JP2001500345A

JP2001500345A - 多層分散ネットワーク要素におけるルーティング

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Publication number: JP2001500345A
Application number: JP11505717A
Authority: JP
Inventors: ヘンデル，エアリエル; ミュラー，シモン; ザウメン，ウィリアム・テイ; ヤン，ルイーズ
Original assignee: Sun Microsystems Inc
Current assignee: Sun Microsystems Inc
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2001-01-09
Also published as: EP0937353A1; EP0937353B1; WO1999000938A1; WO1999000938A8; US5920566A; EP0937353A4; DE69841011D1

Abstract

(57)【要約】知られているルーティング・プロトコルに従ってパケットを中継する多層分散ネットワーク要素（２０１）。複数のサブシステム（２０１）の分散アーキテクチャはサブネットワーク間にまたがって回線速度のパフォーマンスでルーティングを実行する。それぞれのサブシステム（２１０）は転送用メモリ（２１３）および関連メモリ（２１４）を含み、ルーティングのためにユニキャストおよびマルチキャスト・パケットを識別し、ＶＬＡＮ情報の変更を含むハードウェア内のパケットの変更を行い、パケットを次のホップへ転送する。ルーティングの決定はインバウンド・サブシステム内で行われ、必要に応じてネットワーク・トポロジを付与されて個別のアウトバウンド・サブシステムを介してパケットが転送される。

Description

【発明の詳細な説明】多層分散ネットワーク要素におけるルーティング背景１．発明の分野本発明は一般的に言えば複数のコンピュータを結合する通信システム、より詳細にはネットワーク要素を介したメッセージ中継に関する。２．関連技術の説明コンピュータの相互通信は私的およびビジネス環境での日常生活の重要な態様になっている。コンピュータは、メッセージを送受信する物理媒体に基づいて、及びコンピュータに接続された電子ハードウェアとコンピュータで実行されるプログラムとによって実施される１組の規則に基づいて相互に通信を行う。しばしばプロトコルと呼ばれるこれらの規則は、接続された複数のコンピュータのネットワーク内でのメッセージの正常な送受信を決める。ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）は送信元コンピュータと宛先コンピュータの通信を可能にする最も基本的で最も簡素なネットワークである。ＬＡＮは、相互に通信しようとするコンピュータ（端末局またはエンド・ノードとも呼ばれる）が接続されるネットワークと考えられる。少なくとも１つのネットワーク要素がＬＡＮ内のすべての端末局に接続される。簡素なネットワーク要素の一例はビットを転送する物理層のリレーであるリピータである。リピータはいくつかのポートを備え、それぞれのポートに各端末局が接続される。リピータは送信元端末局からのメッセージを含むデータ・パケットを形成しているビットを受信し、このパケットをビット単位でそのまま転送する。次に、これらのビットは宛先を含むＬＡＮ内の他のすべての端末局によって受信される。しかしながら、単一のリピータへの物理的接続数は限られ、単一のリピータで処理できるメッセージの数にも限りがあるため、単一のＬＡＮでは多数の端末局を備えた組織の要件を満たすには十分でない。したがって、これらの物理的制約が理由で、リピータベースの手法は限られた地理的領域で限られた数の端末局しかサポートすることができない。しかしながら、コンピュータ・ネットワークの機能は、異なるサブネットワークを接続し、相互に通信する数千の端末局を含むより大きいネットワークを構成することで拡張されてきた。次にこれらのＬＡＮを相互接続して、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）リンクを含むさらに大きい企業ネットワークを構築することができる。より大きいネットワーク内のサブネットワーク間の通信を容易にするため、より複雑な電子ハードウェアおよびソフトウェアが提案され、既存のネットワーク内で現在使用されている。また、適切なネットワーク要素で相互接続された端末局が、同じサブネットワーク内の端末局が共通の分類を備えるネットワーク階層を決めるという原則に基づいて、これらの端末局間の信頼性がある正常な通信のための新しい１組の規則が決められている。したがって、ネットワークはネットワーク内のノードおよび端末局の階層内の位置を定義するトポロジを備えると言われる。パケット交換ネットワークを介した端末局の相互接続は、従来ピアツーピア階層アーキテクチャ概念に従っていた。このようなモデルでは、送信元コンピュータ内の所与の層がネットワーク内のピア端末局（通常は宛先）の同じ層と通信する。上位層から受信したデータ単位にヘッダを取り付けることで、層はその上位の層での動作を可能にするサービスを実施する。受信パケットは通常、送信元で動作する複数の異なる層によって元のペーロードに追加されたいくつかのヘッダを備える。ＡＲＰＡＮＥＴおよびオープン・システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルなどのいくつかの層分割方式が従来技術には存在する。本発明を説明するためにここで用いる７層のＯＤＩモデルは他のモデルの機能性および詳細な実施態様を描くのに便利なモデルである。ただし、ＡＲＰＡＮＥＴのさまざまな態様（現在、Inte rnet Engineering Task Force、すなわちＩＥＴＦによって再定義されている）も下記の本発明の特定の実施態様に用いられる。この場合の背景にある目的の該当する層は第１層（物理層）、第２層（データ・リンク層）、第３層（ネットワーク層）、および第４層（トランスポート層）の一部である。これらの層に関連付けられた機能を以下に概説する。物理層は通信リンク上で未構成の情報ビットを伝送する。リピータはこの層で動作するネットワーク要素の一例である。物理層自体はコネクタのサイズおよび形状、ビットの電気信号への変換、およびビット・レベルの同期などの問題に取り組む。第２層はデータ・フレームの伝送および誤り検出を規定する。より重要なことには、本発明で参照するデータ・リンク層は通常、単一ホップ、すなわちパケットのあるノードから他のノードへの移動距離を「ブリッジする」すなわち、単一ホップで情報パケットを搬送するように設計されている。最小時間を用いて受信パケットを処理してからパケットを次の宛先へ送信することで、データ・リンク層は次に述べる上位の各層よりもはるかに高速でパケットを転送することができる。データ・リンク層はデータ・リンク層またはその下位の層で相互接続されたあらゆるコンピュータ間の送信元および宛先を識別するためのアドレス指定を実現する。第２層のブリッジ・プロトコルの例はＣＳＭＡ／ＣＤ、トークン・バス、およびトークン・リングなどのＩＥＥＥ８０２で定義されたプロトコルを含む（Fiber Distributed Data Interface、すなわちＦＤＤＩを含む）。第２層と同様に、第３層も相互に通信するコンピュータのアドレスを付与する機能を備える。しかしながら、ネットワーク層はネットワーク階層に関するトポロジ情報も扱う。またネットワーク層は最短経路を用いて送信元から宛先へパケットを「ルーティング」するように構成できる。最後に、ネットワーク層は、送信元がパケット速度を低減する要求として認識する選択したパケットをドロップする処理だけで輻輳を制御できる。最後に、第４層のトランスポート層はアプリケーションが第３層とインタフェースをとるのに用いる「ポート・アドレス」を備えた電子メール・プログラムなどのアプリケーション・プログラムを実行する。トランスポート層とその下位の層の主要な差は送信元コンピュータ上のプログラムが宛先コンピュータ・システム上の同様のプログラムとの通信内容を伝送する一方で、下位の層では、プロトコルはあるコンピュータとそれに隣接したコンピュータ間に用いられ、最終的な送信元および宛先端末局はいくつかの中間ノードによって分離される場合があるということである。第４層および第３層のプロトコルの例はＴＣＰ（伝送制御プロトコル）およびＩＰ（インターネット・プロトコル）などのプロトコルのインターネット・スーツ（ｓｕｉｔｅ）を含む。端末局はパケットの送信元および最終宛先であり、ノードは端末局間の中間点をさす。ノードは通常パケット単位でメッセージを受信して転送する機能を備えたネットワーク要素を含む。一般的に言えば、規模が増大し複雑になったネットワークは通常上位層（第３層および第４層）の機能を備えたノードに依存する。いくつかのより小さいサブネットワークからなる非常に大きいネットワークは通常サブネットワークのトポロジを認識できるルータとして知られた第３層のネットワーク要素を用いる必要がある。ルータはその隣接ノードとの情報交換に基づいてその周囲のネットワークのトポロジ・マップを形成して記憶することができる。ＬＡＮの設計上、第３層のアドレス指定機能が含まれる場合、ルータを用いて端末局から得られる階層ルーティング情報を利用することで複数のＬＡＮ間でパケットを転送できる。端末局のアドレスおよび経路のテーブルがルータによってコンパイルされると、ルータが受信したパケットは、そのパケットの第３層の宛先アドレスをメモリ内の既存の一致するエントリと比較した後で転送できる。ルータは、受信パケットのヘッダを解析し、ルータ内部のルーティング・テーブルに基づいて決定を下し、次のノードまたは端末局へ必要なヘッダの修正を加えてパケットを転送するように動作する。したがって、パケットは宛先に到着する前にこのようないくつかの「ホップ」を経る。ホップは、１つのノードまたは端末局から別のノードまたは端末局へ移動するパケットとして定義される。ルータと比較して、ブリッジは第３層ではなくデータ・リンク層（第２層）で動作するネットワーク要素である。ブリッジは通常、メディア・アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスと呼ばれるパケットの宛先の第２層のアドレスにのみ基づいてパケットを転送する。一般的に言えば、ブリッジはパケットに変更を加えない。ブリッジは端末局からの協力がない、階層を備えていない平坦なネットワーク内でパケットを転送する。ブルータおよび交換などのハイブリッド形態のネットワーク要素も存在する。ブルータはブリッジの機能も兼ね備えたルータである。交換という用語はそれぞれの機能が汎用のプロセッサが実行する命令ではなくハードワイヤード論理で実施される高速のパケット転送が可能なネットワーク要素をさす。さまざまな形態の交換は、第２層および第３層で動作する。以上、現在のネットワーク技術一般について説明してきたが、以下にこのような従来技術の限界について説明する。今日のインターネット上で実行されるマルチメディア・アプリケーションのために既存のネットワークで利用できる帯域幅を増加させる必要があるユーザがますます増えるにつれて、現代の、および将来のネットワークは極めて広い帯域幅と多数のユーザをサポートすることができなくてはならない。さらに、このようなネットワークは通常異なるサービス特性を必要とする音声およびビデオなどの複数のトラフィック・タイプをサポートできなくてはならない。統計によると、ネットワーク・ドメイン、すなわち相互接続されたＬＡＮのグループとそれぞれのＬＡＮに接続された個々の端末局の数は将来、これまでより速い速度で増加する。したがって、帯域幅の拡大とリソースのより効果的な利用がこれらの要件を満たすために必要である。ブリッジなどの第２層の要素を用いたネットワーク構築によって、複数のＬＡＮ間のパケット転送は高速化されるが、トラフィック分離、冗長トポロジ、待ち行列化およびアクセス制御の終端間ポリシーの柔軟性は失われる。サブネットワークの端末局は第２層または第３層のアドレス指定に基づいて会話を起動できる。ブリッジが第２層解析にのみ基づいてパケットを転送するため、端末局は簡素であるが高速の転送サービスを実現する。しかしながら、ブリッジは同じサブネットワーク内の端末局間の待ち行列化、優先度、および転送の制約を含む上位層処理ディレクティブの使用をサポートしていない。サブネットワーク内のブリッジを用いた会話を拡張する従来技術のソリューションは第２層および上位層のヘッダの組み合わせを用いるネットワーク要素に依存する。前記システムでは、固定サービス品質（ＱＯＳ）を備えた転送用メモリ内の新しい第２層のエントリを用いて初期パケットの第３層および第４層の情報が検証され、パケットの「フロー」が予測されて識別される。その後、第２層のヘッダと転送用メモリ内の第２層のエントリとの一致に基づいて後続パケットが第２層の速度で（固定ＱＯＳを伴って）転送される。したがって、フローの識別のために第３層および第４層のヘッダを備えたエントリが転送用メモリ内に入れられることはない。しかしながら、電子メール・プログラムやビデオ会議セッションなどの同じ１対の端末局間で送受信される複数のプログラムがあるシナリオを考えてみる。これらのプログラムが異なるＱＯＳのニーズを抱えている場合、上記の従来技術の方式は転送時に第３層および第４層の情報を考慮しないため、同じ１対の端末局間での異なるＱＯＳ特性をサポートしない。この結果、同じサブネットワークに接続された端末局で実行されているアプリケーションからの個々の優先要求をサポートできる柔軟性を備えたネットワーク要素が必要になる。後者の属性はルータなどの第３層の要素を用いて満足できる。ただし、ルータによってインテリジェンスおよび意志決定機能が向上した代わりにパケット転送速度が犠牲にされる。したがって、第２層および第３層の要素の組み合わせを用いてネットワークが構築される場合が多い。インターネットを用いるブラウザ・ベースのアプリケーションに伴ってサーバの役割は増し、その結果トラフィック分散は多様化した。サーバの役割が例えばファイル・サーバに狭く限定されていた時には、クライアントとファイル・サーバを同じサブネットワークに配してネットワークを設計し、ルータのボトルネックを回避していた。しかしながら、ワールド・ワイド・ウェブおよびビデオ・サーバなどのより専門化したサーバは通常クライアントのサブネットワークにはなく、この場合、複数のルータを経由することが避けられない。したがって、パケットが複数のルータを高速で横断する必要が無視できない。ブリッジかルータかの選択は通常かなりのトレードオフとなる、すなわち、ブリッジを選べば機能が低下し、ルータを選べば速度が低下する。さらに、トラフィック・パターンがルータを含む場合はサーバの性能がサーバの位置で変わるため、あるネットワーク内のサーバ特性はもはや同種のものではない。したがって、トポロジおよびメッセージ・トラフィックなどの変化するネットワーク条件に対処しながらパケットの第２層、第３層、および第４層のヘッダに基づいてパケットを交換する高性能ハードウェアを効率的に用いることができるネットワーク要素が必要である。このネットワーク要素はブリッジ同様の速度で動作しながら異なるサブネットワーク間でパケットをルーティングして品質サービスなどの上位層の機能を実現する必要がある。概要本発明は知られているルーティング・プロトコルに従って多層分散ネットワーク要素によるパケットの中継装置およびそれに関連する方法である。本発明は知られているルーティング・プロトコルを用いてパケットを受信して転送する多層分散ネットワーク要素（ＭＬＤＮＥ）を対象とする。ＭＬＤＮＥは内部リンクで結合されたいくつかのサブシステムを備える。それぞれのサブシステムは転送用メモリと関連メモリを備える。これらのメモリはアドレスを含むパケット・ヘッダ情報をルーティング情報に関連付ける。サブシステムはまた隣接ノードおよび端末局に接続する外部ポートと、内部リンクを介して他のサブシステムに接続する内部ポートを含む。パケットが第１の「インバウンド」サブシステムによって受信されると、このサブシステムは、ＭＬＤＮＥの第２層のアドレスに一致する受信パケットの第２層の宛先アドレスを含む第１のヘッダ部分に基づいてパケットをルーティングするかどうか決定する。受信パケットの第１のヘッダ部分がＭＬＤＮＥアドレスに一致する場合、第１のサブシステムはその転送用メモリを用いて、受信パケットの第３層の送信元および宛先アドレスを含む第２のヘッダ部分について経路がすでに決定されているかどうか判定する。転送用メモリ内のタイプ２エントリが受信パケットの第２のヘッダ部分に一致する場合、隣接ノードの第２層のアドレス（関連メモリ内にある）がパケットの第２層の宛先アドレスに取って代わる。隣接ノードのアドレスは、一致するタイプ２のエントリに関連付けられたルーティング情報の一部として関連メモリ内に以前に記憶されている。サービス品質情報に加えて、関連メモリ内のルーティング情報も隣接ノードに接続するインバウンド・サブシステムの外部ポートを識別する。隣接ノードがインバウンド・サブシステム以外のサブシステムに接続されている場合、この状況は一致するタイプ２のエントリが作成された時点で認識されていたはずで、関連メモリが隣接ノードまたは端末局が接続されている他のサブシステムに接続する、外部ポートではなく、インバウンド・サブシステムの内部ポートを識別するであろう。パケットが内部リンクを介して第２のサブシステムによって受信されると、このパケットは第２の転送用メモリ内のタイプ１のエントリに一致するパケットの新しい第１ヘッダ位置に応答して隣接ノードへ転送される。第２のサブシステム内のタイプ１のエントリは隣接ノードまたは端末局のアドレスを含み、インバウンド・サブシステムの一致するタイプ２のエントリとは無関係に作成されていた。受信パケットをルーティングする決定をした後で、インバウンド・サブシステムはまた最終的にパケットを転送する外部ポートに対して隣接ノードへパケットを送信する前にパケットの送信元を識別する第３のヘッダ位置を変更するよう指示する第１の制御信号を生成する。パケットの第２層の送信元アドレスは外部ポートに関連付けられた送信元アドレスと置き換えられる。隣接ノードがそのサブシステムを介して到達可能である場合、制御信号はまた内部リンクを介して第２のサブシステムへ送信される。本発明の分散アーキテクチャはまたマルチキャスト・パケットのルーティングをサポートするように構成できる。マルチキャスト・ルーティング可能なパケットがインバウンド・サブシステムによって識別されていると、第２の制御信号を内部リンクを介して送信でき、その応答として第２のサブシステムが転送用メモリ内のタイプ２検索を行う（パケットのネットワーク層および上位ネットワーク層のヘッダに基づいて）。一致するタイプ２のエントリが見付かった場合、第２のサブシステムの外部ポートが第１の制御信号（やはりインバウンド・サブシステムから受信した）をチェックしてパケットの送信元アドレスを置き換える必要があるかを確認し、次にヘッダを適当に変更してパケットが転送される。第１の制御信号はマルチキャスト宛先グループがインバウンド・サブシステムに接続されたノード／端末局を備える前記インバウンド・サブシステムの外部ポートによって受信されチェックされることもある。本発明の検索エンジン、転送エンジン、およびデータ構造は受信パケットについてルーティング判定基準が満たされない場合、ブリッジング機能が自動的に起動されるブリッジングおよびルーティング機能を同時にサポートする方法で組織される。本実施形態で、本発明はデータ・リンク層（第２層）、ネットワーク層（第３層）、およびトランスポート層（第４層）を含む上位層で実施される。図面本発明の前述の態様およびその他の特徴は以下の図面、詳細説明、および請求の範囲から明らかになろう。第１図は本発明の多層分散ネットワーク要素（ＭＬＤＮＥ）のネットワーク適用例の高レベル図である。第２図は本発明の一実施形態として（ＭＬＤＮＥ）の内部の図である。第３図は本発明の別の実施形態によるパケットのルーティングのための関連付けられたデータを含むＭＬＤＮＥ内のサブシステムの転送用および関連メモリの一例を示す。第４図は２つしかサブシステムを備えずクライアントとサーバ間のルータとして動作するＭＬＤＮＥの一実施形態のブロック図である。第５図は本発明のネットワーク要素によるルーティングのための受信パケットの処理の流れ図である。第６図は第５図の流れ図の続きで、ユニキャスト・パケットの処理の際に実行されるステップを含む。第７図はユニキャスト・パケットをルーティングする本発明のネットワーク要素によって実行されるステップおよび動作の例を示す。第８Ａ図は本発明の一実施形態で使用されるパケット構造の簡素なブロック図である。第８Ｂ図は本発明によるパケットのヘッダ・フィールド置き換えのための構造である。詳細な説明例示の図面に示したように、本発明はいくつかのノードと端末局をさまざまな異なる方法で相互接続するネットワーク要素を定義する。特に、多層分散ネットワーク要素（ＭＬＤＮＥ）の適用例ではＩＥＥＥ８０２．３標準またはイーサネットなどの同種データ・リンク層で事前定義されたルーティング・プロトコルに従ってパケットをルーティングする。第１図にＭＬＤＮＥ２０１がクライアントＣをルータ１０７に結合し、次にルータ１０７がサーバ１０５に結合するネットワーク内での本発明のルータとしての使用を示す。ＭＬＤＮＥ２０１はいくつかのデスクトップ・ユニット（端末局）を相互接続する一方でその外部接続２１７を介して中間ノードとして動作できる。ＭＬＤＮＥ２０１はルータとして動作する一方で、サーバ１０５とクライアントＣが異なるＬＡＮに常駐する高性能通信経路をサーバとデスクトップ間に設定できる。ＭＬＤＮＥの分散アーキテクチャはＲＩＰおよびＯＳＰＦのようないくつかの知られているルーティング・アルゴリズムに従ってメッセージ・トラフィックをルーティングするように構成できる。好ましい実施形態では、ＭＬＤＮＥはプロトコルのインタネット・スーツ、より詳細に言えば、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）およびインターネット・プロトコル（ＩＰ）をイーサネットのＬＡＮ標準およびメディア・アクセス制御（ＭＡＣ）データ・リンク層で用いてメッセージ・トラフィックを処理するように構成される。この場合、ＴＣＰはまた第４層のプロトコルの例として参照され、ＩＰは第３層のプロトコルの例として繰り返し参照される。ただし、本発明の概念を実施するためにその他のプロトコルを用いることもできる。本発明のＭＬＤＮＥの第１の実施形態では、ネットワーク要素がパケット・ルーティング機能を分散方式で実施する、すなわち、ある機能の異なる部分がＭＬＤＮＥ内の同一のビルディング・ブロック・サブシステムによって実行される一方で全機能の最終結果が外部ノードおよび端末局からはトランスペアレントのままであるように構成される。以下の説明と第２図から理解できるように、ＭＬＤＮＥは設計者がサブシステムをさらに追加することで外部接続の数を増すことを可能にするスケーラブルなアーキテクチャを備える。第２図にブロック図の形式で示すように、ＭＬＤＮＥ２０１はより大きいネットワーク要素を作成するためのいくつかの内部リンク２４１を用いて完全にメッシュ化され相互接続されたいくつかの同一のサブシステム２１０を備える。少なくとも１つの内部リンクが２つのサブシステムを結合する。それぞれのサブシステム２１０は転送用メモリ２１３と関連メモリ２１４を含む。転送用メモリ２１３は受信パケットのヘッダとの一致に用いるアドレス・テーブルを記憶する。関連メモリ２１４はパケットをＭＬＤＮＥ内で転送するための転送属性を識別するための転送用メモリ内の各エントリに関連付けられたデータを記憶する。入出力機能を備えたいくつかの外部ポート（図示せず）が外部接続２１７とのインタフェースになる。それぞれのサブシステム内の同様に入出力機能を備えた内部ポート（図示せず）は内部リンク２４１を結合する。好ましい実施形態では、外部および内部ポートは特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）によって実施されるハードワイヤード論理交換要素２１１内に配置される。受信パケットは外部接続２１７の１つを介してインバウンド・サブシステムに到着し、アウトバウンド・サブシステム内の別の外部接続を介してＭＬＤＮＥ外のノードまたは端末局へ転送される。アウトバウンドおよびインバウンド・サブシステムは同じサブシステムの場合もあるし、異なるサブシステムの場合もある。第２図を参照すると、ＭＬＤＮＥ２０１は周辺コンポーネント相互接続（ＰＣＩ）などの通信バス２５１を介して個々のサブシステム２１０に結合される中央処理システム（ＣＰＳ）２６０を含む。ＣＰＳ２６０は中央メモリ２６３に結合された中央処理装置（ＣＰＵ）２６１を含む。中央メモリ２６３はさまざまなサブシステムの個々の転送用メモリ２１３に含まれるエントリのコピーを含む。ＣＰＳはそれぞれのサブシステム２１０への直接の制御および通信インタフェースを備える。またＣＰＳは受信パケットを通常パケットの第３層の宛先アドレスに規定される最終的な宛先へ転送する経路の一部として隣接ノードを識別するためのいくつかのルーティング・プロトコルで構成される。ＣＰＳ２６０のその他の分担機能は異なるサブシステム間にパケット・バッファなどのデータ経路リソースを設定することを含む。最後に、ＣＰＳ２６０はタイプ２のエントリをそれぞれの個々のサブシステムの転送用メモリに追加するかどうかを決定するという重要なタスクを実行する。第３図はそれぞれのサブシステムの転送用メモリと関連メモリの詳細図である。転送用メモリはタイプ２のエントリ３２１とタイプ１のエントリ３０１の２つのタイプのメモリをいくつか含む。転送用メモリ内のそれぞれのエントリは受信パケットのヘッダと比較されるデータを含む。ＴＣＰ／ＩＰの特定の実施形態では、それぞれのタイプ２のエントリ３２１のデータ・フィールドはクラス・フィールド３２３、ＩＰ送信元フィールド３２５、ＩＰ宛先フィールド３２７、アプリケーション送信元ポート３３３、アプリケーション宛先ポート３３５、およびインバウンド・ポート・フィールド３３７を含む。タイプ１のエントリ３０１に関して、クラス・フィールド、第２層のアドレス・フィールド、およびＶＬＡＮ識別フィールド（ＶＩＤ）が例示の実施形態に示されている。代替のネットワークおよびトランスポート層のプロトコルを用いた追加のヘッダ情報および同様の定義を開発してそれぞれのエントリに含め、受信パケットのヘッダの突き合わせに使用できることは当然であり、当業者には明らかであろう。それぞれのタイプ２のエントリ３２１とタイプ１のエントリ３０１に関連メモリ２１４に記憶された関連付けられたデータが関連する。関連データ・フィールドはサブシステムが受信した一致パケットを転送するために必要な情報を含む。サブシステム・ポート・フィールド３４７は一致パケットを次のホップで隣接ノードへ転送するために用いるサブシステムの内部または外部ポートを識別する。次のホップ・アドレス・フィールド３５７はルーティングされる受信ユニキャスト・パケットの元の第２層の宛先アドレスに取って代わる隣接ノードの第２層のアドレスを識別する。優先フィールド３４５は実際にパケットをＭＬＤＮＥ外に送信する外部ポートによって待ち行列化のために用いられる。エージ・フィールド３４３および３４４は最近受信したパケットが対応するタイプ１またはタイプ２のエントリに一致したことを示すことで転送用メモリ内のエントリ数を最小化するのに役立つ。ＮＥＷＶＩＤアドレス・フィールド３５３を用いて仮想ＬＡＮ（ＶＬＡＮ）をサポートするようにＭＬＤＮＥを構成できる。関連付けられたデータは、サブシステムに特にサブネットワーク間にまたがってパケットを転送する場合にパケットのＶＩＤを変更する必要を知らせるＮＥＷＶＬＡＮ識別（ＶＩＤ）ＴＡＧフィールドも含む。これに応答してインバウンド・サブシステムは新しいタグを挿入するか、既存のタグをＮＥＷＶＩＤフィールドの値で置き換える。例えば、ＶＬＡＮ間のルーティングで転送されたパケットのタグが受信パケットのタグと異なることが必要な場合、ＮＥＷＶＩＤフィールドはサブシステムがパケットの転送前に置き換える交換用タグを含む。パケットが内部リンク上で送信される場合、パケットを受信するアウトバウンド・サブシステムは内部リンク上で追加の制御情報を利用できる。以下に説明するｓａ＿ｒｅｐｌａｃｅに加えてこのような情報は受信パケットに元々ＶＬＡＮ情報のタグが付いていたかどうかを示すｏｒｉｇ＿ｔａｇビット、タグがインバウンド・サブシステムによって変更されたかどうかを示すｍｏｄ＿ｔａｇビット、およびアウトバウンド・サブシステムが受信パケットにタグを付けてはならないことを示すｄｏｎｔ＿ｔａｇビットを含む。最後に、関連メモリは以下に詳述するサブシステム内のマルチキャスト・ルーティング機能を起動するマルチキャスト経路フィールド３５５を含むように構成できる。ＭＬＤＮＥ２０１のルーティング動作を第４図のネットワーク適用例と関連して第５図〜第７図の流れ図を用いて実施形態の一例について説明する。転送用メモリおよび関連メモリのフィールドへの参照は第３図にある。以下の例では、パケットの移動はＭＬＤＮＥ２０１の外部接続に結合されたサブネットワーク１０３内のクライアントＣから追跡される。クライアントＣはパケットのヘッダの第３層の宛先アドレスで識別されるサーバ１０５へパケットを送信する。パケットはＭＬＤＮＥ２０１によって知られる第２層のアドレスを備えていると思われるルータ１０７を通過する必要がある。第５図のブロック５０３から始めて、パケットはインバウンド・サブシステム４１０の外部ポートＥ₁でＭＬＤＮＥ２０１によって受信される。パケットはローカルに定義されたネットワークのサブネットワーク１０３内に第３層のアドレスを備えたクライアントＣから生成されたメッセージを含む。サブシステム４１０は外部ポートＥ₁およびＥ₂がサブネットワーク１０３を結合していることを認識するように構成できる。パケットが交換要素４１１によって受信されると、動作は判定ブロック５０７へ移り、本発明の第２層の宛先アドレスを含む受信パケットの第１のヘッダ部分がＭＬＤＮＥ２０１のルータ・アドレスと比較される。ルータ・アドレスは、外部ポートＥ₁に割り当てられた第２層アドレスでも、ＭＬＤＮＥ全体に割り当てられた第２層アドレスでもよい。一般に、ＭＬＤＮＥはそれぞれの外部ポートに専用のルータ・アドレスが割り当てられるように構成される。受信パケットの最初のヘッダ部分がルータ・アドレスと一致すると、動作はブロック５１５へ進み、パケットは潜在的なユニキャスト経路の候補であることが宣言される。しかしながら、第１のヘッダ位置がルータ・アドレスに一致しない場合、動作はブロック５０９へ進み、パケットはユニキャスト・ルーティング可能パケットではないと宣言される。下記から分かるように、このようなパケットはやはりＭＬＤＮＥ内で利用可能なマルチキャスト経路を備えたマルチキャスト・パケットの場合もある。経路クラスのユニキャスト・パケットの場合、ブロック５１７はクラス・フィールド３２３に「ｒｏｕｔｅ」を用いて転送用メモリ４１３内に一致するタイプ２のエントリがあるかを検索する。ブロック５１７での転送用メモリの検索の結果、判定ブロック５２１でタイプ２の一致するエントリが転送用メモリ４１３内に存在するかが判定される。存在しない場合、動作はブロック５２３へ進み、受信パケットのヘッダの該当部分がサブシステム４１０のＣＰＳポートおよびＣＰＳバス４５１を介してＣＰＳへ送信される。ＣＰＳ４６０がブロック５３３でサブシステム４１０から「不明」パケットのヘッダの部分を受信すると、ＣＰＳはＣＰＳとＣＰＳ第２層および第３層のトポロジ・テーブル内に事前構成されているアクセス・ポリシーおよびサービス・ポリシーを検証する。ＣＰＳは受信パケットが要求した経路へのサービスを拒否して専用のソフトウェア内のみでルーティングを実行するか、その経路のインバウンド・システムの転送用メモリ内にタイプ２のエントリを作成する任意選択が可能である。ＭＬＤＮＥ２０１のルーティング・アルゴリズムはＣＰＳによって実施される。受信パケットについてユニキャスト経路が存在するか直ちに計算できる場合、ＣＰＳは判定ブロック５３７でブロック５３９へ進み、インバウンド・サブシステム４１０の転送用メモリに経路クラスのタイプ２のエントリ３２１を追加し、前記サブシステムの関連メモリに関連付けられたデータを追加する。中央メモリの第２層のテーブルに問い合わせるＣＰＳが判定するように、隣接ノードがインバウンド・サブシステム４１０の外部ポートに接続する場合、外部ポートは新しいタイプ２のエントリの関連付けられたサブシステム・ポート・フィールド３４７内で外部ポートが識別される。同様に、隣接ノードがサブシステム４２０に接続する場合、内部ポートＩ₁またはＩ₂が識別される。判定ブロック５２１に戻って、パケットがインバウンド・サブシステム４１０の転送用メモリ４１３内の既存の経路クラス・タイプ２のエントリに一致する場合、受信パケットは第６図に例示形式で示すユニキャスト・パケットとして転送される。第６図を参照すると、インバウンド・サブシステム内では、交換要素４１１がユニキャスト・パケットの生存時間を超過したかどうかを評価する。生存時間フィールドは受信パケットのヘッダ内に存在するものとする。生存時間フィールドが示すようにパケットがネットワーク内をあまりに長時間にわたって循環していると、インバウンド・サブシステムだけが受信パケットをＣＰＳへ送信し、次に例えば内部制御メッセージ・プロトコル（ＩＣＭＰ）に準拠した、またはインターネット・コミュニティが維持するコメント要求（ＲＦＣ）に記述される時間超過エラー・メッセージがブロック６０９でＣＰＳによって生成される。他方、パケットの生存時間（ＴＴＬ）を超過していない場合、動作はブロック６１９へ進み、ＴＴＬがデクリメントされる。パケットのヘッダのこの変更は一般にブロック６２１でのパケットの第３層のヘッダ・チェック・サムの補正を必要とする。ブロック６１１で、交換要素４１１は受信パケットの第２層の宛先アドレスを第５図のブロック５２１で判定された一致するタイプ２のエントリに対応する関連メモリにある次のホップの第２層のアドレスに置き換える。ＭＬＤＮＥ２０１がＶＬＡＮをサポートするように構成されている場合、判定ブロック６１５はＮＥＷＶＩＤタグ・フィールド３５１のステータスをチェックすることで新しいＶＬＡＮ識別タグが必要かどうかを判定する。別のサブシステムによってパケットをＭＬＤＮＥの外に転送してもしなくても（一致するタイプ２のエントリに関連付けられたサブシステム・ポート・フィールド３４７によって示されるように）、ｓａ＿ｒｅｐｌａｃｅビットなどの第１の制御信号がブロック６２１で生成される。ｓａ＿ｒｅｐｌａｃｅビットはサブシステム・ポート・フィールド３４７で示される外部および内部ポートへハンドオフされ、この結果、パケットと共に内部リンク４４１を介してサブシステム４２０へ転送できる。第１の制御信号はサブシステム（インバウンドのサブシステムまたは別のサブシステム）に第２層の送信元アドレスをパケットの転送に用いる外部ポートの送信元アドレスで置き換えるよう通知する。第４図の例では、ブロック６２７で、第１の制御信号を含むあらゆる制御情報と共にパケットは交換要素４１１内の内部ポートＩ₂によって処理され、アウトバウンド・サブシステム４２０に接続する内部リンク４４１へ送達される。ただし、別法として、変更パケットおよび制御情報はインバウンド・サブシステム内にとどまり、外部ポートによって処理され、動作はブロック６３０へ進む。ブロック６２７で、パケットはアウトバウンド・サブシステム４２０内の内部リンクを介して受信される。タイプ１の突き合わせサイクルが開始し、判定ブロック６２９に達して転送用メモリ４２３内に一致するタイプ１のエントリが存在するかどうか判定される。タイプ１のエントリが存在する場合、動作はブロック６３０へ進む。ブロック６３０からブロック６３７までの動作は「アウトバウンド」サブシステムによって実行され、インバウンド・サブシステム４１０であろうが異なるサブシステム４２０であろうがパケットはＭＬＤＮＥを離れる。判定ブロック６３０でチェックしたｓａ＿ｒｅｐｌａｃｅビットが設定されると、交換要素が受信パケットの少なくとも第２層の送信元アドレスを含む第３のヘッダ位置をパケットを転送するための外部ポートＥ₃の第２層のアドレスで置き換える。外部ポートＥ₃はブロック６２９で見つかった一致するタイプ１のエントリ（パケットは内部リンクを横断して到着した）またはブロック５２１で見つかった一致するタイプ２のエントリ（パケットはインバウンド・サブシステムに残っていた）に対応する（関連メモリ内の）関連付けられたデータ内で識別された。ＭＬＤＮＥはそれぞれの外部ポートが一意的な第２層のアドレスを割り当てられるように構成できる。別法として、単一の送信元アドレスをＭＬＤＮＥ全体に割り当てることができる。いずれの場合も、第３のヘッダ部分の置き換えに続けてパケットのヘッダの巡回冗長符号（ＣＲＣ）がブロック６３５で再計算され、パケットは第４図のルータ１０７である隣接ノードへ転送される。上記の例で、ＭＬＤＮＥ２０１のクライアントＣに始まりサブシステム４１０、内部リンク４４１、およびサブシステム４２０に至るパケットの移動について説明してきた。次にパケットはルータ１０７によって受信され、従来の手段に従ってサーバ１０５へ転送される。上記はもちろんルータ１０７を介した宛先としてのサーバ１０５への経路が経路を決定する従来の技法を用いてＭＬＤＮＥ２０１によってすでに捕捉されていることを前提としていた。上記はまた、ユニキャスト・パケットが経路クラス内にあるがパケットをＭＬＤＮＥを介してルーティングするためのタイプ２の一致するエントリがインバウンド・サブシステム内に存在しない状況もカバーしていた。したがって、受信パケットがルーティングされるかどうかの決定はインバウンド・サブシステム内、特に第５図の判定ブロック５０７および５２１で実行される。ルーティング・ポリシーおよびサービス・クラスの待ち行列化が第３層の終端間アドレスおよびプロトコル・ベースの分類の細分性および柔軟性を備えることに注意されたい。これらのルーティング・ポリシーおよびサービス・クラスの待ち行列化はそれぞれの一致するタイプ２のエントリに関連する関連付けられたデータ内で識別され、内部リンクを通って別のアウトバウンド・サブシステムへ送信できる。マルチキャスト・ルーティング以上、本発明のユニキャスト・ルーティングの態様について説明してきたが、第３図の転送用メモリおよび関連メモリ内のエントリと第７図の流れ図を再度参照しながら、マルチキャスト・パケットに関する本発明のルーティング機能について説明する。本発明のＭＬＤＮＥのマルチキャスト・ルーティングはＭＬＤＮＥ内でユニキャスト・ルーティングを実施する同様のハードウェア構造によってサポートできるが、マルチキャストはネットワーク要素の設計者に相当異なった問題を提示する。例えば、転送用メモリ内のタイプ２のエントリを導出するためのルーティング・プロトコルは当業者に周知のＭＯＳＰＦおよびＤＶＭＲＰなどのプロトコルを含む。これらのマルチキャスト・ルーティング・プロトコルはパケットのグループ宛先ネットワーク層のマルチキャスト・アドレスと送信元の送信元ネットワーク層のアドレスのループなしの分散ツリーを生成する。ＭＬＤＮＥは、受信マルチキャスト・パケット・グループ宛先の第３層のアドレス、送信元の第３層のアドレス、およびインバウンド・サブシステムの到着ポートの機能としての、パケットを送信するためのいくつかの外部ポート（およびそれに対応するサブシステム）を生み出すマルチキャスト転送規則を備える。この依存性は、受信パケットのヘッダと突き合わせられる第３図の転送用メモリ内のタイプ２のエントリにそれぞれフィールド３２７、３２５、および３３７として反映される。代替経路で複製パケットを転送することを防止するため、到着フィールド３３７のインバウンド・ポートが含まれる。受信パケットをマルチキャスト・ルーティングの候補として識別するため、ＭＬＤＮＥは少なくとも２つの判定基準に基づいてマルチキャスト・パケットを識別するように構成される。第１に、パケット・ヘッダは所与のクラスに一致する必要がある。第２に、パケットのヘッダはマルチキャスト・グループの宛先アドレスを参照する既存のタイプ２のエントリに一致する必要がある。マルチキャストのケースでの一致するタイプ２のエントリはＩＧＭＰなどのマルチキャスト登録プロトコルの実行結果として作成できる。第７図に、第４図のＭＬＤＮＥ２０１を介して受信マルチキャスト・パケットをルーティングする流れ図の例を示す。パケットがサブシステム４１０によって受信され、パケット・ヘッダが一定のクラスおよびマルチキャスト経路フィールド３５５を備えたタイプ２のエントリ３２１に一致し、ブロック７０３でこのエントリがマルチキャスト・ルーティング用であることが示される場合、制御は判定ブロック７０５へ移行する。パケットの生存時間を超過していない場合、受信パケットのヘッダの生存時間フィールドをデクリメントすることでルーティング動作はブロック７０９でインバウンド・サブシステム４１０中で継続する。パケットのＴＴＬを超過した場合、ブロック７０７でパケットはルーティングの代わりにＶＬＡＮへフラッディングできる。一般にパケットのＶＬＡＮはフラッディングに用いる第２層のトポロジ、言い換えると同報通信ドメインを定義する。ブロック７１１で、インバウンド・サブシステム４１０は関連メモリ内のＮＥＷＶＩＤタグ・フィールド３５１に基づいて受信パケットの新しいＶＬＡＮタグが必要かどうかを判定する。必要な場合、ブロック７１３で、パケットの第２層のヘッダのＶＩＤが関連メモリにある次のホップの宛先ＶＩＤに置き換えられる。ブロック７１３は受信パケットの第３層のマルチキャスト宛先アドレスが同じＶＬＡＮ内にある端末局を参照している場合に限って実行されることに注意されたい。このような判定はタイプ２のエントリの作成時にＣＰＳによって実行された。ＶＬＡＮがＭＬＤＮＥによってサポートされているかどうかにかかわらず、ブロック７１５でインバウンド・サブシステム４１０は、第１の制御信号（ｓａ＿ｒｅｐｌａｃｅビット）をセットして転送元外部ポートに転送すべきパケットの第２層の送信元アドレスを外部ポートの送信元アドレスと置き換える必要があることを示して、パケットをＭＬＤＮＥの外に転送する外部ポートにパケットをルーティングする必要性を通知する。ネットワークの層のヘッダ、特に生存時間（ＴＴＬ）フィールドを含む部分が変更されると、インバウンド・サブシステムはパケットのヘッダ・チェック・サムをブロック７１７で補正する。次にブロック７１９でインバウンド・サブシステム４１０は関連メモリのサブシステム・ポート・フィールド３４７で一致するタイプ２のエントリに対応するとして識別されたインバウンド・サブシステムの外部および内部ポートへパケットのコピーを渡す。ブロック７２０で、パケットのコピーが内部リンクを通って異なったサブシステム４２０に到着した場合、動作はブロック７２１へ進み、ここでは分散フロー（ＤＦまたはｄｉｓｔｒｉｂ＿ｆｌｏｗ）ビットと呼ばれる第２の制御信号がアウトバウンド・サブシステム４２０によって受信される。ＤＦビットがセットされている場合、ブロック７２２で、クラス・フィルタはパケットのヘッダに基づいてパケット・クラスを決定し、タイプ２の検索（識別されたクラスを用いて）が実行される。ｄｉｓｔｒｉｂ＿ｆｌｏｗ構成によってＣＰＳはインバウンド・サブシステム内の一致するマルチキャスト経路エントリに対応するアウトバウンド・サブシステム４２０内のタイプ２のエントリを定義することができる。この結果、ＣＰＳはさまざまな優先度をマルチキャスト経路をサポートする異なる外部ポートに割り当てて、ＭＬＤＮＥを通るパケットの待ち行列化の細分性をさらに制御できる。一致するタイプ２のエントリの関連付けられたデータ内のｆｏｒｃｅ＿ｂｅビット（ＣＰＳが設定し、アウトインバウンド・サブシステム内のタイプ２の検索後に得られた）は、パケットとの内部リンク上で受信された優先度を無効にしてパケットが最低の優先度に設定され、外部ポートでの待ち行列化の細分性が確保される。ｄｉｓｔｒｉｂ＿ｆｌｏｗビットがセットされていない場合、タイプ１の検索が転送用メモリ４２３で実行され、その結果、パケットは上記のタイプ２の待ち行列の細分性なしに転送されるかフラッディングされる。一致するタイプ１またはタイプ２のエントリが見つかった場合、パケットは関連メモリ内で一致するエントリに対応するとして識別された外部ポートへ渡される。その後、動作はブロック７２３へ進む。したがって、インバウンドおよびアウトバウンド・サブシステムが異なる場合にマルチキャスト経路はＣＰＳが生成する２つのタイプ２のエントリを必要とする。ブロック７２３からブロック７２９の動作はサブシステム４１０またはサブシステム４２０であるアウトバウンド・サブシステムによって実行される。アウトバウンド・サブシステムは判定ブロック７２３でｓａ＿ｒｅｐｌａｃｅビットがオンにされてパケットのそれぞれのコピーの第２層の送信元アドレスをパケットをＭＬＤＮＥの外に転送するための対応する外部ポートの第２層のアドレスで置き換えるよう指示されているかどうか判定する。指示されていない場合、パケットは第２層の検索結果を用いて転送できる。ルーティングのために第２層の送信元アドレスを置き換える指示がある場合、ブロック７２５で、アウトバウンド・サブシステム、特にアウトバウンド・サブシステムの外部ポートはパケットの第２層の送信元アドレス外部ポートの第２層のアドレスで置き換える。次に動作はブロック７２７へ進む。ここで変更された第２層のヘッダについてＣＲＣが再計算され、ブロック７２９でパケットが転送される。以下に内部リンクを通ってパケットを送信し、情報を制御する革新的な構成および方法について第８Ａ図および第８Ｂ図を参照しながら説明する。第８Ａ図は使用されるパケット構成の簡素なブロック図である。より詳細に言えば、インバウンド・サブシステムがパケットに関するある情報、例えばルーティングを決定すると、この情報をそのままアウトバウンド・サブシステムへ搬送してヘッダ・フィールドの置き換えなどの後続処理がインバウンド・サブシステムが実行したのと同じステップを踏まずに容易に実行できるようにすることが有利である。さらに、終端間のエラーに対する堅牢性を維持することが望ましい。したがって、インバウンド・サブシステムはパケット８００の周囲を制御情報８０５および巡回冗長符号（ＣＲＣ）８１０のカプセルに入れる。アウトバウンド・システムはカプセル化されたパケットを受信し、ＣＲＣ８１０を用いてフレームの有効性を判定し、ＣＲＣ８１０を取り除き制御情報８０５を除去してパケットを出力するための後続処理を決定する。制御情報は必要に応じて出力前にヘッダ情報を更新する方法をアウトバウンド・サブシステムに示すための情報を含む。本発明では、制御情報は以下を含む。・ｒｅｐｌａｃｅ＿ｓａ−このビットがセットされると、ヘッダの送信元アドレス・フィールドをアウトバウンド・サブシステムの出力ＭＡＣアドレスで置き換えるよう指示する。・ｏｒｉｇ＿ｔａｇ−これがセットされると、ＶＬＡＮタグがインバウンド・サブシステムに到着したパケットの元のタグであることを示す。・ｍｏｄ＿ｔａｇ−このビットがセットされると、インバウンド・サブシステムに到着したパケットのＶＬＡＮタグが変更されていることを示す。・ｄｏｎｔ＿ｔａｇ−このビットがセットされると、ｏｒｉｇ−ｔａｇおよびｍｏｄ＿tａｇの状態にかかわらず、ＶＬＡＮタグを使用できないことを示す（この実施形態では、通常パケットがＣＰＳ２６０から到着した場合に用いる）。・ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ＿ｆｌｏｗ−このビットがセットされると、パケットに関して初めて第３層または第２層の検索を実行する必要があることを示す。・ｐｒｉｏｒｉｔｙ（２）−特定のパケットに対するサブシステム外部ポートでの待ち行列化優先度レベルを示す。・ｒｅｓｅｒｖｅｄ（９）第８Ｂ図は内部リンクを介して送受信されるパケットのヘッダ・フィールドの置き換えの処理を示す簡素なブロック図である。説明を分かりやすくするため、ヘッダ・フィールドの置き換えの実行処理に関係がないいくつかの要素は図示または説明していない。しかしながら、インバウンド・サブシステムはアウトバウンド・システムへの送信に先立って受信パケットを処理する要素を含み、アウトバウンド・システムは本明細書に記載する機能以外の機能を実行する要素を含むことは当業者には明白である。第８Ａ図を参すると、インバウンド・システム８２５はパケットを受信してデータベース（図示せず）を含むメモリにアクセスしてパケットに関する情報、例えば、パケットをルーティングするか、またはＶＬＡＮルーティングがサポートされているかといった情報を入手する。一定の制御情報が生成されて、カスケード出力処理（ＣＯＰ）８３５へ出力され、前記カスケード出力処理（ＣＯＰ）８３５は制御情報をパケットに付加し、付加した制御情報と共にパケットを出力インタフェース８４０へ出力し、前記出力インタフェース８４０はＣＲＣを生成して付加し、パケットをカプセル化してアウトバウンド・サブシステム８３０へ出力する。好ましくは出力インタフェースはメディア・アクセス・コントローラ（ＭＡＣ）である。ただし、他のインタフェースも使用できる。アウトバウンド・サブシステム８３０は好ましくはＭＡＣである入力インタフェース８４５でカプセル化されたパケットを受信し、フレーム有効性チェックを実行しＣＲＣを取り除く。入力インタフェース８４５はカスケード入力処理（ＣＩＰ）８５０へＣＲＣを取り除いたパケットを出力し、ＣＩＰ８５０は制御情報を除去して、カプセル化に用いるＣＲＣおよび制御情報がないパケットをパケット・メモリ８５５へ転送する。制御情報はメモリ８５５に記憶されたパケットに対応する制御フィールド８５７に記憶される。出力ポート処理８６０はパケットを取り出し、パケット・メモリ８５５から制御情報を取り出して、制御情報に基づいてパケットを選択的に変更し、出力インタフェース８６５（すなわちＭＡＣ）へ制御信号を発行する。パケットをルーティングする必要がある一実施形態では、ＯＰＰ８６０がＣＲＣに対応するパケットの最終４バイトを除去し、ＣＲＣを付加し、送信元アドレスを専用のＭＡＣアドレスで置き換えるためのＭＡＣ８６５への制御信号をアサートする。例えば、ＯＰＰ８６０はＭＡＣ８６５へ送信するｒｅｐｌａｃｅ＿ＳＡ信号を発行し、制御ワード内のｎｏ＿ＣＲＣビットをクリアする。別の実施形態では、ＶＬＡＮルーティングがサポートされる場合、制御信号の状態によってはＯＰＰ８６０はパケット内のＶＬＡＮタグ・フィールドを除去し、ＣＲＣに対応するパケットの最終４ビットを取り除き、ＣＲＣを付加するための制御信号をＭＡＣ８６５へ発行する。より詳細に言えば、ＯＰＰ８６０はｏｒｉｇ＿ｔａｇ、ｍｏｄ＿ｔａｇ、ｄｏｎｔ＿ｔａｇ、および第４の標識であるｔａｇ＿ｅｎａｂｌｅを復号化する。ｔａｇ＿ｅｎａｂｌｅはこの出力ポートに接続されたネットワーク・セグメントがＶＬＡＮタグ付与をサポートしていないことを示す内部変数である。この変数は基礎のネットワーク・トポロジに基づいてネットワーク管理機構によって決定される。復号化処理の結果はＯＰＰ８６０がタグを取り除く必要があるかどうか、ＭＡＣ８６５がＣＲＣを生成する必要があるかどうかを示す。ＯＰＰは以下のテーブルに従って復号化を行う。以上から、タグを取り除く必要がある場合、ＯＰＰ８６０は好ましくはタグをＭＡＣ８６へ転送する際にタグを取り除く。ＣＲＣを生成する必要がない場合、ＯＰＰ８６０はＣＲＣを生成しないことを示す信号（例えばｓｅｔｎｏ＿ＣＲＣ）を送信し、ＭＡＣ８６５は受信したパケットをそのまま送信する。ＣＲＣを生成する必要がある場合、ＯＰＰ８６０はパケットの最終４バイトを除去し、ＣＲＣを生成するための信号（例えばｃｌｅａｒｎｏ＿ＣＲＣ）がＭＡＣ８６５へ送信される。ＭＡＣ８６５は、ＯＰＰ８６０から受信した制御信号に基づいて、送信元アドレス・フィールドを専用のＭＡＣアドレスで置き換え、パケットの出力時にパケットの最後に付加されるＣＲＣを生成する。カプセル化処理によって潜在的にパケットを数バイト拡張することができる。これによってリンクの要領に悪影響が出ることがある。この容量の損失を補い、標準のプロトコルが定義するよりも長いフレームの受信を可能にするため、プロトコル・パラメータ（本発明ではイーサネット・プロトコル）が微調整されて、プレアンブルのサイズが５バイト分縮小され、パケット間ギャップが５バイト分縮小され、最大パケット・サイズが１０バイト分拡大されている。例示の目的で前述したＭＬＤＮＥ２０１でのルーティング装置および方法の各実施形態は当業者の能力の範囲内でその構造および実施において変形形態をとることができるのは当然である。したがって、上記の説明は例示にすぎず、限定的なものと解釈すべきではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ミュラー，シモンアメリカ合衆国・94086・カリフォルニア州・カッパチーノ・ラメサテイアール・983 (72)発明者ザウメン，ウィリアム・テイアメリカ合衆国・94303・カリフォルニア州・パロアルト・クララドライブ・ 912 (72)発明者ヤン，ルイーズアメリカ合衆国・94070・カリフォルニア州・サンカルロス・ロジャーズアヴェニュ・110

Claims

【特許請求の範囲】１．内部リンクで結合され、第１および第２の転送用メモリをそれぞれ備えた第１および第２のサブシステムを備えたノード間でパケットを受信して転送するネットワーク要素において、第１のサブシステムによって第１のヘッダ部分を備えたパケットを受信するステップと、前記パケットの第１のヘッダ部分の解析に応答してルーティング・プロトコルに従ってパケットを転送するかどうかを決定するステップと、第１の転送用メモリに第１のパケットの第２のヘッダ部分に一致する第１のエントリがあるか検索するステップと、前記パケットの第２のヘッダ部分の第１のエントリとの一致に応答して前記パケットの第１のヘッダ部分の一部を第１のエントリに関連付けられた隣接ノードの次のホップ・アドレスで置き換えるステップと、次のホップ・アドレスを備えた前記パケットを内部リンクを介して第２のサブシステムへ送信するステップと、前記パケットを隣接ノードへ転送するステップとを含むパケット中継の方法。２．第１のヘッダ部分が第２層の宛先アドレスを含み、第２のヘッダ部分が第３層の宛先アドレスを含む請求項１に記載の方法。３．パケットを転送するかどうか決定するステップが第１のヘッダ部分がネットワーク要素に割り当てられたアドレスに一致するかどうかを決定するステップを含む請求項１に記載の方法。４．第２のヘッダ部分の第１のエントリとの一致に応答して内部リンクを介して第２のサブシステムへ制御信号を送信するステップと、第２のサブシステムによって前記パケットを受信するステップと、第２のサブシステムの制御信号の受信に応答して前記パケットの第３のヘッダ部分を第２のサブシステムのアドレスで置き換えるステップをさらに含む請求項１に記載の方法。５．第３のヘッダ部分が第２層の送信元アドレスを含む請求項４に記載の方法。６．前記パケットを第２のサブシステムへ送信するステップが、内部リンクを結合し第１のエントリに関連付けられた値として識別される第１のサブシステムの内部ポートへ前記パケットを送信するステップを含む請求項１に記載の方法。７．パケットを転送するステップが第２のサブシステムのアドレスと共に前記パケットを転送するステップを含む請求項４に記載の方法。８．第１のパケットの第３のヘッダ部分を置き換えるステップが第３のヘッダ部分の一部を第２のサブシステムの第２の外部ポートのＬ２アドレスで置き換えるステップを含む請求項４に記載の方法。９．第１のサブシステムによってルーティング・プロトコルに従って前記パケットを転送することを決定するステップに応答して生存時間フィールドを更新するステップと、第１のサブシステムによって前記パケットのヘッダ・チェックサムを補正するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。１０．前記パケットの第３のヘッダ位置の一部を置き換えた後で第２のサブシステムによって前記パケットの巡回冗長符号（ＣＲＣ）を計算するステップをさらに含む請求項４に記載の方法。１１．内部リンクを介したＮＥＷＴＡＧ通知の受信に応答して第２のサブシステムの仮想ローカル・エリア・ネットワーク識別（ＶＩＤ）を前記パケット内に挿入するステップをさらに含む請求項４に記載の方法。１２．ノード間でパケットを受信して転送するネットワーク要素であって、第１の転送用メモリを備え、ネットワーク要素のアドレスに一致するパケットの第１のヘッダ部分の一部に基づいてパケットをルーティングするかどうかを決定するように構成された第１のサブシステムと、第２の転送用メモリを備えた第２のサブシステムと、第１および第２のサブシステムを結合し、第１のサブシステムが前記パケットの第２のヘッダ部分の第１の転送用メモリ内の第１のエントリとの一致に応答して第１のヘッダ部分の一部を隣接ノードの次のホップ・アドレスで置き換えるように構成され、第１のサブシステムが、さらに次のホップ・アドレスを備えた前記パケットを内部リンクを介して第２のサブシステムへ送信するように構成され、第２のサブシステムが第１のヘッダ部分の第２の転送用メモリ内の第２のエントリとの一致に応答して受信した前記パケットを隣接ノードへ転送用するように構成される内部リンクとを有するネットワーク要素。１３．ネットワーク要素のアドレスが前記パケットを受信する外部ポートのＬ２アドレスである請求項１２に記載のネットワーク要素。１４．ノード間でマルチキャスト・パケットを受信して転送するネットワーク要素であって、第１の転送用メモリを備え、前記パケットのヘッダ部分に一致した転送用メモリ内の第１のエントリに基づいてマルチキャスト・パケットをルーティングするかどうかを決定するように構成された第１のサブシステムと、第２のエントリを含む第２の転送用メモリを備えた第２のサブシステムと、第１および第２のサブシステムを結合し、マルチキャスト・パケットを第１のサブシステムから第２のサブシステムへ転送するための内部リンクとを備え、第２のサブシステムが内部リンクを介したマルチキャスト・パケットの受信と、第２のエントリの前記パケットのヘッダ部分との一致と、前記複数のパケットのそれぞれの第３のヘッダ部分の第２のサブシステムのアドレスでの置き換えとに応答して、複数のパケットを複数の隣接リンクへ転送するように構成されたネットワーク要素。１５．第１および第２のエントリがそれぞれネットワーク層のアドレスを含む請求項１４に記載のネットワーク要素。１６．前記複数のパケットのそれぞれの第３のヘッダ部分がデータ・リンク層の送信元アドレスを含む請求項１４に記載のネットワーク要素。１７．第２のサブシステムが第１のサブシステムから内部リンクを介して第２の制御信号を受信し、前記受信に応答して第２の転送用メモリの検索が実行される請求項１４に記載のネットワーク要素。１８．第２のエントリ内の検索結果が前記パケットのヘッダ部分に一致する請求項１７に記載のネットワーク要素。１９．内部リンクが第１のサブシステムからの待ち行列化の優先度情報を第２のサブシステムへ転送するようにさらに構成された請求項１４に記載のネットワーク要素。２０．第３のエントリ内の検索結果がヘッダ部分に一致し、第２のサブシステムが第３のエントリに関連付けられた第３の制御標識をさらに含み、これに応答して第２のサブシステムが第１のサブシステムから受信した待ち行列化優先度標識を無効にする請求項１７に記載のネットワーク要素。