JP2005012381A - データ転送装置及びその方法並びにそれを用いたデータ通信システム及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】フレーム長が大きいＭＡＣフレームがあっても、広域イーサネット（Ｒ）網内の中継処理の転送遅延を抑制可能とする。
【解決手段】広域イーサネット（Ｒ）網を構成するエッジ装置において、Ｎバイト以上の長いＭＡＣフレームについて、Ｍバイト（Ｎ＞Ｍ）の分割フレームを生成するよう構成して、網内を転送されるＭＡＣフレームの最大フレーム長に制限を加えるのである。これにより、網内における他のＭＡＣフレームに対する転送遅延をなくすことができる。網内から外部へ分割ＭＡＣフレームを転送する場合には、これら分割フレームを結合処理するよう構成して、元のＭＡＣフレームに戻すように構成する。
【選択図】 図３
【解決手段】広域イーサネット（Ｒ）網を構成するエッジ装置において、Ｎバイト以上の長いＭＡＣフレームについて、Ｍバイト（Ｎ＞Ｍ）の分割フレームを生成するよう構成して、網内を転送されるＭＡＣフレームの最大フレーム長に制限を加えるのである。これにより、網内における他のＭＡＣフレームに対する転送遅延をなくすことができる。網内から外部へ分割ＭＡＣフレームを転送する場合には、これら分割フレームを結合処理するよう構成して、元のＭＡＣフレームに戻すように構成する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ転送装置及びその方法並びにそれを使用したデータ通信システム及びプログラムに関し、特にイーサネット（Ｒ）で構成される広域ネットワーク網において網内の中継装置のデータ転送遅延を減少させるデータ転送方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＡＮの伝送技術として、ＩＥＥＥ８０２．３で標準化されているイーサネット（Ｒ）は、通信速度が１０Ｍｂｐｓの１０ＢＡＳＥ−Ｔや１００Ｍｂｐｓの１００ＢＡＳＥ−ＴＸなどがあり、その伝送距離は伝送媒体にも依存するが、最大でも１００ｍ程度であった。これに対して、最近、ギガビットイーサネット（Ｒ）が開発されており（特許文献１）、このギガビットイーサネット（Ｒ）は、伝送媒体に光を使用することで長距離伝送を可能としている。
【０００３】
また、１０ギガイーサネット（Ｒ）については、長距離伝送を可能とするだけでなく、ＬＡＮおよびＷＡＮに対応する仕様の策定が行われており、イーサネット（Ｒ）の技術はＬＡＮからＷＡＮへ適用範囲を広げつつある。さらに、１００Ｇｂｐｓのイーサネット（Ｒ）の規格も検討されており、今後速度の向上も見込まれている。
【０００４】
ＩＴＵ―ＴＧ．７０７で標準化されているＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ）において、複数のコンテナを一つの帯域として扱うＶｉｒｔｕａｌ Ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ 技術とＴ１Ｘ１のＧＦＰ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｆｒａｍｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ）を用いて、ギガビットイーサネット（Ｒ）を効率よく収容し透過転送することが可能である。ＧＦＰは、さまざまなプロトコルのデータをＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）のペイロードに格納するためのカプセル化技術である。
【０００５】
通信事業者の立場からは、安価なイーサネット（Ｒ）機器を導入することにより、バックボーンネットワークに対する設備投資を抑えることが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】
特表２００３−５００８９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような背景から、広域イーサネット（Ｒ）サービスが台頭しつつあるが、従来のイーサネット（Ｒ）網には、次のような問題点があった。
【０００８】
第一の問題点は、網内の遅延が大きくなる点である。その理由は、網内の中継装置はフレームを蓄積してから送信するため、フレーム長が大きいフレームの場合に蓄積に時間を要するからである。また、フレーム長が大きいフレームと小さいフレームが中継装置で同一の出力ポートへ送信される場合、フレーム長が大きいフレームが出力されている間は、他方のフレームは送出することができないからである。
【０００９】
第二の問題点は、ジャンボフレームを転送できない点である。その理由は、８Ｋバイト以上の長さを持つジャンボフレームは独自仕様であるため、網内の中継装置がジャンボフレームに対応していない場合には、廃棄される可能性があるからである。
【００１０】
本発明の目的は、フレーム長が大きいフレームがあっても、網内の中継処理の転送遅延を抑制可能なデータ転送装置及びその方法並びにそれを用いたデータ通信システム及びプログラムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるデータ転送装置は、イーサネット（Ｒ）網の外部と内部との間に設けられたデータ転送装置であって、前記網の内部へ転送されるデータフレームを受信して、そのデータ長が所定長以上の場合に、予め定められた固定長の複数のフレームに分割して分割フレームとする分割処理手段と、前記網の外部へ転送されるデータフレームを受信して、このデータフレームが前記分割フレームの場合に、結合処理して元のデータフレームとする結合処理手段とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明によるデータ通信システムは、前記のデータ転送装置を含むことを特徴としている。
【００１３】
本発明によるデータ転送方法は、イーサネット（Ｒ）網の外部と内部との間に設けられたデータ転送装置におけるデータ転送方法であって、前記網の内部へ転送されるデータフレームを受信して、そのデータ長が所定長以上の場合に、予め定められた固定長の複数のフレームに分割して分割フレームとする分割処理ステップと、前記網の外部へ転送されるデータフレームを受信して、このデータフレームが前記分割フレームの場合に、結合処理して元のデータフレームとする結合処理ステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明によるプログラムは、イーサネット（Ｒ）網の外部と内部との間に設けられたデータ転送装置におけるデータ転送方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記網の内部へ転送されるデータフレームを受信して、そのデータ長が所定長以上の場合に、予め定められた固定長の複数のフレームに分割して分割フレームとする分割処理ステップと、前記網の外部へ転送されるデータフレームを受信して、このデータフレームが前記分割フレームの場合に、結合処理して元のデータフレームとする結合処理ステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の作用を述べる。広域イーサネット（Ｒ）網を構成するエッジ装置において、Ｎバイト以上の長いＭＡＣフレームについて、Ｍバイト（Ｎ＞Ｍ）の分割フレームを生成するよう構成して、網内を転送されるＭＡＣフレームの最大フレーム長に制限を加えるのである。これにより、網内における他のＭＡＣフレームに対する転送遅延をなくすことができる。網内から外部へ分割ＭＡＣフレームを転送する場合には、これら分割フレームを結合処理するよう構成して、元のＭＡＣフレームに戻すようにしておく。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の実施例について詳細に説明する。図１は本発明の実施例が適用されるネットワーク構成の概略を示す図である。図１において、広域イーサネット（Ｒ）網１００は、境界に位置するエッジ装置１０１−１〜１０１−６と、網内においてＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームの転送処理を行う中継装置１０２−１〜１０２−４とから構成される。中継装置１０２−１〜１０２−４は、通常のイーサフレームをスイッチングする装置であればよい。
【００１７】
図２は、広域イーサネット（Ｒ）網１００におけるエッジ装置１０１−１〜１０１−６の構成図である。エッジ装置１０１−１〜１０１−６は、出力ポートを持つインタフェース部２００−１〜２００−ｎと、ｎ個の入出力ポートの任意の２ポートを接続できるスイッチ部２０５とから構成される。
【００１８】
各インタフェース部２００−１〜２００−ｎは、光・電気などの物理媒体からの信号を終端・生成する物理レイヤ処理部２０１と、ＭＡＣフレームの生成・終端を行うＭＡＣレイヤ処理部２０２と、ＭＡＣレイヤ処理部２０１から受信したＭＡＣフレームの出力ポートを決定する宛先解決部２０３と、インタフェース部２００−１〜２００−ｎの接続先が広域イーサネット（Ｒ）網１００である場合に、分割フレームを再構築する処理を行い、広域イーサネット（Ｒ）網１００でない場合には、Ｎバイト以上のフレームについて分割を行い、再構築のときに必要となる各種ヘッダ情報を生成する機能および分割ＭＡＣフレームを結合して元のＭＡＣフレームに戻す分割／結合処理部２０４とから構成される。
【００１９】
図３は、分割／結合処理部２０４の詳細なブロック図である。分割／結合処理部２０４は、受信したフレームの長さまたはタイプを検査するフレーム長判定部３００と、広域イーサネット（Ｒ）網１００に入ってくるＭＡＣフレームに関してフレーム長判定部３００により検出されたフレーム長がＮバイト以上のものを固定長（Ｍバイト長：Ｎ＞Ｍ）に分割する分割処理部３０１と、広域イーサネット（Ｒ）網１００に接続されているポートから入ってくるＭＡＣレームに関して、フレーム長判定部３００により検出されたタイプが分割フレームである場合に、結合処理を行う結合処理部３０２と、結合するフレームの管理を行う結合管理部３０３と、結合を行うための情報を保持しておく結合管理テーブル３０４とから構成される。
【００２０】
図４は、結合管理テーブル３０４の構成例を示す図であり、その説明は後述するものとする。図５は、分割／結合処理部２０４の処理フローを示すフローチャートであり、図６は、広域イーサネット（Ｒ）網１００における分割フレームのフォーマットを示す図である。
【００２１】
図５及び図６を参照しつつ、フレームの分割処理について説明する。広域イーサネット（Ｒ）網１００に入ってくるＭＡＣフレームは、図６に示すように、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）６０２と、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）６０３と、長さまたはタイプを示す“Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ ”フィールド６０４と、上位レイヤのデータが格納されているペイロード領域６０５と、エラーチェック用のＦＣＳ６０６とから構成される。なお、“Ｐ”はプリアンブル６００であり、“Ｓ”はＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）６０１を示している。
【００２２】
広域イーサネット（Ｒ）網１００では、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ フィールド６０４で示されるフレーム長がＮバイト以上のものについて、固定サイズに分割して転送する。分割されたフレームは、あて先ＭＡＣアドレス６０９−１〜６０９−ｋと、送信元ＭＡＣアドレス６１０−１〜６１０−ｋと、分割フレームであることを示す分割識別子６１１−１〜６１１−ｋと、分割したデータが元のフレームのどこに位置するかを示すポインタ（ＰＴＲ）６１２−１〜６１２−ｋと、分割されたペイロード６１３−１〜６１３−ｋと、エラーチェック用のＦＣＳ６１４−１〜６１４−ｋとから構成される。
【００２３】
なお、最後のフレームについては、ＭＡＣフレームの最低長にするためのパディング（“０”で埋められる部分）６１５が入ることがある。各フレームの先頭には、固定パタンであるプリアンブル６００，６０７−１〜６０７−ｋおよびＳＦＤ６０１，６０８−１〜６０８−ｋが付加されている。
【００２４】
以下の説明においては、図１に示した広域イーサネット（Ｒ）網１００において、エッジ装置１０１−１から中継装置１０２−１，１０２−３，１０２−４を経由してエッジ装置１０１−４へ転送される場合について説明する。
【００２５】
広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部から受信したＭＡＣフレームは、Ｎバイト以上のフレーム長のものについては、エッジ装置１０１−１で分割フレームを構成して転送される。エッジ装置１０１−１において、広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部と接続しているポートをインタフェース部２００−１とし、内部と接続しているポートをインタフェース部２００−２とする。
【００２６】
広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部から転送されてきたデータは、インタフェース部２００−１の物理レイヤ処理部２０１で受信する（図５のステップ５００，５０１）。物理レイヤ処理部２０１の処理は、光・電気の物理媒体からの信号の受信、信号形式の変換、受信符号の復号化（８Ｂ／１０Ｂ，４Ｂ／５Ｂ）、対向装置との最適な通信モードを自動的に決定するオートネゴシエーション機能がある。
【００２７】
物理レイヤ処理部２０１から転送される受信データは、ＭＡＣレイヤ処理部２０２で、物理媒体にどのようにアクセスするかを決定する処理（ＣＳＭＡ／ＣＤ：Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）を行う（図５のステップ５０２）。
【００２８】
エッジ装置１０１−１の分割／結合処理を行うかどうかの判断方法について説明する。広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部から広域イーサネット（Ｒ）網１００へ転送する場合（図５のルート５１７：ステップ５０３，５０４，５０６）、すなわち入力のインタフェース部が広域イーサネット（Ｒ）１００の外部と接続しかつ宛先解決部２０３で出力先のインタフェース部が広域イーサネット（Ｒ）網１００に接続されている場合、分割／結合処理部２０４で分割処理を行う。
【００２９】
広域イーサネット（Ｒ）網１００から広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部へ転送する場合（図５のルート５１９：ステップ５０３，５０５，５０７）、すなわち入力のインタフェース部が広域イーサネット（Ｒ）１００と接続してかつ宛先解決部２０３で出力先のインタフェース部が広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部に接続されている場合、分割／結合処理部２０４で結合処理を行う。
【００３０】
上記以外の場合、すなわち広域イーサネット（Ｒ）網１００から広域イーサネット（Ｒ）網１００への転送および広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部から広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部への転送（図５のルート５１６，５１８）については、分割／結合処理部２０４で分割または結合処理は行うことなく、直接スイッチ部２０５へ転送する。
【００３１】
本例の場合には、広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部から広域イーサネット（Ｒ）網１００への転送となるため、物理レイヤ処理部２０２で処理されたＭＡＣフレームは、宛先解決部２０３で宛先ＭＡＣアドレスを元に出力するポート（インタフェース部２００−２）が決定され、分割／結合処理部２０４において、Ｎバイト以上（図５のステップ５０６）のＭＡＣフレームについて分割処理が行われる。
【００３２】
分割されたＭＡＣフレーム（分割ＭＡＣフレームと称する）は、スイッチ部２０５でスイッチングされ、インタフェース部２００−２へ転送される。転送された分割ＭＡＣフレームはＭＡＣレイヤ処理部２０２と物理レイヤ処理部２０１で処理が行われ、広域イーサネット（Ｒ）網１００の中継装置１０２−１へ送出される。広域イーサネット（Ｒ）網１００では、中継装置１０２−１，１０２−３，１０２−４を経由して、エッジ装置１０１−４へ転送される。
【００３３】
各中継装置１０２−１，１０２−３，１０２−４は、通常のイーサネット（Ｒ）スイッチ装置であり、宛先ＭＡＣアドレスによりスイッチング処理を行う。また、中継装置１０２−１と１０２−３の間は、特にイーサネット（Ｒ）である必要はなく、たとえば、ＭＡＣフレームを透過的に転送する仕組みを持った装置でもかまわない。その一例として、イーサネット（Ｒ）をＧＦＰフレームでカプセル化してＳＯＮＥＴ／ＳＤＨで転送する装置があり、中継装置１０２−１と１０２−３の間を、このＳＯＮＥＴ／ＳＤＨで伝送してもかまわない。
【００３４】
エッジ装置１０１−４は、広域イーサネット（Ｒ）網１００からＭＡＣフレームを受信して、広域イーサネット（Ｒ）外部へ転送する処理となるため、インタフェース部で結合処理を行う。本例では、エッジ装置１０１−４のインタフェース部２００−１が広域イーサネット（Ｒ）網１００に接続されインタフェース部２００−２が広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部に接続されている場合について説明する。
【００３５】
物理レイヤ処理部２０１およびＭＡＣレイヤ処理部２０２の処理は、エッジ装置１０１−１の処理で説明したものと同様であるため省略する（図５のステップ５０１，５０２）。宛先解決部２０３で出力するポートが広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部に接続されたインタフェース部２００−２となるため、分割／結合処理部２０４において分割ＭＡＣフレームの結合処理を行う。結合処理を終えたＭＡＣフレームは、スイッチ部２０５でインタフェース部２００−２へスイッチングされ、広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部に送出される。
【００３６】
次に、分割／結合処理部２０４の動作について詳細に説明する。以下に説明する１６進表記については、数字の末尾に“ｈ”を付加する。特に指定していない場合は１０進表記とする。また、１バイトは８ビットである。
【００３７】
まず、分割処理について説明する。分割処理は、ＭＡＣフレームのフレーム長がＮバイト以上の場合に行われる。フレーム長判定部３００は、受信したＭＡＣフレームの長さを検出して、後段のブロックで分割処理を行うかどうかを判断する。ＭＡＣフレームのフレーム長は、ＭＡＣフレームに定義されるＬｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域６０２もしくはＭＡＣフレームを受信しているときに受信バイトをカウントすることにより求めることが可能である。
【００３８】
ＩＥＥＥ ８０２．３によると、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域は、１５００以下であれば、受信したＭＡＣフレーム長を示し、１５３６（１６進数で０６００ｈ）以上の場合には、上位プロトコルのタイプを示すと規定されている。また、ＤＩＸ規格として発表されたＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ） Ｖｅｒｓｉｏｎ ２では、前記Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ に相当する領域は上位層のプロトコルのタイプとして規定されており、たとえばＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ）の場合は、０８００ｈといったように０６００ｈ以上の値が規定されている。
【００３９】
フレーム長判定部３００において、受信したＭＡＣフレーム長がＮバイト以上と判定された場合には、ＭＡＣフレームのペイロード領域をＭバイトの固定サイズに分割する。分割されたペイロード領域には、分割前の宛先ＭＡＣアドレス・送信元ＭＡＣアドレスが付加され、分割ＭＡＣフレームであることを判定するために、ＭＡＣフレームのＬｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域に０６００ｈ以上の予約されていないタイプを付加する（分割識別子）。例えば、分割識別子として９０００ｈを付加する。更に分割されたペイロード領域が元のＭＡＣフレームのどこに位置していたかを示すポインタ情報を付加する。
【００４０】
図６に示したように、ＭＡＣフレームは、プリアンブル６００と、ＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）６０１と、宛先ＭＡＣアドレス６０２と、送信元ＭＡＣアドレス６０３と、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域６０４と、ペイロード領域６０５と、エラーチェック用のＦＣＳ領域６０５とから構成されている。
【００４１】
分割ＭＡＣフレームを構成する場合、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域６０４とペイロード領域６０５との部分をＭバイトの固定サイズに分割する。分割したデータには、それぞれ元のＭＡＣフレームに付加されていた宛先ＭＡＣアドレス６０２と、送信元ＭＡＣアドレス６０３とを、分割ＭＡＣフレームの宛先ＭＡＣアドレス６０９−１〜６０９−ｋと送信元ＭＡＣアドレス６１０−１〜６１０−ｋとして付加する。
【００４２】
更に、分割ＭＡＣフレームであることを判定するための分割識別子６１１−１〜６１１−ｋと、分割されたデータが元のＭＡＣフレームのどこに位置していたかを示す２バイトのポインタ情報６１２−１〜６１２−ｋとを付加する。分割識別子６１０−１〜６１０−ｋには、前述のように予約されていないタイプ９０００ｈを付加するが、最後の分割ＭＡＣフレームの分割識別子６１０−ｋには、最終であることがわかるように、タイプとして９００１を付加する。
【００４３】
具体例を用いて分割ＭＡＣフレームの構築方法について説明する。Ｎ＝２５０、Ｍ＝１００、ＭＡＣフレーム長が２５６のものを分割する場合について、図７を用いて説明する。ＭＡＣフレーム長は、宛先ＭＡＣアドレス６０２からＦＣＳ領域６０６までの長さであるため、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域とペイロード領域の長さは以下のようになる。すなわち、
となる。
【００４４】
この領域を１００バイトの固定サイズに分割するため１００バイトのブロック７０１，７０２と４０バイトのブロック７０３とに分割される。先頭の１００バイトブロック７０１には、分割識別子７０４として９０００ｈを付加し、１００バイトブロック７０１は元のＭＡＣフレームの１バイト〜１００バイトに位置するため、ポインタ７０５として６４ｈ（１００）を付加する。次の１００バイトブロック７０２には、分割識別子７０６として９０００ｈを付加し、１００バイトブロック７０２は元のＭＡＣフレームの１０１バイト〜２００バイトに位置するため、ポインタ７０７としてＣ８ｈ（２００）を付加する。
【００４５】
最後のブロックである４０バイトブロック７０３には、分割識別子７０８として９００１ｈを付加し、４０バイトブロック７０３は元のＭＡＣフレームの２０１バイト〜２４０バイトに位置するため、ポインタ値としてＦ０ｈ（２４０）を付加する。ＭＡＣフレームの宛先ＭＡＣアドレスからＦＣＳ領域までの長さは、最低６４バイトでなくてはならないため、５バイトのパディング７１０を行い、分割ＭＡＣフレームを生成する。
【００４６】
次に、結合処理について説明する。本例では、分割ＭＡＣフレームにタイプとして９０００ｈを付加しているため、フレーム長判定部３００において、ＭＡＣフレームのＬｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域を参照して（図５のステップ５０７）、そのタイプが９０００ｈ、９００１ｈの場合に結合処理を行う。
【００４７】
先頭の分割ＭＡＣフレームを受信した場合、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域を参照してそのタイプが９０００ｈであることにより、分割ＭＡＣフレームであることがわかる。分割ＭＡＣフレームを受信した場合、結合管理部３０３は分割ＭＡＣフレームの送信元ＭＡＣアドレスと同一の送信元ＭＡＣアドレスを持つ分割ＭＡＣフレームの受信状況を管理する。
【００４８】
すなわち、同一の送信元ＭＡＣアドレスを持った分割ＭＡＣフレームを受信したときに、ポインタ情報から分割前のフレームのどの位置に属するバイトを受信したかを結合管理テーブル３０４で管理していく（図５のステップ５１０）。そして、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域が９００１ｈである最終の分割ＭＡＣフレームを受信したときに、結合管理テーブル３０４を参照して、分割前のＭＡＣフレームの全バイトを受信したことが確認できた場合には、スイッチ部２０５へ送出する（図５のステップ５１３，５２０）。
【００４９】
中継装置によるフレーム廃棄などにより全バイト受信できない場合や（図５のステップ５１２）、タイマー３０５を用いて結合管理テーブル３０４のエントリで一定時間経過したものについては、それまで受信したＭＡＣフレームおよび結合管理テーブル３０４のエントリを削除し、それまで受信したバイトについてはすべて廃棄する（図５のステップ５１４）。また、受信バイトの監視により重複して届いたフレームについては、重複したフレームを廃棄する（図５のステップ５０９，５１５）。
【００５０】
図４の示した結合管理テーブル３０４は、送信元ＭＡＣアドレス４００及び情報格納アドレス４０１からなる検索メモリ４０２と、情報格納アドレス４０１が示すアドレスに格納されている受信バイト管理メモリ４０３とから構成されている。検索メモリ４０２は、例えば、ＣＡＭ（Ｃｏｎｔｅｎｔ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ）で構成可能であり、また受信バイト管理メモリ４０３は通常のメモリで構成可能である。
【００５１】
分割ＭＡＣフレームを受信した場合、送信元ＭＡＣアドレスを鍵として検索メモリ４０２を検索する。すでにこのＭＡＣアドレスに関するエントリが存在した場合には、そのエントリに格納さている情報格納アドレス４０１が示す受信バイト管理メモリ４０３の受信バイト数を更新する。エントリが存在しない場合は、送信ＭＡＣアドレスと情報格納アドレスをペアにして検索メモリ４０２に登録する。最終の分割ＭＡＣフレームを受信した場合には、受信バイト管理メモリ４０３を参照して、すべてのバイトを受信したことを確認して、検索メモリ４０２と受信バイト管理メモリ４０３の内容を消去する。
【００５２】
分割ＭＡＣフレームから元のＭＡＣフレームを構築する方法について、図７を用いて説明する。プリアンブルおよびＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）については、固定パタンであるために、以下の説明では省略する。先頭の分割ＭＡＣフレームを受信した場合、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域７０４およびポインタ情報７０５を廃棄して、宛先ＭＡＣアドレス７１１、送信元ＭＡＣアドレス７１２と１００バイトのブロック７１３を保持しておく。
【００５３】
次に、分割ＭＡＣフレームを受信した場合、宛先ＭＡＣアドレス７１４、送信元ＭＡＣアドレス７１５、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域７０６およびポインタ情報７０７を廃棄して、１００バイトのブロック７１６を取り出し保持しておいたデータに続けて格納する。最終である分割ＭＡＣフレームを受信した場合、同様に、宛先ＭＡＣアドレス７１７、送信元ＭＡＣアドレス７１８、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域７０８およびポインタ情報７０９を廃棄して、４０バイトブロック７１９を取り出して、保持しておいたデータに続けて格納する。最終の分割ＭＡＣフレームには、パディング７１０が付加されている場合があるため、ポインタ情報に従って有効なデータのみを取り出す。
【００５４】
本例では、パラメータＮ，Ｍとして２５０，１００としたが、ＭについてはＭＡＣフレームの最低長を満足する４４以上の整数であればよく、ＮはＮ＞Ｍを満たす整数であればよい。また、分割識別子を９０００ｈ，９００１ｈとしているが、予約されていないタイプを使用するものであり、分割ＭＡＣフレームおよび最終の分割ＭＡＣフレームが識別できるものであればよく、特に限定するものではない。
【００５５】
エッジ装置のインタフェース部のポート速度および物理媒体は、イーサネット（Ｒ）であれば何でもよい。中継装置については、詳細な動作について記載していないが、通常のＭＡＣフレームをスイッチングする装置であればよいものである。
【００５６】
また、上記の図５に示した動作フローについては、予めプログラムとしてＲＯＭ等の記憶媒体にその手順を格納しておき、これをコンピュータであるＣＰＵに読取らせて実行するようにしてもよいものである。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、広域イーサネット（Ｒ）網を構成するエッジ装置にＮバイト以上の長いＭＡＣフレームについて分割ＭＡＣフレームを生成する機能を配備し、網内を転送されるＭＡＣフレームの最大フレーム長に制限を加えたために、網内の遅延を抑えることが可能であり、また網内を転送されるフレーム長を固定サイズ以下に抑えられるので、網内の中継装置において、同一ポートへ出力するフレームが存在した場合に、長いフレームを送信中に他のフレームが出力待ちになる状態（遅延）を軽減することできるという効果もある。更にまた、中継装置がジャンボフレームをサポートしない場合にも、ジャンボフレームを転送することが可能となるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例が適用される概略ネットワーク構成図である。
【図２】図１におけるエッジ装置の機能ブロック図である。
【図３】図２における分割／結合処理部の具体例を示す図である。
【図４】図３における結合管理テーブルの例を示す図である。
【図５】本発明の実施例の動作を示すフローチャートである。
【図６】ＭＡＣフレームと分割フレームとの関係を示す図である。
【図７】分割フレームの構築方法の例を説明する図である。
【符号の説明】
１００ 広域イーサネット（Ｒ）網
１０１−１〜１０１−６ エッジ装置
１０２−１〜１０２−４ 中継装置
２００−１〜２００−ｎ インタフェース部
２０１ 物理レイヤ処理部
２０２ ＭＡＣ処理部
２０３ あて先解決部
２０４ 分割／結合処理部
２０５ スイッチ部
３００ フレーム長判定部
３０１ 分割処理部
３０２ 結合処理部
３０３ 結合管理部
３０４ 結合管理テーブル
３０５ タイマー
【発明の属する技術分野】
本発明はデータ転送装置及びその方法並びにそれを使用したデータ通信システム及びプログラムに関し、特にイーサネット（Ｒ）で構成される広域ネットワーク網において網内の中継装置のデータ転送遅延を減少させるデータ転送方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＡＮの伝送技術として、ＩＥＥＥ８０２．３で標準化されているイーサネット（Ｒ）は、通信速度が１０Ｍｂｐｓの１０ＢＡＳＥ−Ｔや１００Ｍｂｐｓの１００ＢＡＳＥ−ＴＸなどがあり、その伝送距離は伝送媒体にも依存するが、最大でも１００ｍ程度であった。これに対して、最近、ギガビットイーサネット（Ｒ）が開発されており（特許文献１）、このギガビットイーサネット（Ｒ）は、伝送媒体に光を使用することで長距離伝送を可能としている。
【０００３】
また、１０ギガイーサネット（Ｒ）については、長距離伝送を可能とするだけでなく、ＬＡＮおよびＷＡＮに対応する仕様の策定が行われており、イーサネット（Ｒ）の技術はＬＡＮからＷＡＮへ適用範囲を広げつつある。さらに、１００Ｇｂｐｓのイーサネット（Ｒ）の規格も検討されており、今後速度の向上も見込まれている。
【０００４】
ＩＴＵ―ＴＧ．７０７で標準化されているＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ）において、複数のコンテナを一つの帯域として扱うＶｉｒｔｕａｌ Ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ 技術とＴ１Ｘ１のＧＦＰ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｆｒａｍｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ）を用いて、ギガビットイーサネット（Ｒ）を効率よく収容し透過転送することが可能である。ＧＦＰは、さまざまなプロトコルのデータをＳＯＮＥＴ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）のペイロードに格納するためのカプセル化技術である。
【０００５】
通信事業者の立場からは、安価なイーサネット（Ｒ）機器を導入することにより、バックボーンネットワークに対する設備投資を抑えることが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】
特表２００３−５００８９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような背景から、広域イーサネット（Ｒ）サービスが台頭しつつあるが、従来のイーサネット（Ｒ）網には、次のような問題点があった。
【０００８】
第一の問題点は、網内の遅延が大きくなる点である。その理由は、網内の中継装置はフレームを蓄積してから送信するため、フレーム長が大きいフレームの場合に蓄積に時間を要するからである。また、フレーム長が大きいフレームと小さいフレームが中継装置で同一の出力ポートへ送信される場合、フレーム長が大きいフレームが出力されている間は、他方のフレームは送出することができないからである。
【０００９】
第二の問題点は、ジャンボフレームを転送できない点である。その理由は、８Ｋバイト以上の長さを持つジャンボフレームは独自仕様であるため、網内の中継装置がジャンボフレームに対応していない場合には、廃棄される可能性があるからである。
【００１０】
本発明の目的は、フレーム長が大きいフレームがあっても、網内の中継処理の転送遅延を抑制可能なデータ転送装置及びその方法並びにそれを用いたデータ通信システム及びプログラムを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるデータ転送装置は、イーサネット（Ｒ）網の外部と内部との間に設けられたデータ転送装置であって、前記網の内部へ転送されるデータフレームを受信して、そのデータ長が所定長以上の場合に、予め定められた固定長の複数のフレームに分割して分割フレームとする分割処理手段と、前記網の外部へ転送されるデータフレームを受信して、このデータフレームが前記分割フレームの場合に、結合処理して元のデータフレームとする結合処理手段とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明によるデータ通信システムは、前記のデータ転送装置を含むことを特徴としている。
【００１３】
本発明によるデータ転送方法は、イーサネット（Ｒ）網の外部と内部との間に設けられたデータ転送装置におけるデータ転送方法であって、前記網の内部へ転送されるデータフレームを受信して、そのデータ長が所定長以上の場合に、予め定められた固定長の複数のフレームに分割して分割フレームとする分割処理ステップと、前記網の外部へ転送されるデータフレームを受信して、このデータフレームが前記分割フレームの場合に、結合処理して元のデータフレームとする結合処理ステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明によるプログラムは、イーサネット（Ｒ）網の外部と内部との間に設けられたデータ転送装置におけるデータ転送方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記網の内部へ転送されるデータフレームを受信して、そのデータ長が所定長以上の場合に、予め定められた固定長の複数のフレームに分割して分割フレームとする分割処理ステップと、前記網の外部へ転送されるデータフレームを受信して、このデータフレームが前記分割フレームの場合に、結合処理して元のデータフレームとする結合処理ステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
本発明の作用を述べる。広域イーサネット（Ｒ）網を構成するエッジ装置において、Ｎバイト以上の長いＭＡＣフレームについて、Ｍバイト（Ｎ＞Ｍ）の分割フレームを生成するよう構成して、網内を転送されるＭＡＣフレームの最大フレーム長に制限を加えるのである。これにより、網内における他のＭＡＣフレームに対する転送遅延をなくすことができる。網内から外部へ分割ＭＡＣフレームを転送する場合には、これら分割フレームを結合処理するよう構成して、元のＭＡＣフレームに戻すようにしておく。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しつつ本発明の実施例について詳細に説明する。図１は本発明の実施例が適用されるネットワーク構成の概略を示す図である。図１において、広域イーサネット（Ｒ）網１００は、境界に位置するエッジ装置１０１−１〜１０１−６と、網内においてＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームの転送処理を行う中継装置１０２−１〜１０２−４とから構成される。中継装置１０２−１〜１０２−４は、通常のイーサフレームをスイッチングする装置であればよい。
【００１７】
図２は、広域イーサネット（Ｒ）網１００におけるエッジ装置１０１−１〜１０１−６の構成図である。エッジ装置１０１−１〜１０１−６は、出力ポートを持つインタフェース部２００−１〜２００−ｎと、ｎ個の入出力ポートの任意の２ポートを接続できるスイッチ部２０５とから構成される。
【００１８】
各インタフェース部２００−１〜２００−ｎは、光・電気などの物理媒体からの信号を終端・生成する物理レイヤ処理部２０１と、ＭＡＣフレームの生成・終端を行うＭＡＣレイヤ処理部２０２と、ＭＡＣレイヤ処理部２０１から受信したＭＡＣフレームの出力ポートを決定する宛先解決部２０３と、インタフェース部２００−１〜２００−ｎの接続先が広域イーサネット（Ｒ）網１００である場合に、分割フレームを再構築する処理を行い、広域イーサネット（Ｒ）網１００でない場合には、Ｎバイト以上のフレームについて分割を行い、再構築のときに必要となる各種ヘッダ情報を生成する機能および分割ＭＡＣフレームを結合して元のＭＡＣフレームに戻す分割／結合処理部２０４とから構成される。
【００１９】
図３は、分割／結合処理部２０４の詳細なブロック図である。分割／結合処理部２０４は、受信したフレームの長さまたはタイプを検査するフレーム長判定部３００と、広域イーサネット（Ｒ）網１００に入ってくるＭＡＣフレームに関してフレーム長判定部３００により検出されたフレーム長がＮバイト以上のものを固定長（Ｍバイト長：Ｎ＞Ｍ）に分割する分割処理部３０１と、広域イーサネット（Ｒ）網１００に接続されているポートから入ってくるＭＡＣレームに関して、フレーム長判定部３００により検出されたタイプが分割フレームである場合に、結合処理を行う結合処理部３０２と、結合するフレームの管理を行う結合管理部３０３と、結合を行うための情報を保持しておく結合管理テーブル３０４とから構成される。
【００２０】
図４は、結合管理テーブル３０４の構成例を示す図であり、その説明は後述するものとする。図５は、分割／結合処理部２０４の処理フローを示すフローチャートであり、図６は、広域イーサネット（Ｒ）網１００における分割フレームのフォーマットを示す図である。
【００２１】
図５及び図６を参照しつつ、フレームの分割処理について説明する。広域イーサネット（Ｒ）網１００に入ってくるＭＡＣフレームは、図６に示すように、宛先ＭＡＣアドレス（ＤＡ）６０２と、送信元ＭＡＣアドレス（ＳＡ）６０３と、長さまたはタイプを示す“Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ ”フィールド６０４と、上位レイヤのデータが格納されているペイロード領域６０５と、エラーチェック用のＦＣＳ６０６とから構成される。なお、“Ｐ”はプリアンブル６００であり、“Ｓ”はＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）６０１を示している。
【００２２】
広域イーサネット（Ｒ）網１００では、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ フィールド６０４で示されるフレーム長がＮバイト以上のものについて、固定サイズに分割して転送する。分割されたフレームは、あて先ＭＡＣアドレス６０９−１〜６０９−ｋと、送信元ＭＡＣアドレス６１０−１〜６１０−ｋと、分割フレームであることを示す分割識別子６１１−１〜６１１−ｋと、分割したデータが元のフレームのどこに位置するかを示すポインタ（ＰＴＲ）６１２−１〜６１２−ｋと、分割されたペイロード６１３−１〜６１３−ｋと、エラーチェック用のＦＣＳ６１４−１〜６１４−ｋとから構成される。
【００２３】
なお、最後のフレームについては、ＭＡＣフレームの最低長にするためのパディング（“０”で埋められる部分）６１５が入ることがある。各フレームの先頭には、固定パタンであるプリアンブル６００，６０７−１〜６０７−ｋおよびＳＦＤ６０１，６０８−１〜６０８−ｋが付加されている。
【００２４】
以下の説明においては、図１に示した広域イーサネット（Ｒ）網１００において、エッジ装置１０１−１から中継装置１０２−１，１０２−３，１０２−４を経由してエッジ装置１０１−４へ転送される場合について説明する。
【００２５】
広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部から受信したＭＡＣフレームは、Ｎバイト以上のフレーム長のものについては、エッジ装置１０１−１で分割フレームを構成して転送される。エッジ装置１０１−１において、広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部と接続しているポートをインタフェース部２００−１とし、内部と接続しているポートをインタフェース部２００−２とする。
【００２６】
広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部から転送されてきたデータは、インタフェース部２００−１の物理レイヤ処理部２０１で受信する（図５のステップ５００，５０１）。物理レイヤ処理部２０１の処理は、光・電気の物理媒体からの信号の受信、信号形式の変換、受信符号の復号化（８Ｂ／１０Ｂ，４Ｂ／５Ｂ）、対向装置との最適な通信モードを自動的に決定するオートネゴシエーション機能がある。
【００２７】
物理レイヤ処理部２０１から転送される受信データは、ＭＡＣレイヤ処理部２０２で、物理媒体にどのようにアクセスするかを決定する処理（ＣＳＭＡ／ＣＤ：Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）を行う（図５のステップ５０２）。
【００２８】
エッジ装置１０１−１の分割／結合処理を行うかどうかの判断方法について説明する。広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部から広域イーサネット（Ｒ）網１００へ転送する場合（図５のルート５１７：ステップ５０３，５０４，５０６）、すなわち入力のインタフェース部が広域イーサネット（Ｒ）１００の外部と接続しかつ宛先解決部２０３で出力先のインタフェース部が広域イーサネット（Ｒ）網１００に接続されている場合、分割／結合処理部２０４で分割処理を行う。
【００２９】
広域イーサネット（Ｒ）網１００から広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部へ転送する場合（図５のルート５１９：ステップ５０３，５０５，５０７）、すなわち入力のインタフェース部が広域イーサネット（Ｒ）１００と接続してかつ宛先解決部２０３で出力先のインタフェース部が広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部に接続されている場合、分割／結合処理部２０４で結合処理を行う。
【００３０】
上記以外の場合、すなわち広域イーサネット（Ｒ）網１００から広域イーサネット（Ｒ）網１００への転送および広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部から広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部への転送（図５のルート５１６，５１８）については、分割／結合処理部２０４で分割または結合処理は行うことなく、直接スイッチ部２０５へ転送する。
【００３１】
本例の場合には、広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部から広域イーサネット（Ｒ）網１００への転送となるため、物理レイヤ処理部２０２で処理されたＭＡＣフレームは、宛先解決部２０３で宛先ＭＡＣアドレスを元に出力するポート（インタフェース部２００−２）が決定され、分割／結合処理部２０４において、Ｎバイト以上（図５のステップ５０６）のＭＡＣフレームについて分割処理が行われる。
【００３２】
分割されたＭＡＣフレーム（分割ＭＡＣフレームと称する）は、スイッチ部２０５でスイッチングされ、インタフェース部２００−２へ転送される。転送された分割ＭＡＣフレームはＭＡＣレイヤ処理部２０２と物理レイヤ処理部２０１で処理が行われ、広域イーサネット（Ｒ）網１００の中継装置１０２−１へ送出される。広域イーサネット（Ｒ）網１００では、中継装置１０２−１，１０２−３，１０２−４を経由して、エッジ装置１０１−４へ転送される。
【００３３】
各中継装置１０２−１，１０２−３，１０２−４は、通常のイーサネット（Ｒ）スイッチ装置であり、宛先ＭＡＣアドレスによりスイッチング処理を行う。また、中継装置１０２−１と１０２−３の間は、特にイーサネット（Ｒ）である必要はなく、たとえば、ＭＡＣフレームを透過的に転送する仕組みを持った装置でもかまわない。その一例として、イーサネット（Ｒ）をＧＦＰフレームでカプセル化してＳＯＮＥＴ／ＳＤＨで転送する装置があり、中継装置１０２−１と１０２−３の間を、このＳＯＮＥＴ／ＳＤＨで伝送してもかまわない。
【００３４】
エッジ装置１０１−４は、広域イーサネット（Ｒ）網１００からＭＡＣフレームを受信して、広域イーサネット（Ｒ）外部へ転送する処理となるため、インタフェース部で結合処理を行う。本例では、エッジ装置１０１−４のインタフェース部２００−１が広域イーサネット（Ｒ）網１００に接続されインタフェース部２００−２が広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部に接続されている場合について説明する。
【００３５】
物理レイヤ処理部２０１およびＭＡＣレイヤ処理部２０２の処理は、エッジ装置１０１−１の処理で説明したものと同様であるため省略する（図５のステップ５０１，５０２）。宛先解決部２０３で出力するポートが広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部に接続されたインタフェース部２００−２となるため、分割／結合処理部２０４において分割ＭＡＣフレームの結合処理を行う。結合処理を終えたＭＡＣフレームは、スイッチ部２０５でインタフェース部２００−２へスイッチングされ、広域イーサネット（Ｒ）網１００の外部に送出される。
【００３６】
次に、分割／結合処理部２０４の動作について詳細に説明する。以下に説明する１６進表記については、数字の末尾に“ｈ”を付加する。特に指定していない場合は１０進表記とする。また、１バイトは８ビットである。
【００３７】
まず、分割処理について説明する。分割処理は、ＭＡＣフレームのフレーム長がＮバイト以上の場合に行われる。フレーム長判定部３００は、受信したＭＡＣフレームの長さを検出して、後段のブロックで分割処理を行うかどうかを判断する。ＭＡＣフレームのフレーム長は、ＭＡＣフレームに定義されるＬｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域６０２もしくはＭＡＣフレームを受信しているときに受信バイトをカウントすることにより求めることが可能である。
【００３８】
ＩＥＥＥ ８０２．３によると、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域は、１５００以下であれば、受信したＭＡＣフレーム長を示し、１５３６（１６進数で０６００ｈ）以上の場合には、上位プロトコルのタイプを示すと規定されている。また、ＤＩＸ規格として発表されたＥｔｈｅｒｎｅｔ（Ｒ） Ｖｅｒｓｉｏｎ ２では、前記Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ に相当する領域は上位層のプロトコルのタイプとして規定されており、たとえばＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ）の場合は、０８００ｈといったように０６００ｈ以上の値が規定されている。
【００３９】
フレーム長判定部３００において、受信したＭＡＣフレーム長がＮバイト以上と判定された場合には、ＭＡＣフレームのペイロード領域をＭバイトの固定サイズに分割する。分割されたペイロード領域には、分割前の宛先ＭＡＣアドレス・送信元ＭＡＣアドレスが付加され、分割ＭＡＣフレームであることを判定するために、ＭＡＣフレームのＬｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域に０６００ｈ以上の予約されていないタイプを付加する（分割識別子）。例えば、分割識別子として９０００ｈを付加する。更に分割されたペイロード領域が元のＭＡＣフレームのどこに位置していたかを示すポインタ情報を付加する。
【００４０】
図６に示したように、ＭＡＣフレームは、プリアンブル６００と、ＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）６０１と、宛先ＭＡＣアドレス６０２と、送信元ＭＡＣアドレス６０３と、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域６０４と、ペイロード領域６０５と、エラーチェック用のＦＣＳ領域６０５とから構成されている。
【００４１】
分割ＭＡＣフレームを構成する場合、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域６０４とペイロード領域６０５との部分をＭバイトの固定サイズに分割する。分割したデータには、それぞれ元のＭＡＣフレームに付加されていた宛先ＭＡＣアドレス６０２と、送信元ＭＡＣアドレス６０３とを、分割ＭＡＣフレームの宛先ＭＡＣアドレス６０９−１〜６０９−ｋと送信元ＭＡＣアドレス６１０−１〜６１０−ｋとして付加する。
【００４２】
更に、分割ＭＡＣフレームであることを判定するための分割識別子６１１−１〜６１１−ｋと、分割されたデータが元のＭＡＣフレームのどこに位置していたかを示す２バイトのポインタ情報６１２−１〜６１２−ｋとを付加する。分割識別子６１０−１〜６１０−ｋには、前述のように予約されていないタイプ９０００ｈを付加するが、最後の分割ＭＡＣフレームの分割識別子６１０−ｋには、最終であることがわかるように、タイプとして９００１を付加する。
【００４３】
具体例を用いて分割ＭＡＣフレームの構築方法について説明する。Ｎ＝２５０、Ｍ＝１００、ＭＡＣフレーム長が２５６のものを分割する場合について、図７を用いて説明する。ＭＡＣフレーム長は、宛先ＭＡＣアドレス６０２からＦＣＳ領域６０６までの長さであるため、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域とペイロード領域の長さは以下のようになる。すなわち、
【００４４】
この領域を１００バイトの固定サイズに分割するため１００バイトのブロック７０１，７０２と４０バイトのブロック７０３とに分割される。先頭の１００バイトブロック７０１には、分割識別子７０４として９０００ｈを付加し、１００バイトブロック７０１は元のＭＡＣフレームの１バイト〜１００バイトに位置するため、ポインタ７０５として６４ｈ（１００）を付加する。次の１００バイトブロック７０２には、分割識別子７０６として９０００ｈを付加し、１００バイトブロック７０２は元のＭＡＣフレームの１０１バイト〜２００バイトに位置するため、ポインタ７０７としてＣ８ｈ（２００）を付加する。
【００４５】
最後のブロックである４０バイトブロック７０３には、分割識別子７０８として９００１ｈを付加し、４０バイトブロック７０３は元のＭＡＣフレームの２０１バイト〜２４０バイトに位置するため、ポインタ値としてＦ０ｈ（２４０）を付加する。ＭＡＣフレームの宛先ＭＡＣアドレスからＦＣＳ領域までの長さは、最低６４バイトでなくてはならないため、５バイトのパディング７１０を行い、分割ＭＡＣフレームを生成する。
【００４６】
次に、結合処理について説明する。本例では、分割ＭＡＣフレームにタイプとして９０００ｈを付加しているため、フレーム長判定部３００において、ＭＡＣフレームのＬｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域を参照して（図５のステップ５０７）、そのタイプが９０００ｈ、９００１ｈの場合に結合処理を行う。
【００４７】
先頭の分割ＭＡＣフレームを受信した場合、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域を参照してそのタイプが９０００ｈであることにより、分割ＭＡＣフレームであることがわかる。分割ＭＡＣフレームを受信した場合、結合管理部３０３は分割ＭＡＣフレームの送信元ＭＡＣアドレスと同一の送信元ＭＡＣアドレスを持つ分割ＭＡＣフレームの受信状況を管理する。
【００４８】
すなわち、同一の送信元ＭＡＣアドレスを持った分割ＭＡＣフレームを受信したときに、ポインタ情報から分割前のフレームのどの位置に属するバイトを受信したかを結合管理テーブル３０４で管理していく（図５のステップ５１０）。そして、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域が９００１ｈである最終の分割ＭＡＣフレームを受信したときに、結合管理テーブル３０４を参照して、分割前のＭＡＣフレームの全バイトを受信したことが確認できた場合には、スイッチ部２０５へ送出する（図５のステップ５１３，５２０）。
【００４９】
中継装置によるフレーム廃棄などにより全バイト受信できない場合や（図５のステップ５１２）、タイマー３０５を用いて結合管理テーブル３０４のエントリで一定時間経過したものについては、それまで受信したＭＡＣフレームおよび結合管理テーブル３０４のエントリを削除し、それまで受信したバイトについてはすべて廃棄する（図５のステップ５１４）。また、受信バイトの監視により重複して届いたフレームについては、重複したフレームを廃棄する（図５のステップ５０９，５１５）。
【００５０】
図４の示した結合管理テーブル３０４は、送信元ＭＡＣアドレス４００及び情報格納アドレス４０１からなる検索メモリ４０２と、情報格納アドレス４０１が示すアドレスに格納されている受信バイト管理メモリ４０３とから構成されている。検索メモリ４０２は、例えば、ＣＡＭ（Ｃｏｎｔｅｎｔ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ）で構成可能であり、また受信バイト管理メモリ４０３は通常のメモリで構成可能である。
【００５１】
分割ＭＡＣフレームを受信した場合、送信元ＭＡＣアドレスを鍵として検索メモリ４０２を検索する。すでにこのＭＡＣアドレスに関するエントリが存在した場合には、そのエントリに格納さている情報格納アドレス４０１が示す受信バイト管理メモリ４０３の受信バイト数を更新する。エントリが存在しない場合は、送信ＭＡＣアドレスと情報格納アドレスをペアにして検索メモリ４０２に登録する。最終の分割ＭＡＣフレームを受信した場合には、受信バイト管理メモリ４０３を参照して、すべてのバイトを受信したことを確認して、検索メモリ４０２と受信バイト管理メモリ４０３の内容を消去する。
【００５２】
分割ＭＡＣフレームから元のＭＡＣフレームを構築する方法について、図７を用いて説明する。プリアンブルおよびＳＦＤ（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）については、固定パタンであるために、以下の説明では省略する。先頭の分割ＭＡＣフレームを受信した場合、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域７０４およびポインタ情報７０５を廃棄して、宛先ＭＡＣアドレス７１１、送信元ＭＡＣアドレス７１２と１００バイトのブロック７１３を保持しておく。
【００５３】
次に、分割ＭＡＣフレームを受信した場合、宛先ＭＡＣアドレス７１４、送信元ＭＡＣアドレス７１５、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域７０６およびポインタ情報７０７を廃棄して、１００バイトのブロック７１６を取り出し保持しておいたデータに続けて格納する。最終である分割ＭＡＣフレームを受信した場合、同様に、宛先ＭＡＣアドレス７１７、送信元ＭＡＣアドレス７１８、Ｌｅｎｇｔｈ／Ｔｙｐｅ 領域７０８およびポインタ情報７０９を廃棄して、４０バイトブロック７１９を取り出して、保持しておいたデータに続けて格納する。最終の分割ＭＡＣフレームには、パディング７１０が付加されている場合があるため、ポインタ情報に従って有効なデータのみを取り出す。
【００５４】
本例では、パラメータＮ，Ｍとして２５０，１００としたが、ＭについてはＭＡＣフレームの最低長を満足する４４以上の整数であればよく、ＮはＮ＞Ｍを満たす整数であればよい。また、分割識別子を９０００ｈ，９００１ｈとしているが、予約されていないタイプを使用するものであり、分割ＭＡＣフレームおよび最終の分割ＭＡＣフレームが識別できるものであればよく、特に限定するものではない。
【００５５】
エッジ装置のインタフェース部のポート速度および物理媒体は、イーサネット（Ｒ）であれば何でもよい。中継装置については、詳細な動作について記載していないが、通常のＭＡＣフレームをスイッチングする装置であればよいものである。
【００５６】
また、上記の図５に示した動作フローについては、予めプログラムとしてＲＯＭ等の記憶媒体にその手順を格納しておき、これをコンピュータであるＣＰＵに読取らせて実行するようにしてもよいものである。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、広域イーサネット（Ｒ）網を構成するエッジ装置にＮバイト以上の長いＭＡＣフレームについて分割ＭＡＣフレームを生成する機能を配備し、網内を転送されるＭＡＣフレームの最大フレーム長に制限を加えたために、網内の遅延を抑えることが可能であり、また網内を転送されるフレーム長を固定サイズ以下に抑えられるので、網内の中継装置において、同一ポートへ出力するフレームが存在した場合に、長いフレームを送信中に他のフレームが出力待ちになる状態（遅延）を軽減することできるという効果もある。更にまた、中継装置がジャンボフレームをサポートしない場合にも、ジャンボフレームを転送することが可能となるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例が適用される概略ネットワーク構成図である。
【図２】図１におけるエッジ装置の機能ブロック図である。
【図３】図２における分割／結合処理部の具体例を示す図である。
【図４】図３における結合管理テーブルの例を示す図である。
【図５】本発明の実施例の動作を示すフローチャートである。
【図６】ＭＡＣフレームと分割フレームとの関係を示す図である。
【図７】分割フレームの構築方法の例を説明する図である。
【符号の説明】
１００ 広域イーサネット（Ｒ）網
１０１−１〜１０１−６ エッジ装置
１０２−１〜１０２−４ 中継装置
２００−１〜２００−ｎ インタフェース部
２０１ 物理レイヤ処理部
２０２ ＭＡＣ処理部
２０３ あて先解決部
２０４ 分割／結合処理部
２０５ スイッチ部
３００ フレーム長判定部
３０１ 分割処理部
３０２ 結合処理部
３０３ 結合管理部
３０４ 結合管理テーブル
３０５ タイマー
Claims (10)
- イーサネット（Ｒ）網の外部と内部との間に設けられたデータ転送装置であって、
前記網の内部へ転送されるデータフレームを受信して、そのデータ長が所定長以上の場合に、予め定められた固定長の複数のフレームに分割して分割フレームとする分割処理手段と、
前記網の外部へ転送されるデータフレームを受信して、このデータフレームが前記分割フレームの場合に、結合処理して元のデータフレームとする結合処理手段と、
を含むことを特徴とするデータ転送装置。 - 前記分割処理手段は、前記分割フレームに対して、分割フレームであることを示す分割識別子及びその分割フレームが前記元のフレームのどの位置にあるかを示すポインタ情報を付加する手段を有し、
前記結合処理手段は、前記分割識別子及び前記ポインタ情報を用いて前記分割フレームの結合処理をなす手段を有することを特徴とする請求項１記載のデータ転送装置。 - 前記分割処理手段は、前記分割フレームに対して、前記元のフレームの送信元アドレス及び送信先アドレスを付加する手段を、更に有することを特徴とする請求項１または２記載のデータ転送装置。
- 前記データフレームはＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームであり、前記送信先アドレス及び送信元アドレスはＭＡＣアドレスであることを特徴とする請求項３記載のデータ転送装置。
- イーサネット（Ｒ）網の外部と内部との間に設けられたデータ転送装置におけるデータ転送方法であって、
前記網の内部へ転送されるデータフレームを受信して、そのデータ長が所定長以上の場合に、予め定められた固定長の複数のフレームに分割して分割フレームとする分割処理ステップと、
前記網の外部へ転送されるデータフレームを受信して、このデータフレームが前記分割フレームの場合に、結合処理して元のデータフレームとする結合処理ステップと、
を含むことを特徴とするデータ転送方法。 - 前記分割処理ステップは、前記分割フレームに対して、分割フレームであることを示す分割識別子及びその分割フレームが前記元のフレームのどの位置にあるかを示すポインタ情報を付加するステップを有し、
前記結合処理ステップは、前記分割識別子及び前記ポインタ情報を用いて前記分割フレームの結合処理をなすステップを有することを特徴とする請求項５記載のデータ転送方法。 - 前記分割処理ステップは、前記分割フレームに対して、前記元のフレームの送信元アドレス及び送信先アドレスを付加するステップを、更に有することを特徴とする請求項５または６記載のデータ転送方法。
- 前記データフレームはＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームであり、前記送信先アドレス及び送信元アドレスはＭＡＣアドレスであることを特徴とする請求項７記載のデータ転送方法。
- 請求項１〜４いずれか記載のデータ転送装置を用いたことを特徴とするデータ通信システム。
- イーサネット（Ｒ）網の外部と内部との間に設けられたデータ転送装置におけるデータ転送方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記網の内部へ転送されるデータフレームを受信して、そのデータ長が所定長以上の場合に、予め定められた固定長の複数のフレームに分割して分割フレームとする分割処理ステップと、
前記網の外部へ転送されるデータフレームを受信して、このデータフレームが前記分割フレームの場合に、結合処理して元のデータフレームとする結合処理ステップと、
を含むことを特徴とするコンピュータ読取り可能なプログラム。
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