(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング構成で相互に接続された複数のフレーム転送装置を有し、該複数のフレーム転送装置のそれぞれが、複数のホストのそれぞれとの間でフレームを送受信する複数の第１のポートと、アドレステーブルと、を備えたフレーム転送システムであって、
前記複数のフレーム転送装置のそれぞれは、
前記複数のフレーム転送装置のうち当該フレーム転送装置以外の前記リング構成にて隣接するフレーム転送装置との間でそれぞれフレームを送受信する２つの第２のポートと、
前記複数の第１のポートのそれぞれにて受信されたフレームが第１の種類のフレームである場合、当該第１の種類のフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、前記複数の第１のポートのうち当該第１の種類のフレームを受信した第１のポートを示すポート情報とを対応付けて前記アドレステーブルに記憶させるアドレステーブル生成部と、
前記複数の第１のポートにて受信されたフレームを受け付ける第１の転送部と、
前記第２のポートにて受信されたフレームを受け付ける第２の転送部と、を有し、
前記第１の転送部は、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、前記第２のポートから当該フレームを送信し、
前記第２の転送部は、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、当該フレームを受信した第２のポートとは異なる第２のポートから当該フレームを送信するフレーム転送システム。
【請求項２】
請求項１に記載のフレーム転送システムにおいて、
前記第１の転送部は、前記受け付けたフレームの送信元MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致しない場合、当該フレームを破棄するフレーム転送システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のフレーム転送システムにおいて、
前記複数のフレーム転送装置のそれぞれは、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスを送信先MACアドレスとした第２の種類のフレームを、前記複数の第１のポートのうち当該MACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから所定の時間間隔で送信するフレーム送信部を有し、
前記アドレステーブル生成部は、前記複数の第１のポートのそれぞれにて受信されたフレームが、前記第２の種類のフレームに対する応答フレームである場合、当該応答フレームに含まれるIPアドレスを示すIPアドレス情報を、当該MACアドレス情報と対応付けて前記アドレステーブルに記憶させ、
前記第２の転送部は、前記受け付けたフレームがブロードキャストフレームである場合、当該ブロードキャストフレームに含まれるIPアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたIPアドレス情報が示すIPアドレスのいずれかと一致していると、前記複数の第１のポートから当該ブロードキャストフレームを送信するフレーム転送システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフレーム転送システムにおいて、
前記第２の転送部は、前記受け付けたフレームの送信元MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、当該フレームを破棄するフレーム転送システム。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフレーム転送システムにおいて、
前記第１の転送部は、前記受け付けたフレームを前記第２のポートから送信する場合、当該フレーム転送装置を識別する識別情報を当該フレームに付加し、
前記第２の転送部は、前記受け付けたフレームに当該フレーム転送装置を識別する識別情報が付加されている場合、当該フレームを破棄するフレーム転送システム。
【請求項６】
最上層フレーム転送装置と、複数の下層フレーム転送装置とからなる階層化されたフレーム転送装置群を複数有し、前記複数の最上層フレーム転送装置はリング構成で相互に接続し、前記複数の最上層フレーム転送装置のそれぞれが、１つ下層の複数の下層フレーム転送装置との間でフレームを送受信する複数の第１のポートと、最上層用アドレステーブルと、を備え、前記複数の下層フレーム転送装置のそれぞれが、複数のホストまたは１つ下層の複数の下層フレーム転送装置との間、および、前記最上層フレーム転送装置または１つ上層の下層フレーム転送装置との間でフレームを送受信する複数の第２のポートと、下層用アドレステーブルと、を備えたフレーム転送システムであって、
前記複数の最上層フレーム転送装置のそれぞれは、
前記複数の最上層フレーム転送装置のうち当該最上層フレーム転送装置以外の前記リング構成にて隣接する最上層フレーム転送装置との間でそれぞれフレームを送受信する２つの第３のポートと、
前記複数の第１のポートのそれぞれにて受信されたフレームが第１の種類のフレームである場合、当該第１の種類のフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、前記複数の第１のポートのうち当該第１の種類のフレームを受信した第１のポートを示すポート情報とを対応付けて前記最上層用アドレステーブルに記憶させる第１のアドレステーブル生成部と、
前記複数の第１のポートにて受信されたフレームを受け付ける第１の転送部と、
前記第３のポートにて受信されたフレームを受け付ける第２の転送部と、を有し、
前記第１の転送部は、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから、当該フレームを送信し、一致しない場合、前記第３のポートから当該フレームを送信し、
前記第２の転送部は、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから、当該フレームに所定の情報を付加して送信し、一致しない場合、当該フレームを受信した第３のポートとは異なる第３のポートから当該フレームを送信し、
前記複数の下層フレーム転送装置のそれぞれは、
前記複数の第２のポートのそれぞれにて受信されたフレームに前記所定の情報が付加されていない場合、当該フレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、前記複数の第２のポートのうち当該フレームを受信した第２のポートを示すポート情報とを対応付けて前記下層用アドレステーブルに記憶させる第２のアドレステーブル生成部と、
前記複数の第２のポートにて受信されたフレームを受け付ける第３の転送部と、を有し、
前記第３の転送部は、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記下層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第２のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第２のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、前記複数の第２のポートのうち予め決められた第２のポートから当該フレームを送信するフレーム転送システム。
【請求項７】
請求項６に記載のフレーム転送システムにおいて、
前記複数のフレーム転送装置群のそれぞれには、前記最上層フレーム転送装置が複数備えられ、前記最上層フレーム転送装置のそれぞれは、当該最上層フレーム転送装置を含むフレーム転送装置群に隣接する２つの複数のフレーム転送装置群の各々ごとに当該隣接するフレーム転送装置群内の１つの最上層フレーム転送装置と接続し、
前記複数の下層フレーム転送装置のうち、前記複数の最上層フレーム転送装置よりも１つ下層の複数の下層フレーム転送装置には、前記予め決められた第２のポートが複数備えられ、
前記第３の転送部は、当該下層フレーム転送装置が前記最上層フレーム転送装置よりも１つ下層の下層フレーム転送装置である場合、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記下層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致しない場合、前記複数の予め決められた第２のポートのいずれかを所定のルールに従って選択し、該選択した第２のポートから当該フレームを送信するフレーム転送システム。
【請求項８】
複数のホストのそれぞれとの間でフレームを送受信する複数の第１のポートと、アドレステーブルと、を備えたフレーム転送装置であって、
リング構成において隣接する他のフレーム転送装置との間でフレームを送受信する２つの第２のポートと、
前記複数の第１のポートのそれぞれにて受信されたフレームが第１の種類のフレームである場合、当該第１の種類のフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、前記複数の第１のポートのうち当該第１の種類のフレームを受信した第１のポートを示すポート情報とを対応付けて前記アドレステーブルに記憶させるアドレステーブル生成部と、
前記複数の第１のポートにて受信されたフレームを受け付ける第１の転送部と、
前記第２のポートにて受信されたフレームを受け付ける第２の転送部と、を有し、
前記第１の転送部は、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、前記第２のポートから当該フレームを送信し、
前記第２の転送部は、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、当該フレームを受信した第２のポートとは異なる第２のポートから当該フレームを送信するフレーム転送装置。
【請求項９】
リング構成で接続された複数のフレーム転送装置を有し、該複数のフレーム転送装置のそれぞれが、複数のホストのそれぞれとの間でフレームを送受信する複数の第１のポートと、前記複数のフレーム転送装置のうち当該フレーム転送装置以外の前記リング構成にて隣接するフレーム転送装置との間でそれぞれフレームを送受信する２つの第２のポートと、アドレステーブルと、を備えたフレーム転送システムにおけるフレーム転送方法であって、
前記複数のフレーム転送装置のそれぞれが、前記複数の第１のポートのそれぞれにて受信されたフレームが第１の種類のフレームである場合、当該第１の種類のフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、前記複数の第１のポートのうち当該第１の種類のフレームを受信した第１のポートを示すポート情報とを対応付けて前記アドレステーブルに記憶させる処理と、
前記複数のフレーム転送装置のそれぞれが、前記複数の第１のポートにて受信されたフレームの送信先MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、前記第２のポートから当該フレームを送信する処理と、
前記複数のフレーム転送装置のそれぞれが、前記第２のポートにて受信されたフレームの送信先MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、当該フレームを受信した第２のポートとは異なる第２のポートから当該フレームを送信する処理と、
を有するフレーム転送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アドレステーブルを有する複数のフレーム転送装置を備えたフレーム転送システム、フレーム転送装置およびフレーム転送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、クラウドコンピューティングの需要の拡大にともない、ネットワークの仮想化をサポートするデータセンタの重要性が高まっており、数十万台規模のサーバを接続することが可能な大規模データセンタネットワークが求められている。
【０００３】
このような大規模データセンタネットワークを実現するため、多数の汎用転送装置によってデータセンタネットワークを構築する方法が例えば、非特許文献１〜３に開示されている。特に、フレーム転送装置であるL(Layer)2スイッチを用いる方法（例えば、非特許文献４，５参照）は、運用コストの低減化・管理の容易化を実現するとして有望視されている。
【０００４】
L2スイッチは、フレームを送受信する複数のポートを備えている。L2スイッチは、受信したフレームの送信元MAC(Media Access Control)アドレスを示すMACアドレス情報と、複数のポートのうちそのフレームを受信したポートを示すポート情報とを対応付けてアドレステーブルのエントリとして記憶する。なお、送信元MACアドレスは、フレームのヘッダに含まれている。
【０００５】
そして、L2スイッチは、フレームを受信すると、受信したフレームの送信先アドレスを確認する。なお、送信先MACアドレスは、フレームのヘッダに含まれている。そして、確認した送信先MACアドレスが、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、L2スイッチは、一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから、受信したフレームを送信する。
【０００６】
一方、確認した送信先MACアドレスが、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれとも一致しない場合、受信したフレームを、複数のポートのうちそのフレームを受信したポート以外の全てのポートから送信（フラッディング）する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】M. Al-Fares, A. Loukissas, and A. Vahdat, "A Scalable, Commodity Data Center Network Architecture," Proc. of the ACM SIGCOMM 2008, pp. 63-74.
【非特許文献２】C. Guo, H. Wu, K. Tan, L. Shiy, Y. Zhang, S. Luz, "Dcell: a scalable and fault-tolerant network structure for data centers," Proc. of the ACM SIGCOMM 2008, pp. 75-86.
【非特許文献３】C. Guo, G. Lu, D. Li, H.Wu, X. Zhang, Y. Shi, C. Tian, Y. Zhang, and S. Lu, "Bcube: a high performance, server-centric network architecture for modular data centers," Proc. of the ACM SIGCOMM 2009, pp. 63-74.
【非特許文献４】R. N. Mysore, A. Pam Boris, N. Farrington, N. Huang, P. Miry, S. Radhakrishnan, V. Subramanya, and A. Vahdat, "PortLand: A Scalable Fault-Tolerant Layer 2 Data Center Network Fabric," Proc. of the ACM SIGCOMM 2009, pp. 39-50.
【非特許文献５】R. Perlman, "Challenges and Opportunities in the Design of TRILL: a Routed layer 2 Technology," Proc. of IEEE GLOBECOM Workshop, pp. 1-6, 2009.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
４８ビットという長いビット長を有するMACアドレスは、IP(Internet Protocol）アドレスのように階層的に位置情報を示す構成となっていない。そのため、受信したフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報のすべてを、複数のポートのそれぞれと対応付けてアドレステーブルに記憶させる必要がある。
【０００９】
従って、複数のフレーム転送装置によって構成されるネットワークが広域化すると、アドレステーブルに記憶される情報量が増大することになる。この場合、複数のフレーム転送装置のそれぞれが容量の大きなメモリを備える必要がある。また、容量の大きなメモリを備えたフレーム転送装置を用いることによって消費電力が増大する。つまり、フレーム転送装置によって構成されるネットワークの構築および運用にかかるコストが増加してしまうという問題点がある。
【００１０】
逆に、フレーム転送装置によって構成されるネットワークが広域化した状態でアドレステーブルに記憶される情報量を制限すると、アドレステーブルに記載のない宛先アドレスを持つフレームはフラッディングするため、フラッディングが頻繁に発生することになり、ネットワークの帯域幅が狭くなってしまうという問題点がある。
【００１１】
上述したような問題点を解決するための技術として、複数のフレーム転送装置によって構成されるネットワークとは別にサーバを設け、複数のフレーム転送装置のそれぞれのアドレステーブルをそのサーバで一元的に管理するエントリ集中制御方式が検討されている。
【００１２】
しかし、このエントリ集中制御方式では、フレーム転送装置とサーバとの間での情報の授受や、サーバ上での情報更新等に手間がかかる。また、このエントリ集中制御方式では、ネットワークの広域化にともなうスケールアウトが困難である。
【００１３】
つまり、上述したエントリ集中制御方式は、アドレステーブルを一元的に管理するサーバを設けることによる弊害が多い。
【００１４】
本発明は、アドレステーブルを一元的に管理するサーバを設けることなく、複数のフレーム転送装置によって構成されるネットワークの広域化によるコストの増加、および、帯域幅が狭くなることを抑制することができるフレーム転送システム、フレーム転送装置およびフレーム転送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明のフレーム転送システムは、複数のフレーム転送装置を有し、該複数のフレーム転送装置のそれぞれが、複数のホストのそれぞれとの間でフレームを送受信する複数の第１のポートと、アドレステーブルと、を備えたフレーム転送システムであって、
前記複数のフレーム転送装置のそれぞれは、
前記複数のフレーム転送装置のうち当該フレーム転送装置以外のフレーム転送装置との間でフレームを送受信する第２のポートと、
前記複数の第１のポートのそれぞれにて受信されたフレームが第１の種類のフレームである場合、当該第１の種類のフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、前記複数の第１のポートのうち当該第１の種類のフレームを受信した第１のポートを示すポート情報とを対応付けて前記アドレステーブルに記憶させるアドレステーブル生成部と、
前記複数の第１のポートにて受信されたフレームを受け付ける第１の転送部と、
前記第２のポートにて受信されたフレームを受け付ける第２の転送部と、を有し、
前記第１および第２の転送部のそれぞれは、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、前記第２のポートから当該フレームを送信する。
【００１６】
また、上記目的を達成するために本発明のフレーム転送システムは、最上層フレーム転送装置と、複数の下層フレーム転送装置とからなる階層化されたフレーム転送装置群を複数有し、前記複数の最上層フレーム転送装置のそれぞれが、１つ下層の複数の下層フレーム転送装置との間でフレームを送受信する複数の第１のポートと、最上層用アドレステーブルと、を備え、前記複数の下層フレーム転送装置のそれぞれが、複数のホストまたは１つ下層の複数の下層フレーム転送装置との間、および、前記最上層フレーム転送装置または１つ上層の下層フレーム転送装置との間でフレームを送受信する複数の第２のポートと、下層用アドレステーブルと、を備えたフレーム転送システムであって、
前記複数の最上層フレーム転送装置のそれぞれは、
前記複数の最上層フレーム転送装置のうち当該最上層フレーム転送装置以外の最上層フレーム転送装置との間でフレームを送受信する第３のポートと、
前記複数の第１のポートのそれぞれにて受信されたフレームが第１の種類のフレームである場合、当該第１の種類のフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、前記複数の第１のポートのうち当該第１の種類のフレームを受信した第１のポートを示すポート情報とを対応付けて前記最上層用アドレステーブルに記憶させる第１のアドレステーブル生成部と、
前記複数の第１のポートにて受信されたフレームを受け付ける第１の転送部と、
前記第３のポートにて受信されたフレームを受け付ける第２の転送部と、を有し、
前記第１の転送部は、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから、当該フレームを送信し、一致しない場合、前記第３のポートから当該フレームを送信し、
前記第２の転送部は、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから、当該フレームに所定の情報を付加して送信し、一致しない場合、前記第３のポートから当該フレームを送信し、
前記複数の下層フレーム転送装置のそれぞれは、
前記複数の第２のポートのそれぞれにて受信されたフレームに前記所定の情報が付加されていない場合、当該フレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、前記複数の第２のポートのうち当該フレームを受信した第２のポートを示すポート情報とを対応付けて前記下層用アドレステーブルに記憶させる第２のアドレステーブル生成部と、
前記複数の第２のポートにて受信されたフレームを受け付ける第３の転送部と、を有し、
前記第３の転送部は、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記下層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第２のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第２のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、前記複数の第２のポートのうち予め決められた第２のポートから当該フレームを送信する。
【００１７】
また、上記目的を達成するために本発明のフレーム転送装置は、複数のホストのそれぞれとの間でフレームを送受信する複数の第１のポートと、アドレステーブルと、を備えたフレーム転送装置であって、
他のフレーム転送装置との間でフレームを送受信する第２のポートと、
前記複数の第１のポートのそれぞれにて受信されたフレームが第１の種類のフレームである場合、当該第１の種類のフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、前記複数の第１のポートのうち当該第１の種類のフレームを受信した第１のポートを示すポート情報とを対応付けて前記アドレステーブルに記憶させるアドレステーブル生成部と、
前記複数の第１のポートにて受信されたフレームを受け付ける第１の転送部と、
前記第２のポートにて受信されたフレームを受け付ける第２の転送部と、を有し、
前記第１および第２の転送部のそれぞれは、前記受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、前記第２のポートから当該フレームを送信する。
【００１８】
また、上記目的を達成するために本発明のフレーム転送方法は、複数のフレーム転送装置を有し、該複数のフレーム転送装置のそれぞれが、複数のホストのそれぞれとの間でフレームを送受信する複数の第１のポートと、前記複数のフレーム転送装置のうち当該フレーム転送装置以外のフレーム転送装置との間でフレームを送受信する第２のポートと、アドレステーブルと、を備えたフレーム転送システムにおけるフレーム転送方法であって、
前記複数のフレーム転送装置のそれぞれが、前記複数の第１のポートのそれぞれにて受信されたフレームが第１の種類のフレームである場合、当該第１の種類のフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、前記複数の第１のポートのうち当該第１の種類のフレームを受信した第１のポートを示すポート情報とを対応付けて前記アドレステーブルに記憶させる処理と、
前記複数のフレーム転送装置のそれぞれが、前記複数の第１のポートおよび前記第２のポートにて受信されたフレームの送信先MACアドレスが、前記アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、前記複数の第１のポートのうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示す第１のポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、前記第２のポートから当該フレームを送信する処理と、を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は以上説明したように構成されているので、複数のフレーム転送装置のそれぞれが有するアドレステーブルに記憶される情報量が増大することがない。すなわち、複数のフレーム転送装置のそれぞれが容量の大きなメモリを備える必要がない。また、フラッディングの発生が抑制される。
【００２０】
従って、アドレステーブルを一元的に管理するサーバを設けることなく、複数のフレーム転送装置によって構成されるネットワークの広域化によるコストの増加、および、帯域幅が狭くなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のフレーム転送システムの第１の実施形態の一構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示したフレーム転送装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示したアドレステーブル記憶部が備えるアドレステーブルの一構成例を示す図である。
【図４】本発明のフレーム転送システムの第１の実施形態の他の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明のフレーム転送システムの第２の実施形態の一構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示した最上層フレーム転送装置の一構成例を示すブロック図である。
【図７】図５に示した下層フレーム転送装置の一構成例を示すブロック図である。
【図８】図７に示したアドレステーブル記憶部が備えるアドレステーブルの一構成例を示す図である。
【図９】本発明のフレーム転送システムの第２の実施形態の他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】
【００２２】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明のフレーム転送システムの第１の実施形態の一構成例を示すブロック図である。
【００２４】
本実施形態のフレーム転送システム１は図１に示すように、リング構成で相互に接続されたフレーム転送装置１０，２０，３０を備えている。
【００２５】
なお、本実施形態のフレーム転送システムにおける通信プロトコルは、イーサネット（登録商標）およびIPが用いられているものとする。
【００２６】
また、本実施形態ではフレーム転送装置の数を３つとしているが、フレーム転送装置の数は３つに限定されない。
【００２７】
図２は、図１に示したフレーム転送装置１０の一構成例を示すブロック図である。なお、フレーム転送装置２０，３０もフレーム転送装置１０と同様の構成である。
【００２８】
図１に示したフレーム転送装置１０は図２に示すように、第１のポートであるポート１１−１〜１１−３と、第２のポートであるポート１２−１，１２−２と、アドレステーブル記憶部１３と、フレーム送信部１４と、アドレステーブル生成部１５と、第１の転送部である転送部１６と、第２の転送部である転送部１７とを備えている。
【００２９】
ポート１１−１〜１１−３のそれぞれは、ホストと接続するためのポートである。ポート１１−１〜１１−３のそれぞれは、接続されたホストから送信されたフレームを受信する。また、ポート１１−１〜１１−３のそれぞれは、接続されたホストへフレームを送信する。なお、本実施形態ではホストと接続するためのポートの数を３つとしているが、ホストと接続するためのポートの数は３つに限定されるものではない。
【００３０】
ポート１２−１，１２−２のそれぞれは、図１に示したフレーム転送システム１を構成する他のフレーム転送装置と接続するためのポートである。ポート１２−１，１２−２のそれぞれは、接続されたフレーム転送装置から送信されたフレームを受信する。また、ポート１２−１，１２−２のそれぞれは、接続されたフレーム転送装置へフレームを送信する。
【００３１】
アドレステーブル記憶部１３は、アドレステーブルを備えている。
【００３２】
図３は、図２に示したアドレステーブル記憶部１３が備えるアドレステーブルの一構成例を示す図である。
【００３３】
図２に示したアドレステーブル記憶部１３が備えるアドレステーブルは図３に示すように、複数のポートのそれぞれを示すポート情報のそれぞれと、MACアドレスを示すMACアドレス情報と、IPアドレスを示すIPアドレス情報とが対応付けられている。
【００３４】
なお、図３においては、複数のポートのそれぞれを示すポート情報を１〜３と表している。また、図３においては、MACアドレスをＡＡＡのように表し、IPアドレスをａａａのように表しているが、実際には、MACアドレスは４８ビット、IPアドレスは３２ビット（IPv4の場合）の情報である。
【００３５】
また、図３に示すアドレステーブルのエントリ数は３つとしているが、これは、フレーム転送装置１０に直接接続されたホストの数が３つである場合を想定しているからである。
【００３６】
再度、図２を参照すると、フレーム送信部１４は、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスを送信先MACアドレスとした第２の種類のフレームの１つであるReverse ARP(Address Resolution Protocol)フレームを、ポート１１−１〜１１−３のうち、そのMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから、所定の時間間隔で送信する。なお、Reverse ARPとは、MACアドレスからIPアドレスを検索するために用いられるプロトコルである。
【００３７】
アドレステーブル生成部１５は、ポート１１−１〜１１−３およびポート１２−１，１２−２それぞれにて受信されたフレームを取得する。そして、アドレステーブル生成部１５は、取得したフレームを受信したポートがポート１１−１〜１１−３のいずれかであるか、ポート１２−１，１２−２のいずれかであるかを確認する。確認の結果、取得したフレームを受信したポートがポート１１−１〜１１−３のいずれかである場合、アドレステーブル生成部１５は、取得したフレームの種類を確認する。確認の結果、取得したフレームが、ホストがネットワークに新たに接続されたときにそのホストから送信される第１の種類のフレームである場合、アドレステーブル生成部１５は、取得したフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、ポート１１−１〜１１−３のうちそのフレームを受信したポートを示すポート情報と対応付けてアドレステーブルに記憶させる。なお、第１の種類のフレームとは例えば、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) Requestや、Gratuitous ARPのフレームである。DHCP Requestは、IPアドレスの付与を依頼するために、IPアドレスを管理しているDHCPサーバ（不図示）へ送信されるものである。Gratuitous ARPは、自ホストのIPアドレスが他のホストと重複していないかどうかを確認するために送信されるものである。なお、ホストが仮想マシンで構成されている場合、ホストの一部がライブマイグレーション等によって他の仮想マシンへ移動した場合には、移動先の仮想マシンからGratuitous ARPを送信させる。そして、その仮想マシンと接続されたフレーム転送装置がこのGratuitous ARPを受信することにより、アドレステーブルに記憶された情報が更新されることになる。なお、ライブマイグレーションとは、仮想マシンにおいて動作中のＯＳやソフトウェアを、動作させたまま他の仮想マシンへ移動させる技術である。また、取得したフレームの種類を確認した結果、取得したフレームがReverse ARPフレームに対する応答のフレームであるRARP応答フレームである場合、アドレステーブル生成部１５は、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報のうち、取得したRARP応答フレームの送信元MACアドレスと一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報と、取得したRARP応答フレームの送信元IPアドレスを示すIPアドレス情報とを対応付けてアドレステーブルに記憶させる。上述したように、Reverse ARPフレームはフレーム送信部１４から所定の時間間隔で送信される。従って、アドレステーブルに記憶されたIPアドレス情報は最新の情報に定期的に更新されることになる。そして、アドレステーブル生成部１５は、取得したフレームを転送部１６へ出力する。一方、取得したフレームを受信したポートがポート１１−１〜１１−３のいずれかであるか、ポート１２−１，１２−２のいずれかであるかを確認した結果、取得したフレームを受信したポートがポート１２−１，１２−２のいずれかである場合、アドレステーブル生成部１５は、取得したフレームを転送部１７へ出力する。
【００３８】
転送部１６は、アドレステーブル生成部１５から出力されたフレームを受け付ける。そして、転送部１６は、受け付けたフレームの送信元MACアドレスが、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。確認の結果、一致しない場合、転送部１６は、受け付けたフレームを破棄する。これにより、MACアドレスが偽装されたフレームのネットワーク上への流出を防止することができる。一方、確認の結果、一致する場合、転送部１６は、受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。確認の結果、一致する場合、転送部１６は、ポート１１−１〜１１−３のうち、一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから、受け付けたフレームを送信する。一方、確認の結果、一致しない場合、転送部１６は、受け付けたフレームを、ポート１２−１，１２−２から送信する。なお、転送部１６は、受け付けたフレームを、ポート１２−１，１２−２から送信する場合に、自装置を示す識別情報である第１のタグをフレームに付加してもよい。これにより、後述する転送部１７においてフレームの無限ループを防止する機能を容易に実現することが可能となる。また、転送部１６は、受け付けたフレームを、ポート１２−１，１２−２のいずれか一方だけから送信してもよい。但し、この場合、受け付けたフレームが他のフレーム転送装置のすべてに到達するように、例えばリング構成におけるフレームの送信方向を予め決めておく必要がある。
【００３９】
転送部１７は、アドレステーブル生成部１５から出力されたフレームを受け付ける。そして、転送部１７は、受け付けたフレームがブロードキャストフレームであるかどうかを確認する。確認の結果、受け付けたフレームがブロードキャストフレームである場合、転送部１７は、受け付けたブロードキャストフレームに含まれる情報と、アドレステーブルに記憶された情報とに基づき、受け付けたブロードキャストフレームの送信先が、自装置と直接接続されたホストであるかどうかを確認する。具体的には例えば、受け付けたブロードキャストフレームがARPリクエストのフレームである場合、受け付けたARPリクエストのフレームのARPフィールドに含まれるIPアドレスが、アドレステーブルに記憶されたIPアドレス情報が示すIPアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。確認の結果、一致する場合にだけ、転送部１７は、受け付けたブロードキャストフレームを、ポート１１−１〜１１−３から送信する。なお、転送部１７は、ポート１１−１〜１１−３のうち、一致するIPアドレスを示すIPアドレス情報に対応するポート情報が示すポートだけから、受け付けたブロードキャストフレームを送信してもよい。ここで、受け付けたフレームがブロードキャストフレームでない場合、転送部１７は、受け付けたフレームの送信元MACアドレスが、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。すなわち、転送部１７は、受け付けたフレームの送信元が自装置に直接接続されたホストであるかどうかを確認する。確認の結果、一致する場合、転送部１７は、受け付けたフレームを破棄する。これにより、フレーム転送装置１０，２０，３０間におけるフレームの無限ループを防止することができる。フレーム転送装置１０，２０，３０は、リング構成で接続されているため、無限ループを防止する機能を備えていないと、送信先アドレスが不明のフレームがリング上を周回し続けてしまい、このフレームによってネットワークの帯域が占有されてしまうためである。なお、上述した転送部１６がフレームに第１のタグを付加している場合、転送部１７は、受け付けたフレームに付加された第１のタグが自装置を示しているかどうかを確認し、自装置を示している場合には、受け付けたフレームを破棄する。これにより、上述した場合と同様に、無限ループを防止することができる。一方、確認の結果、受け付けたフレームの送信元MACアドレスが、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれとも一致しない場合、転送部１７は、受け付けたフレームのヘッダに含まれる送信先MACアドレスが、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。確認の結果、一致する場合、転送部１７は、ポート１１−１〜１１−３のうち、一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから、受け付けたフレームを送信する。一方、確認の結果、一致しない場合、転送部１７は、受け付けたフレームを、ポート１２−１，１２−２から送信する。なお、転送部１７は、受け付けたフレームを、ポート１２−１，１２−２のいずれか一方だけから送信してもよい。但し、こ��場合、受け付けたフレームがフレーム転送装置１０，２０，３０のすべてに到達するように、例えばリング構成におけるフレームの送信方向を予め決めておく必要がある。
【００４０】
このように本実施形態においてフレーム転送装置１０，２０，３０のそれぞれは、ポート１１−１〜１１−３のそれぞれにて受信されたフレームが第１の種類のフレームである場合、当該第１の種類のフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、ポート１１−１〜１１−３のうち当該第１の種類のフレームを受信したポートを示すポート情報とを対応付けてアドレステーブルに記憶させるアドレステーブル生成部１５を有する。
【００４１】
また、フレーム転送装置１０，２０，３０のそれぞれは、ポート１１−１〜１１−３にて受信されたフレームを受け付ける転送部１６と、ポート１２−１，１２−２にて受信されたフレームを受け付ける転送部１７とを有する。
【００４２】
そして、転送部１６，１７は、受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、ポート１１−１〜１１−３のうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、ポート１２−１，１２−２から当該フレームを送信する。
【００４３】
これにより、複数のフレーム転送装置のそれぞれが有するアドレステーブルに記憶される情報量が増大することがない。すなわち、複数のフレーム転送装置のそれぞれが容量の大きなメモリを備える必要がない。また、フラッディングの発生が抑制される。
【００４４】
従って、アドレステーブルを一元的に管理するサーバを設けることなく、複数のフレーム転送装置によって構成されるネットワークの広域化によるコストの増加、および、帯域幅が狭くなることを抑制することができる。
【００４５】
また、フラッディングのフレームやARP Request等のブロードキャストフレームの数が低減される。そのため、通信の到達性を維持しながら、ホストの処理負荷の軽減を実現することができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、複数のフレーム転送装置がリング構成で接続された場合を一例として説明したが、複数のフレーム転送装置の接続方法はリング構成に限定されない。
【００４７】
図４は、本発明のフレーム転送システムの第１の実施形態の他の構成例を示すブロック図である。
【００４８】
図４に示したフレーム転送システム１−１において、フレーム転送装置１０，２０，３０は図４に示すように、中継用フレーム転送装置４０を介してスター構成で接続されている。
【００４９】
中継用フレーム転送装置４０は、複数のポート（不図示）を備えており、その複数のポートのそれぞれを介してフレーム転送装置１０，２０，３０と接続している。中継用フレーム転送装置４０は、アドレステーブルの生成および更新を行わず、受信したフレームを、複数のポートのうちそのフレームを受信したポート以外のポートから送信する。
【００５０】
（第２の実施形態）
図５は、本発明のフレーム転送システムの第２の実施形態の一構成を示すブロック図である。
【００５１】
本実施形態のフレーム転送システム２は図５に示すように、階層化された複数のフレーム転送装置からなるフレーム転送装置群５〜７を備えている。
【００５２】
フレーム転送装置群５は、最上層のフレーム転送装置である最上層フレーム転送装置５０と、最上層フレーム転送装置５０に接続された下層のフレーム転送装置である下層フレーム転送装置５０ａ，５０ｂを備えている。
【００５３】
また、フレーム転送装置群６は、最上層フレーム転送装置６０と、最上層フレーム転送装置６０に接続された下層フレーム転送装置６０ａ，６０ｂとを備えている。
【００５４】
また、フレーム転送装置群７は、最上層フレーム転送装置７０と、最上層フレーム転送装置７０に接続された下層フレーム転送装置７０ａ，７０ｂとを備えている。
【００５５】
そして、最上層フレーム転送装置５０，６０，７０は図５に示すように、リング構成で相互に接続されている。
【００５６】
なお、本実施形態のフレーム転送システムにおける通信プロトコルは、上述した第１の実施形態と同様に、イーサネット（登録商標）およびIPが用いられているものとする。
【００５７】
また、本実施形態ではフレーム転送装置群の数を３つとしているが、フレーム転送装置群の数は３つに限定されない。
【００５８】
また、本実施形態では、フレーム転送装置群５〜７のそれぞれにおいてフレーム転送装置を２階層に階層化しているが、階層数は２つに限定されない。すなわち、下層フレーム転送装置は、さらに複数の階層に階層化することも可能である。
【００５９】
図６は、図５に示した最上層フレーム転送装置５０の一構成例を示すブロック図である。なお、最上層フレーム転送装置６０，７０も最上層フレーム転送装置５０と同様の構成である。
【００６０】
図５に示した最上層フレーム転送装置５０は図６に示すように、ポート５１−１，５１−２と、第３のポートであるポート５２−１，５２−２と、アドレステーブル記憶部５３と、フレーム送信部５４と、第１のアドレステーブル生成部であるアドレステーブル生成部５５と、転送部５６，５７とを備えている。
【００６１】
なお、本実施形態では、ポート５１−１，５１−２を第１のポートとする。また、本実施形態では、転送部５６を第１の転送部とし、転送部５７を第２の転送部とする。
【００６２】
ポート５１−１，５１−２のそれぞれは、下層フレーム転送装置と接続するためのポートである。ポート５１−１，５１−２のそれぞれは、接続された下層フレーム転送装置から送信されたフレームを受信する。また、ポート５１−１，５１−２のそれぞれは、接続された下層フレーム転送装置へフレームを送信する。なお、本実施形態では下層フレーム転送装置と接続するためのポートの数を２つとしているが、下層フレーム転送装置と接続するためのポートの数は２つに限定されるものではない。
【００６３】
ポート５２−１，５２−２のそれぞれは、図５に示したフレーム転送システム２を構成する他のフレーム転送装置群の最上層フレーム転送装置と接続するためのポートである。ポート５２−１，５２−２のそれぞれは、接続された他のフレーム転送装置群の最上層フレーム転送装置から送信されたフレームを受信する。また、ポート５２−１，５２−２のそれぞれは、他のフレーム転送装置群の最上層フレーム転送装置へフレームを送信する。
【００６４】
アドレステーブル記憶部５３は、最上層用アドレステーブルを備えている。最上層用アドレステーブルの構成は、図３に示したアドレステーブルと同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６５】
フレーム送信部５４は、最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスを送信先MACアドレスとした第２の種類のフレームの１つであるReverse ARPフレームを、ポート５１−１，５１−２のうち、そのMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから、所定の時間間隔で送信する。
【００６６】
アドレステーブル生成部５５は、ポート５１−１，５１−２およびポート５２−１，５２−２それぞれにて受信されたフレームを取得する。そして、アドレステーブル生成部５５は、取得したフレームを受信したポートがポート５１−１，５１−２のいずれかであるか、ポート５２−１，５２−２のいずれかであるかを確認する。確認の結果、取得したフレームを受信したポートがポート５１−１，５１−２のいずれかである場合、アドレステーブル生成部５５は、取得したフレームの種類を確認する。確認の結果、取得したフレームが、上述した第１の種類のフレームである場合、アドレステーブル生成部５５は、取得したフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、ポート５１−１，５１−２のうちそのフレームを受信したポートを示すポート情報と対応付けて最上層用アドレステーブルに記憶させる。また、取得したフレームの種類を確認した結果、取得したフレームがRARP応答フレームである場合、アドレステーブル生成部５５は、最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報のうち、取得したRARP応答フレームの送信元MACアドレスと一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報と、取得したRARP応答フレームの送信元IPアドレスを示すIPアドレス情報とを対応付けて最上層用アドレステーブルに記憶させる。上述したように、Reverse ARPフレームはフレーム送信部５４から所定の時間間隔で送信される。従って、最上層用アドレステーブルに記憶されたIPアドレス情報は最新の情報に定期的に更新されることになる。そして、アドレステーブル生成部５５は、取得したフレームを転送部５６へ出力する。一方、取得したフレームを受信したポートがポート５１−１，５１−２のいずれかであるか、ポート５２−１，５２−２のいずれかであるかを確認した結果、ポート５２−１，５２−２のいずれかである場合、アドレステーブル生成部５５は、取得したフレームを転送部５７へ出力する。
【００６７】
転送部５６は、アドレステーブル生成部５５から出力されたフレームを受け付ける。そして、転送部５６は、受け付けたフレームの送信元MACアドレスが、最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。確認の結果、一致しない場合、転送部５６は、受け付けたフレームを破棄する。一方、確認の結果、一致する場合、転送部５６は、受け付けたフレームのヘッダに含まれる送信先MACアドレスが、最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。確認の結果、一致する場合、転送部５６は、ポート５１−１，５１−２のうち、一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから、受け付けたフレームを送信する。一方、確認の結果、一致しない場合、転送部５６は、受け付けたフレームを、ポート５２−１，５２−２から送信する。なお、転送部５６は、受け付けたフレームを、ポート５２−１，５２−２から送信する場合に、自装置を示す識別情報である第１のタグをフレームに付加してもよい。これにより、後述する転送部５７においてフレームの無限ループを防止する機能を容易に実現することが可能となる。
【００６８】
転送部５７は、アドレステーブル生成部５５から出力されたフレームを受け付ける。そして、転送部５７は、受け付けたフレームがブロードキャストフレームであるかどうかを確認する。確認の結果、受け付けたフレームがブロードキャストフレームである場合、転送部５７は、受け付けたブロードキャストフレームに含まれる情報と、最上層用アドレステーブルに記憶された情報とに基づき、受け付けたブロードキャストフレームの送信先が、自装置を含むフレーム転送装置群の下層フレーム転送装置に接続されたホストであるかどうかを確認する。具体的には例えば、受け付けたブロードキャストフレームがARPリクエストのフレームである場合、受け付けたARPリクエストのフレームのARPフィールドに含まれるIPアドレスが、最上層用アドレステーブルに記憶されたIPアドレス情報が示すIPアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。確認の結果、一致する場合にだけ、転送部５７は、受け付けたブロードキャストフレームを、ポート５１−１，５１−２から送信する。なお、転送部５７は、ポート５１−１，５１−２のうち、一致するIPアドレスを示すIPアドレス情報に対応するポート情報が示すポートだけから、受け付けたブロードキャストフレームを送信してもよい。ここで、受け付けたフレームがブロードキャストフレームであるかどうかの確認の結果、ブロードキャストフレームでない場合、転送部５７は、受け付けたフレームの送信元MACアドレスが、最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。すなわち、転送部５７は、受け付けたフレームの送信元が、自装置を含むフレーム転送装置群の下層フレーム転送装置に接続されたホストであるかどうかを確認する。確認の結果、一致する場合、転送部５７は、受け付けたフレームを破棄する。これにより、最上層フレーム転送装置５０，６０，７０間におけるフレームの無限ループを防止することができる。なお、上述した転送部５６がフレームに第１のタグを付加している場合、転送部５７は、受け付けたフレームに付加された第１のタグが自装置を示しているかどうかを確認し、自装置を示している場合には、受け付けたフレームを破棄する。これにより、上述した場合と同様に、無限ループを防止することができる。一方、確認の結果、受け付けたフレームのヘッダに含まれる送信元MACアドレスが、最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれとも一致しない場合、転送部５７は、受け付けたフレームのヘッダに含まれる送信先MACアドレスが、最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。確認の結果、一致する場合、転送部５７は、ポート５１−１，５１−２のうち、一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから、受け付けたフレームを送信する。このとき、転送部５７は、フレームの送信元アドレスを、後述する下層用アドレステーブルに記憶させないことを指示する所定の情報である第２のタグを、受け付けたフレームに付加して送信する。なお、このタグは例えば、VLAN(Virtual LAN)タグである。一方、確認の結果、一致しない場合、転送部５７は、受け付けたフレームを、ポート５２−１，５２−２から送信する。
【００６９】
図７は、図５に示した下層フレーム転送装置５０ａの一構成例を示すブロック図である。なお、下層フレーム転送装置５０ｂ，６０ａ，６０ｂ，７０ａ，７０ｂも下層フレーム転送装置５０ａと同様の構成である。
【００７０】
図５に示した下層フレーム転送装置５０ａは図７に示すように、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４と、アドレステーブル記憶部５２ａと、第２のアドレステーブル生成部であるアドレステーブル生成部５３ａと、第３の転送部である転送部５４ａとを備えている。
【００７１】
なお、本実施形態では、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４を第２のポートとする。
【００７２】
ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のそれぞれは、図５に示したフレーム転送システム２を構成する最上層フレーム転送装置と、複数のホストとを接続するためのポートである。ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のそれぞれは、接続された最上層フレーム転送装置または複数のホストのそれぞれから送信されたフレームを受信する。また、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のそれぞれは、接続された最上位フレーム転送装置または複数のホストのそれぞれへフレームを送信する。なお、本実施形態では下層フレーム転送装置が備えるポートの数を４つとしているが、下層フレーム転送装置が備えるポートの数は４つに限定されるものではない。
【００７３】
アドレステーブル記憶部５２ａは、下層用アドレステーブルを備えている。
【００７４】
図８は、図７に示したアドレステーブル記憶部５２ａが備えるアドレステーブルの一構成例を示す図である。
【００７５】
図７に示したアドレステーブル記憶部５２ａが備える下層用アドレステーブルは図８に示すように、複数のポートのそれぞれを示す複数のポート情報のそれぞれと、MACアドレスを示すMACアドレス情報とが対応付けられている。
【００７６】
なお、図８においては、複数のポートのそれぞれを示すポート情報を１〜３と表している。また、図８においては、MACアドレスをＤＤＤのように表しているが、実際には、MACアドレスは４８ビットの情報である。
【００７７】
また、図８に示すアドレステーブルのエントリ数は３つとしているが、これは、下層フレーム転送装置５０ａに直接接続されたホストの数が３つである場合を想定しているからである。
【００７８】
再度、図７を参照すると、アドレステーブル生成部５３ａは、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のそれぞれにて受信されたフレームを取得する。そして、アドレステーブル生成部５３ａは、取得したフレームに第２のタグが付加されているかどうかを確認する。確認の結果、第２のタグが付加されている場合、アドレステーブル生成部５３ａは、取得したフレームを転送部５４ａへ出力する。一方、確認の結果、取得したフレームに第２のタグが付加されていない場合、取得したフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報が下層用アドレステーブルに記憶されているかどうかを確認する。確認の結果、取得したフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報が下層用アドレステーブルに記憶されている場合、アドレステーブル生成部５３ａは、取得したフレームを転送部５４ａへ出力する。一方、確認の結果、取得したフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報が下層用アドレステーブルに記憶されていない場合、アドレステーブル生成部５３ａは、取得したフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のうちそのフレームを受信したポートを示すポート情報と対応付けて下層用アドレステーブルに記憶させる。そして、アドレステーブル生成部５３ａは、取得したフレームを転送部５４ａへ出力する。
【００７９】
転送部５４ａは、アドレステーブル生成部５３ａから出力されたフレームを受け付ける。そして、転送部５４ａは、受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、下層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認する。確認の結果、一致する場合、転送部５４ａは、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のうち、一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから、受け付けたフレームを送信する。一方、確認の結果、一致しない場合、転送部５４ａは、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のうち、予め決められたポートから、受け付けたフレームを送信する。この予め決められたポートは、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のうちの最上層フレーム転送装置と接続されたポートである。
【００８０】
このように本実施形態において最上層フレーム転送装置５０，６０，７０のそれぞれは、ポート５１−１，５１−２のそれぞれにて受信されたフレームが第１の種類のフレームである場合、当該第１の種類のフレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、ポート５１−１，５１−２のうち当該第１の種類のフレームを受信したポートを示すポート情報と対応付けて最上層用アドレステーブルに記憶させるアドレステーブル生成部５５を有する。
【００８１】
また、最上層フレーム転送装置５０，６０，７０のそれぞれは、ポート５１−１，５１−２にて受信されたフレームを受け付ける転送部５６と、ポート５２−１，５２−２にて受信されたフレームを受け付ける転送部５７とを有する。
【００８２】
そして、転送部５６は、受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、ポート５１−１，５１−２のうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、ポート５２−１，５２−２から当該フレームを送信する。
【００８３】
また、転送部５７は、受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、最上層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、ポート５１−１，５１−２のうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから、当該フレームに第２のタグを付加して送信し、一致しない場合、ポート５２−１，５２−２から当該フレームを送信する。
【００８４】
下層フレーム転送装置５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ，７０ａ，７０ｂのそれぞれは、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のそれぞれにて受信されたフレームに第２のタグが付加されていない場合、当該フレームの送信元MACアドレスを示すMACアドレス情報と、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のうち当該フレームを受信したポートを示すポート情報と対応付けて下層用アドレステーブルに記憶させるアドレステーブル生成部５３ａを有する。
【００８５】
また、下層フレーム転送装置５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ，７０ａ，７０ｂのそれぞれは、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のそれぞれにて受信されたフレームを受け付ける転送部５４ａを有する。
【００８６】
そして、転送部５４ａは、受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、下層用アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致する場合、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のうち、当該一致するMACアドレスを示すMACアドレス情報に対応するポート情報が示すポートから当該フレームを送信し、一致しない場合、ポート５１ａ−１〜５１ａ−４のうち予め決められたポートから当該フレームを送信する。
【００８７】
これにより、上述した第１の実施形態における効果と同様の効果が得られるとともに、第１の実施形態に比べてより多くのホストを接続することが可能となる。つまり、複数のフレーム転送装置によって構成されるネットワークの広域化により柔軟に対応することが可能となる。
【００８８】
なお、本実施形態においては、複数のフレーム転送装置群のそれぞれにおける最上層フレーム転送装置の数を１つとした場合について説明した。この場合、最上層フレーム転送装置が性能上のボトルネックになる可能性がある。これを回避するために、複数のフレーム転送装置群のそれぞれにおける最上層フレーム転送装置の数を複数にしてもよい。
【００８９】
図９は、本発明のフレーム転送システムの第２の実施形態の他の構成例を示すブロック図である。
【００９０】
フレーム転送システム２−１では図９に示すように、フレーム転送装置群５−１〜７−１のそれぞれにおいて最上層フレーム転送装置は２つある。２つというのは一例であり、最上層フレーム転送装置の数は２つに限定されない。そして、２つの最上層フレーム転送装置のそれぞれは、他のフレーム転送装置群の一方の最上層フレーム転送装置とリング構成で接続されている。つまり、リング構成のネットワークが２つ存在することになる。
【００９１】
そして、フレーム転送装置群５−１〜７−１のそれぞれにおいて、最上層フレーム転送装置よりも１つ下層の下層フレーム転送装置５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ，７０ａ，７０ｃのそれぞれは、２つの最上層フレーム転送装置のそれぞれと接続される。従って、下層フレーム転送装置５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ，７０ａ，７０ｃのそれぞれは、上述した予め決められたポートを２つ備えることになる。
【００９２】
図９に示すフレーム転送システム２−１において下層フレーム転送装置５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ，７０ａ，７０ｃのそれぞれの転送部５４ａは、受け付けたフレームの送信先MACアドレスが、アドレステーブルに記憶されたMACアドレス情報が示すMACアドレスのいずれかと一致するかどうかを確認した結果、一致しない場合、まず、２つの予め決められたポートのうちのいずれかを所定のルールに従って選択する。所定のルールとしては、ラウンドロビンでもよいし、２つの予め決められたポートのそれぞれに対して付与された優先順位でもよい。そして、転送部５４ａは、選択したポートから、受け付けたフレームを送信する。
【００９３】
これにより、フレームが２つの最上層フレーム転送装置のそれぞれに振り分けられ、最上層フレーム転送装置が性能上のボトルネックとなるのを回避することができる。
【００９４】
なお、図９に示した構成の場合、複数のフレーム転送装置群のそれぞれの２つの最上層フレーム転送装置間でアドレステーブルに記憶された情報の同期をとる必要がある。
【００９５】
また、本実施形態では、複数の最上層フレーム転送装置がリング構成で接続された場合を一例として説明したが、複数のフレーム転送装置の接続方法はリング構成に限定されない。複数の最上層フレーム転送装置が、図４に示したような中継用フレーム転送装置によってスター構成で接続されていてもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１，１−１，２，２−１    フレーム転送システム
５，６，７，５−１，６−１，７−１    フレーム転送装置群
１０，２０，３０    フレーム転送装置
１１−１〜１１−３，１２−１，１２−２，５１−１，５１−２，５２−１，５２−２，５１ａ−１〜５１ａ−４    ポート
１３，５３，５２ａ    アドレステーブル記憶部
１４，５４    フレーム送信部
１５，５５，５３ａ    アドレステーブル生成部
１６，１７，５４ａ，５６，５７，    転送部
４０    中継用フレーム転送装置
５０，６０，７０    最上層フレーム転送装置
５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ，７０ａ，７０ｂ    下層フレーム転送装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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