JPH10154998A - パケット・トラフィック減少プロセスおよびパケット・トラフィック減少装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブロードキャスト分離およびレベル３スイッ
チングをスイッチ・レベルで実施し、さらにネットワー
ク・アプリケーションに必要な高いレベルの媒体速度を
維持することによってＶＬＡＮフラッドの問題を解決す
る。 【解決手段】 本発明におけるパケット・トラフィック
減少プロセスは、ネットワーク・セグメント（ホスト１
０１）を宛先とするパケットを受信するステップと、前
記パケットの送信源アドレスを媒体アクセス制御アドレ
ス・テーブルと対照して検査するステップと、前記パケ
ットを宛先ポートに送るステップと、選択したパケット
をスイッチ・エンジン１０２に転送するステップと、を
含むローカル・エリア・ネットワーク・セグメント上の
余分なパケット・トラフィックを減らすことを特徴とす
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、ローカル・エリア
・ネットワーク（ＬＡＮ）に好適に応用されるパケット
・トラフィック減少プロセスおよびパケット・トラフィ
ック減少装置関する。さらに詳細には、ブリッジまたは
ルータを使用することなくＬＡＮ上の不必要なトラフィ
ックの減少をもたらすネットワーク・パケット・トラフ
ィックの監視および制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＡＮネットワークが１９８０年代に初
めて発展し始めたとき、ＬＡＮケーブルの制限のために
すぐに物理的限界に達した。この問題を解決するため
に、これらの物理ケーブルを結合してより大きいネット
ワークを形成するＬＡＮブリッジが導入された。ブリッ
ジは、パケットをＬＡＮセグメント間で透過的に送るこ
とができた。さらに、これらのブリッジはまた、パケッ
トを盗聴し、各ＬＡＮセグメント上にあるＭＡＣアドレ
スを知ることもできた。このようにして、ブリッジは、
ユニキャスト・トラフィックを適切なＬＡＮセグメント
上で保持することができた。これは、ユーザが同じＬＡ
Ｎセグメント上で頻繁に互いに会話するホストを保持す
るトポロジをセット・アップする限り、全体的なネット
ワークのスループットを増大させた。

【０００３】しかしながら、ある時点で、ネットワーク
・トラフィックを占めるＭＡＣレベルのブロードキャス
トの割合が耐え難く大きくなる（セット・アップ時に偶
然のブリッジ・ループが発生した場合、ブロードキャス
ト・ストームでネットワークが完全に使用不能になっ
た）。ブロードキャストは、ブロードキャストがそれに
送られるすべてのホスト・システム上でネットワーク帯
域幅を消費するだけでなく、処理能力をも消費する（プ
ロセッサは、パケットがそれを宛先とするかどうかを確
かめるためにネットワーク層中のすべてのブロードキャ
スト・パケットを解析しなければならない）。この問題
を解決するために、ネットワークを別々のブロードキャ
スト・ドメインに分割するルータが導入された。

【０００４】ルータ境界では、すべてのブロードキャス
トが傍受され、ルータは、ブロードキャストが（もしあ
れば）、どのＬＡＮ上を伝搬するかを決定した。ルータ
は、レベル３ヘッダを検査し、ネットワークをネットワ
ーク・レベル・ブロードキャスト・ドメインに分割させ
ることによってこの役目を果たした。これは、ネットワ
ーク内の余分なブロードキャストの問題を解決したが、
待ち時間を追加し、これらのブロードキャスト・ドメイ
ン間のスループットを制限し、ネットワークに複雑さを
追加する高価なデバイスをもたらした。ルータ両端間の
スループット損失を制限するために、ユーザは、サーバ
とクライアントが同じブロードキャスト・ドメイン内に
いる必要があるトポロジに押し込められた。

【０００５】仮想ローカル・エリア・ネットワーク（Ｖ
ＬＡＮ）の生成を可能にするスイッチが導入され、ユー
ザは、ルータの高いコストまたはブリッジの低いポート
・カウントなしにそのネットワークを分割することがで
きるようになった。スイッチに関連する問題は、カット
スルー・スイッチングを使用するイーサネット・スイッ
チを教示する１９９６年５月２８日発行のＧｒｉｄｌｅ
ｙの米国特許第５５２１９１３号によって代表される。
この技法は、単にパケットが転送されるまでパケットの
妥当性を検査することなくパケットをＶＬＡＮ中に転送
するものである。この技法およびイーサネット・スイッ
チ内で実施されている現在の方法論は、ＶＬＡＮ上の不
必要かつ余分なトラフィックの発生を防止しない。

【０００６】この技法は、カット・スルー・スイッチま
たは記憶および転送スイッチに応用できることに留意さ
れたい。

【０００７】ＶＬＡＮ上の不必要かつ余分なトラフィッ
クのために、ネットワークの速度が遅くなるだけでな
く、さらに、ネットワークに接続された各エンド・ノー
ドおよびコンピュータがそれらのパケットを受信し、解
析することが必要になる。その結果、ネットワーク帯域
幅の全体的な損失がもたらされる。この損失の主要な原
因はブロードキャスト・トラフィックである。本発明
は、従来技術が達成しない課題を達成する、すなわちＶ
ＬＡＮ間のトラフィックを減らし、それによりＶＬＡＮ
帯域幅をより効率的に使用することができるようにす
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ブロードキ
ャスト分離およびレベル３スイッチングをスイッチ・レ
ベルで実施し、さらにネットワーク・アプリケーション
に必要な高いレベルの媒体速度を維持することによって
ＶＬＡＮフラッドの問題の解決策を提供する。したがっ
て、本発明は、ブリッジおよびルータがもたらしたコス
トパフォーマンスの影響およびトポロジの制約なしにそ
れらを用いて解決された問題の解決策を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施形
態は、複数のポートに接続されたスイッチング特定用途
向け集積回路（ＡＳＩＣ）および仮想スイッチング・エ
ンジン（ＶＳＥ）を含んでいる。スイッチングＡＳＩＣ
は、前に得たアドレスを調べ、ユニキャスト・パケット
を前記アドレスに転送することができる高速メモリ・テ
ーブルを有する。ＡＳＩＣがブロードキャスト・パケッ
トまたは未知のアドレス・パケットであるパケットを発
見した場合、パケットはＶＳＥに転送される。ＶＳＥ
は、ＡＳＩＣの外側でスイッチング決定を行うＣＰＵで
ある。ＶＳＥは、未知のアドレスを追跡し、パケットを
適切なポートから転送する。パケットに対する応答を待
っている間、ＶＳＥは、パケットの発信源ホストが存在
することおよびそれがどのポートに接続されているか示
すマークをＡＳＩＣのテーブルに付ける。ＶＳＥは、パ
ケットに対する応答を見た後、再び応答側のホストがあ
るポートを示すマークをＡＳＩＣのテーブルに付ける。
ＶＳＥは、どのパケットもＶＬＡＮに転送することなく
すべての既知のアドレスについて代理でブロードキャス
ト・パケットに応答する。これによりＶＬＡＮ帯域幅が
余分なトラフィックから解放される。

【００１０】好ましい実施形態は、スイッチング方法論
がそれが挿入されているネットワークに対して自己適応
性があるので、ユーザ構成を必要としない。さらに、ス
イッチングＡＳＩＣの機能は、ソフトウェアの形で実施
することもできる。

【００１１】本発明は、レベル３スイッチングやブロー
ドキャスト制御などのルータ機能を交換する能力を有す
る。本発明はまた、インターネットワーク・パケット
（ＩＰ）およびインターネットワーク・パケット交換
（ＩＰＸ）ネットワークに適合する。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１および図２を参照すると、本
発明は、複数のポート１０５に接続されたスイッチング
特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１０１および仮想ス
イッチング・エンジン（ＶＳＥ）１０２を含んでいる。
スイッチング・アプリケーションＡＳＩＣ１０１は、ス
テップ２０１でレベル３スイッチングを実施し、ステッ
プ２０３でユニキャスト（レベル２）スイッチングを実
施する。ＡＳＩＣ１０１は、ステップ２０４で前に得た
媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを調べ、ユニキャ
スト・パケットを前記アドレスに転送することができる
高速メモリ・ルックアップ・テーブル１０４を有する。
ＡＳＩＣ１０１がステップ２０３でブロードキャスト・
パケットまたは未知のアドレス・パケットであるパケッ
トを発見した場合、パケットはＶＳＥ１０２に転送され
る。ＶＳＥ１０２は、ＡＳＩＣ１０１の外側でスイッチ
ング決定を行い、パケットのレベル３アドレスを検査す
るＣＰＵである。ＶＳＥ１０２は、キャッシュ１０３内
の未知のアドレスを追跡し、ステップ２０２でパケット
を適切なポートから送達するためにＡＳＩＣ１０１に返
送する。パケットに対する応答を待っている間、ＶＳＥ
１０２は、パケットの発信源ホストが存在することおよ
びそれがどのポートに接続されているか示すマークをＡ
ＳＩＣ１０１のルックアップ・テーブル１０４に付け
る。ＶＳＥ１０２は、パケットに対する応答を見た後、
再び応答側のホストがあるポートを示すマークをＡＳＩ
Ｃ１０１のルックアップ・テーブル１０４に付ける。Ｖ
ＳＥ１０２は、どのパケットもＶＬＡＮへ転送すること
なくすべての既知のアドレスについて代理でブロードキ
ャスト・パケットに応答する。

【００１３】ＩＰやＩＰＸなどのプロトコルは、エンド
・ノードが他のノードのある場所を発見できるようにブ
ロードキャスト・パケットを使用する。これによりノー
ドは、適切なエンド・ノード向けのユニキャスト・トラ
フィックを送ることができる。本発明は、それらのブロ
ードキャストを追跡し、エンド・ノードのある場所が分
かった後、後続のブロードキャスト・パケットがそれ以
上ネットワーク中に出ていくのを防ぐためにそのブロー
ドキャストに対する応答を代行する。したがって、ブロ
ードキャスト・パケットは、スイッチに直接接続されて
いる単一のセグメント上に留まる。これは、通常のブリ
ッジで行えることに勝る大きな改善点である。本願に記
載のネットワーク概念はイーサネット・プロトコルに適
用するが、これらの概念は他のタイプのネットワークに
も容易に適用できることが当業者なら容易に理解できよ
う。

【００１４】ＡＳＩＣは、ＶＳＥに送られるパケットの
タイプの固有の値を含んでいる高速メモリ・テーブルを
有する。このシステムのフレキシビリティにより、他の
タイプのパケットならびにブロードキャスト・パケット
を識別するようにＡＳＩＣを構成することができる。

【００１５】本発明のスイッチング機能についてＡＳＩ
Ｃの形で説明したが、スイッチングＡＳＩＣ機能は、高
速ＣＰＵを使用してソフトウェアの形で実施することも
できることが当業者なら容易に理解できよう。

【００１６】本発明の動作について、以下の説明および
シナリオで詳細に説明する。

【００１７】ブロードキャスト分離 ＩＰ＿ＡＲＰ アドレス分解プロトコル（ＡＲＰ）パケットは、ＩＰプ
ロトコルのブロードキャスト・パケットであり、ターゲ
ット・ホストのＭＡＣアドレスを直接見つけるために使
用される。ブロードキャストＡＲＰは、送信源のＭＡＣ
アドレスおよびターゲットのレベル３アドレスを含んで
いる。ターゲットは、ＡＲＰパケットを受信すると、要
求の開始側に向けられるユニキャスト・パケットを用い
て応答する。したがって、どちらのホストも、互いのＭ
ＡＣアドレスを知り、ユニキャスト・パケットを互いに
送ることができる。以下のシナリオで、これらのブロー
ドキャスト・パケットを傍受するスイッチがどのように
して全体的なネットワーク・ブロードキャスト・トラフ
ィックを減らすことができるかについて説明する。この
第１のシナリオでは、スイッチとホストはブートされた
ばかりであり、いずれのネットワーク要素も他方を知ら
ないと仮定する。

【００１８】図３を参照し、ホストＡ（３０１）はホス
トＢ（３０２）と会話したいと仮定する。ホストＢ（３
０２）のＭＡＣアドレスを知るために、ホストＡ（３０
１）はブロードキャストＡＲＰを送出する。このパケッ
トは、ホストＡ（３０１）の送信源ＭＡＣアドレス、ブ
ロードキャスト宛先ＭＡＣアドレス、および送信源およ
び宛先のレベル３アドレスを含んでいる。したがって、
スイッチ３０６は、ホストＡ（３０１）がポート１上に
あることを知り、ホストＡ（３０１）に関するすべての
レベル２および３情報をそのＡＲＰキャッシュ内に保管
することができる。スイッチ３０６は、このときにホス
トＢ（３０２）がどこにいるのかを知らないので、ＡＲ
Ｐパケットをすべてのポートから送出しなければならな
い。ホストＢ（３０２）は、（スイッチに接続された他
のすべてのホストと同様に）パケットを受信し、スイッ
チ３０６を介してホストＡ（３０１）に送られるユニキ
ャスト・パケットを用いてＡＲＰ要求に応答する。スイ
ッチ３０６は、この応答を受信すると、それをホストＡ
（３０１）に直接転送する。ホストＢ（３０２）からの
この第１のパケットは、ホストＢ（３０２）に関するＡ
ＲＰキャッシュ情報を満たすようにスイッチ３０６のＶ
ＳＥによって監視される。ホストＡ（３０１）はいま、
ユニキャスト・パケットをホストＢ（３０２）に送るこ
とができ、またホストＢ（３０２）もユニキャスト・パ
ケットをホストＡ（３０１）に送ることができる。スイ
ッチ３０６から見ると、スイッチングＡＳＩＣのみが関
係する（スイッチ３０６のＶＳＥは、他のタスクに対し
て解放される）。この時点では、ブロードキャストの減
少は起こらない。これは、ルータの場合もそうである。
ホストＣ（３０３）はいま、ホストＢ（３０２）と会話
しようとしている。ホストＡ（３０１）の場合と同様
に、ホストＣ（３０３）は、ブロードキャストＡＲＰ要
求を送出し、前と同じように、スイッチ３０６は、ホス
トＣ（３０３）に関するレベル２および３情報を知る。
ただし、今度は、スイッチ３０６は、ＡＲＰブロードキ
ャストを解析すると、それがすでにホストＢ（３０２）
を知っていることに気づき、ホストＢ（３０２）に対し
て応答を代行することができる。ルータの代理応答と異
なり、スイッチ３０６からの応答は、スイッチ３０６の
ＭＡＣアドレスではなく、ホストＢ（３０２）のＭＡＣ
アドレスを伝達する。ホストＣ（３０３）から見ると、
ホストＢ（３０２）がその応答を発行したように見え
る。ホストＣ（３０３）はいま、ホストＢ（３０２）に
送られるユニキャスト・パケットを送ることができる。
ホストＢ（３０２）は、ユニキャスト・パケットがホス
トＣ（３０３）のＭＡＣアドレスを伝達したので応答す
ることができる。ブロードキャスト・パケットのネット
ワーク・オーバヘッドはなくなった。

【００１９】ホストＡは、ホストＣからＡＲＰ要求を受
信せず、ホストＡのＩＰ実施に応じて、それが受信した
ユニキャスト・パケットからホストＣのＭＡＣアドレス
を知ることができないことに留意されたい。この場合、
ホストＡは、ホストＣに対してＡＲＰ要求を送出する。
スイッチは応答を代行し、したがってホストＡはユニキ
ャスト・パケットをホストＣに返送することができる。
この詳細は、後続のすべての例において繰り返さない
が、完全さを期してここに提起する。

【００２０】このシナリオでは、スイッチングＡＳＩＣ
は、すべてのブロードキャスト・パケットをスイッチＶ
ＳＥに送り、他のどこへも送らないと仮定する。その場
合、スイッチＶＳＥは、ブロードキャストを転送する役
目を果たす。また、ユニキャスト応答のコピーは、発見
のためにＶＳＥに送られるが、スイッチングＡＳＩＣも
ユニキャスト応答を転送し、スイッチＶＳＥがこの機能
を実行する必要をなくすことができると仮定する。この
方法は、ホスト・システムが二重スタック（例えばＩＰ
およびＩＰＸ）を有する場合の問題を有する。ホストの
ＭＡＣアドレスがすでに前のＩＰＸパケットから分かっ
ている場合、スイッチングＡＳＩＣは、ＭＡＣアドレス
を検査するだけならば、ＡＲＰ応答をスイッチＶＳＥま
で戻すことを知らない。スイッチングＡＳＩＣがすべて
のＡＲＰをスイッチＶＳＥに送ることもでき、あるいは
スイッチＶＳＥがＡＲＰブロードキャストを受信するこ
ともできるが、ＡＲＰ要求をそのまま転送する代わり
に、スイッチは、送信源としてブロードキャストＡＲＰ
をそのＩＰおよびＭＡＣアドレスとともに送出すること
もできる。このようにして、スイッチは、ＡＲＰ応答を
受信することを確信し、それによりＡＲＰ応答中の情報
を知る。

【００２１】実際には、スイッチは、ＡＲＰ要求をその
まま転送し、ＡＲＰ要求のターゲットに対してキャッシ
ュ・エントリに未解決であるとしてマークを付ける。同
じホストに対する他のＡＲＰ要求をスイッチが受信する
前に、ＡＲＰに対する応答がＶＳＥから見えない場合、
スイッチは、それ自体のＡＲＰ要求を記載の通り送出す
ることができる。これにより、スイッチが絶えずそれ自
体のＡＲＰ要求を送出する必要がなくなる。同じホスト
への次のＡＲＰを待つことによって、未解決の状態にあ
るエントリのタイムアウトが不要になる。スイッチは、
応答を受信したときに適切な応答を構成することができ
るように元の送信源からの保留中のＡＲＰ要求を追跡す
る必要がある。アドレスが既知である場合の代理応答
は、上述のように動作する。これはまた、ホストが既知
である場合、新しいカプセル化タイプを用いて、ただし
異なるカプセル化のみを用いてＡＲＰ要求を送出する必
要がある問題を解決する。この文献の残部では、ＡＲＰ
を転送するとは、新しいＡＲＰを生成することは上述の
問題を解決することができるという理解とともに、新し
いＡＲＰを生成すること、またはただ元のＡＲＰ要求を
転送することをさす。

【００２２】この特定の機構は、クライアントがサーバ
と会話を開始するサーバ・クライアント・シナリオで非
常に良く動作する。第１のクライアントがサーバとの会
話を開始した後、スイッチがすべての将来クライアント
・ブロードキャストに応答し、所与のクライアントのＡ
ＲＰキャッシュがタイムアウトするが、スイッチ内のサ
ーバＡＲＰキャッシュ・エントリがタイムアウトするの
を防ぐために十分なトラフィックが発生している見込み
は十分ある。そうであれば、トラフィックはおそらく非
常に軽く、また一時的なブロードキャストは重要でな
い。

【００２３】スイッチは、そのＡＲＰキャッシュ内で使
用されるカプセル化を追跡しなければならない。カプセ
ル化が一致しない場合、スイッチは、ターゲット・ホス
トを知っているならば応答を代行せず、代わりに新しい
カプセル化を用いてターゲット・ホストに対してＡＲＰ
を代行する。ターゲット・ホストは、カプセル化を理解
した場合、それに応じて応答する。この場合、ブロード
キャストは、妨害されないが、ホストがあるポートから
しか出られないように制限された。

【００２４】スイッチによって作成されたＡＲＰキャッ
シュは、パケットがある固定の時間内にホストに送られ
ない場合（ホストおよびルータの場合と同様に）タイム
アウトする。スイッチＶＳＥには最初の交換の後でユニ
キャスト・トラフィックが見えないので、タイムアウト
は、スイッチングＡＳＩＣとともに使用されるＭＡＣア
ドレス・タイムアウト機構に結合される必要がある。ス
イッチに対してルータの遠い側にあるホストのＡＲＰタ
イムアウトには、長い固定のタイムアウトが必要である
ことに留意されたい。すべてのホストはスイッチから見
ると同じＭＡＣアドレス（ルータのＭＡＣアドレス）を
有しているように見えるので、ＭＡＣアドレス・タイム
アウトはこの場合使用されない。

【００２５】ＩＰ＿ＲＩＰおよび他のルーティング・プ
ロトコル ルータは、ネットワークに接続されている場合、一般に
ＭＡＣレベルのブロードキャスト・パケットを使用して
それらのルーティング情報を分配する。これらのパケッ
トは、ルータ間で必要とされ、周期的に送られる。ルー
ティング情報プロトコル（ＲＩＰ）パケットは、３０秒
ごとに送信されるが、一般にホストがそれらを見る必要
はない。スイッチは、ルータが接続されているポートを
決定することができる場合、このタイプのパケットのみ
をそれらのポートから送出し、したがってこのタイプの
ブロードキャストを減らすことができる。スイッチは、
ＲＩＰパケットを使用して（ＲＩＰパケットは周期的に
送出されるので）ルータがあるポートを決定し、それら
が受信されたポート上のパケットのみをフラッドするこ
とができる。この同じ技法を使用すれば、ＯＳＰＦ（最
短パス優先、他のタイプのルーティング・プロトコル）
パケットを減らすことができる（ＯＳＰＦパケットは、
実際０Ｘ０１００５Ｅ０００００５および０Ｘ０１００
５Ｅ０００００６でマルチキャストされ、ブロードキャ
ストではマルチキャストされない。ただし、それらをル
ータ・ポートのみから送出することは、余分なネットワ
ーク・トラフィックを減らすのにも役立つ）。

【００２６】これらのパケットが妨害された場合、スイ
ッチは、他のスイッチがいつポートに接続されたかを知
る必要がある。スイッチがそれを知らない場合、ＲＩＰ
は、妨害されるべきでない場合に妨害されることがあ
る。各スイッチが、ＲＩＰを送る前に他のスイッチがＲ
ＩＰを送るのを待つ場合、キャッチ２２が行われ、どち
らのスイッチも互いにＲＩＰパケットを送らず、ネット
ワーク内の接続を絶つことができない。この問題を克服
するために、スイッチ間ポートを構成するか、またはあ
るタイプのスイッチ間プロトコルを行う必要がある。ブ
ロードキャスト汎用サーバ照会（ＧＳＱ）は、スイッチ
のすべてのポート上で送られ、このパケットの受信を使
用して、ＲＩＰが転送されることを示すことができる
（あるいは、簡単なスイッチ間プロトコルを使用するこ
とができる。例えば、すべてのスイッチに分かっている
一意のＭＡＣアドレスを有するユニキャスト・パケット
は、この情報を周期的に伝達することができる）。

【００２７】場合によっては、これらのパケットをルー
タが検出されなかったポートから送出する必要がある。
例えば、セキュリティ要件は、いくつかのルータがＲＩ
Ｐを送るのを防ぐが、それらはまだ他のルータからルー
ティング情報を受信したい。また、ホストがゲートウェ
イの存在する場所を知るためにルーティング・プロトコ
ル・パケットを盗聴する場合もある。したがって、これ
らのパケットの妨害をオーバライドするいくつかの構成
オプションが必要になる。ＩＰによるデフォルトは、こ
れらのパケットを転送し、システム・アドミニストレー
タがそれらが必要でないことを知っているポート上でそ
れらを妨害するオプションを有する。

【００２８】ＢＯＯＴＰおよびＤＨＣＰ ＢＯＯＴＰもＤＨＣＰも、そのＩＰアドレスを知らない
クライアントがそのＩＰを知っているサーバにアクセス
することができるようにブロードキャスト・パケットを
使用する。ＢＯＯＴＰとＤＨＣＰは、スイッチが検査す
る必要があるパケットの部分内にブロードキャスト要求
および応答用の同じフォーマットを有する。したがっ
て、ＢＯＯＴＰに対して動作するものはＤＨＣＰに対し
ても動作する。場合によっては、最初のＢＯＯＴＰブロ
ードキャストは、ターゲット・サーバのＩＰアドレスを
含んでいる。スイッチは、前にサーバの位置を知ってい
れば、ＢＯＯＴＰブロードキャストを正しいポートに送
ることができる。サーバの位置が分かっていない場合、
またはＢＯＯＴＰパケットが特定のサーバのＩＰアドレ
ス（すなわち、ＩＰ宛先２５５．２５５．２５５．２５
５）を含んでいない場合、スイッチは、ＶＬＡＮのすべ
てのポートにパケットをブロードキャストさせられる。
応答するために、サーバは、ユニキャスト・パケットか
またはブロードキャスト・パケットを送ることができ
る。ＢＯＯＴＰ（またはＤＨＣＰ）要求に応答するサー
バは、ブロードキャスト・パケットを送ることができ
る。これが宛先としているクライアントを認識すること
ができるようにするためには、スイッチがＢＯＯＴＰ要
求内のトランザクションＩＤを追跡し、ブロードキャス
ト応答内でそれを監視する必要がある。この１つの余分
なブロードキャストを停止するこの追加の努力は価値が
ない。トランザクションＩＤが保持されていた場合、ブ
ロードキャスト応答が終了したときにトランザクション
ＩＤがクリアされる必要があり、応答がユニキャストで
あることもあるが、サーバが前に分かっている場合、ス
イッチＶＳＥにはパケットが見えない。トランザクショ
ンＩＤをクリアするためにはタイマが必要である。最初
のパケットが交換された後、ユニキャスト・メッセージ
を介してさらにトラフィックが継続する。

【００２９】ＩＰルータ接続 ＩＰブロードキャスト分離は、簡単な場合、単一のＩＰ
サブネット内で動作する。このサブネット内のホスト
は、サブネットの外で通信するためにルータを通過しな
ければならない。しかしながら、複数のＩＰサブネット
が同じＶＬＡＮドメイン内に入っている場合（すなわ
ち、ドメインがマルチネットされている場合）、サブネ
ット間で通信するためにルーティングを使用することを
回避できる。簡単な場合、すでに述べたブロードキャス
ト分離を使用してブロードキャストを制限することがで
きる。このドメイン内のホストは、それらがスイッチン
グ・インフラストラクチャによって与えられたパフォー
マンスを利用する場合、マルチネットを認識しなければ
ならない。本願で使用するマルチネット認識なる語は、
ホストがそのネットワーク・インタフェース上でＡＲＰ
パケットを送出し、そのホストが他のサブネット上にあ
る場合でもパケットをターゲット・ホストに送ることが
できなければならないことを意味する（すなわち、ホス
トはパケットを送るべき外部ゲートウェイを捜してはな
らない）。ホストがこれを行う場合、すべてのサブネッ
トを同様に処理しなければならない（すなわち、ルータ
は、必要な場合、ターゲットを代行すると仮定する）
か、またはそれ自体のデフォルト・ゲートウェイになら
なければならない。その自体のゲートウェイになるため
には、ユーザがこの機能を実施するようにホストを再構
成する必要があり、あるいはホストが使用しようとする
ゲートウェイからインターネット制御メッセージ・プロ
トコル（ＩＣＭＰ）リダイレクトを受信しなければなら
ず、リダイレクトは、ホストをそれ自体のデフォルト・
ゲートウェイとして示さなければならない。本願で、ス
イッチは、デフォルト・ゲートウェイになるように再構
成することができ、ＩＣＭＰリダイレクトを送ることが
できる。ホストがマルチネット認識でない場合、ホスト
はなおサブネットからパケットをルータに送る必要があ
る。このルータは、ルータのＭＡＣアドレスをパケット
内の送信源ＭＡＣアドレスとして使用して、パケットを
スイッチング・インフラストラクチャに戻す。これを行
うと、すべてのパケットはルータを通過しなければなら
ないのでスイッチング・インフラストラクチャの利点が
失われるが、接続性は保持され、したがって非マルチネ
ット認識ホストがマルチネット認識ホストと共存するこ
とができる。

【００３０】このインフラストラクチャに接続されたル
ータのインタフェースは、スイッチング・ドメイン内の
すべてのサブネットにマルチネットされていなければな
らない。このルータはまた、スイッチング・ネットワー
クに対してルータの反対側にあるホストに対してＡＲＰ
を代行することができなければならない。

【００３１】レベル３スイッチング・セクションにおい
て、ルータがマルチネットをサポートしない場合の別形
態について説明する。このマルチネット方法を使用すれ
ば、ファイアウォールまたはＷＡＮ接続性が必要な場合
を除いてルータが不要になる。ブロードキャスト分離
は、マルチネット環境内でもブロードキャストの減少を
もたらす。ルータが有する唯一のわずかな利点は、その
ルーティング・プロトコルが最初にホストを位置指定す
るために最初のＡＲＰを送出するポートを示すことがで
きることである。スイッチは、最初のＡＲＰをすべての
ポートにブロードキャストすることができる。図４に、
スイッチ・インフラストラクチャがマルチネットを使用
してどのようにルータに接続されるかを示す。ルータ４
０１は、スイッチ４０２に直接接続され、ＩＰアドレス
１０．１．８．Ｘ、１０．２．８．Ｘ、１１．１．８．
Ｘ、および１１．２．８．Ｘとマルチネットされる。ス
イッチ４０２は、スイッチ４０３および４０４に接続さ
れる。スイッチ４０３は、ＩＰアドレス１０．１．８．
Ｘおよび１０．２．８．Ｘを有し、スイッチ４０４は、
ＩＰアドレス１１．１．８．Ｘおよび１１．２．８．Ｘ
を有する。

【００３２】ＶＬＡＮのトネリング 全レベル３スイッチングを行うことなしに、複数のＶＬ
ＡＮおよびブロードキャスト分離とともに構成された単
一のスイッチ内である有限のレベル３スイッチングを行
うことができる。ブロードキャスト分離は、各ＶＬＡＮ
内で上述のように実施される。ＩＰ＿ＡＲＰブロードキ
ャストが他のＶＬＡＮ内のＩＰアドレスに送られる場
合、スイッチＣＰＵは、適切なＡＲＰを他のＶＬＡＮ上
で送ることができる。ＡＲＰ応答が受信された場合、開
始側ならびに応答側用の送信源ＶＬＡＮマスクは、それ
ぞれ応答側および開始側のポート番号を含んでいる。こ
れにより、スイッチングＡＳＩＣを介して２つのシステ
ム間のユニキャスト・トラフィックをスイッチングする
ことができる。この技法は、ＶＬＡＮのＩＰアドレス
（およびサブネット・マスク）の，ある手動構成を必要
とするが、未知のＩＰアドレスおよび非ＩＰアドレスに
対してＶＬＡＮ境界を維持する（すなわち、ポート用の
デフォルトＶＬＡＮマスクはＶＬＡＮ内にポートのみを
含む）。ユーザが構成した特定のサブネットのＶＬＡＮ
トネリングを許さないために、ブロードキャスト・パケ
ットに対してソフトウェア・フィルタリングを行うこと
ができる。この技法は、スイッチ間プロトコルを必要と
せず、ブロードキャスト分離コードに追加されるわずか
な追加のコードのみを必要とする。上記のマルチネット
の場合と同様に、ＶＬＡＮトネリングを行うことを許さ
れるホストは、それらが捜しているホストに対して直接
ＡＲＰを行うことができるように、それら自体のデフォ
ルト・ゲートウェイになる必要がある。また、接続され
るルータは、この時点でルータ・インタフェースがスイ
ッチ内で定義されていないので、マルチネットされてい
る必要がある。

【００３３】ＩＰによるブロードキャスト分離の概要 以下は、ＩＰブロードキャスト分離を達成するために必
要なスイッチ機能の概要である。以下で使用するＶＳＥ
なる語は、スイッチングＡＳＩＣの外でスイッチング決
定を行うＣＰＵを意味する。このＶＳＥは、スイッチ上
のＣＰＵか、またはスイッチ内に差し込まれる外部カー
ドである。 ・スイッチＶＳＥは、すべてのブロードキャスト・パケ
ットを傍受し、ＡＲＰパケットを解析しなければならな
い。（非ＡＲＰ＿ＩＰブロードキャストは前と同様にＶ
ＬＡＮ内にフラッドする）。これは、スイッチングＡＳ
ＩＣによって自動的に行われることもあり、行われない
こともある。多数の非ＡＲＰブロードキャストが予想さ
れる場合、スイッチＡＳＩＣを使用してＡＲＰのみをＶ
ＳＥに送るとＶＳＥが大いに軽減される。 ・ＶＳＥは、ホストＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス、サ
ポートされるカプセル化タイプおよびポート番号に関連
するテーブルを記憶するＡＲＰキャッシュを保持してい
なければならない。 ・ＶＳＥは、所与のポートまたは複数のポートにパケッ
ト（例えば、フラッドまたは転送されたブロードキャス
ト・パケット）を送出することができなければならない ・最初に新しい送信源を聞いたとき（すなわち、ＡＲＰ
要求および応答）、スイッチングＡＳＩＣは、パケット
をスイッチＶＳＥに送らなければならない。ユニキャス
ト宛先の場合、スイッチングＡＳＩＣはまた、パケット
を転送することができ、したがってＶＳＥはパケットを
転送する必要はない。 ・ターゲット・ホストが新しいカプセル化タイプを用い
てユニキャスト応答を発行した場合、スイッチングＡＳ
ＩＣは、ＡＲＰキャッシュが追加のカプセル化タイプに
よって更新されるように、新しい送信源アドレスの場合
と同様にパケットをＶＳＥに送る。新しい送信源シナリ
オの場合と同様に、ＡＳＩＣはまた、パケットを転送す
ることができる。これを処理する他の方法は、すべての
ＡＲＰ要求、ユニキャストまたはブロードキャストがＶ
ＳＥに送られるようにすることである。こうすれば、問
題が解決され、ＡＳＩＣがカプセル化タイプを追跡する
必要がなくなる。ソフトウェアのみを使用する他の解決
策は、ＶＳＥに新しいカプセル化タイプについてテスト
させることである。これを行うために、ＶＳＥは、その
ＩＰおよびＭＡＣアドレスを使用してＡＲＰ要求を送出
する。このようにして、スイッチＶＳＥは、ＡＲＰを受
信することが保証され、したがって情報を要求側ホスト
に送ることができる。 ・ＶＳＥは、カプセル化が一致する場合、ホストのＡＲ
Ｐを代行することができなければならない。そうでない
場合、ＶＳＥは、許容されるカプセル化タイプについて
テストしなければならない。スイッチは、ターゲット・
ホストがＡＲＰの開始側と同じポート上にある場合、応
答を代行してはならない。 ・ＲＩＰパケットおよび他のタイプのマルチキャスト・
パケットおよびルーティング・プロトコル・パケット
は、受信されたとき、これらのタイプのパケットが受信
されたポートのみから送出される（もちろん、所与のパ
ケットはそれが受信されたポートからは出ていかな
い）。いくつかの特殊な場合には、この特徴のオーバラ
イド構成オプションを設ける必要がある。 ・ＢＯＯＴＰおよびＤＨＣＰブロードキャスト要求の場
合、スイッチは、宛先ＩＰアドレスについてパケットを
検査し、見つかった場合、それを正しいポートに送出す
ることができる。任意選択で、スイッチは、ＢＯＯＴＰ
要求内のトランザクションＩＤを追跡し、これを使用し
てブロードキャストＢＯＯＴＰ応答を送ることもでき
る。 ・マルチネット・スイッチ・ドメインがサポートされて
いる場合、スイッチは、他のサブネット上のホストにパ
ケットを送ったが、スイッチＭＡＣアドレスに送ったホ
ストにＩＣＭＰリダイレクトを送ることができなければ
ならない（すなわち、ホストがスイッチをデフォルト・
ゲートウェイとして使用し、スイッチはホストをその自
体のデフォルト・ゲートウェイになるようにリダイレク
トし、これによりおそらくマルチネット環境内で必要な
ホスト再構成の量が減少する）。 ・ＡＲＰキャッシュ・タイムアウトは、前述のスイッチ
に対してルータの遠い側のホストを除いて、スイッチン
グＡＳＩＣのＭＡＣアドレス・タイムアウトに結合され
る。 ・ユニキャスト・パケットに対して、送信源は既知であ
るが、宛先は既知でない場合、スイッチングＡＳＩＣ
は、パケットをＶＬＡＮからフラッドし、ＶＳＥに通知
しない。これは、スイッチがリブートされており、スイ
ッチがリブートされる前からエンド・ホスト・システム
がまだ互いについて知らない場合にのみ生じる一時的な
状態である。 ・スイッチ内で、追加のフレキシビリティを得るために
ＶＬＡＮ間トネリングを行うことができる。

【００３４】ＩＰＸによるブロードキャスト分離 ブロードキャスト分離によるクライアント・サーバ対話 ブロードキャスト分離では、スイッチは、ＧＳＱを各ポ
ート上で送出し、応答をキャッシュする。スイッチは、
（ルータと比較できる）すべてのサービス・アドバタイ
ジング・プロトコル（ＳＡＰ）情報をキャッシュする。
しかしながら、ルータと異なり、スイッチはＳＡＰを統
合しない。スイッチは、個々のＳＡＰパケットを再ブロ
ードキャストする。送信源ＭＡＣアドレスは、不変であ
る（すなわち、送信源ＭＡＣアドレスは、元のサーバの
ＭＡＣアドレスである）。これにより、すべてのスイッ
チがブロードキャスト分離に必要なサーバＭＡＣアドレ
スを知ることができる。スイッチは、ＧＳＱに応答する
場合、一連のＳＡＰを送出する必要がある。送信側から
見ると、複数の個々のサーバが応答しているかのように
見える。

【００３５】クライアントが最近隣サーバ照会（ＮＳ
Ｑ）を発行した場合、スイッチは、スイッチ・テーブル
内にクライアントのＭＡＣアドレスをキャッシュし、ス
イッチ・ポート上にローカル・サーバが存在しないと仮
定して応答する。ただし、ルータと異なり、この時点
で、スイッチは、スイッチＭＡＣアドレスを用いて応答
しない。スイッチは、サーバの実際のＭＡＣアドレス内
に入る（クライアントがとにかくこの情報を無視するよ
うに見えるので、スイッチはまったく同様にＶＬＡＮ
ＭＡＣアドレスを用いて応答する）。次いで、クライア
ントは、ブロードキャストＲＩＰ要求を送り、スイッチ
は、サーバのＭＡＣアドレスを使用して応答する（サー
バのＭＡＣアドレスはＳＡＰ応答から知った）。クライ
アントおよびサーバとの間のすべてのユニキャスト・パ
ケットは、通常のスイッチングを介して行われる。スイ
ッチは、ユニキャスト・パケットをどのようにしてクラ
イアントまたはサーバにゲットするかを決定するために
サーバの内部ネットワーク番号もクライアントのＩＰＸ
アドレスも使用しない。複数の同等のサーバが存在する
場合、スイッチは、おそらくラウンド・ロビン方式、ま
たは所与のサーバへのクライアント・サーバ接続または
現在のトラフィック・ロードのカウントを使用して、ク
ライアントに知らせるサーバを決定する。このようにす
れば、１つのサーバがすべてのクライアント接続を得る
ことがなくなる。また、ユーザは、特定のサーバを有す
る特定のクライアントを分離するためにスイッチ内で異
なるＶＬＡＮを構成することもできる。

【００３６】スイッチがブロードキャストＮＳＱおよび
ＲＩＰに応答する方法は、ブロードキャスト分離が純粋
なブリッジ環境と比較してブロードキャスト・トラフィ
ックの量を減らす方法の１つである。

【００３７】スイッチは、周期的ＳＡＰが受信されると
きはいつでもそれらを（ルータと同様にして）送り、ス
イッチ内に実際のＳＡＰおよびＲＩＰタイマは不要であ
る。これらのパケットは、他のブロードキャスト分離ス
イッチ、ルータおよびサーバによってのみ使用される。
したがって、スイッチがＳＡＰまたはＧＳＱを受信した
ポートからのみＳＡＰを送出する場合、さらにブロード
キャストの減少が起こる。ブロードキャストＲＩＰ応答
パケットは、ルータが接続されているポート（すなわ
ち、ブロードキャストＲＩＰ応答が受信されたポート）
から送出されるだけでよい。ＲＩＰおよびＳＡＰを送出
しなかったポート上に聴取専用のルータ／サーバが存在
する場合、それらのポートからＲＩＰおよびＳＡＰを伝
搬させるためにオーバライドが必要である（例えば、古
いジェット・ディレクト・カードは、送られたこの情報
を必要とする）。

【００３８】ＩＰＸブロードキャスト・トラフィックを
減らす他の可能な方法には、ＳＡＰを６０秒ごとに送出
するのではなくトリガされたＳＡＰを使用するサーバ構
成、スイッチ内でフィルタリングを使用していくつかの
サーバ・タイプをネットワークの特定の部分に限定する
方法（これはセキュリティ強化でもある）、ネットワー
ク内で必要なカプセル化の数を減らす方法（各サポート
されたカプセル化ごとに複製ＳＡＰが送出される）があ
る。

【００３９】プリント・サーバなどのデバイスの場合、
デバイスは、ファイル・サーバに対してクライアントの
働きをする。デバイスは、クライアントと同様にブート
・アップ時にファイル・サーバに接続する。正規のクラ
イアントは、プリント・サーバにアクセスしたい場合、
それが接続されているファイル・サーバにその要求を送
る。場合によっては、ファイル・サーバはプリント・サ
ーバにもなる。

【００４０】クライアント／サーバ・アドレスからパケ
ットが長期間受信されない場合、タイムアウトが必要で
ある。ユニキャスト・パケットはスイッチＶＳＥから見
えないので、スイッチングＡＳＩＣがサポートするタイ
ムアウト機構を使用してタイムアウトをＭＡＣアドレス
・タイムアウトに結合しなければならない。

【００４１】ＩＰＸにおけるマルチネット ＩＰＸにおいてはマルチネットが可能であるが、各マル
チネット・ネットワークは、異なるカプセル化タイプを
使用しなければならない。これは、マルチネット・ネッ
トワークの数を４つに制限する。可能なカプセル化タイ
プは、サブネットワーク・アクセス・プロトコル（ＳＮ
ＡＰ）、イーサネット、８０２．２およびＮｏｖｅｌｌ
（８０２．３ローとも呼ぶ）である。スイッチは、ユニ
キャスト・パケットに対してカプセル化変換を行うこと
ができない。したがって、複数のＩＰＸネットワークが
同じスイッチ・ドメイン内で構成されている（マルチネ
ットされている）場合、スイッチは、それが代行応答し
ているサーバが正しいカプセル化タイプをサポートして
いればＮＳＱにのみ応答しなければならない。

【００４２】ルータの場合、クライアントが８０２．２
カプセル化を使用しており、サーバがＳＮＡＰカプセル
化を使用していることもある。ルータは、すべてのユニ
キャスト・パケットを２つのシステム間で変換し、それ
らを会話させる。しかしながら、スイッチの場合、ユニ
キャスト・パケットがレベル２スイッチングを介して送
られるのでこれは行われない。最良の選択は、スイッチ
が最初にやってきたときに各カプセル化タイプごとにＧ
ＳＱをすべてのポートから送出することである。その場
合、ＶＳＥは、各サーバからの応答内に内部ネットワー
ク番号、ＭＡＣアドレスおよびカプセル化タイプをキャ
ッシュし、サーバがクライアントと同じカプセル化タイ
プを有する場合にのみクライアントＮＳＱおよびＲＩＰ
に応答する。たいていの現代のサーバは、すべてのカプ
セル化タイプを理解し、これはたいした制限ではない。
したがって、ユーザは、同じカプセル化を用いてユーザ
のクライアントとサーバの好ましいすべての組合せを構
成するか、またはユーザのすべてのサーバがすべての必
要なカプセル化タイプをサポートできるようにする必要
がある。

【００４３】４つのすべてのカプセル化が所与のサーバ
上でサポートされている場合、サーバがあるポートは、
４つのＩＰＸアドレスにマルチネットされていなければ
ならない。周期的ＳＡＰもカプセル化され、所与のＳＡ
Ｐパケットは、そのＳＡＰと同じカプセル化を有するＳ
ＡＰのみを含む。例えば、サーバＡが４つのすべてのカ
プセル化を有し、サーバＢが８０２．２カプセル化のみ
を用いてＧＳＱに応答する場合、サーバＡを含むＳＡＰ
パケットに対しては４つのすべてのカプセル化を使用す
ることができるが、８０２．２カプセル化を用いたＳＡ
ＰパケットのみはサーバＢを含む。一般に、マルチネッ
トＩＰＸネットワークは、ネットワーク中に送られたブ
ロードキャスト・トラフィックの量を増大させるのでよ
い考えではない（同じことがルータにも当てはまる）。

【００４４】ＩＰＸルータ接続 ＩＰの場合と同様に、ＩＰＸブロードキャスト分離は、
単一のＶＬＡＮ内で動作する。これは、ブロードキャス
ト分離をルータ接続に対して完全に透過的にする。ＶＬ
ＡＮ内に複数のＩＰＸネットワークを設けることができ
るが、各ＩＰＸアドレスが異なるカプセル化を必要とす
るために構成できるＩＰＸアドレスは最大４つであるの
で非常に限定的である。カプセル化変換が行えないの
で、サーバ・クライアント通信は同じカプセル化をサポ
ートするものに限定される。一般に、複数のＩＰＸネッ
トワークが必要な場合、それらの間の通信はルータを必
要とする。よい面として、ＩＰＸクライアントは、ＩＰ
Ｘネットワーク番号を知らないまたは気にしない。ＩＰ
Ｘネットワーク番号は、パケットをルート環境内でサー
バからクライアントへ送る最良のパスを決定するために
のみ使用される。ネットワーク番号は、ルータ／サーバ
によって決定される。ブロードキャスト減少の観点か
ら、サーバを異なるＩＰＸネットワーク内に入れること
に実際の利点はない。したがって、ユーザが同じＩＰＸ
ネットワークを使用するためにすべてのサーバを構成し
たい場合、スイッチはドメイン全体のブロードキャスト
を制限することができる。ルータ・ブロードキャスト制
限はネットワーク境界を必要とし、スイッチはネットワ
ーク境界を必要としない。

【００４５】しかしながら、まだルータを使用する理由
がある。例えば、セキュリティが必要な場合、ルータ
は、すべてのブロードキャスト・トラフィックおよびユ
ニキャスト・トラフィックを検査し、ルータ内で構成さ
れた方針に基づいてそれらのパケットをフィルタリング
することができる。ＷＡＮ接続性が必要な場合、遠隔サ
イトが他のＩＰＸネットワーク上にあるのでルータが必
要になる。異なるネットワーク番号を使用することによ
って、クライアントのグループを特定のサーバに関連づ
けることができる（ある程度まで、ブロードキャスト分
離を有するスイッチは、クライアントおよびサーバをグ
ループ化するためにマルチネットおよび異なるカプセル
化を使用して同じことを行うことができる）。クライア
ントが特定のサーバとともにグループ化する他の方法
は、クライアントが特定のサーバに要求するように構成
されている場合、それを行うことである。

【００４６】ＩＰＸパケット・タイプ２０ いくつかのプロトコル（ＮｅｔＢＩＯＳなど）の場合、
ブロードキャストをＩＰＸネットワーク中に伝搬させる
方法が必要である。ＩＰＸパケット・タイプ２０は、こ
の目的に使用され、ＶＬＡＮ中に送出される。ユーザが
いくつかのポート上でブロードキャストの伝搬を妨害す
ることができる構成オプションを追加することが望まし
い。

【００４７】ＩＰＸによるブロードキャスト分離の概要 以下に、ＩＰＸブロードキャスト分離を達成するために
必要なスイッチ機能の概要を示す。 ・スイッチＶＳＥは、すべてのブロードキャスト・パケ
ットを傍受しなければならない。解析すべきパケットに
は、ＧＳＱ、ＮＳＱ、ＲＩＰおよびＳＡＰが含まれる。 ・ＶＳＥは、使用可能なサーバを知るためにブート・ア
ップ時にＧＳＱを発行しなければならない。戻されたＳ
ＡＰパケット内の情報はキャッシュされなければならな
い。この情報は、サーバ内部ネットワーク番号、カプセ
ル化タイプおよびサーバＭＡＣアドレスを含んでいる。 ・スイッチは、適切なカプセル化タイプを有するサーバ
が要求がきたポート上に存在しなければ、そのカプセル
化タイプが一致する最も近いサーバの内部ネットワーク
番号およびＭＡＣアドレスを用いてクライアントからＮ
ＳＱパケットに応答しなければならない（等しいコスト
を有するサーバは、おそらく同じサーバが常に使用され
ないような形で選択される）。 ・スイッチは、前のＮＳＱに対する応答内に戻されたサ
ーバのＭＡＣアドレスを用いてブロードキャストＲＩＰ
要求に応答することができなければならない。 ・ＶＳＥは、ＩＰの場合と同様にして所与のポートまた
は複数のポートからパケットを送出することができなけ
ればならない。（たとえば、送出または転送されるブロ
ードキャスト・パケット） ・最初に新しい送信源を聞いたとき（例えばＮＳＱ要
求）、スイッチングＡＳＩＣは、パケットをスイッチＶ
ＳＥまで送らなければならない。ユニキャスト宛先の場
合、スイッチングＡＳＩＣは、パケットを転送し、ＶＳ
Ｅをバイパスすることもできる。 ・ＲＩＰパケットおよびＳＡＰパケットは、これらのタ
イプのパケットが受信することができるポートからのみ
送出される（もちろん、所与のパケットは、それが受信
されたポートからは出ていかない）。いくつかの特殊な
場合には、この特徴のオーバライド構成オプションを設
ける必要がある。ＧＳＱを受信したポートは、ＳＡＰパ
ケットも送出する。 ・ＳＡＰパケットは、受信されたときに送出されなけれ
ばならない。ただし、ルータと異なり、これらのパケッ
トは、最大７つのＳＡＰを含む単一のパケットに統合す
ることができない。これは、個々のサーバのＭＡＣアド
レスを維持しなければならないので必要である。まれに
またはトリガされた更新ごとにＳＡＰを送出する可能な
構成オプションを追加することができる。スイッチは、
ＳＡＰを統合することができないので、ＧＳＱが受信さ
れたときそれらのシーケンスを送出する必要がある。唯
一の例外は、同じＭＡＣアドレスからのＳＡＰが統合す
ることができる場合に生じる。 ・クライアントおよびサーバ・アドレス・タイムアウト
は、ＭＡＣアドレス・タイムアウト機能に結合されなけ
ればならない。 ・診断パケットに応答し、送出しなければならない。 ・ＩＰＸタイプ２０パケットを送出しなければならな
い。 ・マルチネット・スイッチ・ドメインがサポートされて
いる場合、スイッチは、異なるサーバがサポートしてい
るカプセル化を知るためにすべてのカプセル化タイプを
用いてＧＳＱを送ることができなければならない。サー
バと同じカプセル化タイプを有するクライアントのみが
接続することができる。送信源は既知であるが、宛先が
未知であるユニキャスト・パケットの場合、スイッチン
グＡＳＩＣは、パケットをＶＬＡＮから送出し、ＶＳＥ
に通知しない。これは、スイッチがリブートされ、スイ
ッチがリブートされる前からエンド・ホスト・システム
がまだ互いを知らない場合にのみ生じる一時的な状態で
ある。

【００４８】受動的対能動的ブロードキャスト分離 スイッチは、まず代行機能を実施し、ブロードキャスト
・パケットを制限するためにターゲット・ホストのＭＡ
Ｃアドレスを知らなければならない。スイッチは、所与
のポートに接続されたすべてのホストのＭＡＣアドレス
を、そのポート上で受信されたパケットを盗聴すること
によって知る。これは、プロトコルを必要とせず、所与
のスイッチは、それが通過するのを見たＭＡＣアドレス
のみを知る。この受動的発見方法は、実施が非常に容易
であり、ユーザに対して完全に透過的である。ただし、
複数のスイッチがネットワーク内に存在する場合、１つ
のスイッチが他のスイッチが有しないＭＡＣアドレスを
知る可能性が高い。これらの場合、スイッチがそれらの
情報を回送する場合、必ずしも必要でないブロードキャ
ストを転送することができる。ただし、時間が経過し、
より多くのＭＡＣアドレスが受動的にスイッチによって
知られるにつれて、これらの余分なブロードキャストは
ますます少なくなる（ＡＲＰキャッシュはタイムアウト
するので、ＡＲＰ情報の能動的送りは、常に受動的方法
よりも少ないＡＲＰブロードキャストを有する）。現在
明らかでないことは、受動的方法を使用した場合、ＡＲ
Ｐキャッシュを送ることはそれ自体あるタイプのブロー
ドキャストまたはマルチキャスト・パケットを伴うの
で、ブロードキャストの数がＡＲＰキャッシュの能動的
送りよりも少なくなることである。このプロトコルは、
ブロードキャスト分離にとって価値がない。ただし、ス
イッチ間でＶＬＡＮ情報を送るためにも使用される場合
は価値がある。この情報を暗黙のＶＬＡＮ決定に使用す
れば、単一スイッチ間接続が異なるＶＬＡＮからパケッ
トを送ることができるようになる。このタイプの情報
は、自動ＶＬＡＮ構成にも非常に有用である。

【００４９】レベル３スイッチ概要 過去において、レベル３スイッチングは、ルータのドメ
インであった。すべてのパケットは、パケットを送出す
るポートを決定するためにレベル３プロトコルを介して
ルータ内で処理される。この主要な理由は、レベル２ブ
ロードキャスト・パケットをネットワークの所与のセグ
メント（例えば、ＩＰ項目内の所与のサブネット）に制
限することであった。ルータによるブロードキャスト分
離の犠牲は、すべてのパケットについてパケット遅延を
増大させるとともに、負荷を処理することができるプロ
セッサについてハードウェア・コストをより大きくし
た。ブロードキャスト分離は、ブロードキャストを減ら
すことができるが、ルータを連続して使用しなければネ
ットワーキング階層をＶＬＡＮ間で得ることができな
い。本願に記載のレベル３スイッチングの目的は、ネッ
トワーク中のユニキャスト・トラフィックに対してレベ
ル２スイッチングの速度を保持し、余分なブロードキャ
スト・トラフィックをなくし、ルータを必要とせずにイ
ンターネットワーク接続を可能にすることである。レベ
ル３スイッチングは、ブロードキャスト分離に記載の概
念を使用し、パケットがＶＬＡＮ境界を横断することが
できるようにブロードキャスト・パケットのルーティン
グを追加する。

【００５０】現在のスイッチは、レベル２スイッチング
のみを行い、ＶＬＡＮを用いてブロードキャスト・ドメ
インを分割する。ＶＬＡＮ間でトラフィックを送るため
に、スイッチは、各ＶＬＡＮごとにルータへの別個の接
続を有していなければならない。外部ルータをなくすた
めに、ルータをスイッチ内に配置することができるが、
ルータはまだ遅延およびルーティングによってもたらさ
れるスループット問題を有する。代わりに、内部ルータ
は、ブロードキャスト／フラッド・トラフィックに対し
てのみレベル３ルーティングを行い、すべてのユニキャ
スト・トラフィックに対して高速レベル２スイッチング
を行うことができる。事実上、分かっているＭＡＣアド
レスに対するユニキャスト・トラフィックは、単一のＶ
ＬＡＮとして扱われ、ブロードキャスト／フラッド・ト
ラフィックのみが別々のＶＬＡＮに分割される。この方
法では、レベル２スイッチの速度利点が保持されるとと
もに、ルーティング・エンジンが解放される。ルーティ
ング・エンジンはブロードキャスト／フラッド・トラフ
ィックを処理し、標準のルーティングによって与えられ
たブロードキャスト分離は保持される。ブロードキャス
ト／フラッド・トラフィックなる語は、ブロードキャス
トではなくルーティング・エンジンが処理するパケット
のタイプを参照する場合に使用される。これは、ルーテ
ィング・エンジンがブロードキャスト・パケットを処理
するために必要なためである。

【００５１】また、他の強化としては、最初に所与の送
信源を知ったときにすべてのユニキャスト・トラフィッ
クをＶＳＥに送る方法がある（すべての学習／移動割込
み）。この強化は、不必要なブロードキャストの数を減
らす。この強化はまた、以下で説明するＶＬＡＮの自動
構成内で必要である。以下のセクションのシナリオでこ
れらの概念を明らかにする。

【００５２】あるタイプのレベル３情報は、複数のスイ
ッチが互いに接続されている場合、スイッチ間で送られ
る必要がある。これは、ブロードキャストのレベル３ス
イッチングに必要な情報を内部ルーティング・エンジン
に与えるために使用される。これは、ＲＩＰの修正バー
ジョンであるか、またはレベル３情報とともにＭＡＣア
ドレスを回送する独占プロトコルの場合もある。ＶＬＡ
Ｎが複数のスイッチにまたがる場合、これらの方法はレ
ベル３情報に基づいてＶＬＡＮ間でパケットをルーティ
ングするので、パケット・タグ付けは必要ない。ルーテ
ィング・プロトコルの使用およびブロードキャスト・ト
ラフィックのルーティングは、レベル３スイッチングを
達成するブロードキャスト分離への主要な追加である。
ブロードキャスト分離内で使用されるすべての概念は不
変である。

【００５３】このレベル３スイッチングの方法では次の
ことを考慮する。 ・レベル３プロセッサを解放するレベル２スイッチの速
度を有するユニキャスト・パケット・スイッチング。 ・完全なブロードキャスト制御機能およびブロードキャ
スト・フィルタリング機能 ・現在のスイッチと比較してトラフィックのフラッドが
少ない。 ・ＶＬＡＮがパケット・カプセル化なしにスイッチ境界
にまたがる。 ・ポートではなくレベル３プロトコルに基づくＶＬＡＮ
で、同じポート上に複数のＶＬＡＮが可能。 ・現在のＩＰおよびＩＰＸネットワークとの互換性 ・既存のルータおよびネットワークとの接続性 ・冗長リンク ・セキュリティまたはユニキャスト・フィルタリング
（ファイアウォール）の追加 ・ＶＬＡＮの自動発見 ・ＶＬＡＮタグ付けとの相互操作性

【００５４】ＩＰ ホストは、（ブロードキャスト分離セクションで論じた
ように）ＩＰのブロードキャストＡＲＰパケットを用い
て互いを探し出す。ルータが使用されている場合、現代
のホストは、オフ・サブネット・ホスト通信が必要な場
合、ルータに対してＡＲＰし、あまり精巧でないホスト
は、エンド・ステーションに対して直接ＡＲＰし、ルー
タは、構成されている場合（代行ＡＲＰ）、ルータのＭ
ＡＣアドレスを使用してターゲット・ホストに応答す
る。いずれにせよ、後続のユニキャスト・パケットは、
ルータのＭＡＣアドレスに送られる。ルータは、それに
転送する必要があるネットワークを知るために静的に構
成されるか、またはルーティング・プロトコルを動作さ
せる必要がある。スイッチ・シナリオでは、ＡＲＰパケ
ットは、ゲートウェイではなく、ターゲット・ホストを
アドレスとする必要がある。これをサブネット意識ホス
トを用いて達成するために、それらをそれらの自体のデ
フォルト・ゲートウェイになるように構成しなければな
らない。スイッチは、ターゲットのＭＡＣアドレスを知
らない場合、ＡＲＰ要求を適切なサブネットに転送す
る。スイッチは、ターゲットのＭＡＣアドレスを知って
いる場合、ターゲットのＭＡＣアドレスを用いてターゲ
ット・ホストに応答する。スイッチは、ターゲットがＡ
ＲＰ要求を受信したのと同じポート上にあることを知っ
ている場合、応答しない。代わりに、スイッチは、パケ
ットをドロップし、ホストに応答させる。いずれにせ
よ、後続のパケットは、スイッチではなく、ホストの宛
先ＭＡＣアドレスに送られる。これにより、レベル２ス
イッチングを介してすべてのユニキャスト・トラフィッ
クを送ることができる。スイッチは、ユニキャスト・パ
ケットをルーティングしないが、ブロードキャスト・パ
ケットをルーティングし、このため、ルータと同様にネ
ットワーク・トポロジを知る必要がある。これを行うた
めに、スイッチは、すべてのサブネットを用いて手動で
構成する（ＩＰサブネットはＶＬＡＮブロードキャスト
・ドメインになる）か、または修正ＲＩＰなどあるタイ
プのルーティング・プロトコルを動作させることができ
る。

【００５５】以下のシナリオは、この方法がＩＰの場合
にどのように動作するかを理解するのに役立つ。

【００５６】図５を参照すると、次の２つのシナリオは
単一のスイッチを使用する。これらのシナリオでは、ス
イッチ５０６は、２つのＶＬＡＮを用いて構成されてお
り、ポート１およびポート２はＶＬＡＮ１内に、ポート
３、４、５はＶＬＡＮ２内にある。ＶＬＡＮは、それら
が接続するＩＰサブネットに基づいて定義され、ＶＬＡ
Ｎ１はＩＰサブネット１０．１．８．Ｘに関連し、ＶＬ
ＡＮ２はＩＰサブネット１０．２．８．Ｘに関連する。

【００５７】ＩＰシナリオ１（初期設定時にスイッチが
単一） このシナリオでは、ホストおよびスイッチはブートされ
たばかりであり、いずれのネットワーク構成要素内にも
ＡＲＰキャッシュまたはＭＡＣアドレス・テーブルは存
在しない。ホストＡ（５０１）はホストＣ（５０３）と
会話したい。ホストＡ（５０１）は、ホストＣ（５０
３）のＭＡＣアドレスを見つけるためにＡＲＰを送る。
ＡＲＰ要求内の送信源ＭＡＣアドレスはホストＡ（５０
１）のＭＡＣアドレスであり、宛先ＭＡＣアドレスはブ
ロードキャスト・アドレスである。スイッチ４０６は、
このパケットを受信し、ホストＡ（５０１）がポート１
上にあることを知り、宛先がブロードキャストであるの
でパケットをＶＳＥに送る。ＶＳＥは、パケットを解析
し、宛先が１０．２．８．Ｘネットワークであるので、
ＶＳＥは、ＡＲＰ要求パケットをポート３、４、５から
転送する。ＶＳＥはまた、ホストＡ（５０１）にそのＡ
ＲＰキャッシュを追加し、宛先ＭＡＣアドレスが既知の
場合、ホストＡ（５０１）からの将来ユニキャスト・ト
ラフィックがＶＳＥに送られないことを示すマークをＡ
ＳＩＣのＭＡＣアドレス・テーブルに付ける。ホストＣ
（５０３）は、ＡＲＰブロードキャストを受信し、ユニ
キャストＡＲＰ応答を送る。スイッチ４０６は、応答を
受信すると、ホストＣ（５０３）にＭＡＣアドレス・テ
ーブルを追加する。宛先ＭＡＣアドレスは既知である
が、これは、最初にホストＣ（５０３）の送信源ＭＡＣ
アドレスが分かり、ユニキャスト・パケットがＶＳＥに
送られるときである。ＶＳＥは、パケットを解析し、ホ
ストＣ（５０３）にそのＡＲＰキャッシュを追加し、宛
先ＭＡＣアドレスが既知の場合、ホストＣ（５０３）か
らの将来ユニキャスト・トラフィックがＶＳＥに送られ
ないことを示すマークをＡＳＩＣのＭＡＣアドレス・テ
ーブルに付ける。次いで、スイッチ４０６は、ＡＲＰ応
答をポート１に転送し、したがってホストＡ（５０１）
は、ホストＣ（５０３）にそのＡＲＰキャッシュを追加
することができる。この時点で、ホストＡ（５０１）と
ホストＣ（５０３）の間で送られたすべての将来ユニキ
ャスト・トラフィックは、レベル２でスイッチングさ
れ、ＶＳＥをバイパスする。パケットが同じＶＬＡＮ上
で送られても、異なるＶＬＡＮ上で送られても、ブロー
ドキャストは常にＶＳＥに進む。次いで、ＶＳＥはパケ
ットを送出するポートを決定する。唯一の違いは、パケ
ットが同じＶＬＡＮを宛先とするときである。ブロード
キャストはＶＬＡＮ内のすべてのポートに送られない。
発信ポートは除外される。

【００５８】ＩＰシナリオ２（ある学習が行われた後で
スイッチが単一） このシナリオは、上記のシナリオ１が動作したばかりで
あるという仮定から開始する（すなわち、スイッチ５０
６は、ＭＡＣアドレスおよびＡＲＰキャッシュ内にホス
トＡ（５０１）およびホストＣ（５０３）を有する）。
ホストＢ（５０２）は、ホストＣ（５０３）と会話した
い。ホストＢ（５０２）は、ホストＣ（５０３）にＡＲ
Ｐを送る。ＡＲＰ要求内の送信源ＭＡＣアドレスはホス
トＢ（５０２）のＭＡＣアドレスであり、宛先ＭＡＣア
ドレスはブロードキャスト・アドレスである。スイッチ
５０６は、このパケットを受信し、ホストＢ（５０２）
がポート２上にあることを知り、宛先がブロードキャス
トであるのでパケットをＶＳＥに送る。ＶＳＥは、パケ
ットを解析し、ＶＳＥは、宛先がそのＡＲＰキャッシュ
内の１０．２．８．１であるので、応答をホストＣ（５
０３）に送る。この代理応答は、実際にはホストＣ（５
０３）のＭＡＣアドレスを使用し、スイッチ・ポートＭ
ＡＣアドレスを使用しない。最初のブロードキャスト
は、ＶＳＥよりも先に進まない。ホストＢ（５０２）が
ＡＲＰ以外のホストＣ（５０３）に送られるＭＡＣブロ
ードキャスト（例えばＢＯＯＴＰ）を送る場合、ＶＳＥ
は、ポート５上でのみパケットを転送する。これは、ブ
ロードキャストを必要なポート上でのみ送出することに
よって、ブロードキャストが所与のＶＬＡＮ上でどのよ
うにして減少したかを実証する。ＶＳＥはまた、ホスト
Ｂ（５０２）にそのＡＲＰキャッシュを追加し、宛先Ｍ
ＡＣアドレスが既知の場合、ホストＢ（５０２）からの
将来ユニキャスト・トラフィックがＶＳＥに送られない
ことを示すマークをＡＳＩＣのＭＡＣアドレス・テーブ
ルに付ける。この時点で、ホストＢ（５０２）とホスト
Ｃ（５０３）の間で送られたすべての将来ユニキャスト
・トラフィックは、レベル２でスイッチングされ、ＶＳ
Ｅをバイパスする。

【００５９】図６を使用して、以下のシナリオで、ＶＬ
ＡＮがスイッチ境界にまたがるマルチスイッチの場合に
ついて検討する。

【００６０】これらのマルチスイッチ・シナリオでは、
３つのＶＬＡＮが構成されている。ＶＬＡＮ１は、１
０．１．８．ＸＩＰサブネットであり、スイッチ＃１
（６０８）のポート１および２およびスイッチ＃２（６
０９）のポート４および５上にある。ＶＬＡＮ２は、１
０．２．８．ＸＩＰサブネットであり、スイッチ＃１
（６０８）のポート３およびスイッチ＃２（６０９）の
ポート２上にある。ＶＬＡＮ３は、１０．３．８．ＸＩ
Ｐサブネットであり、スイッチ＃２のポート３のみに接
続される。スイッチ＃１（６０８）のポート４およびス
イッチ＃２（６０９）のポート１は、スイッチを互いに
接続し、すべてのＶＬＡＮの要素と考えられる。ユーザ
は、これら２つのポートをスイッチ間ポートとして構成
するだけでよく、必ずしもそれらをすべてのＶＬＡＮ内
にあるように構成する必要はない。

【００６１】ＶＬＡＮ１および２がスイッチ＃２（６０
９）上にも存在することをスイッチ＃１（６０８）が知
るために、またＶＬＡＮ１および２がスイッチ＃１（６
０８）上にも存在することをスイッチ＃２（６０９）が
知るために、あるタイプのスイッチ間プロトコルが動作
する必要がある。ＶＬＡＮ１、２、３がポート４から継
続することを知るためにスイッチ＃１（６０８）を手動
で構成することができるが、これは難しく、この情報を
与えるプロトコルのほうがはるかにユーザに易しい。こ
の概念の第１のパスでは、ＩＰ＿ＲＩＰの修正バージョ
ンを使用して情報を伝達すると仮定する。スイッチは、
ブート・アップすると、ＲＩＰパケットをあちこちに送
り始める。ＲＩＰパケットのＭＡＣ宛先アドレスはブロ
ードキャストであるので、パケットはＶＳＥに送られ
る。スイッチ＃１（６０８）上のＶＳＥは、ＲＩＰパケ
ットを解析し、１０．１．８．Ｘサブネット、１０．
２．８．Ｘサブネット、１０．３．８．Ｘサブネットが
ポート４からも現れることを知る。パケットのフォーマ
ットは標準のＩＰ＿ＲＩＰであるので、スイッチによる
それらの解釈は、ルータの解釈とわずかに異なる。ルー
タは、情報を１０．１．８．Ｘネットワークへの代替ル
ートであると解釈するが、スイッチは、データを同じサ
ブネットの拡張を意味すると解釈する。

【００６２】ＩＰシナリオ３（ＶＬＡＮが同じ、スイッ
チが異なる）。 このシナリオでは、ホストＡ（６０１）（１０．１．
８．１）は、ホストＥ（６０５）（１０．１．８．３）
と会話したく、ホストＥ（６０５）のＭＡＣアドレスを
知るためにＡＲＰを送出する。どちらのシステムも、同
じＶＬＡＮ内にあるが、異なるスイッチ上にある。しか
しながら、ＲＩＰライン・プロトコルは、ポート４も１
０．１．８．Ｘサブネット上にあることをスイッチ＃１
（６０８）上のＶＳＥに通知するので、ホストＡ（６０
１）が送出したブロードキャストＡＲＰは、ポート２お
よび４に転送される（ポート１は、発信ポート番号であ
るのでやめた）。スイッチ＃１（６０８）上のＶＳＥは
また、そのＡＲＰキャッシュ内にホストＡ（６０１）を
入れる。スイッチ＃２（６０９）は、ブロードキャスト
を受信すると、それをそのＶＳＥに送り、ＶＳＥは、ホ
ストＡ（６０１）をそのＡＲＰキャッシュに追加し、次
いでそれをポート４および５に転送する。ホストＥはパ
ケットに応答し、前のシナリオの場合と同様に、この第
１のユニキャスト・パケット（ＡＲＰ応答）は、スイッ
チ＃２（６０９）上のＶＳＥがパケットをポート１から
送出したときにホストＥ（６０５）をそのＡＲＰキャッ
シュに追加するように、スイッチ＃２（６０９）上のＶ
ＳＥ送られる。スイッチ＃１（６０８）は、ＡＲＰ応答
を受信すると、パケットをＡＲＰキャッシングのために
そのＶＳＥに送る。スイッチ＃１（６０８）上のＶＳＥ
は、パケットをポート１から転送する。この点から先
は、これら２つのホスト間のすべてのユニキャスト・パ
ケットは、レベル２スイッチングを介して送られる。

【００６３】ＩＰシナリオ４（ＶＬＡＮが異なり、スイ
ッチも異なる）。 このシナリオでは、ホストＢ（６０２）（１０．１．
８．２）は、ホストＧ６０７（１０．３．８．１）と会
話したく、ホストＧ６０７のＭＡＣアドレスを知るため
にＡＲＰを送出する。スイッチ＃１（６０８）は、ポー
ト４を介してのみ１０．３．８．Ｘサブネットに到達で
きることをＲＩＰプロトコルから知る。したがって、ホ
ストＢ（６０２）が送出したブロードキャストＡＲＰ
は、ポート４のみに転送される。スイッチ＃１（６０
８）上のＶＳＥは、そのＡＲＰキャッシュ内にホストＢ
（６０２）を入れる。スイッチ＃２（６０９）は、ブロ
ードキャストを受信すると、それをそのＶＳＥに送り、
ＶＳＥは、ホストＢ（６０２）をそのＡＲＰキャッシュ
に追加し、次いでそれをポート３に転送する。ホストＧ
６０７はパケットに応答し、前のシナリオの場合と同様
に、この第１のユニキャスト・パケット（ＡＲＰ応答）
は、スイッチ＃２（６０９）上のＶＳＥがパケットをポ
ート１から送出したときにホストＧ６０７をそのＡＲＰ
キャッシュに追加するように、スイッチ＃２（６０９）
上のＶＳＥに送られる。スイッチ＃１（６０８）は、Ａ
ＲＰ応答を受信すると、またパケットをＡＲＰキャッシ
ングのためにそのＶＳＥに送る。スイッチ＃１（６０
８）上のＶＳＥは、パケットをポート２から転送する。
この点から先は、これら２つのホスト間のすべてのユニ
キャスト・パケットは、レベル２スイッチングを介して
送られる。

【００６４】ＩＰＸ ルータは、ＩＰＸ世界にやってくると、各ポート上でＧ
ＳＱを送出する。様々なポート上のすべてのサーバは、
それらの内部ネットワーク番号を要求側ルータに返送す
ることによって応答する。次いで、ルータは、クライア
ントがサーバ接続を要求したときに使用するためにこの
情報をキャッシュする。サーバからの周期的ＳＡＰは、
情報を現在の状態に保つ。ルータはまた、それが知った
ＳＡＰを統合し、そのＭＡＣアドレスを送信源として使
用してそれらを再ブロードキャストする（ルータは、最
大７つのＳＡＰを１つのパケット内に統合することがで
きる）。これにより、他の直接接続されたルータは、所
与のサーバに対して次のホップのＭＡＣアドレスを知る
ことができる。ルータはまた、ＩＰＸネットワーク番号
への最適ルートを知るためにＩＰＸ＿ＲＩＰパケットを
送る。この転送は、サーバからクライアントに送られた
ユニキャスト・パケットに対してのみ使用される。クラ
イアント対サーバ・パケットは、サーバの内部ネットワ
ーク番号を使用する。

【００６５】クライアントは、ファイル・サーバに接続
したい場合、ネットワーク番号０を有するＮＳＱ応答を
送出する。ローカル・サーバが存在する場合、ルータ
は、そのサーバが応答することを許す。ローカル・サー
バが存在しない場合、ルータは、そのＭＡＣアドレス、
ローカル・ネットワーク番号およびサーバの内部ネット
ワーク番号を使用して応答する。次いで、クライアント
は、それがＮＳＱ内で求めたサーバへの最適ルートを見
つけるためにＲＩＰ要求（ブロードキャスト）を送出す
る（すなわち、ＮＳＱは、クライアントがファイル・サ
ーバの内部ネットワーク番号を得るためにのみ使用され
る）。次いで、ルータは、そのＭＡＣアドレスを宛先と
してＲＩＰ（ユニキャスト応答）に応答する（このＲＩ
Ｐ応答は、１つのサーバに関する情報のみを含んでい
る）。クライアントは、ＲＩＰ応答を受信した後、次い
でそのユニキャスト・サーバ要求をルータに送る。ルー
タは、これらのパケットをサーバに転送する。サーバ
は、それらをクライアントに転送するユニキャスト応答
をルータに戻す。

【００６６】同じ基本的動作がスイッチ・シナリオで行
われる。スイッチは、各ポート上でＧＳＱを送り、応答
をキャッシュする。スイッチは、（ルータと比較でき
る）すべてのＳＡＰ情報をキャッシュする。ただし、ル
ータと異なり、スイッチはＳＡＰを統合しない。スイッ
チは、ＳＡＰパケットを再ブロードキャストし、中間ネ
ットワークの値（ホット・カウント）およびネットワー
ク番号のみを変更する（これらの再ブロードキャストの
速度は、スイッチ内で構成するか、またはそれらがサー
バによって受信される速度によって決定される）。中間
ネットワークの番号は一般に増分され、ネットワーク番
号はパケットが送出されたポートのネットワーク番号に
変更される。送信源ＭＡＣアドレスは不変（すなわち、
サーバのＭＡＣアドレス）である。これにより、すべて
のスイッチが、レベル２スイッチングに必要なサーバＭ
ＡＣアドレスを知ることが可能になる。スイッチは、Ｇ
ＳＱに応答するとき、統合されたリストではなく、一連
のＳＡＰを送出する必要がある。ＧＳＱの送信側から見
ると、複数の個々のサーバが応答したかのように見る。

【００６７】クライアントがＮＳＱを発行すると、スイ
ッチはクライアント・アドレスをキャッシュし、ローカ
ル・サーバがないと仮定して、スイッチは応答する。ス
イッチのＭＡＣアドレスを用いて応答する代わりに、ス
イッチは、サーバの実際のＭＡＣアドレスを入れる（ま
ったく同様に、クライアントがこの情報を無視するよう
に見えるので、ＶＬＡＮのＭＡＣアドレスを用いて応答
することもできる）。次いで、クライアントはブロード
キャストＲＩＰ要求を送り、スイッチはサーバのＭＡＣ
アドレスを使用して応答する（ＭＡＣアドレスは、ＳＡ
Ｐ応答から知った）。クライアントおよびサーバとの間
のすべてのユニキャスト・パケットは、レベル２スイッ
チングを介して行われる。ブロードキャストＮＳＱおよ
びＲＩＰに対するスイッチの応答は、レベル３スイッチ
により純粋なブリッジ環境と比較してブロードキャスト
・トラフィックの量が減る場合である。このトラフィッ
クの減少は、ＶＬＡＮに依存せず、単一のＶＬＡＮ／Ｉ
ＰＸネットワーク環境内でも起こる。スイッチは、それ
がルータであるかのように周期的ＲＩＰおよびＳＡＰを
送る。これらのパケットは、クライアントではなく、他
のスイッチおよびサーバによってのみ使用される。

【００６８】スイッチは、ＩＰＸネットワーク・グルー
ピング（すなわちＶＬＡＮグルーピング）を知るために
ＩＰＸ＿ＲＩＰパケットを交換する。ＲＩＰパケット
は、同じネットワークの拡張を意味し、代替パスを意味
しない（これは、前のＩＰセクションで説明されてい
る）。ＲＩＰは、スイッチ間接続上でのみ行われ（スイ
ッチ対ルータ・インタフェースのセクション参照）、ス
イッチは、この情報を使用して、すべてのＶＬＡＮのポ
ート要素を構成することができる。また、ＩＰの場合と
同様に、スイッチ間ＲＩＰは、他のレベル３スイッチと
同じポートに接続されたルータおよびサーバを混乱させ
ないように修正する必要がある。こうすると、スイッチ
上のＶＳＥがクライアントとサーバの好ましい組合せを
決定する（すなわち、他のＶＬＡＮ上のサーバを使用す
る前に同じネットワーク／ＶＬＡＮ上でクライアントを
サーバに関連づける）ことができる。このグルーピング
は、サーバからクライアントに送られたユニキャスト・
パケットがレベル２スイッチングを使用するので、この
状況において実際のＩＰＸネットワーク番号の唯一の使
用に関する（クライアントは、実際のＩＰＸネットワー
ク番号の概念を有しない。サーバ、レベル３スイッチお
よびルータのみがこの値に留意する）。

【００６９】プリント・サーバなどのデバイスの場合、
デバイスは、ファイル・サーバに対してクライアントの
働きをする。デバイスは、ブート・アップ時にクライア
ントと同様にファイル・サーバに接続する。正規のクラ
イアントは、プリント・サーバにアクセスしたい場合、
それが接続されているファイル・サーバにその要求を送
る。場合によっては、ファイル・サーバもプリント・サ
ーバである。

【００７０】以下のことに留意されたい。 １．複数のカプセル化タイプがＩＰＸネットワーク上に
存在する（ＩＰＸネットワーク番号当たりわずか１
つ）。ルータの場合、クライアントが８０２．２カプセ
ル化を使用しており、サーバがＳＮＡＰカプセル化を使
用していることもある。ルータは、すべてのユニキャス
ト・パケットを２つのシステム間で変換し、それらを会
話させる。スイッチの場合、ユニキャスト・パケットが
レベル２スイッチングを介して送られるのでこれは行わ
れない。最良の手法は、スイッチが最初に現れたときに
各カプセル化タイプごとにＧＳＱをすべてのポートから
送出することである。その場合、ＶＳＥは、各サーバか
らの応答内に内部ネットワーク番号、ＭＡＣアドレスお
よびカプセル化タイプをキャッシュし、サーバがクライ
アントと同じカプセル化タイプを有する場合にのみクラ
イアントＮＳＱおよびＲＩＰに応答する。たいていの現
代のサーバは、すべてのカプセル化タイプを理解し、こ
れはたいした制限ではない。したがって、ユーザは、同
じカプセル化を用いてユーザのクライアントとサーバの
好ましいすべての組合せを構成するか、またはユーザの
すべてのサーバがすべての必要なカプセル化タイプをサ
ポートできるようにする必要がある。４つのすべてのカ
プセル化が所与のサーバ上でサポートされている場合、
サーバがあるポートは、４つのＩＰＸアドレスにマルチ
ネットされていなければならない。周期的ＳＡＰもカプ
セル化され、所与のＳＡＰパケットは、ＳＡＰが使用し
たのと同じカプセル化を有するＳＡＰのみを含む。例え
ば、サーバＡが４つのすべてのカプセル化を有し、サー
バＢが８０２．２カプセル化のみを用いてＧＳＱに応答
する場合、サーバＡを含むＳＡＰパケットに対しては４
つのすべてのカプセル化を使用することができるが、８
０２．２カプセル化を用いたＳＡＰパケットのみはサー
バＢを含む。

【００７１】２．ルータと異なり、スイッチは、個々の
サーバのＭＡＣアドレスを他のスイッチに送ることがで
きなければならないので、ＳＡＰパケットを統合するこ
とができない。これは、ネットワーク中に送られたＳＡ
Ｐパケットの総数を増大させる。この負荷を減らすのに
役立つように、いくつかの可能な方策がある。 ・クライアントはＳＡＰを見る必要がない。したがっ
て、クライアントは、クライアントのみが存在するポー
トから送出されない。サーバ、レベル３スイッチ、およ
びルータを有するポート上でＳＡＰを送出する。クライ
アントのみのポートを自動検出するために、ＳＡＰおよ
びＲＩＰの欠落を監視する。接続されたルータまたはレ
ベル３スイッチ上に静的なＳＡＰが構成されている場
合、いくつかの構成オーバライドも必要である。（スイ
ッチ間ポートが検出される必要があり、ＧＳＱは最初に
送出され、ブロードキャスト分離の説明で述べたよう
に、簡単なスイッチ間プロトコルをこの目的に使用する
ことができる）。 ・ＳＡＰおよびＲＩＰを６０秒ごとに送出するのではな
く、トリガされたＳＡＰおよびＲＩＰの構成を与える。 ・フィルタリングを使用していくつかのサーバ・タイプ
をネットワークの特定の部分に限定する（これはセキュ
リティ強化でもある）。 ・ネットワーク内のカプセル化の数を減らす。各サポー
トされたカプセル化ごとに複製ＳＡＰが送出される。

【００７２】３．ＧＳＱコマンドは、サーバ（またはル
ータ）にすべての使用可能なサーバに関する情報を送る
よう要求する。次いで、クライアントは、使用すべき情
報を選択する。問題は、ただ１つのＭＡＣアドレスがす
べてのサーバに対して送られ、したがって、クライアン
トは、すべてのユニキャスト・パケットをＧＳＱに応答
するサーバのＭＡＣアドレスに送る可能性があることで
ある。クライアントは、パケットを正しいサーバにルー
ティングするためにＧＳＱの応答側を予想する。ＶＳＥ
は、この時点でいくつかのことの１つを行ったり、（ル
ータと同様に）ＧＳＱ応答をそのＭＡＣアドレスととも
に送ったり、あるいは複数の応答を個々のサーバから直
接きたかのように送ることができる。ＶＳＥは、そのＭ
ＡＣアドレスを使用する場合、すべてのユニキャスト・
パケットを受信し、ルーティングを行う必要がある。最
良の手法は、ＶＳＥが、ＳＡＰのシーケンスを個々のサ
ーバからきたかのように発行することである。クライア
ントが開始したＧＳＱは、主として、多くのトラフィッ
クを発生するので過去のことである。事実、新しい９５
のクライアントは、それをサポートしない。この問題
は、おそらくそれが最初に現れるよりもずっと小さい恐
れである。ＧＳＱの場合、クライアントはすべて、それ
らの選択したサーバへの最適なパスを見つけるために次
のＲＩＰを送出するように見える。クライアントは、Ｇ
ＳＱ内のＭＡＣアドレスを使用しない。ＮＳＱの場合と
同様に、スイッチは、要求されたサーバのＭＡＣアドレ
スを用いてＲＩＰに応答する（ＧＳＱでは、適切なカプ
セル化タイプを有するサーバのみが含まれる）。

【００７３】図７を参照すると、以下のシナリオは、ス
イッチがＩＰＸの場合にどのように動作するかを明らか
にするのに役立つ。以下の初期設定は、すべてのシナリ
オについて仮定される。

【００７４】ブート・アップ時に、両方のスイッチは、
すべてのポート上で４つのＧＳＱ要求を送出する。各カ
プセル化タイプごとに１つのＧＳＱがある（８０２．
２、イーサネットＩＩ、ＳＮＡＰおよびＮｏｖｅｌｌ
（８０２．３ロー）。応答は、サーバがスイッチ＃１
（７０８）のポート１、およびスイッチ＃２（７０９）
のポート３上に存在するのでこれらのポート上で戻る。
スイッチは、すべてのサーバに対してＭＡＣアドレスお
よび内部ネットワーク番号およびサポートされるカプセ
ル化タイプをキャッシュ・アップする。両方スイッチが
同時にブートすると仮定してあるので、スイッチ間で送
られたＧＳＱがサーバ・アドレスを用いて返答されるこ
とは予想できない（すなわち、どちらのスイッチも、サ
ーバがＧＳＱ要求を受信したときにサーバを知らな
い）。これを補正するために、スイッチは、すべてのポ
ート上、ただしＧＳＱが受信されたポート上でＧＳＱに
対する応答の受信時に直ちにＳＡＰを送る。ブートされ
た後、スイッチは次いで、サーバからのＳＡＰの受信に
よってトリガされた周期的ＳＡＰを送出する（すなわ
ち、スイッチ内に別個のＳＡＰタイマは不要である）。
周期的ＳＡＰは、ルータ上にあるときは統合されない。
サーバＡ（７０１）は、８０２．２カプセル化しか知ら
ないと仮定する。サーバＧ（７０７）は、４つのすべて
のカプセル化タイプを用いて応答し、したがってＶＬＡ
Ｎ３は、４つのＩＰＸネットワーク番号（３００、４０
０、５００および６００）を有する。

【００７５】ＩＰＸシナリオ１（ＶＬＡＮは同じである
が、スイッチが異なる場合のクライアント・サーバ・ア
クセス）。このシナリオでは、スイッチ＃２（７０９）
のポート５上のクライアントＥ（７０５）は、スイッチ
＃１（７０８）のポート１上のサーバＡ（７０１）にア
クセスする。どちらのポートも同じＶＬＡＮ内にあり、
したがって同じＩＰＸネットワーク番号（＃１００）を
有する。スイッチ＃１（７０８）は、サーバＡ（７０
１）からポート４を介してＳＡＰを送るとき、ポート４
がＶＬＡＮ１を含んでいるのでホップ・カウント（中間
ネットワーク番号）のみを変更する。それらは、同じネ
ットワーク上にあるので同じカプセル化タイプを使用し
なければならない。サーバＡ（７０１）を８０２．２カ
プセル化しか知らないように定義したので、クライアン
トＥ（７０５）が使用するカプセル化のタイプを８０
２．２と仮定する。

【００７６】クライアントＥ（７０５）はＮＳＱを送出
する。ＮＳＱはブロードキャスト・パケットであり、ス
イッチは、パケットを、解析のためにＶＳＥに送る。上
で定義した初期設定シーケンスから、スイッチ＃２（７
０９）上のＶＳＥは、サーバＡ（７０１）およびサーバ
Ｇ（７０７）を知っている。また、スイッチ＃２（７０
９）上のＶＳＥは、サーバＡ（７０１）が同じＶＬＡＮ
上にあることを知っており、サーバＡ（７０１）のＭＡ
Ｃアドレスおよび内部ネットワーク番号を使用してクラ
イアントＥ（７０５）に応答を送る。サーバＡ（７０
１）およびクライアントＥ（７０５）は、（８０２．２
の場合）ネットワーク番号が同じであるので同じカプセ
ル化を使用しなければならない。サーバＡ（７０１）お
よびクライアントＥ（７０５）が同じカプセル化を使用
していない場合、ＶＬＡＮ１は、マルチネットされなけ
ればならず、スイッチ２＃（７０９）は、サーバＧ（７
０７）の内部ネットワーク番号および応答内のＭＡＣア
ドレスを使用しなければならない。事実、サーバＧ（７
０７）に対するコスト（ホップ・カウント）は、それが
スイッチ＃２（７０９）に直接接続されるので小さい
が、ＶＬＡＮ／ＩＰＸネットワーク構成では、それらが
同じネットワーク番号を有するのでサーバＡ（７０１）
が最初に選択される必要がある。このスイッチング・イ
ンフラストラクチャでは、これは、ユニキャスト・パケ
ットがルーティングされないのでＩＰＸネットワーク番
号の唯一の使用に関する。スイッチ＃２（７０９）上の
ＶＳＥは、クライアントＥ（７０５）およびサーバＡ
（７０１）のＭＡＣアドレスを知っている。クライアン
トＥ（７０５）はまた、サーバＡ（７０１）の内部ネッ
トワーク番号も知っており、そのサーバへの最適ルート
を見つけるためにＲＩＰ要求を送出する。スイッチ＃２
（７０９）上のＶＳＥは、サーバＡ（７０１）のＭＡＣ
アドレスを使ってそのＲＩＰに応答する。第１のユニキ
ャスト・パケットは、スイッチ＃２（７０９）を通り、
レベル２スイッチングを介してポート１から出る。パケ
ットがスイッチ＃１（７０８）に到達すると、スイッチ
＃１（７０８）は、それをそのＶＳＥに送り、ＶＳＥ
は、スイッチのＭＡＣアドレス・テーブルにクライアン
トＥ（７０５）を追加し、パケットをサーバＡ（７０
１）に転送する。この点から先は、クライアントＥ（７
０５）とサーバＡ（７０１）の間のすべてのユニキャス
ト・トラフィックは、レベル２スイッチングを介して転
送される。

【００７７】ＩＰＸシナリオ２（ＶＬＡＮは異なるが、
スイッチが同じ場合のクライアント・サーバ・アクセ
ス）。このシナリオでは、スイッチ＃２（７０９）のポ
ート２上のクライアントＤ（７０４）は、スイッチ＃２
（７０９）のポート３上のサーバＧにアクセスする。

【００７８】クライアントＤ（７０４）はＮＳＱを送出
する。ＮＳＱはブロードキャスト・パケットであり、ス
イッチは、パケットを、解析のためにスイッチ＃２（７
０９）上のＶＳＥに送る。上で定義した初期設定シーケ
ンスから、スイッチ＃２（７０９）上のＶＳＥは、サー
バＡ（７０１）およびサーバＧ（７０７）を知ってい
る。また、スイッチ＃２（７０９）上のＶＳＥは、サー
バＡ（７０１）とサーバＧ（７０７）がクライアントＤ
（７０４）と異なるＶＬＡＮ（異なるＩＰＸネットワー
ク）上にあることを知っている。ＶＳＥは、コスト（ホ
ップ・カウント）を使用して、使用するのに最適なサー
バを決定する（また、カプセル化タイプがサーバによっ
てサポートされることを確認しなければならない）。サ
ーバＧ（７０７）は、それぞれ異なるネットワーク番号
に割り当てられた４つのカプセル化タイプのいずれかを
使用することができる。スイッチ＃２（７０９）上のＶ
ＳＥは、サーバＧのＭＡＣアドレス、内部ネットワーク
番号およびＮＳＱ内で送られたカプセル化タイプを使用
してクライアントＤ（７０４）のＮＳＱに応答する。ス
イッチ＃２（７０９）上のＶＳＥは、クライアントＤ
（７０４）およびサーバＧ（７０７）のＭＡＣアドレス
を知っている。クライアントＤ（７０４）はまた、サー
バＧ（７０７）の内部ネットワーク番号を知っており、
したがってサーバＧ（７０７）への最適経路を見つける
ためにＲＩＰ要求を送出する。スイッチ＃２（７０９）
上のＶＳＥは、サーバＧ（７０７）のＭＡＣアドレスを
使用してＲＩＰ要求を送出する。この点から先は、クラ
イアントＤ（７０４）とサーバＧ（７０７）の間のすべ
てのユニキャスト・トラフィックは、レベル２スイッチ
ングを介して転送される（サーバＧ（７０７）がクライ
アントから見るターゲットＩＰＸアドレスは、ネットワ
ーク２００であり、ルータは、パケットをクライアント
に戻すためにこの情報を必要とする）。

【００７９】ＩＰＸシナリオ３（ＶＬＡＮが異なり、ス
イッチもる異なる場合のクライアント・サーバ・アクセ
ス）。このシナリオでは、スイッチ＃１（７０８）のポ
ート３上のクライアントＣ（７０３）は、スイッチ＃２
（７０９）のポート３上のサーバＧ（７０７）にアクセ
スする。

【００８０】クライアントＣ（７０３）はＮＳＱを送出
する（この例では、パケットがＳＮＡＰカプセル化を有
すると仮定する）。ＮＳＱはブロードキャスト・パケッ
トであり、したがってスイッチは、パケットを、解析の
ためにスイッチ＃１（７０８）上のＶＳＥに送る。上で
定義した初期設定シーケンスから、スイッチ＃１（７０
８）上のＶＳＥは、サーバＡ（７０１）およびサーバＧ
（７０７）を知っている。また、スイッチ＃１（７０
８）上のＶＳＥは、サーバＡ（７０１）とサーバＧ（７
０７）がクライアントＣ（７０３）と異なるＶＬＡＮ
（異なるＩＰＸネットワーク）上にあることを知ってい
る。サーバＡ（７０１）はより低いホップ・カウントを
有するが、ＶＳＥは、カプセル化タイプが一致しなけれ
ばならないのでサーバＧ（７０７）を使用する。サーバ
Ｇ（７０７）は、４つのカプセル化タイプのいずれかを
使用することができる。スイッチ＃１（７０８）上のＶ
ＳＥは、サーバＧ（７０７）のＭＡＣアドレス、内部ネ
ットワーク番号およびＳＮＡＰカプセル化を使用してク
ライアントＣ（７０３）のＮＳＱに応答する。スイッチ
＃１（７０８）上のＶＳＥは、クライアントＣ（７０
３）およびサーバＧ（７０７）のＭＡＣアドレスを知っ
ている。クライアントＣはまた、サーバＧ（７０７）の
内部ネットワーク番号を知っている。クライアントＣ
（７０３）はサーバＧ（７０７）への最適経路を見つけ
るためにＲＩＰを送出する。スイッチ＃１（７０８）上
のＶＳＥは、サーバＧ（７０７）のＭＡＣアドレスを使
用してＲＩＰに応答する。第１のユニキャスト・パケッ
トがクライアントＣ（７０３）からスイッチ＃１（７０
８）に到達すると、スイッチ＃１（７０８）は、それを
レベル２スイッチングを介してポート４から送る。パケ
ットは、それをそのＶＳＥに送るスイッチ＃２（７０
９）に到達している（第１のユニキャスト・パケッ
ト）。ＶＳＥは、スイッチのＭＡＣアドレス・テーブル
にクライアントＣ（７０３）を追加し、パケットをサー
バＧ（７０７）に転送する。この点から先は、クライア
ントＣ（７０３）とサーバＧ（７０７）の間のすべての
ユニキャスト・トラフィックは、レベル２スイッチング
を介して転送される。

【００８１】非サポート／非ルーティング可能プロトコ
ル 未知のブロードキャスト、未知のマルチキャスト、未知
の宛先ＭＡＣアドレスを有するユニキャスト・パケッ
ト、その送信源ＭＡＣアドレスが以前に見られていない
ユニキャスト・パケットなど、ＶＳＥによって認識され
ないプロトコルは、さらにＶＳＥに送られる。ＶＳＥ
は、これらのパケットを処理することができないので、
それが行えることは、これらのプロトコルの送信源ＭＡ
Ｃアドレスをユーザが指定したＶＬＡＮ上に入れるかま
たはそれらをドロップすることだけである。それらが入
れられるＶＬＡＮは、重複するか、またはレベル３ＶＬ
ＡＮのいずれかと同じになる可能性もある。しかしなが
ら、それらはすべて、この１つの特殊なＶＬＡＮ上にあ
る。ホストが同じＭＡＣアドレスを使用してマルチプロ
トコル・スタックを動作させない限り、ＶＳＥにそれら
をフィルタリングするように通知することができる。Ｖ
ＳＥはこのホスト・システムのＭＡＣアドレスをスイッ
チ内に入れないので、このホストからのすべてのパケッ
トは常にフィルタリングすべきＶＳＥを通過する。この
フィルタリングは、いくらかの処理能力をとるが、パケ
ット解析が行われないので、それは最小である。ルーテ
ィング可能なプロトコルの場合と同様に、ＭＡＣアドレ
スが分かった後（非フィルタリングの場合）、それら
は、速い速度でスイッチング・インフラストラクチャを
通過し、ＶＳＥをバイパスする。

【００８２】ルータへの接続 多くのレガシ・ネットワークは、すでにルータを含んで
おり、したがってレベル３スイッチは、これらのデバイ
スに接続できなければならない。これを達成することが
できる方法は２つある。第１の方法は、スイッチに接続
されたルータ・ポートのマルチネットを必要とし、ブロ
ードキャスト分離において論じたことから追加のスイッ
チ・ソフトウェアを必要としない。ただし、スイッチ内
にデフォルト・ルートが追加されると、未知のレベル３
アドレスが見つかったときにルータ・ポートにのみ向か
うように初期ブロードキャストが制限される。ルータに
接続する第２の方法は、スイッチがルータに接続された
ポートにおいてルータのように動作する必要がある。

【００８３】内部ルータを使用する ＶＳＥは、ルータとしてルータと会話する。これによ
り、ＲＩＰ（または他の任意のルーティング・プロトコ
ル）を使用することができ、したがってルータ構成が簡
単になる（マルチネットは不要）。また、ＩＰＸのより
完全なサポートが可能である。この解決策の問題は、ス
イッチが実際にルータに接続するポート上のルータであ
ることである。これは、ユニキャスト・パケットを含む
すべてのパケットは、ルーティング・ドメインからきた
ときにＶＳＥを通過することを意味する。ルータに接続
されたスイッチ・ポートは、ユーザがルータになるよう
に構成するか、またはパケットをルーティングするのを
聞き、この機能のために自己構成する必要がある。この
スイッチ・ポートは、ルーティングする必要があるが、
スイッチング・ドメインから送られたパケットに対して
ＶＳＥをバイパスすることができる。これがどのように
動作するかを最も良く説明するために、以下のシナリオ
を参照する。

【００８４】ＩＰスイッチとルータの接続 図８を参照すると、最初の３つのシナリオはＩＰを使用
する。これらのシナリオでは、ルータ８０６は、１２．
１．８．Ｘサブネットをスイッチング・ドメイン内にあ
る１０．１．８．Ｘサブネットおよび１０．２．８．Ｘ
サブネットから分離する。前に説明したスイッチのみの
シナリオの場合と同様に、ＲＩＰパケットはスイッチ間
で送られる。ＲＩＰパケットはまた、１０．２．８．Ｘ
サブネット上でルータ８０６とスイッチ＃１（８０４）
の間で送られる。スイッチ＃１（８０４）は、ルータに
接続するのでルーティングを行うように構成されたポー
ト４を有する。各シナリオでは、システムがブートされ
たばかりであり、ＲＩＰパケットがスイッチおよびルー
タに到達可能なサブネットを教えたと仮定する（すなわ
ち、サブネットの位置は既知であるが、ホストのＭＡＣ
アドレスは分かっていない）。

【００８５】ＩＰシナリオ１（パケット転送がルータ・
ドメインから開始される） このシナリオでは、ホストＡ（８０１）（１２．１．
８．１）はホストＢ（８０２）（１０．１．８．１）と
会話を開始する。ホストＡ（８０１）は、ホストＢ（８
０２）に対してＡＲＰ要求を送出する（これは、ホスト
Ａ（８０１）がそれをゲートウェイとして使用する場
合、ルータを宛先とする。そうでない場合、ルータ８０
６はＡＲＰを代行する）。ルータ８０６はＡＲＰに応答
する。ホストＡ（８０１）は、ユニキャスト・パケット
をルータ８０６のＭＡＣアドレスに送る。ルータ８０６
は、パケットを検査し、それをＲＩＰから知ったスイッ
チ＃１（８０４）のＭＡＣアドレスに転送する。スイッ
チ＃１（８０４）はこのポート上でルータの働きをする
ので、ルータ８０６からのすべてのトラフィックはＶＳ
Ｅに進む。ＶＳＥは、この時点でホストＢ（８０２）を
知らず、１０．１．８．Ｘネットワーク上にあるポート
２および３からＡＲＰパケットを送出する。このＡＲＰ
は、スイッチのＭＡＣアドレスを送信源として含んでい
る。スイッチ＃２（８０５）は、ＡＲＰパケットを得る
と、宛先が未知であるのでそれをそのＶＳＥに送る。ス
イッチ＃２（８０５）上のＶＳＥはパケットをポート２
から転送し、ホストＢはパケットを受信する。ＡＲＰ応
答がスイッチ＃１（８０４）に到達した後、スイッチ＃
１（８０４）は、ルータ８０６のＭＡＣアドレスを使用
してすべての将来トラフィックをホストＢに転送する。
ホストＢ（８０２）は、パケットをホストＡ（８０１）
に返送することができる。ホストＢ（８０２）が送った
ユニキャスト・パケットは、ホストＢ（８０２）の送信
源ＭＡＣアドレス、ルータ８０６の宛先ＭＡＣアドレ
ス、ホストＢ（８０２）（１０．１．８．１）の送信源
ＩＰアドレス、およびホストＡ（８０１）（１２．１．
８．１）の宛先ＩＰアドレスを有する。ホストＢ（８０
２）からの最初のユニキャストが送られたとき（ＡＲＰ
応答）、どちらのスイッチもパケットを処理のためにそ
れらのＶＳＥに送り、ホストＢ（８０２）がそれらのＡ
ＲＰキャッシュ内に入れられる（通常のルータと異な
り、ホストＢ（８０２）が開始し、スイッチ＃１（８０
４）がルータ８０６に送ったパケットは、スイッチのＭ
ＡＣアドレスではなく、ホストＢ（８０２）の送信源Ｍ
ＡＣアドレスを含んでいる）。第１のユニキャスト・パ
ケットの後、ホストＢ（８０２）が送った他のすべての
ユニキャスト・パケットは、スイッチＶＳＥをバイパス
し、レベル２スイッチングを介してルータ８０６に送ら
れる。

【００８６】ＩＰシナリオ２（パケット転送がスイッチ
ング・ドメインから開始される） このシナリオでは、ホストＢ（８０２）（１０．１．
８．１）はホストＡ（８０１）（１２．１．８．１）と
会話を開始する。ホストＢ（８０２）は、ホストＡ（８
０１）に対してＡＲＰ要求を送出する。ＡＲＰは、スイ
ッチ＃２（８０５）上のＶＳＥによって受信され、ポー
ト１からスイッチ＃１（８０４）に転送される。スイッ
チ＃１（８０４）はＡＲＰをそのＶＳＥに渡す。スイッ
チ＃１（８０４）上のＶＳＥは、１２．１．８．Ｘサブ
ネットがポート４（そのルーティング・ポート）上に到
達可能ことを知っており、ルータ８０６のＭＡＣアドレ
スを使用して、１２．１．８．１ホストに対してＡＲＰ
を代行することができる（また、ルータ８０６が代行Ａ
ＲＰをオンにした場合、スイッチ＃１（８０４）上のＶ
ＳＥがルータ８０６に変更されていないＡＲＰパケット
を送ることもできる。しかし、ユーザがスイッチ＃１
（８０４）に応答させるほうが効率的かつ簡単である。
より複雑なだけでなくより完全な他の方法は、スイッチ
＃１（８０４）に、スイッチのＭＡＣアドレスを用いて
ＡＲＰをルータ８０６に送らせ、ＡＲＰ応答が戻ってく
るまでルータ８０６のＭＡＣアドレスを用いて代行させ
ないことである。こうすれば、スイッチ＃１（８０４）
がＩＣＭＰホストの到達不可能なメッセージを受信する
ことができる）。ホストＢ（８０２）は、代理応答を受
信し、ルータ８０６のＭＡＣアドレスを宛先として用い
て、ユニキャスト・パケットをホストＡ（８０１）に送
る。代理応答は、スイッチ＃２（８０５）上のＶＳＥに
ルータ８０６のＭＡＣアドレスを教え、ホストＢ（８０
２）からホストＡ（８０１）へのすべてのユニキャスト
・トラフィックは、ＶＳＥをバイパスし、ルータ８０６
に直接進む。ルータ８０６は、ホストＡ（８０１）のＭ
ＡＣアドレスに対してＡＲＰを代行する。ルータ８０６
は、応答を受信するとすぐに、ユニキャスト・トラフィ
ックを転送する。次いで、ホストＡ（８０１）は、ユニ
キャスト・パケットをホストＢ（８０２）に送る。ルー
タ８０６は、それらをスイッチ＃１（８０４）上のＶＳ
Ｅに転送する。スイッチ＃１（８０４）上のＶＳＥは、
パケットをポート３から転送する前にホストＢ（８０
２）のＭＡＣアドレスを宛先として入れる。スイッチ＃
２（８０５）は、パケットを受信すると、そのＶＳＥを
バイパスし、レベル２スイッチングを介してパケットを
ホストＢ（８０２）に送る。

【００８７】ＩＰシナリオ３（スイッチがルータ・サブ
ネットを拡大した場合の転送） このシナリオでは、ホストＡ（８０１）（１２．１．
８．１）はホストＣ（８０３）（１０．２．８．１）と
会話を開始する。このシナリオは、ルータ８０６が両方
のサブネットへの直接リンクを有するので他のシナリオ
と若干異なる。ホストＡ（８０１）は、ホストＣ（８０
３）に対してＡＲＰ要求を送出するか、またはそれをデ
フォルト・ゲートウェイとして使用する場合はルータ８
０６に対してＡＲＰ要求を送出する。いずれにせよ、ル
ータ８０６は、ホストＣ（８０３）を宛先とするユニキ
ャスト・パケットをルータ８０６に送るホストＡ（８０
１）に応答する。ルータ８０６は、１０．２．８．Ｘサ
ブネットへの接続からホストＣ（８０３）に対してＡＲ
Ｐする。スイッチ＃１（８０４）上のＶＳＥは、応答を
受信し、ＡＲＰをポート１および３から転送する。スイ
ッチ＃２（８０５）上のＶＳＥは、パケットを受信し、
それをポート＃３から転送する。応答がスイッチ＃１
（８０４）上のポート１からくるので、スイッチ＃２
（８０５）はもはやこの転送に関係しない。ＡＲＰ応答
は、（最初に送信源ＭＡＣアドレスがユニキャストされ
たとき）スイッチ＃１（８０４）上のＶＳＥによって受
信される。ＶＳＥは、ホストＣ（８０３）をそのＡＲＰ
キャッシュ内に入れ、パケットをルータ８０６に転送す
る。ルータ８０６は、すべてのユニキャスト・トラフィ
ックをホストＣ（８０３）のＭＡＣアドレスに直接転送
し、スイッチ＃１（８０４）上のＶＳＥはバイパスされ
る。ホストＣ（８０３）からホストＡ（８０１）へのユ
ニキャスト・トラフィックもＶＳＥをバイパスし、転送
のためにルータ８０６に直接進む。この例は、ルータ８
０６のＭＡＣアドレスおよびスイッチング・ドメイン内
のターゲット・ホストが分かるまでＶＳＥが必要である
マルチネットの場合によく似ている。

【００８８】ＩＰＸスイッチとルータの接続 図９を参照すると、次のシナリオはＩＰＸを使用する。
これらのシナリオでは、ルータ９０７は、ネットワーク
１００および２００をスイッチング・ドメイン内にある
ネットワーク３００および４００から分離する。前に説
明したスイッチのみのシナリオの場合と同様に、ＲＩＰ
パケットはスイッチ間で送られる。ＲＩＰパケットは、
３００ＩＰＸネットワークを介してルータ９０７とスイ
ッチ＃１（９０５）の間で送られる。スイッチ＃１（９
０５）は、それがルータ９０７に接続するのでルーティ
ングを行うように構成されたポート４を有する。各シナ
リオでは、システムがブートされたばかりであり、ＲＩ
Ｐパケットがスイッチおよびルータ９０７に到達可能な
ネットワークを教え、ＳＡＰパケットがそれらにサーバ
を教えたと仮定する。ルータ９０７は、そのＭＡＣアド
レスを送信源として使用してＳＡＰパケットを送出す
る。

【００８９】ＩＰＸシナリオ１（ルータがサーバ、スイ
ッチがクライアント） このシナリオでは、スイッチ＃１（９０５）のポート１
上のクライアントＤ９０４は、ルータ９０７上のサーバ
Ａ（９０１）にアクセスする。ルータがカプセル化変換
を行うことができるのでカプセル化問題は生じない。こ
の例では、コストまたはカプセル化値のためにサーバＡ
（９０１）がサーバＢ（９０２）にとって好ましいと仮
定する。

【００９０】クライアントＤ９０４はＮＳＱを送出す
る。ＮＳＱはブロードキャスト・パケットであり、スイ
ッチは、パケットを、解析のためにＶＳＥに送る。上で
定義した初期設定シーケンスから、スイッチ＃１（９０
５）上のＶＳＥは、サーバＡ（９０１）およびサーバＢ
（９０２）を知っている。スイッチ＃１（９０５）上の
ＶＳＥは、ルータ９０７のＭＡＣアドレスおよびサーバ
Ａ（９０１）の内部ネットワーク番号を用いてＮＳＱに
応答する。スイッチ＃１（９０５）内のＶＳＥは、クラ
イアントＤ９０４のＭＡＣアドレス、およびサーバＡ
（９０１）へのパスであるルータ９０７を知っている。
クライアントＤ９０４は、サーバＡ（９０１）の内部ネ
ットワーク番号を知っており、サーバＡ（９０１）は、
サーバへの最適ルートを見つけるためにＲＩＰ要求を送
出する。スイッチ＃１（９０５）上のＶＳＥは、ルータ
９０７のＭＡＣアドレスを使用してＲＩＰに応答する。
第１のユニキャスト・パケットは、スイッチ＃１（９０
５）を通り、レベル２スイッチングを介してポート４か
らルータ９０７に直接出る。ルータ９０７は、パケット
をサーバＡ（９０１）に転送する。サーバＡ（９０１）
は、クライアントＤ９０４に応答すると、パケットをル
ータ９０７に送る。ネットワーク番号３００はクライア
ントＤ９０４から送られたパケット内で伝達されたの
で、ルータ９０７は、サーバ応答をスイッチ＃１（９０
５）に送ることを知る（ルータ９０７は、スイッチ＃１
（９０５）から送られたＲＩＰパケットからネットワー
ク３００および次のホップ・スイッチ＃１（９０５）を
知った）。スイッチ＃１（９０５）上のＶＳＥは、パケ
ットを解析し、それがクライアントＤ９０４送られるべ
きことを確認し、パケットをポート１から送る。この点
から先は、クライアントＤからのすべてのユニキャスト
・トラフィックは、レベル２スイッチングを介してルー
タ９０７に転送され、すべての戻りトラフィックは、ル
ータ９０７およびスイッチ＃１（９０５）においてルー
ティングされる。

【００９１】ＩＰＸシナリオ２（スイッチがサーバ、ル
ータがクライアント） このシナリオでは、ルータ９０７上のクライアントＣ
（９０３）（ネットワーク２００）は、スイッチ＃２
（９０６）のポート２上のサーバＢ（９０２）にアクセ
スする。シナリオ＃１の場合と同様に、ルータ９０７が
カプセル化変換を行うことができるのでカプセル化問題
は生じない。この例では、コストのためにサーバＢ（９
０２）がサーバＡにとって好ましいと仮定する（サーバ
Ａ（９０１）は低速ＷＡＮ上にある）。

【００９２】クライアントＣ（９０３）はＮＳＱを送出
する。ルータ９０７は、そのＭＡＣアドレスおよびサー
バＢ（９０２）の内部ネットワーク番号を用いてＮＳＱ
に応答する。クライアントＣ（９０３）は、サーバへの
最適ルートを見つけるためにＲＩＰ要求を送出する。ル
ータ９０７は、そのＭＡＣアドレスを用いて応答する。
クライアントＣ（９０３）は、サーバＢ（９０２）を宛
先とするユニキャスト・パケットをルータ９０７に送
る。ルータ９０７は、クライアントが送った宛先パケッ
ト内に含まれる内部ネットワーク番号をサーバＢ（９０
２）について調べる。パケットをスイッチ＃１（９０
５）に転送する前に、ルータ９０７は、送信源ＭＡＣア
ドレスをルータ９０７のそれになるように修正し、宛先
ＭＡＣアドレスをスイッチ＃１（９０５）のそれになる
ように修正する（ＩＰＸネットワーク番号はそれに応じ
て変更される）。ルータ９０７は、前のＳＡＰパケット
からスイッチ＃１（９０５）のＭＡＣアドレスを知った
（スイッチ＃１（９０５）上のＶＳＥは、ルータ・ポー
ト上のルータのように働く）。スイッチ＃１（９０５）
上のＶＳＥは、パケットを受信し、サーバＢ（９０２）
の内部ネットワーク番号を調べ、宛先ＭＡＣアドレスを
サーバＢ（９０２）のそれに修正し、ＩＰＸアドレスを
４００になるように修正し、パケットをポート２に転送
する。パケットは、スイッチ＃２（９０６）に到達する
と、レベル２スイッチングを介して直接サーバＢ（９０
２）に進む。スイッチ＃２（９０６）上のＶＳＥは、す
でに前のＳＡＰからルータ９０７およびサーバＢ（９０
２）のＭＡＣアドレスをキャッシュしている。サーバＢ
（９０２）は、レベル２スイッチングを介してパケット
を直接ルータ９０７に送り、スイッチ＃１（９０５）な
らびにスイッチ＃２（９０６）内のＶＳＥをバイパスす
ることによって、クライアントＣ（９０３）に応答す
る。ルータ９０７は、パケットをネットワーク２００上
のクライアントＣ（９０３）にルーティングする。サー
バＢ（９０２）からクライアントＣ（９０３）へのすべ
てのユニキャスト・トラフィックは、レベル２スイッチ
ングを介してルータ９０７に進む。クライアントＣ（９
０３）からサーバＢ（９０２）へのすべてのトラフィッ
クは、ルータ９０７およびスイッチ＃１（９０５）にお
いてルーティングされるが、レベル２スイッチングを介
してスイッチ＃２（９０６）に送られる。

【００９３】異法のスイッチ／ルータ構成 ルータが接続されている場合、ユーザは、ルータ上でサ
ブネットを絶つことはできない。図１０を参照すると、
ルータ１００２は、サブネット１０．１．８．Ｘの各チ
ャンクを、スイッチ１００３と同じルートの続きとして
ではなく、代替ルートとして扱う。この構成では、いく
つかのパケットが宛先に送達されない。

【００９４】セキュリティおよびフィルタ このレベル３スイッチング技法では、ＶＳＥが必要など
んなこともソフトウェアの形で行うことができるので、
ブロードキャスト・パケットのフィルタリングが容易で
ある。ユニキャスト・パケットを考慮する場合問題が生
じる。その場合、ルーティング・エンジンは、パケット
を制御することはできない（初期転送は除く）。ルーテ
ィング・エンジンが行うことができる最善のことは、ユ
ニキャスト・パケットに間接的に影響するいくつかのブ
ロードキャストを停止させることである。この方法は、
偶然のアクセスを防ぐためには優れているが、活動的な
衝撃に対して保護するためには十分ではない。レベル３
パケット検査を介して含まれるブロードキャストを用い
てユニキャスト・パケットをＶＬＡＮ上でレベル２で送
信することを示すリーキーＶＬＡＮなる語が使用され
る。以下の例で、ブロードキャスト保護がどのようにし
て動作するか、およびその限界について説明する。

【００９５】例 図１１を参照すると、ユーザは、サブネット１２．１．
８．Ｘおよびサブネット１１．１．８．Ｘが互いに会話
することができるが、サブネット１０．１．８．Ｘとの
間のすべてのトラフィックをそのサブネットに閉じ込め
ておきたいと仮定する。ホストＢ（１１０２）（１１．
１．８．１）がホストＣ（１１０３）（１０．１．８．
１）に対してＡＲＰしようと試みた場合、ＶＳＥは、Ａ
ＲＰを確認し、通信を妨げるトラフィックを妨害する。
ブロードキャストを選択的にフィルタすることにより、
ＩＰプロトコルもＩＰＸプロトコルもブロードキャスト
情報に依存するので、ネットワーク・アドミニストレー
タが保護したい領域の偶然のアクセスを効率的に防ぐこ
とができる。

【００９６】しかしながら、ユーザが制限されたサブネ
ット上のＭＡＣアドレスを知ることができる能力（すな
わち、アクセスが制限されているネットワークにスニフ
ァを接続し、スイッチからＡＲＰキャッシュを読み取る
など）を有する場合、ユーザは、制限されたホストのＭ
ＡＣアドレスを用いてユーザ自身のホストのＡＲＰキャ
ッシュを人工的に充填することができる。その場合、ユ
ーザは、ユーザ自身のホストのＭＡＣアドレスをスイッ
チ１１０５に教えるために合法のホストにアクセスし、
制限されたホストがアクセスを行うのを待ち、そのＭＡ
Ｃアドレスがスイッチ１１０５内に入れるだけでよい。
すべてのＭＡＣアドレスが適所に入ったら、スイッチ１
１０５が無意識の参加者として合法アクセスが行われ
る。トラフィックは、レベル２スイッチングを介してホ
スト間で流れる。

【００９７】この問題の１つの可能な解決策は、ＡＳＩ
Ｃが他のクラスのパケットを、解析のためにＶＳＥに送
るようにＡＳＩＣを修正することである。このクラス
は、その送信源アドレスおよび宛先ＭＡＣアドレスの組
合せが前に見られていないすべてのユニキャスト・パケ
ットである。上記の例を使用して、ホストＢ（１１０
２）がホストＣ（１１０３）のＭＡＣアドレスを有し、
どちらのＭＡＣアドレスもすでにスイッチ１１０５内に
あると仮定する。ホストＢ（１１０２）とホストＣ（１
１０３）の組合せが前に見られていないので、ホストＢ
（１１０２）がホストＣ（１１０３）に送った第１のユ
ニキャスト・パケットはＶＳＥに送られる。アクセスが
許された場合、ＶＳＥは、パケットを送り、この組合せ
をＡＳＩＣのテーブル内に入れる。アクセスが許されな
い場合、パケットはドロップされる（任意選択で、ログ
・メッセージおよび単純ネットワーク管理プロトコル
（ＳＮＭＰ）トラップを送ることもできる）。ホストＭ
ＡＣアドレスの組合せが前に見られている場合、レベル
２スイッチングが行われる。その場合、潜在的に、ホス
トＡからホストＢ、ホストＡからホストＣ、ホストＡか
らホストＤ、ホストＢからホストＡ、ホストＢからホス
トＣなどの組合せがあるので、はるかに大きいアドレス
・テーブルが必要になる。Ｎ×Ｎ個のすべてのホストが
互いに会話するとは限らず、一般に１つのホストは多数
のクライアントに対してサーバであり、クライアントは
めったに互いに会話しない（唯一ＭＡＣアドレスの組合
せが互いに会話しようと試みる場合それらが保存され
る）。また、テーブル・サイズ要件をさらに軽減するた
めに、ＡからＢはＢからＡと同じであることが合理的で
ある。

【００９８】この技法は、ホスト間の通信をフラグ付け
し、スイッチＶＳＥがパケット内のレベル３アドレスに
対してベース・フィルタリングを実施することができる
ようにする。複数のレベル３プロトコルがホスト上の単
一のＭＡＣアドレスを使用している場合、すべてのレベ
ル３プロトコルを検査する必要がある。ホストＡ上のＩ
ＰがホストＢ上のＩＰと会話することが許容される場
合、送信源宛先の組合せがＩＰ転送中にＯＫとマークさ
れているので、その２つのホスト上のＩＰＸも許容され
る。

【００９９】許容された後、レベル２スイッチングはそ
れ以上検査を行わない。この制限はまた、アプリケーシ
ョン・レベル・フィルタが不可能であることを意味す
る。ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）がホストＡとホ
ストＢの間で許容された場合、テルネットも許容され
る。アプリケーション・レベル・セキュリティはアプリ
ケーション・レベルで最良になる。

【０１００】スパン・ツリーおよび冗長リンク いくつかのトポロジでは、ユーザは、それらのネットワ
ークの信頼性を維持するために代替／冗長リンクを望
む。ルーティングの世界では、ルーティング・プロトコ
ルがルータに代替パスについて知らせる。パラダイムは
スイッチ環境内で変化し、ルーティング・プロトコルか
ら入ってきた複製ネットワーク（サブネット）は、スイ
ッチへの代替ルートではなく、同じルートの延長を意味
する。スイッチ環境内で代替ルートを扱う１つの方法
は、ルーティング・トポロジと同じ方法である。このた
めに標準のプロトコルはスパン・ツリーである。ＩＰＸ
のクライアント／サーバ性質は、代替ルートがＩＰＸ対
ＩＰを用いて処理される方法に対して異なる含蓄を有す
る。サポートされていないレベル３プロトコルの場合、
それらすべてを１つのＶＬＡＮ上にあるとして扱い、標
準のスパン・ツリー・プロトコルの単一のインスタンス
を使用する。

【０１０１】スパン・ツリーによるＩＰ レベル３スイッチングによるユニキャスト・トラフィッ
クが単一のＶＬＡＮとして扱われるので、ＶＬＡＮ当た
りのスパンの別個のインスタンスは不要であり、すべて
のフラッドされたトラフィックはＶＳＥによって制御さ
れる。以下の例でこの文の結果を明らかにする。

【０１０２】例 図１２を参照すると、スイッチ＃２（１２０５）、スイ
ッチ＃３（１２０６）、スイッチ＃４（１２０７）、お
よびスイッチ＃５（１２０８）はループを形成する。ス
イッチ＃１（１２０４）はスイッチ＃２（１２０５）に
接続し、そのすべてのポートがＶＬＡＮ１（１０．１．
８Ｘサブネット）にある。スイッチ＃２（１２０５）
は、ＶＬＡＮ１内に１つのポートを有し、ＶＬＡＮ２内
にそのポートの残り（ループの一部をなすポート）を有
する（１２．１．８．Ｘ）。スイッチ＃３（１２０６）
はＶＬＡＮ２内にすべてのそのポートを有し、そのポー
トはどちらもループ内にある。スイッチ＃４（１２０
７）は、ＶＬＡＮ１内に１つのポートを有し、ＶＬＡＮ
２内に１つのポートを有し、ＶＬＡＮ３内に１つのポー
トを有する（１１．１．８．Ｘ）。ＶＬＡＮ２およびＶ
ＬＡＮ３内のポートは、ループへの寄与である。スイッ
チ＃５（１２０８）は、ＶＬＡＮ２内に１つのポートを
有し、ＶＬＡＮ３内に２つのポートを有し、ループは、
ＶＬＡＮ３内の１つのポートおよびＶＬＡＮ２内のポー
トによって終了する。スイッチが最初にブートされたと
き、スパン・ツリーはそのパケットを送出する。スイッ
チ＃５（１２０８）がループを妨害するループであると
仮定する。このループを見つけるために、スパン・ツリ
ーの単一のインスタンスを使用し、ＶＬＡＮ境界を無視
する。スパン・ツリーがこのポートを妨害した場合、レ
ベル３スイッチングは、妨害されたポートがポート上の
ＲＩＰまたは他のＩＰパケットを送出しないかまたは受
信しないことを意味するようにこれを推断する。なぜＲ
ＩＰパケットをポート上で妨害する必要があるのかを考
えるために、それらが妨害されない以下のシナリオを参
照する。

【０１０３】シナリオ＃１（レベル３パケットがスパン
・ツリー・ブロック・ポート上で送信され、受信され
る） スイッチ＃５（１２０８）がＲＩＰパケットをスイッチ
＃２（１２０５）に送出すると仮定する。スイッチ＃２
（１２０５）は、１１．１．８．Ｘサブネット、１０．
１．８．Ｘサブネット、および１２．１．８．Ｘサブネ
ットをポート２からアクセスできることを知る。スイッ
チ＃２（１２０５）は、ポート３を介してこれらのサブ
ネットに到達できることをスイッチ＃３（１２０６）か
ら知った。ただし、スイッチ＃２（１２０５）はこれら
をルータの場合のように代替ルートとして扱わない。ス
イッチ＃２（１２０５）は、それらを同じルートの延長
として扱う。ホストＡ（１２０１）がホストＢ（１２０
２）に対してＡＲＰを送出すると仮定する。ＡＲＰは、
スイッチ＃１（１２０４）によってスイッチ＃２（１２
０５）に転送され、スイッチ＃２（１２０５）は、すべ
ての可能な１０．１．８．Ｘサブネット延長に到達する
ためにＡＲＰをポート２ならびにポート３から送出す
る。ＡＲＰは、スイッチ＃５（１２０８）ならびにスイ
ッチ＃３（１２０６）によってスイッチ＃４（１２０
７）に送られる。スイッチ＃４（１２０７）も、１０．
１．８．Ｘサブネットがスイッチ＃３（１２０６）およ
びスイッチ＃５（１２０８）から延びることを知り、そ
れをホストに送り、またＡＲＰを転送する。ＡＲＰは、
無限のループ内でスイッチング・ネットワーク中を動き
回っている。

【０１０４】常に最短パスであるとは限らない 図１２から、スパン・ツリーを用いてループを壊すこと
が役立つことは明らかである。しかしながら、それが常
にパケットを最短パスを介して送るとは限らない。すべ
てのリンクが同じ速度を有すると仮定した場合、ホスト
Ａ（１２０１）からホストＣ（１２０３）に送られたパ
ケットは、スイッチ＃１（１２０４）、スイッチ＃２
（１２０５）、スイッチ＃３（１２０６）、スイッチ＃
４（１２０７）、およびスイッチ＃５（１２０８）を通
過する。最短パスをとるには、スイッチ＃１（１２０
４）、スイッチ＃２（１２０５）、およびスイッチ＃５
（１２０８）を通過するだけでよい。冗長性が存在する
が、結果は必ずしも最短パスではない。これは、残念な
がら標準のスパン・ツリーでは解決されない。この制限
を補正するには、新しいプロトコルが必要である。正規
のルーティング・プロトコルは、スイッチ・トポロジ内
で許容されるサブネットの分割が可能でないので役立た
ない。 ・ループの一部である各スイッチは、ループに関連する
ポートを知る必要がある。 ・所与のポートを含むループが複数個あり得る。 ・プロトコルは、各ループを個々に識別する必要があ
る。

【０１０５】スイッチは、見つかったループに基づいて
冗長ネットワーク・パス対パス延長を計算する必要があ
る。 ・ルーティング情報パケットは、（おそらくループＩＤ
を有する）ネットワーク番号とともにループ情報を送る
必要がある。

【０１０６】冗長ネットワークが分かった後、コストを
計算し、最適なルートを選択することができる。 ・スイッチング・ネットワーク内では、ブロードキャス
ト／フラッド・パケットのみがＶＳＥによってルーティ
ングされる。ユニキャスト・パケットは、ブロードキャ
ストをＭＡＣアドレスが分かったときにブロードキャス
トに従うようにセット・アップされるだけである。

【０１０７】ＩＰＸおよびスパン・ツリー ＩＰＸの場合、レベル３スイッチング・インフラストラ
クチャ内でスパン・ツリーを使用する必要はない。以下
の例で、ループが存在し、スパン・ツリーが使用されな
い場合に何が起こるかを検討する。

【０１０８】図１３を参照すると、スイッチ＃１（１３
０３）、スイッチ＃２（１３０４）、スイッチ＃３（１
３０５）とともにループが形成される。サーバＡ（１３
０１）は、ＶＬＡＮ１（ネットワーク１００）上のスイ
ッチ＃１（１３０３）に接続する。クライアントＢ（１
３０２）は、ＶＬＡＮ２（ネットワーク２００）上のス
イッチ＃２（１３０４）に接続する。スイッチは、最初
に起動したとき、それらのＧＳＱ要求およびサーバＡ
（１３０１）を送出する。サーバＡ（１３０１）からの
ＳＡＰがスイッチ＃１（１３０１）に到達すると、スイ
ッチ＃１（１３０１）は、それをスイッチ＃２（１３０
４）ならびにスイッチ＃３（１３０５）にフラッドす
る。次いで、スイッチ＃２（１３０４）およびスイッチ
＃３（１３０５）は、ＳＡＰを互いに転送する。２つの
スイッチは、サーバＭＡＣアドレスが複製されるのでＳ
ＡＰを最も高いホップ・カウントで破棄する（ＳＡＰは
ホップ・カウントを含んでいる）。ホップ・カウントが
同じ場合、スイッチは、１つを選択することができる。
事実上、周期的ＳＡＰを有するサーバの一意のＭＡＣア
ドレスは、スパン・ツリー・プロトコルを交換する。ク
ライアントＢ（１３０２）がＮＳＱを発行すると仮定す
ると、スイッチ＃２（１３０４）は、非ループの場合と
同様に応答する。その場合、ユニキャスト・トラフィッ
クは、スイッチ＃２（１３０２）からスイッチ＃１（１
３０３）に流れる。ネットワーク中にブロードキャスト
されたパケット・タイプ２０の場合、これらのパケット
が複製されないので上記の文の例外が生じ、スパン・ツ
リーが必要になる。しかしながら、パケットがネットワ
ーク中を進むので、最短パスを見つける必要はない。

【０１０９】以上、本発明について、好ましい実施形態
に関して説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱
することなく本願に記載の応用例の代わりに他の応用例
を使用することができることを当業者なら容易に理解で
きよう。したがって、本発明は、請求の範囲によっての
み限定される。

【０１１０】すなわち、本発明のパケット・トラフィッ
ク減少プロセスは、 〔１〕ネットワーク・セグメントを宛先とするパケット
を受信するステップと、前記パケットの送信源アドレス
を媒体アクセス制御アドレス・テーブルと対照して検査
するステップと、前記パケットを宛先ポートに送るステ
ップと、選択したパケットをスイッチ・エンジンに転送
するステップとを含むローカル・エリア・ネットワーク
・セグメント上の余分なパケット・トラフィックを減ら
すことを特徴とし、〔２〕〜〔１１〕に記載したような
好適な実施態様を含む。

【０１１１】〔２〕前記パケットがユニキャスト・パケ
ットであるかどうかを決定するステップと、前記スイッ
チ・エンジンに非ユニキャスト・パケットを転送するス
テップとをさらに含む〔１〕に記載のパケット・トラフ
ィック減少プロセス。

【０１１２】〔３〕前記パケットの送信源が前記スイッ
チ・エンジンであるかどうかを決定するステップと、前
記パケットのパケット・ヘッダ内の仮想ローカル・エリ
ア・ネットワーク・マスクを使用して、前記スイッチ・
エンジンから受信したパケット用の宛先ポートを決定す
るステップとをさらに含む〔２〕に記載のパケット・ト
ラフィック減少プロセス。

【０１１３】〔４〕レベル３スイッチングが構成されて
いるかどうかを決定するステップをさらに含む〔３〕に
記載のパケット・トラフィック減少プロセス。

【０１１４】〔５〕前記パケット・トラフィック減少プ
ロセスが特定用途向け集積回路である〔１〕に記載のパ
ケット・トラフィック減少プロセス。

【０１１５】〔６〕前記パケット・トラフィック減少プ
ロセスがソフトウェア・プログラムである〔１〕に記載
のパケット・トラフィック減少プロセス。

【０１１６】〔７〕選択したパケットを受信するステッ
プと、前記パケットがブロードキャスト・パケットであ
るかどうかを決定するステップと、前記ブロードキャス
ト・パケットの宛先アドレスが既知であるかどうかを決
定するステップと、前記レベル３アドレスが既知である
場合、応答パケットを送信源アドレスに送るステップ
と、前記アドレスが未知である場合、すべての適切なポ
ートを前記ブロードキャスト・パケットでフラッドさせ
るステップとをさらに含む〔４〕に記載のパケット・ト
ラフィック減少プロセス。

【０１１７】〔８〕パケット送信源アドレスおよびポー
ト番号を前記媒体アクセス制御アドレス・テーブルおよ
びアドレス分解プロトコル・キャッシュ内に記録するス
テップと、前記パケットが応答パケットであるかどうか
を決定するステップと、前記パケットが応答パケットで
ある場合、前記応答パケットを宛先アドレスに転送する
ステップとをさらに含む〔７〕に記載のパケット・トラ
フィック減少プロセス。

【０１１８】

〔９〕前記パケットが応答パケットでない
場合、宛先アドレスをアドレス分解プロトコル・キャッ
シュ内に記録し、前記パケットをすべての適切なポート
に送出するステップをさらに含む〔８〕に記載のパケッ
ト・トラフィック減少プロセス。

【０１１９】〔１０〕ユーザが構成した特定のサブネッ
トに対してブロードキャスト・パケットをフィルタリン
グするステップをさらに含む

〔９〕に記載のパケット・
トラフィック減少プロセス。

【０１２０】〔１１〕ルータ機能を実施するステップを
さらに含む

〔９〕に記載のパケット・トラフィック減少
プロセス。

【０１２１】また、本発明のパケット・トラフィック減
少装置は、 〔１２〕パケットを送信し、受信する複数のネットワー
ク・ポートと、高速パケット交換用のスイッチング・モ
ジュールと、スイッチ・エンジンと、を含み、前記スイ
ッチング・モジュールが、前記受信したパケットの送信
源アドレスを媒体アクセス制御アドレス・テーブルと比
較し、既知の送信源アドレス・パケットを宛先ポートに
送り、選択したパケットを前記スイッチ・エンジンに転
送する、ローカル・エリア・ネットワーク・セグメント
上の余分なパケット・トラフィックを減らすことを特徴
とし、〔１３〕〜〔２２〕に記載したような好適な実施
態様を含む。

【０１２２】〔１３〕前記スイッチング・モジュールが
非ユニキャスト・パケットを前記スイッチ・エンジンに
転送するステップをさらに含む〔１２〕に記載のパケッ
ト・トラフィック減少装置。

【０１２３】〔１４〕前記スイッチ・エンジンが、前記
パケットのパケット・ヘッダ内の仮想ローカル・エリア
・ネットワーク・マスクを使用して、前記スイッチ・エ
ンジンから受信したパケットを宛先ポートに送るステッ
プをさらに含む〔１３〕に記載のパケット・トラフィッ
ク減少装置。

【０１２４】〔１５〕前記スイッチング・モジュール
が、レベル３スイッチングが構成されているかどうかを
決定するステップをさらに含む〔１４〕に記載のパケッ
ト・トラフィック減少装置。

【０１２５】〔１６〕前記スイッチング・モジュールが
特定用途向け集積回路をさらに含む〔１２〕に記載のパ
ケット・トラフィック減少装置。

【０１２６】〔１７〕前記スイッチング・モジュールが
ソフトウェア・プログラムをさらに含む〔１２〕に記載
のパケット・トラフィック減少装置。

【０１２７】〔１８〕前記スイッチ・エンジンが、選択
したパケットを受信するステップと、前記パケットがブ
ロードキャスト・パケットであるかどうかを決定するス
テップと、宛先アドレスが既知である場合に応答パケッ
トを送信源アドレスに送るステップと、宛先アドレスが
未知である場合にすべての適切なポートを前記ブロード
キャスト・パケットでフラッドさせるステップとをさら
に含む〔１５〕に記載のパケット・トラフィック減少装
置。

【０１２８】〔１９〕前記スイッチ・エンジンが、パケ
ット送信源アドレスおよびポート番号を前記媒体アクセ
ス制御アドレス・テーブルおよびアドレス分解プロトコ
ル・キャッシュ内に記録するステップと、応答パケット
をそれらの宛先アドレスに転送するステップとをさらに
含む〔１８〕に記載のパケット・トラフィック減少装
置。

【０１２９】〔２０〕前記スイッチ・エンジンが、パケ
ット宛先アドレスを前記アドレス分解プロトコル・キャ
ッシュ内に記録するステップと、非応答パケットをすべ
ての適切なポートに送出するステップとをさらに含む
〔１９〕に記載のパケット・トラフィック減少装置。

【０１３０】〔２１〕前記スイッチ・エンジンがブロー
ドキャスト・パケット用のユーザ構成可能フィルタをさ
らに含む〔２０〕に記載のパケット・トラフィック減少
装置。

【０１３１】〔２２〕前記スイッチ・エンジンがルータ
機能を実施するステップをさらに含む〔２０〕に記載の
パケット・トラフィック減少装置。

【０１３２】

【発明の効果】ブロードキャスト分離およびレベル３ス
イッチングをスイッチ・レベルで実施し、さらにネット
ワーク・アプリケーションに必要な高いレベルの媒体速
度を維持することによってＶＬＡＮフラッドの問題を解
決することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスイッチの機能表示である。

【図２】本発明によるＡＳＩＣパケット交換機能の流れ
図である。

【図３】本発明によるＩＰプロトコルを使用するブロー
ドキャスト分離を実施する単一のスイッチを示す図であ
る。

【図４】本発明によるマルチネットを使用するルータに
接続されたスイッチ・インフラストラクチャを示す図で
ある。

【図５】本発明によるＩＰプロトコルを使用する複数の
ＶＬＡＮを有する単一のスイッチを示す図である。

【図６】本発明による分割されたＶＬＡＮを有するマル
チスイッチ環境を示す図である。

【図７】本発明によるＩＰＸネットワーク内のスイッチ
を示す図である。

【図８】本発明によるＩＰスイッチ・ルータ間接続を示
す図である。

【図９】本発明によるＩＰＸスイッチ・ルータ間接続を
示す図である。

【図１０】本発明による異法のスイッチ／ルータ構成を
示す図である。

【図１１】本発明によるＶＬＡＮ上のブロードキャスト
保護を示す図である。

【図１２】本発明によるループ内のスパン・ツリー・プ
ロトコルの使用を示す図である。

【図１３】本発明によるスパン・ツリー・プロトコルを
使用しないループを示す図である。

【符号の説明】

１０１ スイッチング特定用途向け集積回路（ＡＳＩ
Ｃ） １０２ 仮想スイッチング・エンジン（ＶＳＥ） １０３ キャッシュ １０４ 高速メモリ・テーブル １０５，３０１〜３０５，５０１〜５０５，６０１〜６
０７，８０１〜８０３，１００１，１００２，１００
４，１１０１〜１１０４，１２０１〜１２０３ホスト ３０６，４０２〜４０４，５０６，６０８，６０９，７
０８，７０９，８０４，８０５，１００３，９０５，９
０６，１１０５，１２０４〜１２０７，１３０３〜１３
０５ スイッチ ４０１，８０６，９０７ ルータ ７０１，７０７，９０１，９０２，１３０１ サーバ ７０２，７０３，７０４，７０５，７０６，９０３，９
０４，１３０２ クライアント

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ネットワーク・セグメントを宛先とする
   パケットを受信するステップと、 前記パケットの送信源アドレスを媒体アクセス制御アド
   レス・テーブルと対照して検査するステップと、 前記パケットを宛先ポートに送るステップと、 選択したパケットをスイッチ・エンジンに転送するステ
   ップと、 を含むローカル・エリア・ネットワーク・セグメント上
   の余分なパケット・トラフィックを減らすパケット・ト
   ラフィック減少プロセス。
2. 【請求項２】 パケットを送信し、受信する複数のネッ
   トワーク・ポートと、 高速パケット交換用のスイッチング・モジュールと、 スイッチ・エンジンと、を含み、前記スイッチング・モ
   ジュールが、前記受信したパケットの送信源アドレスを
   媒体アクセス制御アドレス・テーブルと比較し、既知の
   送信源アドレス・パケットを宛先ポートに送り、選択し
   たパケットを前記スイッチ・エンジンに転送する、ロー
   カル・エリア・ネットワーク・セグメント上の余分なパ
   ケット・トラフィックを減らすパケット・トラフィック
   減少装置。