CN102934398B - 拓扑检测系统及中继装置 - Google Patents

Abstract

本发明以较少的运算量及通信量实现对树状构造网络中的物理拓扑的检测。路由器（10）从各交换式集线器（A、B、C、D）接收与各交换式集线器（A、B、C、D）中的MAC地址表的内容（即，端口号及MAC地址的对应关系）相当的响应包，基于其内容可以检测自有网的物理拓扑。即，在相互识别阶段，为了拓扑检测而在自有网内传送的信息，只要是各交换式集线器（A、B、C、D）中的MAC地址表的内容的一部分数据即可，因此可以使网络的通信量较小。另外，自有网内传送的信息仅是相当于上述端口号及MAC地址的对应关系的内容，因此无需准备特殊的通信协议。

Description

拓扑检测系统及中继装置

技术领域

本发明涉及对网络中的物理拓扑进行检测的技术。

背景技术

将构成网络的各节点的连接方式称作“拓扑”。在拓扑中有表示物理连接方式的物理拓扑和表示逻辑连接方式的逻辑拓扑。例如在专利文献1中公开了参照网络中包含的节点间的通信记录来检测物理拓扑的技术。另外，在专利文献2中公开了不仅关注网络中包含的每一个节点，还关注连接各节点的每一个端口，从而检测物理拓扑的技术。在专利文献3中公开了下述技术，即，为了即使存在无通信状态持续大于或等于一定时间的节点也可以进行拓扑检测，因而从路由器向中继装置发送响应请求，在该中继装置的地址信息随时间经过而消失之前，从该中继装置收集地址信息而进行物理拓扑检测。

专利文献1：日本特开平9－186716号公报

专利文献2：日本特开2008－172449号公报

专利文献3：日本特开2007－228382号公报

发明内容

为了检测网络中的拓扑，必须将该检测所需的数据在节点之间进行交换，但希望将网络通信量限制为最小限。在专利文献1公开的技术中，使用SNMP（Simple Network Management Protocol）获取节点的物理地址，基于该物理地址，使用STP（Spanning Tree Protocol）检测物理拓扑。在专利文献2公开的技术中，使用以太网（注册商标）的OAM（Operations，Administration，Maintenance）帧的追踪请求/追踪响应，检测装置的物理拓扑及该装置的端口拓扑。因此，为了实现专利文献1或专利文献2中公开的技术，必然需要用于安装并运用上述SNMP或STP协议的成本。根据专利文献3中公开的技术，与专利文献1、专利文献2中公开的技术相比，可以减少用于拓扑检测的运算处理的负载或成本。但是，在专利文献3公开的技术中，必须发送整个MAC（Media Access Control）地址表作为拓扑信息，因此在交换机持有大容量的表的情况下，网络中通信量增加的影响很大。

本发明的目的在于以较少的运算量及通信量实现树状构造网络中的物理拓扑的检测。

为了解决上述课题，本发明提供一种拓扑检测系统，其具有：第1中继装置，其在至少包含大于或等于3个节点的树状构造的网络中，作为相当于根部的节点，进行数据中继；以及多个第2中继装置，它们是具有在该网络中与其他节点之间进行通信的多个端口，并使用该端口进行数据中继的节点，该拓扑检测系统对所述网络中的物理拓扑进行检测，该拓扑检测系统的特征在于，其构成为，所述第1中继装置向包含在所述网络中的节点组发送包含该第1中继装置的装置识别信息的第1数据包，各个所述第2中继装置在从所述多个端口中的任意端口接收所述第1数据包后，将接收到该第1数据包的端口设为上行端口，将包含该上行端口的端口识别信息和本装置的装置识别信息的第2数据包，从所述上行端口向所述第1中继装置发送，在接收到从其他所述第2中继装置发送的该第2数据包的情况下，将该第2数据包向所述第1中继装置转发，所述第1中继装置接收从各个所述第2中继装置发送或转发来的所述第2数据包，所述第1中继装置向作为所述第2数据包的发送源的所述第2中继装置，发送询问在该第2中继装置的哪个端口上连接有其他所述第2中继装置的第3数据包，各个所述第2中继装置在接收所述第3数据包后，将包含其他所述第2中继装置所连接的端口的端口识别信息和本装置的装置识别信息的第4数据包，向所述第1中继装置发送，所述第1中继装置基于接收到的所述第2数据包以及所述第4数据包中包含的所述装置识别信息及所述端口识别信息，将各个所述第2中继装置具有的端口的端口识别信息与该端口所连接的其他所述第2中继装置的装置识别信息相关联，并存储在存储单元中，所述第1中继装置基于所述存储单元中存储的内容，检测由所述网络的树状构造中的各层所下辖的所述第2中继装置的装置识别信息、和在各个所述第2中继装置中其他第2中继装置所连接的端口的端口识别信息表示的物理拓扑。

另外，本发明提供一种拓扑检测系统，其具有：第1中继装置，其在至少包含大于或等于3个节点的树状构造的网络中，作为相当于根部的节点，进行数据中继；以及多个第2中继装置，它们是具有在该网络中与其他节点之间进行通信的多个端口，并使用该端口进行数据中继的节点，该拓扑检测系统对所述网络中的物理拓扑进行检测，该拓扑检测系统的特征在于，其构成为，所述第1中继装置向包含在所述网络中的节点组发送第1数据包，各个所述第2中继装置在从所述多个端口中的任意端口接收所述第1数据包后，将接收到该第1数据包的端口设为上行端口，将包含该上行端口的端口识别信息和本装置的装置识别信息的第2数据包，从所述上行端口向所述第1中继装置发送，在除了所述上行端口以外的端口接收到从其他所述第2中继装置发送的所述第2数据包的情况下，将该端口的端口识别信息包含在接收到的所述第2数据包中，并从所述上行端口向所述第1中继装置转发，所述第1中继装置接收从各个所述第2中继装置发送或转发来的所述第2数据包，所述第1中继装置基于接收到的所述第2数据包中包含的所述装置识别信息及所述端口识别信息，将各个所述第2中继装置具有的端口的端口识别信息与该端口所连接的其他所述第2中继装置的装置识别信息相关联，并存储在存储单元中，所述第1中继装置基于所述存储单元中存储的内容，检测由所述网络的树状构造中的各层所下辖的所述第2中继装置的装置识别信息、和在各个所述第2中继装置中其他第2中继装置所连接的端口的端口识别信息表示的物理拓扑。

在优选的方式中，可以在所述第1中继装置进行物理拓扑检测的情况下，参照存储在所述存储单元中的内容，将在除了所述上行端口以外的端口连接有其他全部第2中继装置的第2中继装置所属的层，确定为除了所述第1中继装置之外的所述网络中的最上层，在将除了确定为属于所述最上层的第2中继装置以外的第2中继装置所属的层假定为最上层的下一层后，检测本身与其他第2中继装置具有的除了所述上行端口以外的端口连接的第2中继装置，通过使该第2中继装置所属的层下降一层，从而确定各个第2中继装置所属的层，使用针对各个所述第2中继装置确定出的层进行物理拓扑检测。

另外，在其他优选方式中，可以使所述第1中继装置是在从OSI（Open Systems Interconnection）参考模型的第1层即物理层至第3层即网络层为止的层中，将多个网络逻辑连接而进行数据中继的中继装置，所述第2中继装置是在从OSI参考模型的第1层即物理层至第2层即数据链路层为止的层中，将多个节点逻辑连接而进行数据中继的中继装置，所述第2中继装置的装置识别信息是分配给该第2中继装置的MAC（Media Access Control）地址。

另外，本发明提供一种中继装置，其在树状构造的网络中作为相当于根部的节点，进行数据的中继，该中继装置具有：第1请求单元，其向本装置下辖的网络所包含的节点组请求在该节点中与本装置连接的端口的端口识别信息及该节点的装置识别信息；第1获取单元，其根据对应于所述请求而从所述节点发送来的响应，获取所述端口识别信息和该响应的发送源的装置识别信息；第2请求单元，其向根据所述第1获取单元获取的装置识别信息识别的各个所述发送源，请求根据所述第1获取单元获取的其他的装置识别信息而识别的其他节点所连接的端口的端口识别信息；第2获取单元，其根据对应于所述第2请求单元的请求而发送来的响应，获取根据所述第1获取单元获取的装置识别信息而识别的各个所述发送源中与所述其他节点连接的端口的端口识别信息及该其他节点的装置识别信息；以及拓扑检测单元，其基于所述第2获取单元获取的所述端口识别信息及所述装置识别信息，检测由所述树状构造的网络中的各层所下辖的节点的装置识别信息、和在该节点中与其他节点连接的端口的端口识别信息表示的物理拓扑。

另外，本发明提供一种中继装置，其在树状构造的网络中进行数据中继，该中继装置具有：多个端口，它们用于与所述网络中包含的其他节点之间进行通信；存储单元，其将所述端口上连接的所述其他节点的装置识别信息与该端口的端口信息相关联并进行存储；第1响应单元，其在从所述网络中相当于根部的节点即根节点，由任意的所述端口接收本装置中与该根节点连接的端口的端口识别信息的请求后，将接收到该请求的端口的端口识别信息向所述根节点发送；转发单元，其在由任意的所述端口接收响应于来自所述根节点的所述请求而从所述其他节点向该根节点发送的端口识别信息后，将该端口识别信息从任意的所述端口向所述根节点转发；以及第2响应单元，其在从所述根节点发送并由任意的所述端口接收本装置中与所述其他节点连接的端口的询问后，将所述存储单元中存储的装置识别信息中的、与相当于所述其他节点的装置识别信息相关联的端口识别信息，从任意的所述端口向所述根节点转发。

另外，本发明提供一种中继装置，其在树状构造的网络中作为相当于根部的节点而进行数据中继，该中继装置具有：请求单元，其向本装置下辖的网络所包含的节点组，请求该节点中与本装置连接的端口的端口识别信息、该节点的装置识别信息、该节点中除了与所述中继装置连接的端口以外的端口的端口识别信息、及与根据该端口识别信息识别的端口连接的其他节点的装置识别信息；接收单元，其接收对所述请求单元的请求的响应；存储单元，其根据所述接收单元接收到的响应，获取所述装置识别信息及所述端口识别信息并存储；以及拓扑检测单元，其基于所述存储单元中存储的装置识别信息及端口识别信息，检测由所述树状构造的网络中的各层所下辖的节点的装置识别信息和该节点与其他节点连接的端口的端口识别信息表示的物理拓扑。

另外，本发明提供一种中继装置，其在树状构造的网络中进行数据中继，该中继装置具有：多个端口，它们用于与所述网络上连接的其他节点之间进行通信；存储单元，其将与所述端口连接的所述其他节点的装置识别信息与该端口的端口识别信息相关联并进行存储；以及响应单元，其在任意的所述端口从所述网络中相当于根部的节点即根节点，接收关于本装置中与所述根节点连接的端口的端口识别信息、本装置的装置识别信息、本装置中除了与所述根节点连接的端口以外的端口的端口识别信息、及与根据该端口识别信息识别的端口连接的其他节点的装置识别信息的请求后，从任意的所述端口向所述根节点发送该端口的端口识别信息、本装置的装置识别信息、存储在所述存储单元中的其他节点的装置识别信息及端口识别信息。

另外，本发明提供一种中继装置，其在树状构造的网络中作为相当于根部的节点而进行数据中继，该中继装置具有：第1请求单元，其向本装置下辖的网络所包含的节点组，请求该节点中本装置所连接的端口的端口识别信息及该节点的装置识别信息；第1获取单元，其根据对应于所述请求而从所述节点发送来的响应，获取所述端口识别信息和该响应的发送源的装置识别信息；第2请求单元，其向根据所述第1获取单元获取的装置识别信息而识别的各个所述发送源，请求该发送源中任意的端口上连接的其他节点的装置识别信息及该端口的端口识别信息；第2获取单元，其根据对应于所述第2请求单元的请求发送来的响应，获取在根据所述第1获取单元获取的装置识别信息而识别的各个所述发送源中与所述其他节点连接的端口的端口识别信息及该其他节点的装置识别信息；以及拓扑检测单元，其基于所述第2获取单元获取的所述端口识别信息及所述装置识别信息，检测由所述树状构造的网络中的各层所下辖的节点的装置识别信息和该节点中与其他节点连接的端口的端口识别信息表示的物理拓扑。

另外，本发明提供一种中继装置，其在树状构造的网络中进行数据中继，该中继装置具有：多个端口，它们用于与所述网络中包含的其他节点之间进行通信；第1响应单元，其在由任意的所述端口从所述网络中相当于根部的节点即根节点，接收本装置中与该根节点连接的端口的端口识别信息的请求后，将接收到该请求的端口的端口识别信息向所述根节点发送；存储单元，其在由任意的所述端口接收响应于来自所述根节点的所述请求而从所述其他节点向该根节点发送的端口识别信息后，将接收到该信息的端口的端口识别信息和所述其他节点的装置识别信息相关联并存储；以及第2响应单元，其在从所述根节点发送并由任意的所述端口接收本装置中与所述其他节点连接的端口的询问后，从任意的所述端口将在所述存储单元中存储的端口识别信息及装置识别信息向所述根节点发送。

发明的效果

根据本发明，可以以较少的运算量及通信量检测树状构造网络中的物理拓扑。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的通信系统的结构的框图。

图2是表示路由器的结构的框图。

图3是表示交换式集线器的结构的框图。

图4是说明通信系统的动作的时序图。

图5是表示装置连接信息表的内容的一例的图。

图6是表示层推定表的内容的一例的图。

图7是表示层推定表的内容的一例的图。

图8是表示层推定表的内容的一例的图。

图9是表示第2实施方式所涉及的通信系统的动作的时序图。

图10是表示拓扑检测用数据包的概略结构的图。

图11是表示变形例所涉及的装置连接信息表的内容的一例的图。

具体实施方式

下面，对本发明的一个实施方式进行说明。

<第1实施方式>

图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的通信系统的结构的框图。通信系统是至少包含大于或等于3个节点的树状构造的网络，具有：作为第1中继装置的路由器10，其作为相当于根部的节点，进行数据中继；以及作为第2中继装置的交换式集线器A、B、C、D，它们连接在该路由器10的下级，在该网络内进行数据中继。路由器10及交换式集线器A、B、C、D分别具有多个端口P，这些端口P彼此之间通过通信线路连接。另外，在各个交换式集线器A、B、C、D的端口P，还连接有由用户操作的个人计算机等通信终端（省略图示）。此外，端口P处标记的号码代表的是分配给该端口的端口识别信息即端口号。

路由器10是在从OSI（Open Systems Interconnection）参考模型的第1层即物理层至第3层即网络层为止的层中，将多个网络逻辑连接而进行路由的中继装置。该路由器10接收从其他网络发送来的数据包后，参照路由表执行路由处理。即，路由器10在该数据包是向在本身下辖的范围内构成的网络（称为“自有网”）中包含的通信终端发送的数据包的情况下，将该数据包向自有网发送，另一方面，在该数据包不是向自有网中包含的通信终端发送的数据包的情况下，路由器10参照路由表将该数据包向其他网络转发。

交换式集线器A、B、C、D是在从OSI参考模型的第1层即物理层至第2层即数据链路层为止的层中，将多个节点逻辑连接并进行路由的中继装置。这些交换式集线器A、B、C、D接收从其他节点发送来的数据包后，参照自身存储的MAC（Media Access Control）地址表进行交换处理。MAC地址表表示各个节点具有的端口的端口号与该端口所连接的其他节点的MAC地址之间的对应关系。交换式集线器A、B、C、D从与接收到的数据包的目标地址相当的MAC地址所对应的端口发送该数据包。即，交换式集线器A、B、C、D通过自身具有的多个端口中的任意端口接收来自特定节点的数据包，另外，通过自身具有的多个端口中的任意端口向特定节点发送数据包。

图2是表示路由器10的结构的框图。路由器10具有控制部11、易失性存储部12、非易失性存储部13、n（n是大于或等于2的整数）个端口14-1、14-2、…、14-n（相当于图1的端口P）及UI（UserInterface）部15。控制部11由CPU（Central Processing Unit）或ASIC（Application Specific Integrated Circuit）构成，对该路由器10的动作进行控制。易失性存储部12成为控制部11的CPU执行程序时的工作区，例如，存储控制部11为了检测自有网的物理拓扑而使用的装置连接信息表和层推定表、及路由表等。非易失性存储部13例如是闪存，存储控制部11的CPU执行的程序、及分配给该路由器10的装置识别信息即MAC地址等。端口14-1、14-2、…、14-n是与其他节点之间进行通信的接口，例如以太网（注册商标）端口等。UI部15具有操作键或LED指示器等。

图3是表示交换式集线器A的结构的框图。该交换式集线器A具有控制部21、易失性存储部22、非易失性存储部23、及m（m是大于或等于2的整数）个端口24-1、24-2、…、24-m（相当于图1的端口P）。控制部21由CPU或ASIC构成，对该交换式集线器A的动作进行控制。易失性存储部22成为控制部21的CPU执行程序时的工作区，例如存储MAC地址表。非易失性存储部23例如是闪存，存储控制部21的CPU执行的程序、及分配给该交换式集线器A的装置识别信息即MAC地址。在MAC地址表中，使交换式集线器A具有的各端口24-1、24-2、…、24-m的端口号和与这些端口连接的各节点的MAC地址相关联并进行记录。端口24-1、24-2、…、24-m是与其他节点进行通信的接口，例如以太网端口。

交换式集线器B、C、D的结构除了MAC地址及MAC地址表的内容以外，与交换式集线器A的结构相同。

在本实施方式中使用被称为第1至第4数据包的数据包。这些数据包的意义随后进行记述，首先，对其结构进行说明。在图10中示出第1至第4数据包的结构的概况。第1至第4数据包具有相同的结构，分为头部和有效载荷部。头部由以下部分构成：该数据包的发送目标即“目标MAC地址”；该数据包的发信源即“发送源MAC地址”；以及“类型”，其表示该数据包是哪种信息。有效载荷部包含：“数据包类别”，其表示该数据包是第1至第4数据包中的哪一种数据包；以及对应于各数据包类别所需的“通知数据”。相当于第1中继装置的路由器10及相当于第2中继装置的交换式集线器A、B、C、D，在自身发送的数据包是第1至第4数据包中的任一种时，将表示该数据包是拓扑检测用数据包的值（例如，16进制的0xe812）设定至头部的“类型”中。另外，相当于第1中继装置的路由器10及相当于第2中继装置的交换式集线器A、B、C、D针对第1数据包、第2数据包、第3数据包、第4数据包，将各个有效载荷部的“数据包类别”分别设定为1、2、3、4，然后，对应于数据包的类别设定所需的通知数据。相当于第1中继装置的路由器10及相当于第2中继装置的交换式集线器A、B、C、D，在从其他中继装置接收到数据包时，根据设定在头部的“类型”中的值判断该数据包是否是拓扑检测用数据包，在该数据包是拓扑检测用的数据包的情况下，根据设定在有效载荷部的“数据包类别”中的值，识别其为第1至第4数据包中的哪一种。

此外，除了相当于第1中继装置的路由器10及相当于第2中继装置的交换式集线器A、B、C、D以外的节点（例如用户操作的个人计算机等通信终端），忽略将表示是拓扑检测用数据包的值设定在头部的“类型”中的数据包。

图4是说明通信系统的动作的时序图。图4的处理通过路由器10的控制部11（第1请求单元）向自有网的节点组多址发送用于检测各节点中与路由器10连接的端口的请求包（第1数据包）而开始（步骤S101）。该请求包用于向路由器10下辖的网络所包含的交换式集线器组，请求该交换式集线器中与路由器10连接的端口的端口识别信息及该交换式集线器的装置识别信息。在请求包的有效载荷部中，“数据包类别”为“1”。在此，所谓某个节点与端口连接，除了在该节点和该端口之间无其他节点而使二者通过通信线路直接连接的情况之外，还包含在该节点和该端口之间存在其他节点而使两者连接的情况（以下相同）。该多址发送通过所谓广播或者各交换式集线器A、B、C、D可以接收的多播实现，请求包的头部记录有发送源即路由器10的MAC地址。进行该请求包多址发送的定时（timing）例如是定期的定时或用户操作UI部15指示了相互识别阶段开始的定时等。

各个交换式集线器A、B、C、D的控制部21从任意端口接收该请求包后，通过从除了该端口以外的端口向其他交换式集线器转发该数据包，从而使得请求包遍历各个交换式集线器A、B、C、D。此外，在请求包中，由于只要知道该数据包是请求包即可，因此其有效载荷部的“通知数据”未被使用。因此，通知数据例如预先设为“0”。或者，也可以是不进行通知数据的发送这一动作自身，即，有效载荷部不包含通知数据的形式。

各个交换式集线器A、B、C、D的控制部21从中继装置或通信终端等其他节点接收数据包后，使该数据包的发送源的MAC地址与接收到该数据包的端口的端口号相关联，并记录在自身的MAC地址表中。在图1所示的连接方式中，在从路由器10接收到请求包的情况下，各个交换式集线器A、B、C、D的控制部21使端口号“1”与路由器10的MAC地址相关联，并将其记录在MAC地址表中（步骤S102）。

接下来，各个交换式集线器A、B、C、D的控制部21从请求包的有效载荷部读取设定在数据包类别中的值（在此为“1”），检测出接收到的数据包是用于对与路由器10连接的端口进行检测的请求包（步骤S103）。各个交换式集线器A、B、C、D的控制部21（第1响应单元）在检测到请求包后，参照自身的MAC地址表，将对应于该请求包的接收而记录在MAC地址表中的、与路由器10的MAC地址相关联的端口号，确定为路由器10与交换式集线器所连接的端口（上行端口）的端口号，并将包含该端口号和自身的MAC地址在内的响应包（第2数据包）向路由器10发送（步骤S104）。即，在响应包（第2数据包）的有效载荷部中，“数据包类别”为“2”、“通知数据”是上行端口的端口号、“发送源MAC地址”是各交换式集线器A、B、C、D的MAC地址。并且，各个交换式集线器A、B、C、D的控制部21在从其他交换式集线器接收到响应包的情况下，在自身的MAC地址表中登记在该响应包的头部中作为发送源的MAC地址记录的其他交换式集线器的MAC地址、和接收到该响应包的端口的端口号的信息，并将接收到的响应包向路由器10转发。

路由器10的控制部11从各交换式集线器A、B、C、D发送的响应包的有效载荷部读取数据包类别的值（在此为“2”），由此，检测出接收到的数据包是从交换式集线器A、B、C、D发送的响应包。路由器10的控制部11（第1获取单元）通过接收该响应包而获取上行端口的端口号及各交换式集线器的MAC地址，识别出各个交换式集线器的存在（步骤S105）。路由器10的控制部11基于该识别结果生成装置连接信息表。图5是表示路由器10的控制部11所生成的装置连接信息表的内容的图。各交换式集线器A、B、C、D的上行端口的端口号是“1”。在图5最上部一栏中所示的与路由器10相对应的记录中，与各交换式集线器A、B、C、D的MAC地址相对应的“1”代表从路由器10观察时各交换式集线器所连接的端口号。此时，控制部11仅记录图5最上部和最左列栏的内容。

接下来，路由器10的控制部11（第2请求单元）针对响应包的发送源即各交换式集线器A、B、C、D，分别向各交换式集线器A、B、C、D发送询问其他的交换式集线器与哪个端口连接的询问包（第3数据包）（步骤S 106）。该询问包用于向根据在步骤S105获取的MAC地址识别的各个交换式集线器，请求在步骤S105获取的其他MAC地址的交换式集线器所连接的端口的端口识别信息。在询问包的有效载荷部中，“数据包类别”是“3”。有效载荷部的“通知数据”设定有成为询问对象的其他交换式集线器的MAC地址。例如在图4的例子的情况下，交换式集线器A、B、C、D返回了响应包，路由器10的控制部11首先向交换式集线器A询问交换式集线器B与交换式集线器A的哪个端口连接、交换式集线器C与交换式集线器A的哪个端口连接、及交换式集线器D与交换式集线器A的哪个端口连接。同样地，路由器10的控制部11也对交换式集线器B至D进行询问。

各个交换式集线器A、B、C、D的控制部21从路由器10发送的询问包的有效载荷部读取数据包类别的值（“3”），由此，检测出接收到的数据包是询问其他交换式集线器与哪个端口连接的询问包。各个交换式集线器A、B、C、D的控制部21（第2响应单元）接收询问包后，参照自身的MAC地址表，将包含与“通知数据”中设定的MAC地址相符的其他交换式集线器所连接的端口的端口号在内的回答包（第4数据包）向路由器10发送（步骤S107）。在该回答包的有效载荷部中，“数据包类别”为“4”、“通知数据”是从上述MAC地址表获取的其他交换式集线器所连接的端口号。此时，各交换式集线器的控制部21（转发单元）从其他交换式集线器接收回答包后，将该回答包向其目标地址即路由器10转发。

路由器10的控制部11从各交换式集线器A、B、C、D发送的回答包的有效载荷部读取数据包类别的值（“4”），检测出接收到的数据包是从交换式集线器A、B、C、D发送的回答包。路由器10的控制部11（第2获取单元）获取这些回答包的有效载荷部的“通知数据”中存储的端口号。并且，路由器10的控制部11（第2获取单元）在与该回答包相对应的询问包（第3数据包）中，获取在其通知数据中设定的MAC地址。这样，路由器10的控制部11根据询问包中使用的MAC地址和针对该询问包的回答包中包含的端口号的组合，掌握作为询问对象的交换式集线器的哪个端口与其他交换式集线器连接，生成与自有网内的全部交换式集线器相关的装置连接信息表（步骤S108）。控制部11生成装置连接信息表后，将其存储在易失性存储部12中。

在图5中例示了按照上述方式生成的装置连接信息表。在图5中，在与各交换式集线器A、B、C、D相对应的记录中，路由器10的MAC地址栏中示出的端口号（在本实施方式中全部是“1”）是各个上行端口。接下来，关注图5中从上方开始的第2行的、与交换式集线器A相对应的记录。在该记录中，与路由器10的MAC地址相对应的“1”代表路由器10与交换式集线器A的端口号为1的端口连接。另外，与交换式集线器B的MAC地址相对应的“2”代表交换式集线器B与交换式集线器A的端口号为2的端口连接。这在交换式集线器A中，可以根据接收到作为发送源或转发源包含有交换式集线器B的MAC地址的响应包的端口的端口号确定。同样地，与交换式集线器C的MAC地址相对应的“3”代表交换式集线器C与交换式集线器A的端口号为3的端口连接。并且，与交换式集线器D的MAC地址相对应的“2”代表交换式集线器D与交换式集线器A的端口号为2的端口连接。对于从图5上方开始第3行以后的记录也按照与上述相同的思路制成。但是，在与交换式集线器C相对应的记录中，与交换式集线器A、B、D的MAC地址相对应而记录“1”，代表从交换式集线器C观察，在端口号为1的端口的延长线上连接有这些交换式集线器A、B、D。

再次回到图4的说明。路由器10的控制部11参照装置连接信息表，在自有网的树状构造中，推定各交换式集线器A、B、C、D所属的层（步骤S109）。在此，对于所谓的层，从路由器10观察，由路由器10和各交换式集线器之间存在的交换式集线器的个数表示。

图6是表示路由器10的控制部11生成的层推定表的内容的图。首先，路由器10的控制部11将全部交换式集线器的层设定为0。

接下来，参照图5可知，在与交换式集线器A相对应的记录中，在交换式集线器A的端口号为“2”、“3”的端口（即上行端口以外的端口）连接有交换式集线器B、C、D。在此情况下，如图6所示，控制部11记录交换式集线器B、C、D的MAC地址，作为位于交换式集线器A的下层的交换式集线器。对于交换式集线器B、C、D，控制部11也按照上述方针，确定位于其下层的交换式集线器。由此，控制部11生成如图6所示内容的层推定表，存储在易失性存储部12中。另外，控制部11使作为位于交换式集线器A的下层的交换式集线器而记录了MAC地址的交换式集线器（即，交换式集线器B、C、D）的层增加1。

再次回到图4的说明。路由器10的控制部11对层推定表的内容进行修正（步骤S110）。首先，控制部11修正层推定表中关于“层”的记录，具体如下所述。在图6中，控制部11关注与交换式集线器A相对应的记录中的、位于交换式集线器A的下层的交换式集线器（以下，简称为下层交换式集线器）中的一个（在此，设为交换式集线器B）。随后，在图6中，控制部11关注与该交换式集线器B相对应的记录，针对交换式集线器B判断是否存在下层交换式集线器。在此，作为交换式集线器B的下层交换式集线器存在交换式集线器D。在此情况下，控制部11使该交换式集线器D的层为“1”加“1”而改写为“2”。即，这是出于下述考虑，即，从交换式集线器D观察，由于其本身与交换式集线器B的除了上行端口以外的端口连接，因此与该交换式集线器B的层相比，其本身的层至少应下降一层。

接下来，这一次，控制部11关注相对于交换式集线器A的下层交换式集线器中的交换式集线器C。并且，在图6中，控制部11关注与交换式集线器C的MAC地址相对应的记录，判断是否存在相对于该交换式集线器C的下层交换式集线器。在此，由于不存在下层交换式集线器，因此，控制部11结束对交换式集线器C的修正处理。接下来，控制部11关注相对于交换式集线器A的下层交换式集线器中的交换式集线器D。如前所述，对于该交换式集线器D，已将层修正为比初始的“1”大的“2”。控制部11针对交换式集线器D判断是否存在下层交换式集线器。在此，由于不存在位于下层的交换式集线器，因此，控制部11结束对交换式集线器D的修正处理。

这样，首先，控制部11将全部交换式集线器所属的层假设为“0”。然后，控制部11通过依次进行确定本身与其他交换式集线器的除了上行端口以外的端口连接的交换式集线器，将该交换式集线器所属的层下降一层的处理，从而最终确定各个交换式集线器所属的层。由此，变更层推定表的与“层”相关的记录，层推定表从图6所示的内容变为图7所示的内容。

接下来，控制部11修正层推定表中与“位于下层的交换式集线器”相关的记录。具体如下。在图7中，控制部11关注层为“0”的交换式集线器A。控制部11参照相对于该交换式集线器A的下层交换式集线器即交换式集线器B的层，识别出其为“1”。这样，在所关注的交换式集线器的层上加“1”得到的值与该下层交换式集线器的层一致的情况下，控制部11判断该下层交换式集线器的层是正确的。即，在此，确认出交换式集线器B的层为“1”是正确的。接下来，控制部11关注该交换式集线器B。随后，控制部11参照相对于该交换式集线器B的下层交换式集线器即交换式集线器D的层，识别出其为“2”。在此情况下，由于在所关注的交换式集线器的层上加“1”得到的值与该下层交换式集线器的层一致，因此，控制部11判断交换式集线器D的层为“2”是正确的。然后，控制部11关注该交换式集线器D，搜索相对于交换式集线器D的下层交换式集线器，由于其不存在，因此结束对交换式集线器D的处理。

接下来，在图7中，控制部11参照相对于交换式集线器A的下层交换式集线器即交换式集线器C的层，识别出其是“1”。在此，由于在所关注的交换式集线器的层“0”上加“1”得到的值与该下层交换式集线器即交换式集线器C的层“1”一致，因此，控制部11确认出交换式集线器C的层为“1”是正确的。接下来，控制部11参照相对于交换式集线器A的下层交换式集线器即交换式集线器D的层，识别出其是“2”。在此，在所关注的交换式集线器A的层“0”上加“1”得到的值为“1”，与此相对，其下层交换式集线器即交换式集线器D的层为“2”，二者不一致。在此情况下，控制部11从相对于交换式集线器A的下层交换式集线器的栏中删除交换式集线器D的MAC地址。由此，层推定表从图7所示的内容变更为图8所示的内容。

控制部11(拓扑检测单元)基于按照上述方式生成的装置连接信息表（图5）和层推定表（图8）的内容，检测自有网的物理拓扑（步骤S111）。例如在图8中，层“0”是交换式集线器A，该交换式集线器A如图5所示，与路由器10的端口号为1的端口连接。因此，控制部11可以确定图1所示的路由器10和交换式集线器A之间的连接方式。接下来，在图8中，层“1”是交换式集线器B、C。其中的交换式集线器B如图5所示，与交换式集线器A的端口号为2的端口连接。因此，控制部11可以确定图1所示的交换式集线器A和交换式集线器B之间的连接方式。另外，交换式集线器C如图5所示，与交换式集线器A的端口号为3的端口连接。因此，控制部11可以确定图1所示的交换式集线器A和交换式集线器C之间的连接方式。另外，在图8中，层“2”是交换式集线器D，该交换式集线器D如图5所示，与交换式集线器B的端口号为2的端口连接。因此，控制部11可以确定图1所示的交换式集线器B和交换式集线器D之间的连接方式。

通常，各交换式集线器自动地生成本身的MAC地址表。根据上述第1实施方式，路由器10仅向针对请求包（第1数据包）返回响应包（第2数据包）的交换式集线器发送询问包（第3数据包）。询问包用于向返回响应包的一个交换式集线器询问返回响应包的其他交换式集线器所连接的端口的端口号。随后，路由器10从各交换式集线器A、B、C、D接收包含与各交换式集线器A、B、C、D的MAC地址表中的、相当于其他交换式集线器的MAC地址对应的端口号在内的回答包，基于该内容，可以进行自有网的物理拓扑检测。即，在相互识别阶段为了拓扑检测而在自有网内传送的信息，是各交换式集线器A、B、C、D中的MAC地址表内容的极小一部分数据即可。因此，各交换式集线器只要进行简单处理，即，对应于来自路由器10的请求而发送本身自动生成的MAC地址表的极小一部分内容即可，另外，可以使网络的通信量较少。另外，在自有网内传送的信息仅是相当于上述端口号及MAC地址的对应关系的内容，因此，例如无需如专利文献1所述准备使用成本很高的通信协议。

<第2实施方式>

第2实施方式的结构与第1实施方式相同，第2实施方式与第1实施方式所不同的是通信系统整体的动作。图9是表示第2实施方式所涉及的通信系统的动作的时序图。该通信系统的动作大致分为系统整体的相互识别阶段和路由器10的拓扑检测阶段这2个阶段。首先，相互识别阶段通过路由器10的控制部11（请求单元）向自有网的节点组多址发送用于检测各节点的存在的请求包（第1数据包）而开始（步骤S1）。多址发送请求包的定时例如是定期定时或用户操作UI部15而指示相互识别阶段开始的定时等。各交换式集线器A、B、C、D的控制部21在任意端口接收该请求包后，通过从除了该端口以外的端口向其他交换式集线器转发该数据包，使得请求包遍历各个交换式集线器A、B、C、D。

此时，各交换式集线器A、B、C、D的控制部21将接收到请求包的端口确定为与路由器10连接的上行端口，并在易失性存储部22中存储该端口号（步骤S2）。随后，各交换式集线器A、B、C、D的控制部21（响应单元）将响应于请求包的响应包（第2数据包）从该上行端口向路由器10发送（步骤S3）。此时，控制部21从非易失性存储部23读取MAC地址，并且，从易失性存储部22读取上行端口的端口号，将这些MAC地址及上行端口的端口号包含在响应包中发送。并且，各交换式集线器A、B、C、D的控制部21在除了上行端口以外的端口从其他交换式集线器接收到响应包的情况下，将接收到该响应包的端口的端口号附加在该响应包中，将其从上行端口向路由器10转发。第2实施方式中的第1数据包相当于下述数据包，即，其用于向路由器10下辖的网络中包含的交换式集线器组，请求该交换式集线器中与路由器10连接的端口的端口识别信息、该交换式集线器的MAC地址、该交换式集线器中除了与路由器10连接的端口以外的端口的端口号、以及与根据该端口号识别的端口连接的其他交换式集线器的MAC地址。

接下来，转换为路由器10的拓扑检测阶段。路由器10的控制部11（接收单元）通过使用作为对第1数据包的响应而接收到的各交换式集线器A、B、C、D的MAC地址、各交换式集线器A、B、C、D的上行端口的端口号、及各交换式集线器从其他交换式集线器接收到响应包的端口的端口号，从而可以完全掌握下述情况，即，哪个交换式集线器通过哪个端口接收由哪个交换式集线器作为发送源的响应包，并将其从哪个端口向路由器10转发。因此，控制部11基于这些信息，生成与自有网内的全部节点相关的装置连接信息表（步骤S4）。控制部11（存储单元）生成装置连接信息表后，将其存储在易失性存储部12中（前面的图5）。后面的动作和第1实施方式实施方式相同。

在该第2实施方式中也同样地，在相互识别阶段为了拓扑检测而在自有网内传送的信息，只要是各交换式集线器A、B、C、D中的MAC地址表内容的一部分数据即可。并且，由于不需要来自路由器的询问包（第3数据包）及来自交换式集线器的回答包（第4数据包），因此，可以使得网络的通信量较少。另外，在自有网内传送的信息仅是相当于上述端口号及MAC地址的对应关系的内容，因此，例如无需如专利文献1所述准备使用成本很高的通信协议。

上述实施方式可以如下进行变形。另外，下述各变形也可以相互组合。

<变形例1>

上述图4及图9的处理通过路由器10多址发送用于检测交换式集线器A、B、C、D的存在的请求包而开始，但使该处理开始的契机并不仅限定于路由器10的动作，也可以是交换式集线器的动作。例如，在自有网中接入新的交换式集线器时，通信线路被插入该交换式集线器中的任意端口，因此，该交换式集线器的控制部以电气方式检测出该插入，在该检测后，对如下数据包进行广播，即，在该数据包中，将表示其为拓扑检测用的数据包的值设定在头部的类型中，将有效载荷部的数据包类别设为上述1至4以外的值（例如“0”）。随后，路由器10接收该数据包后，在自有网内多址发送上述请求包。其他交换式集线器读取有效载荷部的数据包类别的值（“0”），而忽略由该值表示的类别的数据包。如果在自有网中接入新的交换式集线器，则物理拓扑的内容会发生变化，但是，如上所述，可以在物理拓扑的内容变化的定时，进行其物理拓扑检测。但是，鉴于在从自有网拆下交换式集线器的情况下也必须进行物理拓扑检测，作为使相互识别阶段开始的契机，优选同时使用以下两者，即：连接了交换式集线器这一情况；以及来自路由器10的定期定时或基于用户操作的请求。

<变形例2>

在实施方式中，作为网络中包含的节点，例示了被称为路由器和交换式集线器的2种中继装置，但这些中继装置的名称、种类并不限定于实施方式的例示，总之，只要是作为与树状构造的根部相当的节点进行数据中继的第1中继装置、和具有与其他节点之间进行通信的多个端口并使用该端口进行数据中继的节点即多个第2中继装置即可。例如，第2中继装置可以是被称为中继器等的中继装置。

另外，中继装置的识别信息即装置识别信息并不仅限于MAC地址，只要是用于在网络内的数据中继时识别各中继装置的装置识别信息即可。

<变形例3>

在实施方式中，控制部11基于从各交换式集线器接收到的信息而生成装置连接信息表，进而生成层推定表并进行物理拓扑检测，但并非必须生成层推定表并存储在易失性存储部12中。总之，只要控制部11在基于从各交换式集线器接收的信息而生成装置连接信息表之后，按照在实施方式中使用层推定表所说明的原理或思路，检测物理拓扑即可，该物理拓扑由自有网树状构造中的各层所下辖的交换式集线器的MAC地址、和在各个交换式集线器中其他交换式集线器所连接的端口的端口号表示。

<变形例4>

上述实施方式中的程序可以在存储于磁性记录介质（磁带、磁盘等）、光记录介质（光盘等）、光磁记录介质、半导体存储器等计算机可读取的记录介质中的状态下，向路由器10等第1中继装置及交换式集线器A、B、C、D等第2中继装置提供。在此情况下，在这些中继装置中设置读取记录介质的接口即可。另外，也可以使这些中继装置经由网络进行下载。

<变形例5>

上述实施方式中，在路由器10发送询问包（第3数据包）时，发送设定了作为询问对象的交换式集线器所连接的其他交换式集线器的MAC地址（装置识别信息）的通知数据，接收到该通知数据的交换式集线器将通知数据中MAC地址代表的其他交换式集线器所连接的端口的端口号设定在回答包（第4数据包）的通知数据中并进行回复。

与其相对，各个交换式集线器也可以预先存储与询问包（第3数据包）中的上述“其他交换式集线器”相当的信息，在从路由器10接收未指定“其他交换式集线器”的询问包后，将本身存储的该“其他交换式集线器”的MAC地址和“其他交换式集线器”所连接的端口的端口号合并，作为回答包（第4数据包）的通知数据。因此，各个交换式集线器在易失性存储部22（存储单元）中除了上述MAC地址表以外还存储“响应MAC地址表”。在所谓的“响应MAC地址表”中，登记有接收到响应包（第2数据包）的端口号和该响应包的发送源节点（即，“其他交换式集线器”）的MAC地址。“响应MAC地址表”在电源接通时等初始状态下为空，交换式集线器的控制部21在从其他交换式集线器接收响应包后，将该响应包的发送源MAC地址记录在响应MAC地址表中。

例如，在上述实施方式中，在路由器10的控制部11（第1请求单元）发送请求包（第1数据包），与其相对，各交换式集线器的控制部21（第1响应单元）发送响应包（第2数据包）之后，各交换式集线器的响应MAC地址表如下所示。即，在交换式集线器A的响应MAC地址表中存储交换式集线器B、交换式集线器C、交换式集线器D的MAC地址。这是因为，从交换式集线器B、交换式集线器C、交换式集线器D发送的响应包经由交换式集线器A到达路由器10而由控制部11（第1获取单元）获取。同样地，交换式集线器B由于对来自交换式集线器D的响应包进行中继，因此在交换式集线器B的响应MAC地址表中存储交换式集线器D的MAC地址。另一方面，交换式集线器C及交换式集线器D不对来自其他交换式集线器的响应包进行中继，因此，交换式集线器C及交换式集线器D的响应MAC地址表保持空的状态。

路由器的控制部11（第2请求单元）向根据已获取的响应包中包含的MAC地址识别的各个交换式集线器，发送询问包（第3数据包），以请求该交换式集线器中任意端口上连接的交换式集线器的MAC地址及该端口的端口号。

随后，各交换式集线器A、B、C、D的控制部21（第2响应单元）在从路由器10接收询问包后，将以本身的响应MAC地址表中存储的MAC地址和与该MAC地址相对应的端口号作为通知数据的回答包（第4数据包）返回路由器10。端口号可以参照通常的MAC地址表而得到，也可以在从其他交换式集线器接收到响应包时，使其他交换式集线器的MAC地址和接收到该响应包的端口的端口号相关联并预先存储在响应MAC地址表中。此外，对于此时的询问包（第3数据包），只要知道该数据包是询问包即可，因此其有效载荷部的“通知数据”未被使用。因此，预先将通知数据设为例如“0”。或者，也可以是不进行通知数据的发送这一动作自身，即，有效载荷部不包含通知数据的形式。

这样发送了全部回答包后的路由器10的装置连接信息表如图11所示。路由器10通过基于图11的装置连接信息表的内容推定层，从而可以得到与上述的实施方式相同的层推定表（图6），并进行层构造的拓扑检测。根据这样的变形例，从交换式集线器向路由器10发送的回答包仅是拓扑检测所需的MAC地址和端口号的组合即可。

<变形例6>

在上述说明中，对仅路由器和交换式集线器进行对请求包或询问包的响应的情况进行了说明，但其他网络节点（例如个人计算机等通信终端）也可以响应这些数据包而发送响应包或回答包。

标号的说明

10 路由器

A、B、C、D 交换式集线器

11、21 控制部

12、22 易失性存储部

13、23 非易失性存储部

14-1至14-n、24-1至24-m、P  端口

15 UI部

Claims (11)

1.一种拓扑检测系统，其具有：第1中继装置，其在至少包含大于或等于3个节点的树状构造的网络中，作为相当于根部的节点，进行数据中继；以及多个第2中继装置，它们是具有在该网络中与其他节点之间进行通信的多个端口，并使用该端口进行数据中继的节点，该拓扑检测系统对所述网络中的物理拓扑进行检测，

该拓扑检测系统的特征在于，其构成为，

所述第1中继装置向包含在所述网络中的节点组发送包含该第1中继装置的装置识别信息的第1数据包，

各个所述第2中继装置在从所述多个端口中的任意端口接收所述第1数据包后，将接收到该第1数据包的端口设为上行端口，将包含该上行端口的端口识别信息和本装置的装置识别信息的第2数据包，从所述上行端口向所述第1中继装置发送，在接收到从其他所述第2中继装置发送的该第2数据包的情况下，将该第2数据包向所述第1中继装置转发，

所述第1中继装置接收从各个所述第2中继装置发送或转发来的所述第2数据包，

所述第1中继装置向作为所述第2数据包的发送源的所述第2中继装置，发送询问在该第2中继装置的哪个端口上连接有其他所述第2中继装置的第3数据包，

各个所述第2中继装置在接收所述第3数据包后，将包含其他所述第2中继装置所连接的端口的端口识别信息和本装置的装置识别信息的第4数据包，向所述第1中继装置发送，

所述第1中继装置基于接收到的所述第2数据包以及所述第4数据包中包含的所述装置识别信息及所述端口识别信息，将各个所述第2中继装置具有的端口的端口识别信息与该端口所连接的其他所述第2中继装置的装置识别信息相关联，并存储在存储单元中，

所述第1中继装置基于所述存储单元中存储的内容，检测由所述网络的树状构造中的各层所下辖的所述第2中继装置的装置识别信息、和在各个所述第2中继装置中其他第2中继装置所连接的端口的端口识别信息表示的物理拓扑。

2.一种拓扑检测系统，其具有：第1中继装置，其在至少包含大于或等于3个节点的树状构造的网络中，作为相当于根部的节点，进行数据中继；以及多个第2中继装置，它们是具有在该网络中与其他节点之间进行通信的多个端口，并使用该端口进行数据中继的节点，该拓扑检测系统对所述网络中的物理拓扑进行检测，

该拓扑检测系统的特征在于，其构成为，

所述第1中继装置向包含在所述网络中的节点组发送第1数据包，

各个所述第2中继装置在从所述多个端口中的任意端口接收所述第1数据包后，将接收到该第1数据包的端口设为上行端口，将包含该上行端口的端口识别信息和本装置的装置识别信息的第2数据包，从所述上行端口向所述第1中继装置发送，在除了所述上行端口以外的端口接收到从其他所述第2中继装置发送的所述第2数据包的情况下，将该端口的端口识别信息包含在接收到的所述第2数据包中，并从所述上行端口向所述第1中继装置转发，

所述第1中继装置接收从各个所述第2中继装置发送或转发来的所述第2数据包，

所述第1中继装置基于接收到的所述第2数据包中包含的所述装置识别信息及所述端口识别信息，将各个所述第2中继装置具有的端口的端口识别信息与该端口所连接的其他所述第2中继装置的装置识别信息相关联，并存储在存储单元中，

所述第1中继装置基于所述存储单元中存储的内容，检测由所述网络的树状构造中的各层所下辖的所述第2中继装置的装置识别信息、和在各个所述第2中继装置中其他第2中继装置所连接的端口的端口识别信息表示的物理拓扑。

3.根据权利要求1或2所述的拓扑检测系统，其特征在于，构成为，

在所述第1中继装置进行物理拓扑检测的情况下，参照存储在所述存储单元中的内容，

将在除了所述上行端口以外的端口连接有其他全部第2中继装置的第2中继装置所属的层，确定为除了所述第1中继装置之外的所述网络中的最上层，

在将除了确定为属于所述最上层的第2中继装置以外的第2中继装置所属的层假定为最上层的下一层后，检测本身与其他第2中继装置具有的除了所述上行端口以外的端口连接的第2中继装置，通过使该第2中继装置所属的层下降一层，从而确定各个第2中继装置所属的层，

使用针对各个所述第2中继装置确定出的层进行物理拓扑检测。

4.根据权利要求1或2所述的拓扑检测系统，其特征在于，构成为，

所述第1中继装置是在从OSI(Open Systems Interconnection)参考模型的第1层即物理层至第3层即网络层为止的层中，将多个网络逻辑连接而进行数据中继的中继装置，

所述第2中继装置是在从OSI参考模型的第1层即物理层至第2层即数据链路层为止的层中，将多个节点逻辑连接而进行数据中继的中继装置，

所述第2中继装置的装置识别信息是分配给该第2中继装置的MAC(Media Access Control)地址。

5.根据权利要求3所述的拓扑检测系统，其特征在于，构成为，

所述第1中继装置是在从OSI(Open Systems Interconnection)参考模型的第1层即物理层至第3层即网络层为止的层中，将多个网络逻辑连接而进行数据中继的中继装置，

所述第2中继装置是在从OSI参考模型的第1层即物理层至第2层即数据链路层为止的层中，将多个节点逻辑连接而进行数据中继的中继装置，

所述第2中继装置的装置识别信息是分配给该第2中继装置的MAC(Media Access Control)地址。

6.一种中继装置，其在树状构造的网络中作为相当于根部的节点，进行数据的中继，

该中继装置具有：

第1请求单元，其向本装置下辖的网络所包含的节点组请求在该节点中与本装置连接的端口的端口识别信息及该节点的装置识别信息；

第1获取单元，其根据对应于所述请求而从所述节点发送来的响应，获取所述端口识别信息和该响应的发送源的装置识别信息；

第2请求单元，其向根据所述第1获取单元获取的装置识别信息识别的各个所述发送源，请求根据所述第1获取单元获取的其他的装置识别信息而识别的其他节点所连接的端口的端口识别信息；

第2获取单元，其根据对应于所述第2请求单元的请求而发送来的响应，获取根据所述第1获取单元获取的装置识别信息而识别的各个所述发送源中与所述其他节点连接的端口的端口识别信息及该其他节点的装置识别信息；以及

拓扑检测单元，其基于所述第2获取单元获取的所述端口识别信息及所述装置识别信息，检测由所述树状构造的网络中的各层所下辖的节点的装置识别信息、和在该节点中与其他节点连接的端口的端口识别信息表示的物理拓扑。

7.一种中继装置，其在树状构造的网络中进行数据中继，

该中继装置具有：

多个端口，它们用于与所述网络中包含的其他节点之间进行通信；

存储单元，其将所述端口上连接的所述其他节点的装置识别信息与该端口的端口信息相关联并进行存储；

第1响应单元，其在从所述网络中相当于根部的节点即根节点，由任意的所述端口接收本装置中与该根节点连接的端口的端口识别信息的请求后，将接收到该请求的端口的端口识别信息向所述根节点发送；

转发单元，其在由任意的所述端口接收响应于来自所述根节点的所述请求而从所述其他节点向该根节点发送的端口识别信息后，将该端口识别信息从任意的所述端口向所述根节点转发；以及

第2响应单元，其在从所述根节点发送并由任意的所述端口接收本装置中与所述其他节点连接的端口的询问后，将所述存储单元中存储的装置识别信息中的、与相当于所述其他节点的装置识别信息相关联的端口识别信息，从任意的所述端口向所述根节点转发。

8.一种中继装置，其在树状构造的网络中作为相当于根部的节点而进行数据中继，

该中继装置具有：

请求单元，其向本装置下辖的网络所包含的节点组，请求该节点中与本装置连接的端口的端口识别信息、该节点的装置识别信息、该节点中除了与所述中继装置连接的端口以外的端口的端口识别信息、及与根据该端口识别信息识别的端口连接的其他节点的装置识别信息；

接收单元，其接收对所述请求单元的请求的响应；

存储单元，其根据所述接收单元接收到的响应，获取所述装置识别信息及所述端口识别信息并存储；以及

拓扑检测单元，其基于所述存储单元中存储的装置识别信息及端口识别信息，检测由所述树状构造的网络中的各层所下辖的节点的装置识别信息和该节点与其他节点连接的端口的端口识别信息表示的物理拓扑。

9.一种中继装置，其在树状构造的网络中进行数据中继，

该中继装置具有：

多个端口，它们用于与所述网络上连接的其他节点之间进行通信；

存储单元，其将与所述端口连接的所述其他节点的装置识别信息与该端口的端口识别信息相关联并进行存储；以及

响应单元，其在任意的所述端口从所述网络中相当于根部的节点即根节点，接收关于本装置中与所述根节点连接的端口的端口识别信息、本装置的装置识别信息、本装置中除了与所述根节点连接的端口以外的端口的端口识别信息、及与根据该端口识别信息识别的端口连接的其他节点的装置识别信息的请求后，从任意的所述端口向所述根节点发送该端口的端口识别信息、本装置的装置识别信息、存储在所述存储单元中的其他节点的装置识别信息及端口识别信息。

10.一种中继装置，其在树状构造的网络中作为相当于根部的节点而进行数据中继，

该中继装置具有：

第1请求单元，其向本装置下辖的网络所包含的节点组，请求该节点中本装置所连接的端口的端口识别信息及该节点的装置识别信息；

第1获取单元，其根据对应于所述请求而从所述节点发送来的响应，获取所述端口识别信息和该响应的发送源的装置识别信息；

第2请求单元，其向根据所述第1获取单元获取的装置识别信息而识别的各个所述发送源，请求该发送源中任意的端口上连接的其他节点的装置识别信息及该端口的端口识别信息；

第2获取单元，其根据对应于所述第2请求单元的请求发送来的响应，获取在根据所述第1获取单元获取的装置识别信息而识别的各个所述发送源中与所述其他节点连接的端口的端口识别信息及该其他节点的装置识别信息；以及

拓扑检测单元，其基于所述第2获取单元获取的所述端口识别信息及所述装置识别信息，检测由所述树状构造的网络中的各层所下辖的节点的装置识别信息和该节点中与其他节点连接的端口的端口识别信息表示的物理拓扑。

11.一种中继装置，其在树状构造的网络中进行数据中继，

该中继装置具有：

多个端口，它们用于与所述网络中包含的其他节点之间进行通信；

第1响应单元，其在由任意的所述端口从所述网络中相当于根部的节点即根节点，接收本装置中与该根节点连接的端口的端口识别信息的请求后，将接收到该请求的端口的端口识别信息向所述根节点发送；

存储单元，其在由任意的所述端口接收响应于来自所述根节点的所述请求而从所述其他节点向该根节点发送的端口识别信息后，将接收到该信息的端口的端口识别信息和所述其他节点的装置识别信息相关联并存储；以及

第2响应单元，其在从所述根节点发送并由任意的所述端口接收本装置中与所述其他节点连接的端口的询问后，从任意的所述端口将在所述存储单元中存储的端口识别信息及装置识别信息向所述根节点发送。