JPH0964901A - スイッチングハブのアドレス学習方式 - Google Patents

スイッチングハブのアドレス学習方式

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JPH0964901A
JPH0964901A JP7217179A JP21717995A JPH0964901A JP H0964901 A JPH0964901 A JP H0964901A JP 7217179 A JP7217179 A JP 7217179A JP 21717995 A JP21717995 A JP 21717995A JP H0964901 A JPH0964901 A JP H0964901A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
address
port
frame
terminal
switching hub
Prior art date
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Pending
Application number
JP7217179A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Hayama
宏幸 葉山
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP7217179A priority Critical patent/JPH0964901A/ja
Publication of JPH0964901A publication Critical patent/JPH0964901A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレームの取りこぼしが少なく、より多くの
フレームが受信可能な高性能のスイッチングハブを実現
するためのスイッチングハブのアドレス学習方式を提供
する。 【解決手段】 1つのポートに複数の端末が接続されて
いるか或いは1つのポートに1つの端末のみ接続されて
いるかを示す情報を各ポートについて設定した端末接続
情報テーブルを用い、フレーム受信時に端末接続情報テ
ーブルの内容を調べ、フレームを受信したポートが1つ
の端末のみ接続されているポートであれば、アドレス学
習のためのアドレス検索を行なわないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチングハブ
における端末アドレス学習方式に係り、特に、フレーム
の取りこぼしが少なく、より多くのフレームが受信可能
な高性能のスイッチングハブを実現するためのスイッチ
ングハブのアドレス学習方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、イーサネットに代表されるLAN
(ローカルエリアネットワーク)は、メディア共有型で
あるため複数の端末が同時に送信を行なうことはできな
い。このため、1つのLANに接続される端末数が増え
ると、1端末当たりの使用できる帯域が減るという問題
があった。この問題を解決するものとして、最近、価格
対性能比の高いスイッチングハブが注目を集めている。
スイッチングハブは複数組の通信を同時に行なうことが
できるため、全体の帯城をN倍(整数倍)にすることが
できる。
【0003】図3にスイッチングハブを用いたネットワ
ークの構成例を示す。スイッチングハブ11aは4つの
ネットワークポート(ポート1〜ポート4)を有し、ポ
ート1からポート2への通信を行いつつ、ポート3から
ポート4への通信を行うというように同時に2組の通信
を行うことができる。ポート1にはリピーティングハブ
12を介して端末13a〜13dが接続され、ポート
2、ポート3にはそれぞれ端末13e、13fが接続さ
れる。ポート1にはリピーティングハブ12を介して4
つの端末13a〜13dが接続されているため、これら
4つの端末が1つのLANを共有している格好となり、
1つの端末が送信中には他の端末は送信できない。ポー
ト2、ポート3には1つの端末しか接続されていないた
め、端末13e、13fはいつでも送信できる。このた
め、高速性が要求される端末を13e、13fに割り当
て、ポート2、ポート3に接続すれば、システム全体の
スループット向上を計ることができる。また、ポート4
に別のスイッチングハブ11bを接続することによっ
て、システム全体の拡張もできる。
【0004】図4にスイッチングハブ内のハードウエア
構成例を示す。スイッチングハブには、スイッチング方
式等の違いにより様々な構成があるが、図4の構成は、
ソフトウエアによるスイッチング方式のものであり、実
現が容易である。図4に示されるように、CPU21、
バッファメモリ22、各ネットワークポートに対応する
ネットワークインタフエース部23a〜23d、CAM
(Content Address Memory)からなるアドレス判定用メモ
リ(アドレス登録テーブルとも言う)24が共通バス2
5によって相互接続される。CAMとは、アドレス比較
を一度に行なうことができるメモリであり、アドレス検
索により転送ポートを決定するアドレス判定用メモリ2
4に用いられる。
【0005】図5にネットワーク上を流れる伝送フレー
ムの構成例を示す。伝送フレーム31は、フレームの送
り先を示す宛先アドレス32、フレームの送り元を示す
送信元アドレス33、通信内容であるデータ34、通信
エラーをチェックするために付加したエラーチェック3
5から構成される。
【0006】図6にCAMからなるアドレス判定用メモ
リ(アドレス登録テーブル)24の登録内容例を示す。
ポート番号の欄には各ネットワークポートの番号(1〜
4)が端末のひとつに対しひとつ登録されており、接続
端末アドレスの欄にはその端末のアドレス(13a〜1
3f)が登録されている。この登録内容は図3のネット
ワーク構成例に対応している。
【0007】図3〜図6を用いてスイッチングハブの動
作を説明する。スイッチングハブは、フレーム受信時、
そのフレームをいったんバッファメモリ22に格納す
る。CPU21は受信フレームがエラーのない正常フレ
ームであることを確認したら、宛先アドレス32とアド
レス判定用メモリ24の内容を比較し、受信フレームを
どのポートに転送するべきかを調べる。例えば、ポート
1から受信されたフレームの宛先アドレスが13eであ
れば、この宛先アドレス13eでアドレス判定用メモリ
24を検索し、その検索結果からアドレス13eはポー
ト2に接続されていることが分かり、このフレームはポ
ート2に転送することが決定される。
【0008】スイッチングハブに端末を接続する図3の
構成は、増設等により変更される場合がある。ネットワ
ーク構成に変更が生じるとアドレス判定用メモリの登録
内容が整合しなくなる。これに対応するため、スイッチ
ングハブではアドレスの学習機能を有するものが多い。
アドレス学習機能とは、受信フレームの送信元アドレス
を読み取ることにより、このフレームを受信したポート
に接続されている端末のアドレスを認識し、アドレス判
定用メモリに登録するものである。これによりネットワ
ーク構成に変更が生じても各ポートに接続されている端
末のアドレスを認識できる。
【0009】図7に、フレーム受信時のアドレス学習手
順を示す。フレーム受信後、受信フレームからまず送信
元アドレスを抽出する。次に、この抽出した送信元アド
レスが図6のアドレス登録テーブル内に登録済みである
かを検索する。この送信元アドレスが登録済みであれば
何の処理も行なわないが、未登録であればアドレス登録
テーブルへ登録する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図3の構成のように、
CPU21が各ポートの送受信動作やアドレス判定用メ
モリ24へのアクセスを全て行なう構成の場合、各ポー
トからの受信頻度が増えるとCPU21の処理が間に合
わずにフレームを取りこぼす危険がある。
【0011】また、アドレス判定用メモリ24へのアク
セスに着目すると、フレーム受信毎に転送ポート決定の
ための検索及びアドレス学習のための検索を行うので、
都合2回のアクセスを行なわなければならない。また、
一般にCAMのアクセス時間は通常のメモリのアクセス
時間に比べて長い。従って、ポート数が増え、各ポート
からの受信頻度が増えると、アドレス判定用メモリ24
へのアクセスに消費される時間が増大し、これに伴い送
受信のための時間が制限される。この制限により、処理
可能な受信フレーム数が制限されてしまう。
【0012】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、フレームの取りこぼしが少なく、より多くのフレー
ムが受信可能な高性能のスイッチングハブを実現するた
めのスイッチングハブのアドレス学習方式を提供するこ
とにある。
【0013】
【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、ネットワークに接続される複数のポートを
有し、各ポート間でフレームの転送を行なうために、フ
レーム内に含まれる宛先アドレスと送信元アドレスとを
用いて各ポートに接続される端末のアドレスを登録・検
索するアドレス判定用メモリを有し、フレーム受信時に
該フレームの宛先アドレスで上記アドレス判定用メモリ
を検索して転送ポートを決定すると共に、該フレームの
送信元アドレスで上記アドレス判定用メモリを検索し未
登録であればこのアドレスを登録してアドレス学習する
スイッチングハブにおいて、1つのポートに複数の端末
が接続されているか或いは1つのポートに1つの端末の
み接続されているかを示す情報を各ポートについて設定
した端末接続情報テーブルを用い、フレーム受信時に上
記端末接続情報テーブルの内容を調べ、該フレームを受
信したポートが1つの端末のみ接続されているポートで
あれば、上記アドレス学習のためのアドレス検索を行な
わないようにした。
【0014】上記端末接続情報テーブル内容を上記ネッ
トワークの管理用端末から該ネットワークの伝送路もし
くは専用ケーブル経由で設定てもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明は、1つのポートに複数の
端末が接続されているか或いは1つのポートに1つの端
末のみ接続されているかを示す情報を各ポートについて
設定した端末接続情報テーブルを用い、フレーム受信時
に端末接続情報テーブルの内容を調べ、フレームを受信
したポートが1つの端末のみ接続されているポートであ
れば、アドレス学習のためのアドレス検索を行なわない
ようにしたものである。
【0016】本発明のためのスイッチングハブの内部構
成は、図4の構成に端末接続情報テーブル(図示せず)
を付加すると共にCPU24のソフトウェアを変更した
ものとなる。この端末接続情報テーブルを調べることに
より、各ポートについて複数の端末が接続されるか、1
つの端末しか接続されないかをCPU24が認識するこ
とができる。CPU24は、受信されたフレームが1つ
の端末しか接続されていないポートからのものである場
合、アドレス学習のためのアドレス判定用メモリに対す
る検索は行わないようになっている。さらに、CPU2
4は、この受信フレームの送信元アドレスと、前にこの
ポートで受信したフレームの送信元アドレスとの比較を
行ない、接続端末が入れ代わってないかを確認するよう
になっている。
【0017】本発明は、1つの端末しか接続されていな
いポートからフレームを受信したとき、アドレス学習の
ための検索を行なわないようにして、CPUの負荷を軽
減し、またCAMに対するアクセス頻度も減らそうとす
るものであり、これによってフィルタリング、フォワー
ディング能力を向上させ、よりポート数の多いスイッチ
ングハブに対応できるようにしたものである。
【0018】図1は、本発明の端末接続情報テーブル
(ポート設定テーブル)の内容を示した図である。この
端末接続情報テーブルはポートひとつひとつに対し、T
RUE(真)又はFALSE(偽)いずれかの論理値を
取り得るフラグが設けられている。このフラグは複数の
端末が接続されているときTRUEとなる複数端末接続
フラグである。図3のネットワーク構成の場合、スイッ
チングハブ11aは、ポート1に複数の端末が接続され
ており、複数端末接続フラグはTRUEとなる。ポート
2及びポート3に接続されている端末は唯1つであり、
複数端末接続フラグはFALSEとなる。ポート4はス
イッチングハブ11bに接続されている端末全てが接続
される形となるため、複数端末接続フラグはTRUEと
なる。
【0019】図2は、本発明におけるフレーム受信時の
アドレス学習処理手順を示したものである。フレーム受
信後、このフレームを受信したポートの番号に対応する
端末接続情報テーブル上の複数端末フラグを調べる。複
数端末フラグがTRUEである場合、複数端末が接続さ
れているポートであることが判る。そこで、図7に示す
アドレス判定用メモリ(CAM)検索によるアドレス学
習処理を行なう。逆に複数端末フラグがFALSEであ
る場合、接続端末が唯1つだけのポートであることが判
る。この場合はCAM検索は行なわずに、前に受信した
アドレスとの比較のみを行ない、接続端末が別のものに
入れ替わったかどうかだけ調べる。後者の場合のアドレ
スの比較操作においては、CPU21内のソフトウエア
動作のみとなり、CAM24のような速度の遅いメモリ
へのアクセスがないため、前者の場合のアドレス学習に
比べて、CPU21の処理時間がかなり短い。また、C
AMアクセスに関しても、接続端末が唯1つのポートか
らの受信時におけるCAMアクセスは、転送ポート決定
だけの1回に減り、スイッチングハブ全体として、CA
Mアクセスによる処理可能な受信フレーム数の制限値も
増やすことができる。
【0020】端末接続情報テーブルの設定方法に関して
は、予めROMに書込んでおくROM設定やジャンパピ
ンに随時ジャンパを差し替えるピン設定など、初期立ち
上げ時に固定的に設定する方式もあるが、動作中にネッ
トワーク管理端末からの設定によってダイナミックに変
更できる方が望ましい。この場合、ネットワーク管理端
末とスイッチングハブの接続は、RS232等のインタ
フェースを持つ管理ポートを介して専用ケーブルで接続
したり、あるいはネットワーク経由で設定情報をダウン
ロードする接続方法が考えられる。
【0021】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
【0022】(1)1つの端末しか接続されていないポ
ートからフレームを受信したとき、アドレス学習のため
のメモリアクセスを行なわないため、CPU負荷が軽減
され、またアドレス判定用メモリに対するアクセス頻度
も減る。その結果、フィルタリング、フォワーディング
能力が向上し、よりポート数の多いスイッチングハブに
も対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の端末接続情報テーブルの設定例を示し
たメモリ図である。
【図2】本発明によるフレーム受信時のアドレス学習処
理手順を示した流れ図である。
【図3】スイッチングハブを用いたネットワークの構成
例を示したシステム構成図である。
【図4】スイッチングハブの内部構成例を示したハード
ウエア構成図である。
【図5】伝送フレームの構成例を示したフレーム構成図
である。
【図6】アドレス判定用メモリのアドレス登録例を示し
たメモリ図である。
【図7】従来のフレーム受信時のアドレス学習手順を示
した流れ図である。
【符号の説明】
11a、11b スイッチングハブ 13a〜13f 端末 21 CPU 23a〜23dネットワークインタフエース部 24 アドレス判定用メモリ 25 内部バス 31 伝送フレーム 32 宛先アドレス 33 送信元アドレス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ネットワークに接続される複数のポート
    を有し、各ポート間でフレームの転送を行なうために、
    フレーム内に含まれる宛先アドレスと送信元アドレスと
    を用いて各ポートに接続される端末のアドレスを登録・
    検索するアドレス判定用メモリを有し、フレーム受信時
    に該フレームの宛先アドレスで上記アドレス判定用メモ
    リを検索して転送ポートを決定すると共に、該フレーム
    の送信元アドレスで上記アドレス判定用メモリを検索し
    未登録であればこのアドレスを登録してアドレス学習す
    るスイッチングハブにおいて、1つのポートに複数の端
    末が接続されているか或いは1つのポートに1つの端末
    のみ接続されているかを示す情報を各ポートについて設
    定した端末接続情報テーブルを用い、フレーム受信時に
    上記端末接続情報テーブルの内容を調べ、該フレームを
    受信したポートが1つの端末のみ接続されているポート
    であれば、上記アドレス学習のためのアドレス検索を行
    なわないことを特徴とするスイッチングハブのアドレス
    学習方式。
  2. 【請求項2】 上記端末接続情報テーブル内容を上記ネ
    ットワークの管理用端末から該ネットワークの伝送路も
    しくは専用ケーブル経由で設定することを特徴とする請
    求項1記載のスイッチングハブのアドレス学習方式。
JP7217179A 1995-08-25 1995-08-25 スイッチングハブのアドレス学習方式 Pending JPH0964901A (ja)

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JPH0964901A true JPH0964901A (ja) 1997-03-07

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JP (1) JPH0964901A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005004407A1 (ja) * 2003-07-07 2005-01-13 Yazaki Corporation 伝送容量割当方法、通信網および網資源管理装置
JP2007088736A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Hitachi Cable Ltd ネットワーク装置

Cited By (2)

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WO2005004407A1 (ja) * 2003-07-07 2005-01-13 Yazaki Corporation 伝送容量割当方法、通信網および網資源管理装置
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