JPH09200246A - マルチポートブリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑なフレーム処理が可能で、しかも通信容
量が大きいマルチポートブリッジを提供する。 【解決手段】 ブロードキャストフレームやマルチキャ
ストフレームの中継処理をマイクロコンピュータユニッ
ト４００がソフトウェア処理にて行い、ユニキャストフ
レームの中継処理をこれ専用に論理回路で構成されたユ
ニキャストフレーム中継ユニット５００が行う。このた
めに、受信フレーム判定ユニット３０１〜３０３は各ネ
ットワークインターフェイス２０１〜２０３の受信フレ
ームについて、ブロードキャストフレームか、マルチキ
ャストフレームか、ユニキャストフレームかをフレーム
の宛先情報から判定し、マイクロコンピュータユニット
４００又はユニキャストフレーム中継ユニット５００の
どちらか選択して転送する。

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
クを相互接続してフレームを中継するマルチポートブリ
ッジに係り、特に、複雑なフレーム処理が可能で、しか
も通信容量が大きいマルチポートブリッジに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】最近のＬＡＮ、特にイーサネットと呼ば
れるＩＥＥＥ８０２．３を使用するＬＡＮにおいては、
複数のポートを有するマルチポートブリッジ（スイッチ
ングハブとも言う）の利用が増えている。図２に、マル
チポートプリッジの構成例を示す。マルチポートプリッ
ジは、ポートを構成する複数のネットワークインターフ
ェイス２１〜２３と、ソフトウェアにより中継処理を行
うマイクロコンピュータユニット４０とから構成され、
ネットワークインターフェイス間でフレームを中継する
ことができる。マイクロコンピュータユニット４０は、
マイクロコンピュータ、メモリ、周辺回路などから構成
される。

【０００３】このマルチポートプリッジは、当初、通信
容量の増大を目的として開発されたが、最近では、物理
的な配線に制約されない論理的なグループやセグメント
を構成してバーチャルＬＡＮが実現できる装置として注
目されている。

【０００４】例えば、一つの部所内でのみ使用するプロ
トコルの端末と全部所にまたがって使用するプロトコル
の端末とを同一の配線（セグメント）に接続する場合
は、従来はネットワークアドレスの細かい管理や、端末
を別セグメントに移動する度に設定の変更が必要であっ
たが、論理セグメントを用いるバーチャルＬＡＮでは管
理が簡素化されマルチポートブリッジの設定のみで実現
できるようになる。これは、マルチポートブリッジにお
いて、受信フレームの宛先アドレス、発信元アドレス、
プロトコル等の情報を解析して、中継するポートを制限
することにより実現される。この機能を発展すると、使
用するプロトコル毎にグループ構成を変えたり、１台の
端末をプロトコル別に複数のグループに所属させること
ができるなど、様々な応用が可能となる。

【０００５】しかし、このバーチャルＬＡＮ機能を充実
させるほど、マルチポートブリッジ内でマイクロコンピ
ュータユニット４０がフレームを処理する時間が長くな
り、もう一つの機能である通信容量の増加が犠牲になる
という問題があった。

【０００６】従来、この問題を解決する手段として、フ
レーム処理用の専用回路を設け、処理を高速化すること
により通信容量の犠牲を防止することが考えられてい
る。その例を図３に示す。図３のマルチポートブリッジ
は、ネットワークインターフェイス２１〜２３間のフレ
ーム中継処理を専用回路８０で行い、マイクロコンピュ
ータユニット４０はその制御を行うものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の方法
では、フレーム処理専用回路８０が複雑化するという問
題点があった。例えば、論理的に構成されたセグメント
において、そのセグメント内に限定した通信を行うこと
がある。ブロードキャスト（一斉同報）は、論理セグメ
ント内の全端末へフレームを送信することであり、マル
チキャスト（グループ同報）は、共通のグループアドレ
スを持つ全端末へフレームを送信することである。ブロ
ードキャストフレームやマルチキャストフレームは、複
数のポートに選択的に中継しなければならず、さらにプ
ロトコルにより扱いが異なるため、回路が複雑化・大規
模化する要因となっている。このため、回路の大規模化
による装置の大型化、消費電力の増加、製造コストの増
大等の経済的なデメリットがある。また、フレーム処理
方法が回路で固定化されるため、機能の拡張や追加が難
しくなる。

【０００８】このように、図２や図３の従来技術では、
通信容量や機能拡張性を損なうことなくバーチャルＬＡ
Ｎを構成することが困難であった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、複雑なフレーム処理が可能で、しかも通信容量が大
きいマルチポートブリッジを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数のネットワークインターフェイスを有
し、これらネットワークインターフェイス間でフレーム
を中継するマルチポートブリッジにおいて、ブロードキ
ャストフレームとマルチキャストフレームの中継処理を
行うマイクロコンピュータユニットと、ユニキャストフ
レームの中継処理のみを行うユニキャストフレーム中継
ユニットと、各ネットワークインターフェイスの受信フ
レームを上記マイクロコンピュータユニット又は上記ユ
ニキャストフレーム中継ユニットのどちらかに選択的に
転送する受信フレーム判定ユニットを具備するものであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の要点は、ブロードキャス
トフレームやマルチキャストフレームの中継処理をマイ
クロコンピュータユニットがソフトウェア処理にて行
い、ユニキャストフレームの中継処理をこれ専用に論理
回路で構成されたユニキャストフレーム中継ユニットが
行うことにある。このために、受信フレーム判定ユニッ
トは各ネットワークインターフェイスの受信フレームに
ついて、ブロードキャストフレームか、マルチキャスト
フレームか、ユニキャストフレームかをフレームの宛先
情報から判定し、マイクロコンピュータユニット又はユ
ニキャストフレーム中継ユニットのどちらか選択して転
送する。

【００１２】本発明の実施形態を図１に示す。マルチポ
ートブリッジ１００には、複数のネットワークインター
フェイス２０１〜２０３と、それぞれのネットワークイ
ンターフェイスに対応する受信フレーム判定ユニット３
０１〜３０３と、ブロードキャストフレーム及びマルチ
キャストフレームの中継処理を行うマイクロコンピュー
タユニット４００と、ユニキャストフレームの中継処理
のみを行うユニキャストフレーム中継ユニット５００と
により構成されている。

【００１３】受信フレーム判定ユニット３０１〜３０３
は、それぞれ対応するネットワークインターフェイスに
受信されたフレームの宛先情報に基づき、受信フレーム
をマイクロコンピュータユニット４００又はユニキャス
トフレーム中継ユニット５００のどちらかに選択的に転
送することができる。マイクロコンピュータユニット４
００は、ソフトウェアによって動作し、バーチャルＬＡ
Ｎを実現するべく、受信フレームの宛先アドレス、発信
元アドレス、プロトコル等の情報を解析して中継するポ
ートを制限する機能を有し、ブロードキャストフレーム
やマルチキャストフレームの中継処理が可能である。ユ
ニキャストフレーム中継ユニット５００は、論理回路で
構成され、ユニキャストフレームのみを中継するに必要
な機能を有している。

【００１４】マルチポートブリッジ１００の動作を説明
する。

【００１５】ネットワーク上のある端末が、他の端末と
通信を行う場合には、まず、ブロードキャストフレーム
又はマルチキャストフレームを使用して、相手の端末の
ＭＡＣアドレスを調査する。これは、プロトコルにおい
て相手を認識するためのアドレスとＭＡＣアドレスとが
異なるため、通信のためには、まず相手のＭＡＣアドレ
スを知る必要があるためである。

【００１６】端末６０１，６０２，６０３がそれぞれ、
ネットワークインターフェイス２０１，２０２，２０３
につながっており、ネットワークインターフェイス２０
１とネットワークインターフェイス２０２が同一の論理
セグメントに設定されているとする。プロトコルとして
は、ＴＣＰ／ＩＰを仮定する。

【００１７】端末６０１が端末６０２に通信する場合
は、まず端末６０１はブロードキャストフレームを送信
する。

【００１８】ネットワークインターフェイス２０１が、
端末６０１からのブロードキャストフレームを受信する
と、受信フレームは受信フレーム判定ユニット３０１に
転送される。そこで、ユニキャストフレームか否かによ
り、転送先が決定される。このフレームはブロードキャ
ストフレームであるためマイクロコンピュータユニット
４００に転送される。マイクロコンピュータユニット４
００では、予め設定された論理セグメントに基づいて中
継先を決定し、ネットワークインターフェイス２０２に
フレームを転送する。ネットワークインターフェイス２
０２は、端末６０２にそのフレームを送信する。

【００１９】このとき、同時に、マイクロコンピュータ
ユニット４００は端末６０１のＭＡＣアドレスをネット
ワークインターフェイス２０１に接続する端末の情報と
して、ユニキャストフレーム中継ユニット５００に登録
する。

【００２０】ブロードキャストフレームを受信した端末
６０２は、自局のＭＡＣアドレスを通知するために、端
末６０１に対し、ユニキャストフレームを送信する。こ
のユニキャストフレームをネットワークインターフェイ
ス２０２が受信すると、受信判定ユニット３０２がユニ
キャストフレーム転送ユニット５００に転送する。ユニ
キャストフレーム転送ユニット５００では先に登録され
た端末６０１のＭＡＣアドレスに基づきこのフレームを
ネットワークインターフェイス２０１へ転送する。ネッ
トワークインターフェイス２０１は端末６０１にそのフ
レームを送信する。端末６０１にユニキャストフレーム
が到着し、端末６０１は端末６０２のＭＡＣアドレスを
知ることができる。

【００２１】その後、端末６０１，６０２間でユニキャ
ストフレームにより通信を行うことができる。

【００２２】端末６０１から端末６０３に通信を試みた
場合は、次のようになる。端末６０１からのブロードキ
ャストフレームは、先と同様に中継されるが、ネットワ
ークインターフェイス２０３は同一の論理セグメントと
は設定されていないため、このフレームは中継されな
い。ブロードキャストフレームが端末６０３に届かない
ため、端末６０１は端末６０３のＭＡＣアドレスを知る
ことはできない。

【００２３】このように、ブロードキャストフレームと
マルチキャストフレームについてプロトコル判定処理を
行うことにより、論理的なグループ（セグメント）を形
成できる。この場合、ユニキャストフレームについて
は、特にプロトコル判定を行う必要がないため、ユニキ
ャストフレーム中継ユニット５００からプロトコル判定
機能を削除して回路を簡単化することも可能である。

【００２４】本実施形態の説明では、プロトコルとして
ＴＣＰ／ＩＰを想定したが、他のプロトコルにおいて
も、ＭＡＣアドレスを知るためにブロードキャストフレ
ーム又はマルチキャストフレームを使用するのは同様で
あり、これらのフレームを管理すれば、バーチャルＬＡ
Ｎを実現できる。

【００２５】なお、図１に示す実施形態では、簡単化の
ため、３ポートのマルチポートブリッジとしているが、
４ポート以上としても、何等問題はない。また説明のた
め、各回路を個別の回路として表現しているが、複数の
機能を１つの集積回路により実現することも可能であ
る。

【００２６】以上述べてきたように、本発明は、マイク
ロコンピュータによる複雑なフレーム処理と論理回路に
よる高速のフレーム処理とを両立させたので、複雑なフ
レーム処理が可能で、しかも通信容量が大きいマルチポ
ートブリッジが構成できる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２８】（１）複雑なフレーム処理が可能で、しか
も通信容量が大きいマルチポートブリッジが構成できる
ので、高速でかつバーチャルＬＡＮ機能の豊富なマルチ
ポートブリッジを、小型・低価格に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すマルチポートブリッ
ジの構造図である。

【図２】従来のマルチポートブリッジの構造図である。

【図３】従来のマルチポートブリッジの構造図である。

【符号の説明】

１００ マルチポートブリッジ ２０１，２０２，２０３ ネットワークインターフェイ
ス ３０１，３０２，３０３ 受信フレーム判定ユニット ４００ マイクロコンピュータユニット ５００ ユニキャストフレーム中継ユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のネットワークインターフェイスを
   有し、これらネットワークインターフェイス間でフレー
   ムを中継するマルチポートブリッジにおいて、ブロード
   キャストフレームとマルチキャストフレームの中継処理
   を行うマイクロコンピュータユニットと、ユニキャスト
   フレームの中継処理のみを行うユニキャストフレーム中
   継ユニットと、各ネットワークインターフェイスの受信
   フレームを上記マイクロコンピュータユニット又は上記
   ユニキャストフレーム中継ユニットのどちらかに選択的
   に転送する受信フレーム判定ユニットを具備することを
   特徴とするマルチポートブリッジ。