(57)【要約】  フォールト・トレラント・イーサネット（ＦＴＥ）ネットワークのようなネットワークをアイランドに区分するために、ゲートウェイ（４００）を用いる。ゲートウェイ（４００）は、第１アイランドからトラフィックを受信し、このトラフィックの一部を第２アイランドに転送し、このトラフィックの別の一部が第２アイランドに転送されるのを阻止する。転送されるトラフィックは、ユニキャスト・トラフィックを含むことができる。阻止されるトラフィックは、第１アイランドの中にある１つ以上のノードからの診断メッセージを含む、ブロードキャスト又はマルチキャスト・トラフィックを含むことができる。
2009500915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置（４００）であって、
ネットワークの少なくとも第１アイランド及び第２アイランドからトラフィックであって、（ｉ）前記第１アイランド内にある１つ以上のノードからのユニキャスト・トラフィックと、（ｉｉ）前記第１アイランド内にある前記１つ以上のノードからの診断メッセージを備えているブロードキャスト・トラフィック及びマルチキャスト・トラフィックの少なくとも一方とを有しているトラフィックを受信することができる少なくとも２つのポート（４０２ａ〜４０２ｂ）と、
コントローラ（４０４）であって、
前記ユニキャスト・トラフィックを前記第２アイランドに転送し、
前記ブロードキャスト及びマルチキャスト診断メッセージの少なくとも一部を前記第２アイランドに転送することを阻止する
ことができるコントローラと、
を備えていることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置（４００）において、
前記ネットワークは、フォールト・トレラント・ネットワークを備えており、
前記装置（４００）は、前記第１アイランドにおける１つ以上のノード及び前記第２アイランドにおける１つ以上のノードが、前記ネットワークにおける１つ以上の障害を迂回してトラフィックを導出できることには干渉せずに、前記フォールト・トレラント・ネットワークを前記第１及び第２アイランドに区分することができる
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置（４００）において、
前記受信されるトラフィックは、更に、（ｉ）前記第２アイランド内にある１つ以上のノードからのユニキャスト・トラフィックと、（ｉｉ）前記第２アイランド内にある１つ以上のノードからの診断メッセージを備えているブロードキャスト・トラフィック及びマルチキャスト・トラフィックの少なくとも一方とを有しており、
前記コントローラ（４０４）は、更に、
前記第２アイランドから受信したユニキャスト・トラフィックを前記第１アイランドに転送し、
前記第２アイランドから受信したブロードキャスト及びマルチキャスト診断メッセージの少なくとも一部を前記第１アイランドに転送するのを阻止することができる
よう構成されていることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置（４００）において、
前記装置（４００）は、第１ゲートウェイを備えており、
前記コントローラ（４０４）は更に、前記第１ゲートウェイと第２アイランドとの間の通信に障害が発生した場合、前記第１アイランドから受信したトラフィックを、前記第１アイランドを通じて前記第２ゲートウェイに再導出することができるよう構成されている
ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、
前記装置（４００）には、前記第１アイランドにおける第１ネットワーク・アドレスと、前記第２アイランドにおける第２ネットワーク・アドレスとが関連付けられており、
前記第１ネットワーク・アドレスは、前記第１アイランドのアドレス空間からのアドレスを有しており、
前記第２ネットワーク・アドレスは、前記装置（４００）と関連のあるインデックス値を有している
ことを特徴とする装置。
【請求項６】
方法であって、
ネットワークの少なくとも第１アイランド及び第２アイランドからトラフィックであって、（ｉ）前記第１アイランド内にある１つ以上のノードからのユニキャスト・トラフィックと、（ｉｉ）前記第１アイランド内にある前記１つ以上のノードからの診断メッセージを備えているブロードキャスト・トラフィック及びマルチキャスト・トラフィックの少なくとも一方とを有しているトラフィックを受信する受信ステップと、
前記ユニキャスト・トラフィックを前記第２アイランドに転送する転送ステップと、
前記ブロードキャスト及びマルチキャスト診断メッセージの少なくとも一部を前記第２アイランドに転送するのを阻止する素子ステップと、
からなることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、該方法は更に、
前記第２アイランド内にある１つ以上のノードから第２トラフィックを受信するステップであって、該第２トラフィックが、（ｉ）前記第２アイランド内にある１つ以上のノードからのユニキャスト・トラフィックと、（ｉｉ）前記第２アイランド内にある１つ以上のノードからの診断メッセージを備えているブロードキャスト・トラフィック及びマルチキャスト・トラフィックの少なくとも一方とを備えている、ステップと、
前記第２アイランドから受信したユニキャスト・トラフィックを前記第１アイランドに転送するステップと、
前記第２アイランドから受信したブロードキャスト及びマルチキャスト診断メッセージの少なくとも一部を前記第１アイランドに転送するのを阻止するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法において、前記ユニキャスト・トラフィックを転送するステップは、許可されたトラフィックのみが前記第２アインランドに進入することを許容するポート・フィルタリングを実行するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項６記載の方法において、第１ゲートウェイが前記受信ステップ、転送ステップ、及び阻止ステップを実行し、前記方法は更に、
前記第１及び第２アイランドの少なくとも一方を通じて、情報を第２ゲートウェイと交換するステップを備えており、前記第２ゲートウェイは、前記第１ゲートウェイの障害時に、前記受信ステップ、転送ステップ、及び阻止ステップを実行するよう構成されている
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体上に具体化され、プロセッサによって実行するように動作可能なコンピュータ・プログラムであって、
ネットワークの少なくとも第１アイランド及び第２アイランドからのトラフィックであって、（ｉ）前記第１アイランド内にある１つ以上のノードからのユニキャスト・トラフィックと、（ｉｉ）前記第１アイランド内にある前記１つ以上のノードからの診断メッセージを備えているブロードキャスト・トラフィック及びマルチキャスト・トラフィックの少なくとも一方とを有しているトラフィックを受信するステップと、
前記ユニキャスト・トラフィックを前記第２アイランドに転送するステップと、
前記ブロードキャスト及びマルチキャスト診断メッセージの少なくとも一部を前記第２アイランドに転送するのを阻止するステップと
を実行するためのコンピュータ読み取り可能なプログラム・コードを備えていることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的には、通信ネットワークに関し、更に特定すれば、通信ネットワークの区分装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ・ネットワークのような通信ネットワークは、ネットワークを跨って情報を伝送するためにスイッチ（交換機）、ルータ、及びその他のノードを通常に用いている。これらのノードの各々は、一般に、ネットワークにおいて情報を受信し、情報の宛先を特定する。これらのノードの各々は、次に、情報を宛先に直接転送するか、又は１つ以上の他のノードを通じて宛先に間接的に転送するのが一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ある種のネットワークは、他の種類のネットワークと比較して、規模が適切ではない場合がある。例えば、多数のノードを含むようにフォールト・トレラント・イーサネット（ＦＴＥ）ネットワークの規模を調整するのは難しい場合が多い。特定的な例として、ＦＴＥネットワークは、理論上５１２ノードが実施上の限界であるが、実際には２００又は３００ノードが限界である。この数は、所望の機能性及び有効範囲(coverage)をネットワークにおいて提供するためには、不適当なノード数であると言ってもよい。
本発明は、通信ネットワークの区分装置及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態では、本方法は、ネットワークの第１アイランド(island)において１つ以上のノードからトラフィックを受信することを含む。受信したトラフィックは、（ｉ）第１アイランドにおける１つ以上のノードからのユニキャスト・トラフィックと、（ｉｉ）第１アイランドにおける１つ以上のノードからの診断メッセージを含むブロードキャスト・トラフィック及びマルチキャスト・トラフィックの内少なくとも一方とを含む。また、本方法は、ユニキャスト・トラフィックを、ネットワークにおける第２アイランドに転送することも含む。加えて、本方法は、ブロードキャスト及びユニキャスト診断メッセージの少なくとも一部を第２アイランドに転送するのを阻止することも含む。
【０００５】
特定的な実施形態では、ネットワークはフォールト・トレラント・ネットワークを代表する。フォールト・トレラント・ネットワークを第１及び第２アイランドに区分するが、第１アイランドにおける１つ以上のノード及び第２アイランドにおける１つ以上のノードが、ネットワークにおける１つ以上の障害を迂回してトラフィックを導出できることは変わりない。
その他の技術的特徴は、以下の図面、説明、及び特許請求の範囲から、当業者には容易に理解することができるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、本開示の一実施形態にしたがってアイランドに区分した通信ネットワーク１００の一例を示す。図１に示す通信ネットワーク１００の実施形態は、単なる例示である。通信ネットワークの他の実施形態も、本発明の範囲を逸脱することなく、用いることができる。
【０００７】
本実施形態の例では、通信ネットワーク１００は、多数のスイッチ１０２ａ〜１０２ｄ及び多数のエンドポイント１０４ａ〜１０４ｅを含む。スイッチ１０２ａ〜１０２ｄは、エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅの内の様々な地点間で情報を通信及び伝送する。例えば、スイッチ１０２ａはエンドポイント１０４ａから情報を受信し、その情報をスイッチ１０２ｃに送信することができ、スイッチ１０２ｃはその情報をエンドポイント１０４ｃ〜１０４ｅの１つ以上に転送することができる。ネットワーク１００のレイアウトに応じて、スイッチ１０２ａ〜１０２ｄの各々は、通常、エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅ及び／又は１つ以上の他のスイッチの間でトラフィックを転送することができる。スイッチ１０２ａ〜１０２ｄの各々は、ネットワーク１００において情報を転送するために、あらゆるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はその組み合わせを含む。本文書では、「結合」という用語及びその派生語は、２つ以上のエレメント間におけるあらゆる直接的又は間接的通信を意味し、これらのエレメントが物理的に互いに接触するか否かを問わない。
【０００８】
エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅは、スイッチ１０２ａ〜１０２ｄを通じて、相互に通信する。また、エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅは、ネットワーク１００における多種多様の付加的な任意の機能を実行する。例えば、エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅは、ユーザに種々のアプリケーションを実行するコンピュータ（デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、パーソナル・ディジタル・アシスタント、及びデータベースのような）であることができる。また、エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅは、処理設備におけるコントローラ及びその他のデバイスのような、処理又は生産環境における制御又は製造デバイス又はシステムであってもよい。
【０００９】
エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅの機能に応じて、エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅは、スイッチ１０２ａ〜１０２ｄを通じて、適宜の任意の情報を通信することができる。また、エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅは、イーサネットのような、情報を通信するのに適している任意の１又は複数のプロトコルを用いることができる。加えて、エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅの各々は、特定の場所に固定することも、可動とすることもでき、更にエンドポイント１０４ａ〜１０４ｅは、有線又は無線接続を通じてスイッチ１０２ａ〜１０２ｄと通信することもできる。エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅの各々は、情報を送信するため及び／又は情報を受信するために、あらゆるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はその組み合わせも含む。
【００１０】
また、通信ネットワーク１００は２つのゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂも含む。ゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂは、種々のスイッチ１０２ａ〜１０２ｄ間における通信を容易にする。例えば、ゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂによって、スイッチ１０２ａ〜１０２ｂは、スイッチ１０２ｃ〜１０２ｄと通信すること、及びその逆を行うことが可能になる。
【００１１】
また、ゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂは、通信ネットワーク１００を複数のアイランド１０８ａ〜１０８ｂに区分即ち分割する。本文書では、「アイランド」という用語は、通信ネットワークにおけるノードの部分集合を意味し、この部分集合はネットワークにおける全てではないが１又は一部のノードを含む。また、「ノード」という用語は、エンドポイント、スイッチ、ルータ、ゲートウェイ、又はその他の構成機器のような、ネットワークにおいて情報を提供又は伝送するネットワークにおける任意の構成機器を意味する。
【００１２】
実施形態の一部では、通信ネットワーク１００は、冗長又はフォールト・トレラント・ネットワークを代表し、ブロードキャスト又はマルチキャスト診断トラフィックを用いて、ネットワークの障害を診断し、全体的ネットワーク状態情報を維持する。例として、通信ネットワーク１００は、フォールト・トレラント・イーサネット（ＦＴＥ）ネットワーク又はFoundation Fieldbus High-Speed Ethernet（ＨＳＥ）ネットワークである。一般に、ＦＴＥ又はＨＳＥネットワークは、ノードの共同体を代表する又は含み、ノードは共通のサブネット内に常駐(reside)することができる。図１に示す例では、アイランド１０８ａ〜１０８ｂの各々は、ノードの共同体を代表することができるが、各共同体は、全体としては、ネットワーク１００よりも小さい。ゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂは、全体としてはネットワーク共同体の構成要素であり、更にアイランド１０８ａ〜１０８ｂの構成要素である。
【００１３】
ネットワーク１００をアイランド１０８ａ〜１０８ｂに区分するために、ゲート１０６ａ〜１０６ｂは、診断トラフィックがアイランド１０８ａ〜１０８ｂ間を行き来するのを制限又は禁止する。実施形態の一部では、ネットワーク１００におけるノードの少なくとも一部（スイッチ１０２ａ〜１０２ｂ及びゲートウェイ１０６〜１０６ｂ等）が周期的に診断メッセージをブロードキャスト又はマルチキャストする。例えば、これらのノードは、ネットワークの保守ならびに障害検出及び復旧に用いられる診断メッセージをブロードキャスト又はマルチキャストすることができる。特定的な一例として、これらのノードの各々は、毎秒１回、ノードに結合されている各ネットワーク・ケーブルに診断メッセージを送信することができる。診断メッセージは、ノードが動作しておりネットワーク１００において利用可能であることを示す。また、診断メッセージは、ネットワーク１００における構成機器がネットワーク１００においてトラフィックを導出し、ネットワーク１００における障害を回避するためにも用いられる。本明細書において、「診断トラフィック」及び「診断メッセージ」という句は、周期的又は繰り返し送信され、ネットワーク障害を特定し、ネットワーク上におけるアクティブなノードの目録を保持し、及び／又はネットワーク・ステータス情報をネットワーク・アドミニストレータに提供するために用いられるブロードキャスト又はマルチキャスト・メッセージを意味する。
【００１４】
ゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂは、マルチキャスト及びブロードキャスト・トラフィックがアイランド１０８ａ〜１０８ｂ間を行き来することを禁止し、ユニキャスト・トラフィックのみがアイランド１０８ａ〜１０８ｂ間を行き来することを許可することができる。マルチキャスト及びブロードキャスト・トラフィックは、診断メッセージを含むことができるので、診断トラフィックは殆ど又は全くアイランド１０８ａ〜１０８ｂ間を行き来することができない。一般に、ユニキャスト・トラフィックとは、１箇所の指定した受信先に向けて送出されるトラフィックであり、マルチキャスト・トラフィックは、２箇所以上の指定した受信先に向けて送出されるトラフィックであり、ブロードキャスト・トラフィックは、１箇所以上の指定しない受信先、又は可能な全ての受信先に向けて送出されるトラフィックである。
【００１５】
診断トラフィックがアイランド１０８ａ〜１０８ｂ間で伝送されないので、いずれの１つのアイランドにおいても、診断トラフィックの量を低減することができる。これによって、アイランド１０８ａ〜１０８ｂの各々が含むノード数を増大させるように、規模を調整することが可能となる。先に注記したように、従来のＦＴＥネットワークは、理論上５１２ノードが実施の限界であるが、実際には約２００又は３００ノードが限界となる場合もある。多くの場合、これらの限界は、ネットワークにおける診断トラフィックが原因となっている。ネットワークにおけるノード数が増大するに連れて、診断トラフィック量も増大する。診断トラフィックは、ネットワークにおけるノードの帯域幅及び処理リソース双方を消費する。アイランド１０８ａ〜１０８ｂにおける診断トラフィックを低減することによって、アイランド１０８ａ〜１０８ｂの各々に含まれるノード数を増大させることができる。また、必要に応じてアイランドを追加又は削除して、ネットワーク１００に見合った構成を設けることもできる。更に、診断トラフィックならびにブロードキャスト及びマルチキャスト・トラフィックを低減するか、又は最少に抑えることにより、低速及び長距離通信リンクを通じて、離れたアイランド及びエンドポイントを接続し易くすることができる。加えて、ノードが処理すべきトラフィックを低減することができるので、ネットワーク１００において、能力が低いノード（処理能力が低いノード等）を用いることができる。
【００１６】
ゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂの各々は、ネットワークを区分するハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はその組み合わせであれば、いずれでも含むことができる。例えば、ゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂの各々は、上流及び下流への通信のために２つのハーフ・ドライバ（ハーフＦＴＥドライバ等）を含むことができる。ゲートウェイの一実施形態例を図４に示し、以降で説明する。
【００１７】
ネットワーク１００は、適宜の任意の判断基準を用いて、異なるアイランド１０８ａ〜１０８ｂに区分することができる。例えば、ネットワーク１００は、エンドポイント１０４ａ〜１０４ｅの機能に基づいて、異なるアイランド１０８ａ〜１０８ｂに区分することができる。特定的な一例では、アイランド１０８ｂは、処理又は生産環境において制御又は製造デバイス又はシステムを収容した「Ｌ１」アイランドと呼ぶこともできる。アイランド１０８ａは、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、サーバ・コンピュータ、パーソナル・ディジタル・アシスタント、及びデータベースのような、コンピュータを収容した「Ｌ２」アイランドと呼ぶこともできる。本例では、Ｌ１アイランド１０８ｂにおけるノードは、１つのキャビネット又は多数の構成機器を収容するその他の構造内に常駐することができる。ネットワーク１００は、他のいずれの又は追加の判断基準を用いて、任意数の異なるアイランドに区分することができる。
【００１８】
図１に示すように、スイッチ１０２ａ〜０１２ｄ及びエンドポイント１０４ａ〜１０４ｅの各々は、全ＦＴＥ又はＨＳＥ接続性を有する。例えば、少なくとも４本の経路がスイッチ１０２ａ〜１０２ｄ又はエンドポイント１０４ａ〜１０４ｅのいずれをも、スイッチ１０２ａ〜１０２ｄ又はエンドポイント１０４ａ〜１０４ｅのいずれにでも結合することができる。また、ゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂは、これらの間に２本の通信経路を有し、１本はスイッチ１０２ａ〜１０２ｂを通過し、他方はスイッチ１０２ｃ〜１０２ｄを通過する。これによって、ゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂは、互いに通信し、これらのアクティビティをとりまとめることが可能となる。
【００１９】
本実施形態の例では、スイッチ１０２ａ〜１０２ｄ及びゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂは対になっている。例えば、スイッチ１０２ａ及び１０２ｂは、１対のスイッチを表し、スイッチ１０２ｃ及び１０２ｄは、別の１対のスイッチを表している。同様に、ゲートウェイ１０６ａ及び１０６ｂは、１つの論理デバイスを形成する１対のゲートウェイを表している。図１においては、スイッチ１０２ａ及び１０２ｄ又はゲートウェイ１０６ａ及び１０６ｂの各対は、陰影を付けないスイッチ又はゲートウェイと、陰影を付けたスイッチ又はゲートウェイとで示している。一般に、ＦＴＥ又はＨＳＥネットワークのような冗長ネットワークは、対におけるスイッチ（スイッチ１０２ａ及び１０２ｂ等）が交差ケーブルによって互いに結合されていることを除いて、互いに独立した２つのネットワークを含む。陰影は、異なるネットワークを区別するためである。異なるネットワークには、診断メッセージのビットがメッセージと関連のあるネットワークを特定する場合というように、異なる診断メッセージを関連付けることができる。特定的な一例として、ネットワークには異なる色（無陰影には黄色、そして陰影付きには緑等）を関連付けることができる。異なる色のケーブルを、異なるネットワークと共に用いることもできる。例えば、黄色のイーサネット・ケーブルを用いて、「黄色」ネットワークにおいてスイッチ１０２ａ、１０２ｃ及びゲートウェイ１０６ａを結合することができ、一方、緑色のイーサネット・ケーブルを用いて、「緑色」ネットワークにおいてスイッチ１０２ｂ、１０２ｄ及びゲートウェイ１０６ｂを結合することができる。
【００２０】
ネットワーク１００において、対の一方のスイッチ又はゲートウェイが失われた場合、対における他方のスイッチ又はゲートウェイを用いてトラフィックをルーティングする。例えば、図１におけるゲートウェイ１０６ａが失われた場合、ゲートウェイ１０６ｂを用いて、アイランド１０８ａ〜１０８ｂ間でトラフィックをルーティングする。同様に、図１におけるスイッチ１０２ａが失われた場合、スイッチ１０２ｂを用いて、エンドポイント１０４ａ及び１０４ｂ及びゲートウェイ１０６ａ及び１０６ｂ間の全てのトラフィックをルーティングすることができる。ネットワーク・ケーブルの障害、停電、スイッチ又はゲートウェイにおけるハードウェア又はソフトウェアの障害、あるいはその他の原因のような、任意数の理由でも、スイッチ又はゲートウェイが失われる可能性がある。
【００２１】
図２は、本発明の一実施形態にしたがってアイランドに区分した通信ネットワーク２００の第２例を示す。図２に示す通信ネットワーク２００の実施形態は、単なる例示である。通信ネットワークの他の実施形態も、本開示の範囲から逸脱することなく、用いることができる。
この例では、通信ネットワーク２００は、スイッチ２０２ａ〜２０２ｆ及びエンドポイント２０４ａ〜２０４ｈを含む。また、通信ネットワーク２００は、２対のゲートウェイ２０６ａ〜２０６ｄも含む。ゲートウェイ２０６ａ〜２０６ｄは、通信ネットワーク２００を２つのアイランド２０８ａ〜２０８ｃを区分する。本例では、アイランド２０８ａは、Ｌ２アイランドを表し、アイランド２０８ｂ〜２０８ｃはＬ１アイランドを表す。各Ｌ１アイランドは、そのアイランドのノードを収容するキャビネットを含む。
【００２２】
図３は、本発明の一実施形態にしたがってアイランドに区分した通信ネットワーク３００の第３例を示す。図３に示す通信ネットワーク３００の実施形態は、単なる例示である。通信ネットワークの他の実施形態も、本発明の範囲から逸脱することなく、用いることができる。
この例では、通信ネットワーク３００はスイッチ３０２ａ〜３０２ｌを含む。通信ネットワーク３００におけるエンドポイントは、図３では省略されている。しかしながら、適宜の任意数のエンドポイントを、任意のスイッチ３０２ａ〜３０２ｌに結合することができる。
【００２３】
また、通信ネットワーク３００は２対のゲートウェイ３０６ａ〜３０６ｄも含み、通信ネットワーク３００は３つのアイランド３０８ａ〜３０８ｃに区分されている。この例では、アイランド３０８ａはＬ２アイランドを表し、アイランド３０８ｂ〜３０８ｃは各々Ｌ１アイランドを表す。スイッチ対３０２ｃ〜３０２ｊの各々は、そのアイランドのノードを収容するキャビネットを表し、多数のキャビネットが１つのＬ１アイランドを形成する。
【００２４】
図３に示すように、スイッチ３０２ｋ〜３０２ｌは、Ｌ２アイランド３０８ａの中にあるスイッチ３０２ａ〜３０２ｂに直接接続されている。実施形態の一部では、スイッチ３０２ｋ〜３０２ｌは、Ｌ２アイランド２０８ａの拡張部を表す。特定的な実施形態では、スイッチ３０２ｋ〜３０２ｌは、Ｌ２アイランド３０８ａにおけるその他のスイッチ３０２ａ〜３０２ｂから離れた場所に置かれているスイッチを表すことができる。この配置では、スイッチ３０２ａ〜３０２ｂ、３０２ｋ〜３０２ｌの各々は、Ｌ２アイランド３０８ａにおける別のスイッチから診断トラフィックを受信する。これは、ネットワークにおけるスイッチの各対間には、ゲートウェイが不要であることを例示している。
【００２５】
図１〜図３に示すように、ゲートウェイは、個々の必要性にしたがって、ネットワークを任意数のアイランドに区分するために用いることができる。先に注記したように、ゲートウェイは、２つのアイランド間の境界を跨いでユニキャスト・トラフィックを伝送することができるが、マルチキャストやブロードキャスト・トラフィックを伝送することはできない。このように、ゲートウェイは、１つのネットワークに対する診断トラフィックを削減する、又は他のネットワーク・アイランドに進入するのを禁止することができる。トラフィック低減のために、アイランドにおけるノードの帯域幅及び処理要件が減少するので、各ネットワーク・アイランドに含めるノード数を増大させることができる。
【００２６】
幾つかの実施形態では、スタティック・ルータを用いて、ゲートウェイへのアクセスを与える。例えば、図１〜図３におけるゲートウェイの「下」にあるアイランドの中にあるノードは、デフォルトのゲートウェイを用いて、他のアイランドの中にあるノードと通信することができる。特定的な一例では、図１のアイランド１０８ｂにおけるアイランドからのトラフィックの宛先のインターネット・プロトコル（ＩＰ）アドレスに基づいて、トラフィックをデフォルトのゲートウェイ１０６ａに転送することができる。次いで、デフォルトのゲートウェイ１０６ａは、宛先のＩＰアドレスを用いて、アイランド１０８ｂの外側にあるノード又はアイランドにトラフィックをルーティングする。デフォルト・ゲートウェイは、デフォルトのゲートウェイを用いるようにノードにおいて送信制御プロトコル／インターネット・プロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）スタックのコンフィギュレーションを設定する等の適宜の手法で確立することができる。
【００２７】
図１〜図３におけるゲートウェイの「上」にあるアイランドの中にあるノードも、スタティック・ルートを用いて、ゲートウェイの下にあるノードにアクセスすることができる。即ち、スタティック・ルートを、当該ゲートウェイの下にあるノードの代わりに、各ゲートウェイと関連付けることができる。第１ノードが、その範囲内のＩＰアドレスを有する第２ノードと通信したいとき、第１ノードは、その範囲と関連のあるスタティック・ルートを用いて、しかるべきゲートウェイと通信し、次いで、このゲートウェイは、第１ノードから受信したトラフィックを第２ノードに転送する。「上」及び「下」という用語の使用は、ここでは、図１〜図３に示すノードの相対的位置のみに関するのであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２８】
以下では、区分通信ノードにおけるエンドポイントが関与するアイランド内及びアイランド間の通信の例をいくつか示す。これらの例は、例示のために過ぎない。その他の通信又は追加の通信も、ネットワークの構成によっては行われる場合もある。
第１例として、Ｌ１アイランド及びＬ２アイランド間のアイランド内部通信は、以下のように行うことができる。Ｌ２アイランドにおけるエンドポイントが、Ｌ１アイランドにおけるエンドポイントへのアクセスを必要とする場合、Ｌ２アイランド及びＬ１アイランドを結合するゲートウェイの１つへのスタティック・ルートを用いる。ユニキャスト・トラフィックは、Ｌ２アイランドにおけるエンドポイントからゲートウェイに、スタティック・ルートを用いて送られ、ゲートウェイはトラフィックをＬ１アイランドに転送する。次いで、Ｌ１アイランドはトラフィックをしかるべきＬ１エンドポイントに転送する。
【００２９】
特定的な一例として、図１におけるエンドポイント１０４ａは、スイッチ１０２ａ又はスイッチ１０２ｂ（次いで、スイッチ１０２ａを通じてゲートウェイ１０６ａと通信する）のいずれかを通るスタティック・ルートを用いて、ゲートウェイ１０６ａと通信するように構成することができる。ゲートウェイ１０６ａは、ユニキャスト・トラフィックを受信し、エンドポイント１０４ａからＬ１アイランド１０８ｂに転送する。Ｌ１アイランド１０８ｂは、次に、受信したトラフィックを、エンドポイント１０４ｄに直接スイッチ１０２ｃを通じて、又はエンドポイント１０４ｄに間接的にスイッチ１０２ｄを通じてルーティングする。
【００３０】
同様なプロセスは、Ｌ１アイランドにおけるエンドポイントからＬ２アイランドにおけるエンドポイントにユニキャスト・トラフィックを導出するためにも用いることができる。Ｌ１アイランドにおけるエンドポイントは、デフォルトのゲートウェイ（図１におけるゲートウェイ１０６ａ等）を用いるように構成されており、デフォルト・ゲートウェイはユニキャスト・トラフィックをＬ２アイランドに転送する。しかしながら、ゲートウェイはブロードキャスト・トラフィック及びマルチキャスト・トラフィックを転送しない。その結果、Ｌ１アイランドにおけるブロードキャスト及びマルチキャスト・トラフィックは、通常Ｌ１アイランド内に留まり、Ｌ２アイランドにおけるブロードキャスト及びマルチキャスト・トラフィックは、通常Ｌ２アイランド内に留まる。
【００３１】
第２例として、２つのＬ１アイランド内にあるエンドポイント間におけるアイランド間通信は、以下のように行うことができる。第１Ｌ１アイランドにおけるエンドポイントが第２Ｌ１アイランドにおけるエンドポイントへのアクセスを必要とする場合、第１Ｌ１アイランド及びＬ２アイランドを結合するゲートウェイの内、デフォルトのゲートウェイを用いる。ユニキャスト・トラフィックは、第１Ｌ１アイランド内のエンドポイントからデフォルトのゲートウェイに送られ、デフォルトのゲートウェイはトラフィックをＬ２アイランドに転送する。Ｌ２アイランドは、トラフィックを第２Ｌ１アイランドに導出し、Ｌ２アイランドは、第２ゲートウェイを用いて、第２Ｌ１アイランドに結合してもしなくてもよい。次いで、第２Ｌ１アイランドは、第２Ｌ１アイランド内にあるしかるべきＬ１エンドポイントにトラフィックを転送する。
【００３２】
特定的な一例として、図２のＬ１アイランド２０８ｂにおけるエンドポイント２０４ｃは、ゲートウェイ２０６ａと通信するように構成することができる。ゲートウェイ２０６ａは、ユニキャスト・トラフィックをエンドポイント２０４ｃから受信し、Ｌ２アイランド２０８ａに転送する。トラフィックは、スイッチ２０２ａ又はスイッチ２０２ａ及び２０２ｂのいずれかを通じて、Ｌ２アイランド２０８ａ内における経路が設定される。ゲートウェイ２０６ｃ〜２０６ｄの１つがトラフィックを受信し、Ｌ１アイランド２０８ｃにおけるスイッチ２０２ｅ又はスイッチ２０２ｆを通じてエンドポイント２０４ｆにルーティングする。
【００３３】
アイランド間でトラフィックを導出する場合、ゲートウェイは、宛先のネットワーク・アドレスを用いてトラフィックを別のゲートウェイに導出することができる。例えば、以下で更に詳しく説明するが、ゲートウェイには、デバイス・インデックス値を関連付けることができ、ゲートウェイのデバイス・インデックスを用いて、ゲートウェイのＩＰアドレスを構築することができる。特定的な一例として、ゲートウェイ２０６ａのデバイス・インデックスを「１」とすることができ、ゲートウェイ２０６ａの下にあるノードのＩＰアドレスを０．１．ｘ．ｘとすることができる。同様に、ゲートウェイ２０６ｃのデバイス・インデックスを「６」とすることができ、ゲートウェイ２０６ｃの下にあるノードのＩＰアドレスを０．６．ｘ．ｘとすることができる。ＩＰアドレスが０．１．０．１のノードが、ＩＰアドレス０．６．０．７に宛先を有するトラフィックをゲートウェイ２０６ａに通信すると、ゲートウェイ２０６ａは、宛先のＩＰアドレスにおける２番目の値に基づいて、トラフィックをゲートウェイ２０６ｃに再導出しなければならないと判断することができる。
【００３４】
第３例として、Ｌ１アイランド又はＬ２アイランド内におけるアイランド内通信は、次のように行うことができる。アイランドにおけるエンドポイントが同じアイランドの中にある別のエンドポイントへのアクセスを必要とする場合、当該アイランド内にあるスイッチを通じて当該別のエンドポイントと通信を行う。アイランド内部では、当該アイランド内にあるスイッチを用いて、トラフィックを導出し、ゲートウェイを必要としない。例えば、図１のアイランド１０８ｂにおけるエンドポイント１０４ｃは、スイッチ１０２ｃ〜１０２ｄを通じて、エンドポイント１０４ｅと通信することができ、ゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂを必要としない。
【００３５】
先に注記したように、ゲートウェイの各対は、ネットワークにおいて１つの論理デバイスを形成することができる。実施形態の一部では、ゲートウェイの対は、アイランドの内側及びアイランドの外側では、１つのデバイスとして見なされる。ゲートウェイの各対は、ゲートウェイに結合されている双方のアイランドの中にあるスイッチを用いて通信することができる。例えば、図１におけるゲートウェイ１０６ａ〜１０６ｂは、スイッチ１０２ａ及び１０２ｂ又はスイッチ１０２ｃ及び１０２ｄを通じて、互いに通信することができる。これによって、ゲートウェイの１つがネットワークにおいて障害を検出した場合でも、ゲートウェイ同士が通信することが可能になる。更に、ゲートウェイの各々は、ゲートウェイに結合されているアイランドにおいて、診断メッセージをブロードキャスト、マルチキャスト、又はそれ以外で送信することができる。対におけるゲートウェイの１つは、ネットワークのそれ自体のビュー(view)を、対における他方のゲートウェイのビューと重ね合わせて、診断メッセージを発生することができる。アイランドの中にあるノードは、これらの診断メッセージを用いて、どのゲートウェイが利用可能か判断することができる。加えて、ゲートウェイは、ネットワークにおける別のノードからも診断メッセージを受信することができる。ゲートウェイは、診断メッセージを用いて、ネットワークにおいてトラフィックをどのように導出するか決定することができる。一例として、診断メッセージは、ゲートウェイがネットワークにおける障害を特定するために用いることができる。次いで、ゲートウェイは、インテリジェント・ルーティング機能を実行して、ネットワークにおいてトラフィックの経路を設定し、特定した障害を回避することができる。
【００３６】
以下に、ネットワークにおける障害の数々の例、及びネットワークのアイランドの中にあるノードが障害に対してそれらの動作をどのように調節するかについて示す。これらの例は、例示のために過ぎない。本発明の範囲から逸脱することなく、他の又は追加の障害も発生し、解決する可能性もある。更に、以下では、非区分ネットワークにおいて処理される典型的な障害に、区分ネットワークがどのようにして耐えることができるかを例示する。加えて、区分ネットワーク及びゲートウェイは、ネットワーク全体のフォールト・トレランスを低下させる新たな障害事例を引き起こさないものとする。
【００３７】
第１例として、ゲートウェイをＬ２アイランドに接続するネットワーク・ケーブルにケーブル障害が発生する場合がある。例えば、ケーブル障害は、図１においてゲートウェイ１０６ａ及びスイッチ１０２ａを接続するネットワーク・ケーブルにおいて発生する可能性がある。これが発生した場合、ゲートウェイ１０６ａは、Ｌ１アイランド１０８ｂにおいて診断メッセージの送信を中止する。このため、Ｌ１アイランド１０８ｂの中にあるノードは、全てのトラフィックを別のゲートウェイ６ｂにルーティングし直す（２秒以内にトラフィックを再ルーティングする等）。その間、ゲートウェイ１０６ａは、Ｌ１アイランド１０８ｂから受信した全てのトラフィックを、スイッチ１０２ｃ及び１０２ｄを通じてゲートウェイ１０６ｂに再ルーティングする。また、ゲートウェイ１０６ａはＬ２アイランド１０８ａにおいて診断メッセージの送信を中止する。このため、Ｌ２アイランド１０８ａの中にあるノードは、全てのトラフィックを別のゲートウェイ１０６ｂに再ルーティングする（２秒以内にトラフィックを再ルーティングする等）。別の切換メカニズムでは、アイランド１０８ｂ内にあるスイッチ１０２ｃ〜１０２ｄを用いて、ゲートウェイ１０６ａが他方のゲートウェイ１０６ｂに障害を通知することを伴うこともできる。また、同様のプロセスは、ゲートウェイ及びＬ１アイランドを接続するネットワーク・ケーブルにおいてケーブル障害が発生したときにも、行うことができる。
【００３８】
第２例として、Ｌ１アイランド及びＬ２アイランドを結合するゲートウェイが故障する場合もある。例えば、例えば、図１におけるゲートウェイ１０６ａの停電等により、ゲートウェイ１０６が故障する可能性がある。これが発生した場合、ゲートウェイ１０６ａはもはやアイランド１０８ａ及び１０８ｂのいずれにおいても診断メッセージを送信しない。次いで、アイランド１０８ａ及び１０８ｂの中にあるノードは、全てのトラフィックを他方のゲートウェイ１０６ｂに再ルーティングする（２秒以内にトラフィックを再ルーティングする等）。
【００３９】
ネットワークの種々のアイランドにおいて、ノードは、適宜の任意のメカニズムで通信することができる。例えば、ネットワークのアイランドの中にあるノードに、ネットワーク・アドレス及びデバイス・インデックスの双方を割り当てることができる。例えば、ＩＰアドレスはネットワークにおいて用いることができる。幾つかの実施形態では、Ｌ２アイランドの中にあるノードは、Ｌ１アイランドの中にあるノードとは異なるネットワーク・アドレスを有することができ、ネットワーク・アドレスは、異なるＬ１アイランドにおいて再利用することもできる。ゲートウェイ自体には、一方のアイランドにおいて１つのネットワーク・アドレス、そして他方のアイランドにおいては異なるネットワーク・アドレスを割り当てることができ、ゲートウェイは、双方のアイランドにおいて、同じデバイス・インデックスを有することができる。特定的な実施形態では、Ｌ２アイランドにおけるネットワーク・アドレスは、公開しても秘密でもよく、Ｌ１アイランドにおけるネットワーク・アドレスは、リンク秘密クラスＡネットワーク０．０．０．０／８アドレスを表し、各アイランドは、２５５．２５５．２５５．０をサブネット・マスクとして指定することにより、クラスＣサブネットにサブネット化することができる。また、特定的な実施形態では、ゲートウェイに対するＬ２ネットワーク・アドレスは、Ｌ２アドレス空間から割り当てられ、同じゲートウェイに対するＬ１ネットワーク・アドレスは、ゲートウェイのデバイス・インデックスから構築する（0.GatewayDeviceIndex..0のＩＰアドレス等）。Ｌ１アイランドにおけるその他のノードのネットワーク・アドレスは、連動するゲートウェイのデバイス・インデックス、及びノードのデバイス・インデックスから構築することができる（0.GatewayDeviceIndex..NodeDeviceIndexのＩＰアドレス等）。とりわけ、これによって、同じ秘密ＩＰアドレス範囲を、アイランドにおける多数の共同体間で用いることが可能となる。
【００４０】
以上では、ゲートウェイを、全ての診断トラフィックが２つのアイランド間で流動することを禁止するように説明したが、ゲートウェイは２つのアイランド間の診断トラフィックを低減することもできる。これらの実施形態では、ゲートウェイはなおも一部のトラフィックが２つのアイランドの境界を交差するのを許容することができる。保守メッセージは、ネットワークにおける障害を特定し、ネットワークにおける保守ノードに供給されるメッセージを表すことができる。実施形態の一部では、保守メッセージは、ネットワークにおいてゲートウェイによって阻止されず、これによって、ネットワークにおける保守ノードが保守メッセージを確実に受信するのを促進する。更に、ゲートウェイは、ネットワーク時間プロトコル（ＮＴＰ）トラフィックがアイランド間を行き来することを許容し、Ｌ１アイランド内になるスイッチへの単純なネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）アクセスを可能にする。加えて、ゲートウェイの各々がゲートウェイの「下」にあるノードからのステータス情報を収集するか、又はこの情報へのアクセスを与えることができるので、アイランド内部のノードについてのネットワーク・ステータスをゲートウェイが代行して示す(proxy)ことができる。
【００４１】
図１〜図３までは、アイランドに区分した通信ネットワーク１００〜３００の様々な例を示すが、図１〜図３には種々の変更を行うことができる。例えば、ゲートウェイは、任意の他の又は追加のネットワークにおいて、任意の適したネットワーク・コンフィギュレーションを設けるために用いることができる。また、ゲートウェイを用いるネットワークは、他の又は追加のいずれの構成機器でも含むことができる。更に、Ｌ１アイランドには銅線媒体、そしてＬ２アイランドには光ファイバ媒体というように、適宜の任意の伝送媒体を用いて、ゲートウェイをＬ１及びＬ２アイランドに結合することができる。加えて、ゲートウェイをスイッチ内に統合すること、又はネットワークにおける単体デバイスとして実施することも可能である。特定的な一例として、ゲートウェイを、９ポート・スイッチ、２６ポート・スイッチ、Ｌ２アイランドに接続するための専用銅線又は光ファイバ・アップリンクを有する９ポート・スイッチ、又はＬ２アイランドに接続するための専用銅線又は光ファイバ・アップリンクを有する２６ポート・スイッチのような、Ｌ１スイッチと一体化することもできる。
【００４２】
図４は、本開示の一実施形態にしたがって通信ネットワークをアイランドに区分するゲートウェイ４００の一例を示す。図４に示すゲートウェイ４００の実施形態は、単なる例示である。ゲートウェイの他の実施形態も、本発明の範囲から逸脱することなく、用いることができる。また、図４に示すゲートウェイ４００は、図１〜図３に示したゲートウェイのいずれとしても用いることができる。
【００４３】
図４に示すように、ゲートウェイ４００は２つのポート４０２ａ及び４０２ｂを含む。ポート４０２ａ及び４０２ｂは、ネットワークにおいてゲートウェイ４００を他の構成機器に結合するネットワーク・ケーブル又はその他の接続部に結合することができる構造を示している。例えば、ポート４０２ａ及び４０２ｂの各々は、カテゴリ５（Ｃａｔ５）ケーブルに結合することができるＲＪ−４５ジャックのような、イーサネット・ケーブルに結合することができる構造を示している。実施形態の一部では、ポート４０２ａ〜４０２ｂは、Ｌ２アイランド及びＬ１アイランドにおいてゲートウェイ４００を他のノードに結合するために用いられる。
【００４４】
また、ゲートウェイ４００は、コントローラ４０４も含む。コントローラ４０４は、ゲートウェイ４００の動作を制御する。例えば、コントローラ４０４は、ポート４０２ａ及び４０２ｂの１つを通じてトラフィックを受信し、ポート４０２ａ及び４０２ｂの他方を通じてトラフィックを送信すべきか否か判定を行うことができる。特定的な一例では、コントローラ４０４は、受信したトラフィックが、ユニキャスト、ブロードキャスト、又はマルチキャスト・トラフィックのどれを表すか判定を行うことができる。コントローラ４０４は、ユニキャストをポート４０２ａ及び４０２ｂの１つからポート４０２ａ及び４０２ｂの他方に転送しつつ、ブロードキャスト及びマルチキャスト・トラフィックを阻止することができる。
【００４５】
コントローラ４０４は、ゲートウェイ４００を制御するハードウェア、ソフトウェア、ファームウェイ、又はその組み合わせであればいずれでも含む。例えば、コントローラ４０４は、FREESCALE SEMICONDUCTOR INCのMPC8255、MPC8260、又はMPC8270プロセッサをである。また、コントローラ４０４は、２つの１００メガバイト・イーサネット・リンクを飽和させることができる任意のプロセッサであってもよい。特定的な実施形態では、コントローラ４０４は、２つのハーフ・ドライバを実装し、１つはＬ１アイランドとの通信、他方はＬ２アイランドとの通信に当てる。また、特定的な実施形態では、コントローラ４０４は、オペレーティング・システムを必要としない、割り込み駆動又はタイマ駆動設計を有する。
【００４６】
実施形態の一部では、コントローラ４０４の機能は、コンピュータ・プログラムによって実現及びサポートする。コンピュータ・プログラムは、コンピュータ読み取り可能なプログラム・コードで形成され、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に埋め込まれる。「コンピュータ読み取り可能なプログラム・コード」は、ソース・コード、オブジェクト・コード、及び実行可能コードを含む、任意形式のコンピュータ・コードをも含むものとする。「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」は、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、ハード・ディスク・ドライブ、コンパクト・ディスク（ＣＤ）、ディジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）、又はその他の種類のメモリのような、コンピュータがアクセス可能な媒体であれば任意の種類を含むものとする。
【００４７】
２つのメモリ４０６及び４０８が、バス４１０によって、コントローラ４０４に結合されている。メモリ４０６及び４０８は、コントローラ４０４が付与する又は用いるのに適した情報であれば任意の情報を格納することができる。例えば、メモリ４０６は、コントローラ４０４が実行する命令を格納するフラッシュ・メモリ又はその他のメモリである。メモリ４０８は、命令の実行中にコントローラ４０４が付与する又は用いるデータを格納することができるランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）又はその他のメモリである。メモリ４０６及び４０８の各々は、１つ以上の適した揮発性又は不揮発性記憶及び検索デバイスであれば任意のものでよい。
【００４８】
バス４１０は、コントローラ４０４及びメモリ４０６、４０８を結合する。バス４１０は、コントローラ４０４とメモリ４０６及び４０８との間で情報を伝送可能な適宜の構造であれば任意のものでよい。例えば、バス４１０は、MPC8255、MPC8260、又はMPC8270プロセッサと共に用いられる82xxバスを用いることができる。
【００４９】
加えて、ゲートウェイ４００は、ゲートウェイ４００の動作をコンフィギュレーションする種々のスイッチ４１２〜４１４も含む。本例では、１つ以上のインデックス・スイッチ４１２を用いて、ゲートウェイ４００のデバイス・インデックスを定義する。デバイス・インデックスは、ネットワークにおいてゲートウェイ４００と一意に関連付けられる数値又はその他の識別子を表す。１つ以上のインデックス・スイッチ４１２は、数値又はその他の識別子を定義するのに適した構造であればいずれでもよい。例えば、インデックス・スイッチ４１２は、１つ以上の回転二進符号化十進（ＢＣＤ）スイッチを用いることができる。特定的な一例として、３つの回転ＢＣＤスイッチ（０〜９００、０〜９０、及び０〜９）が、ゲートウェイ４００のデバイス・インデックスを定義することができ、この場合、デバイス・インデックスは１〜５１１までの値に制限される。
【００５０】
ネットワークの中では、ゲートウェイ４００がどのネットワークの内部で動作するのか定義するために、ネットワーク・セレクタ・スイッチ４１４を用いる。例えば、ネットワーク・セレクタ・スイッチ４１４は、ゲートウェイ４００がＦＴＥ又はＨＳＥネットワークにおいて「黄色」又は「緑色」のネットワークのどちらで動作するのかを定義することができる。ゲートウェイ４００のしかるべき動作を確保するためには、黄色及び緑色のネットワークの適正な識別が必要となる場合がある。例として、ゲートウェイ４００は、それが送信するメッセージにしかるべきビットを設定するように、そしてそれが受信する診断メッセージを正しく解釈するように、黄色又は緑色のネットワークの適正な識別が必要となる場合がある。ネットワーク・セレクタ・スイッチ４１４は、多数のネットワークから１つを特定するのに適した構造であればいずれでも用いることができる。
【００５１】
動作の一態様では、ゲートウェイ４００は、ゲートウェイ４００の種々の動作を制御するために１又は多数のタイマ（コントローラ４０４に実装されているタイマ等）を用いることができる。例えば、コントローラ４０４がポート４０２ａ及び４０２ｂを通じて診断メッセージをＬ１及びＬ２アイランドに送信するときを制御するために、タイマを用いることができる。診断メッセージは、適宜の任意の情報を含むことができ、ゲートウェイ４００が動作しておりネットワークにおいて利用可能であることを示すことができる。特定的な実施形態では、コントローラ４０４は、ソフトウェアでタイマを実装し、タイマは、ハードウェア・クロック又はオペレーティング・システムのクロックからの割り込みに基づくことができる。
【００５２】
ユニキャスト・トラフィックの経路をアイランド間で設定する場合、ゲートウェイ４００は、計算を殆ど伴わずに、トラフィックの高速ルーティングを実行することができる。例えば、コントローラ４０４は、ＩＰパケット操作を全く実行する必要なく、ネットワークにおいてＩＰパケットの経路を設定する際の必要に応じて、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを交換するだけでよい場合もある。また、ＩＰパケットの中にある元のチェックサム又はその他の障害検出データを保存することもできる。また、コントローラ４０４は、許可されたトラフィックのみがＬ１アイランドに進入することを許容するために、ポート・フィルタリングを実行することもできる。許可されたユニキャスト・トラフィック（Ｌ２アイランドにおける特定のノードからのユニキャスト・トラフィック等）のみがＬ１アイランドに進入することを許容することによって、ゲートウェイ４００はＬ１アイランドに対して高レベルのセキュリティを提供することができる。
【００５３】
図４は、通信ネットワークをアイランドに区分するゲートウェイ４００の一例を示すが、種々の変更を図４に対して行うことができる。例えば、デバイス・インデックス・スイッチ４１２及びネットワーク・セレクタ・スイッチ４１４は、ゲートウェイ４００においては省略することもでき、これらのスイッチ４１２及び４１４からの情報をメモリに格納することができる。また、ゲートウェイ４００を３つ以上のアイランドに結合するとき等に、ゲートウェイ４００は、２つよりも多いポートを含むこともできる。
【００５４】
図５及び図６は、本発明の一実施形態にしたがって通信ネットワークをアイランドに区分する方法の一例を示す。即ち、図５は、アイランドから当該アイランド外部の宛先にトラフィックをルーティングする方法５００の一例を示す。図６は、アイランド外部の発信元から受信したトラフィックを、アイランド内部の宛先に導く方法６００の一例を示す。説明を容易にするために、方法５００、６００は、図１のネットワーク１００において動作する図４のゲートウェイ４００に関して説明する。方法５００、６００は、適宜の他のデバイス及びシステムにおいても用いることができる。
【００５５】
図５において、ゲートウェイ４００は、ステップ５０２において、アイランドからトラフィックを受信する。これは、例えば、ゲートウェイ４００がＩＰパケット又はその他のトラフィックをＬ２アイランド１０８ａ又はＬ１アイランド１０８ｂから受信することを含むことができる。また、これは、ゲートウェイ４００のコントローラ４０４が２つのポート４０２ａ〜４０２ｂの一方を通じてトラフィックを受信することも含むことができる。トラフィックの宛先は、トラフィックを供給したアイランドの外部とする。
【００５６】
ステップ５０４において、ゲートウェイ４００は受信したトラフィックのタイプを識別する。これは、例えば、ゲートウェイ４００のコントローラ４０４が、受信したＩＰパケットがユニキャスト、ブロードキャスト、又はマルチキャスト送信の内どれであるか判断することを含むことができる。コントローラ４０４は、受信したトラフィックのタイプを識別するのに適した技法であればいずれでも用いることができる。ステップ５０６において、ゲートウェイ４００は、受信したトラフィックがユニキャスト・トラフィックか否か判断することができる。この判断の一部として、コントローラ４０４は、ポート・フィルタリングを実行する等によって、トラフィックが許可された発信源からのユニキャスト・トラフィックか否か判断する。そうでない場合、ステップ５０８において、ゲートウェイ４００はトラフィックを阻止する。これは、例えば、コントローラ４０４が受信したトラフィックを外部の宛先に転送しないことを含む。次いで、ゲートウェイ４００は、ステップ５０２に戻り、追加のトラフィックを受信し処理する。
【００５７】
トラフィックがユニキャスト・トラフィックである場合、ゲートウェイ４００は、ステップ５１０において、受信したユニキャスト・トラフィックが他のアイランドに宛てられているか否か判定を行う。ネットワークの配置に応じて、トラフィックの宛先が別のアイランド内に存在する場合もしない場合もある。ゲートウェイ４００は、宛先のＩＰアドレスの中の２番目の値を調べる等によって、この判定を適宜の任意の手法で行うことができる。２番目の値が他のゲートウェイのデバイス・インデックスを表す場合、宛先は他のアイランドの中に存在することになる。
【００５８】
宛先が他のアイランドに存在する場合、ゲートウェイ４００は、ステップ５１２において、別のゲートウェイのＭＡＣアドレスをトラフィックの中に置く。それ以外の場合、宛先は他のアイランドに存在せず（しかし、トラフィックを発生したアイランドの外部に存在することには変わりない）、ゲートウェイ４００は、ステップ５１４において、宛先のＭＡＣアドレスをトラフィックの中に置く。これは、例えば、コントローラ４０４が、他のゲートウェイ又は宛先のＭＡＣアドレスを１つ以上のＩＰパケット内に置くことを含むことができる。ＩＰパケットは既にＭＡＣアドレス（ゲートウェイ４００のＭＡＣアドレス等）を収容している場合もあるので、ゲートウェイ４００は、現ＭＡＣアドレスを新しいＭＡＣアドレスと交換することもある。
【００５９】
別のゲートウェイのデバイス・インデックス、及び他のゲートウェイ又は宛先のＭＡＣアドレスは、適宜の任意のやり方で決定することができる。例えば、ゲートウェイ４００におけるコントローラは、１つ以上のメモリ４０６及び４０８のような、１つ以上のメモリに１つ以上の診断表を維持することができる。とりわけ、診断表は、他のゲートウェイのデバイス・インデックスや、ネットワークにおける他のノードのＭＡＣアドレスを含むことができる。デバイス・インデックス及びＭＡＣアドレスは、ゲートウェイ４００が診断トラフィックを他のノードから受信するときに特定することができる。コントローラ４０４は、診断表にアクセスして、特定の構成機器（他のゲートウェイ又は宛先等）のデバイス・インデックス又はＭＡＣアドレスを識別し、この情報をステップ５１０〜５１４のいずれにおいてでも用いることができる。
【００６０】
次いで、ステップ５１６において、ゲートウェイ４００は、受信したトラフィックを送信する。例えば、これは、コントローラ４０４が受信したトラフィックを宛先に配信するために、宛先又は別のゲートウェイに転送することを含むことができる。次いで、ゲートウェイ４００はステップ５０２に戻り、追加のトラフィックを受信し処理する。
【００６１】
図６において、ゲートウェイ４００は、ステップ６０２で、ゲートウェイ４００に結合されているアイランドに向けたトラフィックを受信する。例えば、これは、ゲートウェイ４００がＩＰパケット又はその他のトラフィックをＬ２アイランド１０８ａ又はＬ１アイランド１０８ｂから受信することを含むことができる。
【００６２】
ゲートウェイ４００は、ステップ６０４において、受信したトラフィックのタイプを識別し、ステップ６０６において、受信したトラフィックがユニキャスト・トラフィックか否か判断する。そうでなければ、ゲートウェイ４００は、ステップ６０８において、アイランドからのトラフィックを阻止する。次いで、ゲートウェイ４００はステップ６０２に戻り、追加のトラフィックを受信し処理する。
【００６３】
それ以外では、トラフィックは、ゲートウェイ４００に結合されているアイランドに宛てられたユニキャスト・トラフィックである。ステップ６１０において、ゲートウェイ４００は、宛先のＭＡＣアドレスをトラフィックの中に入れる。例えば、これは、コントローラ４０４が宛先のＭＡＣアドレスを１つ以上のＩＰパケットに入れることを含むことができる。次いで、ステップ６１２において、ゲートウェイ４００は受信したトラフィックを宛先に送信する。次に、ゲートウェイ４００はステップ６０２に戻り、追加のトラフィックを受信し処理する。
【００６４】
図５及び図６は、通信ネットワークをアイランドに区分する方法５００、６００の例を示すが、種々の変更を図５及び図６に対して行うことができる。例えば、全てのブロードキャスト又はマルチキャスト・トラフィックを阻止するのではなく、ゲートウェイ４００はブロードキャスト又はマルチキャスト・トラフィックの一部が、２つのアイランドの間の境界を交差することを許容することもできる。また、保守メッセージ又はその他のタイプのメッセージも２つのアイランド間で受け渡しすることもできる。加えて、図５及び図６は、ゲートウェイ４００がどのようにアイランド間トラフィックを処理するのかを示している。アイランド内トラフィックの場合、ゲートウェイ４００は、トラフィックの適正な配信を確保するための機能を全く実行しなくてもよい場合もある。
【００６５】
尚、本明細書全体において用いられているある種の単語及び句の定義を明記しておくと有益であると考えられる。「含む」及び「備えている」という用語、ならびにその派生語は、限定のない包含を意味する。「又は」という用語は、内包的であり、及び／又はを意味する。「関連する」及び「それに関連する」という句、ならびにその派生語は、相互接続、収容、内蔵、接続、結合、通信可能、共動、交互配置、並置、近接、合体、所有、特性の所有等を意味することができる。「コントローラ」という用語は、少なくとも１つの動作を制御するあらゆるデバイス、システム、又はその一部を意味する。コントローラは、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はこれらの内少なくとも２つのなんらかの組み合わせで実施することができる。いずれの特定のコントローラに付随する機能性も、局在的であれ遠隔的であれ、集中又は分散させることができる。
【００６６】
以上、本開示ではある種の実施形態、ならびに総合的に関連のある方法について記載したが、これらの実施形態及び方法に対する変形や置換(permutation)は当業者には明白であろう。したがって、実施形態例についてのこれまでの説明は、本開示を定義又は限定するのではない。特許請求の範囲に定義する本開示の主旨及び範囲から逸脱することなく、その他の変更、交換、及び変形も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態にしたがってアイランドに区分した通信ネットワークの一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態にしたがってアイランドに区分した通信ネットワークの第２の例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態にしたがってアイランドに区分した通信ネットワークの第３の例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態にしたがって通信ネットワークをアイランドに区分するゲートウェイの一例を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態にしたがって通信ネットワークをアイランドに区分する方法の一例を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態にしたがって通信ネットワークをアイランドに区分する方法の一例を示す図である。
【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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【国際調査報告】
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