JP2000508136A

Hierarchical address translation system for a network switch

Abstract

(57) [Summary] The network switch (12) includes a hierarchical address translation system for associating the network address of each station with each switch port to receive incoming transmissions. The transmission system includes a central translation unit (26) and a local translation unit (44). Each local translation unit (44) has a local cache memory for storing a small subset of mapping entries stored within the central translation unit (26).

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    【特許請求の範囲】 1.一意的にアドレスを付された各ネットワークステーション間のデータ伝送を ルーティングするネットワークスイッチであって、各データ伝送が、該伝送が送 られているステーションのアドレスを含んでおり、 該ネットワークスイッチが、 それぞれが前記ネットワークステーションのうちの一つ一つからデータ伝送を 受信してルーティング要求を発生する複数の入力ポートと、 それぞれが前記ネットワークステーションのうちの対応するものにデータ伝送 を送る複数の出力ポートと、 前記入力ポートによって発生されたルーティング要求に従って、前記入力ポー トから前記出力ポートへ選択的にデータ伝送をルーティングするルーティング手 段と、 複数のマッピングエントリを格納するための中央翻訳ユニットであり、各マッ ピングエントリが個別のネットワークステーションに対応していると共に、該対 応ネットワークステーションのアドレスをステーションが接続している出力ポー トにマッピングするものとからなり、 各入力ポートが、前記中央アドレス翻訳ユニット内に格納された前記マッピン グエントリの一部のコピーを格納するためのキャッシュメモリーを含んでおり、 ネットワークステーションからのデータ伝送を受信した時点で、データ伝送時 に搬送されたアドレスを出力ポートにマッピングするエントリをそのキャッシュ メモリー内に既に格納している前記入力ポートのいずれか一つが、ルーティング 要求を前記ルーティング手段に伝送して、前記ルーティング手段が、入力ポート からのデータ伝送を、キャッシュメモリーエントリによってマッピングされた出 力ポートにルーティングするようにし、 更に、ネットワークステーションからのデータ伝送を受信した時点で、データ 伝送時に搬送されたアドレスを出力ポートにマッピングするエントリをそのキャ ッシュメモリー内に既に有していない前記入力ポートのいずれか一つが、前記中 央翻訳ユニットからそのようなマッピングエントリを獲得し、そのキャッシュメ モリ内に獲得したマッピングエントリを格納し、更に、ルーティング要求を前記 ルーティング手段に伝送して、前記ルーティング手段が、獲得したマッピングエ ントリによって、データ伝送をマッピングされた出力ポートにルーティングする ようにしたネットワークスイッチ。 2.各出力ポートが特有のポートIDをそれと関連させると共に、各マッピング エントリがネットワークアドレスと対応するポートIDを含み、 前記キャッシュメモリーが複数のキャッシュユニットから成り、各キャッシュ ユニットが個別のマッピングエントリを格納し、入力ポートによって受信された 各データ伝送内に含まれたアドレスを受信し、更に、受信されたアドレスがキャ ッシュユニットに格納されたアドレスに整合するときにはキャッシュメモリー出 力としてその格納されたポートIDを提供し、 更に、入力ポートが、キャッシュメモリーのポートID出力に従って、前記ル ーティング手段に伝達されたルーティング要求を発生することを特徴とする特許 請求の範囲第1項に記載のネットワークスイッチ。 3.各入力ポートが、更に、外部源から入力ロック(LOCK)データを受信す る手段から成り、該LOCKデータが前記キャッシュユニットマッピングエント リのうちの少なくとも一つをロックされるものとして識別し、 更に、入カポートが、獲得したマッピングエントリを、ロックされるべきもの として前記入力ロックデータによって識別されていないキャッシュユニットのう ちの一つに格納することを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載のネットワー クスイッチ。 4.入力ポートが、獲得したマッピングエントリを、ロックされるべきものとし て識別されていないキャッシュユニットのうちの特定のものに格納し、それがロ ックされるべきものとして識別されていないキャッシュユニットによって最も最 近には受信されていないネットワークアドレスをマッピングすることを特徴とす る特許請求の範囲第3項に記載のネットワークスイッチ。 5.入力ポートが、獲得したマッピングエントリをキャッシュユニットのうちの 特定のものに格納するときには、該キャッシュユニットによって最も最近には受 信されていないネットワークアドレスをマッピングすることを特徴とする特許請 求の範囲第2項に記載のネットワークスイッチ。 6.各キャッシュユニットがマッピングされたアドレスと整合していないデータ 伝送に含まれたアドレスを受信する連続回数のミスカウントを保持すると共に、 そのマッピングされたアドレスと整合するアドレスを受信したときにそのカウン トをリセットし、 更に、前記入力ポートが、最も大きなミスカウントを有するキャッシュユニッ トに、獲得したマッピングエントリを格納することを特徴とする特許請求の範囲 第5項に記載のネットワークスイッチ。 7.各キャッシュユニットが固有のキャッシュユニットIDを有し、 前記キャッシュユニットのそれぞれが連続的に相互接続され、該一連のキャッ シュユニットのうちの第1のキャッシュユニット以外の各キャッシュユニットが 、入力として、該一連のキャッシュユニットのうち先行するキャッシュユニット からミスカウントとキャッシュユニットIDを受信し、 各キャッシュユニットが、それ自身のミスカウントが受信したミスカウントよ りも小さいときに、出力としてそれ自身のミスカウントとキャッシュユニットI Dを提供すると共に、それ自身のミスカウントが受信したミスカウントを越えて いるときには、出力として、その受信したミスカウントとキャッシュユニットI Dを提供し、 更に、前記入力ポートが、該一連のキャッシュユニットのうちの最後のキャッ シュユニットのキャッシュユニットID出力によって識別されたキャッシュユニ ット内に、獲得したマッピングエントリを格納することを特徴とする特許請求の 範囲第6項に記載のネットワークスイッチ。 8.各キャッシュユニットが、外部に発生したロック(LOCK)信号を受信す るための入力を含んでいて、 各キャッシュユニットが特有のキャッシュユニットIDを有し、 前記キャッシュユニットのそれぞれが連続的に相互接続され、該一連のキャッ シュユニットのうちの第1のキャッシュユニット以外の各キャッシュユニットが 、入力として、該一連のキャッシュユニットのうち先行するキャッシュユニット からミスカウントとキャッシュユニットIDを受信し、 各キャッシュユニットが、それ自身のミスカウントが受信したミスカウントよ りも小さくて入力LOCK信号がアサートされていないときに、出力としてそれ 自身のミスカウントとキャッシュユニットIDを提供すると共に、それ自身のミ スカウントが受信したミスカウントを越えていてそのLOCK信号がアサートさ れているときには、出力としてその受信したミスカウントとキャッシュユニット IDを提供し、 更に、前記入力ポートが該一連のキャッシュユニットのうちの最後のキャッシ ュユニットのキャッシュユニットID出力によって識別されたキャッシュユニッ トに、獲得したマッピングエントリを格納することを特徴とする特許請求の範囲 第6項に記載のネットワークスイッチ。 9.一意的にアドレスを付された各ネットワークステーション間のデータ伝送を ルーティングするネットワークスイッチであって、各データ伝送が、該データ伝 送を送るステーションのソースアドレスと該伝送が送られているステーションの 宛先アドレスを含んでおり、 該ネットワークスイッチが、 それぞれが前記ネットワークステーションのうちの対応するものにデータ伝送 を送るために接続されている複数の出力ポートと、 それぞれが前記出力ポートの一つ一つと関連していて、該関連した出力ポート に対応するネットワークステーションからデータ伝送を受信するために接続され ている複数の入力ポートと、 前記入力ポートによって発生されたルーティング要求に従って、前記入力ポー トから前記出力ポートにデータ伝送を選択的にルーティングするために接続され ているルーティング手段と、 複数のマッピングエントリを格納するための中央翻訳ユニットであり、各マッ ピングエントリが個別のネットワークステーションに対応していると共に、該対 応ネットワークステーションのアドレスを、ステーションが接続している出力ポ ートにマッピングするものとからなり、 各入力ポートが、ネットワークソースアドレスを有するエントリを格納するた めの前記中央アドレス翻訳ユニット内に格納された前記マッピングエントリの一 部のコピーを格納するためのキャッシュメモリーを含んでおり、 ネットワークステーションからのデータ伝送を受信した時点で、データ伝送時 に搬送された宛先アドレスを出力ポートにマッピングするエントリをそのキャッ シュメモリー内に既に格納している前記入力ポートのいずれか一つが、ルーティ ング要求を前記ルーティング手段に伝送して、前記ルーティング手段が入力ポー トからのデータ伝送をキャッシュメモリーエントリによってマッピングされた出 力ポートにルーテイングするようにし、 ネットワークステーションからのデータ伝送を受信した時点で、データ伝送時 に搬送された宛先アドレスを出力ポートにマッピングするエントリをそのキャッ シュメモリー内に既に有していない前記入力ポートのいずれか一つが、前記中央 翻訳ユニットからそのようなマッピングエントリを獲得し、該獲得したマッピン グエントリをそのキャッシュメモリ内に格納し、更に、ルーティング要求を前記 ルーティング手段に伝送して、前記ルーティング手段が、獲得したマッピングエ ントリによって、データ伝送をマッピングされた出力ポートにルーティングする ようにし、 ネットワークステーションからのデータ伝送を受信した時点で、データ伝送時 に搬送されたソースアドレスを出力ポートにマッピングするエントリをそのキャ ッシュメモリー内に既に有してない前記入力ポートのいずれか一つが、ソースア ドレスのためのキャッシュメモリーエントリを格納すると共に前記中央翻訳ユニ ットヘソースアドレスを伝送し、 更に、前記入力ポートからのソースアドレスの受信時に、中央翻訳ユニットが 、受信したソースアドレスを入力ポートに関連した出力ポートにマッピングする エ ントリを生成するようにしたネットワークスイッチ。 10.各ネットワークステーションに接続された複数のポートを有するネットワ ークスイッチであって、各ポートが固有のポートIDを有し、各ネットワークス テーションが固有のネットワークアドレスを有するもののための、階層アドレス 翻訳ユニットシステムであって、 複数のマッピングエントリを格納するための中央翻訳ユニットであり、各マッ ピングエントリが前記ステーションのそれぞれのアドレスを対応するポートID にマッピングするものと、 それぞれが前記ネットワークステーションのそれぞれから入力アドレスを受信 すると共に、出力として対応するポートIDを生成する複数のローカル翻訳ユニ ットから成り、 各ローカル翻訳ユニットが前記中央翻訳ユニットによって格納されたマッピン グエントリのサブセットを格納するためのキャッシュメモリーを含み、各エント リはネットワークアドレスと対応するポートIDを含んでおり、 各ロ一カル翻訳ユニットが、前記キャッシュメモリ一内に格納されたエントリ によって既にマッピングされた入力ネットワークアドレスを受信した時点で、そ の出力として、そのマッピングエントリ内に格納されたポートIDを生成し、 更に、各ローカル翻訳ユニットが、前記キャッシュメモリー内に格納されたエ ントリによって既にマッピングされていない入力ネットワークアドレスを受信し た時点で、入力アドレスをポートIDにマッピングする中央翻訳ユニットからマ ッピングエントリを獲得すると共に、そのキャッシュ内にそのマッピングエント リを格納し、更に、その出力として、獲得したマッピングエントリ内に含まれた ポートIDを提供する階層アドレス翻訳ユニットシステム。 11.複数源から入力インプットデータ値を受信すると共に各インプットデータ 値に対応してアウトプットデータ値を生成する階層翻訳システムであって、 データ値を搬送するためのバスと、 インプットデータ値を対応するアウトプットデータ値にマッピングする複数の マッピングエントリを格納するために、そして、前記バスを介して受信したイン プットデータ値に従って前記バス上にアウトプットデータ値を伝送するために前 記バスに接続している中央翻訳ユニットと、 複数のローカル翻訳ユニットであり、各ローカル翻訳ユニットが、前記中央翻 訳ユニットによって格納されたマッピングエントリのサブセットを格納するため のキャッシュメモリーと、前記源の一つ一つから入ってくるインプットデータ値 を受信する手段とからなり、そのキャッシュメモリーのマッピングエントリー内 に既に格納された入力インプットデータ値を受信した時点で、システム出力とし て、そのマッピングエントリ内に格納されたアウトプット値を提供するが、その キャッシュメモリーのマッピングエントリー内に既に格納されていない入力イン プットデータ値を受信した時点では、前記バスを介して中央翻訳ユニットにイン プットデータ値を伝送し、前記バスを介して中央翻訳ユニットから対応するデー タ値を受信し、該入力インプットデータ値と受信したアウトプットデータ値を新 たなマッピングエントリとしてそのキャッシュメモリーに格納し、更に、受信し たアウトプットデータ値をシステム出力として提供する階層翻訳システム。 12.前記キャッシュメモリーが複数のキャッシュユニットから成り、各キャッ シュユニットが前記マッピングエントリのうちの一つを格納し、更に、各キャッ シュユニットが入力インプットデータ値を受信すると共に該入力インプット値が キャッシュユニットユニットに格納されていたインプットデータ値に整合すると きには、その格納されたアウトプットデータ値をシステム出力として提供するこ とを特徴とする特許請求の範囲第11項に記載の階層翻訳システム。 13.前記ローカル翻訳ユニットのうちの一つが、そのキャッシュメモリー内に 新たなマッピングエントリを格納したときに、キャッシュユニットの特定のもの に格納された存在するマッピングエントリを置き換え、該特定のキャッシュユニ ットが最も最近には入力インプット値と整合していないインプット値を含むキャ ッシュユニットの一つに存在しているマッピングエントリを置き換えることを特 徴とする特許請求の範囲第12項に記載の階層翻訳システム。 14.各キャッシュユニットが格納されたインプットデータ値と整合していない 入力インプットデータ値を受信する連続回数のミスカウントを保持すると共に、 その格納されたインプットデータ値と整合する入力インプットデータ値を受信し たときにそのカウントをリセットし、 更に、各ローカル翻訳ユニットが最も大きなミスカウントを有するキャッシュ ユニットのうちの一つに新たなマッピングエントリを格納することを特徴とする 特許請求の範囲第13項に記載の階層翻訳システム。 15.各キャッシュユニットが固有のキャッシュユニットIDを有し、 前記各ローカル翻訳ユニットのキャッシュユニットが連続的に相互接続され、 該一連のキャッシュユニットのうちの第1のキャッシュユニット以外の各キャッ シュユニットが、入力として、該一連のキャッシュユニットのうちの先行するキ ャッシュユニットからミスカウントとキャッシュユニットIDを受信し、 各キャッシュユニットが、それ自身のミスカウントが受信したミスカウントよ りも小さいときに、出力として、それ自身のミスカウントとキャッシュユニット IDを提供すると共に、それ自身のミスカウントが受信したミスカウントを越え ているときには、出力として、その受信したミスカウントとキャッシュユニット IDを提供し、 更に、各ローカル翻訳ユニットが、該一連のキャッシュユニットのうちの最後 のキャッシュユニットのキャッシュユニットID出力によって識別されたキャッ シュユニットに新たなマッピングエントリを格納することを特徴とする特許請求 の範囲第14項に記載の階層翻訳システム。 16.各キャッシュユニットが、外部に発生したロック(LOCK)信号を受信 するための入力を含んでいて、 各ローカル翻訳ユニットの各キャッシュユニットが固有のキャッシュユニット IDを有し、 各ローカル翻訳ユニットのキャッシュユニットが連続的に相互接続され、該一 連のキャッシュユニットのうちの第1のキャッシュユニット以外の各キャッシュ ユニットが、入力として、該一連のキャッシュユニットのうちの先行するキャッ シュユニットからミスカウントとキャッシュユニットIDを受信し、 各キャッシュユニットが、それ自身のミスカウントが受信したミスカウントよ りも小さくて入力LOCK信号がアサートされていないときに、出力として、そ れ自身のミスカウントとキャッシュユニットIDを提供するが、それ自身のミス カウントが受信したミスカウントを越えていてそのLOCK信号がアサートされ ているときには、出力として、その受信したミスカウントとキャッシュユニット IDを提供し、 更に、各ローカル翻訳ユニットが、該一連のキャッシュユニットのうちの最後 のキャッシュユニットのキャッシュユニットID出力によって識別されたキャッ シュユニットに新たなマッピングエントリを格納することを特徴とする特許請求 の範囲第14項に記載のアドレス翻訳システム。