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Info
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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)。
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。
ロック図である。
ック図である。
したブロック図である。
たブロック図である。
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。
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。
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。
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
Claims (16)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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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