JP2009111746A - Communication system and method, relay device, terminal device and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信システムおよび方法、中継装置、端末装置、並びに、プログラムに関し、特に、マルチキャストパケットの不要な転送を抑制するようにした通信システムおよび方法、中継装置、端末装置、並びに、プログラムに関する。 The present invention relates to a communication system and method, a relay device, a terminal device, and a program, and more particularly, to a communication system and method, a relay device, a terminal device, and a program that suppress unnecessary transmission of multicast packets.
昨今、パケットのマルチキャストの仕様へのIP(Internet Protocol)ネットワークのバックボーンの対応が進み、マルチキャストパケットがホームネットワーク上を流れるようになった。特に、IPTV(Internet Protocol TV)のサービスなどでは、20Mbps(Bits Per Second)を超えるマルチキャストパケットがホームネットワーク上を流れることもある。 Recently, the support of the IP (Internet Protocol) network backbone to the packet multicast specification has progressed, and multicast packets have flowed on the home network. In particular, in IPTV (Internet Protocol TV) service, multicast packets exceeding 20 Mbps (Bits Per Second) may flow on the home network.
レイヤ3(L3、ネットワーク層)以上のプロトコルに対応したルータについては、マルチキャストの仕様に対応したものも多いが(例えば、特許文献1参照)、レイヤ2(L2、データリンク層)のネットワークであるホームネットワークにおいて使用される従来の標準的なレイヤ2スイッチ(スイッチングハブ)は、マルチキャストの仕様に十分対応していないものが多く、マルチキャストパケットをブロードキャストパケットと同様に処理してしまう。すなわち、レイヤ2スイッチが、各ポートに接続されているネットワーク内にマルチキャストグループに属する端末装置が存在するか否かに関わらず、ネットワーク(他の装置)が接続されている全てのポートを介して、受信したマルチキャストパケットを送信する。
Many routers that support layer 3 (L3, network layer) and higher protocols support multicast specifications (see, for example, Patent Document 1), but are layer 2 (L2, data link layer) networks. Many conventional
その結果、ホームネットワーク内に不要なマルチキャストパケットが流れ、パケットの輻輳が発生し、マルチキャストとは無関係な通信が阻害されてしまう恐れがある。 As a result, unnecessary multicast packets flow in the home network, packet congestion occurs, and communication unrelated to multicast may be hindered.
また、例えば、転送速度が異なるネットワークがレイヤ2スイッチに接続されている場合、最も転送速度が遅いネットワークがマルチキャストパケットの送信時にボトルネックとなり、レイヤ2スイッチ内でパケットの輻輳が発生し、他のネットワークの帯域に余裕があったとしても、パケットロス等が発生する恐れがある。
Also, for example, when networks with different transfer rates are connected to the
従来、上記の問題を解決するために、IGMP(Internet Group Management Protocol)スヌーピング機能を有するレイヤ2スイッチが用いられている。IGMPスヌーピング機能は、ルータと端末装置間でやり取りされるIGMP joinメッセージを盗み見ることにより(スヌーピングすることにより)、マルチキャストグループに属する端末装置が接続されているポートを認識し、マルチキャストグループに属する端末装置が接続されいてるポートからのみマルチキャストパケットを送信する機能である。この機能により、マルチキャストパケットの不要な転送を抑制することができる。
Conventionally, in order to solve the above problem, a
しかしながら、IGMPスヌーピング機能を有するレイヤ2スイッチは、レイヤ2の情報だけでなく、レイヤ3(L3、ネットワーク層)以上の情報を監視する必要があり、処理が複雑になり、また、高価になる。
However, the
また、レイヤ3以上においてマルチキャストに関するプロトコルが新たに実装された場合、レイヤ2のマルチキャストに関するプロトコルに変更が加えられていなくても、新たに実装されたプロトコルに対応した機能を追加する必要が生じる。
In addition, when a protocol related to multicast is newly implemented in
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、マルチキャストパケットの不要な転送を簡単に抑制できるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to easily suppress unnecessary forwarding of multicast packets.
本発明の第1の側面の通信システムは、レイヤ2のプロトコルに基づいて複数のポートを介してパケットの中継を行う中継装置と、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う端末装置とにより構成される通信システムにおいて、前記中継装置は、前記ポートに直接または間接的に接続されている前記端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止する学習手段と、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信する第1の送信手段とを備え、前記端末装置は、前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用の前記レイヤ2アドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信する第2の送信手段をを備える。
The communication system according to the first aspect of the present invention includes a relay device that relays packets via a plurality of ports based on a
本発明の第1の側面の通信方法は、レイヤ2のプロトコルに基づいて複数のポートを介してパケットの中継を行う中継装置と、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う端末装置とにより構成される通信システムの通信方法において、前記中継装置により実行される、前記ポートに直接または間接的に接続されている前記端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止し、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信するようにパケットの送信を制御するステップと、前記端末装置により実行される、前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用の前記レイヤ2アドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信するようにパケットの送信を制御するステップとを含む。
A communication method according to a first aspect of the present invention includes a relay device that relays packets through a plurality of ports based on a
本発明の第2の側面の中継装置は、レイヤ2のプロトコルに基づいて複数のポートを介してパケットの中継を行う中継装置において、前記ポートに直接または間接的に接続されている端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止する学習手段と、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信する送信手段とを備える。
The relay device according to the second aspect of the present invention is a relay device that relays a packet via a plurality of ports based on a
前記学習手段には、前記ポートに対応づけられている前記レイヤ2アドレスが送信元に設定されているパケットのその前記ポートを介した受信が所定の期間行われなかった場合、その前記ポートとその前記レイヤ2アドレスとの対応関係を取り消させることができる。
If the learning means does not receive the packet set with the
前記送信手段には、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがない場合、受信したパケットをフラッディングさせることができる。
If the transmission means does not have the port associated with the
本発明の第2の側面の通信方法、または、プログラムは、レイヤ2のプロトコルに基づいて複数のポートを介してパケットの中継を行う中継装置の通信方法、または、レイヤ2のプロトコルに基づいて複数のポートを介してパケットの中継を行う処理を、コンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記ポートに直接または間接的に接続されている端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止し、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信するようにパケットの送信を制御するステップを含む。
The communication method or program according to the second aspect of the present invention includes a communication method for a relay apparatus that relays a packet via a plurality of ports based on a
本発明の第3の側面の端末装置は、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う端末装置において、前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用のレイヤ2のアドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信する送信手段を備える。
The terminal device according to the third aspect of the present invention is a terminal device that transmits and receives packets based on a
前記送信手段には、前記マルチキャストグループ宛てのパケットを送信するマルチキャストサーバが、前記端末装置が属するレイヤ2のネットワークに属している場合、前記マルチキャストサーバ宛てに前記マルチキャストアドレス通知パケットを送信させることができる。
When the multicast server that transmits a packet addressed to the multicast group belongs to a
前記送信手段には、前記マルチキャストグループ宛てのパケットを送信するマルチキャストサーバが、前記端末装置が属する第1のレイヤ2のネットワークとは異なる第2のレイヤ2のネットワークに属している場合、前記第1のレイヤ2のネットワークのゲートウェイ宛てに前記マルチキャストアドレス通知パケットを送信させることができる。
In the transmission means, when a multicast server that transmits a packet addressed to the multicast group belongs to a
本発明の第3の側面の通信方法、または、プログラムは、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う端末装置の通信方法、または、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う処理を、端末装置のコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用のレイヤ2のアドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信するようにパケットの送信を制御するステップを含む。
The communication method or program according to the third aspect of the present invention performs a communication method of a terminal device that transmits and receives packets based on a
本発明の第1の側面においては、中継装置により、ポートに直接または間接的に接続されている端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係が、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習されるとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることが許可され、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることが禁止され、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信するようにパケットの送信が制御され、前記端末装置により、前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用の前記レイヤ2アドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信するようにパケットの送信が制御される。
In the first aspect of the present invention, a correspondence relationship between a
本発明の第2の側面においては、ポートに直接または間接的に接続されている端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係が、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習されるとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることが許可され、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることが禁止され、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信するようにパケットの送信が制御される。
In the second aspect of the present invention, a packet in which a correspondence relationship between a
本発明の第3の側面においては、端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用のレイヤ2のアドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信するようにパケットの送信が制御される。
In the third aspect of the present invention, when a terminal device belongs to a multicast group, a multicast address notification packet that is a packet in which a
本発明の第1乃至第3の側面によれば、マルチキャスト用のレイヤ2のアドレスの学習を行うことができる。特に、本発明の第1乃至第3の側面によれば、マルチキャストパケットの不要な転送を簡単に抑制することができる。
According to the first to third aspects of the present invention, learning of the
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書又は図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書又は図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書又は図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。 Embodiments of the present invention will be described below. Correspondences between the constituent elements of the present invention and the embodiments described in the specification or the drawings are exemplified as follows. This description is intended to confirm that the embodiments supporting the present invention are described in the specification or the drawings. Therefore, even if there is an embodiment which is described in the specification or the drawings but is not described here as an embodiment corresponding to the constituent elements of the present invention, that is not the case. It does not mean that the form does not correspond to the constituent requirements. Conversely, even if an embodiment is described herein as corresponding to a configuration requirement, that means that the embodiment does not correspond to a configuration requirement other than the configuration requirement. It's not something to do.
本発明の第1の側面の通信システムは、レイヤ2のプロトコルに基づいて複数のポートを介してパケットの中継を行う中継装置(例えば、図1のブロードバンドルータ111、レイヤ2スイッチ112A乃至112C)と、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う端末装置(例えば、図1の端末装置113A乃至113C−2)とにより構成される通信システム(例えば、図1のネットワークシステム101)において、前記中継装置は、前記ポートに直接または間接的に接続されている前記端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止する学習手段(例えば、図2のアドレス学習部143)と、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信する第1の送信手段(例えば、図2の送信制御部145)とを含み、前記端末装置は、前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用の前記レイヤ2アドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信する第2の送信手段(例えば、図3のパケット送信部172)を含む。
The communication system according to the first aspect of the present invention includes a relay device (for example, the
本発明の第1の側面の通信方法は、レイヤ2のプロトコルに基づいて複数のポートを介してパケットの中継を行う中継装置(例えば、図1のブロードバンドルータ111、レイヤ2スイッチ112A乃至112C)と、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う端末装置(例えば、図1の端末装置113A乃至113C−2)とにより構成される通信システム(例えば、図1のネットワークシステム101)の通信方法において、前記中継装置により実行される、前記ポートに直接または間接的に接続されている前記端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止し(例えば、図6のステップS22乃至S25)、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信するようにパケットの送信を制御する(例えば、図17のステップS53およびS54)ステップと、前記端末装置により実行される、前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用の前記レイヤ2アドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信するようにパケットの送信を制御する(例えば、図4のステップS1およびS2)ステップとを含む。
A communication method according to the first aspect of the present invention includes a relay device (for example, the
本発明の第2の側面の中継装置(例えば、図1のブロードバンドルータ111、レイヤ2スイッチ112A乃至112C)は、レイヤ2のプロトコルに基づいて複数のポートを介してパケットの中継を行う中継装置において、前記ポートに直接または間接的に接続されている端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止する学習手段(例えば、図2のアドレス学習部143)と、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信する送信手段(例えば、図2の送信制御部145)とを含む。
The relay device (for example, the
本発明の第2の側面の通信方法またはプログラムは、レイヤ2のプロトコルに基づいて複数のポートを介してパケットの中継を行う中継装置(例えば、図1のブロードバンドルータ111、レイヤ2スイッチ112A乃至112C)の通信方法、または、レイヤ2のプロトコルに基づいて複数のポートを介してパケットの中継を行う処理を、コンピュータに実行させるプログラムににおいて、前記ポートに直接または間接的に接続されている端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止し(例えば、図6のステップS22乃至S25)、受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信するようにパケットの送信を制御する(例えば、図17のステップS53およびS54)ステップを含む。
The communication method or program according to the second aspect of the present invention is a relay device that relays packets via a plurality of ports based on a
本発明の第3の側面の端末装置(例えば、図1の端末装置113A乃至113C−2)は、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う端末装置において、前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用のレイヤ2のアドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信する送信手段(例えば、図3のパケット送信部172)を含む。
The terminal device according to the third aspect of the present invention (for example, the
本発明の第2の側面の通信方法またはプログラムは、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う端末装置(例えば、図1の端末装置113A乃至113C−2)の通信方法、または、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う処理を、端末装置(例えば、図1の端末装置113A乃至113C−2)のコンピュータに実行させるプログラムにおいて、前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用のレイヤ2のアドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信するようにパケットの送信を制御する(例えば、図4のステップS1およびS2)ステップを含む。
The communication method or program according to the second aspect of the present invention is a communication method of a terminal device (for example, the
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について説明する。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用したネットワークシステムの一実施の形態を示すブロック図である。図1のネットワークシステム101は、レイヤ2のネットワーク網、例えば、一般的なホームネットワークシステムを構成する。ネットワークシステム101は、インターネット、CDN(Content Delivery Network)といったキャリア網などの外部のネットワークとの接続を行い、少なくともレイヤ2およびレイヤ3のプロトコルに基づいてパケットの中継を行うブロードバンドルータ111、少なくともレイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの中継を行う中継装置であるレイヤ2スイッチ112A乃至112C、並びに、情報処理装置、AV(Audio/Visual)機器、家電製品などのネットワーク対応装置であって、少なくともレイヤ2のプロトコルに基づいてパケットの送受信を行う端末装置113A、113B−1、113B−2、113C−1および113C−2を含むように構成される。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a network system to which the present invention is applied. A
ブロードバンドルータ111は、ポートP1を介して外部のネットワークに接続されるとともに、ポートP2を介してレイヤ2スイッチ112AのポートP11と接続され、ポートP3を介してレイヤ2スイッチ112BのポートP21と接続されている。レイヤ2スイッチ112Aは、ポートP12を介してレイヤ2スイッチ112CのポートP31と接続され、ポートP13を介して端末装置113Aと接続されている。レイヤ2スイッチ112Bは、ポートP22を介して端末装置113B−1と接続され、ポートP23を介して端末装置113B−2と接続されている。レイヤ2スイッチ112Cは、ポートP32を介して端末装置113C−1と接続され、ポートP33を介して端末装置113C−2と接続されている。
The
なお、以下、レイヤ2スイッチ112A乃至112Cを個々に区別する必要がない場合、単に、レイヤ2スイッチ112と称する。また、以下、端末装置113A乃至113C−2を個々に区別する必要がない場合、単に端末装置113と称する。
Hereinafter, the
図2は、ブロードバンドルータ111およびレイヤ2スイッチ112のレイヤ2のプロトコルに基づく通信機能を実現する部分であるレイヤ2通信部の機能的構成を示すブロック図である。図2のレイヤ2通信部131は、受信制御部141、バッファ142、アドレス学習部143、学習テーブル記憶部144、および、送信制御部145を含むように構成される。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration of a
受信制御部141は、ポート132−1乃至132−nを介して外部から受信したパケットをバッファ142に蓄積させる。また、受信制御部141は、パケットを受信したポート、および、受信したパケットの送信元MAC(Media Access Control)アドレス(Source Address)をアドレス学習部143に通知する。
The
また、受信制御部141は、ポート132−1乃至132−nから供給される機器の接続の有無を示す信号に基づいて、機器の接続の切断(以下、リンク断とも称する)の検出を行い、リンク断を検出した場合、リンク断を検出したポートをアドレス学習部143に通知する。
In addition, the
なお、以下、ポート132−1乃至132−nを個々に区別する必要がない場合、単にポート132と称する。また、図1のポートP1乃至ポートP33は、それぞれ各機器のポート132に対応している。
Hereinafter, when it is not necessary to distinguish the ports 132-1 to 132-n, they are simply referred to as
アドレス学習部143は、図6などを参照して後述するように、受信制御部141から通知された情報に基づいて、直接または他のレイヤ2スイッチ112などを介して間接的に各ポート132に接続されている端末装置113のMACアドレスの学習を行う。アドレス学習部143は、学習結果に基づいて、各ポート132に直接または間接的に接続されている端末装置113のMACアドレスと各ポート132との対応関係を示す学習テーブルを生成または更新し、学習テーブル記憶部144に記憶させる。
As will be described later with reference to FIG. 6 and the like, the
なお、以下、ポート132ごとに学習テーブルを個別に設ける場合を例に挙げて説明する。すなわち、各ポート132に対応する学習テーブルが個別に設けられ、各学習テーブルには、その学習テーブルが対応するポート132と、そのポート132に直接または間接的に接続されている端末装置113のMACアドレスとの対応関係などを示すデータ(以下、エントリとも称する)が登録されるものとする。
Hereinafter, a case where a learning table is provided for each
また、学習テーブルの各エントリは、少なくとも、学習されたMACアドレス、すなわち、その学習テーブルに対応するポート132に直接または間接的に接続されている端末装置113のMACアドレス、および、エージングタイマを含む。エージングタイマとは、所定の間隔で更新され、各エントリの有効期間を示すタイマである。図20を参照して後述するように、エージングタイマがタイムアウトしたエントリは廃棄される。
Each entry in the learning table includes at least a learned MAC address, that is, a MAC address of the terminal device 113 directly or indirectly connected to the
送信制御部145は、図17などを参照して後述するように、バッファ142に蓄積されているパケットの宛先MACアドレス(Destination Address)、および、学習テーブル記憶部144に記憶されている学習テーブルに基づいて、受信したパケットを送信するポート132を選択し、選択したポート132を介してパケットを外部に送信する。
As will be described later with reference to FIG. 17 and the like, the
図3は、端末装置113のマルチキャストアドレスを通知する機能を実現する部分であるマルチキャストアドレス通知部の機能的構成を示すブロック図である。図3のマルチキャストアドレス通知部161は、MACアドレス記憶部171およびパケット送信部172を含むように構成される。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a functional configuration of a multicast address notification unit that is a part that realizes a function of notifying the multicast address of the terminal device 113. The multicast
MACアドレス記憶部171は、端末装置113においてマルチキャストグループに参加するための操作が行われたとき、そのマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用のMACアドレス(以下、マルチキャストアドレスとも称する)を記憶する。なお、端末装置113は、複数のマルチキャストグループに参加することができ、MACアドレス記憶部171は、端末装置113が属している全てのマルチキャストグループに対応するマルチキャストMACアドレスを記憶する。 When the terminal device 113 performs an operation for joining a multicast group, the MAC address storage unit 171 stores a multicast MAC address (hereinafter also referred to as a multicast address) corresponding to the multicast group. The terminal device 113 can participate in a plurality of multicast groups, and the MAC address storage unit 171 stores multicast MAC addresses corresponding to all multicast groups to which the terminal device 113 belongs.
パケット送信部172は、図4を参照して後述するように、所定のタイミングで、MACアドレス記憶部171に記憶されているマルチキャストアドレスを通知するためのパケット(以下、マルチキャストアドレス通知パケットとも称する)を生成し、送信する。
As will be described later with reference to FIG. 4, the
次に、図4のフローチャートを参照して、端末装置113により実行されるマルチキャストアドレス通知処理について説明する。なお、この処理は、例えば、所定のタイミング(例えば、所定の間隔、所定の時刻、端末装置113において所定の処理が行われたときなどのタイミング)で実行される。 Next, multicast address notification processing executed by the terminal device 113 will be described with reference to the flowchart of FIG. This process is executed, for example, at a predetermined timing (for example, a predetermined interval, a predetermined time, or a timing when a predetermined process is performed in the terminal device 113).
ステップS1において、パケット送信部172は、マルチキャスト用のMACアドレスが設定されているかを判定する。パケット送信部172は、MACアドレス記憶部171にマルチキャストアドレスが記憶されている場合、マルチキャスト用のMACアドレスが設定されていると判定し、処理はステップS2に進む。
In step S1, the
なお、マルチキャストアドレスは、図5に示されるように、先頭の3バイト(1ビット〜24ビット目)に0x01005Eが設定され、25ビット目に1が設定され、下位の23ビットにマルチキャストグループを示すIDが設定されたMACアドレスである。 As shown in FIG. 5, for the multicast address, 0x01005E is set in the first 3 bytes (1st to 24th bits), 1 is set in the 25th bit, and the lower 23 bits indicate the multicast group. This is the MAC address where the ID is set.
ステップS2において、パケット送信部172は、送信元にマルチキャスト用のMACアドレスを設定したパケットを送信し、マルチキャストアドレス通知処理は終了する。具体的には、パケット送信部172は、MACアドレス記憶部171に記憶されているMACアドレスを送信元MACアドレスに設定したping(Packet INternet Groper)コマンドのパケットを生成し、生成したパケットをマルチキャストアドレス通知パケットとして送信する。
In step S2, the
なお、端末装置113が複数のマルチキャストグループに属しており、各マルチキャストグループに対応する複数のマルチキャストアドレスが設定されている場合、パケット送信部172は、各マルチキャストアドレスについて、マルチキャストアドレス通知パケットを生成し、送信する。
When the terminal device 113 belongs to a plurality of multicast groups and a plurality of multicast addresses corresponding to each multicast group are set, the
一方、ステップS1において、パケット送信部172は、MACアドレス記憶部171にマルチキャスト用のMACアドレスが記憶されていない場合、マルチキャスト用のMACアドレスが設定されていないと判定し、マルチキャストアドレス通知処理は終了する。
On the other hand, in step S1, when the MAC address storage unit 171 does not store the multicast MAC address, the
次に、図6のフローチャートを参照して、ブロードバンドルータ111およびレイヤ2スイッチ112により実行されるパケット受信処理について説明する。なお、この処理は、例えば、ブロードバンドルータ111またはレイヤ2スイッチ112の受信制御部141が、いずれかのポート132を介して、外部からパケットを受信したとき開始される。
Next, packet reception processing executed by the
ステップS21において、受信制御部141は、パケットを蓄積する。具体的には、受信制御部141は、受信したパケットをバッファ142に蓄積する。また、受信制御部141は、パケットを受信したポート132、および、受信したパケットの送信元MACアドレスをアドレス学習部143に通知する。
In step S21, the
ステップS22において、アドレス学習部143は、受信したパケットの送信元MACアドレスがマルチキャストアドレスであるかを判定する。受信したパケットの送信元MACアドレスがマルチキャストアドレスでないと判定された場合、すなわち、受信したパケットの送信元MACアドレスがユニキャストアドレスであると判定された場合、処理はステップS23に進む。
In step S22, the
ステップS23において、アドレス学習部143は、送信元MACアドレスを他のポートで学習済みであるかを判定する。具体的には、アドレス学習部143は、学習テーブル記憶部144に記憶されている学習テーブルのうち、パケットを受信したポート132(以下、受信ポートとも称する)以外のポート132の学習テーブルを対象に、受信したパケットの送信元MACアドレスと一致するMACアドレスを含むエントリを検索する。アドレス学習部143は、受信したパケットの送信元MACアドレスと一致するMACアドレスを含むエントリを検出した場合、送信元MACアドレスを他のポートで学習済みであると判定し、処理はステップS24に進む。
In step S23, the
ステップS24において、アドレス学習部143は、MACアドレスが重複するエントリを廃棄する。具体的には、アドレス学習部143は、ステップS23で検出した、受信したパケットの送信元MACアドレスと一致するMACアドレスを含むエントリを学習テーブルから削除する。これにより、複数のポート132の学習テーブルにおいて同じユニキャストアドレスを含むエントリが重複して登録されることが禁止される。すなわち、同じユニキャストアドレスが複数のポートに対応づけられることが禁止される。
In step S24, the
一方、ステップS23において、送信元MACアドレスを他のポートで学習済みでないと判定された場合、ステップS24の処理はスキップされ、処理はステップS25に進む。 On the other hand, if it is determined in step S23 that the source MAC address has not been learned in another port, the process of step S24 is skipped, and the process proceeds to step S25.
また、ステップS22において、受信したパケットの送信元MACアドレスがマルチキャストアドレスであると判定された場合、ステップS23およびS24の処理はスキップされ、処理はステップS25に進む。 If it is determined in step S22 that the source MAC address of the received packet is a multicast address, the processes in steps S23 and S24 are skipped, and the process proceeds to step S25.
ステップS25において、アドレス学習部143は、受信ポートの学習テーブルを更新し、パケット受信処理は終了する。具体的には、アドレス学習部143は、受信ポートの学習テーブルに、受信したパケットの送信元MACアドレスと一致するMACアドレスを含むエントリが登録されていない場合、受信したパケットの送信元MACアドレスを含むエントリを新たに学習テーブルに追加し、追加したエントリのエージングタイマを初期値に設定する。また、アドレス学習部143は、受信ポートの学習テーブルに、受信したパケットの送信元MACアドレスと一致するMACアドレスを含むエントリが登録されている場合、そのエントリのエージングタイマを初期値に戻す。
In step S25, the
このようにして、受信したパケットがバッファ142に蓄積されるとともに、各ポート132に直接または間接的に接続されている端末装置113のMACアドレスの学習が行われる。
In this way, received packets are accumulated in the
ここで、図7および図8を参照して、マルチキャストアドレスの学習する場合の処理の具体例について説明する。 Here, with reference to FIG. 7 and FIG. 8, a specific example of processing in the case of learning a multicast address will be described.
図7および図8は、図1のレイヤ2スイッチ112と同様の構成を有するレイヤ2スイッチ201のポート0乃至ポート3の学習テーブルの状態を示す図である。
FIGS. 7 and 8 are diagrams illustrating the states of the learning tables of the
例えば、まず、図7に示されるように、レイヤ2スイッチ201が、送信元MACアドレス(MAC SA)にマルチキャストアドレスAが設定されたパケットをポート0を介して受信した場合、マルチキャストアドレスAを含むエントリがポート0の学習テーブルに登録される。
For example, as shown in FIG. 7, first, when the
次に、図8に示されるように、レイヤ2スイッチ201が、送信元MACアドレス(MAC SA)にマルチキャストアドレスAが設定されたパケットをポート1を介して受信した場合、マルチキャストアドレスAを含むエントリがポート1の学習テーブルに登録される。このとき、上述したように、図6のステップS23およびS24の処理はスキップされるので、受信したパケットの送信元MACアドレスと同一のマルチキャストアドレスAを含むエントリは、ポート0の学習テーブルから削除されない。
Next, as shown in FIG. 8, when the
このように、複数のポートの学習テーブルにおいて同じマルチキャストアドレスを含むエントリが重複して登録されることが許可される。すなわち、同じマルチキャストアドレスが複数のポートに対応づけられることが許可される。 In this way, it is permitted that entries including the same multicast address are registered in duplicate in the learning tables of a plurality of ports. That is, the same multicast address is permitted to be associated with a plurality of ports.
次に、図9乃至図16を参照して、マルチキャストアドレス通知パケットの送信先の例について説明する。 Next, an example of the transmission destination of the multicast address notification packet will be described with reference to FIGS.
なお、以下、ブロードバンドルータ111のユニキャスト用のMACアドレスをMAC_GWとし、IPアドレスをIP_GWとし、端末装置113B−2のユニキャスト用のMACアドレスをMAC_Eとし、IPアドレスをIP_Eとし、端末装置113C−1のユニキャスト用のMACアドレスをMAC_Aとし、IPアドレスをIP_Aとする。また、以下、マルチキャストグループ1に対応するマルチキャスト用のMACアドレス(マルチキャストアドレス)をMAC_Mとする。
Hereinafter, the unicast MAC address of the
まず、端末装置113C−1がマルチキャストグループ1に属し、マルチキャストグループ1宛てのマルチキャストパケットを送信するマルチキャストサーバが、ネットワークシステム101とは異なるレイヤ2ネットワークに属している場合について考える。この場合、端末装置113C−1は、例えば、図9に示されるように、ネットワークシステム101のゲートウェイであるブロードバンドルータ111宛てにマルチキャストアドレス通知パケットを送信する。
First, consider a case where the
図10は、このとき送信されるマルチキャストアドレス通知パケットの構成の例を示している。図10のマルチキャストアドレス通知パケットのイーサネットヘッダ部においては、宛先MACアドレス(MAC DA)にブロードバンドルータ111のMACアドレスであるMAC_GWが設定され、送信元MACアドレス(MAC SA)に、端末装置113C−1が属するマルチキャストグループ1のマルチキャストアドレスであるMAC_Mが設定され、イーサネットタイプ(Type)に、対応するプロトコルがIPであることを示す値0x0800が設定される。また、IPヘッダ部においては、プロトコルフィールド(Protocol)に上位プロトコルがICMP(Internet Control Message Protocol)であることを示す値0x01が設定され、送信元IPアドレス(IP SA)に端末装置113C−1のIPアドレスであるIP_Aが設定され、宛先IPアドレス(IP DA)にブロードバンドルータ111のIPアドレスであるIP_GWが設定される。さらに、IPヘッダの後ろにIPペイロード(IP Payload)およびCRC(Cyclic Redundancy Check)符号が付加される。
FIG. 10 shows an example of the configuration of a multicast address notification packet transmitted at this time. In the Ethernet header part of the multicast address notification packet of FIG. 10, MAC_GW which is the MAC address of the
この場合、端末装置113C−1のパケット送信部172から送信された図10のマルチキャストアドレス通知パケットは、レイヤ2スイッチ112CのポートP32およびポートP31、レイヤ2スイッチ112AのポートP12およびポートP11、並びに、ポートP2を介して、ブロードバンドルータ111により受信される。これにより、マルチキャストアドレス通知パケットを受信したポートであるレイヤ2スイッチ112CのポートP32、レイヤ2スイッチ112AのポートP12、および、ブロードバンドルータ111のポートP2において、端末装置113C−1に設定されているマルチキャストアドレスであるMAC_Mが学習される。
In this case, the multicast address notification packet of FIG. 10 transmitted from the
次に、端末装置113C−1がマルチキャストグループ1に属し、マルチキャストグループ1宛てのマルチキャストパケットを送信するマルチキャストサーバが、ネットワークシステム101内の端末装置113B−2である場合について考える。この場合、端末装置113C−1は、例えば、図11に示されるように、端末装置113B−2宛てにマルチキャストアドレス通知パケットを送信する。
Next, consider a case where the
図12は、このとき送信されるマルチキャストアドレス通知パケットの構成の例を示している。図12のマルチキャストアドレス通知パケットは、図10のマルチキャストアドレス通知パケットと比較して、宛先MACアドレス(MAC DA)に端末装置113B−2のMACアドレスであるMAC_Eが設定され、宛先IPアドレス(IP DA)に端末装置113B−2のIPアドレスであるIP_Eが設定されている点が異なる。
FIG. 12 shows an example of the configuration of a multicast address notification packet transmitted at this time. Compared with the multicast address notification packet of FIG. 10, the multicast address notification packet of FIG. 12 is set with the MAC_E that is the MAC address of the
この場合、端末装置113C−1のパケット送信部172から送信された図12のマルチキャストアドレス通知パケットは、レイヤ2スイッチ112CのポートP32およびポートP31、レイヤ2スイッチ112AのポートP12およびポートP11、ブロードバンドルータ111のポートP2およびポートP3、並びに、レイヤ2スイッチ112BのポートP21およびポートP23を介して、端末装置113B−2により受信される。これにより、マルチキャストアドレス通知パケットを受信したポートであるレイヤ2スイッチ112CのポートP32、レイヤ2スイッチ112AのポートP12、ブロードバンドルータ111のポートP2、および、レイヤ2スイッチ112BのポートP21において、端末装置113C−1に設定されているマルチキャストアドレスであるMAC_Mが学習される。
In this case, the multicast address notification packet of FIG. 12 transmitted from the
さらに、端末装置113C−1がマルチキャストグループ1に属している場合、図13に示されるように、端末装置113C−1が、マルチキャストアドレス通知パケットをネットワークシステム101内にブロードキャストすることが考えられる。
Further, when the
図14は、このとき送信されるマルチキャストアドレス通知パケットの構成の例を示している。図14のマルチキャストアドレス通知パケットは、図10のマルチキャストアドレス通知パケットと比較して、宛先MACアドレス(MAC DA)にブロードキャストアドレスを示す値FF:FF:FF:FF:FF:FFが設定され、宛先IPアドレス(IP DA)に端末装置113C−1のIPアドレスであるIP_Aが設定されている点が異なる。
FIG. 14 shows an example of the configuration of a multicast address notification packet transmitted at this time. Compared with the multicast address notification packet of FIG. 10, the multicast address notification packet of FIG. The difference is that IP_A, which is the IP address of the
この場合、端末装置113C−1のパケット送信部172から送信された図14のマルチキャストアドレス通知パケットは、レイヤ2スイッチ112CのポートP32を介して、端末装置113C−1により受信され、レイヤ2スイッチ112CのポートP32およびポートP33を介して、端末装置113C−2により受信され、レイヤ2スイッチ112CのポートP32およびポートP31、並びに、レイヤ2スイッチ112AのポートP12およびポートP13を介して、端末装置113Aにより受信され、レイヤ2スイッチ112CのポートP32およびポートP31、レイヤ2スイッチ112AのポートP12およびポートP11、ブロードバンドルータ111のポートP2およびポートP3、並びに、レイヤ2スイッチ112BのポートP21およびポートP22を介して、端末装置113B−1により受信され、レイヤ2スイッチ112CのポートP32およびポートP31、レイヤ2スイッチ112AのポートP12およびポートP11、ブロードバンドルータ111のポートP2およびポートP3、並びに、レイヤ2スイッチ112BのポートP21およびポートP23を介して、端末装置113B−2により受信される。
In this case, the multicast address notification packet of FIG. 14 transmitted from the
これにより、マルチキャストアドレス通知パケットを受信したポートであるレイヤ2スイッチ112CのポートP32、レイヤ2スイッチ112AのポートP12、ブロードバンドルータ111のポートP2、および、レイヤ2スイッチ112BのポートP21において、端末装置113C−1に設定されているマルチキャストアドレスであるMAC_Mが学習される。
As a result, the
また、端末装置113C−1がマルチキャストグループ1に属している場合、図15に示されるように、端末装置113C−1が、マルチキャストアドレス通知パケットを自分宛てに送信することが考えられる。
Further, when the
図16は、このとき送信されるマルチキャストアドレス通知パケットの構成の例を示している。図16のマルチキャストアドレス通知パケットは、図10のマルチキャストアドレス通知パケットと比較して、宛先MACアドレス(MAC DA)に端末装置113C−1のMACアドレスであるMAC_Aが設定され、宛先IPアドレス(IP DA)に端末装置113C−1のIPアドレスであるIP_Aが設定されている点が異なる。
FIG. 16 shows an example of the configuration of a multicast address notification packet transmitted at this time. In the multicast address notification packet of FIG. 16, compared to the multicast address notification packet of FIG. 10, MAC_A that is the MAC address of the
この場合、端末装置113C−1のパケット送信部172から送信された図16のマルチキャストアドレス通知パケットは、レイヤ2スイッチ112CのポートP32を介して、端末装置113C−1により受信される。これにより、マルチキャストアドレス通知パケットを受信したポートであるレイヤ2スイッチ112CのポートP32において、端末装置113C−1に設定されているマルチキャストアドレスであるMAC_Mが学習される。
In this case, the multicast address notification packet of FIG. 16 transmitted from the
次に、図17のフローチャートを参照して、ブロードバンドルータ111およびレイヤ2スイッチ112により実行されるパケット送信処理について説明する。
Next, packet transmission processing executed by the
ステップS51において、送信制御部145は、バッファ142にパケットが蓄積されているかを判定する。ステップS51の判定処理は、バッファ142にパケットが蓄積されていると判定されるまで所定の間隔で繰り返し実行され、バッファ142にパケットが蓄積されていると判定された場合、処理はステップS52に進む。
In step S <b> 51, the
ステップS52において、送信制御部145は、宛先MACアドレスがブロードキャストアドレスであるかを判定する。具体的には、送信制御部145は、バッファ142に最も前に蓄積されたパケットを次に送信するパケットとし、そのパケットの宛先MACアドレスを参照する。送信制御部145が、次に送信するパケットの宛先MACアドレスがブロードキャストアドレスでないと判定した場合、すなわち、マルチキャストアドレスまたはユニキャストアドレスであると判定した場合、処理はステップS53に進む。
In step S52, the
ステップS53において、送信制御部145は、宛先MACアドレスを学習済みであるかを判定する。具体的には、送信制御部145は、学習テーブル記憶部144に記憶されている全ての学習テーブルを対象に、次に送信するパケットの宛先MACアドレスと一致するMACアドレスを含むエントリを検索する。送信制御部145は、次に送信するパケットの宛先MACアドレスと一致するMACアドレスを含むエントリを検出した場合、宛先MACアドレスを学習済みであると判定し、処理はステップS54に進む。
In step S53, the
ステップS54において、送信制御部145は、設定されている宛先にパケットを送信する。具体的には、送信制御部145は、送信するパケットをコピーし、ステップS53において検出されたエントリが登録されている学習テーブルに対応するポート132、すなわち、送信するパケットの宛先MACアドレスと一致するMACアドレスが対応づけられているポート132からコピーしたパケットを送信する。
In step S54, the
なお、送信するパケットの宛先MACアドレスにマルチキャストアドレスが設定されており、そのマルチキャストアドレスと一致するMACアドレスが対応づけられているポート132が複数ある場合、送信制御部145は、それらの全てのポート132について、送信するパケットをコピーし、該ポート132からコピーしたパケットを送信する処理を実行する。これにより、受信したパケットがマルチキャストされる。
If a multicast address is set as the destination MAC address of the packet to be transmitted and there are a plurality of
例えば、図18に示されるように、上述した図8と学習テーブルが同じ状態のレイヤ2スイッチ201が、宛先MACアドレスにマルチキャストアドレスAが設定されているパケットをポート3から受信した場合について考える。この場合、レイヤ2スイッチ201は、学習テーブルにマルチキャストアドレスAを含むエントリが登録されているポート0およびポート1から、受信したパケットを送信し、学習テーブルにマルチキャストアドレスAを含むエントリが登録されていないポート2からは、受信したパケットを送信しない。
For example, as illustrated in FIG. 18, consider a case where the
すなわち、マルチキャストアドレスAを学習済みの全てのポート、換言すれば、マルチキャストアドレスAが対応づけられている全てのポートから受信したパケットが送信され、マルチキャストアドレスAを学習していないポート、換言すれば、マルチキャストアドレスAが対応づけられていないポートからは、受信したパケットは送信されない。 That is, all the ports that have learned the multicast address A, in other words, the packets received from all the ports that are associated with the multicast address A are transmitted, in other words, the ports that have not learned the multicast address A. The received packet is not transmitted from the port not associated with the multicast address A.
その後、処理はステップS56に進む。 Thereafter, the process proceeds to step S56.
一方、ステップS53において、送信制御部145は、次に送信するパケットの宛先MACアドレスと一致するMACアドレスを含むエントリを検出できなかった場合、宛先MACアドレスを学習していないと判定し、処理はステップS55に進む。
On the other hand, in step S53, the
また、ステップS52において、宛先MACアドレスがブロードキャストアドレスであると判定された場合、処理はステップS55に進む。 If it is determined in step S52 that the destination MAC address is a broadcast address, the process proceeds to step S55.
ステップS55において、送信制御部145は、パケットをフラッディング(Flooding)する。すなわち、送信制御部145は、パケットを受信したポート132以外のポート132のうち他の機器が接続されている全てのポート132から、受信したパケットを送信する。より具体的には、送信制御部145は、パケットを受信したポート132以外のポート132のうち他の機器が接続されている全てのポート132について、送信するパケットをコピーし、該ポート132からパケットを送信する処理を実行する。その後、処理はステップS56に進む。
In step S55, the
ステップS56において、送信制御部145は、送信したパケットをバッファ142から削除する。
In step S <b> 56, the
その後、処理はステップS51に戻り、ステップS51以降の処理が実行される。 Thereafter, the process returns to step S51, and the processes after step S51 are executed.
以上のようにして、レイヤ2の情報のみを用いて、簡単にパケットのマルチキャストを実現することができ、マルチキャストパケットの不要な転送を抑制することができる。
As described above, packet multicasting can be easily realized using
例えば、図19に示されるように、マルチキャストサーバ251が、ブロードバンドルータ111のポートP1を介してネットワークシステム101に接続され、マルチキャストサーバ251から送信されるマルチキャストパケットを受信するマルチキャストグループBに端末装置113B−2および113C−1が所属している場合について考える。なお、以下、マルチキャストグループBのマルチキャスト用のMACアドレスをマルチキャストアドレスBとする。
For example, as shown in FIG. 19, the
この場合、まず、端末装置113C−1が、ブロードバンドルータ111宛てにマルチキャストアドレス通知パケットを送信することにより、レイヤ2スイッチ112CのポートP32、レイヤ2スイッチ112AのポートP12、および、ブロードバンドルータ111のポートP2において、マルチキャストアドレスBが学習される。また、端末装置113B−2が、ブロードバンドルータ111宛てにマルチキャストアドレス通知パケットを送信することにより、レイヤ2スイッチ112BのポートP23、および、ブロードバンドルータ111のポートP3において、マルチキャストアドレスBが学習される。
In this case, first, the
そして、マルチキャストサーバ251から、宛先MACアドレスにマルチキャストアドレスBが設定されたマルチキャストパケットが送信されてきた場合、ブロードバンドルータ111は、ポートP1を介してマルチキャストパケットを受信し、マルチキャストアドレスBが対応づけられているポートP2およびP3を介してマルチキャストパケットを送信する。
When a multicast packet having the multicast address B set as the destination MAC address is transmitted from the
レイヤ2スイッチ112Aは、ポートP11を介してマルチキャストパケットを受信し、マルチキャストアドレスBが対応づけられているポートP12を介してマルチキャストパケットを送信し、マルチキャストアドレスBが対応づけられていないポートP13からはマルチキャストパケットを送信しない。
The
レイヤ2スイッチ112Bは、ポートP21を介してマルチキャストパケットを受信し、マルチキャストアドレスBが対応づけられているポートP23を介してマルチキャストパケットを送信し、端末装置113B−2がマルチキャストパケットを受信する。また、レイヤ2スイッチ112Bは、マルチキャストアドレスBが対応づけられていないポートP22からはマルチキャストパケットを送信しない。
The
レイヤ2スイッチ112Cは、ポートP31を介してマルチキャストパケットを受信し、マルチキャストアドレスBが対応づけられているポートP32を介してマルチキャストパケットを送信し、端末装置113C−1がマルチキャストパケットを受信する。また、レイヤ2スイッチ112Cは、マルチキャストアドレスBが対応づけられていないポートP33からはマルチキャストパケットを送信しない。
The
このようして、マルチキャストサーバ251から送信されてきたマルチキャストパケットが、マルチキャストグループBに所属する端末装置113B−2および113C−1のみに転送される。
In this way, the multicast packet transmitted from the
以上のようにマルチキャストパケットの不要な転送が抑制されることにより、ブロードバンドルータ111またはレイヤ2スイッチ112内においてパケットの輻輳が発生することが抑制され、その結果、ネットワークシステム101全体のパケットの輻輳の発生が抑制される。
By suppressing unnecessary forwarding of multicast packets as described above, congestion of packets in the
また、マルチキャストパケットの転送処理を高速化でき、バッファ142の容量を小さく抑えることができるとともに、パケットの転送により生じる遅延時間を短縮することができる。
In addition, the multicast packet transfer process can be speeded up, the capacity of the
次に、図20のフローチャートを参照して、ブロードバンドルータ111およびレイヤ2スイッチ112により実行される学習テーブルエントリ廃棄処理について説明する。
Next, the learning table entry discarding process executed by the
ステップS71において、アドレス学習部143は、エージングタイマがタイムアウトしたエントリがあるかを判定する。アドレス学習部143が、学習テーブル記憶部144に記憶されている学習テーブルのエントリの中にエージングタイマがタイムアウトしたエントリがあると判定した場合、処理はステップS72に進む。
In step S71, the
ステップS72において、アドレス学習部143は、タイムアウトしたエントリを廃棄する。これにより、各ポート132について、対応づけられているMACアドレスと一致する送信元MACアドレスが設定されたパケットを、そのポート132から所定の期間受信しなかった場合、そのポート132の学習テーブルから該MACアドレスを含むエントリが削除され、そのポート132と該MACアドレスとの対応関係が取り消される処理が行われる。
In step S72, the
一方、ステップS71において、エージングタイマがタイムアウトしたエントリがないと判定された場合、ステップS72の処理はスキップされ、処理はステップS73に進む。 On the other hand, if it is determined in step S71 that there is no entry for which the aging timer has timed out, the process of step S72 is skipped, and the process proceeds to step S73.
ステップS73において、受信制御部141は、リンク断が発生したかを判定する。具体的には、受信制御部141は、各ポート132から供給される機器の接続の有無を示す信号に基づいて、リンク断が発生したと判定した場合、処理はステップS74に進む。
In step S73, the
ステップS74において、アドレス学習部143は、リンク断が検出されたポート132の学習テーブルのエントリを廃棄する。具体的には、受信制御部141は、リンク断を検出したポート132をアドレス学習部143に通知する。アドレス学習部143は、リンク断が検出されたポート132の学習テーブルから全てのエントリを削除する。その後、処理はステップS71に戻り、ステップS71以降の処理が実行される。
In step S74, the
一方、ステップS73において、リング断が発生していないと判定された場合、処理はステップS71に戻り、ステップS71以降の処理が実行される。 On the other hand, if it is determined in step S73 that no ring break has occurred, the process returns to step S71, and the processes after step S71 are executed.
これにより、例えば、図21に示されるように、上述した図8と学習テーブルが同じ状態のレイヤ2スイッチ201が、マルチキャストアドレスAが送信元MACアドレスに設定されたマルチキャストアドレス通知パケットを、ポート0から所定の期間受信しなかった場合、ポート0の学習テーブルからマルチキャストアドレスAを含むエントリが削除される。また、ポート1でリンク断が検出された場合、ポート1の学習テーブルから全てのエントリが削除される。
Thus, for example, as shown in FIG. 21, the
なお、以上の説明では、レイヤ2のアドレスとしてMACアドレスを用いる例を示したが、本発明は、マルチキャストアドレスの識別が可能な他のレイヤ2のアドレスを用いる場合にも適用することが可能である。
In the above description, the MAC address is used as the
また、以上の説明では、Ethernetの規格に基づき通信を行うネットワークシステムの例を示したが、本発明は、マルチキャストの仕様を備える他のレイヤ2のプロトコルに基づく通信を行う場合にも適用することが可能である。
In the above description, an example of a network system that performs communication based on the Ethernet standard has been described. However, the present invention is also applicable to a case where communication is performed based on another
さらに、以上の説明では、学習テーブルをポート毎に個別に管理する例を示したが、例えば、対応するポートの情報を各エントリに含めたり、ポート毎にエントリを分けたりして、1つの学習テーブルにより各ポートとMACアドレスとの対応関係を管理するようにしてもよい。 Further, in the above description, an example in which the learning table is individually managed for each port is shown. However, for example, one learning is performed by including information on the corresponding port in each entry or dividing the entry for each port. The correspondence between each port and the MAC address may be managed by a table.
また、以上の説明では、マルチキャストアドレス通知パケットとして、pingコマンドのパケットを用いる例を示したが、他のコマンドのパケットを用いるようにしてもよい。 In the above description, an example in which a ping command packet is used as a multicast address notification packet has been described. However, other command packets may be used.
なお、本発明は、レイヤ2のプロトコルに基づいてパケットを送受信または中継する機能を有する装置に適用することができる。従って、例えば、レイヤ2スイッチ機能を有するレイヤ3以上のスイッチにも適用することが可能である。
The present invention can be applied to an apparatus having a function of transmitting / receiving or relaying a packet based on a
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。 The series of processes described above can be executed by hardware or can be executed by software. When a series of processing is executed by software, a program constituting the software executes various functions by installing a computer incorporated in dedicated hardware or various programs. For example, it is installed from a program recording medium in a general-purpose personal computer or the like.
図22は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。 FIG. 22 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of a computer that executes the above-described series of processes using a program.
コンピュータにおいて、CPU(Central Processing Unit)301,ROM(Read Only Memory)302,RAM(Random Access Memory)303は、バス304により相互に接続されている。
In a computer, a CPU (Central Processing Unit) 301, a ROM (Read Only Memory) 302, and a RAM (Random Access Memory) 303 are connected to each other by a
バス304には、さらに、入出力インタフェース305が接続されている。入出力インタフェース305には、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる入力部306、ディスプレイ、スピーカなどよりなる出力部307、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる記憶部308、ネットワークインタフェースなどよりなる通信部309、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア311を駆動するドライブ310が接続されている。
An input /
以上のように構成されるコンピュータでは、CPU301が、例えば、記憶部308に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース305及びバス304を介して、RAM303にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
In the computer configured as described above, the
コンピュータ(CPU301)が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク(フレキシブルディスクを含む)、光ディスク(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等)、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディア311に記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。
The program executed by the computer (CPU 301) is, for example, a magnetic disk (including a flexible disk), an optical disk (CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc), etc.), a magneto-optical disk, or a semiconductor. It is recorded on a
そして、プログラムは、リムーバブルメディア311をドライブ310に装着することにより、入出力インタフェース305を介して、記憶部308にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部309で受信し、記憶部308にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM302や記憶部308に、あらかじめインストールしておくことができる。
The program can be installed in the
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。 The program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.
なお、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。 In this specification, the term “system” refers to an overall device including a plurality of devices and means.
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
101 ネットワークシステム, 111 ブロードバンドルータ, 112 レイヤ2スイッチ, 113 端末装置, 131 レイヤ2通信部, 132 ポート, 141 受信制御部, 143 アドレス学習部, 144 学習テーブル記憶部, 145 送信制御部, 161 マルチキャストアドレス通知部, 171 MACアドレス記憶部, 172 パケット送信部
101 network system, 111 broadband router, 112
Claims (12)
前記中継装置は、
前記ポートに直接または間接的に接続されている前記端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止する学習手段と、
受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信する第1の送信手段と
を含み、
前記端末装置は、
前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用の前記レイヤ2アドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信する第2の送信手段を
含む通信システム。 In a communication system including a relay device that relays packets via a plurality of ports based on a layer 2 protocol, and a terminal device that transmits and receives packets based on a layer 2 protocol,
The relay device is
The correspondence between the layer 2 address, which is the layer 2 address of the terminal device connected directly or indirectly to the port, and the port is set in the transmission source of the packet received via the port When learning based on the layer 2 address and the layer 2 address is an address for multicasting, the same layer 2 address is allowed to be associated with a plurality of ports, and the layer 2 address is used for unicast Learning means for prohibiting associating the same layer 2 address with a plurality of the ports,
When there is the port associated with the layer 2 address that matches the layer 2 address set as the destination of the received packet, first transmission means for transmitting the received packet through the port Including and
The terminal device
When the terminal device belongs to a multicast group, a second multicast address notification packet that is a packet in which the layer 2 address for multicast corresponding to the multicast group to which the terminal device belongs is set as a transmission source is transmitted at a predetermined timing. A communication system including a transmission means.
前記中継装置により実行される、
前記ポートに直接または間接的に接続されている前記端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止し、
受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信するようにパケットの送信を制御する
ステップと、
前記端末装置により実行される、
前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用の前記レイヤ2アドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信するようにパケットの送信を制御する
ステップと
を含む通信方法。 In a communication method of a communication system configured by a relay device that relays a packet via a plurality of ports based on a layer 2 protocol and a terminal device that transmits and receives a packet based on a layer 2 protocol,
Executed by the relay device;
The correspondence between the layer 2 address, which is the layer 2 address of the terminal device connected directly or indirectly to the port, and the port is set in the transmission source of the packet received via the port When learning based on the layer 2 address and the layer 2 address is an address for multicasting, the same layer 2 address is allowed to be associated with a plurality of ports, and the layer 2 address is used for unicast The same layer 2 address is prohibited from being associated with a plurality of the ports,
When there is the port associated with the layer 2 address that matches the layer 2 address set as the destination of the received packet, packet transmission is performed so that the received packet is transmitted through the port. Controlling the step,
Executed by the terminal device;
When the terminal device belongs to a multicast group, a packet is transmitted so that a multicast address notification packet that is a packet in which the layer 2 address for multicast corresponding to the multicast group to which the terminal device belongs is set as a transmission source is transmitted at a predetermined timing And a method for controlling the transmission of.
前記ポートに直接または間接的に接続されている端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止する学習手段と、
受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信する送信手段と
を含む中継装置。 In a relay device that relays packets via a plurality of ports based on a layer 2 protocol,
The correspondence between the layer 2 address, which is the layer 2 address of the terminal device directly or indirectly connected to the port, and the port is set in the transmission source of the packet received through the port When learning based on a layer 2 address and the layer 2 address is an address for multicast, the same layer 2 address is allowed to be associated with a plurality of ports, and the layer 2 address is used for unicast. If it is an address, a learning means for prohibiting associating the same layer 2 address with a plurality of the ports;
Transmitting means for transmitting the received packet through the port when there is the port associated with the layer 2 address that matches the layer 2 address set as the destination of the received packet. Relay device.
請求項3に記載の中継装置。 If the learning means does not receive a packet in which the layer 2 address associated with the port is set as a transmission source through the port for a predetermined period, the learning unit and the port The relay apparatus according to claim 3, wherein the correspondence relationship with the layer 2 address is canceled.
請求項3に記載の中継装置。 The said transmission means floods the received packet when there is no said port with which the said layer 2 address which matches the said layer 2 address set to the destination of the received packet is matched. Relay device.
前記ポートに直接または間接的に接続されている端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止し、
受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信するようにパケットの送信を制御する
ステップを含む通信方法。 In a communication method of a relay apparatus that relays a packet through a plurality of ports based on a layer 2 protocol,
The correspondence between the layer 2 address, which is the layer 2 address of the terminal device directly or indirectly connected to the port, and the port is set in the transmission source of the packet received through the port When learning based on a layer 2 address and the layer 2 address is an address for multicast, the same layer 2 address is allowed to be associated with a plurality of ports, and the layer 2 address is used for unicast. If it is an address, it is prohibited to associate the same layer 2 address with a plurality of the ports,
When there is the port associated with the layer 2 address that matches the layer 2 address set as the destination of the received packet, packet transmission is performed so that the received packet is transmitted through the port. A communication method including the step of controlling.
前記ポートに直接または間接的に接続されている端末装置のレイヤ2のアドレスであるレイヤ2アドレスと前記ポートとの対応関係を、前記ポートを介して受信したパケットの送信元に設定されている前記レイヤ2アドレスに基づいて学習するとともに、前記レイヤ2アドレスがマルチキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを許可し、前記レイヤ2アドレスがユニキャスト用のアドレスである場合、同じ前記レイヤ2アドレスを複数の前記ポートに対応づけることを禁止し、
受信したパケットの宛先に設定されている前記レイヤ2アドレスと一致する前記レイヤ2アドレスが対応づけられている前記ポートがある場合、受信したパケットをその前記ポートを介して送信するようにパケットの送信を制御する
ステップを含む処理を実行させるプログラム。 In a program for causing a computer to execute a process of relaying a packet through a plurality of ports based on a layer 2 protocol,
The correspondence between the layer 2 address, which is the layer 2 address of the terminal device directly or indirectly connected to the port, and the port is set in the transmission source of the packet received through the port When learning based on a layer 2 address and the layer 2 address is an address for multicast, the same layer 2 address is allowed to be associated with a plurality of ports, and the layer 2 address is used for unicast. If it is an address, it is prohibited to associate the same layer 2 address with a plurality of the ports,
When there is the port associated with the layer 2 address that matches the layer 2 address set as the destination of the received packet, packet transmission is performed so that the received packet is transmitted through the port. A program that executes processes including steps.
前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用のレイヤ2のアドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信する送信手段を
含む端末装置。 In a terminal device that transmits and receives packets based on the layer 2 protocol,
When the terminal device belongs to a multicast group, transmission means for transmitting a multicast address notification packet, which is a packet in which a multicast layer 2 address corresponding to the multicast group to which the terminal device belongs is set as a transmission source at a predetermined timing, Including terminal device.
請求項8に記載の端末装置。 The transmission means transmits the multicast address notification packet to the multicast server when the multicast server that transmits the packet addressed to the multicast group belongs to a layer 2 network to which the terminal device belongs. The terminal device described.
請求項8に記載の端末装置。 When the multicast server that transmits a packet addressed to the multicast group belongs to a second layer 2 network different from the first layer 2 network to which the terminal device belongs, the transmission means The terminal device according to claim 8, wherein the multicast address notification packet is transmitted to a gateway of a layer 2 network.
前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用のレイヤ2のアドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信するようにパケットの送信を制御する
ステップを含む通信方法。 In a communication method of a terminal device that transmits and receives packets based on a layer 2 protocol,
When the terminal device belongs to a multicast group, a packet is transmitted so that a multicast address notification packet that is a packet in which a multicast layer 2 address corresponding to the multicast group to which the terminal device belongs is set as a transmission source is transmitted at a predetermined timing. A communication method including a step of controlling the transmission of a message.
前記端末装置がマルチキャストグループに属している場合、属しているマルチキャストグループに対応するマルチキャスト用のレイヤ2のアドレスを送信元に設定したパケットであるマルチキャストアドレス通知パケットを所定のタイミングで送信するようにパケットの送信を制御する
ステップを含む処理を実行させるプログラム。 In a program for causing a computer of a terminal device to execute a process of transmitting and receiving a packet based on a layer 2 protocol,
When the terminal device belongs to a multicast group, a packet is transmitted so that a multicast address notification packet that is a packet in which a multicast layer 2 address corresponding to the multicast group to which the terminal device belongs is set as a transmission source is transmitted at a predetermined timing. A program for executing processing including a step for controlling transmission of a message.
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