JP3625697B2 - ネットワーク集線装置及びネットワーク - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワークに関し、たとえばイーサネットなどのＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に適用して好適なものである。
【０００２】
また、本発明は、かかるネットワークの構成要素としてのネットワーク集線装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来のＬＡＮ１０の構成例を図３に示す。図３は、代表的なＬＡＮであるイーサネットＬＡＮ（もしくはＩＥＥＥ８０２．３ＬＡＮ）によるネットワーク構成を示したものである。
【０００４】
図３において、ネットワーク集線装置１−１、１−２などからなるＬＡＮシステムと各端末装置とは、ＬＡＮケーブルおよびネットワーク接続回路を介して接続されている。
【０００５】
例えばネットワーク集線装置１−１と端末装置１−３とはＬＡＮケーブル１−１２およびネットワーク接続回路１−６を介して接続されている。ネットワーク接続回路１−６の位置は、図３では端末装置１−３の内部にあるが、端末装置の外部に配置するようにしてもよい。
【０００６】
端末装置１−３がネットワーク接続回路１−６とケーブル１−１２を介して接続されるのは、ネットワーク集線装置１−１に設けられた複数のポートのなかの１つのポート、すなわちポート１−７である。
【０００７】
ネットワーク集線装置１−１が持つ多数のポートのうちポート１−７以外については、ポート１−８のように別のネットワーク集線装置１−２がＬＡＮケーブル１−１３及びネットワーク集線装置１−２のポート１−９を介して接続されているポートもあれば、ポート１−１７、１−１８のように、別の端末装置１−２０、１−２１が接続されているポートもある。
【０００８】
ポート１−８に接続されているネットワーク集線装置１−２のポート１−１０、１−１１には、前記端末装置１−３と集線装置１−１の接続形態と同様にケーブルとネットワーク接続回路を介して、端末装置１−４，１−５が接続され、スター型（星型）接続構成方式のネットワーク拡張を実現している。
【０００９】
また、ネットワーク集線装置１−１のポートのなかにはポート１−１４のように、ケーブル１−１５を介して複数ＬＡＮ間を接続するバックボーンネットワーク１−１６に接続されているポートもある。当該バックボーンネットワーク１−１６は、ＩＳＤＮ網やインターネットに代表されるＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）等と置換可能である。
【００１０】
以上のようなＬＡＮ１０のネットワーク構成において、従来ＬＡＮのネットワーク及び接続端末の拡張には、１−１，１−２のように新たにネットワーク集線装置（ハブ装置，スイッチングハブ装置等）を用いる必要があった。
【００１１】
なぜなら、ＬＡＮ１０ではネットワーク集線装置の１つのポートに接続されるのは、１つの端末装置、または１つのネットワーク集線装置に限られていたからである。
【００１２】
次に、前記端末装置間でやり取りされるパケット（すなわちＬＡＮパケットデータ）がＬＡＮ１０においてどのように伝送され、処理されるかについて説明する。
【００１３】
端末装置から送信される当該パケットには、通常、送信先の端末装置を識別するための装置固有のアドレス（送信先ＭＡＣアドレス）と、送信元の端末装置を識別するための装置固有のアドレス（送信元ＭＡＣアドレス）とが含まれている。
【００１４】
その送信先ＭＡＣ（メディア・アクセス・コントロール）アドレスの値を送信先端末装置が参照することで自装置宛データである事を認識すると、当該送信先端末装置が当該パケットを受信することで端末装置間のデータ転送が行われる。
【００１５】
前記パケットを伝送し、処理するネットワーク集線装置には、主としてハブ装置，スイッチングハブ装置の２種類の装置がある。
【００１６】
ハブ装置は、端末装置から送られてきたパケットの中に含まれるＭＡＣアドレスを参照する事なく、そのパケットを受信したポート（受信ポート）以外の全てのポートへパケットを送信する。
【００１７】
他方、スイッチングハブ装置はネットワークのトラフィックを効率化する為、あらかじめ自装置に接続している各端末装置のＭＡＣアドレスと各ポートとの対応を、アドレステーブルと称するバッファ域に保持している。
【００１８】
そして送信元端末装置から送信されたパケットの中に含まれる送信先ＭＡＣアドレスを参照してアドレステーブルと比較することで、その転送先のポートを決定し、該当ポートのみに対し、パケットを送信する（以下、この処理をスイッチング処理と称す）。
【００１９】
スイッチング処理により必要以外のポートへのデータ送信を抑止することが可能になる。
【００２０】
今、図１において、１−１がスイッチングハブである場合について考える。なお、集線装置１−１がスイッチングハブであるからといって必ずしも集線装置１−２もスイッチングハブである必要はない。
【００２１】
（１）例えば端末装置１−３から送信されたパケット内の送信先ＭＡＣアドレスが、送信元端末装置１−３のＭＡＣアドレスと等しい場合には、そのパケットを送信するポート（送信ポート）が受信ポートと等しくなるため、パケットはスイッチングハブ装置１−１において破棄される。
【００２２】
（２）次はネットワーク集線装置１−２のポート１−１０に接続されている端末装置１−４から、当該１−２の別ポート１−１１に接続されている端末装置１−５へパケットデータを送信する場合である。このケースではパケットデータ内の送信先ＭＡＣアドレスは、端末装置１−５のＭＡＣアドレスと等しい。
【００２３】
▲１▼このケースにおいてネットワーク集線装置１−２がスイッチングハブであるとすると、ネットワーク集線装置１−２は、パケットを上記スイッチングハブ（スイッチング処理）機能により、端末装置１−５の接続されているポート１−１１のみへ送信し、ネットワーク集線装置１−１と接続されるポート１−９へは送信しない。
【００２４】
▲２▼しかし、このケースにおいてネットワーク集線装置１−２がハブであるとすると、ネットワーク集線装置１−２は、パケットを上記ハブ機能により、受信ポート以外の全てのポートへ送信するため、パケットはポート１−９へも送信される。
【００２５】
上述したようにポート１−９には集線装置１−１のポート１−８が接続されている。このポート１−８で当該パケットを受信したネットワーク集線装置１−１では、端末装置１−４，１−５は同一ポート１−８に接続されていると認識され、送信ポートが受信ポートと等しくなるため、パケットは当該ネットワーク集線装置１−１において破棄される。
【００２６】
仮にネットワーク集線装置１−１が、受信したパケットを受信ポートへ折返し転送する機能（折り返し転送機能）を持つとすると、集線装置１−１はポート１−８へ当該パケットを送信してしまう。
【００２７】
このため端末装置１−５は、ネットワーク集線装置１−１を経由したパケットと集線装置１−２から直接送信されるパケットを受け取ることになる。
【００２８】
すなわち同一内容のパケットが二重に受信されることになり、受信パケットの重複が起こる。
【００２９】
また、それに伴いネットワーク集線装置１−１、および集線装置１−１に収容されるネットワークのトラフィックが増大することは明らかである。
【００３０】
従って、従来スイッチングハブは受信したパケットを受信ポートへ折返し転送する折り返し転送機能を持たず、受信したパケット内の、送信元ＭＡＣアドレスを持つ端末と、送信先ＭＡＣアドレスを持つ端末が、同一のポートに接続されていることを認識した場合、そのパケットをスイッチングハブ内において破棄することとしている。
【００３１】
一方、集線装置の１つのポートに複数の端末装置をカスケード接続することにより、上述したような新たなネットワーク集線装置の追加を行わずに、ＬＡＮのネットワークおよび接続端末を拡張できるようにしたのが、図２に示す接続構成を持つＬＡＮ２０である。
【００３２】
ＬＡＮ２０は、特開平１０−１９０７１４号公報に記載されたものである。
【００３３】
図２において、ＬＡＮ２０の集線装置２−１はポート２−１９にカスケード接続で、端末装置２−２，２−３，２−４，…，２−５を接続し、ポート２−２０にも同じくカスケード接続で端末装置２−６，２−７，２−８，…，２−９を接続している。なお、ポート２−２１にはＬＡＮ１０と同様にバックボーンネットワーク２−１０などが接続される。
【００３４】
カスケード接続された端末装置内部もしくは外部には、集線装置２−１とのインターフェースとなるネットワーク接続回路２−１１，２−１２，２−１２，…，２−１４，２−１５，２−１６，２−１７，…，２−１８が配置されている。
【００３５】
ＬＡＮ２０では集線装置２−１とネットワーク接続回路２−１１などのあいだ、及びネットワーク接続回路２−１１と２−１２のあいだなど、ネットワーク接続回路どうしのあいだを接続するＬＡＮケーブル２−２２、２−２３はそれぞれペアケーブルとなっている。
【００３６】
すなわち、ケーブル２−２２は例えば端末装置２−２から集線装置２−１に向かう方向（矢印Ｓの方向）にパケットを伝送するためのケーブル２−２２Ａと、集線装置２−１から端末装置２−２に向かう方向（矢印Ｒの方向）にパケットを伝送するためのケーブル２−２２Ｂの２つのケーブルから構成されたペアケーブルである。ＬＡＮケーブル２−２３の構成もこれと同様、Ｓ方向用のケーブル２−２３ＡとＲ方向用のケーブル２−２３Ｂからなる。
【００３７】
ペアケーブルとしては、シールド付き撚り対線もしくはシールドなし撚り対線を用いるとよい。
【００３８】
一方、ネットワーク接続回路２−１１〜２−１８の各々は、ＬＡＮ２０の特徴的な部分である。ネットワーク接続回路２−１１〜２−１８の内部構成はどれも実質的に同じでよいのでここではネットワーク接続回路２−１１と２−１２の付近について図４を参照しながら説明する。
【００３９】
図４において、ネットワーク接続回路２−１１の内部には、矢印Ｓ方向のパケットを蓄積するためのＦＩＦＯ（先入れ先出しタイプのメモリ）１１−３８と、矢印Ｒ方向のパケットを蓄積するためのＦＩＦＯ１１−３１と、方路切替スイッチ１１−３２とＬＡＮＣ１１−３４を備えている。図中、中央処理装置１１−３５はデータの送受信を行いデータをもとに動作する情報送受信装置であり、ＬＡＮＣはイーサネットの生成、分析を制御する回路である。
【００４０】
ネットワーク接続回路２−１２およびその周辺にもこれと同様な構成がある。
【００４１】
このような構成で、例えば端末装置２−２がパケットを送信する場合、ネットワーク接続回路２−１１内の方路切替スイッチ１１−３２がＬＡＮＣ１１−３４の出力端子側を選択し、送信されるパケットは当該方路切替スイッチ１１−３２を介してケーブル２−２２Ａに送出され、当該ケーブル２−２２Ａ上を矢印Ｓ方向に伝送される。
【００４２】
また、端末装置２−３〜２−５などのカスケード接続された端末装置に対応するＬＡＮＣから矢印Ｓ方向に送られたパケットが当該ネットワーク接続回路２−１１を通過する際には、当該パケットはネットワーク接続回路２−１１内に設けられた矢印Ｓ方向用のＦＩＦＯ１１−３８にいったん蓄積されるが、ＦＩＦＯ１１−３８からのパケットの読み出しは、端末装置２−２（ＬＡＮＣ１１−３４）からのパケット送信に優先して行われる。
【００４３】
そしてこの読み出しの際には、前記方路切替スイッチ１１−３２は、当該Ｓ方向用のＦＩＦＯ１１−３８の出力端子１１−３７をケーブル２−２２Ａに接続する。
【００４４】
この方路切替スイッチ１１−３２の動作により、端末装置２−２から送信されたパケットと、端末装置２−３などから送信されたパケットがケーブル２−２２Ａ上で衝突（コリジョン）することを防止する。
【００４５】
一方、矢印Ｒ方向にケーブル２−２２Ｂを伝送されるパケットは、Ｒ方向用のＦＩＦＯ１１−３１に蓄積されるまえに、ＬＡＮＣ１１−３４の入力端子と当該ＦＩＦＯ１１−３１の入力端子の双方に分岐して供給される。
【００４６】
ＬＡＮＣ１１−３４は矢印Ｒ方向の全パケットが含まれているそのパケットストリームのなかから、自端末（端末装置２−２）宛てのパケットだけについて受信処理を進める。
【００４７】
Ｒ方向用のＦＩＦＯ１１−３１の入力端子に供給されたパケットは当該ＦＩＦＯ１１−３１で一定量のバッファリングを受けた後、そのまま矢印Ｒ方向のケーブル２−２２Ｂに送出され、隣接する端末装置２−３のネットワーク接続回路２−１２に供給される。
【００４８】
他のネットワーク接続回路２−１２〜２−１８なども、このネットワーク接続回路２−１１と同様な機能を持っているため、図２のようなカスケード接続を行っても、各端末装置は確実にパケットを送信し受信することが可能になる。
【００４９】
すなわち、カスケード接続された端末装置２−２，２−３，２−４，…，２−５はネットワーク集線装置２−１の別ポートに接続された端末装置２−６，２−７，２−８，…，２−９やバックボーンネットワーク（またはＷＡＮ等）２−１０内の端末装置とパケットの送受信が可能となる。
【００５０】
以上のような機能を持つＬＡＮ２０の発明によって、複数の端末装置間のカスケード接続を実現できるため、端末装置の新規設置や新規追加に容易に応じることができ、また、図３に示したＬＡＮ１０のネットワーク構成に比べ、１台のネットワーク集線装置に対して、より多くの端末装置を接続することできる。
【００５１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図２のＬＡＮ２０のネットワーク構成では同一のカスケードに接続された端末装置どうしは、パケットをやり取りすることができなかった。
【００５２】
すなわち、端末装置２−２から送信されたパケットは端末装置２−２と同じカスケードのなかではポート２−１９だけに受信され、しかもネットワーク集線装置１−１は、前記折り返し転送機能を持たないため、同一カスケードのなかの他の端末装置２−３〜２−５は当該パケットを受信することができない。
【００５３】
端末装置２−２から送信された当該パケットは、同一カスケード以外に配置された端末装置、例えば集線装置２−６〜２−９あるいはバックボーンネットワーク２−１０に収容された端末装置などに受信され得る。
【００５４】
この点は同一カスケード内の他の端末装置２−３〜２−５から送信されたパケットについても同様である。また、他のカスケード、例えば端末装置２−６〜２−９を備えるカスケードについても当てはまる。
【００５５】
換言するなら、前記送信先ＭＡＣアドレスとして任意の端末装置に固有のアドレスを持つパケットが、当該端末装置と同一カスケード内に配置されたある端末装置から送信された場合、当該パケットはＬＡＮ２０内のどの端末装置によっても受信されないことを意味する。
【００５６】
前記折り返し転送機能を装備すればこの問題は解決するが、その場合には、上述したトラフィックの増加などの問題が発生する。
【００５７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために本発明では、１つ又は複数の通信装置を含む要素ネットワークを接続するためのポートを複数備え、これらのポートを介して前記通信装置の間の通信パケットのやり取りを中継するネットワーク集線装置において、前記各ポート毎に、少なくとも各ポートに接続された前記要素ネットワークが備えている通信装置の数が１つであるか複数であるかの情報を含む、当該要素ネットワークに関する情報の体系を記述したポート情報を記憶しておくポート情報記憶手段を備え、前記通信パケットを送信しようとするポートに対応するこのポート情報に基いて、送信、非送信、及び送信する場合の通信パケットの状態の各通信形態を決めることを特徴とする。
【００５８】
また、本発明のネットワークは、請求項１〜５のいずれかのネットワーク集線装置と、当該ネットワーク集線装置の各ポートに接続された要素ネットワークを構成する通信装置とを備えることを特徴とする。
【００５９】
【発明の実施の形態】
（Ａ）実施形態
以下、本発明にかかるネットワーク集線装置及びネットワークを、ＬＡＮシステムに適用した実施形態について説明する。
【００６０】
本実施形態は、同一カスケードに接続された端末装置のあいだでも、スイッチングハブ装置を介したパケット（ＬＡＮパケットデータ）のやり取りが実現でき、しかもトラフィックの増加を最小限に抑制できることを特徴とする。
【００６１】
（Ａ−１）実施形態の構成
本実施形態のＬＡＮ３０の全体構成を図１０に示す。接続ケーブル等の物理条件及び転送されるパケットデータフォーマット（図９参照）は、イーサネットＬＡＮ（もしくはＩＥＥＥ８０２．３ＬＡＮ）で規定されるものとする。例えば各接続ケーブルは、前記ＬＡＮケーブル２−２２のようにＳ方向用のケーブルとＲ方向用のケーブルのペアから構成されている。
【００６２】
図９のフォーマットは、左端から順番に、当該パケットの先頭を示すＰＡ（プリアンブル）、上述した送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレス、上位プロトコルが何であるかを示すＥＴＹＰＥ（イーサネットタイプ）、送信データ、パケットの誤りを検出するためのＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）を備えている。ＰＡは８バイト、送信先ＭＡＣアドレスは６バイト、送信元ＭＡＣアドレス６バイト、ＥＴＹＰＥは２バイト、ＦＣＳは４バイトである。
【００６３】
なお、送信データの内部の左端部にはＩＰヘッダ（４バイト）があり、当該ＩＰヘッダ内に、後述するＩＰアドレスが存在する。
【００６４】
図１０において、スイッチングハブ装置３−１は、ネットワーク拡張用の５つのポート３−１４，３−１５，３−１６，３−１７，３−１８を有する。これら５つのポートにはこの順番にそれぞれポート番号“０”〜“４”を付与する。
【００６５】
このうちポート番号“０”のポート３−１４には前記バックボーンネットワーク（ＷＡＮなどに置換可能）３−２１が接続され、ポート番号“３”のポート３−１７には端末装置３−１２が接続され、ポート番号“４”のポート３−１３には端末装置３−１３が接続されている。
【００６６】
端末装置３−１２、３−１３はスター型ネットワーク接続方式に対応したスター型端末装置であり、端末装置３−３〜３−６はカスケード型ネットワーク接続方式に対応したカスケード型端末装置である。
【００６７】
さらに、ポート番号“１”のポート３−１５には端末装置３−３，３−４，３−５，…，３−６が、図２のポート２−１９または２−２０のようにネットワーク接続回路３−７〜３−１０を介してカスケードＬＡＮ接続方式で接続されており、ポート番号“２”のポート３−１６にはハブ装置３−２が接続されている。
【００６８】
要するにこのＬＡＮ３０は、図３のＬＡＮ１０における集線装置の２段接続とと、図２のＬＡＮ２０におけるカスケード接続の要素が混在したＬＡＮネットワーク構成となっている。
【００６９】
なお、複数のネットワーク接続回路３−７〜３−１０の構成は実質的に同じであり、すべて上述した図４のネットワーク接続回路２−１１と同じ構成を持っている。
【００７０】
図１はスイッチングハブ装置の内部構成を示している。
【００７１】
（Ａ−１−１）スイッチングハブ装置の内部構成
図１において、スイッチングハブ装置４−１は前記スイッチングハブ装置３−１に対応する装置である。
【００７２】
スイッチングハブ装置４−１は端末装置および他のネットワーク集線装置との接続ポート４−１２，４−１３，４−１４，４−１５，４−１６を有する。
【００７３】
そして当該ポート４−１２は前記ポート３−１４に対応し、ポート４−１３は前記ポート３−１５に対応し、ポート４−１４は前記ポート３−１６に対応し、ポート４−１５は前記ポート３−１７に対応し、ポート４−１６は前記ポート３−１８に対応する。
【００７４】
このうちポート４−１２、４−１３、４−１５、４−１６については、ＬＡＮケーブルを介して接続されるその接続対象もＬＡＮ３０と同じである。
【００７５】
すなわち、ポート４−１２には前記バックボーン３−２１に対応するバックボーン４−２９が接続され、ポート４−１３には前記端末装置３−３〜３−６に対応する端末装置４−２４，２−２５（ただしカスケード接続される端末装置の数は２）が接続され、ポート４−１５には前記端末装置３−１２に対応する１つの端末装置４−２７が接続され、ポート４−１６には前記端末装置３−１３に対応する１つの端末装置４−２８が接続されている。
【００７６】
残りの前記ポート３−１６に対応するポート４−１４には図１０ではハブ装置３−２が接続されていたのに、図１では１つの端末装置４−１４が接続されているが、スイッチングハブ装置４−１における処理の内容は、この相違によって変化することはない。
【００７７】
本実施形態ではこれら端末装置４−２４，４−２５，４−２６，４−２７，４−２８のＭＡＣアドレスを、それぞれＭ２４，Ｍ２５，Ｍ２６，Ｍ２７，Ｍ２８とする。
【００７８】
スイッチングハブ装置４−１の各ポート４−１２〜４−１６ごとに１つずつＬＡＮＣ（ＬＡＮ制御回路（ＬＡＮコントローラ））４−７，４−８，４−９，４−１０，４−１１が設けられている。
【００７９】
なお、本実施形態ではこのように、１つのポートごとに１つのＬＡＮＣを設けるようにしたが、ＬＡＮＣのなかには複数ポート対応のＬＡＮＣもあり、当該複数ポート対応のＬＡＮＣを用いた場合には、必ずしも１ポートに１ＬＡＮＣを配置する必要はない。
【００８０】
ＬＡＮＣは上述したように、イーサネットの生成、分析を制御する回路である。これらＬＡＮＣは必要に応じて、上位プロトコルの処理をつかさどる中央処理装置に接続され、当該中央処理装置によって制御される。
【００８１】
すべてのＬＡＮＣ４−１２〜４−１６は内部バス４−１７を介して、受信パケット（受信ＬＡＮパケットデータ）が一時的に格納されるバッファ部４−６と接続されている。
【００８２】
さらに、すべてのＬＡＮＣ４−１２〜４−１６は信号線４−１９，４−２０，４−２１，４−２２，４−２３を介して、スイッチングの動作を制御するスイッチング制御部４−２と接続されている。
【００８３】
このスイッチング制御部４−２は内部バス４−１８を介して、前記バッファ部４−６および保持部４−３０に接続されている。
【００８４】
保持部４−３０の内部には、アドレステーブル４−３、ネットワーク識別テーブル保持部４−４、およびカスケードＩＰアドレス保持部４−５が設けられている。
【００８５】
このうちアドレステーブル保持部４−３は、スイッチング時に参照するポート番号とそのポートに接続される端末装置のＭＡＣアドレスの対応を示すアドレステーブルを保持する保持部である。
【００８６】
そして、ネットワーク識別テーブル保持部４−４は各ポート番号とそのポートに接続されるネットワーク形態を識別するためのネットワーク識別子との対応を示すネットワーク識別テーブルを保持する保持部であり、カスケードＩＰアドレス保持部４−５はカスケード型ＬＡＮ接続対応端末に割り当てられるＩＰアドレスの領域を示すカスケードＩＰアドレステーブル（図示せず）を保持する保持部である。
【００８７】
前記スイッチング制御部４−２の構成は、通常、スイッチング動作を制御するマイクロプロセッサ、プログラム及び作業用メモリ等を備えるものである。
【００８８】
また、バッファ部４−６と、保持部４−３０は、通常、メモリとメモリコントローラとから構成されるものである。
【００８９】
ただしこのバッファ部４−６はパケットを単に一時的に蓄積するだけでなく、必要に応じて蓄積中のパケットの内容を書き換えることが可能である。
【００９０】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。
【００９１】
（Ａ−２）実施形態の動作
図５（Ａ）に示すように、アドレステーブル保持部４−３には、各ポートに接続される端末装置の装置固有のアドレス（ＭＡＣアドレス）と各ポート番号とが対応付けられて登録され、管理される。
【００９２】
すなわち現時点において、図５（Ａ）のアドレステーブルには、前記カスケード接続に対応してポート番号“１”にはＭ２４とＭ２５が対応付けられ、ポート番号“２”にはＭ２６が対応付けられ、ポート番号“３”にはＭ２７が対応付けられている。
【００９３】
ここで、端末装置４−２８がパケットを送信するとそのパケットはまず、ポート４−１６（ポート番号“４”）に受信され、当該受信パケットは、バッファ部４−６に格納される。
【００９４】
次いで、スイッチング制御部４−２は、当該受信パケット内の送信元ＭＡＣアドレスＭ２８を抽出し、当該Ｍ２８を求めてアドレステーブル保持部４−３内のアドレステーブル上を検索する。
【００９５】
図５（Ａ）に示すように、この時点では、ＭＡＣアドレスＭ２８はアドレステーブルに登録されてないためそれを認識したスイッチングハブ装置４−１は、新たに端末装置４−２８の情報、即ちポート番号“４”と、ＭＡＣアドレス“Ｍ２８”を対応付け、アドレステーブルのそれぞれの領域に格納して追加登録する。
【００９６】
この追加登録により、アドレステーブルは、図５（Ａ）の状態から図５（Ｂ）の状態に変化する。
【００９７】
図５（Ａ）の状態も、同様な追加登録の操作が繰り返されることによって得られたものである。
【００９８】
次に、例えば端末装置４−２６から他の端末装置ヘユニキャストＬＡＮパケットデータ（ユニキャストパケット）を送信する場合について説明する。ここでユニキャストパケットとは、送信先が１つのパケットのことである。
【００９９】
端末装置４−２６が送信したパケットはまずポート４−１４によって受信されるので当該ユニキャストパケットもポート４−１４（ポート番号“２”）に受信される。
【０１００】
当該受信後、スイッチング制御部４−２は、ユニキャストパケット内の送信先ＭＡＣアドレスから上記アドレステーブルを検索し、送信ポート番号を決定する。
【０１０１】
例えば当該ユニキャストパケットの送信先ＭＡＣアドレスがＭ２７である場合には、図５（Ｂ）でＭ２７にはポート番号“３”が対応付けられていることから、当該ユニキャストパケットをポート番号“３”のポート４−１５に送出する。したがって当該ユニキャストパケットはＬＡＮ３０内の端末装置のなかでは端末装置４−２７だけに受信されて、ユニキャストが行われる。
【０１０２】
このケースでは、受信ポート番号は“２”で送信ポート番号は“３”であり、受信ポート番号と送信ポート番号が異なるため、スイッチング制御部４−２は、前記送信ポート４−１５ヘユニキャストパケットを転送したが、もしも受信ポート番号と送信ポート番号が等しい場合は従来技術で示した通り、受信パケットをスイッチングハブ装置４−１内で破棄する。
【０１０３】
しかし、同一カスケード内に配置されている端末装置４−２４から端末装置４−２５ヘユニキャストパケットを送信する場合は、発明が解決しようとする課題に示したように、スイッチング制御部４−２の当該動作だけではユニキャストパケットは破棄されて、目的の端末装置４−２５に到達できない。
【０１０４】
本実施形態でも図４のネットワーク接続回路構成を持つ以上、端末装置４−２４から端末装置４−２５へ直接、パケットを送信する手段はない（反対に４−２５から４−２４へ直接、パケットを送信する手段もない）。
【０１０５】
このため、同一カスケード内に配置された端末装置のあいだの通信の際には、受信ポートと同じ送信ポートを設定する手段（限定的な折り返し転送機能）、すなわちパケットを受信したポートへ当該パケットを折り返し送信する手段をスイッチングハブ装置４−３０内に設ける必要がある。
【０１０６】
例えばポート４−１３（ポート番号“１”）に受信したユニキャストパケットを折り返し、当該ポート４−１３に送信する手段である。
【０１０７】
この限定的な折り返し転送機能を実現するため、スイッチング制御部４−２は、例えばポート４−１３に受信したユニキャストパケットに対しては、パケット内の送信先ＭＡＣアドレスから上記アドレステーブルを検索し、送信ポート番号を決定した結果、受信ポート番号と送信ポート番号の同異に関わらず、送信ポートヘ転送する。
【０１０８】
また、端末装置４−２６からマルチキャストパケットを送信する場合、送信されたマルチキャストパケットはポート４−１４（ポート番号“２”）に受信され、スイッチング制御部４−２は、受信ポート以外の全てのポートヘ転送する。
【０１０９】
なお、マルチキャストパケットとは一般的に、選択された複数の送信先を指定するパケットのことである。当該マルチキャストパケットと前記ユニキャストパケットでは、送信先ＭＡＣアドレスの状態が異なるため、スイッチングハブ装置４−３０は当該送信先ＭＡＣアドレスに基いて、受信したパケットがユニキャストかマルチキャストかを識別することができる。
【０１１０】
ただし本実施形態では、当該マルチキャストパケットは、ＬＡＮ３０内のすべての端末装置をマルチキャスト先として選択しているものと仮定している。
【０１１１】
受信ポート以外の全てのポートヘ転送ができても、端末装置４−２４からマルチキャストパケットを送信するケースでは、ユニキャストの場合と同様、端末装置４−２４から端末装置４−２５へ直接パケット送信できない。
【０１１２】
このためスイッチング制御部４−２は、ポート４−１３（ポート番号“１”）に受信したマルチキャストパケットを受信ポート以外の全てのポートヘ転送するだけでなく、受信ポートに接続される送信元端末装置以外の全ての端末装置を送信先端末とするユニキャストパケットに変更し受信ポートヘ送信することで、マルチキャストパケットの送受信における課題を解決する。
【０１１３】
送信または受信ポートに接続されるネットワークが、上記カスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークか、そうでないかにより受信パケットのスイッチング処理に相違を持たせるため、各ポートに接続されるネットワークの種別をカスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークであるかどうか分類し、その情報（ネットワーク接続情報）をスイッチングハブ装置４−１内に保持しておく必要がある。
【０１１４】
そして、スイッチングハブ装置４−１は自装置内に保持されたこのネットワーク接続情報をもとに、ユニキャスト及びマルチキャストそれぞれにおいて異なるパケットスイッチングを行う。
【０１１５】
以下に、上記ネットワーク接続情報の保持方法と、上記ユニキャストパケットスイッチング動作及びマルチキャストパケットスイッチング動作の詳細例を示す。
【０１１６】
（Ａ−２−１）スイッチング動作、各テーブルの作成動作の詳細
上記ネットワーク接続情報の保持手段の１例として、ネットワーク識別テーブル保持部４−４内の図６（Ａ）に示すネットワーク識別テーブルに、上記ネットワーク接続情報を登録する。
【０１１７】
図６（Ａ）、（Ｂ）においては、あるポートに接続されるネットワークが上記カスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークである場合には“１”を、そうでない場合には“０”を、当該ポートのポート番号の右側に格納している。
【０１１８】
また、図６（Ａ）、（Ｂ）のようなネットワーク識別テーブルをスイッチングハブ装置４−１が自動的に作成するためには、各ポートに接続されるネットワークが、上記カスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークかそうでないかをスイッチングハブ装置４−１が識別できる必要がある。
【０１１９】
このようなネットワーク識別手段の１例として、カスケード型ＬＡＮ接続対応端末に割り当てられるもう１つの装置固有のアドレスであり、パケット内に含まれるアドレス（以下、ＩＰアドレスと呼ぶ）の領域を確保し、その受信パケットの送信元ＩＰアドレスが上記領域内である場合、受信ポートには、カスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークが接続されていると判断する方法がある。
【０１２０】
この方法によるネットワーク識別手順を以下に示す。
【０１２１】
まず、ネットワーク管理者は、あらかじめカスケード型ＬＡＮ接続対応端末に割り当てられるＩＰアドレス（以降、カスケードＩＰアドレスと称す）の領域を、外部とのインターフェースを介して、内部のカスケードＩＰアドレス保持部４−５内のカスケードＩＰアドレステーブルに設定する。ここでの設定方法及び外部とのインターフェース仕様はどのようなものであってもよい。
【０１２２】
今、このカスケードＩＰアドレス領域がＩ１，Ｉ２，Ｉ３，…，Ｉ２５と設定されているとすると、管理者は図１の場合、端末装置４−２４，４−２５にカスケードＩＰアドレスＩ１〜Ｉ２５のいずれかのＩＰアドレスを割り当てる。
【０１２３】
例えば、端末装置４−２４にはＩ２４を割り当て、端末装置４−２５にはＩ２５を割り当てる。
【０１２４】
また、カスケード型ＬＡＮ接続対応端末ではない端末には、設定したカスケードＩＰアドレス領域外のＩＰアドレスを割り当てなければならない。
【０１２５】
ここでは、端末装置４−２６，４−２７，４−２８にはそれぞれＩＰアドレスＩ２６，Ｉ２７，Ｉ２８を割り当てるものとする。
【０１２６】
図６（Ａ）において、ポート４−１４（ポート番号“２”），ポート４−１５（ポート番号“３”）の情報が既に登録されており、ポート４−１４，４−１５ともにカスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークが接続されていないことがわかる。これは図１のＬＡＮ３０の構成に対応したテーブルである。
【０１２７】
今、図１の端末装置４−２８から送信されたパケットがポート４−１６（ポート番号“４”）で受信されたものとする。
【０１２８】
当該受信により、スイッチング制御部４−２は、受信ポート番号によりネットワーク識別テーブルの検索を行う。受信ポート番号“４”は、図６（Ａ）に登録されていないため、スイッチング制御部４−２は、上記ＭＡＣアドレス抽出と同時に抽出した受信パケット内の送信元ＩＰアドレスＩ２８を求めて、カスケードＩＰアドレステーブル上を検索する。
【０１２９】
当該カスケードＩＰアドレステーブルにはＩＰアドレスＩ２８は登録されてないため、スイッチング制御部４−２は、ポート４−１６にはカスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークが接続されていないと判断し、新たにポート番号“４”と、ネットワーク識別子（ＮＷ識別子）“０”をネットワーク識別テーブルのそれぞれの領域に格納して追加登録する。
【０１３０】
この後さらに端末装置４−２４から送信されたパケットがポート４−１３（ポート番号“１”）で受信された場合、スイッチング制御部４−２は、受信ポート番号によるネットワーク識別テーブルの検索を行う。
【０１３１】
受信ポート番号“１”は図６（Ａ）に登録されていないため、スイッチング制御部４−２は、受信パケットから抽出した送信元ＩＰアドレスＩ２４がカスケードＩＰアドレステーブルに登録されているか検索する
ＩＰアドレスＩ２４は当該カスケードＩＰアドレステーブルに登録されているため、スイッチング制御部４−２は、ポート４−１３にはカスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークが接続されていると判断し、新たにポート番号“１”とネットワーク識別子“１”をそれぞれの領域に対応付けて格納し、追加登録する。
【０１３２】
これらの追加登録により、ネットワーク識別テーブルは図６（Ａ）の状態から図６（Ｂ）の状態に変化する。
【０１３３】
次に、図７および図８のフローチャートを参照しながら、当該スイッチングハブ装置４−１の全体動作の詳細について説明する。図８は本来図７の一部として含まれるフローチャートである。図７は主としてユニキャストパケットについての動作を示し、図８はマルチキャストパケット用の分岐以降の手順を示す。
【０１３４】
（Ａ−２−２）スイッチングハブ装置４−１の全体動作
図７はステップ７−１〜ステップ７−１２の各ステップからなる。
【０１３５】
スイッチングハブ装置４−１が各ポート４−１２〜４−１６で受信し（７−１）たパケットは、各パケットに対応するＬＡＮＣ４−７〜４−１１に転送される。
【０１３６】
該当ＬＡＮＣは、受信したパケットを内部バス４−１７を介してバッファ部４−６に格納するとともに、信号線４−１９〜４−２３を介してスイッチング制御部４−２に、当該パケットの受信を通知する制限信号を送信する（７−２）。
【０１３７】
当該制限信号を受信するとスイッチング制御部４−２は、バッファ部４−６に格納されるパケットがユニキャストパケットであるか、マルチキャストパケットであるかを判定する（７−３）。
【０１３８】
この判定はパケット内の前記送信先ＭＡＣアドレスを調べることによって行われる。
【０１３９】
当該ステップ７−３の判定がユニキャストパケットを示す場合は、ステップ７−４に進み、マルチキャストパケットを示す場合は図８のステップ８−１へ進む。
【０１４０】
ステップ７−４では、スイッチング制御部４−２が、バッファ部４−６に格納されるユニキャストパケットの送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスとを抽出して、これらを比較する。
【０１４１】
比較の結果、送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスが同じ場合には、バッファ部４−６に格納された当該パケットを破棄し（７−９）、異なる場合には当該パケットの送信先ＭＡＣアドレスをもとに、アドレステーブル保持部４−３に格納されているアドレステーブルを検索し、当該送信先ＭＡＣアドレスと同じアドレスが見つかれば送信ポート番号を決定し、見つからなければステップ７−８へ進む（７−５）。
【０１４２】
見つかった場合には決定したこの送信ポート番号と受信ポート番号とを比較し、当該比較の結果、送信ポート番号と受信ポート番号とが異なる場合には、バッファ部４−６から当該ユニキャストパケットを読み出して、当該送信ポート番号のポートへ送出する（７−６）。
【０１４３】
当該比較の結果、当該送信ポート番号と受信ポート番号が同じである場合（７−６）には、当該送信ポート番号をもとに、上記ネットワーク識別テーブル保持部４−４が保持しているネットワーク識別テーブルを検索して、当該送信ポート番号に対応するネットワーク識別子を得る（７−７）。
【０１４４】
そして、ネットワーク識別子が“０”の場合はバッファ部４−６に格納した当該パケットを破棄し（７−９）、“１”の場合には送信ポート番号に対応するＬＡＮＣに当該パケットを送出する（７−１０）。
【０１４５】
上記ステップ７−５のアドレステーブル検索時において、該当する送信先ＭＡＣアドレスを検索できなかった場合には受信ポート番号をもとに、前記ネットワーク識別テーブルを検索し、受信ポート番号に対応するネットワーク識別子を得る（７−８）。
【０１４６】
なお、上述したように、ＬＡＮ３０内の任意の端末装置から送信されたパケットがスイッチングハブ装置４−１の該当ポートに受信されると、アドレステーブルに対する追加登録が自動的に行われるのであるから、ＬＡＮ３０の安定的な運用状態において、前記ステップ７−５からステップ７−８への分岐の発生は、ステップ７−５からステップ７−６への分岐の発生に比べてはるかに少ないのが普通である。当該ステップ７−８への分岐が発生するのは、例えば、新たな端末装置をＬＡＮ３０に接続した直後であって当該端末装置がまだ１度もパケットを送信していない場合などである。
【０１４７】
ステップ７−８において当該ネットワーク識別子が“０”の場合には受信ポート以外のすべてのポートを送信ポートとして、送信ポートに対応するＬＡＮＣにバッファ部４−６から読み出したパケットを送出する（７−１２）。これは、ユニキャスト先の端末装置がどのポートに接続されているのか不明である状況で、当該ユニキャストを実現するための操作である。
【０１４８】
反対に、当該識別子が“１”の場合には受信ポートを含むすべてのポートを送信ポートとし、送信ポートに対応するＬＡＮＣにバッファ部４−６から読み出したパケットを送出する（７−１１）。
【０１４９】
例えば同一カスケード内に配置されている端末装置４−２４から４−２５にユニキャストパケットを送信する場合、上記アドレステーブルが図５（Ｂ）の状態で、上記ネットワーク識別テーブルが図６（Ｂ）の状態であるものとすると、上述したようにポート４−１３（ポート番号“１”）で受信したパケットの持つ送信先ＭＡＣアドレス“Ｍ２５”をもとにアドレステーブルを検索してポート番号“１”を得る。
【０１５０】
これにより送信ポート番号として受信ポート番号と等しい番号が得られたため、スイッチング制御部４−２は、図６（Ｂ）のネットワーク識別テーブルを検索する。この検索でネットワーク識別子“１”が得られると、スイッチングハブ装置４−１は、当該ポート４−１３に接続されているネットワークがカスケード接続であることを認識する。
【０１５１】
この認識により、当該パケットが同一カスケード内の端末装置に宛てたパケットであることが分かるので、当該パケットはＬＡＮＣ４−８に供給され、受信ポートと同じ送信ポート４−１３から送出される。
【０１５２】
当該カスケードのなかでは、上述したネットワーク接続回路２−１１（ＬＡＮＣ１１−３４）と同様な動作のために、当該パケットが受信される端末装置は、宛先の端末装置４−２５だけである。
【０１５３】
一方、前記ステップ７−３からのマルチキャストパケット用の分岐（ステップ７−３のＮｏ）につき、図８を参照しながら説明する。図８はステップ８−１〜ステップ８−３の各ステップから構成されている。
【０１５４】
図８において、前記マルチキャストを実現するため、まずは受信ポート以外のすべてのポートに当該マルチキャストパケットを送出する（８−１）。
【０１５５】
そしてこのあとで、受信ポートに対する処理に入る。受信ポートに接続されているネットワークがカスケードである場合には、カスケードを構成する端末装置のなかで送信元以外の端末装置には当該パケットを送信しなければ、全端末装置に送信するマルチキャストが実現できないからである。
【０１５６】
当該受信ポートのポート番号をもとに、ネットワーク識別テーブルが検索され、該当するネットワーク識別子が“０”の場合には、処理を終了する（８−２のＮＷ識別子＝０）。
【０１５７】
ネットワーク識別子の“０”はカスケード接続でないことを意味し、当該ポートに接続されている端末装置が送信元の端末装置だけであるため、当該ポートに当該パケットを送信する必要がないからである。
【０１５８】
これに対し、ネットワーク識別子の“１”はカスケード接続を意味し、当該受信ポートには送信元端末装置以外にも端末装置が接続されていることを示している。
【０１５９】
ネットワーク識別子が当該“１”の場合にはスイッチング制御部４−２は図５（Ｂ）のアドレステーブルを検索して、当該受信ポートに接続されている端末装置のＭＡＣアドレスを調べ、そして当該マルチキャストパケットの送信先ＭＡＣアドレスをここで調べたＭＡＣアドレスに書き換える。
【０１６０】
この書き換えを１回行うことにより、該当ポートへ送信する１つのユニキャストパケットが生成される。
【０１６１】
調べて得られたＭＡＣアドレスが複数ある場合（該当ポートに３つ以上の端末装置が接続されている場合）には、送信先ＭＡＣアドレスだけが異なるユニキャストパケットが、得られたＭＡＣアドレスの数から１を引いた数（送信元端末装置のＭＡＣアドレスの分を減算する）だけのユニキャストパケットが生成されて当該受信ポートに対応するＬＡＮＣによって、当該受信ポートから当該カスケードに送出される（８−３）。
【０１６２】
上述したネットワーク接続回路２−１１と同じ機能により、当該受信ポートにカスケード接続された各端末装置は送信元の端末装置を除き、当該ユニキャストパケットのうち自端末宛てのパケットを受信することになり、マルチキャストが実現される。
【０１６３】
例えば、図１の端末装置４−２４が前記マルチキャストを行うためのマルチキャストパケットを送信する場合、ポート４−１３を介して当該マルチキャストパケットはバッファ部４−６にいったん蓄積される。
【０１６４】
そして、上記アドレステーブルが図５（Ｂ）の状態で、上記ネットワーク識別テーブルが図６（Ｂ）の状態であるものとすると、上述したようにポート４−１３（ポート番号“１”）で受信したマルチキャストパケットは、各ＬＡＮＣを経て受信ポート４−１３以外のすべてのポート４−１２、４−１４〜４−１６へ送信される。この送信はスイッチング制御部４−２によって行われる。
【０１６５】
さらに、受信ポートと送信ポートが一致するポート番号“１”については、当該スイッチング制御部４−２が当該ポート番号“１”をもとに図６（Ｂ）のネットワーク識別テーブルを検索し、ネットワーク識別子“１”を得る。
【０１６６】
次もまたポート番号“１”をもとに、スイッチング制御部４−２が、図５（Ｂ）のアドレステーブルを検索し、ＭＡＣアドレス“Ｍ２４”、“Ｍ２５”を得る。このうち“Ｍ２４”は当該マルチキャストパケットの送信元ＭＡＣアドレスに等しいので除外され、“Ｍ２５”が当該マルチキャストパケットの送信先ＭＡＣアドレスに書き込まれてカスケード用のユニキャストパケットが得られる。
【０１６７】
カスケード用に得られた送信先ＭＡＣアドレスは当該“Ｍ２５”の１つだけであるため、この例では、カスケード用のユニキャストパケットは１つである。
【０１６８】
当該カスケード用のユニキャストパケットは、ＬＡＮＣ４−８を介してポート４−１３から送信される。
【０１６９】
上述したネットワーク接続回路２−１１などの機能から、カスケード内では、当該ユニキャストパケットは端末装置４−２５だけに受信される。
【０１７０】
このユニキャストパケットの受信によって、前記マルチキャストが完結する。
【０１７１】
（Ａ−３）実施形態の効果
本実施形態によれば、カスケード接続を包含でき、同一カスケード内の端末装置のあいだでもトラフィックを抑制しながらパケットのやり取りができるため、ポート数の割にＬＡＮに収容することができる端末装置数が多く、スイッチングハブ装置のリソースの利用効率が高い。
【０１７２】
具体的には、スター型ネットワーク接続方式を用いたＬＡＮネットワークと、カスケード型ネットワーク接続方式を用いたＬＡＮネットワークの統合により、ネットワーク構成の簡略化が可能となり、ネットワーク導入コストまたは、拡張などの維持管理コストが削減できる。
【０１７３】
また、従来と同様の図４のネットワーク接続回路（２−１１など）を用いても、同一カスケード内に配置された端末装置のあいだのパケットのやり取りが、スイッチングハブ装置を介して可能になる。
【０１７４】
したがってＬＡＮ内では、あらゆるユニキャスト及びマルチキャストを完全に実現することができる。
【０１７５】
また、上記スイッチングハブ装置を用いることで、ネットワーク及び端末装置の使用者が、スター型端末装置と、カスケード型端末装置の違いを意識する必要がなくなる。すなわち、ＬＡＮ内の任意の端末装置を上記スイッチングハブ装置の任意のポートに接続することができ、ＬＡＮの構築、運用にあたって、制約が少なく自由度が高い。
【０１７６】
さらに、上記スイッチングハブ装置では、ユニキャストパケット受信時に、各ポートに接続されるネットワークを識別し、必要ポートのみへパケットを送信することで、ネットワークヘのトラフィック増大及び、必要以外の端末装置が前記パケットを受信することを阻止することが可能で、通信の効率が高い。
【０１７７】
また、上記スイッチングハブ装置はその１つのポートに接続されているカスケード型端末装置からマルチキャストパケットを受信した場合、上記スイッチングハブのその他のポートヘ前記データを送信するだけでなく、上記マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換し、受信ポートに接続されている送信元端末装置以外の端末装置に対して送信することで、従来は不可能であったカスケード型端末装置間でのマルチキャストパケットの送受信を可能にする。
【０１７８】
（Ｃ）他の実施形態
なお、上記実施形態では、ＬＡＮ３０内のすべての端末装置を選択する特別なケースのマルチキャストについて説明した。この意味でのマルチキャストは、ブロードキャストと同じ操作であるため、上記実施形態におけるマルチキャストの説明はそのままブロードキャストの説明として読み替えることができる。
【０１７９】
ＬＡＮ３０内のかぎられた端末装置だけを選択する一般のマルチキャストについて処理する場合、パケットの送信先ＭＡＣアドレスが指定する端末装置だけについて、上述したような操作を行うことになる。
【０１８０】
そして一般のマルチキャストの場合には、カスケードに対しても必ずしもパケットの折り返し転送を行う必要があるとはかぎらないので、図７のステップ７−３と図８のステップ８−１のあいだには、マルチキャスト先の端末装置を特定するための処理を挿入し、ステップ８−１〜８−３の処理は、当該マルチキャスト先の端末装置を含む要素ネットワークに接続されたポートに限定して実行することになる。
【０１８１】
なお、上記スイッチングハブ装置３−１の各ポートに接続するネットワークの形態は上述したものにかぎらず、例えばカスケードを接続するポートが複数あってもよい。またスイッチングハブ装置３−１のポートの数は５つとしたが、この数は５つより多くてもよく少なくてもよい。
【０１８２】
また、上記実施形態の図１では、バッファ部４−６、アドレステーブル保持部４−３、ネットワーク識別テーブル保持部４−４、カスケードＩＰアドレス保持部４−５を異なるメモリブロックに配置したが、全て同じメモリ内に配置してもよく、一部を同じメモリ内に配置してもよく、それぞれ異なるメモリブロックに配置してもよい。
【０１８３】
さらに上記実施形態では、パケットのスイッチング方式の一例として、パケットを全てバッファ４−６に格納したあとでスイッチング処理を行うストア＆フォワード方式を用いたが、パケットの一部（送信先・送信元アドレス部を含む）のみを抽出及び格納した時点でスイッチング処理を行うカット・スルー方式を用いても構わない。
【０１８４】
また、上記実施形態では、スイッチングハブ装置の各ポートに接続されるネットワークの識別手段として、受信パケットに含まれる送信元ＩＰアドレスから識別する方法を示したが、スイッチングハブ装置とカスケード型ＬＡＮ接続対応端末間のソフトウェアによる認識専用パケットの通信等により、接続ネットワークの識別をおこなっても構わない。
【０１８５】
さらに、上記実施形態ではスイッチングハブ装置を例に説明したが、本発明は、スイッチング機能を持たないハブ装置についても適用することができる。
【０１８６】
ハブ装置であっても、従来は、受信ポートを送信ポートとする前記折り返し転送機能は装備していなかったため、やはり同一カスケード内に配置された端末装置どうしはパケットをやり取りできないという問題点があり、当該問題点は本発明によって解決されるからである。
【０１８７】
また、図４のネットワーク接続回路（２−１１）はその構成上、ハブ装置やスイッチングハブ装置であっても端末装置（２−２）と同様に接続することができるので、カスケードの構成要素はすべてが端末装置（３−３〜３−６など）である必要はなく、図４の端末装置３−４や３−５をスイッチングハブ装置やハブ装置で置換することができる。
【０１８８】
例えば、端末装置とスイッチングハブ装置が混在するカスケードや、複数のスイッチングハブ装置から構成されるカスケードも可能である。
【０１８９】
すなわち、本発明は、１つ又は複数の通信装置を含む要素ネットワークを接続するためのポートを複数備え、これらのポートを介して前記通信装置の間の通信パケットのやり取りを中継するネットワーク集線装置、またはこのようなネットワーク集線装置を備えるネットワークについて、広く適用することができる。
【０１９０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、１つの要素ネットワーク内に複数の通信装置が配置されている場合、同一要素ネットワーク内の通信装置がネットワーク集線装置を介して、通信パケットをやり取りすることが可能になる。しかもこの通信パケットのやり取りを行うことによって生じるトラフィックの上昇は有効な通信に対応する分だけであり、最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかるＬＡＮの構成、およびスイッチングハブ装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】従来のＬＡＮの構成を示す概略図である。
【図３】従来のＬＡＮの構成を示す概略図である。
【図４】従来および実施形態に使用されるネットワーク接続回路の内部構成（カスケードの構成）を示す概略図である。
【図５】実施形態のアドレステーブルを示す概略図である。
【図６】実施形態のネットワーク識別テーブルを示す概略図である。
【図７】実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図９】イーサネットＬＡＮパケットフォーマットを示す概略図である。
【図１０】実施形態にかかるＬＡＮの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
２−１１、２−１２、３−７〜３−１０…ネットワーク接続回路、２−２２、２−２３…ＬＡＮケーブル（ペアケーブル）、２−２２Ａ…（矢印Ｓ方向用の）ケーブル、２−２２Ｂ…（矢印Ｒ方向用の）ケーブル、３−１、４−１…スイッチングハブ装置、３−２…ハブ装置、３−３〜３−６、３−１１、３−１２、３−１３、４−２４〜４−２８…端末装置、３−１４〜３−１８、４−１２〜４−１６…ポート、４−２…スイッチング制御部、４−３…アドレステーブル保持部、４−４…ネットワーク識別テーブル保持部、４−５…カスケードＩＰアドレス保持部、０〜４…ポート番号、Ｍ２４〜Ｍ２８…ＭＡＣアドレス、３０…ＬＡＮ。
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワークに関し、たとえばイーサネットなどのＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に適用して好適なものである。
【０００２】
また、本発明は、かかるネットワークの構成要素としてのネットワーク集線装置に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来のＬＡＮ１０の構成例を図３に示す。図３は、代表的なＬＡＮであるイーサネットＬＡＮ（もしくはＩＥＥＥ８０２．３ＬＡＮ）によるネットワーク構成を示したものである。
【０００４】
図３において、ネットワーク集線装置１−１、１−２などからなるＬＡＮシステムと各端末装置とは、ＬＡＮケーブルおよびネットワーク接続回路を介して接続されている。
【０００５】
例えばネットワーク集線装置１−１と端末装置１−３とはＬＡＮケーブル１−１２およびネットワーク接続回路１−６を介して接続されている。ネットワーク接続回路１−６の位置は、図３では端末装置１−３の内部にあるが、端末装置の外部に配置するようにしてもよい。
【０００６】
端末装置１−３がネットワーク接続回路１−６とケーブル１−１２を介して接続されるのは、ネットワーク集線装置１−１に設けられた複数のポートのなかの１つのポート、すなわちポート１−７である。
【０００７】
ネットワーク集線装置１−１が持つ多数のポートのうちポート１−７以外については、ポート１−８のように別のネットワーク集線装置１−２がＬＡＮケーブル１−１３及びネットワーク集線装置１−２のポート１−９を介して接続されているポートもあれば、ポート１−１７、１−１８のように、別の端末装置１−２０、１−２１が接続されているポートもある。
【０００８】
ポート１−８に接続されているネットワーク集線装置１−２のポート１−１０、１−１１には、前記端末装置１−３と集線装置１−１の接続形態と同様にケーブルとネットワーク接続回路を介して、端末装置１−４，１−５が接続され、スター型（星型）接続構成方式のネットワーク拡張を実現している。
【０００９】
また、ネットワーク集線装置１−１のポートのなかにはポート１−１４のように、ケーブル１−１５を介して複数ＬＡＮ間を接続するバックボーンネットワーク１−１６に接続されているポートもある。当該バックボーンネットワーク１−１６は、ＩＳＤＮ網やインターネットに代表されるＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）等と置換可能である。
【００１０】
以上のようなＬＡＮ１０のネットワーク構成において、従来ＬＡＮのネットワーク及び接続端末の拡張には、１−１，１−２のように新たにネットワーク集線装置（ハブ装置，スイッチングハブ装置等）を用いる必要があった。
【００１１】
なぜなら、ＬＡＮ１０ではネットワーク集線装置の１つのポートに接続されるのは、１つの端末装置、または１つのネットワーク集線装置に限られていたからである。
【００１２】
次に、前記端末装置間でやり取りされるパケット（すなわちＬＡＮパケットデータ）がＬＡＮ１０においてどのように伝送され、処理されるかについて説明する。
【００１３】
端末装置から送信される当該パケットには、通常、送信先の端末装置を識別するための装置固有のアドレス（送信先ＭＡＣアドレス）と、送信元の端末装置を識別するための装置固有のアドレス（送信元ＭＡＣアドレス）とが含まれている。
【００１４】
その送信先ＭＡＣ（メディア・アクセス・コントロール）アドレスの値を送信先端末装置が参照することで自装置宛データである事を認識すると、当該送信先端末装置が当該パケットを受信することで端末装置間のデータ転送が行われる。
【００１５】
前記パケットを伝送し、処理するネットワーク集線装置には、主としてハブ装置，スイッチングハブ装置の２種類の装置がある。
【００１６】
ハブ装置は、端末装置から送られてきたパケットの中に含まれるＭＡＣアドレスを参照する事なく、そのパケットを受信したポート（受信ポート）以外の全てのポートへパケットを送信する。
【００１７】
他方、スイッチングハブ装置はネットワークのトラフィックを効率化する為、あらかじめ自装置に接続している各端末装置のＭＡＣアドレスと各ポートとの対応を、アドレステーブルと称するバッファ域に保持している。
【００１８】
そして送信元端末装置から送信されたパケットの中に含まれる送信先ＭＡＣアドレスを参照してアドレステーブルと比較することで、その転送先のポートを決定し、該当ポートのみに対し、パケットを送信する（以下、この処理をスイッチング処理と称す）。
【００１９】
スイッチング処理により必要以外のポートへのデータ送信を抑止することが可能になる。
【００２０】
今、図１において、１−１がスイッチングハブである場合について考える。なお、集線装置１−１がスイッチングハブであるからといって必ずしも集線装置１−２もスイッチングハブである必要はない。
【００２１】
（１）例えば端末装置１−３から送信されたパケット内の送信先ＭＡＣアドレスが、送信元端末装置１−３のＭＡＣアドレスと等しい場合には、そのパケットを送信するポート（送信ポート）が受信ポートと等しくなるため、パケットはスイッチングハブ装置１−１において破棄される。
【００２２】
（２）次はネットワーク集線装置１−２のポート１−１０に接続されている端末装置１−４から、当該１−２の別ポート１−１１に接続されている端末装置１−５へパケットデータを送信する場合である。このケースではパケットデータ内の送信先ＭＡＣアドレスは、端末装置１−５のＭＡＣアドレスと等しい。
【００２３】
▲１▼このケースにおいてネットワーク集線装置１−２がスイッチングハブであるとすると、ネットワーク集線装置１−２は、パケットを上記スイッチングハブ（スイッチング処理）機能により、端末装置１−５の接続されているポート１−１１のみへ送信し、ネットワーク集線装置１−１と接続されるポート１−９へは送信しない。
【００２４】
▲２▼しかし、このケースにおいてネットワーク集線装置１−２がハブであるとすると、ネットワーク集線装置１−２は、パケットを上記ハブ機能により、受信ポート以外の全てのポートへ送信するため、パケットはポート１−９へも送信される。
【００２５】
上述したようにポート１−９には集線装置１−１のポート１−８が接続されている。このポート１−８で当該パケットを受信したネットワーク集線装置１−１では、端末装置１−４，１−５は同一ポート１−８に接続されていると認識され、送信ポートが受信ポートと等しくなるため、パケットは当該ネットワーク集線装置１−１において破棄される。
【００２６】
仮にネットワーク集線装置１−１が、受信したパケットを受信ポートへ折返し転送する機能（折り返し転送機能）を持つとすると、集線装置１−１はポート１−８へ当該パケットを送信してしまう。
【００２７】
このため端末装置１−５は、ネットワーク集線装置１−１を経由したパケットと集線装置１−２から直接送信されるパケットを受け取ることになる。
【００２８】
すなわち同一内容のパケットが二重に受信されることになり、受信パケットの重複が起こる。
【００２９】
また、それに伴いネットワーク集線装置１−１、および集線装置１−１に収容されるネットワークのトラフィックが増大することは明らかである。
【００３０】
従って、従来スイッチングハブは受信したパケットを受信ポートへ折返し転送する折り返し転送機能を持たず、受信したパケット内の、送信元ＭＡＣアドレスを持つ端末と、送信先ＭＡＣアドレスを持つ端末が、同一のポートに接続されていることを認識した場合、そのパケットをスイッチングハブ内において破棄することとしている。
【００３１】
一方、集線装置の１つのポートに複数の端末装置をカスケード接続することにより、上述したような新たなネットワーク集線装置の追加を行わずに、ＬＡＮのネットワークおよび接続端末を拡張できるようにしたのが、図２に示す接続構成を持つＬＡＮ２０である。
【００３２】
ＬＡＮ２０は、特開平１０−１９０７１４号公報に記載されたものである。
【００３３】
図２において、ＬＡＮ２０の集線装置２−１はポート２−１９にカスケード接続で、端末装置２−２，２−３，２−４，…，２−５を接続し、ポート２−２０にも同じくカスケード接続で端末装置２−６，２−７，２−８，…，２−９を接続している。なお、ポート２−２１にはＬＡＮ１０と同様にバックボーンネットワーク２−１０などが接続される。
【００３４】
カスケード接続された端末装置内部もしくは外部には、集線装置２−１とのインターフェースとなるネットワーク接続回路２−１１，２−１２，２−１２，…，２−１４，２−１５，２−１６，２−１７，…，２−１８が配置されている。
【００３５】
ＬＡＮ２０では集線装置２−１とネットワーク接続回路２−１１などのあいだ、及びネットワーク接続回路２−１１と２−１２のあいだなど、ネットワーク接続回路どうしのあいだを接続するＬＡＮケーブル２−２２、２−２３はそれぞれペアケーブルとなっている。
【００３６】
すなわち、ケーブル２−２２は例えば端末装置２−２から集線装置２−１に向かう方向（矢印Ｓの方向）にパケットを伝送するためのケーブル２−２２Ａと、集線装置２−１から端末装置２−２に向かう方向（矢印Ｒの方向）にパケットを伝送するためのケーブル２−２２Ｂの２つのケーブルから構成されたペアケーブルである。ＬＡＮケーブル２−２３の構成もこれと同様、Ｓ方向用のケーブル２−２３ＡとＲ方向用のケーブル２−２３Ｂからなる。
【００３７】
ペアケーブルとしては、シールド付き撚り対線もしくはシールドなし撚り対線を用いるとよい。
【００３８】
一方、ネットワーク接続回路２−１１〜２−１８の各々は、ＬＡＮ２０の特徴的な部分である。ネットワーク接続回路２−１１〜２−１８の内部構成はどれも実質的に同じでよいのでここではネットワーク接続回路２−１１と２−１２の付近について図４を参照しながら説明する。
【００３９】
図４において、ネットワーク接続回路２−１１の内部には、矢印Ｓ方向のパケットを蓄積するためのＦＩＦＯ（先入れ先出しタイプのメモリ）１１−３８と、矢印Ｒ方向のパケットを蓄積するためのＦＩＦＯ１１−３１と、方路切替スイッチ１１−３２とＬＡＮＣ１１−３４を備えている。図中、中央処理装置１１−３５はデータの送受信を行いデータをもとに動作する情報送受信装置であり、ＬＡＮＣはイーサネットの生成、分析を制御する回路である。
【００４０】
ネットワーク接続回路２−１２およびその周辺にもこれと同様な構成がある。
【００４１】
このような構成で、例えば端末装置２−２がパケットを送信する場合、ネットワーク接続回路２−１１内の方路切替スイッチ１１−３２がＬＡＮＣ１１−３４の出力端子側を選択し、送信されるパケットは当該方路切替スイッチ１１−３２を介してケーブル２−２２Ａに送出され、当該ケーブル２−２２Ａ上を矢印Ｓ方向に伝送される。
【００４２】
また、端末装置２−３〜２−５などのカスケード接続された端末装置に対応するＬＡＮＣから矢印Ｓ方向に送られたパケットが当該ネットワーク接続回路２−１１を通過する際には、当該パケットはネットワーク接続回路２−１１内に設けられた矢印Ｓ方向用のＦＩＦＯ１１−３８にいったん蓄積されるが、ＦＩＦＯ１１−３８からのパケットの読み出しは、端末装置２−２（ＬＡＮＣ１１−３４）からのパケット送信に優先して行われる。
【００４３】
そしてこの読み出しの際には、前記方路切替スイッチ１１−３２は、当該Ｓ方向用のＦＩＦＯ１１−３８の出力端子１１−３７をケーブル２−２２Ａに接続する。
【００４４】
この方路切替スイッチ１１−３２の動作により、端末装置２−２から送信されたパケットと、端末装置２−３などから送信されたパケットがケーブル２−２２Ａ上で衝突（コリジョン）することを防止する。
【００４５】
一方、矢印Ｒ方向にケーブル２−２２Ｂを伝送されるパケットは、Ｒ方向用のＦＩＦＯ１１−３１に蓄積されるまえに、ＬＡＮＣ１１−３４の入力端子と当該ＦＩＦＯ１１−３１の入力端子の双方に分岐して供給される。
【００４６】
ＬＡＮＣ１１−３４は矢印Ｒ方向の全パケットが含まれているそのパケットストリームのなかから、自端末（端末装置２−２）宛てのパケットだけについて受信処理を進める。
【００４７】
Ｒ方向用のＦＩＦＯ１１−３１の入力端子に供給されたパケットは当該ＦＩＦＯ１１−３１で一定量のバッファリングを受けた後、そのまま矢印Ｒ方向のケーブル２−２２Ｂに送出され、隣接する端末装置２−３のネットワーク接続回路２−１２に供給される。
【００４８】
他のネットワーク接続回路２−１２〜２−１８なども、このネットワーク接続回路２−１１と同様な機能を持っているため、図２のようなカスケード接続を行っても、各端末装置は確実にパケットを送信し受信することが可能になる。
【００４９】
すなわち、カスケード接続された端末装置２−２，２−３，２−４，…，２−５はネットワーク集線装置２−１の別ポートに接続された端末装置２−６，２−７，２−８，…，２−９やバックボーンネットワーク（またはＷＡＮ等）２−１０内の端末装置とパケットの送受信が可能となる。
【００５０】
以上のような機能を持つＬＡＮ２０の発明によって、複数の端末装置間のカスケード接続を実現できるため、端末装置の新規設置や新規追加に容易に応じることができ、また、図３に示したＬＡＮ１０のネットワーク構成に比べ、１台のネットワーク集線装置に対して、より多くの端末装置を接続することできる。
【００５１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図２のＬＡＮ２０のネットワーク構成では同一のカスケードに接続された端末装置どうしは、パケットをやり取りすることができなかった。
【００５２】
すなわち、端末装置２−２から送信されたパケットは端末装置２−２と同じカスケードのなかではポート２−１９だけに受信され、しかもネットワーク集線装置１−１は、前記折り返し転送機能を持たないため、同一カスケードのなかの他の端末装置２−３〜２−５は当該パケットを受信することができない。
【００５３】
端末装置２−２から送信された当該パケットは、同一カスケード以外に配置された端末装置、例えば集線装置２−６〜２−９あるいはバックボーンネットワーク２−１０に収容された端末装置などに受信され得る。
【００５４】
この点は同一カスケード内の他の端末装置２−３〜２−５から送信されたパケットについても同様である。また、他のカスケード、例えば端末装置２−６〜２−９を備えるカスケードについても当てはまる。
【００５５】
換言するなら、前記送信先ＭＡＣアドレスとして任意の端末装置に固有のアドレスを持つパケットが、当該端末装置と同一カスケード内に配置されたある端末装置から送信された場合、当該パケットはＬＡＮ２０内のどの端末装置によっても受信されないことを意味する。
【００５６】
前記折り返し転送機能を装備すればこの問題は解決するが、その場合には、上述したトラフィックの増加などの問題が発生する。
【００５７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために本発明では、１つ又は複数の通信装置を含む要素ネットワークを接続するためのポートを複数備え、これらのポートを介して前記通信装置の間の通信パケットのやり取りを中継するネットワーク集線装置において、前記各ポート毎に、少なくとも各ポートに接続された前記要素ネットワークが備えている通信装置の数が１つであるか複数であるかの情報を含む、当該要素ネットワークに関する情報の体系を記述したポート情報を記憶しておくポート情報記憶手段を備え、前記通信パケットを送信しようとするポートに対応するこのポート情報に基いて、送信、非送信、及び送信する場合の通信パケットの状態の各通信形態を決めることを特徴とする。
【００５８】
また、本発明のネットワークは、請求項１〜５のいずれかのネットワーク集線装置と、当該ネットワーク集線装置の各ポートに接続された要素ネットワークを構成する通信装置とを備えることを特徴とする。
【００５９】
【発明の実施の形態】
（Ａ）実施形態
以下、本発明にかかるネットワーク集線装置及びネットワークを、ＬＡＮシステムに適用した実施形態について説明する。
【００６０】
本実施形態は、同一カスケードに接続された端末装置のあいだでも、スイッチングハブ装置を介したパケット（ＬＡＮパケットデータ）のやり取りが実現でき、しかもトラフィックの増加を最小限に抑制できることを特徴とする。
【００６１】
（Ａ−１）実施形態の構成
本実施形態のＬＡＮ３０の全体構成を図１０に示す。接続ケーブル等の物理条件及び転送されるパケットデータフォーマット（図９参照）は、イーサネットＬＡＮ（もしくはＩＥＥＥ８０２．３ＬＡＮ）で規定されるものとする。例えば各接続ケーブルは、前記ＬＡＮケーブル２−２２のようにＳ方向用のケーブルとＲ方向用のケーブルのペアから構成されている。
【００６２】
図９のフォーマットは、左端から順番に、当該パケットの先頭を示すＰＡ（プリアンブル）、上述した送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレス、上位プロトコルが何であるかを示すＥＴＹＰＥ（イーサネットタイプ）、送信データ、パケットの誤りを検出するためのＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）を備えている。ＰＡは８バイト、送信先ＭＡＣアドレスは６バイト、送信元ＭＡＣアドレス６バイト、ＥＴＹＰＥは２バイト、ＦＣＳは４バイトである。
【００６３】
なお、送信データの内部の左端部にはＩＰヘッダ（４バイト）があり、当該ＩＰヘッダ内に、後述するＩＰアドレスが存在する。
【００６４】
図１０において、スイッチングハブ装置３−１は、ネットワーク拡張用の５つのポート３−１４，３−１５，３−１６，３−１７，３−１８を有する。これら５つのポートにはこの順番にそれぞれポート番号“０”〜“４”を付与する。
【００６５】
このうちポート番号“０”のポート３−１４には前記バックボーンネットワーク（ＷＡＮなどに置換可能）３−２１が接続され、ポート番号“３”のポート３−１７には端末装置３−１２が接続され、ポート番号“４”のポート３−１３には端末装置３−１３が接続されている。
【００６６】
端末装置３−１２、３−１３はスター型ネットワーク接続方式に対応したスター型端末装置であり、端末装置３−３〜３−６はカスケード型ネットワーク接続方式に対応したカスケード型端末装置である。
【００６７】
さらに、ポート番号“１”のポート３−１５には端末装置３−３，３−４，３−５，…，３−６が、図２のポート２−１９または２−２０のようにネットワーク接続回路３−７〜３−１０を介してカスケードＬＡＮ接続方式で接続されており、ポート番号“２”のポート３−１６にはハブ装置３−２が接続されている。
【００６８】
要するにこのＬＡＮ３０は、図３のＬＡＮ１０における集線装置の２段接続とと、図２のＬＡＮ２０におけるカスケード接続の要素が混在したＬＡＮネットワーク構成となっている。
【００６９】
なお、複数のネットワーク接続回路３−７〜３−１０の構成は実質的に同じであり、すべて上述した図４のネットワーク接続回路２−１１と同じ構成を持っている。
【００７０】
図１はスイッチングハブ装置の内部構成を示している。
【００７１】
（Ａ−１−１）スイッチングハブ装置の内部構成
図１において、スイッチングハブ装置４−１は前記スイッチングハブ装置３−１に対応する装置である。
【００７２】
スイッチングハブ装置４−１は端末装置および他のネットワーク集線装置との接続ポート４−１２，４−１３，４−１４，４−１５，４−１６を有する。
【００７３】
そして当該ポート４−１２は前記ポート３−１４に対応し、ポート４−１３は前記ポート３−１５に対応し、ポート４−１４は前記ポート３−１６に対応し、ポート４−１５は前記ポート３−１７に対応し、ポート４−１６は前記ポート３−１８に対応する。
【００７４】
このうちポート４−１２、４−１３、４−１５、４−１６については、ＬＡＮケーブルを介して接続されるその接続対象もＬＡＮ３０と同じである。
【００７５】
すなわち、ポート４−１２には前記バックボーン３−２１に対応するバックボーン４−２９が接続され、ポート４−１３には前記端末装置３−３〜３−６に対応する端末装置４−２４，２−２５（ただしカスケード接続される端末装置の数は２）が接続され、ポート４−１５には前記端末装置３−１２に対応する１つの端末装置４−２７が接続され、ポート４−１６には前記端末装置３−１３に対応する１つの端末装置４−２８が接続されている。
【００７６】
残りの前記ポート３−１６に対応するポート４−１４には図１０ではハブ装置３−２が接続されていたのに、図１では１つの端末装置４−１４が接続されているが、スイッチングハブ装置４−１における処理の内容は、この相違によって変化することはない。
【００７７】
本実施形態ではこれら端末装置４−２４，４−２５，４−２６，４−２７，４−２８のＭＡＣアドレスを、それぞれＭ２４，Ｍ２５，Ｍ２６，Ｍ２７，Ｍ２８とする。
【００７８】
スイッチングハブ装置４−１の各ポート４−１２〜４−１６ごとに１つずつＬＡＮＣ（ＬＡＮ制御回路（ＬＡＮコントローラ））４−７，４−８，４−９，４−１０，４−１１が設けられている。
【００７９】
なお、本実施形態ではこのように、１つのポートごとに１つのＬＡＮＣを設けるようにしたが、ＬＡＮＣのなかには複数ポート対応のＬＡＮＣもあり、当該複数ポート対応のＬＡＮＣを用いた場合には、必ずしも１ポートに１ＬＡＮＣを配置する必要はない。
【００８０】
ＬＡＮＣは上述したように、イーサネットの生成、分析を制御する回路である。これらＬＡＮＣは必要に応じて、上位プロトコルの処理をつかさどる中央処理装置に接続され、当該中央処理装置によって制御される。
【００８１】
すべてのＬＡＮＣ４−１２〜４−１６は内部バス４−１７を介して、受信パケット（受信ＬＡＮパケットデータ）が一時的に格納されるバッファ部４−６と接続されている。
【００８２】
さらに、すべてのＬＡＮＣ４−１２〜４−１６は信号線４−１９，４−２０，４−２１，４−２２，４−２３を介して、スイッチングの動作を制御するスイッチング制御部４−２と接続されている。
【００８３】
このスイッチング制御部４−２は内部バス４−１８を介して、前記バッファ部４−６および保持部４−３０に接続されている。
【００８４】
保持部４−３０の内部には、アドレステーブル４−３、ネットワーク識別テーブル保持部４−４、およびカスケードＩＰアドレス保持部４−５が設けられている。
【００８５】
このうちアドレステーブル保持部４−３は、スイッチング時に参照するポート番号とそのポートに接続される端末装置のＭＡＣアドレスの対応を示すアドレステーブルを保持する保持部である。
【００８６】
そして、ネットワーク識別テーブル保持部４−４は各ポート番号とそのポートに接続されるネットワーク形態を識別するためのネットワーク識別子との対応を示すネットワーク識別テーブルを保持する保持部であり、カスケードＩＰアドレス保持部４−５はカスケード型ＬＡＮ接続対応端末に割り当てられるＩＰアドレスの領域を示すカスケードＩＰアドレステーブル（図示せず）を保持する保持部である。
【００８７】
前記スイッチング制御部４−２の構成は、通常、スイッチング動作を制御するマイクロプロセッサ、プログラム及び作業用メモリ等を備えるものである。
【００８８】
また、バッファ部４−６と、保持部４−３０は、通常、メモリとメモリコントローラとから構成されるものである。
【００８９】
ただしこのバッファ部４−６はパケットを単に一時的に蓄積するだけでなく、必要に応じて蓄積中のパケットの内容を書き換えることが可能である。
【００９０】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。
【００９１】
（Ａ−２）実施形態の動作
図５（Ａ）に示すように、アドレステーブル保持部４−３には、各ポートに接続される端末装置の装置固有のアドレス（ＭＡＣアドレス）と各ポート番号とが対応付けられて登録され、管理される。
【００９２】
すなわち現時点において、図５（Ａ）のアドレステーブルには、前記カスケード接続に対応してポート番号“１”にはＭ２４とＭ２５が対応付けられ、ポート番号“２”にはＭ２６が対応付けられ、ポート番号“３”にはＭ２７が対応付けられている。
【００９３】
ここで、端末装置４−２８がパケットを送信するとそのパケットはまず、ポート４−１６（ポート番号“４”）に受信され、当該受信パケットは、バッファ部４−６に格納される。
【００９４】
次いで、スイッチング制御部４−２は、当該受信パケット内の送信元ＭＡＣアドレスＭ２８を抽出し、当該Ｍ２８を求めてアドレステーブル保持部４−３内のアドレステーブル上を検索する。
【００９５】
図５（Ａ）に示すように、この時点では、ＭＡＣアドレスＭ２８はアドレステーブルに登録されてないためそれを認識したスイッチングハブ装置４−１は、新たに端末装置４−２８の情報、即ちポート番号“４”と、ＭＡＣアドレス“Ｍ２８”を対応付け、アドレステーブルのそれぞれの領域に格納して追加登録する。
【００９６】
この追加登録により、アドレステーブルは、図５（Ａ）の状態から図５（Ｂ）の状態に変化する。
【００９７】
図５（Ａ）の状態も、同様な追加登録の操作が繰り返されることによって得られたものである。
【００９８】
次に、例えば端末装置４−２６から他の端末装置ヘユニキャストＬＡＮパケットデータ（ユニキャストパケット）を送信する場合について説明する。ここでユニキャストパケットとは、送信先が１つのパケットのことである。
【００９９】
端末装置４−２６が送信したパケットはまずポート４−１４によって受信されるので当該ユニキャストパケットもポート４−１４（ポート番号“２”）に受信される。
【０１００】
当該受信後、スイッチング制御部４−２は、ユニキャストパケット内の送信先ＭＡＣアドレスから上記アドレステーブルを検索し、送信ポート番号を決定する。
【０１０１】
例えば当該ユニキャストパケットの送信先ＭＡＣアドレスがＭ２７である場合には、図５（Ｂ）でＭ２７にはポート番号“３”が対応付けられていることから、当該ユニキャストパケットをポート番号“３”のポート４−１５に送出する。したがって当該ユニキャストパケットはＬＡＮ３０内の端末装置のなかでは端末装置４−２７だけに受信されて、ユニキャストが行われる。
【０１０２】
このケースでは、受信ポート番号は“２”で送信ポート番号は“３”であり、受信ポート番号と送信ポート番号が異なるため、スイッチング制御部４−２は、前記送信ポート４−１５ヘユニキャストパケットを転送したが、もしも受信ポート番号と送信ポート番号が等しい場合は従来技術で示した通り、受信パケットをスイッチングハブ装置４−１内で破棄する。
【０１０３】
しかし、同一カスケード内に配置されている端末装置４−２４から端末装置４−２５ヘユニキャストパケットを送信する場合は、発明が解決しようとする課題に示したように、スイッチング制御部４−２の当該動作だけではユニキャストパケットは破棄されて、目的の端末装置４−２５に到達できない。
【０１０４】
本実施形態でも図４のネットワーク接続回路構成を持つ以上、端末装置４−２４から端末装置４−２５へ直接、パケットを送信する手段はない（反対に４−２５から４−２４へ直接、パケットを送信する手段もない）。
【０１０５】
このため、同一カスケード内に配置された端末装置のあいだの通信の際には、受信ポートと同じ送信ポートを設定する手段（限定的な折り返し転送機能）、すなわちパケットを受信したポートへ当該パケットを折り返し送信する手段をスイッチングハブ装置４−３０内に設ける必要がある。
【０１０６】
例えばポート４−１３（ポート番号“１”）に受信したユニキャストパケットを折り返し、当該ポート４−１３に送信する手段である。
【０１０７】
この限定的な折り返し転送機能を実現するため、スイッチング制御部４−２は、例えばポート４−１３に受信したユニキャストパケットに対しては、パケット内の送信先ＭＡＣアドレスから上記アドレステーブルを検索し、送信ポート番号を決定した結果、受信ポート番号と送信ポート番号の同異に関わらず、送信ポートヘ転送する。
【０１０８】
また、端末装置４−２６からマルチキャストパケットを送信する場合、送信されたマルチキャストパケットはポート４−１４（ポート番号“２”）に受信され、スイッチング制御部４−２は、受信ポート以外の全てのポートヘ転送する。
【０１０９】
なお、マルチキャストパケットとは一般的に、選択された複数の送信先を指定するパケットのことである。当該マルチキャストパケットと前記ユニキャストパケットでは、送信先ＭＡＣアドレスの状態が異なるため、スイッチングハブ装置４−３０は当該送信先ＭＡＣアドレスに基いて、受信したパケットがユニキャストかマルチキャストかを識別することができる。
【０１１０】
ただし本実施形態では、当該マルチキャストパケットは、ＬＡＮ３０内のすべての端末装置をマルチキャスト先として選択しているものと仮定している。
【０１１１】
受信ポート以外の全てのポートヘ転送ができても、端末装置４−２４からマルチキャストパケットを送信するケースでは、ユニキャストの場合と同様、端末装置４−２４から端末装置４−２５へ直接パケット送信できない。
【０１１２】
このためスイッチング制御部４−２は、ポート４−１３（ポート番号“１”）に受信したマルチキャストパケットを受信ポート以外の全てのポートヘ転送するだけでなく、受信ポートに接続される送信元端末装置以外の全ての端末装置を送信先端末とするユニキャストパケットに変更し受信ポートヘ送信することで、マルチキャストパケットの送受信における課題を解決する。
【０１１３】
送信または受信ポートに接続されるネットワークが、上記カスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークか、そうでないかにより受信パケットのスイッチング処理に相違を持たせるため、各ポートに接続されるネットワークの種別をカスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークであるかどうか分類し、その情報（ネットワーク接続情報）をスイッチングハブ装置４−１内に保持しておく必要がある。
【０１１４】
そして、スイッチングハブ装置４−１は自装置内に保持されたこのネットワーク接続情報をもとに、ユニキャスト及びマルチキャストそれぞれにおいて異なるパケットスイッチングを行う。
【０１１５】
以下に、上記ネットワーク接続情報の保持方法と、上記ユニキャストパケットスイッチング動作及びマルチキャストパケットスイッチング動作の詳細例を示す。
【０１１６】
（Ａ−２−１）スイッチング動作、各テーブルの作成動作の詳細
上記ネットワーク接続情報の保持手段の１例として、ネットワーク識別テーブル保持部４−４内の図６（Ａ）に示すネットワーク識別テーブルに、上記ネットワーク接続情報を登録する。
【０１１７】
図６（Ａ）、（Ｂ）においては、あるポートに接続されるネットワークが上記カスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークである場合には“１”を、そうでない場合には“０”を、当該ポートのポート番号の右側に格納している。
【０１１８】
また、図６（Ａ）、（Ｂ）のようなネットワーク識別テーブルをスイッチングハブ装置４−１が自動的に作成するためには、各ポートに接続されるネットワークが、上記カスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークかそうでないかをスイッチングハブ装置４−１が識別できる必要がある。
【０１１９】
このようなネットワーク識別手段の１例として、カスケード型ＬＡＮ接続対応端末に割り当てられるもう１つの装置固有のアドレスであり、パケット内に含まれるアドレス（以下、ＩＰアドレスと呼ぶ）の領域を確保し、その受信パケットの送信元ＩＰアドレスが上記領域内である場合、受信ポートには、カスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークが接続されていると判断する方法がある。
【０１２０】
この方法によるネットワーク識別手順を以下に示す。
【０１２１】
まず、ネットワーク管理者は、あらかじめカスケード型ＬＡＮ接続対応端末に割り当てられるＩＰアドレス（以降、カスケードＩＰアドレスと称す）の領域を、外部とのインターフェースを介して、内部のカスケードＩＰアドレス保持部４−５内のカスケードＩＰアドレステーブルに設定する。ここでの設定方法及び外部とのインターフェース仕様はどのようなものであってもよい。
【０１２２】
今、このカスケードＩＰアドレス領域がＩ１，Ｉ２，Ｉ３，…，Ｉ２５と設定されているとすると、管理者は図１の場合、端末装置４−２４，４−２５にカスケードＩＰアドレスＩ１〜Ｉ２５のいずれかのＩＰアドレスを割り当てる。
【０１２３】
例えば、端末装置４−２４にはＩ２４を割り当て、端末装置４−２５にはＩ２５を割り当てる。
【０１２４】
また、カスケード型ＬＡＮ接続対応端末ではない端末には、設定したカスケードＩＰアドレス領域外のＩＰアドレスを割り当てなければならない。
【０１２５】
ここでは、端末装置４−２６，４−２７，４−２８にはそれぞれＩＰアドレスＩ２６，Ｉ２７，Ｉ２８を割り当てるものとする。
【０１２６】
図６（Ａ）において、ポート４−１４（ポート番号“２”），ポート４−１５（ポート番号“３”）の情報が既に登録されており、ポート４−１４，４−１５ともにカスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークが接続されていないことがわかる。これは図１のＬＡＮ３０の構成に対応したテーブルである。
【０１２７】
今、図１の端末装置４−２８から送信されたパケットがポート４−１６（ポート番号“４”）で受信されたものとする。
【０１２８】
当該受信により、スイッチング制御部４−２は、受信ポート番号によりネットワーク識別テーブルの検索を行う。受信ポート番号“４”は、図６（Ａ）に登録されていないため、スイッチング制御部４−２は、上記ＭＡＣアドレス抽出と同時に抽出した受信パケット内の送信元ＩＰアドレスＩ２８を求めて、カスケードＩＰアドレステーブル上を検索する。
【０１２９】
当該カスケードＩＰアドレステーブルにはＩＰアドレスＩ２８は登録されてないため、スイッチング制御部４−２は、ポート４−１６にはカスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークが接続されていないと判断し、新たにポート番号“４”と、ネットワーク識別子（ＮＷ識別子）“０”をネットワーク識別テーブルのそれぞれの領域に格納して追加登録する。
【０１３０】
この後さらに端末装置４−２４から送信されたパケットがポート４−１３（ポート番号“１”）で受信された場合、スイッチング制御部４−２は、受信ポート番号によるネットワーク識別テーブルの検索を行う。
【０１３１】
受信ポート番号“１”は図６（Ａ）に登録されていないため、スイッチング制御部４−２は、受信パケットから抽出した送信元ＩＰアドレスＩ２４がカスケードＩＰアドレステーブルに登録されているか検索する
ＩＰアドレスＩ２４は当該カスケードＩＰアドレステーブルに登録されているため、スイッチング制御部４−２は、ポート４−１３にはカスケード型ＬＡＮ接続方式によるネットワークが接続されていると判断し、新たにポート番号“１”とネットワーク識別子“１”をそれぞれの領域に対応付けて格納し、追加登録する。
【０１３２】
これらの追加登録により、ネットワーク識別テーブルは図６（Ａ）の状態から図６（Ｂ）の状態に変化する。
【０１３３】
次に、図７および図８のフローチャートを参照しながら、当該スイッチングハブ装置４−１の全体動作の詳細について説明する。図８は本来図７の一部として含まれるフローチャートである。図７は主としてユニキャストパケットについての動作を示し、図８はマルチキャストパケット用の分岐以降の手順を示す。
【０１３４】
（Ａ−２−２）スイッチングハブ装置４−１の全体動作
図７はステップ７−１〜ステップ７−１２の各ステップからなる。
【０１３５】
スイッチングハブ装置４−１が各ポート４−１２〜４−１６で受信し（７−１）たパケットは、各パケットに対応するＬＡＮＣ４−７〜４−１１に転送される。
【０１３６】
該当ＬＡＮＣは、受信したパケットを内部バス４−１７を介してバッファ部４−６に格納するとともに、信号線４−１９〜４−２３を介してスイッチング制御部４−２に、当該パケットの受信を通知する制限信号を送信する（７−２）。
【０１３７】
当該制限信号を受信するとスイッチング制御部４−２は、バッファ部４−６に格納されるパケットがユニキャストパケットであるか、マルチキャストパケットであるかを判定する（７−３）。
【０１３８】
この判定はパケット内の前記送信先ＭＡＣアドレスを調べることによって行われる。
【０１３９】
当該ステップ７−３の判定がユニキャストパケットを示す場合は、ステップ７−４に進み、マルチキャストパケットを示す場合は図８のステップ８−１へ進む。
【０１４０】
ステップ７−４では、スイッチング制御部４−２が、バッファ部４−６に格納されるユニキャストパケットの送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスとを抽出して、これらを比較する。
【０１４１】
比較の結果、送信先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスが同じ場合には、バッファ部４−６に格納された当該パケットを破棄し（７−９）、異なる場合には当該パケットの送信先ＭＡＣアドレスをもとに、アドレステーブル保持部４−３に格納されているアドレステーブルを検索し、当該送信先ＭＡＣアドレスと同じアドレスが見つかれば送信ポート番号を決定し、見つからなければステップ７−８へ進む（７−５）。
【０１４２】
見つかった場合には決定したこの送信ポート番号と受信ポート番号とを比較し、当該比較の結果、送信ポート番号と受信ポート番号とが異なる場合には、バッファ部４−６から当該ユニキャストパケットを読み出して、当該送信ポート番号のポートへ送出する（７−６）。
【０１４３】
当該比較の結果、当該送信ポート番号と受信ポート番号が同じである場合（７−６）には、当該送信ポート番号をもとに、上記ネットワーク識別テーブル保持部４−４が保持しているネットワーク識別テーブルを検索して、当該送信ポート番号に対応するネットワーク識別子を得る（７−７）。
【０１４４】
そして、ネットワーク識別子が“０”の場合はバッファ部４−６に格納した当該パケットを破棄し（７−９）、“１”の場合には送信ポート番号に対応するＬＡＮＣに当該パケットを送出する（７−１０）。
【０１４５】
上記ステップ７−５のアドレステーブル検索時において、該当する送信先ＭＡＣアドレスを検索できなかった場合には受信ポート番号をもとに、前記ネットワーク識別テーブルを検索し、受信ポート番号に対応するネットワーク識別子を得る（７−８）。
【０１４６】
なお、上述したように、ＬＡＮ３０内の任意の端末装置から送信されたパケットがスイッチングハブ装置４−１の該当ポートに受信されると、アドレステーブルに対する追加登録が自動的に行われるのであるから、ＬＡＮ３０の安定的な運用状態において、前記ステップ７−５からステップ７−８への分岐の発生は、ステップ７−５からステップ７−６への分岐の発生に比べてはるかに少ないのが普通である。当該ステップ７−８への分岐が発生するのは、例えば、新たな端末装置をＬＡＮ３０に接続した直後であって当該端末装置がまだ１度もパケットを送信していない場合などである。
【０１４７】
ステップ７−８において当該ネットワーク識別子が“０”の場合には受信ポート以外のすべてのポートを送信ポートとして、送信ポートに対応するＬＡＮＣにバッファ部４−６から読み出したパケットを送出する（７−１２）。これは、ユニキャスト先の端末装置がどのポートに接続されているのか不明である状況で、当該ユニキャストを実現するための操作である。
【０１４８】
反対に、当該識別子が“１”の場合には受信ポートを含むすべてのポートを送信ポートとし、送信ポートに対応するＬＡＮＣにバッファ部４−６から読み出したパケットを送出する（７−１１）。
【０１４９】
例えば同一カスケード内に配置されている端末装置４−２４から４−２５にユニキャストパケットを送信する場合、上記アドレステーブルが図５（Ｂ）の状態で、上記ネットワーク識別テーブルが図６（Ｂ）の状態であるものとすると、上述したようにポート４−１３（ポート番号“１”）で受信したパケットの持つ送信先ＭＡＣアドレス“Ｍ２５”をもとにアドレステーブルを検索してポート番号“１”を得る。
【０１５０】
これにより送信ポート番号として受信ポート番号と等しい番号が得られたため、スイッチング制御部４−２は、図６（Ｂ）のネットワーク識別テーブルを検索する。この検索でネットワーク識別子“１”が得られると、スイッチングハブ装置４−１は、当該ポート４−１３に接続されているネットワークがカスケード接続であることを認識する。
【０１５１】
この認識により、当該パケットが同一カスケード内の端末装置に宛てたパケットであることが分かるので、当該パケットはＬＡＮＣ４−８に供給され、受信ポートと同じ送信ポート４−１３から送出される。
【０１５２】
当該カスケードのなかでは、上述したネットワーク接続回路２−１１（ＬＡＮＣ１１−３４）と同様な動作のために、当該パケットが受信される端末装置は、宛先の端末装置４−２５だけである。
【０１５３】
一方、前記ステップ７−３からのマルチキャストパケット用の分岐（ステップ７−３のＮｏ）につき、図８を参照しながら説明する。図８はステップ８−１〜ステップ８−３の各ステップから構成されている。
【０１５４】
図８において、前記マルチキャストを実現するため、まずは受信ポート以外のすべてのポートに当該マルチキャストパケットを送出する（８−１）。
【０１５５】
そしてこのあとで、受信ポートに対する処理に入る。受信ポートに接続されているネットワークがカスケードである場合には、カスケードを構成する端末装置のなかで送信元以外の端末装置には当該パケットを送信しなければ、全端末装置に送信するマルチキャストが実現できないからである。
【０１５６】
当該受信ポートのポート番号をもとに、ネットワーク識別テーブルが検索され、該当するネットワーク識別子が“０”の場合には、処理を終了する（８−２のＮＷ識別子＝０）。
【０１５７】
ネットワーク識別子の“０”はカスケード接続でないことを意味し、当該ポートに接続されている端末装置が送信元の端末装置だけであるため、当該ポートに当該パケットを送信する必要がないからである。
【０１５８】
これに対し、ネットワーク識別子の“１”はカスケード接続を意味し、当該受信ポートには送信元端末装置以外にも端末装置が接続されていることを示している。
【０１５９】
ネットワーク識別子が当該“１”の場合にはスイッチング制御部４−２は図５（Ｂ）のアドレステーブルを検索して、当該受信ポートに接続されている端末装置のＭＡＣアドレスを調べ、そして当該マルチキャストパケットの送信先ＭＡＣアドレスをここで調べたＭＡＣアドレスに書き換える。
【０１６０】
この書き換えを１回行うことにより、該当ポートへ送信する１つのユニキャストパケットが生成される。
【０１６１】
調べて得られたＭＡＣアドレスが複数ある場合（該当ポートに３つ以上の端末装置が接続されている場合）には、送信先ＭＡＣアドレスだけが異なるユニキャストパケットが、得られたＭＡＣアドレスの数から１を引いた数（送信元端末装置のＭＡＣアドレスの分を減算する）だけのユニキャストパケットが生成されて当該受信ポートに対応するＬＡＮＣによって、当該受信ポートから当該カスケードに送出される（８−３）。
【０１６２】
上述したネットワーク接続回路２−１１と同じ機能により、当該受信ポートにカスケード接続された各端末装置は送信元の端末装置を除き、当該ユニキャストパケットのうち自端末宛てのパケットを受信することになり、マルチキャストが実現される。
【０１６３】
例えば、図１の端末装置４−２４が前記マルチキャストを行うためのマルチキャストパケットを送信する場合、ポート４−１３を介して当該マルチキャストパケットはバッファ部４−６にいったん蓄積される。
【０１６４】
そして、上記アドレステーブルが図５（Ｂ）の状態で、上記ネットワーク識別テーブルが図６（Ｂ）の状態であるものとすると、上述したようにポート４−１３（ポート番号“１”）で受信したマルチキャストパケットは、各ＬＡＮＣを経て受信ポート４−１３以外のすべてのポート４−１２、４−１４〜４−１６へ送信される。この送信はスイッチング制御部４−２によって行われる。
【０１６５】
さらに、受信ポートと送信ポートが一致するポート番号“１”については、当該スイッチング制御部４−２が当該ポート番号“１”をもとに図６（Ｂ）のネットワーク識別テーブルを検索し、ネットワーク識別子“１”を得る。
【０１６６】
次もまたポート番号“１”をもとに、スイッチング制御部４−２が、図５（Ｂ）のアドレステーブルを検索し、ＭＡＣアドレス“Ｍ２４”、“Ｍ２５”を得る。このうち“Ｍ２４”は当該マルチキャストパケットの送信元ＭＡＣアドレスに等しいので除外され、“Ｍ２５”が当該マルチキャストパケットの送信先ＭＡＣアドレスに書き込まれてカスケード用のユニキャストパケットが得られる。
【０１６７】
カスケード用に得られた送信先ＭＡＣアドレスは当該“Ｍ２５”の１つだけであるため、この例では、カスケード用のユニキャストパケットは１つである。
【０１６８】
当該カスケード用のユニキャストパケットは、ＬＡＮＣ４−８を介してポート４−１３から送信される。
【０１６９】
上述したネットワーク接続回路２−１１などの機能から、カスケード内では、当該ユニキャストパケットは端末装置４−２５だけに受信される。
【０１７０】
このユニキャストパケットの受信によって、前記マルチキャストが完結する。
【０１７１】
（Ａ−３）実施形態の効果
本実施形態によれば、カスケード接続を包含でき、同一カスケード内の端末装置のあいだでもトラフィックを抑制しながらパケットのやり取りができるため、ポート数の割にＬＡＮに収容することができる端末装置数が多く、スイッチングハブ装置のリソースの利用効率が高い。
【０１７２】
具体的には、スター型ネットワーク接続方式を用いたＬＡＮネットワークと、カスケード型ネットワーク接続方式を用いたＬＡＮネットワークの統合により、ネットワーク構成の簡略化が可能となり、ネットワーク導入コストまたは、拡張などの維持管理コストが削減できる。
【０１７３】
また、従来と同様の図４のネットワーク接続回路（２−１１など）を用いても、同一カスケード内に配置された端末装置のあいだのパケットのやり取りが、スイッチングハブ装置を介して可能になる。
【０１７４】
したがってＬＡＮ内では、あらゆるユニキャスト及びマルチキャストを完全に実現することができる。
【０１７５】
また、上記スイッチングハブ装置を用いることで、ネットワーク及び端末装置の使用者が、スター型端末装置と、カスケード型端末装置の違いを意識する必要がなくなる。すなわち、ＬＡＮ内の任意の端末装置を上記スイッチングハブ装置の任意のポートに接続することができ、ＬＡＮの構築、運用にあたって、制約が少なく自由度が高い。
【０１７６】
さらに、上記スイッチングハブ装置では、ユニキャストパケット受信時に、各ポートに接続されるネットワークを識別し、必要ポートのみへパケットを送信することで、ネットワークヘのトラフィック増大及び、必要以外の端末装置が前記パケットを受信することを阻止することが可能で、通信の効率が高い。
【０１７７】
また、上記スイッチングハブ装置はその１つのポートに接続されているカスケード型端末装置からマルチキャストパケットを受信した場合、上記スイッチングハブのその他のポートヘ前記データを送信するだけでなく、上記マルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換し、受信ポートに接続されている送信元端末装置以外の端末装置に対して送信することで、従来は不可能であったカスケード型端末装置間でのマルチキャストパケットの送受信を可能にする。
【０１７８】
（Ｃ）他の実施形態
なお、上記実施形態では、ＬＡＮ３０内のすべての端末装置を選択する特別なケースのマルチキャストについて説明した。この意味でのマルチキャストは、ブロードキャストと同じ操作であるため、上記実施形態におけるマルチキャストの説明はそのままブロードキャストの説明として読み替えることができる。
【０１７９】
ＬＡＮ３０内のかぎられた端末装置だけを選択する一般のマルチキャストについて処理する場合、パケットの送信先ＭＡＣアドレスが指定する端末装置だけについて、上述したような操作を行うことになる。
【０１８０】
そして一般のマルチキャストの場合には、カスケードに対しても必ずしもパケットの折り返し転送を行う必要があるとはかぎらないので、図７のステップ７−３と図８のステップ８−１のあいだには、マルチキャスト先の端末装置を特定するための処理を挿入し、ステップ８−１〜８−３の処理は、当該マルチキャスト先の端末装置を含む要素ネットワークに接続されたポートに限定して実行することになる。
【０１８１】
なお、上記スイッチングハブ装置３−１の各ポートに接続するネットワークの形態は上述したものにかぎらず、例えばカスケードを接続するポートが複数あってもよい。またスイッチングハブ装置３−１のポートの数は５つとしたが、この数は５つより多くてもよく少なくてもよい。
【０１８２】
また、上記実施形態の図１では、バッファ部４−６、アドレステーブル保持部４−３、ネットワーク識別テーブル保持部４−４、カスケードＩＰアドレス保持部４−５を異なるメモリブロックに配置したが、全て同じメモリ内に配置してもよく、一部を同じメモリ内に配置してもよく、それぞれ異なるメモリブロックに配置してもよい。
【０１８３】
さらに上記実施形態では、パケットのスイッチング方式の一例として、パケットを全てバッファ４−６に格納したあとでスイッチング処理を行うストア＆フォワード方式を用いたが、パケットの一部（送信先・送信元アドレス部を含む）のみを抽出及び格納した時点でスイッチング処理を行うカット・スルー方式を用いても構わない。
【０１８４】
また、上記実施形態では、スイッチングハブ装置の各ポートに接続されるネットワークの識別手段として、受信パケットに含まれる送信元ＩＰアドレスから識別する方法を示したが、スイッチングハブ装置とカスケード型ＬＡＮ接続対応端末間のソフトウェアによる認識専用パケットの通信等により、接続ネットワークの識別をおこなっても構わない。
【０１８５】
さらに、上記実施形態ではスイッチングハブ装置を例に説明したが、本発明は、スイッチング機能を持たないハブ装置についても適用することができる。
【０１８６】
ハブ装置であっても、従来は、受信ポートを送信ポートとする前記折り返し転送機能は装備していなかったため、やはり同一カスケード内に配置された端末装置どうしはパケットをやり取りできないという問題点があり、当該問題点は本発明によって解決されるからである。
【０１８７】
また、図４のネットワーク接続回路（２−１１）はその構成上、ハブ装置やスイッチングハブ装置であっても端末装置（２−２）と同様に接続することができるので、カスケードの構成要素はすべてが端末装置（３−３〜３−６など）である必要はなく、図４の端末装置３−４や３−５をスイッチングハブ装置やハブ装置で置換することができる。
【０１８８】
例えば、端末装置とスイッチングハブ装置が混在するカスケードや、複数のスイッチングハブ装置から構成されるカスケードも可能である。
【０１８９】
すなわち、本発明は、１つ又は複数の通信装置を含む要素ネットワークを接続するためのポートを複数備え、これらのポートを介して前記通信装置の間の通信パケットのやり取りを中継するネットワーク集線装置、またはこのようなネットワーク集線装置を備えるネットワークについて、広く適用することができる。
【０１９０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、１つの要素ネットワーク内に複数の通信装置が配置されている場合、同一要素ネットワーク内の通信装置がネットワーク集線装置を介して、通信パケットをやり取りすることが可能になる。しかもこの通信パケットのやり取りを行うことによって生じるトラフィックの上昇は有効な通信に対応する分だけであり、最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかるＬＡＮの構成、およびスイッチングハブ装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】従来のＬＡＮの構成を示す概略図である。
【図３】従来のＬＡＮの構成を示す概略図である。
【図４】従来および実施形態に使用されるネットワーク接続回路の内部構成（カスケードの構成）を示す概略図である。
【図５】実施形態のアドレステーブルを示す概略図である。
【図６】実施形態のネットワーク識別テーブルを示す概略図である。
【図７】実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図９】イーサネットＬＡＮパケットフォーマットを示す概略図である。
【図１０】実施形態にかかるＬＡＮの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
２−１１、２−１２、３−７〜３−１０…ネットワーク接続回路、２−２２、２−２３…ＬＡＮケーブル（ペアケーブル）、２−２２Ａ…（矢印Ｓ方向用の）ケーブル、２−２２Ｂ…（矢印Ｒ方向用の）ケーブル、３−１、４−１…スイッチングハブ装置、３−２…ハブ装置、３−３〜３−６、３−１１、３−１２、３−１３、４−２４〜４−２８…端末装置、３−１４〜３−１８、４−１２〜４−１６…ポート、４−２…スイッチング制御部、４−３…アドレステーブル保持部、４−４…ネットワーク識別テーブル保持部、４−５…カスケードＩＰアドレス保持部、０〜４…ポート番号、Ｍ２４〜Ｍ２８…ＭＡＣアドレス、３０…ＬＡＮ。
Claims (6)
- １つ又は複数の通信装置を含む要素ネットワークを接続するためのポートを複数備え、これらのポートを介して前記通信装置の間の通信パケットのやり取りを中継するネットワーク集線装置において、
前記各ポート毎に、少なくとも各ポートに接続された前記要素ネットワークが備えている通信装置の数が１つであるか複数であるかの情報を含む、当該要素ネットワークに関する情報の体系を記述したポート情報を記憶しておくポート情報記憶手段を備え、
前記通信パケットを送信しようとするポートに対応するこのポート情報に基いて、送信、非送信、及び送信する場合の通信パケットの状態の各通信形態を決めることを特徴とするネットワーク集線装置。 - 前記複数のポートのうち少なくとも１つのポートに接続されている要素ネットワークは複数の通信装置から構成され、
各通信装置が第１及び第２のネットワーク接続端子を有し、
隣接する２つの通信装置の間では、一方の通信装置の第２のネットワーク接続端子と他方の通信装置の第１のネットワーク接続端子をネットワークケーブルを介して接続することでカスケードを構成している請求項１のネットワーク集線装置において、
前記ポート情報には少なくとも、
各ポートに接続された該当要素ネットワークを構成する通信装置に固有な装置アドレスを当該ポートに対応付けて示したアドレスポート情報と、
当該要素ネットワークが前記カスケードであるかどうかを示すカスケード識別情報とを含み、
これらアドレスポート情報とカスケード識別情報に基いて、前記通信パケットが同一カスケード内の他の通信装置への送信を求めていることを検出した場合、前記通信形態には、受信したポートと同じポートに当該通信パケットを送信することを含むこと特徴とするネットワーク集線装置。 - 請求項２のネットワーク集線装置において、
前記通信パケットがユニキャストを要求する場合、前記ポート情報に応じて異なる通信形態のユニキャストを行うユニキャスト処理手段と、
前記通信パケットがマルチキャストを要求する場合、前記ポート情報に応じて異なる通信形態のマルチキャストを行うマルチキャスト処理手段とを備えることを特徴とするネットワーク集線装置。 - 請求項３のネットワーク集線装置において、
上記ユニキャスト処理手段は、
前記通信パケットに含まれる送信先アドレスと送信元アドレスとを比較してこれらが同一アドレスであるか別アドレスであるかを判定するアドレス比較手段と、
このアドレス比較手段によって同一アドレスであると判定された場合には、当該通信パケットを破棄し、別アドレスであると判定された場合には当該通信パケットを破棄しないパケット破棄手段と、
前記アドレス比較手段で別アドレスであると判定された場合、受信した前記通信パケットに含まれる送信先アドレスと前記アドレスポート情報とを照合して、当該送信先アドレスと同じアドレスが見つかれば、当該アドレスに対応付けられたポートを当該通信パケットを要素ネットワークへ送信するための送信ポート候補として選択するアドレス解決手段と、
選択されたこの送信ポート候補を、当該通信パケットを受信した受信ポートと比べ、同一ポートであるか別ポートであるかを判定する送受信ポート比較手段と、
別ポートであると判定された場合には、当該送信ポート候補を送信ポートとして当該通信パケットの送信を行うパケット送出手段と、
同一ポートであると判定された場合、前記カスケード識別情報を参照し、当該送信ポート候補に接続されている要素ネットワークがカスケードであれば当該送信ポート候補を送信ポートとして当該通信パケットの送信を行い、カスケードでなければ当該送信パケットを送信しないユニキャスト用カスケード判定手段とを備えることを特徴とするネットワーク集線装置。 - 請求項３のネットワーク集線装置において、
上記マルチキャスト処理手段は、
前記通信パケットの送信先アドレスが指定するマルチキャスト先の通信装置が接続されているポートであって当該通信パケットの受信ポート以外のポートに、当該通信パケットを送信する通常のマルチキャスト操作を行う通常マルチキャスト実行手段と、
前記マルチキャスト先の通信装置が接続されているポートに、当該通信パケットの受信ポートが含まれているかどうかに応じて、受信ポートを送信ポートとする折り返し転送を行うかどうかを判定する折り返し転送判定手段と、
この折り返し転送を行おうとする場合には、前記カスケード識別情報に基き、前記通信パケットを受信した受信ポートに接続されている要素ネットワークがカスケードであるかどうかを判定するマルチキャスト用カスケード判定手段と、
当該要素ネットワークがカスケードである場合、当該要素ネットワークを構成する複数の通信装置のうち、当該通信パケットの送信元の通信装置以外の通信装置であって前記マルチキャスト先に該当する通信装置それぞれに、当該通信パケットを送信するため、当該通信パケットの送信先アドレスを各通信装置を指定するアドレスに書き換えて前記受信ポートに折り返し転送する送信先アドレス書換え手段とを備えることを特徴とするネットワーク集線装置。 - 請求項１〜５のいずれかのネットワーク集線装置と、
当該ネットワーク集線装置の各ポートに接続された要素ネットワークを構成する通信装置とを備えることを特徴とするネットワーク。
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