特許 6562486 ＭＡＣアドレステーブル管理回路、イーサネットパケットスイッチング装置、テーブル管理方法、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6562486

(24)【登録日】2019年8月2日

(45)【発行日】2019年8月21日

(54)【発明の名称】ＭＡＣアドレステーブル管理回路、イーサネットパケットスイッチング装置、テーブル管理方法、プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/28 20060101AFI20190808BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/28 200A

【請求項の数】10

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-95218(P2018-95218)

(22)【出願日】2018年5月17日

【審査請求日】2018年5月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000227205

【氏名又は名称】ＮＥＣプラットフォームズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】早坂 匡司

【審査官】 宮島 郁美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１７９４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０１６７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３２０４７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１９２６３３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ１２／００−１２／９５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＭＡＣアドレスとポート番号とを対応付けて登録するＭＡＣアドレステーブルを管理し、
前記ＭＡＣアドレステーブルを登録用ＭＡＣアドレステーブルと削除用ＭＡＣアドレステーブルとの２面構成にして備え、
かつ、
入力パケットの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスにより、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを検索する登録用検索処理部と、
前記登録用検索処理部における前記送信元ＭＡＣアドレスによる検索結果に基づいて、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルのエントリの新規登録または更新をする登録処理部と、
エージング周期としてあらかじめ定めた時間を計時するタイマと、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリを削除するクリア処理部と
を有し、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記クリア処理部による前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリの削除後に、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルと前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとを切り替えて、全てのエントリが削除された前記削除用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとして用い、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとして用いる
ことを特徴とするＭＡＣアドレステーブル管理回路。

【請求項2】

前記登録処理部は、
前記登録用検索処理部における前記送信元ＭＡＣアドレスによる検索の結果、
前記送信元ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに未登録であった場合には、該送信元ＭＡＣアドレスと前記入力パケットのポート番号とを対応付けて、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに新規登録し、
前記送信元ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに登録済みであった場合には、該エントリのＭＡＣアドレスに対応付けて登録されているポート番号を、前記入力パケットのポート番号により更新する
ことを特徴とする請求項１に記載のＭＡＣアドレステーブル管理回路。

【請求項3】

前記入力パケットの送信先ＭＡＣアドレスにより、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルを検索する削除用検索処理部と、
前記登録用検索処理部と前記削除用検索処理部との前記送信先ＭＡＣアドレスによる検索結果に基づいて、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号を判定する判定処理部と
をさらに有し、
前記判定処理部は、
前記送信先ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルと前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとの双方に登録されていた場合には、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに該エントリに対応付けて登録されている前記ポート番号を、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号と判定し、
前記送信先ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルと前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとのいずれか一方のテーブルに登録されていた場合には、該エントリが登録されていたテーブルに対応付けて登録されている前記ポート番号を、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号と判定し、
前記送信先ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルと前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとのいずれにも登録されていなかった場合には、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号が未登録と判定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のＭＡＣアドレステーブル管理回路。

【請求項4】

ＭＡＣアドレスとポートとを関連付けるＭＡＣアドレステーブルに基づいて入出力イーサネットパケットのスイッチング動作を行うＬ２スイッチ機能を有し、
前記ＭＡＣアドレステーブルを管理する回路として請求項１ないし３のいずれかに記載のＭＡＣアドレステーブル管理回路を適用することを特徴とするイーサネットパケットスイッチング装置。

【請求項5】

ＭＡＣアドレスとポート番号とを対応付けて登録するＭＡＣアドレステーブルを管理し、
前記ＭＡＣアドレステーブルを登録用ＭＡＣアドレステーブルと削除用ＭＡＣアドレステーブルとの２面構成にして備え、
かつ、
入力パケットの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスにより、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを検索する登録用検索処理ステップと、
前記登録用検索処理ステップにおける前記送信元ＭＡＣアドレスによる検索結果に基づいて、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルのエントリの新規登録または更新をする登録処理ステップと、
エージング周期としてあらかじめ定めた時間を計時するタイマと、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリを削除するクリア処理ステップと
を有し、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記クリア処理ステップによる前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリの削除後に、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルと前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとを切り替えて、全てのエントリが削除された前記削除用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとして用い、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとして用いる
ことを特徴とするＭＡＣアドレステーブル管理方法。

【請求項6】

前記登録処理ステップは、
前記登録用検索処理ステップにおける前記送信元ＭＡＣアドレスによる検索の結果、
前記送信元ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに未登録であった場合には、該送信元ＭＡＣアドレスと前記入力パケットのポート番号とを対応付けて、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに新規登録し、
前記送信元ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに登録済みであった場合には、該エントリのＭＡＣアドレスに対応付けて登録されているポート番号を、前記入力パケットのポート番号により更新する
ことを特徴とする請求項５に記載のＭＡＣアドレステーブル管理方法。

【請求項7】

前記入力パケットの送信先ＭＡＣアドレスにより、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルを検索する削除用検索処理ステップと、
前記登録用検索処理ステップと前記削除用検索処理ステップとの前記送信先ＭＡＣアドレスによる検索結果に基づいて、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号を判定する判定処理ステップと
をさらに有し、
前記判定処理ステップは、
前記送信先ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルと前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとの双方に登録されていた場合には、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに該エントリに対応付けて登録されている前記ポート番号を、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号と判定し、
前記送信先ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルと前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとのいずれか一方のテーブルに登録されていた場合には、該エントリが登録されていたテーブルに対応付けて登録されている前記ポート番号を、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号と判定し、
前記送信先ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルと前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとのいずれにも登録されていなかった場合には、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号が未登録と判定する
ことを特徴とする請求項５または６に記載のＭＡＣアドレステーブル管理方法。

【請求項8】

ＭＡＣアドレスとポート番号とを対応付けて登録するＭＡＣアドレステーブルを管理する処理をコンピュータにより実施し、
前記ＭＡＣアドレステーブルを登録用ＭＡＣアドレステーブルと削除用ＭＡＣアドレステーブルとの２面構成にして備え、
かつ、
入力パケットの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスにより、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを検索する登録用検索処理工程と、
前記登録用検索処理工程における前記送信元ＭＡＣアドレスによる検索結果に基づいて、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルのエントリの新規登録または更新をする登録処理工程と、
エージング周期としてあらかじめ定めた時間を計時するタイマと、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリを削除するクリア処理工程と
を有し、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記クリア処理工程による前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリの削除後に、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルと前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとを切り替えて、全てのエントリが削除された前記削除用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとして用い、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとして用いる
ことを特徴とするＭＡＣアドレステーブル管理プログラム。

【請求項9】

前記登録処理工程は、
前記登録用検索処理工程における前記送信元ＭＡＣアドレスによる検索の結果、
前記送信元ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに未登録であった場合には、該送信元ＭＡＣアドレスと前記入力パケットのポート番号とを対応付けて、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに新規登録し、
前記送信元ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに登録済みであった場合には、該エントリのＭＡＣアドレスに対応付けて登録されているポート番号を、前記入力パケットのポート番号により更新する
ことを特徴とする請求項８に記載のＭＡＣアドレステーブル管理プログラム。

【請求項10】

前記入力パケットの送信先ＭＡＣアドレスにより、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルを検索する削除用検索処理工程と、
前記登録用検索処理工程と前記削除用検索処理工程との前記送信先ＭＡＣアドレスによる検索結果に基づいて、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号を判定する判定処理工程と
をさらに有し、
前記判定処理工程は、
前記送信先ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルと前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとの双方に登録されていた場合には、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルに該エントリに対応付けて登録されている前記ポート番号を、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号と判定し、
前記送信先ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルと前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとのいずれか一方のテーブルに登録されていた場合には、該エントリが登録されていたテーブルに対応付けて登録されている前記ポート番号を、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号と判定し、
前記送信先ＭＡＣアドレスに該当するエントリが前記登録用ＭＡＣアドレステーブルと前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとのいずれにも登録されていなかった場合には、前記入力パケットを出力すべき宛先ポート番号が未登録と判定する
ことを特徴とする請求項８または９に記載のＭＡＣアドレステーブル管理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ラーニング処理およびエージング処理を必要とするＭＡＣ（Media Access Control）アドレステーブルの管理機能を簡素化し、回路規模を縮小することが可能なＭＡＣアドレステーブル管理回路、イーサネット（登録商標）パケットスイッチング装置、ＭＡＣアドレステーブル管理方法およびＭＡＣアドレステーブル管理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

伝送システムにおいて、伝送装置内の監視制御方式のＩＰ（Internet Protocol）化に伴い、イーサネットパケットを用いた管理用ネットワークを構築することが多くなってきている。その場合、自局の伝送装置のみならず、リモート局の伝送装置の制御も行うことができるように、管理用ネットワークを構築し、各伝送装置内にはイーサネットパケットスイッチング装置を配備することが必要である。イーサネットパケットスイッチング装置は、Ｌ２（Layer ２）スイッチ装置であり、ＭＡＣアドレスとポートとを関連付けてパケットのスイッチング動作を行うスイッチ装置である。ここで、イーサネットパケットを用いた管理用ネットワークは、伝送装置の主機能とは分離することが望ましい。そこで、伝送装置の主機能とは別に、Ｌ２スイッチ機能を実装することが必要になる。イーサネットパケットを用いた管理用ネットワークにおいて、主機能とは別にＬ２スイッチ機能を実装する構成については、例えば、特許文献１の特開２００９−１９４７５２号公報「フレーム伝送装置およびループ判定方法」や特許文献２の特開２０１３−１７９４２１号公報「エントリの登録及び処理装置」等にも記載されている。Ｌ２スイッチ機能とは、ＭＡＣアドレスとポートとを関連付けるスイッチング機能である。

【0003】

しかし、汎用デバイスを用いて、Ｌ２スイッチ機能を有するイーサネットパケットスイッチング装置を実装した場合、部品実装面積の増加および製造費の増大が避けられない。そのため、例えば、ＬＳＩ化や装置制御用（主機能用）として既に実装済みのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）の空きリソースを利用したりすることにより、Ｌ２スイッチ機能を実現することを目的として、ＭＡＣアドレステーブル管理機能を簡素化し、回路リソースを小さくすることが求められている。

【0004】

イーサネットパケットスイッチング装置におけるＭＡＣアドレステーブル管理機能には、主に、ＭＡＣアドレステーブルからパケットの送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ：Destination Address）が示す宛先ポート番号を検索する機能、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ：Source Address）からＭＡＣアドレステーブルへのラーニング（学習）を実施する機能、および、未使用ＭＡＣアドレスのＭＡＣアドレステーブルからのエージング（削除）を実施する機能の３つの機能が必要である。送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ：Source Address）からＭＡＣアドレステーブルへのラーニング（学習）の実施では、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）とポート番号とをＭＡＣアドレステーブルに登録する。

【0005】

これら３つの機能からなるＭＡＣアドレステーブル管理機能を実現する回路のうち、エージング処理回路は、現状の技術においては、ＭＡＣアドレスのエントリごとにタイマ値を管理し、或る特定のＭＡＣアドレスのパケットを受信しない場合には、当該ＭＡＣアドレスに関するタイマ値を減算する処理を行い、タイマ値が‘０’になった時点で該当するＭＡＣアドレスのエントリをＭＡＣアドレステーブルから削除する処理を行っている。しかる後に、該当するＭＡＣアドレスのパケットを受信した場合には、ラーニング（学習）処理として、ＭＡＣアドレスのエントリをＭＡＣアドレステーブルに再登録するとともに、個別にタイマ値の再セットを行う処理が必要であり、複雑な処理を行うことになる。

【0006】

さらに、エージング処理においてＭＡＣアドレステーブルのエントリが削除されてしまうと、ＭＡＣアドレステーブル内のエントリが無秩序に削除され、ＭＡＣアドレステーブルが歯抜け状態になってしまう。このため、ＭＡＣアドレステーブルへのラーニング時におけるエントリ登録時には、登録可能なエントリの管理を行うことが必要になり、さらなる処理の複雑化が避けられない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００９−１９４７５２号公報

【特許文献2】特開２０１３−１７９４２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

前述したように、本発明に関連する現状の技術においては、イーサネットパケットをスイッチングするイーサネットパケットスイッチング装置内に備えるＭＡＣアドレステーブルには、エージング（削除）処理用に、ＭＡＣアドレスのエントリごとにタイマを設け、各エントリのタイマの計時結果として一定期間の間、或るエントリのＭＡＣアドレスに関するパケットを受信しない場合には、当該エントリを削除する。そして、しかる後において、当該エントリに該当するＭＡＣアドレスのパケットを受信した場合には、ラーニング（学習）処理として、ＭＡＣアドレステーブルに登録可能なエントリ位置を探索して、探索した位置に当該エントリに該当するＭＡＣアドレスを再登録し、かつ、タイマを初期値にリセットして再度カウントをスタートするという処理を行っている。すなわち、ＭＡＣアドレステーブルのエントリごとに独立にタイマを設けているため、ＭＡＣアドレステーブルの管理機能を実現する回路規模が大きくなってしまうという解決するべき課題がある。

【0009】

したがって、現状の技術においては、ＭＡＣアドレステーブルの管理機能を実現する回路規模が大きくなった結果として、イーサネットパケットスイッチング装置の回路規模が大きくなってしまい、イーサネットパケットスイッチング装置をＬＳＩ化してあるいは設置済みのＦＰＧＡの空きリソースを利用して伝送装置内部に取り込むことが容易にはできない状況になっている。

【0010】

（本開示の目的）
本開示の目的は、かかる事情に鑑み、ラーニング処理およびエージング処理を必要とするＭＡＣアドレステーブルの管理機能を簡素化し、回路規模を縮小することが可能なＭＡＣアドレステーブル管理回路、イーサネットパケットスイッチング装置、ＭＡＣアドレステーブル管理方法およびＭＡＣアドレステーブル管理プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前述の課題を解決するため、本発明によるＭＡＣアドレステーブル管理回路、イーサネットパケットスイッチング装置、ＭＡＣアドレステーブル管理方法およびＭＡＣアドレステーブル管理プログラムは、主に、次のような特徴的な構成を採用している。

【0012】

（１）本発明によるＭＡＣアドレステーブル管理回路は、
ＭＡＣアドレスとポート番号とを対応付けて登録するＭＡＣアドレステーブルを管理し、
前記ＭＡＣアドレステーブルを登録用ＭＡＣアドレステーブルと削除用ＭＡＣアドレステーブルとの２面構成にして備え、
かつ、
入力パケットの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスにより、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを検索する登録用検索処理部と、
前記登録用検索処理部における前記送信元ＭＡＣアドレスによる検索結果に基づいて、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルのエントリの新規登録または更新をする登録処理部と、
エージング周期としてあらかじめ定めた時間を計時するタイマと、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリを削除するクリア処理部と
を有し、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記クリア処理部による前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリの削除後に、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルと前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとを切り替えて、全てのエントリが削除された前記削除用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとして用い、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとして用いる
ことを特徴とする。

【0013】

（２）本発明によるイーサネットパケットスイッチング装置は、
ＭＡＣアドレスとポートとを関連付けるＭＡＣアドレステーブルに基づいて入出力イーサネットパケットのスイッチング動作を行うＬ２スイッチ機能を有し、
前記ＭＡＣアドレステーブルを管理する回路として請求項１ないし３のいずれかに記載のＭＡＣアドレステーブル管理回路を適用することを特徴とする。

【0014】

（３）本発明によるＭＡＣアドレステーブル管理方法は、
ＭＡＣアドレスとポート番号とを対応付けて登録するＭＡＣアドレステーブルを管理し、
前記ＭＡＣアドレステーブルを登録用ＭＡＣアドレステーブルと削除用ＭＡＣアドレステーブルとの２面構成にして備え、
かつ、
入力パケットの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスにより、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを検索する登録用検索処理ステップと、
前記登録用検索処理ステップにおける前記送信元ＭＡＣアドレスによる検索結果に基づいて、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルのエントリの新規登録または更新をする登録処理ステップと、
エージング周期としてあらかじめ定めた時間を計時するタイマと、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリを削除するクリア処理ステップと
を有し、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記クリア処理ステップによる前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリの削除後に、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルと前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとを切り替えて、全てのエントリが削除された前記削除用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとして用い、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとして用いる
ことを特徴とする。

【0015】

（４）本発明によるＭＡＣアドレステーブル管理プログラムは、
ＭＡＣアドレスとポート番号とを対応付けて登録するＭＡＣアドレステーブルを管理する処理をコンピュータにより実施し、
前記ＭＡＣアドレステーブルを登録用ＭＡＣアドレステーブルと削除用ＭＡＣアドレステーブルとの２面構成にして備え、
かつ、
入力パケットの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスにより、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを検索する登録用検索処理工程と、
前記登録用検索処理工程における前記送信元ＭＡＣアドレスによる検索結果に基づいて、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルのエントリの新規登録または更新をする登録処理工程と、
エージング周期としてあらかじめ定めた時間を計時するタイマと、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリを削除するクリア処理工程と
を有し、
前記タイマが前記エージング周期の時間に達する都度、前記クリア処理工程による前記削除用ＭＡＣアドレステーブルの全てのエントリの削除後に、前記削除用ＭＡＣアドレステーブルと前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとを切り替えて、全てのエントリが削除された前記削除用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記登録用ＭＡＣアドレステーブルとして用い、前記登録用ＭＡＣアドレステーブルを新たに前記削除用ＭＡＣアドレステーブルとして用いる
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明のＭＡＣアドレステーブル管理回路、イーサネットパケットスイッチング装置、ＭＡＣアドレステーブル管理方法およびＭＡＣアドレステーブル管理プログラムによれば、登録用ＭＡＣアドレステーブルと削除用ＭＡＣアドレステーブルとの２面構成のテーブルを備え、かつ、エージング周期ごとに、削除用ＭＡＣアドレステーブルに登録されているエントリをすべて削除した後、引き続き、登録用ＭＡＣアドレステーブルと削除用ＭＡＣアドレステーブルと切り替える処理を実施することにより、エージングに用いるタイマを１つのエージング用タイマに集約した構成としているので、主に、以下のような効果を奏することができる。

【0017】

すなわち、エージング処理を各ＭＡＣアドレスのエントリごとに管理する必要がなく、かつ、ラーニング処理においても空きエントリの管理が不要になるので、回路を簡素化して、ＭＡＣアドレステーブル管理機能に関わるＭＡＣアドレステーブル管理回路の回路リソースを少なくすることができるので、該ＭＡＣアドレステーブル管理回路を内部に備えたイーサネットパケットスイッチング装置の回路規模を小さく抑えることが可能になり、而して、該イーサネットパケットスイッチング装置を、ＬＳＩ化して、もしくは、装置制御用として設置済みのＦＰＧＡの空きリソースを利用して、伝送装置内部に該イーサネットパケットスイッチング装置を容易に取り込むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係るＭＡＣアドレステーブル管理回路の一例を説明するための模式図である。

【図2】図１に示す２面化したＭＡＣアドレステーブルの登録内容の一例を示すテーブルである。

【図3】図１、図２に示したＭＡＣアドレステーブル管理回路におけるラーニング（学習）の動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】図１に示した判定処理部における判定基準の一例を示すテーブルである。

【図5】図１、図２に示したＭＡＣアドレステーブル管理回路におけるエージング（削除）の動作の一例を示すフローチャートである。

【図6(A)】エージング（削除）動作およびラーニング（学習）動作におけるＭＡＣアドレステーブルのテーブルイメージの一例を示す模式図（図６（Ａ）〜（Ｄ））において、エージング周期に到達する直前のテーブルイメージを示す図である。

【図6(B)】エージング（削除）動作およびラーニング（学習）動作におけるＭＡＣアドレステーブルのテーブルイメージの一例を示す模式図（図６（Ａ）〜（Ｄ））において、エージング（削除）動作により削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の登録内容を全てクリアした際のテーブルイメージを示す図である。

【図6(C)】エージング（削除）動作およびラーニング（学習）動作におけるＭＡＣアドレステーブルのテーブルイメージの一例を示す模式図（図６（Ａ）〜（Ｄ））において、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との切り替えを行った際のテーブルイメージを示す図である。

【図6(D)】エージング（削除）動作およびラーニング（学習）動作におけるＭＡＣアドレステーブルのテーブルイメージの一例を示す模式図（図６（Ａ）〜（Ｄ））において、図６（Ｃ）におけるテーブル切り替え後において実施された登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のラーニング（学習）動作による登録状況の一例を示すテーブルイメージを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明によるＭＡＣアドレステーブル管理回路、イーサネットパケットスイッチング装置、ＭＡＣアドレステーブル管理方法およびＭＡＣアドレステーブル管理プログラムの好適な実施形態について添付図を参照して説明する。以下の説明においては、本発明によるＭＡＣアドレステーブル管理回路およびＭＡＣアドレステーブル管理方法について説明する。

【0020】

なお、かかるＭＡＣアドレステーブル管理回路を、ＭＡＣアドレスとポートとを関連付けて入出力パケットのスイッチング動作を行う機能すなわちＬ２スイッチ機能を有するイーサネットパケットスイッチング装置内に搭載するようにしても良いし、また、かかるＭＡＣアドレステーブル管理方法をコンピュータにより実行可能なＭＡＣアドレステーブル管理プログラムとして実施するようにしても良い。さらには、該ＭＡＣアドレステーブル管理プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録するようにしても良いことも言うまでもない。また、以下の各図面に付した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではないことも言うまでもない。

【0021】

（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、イーサネットパケットをスイッチングするイーサネットパケットスイッチング装置において、ＭＡＣアドレステーブルを登録用と削除用との２面化構成とし、該ＭＡＣアドレステーブル全体に対してエージング用タイマを１個設置することにより、エージング処理およびラーニング処理を簡素化して、該ＭＡＣアドレステーブルを管理するＭＡＣアドレステーブル回路の小規模・小型化を可能にすることを主要な特徴としている。

【0022】

すなわち、ＭＡＣアドレステーブルを２面化構成にして、一方を登録用ＭＡＣアドレステーブル、他方を削除用ＭＡＣアドレステーブルとし、かつ、エージング（削除）用のタイマ回路を１つに集約し、一定期間ごとに、エージング（削除）処理として削除用ＭＡＣアドレステーブルの登録内容を全て削除した後、２面のＭＡＣアドレステーブルの登録用と削除用とを切り替えることにより、登録内容が全て削除された状態から登録用ＭＡＣアドレステーブルのラーニング（学習）処理を開始する機能を実現することを主要な特徴としている。さらに、パケットを受信した場合、該パケットの送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ：Destination Address）に基づいて、登録用と削除用との双方のＭＡＣアドレステーブルを検索して、該当する宛先ポート番号を求める。また、該パケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ：Source Address）に基づく登録用ＭＡＣアドレステーブルの検索結果として、新しい送信元ＭＡＣアドレスのパケットを受信したと判定した場合、該パケットの送信元ＭＡＣアドレスとポート番号とを登録用ＭＡＣアドレステーブルに新規に登録することも特徴としている。

【0023】

而して、一定期間ごとに実施するエージング（削除）処理を、ＭＡＣアドレステーブルのエントリごとに実施する必要がなく、また、ラーニング（学習）処理においても、ＭＡＣアドレステーブルのエントリの空き検索処理を不要にすることができるので、該ＭＡＣアドレステーブル管理回路の回路規模の小型化が可能になり、その結果、該ＭＡＣアドレステーブル管理回路を搭載するイーサネットパケットスイッチング装置の回路規模を小さくして、ＬＳＩ化による伝送装置内への実装や主機能用として設置済みのＦＰＧＡの空きリソース利用による伝送装置内への実装を可能にすることができる。

【0024】

（実施形態の構成例）
次に、本発明に係るイーサネットパケットスイッチング装置内に実装するＭＡＣアドレステーブル管理回路の構成について、その一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係るＭＡＣアドレステーブル管理回路の一例を説明するための模式図である。

【0025】

図１に示すＭＡＣアドレステーブル管理回路１００は、ＭＡＣアドレステーブルと該ＭＡＣアドレステーブルの登録内容を検索する検索処理部とを、登録用と削除用との２つずつ配置した構成としている。すなわち、ＭＡＣアドレステーブル管理回路１００は、ＭＡＣアドレステーブルを登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との２面構成とし、２面化したそれぞれのＭＡＣアドレステーブルを検索する検索処理部として登録用検索処理部１１と削除用検索処理部２１とを備えている。さらに、登録処理部３１、クリア処理部３２、切替タイマ３３および判定処理部３４を１つずつ備えている。

【0026】

登録用ＭＡＣアドレステーブル１０は、受信した入力パケットの送信元のＭＡＣアドレス（ＳＡ）が未登録であった場合に、該ＭＡＣアドレスとポート番号とを対応付けて順次登録するラーニング（学習）用のテーブルであり、一方、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０は、一定期間経過ごとにエージング（削除）対象になるＭＡＣアドレスとポート番号とを保持しているエージング（削除）用のテーブルである。なお、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０とは、切替タイマ３３の計時に基づきエージング周期としてあらかじめ定めた一定期間が経過する都度、切り替えられる。なお、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０は、新たに登録用ＭＡＣアドレステーブル１０として用いるように切り替えられる前に、登録内容を全て削除してから、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に切り替えられる。

【0027】

登録用検索処理部１１は、図１のインプット５０に示すように、入力パケットを受信する都度、該入力パケットの送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）が登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に登録されているか否かを検索し、検索結果を判定処理部３４に対して出力する。すなわち、送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）が登録されていた場合には、登録されているＭＡＣアドレスに対応付けられたポート番号を宛先ポート番号として判定処理部３４に対して出力し、未登録であった場合には、未登録の旨を判定処理部３４に対して出力する。

【0028】

さらに、登録用検索処理部１１は、入力パケットを受信する都度、該入力パケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）が登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に登録されているか否かを検索し、検索結果を登録処理部３１に対して出力する。すなわち、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）が登録されている場合には、登録されている旨と該送信元ＭＡＣアドレスに対応付けられたポート番号とを、登録処理部３１に対して出力し、未登録であった場合には、未登録の旨と該送信元ＭＡＣアドレスとポート番号とを登録処理部３１に対して出力する。

【0029】

また、削除用検索処理部２１は、図１のインプット５０に示すように、入力パケットを受信する都度、該入力パケットの送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）が削除用ＭＡＣアドレステーブル２０に登録されているか否かを検索し、検索結果を判定処理部３４に対して出力する。すなわち、送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）が登録されていた場合には、登録されているＭＡＣアドレスに対応付けられたポート番号を宛先ポート番号として判定処理部３４に対して出力し、未登録であった場合には、未登録の旨を判定処理部３４に対して出力する。なお、削除用検索処理部２１は、登録用検索処理部１１とは異なり、入力パケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）に関する削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の検索処理は行わない。

【0030】

また、登録処理部３１とクリア処理部３２とについても、エージング周期ごとに、２面構成の登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０とが切り替わるタイミングに同期して、同様に、登録処理部３１とクリア処理部３２との参照先が切り替わる。

【0031】

登録処理部３１は、入力パケットを受信する都度、登録用検索処理部１１の検索結果に基づいて、該入力パケットの送信元（ＳＡ）を示すＭＡＣアドレスが登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に未登録であった場合には、該送信元のＭＡＣアドレスを該入力パケットのポート番号とともに登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に新規に登録し、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に登録済みであった場合には、該入力パケットのポート番号を用いて、登録済みのＭＡＣアドレスに対応付けられたポート番号を更新するという、ラーニング（学習）機能を実現する。

【0032】

クリア処理部３２は、切替タイマ３３の計時に基づきエージング周期としてあらかじめ定めた一定期間が経過する都度、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の登録内容を全てクリアするという、エージング（削除）機能を実現する。

【0033】

なお、登録処理部３１およびクリア処理部３２は、前述したように、エージング周期ごとに、２面構成の登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０とが切り替わるので、図１の実線矢印と破線矢印とにより示しているように、それぞれが参照するＭＡＣアドレステーブルの参照先を、切替タイマ３３から出力されるエージング周期ごとに、それぞれ、異なるテーブルに交互に切り替えてアクセスする。

【0034】

切替タイマ３３は、前述したように、エージング周期としてあらかじめ定めた一定期間の時間を計時するタイマ（すなわちエージング用タイマ）である。該エージング周期ごとに、切替タイマ３３からエージング時刻に達した旨を、図１の実線矢印に示すように、登録処理部３１、クリア処理部３２および判定処理部３４に対して通知する。その結果、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の登録内容（エントリ）を全てクリア処理部３２にてエージング（削除）した後、２面構成の登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０とを切り替えた状態において、登録処理部３１、クリア処理部３２および判定処理部３４それぞれが継続して処理を行うことを可能にしている。

【0035】

判定処理部３４は、登録用検索処理部１１および削除用検索処理部２１からの検索結果に基づいて、入力パケットを出力すべき宛先ポート番号を判定する機能を有している。すなわち、判定処理部３４は、登録用検索処理部１１と削除用検索処理部２１とからの検索結果として、ともに、ＭＡＣアドレスが登録されている旨の通知があった場合には、登録用検索処理部１１から通知されてきた宛先ポート番号を優先して、入力パケットを出力すべきポート番号として図１のアウトプット６０に出力し、また、いずれか一方のみからＭＡＣアドレスが登録されている旨の通知があった場合には、通知があった方の検索処理部から通知されてきた宛先ポート番号を、入力パケットを出力すべきポート番号として図１のアウトプット６０に出力する。なお、いずれからも、ＭＡＣアドレスが登録されていない旨の通知があった場合には、入力パケットを出力すべき宛先ポート番号が未登録の旨を図１のアウトプット６０に出力する。

【0036】

次に、２面化したＭＡＣアドレステーブルそれぞれの登録内容の一例について、図２を用いて説明する。図２は、図１に示す２面化したＭＡＣアドレステーブルの登録内容の一例を示すテーブルであり、図２（Ａ）は、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０の登録内容の一例を示し、図２（Ｂ）は、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の登録内容の一例を示している。いずれのテーブルも、ＭＡＣアドレスと宛先ポート番号とを対応付けて登録している。すなわち、図２（Ａ）に示す登録用ＭＡＣアドレステーブル１０は、ＭＡＣアドレス情報１０ａと宛先ポート情報１０ｂとからなり、図２（Ｂ）に示す削除用ＭＡＣアドレステーブル２０も、ＭＡＣアドレス情報２０ａと宛先ポート情報２０ｂとからなる。

【0037】

ここで、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０とを格納するメモリは、通常のメモリにて構成されており、ＣＡＭ（Content Addressable Memory：連想メモリ）の構成は使用しない。また、図２に示すように、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０とのいずれも、各エントリごとのエージング用のタイマ情報を有していない。

【0038】

図１のインプット５０として、送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）、入力ポート番号に関する情報を含む入力パケットが入力されると、まず、該入力パケットの送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）を基にして、図２（Ａ）に示す登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のＭＡＣアドレス情報１０ａ欄を登録用検索処理部１１により検索し、また、図２（Ｂ）に示す削除用ＭＡＣアドレステーブル２０のＭＡＣアドレス情報２０ａ欄を削除用検索処理部２１により検索する。そして、登録用検索処理部１１、削除用検索処理部２１それぞれの検索結果（該当するＭＡＣアドレスの登録の有無と登録有りの場合には該当のＭＡＣアドレス対応の宛先ポート情報１０ｂ欄、宛先ポート情報２０ｂ欄のポート番号とに関する情報）を、判定処理部３４に対して通知する。判定処理部３４は、それぞれの検索結果に基づいて、入力パケットを転送すべき出力ポートとなる宛先ポート番号を判定して、アウトプット６０として、出力する。

【0039】

さらに、該入力パケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）を基にして、図２（Ａ）に示す登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のＭＡＣアドレス情報１０ａ欄を登録用検索処理部１１により検索する。検索結果として、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に未登録であった場合には、登録処理部３１により、該入力パケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）と入力ポート番号とを、ＭＡＣアドレス情報１０ａと宛先ポート情報１０ｂとのそれぞれに対応付けてエントリ登録を行う。また、検索結果として、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に登録されていた場合には、該当のＭＡＣアドレス対応の宛先ポート情報１０ｂ欄のポート番号を、最新の情報である該入力パケットの入力ポート番号により更新する。

【0040】

また、エージング周期のタイミングを出力するエージング用タイマは、前述したように、各ＭＡＣアドレスのエントリごとに有することなく、１つの切替タイマ３３として構成されている。そして、切替タイマ３３によりエージング周期として定めた一定の時間が経過したことを示すタイミング情報が出力される都度、クリア処理部３２により削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の全てのエントリ（登録内容）をエージング（削除）した後、直ちに、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０とを切り替える。その結果、登録内容がそのまま維持されている登録用ＭＡＣアドレステーブル１０が新たな削除用ＭＡＣアドレステーブル２０となり、一方、登録内容が全て削除された状態の削除用ＭＡＣアドレステーブル２０が新たな登録用ＭＡＣアドレステーブル１０になることによって、エージング処理を実現している。

【0041】

以上のような構成とすることにより、エージング（削除）処理においてはＭＡＣアドレステーブルのエントリごとに管理する必要がなく、また、ラーニング（学習）処理においてもＭＡＣアドレステーブルの空きエントリの管理が不要となるので、ＭＡＣアドレステーブル管理回路１００の回路構成を簡素化することができ、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との管理機能に関わる回路リソースを少なくすることができる。

【0042】

（実施形態の動作の説明）
次に、図１、図２に示した本実施形態のＭＡＣアドレステーブル管理回路１００の動作について、その一例を説明する。まず、図１、図２に示したＭＡＣアドレステーブル管理回路１００におけるラーニング（学習）の動作の一例を図３のフローチャートを参照しながら説明する。図３は、図１、図２に示したＭＡＣアドレステーブル管理回路１００におけるラーニング（学習）の動作の一例を示すフローチャートである。

【0043】

図３のフローチャートは、入力パケットが発生する都度、起動され、まず、登録用検索処理部１１において、該入力パケットの送信先を示す送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）の情報を基にして、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のＭＡＣアドレス情報１０ａ欄を検索する（ステップＳ１）。そして、検索結果として、該当するＭＡＣアドレス（ＤＡ）のエントリが登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に存在しているか否かを示す情報と存在していた場合には該送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）に対応付けられたポート番号を示す情報とを判定処理部３４に対して出力する。

【0044】

しかる後、さらに、登録用検索処理部１１において、該入力パケットの送信元を示す送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）の情報を基にして、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のＭＡＣアドレス情報１０ａ欄を検索する（ステップＳ２）。そして、登録用検索処理部１１は、該当するＭＡＣアドレスのエントリが登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に登録されていたか否かを示す引継ぎ情報を作成して登録処理部３１に対して引き継ぐ。登録処理部３１は、該引継ぎ情報に基づいて、該当するＭＡＣアドレス（ＳＡ）のエントリが登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に登録されていたか否かを確認する（ステップＳ３）。

【0045】

確認結果、登録されていた場合には（ステップＳ３のＹ）、当該入力パケットのポート番号により、該当するＭＡＣアドレスに対応付けられた登録用ＭＡＣアドレステーブル１０の宛先ポート情報１０ｂを更新する（ステップＳ４）。一方、登録されていなかった場合には（ステップＳ３のＮ）、当該入力パケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）とポート番号とを登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のＭＡＣアドレス情報１０ａと宛先ポート情報１０ｂとに新規登録するラーニング処理を行う（ステップＳ５）。

【0046】

また、入力パケットが発生する都度、削除用検索処理部２１においても、該入力パケットの送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）の情報を基にして、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０のＭＡＣアドレス情報２０ａ欄を検索する（ステップＳ１１）。そして、検索結果として、該当するＭＡＣアドレス（ＤＡ）のエントリが削除用ＭＡＣアドレステーブル２０に存在しているか否かを示す情報と存在していた場合には該送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）に対応付けられたポート番号を示す情報とを判定処理部３４に対して出力する。なお、削除用検索処理部２１においては、登録用検索処理部１１とは異なり、入力パケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）による検索処理は行わないし、また、登録処理部３１による削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の更新処理や新規登録処理（ラーニング処理）も行わない。

【0047】

判定処理部３４は、登録用検索処理部１１の検索結果および削除用検索処理部２１の検索結果の双方を受け取ると、図４に示す判定基準テーブルに基づいて、判定を行い、判定結果として、出力すべき宛先ポート情報を取得して、アウトプット６０として出力する（ステップＳ６）。図４は、図１に示した判定処理部３４における判定基準の一例を示すテーブルであり、登録用検索処理部１１の検索結果および削除用検索処理部２１の検索結果の双方の組み合わせに基づいて、入力パケットを出力すべき宛先ポート情報を判定する例を示している。

【0048】

図４に示す判定基準テーブル４０は、登録用検索処理部１１の検索結果情報４０ａ、削除用検索処理部２１の検索結果情報４０ｂ、判定結果情報４０ｃから構成されている。図４の判定基準テーブル４０の第１行目の登録用検索処理部１１の検索結果情報４０ａ欄、削除用検索処理部２１の検索結果情報４０ｂ欄に示すように、送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）が、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０および削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の双方にエントリとして存在していた場合には、判定結果情報４０ｃ欄に示すように、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０よりも最新の情報に更新して登録されている登録用ＭＡＣアドレステーブル１０を優先して、前記送信先ＭＡＣアドレスに該当する登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のエントリすなわちＭＡＣアドレス情報１０ａ欄のＭＡＣアドレスに対応付けられた宛先ポート情報１０ｂ欄のポート番号（ポートＸ）を、入力パケットを出力すべき宛先ポート番号として取得して、出力する。

【0049】

また、図４の判定基準テーブル４０の第２行目または第３行目の登録用検索処理部１１の検索結果情報４０ａ欄、削除用検索処理部２１の検索結果情報４０ｂ欄に示すように、送信先ＭＡＣアドレスが、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０または削除用ＭＡＣアドレステーブル２０のいずれか一方にエントリとして存在していた場合には、判定結果情報４０ｃ欄に示すように、エントリが存在していたＭＡＣアドレステーブル側の宛先ポート情報欄のポート番号を採用する。

【0050】

すなわち、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０にエントリが存在していた場合には、前記送信先ＭＡＣアドレスに該当する登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のＭＡＣアドレス情報１０ａ欄のＭＡＣアドレスに対応付けられた宛先ポート情報１０ｂ欄のポート番号（ポートＸ）を、入力パケットを出力すべき宛先ポート番号として取得して、出力する。また、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０にエントリが存在していた場合には、前記送信先ＭＡＣアドレスに該当する削除用ＭＡＣアドレステーブル２０のＭＡＣアドレス情報２０ａ欄のＭＡＣアドレスに対応付けられた宛先ポート情報２０ｂにおけるポート番号（ポートＹ）を、入力パケットを出力すべき宛先ポート番号として取得して、出力する。

【0051】

また、図４の判定基準テーブル４０の第４行目の登録用検索処理部１１の検索結果情報４０ａ欄、削除用検索処理部２１の検索結果情報４０ｂ欄に示すように、送信先ＭＡＣアドレスが、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０のいずれにもエントリとして存在していなかった場合には、判定結果情報４０ｃ欄に示すように、エントリが存在していなく、入力パケットを出力すべき宛先ポート番号が未登録である旨を出力する。

【0052】

次に、図１、図２に示したＭＡＣアドレステーブル管理回路１００におけるエージング（削除）の動作の一例を図５のフローチャートを参照しながら説明する。図５は、図１、図２に示したＭＡＣアドレステーブル管理回路１００におけるエージング（削除）の動作の一例を示すフローチャートである。

【0053】

エージング用タイマは、前述したように、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０や削除用ＭＡＣアドレステーブル２０のエントリごとすなわちＭＡＣアドレスごとではなく、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０や削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の全体に対して、１個のみ切替タイマ３３として存在している。

【0054】

図５のフローチャートにおいて、まず、切替タイマ３３を加算した後（ステップＳ２１）、エージング周期としてあらかじめ設定された時間にはまだ達していなかった場合（ステップＳ２２のＮ）、ステップＳ２１に復帰し、エージング周期に相当する時間が経過するまで切替タイマ３３の加算動作を繰り返す。

【0055】

加算結果、切替タイマ３３がエージング周期の時間に達して、タイマ満了の状態になった場合には（ステップＳ２２のＹ）、クリア処理部３２において、エージング処理として、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の登録内容を全てクリア（削除）する（ステップＳ２３）。しかる後、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との切り替えを行い、登録内容を全てクリアした削除用ＭＡＣアドレステーブル２０を新たに登録用ＭＡＣアドレステーブル１０として用い、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０を新たに削除用ＭＡＣアドレステーブル２０として用いる（ステップＳ２４）。

【0056】

このテーブル切り替えに同期して、登録用検索処理部１１と削除用検索処理部２１との切り替えも実施される。すなわち、今まで登録用ＭＡＣアドレステーブル１０の検索用として機能していた登録用検索処理部１１は削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の検索用として機能する削除用検索処理部２１になり、また、今まで削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の検索用として機能していた削除用検索処理部２１は登録用ＭＡＣアドレステーブル１０の検索用として機能する登録用検索処理部１１になる。しかる後、切替タイマ３３のクリア処理を行い、初期値からの計時動作を開始する（ステップＳ２５）。

【0057】

以上のようなエージング動作を行うことにより、ＭＡＣアドレステーブルに登録された各ＭＡＣアドレスのエントリごとのエージング用のタイマ管理と該エントリごとの削除処理を行う必要がなくなり、エージング処理の簡素化とＭＡＣアドレステーブルの歯抜け状態の回避に伴うラーニング（学習）処理の簡素化とを図ることができる。

【0058】

次に、ＭＡＣアドレステーブルのエージング（削除）およびラーニング（学習）に関するテーブルイメージ（登録内容）の変化について、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）を参照して説明する。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、図５に示したエージング（削除）動作および図３に示したラーニング（学習）動作におけるＭＡＣアドレステーブルのテーブルイメージの一例を示す模式図である。図６（Ａ）は、エージング周期に到達する直前のテーブルイメージを示す。図６（Ｂ）は、エージング（削除）動作により削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の登録内容を全てクリアした際のテーブルイメージを示している。また、図６（Ｃ）は、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との切り替えを行った際のテーブルイメージを示す。図６（Ｄ）は、図６（Ｃ）におけるテーブル切り替え後において実施された登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のラーニング（学習）動作による登録状況の一例を示すテーブルイメージを示している。

【0059】

図６（Ａ）のテーブルイメージに示すように、切替タイマ３３がエージング周期としてあらかじめ定めた周期の時間に達する直前のタイミングにおいては、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のＭＡＣアドレス情報１０ａと削除用ＭＡＣアドレステーブル２０のＭＡＣアドレス情報２０ａとの双方にＭＡＣアドレスがエントリとして登録されている。すなわち、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のＭＡＣアドレス情報１０ａには、例えばアドレス１、アドレス４、アドレス８、アドレス５の４つのＭＡＣアドレスがエントリとして登録されており、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０のＭＡＣアドレス情報２０ａには、例えばアドレス１、アドレス２、アドレス３、アドレス４、アドレス５、アドレス６、アドレス７の７つのＭＡＣアドレスがエントリとして登録されている。

【0060】

ここで、切替タイマ３３が満了してエージング周期の時間に達すると、図６（Ｂ）のテーブルイメージに示すように、図５のステップＳ２３において、エージング処理として、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の登録内容を全てクリア（削除）した状態になる。しかる後、図５のステップＳ２４において、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との切り替え処理が実施される。すなわち、図６（Ｃ）のテーブルイメージに示すように、登録内容が全てクリアされている削除用ＭＡＣアドレステーブル２０が新たに登録用ＭＡＣアドレステーブル１０となり、アドレス１、アドレス４、アドレス８、アドレス５の４つのＭＡＣアドレスが登録されていた登録用ＭＡＣアドレステーブル１０が、そのままの登録状態で新たに削除用ＭＡＣアドレステーブル２０になる。

【0061】

しかる後、図３のステップＳ５におけるラーニング（学習）の動作により、新たな入力パケットがある都度、登録内容が全てクリアされていた登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に新たなＭＡＣアドレスの登録が実施される。その結果、図６（Ｄ）のテーブルイメージに示すように、例えば、アドレス８とアドレス９との２つのＭＡＣアドレスがポート番号とともにエントリとして登録された状態になる。

【0062】

なお、前述したように、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０に関しては、登録用検索処理部１１において、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）の実線矢印にて示す送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）による登録内容の検索動作および破線矢印にて示す送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）による登録内容の検索および登録動作が実施されるが、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０に関しては、削除用検索処理部２１において、実線矢印にて示す送信先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）による登録内容の検索動作のみが実施される。

【0063】

以上のようなラーニング（学習）およびエージング（削除）動作を実施した結果として、常に流れているパケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）に関しては、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との双方にエントリとして登録されることになる。一方、一旦は登録用ＭＡＣアドレステーブル１０にエントリとして登録されたものの、現在では流れなくなった古いパケットの送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）のエントリに関しては、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との切り替え直後のエージング周期の間、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０のみにエントリとして登録された状態になる。しかし、しかる後においてエージング周期に相当する時間が経過すると、クリア処理部３２により、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の登録内容を全て削除するので、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のみならず削除用ＭＡＣアドレステーブル２０も含めて、双方のテーブルから古いパケットに関するエントリが消滅することになり、エージング機能を完全に実施した状態になる。

【0064】

（実施形態の効果の説明）
以上に詳細に説明したように、本実施形態においては、以下のような効果が得られる。すなわち、現状の技術においては、エージング（削除）処理用として、ＭＡＣアドレスのエントリごとにタイマ回路を設けていた。これに対して、本実施形態においては、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との２面構成のテーブルを備え、それぞれのテーブルの検索用として登録用検索処理部１１と削除用検索処理部２１との２つを備え、かつ、エージング周期ごとに、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０に登録されているエントリをすべて削除した後、登録用ＭＡＣアドレステーブルと削除用ＭＡＣアドレステーブルとを切り替える処理を実施することにより、１つのエージング用タイマに集約し、かつ、２面のテーブル切り替え用としても機能する切替タイマ３３を用いる構成を可能にしている。

【0065】

而して、エージング処理をＭＡＣアドレステーブルに登録されたエントリごとに管理する必要がなく、かつ、ラーニング処理においてもＭＡＣアドレステーブルの空きエントリの管理が不要になるので、回路を簡素化して、ＭＡＣアドレステーブル管理機能に関わるＭＡＣアドレステーブル管理回路１００の回路リソースを少なくすることができる。その結果、該ＭＡＣアドレステーブル管理回路１００を内部に備えたＬ２スイッチ装置すなわちイーサネットパケットスイッチング装置の回路規模を小さく抑えることが可能になり、該イーサネットパケットスイッチング装置を、ＬＳＩ化して、もしくは、装置制御用として設置済みのＦＰＧＡの空きリソースを利用して、伝送装置内部に該イーサネットパケットスイッチング装置を容易に取り込むことができる。

【0066】

より具体的には、本実施形態においては、次のような効果が得られる。

【0067】

第１に、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との２面構成のテーブルとし、かつ、検索処理部も、それぞれの検索対象のテーブルに応じて登録用検索処理部１１と削除用検索処理部２１との２つを配置することにより、切替タイマ３３として１つのエージング用タイマにて削除用ＭＡＣアドレステーブル２０全体に対するエージング処理の契機を与えることが可能になり、ＭＡＣアドレスのエントリごとのタイマ管理が不要になり、エージング処理に関わるＭＡＣアドレステーブル管理回路１００の回路規模を小型化することができる。

【0068】

第２に、ＭＡＣアドレスのエントリごとのエージング用タイマの管理が不要となるので、ＭＡＣアドレスのエントリごとのタイマ情報を保持するためのメモリリソースを削減することができ、その結果、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との２面化構成にしても、メモリ全体のリソースの増加を抑えることができる。

【0069】

第３に、ＭＡＣアドレステーブルのエージング処理として、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の一括クリア処理と該一括クリア処理後の登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０との切替処理とを実施することにより、エージング処理によるＭＡＣアドレステーブルの歯抜け状態の発生を防止することができる。而して、ラーニング（学習）処理において、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０の空きエントリ箇所を検索する処理を不要にすることができるので、ラーニング処理によるＭＡＣアドレスのエントリ登録処理を、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０の先頭から順番に順次登録するという簡素な回路構成を採用することができ、ＭＡＣアドレステーブル管理回路１００の回路規模を小型化することができる。

【0070】

第４に、ＭＡＣアドレステーブル管理回路１００の回路規模を小型化することにより、Ｌ２スイッチ機能として、該ＭＡＣアドレステーブル管理回路１００を搭載するイーサネットパケットスイッチング装置を、小規模ＦＰＧＡやＬＳＩを用いて実現することができ、該イーサネットパケットスイッチング装置を伝送装置内に容易に組み込むことが可能になる。もしくは、設置済みの主機能用ＦＰＧＡの空きリソースを活用して、該ＭＡＣアドレステーブル管理回路１００を搭載するイーサネットパケットスイッチング装置（すなわちＬ２スイッチ）を伝送装置内に実装することにより、伝送装置内の部品点数の削減、伝送装置のコストの低減を図ることができる。

【0071】

第５に、本実施形態に示すラーニング処理およびエージング用タイマによるエージング処理に関するテーブル管理機能は、広範囲に適用することが可能な汎用性に富む技術であり、テーブル構成として、本実施形態に示したＭＡＣアドレステーブル管理回路１００の場合だけでなく、パケット通信を行う装置においてアドレステーブルによってスイッチング処理を行う必要がある装置やエージングタイマによりテーブル内のエントリを削除することが必要なテーブル構成を採用している装置に対しても適用することが可能であり、その結果として、該当するそれぞれの装置の回路規模を小型化することができる。

【0072】

以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。

【符号の説明】

【0073】

１０ 登録用ＭＡＣアドレステーブル
１０ａ ＭＡＣアドレス情報
１０ｂ 宛先ポート情報
１１ 登録用検索処理部
２０ 削除用ＭＡＣアドレステーブル
２０ａ ＭＡＣアドレス情報
２０ｂ 宛先ポート情報
２１ 削除用検索処理部
３１ 登録処理部
３２ クリア処理部
３３ 切替タイマ
３４ 判定処理部
４０ 判定基準テーブル
４０ａ 登録用検索処理部の検索結果情報
４０ｂ 削除用検索処理部の検索結果情報
４０ｃ 判定結果情報
５０ インプット
６０ アウトプット
１００ ＭＡＣアドレステーブル管理回路

【要約】

【課題】ラーニング処理およびエージング処理を必要とするＭＡＣアドレステーブルの管理機能を簡素化し、回路規模を縮小することが可能なＭＡＣアドレステーブル管理回路を提供する。
【解決手段】ＭＡＣアドレスとポート番号とを対応付けて登録するＭＡＣアドレステーブルとして登録用ＭＡＣアドレステーブル１０と削除用ＭＡＣアドレステーブル２０とを備え、かつ、入力パケットの送信先ＭＡＣアドレスおよび送信元ＭＡＣアドレスにより、登録用ＭＡＣアドレステーブルを検索する登録用検索処理部１１と、登録用検索処理部１１における前記送信元ＭＡＣアドレスによる検索結果に基づいて、登録用ＭＡＣアドレステーブル１０のエントリを新規登録または更新する登録処理部３１と、切替タイマ３３があらかじめ定めたエージング周期の時間に達する都度、削除用ＭＡＣアドレステーブル２０の全てのエントリを削除するクリア処理部３２と、を備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6(A)】

【図6(B)】

【図6(C)】

【図6(D)】