JP2004186745A - スイッチングハブ - Google Patents

Abstract

【課題】リダンダント設定が容易で、リダンダント機能が高速のスイッチングハブを提供することにある。
【解決手段】正副ポート１ｍ，１ｓを切り替えるリダンダント機能を有するスイッチングハブ１において、正ポート１ｍから副ポート１ｓに切り替えた後、アドレステーブルを参照し、正ポート１ｍ以外に対応したＭＡＣアドレスを送信元アドレスに持つフレームを生成し、そのフレームを副ポート１ｓから送信するものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正副ポートを切り替えるリダンダント機能を有するスイッチングハブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチングハブは、ポート間でフレームを転送するとき、フレームの宛先アドレスを解析し、その宛先アドレスをアドレステーブルで参照して、宛先の端末がつながったポートにのみフレームを転送するものであり、複数のポートを備えたブリッジとして機能する。すなわち、スイッチングハブは、端末間での１対１のデータ転送が同時に複数実行可能な通信機器である。
【０００３】
従来のスイッチングハブは、正副ポートを切り替えるリダンダント機能を有している。このリダンダント機能を確実に発揮させるため、例えば、図６に示すように、レイヤ２までで動作する二台の同じスイッチングハブ（従来型 Ｌ２ ＳＷ）５１，５２が対向して設けられている場合、双方のスイッチングハブ５１，５２において、各副ポート（スレーブポート）５１ｓ，５２ｓを各正ポート（マスターポート）５１ｍ，５２ｍのリダンダントポートにそれぞれ設定（対向でリダンダント設定）している。
【０００４】
対向でリダンダント設定しない場合には、正ポート上の障害発生あるいは復旧時に使用ポートが切り替わる際、アドレステーブルが直ちに更新されず、エージングタイムが経過するまで正ポートあるいは副ポートにフレームが送信され続けることがある。
【０００５】
そこで、図７に示すように、一方のスイッチングハブ５２の副ポート５２ｓを正ポート５１ｍのリダンダントポートに設定し、かつ副ポート５２ｓ側のリンクを落としておくなどの処理をしている。図６および図７では、フレームの通常経路を太線で、冗長経路を細線で表している。
【０００６】
これにより、スイッチングハブ５１，５２では、通常は正ポート５１ｍ，５２ｍでフレームを送受信し、正ポート５１ｍ，５２ｍ上の障害時には、正ポート５１ｍ，５２ｍから副ポート５１ｓ，５２ｓに切り替え、副ポート５１ｓ，５２ｓでフレームを送受信するようになっている。
【０００７】
一方、正ポート５１ｍ，５２ｍ上の復旧時には、副ポート５１ｓ，５２ｓから正ポート５１ｍ，５２ｍに切り替え、正ポート５１ｍ，５２ｍでフレームを送受信するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のスイッチングハブでは、対向でリダンダント設定する必要があるので、設定台数が多くなり、設定が面倒になるという問題がある。
【０００９】
また、対向でリダンダント設定しない場合には、一方のスイッチングハブをリダンダント設定し、かつ副ポート側のリンクを落としておくなどの処理が必要なので、フレームの通常経路から冗長経路への切り替え速度が低下し、リダンダント機能が低速になるという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、リダンダント設定が容易で、高速のリダンダント機能を有するスイッチングハブを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、正副ポートを切り替えるリダンダント機能を有するスイッチングハブにおいて、正ポートから副ポートに切り替えた後、アドレステーブルを参照し、正ポート以外に対応したＭＡＣアドレスを送信元アドレスに持つフレームを生成し、そのフレームを副ポートから送信するスイッチングハブである。
【００１２】
請求項２の発明は、正副ポートを切り替えるリダンダント機能を有するスイッチングハブにおいて、副ポートから正ポートに切り替えた後、アドレステーブルを参照し、副ポート以外に対応したＭＡＣアドレスを送信元アドレスに持つフレームを生成し、そのフレームを正ポートから送信するスイッチングハブである。
【００１３】
請求項３の発明は、上記フレームはブロードキャストフレームである請求項１または２記載のスイッチングハブである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１５】
図１は、本発明の好適実施の形態であるスイッチングハブを用いて構築したネットワークの一例を示す概略図である。
【００１６】
図１に示すように、ネットワーク１０は、本発明に係るレイヤ２までで動作する一台のスイッチングハブ（Ｌ２ ＳＷ）１と、図５および図６で説明した従来の三台の同じスイッチングハブ５１〜５３とを用いてループ状に構築したネットワークである。各スイッチングハブ１，５１〜５３は、主としてＬＡＮなどのネットワークで複数の端末を接続するために用いられ、端末間での１対１のフレーム（データ）転送が同時に複数実行可能な通信機器である。各スイッチングハブ１，５１〜５３は複数のポートをそれぞれ備えているが、図１では説明の便宜上、代表的なポートのみを描いている。
【００１７】
各スイッチングハブ１，５１〜５３は、図４に示すようなイーサネットフレーム３０を転送する。イーサネットフレーム３０は、データ部３３の先頭に、宛先端末のＭＡＣアドレス（ＤＡ）３１と送信元端末のＭＡＣアドレス（ＳＡ）３２とが付加されたものである。
【００１８】
図１のネットワーク１０をより詳細に説明する。スイッチングハブ５１のアップリンクポート５１ｕは、光ファイバや同軸ケーブルなどの伝送路１１ｕを介してアップリンク側の図示しない通信機器に接続されている。スイッチングハブ５１の正ポート５１ｍは、伝送路１１ａを介してスイッチングハブ５２のポート５２ｕと接続されている。スイッチングハブ５１の副ポート５１ｓは、伝送路１１ｃを介してスイッチングハブ５３のポート５３ｕと接続されている。
【００１９】
スイッチングハブ１のダウンリンクポート１ｄは、伝送路１１ｄを介してダウンリンク側の図示しない通信機器に接続されている。スイッチングハブ１の正ポート１ｍは、伝送路１１ｂを介してスイッチングハブ５２のポート５２ｄと接続されている。スイッチングハブ１の副ポート１ｓは、伝送路１１ｄを介してスイッチングハブ５３のポート５３ｄと接続されている。
【００２０】
ネットワーク１０では、通常、スイッチングハブ５１、伝送路１１ａ、スイッチングハブ５２、伝送路１１ｂ、スイッチングハブ１を経由する通常経路（図１では細線）でフレーム３０が送受信される。スイッチングハブ５１、伝送路１１ｃ、スイッチングハブ５３、伝送路１１ｄ、スイッチングハブ１を経由する経路（図１では太線）は、通常経路上に障害が発生した場合に使用される冗長経路である。
【００２１】
スイッチングハブ１は、従来のスイッチングハブ５１〜５３と同様、正ポート１ｍ上の障害時、正ポート１ｍから副ポート１ｓに切り替え、正ポート１ｍ上の復旧時、副ポート１ｓから正ポート１ｍに切り替えるリダンダント機能を有している。ネットワーク１０では、スイッチングハブ１だけをリダンダント設定している。すなわち、副ポート１ｓを正ポート１ｍのリダンダントポートに設定している。他のスイッチングハブ５１〜５３はリダンダント設定しない。
【００２２】
このスイッチングハブ１は、従来のスイッチングハブ５１〜５３と同様、図２に示すようなアドレステーブル（アドレス学習テーブルあるいはＦＤＢ）２１を備えている。アドレステーブル２１は、端末や機器のＭＡＣアドレスを、スイッチングハブ１のポート番号にマッピングしたものである。
【００２３】
スイッチングハブ１は、従来のスイッチングハブ５１〜５３と同様、一つのポートに対して複数の端末や機器のＭＡＣアドレスを学習する。
【００２４】
アドレステーブル２１は、ネットワーク１０の構築当初には作成されていないが、スイッチングハブ１がそのポートで受信したフレーム３０のＳＡ３２を調べて登録することで、自動的に作成される。
【００２５】
図１と図２を対応させれば、正ポート１ｍがポート番号１であり、副ポート１ｓがポート番号２である。スイッチングハブ１は、アドレステーブル２１を参照することで、正ポート１ｍにスイッチングハブ５２や図示しない端末が接続され、副ポート１ｓにスイッチングハブ５３や図示しない端末が接続されていることがわかる。
【００２６】
ここで、図３を用いてアドレステーブル２１の一例を説明する。図３では、説明を簡単にするため、スイッチングハブ１とスイッチングハブ５２の関係のみを図１から抜き出して描いている。双方のスイッチングハブ１，５２ともポート数を６個とし、左側から順にポート番号１〜６が付けられているものとする。また、スイッチングハブ１の正ポート１ｍは、スイッチングハブ５２のポート番号１のポート５２ｄと接続され、スイッチングハブ５２のポート番号２〜５の各ポートには、それぞれ端末ａ〜ｄが接続されているものとする。
【００２７】
図３に示すように、スイッチングハブ１は、ポート番号１上にスイッチングハブ５２と端末ａ〜ｄとが存在するので、ポート番号１に対してスイッチングハブ５２と端末ａ〜ｄのＭＡＣアドレスを学習する。したがって、そのアドレステーブル２１には、これらのＭＡＣアドレスがポート番号１にマッピングされる。
【００２８】
一方、スイッチングハブ５２は、ポート番号１上にスイッチングハブ１が存在し、各ポート番号２〜５上にそれぞれ端末ａ〜ｄが存在するので、ポート番号１に対してスイッチングハブ１のＭＡＣアドレスを学習し、各ポート番号２〜５に対してそれぞれ端末ａ〜ｄのＭＡＣアドレスだけを学習する。したがって、そのアドレステーブル５２ｔには、スイッチングハブ１のＭＡＣアドレスがポート番号１にマッピングされ、各端末ａ〜ｄのＭＡＣアドレスがそれぞれポート番号２〜５にマッピングされる。
【００２９】
さて、図１および図２に示すように、本発明に係るスイッチングハブ１は、スイッチングハブ５２の故障あるいは伝送路１１ｂの障害Ｘなどの正ポート１ｍ上の障害発生時、正ポート１ｍから副ポート１ｓに切り替えた後、アドレステーブル２１を参照し、正ポート１ｍ（ポート番号１）以外に対応したＭＡＣアドレスの全ての個数について、そのＭＡＣアドレスをそれぞれＳＡに持つブロードキャストフレームを新たに生成し、これらのブロードキャストフレームを副ポート１ｓから全て送信するものである。
【００３０】
すなわち、新たに生成するフレームの総数は、アドレステーブル２１に登録された全ＭＡＣアドレスの個数から、正ポート１ｍ（ポート番号１）に対応したＭＡＣアドレスの個数を引いた個数となる。
【００３１】
この新たに生成するフレームは、ブロードキャストフレームでなくてもよく、スイッチングハブ５１に障害Ｘを検知させる点を考慮して、その宛先が少なくとも対向のスイッチングハブ５１になっていればよい。
【００３２】
本実施の形態の作用を説明する。
【００３３】
ネットワーク１０において、フレーム３０が通常経路で送受信されているとする。伝送路１１ｂで障害Ｘが発生すると、スイッチングハブ１は、伝送路１１ｂが直接接続されていたので、障害Ｘを直ちに検知する。このとき、スイッチングハブ５１は、伝送路１１ｂが直接接続されていなかったので、まだ障害Ｘを検知できない。
【００３４】
スイッチングハブ１は、リダンダント設定されているので、正ポート１ｍから副ポート１ｓに切り替えた後、アドレステーブル２１を参照し、正ポート１ｍ以外に対応したＭＡＣアドレスの全ての個数について、そのＭＡＣアドレスをそれぞれＳＡに持つブロードキャストフレームを新たに生成し、これらのブロードキャストフレームを副ポート１ｓから全て送信する。
【００３５】
すると、図１の矢印Ａ〜Ｄで示したように、ネットワーク１０内の全てのスイッチングハブ５１〜５３のみならず、アップリンク側にも障害Ｘの発生を直ちに伝えることができる。また、ブロードキャストフレームを送信した場合には、ユニキャストフレームを送信する場合に比べて、スイッチングハブ１の使用帯域を狭くでき、フラッディングを防止できるという利点もある。
【００３６】
これにより、各スイッチングハブ５１〜５３において、各スイッチングハブ５１〜５３がアドレス（どのポートにどの機器や端末が健全な状態で接続されているのか）をそれぞれ強制的に再学習するので、障害Ｘ発生前のアドレステーブルがそれぞれ更新される。
【００３７】
これ以降は、再学習したアドレスをＤＡに持つフレーム３０を、ブロードキャストフレームを受信したポートに転送するようになるので、フレーム３０の通常経路が冗長経路に直ちに切り替わり、障害Ｘ発生後にアップリンク側から来たフレーム３０を、スイッチングハブ５１、スイッチングハブ５３、スイッチングハブ１を経てダウンリンク側まで直ちに中継できる。
【００３８】
従来のスイッチングハブだけでネットワーク１０を構築した場合、スイッチングハブ５１は障害Ｘを検知できないので、障害Ｘ発生後にアップリンク側から来たフレーム３０をスイッチングハブ５２に転送してしまうが、スイッチングハブ１を用いてネットワーク１０を構築することにより、スイッチングハブ５１は障害Ｘを直ちに検知できるので、障害Ｘ発生後にアップリンク側から来たフレーム３０をスイッチングハブ５２に転送することはない。
【００３９】
一方、伝送路１１ｂの復旧時、スイッチングハブ１は、副ポート１ｓから正ポート１ｍに切り替えた後、アドレステーブル２１を参照し、副ポート１ｓ（ポート番号２）以外に対応したＭＡＣアドレスの全ての個数について、そのＭＡＣアドレスをそれぞれＳＡに持つブロードキャストフレームを新たに生成し、これらのブロードキャストフレームを正ポート１ｍから全て送信する。
【００４０】
これにより、上述と同様の理由で、フレーム３０の冗長経路が通常経路に直ちに切り替わり、アップリンク側から来たフレーム３０を、スイッチングハブ５１、スイッチングハブ５２、スイッチングハブ１を経てダウンリンク側まで直ちに中継できる。
【００４１】
ただし、スイッチングハブ１は、正ポート１ｍ上の障害時、正ポート１ｍから副ポート１ｓに切り替える機能を備えていればよく、必ずしも正ポート１ｍ上の復旧時に副ポート１ｓから正ポート１ｍに切り替える機能を備えていなくてもよい。
【００４２】
このように、本発明に係るスイッチングハブ１は、一つのループ状のネットワークに対して一台設ければよく、ネットワーク内の他のスイッチングハブをリダンダント設定しなくてよいので、設定台数が少なくなり、設定が容易である。
【００４３】
また、従来のように副ポートをリンクダウンしておく必要もないので、フレームの通常経路から冗長経路への切り替え速度が低下することもなく、リダンダント機能が高速になる。
【００４４】
次に、スイッチングハブ１を用いて構築したネットワークの別例を説明する。
【００４５】
図５は、スイッチングハブ１を用いて構築したネットワーク４０の一例を示す概略図である。
【００４６】
図５に示すように、ネットワーク４０は、図１で説明したネットワーク１０において、スイッチングハブ１とスイッチングハブ５１とを入れ換えたものである。
【００４７】
ネットワーク１０と同様、このネットワーク４０の伝送路１１ａに障害Ｙが発生した場合、スイッチングハブ１は、正ポート１ｍから副ポート１ｓに切り替えた後、アドレステーブルを参照し、正ポート１ｍ以外に対応したＭＡＣアドレスの全ての個数について、そのＭＡＣアドレスをそれぞれＳＡに持つブロードキャストフレームを新たに生成し、これらのブロードキャストフレームを副ポート１ｓから全て送信する。
【００４８】
すると、図５の矢印Ｅ〜Ｈで示したように、ネットワーク４０内の全てのスイッチングハブ５１〜５３のみならず、ダウンリンク側にも障害Ｙの発生を直ちに伝えることができる。
【００４９】
これにより、上述と同様の理由で、フレーム３０の通常経路が冗長経路に直ちに切り替わり、ダウンリンク側から来たフレーム３０を、スイッチングハブ５１、スイッチングハブ５３、スイッチングハブ１を経てアップリンク側まで直ちに中継できる。
【００５０】
伝送路１１ａの復旧時についても同様なので、スイッチングハブ１は、ネットワークのダウンリンク側に接続してもよいし、アップリング側に接続してもよいことがわかる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００５２】
（１）リダンダント設定が容易である。
【００５３】
（２）高速のリダンダント機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施の形態を用いて構築したネットワークの一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係るスイッチングハブのアドレステーブルの一例を示す図である。
【図３】図２に示したアドレステーブルの一例を説明する図である。
【図４】イーサネットフレームの一例を示す図である。
【図５】本発明に係るスイッチングハブを用いて構築したネットワークの別例を示す概略図である。
【図６】従来のスイッチングハブの一例を示す概略図である。
【図７】従来のスイッチングハブの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ スイッチングハブ
１ｍ 正ポート
１ｓ 副ポート
１０ ネットワーク
５１〜５３ 従来のスイッチングハブ

Claims (3)

1. 正副ポートを切り替えるリダンダント機能を有するスイッチングハブにおいて、正ポートから副ポートに切り替えた後、アドレステーブルを参照し、正ポート以外に対応したＭＡＣアドレスを送信元アドレスに持つフレームを生成し、そのフレームを副ポートから送信することを特徴とするスイッチングハブ。
2. 正副ポートを切り替えるリダンダント機能を有するスイッチングハブにおいて、副ポートから正ポートに切り替えた後、アドレステーブルを参照し、副ポート以外に対応したＭＡＣアドレスを送信元アドレスに持つフレームを生成し、そのフレームを正ポートから送信することを特徴とするスイッチングハブ。
3. 上記フレームはブロードキャストフレームである請求項１または２記載のスイッチングハブ。

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