JPH08223203A - ネットワーク中継装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ネットワーク中継装置にあって、その中継性
能の向上が図れるようにする。 【構成】 複数の入出力ポート１０１，１０２を備える
と共にデータを１方の入出力ポートから他方の入出力ポ
ートへ中継する機能、ユーザが受信データの種類を指定
するフィルタデータベース１０８、指定された受信デー
タに対する中継を制限する機能、及びこれらの処理を実
行するプロセッサ１０７の各々を備えたネットワーク中
継装置１００にあって、受信した通信データの通信制御
情報及び通信データに対する制限を一時的に保存する一
時保存メモリ１０９を備え、プロセッサ１０７は、保存
した通信制御情報を含む通信データを受信したとき、保
存してある制限条件に従って処理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の入出力ポートを
備え、ポート間で情報を中継する機能を備えると共に、
フレーム単位で伝送を行うネットワーク中継装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ネットワーク中継装置として、米国電気
電子学会ＩＥＥＥのＩＥＥＥ８０２．１ｄで定められた
ＭＡＣ（媒体アクセス制御）ブリッジが広く知られてい
る。この規格に定められたＭＡＣブリッジは複数の入出
力ポートを備え、この入出力ポートを通じてＭＡＣフレ
ームを受信し、或いはＭＡＣフレームを送信することが
できる。複数の入出力ポートは、夫々異なるネットワー
クに接続され、ＭＡＣブリッジは或るポートを経由して
受信したＭＡＣフレームを別のポートを経由して、ポー
トの先に接続したネットワークへ送信する。このような
動作は、フレームの中継と呼ばれている。

【０００３】次に、図面を用いて従来技術によるＭＡＣ
ブリッジの動作例について説明する。図９はＭＡＣブリ
ッジを用いたネットワークシステムの構成を示す接続図
である。ＭＡＣブリッジ９０１にはネットワーク９０
２，９０３が接続されている。ネットワーク９０２には
コンピュータ９０４，９０５が接続され、ネットワーク
９０３にはコンピュータ９０６，９０７が接続されてい
る。

【０００４】このような構成にあって、例えば、ネット
ワーク９０２のコンピュータ９０４とネットワーク９０
３のコンピュータ９０７との間で情報の授受を行う場
合、フレーム９０８と称する１群の伝送単位によって情
報の授受がＭＡＣブリッジ９０１を介して行われる。図
１０はイーサネットにおけるフレームの構成例を示して
いる。フレームは、先頭に配置される宛て先アドレス
（ＤＡ：Destination address ）１００１、このアドレ
スの後に送信される送信元アドレス（ＳＡ： Source ad
dres）１００２、上位プロトコル（ＴＹＰＥ）１００３
等の通信制御情報、及びユーザデータ（ＤＡＴＡ）１０
０４から構成されている。

【０００５】次に、ＭＡＣブリッジ９０１の中継動作に
ついて説明する。コンピュータ９０７からコンピュータ
９０４へデータを送信する場合、まず、コンピュータ９
０７は送ろうとするデータに通信制御情報を付加してフ
レーム９０８を構成し、出力ポートを通してネットワー
ク９０３へ送信する。ネットワーク９０３に接続されて
いるコンピュータ９０６及びＭＡＣブリッジ９０１は、
フレーム９０８を廃棄するように指定されていなけれ
ば、フレーム９０８をネットワーク９０２へ中継する。
コンピュータ９０６はフレーム９０８を受信するが、宛
て先のアドレスが自局でないため、フレーム９０８を廃
棄する。

【０００６】ＭＡＣブリッジ９０１がネットワーク９０
２へ送信したフレーム９０８は、コンピュータ９０４及
び９０５において受信される。コンピュータ９０５はフ
レーム９０８を受信するが、宛て先アドレスが自局でな
いため、フレーム９０８を廃棄する。コンピュータ９０
４では、宛て先アドレスが自局であるため、フレーム９
０８内のユーザデータを取り出して受け取る。このよう
に、コンピュータ９０７から見ると、送信したデータが
ＭＡＣブリッジ９０１を通過して、コンピュータ９０４
に届くように見える。

【０００７】また、多くのＭＡＣブリッジには、フィル
タ機能が実装されている。この機能は、ＭＡＣブリッジ
の或るポートで受信したフレームをブリッジの別のポー
トへ送信しないようにする機能である。フィルタ機能
は、ネットワークへの不要なフレームの中継を回避する
ために行われる。受信したフレームを中継し、或いは廃
棄するという判定の処理は、フィルタデータベースと呼
ばれる情報を基にしている。

【０００８】次に図を用いて、従来の技術を用いたフィ
ルタ処理の動作について説明する。図１１は従来のネッ
トワーク中継装置におけるＭＡＣブリッジの構成を示す
ブロック図である。また、図１２はＭＡＣブリッジのメ
モリ内に構成されているフィルタデータベースである。
更に、各ネットワークに接続されるコンピュータ９０
４，９０５，９０６，９０７の各々には、ＭＡＣアドレ
スが割当てられている。例えば、図１３に示すように、
コンピュータの各々の名前と１６進数のＭＡＣアドレス
の情報とが対応している。

【０００９】図１１に示すように、ＭＡＣブリッジ９０
１は、ネットワーク９０２に接続される入出力ポート
（１）１１０１、ネットワーク９０３に接続される入出
力ポート（２）１１０２、入出力ポート（１）１１０１
に接続されるＬＡＮ接続回路（１）１１０３、入出力ポ
ート（２）１１０２に接続されるＬＡＮ接続回路（２）
１１０４、ＬＡＮ接続回路１１０３，１１０４に接続さ
れるバス４０５、このバス４０５に各々接続されるフレ
ーム格納メモリ１１０６、プロセッサ１１０７、フィル
タデータベース１１０８から構成されている。

【００１０】図１１の構成において、入出力ポート１１
０１がフレームを受信した場合の動作について説明す
る。入出力ポート１１０１で受信したフレームの信号
は、ＬＡＮ接続回路１１０３においてプロセッサ１１０
７が処理できるようなデータ形式に変換され、フレーム
格納メモリ１１０６に記録される。フレーム格納メモリ
１１０６に記録されたフレームの宛て先アドレス、送信
元アドレス及び上位プロトコルの値と、フィルタデータ
ベース１１０８内に記録されている送信元アドレス、宛
て先アドレス及び上位プロトコルの値を比較し、指定さ
れる範囲に含まれていれば、指定された内容に従って中
継或いは廃棄処理が行われる。

【００１１】廃棄処理が指定されている場合、フレーム
格納メモリ１１０６から該当するフレームを削除する。
一方、中継処理が指定されている場合、ＬＡＮ接続回路
１１０４へフレームを送信する。ＬＡＮ接続回路１１０
４はフレームを信号に変換し、入出力ポート１１０２を
経由してネットワーク９０３へ送信する。次に、ＭＡＣ
ブリッジ９０１による中継に際して、ＩＥＥＥ８０２．
３、８０２．４及びＩＥＥＥ８０２．５で規定されてい
るフレームの最大長よりも長い、或いはフレーム検査シ
ーケンスに誤りがある等、異常なフレームを受信した場
合の処理（中継せずに廃棄する処理）について説明す
る。

【００１２】入出力ポート１１０１で受信したフレーム
９０８の信号は、ＬＡＮ接続回路１１０３によってプロ
セッサ１１０７による処理が可能なデータ形式に変換さ
れ、フレーム格納メモリ１１０６に記録される。フレー
ム格納メモリ１１０６に記録されたフレーム長の値、及
びフレーム検査シーケンスの値を参照し、実際に受信し
たフレームがその値通りであるか否かを照合し、メモリ
内容と異なるときには下位層で破壊されたものと見な
し、中継せずにフレーム格納メモリ１１０６から削除す
る。一方、フレーム９０８が正常な場合、フレーム９０
８をＬＡＮ接続回路１１０４へ送出する。このＬＡＮ接
続回路１１０４ではフレーム９０８を信号に変換し、入
出力ポート１１０２を経由してネットワーク９０３へ送
信する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
技術にあっては、フレームの中継或いは廃棄のための条
件、すなわちフィルタデータベースに登録される数が多
い場合、フレーム内の情報とフィルタデータベース内の
全ての値とを照合して比較する処理が必要なため、中継
或いは廃棄を決定するための判定に時間がかかるという
不具合がある。この処理に時間を要すると、フレームの
中継を遅延させる要因となり、ネットワーク性能を低下
させることになる。

【００１４】すなわち、近年、コンピュータの高性能化
が進み、ネットワークを利用してコンピュータ間で授受
するデータ量も数千バイトから数百万バイト程度になっ
ている。一方、小規模なネットワークシステムとして、
最も普及しているイーサネットの場合、フレームの大き
さが最大で１５００バイトに規定されている。このた
め、大きなデータを転送する場合、データを細切れに分
割して送信する必要がある。このように、２台のコンピ
ュータ間で大きなデータを転送する場合、同じ通信制御
情報部をもつフレームが多数発生する。２台のコンピュ
ータがネットワーク中継装置を介して接続している場
合、ネットワーク中継装置では同じ通信制御情報部をも
つフレームが受信される度にフィルタデータベースを参
照して比較処理を実行する。フィルタデータが巨大にな
ると、比較処理に時間がとられ、中継遅延を招くことに
なる。

【００１５】また、ＩＥＥＥ８０２においては、各機器
を識別するアドレスの全ビットが“１”であるものは特
別に全ノードに同時に送るための“同報アドレス”とし
て予約されている。同報アドレスの宛て先アドレスを持
つフレームを同報フレームと呼び、ネットワークに接続
する全ての機器はこれを自局宛てのフレームと同様に受
信処理しなければならない。例えば、同報アドレスはア
ドレスの不明な局に問い合わせたり、中継経路に関する
情報をネットワークに接続する全局に通知するために用
いられる。

【００１６】ネットワークに接続する機器の故障によ
り、同報フレームを連続して送信することがある。ま
た、同報アドレスが誤ってネットワーク機器に設定され
ると、その機器が送信したフレームに対する応答が全て
同報フレームとなり、同報フレームが高い頻度で発生す
ることがある。ＩＥＥＥ８０２．１ｄで規定されるＭＡ
Ｃブリッジは、異常な頻度で同報フレームを受信したと
しても、フレーム自体が正常であれば、中継してしまう
ので、ＭＡＣブリッジで接続されているネットワークシ
ステムにおいて機器が故障し、同報フレームが頻繁に発
生すると、同報フレームが全てのネットワークに伝搬さ
されることになる。この同報フレームは、ネットワーク
に接続される全ての機器（中継装置を含む）に受信さ
れ、ネットワークの性能低下（或いは、接続する機器が
過負荷による動作停止）等の障害を発生させる。

【００１７】そこで本発明は、中継性能の向上を図るこ
とが可能なネットワーク中継装置を提供することを目的
としている。また、本発明の他の目的は、同報フレーム
の頻繁な発生に起因するネットワーク性能の低下、機器
の過負荷による障害を防止することのできるネットワー
ク中継装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、複数の入出力ポートを備えると共に
データを１つの入出力ポートから他の入出力ポートへ中
継する機能、ユーザが受信データの種類を指定するデー
タベース、指定された受信データに対する中継を制限す
る機能の各々を備えたネットワーク中継装置において、
受信した通信データの通信制御情報及び通信データに対
する制限を一時的に保存する記憶手段と、該記憶手段に
よって保存した通信制御情報を含む通信データを受信し
たとき、保存してある制限条件に従って処理を実行する
処理手段とを設けるようにしている。

【００１９】また、上記の他の目的を達成するために、
この発明は、複数の入出力ポートを備えると共にデータ
を１つの入出力ポートから他の入出力ポートへ中継する
機能、及び異常な受信データに対する中継を制限する機
能を備えたネットワーク中継装置において、ネットワー
クに接続される全ての機器を宛て先とする通信データを
受信したときに前記通信データの送信元アドレス及び受
信回数を記憶する記憶手段と、同一送信元からの受信回
数が予め設定した回数を越えたことをもって送信元に異
常が発生しているものと見なして通信データの中継を制
限する制御手段と設けるようにしている。

【００２０】

【作用】上記した手段によれば、受信した通信データの
通信制御情報と、この通信データに対する制限が一時的
に保存され、その後に保存した通信制御情報を含む通信
データを受信したときに保存してある制限に従って処理
が行われる。この結果、ネットワーク中継装置のフィル
タ処理が高速に行われる。

【００２１】また、同一送信元からの受信回数が予め設
定した回数を越えたことをもって、送信元に異常が発生
しているものと見なし、頻繁に発生する同報フレームは
廃棄される。この結果、頻繁な同報フレームの発生に起
因して生じるネットワーク性能の低下やネットワーク機
器の過負荷による障害を防止することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 〔実施例１〕図１は本発明によるネットワーク中継装置
の一実施例を示すブロック図である。また、図２は図１
の実施例の動作を示すフローチャートである。なお、図
１においては、図１１に示したと同一であるものには同
一引用数字を用いたので、以下においては重複する説明
を省略する。

【００２３】図１に示すように、ＭＡＣブリッジ１００
は、ネットワーク９０２に接続される入出力ポート
（１）１０１、ネットワーク９０３に接続される入出力
ポート（２）１０２、入出力ポート（１）１０１に接続
されるＬＡＮ接続回路（１）１０３、入出力ポート
（２）１０２に接続されるＬＡＮ接続回路（２）１０
４、ＬＡＮ接続回路１０３，１０４に接続されるバス１
０５、このバス１０５に各々接続されるフレーム格納メ
モリ１０６、プロセッサ１０７、フィルタデータベース
１０８、一時保存メモリ１０９から構成されている。

【００２４】図１１の構成と比較して明らかなように、
本実施例は、一時保存メモリ１０９を設けたところに特
徴がある。この構成において、ネットワーク９０２に接
続されている入出力ポート１０１でフレームを受信した
場合について説明すると、入出力ポート１０１で入力し
たフレームの信号は、ＬＡＮ接続回路１０３においてプ
ロセッサ１０７が処理できるようなデータ形式に変換さ
れ、フレーム格納メモリ１０６に格納される。

【００２５】一時保存メモリ１０９は、図３に示すよう
に、リストブロック３０１，３０２，３０３、及び登録
ブロック３０４，３０５，３０６の２種類のデータから
構成されており、通信制御情報は登録ブロック３０４，
３０５，３０６内に記録される。登録ブロック３０４，
３０５，３０６のメモリの番地は、リストブロック３０
１に示されている。なお、図３に示す点線は、出発点が
矢印の示す先のメモリの番地を指している。

【００２６】図４はリストブロックのデータ構造を示
し、リストブロック４０１は、次のリストブロックが存
在するメモリの番地４０２、３２ビットの鍵４０３、登
録ブロックが存在するメモリの番地４０４から構成され
る一続きのデータである。図５は登録ブロックのデータ
構造を示している。登録ブロック５０１は、受信したフ
レームの通信制御情報部５０２、判定結果５０３から成
る一続きのデータである。例えば、判定結果５０３の値
が「１」の場合には中継処理を指示し、「２」の場合に
は廃棄処理を指示する。

【００２７】リストブロック４０１は、次のリストブロ
ックが存在するメモリ番地４０２を記録することによ
り、実際にはメモリの任意の場所に存在しても、一続き
の配列を作ることができる。リストブロック４０１の配
列の最後のものは、最後であることを明示するため、次
のものが存在するメモリ番地４０２に「０」を格納す
る。また、配列の先頭となるリストブロックが存在する
メモリ番地は、常にメモリの特定の番地に記録される。

【００２８】本発明のネットワーク中継装置において
は、フレーム格納メモリ１０６に記録されたフレームと
フィルタデータベース１０８内のデータとを比較する前
に、一時保存メモリ１０９内に登録されている通信制御
情報を以下に述べる手順によって検索する。まず、フレ
ームを受信すると（ステップ２０１）、リストブロック
が存在するか否かが判定される（ステップ２０２）。リ
ストブロックが存在している場合、先頭のリストブロッ
クを参照し（ステップ２０３）、フレームの通信制御情
報の最初の３２ビットと先頭のリストブロック３０１に
含まれる鍵とを比較する（ステップ２０４）。

【００２９】ここで、比較の不一致が判定された場合、
次のリストブロックが存在するか否かを判定し（ステッ
プ２０５）、存在すれば、次のリストブロックを参照し
（ステップ２０６）、処理をステップ２０４へ移行させ
る。また、ステップ２０４で一致が判定された場合、登
録ブロック３０４が存在するメモリ番地を参照し（ステ
ップ２０７）、登録ブロック３０４に含まれる通信制御
情報部５０２を比較する（ステップ２０８）。

【００３０】また、ステップ２０８で通信制御情報部の
一致が判定された場合、リストブロックを配列の先頭に
変更し（ステップ２０９）、登録ブロックに記録されて
いる判定結果５０３を参照する（ステップ２１０）。つ
いで、判定結果５０３が廃棄を示していれば（ステップ
２１１）、フレーム格納メモリ１０６から該当するフレ
ームの記録を削除する（ステップ２１２）。一方、判定
結果５０３が中継を示している場合、フレームをＬＡＮ
接続回路１０４へ送出する中継処理を実行する（ステッ
プ２１３）。

【００３１】一方、ＬＡＮ接続回路１０４は、フレーム
を信号に変換し、入出力ポート１０２を通じてネットワ
ーク９０３へ送信する。プロセッサ１０７は登録されて
いる通信制御情報を検索し、フレームが登録されていな
いと判断した場合、一時保存メモリ１０９内にリストブ
ロックと登録ブロックを作成し（ステップ２１４，２１
５）、フィルタデータベース内の値と受信フレームの通
信制御情報部の値とを比較する（ステップ２１６）。こ
れにより得られた結果は、作成した登録ブロック５０１
の判定結果５０３に記録される（ステップ２１７）。な
お、一時保存メモリ１０９の容量が満杯になると、配列
の最後のリストブロックにアドレスで示されている登録
ブロックを利用する。

【００３２】以上より明らかなように、上記した実施例
によれば、同じ通信制御情報部を持つフレームを短時間
に続けて受信した場合、フィルタデータベース内の全て
のデータと受信フレームの通信制御情報の比較処理が省
けるため、中継に要する処理時間を短縮することができ
る。 〔実施例２〕図６は本発明の他の実施例を示すネットワ
ーク中継装置である。

【００３３】本実施例が上記実施例と異なるところは、
図１の一時保存メモリ１０９に代えて送信元アドレス記
録メモリ１１０を設けると共に、フィルタデータベース
１０８に代えて同報フレームの発生頻度を測定するため
の外部タイマ１１１を設けた構成にある。この構成にあ
っては、入出力ポート１０１で入力したフレームの信号
がＬＡＮ接続回路１０３によってプロセッサ１０７で処
理可能なデータ形式に変換され、フレーム格納メモリ１
０６に格納される。

【００３４】図７は送信元アドレス記録メモリ１１０の
構成を示し、送信元アドレス７０１と、受信回数７０２
とを一組として記録することができる。また、図８はＩ
ＥＥＥ８０２．３で規定されるフレーム構成を示す構成
図である。ＩＥＥＥ８０２．３フレームは、宛て先アド
レス（ＤＡ）８０１、送信元アドレス（ＳＡ）８０２、
フレーム長（ＬＥＮ：Length field）８０３、ユーザデ
ータ（ＤＡＴＡ）８０４、フレーム検査シーケンス（Ｆ
ＣＳ：Frame Check Sequence) ８０５の各々から構成さ
れている。

【００３５】プロセッサ１０７はフレーム格納メモリ１
０６に格納された受信フレームの宛て先アドレス８０１
を参照する。この宛て先アドレス８０１が同報アドレス
である場合、受信フレームの送信元アドレス８０２が送
信元アドレス記録メモリ１１０に記録されているか否か
を確認し、記録されている場合には、そのアドレスと一
組となる回数を“１”だけ増加させる。一方、記録され
ていない場合、新たにアドレスを登録し、そのアドレス
と一組になる回数を“１”にする。また、受信フレーム
の宛て先アドレスが同報アドレスでない場合、通常の方
法により中継する。

【００３６】外部タイマ１１１は、例えば、５秒に１回
の割合でプロセッサ１０７に割込信号を与えている。プ
ロセッサ１０７は外部タイマ１１１から割込信号が与え
られると、送信元アドレス記録メモリ１１０内の受信回
数７０２の値を全て“０”にする。仮に、受信回数が或
るしきい値（例えば、５００）を越えた場合、同報フレ
ームが頻繁に発生しているものと判断し、その後、同じ
送信元アドレスからの同報フレームを廃棄する。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、受信した
通信データの通信制御情報及び通信データに対する制限
を一時的に保存する記憶手段と、この記憶手段によって
保存した通信制御情報を含む通信データを受信したと
き、保存してある制限条件に従って処理を実行する処理
手段とを設けるようにしたので、ネットワーク中継装置
のフィルタ処理が高速に行われ、同じ通信制御情報部を
持つフレームを短時間に続けて受信した場合でも、フィ
ルタデータベース内の全てのデータと受信フレームの通
信制御情報の比較処理が省け、中継に要する処理時間を
短縮することができる。

【００３８】また、本発明は、ネットワークに接続され
る全ての機器を宛て先とする通信データを受信したとき
に前記通信データの送信元アドレス及び受信回数を記憶
する記憶手段と、同一送信元からの受信回数が予め設定
した回数を越えたことをもって送信元に異常が発生して
いるものと見なして通信データの中継を制限する制御手
段とを設けるようにしたので、頻繁な同報フレームの発
生に起因して生じるネットワーク性能の低下やネットワ
ーク機器の過負荷による障害を防止することができる。
また、頻繁に発生する同報フレームによる影響を低減す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるネットワーク中継装置の一実施例
を示すブロック図である。

【図２】図１の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】一時保存メモリの構成を示す構成図である。

【図４】リストブロックのデータ構造を示す説明図であ
る。

【図５】登録ブロックのデータ構造を示す説明図であ
る。

【図６】本発明の他の実施例を示すネットワーク中継装
置である。

【図７】図６における送信元アドレス記録メモリの構成
を示す説明図である。

【図８】ＩＥＥＥ８０２．３のフレーム構成を示す説明
図である。

【図９】ＭＡＣブリッジを用いたネットワークシステム
の構成を示す接続図である。

【図１０】イーサネットにおけるフレームの構成例を示
している。

【図１１】従来のネットワーク中継装置におけるＭＡＣ
ブリッジの構成を示すブロック図である。

【図１２】ＭＡＣブリッジのメモリ内に構成されている
フィルタデータベースである。

【図１３】ＭＡＣアドレスの情報例を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１００ ＭＡＣブリッジ １０１，１０２ 入出力ポート １０３，１０４ ＬＡＮ接続回路 １０６ フレーム格納メモリ １０７ プロセッサ １０８ フィルタデータベース １０９ 一時保存メモリ １１０ 送信元アドレス記録メモリ １１１ 外部タイマ ９０２，９０３ ネットワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の入出力ポートを備えると共にデー
   タを１つの入出力ポートから他の入出力ポートへ中継す
   る機能、ユーザが受信データの種類を指定するデータベ
   ース、指定された受信データに対する中継を制限する機
   能の各々を備えたネットワーク中継装置において、 受信した通信データの通信制御情報及び通信データに対
   する制限を一時的に保存する記憶手段と、該記憶手段に
   よって保存した通信制御情報を含む通信データを受信し
   たとき、保存してある制限条件に従って処理を実行する
   処理手段とを具備することを特徴とするネットワーク中
   継装置。
2. 【請求項２】 複数の入出力ポートを備えると共にデー
   タを１つの入出力ポートから他の入出力ポートへ中継す
   る機能、及び異常な受信データに対する中継を制限する
   機能を備えたネットワーク中継装置において、 ネットワークに接続される全ての機器を宛て先とする通
   信データを受信したときに前記通信データの送信元アド
   レス及び受信回数を記憶する記憶手段と、同一送信元か
   らの受信回数が予め設定した回数を越えたことをもって
   送信元に異常が発生しているものと見なして通信データ
   の中継を制限する制御手段とを具備することを特徴とす
   るネットワーク中継装置。