JP5720162B2 - 通信システム、スイッチングハブ、およびルータ - Google Patents
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Description
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、LANなどルータ配下のネットワークに含まれている各通信装置の接続関係を、それら通信装置に過大な負荷をかけることなく、かつ低コストで把握することができるようにする技術を提供することを目的とする。
(A:構成)
図1は、本発明の一実施形態の通信システムであるLAN1の構成例を示す図である。このLAN1は、例えば企業の支店に敷設される拠点内LANであり、ルータ60によってインターネットなどのIP網(図示省略)に接続される。LAN1は、3台のスイッチングハブ(スイッチングハブ50A、50Bおよび50C)と、これら各スイッチングハブに各々接続される3台の通信端末(通信端末40A、40Bおよび40C)を含んでいる。図1に示すように、スイッチングハブ50A、50Bおよび50Cの各々はカスケード接続されている。より詳細に説明すると、ルータ60にはスイッチングハブ50Aが接続されており、このスイッチングハブ50Aには通信端末40Aとスイッチングハブ50Bが接続されている。そして、スイッチングハブ50Bには通信端末40Bとスイッチングハブ50Cが接続されており、スイッチングハブ50Cには通信端末40Cが接続されている。
まず、図2を参照しつつスイッチングハブ50の構成を説明する。図2は、スイッチングハブ50の構成を示すブロック図である。図2に示すように、スイッチングハブ50は、通信インタフェース(以下、I/F)部510、スイッチングエンジン部520、および記憶部530を有している。
ここで、一定の条件とは、以下の(a)および(b)である。
(a)下流側ポート(すなわち、記憶部530に記憶されている上流側ポート識別子の示すポート以外のポート)によりフレームを受信したこと
(b)受信したフレームに内包されているパケットが処理対象パケット(本実施形態では、ARPパケット)であること
以上がスイッチングハブ50の構成である。
次いで、図6を参照しつつルータ60の構成を説明する。図6は、ルータ60の構成を示すブロック図である。図6に示すように、ルータ60は、通信I/F部610、ルーティングエンジン部620および記憶部630を有している。通信I/F部610は、スイッチングハブ50の通信I/F部510と同様に複数のポートを有しており、各ポートには固有のポート識別子が割り当てられている。通信I/F部610の複数のポートはIP網(図1では図示略)に接続されている上流側ポートとその他の下流側ポートとに分類される。例えば、図1のルータ60においては、下流側のポートの1つがスイッチングハブ50Aに接続されているのである。通信I/F部610は、通信I/F部510と同様、各ポートを介して受信したフレームをルーティングエンジン部620に与える一方、ルーティングエンジン部620から与えられるフレームを同ルーティングエンジン部620によって指示されたポートから送出する。
以上がルータ60の構成である。
以下、図10(A)に示すように、通信端末40、スイッチングハブ50およびルータ60が接続されている場合を例にとって、上流側ポート特定処理におけるスイッチングハブ50およびルータ60の動作を説明する。図10(A)では、スイッチングハブ50およびルータ60の各々が有するポートのポート識別子が丸付き数字で示されており、各通信端末40に割り当てられているMACアドレスが括弧つき数字で表されている。図10(A)を参照すれば明らかなように、ルータ60のポート識別子“1”のポートにはスイッチングハブ50Aが接続されており、このスイッチングハブ50Aのポート識別子“2”、“5”、“6”の各ポートには、夫々、スイッチングハブ50B、通信端末40A、ルータ60が接続されている。スイッチングハブ50Bのポート識別子“1”、“3”、“4”の各ポートには、夫々、通信端末40B、スイッチングハブ50C、スイッチングハブ50Aが接続されている。そして、スイッチングハブ50Cのポート識別子“1”、
“8”の各ポートには、夫々、スイッチングハブ50B、通信端末40Cが接続されている。また、通信端末40A、40Bおよび40Cの各々のMACアドレスは、それぞれ、“101”、“150”および“200”である。なお、以下では、スイッチングハブ50A,50Bおよび50Cの各々スイッチングエンジン部520を区別する必要がある場合には、夫々、「スイッチングエンジン部520A」、「スイッチングエンジン部520B」および「スイッチングエンジン部520C」と表記する。通信I/F部510および記憶部530についても同様である。
スイッチングハブ50A、50Bおよび50Cの各々のスイッチングエンジン部520は、その電源が投入されたことを契機としてファームウェアの実行を開始し、まず、上流側ポート特定処理を実行する。図3は、上流側ポート特定処理の流れを示すフローチャートである。図3に示すように、スイッチングエンジン部520は、ルータ検索フレームを全てのポートから送出し(ステップSA100)、そのルータ検索フレームに対する応答が返信されてくることを待ち受ける(ステップSA110)。ここで、全てのポートからルータ検索フレームを送出するのは、当該上流側ポート特定処理の実行時点では通信I/F部510の何れのポートにルータ60(或いは、よりルータ60に近い側の他のスイッチングハブ50)が接続されているのか判らないからである。詳細については後述するが、本実施形態では、各スイッチングハブ50は、全てのポートからルータ検索フレームを送出し、このルータ検索フレームに対する応答の有無により上流側ポートを特定する。しかし、スイッチングハブ検出用のパケットを内包したフレーム(以下、スイッチングハブ検出フレーム)をルータ60に間欠的に送出させ、各スイッチングハブ50には当該スイッチングハブ検出フレームの受信により上流側ポートを特定させるようにすることもできる。より詳細に説明すると、各スイッチングハブ50には、上流側ポート特定処理として、スイッチングハブ検出フレームの受信を待ち受け、当該スイッチングハブ検出フレームを受信したポートを上流側ポートとして記憶するとともに当該フレームを下流側の各ポートから送出する処理を実行させるのである。また、このような態様においては、各スイッチングハブ50にスイッチングハブ検出フレームに対する応答を返信させるようにすれば、当該応答の受信によりルータ60に配下のスイッチングハブを認識させることができる。
以上が上流側ポート特定処理におけるスイッチングハブ50およびルータ60の動作である。
まず、通信端末40Aから送信されるARP1の転送動作について説明する。図10(A)に示すように、通信端末40Aはスイッチングハブ50Aに接続されている。スイッチングエンジン部520Aは、通信I/F部510Aにより上記ARP1を内包したフレームを受信すると、図4に示すフレーム転送制御処理を実行する。図4に示すように、スイッチングエンジン部520Aは、まず、下流側ポートによりフレームを受信したのか否かを判定する(ステップSB100)。このステップSB100の判定結果が“Yes”であれば、スイッチングエンジン部520Aは、ステップSB110以降の処理を実行する。逆に、ステップSB100の判定結果が“No”であれば、スイッチングエンジン部520Aは、ステップSB130以降の処理を実行する。
以上がARP1の転送動作である。
次いで、通信端末40Bから送信されるARP2の転送動作について図11を参照しつつ説明する。なお、図11(A)においても、各通信装置の接続先のポートおよび通信端末40に割り当てられているMACアドレスは、図10(A)におけるものと同一である。図11(A)に示すように、通信端末40Bはスイッチングハブ50Bに接続されている。このため、通信端末40Bから送信されたARP2(より正確には、ARP2を内包したフレーム)は、まず、スイッチングハブ50Bによって受信される。
“6”のポートであるから、本動作例においても、スイッチングエンジン部520Aは、下流側ポートを介して処理対象フレーム(ARP2を内包したフレーム)を受信する。スイッチングエンジン部520Aは動作例(B−2)にてARP1を内包したフレームを受信した場合と同様にフラッディングを行い、各ポートへ送出するフレームの各々に対してタグ情報付与/削除処理を実行する。ただし、本動作例においてスイッチングエンジン部520Aが受信する処理対象フレームの所定領域には、既にタグ情報が1つ書き込まれている点が動作例(B−2)の場合と異なる。
以上がARP2の転送動作である。
次いで、通信端末40Cから送信されるARP3の転送動作について図12を参照しつつ説明する。なお、図12(A)においても、各通信装置の接続先のポートおよび通信端末40に割り当てられているMACアドレスは、図10(A)におけるものと同一である。図12(A)に示すように、通信端末40Cはスイッチングハブ50Cに接続されており、スイッチングハブ50Cはスイッチングハブ50Bに接続されている。このため、通信端末40Cから送信されたARP3(より正確には、ARP3を内包したフレーム)は、まず、スイッチングハブ50Cによって受信される。
以上がARP3の転送動作である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態を以下のように変形しても勿論良い。
(1)上述した実施形態では、ルータ60のMACアドレスを取得するためのARPパケットを処理対象パケットとした。しかし、本発明における処理対象パケットは、ARPパケットに限定されるものではなく、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)によるIPアドレスの割り当てを要求するパケットやWindows(登録商標)等におけるファイル共有のためのパケットであっても良い。要は、スイッチングハブ50にポートの接続状態を示す情報を取得させることができる種類のパケットであって、通信端末の電源が投入された直後、または通信端末が通信ネットワークに接続された直後に送信される可能性の高いパケットであれば良い。このような種類のパケットを処理対象パケットとして定めておけば、通信端末の電源投入(または通信端末の通信ネットワークへの接続)から時間をおかずに迅速にその通信端末とルータとの間の通信路についての接続関係を示すデータを生成することができるからである。また、処理対象パケットとしてDHCPによるIPアドレスの割り当てを要求するパケットやWindows(登録商標)等におけるファイル共有のためのパケットを用いる態様においては各通信装置を識別するための識別子として人間にとって識別が容易なIPアドレスやコンピュータ名をMACアドレスの代わりに用いることができる、といった利点もある。
Claims (2)
- ルータと、前記ルータの配下のネットワークに含まれる複数のスイッチングハブとを含む通信システムにおいて、
(A)前記複数のスイッチングハブの各々は、
各々にルータ、または他のスイッチングハブ、または通信端末が接続される複数のポートを有しているとともに、
前記通信ネットワークに当該スイッチングハブが接続されたこと、または当該スイッチングハブの電源が投入されたことを契機として前記複数のポートのうち前記ルータまたは前記ルータ側の他のスイッチングハブに接続されている上流側ポートを特定する第1の処理と、
通信端末からルータへ宛てて送信されたパケットを内包したフレームを前記上流側ポートとは異なるポートを介して受信し、かつ、当該フレームに内包されているパケットが予め定められた種類のものである場合には、当該フレームを上流側へ転送する際に当該フレームを受信したポートを示すタグ情報を当該フレームの所定領域に追記して転送する第2の処理であって、当該スイッチングハブについてのタグ情報を追記しようとするフレームの所定領域に所定数分のタグ情報が書き込まれていた場合には、最も下流側のスイッチングハブによって書き込まれたタグ情報を削除した後に当該スイッチングハブについてのタグ情報を追記する第2の処理と、を実行し、
(B)前記ルータは、
前記所定領域にタグ情報が書き込まれているフレームを受信した場合に、当該タグ情報からそのフレームの転送に関わったスイッチングハブとそのフレームの送信元の通信端末の接続関係を示すデータを生成して記憶する第3の処理を実行する
ことを特徴とする通信システム。 - ルータと、前記ルータの配下のネットワークに含まれる複数のスイッチングハブとを含む通信システムにおいて、
(A)前記複数のスイッチングハブの各々は、
各々にルータ、または他のスイッチングハブ、または通信端末が接続される複数のポートを有しているとともに、
前記通信ネットワークに当該スイッチングハブが接続されたこと、または当該スイッチングハブの電源が投入されたことを契機として前記複数のポートのうち前記ルータまたは前記ルータ側の他のスイッチングハブに接続されている上流側ポートを特定する第1の処理と、
通信端末からルータへ宛てて送信されたパケットを内包したフレームを前記上流側ポートとは異なるポートを介して受信し、かつ、当該フレームに内包されているパケットが予め定められた種類のものである場合には、当該フレームを上流側へ転送する際に当該フレームを受信したポートを示すタグ情報を当該フレームの所定領域に追記して転送する第2の処理であって、当該スイッチングハブについてのタグ情報を追記しようとするフレームの所定領域に所定数分のタグ情報が書き込まれていた場合には、当該スイッチングハブについてのタグ情報を追記することなく上流側へフレームを転送する第2の処理と、を実行し、
(B)前記ルータは、
前記所定領域にタグ情報が書き込まれているフレームを受信した場合に、当該タグ情報からそのフレームの転送に関わったスイッチングハブとそのフレームの送信元の通信端末の接続関係を示すデータを生成して記憶する第3の処理を実行する
ことを特徴とする通信システム。
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