JP3786208B2

JP3786208B2 - スイッチングハブ

Info

Publication number: JP3786208B2
Application number: JP2004039855A
Authority: JP
Inventors: 円小松原
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-02-17
Filing date: 2004-02-17
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2024-02-17
Also published as: JP2005236378A

Description

本発明は、複数の端末のうちポートを介してデータを転送してきた送信元の端末との間のリンク毎に、そのリンクのリンク情報としてキャッシュテーブルに登録されるエージング時間を最適化するスイッチングハブに関する。なお、エージング時間とは、キャッシュテーブルに登録されるリンクのリンク情報を、そのリンクがデータ無転送状態（端末からスイッチングハブへの転送が停止している状態）となってから削除するまでのタイムアウト時間のことを言う。

スイッチングハブは、複数の端末のうちポートを介してデータを転送してきた送信元の端末との間のリンク毎に、そのリンクのリンク情報として、その端末のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスおよびその端末が接続されているポート番号と、そのリンクのエージング時間とをキャッシュテーブルに登録する。そして、スイッチングハブは、データの送信元の端末との間のリンク毎に、送信元の端末からの転送が停止してからエージング時間が経過したかを判断し、エージング時間が経過した時点でリンク情報自体をキャッシュテーブルから削除する。

一般的なスイッチングハブは、送信元の端末との間のリンク毎に、その端末からのデータの転送頻度とは無関係に、エージング時間を一律に固定している。

エージング時間を固定したスイッチングハブにおいては、データ転送頻度が低い端末（例えば、１日１回の頻度で定常的にバックアップデータを転送するような端末）は、エージング時間が経過した後に次のデータ転送を行う場合が多いと考えられる。そのような場合、データ転送頻度が低い端末との間のリンクのリンク情報は、キャッシュテーブルに登録されてもほぼ毎回キャッシュテーブルから削除されてしまう。そのため、例えば、ブロードキャスト送信を行う場合には、データ転送頻度が低い端末に対してはほぼ毎回ブロードキャストフレームが送信されてしまうという問題がある。

また、エージング時間を固定したスイッチングハブにおいては、データ転送頻度が高い端末（例えば、常時ホストに対して接続確認信号等を転送するような端末）は、エージング時間が経過する前に旧ポートから新ポートに接続変更してデータ転送を行う場合があると考えられる。そのような場合、旧ポートでデータ転送を行っていた時のリンク情報がキャッシュテーブルに残ってしまうため、データ転送頻度が高い端末は、新ポートに接続変更してから即時にデータ転送を開始することができないという問題がある。

これに対して、特許文献１には、エージング時間を固定的ではなく可変的に制御するスイッチングハブが開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示されたスイッチングハブにおいては、データ転送頻度が低い端末との間のリンクのエージング時間を適正値へ増加させることは行われていない。そのため、データ転送頻度が低い端末に対してほぼ毎回ブロードキャストフレームが送信されてしまうという問題は依然として残存している。

また、特許文献１に開示されたスイッチングハブにおいては、データ転送頻度が高い端末との間のリンクのエージング時間を適正値へ増加させることが行われているため、その端末が新ポートに接続変更した際に旧ポートでのリンク情報がキャッシュテーブルに残ってしまう場合がある。そのため、データ転送頻度が高い端末が即時にデータ転送を開始することができないという問題は依然として残存している。
特開２０００−１９６６４３号公報

そこで、本発明の目的は、データ転送頻度が低い端末については、不要なブロードキャストフレームが送信されることを低減することができ、また、データ転送頻度が高い端末については、新ポートへ接続変更した後に即時にデータ転送を開始することができるように、エージング時間を最適化することができるスイッチングハブを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のスイッチングハブは、複数の端末がそれぞれ接続される複数のポートと、キャッシュテーブルを具備し、複数の端末のうちポートを介してデータを転送してきた送信元の端末との間のリンク毎に、当該リンクのリンク情報として少なくともデフォルトのエージング時間をキャッシュテーブルに登録するスイッチング手段と、送信元の端末との間のリンク毎に、送信元の端末からのデータ転送間隔を測定するデータ転送間隔測定手段と、送信元の端末との間のリンク毎に、データ転送間隔の測定結果に基づいて送信元の端末からの転送が停止している無転送時間の平均値を算出し、無転送時間の平均値がキャッシュテーブル上のデフォルトのエージング時間よりも長ければ、キャッシュテーブル上のエージング時間をデフォルト値よりも増加させ、無転送時間の平均値がキャッシュテーブル上のデフォルトのエージング時間よりも短ければ、キャッシュテーブル上のエージング時間をデフォルト値よりも減少させるエージング時間算出手段とを有することを特徴とするものである。

なお、エージング時間算出手段は、無転送時間の平均値がキャッシュテーブル上のデフォルトのエージング時間よりも長ければ、キャッシュテーブル上のエージング時間を無転送時間の平均値に増加させ、無転送時間の平均値がキャッシュテーブル上のデフォルトのエージング時間よりも短ければ、キャッシュテーブル上のエージング時間を無転送時間の平均値に減少させることとしても良い。

以上説明したように本発明のスイッチングハブは、データの送信元の端末との間のリンク毎に、送信元の端末からのデータ転送が停止している無転送時間の平均値を算出し、無転送時間の平均値がキャッシュテーブル上のデフォルトのエージング時間よりも長ければ、キャッシュテーブル上のエージング時間をデフォルト値よりも増加させ、キャッシュテーブル上のデフォルトのエージング時間よりも短ければ、キャッシュテーブル上のエージング時間をデフォルト値よりも減少させている。

したがって、データ転送頻度が低い端末については、その端末との間のリンクのエージング時間を増加させることになるため、そのリンクのリンク情報がキャッシュテーブルから削除されることが低減され、それにより、データ転送頻度が低い端末に対して不要なブロードキャストフレームが送信されることを低減することができる。

また、データ転送頻度が高い端末については、その端末との間のリンクのエージング時間を減少させることになるため、その端末が新ポートへ接続変更してデータ転送を開始する際に、旧ポートでデータ転送を行っていた時のリンク情報がキャッシュテーブルに保持されたままとなることが低減され、それにより、データ転送頻度が高い端末が新ポートへ接続変更した後に即時にデータ転送を開始することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

図１に、本発明の一実施形態によるスイッチングハブの構成を示す。

図１を参照すると、本実施形態によるスイッチングハブ１００は、一般的なスイッチングハブの構成要素として、ポート１０１₁〜１０１_Nと、スイッチング部１０３とを備える他、本発明の特徴的な構成要素として、データ転送間隔測定部１０２と、エージング時間算出部１０５とを備えている。

ポート１０１₁〜１０１_Nには、端末２００₁〜２００_Nがそれぞれ接続されている。

スイッチング部１０３は、端末２００₁〜２００_Nからポート１０１₁〜１０１_Nを介して転送されてきたデータを送信先の端末へポートを介して転送する。

また、スイッチング部１０３は、キャッシュテーブル１０４を備えており、端末２００₁〜２００_Nのうちポート１０１₁〜１０１_Nを介してデータを転送してきた送信元の端末との間のリンク毎に、そのリンクのリンク情報として、その端末のＭＡＣアドレスおよびその端末が接続されているポートのポート番号と、デフォルトのエージング時間とをキャッシュテーブル１０４に登録する。そして、スイッチング部１０３は、送信元の端末との間のリンク毎に、その端末からスイッチング部１０３への転送が停止している無転送状態になってからエージング時間が経過したかを判断し、エージング時間が経過した時点でリンク情報自体をキャッシュテーブル１０４から削除する。

データ転送間隔測定部１０２は、スイッチング部１０３と送信元の端末との間のリンク毎に、その端末からスイッチング部１０３へ転送されるデータの転送間隔を測定し、その測定結果をエージング時間算出部１０５に出力する。

エージング時間算出部１０５は、スイッチング部１０３と送信元の端末との間のリンク毎に、データ転送間隔測定部１０２から一定期間に出力されたデータ転送間隔の測定結果に基づいて、送信元の端末からスイッチング部１０３への転送が停止している無転送時間の平均値を算出する。ここで、エージング時間算出部１０５は、無転送時間の平均値がキャッシュテーブル１０４上のデフォルトのエージング時間よりも長ければ、キャッシュテーブル１０４上のエージング時間をデフォルト値よりも増加させ、逆に、無転送時間の平均値がデフォルトのエージング時間よりも短ければ、キャッシュテーブル１０４上のエージング時間をデフォルト値よりも減少させる。

一例としては、エージング時間算出部１０５は、無転送時間の平均値がキャッシュテーブル１０４上のデフォルトのエージング時間よりも長ければ、キャッシュテーブル１０４上のエージング時間を無転送時間の平均値に増加させ、逆に、無転送時間の平均値がデフォルトのエージング時間よりも短ければ、キャッシュテーブル１０４上のエージング時間を無転送時間の平均値に減少させる。なお、エージング時間算出部１０５は、無転送時間の平均値がキャッシュテーブル１０４上のデフォルトのエージング時間と同一であれば、キャッシュテーブル１０４上のデフォルト値を維持する。

以下、図１に示したスイッチングハブ１００におけるエージング時間の最適化動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。ここでは、端末２００₁からスイッチングハブ１００に対し、端末２００₂を送信先とするデータが転送されてきた場合を例に挙げて説明する。

スイッチング部１０３は、端末２００₁からポート１０１₁を介して端末２００₂を送信先とするデータが転送されてきた場合、そのデータを送信先の端末２００₂へポート１０１₂を介して転送するとともに、送信元の端末２００₁との間のリンクのエージング時間としてデフォルト値をキャッシュテーブル１０４に登録する（ステップ２０１）。このとき、スイッチング部１０３は、端末２００₁との間のリンクのリンク情報として、エージング時間の他、端末２００₁のＭＡＣアドレスおよび端末２００₁が接続されているポートのポート番号「１」もキャッシュテーブル１０４に登録している。

データ転送間隔測定部１０２は、スイッチング部１０３と端末２００₁との間のリンクにおいて、端末２００₁からスイッチング部１０３へ転送されるデータの転送間隔を測定し、その測定結果をエージング時間算出部１０５に出力する（ステップ２０２）。

エージング時間算出部１０５は、データ転送間隔測定部１０２で一定期間に測定されたデータ転送間隔の測定結果に基づいて、スイッチング部１０３と端末２００₁との間のリンクにおいて、端末２００₁からスイッチング部１０３への転送が停止している無転送時間の平均値を算出し（ステップ２０３）、算出した無転送時間の平均値をキャッシュテーブル１０４上のデフォルト値と比較する（ステップ２０４）。

その後、エージング時間算出部１０５は、ステップ２０４における比較の結果、無転送時間の平均値がキャッシュテーブル１０４上のデフォルトのエージング時間よりも長ければ、キャッシュテーブル１０４上のエージング時間を増加させ（ステップ２０５）、逆に、無転送時間の平均値がデフォルトのエージング時間よりも短ければ、キャッシュテーブル１０４上のエージング時間を減少させる（ステップ２０６）。

なお、エージング時間算出部１０５は、ステップ２０４における比較の結果、無転送時間の平均値がキャッシュテーブル１０４上のデフォルトのエージング時間と同一であれば、キャッシュテーブル１０４上のデフォルトのエージング時間を維持する（ステップ２０７）。

上述したように本実施形態においては、データの送信元の端末との間のリンク毎にデータ転送頻度を判断し、データ転送頻度が低いと判断すれば、キャッシュテーブル１０４上のエージング時間をデフォルト値よりも増加させ、逆に、データ転送頻度が高いと判断すれば、キャッシュテーブル１０４上のエージング時間をデフォルト値よりも減少させる。

すなわち、データ転送頻度が低い端末については、その端末との間のリンクのエージング時間を増加させることになるため、そのリンクのリンク情報がキャッシュテーブル１０４から削除されることが低減され、それにより、データ転送頻度が低い端末に対して不要なブロードキャストフレームが送信されることを低減することができる。

また、データ転送頻度が高い端末については、その端末との間のリンクのエージング時間を減少させることになるため、その端末が新ポートへ接続変更してデータ転送を開始する際に、旧ポートでデータ転送を行っていた時のリンク情報がキャッシュテーブル１０４に保持されたままとなることが低減され、それにより、データ転送頻度が高い端末が新ポートへ接続変更した後に即時にデータ転送を開始することができる。

本発明の一実施形態によるスイッチングハブの構成を説明する図である。図１に示したスイッチングハブにおけるエージング時間の最適化動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１００スイッチングハブ
１０１₁〜１０１_N ポート
１０２データ転送間隔測定部
１０３スイッチング部
１０４キャッシュテーブル
１０５エージング時間算出部
２００₁〜２００_N 端末

Claims

複数の端末がそれぞれ接続される複数のポートと、
キャッシュテーブルを具備し、前記複数の端末のうち前記ポートを介してデータを転送してきた送信元の端末との間のリンク毎に、当該リンクのリンク情報として少なくともデフォルトのエージング時間を前記キャッシュテーブルに登録するスイッチング手段と、
前記送信元の端末との間のリンク毎に、前記送信元の端末からのデータ転送間隔を測定するデータ転送間隔測定手段と、
前記送信元の端末との間のリンク毎に、前記データ転送間隔の測定結果に基づいて前記送信元の端末からの転送が停止している無転送時間の平均値を算出し、無転送時間の平均値が前記キャッシュテーブル上のデフォルトのエージング時間よりも長ければ、前記キャッシュテーブル上のエージング時間をデフォルト値よりも増加させ、無転送時間の平均値が前記キャッシュテーブル上のデフォルトのエージング時間よりも短ければ、前記キャッシュテーブル上のエージング時間をデフォルト値よりも減少させるエージング時間算出手段とを有する、スイッチングハブ。
前記エージング時間算出手段は、無転送時間の平均値が前記キャッシュテーブル上のデフォルトのエージング時間よりも長ければ、前記キャッシュテーブル上のエージング時間を無転送時間の平均値に増加させ、無転送時間の平均値が前記キャッシュテーブル上のデフォルトのエージング時間よりも短ければ、前記キャッシュテーブル上のエージング時間を無転送時間の平均値に減少させる、請求項１記載のスイッチングハブ。