JP2000270002A - Lan中継装置 - Google Patents
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Abstract
継装置1に関し、アップリンク2またはスタックリンク
が輻輳状態になった場合、入出力ポート11への入出力
を停止することなく、且つ輻輳状態に無関係な通信に影
響を及ぼさないようにフロー制御を実行する。 【解決手段】アップリンク2またはスタックリンクを使
用している出力バッファをモニタし、アップリンク2ま
たはスタックリンクが輻輳状態にある時には当該フレー
ムの送信元である入出力ポート11に送信制限をかけ
る。さらにはスタックリンクを介して複数台接続されて
いる場合においてアップリンクを有するLAN中継装置
がアップリンクの輻輳状態を検出して他のLAN中継装
置にその輻輳状態を通知して送信制限を掛ける。
Description
し、特に輻輳状態を検出してフロー制御を行うLAN中
継装置に関するものである。
装置の構成例を示したもので、LAN中継装置1はアッ
プリンク2を介してバックボーンLAN3に接続されて
おり、また、スタックリンク8を介して他のLAN中継
装置7とも接続されている。
であり、LAN中継装置1を例にとって説明すると、パ
ーソナルコンピュータやスイッチ/リピータハブなどの
端末(図示せず)に接続可能な入出力ポート11がスイ
ッチ部12に接続されている。この入出力ポート11は
LANの伝送路仕様として国際標準である10BASE-T(10M
bps)と100BASE-TX(100Mbps)の自動認識が可能になって
いる。
は出力バッファ13が設けられており、この出力バッフ
ァ13におけるフレーム滞留数がアップリンク用モニタ
部14でモニタされ、アップリンク2の状態を常に監視
できるようになっている。また、スイッチ部12とスタ
ックリンク8との間にも出力バッファ15が設けられて
おり、アップリンク2の場合と同様に、出力バッファ1
5にスタックリンク用モニタ部16が接続されており、
出力バッファ15におけるスタックリンク8へのフレー
ム滞留数が常にモニタできるようになっている。
部17に接続されており、各モニタ部14及び16でそ
れぞれリンク2及び8の輻輳状態を検出した場合、輻輳
制御部17に輻輳状態が通知されるようになっている。
なお、出力バッファ13とアップリンク2との間にはイ
ンタフェース18が設けられており、また出力バッファ
15とスタックリンク8との間にもインタフェース19
が設けられている。
及びスタックリンク8へはいずれもLAN中継装置1か
らフレームが出力されて行く状態として図示している
が、逆にアップリンク2及びスタックリンク8からフレ
ームを入力する場合の入力部等は、図を簡略化するため
示されていない。
発生し得る輻輳状態を図10及び図11を参照してより
具体的に説明する。まず、図10の例では、アップリン
ク2に向かっている矢印は6本しか示されていないが、
アップリンク2のインタフェース18をギガインタフェ
ース、入出力ポートを100BASE-TX(100Mbpsインタフェ
ース)とすると、計算上10本を超える端末用入出力ポ
ート11が同時にフルワイヤ(伝送路の性能の上限)で
アップリンク2に通信しようとした場合、物理的にアッ
プリンク用インタフェース18の処理能力を超えるた
め、輻輳状態となる。
入出力ポート11に接続された端末4からインタフェー
ス18への矢印は6本示されており、さらにスタックリ
ンク8を経由して接続されたLAN中継装置7における
入出力ポート71に接続された端末9からは2本の矢印
が示されているので、合計で8本の矢印が示されてお
り、この場合も同様にして、計算上、10本を超える端
末用入出力ポート11及び71が同時にフルワイヤでア
ップリンク2に接続される場合、物理的にインタフェー
ス18の処理能力を超えるため、輻輳状態になる。
ニタ部14または16から輻輳制御部17に与えられる
と、輻輳制御部17はスイッチ部12に対してJAM信
号を送出するか、若しくは上記インタフェース10BASE-T
及び100BASE-TXが半二重通信の場合は意図的に入出力ポ
ート11に衝突(コリジョン)状態を発生させて、実質
的に以後の通信を停止させるように制御が行われてい
る。
ッファ滞留フレーム数がある一定閾値を超えると入出力
ポート11に接続されているリンクに対してポーズフレ
ームを送出し、このポーズフレームの受信側ではタイマ
が満了するまでの間、フレームの送信を停止するという
制御が行われている。
継装置のように、JAM信号の送出または強制的な衝突
状態を発生させるという制御方法では、入出力ポートへ
の入力を完全に止めてしまわなければならないという課
題がある。
したように複数のLAN中継装置同士が接続される場合
は、LAN中継装置単位でのフロー制御は可能である
が、入出力ポート単位のフロー制御が実現できない。こ
れに加え、装置単位でのフロー制御を行うと、装置内の
通信などアップリンク若しくはスタックリンクの輻輳状
態に無関係な通信にまで制御が掛かってしまうという課
題があった。
ックリンクが輻輳状態になった場合、ポートへの入出力
を停止することなく、且つ輻輳状態に無関係な通信に影
響を及ぼさないようにフロー制御を実行するLAN中継
装置を実現することを目的とする。
明に係るLAN中継装置では、ポート単位で入力制御を
行い、フレーム廃棄が生じないようにすることを主眼と
している。図1は本発明に係るLAN中継装置の原理説
明図(1)を示し、図中、図9と同一部分には同一符号
が付されている。なお、この図1の例では端末4として
4つの端末41〜44が入出力ポート11に接続されて
おり、この入出力ポート11は図9の従来例と同様に、
10BASE-T若しくは100BASE-TXが自動認識可能になってい
る。
及び43がバックボーンLAN3とフレームを送受信し
ており(,)、端末42と端末44がLAN中継装
置1内のスイッチ部(図示せず)を介して相互に通信し
ている()ものとする。このような状態で、アップリ
ンク2が輻輳状態になったとすると、まずLAN中継装
置1のアップリンク用モニタ部(図示せず)がアップリ
ンク2の輻輳状態を検出する。
部(図示せず)はアップリンク2を使用している端末4
1及び43に対して送信制限をかけることにより入出力
ポート11を制御する。この場合、LAN中継装置1は
端末41及び43の双方に対して入力制御をかけても良
いし、あるいは輻輳状態が解消されるのであれば、一方
の端末41または43のみ(最少限度の端末)に対して
入力制御をかけても良い()。
信は何ら制限を受けずにアップリンク2の輻輳時にフロ
ー制御を行うことが可能となる。図1の例ではアップリ
ンク2しか示されていないが、スタックリンクを介して
他のLAN中継装置に接続されているときには、スタッ
クリンク用モニタ部がスイッチング部を介して入出力ポ
ート11に接続されたスタックリンクの輻輳状態を検出
し、上記の輻輳制御部は、該スタックリンク用モニタ部
が該輻輳状態を検出した時、該入出力ポート11の内、
該スタックリンクを使用している入出力ポートに該輻輳
状態を解除させるための送信制限を掛けることができ
る。
とのネゴシエーションを更新しリンク速度を低下させる
ことにより該送信制限を掛けることができる。このとき
の動作を、図2を参照して以下に説明する。まず初期状
態(ステップS1)から、アップリンク用モニタ部また
はスタックリンク用モニタ部は輻輳状態になっているか
否かを監視し(同S2)、輻輳状態であることが分かっ
たときには、アップリンクまたはスタックリンク使用中
の入出力ポートを確認し(同S3)、その入出力ポート
11が100Mbpsで通信中であるか否かを判定する(同S
4)。
通信中でないときには、すなわち10Mbpsで通信中である
時には次の入出力ポートを確認する(同S5)。ステッ
プS4において、100Mbpsで通信中であることが分かっ
たときには、その入出力ポートに対し、10Mbpsで通信を
行うようにネゴシエーションを行う(同S6)。そし
て、再びアップリンク用モニタ部またはスタックリンク
用モニタ部で輻輳状態の監視を行い(同S7)、輻輳状
態が解消された場合には、上記の入出力ポートに関して
初期化ネゴシエーションを行う(同S8)。
(2)のような場合には、LAN中継装置1,5,及び
7が順次スタック接続されている。すなわち、LAN中
継装置1と5とがスタックリンク6により接続されてお
り、LAN中継装置5と7がスタックリンク8によって
接続されるように構成されている。
7に入出力ポート71から接続された端末9の内の端末
91が、スタックリンク8とLAN中継装置5とスタッ
クリンク6とLAN中継装置1とを経由してバックボー
ンLAN3とフレームを送受信しており()、端末9
2及び94がLAN中継装置7を介して相互に通信して
いる()ものとする。
状態に陥ると、まずLAN中継装置1のアップリンク用
モニタ部がアップリンク2の輻輳状態を検出する。そし
て、アップリンク2が輻輳状態にあることを、スタック
リンク6とLAN中継装置5とスタックリンク8とを経
由してLAN中継装置7の輻輳制御部に通知フレームを
用いて通知する()。
LAN中継装置7の輻輳制御部は、アップリンク2を使
用している端末91に対して図1の場合と同様にして入
力制限を掛ける()。これにより、端末92と94と
の間の通信は図1の場合と同様に何ら制限を受けずにア
ップリンク2の輻輳時でもフロー制御を可能にしてい
る。
使用している全ての入出力ポートのMACアドレスを含
むことができる。また、該通知フレームの代わりに、特
定パターンの輻輳通知信号を用いてもよい。さらに、上
記のモニタ部が、出力バッファに滞留しているフレーム
数が閾値を越えているとき該輻輳状態であるとし、該輻
輳制御部に対してそのフレーム中のMACアドレスを与
え、該輻輳制御部が該MACアドレスに対応した入出力
ポートを割り出すためのテーブルを有することができ
る。このテーブルは、一定時間毎に更新できる。
留しているフレーム数が閾値以下になったとき該輻輳状
態の解除通知を該輻輳制御部に送り、該輻輳制御部が、
該送信制限を解除することができる。
施例としての構成は図9に示した従来例と同様のものを
用いることができる。但し、モニタ部14及び16並び
に輻輳制御部17の動作は異なっており、以下に示すフ
ローチャート等によりその動作を説明する。
作フローにおいて、アップリンクの制御実施例をより詳
しく示したフローチャート図であり、この図4と図9を
参照して以下に本発明の実施例の動作を説明する。まず
アップリンク用モニタ部14においては、まず、内蔵す
るタイマ(図示せず)を開始させると共に、アドレス格
納メモリ(図示せず)をクリアする(ステップS1
1)。これらの動作は、タイマが満了する度毎に実行さ
れる(同S12)。
格納されたフレームの送信元MACアドレスをメモリに
格納するとともに(同S13)、このメモリに格納した
アドレス数からバッファ13に滞留しているフレーム数
を計数し、このフレーム数が閾値を超えたか否かを判定
する(同S14)。
ばステップS12に戻るが、そうでなければバッファ1
3に滞留しているフレームが多く輻輳状態にあると判定
してステップS13で格納したアドレスと輻輳制御の開
始を輻輳制御部17に通知する(同S15)。
から送られて来た送信元MACアドレスに基づき、内蔵
しているアドレス学習テーブルを参照し、当該アドレス
から制御対象となる入出力ポート11を割り出す(同S
16)。この結果、割り出された入出力ポート11に80
2.3uのネゴシエーションを10Mbpsで実行する(同S1
7)。
リンクに切り替えることによってアップリンク2に流入
するフレームの数を減らすこととなり、アップリンク2
のトラヒック量を減少させることが可能となる。この結
果、出力バッファ13の滞留フレーム数が閾値を下回る
ようになった時には(同S18)、モニタ部14は制御
解除を輻輳制御部17に通知する(同S19)。
では、該当するポートに802.3uネゴシエーションを100M
bpsで実行し(同S20)、元の処理能力に回復させる
ことができる。この実施例ではアップリンクの制御例に
ついて述べたが、出力バッファ15とスタックリンク用
モニタ部16と輻輳制御部17との関係も同様にして実
現できる。
5をモニタすることにより、スタックリンクに対して入
出力ポート11からスイッチ部12を経由して送出して
いるフレームのバッファ15における滞留数が閾値を超
えたか否かを監視する。そして、滞留数>閾値になった
ことを検出した場合、スタックリンク8の輻輳状態が輻
輳制御部17に通知される。
元MACアドレスを認識し輻輳制御部17に通知する。
従って、スタックリンク8の輻輳状態を通知された輻輳
制御部17は、この時点でスタックリンク8にフレーム
を送出している上記のMACアドレスに対応した入出力
ポートに対してフレームの入力制限を行うこととなる。
全ての送信元MACアドレスに対応した入出力ポートに
対して送信制限を掛けるか、或いは最少限度の入出力ポ
ートのみに送信制限を掛けるか、のいずれでもよい。上
記の実施例は、図1に示したような単一のLAN中継装
置内での輻輳制御実施例を示したものであるが、複数の
LAN中継装置間に渡るフロー制御について図5〜図8
を用いて以下に説明する。
の構成例において、後述する輻輳通知フレーム(1)を
用いたときのスタックリンクの制御実施例を示したもの
である。まず、ステップS21及びS22は図4に示し
たステップS11及びS12に対応しており、この後、
ステップS23においてはスタックリンク用出力バッフ
ァ、すなわち図9に示すLAN中継装置7における出力
バッファ13(したがって、図9と同様にアップリンク
用出力バッファと称することもできる)に格納されたフ
レームの送信元MACアドレスを内蔵メモリに格納す
る。
中継装置1からの輻輳通知フレーム(1)を受信したか
否かを判定する(同S24)。この輻輳通知フレーム
(1)の実施例が図6に示されており、ここではLAN
中継装置宛のIPフレームとし、制御フレームを示す識
別子とアップリンクの輻輳を示すビットとが設定されて
いる。なお、「MAC」には送信先アドレス、送信元ア
ドレス、プロトコル等が格納され、「IP」には同じく
送信先アドレス、送信元アドレス、及び種々のフラグな
どが格納されている。また、「padding」は空白
を埋めるためのダミービットであることを示している。
3の例に示す如く、LAN中継装置1におけるアップリ
ンク用モニタ部14から送出されるもので、このモニタ
部14は内蔵メモリに格納した送信元MACアドレスか
ら、滞留フレームがどこのLAN中継装置であるかを判
断することができ、この判断にしたがって対応するLA
N中継装置へ輻輳通知フレーム(1)を送ることができ
る。
部14は、ステップS23において格納した送信元MA
Cアドレスと輻輳制御の開始を輻輳制御部17に通知す
る(同S25)。これは、図4のステップS15に対応
するものであり、輻輳制御部17においては、ステップ
S26及びS27が実行されるが、これは図4における
ステップS16及びS17に対応する動作である。
おいてネゴシエーションで入力制限を入出力ポートにか
けた結果、出力バッファ13の滞留フレーム数が閾値を
下回るようになったことが分かったときには(同S2
8)、モニタ部14は輻輳制御部17に対して制御解除
を通知し(同S29)、これに応答して輻輳制御部17
は図4のステップS20と同様にして入力制限の解除を
行う。
装置からアップリンク2へのフレームの送出状況によっ
て変わるので、アップリンク用出力バッファ13に滞留
した全てのフレームの送信元MACアドレスに対応した
入出力ポートに送信制限を掛けることとなる。
レーム(1)が何らかの形で輻輳状態があったことだけ
をスタックリンクを介して他のLAN中継装置に通知し
ているが、図7に示す実施例の場合には輻輳通知フレー
ム(2)を用いてスタックリンクの制御を行っている。
フレーム(2)が受信したか否かを判定する(ステップ
S31)。この輻輳通知フレーム(2)の実施例が図8
に示されており、この実施例では図6の実施例と同様に
LAN中継装置宛のIPフレームとし、制御フレームを
示す識別子とアップリンクの輻輳状態を示すビットと、
格納MACアドレスの数と、さらに送信元MACアドレ
スのフィールドが設けられている。
フレーム(2)を受信したことが分かったときにはこの
フレーム(2)に格納されている送信元MACアドレス
と輻輳制御の開始を当該LAN中継装置の輻輳制御部1
7に通知する(同S32)。このようなアドレスを受け
取った輻輳制御部17においては、上記のステップS1
6,S17及びS26,S27と同様にステップS33
及びS34において制御対象入出力ポートを割り出し、
且つその入出力ポートに対して802.3uネゴシエーション
を10Mbpsで実行する。
出力バッファ13の滞留フレーム数が閾値を下回ったか
どうか判定し(同S35)、このように下回った場合に
は制御解除を輻輳制御部17に通知し(同S36)、輻
輳制御部17はこの通知により802.3uネゴシエーション
を100Mbpsで実行して入力制限状態を解除する。
レーム(1)及び(2)を用いたが、この他に例えば一
定時間のオール“1”の送出や特定パターンの繰り返し
のような輻輳通知信号を物理的に用いても良い。
中継装置によれば、アップリンクまたはスタックリンク
を使用している出力バッファをモニタし、アップリンク
またはスタックリンクが輻輳状態にある時には当該フレ
ームの送信元である入出力ポートに送信制限をかけ、さ
らにはスタックリンクを介して複数台接続されている場
合においてアップリンクを有するLAN中継装置がアッ
プリンクの輻輳状態を検出して他のLAN中継装置にそ
の輻輳状態を通知して送信制限を掛けるように構成した
ので、入出力ポート単位での入力制限が可能となり、不
必要な通信制御を排除することが可能となる。
(1)を示したブロック図である。
(1)の全体動作を示したフローチャート図である。
(2)を示したブロック図である。
ンクの制御実施例を示したフローチャート図である。
フレーム(1)を用いたときの制御実施例を示したフロ
ーチャート図である。
通知フレーム(1)を示したフォーマット図である。
フレーム(2)を用いたときの制御実施例を示したフロ
ーチャート図である。
通知フレーム(2)を示したフォーマット図である。
継装置の構成例を示したブロック図である。
説明図(1)である。
説明図(2)である。
Claims (10)
- 【請求項1】スイッチング部を介して入出力ポートに接
続されたアップリンクの輻輳状態を検出するアップリン
ク用モニタ部と、 該モニタ部が該輻輳状態を検出した時、該入出力ポート
の内、該アップリンクを使用している入出力ポートに該
輻輳状態を解除させるための送信制限を掛ける輻輳制御
部と、 を備えたことを特徴とするLAN中継装置。 - 【請求項2】請求項1において、 他のLAN中継装置に接続され、スイッチング部を介し
て入出力ポートに接続されたスタックリンクの輻輳状態
を検出するスタックリンク用モニタ部を備え、 該輻輳制御部は、該スタックリンク用モニタ部が該輻輳
状態を検出した時、該入出力ポートの内、該スタックリ
ンクを使用している入出力ポートに該輻輳状態を解除さ
せるための送信制限を掛けることを特徴としたLAN中
継装置。 - 【請求項3】請求項1又は2において、 該輻輳制御部が、該ポートとのネゴシエーションを更新
しリンク速度を低下させることにより該送信制限を掛け
ることを特徴としたLAN中継装置。 - 【請求項4】請求項1乃至3のいずれかにおいて、 該輻輳制御部が、該輻輳状態を解除するために必要な最
少限度の入出力ポートに該送信制限を掛けることを特徴
としたLAN中継装置。 - 【請求項5】請求項2において、 該アップリンク用モニタ部が、該輻輳状態を検出した
時、他のLAN中継装置の該輻輳制御部に専用の通知フ
レームを送って該輻輳状態を通知することを特徴とする
LAN中継装置。 - 【請求項6】請求項5において、 該通知フレームが、該リンクを使用している全ての入出
力ポートのMACアドレスを含むことを特徴としたLA
N中継装置。 - 【請求項7】請求項5において、 該通知フレームの代わりに、特定パターンの輻輳通知信
号を用いることを特徴としたLAN中継装置。 - 【請求項8】請求項1又は2において、 該モニタ部が、出力バッファに滞留しているフレーム数
が閾値を越えているとき該輻輳状態であるとし、該輻輳
制御部に対してそのフレーム中のMACアドレスを与
え、該輻輳制御部が該MACアドレスに対応した入出力
ポートを割り出すためのテーブルを有していることを特
徴としたLAN中継装置。 - 【請求項9】請求項8において、 該テーブルが、一定時間毎に更新されることを特徴とし
たLAN中継装置。 - 【請求項10】請求項1乃至9のいずれかにおいて、 該モニタ部が、出力バッファに滞留しているフレーム数
が閾値以下になったとき該輻輳状態の解除通知を該輻輳
制御部に送り、該輻輳制御部が、該送信制限を解除する
ことを特徴としたLAN中継装置。
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