JP2004056365A - パケット通信ネットワークシステムおよびそのパケット転送経路制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い通信信頼性が要求されるパケット通信システム（センタや大規模拠点など）に対してはダイナミック・ルーティングによりパケット転送経路の冗長化ができ、且つ、特に高い通信信頼性は要求されないパケット通信システム（中・小規模拠点など）に対しては低コストでパケット転送経路の冗長化を実現することができるパケット通信ネットワークシステムを実現する。
【解決手段】ＶＬＡＮ＃１＿４，＃２＿４からなる第１のパケット通信網群と、ＶＬＡＮ＃３＿４〜＃Ｍ＿４からなる第２のパケット通信網群と、第１のパケット通信網群のパケット転送経路をＯＳＩ参照モデルの第３層レベルで動的に制御し、第１のパケット通信網群と前記第２のパケット通信網群の間のパケット転送経路をＯＳＩ参照モデルの第２層レベルで選択するルータｂ＿４１−１，４１−２とを備える。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信ネットワークシステムおよびそのパケット転送経路制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、企業等では全国の拠点（本社、支社、支店、営業所等）を結ぶコンピュータネットワークシステムを構築している。このコンピュータネットワークシステムは、一般的に、センタにあるメインのコンピュータシステムと各拠点のコンピュータシステムとをＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）網のＷＡＮ（Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）で接続することによって構成される。そして、ＷＡＮ内のネットワーク障害の影響を回避するために、各コンピュータシステム間を結ぶパケット転送経路を動的に制御することがなされている。
【０００３】
図２は、従来のパケット通信ネットワークシステムを適用したコンピュータネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。図２において、センタ１は、メインのコンピュータシステムを構成するためのＬＡＮ１０と、ＬＡＮ１０とＷＡＮの境界に配置されている２台のルータａ＿１１を具備している。センタ１は重要拠点なので、２台のルータａ＿１１によりＷＡＮ間接続経路を二重化して通信の信頼性を高めている。図２の例では、二つのセンタ１が設けられている。
【０００４】
本社や支社等の大規模拠点２は、センタ級のコンピュータシステムを構成するためのＬＡＮ２０と、ＬＡＮ２０とＷＡＮの境界に配置されている２台のルータａ＿２１を具備している。大規模拠点２も重要拠点なので、２台のルータａ＿２１によりＷＡＮ間接続経路を二重化して通信の信頼性を高めている。
【０００５】
支店や営業所等の中・小規模拠点３は、コンピュータシステムを構成するためのＬＡＮ３０と、ＬＡＮ３０とＷＡＮの境界に配置されている１台のルータａ＿１０１を具備している。中・小規模拠点３は重要度が低く、センタ１や大規模拠点２ほど通信の信頼性が要求されないので、ＷＡＮ間接続経路を一重化としている。
【０００６】
大規模拠点２と中・小規模拠点３はそれぞれ複数あるが、中・小規模拠点３の方が大規模拠点２よりかなり多い。例えば、大規模拠点２が１０箇所程度なのに対して、中・小規模拠点３は１００箇所以上である。
【０００７】
ＶＬＡＮ（仮想ローカルエリアネットワーク）＃１＿４〜ＶＬＡＮ＃Ｎ＿４は、ＷＡＮをセグメント単位でグループ分けしたものであり、独立した一セグメントのＬＡＮとして機能するように構成されている。センタ１の２台のルータａ＿１１は、一台がＶＬＡＮ＃１＿４とＶＬＡＮ＃３＿４〜ＶＬＡＮ＃Ｎ＿４に、他の一台がＶＬＡＮ＃２＿４とＶＬＡＮ＃３＿４〜ＶＬＡＮ＃Ｎ＿４に、それぞれ接続されている。大規模拠点２の２台のルータａ＿２１のうち、１台はＶＬＡＮ＃１＿４に接続されており、他の一台はＶＬＡＮ＃２＿４に接続されている。中・小規模拠点３のルータａ＿１０１はＶＬＡＮ＃３＿４〜ＶＬＡＮ＃Ｎ＿４のいずれか一つに接続されている。
【０００８】
図２において従来のパケット通信ネットワークシステムは、ＶＬＡＮ＃１＿４〜＃Ｎ＿４から構成される。
また、ルータａ＿１１，２１，１０１はダイナミック・ルーティング機能を有するものである。ダイナミック・ルーティングとは、一般的に知られているＯＳＩ（Ｏｐｅｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルの第３層（ネットワーク層）に相当するＩＰレベルで、パケット転送経路を動的に制御するものである。ルータａ＿１１，２１，１０１は、ダイナミック・ルーティング用プロトコルを用いて経路情報（パケットの宛先と次の転送先の対応付け情報）を自動的に学習し、自己のルーティング・テーブルに保持する経路情報を動的に更新する。これにより、ネットワーク障害発生時には該障害経路を迂回可能なパケット転送経路を自動的に選択することができるようになり、パケット転送経路の冗長化が可能となる。ダイナミック・ルーティング用プロトコルとしては、例えば「ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ　Ｓｈｏｒｔｅｓｔ　Ｐａｔｈ　Ｆｉｒｓｔ）」と呼ばれるものが知られている。
【０００９】
図２のコンピュータネットワークシステムでは、センタ１と大規模拠点２は重要拠点であり高い通信信頼性が要求されるので、センタ１同士間、大規模拠点２同士間、及びセンタ１と大規模拠点２間のパケット転送経路を上記ダイナミック・ルーティングにより確保する。このためにセンタ１のルータａ＿１１は、ＶＬＡＮ＃１＿４〜ＶＬＡＮ＃Ｎ＿４のうち、いずれか正常なＶＬＡＮ４をダイナミック・ルーティングにより選択し、該ＶＬＡＮ４を経由してパケットを転送させる。また、大規模拠点２のルータａ＿２１は、ＶＬＡＮ＃１＿４またはＶＬＡＮ＃２＿４のいずれか正常なＶＬＡＮ４をダイナミック・ルーティングにより選択し、該ＶＬＡＮ４を経由してパケットを転送させる。
【００１０】
なお、中・小規模拠点３においては特に高い通信信頼性は要求されないが、センタ１および大規模拠点２のダイナミック・ルーティングに対応するために、ダイナミック・ルーティング仕様のルータａ＿１０１を備えている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図２のような従来のパケット通信ネットワークシステムでは、特に高い通信信頼性が要求されない中・小規模拠点３においてもダイナミック・ルーティングに対応しなければならない。このためダイナミック・ルーティング仕様の高価なルータａ＿１０１を設備する必要があり、コストがかかるという問題がある。特に、中・小規模拠点３は多数あるのでそのコスト増の影響は大きい。
【００１２】
また、ダイナミック・ルーティング用プロトコルではパケットをブロードキャスト方式で配信し、このブロードキャストパケットは同一セグメント（ＶＬＡＮ４）内の全ノードに転送されるので、ＶＬＡＮ４内のトラヒックが増大する。しかし、中・小規模拠点３のＷＡＮ接続用回線は、センタ１や大規模拠点２のように大容量である必要がなく、低容量である。したがって、一つのＶＬＡＮ４に多数の中・小規模拠点３を接続すると、ブロードキャストパケットにより中・小規模拠点３のＷＡＮ接続用回線容量が満杯となり輻輳が発生する。このため、図２に示すように、中・小規模拠点３のＷＡＮ接続用にはＶＬＡＮ＃３＿４〜ＶＬＡＮ＃Ｎ＿４の複数にネットワークを分割している。この結果、センタ１側のＷＡＮ接続用回線数が増えることとなり、コストが増大するという問題も生じている。
【００１３】
また、異なるＶＬＡＮ４に接続している中・小規模拠点３同士間で通信する場合や、大規模拠点２と中・小規模拠点３間で通信する場合には、センタ１のルータａ＿１１を経由するのでセンタ１にトラヒックが集中し、このためセンタ１に処理能力が大きい高価なルータが必要となる。
【００１４】
また、センタ１のルータａ＿１１が故障した場合など、ネットワーク構成の変更時には、全センタ１及び全拠点２，３の経路設定を変更しなければならず、センタ１や各拠点２，３の処理負荷が増大するので、処理能力が大きい高価なルータが必要となる。さらに、経路設定処理が終了してからネットワークが安定するまでは、全拠点２，３が通信不能となるので運用上問題となっている。
【００１５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、高い通信信頼性が要求されるパケット通信システム（センタや大規模拠点など）に対してはダイナミック・ルーティングによりパケット転送経路の冗長化ができ、且つ、特に高い通信信頼性は要求されないパケット通信システム（中・小規模拠点など）に対しては低コストでパケット転送経路の冗長化を実現することができるパケット通信ネットワークシステムおよびそのパケット転送経路制御方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載のパケット通信ネットワークシステムは、少なくとも２つのＩＰ網からなる第１のパケット通信網群と、一つあるいは複数のＩＰ網からなる第２のパケット通信網群と、前記第１のパケット通信網群の全ＩＰ網と前記第２のパケット通信網群の全ＩＰ網に接続され、ＩＰパケットのルーティングを行うパケット中継手段を少なくとも２つと、を備え、前記パケット中継手段は、前記第１のパケット通信網群のパケット転送経路をＯＳＩ参照モデルの第３層（ネットワーク層）レベルで動的に制御するダイナミック・ルーティング手段と、前記第１のパケット通信網群と前記第２のパケット通信網群の間のパケット転送経路をＯＳＩ参照モデルの第２層（データリンク層）レベルで選択する経路選択手段とを有することを特徴としている。
【００１７】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載のパケット転送経路制御方法は、少なくとも２つのＩＰ網からなる第１のパケット通信網群と、一つあるいは複数のＩＰ網からなる第２のパケット通信網群と、を備えたパケット通信ネットワークシステムにおけるパケット転送経路制御方法であって、前記第１のパケット通信網群のパケット転送経路をＯＳＩ参照モデルの第３層（ネットワーク層）レベルで動的に制御する第１の過程と、前記第１のパケット通信網群と前記第２のパケット通信網群の間のパケット転送経路をＯＳＩ参照モデルの第２層（データリンク層）レベルで選択する第２の過程と、前記第１の過程によって決定されたパケット転送経路に従って前記第１のパケット通信網群に係るＩＰパケットのルーティングを行う第３の過程と、前記第２の過程によって決定されたパケット転送経路に従って前記第２のパケット通信網群に係るＩＰパケットのルーティングを行う第４の過程と、を含むことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるパケット通信ネットワークシステムを適用したコンピュータネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。この図１において上記図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。
【００１９】
図１において本実施形態のパケット通信ネットワークシステムは、ＩＰ網であるＷＡＮをセグメント単位で分割したＶＬＡＮ＃１＿４〜＃Ｍ＿４と、ルータｂ＿４１−１，４１−２（パケット中継手段）から構成される。本実施形態においてはＶＬＡＮ＃１＿４，＃２＿４とＶＬＡＮ＃３＿４〜＃Ｍ＿４の間に二つのルータｂ＿４１−１，４１−２を設けて、ＶＬＡＮ＃１＿４，＃２＿４（ＩＰ網）をセンタ１および大規模拠点２がＷＡＮに接続するネットワーク（第１のパケット通信網群）とし、ＶＬＡＮ＃３＿４〜＃Ｍ＿４（ＩＰ網）を中・小規模拠点３がＷＡＮに接続するネットワーク（第２のパケット通信網群）としている。そして、ルータｂ＿４１−１，４１−２が、第１のパケット通信網群と第２のパケット通信網群の中継を行う。
【００２０】
第１のパケット通信網群は、二つのＶＬＡＮ＃１＿４，＃２＿４によって冗長化されている。また、第１のパケット通信網群と第２のパケット通信網群の中継回線も、二つのルータｂ＿４１−１，４１−２によって冗長化されている。
【００２１】
ルータｂ＿４１−１，４１−２は、第１のパケット通信網群側のポートにダイナミック・ルーティング機能を具備し、センタ１および大規模拠点２のルータａ＿１１，２１との間でダイナミック・ルーティングを行う。このダイナミック・ルーティングによりルータｂ＿４１−１，４１−２は、ＶＬＡＮ＃１＿４またはＶＬＡＮ＃２＿４のいずれか正常なＶＬＡＮ４を選択し、該ＶＬＡＮ４を経由してパケットを転送させる。同様に、センタ１のルータａ＿１１及び大規模拠点２のルータａ＿２１も、ＶＬＡＮ＃１＿４またはＶＬＡＮ＃２＿４のいずれか正常なＶＬＡＮ４を経由してパケットを転送させる。
【００２２】
これにより、ＯＳＩ参照モデルの第３層（ネットワーク層）に相当するＩＰレベルでパケット転送経路の動的制御（ダイナミック・ルーティング）を実現してパケット転送経路を冗長化し、センタ１同士間、大規模拠点２同士間、及びセンタ１と大規模拠点２間のパケット転送経路を確保する。この結果、センタ１と大規模拠点２については高い通信信頼性が得られる。
【００２３】
また、ルータｂ＿４１−１，４１−２は、第２のパケット通信網群側のポートにおいて、ＯＳＩ参照モデルの第２層（データリンク層）レベルでパケット経路の冗長化を図るプロトコルをサポートする。そのプロトコルの一つとして、ＯＳＩ参照モデルの第２層（データリンク層）に相当するイーサネット（登録商標）プロトコルレベルでパケット転送経路の選択を行い、これによりパケット転送経路を冗長化する、ＶＲＲＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｏｕｔｅｒ　Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と呼ばれるものが知られている。このＶＲＲＰによれば、ＯＳＩ参照モデルの第２層レベルで、簡易にパケット転送経路を冗長化することができる。
なお、ＯＳＩ参照モデルの第２層（データリンク層）レベルでパケット経路の冗長化を図るためのプロトコルとしては、ＶＲＲＰの他に、ＨＳＲＰ（Ｈｏｔ　Ｓｔａｎｄｂｙ　Ｒｏｕｔｉｎｇ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＥＳＲＰ（Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｓｔａｎｄｂｙ　Ｒｏｕｔｅｒ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等が知られている。
【００２４】
ＶＲＲＰでは、仮想の同一ＩＰアドレス及び同一ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを２台のルータｂ＿４１−１，４１−２に設定し、通信の際は優先度が高い方を優先する。例えば、現時点ではルータｂ＿４１−１の方が高い優先度であるとする。このルータｂ＿４１−１は、第２のパケット通信網群へ出入りするパケットと、第２のパケット通信網群の異なるＶＬＡＮ４間の転送パケットのルーティングを行うとともに、定期的にパケットをルータｂ＿４１−２へ送る。ルータｂ＿４１−２はこのパケットが到着しなくなったら、ルータｂ＿４１−１に障害が発生したと判断し、以降、ルータｂ＿４１−１に代わってルーティングを行う。これにより、第１のパケット通信網群と第２のパケット通信網群の間のパケット転送経路が自動的に選択されることとなり、パケット転送経路が冗長化される。
【００２５】
このＶＲＲＰは、ＷＡＮ内にルータｂ＿４１−１，４１−２を備えることにより、これらルータｂ＿４１−１，４１−２を中・小規模拠点３のデフォルトゲートウェイのマスターとバックアップとして構成できることから適用可能となるものである。したがって、従来（図２参照）のように複数のセンタ１にある別々の２台のルータａ＿１１に対しての冗長化技術としては適用できない。
本実施形態では図１に示すように、ルータｂ＿４１−１，４１−２を中・小規模拠点３のデフォルトゲートウェイのマスターとバックアップとして構成し、ＶＲＲＰを適用可能としている。これにより、中・小規模拠点３にはＶＲＲＰ機能を有するルータｃ＿３１を備えることで、ＯＳＩ参照モデルの第２層（データリンク層）レベルでパケット経路を冗長化することができる。また、そのＶＲＲＰ仕様のルータｃはダイナミック・ルーティング仕様のルータａに比べて安価である。その上、センタ１や大規模拠点２の数に比べて多数である中・小規模拠点３に安価なルータｃを用いることができるので、非常に大きなコスト削減効果を得ることができる。
【００２６】
上述したように本実施形態によれば、高い通信信頼性が要求されるパケット通信システム（センタや大規模拠点など）に対しては、ＯＳＩ参照モデルの第３層（ネットワーク層）レベルでダイナミック・ルーティングによりパケット転送経路の冗長化ができる。さらに、特に高い通信信頼性は要求されないパケット通信システム（中・小規模拠点など）に対しては、ＯＳＩ参照モデルの第２層（データリンク層）レベルで経路選択することによってパケット転送経路を冗長化するので安価なルータを使用することができ、低コスト化が可能となる。
【００２７】
また、上記図１のパケット通信ネットワークシステムによれば、センタ１のＷＡＮ接続用回線は冗長化するための一対（２回線）でよく、センタ１の回線コストを削減できる。なお、ＷＡＮ内のルータｂ＿４１−１，４２−２には、ＶＬＡＮ＃３＿４〜＃Ｍ＿４（第２のパケット通信網群）と接続する回線が多数必要となるが、これら回線は局内配線で実現することが可能であり、そのコストは極小で済むので特に問題とはならない。
【００２８】
さらに、異なるＶＬＡＮ４に接続している中・小規模拠点３同士間で通信する場合や、大規模拠点２と中・小規模拠点３間で通信する場合に、センタ１のルータａ＿１１を経由する必要がないので、センタ１にトラヒックが集中することがない。これにより、ルータの処理能力を低減した安価なルータを使用することが可能となり、センタ１の設備コストを削減できる。
【００２９】
また、センタ１のルータａ＿１１が故障した場合など、ネットワーク構成の変更時には、第１または第２のいずれか変更対象のパケット通信網群側の経路設定を変更するだけでよい。これにより、センタ１や各拠点２，３の処理負荷が軽減するので、ルータの処理能力を低減した安価なルータを使用することができる。
【００３０】
また、第１のパケット通信網群側と第２のパケット通信網群側で、個別に経路設定処理を行うので、全拠点２，３が通信不能となるという運用上の問題を解決することができる。
【００３１】
さらに、第１のパケット通信網群側と第２のパケット通信網群側で個別にネットワークの管理・運用を行うことができるので、該管理・運用が容易となる。
【００３２】
また、センタ同士間、センタと拠点間、及び拠点同士間など、各種パケット通信システム間の通信トラヒックパターンに基づいてネットワークを分割することができるので、トラヒックの増減に応じて柔軟にネットワーク構成を変更し対応することができる。この結果、最適なパケット通信ネットワークシステムを構成することができるので、トータルコストを最小限に抑えることができる。
【００３３】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高い通信信頼性が要求されるパケット通信システム（センタや大規模拠点など）に対してはＯＳＩ参照モデルの第３層（ネットワーク層）レベルでダイナミック・ルーティングによりパケット転送経路の冗長化ができる。さらに、特に高い通信信頼性は要求されないパケット通信システム（中・小規模拠点など）に対しては、ＯＳＩ参照モデルの第２層（データリンク層）レベルで経路選択することによってパケット転送経路を冗長化するので安価なルータを使用することができ、低コスト化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるパケット通信ネットワークシステムを適用したコンピュータネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。
【図２】従来のパケット通信ネットワークシステムを適用したコンピュータネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…センタ、２…大規模拠点、３…中・小規模拠点、４…ＶＬＡＮ、１１，２１…ルータａ、３１…ルータｃ、４１−１，４１−２…ルータｂ、１０，２０，３０…ＬＡＮ

Claims (2)

1. 少なくとも２つのＩＰ網からなる第１のパケット通信網群と、
   一つあるいは複数のＩＰ網からなる第２のパケット通信網群と、
   前記第１のパケット通信網群の全ＩＰ網と前記第２のパケット通信網群の全ＩＰ網に接続され、ＩＰパケットのルーティングを行うパケット中継手段を少なくとも２つと、を備え、
   前記パケット中継手段は、前記第１のパケット通信網群のパケット転送経路をＯＳＩ参照モデルの第３層（ネットワーク層）レベルで動的に制御するダイナミック・ルーティング手段と、前記第１のパケット通信網群と前記第２のパケット通信網群の間のパケット転送経路をＯＳＩ参照モデルの第２層（データリンク層）レベルで選択する経路選択手段とを有する
   ことを特徴とするパケット通信ネットワークシステム。
2. 少なくとも２つのＩＰ網からなる第１のパケット通信網群と、一つあるいは複数のＩＰ網からなる第２のパケット通信網群と、を備えたパケット通信ネットワークシステムにおけるパケット転送経路制御方法であって、
   前記第１のパケット通信網群のパケット転送経路をＯＳＩ参照モデルの第３層（ネットワーク層）レベルで動的に制御する第１の過程と、
   前記第１のパケット通信網群と前記第２のパケット通信網群の間のパケット転送経路をＯＳＩ参照モデルの第２層（データリンク層）レベルで選択する第２の過程と、
   前記第１の過程によって決定されたパケット転送経路に従って前記第１のパケット通信網群に係るＩＰパケットのルーティングを行う第３の過程と、
   前記第２の過程によって決定されたパケット転送経路に従って前記第２のパケット通信網群に係るＩＰパケットのルーティングを行う第４の過程と、
   を含むことを特徴とするパケット転送経路制御方法。

Images