特許 6189942 個別管理方式を使用する仮想転送インスタンスの遠端アドレスへのＶＬＡＮタグ付きパケットのルーティング

(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】6189942

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】個別管理方式を使用する仮想転送インスタンスの遠端アドレスへのＶＬＡＮタグ付きパケットのルーティング

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/66 20060101AFI20170821BHJP

   H04L 12/70 20130101ALI20170821BHJP

   H04L 12/741 20130101ALI20170821BHJP

   H04L 12/723 20130101ALI20170821BHJP

   H04L 12/46 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/66 A

   H04L12/70 D

   H04L12/741

   H04L12/723

   H04L12/46 V

【請求項の数】21

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-514624(P2015-514624)

(86)(22)【出願日】2013年5月10日

(65)【公表番号】特表2015-523788(P2015-523788A)

(43)【公表日】2015年8月13日

(86)【国際出願番号】IB2013053819

(87)【国際公開番号】WO2013182924

(87)【国際公開日】20131212

【審査請求日】2016年4月8日

(31)【優先権主張番号】61/655,061

(32)【優先日】2012年6月4日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/594,751

(32)【優先日】2012年8月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】598036300

【氏名又は名称】テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン（パブル）

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】アラン，デーヴィッド，イアン

【審査官】 岡 裕之

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５０８５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５４１４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 岡 大祐 他，仮想ネットワーキングサービスプラットフォーム（ＶＮＳＰ）におけるマルチＶＰＮサービス提供方式，電子情報通信学会技術研究報告，２００２年 ３月 ８日，第101巻，第717号，pp.41-46，NS2001-262

【文献】 田部 英樹 他，データセンタネットワークの技術動向と相互接続性，電子情報通信学会技術研究報告，２０１２年 １月１１日，第111巻, 第375号，pp.43-47，IA2011-62

【文献】 David Allan et al.，Intelligent Load Balancing for Shortest Path Bridging，IEEE Communications Magazine，２０１２年 ７月，pp.163-167

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／６６

Ｈ０４Ｌ １２／４６

Ｈ０４Ｌ １２／７０

Ｈ０４Ｌ １２／７２３

Ｈ０４Ｌ １２／７４１

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

埋め込み仮想ローカル・エリア・ネットワーク情報及びＩＰヘッダを有するパケットを仮想転送インスタンスの遠端アドレスにルーティングするためのパケット・データ・ネットワークのネットワーク・エレメントにおける方法であって、前記方法が、
埋め込み仮想ネットワークＩＤ（ＶＮＩ）を含むフレームを受信するステップ（３０６）と、
仮想転送インスタンス（ＶＦＩ）を識別するために前記ＶＮＩを検索し、前記ＶＦＩが、相関関係のあるＩ−コンポーネント・サービスＩＤ（Ｉ−ＳＩＤ）と、それぞれが相関関係のあるＩ−ＳＩＤを有する１組のＶＦＩと前記ＶＦＩとの間で共有されるインターネット・プロトコル（ＩＰ）／バックボーン媒体アクセス制御（Ｂ−ＭＡＣ）テーブルとを有するステップ（３０７）と、
前記ＶＦＩにより、前記ＩＰ／Ｂ−ＭＡＣテーブルを使用して、前記フレームのＩＰアドレスをリモートＢ−ＭＡＣアドレスに分解するステップ（３０８）と、
前記フレームを前記Ｉ−ＳＩＤ及びＢ−ＭＡＣでカプセル化するステップ（３０９）と、
前記フレームを前記リモートＢ−ＭＡＣアドレスに送信するステップ（３１０）と、
を含む、方法。

【請求項2】

複数のＬ２ＶＰＮとしてインスタンス化されたレイヤ３仮想専用ネットワークに前記Ｉ−ＳＩＤをマッピングするステップ
を更に含む、請求項１記載の方法。

【請求項3】

前記レイヤ３仮想専用ネットワークがバックボーン仮想ローカル・エリア・ネットワークである、請求項２記載の方法。

【請求項4】

前記リモートＢ−ＭＡＣアドレスで前記Ｉ−ＳＩＤカプセル化を有する前記フレームを受信するステップと、
前記フレームをカプセル解除するステップ（３１１）と、
前記Ｉ−ＳＩＤに関連する前記仮想転送インスタンスに関連するＩＰアドレスに前記フレームを転送するステップ（３１２）と、
を更に含む、請求項１記載の方法。

【請求項5】

前記仮想ネットワークＩＤを前記Ｉ−ＳＩＤにマッピングする前に前記Ｉ−ＳＩＤを前記仮想転送インスタンスに割り当て、仮想ローカル・エリア・ネットワーク・トンネル・エンド・ポイントのＩＰアドレスを決定することによって前記Ｉ−ＳＩＤが割り当てられ、前記Ｉ−ＳＩＤを有する前記決定されたＩＰアドレスとローカルＢ−ＭＡＣアドレスを広告するステップ
を更に含む、請求項１記載の方法。

【請求項6】

前記仮想ローカル・エリア・ネットワーク・トンネル・エンド・ポイントがＶｘＬＡＮトンネル・エンド・ポイント（ＶＴＥＰ）である、請求項５記載の方法。

【請求項7】

前記決定されたＩＰアドレスを広告することが、中間システム間連携（ＩＳ−ＩＳ）で前記ＩＰアドレスを広告することを含む、請求項５記載の方法。

【請求項8】

前記Ｉ−ＳＩＤを割り当てることが、
前記Ｉ−ＳＩＤのポートを決定するステップと、
前記決定されたポートに関連する複数のＩ−ＳＩＤを前記仮想転送インスタンスに割り当て、前記仮想転送インスタンスがプール内の前記複数のＩ−ＳＩＤと共有されるステップと、
を更に含む、請求項５記載の方法。

【請求項9】

前記Ｉ−ＳＩＤを割り当てることが、
バックボーン・エッジ・ブリッジ（ＢＥＢ）で前記Ｉ−ＳＩＤを割り当て、前記バックボーン・エッジ・ブリッジも前記フレームを前記リモート・バックボーンＭＡＣアドレスに送信するステップ
を含む、請求項８記載の方法。

【請求項10】

管理サーバからマッピング情報を受信することにより、前記仮想ネットワークＩＤを前記Ｉ−ＳＩＤにマッピングする前に前記Ｉ−ＳＩＤを前記仮想転送インスタンスに割り当てるステップ
を更に含む、請求項１記載の方法。

【請求項11】

前記仮想ローカル・エリア・ネットワークのＩＰアドレスを学習するために動的ホスト構成リレーを使用することにより、前記仮想ネットワークＩＤを前記Ｉ−ＳＩＤにマッピングする前に前記Ｉ−ＳＩＤを前記仮想転送インスタンスに割り当てるステップ
を更に含む、請求項１記載の方法。

【請求項12】

埋め込み仮想ローカル・エリア・ネットワーク情報及びＩＰヘッダを有するパケットを仮想転送インスタンスの遠端アドレスにルーティングするためのパケット・データ・ネットワークのネットワーク・エレメントであって、前記ネットワーク・エレメントが、
サーバ・ポートと、ターナリ連想記憶装置（ＴＣＡＭ）と、マッピング・モジュールとを含むイングレス・モジュール（１１）と、
仮想マシン（ＶＭ）から埋め込み仮想ネットワークＩＤ（ＶＮＩ）を含むフレームを受信するように構成された前記サーバ・ポート（４１４）と、
前記フレームの前記ＶＮＩを識別し、相関関係のあるＩ−コンポーネント・サービスＩＤと、それぞれが相関関係のあるＩ−ＳＩＤを有する１組のＶＦＩと前記ＶＦＩの間で共有されるインターネット・プロトコル（ＩＰ）／バックボーン媒体アクセス制御（Ｂ−ＭＡＣ）テーブルとを有する仮想転送インスタンスを検索するように構成された前記ＴＣＡＭ（４１５）と、
前記ＩＰ／Ｂ−ＭＡＣテーブルを使用して前記フレームの宛先ＩＰアドレスをリモートＢ−ＭＡＣアドレスに分解し、前記フレームを前記Ｉ−ＳＩＤ及びＢ−ＭＡＣでカプセル化するように構成された前記マッピング・モジュール（４２５）と、
前記フレームを前記リモートＢ−ＭＡＣアドレスに送信するように構成されたイグレス・モジュール（１５）と、
を含む、ネットワーク・エレメント。

【請求項13】

前記マッピング・モジュールが、レイヤ３仮想専用ネットワークに前記Ｉ−ＳＩＤをマッピングするように更に構成される、請求項１２記載のネットワーク・エレメント。

【請求項14】

前記レイヤ３仮想専用ネットワークがバックボーン仮想ローカル・エリア・ネットワークである、請求項１３記載のネットワーク・エレメント。

【請求項15】

前記マッピング・モジュールが、前記仮想ネットワークＩＤを前記Ｉ−ＳＩＤにマッピングする前に前記Ｉ−ＳＩＤを前記仮想転送インスタンスに割り当て、仮想ローカル・エリア・ネットワーク・トンネル・エンド・ポイントのＩＰアドレスを決定することによって前記Ｉ−ＳＩＤが割り当てられ、前記Ｉ−ＳＩＤを有する前記決定されたＩＰアドレスとローカル・バックボーンＭＡＣアドレスを広告するように更に構成される、請求項１２記載のネットワーク・エレメント。

【請求項16】

前記仮想ローカル・エリア・ネットワーク・トンネル・エンド・ポイントがＶｘＬＡＮトンネル・エンド・ポイント（ＶＴＥＰ）である、請求項１５記載のネットワーク・エレメント。

【請求項17】

前記決定されたＩＰアドレスを広告することが、中間システム間連携（ＩＳ−ＩＳ）で前記ＩＰアドレスを広告することを含む、請求項１５記載のネットワーク・エレメント。

【請求項18】

前記マッピング・モジュールが、前記Ｉ−ＳＩＤのポートを決定し、前記決定されたポートに関連する複数のＩ−ＳＩＤを前記仮想転送インスタンスに割り当て、前記仮想転送インスタンスがプール内の前記複数のＩ−ＳＩＤと共有されるように更に構成される、請求項１５記載のネットワーク・エレメント。

【請求項19】

前記マッピング・モジュールが、バックボーン・エッジ・ブリッジ（ＢＥＢ）で前記Ｉ−ＳＩＤを割り当て、前記バックボーン・エッジ・ブリッジも前記フレームを前記リモート・バックボーンＭＡＣアドレスに送信するように更に構成される、請求項１８記載のネットワーク・エレメント。

【請求項20】

前記マッピング・モジュールが、管理サーバからマッピング情報を受信することにより、前記仮想ネットワークＩＤを前記Ｉ−ＳＩＤにマッピングする前に前記Ｉ−ＳＩＤを前記仮想転送インスタンスに割り当てるように構成される、請求項１２記載のネットワーク・エレメント。

【請求項21】

前記マッピング・モジュールが、前記仮想ローカル・エリア・ネットワークのＩＰアドレスを学習するために動的ホスト構成リレーを使用することにより、前記仮想ネットワークＩＤを前記Ｉ−ＳＩＤにマッピングする前に前記Ｉ−ＳＩＤを前記仮想転送インスタンスに割り当てるように構成される、請求項１２記載のネットワーク・エレメント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１２年６月４日に出願された米国仮特許出願第６１／６５５，０６１号による優先権を請求するものである。

【0002】

本発明の諸実施形態は、データ・パケット通信におけるパケット分類及びルーティングの分野に関する。具体的には、諸実施形態は、共有テーブルの使用による仮想転送インスタンス（virtual forwarding instance）の遠端アドレス（far end address）へのＶＬＡＮ又はＶＰＮタグ付きパケット（tagged packet）のルーティングに関する。

【背景技術】

【0003】

基本的なデータ・ネットワーキング技術は典型的にイーサネット・ベースのものであった。データ・ネットワーキングに関する規則は、基本的根拠としてＩＰ（インターネット・プロトコル）に向かって移行しつつある。同時に、ＩＰはＩＰバージョン４からＩＰバージョン６に移行しつつある。このような移行の間、ＩａａＳ（サービスとしてのインフラストラクチャ）、ＥＶＢ（エッジ仮想ブリッジング）、ＶＰＮ（仮想専用ネットワーク）、及びブロードキャスト・サービスなど、多様なテナント（tenant）へのクラウド・サービスをサポートするために、これらのプロトコル及び規則のすべてを介してデータをルーティングしなければならない。同時に、ネットワーク・ルーティングにより様々なメーカ独自のプロトコルにもそのまま合格しなければならない。このようなクラウド・サービスは、共通インフラストラクチャ上の複数の仮想化インスタンスでサポートしなければならない。

【0004】

典型的なクラウド・サービスは、クラウド内に複数のＶＬＡＮ（仮想ローカル・エリア・ネットワーク）テナントを有するであろう。これらのテナントは、仮想クラウド・ディレクタ・ネットワーキング・インフラストラクチャ（ｖＣＤＮＩ）（ＶＭＷａｒｅ社の製品）などのメーカ独自のイーサネット・ベースの仮想化プロトコル又は仮想拡張ローカル・エリア・ネットワーク（ＶｘＬＡＮ）（同じくＶＭＷａｒｅ社の製品）などのＩＰベースの仮想化プロトコルを使用する可能性がある。一貫した仮想化を提供するために、効率の良い仮想化マルチキャスト及びブロードキャストとともに、様々な仮想化技術のすべてを同時にサポートしなければならない。前述のｖＣＤＮＩ及びＶｘＬＡＮなどのいくつかの仮想化システムは、アドレス指定断片化をサポートするメーカ独自のヘッダ及びフォーマットと、フォーマッティング情報を使用するので、複雑さは更に増している。これらは妨害できないか或いはテナント・システムが仮想化システムを介して交換されたデータを構文解析できなくなる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

これらの関心事のいくつかに対処しようとして、ＩＥＥＥ８０２．１ａｑは、網目状接続性の使用に対する経路指定イーサネット手法を指定した。８０２．１ａｑは、リンクステート型プロトコル制御のイーサネット・ネットワークにより転送するＬ３ＶＰＮをサポートするように拡張することもできるＳＰＢＭ（ショーテスト・パス・ブリッジングＭＡＣ（媒体アクセス制御））を導入している。

【課題を解決するための手段】

【0006】

プロセスは、埋め込み仮想ローカル・エリア・ネットワーク情報及びＩＰヘッダを有するパケットを仮想転送インスタンスの遠端アドレスにルーティングするためのパケット・データ・ネットワークのネットワーク・エレメントにおいて実現される。この方法は、埋め込み仮想ネットワークＩＤ（ＶＮＩ）を含むフレームを受信する。ＶＮＩは仮想転送インスタンス（ＶＦＩ）を識別するために検索され、ＶＦＩは、相関関係のあるＩ−コンポーネント・サービスＩＤ（Ｉ−ＳＩＤ）と、それぞれが相関関係のあるＩ−ＳＩＤを有する１組のＶＦＩと共有されるインターネット・プロトコル（ＩＰ）／バックボーン媒体アクセス制御（Ｂ−ＭＡＣ）テーブルとを有する。ＶＦＩは、共有ＩＰ／Ｂ−ＭＡＣ解決テーブルを使用してフレームのＩＰアドレスをＢ−ＭＡＣアドレスに分解し、フレームをＩ−ＳＩＤ及びＢ−ＭＡＣでカプセル化し、次にそのフレームはリモートＢ−ＭＡＣアドレスに送信される。

【0007】

埋め込み仮想ローカル・エリア・ネットワーク情報及びＩＰヘッダを有するパケットを仮想転送インスタンスの遠端アドレスにルーティングするためのパケット・データ・ネットワークのネットワーク・エレメントであって、このネットワーク・エレメントは、サーバ・ポートと、ターナリ連想記憶装置（ＴＣＡＭ）と、マッピング・モジュールとを含むイングレス・モジュール（ingress module）を含む。サーバ・ポートは、仮想マシン（ＶＭ）から埋め込み仮想ネットワークＩＤを含むフレームを受信するように構成される。ＴＣＡＭは、フレームのＶＮＩを識別し、相関関係のあるＩ−コンポーネント・サービスＩＤと、それぞれが相関関係のあるＩ−ＳＩＤを有する１組のＶＦＩと共有されるインターネット・プロトコル（ＩＰ）／バックボーン媒体アクセス制御（Ｂ−ＭＡＣ）テーブルとを有する仮想転送インスタンスを検索するように構成される。マッピング・モジュールは、共有ＩＰ／Ｂ−ＭＡＣテーブルを使用してフレームの宛先ＩＰアドレスをリモートＢ−ＭＡＣアドレスに分解し、フレームをＩ−ＳＩＤ及びＢ−ＭＡＣでカプセル化するように構成される。イグレス・モジュール（egress module）は、そのフレームをリモートＢ−ＭＡＣアドレスに送信するように構成される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

本発明は、同様の参照番号が同様の要素を示す添付図面の各図において、限定としてではなく例として示されている。本明細書において「１つの」又は「一」実施形態に対する種々の言及は必ずしも同じ実施形態に対するものではなく、このような言及は少なくとも１つを意味することに留意されたい。更に、特定の特徴、構造、又は特性が１つの実施形態に関して記載されている場合、明示的に記載されているかどうかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態に関して実施することは当業者の知識の範囲内であると思われる。

【0009】

【図1】本発明の一実施形態によりアクセス・ノードとして機能するネットワーク・エレメントの一実施形態の図である。

【図2A】本発明の一実施形態により回線カード及びデータ処理カードのグループとして図１のネットワーク・エレメントを示すブロック図である。

【図2B】本発明の一実施形態によりネットワーク・プロセッサとしての使用に適した模範的なコンピュータ・システムを示すブロック図である。

【図3A】構成するプロセス及びＶＮＩをＩ−ＳＩＤにマッピングするプロセス並びに関連のデータ・トラフィックを処理するプロセスの諸実施形態のフローチャートである。

【図3B】構成するプロセス及びＶＮＩをＩ−ＳＩＤにマッピングするプロセス並びに関連のデータ・トラフィックを処理するプロセスの諸実施形態のフローチャートである。

【図3C】構成するプロセス及びＶＮＩをＩ−ＳＩＤにマッピングするプロセス並びに関連のデータ・トラフィックを処理するプロセスの諸実施形態のフローチャートである。

【図4】本発明の一実施形態によりＶＮＩをＩ−ＳＩＤにマッピングするためのネットワーク・エレメントを含むシステムのブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下の説明では、多数の具体的な詳細が明記されている。しかし、本発明の諸実施形態はこのような具体的な詳細なしで実践できることは言うまでもない。その他の事例では、この説明の理解を曖昧にしないために、周知の回路、構造、及び技法については詳細に示されていない。しかし、当業者であれば、本発明はこのような具体的な詳細なしで実践できることが理解されるであろう。当業者であれば、含まれている説明により、過度の実験なしに適切な機能を実現できるであろう。

【0011】

本明細書において「一実施形態」、「１つの実施形態」、「一実施形態例」又は同様の表現に言及する場合、記載されている実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含む可能性があるが、すべての実施形態が必ずしもその特定の特徴、構造、又は特性を含むわけではないことを示す。その上、このような語句は必ずしも同じ実施形態に言及しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性が一実施形態に関して記載されている場合、明示的に記載されているかどうかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態に関して実施することは当業者の知識の範囲内であると思われる。

【0012】

以下の説明及び特許請求の範囲では、「結合された（coupled）」及び「接続された（connected）」という用語とともにその派生語を使用する可能性がある。これらの用語は互いに同義語として意図されているわけではないことを理解されたい。「結合された」という用語は、互いに物理的又は電気的に直接接触している場合もあればそうではない場合もある２つ又はそれ以上の要素が互いに協力又は相互作用することを示すために使用する。「接続された」という用語は、互いに結合されている２つ又はそれ以上の要素の間の通信の確立を示すために使用する。

【0013】

フローダイヤグラムの動作については、その他の図の模範的な諸実施形態に関連して説明する。しかし、フローダイヤグラムの動作は、その他の図に関連して論じられるもの以外の本発明の諸実施形態によって実行することができ、その他の図に関連して論じられる本発明の諸実施形態は、フローダイヤグラムに関連して論じられるものとは異なる動作を実行することができる。

【0014】

各図に示されている技法は、１つ又は複数の電子デバイス（例えば、エンド・ステーション、ネットワーク・エレメント）上で記憶及び実行されるコード及びデータを使用して実現することができる。このような電子デバイスは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体（例えば、磁気ディスク、光ディスク、ランダム・アクセス・メモリ、読み取り専用メモリ、フラッシュ・メモリ・デバイス、相変化メモリ）及び一時的コンピュータ可読伝送媒体（例えば、電気、光、音響、又はその他の形の伝搬信号、即ち、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）などのコンピュータ可読媒体を使用して、コード及びデータを（内部で及び／又はネットワークを介してその他の電子デバイスにより）記憶し伝達する。加えて、このような電子デバイスは、典型的に、１つ又は複数の記憶装置（非一時的機械可読記憶媒体）、ユーザ入出力装置（例えば、キーボード、タッチスクリーン、及び／又はディスプレイ）、及びネットワーク接続などの１つ又は複数のコンポーネントに結合された１組の１つ又は複数のプロセッサを含む。１組のプロセッサとその他のコンポーネントとの結合は、典型的に、１つ又は複数のバス及びブリッジ（バス・コントローラともいう）によって行われる。従って、所与の電子デバイスの記憶装置は、典型的に、その電子デバイスの１組の１つ又は複数のプロセッサ上で実行するためのコード及び／又はデータを記憶する。

【0015】

本明細書で使用するネットワーク・エレメント（例えば、ルータ、スイッチ、ブリッジ）は、ネットワーク上のその他の機器（例えば、その他のネットワーク・エレメント、エンド・ステーション）を通信可能に相互接続し、ハードウェア及びソフトウェアを含む、１つのネットワーキング機器である。いくつかのネットワーク・エレメントは、複数のネットワーキング機能（例えば、ルーティング、ブリッジング、スイッチング、レイヤ２アグリゲーション、セッション・ボーダー制御、サービス品質、及び／又は加入者管理）に関するサポートを提供するか及び／又は複数のアプリケーション・サービス（例えば、データ、音声、及びビデオ）に関するサポートを提供する「複数サービス・ネットワーク・エレメント」である。加入者エンド・ステーション（例えば、サーバ、ワークステーション、ラップトップ、ネットブック、パームトップ、携帯電話、スマートフォン、マルチメディアフォン、ボイス・オーバ・インターネット・プロトコル（ＶＯＩＰ）フォン、ユーザ装置、端末、ポータブル・メディア・プレーヤ、ＧＰＳユニット、ゲーミング・システム、セットトップボックス）は、インターネットにより提供されるコンテンツ／サービス及び／又はインターネット上にオーバレイされた（例えば、インターネットを介してトンネリングされた）仮想専用ネットワーク（ＶＰＮ）上で提供されるコンテンツ／サービスにアクセスする。コンテンツ及び／又はサービスは、典型的に、ピアツーピア・サービスに参加しているサービス又はコンテンツ・プロバイダ或いはエンド・ステーションに属す１つ又は複数のエンド・ステーション（例えば、サーバ・エンド・ステーション）によって提供され、例えば、公用ウェブページ（例えば、無料コンテンツ、店頭、検索サービス）、私用ウェブページ（例えば、電子メール・サービスを提供するユーザ名／パスワード・アクセスのウェブページ）、及び／又はＶＰＮによる企業ネットワークを含むことができる。典型的に、加入者エンド・ステーションは（例えば、アクセス・ネットワークに（有線又は無線で）結合された契約者宅内設備を介して）エッジ・ネットワーク・エレメントに結合され、そのエッジ・ネットワーク・エレメントは（例えば、１つ又は複数のコア・ネットワーク・エレメントを介して）その他のエッジ・ネットワーク・エレメントに結合され、その他のエッジ・ネットワーク・エレメントはその他のエンド・ステーション（例えば、サーバ・エンド・ステーション）に結合される。

【0016】

ＶｘＬＡＮは、ｖＣＤＮＩの諸機能の多くを再現する「イーサネット・オーバＩＰ」ソリューションである。ｖＣＤＮＩは、とりわけ、断片化メカニズム及びテナントＩＤ（「ポート・グループ」という）を含む追加のメーカ独自のヘッダを伴うＭＡＣｉｎＭＡＣ（即ち、ＭＡＣヘッダをＭＡＣヘッダ内にカプセル化するプロトコル）の一形式である。１つのパケットは、１４バイトのｖＣＤＮＩ ＭＡＣヘッダで始まり、次に１０バイトのメーカ独自のｖＣＤＮＩデータが続き、次にソースＭＡＣヘッダと更にペイロードが続く。ソースＭＡＣヘッダは、ペイロード、ペイロードＥタイプ、ＶＭ ＳＡ（仮想マシン・ソース・アドレス）−ＭＡＣ、及びＶＭ ＤＡ（宛先アドレス）−ＭＡＣを含むことができる。

【0017】

ＶｘＬＡＮは、テナントＩＤを含むメーカ独自のＵＤＰ／ＩＰ（ユーザ・データグラム・プロトコル／インターネット・プロトコル）カプセル化ヘッダを伴うＭＡＣｉｎＩＰ（即ち、ＭＡＣリーダをＩＰヘッダ内にカプセル化するプロトコル）の一形式である。ＶｘＬＡＮは概念的にｖＣＤＮＩと同様のものであるが、ＵＤＰは同等の断片化メカニズムを提供する。イーサネット・ベースのインフラストラクチャ内のＶｘＬＡＮスタックは、外部イーサネット・ヘッダと、任意選択の外部ＶＬＡＮタグと、外部ＩＰヘッダと、ＵＤＰヘッダと、ＶｘＬＡＮヘッダとを含み、そのＶｘＬＡＮヘッダは、ＶｘＬＡＮネットワークＩＤ（ＶＮＩ）と、内部ＭＡＣと、ペイロードとを含む。これは、ｖＣＤＮＩで使用されるものと同じ基本情報であるが、ＵＤＰ／ＩＰは断片化を処理するために使用される。

【0018】

ＶｘＬＡＮはＬ２ＶＰＮオーバＬ３ソリューションである。これを８０２．１ａｑに基づくＳＰＢＭと組み合わせるためには、Ｌ２ブロードキャスト・ドメインの仮想化を最適化するためのＬ２ＶＰＮオーバＬ３オーバＬ２ＶＰＮソリューションが必要になるであろう。これに対処するために、マルチキャスト制御プロトコルのレイヤ網間接続から単純なレイヤ違反に及ぶ多数の技法が存在する。

【0019】

顧客ＶＬＡＮを適切に実現するためにブロードキャスト・ドメインを仮想化する必要性によって、より多くの困難が発生する。ｖＣＤＮＩには固有のブロードキャスト封じ込めメカニズムが指定されていないので、１つのポート・グループ用のフレームは典型的にすべてのｖＣＤＮＩエンド・ポイントに配信される。ＶｘＬＡＮは、ブロードキャスト封じ込めのためにマルチキャスト受信者をスコーピングするためにＩＧＭＰ（インターネット・グループ管理プロトコル）及びＰＩＭ（プロトコル非依存マルチキャスト）を使用する何らかの改善策を提示している。ネットワーク管理システム又はその他の中央構成エンティティは、このマッピングをＶＮＩからＩＰマルチキャスト・グループに実装する。この結果、これらのプロトコルの「ソフトステート（soft state）」特性により、多数のテナントを有するネットワーク内での「チャット性（chattiness）」が極端なものになっている。

【0020】

図１は、バックボーン・エッジ・ブリッジ（ＢＥＢ）として機能するネットワーク・エレメントの一実施形態の図であるが、その他のネットワーク・エレメントは同様の構成を有することができる。ネットワーク・エレメント１０は、イングレス・モジュール１１と、イグレス・モジュール１５と、ネットワーク・プロセッサ１３とを含む。イングレス・モジュール１１は、物理リンク及びデータ・リンク・レベルでネットワーク・エレメントによって受信されているデータ・パケットの処理に対応する。イグレス・モジュール１５は、物理リンク及びデータ・リンク・レベルでネットワーク・エレメントによって送信されているデータ・パケットの処理に対応する。イングレス及びイグレス・モジュールは、ＩＰｖ４、ＩＰｖ６、イーサネット、又は様々なその他のフォーマット及びプロトコルのうちのいずれかを介して、典型的にサーバ、エッジ・ルータ、及びその他のネットワーク・エレメント内に位置するＶｘＬＡＮ ＶＴＥＰと通信する。

【0021】

ネットワーク・プロセッサ１３は、データ・トラフィックのルーティング、転送、及び高レベル処理に対応する。ネットワーク・プロセッサ１３は、ルーティング機能、ネットワーク・レベル・ポリシーの実現、パケット分類、パケット転送、及び同様の機能を含む高レベル機能を実行するために、ソフトウェア１７を実行し、データ構造１９を維持する。

【0022】

ネットワーク・エレメントは、一般に、制御プレーンとデータ・プレーン（時には転送プレーン又はメディア・プレーンともいう）に分離される。ネットワーク・エレメントがルータである（又はルーティング機能を実現している）場合、制御プレーンは、典型的に、データ（例えば、パケット）がどのようにルーティングされるか（例えば、データに関する次のホップ及びそのデータ用の出力ポート）を決定し、データ・プレーンは、そのデータの転送を担当する。例えば、制御プレーンは、典型的に、その他のネットワーク・エレメントと通信して経路を交換し、１つ又は複数のルーティング・メトリクスに基づいてその経路を選択する、１つ又は複数のルーティング・プロトコル（例えば、ボーダー・ゲートウェイ・プロトコル（ＢＧＰ）、インテリア・ゲートウェイ・プロトコル（ＩＧＰ）（例えば、オープン・ショーテスト・パス・ファースト（ＯＳＰＦ）、ルーティング情報プロトコル（ＲＩＰ）、中間システム間連携（ＩＳ−ＩＳ））、ラベル・ディストリビューション・プロトコル（ＬＤＰ）、資源予約プロトコル（ＲＳＶＰ））を含む。

【0023】

経路及び隣接物（adjacency）は、制御プレーン上の１つ又は複数のルーティング構造（例えば、ルーティング情報ベース（ＲＩＢ）、ラベル情報ベース（ＬＩＢ）、１つ又は複数の隣接構造）に記憶される。制御プレーンは、ルーティング構造（複数も可）に基づく情報（例えば、隣接及び経路情報）によってデータ・プレーンをプログラムする。例えば、制御プレーンは、隣接及び経路情報をデータ・プレーン上の１つ又は複数の転送構造（例えば、転送情報ベース（ＦＩＢ）、ラベル転送情報ベース（ＬＦＩＢ）、及び１つ又は複数の隣接構造）にプログラムする。データ・プレーンは、トラフィックを転送する時にこれらの転送及び隣接構造を使用する。

【0024】

それぞれのルーティング・プロトコルは、特定の経路メトリクス（route metrics）（このメトリクスは異なるルーティング・プロトコルについてそれぞれ異なる可能性がある）に基づいてメインＲＩＢに経路項目（route entry）をダウンロードする。それぞれのルーティング・プロトコルは、メインＲＩＢにダウンロードされない経路項目を含む経路項目をローカルＲＩＢ（例えば、ＯＳＰＦローカルＲＩＢ）に記憶することができる。メインＲＩＢを管理するＲＩＢモジュールは、ルーティング・プロトコルによってダウンロードされた経路から（１組のメトリクスに基づいて）経路を選択し、これらの選択された経路（時にはアクティブ経路項目という）をデータ・プレーンにダウンロードする。また、ＲＩＢモジュールは経路をルーティング・プロトコル間で再配分させることもできる。

【0025】

レイヤ２転送の場合、ネットワーク・エレメントは、データ内のレイヤ２情報に基づいてこのデータを転送するために使用される１つ又は複数のブリッジング・テーブルを記憶することができる。このデータ並びにネットワーク・プロセッサ１３の諸機能に関連するその他のデータはデータ構造１９に記憶される。これらのデータ構造及びそれを管理するためのプロセスについては、図３及び図４に関して本明細書において以下により詳細に説明する。

【0026】

図２Ａは、その他の回線カード及びそれらを相互接続するためのメッシュとともに、回線カード及びデータ処理カードのグループとして図１のネットワーク・エレメント１０の一実施形態を示すブロック図である。ネットワーク・エレメントの一実施形態では、シャーシ２３は、Ｎ個の回線カード２５Ａ〜２５Ｎと処理カード２７Ａ、２７Ｂからなるグループに結合される。追加並びにその他のタイプのデバイス（図示せず）がシャーシ２３に結合される場合もある。パケット分類アルゴリズムは回線カード２５Ａ〜２５Ｎ及び／又は処理カード２７Ａ〜２７Ｂの一部にすることができ、代替の諸実施形態は代替カード配置（即ち、１つ又は複数のポート及び１つの転送エンジンを備えた複合回線処理カード、回線カードあたり１つの処理カード、回線カードあたり複数の処理カード、及び同様の構成）を有することができる。データ処理カードは、回線カード又は処理カードによる使用のための分類ツリーを構築することができる。シャーシは、ネットワーク・エレメント１０のすべてのカード間のバックプレーン及びデータ・プレーン通信を提供する。

【0027】

その他の諸実施形態では、その他のアーキテクチャ構成を有するネットワーク・エレメントを使用することができる。本発明の諸実施形態を取り入れることができるその他のネットワーク・エレメントの例は、複数の転送カードを有するか又は転送及び制御の両方の機能を取り入れた単一回線カードを有することができるであろう。その上、転送機能が複数のトラフィック・カード間に分散されているネットワーク・エレメントは、本発明の諸実施形態を取り入れることができるであろう。

【0028】

各種ネットワーク・エレメントに含まれる回線カード２５Ａ〜２５Ｎ及びプロセッサ・カード２７Ａ〜２７Ｂの形のパケット分類及び分類構築カードは、メモリ、プロセッサ、及び／又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。このようなメモリは、本明細書に記載されている方法のうちのいずれか１つ又は全部を実施する１組の命令（即ち、ソフトウェア）がそこに記憶された機械可読又はコンピュータ可読媒体を含む。ソフトウェアは、完全に又は少なくとも部分的に、このメモリ内及び／又はプロセッサ及び／又はＡＳＩＣ内に常駐することができる。本明細書のために、「機械可読媒体」及び「コンピュータ可読媒体」という用語は、機械（例えば、コンピュータ）によって読み取り可能な形の情報を提供（即ち、記憶及び／又は伝送）する任意のメカニズムを含むものであると解釈しなければならない。例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュ・メモリ・デバイスを含み、一時的機械可読通信媒体は、電気、光、音響、又はその他の形の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）を含む。

【0029】

典型的に、ネットワーク・エレメントは、１組の１つ又は複数の回線カードと、１組の１つ又は複数の制御カードと、任意選択で１組の１つ又は複数のサービス・カード（時にはリソース・カードともいう）とを含む。これらのカードは、１つ又は複数のメカニズム（例えば、回線カードを結合する第１のフルメッシュ及びすべてのカードを結合する第２のフルメッシュ）によりまとめて結合される。１組の回線カードはデータ・プレーンを構成し、１組の制御カードは制御プレーンを提供し、回線カードにより外部のネットワーク・エレメントとパケットを交換する。１組のサービス・カードは、専門的な処理（例えば、レイヤ４〜レイヤ７サービス（例えば、ファイアウォール、ＩＰｓｅｃ、ＩＤＳ、Ｐ２Ｐ）、ＶｏＩＰセッション・ボーダー・コントローラ、モバイル・ワイヤレス・ゲートウェイ（ＧＧＳＮ、進化型パケット・システム（ＥＰＳ）ゲートウェイ））を提供することができる。例として、サービス・カードは、ＩＰｓｅｃトンネルを終了し、参加者認証及び暗号化アルゴリズムを実行するために使用することができる。

【0030】

図２Ｂは、本発明の一実施形態により、ネットワーク・エレメントとして機能し、本明細書において以下に詳細に記載されている機能を実現することができる模範的なコンピュータ・システム１００を示すブロック図である。模範的なコンピュータ・システム１００は、バス１１５によって記憶装置１１０に結合されたプロセッサ１０５を含む。加えて、キーボード１２０及びディスプレイ１２５など、いくつかのユーザ入出力装置もバス１１５に結合することができるが、これらは任意選択の部分である。ネットワーク・インターフェース１３０及びバックプレーン・インターフェース１５０もバス１１５に結合することができる。プロセッサ１０５（シングルコア又はマルチコア；マルチコアの場合は対称型コア又は非対称型コア）は、ＣＩＳＣ、ＲＩＳＣ、ＶＬＩＷ、又はハイブリッド・アーキテクチャなど、任意のタイプのアーキテクチャの少なくとも１つの中央演算処理装置を含む。プロセッサ１０５は、グラフィック処理ユニット（例えば、１つ又は複数のコア）、グラフィック・バス・インターフェース（複数も可）、メモリ管理ユニット、及びメイン・メモリ・バス・インターフェース（複数も可）も含むことができる。更に、プロセッサ１０５は、同じチップ内の１つ又は複数のダイ上に実現することができる。記憶装置１１０及びネットワーク・トラフィックは１つ又は複数のコンピュータ可読媒体を表す。従って、コンピュータ可読媒体は、機械（例えば、コンピュータ）によって読み取り可能な形の情報を提供（即ち、記憶及び／又は伝送）する任意のメカニズムを含む。例えば、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読記憶媒体（例えば、磁気ディスク、光ディスク、ランダム・アクセス・メモリ、読み取り専用メモリ、フラッシュ・メモリ・デバイス）、コンピュータ可読通信媒体（例えば、電気、光、音響、又はその他の形の伝搬信号、即ち、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、又は同様の媒体にすることができる。バス１１５は１つ又は複数のバス及びブリッジを表す。この実施形態は単一プロセッサ・コンピュータ・システムに関連して記載されているが、その他の実施形態はマルチプロセッサ・コンピュータ・システムを含むことができるであろう。

【0031】

図２Ｂは、着信データ・パケットの処理及び転送並びに本明細書において以下に記載されている関連機能を提供するためにプロセッサ１０５上で実行するためのネットワーキング・ソフトウェア１３５を記憶装置１１０がそこに記憶していることも示している。当然のことながら、記憶装置１１０は好ましくは、オペレーティング・システム及び同様のソフトウェアなどの追加のソフトウェアを収容する。

【0032】

図２Ｂは、プロセッサ１０５が１組の実行ユニット１４０、内部バス１４２、及びメモリ／レジスタ１４４を含むことを更に示している。当然のことながら、コンピュータ・システムのプロセッサ１０５及びその他のコンポーネントは、本発明の諸実施形態を理解するために必要ではない追加の回路を含む。

【0033】

内部バス１４２は、図示の通り、プロセッサ１０５の諸要素のうちのいくつかをまとめて結合する。実行ユニット１４０は命令を実行するために使用される。メモリ／レジスタ１４４は、実行ユニット１４０によって現在実行されている命令及びデータを記憶するために使用される。

【0034】

「記憶装置（storage）」という用語は、大容量記憶装置１１０、プロセッサ１０５内の１つ又は複数のレジスタなどの位置を含む、データを記憶するための任意のメカニズムを指すために本明細書で使用されている。プロセッサ１０５は、新しい命令及び／又は既存の汎用プロセッサ内で検出されるものと同様か又は同じ命令を実行することができる。更に、一実施形態では、プロセッサ１０５はマルチコア・プロセッサであり、そのコアの少なくともいくつかは同時マルチスレッド（例えば、ハイパースレッディング）、スーパスカラ、パイプライン方式であり、クロック・サイクルごとにこれらの命令のうちの１つ又は複数を完了する（任意のデータ依存性及びパイプライン・フリーズを無視する）ことができる。

【0035】

概要
諸実施形態は、８０２．１ａｑイーサネット・ネットワークの上にＶＸＬＡＮベースの仮想ローカル・エリア・ネットワークを確立することに関する。特に、諸実施形態は、イーサネットの上にＶｘＬＡＮを確立することと、これが引き起こす特定の問題に対処すること、特に、８０２．１ａｑメカニズムへのマッピングを介してＶＮＩ固有のマルチキャストを効率良くスコーピングすることに関する。この諸実施形態は、クラウド・サービスをサポートするためのデータセンタで使用することができる。データセンタは、異なるテナント（即ち、データセンタの顧客）に属す仮想マシン（ＶＭ）として多くのサービスを収容する。これは、使用する仮想ネットワークの管理方式（administration）に対して追加の複雑さを加えるものである。このような目標は、ＶｘＬＡＮ ＩＰアドレスをＢ−ＭＡＣアドレスにマッピングするために使用され、ＶｘＬＡＮによってサポートされる１組のＩ−ＳＩＤ間で共有される仮想転送インスタンス（ＶＦＩ）及びテーブルを介するＶｘＬＡＮの仮想化により、以下に記載するように達成される。

【0036】

ＩＥＥＥ８０２．１ａｑとＶｘＬＡＮとの間には基本的な相違点がある。また、ルーティングの際に変更できないＶｘＬＡＮの諸態様も存在する。従って、クラウド・コンピューティングに関するＶｘＬＡＮの仮想化は、ＶｘＬＡＮ又はその他のクラウドＶＰＮプロトコルの複数のインスタンスを仮想化するクラウド・オペレータによって制御されるコンポーネント内で潜在的にネットワークのより深いところで行う必要がある可能性がある。また、仮想化は、適切に隔離された場合、より頑強なものになる。しかし、イーサネット・オーバＩＰを８０２．１ａｑに統合すると、８０２．１ａｑによって提供されるマルチキャスト・ツリーの恩恵の多くが除去される。同様の機能を実行する８０２．１ａｑ Ｉ−ＳＩＤにＶＮＩを直接マッピングすることにより、レイヤ違反が発生する可能性がある。このようなマッピングはＶＮＩマルチキャスト・ツリー及びＶＮＩロード・スプレッディングを可能にし、ソフトステートのＶｘＬＡＮマルチキャスト制御プロトコル（例えば、インターネット・グループ管理プロトコル（ＩＧＭＰ））及び８０２．１ａｑ中間システム間連携（ＩＳ−ＩＳ）プロトコルのより複雑な網間接続の必要性が不要になる。

【0037】

加えて、ＶｘＬＡＮが単一Ｉ−ＳＩＤへの単一Ｌ３ＶＰＮテナント・マッピングとして処理される場合、８０２．１ａｑによって提供されるフルメッシュ接続性のマルチパス態様は、Ｉ−ＳＩＤでスコーピングしたマルチキャストの恩恵と同様に失われる。従って、より望ましいソリューションは、ＩＰ情報が中間に常駐するＬ２ＶＰＮの上のＬ２ＶＰＮのような手法においてＶｘＬＡＮ ＶＮＩをＩ−ＳＩＤにマッピングすることである。

【0038】

従って、ＶｘＬＡＮドメインは、共通のショーテスト・パス・ブリッジングＭＡＣモード（ＳＰＢＭ）インフラストラクチャ上でその他のＶｘＬＡＮ又はイーサネットＶＰＮの動作に影響しないか又はそれを妨害せずに動作できるように仮想化された場合、より頑強になる。任意の２つのＶＮＩエンド・ポイント間の接続性の対称及び合同は、ＶＮＩ値に関する複数管理方式のサポート及びＶＴＥＰアドレスに関する複数管理方式のサポートによって保存することができる。

【0039】

これらの理由により、８０２．１ａｑ及びＳＰＢＭの恩恵を得るために、ＶｘＬＡＮ ＶＮＩとＳＰＢＭ構造物との明確なマッピングを使用することができる。潜在的により大きいテナント空間における複数のＶｘＬＡＮ ＶＰＮとの衝突を回避するために、ＶＮＩはＩ−ＳＩＤに対してアルゴリズムによるマッピングが行われないが、個別に管理された値になる。個別マッピング及び個別管理方式が使用され、共有テーブル・インスタンスは１つのＶｘＬＡＮ ＶＰＮにのみ適用される。同じ理由により、ＶｘＬＡＮ ＩＰアドレスについても複数管理方式がサポートされている。ＶｘＬＡＮ ＩＰは、単純にＩ−ＳＩＤベースのマルチキャストと並行してルーティングされず、そのマルチキャストによって増強されない。Ｉ−ＳＩＤとは無関係にＶｘＬＡＮ ＩＰをルーティングすると、Ｂ−ＶＩＤ（バックボーンＶＬＡＮ ＩＤ）マッピングは全く行われず、Ｉ−ＳＩＤベースのマルチキャストから分離された場合、イーサネットＢＵＭ（ブロードキャスト、不明ユニキャスト、及びマルチキャスト）トラフィック間のパスの合同は保証することができない。

【0040】

上記から分かるように、ＶｘＬＡＮ（及び同様のｖＣＤＮＩ）のセマンティクスは、直接、ＳＰＢＭと並ぶものではない。オーバレイ上の単純なオーバレイでパケット・ヘッダを並べると、ｖＣＤＮＩについてはＬ２オーバＬ２オーバＳＰＢＭを、ＶｘＬＡＮについてはＬ２オーバＬ３オーバＳＰＢＭを提供することになるであろう。いずれの場合も、厳密な階層によって課せられたステート・サマライゼーションによって、ＳＰＢＭタイプのロード・スプレッディングに使用可能な効果的なエントロピーが低減される。一例として、５０〜５００のサーバ・テナントを１つのハイパーバイザに割り当てることができ、従って、それらのサーバ・テナントをロード・スレッディングのための１つのフローとして処理できるであろう。これは、８０２．１ａｑ実装例におけるロード・バランシングを厳格に制限することになると思われる。

【0041】

ＶＭｗａｒｅ ＶＮＩを暴露し、それをＩ−ＳＩＤにマッピングするケースを考慮することにより、その他のセマンティクスの相違点が示される。これは、理論上、Ｉ−ＳＩＤがサブネットであり、Ｉ−ＳＩＤがＬ３ＶＰＮ ＩＤになり得るという８０２．１ａｑの概念に違反するものである。ＶＮＩをＩ−ＳＩＤにマッピングし、Ｉ−ＳＩＤをＢ−ＶＩＤにマッピングする自由を有することが求められる場合、ＶｘＬＡＮ ＩＰアドレスを複数のＩ−ＳＩＤに関連付けることが可能でなければならず、従って、１つのＬ３アドレスを複数のＩ−ＳＩＤにマッピングすることができ、その結果、ＩＰアドレスは複数の８０２．１ａｑベースのＬ２ＶＰＮに効果的に現れる。これは、潜在的に、ステートの数がＩＰアドレスの数にＩ−ＳＩＤの数を掛けた積になるという点で、ステート・インフレーション効果を引き起こす。その一方で、ＶｘＬＡＮでは、ＩＰアグリゲーションが全く存在しないという点で、ＩＰアドレス指定は効果的にフラットである。通常、それぞれのＬ２ＶＰＮ内のアドレス指定は隔離されるが、ＶｘＬＡＮの場合、本明細書に記載されているようにＶｘＬＡＮ ＶＰＮに関連する１組のＬ２ＶＰＮは共通のトポロジ及び管理方式を共有する。

【0042】

この複雑さ及びステート・インフレーションの多くは、共有学習を使用して低減することができる。イーサネットでは、共有学習により、複数のＶＬＡＮが共通ＭＡＣ転送項目を参照することができる（複数のＶＬＡＮが共通スパニング・ツリー・インスタンスを共有できるという当初の想定に基づく）。同様に、８０２．１ａｑは共有Ｉ−ＳＩＤ学習を提供する。本発明の諸実施形態では、Ｌ３アドレス指定に適用される共有Ｉ−ＳＩＤ学習と論理的に同等のものを使用することができる。このような例の１つは共有ＡＲＰ（アドレス解決プロトコル）キャッシュである。複数のＩ−ＳＩＤは、１組のＩ−ＳＩＤに共通する単一Ｌ３転送テーブルにマッピングすることができる。これにより、ＶＮＩにマッピングする複数のＩ−ＳＩＤのそれぞれについて１つのハイパーバイザ・アドレスを使用する代わりに、テーブル内で１つのハイパーバイザ・アドレスというレベルまでステートを衰弱させることができる。その結果、ＶｘＬＡＮネットワークに関連する完全な１組のＩ−ＳＩＤをひとまとめにして、１組の８０２．１ａｑ Ｌ２ＶＰＮからなる単一論理Ｌ３ＶＰＮにマッピングすることができる。これは、単一ＶｘＬＡＮ ＩＰアドレスに対して多くの個別Ｉ−ＳＩＤマッピングを有することによって引き起こされるステート・インフレーションを回避するものである。これに対して、ロード・スプレッディングは、Ｂ−ＶＩＤ（バックボーンＶＬＡＮ（仮想ローカル・エリア・ネットワークＩＤ））に対するそれぞれのＶＮＩ／Ｉ−ＳＩＤの明確なマッピングを介して依然としてサポートすることができ、それぞれのＶｘＬＡＮインスタンスが１組の使用可能なＢ−ＶＩＤに対してロード・スプレッディングするようになっている。

【0043】

加えて、顧客ＭＡＣ層ブロードキャストの場合、ＶＮＩとＩ−ＳＩＤとの何らかのマッピングが有用である。Ｉ−ＳＩＤに対するマルチキャスト・グループ（Ｇ）へのＶＮＩのＩＧＭＰマッピングでは、ＩＧＭＰソフトステートを追跡し維持することは不必要に複雑である。これに対して、Ｉ−ＳＩＤごとにＶＮＩをコード化するためにＧを使用することができる。フレーム内のＶＮＩを決定してＩ−ＳＩＤにマッピングすることができる。グループ対（＊，Ｇ）へのすべてのソースに関するフレームは、ＩＧＭＰ技法を使用してＤＡ ＭＭＡＣ（宛先アドレス・マルチチャネルＭＡＣ）でコード化することができる。

【0044】

プロセス
図３Ａは、上記のシステムを実現するためのプロセス・フローの一例を示している。図３Ａの動作は構成動作であり、他の図に示されている他の動作はパケット処理動作である。従って、動作のいくつかは多くのパケットについて１回実行することができ、その他の動作は１つのパケットが受信又は転送されるたびに実行される。

【0045】

ブロック３０１では、ルートＩ−ＳＩＤは、ネットワーク管理システム又はその他の集中構成管理システムによってＶｘＬＡＮ仮想ネットワークなどの仮想ネットワークに割り当てられるが、その他のタイプのネットワーク及び仮想化を代わりに使用することもできる。

【0046】

ブロック３０２では、ＢＥＢ（バックボーン・エッジ・ブリッジ）又はその他のタイプのブリッジは、例えば、ＡＲＰトラフィックの観察又はシステム・スタートアップ時にＶＴＥＰによって開始された動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）トランザクションから情報を収集することにより、ＶｘＬＡＮ ＶＴＥＰ（ＶｘＬＡＮトンネル・エンド・ポイント）又はその他のタイプのＶＬＡＮトンネル・エンド・ポイントのＩＰアドレスを決定する。これにより、数ある利点の中で、ＢＥＢはＶｘＬＡＮを８０２．１ａｑにマッピングすることができる。ＢＥＢは、管理サーバからＶＴＥＰ ＩＰアドレス指定情報を受信することができる。一例では、ＶｘＬＡＮドメインに関連するそれぞれのサーバ・ポートは、ＴＯＲ（トップ・オブ・ラック）においてＤＨＣＰ（動的ホスト構成プロトコル）リレーにマッピングされる。これは、そのＶｘＬＡＮインスタンスに関する共通Ｉ−ＳＩＤへのフレームのイーサタイプ・ステアリングによって実行することができる。他の例では、ＤＨＣＰリレーは、ＩＳ−ＩＳに広告を実装するためにＤＨＣＰトラフィックからＶＬＡＮのＩＰアドレスを「学習」する（ＳＰＢＢ（ショーテスト・パス・バックボーン・ブリッジング）制御プロトコル）。更に他の例では、Ｌ３ ＶＰＮに関する「ルートＩ−ＳＩＤ」になるように単一Ｉ−ＳＩＤを指定することにより、関連のＤＨＣＰサーバが到達可能になり、ＢＥＢはＤＨＣＰトラフィックをそのルートＩ−ＳＩＤ上にリレーする。

【0047】

ブロック３０３では、ＢＥＢは、ＶＴＥＰのＩＰアドレスを把握して、そのＶｘＬＡＮネットワーク・インスタンスに割り当てられたルートＩ−ＳＩＤに関連するものとしてＩＳ−ＩＳ内のＶＴＥＰ ＩＰアドレスと、ローカルＢ−ＭＡＣ（バックボーンＭＡＣ）アドレスを広告する。その結果、ブロック３０４では、このルートＩ−ＳＩＤのポートに関連するその他のＩ−ＳＩＤのすべてがＢＥＢにおいて関連の共有Ｉ−ＳＩＤ ＶＦＩ（仮想転送インスタンス）プールにマッピングされる。このように、ＶＦＩプールはインターネット・プロトコル仮想専用ネットワーク（ＩＰＶＰＮ）インスタンスと同様のものである。

【0048】

ブロック３０５では、ＶＮＩからＩ−ＳＩＤへのマッピングがＢＥＢで構成される。これは、着信フレームを処理するためにシステムを準備するものである。これらのマッピングは、リモート・サーバ又はローカルのより高いレイヤにおける統合管理機能によってプッシュダウンする（即ち、発信し、ネットワークを介して伝搬する）ことができる。

【0049】

図３Ｂは、パケット処理の一実施形態のフローチャートである。ブロック３０６では、ＶｘＬＡＮサーバ上で実行されるＶＭからの着信イーサネット・フレームは、Ｖスイッチ及びＶＴＥＰを通過して、ＢＥＢで受信される。これらのフレームは埋め込みＶＮＩを有する。このフレームはブロック３０７でそのＶＮＩが識別され、そのＶＮＩはＶＦＩを検索するために使用され、ＶＦＩはＢＥＢにおいて相関関係のあるＩコンポーネント・サービスＩＤ（Ｉ−ＳＩＤ）を有する。この検索は、ＶＮＩ／Ｉ−ＳＩＤテーブルを使用することができる。また、ＶＦＩは、それぞれが相関関係のあるＩ−ＳＩＤを有する１組のＶＦＩと共有される相関関係のあるＩＰ／Ｂ−ＭＡＣテーブルも有する。ブロック３０８では、これらの着信フレームは識別されたＶＦＩに転送される。宛先ＶｘＬＡＮ ＩＰアドレスは、共有ＩＰ／Ｂ−ＭＡＣテーブルで検索され、リモートＢ−ＭＡＣアドレスに分解される。

【0050】

ブロック３０９では、着信フレームは、Ｉ−ＳＩＤ及びＢ−ＭＡＣでカプセル化され、ブロック３１０では、そのフレームは、ＢＥＢをＳＰＢＭネットワークに接続するネットワーク・ポートにより共有テーブルからリモートＢ−ＭＡＣアドレスに送信され、最終的に、リモートＢ−ＭＡＣアドレスを有するリモートＢＥＢを介して宛先ＶＭに送信される。

【0051】

図３Ｃは、ネットワーク・エレメントによって実行されるプロセスの一実施形態のフローチャートである。ブロック３１１では、フレームはＢＥＢからリモートＢ−ＭＡＣアドレスに到着し、カプセル解除される。ネットワーク・マップに基づいて、フレームはフレーム内にカプセル化されたＩ−ＳＩＤによって識別されたリモートＶＦＩに到着し、ブロック３１２では、それらがリモートＶスイッチ及びＶＴＥＰを介してＶＭにＩＰ転送される。これに関連して、「リモート」は、発信ＶＭ及び関連アーキテクチャに対する位置を識別するために使用される。

【0052】

アーキテクチャ
図４は、ネットワークの一例において図３Ｂの動作を実現するのに適したブリッジなどのネットワーク・エレメントの構成の一例を示している。ブリッジ４１０は、サーバ・ポート４１１を有し、典型的に、入力又は着信接続４１２及び出力又は発信接続４１３を備えたイーサネット物理接続である。着信フレームはイーサタイプ分類器４１４に暴露され、次にＴＣＡＭ（ターナリ連想記憶装置）分類器４１５に転送される。次に、分類されたフレームは、ＶＦＩ（仮想転送インスタンス）の複数のインスタンスに関するマッピング・テーブルに適用される。

【0053】

イーサタイプ分類器４１４は、フレームに関するＶＴＥＰ４０９のＩＰアドレスを決定するために着信フレームを暴露する。例示されている例では、これは、ルートＶＦＩテーブル４２０に結合されたＤＨＣＰリレー４１８などのソフトウェア・プロセス４１７にフレームを適用することによって行われる。これにより、ＶＴＥＰのＩＰアドレスを網間接続機能によって入手することができる。次に、ＩＰアドレスは、ブロック４１９によりＩＳ−ＩＳを使用して広告され、それはソフトウェア・プロセス４１７にすることもできる。広告は、ルートＶＦＩ４２０及びローカルＢ−ＭＡＣ４２１からのルートＩ−ＳＩＤとの関連付けを含むことになる。

【0054】

ＴＣＡＭ分類器４１５は、着信フレームのＶＮＩを検出するための構造の例である。図示の通り、ＢＥＢ４１０又はその他のタイプのネットワーク・エレメントは、ＶＮＩ／Ｉ−ＳＩＤ仮想転送インスタンス（ＶＦＩ）テーブル４１６を構成している。これは、着信フレームのＶＮＩを識別し、ＶＮＩをＩ−ＳＩＤ及び関連のＶＦＩにマッピングするためにＶＦＩ／Ｉ−ＳＩＤマッピング・テーブル４１６を使用するマッパー４２５に転送できるように、ＴＣＡＭ４１５に結合される。マッパーは、それぞれのＶＦＩに結合された共有ＩＰ／ＭＡＣテーブル４２３を含む。マッパー４２５により、Ｌ２フレームである着信フレームをＬ２／Ｌ３ＶＰＮにマッピングすることができる。ＳＰＢＭネットワークに向かってＶＦＩによってリレーされたフレームは、適用されたＩ−ＳＩＤを含む８０２．１ａｑカプセル化を有する。

【0055】

着信フレームは、上記のようにマッパー４２５内で（即ち、Ｉ−ＳＩＤによって）Ｉコンポーネントにマッピングされ、次にＢコンポーネント４２１に転送される。次に、Ｂ−コンポーネントは、ＢＭＡＣテーブル内のリモートＢ−ＭＡＣアドレスを検索し、ネットワーク・ポート４２４上でフレームを転送する。リモートＢ−ＭＡＣ４３１で、受信したフレームはカプセル解除され、Ｂ−ＭＡＣに結合されたネットワーク・ポートを介してＩＰ転送される。

【0056】

実施形態の一例では、プロセス及び構造は、クラウド・サービス又は同様のサービスを提供するデータセンタ又は同様の位置においてネットワークの一部である。フレームは、ＶｘＬＡＮサーバ４０１によってホストとして処理されるＶＭ４０５で発信することができる。フレームは、リモートＶｘＬＡＮサーバ上のＶＭ又は同様の宛先に向けて予定しておくことができる。フレームはＶスイッチ４０１及びＶＴＥＰ４０９に転送され、それらはフレームをＢＥＢ４１０に送信する前にカプセル化する。ＢＥＢ４１０は、ＳＰＢＭ４５１を越えてリモートＢＥＢ４３１及び宛先ＶＭのホスト・サーバ４４１に転送する前に、本明細書において上記のようにフレームを処理する。また、ネットワークは、ネットワーク内のアドレス解決を容易にするためにネットワーク及びＤＨＣＰサーバ４７１を構成する管理サーバ４６１も含むことができる。

【0057】

各図のフローダイヤグラムは本発明の特定の実施形態によって実行される動作の特定の順序を示しているが、このような順序は模範的なものであることを理解されたい（例えば、代替の諸実施形態は、これらの動作を異なる順序で実行すること、特定の動作を結合すること、特定の動作を部分的に重複させることなどが可能である）。

【0058】

本発明はいくつかの実施形態に関して記載されているが、当業者であれば、本発明は記載されている諸実施形態に限定されず、特許請求の範囲の精神及び範囲内の変更及び改変によって実践することができることを認識するであろう。従って、この説明は、限定としてではなく例示として見なすべきものである。例えば、当業者であれば、本明細書に記載されている原理、プロセス、及び構造が、イーサネット・インＩＰ又はイーサネット・イン・イーサネットのカプセル化を８０２．１ａｑ上にマッピングすることに適用可能であり、本明細書に提供されている諸実施形態が限定ではなく例として示されていることを認識できるであろう。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】