JPH0974426A - ネットワーク間接続装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネットワーク間のデータ通信を効率よく行
う。 【解決手段】このアドレス変換接続装置３は、所定数の
み設定されたグローバルアドレスＩＤに対して、ネット
ワーク２内で端末毎に設定されたローカルアドレスを割
り当てるためのテーブル４０を有するアドレスメモリ３
４と、ネットワーク２内を宛先とするフレームを受信す
るネットワークＩ／Ｆ３１と、受信されたフレームから
グローバルアドレスを抽出するアドレス抽出回路３２
と、抽出されたグローバルアドレスを基にアドレスメモ
リ３４を検索する検索回路３５と、検索されたグローバ
ルアドレスＩＤに対応させて宛先のローカルアドレスを
登録する登録回路３７と、そのローカルアドレスに宛先
を変えてフレームを送信するネットワークＩ／Ｆ４３と
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のネットワー
ク間で伝送フレームの中継／伝送を行うネットワーク間
接続装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ネットワーク間のデータ通信
にはネットワーク間接続装置が用いられているが、この
際、複数階層の中継処理を要するため、負荷集中によっ
ては、データの伝送機能が低下することがある。

【０００３】一般に、ＬＡＮおよびＷＡＮなどの異種ネ
ットワーク間には、データをフレーム単位に通信するた
めのネットワーク間接続装置としてルータおよびゲート
ウェイなどが用いられている。

【０００４】通常、ＬＡＮの内部（ローカルな組織）と
外部のＷＡＮ（外部組織）とでフレームの通信を行う場
合、ルータが外部のＷＡＮで一意に割り当てられたアド
レス（グローバルアドレス）を内部組織のアドレス（ロ
ーカルアドレス）に再割り当て、つまりアドレスの付け
替え処理を行うことにより互いを接続し両者間でフレー
ム伝送が行われる。

【０００５】この際、ルータは、図５（ａ）に示すよう
に、転送フレームのアドレスの付け替えを、ＯＳＩ参照
モデルの第３層まで処理して行う。

【０００６】またセキュリティ上の都合で、外部のＷＡ
ＮからＬＡＮ内部にフレームを侵入させない機能をルー
タにもたせることもある。

【０００７】この場合、ルータにマイクロプロセッサを
搭載し、予め転送可能なフレームのアドレスを登録して
おき、フレームが受信されたとき、そのフレームのネッ
トワークアドレスをソフトウェアによってチェックし、
受信フレームのアドレスが登録アドレスと一致しなけれ
ばそのフレームを破棄するようにしている。

【０００８】一方、アドレスの付け替えを行わずにネッ
トワーク間でデータ通信するためには、ネットワーク間
接続装置としてゲートウェイを使用することになる。

【０００９】この場合、図５（ｂ）に示すように、転送
するフレームをＯＳＩ参照モデルの上位層（第４層以
上）まで中継処理を行う必要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のネットワーク間接続装置では、以下のような問題が
あった。

【００１１】すなわち、ネットワーク間接続装置として
ルータを用いる場合、外部のネットワークからのフレー
ムに対してローカルなネットワーク側のアドレスの付け
替えが必ず生じるため、外部との接続処理がすばやくで
きない。またローカル側にも外部と同じ種類のアドレス
を一意に割り当てる必要があるため、各ネットワーク内
の端末数が増えると、割り当てるアドレスが枯渇する恐
れがある。さらにセキュリティ上の都合でネットワーク
に登録されていないフレームをフィルタリングする場
合、アドレス検索などのフィルタリング処理にかなりの
時間を要し、フレームの伝送性能が低下するなどといっ
た問題があった。

【００１２】一方、ゲートウェイを用いる場合、ローカ
ル側のアドレス体系が外部の組織と必ずしも一意である
必要はないが、フレーム中継の際、フレームの組立、分
割および転送処理などをゲートウェイがアプリケーショ
ン毎に実行する必要があり、ゲートウェイの負荷が高く
なる。このためゲートウェイの部分でネットワークがボ
ルトネック状態になり、フレームの伝送性能が低下する
という問題があった。本発明はこのような課題を解決す
るためになされたもので、端末数が増加してもアドレス
が枯渇することがなく、ネットワーク間の接続が容易に
なり、フレーム転送性能を向上することのできるネット
ワーク間接続装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載のネットワーク間接続装置は、ネ
ットワーク間に介挿され、ネットワーク全体に通用する
一意な宛先アドレスを有するフレームの伝送を行うネッ
トワーク間接続装置において、前記ネットワーク間に伝
送されるフレームを受信する受信手段と、前記受信手段
により受信されたフレームから宛先アドレスを抽出する
アドレス抽出手段と、ネットワーク全体に通用する一意
なアドレスに対応する所定数のＩＤ情報が予め登録され
たアドレス登録手段と、前記アドレス抽出手段により抽
出された宛先アドレスと前記アドレス登録手段により登
録されているアドレスとを比較する比較手段と、比較結
果、アドレスが一致した場合、そのアドレスに対応する
宛先側ネットワークで独自に各端末毎に設定したアドレ
スを、所定数のみ設定されているＩＤ情報に動的に割り
当てるアドレス割当手段とを具備している。

【００１４】この請求項１記載の発明では、あるネット
ワーク内に伝送するフレームが受信されたとき、そのフ
レームからネットワーク全体に通用する一意な宛先アド
レスを抽出し、予め登録されているアドレス値と比較
し、互いが一致した場合、そのアドレスに対応して宛先
側ネットワークで各端末毎に設定したアドレスを、所定
数のみ設定されているＩＤ情報に動的に割り当ててネッ
トワーク間を接続する。したがって、少くないアドレス
資源を有効に活用してデータ通信を行うことができ、ま
た外部と接続できる端末数は所定数のみに限定されるも
ののネットワーク間の接続が容易になり、さらに各ネッ
トワークに接続された端末数が増加してもアドレスが枯
渇することがなくなる。

【００１５】また請求項２記載のネットワーク間接続装
置は、請求項１記載のネットワーク間接続装置におい
て、前記受信手段により受信され、前記アドレス割当手
段により割り当てられている各端末レベルのアドレスの
割り当て数を計数する計数手段と、前記受信手段により
フレームが受信され、前記計数手段により計数された数
が所定数設定されているＩＤ情報の数を越えたとき、そ
の受信フレームを破棄する破棄手段をさらに具備してい
る。

【００１６】この請求項２記載の発明では、所定数設定
されているＩＤ情報数を越えてフレームが受信されたと
き、そのフレームは破棄される。

【００１７】したがって、中継負荷がある程度以上かか
ららなくなり、ネットワーク間のデータ伝送性能を維持
および向上することができる。

【００１８】さらに請求項３記載のネットワーク間接続
装置は、請求項１および２記載のネットワーク間接続装
置において、前記アドレス割当手段に割り当てられた各
端末レベルのアドレスが使用されなくなったときから所
定時間を計数する時間計数手段と、前記時間計数手段に
より所定時間が計数された場合、前記アドレス割当手段
によった前記ＩＤ情報に対して割り当てられた各端末レ
ベルのアドレスを削除する削除手段をさらに具備してい
る。

【００１９】この請求項３記載の発明では、時間計数手
段により所定時間が計数された場合、ＩＤ情報に対して
割り当てられた各端末レベルのアドレスが削除される。

【００２０】したがって、少くないアドレス資源を有効
に活用してデータ通信を行うことができる。

【００２１】上記結果、ネットワーク間の接続を容易に
し、データ中継の際の一連の情報処理の負荷を軽減で
き、装置全体としての中継性能を維持／向上することが
できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００２３】図１は本発明のネットワーク間接続装置に
係る一つの実施形態のアドレス変換接続装置が利用され
ているネットワーク構成を示す図、図２はネットワーク
間に伝送／中継されるフレーム構造を示す図、図３は図
１のアドレス変換接続装置の構成を示す図、図４はアド
レスメモリのアドレス変換テーブル構成を示す図であ
る。

【００２４】図１において、１はワイドエリアネットワ
ーク（ＷＡＮ）などのネットワークであり、２はローカ
ルエリアネットワーク（ＬＡＮ）などのネットワークで
ある。ネットワーク１とネットワーク２とは、アドレス
変換接続装置３を介して接続されている。各ネットワー
ク１、２には、それぞれ複数のホスト（端末）（図示せ
ず）が接続されている。

【００２５】これらネットワーク１、２間において、中
継対象となるフレーム１０は、図２（ａ）に示すよう
に、データリンク層ヘッダ１１、ネットワーク層ヘッダ
１２およびデータ１３などから構成されている。ネット
ワーク層ヘッダ１２には、図２（ｂ）に示すように、少
なくとも各ネットワークの送信元アドレス１５と宛先ア
ドレス１６とが記録されている。

【００２６】上記アドレス変換接続装置３は、図３に示
すように、ネットワーク受信Ｉ／Ｆ３１、アドレス抽出
回路３２、フレームバッファ３３、アドレスメモリ３
４、検索回路３５、比較回路３６、登録回路３７、グロ
ーバルアドレスメモリ３８、カウンタ３９、定期タイマ
４０、削除回路４１、フレーム組立回路４２およびネッ
トワーク送信Ｉ／Ｆ４３などから構成されている。

【００２７】ネットワーク受信Ｉ／Ｆ３１およびネット
ワーク送信Ｉ／Ｆ４３は、ネットワーク１、２へのフレ
ームの送受信を行うものである。アドレス抽出回路３２
は、フレーム中から送信元アドレスを抽出するものであ
る。フレームバッファ３３は、受信されたフレームを一
時記憶しておくものである。検索回路３５は、アドレス
抽出回路３２により抽出されたアドレス値を基にハッシ
ュ演算を行い、その結果を基に、アドレスメモリ３４の
メモリアドレスを検索するものである。比較回路３６
は、受信フレームの送信元アドレスとグローバルアドレ
スメモリ３８から読み出したアドレス値とを比較し、互
いが一致した場合、一致信号をフレーム組立回路４２に
送出するものである。登録回路３７は、グローバルアド
レスおよびカウンタ３９の登録数を基にグローバルアド
レスメモリ３８に予め登録されているグローバルアドレ
スＩＤおよびローカルアドレスを検索するものである。
グローバルアドレスメモリ３８には、中継可能な全ての
ネットワークのグローバルアドレスに対応するＩＤとロ
ーカルアドレスとが登録されている。カウンタ３９は、
現在のローカルアドレス登録数を保持するものである。
定期タイマ４０は、一定時間使用されていない登録エン
トリ（ローカルアドレス）の生存時間をカウントするも
のであり、登録エントリが使用されなくなると、例えば
300secなどからカウントダウンを開始する。削除回路４
１は、生存時間のフィールド４４をチェックし、0secの
場合、削除信号をアドレスメモリ３４に出力し、そのエ
ントリを削除するものである。フレーム組立回路４２
は、フレームバッファ３３からフレームを取り出し、そ
の送信元アドレスの部分をグローバルアドレスに書き替
えるものである。

【００２８】図４に示すように、アドレスメモリ３４に
は、アドレス変換テーブル４０が格納されている。この
アドレス変換テーブル４０は、ローカルアドレス（ネッ
トワーク内部側のアドレス）の記録フィールド４１と、
これに対してグローバルアドレス（外部のネットワーク
のアドレス）に対応するＩＤ番号（グローバルアドレス
ＩＤ）が登録された所定数のフィールド４２と、登録エ
ントリされているアドレスが使用中か否かを示すフラグ
の記録フィールド４３と、登録エントリの生存時間を示
すカウント値の記録フィールド４４とを有している。

【００２９】この実施例のテーブルの場合、現在、複数
のローカルアドレスＡ〜Ｚの中のローカルアドレスＢ、
Ｄ、Ｖ、Ｃなどの 4つが、グローバルアドレスＩＤ 1、
3、4、 5に対応して登録されており、グローバルアド
レスＩＤ 2には、ローカルアドレスが登録されていない
空き状態である。なおグローバルアドレスＩＤ 1には、
フラグ「１」が立っており、ローカルアドレスＢが登録
されてはいるものの、既に 100sec 間使用されておら
ず、生存時間が200secになっている。

【００３０】次に、このアドレス変換接続装置の動作を
説明する。

【００３１】例えばネットワーク１からのフレームをア
ドレス変換接続装置３を通じてネットワーク２へ中継／
伝送する場合、ネットワーク１よりネットワークＩ／Ｆ
３１に受信されたフレームは、アドレス抽出回路３２に
送られる。

【００３２】このアドレス抽出回路３２では、受信した
フレームがフレームバッファ３３に記憶されると共に、
フレーム中から送信元アドレス１５が抽出され、検索回
路３５および比較回路３６に与えられる。

【００３３】検索回路３５は、与えられたアドレス値を
基にハッシュ演算を行い、その結果をメモリアドレスと
してアドレスメモリ３４のアドレス変換テーブル４０を
検索する。アドレスメモリ３４には、通常、ローカルア
ドレス（内部側ネットワークのアドレス）とグローバル
アドレス（外部のネットワークのアドレス）を示すＩＤ
番号、登録エントリが使用中か否かを示すフラグおよび
登録エントリの生存時間などがテーブル形式で記憶され
ているが、初期の時点ではアドレスメモリ３４にローカ
ルアドレスが登録されていないので、検索回路３５は、
ローカルアドレスが未登録として、登録回路３７に未登
録信号を通知する。

【００３４】この未登録信号が登録回路３７に通知され
ると、登録回路３７は、カウンタ３９をＵＰし現在の登
録数を更新する。そして登録回路３７は、グローバルア
ドレスおよびカウンタ３９の数値を基に予めグローバル
アドレスメモリ３８に登録されているローカルアドレス
を検索し、この検索によって得られたメモリアドレスの
エントリをアドレス変換テーブル４０の空きフィール
ド、つまりグローバルアドレスＩＤ番号の使用されてい
ないローカルアドレスのフィールド位置に登録する。ま
た使用中であることを示すビット、つまりフラグを立て
て生存時間のエントリを所定時間（300sec ）にリセッ
トする。

【００３５】そして登録回路３７は、アドレス変換テー
ブル４０に登録したローカルアドレスをフレーム組立回
路４２に送る。

【００３６】フレーム組立回路４２では、伝送するフレ
ームをフレームバッファ３３から取り出し、そのフレー
ムの送信元アドレスの部分を、登録回路３７によって送
られてきたローカルアドレスに変換しフレームを組立て
る。そして組立後のフレームはネットワークＩ／Ｆ４３
によってネットワーク２に送信される。

【００３７】一方、ローカルアドレスが既に登録済みで
ある場合は、比較回路３６によってアドレス変換テーブ
ル４０に既にエントリされているローカルアドレスが取
り出され、このローカルアドレスに対するＩＤ番号のグ
ローバルアドレスと、受信フレームの送信元アドレス
（グローバルアドレス）とが比較される。

【００３８】この比較結果、互いが一致した場合、一致
信号をフレーム組立回路４２に送り、ここでアドレスメ
モリ３４から既に登録済みのローカルアドレスを取り出
し、前回と同様にフレームの送信元アドレス（グローバ
ルアドレス）をローカルアドレスに変えて送信する。ま
たアドレス変換テーブル４０の生存時間をリセットす
る。グローバルアドレスメモリ３８に登録されているア
ドレスは、ローカル側にあるホスト数（端末数）より少
ない。

【００３９】カウンタ３９がカウントしたカウント値
が、グローバルアドレスＩＤの最大登録数（この実施例
の場合、 5個など）を越えると、登録回路３７は破棄信
号をフレームバッファ３３に通知し、現在の数以上フレ
ームを保持しないよう次に受信したフレームを破棄す
る。

【００４０】一方、削除回路４１は、アドレス変換テー
ブル４０の生存時間のフィールド４４を随時見ることに
よって、一定時間使用されていないエントリ（ローカル
アドレス）を探し、削除信号をアドレスメモリ３４に通
知してそのエントリをアドレス変換テーブル４０上から
削除する。そして、カウンタ３９をＤＯＷＮし、現在の
使用数を減数する。

【００４１】外部ネットワーク１からのフレームをネッ
トワーク２で中継して外部ネットワークへ伝送する場合
には、アドレス抽出部分をフレームの宛先ネットワーク
にして、アドレスメモリ３４をグローバルアドレス値で
検索することになる。

【００４２】そしてアドレスメモリ３４にグローバルア
ドレスが登録されていない場合には、そのフレームはネ
ットワーク２への中継が拒否される。

【００４３】したがって、登録されたグローバルアドレ
スを持つホスト（端末）以外へのアドレスを持つフレー
ムは中継されず、内部ネットワーク２のセキュリティが
保たれる。

【００４４】このように本実施例のアドレス変換接続装
置によれば、ネットワーク１からのフレームをネットワ
ーク２へ伝送／中継する場合、伝送フレーム自体のグロ
ーバルアドレスに対するＩＤ番号（グローバルアドレス
ＩＤ）を、内部ネットワーク２のホスト（端末）数より
も少ない数、例えば 5個などに設定し、ネットワーク１
からフレームが受信されるたびに、ローカルアドレスを
割り当て、割り当てたアドレスで通信させるので、ロー
カル２側が外部ネットワーク１に接続できる端末数は限
定されるものの、アドレス登録された内部のネットワー
ク２の端末と外部のネットワーク１との接続が容易にな
る。

【００４５】この結果、中継の際の一連の情報処理の負
荷が軽減され、装置全体のフレーム中継性能を向上する
ことができる。

【００４６】また所定数のグローバルアドレスＩＤをロ
ーカルアドレスに動的に割り当ててアドレス運用するの
で、アドレスが枯渇することがなくなり、アドレス資源
を有効活用したデータ通信を行うことができる。

【００４７】さらにグローバルアドレスＩＤ番号を内部
のローカルアドレスよりも少ない所定数のみに設定し、
内部ネットワークのローカルアドレスの登録を所定数に
限定することにより、それ以上を越える接続に対してフ
レームの破棄が行われるので、中継負荷がある程度以上
かからないようになり、中継負荷を軽減できる。

【００４８】またグローバルアドレスメモリ３８に登録
されていない宛先アドレスを持つフレームの中継は行わ
れないので、セキュリティの向上を図ることができる。

【００４９】なお本発明はマイクロプロセッサをもちソ
フトウェアでフレーム中継処理を実行する装置と組み合
わせることによって、ルータ機能を持ったＬＡＮ−ＷＡ
Ｎ間の接続装置としても応用できる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１および３記
載の発明によれば、ネットワーク間に伝送するフレーム
が受信されたとき、そのフレームから宛先アドレスを抽
出し、所定数のみ設定されたＩＤ情報を検索し、そのＩ
Ｄ情報に宛先ネットワーク側で独自に設定した各端末毎
のアドレスを動的に割り当ててネットワーク間を接続す
る。そして各ＩＤ情報に対して割り当てられた各端末毎
のアドレスが所定時間以上使用されなかった場合、削除
されるので、少くないアドレス資源を有効に活用してデ
ータ通信を行うことができる。

【００５１】また請求項２記載の発明によれば、ＩＤ情
報数を越えてフレームが受信されたとき、そのフレーム
は破棄されるので、中継負荷がある程度以上かかららな
くなる。

【００５２】上記結果、端末数が増加してもアドレスが
枯渇することがなくなり、ネットワーク間の接続が容易
になり、データ中継の際の一連の情報処理の負荷を軽減
でき、装置全体としての中継性能を維持／向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例のアドレス変換接続装置
が利用されているネットワーク構成を示す図である。

【図２】ネットワーク間において伝送されるデータフォ
ーマットを示す図である。

【図３】図１のアドレス変換接続装置の構成を示す図で
ある。

【図４】このアドレス変換接続装置のアドレス変換テー
ブルを示す図である。

【図５】（ａ）は従来のルータの処理階層を示す図であ
る。（ｂ）は従来のゲートウェイの処理階層を示す図で
ある。

【符号の説明】

１、２…ネットワーク、３…アドレス変換接続装置、３
１…ネットワーク受信Ｉ／Ｆ、３２…アドレス抽出回
路、３３…フレームバッファ、３４…アドレスメモリ、
３５…検索回路、３６…比較回路、３７…登録回路、３
８…グローバルアドレスメモリ、３９…カウンタ、４０
…定期タイマ、４１…削除回路、４２…フレーム組立回
路、４３…ネットワーク送信Ｉ／Ｆ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワーク間に介挿され、ネットワー
   ク全体に通用する一意な宛先アドレスを有するフレーム
   の伝送を行うネットワーク間接続装置において、 前記
   ネットワーク間に伝送されるフレームを受信する受信手
   段と、 前記受信手段により受信されたフレームから宛先アドレ
   スを抽出するアドレス抽出手段と、 ネットワーク全体に通用する一意なアドレスに対応する
   所定数のＩＤ情報が予め登録されたアドレス登録手段
   と、 前記アドレス抽出手段により抽出された宛先アドレスと
   前記アドレス登録手段により登録されているアドレスと
   を比較する比較手段と、 比較結果、アドレスが一致した場合、そのアドレスに対
   応して宛先側ネットワークで独自に各端末毎に設定した
   アドレスを、所定数のみ設定されているＩＤ情報に動的
   に割り当てるアドレス割当手段とを具備したことを特徴
   とするネットワーク間接続装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のネットワーク間接続装置
   において、 前記受信手段により受信され、前記アドレス割当手段に
   より割り当てられている各端末レベルのアドレスの割り
   当て数を計数する計数手段と、 前記受信手段によりフレームが受信され、前記計数手段
   により計数された数が所定数設定されているＩＤ情報の
   数を越えたとき、その受信フレームを破棄する破棄手段
   をさらに具備したことを特徴とするネットワーク間接続
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１および２記載のネットワーク間
   接続装置において、 前記アドレス割当手段に割り当てられた各端末レベルの
   アドレスが使用されなくなったときから所定時間を計数
   する時間計数手段と、 前記時間計数手段により所定時間が計数された場合、前
   記アドレス割当手段によった前記ＩＤ情報に対して割り
   当てられた各端末レベルのアドレスを削除する削除手段
   をさらに具備したことを特徴とするネットワーク間接続
   装置。