CN104426720A

CN104426720A - 网络中继系统以及交换机装置

Info

Publication number: CN104426720A
Application number: CN201410332021.3A
Authority: CN
Inventors: 熊谷涉; 巽知严
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: US20150049761A1; JP2015039138A; JP6173833B2; CN104426720B

Abstract

一种网络中继系统以及交换机装置。在包含设定了MLAG的两台交换机装置的网络中继系统中，容易地实现组播的监听功能。当通过MLAG用端口(P[1])接收到IGMP报告等控制帧(FL1[1])时，第一交换机装置(SW1)在组播(MC)用地址表(24)上，将控制帧包含的组播组(ADR1)和MLAG用端口关联起来学习。此外，生成包含控制帧和MLAG用端口的识别符的网桥用控制帧(FL3)，并从网桥用端口(Pb)进行转发。另一方面，当通过网桥用端口(Pb)接收到网桥用控制帧(FL3)时，第二交换机装置(SW2)从网桥用控制帧(FL3)中检测出控制帧(FL1[1])和MLAG用端口(P[1])的识别符，在组播(MC)用地址表(24)上，将控制帧(FL1[1])包含的组播(MC)组(ADR1)与自身的MLAG用端口(P[1])关联起来学习。

Description

网络中继系统以及交换机装置

技术领域

本发明涉及网络中继系统以及交换机装置，例如涉及跨两台交换机装置设定链路聚合，各交换机装置搭载了组播的监听功能的网络中继系统。

背景技术

例如，在专利文献1中公开了具备通过冗余用端口连接的一对中位交换机装置和与该一对中位交换机装置的相同端口编号的端口以设定了链路聚合的状态连接的下位交换机装置以及上位交换机装置的结构。此外，在专利文献2中公开了在跨装置地设定了链路聚合组的通信装置中，执行该链路聚合组的带宽控制的方法。

例如，作为冗余化方式，如专利文献1或专利文献2所示，已知的方式有：分别通过通信线路在一台交换机装置[A]内的两个端口和两台交换机装置[B]内的分别一个端口之间连接的方式。此时，一台交换机装置[A]对自身的两个端口设定链路聚合。此外，两台交换机装置[B]通过使用专用的通信线路相互进行通信，将所述的分别一个端口，从一台交换机装置[A]看来在逻辑上(虚拟的)作为一个端口进行发挥作用。

在该冗余化方式中，与物理上在一台交换机装置之间设定的一般的链路聚合不同，物理上跨两台交换机装置[B]设定链路聚合。因此，除了能够得到对通信线路故障的冗余化和通信带宽的扩大等通过一般的链路聚合得到的效果外，还能够实现对交换机装置的故障的冗余化。在本说明书中，将这样得跨两台交换机装置[B]的链路聚合称为多机箱链路聚合(以下，简称MLAG)。此外，将该两台交换机装置[B]的集合体称为多机箱链路聚合装置(以下，简称MLAG装置)。

另一方面，作为面向组播的通信协议，已知有：以PIM(Protocol IndependentMulticast：协议无关组播)等为代表的路由协议、以IGMP(Internet GroupManagement Protocol：因特网组管理协议)或MLD(Multicast ListenerDiscovery：组播侦听发现)等为代表的用于管理组播组的成员的协议。例如，想要加入组播组的终端经由进行第2层(以下简称L2)处理的L2交换机装置对进行第3层(以下简称L3)处理的L3交换机装置，使用IGMP或MLD等发送针对预定的组播组的加入请求。接收到该加入请求的L3交换机装置，向成为组播包的传送源的服务器装置，在L3网络上使用PIM等来构筑组播包的传送路径。

由此，来自服务器装置的组播包经由L3网络以及L2交换机装置传送给终端。然而，此时接收到组播包(组播帧)L2交换机装置通常不学习组播的MAC(Media Access Control)地址，因此通过泛洪(flooding)传送接收到的组播包(组播帧)。此时，也会对不是预定的组播组的成员的终端传送组播帧，因此通信带宽白白被消耗。因此，出现了被称为IGMP监听或MLD监听的技术。

在使用IGMP监听或MLD监听的情况下，当接收到来自终端的针对组播组的加入请求等时，L2交换机装置在组播用地址表上将该加入请求等包含的组播组的信息与接收到该加入请求等的端口关联起来学习。其结果，当接收到来自服务器装置的组播包(组播帧)时，L2交换机装置检索组播用的地址表，从而能够仅对该组播组成员的终端存在的端口传送该组播帧。

这样的情况下，本发明的发明人等探讨了在搭载了该组播的监听功能(例如IGMP监听或MLD监听)的L2交换机装置中应用MLAG装置的情况。此时，通常在构成MLAG装置的两台交换机装置中需要共享(同步化)组播用地址表的结构。作为该共享(同步化)的结构，例如考虑在两台交换机装置之间适当地收发组播用地址表的更新信息等的方式等。

对组播用地址表的学习处理，通常需要复杂的处理，因此较多情况下使用通过CPU(Central Processing Unit)的软件处理。此时，例如构成MLAG装置的一方的交换机装置使用自身的CPU更新自身的组播用地址表后，将该更新信息转发给另一方的交换机装置，而另一方的交换机装置根据该更新信息使用自身的CPU来更新自身的组播用地址表。

然而，通过这样的方式共享(同步化)组播用地址表时，从通过一方的交换机装置更新组播用地址表到通过另一方的交换机装置形成反映该更新信息的组播用地址表为止可能需要某种程度的期间。例如，在该时滞期间接收到组播包(组播帧)时，根据通过构成MLAG装置的两台交换机装置的哪一侧接收组播帧，会产生传送目的地不同的情况。其结果，作为MLAG装置很难正确地实现组播的监听功能。

专利文献1：日本特开2008-78893号公报

专利文献2：日本特开2009-232400号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的之一是在包含设定了MLAG的两台交换机装置的网络中继系统中，容易地实现组播的监听功能。

通过本说明书的记载以及附图，使本发明的所述以及其他目的和新特征更加明确。

以下，简要地说明本申请所公开的发明中具有代表性的实施方式的概要。

本实施方式的网络中继系统，具备第一以及第二交换机装置，其分别具有多个MLAG用端口、网桥用端口以及组播用地址表，并经由网桥用端口通过网桥用通信线路相互连接。第一以及第二交换机装置分别在自身的MLAG用端口与对应于该MLAG用端口的另一方的MLAG用端口之间分别设定链路聚合组。在此，第一以及第二交换机装置的一方，当通过多个MLAG用端口的某一个接收到表示针对预定的组播组的加入请求或脱离请求的控制帧时，执行第一处理和第二处理。在第一处理中，在组播用地址表上，将控制帧包含的预定的组播组与接收到控制帧的MLAG用端口关联起来学习。在第二处理中，生成包含控制帧和接收到控制帧的MLAG用端口的识别符的网桥用控制帧，并从网桥用端口转发网桥用控制帧。此外，第一以及第二交换机装置的另一方，当通过网桥用端口接收到网桥用控制帧时，执行第三处理和第四处理。在第三处理中，从网桥用控制帧中检测控制帧和MLAG用端口的识别符。在第四处理中，在组播用地址表上，将控制帧包含的预定的组播组与对应于MLAG用端口的识别符的自身的MLAG用端口关联起来学习。

简要地说明通过本申请所公开的发明中的代表性实施方式获得的效果的话，就是能够在设定了MLAG的两台交换机装置中容易地实现组播的监听功能。

附图说明

图1是表示在本发明的实施方式1的网络中继系统中，成为其应用例的网络系统的概略的结构例以及动作例的框图。

图2是表示在本发明的实施方式1的网络中继系统中，其概略的结构例的框图。

图3是表示在图2的网络中继系统中，其主要部分的动作例的说明图。

图4(a)是表示图3中的控制帧的结构例的概略图，图4(b)是表示图3中的网桥(bridge)用控制帧的结构例的概略图。

图5是表示在本发明的实施方式2的网络中继系统中，其主要部分的动作例的说明图。

图6是表示图5中的组播(multicast)用用户帧的结构例的概略图。

图7是表示在本发明的实施方式2的网络中继系统中，其主要部分与图5不同的动作例的说明图。

图8是表示在本发明的实施方式3的交换机装置中，其主要部分的概略结构例的框图。

图9(a)是表示图8中的MLAG表的结构例的图，图9(b)是表示图8中的单播(unicast)用地址表的结构例的图，图9(c)是表示图8中的组播用地址表的结构例的图。

图10是表示图8中的帧处理部的主要处理内容的一例的流程图。

图11是更详细地表示图10中的一部分处理内容的一例的流程图。

图12是更详细地表示图10中的一部分处理内容的一例的流程图。

图13(a)以及(b)是分别表示作为图5以及图7的比较例而探讨的不同的动作例的说明图。

符号说明

10L3 网络

11a、11b L3 交换机装置(L3SW)

12a、12b L2 交换机装置(L2SW)

13a、13b PIM 加入

20、20’、20”MLAG 装置

21a、21b 用户交换机

22a～22c MLAG

23a 通信线路

23b 网桥用通信线路

24 组播用地址表

30IGMP 消息部

31、41IP 标题部

32、42 以太网标题部

33 接收到的端口的识别符

40 数据部

50 帧处理部

51 表单元

52 网桥用帧控制部

53 监听部

54 故障检测部

55 地址表

56 MLAG表

57 单播用地址表

58 LAG

FL1 控制帧

FL2 组播用用户帧

FL3 网桥用控制帧

P[1]～P[N] MLAG用端口

Pb、Pb1、Pb2 网桥用端口

SV 服务器装置

SW、SW1、SW2、SW’1、SW’2、SW”1、SW”2 交换机装置

TM[1]～TM[N-1] 终端装置

具体实施方式

在以下的实施方式中，为方便起见有必要时，分割成多个部分或实施方式进行说明，但除了特别明示的情况外，这些并不是相互毫无关系的，而具有一方是另一方的一部分或全部的变形例、细节、补充说明等关系。此外，在以下的实施方式中，在提及要素的数量等(包括个数、数值、量、范围等)时，除了特别明示的情况以及原理上明确限定为特定的数量的情况外，并不限于该特定的数量，也可以是特定的数量以上或以下。

并且，在以下的实施方式中，其构成要素(还包括要素步骤等)，除了特别明示的情况以及原理上明确被认为必须等情况外，当然并不一定是必须的。同样，在以下的实施方式中，当提及构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别明示的情况以及原理上明确被认为不是那样等情况外，包括实质上近似或类似于其形状等的情况。这对于上述数值以及范围也是相同的。

以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细的说明。另外，在用于说明实施方式的所有附图中，作为原则对相同的部件赋予相同的符号，并省略其重复的说明。

(实施方式1)

《网络系统的概要》

图1是表示在本发明的实施方式1的网络中继系统中，成为其应用例的网络系统的概略的结构例以及动作例的框图。图1所示的网络系统具备：L3网络10；多个L3交换机装置(L3SW)11a、11b；多个L2交换机装置(L2SW)12a、12b；多个(在此为(N-1)台)终端装置TM[1]～TM[N-1]；以及服务器装置SV。L3交换机装置(L3SW)11a、11b分别与L3网络10连接。L2交换机装置(L2SW)12a与多个终端装置TM[1]～TM[N-1]、L3交换机装置(L3SW)11a连接。L2交换机装置(L2SW)12b与服务器装置SV、L3交换机装置(L3SW)11b连接。

服务器装置SV是组播包的传送源，多个终端装置TM[1]～TM[N-1]是组播包的传送目的地。在此，作为一例，在L2交换机装置(L2SW)12b上连接了一台服务器装置SV，但除了服务器装置SV之外还可以连接一个或多个终端装置，也可以连接多个服务器装置。同样，L2交换机装置(L2SW)12a上虽然连接了多个终端装置TM[1]～TM[N-1]，但除此之外还可以连接一个或多个服务器装置。

在此，以终端装置TM[1]、TM[N-1]加入将服务器装置SV作为传送源的组播组的情况为例简单地说明动作。终端装置TM[1]例如将表示对以IGMP报告为代表的组播组的加入请求的控制帧FL1[1]经由L2交换机装置(L2SW)12a发送给L3交换机装置(L3SW)11a。同样，终端装置TM[N-1]也将表示对组播组的加入请求的控制帧FL1[N-1]经由L2交换机装置(L2SW)12a发送给L3交换机装置(L3SW)11a。控制帧FL1[1]、FL1[N-1]中，详细在图4(a)中进行叙述，包括想要加入的组播组的信息，在此包括将服务器装置SV为传送源的组播组的信息。

L3交换机装置(L3SW)11a接收来自终端装置TM[1]、TM[N-1]的控制帧FL1[1]、FL1[N-1]，识别出在自身管理下存在希望加入以服务器装置SV为传送源的组播组的终端装置。因此，L3交换机装置(L3SW)11a使用以PIM为代表的面向组播的路由协议(routing protocol)，在与服务器装置SV所属的L3交换机装置(L3SW)11b之间经由L3网络10构筑组播包的传送路径。

具体而言，例如，L3交换机装置(L3SW)11a将PIM加入(PIM-join)13a发送给L3网络10内的预定的L3交换机装置(L3SW)。L3网络10内，虽然省略了图示，但包括多个L3交换机装置(L3SW)。接收到PIM加入13a的L3交换机装置(L3SW)，同样向L3网络10内的预定的L3交换机装置(L3SW)发送PIM加入。以下同样地，PIM加入在L3网络10内的预定的L3交换机装置(L3SW)中逐跳(hop-by-hop)进行传达，最后作为PIM加入13b被传达给L3交换机装置(L3SW)11b。

组播包的传送路径通过传达该PIM加入的路径来决定。从服务器装置SV传送的组播包(组播用用户帧)FL2b经由L2交换机装置(L2SW)12b由L3交换机装置(L3SW)11b接收，进而经过所述的组播包的传送路径由L3交换机装置(L3SW)11a接收。然后，L3交换机装置(L3SW)11a将组播包(组播用用户帧)FL2a经由L2交换机装置(L2SW)12a传送给终端装置TM[1]、TM[N-1]。

另外，在此表示了作为对预定的组播组的加入请求而使用IGMP的情况下的动作例，但使用MLD等的情况也是相同的。此外，在此表示了作为面向组播的路由协议使用PIM-SM(Sparse Mode：稀疏模式)或PIM-SSM(SourceSpecific Multicast：指定源组播)等的情况下的动作例，当然，也可以使用PIM-DM(Dense Mode：密集模式)等。

在这样的结构例以及动作例中，本实施方式1的网络中继系统，例如，应用于L2交换机装置(L2SW)12a的部分。由于L2交换机装置(L2SW)12a上有时作为组播包的传送目的地而连接多个终端装置TM[1]～TM[N-1]，因此要求充分确保耐故障性或通信带宽等。在这样的情况下，作为L2交换机装置(L2SW)12a应用MLAG装置，并且，在MLAG装置中搭载组播的监听功能变得有益。

《网络中继系统的结构》

图2是表示在本发明的实施方式1的网络中继系统中，其概略的结构例的框图。图2所示的网络中继系统，例如，应用于图1的L2交换机装置(L2SW)12a的部分，具备由第一以及第二交换机装置SW1、SW2构成的MLAG装置20和多个用户交换机21a、21b。第一以及第二交换机装置SW1、SW2分别具有多个(在此为N个(N为2以上的整数))MLAG用端口P[1]～P[N]、网桥用端口Pb以及组播用地址表24，并经由网桥用端口Pb通过网桥用通信线路23b相互连接。

用户交换机21a分别经由通信线路23a与第一交换机装置SW1的MLAG用端口P[1]、第二交换机装置SW2的MLAG用端口P[1]连接。用户交换机21a对成为该各通信线路23a的连接源的端口设定链路聚合组(MLAG22a)。用户交换机21b分别经由通信线路23a与第一交换机装置SW1的MLAG用端口P[N-1]、第二交换机装置SW2的MLAG用端口P[N-1]连接。用户交换机21b对成为该各通信线路23a的连接源的端口设定链路聚合组(MLAG22b)。此外，在该例子中，用户交换机21a上连接终端装置TM[1]，用户交换机21b上连接终端装置TM[N-1]。

在图2中还一并表示示了图1的L3交换机装置(L3SW)11a。L3交换机装置(L3SW)11a分别经由通信线路23a与第一交换机装置SW1的MLAG用端口P[N]、第二交换机装置SW2的MLAG用端口P[N]连接。L3交换机装置(L3SW)11a对成为该各通信线路23a的连接源的端口设定链路聚合组(MLAG22c)。

第一以及第二交换机装置SW1、SW2分别在自身的MLAG用端口和与该MLAG用端口对应的另一方的MLAG用端口之间分别设定链路聚合组(即MLAG)。例如，第一以及第二交换机装置SW1、SW2分别在自身(例如SW1)的MLAG用端口P[1]和另一方的(例如SW2)的MLAG用端口P[1]之间设定MLAG22a。同样，第一以及第二交换机装置SW1、SW2分别对双方的MLAG用端口P[N-1]设定MLAG22b，并对双方的MLAG用端口P[N]设定MLAG22c。在第一以及第二交换机装置SW1、SW2中，将设定了MLAG的双方的MLAG用端口逻辑上(虚拟的)作为一个端口来发挥作用。

《网络中继系统的主要部分的动作》

图3是表示图2的网络中继系统中其主要部分的动作例的说明图。为了方便起见，图3是对图2省略了用户交换机21b的记载的图。此外，在图3中，假定终端装置TM[1]的MAC地址是“MA1”，终端装置TM[1]希望加入的组播组地址是“ADR1”。另外，在以下的说明中，有时将组播省略为“MC”。

第一以及第二交换机装置SW1、SW2的一方，当通过多个MLAG用端口的某一个接收到表示针对预定的组播组的加入请求或脱离请求的控制帧时，进行对组播用地址表24的学习处理(第一处理)。并且，在该学习处理中，第一以及第二交换机装置SW1、SW2的一方在组播用地址表24上，将控制帧包含的预定的组播组与接收到该控制帧的MLAG用端口关联起来学习。即，进行组播的监听处理。

在图3的例子中，第一交换机装置SW1当通过MLAG用端口P[1]接收到表示针对MC组地址“ADR1”的加入请求的控制帧(例如IGMP报告)FL1[1]时，进行对组播用地址表24的学习处理。并且，在该学习处理中，第一交换机装置SW1在组播用地址表24上，将控制帧FL1[1]中包含的MC组地址“ADR1”与接收到该控制帧FL1[1]的自身的MLAG用端口P[1]关联起来学习。

此外，第一以及第二交换机装置SW1、SW2的一方，当通过多个MLAG用端口的某一个接收到所述控制帧时，生成包含该控制帧和接收到该控制帧的MLAG用端口的识别符的网桥用控制帧，并将其从网桥用端口Pb进行转发(第二处理)。在图3的例子中，第一交换机装置SW1当通过MLAG用端口P[1]接收到控制帧FL1[1]时，生成包含控制帧(IGMP报告)FL1[1]和MLAG用端口P[1]的识别符的网桥用控制帧FL3，并将其从网桥用端口Pb进行转发。另外，第一交换机装置SW1还进行将控制帧(IGMP报告)FL1[1]从除了进行了接收的端口之外的MLAG用端口(例如P[N])转发的处理。

第一以及第二交换机装置SW1、SW2的另一方，当通过网桥用端口Pb接收到网桥用控制帧时，从该网桥用控制帧检测控制帧和MLAG用端口的识别符(第三处理)。在图3的例子中，第二交换机装置SW2当通过网桥用端口Pb接收到网桥用控制帧FL3时，从网桥用控制帧FL3检测控制帧(IGMP报告)FL1[1]和MLAG用端口P[1]的识别符。

此外，第一以及第二交换机装置SW1、SW2的另一方，根据通过第三处理检测出的控制帧和MLAG用端口的识别符，在组播用地址表24上，将该控制帧包含的预定的组播组与对应于该MLAG用端口的识别符的自身的MLAG用端口关联起来学习(第四处理)。在图3的例子中，第二交换机装置SW2根据通过第三处理检测出的控制帧FL1[1]和MLAG用端口P[1]的识别符，在组播用地址表24上，将控制帧(IGMP报告)FL1[1]包含的MC组地址“ADR1”与自身的MLAG用端口P[1]关联起来学习。即，进行组播的监听处理。

通过使用以上的结构例和动作例，在构成MLAG装置20的交换机装置SW1、SW2之间能够容易地实现组播用地址表24的高速的同步。其结果，也能够容易地实现作为MLAG装置20的组播的监听功能。

具体而言，首先，第一交换机装置SW1当接收到控制帧FL1[1]时，例如不必等到组播用地址表24的更新完成，而是能够与组播用地址表24的更新并行地进行网桥用控制帧FL3的生成以及转发。此时，网桥用控制帧FL3的生成以及转发(即所述的第二处理)，由于处理单纯，因此不是使用CPU的软件处理，而能够构成为通过专用的硬件电路(例如FPGA(Field Programmable GateArray：现场可编程门阵列)等)来执行。

另一方面，第二交换机装置SW2接收到网桥用控制帧FL3后，检测控制帧FL1[1]和MLAG用端口的识别符。该控制帧FL1[1]以及MLAG用端口的识别符的检测(即所述的第三处理)也由于处理单纯，因此能够构成为通过专用的硬件电路来执行。由此，根据相同的信息，能够充分地缩短在第一交换机装置SW1开始更新自身的组播用地址表24的定时与第二交换机装置SW2开始更新自身的组播用地址表24的定时之间产生的时滞。

图4(a)是表示图3中的控制帧的结构例的概略图，图4(b)是表示图3中的网桥用控制帧的结构例的概略图。图4(a)所示的控制帧FL1代表性地表示图1以及图3所示的控制帧FL1[1]、FL1[N-1]的结构例。该控制帧FL1，在此为基于IGMP的结构，由IGMP消息部30、IP(Internet Protocol)标题部31、以太网(注册商标)标题部32构成。IGMP消息部30包括MC组地址和消息类型。例如，在消息类型中存储表示对组播组的加入请求的代码和/或表示从组播组的脱离请求的代码等。此时的组播组通过MC组地址决定。

IP标题部31中包括目的地IP地址以及发送源IP地址。在目的地IP地址中，例如存储与IGMP消息部30内的MC组地址相同的值。以太网标题部32包括发送源MAC地址以及目的地MAC地址。目的地MAC地址，例如在IMPG消息部30内的MC组地址的一部分(下位23比特)中存储1比特的“0”和附加了24比特的固定值(01_00_5Eh)的值。

例如，以图3的控制帧FL1[1]为例，在IGMP消息部30中的MC组地址中存储“ADR1”，在消息类型中存储表示加入请求的代码。在IP标题部31的目的地IP地址中存储“ADR1”，在发送源IP地址中存储终端装置TM[1]的IP地址。在以太网标题部32中的发送源MAC地址中存储“MA1”，在目的地MAC地址中像所述那样存储基于“ADR1”的预定的值。因此，在图3中说明的组播的监听处理(即所述的第一以及第四处理)中，虽然没有进行特别的限定，只要将图4(a)的控制帧FL1中包含的目的地MAC地址与预定的MLAG用端口(图3中为P[1])关联起来学习即可。

图4(b)所示的网桥用控制帧FL3是对图4(a)所示的控制帧FL1增加了接收到的端口(MLAG用端口)的识别符33的结构。在图3的例子中，在接收到的端口的识别符33中存储MLAG用端口P[1]的识别符。

以上，通过使用本实施方式1的网络中继系统以及交换机装置，代表性地能够容易地实现作为MLAG装置的组播的监听功能。

(实施方式2)

《网络中继系统的主要部分的动作(应用例[1])》

图5是表示本发明的实施方式2的网络中继系统中其主要部分的动作例的说明图。在图5中，以所述的图3的结构例以及动作例的前提，示出了当MLAG装置20接收到来自L3交换机装置(L3SW)11a的组播包(组播用用户帧)FL2a时的动作例。另外，在图5中，示出了在交换机装置SW1与用户交换机21a之间的链路中存在故障时的动作例。链路是指包括通信线路23a和其两端的端口的集合体。

第一以及第二交换机装置SW1、SW2的一方，当通过多个MLAG用端口的某一个接收到组播用用户帧时，根据组播用地址表24从多个MLAG用端口中检索目的地MLAG用端口(第五处理)。在图5的例子中，第一交换机装置SW1当通过MLAG用端口P[N]接收到组播用用户帧FL2a时，根据组播用地址表24检索目的地MLAG用端口。在该例子中，检索到的目的地MLAG用端口与图1的对应地设为MLAG用端口P[1]、P[N-1]。

此外，在第五处理中检索到的目的地MLAG用端口中存在故障时，第一以及第二交换机装置SW1、SW2的一方从网桥用端口Pb转发接收到的组播用用户帧(第六处理)。在图5的例子中，由于目的地MLAG用端口P[1]中存在故障，因此第一交换机装置SW1从网桥用端口Pb原封不动地转发接收到的组播用用户帧FL2a。

第一以及第二交换机装置SW1、SW2的另一方，当通过网桥用端口Pb接收到组播用用户帧时，根据自身的组播用地址表24从多个MLAG用端口中检索目的地MLAG用端口(第七处理)。在图5的例子中，第二交换机装置SW2当通过网桥用端口Pb接收到组播用用户帧FL2a时，根据自身的组播用地址表24检索目的地MLAG用端口。在该例子中，检索到的目的地MLAG用端口是MLAG用端口P[1]、P[N-1]。

此外，第一以及第二交换机装置SW1、SW2的另一方从第七处理中检索到的目的地MLAG用端口转发通过网桥用端口Pb接收到的组播用用户帧。在图5的例子中，第二交换机装置SW2从第七处理中检索到的目的地MLAG用端口P[1]、P[N-1]转发通过网桥用端口Pb接收到的组播用用户帧FL2a。

图6是表示图5中的组播用用户帧的结构例的概略图。图6所示的组播用用户帧FL2a代表性地表示图1以及图5所示的组播用用户帧FL2a、FL2b的结构例。该组播用用户帧FL2由数据部40、IP标题部41以及以太网标题部42构成。在数据部40中存储预定的传送数据。在IP标题部41中包含目的地IP地址以及发送源IP地址。在目的地IP地址中例如存储MC组地址。以太网标题部42包括发送源MAC地址以及目的地MAC地址。与图4(a)的情况相同地，在目的地MAC地址中，例如在MC组地址的一部分中存储附加了预定值的值。

例如，以图5的组播用用户帧FL2a为例，在IP标题部41中的目的地IP地址中设定“ADR1”，在发送源IP地址中设定图1的服务器装置SV的IP地址。在以太网标题部42中的发送源MAC地址中设定图5的L3交换机装置(L3SW)11a的MAC地址，如前面所述那样，在目的地MAC地址中设定基于“ADR1”的预定值。

《网络中继系统的主要部分的动作(应用例[2])》

图7是表示本发明的实施方式2的网络中继系统中其主要部分与图5不同的动作例的说明图。图7所示的动作例与图5的动作例相比，不同点在于：来自组播用用户帧FL2a的MLAG用端口P[N-1]的转发是在交换机装置SW1侧进行而不是在交换机装置SW2侧进行。

此时，第一以及第二交换机装置SW1、SW2预先分别设定对通过网桥用端口Pb接收到的帧禁止从MLAG用端口的转发(例如图7的SW2的P[N-1]，P[N])。然而，第一以及第二交换机装置SW1、SW2各自当预先从另一方经由网桥用端口Pb接收到MLAG用端口存在故障的信息时，对通过网桥用端口Pb接收到的帧，设定许可从与该存在故障的MLAG用端口对应的自身的MLAG用端口的转发(例如图7的SW2的P[1])。

以这样的前提为基础，与图5的情况相同地，第一交换机装置SW1对通过MLAG用端口P[N]接收到的组播用用户帧FL2a，检索目的地MLAG用端口(第五处理)。在该例子中，检索到的目的地MLAG用端口成为MLAG用端口P[1]、P[N-1]。此外，与图5的情况相同地，由于目的地MLAG用端口P[1]中存在故障，因此第一交换机装置SW1从网桥用端口Pb转发接收到的组播用用户帧FL2a(第六处理)。除此之外，第一交换机装置SW1也从目的地MLAG用端口中的没有故障的MLAG用端口P[N-1]转发组播用用户帧FL2a。

另一方面，与图5的情况相同地，当通过网桥用端口Pb接收到组播用用户帧FL2a时，第二交换机装置SW2检索目的地MLAG用端口(第七处理)。在该例子中，检索到的目的地MLAG用端口成为MLAG用端口P[1]、P[N-1]。接下来，第二交换机装置SW2从该目的地MLAG用端口转发组播用用户帧FL2a，但在此，根据前文所述的设定，预先禁止从MLAG用端口P[N-1]的转发，许可从MLAG用端口P[1]的转发。其结果，第二交换机装置SW2仅从MLAG用端口P[1]转发组播用用户帧FL2a。

《网络中继系统的主要部分的动作(比较例)》

图13(a)以及图13(b)是分别表示作为图5以及图7的比较例来探讨的不同的动作例的说明图。例如，如图13(a)所示，在MLAG装置20’中，考虑由接收到MC用用户帧一侧的第一交换机装置SW’1决定所有的目的地MLAG用端口，在另一方的第二交换机装置SW’2中不进行MC用地址表的检索的方式。

具体而言，首先当通过MLAG用端口P[N]接收到MC用用户帧时，第一交换机装置SW’1通过检索自身的MC用地址表来决定目的地MLAG用端口(在此为P[1]、P[N-1])。接下来，第一交换机装置SW’1从目的地MLAG用端口P[N-1]转发MC用用户帧的同时，由于在目的地MLAG用端口P[1]中存在故障，因此在MC用用户帧的标题中附加目的地MLAG用端口P[1]的信息并从网桥用端口Pb转发。当通过网桥用端口Pb接收到附加了目的地MLAG用端口P[1]信息的MC用用户帧时，第二交换机装置SW’2根据该附加的信息从MLAG用端口P[1]转发MC用用户帧。

然而，在使用了这样的方式的情况下，例如在第一交换机装置SW’1侧存在多个目的地MLAG用端口的故障时，在标题中附加的信息量变大，可能会发生网桥用端口Pb之间的通信带宽不足的情况。因此，例如图13(b)所示，在MLAG装置20”中，以第一以及第二交换机装置SW”1、SW”2的MC用地址表始终同步为前提，考虑通过索引编号管理MC用地址表上的MC组与MLAG用端口之间的关系。

具体而言，首先当通过MLAG用端口P[N]接收到MC用用户帧时，第一交换机装置SW”1通过检索自身的MC用地址表的各索引编号来决定目的地MLAG用端口(在此为P[1]、P[N-1])。然而，由于在目的地MLAG用端口P[1]中存在故障，因此第一交换机装置SW”1对MC用用户帧的标题附加对应的索引编号后从网桥用端口Pb转发。当通过网桥用端口Pb接收到附加了索引编号的MC用用户帧时，第二交换机装置SW”2根据在自身的MC用地址表中的该索引编号中记载的信息，从MLAG用端口P[1]、P[N-1]转发MC用用户帧。此时，由于附加在MC用用户帧中的标题信息只要是索引编号即可，因此能够减少信息量。

然而，在使用这样的方式时，需要第一以及第二交换机装置SW”1、SW”2中的MC用地址表还包含索引编号的顺序，始终同步。在该索引方式中，例如，第一以及第二交换机装置SW”1、SW”2分别每当接收到新的IGMP报告时，依次变更索引编号的同时更新MC用地址表。此时，例如使用与前面所述的实施方式1相同的方式来更新MC用地址表，由此能够充分地降低第一以及第二交换机装置SW”1、SW”2更新MC用地址表时的时滞，但不容易达到零。在该索引方式中，发生索引编号偏差时MC用用户帧可能被传送到完全不同的目的地，因此为了防止索引编号的偏差，尽量要求使所述的时滞接近于零。实际上，该实现并不容易。

另一方面，在本实施方式2的方式中，一方的交换机装置，当在目的地MLAG用端口中存在故障时，尤其将没有附加标题信息而接收到的MC用用户帧转发给另一方的交换机装置，而另一方的交换机装置，根据自身的组播用地址表决定目的地MLAG用端口。由此，能够避免所述的网桥用端口Pb之间的通信带宽不足的问题。此时，如实施方式1所述，高速地同步MC用地址表，因此也能够充分地避免在双方的交换机装置中目的地MLAG用端口不同的情况。此外，如所述的索引方式所示，并不一定要求时滞必须为零，只要MC用地址表的同步足够高速，就不会产生实用上的问题。这些结果，能够容易地实现作为MLAG装置的组播的监听功能。

(实施方式3)

《交换机装置的结构》

图8是表示本发明的实施方式3的交换机装置中其主要部分的概略结构例的框图。图9(a)是表示图8中的MLAG表的结构例的图，图9(b)是表示图8中的单播用地址表的结构例的图，图9(c)是表示图8中的组播用地址表的结构例的图。图8所示的交换机装置SW分别是表示图2所示的第一以及第二交换机装置SW1、SW2的结构例的代表。该交换机装置SW例如具备：帧处理部50、表单元51以及多个端口(MLAG用端口P[1]～P[N]以及网桥用端口Pb1、Pb2)等。

以图2为例，MLAG用端口P[1]～P[N-1]经由通信线路23a与用户交换机21a、21b适当连接。MLAG用端口P[N]经由通信线路23a与L3交换机装置(L3SW)11a连接。网桥用端口Pb1、Pb2经由网桥用通信线路23b与其他交换机装置连接。在该例子中，为了确保耐故障性以及通信带宽，由多个(这里为两个)网桥用端口Pb1、Pb2构成图2的网桥用端口Pb。交换机装置SW对该网桥用端口Pb1、Pb2设定链路聚合组(LAG)58。

表单元51包括地址表55和MLAG表56。地址表55中进一步包括单播用地址表57和组播用地址表24。如图9(a)所示，在MLAG表56中保持MLAG的识别符(MLAG_ID)、与此对应的MLAG用端口以及该端口有无故障的信息等。在该例子中，例如对MLAG用端口P[1]设定ID[1]的MLAG_ID，该端口无故障(正常)。例如，在图4所述的接收到的端口的识别符33中存储该MLAG_ID。

如图9(b)所示，在单播用地址表57中保持各端口/MLAG用端口与存在于各端口/MLAG用端口的目的地的MAC地址的关系。在该例子中，例如在MLAG用端口P[1]的目的地，如图3所示，存在具有MAC地址“MA1”的终端装置TM[1]。另外，图2等的MLAG装置20具备MLAG用端口，但除此之外还可以具备没有设定MLAG的端口，在单播用地址表57中也保持这样的端口与存在于其目的地的MAC地址的关系。

如图9(c)所示，在组播用地址表24中保持组播的MAC地址与具有该MAC地址的终端装置等所存在的一个或多个端口/MLAG用端口的关系。在该例子中，例如具有组播的MAC地址“MA1”的终端装置等存在于MLAG用端口P[1]、P[N-1]的目的地。如图4(a)等所述，MAC地址“MCA1”是基于MC组地址(例如图3的终端装置TM[1]中的“ADR1”)的值。

帧处理部50具备网桥用帧控制部52、监听部53以及故障检测部54，主要根据表单元51的信息控制各MLAG用端口P[1]～P[N]之间的帧中继和经由网桥用端口Pb1、Pb2的帧中继等。例如，网桥用帧控制部52由专用的硬件电路(FPGA等)构成，进行图3所述的与网桥用控制帧FL3相关的各种处理。监听部53进行图3、图5以及图7所述的对组播用地址表24的学习处理以及检索处理。故障检测部54没有进行特别的限定，但例如通过在各MLAG用端口P[1]～P[N]中收发生存确认用的管理帧等来监视各MLAG用端口P[1]～P[N]有无故障。此外，故障检测部54将该监视结果反映在图9(a)所示的MLAG表56中。

《交换机装置的动作》

图10是表示图8的帧处理部的主要的处理内容的一例的流程图。图11以及图12分别是更详细地表示图10的一部分处理内容的一例的流程图。在此，假定所述图3以及图5的动作来进行说明。如图10所示，帧处理部50作为帧接收处理，首先通过端口接收帧(步骤S101)。接下来，帧处理部50判断接收到的帧是否是控制帧(例如IGMP报告等)(步骤S102)。例如，该判断通过监听部53识别图4(a)的IGMP消息30的内容等来进行。

当接收到的帧为控制帧时，帧处理部50执行对MC用地址表的学习子程序(sub routine)，并结束帧接收处理(步骤S103)。另一方面，当接收到的帧不是控制帧时，帧处理部50判断接收到的帧是否是MC用用户帧(步骤S104)。该判断，例如能够根据图6的目的地MAC地址、目的地IP地址以及监听部53的识别结果等来进行。

当在步骤S104中接收到的帧为MC用用户帧时，帧处理部50执行对MC用地址表的检索子程序，并结束帧接收处理(步骤S105)。另一方面，当接收到的帧不是MC用用户帧时，帧处理部50执行预定的处理，并结束帧接收处理(步骤S106)。在步骤S106中，例如进行对单播用用户帧的一般的中继处理等。

在步骤S103的对MC用地址表的学习子程序中，进行图11所示的处理。在图11中，首先由帧处理部50判断进行了接收的端口是否是MLAG用端口(步骤S201)。当为MLAG用端口时，帧处理部50(具体而言是监听部53)在MC用地址表24上，将控制帧(IGMP报告等)中包含的MC组与进行了接收的端口(MLAG用端口)关联起来学习。

接下来，帧处理部50(具体而言是网桥用帧控制部52)生成包含控制帧和接收到控制帧的端口(MLAG用端口)的识别符的网桥用控制帧(例如图3的FL3)(步骤S203)。接着，帧处理部50从预定的MLAG用端口(例如图3的P[N])转发控制帧，帧处理部50内的网桥用帧控制部52从网桥用端口Pb转发网桥用控制帧，脱离子程序(步骤S204)。

另一方面，在步骤S201中，当进行了接收的端口不为MLAG用端口时，进行了接收的端口成为网桥用端口Pb，接收到的帧成为网桥用控制帧。此时，帧处理部50(具体而言是网桥用帧控制部52)从网桥用控制帧(例如图3的FL3)中检测控制帧(例如图3的FL1[1])和进行了接收的端口(MLAG用端口)的识别符(步骤S205)。接下来，帧处理部50(具体而言是监听部53)在MC用地址表24上，将检测到的控制帧(IGMP报告等)中包含的MC组与对应于检测到的端口(MLAG用端口)的识别符的自身的MLAG用端口(例如图3的P[1])关联起来学习(步骤S206)。接着，帧处理部50舍弃网桥用控制帧，脱离子程序(步骤S207)。

在步骤S105的对MC用地址表的检索子程序中，进行图12所示的处理。在图12中，首先，帧处理部50判断进行了接收的端口是否是MLAG用端口(步骤S301)。当为MLAG用端口时，帧处理部50(具体而言是监听部53)检索MC用地址表24，决定MC用用户帧的目的地MLAG用端口(步骤S302)。

接下来，帧处理部50参照例如图(a)的MLAG表56来判断在目的地MLAG用端口中是否存在故障(步骤S303)。当存在故障时(例如图5的P[1]的情况)，帧处理部50从网桥用端口Pb转发MC用用户帧，脱离子程序(步骤S304)。一方面，当没有故障时，帧处理部50从目的地MLAG用端口转发MC用用户帧，脱离子程序(步骤S306)。

另一方面，在步骤S301中，当进行了接收的端口不是MLAG用端口时，进行了接收的端口是网桥用端口Pb，接收的帧是MC用用户帧。此时，帧处理部50(具体而言是监听部53)检索MC用地址表24，并决定MC用用户帧的目的地MLAG用端口(步骤S305)。接下来，帧处理部50从目的地MLAG用端口转发MC用用户帧，脱离子程序(步骤S306)。

以上，根据实施方式对本发明人作出的发明进行了具体的说明，但本发明并不局限于所述实施方式，在不脱离其宗旨的范围内可进行各种变更。例如，所述实施方式是为了便于理解本发明而详细地进行说明的结构，而并不局限于一定具备说明的所有结构。此外，能够将某实施方式的结构的一部分置换成其他实施方式的结构，此外，也能够在某实施方式的结构中追加其他实施方式的结构。此外，能够对各实施方式的一部分进行其他结构的追加、削除、置换。

Claims

1.一种网络中继系统，其特征在于，具备：

分别具有多个MLAG用端口、网桥用端口以及组播用地址表，并经由所述网桥用端口通过网桥用通信线路相互连接的第一以及第二交换机装置，

所述第一以及第二交换机装置各自在自身的MLAG用端口和与该MLAG用端口对应的另一方的MLAG用端口之间分别设定链路聚合组，

所述第一以及第二交换机装置的一方，当通过所述多个MLAG用端口的某一个接收到表示针对预定的组播组的加入请求或脱离请求的控制帧时执行第一处理和第二处理，

所述第一处理是在所述组播用地址表上将所述控制帧中包含的所述预定的组播组与接收到所述控制帧的MLAG用端口关联起来学习的处理，

所述第二处理是生成包含所述控制帧和接收到所述控制帧的MLAG用端口的识别符的网桥用控制帧，并从所述网桥用端口转发所述网桥用控制帧的处理，

所述第一以及第二交换机装置的另一方，当通过所述网桥用端口接收到所述网桥用控制帧时执行第三处理和第四处理，

所述第三处理是从所述网桥用控制帧中检测所述控制帧和所述MLAG用端口的识别符的处理，

所述第四处理是在所述组播用地址表上，将所述控制帧中包含的所述预定的组播组与对应于所述MLAG用端口的识别符的自身的MLAG用端口关联起来学习的处理。

2.根据权利要求1所述的网络中继系统，其特征在于，

所述第一以及第二交换机装置的一方，当通过所述MLAG用端口的某一个接收到组播用用户帧时还执行第五处理和第六处理，

所述第五处理是根据所述组播用地址表从所述多个MLAG用端口中检索目标MLAG用端口的处理，

所述第六处理是当在所述目标MLAG用端口中存在故障时，从所述网桥用端口转发所述组播用用户帧的处理，

所述第一以及第二交换机装置的另一方，当通过所述网桥用端口接收到所述组播用用户帧时执行第七处理，所述第七处理是根据所述组播用地址表，从所述多个MLAG用端口中检索目标MLAG用端口的处理。

3.根据权利要求2所述的网络中继系统，其特征在于，

通过专用的硬件电路执行所述第二处理以及第三处理。

4.一种交换机装置，具有多个MLAG用端口、网桥用端口以及组播用地址表，所述网桥用端口与其他交换机装置的网桥用端口连接，在自身的MLAG用端口与对应于该MLAG用端口的所述其他交换机装置的MLAG用端口之间分别设定链路聚合组，所述交换机装置的特征在于，

当通过所述多个MLAG用端口的某一个接收到表示针对预定的组播组的加入请求或脱离请求的控制帧时，执行第一处理和第二处理，其中，所述第一处理是在所述组播用地址表上将所述控制帧中包含的所述预定的组播组与接收到所述控制帧的MLAG用端口关联起来学习的处理；所述第二处理是生成包含所述控制帧和接收到所述控制帧的MLAG用端口的识别符的网桥用控制帧，并从所述网桥用端口转发所述网桥用控制帧的处理，

当通过所述网桥用端口接收到所述网桥用控制帧时，执行第三处理和第四处理，其中，所述第三处理是从所述网桥用控制帧中检测所述控制帧和所述MLAG用端口的识别符的处理；所述第四处理是在所述组播用地址表上，将所述控制帧中包含的所述预定的组播组与对应于所述MLAG用端口的识别符的自身的MLAG用端口关联起来学习的处理。

5.根据权利要求4所述交换机装置，其特征在于，

当通过所述多个MLAG用端口的某一个接收到组播用用户帧时，还执行第五处理和第六处理，其中，所述第五处理是根据所述组播用地址表从所述多个MLAG用端口中检索目标MLAG用端口的处理；所述第六处理是当在所述目标MLAG用端口中存在故障时，从所述网桥用端口转发所述组播用用户帧的处理，

当通过所述网桥用端口接收到所述组播用用户帧时，执行第七处理，所述第七处理是根据所述组播用地址表从所述多个MLAG用端口中检索目标MLAG用端口的处理。

6.根据权利要求5所述交换机装置，其特征在于，

通过专用的硬件电路执行所述第二处理以及第三处理。