JPH08500478A - 共有媒体アクセスを有する区分化仮想域内網用ハブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 共有媒体アクセスを有する区分化仮想域内網のハブ（１０）はそのハブ内にデジタルデータメッセージを送受信するための少なくとも一つ以上の内部ポート（１２）を有し、そしてそのハブの外部のデジタルデータメッセージを送受信するための少なくとも一つ以上の外部ポート（１８）を有するかも知れない。そのハブは、内部と外部ポートの仮想域内網（ＶＬＡＮ）指定を記憶するためのメモリ（４２）、ＶＬＡＮ指定を少なくとも一つ以上の内部ポートと対応付けて、そのようなＶＬＡＮ指定をメモリ内に記憶するための手段（６０）、そして記憶されたＶＬＡＮ指定をＶＬＡＮ指定が割り当てられたポートの何れかから送信されたメッセージと対応付けるための手段（６４）とを更に含む。追加的に、そのハブはそのハブにより、または範囲内で受信されたメッセージと対応付けられたＶＬＡＮ指定を識別するための手段（６６）と、ハブ内で受信されたメッセージのみを何れかの内部ポートに送信して、そのポートに割り当てられた記憶済みＶＬＡＮ指定と一致するＶＬＡＮ指定をそれらのメッセージと対応付けるための手段（６８）との両方を含む。そのハブは、ポートと対応付けられた媒体アクセスコントロール（ＭＡＣ）アドレスを記憶し、そしてそのメッセージの行き先アドレスがそのポートを通じて到達可能であることが分かる時にのみメッセージをポートに送る能力をも有するかも知れない。

Description

【発明の詳細な説明】共有媒体アクセスを有する区分化仮想域内網用ハブ 発明の分野 本発明は、一般的にはデジタル通信用の域内網に、そして特定的には高められ た機密性と、最適化されたネットワーク帯域巾の使用性を備えた域内網用ネット ワークハブに関する。発明の背景 デジタルデータ通信用の域内網（ＬＡＮ）は典型的に適当な中枢伝送網で相互 接続された複数のネットワークハブを含む。ＬＡＮ内の個々のハブは、終端局が それらに接続されるかも知れない一つ以上の内部ポート、そしてハブから中枢伝 送網にメッセージを送信し、そして中枢伝送網からそのハブのためのメッセージ を受信するための一つ以上の外部ポートを含むかも知れない。そのようなＬＡＮ においては、一つのハブの内部ポートで、またはそのようなハブの内部ポートに 接続された終端局で発信するメッセージは、一般にＬＡＮ内の全てのハブと終端 局に送信されるが、それらは典型的にＬＡＮ内の単一終端局にのみアドレス指定 される。メッセージ機密保護は、個々のハブや終端局に特にアドレス指定された これらのメッセージのみにそれらによるアクセスを限定することに依存する。全 てのメッセージは同一伝送媒体（中枢網を含む）を共有するので、一度に運ばれ るメッセージの数とサイズとの両方が有効伝送帯域巾により限定される。より高 められた機密保護と、より効率的な有効帯域巾の使用が望まれるならば、それは 必要とされるハブ、または終端局の小規模サブセットのみを包含するようにＬＡ Ｎを物理的に再配線することが一般に必要である。 過去には、別々に配線されたＬＡＮは、一方のＬＡＮ内のポート、または終端 局から他方のＬＡＮ内のポート、または終端局へのメッセージの転送を可能にす るいわゆるブリッジング、またはルーティング機能によりしばしば相互接続され ていた。最小限度としてブリッジは所望の転送を達成するためにメッセージによ り含まれるアドレスを調べるのに対して、ルーターは、一般にプロトコル変換な どの能力を供給して、より高い機能性を提供し、記憶し、そして動作を進める。 ブリッジングやルーティングは実施するのに復雑となる傾向があるだけでなく、 メッセージの機密保護や伝送帯域巾の最も効率的な使用の両方を損なう。 メッセージの機密保護を高め、そして相互接続されたデータ端末の状況での帯 域巾効率を改善することへの先のアプローチは、ハードワイヤードＬＡＮの共有 伝送媒体を完全に回避して、その代りに、単独相互接続媒体として交換通信網の 使用に依存した。そのようなアプローチは、米国特許番号４、８２３、３３８で 説明される、それはＫｅｎｎｅｔｈ Ｋ． Ｃｈａｎ氏外に１９８９年４月１８ 日に発行された。 Ｃｈａｎ氏外による特許により開示された装置においては、複数のデータ端末 が交換通信網により相互接続され、そして中央プロセッサーが全ての交換動作を 制御するためのサーバーとして使用される。より特定的に、各データ端末は、サ ーバーへの、「臍の緒結合」として知られる、分離した接続を必要とし、そして そのサーバーは適切な通信網スイッチを制御するために接続される。 Ｃｈａｎ氏外による特許で開示された装置におけるサーバーは、各データ端末 アドレスとＬＡＮ指定との両方の追跡をも維持し、そして交換網を通じて「ＬＡ Ｎ」指定を発信データ端末を共有するだけでなく、メッセージが用意される行き 先アドレスをも有するこれらのデータ端末に呼び出しが設定されるようにする。 与えられたどのようなメッセージに対しても、そのメッセージがアドレス指定さ れるデータ端末以外のデータ端末へは何の交換接続も設定されないし、発信端末 の「ＬＡＮ」指定をも与えない、それにより比較的高度なメッセージ機密保護を 提供することが出来る。発信端末から着信端末まで拡張する通信網の部分だけを 横切る必要があったので、メッセージ帯域巾は、実際に使用されたネットワーク のその部分により利用出来るようにされた伝送帯域巾によってのみ抑制される。 その結果として生じる装置は、そのメンバー端末間に何の固定相互接続も存在し ないので、「仮想ＬＡＮ」と呼ばれる。その代わりに、相互接続は、「仮想ＬＡ Ｎ」のメンバーを識別するために中央サーバーに送られたメッセージにより簡単 に設定、または廃止できる。 Ｃｈａｎ氏外による特許で開示されアプローチは共有伝送媒体の使用を回避し て、端末間の単独の相互接続として交換通信網を使用することに依存するので、 従来のＬＡＮの状況に適用できないし、そこでは動作しない。更に、サーバーと して使用される中央プロセッサーはシステムに相当な間接費を課すだけでなく、 システムが故障すると、「仮想ＬＡＮ」全体が故障するという意味で故障し易い 。ハードワイヤード、交換、またはその両方であるかも知れない共有伝送媒体に 依存した、従来型のＬＡＮにおけるメッセージ機密保護を高め、そして帯域巾効 率を改善する必要性の重要性は、尚も残る。発明の要約 本発明は、中枢網を形成するために共有伝送媒体に頼って、大規模ＬＡＮ内に 区分化仮想域内網（ＶＬＡＮ）の設定を可能にするデジタルデータ通信網ハブで ある。そのようなＶＬＡＮは、メッセージの機密保護の強化と、中枢網伝送帯域 巾のより効率的な使用性を与える。それは、更に、比較的簡単で、安価、且つ集 中化されたシステム故障に影響されないように与える。 交換通信網と集中化プロセッサーサーバーとに依存する代りに、本発明は、大 規模ＬＡＮ内で一つ以上の区分化されたＶＬＡＮを形成することが要求される時 に共有伝送媒体アクセスＬＡＮ内の一つ以上のハブが容易に互いに対応付けられ るようにする意味において、ハブ指向され、そしてソフトウエアー制御される。 そのように提供された各ＶＬＡＮは、それ自体に特有である大規模ＬＡＮのこれ らの区分だけで構成される。ＶＬＡＮｓが単一ＬＡＮ内に、または中枢網により 接続された複数のＬＡＮｓから構成されるネットワーク内に随意に構成、または 再構成されるかも知れないので、一方のＬＡＮから他方にメッセージを転送する ためのブリッジングとルーティング機能はもはや必要がない。本発明は尚も、動 作環境や、ハブの同内部ポート上に全て配置される多数の終端局から成るＬＡＮ ワークグループのアクセスなどの従来のＬＡＮ活動を保持する利点を有すると同 時に、トータルネットワークの大規模状況におけるＶＬＡＮ概念について強化さ れた機能性を提供することが出来る。 発明の１つの局面から、共有伝送媒体アクセスＬＡＮで使用するためのデジタ ルデータ通信網はハブの範囲内のメッセージを送受信するための少なくとも一つ 以上の内部ポートを含む。そのハブはハブの範囲外のメッセージを送受信するた めの少なくとも一つ以上の外部ポートををも含むかも知れない。そのハブは、少 なくとも幾つかの内部と外部ポートのＶＬＡＭ指定を記憶するためのメモリ、Ｖ ＬＡＭ指定を少なくとも一つ以上の内部ポートに割り当てて、割り当てられたＶ ＬＡＮ指定をメモリ内に記憶する手段、そして記憶されたＶＬＡＮ指定を記憶さ れたＶＬＡＮ指定が割り当てられた何れかの内部ポートから送信されたメッセー ジと対応付ける手段とを更に含む。この意味での対応付けは、ハブの範囲内の内 部ポートで発信して、外部ポートによりそのハブから外部に送信されるメッセー ジに記憶されたＶＬＡＮ指定を付加することを包含することを意図する。 更に、そのハブは何れかの内部ポートに指向されたメッセージと対応付けられ たＶＬＡＮを識別し、そして何れかの内部ポートに、そのポートに割り当てられ た記憶済みＶＬＡＮ指定と一致する対応ＶＬＡＮ指定を有するハブの範囲内で受 信されたメッセージのみを送信する手段との両方を含む。必要なら、異なる内部 ポートが異なるＶＬＡＮ指定に同時に割り当てられる、そして何れかの内部ポー トが一つ以上のＶＬＡＮ指定に割り当てられるかも知れない。そのようなポート がそのメッセージと対応付けられたＶＬＡＮ指定を与えないならば、そのメッセ ージは内部ポートに送信されないので、付加された機密保護や高められた帯域巾 の効率との両方が得られる。換言すれば、各メッセージは、メッセージを発信し たポートと同ＶＬＡＮの一部である内部ポートに連れて行く共有伝送媒体の区分 のみを横断する、そして他のいかなる区分をも横断することも、する必要もない 。全ての機能はＶＬＡＮ構成と再構成とを簡単にするためにソフトウエアーで容 易に実施されるかも知れない。 本発明の他の局面から、そのハブは、外部ポートを通じてそのハブの外部に、 外部ポートと対応付けられたＶＬＡＮ指定と一致するそれらのメッセージをＶＬ ＡＮ指定と対応付けた内部ポートからのメッセージのみを送信する手段を含むか も知れない。 本発明の他の局面から、デジタルデータ通信網のハブのメモリはまた、ハブの 何れかの内部ポートに接続された終端局のためのアドレスと、その外部ポートの 何れかを通じてそのハブに接続された終端局のための少なくとも選択されたアド レスとを記憶するかも知れない。そのように装備されたハブは、その内部ポート の何れかに接続された各終端局のアドレスを決定し、そしてメモリ内にその終端 局アドレスを記憶する手段を含むかも知れない。同様に、特定の外部ポートを通 じて到達するかも知れない終端局のアドレスを確認して、これらのアドレスを同 じようにメモリ内に記憶するための手段が提供されるかも知れない。 本発明の他の局面から、ハブは、そのハブの範囲内で受信されたメッセージに より運ばれた行き先アドレスを識別する手段、そして両方とも個別のポートに割 り当てられた記憶済みＶＬＡＮ指定と一致するＶＬＡＮ指定を有し、そして同ポ ートに接続された終端局の記憶済みアドレスと一致する行き先アドレスを運ぶ受 信済みメッセージのみを内部ポートの何れかに送信する手段をも含むかも知れな い。従って、メッセージ機密保護と共有伝送媒体帯域巾効率とは更に強化される 。再び、ＶＬＡＮ構成と再構成とを簡単にするために機能はソフトウエアーで実 施されるのが望ましい。 本発明の他の局面から、そのハブは、メッセージと割り当てられたＶＬＡＮ指 定とを対応付けて、そして送信されたメッセージの行き先アドレスがそのハブの 範囲内の内部ポートのメモリ内に記憶されたアドレスと一致しない時にのみ内部 ポートの何れかから発信するメッセージを外部ポートからそのハブの外部に送信 する手段を含む。本発明の他の局面から、そのハブは、メッセージと割り当てら れたＶＬＡＮ指定とを対応付けて、そしてそのようなメッセージがそのハブの範 囲内の内部ポートの記憶済みアドレスか、またはそのハブの範囲内の内部ポート に接続された終端局の記憶済みアドレスの何れかに一致する行き先アドレスを運 ばない時、またはそのようなメッセージが他の外部ポートから到達できる時にの み内部ポートの何れかから発信するメッセージを外部ポートからそのハブの外部 に送信する手段を含む。 本発明の他の局面から、そのハブは、そのような外部ポートを通じてそのハブ に接続された終端局のそのメモリ内に記憶されたアドレスと一致する行き先アド レスを運ぶメッセージ、またはそのＶＬＡＮ指定が外部ポートのものと一致する 内部ポートからのメッセージのみを外部ポートからそのハブの外部に送信する手 段を含む。 本発明は、添付の図面と請求の範囲とに照らして、特定の形態の次の詳細な説 明からより完全に理解されるかも知れない。図面の簡単な説明 図１は各内部ポートに接続された複数の終端局を有する本発明によるデジタル データ通信ハブのブロック図である； 図２は図１で例示されたハブ内で使用するのに適した流れ処理素子のブロック 図である； 図３は中枢伝送網により相互接続された本発明による幾つかのデジタルデータ 通信ハブを示すブロック図である； 図４はＬＡＮにより運ばれる典型的デジタルデータメッセージのフォーマット を例示する； 図５は付加されたＶＬＡＮ指定を有するデジタルデータメッセージのフォーマ ットを例示する； 図６はパケット中枢網上での送信のために包まれた付加済みＶＬＡＮ指定を有 するデジタルデータメッセージのフォーマットを例示する。； 図７は非同期転送方式（ＡＴＭ）中枢網上での送信のために包まれた付加済み ＶＬＡＮ指定を有するデジタルデータメッセージのフォーマットを例示する。詳細な説明 図１は、三つの内部ポート１２、１４、１６と、一つの外部ポート１８とを有 する本発明によるデジタルデータ通信網ハブ１０を示す。図１は実例によるこの 特定数のポート示すが、そのようなハブは一つ以上の内部ポートと、ゼロか、ま たは一つ以上の外部ポートを有するかも知れない。 実例により、ハブ１０の内部ポート１２、１４、１６の各々が、三つの終端局 と接続された状態で示される。終端局２０、２２、２４は内部ポート１２に接続 され、終端局２６、２８、３０は内部ポート１４に接続され、そして終端局３２ 、３４、３６は内部ポート１６に接続される。実際問題として、ハブ１０は、特 定の通信の必要性により、その内部ポートの各々に、ゼロか、または一つ以上の 終端局を有するかも知れない。同一ハブ上の異なる内部ポートが適切な終端局接 続を行なうために異なる技術とプロトコルを使用するかも知れないので、内部ポ ートから終端局結合に使用される特定プロトコルは指定されない。 ネットワークハブ１０は、流れ処理素子（ＦＰＥ）４０、内部ポート１２、１ ４、１６のためのＶＬＡＮ指定と、終端局２０、２２、２４、２６、２８、３０ 、３２、３４、３６のための媒体アクセスコントロール（ＭＡＣ）アドレス、望 ま れるとき、外部ポート１８を通じてのみハブ１０に接続される他のネットワーク ハブと対応付けられた終端局のためのＭＡＣアドレス、そして望まれるとき、Ｖ ＬＡＮ指定が外部ポート１８を通じて到達可能であるポートや終端局に適用する ときの外部ポート１８のためのそのようなＶＬＡＮ指定を記憶する局部メモリ４ ２とを更に含む。更に、ハブ１０は、ＦＰＥ４０とメモリ４２間にコントロール 路４４、ＦＰＥ４０と内部ポート１２間にメッセージ路４６、ＦＰＥ４０と内部 ポート１４間にメッセージ路４８、ＦＰＥ４０と内部ポート１６間にメッセージ 路５０、ＦＰＥ４０と外部ポート１８間にメッセージ路５２とを含む。ＦＰＦ４ ０はソフトウエアー制御中央処理ユニット（ＣＰＵ）の形態をとるのが望ましい が、もしソフトウエアーにより与えられる再構成の柔軟性が望まれるか、または 必要とされるならば、ハードワイヤード論理回路構成が代わりに使用されても良 い。 ＭＡＣアドレスは連続識別目的のためにＭＡＣ半導体チップの製造中に割り当 てられる固有指定であることに留意すべきである。産業慣習により、たとえ異な る製造者によっても、決して二つのＭＡＣチップが同一のＭＡＣアドレス指定に 割り当てられることはない。ハブ１０において、終端局２０、２２、２４、２６ 、２８、３０、３２、３４、３６の各々は、異なるＭＡＣチップを備えているの で、それ自身特有で、固有のＭＡＣアドレスを受け入れる。望まれるとき、各局 は一つ以上のＭＡＣチップ、故に一つ以上のＭＡＣアドレスを備えているかも知 れないが、単一アドレスが標準となる傾向がある。更に、内部ポート１２、１４ 、１６は、ＭＡＣチップを、故に、それら自身の個別のＭＡＣアドレスを備えて いる。 図２は、メモリ４２へのコントロール路４４、内部ポート１２へのメッセージ 路４６、内部ポート１４へのメッセージ路４８、内部ポート１６へのメッセージ 路５０、外部ポート５２へのメッセージ路５２ （ポート１２、１４、１６、１ ８の全ては図１に示される）を示すネットワークハブ１０内のＦＰＥ４０の実例 の象徴的ブロック図である。ＦＰＥ４０内には、ハードウエアーか、またはソフ トウエアーで実施されるかも知れない多数の特定機能が含まれる。ある機能は、 ＶＬＡＮ指定を内部ポート１２、１４、１６、そして外部ポート１８のいずれか 、または全てと対応付け、そしてメモリ４２内に割り当てられたＶＬＡＮ指定を 記 憶するためのコントロール手段（ＶＬＡＮ ＣＴＬ）６０の形を取る。他の機能 は、終端局２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６の各々のＭ ＡＣアドレス（そしてもしＭＡＣアドレスが存在するならば内部ポート１２、１ ４、１６の各々のＭＡＣアドレス）を決定して、メモリ４２内にこれらのＭＡＣ アドレスを記憶するための手段（ＭＡＣ ＡＤＤＲ）の形を取る。手段６２は、 内部ポート１２、１４、１６のいずれかのＭＡＣアドレスと、他のネットワーク ハブとを対応付けして、外部ポート１８を通じてのみハブ１０に接続される内部 ポート、そして／または終端局のＭＡＣアドレスとをメモリ４２内に記憶する能 力をも含む。手段６２は後者の遠く位置する内部ポート、そして／または終端局 への直接のアクセスを欠いている、故に、それ自体それらのＭＡＣアドレスを決 定する能力を欠いているので、それらの識別は、オペレーターにより、局部ソフ トウエアーにより、遠くに配置されたコントロールプログラムにより、またはそ れらの三つの組み合わせによりＦＰＥ４０に供給されるかも知れない。 ＦＰＥ４０内の他の機能は、記憶済みＶＬＡＮ指定が割り当てられる内部ポー ト１２、１４、１６に何れかから送信された各メッセージと記憶済みＶＬＡＮ指 定とを対応付けるための手段（ＶＬＡＮ ＭＳＳＧ）６４の形をとる。そのよう な対応付けは、記憶されたＶＬＡＮ指定をハブ１０内で発信して、外部ポート１ ８によりハブ１０の外部に送信されるメッセージに付加することをも意味する。 他の機能は、内部ポート１２、１４、１６の何れかから、または外部ポート１８ からハブ１０内のＦＰＥ４０により受信されたメッセージと対応付けられる、ま たは外部ポート１８からハブ１０内で受信されたメッセージにより運ばれるＶＬ ＡＮ指定を識別するための手段（ＶＬＡＮ ＩＤＥＮＴ）６６の形をとる。 ＦＰＥ４０内の他の機能は、ポートに割り当てられた記憶済みＶＬＡＮ指定と 一致し、そして同一ポート、または同一ポートそれ自体の記憶済みＭＡＣアドレ スに接続された終端局の記憶済みＭＡＣアドレスと一致する行き先アドレスを運 ぶ対応ＶＬＡＮ指定を有する受信されたメッセージ（外部ポート１８からか、ま たは内部ポート１２、１４、１６の他から）のみをＦＰＥ４０から内部ポート１ ２、１４、１６の何れかに送信するための手段（ＩＮＴ ＭＳＳＧ ＣＴＬ）６ ８の形をとる。 他の機能は、送信されたメッセージがハブ１０内の内部ポートか、またはハブ １０内の内部ポートに接続された終端局かの何れかにアドレス指定されない時に のみ割り当てられたＶＬＡＮ指定と対応付けられた内部ポート１２、１４、１６ の何れかから送信されたメッセージを外部ポート１８を通じてハブ１０の外部に 送信するための手段（ＥＸＴ ＭＳＳＧ ＣＴＬ）７０の形をとる。手段７０は 、更に、終端局、またはポートのＭＡＣアドレスがメモリ４２内に記憶される時 にハブ１０の外部の終端局、またはポートにアドレス指定されたメッセージのみ を外部ポート１８を通じてハブ１０の外部に送信するかも知れない。 図３は、単一のハブで形成されるよりも物理的に大規模なネットワークを形成 するために本発明による多数の同一ネットワークハブがいかに中枢網７６により 接続されるかを示す。中枢網７６は共有伝送媒体であり、そして直接ワイヤー、 または光ファイバー接続、無線接続、交換網接続、または異なるタイプの接続の 何れかの組み合せを含むかも知れない。重要なポイントは、中枢網７６の少なく とも選択された部分が外部ポート１８、１１８、２１８の何れかから同時に送信 される全てのメッセージにより共有される。 三つのハブ１０、１１０、２１０が図３に示される。ハブ１０は図１のハブ１ ０と同一であり、且つ全ての構成要素と接続された終端局とは、図１におけるの と同一の参照番号を与える。ハブ１１０と２１０もハブ１０と同一であり、且つ 全ての構成要素と接続された終端局とは１１０と２１０で各々始まる連続した同 一参照番号を与える。特に、ハブ１１０は内部ポート１１２、１１４、１１６、 外部ポート１１８、ＦＰＥ１４０、そしてメモリ１４２から構成される一方、ハ ブ２１０は内部ポート２１２、２１４、２１６、外部ポート２１８、ＦＰＥ２４ ０、そしてメモリ２４２とから構成される。 ハブ１１０の内部ポート１１２、１１４、１１６に接続された終端局は、一般 にハブ１０の対応する内部ポートに接続されたこれらと同一である。ハブ１１０ の内部ポートに接続されているのは終端局１２６、１２８、１３０である。ハブ １１０の内部ポート１１６に接続されているのは、終端局１３２、１３４、１３ ６である。 ハブ２１０も同様であり、内部ポート２１２、２１４、２１６、外部ポート２ １８、ＦＰＥ２４０、そしてメモリ２４２から構成される。ハブ２１０の内部ポ ート２１２に接続されているのは終端局２２１、２２２、２２４である。ハブ２ １０の内部ポート２１４に接続されているのは、終端局２２６、２２８、２３０ である。ハブ２１６の内部ポートに接続されているのは、終端局２３２、２３４ 、２３６である。実際問題として同じネットワーク内の異なる中枢リンクが異な る技術と異なるプロトコルを採用するかも知れないので、中枢網で使用される特 定プロトコルはここでは指定されない。 図４は典型的ＬＡＮメッセージの一般的連続フォーマットを例示する、それは 開始フィールド８０、行き先アドレス（ＤＡ）フィールド８２、ソースアドレス （ＳＡ）フィールド８４、メッセージ内容フィールド８６、そして終了フィール ド８８を含む。ネットワークハブ１０と対応付けられた各終端局は、例えば、そ れ自身が保有するＭＡＣアドレスチップにより決定される固有アドレスを有する 。終端局がデータメッセージを発信すると、そのＭＡＣアドレスは出て行くメッ セージのＳＡフィールド８４内に挿入される。同様に、メッセージが準備されて いる終端局のＭＡＣアドレスは同メッセージのＤＡフィールド８２内に挿入され る。ＤＡフィールド８２内のＭＡＣアドレスは、メッセージが準備されている終 端局を決定するためにハブと終端局とを受け入れるのに終端局のＭＡＣアドレス と一致させるために使用される。内部ポート１２、１４、１６などの内部ポート は、それ自身のＭＡＣアドレス（例えば、接続されたいかなる終端局とも関係の ない管理目的のための）を有する。そのような固有内部ポートＭＡＣアドレスの 各々は、終端局アドレスの代りに、適時、ＤＡとＳＡフィールド８２と８４内に 挿入される。 図４で例示されたメッセージフォーマットは、図３の終端局の何れかにより作 られたか、またはそれのために準備されたデジタルデータメッセージを示す。 図５は、外部ポートを通じてハブから中枢網９０上での送信のためのメッセー ジを包み込む準備のために付加したＶＬＡＮ指定フィールド９０を有する図４と 同じメッセージを示す。 図６と７は、中枢網７６上での送信のための図５に示されたようなメッセージ の二つの異なる包みを示す、第一のもの（図６）はパケット中枢網用のもので、 第二（図７）は同期転送方式（ＡＴＭ）中枢網用のものである。図６において、 パケット包みは、中枢網の初期開始とアドレス指定フィールド９２、そして中枢 網の最終終了フィールド９４とを含む。図７において、ＡＴＭ網の包みは、各々 が初期ＡＴＭセル開始（ＡＣＳ）フィールド９６と最終ＡＴＭセル終了（ＡＣＥ ）フィールド９８とを有する複数の固定長セル（単一中間セルのみが第一セルと 最終セル間に示される）を含む。図７において、メッセージ内容フィールド８６ は全てのセルを通じて伸張し、そして最終充填パターンフィールド１００は終了 フィールド８８とＡＣＥセル９８間の最終セル内に何等かの必要な詰め込みを提 供するために使用される。図７においては、かなり多数の中間セルがあるかも知 れない。 本発明により提供されるＶＬＡＮ機構の重要な目的は、相互に単独でメッセー ジを交換させるためにネットワークの全ての部品、即ち、ハブの終端局、そして ／または内部ポートに同一のＶＬＡＮ指定を持たせることである。異なるＶＬＡ Ｎ指定を有するネットワークの部分間でのメッセージ交換は、特に防止される。 この配置は、実際には、これらの局が異なるＶＬＡＮ指定（即ち、異なる仮想Ｌ ＡＮ、またはＶＬＡＮに属する）を有する他の局の全てから離れたあたかも同一 ＬＡＮ（即ち、仮想ＬＡＮ、またはＶＬＡＮのメンバーとして）の一部であるか のように同一ＶＬＡＮ指定を有するこれらの局を機能させることが出来る。これ は、そのメッセージのソースに基づいて、ＶＬＡＮ指定を各メッセージと対応付 けることにより達成される。それで、メッセージは、 （１）一致ＶＬＡＮ指定 を有する内部ポートに接続される終端局に、 （２）一致ＶＬＡＮ指定を有する 内部ポートに、または（３）一致ＶＬＡＮ指定を有するポートを有するハブに接 続された外部ポートにだけ配信されるかも知れない。そのように提供されるサー ビスは従来のＬＡＮにより提供されるサービスと十分に比較される。 その最も単純な形式において、本発明により提示されたＶＬＡＮ機構はハブの 何れかの内部ポート（即ち、図３のネットワークハブ１０の内部ポート１２、１ ４、１６、ネットワークハブ１１０の内部ポート１１２、１１４、１１６、そし てハブ２１０の内部ポート２１２、２１４、２１６のいずれか）にＶＬＡＮ指定 を割り当てる。異なる内部ポートに割り当てられたＶＬＡＮ指定が異なるという いかなる要件もない。一般に、ＶＬＡＮ機構は、必ずしも同一のハブ上にある必 要はないが、複数の内部ポートは同一のＶＬＡＮ指定を有するという事実に依存 する。 各内部ポートのＶＬＡＮ指定はハブのメモリ（ＭＥＭ）部分内に記憶される（ 即ち、ハブ１０に対してＭＥＭ４２、ハブ１１０にＭＥＭ１４２、そしてハブ２ ２０にＭＥＭ２４２）。メッセージが内部ポート上のハブにより受信される度に 、そのポートのＶＬＡＮ指定がそのメッセージと対応付けられる。対応付けは、 メッセージが発信される内部ポートの番号に基づいて、ＭＥＭ４２、１４２、ま たは２４２の各々のＶＬＡＮ指定を探索する流れ処理素子（ＦＰＥ）４０、１４ ０、２１４により達成される。このタイプのＭＥＭ動作は内容アドレス指定可能 メモリ（ＣＡＭ）により容易に実行されるが、他のメモリ機構が代りに採用され ても良い。そのＭＥＭはメッセージと対応付けられたＶＬＡＮ指定と一致するＶ ＬＡＮ指定を有する内部ポートを識別するためにも使用されるかも知れない。 内部ポートから受信したメッセージが同一ハブの外部ポートから送信されるべ きである時、適切なＶＬＡＮ指定が、そのメッセージがそれから受信された内部 ポートに基づいて、流れ処理素子（ＦＰＥ）により付加される（図５参照）。そ れでそのメッセージは、外部ポートにより中枢網７６上での送信のために包まれ る（図６、７参照）。本発明による基本的システムはまた、そのメッセージがそ れから発信する内部ポートのＶＬＡＮ指定と一致するＶＬＡＮ指定を有する同一 ハブの他の全ての内部ポートにそのメッセージを転送する。 含まれたメッセージがハブ（１０、１１０、または２１０）の外部ポートで受 信されると、ＦＰＥ（４０、１４０、または２４０）はＶＬＡＮ指定とその元の メッセージを復元するためにそれを解く。それから、本発明による基本的システ ムは、一致ＶＬＡＮ指定を有するその内部ポートの各々にそのメッセージを転送 する。 許されたメッセージ交換を説明するために、ＶＬＡＮ指定（図示されない）は 参照番号とそれらを区別するために下線で示される次の例を考える。図３におい て、ハブ１０、内部ポート１２、１４、１６と対応付けられたＶＬＡＮ指定は各 々５１、６１、７１であるかも知れない。ハブ１１０、内部ポート１１２、１１ ４、１１６と対応付けられたＶＬＡＮ指定は各々６１、７１、８１であるかも知 れない。ハブ２１０、内部ポート２１２、２１４、２１６と対応付けられたＶＬ ＡＮ指定は各々７１、８１、８１であるかも知れない。この例において、他のい かなる内部ポートも一致ＶＬＡＮ指定を持たない。この配置はハブ１０の内部ポ ート１４とハブ１１０の内部ポート１１２とに接続された終端局の間でメッセー ジを交換させる。それはハブ１０の内部ポート１６と、ハブ１１０の内部ポート １１４、そしてハブ２１０の内部ポート１１４とに接続された終端局の間でメッ セージを交換させる。同様に、それはハブ１１０の内部ポート１１６、ハブ２１ ０の内部ポート２１４、そしてハブ２１０の内部ポート２１６とに取り付けられ た終端局間でメッセージを交換させる。ある他のハブが５１のＶＬＡＮ指定を有 する内部ポートを有するならば、それに取り付けられた終端局はハブ１０の内部 ポート１２に取り付けられたこれらとメッセージを交換出来るだろう。他のいか なるメッセージ交換も、行なわれることが許されない。 ＭＥＭ４２と組み合わせたＦＰＥ４０は、本発明の種々の局面に従って、ＶＬ ＡＮ機構の動作を高めるために多数の有用な機能を提供するのにも使用されるか も知れない。ＭＥＭ４２に記憶され、そして内部ポートの各々と対応付けされる のは、各々の特定内部ポートに取り付けられた終端局の全ての固有ＭＡＣアドレ スであるかも知れない。これらは、ＦＰＥ４０が固有ＭＡＣアドレスを用いてＭ ＥＭ４２にアクセスする時に、ＭＥＭ４２がそれと対応付けられた内部ポートの 番号とＶＬＡＮ指定とを復帰させることが出来るように記憶される。 ＭＥＭ４２の能力の更なる拡張は、本発明の他の局面に従って、外部ポート１ ８を通じて到達可能な他のハブの内部ポートに取り付けられた終端局に属する固 有ＭＡＣアドレスのための同様の情報を提供するかも知れない。これはＦＰＥ４ ０が代わりの外部ポート間で、または個々の外部ポートの何れかにより提供され る伝送路の中から選択出来るようにする。 動作時、メッセージが内部ポートから受信されると、それが来た内部ポートに 基づいて、ＶＬＡＮ指定をそのメッセージと対応付けるためにＦＰＥ４０はＭＥ Ｍ４２にアクセスする、そして更にメッセージのＤＡフィールド８２内の固有ア ドレスを用いることにより、そのＤＡと一致する固有アドレスを有する終端局が ハブの内部ポートの一つに位置するかどうかを知り、そしてもしそうであるなら ば、どの内部ポートか、そしてその内部ポートのＶＬＡＮ指定を知る。可能な結 果は以下のものを含む： １．そのＤＡを有する終端局は、そのメッセージが発信した内部ポート上に位 置する。この例においては、そのメッセージはもうすでに正規の終端局により受 信されているので、更なる行動をＦＰＥによりとる必要がない。 ２．そのＤＡを有する終端局が同一ハブの他の内部ポートの一つに位置し、そ してＦＰＥによりそのメッセージと対応付けられたＶＬＡＮ指定が、その終端局 が位置する内部ポートのものと一致する。この例の場合、ＦＰＥはそのメッセー ジを適切な内部ポートに転送する。ハブとの内部対応は十分であるので、そのメ ッセージにＶＬＡＮ指定を付加する必要はない。もしそのメッセージと対応付け されたＶＬＡＮ指定が、ＤＡを有する終端局が位置する内部ポートのものと一致 しないならば、ＦＰＥはそのメッセージを放棄する。 ３．そのＤＡを有する終端局が同一ハブの他の内部ポートの一つに位置しない 。この例の場合、付加されたＶＬＡＮ指定を有するそのメッセージはＦＰＥ４０ により適切なフォーマットに包まれて、中枢網での送信のために外部ポートに転 送される。 ネットワークハブ内に一つ以上の外部ポートが在る場合には（図示されない） 、適切に包まれたメッセージは複数中枢網での送信のためにそのような外部ポー トの全てに転送されるかも知れない、或はより複雑なシステムにおいては、ＭＥ Ｍ（４２、１４２、または２４２）と対応付けられたＦＰＥ（４０、１４０、２ ４０）は、そのメッセージと対応付けられたＶＬＡＮ指定、またはそのメッセー ジ内に含まれたＤＡフィールドの値の何れか、またはその両方に基づいて、包ま れたメッセージが転送されるべき有効中枢網を設定するために使用されるかも知 れない。 包まれたメッセージがその中枢からハブによりその外部ポートで受信されると 、その包まれたメッセージはＶＬＡＮ指定とその元のメッセージ内容とを得るた めに解かれる。それからＦＰＥ（４０、１４０、２４０）はメッセージのＶＬＡ Ｎ指定とＤＡフィールド８２内の固有アドレスとに基づいて適切な行動を決定す る ためにＭＥＭ（４２、１４２、２４２）にアクセスする。もしそのＤＡを有する 終端局がハブの内部ポートの一つに在るのが分かり、そしてそのメッセージと対 応付けられたＶＬＡＮ指定が、その終端局が位置する内部ポートのものと一致な らば、ＦＰＥ（４０、１４０、２４０）はそのメッセージをその内部ポートに転 送する。さもなければＦＰＥ（４０、１４０、２４０）はそのメッセージを放棄 する。 上述の手続きは、メッセージがそのＤＡと一致する固有アドレスを有する終端 局が位置するネットワークの特定区分にのみ転送されることを保証するために使 用されるかも知れないことに留意すること。これは以下を含む多数の特徴と提供 する： １．特有の中枢網区分の、または特有の内部ポートの帯域巾容量は、中枢網区 分、または内部ポートにより到達可能な終端局のために実は準備されたメッセー ジの送信のために使用されるだけである。 ２．機密保護の特徴は、メッセージがアドレス指定される終端局がそのハブに 対して局所的である時には、そのメッセージは決して中枢網区分上で送信されな い、そのメッセージと対応付けられたＶＬＡＮ指定と一致するＶＬＡＮ指定を持 たない内部ポートに決して転送されない、そしてそのＤＡと一致する固有アドレ スを有する終端局を持たない内部ポートに決して転送されないということで提供 される。 前者の特徴は有効帯域巾を浪費するのを回避するが、後者の特徴は従来のＬＡ Ｎにより提供されたものと同等の機密保護を付加することによりＶＬＡＮ原理の 価値を高める。 ＶＬＡＮ機構の多数の強化策が付加的能力を提供するために使用されるかも知 れない。一つの強化策は、ＶＬＡＮ指定、または一連のＶＬＡＮ指定を外部ポー トにも対応付ける。内部ポートの一つの終端局の一つから発信するメッセージは 、そのメッセージと対応付けられたＶＬＡＮ指定が外部ポートと対応付けられた ＶＬＡＮ指定と一致した時にＦＰＥ４０により中枢網上での送信のための外部ポ ートに転送される。ＶＬＡＮのこの特徴は、中枢伝送網上での通信量を制限して 、制御するために使用されるかも知れない。 他の強化策は、内部ポートに割り当てられた複数のＶＬＡＮ指定を持たせるこ とにより提供される。従って、その内部ポートに取り付けられた終端局の一つか ら発信するメッセージは、ＦＰＥによりそれに対応付けられた一つのＶＬＡＮ指 定よりも多く持つかも知れない。この例では、ここで説明された動作の全ては、 メッセージと対応付けられたＶＬＡＮ指定が一連のＶＬＡＮ指定として変換され 、そしてそのＶＬＡＮ指定の何れかが一致する時、一致が達成されるということ を除いては、それらがもうすでに説明されているものと同じである。この強化策 では、中枢網上での送信のためのメッセージに付加されて示されるようにＶＬＡ Ｎ指定（図５参照）は、実際に一連のＶＬＡＮ指定である。単純な動作において 、メッセージはそのメッセージと対応付けられたＶＬＡＮ指定の一つと一致する ＶＬＡＮ指定を有する全内部ポートに転送される。強化された動作では、メッセ ージは、内部ポートのＶＬＡＮ指定の一つがそのメッセージと対応付けられたＶ ＬＡＮ指定の一つと一致する時にメッセージのＤＡと一致する固有アドレスを有 する終端局を有する特定の内部ポートに転送される。 前述の強化策を用いて可能となるメッセージ交換の例は以下に述べるものを含 む：図３において、ハブ１０の内部ポート１２と対応付けられたＶＬＡＮ指定は５１ 、６１、７１であるかも知れない、ハブ１１０の内部ポート１１２と対応付 けられたＶＬＡＮ指定は６１と８１であるかも知れないが、ハブ２１０の内部ポ ート２１２と対応付けられたＶＬＡＮ指定は７１と８１であるかも知れない。こ れらの三つの内部ポートに接続された終端局、ハブ１０の内部ポート１２、ハブ １１０の内部ポート１１２、そしてハブ２１０の内部ポート２１２の全ては、互 いにメッセージを交換することが出来る。もし他の内部ポートが５１のＶＬＡＮ 指定を有するならば、それに接続された終端局はメッセージをハブ１０の内部ポ ート１２に接続されたこれらと交換するかも知れない。もし他の内部ポートが６ １ のＶＬＡＮ指定を有するならば、それに接続された終端局はメッセージをハブ １０の内部ポート１２とハブ１１０の内部ポート１１２とに接続されたこれらと 交換するかも知れない。もし他の内部ポートが７１のＶＬＡＮ指定を有するなら ば、それに接続された終端局はメッセージをハブ１１０の内部ポート１１２とハ ブ２１０の内部ポート２１２とに接続されたこれらと交換するかも知れない。 もし他の内部ポートが８１のＶＬＡＮ指定を有するならば、それに接続された 終端局はメッセージをハブ１１０の内部ポート１１２とハブ２１０の内部ポート ２１２とに接続されたこれらと交換するかも知れない。最後に、もし他の内部ポ ートが９１のＶＬＡＮ指定をのみ有するならば、それに接続された終端局はメッ セージを内部ポート１２、１１２、または２１２の何れかに接続されたこれらと 交換出来ないだろう。 他の強化策は、各ポートそれ自身に、内部ポートに接続された終端局から発信 するメッセージと対応付けるＶＬＡＮ指定と異なる別のＶＬＡＮ指定を持たせる ことにより提供される。この強化策は、内部ポートで発信するメッセージと接続 された終端局の一つで発信するメッセージとを区別するために内部ポートが各メ ッセージに沿ってＦＰＥ（４０、１４０、２４０）に合図を送ることが必要であ る。この強化策は、これらの内部ポートに接続された終端局間のメッセージの交 換に何の影響も与えない。その代わりに、それは、ポートで指向されるか、また は内部ポート間で交換される全管理情報と比類なく対応付けられるかも知れない ＶＬＡＮ指定を提供する。このＶＬＡＮ指定は特別の使用規則を有し、そして特 別の管理状況を有する終端局からのメッセージと対応付けられるかも知れない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】 含む。そのハブは、ポートと対応付けられた媒体アクセ スコントロール（ＭＡＣ）アドレスを記憶し、そしてそ のメッセージの行き先アドレスがそのポートを通じて到 達可能であることが分かる時にのみメッセージをポート に送る能力をも有するかも知れない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内部と外部ポートへの、そしてその内部と外部ポー卜に接続された何れか の終端局へのメッセージの送信を制御するためのデジタルデータ中心網ハブ（１ ）、ここでその外部ポートのみがそのハブ以外のハブに接続可能である、前記デ ジタルデータ中心網ハブにおいて： ハブ内でメッセージを送受信するためのｎ内部ポート（１２、１４、１６）、 ここでｎはゼロよりも大きな整数である； ハブの範囲外のメッセージを送受信するためのｍ外部ポート（１８）、ここで ｍはゼロよりも大きな整数である； 少なくとも幾つかの内部ポートのための仮想域内網（ＶＬＡＮ）指定を記憶し 、そして内部ポートの媒体アクセスコントロール（ＭＡＣ）アドレスを記憶する ためのメモリ手段（４２）； ＶＬＡＮ指定を少なくとも一つ以上の内部ポートに割り当て、そしてメモリ手 段内に割り当てられたＶＬＡＮ指定を記憶するための手段（６０）； 記憶済みＶＬＡＮ指定を、記憶済みＶＬＡＮ指定が割り当てられた内部ポート の何れかから送信されたメッセージと対応付けるための手段（６４）； 何れかのポートにより受信されたメッセージと対応付けられたＶＬＡＮ指定を 識別するための手段（６６）；そして これらの特定のポートに割り当てられた記憶済みＶＬＡＮ指定と一致する対応 ＶＬＡＮ指定を有するハブ内で受信されたメッセージのみを何れかの内部ポート に送信するための手段（６８）とを組み合せにて構成されることを特徴とする。 ２．メモリ手段に少なくとも幾つかの外部ポートのＶＬＡＮ指定を記憶するた めの手段（６０）；そして メモリ手段内に記憶され、そして外部ポートと対応付けられたＶＬＡＮ指定と 一致するＶＬＡＮ指定をそれらの外部ポートと対応付けたメッセージのみを何れ かのそのような外部ポートからハブの外部に送信するための手段（７０）とを組 み合せにて構成されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のネットワーク ハブ。 ３．内部ポートの何れかに接続された各終端局のＭＡＣアドレスを決定し、そ してそのようにして得られたＭＡＣアドレスをメモリ手段内に記憶するための手 段：そして そのメモリ手段は内部ポートの何れかに接続された終端局を含む終端局のため のＭＡＣアドレスをもまた記憶する； ＶＬＡＮ指定を識別する手段はハブ内で受信されたメッセージにより運ばれた 行き先アドレスをも識別する；そして 送信するための手段はその特定ポートに割り当てられた記憶済みＶＬＡＮ指定 と一致する対応ＶＬＡＮ指定を有し、そして同一ポートに接続された終端局の一 つの記憶済みＭＡＣアドレスと一致する行き先アドレスを運ぶ受信済みメッセー ジのみを何れかの内部ポートに送信することを特徴とする請求の範囲第１項に記 載のネットワークハブ。 ４．少なくとも一つ以上の内部ポートは、それが接続される終端局にアドレス 指定されたメッセージのための少なくとも第一ＶＬＡＮ指定と、そしてそれが接 続される終端局へよりもむしろそれにアドレス指定されたメッセージのための少 なくとも第二ＶＬＡＮ指定とに割り当てられることを特徴とする請求の範囲第３ 項に記載のネットワークハブ。 ５．送信されるメッセージがハブ内の内部ポートにも、ハブ内の内部ポートに 接続された終端局にもアドレス指定されない時にのみ割り当てられたＶＬＡＮ指 定をそれらと対応付けて、何れかの内部ポートから発信するメッセージを外部ポ ートからハブの外部に送信するための手段（７０）を含むことを特徴とする請求 の範囲第３項に記載のネットワーク。 ６．メモリ手段内に少なくとも幾つかの外部ポートのためのＶＬＡＮ指定を記 憶するための手段（６０）；そして メモリ手段内に記憶されて、外部ポートと対応付けられたＶＬＡＮ指定と一致 するＶＬＡＮ指定をそれらの外部ポートと対応付けたメッセージのみを何れかの 外部ポートからハブの外部に送信するための手段（７０）を組み合せにて構成さ れることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のネットワーク。 ７．外部ポートを通じてのみハブに接続された少なくとも幾つかの終端局のた めのＭＡＣアドレスと少なくとも幾つかの外部ポートのためのＶＬＡＮ指定とを メモリ手段内に記憶するための手段（６２）；そして そのＭＡＣアドレスがメモリ手段内に記憶される終端局にのみ、またはもしア ドレス指定された終端局のＭＡＣアドレスがメモリ手段内に記憶されないならば 、メッセージが発信する内部ポートのＶＬＡＮ指定と一致するＶＬＡＮ指定を有 する外部ポートを通じてのみ何れかの内部ポートから発信するメッセージを何れ かの外部ポートからハブの外部に送信するための手段（７０）とを組み合わせに て構成されることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のネットワーク。