(57)【要約】【課題】  フィルタリングデータベースの時間期限を調節し、フラッディングの頻度を抑制できるスイッチングハブを提供する。【解決手段】  複数のポート２と、これらのポート２に対応して端末のアドレスを登録したフィルタリングデータベース３と、このフィルタリングデータベース３の登録内容を時間期限になると抹消するエージングタイマとを有し、このフィルタリングデータベース３を参照してフィルタリングを行うか又はフラッディングを行うスイッチングハブ１において、上記フィルタリングデータベース３の登録件数が予め設定した上限に達したら上記エージングタイマの時間期限を短くし、フラッディングを行う頻度が予め設定した上限に達したら上記エージングタイマの時間期限を長くする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポートと、これらのポートに対応して端末のアドレスを登録したフィルタリングデータベースと、このフィルタリングデータベースの登録内容を時間期限になると抹消するエージングタイマとを有し、このフィルタリングデータベースを参照してフィルタリングを行うか又はフラッディングを行うスイッチングハブにおいて、上記フィルタリングデータベースの登録件数が予め設定した上限に達したら上記エージングタイマの時間期限を短くし、フラッディングを行う頻度が予め設定した上限に達したら上記エージングタイマの時間期限を長くすることを特徴とするスイッチングハブ。
【請求項２】
上記フィルタリングデータベースへの新規な登録があったときに１カウントアップし、抹消があったときに１カウントダウンする登録件数カウント回路を設けた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】
フラッディングを行ったときに１カウントアップし、フラッディングを行ってから所定時間毎に１カウントダウンするフラッディング頻度カウント回路を設けた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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末のアドレスに基づいてフレームの中継を行うスイッチングハブに係り、特に、フィルタリングデータベースの時間期限を調節し、フラッディングの頻度を抑制できるスイッチングハブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スイッチングハブは、複数のポートと、これらのポートに対応して端末のアドレスを登録したフィルタリングデータベース（以下、ＦＤＢという）と、このＦＤＢの登録内容を所定の時間期限になると抹消するエージングタイマとを有し、ポートで受信したフレームを他のポートから中継する際に、このＦＤＢを参照してフィルタリングを行うか又はフラッディングを行うものである。
【０００３】
スイッチングハブは、ポートでフレームを受信したとき、その受信フレームの送信元ＭＡＣアドレスを読み取り、そのＭＡＣアドレスがＦＤＢに登録されていなければ、そのＭＡＣアドレスをフレームの受信ポートに対応付けてＦＤＢに登録する。これにより、当該ポートには登録したＭＡＣアドレスを持つ端末が接続されていることが学習される。この動作をアドレスの学習という。また、この登録と同時にエージングタイマが起動され、最初は０であったエージングタイマの値がその後の時間の経過に従い大きくなる。
【０００４】
そのまま時間が経過してエージングタイマの値が予め設定した時間期限の値に達すると、当該登録内容は抹消される。
【０００５】
エージングタイマの値が予め設定した時間期限の値に達する以前に受信フレームから読み取ったＭＡＣアドレスがＦＤＢに既に登録されていれば、エージングタイマがリセットされ、値が０に戻される。これにより、見掛け上、上記時間期限が延長されることになるので、繰り返しフレームを送信している端末のＭＡＣアドレスはＦＤＢへの登録が長らく保持され、めったにフレームを送信しない端末のＭＡＣアドレスは時間期限が来てＦＤＢから抹消される。時間期限が短い場合、相当頻繁にフレームを送信している端末のＭＡＣアドレスしかＦＤＢには残りにくいが、時間期限が長くなると、ときたまフレームを送信している端末のＭＡＣアドレスもＦＤＢに残るようになる。
【０００６】
一方、スイッチングハブは、受信フレームに対しＦＤＢを参照してフィルタリングを行うか又はフラッディングを行う。即ち、受信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを読み取り、そのＭＡＣアドレスがＦＤＢに登録されていれば、そのＭＡＣアドレスに対応して登録されているポートを転送先ポートとし、その転送先ポートのみに受信フレームを転送する。この転送先ポートに登録したＭＡＣアドレスを持つ端末が接続されているということが前述のように学習されているので、フレームは宛先ＭＡＣアドレスを持つ端末に正しく中継される。このように、端末が接続されていることが分っているポートのみに受信フレームを転送することをフィルタリングという。
【０００７】
受信フレームの宛先ＭＡＣアドレスがＦＤＢに登録されていなければ、このＭＡＣアドレスが未学習（時間期限切れによる抹消を含む）である。言い換えるとこのＭＡＣアドレスを持つ端末がどのポートに接続されているか不明ということであるから、受信ポートを除く全てのポートに受信フレームに転送する。これにより上記宛先ＭＡＣアドレスを持つ端末がどこかのポートに接続されていれば、フレームが端末に中継されることが期待できる。このように全てのポートに受信フレームを転送することをフラッディングという。
【０００８】
この分野における先行技術文献として特許文献１がある。特許文献１では、時間期限を調節できるようにしている。即ち、エージングタイマがリセットされた登録内容に対しては時間期限を長くすることにより、新しくＦＤＢに登録されたＭＡＣアドレスのエージングタイムと異ならせ、端末が移動されたポートへの不要な中継を減らしている。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１９６６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ＦＤＢに登録可能な件数には限りがある。なぜなら、ＦＤＢとしてあまりにも大容量のメモリを組み込むことは、スイッチングハブの小型化やコストダウンの障害となるからである。フィルタリングの速度を高めるためにＣＡＭ（内容アドレスメモリ）が用いられることが多いが、大容量のＣＡＭは価格が非常に高いのである。
【００１１】
登録件数が増えてＦＤＢが満杯になると、それ以上登録ができないため、新しくフレームを送信してきた端末が学習されなくなる。そうするとその端末を宛先とするフレームはフラッディングされるので、フラッディングの頻度が増すことになる。また、エージング用に設定する時間期限を短くすると、既に登録されている登録内容が抹消されやすくなるので、フラッディングの頻度が増すことになる。逆に、エージング用に設定する時間期限を長くすると、登録内容が抹消されにくくなるので、ＦＤＢが満杯になりやすく、結局、フラッディングの頻度が増すことになる。
【００１２】
フラッディングにおいては、受信ポートを除く全てのポートからフレームが送信されるので、ネットワークの負荷が高まる。フラッディングの頻度が増すと、ネットワークの負荷がいっそう高まるので、好ましくない。
【００１３】
フラッディングの頻度を小さくするには、ＦＤＢが満杯になるほど時間期限が長くてもよくないし、登録内容がすぐに抹消されるほど時間期限が短くても良くないのである。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、フィルタリングデータベースの時間期限を調節し、フラッディングの頻度を抑制でき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】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、複数のポートと、これらのポートに対応して端末のアドレスを登録したフィルタリングデータベースと、このフィルタリングデータベースの登録内容を時間期限になると抹消するエージングタイマとを有し、このフィルタリングデータベースを参照してフィルタリングを行うか又はフラッディングを行うスイッチングハブにおいて、上記フィルタリングデータベースの登録件数が予め設定した上限に達したら上記エージングタイマの時間期限を短くし、フラッディングを行う頻度が予め設定した上限に達したら上記エージングタイマの時間期限を長くするものである。
【００１６】
上記フィルタリングデータベースへの新規な登録があったときに１カウントアップし、抹消があったときに１カウントダウンする登録件数カウント回路を設けてもよい。
【００１７】
フラッディングを行ったときに１カウントアップし、フラッディングを行ってから所定時間毎に１カウントダウンするフラッディング頻度カウント回路を設けてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１９】
（１）フラッディングの頻度を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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、複数のポート２と、これらのポート２に対応して端末のアドレスを登録したフィルタリングデータベース（以下、ＦＤＢ）３と、このＦＤＢ３の登録内容を時間期限になると抹消するエージングタイマとを有し、このＦＤＢ３を参照してフィルタリングを行うか又はフラッディングを行うものである。
【００２２】
このスイッチングハブ１には、ＦＤＢ３への新規な登録があったときに１カウントアップし、抹消があったときに１カウントダウンする登録件数カウント回路４と、フラッディングを行ったときに１カウントアップし、フラッディングを行ってから所定時間毎に１カウントダウンするフラッディング頻度カウント回路５とが設けられ、ＦＤＢ３の登録件数が予め設定した上限に達したら上記エージングタイマの時間期限を短くし、フラッディングを行う頻度が予め設定した上限に達したら上記エージングタイマの時間期限を長くするようになっている。
【００２３】
時間期限調節部６は、登録件数カウント回路４が出力する登録件数とフラッディング頻度カウント回路５が出力するフラッディング頻度とを総合して判断しエージングタイマの時間期限を調節するものである。
【００２４】
ＦＤＢ３は、ＭＡＣアドレスの欄、ＶＩＤの欄、ポート番号の欄、エージングタイマの欄からなり、１件の登録内容は図１の横一列分のそれぞれの欄に格納された情報からなる。例えば、最上列の登録内容を見ると、ＭＡＣアドレスが００：４０：６６：９５：３５：Ｆ８でＶＩＤが３の端末が１５番のポートに接続されており、最後にこの端末からフレームを受信してから３０の時間が経過していることが分る。エージングタイマで計数する時間単位は何でもよく、定期的なクロックにより１ずつカウントアップするようにしておく。時間期限は例示していないが、エージングタイマの欄に格納されている値がカウントアップして徐々に大きくなり、時間期限に達すると、この登録内容は抹消される。また、当該ＭＡＣアドレスを送信元とするフレームが当該ポートから受信されると、エージングタイマの欄に格納されている値が０に戻される（タイマの更新）。
【００２５】
登録件数の上限は満杯より小さく設定してもよいが、ここではＦＤＢ３が満杯である値とする。つまり、ＦＤＢ３が満杯になる以前には時間期限を短くする調節は行わず、ＦＤＢ３が満杯になったときに時間期限を短くする調節を行うようにしてある。
【００２６】
フラッディング頻度の上限は適宜に設定してよい。
【００２７】
エージングタイマの時間期限には調節が可能な最大値を決めておき、スイッチングハブ１の立ち上げ時には時間期限をその最大値に設定しておく。その後の調節により、時間期限は増減されるが最大値を越えることはない。
【００２８】
図１のスイッチングハブ１における時間期限調節の動作を説明する。
【００２９】
スイッチングハブ１は、フレームを受信すると従来と同様に、アドレスの学習、エージングタイマの起動或いはリセットを行うと共に、フィルタリング或いはフラッディングを行う。種々の端末からフレームを受信することにより、ＦＤＢ３の登録件数が増加し、登録件数カウント回路４でカウントした登録件数が大きくなる。もちろん時間経過と共に登録内容が抹消されることもあるが、ここでは新規登録の件数のほうが抹消される件数よりも多いものとする。一方、このようにアドレスの学習が進むことにより、フラッディングの回数はあまり多くならない。
【００３０】
ＦＤＢ３が登録で満杯になると登録件数カウント回路４における登録件数が上限に達する。そこで、スイッチングハブ１は、エージングタイマの時間期限を予め決めた値だけ短くする。時間期限が短くなったことにより、ＦＤＢ３から抹消される件数が以前よりも多くなる。これにより、ＦＤＢ３に空きが生じやすくなるので、新規のアドレスの学習による登録が可能になり、ＦＤＢ３の満杯に起因するフラッディングが抑制される。ただし、新規登録のペースが抹消のペースを上回るようであれば、登録件数カウント回路４における登録件数が上限に達する。その時は、スイッチングハブ１は、エージングタイマの時間期限をさらに短くする。
【００３１】
抹消のペースが新規登録のペースを上回るようであれば、ＦＤＢ３の登録件数が徐々に減っていく。これにより、新規のアドレスの学習による登録を受け付ける余力は増すが、その一方で、フラッディングの頻度が増すことになる。
【００３２】
フラッディング頻度カウント回路５では、フラッディングを行ったときに１カウントアップし、フラッディングを行ってから所定時間毎に１カウントダウンする。ＦＤＢ３に登録されているＭＡＣアドレスを宛先としたフレームとＦＤＢ３に登録されていないＭＡＣアドレスを宛先としたフレームとをほどよい比率で受信しているときには、フラッディング頻度カウント回路５がカウントしている値もほどよい値を推移するが、ＦＤＢ３の登録件数が減ってくると、それに応じて受信したフレームがフィルタリングされる確率が低くなり、フラッディングされる確率が高くなる。このため、フラッディング頻度カウント回路５のカウント値は上昇する。
【００３３】
フラッディング頻度カウント回路５のカウント値が上限に達したら、スイッチングハブ１はエージングタイマの時間期限を予め決めた値だけ長くする。時間期限が長くなったことにより、ＦＤＢ３から抹消される件数が以前よりも少なくなる。これにより、受信したフレームがフィルタリングされる確率が高くなり、フラッディングされる確率が低くなる。
【００３４】
以上の動作により、エージングタイマの時間期限が最大値からそれより小さい値の間で適宜に推移し、ＦＤＢ３が満杯にならず、登録件数が少なすぎる状態にもならず、フラッディングの頻度が抑制される。
【００３５】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【００３６】
図２に示した手順は、ＦＤＢ３に新しいアドレスを登録できなかったときに時間期限を短くするものである。
【００３７】
図２の右上には、満杯になっているＦＤＢ３と、新規のアドレスが登録できなかった事象を検出し記憶する満杯検出部８と、フラッディングを行った事象を検出し記憶するフラッディング検出部９と、エージングタイマの時間期限を調節する時間期限調節部１０とが示されている。
【００３８】
まず、フレーム情報取得のステップＳ１で、受信フレームから宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）、送信元アドレス（ＳＡ）、仮想ＬＡＮ識別番号（ＶＩＤ）を取得する。学習とタイマリセットのステップＳ２では、ＳＡとＶＩＤによりＦＤＢ３を検索し、該当するエントリ（登録されているもの）を発見した場合にはエージングタイマをリセットし、ステップＳ３に進む。エントリを発見しない場合にはＳＡとＶＩＤを受信ポートに対応付けて登録（アドレス学習）し、ステップＳ３に進む。
【００３９】
フィルタリング及びフラッディングのステップＳ３では、ＤＡがマルチキャスト又はブロードキャストアドレスＭ／Ｂである場合には、フラッディングを行った後、ステップＳ４に進む。マルチキャスト又はブロードキャストアドレスＭ／Ｂでない場合には、ＤＡとＶＩＤによりＦＤＢ３を検索し、該当するエントリを発見しなければ、フラッディングを行った後、ステップＳ４に進む。該当するエントリを発見したならば、エントリ内のポートが受信ポートと一致していればそのフレームを破棄するが、一致していなければエントリ内のポートを中継先としてフィルタリングを行った後、ステップＳ４に進む。なお、仮想ＬＡＮを構築している場合のフラッディングでは、受信ポート以外で同一仮想ＬＡＮグループに属する全ポートに受信フレームを転送する。
【００４０】
時間期限調節のステップＳ４では、ステップＳ１のアドレス学習の過程で新規のアドレスが登録できなかったかどうかをチェックする。図示しなかったがステップＳ１にて、このような事象を記憶しておくのは勿論である。アドレスが登録できなかったようであれば、既にＦＤＢ３が満杯であったと判断する。さらに、ステップＳ４では、ステップＳ３において受信フレームに対してフラッディングを行ったかどうかをチェックする。フラッディングを行ったのであれば、ＦＤＢ３が満杯で、しかもフラッディングが行われる状況であると判断し、時間期限を短くする。ＦＤＢ３が満杯であることだけを条件に時間期限を短くしてもよい。ステップＳ４は、満杯検出部８とフラッディング検出部９と時間期限調節部１０とにより実行される。
【００４１】
図３に示した手順は、ＦＤＢ３に空きがあるのに大量のフラッディングを起こすときに時間期限を長くするものである。
【００４２】
図３の右上には、空きがあるＦＤＢ３と、ＦＤＢ３に新規のアドレスが登録が可能であることを検出し記憶する登録可能検出部１１と、しきい値を越える大量のフラッディングを検出し記憶する大量フラッディング検出部１２と、エージングタイマの時間期限を調節する時間期限調節部１０とが示されている。
【００４３】
ステップＳ１〜ステップＳ３は図２と同じである。
【００４４】
時間期限調節のステップＳ５では、ＦＤＢ３に新規のアドレスが登録が可能であるにもかかわらず、大量のフラッディングが起きているかどうかをチェックする。ＦＤＢ３に新規のアドレスが登録が可能であるにもかかわらず、大量のフラッディングが起きている場合には、時間期限を長くする。ステップＳ５は、登録可能検出部１１と大量フラッディング検出部１２と時間期限調節部１０とにより実行される。
【００４５】
図２及び図３の構成においても、図１の構成と同様に、ＦＤＢ３の登録件数が満杯に達したらエージングタイマの時間期限を短くし、フラッディングを行う頻度がしきい値に達したらエージングタイマの時間期限を長くすることになるので、フラッディングの頻度が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態を示すスイッチングハブの構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す流れ図及びフィルタリングデータベース周辺の回路図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す流れ図及びフィルタリングデータベース周辺の回路図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  スイッチングハブ
２  ポート
３  フィルタリングデータベース（ＦＤＢ）
４  登録件数カウント回路
５  フラッディング頻度カウント回路
６  時間期限調節部
【図１】
2005064710.tif 000003
【図２】
2005064710.tif 000004
【図３】
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