專利名稱:數(shù)據(jù)包傳送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)包傳送裝置,特別涉及在參加者側(cè)或因特網(wǎng)企業(yè)者側(cè)可L2TP(Layer2 Tunneling Protocol)終接的數(shù)據(jù)包傳送裝置。
背景技術(shù):
目前的方法是,在參加者的通信終端裝置通過因特網(wǎng)連接企業(yè)者(以下稱作ISP(Internet Service Provider即,互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供貨商))連接到因特網(wǎng)時(shí),為了進(jìn)行參加者的用戶認(rèn)證,使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議(Point to PointProtocol)(以下稱作PPP)。
PPP是為了一對(duì)一地連接參加者終端與ISP的存取點(diǎn)間的協(xié)議,PPP當(dāng)初一直用于利用撥號(hào)連接與各ISP的存取點(diǎn)直接連接,接受認(rèn)證后與因特網(wǎng)進(jìn)行連接的方式中。
但是,伴隨著近來的因特網(wǎng)連接的頻繁化,當(dāng)前,在從通信終端裝置到ISP服務(wù)器之間,使用不同于電話網(wǎng)的使用了互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(InternetProtocol)(以下稱作IP)的存取載波網(wǎng)絡(luò)(以下稱作存取網(wǎng)NW1)的形式。在此,存取網(wǎng)NW1是OSI基本參照模型第三層的網(wǎng)絡(luò),因此,為了通過存取網(wǎng)NW1用PPP進(jìn)行認(rèn)證,需要將PPP數(shù)據(jù)包傳送到ISP側(cè)PPP終端裝置中的手段。作為該手段,使用二級(jí)隧道協(xié)議(Layer2 TunnelingProtocol)(以下稱作L2TP)。
所述L2TP是IP封裝PPP數(shù)據(jù)包的技術(shù),是用于在公眾線路網(wǎng)上生成假想的隧道,通過在該隧道內(nèi)建立PPP連接,來構(gòu)筑假想的通信通路的協(xié)議。
一般地,在與遠(yuǎn)距離的對(duì)方(在本說明中是ISP)連接時(shí),使用用于撥號(hào)連接等的PPP,但這時(shí),需要在從自己的網(wǎng)絡(luò)到對(duì)方網(wǎng)絡(luò)的公眾網(wǎng)上假想建立通信路徑(隧道),這時(shí)使用的協(xié)議就是L2TP。
然后,通過按照該L2TP構(gòu)筑的隧道,通??稍诖嫒【W(wǎng)NW1的入口(主機(jī)側(cè))進(jìn)行PPP連接的終接,也可以在存取網(wǎng)NW1的出口(ISP側(cè))進(jìn)行PPP連接的終接(具體地在后述的圖3的說明中記述)。
將上述的邏輯專用線稱作L2TP連接(L2TP隧道和L2TP對(duì)話)。由參加者側(cè)的L2TP終端裝置(以下稱作LAC)和因特網(wǎng)連接企業(yè)者側(cè)的L2TP終端裝置(以下稱作LNS)構(gòu)筑L2TP連接,PPP數(shù)據(jù)包通過L2TP連接,在ISP側(cè)的L2TP和PPP終端裝置即LNS2中進(jìn)行終接。
用圖具體地說明。
圖3是示出現(xiàn)有的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
多個(gè)通信終端裝置(以下稱作主機(jī))H-1~H-n、h-1~h-n通過存取網(wǎng)NW1和ISP網(wǎng)NW2與因特網(wǎng)NW3連接,能夠接受各種服務(wù)的提供。
存取網(wǎng)NW1表示可收容各種ISP的線路,例如,現(xiàn)存線路中的NTT地域IP網(wǎng)適合于它。此外,所述ISP網(wǎng)NW2是ISP進(jìn)行管理的網(wǎng)絡(luò)。
該例子中是存在2個(gè)LAC、2個(gè)ISP的情況,多個(gè)主機(jī)與各個(gè)ISP有契約,進(jìn)行向因特網(wǎng)NW3的存取。
在存取網(wǎng)NW1中構(gòu)筑上述邏輯專用線的情況下,在主機(jī)H-1使用的LAC1和主機(jī)H-1契約的ISP所管理的LNS1之間構(gòu)筑叫作T1的隧道。此外,如圖所示可知,主機(jī)H-n也使用同樣的隧道。
下面,關(guān)于主機(jī)H-m,作為存取點(diǎn)使用的LAC與主機(jī)H-1相同,但主機(jī)H-m契約的ISP與主機(jī)H-1契約的ISP不同,因此,在另外的ISP管理著的LNS2間構(gòu)筑叫作T2的另外的隧道。
這樣,通過使用LAC和LNS,能夠具有類似在直到ISP的路徑即存取網(wǎng)NW1內(nèi)構(gòu)筑了專用線的功能。
下面,關(guān)于上述隧道詳細(xì)進(jìn)行說明。
圖4是多個(gè)主機(jī)通過ISP與因特網(wǎng)NW3連接的圖。
當(dāng)主機(jī)與因特網(wǎng)NW3連接時(shí),與圖3同樣地利用LAC1和LNS2,在存取網(wǎng)NW1中構(gòu)成叫作T1的隧道,形成通向ISP網(wǎng)NW2的通信路徑。
在邏輯隧道T1內(nèi)存在多個(gè)物理的路由器R1、R2、...R7,傳輸LAC1和LNS2間的數(shù)據(jù)。但是,這些路由器不是全部固定地分配給隧道T1使用,而是有的路由器共用別的隧道路徑工作,所述隧道表示邏輯通信路徑。具體地說,例如在存取網(wǎng)NW1內(nèi),假設(shè)路由器是R1~R50,在構(gòu)筑了多個(gè)1~n隧道的情況下,R1、R4、R6、R45...R50被用于隧道T2的物理路徑,R1、R6、R30、R37...R41被用于隧道T3的物理路徑,......,R2、R3、R21...R27被用于隧道Tn的物理路徑的狀態(tài)。
圖4示出在邏輯隧道T1內(nèi)存在物理的路徑1、路徑2和路徑3這三條路徑的情況。路徑1是LAC1-R1-R2-R3-LNS2的路徑,路徑2是LAC1-R4-R5-LNS2的路徑,路徑3是LAC1-R6-R7-LNS2的路徑。
但是,在這樣的狀態(tài)中,根據(jù)專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2中公開的技術(shù),若不預(yù)先指示路徑,則僅最佳路徑即路徑2被用于數(shù)據(jù)通信,盡管線路容量有空閑,也不使用其他路徑。
接著,用圖說明其理由。
圖7是示出圖3的實(shí)施方式中的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的圖。
數(shù)據(jù)包(7-PK3)示出HOST-LAC間的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)包7-PK2示出LAC-LNS間的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)包7-PK1示出LNS-NW3間的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)。
在該例子中,在主機(jī)H-1、H-2、H-n、ISP網(wǎng)NW2、因特網(wǎng)NW3中,利用全局IP地址進(jìn)行路由器和主機(jī)等的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理,在存取網(wǎng)NW1中利用專用IP地址進(jìn)行管理。即,利用專用IP地址來管理NW1內(nèi)的路由器R1~R7和L2TP隧道的終接IP地址(LAC的情況是192.168.128.1,LNS的情況是192.168.0.1。
在數(shù)據(jù)包7-PK3中,使用全局IP地址的IP報(bào)頭IP2進(jìn)行傳輸,在將它經(jīng)由LAC1送出到存取網(wǎng)NW1中的情況下,作為L(zhǎng)2TP封裝的結(jié)果,附加私用IP地址的IP報(bào)頭IP1。
這時(shí)的IP1的發(fā)送源地址(以下稱作SA)和目的地址(以下稱作DA)是終接L2TP隧道T1的LAC1和LNS2的IP地址,DA為192.168.128.1,SA為192.168.0.1。
這樣,在主機(jī)H-1、H-2、H-n通過L2TP隧道T1,存取NW2和NW3的情況下,與主機(jī)H-1、H-2、H-n是否與NW2或NW3上的哪個(gè)IP設(shè)備通信無關(guān),IP1報(bào)頭的DA和SA都使用共同的地址192.168.128.1、192.168.0.1。
從而,在上行的情況下,LAC對(duì)IP報(bào)頭內(nèi)的DA只判斷一條最佳路徑,在下行的情況下,LNS對(duì)IP報(bào)頭內(nèi)的DA只判斷一條最佳路徑,僅對(duì)該路徑傳送數(shù)據(jù)包。
因此,如前所述,若使用已公開的現(xiàn)有技術(shù),則收容在同一L2TP隧道中的多個(gè)用戶數(shù)據(jù)在物理上使用共同的傳送路徑(圖4路徑2(P2)),而不使用其他路徑(圖4路徑1(P1)、路徑3(P3))。
專利文獻(xiàn)1特開2000-253058號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2003-198591號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù),收容在同一L2TP隧道中的多個(gè)用戶數(shù)據(jù)包由于L2TP封裝后的數(shù)據(jù)包的DA和SA相同,故在同一路徑中進(jìn)行傳送,因此,在例如某個(gè)特定的繁忙用戶占滿L2TP的通信路徑(例如圖4的路徑2(P2)的頻帶的情況下,存在其他用戶的數(shù)據(jù)包損失率升高的問題。
因此,本發(fā)明的目的在于,提供一種對(duì)于在存取網(wǎng)NW1內(nèi)邏輯上使用同一隧道的多個(gè)用戶,每個(gè)用戶適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換邏輯隧道內(nèi)的物理路徑的數(shù)據(jù)包傳送裝置。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案,一種數(shù)據(jù)包傳送裝置,收容多個(gè)具有IP地址的通信終端,用于通過L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol即,二級(jí)隧道協(xié)議)網(wǎng)絡(luò)連接通信終端與因特網(wǎng),具有協(xié)議處理部,設(shè)定將優(yōu)先級(jí)和選擇路徑的方法關(guān)聯(lián)起來的優(yōu)先策略,從使用L2TP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)路由器形成的多個(gè)物理路徑中選擇一個(gè)路徑;多個(gè)線路接口,向上述協(xié)議處理部傳送所接收到的數(shù)據(jù)包,并將從上述協(xié)議處理部接收到的數(shù)據(jù)包變換成輸入輸出線路上的通信協(xié)議之后送出;開關(guān),按照規(guī)定的地址,向連接于存在輸出端口的上述線路接口上的協(xié)議處理部,傳送從上述協(xié)議處理部接收到的數(shù)據(jù)包;用戶信息表,對(duì)于使用通信終端的用戶的用戶ID,設(shè)定作為L(zhǎng)2TP隧道和對(duì)話的連接目的地的目的地址、流量閾值和優(yōu)先級(jí);路徑管理表,關(guān)于對(duì)目的予網(wǎng)的地址的全部路徑,存儲(chǔ)了各路徑標(biāo)識(shí)符和包含在各路徑中的路由器的路由器地址、作為表示各路徑對(duì)于目的子網(wǎng)的遠(yuǎn)近或傳送快慢的數(shù)值的度量值,上述協(xié)議處理部,在建立了L2TP的隧道和對(duì)話時(shí),對(duì)于每個(gè)用于識(shí)別用戶的標(biāo)識(shí)符制作用戶管理表,所述用戶管理表中存儲(chǔ)了對(duì)于在上述用戶信息表中定義的用戶的、作為L(zhǎng)2TP隧道和對(duì)話的連接目的地的目的地址和流量閾值及優(yōu)先級(jí),對(duì)于從上述線路接口接收到的數(shù)據(jù)包,基于用于識(shí)別該用戶的標(biāo)識(shí)符,對(duì)每個(gè)用戶檢測(cè)數(shù)據(jù)包流量,并參照上述用戶管理表,比較流量閾值和數(shù)據(jù)包流量,在數(shù)據(jù)包流量超過了流量閾值的情況下,按照目的子網(wǎng)的地址,按照優(yōu)先策略,選擇傳送目的地路徑,所述優(yōu)先策略是參照上述路徑管理表,根據(jù)優(yōu)先級(jí),將傳送目的地路徑轉(zhuǎn)換成度量值與默認(rèn)路徑不同的其他路徑,在從通信終端接收到的數(shù)據(jù)中附加源路由選擇,執(zhí)行用于附加在L2TP隧道內(nèi)使用的報(bào)頭的L2TP封裝處理,并指示傳送目的地的路由器,從而實(shí)現(xiàn)物理路徑的轉(zhuǎn)換,所述源路由選擇用于指定包含在上述路徑管理表中的、所經(jīng)過的路由器的路由器地址。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明,在多個(gè)用戶使用同一隧道的情況下,對(duì)每個(gè)用戶能夠轉(zhuǎn)換一個(gè)通信路徑。然后,根據(jù)本發(fā)明,在有的參加者的通信量極端增加的情況下,通過有效地使用網(wǎng)絡(luò),能夠減少其他用戶的數(shù)據(jù)包損失,并且,能挽救繁忙用戶的數(shù)據(jù)包。
圖1是示出本實(shí)施方式的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是示出圖1的實(shí)施方式中的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是示出現(xiàn)有的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是多個(gè)主機(jī)利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行因特網(wǎng)連接的狀態(tài)的圖。
圖5是示出適用了本實(shí)施方式的數(shù)據(jù)包傳送裝置時(shí)的終端向因特網(wǎng)方向的數(shù)據(jù)包傳送路徑轉(zhuǎn)換順序的圖。
圖6是示出適用了本實(shí)施方式的數(shù)據(jù)包傳送裝置時(shí)的因特網(wǎng)向終端方向的數(shù)據(jù)包傳送路徑轉(zhuǎn)換順序的圖。
圖7是示出圖3的實(shí)施方式中的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是示出數(shù)據(jù)包傳送裝置的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖9是示出數(shù)據(jù)包傳送裝置的控制部的圖。
圖10是示出數(shù)據(jù)包傳送裝置的協(xié)議處理部的圖。
圖11是示出LAC用戶管理表的結(jié)構(gòu)的圖。
圖12是示出LNS用戶管理表的結(jié)構(gòu)的圖。
圖13是示出路徑管理表的結(jié)構(gòu)的圖。
圖14是示出用戶信息表的結(jié)構(gòu)的圖。
圖15是示出IP報(bào)頭的源路由選擇的數(shù)據(jù)包格式的圖。
圖16是示出數(shù)據(jù)包傳送路徑轉(zhuǎn)換前的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
圖17是示出數(shù)據(jù)包傳送路徑轉(zhuǎn)換后(其一)的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
圖18是示出數(shù)據(jù)包傳送路徑轉(zhuǎn)換后(其二)的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11.通信系統(tǒng)圖1示出本實(shí)施方式的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
這是主機(jī)H-1、H-2、H-n經(jīng)由存取網(wǎng)NW1和ISP網(wǎng)NW2對(duì)因特網(wǎng)NW3進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)的圖。首先,主機(jī)H-1、H-2、H-n為了進(jìn)行因特網(wǎng)連接,與已契約的ISP1連接,并進(jìn)行用戶認(rèn)證等。因此,通信載波和ISP1在存取網(wǎng)NW1內(nèi)使用作為用戶側(cè)終端點(diǎn)的LAC1和LNS2形成L2TP隧道T1,使得在LNS2中進(jìn)行用戶認(rèn)證等。
下面,關(guān)于本網(wǎng)絡(luò)中的IP地址的管理體系進(jìn)行說明。
在主機(jī)H-1、H-2、H-n、ISP網(wǎng)NW2內(nèi)的各路由器和因特網(wǎng)NW3中,利用全局IP地址進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理。例如,所述主機(jī)H-1的215.10.10.1是全局IP地址。
此外,在存取網(wǎng)NW1內(nèi)利用專用IP地址管理各設(shè)備,存取網(wǎng)NW1內(nèi)的路由器(例如R1的192.168.1.1)和L2TP隧道的終接IP地址(LAC1)的情況下是192.168.128.1、LNS2)的情況下是192.168.0.1)是專用IP地址。
在此,主機(jī)H-1、H-2、H-n是ISP1的參加者終端,主機(jī)H-1將“xxxx@ISP1”用作用戶ID,主機(jī)H-2將“yyyy@ISP1”用作用戶ID,主機(jī)H-n將“zzzz@ISP1”用作用戶ID。此外,ISP網(wǎng)NW2是利用ISP1進(jìn)行管理的網(wǎng)絡(luò)。
在主機(jī)H-1經(jīng)由存取網(wǎng)NW1與ISP網(wǎng)NW2和因特網(wǎng)NW3連接時(shí),由于如前所述地在“NW1”和“NW2、NW3”中,地址的管理體系不同(專用IP地址與全局IP地址不同),因此,通過利用L2TP協(xié)議擴(kuò)展L2TP隧道T1,并施行IP封裝,就能經(jīng)由NW1進(jìn)行通信。
以下,具體地說明直到主機(jī)H-1與因特網(wǎng)NW3連接過程中的工作。
主機(jī)H-1按照PPP-開始與因特網(wǎng)連接,LAC1就從主機(jī)H-1接收PPP數(shù)據(jù)包,通過如后所述地參照用戶信息表等表,根據(jù)主機(jī)H-1的用戶ID來決定用于構(gòu)筑隧道的LNS2的地址,開始對(duì)LNS2建立L2TP隧道T1和通過隧道T1內(nèi)的L2TP對(duì)話。
另一方面,從LAC1收到了L2TP隧道和對(duì)話建立請(qǐng)求的LNS2,根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包內(nèi)所記載的用戶ID(例如“xxxx@ISP1”)和口令,進(jìn)行用戶認(rèn)證,認(rèn)證完了后,在與LAC1)之間建立L2TP隧道和對(duì)話。這樣,就允許了主機(jī)H-1向因特網(wǎng)NW3的連接。這樣,就能進(jìn)行主機(jī)H-1對(duì)因特網(wǎng)NW3的存取。
圖2中示出在圖1的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中使用的數(shù)據(jù)包的格式。
數(shù)據(jù)包PK3示出了HOST-LAC間的數(shù)據(jù)包格式,數(shù)據(jù)包PK2示出了LAC-LNS間的數(shù)據(jù)包格式,數(shù)據(jù)包PK1示出了LNS-因特網(wǎng)NW3間的數(shù)據(jù)包格式。各個(gè)數(shù)據(jù)包格式由數(shù)據(jù)區(qū)域和報(bào)頭區(qū)域構(gòu)成,PK3和PK1的報(bào)頭區(qū)域的IP2存儲(chǔ)全局IP地址。
此外,PK2的報(bào)頭區(qū)域的IP報(bào)頭IP1存儲(chǔ)了在存取網(wǎng)NW1內(nèi)使用的專用IP地址。
新附加在LAC-LNS間的數(shù)據(jù)包格式PK2中的IP1的SA和DA,是終接L2TP隧道T1的LAC1和LNS2的IP地址,在本實(shí)施方式中,以192.168.128.1和192.168.0.1作為一例。這樣,在主機(jī)H-1、H-2、H-n通過L2TP隧道T1對(duì)NW2和NW3進(jìn)行存取的情況下,與主機(jī)H-1、H-2、H-n是否與NW2或NW3上的哪個(gè)IP設(shè)備進(jìn)行通信無關(guān),從主機(jī)H-1、H-2、H-n送出的數(shù)據(jù)的IP1報(bào)頭DA、SA使用共同的地址192.168.128.1、192.168.0.1。
本實(shí)施方式的目的在于,使用存取網(wǎng)NW1內(nèi)的LAC1或LNS2,即使是邏輯地使用相同隧道的主機(jī),也能基于各主機(jī)收發(fā)的數(shù)據(jù)包的流量,對(duì)每個(gè)參加者數(shù)據(jù)包也自由地轉(zhuǎn)換該隧道內(nèi)的物理通信路徑。
然后,本實(shí)施方式的主要內(nèi)容在于,在上行方向(主機(jī)→NW3的方向),由LAC1進(jìn)行路徑轉(zhuǎn)換,在下行方向(NW3→主機(jī)的方向),由LNS2進(jìn)行路徑轉(zhuǎn)換,以每個(gè)參加者中設(shè)定的數(shù)據(jù)包流量閾值為基準(zhǔn),對(duì)每個(gè)參加者的數(shù)據(jù)包監(jiān)視數(shù)據(jù)包的流量。在超過了閾值的情況下,以每個(gè)參加者中設(shè)定的優(yōu)先級(jí)為基礎(chǔ)決定被轉(zhuǎn)換的傳送路徑,如圖2的PK2所示,在IP2報(bào)頭內(nèi)使用源路由選擇,通過指示傳送目的地路由器的,來實(shí)現(xiàn)路徑轉(zhuǎn)換。
所述源路由選擇是IP報(bào)頭的選擇之一,用于在對(duì)IP報(bào)頭的DA中示出的目的地傳送數(shù)據(jù)包時(shí),指定經(jīng)由的路由器的地址。在源路由選擇中存在松弛源路由選擇和嚴(yán)格源路由選擇,所述松弛源路由選擇容許在直到本選擇中指定的下一路由器的路徑中經(jīng)由其他中間路由器的路徑,所述嚴(yán)格源路由選擇指定經(jīng)由的全部路由器的順序和地址,但在本實(shí)施方式中,通過路徑管理表的安裝方法,與任一個(gè)都相對(duì)應(yīng)。
2.數(shù)據(jù)包傳送裝置的結(jié)構(gòu)以下,具體說明本實(shí)施方式的裝置結(jié)構(gòu)。
圖8中示出本實(shí)施方式的數(shù)據(jù)包傳送裝置(LAC或LNS)的結(jié)構(gòu)圖。以下的說明以LAC1為主體進(jìn)行說明。再有,關(guān)于LNS也與它同樣。
本實(shí)施方式的數(shù)據(jù)包傳送裝置1具有多個(gè)輸入輸出物理端口60-i以下i示出1~n,n是大于等于1的自然數(shù);多個(gè)線路接口30-i;多個(gè)協(xié)議處理部10-i;內(nèi)部開關(guān)20;控制內(nèi)部開關(guān)、協(xié)議處理部和線路接口等裝置全體的控制部40,此外,也可以在控制部40中設(shè)置無圖示的接口,利用外附的控制終端50進(jìn)行控制。
線路接口30-i再生從ISP網(wǎng)NW2等的IP網(wǎng)或主機(jī)接收到的IP數(shù)據(jù)包,傳送給協(xié)議處理部10-i,并且,將從協(xié)議處理部10-i接收到的輸出IP數(shù)據(jù)包,變換成按照輸入輸出線路上的通信協(xié)議例如以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))或ATM等通信框架形式,向IP網(wǎng)或主機(jī)發(fā)送。
協(xié)議處理部10-i對(duì)于從線路接口30-i接收到的IP數(shù)據(jù)包,在本裝置作為L(zhǎng)AC1工作的情況下,利用PPPoE對(duì)話ID,在作為L(zhǎng)NS2工作的情況下,利用L2TP封裝前的DA,對(duì)每個(gè)參加者進(jìn)行數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)的流量檢測(cè)。
內(nèi)部開關(guān)20是按照規(guī)定的地址,向連接于存在輸出端口的線路接口30-i上的協(xié)議處理部10-i,傳送從各協(xié)議處理部10-i接收到的數(shù)據(jù)包的開關(guān)。
控制部40監(jiān)視協(xié)議處理部10-i和內(nèi)部開關(guān)20的狀態(tài),作為節(jié)點(diǎn)內(nèi)部狀態(tài)通知控制終端50,并響應(yīng)來自控制終端50的指示,進(jìn)行對(duì)各協(xié)議處理部10-i的各種控制參數(shù)設(shè)定。
此外,控制部40進(jìn)行需要狀態(tài)監(jiān)視的協(xié)議處理和路徑管理,所述協(xié)議處理例如是后述的L2TP隧道和對(duì)話連接處理,所述路徑管理是進(jìn)行OSPF(Open Shortest Path First即,開放式最短路徑優(yōu)先)通信、并對(duì)協(xié)議處理部10-i內(nèi)的處理器指示路徑管理表的重寫等。
圖9中示出控制部40的結(jié)構(gòu)圖。
控制部40具有執(zhí)行處理的處理器401;記載了處理內(nèi)容和作為數(shù)據(jù)庫的表的存儲(chǔ)器404;與控制終端50的接口402;用于與協(xié)議處理部10的協(xié)議處理器進(jìn)行通信的處理器間接口403。
控制部40內(nèi)的存儲(chǔ)器404具有允許進(jìn)行PPP處理和用戶認(rèn)證的主機(jī)與因特網(wǎng)NW3連接的PPP連接處理411;用于將L2TP隧道和對(duì)話構(gòu)筑為L(zhǎng)AC1或LNS2的L2TP隧道處理413;L2TP對(duì)話處理412;路徑管理處理414;用戶信息表421。
路徑管理處理414利用OSPF與相鄰路由器(在本裝置作為圖1中示出的LAC1工作的情況下是R1、R4、R6交換路徑信息,在存取網(wǎng)NW1內(nèi)的OSPF對(duì)應(yīng)路由器間,共享存取網(wǎng)NW1中的度量值和包括路由器地址的全部路徑信息,基于本路徑信息,指示對(duì)后述的協(xié)議處理部10-i的路徑管理表的傳送目的地路徑信息的寫入、變更和刪除等。
在此,所述度量值是表示距目的子網(wǎng)的遠(yuǎn)近的數(shù)值,由網(wǎng)絡(luò)管理者對(duì)各路由器的線路考慮線路頻帶等進(jìn)行分配。在圖1的例子中,對(duì)10Mbit/s的線路給予度量值500,對(duì)100Mbit/s的線路給予度量值100,對(duì)1Gbit/s的線路給予度量值10。度量值越小,表示傳送速度越快。
圖14中示出用戶信息表421的說明圖。用戶信息表421是具有參加者的固有信息的數(shù)據(jù)庫。本表是預(yù)先由裝置管理者設(shè)定的表。
本表與主機(jī)的用戶ID4211相對(duì)應(yīng),包括用戶的口令4212、連接目的地LNS地址4213、構(gòu)成變更物理路徑的契機(jī)的流量閾值4214和物理路徑轉(zhuǎn)換時(shí)的用戶優(yōu)先級(jí)4215。
在本數(shù)據(jù)包傳送裝置作為L(zhǎng)AC1工作時(shí),為了從用戶ID(例如xxxx@ISP1)得到L2TP隧道和進(jìn)行對(duì)話連接的LNS的地址192.168.0.1,而使用本表。
此外,在本數(shù)據(jù)包傳送裝置作為L(zhǎng)NS2工作時(shí),利用存儲(chǔ)的用戶ID4211和口令4212進(jìn)行用戶認(rèn)證,允許主機(jī)的因特網(wǎng)連接。
優(yōu)先級(jí)4215和數(shù)據(jù)包流量閾值4214用于決定數(shù)據(jù)包的通信路徑轉(zhuǎn)換工作,在建立L2TP對(duì)話時(shí),流量閾值4214和優(yōu)先級(jí)4215反映后述的協(xié)議處理部10-i的LAC用戶管理表121、LNS用戶管理表122的流量閾值(圖111213,圖121223)和優(yōu)先級(jí)(后述,圖111214,圖121224)。
圖10中示出協(xié)議處理部10的結(jié)構(gòu)圖。
在協(xié)議處理部10中具有用于從線路接口30接收數(shù)據(jù)包的接口側(cè)接收緩沖器102;執(zhí)行協(xié)議處理的協(xié)議處理器101;用于向內(nèi)部開關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)包的SW側(cè)發(fā)送緩沖器103;用于從內(nèi)部開關(guān)接收數(shù)據(jù)包的SW側(cè)接收緩沖器104;用于向線路接口發(fā)送數(shù)據(jù)包的接口側(cè)發(fā)送緩沖器105;進(jìn)行控制部的處理器403與協(xié)議處理器101的通信的處理器間接口106;存儲(chǔ)器107。
此外,在存儲(chǔ)器107中具有數(shù)據(jù)包流量監(jiān)視處理114,監(jiān)視每個(gè)參加者數(shù)據(jù)包的流量,由裝置管理者判定是否超過了對(duì)每個(gè)參加者設(shè)定的流量閾值;數(shù)據(jù)包傳送控制111,決定每個(gè)參加者的數(shù)據(jù)包的傳送路徑;L2TP封裝處理112,賦予L2TP報(bào)頭,實(shí)現(xiàn)IP封裝;L2TP反封裝處理113,反之刪除已L2TP封裝的報(bào)頭;輸出報(bào)頭附加處理115,在從本裝置向外部輸出數(shù)據(jù)包時(shí),附加OSI基本參照模型第二層的報(bào)頭;LAC用戶管理表121,存儲(chǔ)每個(gè)參加者的流量閾值和優(yōu)先級(jí)的信息;LNS用戶管理表122;路徑管理表123,保存對(duì)于目的子網(wǎng)的傳送路徑的信息。
在上述LAC用戶管理表121和LNS用戶管理表122中,在本數(shù)據(jù)包傳送裝置作為L(zhǎng)AC1工作的情況下,只要包括LAC用戶管理表121即可,在作為L(zhǎng)NS2工作的情況下,只要包括LNS用戶管理表122即可,而不必同時(shí)具有雙方。
圖11中示出LAC用戶管理表的說明圖。在本表中,與為了識(shí)別參加者而在LAC內(nèi)使用的PPPoE對(duì)話ID1211相對(duì)應(yīng)地、存儲(chǔ)了連接L2TP隧道和L2TP對(duì)話的目的地LNS的地址1212、以及后述的對(duì)每個(gè)參加者設(shè)定的流量閾值1213和優(yōu)先級(jí)1214。
所述在LAC1內(nèi)為識(shí)別參加者而使用的PPPoE對(duì)話ID1211,是指在建立L2TP對(duì)話后用于由LAC1識(shí)別參加者的ID。具體地說,“xxxx@ISP1”是用于建立L2TP對(duì)話的ID,而在例如主機(jī)使用PPPoE(Point-to-PointProtocol Over Ethernet(注冊(cè)商標(biāo))),并對(duì)LAC1進(jìn)行存取的情況下,相當(dāng)于包含在PK3的報(bào)頭內(nèi)的PPPoE對(duì)話ID(圖111211)。所述PPPoE是在以太網(wǎng)(Ethernet)(注冊(cè)商標(biāo))上實(shí)現(xiàn)用戶認(rèn)證的PPP功能的單元,在進(jìn)行利用PPPoE的通信時(shí),在主機(jī)與LAC1之間建立PPPoE對(duì)話。由于通過從LAC對(duì)主機(jī)付出PPPoE對(duì)話ID來實(shí)現(xiàn)PPPoE對(duì)話,因此,PPPoE對(duì)話ID就能成為用于唯一地識(shí)別參加者即主機(jī)的ID。
以下示出制作本表的流程。例如,在從主機(jī)H-1在用戶ID“xxxx@ISP1”發(fā)生了連接因特網(wǎng)的請(qǐng)求的情況下,LAC1的L2TP隧道處理和對(duì)話處理413、412將“xxxx@ISP1”作為檢索鍵,為了得到連接目的地LNS地址而檢索用戶信息表421。在與連接目的地LNS間建立L2TP對(duì)話后,利用L2TP對(duì)話處理412,組合主機(jī)H-1的xxxx@ISP1所使用的PPPoE對(duì)話ID1和用戶信息表421內(nèi)的連接目的地LNS地址4213、流量閾值4214和優(yōu)先級(jí)4215,向協(xié)議處理部10-i發(fā)出指示,使得在LAC用戶管理表121中制作參加者信息。這樣,在協(xié)議處理部10中從主機(jī)接收到數(shù)據(jù)包時(shí),通過使用PK3的PPPoE對(duì)話ID,并檢索LAC用戶管理表121,能得到對(duì)每個(gè)參加者設(shè)定的流量閾值1213和優(yōu)先級(jí)1214。
下面,使用圖12,示出LNS用戶管理表122的說明圖。本表中,與作為用于在LNS內(nèi)識(shí)別參加者的ID的封裝前DA1221相對(duì)應(yīng)地、存儲(chǔ)有連接L2TP隧道和L2TP對(duì)話的目的地LAC地址1222和前述的對(duì)每個(gè)參加者設(shè)定的流量閾值1223及優(yōu)先級(jí)1224。
所述用于在LNS2內(nèi)識(shí)別參加者的ID,是在建立L2TP對(duì)話后用于由LNS2識(shí)別參加者的ID。具體地說,就是PK1的IP2報(bào)頭的DA。
在LNS2建立L2TP隧道和對(duì)話時(shí)制作本表。例如,在從主機(jī)H-1按用戶ID“xxxx@ISP1”發(fā)生了連接因特網(wǎng)請(qǐng)求的情況下,LNS2的L2TP隧道處理和對(duì)話處理413、412將“xxxx@ISP1”作為檢索鍵,為了進(jìn)行用戶認(rèn)證而檢索用戶信息表421。此外,在建立對(duì)話時(shí),為了根據(jù)數(shù)據(jù)包內(nèi)的信息來判明分配給主機(jī)H-1的IP地址215.10.10.1,在該時(shí)刻,利用L2TP對(duì)話處理412,組合主機(jī)H-1的“xxxx@ISP1”使用的IP地址215.10.10.1和用戶信息表421內(nèi)的流量閾值4214和優(yōu)先級(jí)4215及建立了L2TP對(duì)話的LAC地址,作為連接目的地LAC地址1222,向協(xié)議處理部10-i發(fā)出指示,使得在LNS用戶管理表122中制作參加者信息。這樣,在協(xié)議處理部10的存儲(chǔ)器107中制作LNS用戶管理表122,當(dāng)在協(xié)議處理部10中接收從因特網(wǎng)NW3側(cè)向主機(jī)側(cè)傳送的下行數(shù)據(jù)包時(shí),通過使用PK1內(nèi)的IP2報(bào)頭的DA,并檢索LNS用戶管理表122,可得到對(duì)每個(gè)參加者設(shè)定的流量閾值1223和優(yōu)先級(jí)1224。
圖13是路徑管理表123的說明圖。
下面,使用該圖,對(duì)數(shù)據(jù)包傳送控制111決定數(shù)據(jù)包的傳送路徑時(shí)檢索的路徑管理表123進(jìn)行說明。
本表對(duì)某個(gè)目的地保存可傳送的路徑信息。在該例中,在目的地標(biāo)示內(nèi)容中使用目的子網(wǎng),所述目的子網(wǎng)是成為目的的裝置所屬的網(wǎng)絡(luò)地址。本表包括L2TP封裝后的DA(PK2的IP1的DA)、表示對(duì)本DA的默認(rèn)通信路徑的默認(rèn)通信路徑1232、成為路徑索引的路徑號(hào)碼1233、各路徑的度量值1234、表示所輸出的線路接口和物理端口號(hào)碼等的輸出線路信息1235和構(gòu)成各路徑的路由器的地址1236-1、1236-2...1236-i。
通過由在控制部40的路徑管理處理414中執(zhí)行的OSPF協(xié)議處理取得對(duì)各路徑的路由器地址和度量,從控制部40向協(xié)議處理部10-i發(fā)出路徑信息的登記命令,來制作本表。
此外,通過向源路由選擇指示對(duì)于圖13的某一個(gè)路徑的路由器地址,來實(shí)現(xiàn)傳送路徑的指示。這時(shí),通過指示存在于某一個(gè)路徑的全部路由器地址,可執(zhí)行嚴(yán)格源路由選擇,通過指示一部分路由器地址,能夠執(zhí)行松弛源路由選擇。
3.工作3.1數(shù)據(jù)包傳送裝置的工作下面,關(guān)于協(xié)議處理部10的各處理進(jìn)行說明。
在流量監(jiān)視處理114中,在本數(shù)據(jù)包傳送裝置作為L(zhǎng)AC1工作的情況下,使用例如包含在PK3的報(bào)頭內(nèi)的PPPoE對(duì)話ID,檢索LAC用戶管理表121(圖11),取得流量閾值1213和優(yōu)先級(jí)1214,測(cè)定并比較得到的流量閾值和實(shí)際的數(shù)據(jù)包流量。對(duì)每個(gè)參加者數(shù)據(jù)包進(jìn)行一次該流量比較。作為數(shù)據(jù)包流量的計(jì)算單元,作為一例,使用了在存儲(chǔ)器上設(shè)置每個(gè)參加者的接收字節(jié)計(jì)數(shù)器,每次接收數(shù)據(jù)包時(shí)對(duì)接收數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度進(jìn)行加法運(yùn)算,并通過周期性地讀出字節(jié)計(jì)數(shù)器來計(jì)算流量等的單元。
判定這樣得到的數(shù)據(jù)包的流量是否超過了預(yù)先設(shè)定的流量閾值,并將判定的結(jié)果交給數(shù)據(jù)包傳送控制111。
此外,在本數(shù)據(jù)包傳送裝置作為L(zhǎng)NS2工作的情況下,使用例如包含在PK1的IP1報(bào)頭中的DA,檢索LNS用戶管理表122(圖12),得到流量閾值和優(yōu)先級(jí)。其他工作與作為L(zhǎng)AC1工作時(shí)相同。
下面,關(guān)于數(shù)據(jù)包傳送控制111進(jìn)行說明。數(shù)據(jù)包傳送控制的處理是根據(jù)上述的數(shù)據(jù)包流量監(jiān)視處理的結(jié)果,根據(jù)LAC/LNS用戶管理表121/122得到的優(yōu)先級(jí)1214/1224和路徑管理表123的檢索結(jié)果,決定實(shí)際傳送數(shù)據(jù)包的路徑,并附加IP對(duì)話之一的源路由選擇的處理。此外,數(shù)據(jù)包傳送控制111中安裝優(yōu)先策略,該優(yōu)先策略在選擇優(yōu)先級(jí)和與之對(duì)應(yīng)的路徑時(shí)使用。該優(yōu)先策略隨著優(yōu)先級(jí)而改變實(shí)施什么樣的路徑選擇。
所述優(yōu)先策略,例如,在對(duì)于目的子網(wǎng)有多條路徑的情況下,將度量值在中間的路徑(多條路徑中傳送速度位于中間的路徑)作為默認(rèn)的通信路徑,設(shè)定在路徑管理表123中,在優(yōu)先級(jí)高的用戶的數(shù)據(jù)包流量超過閾值的情況下,轉(zhuǎn)換成度量值低于默認(rèn)(傳送速度快)值的路徑。
此外,作為另外的優(yōu)先策略,也可以在路徑管理表123中設(shè)定默認(rèn)的通信路徑中度量值最小(傳送速度快)的路徑,在優(yōu)先級(jí)高的用戶的數(shù)據(jù)包流量超過閾值的情況下,將優(yōu)先級(jí)比它低的用戶的數(shù)據(jù)包的路徑,轉(zhuǎn)換成度量值大于默認(rèn)的通信路徑(傳送速度快)的路徑。
作為其他的安裝在協(xié)議處理部10中的處理,有L2TP封裝處理112、L2TP反封裝處理113和輸出報(bào)頭附加處理115。
L2TP封裝處理112在本數(shù)據(jù)包傳送裝置作為L(zhǎng)AC1工作的情況下是從PK1向PK2實(shí),在作為L(zhǎng)NS2工作的情況下是從PK3向PK3實(shí)施L2TP封裝的處理。
L2TP反封裝處理112是在本數(shù)據(jù)包傳送裝置作為L(zhǎng)AC1工作的情況下從PK2向PK1,在作為L(zhǎng)NS2工作的情況下從PK2向PK3實(shí)施L2TP反封裝的處理。
接著,輸出報(bào)頭附加處理115是在輸出側(cè)的協(xié)議處理部10-i中執(zhí)行的處理,在從本數(shù)據(jù)包傳送裝置輸出數(shù)據(jù)包時(shí),按照輸出線路例如是Ether或ATM等附加報(bào)頭。
3.2 LAC的工作圖16是示出數(shù)據(jù)包傳送路徑轉(zhuǎn)換前的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。此外,圖17、圖18是表示數(shù)據(jù)包傳送路徑轉(zhuǎn)換后(其一)和(其二)的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖。以下,按照該例子說明從圖16向圖17,另外從圖17向圖18轉(zhuǎn)換傳送路徑的工作。
圖5中示出本數(shù)據(jù)包傳送裝置作為L(zhǎng)AC1工作的情況下的傳送路徑的轉(zhuǎn)換順序。
首先,在步驟<SQ1-1>中,本裝置管理者事先制作用戶信息表(圖14),設(shè)定每個(gè)用戶的流量閾值和優(yōu)先級(jí)。
之后,在步驟<SQ1-2~SQ1-4>中,在本裝置開始時(shí),按照OSPF協(xié)議交換包括相鄰的路由器和度量的路徑信息,得到存取網(wǎng)NW1的結(jié)構(gòu)信息(NW1由LAC1、LNS2、R1~R7構(gòu)成,表示各裝置由度量值為多少的線路連接的結(jié)構(gòu)信息),制作路徑管理表123(圖13)(SQ1-5)。
路徑管理表123(圖13)如前所述,是保存對(duì)于某個(gè)目的子網(wǎng)的全部路徑信息的表。
在目的地是LNS2的L2TP終接地址192.168.0.1的情況下,OSPF協(xié)議的結(jié)果,對(duì)本目的地登記路徑1(P1)、路徑2(P2)、路徑3(P3)的信息。例如,在路徑1(P1)的情況下,包含在路徑1中的路由器地址R1192.168.1.1、R2192.168.2.1、R3192.168.3.1向圖13的1236-1、1236-2、1236-3輸出路徑的度量值(1234-1)、1200(=100+500+500+100)和其路徑時(shí),登記本裝置對(duì)應(yīng)的輸出線路信息1235-1作為路徑1(P1)的信息。
所述輸出線路信息是本裝置輸出數(shù)據(jù)包的線路的信息,例如,在路徑1(P1)的情況下,控制部40與輸出線路接口號(hào)碼5和物理端口3這樣的路徑相對(duì)應(yīng)。此外,在有多個(gè)對(duì)于某個(gè)目的的路徑的情況下是默認(rèn)值,將數(shù)據(jù)包通過的路徑1232也如后所述地、按照安裝在控制部40的路徑管理處理414中的優(yōu)先策略,設(shè)定在本路徑管理表123內(nèi)。
對(duì)在步驟<SQ1-5>中向路徑管理表123登記路徑信息時(shí)的本裝置的工作進(jìn)行說明。
在本裝置接收了OSPF的數(shù)據(jù)包時(shí),協(xié)議處理部10-i的協(xié)議處理器101檢測(cè)OSPF協(xié)議的數(shù)據(jù)包,向控制部40傳送數(shù)據(jù)包??刂撇?0中,由處理器401所執(zhí)行的路徑管理處理414來處理OSPF協(xié)議。
此外,在本裝置對(duì)相鄰的路由器R1、R4、R6發(fā)送所有路徑信息的情況下,由路徑管理處理414生成OSPF數(shù)據(jù)包,通過協(xié)議處理部10-i、線路接口30-i發(fā)送。
這樣,與相鄰路由器間相互交換路徑信息,得到度量值和路由器地址等構(gòu)成存取網(wǎng)NW1的信息,以本信息為基礎(chǔ),控制部40的處理器401向協(xié)議處理器發(fā)出指示,以制作路徑管理表123(SQ1-5)。此外,這時(shí),默認(rèn)路徑1232也通過用路徑管理處理414來決定,但默認(rèn)路徑的決定方法要遵從于安裝在本裝置中的優(yōu)先策略。除了控制部40的路徑管理處理414之外,還在協(xié)議處理部10-i的數(shù)據(jù)包傳送控制111中安裝優(yōu)先策略。
優(yōu)先策略在SQ1-1中設(shè)定的優(yōu)先級(jí)和選擇路徑的方法之間建立關(guān)聯(lián)。例如可以安裝這樣的策略,在優(yōu)先級(jí)高的參加者數(shù)據(jù)包超過了閾值時(shí),轉(zhuǎn)換成比默認(rèn)路徑高速的路徑,在優(yōu)先級(jí)低的參加者數(shù)據(jù)包超過了閾值時(shí),轉(zhuǎn)換成比默認(rèn)路徑低速的路徑。
在本實(shí)施方式中適用如上所述的優(yōu)先策略,定義1,2,3三個(gè)等級(jí)作為優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)1的優(yōu)先級(jí)最高,優(yōu)先級(jí)3的優(yōu)先級(jí)最低。
作為傳送速度的指標(biāo),使用在OSPF中使用的度量值,度量值大的情況表示低速,度量值小的情況表示高速。以192.168.0.1為目標(biāo)的默認(rèn)路徑,如圖13所示,設(shè)為三個(gè)路徑中的度量值為700的中間的路徑號(hào)碼3(P3)。
之后,對(duì)使用PPP協(xié)議,從主機(jī)終端H-1、H-2、H-n發(fā)出向因特網(wǎng)NW3的連接請(qǐng)求的情況進(jìn)行說明。
首先,對(duì)在步驟<SQ1-6>中制作LAC用戶管理表時(shí)的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。
例如,當(dāng)從主機(jī)H-1向因特網(wǎng)NW3發(fā)出與用戶IDxxxx@ISP1的連接請(qǐng)求時(shí),本裝置按照現(xiàn)有的PPP連接和L2TP連接順序,建立L2TP的隧道和對(duì)話。這時(shí),將在LAC1中識(shí)別用戶時(shí)使用的參加者ID和用戶信息表421(圖14)中定義的每個(gè)用戶的流量閾值及優(yōu)先級(jí)相對(duì)應(yīng),來制作LAC用戶管理表121(SQ1-6)。所述在LAC1中用于用戶識(shí)別的參加者ID,是在參加者使用PPPoE的情況下包含在PPPoE報(bào)頭中的PPPoE對(duì)話ID。
下面,示出步驟<SQ1-6>中的本裝置的具體工作內(nèi)容。
當(dāng)協(xié)議處理部10-i接收PPP和L2TP的對(duì)話建立請(qǐng)求數(shù)據(jù)包時(shí)進(jìn)行檢測(cè),并向控制部40傳送。在控制部40中,利用PPP連接處理411、L2TP隧道處理413、L2TP對(duì)話處理412來處理這些數(shù)據(jù)包,可進(jìn)行主機(jī)的因特網(wǎng)連接。
這時(shí),為了在控制部40中得到用戶ID“xxxx@ISP1”進(jìn)行因特網(wǎng)連接時(shí)所必要的L2TP隧道和對(duì)話的連接目的地,檢索用戶信息表421(圖14)。此外,這時(shí)獲得每個(gè)用戶預(yù)先定義的流量閾值和優(yōu)先級(jí),將“xxxx@ISP1”使用的PPPoE對(duì)話ID(在此ID1)和它們的信息(流量閾值1Mbit/s、優(yōu)先級(jí)1)相對(duì)應(yīng),向協(xié)議處理部101發(fā)出指示(SQ1-6),使得在LAC用戶管理表(121、圖11)中制作為項(xiàng)目。
從其他多個(gè)主機(jī)H-2、H-n發(fā)出因特網(wǎng)連接請(qǐng)求的情況下,也與上述同樣地對(duì)每個(gè)參加者制作一個(gè)LAC用戶管理表121的項(xiàng)目(PPPoE對(duì)話ID2、n)(SQ1-6)。
之后,在步驟<SQ1-8>中,開始從主機(jī)H-1向因特網(wǎng)NW3存取,當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí),通過線路接口30-i在協(xié)議處理部10-i中接收,協(xié)議處理部的協(xié)議處理器101實(shí)施流量監(jiān)視處理114。在流量監(jiān)視處理114中,首先使用PPPoE對(duì)話ID1來檢索LAC用戶管理表(121、圖11),得到流量閾值1213和優(yōu)先級(jí)1214。
接著,在步驟<SQ1-9>中,流量監(jiān)視處理114測(cè)定并比較上述中得到的流量閾值和數(shù)據(jù)包流量。
比較數(shù)據(jù)包流量的結(jié)果,表示在步驟<SQ1-10>中測(cè)定的流量沒超過流量閾值的情況的傳送狀態(tài),以下關(guān)于這時(shí)的本實(shí)施方式的工作進(jìn)行說明。
另外,在流量為沒超過作為“xxxx@ISP1”的流量閾值的1Mbit/s的情況下,由L2TP封裝處理112附加作為L(zhǎng)2TP隧道T1用報(bào)頭的PK2的L2TP報(bào)頭和IP1報(bào)頭等。這時(shí)的IP1的DA是終接L2TP隧道T1的LNS2的地址192.168.0.1。
在L2TP封裝處理后,轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)包傳送控制111。數(shù)據(jù)包傳送控制是決定傳送數(shù)據(jù)包時(shí)的傳送路徑的處理。當(dāng)前,由于IP報(bào)頭的DA是192.168.0.1,因此,根據(jù)本目的地址檢索路徑管理表(圖13)。作為檢索結(jié)果,得到將由前述的OSPF協(xié)議得到的三個(gè)路徑P1、P2、P3作為傳送路徑的候補(bǔ)。
由于在接收了本數(shù)據(jù)包的時(shí)候數(shù)據(jù)包流量沒超過閾值,故選擇默認(rèn)的路徑1232。由于以192.168.0.1為目的地的默認(rèn)路徑是路徑3(P3),因此,數(shù)據(jù)包傳送控制111決定將線路接口號(hào)碼3的物理端口號(hào)碼2作為輸出線路,使得對(duì)路徑3傳送數(shù)據(jù)包,并通過開關(guān),向與線路接口號(hào)碼3相對(duì)應(yīng)的協(xié)議處理部10傳送數(shù)據(jù)包。
在輸出線路接口側(cè)的協(xié)議處理部10中,附加與輸出線路相應(yīng)的報(bào)頭。例如,在與線路接口號(hào)碼3的物理端口號(hào)碼2相對(duì)應(yīng)的輸出線路是以太網(wǎng)(Ethernet)(注冊(cè)商標(biāo))的情況下,將路由器R6的MAC地址作為目的地MAC地址,將輸出端口的MAC地址作為發(fā)送源MAC地址,生成以太網(wǎng)(Ethernet)(注冊(cè)商標(biāo))報(bào)頭賦予數(shù)據(jù)包。這樣,從LAC1對(duì)路徑3(P3)輸出數(shù)據(jù)包SQ1-10。
步驟<SQ1-12>示出了在流量監(jiān)視SQ1-9的結(jié)果,數(shù)據(jù)包流量超過了流量閾值的情況下,本裝置將數(shù)據(jù)包的傳送路徑從默認(rèn)路徑轉(zhuǎn)換成另外的路徑。以下關(guān)于這時(shí)的本裝置的工作進(jìn)行說明。
首先,與沒超過流量閾值的情況同樣地,由數(shù)據(jù)包傳送控制111從路徑管理表123(圖13)檢索目的地192.168.0.1的傳送目的地路徑。作為檢索結(jié)果,得到由前述的OSPF協(xié)議得到的三個(gè)路徑P1、P2、P3作為傳送路徑的候補(bǔ),但由于這次超過了流量閾值,故按照安裝在數(shù)據(jù)包傳送控制處理111中的優(yōu)先策略來選擇路徑。
在優(yōu)先級(jí)高的參加者數(shù)據(jù)包超過了閾值時(shí),這次適用的優(yōu)先策略將路徑轉(zhuǎn)換成比默認(rèn)路徑高速的路徑。這樣,在“xxxx@ISP1”的數(shù)據(jù)包超過閾值的情況下,先在LAC用戶管理表的檢索中得到的優(yōu)先級(jí)是1(優(yōu)先級(jí)高),因此,數(shù)據(jù)包傳送控制111從路徑管理表123(圖13)選擇比默認(rèn)路徑高速的、即度量值小的路徑。由于默認(rèn)路徑P3的度量值是700,故選擇小于它的度量值為30的路徑P2作為傳送路徑,進(jìn)入路徑轉(zhuǎn)換工作。
作為路徑轉(zhuǎn)換工作,對(duì)L2TP封裝后的IP報(bào)頭(圖2、PK2IP1)附加IP選擇的源路由選擇,指示路徑號(hào)碼2的路由器地址。
圖15示出了源路由選擇的格式。選擇類型1241表示是松弛源路由選擇還是嚴(yán)格源路由選擇。在本字段是“10000011”的情況下表示松弛源路由選擇,在是“10001001”的情況下表示嚴(yán)格源路由選擇。IP地址#1~#n(1244-1~1244-n)是傳送數(shù)據(jù)包時(shí)應(yīng)該經(jīng)由的路由器的地址。此外,選擇長(zhǎng)度1242表示選擇的全長(zhǎng),指針1243表示下一應(yīng)該傳送的路由器地址的IP地址字段的位置。
在本實(shí)施方式中,以按嚴(yán)格源路由選擇的實(shí)施為例。在將路徑設(shè)為路徑2(P2)的情況下,利用數(shù)據(jù)包傳送控制111,在IP地址#1(1244-1)中設(shè)定路由器R4的地址“192.168.4.2”,在IP地址#2(1244-2)中設(shè)定路由器R5的地址“192.168.5.2”。此外,選擇類型、選擇長(zhǎng)度、指針也適當(dāng)進(jìn)行設(shè)定。
之后,數(shù)據(jù)包傳送控制111通過開關(guān),對(duì)作為路徑P2的輸出目的地的與線路接口2相對(duì)應(yīng)的協(xié)議處理部10進(jìn)行傳送。
在輸出側(cè)的協(xié)議處理部10中,賦予按照線路接口2的物理端口1的輸出報(bào)頭,傳送數(shù)據(jù)包SQ1-13。
根據(jù)源路由選擇,在R4→R5→LNS2這樣的路徑號(hào)碼2的路徑P2中傳送這樣輸出的數(shù)據(jù)包。
這樣,來自各主機(jī)H-1、H-2、H-n的數(shù)據(jù)包就在如圖17所示的路徑中被傳送。
接著,在圖1的實(shí)施方式中,將與前述相同的優(yōu)先策略適用于本裝置,使用圖5的順序圖,對(duì)優(yōu)先級(jí)低的用戶的數(shù)據(jù)包超過了閾值的情況進(jìn)行說明。
在步驟<SQ1-15>中,從主機(jī)H-2對(duì)因特網(wǎng)NW3發(fā)送數(shù)據(jù)包,由步驟<SQ1-16>進(jìn)行流量監(jiān)視。本裝置的直到流量監(jiān)視的工作,與從主機(jī)H-1(用戶ID“xxxx@ISP1”)對(duì)因特網(wǎng)NW3發(fā)送數(shù)據(jù)包的情況相同。
流量監(jiān)視的結(jié)果,在主機(jī)H-2使用的用戶ID“yyyy@ISP1”的流量超過了閾值2Mbit/s的情況下,轉(zhuǎn)換傳送路徑。
在優(yōu)先級(jí)低的參加者數(shù)據(jù)包超過閾值時(shí),這次適用的優(yōu)先策略將路徑轉(zhuǎn)換成比默認(rèn)路徑低速的路徑。這樣,在“yyyy@ISP1”的數(shù)據(jù)包超過閾值的情況下,由于先在LAC用戶管理表421的檢索中得到的優(yōu)先級(jí)是3(優(yōu)先級(jí)低),因此,數(shù)據(jù)包傳送控制111從路徑管理表123(圖13)選擇比默認(rèn)路徑低速的、即度量值大的路徑。由于默認(rèn)路徑P3的度量值是700,故選擇大于它的度量值為1200的路徑P1作為傳送路徑,進(jìn)入到路徑轉(zhuǎn)換工作。
路徑轉(zhuǎn)換工作與前述的優(yōu)先級(jí)高的情況同樣,在源路由選擇的IP地址#1(1244-1)中設(shè)定路徑P1的路由器R1的地址“192.168.1.1”,在IP地址#2(1244-2)中設(shè)定路由器R2的地址“192.168.2.1”,在IP地址#3(1244-3)中設(shè)定路由器R3的地址“192.168.3.1”,并通過開關(guān),向與輸出線路接口(線路接口號(hào)碼5)對(duì)應(yīng)的協(xié)議處理部10進(jìn)行傳送。
之后的工作也與上述的從主機(jī)H-1(用戶ID“xxxx@ISP1”)對(duì)因特網(wǎng)NW3發(fā)送數(shù)據(jù)包的情況相同。
這樣,利用源路由選擇,在R1→R2→R3→LNS2這樣的路徑號(hào)碼1的路徑P1中傳送被輸出的數(shù)據(jù)包。
這樣,來自各主機(jī)H-1、H-2、H-n的數(shù)據(jù)包就在如圖18所示的路徑中被傳送。
3.3 LNS的工作圖6中示出本發(fā)明的裝置作為L(zhǎng)NS2工作的情況的傳送路徑的轉(zhuǎn)換順序。
在本裝置作為L(zhǎng)NS2工作的情況下,實(shí)施從因特網(wǎng)NW3向主機(jī)H-1、H-2、H-n的方向的數(shù)據(jù)包的傳送路徑轉(zhuǎn)換。
與本裝置作為L(zhǎng)AC1工作的情況不同,使用LNS用戶管理表122,來取代LAC用戶管理表121。此外,在本實(shí)施方式中,在識(shí)別每個(gè)用戶的數(shù)據(jù)包時(shí),使用圖2的IP2報(bào)頭的DA即L2TP報(bào)頭和利用IP1報(bào)頭封裝前的IP報(bào)頭的DA。具體地說就是分配給主機(jī)的IP地址。即,主機(jī)H-1的數(shù)據(jù)包被認(rèn)識(shí)為IP2報(bào)頭的DA是“215.10.10.1”的數(shù)據(jù)包。
其他的工作基本與本裝置作為L(zhǎng)AC1工作的情況相同。
在步驟<SQ2-1>中,與LAC1的情況同樣地預(yù)先制作用戶信息表421。
之后,在步驟<SQ2-2~SQ2-4>中,與LAC1的情況同樣地,在本裝置開始時(shí),按照OSPF協(xié)議交換包括相鄰的路由器和度量的路徑信息,并制作路徑管理表(123、圖13)(SQ2-5)。
由于在向路徑管理表123登記路徑信息時(shí)的本裝置中的工作也與LAC1的情況相同,故省略說明。
在步驟<SQ2-6>中,使用PPP協(xié)議,從主機(jī)終端H-1、H-2、H-n發(fā)出向因特網(wǎng)NW3的連接請(qǐng)求,以下示出在本裝置中直到制作LNS用戶管理表122的說明。
例如,當(dāng)從主機(jī)H-1作為用戶ID“xxxx@ISP1”發(fā)出向因特網(wǎng)NW3的連接請(qǐng)求時(shí),LAC1對(duì)本裝置請(qǐng)求L2TP隧道和對(duì)話的建立。在本裝置中收到該請(qǐng)求而建立L2TP隧道和對(duì)話時(shí),將在LNS2中用于識(shí)別用戶的參加者ID和在用戶信息表421(圖14)中定義的每個(gè)用戶的流量閾值及優(yōu)先級(jí)相對(duì)應(yīng),制作LNS用戶管理表122(SQ2-6)。所述在LNS2中用于用戶識(shí)別的參加者ID,是L2TP封裝前的IP DA。這樣,主機(jī)H-1的情況下215.10.10.1就相當(dāng)于它。
由于制作LNS用戶管理表122時(shí)的本裝置內(nèi)的工作與制作LAC用戶管理表121的情況相同,故省略說明。
接著,建立L2TP隧道和對(duì)話,并在步驟<SQ2-8>中,當(dāng)從因特網(wǎng)NW3發(fā)送給主機(jī)H-1的數(shù)據(jù)包,在本裝置中通過線路接口30-I而由協(xié)議處理部10-i接收,協(xié)議處理部10-i的協(xié)議處理器101實(shí)施流量監(jiān)視處理114。這次,本裝置作為L(zhǎng)NS2工作,故在流量監(jiān)視處理114中使用L2TP封裝前的IP DA來檢索LNS用戶管理表(圖11),得到流量閾值1213和優(yōu)先級(jí)1214。
在步驟<SQ2-9>中,本裝置實(shí)施流量監(jiān)視處理114。流量監(jiān)視處理114與前述的本裝置作為L(zhǎng)AC1工作的情況相同。
步驟<SQ2-10>示出在流量監(jiān)視處理114的結(jié)果,測(cè)定的流量沒超過流量閾值的情況的存取網(wǎng)NW1內(nèi)的數(shù)據(jù)包傳送狀態(tài),步驟<SQ2-13>示出測(cè)定的流量超過流量閾值,在步驟<SQ2-12>中,本裝置轉(zhuǎn)換了路徑后的、存取網(wǎng)NW1內(nèi)的數(shù)據(jù)包的傳送狀態(tài)。
這時(shí)的本裝置中的傳送路徑的決定工作和數(shù)據(jù)包輸出工作與前述的LAC1的情況相同,故省略說明。
此外,步驟<SQ2-15>示出了從因特網(wǎng)NW3發(fā)送向主機(jī)H-2的數(shù)據(jù)包,作為L(zhǎng)NS2工作的本裝置接收數(shù)據(jù)包的情況。步驟<SQ2-16>示出了本裝置實(shí)施接收數(shù)據(jù)包時(shí)的流量監(jiān)視處理114。步驟<SQ2-17>示出了流量監(jiān)視的結(jié)果,測(cè)定的流量沒超過流量閾值的情況下的存取網(wǎng)NW1內(nèi)的數(shù)據(jù)包傳送路徑,步驟<SQ2-20>示出測(cè)定的流量超過了流量閾值,發(fā)生了路徑轉(zhuǎn)換步驟<SQ2-19>的情況下的存取網(wǎng)NW1中的數(shù)據(jù)包傳送路徑。
由于從這時(shí)的步驟<SQ2-15>到步驟<SQ2-20>的工作也與前述的本裝置作為L(zhǎng)AC工作的情況相同,故省略說明。
這樣,在本裝置作為L(zhǎng)NS2工作的情況下,可動(dòng)態(tài)地轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包的傳送路徑。
4.變形例此外,用戶信息表421(圖14)也可以設(shè)置在與本裝置不同的另外的裝置中。例如,也可以設(shè)置在存在于存取網(wǎng)NW1中的統(tǒng)一管理用于進(jìn)行用戶認(rèn)證的信息的服務(wù)器、即所謂的Radius服務(wù)器中。這時(shí),本裝置與Radius服務(wù)器間使用RFC2869記載的RADIUS(Remote AuthenticationDial In User Service即,撥入用戶遠(yuǎn)程認(rèn)證服務(wù))協(xié)議。
在此,圖5的步驟<SQ1-1>中用戶信息表(421、圖14)的設(shè)定由維修者對(duì)Radius服務(wù)器實(shí)施。
本裝置在作為L(zhǎng)AC1工作的情況下,在步驟<SQ1-6>中從主機(jī)H-1、H-2、H-n發(fā)出對(duì)因特網(wǎng)NW3的存取請(qǐng)求時(shí),本裝置為了得到用于建立L2TP隧道和對(duì)話的LNS的地址,而對(duì)Radius服務(wù)器進(jìn)行存取。這時(shí),本裝置從Radius服務(wù)器取得對(duì)每個(gè)參加者設(shè)定的流量閾值4214和優(yōu)先級(jí)4215,制作LAC用戶管理表121。
之后的步驟<SQ1-8>以后的本裝置中的工作與前述的本裝置作為L(zhǎng)AC1工作的情況相同。
此外,圖6也同樣地,由維修者對(duì)Radius服務(wù)器實(shí)施步驟<SQ2-1>中的用戶信息表421(圖14)的設(shè)定。
本裝置在作為L(zhǎng)NS2工作的情況下,在步驟<SQ2-6>中從主機(jī)H-1、H-2、H-n發(fā)出對(duì)因特網(wǎng)NW3的存取請(qǐng)求時(shí),本裝置為了實(shí)施用于建立L2TP隧道和對(duì)話的用戶認(rèn)證,而對(duì)Radius服務(wù)器進(jìn)行存取。這時(shí),本裝置從Radius服務(wù)器取得對(duì)每個(gè)參加者設(shè)定的流量閾值4214和優(yōu)先級(jí)4215,制作LNS用戶管理表122。
步驟<SQ2-8>以后的本裝置中的工作與前述的本裝置作為L(zhǎng)NS2工作的情況相同。
工業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠用于例如參加者側(cè)的L2TP終接裝置LAC和因特網(wǎng)企業(yè)者側(cè)的L2TP終接裝置LNS等的數(shù)據(jù)包傳送裝置。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)包傳送裝置,收容多個(gè)具有IP地址的通信終端,用于通過L2TP網(wǎng)絡(luò)連接通信終端與因特網(wǎng),其特征在于,具有協(xié)議處理部,設(shè)定將優(yōu)先級(jí)和選擇路徑的方法關(guān)聯(lián)起來的優(yōu)先策略,從使用L2TP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)路由器形成的多個(gè)物理路徑中選擇一個(gè)路徑;多個(gè)線路接口,向上述協(xié)議處理部傳送所接收到的數(shù)據(jù)包,并將從上述協(xié)議處理部接收到的數(shù)據(jù)包變換成輸入輸出線路上的通信協(xié)議之后送出;開關(guān),按照規(guī)定的地址,向連接于存在輸出端口的上述線路接口上的協(xié)議處理部,傳送從上述協(xié)議處理部接收到的數(shù)據(jù)包;用戶信息表,對(duì)于使用通信終端的用戶的用戶ID,設(shè)定作為L(zhǎng)2TP隧道和對(duì)話的連接目的地的目的地址、流量閾值和優(yōu)先級(jí);路徑管理表,關(guān)于對(duì)目的子網(wǎng)的地址的全部路徑,存儲(chǔ)了各路徑標(biāo)識(shí)符和包含在各路徑中的路由器的路由器地址、作為表示各路徑對(duì)于目的子網(wǎng)的遠(yuǎn)近或傳送快慢的數(shù)值的度量值,上述協(xié)議處理部,在建立了L2TP的隧道和對(duì)話時(shí),對(duì)于每個(gè)用于識(shí)別用戶的標(biāo)識(shí)符制作用戶管理表,所述用戶管理表中存儲(chǔ)了對(duì)于在上述用戶信息表中定義的用戶的、作為L(zhǎng)2TP隧道和對(duì)話的連接目的地的目的地址和流量閾值及優(yōu)先級(jí),對(duì)于從上述線路接口接收到的數(shù)據(jù)包,基于用于識(shí)別該用戶的標(biāo)識(shí)符,對(duì)每個(gè)用戶檢測(cè)數(shù)據(jù)包流量,并參照上述用戶管理表,比較流量閾值和數(shù)據(jù)包流量,在數(shù)據(jù)包流量超過了流量閾值的情況下,按照目的子網(wǎng)的地址,按照優(yōu)先策略,選擇傳送目的地路徑,所述優(yōu)先策略是參照上述路徑管理表,根據(jù)優(yōu)先級(jí),將傳送目的地路徑轉(zhuǎn)換成度量值與默認(rèn)路徑不同的其他路徑,在從通信終端接收到的數(shù)據(jù)中附加源路由選擇,執(zhí)行用于附加在L2TP隧道內(nèi)使用的報(bào)頭的L2TP封裝處理,并指示傳送目的地的路由器,從而實(shí)現(xiàn)物理路徑的轉(zhuǎn)換,所述源路由選擇用于指定包含在上述路徑管理表中的、所經(jīng)過的路由器的路由器地址。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置,其特征在于,優(yōu)先策略是在優(yōu)先級(jí)高的用戶的數(shù)據(jù)包超過了閾值時(shí),轉(zhuǎn)換成度量值比默認(rèn)路徑小的高速路徑,并且,在優(yōu)先級(jí)低的用戶的數(shù)據(jù)包超過了閾值時(shí),轉(zhuǎn)換成度量值比默認(rèn)路徑大的低速路徑的策略。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置,其特征在于,上述路徑管理表將度量值位于中間的路徑設(shè)定為默認(rèn)的通信路徑。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置,其特征在于,比較數(shù)據(jù)包流量的結(jié)果,在測(cè)定的流量沒超過流量閾值的情況下,上述協(xié)議處理部執(zhí)行用于附加在L2TP隧道內(nèi)使用的報(bào)頭的L2TP封裝處理,并且,參照上述路徑管理表,選擇默認(rèn)的路徑,并附加源路由選擇后傳送數(shù)據(jù)包。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置,其特征在于,上述源路由選擇還包括表示是松弛源路由選擇或嚴(yán)格源路由選擇的數(shù)據(jù),所述松弛源路由選擇在直到本選擇中所指定的下一個(gè)路由器的過程中,容許經(jīng)由其他中間路徑器的路由,所述嚴(yán)格源路由選擇指定所經(jīng)過的全部路由器的順序和地址。
6.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置,其特征在于,在作為參加者側(cè)的L2TP終接裝置工作的情況下,在建立了L2TP隧道和對(duì)話時(shí),對(duì)每個(gè)用于識(shí)別用戶的PPPoE對(duì)話ID制作LAC用的上述用戶管理表,所述用戶管理表中存儲(chǔ)了在上述用戶信息表中定義的每個(gè)用戶的流量閾值和優(yōu)先級(jí),上述數(shù)據(jù)包處理部參照上述用戶管理表,按照PPPoE對(duì)話ID,求得流量閾值和優(yōu)先級(jí)。
7.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置,其特征在于,在作為因特網(wǎng)企業(yè)者側(cè)的L2TP終接裝置工作的情況下,在建立了L2TP隧道和對(duì)話時(shí),對(duì)每個(gè)通信終端使用的L2TP封裝前的目的IP地址制作LNS用的上述用戶管理表,所述用戶管理表中存儲(chǔ)了在上述用戶信息表中定義的每個(gè)用戶的流量閾值和優(yōu)先級(jí),上述數(shù)據(jù)包處理部參照上述用戶管理表,按照目的IP地址,求得流量閾值和優(yōu)先級(jí)。
全文摘要
提供一種對(duì)于在存取網(wǎng)NW1內(nèi)邏輯地使用同一隧道的多個(gè)用戶,能每個(gè)用戶適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換一個(gè)邏輯隧道內(nèi)的物理路徑的數(shù)據(jù)包傳送裝置。在終接L2TP的數(shù)據(jù)包傳送裝置(1、2)內(nèi)具有對(duì)每個(gè)參加者設(shè)定流量閾值和優(yōu)先級(jí)的表,以該表信息為基礎(chǔ),對(duì)每個(gè)參加者測(cè)定數(shù)據(jù)包的流量,在超過了閾值的情況下,按照每個(gè)參加者中設(shè)定的優(yōu)先級(jí),轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)包的通信路徑。路徑信息的管理使用OSPF協(xié)議,保存對(duì)于某個(gè)目的的多條路徑信息作為路徑管理表。作為路徑轉(zhuǎn)換的手段,通過使用已L2TP封裝后的數(shù)據(jù)包的IP報(bào)頭的源路由選擇指定傳送目的地路由器來實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1674554SQ20041006159
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2004年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者太田琢, 宮田裕章, 中島淳, 坂本好隆 申請(qǐng)人:日立通訊技術(shù)株式會(huì)社