JP4022017B2 - Ｌａｎ中継装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＡＮ中継装置に関し、特に輻輳状態を検出してフロー制御を行うＬＡＮ中継装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来より知られているＬＡＮ中継装置の構成例を示したもので、ＬＡＮ中継装置１はアップリンク２を介してバックボーンＬＡＮ３に接続されており、また、スタックリンク８を介して他のＬＡＮ中継装置７とも接続されている。
【０００３】
ＬＡＮ中継装置１及び７の内部構成は共通であり、ＬＡＮ中継装置１を例にとって説明すると、パーソナルコンピュータやスイッチ／リピータハブなどの端末（図示せず）に接続可能な入出力ポート１１がスイッチ部１２に接続されている。この入出力ポート１１はＬＡＮの伝送路仕様として国際標準である10BASE-T(10Mbps)と100BASE-TX(100Mbps)の自動認識が可能になっている。
【０００４】
スイッチ部１２とアップリンク２との間には出力バッファ１３が設けられており、この出力バッファ１３におけるフレーム滞留数がアップリンク用モニタ部１４でモニタされ、アップリンク２の状態を常に監視できるようになっている。
また、スイッチ部１２とスタックリンク８との間にも出力バッファ１５が設けられており、アップリンク２の場合と同様に、出力バッファ１５にスタックリンク用モニタ部１６が接続されており、出力バッファ１５におけるスタックリンク８へのフレーム滞留数が常にモニタできるようになっている。
【０００５】
これらのモニタ部１４及び１６は輻輳制御部１７に接続されており、各モニタ部１４及び１６でそれぞれリンク２及び８の輻輳状態を検出した場合、輻輳制御部１７に輻輳状態が通知されるようになっている。
なお、出力バッファ１３とアップリンク２との間にはインタフェース１８が設けられており、また出力バッファ１５とスタックリンク８との間にもインタフェース１９が設けられている。
【０００６】
さらに、この構成例では、アップリンク２及びスタックリンク８へはいずれもＬＡＮ中継装置１からフレームが出力されて行く状態として図示しているが、逆にアップリンク２及びスタックリンク８からフレームを入力する場合の入力部等は、図を簡略化するため示されていない。
【０００７】
このような従来のＬＡＮ中継装置において発生し得る輻輳状態を図１０及び図１１を参照してより具体的に説明する。
まず、図１０の例では、アップリンク２に向かっている矢印は６本しか示されていないが、アップリンク２のインタフェース１８をギガインタフェース、入出力ポートを100BASE-TX（100Mbpsインタフェース）とすると、計算上１０本を超える端末用入出力ポート１１が同時にフルワイヤ（伝送路の性能の上限）でアップリンク２に通信しようとした場合、物理的にアップリンク用インタフェース１８の処理能力を超えるため、輻輳状態となる。
【０００８】
また図１１の例では、ＬＡＮ中継装置１の入出力ポート１１に接続された端末４からインタフェース１８への矢印は６本示されており、さらにスタックリンク８を経由して接続されたＬＡＮ中継装置７における入出力ポート７１に接続された端末９からは２本の矢印が示されているので、合計で８本の矢印が示されており、この場合も同様にして、計算上、１０本を超える端末用入出力ポート１１及び７１が同時にフルワイヤでアップリンク２に接続される場合、物理的にインタフェース１８の処理能力を超えるため、輻輳状態になる。
【０００９】
このような輻輳状態が生じ、その通知がモニタ部１４または１６から輻輳制御部１７に与えられると、輻輳制御部１７はスイッチ部１２に対してＪＡＭ信号を送出するか、若しくは上記インタフェース10BASE-T及び100BASE-TXが半二重通信の場合は意図的に入出力ポート１１に衝突（コリジョン）状態を発生させて、実質的に以後の通信を停止させるように制御が行われている。
【００１０】
また、上記の国際標準IEEE802.3Xでは、バッファ滞留フレーム数がある一定閾値を超えると入出力ポート１１に接続されているリンクに対してポーズフレームを送出し、このポーズフレームの受信側ではタイマが満了するまでの間、フレームの送信を停止するという制御が行われている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来のＬＡＮ中継装置のように、ＪＡＭ信号の送出または強制的な衝突状態を発生させるという制御方法では、入出力ポートへの入力を完全に止めてしまわなければならないという課題がある。
【００１２】
また、国際標準IEEE802.3Xでは、図９に示したように複数のＬＡＮ中継装置同士が接続される場合は、ＬＡＮ中継装置単位でのフロー制御は可能であるが、入出力ポート単位のフロー制御が実現できない。これに加え、装置単位でのフロー制御を行うと、装置内の通信などアップリンク若しくはスタックリンクの輻輳状態に無関係な通信にまで制御が掛かってしまうという課題があった。
【００１３】
従って本発明は、アップリンクまたはスタックリンクが輻輳状態になった場 合、ポートへの入出力を停止することなく、且つ輻輳状態に無関係な通信に影響を及ぼさないようにフロー制御を実行するＬＡＮ中継装置を実現することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、本発明に係るＬＡＮ中継装置では、ポート単位で入力制御を行い、フレーム廃棄が生じないようにすることを主眼としている。
図１は本発明に係るＬＡＮ中継装置の原理説明図（１）を示し、図中、図９と同一部分には同一符号が付されている。なお、この図１の例では端末４として４つの端末４１〜４４が入出力ポート１１に接続されており、この入出力ポート１１は図９の従来例と同様に、10BASE-T若しくは100BASE-TXが自動認識可能になっている。
【００１５】
動作において、今、端末４の内の端末４１及び４３がバックボーンＬＡＮ３とフレームを送受信しており（▲１▼，▲２▼）、端末４２と端末４４がＬＡＮ中継装置１内のスイッチ部（図示せず）を介して相互に通信している（▲２▼）ものとする。
このような状態で、アップリンク２が輻輳状態になったとすると、まずＬＡＮ中継装置１のアップリンク用モニタ部（図示せず）がアップリンク２の輻輳状態を検出する。
【００１６】
これにより、ＬＡＮ中継装置１の輻輳制御部（図示せず）はアップリンク２を使用している端末４１及び４３に対して送信制限をかけることにより入出力ポート１１を制御する。
この場合、ＬＡＮ中継装置１は端末４１及び４３の双方に対して入力制御をかけても良いし、あるいは輻輳状態が解消されるのであれば、一方の端末４１または４３のみ（最少限度の端末）に対して入力制御をかけても良い（▲４▼）。
【００１７】
このようにして、端末４２と４４の間の通信は何ら制限を受けずにアップリンク２の輻輳時にフロー制御を行うことが可能となる。
図１の例ではアップリンク２しか示されていないが、スタックリンクを介して他のＬＡＮ中継装置に接続されているときには、スタックリンク用モニタ部がスイッチング部を介して入出力ポート１１に接続されたスタックリンクの輻輳状態を検出し、上記の輻輳制御部は、該スタックリンク用モニタ部が該輻輳状態を検出した時、該入出力ポート１１の内、該スタックリンクを使用している入出力ポートに該輻輳状態を解除させるための送信制限を掛けることができる。
【００１８】
また上記の場合、輻輳制御部が、該ポートとのネゴシエーションを更新しリンク速度を低下させることにより該送信制限を掛けることができる。
このときの動作を、図２を参照して以下に説明する。
まず初期状態（ステップＳ１）から、アップリンク用モニタ部またはスタックリンク用モニタ部は輻輳状態になっているか否かを監視し（同Ｓ２）、輻輳状態であることが分かったときには、アップリンクまたはスタックリンク使用中の入出力ポートを確認し（同Ｓ３）、その入出力ポート１１が100Mbpsで通信中であるか否かを判定する（同Ｓ４）。
【００１９】
この結果、その入出力ポートが100Mbpsで通信中でないときには、すなわち10Mbpsで通信中である時には次の入出力ポートを確認する（同Ｓ５）。
ステップＳ４において、100Mbpsで通信中であることが分かったときには、その入出力ポートに対し、10Mbpsで通信を行うようにネゴシエーションを行う（同Ｓ６）。そして、再びアップリンク用モニタ部またはスタックリンク用モニタ部で輻輳状態の監視を行い（同Ｓ７）、輻輳状態が解消された場合には、上記の入出力ポートに関して初期化ネゴシエーションを行う（同Ｓ８）。
【００２０】
次に、図３に示す本発明の原理構成図（２）のような場合には、ＬＡＮ中継装置１，５，及び７が順次スタック接続されている。すなわち、ＬＡＮ中継装置１と５とがスタックリンク６により接続されており、ＬＡＮ中継装置５と７がスタックリンク８によって接続されるように構成されている。
【００２１】
このような例においては、ＬＡＮ中継装置７に入出力ポート７１から接続された端末９の内の端末９１が、スタックリンク８とＬＡＮ中継装置５とスタックリンク６とＬＡＮ中継装置１とを経由してバックボーンＬＡＮ３とフレームを送受信しており（▲１▼）、端末９２及び９４がＬＡＮ中継装置７を介して相互に通信している（▲４▼）ものとする。
【００２２】
このような状態で、アップリンク２が輻輳状態に陥ると、まずＬＡＮ中継装置１のアップリンク用モニタ部がアップリンク２の輻輳状態を検出する。そして、アップリンク２が輻輳状態にあることを、スタックリンク６とＬＡＮ中継装置５とスタックリンク８とを経由してＬＡＮ中継装置７の輻輳制御部に通知フレームを用いて通知する（▲２▼）。
【００２３】
アップリンク２の輻輳状態の通知を受けたＬＡＮ中継装置７の輻輳制御部は、アップリンク２を使用している端末９１に対して図１の場合と同様にして入力制限を掛ける（▲３▼）。
これにより、端末９２と９４との間の通信は図１の場合と同様に何ら制限を受けずにアップリンク２の輻輳時でもフロー制御を可能にしている。
【００２４】
なお、上記の通知フレームが、該リンクを使用している全ての入出力ポートのＭＡＣアドレスを含むことができる。また、該通知フレームの代わりに、特定パターンの輻輳通知信号を用いてもよい。
さらに、上記のモニタ部が、出力バッファに滞留しているフレーム数が閾値を越えているとき該輻輳状態であるとし、該輻輳制御部に対してそのフレーム中のＭＡＣアドレスを与え、該輻輳制御部が該ＭＡＣアドレスに対応した入出力ポートを割り出すためのテーブルを有することができる。このテーブルは、一定時間毎に更新できる。
【００２５】
そして、該モニタ部は、出力バッファに滞留しているフレーム数が閾値以下になったとき該輻輳状態の解除通知を該輻輳制御部に送り、該輻輳制御部が、該送信制限を解除することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＬＡＮ中継装置の実施例としての構成は図９に示した従来例と同様のものを用いることができる。但し、モニタ部１４及び１６並びに輻輳制御部１７の動作は異なっており、以下に示すフローチャート等によりその動作を説明する。
【００２７】
図４は、図２に概略的に示した本発明の動作フローにおいて、アップリンクの制御実施例をより詳しく示したフローチャート図であり、この図４と図９を参照して以下に本発明の実施例の動作を説明する。
まずアップリンク用モニタ部１４においては、まず、内蔵するタイマ（図示せず）を開始させると共に、アドレス格納メモリ（図示せず）をクリアする（ステップＳ１１）。これらの動作は、タイマが満了する度毎に実行される（同Ｓ１２）。
【００２８】
次に、アップリンク用出力バッファ１３に格納されたフレームの送信元ＭＡＣアドレスをメモリに格納するとともに（同Ｓ１３）、このメモリに格納したアドレス数からバッファ１３に滞留しているフレーム数を計数し、このフレーム数が閾値を超えたか否かを判定する（同Ｓ１４）。
【００２９】
この結果、滞留フレーム数＞閾値でなければステップＳ１２に戻るが、そうでなければバッファ１３に滞留しているフレームが多く輻輳状態にあると判定してステップＳ１３で格納したアドレスと輻輳制御の開始を輻輳制御部１７に通知する（同Ｓ１５）。
【００３０】
輻輳制御部１７においては、モニタ部１４から送られて来た送信元ＭＡＣアドレスに基づき、内蔵しているアドレス学習テーブルを参照し、当該アドレスから制御対象となる入出力ポート１１を割り出す（同Ｓ１６）。この結果、割り出された入出力ポート１１に802.3uのネゴシエーションを10Mbpsで実行する（同Ｓ１７）。
【００３１】
すなわち、100Mbpsのリンクから10Mbpsのリンクに切り替えることによってアップリンク２に流入するフレームの数を減らすこととなり、アップリンク２のトラヒック量を減少させることが可能となる。
この結果、出力バッファ１３の滞留フレーム数が閾値を下回るようになった時には（同Ｓ１８）、モニタ部１４は制御解除を輻輳制御部１７に通知する（同Ｓ１９）。
【００３２】
この制御解除通知を受けた輻輳制御部１７では、該当するポートに802.3uネゴシエーションを100Mbpsで実行し（同Ｓ２０）、元の処理能力に回復させることができる。
この実施例ではアップリンクの制御例について述べたが、出力バッファ１５とスタックリンク用モニタ部１６と輻輳制御部１７との関係も同様にして実現できる。
【００３３】
すなわち、モニタ部１６は出力バッファ１５をモニタすることにより、スタックリンクに対して入出力ポート１１からスイッチ部１２を経由して送出しているフレームのバッファ１５における滞留数が閾値を超えたか否かを監視する。そして、滞留数＞閾値になったことを検出した場合、スタックリンク８の輻輳状態が輻輳制御部１７に通知される。
【００３４】
このとき、モニタ部１６はフレームの送出元ＭＡＣアドレスを認識し輻輳制御部１７に通知する。
従って、スタックリンク８の輻輳状態を通知された輻輳制御部１７は、この時点でスタックリンク８にフレームを送出している上記のＭＡＣアドレスに対応した入出力ポートに対してフレームの入力制限を行うこととなる。
【００３５】
なお、上記のいずれの実施例においても、全ての送信元ＭＡＣアドレスに対応した入出力ポートに対して送信制限を掛けるか、或いは最少限度の入出力ポートのみに送信制限を掛けるか、のいずれでもよい。
上記の実施例は、図１に示したような単一のＬＡＮ中継装置内での輻輳制御実施例を示したものであるが、複数のＬＡＮ中継装置間に渡るフロー制御について図５〜図８を用いて以下に説明する。
【００３６】
図５は、図９に示すようなＬＡＮ中継装置の構成例において、後述する輻輳通知フレーム（１）を用いたときのスタックリンクの制御実施例を示したものである。
まず、ステップＳ２１及びＳ２２は図４に示したステップＳ１１及びＳ１２に対応しており、この後、ステップＳ２３においてはスタックリンク用出力バッファ、すなわち図９に示すＬＡＮ中継装置７における出力バッファ１３（したがって、図９と同様にアップリンク用出力バッファと称することもできる）に格納されたフレームの送信元ＭＡＣアドレスを内蔵メモリに格納する。
【００３７】
そして、モニタ部１４においては、ＬＡＮ中継装置１からの輻輳通知フレーム（１）を受信したか否かを判定する（同Ｓ２４）。
この輻輳通知フレーム（１）の実施例が図６に示されており、ここではＬＡＮ中継装置宛のＩＰフレームとし、制御フレームを示す識別子とアップリンクの輻輳を示すビットとが設定されている。なお、「ＭＡＣ」には送信先アドレス、送信元アドレス、プロトコル等が格納され、「ＩＰ」には同じく送信先アドレス、送信元アドレス、及び種々のフラグなどが格納されている。また、「ｐａｄｄｉｎｇ」は空白を埋めるためのダミービットであることを示している。
【００３８】
このような輻輳通知フレーム（１）は、図３の例に示す如く、ＬＡＮ中継装置１におけるアップリンク用モニタ部１４から送出されるもので、このモニタ部１４は内蔵メモリに格納した送信元ＭＡＣアドレスから、滞留フレームがどこのＬＡＮ中継装置であるかを判断することができ、この判断にしたがって対応するＬＡＮ中継装置へ輻輳通知フレーム（１）を送ることができる。
【００３９】
輻輳通知フレーム（１）を受信したモニタ部１４は、ステップＳ２３において格納した送信元ＭＡＣアドレスと輻輳制御の開始を輻輳制御部１７に通知する（同Ｓ２５）。
これは、図４のステップＳ１５に対応するものであり、輻輳制御部１７においては、ステップＳ２６及びＳ２７が実行されるが、これは図４におけるステップＳ１６及びＳ１７に対応する動作である。
【００４０】
そして、このようにして輻輳制御部１７においてネゴシエーションで入力制限を入出力ポートにかけた結果、出力バッファ１３の滞留フレーム数が閾値を下回るようになったことが分かったときには（同Ｓ２８）、モニタ部１４は輻輳制御部１７に対して制御解除を通知し（同Ｓ２９）、これに応答して輻輳制御部１７は図４のステップＳ２０と同様にして入力制限の解除を行う。
【００４１】
なお、この場合の輻輳状態は各ＬＡＮ中継装置からアップリンク２へのフレームの送出状況によって変わるので、アップリンク用出力バッファ１３に滞留した全てのフレームの送信元ＭＡＣアドレスに対応した入出力ポートに送信制限を掛けることとなる。
【００４２】
図５に示した実施例の場合には輻輳通知フレーム（１）が何らかの形で輻輳状態があったことだけをスタックリンクを介して他のＬＡＮ中継装置に通知しているが、図７に示す実施例の場合には輻輳通知フレーム（２）を用いてスタックリンクの制御を行っている。
【００４３】
すなわち、モニタ部１４において輻輳通知フレーム（２）が受信したか否かを判定する（ステップＳ３１）。この輻輳通知フレーム（２）の実施例が図８に示されており、この実施例では図６の実施例と同様にＬＡＮ中継装置宛のＩＰフレームとし、制御フレームを示す識別子とアップリンクの輻輳状態を示すビットと、格納ＭＡＣアドレスの数と、さらに送信元ＭＡＣアドレスのフィールドが設けられている。
【００４４】
従って、ステップＳ３１において輻輳通知フレーム（２）を受信したことが分かったときにはこのフレーム（２）に格納されている送信元ＭＡＣアドレスと輻輳制御の開始を当該ＬＡＮ中継装置の輻輳制御部１７に通知する（同Ｓ３２）。
このようなアドレスを受け取った輻輳制御部１７においては、上記のステップＳ１６，Ｓ１７及びＳ２６，Ｓ２７と同様にステップＳ３３及びＳ３４において制御対象入出力ポートを割り出し、且つその入出力ポートに対して802.3uネゴシエーションを10Mbpsで実行する。
【００４５】
このようにして入力制限が行われた結果、出力バッファ１３の滞留フレーム数が閾値を下回ったかどうか判定し（同Ｓ３５）、このように下回った場合には制御解除を輻輳制御部１７に通知し（同Ｓ３６）、輻輳制御部１７はこの通知により802.3uネゴシエーションを100Mbpsで実行して入力制限状態を解除する。
【００４６】
なお、上記の実施例では特別な輻輳通知フレーム（１）及び（２）を用いた が、この他に例えば一定時間のオール“１”の送出や特定パターンの繰り返しのような輻輳通知信号を物理的に用いても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＬＡＮ中継装置によれば、スイッチング部を介して入出力ポートに接続されたスタックリンクを介して他のＬＡＮ中継装置と接続されているＬＡＮ中継装置において、アップリンクまたはスタックリンクが輻輳状態にある時には当該フレームの送信元である入出力ポートに送信制限をかけ、さらにはスタックリンクを介して複数台接続されている場合においてアップリンクを有するＬＡＮ中継装置がアップリンクの輻輳状態を検出して他のＬＡＮ中継装置にその輻輳状態を通知して送信制限を掛けるように構成したので、入出力ポート単位での入力制限が可能となり、不必要な通信制御を排除することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＬＡＮ中継装置の原理構成図（１）を示したブロック図である。
【図２】本発明に係るＬＡＮ中継装置の原理構成図（１）の全体動作を示したフローチャート図である。
【図３】本発明に係るＬＡＮ中継装置の原理構成図（２）を示したブロック図である。
【図４】本発明に係るＬＡＮ中継装置におけるアップリンクの制御実施例を示したフ ローチャート図である。
【図５】本発明に係るＬＡＮ中継装置において輻輳通知フレーム（１）を用いたときの制御実施例を示したフローチャート図である。
【図６】本発明に係るＬＡＮ中継装置に用いられる輻輳通知フレーム（１）を示した フォーマット図である。
【図７】本発明に係るＬＡＮ中継装置において輻輳通知フレーム（２）を用いたときの制御実施例を示したフローチャート図である。
【図８】本発明に係るＬＡＮ中継装置に用いられる輻輳通知フレーム（２）を示した フォーマット図である。
【図９】本発明及び従来例において用いられるＬＡＮ中継装置の構成例を示したブロック図である。
【図１０】ＬＡＮ中継装置における一般的な輻輳状態の説明図（１）である。
【図１１】ＬＡＮ中継装置における一般的な輻輳状態の説明図（２）である。
【符号の説明】
１，５，７ ＬＡＮ中継装置
２ アップリンク
３ バックボーンＬＡＮ
４，４１〜４４，９，９１〜９４ 端末
６，８ スタックリンク
１１，７１ 入出力ポート
１２ スイッチ部
１３，１５ 出力バッファ
１４ アップリンク用モニタ部
１６ スタックリンク用モニタ部
１７ 輻輳制御部
１８，１９ インタフェース
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【発明の属する技術分野】
本発明はＬＡＮ中継装置に関し、特に輻輳状態を検出してフロー制御を行うＬＡＮ中継装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は従来より知られているＬＡＮ中継装置の構成例を示したもので、ＬＡＮ中継装置１はアップリンク２を介してバックボーンＬＡＮ３に接続されており、また、スタックリンク８を介して他のＬＡＮ中継装置７とも接続されている。
【０００３】
ＬＡＮ中継装置１及び７の内部構成は共通であり、ＬＡＮ中継装置１を例にとって説明すると、パーソナルコンピュータやスイッチ／リピータハブなどの端末（図示せず）に接続可能な入出力ポート１１がスイッチ部１２に接続されている。この入出力ポート１１はＬＡＮの伝送路仕様として国際標準である10BASE-T(10Mbps)と100BASE-TX(100Mbps)の自動認識が可能になっている。
【０００４】
スイッチ部１２とアップリンク２との間には出力バッファ１３が設けられており、この出力バッファ１３におけるフレーム滞留数がアップリンク用モニタ部１４でモニタされ、アップリンク２の状態を常に監視できるようになっている。
また、スイッチ部１２とスタックリンク８との間にも出力バッファ１５が設けられており、アップリンク２の場合と同様に、出力バッファ１５にスタックリンク用モニタ部１６が接続されており、出力バッファ１５におけるスタックリンク８へのフレーム滞留数が常にモニタできるようになっている。
【０００５】
これらのモニタ部１４及び１６は輻輳制御部１７に接続されており、各モニタ部１４及び１６でそれぞれリンク２及び８の輻輳状態を検出した場合、輻輳制御部１７に輻輳状態が通知されるようになっている。
なお、出力バッファ１３とアップリンク２との間にはインタフェース１８が設けられており、また出力バッファ１５とスタックリンク８との間にもインタフェース１９が設けられている。
【０００６】
さらに、この構成例では、アップリンク２及びスタックリンク８へはいずれもＬＡＮ中継装置１からフレームが出力されて行く状態として図示しているが、逆にアップリンク２及びスタックリンク８からフレームを入力する場合の入力部等は、図を簡略化するため示されていない。
【０００７】
このような従来のＬＡＮ中継装置において発生し得る輻輳状態を図１０及び図１１を参照してより具体的に説明する。
まず、図１０の例では、アップリンク２に向かっている矢印は６本しか示されていないが、アップリンク２のインタフェース１８をギガインタフェース、入出力ポートを100BASE-TX（100Mbpsインタフェース）とすると、計算上１０本を超える端末用入出力ポート１１が同時にフルワイヤ（伝送路の性能の上限）でアップリンク２に通信しようとした場合、物理的にアップリンク用インタフェース１８の処理能力を超えるため、輻輳状態となる。
【０００８】
また図１１の例では、ＬＡＮ中継装置１の入出力ポート１１に接続された端末４からインタフェース１８への矢印は６本示されており、さらにスタックリンク８を経由して接続されたＬＡＮ中継装置７における入出力ポート７１に接続された端末９からは２本の矢印が示されているので、合計で８本の矢印が示されており、この場合も同様にして、計算上、１０本を超える端末用入出力ポート１１及び７１が同時にフルワイヤでアップリンク２に接続される場合、物理的にインタフェース１８の処理能力を超えるため、輻輳状態になる。
【０００９】
このような輻輳状態が生じ、その通知がモニタ部１４または１６から輻輳制御部１７に与えられると、輻輳制御部１７はスイッチ部１２に対してＪＡＭ信号を送出するか、若しくは上記インタフェース10BASE-T及び100BASE-TXが半二重通信の場合は意図的に入出力ポート１１に衝突（コリジョン）状態を発生させて、実質的に以後の通信を停止させるように制御が行われている。
【００１０】
また、上記の国際標準IEEE802.3Xでは、バッファ滞留フレーム数がある一定閾値を超えると入出力ポート１１に接続されているリンクに対してポーズフレームを送出し、このポーズフレームの受信側ではタイマが満了するまでの間、フレームの送信を停止するという制御が行われている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来のＬＡＮ中継装置のように、ＪＡＭ信号の送出または強制的な衝突状態を発生させるという制御方法では、入出力ポートへの入力を完全に止めてしまわなければならないという課題がある。
【００１２】
また、国際標準IEEE802.3Xでは、図９に示したように複数のＬＡＮ中継装置同士が接続される場合は、ＬＡＮ中継装置単位でのフロー制御は可能であるが、入出力ポート単位のフロー制御が実現できない。これに加え、装置単位でのフロー制御を行うと、装置内の通信などアップリンク若しくはスタックリンクの輻輳状態に無関係な通信にまで制御が掛かってしまうという課題があった。
【００１３】
従って本発明は、アップリンクまたはスタックリンクが輻輳状態になった場 合、ポートへの入出力を停止することなく、且つ輻輳状態に無関係な通信に影響を及ぼさないようにフロー制御を実行するＬＡＮ中継装置を実現することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、本発明に係るＬＡＮ中継装置では、ポート単位で入力制御を行い、フレーム廃棄が生じないようにすることを主眼としている。
図１は本発明に係るＬＡＮ中継装置の原理説明図（１）を示し、図中、図９と同一部分には同一符号が付されている。なお、この図１の例では端末４として４つの端末４１〜４４が入出力ポート１１に接続されており、この入出力ポート１１は図９の従来例と同様に、10BASE-T若しくは100BASE-TXが自動認識可能になっている。
【００１５】
動作において、今、端末４の内の端末４１及び４３がバックボーンＬＡＮ３とフレームを送受信しており（▲１▼，▲２▼）、端末４２と端末４４がＬＡＮ中継装置１内のスイッチ部（図示せず）を介して相互に通信している（▲２▼）ものとする。
このような状態で、アップリンク２が輻輳状態になったとすると、まずＬＡＮ中継装置１のアップリンク用モニタ部（図示せず）がアップリンク２の輻輳状態を検出する。
【００１６】
これにより、ＬＡＮ中継装置１の輻輳制御部（図示せず）はアップリンク２を使用している端末４１及び４３に対して送信制限をかけることにより入出力ポート１１を制御する。
この場合、ＬＡＮ中継装置１は端末４１及び４３の双方に対して入力制御をかけても良いし、あるいは輻輳状態が解消されるのであれば、一方の端末４１または４３のみ（最少限度の端末）に対して入力制御をかけても良い（▲４▼）。
【００１７】
このようにして、端末４２と４４の間の通信は何ら制限を受けずにアップリンク２の輻輳時にフロー制御を行うことが可能となる。
図１の例ではアップリンク２しか示されていないが、スタックリンクを介して他のＬＡＮ中継装置に接続されているときには、スタックリンク用モニタ部がスイッチング部を介して入出力ポート１１に接続されたスタックリンクの輻輳状態を検出し、上記の輻輳制御部は、該スタックリンク用モニタ部が該輻輳状態を検出した時、該入出力ポート１１の内、該スタックリンクを使用している入出力ポートに該輻輳状態を解除させるための送信制限を掛けることができる。
【００１８】
また上記の場合、輻輳制御部が、該ポートとのネゴシエーションを更新しリンク速度を低下させることにより該送信制限を掛けることができる。
このときの動作を、図２を参照して以下に説明する。
まず初期状態（ステップＳ１）から、アップリンク用モニタ部またはスタックリンク用モニタ部は輻輳状態になっているか否かを監視し（同Ｓ２）、輻輳状態であることが分かったときには、アップリンクまたはスタックリンク使用中の入出力ポートを確認し（同Ｓ３）、その入出力ポート１１が100Mbpsで通信中であるか否かを判定する（同Ｓ４）。
【００１９】
この結果、その入出力ポートが100Mbpsで通信中でないときには、すなわち10Mbpsで通信中である時には次の入出力ポートを確認する（同Ｓ５）。
ステップＳ４において、100Mbpsで通信中であることが分かったときには、その入出力ポートに対し、10Mbpsで通信を行うようにネゴシエーションを行う（同Ｓ６）。そして、再びアップリンク用モニタ部またはスタックリンク用モニタ部で輻輳状態の監視を行い（同Ｓ７）、輻輳状態が解消された場合には、上記の入出力ポートに関して初期化ネゴシエーションを行う（同Ｓ８）。
【００２０】
次に、図３に示す本発明の原理構成図（２）のような場合には、ＬＡＮ中継装置１，５，及び７が順次スタック接続されている。すなわち、ＬＡＮ中継装置１と５とがスタックリンク６により接続されており、ＬＡＮ中継装置５と７がスタックリンク８によって接続されるように構成されている。
【００２１】
このような例においては、ＬＡＮ中継装置７に入出力ポート７１から接続された端末９の内の端末９１が、スタックリンク８とＬＡＮ中継装置５とスタックリンク６とＬＡＮ中継装置１とを経由してバックボーンＬＡＮ３とフレームを送受信しており（▲１▼）、端末９２及び９４がＬＡＮ中継装置７を介して相互に通信している（▲４▼）ものとする。
【００２２】
このような状態で、アップリンク２が輻輳状態に陥ると、まずＬＡＮ中継装置１のアップリンク用モニタ部がアップリンク２の輻輳状態を検出する。そして、アップリンク２が輻輳状態にあることを、スタックリンク６とＬＡＮ中継装置５とスタックリンク８とを経由してＬＡＮ中継装置７の輻輳制御部に通知フレームを用いて通知する（▲２▼）。
【００２３】
アップリンク２の輻輳状態の通知を受けたＬＡＮ中継装置７の輻輳制御部は、アップリンク２を使用している端末９１に対して図１の場合と同様にして入力制限を掛ける（▲３▼）。
これにより、端末９２と９４との間の通信は図１の場合と同様に何ら制限を受けずにアップリンク２の輻輳時でもフロー制御を可能にしている。
【００２４】
なお、上記の通知フレームが、該リンクを使用している全ての入出力ポートのＭＡＣアドレスを含むことができる。また、該通知フレームの代わりに、特定パターンの輻輳通知信号を用いてもよい。
さらに、上記のモニタ部が、出力バッファに滞留しているフレーム数が閾値を越えているとき該輻輳状態であるとし、該輻輳制御部に対してそのフレーム中のＭＡＣアドレスを与え、該輻輳制御部が該ＭＡＣアドレスに対応した入出力ポートを割り出すためのテーブルを有することができる。このテーブルは、一定時間毎に更新できる。
【００２５】
そして、該モニタ部は、出力バッファに滞留しているフレーム数が閾値以下になったとき該輻輳状態の解除通知を該輻輳制御部に送り、該輻輳制御部が、該送信制限を解除することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＬＡＮ中継装置の実施例としての構成は図９に示した従来例と同様のものを用いることができる。但し、モニタ部１４及び１６並びに輻輳制御部１７の動作は異なっており、以下に示すフローチャート等によりその動作を説明する。
【００２７】
図４は、図２に概略的に示した本発明の動作フローにおいて、アップリンクの制御実施例をより詳しく示したフローチャート図であり、この図４と図９を参照して以下に本発明の実施例の動作を説明する。
まずアップリンク用モニタ部１４においては、まず、内蔵するタイマ（図示せず）を開始させると共に、アドレス格納メモリ（図示せず）をクリアする（ステップＳ１１）。これらの動作は、タイマが満了する度毎に実行される（同Ｓ１２）。
【００２８】
次に、アップリンク用出力バッファ１３に格納されたフレームの送信元ＭＡＣアドレスをメモリに格納するとともに（同Ｓ１３）、このメモリに格納したアドレス数からバッファ１３に滞留しているフレーム数を計数し、このフレーム数が閾値を超えたか否かを判定する（同Ｓ１４）。
【００２９】
この結果、滞留フレーム数＞閾値でなければステップＳ１２に戻るが、そうでなければバッファ１３に滞留しているフレームが多く輻輳状態にあると判定してステップＳ１３で格納したアドレスと輻輳制御の開始を輻輳制御部１７に通知する（同Ｓ１５）。
【００３０】
輻輳制御部１７においては、モニタ部１４から送られて来た送信元ＭＡＣアドレスに基づき、内蔵しているアドレス学習テーブルを参照し、当該アドレスから制御対象となる入出力ポート１１を割り出す（同Ｓ１６）。この結果、割り出された入出力ポート１１に802.3uのネゴシエーションを10Mbpsで実行する（同Ｓ１７）。
【００３１】
すなわち、100Mbpsのリンクから10Mbpsのリンクに切り替えることによってアップリンク２に流入するフレームの数を減らすこととなり、アップリンク２のトラヒック量を減少させることが可能となる。
この結果、出力バッファ１３の滞留フレーム数が閾値を下回るようになった時には（同Ｓ１８）、モニタ部１４は制御解除を輻輳制御部１７に通知する（同Ｓ１９）。
【００３２】
この制御解除通知を受けた輻輳制御部１７では、該当するポートに802.3uネゴシエーションを100Mbpsで実行し（同Ｓ２０）、元の処理能力に回復させることができる。
この実施例ではアップリンクの制御例について述べたが、出力バッファ１５とスタックリンク用モニタ部１６と輻輳制御部１７との関係も同様にして実現できる。
【００３３】
すなわち、モニタ部１６は出力バッファ１５をモニタすることにより、スタックリンクに対して入出力ポート１１からスイッチ部１２を経由して送出しているフレームのバッファ１５における滞留数が閾値を超えたか否かを監視する。そして、滞留数＞閾値になったことを検出した場合、スタックリンク８の輻輳状態が輻輳制御部１７に通知される。
【００３４】
このとき、モニタ部１６はフレームの送出元ＭＡＣアドレスを認識し輻輳制御部１７に通知する。
従って、スタックリンク８の輻輳状態を通知された輻輳制御部１７は、この時点でスタックリンク８にフレームを送出している上記のＭＡＣアドレスに対応した入出力ポートに対してフレームの入力制限を行うこととなる。
【００３５】
なお、上記のいずれの実施例においても、全ての送信元ＭＡＣアドレスに対応した入出力ポートに対して送信制限を掛けるか、或いは最少限度の入出力ポートのみに送信制限を掛けるか、のいずれでもよい。
上記の実施例は、図１に示したような単一のＬＡＮ中継装置内での輻輳制御実施例を示したものであるが、複数のＬＡＮ中継装置間に渡るフロー制御について図５〜図８を用いて以下に説明する。
【００３６】
図５は、図９に示すようなＬＡＮ中継装置の構成例において、後述する輻輳通知フレーム（１）を用いたときのスタックリンクの制御実施例を示したものである。
まず、ステップＳ２１及びＳ２２は図４に示したステップＳ１１及びＳ１２に対応しており、この後、ステップＳ２３においてはスタックリンク用出力バッファ、すなわち図９に示すＬＡＮ中継装置７における出力バッファ１３（したがって、図９と同様にアップリンク用出力バッファと称することもできる）に格納されたフレームの送信元ＭＡＣアドレスを内蔵メモリに格納する。
【００３７】
そして、モニタ部１４においては、ＬＡＮ中継装置１からの輻輳通知フレーム（１）を受信したか否かを判定する（同Ｓ２４）。
この輻輳通知フレーム（１）の実施例が図６に示されており、ここではＬＡＮ中継装置宛のＩＰフレームとし、制御フレームを示す識別子とアップリンクの輻輳を示すビットとが設定されている。なお、「ＭＡＣ」には送信先アドレス、送信元アドレス、プロトコル等が格納され、「ＩＰ」には同じく送信先アドレス、送信元アドレス、及び種々のフラグなどが格納されている。また、「ｐａｄｄｉｎｇ」は空白を埋めるためのダミービットであることを示している。
【００３８】
このような輻輳通知フレーム（１）は、図３の例に示す如く、ＬＡＮ中継装置１におけるアップリンク用モニタ部１４から送出されるもので、このモニタ部１４は内蔵メモリに格納した送信元ＭＡＣアドレスから、滞留フレームがどこのＬＡＮ中継装置であるかを判断することができ、この判断にしたがって対応するＬＡＮ中継装置へ輻輳通知フレーム（１）を送ることができる。
【００３９】
輻輳通知フレーム（１）を受信したモニタ部１４は、ステップＳ２３において格納した送信元ＭＡＣアドレスと輻輳制御の開始を輻輳制御部１７に通知する（同Ｓ２５）。
これは、図４のステップＳ１５に対応するものであり、輻輳制御部１７においては、ステップＳ２６及びＳ２７が実行されるが、これは図４におけるステップＳ１６及びＳ１７に対応する動作である。
【００４０】
そして、このようにして輻輳制御部１７においてネゴシエーションで入力制限を入出力ポートにかけた結果、出力バッファ１３の滞留フレーム数が閾値を下回るようになったことが分かったときには（同Ｓ２８）、モニタ部１４は輻輳制御部１７に対して制御解除を通知し（同Ｓ２９）、これに応答して輻輳制御部１７は図４のステップＳ２０と同様にして入力制限の解除を行う。
【００４１】
なお、この場合の輻輳状態は各ＬＡＮ中継装置からアップリンク２へのフレームの送出状況によって変わるので、アップリンク用出力バッファ１３に滞留した全てのフレームの送信元ＭＡＣアドレスに対応した入出力ポートに送信制限を掛けることとなる。
【００４２】
図５に示した実施例の場合には輻輳通知フレーム（１）が何らかの形で輻輳状態があったことだけをスタックリンクを介して他のＬＡＮ中継装置に通知しているが、図７に示す実施例の場合には輻輳通知フレーム（２）を用いてスタックリンクの制御を行っている。
【００４３】
すなわち、モニタ部１４において輻輳通知フレーム（２）が受信したか否かを判定する（ステップＳ３１）。この輻輳通知フレーム（２）の実施例が図８に示されており、この実施例では図６の実施例と同様にＬＡＮ中継装置宛のＩＰフレームとし、制御フレームを示す識別子とアップリンクの輻輳状態を示すビットと、格納ＭＡＣアドレスの数と、さらに送信元ＭＡＣアドレスのフィールドが設けられている。
【００４４】
従って、ステップＳ３１において輻輳通知フレーム（２）を受信したことが分かったときにはこのフレーム（２）に格納されている送信元ＭＡＣアドレスと輻輳制御の開始を当該ＬＡＮ中継装置の輻輳制御部１７に通知する（同Ｓ３２）。
このようなアドレスを受け取った輻輳制御部１７においては、上記のステップＳ１６，Ｓ１７及びＳ２６，Ｓ２７と同様にステップＳ３３及びＳ３４において制御対象入出力ポートを割り出し、且つその入出力ポートに対して802.3uネゴシエーションを10Mbpsで実行する。
【００４５】
このようにして入力制限が行われた結果、出力バッファ１３の滞留フレーム数が閾値を下回ったかどうか判定し（同Ｓ３５）、このように下回った場合には制御解除を輻輳制御部１７に通知し（同Ｓ３６）、輻輳制御部１７はこの通知により802.3uネゴシエーションを100Mbpsで実行して入力制限状態を解除する。
【００４６】
なお、上記の実施例では特別な輻輳通知フレーム（１）及び（２）を用いた が、この他に例えば一定時間のオール“１”の送出や特定パターンの繰り返しのような輻輳通知信号を物理的に用いても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＬＡＮ中継装置によれば、スイッチング部を介して入出力ポートに接続されたスタックリンクを介して他のＬＡＮ中継装置と接続されているＬＡＮ中継装置において、アップリンクまたはスタックリンクが輻輳状態にある時には当該フレームの送信元である入出力ポートに送信制限をかけ、さらにはスタックリンクを介して複数台接続されている場合においてアップリンクを有するＬＡＮ中継装置がアップリンクの輻輳状態を検出して他のＬＡＮ中継装置にその輻輳状態を通知して送信制限を掛けるように構成したので、入出力ポート単位での入力制限が可能となり、不必要な通信制御を排除することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＬＡＮ中継装置の原理構成図（１）を示したブロック図である。
【図２】本発明に係るＬＡＮ中継装置の原理構成図（１）の全体動作を示したフローチャート図である。
【図３】本発明に係るＬＡＮ中継装置の原理構成図（２）を示したブロック図である。
【図４】本発明に係るＬＡＮ中継装置におけるアップリンクの制御実施例を示したフ ローチャート図である。
【図５】本発明に係るＬＡＮ中継装置において輻輳通知フレーム（１）を用いたときの制御実施例を示したフローチャート図である。
【図６】本発明に係るＬＡＮ中継装置に用いられる輻輳通知フレーム（１）を示した フォーマット図である。
【図７】本発明に係るＬＡＮ中継装置において輻輳通知フレーム（２）を用いたときの制御実施例を示したフローチャート図である。
【図８】本発明に係るＬＡＮ中継装置に用いられる輻輳通知フレーム（２）を示した フォーマット図である。
【図９】本発明及び従来例において用いられるＬＡＮ中継装置の構成例を示したブロック図である。
【図１０】ＬＡＮ中継装置における一般的な輻輳状態の説明図（１）である。
【図１１】ＬＡＮ中継装置における一般的な輻輳状態の説明図（２）である。
【符号の説明】
１，５，７ ＬＡＮ中継装置
２ アップリンク
３ バックボーンＬＡＮ
４，４１〜４４，９，９１〜９４ 端末
６，８ スタックリンク
１１，７１ 入出力ポート
１２ スイッチ部
１３，１５ 出力バッファ
１４ アップリンク用モニタ部
１６ スタックリンク用モニタ部
１７ 輻輳制御部
１８，１９ インタフェース
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (4)
- スイッチング部を介して入出力ポートに接続されたスタックリンクを介して他のＬＡＮ中継装置と接続されるＬＡＮ中継装置において、
該スタックリンクを介して接続された他のＬＡＮ中継装置からアップリンクの輻輳通知を検出するモニタ部と、
該モニタ部が該アップリンクの該輻輳通知を検出した時、該入出力ポートの内、該アップリンクを使用している入出力ポートに該輻輳状態を解除させるための送信制限を掛ける輻輳制御部とを備え、
該輻輳通知は、該アップリンクを使用しているパケットの送信元 MAC アドレスを所定時間にわたって記憶するとともに該送信元 MAC アドレスの数を計数した結果に基づいて送信され、該記憶した全ての送信元 MAC アドレスを含むように構成された専用の通知フレームである
ことを特徴とするＬＡＮ中継装置。 - 前記モニタ部は該スタックリンクの輻輳状態を更に検出する機能を備え、
該スタックリンクの輻輳状態を検出した時、該入出力ポートの内、該スタックリンクを使用している入出力ポートに該スタックリンクの輻輳状態を解除させるための送信制限を掛けることを特徴とした請求項１記載のＬＡＮ中継装置。 - 該輻輳制御部が、該スタックリンクと該入出力ポートとのネゴシエーションを更新しリンク速度を低下させることにより該送信制限を掛けることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＡＮ中継装置。
- 該輻輳制御部が、該アップリンク又は該スタックリンクの輻輳を解除するために必要な最少限度の入出力ポートに該送信制限を掛けることを特徴とした請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のＬＡＮ中継装置。
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