSパケットを送出する経
路を決定するルート決定部、ルート決定部により決定さ
れた経路を特定する転送用ラベルを受信側エッジルータ
に対応させて記憶する転送用ラベル記憶部、を備え、前
記MPLSパケット生成部は、パケットの宛先MACアドレス
に応じた受信エッジルータを求め、該転送用ラベル記憶
部より受信エッジルータに応じた転送用ラベルを求め、
前記VPNラベル及び転送用ラベルを含むMPLSパケットを
生成する、ことを特徴とする付記９記載のエッジルー
タ。
【００６１】（付記１１）前記MPLSパケット生成部は、
前記VPNを構成する他のVLANに接続するエッジルータよ
り送られてくる該エッジルータのアドレスと該エッジル
ータに接続するVLAN構成装置のアドレスとの組み合わせ
情報に基づいてレイヤ2ルーチングテーブルを作成し、
該レイヤ2ルーチングテーブルよりパケットの宛先に応
じた前記受信エッジルータを求める、ことを特徴とする
付記１０記載のエッジルータ。
【００６２】（付記１２）共有ネットワーク上にVPNを
形成し、MPLS網で該VPNのコア網を形成し、VLANで該コ
ア網に対するアクセス網を形成するネットワークにおけ
るエッジルータにおいて、VLAN識別子(VID)とVPN識別子
であるVPNラベルの対応を記憶するテーブル、前記テー
ブルを用いてMPLS網より入力するパケットに含まれるVP
Nラベルに応じたVIDを求め、該VIDを含むVLANパケット
を生成してMPLS網に送出するVLANパケット生成部、を備
えたことを特徴とする受信側のエッジルータ。
【００６３】（付記１３）共有ネットワーク上にVPNを
形成し、MPLS網で該VPNのコア網を形成し、VLANで該コ
ア網に対するアクセス網を形成するネットワークにおけ
るエッジルータにおいて、VLAN識別子(VID)とVPN識別子
であるVPNラベルの対応を記憶するテーブル、前記テー
ブルを用いてVLANより入力するパケットに含まれるVID
に応じたVPNラベルを求め、該VPNラベルを含むMPLSパケ
ットを生成してMPLS網に送出するMPLSパケット生成部、
前記テーブルを用いてMPLS網より入力するパケットに含
まれるVPNラベルに応じたVIDを求め、該VIDを含むVLAN
パケットを生成してMPLS網に送出するVLANパケット生成
部、を備えたことを特徴とするエッジルータ。
【００６４】（付記１４）エッジルータは更に、受信側
のエッジルータに向けてMPLSパケットを送出する経路を
決定するルート決定部、ルート決定部により決定された
経路を特定する転送用ラベルを受信側エッジルータに対
応させて記憶する転送用ラベル記憶部、を備え、前記MP
LSパケット生成部は、パケットの宛先に応じた受信エッ
ジルータを求め、該転送用ラベル記憶部より受信エッジ
ルータに応じた転送用ラベルを求め、前記VPNラベル及
び転送用ラベルを含むMPLSパケットを生成する、ことを
特徴とする付記１３記載のエッジルータ。
【００６５】（付記１５）前記MPLSパケット生成部は、
前記VPNを構成する他のVLANに接続するエッジルータよ
り送られてくる該エッジルータのアドレスと該エッジル
ータに接続するVLAN構成装置のアドレスとの組み合わせ
情報に基づいてルーチングテーブルを作成し、該ルーチ
ングテーブルよりパケットの宛先に応じた前記受信エッ
ジルータを求める、ことを特徴とする付記１４記載のネ
ットワーク。
【００６６】
【発明の効果】以上本発明によれば、MPLSのVPN識別子
(VPNラベル)を20ビットで表現でき、キャリアネットワ
ークのコア部分においてこのMPLSを使用することによ
り、VLANによる構築法に比べてはるかに多くのVPNを設
定でき、VLANによるVPN数の限界値4,096の問題をクリア
でき、スケール性の高いVPNを提供できる。又、本発明
によれば、VLAN対応SwitchingHUBでアクセス系ネットワ
ークを構築し、MPLS対応ルータでコアネットワークを構
築することにより、安価なVPN(L2(VLAN) over MPLS形態
のネットワーク)を構築できる。すなわち、本発明によ
れば、高価なMPLS対応ルータを地域内に設置せず、地域
毎のアクセス系にVLAN対応スイッチングハブを使用し、
かつ、地域間のWAN上にMPLSによるVPNを構築することで
安価な値段で且つスケール性(拡張性)の高いVPNを提供
することができる。
【００６７】又、本発明によれば、VLANとMPLS間にパケ
ット変換を行うインタフェース(エッジルータ)を設けた
から、VLANとMPLSのネットワークを共存させたり、VLAN
からMPLSの移行を容易に行うことができ、安価な値段で
且つスケール性の高いVPNを提供することができる。
又、本発明によれば、VLANとMPLSの統合するネットワー
ク手法、技術、製品を提供できるようにしたから、VLAN
で組まれた既存ネットワークを容易にL2(VLAN)over MPL
Sに移行することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のVLANとMPLSの混在ネットワークの概略
図である。
【図２】エッジルータの概略構成図である。
【図３】VLANとMPLSのパケットの交換説明図である。
【図４】VIDとVPNラベルの変換テーブルである。
【図５】エッジルータの別の構成図である。
【図６】MPLS利用による企業のネットワーク形態説明図
である。
【図７】企業のネットワーク形態説明図である。
【図８】L2 over MPLSネットワークである。
【図９】PEルータ(エッジルータ)の内部構造である。
【図１０】VPNテーブルの生成説明図である。
【図１１】各エッジルータにおける企業のVPNテーブル
説明図である。
【図１２】CPEAからCPECへの送信説明図である。
【図１３】L2(VLAN) over MPLSの送信処理フロー(その
1)である。
【図１４】L2(VLAN) over MPLSの送信処理フロー(その
2)である。
【図１５】CPEAからCPECへ通信する場合における学習説
明図である。
【図１６】通信禁止VLANが存在する場合におけるL2VPN
テーブル作成処理フローである。
【図１７】VLANにおけるユーザプライオリティとMPLSに
おけるIP Precedenceの対応説明図である。
【図１８】ポートベースVLANの構成例である。
【図１９】複数のスイッチングハブに属するポートをグ
ループ化したVLAN構成例である。
【図２０】VLANのMACフレームフォーマットである。
【図２１】VLANの実現例である。
【図２２】MPLS説明図である。
【図２３】ラベル設定の仕組み説明図である。
【図２４】シムヘッダの構造及び挿入位置説明図であ
る。
【図２５】シムヘッダのスタック説明図である。
【図２６】MPLS/VPNの説明図である。
【図２７】MPLS/VPNsの説明図である。
【符号の説明】
101〜104・・拠点Ａ〜ＤのVLAN 110・・MPLSネットワーク 111〜114・・MPLS網のエッジ部に設けられたエッジルー
タ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 共有ネットワーク上にVPNを形成し、該V
    PNを介して通信を行うネットワークにおいて、 ラベルスイッチ網でVPNのコア網を形成すると共に、VLA
    Nで該コア網に対するアクセス網を形成し、 ラベルスイッチ網とVLAN間のインタフェース機能を実行
    する装置をこれらラベルスイッチ網の端に設けた、 ことを特徴とするネットワーク。
  2. 【請求項２】 前記インタフェース装置は、ラベルスイ
    ッチ網であるMPLS網の端に設けられたエッジルータであ
    り、 送信側のエッジルータはVLANから送出されるパケットを
    MPLSのパケットに変換してMPLS網に送出し、受信側のエ
    ッジルータはMPLS網より受信したMPLSのパケットをVLAN
    のパケットに変換し、該VLANパケットを送信側VLANと同
    一のVPNに属する VLANに向けて送信する、 ことを特徴とする請求項１記載のネットワーク。
  3. 【請求項３】 前記エッジルータはVLANのパケットに含
    まれるVLAN識別子(VID)とMPLSのパケットに含まれるVPN
    ラベルの対応を記憶するテーブルを備え、 送信側エッジルータはVLANパケットのVIDに応じたVPNラ
    ベルを求め、該VPNラベルを有するMPLSパケットを生成
    してMPLS網に送出し、 受信側エッジルータはMPLS網より受信したMPLSパケット
    に含まれるVPNラベルに応じたVIDを求め、該VIDを有す
    るVLANパケットを生成し、該VIDが示すVLANに送出す
    る、 ことを特徴とする請求項２記載のネットワーク。
  4. 【請求項４】 前記エッジルータは、受信側のエッジル
    ータに向けてMPLSパケットを送出する経路を決定するル
    ート決定部、ルート決定部により決定された経路を特定
    する転送用ラベルを受信側エッジルータのアドレスに対
    応させて記憶するテーブルを備え、 送信側エッジルータは、パケットの宛先MACアドレスに
    応じた受信エッジルータを求め、該テーブルより受信エ
    ッジルータに応じた転送用ラベルを求め、前記VPNラベ
    ル及び転送用ラベルを含むMPLSパケットを生成してMPLS
    網に送出する、 ことを特徴とする請求項３記載のネットワーク。
  5. 【請求項５】 前記VPNを構成するVLANに接続するエッ
    ジルータはそれぞれ、該エッジルータに接続するVLAN構
    成装置のアドレスとエッジルータのアドレスを組にして
    前記他のエッジルータに送出し、各エッジルータは受信
    情報に基づいてレイヤ2ルーチングテーブルを作成し、 送信側エッジルータは、該レイヤ2ルーチングテーブル
    より前記パケットの宛先に応じた受信エッジルータを求
    める、 ことを特徴とする請求項４記載のネットワーク。
  6. 【請求項６】 共有ネットワーク上にVPNを形成し、MPL
    S網で該VPNのコア網を形成し、VLANで該コア網に対する
    アクセス網を形成するネットワークにおけるエッジルー
    タにおいて、 VLAN識別子(VID)とVPN識別子であるVPNラベルの対応を
    記憶する手段、 前記対応関係を用いてVLANから送出されるパケットに含
    まれるVIDに応じたVPNラベルを求め、該VPNラベルを含
    むMPLSパケットを生成してMPLS網に送出するMPLSパケッ
    ト生成部、 を備えたことを特徴とする送信側エッジルータ。
  7. 【請求項７】 前記エッジルータは更に、受信側のエッ
    ジルータに向けてMPLSパケットを送出する経路を決定す
    るルート決定部、 ルート決定部により決定された経路を特定する転送用ラ
    ベルを受信側エッジルータに対応させて記憶する転送用
    ラベル記憶部、 を備え、前記MPLSパケット生成部は、 パケットの宛先MACアドレスに応じた受信エッジルータ
    を求め、該転送用ラベル記憶部より受信エッジルータに
    応じた転送用ラベルを求め、前記VPNラベル及び転送用
    ラベルを含むMPLSパケットを生成する、 ことを特徴とする請求項６記載のエッジルータ。
  8. 【請求項８】 前記MPLSパケット生成部は、 前記VPNを構成する他のVLANに接続するエッジルータよ
    り送られてくる該エッジルータのアドレスと該エッジル
    ータに接続するVLAN構成装置のアドレスとの組み合わせ
    情報に基づいてレイヤ2ルーチングテーブルを作成し、
    該レイヤ2ルーチングテーブルよりパケットの宛先に応
    じた前記受信エッジルータを求める、 ことを特徴とする請求項７記載のエッジルータ。
  9. 【請求項９】 共有ネットワーク上にVPNを形成し、MPL
    S網で該VPNのコア網を形成し、VLANで該コア網に対する
    アクセス網を形成するネットワークにおけるエッジルー
    タにおいて、 VLAN識別子(VID)とVPN識別子であるVPNラベルの対応を
    記憶するテーブル、 前記テーブルを用いてMPLS網より入力するパケットに含
    まれるVPNラベルに応じたVIDを求め、該VIDを含むVLAN
    パケットを生成してMPLS網に送出するVLANパケット生成
    部、 を備えたことを特徴とする受信側のエッジルータ。
  10. 【請求項１０】 共有ネットワーク上にVPNを形成し、M
    PLS網で該VPNのコア網を形成し、VLANで該コア網に対す
    るアクセス網を形成するネットワークにおけるエッジル
    ータにおいて、 VLAN識別子(VID)とVPN識別子であるVPNラベルの対応を
    記憶するテーブル、 前記テーブルを用いてVLANより入力するパケットに含ま
    れるVIDに応じたVPNラベルを求め、該VPNラベルを含むM
    PLSパケットを生成してMPLS網に送出するMPLSパケット
    生成部、 前記テーブルを用いてMPLS網より入力するパケットに含
    まれるVPNラベルに応じたVIDを求め、該VIDを含むVLAN
    パケットを生成してMPLS網に送出するVLANパケット生成
    部、 を備えたことを特徴とするエッジルータ。
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