JP2006074554A - Aging system of address management table - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,IEEEイーサネット(Ethernet:登録商標)フレームを多重またはスイッチングする通信システムにおけるアドレス管理テーブルのエージング方式に関する。 The present invention relates to an aging method of an address management table in a communication system that multiplexes or switches IEEE Ethernet (registered trademark) frames.
近年,広帯域と高信頼性を有するコア網(ISP(Internet Service Provider) ,VPN(Virtual Private Network ) ,CDN(Contents Distribution Network: 動画等のコンテンツを提供する網) 等を構成する網や,これらと接続する網)は,SDH(Synchronous Digital Hierarchy:ディジタル同期網) やATM(Asynchronous Transfer Mode:非同期転送モード) 技術が主に用いられてきた。 In recent years, a network that constitutes a core network (ISP (Internet Service Provider), VPN (Virtual Private Network), CDN (Contents Distribution Network: a network that provides contents such as videos)) having a wide bandwidth and high reliability, SDH (Synchronous Digital Hierarchy: Digital Synchronous Network) and ATM (Asynchronous Transfer Mode) technologies have been mainly used as the network to be connected.
ところが,LANの世界的な急速な普及により,イーサネットスイッチを始めとするLAN機器が急速に安価に提供されるようになった。また,大規模な企業ユーザを含む,大多数のエンドユーザが,イーサネットを利用したLANを使用しているため,アクセス網やコア網にも安価にネットワークを構築できるイーサネット利用のサービスが普及してきた。 However, with the rapid spread of LAN worldwide, LAN devices such as Ethernet switches have been rapidly provided at low cost. In addition, since a large number of end users, including large-scale corporate users, use LANs that use Ethernet, Ethernet-based services that can build networks at low cost in access networks and core networks have become widespread. .
イーサネット技術をベースにした通信サービスの全体構成を図5に示す。図中,80はユーザ網であり,81A〜81Cはユーザ,82はFTTH/B/C(Fiber To The Home,Bulding/Curb)やONU(Optical Network Unit)またはDSU(Digital Service Unit)等の各ユニット83を収容したアクセス網,83はユニット,84はイーサネットのフォーマットのフレームのヘッダに含まれたMAC(Media Access Control) アドレスに基づいてフレームのスイッチングを行うスイッチ(イーサネット技術を使用するエッジスイッチ,コアスイッチまたはLANスイッチ等の各種のスイッチ),85はコア網を表し,86−1はISPが設けられたコア網,86−2はVPNを構成するコア網,86−3はCDN(Contents Distribution Network)が設けられたコア網である。
FIG. 5 shows the overall configuration of a communication service based on Ethernet technology. In the figure, 80 is a user network, 81A to 81C are users, 82 is FTTH / B / C (Fiber To The Home, Bulking / Curb), ONU (Optical Network Unit), DSU (Digital Service Unit), etc. An access network that accommodates the
図6はイーサネットフレームの各種のフォーマットを示す。図6には,複数の種類のフレーム構成を示し,a.はイーサネットII(DIX),b.はイーサネット802.3 (RAW),c.はイーサネット802.3 (LLC:Logical Link Control),d.はイーサネット802.3 (LLC+SNAP(Sub-Network Access Protocol)) の各規格に対応する。図中,PAは8バイトのプリアンブルで,同期確立のために使用する特定の信号ビット列である。SFD(1バイト=8ビット)は特定パターンのスタート・フレーム・デリミタである。DA(Destination Address)は宛先アドレス(6バイト),SA(Source Address)は送信元アドレス(6バイト),TPID(Tag Protocol IDentifier) はタグプロトコル識別子,TCI(Tag Control Identifier)はタグ制御情報,Lengthはデータ部の長さ(パディングを除く)を表し,Dataは上位プロトコルのデータ,PAD(Padding) はデータが最小フレーム長に達しないときに付加して調整するバイト,DSAP(Destination Service Access Point)は宛先上位層プロトコル識別子,SSAP(Source Service Access Point) は送信元上位層プロトコル識別子,Ctrl(Control) は制御を表し,OUI(Organizationally Unique Identifier)は管理組織識別子,PID(Protocol IDentifier) はプロトコル識別子,FCS(Frame Check Sequence)はフレーム検査シーケンスである。以下の説明では,これらのa.〜d.のフレームだけでなく,IEEE802.3 で規定されるVLANタグや,ユーザが独自に定めたタグを付与したフレームも,イーサネットフレームに含まれる。 FIG. 6 shows various formats of the Ethernet frame. FIG. 6 shows a plurality of types of frame configurations, and a. Is Ethernet II (DIX), b. Is Ethernet 802.3 (RAW), c. Is Ethernet 802.3 (LLC: Logical Link Control), d. Corresponds to Ethernet 802.3 (LLC + SNAP (Sub-Network Access Protocol)) standards. In the figure, PA is an 8-byte preamble, which is a specific signal bit string used for establishing synchronization. SFD (1 byte = 8 bits) is a start frame delimiter of a specific pattern. DA (Destination Address) is the destination address (6 bytes), SA (Source Address) is the source address (6 bytes), TPID (Tag Protocol IDentifier) is the tag protocol identifier, TCI (Tag Control Identifier) is the tag control information, Length Represents the length of the data part (excluding padding), Data is data of the upper protocol, PAD (Padding) is a byte to be added and adjusted when the data does not reach the minimum frame length, DSAP (Destination Service Access Point) Is a destination upper layer protocol identifier, SSAP (Source Service Access Point) is a source upper layer protocol identifier, Ctrl (Control) is control, OUI (Organizationally Unique Identifier) is a management organization identifier, and PID (Protocol IDentifier) is a protocol identifier. , FCS (Frame Check Sequence) is a frame check sequence. In the following description, these a. ~ D. In addition to the above frame, a VLAN tag specified by IEEE 802.3 and a frame to which a tag uniquely defined by the user is added are also included in the Ethernet frame.
イーサネットスイッチでは,IEEE802.1Dのブリッジ機能(MACブリッジと呼ばれる)に準拠したイーサネットフレームの宛先アドレス(DA)に基づいて転送方路を決定する。スイッチは学習機能を持つアドレステーブルを備え,MACアドレスである送信元アドレス(SA:Source Address)とフレームが到着したポート番号を表す送信元ポート(SP:Source Port))とを関係付ける構成を備える。 In the Ethernet switch, a transfer route is determined based on a destination address (DA) of an Ethernet frame compliant with the IEEE802.1D bridge function (referred to as a MAC bridge). The switch has an address table having a learning function, and has a configuration for associating a source address (SA) that is a MAC address with a source port (SP: Source Port) that represents a port number at which a frame arrives. .
図7はスイッチとアドレス管理テーブルの説明図である。図中,84はポートA,B,C,Dを備えるスイッチ,840はアドレス管理テーブルであり,先頭にMACアドレスである送信元アドレス(SA),次にその送信元ポート番号(SP),更に当該送信元アドレスと送信元ポート番号を持つフレームの最終到着時刻が登録される。初期状態ではこのアドレス管理テーブルには何も設定されていないが,例えば,ポートAに送信元アドレス(SA)を「Y」とし,宛先アドレス(DA)を「X」とするフレームが到着すると,スイッチ84ではアドレス管理テーブル840を検索するが,フレームに設定された宛先アドレス(DA)が検出できないため未学習フレームとして扱う。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a switch and an address management table. In the figure, 84 is a switch having ports A, B, C, and D, 840 is an address management table, the source address (SA) that is the MAC address at the head, the source port number (SP), and the The last arrival time of the frame having the transmission source address and the transmission source port number is registered. In the initial state, nothing is set in this address management table. For example, when a frame having a source address (SA) “Y” and a destination address (DA) “X” arrives at port A, The
未学習フレーム到着時には,スイッチ84でアドレス管理テーブル840の中に送信元アドレス(MACアドレス「Y」)と送信元ポート番号(「A」)を新規登録すると共に,時刻をそのフレーム最終到着時刻である「T1」に設定し,受信フレームをフラッディング(フレームをスイッチの全ポートにコピーして転送)する。これに対して,特定のポート(ポートCとする)の先に接続されたフレームの宛先(MACアドレス「X」)に対応する相手装置が応答し,フレームを送信するとスイッチ84はこのフレームをポートCにて受信し,アドレス管理テーブル840に送信元のアドレス「X」,ポート番号「C」を新規登録し,以後のMACアドレス「X」を宛先アドレス(DA)とするフレームはポート番号「C」に出力するようスイッチにおいて利用される。
When an unlearned frame arrives, the
また,アドレス管理テーブルに登録済であっても,一定期間(エージング時間)到着しない送信元アドレスはアドレス管理テーブルから削除する。なお,エージング時間としては,例えば8分という時間を用いることができる。 Further, even if registered in the address management table, a source address that does not arrive for a certain period (aging time) is deleted from the address management table. As the aging time, for example, a time of 8 minutes can be used.
図8は従来のエージング方式の説明図である。図中,840はエントリ番号(No),送信元アドレス(MACアドレス),送信元ポート番号(Port番号),最終到着時刻(LAT:Last Arrival Time)の各項目からなるアドレス管理テーブル,841は現在時刻を発生する装置クロック,842はエージング処理部である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a conventional aging method. In the figure,
従来のイーサネットスイッチでは,図8のエージング処理部842におけるハードウェアまたはソフトウェアの処理によってアドレス管理テーブル内の最終到着時刻(LAT)を個別に管理している。すなわち,エージング処理部842は,各エントリ(番号a,b,c,……)毎に,対応する最終到着時刻LAT(a),LAT(b),……を抽出して,次の演算を含む判断を一定時間毎に行う。
In the conventional Ethernet switch, the last arrival time (LAT) in the address management table is individually managed by hardware or software processing in the
最終到着時刻+エージング時間≦現在時刻
これに該当するエントリ,すなわち,最終到着時刻からエージング時間が経過したエントリを検出すると,そのエントリのデータをアドレス管理テーブルから削除する。
Last arrival time + aging time ≦ current time When an entry corresponding to this, that is, an entry whose aging time has elapsed from the last arrival time is detected, the data of the entry is deleted from the address management table.
従来のスイッチングハブの技術に関して,各エントリ毎に送信元MACアドレスに対応するポート番号を登録時間と共に登録したフィルタリングテーブルのエージング時間を可変にする技術(特許文献1参照)が知られている。また,LANスイッチングハブ装置に設けたブリッジテーブルの登録時間をアクセス頻度に応じて可変に制御することにより処理負担を軽減する技術(特許文献2参照)が存在する。
従来の方式では,エージング判定をエントリ毎に加算処理と比較処理とを組み合わせて行っていたため,ハードウェアで実現すると回路規模が大きくなり,ソフトウェアで実現すると演算負荷が重くなるという問題があった。これに関して,上記特許文献1及び特許文献2の技術では,エージング判定を行う周期を可変に設定するものであり,エージング判定の処理自体を効率的に行うものではない。
In the conventional method, since the aging determination is performed by combining the addition process and the comparison process for each entry, there is a problem that the circuit scale becomes large when realized by hardware and the calculation load becomes heavy when realized by software. In this regard, in the techniques of
本発明はイーサネットスイッチにおいてエージング判定の処理の負担を軽減することができるアドレス管理テーブルのエージング方式を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an address management table aging method capable of reducing the load of aging determination processing in an Ethernet switch.
図1は本発明の原理構成を示す。図中,10〜13は本発明によるイーサネットフレームを用いた通信システムを構成する各部を表し,10はMACアドレスを管理するアドレス管理テーブルであり,エントリ番号(No.で表す)のa,b,c,…に対応して,送信元アドレス(ソースアドレスという場合もある:SA)及びフレームが着信したポート番号(ソースポートという場合もある:SP)とが登録される。11は本発明により設けられた到着有無管理部,110は各エントリ番号を格納するエントリ番号格納部110aと各エントリ番号に対応してそれぞれ(n+1)ビットからなる周期毎到着有無データ格納部110bとで構成される到着有無管理テーブルである。12は管理周期の時間毎に割り込みを行う装置クロック,13はエージング処理部である。
FIG. 1 shows the principle configuration of the present invention. In the figure,
アドレス管理テーブル10の各エントリ番号に対応する周期毎到着有無データ格納部110bは(n+1)ビットのデータで構成され,一定の管理周期(T)内に当該エントリ番号の送信元アドレス(SA)と送信元ポート(SP)を持つフレームが到着した場合,周期毎到着有無データ格納部110bの該当エントリの最下位(右端)ビットに“1”が立てられる。この最下位ビット(右端のビット)が最近の管理周期内(T0で表す)のフレーム到着の有無を表し,最下位ビットの左側のビットはその1周期前(T1で表す)のフレーム到着の有無を表し,左端の最上位ビット(nビット)はn周期前(Tnで表す)のフレーム到着の有無を表す。 The arrival / absence data storage unit 110b for each period corresponding to each entry number in the address management table 10 is composed of (n + 1) bits of data, and within a certain management period (T), the transmission source address (SA) of the entry number. When a frame having a transmission source port (SP) arrives, “1” is set to the least significant (right end) bit of the corresponding entry in the period arrival / absence presence / absence data storage unit 110b. This least significant bit (rightmost bit) indicates whether or not a frame has arrived in the latest management cycle (represented by T0), and the left bit of the least significant bit indicates whether or not a frame has arrived one cycle before (represented by T1) The most significant bit (n bits) at the left end indicates whether or not a frame has arrived n cycles before (represented by Tn).
アドレス管理テーブル10は最初はリセットされた状態であり,フレームが到着することにより,エントリ番号に対応して送信元MACアドレスとそのフレームが着信したポート番号とを登録する。到着有無管理部11は,フレーム到着があると,到着したフレームの送信元MACアドレスがアドレス管理テーブル10の「MACアドレス」に一致するエントリがあるかを検索,判定する。一致するエントリがない場合は新たなエントリとして着信ポートと共にアドレス管理テーブル10に登録する。そして,アドレス管理テーブル10の前記エントリ番号に対応した周期毎到着有無データ格納部110bの(n+1)ビットの中の最新ビット(右端のビット)をフレームの到着を表す“1”に設定する。装置クロック12からの一定の管理周期(t)毎に割り込みが発生すると,全エントリ番号に対応するビット列を左側に1ビットシフトして,最新のビットには“0”を設定する。また,各管理周期毎に,アドレス管理テーブル10のエージング時間を上記一定の管理周期(t)のm倍(mt)とすると,周期毎到着有無データ格納部110bの最下位ビットを含むmビット(右端からmビット)が全て“0”(フレーム受信がない)であるかを識別する。全て“0”であるエントリ番号は,エージング処理部13に通知され,エージング処理部13はアドレス管理テーブル10の対応するエントリ番号のデータ(送信元アドレスと送信元ポート)の削除(または無効化)を指示する。
The address management table 10 is initially in a reset state, and when the frame arrives, the source MAC address and the port number at which the frame has arrived are registered corresponding to the entry number. When there is a frame arrival, the arrival presence / absence management unit 11 searches and determines whether there is an entry in which the transmission source MAC address of the arrived frame matches the “MAC address” in the address management table 10. If there is no matching entry, it is registered in the address management table 10 together with the incoming port as a new entry. Then, the latest bit (rightmost bit) in the (n + 1) bits of the period arrival arrival presence / absence data storage unit 110b corresponding to the entry number in the address management table 10 is set to “1” indicating the arrival of the frame. When an interrupt occurs every fixed management period (t) from the
本発明によれば,イーサネットフレームを多重またはスイッチングする通信システムにおいて,MACアドレスを管理するアドレス管理テーブルの各エントリのエージング処理において,エントリ毎に一定周期内の到着有無を記録する到着有無管理データを保持することで,各エントリのエージング処理実行の有無を判断する際に,各エントリ毎に到着有無管理データの最下位ビットからのエージング時間に対応する0の連続数を数えるだけで判断することができ,ハードウェア/ソフトウェアのどちらでの実現も容易になった。 According to the present invention, in a communication system that multiplexes or switches Ethernet frames, in the aging process of each entry in the address management table for managing the MAC address, arrival presence / absence management data that records the arrival / absence within a certain period for each entry is stored. By holding, when determining whether or not the aging process is executed for each entry, it is possible to determine for each entry only by counting the number of consecutive 0s corresponding to the aging time from the least significant bit of the arrival / absence management data. It has become easy to implement in both hardware and software.
図2は実施例1の構成を示す図である。図中,20〜23は上記図1の符号10〜13に対応し,20はMACアドレスを管理するアドレス管理テーブル,20aはエントリ番号(Entry No. で表示,0,1,2,…4095番まである),20bはエントリが使用中か未使用であるかを表す使用/未使用表示ビット,20cはMACアドレスである送信元アドレス(ソースアドレス:SA),20dは送信元のポート(Port) 番号(ソースポート:SP)番号を表す。21は到着有無管理部であり,210は到着有無管理部に設けられた到着有無管理テーブルであり,210aはエントリ番号格納部,210bは16ビットからなる周期毎到着有無データ格納部,210cは当該エントリ番号の領域が使用中か未使用であるかを表す使用/未使用表示ビットである。22は装置クロック,23はエージング処理部,24はフレーム入力処理部,25はフレーム中継処理部,26はフレーム出力処理部である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the first embodiment. In the figure, 20 to 23 correspond to reference
この実施例1の構成では,アドレス管理テーブル20と到着有無管理部21内の到着有無管理テーブル210のそれぞれに使用/未使用表示ビット20b及び210cを設けることにより,それぞれのデータ格納領域に未使用領域(使用/未使用表示ビットが“0”)があるかの判別と,空き領域への新規登録が簡単に行うことができる。
In the configuration of the first embodiment, the used /
アドレス管理テーブル20の各エントリ番号に対応して到着有無管理テーブル210のエントリ番号に対して16ビットの周期毎到着有無データが設けられ,エントリ数は4096(0〜4095),一定の管理周期を1分,エージング時間を8分とする。 Corresponding to each entry number in the address management table 20, arrival information for each cycle of 16 bits is provided for the entry number in the arrival presence management table 210, the number of entries is 4096 (0 to 4095), and a certain management cycle is set. 1 minute and aging time is 8 minutes.
装置初期化において(1) 〜(5) の処理が実行される。
(1) 装置を起動する。
(2) 装置クロック22に現在時刻を設定する。
(3) アドレス管理テーブル20を初期化する。この場合,全エントリに対して,使用/未使用表示ビット20bに“0”(無効状態)を書き込む。
(4) 周期毎到着有無データ格納部210bの全エントリに対してオール“1”を書き込む。
(5) 到着フレームの入力処理を開始する。
In the device initialization, the processes (1) to (5) are executed.
(1) Start the device.
(2) Set the current time in the device clock 22.
(3) The address management table 20 is initialized. In this case, “0” (invalid state) is written in the used /
(4) All “1” is written to all entries in the arrival / absence
(5) The input process of the arrival frame is started.
フレーム到着毎の処理
実施例1では,フレーム到着毎にフレーム入力処理部24,フレーム中継処理部25及びフレーム出力処理部26において次のような処理が実行される。
Processing for Each Frame Arrival In the first embodiment, the following processing is executed in the frame
フレーム到着毎にフレーム入力処理部24は次の(1) 〜(3) の処理を行う。
(1) 到着フレームの送信元アドレス(ソースアドレス:SA)と送信元ポート(ソースポート:SP)を抽出する。
(2) アドレス管理テーブル20のMACアドレスに到着フレームの送信元アドレスをサーチする。
Each time a frame arrives, the frame
(1) Extract the source address (source address: SA) and source port (source port: SP) of the arrival frame.
(2) The source address of the arrival frame is searched for the MAC address of the address management table 20.
(a) 送信元アドレスがアドレス管理テーブル20に未登録で且つ,空きエントリ(使用/未使用表示ビットが“0”)が存在する場合,新規にMACアドレスを送信元アドレスとして登録し,該当する周期毎到着有無データ格納部210bの最下位ビットに“1”を書き込む。
(a) If the transmission source address is not registered in the address management table 20 and there is an empty entry (used / unused display bit is “0”), a new MAC address is registered as the transmission source address, and the corresponding “1” is written in the least significant bit of the arrival / absence
アドレス登録方法は,アドレス管理テーブル20の空きエントリの使用/未使用表示ビット20d=“1”に設定し,MACアドレス=到着フレームのソースアドレス(SA),ポート番号=到着フレームのソースポート(SP)を書き込む。
As the address registration method, the used /
(b) 送信元アドレスが未登録で且つ,空きエントリ(使用/未使用表示ビットが“0”)が存在しない場合,新規MACアドレスは登録せず,無視される。 (b) If the source address is not registered and there is no empty entry (used / unused indication bit is “0”), the new MAC address is not registered and is ignored.
(c) 送信元アドレスが新規到着ソースポートと同じ組み合わせで登録済みの場合,到着有無管理テーブル210の該当エントリの最下位ビットに“1”を書き込む。 (c) When the transmission source address has been registered in the same combination as the new arrival source port, “1” is written in the least significant bit of the corresponding entry in the arrival presence / absence management table 210.
(d) 送信元アドレスが新規到着ソースポートと異なる組み合わせで登録済の場合,アドレス管理テーブルの該当エントリのソースポートを新規到着ソースポート番号に書き換える。到着有無管理テーブル210の該当エントリをオール“1”で初期化する。 (d) If the source address has already been registered with a combination different from the new arrival source port, the source port of the corresponding entry in the address management table is rewritten with the new arrival source port number. The corresponding entry in the arrival presence / absence management table 210 is initialized with all “1”.
(3) 到着フレームをフレーム中継処理部25へ渡す。
(3) The arrival frame is transferred to the frame
フレーム到着毎にフレーム中継処理部25は次の(1),(2) の処理を行う。
Each time a frame arrives, the frame
(1) 到着フレームの宛先アドレス(DA)でアドレス管理テーブル20をサーチする。
(2) アドレス管理テーブル20に該当MACアドレスのエントリが存在(ヒット)すると,該当エントリ内の送信元ポートのフレーム出力処理部26へ転送する。ヒットしない場合,全ポートのフレーム出力処理部26へ転送する。
フレーム到着毎にフレーム出力処理部26は次の(1) の処理を行う。
(1) The address management table 20 is searched with the destination address (DA) of the arrival frame.
(2) When the entry of the corresponding MAC address exists (hits) in the address management table 20, it is transferred to the frame
Each time a frame arrives, the frame
(1) フレーム中継処理部25から受け取ったフレームを伝送路上へ送信する。
実施例1では一定周期(1分)毎に次の(1) 〜(3) の処理を行う。
(1) エージング処理部23は,全エントリ(エントリ番号i,i=0,1,…4095)に対して,到着有無管理テーブル210の周期毎到着有無データ格納部210bの下位8ビット(エージング時間の8分に対応)がオール“0”で,且つ到着有無管理テーブル210の使用/未使用表示ビットが“1”(使用)に該当するエントリ(使用中であったエントリの中で過去8分間にフレームが到着しないもの)を検索する。
(1) The frame received from the frame
In the first embodiment, the following processes (1) to (3) are performed at regular intervals (1 minute).
(1) For all entries (entry numbers i, i = 0, 1,... 4095), the aging
(2) 上記の検索でヒットした各エントリ番号をエージング処理部23に通知し,エージング処理部23からアドレス管理テーブル20の該当エリア番号のデータの削除を指示し,使用/未使用表示ビット210cに“0”(未使用)を書き込む。これにより,管理周期(1分)毎に過去のエージング時間(8分)についてのチェックを行うことができる。
(2) Each entry number hit in the above search is notified to the aging
(3) 到着有無管理テーブル210の周期毎到着有無データ格納部210bの16ビット分を1ビット左シフトする。周期毎到着有無データ格納部210bの最下位ビットについては,各エントリの使用/未使用表示ビットの反転値を書き込む。
(3) The 16 bits of the arrival / absence
この実施例1の構成により,アドレス管理テーブル20と到着有無管理テーブル210に対して使用/未使用ビットを設けることで,未使用のエントリ番号を簡単に検出することができる。また,周期毎到着有無データ格納部210bを一定周期(1分)毎に左シフトすることで,各周期内でのフレーム到着の有無を記録し,エージング時間である最近の8分間のフレーム到着の有無を周期毎到着有無データ格納部210bの下位8ビットが全て“0”であるか(最近の8分間にフレームが到着しないことを表す),否か(下位8ビットの中に一つでも“1”が立っているか)をチェックすることにより識別できる。
With the configuration of the first embodiment, an unused entry number can be easily detected by providing used / unused bits for the address management table 20 and the arrival presence / absence management table 210. Further, the arrival / absence
図3は実施例2の構成を示す。図中,30〜33は上記図1の符号10〜13に対応し,34〜36は上記図2の実施例1の24〜26に対応する。すなわち,30はMACアドレスを管理するアドレス管理テーブル,30aはエントリが使用中か未使用であるかを表す使用/未使用表示ビット,30bはエントリ番号(Entry No. で表示,0,1,2,…4095番まである),30cはMACアドレスである送信元アドレス(ソースアドレス:SA),30dは送信元のポート(Port)番号(ソースポート:SP)を表す。31は到着有無管理部であり,310は到着有無管理部に設けられた到着有無管理テーブルであり,310aはエントリ番号格納部,310bは16ビットからなる第2の周期毎到着有無データ格納部,310cは16ビットからなる第1の周期毎到着有無データ格納部,310dは当該エントリ番号の領域が使用中か未使用であるかを表す使用/未使用表示ビットである。32は装置クロック,33はエージング処理部,34はフレーム入力処理部,35はフレーム中継処理部,36はフレーム出力処理部である。
FIG. 3 shows the configuration of the second embodiment. In the figure, 30 to 33 correspond to reference
この実施例2の構成では,到着有無管理部31内の到着有無管理テーブル310の構成が上記実施例1の到着有無管理テーブル210と相違する。すなわち,周期毎到着有無データが,第1の周期毎到着有無データ格納部310cと第2の周期毎到着有無データ格納部310bとで構成され,第1の周期毎到着有無データ格納部310cは上記実施例1の周期毎到着有無データ格納部210bと同様に一定周期(1分)内にフレームが到着した場合は,エントリ番号に対応する最下位ビットに“1”を設定し,1分の周期毎に左に1ビットシフト(最下位ビットには使用/未使用表示ビットを反転した内容をセット)させる。第1の周期毎到着有無データ格納部310cが1分毎に左にシフトする時,左端(最上位)のビットがオーバフローする。このオーバフローしたビットの内容は,第2の周期毎到着有無データ格納部310bの右端(最下位)のビットに供給され,その内容と論理和(OR)が取られてセットされる。第2の周期毎到着有無データ格納部310bは装置クロック32により16分毎に左に1ビットシフトする。
In the configuration of the second embodiment, the configuration of the arrival presence / absence management table 310 in the arrival presence /
この実施例2では,アドレス管理テーブル30及び到着有無管理テーブル310のエントリ数は4096,周期は1分,エージング処理部33のエージングタイムを100分とする。
In the second embodiment, the number of entries in the address management table 30 and the arrival presence / absence management table 310 is 4096, the period is 1 minute, and the aging time of the aging
実施例2の装置初期化の処理
(1) 装置起動
(2) 現在時刻設定
(3) アドレス管理テーブル30の初期化:全エントリに対し,使用/未使用表示ビットに“0”(未使用)を書き込む。
Device initialization processing of the second embodiment
(1) Device startup
(2) Current time setting
(3) Initialization of the address management table 30: “0” (unused) is written to the used / unused display bits for all entries.
(4) 到着有無管理テーブルの初期化:全エントリに対し,第1と第2の周期毎到着有無データ格納部310c,310bにオール“1”を書き込む。
(4) Initialization of arrival / absence management table: All “1” s are written in the first and second arrival / absence
(5) エージング処理対象かどうか判断するために一定周期毎にチェックする周期毎到着有無データ内のビット数を設定する。監視周期=1分,エージングタイム=100分の場合,次の値になる。 (5) Set the number of bits in the arrival / absence data for each period to be checked at regular intervals to determine whether it is subject to aging processing. When the monitoring cycle is 1 minute and the aging time is 100 minutes, the following values are obtained.
第1の周期毎到着有無データ格納部310cの監視ビット数=MIN(エージングタイム+1,16)=MIN(101,16)=16ビット
第2の周期毎到着有無データ格納部310bの監視ビット数=MIN(小数点以下切捨て(エージングタイム/16),16)=6ビット
(6) 到着フレームの入力処理を開始する。
Number of monitoring bits in first cycle arrival / absence
(6) The input process of the arrival frame is started.
実施例2のフレーム到着毎の処理
実施例2では,フレーム到着毎にフレーム入力処理部34,フレーム中継処理部35及びフレーム出力処理部36において次のような処理が実行される。
Processing for Each Frame Arrival in
実施例2のフレーム入力処理部34はフレーム到着毎に次の(1) 〜(3) の処理を行う。
The frame
(1) 到着フレームの送信元アドレス(ソースアドレス:SA)と送信元ポート(ソースポート:SP)を抽出する。 (1) Extract the source address (source address: SA) and source port (source port: SP) of the arrival frame.
(2) アドレス管理テーブル30の送信元アドレス(受信フレームのSA)をサーチする。 (2) Search the transmission source address (SA of the received frame) in the address management table 30.
(a) 送信元アドレスがアドレス管理テーブル30に未登録で且つ,空きエントリ(使用/未使用表示ビットが“0”)が存在する場合,新規にMACアドレスを送信元アドレスとして登録し,対応するエントリ番号の第1の周期毎到着有無データ格納部310cの最下位ビットに“1”を書き込む。
(a) If the source address is not registered in the address management table 30 and there is an empty entry (used / unused display bit is “0”), a new MAC address is registered as the source address and “1” is written in the least significant bit of the arrival number
アドレス登録方法は,アドレス管理テーブル30の空きエントリの使用/未使用表示ビット20d=“1”に設定し,MACアドレス=到着フレームのソースアドレス(SA),ポート番号=到着フレームのソースポート(SP)を書き込む。
As an address registration method, the used /
(b) 送信元アドレスが未登録で且つ,空きエントリ(使用/未使用表示ビットが“0”)が存在しない場合,新規MACアドレスは登録しない。 (b) If the source address is not registered and there is no empty entry (used / unused indication bit is “0”), the new MAC address is not registered.
(c) 送信元アドレスが新規到着フレームのソースポート(SP)と同じ組み合わせで登録済みの場合,到着有無管理テーブル310の該当エントリの最下位ビットに“1”を書き込む。 (c) When the transmission source address has already been registered in the same combination as the source port (SP) of the new arrival frame, “1” is written in the least significant bit of the corresponding entry in the arrival presence / absence management table 310.
(d) 送信元アドレスが新規到着フレームのソースポート(SP)と異なる組み合わせで登録済の場合,アドレス管理テーブル30の該当エントリのソースポートを新規到着ソースポート番号に書き換える。到着有無管理テーブル310の該当エントリをオール“1”で初期化する。 (d) When the transmission source address has been registered with a combination different from the source port (SP) of the new arrival frame, the source port of the corresponding entry in the address management table 30 is rewritten with the new arrival source port number. The corresponding entry in the arrival presence / absence management table 310 is initialized with all “1”.
(3) 到着フレームをフレーム中継処理部35へ渡す。
(3) The arrival frame is transferred to the frame
実施例2のフレーム中継処理部35はフレーム到着毎に次の(1),(2) の処理を行う。
The frame
(1) 到着フレームの宛先アドレス(DA)でアドレス管理テーブル30をサーチする。
(2) アドレス管理テーブル30に該当MACアドレスのエントリが存在(ヒット)すると,該当エントリ内のソースポート(送信元ポート)のフレーム出力処理部36へ転送する。ヒットしない場合,全ポートのフレーム出力処理部36へ転送する。
(1) The address management table 30 is searched with the destination address (DA) of the arrival frame.
(2) When the entry of the corresponding MAC address exists (hits) in the address management table 30, it is transferred to the frame
実施例2のフレーム出力処理部36はフレーム到着毎に次の処理を行う。
(1) フレーム中継処理部35から受け取ったフレームを伝送路上へ送信する。
実施例2では1分毎に次の(1) 〜(3) の処理を行う。
The frame
(1) The frame received from the frame
In the second embodiment, the following processes (1) to (3) are performed every minute.
(1) エージング処理部33は,全エントリ(エントリ番号i,i=0,1,…4095)に対して,到着有無管理テーブル310の使用/未使用表示ビット310d=“1”(使用)で,且つ,第2の周期毎到着有無データ格納部310b(i番)の全16ビット=オール“0”,且つ第1の周期毎到着有無データ格納部310c(i番)の下位6ビット=オール“0”に該当するエントリをサーチする。この処理は,第2の周期毎到着有無データ格納部310bの下位6ビットが“0”であることで,最新の16分×6=96分間にフレームを受信していないことを検出し,第1の周期毎到着有無データ格納部310cの16ビットがオール“0”であることで,最新の16分にフレームを受信していないことを検出し,合計して96+16=112分のエージング時間に対応する。
(1) The aging
(2) 上記(1) でヒットした各エントリをエージング処理部33に通知し,エージング処理部33からアドレス管理テーブル30の該当するデータを削除するよう指示し,使用/未使用表示ビットに“0”(未使用)を書き込む。
(2) Each entry hit in the above (1) is notified to the aging
(3) 到着有無管理テーブル310の第1の周期毎到着有無データ格納部320c(16ビット)を1分毎に左シフトする時,最下位ビットについては,使用/未使用表示ビット値の反転値を書き込む。 (3) When the first period arrival / absence data storage unit 320c (16 bits) in the arrival / absence management table 310 is shifted to the left every minute, the least significant bit is the inverted value of the used / unused display bit value. Write.
実施例2では,16分毎に次の処理を行う。
(1) 第2の周期毎到着有無データ格納部310bを左1ビットシフトし,最下位ビット(右端のビット)に第1の周期毎到着有無データ格納部310cの全ビットの論理和をとった結果を設定する。
In the second embodiment, the following processing is performed every 16 minutes.
(1) The second period arrival / absence
この実施例2の構成により,管理周期である1分を用いてエージング時間を長くしても,周期毎到着有無データを格納するビット数を大幅に増大することなく簡単な構成で対応することができる。 According to the configuration of the second embodiment, even if the aging time is extended by using 1 minute which is the management cycle, it is possible to cope with a simple configuration without significantly increasing the number of bits for storing arrival / absence data for each cycle. it can.
図4は本発明を適用したレイヤ2スイッチの構成例を示す。図中,4はデータリンクレイヤであるレイヤ2でスイッチを行うレイヤ2スイッチ,40は複数の入出力ポートに設けられたフレーム入出力部,41はスイッチ部,410はフレーム処理部,411はフレーム中継処理部,412はMACアドレス管理テーブル,413は内部に到着有無管理テーブル(図2の210,図3の310)を内蔵した到着有無管理部,42は装置クロックである。
FIG. 4 shows a configuration example of a
このレイヤ2スイッチでは,フレーム入出力部40に入力したフレームは,スイッチ部41のフレーム処理部410に入力する。この時,当該フレームが入力した入力ポート(ソースポート:SA)番号がハードウェアにより識別され,フレーム内の送信元アドレス(SA)が検出され,MACアドレス管理テーブル412がサーチされる。すなわち,上記図2,図3に説明したアドレス管理テーブル(図2の20,図3の30)から送信元アドレス(SA),送信元ポート(SP)が同じエントリがあるかサーチして,存在すると到着有無管理部413の内部の周期毎到着有無データ(図4では図示省略,図2の210b,図3の第2の周期毎到着有無データ310c)の最下位ビットに“1”を設定し,フレーム中継処理部411ではフレームの宛先アドレス(DA)を識別して,MACアドレス管理テーブル412を宛先アドレス(DA)により検索して,ヒットすると対応する送信元ポート(SP)を検出して,そのポートに対応するフレーム入出力部40に向けてフレームを送信する処理を行う。ヒットしない場合は,各フレーム入出力部40からフレームを送信して,相手からの応答を検出することで,宛先アドレス(DA)に対応するポート番号を検出する。到着有無管理部413は,装置クロック42により管理周期の出力が発生する毎に,上記図2の実施例1の構成または図3の実施例2の構成について説明した動作(シフト動作及びエージングのチェック)が実行される。
In this
10 アドレス管理テーブル
11 到着有無管理部
110 周期毎到着有無テーブル
110a エントリ番号格納部
110b 周期毎到着有無データ格納部
12 装置クロック
13 エージング処理部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
受信したフレームの送信元アドレスと受信ポート番号をエントリ番号対応に登録したアドレス管理テーブルと,
前記エントリ番号に対応して(n+1)以上のビット数の周期毎到着有無データ格納部を含む到着有無管理テーブルを備えた到着有無管理部を備え,
前記到着有無管理部は,フレーム到着時にフレーム内の送信元アドレスが前記アドレス管理テーブルに登録済の場合は前記登録済の前記アドレス管理テーブルの該当するエントリ番号に対応する前記周期毎到着有無データ格納部の最下位ビットをフレーム到着状態に設定し,エージング時間の(n+1)分の1の管理周期毎に前記周期毎到着有無データを1ビット左シフトすると共に,最下位ビットからエージング時間に相当する期間の状態を表す前記周期毎到着有無データの最下位ビットから(n+1)ビットまでが全てフレーム未到着状態であるエントリ番号を判別し,判別されたエントリ番号の前記アドレス管理テーブルのデータを削除することを特徴とするアドレス管理テーブルのエージング方式。 An address management table aging method in a communication system for multiplexing or switching Ethernet frames,
An address management table in which the transmission source address and reception port number of the received frame are registered in correspondence with the entry number
An arrivals presence / absence management unit including an arrival / absence presence / absence management table including an arrival / absence presence / absence data storage unit of a number of bits of (n + 1) or more corresponding to the entry number;
The arrival / absence management unit stores the arrival / absence data for each period corresponding to the entry number corresponding to the registered address management table when the transmission source address in the frame is already registered in the address management table when the frame arrives. The least significant bit of each part is set to the frame arrival state, and the arrival / absence data for each period is shifted to the left by 1 bit every management period of (n + 1) of the aging time, and the aging time is equivalent to the least significant bit. The entry number in which all the least significant bits to (n + 1) bits of the arrival / absence data for each period representing the period state are in a frame non-arrival state is determined, and the data in the address management table of the determined entry number is deleted. An aging method for address management tables.
前記アドレス管理テーブルと前記到着有無管理テーブルのそれぞれに,各エントリ番号に対応するデータ領域の使用状態が設定される使用/未使用表示ビットを設け,
前記到着有無管理部は,管理周期毎に前記周期毎到着有無データ格納部の最下位ビットを含むエージング時間に対応する個数のビットが全てフレーム未到着状態で,且つ前記到着有無管理テーブルの使用/未使用を表すビットが使用状態であるエントリ番号を判別し,判別されたエントリ番号に対応する前記アドレス管理テーブルと前記到着有無管理テーブルの前記使用/未使用表示ビットを未使用の状態に設定することを特徴とするアドレス管理テーブルのエージング方式。 In claim 1,
In each of the address management table and the arrival presence / absence management table, a used / unused display bit for setting a use state of a data area corresponding to each entry number is provided,
The arrival presence / absence management unit is configured such that every number of bits corresponding to the aging time including the least significant bit of the arrival / absence presence / absence data storage unit in each cycle is in a frame non-arrival state and the use / non-arrival management table is used / The entry number in which the bit indicating unused is used is determined, and the used / unused display bits of the address management table and the arrival presence / absence management table corresponding to the determined entry number are set to an unused state. An aging method for address management tables.
前記到着有無管理テーブルは,各エントリ番号に対応して,前記(n+1)ビットで構成する周期毎到着有無データ格納部の最上位ビットの信号が,前記管理周期の(n+1)倍の周期毎に入力される(n+1)ビットで構成する第2の周期毎到着有無データ格納部を設け,
前記第2の周期毎到着有無データ格納部を構成する各ビットにより前記管理周期の(n+1)倍の周期毎におけるフレーム着信の状態を表すことを特徴とするアドレス管理テーブルのエージング方式。 In either claim 1 or 2,
In the arrival presence / absence management table, the most significant bit signal of the arrival / absence presence / absence data storage unit composed of the (n + 1) bits corresponds to each entry number every (n + 1) times the management cycle. A second period arrival / absence presence / absence data storage unit composed of (n + 1) bits inputted is provided,
An address management table aging method, wherein each bit constituting the second period arrival / absence presence / absence data storage unit represents a frame arrival state at a cycle of (n + 1) times the management cycle.
前記周期毎到着有無データ格納部を前記管理周期毎に1ビット左シフトする時,右端の最下位ビットには前記使用/未使用表示ビットを反転値を書き込むことを特徴とするアドレス管理テーブルのエージング方式。 In either claim 2 or 3,
An aging of an address management table, wherein when the arrival / absence data storage section for each cycle is shifted left by 1 bit for each management cycle, the used / unused display bit is written as an inverted value in the least significant bit at the right end. method.
Priority Applications (1)
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JP2004256788A JP2006074554A (en) | 2004-09-03 | 2004-09-03 | Aging system of address management table |
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---|---|---|---|---|
JP2008035437A (en) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Fujitsu Ltd | Route controller and table update method |
CN101232447B (en) * | 2008-02-28 | 2011-11-30 | 中兴通讯股份有限公司 | Method for controlling learning MAC address preaging |
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