JPH1056474A - マルチレイヤスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信したフレームデータの中継処理を高速に
行うことが可能な技術を提供する。 【解決手段】 複数のネットワークを接続してブリッジ
中継処理及びルータ中継処理を行うマルチレイヤスイッ
チにおいて、以前中継処理を行ったフレームデータの送
信先アドレス及び送信元アドレスとその中継処理結果を
格納する中継処理結果格納手段と、受信したフレームデ
ータの送信先アドレス及び送信元アドレスに一致する前
記中継処理結果格納手段に格納された以前の中継処理結
果を検索する高速検索手段と、前記高速検索手段により
検索された中継処理結果によりブリッジ中継処理または
ルータ中継処理を行う中継処理判別手段とを備えるもの
である。

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
クを接続するマルチレイヤスイッチに関し、特に、デー
タリンク層レベルで複数のネットワーク間の中継処理を
行うブリッジ機能とネットワーク層レベルで複数のネッ
トワーク間の中継処理を行うルータ機能とを兼ね備える
マルチレイヤスイッチに適用して有効な技術に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】複数のネットワーク装置を接続するネッ
トワーク間接続装置としては、ＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙ
ｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）に定め
られているネットワークシステム階層のうちのデータリ
ンク層において相互接続を行うブリッジ装置や、データ
リンク層の上位層であるネットワーク層において相互接
続を行うルータ装置がある。

【０００３】また、前記ブリッジ装置及びルータ装置の
機能を兼ね備えたブルータと称される装置があり、前記
ブルータ装置は、予め指定された特定のプロトコルにつ
いてはルータ装置として動作し、その他のプロトコルに
ついてはブリッジ装置として動作する装置である。

【０００４】更に近年では、データリンク層において複
数のネットワークを物理的に接続すると共に、前記複数
のネットワークを仮想的に分割または接続する仮想的な
ＬＡＮであるバーチャルＬＡＮ（以下ＶＬＡＮと称す）
を構成するＶＬＡＮ装置が出現している。

【０００５】このＶＬＡＮ装置は、基本的にはＬＡＮの
データリンク層であるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓ
ｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを管理し、前記ＭＡＣア
ドレスを管理することにより、ネットワークに物理的に
接続している装置をグループ化している。

【０００６】前記ＶＬＡＮ装置は、ＭＡＣアドレスのグ
ループを仮想的なネットワークとすることにより、端末
の移設等による物理的な移動に対し、柔軟にネットワー
クを構築することができる。

【０００７】また、前記ＶＬＡＮ装置は、前述のブリッ
ジ装置と異なり、ＭＡＣアドレスをグループ化すること
によってネットワーク管理をルータ装置に準ずる様に行
うことができる。これは、ＭＡＣアドレスのグループ単
位にネットワーク層のアドレスを割り付けることにより
実現する。

【０００８】従って、前記ＶＬＡＮ装置は、ＭＡＣアド
レスのグループ間の通信についてはルータ装置として動
作し、この為、ＶＬＡＮ装置はマルチレイヤスイッチと
も称される。

【０００９】前記ブルータ装置と異なり、前記マルチレ
イヤスイッチは、受信したフレームデータのＭＡＣヘッ
ダにおいて、ＭＡＣアドレスの送信元アドレスと受信先
アドレスが同一のＭＡＣアドレスグループに存在する場
合には、透過的にブリッジ装置として中継し、ＭＡＣア
ドレスの送信元アドレスと受信先アドレスが、同一ＭＡ
Ｃアドレスグループに存在しない場合にはルーティング
処理を行う為、中継処理がブルータ装置に比べさらに複
雑である。

【００１０】即ち、前記マルチレイヤスイッチでは、ま
ず、受信したフレームデータのＭＡＣヘッダから、ＭＡ
Ｃアドレスの送信元アドレスと受信先アドレスを読み出
し、各ＶＬＡＮ中のＭＡＣアドレスを格納したテーブル
を参照して、ＭＡＣアドレスの送信元アドレスと受信先
アドレスが同一のＭＡＣアドレスグループに存在してい
るかどうかを調べる。

【００１１】各ＶＬＡＮ中のＭＡＣアドレスを格納した
テーブルを参照した結果、ＭＡＣアドレスの送信元アド
レスと受信先アドレスが同一のＭＡＣアドレスグループ
に存在していない場合には、次に、ルーティングテーブ
ルを参照し、当該フレームデータをルータ中継処理を行
うポート番号を決定する。

【００１２】前記の様に、マルチレイヤスイッチでは、
各ＶＬＡＮのＭＡＣアドレスを格納した複数のテーブル
を参照した後、複数のエントリを持つルーティングテー
ブルを順次検索して行く為、特に、ルータ中継処理を行
う場合には、その中継処理に時間を要していた。

【００１３】前記ブルータ装置やマルチレイヤスイッチ
の中継処理を高速化する技術としては、特開平５−２２
２９３号公報の技術が知られている。

【００１４】この技術は、ブリッジ中継処理を行うプロ
セッサとルータ中継処理を行うプロセッサとが受信した
フレームデータの解析処理を並行して行い、然るべき中
継方法が決定された時点でブリッジ装置或はルータ装置
の何れかの処理を引き続き処理するという技術である。

【００１５】前記マルチレイヤスイッチにおいて、この
技術を適用すればルータ中継処理を行う場合にもブリッ
ジ中継処理の判断処理時間による遅延を生ずることなく
高速に中継可能となる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見い出した。

【００１７】すなわち、前記従来技術では、各ＶＬＡＮ
のＭＡＣアドレスを格納した複数のテーブルを参照した
後、複数のエントリを持つルーティングテーブルを順次
検索して行く為、特に、ルータ中継処理を行う場合には
高速な中継処理が困難であるという問題があった。

【００１８】前記に述べた従来技術では、ブリッジ中継
処理を行うプロセッサとルータ中継処理を行うプロセッ
サとが受信したフレームデータの解析処理を並行して行
う為、複数のプロセッサが必要であるという問題があっ
た。

【００１９】また、前記従来技術では、ブリッジ中継処
理とルータ中継処理とを並行して行うことにより高速化
を行っている為、ブリッジ中継処理またはルータ中継処
理自体の処理時間を短縮することができないという問題
があった。

【００２０】本発明の目的は、受信したフレームデータ
の中継処理を高速に行うことが可能な技術を提供するこ
とにある。

【００２１】本発明の他の目的は、中継処理結果の検索
を高速に行うことが可能な技術を提供することにある。

【００２２】本発明の他の目的は、ルーティングテーブ
ルの特定のデータエントリに高速にアクセスすることが
可能な技術を提供することにある。

【００２３】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明かにな
るであろう。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本願によって開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００２５】（１）複数のネットワークを接続してブリ
ッジ中継処理及びルータ中継処理を行うマルチレイヤス
イッチにおいて、以前中継処理を行ったフレームデータ
の送信先アドレス及び送信元アドレスとその中継処理結
果を格納する中継処理結果格納手段と、受信したフレー
ムデータの送信先アドレス及び送信元アドレスに一致す
る前記中継処理結果格納手段に格納された以前の中継処
理結果を検索する高速検索手段と、前記高速検索手段に
より検索された中継処理結果によりブリッジ中継処理ま
たはルータ中継処理を行う中継処理判別手段とを備える
ものである。

【００２６】前記マルチレイヤスイッチでは、まず、入
出力ポートからフレームデータを受信すると、前記受信
したフレームデータを送受信フレームメモリに格納し、
前記受信したフレームデータの送信先アドレスおよび送
信元アドレスを読み出す。

【００２７】前記マルチレイヤスイッチの高速検索手段
は、前記中継処理結果格納手段に格納された中継処理結
果を検索し、前記受信したフレームデータの送信先アド
レス及び送信元アドレスに一致する送信先アドレス及び
送信元アドレスが前記中継処理結果格納手段に格納され
ているかどうかを調べる。

【００２８】前記受信したフレームデータの送信先アド
レス及び送信元アドレスに一致する送信先アドレス及び
送信元アドレスが前記中継処理結果格納手段に格納され
ていない場合には、前記マルチレイヤスイッチの中継処
理判別手段は、従来の中継処理を行う。

【００２９】即ち、前記マルチレイヤスイッチの中継処
理判別手段は、各ＶＬＡＮ毎のＭＡＣアドレスを格納し
たテーブルを検索し、前記受信したフレームデータの送
信先アドレス及び送信元アドレスが、同一のＭＡＣアド
レスグループに存在しているかどうかを調べ、前記受信
したフレームデータの送信先アドレス及び送信元アドレ
スが、同一のＭＡＣアドレスグループに存在していない
場合には、更にルーティングテーブルを検索し、ブリッ
ジ中継処理またはルータ中継処理を行う。

【００３０】また、従来の中継処理を行った後に、前記
マルチレイヤスイッチの中継処理判別手段は、前記受信
したフレームデータの送信先アドレス及び送信元アドレ
スと、前記ブリッジ中継処理またはルータ中継処理の
内、実際に行った中継処理を中継処理結果として中継処
理結果格納手段に書き込む。

【００３１】一方、前記マルチレイヤスイッチの高速検
索手段が中継処理結果格納手段中の中継処理結果を検索
した結果、前記受信したフレームデータの送信先アドレ
ス及び送信元アドレスに一致する送信先アドレス及び送
信元アドレスが前記中継処理結果格納手段に格納されて
いる場合には、前記高速検索手段は、前記一致する送信
先アドレス及び送信元アドレスに対応する以前の中継処
理結果を読み出して前記中継処理判別手段に渡す。

【００３２】前記マルチレイヤスイッチの中継処理判別
手段は、前記受信したフレームデータの送信先アドレス
及び送信元アドレスに一致する以前の中継処理結果の内
容を読み出し、以前にルータ中継処理を行っている場合
には、ルータ中継処理を行い、以前にブリッジ中継処理
を行っている場合には、ブリッジ中継処理を実行する。

【００３３】前記従来の中継処理では、各ＶＬＡＮ毎の
ＭＡＣアドレスを格納した複数のテーブルを検索して、
前記受信したフレームデータの送信先アドレス及び送信
元アドレスが、同一のＭＡＣアドレスグループに存在し
ているかどうかを調べたり、また、前記受信したフレー
ムデータの送信先アドレス及び送信元アドレスが、同一
のＭＡＣアドレスグループに存在していない場合には、
更に複数のエントリを持つルーティングテーブルを逐次
検索する必要があった。

【００３４】前記マルチレイヤスイッチでは、以前行っ
た中継処理結果を参照し、受信したフレームデータの中
継処理の内容を決定するので、以前に中継処理を行って
いる送信先アドレス及び送信元アドレスの組を持つフレ
ームデータの中継処理を行う場合には、前記従来の中継
処理で必要であった、各ＶＬＡＮ毎のＭＡＣアドレスを
格納した複数のテーブルの検索を省略することが可能で
ある。

【００３５】以上の様に、前記マルチレイヤスイッチに
よれば、以前の中継処理結果により受信したフレームデ
ータの中継処理の内容を決定するので、受信したフレー
ムデータの中継処理を高速に行うことが可能である。

【００３６】（２）前記（１）に記載されたマルチレイ
ヤスイッチにおいて、受信したフレームデータの送信先
アドレス及び送信元アドレスと前記中継処理結果格納手
段に格納された複数の中継処理結果とを並列に比較する
比較回路を備えるものである。

【００３７】前記マルチレイヤスイッチでは、まず、入
出力ポートからフレームデータを受信すると、前記受信
したフレームデータを送受信フレームメモリに格納し、
前記高速検索手段は、前記中継処理結果格納手段に格納
された中継処理結果を検索し、前記受信したフレームデ
ータの送信先アドレス及び送信元アドレスに一致する送
信先アドレス及び送信元アドレスが前記中継処理結果格
納手段に格納されているかどうかを調べる。

【００３８】このとき、前記マルチレイヤスイッチの高
速検索手段は、前記受信したフレームデータの送信先ア
ドレス及び送信元アドレスと前記中継処理結果格納手段
に格納された複数の送信先アドレス及び送信元アドレス
とを並列に比較する比較回路を動作させ、検索処理を高
速に実行する。

【００３９】ここで、前記比較回路は、例えば、複数の
中継処理結果の各々の送信先アドレス及び送信元アドレ
スの組に対応する複数の比較器を備えた回路であり、前
記複数の比較器を並列に動作させることにより、検索処
理を高速に行う。

【００４０】前記受信したフレームデータの送信先アド
レス及び送信元アドレスに一致する送信先アドレス及び
送信元アドレスが前記中継処理結果格納手段に格納され
ていない場合には、前記マルチレイヤスイッチの中継処
理判別手段は、従来の中継処理を行う。

【００４１】即ち、前記マルチレイヤスイッチの中継処
理判別手段は、各ＶＬＡＮ毎のＭＡＣアドレスを格納し
たテーブルを検索し、前記受信したフレームデータの送
信先アドレス及び送信元アドレスが、同一のＭＡＣアド
レスグループに存在しているかどうかを調べ、前記受信
したフレームデータの送信先アドレス及び送信元アドレ
スが、同一のＭＡＣアドレスグループに存在していない
場合には、更にルーティングテーブルを検索し、ブリッ
ジ中継処理またはルータ中継処理を行う。

【００４２】また、従来の中継処理を行った後に、前記
マルチレイヤスイッチの中継処理判別手段は、前記受信
したフレームデータの送信先アドレス及び送信元アドレ
スと、前記ブリッジ中継処理またはルータ中継処理の
内、実際に行った中継処理を中継処理結果として中継処
理結果格納手段に書き込む。

【００４３】一方、前記高速検索手段が中継処理結果格
納手段中の中継処理結果を検索した結果、前記受信した
フレームデータの送信先アドレス及び送信元アドレスに
一致する送信先アドレス及び送信元アドレスが前記中継
処理結果格納手段に格納されている場合には、前記高速
検索手段は、前記一致する送信先アドレス及び送信元ア
ドレスに対応する以前の中継処理結果を読み出して前記
中継処理判別手段に渡す。

【００４４】前記中継処理判別手段は、前記受信したフ
レームデータの送信先アドレス及び送信元アドレスに一
致する以前の中継処理結果の内容を読み出し、以前にル
ータ中継処理を行っている場合には、ルータ中継処理を
行い、以前にブリッジ中継処理を行っている場合には、
ブリッジ中継処理を実行する。

【００４５】上記の様に、前記マルチレイヤスイッチで
は、前記高速検索手段により前記中継処理結果格納手段
に格納された中継処理結果を検索する際に、前記受信し
たフレームデータの送信先アドレス及び送信元アドレス
と前記中継処理結果格納手段に格納された複数の送信先
アドレス及び送信元アドレスとを並列に比較する比較回
路を動作させて検索処理を高速に実行する。

【００４６】この為、前記マルチレイヤスイッチでは、
以前に中継処理を行っている送信先アドレス及び送信元
アドレスの組に対応する中継処理結果を高速に検索し、
検索した以前の中継処理結果を参照して、前記受信した
フレームデータの中継処理の内容を決定することが可能
である。

【００４７】以上の様に、前記マルチレイヤスイッチに
よれば、比較回路中の複数の比較器を並列に動作させて
複数の中継処理結果を並列に検索するので、中継処理結
果の検索を高速に行うことが可能である。

【００４８】（３）前記（１）または（２）に記載され
たマルチレイヤスイッチにおいて、前記中継処理結果格
納手段に格納された中継処理結果がルータ中継処理であ
る場合に当該ルータ中継処理で用いられるルーティング
テーブルのデータエントリへのポインタ情報を格納する
フィールドを前記中継処理結果格納手段に備えるもので
ある。

【００４９】前記マルチレイヤスイッチでは、前記中継
処理結果格納手段に格納された中継処理結果がルータ中
継処理である場合に、当該ルータ中継処理で用いられる
ルーティングテーブルのデータエントリへのポインタ情
報を格納している。

【００５０】受信したフレームデータを他のＬＡＮセグ
メントに中継するルータ中継処理を行う場合には、受信
したフレームデータのネットワークアドレスをキーとし
て、前記ルーティングテーブル中の複数のエントリデー
タを検索し、前記受信したフレームデータのネットワー
クアドレスに一致するエントリを求める必要があるが、
前記エントリの数が増加すると、この検索処理に時間を
要し、ルータ中継処理の処理速度が低下する。

【００５１】前記マルチレイヤスイッチでは、前記中継
処理結果格納手段に、以前のルータ中継処理で行ったル
ーティングテーブルの検索で得た、該当するルーティン
グテーブルのポインタ情報を格納しているので、ルータ
中継処理を行う際には、ルーティングテーブルの検索処
理が不要となり、ルータ中継処理を更に高速化すること
が可能である。

【００５２】以上の様に、前記マルチレイヤスイッチに
よれば、中継処理結果中にルータ中継処理で用いられる
ルーティングテーブルのデータエントリへのポインタ情
報を格納しているので、ルーティングテーブルの特定の
データエントリに高速にアクセスすることが可能であ
る。

【００５３】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）以下に、本発明のマルチレイヤスイッチ
において、高速検索手段により、以前の中継処理の結果
を検索し、以後の中継処理の内容を決定する実施形態１
のマルチレイヤスイッチについて説明する。

【００５４】図１は、本実施形態のマルチレイヤスイッ
チの概略構成を示す図である。図１において、１００は
マルチレイヤスイッチ、１１０は主プロセッサ、１１１
はメインメモリ、１１２〜１１５は入出力ポート、１１
６は送受信フレームメモリ、１２１は高速検索部、１２
２は中継処理判別部、１２３は中継処理結果格納部であ
る。

【００５５】図１に示す様に、本実施形態のマルチレイ
ヤスイッチ１００は、主プロセッサ１１０と、メインメ
モリ１１１と、入出力ポート１１２〜１１５と、送受信
フレームメモリ１１６と、高速検索部１２１と、中継処
理判別部１２２と、中継処理結果格納部１２３とを有し
ている。

【００５６】また、図１に示す様に、本実施形態のマル
チレイヤスイッチ１００では、主プロセッサ１１０と、
メインメモリ１１１と、ＣＳＭＡ／ＣＤ方式のＬＡＮの
入出力ポート１１２〜１１５と、送受信フレームメモリ
１１６とを接続している。

【００５７】本実施形態のマルチレイヤスイッチ１００
の主プロセッサ１１０には、以前の中継処理の結果を検
索する高速検索部１２１と、高速検索部１２１の検索結
果により中継処理を決定する中継処理判別部１２２とを
備えており、メインメモリ１１１には、以前の中継処理
結果を格納する中継処理結果格納部１２３を備えてい
る。

【００５８】図２は、本実施形態のマルチレイヤスイッ
チ１００を使用したネットワークの一例を示す図であ
る。図２において、２１０及び２２０はＶＬＡＮ、２１
１〜２１６はクライアント、２２１〜２２３はクライア
ントである。

【００５９】図２に示す様に、本実施形態のマルチレイ
ヤスイッチ１００を使用したネットワークは、ＶＬＡＮ
２１０及び２２０と、クライアント２１１〜２１６と、
クライアント２２１〜２２３とを有している。

【００６０】また、図２に示す様に、本実施形態のマル
チレイヤスイッチ１００を使用したネットワークでは、
クライアント２１１〜２１６を同一のＭＡＣアドレスグ
ループとするＶＬＡＮ２１０と、クライアント２２１〜
２２３を同一のＭＡＣアドレスグループとするＶＬＡＮ
２２０とを構成しており、公衆回線を介して他のネット
ワークと接続している。

【００６１】図３は、本実施形態のマルチレイヤスイッ
チ１００の中継処理結果格納部１２３の概要を示す図で
ある。

【００６２】図３に示す様に、本実施形態のマルチレイ
ヤスイッチ１００の中継処理結果格納部１２３では、送
信先アドレス（ＤＡ：Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄ
ｒｅｓｓ）を格納するＤＡフィールドと、送信元アドレ
ス（ＳＡ：Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）を格納する
ＳＡフィールドと、ルータ中継処理を行ったかどうかを
示すルータ処理フラグフィールドと、前記ルータ処理フ
ラグフィールド中の値が有効であるかどうかを示す有効
制御フィールドとを備えている。

【００６３】本実施形態のマルチレイヤスイッチ１００
の中継処理結果格納部１２３のＤＡフィールド及びＳＡ
フィールドには、中継処理を行ったフレームデータの送
信先アドレスと送信元アドレスを格納し、ルータ処理フ
ラグフィールドには、前記送信先アドレスと送信元アド
レスのフレームデータに対して、ルータ中継処理または
ブリッジ中継処理のどちらの中継処理を行ったかを示す
情報を格納している。

【００６４】また、本実施形態のマルチレイヤスイッチ
１００の中継処理結果格納部１２３の有効制御フィール
ドは、当該ルータ処理フラグフィールドが有効であるか
否かを示すフィールドであり、特定の時間中に当該フィ
ールドの送信先アドレス及び送信元アドレスに一致する
フレームデータが受信されない場合には、前記有効制御
フィールドには主プロセッサ１１０により無効であるこ
とを示す情報が設定される。

【００６５】本実施形態のマルチレイヤスイッチ１００
において、接続された特定のクライアント端末等が移動
され、ルーティング情報に変更が生じた場合に、前記有
効制御フィールドを一旦無効とすることにより、ネット
ワーク上の変化に対応し、当該フィールドの更新を行う
ことが可能である。

【００６６】図４は、本実施形態のマルチレイヤスイッ
チ１００の処理手順を示すフローチャートである。

【００６７】本実施形態のマルチレイヤスイッチ１００
の主プロセッサ１１０は、まず、ステップ４０１の処理
で、入出力ポート１１２〜１１５からフレームデータを
受信すると、前記受信したフレームデータを送受信フレ
ームメモリ１１６に格納し、高速検索部１２１が、前記
受信したフレームデータの送信先アドレス及び送信元ア
ドレスに一致する中継処理結果格納部１２３中の中継処
理結果を検索する。

【００６８】ステップ４０２の処理で、中継処理結果格
納部１２３の検索結果を調べ、前記受信したフレームデ
ータの送信先アドレス及び送信元アドレスに一致する中
継処理結果が存在しない場合には、ステップ４０３の処
理に進む。

【００６９】ステップ４０３の処理では、マルチレイヤ
スイッチ１００の通常処理、即ち、ＶＬＡＮ２１０また
はＶＬＡＮ２２０毎のＭＡＣアドレスを格納したテーブ
ルを検索し、前記受信したフレームデータの送信先アド
レス及び送信元アドレスが、同一のＭＡＣアドレスグル
ープに存在しているかどうかを調べ、前記受信したフレ
ームデータの送信先アドレス及び送信元アドレスが、同
一のＭＡＣアドレスグループに存在していない場合に
は、更にルーティングテーブルを検索し、ブリッジ中継
処理またはルータ中継処理を行う。

【００７０】ステップ４０４の処理では、前記受信した
フレームデータの送信先アドレス及び送信元アドレス
と、前記中継処理の結果を中継処理結果格納部１２３に
書き込む。

【００７１】ステップ４０２の処理で、中継処理結果格
納部１２３の検索結果を調べた結果、前記受信したフレ
ームデータの送信先アドレス及び送信元アドレスに一致
する中継処理結果が存在する場合には、ステップ４０５
の処理に進む。

【００７２】ステップ４０５の処理では、前記受信した
フレームデータの送信先アドレス及び送信元アドレスに
一致するルータ処理フラグフィールドの値を読み出す。

【００７３】ステップ４０６の処理で、前記読み出した
ルータ処理フラグフィールドの値を調べ、以前にルータ
中継処理を行っている場合には、ステップ４０７の処理
に進み、ステップ４０７の処理では、ＶＬＡＮ２１０ま
たはＶＬＡＮ２２０毎のＭＡＣアドレスを格納したテー
ブルを検索する処理を省略して直ちにルータ中継処理を
開始する。

【００７４】ステップ４０６の処理で、前記読み出した
ルータ処理フラグフィールドの値を調べた結果、以前に
ブリッジ中継処理を行っている場合には、ステップ４０
８の処理に進み、ステップ４０８の処理では、ＶＬＡＮ
２１０またはＶＬＡＮ２２０毎のＭＡＣアドレスを格納
したテーブルを検索する処理を行い、ブリッジ中継処理
を実行する。

【００７５】以上説明した様に、本実施形態のマルチレ
イヤスイッチ１００によれば、以前の中継処理結果によ
り受信したフレームデータの中継処理の内容を決定する
ので、受信したフレームデータの中継処理を高速に行う
ことが可能である。

【００７６】（実施形態２）以下に、本発明のマルチレ
イヤスイッチにおいて、連想記憶メモリを使用して中継
処理の結果を高速に検索すると共にルーティングテーブ
ルへのポインタを使用して高速にルータ中継処理を行う
実施形態２のマルチレイヤスイッチについて説明する。

【００７７】図５は、本実施形態のマルチレイヤスイッ
チ１００の概略構成を示す図である。図５において、５
００はＶＬＡＮ用連想記憶メモリ回路（以下ＶＬＡＮ用
ＣＡＭと記載する）である。

【００７８】図５に示す様に、本実施形態のマルチレイ
ヤスイッチ１００は、ＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００を有して
いる。

【００７９】また、図５に示す様に、本実施形態のマル
チレイヤスイッチ１００では、以前の中継処理結果を格
納すると共に、前記格納した中継処理結果を高速に検索
する手段として、連想記憶メモリ（ＣＡＭ：Ｃｏｎｔｅ
ｎｔｓ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ）であ
るＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００を使用している。

【００８０】本実施形態のマルチレイヤスイッチ１００
の主プロセッサ１１０は、入出力ポート１１２〜１１５
から受信したフレームデータを送受信フレームメモリ１
１６を介して読み取り、メインメモリ１１１中の制御プ
ログラムに従って、ブリッジ中継処理またはルータ中継
処理の内部動作を実行して中継先入出力ポートを決定
し、送受信フレームメモリ１１６を介して送信処理を行
う。

【００８１】本実施形態のマルチレイヤスイッチ１００
では、主プロセッサ１１０は、送受信フレームメモリ１
１６を介して読み取った受信フレームデータのＭＡＣヘ
ッダの送信先アドレスと送信元アドレスをＶＬＡＮ用Ｃ
ＡＭ５００に与え、ＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００から得た結
果を元にブリッジ中継処理を行うかルータ中継処理を行
うかを判断する。

【００８２】図６は、本実施形態のマルチレイヤスイッ
チ１００のＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００の概略構成を示す図
である。図６において、６０１は受信データ入力部、６
０２はデータベース入出力回路、６０３はデータベース
回路、６０４は比較回路、６０５は比較結果出力回路で
ある。

【００８３】図６に示す様に、本実施形態のマルチレイ
ヤスイッチ１００のＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００は、受信デ
ータ入力部６０１と、データベース入出力回路６０２
と、データベース回路６０３と、比較回路６０４と、比
較結果出力回路６０５とを有している。

【００８４】また、図６に示す様に、本実施形態のマル
チレイヤスイッチ１００のＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００で
は、受信データ入力部６０１を比較回路６０４に接続
し、データベース入出力回路６０２をデータベース回路
６０３に接続し、データベース回路６０３を比較回路６
０４に接続し、比較回路６０４を比較結果出力回路６０
５に接続している。

【００８５】ＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００の受信データ入力
部６０１は、検索する受信データを入力する回路であ
り、検索するフレームデータの送信先アドレス及び送信
元アドレスを主プロセッサ１１０から入力する。

【００８６】ＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００のデータベース入
出力回路６０２は、データベース回路６０３への入出力
を行う回路であり、主プロセッサ１１０は、データベー
ス回路６０３のレジスタ群に対してデータの読み書きを
行う場合には、データベース入出力回路６０２を介して
主プロセッサ１１０のデータアクセス単位或はその部分
単位でデータのリード／ライトを行う。

【００８７】ＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００のデータベース回
路６０３は、ｎ個（ｎは１以上の整数）のデータレジス
タから構成され、各データレジスタは、送信先アドレス
を格納するＤＡフィールド、送信元アドレスを格納する
ＳＡフィールド、ルータ中継処理またはブリッジ中継処
理のどちらを行ったかを示すルータ処理フラグフィール
ド及びルータ処理フラグフィールドが有効であるかどう
かを示す有効制御フィールドから構成されている。

【００８８】ＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００の比較回路６０４
は、ｎ個の比較器から構成されており、各々の比較器
は、データベース回路６０３の対応するＤＡフィールド
及びＳＡフィールドと、主プロセッサ１１０により受信
データ入力部６０１に書き込まれた受信フレームデータ
のＤＡフィールド及びＳＡフィールドとを比較し、この
比較結果、即ち、「一致」または「不一致」を比較結果
出力回路６０５に対して出力する。

【００８９】この際、前記有効制御フィールドの値が
「無効」を示している場合には、送信先アドレス及び送
信元アドレスの一致に関らず、比較回路６０４は、比較
結果出力回路６０５に対して「不一致」を出力する。

【００９０】次に、比較結果出力回路６０５は「一致」
を出力した比較回路６０４の比較器が接続されているデ
ータベース回路６０３のデータレジスタの番号ｍ（ｍは
整数であって０≦ｍ≦ｎ−１或は１≦ｍ≦ｎ）、即ち、
一致したデータレジスタのアドレスを出力する。

【００９１】図７は、本実施形態のマルチレイヤスイッ
チ１００の処理手順を示すフローチャートである。

【００９２】図７に示す様に、本実施形態のマルチレイ
ヤスイッチ１００では、入出力ポート１１２〜１１５か
ら受信したフレームデータの中継処理を、ＶＬＡＮ用Ｃ
ＡＭ５００を使用して行う処理手順を表している。

【００９３】本実施形態のマルチレイヤスイッチ１００
の主プロセッサ１１０は、まず、ステップ７００の処理
で、入出力ポート１１２〜１１５からフレームデータを
受信すると、前記受信したフレームデータを送受信フレ
ームメモリ１１６に格納し、前記受信したフレームデー
タの送信先アドレス及び送信元アドレスをＶＬＡＮ用Ｃ
ＡＭ５００の受信データ入力部６０１に書き込む。

【００９４】ＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００は、受信データ入
力部６０１に送信先アドレス及び送信元アドレスが書き
込まれると、前記書き込まれた送信先アドレス及び送信
元アドレスとデータベース回路６０３中の送信先アドレ
ス及び送信元アドレスとを比較回路６０４により比較
し、一致するデータベース回路６０３のデータレジスタ
のアドレスを比較結果出力回路６０５から出力するの
で、ステップ７０１の処理では、ＶＬＡＮ用ＣＡＭ５０
０から出力された比較結果を読み出す。

【００９５】ステップ７０２の処理では、ＶＬＡＮ用Ｃ
ＡＭ５００から出力された比較結果を調べ、ＶＬＡＮ用
ＣＡＭ５００からの比較結果が「不一致」、即ち、前記
受信したフレームデータの送信先アドレス及び送信元ア
ドレスに一致するものがデータベース回路６０３中に存
在しない場合には、ステップ７０３の処理に進む。

【００９６】ステップ７０３の処理では、マルチレイヤ
スイッチ１００の通常処理、即ち、ＶＬＡＮ２１０また
はＶＬＡＮ２２０毎のＭＡＣアドレスを格納したテーブ
ルを検索し、前記受信したフレームデータの送信先アド
レス及び送信元アドレスが、同一のＭＡＣアドレスグル
ープに存在しているかどうかを調べ、前記受信したフレ
ームデータの送信先アドレス及び送信元アドレスが、同
一のＭＡＣアドレスグループに存在していない場合に
は、更にルーティングテーブルを検索し、ブリッジ中継
処理またはルータ中継処理を行う。

【００９７】ステップ７０４の処理では、前記受信した
フレームデータの送信先アドレス及び送信元アドレスと
前記中継処理の結果を、ＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００のデー
タベース入出力回路６０２を介し、データベース回路６
０３にに書き込む。

【００９８】ステップ７０２の処理で、ＶＬＡＮ用ＣＡ
Ｍ５００から出力された比較結果を調べた結果、ＶＬＡ
Ｎ用ＣＡＭ５００からの比較結果が「一致」、即ち、前
記受信したフレームデータの送信先アドレス及び送信元
アドレスに一致するものがデータベース回路６０３中に
存在する場合には、ステップ７０５の処理に進む。

【００９９】ステップ７０５の処理では、前記受信した
フレームデータの送信先アドレス及び送信元アドレスに
一致するルータ処理フラグフィールドの内容を読み出
す。

【０１００】次に、ステップ７０６の処理で、前記読み
出したルータ処理フラグフィールドの値を調べ、以前に
ルータ中継処理を行っている場合には、ステップ７０７
の処理に進み、ステップ７０７の処理では、ＶＬＡＮ２
１０またはＶＬＡＮ２２０毎のＭＡＣアドレスを格納し
たテーブルを検索する処理を省略して直ちにルータ中継
処理を開始する。

【０１０１】ステップ７０６の処理で、前記読み出した
ルータ処理フラグフィールドの値を調べた結果、以前に
ブリッジ中継処理を行っている場合には、ステップ７０
８の処理に進み、ステップ７０８の処理では、ＶＬＡＮ
２１０またはＶＬＡＮ２２０毎のＭＡＣアドレスを格納
したテーブルを検索する処理を行い、ブリッジ中継処理
を実行する。

【０１０２】前記の様に、本実施形態のマルチレイヤス
イッチ１００では、以前行った中継処理の結果の検索処
理を、複数の比較器を有するＣＡＭを用いてハードウェ
ア化しているので、従来の技術よりも高速なフレームデ
ータの中継を行うことが可能である。

【０１０３】また、本実施形態のマルチレイヤスイッチ
１００において、ルータ中継処理を行う際に参照するル
ーティングテーブルへのポインタを、ＶＬＡＮ用ＣＡＭ
５００のデータベース回路６０３に格納しておくことに
より、ルータ中継処理の高速化を行うことが可能であ
る。

【０１０４】図８は、本実施形態のマルチレイヤスイッ
チ１００のルーティングテーブルへのポインタを有する
ＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００の概略構成を示す図である。

【０１０５】図８に示す様に、本実施形態のマルチレイ
ヤスイッチ１００のルーティングテーブルへのポインタ
を有するＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００では、データベース回
路６０３のルータ処理フラグフィールドの次に、ルータ
中継処理を行う場合に参照するルーティングテーブルの
当該エントリデータへのポインタを格納している。

【０１０６】受信したフレームデータを他のＬＡＮセグ
メントに中継するルータ中継処理を行う場合には、当該
フレームデータをどのポートに送出するかを示すルーテ
ィングテーブルを参照する。

【０１０７】このルーティングテーブルは、例えば、メ
インメモリ１１１中に作成され、前記ルーティングテー
ブルには、最終到達先のネットワークアドレスに対し、
ネクストホップと呼ばれる次に送るべきネットワークア
ドレスと、そのポート番号等を格納した複数のエントリ
を備えている。

【０１０８】ルータ中継処理を行う場合には、受信した
フレームデータのネットワークアドレスをキーとして、
前記ルーティングテーブル中の複数のエントリデータを
検索し、前記受信したフレームデータのネットワークア
ドレスに一致するエントリを求める必要があるが、前記
エントリの数が増加すると、この検索処理に時間を要
し、ルータ中継処理の処理速度が低下する。

【０１０９】本実施形態のマルチレイヤスイッチ１００
では、前述のＶＬＡＮ用ＣＡＭ５００のデータベース回
路６０３のルータ処理フラグフィールドの次のフィール
ドに、以前のルータ中継処理で行ったルーティングテー
ブルの検索で得た該当するルーティングテーブルのエン
トリ番号またはメモリアドレスを設定しておく。

【０１１０】これにより、本実施形態のマルチレイヤス
イッチ１００において、図７のステップ７０７の処理
で、ルータ中継処理を行う際には、ルーティングテーブ
ルの検索処理が不要となり、ルータ中継処理を更に高速
化することが可能である。

【０１１１】以上説明した様に、本実施形態のマルチレ
イヤスイッチによれば、比較回路中の複数の比較器を並
列に動作させて複数の中継処理結果を並列に検索するの
で、中継処理結果の検索を高速に行うことが可能であ
る。

【０１１２】また、本実施形態のマルチレイヤスイッチ
によれば、中継処理結果中にルータ中継処理で用いられ
るルーティングテーブルのデータエントリへのポインタ
情報を格納しているので、ルーティングテーブルの特定
のデータエントリに高速にアクセスすることが可能であ
る。

【０１１３】以上、本発明を前記実施形態に基づき具体
的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々
変更可能であることは勿論である。

【０１１４】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【０１１５】（１）以前の中継処理結果により受信した
フレームデータの中継処理の内容を決定するので、受信
したフレームデータの中継処理を高速に行うことが可能
である。

【０１１６】（２）比較回路中の複数の比較器を並列に
動作させて複数の中継処理結果を並列に検索するので、
中継処理結果の検索を高速に行うことが可能である。

【０１１７】（３）中継処理結果中にルータ中継処理で
用いられるルーティングテーブルのデータエントリへの
ポインタ情報を格納しているので、ルーティングテーブ
ルの特定のデータエントリに高速にアクセスすることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１のマルチレイヤスイッチの概略構成
を示す図である。

【図２】実施形態１のマルチレイヤスイッチを使用した
ネットワークの一例を示す図である。

【図３】実施形態１のマルチレイヤスイッチの中継処理
結果格納部１２３の概要を示す図である。

【図４】実施形態１のマルチレイヤスイッチの処理手順
を示すフローチャートである。

【図５】実施形態２のマルチレイヤスイッチの概略構成
を示す図である。

【図６】実施形態２のマルチレイヤスイッチのＶＬＡＮ
用ＣＡＭ５００の概略構成を示す図である。

【図７】実施形態２のマルチレイヤスイッチの処理手順
を示すフローチャートである。

【図８】実施形態２のマルチレイヤスイッチのルーティ
ングテーブルへのポインタを有するＶＬＡＮ用ＣＡＭ５
００の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１００…マルチレイヤスイッチ、１１０…主プロセッ
サ、１１１…メインメモリ、１１２〜１１５…入出力ポ
ート、１１６…送受信フレームメモリ、１２１…高速検
索部、１２２…中継処理判別部、１２３…中継処理結果
格納部、２１０及び２２０…ＶＬＡＮ、２１１〜２１６
…クライアント、２２１〜２２３…クライアント、５０
０…ＶＬＡＮ用ＣＡＭ、６０１…受信データ入力部、６
０２…データベース入出力回路、６０３…データベース
回路、６０４…比較回路、６０５…比較結果出力回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のネットワークを接続してブリッジ
   中継処理及びルータ中継処理を行うマルチレイヤスイッ
   チにおいて、 以前中継処理を行ったフレームデータの送信先アドレス
   及び送信元アドレスとその中継処理結果を格納する中継
   処理結果格納手段と、受信したフレームデータの送信先
   アドレス及び送信元アドレスに一致する前記中継処理結
   果格納手段に格納された以前の中継処理結果を検索する
   高速検索手段と、前記高速検索手段により検索された中
   継処理結果によりブリッジ中継処理またはルータ中継処
   理を行う中継処理判別手段とを備えることを特徴とする
   マルチレイヤスイッチ。
2. 【請求項２】 受信したフレームデータの送信先アドレ
   ス及び送信元アドレスと前記中継処理結果格納手段に格
   納された複数の中継処理結果とを並列に比較する比較回
   路を備えることを特徴とする請求項１に記載されたマル
   チレイヤスイッチ。
3. 【請求項３】 前記中継処理結果格納手段に格納された
   中継処理結果がルータ中継処理である場合に当該ルータ
   中継処理で用いられるルーティングテーブルのデータエ
   ントリへのポインタ情報を格納するフィールドを前記中
   継処理結果格納手段に備えることを特徴とする請求項１
   または請求項２のいずれかに記載されたマルチレイヤス
   イッチ。