JP2009267987A - 局側装置、ｐｏｎシステムおよびホームゲートウェイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を適用しつつ単一加入者端末と複数ＩＳＰとの接続を実現する局側装置を得ること。
【解決手段】本発明にかかる局側装置は、加入者端末がＩＳＰへの接続を希望する場合、ＩＳＰとの間の接続認証処理で使用する認証情報を加入者端末から取得し、取得した情報を使用してＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を実行することにより加入者端末のＩＳＰへの接続可否を判定する認証処理部１３と、接続可と判定された場合、加入者端末の管理情報とＩＳＰとを対応付けて管理する接続管理部１４と、受信したＭＡＣフレームを接続管理部１４により管理された情報に従い転送するＬ２ＳＷ１１と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、局側装置、加入者側装置、およびそれらを接続する伝送媒体を有し、ＭＡＣ（Media Access Control）フレームによりデータ送受信を行い、論理リンクと呼ばれる仮想的な通信コネクションを用いた通信を行うＰＯＮ（Passive Optical Network）システムに関する。

イーサネット（登録商標）ＰＯＮシステムは、局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と複数の加入者側装置（ＯＮＵ：Optional Network Unit）を光伝送媒体で接続し、ＭＡＣフレームによりデータ送受信を行うことにより、ＰＯＮシステムにイーサネット（登録商標）サービスを透過的に収容するものである。ＯＬＴは通信網事業者局に設置され、ＯＮＵは加入者の宅内や屋外に設置される。ＰＯＮシステムを利用してＦＴＴＨ（Fiber To The Home）によるインターネット常時接続サービスを提供する場合、ＯＮＵは複数の加入者端末を収容する。

ここで、下記特許文献１などにも示されているように、従来の一般的なインターネット常時接続サービスでは、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）で規定されているＰＰＰｏＥ（Point to Point Protocol over Ethernet（登録商標））プロトコルを使用して加入者端末とＩＳＰ（Internet Service Provider）との間のユーザ認証を行っている。そのため、ＰＰＰｏＥヘッダがイーサネット（登録商標）パケットのペイロード部の一部を占有することになり、このＰＰＰｏＥヘッダ分だけ伝送効率が低下する問題があった。この問題を解決するため、下記特許文献１に記載の中継装置では、認証ＶＬＡＮ機能として知られている方式を元に、ＰＰＰｏＥ認証の代わりにＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を適用することによりＰＰＰｏＥヘッダによるオーバーヘッドが発生しないようにしている。

特開２００３−２２４５７７号公報

近年のインターネット常時接続サービスでは、ＩＰ電話サービスやＩＰ放送サービスなどの普及に伴い、ＰＯＮシステムに接続される端末装置であるＨＧＷ装置をＩＳＰが提供する形態が増加してきている。これは、ＩＳＰが、提供しているＩＰ電話サービス等への影響が発生しないように、ＰＯＮシステムに接続された加入者端末として、自ＩＳＰが提供したＨＧＷ装置のみに制限したいという要求による。

ここで、従来のＰＰＰｏＥによるユーザ認証を行うＰＯＮシステムにおいてこのような形態を実現する場合、一般的には、端末装置の接続を許可するかどうかを判断するためにＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics）８０２．１ｘによる認証を行う。この方式では、ＩＳＰと接続するためにユーザ認証（ＰＰＰｏＥユーザ認証）と機器認証（ＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証）の２回の認証動作が必要となり効率が悪い。一方、上述したように、上記特許文献１に記載の中継装置を使用した場合、ＰＰＰｏＥユーザ認証が不要となりＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証のみが実行されるようになる。

しかしながら、上記特許文献１に記載の中継装置を適用した場合、ＯＮＵ配下に１つのＨＧＷ装置が接続され、その配下に複数の加入者端末が接続される形態においては、加入者端末から複数のＩＳＰネットワークへ接続することができない、という問題があった。

また、ＰＰＰｏＥによる認証を使用した場合に可能であった加入者端末から複数のＩＳＰへ接続する機能、と同等の機能を上記特許文献１に記載の中継装置を適用したシステムで実現する場合については、中継装置（アドバンスト・エッジ・スイッチ）で送信元ＭＡＣアドレスを識別することで複数の加入者端末が異なるＩＳＰにアクセスすることが可能である、と触れられているのみで、ＩＳＰネットワーク側からのブロードキャストおよびマルチキャストのイーサフレームの扱いについては何も説明されていない、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、認証処理の重複を回避し、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を適用しつつ単一加入者端末と複数ＩＳＰとの接続を実現する局側装置、ＰＯＮシステムおよびホームゲートウェイ装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ＩＳＰに接続されたＰＯＮシステムの局側装置であって、加入者端末がＩＳＰへの接続を希望する場合、当該接続を希望する加入者端末とＩＳＰとの間の接続認証処理で使用する認証情報を当該加入者端末から取得し、取得した情報を使用してＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を実行することにより当該加入者端末のＩＳＰへの接続可否を判定する認証処理手段と、前記認証処理手段により接続可と判定された場合、前記認証情報を取得する際に受信したＭＡＣフレームに含まれている前記加入者端末の管理情報と接続が許可されたＩＳＰとを対応付けて管理する接続管理手段と、ＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームを前記接続管理手段により管理された情報に従い転送する転送手段と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、ＰＯＮシステムにおいて加入者端末が認証処理を複数実行することなくＩＳＰに接続できる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる局側装置、ＰＯＮシステムおよびホームゲートウェイ装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかるＰＯＮシステムの実施の形態１の構成例を示す図である。このＰＯＮシステムは、局側装置（ＯＬＴ）１と、光伝送媒体を介してＯＬＴ１に接続された複数の加入者側装置（ＯＮＵ）２と、により構成される。ＯＬＴ１はＩＳＰネットワーク（ＩＳＰ）５を介してインターネット６へ接続されている。ＯＮＵ２は加入者端末４を複数収容可能である。

また、ＯＬＴ１は、ブリッジ機能を実現する（フレーム転送を行う）レイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）１１と、レイヤ２スイッチ１１に接続され、ＯＮＵ２を収容するための複数のＰＯＮインタフェース（ＰＯＮ Ｉ／Ｆ）１２と、加入者端末４がＩＳＰ５へ接続する際の認証処理を行う認証処理部１３と、加入者端末４とＩＳＰ５の接続管理を行う接続管理部１４と、を備える。そして、このような構成のＯＬＴ１は、ＩＥＥＥ８０２．１ｘで定義されているＥＡＰ（Extensible Authentication Protocol）認証フレームを配下のＯＮＵ２経由で加入者端末４から受け取ると、それに含まれる加入者識別子およびＩＳＰ識別子に基づいて認証種別を特定し、特定した認証種別に対応するＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を実行する。また、認証結果に基づいて認証要求元（ＥＡＰ認証フレームの送信元）加入者端末４のＭＡＣアドレスとＩＳＰ側のネットワーク（ＩＳＰネットワーク５）の接続処理を実行する。さらに、接続処理（接続設定）が完了した後は、接続処理で設定した内容に従い、ＭＡＣフレームの転送処理を実行する。

つづいて、本実施の形態のＰＯＮシステムにおける加入者端末の認証処理および接続処理の詳細について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態のＰＯＮシステムにおける通信シーケンスの一例を示す図であり、加入者端末４がＩＳＰ５へ接続する場合のシーケンスを示している。この例では、加入者端末４の中の１つである加入者端末＃１がＩＳＰ５の中の一つであるＩＳＰ＃１へ接続する場合のシーケンスおよび加入者端末＃２がＩＳＰ＃２へ接続する場合のシーケンスを示している。各接続シーケンスは同一であるため、これらを区別することなく説明を行う。

図２に示したように、ＩＳＰとの接続を開始する場合、加入者端末４（加入者端末＃１，＃２）は、接続を希望するＩＳＰ（ＩＳＰ＃１，＃２）との認証開始を通知するためのＥＡＰＯＬ−ＳｔａｒｔフレームをＯＬＴ１に向けて送信する。ＥＡＰＯＬ−Ｓｔａｒｔフレームを受信すると、ＯＬＴ１では、その送信元の加入者端末４に対して認証処理部１３がＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｉｄｅｎｔｉｔｙフレームを送信して認証情報を要求する。

認証要求（ＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｉｄｅｎｔｉｔｙフレーム）を受け取った加入者端末４は、接続を希望するＩＳＰ５の認証情報の一つであるユーザＩＤを含むＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ／Ｉｄｅｎｔｉｔｙフレームを返送する。ここで、ユーザＩＤは一般的に“ｕｓｅｒＡ＠ｐｒｏ１”等という形式で記述され、“＠”より前の部分“ｕｓｅｒＡ”がユーザの識別名称を、“＠”の後ろの部分“ｐｒｏ１”がプロバイダの識別名称を表すようになっている。

そのため、ＯＬＴ１では、加入者端末４から受け取ったＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ／Ｉｄｅｎｔｉｔｙフレームに含まれるユーザＩＤを認証処理部１３が解釈することによりユーザ（ユーザの識別名称いわゆるユーザ名）とＩＳＰ（接続を希望するＩＳＰ）を認識する。そして、図３に例示したような、あらかじめ設定されている加入者情報テーブルを参照し、上記認識したユーザＩＤおよびＩＳＰを用いてユーザＩＤの照合処理を実行し、認証処理で使用する認証方式を特定する。図２では、一例として、ユーザＩＤの照合が正常に完了しＥＡＰ−ＭＤ５が特定された場合の動作について示している。特定した認証方式がＥＡＰ−ＭＤ５の場合、認証処理部１３は、ＥＡＰ−Ｒｅｑｕｅｓｔ／Ｃｈａｌｌｅｎｇｅフレームを加入者端末４へ送信し、パスワードを要求する。これに対して加入者端末４はＥＡＰ−Ｒｅｓｐｏｎｓｅ／Ｃｈａｌｌｅｎｇｅフレームにて認証情報の一つであるパスワードを応答（送信）する。認証処理部１３は、受け取ったパスワードを精査し、その認証情報（パスワード）が正しければ、すなわち、図３に示した加入者情報テーブルに登録されたパスワードに一致していれば、加入者端末４のＭＡＣアドレスと接続先のＩＳＰネットワークの対応情報を、レイヤ２スイッチ１１がＭＡＣフレームを転送する際に参照する転送テーブルに登録する。この転送テーブルの構成例を図４に示す。なお、図４に示した転送テーブルは、通常のＭＡＣ学習テーブルとは異なり、同一物理ポート上のＭＡＣアドレスを異なるグループとして管理できるようにする。

また、ＯＬＴ１では、認証処理部１３による認証処理が正常に終了（認証が成功）すると、次に、接続管理部１４が、上記ユーザＩＤを解析することにより特定したＩＳＰネットワーク内のＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバにアクセスし、認証処理を実行した加入者端末４が当該ＩＳＰネットワークと通信する際に使用するＩＰアドレスを取得する。なお、ＤＨＣＰプロトコルにより自動取得を行うのではなく、ＩＳＰからあらかじめ指定されたＩＰアドレスを使うことや、別の方法で取得したＩＰアドレスを使用するようにしてもよい。

接続管理部１４は、取得したＩＰアドレスを上記加入者端末４に対して通知し、ＩＰアドレスが通知された（割り当てられた）加入者端末４は、以降、割り当てられたＩＰアドレスを使用したＩＰパケット通信が可能となる。

つづいて、インターネット６からＩＰパケットを受信した場合のＯＬＴ１の動作について示す。ＩＳＰネットワーク５を介してインターネット６からＩＰパケット（ＭＡＣフレーム）を受信した場合、ＯＬＴ１のレイヤ２スイッチ１１は、受信したＭＡＣフレームの宛先を確認し、それがユニキャストを示すＭＡＣアドレスでありかつ保持している転送テーブルに当該ＭＡＣアドレスが存在する場合（ＭＡＣアドレスが転送テーブルに登録されている場合）、ＭＡＣアドレスに対応する物理ポートへＭＡＣフレームを転送する。一方、転送テーブルに登録されていないＭＡＣアドレス、およびユニキャストではなくマルチキャストやブロードキャストを示すＭＡＣアドレスの場合には、ＭＡＣフレームを受け取ったＩＳＰに対応するすべての物理ポートへＭＡＣフレームをフラッディングする。

このように、本実施の形態のＰＯＮシステムでは、加入者端末が接続を希望するＩＳＰに対してＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を実行し、ＯＬＴでは、加入者端末の送信元ＭＡＣアドレス毎に、加入者端末から取得した認証情報（ユーザＩＤ，パスワード）を使用してＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を実行し、その認証結果に従って、加入者端末側の送信元ＭＡＣアドレスとＩＳＰ側のネットワークを接続することとした。これにより、ＯＮＵに接続された加入者端末とＩＳＰとをＰＰＰｏＥユーザ認証を実行することなく接続できる。また、加入者端末は複数のＩＳＰと接続できる。

また、ＩＳＰからマルチキャストフレームまたはブロードキャストフレームを受信した場合、そのＩＳＰと接続されている全ての加入者端末へフラッディング転送することとしたので、マルチキャストＭＡＣフレーム、ブロードキャストＭＡＣフレームの転送も実施できるようになる。

なお、上記説明では、認証方式としてＥＡＰ−ＭＤ５を使用する場合の動作について示したが、ＥＡＰ−ＴＬＳやＥＡＰ−ＴＴＬＳなどの方式を使用するようにしてもよい。また、ＯＬＴがＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を行うのではなく、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証処理を実行する装置（認証用装置）を別途用意し、ＯＬＴはＩＥＥＥ８０２．１ｘフレームを認証用装置へ転送し、上述した８０２．１ｘ認証処理を認証用装置が実行するようにしてもよい。さらに、ＯＬＴは、ＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証フレームをＩＳＰネットワーク内の認証サーバに転送してＩＳＰ側で認証処理を実行するようにしてもよい。

また、図４に示した転送テーブルを図５のように拡張するようにしてもよい。図５に示した転送テーブルを採用した場合、ＯＬＴは、宛先ＭＡＣアドレスがブロードキャストＭＡＣアドレスであるＡＲＰ（Address Resolution Protocol）フレームの転送処理において、ＡＲＰメッセージ内の宛先ＩＰアドレスを確認し、それに対応する特定のＯＮＵのみに転送することが可能となる。これにより、宛先ＩＰアドレスとは無関係な加入者端末で不要なフレームを受信させないようにできる。ＩＰアドレスはＡＲＰメッセージを受信した際に学習しても良いし、認証処理終了時に自らＡＲＰメッセージを送信し、その応答メッセージから学習するようにしてもよい。また、認証処理において認証情報と一緒に取得するようにしてもよい。また、ＯＬＴはＡＲＰメッセージをすべてのＯＮＵに対して転送し、ＯＮＵがＩＰアドレスを確認し、転送する必要がある場合にのみＡＲＰメッセージを転送するようにしてもよい。これにより、ネットワークへの負荷を低減できる。

また、本実施の形態では、宛先がマルチキャストＭＡＣアドレスとなっているＭＡＣフレームをフラッディングすることとしたが、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）スヌーピングを行うようにしてＭＡＣフレームを確認し、必要な転送先にのみ転送するようにすることも可能である。たとえば、レイヤ２スイッチ１１が加入者端末から送信されたＩＧＭＰレポートメッセージの中身をスヌーピング（確認）することにより、どの加入者端末がどのマルチキャストグループに参加しているかを記憶しておく。そして、宛先がマルチキャストＭＡＣアドレスのＭＡＣフレームを受信した場合には、記憶しておいた情報に従い、受信したＭＡＣフレームの宛先を当該ＭＡＣフレームの受信を希望している加入者端末のＭＡＣアドレスに変更した上で送信する。これにより、ネットワークへの負荷を低減できる。

実施の形態２．
つづいて、実施の形態２について説明する。実施の形態１では、加入者端末のＭＡＣアドレスごとに８０２．１ｘ認証を行う場合について説明したが、本実施の形態では、実施の形態１の変形例について説明する。

たとえば、図６に示したように、ＯＮＵがホームゲートウェイ（ＨＧＷ）を収容するシステムにおいては、ＨＧＷ側の各ＭＡＣアドレスに対してＬＬＩＤ（Logical Link ID）を割り当てることにより、ＯＮＵとＯＬＴとの間では、ＬＬＩＤを利用してＨＧＷ側のＭＡＣアドレスを識別することが可能である。このような構成をとる場合、ＯＬＴとＯＮＵの間ではＬＬＩＤ情報を含んだフレームを送受信する。具体的には、ＨＧＷからＭＡＣフレームを受信した場合、ＯＮＵは、送信元のＭＡＣアドレスに対応するＬＬＩＤを挿入した上でＭＡＣフレームをＯＬＴへ転送し、ＯＬＴは受信したＭＡＣフレームからＬＬＩＤを取り除き、当該ＬＬＩＤと対応付けられているＩＳＰへＭＡＣフレームを転送する。また、ＯＬＴは、ＩＳＰからＭＡＣフレームを受信した場合、このＩＳＰに対応するＬＬＩＤを挿入した上でＭＡＣフレームをＯＮＵへ転送し、ＯＮＵは受信したＭＡＣフレームからＬＬＩＤを取り除き、当該ＬＬＩＤと対応付けられているＭＡＣアドレス宛に転送する。上記構成を採用する場合、ＯＬＴはＭＡＣアドレスに代えてＬＬＩＤでＩＳＰとの間の接続を管理する、すなわち、ＬＬＩＤごとに８０２．１ｘ認証を実行する。このようにしても実施の形態１と同様の効果が得られる。

また、ＯＬＴは、実施の形態１で説明した機能に加え、以下に示す機能を有するような構成とすることも可能である。具体的には、ＩＳＰ５からＡＲＰフレーム（ＡＲＰメッセージを示すＭＡＣフレーム）を受け取った場合、レイヤ２スイッチ１１が、それに含まれる宛先ＩＰアドレスを確認し、当該ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを認識している場合（当該ＩＰアドレスに関するＡＲＰフレームを過去に受信し、アドレス解決が済んでいる場合）、受信したＡＲＰフレームの宛先に設定されていたブロードキャストＭＡＣアドレスを当該ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスに変更し、ユニキャスト転送する機能、を有する構成とすることも可能である。これにより、送信する必要のないＭＡＣアドレス宛にＡＲＰフレームが転送されるのを回避し、ネットワークへの負荷が必要以上に増大するのを防止できる。

また、レイヤ２スイッチ１１が、マルチキャストグループに参加している加入者端末から送信されたＩＧＭＰレポートメッセージをスヌーピングし、得られた情報（どの加入者端末がどのマルチキャストグループに参加しているかを示す情報）に基づいて、マルチキャストフレームの宛先をマルチキャストＭＡＣアドレスからユニキャストＭＡＣアドレスに変換する機能、を有する構成としてもよい。これにより、ネットワークへの負荷が必要以上に増大するのを防止できる。

なお、上述した、ＡＲＰメッセージを受信した場合にブロードキャストＭＡＣアドレスをユニキャストＭＡＣアドレスに付け替えて転送する機能、ＩＧＭＰレポートメッセージをスヌーピングして取得しておいた情報を利用してマルチキャストＭＡＣアドレスをユニキャストＭＡＣアドレスに付け替えて転送する機能、をＯＮＵに持たせた構成としてもよい。

実施の形態３．
つづいて、実施の形態３について説明する。実施の形態１では、ＯＮＵが加入者端末を収容する構成のＰＯＮシステムについて説明したが、本実施の形態では、これとは異なる構成のＰＯＮシステムについて説明する。

図７は、実施の形態３のＰＯＮシステムの構成例を示す図であり、このＰＯＮシステムは、局側装置（ＯＬＴ）１ａと、実施の形態１の加入者側装置と同じ加入者側装置（ＯＮＵ）２と、により構成される。ただし、ＯＮＵ２は、加入者端末４ではなくホームゲートウェイ（ＨＧＷ）３を収容し、ＨＧＷ３が加入者端末４を収容する。

ＯＬＴ１ａは、実施の形態１で示したＯＬＴ１と同じ構成要素からなり、同等の機能を有する。ただし、ＩＳＰ５との間の接続認証および接続管理をＨＧＷ３とＩＳＰ５との間で行う。なお、図８は、実施の形態３のＰＯＮシステムにおける通信シーケンスの一例を示す図であり、加入者端末４がＩＳＰ５へ接続する処理をＨＧＷ３が代行する場合のシーケンスを示している。この図８に示したシーケンスと図２に示したシーケンスを比較すると分かるように、本実施の形態の接続シーケンスは、加入者端末が実行していた処理をＨＧＷ３が実行する点を除いて実施の形態１の接続シーケンスと同一である。

ＨＧＷ３は、少なくとも１つの接続先のＩＳＰ５との間のＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証情報を保持し、ＯＮＵ２と接続するための物理インタフェースに、ＭＡＣアドレスが個別に付与された仮想インタフェース（仮想ポート）を１つ以上保有する。そして、仮想インタフェース毎にＩＳＰとの間のＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を実行する機能、仮想インタフェース毎にＩＰアドレスを設定する機能、ＩＳＰ側にＩＰパケットを転送する処理において、ＩＰ経路情報に基づいて仮想インタフェースを特定し、特定した仮想インタフェースに付与されたＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスとしてＭＡＣフレームを送信する機能、ＩＳＰ側から送信されたユニキャストＭＡＣフレームをＭＡＣアドレスが一致する仮想インタフェースで受信する機能、ＩＳＰ側から送信されたマルチキャストＭＡＣフレームおよびブロードキャストＭＡＣフレームを全ての仮想インタフェースで受信する機能、を有している。

ＨＧＷ３によるＭＡＣフレーム転送動作について説明する。ＨＧＷ３は、加入者端末４からＰＯＮシステム側への送信するＩＰパケットを受け取ると、その宛先ＩＰアドレスに基づいて経路情報を検索し、仮想インタフェースのうちどこから送信するかを決定する。なお、仮想インタフェースから送信するＭＡＣフレームの送信元ＭＡＣアドレスには仮想インタフェースに割り当てられているＭＡＣアドレスを設定する。ＨＧＷ３から送信されたＭＡＣフレームはＯＮＵ２を経由してＯＬＴ１ａに渡され、ＯＬＴ１ａでは、予め登録されていた情報に従ってレイヤ２スイッチ１１によりＩＳＰネットワーク側へ転送される。

一方、ＩＳＰネットワーク側からのユニキャストＭＡＣアドレス宛のフレームは、ＯＬＴ１ａにおいて、予め登録されていた情報に従ってレイヤ２スイッチ１１により転送され、ＯＮＵ２を経由してＨＧＷ３に到着する。そして、ＨＧＷ３の仮想インタフェースのうち、宛先ＭＡＣアドレスに対応する仮想インタフェースで受信される。

図９は、ＯＮＵ２からＭＡＣフレームを受信した場合のＨＧＷ３の動作例を示す図である。図９示したように、本実施の形態のＨＧＷ３は、ＷＡＮポート（物理インタフェース）を介してＭＡＣフレームを受け取った場合、受信振り分け処理部は、その宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ ＤＡ(Destination Address)）を確認し、宛先ＭＡＣアドレスがユニキャストＭＡＣアドレスであれば、当該ユニキャストＭＡＣアドレスに対応する仮想インタフェースへＭＡＣフレームを転送する（図９の（１）で示した処理）。また、宛先ＭＡＣアドレスがブロードキャストＭＡＣアドレスまたはマルチキャストＭＡＣアドレスであれば、ＭＡＣフレームをコピーしてすべての仮想インタフェースへ転送する（図９の（２）で示した処理）。各仮想インタフェースへ転送されたＭＡＣフレームは、アドレス変換機能やファイやウォール機能を実現するＮＡＴ／ＦＷ部を介して加入者端末へ転送される。

たとえば、ＩＳＰ５側からＡＲＰフレームが送信された場合、このＡＲＰフレームは、ブロードキャストフレームとしてＯＬＴ１ａで受信される。すると、ＯＬＴ１ａでは、レイヤスイッチ１１が、転送テーブルを参照し、当該ＩＳＰ５に接続された全ての送信元ＭＡＣアドレスが存在するＯＮＵ２にフレームを転送する。同様に、ＩＳＰ５からマルチキャストフレームが送信された場合も、当該ＩＳＰ５に接続された全ての送信元ＭＡＣアドレスが存在するＯＮＵ２にフレームを転送する。ＨＧＷ３では、ＯＮＵ２経由で送信されたブロードキャストＭＡＣフレームまたはマルチキャストＭＡＣフレームを全ての仮想インタフェース上で受信し、それらを上位レイヤへ渡す。

なお、複数のＩＳＰ５へ接続した場合のＨＧＷ３内のＩＰ経路情報は、インターネットサービスの提供を受けるＩＳＰ５側（複数のＩＳＰでインターネットサービスが提供される場合はどれか１つ）をデフォルトルートとし、特定のサービスを受けるＩＳＰ５側へはスタティックな経路情報を設定するものとする。

このように、本実施の形態では、ＯＮＵに収容されたＨＧＷが複数の仮想インタフェースを有する場合、仮想インタフェースごとに、ＩＳＰとの間でＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を行うこととした。これにより、単一のＨＧＷで複数のＩＳＰと接続することができる。

また、ＨＧＷは、図１０に示した動作を実行する機能をさらに有する構成としてもよい。すなわち、
（１）加入者端末（ＰＣ）から受信したＥＡＰフレームを識別し、その送信元ＭＡＣアドレスを記憶した上でＯＮＵ（ＷＡＮ）側にブリッジ（転送）する機能、
（２）ＯＮＵ側から受信したＥＡＰフレームの宛先ＭＡＣアドレスを識別し、それが上記処理（（１）で示した機能）を実行した際に記憶しておいたＭＡＣアドレスと一致する場合、加入者端末側にブリッジする機能、
（３）ＥＲＰ認証結果フレームを識別し、認証成功を検出した後は、加入者端末からＭＡＣフレームを受信した場合、その送信元ＭＡＣアドレスを識別し、記憶しておいたＭＡＣドレスと一致すればＯＮＵ側へブリッジし、また、ＯＮＵ側からＭＡＣフレームを受信した場合、その宛先ＭＡＣアドレスを識別し、記憶しておいたＭＡＣアドレスに一致すれば加入者端末側へブリッジする機能、
を有する構成としてもよい。

このような構成とすることにより、従来のＰＰＰｏＥによる接続サービスにおいて提供されていたＨＧＷでのＰＰＰｏＥブリッジ機能と同等のサービスを加入者端末に提供することができる。

以上のように、本発明にかかる局側装置は、ＰＯＮシステムに有用であり、特に、単一加入者端末を複数のＩＳＰへ接続する利用形態を提供するＰＯＮシステムの局側装置に適している。

本発明にかかるＰＯＮシステムの実施の形態１の構成例を示す図である。 実施の形態１のＰＯＮシステムにおける通信シーケンスの一例を示す図である。 認証処理で使用する加入者情報テーブルの一例を示す図である。 転送処理で使用する転送テーブルの一例を示す図である。 拡張した転送テーブルの一例を示す図である。 実施の形態２のシステム構成例を示す図である。 実施の形態３のＰＯＮシステムの構成例を示す図である。 実施の形態３のＰＯＮシステムにおける通信シーケンスの一例を示す図である。 ＯＮＵからＭＡＣフレームを受信した場合のＨＧＷの動作例を示す図である。 ＨＧＷが有する拡張機能を説明するための図である。

符号の説明

１、１ａ 局側装置（ＯＬＴ）
２ 加入者側装置（ＯＮＵ）
３ ホームゲートウェイ（ＨＧＷ）
４ 加入者端末
５ ＩＳＰネットワーク（ＩＳＰ）
６ インターネット
１１ レイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）
１２ ＰＯＮインタフェース（ＰＯＮ Ｉ／Ｆ）
１３ 認証処理部
１４ 接続管理部

Claims (11)

1. ＩＳＰに接続されたＰＯＮシステムの局側装置であって、
   加入者端末がＩＳＰへの接続を希望する場合、当該接続を希望する加入者端末とＩＳＰとの間の接続認証処理で使用する認証情報を当該加入者端末から取得し、取得した情報を使用してＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を実行することにより当該加入者端末のＩＳＰへの接続可否を判定する認証処理手段と、
   前記認証処理手段により接続可と判定された場合、前記認証情報を取得する際に受信したＭＡＣフレームに含まれている前記加入者端末の管理情報と接続が許可されたＩＳＰとを対応付けて管理する接続管理手段と、
   ＭＡＣフレームを受信した場合、受信したＭＡＣフレームを前記接続管理手段により管理された情報に従い転送する転送手段と、
   を備えることを特徴とする局側装置。
2. 前記認証情報をユーザＩＤおよびパスワードとすることを特徴とする請求項１に記載の局側装置。
3. 前記転送手段は、
   ＩＳＰからブロードキャストＭＡＣフレームまたはマルチキャストＭＡＣフレームを受信した場合、当該受信したＭＡＣフレームの配信を希望する加入者端末のＭＡＣアドレスを予め保持しておいた情報に基づいて特定する処理、を実行し、ＭＡＣアドレスを特定できた場合には、特定したＭＡＣアドレスを当該受信したＭＡＣフレームの宛先に設定して転送する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の局側装置。
4. 前記保持しておく情報を、過去にアドレス解決処理を実行した際に取得した情報および過去にＩＧＭＰスヌーピングを実行して取得した情報、とすることを特徴とする請求項３に記載の局側装置。
5. 加入者端末を複数収容可能な加入者側装置、およびＩＳＰに接続された局側装置により構成されたＰＯＮシステムであって、
   前記加入者側装置は、
   加入者端末からＭＡＣフレームを受信した場合、当該ＭＡＣフレームの送信元ＭＡＣアドレスに対応するＬＬＩＤを挿入して転送し、また、局側装置からＭＡＣフレームを受信した場合、当該ＭＡＣフレームに含まれているＬＬＩＤを削除して転送するＭＡＣフレーム転送手段、
   を備え、
   前記局側装置は、
   加入者端末がＩＳＰへの接続を希望する場合、当該接続を希望する加入者端末とＩＳＰとの間の接続認証処理で使用する認証情報を前記加入者側装置経由で当該加入者端末から取得し、取得した情報を使用してＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証を実行することにより当該加入者端末のＩＳＰへの接続可否を判定する認証処理手段と、
   前記認証処理手段により接続可と判定された場合、前記認証情報を取得する際に受信したＭＡＣフレームに含まれているＬＬＩＤと接続が許可されたＩＳＰとを対応付けて管理する接続管理手段と、
   前記加入者側装置からＭＡＣフレームを受信した場合、それに含まれるＬＬＩＤを削除する処理を実行し、また、前記ＩＳＰからＭＡＣフレームを受信した場合、その宛先ＭＡＣアドレスに対応するＬＬＩＤを追加する処理を実行し、得られたＭＡＣフレームを前記接続管理手段により管理された情報に従い転送する転送手段と、
   を備えることを特徴とするＰＯＮシステム。
6. 前記認証情報をユーザＩＤおよびパスワードとすることを特徴とする請求項５に記載のＰＯＮシステム。
7. 前記ＭＡＣフレーム転送手段は、
   局側装置からブロードキャストＭＡＣフレームまたはマルチキャストＭＡＣフレームを受信した場合、当該受信したＭＡＣフレームの配信を希望する加入者端末のＭＡＣアドレスを予め保持しておいた情報に基づいて特定する処理、を実行し、ＭＡＣアドレスを特定できた場合には、特定したＭＡＣアドレスを当該受信したＭＡＣフレームの宛先に設定して転送する
   ことを特徴とする請求項５または６に記載のＰＯＮシステム。
8. 前記保持しておく情報を、過去にアドレス解決処理を実行した際に取得した情報および過去にＩＧＭＰスヌーピングを実行して取得した情報、とすることを特徴とする請求項７に記載のＰＯＮシステム。
9. ＩＳＰに接続された局側装置および当該局側装置に接続された加入者側装置により構成されたＰＯＮシステムにおいて、ＭＡＣアドレスが付与された１つ以上の仮想ポートを備え、当該仮想ポートに接続された加入者端末と当該加入者側装置との間でＭＡＣフレームの転送処理を行うホームゲートウェイ装置であって、
   前記仮想ポートに接続された加入者端末がＩＳＰへ接続する際の接続認証処理で使用する認証情報を保持しておく認証情報保持手段と、
   前記仮想ポートに接続された加入者端末がＩＳＰへの接続を希望する場合、前記認証情報保持手段により保持されている認証情報を使用し、当該ＩＳＰへの接続を希望する加入者端末が接続された仮想ポートのＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスに設定したＥＡＰフレームを送信することにより、当該加入者端末が接続を希望するＩＳＰとの間のＩＥＥＥ８０２．１ｘ認証処理を実行する認証処理実行手段と、
   を備えることを特徴とするホームゲートウェイ装置。
10. 加入者側装置から送信されたユニキャストＭＡＣフレームを受信する場合、その宛先ＭＡＣアドレスと同じＭＡＣアドレスが付与された仮想ポートで受信し、また、加入者側装置から送信されたブロードキャストＭＡＣフレームまたはマルチキャストＭＡＣフレームを受信する場合、すべての仮想ポートで受信するＭＡＣフレーム処理手段、
    をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のホームゲートウェイ装置
11. 前記ＭＡＣフレーム処理手段は、
    前記認証処理実行手段により実行された認証処理が正常に終了したかどうかを監視し、正常終了を検出した場合には、当該認証処理で使用されたＥＡＰフレームから加入者端末のＭＡＣアドレスを取得して保持しておき、以降、加入者側装置から受信したＭＡＣフレームの宛先ＭＡＣアドレスが、ＥＲＰフレームから取得して保持しておいたＭＡＣアドレスと一致する場合、当該受信したＭＡＣフレームを加入者端末へ転送し、また、加入者端末から受信したＭＡＣフレームの送信元ＭＡＣアドレスが、当該保持しておいたＭＡＣアドレスと一致する場合、当該受信したＭＡＣフレームを加入者側装置へ転送する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のホームゲートウェイ装置。

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