(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストメモリユニットと、ホスト中央演算処理装置と、媒体アクセス制御層（ＭＡＣ）に属するプロトコルを実行するＭＡＣ処理装置とを備え、
前記ホストメモリユニットは、ルータのネットワークルートリストを貯蓄し、
前記ホスト中央演算処理装置は、前記ホストメモリユニットにおけるルートリストを保守したり管理したりし、
前記ＭＡＣ処理装置は、中央演算処理装置、メモリユニットおよび二つの出力、入力ポートを有し、
前記ＭＡＣ処理装置のメモリユニットは、前記ホスト中央演算処理装置が前記ホストメモリユニットから前記ＭＡＣ処理装置までコピーしたルートリストを貯蓄し、
前記ＭＡＣ処理装置の前記中央演算処理装置は、ネットワーク伝送ワイヤからくるパケットを受けたり送ったりし、ネットワークアドレスのデータ種類を識別しながら、前記ＭＡＣ処理装置のメモリユニットのルートリストに記憶されたルータアドレスによりリストに決めたターゲットポートをチェックし、当該チェックにより得られたターゲットポートのアドレスを含む内容にパケットの目的アドレスおよびソースアドレスのヘッダを変更する作業を行うことにより、パケットを目的地へ伝送するための最短パスを決め、
前記出力、入力ポートのうちの一対が伝送ワイヤに接続され、
前記出力、入力ポートのうちのもう一対が伝送ワイヤによりレベル２スイッチに対応した出力、入力ポートに接続され、
前記伝送ワイヤは、前記ＭＡＣ処理装置により決められた前記最短パスを利用してパケットの情報運搬作業を行うことを特徴とするレベル２イーサネットワークスイッチの機能をレベル３以上まで向上させる装置。
【請求項２】
前記ＭＡＣ処理装置のメモリユニットは、前記ＭＡＣ処理装置のルートリストを貯蓄し、前記中央演算処理装置は前記メモリユニットにおけるルートリストを保守したり管理したりすることを特徴とする請求項１記載のレベル２イーサネットワークスイッチの機能をレベル３以上まで向上させる装置。
【請求項３】
前記ＭＡＣ処理装置は、パケットレジスタを有し、そのパケットレジスタはネットワーク伝送ワイヤから受信したパケットをしばらく貯蓄することを特徴とする請求項１記載のレベル２イーサネットワークスイッチの機能をレベル３以上まで向上させる装置。
【請求項４】
ホスト中央演算処理装置がルートリストを保守したり管理したりする行程と、
媒体アクセス制御層（ＭＡＣ）に属するプロトコルを実行するＭＡＣ処理装置のメモリユニットに前記ルートリストをコピーする行程、あるいはそのＭＡＣ処理装置に配置するもう一つの中央演算処理装置が直接前記ルートリストを保守したり管理したりする行程と、
前記中央演算処理装置が、前記ルートリストによりネットワークアドレスのデータ種類を識別しながら、前記ＭＡＣ処理装置のメモリユニットのルートリストに記憶されたルータアドレスによりリストに決めたターゲットポートをチェックし、当該チェックにより得られたターゲットポートのアドレスを含む内容にパケットの目的アドレスおよびソースアドレスのヘッダを変更する作業を行うことにより、パケットを目的地へ伝送するための最短パスを決める行程と、
前記ＭＡＣ処理装置のもう一対の出力、入力ポートをレベル２スイッチに対応した出力、入力ポートに接続する行程と、
前記のレベル２スイッチにより、前記パケットの情報運搬作業を行う行程とを含むことを特徴とするレベル２イーサネットワークスイッチの機能をレベル３以上まで向上させる方法。
【請求項５】
前記ＭＡＣ処理装置の出力、入力ポートがネットワーク伝送ワイヤからくるパケットを受け、そのとき前記中央演算処理装置によりそのパケットのあるデータ種類のデータ情報を読出す行程と、
ネットワークアドレスのデータ種類を識別しながら、ホストメモリユニットのルートリストに記憶されたルータのアドレスにより、リストに決めたターゲットポートをチェックする行程と、
前記パケットの目的アドレスおよびソースアドレスのヘッダを変更する作業を行うことにより、パケットを目的地へ伝送するための最短パスを決める行程とをさらに含むことを特徴とする請求項４記載のレベル２イーサネットワークスイッチの機能をレベル３以上まで向上させる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レベル２（ＭＡＣ層）イーサネットワークスイッチの機能をレベル３以上（ルータスイッチ）まで向上させる装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現今、コンピュータネットワークの伝送速度がますます速くなっていく。例えば、高速イーサネットワークのパケットの伝送速度は１４８，８００ｐ／ｓまでに至る。ギガビットの製品ならば、その速度の１０倍になる。しかし、ネットワークでは、大量情報の高速伝送の場合、いわゆる通信ラッシュという問題を避けることはできない。
【０００３】
そのような通信ラッシュという問題は、レベル２イーサネットワークスイッチの価格が大幅に低下されてだんだん普及しているため、かなり解決されたが、ネットワーク間でパケットのデータを交換するために、レベル３以上という情報の伝送の機能をルータに依頼しなければならない。
【０００４】
さて、インターネットはルータにより、多数のネットワークを連結して大きなネットワークになる。各ネットワークはルータにより区画される。各ルータはインターネットのすべてのネットワークを識別しなければならない。ルートリストの通信協定は、データ情報の交換方法を決める。ネットワークでは、ルータを使うときにまずはネットワークの番号が分からなければならない。しかし、ネットワークの番号と実体のアドレスとは同じではない。ネットワークの番号と実体のアドレスとの組合わせが、インターネットで唯一のホストを定義する。ネットワークレイヤのソフトウエアが、高度な応用ソフトウエアから送られたデータを受ける場合、ルータがパケットのターゲットアドレスと自分のアドレスとを比較する。ネットワークの番号と自分の番号とが異なる場合、ネットワークの通信協定により、パケットが遠い距離のネットワークアドレスから送られたということが分かる。そのときに、パケットは適当なルータを探し、一番短いパスを経由して目的地へ伝送される。なお、インターネットでは、ルータはパケットを遠い距離のホストまで伝送する唯一の装置である。
【０００５】
一般的にいえば、ターミナルホストでは、ネットワークを管理するソフトウエアはネットワークの番号と相関的なルータとを記録するためにルートリストを設置し、記録内容はルータの実体アドレス、ルータの位置のネットワークの番号、最終ターゲットホストアドレスとの距離などを含む。ルートリストはターゲットアドレスの番号がない場合、またはターミナルホストはルートリストがない場合に、伝送端はルータに遠い距離のホストの情報を提供することを要求する。伝送端のホストは送った情報を利用し、パケットを一つ以上のルータにより最終の目的地まで伝送する。パケットとターゲットホストのレベル２（ＭＡＣ層）アドレスとをネットワークへ送る。レベル２（ＭＡＣ層）アドレスは最終受信のホストのアドレスではなく、ルータのアドレスである。最終のネットワークの番号および受信のホストのアドレスとも、パケットのネットワークのヘッダに貯蓄し、ルータはそれによりパケットを目的地まで伝送する。
【０００６】
ルータは、パケットを受けるときに、パケットのあるカラム（ネットワークアドレスのデータ種類）のデータ情報、例えばターゲットアドレスのネットワーク番号などを読出す。ターゲットアドレスのネットワーク番号がルータに連結されたネットワークである場合、ただ単純にパケットをターゲットアドレスへ伝送する。ターゲットアドレスのネットワーク番号がルータに連結されたネットワークでない場合、ルートリストに記録した他のルータのアドレスにより、他のルータにたずねる。次のルータがパケットを受けると、目的地へ送るまで同じ処理プロセスを行う。パケットが最終的に目的地のネットワーク番号に連結されたルータに至るときに、ルータが実体アドレスによりパケットを目的地へ伝送するばかりでなく、パケットのソースアドレスも記憶されるので、本来のアドレスへ送るパケットがあると、直接該ルータに送って元来のパスを経由して前記本来のアドレスへ送る。
【０００７】
以上述べた内容をまとめると、ルータはパケットを異なるネットワークへ伝送するときに、パスの判断を処理しなければならない。ルータは直接指定したパケットしか受けないほか、パケットを伝送する最短パスを決められる。ルータは、使用できるルータとインターネットにおけるすべてのネットワークとを了解するために、ネットワーク番号で表示されたネットワークリストが必要であり、一般的にそれをルートリストと呼ぶ。簡単にいえば、従来よりルータの作業は大体次の四つの部分に分けられる。
【０００８】
(1) ＲＩＰ、ＯＳＰＦなどの通信協定により、ルートリストを保守する。
(2) パケットがルータに入るときに、ルータはすぐヘッダカラムのターゲットネットワークアドレスを識別し、ルートリストによりパケットをルータのどの出力、入力ポートへ送るか決める。
(3) ルータはパケットのターゲットアドレス、ソースアドレスおよびパケットのヘッダを変更する。
(4) ルータは変更されたパケットを出力、入力ポートへ運搬しながら、該パケットを伝送していく。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来から、ルータはハードウエアの設計方式の制限により、前述した四つの作業内容が皆単一の中央演算処理装置（以下、中央演算処理装置を「ＣＰＵ」という）により行われる。ゆえに、ＣＰＵの負荷が重く、ルータの演算速度を小さくする。つまり、パケットのデータ情報の交換が早く処理されず、インターネットのデータ情報伝送の障害になる。
【００１０】
現今、一部の製造者および研究開発人員が従来のルータの演算速度を改善し、通信ラッシュという障害を解消するために、いろいろな方法でレベル３以上の機能をもつイーサネットワークルータを改良しているが、開発された製品の値段は高くて経済公益がないので、消費者は皆購入をしりごみする。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、各出力、入力ポートにＣＰＵを配置して、従来単一のＣＰＵのルートリストにより行われていたルータの作業を各出力、入力ポートで行い、ネットワークの伝送速度を大幅に向上させるレベル２（ＭＡＣ層）イーサネットワークスイッチの機能をレベル３（ルータスイッチ）以上まで向上させる装置およびその方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、パケットの運搬作業を依然として従来のレベル２（ＭＡＣ層）のスイッチにまかせ、ホストＣＰＵの負荷を大いに減らしてパケットの運搬速度をワイヤ速度まで向上させるレベル２（ＭＡＣ層）イーサネットワークスイッチの機能をレベル３（ルータスイッチ）以上まで向上させる装置およびその方法を提供することにある。
【００１３】
本発明のもう一つの目的は、極めて低い費用だけでレベル２（ＭＡＣ層）スイッチの機能をレベル３（ルータスイッチ）以上まで向上させ、従来のルータの機能を具有するので従来レベル２（ＭＡＣ層）スイッチを淘汰し、新しいルータを追加しなくてもよく、損失、支払いが大いに低減されるレベル２（ＭＡＣ層）イサーネットワークスイッチの機能をレベル３（ルータスイッチ）以上まで向上  せる装置およびその方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための本発明の手段によると、主にホストＣＰＵを利用してルートリストを保守したり管理したりした後、ルートリストをＭＡＣ処理装置のメモリユニットにコピーする。または、各出力、入力ポートに配置されたＲＩＳＣ等のもう一つのＣＰＵにより、直接ルートリストを保守したり管理したりする。一方、ヘッダカラムのターゲットネットワークのアドレスを識別しながら、パケットのターゲットアドレス、ソースアドレスおよびパケットヘッダを変更する作業などを行う。また、各出力、入力ポートを従来のレベル２のスイッチの出力、入力ポートに接続し、従来のレベル２のスイッチによりパケットのデータの運搬作業が完成される。その結果、従来のレベル２（ＭＡＣ層）のスイッチ機能をレベル３以上（ルータスイッチ）まで向上させる。本発明では、そのような装置をルータスイッチと呼ぶ。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まずは、図１に示すように、本実施例はレベル２（ＭＡＣ層）イーサネットワークスイッチの機能をレベル３以上（ルータスイッチ）まで向上させる装置およびその方法に関する。その装置１０は主にホストＣＰＵ１１、ホストメモリユニット１２などの要素からなる。該ホストメモリユニット１２は従来のルータのネットワークルートリストを貯蓄する。ホストＣＰＵ１１はホストメモリユニット１２におけるルートリストを保守したり、管理したりする。また、装置１０は一つ以上の、実体層（ＭＡＣ）としての媒体アクセス制御層（ＭＡＣ）に属するプロトコルを実行するＭＡＣ処理装置１３を設け、各ＭＡＣ処理装置１３はそれぞれ例えばＲＩＳＣ等のもう一つのＣＰＵ１４、メモリユニット１５、二つの出力、入力ポート１６およびパケットレジスタ１７などを設ける。メモリユニット１５は、ホストＣＰＵ１１がホストメモリユニット１２からＭＡＣ処理装置１３までコピーしたルートリストを貯蓄する。または、直接ＭＡＣ処理装置１３のルートリストを貯蓄する。そうすると、出力、入力ポート１６がネットワーク伝送ワイヤからきたパケットを受けるときに、受信したパケットをしばらくパケットレジスタ１７に貯蓄する。さらに、もう一つのＣＰＵ１４により、パケットのあるカラムのデータ情報、例えばターゲットアドレスのネットワーク番号などを読出す。それで、ネットワークアドレスのカラムを識別しながら、メモリユニット１５のルートリストに記憶された他のルータのアドレスによりリストに決めたターゲットポートをチェックし、パケットの目的アドレス、ソースアドレスのヘッダを変更する作業を行ってパケットを伝送する最短パスを決める。
【００１６】
図２に示すように、本実施例の装置１０を使用する場合、従来のレベル２スイッチ２０に合わせるように使える。その連結方式は、図３に示すように、従来のレベル２スイッチ２０の各出力、入力ポートに接続されたネットワークの伝送ワイヤ３０をそれぞれ装置１０の一対の出力、入力ポート１６１に接続する。また、図４に示すように、伝送ワイヤ３１により、もう一対の出力、入力ポート１６２を従来のレベル２スイッチ２０に対応した出力、入力ポート２１に接続する。そうすると、装置１０は従来のレベル２スイッチ２０により、自身で決めた最短パスでパケットの情報運搬作業を行う。
【００１７】
本実施例の装置１０における各出力、入力ポートにもう一つのＣＰＵを配置するので、従来よりルータがＣＰＵのルートリストにより行っていた作業を各ＭＡＣ処理装置１３にまかせ、ネットワークの伝送速度を大幅に向上させる。その運搬作業は依然として従来のレベル２のスイッチ２０にまかせるので、ホストＣＰＵ１１の負荷を大いに減らし、パケットの運搬速度をワイヤ速度まで向上させる。
【００１８】
それで、極めて低い費用だけでレベル２スイッチの機能をレベル３以上まで向上させ、従来のルータの機能を具有するので従来のレベル２スイッチを淘汰し、新しいルータを追加しなくてもよく、無駄、損失および支払いが大いに低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるレベル２イーサネットワークスイッチの機能をレベル３以上まで向上させる装置を示す図である。
【図２】本発明の実施例によるレベル２イーサネットワークスイッチの機能をレベル３以上まで向上させる装置にレベル２スイッチへ連結するケーブルが移行して接続される状態を示す図である。
【図３】本発明の実施例による出、入力ポートに本来レベル２スイッチの各出、入力ポートに連結するネットワーク用伝送ワイヤが接続される状態を示す図である。
【図４】本発明の実施例によるレベル２イーサネットワークスイッチの機能をレベル３以上まで向上させる装置のコネクタがレベル２スイッチのコネクタと一対に接続される状態をを示す図である。
【符号の説明】
１０  装置
１１  ホストＣＰＵ
１２  メモリユニット
１３  実体層
１４  ＣＰＵ
１５  メモリユニット
１６、１６１、１６２  出力、入力ポート
２０  レベル２スイッチ
【図１】
0003851725.tif 000002
【図２】
0003851725.tif 000003
【図３】
0003851725.tif 000004
【図４】
0003851725.tif 000005