JP5283496B2

JP5283496B2 - LAN relay device

Info

Publication number: JP5283496B2
Application number: JP2008326039A
Authority: JP
Inventors: 隆一北市; 和幸鹿島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2028-12-22
Also published as: JP2010148031A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a LAN repeater, capable of reducing the relay delays and reducing the relay frequency of invalid frames. <P>SOLUTION: The LAN repeater includes a frame buffer 35; a checksum confirmation part 34 for obtaining an error confirmation value, on the basis of the prescribed range of a reception frame and determining the reception frame as an invalid frame, when error detection information for error confirmation generated by the transmission side and stored in the reception frame and the obtained error confirmation value do not match; and a buffer control part 36 for buffering the reception frame from the head of the frame, ending buffering, when a determined result is notified, and abandoning the reception frame, when it is determined as being an invalid frame. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、イーサネット（登録商標）フレームの交換および中継（スイッチング）を行なうＬＡＮ中継装置に関する。 The present invention relates to a LAN relay device for exchanging and relaying an Ethernet (registered trademark) frame.

従来のイーサネット（登録商標）スイッチは、フレーム（イーサネット（登録商標）フレーム）の先頭６バイトの宛先アドレスを確認し次第、目的のポートに送出することによって装置内の中継遅延の低減を行う、カットスルー中継を行なっている（たとえば、下記非特許文献１文献参照）。 The conventional Ethernet (registered trademark) switch reduces the relay delay in the device by confirming the destination address of the first 6 bytes of the frame (Ethernet (registered trademark) frame) and sending it to the target port. Through relaying is performed (for example, see the following Non-Patent Document 1).

また、フレーム全てをバッファリングし、フレーム最終に付与されているＦＣＳ（フレームチェックシーケンス）をチェックして、フレームが正常であることを確認してから目的のポートに送出する方法である、ストアアンドフォワード方式と呼ばれる方式も多く採用されている。 Also, store-and-store is a method of buffering all frames, checking the FCS (frame check sequence) attached to the end of the frame, and confirming that the frame is normal before sending it to the target port. A method called a forward method is also often used.

カットスルー中継を行う方式（カットスルー方式）では、エラーフレームも他のポートに中継してしまうという問題点がある。ストアアンドフォワード方式では、エラーフレームを中継することはないものの、カットスルー方式に比べて装置内の中継遅延が大きいという問題点がある。ただし、このような中継遅延があったとしても、一般的にネットワークを利用する上では大きな問題とはならないため、多くのスイッチではストアアンドフォワード方式が利用されている。 In the method of performing cut-through relay (cut-through method), there is a problem that error frames are also relayed to other ports. The store-and-forward method does not relay error frames, but has a problem that the relay delay in the apparatus is larger than that of the cut-through method. However, even if there is such a relay delay, it is generally not a big problem in using the network, so the store-and-forward method is used in many switches.

上記の両方式の問題を回避する方法の１つとして、フラグメントフリー方式が提案されている（たとえば、非特許文献２参照）。フラグメントフリー方式は、フレームの先頭６４バイトまでバッファリングし、フレームが短すぎないことを確認して、正常であれば目的のポートに送出する。なお、イーサネット（登録商標）では、６４バイト未満のフレームは不正フレームである。 As one of the methods for avoiding both problems, a fragment free method has been proposed (for example, see Non-Patent Document 2). In the fragment free method, the first 64 bytes of the frame are buffered, it is confirmed that the frame is not too short, and if it is normal, it is sent to the target port. In Ethernet (registered trademark), a frame of less than 64 bytes is an illegal frame.

リッチ・サイファイト著「ＬＡＮスイッチング徹底解説」日経ＢＰ社，2001年8月6日，P.145〜150Rich Sci-Fight “Thorough Explanation of LAN Switching” Nikkei Business Publications, August 6, 2001, pages 145-150 アライドテレシス社著「ネットワーク機器講座｜スイッチ編」アライドテレシス社，http://www.allied-telesis.co.jp/library/nw＿guide/device/switch.html，２００８年１１月２３日Allied Telesis "Network Equipment Course | Switch" Allied Telesis, http://www.allied-telesis.co.jp/library/nw_guide/device/switch.html, November 23, 2008

しかしながら、上記非特許文献１のフラグメントフリー方式では、フレームの先頭６４バイトまでバッファリングし、フレームの長さを確認することにより、不正フレームを検出している。そのため、不正フレームのうち６４バイト未満の不正フレームしか検出できない、という問題があった。特に工場などノイズが多い場所に設置されたネットワークでは、一般的なネットワークよりビットエラーの発生頻度が高くなる可能性があり、そのような場合に、検出できない不正フレームが多くなる。 However, in the fragment free method of Non-Patent Document 1, an illegal frame is detected by buffering up to the first 64 bytes of the frame and checking the length of the frame. For this reason, there is a problem that only illegal frames of less than 64 bytes can be detected. In particular, in a network installed in a noisy place such as a factory, the frequency of occurrence of bit errors may be higher than in a general network, and in such a case, the number of illegal frames that cannot be detected increases.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、中継遅延を低減し、かつ、不正フレームの中継頻度を低減することができる、ＬＡＮ中継装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain a LAN relay device that can reduce relay delay and reduce the frequency of relaying illegal frames.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、レイヤ２ヘッダに格納された宛先情報に基づいてレイヤ２フレームの中継を行うＬＡＮ中継装置であって、受信フレームをバッファリングするためのバッファと、前記受信フレームのうちの情報が格納される情報部より前の所定の範囲のデータである確認用データに基づいてエラー確認のためのエラー確認値を求め、送信側が生成して前記受信フレームのレイヤ２ヘッダ以外でありかつ前記情報部より前の領域に格納したエラー確認のための情報であるエラー検出情報と前記エラー確認値とを比較し、比較結果が一致しない場合にその受信フレームを不正フレームと判断するエラー確認手段と、前記受信フレームをそのフレームの先頭から前記バッファへバッファリングし、前記判断結果が通知された場合に、全てのフレームをバッファリングしていなくても、前記バッファへのバッファリングを終了し、不正フレームと判断された場合にはその受信フレームを廃棄し、正常であれば中継処理を開始するバッファ制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a LAN relay device that relays layer 2 frames based on destination information stored in a layer 2 header, and buffers received frames. And an error confirmation value for error confirmation based on the confirmation data that is data in a predetermined range before the information part in which the information of the received frame is stored , and the transmission side generates The error confirmation information is compared with error detection information that is information for error confirmation stored in an area other than the layer 2 header of the received frame and before the information part. Error checking means for determining a received frame as an illegal frame; and buffering the received frame from the head of the frame to the buffer, If the result is notified, even all the frames need not be buffered, Stop buffering to the buffer, if it is determined that the abnormal frame discards the received frame, if properly And buffer control means for starting relay processing .

この発明によれば、レイヤ２の中継をする場合に、レイヤ３であるＩＰヘッダのチェックサムを算出できるまでフレームをバッファリングし、チェックサム算出後にバッファリングを終了してスイッチング部へ転送するようにしたので、中継遅延を低減し、かつ、不正フレームの中継頻度を低減するができる、という効果を奏する。 According to the present invention, when layer 2 is relayed, the frame is buffered until the checksum of the IP header of layer 3 can be calculated, and after the checksum is calculated, the buffering is terminated and transferred to the switching unit. As a result, it is possible to reduce the relay delay and reduce the frequency of fraudulent frame relay.

以下に、本発明にかかるＬＡＮ中継装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a LAN relay device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
図１は、本発明にかかるＬＡＮ中継装置の実施の形態１の機能構成例を示す図である。本実施の形態のＬＡＮ中継装置１は、カットスルー中継を行うイーサネット（登録商標）スイッチであり、ＬＡＮ（Local Area Network）２−１〜２−Ｎ（Ｎは自然数；２−１〜２−３のみを図示）に接続されている。また、ＬＡＮ中継装置１は、図１に示すように、自装置情報管理部１０，自装置フレーム処理部１１，スイッチング部１２，ＬＡＮ入出力処理部２０−１〜２０−Ｎ（２０−１〜２０−３のみを図示）で構成される。また、ＬＡＮ入出力処理部２０−１は、入力処理部２１と出力処理部２２で構成される。ＬＡＮ入出力処理部２０−２〜２０−ＮもＬＡＮ入出力処理部２０−１と同様の構成である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a functional configuration example of a first embodiment of a LAN relay device according to the present invention. The LAN relay device 1 according to the present embodiment is an Ethernet (registered trademark) switch that performs cut-through relay, and LAN (Local Area Network) 2-1 to 2-N (N is a natural number; 2-1 to 2-3). Only connected). In addition, as shown in FIG. 1, the LAN relay device 1 includes a local device information management unit 10, a local frame processing unit 11, a switching unit 12, and LAN input / output processing units 20-1 to 20-N (20-1 to 20-1). Only 20-3 is shown). The LAN input / output processing unit 20-1 includes an input processing unit 21 and an output processing unit 22. The LAN input / output processing units 20-2 to 20-N have the same configuration as the LAN input / output processing unit 20-1.

ＬＡＮ入出力処理部２０−１〜２０−Ｎは、異なる入出力ポートにそれぞれ対応しておりＬＡＮ入出力処理部２０−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）の入力処理部２１は、ＬＡＮ２−ｉから入力されるフレームに対して所定の処理を行った後にスイッチング部１２に転送し、また、ＬＡＮ入出力処理部２０−ｉの出力処理部２２は、スイッチング部１２から転送されたフレームをＬＡＮ２−ｉに出力するなどの処理を行なう。自装置情報管理部１０は、ＬＡＮ中継装置１の設定情報やフレーム情報の更新など自装置に関する情報である装置内情報を管理する。また、自装置フレーム処理部１１は、送信するフレームに対して所定の送信処理を行い、また、受信したフレームに対して所定の受信処理を行う。スイッチング部１２は、ＬＡＮ入出力処理部２０−ｉから入力したフレームを、別のＬＡＮ入出力処理部２０−ｊ（ｊ＝１〜Ｎ；ｉ≠ｊ）へ転送する。 The LAN input / output processing units 20-1 to 20-N correspond to different input / output ports, and the input processing unit 21 of the LAN input / output processing unit 20-i (i = 1 to N) is connected to the LAN 2-i. The input frame is transferred to the switching unit 12 after predetermined processing, and the output processing unit 22 of the LAN input / output processing unit 20-i transmits the frame transferred from the switching unit 12 to the LAN 2-i. To output to. The own device information management unit 10 manages in-device information that is information related to the own device such as setting information of the LAN relay device 1 and update of frame information. The own device frame processing unit 11 performs a predetermined transmission process on the frame to be transmitted, and performs a predetermined reception process on the received frame. The switching unit 12 transfers the frame input from the LAN input / output processing unit 20-i to another LAN input / output processing unit 20-j (j = 1 to N; i ≠ j).

図２は、ＬＡＮ入出力処理部２０−１〜２０−Ｎの入力処理部２１の構成例を示す図である。入力処理部２１は、フレーム解析部３１，出力インタフェース判定部３２，アドレス学習部３３，チェックサム確認部３４，フレームバッファ３５，バッファ制御部３６で構成される。また、入力処理部２１は、フレーム中継情報３７を保持している。フレーム中継情報３７は、イーサネット（登録商標）レベルでブリッンジングやスイッチングなどのフレーム中継を行なう装置が、一般的に使用しているフレーム中継情報であるフィルタリングデータベースと呼ばれるものと同様である。 FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the input processing unit 21 of the LAN input / output processing units 20-1 to 20-N. The input processing unit 21 includes a frame analysis unit 31, an output interface determination unit 32, an address learning unit 33, a checksum confirmation unit 34, a frame buffer 35, and a buffer control unit 36. Further, the input processing unit 21 holds frame relay information 37. The frame relay information 37 is the same as what is called a filtering database, which is frame relay information generally used by devices that perform frame relay such as bridging and switching at the Ethernet (registered trademark) level.

フレーム解析部３１は、フレームの受信を認識してバッファ制御部３６にフレームのバッファリングやスイッチング部１２への転送を指示し、また、受信フレームを解析してイーサネット（登録商標）ヘッダやＩＰヘッダの位置を特定し他の処理部に通知するなどの処理を行なう。出力インタフェース判定部３２は、フレーム解析部３１からの指示に従って受信フレームの宛先アドレスを取り出し、フレーム中継情報３７を参照し、フレーム中継情報３７に基づいて出力先のＬＡＮ入出力処理部２０−１〜２０−Ｎを決定する。なお、フレーム中継情報３７を参照して出力先を決定する処理は、スイッチングを行う一般的な装置で実施されている処理と同様とする。 The frame analysis unit 31 recognizes the reception of the frame and instructs the buffer control unit 36 to buffer the frame and transfer the frame to the switching unit 12, and also analyzes the received frame to obtain an Ethernet (registered trademark) header or an IP header. The process of specifying the position of and notifying other processing units is performed. The output interface determination unit 32 extracts the destination address of the received frame according to the instruction from the frame analysis unit 31, refers to the frame relay information 37, and outputs the output LAN input / output processing units 20-1 to 20-1 based on the frame relay information 37. 20-N is determined. Note that the process of determining the output destination with reference to the frame relay information 37 is the same as the process performed in a general device that performs switching.

アドレス学習部３３は、フレーム解析部３１からの指示に従って受信フレームの送信元アドレスを取り出し、取り出したアドレスをその受信フレームが入力されたＬＡＮ入出力処理部２０−１〜２０−Ｎと対応づけてフレーム中継情報３７として登録する。 The address learning unit 33 extracts the transmission source address of the received frame in accordance with the instruction from the frame analysis unit 31, and associates the extracted address with the LAN input / output processing units 20-1 to 20-N to which the received frame is input. Register as frame relay information 37.

チェックサム確認部３４は、フレーム解析部３１からの指示に従って受信フレームのＩＰヘッダ情報からヘッダチェックサム値を算出し、ＩＰヘッダ情報内に格納されているヘッダチェックサム値と比較し、比較結果をフレーム解析部３１に通知する。 The checksum confirmation unit 34 calculates a header checksum value from the IP header information of the received frame according to an instruction from the frame analysis unit 31, compares it with the header checksum value stored in the IP header information, and compares the comparison result. The frame analysis unit 31 is notified.

フレームバッファ３５は、バッファ制御部３６の指示に従って受信フレームのバッファリングを行なう。バッファ制御部３６は、フレーム解析部３１の指示に従って受信フレームのバッファリングをフレームバッファ３５に指示したり、フレーム解析部３１の指示に従ってバッファリングしていたフレームをスイッチング部１２に転送するようにフレームバッファ３５に指示したり、またはバッファリングしていたフレームを廃棄するようフレームバッファ３５に指示したりの動作を行う。また、バッファ制御部３６は、フレーム解析部３１からの通知によりフレーム最終を判断し、受信フレームのフレームバッファ３５への書き込み終了を指示する。 The frame buffer 35 buffers received frames according to instructions from the buffer control unit 36. The buffer control unit 36 instructs the frame buffer 35 to buffer the received frame in accordance with an instruction from the frame analysis unit 31, or transfers the frame buffered according to the instruction from the frame analysis unit 31 to the switching unit 12. An operation of instructing the buffer 35 or instructing the frame buffer 35 to discard the buffered frame is performed. In addition, the buffer control unit 36 determines the end of the frame based on the notification from the frame analysis unit 31 and instructs the end of writing of the received frame to the frame buffer 35.

図３は、イーサネット（登録商標）のフレームフォーマット示す図である。図３に示すように、イーサネット（登録商標）ヘッダとＩＰパケットとＦＣＳで構成され、イーサネット（登録商標）ヘッダは、宛先アドレス，送信元アドレス，Type／Lengthを含む。また、ＩＰパケットはＩＰヘッダとＩＰデータで構成される。図４は、ＩＰ（Internet Protocol）バージョン４のヘッダフォーマットを示す図である。また、図５は、ＩＰバージョン６のヘッダフォーマットを示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a frame format of Ethernet (registered trademark). As shown in FIG. 3, it is composed of an Ethernet (registered trademark) header, an IP packet, and an FCS, and the Ethernet (registered trademark) header includes a destination address, a source address, and Type / Length. An IP packet is composed of an IP header and IP data. FIG. 4 is a diagram showing a header format of IP (Internet Protocol) version 4. FIG. 5 is a diagram showing a header format of IP version 6.

つづいて、本実施の形態の動作について説明する。ここでは、受信フレームにはＩＰハージョン４のＩＰパケットが含まれていることとし、ＩＰヘッダは図４に示すようなＩＰバージョン４のヘッダを指すこととする。まず、本実施の形態のＬＡＮ中継装置１のＬＡＮ入出力部２０の入力処理部２１では、ＬＡＮ２からフレーム（イーサネット（登録商標）フレーム）を受け取ると、フレーム解析部３１がバッファ制御部３６にフレームバッファ３５へのバッファリングを指示する。バッファ制御部３６は指示に従って、フレームバッファ３５に受信したフレーム（受信フレーム）のバッファリングを指示する。受信フレームは、フレームバッファ３５に送られるとともに、出力インタフェース判定部３２，アドレス学習部３３，チェックサム確認部３４にもそれぞれ転送される。 Next, the operation of the present embodiment will be described. Here, the received frame includes an IP packet of IP version 4, and the IP header indicates an IP version 4 header as shown in FIG. First, in the input processing unit 21 of the LAN input / output unit 20 of the LAN relay device 1 according to the present embodiment, when receiving a frame (Ethernet (registered trademark) frame) from the LAN 2, the frame analysis unit 31 sends a frame to the buffer control unit 36. Instructs buffering to the buffer 35. The buffer control unit 36 instructs the frame buffer 35 to buffer the received frame (received frame) according to the instruction. The received frame is sent to the frame buffer 35 and is also transferred to the output interface determination unit 32, the address learning unit 33, and the checksum confirmation unit 34, respectively.

フレーム解析部３１は受信フレームを解析し、宛先アドレスの先頭を認識すると、出力インタフェース判定部３２に通知し、出力インタフェースの検索を促す。出力インタフェース判定部３２は、通知に基づいてフレーム中継情報３７からそのフレームの宛先アドレスに対応する出力インタフェース（装置内の出力インタフェース）を検索し、検索結果を出力インタフェース情報として取得し、フレーム解析部３１に通知する。 When the frame analysis unit 31 analyzes the received frame and recognizes the head of the destination address, the frame analysis unit 31 notifies the output interface determination unit 32 and prompts the search for the output interface. Based on the notification, the output interface determination unit 32 searches the frame relay information 37 for an output interface (output interface in the apparatus) corresponding to the destination address of the frame, acquires the search result as output interface information, and the frame analysis unit 31 is notified.

さらに、フレーム解析部３１は受信フレームの解析を続け、送信元アドレスの先頭を認識すると、アドレス学習部３３に通知し、送信元アドレスと入力インタフェース情報などのフレーム中継情報登録を促す。アドレス学習部３３は、通知に基づいて送信元アドレスとそのフレームが入力された入力インタフェース（装置内の入力インタフェース）を取得し、取得したアドレスと入力インタフェースを対応づけてフレーム中継情報３７に登録する。 Furthermore, when the frame analysis unit 31 continues to analyze the received frame and recognizes the beginning of the transmission source address, the frame analysis unit 31 notifies the address learning unit 33 and prompts registration of frame relay information such as the transmission source address and input interface information. The address learning unit 33 acquires a transmission source address and an input interface (input interface in the apparatus) to which the frame is input based on the notification, and registers the acquired address and the input interface in the frame relay information 37 in association with each other. .

さらにフレーム解析部３１は、受信フレームの解析を続け、ＩＰヘッダの先頭を認識すると、チェックサム確認部３４に通知する。チェックサム確認部３４は、通知に基づいてＩＰヘッダ情報を順に取得してチェックサムを算出し、ＩＰヘッダが終了するとチェックサムの算出処理を終了し、算出した結果が、ＩＰヘッダ内のヘッダチェックサム値と合致するかを確認し、チェックサム値の正否（合致したが否か）をフレーム解析部３１に通知する。 Further, the frame analysis unit 31 continues to analyze the received frame, and notifies the checksum confirmation unit 34 when the head of the IP header is recognized. The checksum confirmation unit 34 obtains the IP header information in order based on the notification and calculates the checksum. When the IP header ends, the checksum calculation processing ends, and the calculated result is the header check in the IP header. It is confirmed whether it matches the sum value, and the frame analysis unit 31 is notified of whether the check sum value is correct (whether it matches).

フレーム解析部３１は、チェックサム確認部３４から通知されたチェックサム値の正否が正であった場合、バッファ制御部３６に対して、バッファリング終了を指示し、また、受信フレームを出力インタフェース判定部３２が取得した出力インタフェース情報とともにフレームスイッチング部１２へ出力するよう指示する。バッファ制御部３６は、指示に基づいてフレームバッファ３５へのバッファリングを終了し、受信フレームが終了するまで順次フレームを読み出し、出力インタフェース情報とともにスイッチング部１２に転送する。 When the checksum value notified from the checksum confirmation unit 34 is correct, the frame analysis unit 31 instructs the buffer control unit 36 to end buffering, and determines the received frame as an output interface. The unit 32 instructs to output to the frame switching unit 12 together with the acquired output interface information. The buffer control unit 36 ends buffering to the frame buffer 35 based on the instruction, sequentially reads the frames until the reception frame is completed, and transfers the frames to the switching unit 12 together with the output interface information.

フレーム解析部２１は、チェックサム確認部３４から通知されたチェックサム値の正否が否の場合（チェックサム結果が誤っている場合、すなわち不正フレームであると判断した場合）、バッファ制御部３６にバッファリング終了を指示して受信フレームを廃棄するよう指示する。指示を受けたバッファ制御部３６はバッファリングを終了し、受信フレームが終了するまで順次フレームを読み出し、廃棄する。 If the checksum value notified from the checksum confirmation unit 34 is correct or not (if the checksum result is incorrect, i.e., it is determined that the frame is an illegal frame), the frame analysis unit 21 notifies the buffer control unit 36. Instructs the end of buffering and discards the received frame. Upon receiving the instruction, the buffer control unit 36 finishes buffering, sequentially reads and discards frames until the received frame ends.

また、フレーム解析部３１は、受信フレームの最終を認識すると、その旨をバッファ制御部３６に通知する。バッファ制御部３６は、フレーム解析部３１からフレーム最終を通知されると、フレームのバッファリングを開始してからフレームを出力し始めるまでの時間の差を求め、その時間差の分だけフレーム読み出しを継続し、受信フレームの転送または廃棄が終了後、読み出しを終了する。または、バッファ制御部３６のフレーム最終の認識を単純化させるため、フレーム解析部３１がフレームバッファ３５を通過するフレーム最終データと並列に、フレーム最終を示すビットなどを付加し、バッファ制御部３６が付加されたビットを参照してフレーム終了を認識するようにしてもよい。 When the frame analysis unit 31 recognizes the end of the received frame, the frame analysis unit 31 notifies the buffer control unit 36 to that effect. When the frame control unit 31 is notified of the end of the frame, the buffer control unit 36 obtains a time difference from the start of frame buffering to the start of frame output, and continues frame reading by the time difference. Then, after the transfer or discard of the received frame is finished, the reading is finished. Alternatively, in order to simplify the recognition of the frame end of the buffer control unit 36, the frame analysis unit 31 adds a bit indicating the frame end in parallel with the frame final data passing through the frame buffer 35, and the buffer control unit 36 The end of the frame may be recognized with reference to the added bit.

なお、受信フレームがＩＰパケットを格納したものでない場合や図５で示すようなＩＰバージョン６パケットの場合には、フレーム解析部３１は出力インタフェース判定部３２が出力インタフェースを取得した際に、バッファ制御部３６にフレーム読み出しの指示を行ない、チェックサム確認部３４に対するＩＰヘッダ先頭の通知は行なわない。この動作は、従来のカットスルー中継と同様の動作である。 When the received frame does not store an IP packet or is an IP version 6 packet as shown in FIG. 5, the frame analysis unit 31 performs buffer control when the output interface determination unit 32 acquires the output interface. The unit 36 is instructed to read the frame, and the checksum confirmation unit 34 is not notified of the head of the IP header. This operation is the same as the conventional cut-through relay.

また、受信フレームがＩＰパケットを格納したものでない場合（ＩＰバージョン６パケットの場合も含む）にフラグメントフリー方式のカットスルー中継を行なうようにしてもよい。この場合、フレーム解析部３１は、受信フレームがＩＰパケットを格納したものでない場合、６４バイト分の受信フレームの入力を確認した場合、バッファ制御部３６にフレームバッファ３５からの読み出しの指示を行なう。そして、従来のフラグメントフリー方式のカットスルー中継と同様に、フレーム解析部３１が、読み出した６４バイト分のデータを確認し、そのフレームが６４バイト未満であれば不正フレームと判断して、バッファ制御部３５にそのフレームの廃棄を指示する。 Further, fragment-free cut-through relaying may be performed when the received frame does not store an IP packet (including an IP version 6 packet). In this case, the frame analysis unit 31 instructs the buffer control unit 36 to read from the frame buffer 35 when the received frame is not an IP packet stored and when the input of the received frame for 64 bytes is confirmed. Then, similarly to the conventional fragment-free cut-through relay, the frame analysis unit 31 confirms the read 64 bytes of data, and if the frame is less than 64 bytes, determines that the frame is an illegal frame and controls the buffer. The unit 35 is instructed to discard the frame.

以上のように、本実施の形態では、イーサネット（登録商標）レベル、すなわちレイヤ２の中継装置でありながら、レイヤ３であるＩＰヘッダのチェックサムを算出できるまでフレームをバッファリングし、チェックサム算出後にバッファリングを終了してスイッチング部１２へ転送するようにした。そのため、従来のフラグメントフリー方式より少ない装置内中継遅延でフレームを出力することが可能となる。また、ＩＰヘッダについてのビット誤りの有無を確認できるため、他のカットスルー中継方式より不正フレームを中継する確率を下げることができる。 As described above, in the present embodiment, the frame is buffered until the checksum of the IP header of layer 3 can be calculated even though it is an Ethernet (registered trademark) level, that is, the layer 2 relay device, and the checksum calculation is performed. The buffering is finished later and the data is transferred to the switching unit 12. For this reason, it is possible to output a frame with less intra-device relay delay than in the conventional fragment-free method. In addition, since the presence or absence of a bit error in the IP header can be confirmed, the probability of relaying an illegal frame can be reduced as compared with other cut-through relay methods.

実施の形態２．
図６は、本発明にかかる実施の形態２のＬＡＮ中継装置が用いるフレームの構成例を示す図である。実施の形態１では、ＩＰバージョン４のパケットを格納したイーサネット（登録商標）フレームの中継遅延を抑えるようにしたものであるが、本実施の形態では、独自にフォーマットを定義した独自フレームを用いる場合に対応する。図６に示すように、本実施の形態の独自フレームでは、イーサネット（登録商標）ヘッダは図３に示した通常のヘッダと同様であるが、その後に独自ヘッダを備える。独自ヘッダのうち、１５バイト目〜３０バイト目は、独自に用いる所定のヘッダとし、最後の２バイト（３１バイト目と３２バイト目）は、フレームの先頭から３０バイト目までのデータのチェックサム値（以下、独自チェックサム値という）が格納される。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a frame used by the LAN relay device according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the relay delay of the Ethernet (registered trademark) frame storing the IP version 4 packet is suppressed. However, in the present embodiment, a unique frame whose format is uniquely defined is used. Corresponding to As shown in FIG. 6, in the unique frame of the present embodiment, the Ethernet (registered trademark) header is the same as the normal header shown in FIG. 3, but the unique header is provided thereafter. Among the unique headers, the 15th to 30th bytes are designated headers used uniquely, and the last 2 bytes (31st and 32nd bytes) are the checksum of the data from the beginning of the frame to the 30th byte. A value (hereinafter referred to as a unique checksum value) is stored.

図７は、本実施の形態の入力処理部２１ａの構成例を示す図である。本実施の形態のＬＡＮ中継装置は、実施の形態１の入力処理部２１を入力処理部２１ａに替える以外は、実施の形態１のＬＡＮ中継装置と同様である。図７に示すように、本実施の形態の入力処理部２１ａは、実施の形態１の入力処理部２１のフレーム解析部３１，チェックサム確認部２３を、それぞれフレーム解析部３１ａ，フレームエラー確認部４１に替える以外は実施の形態１の入力処理部２１ａと同様である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the input processing unit 21a according to the present embodiment. The LAN relay device according to the present embodiment is the same as the LAN relay device according to the first embodiment, except that the input processing unit 21 according to the first embodiment is replaced with an input processing unit 21a. As shown in FIG. 7, the input processing unit 21a of the present embodiment includes a frame analysis unit 31 and a checksum confirmation unit 23 of the input processing unit 21 of the first embodiment, respectively. Except for changing to 41, it is the same as the input processing unit 21a of the first embodiment.

フレーム解析部３１ａは、実施の形態１で説明したフレーム解析部３１に独自フレームフォーマットを解釈する機能と、独自フレームフォーマットの開始を他の処理部に通知する機能を追加したものである。受信フレームが独自フレームであることは、イーサネット（登録商標）ヘッダのType/Lengthフィールドを用いて通知することとする。フレームエラー確認部４１は、受信フレームの先頭から３０バイト目までのチェックサムを算出し、算出した結果と独自フレームに格納された独自チェックサム値とを比較し、一致するか否かの結果をフレーム解析部３１ａに通知する。 The frame analysis unit 31a is obtained by adding the function of interpreting the unique frame format to the frame analysis unit 31 described in the first embodiment and the function of notifying other processing units of the start of the unique frame format. The fact that the received frame is a unique frame is notified using the Type / Length field of the Ethernet (registered trademark) header. The frame error confirmation unit 41 calculates the checksum from the beginning of the received frame to the 30th byte, compares the calculated result with the unique checksum value stored in the unique frame, and determines whether or not they match. Notify the frame analysis unit 31a.

つづいて、本実施の形態の動作について説明する。フレーム解析部３１ａは、フレームを受信すると、実施の形態１と同様に、バッファ制御部３６に受信フレームのバッファリングの指示、出力インタフェース判定部３２への宛先アドレス位置の通知、アドレス学習部３３への送信元アドレス位置の通知を行なう。本実施の形態では、フレーム解析部３１ａは、さらに、フレームエラー確認部４１に、フレームの先頭位置の通知を行なう。 Next, the operation of the present embodiment will be described. When receiving the frame, the frame analysis unit 31a instructs the buffer control unit 36 to buffer the received frame, notifies the destination interface position to the output interface determination unit 32, and sends it to the address learning unit 33, as in the first embodiment. Is notified of the source address position. In the present embodiment, the frame analysis unit 31a further notifies the frame error confirmation unit 41 of the start position of the frame.

イーサネット（登録商標）フレームの先頭位置を通知されたフレームエラー確認部４１は、フレームの先頭から３０バイト目までのチェックサムを算出し、算出した値とそのフレームの３１バイト目に格納されている２バイトの独自チェックサム値とを比較し、その比較結果を正否判定結果としてフレーム解析部３１ａに通知する。これ以外の動作は、実施の形態１と同様である。 The frame error confirmation unit 41 notified of the start position of the Ethernet (registered trademark) frame calculates the checksum from the start of the frame to the 30th byte, and stores the calculated value and the 31st byte of the frame. The 2-byte unique checksum value is compared, and the comparison result is notified to the frame analysis unit 31a as a correct / incorrect determination result. Other operations are the same as those in the first embodiment.

なお、ここでは、不正フレームを判定するための情報として独自フレームにチェックサム値がフレームに格納されている場合について説明したが、これに限らず、独自フレームに、エラーを検出するための情報、たとえばＣＲＣ情報など他のエラー検出情報を格納する場合でも同様である。この場合、フレームエラー確認部４１は、そのエラー検出情報に対応した処理を実施し、エラー検出情報と比較するようにすればよい。 Here, the case where a checksum value is stored in a unique frame as information for determining an illegal frame has been described. However, the present invention is not limited to this, and information for detecting an error in a unique frame, The same applies to the case where other error detection information such as CRC information is stored. In this case, the frame error confirmation unit 41 may perform a process corresponding to the error detection information and compare it with the error detection information.

なお、ここでは、チェックサム確認部３４の替わりにフレームエラー確認部４１を備え、独自フレームに対応するようにしたが、チェックサム確認部３４とフレームエラー確認部４１の両方を備え、フレーム解析部３１が、フレームの種類に応じて実施の形態１の動作と実施の形態２の動作を切替えるようにしてもよい。また、チェックサム確認部３４も、フレームエラー確認を行う手段の一部であるため、フレームエラー確認部４１とチェックサム確認部３４の機能を統合して、１つのフレームエラー確認手段としてもよい。また、その場合に、さらに、独自フレームでもなくＩＰバージョン４パケットでもないパケットについて、実施の形態１で述べたようにフラグメントフリー方式を実施するようにしてもよい。 In this example, the frame error confirmation unit 41 is provided instead of the checksum confirmation unit 34 to cope with the original frame. However, both the checksum confirmation unit 34 and the frame error confirmation unit 41 are provided, and the frame analysis unit 41 31 may switch the operation of the first embodiment and the operation of the second embodiment according to the type of frame. Further, since the checksum confirmation unit 34 is also a part of means for performing frame error confirmation, the functions of the frame error confirmation unit 41 and the checksum confirmation unit 34 may be integrated to form one frame error confirmation unit. In this case, the fragment free method may be further implemented as described in the first embodiment for packets that are neither original frames nor IP version 4 packets.

以上のように、本実施の形態では、イーサネット（登録商標）をもとにした独自のフレームを定義して使用する場合に、そのフォーマットに独自チェックサム値を含めるようにし、受信フレームのチェックサムを算出した値と独自チェックサムとを比較し、フレームの正否を判定するようにした。そのため、このような独自フレームを用いる場合にも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。 As described above, in this embodiment, when a unique frame based on Ethernet (registered trademark) is defined and used, a unique checksum value is included in the format, and the checksum of the received frame is determined. The calculated value is compared with the original checksum to determine whether the frame is correct or not. Therefore, even when such a unique frame is used, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

以上のように、本発明にかかるＬＡＮ中継装置は、イーサネット（登録商標）フレームの交換・中継（スイッチング）を行なうＬＡＮ中継装置に有用であり、特に、ビットエラーの多い通信システムにおけるＬＡＮ中継装置に適している。 As described above, the LAN relay device according to the present invention is useful for a LAN relay device that exchanges and relays (switches) Ethernet (registered trademark) frames, and is particularly suitable for a LAN relay device in a communication system with many bit errors. Is suitable.

本発明にかかるＬＡＮ中継装置の実施の形態１の機能構成例を示す図である。It is a figure which shows the function structural example of Embodiment 1 of the LAN relay apparatus concerning this invention. ＬＡＮ入出力処理部の入力処理部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the input process part of a LAN input / output process part. ＬＡＮ入出力処理部の入力処理部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the input process part of a LAN input / output process part. ＩＰバージョン４のヘッダフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the header format of IP version 4. ＩＰバージョン６のヘッダフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the header format of IP version 6. 実施の形態２のＬＡＮ中継装置が用いるフレームの構成例を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration example of a frame used by the LAN relay device of Embodiment 2. FIG. 実施の形態２の入力処理部の構成例を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration example of an input processing unit according to Embodiment 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ＬＡＮ中継装置
２ＬＡＮ
１０自装置情報管理部
１１自装置フレーム処理部
１２スイッチング部
２０−１〜２０−ＮＬＡＮ入出力処理部
２１，２１ａ入力処理部
２２出力処理部
３１，３１ａフレーム解析部
３２出力インタフェース判定部
３３アドレス学習部
３４チェックサム確認部
３５フレームバッファ
３６バッファ制御部
３７フレーム中継情報
４１フレームエラー確認部 1 LAN relay device 2 LAN
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Self-device information management part 11 Self-device frame processing part 12 Switching part 20-1-20-N LAN input / output processing part 21, 21a Input processing part 22 Output processing part 31, 31a Frame analysis part 32 Output interface determination part 33 Address Learning unit 34 Checksum confirmation unit 35 Frame buffer 36 Buffer control unit 37 Frame relay information 41 Frame error confirmation unit

Claims

レイヤ２ヘッダに格納された宛先情報に基づいてレイヤ２フレームの中継を行うＬＡＮ中継装置であって、
受信フレームをバッファリングするためのバッファと、
前記受信フレームのうちの情報が格納される情報部より前の所定の範囲のデータである確認用データに基づいてエラー確認のためのエラー確認値を求め、送信側が生成して前記受信フレームのレイヤ２ヘッダ以外でありかつ前記情報部より前の領域に格納したエラー確認のための情報であるエラー検出情報と前記エラー確認値とを比較し、比較結果が一致しない場合にその受信フレームを不正フレームと判断するエラー確認手段と、
前記受信フレームをそのフレームの先頭から前記バッファへバッファリングし、前記判断結果が通知された場合に、全てのフレームをバッファリングしていなくても、前記バッファへのバッファリングを終了し、不正フレームと判断された場合にはその受信フレームを廃棄し、正常であれば中継処理を開始するバッファ制御手段と、
を備えることを特徴とするＬＡＮ中継装置。 A LAN relay device that relays a layer 2 frame based on destination information stored in a layer 2 header,
A buffer for buffering received frames;
An error confirmation value for error confirmation is obtained based on confirmation data that is data in a predetermined range before the information part in which information of the received frame is stored, and a layer of the received frame is generated by the transmission side The error detection information, which is information other than two headers and stored in the area before the information part , is compared with the error check value, and if the comparison result does not match, the received frame is regarded as an illegal frame. Error checking means to determine that,
When the received frame is buffered from the head of the frame to the buffer and the determination result is notified, even if not all the frames are buffered, the buffering to the buffer is terminated, and an illegal frame If it is determined that the received frame is discarded , if normal, the buffer control means to start the relay process ,
A LAN relay device comprising:

前記受信フレームがＩＰバージョン４パケットを含むフレームの場合、前記確認用データをＩＰバージョン４パケットのレイヤ３ヘッダ情報とし、前記エラー検出情報をＩＰバージョン４パケットのレイヤ３ヘッダとして格納されているチェックサム値とすることを特徴とする請求項１に記載のＬＡＮ中継装置。 When the received frame includes an IP version 4 packet, the check data is stored as the layer 3 header information of the IP version 4 packet, and the error detection information is stored as the layer 3 header of the IP version 4 packet. The LAN relay device according to claim 1, wherein the LAN relay device is a value.

前記受信フレームがＩＰバージョン４パケットを含むフレームであるか否かを判断するフレーム解析手段、
をさらに備え、
前記フレーム解析手段がＩＰバージョン４パケットを含むフレームであると判断した場合に、そのフレームに対して、前記エラー確認手段の処理および前記バッファ制御手段の処理を実施することを特徴とする請求項２に記載のＬＡＮ中継装置。 Frame analysis means for determining whether the received frame is a frame including an IP version 4 packet;
Further comprising
3. The process according to claim 2, wherein when the frame analysis unit determines that the frame includes an IP version 4 packet, the error checking unit processing and the buffer control unit processing are performed on the frame. The LAN relay device described in 1.

前記受信フレームが、その受信フレームの所定のデータ範囲に基づいて求めた独自エラー検出情報を含む独自フレームの場合、前記確認用データ部分を前記データ範囲とし、前記エラー検出情報を独自エラー検出情報とすることを特徴とする請求項１に記載のＬＡＮ中継装置。 When the received frame is a unique frame including unique error detection information obtained based on a predetermined data range of the received frame, the confirmation data portion is the data range, and the error detection information is unique error detection information. The LAN relay device according to claim 1, wherein:

前記受信フレームが独自フレームであるか否かを判断するフレーム解析手段、
をさらに備え、
前記フレーム解析手段が独自フレームであると判断した場合に、そのフレームに対して、前記エラー確認手段の処理および前記バッファ制御手段の処理を実施することを特徴とする請求項４に記載のＬＡＮ中継装置。 Frame analysis means for determining whether or not the received frame is a unique frame;
Further comprising
5. The LAN relay according to claim 4, wherein when the frame analysis unit determines that the frame is a unique frame, the process of the error confirmation unit and the process of the buffer control unit are performed on the frame. apparatus.

前記フレーム解析手段は、さらに、前記受信フレームが、その受信フレームの所定のデータ範囲に基づいて求めた独自エラー検出情報を含む独自フレームであるか否かを判断し、独自フレームと判断した場合に、そのフレームに対して、前記エラー確認手段の処理および前記バッファ制御手段の処理を実施することを特徴とする請求項３に記載のＬＡＮ中継装置。 The frame analysis means further determines whether or not the received frame is a unique frame including unique error detection information obtained based on a predetermined data range of the received frame. 4. The LAN relay device according to claim 3, wherein the error confirmation unit and the buffer control unit perform the process on the frame.

前記フレーム解析手段は、前記受信フレームがＩＰバージョン４パケットでないと判断した場合に、その受信フレームを先頭から所定のビット数分バッファリングを行うよう前記バッファ制御手段に指示し、
前記バッファ制御手段は、前記バッファに前記指示に基づいてバッファリングを行い、
前記フレーム解析手段は、前記バッファにバッファリングされた受信フレームのフレーム長が所定のしきい値未満である場合に、その受信を不正フレームの受信と判断して前記バッファ制御手段にその旨を通知し、
前記バッファ制御手段は、前記通知を受信すると、その受信フレームを破棄することを特徴とする請求項３または６に記載のＬＡＮ中継装置。 When the frame analysis unit determines that the received frame is not an IP version 4 packet, the frame analysis unit instructs the buffer control unit to buffer the received frame by a predetermined number of bits from the top,
The buffer control means performs buffering on the buffer based on the instruction,
When the frame length of the received frame buffered in the buffer is less than a predetermined threshold, the frame analysis unit determines that the reception is an illegal frame reception and notifies the buffer control unit to that effect. And
The LAN relay apparatus according to claim 3 or 6, wherein when the notification is received, the buffer control unit discards the received frame.

前記フレーム解析手段は、前記受信フレームが独自フレームでないと判断した場合に、その受信フレームを先頭から所定のビット数分バッファリングを行うよう前記バッファ制御手段に指示し、
前記バッファ制御手段は、前記バッファに前記指示に基づいてバッファリングを行い、
前記フレーム解析手段は、前記バッファにバッファリングされた受信フレームのフレーム長が所定のしきい値未満である場合に、その受信を不正フレームの受信と判断して前記バッファ制御手段にその旨を通知し、
前記バッファ制御手段は、前記通知を受信すると、その受信フレームを破棄することを特徴とする請求項５に記載のＬＡＮ中継装置。 If the frame analysis means determines that the received frame is not a unique frame, the frame analysis means instructs the buffer control means to buffer the received frame for a predetermined number of bits from the beginning,
The buffer control means performs buffering on the buffer based on the instruction,
When the frame length of the received frame buffered in the buffer is less than a predetermined threshold, the frame analysis unit determines that the reception is an illegal frame reception and notifies the buffer control unit to that effect. And
The LAN relay apparatus according to claim 5, wherein when the notification is received, the buffer control unit discards the received frame.