JP3288365B2 - 分散型マルチキャスティングを備えたデータ通信システム - Google Patents

分散型マルチキャスティングを備えたデータ通信システム

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JP3288365B2 JP2000050797A JP2000050797A JP3288365B2 JP 3288365 B2 JP3288365 B2 JP 3288365B2 JP 2000050797 A JP2000050797 A JP 2000050797A JP 2000050797 A JP2000050797 A JP 2000050797A JP 3288365 B2 JP3288365 B2 JP 3288365B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、データ通信ネット
ワーキングにおけるマルチキャスティングに関し、より
具体的には、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）ブ
リッジにおけるマルチキャスティングに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＡＮは、互いに通信する必要が
あるネットワーク装置間で共有された単一のブロードキ
ャストドメインであった。かかるＬＡＮにより多くのネ
ットワーク装置が追加されるに従って、共有された帯域
幅を巡る競争が激化して、通信は遅くなり始めた。この
問題を克服するために、「ブリッジ」と呼ばれる装置を
介在させて、ネットワーク装置を多数のブロードキャス
トドメインにセグメント化した。従来のＬＡＮは、ここ
で、より大きなネットワークトポロジー内で「ＬＡＮセ
グメント」と呼ばれ始めた。該ネットワークトポロジー
は、多数のＬＡＮセグメント、ブリッジならびに、しば
しばＬＡＮセグメント上のネットワーク装置をバックボ
ーンネットワークとリンクさせるルータを含む。
【０００３】ブリッジは、共有バックプレーン上で、１
つのブロードキャストドメインから他のブロードキャス
トドメインに、パケットを送信するインテリジェント装
置である。しかし、ブリッジ上のネットワークインタフ
ェースは、パケットを無差別に送信するのではなく、メ
ディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）ブリッジングル
ールを適用する。各ネットワークインタフェースは、そ
れ自体を通してブリッジに接続されたネットワーク装置
のＭＡＣアドレスを、かかる装置から受信したパケット
に符号化されたソースＭＡＣアドレスから学習する。そ
れに続くパケットをバックプレーン上で受信すると、ネ
ットワークインタフェースは、パケットの宛先ＭＡＣア
ドレスを個々にチェックして、かかるアドレスが以前に
学習されたＭＡＣアドレスのリストの中にあるかどうか
を判断することができる。アドレスがリストに見つかれ
ば、ネットワークインタフェースは、パケットを転送す
る。リストに見つからなければ、ブリッジ上の他のイン
タフェースがそのパケットを主張（ｃｌａｉｍ）してい
る限り、該ネットワークインタフェースは、そのパケッ
トをフィルタリングする。各ネットワークインタフェー
スで行われるかかる「ルックアップ」動作を通して、ブ
リッジは、それらが意図する宛先に達するために、送信
を要求するパケットのためのバックプレーンとメディア
帯域幅を有利に確保する。
【０００４】最近の型のブリッジは、カスタム集積回路
においてブリッジングルールをしばしば実施している。
かかるブリッジは、一般的に「スイッチ」と呼ばれてい
るが、それらの中心的な機能は、従来のブリッジとそれ
ほど異なってはいない。しかし、カスタムロジックに対
する基本的なブリッジングである「ルックアップ」動作
を削減することにより、スイッチは、ワイヤ速度である
いはそれに近い速度で、トラフィックを通過させること
ができる。したがって、スイッチは、プロセッサにより
依存しているブリッジに比べると、パケット損失や待ち
時間（ｌａｔｅｎｃｙ）を削減した。
【０００５】ブリッジされたネットワークは、実施の速
度と容易さにおいて有利であるが、マルチキャストトラ
フィックを扱うことに問題があった。マルチキャストパ
ケットは、任意の一つのネットワーク装置向けではない
ため、かかるパケットにおいて符号化された宛先ＭＡＣ
アドレスは、任意のネットワークインタフェース上の
「学習されたソース」アドレスに対応していない。その
ため、付加的なルールがなければ、同じサブネットワー
ク内の全てのネットワークインタフェースは、マルチキ
ャストパケットを取り込んで無差別に再送信するであろ
う。しかし、かかる「パケットフラッディング（ｐａｃ
ｋｅｔ ｆｌｏｏｄｉｎｇ）」には、宛先ネットワーク
装置が常駐していないメディア上の帯域幅の消費が付随
する。マルチブリッジ環境においては、パフォーマンス
に付加的な負荷を課す「スパニングツリーアルゴリズ
ム」もループを防止するために実行されなければならな
い。
【０００６】フラッディングマルチキャストパケットに
対する代替物の１つは、従来型のマルチキャストルーテ
ィングがある。マルチキャストルーティングは、特定の
サブネットワークへのマルチキャストトラフィックを制
限するので、フラッディングを削減する。したがって、
実施の速度と容易さは、概してブリッジングに分がある
が、マルチキャストの必要性が、ルーティングの為に、
ブリッジされたネットワークにおいて引き続きある位置
を占めていることを示唆している。この二つの考え方か
ら、ブリッジングとマルチキャストルーティングの両方
をサポートするブリッジが生まれた。典型的な配置にお
いては、マルチキャストルータは、ネットワークインタ
フェース間のブリッジバックプレーンに論理的に介在さ
れた「処理エンティティ（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｅｎ
ｔｉｔｙ）」上に、構成されている。この「内部」ルー
タは、ブリッジのネットワークインタフェースのそれぞ
れが属する「マルチキャストグループ」を学習する。ネ
ットワークインタフェースは、ルータインタフェースの
よく知られた宛先ＭＡＣアドレスを使って、マルチキャ
ストデータパケットをルータに送信する。ルータは、マ
ルチキャストルーティングデータベースを調べて、該パ
ケットのマルチキャスト宛先ネットワークアドレス（す
なわち、マルチキャストグループアドレス）を、かかる
アドレスをサポートするブリッジ上のネットワークイン
タフェースの組に対して解決する。ここでルータは、バ
ックプレーン上でパケットを再送信する。ネットワーク
インタフェースは、従来のＭＡＣブリッジングルール
を、送信されたパケットに適用する。ルータとネットワ
ークインタフェースで遂行される「ルックアップ」動作
を通して、ブリッジ／ルータは、ネットワークインタフ
ェースが属するサブネットワーク向けのこれらのマルチ
キャストパケットのみの為のメディア帯域幅を有利に確
保する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ブリッジ上で
マルチキャストルーティングを実施することにより実現
される帯域幅の節約は、相当の代償を払っている。ま
ず、マルチキャストルーティングは、転送処理における
余分なステップを必要とした。ブリッジされたパケット
は、ネットワークインタフェースでのみ調べられるのに
対して、マルチキャストルータによって送られるパケッ
トは、ネットワークインタフェースとルータインタフェ
ースで調べられる。付加されたルーティングステップ
は、時間を消費するだけでなく、バックプレーンを横断
する第２の送信を要求する。更に、マルチキャストルー
タは、インタフェースレベルでのみ差別するので、ＬＡ
Ｎセグメント帯域幅は、まだ浪費されているものもあ
る。したがってパケットは、そのマルチキャストグルー
プに属するネットワーク装置が、そのポートを通って到
達可能でない場合でさえ、そのマルチキャストグループ
に属するホストを有するインタフェースに関連づけられ
たそのポートから引き続きフラッディングされる。した
がって、優れた速度および帯域幅保存特性を有するブリ
ッジに関するマルチキャスティング能力が必要とされて
いる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は一態様におい
て、サブインタフェース・グラニュラリティを有する分
散型マルチキャスト転送の手段を介して、ブリッジにお
けるマルチキャスト通信を改善する。複数のネットワー
クインタフェースが、ブリッジのバックプレーンを共有
する。ネットワークインタフェースは、それぞれ複数の
ポートを有し、該ネットワークインタフェース上で有効
なマルチキャストグループを、かかるマルチキャストグ
ループにおいて有効なローカルポートに関連づける「ロ
ーカルマルチキャストデータベース」を保持する。バッ
クプレーン上で送信されるマルチキャストデータパケッ
トに関する転送の決定は、それらのローカルマルチキャ
ストデータベースを参照することにより、ネットワーク
インタフェースによって行われる。各ネットワークイン
タフェースは、パケット内で識別されたマルチキャスト
グループに属するローカルポートでのみ、マルチキャス
トデータパケットを転送する。
【０００９】もう１つの態様においては、ローカルマル
チキャストデータベースのコンフィギュレーションは、
ネットワークインタフェースとバックプレーンを共有す
る管理インタフェースによって支持されている。管理イ
ンタフェースは、ブリッジ上で有効なマルチキャストグ
ループを、かかるマルチキャストグループにおいて有効
なポートと関連づける「グローバルマルチキャストデー
タベース」を保持する。管理インタフェースは、バック
プレーン上で送信されたマルチキャスト制御パケットか
ら学習された「グループ／ポート関連づけ」の変更を加
えて、グローバルマルチキャストデータベースにおける
マルチキャストグループに関する有効ポートのリストを
更新する。管理インタフェースは、かかるマルチキャス
トグループに属するポートを有するネットワークインタ
フェースに、転送の更新を送信する。
【００１０】もう一つの態様においては、特定のネット
ワークインタフェースは、バックプレーン帯域幅の必要
以上の申し込みを削減するために、学習用の管理インタ
フェースに、マルチキャスト制御パケットおよび知られ
ていないマルチキャストデータパケットを転送する各マ
ルチキャストグループに対して、責任を負わされてい
る。
【００１１】本発明のこれらの目的および他の目的は、
付属の図面と共に以下の詳細な説明を参照することによ
り更によく理解できる。もちろん、本発明の実際の範囲
は特許請求の範囲によって定められている。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１には、本発明が動作する物理
的なデータ通信ネットワーク１００を示した。ネットワ
ーク１００は、ブリッジ１３０を介して、ルータ１２２
およびサーバ１２４を含むバックボーンネットワーク１
２０における他のホストおよびリソースと相互接続され
た、個別のブロードキャストドメイン上のホスト１１０
を含む。ブリッジ１３０は、カスタム集積回路、プロセ
ッサまたはこれらの組み合わせにおいて、ブリッジング
ルールおよび分散型マルチキャスト転送を実施してもよ
い。ホスト１１０は、ＰＣ、ワークステーションおよび
サーバなどのアドレス指定可能なネットワーク装置であ
る。ブリッジ１３０は、バックプレーン１３６上で相互
接続された複数のネットワークインタフェース１３２お
よび管理インタフェース１３４を有する。バックプレー
ン１３６は、共通のバスとして図示されているが、ネッ
トワークインタフェース１３２の間におけるルーフ・ツ
ー・リーフ（ｒｏｏｔ−ｔｏ−ｌｅａｆ）接続またはポ
イント・ツー・ポイント（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎ
ｔ）接続のマトリックスなどの他の形態を採ってもよ
い。バックプレーン１３６は、全二重または半二重で動
作してもよい。管理インタフェース１３４とネットワー
クインタフェース１３２とは、制御ライン１３８によっ
てリンクされている。ホスト１１０およびバックボーン
ネットワーク１２０は、物理ポート１〜１０で、ネット
ワークインタフェース１３２に相互接続されている。ネ
ットワークインタフェース１３２は、イーサネット（登
録商標）、ファストイーサネット、ギガビットイーサネ
ット、トークンリングおよびファイバ分散データインタ
フェース（ＦＤＤＩ）などの、それらに接続されたブロ
ードキャストドメイン上で動作する多様なＣＳＭＡ／Ｃ
Ｄまたはトークンパッシングプロトコルをサポートして
もよい。もちろん、非同期転送モード（ＡＴＭ）ネット
ワークなどのバックボーンネットワーク１２０が、接続
指向（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）のネ
ットワークであれば、ネットワーク１２０に接続された
ネットワークインタフェースは、かかる接続指向のプロ
トコルをサポートするであろう。ブリッジ１３０が、マ
ルチプロトコル環境で動作している場合には、パケット
は、バックプレーン１３６上での送信前に、インタフェ
ース１３２、１３４によって共通に理解されたフォーマ
ットを使ってカプセル化される。
【００１３】図２は、物理ネットワーク１００の論理図
２００を示す。ホスト１１０間ならびにホスト１１０と
バックボーンネットワーク１２０との間におけるマルチ
キャスト通信は、仮想ネットワークインタフェース２３
２および仮想ポートａ−ｊを介して行われる。物理ネッ
トワークインタフェース１３２のそれぞれは、１つまた
は複数の仮想ネットワークインタフェース２３２と関連
づけられてもよく、各仮想ネットワークインタフェース
は、１つまたは複数の仮想ポートａ−ｊと関連づけられ
てもよい。物理ネットワークインタフェース１３２と仮
想ネットワークインタフェース２３２との間ならびに物
理ポートと仮想ポートとの間の関連づけは、静的または
動的の何れで行ってもよい。ブリッジ１３０上での基本
的マルチキャスト転送動作は、ネットワークインタフェ
ース１３２上で、マルチキャストグループアドレスを含
むマルチキャストデータパケット内の識別子を、仮想ポ
ートまたはそれが可能でなければ仮想インタフェースに
対して解決し、かかるパケットを解決された仮想ポート
または仮想インタフェース上で転送することによって達
成される。解決されたマルチキャストグループアドレス
は、マルチキャストデータパケットの宛先ネットワーク
アドレスフィールドで符号化される。
【００１４】図３を参照すると、管理インタフェース１
３４を更に詳細に示してある。管理インタフェース１３
４は、分散型マルチキャスト転送動作を促進するため
に、マルチキャストマネージャ３１０、グループ／ポー
トデータベース３１２およびグローバルマルチキャスト
データベース３１４を有している。マルチキャストマネ
ージャ３１０は、バックプレーン１３６上で送信される
３つの異なった種類のマルチキャストパケットから関連
づけを学習し、それらをデータベース３１２および３１
４に記録する。第１に、マルチキャストマネージャ３１
０は、ホスト１１０によって作成された「ホストメンバ
ーシップパケット」から、「マルチキャストグループの
仮想ポートに対する関連づけ」を学習し、それらをグル
ープ／ポートデータベース３１２に記録する。第２に、
マルチキャストマネージャ３１０は、ルータ１２２など
の隣接するルータによってマルチキャストルータ３２０
に送信される「ルート制御パケット」から、「マルチキ
ャストグループの仮想ポートに対する関連づけ」を学習
し、それらをグループ／ポートデータベース３１２に記
録する。第３に、マルチキャストマネージャ３１０は、
ホスト１１０などのネットワーク装置によって作成され
た「知られていないマルチキャストデータパケット」か
ら、「ソースネットワークアドレス、マルチグループア
ドレスおよび入ポートの間の関連づけ」を学習し、その
関連づけを「マスター」エントリとしてグローバルデー
タベース３１４に記録する。入ポートは、マルチキャス
トデータパケットがブリッジ１３０に到達する仮想ポー
トである。マルチキャストマネージャ３１０は、グルー
プ／ポートデータベース３１２に記録されたグループ／
ポート関連づけを調べて、内部データ転送動作（管理イ
ンタフェース１３４にとって）を介して、マルチキャス
トグループに対する、グローバルデータベース３１４に
おける「マスター」エントリの仮想ポート要素を更新す
る。「マスター」エントリの内容は、外部データ転送動
作（管理インタフェース１３４にとって）を介して、管
理インタフェース１３４から、制御ライン１３８上で
「帯域外」で、マルチキャストグループに属するネット
ワークインタフェース１３２に転送される。ネットワー
クインタフェース１３２は、「マスター」エントリの転
送された内容を採用して、バックプレーン１３６上で他
のネットワークインタフェースから受信したマルチキャ
ストデータパケットについて、ネットワークインタフェ
ース１３２が効率的な転送の決定を行うことを可能にす
る「シャドー（ｓｈａｄｏｗ）」エントリを作成して更
新する。特に、「シャドー」エントリは、パケット毎
に、中央制御装置の介入なしに、マルチキャストデータ
パケットについての転送の決定を行うために、ネットワ
ークインタフェースによって調べられる。更に、グロー
バルデータベース３１４から受信した「マスター」エン
トリの内容は、マルチキャストグループと仮想ポートと
の間の関連づけを含むので、「シャドー」エントリを調
べることによりネットワークインタフェース１３２によ
って行われる転送の決定は、目標であるマルチキャスト
グループに属する仮想ポートの組においてのみ、マルチ
キャストデータが転送されることに有利につながる。
【００１５】好適な実施形態においては、グループ／ポ
ートデータベース３１２は、該グループ／ポートデータ
ベース３１２における各マルチキャストグループが、該
マルチキャストグループで有効な仮想ポートを識別する
リンクづけされたエントリのリストにおける最初のエン
トリへのポインタを含む独自のグループテーブルを有す
るように構成されている。タイマ値は、古くなった仮想
ポートがリストから外れるように、各仮想ポートと関連
づけられてリストに記憶されている。
【００１６】マルチキャストルータ３２０は、ホストメ
ンバーシップパケットおよびルート制御パケットから、
マルチキャストグループの仮想ネットワークインタフェ
ースに対する関連づけを学習する。
【００１７】分散型マルチキャスト転送用のブリッジ１
３０を構成するために、マルチキャストマネージャ３１
０によって依拠される第１のパケットのタイプは、ホス
トメンバーシップパケットである。ホストメンバーシッ
プパケットは、自身をホストメンバーシップパケットと
して識別する「タイプ識別子」を有しており、マルチキ
ャストグループアドレスを有している。例えば、ホスト
メンバーシップパケットは、「インターネットグループ
マネジメントプロトコル（ＩＧＭＰ）バージョン２
（ｖ．２）メンバーシップレポート」および「リーブグ
ループ（ＬｅａｖｅＧｒｏｕｐ）パケット」を含んでも
よい。ブリッジ１３０で有効な各マルチキャストグルー
プに関しては、単一のネットワークインタフェースが、
マルチキャストマネージャ３１０によるホストメンバー
シップパケットの重複した処理を避けるために、管理イ
ンタフェース１３４にグループ用のホストメンバーシッ
プパケットを転送する責任を委嘱されている。責任を負
うネットワークインタフェースは、常に、そのネットワ
ークインタフェースが責任を負うマルチキャストグルー
プに属する少なくとも１つのポートと関連づけられてい
るように、委嘱が行われる。
【００１８】分散型マルチキャスト転送用のブリッジ１
３０を構成するために、マルチキャストマネージャ３１
０によって依拠される第２のパケットのタイプは、ルー
ト制御パケットである。ルート制御パケットは、ルータ
１２２などの隣接するルータによって作成されている。
ルート制御パケットは、かかるパケットをルート制御パ
ケットとして識別する「タイプ識別子」を有し、マルチ
キャストグループアドレスを有している。例えば、ルー
ト制御パケットは、「インターネットグループマネジメ
ントプロトコル（ＩＧＭＰ）バージョン２（ｖ．２）デ
ィスタンスベクタマルチキャストルーティングプロトコ
ル（ＤＶＭＲＰ）パケット」であってもよい。
【００１９】分散型マルチキャスト転送用のブリッジ１
３０を構成するために、マルチキャストマネージャ３１
０によって依拠される第３のパケットのタイプは、知ら
れていないマルチキャストデータパケットである。知ら
れていないマルチキャストデータパケットは、ホスト１
１０などのネットワーク装置によって作成される。知ら
れていないマルチキャストデータパケットは、ソースネ
ットワークアドレス、マルチキャストグループアドレス
および入ポートを含むパケット識別子の組み合わせによ
って特徴づけられており、それについては、何れのネッ
トワークインタフェース１３２のローカルマルチキャス
トデータベースにおいても適合するエントリはない。ブ
リッジ１３０で有効な各マルチキャストグループについ
ては、マルチキャストマネージャ３１０による知られて
いないマルチキャストデータパケットの重複した処理を
避けるために、単一のネットワークインタフェースが、
知られていないマルチキャストデータパケットを該マル
チキャストグループ用の管理インタフェース１３４に転
送する責任を委嘱されている。責任を負うネットワーク
インタフェースが、常に、そのネットワークインタフェ
ースが責任を負うマルチキャストグループに属する少な
くとも１つのポートと関連づけられているように、委嘱
が行われる。特定のマルチキャストグループに関して、
ホストメンバーシップパケットを転送する責任を有する
ネットワークインターフェイスと同じネットワークイン
タフェースが、そのマルチキャストグループ用の知られ
ていないマルチキャストデータパケットを転送する責任
を負うことが好ましい。
【００２０】図４を参照すると、代表ネットワークイン
タフェース４３２を示してある。ネットワークインタフ
ェース４３２は、本明細書中で説明する目的のためのネ
ットワークインタフェース１３２を代表するものであ
る。ネットワークインタフェース４３２は、分散型マル
チキャスト転送を達成するために、インタフェースコン
トローラ４１０、主張（ｃｌａｉｍｉｎｇ）データベー
ス４１２、責任データベース４１４およびローカルマル
チキャストデータベース４１６を有している。インタフ
ェースコントローラ４１０は、データベース４１２、４
１４、４１６を維持することならびにパケット転送に責
任を負う。インタフェースコントローラ４１０は、制御
ライン１３８上で送信された２つの異なったタイプのメ
ッセージを介して、管理インタフェース１３４からマル
チキャスト転送情報を学習する。インタフェースコント
ローラ４１０が受信する第１のタイプのメッセージは、
グローバルマルチキャストデータベース３１４からの
「マスター」エントリの内容を含む「転送更新」メッセ
ージである。各「転送更新」メッセージは、ソースネッ
トワークアドレス、マルチキャストグループアドレス、
入ポートおよび仮想ポートを含み、仮想ローカルエリア
ネットワーク（ＶＬＡＮ）識別子などの他の制御情報を
含んでいてもよい。受信した各「転送更新」メッセージ
に関して、インタフェースコントローラ４１０は、３個
までのエントリを作成または更新する。第１に、インタ
フェースコントローラ４１０は、ローカルマルチキャス
トデータベース４１６において、転送された「マスタ
ー」エントリの内容に対応するソースネットワークアド
レス、マルチキャストグループアドレス、入ポートおよ
び仮想ポートを含む「シャドー」エントリを作成または
更新する。第２に、インタフェースコントローラ４１０
は、転送された「マスター」エントリの内容において識
別されたマルチキャストグループアドレスに対応する宛
先ＭＡＣアドレスがまだ記録されていないのであれば、
主張データベース４１２に、かかるＭＡＣアドレスを記
録する。この点に関して、ＭＡＣアドレスは、マルチキ
ャストグループの個別の組に対するマルチキャストグル
ープアドレスが、ＭＡＣアドレスに対して解決可能にな
るように、好適な実施形態におけるマルチキャストグル
ープアドレスに数的に関連している。第３に、インター
フェイスコントローラ４１０は、転送された「マスタ
ー」エントリの内容において識別されたマルチキャスト
グループアドレスに対応するＭＡＣアドレスによって呼
び出し可能なエントリがまだ作成されていなければ、か
かるエントリを責任データベース４１４に記録する。イ
ンターフェイスコントローラ４１０が受信する第２のタ
イプのメッセージは、インタフェース４３２を、ローカ
ルマルチキャストデータベース４１６に少なくとも１つ
の「シャドー」エントリがあるマルチキャストグループ
に対して、責任を負うインタフェースとして指定する
「責任」メッセージである。インターフェイスコントロ
ーラ４１０は、責任データベース４１４において、イン
タフェース４３２が責任を委嘱されたマルチキャストグ
ループに対応するＭＡＣアドレスによって呼び出し可能
なエントリ内の予約されたフィールドに、フラグを設定
する。好適な実施形態において、主張データベース４１
２は、内容アドレスメモリ（ＣＡＭ）に実装され、責任
データベース４１４およびローカルマルチキャストデー
タベース４１６は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
に実装されている。したがって、主張データベース４１
２において、ＭＡＣアドレスが常駐するＣＡＭインデッ
クスは、完全なＭＡＣアドレスに代わって責任データベ
ース４１４に有利に記録されてもよい。
【００２１】分散型マルチキャスト転送におけるネット
ワークインタフェース１３２と管理インタフェース１３
４との相互運用性は、図５および６を参照することによ
り更に明確に理解されるであろう。
【００２２】図５は、バックプレーン１３６から受信し
たマルチキャストパケットについて、代表ネットワーク
インタフェース４３２によって実行される処理アルゴリ
ズムを示している。ネットワークインタフェース４３２
でバックプレーン１３６からの到着時に、パケットがイ
ンタフェース４３２に知られた宛先ＭＡＣアドレスを有
しているかどうかを判断するために、ＭＡＣデータベー
ス４１２が調べられる（５１０）。パケットがインタフ
ェース４３２に知られた宛先ＭＡＣアドレスを有してい
なければ、ネットワークインタフェース１３２の別の１
つが宛先ＭＡＣアドレスを知っているかどうかあるい
は、管理インタフェース１３４が該パケットを主張して
いるかどうかを判断するために、チェックが行われる
（５１２）。この点に関して、ネットワークインタフェ
ース１３２は、バックプレーン１３６上で送信されたパ
ケットの宛先ＭＡＣアドレスを個別に「ルックアップ」
して、アドレスを認識するあらゆるインタフェースによ
る「主張（ｃｌａｉｍ）」ラインのアサーションなど、
当業者によく知られている方法で、認識されたアドレス
についての情報を共有する。宛先ＭＡＣアドレスが、ネ
ットワークインタフェース１３２または管理インタフェ
ース１３４の１つによって主張されているならば、その
パケットは、インタフェース４３２によってドロップさ
れる（５５０）。しかし、宛先ＭＡＣアドレスが、ネッ
トワークインタフェース１３２または管理インタフェー
ス１３４の何れかによって主張されていなければ、その
パケットは、知られていないマルチキャストパケットで
あり、インタフェース４３２（および他の全てのネット
ワークインタフェース１３２）によってフラッドされる
（５５２）。ここで、ステップ５１０に戻ると、パケッ
トが、インタフェース４３２に知られた宛先ＭＡＣアド
レスを有しているならば、該パケットは、知られたマル
チキャストデータパケットである。したがって、そのパ
ケットがメンバーシップ制御パケットであるかどうかを
判断するために、チェックを行う（５２０）。そのパケ
ットがメンバーシップ制御パケットであれば、インタフ
ェース４３２が、該パケットにおいて識別されたマルチ
キャストグループに責任を負うネットワークインタフェ
ースであるかどうかを判断するために、責任データベー
ス４１４が調べられる（５３０）。インタフェース４３
２が責任を負うネットワークインタフェースであれば、
インタフェース４３２は、グループ／ポートデータベー
ス３１２におけるマルチキャストグループの仮想ポート
に対する関連づけの学習および記録ために、そのパケッ
トをマルチキャストマネージャ３１０に転送しなければ
ならない。したがって、その場合には、宛先ＭＡＣアド
レスは、管理インタフェース１３４のために予約されて
いる宛先ＭＡＣアドレスに置き換えられて、そのパケッ
トは、バックプレーン１３６上で再送信される（５５
６）。しかし、インタフェース４３２が責任を負うネッ
トワークインタフェースでなければ、ネットワークイン
タフェース１３２の別の１つが、そのパケットをマルチ
キャストマネージャ３１０に転送する責任を負い、その
パケットは、インタフェース４３２によってドロップさ
れる（５５８）。ステップ５２０に戻ると、パケットが
メンバーシップ制御パケットでないならば、そのパケッ
トは、ローカルマルチキャストデータベース４１６に対
応するエントリがあり得るマルチキャストグループアド
レスを有するマルチキャストデータパケットである。し
たがって、ローカルマルチキャストデータベース４１６
が、適合するエントリに対して調べられる（５３２）。
そのパケットの適切なフィールドで識別されたものに対
応するソースネットワークアドレス、マルチキャストグ
ループアドレスおよび入ポートを有するローカルマルチ
キャストデータベース４１６に「シャドー」エントリが
あれば、適合していると判断される。適合するエントリ
が見つからなければ、そのパケットは、知られていない
マルチキャストデータパケットであり、インタフェース
４３２が、該マルチキャストグループに対して責任を負
うネットワークインタフェースであるかどうかを判断す
るために、チェックが行われる（５３０）。インタフェ
ース４３２が、責任を負うネットワークインタフェース
であれば、インタフェース４３２は、グローバルマルチ
キャストデータベース３１４における「マスター」エン
トリの学習および記録のために、マルチキャストマネー
ジャ３１０に、知られていないマルチキャストデータパ
ケットを転送しなければならない。したがって、その場
合に、宛先ＭＡＣアドレスは、管理インタフェース１３
４のために予約されている宛先ＭＡＣアドレスに置き換
えられ、該パケットは、バックプレーン１３６上で再送
信される（５５６）。ネットワークインタフェースが責
任を負うネットワークインタフェースでなければ、パケ
ットはドロップされる（５５８）。ステップ５３２に戻
ると、ローカルマルチキャストデータベース４１６で、
適合する「シャドー」エントリが見つかれば、パケット
は、知られたマルチキャストデータパケットであり、適
合するエントリ用の仮想ポートリストにおいて指定され
た仮想ポートの組で、転送される（５５４）。
【００２３】図６は、バックプレーン１３６から受信し
たマルチキャストパケットを処理するために、管理イン
タフェース１３４によって実行される処理アルゴリズム
を示す。図６によれば、バックプレーン１３６から管理
インタフェース１３４への到着時に、そのパケットが管
理インタフェース１３４のために予約された宛先ＭＡＣ
アドレスを有するかどうかを判断するために、宛先ＭＡ
Ｃアドレスが調べられる（６１０）。そのパケットが、
管理インタフェース１３４のために予約された宛先ＭＡ
Ｃアドレスを有していなければ、そのパケットがネット
ワークインタフェース１３２の１つによって主張されて
いるかどうかを判断するために、チェックが行われる
（６１２）。そのパケットが主張されていれば、管理イ
ンタフェース１３４によってドロップされる（６１
４）。しかし、そのパケットがネットワークインタフェ
ース１３２の１つによって主張されていなければ、その
パケットは、知られていないマルチキャストパケットで
あり、管理インタフェース１３４によって更に処理され
なければならない。ステップ６１０に戻ると、該パケッ
トが、インタフェース１３４のために予約された宛先Ｍ
ＡＣアドレスを有しているか、または、該パケットが、
知られていないマルチキャストパケットであるならば、
該パケットが、マルチキャスト制御パケットであるかど
うかを判断するために、チェックが行われる（６２
０）。そのパケットが、マルチキャスト制御パケットで
なければ、そのパケットは、知られていないマルチキャ
ストデータパケットであり、グローバルマルチキャスト
データベース３１４において「マスター」エントリを記
録することにより学習される（６２２）。しかし、その
パケットが、マルチキャスト制御パケットであれば、グ
ループ／ポートデータベース３１２に対して更新を行わ
なければならないかどうかを判断するために、そのパケ
ットが調べられる（６３０）。この点に関して、そのパ
ケットにおいて識別されたマルチキャストグループに対
応するグループ／ポートデータベース３１２におけるエ
ントリが、「ルックアップ」されて、パケットにおいて
識別された入ポートがエントリに関連づけられた仮想ポ
ートリストのポートの中にあるかどうかが、判断され
る。そのパケットを更に処理するために、マルチキャス
トルータ３２０に転送する（６４２）前に、グループ／
ポートデータベース３１２に対して必要な変更が行われ
る（すなわち、ポートを追加または削除する）（６４
０）。例えば、ＩＧＭＰｖ．２ホストメンバーシップレ
ポートにおいて識別された入ポートが、既にエントリに
存在するのであれば、入ポートが、仮想ポートのリスト
に追加される。グループ／ポートデータベース３１２に
変更が必要なければ、パケットは何ら変更を行われるこ
となく、マルチキャストルータ３２０（６４２）に単に
転送される。
【００２４】図７は、グローバルマルチキャストデータ
ベース３１４における仮想ポートのリストを更新し、ロ
ーカルマルチキャストデータベースを更新するために、
管理インタフェース１３４とネットワークインタフェー
ス１３２との間で実行される処理アルゴリズムを示す。
このアルゴリズムによれば、マルチキャストマネージャ
３１０は、特定のマルチキャストグループ用のグループ
／ポートデータベース３１２における仮想ポートのリス
トを、同じマルチキャストグループ用のグローバルデー
タベース３１４における「マスター」エントリの仮想ポ
ートのリストと比較して、何らかの不一致があるかどう
か判断する（７１０）。不一致がなければ（すなわち、
仮想ポートのリストの間に一対一の対応関係があるなら
ば）、それ以上の動作は行われない。しかし、不一致が
あれば、グループ／ポートデータベース３１２からグロ
ーバルデータベース３１４に、仮想ポート情報を転送す
ることにより、「マスター」エントリが更新される（７
２０）。その場合に、マルチキャストマネージャ３１０
は、「マスター」エントリが更新された仮想ポートと関
連づけられたネットワークインタフェースに、グローバ
ルマルチキャストデータベース３１４に対して行われた
変更を反映する「転送更新」メッセージを送信し、これ
は、ネットワークインタフェースのローカルマルチキャ
ストデータベースにおける「シャドー」エントリの作成
または更新につながる（７３０）。
【００２５】当業者には、本発明の趣旨および根本的特
質から逸脱せずに、本発明は、他の特定の形態で実施で
きることが理解されるであろう。したがって、本発明
は、全ての点において解説的であって限定的ではないも
のと考えられたい。本発明の範囲は特許請求の範囲によ
って定められ、その均等物の範囲に入る全ての変更は、
特許請求の範囲に包含されることが所期される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が動作する物理ネットワークを示したブ
ロック図である。
【図２】図１によるネットワークの論理図を示したブロ
ック図である。
【図３】図１による管理インタフェースをより詳細に示
したブロック図である。
【図４】図１によるネットワークインタフェースを示し
たブロック図である。
【図５】図１によるネットワークインタフェースで遂行
されるマルチキャストパケット処理を説明したフローチ
ャートである。
【図６】図１による管理インタフェースで遂行されるマ
ルチキャストパケット処理を説明したフローチャートで
ある。
【図７】図１による管理インタフェースおよびネットワ
ークインタフェースで遂行されるグローバルマルチキャ
ストデータベースおよびローカルマルチキャストデータ
ベースの更新処理を説明したフローチャートである。
【符号の説明】
１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０ 物理ポー
ト １００ 物理ネットワーク １１０ ホスト １２０ バックボーンネットワーク １３０ ブリッジ １３２ ネットワークインタフェース １３４ 管理インタフェース １３６ バックプレーン １３８ 制御ライン ２３２ 仮想ネットワークインタフェース ３１０ マルチキャストマネージャ ３１２ グループ／ポートデータベース ３１４ グローバルマルチキャストデータベース ３２０ マルチキャストルータ ４１０ インタフェースコントローラ（メッセージコン
トローラ） ４１２ 主張データベース ４１４ 責任データベース ４１６ ローカルマルチキャストデータベース ４３２ 代表ネットワークインタフェース
フロントページの続き (72)発明者 エル・ミケレ・ライト・グツドウイン アメリカ合衆国、カリフオルニア・ 91361、ウエストレイク・ビレツジ、オ ールドベリー・プレイス・1365 (56)参考文献 特開 平９−162920（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−190715（ＪＰ，Ａ) 特表 平９−508727（ＪＰ，Ａ) 小林鉄生，「初心者でも分かるＳＷハ ブ・カタログの読み方 第２回│機能編 （その１）」，日経オープンシステム, 日経ＢＰ社，1999年 ２月15日，第71 号，第202−211頁，「数年は利用するこ とを前提に，必要な付加機能を見極めよ う」，001，ＣＳＮＤ199900556016 菊池隆裕，「ギガビット・ルータ− 急拡大するインターネット支える新アー キテクチャの実像」，日経コミュニケー ション，日経ＢＰ社，1997年 ８月 ４ 日，第251号，第104−113頁，001，ＣＳ ＮＤ199700014004 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04L 12/56 H04L 12/46 H04L 12/28

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バックプレーンを共有する複数のネット
    ワークインタフェースと管理インターフェースを有する
    種類のデータ通信ブリッジにおいて、マルチキャストデ
    ータパケットを転送する方法であって、 各ネットワークインタフェースが、複数のポートを有し
    ており、 前記方法が、該バックプレーンで、マルチキャストグループおよび入
    ポートを含んだ識別子を有する少なくとも一のマルチキ
    ャスト制御パケットを送信するステップと、 前記識別子を用いて管理インターフェースにおいてデー
    タベースを動的に構築するステップと、 ネットワークインターフェースにデータベースの内容を
    分配するステップと、 前記バックプレーン上で、マルチキャストグループを識
    別するマルチキャストデータパケットを送信するステッ
    プと、 ネットワークインタフェースで、前記マルチキャストグ
    ループに属するポートがあれば、前記ネットワークイン
    タフェース上のどのポートが属するのかを判断するステ
    ップと、 前記マルチキャストグループに属するポートがあれば、
    前記ネットワークインタフェースから該ポート上に、前
    記マルチキャストデータパケットを転送するステップと
    を含む方法。
  2. 【請求項２】 バックプレーンを共有する複数のネット
    ワークインタフェースと管理インターフェースを有する
    種類のデータ通信ブリッジにおいて、マルチキャストデ
    ータパケットを転送する方法であって、前記方法が、 該バックプレーンで、マルチキャストグループおよび入
    ポートを含んだ識別子を有する少なくとも一のマルチキ
    ャスト制御パケットを送信するステップと、 前記識別子を用いて管理インターフェースにおいてデー
    タベースを動的に構築するステップと、 ネットワークインターフェースにデータベースの内容を
    分配するステップと 、 前記バックプレーン上で、前記マルチキャストデータパ
    ケットを送信するステップと、 ネットワークインタフェースで、適合するエントリを求
    めて、前記マルチキャストデータパケット内のマルチキ
    ャストグループを含む情報を調べるステップと、 適合するエントリが見つかったならば、前記マルチキャ
    ストデータパケットを、前記ネットワークインタフェー
    スから転送するステップとを含む方法。
  3. 【請求項３】 前記ネットワークインタフェースが、複
    数のポートを有し、 前記マルチキャストデータパケットが、適合するエント
    リにおいて識別されたポート上にのみ転送される請求項
    ２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 適合するエントリが、管理インターフェ
    ースから分配された内容に含まれていたものであり、か
    つ、前記ネットワークインタフェースにおけるデータベ
    ースに、保持されている請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 適合するエントリが見つからない場合、
    前記ネットワークインタフェースにおいて、前記マルチ
    キャストデータパケットをフィルタリングするステップ
    を、さらに含む請求項２に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記情報が、ソースアドレスを含む請求
    項２に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記情報が、入ポートを含む請求項２に
    記載の方法。
  8. 【請求項８】 分散型マルチキャスト転送のために、バ
    ックプレーンを共有する複数のネットワークインタフェ
    ースと管理インターフェースを有する種類のブリッジを
    構成する方法であって、 各ネットワークインタフェースが、複数の物理ポートを
    有しており、 前記方法が、 前記バックプレーン上で、マルチキャスト制御パケット
    を送信するステップと、管理インターフェースにおいて、 前記マルチキャスト制
    御パケット内の、マルチキャストグループと入ポートと
    を含む識別子を調べるステップと、該入ポートを、該入ポートに対応する物理ポートをもつ
    ネットワークインタ ーフェースに提供するステップと、 前記入ポートに対応する物理ポートを有する前記ネット
    ワークインタフェースにおいて、前記マルチキャストグ
    ループ用のメンバーポートとしての前記入ポートを追加
    するステップとを含む方法。
  9. 【請求項９】 分散型マルチキャスト転送のために、バ
    ックプレーンを共有する複数のネットワークインタフェ
    ースと管理インターフェースを有する種類のブリッジを
    構成する方法であって、 各ネットワークインタフェースが、複数の物理ポートを
    有しており、 前記方法が、 前記バックプレーン上で、マルチキャスト制御パケット
    を送信するステップと、管理インターフェースにおいて、 前記マルチキャスト制
    御パケット内の、マルチキャストグループと入ポートと
    を含む識別子を調べるステップと、該入ポートを、該入ポートに対応する物理ポートをもつ
    ネットワークインターフェースに提供するステップと、 前記入ポートに対応する物理ポートを有する前記ネット
    ワークインタフェースにおいて、前記マルチキャストグ
    ループ用のメンバーポートとしての前記入ポートを削除
    するステップとを含む方法。
  10. 【請求項１０】 分散型マルチキャスト転送のために、
    バックプレーンを共有する複数のネットワークインタフ
    ェースと管理インターフェースを有する種類のブリッジ
    を構成する方法であって、 各ネットワークインタフェースが、複数の物理ポートを
    有しており、 前記方法が、 入ポート上で、マルチキャストグループ用のマルチキャ
    スト制御パケットを受信するステップと、 前記バックプレーン上で、マルチキャスト制御パケット
    を送信するステップと、管理インターフェースにおいて、前記マルチキャスト制
    御パケット内の、マルチキャストグループと入ポートと
    を含む識別子を調べるステップと、 該入ポートを、該入ポートに対応する物理ポートをもつ
    ネットワークインターフェースに提供するステップと、 前記入ポートに対応する物理ポートを有する前記ネット
    ワークインタフェースにおいて、前記マルチキャストグ
    ループ用のメンバーポートとしての前記入ポートを追加
    するステップとを含む方法。
  11. 【請求項１１】 分散型マルチキャスト転送のために、
    バックプレーンを共有する複数のネットワークインタフ
    ェースと管理インターフェースを有する種類のブリッジ
    を構成する方法であって、 各ネットワークインタフェースが、複数の物理ポートを
    有しており、 前記方法が、 入ポート上で、マルチキャストグループ用のマルチキャ
    スト制御パケットを受信するステップと、 前記バックプレーン上で、マルチキャスト制御パケット
    を送信するステップと、管理インターフェースにおいて、前記マルチキャスト制
    御パケット内の、マルチキャストグループと入ポートと
    を含む識別子を調べるステップと、 該入ポートを、該入ポートに対応する物理ポートをもつ
    ネットワークインターフェースに提供するステップと、 前記入ポートに対応する物理ポートを有する前記ネット
    ワークインタフェースにおいて、前記マルチキャストグ
    ループ用のメンバーポートとしての前記入ポートを削除
    するステップとを含む方法。
  12. 【請求項１２】 分散型マルチキャスト転送のために、
    バックプレーンを共有する複数のネットワークインタフ
    ェースと管理インタフェースとを有する種類のブリッジ
    を構成する方法であって、 各ネットワークインタフェースが、複数の物理ポートを
    有しており、 前記方法が、 マルチキャストグループに対して、単独で責任を負うイ
    ンタフェースとしてのネットワークインタフェースを割
    り当てるステップと、 入ポート上で、前記マルチキャストグループ用のマルチ
    キャスト制御パケットを受信するステップと、 前記バックプレーン上で、マルチキャスト制御パケット
    を送信するステップと、 前記責任を負うインタフェースからのみ、前記バックプ
    レーン上で、前記マルチキャスト制御パケットを再送信
    するステップと、 前記管理インタフェースにおいて、前記マルチキャスト
    制御パケットを取り込み、前記マルチキャストグループ
    用のメンバーポートとしての入ポートを追加するステッ
    プとを含む方法。
  13. 【請求項１３】 前記入ポートに対応する物理ポートを
    有するネットワークインタフェースに、前記マルチキャ
    ストグループ用のメンバーポートとしての入ポートを追
    加させる、転送の更新を、前記ネットワークインタフェ
    ースに送信するステップを、さらに含む請求項１２に記
    載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記入ポートに対応する物理ポートを
    有するネットワークインタフェースに、前記マルチキャ
    ストグループ用のメンバーポートとしての入ポートを削
    除させる、転送の更新を、前記ネットワークインタフェ
    ースに送信するステップを、さらに含む請求項１２に記
    載の方法。
  15. 【請求項１５】 管理インターフェースがマルチキャス
    トデータベースを含み、さらに、入ポートを判断するた
    めに該マルチキャストデータベースを調べることを含
    む、請求項１０に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 管理インターフェースがマルチキャス
    トデータベースを含み、さらに、入ポートを判断するた
    めに該マルチキャストデータベースを調べることを含
    む、請求項１１に記載の方法。
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