(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース・アドレスとデスティネーション・アドレスを有するパケットを転送しかつ受信できる複数のエンド・システムと、ネットワーク・セグメントに接続するための複数のポートを持ち、パケットを透過的に発送することができる複数のＬＡＮ中間システムとを含むＬＡＮにおいて、好ましくないＷＡＮマルチキャスト・パケットの転送を減らす方法であって、
前記中間システムの少なくとも一つにおいて前記エンド・システムに対するＷＡＮマルチキャスト質問を検出し、前記ＷＡＮマルチキャスト質問が受信された各ポートに対しこれらのポートを質問ポートとして指定する識別子を前記中間システムにおいて記録し；
ＷＡＮマルチキャスト・パケットを受信するために前記エンド・システムからのリクエストであって前記エンド・システムによって前記中間システムのデスティネーション・アドレス以外のデスティネーション・アドレスに向けられたリクエストを前記中間システムにおいて受信し；
前記リクエストが前記リクエスト中で特定されるマルチキャスト・アドレスと共に受信されたポートに対する識別子を前記中間システムにおいてストアし；
質問ポートとして指定された前記中間システム上のポートのみの中から前記リクエストを発送し；
パケットのマルチキャスト・デスティネーション・アドレスを決定するために受信された全てのＷＡＮマルチキャスト・データ・パケットを前記中間システムにおいて調べ；
前記マルチキャスト・パケットのデスティネーション・アドレスに対するリクエスト又は質問のいずれかが受信されたこれらのポートのみから前記ＷＡＮマルチキャスト・データ・パケットを発送する
ＬＡＮにおいて好ましくないＷＡＮマルチキャスト・パケットの転送を減らす方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、さらに
前記中間システムに接続されたどのポートも質問ポートとして指定されておらず、前記中間システム上の全てのポートから前記ＷＡＮマルチキャスト質問パケットを発送する時には、中間システムにおいてＷＡＮマルチキャスト質問パケットを生成することを含む方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、さらに
前記中間システムのポートの一つで受信されたＷＡＮマルチキャスト質問のソース・アドレスを前記中間システムにおいて調べ；
前記受信されたソース・アドレスと前記中間システムのソース・アドレスとの比較をし；
前記比較に基づいて、前記ポートを質問ポートに指定するか、又は前記中間システムにおいてＷＡＮマルチキャスト質問を生成することを含む方法。
【請求項４】
前記受信されたソースアドレスが、前記中間システムのソース・アドレスよりも小さければ、前記ポートは質問ポートとして指定される、ことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記比較はＷＡＮソースアドレス相互を比較する、ことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記比較はＬＡＮソースアドレス相互を比較する、ことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項７】
前記比較は受けたＷＡＮソースアドレスと仮のＷＡＮソースアドレスとを比較する、ことを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項８】
前記比較は、前記ＷＡＮソースアドレス相互の値がタイであれば、ＬＡＮソースアドレス相互を比較する、ことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記ＬＡＮが複数の中間システムを含み、これらの中間システムの幾つかが第１のグループに属し、その第１のグループの中間システムは第２のグループに属する中間システムとは異なる機能を有し、２つの異なる仮のＷＡＮマルチキャスト・アドレスが前記グループにそれぞれ割り当てられ、一方のグループの中間システムによって発生されたＷＡＮマルチキャスト質問が他のグループのポートで受けられると、当該ポートが常に質問ポートとされる、ことを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
特定のタイムアウト時間が設定され、質問ポートと指定されたポートにおいて前記タイムアウト時間中に質問パケットが受信されなければ、前記ポートと指定されたポートは、非質問ポートと再指定される、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記質問ポートにおいて質問ポートを受信する頻度をサンプリングし、サンプルされた頻度の数倍に前記タイムアウト時間を設定する
ことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ＬＡＮの中間システムは、ＬＡＮユニキャスト・パケットを、そのＷＡＮルーティング情報の調査をすることなく、発送するデバイスである、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記ＬＡＮの中間システムは、前記エンド・システムに対して、パケットを、その内容またはヘッダに変更を加えることなく、透過的に送る、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記エンド・システムは、前記ＬＡＮを前記ＷＡＮに接続する複数のルータとコミュニケーションを行い、そして、前記ルータおよび前記エンド・システムはコントロール情報の交換を行い、前記コントロール情報には前記ＷＡＮマルチキャスト質問および前記リクエストが含まれている、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記エンド・システムは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・スイートを使用する複数のルータとコミュニケーションを行う、ことを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記ＬＡＮの中間システムの少なくとも１つは、ＩＥＥＥ８０２．１ｄの仕様に準拠している、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のエンド・システムおよび前記中間システムは、イーサネットプロトコルを使用してコミュニケーションを行う、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１８】
前記ＷＡＮマルチキャスト質問および前記ＷＡＮマルチキャスト・パケットは、ＬＡＮグループ・パケットとしてカプセル化され、前記ＬＡＮグループパケットは、前記ＷＡＮマルチキャスト・アドレスへとアルゴリズムで変換できるＬＡＮマルチキャスト・アドレスを有し、前記中間システムが、前記ＬＡＮマルチキャスト・アドレスを、検出し、ストアし、調べる、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１９】
割り当てられた前記仮のアドレスは、前記ＷＡＮソース・アドレスへとアルゴリズムで変換できるＬＡＮグループ・アドレスである、ことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項２０】
ローカル・エリア・ネットワークにおいて用いるブリッジであって、
ネットワーク・セグメントからのデータを転送および受信することができる複数のポートと；
このポート上で受信したデータをバッファし、又は前記ポート上で転送されるのを待つ複数のシェアード・バッファ・メモリと；
前記ポートの一つにおいて受信されたデータ・パケットのソース・アドレスとデスティネーション・アドレスを読み取ることができるブリッジ・コントローラと；
このコントローラが特定のセグメント上で受信されたあらゆるパケットのソース・アドレスを前記特定のセグメントの識別子と共にストアし、前記ブリッジ・コントローラが受信されたあらゆるマルチキャスト・リクエスト・パケットのマルチキャスト・アドレスを前記パケットが受信されたポートの識別子と共にストアするブリッジ・フィルタ・テーブルと；を備え、
前記ブリッジ・フィルタ・テーブルには、
前記ブリッジのポート毎に、質問ポートとして指定されているか否かを示すインジケータを含む質問ポート・エントリが設けられ、
複数のデスティネーション・アドレス・エントリが設けられ、これらのデスティネーション・アドレス・エントリのそれぞれには、デスティネーション・アドレスと、前記ブリッジのポートのインジケータであって、前記ブリッジで受けられ前記デスティネーション・アドレスを有するパケットを前記ポートに発送すべきか否かを示すインジケータとが含まれている、
ことを特徴とするブリッジ。
【請求項２１】
前記複数のデスティネーション・アドレス・エントリには、
グループ・デスティネーション・アドレスと、
前記ブリッジのポートのインジケータであって、前記ブリッジで受けられ前記グループ・デスティネーション・アドレスを有するパケットを前記ポートに発送すべきか否かを示すインジケータ
とが含まれている、ことを特徴とする請求項２０記載のブリッジ。
【請求項２２】
前記各ポートの前記タイムアウト時間の値をストアするメモリ・ロケーションがあり、ポートに対する前記質問ポート・エントリ・インジケータが、そのポートのタイムアウト時間内にマルチキャスト質問パケットの受信がなければ、質問ポートでないことにセットされる、ことを特徴とする請求項２１記載のブリッジ。
【請求項２３】
質問ポートとして指定されたポートがない時に、マルチキャスト質問パケットを発生する手段を、さらに有する、ことを特徴とする請求項２１記載のブリッジ。
【請求項２４】
複数のエンド・システムと複数のブリッジを備え、
前記複数のエンド・システムのそれぞれはネットワーク・セグメントとのコネクションを有し、
このエンド・システムがそこからデータを受信することを希望するリクエストされたマルチキャスト・アドレスを有するマルチキャスト・レポート・パケットを前記セグメント上で転送することができ；
前記複数のブリッジのそれぞれは少なくとも２つのネットワーク・セグメントとコネクションを持ち、
前記ブリッジのうちの少なくとも一つは前記ネットワーク・セグメント上で転送されたマルチキャスト・レポート・パケットを検知することができるとともに、前記リクエストされたマルチキャスト・アドレスの識別子を前記セグメントの識別子と共にストアすることができ、
前記少なくとも一つのブリッジは、受信したマルチキャスト・パケットをこれらのマルチキャスト・パケットをリクエストするマルチキャスト・レポート・パケットが受信されたこれらのセグメントにのみ発送するものであり、
ブリッジがさらにポートに受けたマルチキャスト質問パケットを検出することができ、そのポートを質問ポートと指定し、前記ブリッジが質問ポートに受けた質問パケットの頻度を決定し、その頻度の何倍化にタイムアウト間隔を設定し、前記ブリッジがそのタイムアウト間隔の間に質問パケットを受けなかったとき質問ポートを非質問ポートに指定することを特徴としたローカル・エリア・ネットワーク。
【請求項２５】
少なくともＬＡＮソース・アドレスとＬＡＮデスティネーション・アドレスとを有するレイヤー２のＬＡＮパケットを転送しかつ受信できる複数のエンド・システムと、
ネットワーク・セグメントに接続するための複数のポートを持ち、レイヤー２においてパケットを透過的に発送することができる複数のレイヤー２のＬＡＮ中間システムとを含むＬＡＮにおいて、好ましくないレイヤー３のＷＡＮマルチキャスト・パケットの転送を減らす方法であって、
前記中間システムの少なくとも一つにおいて、すべてのレイヤー２グループ・パケットのコンテンツを調べることによって前記エンド・システムに対してエンキャプシュレートされたレイヤー３のＷＡＮマルチキャスト質問を検知し、前記ＷＡＮマルチキャスト質問が受信された各ポートに対してこれらのポートを質問ポートとして指定する識別子を前記中間システムにおいて記録し；
ＷＡＮマルチキャスト・パケットを受信するために、前記エンド・システムからのレイヤー３のリクエストであって前記エンド・システムによって前記中間システムのデスティネーション・アドレス以外のデスティネーション・アドレスに向けられたリクエストを前記中間システムにおいて受信し、前記リクエストのレイヤー３のコンテンツを調べ；
前記リクエストが前記リクエスト中で特定されたレイヤー２のグループ・アドレスと共に受信されたポートに対する識別子を前記中間システムにおいてレイヤー２のフィルタリング・テーブルの中に記録し；
質問ポートとして指定された前記中間システム上のこれらのポートのみの中から前記リクエストを発送し；
前記中間システムにおいて前記レイヤー２のフィルタリング・テーブルに基づいてあらゆるＬＡＮグループ・アドレスされたデータ・パケットをフィルタリングし、これによって前記マルチキャスト・パケットのデスティネーション・アドレスに対するリクエスト又は質問のいずれかが受信されたこれらのポートのみから前記ＷＡＮマルチキャスト・データ・パケットを発送する
ＬＡＮにおいて好ましくないレイヤー３のＷＡＮマルチキャスト・パケットの転送を減らす方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載された方法であって、さらに
前記中間システムに接続されたどのポートも質問ポートとして指定されておらず、前記中間システム上の全てのポートから前記ＷＡＮマルチキャスト質問パケットを発送する時に、中間システムにおいてレイヤー３のＷＡＮマルチキャスト質問パケットを生成することを含む方法。
【請求項２７】
前記中間システムにおいてそのポートの１つで受けたＷＡＮマルチキャスト質問のソース・アドレスを調べ、
受けたソース・アドレスと、中間システムのソース・アドレスとを比較し、
比較の結果に基づいて前記ポートを質問ポートとして指定するか、前記ＷＡＮマルチキャスト質問を発生しつづけるかのいずれかを行う
ことを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記ポートは、前記受けたソースアドレスが前記中間システムのソース・アドレスよりも小さいときに、質問ポートとして指定される、ことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
前記比較は、受けたＷＡＮソース・アドレスと前記中間システムに割り当てられた仮のＷＡＮソース・アドレスとの間で行う、ことを特徴とする請求項２７記載の方法。
【請求項３０】
前記比較は、ＬＡＮソース・アドレス相互を、前記ＷＡＮソース・アドレスの値相互にタイがあれば、との間で行う、ことを特徴とする請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記ＬＡＮが複数の中間システムを含み、これらの中間システムの幾つかが第１のグループに属し、その第１のグループの中間システムは第２のグループに属する中間システムとは異なる機能を有し、２つの異なる仮のＷＡＮマルチキャスト・アドレスが前記グループにそれぞれ割り当てられ、一方のグループの中間システムによって発生されたＷＡＮマルチキャスト質問が他のグループのポートで受けられると、当該ポートが常に質問ポートとされる、ことを特徴とする請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記ＬＡＮのＩＳはパケットの内容を試験せずかつ変えずにＬＡＮキャスト・パケットを送る層２デバイスである請求項２５記載の方法
【請求項３３】
前記エンド・システムがＬＡＮをＷＡＮに接続さする複数のルータと層３プロトコルで通信し、そのルータとエンド・システムがＷＡＮマルチキャスト質問とそのリクエストを含むコントロール情報を交換する請求項２５記載の方法。
【請求項３４】
前記エンド・システムがＴＣＰ／ＩＰスイートのプロトコルを用いて複数のルータと通信する請求項２５に記載された方法。
【請求項３５】
ＬＡＮ  ＩＳの少なくとも一つはＩＥＥＥ  ８０２．１ｄに記載された使用に合致する請求項２５に記載された方法。
【請求項３６】
複数のエンド・システムとＩＳがイーサネットで通信する請求項２５に記載の方法
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、ネットワーク上の多数のデジタル・デバイス間およびインターネットワーク上の多数のネットワーク間での情報の転送に関する。本発明は、特に、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）内の中間システムが、ワイド・エリア・ネットワークすなわちインターネットワーク（ＷＡＮ）から当該ＬＡＮに向けて、マルチキャスト・パケットを、受け取りたいエンド・システムにのみ送るように、透過的にフィルタできるようにする、装置および方法に関する。
関連する技術は、本願出願人に譲渡された米国特許出願０８／５０２，８３５号およびにおいて論じられている。
スタンダード
この明細書は、ＬＡＮネットワーキング・アプリケーションおよびＷＡＮインターネットワーキング・アプリケーションで現在使用されている、一般的概念、プロトコル、デバイスについてのある程度の知識を有することを前提とする。ＬＡＮ内でのネットワーキング用に使用されるプロトコルのセットはＩＥＥＥ８０２プロトコル・スイートである（ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｆｏｒ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）から入手できる。）。これらのＩＥＥＥ８０２プロトコルは、改訂されてＩＳＯ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ  Ｆｏｒ  Ｓｔａｎｄａｒｚａｔｉｏｎ）によってＩＳＯ８８０２として再公表された。ＩＥＥＥ８０２プロトコルの中でＩＥＥＥ８０２．３として特定されているプロトコルは、通常イーサネットと称されている。インターネットワーキング即ち多数のＬＡＮの結合で使用される別のプロトコルのセットは、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・スイートと称されている。（ＴＣＰ  ａｎｄ  ＩＰは、Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌの頭字語である。）ＴＣＰ／ＩＰプロトコル・スイートは、インターネット・エンジニアリング・タスク・フォースから公開されている一連のドキュメントで公表されている。同ドキュメントは、ＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ  Ｆｏｒ  Ｃｏｍｍｅｎｔ）と称され、ＵＲＬ「ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｃｉｓ．ｏｈｉｏ-ｓｔａｔｅ．ｅｄｕ：８０／ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ／ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ／ｒｆｃ．ｈｔｍｌ」またはＦＴＰを介してｄｓ．ｉｎｔｅｒｎｅｔ．ｎｅｔで得ることができる。本発明の理解に要する概念の概観を以下に記す。より詳細な説明は、上記のスタンダード書またはＡｄｄｉｓｏｎ  Ｗｅｓｌｅｙ社１９９４年刊行のＲ．Ｗ．Ｓｔｅｖｅｎｓ著「ＴＣＰ／ＩＰ  Ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ」を含むリファレンスブックを参照されたい。
図１
図１には、中庸の大きさのオフィスやアカデミックな環境で現在使用され得るようなタイプで、本発明を効果的に採用できるタイプのローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）４０が例示されている。ＬＡＮは、種々のハードウエア要素およびソフトウエア要素の集合体で、共働して、複数のデジタル・デバイスがＬＡＮ内でデータ交換を行え、４２，４４で示されるような外部のワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）とのインターネット接続も行えるようにするものである。４０のような典型的な現在のＬＡＮには、ＬＡＮ全体へのデータ転送を責務とする６０〜６２で示されるような多数のＬＡＮ中間システム（ＩＳ）と、エンドユーザの装置を表す５０ａ〜５０ｄ，５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄのような複数のエンド・システム（ＥＳ）とが含まれる。ＥＳは、よく知られたエンドユーザ・データ・プロセシング装置（パーソナル・コンピュータ，ワークステーション，プリンタや、デジタル・テレフォンまたはリアル・タイム・ディスプレイのような装置）である。異なるタイプのＥＳが一緒に同一のＬＡＮ上で動作できる。ＬＡＮのあるものでは、ＬＡＮ  Ｉｓ６０〜６１はブリッジと称され、ＷＡＮ  ＩＳ６３，６４はルータと称される。しかし、ＬＡＮの異なるコンフィギュレーションが可能であり、本発明は図１に示されるネットワークへの用途に限定されるものではない。
図１に示されるＬＡＮは、セグメント７０ａ〜７０ｅ，７１ａ〜７１ｅ，７２ａ〜７２ｅを有する。セグメントは、一般に、連続したある長さのワイヤ，光ファイバ、又は、同軸ケーブルまたは特定の周波数帯のような、１つの相互接続された媒体である。７０ａのような１つのセグメントは２つのデバイスを接続するだけであるが、７２ｄのような１つのセグメントは、キャリア・センス・マルチプル・アクセス／コリジョン・デテクト（ＣＳＭＡ／ＣＤ）プロトコルまたはトークン・バス若しくはトークン・リングのような他のマルチプル・アクセス・プロトコルを使用する複数のデバイスを接続することができる。７２ｄのような単一のセグメント上を転送される信号は、そのセグメントの接続された複数のＥＳおよびＩＳの全てによって同時に聞かれている。
パケット
４０のようなＬＡＮにおいて、データは一般にＥＳ相互間で独立のパケットとして転送される。各パケットはヘッダを含み、そのヘッダは、少なくとも最終のアドレスを特定するデスティネーション・アドレスを含み、さらに一般にはソース・アドレスと転送プライオリティのような他の転送情報を含む。ＥＳは通常継続的にそれらのＥＳのセグメントに送られてくる全てのパケットのデスティネーション・アドレスを聞いているが、そのデスティネーション・アドレスがＥＳアドレスに一致しているパケットについてだけ、その全てを受信する。５２ｇのようなＥＳは、目的のデスティネーションのデスティネーション・アドレスを含むデータ・パケットを転送することによって、ＬＡＮ上のどのＥＳに対してもデータの転送をすることができる。もし、ＥＳ５２ｄのように、目的のデスティネーションが同一のセグメントに直接に接続されているとすると、ＥＳ５２ｄは、パケットをＥＳ５２ｇからの転送中に聞いて受けるだけである。しかし、もし、デスティネーションＥＳが、ソースＥＳと同じセグメントに直接に接続されていなければ、デスティネーションＥＳが接続されているセグメントにデータを転送する任務は、ＬＡＮ４０の担当となる。通常、ソースＥＳは、そのＬＡＮ内のデスティネーションＥＳがそのセグメントに直接に接続されているか否かを知らない。ソースＥＳは、デスティネーション・アドレスを持つパケットを単に転送するだけであり、ネットワークがパケットを配信すると考える。ＬＡＮ内の転送は、通常、ソース駆動である、すなわち、ＬＡＮが、データ・パケットを、ソースからそのパケット内に特定されたデスティネーション・アドレスに対して、そのデスティネーションＥＳが現実にそのパケットの受信を望んでいるかどうかに拘わらず、転送するものである。一般に、パケットは、ＥＳのユーザが受信を望む、データ・ファイルの一部またはユーザにディスプレイされるビデオ・ストリームの一部のようなユーザ・データを含む。上記データ・ファイルの一部は、データ・ファイルを構成するすべてのパケットが受信された後でＥＳでリアセンブルされるであろう。パケットには、ネットワーク内でのコミュニケーションの制御情報を含む、コントロール・パケットもある。
ドライバ、アダプタ、および、ＬＡＮトポロジ
図１のＩＳおよびＥＳのそれぞれは、１以上のアダプタおよびドライバのセットを含む。アダプタは、通常、セグメントを介してのコミュニケーションに使用するコネクタおよび回路を含み、ＩＳまたはＥＳ内のコンピュータ回路によって使用されるデジタル・フォームからセグメントを介して転送できるフォームへと変換される。５０ｂのようなＥＳは、その１つのセグメントへの接続用の１つのアダプタを有する。６１のようなＬＡＮ  ＩＳは、それに接続されている５のセグメントそれぞれ用の５つのアダプタを含む。ドライバは、デバイスに常駐する命令のセットであり、それによって、そのデバイスは、異なるネットワーク・プロトコルによって定義される種々のタスクを達成できるようになる。ドライバは、通常、ＩＳまたはＥＳにストアされているソフトウエア・プログラムであり、ＩＳまたはＥＳのハードウエアを変更なしに、ドライバの変更が可能とされる。
ＬＡＮは、デバイス相互の接続のとトポロジを変えることができる。コミュニケーション・ネットワークのコンテキストにおいて、トポロジの語は、ネットワークにステーションを繋なぐやり方を指す。ＬＡＮの普通のトポロジには、バス、ツリー、リング、スターがある。ＬＡＮには、これらの混在からなるハイブリッド・トポロジもある。図１に示されるＬＡＮの全体は、基本的には、ツリー・トポロジであるが、セグメント７２ｄはバス・トポロジである。図１にはリング・トポロジは示されていないが、本発明をリング・トポロジのＬＡＮに使用できることは理解されよう。
ブリッジ
ＬＡＮ４０中のＬＡＮ  ＩＳは、ブリッジ６０〜６３を含む。この技術分野においてブリッジは、２以上のセグメントの相互間での高速データ・コミュニケーション用に最適化された類のコンピュータである。たとえば、ブリッジ６０は、コンピュータであり、そのコンピュータは、プロセッサ，ネットワーク情報をストアするメモリ、２以上の個別のセグメントへのコネクション，および，あるセグメントから他のセグメントへの転送のために受けたパケットをストアするバッファ・メモリを備えている。ブリッジ６０は、７０ｅのようなソース・セグメントからパケットを受け、そのパケットをストアし、それから、そのパケットを、７０ａのような他のセグメントへ、その他のセグメントがサイレントである時に、転送する。ブリッジは、あるセグメント上で受けたパケットに対して、そのパケットを他のセグメントを転送する前に変更を加えない。ブリッジはＬＡＮのオペレーションには必要ではなく、事実、ブリッジが接続されているＥＳ，他のブリッジおよびルータのいずれにもブリッジは不可視である。不可視というのは次のことを意味する。すなわち、従来のブリッジが、コントロール・パケットをネットワーク中の他のデバイスに対して通信しないこと、２つの異なるセグメント間でのコミュニケーションを行う際に、送出側デバイスおよび受け側デバイスのいずれもがそれらが同じセグメント上にはないことを知らない状態で行うことを意味する。
簡単には、ブリッジは、そのコネクションすなわちポートの１つ上で受けたパケット・データを全て一時的にストアし、それから、他の各ポートが利用可能であれば、ブリッジは、パケットを他の各ポートから送る、即ちブリッジ操作をする。このもっとも単純なものでも、６０のようなブリッジは、セグメント上のネットワーク・トラフィックを分離する動作を行い、パケット相互間の衝突のチャンスを減じる。最近のブリッジでは、以下に述べるように、フィルタリング機能を備え、それにより、ブリッジは、そのポートを介して至るすべのＥＳのＬＡＮアドレスを学び、パケットのデスティネーションＥＳが接続されているポートのみにパケットを送る。フィルタリング・ブリッジは、受けたパケットそれぞれのＬＡＮアドレスを迅速に調べて、そのパケットをブリッジ操作をすべきかどうか、どのセグメントにブリッジ操作をすべきかを決定できるようになされている。例えば、フィルタリング・ブリッジ６２は、セグメント７２ａ上にあって５２ｂにアドレスされたパケットを受けると、そのパケットは、セグメント７２ｂにのみブリッジ操作され、セグメント７２ｃへはブリッジ操作されない。
このフィルタリング機能の達成のために、ブリッジは、それに接続されている各セグメントに取り付けられているＥＳがどれであるかを、何らかのかたちで知らなければならない。これは、通常、次の２つの何れかで行われる。１つ目は、各セグメントに接続されているＥＳのＬＡＮアドレスを知っているネットワーク・マネージャ（人）によって、ブリッジを構成することであり、２つ目は、ブリッジが、パケットを受信する時に、各セグメントに接続されているＥＳのＬＡＮアドレスを知ることができるようにすることである。ブリッジは、特定のポートで受けたパケットのＬＡＮソース・アドレスを調べることによって、そのセグメントそれぞれに接続されているＥＳを知ること（ラーニングすること）ができる。自己ラーニング形のブリッジは、通常、パケットのソース・アドレスの調査によってラーニングした情報を、ブリッジ・フィルタリング・テーブル（ＢＦＴ）とここで称するブリッジ・メモリにストアする。ブリッジは、そのＢＦＴに一旦エントリが置かれていると、パケットの受信の際に、バッファされたパケットのＬＡＮデスティネーション・アドレスを調べ、そして、もし、ＢＦＴに従ってデスティネーションＥＳがパケットを受けたセグメントの上にあるなら、そのパケットは、デスティネーションＥＳによって既に受信されたものと推定され、ブリッジはそのバッファされたパケットを捨てる。もし、デスティネーションＥＳが、そのパケットを送ったＥＳからのセグメントとは異なるセグメント上にあるなら、ブリッジは、そのパケットをデスティネーションＥＳのセグメントに転送することによって、ブリッジ操作を行う。もし、デスティネーション・アドレスがＢＦＴに見あたらなければ、ブリッジは、パケットを他のすべてのセグメントにブリッジ操作をし、本来のＥＳがパケットを確実に受けられるようにしなければならない。このようにして、自己ラーニング形のブリッジは、それに接続されているＥＳについてのラーニングを徐々に増加させ、ＬＡＮを通しての不必要なデータ・フローを徐々に減少させる。従来のブリッジでは、ＢＦＴおよびそれに続くパケットのフィルタリングを構成することが、ＥＳがブリッジの存在を知る必要なしに、すなわち、ＥＳがコントロール・パケットをブリッジに送る必要なしに、ブリッジによって透過的に達成される。従来のブリッジでは、ＬＡＮ中の他のデバイスとの間でコントロール・パケットを転送したり受信したりすることはない。
従来のブリッジのあるものでは、スパンニング・ツリー・アルゴリズムとして知られているアルゴリズムが実行される。スパンニング・ツリー・アルゴリズムにより、１以上のブリッジに接続されているセグメントが、ブリッジの１つからのパケットのみを確実に受けるようにされる。このアルゴリズムの全体は、ＩＥＥＥスタンダード８０２．１ｄに記載されている。
ＬＡＮブロードキャストおよびグループ・アドレス・パケット
これまでの説明では、ＬＡＮ内の全てのパケットが、ただ１つのデスティネーションへの配信を示すデスティネーション・アドレスを有するものと仮定してきた。これは、この技術分野ではユニキャスト・パケットと称されている。ＬＡＮ４０中のソースがネットワークのすべてのＥＳに対して、ブロードキャスト・アドレスとして知られている特別のアドレスを使用することにより、転送することもできる。ブロードキャスト・アドレスは、ＬＡＮプロトコルによってブロードキャスト・パケットのために確保されている特別のデスティネーション・アドレスである。殆どのＬＡＮの実現において、ブロードキャスト・アドレスは、パケットのソース・アドレスではあり得ず、従って、ブロードキャスト・アドレスはＢＦＴのエントリとはけっしてならない。ブロードキャスト・パケットを受けたブリッジはすべて、そのＢＦＴ内にそのパケットのデスティネーション・アドレスがないか否かを探して、失敗するから、そのパケットを全てのポートへブリッジ操作する。それらの全てのポートは、まさに、ブロードキャスト・パケットの宛先である。他の手法として、ブリッジを、ブロードキャスト・パケットを識別できるようにドライバ・ソフトウエアによって予め構成しておき、それによってブロードキャスト・パケットを全てのポートへ送る。
スタンダード８０２．３のイーサネットにおいては、イーサネット・アドレスは４８ビットである。ブロードキャスト・アドレスは、ＦＦＦＦまたは全て１に定義されている。スタンダード８０２．３はまた、１より大きいが全てのデスティネーションよりも小さい数のデスティネーションを示すイーサネット・グループ・アドレスのセットを定義している・イーサネット・グループ・アドレスは、個々のＥＳまたはＩＳには割り当てられないリザーブ・アドレスである。スタンダードの従来のＬＡＮ内では、イーサネット・グループ・アドレスを持つパケットはすべて、ＬＡＮ中の全てのＥＳにブロードキャストされ、グループ・アドレスを持つパケットを受けるか否かは、個々のＥＳにおいてなされる。
ルータ
ＬＡＮ４０内のＥＳは、ＬＡＮ４０内の他のＥＳとの間で、他のＥＳが同一の物理的セグメントにあれば直接に、そうでなければブリッジを通して、コミュニケーションを行える。しかし、もし、ＥＳが異なるＬＡＮ上のＥＳないし他のサービスとコミュニケーションすることを望む場合には、そのデータは４２のようなＷＡＮを介して転送されなければならない。図２はＷＡＮ４２を示す。ＷＡＮ４２は、複数のネットワークのネットワーク、すなわち、インターネットワークである。（最大でよく知られているインターネットワークは、ワールド・ワイド・インターネットである。）ＷＡＮは通常、ここではルータ６４，６８ａ〜６８ｅとして示されている、ＷＡＮ転送用に最適化された多数の大型コンピュータを備える。ルータは、通常ブリッジよりも大きいコンピュータであるが、ブリッジのように、ルータも、プロセッサ，ネットワーク情報をストアするメモリ，および２以上の別々のセグメントへのコネクションを有する。ルータによっては、ルータ６４のように、ＬＡＮに対してＷＡＮサービスを提供し、加えてＷＡＮパケットをメッシュ・ネットワークを通して送ることができてＷＡＮコミュニケーションを可能とする。他のルータは、マルチユーザ・マルチパーパス・コンピュータ、すなわち、ルーティング機能を有するファイル・サーバである。さらに他のルータは、ＷＡＮデータのトラフィックの取り扱い専用に確保されたコンピュータである。
ＷＡＮ６４上のＷＡＮパケットのルータを介したコミュニケーションは、ＬＡＮ４０内のパケット・コミュニケーションとは大変異なっており、異なるアドレシング・スキームを有する異なるプロトコルで行われる。ブリッジとは異なり、ルータは、取り付けられている全てのＥＳに対して、および、ＷＡＮ中の他のルータに対して、コントロール・パケットのコミュニケーションを行う。ルータは、コントロール・パケットを介して受ける情報を使用し、オペレータ（人）から与えられるコンフィギュレーション情報もおそらく使用して、ネットワークのそのルータ用のリプリゼンテーションを造りあげる。ルータはそれをルーティング・テーブルにストアする。ルータは、受けた全てのパケットのＷＡＮデスティネーション・アドレスを調べ、ルーティング・テーブルにストアされた情報を使用して、パケットに関する個々のルーティングの決定を、パケットのデスティネーション・アドレス，パケット・ヘッダ内の他の情報，およびＷＡＮのダイナミックな状態に関する知識に基づいて行う。ブリッジとは異なり、ルータは、同一のデスティネーション・アドレスを有する異なるパケットに対して、ＷＡＮのダイナミックな状態に基づいて、２つの異なるルーティング決定を行う。６４のようなルータは、通常、接続されているＬＡＮ内におけるブリッジの存在についての知識はなく、ルータ６４がＬＡＮ内の各ＥＳに直接に接続されているかのように、全てのデータをＬＡＮへと送る。
典型的には、４２のようなＷＡＮは、ＬＡＮにおいて使用されているものとは、異なるアドレシング・スキームおよび異なるパケット構造を有数る。ＷＡＮ４２からパケットを受けたいと希望するＬＡＮ４０中のすべてのＥＳは、別のＷＡＮアドレスを割り当てられなければならない。ＴＣＰ／ＩＰにおいては、ＷＡＮアドレスは３２ビット長であり、通常、０．０．０．０から２５５．２５５．２５５．２５５までの値を有するピリオドで区切られた十進表記を有する。ルータ６４は、ＬＡＮ４０内のすべてのＥＳについてのＬＡＮアドレスおよびＷＡＮアドレスをラーニングして、パケットおよびアドレスをＬＡＮ４０とＷＡＮ４２との間での変換を行う。
図３はＬＡＮセグメント７３Ａ上のルータ６４について、それに向けて又はそれから転送できるパケットを示す。このパケットは、本質的にイーサネット・パケットであり、イーサネット・ヘッダ２０２，４８ビットのイーサネット・アドレス（００：６０：８Ｃ：１９：ＡＡ）２０４，および、イーサネット・トレーラ２３０を有する。イーサネット・パケット２００内には、ＩＰヘッダ２１２によって表されるＩＰパケットが含まれ、すなわちカプセル化されている。ＩＰヘッダ２１２は、３２ビットのＩＰアドレス２１４（１９９．３５．１２６．３４）を含む。パケット２００には、ユーザが受けたいデータと、ネットワークのコンフィギュレーションに使用するコントロール・メッセージとを保持するデータ・ペイロード２２０が含まれる。
ＷＡＮマルチキャスティング
ＷＡＮ４２は、ＷＡＮマルチキャスト・パケット（ＷＭＰ）のルーティングをするようイネイブルされる。それらのＷＡＮマルチキャスト・パケット（ＷＭＰ）は、それらの受信をリクエストしているルータそれぞれに配信される。ＴＣＰ／ＩＰスイートに従って動作している場合には、ルータおよびＥＳは、インターネット・グループ・マネージメント・プロトコル（ＩＧＭＰ）と称される特別のプロトコルを通してのマルチタスキングを遂行する。ＩＧＭＰにおいては、ＷＭＰの送出を望むソースには、マルチキャストのためにＩＧＭＰによりリザーブされているアドレス・リストから特別のＷＡＮマルチキャスト・デスティネーション・アドレスが割り当てられる。ＬＡＮ４０内では、ＷＭＰは、ルータ６４により、ＬＡＮグループ・アドレスであるＬＡＮデスティネーション・アドレスを持つＬＡＮパケットに変換される。ＩＧＭＰは、ＷＡＮ  ＩＰマルチキャスト・アドレスおよびＬＡＮグループ・アドレス相互間での直接的なアルゴリズムによるマッピングを含む。ＩＧＭＰに従って、６４のようなルータは、それに接続されたＥＳに周期的に質問を行って、それらのＥＳがＷＭＰストリームを受けたいと望むか否かについてレポートを返すことを求める。この質問は、ＬＡＮ４０内のリザーブされたイーサネット・グループ・アドレスに対してブロードキャストされる。ＷＭＰストリームの受信を望むＥＳは、このＩＧＭＰ質問に対して、ＩＧＭＰレポートをルータ６４に返送するとによって応答する。ＩＧＭＰレポートは、ＥＳが受信を望むＷＭＰアドレスに対応するＬＡＮアドレスに宛てられる。ＩＧＭＰレポートは、ＥＳにより受信が望まれるＷＭＰアドレスをリストする。ＥＳは、受信を望むＷＭＰストリームそれぞれに対して別のレポートを送る。この分野の技術において、しばしば、ＥＳは、特定のＷＭＰストリームを受信したいことをルータに対して示すたび毎に、マルチキャスト・グループにジョイン（加入）する、と言われる。ルータは、１以上のＥＳから受けたＩＧＭＰレポートに従い、ＷＡＮ４２内の他のルータに対して、特定のＷＭＰストリームの配信を要求するリクエストを送る。
ＩＧＭＰについて詳細のうち次の３点は、重要である。第１は、ＥＳは、ＷＭＰの受信をもう望まないことをルータに知らせることなく、いつでも、マルチキャスト・グループから離れることができる（即ち、そのマルチキャスト・アドレス宛のＷＭＰの受信を停止することができる）。ＥＳは、ルータから次に送られたＩＧＭＰ質問に、単に応答しなければ良い。（ＩＧＭＰの新しいバージョンでは、ＥＳは、特定のＷＰＭストリームの受信をもう望まないことをルータに告げるパケットを送ることが可能であるが、そのようなパケットを送らなければならない訳ではない。）ＩＧＭＰの重要な詳細点の第２は、４０のようなＬＡＮに同一のＷＡＮへのコネクションを持つ２つのルータが存在する場合に、双方のルータから質問パケットをＬＡＮへ転送することを阻止するメカニズムを、ＩＧＭＰプロトコルが有することである。ＩＧＭＰに従うと、ルータは、その何れかのＬＡＮポート上に質問パケットを受けると、そのパケットのＷＡＮソース・アドレスを調べ、そして、もし、そのソース・アドレスがルータ自身のＷＡＮアドレスに比べて下位であると、ルータは質問パケットの転送を停止する。かくして、最終的には、１つのルータ（最下位のＩＰアドレスを有するルータ）だけが、所与のＬＡＮ上に質問パケットを転送する。
ＩＧＭＰの重要な第３の詳細点は、ＥＳは、それらのセグメントをモニタし、それらのセグメント上に現れるすべてのＩＧＭＰレポートを読む、と言うことである。ＩＧＭＰに従えば、ＥＳは、あるＷＭＰアドレスに対するＩＧＭＰレポートを送ろうとしても、もし、他のＥＳによってそのセグメント上でそのＷＭＰアドレスが既にリクエストされているなら、そのＩＧＭＰレポートを送らない。２番目のＥＳは、前にリクエストをした第１番目のＥＳに対して転送されてくるＷＭＰを、単に受信するだけである。これは次のことを意味する。すなわち、ＩＧＭＰの下では、ルータには、特定のＷＭＰストリームの受信を望んでいるのが、そのルータが接続されているＬＡＮ上の単一のＥＳであるのか、それとも２以上のＥＳであるのかについては、まったく分からない、と言うことを意味する。それ故、ルータは、ＷＭＰを特定のＥＳ  ＬＡＮデスティネーション・アドレスへ向けることができず、ＷＭＰをリザーブされたＬＡＮグループ・アドレスの１つへ向けなければならない。叙上のように、ＬＡＮ４０内では、グループ・アドレス・パケットは、ブリッジを介してＬＡＮの全てのセグメントに配信される。従って、ＬＡＮ４０のＥＳ７２ｂだけが特別のＷＭＰストリームをリクエストしたとしても、そのＷＭＰストリームは、ＬＡＮグループ・アドレスに変換され、ＬＡＮ４０内の全てのＥＳへ配信される。ビデオ・リンクのような荷が重いＷＭＰストリームでは、このことは、好ましくない膨大な量のＬＡＮトラフィックを生じる結果となる。
この問題に対する従来技術の解決法の１つは、ＬＡＮ４０を構成し直すことであり、ブリッジ６０〜６３それぞれを、ルータにより近い機能を持つに置き換えることである。そのような疑似ルータは、ＩＧＭＰプロトコルの全てに参画して、ＷＭＰパケットを、それらが望まれているセグメントだけに向ける。しかし、これは高価につく案であって、ＬＡＮのハードウエアのインフラストラクチャおよびＬＡＮのマネージメントのコストを増大させ、ＬＡＮ全体の速度の低下を招き易いものである。
層（レイヤ）
本発明を理解するために重要な最後の背景概念は層化ネットワーク・プロトコルである。ＴＣＰ／ＩＰスイートやＩＥＥＥＥ８０２スタンダードのような最近のコミュニケーション・スタンダードは、データ・コミュニケーションに必要なタスクを層に編成している。異なった層で、データは異なって見えかつ組織され、異なったプロトコルが続き、異なった物理的デバイスがデータ・トラフィックを取り扱う。図４は複数の層を備えた層化ネットワーク・スタンダードを図示している。複数の層には物理層、データ・リンク層、ルーティング層、トランスポート層、アプリケーション層がある。これらの層は、ＴＣＰ／ＩＰスイートで定義された層にほぼ対応している。（８０２スタンダードは異なった組織構造の層を備え、異なった名前を用いている。）
物理層では、データは、一つのトランスミッタから一つまたは複数のレーシーバへ一つのセグメントで転送される、フォーマットされないビット・ストリームとして扱われる。例えば、８０２では、物理層は、物理転送信号のエンコード／デコード、（開始及びストップ・ビットのような）同期に用いる転送されたデータのプリアンブルを生成／除去、及びビット転送／受信プロトコルを取り扱う。異なる物理層プロトコルとデバイスは、ワイヤー、オプティカル・ファイバーまたはその他の媒体を介して、データを電気的信号、光学的信号、ラジオ信号として転送するために存在する。ＥＳとＩＳのハードウエアは、一般に、ＩＳやＥＳから２進データを受け、そのデータを媒体で転送できる信号に変換するアダプタを通して物理層と相互動作する。アダプターは媒体でのコミュニケーションに必要な回路とコネクションとを含んでいる。ＰＣ用のアダプターは、ＰＣパラレル・バスへ接続するスタンダード・バス・カードとして一般に実装され、かつネットワーク信号が転送される媒体へ接続するためのコネクタを備えている。
（層２またはＭＡＣ層ということがある）データ・リンク層（ＤＬＬ）では、データは一連の独立パケットとして取り扱われる。それぞれのパケットは、デスティネーション・アドレスとパケット長、優先度、エラー、チェック用コードを特定するフィールドを備えている。データ・リンク層でネットワークを介する転送を助けるデバイスの一つのタイプがブリッジである。ＩＥＥＥ８０２は主にデータ・リンク層と物理層に関する。イーサネットとトークン・リングはデータ・リンク層と物理層で動作する二つの共通プロトコルである。
（層３ということもある）ルーティング層では、データは独立の一連のルーティング・パケットとして扱われる。ルーティング・パケットはインターネットのような大きいＷＡＮを介してのパケットの正しい配信に必要な情報を含む。この情報は、ルーティング層でパケットをネットワークを介してその宛先（ディスティネーション）へ転送するために用いられる。ルータはルーティング層でネットワークを介しての転送を助けるデバイスである。ＴＣＰ／ＩＰスイートでは、ルーティング層での転送を取り扱うプロトコルにはＩＰ、ＩＧＭＰ、ＩＣＭＰを含む。
トランスポート層では、データはネットワーク上の二つのホストの間のコネクションと見られる。ＴＣＰ／ＩＰスイートでのトランスポート層プロトコルはＴＣＰとＵＤＰを含む。
アプリケーション層は、Ｅメール、ｆｔｐ、リモート・ログインまたはｈｔｔｐなどのネットワーク機能を用いるためにユーザが相互操作するプログラムを含む。
層化されたスタンダードにおける重要なことは層独立の考えである。層化されたプロトコル・スイートは、層間のスタンダード・インターフェースを以下のように指定する。すなわち、論理的に、一つの層で動作しているデバイスとプロトコルとは、層間のスタンダード・インターフェースが続く限り、高い層や低い層で動作する異なった多数のプロトコルが同時に存在することができるように指定する。
先の説明に層の概念を結びつけると、ＬＡＮ４０ではＷＡＮ転送がルーティング層で行われ、一方、ＬＡＮ転送は低いデータ・リンク層で行われる。ルーティング層では、ＥＳはコントロール・パケットをそれらが接続されているルータへ通信する。しかしながら、データ・リンク層では、ＥＳはコントロール・パケットをブリッジと通信せず、したがって、ＥＳはデータ・リンク層ではマルチキャスト・プロトコルに参加できない。
先の説明から分かることは、必要なものは、ＷＡＮマルチキャスト・パケットをそれを受け取ることを望むエンド・システムへ正しく受信し、配信するＬＡＮの能力であるが、従来のＬＡＮで生じる望ましくないひどいトラフィックの量を経験しないということである。
ＬＡＮ技術のさらに詳細は、「非同期ＰＰＰから同期ＰＰＰへの変換のための方法と装置」と題する米国特許出願番号０８／５０６，５３３号のような同時出願、同じ譲渡人の出願に見ることができる。これは全ての目的でここに参照によって組み込まれる。
説明をわかりやすくするために、特定の例、例えばイーサネットとＴＣＰ／ＩＰの用語でネットワーク・デバイスと概念について言及している。しかし、本発明装置と方法は、図１や下記で説明する特定の例とは極端に異なったネットワークを含むネットワーク・デバイスの多くの種類で動作することができるものである。特に、本発明は、スタンダードがアプル・コンピュータ・コーポレーションで開発され、アプルリンクやＳＭＲＰといわれる、所有権を主張できるＷＡＮやＬＡＮのセット内のアプリケーションを有する。したがって、本発明は、添付された請求の範囲で制限される以外制限されることはないということを意図するものである。
発明の要旨
本発明によれば、改良されたＬＡＮは、ＷＡＮからルータを介してＷＭＰを受け取ることができ、それらのＷＭＰを受け取ることを希望する少なくとも一つのＥＳを持つセグメント上にのみＷＭＰを配信することができるようになっている。これらは、本発明によれば、ＬＡＮの層２の中間システムを層３のルーティング・コントロール・パケットを聞き、かつ層３のパケットの情報に基づいて層２に決定をフィルターリングさせるように変形することによってなされる。本発明は、高レベルのシステムがＬＡＮ内で層３の質問パケットを生成しない場合、層２の中間システムがそのパケットを生成する機構を備えている。本発明は、ＷＡＮ  ＭＰがＬＡＮの各セグメントに氾濫する、従来のＬＡＮの多くのタイプに実質的な改良を行っている。本発明の一つの実施態様のもとでは、ＥＳ又はＷＡＮのプロトコルやハードウエアに変形を要求されない。他の方法を述べると、本発明はルーティング層（層３）パケットのフィルターリングをデータ・リンク層（層２）で行い、ルーティング層プロトコルのいかなる変形をも必要としない。本発明は、ＥＳからのルーティング層リクエストに基づいてブリッジはＷＭＰを選択的に送る。
本発明によるブリッジは、全てのルーティング層マルチキャスト・データとコントロール・パケットを注意深く監視し、それによって決定を促進する。ブリッジはこの情報をフィルタリングされたデータベースを増やすのに使用し、それによって望ましくないＷＭＰのフィルタリングをより早くする。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明を効果的に採用できる一つのタイプのローカル・エリア・ネットワークの図である。
図２は、本発明を効果的に採用できる一つのタイプのワイド・エリア・ネットワークの図である。
図３は、イーサネット・パケット内にカプセル化されたＩＰパケットの図である。
図４は、層化ネットワーク・プロトコルを示す図である。
図５は、本発明によって改良されたブリッジのブロック回路図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
以下の詳細な説明では、前に説明された８０２．３とＴＣＰ／ＩＰの二つのプロトコル・スイートの用語で本発明による改良されたブリッジの機能を述べる。当業者は、アナログ・マルチキャスト・プロトコルを採用した他のプロトコル・スイートに応用できることを理解できるであろう。
図５は、本発明の実施形態によって改良されたブリッジ６２のブロック図である。ブリッジはそれぞれののセグメント７２ａ−ｅと通信できる回路とコネクションを構成する５つのポート８０ａ−ｅを備えている。いずれかのポートで受けたパケットは共有パケット・メモリ８２にストアされる。コントローラ８４は、受信したパケットを読み取り、そのパケットをドライバ８６で特定された命令に基づいて処理する。コントローラ８４は、制御信号を送信し、受信する他のブリッジ・コンポーネントのそれぞれへのコネクション（図示せず）を含む。
従来のブリッジから分かるように、コントローラ８４はパケット・バッファから離れたメモリ領域にブリッジ・フィルタリング・テーブル（ＢＦＴ）を維持している。従来技術から分かるように、ＢＦＴ８８はパケットが受信される各ＥＳに対するＬＡＮアドレスのエントリを含んでいる。各エントリは、パケットが受信されたＬＡＮアドレスを指定し、そのアドレスが接続されるポートを指示する手段を備えている。デフォルト動作モードによれば、ブリッジ６２はポートに受信したパケットのＬＡＮソース・アドレスを読むことによってそれが接続されたＥＳについて徐々に学ぶ。ブリッジが特定のＥＳのＬＡＮアドレスを識別し、ＥＳが接続されたポートの識別子をＢＦＴ８８にストアすると、そのＬＡＮアドレスにアドレスされ、ブリッジ６２に受信されたパケットは、ＥＳが接続されたポートにのみブリッジ操作される。このようにして、ブリッジ６２は徐々にネットワーク上の不必要なトラフィックを減少させる。
本発明によれば、ブリッジ６２は、以下のように、ＬＡＮグループ・アドレスに基づいてＩＧＭＰマルチキャスト・パケットをフィルタリングすることが追加的にできる。パワーアップ又はシステムのリセット又はポートが下記に示すように質問ポートと指定されたポートがないとき、本発明によって改良されたブリッジ６２は、ルータのように動作し、ポートＡ−Ｅそれぞれに調整された間隔でＩＧＭＰ質問パケットを転送する。最初、それらのポートはブリッジ６２によって非質問ポートと指定されている。ブリッジは、実際のＩＰルータのありうるＷＡＮソース・アドレスより高い値に設定された仮ＷＡＮソース・アドレスとともに質問を転送する。この仮ＷＡＮソース・アドレスは本発明にしたがってブリッジに割り当てられている。スタンダードな従来のブリッジは、層３で通信できないので、ＷＡＮアドレスを持っていない。その質問に応じて、ＷＭＰを受信しようとするブリッジに連結されているＥＳは、そのセグメントに関するレポートを転送する。それらのレポートをブリッジ６２が受信する。それらのレポートは、ＥＳがパケットを受けようとするマルチキャスト・アドレスに等しいディスティネーション・アドレスを含み、かつレポート送ったＥＳのソースアドレスを含む。ブリッジ６２がポートの一つのレポートを聞く度に、ＬＡＮグループ・アドレスにしたがって索引付けされたＢＦＴ８８に、そのポートに対する識別子とそのＬＡＮグループ・アドレスをストアし、適宜の位置にフラッグ値をおくことでどのポートがレポート・パケットを受信したかが指示される（図５の例ではブリッジ６２はイーサネット・グループ・アドレス０９：１０：７Ｄ：００ヘアドレスされたＷＭＰパケットを受信しようとするポートＢとＤを指定するカラムに「１」をおく。）。そのＬＡＮグループに行く次のパケットはいずれもブリッジ６２で受信されると、ブリッジ６２はＢＦＴ８８のＬＡＮグループ・アドレスを参照してそれらのパケットをそのグループで特定されたポートへのみ送る。
ブリッジ６２がそのポートの一つに質問パケットを受けると、質問のＷＡＮソース・アドレスを試験し、もし、受信した質問パケットのＷＡＮソース・アドレスがブリッジ６２の仮ＷＭＰソース・アドレスより大きいと、ブリッジ６２は自分の質問パケットを周期的に送り続け、質問を受けたポートに非質問ポートと印を付ける。もし、受信した質問パケットのＷＡＮソース・アドレスがブリッジ６２の仮ＷＭＰソース・アドレスより小さいと、ブリッジ６２は自分の質問パケットの送り出しを止め、質問を受けたポートに質問ポートと印を付ける。このようにして、本発明によるブリッジはブリッジのＬＡＮのセグメントに接続された実際のＩＰルータに「負ける」。代わりに、ブリッジ６２はＬＡＮソース・アドレスを優先度を決定するように試験しても良い。
本発明の他の実施形態によれば、異なった能力を有する本発明によるＬＡＮ中間システムの異なったタイプがある。例えば、一つのＬＡＮで本発明による幾つかのＩＳは完全にＩＥＥＥ８０２．１ｄに順応したブリッジで、したがってブリッジ・スパンニング・ツリー・アルゴリズムを完全に実施し、本発明による他のＩＳはスパンニング・ツリー・アルゴリズムを完全には実施しないものがある。この場合、ＬＡＮにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１ｄに完全に順応したＩＳを８０２．１ｄに、順応しないＩＳの上に仮ルータとして選択されるようにするのが望ましい。したがって、本発明の一実施形態によれば、質問パケットを生成したときに使用するために、ＬＡＮ中間システム用の二つの仮ＷＡＮソース・アドレスがリザーブされる。二つの仮アドレスの高い方を非８０２．１ｄに割り当てる。この場合、ＩＳが質問パケットをポートに受けたとき、その質問のＷＡＮソース・アドレスを試験する。質問パケットを受けたＷＡＮソース・アドレスがＩＳの仮ＷＡＮソース・アドレスより大きいとき、ＩＳは自分の質問パケットを周期的に送る続け、質問パケットを受けたポートに非質問ポートと印をつける。質問パケットのＷＡＮソース・アドレスがＩＳの仮ＷＡＮソース・アドレスより小さいとき、ＩＳは自身の質問パケットを送るのを止め、質問パケットを受けたポートに質問ポートと印を付ける。しかしながら、もし受けた質問パケットのＷＡＮソース・アドレスがＩＳ仮ＷＡＮソース・アドレスと同じであると、ＩＳはそのＬＡＮアドレスを受けた質問パケットのＬＡＮソース・アドレスと比較し、もし受けた質問パケットのＬＡＮソース・アドレスがＩＳのＬＡＮソース・アドレスより小さければ質問ポートと指定する。
ポートが質問ポートと指定されると、本発明実施形態によれば、ブリッジ６２が所定のタイムアウト内にそのポートにＩＧＭＰ質問パケットが見つからなくてもブリッジ６２はその指定を維持する。そのタイムアウトが経過したのち、ポートは非質問ポートの指定に戻る。本発明の、さらに他の実施形態によれば、ブリッジはそのタイムアウトに関するＩＧＭＰの特異性を処理することができる。ＩＧＭＰには、ルータが質問を送り出す頻度が特定されず、ＩＧＭＰ質問パケット内にその間隔を指定する情報がない。したがって、所定の質問ポートに対する適切なタイムアウトがいつも明確であるとは限らない。この実施形態によれば、ブリッジは、質問ポートに質問パケットを受信する頻度を監視し、特定の頻度より長い時間にタイムアウトを設定する。タイムアウト期間内に質問ポートに質問パケットを受信しなかった場合、この実施形態のブリッジはそのポートを非質問ポートと指定する。本発明によるブリッジの全てのポートが非質問ポートと指定されると、ブリッジは質問パケットを生成して転送する。
非質問ポート上でブリッジ６２がＩＧＭＰレポートを監視し、そこにストアされている情報をＢＦＴ構築に利用する。本発明によれば、ブリッジ６２は非質問ポートにいかなるＩＧＭＰレポート・パケットをも送り出さない。ブリッジ６２は質問ポートからレポート・パケットを送り出す。その理由は、他のＥＳが同じＷＭＰ要求を持つ同じＬＡＮの他のレポートを見るので、他のポートのＥＳのＩＧＭＰレポート・パケットを抑制するのを防ぐためである。説明されたように、ＩＧＭＰプロトコルにおいては、全てのＥＳがレポートの自身のコピーを送るのを防止するために、ＥＳは自身のセグメント上の全てのＩＧＭＰレポート・パケットを監視し、関心のあるＷＭＰについてのレポートの通過を見つけると、そのＷＭＰをリクエストしない。しかし、ブリッジ６２は、ＷＭＰをブリッジ操作しなければならないのはどのセグメントであるかを知るために、セグメントの少なくとも一つに別のレポート・パケットを受ける必要がない。
本発明の一つの利点は、４０のようなＬＡＮの中で実施でき、ＥＳに新しいソフトウエアが必要でなく、ＥＳとルータの間又はＥＳとブリッジの間の新しいプロトコルが必要でないことである。一つの実施形態では、本発明はＬＡＮの中のブリッジの全てから幾つかを変形することで実施でき、ＬＡＮやＷＡＮを変形する必要がない。
本発明は特定の実施形態で説明した。他の実施形態は当業者には明らかであろう。特に、方法のステップが、開示をより明瞭にするため多くの副方法の部分であるようにグループ化され、ラベル付けされているが、それらのステップは本発明の主要な動作を変えることなく異なったグループに分ることができる。本発明は請求の範囲で制限される以外いかなる制限も受けない。
【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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