JPH10154989A - 交換通信ネットワーク内で無差別的にモニタリングを行うためのスイッチ - Google Patents

交換通信ネットワーク内で無差別的にモニタリングを行うためのスイッチ

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JPH10154989A
JPH10154989A JP9305399A JP30539997A JPH10154989A JP H10154989 A JPH10154989 A JP H10154989A JP 9305399 A JP9305399 A JP 9305399A JP 30539997 A JP30539997 A JP 30539997A JP H10154989 A JPH10154989 A JP H10154989A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネットワークの単一ポートで交換通信ネット
ワークを無差別的にモニタする。 【解決手段】 交換通信ネットワークを無差別的にモニ
タするためにスイッチ内でマルチキャスティングを使用
する。スイッチ２００は、データパケットを入力ポート
２０１，２０２，２０３からデータ出力ポート２２１，
２２２，２２３へ送り、そのデータパケットのコピーを
モニタ出力ポートへ送る。モニタプロセッサはスイッチ
で受信された全てのデータパケットのコピーを受信する
ようにスイッチ２００に接続され、これにより通信ネッ
トワークをモニタする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信ネットワーク
の無差別的モニタリングに関する。特にこの発明は、Ａ
ＴＭスイッチ内でマルチキャスティングを使って通信ネ
ットワークの無差別的モニタリングを提供する方法およ
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通信ネットワークは、その性能を評価し
あるいは潜在的な問題を究明するためにモニタされるこ
とが必要である。典型的には端末通信装置は、端末がネ
ットワーク内で伝送された全てのデータを受信するよう
にネットワークに接続される。この仕方は無差別的モニ
タリングとして知られている。無差別的モニタリングを
実行可能な構成は、そのネットワークの形式によって変
化する。
【０００３】ＦＤＤＩ（光ファイバ配分データインタフ
ェース）やイーサネット局所的ネットワーク（ＬＡＮ）
などのマルチアクセスネットワークでは、複数ポイント
アクセスが可能になる。これらのマルチアクセスネット
ワークにおいては、ネットワーク通信トラフィックの全
てが通過するモニタリングポイントを容易に確立するこ
とができる。このような場合、端末装置はネットワーク
に接続され、該ネットワークの無差別的モニタリングを
容易に実行することができる。端末装置のフィルタ機能
を効かなくすることによって、端末装置は、ネットワー
ク上で伝送された全ての通信トラフィックを無差別的に
モニタすることができる。
【０００４】ところが、非同期転送モード（ＡＴＭ）や
高速交換イーサネットあるいは交換ＦＤＤＩのような他
の交換ネットワークでは、ポイント・ツー・ポイントの
形式でリンクされているため、無差別的モニタリングを
容易に実行することができない。したがって、このよう
なネットワークにおいては、全てのデータパケット／フ
レームを受信するための無差別的モニタリングを配置可
能とする場所が該ネットワーク内に一箇所も存在しな
い。代表的な従来のアプローチによれば、リンクに光学
スプリッタのようなＴコネクタを挿入することによっ
て、スイッチ出力ポートから出てくる各リンクを無差別
的にモニタするというものである。
【０００５】図１は、通信ネットワークの無差別的モニ
タリングを行うための従来のアプローチを図示してい
る。送信装置１００ａおよび１００ｂは、リンク１３０
ａおよび１３０ｂ上のそれぞれの受信装置１２０ａおよ
び１２０ｂに接続されるスイッチ１１０に接続される。
図１に示される通信ネットワークは、図示のために簡略
化されており、したがって典型的な通信ネットワークに
おいては膨大な数のスイッチノード、送受信装置および
スイッチと接続するリンクを有する。単一のスイッチ１
１０を有する図１に示された簡単なものでない場合に
は、送信装置によって送られた通信データは典型的に
は、受信装置に届く前に複数のスイッチ１１０を通過す
ることになる。
【０００６】Ｔコネクタ１４０ａおよび１４０ｂを使う
と、リンク１３０ａおよび１３０ｂにそれぞれ伝送され
たパケットのコピーは、目的とする受信装置１２０ａお
よび１２０ｂだけでなく、無差別的モニタリングを実行
する端末装置によっても受信され得る。通信ネットワー
ク内における無差別的モニタリングのためのアクセスポ
イントは通常、最も多くの通信トラフィックが通過する
スイッチを介して選択される。無差別的モニタ１５０ａ
および１５０ｂは各Ｔコネクタ１４０ａおよび１４０ｂ
にそれぞれ接続され、これによりリンク１３０ａおよび
１３０ｂをそれぞれモニタする。代用的に、無差別的モ
ニタの複数の入力ポートを介して単一の無差別的モニタ
を複数のＴコネクタに接続することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の構成には幾
つかの欠点がある。スイッチ出力ポート数が増加するこ
とから、Ｔコネクタの必要数が増し、これに対応して必
要なモニタリング端末装置、あるいはその端末装置の入
力ポートも増加する。そのようなモニタリング構成では
当然、スイッチ出力ポート数の増加とともにモニタリン
グのコストが高くなる。したがって、かかるハードウェ
アに基礎をおいたモニタリング手法は、ネットワーク特
性の変化に応じて変化する柔軟性を欠く。たとえば、特
定リンクのトラフィック量が時間的に変化しても、ハー
ドウェア接続を変化させ、あるいは多数のＴコネクタを
有して無差別的モニタのポートを選択的に受信可能とす
ることにより、不適切なかたちでモニタリングシステム
の構成が変更されるに過ぎない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ネットワーク
の単一ポートで交換通信ネットワークを無差別的にモニ
タするためにスイッチ内でマルチキャスティングを使用
する。スイッチごとに少なくとも１つのポートがモニタ
ポートとして確保され、その場合スイッチはそのポート
がモニタリングのために用られるようにする十分な余裕
を持っている。スイッチは、入力ポート、データ出力ポ
ートおよびモニタ出力ポートを備える。スイッチ内の相
互接続ネットワークは、入力ポート、データ出力ポート
およびモニタ出力ポートに接続される。相互接続ネット
ワークは、データパケットを入力ポートからデータ出力
ポートへ送り、そのデータパケットのコピーをモニタ出
力ポートへ送る。このモニタ出力ポートにてモニタプロ
セッサがスイッチに接続されており、スイッチで受信さ
れたデータパケットのコピーを受信し、これにより通信
ネットワークをモニタする。無差別的モニタは、スイッ
チで受信された全てのデータパケットのコピーを受信
し、あるいはスイッチで受信された選択セットのデータ
パケットのコピーだけを受信する。
【０００９】本発明の別の実施形態において、スイッチ
はデータパケットを幾つかの入力ポートまたは出力ポー
トから１つのモニタ出力ポートへ送り、残りの入力ポー
トまたは出力ポートにそれぞれ届くデータパケットのコ
ピーを別のモニタ出力ポートへ送る。本発明によればま
た、入力ポートもしくは出力ポートデータパケットのコ
ピーがモニタ出力ポートへ送られるという変更も可能で
ある。もちろん、本発明は２つのモニタ出力ポート以上
で構成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】ネットワークは、ネットワークに
接続された通信装置（すなわちコンピュータ端末装置、
マルチメディア端末装置、ファクシミリ装置、プリン
タ、サーバ、電話、ビデオ電話等）間の情報（たとえ
ば、データ、音声、テキスト、ビデオ等）の交換あるい
は転送を行う基本手段である。ネットワークはリンクを
介して相互に、および通信装置に接続されたスイッチノ
ードを備える。
【００１１】図２は、最近の通信ネットワークの構成お
よび作用を表す広域ネットワークを示す。ネットワーク
１０は、複数のスイッチノード２０とリンク３０を備え
る。各スイッチノード２０には所定サイズのバッファが
組み込まれていてもよく、また各リンク３０は所定のト
ラフィック処理容量を有する。便宜上５つだけのスイッ
チノードから成るネットワークが図示され、またオペレ
ーティングネットワークはより多数のスイッチノードと
関連する接続リンクを有する点に留意する。
【００１２】通信装置４０に接続された種々のスイッチ
ノードが図示される。図においてスイッチノードに接続
された図示の単一通信装置は、図示の簡略化のために用
いられるもので、またネットワークのような実際の装置
は通常、かかるスイッチノードに接続された多数の通信
装置を有するものと理解すべきである。同様に、図示さ
れた通信装置はまた、ネットワーク１０に接続されるＬ
ＡＮのような別のネットワークを提示する点に留意す
る。
【００１３】各通信装置４０は、ネットワークにおける
他の通信装置で使う情報を生成し、また他の通信装置か
らの情報を受信する。ここで用いる「情報」とは、デー
タ、テキスト、音声、ビデオ等を含むものとする。通信
装置４０からの情報は、かかる情報の転送を調節するた
めに必要となるネットワークリンクおよびバッファ条件
に関係する転送および／または速度パラメータのセット
によって特徴付けられる。スイッチノード２０にて通信
装置４０からスイッチへ制御情報が通信され、速度／バ
ッファ条件を特定する。
【００１４】通信ネットワークではしばしば、非同期転
送モード（ＡＴＭ）と呼ばれるネットワークプロトコー
ルを使用することになる。これらのネットワークにおい
てはＡＴＭ層における全ての通信は、ＡＴＭ用語で「セ
ル」と呼ばれる固定されたサイズの情報セグメントとし
てとらえられる。ＡＴＭセルは、４８バイトのペイロー
ドとＡＴＭヘッダに対する５バイトから構成される。セ
ルのルーチングはセルスイッチを介して行われる。情報
パケットは、複数の５セルに分解（もしくは分割）され
る。各セルは順に、４８バイトの情報を受け取る。宛先
によって、元のパケットに受け入れられたセルを再集合
させる。
【００１５】ＡＴＭセルは、垂直回路（ＶＣ）で運ばれ
る。この回路は、受け取られたセルがスイッチの複数の
ポートに送られるようにセットアップされる。固定のＶ
Ｃ接続は、スイッチ操作で容易にセットアップ可能であ
る。しかしながら、切り換えられたＶＣ接続は、さらに
大きなバイアスでセットアップされる必要がある。
【００１６】図３は、本発明の実施形態によるスイッチ
および無差別的モニタを図示している。図３に示される
ようにスイッチ２００は、３つの入力ポート、３つのデ
ータ出力ポートおよびモニタ出力ポートを有する。図３
に示されるスイッチ２００は、図示のために特定数のポ
ートを有しているが、本発明は如何なる数のポートを有
するスイッチに対しても同様に適用可能である。
【００１７】入力リンク２０１，２０２および２０３
は、相互接続ネットワーク２１０に接続される入力ポー
ト１，２および３でそれぞれスイッチ２００に接続され
る。相互接続ネットワーク２１０は、データ出力ポート
１，２および３に接続される。出力リンク２２１，２２
２および２２３は、データ出力ポート１，２および３に
それぞれ接続される。相互接続ネットワーク２１０はま
た、無差別的モニタプロセッサ２３０に接続されるモニ
タポート１に接続される。
【００１８】相互接続ネットワーク２１０は、入力ポー
トで受信されたデータパケットを適切な宛先のデータ出
力ポートへ送る。スイッチ２００に対する入力ポートお
よび／または出力ポートの数は、スイッチ２００に接続
されたネットワークのリンク数を越えてもよい。したが
って、１つまたはそれ以上の無差別的モニタを接続する
ために追加の出力ポートを用いることができる。入力ポ
ートおよびデータ出力ポート間で通信データパケットを
切り換えることに加えて、相互接続ネットワーク２１０
はまた、各入力ポートまたはデータ出力ポートで受信さ
れたデータパケットのコピーを、周知の複数ポイント・
マルチキャスティング技術を使ってモニタ出力ポート１
へ送る。この単一−複数ポイント・マルチキャスティン
グは、単一のメッセージを多数の受容体へ送り込むとい
うものである。典型的な例ではマルチキャスティングに
よれば、単一の送信装置から１つのメッセージをネット
ワークの種々のスイッチを介して、ネットワークの種々
の場所に接続された多数の送信装置へ転送することがで
きる。このようなマルチキャスティングを支援するため
にスイッチには、入ってくるデータを１つまたはそれ以
上の出力ポートにマルチキャストするための内部機構が
組み込まれ、この場合これらの追加の出力ポートのうち
の少なくとも１つの出力ポートがモニタポートとして作
用する。本発明では１つ以上の出力ポートの先に受信装
置がある送信装置から生じているとき、スイッチの各入
力ポートにおけるトラフィックを処理することによっ
て、ネットワークのマルチキャスティング能力を有効に
する。スイッチ内でマルチキャスティングすることによ
って、このスイッチを通過するネットワーク・データト
ラフィックは、無差別的にモニタされ得る。
【００１９】図４は、図３に示されたスイッチ内で無差
別的モニタを実行するためのマルチキャスティングによ
るルーチング方法論を図示している。データパケットが
入力ポート２で受信されると、相互接続ネットワーク２
１０はそのデータパケットを宛先のデータ出力ポート、
たとえばデータ出力ポート１へ送り、このことが図４の
点線で表される。相互接続ネットワーク２１０はまた、
データパケットのコピーをモニタ出力ポート１へ送り、
このことが図４の実線で表される。同様に入力ポート１
でデータパケットが受信されると、相互接続ネットワー
ク２１０はそのデータパケットを宛先のデータ出力ポー
ト、たとえばデータ出力ポート３へ送り、このことが図
４の点線で表される。相互接続ネットワーク２１０はま
た、データパケットのコピーをモニタ出力ポート１へ送
り、このことが図４の実線で表される。図４では図示さ
れないが、相互接続ネットワーク２１０は、各入力ポー
トで受信された各データパケットを適切な宛先のデータ
出力ポートへ送り、一方またモニタ出力ポート１へデー
タパケットのコピーを送り、あるいはデータパケットの
選択セットを送る。
【００２０】本発明の第２の実施形態では、複数のモニ
タ出力ポートがスイッチに接続される。複数のモニタ出
力ポートを備えたスイッチを構成することによって、本
発明はロードバランスをとることができ、すなわち複数
のモニタ出力ポート間で無差別的モニタのためにコピー
されたデータパケットをうまく配分することができる。
したがって、特定の入力ポートが他の入力ポートよりも
通信データトラフィックを受信すれば、多量の通信トラ
フィックを有するこれらの入力ポートを無差別的モニタ
するタスクは、スイッチの種々のモニタ出力ポートに接
続された種々のモニタプロセッサに分配される。これと
同様に出力ポート間のロードバランスをとるために類似
の機能を用いることができる。したがって、いずれかの
モニタプロセッサが他のモニタプロセッサよりも、不均
衡に通信をモニタするということはない。
【００２１】図５（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の第２
の実施形態による複数のモニタ出力ポートを備えたスイ
ッチを示す。図５（Ａ）および（Ｂ）に示されるように
スイッチ３００は、３つの入力ポート、３つのデータ出
力ポートおよび２つのモニタ出力ポートを有する。図５
（Ａ）に示す構成では、データパケットが入力ポート１
で受信され、適切な宛先のデータ出力ポート（図示せ
ず）へ送られると、相互接続ネットワーク３１０はま
た、そのデータパケットのコピーをモニタ出力ポート２
へ送る。図５（Ａ）においてまた、データパケットが入
力ポート２または入力ポート３で受信され、適切な宛先
のデータ出力ポート（図示せず）へ送られると、相互接
続ネットワーク３１０はまた、そのデータパケットのコ
ピーをモニタ出力ポート１へ送る。データパケットコピ
ーのモニタ出力ポートへのルーチングは、図５において
実線で示される。
【００２２】図５（Ｂ）は代用的構成を示しており、こ
の場合データパケットが入力ポート１または入力ポート
２で受信され、適切な宛先のデータ出力ポート（図示せ
ず）へ送られると、相互接続ネットワーク３１０はま
た、そのデータパケットのコピーをモニタ出力ポート２
へ送る。図５（Ｂ）においてまた、データパケットが入
力ポート３で受信され、適切な宛先のデータ出力ポート
（図示せず）へ送られると、相互接続ネットワーク３１
０はまた、そのデータパケットのコピーをモニタ出力ポ
ート１へ送る。
【００２３】本発明の第３の実施形態では、図４、図５
（Ａ）および（Ｂ）の場合のように入力ポートで受信さ
れたデータパケットというよりはむしろ、マルチキャス
ティングは出力ポートへ送られているデータパケットに
基礎をおいている。図６は、本発明の第３の実施形態に
よる複数のモニタ出力ポートおよび出力ポートに基礎を
おくモニタリングを示している。スイッチ４００は、３
つの入力ポート、３つのデータ出力ポートおよび２つの
モニタ出力ポートを有する。データパケットが入力ポー
ト１および２で受信されると、相互接続ネットワーク４
１０はそのデータパケットのコピーを宛先のデータ出力
ポート１へ送り、このことが図６の点線で表される。相
互接続ネットワーク４１０はまた、データパケットのコ
ピーをモニタ出力ポート２へ送り、このことが図６の実
線で表される。同様に入力ポート１および３でデータパ
ケットが受信されると、相互接続ネットワーク４１０は
そのデータパケットを宛先のデータ出力ポート３へ送
り、このことが点線で表される。相互接続ネットワーク
４１０はまた、データパケットのコピーをモニタ出力ポ
ート２へ送り、このことが図６の実線で表される。
【００２４】複数のモニタ出力ポートを有する本発明の
実施形態では、入力ポートおよびモニタ出力ポート間の
データルーチングを制御する相互接続ネットワークの特
性は、接続されたリンクのトラフィックパターンが時間
的に変化するのに応じて、変調され得る。この相互接続
ネットワークの変調は容易に実行可能である、というの
は比較的柔軟性のない光学スプリッタのような従来技術
のハードウェア構成を介するのではなく、データのルー
チングがソフトウェアを介して制御されるからである。
【００２５】特定の特性を有するスイッチについて本発
明を説明したが、当業者においては他の特性のスイッチ
としてもよいのは明らかである。たとえば、如何なる数
の入力ポート、データ出力ポートおよびモニタ出力ポー
トを有するスイッチであってよい。同様に如何なる数の
無差別的モニタプロセッサもモニタ出力ポートのスイッ
チに接続可能であり、別言すると出力ポートが用いられ
ない。本発明は、入力バッファスイッチ、出力バッファ
スイッチおよび共用メモリスイッチのような如何なる形
式のスイッチに対しても同等に適用可能である。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、スイッチ出力ポート数
等を増加することなく的確にモニタリングすることがで
き、実質的にコストが低くなる上、ハードウェア接続を
変化させることがなく柔軟的に対応可能である等の利点
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 相互接続ネットワークの無差別的モニタリン
グのための従来のアプローチを示す図である。
【図２】 最近の通信ネットワークの構成および作用を
表す広域ネットワークを示す図である。
【図３】 本発明の実施形態によるスイッチおよび無差
別的モニタを示す図である。
【図４】 図３に示されたスイッチ内で無差別的モニタ
を実行するためのマルチキャスティングによるルーチン
グ方法論を示す図である。
【図５】 （Ａ）および（Ｂ）は、本発明の第２の実施
形態による複数のモニタ出力ポートを備えたスイッチを
示す図である。
【図６】 本発明の第３の実施形態による複数のモニタ
出力ポートおよび出力ポートに基礎をおくモニタリング
を示す図である。
【符号の説明】
１０ ネットワーク、２０ スイッチノード、３０ リ
ンク、４０ 通信装置、２００ スイッチ、２０１，２
０２，２０３ 入力リンク、２１０ 相互接続ネットワ
ーク、２２１，２２２，２２３ 出力リンク、２３０
無差別的モニタプロセッサ、３００ スイッチ、３１０
相互接続ネットワーク、４００ スイッチ、４１０
相互接続ネットワーク。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交換通信ネットワーク内で無差別的にモ
    ニタリングを行うためのスイッチであって、 第１の入力ポートを含み、第１のデータパケットおよび
    第２のデータパケットを含む複数のデータパケットを受
    信する複数の入力ポートと、 第１のデータ出力ポートおよび第２のデータ出力ポート
    を含む複数のデータ出力ポートと、 第１のモニタ出力ポートと、 前記複数の入力ポートと前記複数の出力ポートと前記第
    １のモニタ出力ポートとに接続され、第１の入力ポート
    からの第１のデータパケットを第１のデータ出力ポート
    へ送り、第１のデータパケットのコピーを前記第１のモ
    ニタ出力ポートへ送る相互接続ネットワークと、を備え
    たことを特徴とするスイッチ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のスイッチにおいて、 複数のデータパケットの各データパケットのコピーが前
    記第１のモニタ出力ポートへ送られることを特徴とする
    スイッチ。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のスイッチにおいて、 複数のデータパケットのサブセットのコピーが前記第１
    のモニタ出力ポートへ送られることを特徴とするスイッ
    チ。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のスイッチにおいて、 相互接続ネットワークが、第１の入力ポートで受信され
    た各データパケットのコピーを前記第１のモニタ出力ポ
    ートへ送ることを特徴とするスイッチ。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載のスイッチにおいて、 前記相互接続ネットワークが、第１の入力ポートで受信
    された複数のデータパケットのサブセットを選択し、そ
    のサブセットのコピーを前記第１のモニタ出力ポートへ
    送ることを特徴とするスイッチ。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載のスイッチにおいて、 前記相互接続ネットワークが、強力なバイアスでサブセ
    ットを選択することを特徴とするスイッチ。
  7. 【請求項７】 請求項５に記載のスイッチにおいて、 前記相互接続ネットワークが、垂直回路バイアスでサブ
    セットを選択することを特徴とするスイッチ。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のスイッチにおいて、 前記相互接続ネットワークが、第１のデータ出力ポート
    へ送られた各データパケットのコピーを前記第１のモニ
    タ出力ポートへ送ることを特徴とするスイッチ。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のスイッチにおいて、 前記相互接続ネットワークが、第１のデータ出力ポート
    へ送られた複数のデータパケットのサブセットを選択
    し、そのサブセットのコピーを前記第１のモニタ出力ポ
    ートへ送ることを特徴とするスイッチ。
  10. 【請求項１０】 請求項９に記載のスイッチにおいて、 前記相互接続ネットワークが、強力なバイアスでサブセ
    ットを選択することを特徴とするスイッチ。
  11. 【請求項１１】 請求項９に記載のスイッチにおいて、 前記相互接続ネットワークが、垂直回路バイアスでサブ
    セットを選択することを特徴とするスイッチ。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載のスイッチにおいて、 前記相互接続ネットワークに接続された第２のモニタ出
    力ポートをさらに含み、 前記相互接続ネットワークが、第２のデータパケットを
    第２の入力ポートから第２のデータ出力ポートへ送り、
    第２のデータパケットのコピーを前記第２のモニタ出力
    ポートへ送ることを特徴とするスイッチ。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のスイッチにおい
    て、 前記相互接続ネットワークが、複数のデータパケットの
    第１のサブセットを選択し、第１のサブセットのコピー
    を前記第１のモニタ出力ポートへ送り、前記相互接続ネ
    ットワークが、複数のデータパケットの第２のサブセッ
    トを選択し、第２のサブセットのコピーを前記第２のモ
    ニタ出力ポートへ送ることを特徴とするスイッチ。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載のスイッチにおい
    て、 前記相互接続ネットワークが、前記第１のモニタ出力ポ
    ートへ送られたデータパケットと前記第２のモニタ出力
    ポートへ送られたデータパケットの間のロードバランス
    をとることを特徴とするスイッチ。
  15. 【請求項１５】 請求項１３に記載のスイッチにおい
    て、 前記相互接続ネットワークが、強力なバイアスで第１の
    サブセットまたは第２のサブセットを選択することを特
    徴とするスイッチ。
  16. 【請求項１６】 請求項１３に記載のスイッチにおい
    て、 前記相互接続ネットワークが、垂直回路バイアスで第１
    のサブセットまたは第２のサブセットを選択することを
    特徴とするスイッチ。
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