JP2011176424A

JP2011176424A - 通信方法及びスイッチングハブ装置

Info

Publication number: JP2011176424A
Application number: JP2010037281A
Authority: JP
Inventors: Shinji Wakisho; 眞志脇所
Original assignee: Hitachi Information Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Information Systems Ltd
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-09-08

Abstract

【課題】
複数の拠点を複数の広域イーサネット網で接続したネットワークに複数経路同報スイッチングハブを適用し、一方のイーサネット網に障害が発生しても通信を途絶せず、ネットワークの信頼性を向上する。
【解決手段】
物理的または論理的に分割された複数のイーサネット網及び端末装置に接続され、端末装置又はいずれかのイーサネット網から受信したフレームをいずれかのイーサネット網又は他の端末装置へ送信する複数の複数経路同報送信用のスイッチングハブは、複数の端末装置のＭＡＣアドレスとポートの対応関係を登録するＭＡＣアドレステーブルを有する。他のスイッチングハブがイーサネット網から受信したフレームを受信するポートについて、直接接続しているイーサネット網を接続しているポートと同一の送信元ＭＡＣアドレスのフレームを受信したかを、ＭＡＣアドレステーブルを参照して判断し、該当するポートを決定して受信フレームを送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチングハブ装置及び通信方法に係り、特に、複数のイーサネット網に接続される、複数の拠点間の通信を司るスイッチングハブ装置、及びこのスイッチングハブ装置を通してＩＰパケット（以下単にパケットという）を送信する通信方法に関する。

高帯域の広域イーサネット網は信頼性はあまり高くないが安価であるため、近年広く普及している。また、ＴＣＰ／ＩＰを利用したインターネット通信も広く普及している。（「イーサネット」はゼロックス社の登録商標）。この広域イーサネット網を用いた通信では、網内でフレームの廃棄が発生したり、網内遅延が大きいため、スループットが上がらない。また網全体が停止するという大規模な障害も発生している。

これらの問題に対処するため、拠点間を複数の伝送路で接続し、１つのパケットを各伝送路に対し同報することによって信頼性を向上する通信方法が提唱されている。例えば、特許文献１には、メッセージ識別子を付加した同一のメッセージを、各々のＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）伝送路にほぼ同時に送信し、受信側ではメッセージ識別子により受信した同一のメッセージのうち最初に受信したメッセージ以外のメッセージを廃棄し、最初に受信したメッセージにより通信を完了する通信制御方法が開示されている。

また、特許文献２には、インターネットを介して接続された第１のＬＡＮの端末から第２のＬＡＮの端末へパケットを送信する際に、これを中継するために同じパケットを異なる中継先に複数送信する第１のＬＡＮに接続されたゲートウェイ送信装置及び送信方法等が開示されている。

特開平０３−２６２３５０公報特開２０００−２６１４７８公報

複数の独立したイーサネット網で接続された複数の拠点間通信において、メッセージ識別子や通信パスの管理等の処理を、パケットを冗長化する機器で行う場合、処理負担が大きく、高性能なＣＰＵや多くのメモリが必要となり、そのため通信機器が高価になる。また、通信パケットにメッセージ識別子を付与したり、カプセリングを行うと、ファイアウォールやＩＰＳｅｃなどパケットを解析する機器や機能が使えなくなる場合が生じる。また、パケット長が長くなると送信元機器のＭＴＵ（Maximum Transmission Unit）長を調整する必要も生じ、メッセージ識別子がイーサネット網の帯域を使用することで、本来の通信のために使用可能な帯域が減少する。さらに、従来のパケット冗長化を行う機器の接続構成は、各々の機器が全ての伝送路と接続するため、複数の機器で構成する場合、一本の伝送路を各機器へ分岐するためのハブなどの分岐装置が必要となる。接続機器が増えると、システムの信頼性も低下する。

そこで、本発明は、複数の拠点を複数の広域イーサネット網で接続したネットワークに複数経路同報スイッチングハブを適用し、一方のイーサネット網に障害が発生しても通信を途絶せず、ネットワークの信頼性を向上することにある。
本発明は、またパケットのヘッダやデータの変更を行わず、ＩＰパケットを扱う機器への影響を出来るだけ無くし、既存のネットワークへ容易に適用可能な、通信方法及びスイッチングハブ装置を提供することにある。

本発明に係る通信方法は、好ましくは、物理的または論理的に分割された複数のイーサネット網及び端末装置に接続される、複数の複数経路同報送信用のスイッチングハブを用いて、端末装置又はいずれかのイーサネット網から受信したフレームをいずれかのイーサネット網又は他の端末装置へ送信する通信方法であって、
該スイッチングハブは、複数の該端末装置のＭＡＣアドレスとポートの対応関係を登録するＭＡＣアドレステーブルを有し、
該スイッチングハブは他のスイッチングハブがイーサネット網から受信したフレームを受信するポートについて、直接接続しているイーサネット網を接続しているポートと同一の送信元ＭＡＣアドレスのフレームを受信したかを、該ＭＡＣアドレステーブルを参照して判断し、該当するポートを決定して該受信フレームを送信することを特徴とする通信方法として構成される。

また、本発明に係る通信方法は、好ましくは、物理的または論理的に分割された複数のイーサネット網及び端末装置に接続される、複数の複数経路同報送信用のスイッチングハブを用いて、端末装置又はいずれかのイーサネット網から受信したフレームをいずれかのイーサネット網又は他の端末装置へ送信する通信方法であって、該スイッチングハブは、複数の該端末装置のＭＡＣアドレスとポートの対応関係を登録するＭＡＣアドレステーブルを有し、
前記スイッチングハブは、直接接続された端末装置から送信されて受信したフレームのうち、他の複数経路同報スイッチングハブへ送信するフレームがない場合、他のスイッチングハブのＭＡＣアドレステーブルから端末装置のＭＡＣアドレスが削除されるのを防止するため、各スイッチングハブは定期的に直接接続されている端末装置のＭＡＣアドレスを送信元としたフレームを他のスイッチングハブへ送信して他のスイッチングハブのＭＡＣアドレステーブルから接続中の端末装置の情報が削除されるのを防止することを特徴とする通信方法として構成される。

好ましい例では、前記スイッチングハブは同一のパケットを受信した場合、最も早く受信したフレームを端末装置へ送信し、その後に受信した同一のフレームは廃棄することで、同一のパケットを重複して端末装置へ送信しないように制御する。
また、好ましくは、前記スイッチングハブは、パケットを受信したポートごとに、送信元及び送信先のＩＰアドレスに関連付けて、該パケットを受信済か否かを示すフラグを登録する重複パケット判定フラグテーブルを有し、あるポートからパケットを受信した時に、該重複パケット判定フラグテーブルの該フラグを参照して、該パケットと同一のパケットが受信済かを判定し、
該フラグが受信済みとなっているポートでパケットを受信した場合、送信元の端末装置が同一のパケットを再送したものと判定して、該フレームを端末装置へ送信する。
また、好ましくは、前記重複パケット判定フラグテーブルは、パケットの受信済状態を示す各レコードの生存状態を管理するためのレコード生存タイマを有し、該レコード生存タイマがタイムアウトすることにより、該レコードを該重複パケット判定フラグテーブルから削除する。
本発明は、また上記通信方法を実施するスイッチングハブ装置としても把握される。

本発明によれば、複数経路同報スイッチングハブは複数の拠点を複数の広域イーサネット網で接続したネットワークに適用することで、一方のイーサネット網に障害が発生しても通信が途絶することなく使用可能となるため、ネットワークの信頼性を向上する。また、最も早く到着したフレームを端末装置へ送信するため、フレームの到着までの遅延時間を最小にすることができる。
さらに、パケットのヘッダやデータを変更しないため、パケット解析を行うファイアウォールなどの装置も使用可能であり、既存のネットワークへ容易に適用可能である。フレームの制御方式も単純であるため装置内での遅延時間を少なくし、製造コストを低く抑えることが期待できる。

本発明の一実施例による通信システム及びそれに使用されるスイッチングハブ装置の構成を示す図。一実施例における重複パケット判定フラグテーブル１２２の構成を示す図。一実施例におけるスイッチングハブ１がポート１１１からフレームを受信した場合のフレーム処理動作を示すフローチャート。一実施例におけるスイッチングハブ１がポート４１からフレームを受信した場合のフレーム処理動作を示すフローチャート。一実施例におけるスイッチングハブ１がポート４２からフレームを受信した場合のフレーム処理動作を示すフローチャート。一実施例におけるスイッチングハブ１がポート４３からフレームを受信した場合のフレーム処理動作を示すフローチャート。一実施例におけるスイッチングハブが受信したパケットの同一パケット既受信状態を判定する処理動作を示すフローチャート。一実施例におけるスイッチングハブが初めて受信したパケットの重複パケット判定フラグテーブル処理動作を示すフローチャート。一実施例における複数経路同報スイッチングハブが受信済のパケットの重複パケット判定フラグテーブル処理フローチャート。一実施例における複数経路同報スイッチングハブが再送されてきたパケットの重複パケット判定フラグテーブルの処理を示すフローチャート。一実施例におけるスイッチングハブ１がフレームを受信した場合にＭＡＣアドレステーブルを更新する条件を示す一覧表を示す図。一実施例におけるレコード生存タイマの処理を示すフローチャート。複数経路同報スイッチングハブが定期的に実行する端末装置ＭＡＣアドレス更新処理を示す図。一実施例における同報可能なフレームとフレームフォーマットを示す図。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
図１は、通信システム及びスイッチングハブ装置の構成を示す。
２つのスイッチングハブ装置（以下単にスイッチングハブという）１，２は、同じ構成を有する複数経路同報スイッチングハブであり、同じ設置場所に設置されて、物理的または論理的に分割された異なるイーサネット網８１，８２に接続される。なお、両者のスイッチングハブの構成は同じであるので、内部構成の説明については、一方のスイッチングハブ１を参照する。

スイッチングハブ１は、それぞれイーサネット網８１と接続される、インタフェース部１５及びポート４３を持ち、また、複数の端末装置（以下単に端末という）１０１と接続される、インタフェース部１３及び複数のポート１１１，１１２（総称して１１ということがある）を持つ。また、スイッチングハブ１は、インタフェース部１６，１７を介して、物理的又は論理的に分割された２本のイーサネットでポート４１，４２に接続され、スイッチングハブ２と接続される。（スイッチングハブ２も同じ構成である。なお、スイッチングハブ２の複数のポート２１１，２１２を総称して２１ということがある）。

ここで、ポート４１は、スイッチングハブ１からスイッチングハブ２への通信接続用として、例えばスイッチングハブ１における端末１０１に対するポート１１と、イーサネット網８２に対するスイッチングハブ２のポート４４との間の通信接続用として使用される。また、ポート４２は、スイッチングハブ２からスイッチングハブ１への通信接続用として使用される。

スイッチングハブ１はその内部構成として、制御部１４、及びＭＡＣアドレステーブル１２１、及び重複パケット判定フラグテーブル１２２を有する。ハードウェア的には、制御部１４はプロセッサを有し、そこでプログラムを実行して所定の機能を実現する。また、上記各テーブルはメモリ内に形成される。

ＭＡＣアドレステーブル１２１（スイッチングハブ２では２２１）は、図１３に例示するように、一般的なスイッチングハブと同様に、全てのポートについて、各端末のＭＡＣアドレスとの対応関係を登録する。他のスイッチングハブへＭＡＣアドレス更新用のフレームを送信するのは、このＭＡＣテーブルに示す通り、自分自身が直接収容している端末のみである。

同報スイッチングハブは重複判定が可能なパケットのみを他の同報スイッチングハブへ送信する。このため、他の複数経路同報スイッチングハブに接続された端末が送信するパケットがこの条件に当てはまらない場合はこの端末を送信元としたパケットを受信しないため、端末が接続されている場合でも一定時間後にＭＡＣアドレステーブルから削除されることになる。これを防止するため、各複数経路同報スイッチングハブは定期的に他の複数経路同報スイッチングハブへ直接接続されている端末の情報を送信し、他の複数経路同報スイッチングハブのＭＡＣアドレステーブルを更新する。

重複パケット判定フラグテーブル１２２（スイッチングハブ２では２２２）は、図２に示すように、パケットが重複パケットか否かを判定するために参照されるテーブルであり、ＩＰパケットユニキャスト用のＩＰユニキャストパケット重複判定フラグテーブル１２２１と、ＡＲＰリクエストパケット重複判定フラグテーブル１２２２、及びＡＲＰリプライパケット重複判定フラグテーブル１２２３から構成される。ＡＲＰは、ＭＡＣアドレスをあて先のＩＰアドレスから求めるためのプロトコルである。なお、重複パケットの取扱について、コピー可能な全てのパケットを同報するのではなく、重要度の高いパケットのみをコピーし同報すればよい。具体的には、送信先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、ポート番号などをキーにし、コピーするパケットの選択を行う。

ＩＰユニキャストパケット重複判定フラグテーブル１２２１は、レコード毎に、キーとしての送信元ＩＰアドレスと送信先のＩＰアドレスの対、ＩＰパケットの識別子及びフラグメントオフセット、ポート４３のパケット受信フラグ及びポート４１のパケット受信フラグ、及びタイムアウト監視と行うためのレコード生存タイマの各情報を登録する。パケット受信フラグは、ポートがパケットを受信するときは「１」、受信していないときには「０」で表す。

重複パケット判定フラグテーブル１２２の各レコードは、キーとなっている条件のパケットが何れのポートで受信済かをフラグによって登録している。各レコードはレコードの生存時間を決めるタイマを持っており、図１２に示すように、このタイマ（レコード生存タイマ）はリセットされたときから一定時間ごとに更新され、タイムアウトした時点でタイマと対になったレコードを削除する。

このタイマは図８、１０に示すように、キーで示す条件のパケットを初めて受信した場合と再送パケットを受信した場合にリセットを行う。このように他の複数経路同報スイッチングハブを経由してパケットを受信した場合も含め、端末へフレームを送信する場合にタイマをリセットし、このタイマがタイムアウトする前に受信したパケットは再送の場合を除き重複して受信したパケットとして端末装置へは送信せずに廃棄する。

ＡＲＰリクエストパケット重複判定フラグテーブル１２２２とＡＲＰリプライパケット重複判定フラグテーブル１２２３は、上記と同様に、レコード毎にキーとしての送信元ＩＰアドレスと送信先のＩＰアドレスの対、ポート４３のパケット受信フラグ及びポート４１のパケット受信フラグ、及びタイムアウト監視を行うためのレコード生存タイマの各情報を登録する。

次に、図１４を参照して、同報可能なフレームとフレームフォーマットについて説明する。
イーサネットフレーム（レイヤ２層）とＩＰパケット（レイヤ３層）における関係を、ＡＲＰフレーム及びＩＰフレームについて示す。ここで、ユニキャストは一対一の通信、ブロードキャストは一対多の通信である。ＩＰフレームやその他（apple_talk）のフレームは、ユニキャスト、マルチキャスト、ブロードキャストへの通信が可能である。複数経路同報スイッチングハブがコピーを行い、異なる広域イーサネット網へ同報を行うフレーム（パケット）の対象は、ＡＲＰフレームとユニキャスト間の通信（図の太字）である。

ＩＰパケットは、その送信先ＩＰアドレスによってユニキャスト、ブロードキャスト、マルチキャスト、リザーブを判定することができる。これは次の通り定められている。
・マルチキャスト：２２４．０．０．０〜２３９．２５５．２５５．２５５
・リザーブ(ブロードキャストを含む)：２４０．０．０．０〜２５５．２５５．２５５．２５５
・ユニキャスト：その他
なお、ＡＲＰフレームのタイプは、例えば「ＩＰ＝０ｘ８０６」のように示され、ＩＰのパケットのタイプは、例えば「ＩＰ＝０ｘ８００」のように示される。

次に、図３以降の図面を参照して、パケットの送受信の処理動作について説明する。
図３は、スイッチングハブ１がポート１１からフレームを受信した場合のフレーム処理動作を示す。
例えば、スイッチングハブ１がポート１１１からフレームを受信すると、その受信したフレームが持つ、その送信元及び送信先のＭＡＣアドレス及びタイプ（ＩＰ、ＡＲＰまたはその他かを示すフラグ）を取得する（Ｓ３０１）。

次に、受信したフレームの送信元ＭＡＣアドレスを参照し、図１１に示す条件を満たしている場合は端末のＭＡＣアドレスとその接続ポートを管理するＭＡＣアドレステーブル（図１３）を更新する（Ｓ３０３）。そして、ＭＡＣアドレステーブルの情報を取得して（Ｓ３０３）、受信したフレームはＩＰパケットであるかを判定する（Ｓ３０４）。判定の結果、ＩＰパケットであれば、ＭＡＣアドレステーブルを参照してその送信先がポート１１２に登録されているかを判定する（Ｓ３０５）。判定の結果、ポート１１２に当該送信先が登録されていれば、受信したパケットをポート１１２へ送信する（Ｓ３０６）。即ち、送信先が同一の同報ハブに接続された端末宛のため、フレームの種別によらずコピーは行わない。端末のＭＡＣアドレスは登録されているため、適切なポートのみへ送信することになる。

一方、ＭＡＣアドレステーブルを参照した結果、受信したフレームがポート１１２には登録されていない場合（Ｓ３０５：Ｎｏ）、受信したフレームの送信先ＩＰアドレスを取得して（Ｓ３１２）、受信したフレームの送信先ＩＰアドレスがユニキャストアドレスかを判定する（Ｓ３１３）。送信先ＩＰアドレスがユニキャストの判定は、図１４に示した通り、送信先ＩＰアドレスがマルチキャストとリザーブ（ブロードキャスト含む）以外の場合かを判定することで行う。ユニキャストは送信先ＩＰアドレスが該当する場合のみである。この判定の結果、ユニキャストアドレスであれば、その送信先がポート４１又は４３に登録されているか判定し（Ｓ３１４）、その判定の結果、ポート４１又は４３に登録されていれば、受信したパケットをポート４１と４３へ送信する。ここで、送信されるパケットはコピー可能なＩＰユニキャストパケット又はＡＲＰリプライパケットである。端末のＭＡＣアドレスは広域イーサの先に登録されているため、広域イーサの接続ポ−トヘ送信する。さらにコピーしたフレームを他の広域イーサから送信するので、このフレームを隣接する他の同報ハブへも送信する。

上記判定の結果、送信先がポート４１又は４３に登録されていない場合（Ｓ３１４：Ｎｏ）、受信したパケットをポート１１２、４１、４３へ送信する（Ｓ３３５）。ここで、送信されるパケットはコピー可能なＩＰユニキャスト又はＡＲＰリクエストのパケットである。送信先ＭＡＣアドレスがブロードキャスト又は不明(ＭＡＣアドレステーブルに登録がない)なため、広域イーサの先にある端末を含む全ての端末へ送信する。さらにコピーしたフレームを他の広域イーサから送信するので、このフレームを隣接する他の同報ハブへも送信する。

送信先ＩＰアドレスがユニキャストでない場合（Ｓ３１３：Ｎｏ）も、その送信先がポート４１又は４３に登録されているか判定し（Ｓ３２２）、その判定の結果、送信先がポート４１又は４３に登録されていれば、受信したパケットをポート４３へ送信する（Ｓ３２３）。ここで、コピー不可能なＩＰユニキャスト以外かＡＲＰ(リクエスト、リプライ共)以外のパケットである。端末のＭＡＣアドレスは広域イーサの先に登録されているため、広域イーサの接続ポートへ送信する。フレームはコピーしないため、このフレームは隣接する他の同報ハブへは送信しない。

一方、上記判定の結果（Ｓ３２２）、送信先がポート４１又は４３に登録されていない場合には（Ｓ３２２：Ｎｏ）、受信したパケットをポート４３と１１２へ送信する（Ｓ３４２）。ここで、コピー不可能なＩＰユニキャスト以外又はＡＲＰ(リクエスト、リプライ共)以外のパケットである。送信先ＭＡＣアドレスがブロードキャスト又は不明(ＭＡＣアドレステーブルに登録がない)なため、広域イーサの先にある端末を含む全ての端末へ送信する。フレームはコピーしないため、このフレームは隣接する他の同報ハブへは送信しない。

説明を戻して、上記の受信フレームはＩＰパケットかの判定の結果（Ｓ３０４）、ＩＰパケットのフレームでない場合（Ｓ３０４：Ｎｏ）、当該受信フレームはＡＲＰリクエストかを判定する（Ｓ３３２）。判定の結果、ＡＲＰリクエストである場合、その受信フレームを他の端末１０１に対するポート１１２，イーサネット網８２に対するポート４１、及びイーサネット網８１に対するポート４３へ送信する（Ｓ３３５）。

一方、上記ＡＲＰリクエストかの判定の結果、ＡＲＰリクエストでなければ、ＭＡＣアドレステーブルを参照して、その送信先がポート１１２に登録されているかを判定する（Ｓ３３３）。この判定の結果、送信先がポート１１２に登録されていれば、受信したパケットをポート１１２へ送信する（Ｓ３０６）。一方、受信したフレームがポート１１２に登録されていない場合、更に、当該受信フレームはＡＲＰリプライか否かの判定を行う（Ｓ３３４）。この判定の結果、ＡＲＰリプライの場合は、ＭＡＣアドレステーブルを参照して（Ｓ３０３）、その送信先がポート４１又は４３に登録されているか判定する（Ｓ３１４）。こ判定の結果、ポート４１又は４３に送信先が登録されていれば、受信したパケットをポート４１と４３へ送信する（Ｓ３１５）。この判定の結果（Ｓ３１４）、送信先がポート４１又は４３に登録されていない場合、受信したパケットをポート４１、４３と１１２へ送信する（Ｓ３３５）。

上記のＡＲＰリプライかの判定の結果（Ｓ３３４）、受信フレームがＡＲＰリプライでない場合、上記説明と同様に、その送信先がポート４１又は４３に登録されているか判定し（Ｓ３２２）、この判定の結果、送信先がポート４１又は４３に登録されていれば、受信したパケットをポート４３へ送信する（Ｓ３２３）。一方、ポート４１又は４３に登録されていない場合、受信したパケットをポート４３と１１２へ送信する（Ｓ３３５）。

図４は、スイッチングハブ１がポート４１からフレームを受信した場合のフレーム処理動作を示す。
ステップＳ４０１〜Ｓ４０４、Ｓ４３２，Ｓ４４２の処理動作は、上記の図３の場合と同様である。
スイッチングハブ１がポート４１からフレームを受信した場合、ＭＡＣアドレステーブルの情報を取得して、受信したフレームはＩＰパケットかの判定の結果、ＩＰパケットである場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、次に、受信したフレームの送信先ＩＰアドレスはユニキャストアドレスかを判定する（Ｓ４０５）。その判定の結果、ユニキャストであれば、当該パケットを廃棄する（Ｓ４０６）。即ち、コピー不可能であるＩＰユニキャスト以外とＡＲＰ(リクエスト、リプライ共)以外のパケットは、隣接のハブからは送られてこないはずなのでエラーパケットとして廃棄する。

ユニキャストアドレスかの判定の結果、ユニキャストでなければ（Ｓ４０５：Ｎｏ）、ＩＰユニキャストパケット重複判定フラグテーブル１２２１の情報を取得して（Ｓ４１２）、受信パケットは初めての受信か、及び再送パケットかを判定する（Ｓ４１３，Ｓ４１４）。これらの判定の結果、否であれば、当該パケットを廃棄する（Ｓ４１５）。即ち、コピー可能なパケットであるが、既に端末へ送信済みのため廃棄する。
なお、この受信パケットが初めてのパケットか、又は受信済みのパケットか、又は再送パケットかの処理は、図７に示すような処理手順で判定される。図７の手順に従って判定されたパケットは、図８〜図１０に示すように、その判定に従って、重複パケット判定フラグテーブルの更新処理が行なわれる。

一方、受信したパケットが初めての受信である場合、又は再送パケットである場合には（Ｓ４１３，Ｓ４１４：Ｙｅｓ）、送信先がポート１１１、１１２の何れかに登録されているかを判定し（Ｓ４２２）、その結果、登録されていれば、当該パケットを登録されているポートへ送信する（Ｓ４２３）。即ち、コピー可能なパケットであり、初めての受信または再送パケットであるため、端末へ送信する。端末のＭＡＣアドレスは登録されているため、適切なポートへのみ送信する。

一方、送信先がポート１１１，１１２に登録されていなければ（Ｓ４２２：Ｎｏ）、さらに送信先がポート４２に登録されているかを判定して（Ｓ４３６）、登録されていれば、当該パケットを廃棄する（Ｓ４３７）。即ち、コピー可能なパケットであるが、他の同報ハブに接続された端末宛であるため廃棄する。なお、この判定（Ｓ４３６）は、隣接する同報ハブから受信したフレームには、他の同報ハブに接続された端末宛のフレームも含まれるので、これを判定するための処理である。

送信先にポート４２が登録されていなければ、当該パケットをポート１１１，１１２へ送信する（Ｓ４４６）。即ち、コピー可能なパケットであり、初めての受信または再送パケットであるため、端末へ送信する。送信先がブロードキャスト又は不明なため(ＭＡＣアドレステーブルに登録されていない)、直接接続されている全ての端末へ送信する。

説明を戻して、上記の受信フレームがＩＰパケットかの判定の結果、ＩＰパケットでない場合（Ｓ４０４）、受信フレームはＡＲＰリクエストかの判定（Ｓ４３２）、及び受信フレームはＡＲＰリプライかの判定（ＡＲＰリクエストでない場合に）を行う（Ｓ４４２）。この判定の結果、ＡＲＰリクエストである場合、ＡＲＰリクエストパケット重複判定フラグテーブル１２２２の情報を取得して、受信パケットは初めての受信か、及び再送パケットかを判定する（Ｓ４３４，Ｓ４３５）。これらの判定の結果、否であれば、当該パケットを廃棄する（Ｓ４１５）。一方、受信したパケットが初めての受信である場合、又は再送パケットである場合には、当該パケットをポート１１１、１１２へ送信する（Ｓ４４６）。

また、受信フレームがＡＲＰリプライの場合（Ｓ４４２：Ｙｅｓ）、ＡＲＰリプライパケット重複判定フラグテーブル１２２３の情報を取得して、受信パケットは初めての受信か、及び再送パケットかを判定する（Ｓ４４４，Ｓ４４５）。これらの判定の結果、否であれば、当該パケットを廃棄する（Ｓ４１５）。一方、受信したパケットが初めての受信である場合、又は再送パケットである場合には、ステップＳ４２２の上記処理に従う。

図５は、スイッチングハブ１がポート４２からフレームを受信した場合のフレーム処理動作を示す。ステップＳ５０１〜Ｓ５０４、Ｓ５２２，Ｓ５２３の処理動作は、上記の図３の場合と同様である。
受信したフレームの送信先ＩＰアドレスを取得して（Ｓ５０４）、受信したフレームの送信先ＩＰアドレスがユニキャストアドレスかを判定する（Ｓ５０５）。この判定の結果、ユニキャストアドレスであれば、受信したフレームをポート４３へ送信する（Ｓ５０６）。即ち、受信したパケットはコピーされたパケットであり、コピー可能である条件も満たしているので広域イーサへ送信する。
一方、上記判定の結果、ユニキャストアドレスでなければ、当該フレームを廃棄する（Ｓ５１２）。即ち、受信したパケットはコピーされたパケットであるが、コピー不可能なパケットであるためエラーパケットとして廃棄する。

また、受信したフレームがＩＰパケットでない場合（Ｓ５０３：Ｎｏ）、当該フレームはＡＲＰリクエストかを判定し、その結果、ＡＲＰリクエストであれば（Ｓ５２２：Ｙｅｓ）、同様にして、受信フレームをポート４３へ送信する（Ｓ５０６）。一方、ＡＲＰリクエストでなければ（Ｓ５２２：Ｎｏ）、当該受信フレームはＡＲＰリプライか判定し、ＡＲＰリプライであれば、受信フレームをポート４３へ送信する（Ｓ５０６）。ＡＲＰリプライでなければ、当該フレームのパケットを廃棄する（Ｓ５１２）。

次に、図６を参照して、イッチングハブ１が、イーサネット網８１からポート４３を介してフレームを受信した場合のフレーム処理動作について説明する。
この処理Ｓ６０１〜Ｓ６２４，〜Ｓ６４５，〜Ｓ６５５，Ｓ６３２は、図４に示した処理フローの処理と同様であるので、重複説明は省く。これらの後の処理が、図４とは異なる。
受信したフレームの送信先ＩＰアドレスがユニキャストアドレスの場合、送信先はポート１１１，１１２の何れかに登録されているかを判定する（Ｓ６０６）。その判定の結果、登録されていれば、その登録されているポートへ受信フレームを送信する（Ｓ６０７）。即ち、コピー不可能なパケットであるため、重複判定を行う必要はなく、端末へ送信する。送信先端末のＭＡＣアドレスは登録されているため、適切なポートへのみ送信する。
一方、登録されていなければ、当該フレームをポート１１１，１１２へ送信する（Ｓ６１２）。即ち、コピー不可能なパケットであるため、重複判定を行う必要はなく、端末へ送信する。送信先がブロードキャスト又は不明な(ＭＡＣアドレステーブルに登録されていない)ため、直接接続されている全ての端末へ送信する。

受信フレームの送信先ＩＰアドレスがユニキャストアドレスであって（Ｓ６０５：Ｙｅｓ）、ＩＰユニキャストパケット重複判定フラグテーブル１２２１の情報を取得して判定の結果、受信パケットが
初めての受信又は再送パケットである場合（Ｓ６２３，６２４）、さらに、送信先がポート１１１，１１２に登録されているかを判定し（Ｓ６３２）、登録されていれば、その登録されているポート４２へ受信パケットを送信する（Ｓ６３３）。即ち、コピー可能なパケットであり、初めての受信または再送パケットであるため、端末へ送信する。端末のＭＡＣアドレスは登録されているため、適切なポートへのみ送信する。さらに他の同報ハブへも送信する。

一方、ポート１１１，１１２に登録されていなければ、当該パケットをポート１１１，１１２，４２へ送信する（Ｓ６４６）。即ち、コピー可能なパケットであり、初めての受信または再送パケットであるため、端末へ送信する。送信先がブロードキャスト又は不明な(ＭＡＣアドレステーブルに登録されていない)ため、直接接続されている全ての端末へ送信する。さらに他の同報ハブへも送信する。

また、受信パケットが初めての受信又は再送パケットでない場合（Ｓ６２３，６２４：Ｎｏ）、当該パケットをポート４２へ送信する（Ｓ６２５）。即ち、コピー可能なパケットであるが、既に端末へ送信済みのため端末へは送信しない（但し他の同報ハブへは送信する）。

なお、この場合でも、図４の動作と同様に、この受信パケットが初めてのパケットか、又は再送パケットかの判定処理（Ｓ６２３，Ｓ６２４）は、図７に示すような処理手順で判定される。図７の手順に従って判定されたパケットは、図８〜図１０に示すように、その判定に従って、重複パケット判定フラグテーブルの更新処理を行う。このようにイーサネット網８１から受信したフレームは必要に応じて端末１１１，１１２へ送信される。

また、受信フレームがＡＲＰリクエストかの判定（Ｓ６４２）、及びＡＲＰリプライかの判定（ＡＲＰリクエストでない場合）（Ｓ６５２）の結果、それぞれ、ＡＲＰリクエストパケット重複判定フラグテーブル１２２２やＡＲＰリプライパケット重複判定フラグテーブル１２２３の情報を取得して、受信パケットは初めての受信か、及び再送パケットかを判定する（Ｓ６４４−Ｓ６４５、Ｓ６５４−Ｓ６５５）。これらの判定の結果、それぞれ、図６の処理フローに従い、上記と同様に、該当するポートへ受信パケットを送信する（Ｓ６２５，Ｓ６３３，Ｓ６４６）。

以上のように、本発明の実施例に係る複数経路同報スイッチングハブによれば、メッセージ識別子及び通信パスの管理を行わないため処理が大幅に軽減され、低価格化が可能となる。また、ファイアウォールやＩＰSecなどパケットの解析を行う機器や機能の使用が可能となる。また、パケット長が変わらないため、ＭＴＵ長に影響を与えない。更に、メッセージ識別子を付与しないためイーサネット網の帯域を使用しない。また、回線を分岐する装置が不要のため、システムの信頼性を高く出来る。

１、２：スイッチングハブ装置１０１：２０１：端末装置
１２１：ＭＡＣアドレステーブル１２２：重複パケット判定フラグテーブル
１２２１：ＩＰユニキャストパケット重複判定フラグテーブル
１２２２：ＡＲＰリクエストパケット重複判定フラグテーブル
１２２３：ＡＲＰリプライパケット重複判定フラグテーブル
１１１、１１２、２１１，２１２：端末接続ポート
１３，２３：インタフェース部１４，２４：インタフェース部
１５，２５：インタフェース部１６，２６、１７，２７：インタフェース部
４１，４２：ハブ間接続ポート
４３，４４：イーサネット網接続ポート。

Claims

物理的または論理的に分割された複数のイーサネット網及び端末装置に接続される、複数の複数経路同報送信用のスイッチングハブを用いて、端末装置又はいずれかのイーサネット網から受信したフレームをいずれかのイーサネット網又は他の端末装置へ送信する通信方法であって、
該スイッチングハブは、複数の該端末装置のＭＡＣアドレスとポートの対応関係を登録するＭＡＣアドレステーブルを有し、
該スイッチングハブは他のスイッチングハブがイーサネット網から受信したフレームを受信するポートについて、直接接続しているイーサネット網を接続しているポートと同一の送信元ＭＡＣアドレスのフレームを受信したかを、該ＭＡＣアドレステーブルを参照して判断し、該当するポートを決定して該受信フレームを送信することを特徴とする通信方法。
物理的または論理的に分割された複数のイーサネット網及び端末装置に接続される、複数の複数経路同報送信用のスイッチングハブを用いて、端末装置又はいずれかのイーサネット網から受信したフレームをいずれかのイーサネット網又は他の端末装置へ送信する通信方法であって、
該スイッチングハブは、複数の該端末装置のＭＡＣアドレスとポートの対応関係を登録するＭＡＣアドレステーブルを有し、
前記スイッチングハブは、直接接続された端末装置から送信されて受信したフレームのうち、重複判定テーブルによって同報されたフレームであるかを判定可能なフレームを他のスイッチングハブへ送信し、
同報されたフレームであるかの判定が可能なフレームを送信しない端末装置のＭＡＣアドレスは、他のスイッチングハブのＭＡＣアドレステーブルから削除し、
各スイッチングハブは定期的に直接接続されている端末装置のＭＡＣアドレスを送信元としたフレームを他のスイッチングハブへ送信して他のスイッチングハブのＭＡＣアドレステーブルから接続中の端末装置の情報が削除されるのを防止することを特徴とする通信方法。
前記スイッチングハブは同一のパケットを受信した場合、最も早く受信したフレームを端末装置へ送信し、その後に受信した同一のフレームは廃棄することで、同一のパケットを重複して端末装置へ送信しないように制御することを特徴とする請求項１又は２の通信方法。
前記スイッチングハブは、パケットを受信したポートごとに、送信元及び送信先のＩＰアドレスに関連付けて、該パケットを受信済か否かを示すフラグを登録する重複パケット判定フラグテーブルを有し、
あるポートからパケットを受信した時に、該重複パケット判定フラグテーブルの該フラグを参照して、該パケットと同一のパケットが受信済かを判定し、
該フラグが受信済みとなっているポートでパケットを受信した場合、送信元の端末装置が同一のパケットを再送したものと判定して、該フレームを端末装置へ送信することを特徴とする請求項３の通信方法。
前記重複パケット判定フラグテーブルは、パケットの受信済状態を示す各レコードの生存状態を管理するためのレコード生存タイマを有し、
該レコード生存タイマがタイムアウトすることにより、該レコードを該重複パケット判定フラグテーブルから削除することを特徴とする請求項３又は４の通信方法。
物理的または論理的に分割された複数のイーサネット網及び端末装置に接続され、端末装置又はいずれかのイーサネット網から受信したフレームをいずれかのイーサネット網又は他の端末装置へ送信する複数の複数経路同報送信用のスイッチングハブであって、
複数の該端末装置のＭＡＣアドレスとポートの対応関係を登録するＭＡＣアドレステーブルを有し、他のスイッチングハブがイーサネット網から受信したフレームを受信するポートについて、直接接続しているイーサネット網を接続しているポートと同一の送信元ＭＡＣアドレスのフレームを受信したかを、該ＭＡＣアドレステーブルを参照して判断し、該当するポートを決定して該受信フレームを送信することを特徴とするスイッチングハブ。
物理的または論理的に分割された複数のイーサネット網及び端末装置に接続され、端末装置又はいずれかのイーサネット網から受信したフレームをいずれかのイーサネット網又は他の端末装置へ送信する複数の複数経路同報送信用のスイッチングハブであって、
複数の該端末装置のＭＡＣアドレスとポートの対応関係を登録するＭＡＣアドレステーブルと、
直接接続された端末装置から送信されて受信したフレームのうち、重複判定テーブルによって同報されたフレームであるかを判定可能なフレームを他のスイッチングハブへ送信する手段と、
同報されたフレームであるかの判定が可能なフレームを送信しない端末装置のＭＡＣアドレスは、他のスイッチングハブのＭＡＣアドレステーブルから削除する手段と、
各スイッチングハブは定期的に直接接続されている端末装置のＭＡＣアドレスを送信元としたフレームを他のスイッチングハブへ送信して他のスイッチングハブのＭＡＣアドレステーブルから接続中の端末装置の情報を削除されるのを防止する手段と、を有することを特徴とするスイッチングハブ。