特許 6156737 ネットワーク中継システムおよびスイッチ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6156737

(24)【登録日】2017年6月16日

(45)【発行日】2017年7月5日

(54)【発明の名称】ネットワーク中継システムおよびスイッチ装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/891 20130101AFI20170626BHJP

   H04L 12/933 20130101ALI20170626BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/891

   H04L12/933

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2013-169787(P2013-169787)

(22)【出願日】2013年8月19日

(65)【公開番号】特開2015-39135(P2015-39135A)

(43)【公開日】2015年2月26日

【審査請求日】2015年11月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】517121630

【氏名又は名称】ＡＰＲＥＳＩＡ Ｓｙｓｔｅｍｓ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】特許業務法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】巽 知厳

【審査官】 衣鳩 文彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１１４６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０１３４３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１３０８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１７４４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８８１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 加藤 慶信，サーバー負荷分散装置 分散手法や対応プロトコルに差 ニーズに合った機能に着目せよ，日経コミュニケーション，２０００年 ３月２０日，第314号，p.114〜123

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／００〜１２／９５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ｎ（ｎは２以上の整数）台の第１スイッチ装置と、
前記ｎ台の第１スイッチ装置の間のフレームの中継を担うｍ（ｍは２以上の整数）台の第２スイッチ装置と、
前記ｍ台の第２スイッチ装置と前記ｎ台の第１スイッチ装置との間をそれぞれ接続する複数のリンクと、を備え、
前記ｎ台の第１スイッチ装置のそれぞれは、前記ｍ台の第２スイッチ装置との間をそれぞれ接続するｍ本のリンクに対してリンクアグリゲーショングループを設定し、
前記ｎ台の第１スイッチ装置のいずれかは、所定のポートで受信したＯＳＩ参照モデルのレイヤ４のポート番号を含んだフレームに対して、前記ポート番号を用いてハッシュ演算を行い、前記リンクアグリゲーショングループが設定されたｍ本のリンクの中から、前記ハッシュ演算結果に基づいて１本のリンクを定めるＬＡＧ分散制御部を備え、前記ＬＡＧ分散制御部で定められた１本のリンクに前記フレームを中継し、
前記ＬＡＧ分散制御部は、前記ポート番号に加えて、さらに、前記フレームに含まれる送信元ＩＰアドレスおよび宛先ＩＰアドレスからなる第１の組合せか、または送信元ＭＡＣアドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスからなる第２の組合せを用いてハッシュ演算を行い、
前記ＬＡＧ分散制御部は、前記ポート番号に加えて、さらに、前記第１の組合せか、または前記第２の組合せを用いてハッシュ演算を行う第１モードと、前記ポート番号を用いずに、前記第１および第２の組合せの中の前記第１モードと同じ組合せを用いてハッシュ演算を行う第２モードと、を備え、前記第１モードか前記第２モードを選択可能となっている、ネットワーク中継システム。

【請求項2】

請求項１記載のネットワーク中継システムにおいて、
前記ＬＡＧ分散制御部は、前記ｎ台の第１スイッチ装置の全てに設けられる、ネットワーク中継システム。

【請求項3】

請求項２記載のネットワーク中継システムにおいて、さらに、
前記第１スイッチ装置のいずれかに接続され、複数の仮想端末を管理するトンネル終端部を備え、
前記トンネル終端部は、前記仮想端末によって生成された内部フレームを、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ４のヘッダを含んだ外部ヘッダでカプセル化して前記第１スイッチ装置に向けて送信する、ネットワーク中継システム。

【請求項4】

ｍ（ｍは２以上の整数）台の他のスイッチ装置との間でそれぞれｍ本のリンクで接続され、前記ｍ本のリンクに対してリンクアグリゲーショングループを設定するスイッチ装置であって、
所定のポートで受信したＯＳＩ参照モデルのレイヤ４のポート番号を含んだフレームに対して、前記ポート番号を用いてハッシュ演算を行い、前記リンクアグリゲーショングループが設定されたｍ本のリンクの中から、前記ハッシュ演算結果に基づいて１本のリンクを定めるＬＡＧ分散制御部を備え、前記ＬＡＧ分散制御部で定められた１本のリンクに前記フレームを中継し、
前記ＬＡＧ分散制御部は、前記ポート番号に加えて、さらに、前記フレームに含まれる送信元ＩＰアドレスおよび宛先ＩＰアドレスからなる第１の組合せか、または送信元ＭＡＣアドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスからなる第２の組合せを用いてハッシュ演算を行い、
前記ＬＡＧ分散制御部は、前記ポート番号に加えて、さらに、前記第１の組合せか、または前記第２の組合せを用いてハッシュ演算を行う第１モードと、前記ポート番号を用いずに、前記第１および第２の組合せの中の前記第１モードと同じ組合せを用いてハッシュ演算を行う第２モードと、を備え、前記第１モードか前記第２モードを選択可能となっている、スイッチ装置。

【請求項5】

請求項４記載のスイッチ装置において、
前記所定のポートで受信したフレームは、仮想端末によって生成された内部フレームを、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ４のヘッダを含んだ外部ヘッダでカプセル化したフレームである、スイッチ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ネットワーク中継システムおよびスイッチ装置に関し、例えば、仮想化環境を適用したデータセンター等で用いられるネットワーク中継システムおよびスイッチ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、複数のファブリック中継器と、複数のインターフェース中継器とを備えたネットワーク中継システムにおいて、各インターフェース中継器と複数のファブリック中継器とをそれぞれ接続する複数のリンクに対して自動的にＬＡＧを設定する方式が示されている。特許文献２には、ファットツリーで接続された３段構成のスイッチからなるネットワーク装置において、１段目と２段目の間の接続関係が通常のファットツリーの接続関係とは異なる構成が示されている。特許文献３には、複数のリーフスイッチと、その間の通信を中継する複数のルートスイッチとを備えた構成において、各リーフスイッチが、端末から受信したパケットをその宛先アドレスに基づく特定のルートスイッチに転送すると共に、学習用のパケットをその送信元アドレスに基づく特定のルートスイッチに転送する方式が示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１１４６４４号公報

【特許文献2】特開２０１３−２５５０５号公報

【特許文献3】特開２０１０−２８８１６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、例えば、データセンター等では、仮想端末および仮想スイッチを用いた仮想化環境の適用が進められている。このような仮想化環境では、所定の仮想端末および仮想スイッチからなる論理的（または仮想的）なレイヤ２（以降、Ｌ２と略す）ネットワークを、既存のＬ２およびレイヤ３（以降、Ｌ３と略す）の物理ネットワーク上に柔軟に構築する技術が求められる。このような技術の一つとして、ＶＸＬＡＮ（Virtual eXtensible Local Area Network）、ＮＶＧＲＥ（Network Virtualization using Generic Routing Encapsulation）、ＳＴＴ（Stateless Transport Tunneling）等のオーバーレイ方式を用いたネットワークの仮想化技術が知られている。

【0005】

例えば、ＶＸＬＡＮは、Ｌ２フレームをカプセル化することで、Ｌ３ネットワーク上に論理的なＬ２ネットワークを構築可能にするトンネリングプロトコルである。具体的には、各仮想端末はＶＴＥＰ（Virtual Tunnel End Point）と呼ばれるトンネル終端部に適宜属するように構成され、異なるＶＴＥＰに属する仮想端末間での通信は、対応するＶＴＥＰ間での通信を介して行われる。この際に、ＶＴＥＰは、自身に属する仮想端末から送信されたＬ２フレームをＵＤＰ（User Datagram Protocol）ヘッダ等を含む外部ヘッダでカプセル化し、宛先となるＶＴＥＰに向けて送信する。

【0006】

一方、例えば、特許文献１等に示されるように、シャーシ型スイッチ装置の代わりに複数のボックス型スイッチ装置を組み合わせてネットワーク中継システムを構築する技術が知られている。当該ネットワーク中継システムでは、複数のボックス型スイッチ装置（ここではポートスイッチと呼ぶ）と、各ポートスイッチ間でのフレームの中継を担う複数のボックス型スイッチ装置（ここではファブリックスイッチと呼ぶ）とが設けられる。各ポートスイッチは、複数のファブリックスイッチとの間でそれぞれリンクを持ち、当該複数のリンクに対してリンクアグリゲーショングループ（以降、ＬＡＧと略す）を設定する。本明細書では、このようなネットワーク中継システムをボックス型ファブリックシステムと呼ぶ。

【0007】

このようなボックス型ファブリックシステムでは、ポートスイッチは、所定のポートで受信した各フレームを別のポートスイッチに中継する際に、当該各フレームをＬＡＧが設定される複数のリンク内で適宜分散させて中継する。このＬＡＧ内での分散は、所定の規則に基づいて行われる。しかしながら、本発明者等の検討により、ポートスイッチが所定のポートで前述したＶＴＥＰのようなトンネル終端部からのフレームを受信した場合に、ＬＡＧ内での分散が効率的に行われず、これによって、通信帯域の低下が生じる恐れがあることが見出された。

【0008】

本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、通信帯域の向上を実現可能なネットワーク中継システム、およびそれに用いられるスイッチ装置を提供することにある。

【0009】

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

【0011】

本実施の形態によるネットワーク中継システムは、ｎ（ｎは２以上の整数）台の第１スイッチ装置と、ｎ台の第１スイッチ装置の間のフレームの中継を担うｍ（ｍは２以上の整数）台の第２スイッチ装置と、ｍ台の第２スイッチ装置とｎ台の第１スイッチ装置との間をそれぞれ接続する複数のリンクとを備える。ｎ台の第１スイッチ装置のそれぞれは、ｍ台の第２スイッチ装置との間をそれぞれ接続するｍ本のリンクに対してリンクアグリゲーショングループを設定する。ｎ台の第１スイッチ装置のいずれかは、所定のポートで受信したＯＳＩ参照モデルのレイヤ４のポート番号を含んだフレームに対して、当該ポート番号を用いてハッシュ演算を行い、リンクアグリゲーショングループが設定されたｍ本のリンクの中から、ハッシュ演算結果に基づいて１本のリンクを定めるＬＡＧ分散制御部を備える。そして、当該第１スイッチ装置のいずれかは、ＬＡＧ分散制御部で定められた１本のリンクにフレームを中継する。

【発明の効果】

【0012】

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、ネットワーク中継システムおよびスイッチ装置において、通信帯域の向上が実現可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態１によるネットワーク中継システムにおいて、その適用例となる仮想化されたネットワークシステムの概略構成例を示すブロック図である。

【図2】図１におけるボックス型ファブリックシステムの構成例およびその前提となる動作例を示すブロック図である。

【図3】（ａ）は、図２におけるカプセル化されたフレームの構造例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の具体例を示す図である。

【図4】図２のボックス型ファブリックシステムにおいて、その動作例を示す説明図である。

【図5】図２のネットワーク中継システムにおいて、そのポートスイッチの主要部の概略構成例を示すブロック図である。

【図6】（ａ）は、図５におけるアドレステーブルの構造例を示す概略図であり、（ｂ）は、図５におけるＬＡＧテーブルの構造例を示す概略図である。

【図7】図５におけるフレーム処理部の主要な動作例を示すフロー図である。

【図8】図５におけるＬＡＧ分散制御部の主要部の概略構成例を示す図である。

【図9】本発明の実施の形態２によるネットワーク中継システムにおいて、その構成例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

【0015】

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

【0016】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0017】

（実施の形態１）
《仮想化されたネットワークシステムの概要》
図１は、本発明の実施の形態１によるネットワーク中継システムにおいて、その適用例となる仮想化されたネットワークシステムの概略構成例を示すブロック図である。図１に示すネットワークシステムは、特に限定はされないが、例えばデータセンター等のネットワークシステムを表している。当該ネットワークシステムは、Ｌ３ネットワーク１０と、複数のＬ３スイッチ装置（Ｌ３ＳＷ）１１ａ，１１ｂと、ボックス型ファブリックシステム１２と、Ｌ２スイッチ装置（Ｌ２ＳＷ）１４と、情報処理部１３ａ〜１３ｄを含む複数の情報処理部を備える。本実施の形態１によるネットワーク中継システムは、主にボックス型ファブリックシステム１２に適用される。

【0018】

情報処理部１３ａは、トンネル終端部ＥＰ１と、トンネル終端部ＥＰ１によって管理される複数（ｉ台）の仮想端末ＶＭ［１，１］〜ＶＭ［１，ｉ］を備える。トンネル終端部ＥＰ１は、例えば、前述したＶＸＬＡＮの場合にはＶＴＥＰに該当する。情報処理部１３ａは、例えば、ラック型のサーバ装置等によって構成され、トンネル終端部ＥＰ１は、ソフトウェアベースで実現することも、ＴｏＲ（Top of Rack）の物理スイッチ等で実現することも可能である。同様に、情報処理部１３ｃは、トンネル終端部ＥＰ２と、複数（ｉ台）の仮想端末ＶＭ［２，１］〜ＶＭ［２，ｉ］を備え、情報処理部１３ｄは、トンネル終端部ＥＰ３と、複数（ｉ台）の仮想端末ＶＭ［３，１］〜ＶＭ［３，ｉ］を備える。

【0019】

以降、仮想端末ＶＭ［１，１］〜ＶＭ［１，ｉ］，ＶＭ［２，１］〜ＶＭ［２，ｉ］，ＶＭ［３，１］〜ＶＭ［３，ｉ］のそれぞれを代表して仮想端末ＶＭと称し、トンネル終端部ＥＰ１〜ＥＰ３のそれぞれを代表してトンネル終端部ＥＰと称する。また、情報処理部１３ａ〜１３ｄのそれぞれを代表して情報処理部１３と称する。

【0020】

ボックス型ファブリックシステム１２は、この例では、情報処理部１３ａ〜１３ｃを含む複数の情報処理部１３と、Ｌ３スイッチ装置（Ｌ３ＳＷ）１１ａとが接続され、詳細は後述するが、これらの間でのフレームの中継を担う。Ｌ２スイッチ装置（Ｌ２ＳＷ）１４は、この例では、情報処理部１３ｄを含む複数の情報処理部１３と、Ｌ３スイッチ装置（Ｌ３ＳＷ）１１ｂとが接続され、これらの間でのフレームの中継を担う。Ｌ２スイッチ装置（Ｌ２ＳＷ）１４には、ボックス型ファブリックシステム１２と同様の構成を適用することも可能である。Ｌ３ネットワーク１０は、Ｌ３スイッチ装置（Ｌ３ＳＷ）１１ａ，１１ｂが接続され、これらの間のフレーム（パケット）の中継を行う。Ｌ３ネットワーク１０は、図示は省略するが、内部にその他のＬ３スイッチ装置を適宜含むことができる。

【0021】

このようなネットワークシステムにおいて、例えば、情報処理部１３ａと、情報処理部１３ｄとの間で、Ｌ３ネットワーク１０を跨いで論理的（仮想的）なＬ２ネットワークを構築したいような場合がある。このような場合に、ＶＸＬＡＮ等に代表されるトンネリングプロトコルを用いることが有益となる。ＶＸＬＡＮでは、ＶＸＬＡＮ識別子によって論理的（仮想的）なＬ２ネットワークが区別される。ＶＸＬＡＮでは、予め、このＶＸＬＡＮ識別子毎に、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）やＰＩＭ（Protocol Independent Multicast）等のマルチキャストプロトコルを利用してマルチキャストグループを構築することで、Ｌ３ネットワーク１０を跨いで論理的（仮想的）なＬ２ネットワークが構築される。

【0022】

トンネル終端部ＥＰ（すなわちＶＴＥＰ）は、自身の配下の仮想端末ＶＭから送信されたＬ２フレーム（以降、フレームと略す）を受信した場合に、その宛先となる仮想端末ＶＭが属するトンネル終端部ＥＰを認識しているか否かに応じて処理を使い分ける。宛先のトンネル終端部ＥＰを認識している場合、トンネル終端部ＥＰは、当該フレームをＵＤＰでカプセル化したのち、宛先のトンネル終端部ＥＰに向けてユニキャストで送信する。一方、宛先のトンネル終端部ＥＰを認識していない場合、トンネル終端部ＥＰは、当該フレームをマルチキャストアドレスでカプセル化したのち、送信元の仮想端末ＶＭが属するマルチキャストグループに向けてマルチキャストで送信する。

【0023】

このようなネットワークシステムでは、多数の仮想端末ＶＭ間での通信が行われるため、効率的に負荷分散を行うことが重要となる。そこで、後述する本実施の形態１のネットワーク中継システムを用いることが有益となる。

【0024】

《ネットワーク中継システムの構成および前提動作》
図２は、図１におけるボックス型ファブリックシステムの構成例およびその前提となる動作例を示すブロック図である。図２に示すボックス型ファブリックシステム（ネットワーク中継システム）１２ａは、ｎ（ｎは２以上の整数）台のポートスイッチ（第１スイッチ装置）ＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］と、ｍ（ｍは２以上の整数）台のファブリックスイッチ（第２スイッチ装置）ＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］と、複数のリンク２１とを備える。ｍ台のファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］は、ｎ台のポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］の間のフレームの中継を担う。複数のリンク２１は、ｍ台のファブリックスイッチとｎ台のポートスイッチとの間をそれぞれ接続する。

【0025】

ｎ台のポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］、およびｍ台のファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］のそれぞれは、ボックス型スイッチ装置で構成される。ｎ台のポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］のそれぞれは、ｍ個のファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］〜Ｐｆ［ｍ］と、ｋ（ｋは１以上の整数）個のユーザ用ポートＰｕ［１］〜Ｐｕ［ｋ］とを備える。ｍ台のファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］のそれぞれは、ｎ個のポートスイッチ用ポートＰｐ［１］〜Ｐｐ［ｎ］を備える。ｎ台のポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］のそれぞれは、ｍ台のファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］との間をそれぞれ接続するｍ本のリンク２１に対してＬＡＧを設定する。

【0026】

以降、ポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］のそれぞれを代表してポートスイッチＰＳと称し、ファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］のそれぞれを代表してファブリックスイッチＦＳと称する。また、ファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］〜Ｐｆ［ｍ］のそれぞれを代表してファブリックスイッチ用ポートＰｆと称し、ユーザ用ポートＰｕ［１］〜Ｐｕ［ｋ］のそれぞれを代表してユーザ用ポートＰｕと称し、ポートスイッチ用ポートＰｐ［１］〜Ｐｐ［ｎ］のそれぞれを代表してポートスイッチ用ポートＰｐと称する。

【0027】

例えば、ポートスイッチＰＳ［１］を例とすると、ｍ個のファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］〜Ｐｆ［ｍ］と、ｍ台のファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］のポートスイッチ用ポートＰｐ［１］との間は、それぞれ、ｍ本のリンク２１で接続される。ポートスイッチＰＳ［１］は、当該ｍ本のリンク２１に対してＬＡＧ２０ａを設定する。なお、リンク２１とは、通信回線と、その両端のポート（すなわちファブリックスイッチ用ポートＰｆおよびポートスイッチ用ポートＰｐ）とを含めた集合体を意味する。同様に、ポートスイッチＰＳ［２］は、ｍ台のファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］との間をそれぞれ接続するｍ本のリンク２１に対してＬＡＧ２０ｂを設定し、ポートスイッチＰＳ［ｎ］は、ｍ台のファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］との間をそれぞれ接続するｍ本のリンク２１に対してＬＡＧ２０ｃを設定する。

【0028】

このようなボックス型ファブリックシステム１２ａを用いると、ＬＡＧに伴い、ＬＡＧ内での負荷分散と冗長性を実現できる。例えば通信帯域を拡大したい場合には、ファブリックスイッチＦＳを増設すればよく、通信帯域の拡大を容易にかつ低コストで実現可能になる。また、ポートスイッチＰＳの増設によって、ポート数（すなわちユーザ用ポートＰｕ）の拡張も容易にかつ低コストで実現可能になる。その結果、当該システムを用いると、シャーシ型スイッチ装置からなるシステムを用いる場合と比較して、ユーザの要求に応じた柔軟なシステムを低コストで構築できる。なお、図１に示したＬ３スイッチ装置（Ｌ３ＳＷ）１１ａは、図２のポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］のいずれかのユーザ用ポートＰｕに接続されるか、あるいは、ポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］のいずれかをＬ３スイッチ装置とすることも可能である。

【0029】

ここで、図２の例では、ポートスイッチＰＳ［１］のユーザ用ポートＰｕ［１］とポートスイッチＰＳ［ｎ］のユーザ用ポートＰｕ［ｋ］とに、それぞれ、図１で述べた情報処理部１３ａと情報処理部１３ｃとが接続されている。また、情報処理部１３ａにおいて、トンネル終端部ＥＰ１には、ＩＰ（Internet Protocol）アドレス「ＩＰ１」と、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス「ＭＡ１」とが設定され、仮想端末ＶＭ［１，１］には仮想ＭＡＣアドレス「ＭＡ１１」が設定されている。情報処理部１３ｃにおいて、トンネル終端部ＥＰ２には、ＩＰアドレス「ＩＰ２」と、ＭＡＣアドレス「ＭＡ２」とが設定され、仮想端末ＶＭ［２，ｉ］には仮想ＭＡＣアドレス「ＭＡ２ｉ」が設定されている。

【0030】

このような前提のもとで、仮想端末ＶＭ［１，１］から送信された内部Ｌ２フレーム（以降、内部フレームと略す）ＦＬ１を仮想端末ＶＭ［２，ｉ］に中継する場合の動作例について説明する。トンネル終端部ＥＰは、ＶＸＬＡＮのＶＴＥＰである場合を例とし、また、仮想端末ＶＭ［１，１］と仮想端末ＶＭ［２，ｉ］は、予め同一のＶＸＬＡＮ識別子が割り当てられ、同一の論理的（仮想的）なＬ２ネットワークに属するように設定されているものとする。

【0031】

まず、トンネル終端部ＥＰ１は、仮想端末ＶＭ［１，１］から送信された内部フレームＦＬ１に対して、その宛先の仮想ＭＡＣアドレスがどのトンネル終端部ＥＰに属しているかを判別する。ここでは、宛先となる仮想端末ＶＭ［２，ｉ］の仮想ＭＡＣアドレス「ＭＡ２ｉ」が、ＩＰアドレス「ＩＰ２」とＭＡＣアドレス「ＭＡ２」を持つトンネル終端部ＥＰ２に属していることを過去の通信によって予め学習しているものとする。この場合、トンネル終端部ＥＰ１は、内部フレームＦＬ１をＵＤＰでカプセル化し、宛先ＩＰアドレス「ＩＰ２」および宛先ＭＡＣアドレス「ＭＡ２」を含むカプセル化されたフレームＦＬ２をポートスイッチＰＳ［１］に向けて送信する。

【0032】

ボックス型ファブリックシステム１２ａは、ポートスイッチＰＳ［１］のユーザ用ポートＰｕ［１］で受信したカプセル化されたフレームＦＬ２を所定のファブリックスイッチＦＳを介してポートスイッチＰＳ［ｎ］に中継する。ポートスイッチＰＳ［ｎ］は、カプセル化されたフレームＦＬ２をユーザ用ポートＰｕ［ｋ］に中継する。トンネル終端部ＥＰ２は、ポートスイッチＰＳ［ｎ］から送信されたカプセル化されたフレームＦＬ２を受信し、当該カプセルを取り外した内部フレームＦＬ１を仮想端末ＶＭ［２，ｉ］に向けて送信する。また、図示は省略するが、トンネル終端部ＥＰ２は、送信元となる仮想端末ＶＭ［１，１］の仮想ＭＡＣアドレス「ＭＡ１１」と、それが属するトンネル終端部ＥＰ１のＩＰアドレス「ＩＰ１」およびＭＡＣアドレス「ＭＡ１」との関係を学習する。

【0033】

図３（ａ）は、図２におけるカプセル化されたフレームの構造例を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の具体例を示す図である。ここでは、ＶＸＬＡＮを用いる場合を例とする。トンネル終端部ＥＰ（ここではＶＴＥＰ）は、図３（ａ）に示すように、自身が管理する仮想端末ＶＭからの内部フレーム（内部Ｌ２フレーム）ＦＬ１に対して外部ヘッダ３０を付加することで、カプセル化されたフレームＦＬ２を生成する。内部フレームＦＬ１は、送信元ＭＡＣアドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスを含む。

【0034】

外部ヘッダ３０は、ＶＸＬＡＮヘッダ３１と、ＵＤＰヘッダ３２と、ＩＰヘッダ３３と、イーサネット（登録商標）ヘッダ３４とを含む。ＶＸＬＡＮヘッダ３１は、ＶＮＩ（VXLAN Network Identifier）と呼ばれる２４ビットのＶＸＬＡＮ識別子を含む８バイトの情報である。ＵＤＰヘッダ３２は、１６ビットの宛先のポート番号と１６ビットの送信元のポート番号を含む８バイトの情報である。当該ポート番号は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルのレイヤ４（以降、Ｌ４と略す）のポート番号である。ＩＰヘッダ３３は、３２ビットの宛先ＩＰアドレスと３２ビットの送信元ＩＰアドレスを含む２０バイトの情報であり、イーサネットヘッダ３４は、送信元ＭＡＣアドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスを含む１４〜１８バイトの情報である。

【0035】

図３（ｂ）には、図２で述べた仮想端末ＶＭ［１，１］から仮想端末ＶＭ［２，ｉ］に向けた通信を例として、図３（ａ）の具体例が示されている。図３（ｂ）に示すように、内部フレーム（内部Ｌ２フレーム）ＦＬ１の送信元ＭＡＣアドレスは、仮想端末ＶＭ［１，１］の仮想ＭＡＣアドレス「ＭＡ１１」となり、内部フレームＦＬ１の宛先ＭＡＣアドレスは、仮想端末ＶＭ［２，ｉ］の仮想ＭＡＣアドレス「ＭＡ２ｉ」となる。ＶＸＬＡＮヘッダ３１のＶＸＬＡＮ識別子には、仮想端末ＶＭ［１，１］に予め割り当てられる所定の識別子「ＩＤｘｘ」が設定される。

【0036】

ＵＤＰヘッダ３２の宛先のポート番号には所定のポート番号「ＤＰｙｙ」が設定され、
ＵＤＰヘッダ３２の送信元のポート番号には所定のポート番号「ＳＰｚｚ」が設定される。ここで、トンネル終端部ＥＰ１は、特に限定はされないが、「ＤＰｙｙ」としてｗｅｌｌ−ｋｎｏｗｎなポート番号を設定し、「ＳＰｚｚ」として内部フレームＦＬ１のハッシュ演算で算出した値を設定する。ＩＰヘッダ３３の宛先ＩＰアドレスにはトンネル終端部ＥＰ２のＩＰアドレス「ＩＰ２」が設定され、ＩＰヘッダ３３の送信元ＩＰアドレスにはトンネル終端部ＥＰ１のＩＰアドレス「ＩＰ１」が設定される。イーサネットヘッダ３４の送信元ＭＡＣアドレスにはトンネル終端部ＥＰ１のＭＡＣアドレス「ＭＡ１」が設定され、イーサネットヘッダ３４の宛先ＭＡＣアドレスにはトンネル終端部ＥＰ２のＭＡＣアドレス「ＭＡ２」が設定される。

【0037】

《ネットワーク中継システム（比較例）の動作》
ここで、比較例として、図２のような仮想化環境が用いられず、図２の情報処理部１３ａ，１３ｃの部分が一般的なＬ２スイッチ装置およびそれに接続された複数の端末等で構成されるような場合を想定する。この場合、ボックス型ファブリックシステム１２ａ内の例えばポートスイッチＰＳ［１］は、ユーザ用ポートＰｕ［１］でフレームを受信した際に、当該フレーム内のＩＰアドレスまたはＭＡＣアドレスに基づいてハッシュ演算を行い、ＬＡＧ２０ａの中から当該ハッシュ演算結果に基づいて定められたリンク２１に中継を行えばよい。すなわち、当該フレーム内のＩＰアドレスまたはＭＡＣアドレスは、端末のＩＰアドレスまたはＭＡＣアドレスとなるため、送信元の端末と宛先の端末との組合せに応じてＬＡＧ２０ａ内で効率的な負荷分散が実現可能になる。

【0038】

しかしながら、図２のような仮想化環境が用いられる場合には、図３（ｂ）に示したように、ポートスイッチＰＳ［１］のユーザ用ポートＰｕ［１］で受信されたカプセル化されたフレームＦＬ２は、送信元および宛先のＩＰアドレス、または送信元および宛先のＭＡＣアドレスとして、トンネル終端部ＥＰのアドレスが設定されることになる。その結果、例えば、仮想端末ＶＭ［１，１］〜ＶＭ［１，ｉ］のいずれかから仮想端末ＶＭ［２，１］〜ＶＭ［２，ｉ］のいずれかに向けて通信を行う場合には、ポートスイッチＰＳ［１］は、ＬＡＧ２０ａの中から常に同一のリンク２１を選択することになる。

【0039】

《ネットワーク中継システム（本実施の形態１）の動作》
そこで、本実施の形態１によるネットワーク中継システム（ボックス型ファブリックシステム１２ａ）は、次ぎのような動作を行う。図４は、図２のボックス型ファブリックシステムにおいて、その動作例を示す説明図である。図４は、図２に対して、ボックス型ファブリックシステム１２ａ内のポートスイッチＰＳ［２］の図示を便宜上省略したものとなっている。ここでは、情報処理部１３ａに含まれる仮想端末ＶＭ［１，１］〜ＶＭ［１，ｉ］のいずれかから情報処理部１３ｃに含まれる仮想端末ＶＭ［２，１］〜ＶＭ［２，ｉ］のいずれかに向けて通信を行う場合を例とする。

【0040】

ｎ台のポートスイッチＰＳのいずれか（この例ではポートスイッチＰＳ［１］）は、所定のポート（ここではユーザ用ポートＰｕ［１］）で受信したカプセル化されたフレームに対して、前述したＬ４（ここではＵＤＰ）のポート番号を用いてハッシュ演算を行う。そして、ｎ台のポートスイッチＰＳのいずれか（ＰＳ［１］）は、ＬＡＧ２０ａが設定されたｍ本のリンク２１の中から、当該ハッシュ演算結果に基づいて１本のリンクを定め、当該定められた１本のリンクにカプセル化されたフレームを中継する。このような処理は、主に、後述する図５のＬＡＧ分散制御部４１で行われる。

【0041】

その結果、ポートスイッチＰＳ［１］は、仮想端末ＶＭ［１，１］を送信元としてトンネル終端部ＥＰ１でカプセル化されたフレームＦＬ２ａを、例えば、ファブリックスイッチＦＳ［１］を介してポートスイッチＰＳ［ｎ］に中継する。また、ポートスイッチＰＳ［１］は、仮想端末ＶＭ［１，ｉ］を送信元としてトンネル終端部ＥＰ１でカプセル化されたフレームＦＬ２ｂを、仮想端末ＶＭ［１，１］の場合とは異なり、例えばファブリックスイッチＦＳ［２］を介してポートスイッチＰＳ［ｎ］に中継する。

【0042】

このように、ポートスイッチＰＳ（ＰＳ［１］）が、ＯＳＩ参照モデルのＬ４のポート番号に基づいてハッシュ演算を行うことで、トンネル終端部ＥＰ（ＥＰ１）によるカプセル化が行われた場合であっても、ＬＡＧ（ＬＡＧ２０ａ）内で効率的な負荷分散を行うことができる。その結果、ネットワーク中継システムにおける通信帯域の向上が実現可能になる。特に限定はされないが、より具体的には、例えば、図３（ｂ）に示したＵＤＰヘッダ３２内の送信元のポート番号「ＳＰｚｚ」を内部フレームＦＬ１内の送信元ＭＡＣアドレスや宛先ＭＡＣアドレス等のハッシュ演算で定めれば、送信元の仮想端末ＶＭと宛先の仮想端末ＶＭとの組合せに応じて「ＳＰｚｚ」の値は変化する。この場合、ポートスイッチＰＳ（ＰＳ［１］）は、当該「ＳＰｚｚ」を用いてハッシュ演算を行えばよい。

【0043】

なお、カプセル化されたフレーム内のＬ４のポート番号の決定方法は、その他にも様々な方法が考えられ、使用するトンネリングプロトコルに応じても変わり得る。少なくとも、Ｌ４の送信元ポート番号とＬ４の宛先ポート番号の一方または両方が、送信元の仮想端末ＶＭ、または宛先の仮想端末ＶＭ、あるいはその組合せに応じて変化するような決定方法であれば、決定方法は特に限定されない。また、ＬＡＧのハッシュ演算に用いるポート番号は、ＵＤＰ（Ｌ４）のポート番号に限らず、Ｌ４のＴＣＰ（Transmission Control Protocol）のポート番号を用いることも可能である。具体的には、例えば、ＳＴＴ等のトンネリングプロトコルでは、ＴＣＰでカプセル化を行う方式を用いており、図１のネットワークシステムにＳＴＴを適用する場合には、ＬＡＧのハッシュ演算にＴＣＰのポート番号を用いればよい。

【0044】

また、図４では、ｎ台のポートスイッチＰＳのいずれか（ポートスイッチＰＳ［１］）がＬ４のポート番号を用いてハッシュ演算を行う例を示したが、実際には、ｎ台のポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］の全てが同じ方法でハッシュ演算を行うように構成することが望ましい。すなわち、後述する図５のＬＡＧ分散制御部４１は、ｎ台のポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］の全てに設けられることが望ましい。これにより、図４のｎ台のポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］の全てにおいて、ポートスイッチＰＳ［１］の場合と同様の負荷分散が実現できるため、より通信帯域の向上が図れる。さらに、この負荷分散に伴って、ｍ台のファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［２］の全てがトンネル終端部ＥＰのＭＡＣアドレスを学習できるため、各ファブリックスイッチＦＳにおいて、アドレステーブルのエージングに伴うフラッディングの発生等が生じ難くなる。

【0045】

このアドレステーブルのエージングに関し、より望ましくは、ｎ台のポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］の全てが同じ方法でハッシュ演算を行い、かつ同じ規則でＬＡＧの中から１本のリンク２１を定めるように構成するとよい。これにより、２個の仮想端末ＶＭ間の双方向の通信が同一のファブリックスイッチＦＳを経由するように構成し易くなる。この場合、当該ファブリックスイッチＦＳは、当該２個の仮想端末にそれぞれ対応する２個のトンネル終端部ＥＰのＭＡＣアドレスを比較的高い頻度で学習できるため、宛先のＭＡＣアドレスがエージングされることによるフラッディングの発生がより生じ難くなる。

【0046】

具体的には、例えば、図３（ｂ）に示したＵＤＰヘッダ３２内の送信元のポート番号「ＳＰｚｚ」を内部フレームＦＬ１内の送信元ＭＡＣアドレスと宛先ＭＡＣアドレスのハッシュ演算で定めた場合、送信元および宛先となる２個の仮想端末ＶＭの組合せに対して同一のポート番号「ＳＰｚｚ」が算出される。この場合、ｎ台のポートスイッチＰＳ［１］〜ＰＳ［ｎ］が全て同じ規則でＬＡＧ内での負荷分散を行えば、当該２個の仮想端末ＶＭ間の双方向の通信が同一のファブリックスイッチＦＳを経由することになる。

【0047】

また、図４では、図１の情報処理部１３ａと情報処理部１３ｃとの間の通信を例として説明を行ったが、例えば、情報処理部１３ａと情報処理部１３ｂとの間の通信も同様であり、さらに、情報処理部１３ａと情報処理部１３ｄとの間のＬ３ネットワーク１０を跨いだ通信も同様である。

【0048】

情報処理部１３ａと情報処理部１３ｄとの間の通信では、トンネル終端部ＥＰ１とトンネル終端部ＥＰ３との間でカプセル化されたフレームが中継される。この際に、当該カプセル化されたフレームは、図１のＬ３スイッチ（Ｌ３ＳＷ）１１ａとＬ３スイッチ（Ｌ３ＳＷ）１１ｂとの間では図３（ａ）のＩＰヘッダ３３に基づいて中継される。Ｌ３スイッチ（Ｌ３ＳＷ）１１ａは、図４のポートスイッチＰＳ［２］〜ＰＳ［ｎ−１］（図示は省略）のいずれかに接続されるか、あるいは、ポートスイッチＰＳ［２］〜ＰＳ［ｎ−１］（図示は省略）のいずれかに実装される。ポートスイッチＰＳ［１］と、このＬ３スイッチ（Ｌ３ＳＷ）１１ａに対応するポートスイッチＰＳとの間で通信を行う際に、図４の場合と同様にＬＡＧ内での負荷分散が行われる。

【0049】

《ポートスイッチ（第１スイッチ装置）の概略》
図５は、図２のネットワーク中継システムにおいて、そのポートスイッチの主要部の概略構成例を示すブロック図である。図５に示すポートスイッチ（第１スイッチ装置）ＰＳは、例えば、フレーム処理部４０と、テーブルユニット４２と、複数のポート（ユーザ用ポートＰｕ［１］〜Ｐｕ［ｋ］およびファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］〜Ｐｆ［ｍ］）などを備えている。ユーザ用ポートＰｕ［１］〜Ｐｕ［ｋ］には、通信回線を介して図１の情報処理部１３が適宜接続される。ファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］〜Ｐｆ［ｍ］には、それぞれ、通信回線を介してファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］が接続される。言い換えれば、ポートスイッチＰＳとファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］との間がｍ本のリンク２１で接続される。

【0050】

テーブルユニット４２には、アドレステーブル４３と、ＬＡＧテーブル４４が含まれる。アドレステーブル４３は、各ポートと当該各ポートの先に存在するＭＡＣアドレスとの関係を示すテーブルである。ＬＡＧテーブル４４は、どのリンク２１（実際には当該リンク２１に対応するポート）にＬＡＧが設定されているかを示すテーブルである。ＬＡＧテーブル４４は、予め管理者等によって固定的に設定することも、特許文献１のような方式を用いて自動的に設定することも可能である。この例では、ファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］〜Ｐｆ［ｍ］を含むｍ本のリンク２１に対してＬＡＧ２０が設定されている。

【0051】

フレーム処理部４０は、ＬＡＧ分散制御部４１を備え、各ポート間でのフレームの中継を、アドレステーブル４３およびＬＡＧテーブル４４に基づいて制御する。この際に、ＬＡＧ分散制御部４１は、ＬＡＧテーブル４４に基づいてＬＡＧ２０が設定されたポートを認識し、図４で述べたようなハッシュ演算を用いてＬＡＧ内でのフレームの分散を制御する。すなわち、ＬＡＧ分散制御部４１は、所定のポート（ユーザ用ポートＰｕ）で受信したＬ４のポート番号を含んだフレームに対して、当該ポート番号を用いてハッシュ演算を行い、ＬＡＧ２０が設定されたｍ本のリンク２１の中から、ハッシュ演算結果に基づいて１本のリンク２１を定める。

【0052】

図６（ａ）は、図５におけるアドレステーブルの構造例を示す概略図であり、図６（ｂ）は、図５におけるＬＡＧテーブルの構造例を示す概略図である。図６（ｂ）に示すＬＡＧテーブル４４は、ＬＡＧ識別子（ＬＡＧ ＩＤ）としてＬＡＧ２０が設定されたリンク２１に対応するポート（以降、ＬＡＧポートと呼ぶ）がファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］〜Ｐｆ［ｍ］であることを示している。また、この例では、ＬＡＧテーブル４４は、各ファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］〜Ｐｆ［ｍ］に対応する各リンク２１の状態（すなわち障害の有無）も示している。例えば、図５のフレーム処理部４０は、定期的な制御フレームの送受信等によってファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］〜Ｐｆ［ｍ］の障害を検出した場合には、その情報をＬＡＧテーブル４４に記録する。ＬＡＧ分散制御部４１は、当該ＬＡＧテーブル４４に基づいて、正常なリンク２１の中から１本のリンク２１を定める。

【0053】

図６（ａ）に示すアドレステーブル４３は、ポートＮｏ／ＬＡＧ ＩＤと、当該ポートＮｏに対応するポートの先および当該ＬＡＧ ＩＤに対応するＬＡＧポートの先に存在するＭＡＣアドレスとの関係を示している。例えば、前述した図２のポートスイッチＰＳ［１］を例として、アドレステーブル４３は、ユーザ用ポートＰｕ［１］の先にＭＡＣアドレス「ＭＡ１」が存在し、ＬＡＧ２０ａに対応するＬＡＧポートの先にＭＡＣアドレス「ＭＡ２」が存在することを示している。

【0054】

図７は、図５におけるフレーム処理部の主要な動作例を示すフロー図である。図７に示すように、フレーム処理部４０は、フレーム中継処理に際して、まず、ポートでフレームを受信する（ステップＳ１０１）。次いで、フレーム処理部４０は、アドレステーブル４３の処理を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、フレーム処理部４０は、フレームを受信したポートと、当該フレームに含まれる送信元ＭＡＣアドレスとに基づいてアドレステーブル４３を更新し、また、アドレステーブル４３に基づいて、当該フレームに含まれる宛先ＭＡＣアドレスに対応する宛先のポートを検索する。

【0055】

ここで、フレーム処理部４０は、宛先のポートがユーザ用ポートＰｕであった場合（ステップＳ１０３）、当該宛先のユーザ用ポートＰｕにフレームを中継する（ステップＳ１０４）。一方、フレーム処理部４０は、宛先のポートがＬＡＧであった場合（ステップＳ１０５）、まず、ＬＡＧテーブル４４に基づいてＬＡＧポート（ここでは複数のファブリックスイッチ用ポートＰｆとなる）を認識する（ステップＳ１０６）。次いで、ＬＡＧ分散制御部４１は、前述したようにＵＤＰ／ＴＣＰのポート番号を用いたハッシュ演算を行うことで分散識別子を算出し、当該分散識別子に対応するリンク２１（ファブリックスイッチ用ポートＰｆ）を定める（ステップＳ１０７）。フレーム処理部４０は、当該分散識別子に対応するファブリックスイッチ用ポートＰｆにフレームを中継する（ステップＳ１０８）。

【0056】

一方、宛先のポートがユーザ用ポートＰｕでもＬＡＧでも無い場合（ステップＳ１０３およびＳ１０５）、言い換えれば、宛先ＭＡＣアドレスがアドレステーブル４３に存在しない場合、フレーム処理部４０は、フラッディングを行う（ステップＳ１０９）。

【0057】

《ＬＡＧ分散制御部の概略構成》
図８は、図５におけるＬＡＧ分散制御部の主要部の概略構成例を示す図である。図８に示すＬＡＧ分散制御部４１は、例えば、複数のレジスタ５０ａ〜５０ｆと、排他的論理和演算部５１と、剰余演算部５２とを備えている。レジスタ５０ａとレジスタ５０ｂには、それぞれ、受信したフレームに含まれる送信元ＩＰアドレスの上位１６ビットと下位１６ビットが格納される。レジスタ５０ｃとレジスタ５０ｄには、それぞれ、受信したフレームに含まれる宛先ＩＰアドレスの上位１６ビットと下位１６ビットが格納される。レジスタ５０ｅには、ＵＤＰ／ＴＣＰの送信元のポート番号（１６ビット）が格納され、レジスタ５０ｆには、ＵＤＰ／ＴＣＰの宛先のポート番号（１６ビット）が格納される。

【0058】

排他的論理和演算部５１は、この複数のレジスタ５０ａ〜５０ｆの値を受けて、各ビット毎の排他的論理和（ＥＸＯＲ）を演算する。剰余演算部５２は、この排他的論理和演算部５１の演算結果（１６ビット）を所定の定数「Ｍ」で割り、その余りを求める。この余りの値が、図７のステップＳ１０６で述べた分散識別子となる。ＬＡＧ分散制御部４１は、この分散識別子に応じて、ＬＡＧ内のｍ本のリンク２１の中から１本のリンク２１を定める。

【0059】

さらに、図８のＬＡＧ分散制御部４１では、排他的論理和演算部５１の入力を、レジスタ５０ａ〜５０ｆとするか、あるいはレジスタ５０ａ〜５０ｄとするかを有効・無効切り替え命令５３によって選択可能な構成となっている。すなわち、ＵＤＰ／ＴＣＰのポート番号に加えて、送信元ＩＰアドレスおよび宛先ＩＰアドレスを用いてハッシュ演算を行う第１モードか、当該ポート番号を用いずに、送信元ＩＰアドレスおよび宛先ＩＰアドレスを用いてハッシュ演算を行う第２モードかを選択可能な構成となっている。有効・無効切り替え命令５３は、例えば、インバンド管理あるいは図５の図示しない管理用ポートを用いて外部より発行される。

【0060】

このように、外部から選択可能な第１モードおよび第２モードを設けることで、図１のボックス型ファブリックシステム１２を様々な通信環境に容易に適用することが可能になる。例えば、図１のボックス型ファブリックシステム１２を、図１に示したような仮想化環境に適用しない場合には、送信元ＩＰアドレスおよび宛先ＩＰアドレス（すなわち第２モード）を用いてハッシュ演算を行う方がＬＡＧ内での分散を効率的に行える場合がある。

【0061】

この際には、送信元ＩＰアドレスおよび宛先ＩＰアドレスを用いることで、図４での説明と同様に、２個の端末間の通信で同じファブリックスイッチＦＳを経由させることが可能となるため、フラッディングによる通信帯域の低下を抑制できる。この観点では、送信元ＩＰアドレスおよび宛先ＩＰアドレスからなる組合せ（第１の組合せ）に限らず、送信元ＭＡＣアドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスからなる組合せ（第２の組合せ）であってもよい。また、図８のＬＡＧ分散制御部４１は、ソフトウェアでもハードウェアでも実現可能であるが、高速化の観点からは、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで実現する方が望ましい。

【0062】

以上、本実施の形態１のネットワーク中継システムおよびスイッチ装置を用いることで、代表的には通信帯域の向上が実現可能になる。

【0063】

（実施の形態２）
《ネットワーク中継システムの構成および動作（変形例）》
図９は、本発明の実施の形態２によるネットワーク中継システムにおいて、その構成例を示すブロック図である。図９に示すボックス型ファブリックシステム（ネットワーク中継システム）１２ｂは、図２のボックス型ファブリックシステム１２ａと比較して、図２の各ポートスイッチＰＳと各ファブリックスイッチＦＳとの間の各リンク２１が、それぞれ、複数（ここでは２本）のサブリンク６１ａ，６１ｂで構成される点が異なっている。これ以外の構成に関しては、図２の場合と同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0064】

図９では、図２の各ポートスイッチＰＳが持つｍ個のファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］〜Ｐｆ［ｍ］のそれぞれは、２個のファブリックスイッチ用ポートで構成されている。例えば、ファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１］は、２個のファブリックスイッチ用ポートＰｆ［１，１］，Ｐｆ［１，２］で構成され、ファブリックスイッチ用ポートＰｆ［ｍ］は、２個のファブリックスイッチ用ポートＰｆ［ｍ，１］，Ｐｆ［ｍ，２］で構成される。同様に、図２の各ファブリックスイッチＦＳが持つｎ個のポートスイッチ用ポートＰｐ［１］〜Ｐｐ［ｎ］のそれぞれも、２個のポートスイッチ用ポートで構成されている。例えば、ポートスイッチ用ポートＰｐ［１］は、２個のポートスイッチ用ポートＰｐ［１，１］，Ｐｐ［１，２］で構成され、ポートスイッチ用ポートＰｐ［ｎ］は、２個のポートスイッチ用ポートＰｐ［ｎ，１］，Ｐｐ［ｎ，２］で構成される。

【0065】

これに応じて、ポートスイッチＰＳ［１］は、ｍ個のファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］との間で、それぞれ、２本のサブリンク６１ａ，６１ｂを組として接続され、このサブリンク６１ａ，６１ｂの各組にＬＡＧを設定する。例えば、ポートスイッチＰＳ［１］は、ファブリックスイッチＦＳ［１］に対するサブリンク６１ａ，６１ｂの組にＬＡＧ６０ａを設定し、ファブリックスイッチＦＳ［２］に対するサブリンク６１ａ，６１ｂの組にＬＡＧ６０ｂを設定し、ファブリックスイッチＦＳ［ｍ］に対するサブリンク６１ａ，６１ｂの組にＬＡＧ６０ｃを設定する。

【0066】

ポートスイッチＰＳ［２］〜ＰＳ［ｎ］に関しても同様である。例えば、ポートスイッチＰＳ［２］は、ファブリックスイッチＦＳ［１］に対するサブリンク６１ａ，６１ｂの組にＬＡＧ６０ｄを設定し、ファブリックスイッチＦＳ［２］に対するサブリンク６１ａ，６１ｂの組にＬＡＧ６０ｅを設定し、ファブリックスイッチＦＳ［ｍ］に対するサブリンク６１ａ，６１ｂの組にＬＡＧ６０ｆを設定する。ポートスイッチＰＳ［ｎ］は、ファブリックスイッチＦＳ［１］に対するサブリンク６１ａ，６１ｂの組にＬＡＧ６０ｇを設定し、ファブリックスイッチＦＳ［２］に対するサブリンク６１ａ，６１ｂの組にＬＡＧ６０ｈを設定し、ファブリックスイッチＦＳ［ｍ］に対するサブリンク６１ａ，６１ｂの組にＬＡＧ６０ｉを設定する。また、ここでは、ポートスイッチＰＳ側に限らず、ファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］側も、前述したＬＡＧ６０ａ〜ＬＡＧ６０ｉにそれぞれ対応するサブリンク６１ａ，６１ｂの組にＬＡＧ６０ａ〜ＬＡＧ６０ｉを設定する。

【0067】

このような構成例を用いると、例えば、ポートスイッチＰＳ［１］は、ｍ個のファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］との間のｍ組のサブリンク６１ａ，６１ｂに対してＬＡＧ２０ａを設定し、さらに、そのｍ組のサブリンク６１ａ，６１ｂの各組に対してＬＡＧ（６０ａ〜６０ｃ等）を設定した状態で動作する。その結果、ポートスイッチＰＳ［１］は、受信したフレームを、各ファブリックスイッチＦＳ［１］〜ＦＳ［ｍ］に向けて適宜分散して中継できることに加えて、個々のファブリックスイッチＦＳに向けても適宜分散して中継できる。その結果、更なる通信帯域の向上や、更なる耐障害性の向上等が図れる。

【0068】

例えば、図２のボックス型ファブリックシステム１２ａを用いた場合、ポートスイッチＰＳ［１］とファブリックスイッチＦＳ［１］との間のリンク２１に障害が生じた場合、他のポートスイッチＰＳ［２］〜ＰＳ［ｎ］は、当該障害を検知できない場合がある。この場合、ポートスイッチＰＳ［２］〜ＰＳ［ｎ］からポートスイッチＰＳ［１］に向けたフレームがファブリックスイッチＦＳ［１］を経由するのを防止するため、ファブリックスイッチＦＳ［１］自体の動作を無効に設定することが必要となる場合がある。このような事態は、通信帯域の低下と耐障害性の低下を招き得る。一方、図９のボックス型ファブリックシステム１２ｂを用いた場合、サブリンク６１ａ，６１ｂの一方が正常であれば、このような必要性は生じない。

【0069】

なお、図９のボックス型ファブリックシステム１２ｂを用いた場合、例えば、ポートスイッチＰＳ［１］内の図５に示したＬＡＧ分散制御部４１は、図７のステップＳ１０７およびステップＳ１０８における分散識別子に対して、図９のＬＡＧ２０ａ内に含まれる（ｍ×２）本のサブリンク（６１ａ，６１ｂ）を適宜割り当てればよい。また、ここでは、各リンクが２本のサブリンクで構成される場合を例としたが、勿論、３本以上のサブリンクで構成されてもよい。

【0070】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0071】

１０ Ｌ３ネットワーク
１１ａ，１１ｂ Ｌ３スイッチ装置（Ｌ３ＳＷ）
１２，１２ａ，１２ｂ ボックス型ファブリックシステム
１３，１３ａ〜１３ｄ 情報処理部
１４ Ｌ２スイッチ装置（Ｌ２ＳＷ）
２０，２０ａ〜２０ｃ，６０ａ〜６０ｉ ＬＡＧ
２１ リンク
３０ 外部ヘッダ
３１ ＶＸＬＡＮヘッダ
３２ ＵＤＰヘッダ
３３ ＩＰヘッダ
３４ イーサネットヘッダ
４０ フレーム処理部
４１ ＬＡＧ分散制御部
４２ テーブルユニット
４３ アドレステーブル
４４ ＬＡＧテーブル
５０ａ〜５０ｆ レジスタ
５１ 排他的論理和演算部
５２ 剰余演算部
５３ 有効・無効切り替え命令
６１ａ，６１ｂ サブリンク
ＥＰ トンネル終端部
ＦＬ１ 内部フレーム
ＦＬ２，ＦＬ２ａ，ＦＬ２ｂ フレーム
ＦＳ ファブリックスイッチ
ＰＳ ポートスイッチ
Ｐｆ ファブリックスイッチ用ポート
Ｐｐ ポートスイッチ用ポート
Ｐｕ ユーザ用ポート
ＶＭ 仮想端末

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】