JPH04331533A - パケット交換装置およびパケット交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パケット交換装置にお
けるアドレス管理方式に係わり、特に複数の端末が支線
に接続されるスタ−型ＬＡＮシステムに最適なアドレス
管理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のディジタル伝送技術の向上により
、既存のメタリックケ−ブルを利用して数Ｍｂｐｓ〜数
十Ｍｂｐｓの高速なパケット交換を行うスタ−型ＬＡＮ
の構築が可能となってきた。ＩＥＥＥ（アイ・イ−・イ
−・イ−）８０２．９委員会で標準化が進められている
ＩＶＤＬＡＮはその代表的なものであり、例えば電子情
報通信学会論文誌　Ｂ−１　Ｖｏｌ．　Ｊ７２−Ｂ−１
　Ｎｏ．１１　（１９８９年１１月号）　「音声・デ−
タ統合ＬＡＮの構成と性能評価」に記載されたように高
速なパケットバスを内蔵したパケット交換装置の実現方
式が種々提案されている。このようなスタ−型ＬＡＮで
は内部の高速パケットバスの通信速度と端末回線の伝送
速度の差を吸収する必要があり、端末収容回路の位置で
パケットバス上のパケットの宛先アドレスを判定してフ
ィルタリングを行う方式が一般的である。

【０００３】特開平２−９６４４３号公報ではパケット
バスに接続された共通のアドレス管理部で、端末のアド
レスを一元的に管理するアドレス管理方式が提案されて
いる。この方式では、各端末収容回路（パッケ−ジ）か
らパケットバスに送出されるパケットにパッケ−ジアド
レスを付与し、共通のアドレス管理部ではパッケ−ジア
ドレスと発信アドレスを判定し、新しい端末が接続され
たことを検出すると端末収容回路のアドレスフィルタ部
にアドレスを設定する様になっている。

【０００４】一方複数のＬＡＮ間を接続する場合には、
例えば１９９０年電子情報通信学会秋季全国大会論文集
Ｂ−５１５　「ＣＳＭＡ／ＣＤ方式ＬＡＮ用ＭＡＣブリ
ッジの開発」に記載のようにブリッジなどを使う方法が
一般的であり、アドレスフィルタを高速に行うためのア
−キテクチャが考案されている。ＭＡＣブリッジにおけ
る一般的なアドレス学習では、通過するパケットの発信
アドレスを順次パケットフィルタ用のレジスタに登録し
ていき、パケットの宛先アドレスと学習済みのレジスタ
の内容を比較してパケットの透過・非透過を判定する様
になっている。パケットフィルタ用のレジスタは数分の
周期でリセットされるので端末の移設にも対応できるよ
うになっている。また、ブリッジを介した２端末で通信
を開始する際に特別な設定など不要とするため、学習さ
れていない宛先アドレスを持つパケットは透過的に転送
される。パケットフィルタ用のレジスタが全て登録済み
の状態で、新しい発信アドレスを持つパケットを受信し
た場合にはアドレスは登録せず透過転送することになる
が、前記のリセット手段があるため性能を大きく低下さ
せることはない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が対象としてい
るスタ−型ＬＡＮでは、パケットバスの通信速度に対し
て各端末収容回線の速度が１／１０〜１／１００程度で
ある。このため、未学習の宛先アドレスを持つパケット
バス上のパケットを各端末収容回路が端末側に透過転送
しようとすると輻輳が発生する。従来のスタ−型ＬＡＮ
システムのように１本の端末回線に１台のＬＡＮ端末し
か接続しない場合には、端末から送信されるパケットの
発信アドレスを監視し、常に新しいアドレスだけを記憶
するだけで良く、アドレスの管理が簡単に行えた。しか
しながら、従来の技術では一本の端末回線に複数の端末
を収容するシステムへ適用する場合の、アドレス登録方
法や不要アドレスの削除方法が考慮されておらず、端末
の移設やアドレスの重複により学習しているアドレス情
報に矛盾が生じたときの解決方法が考慮されていない。 また、ＬＡＮシステムと外部のＬＡＮもしくはＭＡＮ等
のネットワ−クを高速な回線で相互接続するためには高
速フィルタリング機能を持つ高価格なブリッジなどが必
要とされていた。

【０００６】本発明の第一の目的は端末収容回線に複数
の端末を収容するスタ−型ＬＡＮにおけるアドレス管理
方式を確立することで、回線共用による設備コスト低減
を図ることにある。また本発明の第二の目的は上記パケ
ット交換装置と外部のネットワ−クを相互接続するため
のパケットフィルタ方式を簡易的な方式で実現し、ハ−
ドウェア規模の削減による経済化を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の第一の目的を達成
するために端末収容回路には複数のアドレスレジスタを
設け、端末から送信されるパケットの発信アドレスとパ
ケットバス上を転送されるパケットの発信及び宛先アド
レスを比較する手段を設ける。また、各アドレスレジス
タに設定されている値を発信アドレスに持つパケットを
端末から受信したことを表示するための通過表示レジス
タを設ける。

【０００８】上記の第二の目的を達成するために接続回
路を設け、接続回路と各端末収容回路間に受信通知の信
号線を設ける。

【０００９】

【作用】端末収容回路では端末から受信するパケットの
発信アドレスとアドレスレジスタ内の値を比較して、不
一致の場合にはアドレスレジスタに空きがある限り発信
アドレスを登録する。アドレスレジスタに空きが無い場
合には通過表示レジスタを参照し、使用していないアド
レスを削除して新しいアドレスを登録する。ここで通過
表示レジスタは前述の通りパケット通過時にセットされ
る。これを一定周期ごとに参照し、リセットすることで
過去の一定時間に使用されなかった端末を検出できる。 上記のとおり設定されたアドレスレジスタ内の値とパケ
ットバス上のパケットの宛先アドレスとを比較して、一
致した場合にのみパケットを取り込むことでパケットの
フィルタリングを行うことができる。

【００１０】また、アドレスレジスタ内の値とパケット
バス上のパケットの発信アドレスを比較して、一致した
場合にはアドレスレジスタの内容を削除することで各端
末収容回路で学習しているアドレス情報に矛盾が生じた
場合にも自動的に矛盾が解消される。

【００１１】各端末収容回路ではパケットバス上のパケ
ットの宛先アドレスとアドレスレジスタ内の値を比較し
て、一致した場合にはパケットを取り込むと共に受信通
知の信号線をアサ−トする。接続装置では受信通知の信
号線がアサ−トされた場合には外部のネットワ−クへパ
ケットを透過せず、アサ−トされない場合にだけパケッ
トを透過することで簡単なハ−ドウェアでパケットのフ
ィルタリングを行うことができる。

【００１２】

【実施例】本発明の一実施例のシステム構成図を図１に
示す。パケット交換装置１は、端末収容回路２ａ，２ｂ
間のパケットを高速パケットバス３を介して交換する。 端末収容回路から伸びる端末収容回線１０ａ，１０ｂの
先にはタ−ミナルアダプタ１２ａ，１２ｂを介して複数
台のＬＡＮ端末１３が収容される。タ−ミナルアダプタ
１２ａ，１２ｂは端末間の衝突制御機構を備えている。 これは、例えばマルチポ−トトランシ−バ−のようなも
のであり、公知の技術で実現することができる。またパ
ケット交換装置は接続装置６を介して外部のＬＡＮ１５
と接続している。ＬＡＮ１５との接続は、直接トランシ
−バを介してもつなぐことも可能であるが例えばブリッ
ジ１４などを介することにより無効なパケットをある程
度削減することもできる。

【００１３】一方パケット交換装置１内では、端末収容
回路２ａ，２ｂ及び接続装置６間のパケットをパケット
バス３を介して交換する。アクセス制御回路４はアクセ
ス制御の信号線７によりパケットバス３への送信権の制
御を行う回路であり、送信権制御の方式としては例えば
ポ−リングやアビトレ−ション方式がある。受信通知の
信号線５は、接続装置６における後述のフィルタリング
を行うためのものである。

【００１４】各端末収容回路２ａ，２ｂには後述のパケ
ット処理部８ａ，８ｂが搭載されており、接続装置６に
も同様にパケット処理部９が搭載される。

【００１５】図２はパケット交換装置１で交換されるパ
ケットのフォ−マットを示したものであり、パケット長
を示すフィ−ルドに続く宛先アドレス、発信アドレス、
情報フィ−ルドおよび誤り検出のためのフレ−ムチェッ
クシ−ケンスの各フィ−ルドにより構成される。ここで
パケットのアドレスはＩＥＥＥ８０２標準ＬＡＮのＭＡ
Ｃ層のアドレスであり、各端末３内のハ−ドウェアに格
納されユニ−クな値をとる物理アドレスと、同報通信用
の同報アドレスの２種類がある。

【００１６】図３は端末収容回路内のパケット処理部８
のハ−ドウェアブロック構成図である。アドレス学習レ
ジスタ１６は、端末収容回線１０毎に定められた数のア
ドレスを登録していくレジスタであり、登録されたアド
レスを発信アドレスに持つパケットが端末から送られた
場合に通過表示レジスタ１７がカウントアップされる。

【００１７】回線収容回線１０からパケットを受信する
と、受信バッファ２２を経由してパケットバス３に送出
すると共に、発信アドレスを発信アドレス比較器１８に
設定する。発信アドレス比較器１８ではアドレスの正常
性チェックの後、アドレス学習レジスタ１６に格納され
たアドレスと受信したアドレスを順次比較して、一致し
た場合には通過表示レジスタ１７の該当箇所をカウント
アップする。また不一致の場合にはアドレス学習レジス
タ１６の空きエリアに受信アドレスを登録する。ここで
、アドレス学習レジスタ１６が全て登録済みの場合には
、通過表示レジスタ１７を判定して通過パケット数が最
も少ないアドレスを削除した後、受信アドレスを登録す
るようになっている。さらに通過表示レジスタ１７は一
定周期でリセットされるようになっており、決められた
周期数にわたって該発信アドレスのパケットを端末より
受信しなかった場合には該当アドレスをアドレス学習レ
ジスタ１６より削除することが可能となっている。

【００１８】一方パケットバス３から受信するパケット
に対しては、宛先アドレス、発信アドレスを各々宛先ア
ドレス比較器１９と発信アドレス比較器２０に格納する
。宛先アドレス比較器１９では設定アドレスが同報アド
レスであれば、アドレスフィルタ２１を作動してパケッ
トを送信バッファ２３経由で端末収容回線１０に送出す
る。また物理アドレスであればアドレス学習レジスタ１
６のアドレスと順次比較して、一致すればアドレスフィ
ルタ２１を制御してパケットを透過すると共に受信通知
の信号線５を一定時間アサ−トし、不一致であればパケ
ットを廃棄する。発信アドレス比較器２０は設定アドレ
スとアドレス学習レジスタ１６の内容を順次比較し、一
致した場合には端末が移設したとみなしてアドレス学習
レジスタ１６のアドレスを削除する。別の実施例として
は、一致した場合に保守者または保守プログラムに通知
して診断処理または点検を行う方法も考えられる。

【００１９】以上説明したアドレス学習のアルゴリズム
では、端末から最初のパケットを受信しないかぎりアド
レスの学習が行われないため、端末収容回路２でのアド
レス学習が完了していない端末に対してはパケットを送
れないように思われるが、この問題については上位プロ
トコルにより解決される。例えばＬＡＮ上で広く使われ
ているＴＣＰ／ＩＰプロトコルのアドレスレゾリュ−シ
ョン手順によれば、発信端末は通信に先立ち相手端末の
上位層アドレスを指定した特定フォ−マットの同報パケ
ットを送信し、これに対し該上位層アドレスを持つ端末
は応答パケットを返送するようになっている。端末収容
回路２は未学習状態であっても同報パケットを透過する
ので、端末からのアドレスレゾリュ−ション手順の応答
パケットを受信する際にアドレス学習が完了し、以降の
通信は正常に行えるものとなる。また他のプロトコルで
は、端末が周期的に管理パケットを自動送信する仕様が
一般的でありアドレス学習は問題なく行える。

【００２０】接続装置６内のパケット処理部９のハ−ド
ウェアブロック構成図を図４に示す。ここにはアドレス
学習レジスタは持たず、ＬＡＮ間接続インタフェ−ス１
１から受信したパケットは受信バッファ２２を介してパ
ケットバス３に送信する。またパケットバス３から受信
したパケットについては、受信通知の信号線５を監視し
て信号線がアサ−トされなかった場合、すなわちパケッ
ト交換装置１内に該宛先アドレスを持つ端末が存在しな
い場合に送信バッファ２３を介してＬＡＮ間接続インタ
フェ−ス１１に送信する。また受信通知の信号線５がア
サ−トされた場合には受信したパケットを廃棄する。こ
のようにして従来のブリッジなどに比べてはるかに簡単
なハ−ドウェアでパケットのフィルタリングを行うこと
ができる。

【００２１】図５は本発明の別の実施例のハ−ドウェア
構成図を示したものである。この実施例では各端末収容
回路２ａ，２ｂ内のアドレス学習レジスタ１６の内容と
同じ内容をアドレス管理部２４内のメモリ２６に格納し
ており、前記実施例の通過表示レジスタ１７の内容もメ
モリ２６に格納する。端末収容回線１０からのパケット
の発信アドレスと学習済みアドレスとの比較はアドレス
管理部２４内のプロセッサ２５とメモリ２６により行い
、アドレス学習レジスタ１６への前述のアドレス設定及
び削除はアドレス管理部２４からの指示によりアドレス
登録・削除の信号線２７を介して行われる。

【００２２】またパケットバス３から受信するパケット
の発信アドレスと学習済みアドレスの比較、及び学習済
みアドレスの削除処理もアドレス管理部２４側で行うこ
とが可能であるが、端末数が多い場合にはサ−チによる
処理遅延を避けるため前実施例と同様に各端末収容回路
２ａ，２ｂで行う方法も考えられる。

【００２３】以上述べた２つの実施例ではパケット処理
部８、９の動作は全てハ−ドウェアで行う例について説
明したが、一部の処理をソフトウェアで行う事も当然可
能である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、各端
末回線に複数のＬＡＮ端末を接続するスタ−型ＬＡＮの
アドレスの学習及び不要アドレスの削除が可能となり、
回線共用による設備コストの低減が図れる。また、パケ
ット交換装置と外部のネットワ−クを相互接続する場合
に簡単なハ−ドウェアでパケットのフィルタリングを行
うことができるので、ハ−ドウェア規模削減による経済
化が図れる。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成図である。

【図２】パケット交換装置で交換処理されるパケットの
フォ−マットを示す図である。

【図３】本発明の一実施例の端末収容回路のパケット処
理部のブロック構成図である。

【図４】外部ネットワ−クと相互接続するための接続装
置のパケット処理部のブロック構成図である。

【図５】本発明の他の実施例におけるパケット交換装置
の構成図である。

【符号の説明】

１・・・　パケット交換装置、２ａ，２ｂ・・・　端末
収容回路、３・・・　パケットバス、４・・・　アクセ
ス制御回路、５・・・　受信通知の信号線、６・・・　
接続装置、７・・・　アクセス制御の信号線、８ａ，８
ｂ・・・　端末収容回路のパケット処理部、９・・・　
接続装置のパケット処理部、１０ａ，１０ｂ・・・　端
末収容回線、１１・・・　ＬＡＮ間接続インタフェ−ス
、１２ａ、１２ｂ・・・　タ−ミナルアダプタ、１３・
・・　ＬＡＮ端末、１４・・・　ＭＡＣブリッジ、１５
・・・　ＬＡＮ、１６・・・　アドレス学習レジスタ、
１７・・・　通過表示レジスタ、１８・・・　発信アド
レス比較器、１９・・・　宛先アドレス比較器、２０・
・・　発信アドレス比較器、２１・・・　パケットフィ
ルタ、２２・・・　受信バッファ、２３・・・　送信バ
ッファ、２４・・・　アドレス管理部、２５・・・　プ
ロセッサ、２６・・・　メモリ、２７・・・　アドレス
登録・削除の信号線。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の端末収容回路間のパケット情報を高
   速パケットバスにより交換するスタ−型ＬＡＮシステム
   のパケット交換装置におけるアドレス管理方式において
   、各端末収容回路には収容する端末回線ごとに定められ
   た数のアドレスを記憶する第一の記憶手段を設け、端末
   より受信したパケットの発信アドレスと第一の記憶手段
   に登録されたアドレスを比較して、不一致の場合には第
   一の記憶手段に発信アドレスを登録し、第一の記憶手段
   に登録されたアドレスとパケットバス上を転送されるパ
   ケットの宛先アドレスを比較して一致するものがある場
   合に該端末回線にパケットを送信することを特徴とする
   アドレス管理方式。
2. 【請求項２】前記第一の記憶手段に登録されたアドレス
   情報と同じ情報を記憶する第二の記憶手段を設け、端末
   からのパケットの発信アドレスと前記の第二の記憶手段
   に登録されたアドレスを比較して、不一致の場合には前
   記第一の記憶手段に発信アドレスを登録し、第一の記憶
   手段に登録されたアドレスとパケットバス上を転送され
   るパケットの宛先アドレスを比較して一致するものがあ
   る場合に該端末回線にパケットを送信することを特徴と
   する請求項１記載のアドレス管理方式。
3. 【請求項３】前記第一または第二の記憶手段に登録され
   たアドレス毎にパケット通過表示を示す第三の記憶手段
   を設け、第一または第二の記憶手段に登録されたアドレ
   スを発信アドレスとして持つパケットを端末から受信し
   た際に第三の記憶手段に情報を設定せしめ、予め決めら
   れた時間内に第三の記憶手段に情報が設定されない場合
   には前記第一及び第二の記憶手段に登録されている該当
   アドレスを削除することを特徴とする請求項１記載のア
   ドレス管理方式。
4. 【請求項４】前記第一及び第二の記憶手段に登録可能な
   数のアドレスが登録されている状態で、端末から他の発
   信アドレスを持つパケットを受信した場合には、前記第
   三の記憶手段に情報が設定されていない第一及び第二の
   記憶手段の該当アドレスを削除し、新しいアドレスを登
   録することを特徴とする請求項１記載のアドレス管理方
   式。
5. 【請求項５】パケットバス上のパケットの発信アドレス
   と前記第一の記憶手段に登録されたアドレスを比較して
   一致した場合には前記第一及び第二の記憶手段の該当ア
   ドレスを削除することを特徴とする請求項１記載のアド
   レス管理方式。
6. 【請求項６】パケット交換装置に他のネットワ−クと接
   続するため接続装置を設け、各端末収容回路と接続装置
   間に受信通知の信号線を設け、各端末収容回路はパケッ
   トバス上のパケットの宛先アドレスと前記第一の記憶手
   段に登録されたアドレスを比較し、一致した場合には前
   記の受信通知の信号線をアサ−トし、接続装置では前記
   受信通知の信号線がアサ−トされた場合にはパケットバ
   スより受信しているパケットを廃棄することを特徴とす
   るアドレス管理方式。