JPH11177601A - パケット中継制御方法及びパケット中継装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブロードキャストフレームに大きな割合を占
める変換要求パケットの不必要な中継を削減し、拡張Ｌ
ＡＮのトラヒックとパケット端末の処理能力を改善する
パケット中継制御方法及びパケット中継装置を提供す
る。 【解決手段】 ブリッジの各ポートは各ＬＡＮとフレー
ムを授受する。学習処理部１４は各ポートからのフレー
ムを監視して送信元パケット端末とポートの関係を学習
する。データベース１５は学習で得た送信元の端末アド
レス，ポート番号，プロトコルアドレスの組を記憶す
る。転送処理部１６，ブロードキャスト処理部１８の各
々はデータベース１５に基づき非ブロードキャスト，ブ
ロードキャストの各フレームを中継，廃棄する。後者
は、ブロードキャストされる変換要求パケットを受信し
た場合に、そのデータ送信先プロトコルアドレスがデー
タベース１５にあれば、これと組のポートにのみ変換要
求パケットを中継して、他のポートには中継しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパケットデータ通信
に関するものであり、特にフィルタリング機能を有する
パケット中継制御方法及びパケット中継装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年のパケット通信では、共通の通信媒
体に複数のパケット端末を相互接続し、高速かつ低い伝
送誤り率で通信を行うローカルエリアネットワーク（以
下、ＬＡＮという）と呼ばれる通信網が普及している。
このＬＡＮの通信プロトコルとしては、ネットワーク層
に Internet Protocol（RFC791：以下、ＩＰという），
データリンク層に Ethernet(RFC894：以下、イーサネッ
トという）が広く使用されている。

【０００３】ＩＰでは、ＩＰデータグラムと呼ばれるパ
ケット単位で非コネクション型のデータ交換を行い、Ｉ
Ｐアドレスと呼ばれる３２ビットのネットワーク層アド
レスを用いて、データ送信先のパケット端末であるデー
タ送信先パケット端末とデータ送信元のパケット端末で
あるデータ送信元パケット端末とを特定してパケットの
ルーティング制御を行う。ＩＰアドレスは、ネットワー
クＩＤと呼ばれるＬＡＮを識別する部分とホストＩＤと
呼ばれるパケット端末を識別する部分から構成される。
基本的に、同じＬＡＮに接続するパケット端末のＩＰア
ドレスには同じネットワークＩＤを設定し、パケット端
末毎に異なるホストＩＤを設定する。

【０００４】一方、イーサネットでは、イーサネットフ
レームと呼ばれるフレーム単位で共通の通信媒体に接続
するパケット端末間のデータ交換を行う。共通の通信媒
体を用いるためには、フレームの衝突を抑制する競合制
御が必要である。この競合制御には、イーサネットフレ
ームの送信前に他のパケット端末が通信媒体にイーサネ
ットフレームを出していないことを確認し、送信中に衝
突を検出した時はランダム時間待ってからイーサネット
フレームの再送を行うＣＳＭＡ／ＣＤ（Carrier Sense
Multiple Access with Collision Detection）と呼ばれ
る競合制御を用いている。

【０００５】ここで、アドレスにはＭＡＣ（Media Acce
ss Control）アドレスと呼ばれる一般に４８ビットのデ
ータリンク層アドレスを用いる。ＭＡＣアドレスはＩＥ
ＥＥ(The Institute of Electrical and Electronics E
ngineers）によって世界的に管理され、各パケット端末
が使用するＭＡＣアドレスが予め重複しないように決め
られている。このため、パケット端末のＭＡＣアドレス
は端末毎に唯一無二で固有なアドレスであることが保証
されている。またＭＡＣアドレスには、複数のパケット
端末を指定するためのマルチキャストアドレスと呼ばれ
るグループを指定するアドレスや、同じＬＡＮに接続す
る全てのパケット端末を指定するためのブロードキャス
トアドレスと呼ばれるアドレスが規定されている。

【０００６】イーサネットフレームには、１つのＩＰデ
ータグラムがデータとして含まれ、デスティネーション
アドレスフィールドと呼ばれる部分にデータ送信先パケ
ット端末のＭＡＣアドレスを設定し、ソースアドレスフ
ィールドと呼ばれる部分にデータ送信元パケット端末の
ＭＡＣアドレスを設定して、データ送信先パケット端末
とデータ送信元パケット端末をそれぞれ特定している。

【０００７】この他、データリンク層プロトコルには、
イーサネット以外にトークンリング（ISO/IEC 8802-
5），トークンバス（ISO/IEC 8802-4）あるいはＦＤＤ
Ｉ（Fiber Distributed Data Interface；ISO 9314-2）
などを使用する場合がある。これらはそれぞれ競合制御
方法が異なるが、共通の通信媒体を介して高速かつ低伝
送誤り率の通信をフレーム単位で行うこと，フレームに
は１つのＩＰデータグラムがデータとして含まれるこ
と，ＩＥＥＥが管理するＭＡＣアドレスを用いること，
フレームのデスティネ−ションアドレスフィールドにデ
ータ送信先パケット端末のＭＡＣアドレスを設定すると
ともにソースアドレスフィールドにデータ送信元パケッ
ト端末のＭＡＣアドレスを設定することなどが共通して
いる。

【０００８】上述したように、ＩＰデータグラムなどの
ネットワーク層のパケットでは、データ送信先パケット
端末がＩＰアドレスなどの通信プロトコル用のプロトコ
ルアドレスで特定される。このため、パケットをイーサ
ネットフレームなどのデータリンク層のフレームで送信
する際は、データ送信先パケット端末のプロトコルアド
レスであるデータ通信先プロトコルアドレスをＭＡＣア
ドレスなどのデータ送信先パケット端末に固有の端末ア
ドレスに変換し、変換した端末アドレスをフレームのデ
スティネーションアドレスフィールドに設定することが
行われる。この変換には、プロトコルアドレスと端末ア
ドレスの変換テーブルをパケット端末が予め持つ方法
と、Address Resolution Protocol(RFC826：以下、ＡＲ
Ｐという）を用いる方法がある。

【０００９】一般に、データ送信先パケット端末がデー
タ送信元パケット端末と同じＬＡＮに接続している場合
は最初にＡＲＰを用い、ＡＲＰによる変換後は一定時間
（通常，５分）その結果を変換テーブルに保存して変換
に使用する方法が採られている。ＡＲＰでは、データ送
信元パケット端末が変換したいデータ送信先プロトコル
アドレスを「ＡＲＰ要求パケット」と呼ばれる変換要求
パケットに設定し、この変換要求パケットをＬＡＮに接
続する全てのパケット端末に送信する。この時、変換要
求パケットを運ぶフレームのデスティネーションアドレ
スフィールドにはブロードキャストアドレスが設定され
る。

【００１０】変換要求パケットを受信したパケット端末
のうち、変換要求パケットに設定されたデータ送信先プ
ロトコルアドレスをデータ送信先パケット端末の端末ア
ドレスであるデータ送信先端末アドレスに変換できるパ
ケット端末は、変換した端末アドレスを設定した「ＡＲ
Ｐ応答パケット」と呼ばれる変換応答パケットを変換要
求元に返す。普通は、変換要求パケットに設定されたデ
ータ送信先プロトコルアドレスを自己のプロトコルアド
レスとして有するパケット端末がこの変換応答を行う。
そして、変換要求パケットを送信したデータ送信元パケ
ット端末は、変換応答パケットを受信することによって
データ送信先プロトコルアドレスを目的の端末アドレス
に変換する。

【００１１】一方、ネットワークの拡張のために、複数
のＬＡＮを「ブリッジ」と呼ばれるデータリンク層で中
継を行う中継装置により相互接続して、複数のＬＡＮを
１つのＬＡＮのように拡張する技術がある(ISO/IEC 100
38 MAC bridges）。すなわち、ＬＡＮでは競合制御の制
約から通信媒体の大きさ（ケーブル長やリング長など）
に制限があるため、単一のＬＡＮではこの制限を超えて
大きくすることができない。しかし、ブリッジを用いて
ＬＡＮを拡張すると、この大きさの制限を超えてＬＡＮ
を拡張することができ、広い敷地に渡ってＬＡＮを構築
する必要がある場合などに有益である。また、ブリッジ
によって複数のＬＡＮを結合した拡張ＬＡＮを単数のＬ
ＡＮと同様に扱えるため、ＩＰアドレスのネットワーク
ＩＤも１つの使用で済み、ＩＰアドレスの節約にも有効
である。

【００１２】しかるに、競合制御の制約から１つのＬＡ
Ｎに付加できるトラヒックには制限があり、単純にＬＡ
Ｎをデータリンク層で接続するだけでは、拡張ＬＡＮ全
体に付加できるトラヒックが単一のＬＡＮに付加できる
トラヒックと変わらないという問題が残る。そこで、IS
O/IEC 10038 では学習フィルタリング機能と呼ばれる機
能をブリッジに持たせることで不要なトラヒックの削減
を図り、上記の問題に対処している。

【００１３】以下、学習フィルタリング機能を有するブ
リッジについて説明する。図１は学習フィルタリング機
能を有するブリッジの構成例を示している。このブリッ
ジは複数のポート（ポート１ａ，１ｂ）と中継部２から
構成される。図１では２つのポート１ａ，１ｂをブリッ
ジが持つ場合を示している。各ポート１ａ，１ｂはそれ
ぞれＬＡＮ３ａ，３ｂに接続され、これらＬＡＮとフレ
ームの送受信を行う。フレームの送受信に用いるデータ
リンク層プロトコルは、接続している各ＬＡＮで使用し
ているものを用いる。各ポート１ａ，１ｂでは、ＬＡＮ
３ａ，３ｂより受けるフレームを無差別に受信し、各ポ
ートが用いるデータリンク層プロトコルに従ってフレー
ムのエラーチェックを行う。もしエラーが発生していれ
ば、そのフレームは廃棄する。これに対し、エラーチェ
ックの結果が正常ならば、そのフレームを中継部２に渡
す。逆に、中継部２よりフレームを受けた時はそのフレ
ームをＬＡＮ３ａ，３ｂにそれぞれ送信する。また、各
ポート１ａ，１ｂはそれぞれ個別のポート番号を有して
おり、これにより各ポートおよび各ＬＡＮ３ａ，３ｂを
識別する。

【００１４】中継部２では、各ポート１ａ，１ｂから渡
されるフレームに基づいて、データ送信元パケット端末
の端末アドレスであるデータ送信元端末アドレスを監視
し、その端末アドレスを有するパケット端末がどのポー
トのＬＡＮに位置するのかを学習する。この処理は学習
処理と呼ばれ、図中の学習処理部４が行う。また、学習
処理によって得たパケット端末の位置情報はデータベー
ス５に記録される。そして、データベース５の記録に基
づいて各ポート１ａ，１ｂから渡されるフレームの中継
や廃棄を行う。この処理は転送処理と呼ばれ、図中の転
送処理部６が行う。

【００１５】次に、中継部２のデータベース５について
説明する。図２はデータベース５の内容の一例を示した
ものであって、データベース５は端末アドレスとポート
番号を１組とする登録から構成される。端末アドレスと
ポート番号の登録は、記録されている端末アドレスを持
つパケット端末が、記録されているポート番号を有する
ポート（ＬＡＮ）に接続していることを意味する。した
がって、そのパケット端末向けのフレームは記録されて
いるポートにだけ中継すればよく、他のポートに中継す
る必要はない。この端末アドレスとポート番号の登録は
学習処理によって新規に記録もしくは更新される。ま
た、新規に記録もしくは更新されてから「Aging Time」
と呼ばれる一定時間の間に学習処理によって新たな更新
が行われない登録は、その登録が削除される。この削除
動作は、記録されているパケット端末が移動して、記録
されているポート（ＬＡＮ）に既に存在しない場合に、
移動したパケット端末へフレームが届かなくなるのを防
ぐために行われる。

【００１６】次に、中継部２の学習処理部４の動作につ
いて説明する。学習処理部４では、受信ポートからフレ
ームを受けると、受けたフレームのデータ送信元端末ア
ドレスがデータベース５の端末アドレスに記録されてい
るかどうか検索する。いま、データ送信元端末アドレス
がデータベース５に記録されていない場合は、そのデー
タ送信元端末アドレスと受信ポートのポート番号を組に
して、データベース５に新規に記録する。これに対し、
データ送信元端末アドレスがデータベース５に記録され
ている場合は、その端末アドレスと組で記録されている
ポート番号を受信ポートのポート番号に更新する。なお
この更新動作は、記録されているポート番号と受信ポー
ト番号が一致する場合にも行う。

【００１７】次に、中継部２の転送処理部６の動作につ
いて説明する。転送処理部６では、学習処理を終えたフ
レームを受信ポート以外の各ポートに対して中継するか
どうかをデータベース５の記録に基づいて判断する。こ
の判断を行うために、まずフレームのデータ送信先端末
アドレスがデータベース５の端末アドレスに記録されて
いるかどうか検索する。いま、データ送信先端末アドレ
スがデータベース５に記録されている場合、その端末ア
ドレスと組で記録されているポート番号と中継しようし
ているポートのポート番号が一致すれば中継可と判断
し、一致しなれければ中継不可と判断する。また、デー
タ送信先端末アドレスがデータベース５に記録されてい
ない場合は無条件で中継可と判断する。そして、受信ポ
ート以外の中継可と判断した各ポートに対してフレーム
を中継し、中継不可と判断した各ポートに対してはフレ
ームを中継しないで廃棄（フィルタリング）する。

【００１８】さて、図３は上記の学習フィルタリング機
能を有するブリッジの動作例を示している。この図にお
いて図１と同じ構成要素については同一の符号を付して
ある。システム構成としては、ブリッジがポート１ａ
（ポート番号＃１）とポート１ｂ（ポート番号＃２）の
２つのポートを持ち、パケット端末Ａ（端末アドレス＃
Ａ）とパケット端末Ｂ（端末アドレス＃Ｂ）の２つのパ
ケット端末が通信媒体７ａを介してポート１ａ側のＬＡ
Ｎ３ａに接続し、パケット端末Ｃ（端末アドレス＃Ｃ）
が通信媒体７ｂを介してポート１ｂ側のＬＡＮ３ｂに接
続しているものとする。

【００１９】いま、データベース５には何も記録されて
おらず、パケット端末Ａからパケット端末Ｃへ初めてフ
レームＦ＃ＡＣが送信されたとする。このとき送信フレ
ームのデータ送信先端末アドレスには端末アドレス＃Ｃ
が設定され、データ送信元端末アドレスには端末アドレ
ス＃Ａが設定される。そして学習処理部４は、このフレ
ームのデータ送信元端末アドレスに設定された端末アド
レス＃Ａがまだデータベース５に記録されていないの
で、端末アドレス＃Ａと受信ポート番号＃１の組をデー
タベース５に記録（図中の符号Ｒ＃Ａ１）する。また転
送処理部６では、データ送信先端末アドレスに設定され
た端末アドレス＃Ｃがまだデータベース５に記録されて
いないので、ポート１ｂに中継可と判断してこのフレー
ムをポート１ｂに中継する。

【００２０】また図４は、図３の状態において更にパケ
ット端末Ｂからパケット端末ＡへフレームＦ＃ＢＡが送
信された場合のブリッジの動作例を示している。この図
において図３と同じ構成要素については同一の符号を付
してある。このとき、送信フレームのデータ送信先端末
アドレスには端末アドレス＃Ａが設定され、データ送信
元端末アドレスには端末アドレス＃Ｂが設定されてい
る。そして学習処理部４では、このフレームのデータ送
信元端末アドレスに設定された端末アドレス＃Ｂがまだ
データベース５に記録されていないので、端末アドレス
＃Ｂとポート番号＃１の組をデータベース５に記録（図
中の符号Ｒ＃Ｂ１）する。また転送処理部６では、デー
タ送信先端末アドレスに設定された端末アドレス＃Ａが
既にデータベースに記録されており、端末アドレス＃Ａ
に関してデータベース５を検索した結果（図中の符号Ｔ
＃Ａ１）として、組で記録されているポート番号が＃１
であることがわかるので、ポート１ｂに中継不可と判断
してポート１ｂへの中継を止めてフレームを廃棄（フィ
ルタリング）する。

【００２１】このように、学習フィルタリング機能を有
するブリッジでは、学習した端末アドレスをデータ送信
先端末アドレスに持つフレームが必要なポート以外に流
れることを防ぎ、無駄なトラヒックを削減することがで
きる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、図５に示す
ように、上記の ISO/IEC 10038の方法ではデータ送信先
端末アドレスにブロードキャストアドレスが設定された
フレームＦ＃ＢＣＴをフィルタリングすることができ
ず、すべてのポートに流してしまうと云う問題がある。
これは、データ送信先端末アドレスだけでは、ブロード
キャストされるフレームをフィルタリングすべきかどう
かの判断ができないことに起因する。なお、フレームＦ
＃ＢＣＴのデータ送信先端末アドレスはブロードキャス
トアドレスであり、データ送信元端末アドレスは端末ア
ドレス＃Ａである。また、図中の符号Ｕ＃Ａ１は学習処
理部４によるデータベース５の更新を意味している。

【００２３】しかも、データ送信先端末アドレスにブロ
ードキャストアドレスを持つフレームＦ＃ＢＣＴは、各
ＬＡＮのトラヒックを圧迫するばかりか、拡張ＬＡＮに
接続するすべてのパケット端末および中継装置で受信さ
れるため、その受信処理の分だけパケット端末および中
継装置の処理能力を圧迫することになる。特に、ＡＲＰ
の変換要求パケットによるブロードキャストは、通常５
分以上やりとりの無いパケット端末間で通信を開始する
場合は、原則的に必ず最初に送信されるので、ブロード
キャストされるフレームの大きな割合を占める。

【００２４】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、ブロードキャストされるフレームの
大きな割合を占める変換要求パケットの中継装置での不
必要な中継を削減し、拡張ＬＡＮのトラヒックの改善と
パケット端末の処理能力の改善を図るパケット中継制御
方法及びパケット中継装置を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、端末毎に固有の端末アド
レスとプロトコルアドレスを有するパケット端末が共通
の通信媒体に接続された通信網をパケットの中継を行う
中継装置によって相互接続したシステムにおけるパケッ
ト中継制御方法であって、送信元パケット端末から送信
先パケット端末へデータを送信するために、前記送信元
パケット端末が前記送信先パケット端末のプロトコルア
ドレスを端末アドレスに変換し、その際、前記プロトコ
ルアドレスを前記端末アドレスに変換できなければ、接
続された各パケット端末に向けて該変換を要求する変換
要求パケットを前記送信先パケット端末のプロトコルア
ドレスを付加して送信し、該変換を行うことの可能なパ
ケット端末が、変換された端末アドレスを設定した変換
応答パケットを前記送信元パケット端末に返送したの
ち、前記送信元パケット端末が、前記送信元パケット端
末及び前記送信先パケット端末が有するプロトコルアド
レス及び端末アドレスをパケットに付加して前記データ
を送信し、前記中継装置は、前記通信網から受信したパ
ケットに付加された前記送信元パケット端末の端末アド
レスと該受信パケットを受信した通信網を特定する通信
網情報とを組にして記録するとともに、前記受信パケッ
トに付加された前記送信先パケット端末の端末アドレス
が、記録されている前記端末アドレスの中に存在する場
合に、該端末アドレスと組にして記録されている前記通
信網情報が示す通信網にのみ前記受信パケットを中継す
るパケット中継制御方法において、前記中継装置が前記
受信パケットを受信した場合は、前記端末アドレスと前
記通信網情報に加え、前記受信パケットに付加された前
記送信元パケット端末のプロトコルアドレスを組にして
記録するとともに、前記中継装置が前記変換要求パケッ
トを受信した場合において、該変換要求パケットに設定
された送信先パケット端末のプロトコルアドレスが、記
録されている前記送信元パケット端末のプロトコルアド
レスの中に存在していれば、該送信元パケット端末のプ
ロトコルアドレスと組にして記録されている前記通信網
情報が示す通信網にのみ前記変換要求パケットを中継
し、その一方で、前記送信先パケット端末のプロトコル
アドレスが、記録されている前記送信元パケット端末の
プロトコルアドレスの中に存在しなければ、前記中継装
置に接続されている通信網のうち、前記変換要求パケッ
トを受信した通信網以外の全通信網に前記変換要求パケ
ットを中継することを特徴としている。

【００２６】また、請求項２記載の発明は、端末毎に固
有の端末アドレスとプロトコルアドレスを有するパケッ
ト端末が共通の通信媒体に接続された通信網を相互接続
したシステムであって、送信元パケット端末から送信先
パケット端末へデータを送信する際に、前記送信元パケ
ット端末が前記送信先パケット端末のプロトコルアドレ
スを端末アドレスに変換できず、接続された各パケット
端末に向けて該変換を要求する変換要求パケットを前記
送信先パケット端末のプロトコルアドレスを付加して送
信し、該変換を行うことの可能なパケット端末が、変換
された端末アドレスを設定した変換応答パケットを前記
送信元パケット端末に返送し、前記送信元パケット端末
が、前記送信元パケット端末及び前記送信先パケット端
末が有するプロトコルアドレス及び端末アドレスをパケ
ットに付加して前記データを送信するシステムにおい
て、前記通信網の間のパケットの中継を行うパケット中
継装置であって、前記通信網から受信したパケットに付
加された前記送信元パケット端末の端末アドレスと該受
信パケットを受信した通信網を特定する通信網情報とを
組にして記録するデータベースと、前記受信パケットに
付加された前記送信先パケット端末の端末アドレスを前
記データベースに記録されている前記端末アドレスの中
から検索し、前記送信先パケット端末の端末アドレスが
検索されたときに、該端末アドレスと組にして記録され
ている前記通信網情報が示す通信網にのみ前記受信パケ
ットを中継する転送処理手段とを有するパケット中継装
置において、前記データベースは、前記端末アドレス及
び前記通信網情報に加え、前記送信元パケット端末に関
するプロトコルアドレスを組にして記録するものであ
り、前記受信パケットに設定されている前記送信元パケ
ット端末の端末アドレス及びプロトコルアドレスを監視
するとともに、前記受信パケットを受信した通信網の通
信網情報を取得して、前記データベース上の前記端末ア
ドレス，前記通信網情報及び前記プロトコルアドレスの
組を新規登録ないし更新する学習手段と、前記受信パケ
ットが前記変換要求パケットであることを検出して、該
変換要求パケットに設定された前記送信先パケット端末
のプロトコルアドレスで前記データベースを検索し、前
記送信先パケット端末のプロトコルアドレスに一致する
前記データベース上のプロトコルアドレスが検索された
ときに、該送信元パケット端末のプロトコルアドレスと
組にされた前記通信網情報が示す通信網にのみ前記変換
要求パケットを中継する一方で、前記送信先パケット端
末のプロトコルアドレスに一致する前記データベース上
のプロトコルアドレスが検索されないときに、接続され
ている通信網のうち、前記変換要求パケットを受信した
通信網以外の全通信網に前記変換要求パケットを中継す
るブロードキャスト処理手段とを有することを特徴とし
ている。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。ここで、本実施形態のシス
テム構成は図３に示すものと同じとする。そして、図６
は本実施形態によるパケット中継制御方法を実現するブ
リッジの構成例を示したものであり、この図において図
１と同じ構成要素については同一の符号を付してある。
本実施形態でも、ブリッジは複数のポートと中継部１２
から構成されており、図６では２つのポート１ａ，１ｂ
をブリッジが持つ場合を示している。なお、この他にブ
リッジに上位層部を付加する実施例も考えられる。この
場合、上位層部ではブリッジの各ポートがループして結
合されないことを保証する Spanning Treeアルゴリズム
やブリッジの管理を行う上位層処理を行う。

【００２８】本実施形態でも、各ポート１ａ，１ｂはそ
れぞれＬＡＮ３ａ，３ｂに接続され、ＬＡＮとの間でフ
レームの送受信を行う。フレームの送受信に用いるデー
タリンク層プロトコルは接続している各ＬＡＮで使用し
ているものを用いる。ここで、図７はフレーム受信処理
を示すフローチャートであり、図８はフレーム送信処理
を示すフローチャートである。各ポート１ａ，１ｂで
は、それぞれＬＡＮ３ａ，３ｂより受けるフレームを無
差別に受信（ステップＳａ１）し、各ポートが用いるデ
ータリンク層プロトコルに従ってフレームのエラーチェ
ックを行う（ステップＳａ２）。そして、もしエラーが
発生していればそのフレームは廃棄する。一方で、エラ
ーチェックの結果が正常ならばそのフレームを中継部１
２に渡す（ステップＳａ３）。逆に、中継部１２よりフ
レームを受けた時（ステップＳｂ１）はそのフレームを
ＬＡＮ３ａ，３ｂに送信する（ステップＳｂ２）。

【００２９】また、各ポート１ａ，１ｂはそれぞれ個別
のポート番号を有しており、これにより各ポートおよび
各ＬＡＮを識別する。中継部１２では、各ポートから渡
されるフレームのデータ送信元端末アドレスとデータ送
信元パケット端末が有するプロトコルアドレスであるデ
ータ送信元プロトコルアドレスとを監視し、その端末ア
ドレスあるいはプロトコルアドレスを有するパケット端
末がどのポート（ＬＡＮ）に位置するのかを学習する。
この処理は前述した学習処理であって、図６の学習処理
部１４が行う。また、学習処理によって得たパケット端
末の位置情報はデータベース１５に記録される。そし
て、転送処理部１６は、データベース１５の記録に基づ
いて、各ポート１ａ，１ｂから渡される「ブロードキャ
ストでないフレーム」の中継や廃棄を行う転送処理を行
う。またブロードキャスト処理部１８は、データベース
１５の記録に基づいて、各ポートから渡されるブロード
キャストフレームの中継や廃棄を行うブロードキャスト
処理を行う。

【００３０】次に、中継部１２のデータベース１５につ
いて説明する。図９はデータベース１５の内容の一例を
示したものであって、このデータベース１５は端末アド
レス，プロトコルアドレス及びポート番号を１組とする
登録から構成される。この端末アドレス，プロトコルア
ドレス及びポート番号の登録は、学習処理部１４によっ
て新規に記録もしくは更新される。また、新規に記録も
しくは更新されてから一定時間の間に学習処理部１４に
よって新たな更新が行われない場合は、その登録を削除
する。

【００３１】次に、中継部１２の学習処理部１４の動作
について説明する。ここで、図１０は学習処理部１４が
行う学習処理を示すフローチャートである。学習処理部
１４では、受信ポートからフレームを受ける（ステップ
Ｓｃ１）と、受けたフレームのデータ送信元端末アドレ
スＳＡがデータベース１５の端末アドレスに記録されて
いるかどうか検索する（ステップＳｃ２）。いま、デー
タ送信元端末アドレスＳＡがデータベース１５に記録さ
れていない場合は、そのデータ送信元端末アドレスＳＡ
と受信ポートのポート番号を組にしてデータベース１５
に新規に記録する。

【００３２】この時、データベース１５の容量オーバー
を調べるようにする（ステップＳｃ３）。その際は、図
１０に示したように、新規に記録することでデータベー
ス１５の容量が超えないか調べ、超えなければ新規に記
録（ステップＳｃ４）し、超えれば記録をしない方法を
用いることが望ましい。あるいは、新規に記録すること
でデータベース１５の容量を超えないか調べ、超えなけ
れば新規に記録し、超える場合は一番古い登録を上書き
して記録する方法でも良い。

【００３３】一方、データ送信元端末アドレスＳＡがデ
ータベース１５に記録されている場合は、その端末アド
レスと組で記録されているポート番号を受信ポートのポ
ート番号に更新する（ステップＳｃ５）。なおこの更新
動作は、記録されているポート番号と受信ポート番号が
一致する場合にも行う。

【００３４】次いで、ステップＳｃ３の判断結果が「Ｎ
Ｏ」となるかステップＳｃ５を実行すると、フレームに
データ送信元プロトコルアドレスＳＡ（ＮＷ）が含まれ
ているかどうか調べる（ステップＳｃ６）。そして、含
まれている場合はそのプロトコルアドレスＳＡ（ＮＷ）
を端末アドレス及び受信ポートのポート番号と組にして
データベース１５に記録する（ステップＳｃ７）。な
お、当該フレームがイーサネットフレームの場合は、フ
レームにデータ送信元プロトコルアドレスＳＡ（ＮＷ）
が含まれているかを調べるのに、イーサネットフレーム
のタイプフィールドを利用することができる。つまり、
タイプフィールドがＩＰなどであれば、フレームにデー
タ送信元プロトコルアドレスＳＡ（ＮＷ）が含まれるこ
とになる。一方、既にデータベース１５に当該プロトコ
ルアドレスが記録されている場合は、新しく得たプロト
コルアドレスＳＡ（ＮＷ）で上書きする。

【００３５】次に、中継部２の転送処理部１６の動作に
ついて説明する。ここで、図１１は転送処理部１６が行
う転送処理を示すフローチャートであり、また図１２
は、この転送処理において転送処理部１６が行う中継判
断処理を示すフローチャートである。そして転送処理部
１６は、学習処理を終えた「ブロードキャストでないフ
レーム」を受信ポート以外の各ポートに対して中継する
かどうかをデータベース１５の記録に基づいて判断す
る。

【００３６】そこで転送処理部１６は、まず学習処理部
１４からフレームを受けて（ステップＳｄ１）、各送信
ポートに対してフレームを転送できるかどうかを判断す
る（ステップＳｄ２）。この判断を行うために、送信ポ
ート番号とフレームのデータ送信先端末アドレスＤＡを
取得する（ステップＳｅ１）。次に、データ送信先端末
アドレスＤＡがデータベース１５の端末アドレスに記録
されているかどうかを検索する（ステップＳｅ２）。

【００３７】いま、データ送信先端末アドレスＤＡがデ
ータベース１５に記録されている場合は、その端末アド
レスと組で記録されているポート番号と中継しようして
いるポートのポート番号とが一致しているかどうか調べ
（ステップＳｅ３）、一致していれば中継可（ステップ
Ｓｅ４）と判断し、一致しなれければ中継不可（ステッ
プＳｅ５）と判断する。また、データ送信先端末アドレ
スＤＡがデータベース１５に記録されていない場合は無
条件で中継可（ステップＳｅ４）と判断する。

【００３８】こうして各送信ポートに対するフレームの
転送判断を行ったあとは、受信ポート以外の中継可と判
断した各ポートに対してフレームを中継し、中継不可と
判断した各ポートに対してはフレームを中継しないで廃
棄（フィルタリング）する。このとき、中継可と判断し
た各ポートに対して、中継しようとするフレームのサイ
ズが各ポートで用いているデータリンク層プロトコルの
許容範囲内であるか調べ、許容範囲外ならばそのポート
への中継をしないで廃棄（フィルタリング）するのが望
ましい。

【００３９】そこで、ステップＳｅ２で転送可と判断さ
れた場合は、フレームサイズが各ポートで用いているデ
ータリンク層プロトコルの許容範囲内であるか調べ（ス
テップＳｄ３）、許容範囲内であれば送信ポートにフレ
ームを渡し（ステップＳｄ４）、許容範囲外であれば廃
棄する。そして、送信ポートの残りがあれば（ステップ
Ｓｄ５）、送信ポートの残りがなくなるまで上述したス
テップＳｄ２〜Ｓｄ４を繰り返す。

【００４０】次に、中継部２のブロードキャスト処理部
１８の動作について説明する。ここで、図１３はブロー
ドキャスト処理を示すフローチャートであり、図１４は
図１３の処理過程で行われる変換要求パケットの中継判
断処理の詳細を示すフローチャートである。さて、ブロ
ードキャスト処理部１８では、学習処理を終えたブロー
ドキャストのフレーム（ステップＳｆ１）がＡＲＰの変
換要求パケットを運ぶフレームであるかどうか調べる
（ステップＳｆ２）。例えば、イーサネットの場合はイ
ーサネットフレームのタイプフィールドを利用してこれ
を調べることができる。

【００４１】そして、ブロードキャストのフレームがＡ
ＲＰの変換要求パケットを運ぶフレームの場合は、受信
ポート以外の各ポートに対して中継するかどうかをデー
タベース１５の記録に基づいて判断する（ステップＳｆ
３）。この判断を行うために、まず、変換要求パケット
に設定されたデータ送信先プロトコルアドレスＴＡを送
信ポート番号とともに取得する（ステップＳｇ１）。次
に、データ送信先プロトコルアドレスＴＡがデータベー
ス１５のプロトコルアドレスに記録されているかどうか
検索する（ステップＳｇ２）。

【００４２】いま、データ送信先プロトコルアドレスＴ
Ａがデータベース１５に記録されている場合は、そのプ
ロトコルアドレスと組で記録されているポート番号と中
継しようしているポートのポート番号とが一致するかど
うかを調べ（ステップＳｇ３）、一致していれば中継可
（ステップＳｇ４）と判断し、一致しなれければ中継不
可（ステップＳｇ５）と判断する。また、データ送信先
プロトコルアドレスＴＡがデータベース１５に記録され
ていない場合は無条件で中継可（ステップＳｇ４）と判
断する。

【００４３】一方、図１３において、ブロードキャスト
のフレームがＡＲＰの変換要求パケットを運ぶフレーム
でない場合は無条件で中継可と判断する（ステップＳｆ
２）。そして、受信ポート以外の中継可と判断した各ポ
ートに対してフレームを中継し、また、中継不可と判断
した各ポートに対してはフレームを中継しないで廃棄
（フィルタリング）する。

【００４４】このとき、中継可と判断した各ポートに対
して中継しようとするフレームのサイズが各ポートで用
いているデータリンク層プロトコルの許容範囲内である
か調べ、許容範囲外ならばそのポートへの中継をしない
で廃棄（フィルタリング）するのが望ましい。そこで、
ブロードキャスト処理部１８は、フレームサイズが各ポ
ートで用いているデータリンク層プロトコルの許容範囲
内であるかどうか調べ（ステップＳｆ４）、許容範囲内
であれば送信ポートにフレームを渡し（ステップＳｆ
５）、許容範囲外であれば廃棄する。そして、送信ポー
トの残りがあれば（ステップＳｆ６）、送信ポートの残
りがなくなるまで上述したステップＳｆ２〜Ｓｆ４を繰
り返す。

【００４５】以上のように、本実施形態では、以下の２
点を最も主要な特徴としている。 ブリッジ等の中継装置が、受信フレームのデータ送
信元端末アドレスと受信ポート番号に加えて、データ送
信元プロトコルアドレスを記録している。 ブリッジ等の中継装置が、ブロードキャストされる
変換要求パケットを受信した場合に、この変換要求パケ
ットに設定されたデータ送信先プロトコルアドレスが、
中継装置の内部に記録されているプロトコルアドレスと
合致すれば、当該プロトコルアドレスと組で記録されて
いるポート番号を持つポートにだけ変換要求パケットを
中継して、他のポートには中継しないようにする。

【００４６】つまり、変換要求パケット中のデータ送信
先プロコトルアドレスが中継装置内に記録されたプロト
コルアドレス中に存在すれば、変換要求パケットに応答
を返すパケット端末が、当該プロトコルアドレスと組で
記録されているポート（ＬＡＮ）に存在することが分か
る。したがって、そのポートにだけ変換要求パケットを
送信することで、他のポートへの不必要なブロードキャ
ストを抑止することが可能となる。そのため、ブロード
キャストによって圧迫される拡張ＬＡＮのトラヒックや
パケット端末の処理能力を改善する効果がある。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中継装置がパケットを受信した場合に、受信パケットに
付加された送信元パケット端末の端末アドレス及びプロ
トコルアドレスならびにパケットを受信した通信網を表
す通信網情報を組にして記録している。そして、中継装
置がパケット端末にブロードキャストされる変換要求パ
ケットを受信した場合に、このパケットに設定された送
信先パケット端末のプロトコルアドレスが、記録されて
いる送信元パケット端末のプロトコルアドレス中にあれ
ば、これと組になっている通信網にのみ変換要求パケッ
トを中継する。一方で、送信先パケット端末のプロトコ
ルアドレスが、記録されている送信元パケット端末のプ
ロトコルアドレスの中になければ、変換要求パケットを
受信した通信網以外の全ての通信網に変換要求パケット
を中継する。これにより、変換要求パケットの送信先パ
ケット端末のプロトコルアドレスが記録されている場合
に、送信先パケット端末のプロトコルアドレスを持つパ
ケット端末が存在しないポートに対して、ブロードキャ
ストが行われる変換要求パケットを廃棄することが可能
となる。したがって、拡張ＬＡＮ上等において、ブロー
ドキャストによる無駄なトラヒックを削減できるととも
に、各パケット端末でのブロードキャストによる無駄な
処理負荷を削減できるという効果がある。

【００４８】また、変換要求パケットを目的とするパケ
ット端末に直接送信していることから、目的のパケット
端末が移動してしまっていて、既にデータベースに記録
されている通信網に存在しなくなっている場合にも、サ
イズの小さな変換要求パケットが送信されるだけである
ため、不必要にトラヒックを圧迫しない効果がある。さ
らに、パケット端末が移動していないのであれば、ネッ
トワークインタフェースカードの変更等によって端末ア
ドレスが突然変わるような場合にも対応できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の技術におけるブリッジの構成例を示す
ブロック図である。

【図２】 同技術におけるブリッジに設けられたデータ
ベース５の内容例を示す説明図である。

【図３】 同技術におけるブリッジの動作例を示す説明
図であって、パケット端末Ａからパケット端末Ｃへ初め
てフレームＦ＃ＡＣを送信する場合である。

【図４】 同技術におけるブリッジの動作例を示す説明
図であって、図３の状態において、パケット端末Ｂから
パケット端末Ａへフレームが送信された場合である。

【図５】 同技術におけるブリッジの動作例を示す説明
図であって、データ送信先端末アドレスにブロードキャ
ストアドレスが設定されたフレームが送信された場合で
ある。

【図６】 本発明の一実施形態におけるブリッジの構成
例を示すブロック図である。

【図７】 同実施形態におけるブリッジのフレーム受信
処理の手順を示すフローチャートである。

【図８】 同実施形態におけるブリッジのフレーム送信
処理の手順を示すフローチャートである。

【図９】 同実施形態におけるブリッジに設けられたデ
ータベース１５の内容例を示す説明図である。

【図１０】 同実施形態におけるブリッジの学習処理の
手順を示すフローチャートである。

【図１１】 同実施形態におけるブリッジの「ブロード
キャストでないフレーム」の転送処理の手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１２】 同転送処理におけるフレームの中継判断処
理の手順の詳細を示すフローチャートである。

【図１３】 同実施形態におけるブリッジのブロードキ
ャスト処理の手順を示すフローチャートである。

【図１４】 同ブロードキャスト処理における変換パケ
ットの中継判断処理の手順の詳細を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ ポート １２ 中継部 ３ａ，３ｂ ＬＡＮ １４ 学習処理部 １５ データベース １６ 転送処理部 ７ａ，７ｂ 通信媒体 Ａ，Ｂ，Ｃ パケット端末 １８ ブロードキャスト処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 守倉 正博 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端末毎に固有の端末アドレスとプロトコ
   ルアドレスを有するパケット端末が共通の通信媒体に接
   続された通信網をパケットの中継を行う中継装置によっ
   て相互接続したシステムにおけるパケット中継制御方法
   であって、 送信元パケット端末から送信先パケット端末へデータを
   送信するために、前記送信元パケット端末が前記送信先
   パケット端末のプロトコルアドレスを端末アドレスに変
   換し、その際、前記プロトコルアドレスを前記端末アド
   レスに変換できなければ、接続された各パケット端末に
   向けて該変換を要求する変換要求パケットを前記送信先
   パケット端末のプロトコルアドレスを付加して送信し、
   該変換を行うことの可能なパケット端末が、変換された
   端末アドレスを設定した変換応答パケットを前記送信元
   パケット端末に返送したのち、前記送信元パケット端末
   が、前記送信元パケット端末及び前記送信先パケット端
   末が有するプロトコルアドレス及び端末アドレスをパケ
   ットに付加して前記データを送信し、 前記中継装置は、前記通信網から受信したパケットに付
   加された前記送信元パケット端末の端末アドレスと該受
   信パケットを受信した通信網を特定する通信網情報とを
   組にして記録するとともに、前記受信パケットに付加さ
   れた前記送信先パケット端末の端末アドレスが、記録さ
   れている前記端末アドレスの中に存在する場合に、該端
   末アドレスと組にして記録されている前記通信網情報が
   示す通信網にのみ前記受信パケットを中継するパケット
   中継制御方法において、 前記中継装置が前記受信パケットを受信した場合は、前
   記端末アドレスと前記通信網情報に加え、前記受信パケ
   ットに付加された前記送信元パケット端末のプロトコル
   アドレスを組にして記録するとともに、 前記中継装置が前記変換要求パケットを受信した場合に
   おいて、該変換要求パケットに設定された送信先パケッ
   ト端末のプロトコルアドレスが、記録されている前記送
   信元パケット端末のプロトコルアドレスの中に存在して
   いれば、該送信元パケット端末のプロトコルアドレスと
   組にして記録されている前記通信網情報が示す通信網に
   のみ前記変換要求パケットを中継し、その一方で、 前記送信先パケット端末のプロトコルアドレスが、記録
   されている前記送信元パケット端末のプロトコルアドレ
   スの中に存在しなければ、前記中継装置に接続されてい
   る通信網のうち、前記変換要求パケットを受信した通信
   網以外の全通信網に前記変換要求パケットを中継するこ
   とを特徴とするパケット中継制御方法。
2. 【請求項２】 端末毎に固有の端末アドレスとプロトコ
   ルアドレスを有するパケット端末が共通の通信媒体に接
   続された通信網を相互接続したシステムであって、送信
   元パケット端末から送信先パケット端末へデータを送信
   する際に、前記送信元パケット端末が前記送信先パケッ
   ト端末のプロトコルアドレスを端末アドレスに変換でき
   ず、接続された各パケット端末に向けて該変換を要求す
   る変換要求パケットを前記送信先パケット端末のプロト
   コルアドレスを付加して送信し、該変換を行うことの可
   能なパケット端末が、変換された端末アドレスを設定し
   た変換応答パケットを前記送信元パケット端末に返送
   し、前記送信元パケット端末が、前記送信元パケット端
   末及び前記送信先パケット端末が有するプロトコルアド
   レス及び端末アドレスをパケットに付加して前記データ
   を送信するシステムにおいて、前記通信網の間のパケッ
   トの中継を行うパケット中継装置であって、 前記通信網から受信したパケットに付加された前記送信
   元パケット端末の端末アドレスと該受信パケットを受信
   した通信網を特定する通信網情報とを組にして記録する
   データベースと、前記受信パケットに付加された前記送
   信先パケット端末の端末アドレスを前記データベースに
   記録されている前記端末アドレスの中から検索し、前記
   送信先パケット端末の端末アドレスが検索されたとき
   に、該端末アドレスと組にして記録されている前記通信
   網情報が示す通信網にのみ前記受信パケットを中継する
   転送処理手段とを有するパケット中継装置において、 前記データベースは、前記端末アドレス及び前記通信網
   情報に加え、前記送信元パケット端末に関するプロトコ
   ルアドレスを組にして記録するものであり、 前記受信パケットに設定されている前記送信元パケット
   端末の端末アドレス及びプロトコルアドレスを監視する
   とともに、前記受信パケットを受信した通信網の通信網
   情報を取得して、前記データベース上の前記端末アドレ
   ス，前記通信網情報及び前記プロトコルアドレスの組を
   新規登録ないし更新する学習手段と、 前記受信パケットが前記変換要求パケットであることを
   検出して、該変換要求パケットに設定された前記送信先
   パケット端末のプロトコルアドレスで前記データベース
   を検索し、前記送信先パケット端末のプロトコルアドレ
   スに一致する前記データベース上のプロトコルアドレス
   が検索されたときに、該送信元パケット端末のプロトコ
   ルアドレスと組にされた前記通信網情報が示す通信網に
   のみ前記変換要求パケットを中継する一方で、前記送信
   先パケット端末のプロトコルアドレスに一致する前記デ
   ータベース上のプロトコルアドレスが検索されないとき
   に、接続されている通信網のうち、前記変換要求パケッ
   トを受信した通信網以外の全通信網に前記変換要求パケ
   ットを中継するブロードキャスト処理手段とを有するこ
   とを特徴とするパケット中継装置。