(57)【要約】【課題】アドレス学習を促進するスイッチングハブを提供する。【解決手段】フラッディングで送信するフレームに宛先不明情報を付加する不明情報付加手段６と、宛先不明情報が付加されたフレームを受信したとき、そのフレームの宛先アドレスを不明アドレスとして登録する不明アドレス登録手段７と、受信したフレームの送信元アドレスが不明アドレス登録されているとき、そのフレームの中継の優先度を高める優先度調節手段８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームを送受信する複数のポートと、フレームの送信元アドレスをそのフレームを受信したポートに関連付けて学習する学習手段と、宛先アドレスが学習済みのフレームはフォワーディングを行い、宛先アドレスが未学習のフレームはフラッディングを行う中継手段とを備えたスイッチングハブにおいて、フラッディングで送信するフレームに宛先不明情報を付加する不明情報付加手段と、宛先不明情報が付加されたフレームを受信したとき、そのフレームの宛先アドレスを不明アドレスとして登録する不明アドレス登録手段と、受信したフレームの送信元アドレスが不明アドレス登録されているとき、そのフレームの中継の優先度を高める優先度調節手段とを備えたことを特徴とするスイッチングハブ。
【請求項２】
上記優先度調節手段は、当該スイッチングハブが行う帯域制限において上記優先度を高めることを特徴とする請求項１記載のスイッチングハブ。
【請求項３】
上記優先度調節手段は、中継するフレームに格納されている優先度情報をより高いものに書き替えることを特徴とする請求項１又は２記載のスイッチングハブ。
【請求項４】
上記フレームをカプセル化するカプセル化手段を備え、上記不明情報付加手段は、カプセルのヘッダに上記宛先不明情報を付加することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のスイッチングハブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アドレス学習を促進するスイッチングハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチングハブは、フレームを送受信する複数のポートと、フレームの送信元アドレスをそのフレームを受信したポートに関連付けて学習する学習手段と、宛先アドレスが学習済みのフレームはフォワーディングを行い、宛先アドレスが未学習のフレームはフラッディングを行う中継手段とを備える。
【０００３】
学習手段には、フォワーディングデータベース（以下、ＦＤＢ）が含まれており、ＦＤＢには、受信したフレームの送信元ＭＡＣアドレスがそのフレームを受信したポートに関連付けて登録される。これを学習と言う。中継手段は、受信したフレームの宛先ＭＡＣアドレスでＦＤＢを検索してこのフレームを中継するべきポートを特定し、そのポートだけに中継、すなわちフォワーディングを行うことができる。
【０００４】
しかし、中継手段は、未学習、すなわちＦＤＢに登録されていないＭＡＣアドレスを宛先に持つフレームが受信されると、このフレームは中継可能な全てのスイッチングハブに中継、すなわちフラッディングを行うことになる。未学習のＭＡＣアドレスを送信元とするフレームが受信されると、学習が達成されるので、それ以降は、フォワーディングを行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７５５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６に示されるように、中継網と呼ばれるネットワークを構成しているスイッチングハブ１０１において、例えば、スイッチングハブ１０１Ａは、中継網外から受信した宛先ＭＡＣアドレスａのフレームを中継網内に中継するとき、このＭＡＣアドレスａが未学習であると、フラッディングを行う。スイッチングハブ１０１Ａは、ＭＡＣアドレスａが未学習である間は宛先ＭＡＣアドレスａのフレームについてフラッディングを行い続けることになる。フラッディングされたフレームは、他の全てのスイッチングハブ１０１が受信し、それぞれ中継網内外へ中継することになる。
【０００７】
フラッディングでは中継する必要のないスイッチングハブにまでフレームを中継することになるため、ネットワークにおいてフラッディングが頻繁であれば、当該ネットワークの帯域が浪費され、有効利用できにくくなる。よって、フラッディングが頻繁な状態がより速やかに解消されることが望ましい。
【０００８】
例えば、スイッチングハブ１０１Ｂが、中継網外から受信した送信元ＭＡＣアドレスａのフレームを中継網内に中継すると、このフレームを受信したスイッチングハブ１０１ＡがこのＭＡＣアドレスａを学習する。この結果、スイッチングハブ１０１Ａは、宛先ＭＡＣアドレスａのフレームについてスイッチングハブ１０１Ｂへフォワーディングを行うようになるので、スイッチングハブ１０１Ａ，１０１Ｂ間ではＭＡＣアドレスａを宛先とするフレームに関してユニキャスト通信を行う状態となり、フラッディングが頻繁な状態が解消される。
【０００９】
しかしながら、中継網外の異なるネットワーク上のサーバと複数の顧客端末が中継網経由で通信を行うシステムにおいて、一部の顧客が中継網の帯域を契約している帯域以上に使用しないよう、スイッチングハブ１０１において帯域制限を行うことがある。帯域制限が行われているスイッチングハブ１０１では、受信されたフレームの一部は中継されずに破棄されることがある。よって、スイッチングハブ１０１Ｂが帯域制限を行っていると、送信元ＭＡＣアドレスａのフレームがスイッチングハブ１０１Ｂで破棄される可能性を有する。
【００１０】
送信元ＭＡＣアドレスａのフレームが破棄されてスイッチングハブ１０１Ａに中継されないと、スイッチングハブ１０１Ａではアドレスを学習する機会を失うことになる。したがって、スイッチングハブ１０１Ｂが帯域制限を行っていると、スイッチングハブ１０１Ａがアドレスを学習する機会が減じられることになる。その結果、フラッディングが頻繁な状態が長く続くことになり、中継網の帯域が有効利用されないことになる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、アドレス学習を促進するスイッチングハブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、フレームを送受信する複数のポートと、フレームの送信元アドレスをそのフレームを受信したポートに関連付けて学習する学習手段と、宛先アドレスが学習済みのフレームはフォワーディングを行い、宛先アドレスが未学習のフレームはフラッディングを行う中継手段とを備えたスイッチングハブにおいて、フラッディングで送信するフレームに宛先不明情報を付加する不明情報付加手段と、宛先不明情報が付加されたフレームを受信したとき、そのフレームの宛先アドレスを不明アドレスとして登録する不明アドレス登録手段と、受信したフレームの送信元アドレスが不明アドレス登録されているとき、そのフレームの中継の優先度を高める優先度調節手段とを備えたものである。
【００１３】
上記優先度調節手段は、当該スイッチングハブが行う帯域制限において上記優先度を高めてもよい。
【００１４】
上記優先度調節手段は、中継するフレームに格納されている優先度情報をより高いものに書き替えてもよい。
【００１５】
上記フレームをカプセル化するカプセル化手段を備え、上記不明情報付加手段は、カプセルのヘッダに上記宛先不明情報を付加してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１７】
（１）アドレス学習を促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１９】
図１に示されるように、本発明に係るスイッチングハブ１は、フレームを送受信する複数のポート２，３と、フレームの送信元ＭＡＣアドレスをそのフレームを受信したポートに関連付けて学習する学習手段４と、宛先ＭＡＣアドレスが学習済みのフレームはフォワーディングを行い、宛先ＭＡＣアドレスが未学習のフレームはフラッディングを行う中継手段５とを備えたスイッチングハブにおいて、フラッディングで送信するフレームに宛先不明情報（以下、ＤＬＦ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ  Ｌｏｏｋｕｐ  Ｆａｉｌｕｒｅ）マークという）を付加する不明情報付加手段６と、宛先不明情報であるＤＬＦマークが付加されたフレームを受信したとき、そのフレームの宛先ＭＡＣアドレスを不明アドレスとして登録する不明アドレス登録手段７と、受信したフレームの送信元ＭＡＣアドレスが不明アドレス登録されているとき、そのフレームの中継の優先度を高める優先度調節手段８とを備えたものである。
【００２０】
学習手段４は、ＦＤＢ９を検索する送信元ＭＡＣアドレス検索回路を有し、フレームを受信すると送信元ＭＡＣアドレスでＦＤＢ９を検索して、ＭＡＣアドレスの登録の有無を調べ、未登録であればＭＡＣアドレスとポートの登録を行い、登録済であれば登録は行わないようになっている。
【００２１】
中継手段５は、宛先ＭＡＣアドレス検索回路を有し、フレームを受信すると宛先ＭＡＣアドレスでＦＤＢ９を検索して、ＭＡＣアドレスの登録の有無を調べ、未登録であればフラッディング、登録済であれば該当するポートへのフォワーディングを決定するようになっている。
【００２２】
スイッチングハブ１は、受信したフレームを中継するか又は廃棄する帯域制御手段１０を備えている。帯域制御は、優先度の高いフレームほど中継される確率が高く、優先度の低いフレームほど廃棄される確率が高くなる制御である。優先度の高低は、フレームの容量、顧客のランク付け等の多岐にわたる要素により決定されるが、ここでは特にその決定方法は限定しない。帯域制御手段１０は、受信したフレームに格納されている優先度情報を参照して優先度を判断するものとする。
【００２３】
具体例として、帯域制御手段１０は、優先度別に用意された複数の送信バッファと、受信したフレームに装置内情報として優先度を表すＣＯＳ（ｃｌｅｓｓ  ｏｆ  ｓｅｒｖｉｃｅ）を付与する装置内優先度付与手段と、そのフレームをＣＯＳで分別して該当する送信バッファに一次格納する分別手段と、送信可能タイミングになると優先度が高い送信バッファから優先的にフレームを取り出してポートに転送する取出手段とを備える。
【００２４】
不明情報付加手段６は、中継手段５に付随して設けられており、中継手段５が受信したフレームのフラッディングを決定したとき、そのフレームにＤＬＦマークを付加するようになっている。
【００２５】
不明アドレス登録手段７は、受信したフレームにＤＬＦマークが付加されているかどうかチェックする不明情報チェック回路を有し、ＤＬＦマークが付加されているときは、そのフレームの宛先ＭＡＣアドレスをフラッドアドレステーブル１１に登録するようになっている。
【００２６】
優先度調節手段８は、フラッドアドレステーブル１１を検索する送信元ＭＡＣアドレス検索回路を有し、フレームを受信すると送信元ＭＡＣアドレスでフラッドアドレステーブル１１を検索して、登録の有無を調べ、未登録であればなにもしないが、登録済であれば次のようにして優先度を高めるようになっている。すなわち、優先度調節手段８は、帯域制御手段１０が帯域制限を行うときに、送信元ＭＡＣアドレスが不明アドレス登録されているフレームの優先度を高めると共に、そのフレームをポートから送信するときに、フレームに格納されている優先度情報をより高いものに書き替えるようになっている。
【００２７】
なお、図１は、スイッチングハブ１の２つ以上あるポートのうち、次に説明する図２の中継網に接続された中継網ポート２と、顧客端末に接続されたアクセスポート３とを１つずつだけ示した図となっている。また、スイッチングハブの周知慣用の構成、機能については、本発明のスイッチングハブ１は全て備えるものとするが、図示及び説明は省略する。
【００２８】
図２に示されるように、本発明のスイッチングハブ１（１Ａ，１Ｂを含む）は、イーサネット（登録商標）等の中継網に複数台設置される。これらのスイッチングハブ１は、中継網に１つ以上のポート（例えば、中継網ポート２）が接続されると共に、ローカルなネットワークのスイッチングハブ（図示せず）や端末（図示せず）に１つ以上のポート（例えば、アクセスポート３）が接続される。
【００２９】
この中継網内のスイッチングハブ１に、例えば、マルチキャストデータの配信元としてのサーバ等の通信機器が接続され、別のスイッチングハブ１に、そのマルチキャストデータの配信を受ける顧客端末が接続される。
【００３０】
図３は、図２中の２つのスイッチングハブ１Ａ，１Ｂだけを取り出し、各スイッチングハブ１Ａ，１Ｂにおける動作と相互間でフレームが中継される様子を示したものである。
【００３１】
図４は、図１に示したスイッチングハブ１内部の各手段のうち、図３のスイッチングハブ１Ａ，１Ｂの動作においてはどの手段が動作するかを示したものである。
【００３２】
図３、図４を用いて、本発明のスイッチングハブの動作を説明する。
【００３３】
まず、スイッチングハブ１Ａにおいて、未学習であるＭＡＣアドレスａを宛先とするフレーム３１がアクセスポート３で受信されたとする。スイッチングハブ１Ａの中継手段５は、ＦＤＢ９を検索した結果、宛先ＭＡＣアドレスａが未学習であるため、フラッディングを行う。このとき、不明情報付加手段６は、このフレームにＤＬＦマークを付加する。
【００３４】
このＤＬＦマーク付きフレーム３２がスイッチングハブ１Ｂの中継網ポート２に受信されると、スイッチングハブ１Ｂの不明アドレス登録手段７は、ＤＬＦマーク付きフレーム３２にＤＬＦマークが付加されているので、その宛先ＭＡＣアドレスａをフラッドアドレステーブル１１に登録する。
【００３５】
その後、スイッチングハブ１Ｂにおいて、ＭＡＣアドレスａを送信元とするフレーム３３がアクセスポート３で受信されたとする。スイッチングハブ１Ｂの優先度調節手段８は、フラッドアドレステーブル１１を検索して登録の有無を調べる。ＭＡＣアドレスａが登録済であることから、優先度調節手段８は、フレーム３３の中継の優先度を高める。帯域制御手段１０の帯域制限においてフレーム３３の優先度が高められと共に、フレーム３３に格納されている優先度情報がより高いものに書き替えられる。
【００３６】
具体的には、帯域制御手段１０の装置内優先度付与手段がフレームのＶＬＡＮタグ内にある優先度のフィールドから優先度（フレームにもともと付与されている優先度）を読み出すと共に、ＶＩＤなどの情報から所定のサービスが受けられるユーザを対象にしたフレームかどうか、フレームの種類から優先するべきフレームかどうかなどを判定し、装置内情報に当該スイッチングハブ内でのみ有効な優先度であるＣＯＳを付与する。
【００３７】
帯域制御手段１０の分別手段は、フレームをＣＯＳで分別して該当する送信バッファに一次格納する。よって、フレームが次々と受信されると、各々に付与されたＣＯＳに従い分別されて優先度別の送信バッファに格納されていく。
【００３８】
帯域制御手段１０の取出手段は、ポートからフレームが送信可能なタイミングになると、優先度が最も高い送信バッファから順に送信待ちのフレームの有無を調べ、優先度の高い送信バッファにフレームがあればそれを取り出し、優先度の高い送信バッファにフレームがなければ、次に優先度の高い送信バッファからフレームを取り出して、ポートに転送する。
【００３９】
例えば、スイッチングハブ１Ｂに、まず、優先度が低く送信元ＭＡＣアドレスｂのフレームが受信され、引き続いて優先度が同じ低さで送信元ＭＡＣアドレスａのフレームが受信されると、優先度調節手段８は、ＭＡＣアドレスｂはフラッドアドレステーブル１１に登録が無いので最初のフレームに優先度の低いＣＯＳを付与するが、ＭＡＣアドレスａはフラッドアドレステーブル１１に登録が有るので次のフレームには最初のフレームより優先度の高いＣＯＳを付与する。
【００４０】
２つのフレームはＣＯＳに応じて異なる送信バッファに格納され、送信可能なタイミングになると、優先度が高いほうの送信バッファからフレームが取り出されるので、送信元ＭＡＣアドレスａのフレームが先に送信されることになる。
【００４１】
その結果、スイッチングハブ１Ｂでは、このフレーム３３が優先的に中継網に中継される。また、図示しないがスイッチングハブ１Ｂとスイッチングハブ１Ａの間に、別のスイッチングハブがあって帯域制限が行われているとしても、フレーム３３が持つ優先度情報が高められているので、そのスイッチングハブでもフレーム３３が優先的に中継される。
【００４２】
スイッチングハブ１Ａの中継網ポート２にフレーム３３が受信されると、スイッチングハブ１Ａの学習手段４は、フレーム３３の送信元ＭＡＣアドレスａをＦＤＢ９に登録することになる。
【００４３】
以上の動作により、スイッチングハブ１Ｂが帯域制限を行っているときでも、スイッチングハブ１Ａが未学習であるＭＡＣアドレスａを送信元とするフレーム３３が優先的に中継されるので、フレーム３３が破棄される可能性が低くなる。その結果、スイッチングハブ１ＡにおけるＭＡＣアドレスａに関する学習が促進されるので、フラッディングが頻繁な状態が早期に解消される。フラッディングが減少することで、中継網の帯域が有効に利用できるようになる。
【００４４】
なお、スイッチングハブ１Ｂにおいて、送信元ＭＡＣアドレスがフラッドアドレステーブル１１に登録されていると、優先度調節手段８がフレーム３３の中継の優先度を高めるが、フレーム３３を無条件で直ちに中継するわけではない。例えば、フレーム３３が大量に帯域を消費するフレームであった場合に、無条件で直ちに中継してしまう帯域制限に支障が起きる。よって、フレーム３３の中継の優先度を本来の優先度より高めることで、帯域制限を健全に維持しつつフレーム３３が破棄される可能性を低くし、結果的に学習を促進するのが好ましい。
【００４５】
次に、ＤＬＦマークに関する実施形態を説明する。
【００４６】
ここでは、図１〜図４の中継網をバックボーンブリッジネットワークとする。バックボーンブリッジネットワーク（Ｂａｃｋｂｏｎｅ  Ｂｒｉｄｇｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、ＩＥＥＥ（米国電気電子通信学会）８０２．１ａｈにより規定される。
【００４７】
この中継網において、スイッチングハブ１Ａ，１Ｂはエッジ装置であるから、サーバや顧客端末からのフレーム（区別のためにユーザフレームと呼ぶことにする）をカプセル化するカプセル化手段を備える。カプセル化とは、ユーザフレームの全体をデータとして扱い、そのデータに中継網内で用いるヘッダを付加してカプセル化フレームを形成することである。
【００４８】
本発明の不明情報付加手段は、宛先ＭＡＣアドレスがＦＤＢ９に未登録のフレームをカプセル化する際に、ヘッダに宛先不明情報を付加する。
【００４９】
具体的には、図５に示されるように、ＩＥＥＥ８０２．１ａｈにおけるカプセル化フレーム５１は、ヘッダ５２とデータ（ユーザフレーム）５３とからなる。ユーザフレーム５３は、ヘッダとデータ（ＤＡＴＡ）とからなり、ヘッダには、宛先ＭＡＣアドレスの欄（ＤＡ）、送信元ＭＡＣアドレスの欄（ＳＡ）などが含まれる。カプセル化フレーム５１のヘッダ５２には、中継網におけるエッジ装置のアドレスの各欄（Ｂ−ＤＡ／Ｂ−ＳＡ）、経路制御タグの欄（Ｂ−ＴＡＧ）、ＶＮＰ識別タグの欄（Ｉ−ＴＡＧ）が含まれる。
【００５０】
複数のエッジ装置に中継をさせたいマルチキャストを行う場合、Ｂ−ＤＡには、ユーザフレームのＤＡの一部とＩ−ＴＡＧ内のＬＡＮ−ＩＤとから作成したアドレスを格納する。全エッジ装置に中継をさせたいブロードキャストを行う場合、Ｂ−ＤＡには、ブロードキャストアドレスのＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦ：ＦＦを格納する。
【００５１】
エッジ装置がアクセスポート３で受信したフレームのフォワーディングを行う場合、送信する必要のあるエッジ装置は１つに決まっているので、カプセル化フレームはユニキャストで送信することになる。一方、エッジ装置がアクセスポート３で受信したフレームのフラッディングを行う場合、他のエッジ装置の全てに該フレームを届ける必要があるので、カプセル化フレームはマルチキャスト又はブロードキャストで送信することになる。
【００５２】
カプセル化フレームを受信するエッジ装置から見ると、ユニキャストで受信したカプセル化フレームに格納されているユーザフレームは送信したエッジ装置においてフォワーディングされたフレームであり、マルチキャスト又はブロードキャストで受信したカプセル化フレームに格納されているユーザフレームは送信したエッジ装置においてフラッディングされたフレームである。したがって、Ｂ−ＤＡが宛先不明情報の役割を担うことができる。
【００５３】
宛先不明情報は、エッジ装置が読み書き可能な場所で、他の用途に使用されない場所であれば、カプセル化フレームのどこに格納してもよいが、上記形態のように他の用途に使用されている情報を利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態を示すスイッチングハブの内部構成図である。
【図２】中継網に設置された本発明のスイッチングハブ間をフレームが中継される様子を示した概念図である。
【図３】図２中の２つのスイッチングハブについてより詳しく示した概念図である。
【図４】図２中の２つのスイッチングハブの内部動作に関係したスイッチングハブの内部構成図である。
【図５】ＩＥＥＥ８０２．１ａｈにおけるカプセル化フレームのフォーマット図である。
【図６】中継網に設置された従来のスイッチングハブ間をフレームが中継される様子を示した概念図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ，１Ｂ  スイッチングハブ
２  中継網ポート
３  アクセスポート
４  学習手段
５  中継手段
６  不明情報付加手段
７  不明アドレス登録手段
８  優先度調節手段
９  フォワーディングデータベース（ＦＤＢ）
１０  帯域制御手段
１１  フラッドアドレステーブル
【図１】
2008160467.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008160467.tif 000007
【図６】
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