(57)【要約】【課題】従来のＬ２スイッチングハブに接続できない独自のフレーム形式のネットワークを集線可能なようにしたスイッチングハブを得る。【解決手段】それぞれのポート毎に送信用ＦＩＦＯ２−Ａ及び受信用ＦＩＦＯ２−Ｂを持ち、それぞれのフレームを同じチャネルＩＤを持つポートに配信するためのフォワーディング処理部５をもち、それぞれのチャネルＩＤ毎にどのポートが属しているかを設定しておくためのフォワーディングテーブル６を持たせることで独自のフレーム形式のネットワークを固定的にポート間でスイッチングすることにより、あらゆるネットワークを接続可能なスイッチングハブを実現する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれのポート毎に有する送信用ＦＩＦＯ部及び受信用ＦＩＦＯ部、それぞれのフレームを同じチャネルＩＤを持つポートに配信するためのフォワーディング処理部、それぞれのチャネルＩＤ毎にどのポートが属しているかを設定しておくためのフォワーディングテーブルを備え、独自のフレーム形式のネットワークを固定的にポート間でスイッチングすることにより、全く種類の違うネットワークを互いに影響を与えないように分離しつつ同一のネットワークに集線し、独自で特殊なネットワークの場合でも新しく配線を行わずに接続することを可能としたスイッチングハブ。
【請求項２】
ネットワークが送信する通信パターンについて、各通信チャネル毎にユーザが事前に設定したフレーム構造のパターンにマッチした場合に、そのポートをマッチした通信チャネルに属するように自動的にコンフィギュレーションする機能を持つ請求項１に記載のスイッチングハブ。
【請求項３】
ポートに接続された端末側から設定用のフレームを送信することにより、そのポートがどの通信チャネルに属するかどうかを設定することを可能とする機能を持つ請求項１に記載のスイッチングハブ。
【請求項４】
事前に各チャネル毎にユーザにより指定された優先度を元に、フレームリレーを行う機能を持った請求項１に記載のスイッチングハブ。
【請求項５】
仮想的なチャネル間を完全に独立に通信を扱いつつ、ユーザが事前に設定したパターンにマッチするフレームについては、仮想チャネル間でフレームを伝達することにより、異種ネットワーク間での通信を可能とした請求項１に記載のスイッチングハブ。
【請求項６】
仮想的に構築されたネットワーク上の経路のケーブルが断線したような場合に、代替のポートを事前に指定しておき断線検出時に代替ポートからの送信を可能なようにした請求項１に記載のスイッチングハブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、異なるフレームフォーマットを持つ異種のネットワークを単一のネットワーク上に仮想的に構築したチャネルを使用して通信するためのネットワーク集線装置（以降スイッチングハブという）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスイッチングハブにおいて、ネットワーク間を仮想的に分離する方式しては、ＶＬＡＮタグを利用したポートＶＬＡＮが一般的に使用されており、各ポート毎にＶＬＡＮ＿ＩＤを設定することで、同一のＶＬＡＮ＿ＩＤに属するポート間を同一のネットワークとして扱うようにすることができる。この場合、ユーザは、それぞれのＶＬＡＮ間での干渉はなくなるので、個別のネットワークが存在していると考えて使用することが可能となる。
【０００３】
従来のスイッチングハブでは、イーサネット（登録商標）フレームのＭＡＣヘッダから宛先ポートを決定し、どのポートへフレームのフォワーディングを行うかを決定しており、スイッチングハブが扱えるフレームはイーサネット（登録商標）のフレームの形式に限定される（以降、本スイッチングハブをＬ２スイッチと呼ぶ）。このようにＬ２スイッチでは扱えるフレームがＭＡＣフレームに限定されているため、独自のフレーム構造及びプロトコロルを採用した独自ネットワークをＬ２スイッチに接続したような場合には、独自フレームが持つアドレスではない部分のフィールドをＭＡＣアドレスとしてご誤認識してしまい、Ｌ２スイッチに独自ネットワークを接続すると誤配信が発生してしまうため使用できないという問題点があった。このように独自ネットワークを集線したり、複数のネットワークセグメント間を接続したりする場合には、単純に信号を伝送するだけの機能を持つリピータハブなどの装置を使うことにより、実現することができる。
【０００４】
一方、リピータハブの場合には、どのようなタイプの通信であっても全てのポートに送信が行われるため、異種のフレーム構造を持ち、異種のプロトコルを持つネットワークをひとつのリピータハブで接続した場合に、お互いに外乱を与え合い、通信ができなくなってしまうという問題点がある。
【０００５】
このような場合には、ＶＬＡＮに対応したスイッチングハブを使用して、それぞれのスイッチングハブのポート毎にＶＬＡＮ＿ＩＤを割り当て、ネットワークを分離することにより、お互いの通信を独立したものとして扱うようにして対応する。また、さらに進んだ方法としては、特開２００４−３５６８６１号公報（特許文献１）で述べられているように、複数のネットワークをトポロジに依存せずに、メタネットワークで管理し、通信を分離し管理する方法が考えられが、何れの方法でも通信は、イーサネット（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．３）通信を前提としており、ＭＡＣフレームによるフレームリレーを基本としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、イーサネット（登録商標）通信に限らず、独自形式を持つ独自ネットワークも集線可能とする集線装置を得ようとするもので、ネットワークのデータリンク層で実現されているＭＡＣフレームを完全に無視し、単純にフレームを常時属するネットワークすべてに送信することによりリピータが持つようなフレームの内容に依存しない独立性を持つことを目的とする。
また、従来のＬ２スイッチが持つＶＬＡＮのように複数のポートをまとめてひとつの仮想的なネットワークを実現するように分離することで、リピータが持たない複数種別の独自ネットワークを同時集線することにより、Ｌ２スイッチが持つネットワーク配線の利便性も兼ね備えることを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るスイッチングハブは、各ポート毎に受信したフレームをいったん蓄積する受信ＦＩＦＯ部及び前段のＦＩＦＯから受け取ったフレームをいったん蓄積した後、実際にスイッチングハブのポートからフレームを送信する送信ＦＩＦＯ部、またそれらのフレームのＦＩＦＯ間のフレーム配信を制御するフォワーディング処理部及びそのフォワーディング処理部が参照し、フォワーディングの設定が保存されているフォワーディングテーブルを設けたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、全く種類の違うネットワークを互いに影響を与えないように分離しつつ同一のネットワークに集線し、独自で特殊なネットワークの場合でも新しく配線を行わずに接続することを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明のネットワークの概略構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１の処理内容を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態２を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態４を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態５を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態６を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１により、本発明のネットワーク構成の概略について説明する。図１において、Ｉ−ＡとＩ−Ｂは同一種別のネットワークを、またＩＩ−ＡとＩＩ−２、ＩＩＩ−ＡとＩＩＩ−Ｂも同種のネットワークを構成している。なお、図中ではそれぞれのネットワークが全く違うフレーム構造をやり取りする異種のネットワークであることを分かりやすく図示するために、リング型、スター型、バス型のネットワークで図示している。
このような構成をとることにより、それぞれのネットワークを同一の物理層に接続されたかのように振舞わせることが可能になり、ネットワーク構築の柔軟性が増す。また、本発明が想定するネットワーク構築の柔軟性とは、例えば、本スイッチングハブにより、建屋間及びフロア間に事前にネットワークを敷設しておくことにより、例えば将来フロア間通信、建屋間通信を将来行うような場合に、ネットワークの種別を全く選ばずに本スイッチングハブへ接続するだけで簡単にネットワークを延長することが可能になるなどの利便性のことをさす。
【００１２】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１、図２に基づいて説明する。図において、Ｉ−Ａのネットワークはバス型のトポロジを持ち、完全に独自のフレーム構造を持つ独自のネットワークである。ここで例えば本ネットワークを使用した新しいセグメントＩ−Ｂを構築し、そのＩ−Ｂは違う建屋に構築したとする。その際に本発明によるスイッチングハブ１により、建屋間及びフロア間は事前に接続されているとする。その場合には、Ｉ−Ｂのネットワークを本発明によるスイッチに接続し、Ｉ−Ａ及びＩ−Ｂを接続するようにしている。また同様にＩ−Ａ、Ｉ−Ｂのネットワークとは完全に異種のネットワークであるＩＩ−Ａ、ＩＩ−Ｂ及びＩＩＩ−Ａ、ＩＩＩ−Ｂについても同様に接続し、それぞれ同一のスイッチングハブで構築されたネットワークで接続しながら完全に独立し影響を与えないようにネットワークを構築している。
【００１３】
次に動作について図２にて説明する。
ここで例えば、７番のポートにフレームが到達した場合には、まずフレームは４−Ｂで示されたＦＩＦＯに蓄積され、そのフレームはフォワーディング処理部５によりフォワーディングテーブル６を参照することにより、チャネルＩＤが１に属することが判明する（図２でチャネルＩＤが１に属するポートはポート１、ポート６、ポート７であることが分かる）。
ここでフォワーディングテーブル６はチャネル１に属する他のポートがポート１とポート６であることが分かるために、それぞれのポートの送信ＦＩＦＯ部分（２−Ａ、３−Ａ）にフレームをフォワーディング（エンキュー）する。ここでそれぞれの送信ＦＩＦＯ部分は蓄積されたＦＩＦＯに入っているフレームを属するポートに対して逐次送信する。常にＦＩＦＯが空になるまで送信している。
【００１４】
この場合には、チャネル７は本スイッチで構成されたネットワークの末端のポート（エッジポート）として動作し、図３で示すようにポートから受信された場合に、フォワーディングテーブル６から検索されたチャネルＩＤをそのフォワーディング時にフレームの先頭に付加し、次の送信ＦＩＦＯに蓄積する。もしポート７がエッジポートではなく、本スイッチングハブで構成されたネットワークの途中のポートである場合には、受信したフレームに属するチャネルＩＤをそのまま利用し、次段のＦＩＦＯにフォワーディングするようにする。
【００１５】
実施の形態２．
なお、実施の形態１では、フォワーディングテーブル６については事前にユーザの設定によるものとしたが、図４に示すように信号パケット変換部４−Ｃの部分にフレーム構造のパターンマッチ処理を設けて、６−ＡのチャネルＩＤとフレームパターンを保存してあるパターンマッチ処理用のフレームパターンテーブルＰ−１を設けて、受信したフレームのパターンに応じて、フォワーディングテーブルのポートがどのチャネルＩＤに属するかを自動的にコンフィギュレーション可能なようにしたので、事前にフォワーディングテーブルの設定をユーザがしなくても、自動的にフォワーディングテーブルを生成することができるようになる。
ただし、この場合には、ユーザが事前にフォワーディングテーブルを設定する方式と比較すると、同一の種類のネットワーク全て単一のネットワークに集約されるので、例えば同種のネットワークでも分割したいような用途の場合に使用することができない。
【００１６】
動作については、まずポート７にある特定の独自ネットワークに現れるフレームパターンの信号が到達したとすると、信号パケット変換部４−Ｃはその信号をフレームに変換した後（Ｐ−１）に、フレームパターンテーブル６−Ａをサーチし、フレームパターンとマッチしたエントリにあるチャネルＩＤを取得する。その後、取得したチャネルＩＤをフレームに付与した後、フォワーディングテーブル６からそのチャネルＩＤのエントリを見つけ出し、この場合受信したポートは７であるので、ポート７の部分に１を書き込む。その後、実際受信したフレームの先頭にチャネルＩＤを書き込みＰ−２のフレームを生成した後に、フォワーディングテーブル６を参照し、チャネルＩＤの１に属するポート１とポート６の送信ＦＩＦＯにフレームをフォワーディングするようにする。
【００１７】
実施の形態３．
なお、実施の形態１では、ユーザが事前に本スイッチングハブの設定によりフォワーディングテーブルを構成する方法について、また実施の形態２では、フレームパターンを解析して、フォワーディングテーブルを自動的に構成する方法について記載したが、本実施の形態では、ポートに接続される端末側からチャネルＩＤ指定用のパケットを送信することにより、ポートがどのチャネルＩＤに属するかを設定可能なようにしたものである。実施の形態２では、実際にポートがどのチャネルに属するかどうかを決定するためには、実際にポートに接続されたネットワークにてそのチャネルＩＤに属するネットワークの通信を開始しなければポートがどのチャネルＩＤに属するかが設定されることはないが、本方式によれば実際に通信を開始しなくても端末側からポートがどのチャネルＩＤに属するのかを変更することが可能になるので利便性が増すことになり、実際には通信は行わないが、そのネットワークとは接続したいようなケース、例えば、そのネットワークの通信を別の建屋およびフロアからリモートでネットワークアナライザにて解析したいような場合において大きな利便性を得ることが可能になる。
【００１８】
動作については、まず信号パケット変換部４−Ｃはパケットの変換処理後にチャネルＩＤ指定のパケットであることをフレームの先頭の特殊なパターンで認識し、そのフレームに含まれる指定されたチャネルＩＤを参照する。その後、フォワーディングテーブルの該当のチャネルＩＤのエントリを検索した後に、この場合ポート７で受信したのでその部分に１を立てる。本チャネルＩＤ指定パケットＰ−３については、これ以降の処理はなくパケットは廃棄されることになる。
【００１９】
実施の形態４．
実施の形態１では、実際にフレームを受信した後で、次段の送信ＦＩＦＯにフレームをエンキューする際に常に最後尾にエントリを追加する方式になっているが、本実施の形態では、各チャネルＩＤ毎にプライオリティを設けて、ＦＩＦＯにエンキューする際にそのプライオリティに応じてエントリする場所を変更するようにしたため、特定のチャネルの通信が優先して行われる優先制御を実現することができ、それぞれのネットワーク特性及び要求品質に応じた優先制御付きのネットワークを構築することができるようになっている。
【００２０】
図６に示す実際の動作では、ＦＩＦＯにエンキューする際に、そのフレームのチャネルＩＤからフォワーディングテーブル６を検索する際に属するポート番号に合わせてそのプライオリティも検索する。この場合には、フォワーディングテーブル６にはそのチャネルが属するポート指定に合わせて、そのチャネルのプライオリティが保存されているものとする。ここで、そのチャネルのプライオリティが１であったとし、また合わせて、プライオリティは小さい数ほど優先度が高いものとして解釈すると、実際の４−Ｄの優先度操作可能なＦＩＦＯが存在し、ＦＩＦＯの後からそれぞれのフレームのチャネルＩＤを参照しながら、フォワーディングテーブルからそのプライオリティを求める。
【００２１】
図６の４−Ｄでは、それぞれのエントリに書かれている数字はそのフレームのチャネルＩＤとすると、そのチャネルＩＤからフォワーディングエントリを参照しプライオリティを算出し、図示した位置にフレームを挿入することになる。つまり図示している例では、チャネル２、３、４のフレームはチャネル１のフレームより優先度が低いため、後からきたチャネル１のフレームに処理を追い越された形になる。
【００２２】
実施の形態５．
本発明のスイッチングハブによれば、それぞれのチャネルＩＤで示されるネットワークは完全に分離されており、お互いに干渉されることがないようにフレームは配信される。実施の形態５では、一部のパケットについては、例外ルールとしてフレームを別のポートへも配信することで、ネットワーク間の通信の相互影響をなくしつつ、例えばネットワーク監視用のパケットだけは相互のネットワークに流すことにより監視システムだけは特定の端末に集中させるといったことが可能になるようにしている。
【００２３】
実際の動作としては、実施の形態の１で説明したようにフレームの配信先の送信ＦＩＦＯが決定された後、６−ＡのチャネルＩＤ毎に存在する例外フォワーディングテーブルを参照し、まずエントリをフレームマッチにより検索する。実際にフレームとマッチしたエントリからそのエントリに記載している例外送信ポートを取得し、実際のフォワーディングテーブルによるフレーム配信に合わせて、追加でフレームの配信を行う。図７に示した例では、マッチしたエントリになるポート３に対して追加でフレームを配信している。以上の方式で例外ルールを記載することにより特定のフレームパターンのみ全ネットワークの監視用端末が接続されたポートに集中的に配信することで、全ネットワークの状態を監視することが可能になるといった効果が期待できる。
【００２４】
実施の形態６．
実施の形態６では、本スイッチに障害発生時の迂回経路用のポートを指定することにより、ケーブルの断線などによる障害発生時にネットワークの通信を継続し可用性を高めたものである。
【００２５】
図８に示すように本実施例では各ポートは、１０Ｂａｓｅ−ＴのＮＬＰ（Ｎｏｒｍａｌ  Ｌｉｎｋ  Ｐｕｌｓｅ）及び１００Ｂａｓｅ−ＴＸ（Ｆａｓｔ  Ｌｉｎｋ  Ｐｕｌｓｅ）のように相互に通信とは無関係で、相互に接続を監視できる障害検出用の信号を通信アイドル中に送信し合っているものとする。ここで、ポート１の受信部は、相手側から来るはずのパルス信号が途絶えた場合に、その情報をフォワーディング処理部分５−Ａに伝える。フォワーディング処理部分は、代替ポートテーブル１３を参照したあと、ポート１の代替ポートとして、ポート３が指定されていることを認識した後に、フォワーディングテーブル６−Ａからポート１がチャネルＩＤの１に属していることを検出する。その後、チャネルＩＤ１のエントリのポート３のフラグに１をセットすることによりフォワーディングテーブルを更新する。この場合には、ポート３は事前にどのチャネルにも属さないようにしておく必要があり、ポート１の故障発生時の予備経路ポートとして予約されたポートとしておく。また実際に代替ポートテーブル１３上に代替ポートのエントリがないような場合については、代替ポートの切り替えは行わない。
【符号の説明】
【００２６】
１  スイッチングハブ、２−Ａ、３−Ａ、４−Ａ  送信用ＦＩＦＯ、２−Ｂ、３−Ｂ、４−Ｂ  受信用ＦＩＦＯ、４−Ｃ  信号パケット変換部、５、５−Ａ  フォワーディング処理部、６、６−Ａ  フォワーディングテーブル、Ｉ−Ａ、Ｉ−Ｂ  同種の独自ネットワーク１、ＩＩ−Ａ、ＩＩ−Ｂ  同種の独自ネットワーク２、ＩＩＩ−Ａ、ＩＩＩ−Ｂ  同種の独自ネットワーク３。
【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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