JP3543954B2

JP3543954B2 - ネットワーク間通信におけるアドレス解決方式、及び、アドレス解決手段を備えたネットワーク構成装置

Info

Publication number: JP3543954B2
Application number: JP2000294408A
Authority: JP
Inventors: 一博岩井
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-09-27
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2020-09-27
Also published as: JP2002111700A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローカルエリアネットワーク間のデータ通信におけるアドレス解決方法、及び、アドレス解決手段を備えたネットワーク構成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットの普及に伴い、多種多様なローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）が相互接続されるようになってきている。ネットワークに接続された複数の端末へ同時に通信を行う同報型ネットワークとしては、イーサネットに複数の端末を接続し、ＴＣＰ／ＩＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ／ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）等の通信プロトコルに従って作成したパケットにハードウェアアドレス等を付加したフレームを用いて通信を行うネットワークがある。
【０００３】
このようなネットワークでは、ある端末が他の端末と通信する場合、ある端末が送信したフレームはネットワークに接続された全ての端末に配信され、各々の端末では受信したフレームの送信先を示すアドレスを調べ、そのアドレスが自分のアドレスである場合にはデータの読み込みを行い、自分のアドレスでない場合には上記フレームを破棄することによって通信を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、複数のサブネットが含まれるネットワークにおいて、サブネットを越えるパケット転送を行うには、それぞれの端末の属する網間にルータと呼ばれるネットワーク間接続装置を必ず経由し、このルータでルーティングを行う必要があり、通信する端末同士が物理的に近くに存在している場合であっても、必ずルータまでの回線にトラフィックが発生してしまい、また、パケット毎にルーティング処理を行う必要があるためトラフィック増大に伴いルータの負荷が増加してしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、ルータまでの回線のトラフィックを軽減し、ルータの負荷を軽減することができるＬＡＮ装置間のデータ通信におけるアドレス解決方法、及び、アドレス解決手段を有するネットワーク構成装置を提供することにある。
【０００６】
【問題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ネットワーク間接続装置により接続された複数のサブネットワーク間のデータ通信におけるアドレス解決方法であって、少なくとも、一のサブネットワークを構成する第１の端末装置と他のサブネットワークを構成する第２の端末装置とがスイッチング装置を介して前記ネットワーク間接続装置に接続され、前記第１の端末装置から前記第２の端末装置にパケットを送信するに際し、前記第１の端末装置では、ＩＰアドレス分析手段により前記パケットに含まれる送信先のＩＰアドレスを抽出した後、予め記憶したアドレス解決テーブルを参照して前記ＩＰアドレスに対応する前記第２の端末装置のＭＡＣアドレスを調べ、対応するＭＡＣアドレスが前記アドレス解決テーブルに登録されている場合には、ＭＡＣフレーム生成手段により、前記パケットに前記第２の端末装置のＭＡＣアドレスを付与したＭＡＣフレームを作成して該パケットを送信し、対応するＭＡＣアドレスが前記アドレス解決テーブルに登録されていない場合には、前記ネットワーク間接続装置に対してアドレス解決要求を送出し、前記パケットに前記ネットワーク間接続装置のＭＡＣアドレスを付与して該パケットを送信すると共に、前記ネットワーク間接続装置から送られた前記第２の端末装置のＭＡＣアドレスを示すアドレス解決情報を受信して前記アドレス解決テーブルを更新するものである。
【０００７】
本発明においては、更に、前記ネットワーク間接続装置では、前記第１の端末装置から送出された前記アドレス解決要求に対して自ＭＡＣアドレスを送出し、前記第１の端末装置から送信された前記パケットを受信すると、前記パケットに含まれる送信先のＩＰアドレスを抽出した後、予め記録したアドレス解決テーブルを参照して前記ＩＰアドレスに対応する前記第２の端末装置のＭＡＣアドレスを調べ、対応するＭＡＣアドレスが前記アドレス解決テーブルに登録されている場合には、前記パケットの送信先ＭＡＣアドレスを書き換えて送信し、前記ＭＡＣアドレスが前記アドレス解決テーブルに登録されていない場合には、前記第２の端末装置に対してアドレス解決要求を送出し、前記第２の端末装置から返送されたアドレス解決情報を基に前記アドレス解決テーブルを更新し、前記パケットの送信先ＭＡＣアドレスを書き換えて転送するとともに、前記第１の端末装置に対して前記第２の端末装置のＭＡＣアドレスを示すアドレス解決情報を送出することが好ましい。
【０００９】
また、本発明のネットワーク間接続装置は、異なるサブネットワークに属する複数の端末装置がスイッチング装置を介してネットワーク間接続装置に接続されてなるネットワークにおけるネットワーク間接続装置であって、ルーティングしているパケットの送信先ＩＰアドレスを抽出する手段と、ＩＰアドレスと該ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスとをアドレス解決テーブルに記録する手段と、前記アドレス解決テーブルを参照して送信先ＩＰアドレスから送信先ＭＡＣアドレスを抽出する手段と、送信先ＭＡＣアドレスが登録されていない場合に、送信先端末装置に対してアドレス解決情報を送信する手段と、前記送信先端末装置から受信したアドレス解決情報に基づいて前記アドレス解決テーブルを更新する手段と、更新した前記アドレス解決テーブルを参照して送信先ＭＡＣアドレスを書き換えて前記パケットを転送する手段と、前記パケット送信元端末装置に前記送信先ＭＡＣアドレスを示すアドレス解決情報を送信する手段と、を少なくとも有するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＬＡＮ装置間のデータ通信におけるアドレス解決方法は、その好ましい一実施の形態において、サブネット１のＬＡＮ端末１０とサブネット２のＬＡＮ端末１１とがスイッチングＨＵＢ１３を介してルータ１２に接続されるネットワーク構成において、ＬＡＮ端末１０からＬＡＮ端末１１にデータを送信するに際し、ＬＡＮ端末１０では、ＩＰアドレス分析部１０２によりＩＰアドレスを抽出した後、アドレス解決テーブル１００を参照してＬＡＮ端末１１のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを調査し、対応するＭＡＣアドレスが登録されていない場合には、ルータ１２に対してアドレス解決要求を送出し、ルータ１２は自ＭＡＣアドレスをＬＡＮ端末１０に送信し、ＬＡＮ端末１０はルータ１２のＭＡＣアドレスを付与したＭＡＣフレームを含むパケットを送出し、該パケットを受信したルータ１２は、アドレス解決テーブル１２０を参照してＬＡＮ端末１１のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを調査し、パケットの送信先ＭＡＣアドレスが登録されていない場合には、パケットの送信先であるＬＡＮ端末１１に対してアドレス解決要求を送出し、ＬＡＮ端末１１から返送されたアドレス解決情報を基にアドレス解決テーブル１２０を更新し、パケットの送信先ＭＡＣアドレスを書き換えて転送するとともに、ＬＡＮ端末１０に対してアドレス解決情報を送出し、ＬＡＮ端末１０はルータ１２から送られたアドレス解決情報を受信してアドレス解決テーブル１００を更新する。
【００１１】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係るネットワークにおけるサブネット構成を示す図であり、図２は、その物理的な接続を示す図である。また、図３は、本実施例のネットワークを構成するＬＡＮ端末の構成を示す図であり、図４は、ルータの構成を示す図である。
【００１２】
まず、図１及び図２を参照して本実施例のネットワーク構成について説明すると、本実施例のネットワークには、ＬＡＮ端末１０とルータ１２がサブネット１に存在し、ＬＡＮ端末１１とルータ１２がサブネット２に存在している。また、ＬＡＮ端末１０はスイッチングＨＵＢ１３の１−Ｐｏｒｔ、ＬＡＮ端末１１はスイッチングＨＵＢ１３の２−Ｐｏｒｔ、ルータ１２はスイッチングＨＵＢ１３の３−Ｐｏｒｔに接続されている。
【００１３】
また、本実施例のＬＡＮ端末１０は、図３に示すように、パケットを送出するアプリケーション部１０１と、パケットの中からＩＰアドレスを抽出するＩＰアドレス分析部１０２と、ＩＰアドレスを付与してＭＡＣフレームを作成するＭＡＣフレーム生成部１０３と、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応付けを行うアドレス解決テーブル１００と、アドレス解決情報に基づきアドレス解決テーブル１００の更新を行うアドレス解決テーブル更新部１０４とで構成されている。
【００１４】
そして、ルータ１２は、図４に示すように、ルーティング処理を行うルーティング部１２１と、アドレス情報を送信するアドレス解決情報送信部１２２と、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応付けを行うアドレス解決テーブル１２０と、アドレス解決情報に基づきアドレス解決テーブル１２０の更新を行うアドレス解決テーブル更新部１２３とで構成されている。
【００１５】
以下の説明においては、ＬＡＮ端末１０及び１１と、ルータ１２のサブネット１、２におけるＩＰアドレスをそれぞれ、ＩＰ−１０、ＩＰ−１１、ＩＰ−１２１、ＩＰ−１２２とし、ＬＡＮ端末１０及び１１と、ルータ１２のＭＡＣアドレスをそれぞれ、ＭＡＣ−１０、ＭＡＣ−１１、ＭＡＣ−１２とする。また、予め、ＬＡＮ端末１０、１１には、ＤｅｆａｕｌｔＧａｔｅｗａｙのＩＰアドレスとしてルータ１２のＩＰアドレスＩＰ−１２を設定してある。そして、スイッチングＨＵＢ１３では１−ＰｏｒｔにはＭＡＣ−１０を持つ装置、２−ＰｏｒｔにはＭＡＣ−１１を持つ装置、３−ＰｏｒｔにはＭＡＣ−１２を持つ装置が接続されていることを認識しているものとする。
【００１６】
このような構成のネットワークのデータ通信におけるアドレス解決方法について、以下に説明する。ＬＡＮ端末１０からＬＡＮ端末１１へアプリケーション１０１よりパケット送信を行う場合を想定すると、まず、ＬＡＮ端末１０のＩＰアドレス分析部１０２は、ＬＡＮ端末１１のＩＰアドレスＩＰ−１１より、ＬＡＮ端末１１のＭＡＣアドレスをアドレス解決テーブル１００から読み出そうとする。しかしながら、このときアドレス解決テーブル１００にはＬＡＮ端末１１のＭＡＣアドレスが登録されていないため、ＤｅｆａｕｌｔＧａｔｅｗａｙであるルータ１２にアドレス解決要求を通知する。このアドレス解決要求に対して、ルータ１２は自ＭＡＣアドレスＭＡＣ−１２をＬＡＮ端末１０にアドレス解決情報として返送する。
【００１７】
ＬＡＮ端末１０は、ルータ１２から転送された、ＬＡＮ端末１１のＩＰアドレスＩＰ−１１に対応するＭＡＣアドレスはルータ１２のＭＡＣアドレスＭＡＣ−１２であることを示すアドレス解決情報をアドレス解決テーブル更新部１０４で受信すると、ＬＡＮ端末１１のＩＰアドレスＩＰ−１１に対応するＭＡＣアドレスはＭＡＣアドレスＭＡＣ−１２であることをアドレス解決テーブル１００に書き込む。
【００１８】
ＩＰアドレス分析部１０２は、更新されたアドレス解決テーブル１００を参照してルータ１２のＭＡＣアドレスＭＡＣ−１２を読み出し、ＭＡＣフレーム生成部１０３に通知する。そして、ＭＡＣフレーム生成部１０３は、通知されたＭＡＣアドレスＭＡＣ−１２を付与してパケットをＥｔｈｅｒｎｅｔ網へ送信する。
【００１９】
スイッチングＨＵＢ１３では、ＬＡＮ端末１０より受信したパケットの送信先ＭＡＣアドレスがＭＡＣ−１２であることから、該パケットを３−Ｐｏｒｔに転送し、ルータ１２では、スイッチングＨＵＢ１３を介してＬＡＮ端末１０より転送されたパケットを受信すると、送信先ＩＰアドレスがＬＡＮ端末１１のＩＰアドレスＩＰ−１１であることから、ＬＡＮ端末１１に対してアドレス解決要求を送出する。
【００２０】
ＬＡＮ端末１１では、自ＭＡＣアドレスＭＡＣ−１１をルータ１２にアドレス解決情報として返送する。ルータ１２のアドレス解決テーブル更新部１２３では、ＬＡＮ端末１１のＩＰアドレスＩＰ−１１に対するＭＡＣアドレスはＭＡＣ−１１であることをアドレス解決テーブル１２０に書き込む。そして、ルーティング部１２１では、ＬＡＮ端末１０より転送されたパケットの送信先ＭＡＣアドレスをＬＡＮ端末１１のＭＡＣアドレスＭＡＣ−１１に書き換えて転送する。
【００２１】
スイッチングＨＵＢ１３では、ルータ１２より受信したパケットの送信先ＭＡＣアドレスがＭＡＣ−１１であることから、該パケットを２−Ｐｏｒｔに転送し、該パケットはＬＡＮ端末１１に転送される。さらに、ルータ１２は、ＬＡＮ端末１０に対してＬＡＮ端末１１のＩＰアドレスＩＰ−１１に対するＭＡＣアドレスがＭＡＣ−１１であることを示すアドレス解決情報をアドレス解決情報送信部１２２から転送する。
【００２２】
ＬＡＮ端末１０では、ルータ１２から転送されたＬＡＮ端末１１のＩＰアドレスＩＰ−１１とＭＡＣアドレスＭＡＣ−１１をアドレス解決更新部１０４で受信すると、アドレス解決テーブル１００にＩＰ−１１に対応するＭＡＣアドレスはＭＡＣ−１１であること書き込む。
【００２３】
再度、ＬＡＮ端末１０のアプリケーション１０１よりＬＡＮ端末１１へのパケット送信を行う場合、ＩＰアドレス分析部１０２でアドレス解決テーブル１００を読み出して、ＬＡＮ端末１１のＩＰアドレスＩＰ−１１より、ＬＡＮ端末１１のＭＡＣアドレスＭＡＣ−１１を読み出し、ＭＡＣフレーム生成部１０３に通知する。ＭＡＣフレーム生成部１０３は通知されたＭＡＣアドレスＭＡＣ−１１を付与してパケットをＥｔｈｅｒｎｅｔ網へ送信する。
【００２４】
すると、スイッチングＨＵＢ１３では、ＬＡＮ端末１０より受信したパケットの送信先ＭＡＣアドレスがＭＡＣ−１１であることから、該パケットを２−Ｐｏｒｔに転送する。そして該パケットはＬＡＮ端末１１に転送される。
【００２５】
このように、本実施例のＬＡＮ装置のアドレス解決方法によれば、ルータ１２に設けたアドレス解決テーブル１２０を参照して、ルーティングしているパケットの送信先ＩＰアドレスから送信先ＭＡＣアドレスを読み出してパケット送信元にアドレス解決情報として送信し、アドレス解決情報の受信側（ＬＡＮ端末１０）ではアドレス解決テーブル１００を更新し、次回のパケット送出からはルータ１２から通知された送信先ＩＰアドレスに対応する送信先ＭＡＣアドレスを付与してＭＡＣフレームを生成してパケットを送出することにより、ルータ１２へのトラフィックを軽減し、また、パケットごとのルーティングも発生しなくなるため、ルータ１２の負荷を軽減することができる。
【００２６】
なお、本実施例では、各々異なるサブネットワークに属する２つのＬＡＮ端末間のデータ通信について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、ＬＡＮ端末同士が物理的に近くに存在し、各ＬＡＮ端末がスイッチングＨＵＢを介してルータに接続される構成の任意のネットワークに適用することができるのは明らかである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＬＡＮ装置間のデータ通信におけるアドレス解決方法、及び、アドレス解決手段を備えたネットワーク構成装置によれば、ルータへのトラフィックを軽減することができ、また、ルータの負荷を軽減することができるという効果を奏する。
【００２８】
その理由は、ルータに、ルーティングしているパケットの送信先ＩＰアドレスを読み出す手段と、送信先ＩＰアドレスから送信先ＭＡＣアドレスを読み出すためのアドレス解決テーブルと、パケット送信元にアドレス解決情報として送信する手段とを設け、ＬＡＮ端末に、アドレス解決情報をアドレス解決テーブルに登録する手段と、パケット送出時にアドレス解決テーブルを参照し、送出先ＩＰアドレスに対応する送出先ＭＡＣアドレスを付与してＭＡＣフレームを生成してパケット送出する手段とを設けることにより、再度、ＬＡＮ端末からパケットが送信される場合、予め、ＩＰアドレス分析手段では更新されたアドレス解決テーブルを参照して送信先ＭＡＣアドレスを付与したＭＡＣフレームが作成されるため、ルータを介すことなく、パケットをスイッチングＨＵＢから送信先ＬＡＮ端末に転送することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るネットワークの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係るネットワークの物理的な接続を示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係るネットワークに属するＬＡＮ端末の構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施例に係るネットワークに属するルータの構成を示す図である。
【符号の説明】
１サブネット
２サブネット
１０ＬＡＮ端末
１１ＬＡＮ端末
１２ルータ
１３スイッチングＨＵＢ
１００アドレス解決テーブル
１０１アプリケーション部
１０２ＩＰアドレス分析部
１０３ＭＡＣフレーム生成部
１０４アドレス解決テーブル更新部
１２０アドレス解決テーブル
１２１ルーティング部
１２２アドレス解決情報送信部
１２３アドレス解決テーブル更新部

Claims

ネットワーク間接続装置により接続された複数のサブネットワーク間のデータ通信におけるアドレス解決方法であって、
少なくとも、一のサブネットワークを構成する第１の端末装置と他のサブネットワークを構成する第２の端末装置とがスイッチング装置を介して前記ネットワーク間接続装置に接続され、前記第１の端末装置から前記第２の端末装置にパケットを送信するに際し、
前記第１の端末装置では、ＩＰアドレス分析手段により前記パケットに含まれる送信先のＩＰアドレスを抽出した後、予め記憶したアドレス解決テーブルを参照して前記ＩＰアドレスに対応する前記第２の端末装置のＭＡＣアドレスを調べ、対応するＭＡＣアドレスが前記アドレス解決テーブルに登録されている場合には、ＭＡＣフレーム生成手段により、前記パケットに前記第２の端末装置のＭＡＣアドレスを付与したＭＡＣフレームを作成して該パケットを送信し、対応するＭＡＣアドレスが前記アドレス解決テーブルに登録されていない場合には、前記ネットワーク間接続装置に対してアドレス解決要求を送出し、前記パケットに前記ネットワーク間接続装置のＭＡＣアドレスを付与して該パケットを送信すると共に、前記ネットワーク間接続装置から送られた前記第２の端末装置のＭＡＣアドレスを示すアドレス解決情報を受信して前記アドレス解決テーブルを更新することを特徴とするアドレス解決方法。
前記ネットワーク間接続装置では、前記第１の端末装置から送出された前記アドレス解決要求に対して自ＭＡＣアドレスを送出し、前記第１の端末装置から送信された前記パケットを受信すると、前記パケットに含まれる送信先のＩＰアドレスを抽出した後、予め記録したアドレス解決テーブルを参照して前記ＩＰアドレスに対応する前記第２の端末装置のＭＡＣアドレスを調べ、対応するＭＡＣアドレスが前記アドレス解決テーブルに登録されている場合には、前記パケットの送信先ＭＡＣアドレスを書き換えて送信し、前記ＭＡＣアドレスが前記アドレス解決テーブルに登録されていない場合には、前記第２の端末装置に対してアドレス解決要求を送出し、前記第２の端末装置から返送されたアドレス解決情報を基に前記アドレス解決テーブルを更新し、前記パケットの送信先ＭＡＣアドレスを書き換えて転送するとともに、前記第１の端末装置に対して前記第２の端末装置のＭＡＣアドレスを示すアドレス解決情報を送出することを特徴とする請求項１記載のアドレス解決方法。
異なるサブネットワークに属する複数の端末装置がスイッチング装置を介してネットワーク間接続装置に接続されてなるネットワークにおけるネットワーク間接続装置であって、
ルーティングしているパケットの送信先ＩＰアドレスを抽出する手段と、ＩＰアドレスと該ＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスとをアドレス解決テーブルに記録する手段と、前記アドレス解決テーブルを参照して送信先ＩＰアドレスから送信先ＭＡＣアドレスを抽出する手段と、送信先ＭＡＣアドレスが登録されていない場合に、送信先端末装置に対してアドレス解決情報を送信する手段と、前記送信先端末装置から受信したアドレス解決情報に基づいて前記アドレス解決テーブルを更新する手段と、更新した前記アドレス解決テーブルを参照して送信先ＭＡＣアドレスを書き換えて前記パケットを転送する手段と、前記パケット送信元端末装置に前記送信先ＭＡＣアドレスを示すアドレス解決情報を送信する手段と、を少なくとも有することを特徴とするネットワーク間接続装置。