JP3815047B2 - ネットワークシステム及びブリッジ装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のノードを、制御信号と情報信号とを混在させて伝送することのできる伝送路で接続して形成したバスを複数有してなるネットワークシステム及びそのシステムで使用されるブリッジ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンピュータやその周辺機器、或いは映像機器やオーディオ機器などを多数接続し、ネットワークシステムを形成するのが一般化してきた。このような接続の対象となる各機器は、ノード(node)と呼ばれ、他の機器を接続するためのインターフェースを内蔵している。
【0003】
従来のネットワークシステムの構成例を、図6に示す。ここでは、IEEE1394インターフェースと称される方式の規格に適合したネットワークシステム構成である。IEEE1394インターフェースでは、1つのバス内の最大接続ノード数を63台と規定している。小規模なネットワークシステムは、単独のバスだけで構成できる。しかし、もっと多くのノードを接続するためには複数のバスを用意して、バス同士をブリッジで接続する必要がある。IEEE1394インターフェースの規格では1つのネットワークシステムにおけるバスの最大数は1023としている。
【0004】
図6に示すネットワークシステム1では、5つのサブネットワーク10,20,30,40及び50毎に上記バスを備えている。
【0005】
サブネットワーク10は、複数のノードを例えばIEEE1394に準拠した通信制御信号線で接続して形成した3つのバス11,12及び13を含んで成る。バス11とバス12は第1のブリッジ14で、またバス12とバス13は第1のブリッジ15で接続されている。サブネットワーク20は、3つのバス21,22及び23を含んで成る。バス21とバス23は第1のブリッジ24で、またバス22とバス23は第1のブリッジ25で接続されている。
【0006】
サブネットワーク30は、2つのバス31,32を含んで成る。バス31とバス32は第1のブリッジ33で接続されている。サブネットワーク40は、3つのバス41,42及び43を含んで成る。バス41とバス42は第1のブリッジ45で、またバス41とバス43は第1のブリッジ44で接続されている。サブネットワーク50は、3つのバス51,52及び53を含んで成る。これら3つのバス51,52及び53は第1のブリッジ54で接続されている。
【0007】
これらの各サブネットワークの内、サブネットワーク10とサブネットワーク20は第2のブリッジ61で、またサブネットワーク20とサブネットワーク30は第2のブリッジ62で、またサブネットワーク20とサブネットワーク40は第2のブリッジ63で、またサブネットワーク20とサブネットワーク60は第2のブリッジ64で、それぞれ接続されている。
【0008】
ここで、第1のブリッジは、複数のバスに対して順次連続した識別番号(ID)を割り付けるコンフィギュレーション処理を行う。例えば、サブネットワーク10内における第1のブリッジ14、第1のブリッジ15は3つのバス11,12及び13に対して順次連続した識別番号(ID)を割り付けるコンフィギュレーション処理を行う。
【0009】
また、第2のブリッジは、複数のサブネットワークに対して順次連続したIDを割り付けるコンフィギュレーション処理を行う。例えば、第2のブリッジ61はサブネットワーク10、サブネットワーク20に対してのコンフィギュレーション処理を行う。
【0010】
このようなシステムにおいて、従来アドレスであるIDは、例えば図7に示すような割当てで設定してあった。即ち、本来バスIDとして割当てられた所定のビット(例えば10ビット)の上位をサブネットワークIDとし下位をバスIDとして割当て、残りの所定ビット(例えば6ビット)をノードIDとする。
【0011】
サブネットワークID(SNID)とバスID(BID)は、例えば5ビットずつの固定長で割当てても良いが、サブネットマスクの概念を用意してこれを可変長にすることもできる。
【0012】
このようなIDの設定により、従来の第1のブリッジがバス内のパケットを隣のパケットに転送するかどうかを判断するアルゴリズムを、図8のフローチャートに示す。第1のブリッジには、同一サブネットワーク内宛のパケットを隣接バスへ転送するか決定するために用いるバスIDの範囲の情報と、他のサブネットワーク宛のパケットを隣接バスに転送するか決定するために用いるサブネットワークIDの範囲の情報とを内蔵する。受け取ったパケットの宛先のサブネットワークID(SNID)が自分のサブネットワークIDと一致するかどうかを調べる。(ステップS11)。一致する場合はパケットが同一サブネットワーク宛であることを意味する。一致する場合は次に宛先のバスIDが、自分が隣接バスに転送するバスIDの範囲と一致するか調べる(ステップS12)。一致する場合にはパケットを隣接バスの転送するために、パッケトを受け取ったホータルからもう一方のポータルに転送し、もう一方のポータルが隣接バス内にパケットを出力する(ステップS13)。ステップS11で一致して場合は他のサブネットワーク宛のパケットであり、パケットを受け取ったポータルは宛先のサブネットワークIDが自分が隣接バスに転送するサブネットワークIDの範囲と一致するか調べる(ステップS14)。一致とする場合にはパケットを隣接バスの転送するために、パケットを受け取ったポータルからもう一方のポータルに転送し、もう一方のポータルが隣接バス内にパケットを出力する(ステップS15)。
【0013】
図9は第2のブリッジがバス内のパケットを隣のバスに転送するかどうかを判断するアルゴリズムである。第2のブリッジには、他のサブネットワーク宛のパケットを隣接バスに転送するか決定するために用いるサブネットワークIDの範囲の情報とを内蔵する。受け取ったパケットの宛先のサブネットワークID(SNID)が自分のサブネットワークIDと一致するかどうか調べる(ステップS21)。一致する場合はパケットが同一サブネットワーク宛であることを意味する。一致する場合はパケットを隣接バスに転送せずに終了する。ステップS21で一致しない場合は他のサブネットワーク宛のパケットであり、パケットを受け取ったポータルは宛先のサブネットワークIDが、自分が隣接バスに転送するサブネットワークIDの範囲と一致するか調べる(ステップS22)。一致する場合にはパケットを隣接バスの転送するために、パケットを受け取ったポータルからもう一方のポータルに転送し、もう一方のポータルが隣接バス内にパケットを出力する(ステップS23)。
【0014】
図10はこのようなシステム構成において、他のサブネットワーク内のノード宛にデータ(パケット)が送信される際のルーチングについて説明している。ここではサブネットワーク301のバス308のノードがサブネットワーク302のバス312内のノードにパケットを送信する。パケットの宛先のサブネットワークIDは001、バスIDは001である。ポータル313,315はサブネットワークIDが001,010宛のパケットが隣接するバスに転送するように設定されている。ポータル317はサブネットワークIDが010宛のパケットが転送されるよう設定されている。またポータル319は同じサブネットワーク001内のバスIDが001宛のパケットが転送されるよう設定されている。バス308内で発信されたパケットは、先ずポータル315によって隣接するバス309に転送される。バス309に転送されたパケットはポータル315によって隣接するバス310に転送される。
【0015】
ポータル313および315は図8の動作フローのステップS11→S14→S15に従って動作する。バス310に転送されたパケットはポータル317によって隣接するサブネットワーク302内のバス311に転送される。ポータル317は図9の動作フローのステップS21→S22→S23に従って動作する。バス311に転送されたパケットはポータル319によって隣接するバス312に転送される。ポータル319は図8の動作フローのステップS11→S12→S13に従って動作する。バス312に転送されたパケットは宛先となるノードによって受け取られる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように単純にサブネットワークIDとバスIDを割当てると、IDを構成するデータのビット数が大きくなって、IDのデータ長が長くなってしまう問題がある。例えば、IEEE1394インターフェースの規格によるネットワークを、無線システムで構成させることを考えた場合、無線伝送装置があまり高いデータ伝送速度を実現できない現実を考えると、無線伝送装置が接続されるサブネットワーク内のバスの数は比較的少ないことが予想される。そのような場合にサブネットワークのID長を大きくできないと、バスID長が長くなり、サブネットワーク内に収容できるバスの数が大きくなり、無駄に多くのバスIDを割当てる結果となる。
【0017】
本発明の目的は、ネットワークシステムを組む場合に、効率の良いアドレス設定ができるようにすることにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ネットワークシステム内で使用されるアドレスを上位mビットと下位nビットに分割し(m,nは任意の整数)、上位mビットのアドレスに基づいて第1のルーチング処理を行ってデータ中継処理を行い、下位nビットのアドレスに基づいて第2のルーチング処理を行い、上位mビットと下位nのうちの上位kビットをサブネットワークアドレスとし、下位nビットのうちの下位(n−k)ビットをバスアドレスとしたものである。
【0019】
本発明によると、サブネットワークアドレス長を、データ中継処理に必要な第1のルーチング処理用のアドレス長からkビット拡大したものとし、その分バスアドレスをkビット少なくして、アドレスデータが効率良く設定される。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【0021】
本実施の形態においては、従来例として説明したネットワークシステムと同様に、コンピュータやその周辺機器、或いは映像機器やオーディオ機器などの機器をノードとして多数接続して構成されるネットワークシステムで、IEEE1394インターフェースと称される方式の規格に適合したネットワークシステム構成であり、基本的なネットワークシステム構成については、従来例として図6に示した構成と同じである。即ち、複数又は1つのノードが接続されたバスを第1のブリッジで接続してサブネットワークを構成し、複数のサブネットワーク同士を第2のブリッジで接続して構成されるネットワークシステムである。なお、本実施の形態の場合には、バスによる接続として、物理的な信号線による伝送路で構成されるバスの他に、無線伝送路で接続されるバスである場合もある。
【0022】
このネットワークシステムにおいて、本実施の形態の場合には、図2に示すアドレス管理を行うようにした。即ち、ネットワークシステム内で使用されるアドレス領域を上位mビットと下位nビットに分割し(m,nは任意の整数)、上位mビットのIDを、第1のルーチング処理用IDとして使用し、下位nビットのIDを第2のルーチング処理用IDとする。ここで、サブネットワークIDは、上位mビットと下位nのうちの上位kビットを使用して示され、上位mビットを使用したIDは、例えば隣接する複数のサブネットワークで共通して使用され、その共通したサブネットワーク間では、下位のkビットが異なるIDに設定される。また、バスIDは、下位nビットのうちの下位(n−k)ビットを使用して示される。なお、残りの所定ビット(ここでは6ビット)はノードIDとして使用される。第1のルーチング処理と第2のルーチング処理については後述する。
【0023】
ここで、ネットワークシステムにIDを付与した例を図1に示すと、例えばここではサブネットワーク100,101,102,103,104が用意され、各サブネットワーク間が第2のブリッジ(ブリッジ131,134など)で接続してあり、またサブネットワーク内のバス間が第1のブリッジ(ブリッジ132,133,135など)で接続してある。
【0024】
ここでは、サブネットワークIDを構成する(m+k)ビットを7ビットとし、上位mビットを5ビット、下位kビットを2ビットとしてある。また、バスIDを構成する(n−k)ビットを3ビットとしてある。この例では、隣接する3つのサブネットワーク101,102,103でサブネットワークIDの上位mビット(5ビット)を共通したデータ“00001”を使用し、その3つのサブネットワーク101,102,103で下位kビット(2ビット)をそれぞれ変えたデータ“00”,“10”,“01”を使用してある。
【0025】
図3は、第1のブリッジにおいて、バス内のパケットを隣のバスに転送するかどうかのアルゴリズムを示すフローチャートである。第1のブリッジは、サブネットワークアドレスを構成するmビットのデータとkビットのデータとが記憶させてある。そして、受け取ったパケットの宛先のサブネットワークID(SNID)の上位mビットが自局のサブネットワークIDの上位mビットと一致するか否か判断する(ステップS31)。ここで、一致する場合にはパケットが同一サブネットワーク又は隣接する再生でネットワーク宛であることを意味する。一致する場合には、次に宛先のサブネットワークID(SNID)の下位kビットがこのブリッジが担当するサブネットワークIDの下位kビットと一致するか否か判断する(ステップS32)。一致する場合には、パケットを隣接バスに転送するために、パケットを受け取ったポータルからもう一方のポータルに転送し、もう一方のポータルが隣接バス内のパケットを出力する(ステップS33)。
【0026】
ステップS31で一致しない場合には、他のサブネットワーク宛のパケットであり、パケットを受け取ったポータルは宛先のサブネットワークIDの上位mビットが、自局が隣接バスに転送するサブネットワークIDの上位mビットと一致するか否か判断する(ステップS34)。一致する場合には、パケットを隣接バスに転送するために、パケットを受け取ったポータルからもう一方のポータルに転送し、もう一方のポータルが隣接バス内にパケットを出力する(ステップS35)。
【0027】
図4は、第2のブリッジにおいて、バス内のパケットを隣のバスに転送するかどうかのアルゴリズムを示すフローチャートである。第2のブリッジは、サブネットワークアドレスの上位mビットのデータが記憶させてある。そして、受け取ったパケットの宛先のサブネットワークID(SNID)の上位mビットが自局のサブネットワークIDの上位mビットと一致するか否か判断する(ステップS41)。ここで、一致する場合にはパケットが同一サブネットワーク又は隣接する再生でネットワーク宛であることを意味する。一致する場合には、宛先のサブネットワークID(SNID)の上位mビットが自局が担当するサブネットワークIDの上位mビットと一致するか否か判断する(ステップS42)。一致する場合には、パケットを隣接バスに転送するために、パケットを受け取ったポータルからもう一方のポータルに転送し、もう一方のポータルが隣接バス内のパケットを出力する(ステップS43)。
【0028】
なお、この第1ブリッジ,第2ブリッジでの処理において、宛先のサブネットワークIDの上位mビットを判断して、他のバスに転送させるデータ中継処理が、本実施の形態における第1のルーチング処理である。また、第1ブリッジ,第2ブリッジでの処理において、宛先のサブネットワークIDの下位kビットを判断して、他のバスに転送させる処理が、本実施の形態における第2のルーチング処理である。即ち、第1のルーチング処理は、各バスのアドレスとは無関係で、各宛先バスで独立の転送条件に従って、第1及び第2のブリッジにおけるデータ転送処理を行うようにしたものである。
【0029】
このように設定されるルーチング処理が実行される一例を、図1を参照して説明する。ここではサブネットワーク100内のバス119に接続されたノードから、サブネットワーク102内のバス115に接続されたノードにデータを伝送させる処理を示してあり、サブネットワーク100とサブネットワーク101を接続する第2のブリッジ131では、宛先のサブネットワークIDの上位mビットを使用した第1のルーチング処理でデータの配信先が決定し、宛先のサブネットワークIDの上位mビットが一致するサブネットワーク101と102との間の第2のブリッジ134では、第2のルーチング処理でデータの配信先が決定する。そして、サブネットワーク102内で宛先のバスIDであるバス115にデータが届く。
【0030】
このように、サブネットワーク101,102,103が隣接する条件を追加することによって、これら3つのサブネットワークをまとめて第2のルーチング処理の対象と見なすことにより、サブネットワークIDとバスIDの境界と、第1のルーチング処理用IDの境界と第2のルーチング処理用IDの境界が一致しなくても、矛盾のないデータのルーチング処理が可能になる。
【0031】
なお、本実施の形態においては、サブネットワーク内のバスを接続する第1のブリッジは、バス間の接続が切れた場合に、ネットワーク構成の再構築の起動、又は起動の促しによって、サブネットワークアドレスの再割当てを行うものである。また、サブネットワーク間を接続する第2のブリッジは、バス間の接続が切れた場合に、サブネットワークアドレスの付け替えを行わず、ネットワーク構成の再構築の起動をしないものである。
【0032】
ここで、各ブリッジでサブネットワークIDの上位mビットと下位kビットを判断する構成の一例を、図5に示しておく。図5において、ブリッジ200はポータル210とポータル250とを、メモリ(FIFO)230及び260を介して接続してなる。このブリッジ200は、第1のブリッジ,第2のブリッジのどちらにも適用できるものである。
【0033】
ポータル210は、パケットとして入力されるデータをパケット取り込み部211で取り込み、データと、サブネットワーク用IDの上位mビットと下位kビットとを抽出する。パケット取り込み部211からのデータは、メモリ230に送られる。
【0034】
パケット取り込み部211からのサブネットワーク用IDの下位kビットは、比較器212に送られる。この比較器212には、転送対象のサブネットワーク用IDの下位kビットのリスト213からブリッジの担当するIDの範囲に関する情報が渡される。
【0035】
また、パケット取り込み部211からのサブネットワーク用IDの上位mビットは、比較器214及び比較器216に渡される。比較器214には転送対象のサブネットワーク用IDの上位mビットのリスト215からブリッジの担当するIDの範囲に関する情報が渡される。また、比較器216には、自局のサブネットワーク用IDの上位mビットが記憶部217から渡される。
【0036】
比較器212,214,216での比較結果は、選択器218に供給される。選択器218は、比較器216からの結果が一致であるときには、比較器212からの“転送1”と記した結果を選択する。また、比較器216からの結果が不一致であるときには、比較器214からの“転送2”と記した結果を選択する。
【0037】
選択器218で選択されたIDは、メモリ230に供給される。このメモリ230からのデータとデータの有無を示す信号は、ポータル250を構成するデータ出力装置259に渡される。
【0038】
同様に、ポータル250も図示した各部により構成され、メモリ260を介してデータとデータの有無を示す信号を、ポータル210を構成するデータ出力装置219に渡す。
【0039】
このように構成したことで、上述した図3,図4のフローチャートに示すルーチング処理が実行される。
【0040】
【発明の効果】
発明によると、サブネットワークアドレス長を、データ中継処理に必要な第1のルーチング処理用のアドレス長からkビット拡大したものとし、その分バスアドレスをkビット少なくして、アドレスデータが効率良く設定され、例えばサブネットワーク内のバス数が少ないシステムの場合でも、バスアドレスの無駄が少なくなる。
【0041】
この場合、第1のブリッジは、バス間の接続が切れた場合に、ネットワーク構成の再構築の起動、又は起動の促しによって、サブネットワークアドレスの再割当てを行うことで、ネットワークシステムの再構築を良好に行える。
【0042】
また、第2のブリッジは、バス間の接続が切れた場合に、サブネットワークアドレスの付け替えを行わず、ネットワーク構成の再構築の起動をしないことで、例えば複数のサブネットワークをまとめてルーチング処理するように構築したアドレスが乱れることがない。
【0043】
また、第1のルーチング処理は、各バスのアドレスとは無関係で、各宛先バスで独立の転送条件に従って、第1及び第2のブリッジにおけるデータ転送処理を行うことで、各ブリッジでのデータ転送処理が効率の良いアドレスに基づいて良好に実行できる。
【0044】
また、サブネットワークアドレスは、隣接する1群のサブネットワークに対して第2のルーチング処理用アドレスの上位kビットをサブネットワークの下位kとして割当てることで、複数のサブネットワークでアドレスの共用化を効率良く実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態によるネットワークシステム構成例とそのシステムでのルーチング処理例を示す構成図である。
【図2】本発明の一実施の形態によるアドレス管理状態の例を示すアドレス構成図である。
【図3】本発明の一実施の形態による第1のブリッジにおけるルーチングアルゴリズムの例を示すフローチャートである。
【図4】本発明の一実施の形態による第2のブリッジにおけるルーチングアルゴリズムの例を示すフローチャートである。
【図5】本発明の一実施の形態による第1,第2のブリッジの内部構成例を示すブロック図である。
【図6】ネットワークシステムの例を示す構成図である。
【図7】従来のアドレス管理例を示すアドレス構成図である。
【図8】従来の第1のブリッジにおけるルーチングアルゴリズムの例を示すフローチャートである。
【図9】従来の第2のブリッジにおけるルーチングアルゴリズムの例を示すフローチャートである。
【図10】従来のデータのルーチング例を示す説明図である。
【符号の説明】
100〜104…サブネットワーク、111〜119…バス、131,134…第2のブリッジ、132,133,135…第1のブリッジ

Claims (11)

  1. 少なくとも1つのノードが接続されたバスを第1のブリッジで接続してサブネットワークを構成し、
    複数のサブネットワーク同士を第2のブリッジで接続して構成されるネットワークシステムにおいて、
    ネットワークシステム内で使用されるアドレスを上位mビットと下位nビットに分割し(m,nは任意の整数)、
    上位mビットのアドレスに基づいて第1のルーチング処理を行ってデータ中継処理を行い、
    下位nビットのアドレスに基づいて第2のルーチング処理を行い、
    上位mビットと下位nのうちの上位kビットを上記サブネットワークを識別するサブネットワークアドレスとし、
    下位nビットのうちの下位(n−k)ビットを上記バスを識別するバスアドレスとした
    ネットワークシステム。
  2. 請求項1記載のネットワークシステムにおいて、
    上記第1のブリッジは、上記バス間の接続が切れた場合に、ネットワーク構成の再構築の起動、又は起動の促しによって、上記サブネットワークアドレスの再割当てを行う
    ネットワークシステム。
  3. 請求項1記載のネットワークシステムにおいて、
    上記第2のブリッジは、上記バス間の接続が切れた場合に、サブネットワークアドレスの付け替えを行わず、ネットワーク構成の再構築の起動をしない
    ネットワークシステム。
  4. 請求項1記載のネットワークシステムにおいて、
    上記第1のルーチング処理は、各バスのアドレスとは無関係で、各宛先バスで独立の転送条件に従って、上記第1及び第2のブリッジにおけるデータ転送処理を行う
    ネットワークシステム。
  5. 請求項1記載のネットワークシステムにおいて、
    上記サブネットワークアドレスは、隣接する1群のサブネットワークに対して第2のルーチング処理用アドレスの上位kビットをサブネットワークの下位kとして割当てる
    ネットワークシステム。
  6. 少なくとも1つのノードが接続されたバスを接続してサブネットワークを構成するブリッジ装置であって、
    ネットワークシステム内で使用されるアドレスを上位mビットと下位nビットに分割し(m,nは任意の整数)、
    上位mビットのアドレスに基づいて第1のルーチング処理を行ってデータ中継処理を行い、
    下位nビットのアドレスに基づいて第2のルーチング処理を行い、
    上位mビットと下位nのうちの上位kビットをサブネットワークを識別するサブネットワークアドレスとし、
    下位nビットのうちの下位(n−k)ビットを上記バスアドレスとしたパケットを処理する
    ブリッジ装置
  7. 請求項6記載のブリッジ装置において、
    上記サブネットワークを構成するバスの接続が切れた場合に、ネットワーク構成の再構築の起動、又は起動の促しによって、上記サブネットワークアドレスの再割当てを行う
    ブリッジ装置
  8. 少なくとも1つのノードが接続されたバスを接続してサブネットワークを構成し、
    複数のサブネットワーク同士を接続してネットワークを構成するブリッジ装置であって、
    ネットワークシステム内で使用されるアドレスを上位mビットと下位nビットに分割し(m,nは任意の整数)、
    上位mビットのアドレスに基づいて第1のルーチング処理を行ってデータ中継処理を行い、
    下位nビットのアドレスに基づいて第2のルーチング処理を行い、
    上位mビットと下位nのうちの上位kビットを上記サブネットワークを識別するサブネットワークアドレスとし、
    下位nビットのうちの下位(n−k)ビットを上記バスを識別するバスアドレスとしたパケットを処理する
    ブリッジ装置。
  9. 請求項8記載のブリッジ装置において、
    上記サブネットワークを構成するバスの接続が切れた場合に、サブネットワークアドレスの付け替えを行わず、ネットワーク構成の再構築の起動をしない
    ブリッジ装置。
  10. 請求項6又は請求項8に記載のブリッジ装置において、
    上記第1のルーチング処理は、各バスのアドレスとは無関係で、各宛先バスで独立の転送条件に従って、上記第1及び第2のブリッジにおけるデータ転送処理を行う
    ブリッジ装置。
  11. 請求項6又は請求項8に記載のブリッジ装置において、
    上記サブネットワークアドレスは、隣接する1群のサブネットワークに対して第2のルーチング処理用アドレスの上位kビットをサブネットワークの下位kとして割当てるブリッジ装置。
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