JP4231773B2 - Ｖｒの機密性を維持したｖｒｒｐ技術 - Google Patents

Description

本発明は、VR（Virtual Router）機能を備えたVRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）ネットワークに適用するパケット中継装置に関する。

ネットワークで使用されるパケット交換装置の信頼性を向上する技術としてVRRPがある。VRRPでは、物理的に複数のパケット交換機でパケット交換装置を構成して装置を冗長化し、一つの交換機に障害が発生しても他の交換機でその処理を引継ぎ、パケット交換装置の動作が全体として停止しないようにする。パケットを今現在処理している交換機は現用系パケット交換機と呼ばれ、障害が発生した場合に動作する予備のパケット交換機は待機系パケット交換機と呼ばれる。

図１には、VRRP機能を実装したパケット交換装置の例を示す。図１では、ネットワーク上に存在するノード１〜８が、VRRPが動作しているパケット中継装置（パケット中継装置１、パケット中継装置２）によって接続されている。パケット中継装置１が現用系パケット交換機、パケット中継装置２が待機系パケット交換機であり、各パケット中継装置には、識別子（VRID）として、各々１，２が付与されている。各ノードは、パケット中継装置１を現用系パケット交換機として認識し、データは常にパケット中継装置１宛に送信される。現用系パケット交換機であるパケット中継装置１はVRRPパケットを生成し、待機系パケット交換機であるパケット中継装置２に対して定期的にVRRPパケットを送信する。パケット中継装置２は、受信したVRRPパケットにより、パケット中継装置１の存在とVRIDが１である事を確認する。

パケット中継装置１が何らかの障害でダウンした場合、定期的なVRRPパケットを受信できなくなったパケット中継装置２は、パケット中継装置１が存在しなくなったと認識し、自己のIPアドレスおよびMACアドレスをパケット中継装置１のアドレスへ変更する。よって、パケット中継装置１に障害が発生しても、パケット中継装置２がパケット中継装置１のIPアドレス、MACアドレスを引き継いでいるので、ARP(Address Resolution Protocol)テーブルの再構築をすることなく、シームレスにデータを転送し続ける事が可能である。

図２には、VRRPのパケットフォーマットを図２に示した。「バージョン」フィールドには、VRRPのバージョンが格納される。「タイプ」フィールドには１が格納されており、１以外の値を持つパケットは破棄される。「バーチャル・ルータID」フィールドには、VRID値が格納される。VRIDによって、現用系パケット交換機と待機系パケット交換機は、お互いの対応関係を認識する。プライオリティには、０〜２５５の値が格納され、数値の高いパケットを送出するパケット中継装置が現用系パケット交換機に選出される。アドバタイズメント・インターバルには０〜２５５の値が格納され、VRRPパケットの送信間隔を指定する事が可能である。IPアドレスには、現用系パケット交換機のIPアドレス、即ちVRRPネットワークで共有されるIPアドレスが格納される。生成されたVRRPパケットは、データリンク層ヘッダとIPヘッダにカプセル化されて転送される。

一方、１台のパケット交換機上で論理的に複数のパケット交換機の機能を実現するVR（Virtual Router）と呼ばれる技術がある。VRとは、ある物理パケット中継装置をソフトウェアレベルで、あたかも複数のパケット中継装置が存在するかのようにエミュレーションする技術である。エミュレーションされた仮想的なパケット中継装置をVR(Virtual Router)と呼ぶ。VRは、インターネット上に仮想的な閉域網を実現するための重要な要素技術として注目されている。

図３には、仮想ルータの概念図を示した。図３に示したパケット交換機１１は、物理的には１台の装置であるが、ソフトウェアレベルでVR１とVR２の２つのパケット中継装置に分割されている。図３では、VR１，２が動作しているパケット交換機１１が、ISP（Internet Service Provider）１およびISP２に接続されており、VR１がISP１間とのパケットの送受信を、VR２がISP2との間でのパケットの送受信を担っている。VR１、VR２は、独自にルーティング・テーブルを管理しており、それぞれがISP１、ISP２に対応づけられている。例えば、VR1が管理するルーティング・テーブルにはISP１内の情報のみが記され、受信パケットの宛先アドレスを見る事で送信する回線インターフェースが判別できるようになっている。ルーティング・テーブルを格納するメモリ空間の節約のため、実際には、ルーティング・テーブルはVR間で共用し、ルーティング・テーブルを参照するためのエントリテーブルのみをVR1、VR2で別々に管理しているだけの場合も多い。ノード１を宛先とするパケットに対しては、回線インターフェース３１から送信する。従って、ノード１とノード３とで同じIPアドレスを持っていたとしても、ノード1宛ての情報が回線インターフェース３２から送信されたり、ノード３宛ての情報が回線インターフェース３１から送信されたりすることはない。

エンドユーザがインターネットにアクセスする際には、アクセス網と呼ばれる、加入者とインターネットサービスプロバイダ（ISP）とを接続する通信ネットワークを経由する。アクセス網の端点に位置するパケット中継装置には、多数のユーザを収容する能力に加えて、受信パケットを転送すべきISPへ間違いなく転送する正確さが要求される。仮想ルータは、ルーティング・テーブルをISPごとに管理できるため、アクセス網に用いられるパケット中継装置に適した技術と考えられている。

一方で、アクセス網に用いられるパケット中継装置に対しては、障害が発生してもユーザ端末との接続性が損なわれない信頼性も求められる。そこで、VR機能を稼働させているパケット中継装置にVRRPを適用して、信頼性を高めることが考えられる。しかしながら、VRに対して単純にVRRPを適用した場合、各VRの管理するルーティング・テーブルの情報が互いに漏れる可能性があると予想される。以下詳述する。

図４に、現用系パケット交換機ではVRが稼働しており、待機系パケット交換機ではVRが稼働していない状況を示す。現用系パケット交換機をパケット交換機１１、待機系パケット交換機をパケット交換機１２とする。現用系のパケット交換機１１では、VR1とVR2が動作している。現用系のパケット交換機１１に実現された仮想ルータVR1は、ISP１に対して送受信されるパケットのみを管理し、ノード１，ノード２に対してはインターフェース３１を介して、ノード装置５，６に対してはインターフェース３３を介して、パケットを送信する。同様に、VR2はISP２に対して送受信されるパケットのみを管理し、ノード３，ノード４に対してはインターフェース３２を介して、ノード装置７，８に対してはインターフェース３４を介して、パケットを送信する。

このような状況下でパケット交換機１１に障害が発生し、パケット交換機１２でVRRPによる復旧を行った場合、現状では、現用系パケット中継装置で管理していた経路情報をVR1とVR2とで区別して待機系パケット中継装置へ転送する手段が無く、VR１の管理するルーティング・テーブルのデータとVR２の管理するルーティング・テーブルのデータが区別されずにパケット交換機１２へ転送される。

図５には、従来のVRRPにVRを適用した場合に、現用系パケット中継装置から転送された経路情報を基に待機系パケット中継装置で生成されたルーティング・テーブルを示す。同一ルーティング・テーブル中に、ISP1に属するノードのIPアドレスと、ISP2に属するノードのIPアドレスが混在しており、同一ルーティング・テーブル中にISP１の情報とISP２の情報が混在している。これは、各ISPの閉域性が損なわれたことを意味する。

また、各ISPにて同じIPアドレス体系を適用している場合、ルーティング・テーブルに重複が生じ、ISP１へ流れるはずの情報がISP２へ流れてしまう問題が発生すると考えられる。例えば、ノード１とノード３とが同一のIPアドレスを使用していた場合、待機系のパケット交換機１２は、ノード１のIPアドレスを宛先とするパケットを、回線インターフェース４１に送信すべきなのか、回線インターフェース４２に送信すべきなのか判断ができない。上記の問題を防ぐためには、現状のVRRPでは、待機系パケット交換機においても予め現用系パケット交換機と同じVR設定を施しておく必要がある。

本発明に係るパケット中継装置またはパケット交換装置は、現用系パケット交換機から待機系パケット交換機に対して経路情報ないし経路制御情報を転送する際に、いずれの仮想ルータが管理している情報かを示す情報と一緒に送信することにより、上記課題を解決する。

本発明に係るパケット中継装置によれば、VR機能を稼働させた現用系パケット交換機に障害が生じ、VRRPによりデータ処理を待機系パケット交換機に移行する際、現用系パケット交換機にて設定したVRの機密性を維持したまま、待機系パケット交換機にてデータ処理を引継ぐ事が可能である。これにより、ユーザは現用系パケット交換機の障害を意識する事無く、常に同じIPアドレスに対して継続的にデータの送信を行う事が可能である。

図６には、本実施例のVR機能を実装した冗長化パケット中継装置が、ネットワーク上に実際に配置された様子を示す。本実施例の冗長化パケット中継装置は、現用系パケット交換機１１，待機系パケット交換機１２からなり、各々のパケット交換機上で仮想ルータVR1とVR2とが動作しているものとする。待機系パケット交換機１２側で仮想ルータが動作していない場合、現用系パケット交換機１１から送信されるVR稼働命令をトリガーとして、待機系パケット交換機１２側は仮想ルータを起動する。現用系パケット交換機１１は、複数の通信ポートを備え、いずれかがISP1向けのインターフェース３１，３３、その他がISP2用のインターフェース３２，３４に割り当てられている。図６においては、VR1がISP1に対するパケットの送受信を、VR2がISP2に対するパケットの送受信を管理している。同様に、待機系パケット交換機１２も複数の通信ポートを備え、いずれかがISP1向けのインターフェース４１，４３、その他がISP2用のインターフェース４２，４４に割り当てられている。VR1がISP1に対するパケットの送受信を、VR2がISP2に対するパケットの送受信を管理している。

図７に、本実施例の冗長化パケット中継装置のハードウェア構成を示す。１１は現用系パケット交換機、１２は待機系パケット交換機である。現用系パケット交換機１１と待機系パケット交換機１２とは、回線インターフェース５６の１つに接続された通信回線６６により互いに接続されている。プログラムメモリ６２上には、データ処理の手続きを記したソフトウェアが記録されている。テーブルメモリ６１上には、受信パケットの経路制御情報、例えば宛先ノードのIPアドレスと対応する宛先インターフェースを記したテーブルが記録されている。パケット中継装置を起動させると、プロセッサ６３上にプログラムメモリ６２、テーブルメモリ６１の情報が送られる。実際にパケットが回線インターフェースに到達すると、プロセッサ６３の命令に従い、スイッチにて所望の出先へと転送される。パケット中継装置は管理コンソール６５と接続されている。管理コンソール６５には、パソコンなどの入力手段が接続されており、制御コマンドを入力することでパケット中継装置の各種の設定を行うことが可能である。

図７に示した冗長化パケット中継装置は、２つのパケット交換機を一つの筐体６７内に収納しているが、前述のように、物理的に遠隔地にあるパケット交換機をネットワークにより接続してVRRPを構成しても良い。また、一つの筐体内に２つのパケット交換機を収容する場合、回線I/Fを介して接続するのではなく、スイッチ６４間をVRRPパケット転送用の専用回線で直結しても良い。この場合、回線インターフェースを介して入出力されるデータパケットの送受信を妨げることなく、VRRPパケットや経路制御情報の転送を行うことが可能である。

図８にパケット中継装置のソフトウェア構成を示す。冗長化処理部は、当該処理部が現用系パケット交換機に設けられていれば、VRRPパケットを定期的に送信し、待機系パケット交換機であれば、定期的に送信されてくるVRRPパケットを受信する。冗長化処理部内にはカウンタが存在し、該装置が待機系パケット交換機であれは、このカウンタによって、VRRPパケットが定期的に送信されてくることを確認する。仮想ルータ制御部は、該装置のVRの状態を管理する。該装置を複数の論理的な装置として用いる場合、各VRに与えられる指示を、各VRがそれぞれ独立に管理する。各VRを識別するための値として、VR識別子が存在し、仮想ルータ制御部内の仮想ルータ識別子管理部においては、全VR識別子の値を保持している。仮想ルータ制御部においては、このVR識別子をパラメータとして、各VRの制御を行う。

本発明では、冗長化処理部にて用いられるVRRPパケット内のVRIDと、仮想ルータ識別子管理部が管理するVR識別子とを同期させることによって、VR毎の障害回避機能を実現する。回線管理部では、回線インターフェースのIPアドレス等、回線インターフェース固有の情報を管理する。接続管理部では、セッション情報を管理する。回線管理部、接続管理部は、冗長化処理部、仮想ルータ制御部と連携し、各回線インターフェースが、どのVRに属するのか、どの回線インターフェースからVRRPパケットを送受信するのか理解する。図８に示した各機能ブロックは、実際には、図７に示したプロセッサ６３がプログラムメモリ６１から読み出したプログラムを実行することにより実現される。

VRRPは、装置内に設けられた複数のパケット中継装置の中から、動的に１台のパケット中継装置を現用系パケット交換機として選出する。現用系パケット交換機に選出されなかったパケット中継装置は、待機系パケット交換機となる。待機系パケット交換機は、現用系パケット交換機との間で、VR識別子とIPアドレス等の情報が載ったVRRPパケットを交換し、自己管理するパケットの経路制御情報を現用系パケット交換機のそれと同期する。VRRPを形成するパケット交換機としては、装置内に設けられたパケット交換機だけではなく、ネットワーク経由で接続され物理的に離れているパケット交換機を選択することも可能である。逆に１台で複数の現用系パケット交換機／待機系パケット交換機を兼ねることも可能である。

なお、図６に示した本実施例の冗長化パケット交換装置は、２台のパケット交換機により構成されているが、３台以上のパケット交換機から構成される大型の冗長化パケット交換装置も実現可能である。その際は、現用系パケット交換機１１が、他の待機系パケット交換機へVRRPパケットをマルチキャスト送信することになる。その場合には、現用系パケット交換機は、宛先アドレスをマルチキャストアドレスとしてVRRPパケットを生成する。

図９に、本実施例のVRRPパケットフォーマットを示す。本実施例のVRRPパケットフォーマットは、タイプフィールドにVR対応である事、VRを制御するための処理内容を示すVR制御フラグおよびVRIDフィールドに仮想ルータを区別するためのVR識別子が格納される点で、図２に示した従来のVRRPパケットフォーマットと異なる。VRIDフィールドには、VR識別子が格納される。VR識別子としては、仮想ルータを区別するVR識別子の値そのものの他、VR識別子から一義的に導かれる値を用いても構わない。VRRPパケットにおいて、VR識別子フィールドに格納できるデータ量は最大８ビットであり、０〜２５５の値を取る事が可能である。VR制御フラグの内容や、VR識別子の値は、管理コンソール６５を介して装置ユーザが自由に設定可能である。

待機系パケット交換機は、現用系パケット交換機からVRRPパケットを受信すると、VR制御フラグによって、そのパケットがVR稼働中のパケット中継装置から送信されてきたものと認識する。また、その時のVR識別子により、当該VRRPがいずれのVRから送信されてきたものであるかを認識する。更に、このVR識別子と等しい値を持つVRRPパケットに対しては、以降VRの情報と認識し、他のVRから送信されてきた情報とは区別して扱う。

「アドバタイズメント・インターバル」フィールドには、現用系パケット交換機が、どのくらいの間隔でVRRPパケットを待機系パケット交換機に送信するかの値が格納される。現用系パケット交換機は、自分の存在を待機系パケット交換機へ通知するため、VRRPアドバタイズメント・パケットをアドバタイズメント・インターバルの間隔で送信している。待機系パケット交換機は、先にVRRPパケットを受信した時刻と現在時刻の差をカウンタで計測し、次に受信したVRRPパケットに格納されたアドバタイズメント・インターバルの値と比較する。現用系パケット交換機が何らかの障害でダウンして、定期的なアドバタイズメント・パケットを受信できなくなると、待機系パケット交換機は、現用系パケット交換機の引継動作を開始する。

VRRPパケットが送信される際には、実際には、データリンク層ヘッダとIPヘッダでカプセル化されて転送される。図１０には、カプセル化されたVRRPパケットのフォーマットを示す。図１１には、カプセル化に用いられるデータリンク層ヘッダのフォーマットを示す。宛先MACアドレス部には、VRRP用のマルチキャストMACアドレス、０１-００-５E-００-００-１２が設定される。送信元MACアドレス部には、MACアドレス生成規則によって生成されたアドレスを使用する。VR識別子が１であれば、００-００-５E-００-０１-０１という値が格納される。

以下、図６および図１２を用いて、VRが動作していない待機系パケット交換機１２がVRRPパケットを受信した際の動作について説明する。
図６において、パケット交換機１１のVR１に属する回線インターフェースから送信されるVRRPパケットは、VR制御フラグにはVR稼働命令を示すフラグが、VR識別子には全て１の値が格納されるものとする。即ち、回線インターフェース３１、３３、４１、４３上を流れるVRRPパケットに格納されるVR識別子は全て１である。VRRPパケットは、回線インターフェース３１→４１または回線インターフェース３３→４３を通してパケット交換機１２に到達する。

同様に、VR２に属する回線インターフェースから送信されるVRRPパケットは、VR制御フラグにはVR稼働命令を示すフラグが、VR識別子には全て２の値が格納されるものとする。即ち、回線インターフェース３２、３４、４２、４４上を流れるVRRPパケットに格納されるVR識別子は全て２である。VRRPパケットは、回線インターフェース３２→４２または回線インターフェース３４→４４を通してパケット交換機１２に到達する。パケット交換機１２では、VRRPパケットを受信すると、最初にVRRPパケットの解析を行う。まず、VR制御フラグを参照する。VR稼働命令を示すフラグが立っている場合、該パケットがVR稼働の現用系パケット交換機から送信されてきたものである事を認識し、パケット交換機１２においてもVRを稼働させる。

次に、VR識別子を参照し、１が記されていた場合、パケット交換機１２はVR１を新規に作成し、以降VR識別子１のパケットを受信した回線インターフェース４１, ４３から受信する情報に関しては、新たなルーティング・テーブルを構築し、他の情報とは独立に管理する。VRRPパケットのVR制御フラグにVR起動命令を示すフラグが立っており、VRID値に２と記されていた場合、パケット交換機１２はVR２を新規に作成し、以降VR識別子２のパケットを受信した回線インターフェース４２, ４４から受信する情報に関しては、新たなルーティング・テーブルを構築し、他の情報とは独立に管理する。

図１２には、VRRPパケットのVR制御フラグにVR稼働命令のフラグの立ったVRRPパケットを、待機系パケット交換機１２が受信した時の動作シーケンスを示す。回線インターフェースにて、VRRPパケットを受信すると、VRRPパケットは冗長化処理部に転送され（７１）、解析される。VR制御フラグにVR起動命令のフラグが立っていた場合、VRRPパケットに格納されるVR識別子とそのパケットを受信したインターフェースの情報が、それぞれ仮想ルータ識別子管理部（７２）、回線管理部（７３）へ転送される。仮想ルータ識別子管理部は、VR識別子を取得した後、その値を仮想ルータ制御部に引数として送り、新規VRを作成する。VRRPパケットを受信したインターフェースの情報を取得した回線管理部は、そのインターフェースをVR対応として認識する。

インターフェースをVR対応として認識するまでの処理が終わると、待機系パケット交換機１２は、現用系パケット交換機１１に対してackを送信する（７４）。現用系パケット交換機１１は、待機系パケット交換機１２からのack受信を契機として、ルーティング情報を待機系パケット交換機１２側に転送開始する（７５）。ルーティング情報は、VR識別子が付与されて送信される。待機系パケット交換機１２側は、送信されたルーティング情報を基に、自己が保有するルーティング・テーブルの更新を行なう。更新動作はVR1、VR2によって独立に管理される。

図１３および図１４には、VR稼働命令により仮想ルータ機能が起動した後の待機系パケット交換機上に生成されたルーティング・テーブルを、VR1とVR2とに分けて示す。図１３は、VR識別子１を受信したことによって作成されたVR１のルーティング・テーブルを示しており、VR識別子１のVRRPパケットを受信した回線インターフェースから送られてくる情報のみが設定される。即ち、現用系パケット交換機のVR１から送られてくるデータのみが設定される。図１４は、VR識別子２を受信したことによって作成されたVR２のルーティング・テーブルを示しており、VR識別子２のVRRPパケットを受信した回線インターフェースから送られてくる情報のみが設定される。即ち、現用系パケット交換機のVR２から送られてくるデータのみが設定される。以上により、待機系パケット交換機においても、動的に現用系パケット交換機と同じVRの環境が構築され、それぞれのVRの情報は他のVRの情報と混在することなく、データ通信を行う事が可能となる。

以上により、待機系パケット交換機において、予めVRの設定を行っていなくても、現用系パケット交換機のVRRPパケットによって、待機系パケット交換機のVR設定を動的に行う事が可能となる。また、待機系パケット交換機においては、それぞれのルーティング・テーブルが独立して管理され、各VRの機密性は確保される。従って、ユーザからのデータの宛先が現用系パケット交換機から待機系パケット交換機に変更になっても、そのデータは他のVRに漏洩する事無く待機系パケット交換機を介して転送可能である。

現用系パケット交換機はノードとの間にセッションを張っている場合がある。セッションとは、PPP（Point to Point Protocol）などのプロトコルにより生成される、パケット中継装置とノードとの間の１対１のコネクションである。セッション通信の場合、各セッションにおいて、現用系パケット中継装置とノードとのネゴシエーションによって取得されたデータ伝送のパラメータが付随的に発生する。発生するパラメータとしては、例えば、e-コマースの際にユーザが入力したパスワードや金額などのトランザクション情報、あるいは各ノードを管理するためにパケット中継装置が独自に割り当てた識別子（セッション識別子）と、外部の機関によって決められたノード固有の識別子（ノードID）との対応等を記したデータ群等である。本実施例においては、これらの情報をセッション情報と称する。

図６において、ノード１とパケット交換機１１のVR１との間にセッションが張られているとした場合、ノード１とVR１との間において、セッションを張る際に複数のパラメータのネゴシエーションが行われている。それらの情報は、パケット交換機１１のVR１が管理している。図１５は、VR1が管理しているセッション情報の管理テーブルを示す。図７のテーブルメモリ６１内に、データテーブルの形で格納されている。図１５のセッション情報にはISP１内の情報のみが記され、ノードIDとセッション識別子との対応等が記される。図１５では、例えば、ノード１＠abc.comの情報とセッション識別子１０１とが対応していることが示されている。図１６のセッション情報管理テーブルにはISP２内の情報のみが記され、例えば、ノード３＠xyz.comの情報とセッション識別子２０３とが対応していることが示されている。お互いのセッション情報管理テーブルはそれぞれ独立して管理されている。

これにより、仮にノード１＠abc.comとノード３＠xyz.comとに同じセッション識別子を割り当てたとしても、VR1とVR2が管理するセッション情報の混在が起こることはない。これらのノードIDやセッション識別子の情報以外に、セッション毎の統計情報や認証情報等を管理する必要がある場合、これらの情報は、現用系パケット交換機とは別にストレージサーバを設置し、そこからデータを読み出す、或いは書き込むことになる。

現用系パケット交換機においてセッションを張っている場合、現用系パケット交換機に障害が生じると、待機系パケット交換機は、現用系パケット交換機が取得したセッション情報を保持していないので、復旧が出来ない。従って、現用系パケット交換機のセッション処理を引き継ぐには、現用系パケット交換機が保持する各セッション情報を、待機系パケット交換機に伝達する必要がある。

この場合も、自律的にVRを起動させる方法と同様、VRRPパケットのVR制御フラグを利用することで対策が可能である。図６、図８を用いて、本実施例の冗長化パケット中継装置と周囲のノード装置間のセッション管理について説明する。

現用系パケット交換機にてVRが稼働しており、そのVR内にセッションを張っている場合には、図８の仮想ルータ制御部、接続管理部が、冗長化処理部にそれぞれ、VR稼動命令を示すフラグ、セッション対応を示すフラグを、VRRPパケットのVR制御フラグフィールドに立てるよう指示を出す。図８において、パケット交換機１１のVR１は、上記のフラグを立てたVRRPパケットを待機系のパケット交換機12に対して転送する。パケット交換機１２は該パケットを受信すると、図８の冗長化処理部により、VRRPパケットのVR制御フラグフィールドを解析する。解析によりパケット交換機１１がVRを稼働させており、セッションを張っている事を待機系パケット交換機１２が認識可能となる。パケット交換機１１がVRを稼働させている事を理解した待機系パケット交換機１２は、自身もVR１を稼働させ、以降インターフェース４１、４３から受信する情報は閉域性を保って処理される。

また、待機系パケット交換機１２は、パケット交換機１１が管理するセッション情報の転送を、パケット交換機１１に対して要求する。セッション情報の転送要求を受信したパケット交換機１１の接続管理部は、パケット交換機１１と各ノードとの間で決定したセッション情報である図１５の情報を、回線インターフェース４１、４３を介してパケット交換機１２へ送信する。セッション情報を受信したパケット交換機１２の接続管理部は、パケット交換機１１が管理するセッション情報を入手する。パケット交換機１１に障害が発生した場合、パケット交換機１２は入手したセッション情報をもとにして、各ノードから転送されてくるデータの処理を引継ぐ。各ノードは、パケット交換機１１の処理を引き続きパケット交換機１２が行っているので、現用系パケット交換機の障害を意識する事無く、セッションを介したデータ通信が可能となる。

この時の処理の流れを図１２に示す。回線管理部は、ある回線インターフェースにセッションが収容されている場合、その回線インターフェースから出力されるVRRPパケットに関しては、VR制御フラグにセッション対応のフラグを立てるよう、冗長化処理部に命令する（７６）。現用系パケット交換機の冗長化処理部は、VR制御フラグにセッション対応のフラグの立ったVRRPパケットを、待機系パケット交換機に対して送信する（７７）。待機系パケット交換機は、現用系パケット交換機からVRRPパケットを受信すると、VRRRパケットを解析する（７８）。VRRPパケットのVR制御フラグにセッション対応のフラグが立っていた場合、そのパケットがセッション処理を行っている現用系パケット交換機から送信されてきたものである事を認識し、待機系パケット交換機は、現用系パケット交換機に対してセッション情報の転送を要求する（７９）。

セッション情報の要求を受信した現用系パケット交換機は、管理しているセッション情報を待機系パケット交換機に転送する（８２）。セッション情報を受信した待機系パケット交換機は、これらの情報を回線管理部内の接続管理部に転送する（８３）。接続管理部は、この情報をVR毎に設定する。以上により、現用系パケット交換機と待機系パケット交換機との間でセッション情報の同期化が行われ、現用系パケット交換機に障害が発生しても、待機系パケット交換機で瞬時にセッションの復旧を行う事が可能である。

従来の冗長化パケット中継装置のネットワーク内での配置を示す図である。 従来のVRRPパケットのフォーマットを示す図である。 仮想ルータの概念を示すための図である。 従来の冗長化ルータでVRを動作させようとした場合の問題を示すための図である。 従来の冗長化ルータでVRを動作させた場合に生成されるルーティング・テーブルを示す図である。 本発明の冗長化パケット中継装置と当該パケット中継装置が配置されるネットワークを示す図である。 本発明の冗長化パケット中継装置のハードウェア構成を示す図である。 本発明のパケット中継装置のソフトウェア構造を示す平面図。 本発明の冗長化パケット中継装置で生成されるVRRPパケットのフォーマットを示す図。 本発明の冗長化パケット中継装置で生成されるVRRPパケットをデータリンク層ヘッダとIPヘッダでカプセル化したIPパケットのフォーマットを示す図である。 本発明の冗長化パケット中継装置で生成されるVRRPパケットをカプセル化するデータリンク層ヘッダのフォーマットを示す図。 本発明の冗長化パケット中継装置の動作シーケンスを示す図。 本発明の冗長化パケット中継装置のVR1が管理するルーティング・テーブルを示す図である。 本発明の冗長化パケット中継装置のVR２が管理するルーティング・テーブルを示す図である。 本発明の冗長化パケット中継装置のVR1が管理するセッション情報管理テーブルを示す図である。 本発明の冗長化パケット中継装置のVR2が管理するセッション情報管理テーブルを示す図である。

符号の説明

１１ 現用系パケット交換機
１２ 待機系パケット交換機
２１ 現用系パケット交換機とセグメント１とを接続する回線
２２ 待機系パケット交換機とセグメント１とを接続する回線
２３ 現用系パケット交換機とセグメント２とを接続する回線
２４ 待機系パケット交換機とセグメント２とを接続する回線
３１ 現用系パケット交換機とISP１とを接続する回線
３２ 現用系パケット交換機とISP２とを接続する回線
３３ 現用系パケット交換機とISP１とを接続する回線
３４ 現用系パケット交換機とISP２とを接続する回線
４１ 待機系パケット交換機とISP１とを接続する回線
４２ 待機系パケット交換機とISP２とを接続する回線
４３ 待機系パケット交換機とISP１とを接続する回線
４４ 待機系パケット交換機とISP２とを接続する回線
５１ 制御部
５２ 仮想ルータ制御部
５３ 回線管理部
５４ 冗長化処理部
５５ 仮想ルータ識別子管理部
５６ − ５７ 回線インターフェース５６，５７
５８ 接続管理部
５９ カウンタ
６１ テーブルメモリ６１
６２ プログラムメモリ６２
６３ プロセッサ６３
６４ スイッチ
６５ 管理コンソール６５。

Claims (10)

1. 複数の仮想ルータ機能を実現可能な現用系パケット交換機および待機系パケット交換機と、該現用系パケット交換機と待機系パケット交換機とを接続する内部配線とを備えた冗長化パケット中継装置であって、
   前記現用系パケット交換機および待機系パケット交換機は、
   通信回線を収容する回線インターフェース部と、
   受信パケットに対し所定の処理を施すプロセッサと、
   該受信パケットのルーティング処理に必要なルーティング情報が格納されるテーブルメモリと、
   前記プロセッサで実行されるプログラムが格納されたプログラムメモリとを有し、
   前記現用系パケット交換機上で実現された複数の仮想ルータの１が管理するルーティング情報を、前記待機系のパケット交換機上で実現された対応する仮想ルータとの間で同期を取るに際し、
   前記現用系パケット交換機に備えられたプロセッサは、
   前記仮想ルータの１を示す識別情報を含むパケットを前記待機系のパケット交換機に対して送信し、
   該待機系のパケット交換機上で実現された仮想ルータの１より前記識別信号に対する応答信号を受信し、
   前記現用系の仮想ルータの１が管理するルーティング情報を、前記待機系のパケット交換機に対して送信することを特徴とする冗長化パケット中継装置。
2. 請求項１に記載の冗長化パケット中継装置において、
   前記現用系パケット交換機に備えられたプロセッサ６３は、
   前記仮想ルータの１を示す識別情報を含むパケットに、更に前記対応する仮想ルータで実行すべき処理内容を示す識別子を含めて、待機系のパケット交換機に送信することを特徴とする冗長化パケット中継装置。
3. 請求項１に記載の冗長化パケット中継装置において、
   前記待機系のパケット交換機は、
   前記現用系のパケット交換機から送信されたルーティング情報を基に、待機系パケット交換機上に実現された対応する仮想ルータが管理するルーティング情報を更新することを特徴とする冗長化パケット中継装置。
4. 請求項１に記載の冗長化パケット中継装置において、
   前記現用系のパケット交換機は、
   前記仮想ルータの１を示す識別情報を含むパケットを定期的に前記待機系のパケット交換機に送信することを特徴とする冗長化パケット中継装置。
5. 請求項４に記載の冗長化パケット中継装置において、
   前記待機系のパケット交換機は、カウンタを備え、
   前記仮想ルータの１を示す識別情報を含むパケットを所定時間受信しない場合には、前記現用系の仮想ルータの１に障害が発生したと判定し、
   前記仮想ルータの１に替りパケットの転送処理を開始することを特徴とする冗長化パケット中継装置。
6. 請求項１に記載の冗長化パケット中継装置において、
   前記仮想ルータの１を示す識別情報を含むパケットとしてＶＲＲＰパケットを用いることを特徴とする冗長化パケット中継装置。
7. 請求項６に記載の冗長化パケット中継装置において、
   前記仮想ルータの１を示す識別情報を前記ＶＲＲＰパケットのＶＲＩＤフィールドに記録することを特徴とする冗長化パケット中継装置。
8. 請求項２に記載の冗長化パケット中継装置において、
   前記仮想ルータの１を示す識別情報を含むパケットとしてＶＲＲＰパケットを用いることを特徴とする冗長化パケット中継装置。
9. 請求項８に記載の冗長化パケット中継装置において、
   前記対応する仮想ルータで実行すべき処理内容を示す識別子を前記ＶＲＲＰパケットのタイプフィールドに格納することを特徴とする冗長化パケット中継装置。
10. 請求項２に記載の冗長化パケット中継装置において、
    表示画面とコマンド入力手段を備えた管理コンソール６５とを有し、
    該コマンド入力手段により入力されたコマンドに基づき、前記対応する仮想ルータで実行すべき処理内容を示す識別子が設定されることを特徴とする冗長化パケット中継装置。

Images