JP2004032257A - スイッチ及びvlanトポロジー決定方法並びにプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】各スイッチ#1〜#4は、スイッチ間のネットワーク構成を同一にするVLANのグループ(VLAN1からなるグループG1と、VLAN2及びVLAN3からなるグループG2)毎に、そのグループのグループ番号と、そのグループに属するポート(そのグループに属するVLANが設定されているポート)のポート番号とを対応付けて管理している。各スイッチ#1〜#4は、BPDUの受信時、BPDUを受信したポートが属するグループ中の全ポートを処理対象にしてスパニングツリープロトコルによるトポロジー計算を行う。つまり、グループG2に属する複数のVLAN2、VLAN3を一纏めにしてトポロジー計算を行うので、VLAN毎にBPDUをやり取りし、トポロジー計算を行う従来技術に比較して回線帯域の消費量を少なくすることができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、VLAN(仮想LAN)のスパニングツリープロトコルを利用したトポロジー決定技術に関し、特に、スイッチの1つのポートに複数のVLANを多重化して設定した場合における、スパニングツリープロトコルを利用したトポロジー決定技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
スパニングツリープロトコルとは、スイッチ間で使用されるプロトコルであり、データのループを防止しながら経路の冗長性を実現する機能を有する。スパニングツリープロトコルでは、スイッチ間でBPDU(Bridge Protocol Data Units)と呼ばれるフレームをやり取りすることにより、ネットワークを論理的なツリー構造に構築し、スイッチ間経路が1経路しか存在しないようにする。また、もしその経路が途切れた場合には、それを自動的に検知してツリーの再構築を行う。
【0003】
スパニングツリープロトコルは、VLANと1対1に対応して動作し、そのVLANのトポロジーを決定する。言い換えると、VLANのドメインとスパニングツリープロトコルのドメインは一致する。従って、スイッチ上で複数のVLANを動作させる場合、従来は、図6に示すように、VLAN1〜VLAN3毎にポートを分け、受信したBPDUがどのVLANのフレームであるのかをポート番号に基づいて認識できるようにしている。図6の例においては、VLAN1は、スイッチ#101〜#103のポートP11、P12、P21、P22、P31、P32に設定され、VLAN2は、スイッチ#101、#103、#104のポートP131、P141、P331、P341、P411、P421に設定され、VLAN3は、スイッチ#101、#103、#104のポートP132、P142、P332、P342、P412、P422に設定されている。また、端末V11、V21、V31は、VLAN1に接続され、端末V12、V32、V42はVLAN2に接続され、端末V13、V33、V43はVLAN3に接続される。
【0004】
図6に示すように、VLAN1〜VLAN3毎に異なるポートを割り当てる方式では、ポート数やポート間を結ぶ回線数が多くなり、コストが高くなってしまうという問題がある。
【0005】
このため、図7のように、1つのポートに複数のVLANを多重化して設定できるようにすることが望まれている。図7の例は、スイッチ#201、#203、#204のポートP13、P33、P34、P42、P41、P14に2つのVLAN2、VLAN3が多重化して設定されていることを示している。尚、スイッチ#201、#202、#203のポートP11、P21、P22、P31、P32、P12にはVLAN1のみが設定されている。
【0006】
ところで、図7に示すように、1つのポートに複数のVLANを多重化して設定し、各VLANのスパニングツリープロトコルを動作させた場合、何の工夫も行わないとすると、VLANを多重化したポートで受信したBPDUがどのVLANのフレームであるのか決定することができず、その結果、複数のスパニングツリープロトコルのドメインがひとつになり、お互いの経路決定に干渉し、VLANのトポロジーが決定できないという問題が発生する場合がある。
【0007】
そこで、このような問題点を解決するため、VLAN番号を示すTAG(IEEE802.1Q)をBPDUに付加することにより、BPDUがどのVLANのフレームであるのかを認識できるようにした技術が提案された。また、これと同様の従来技術として、仮想LAN番号などを収容した仮想LANトレーラーをBPDUに付加する技術も提案されている(特開平10−336226)。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術によれば、1つのポートに複数のVLANを多重化して設定した場合であっても、上記ポートで受信したBPDUがどのVLANのフレームであるのかを認識できるため、1つのポートに複数のVLANを多重化して設定することが可能になる。
【0009】
しかし、TAGや仮想LANトレーラーをBPDUに付加する従来の技術には、次のような問題点がある。
【0010】
第1の問題点は、回線上を各VLAN毎のBPDUが流れるため、多重化されているVLANが多いと、多くの回線帯域が消費されてしまうという点である。
【0011】
第2の問題点は、TAGや仮想LANトレーラーを処理するための構成が必要になるため、コストが高くなるという点である。
【0012】
そこで、本発明の目的は、1つのポートに複数のVLANを多重化した際の回線帯域の消費量を従来の技術に比較して低減させると共に、TAGや仮想LANトレーラーを処理するための構成を不要にすることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明のスイッチは、上記目的を達成するため、
複数のポートを有し、且つ該複数のポートの中に複数のVLANが多重化して設定されるポートを有するスイッチであって、
ネットワーク構成を同一にするVLANのグループ毎に、そのグループのグループ番号と、そのグループに属するポートのポート番号とを対応付けて管理し、BPDUを受信した時、該BPDUを受信したポートが属するグループ中の全てのポートを処理対象にして、スパニングツリープロトコルによるトポロジー計算を行う手段を備えている。
【0014】
より具体的には、本発明のスイッチは、
複数のポートを有し、且つ該複数のポートの中に複数のVLANが多重化して設定されるポートを有するスイッチであって、
ネットワーク構成を同一にするVLANのグループ毎に、そのグループのグループ番号と、そのグループに属するポートのポート番号とが対応付けて登録されたグループ対応表と、
BPDUを受信した時、該BPDUを受信したポートのポート番号を出力するブリッジと、
該ブリッジから出力された、前記BPDUを受信したポートのポート番号と、前記グループ対応表の内容とに基づいて、前記BPDUを受信したポートが属するグループ中の全てのポートを処理対象にして、スパニングツリープロトコルによるトポロジー計算を行うトポロジー計算手段を備えている。
【0015】
また、本発明のスイッチは、
前記複数のポートそれぞれについて、そのポートのポート番号と、そのポートに設定されているVLANの識別情報とが対応付けて登録されたVLAN対応表を備え、且つ、
前記トポロジー計算手段が、トポロジー計算の結果、ブロッキング状態に変更することが必要になるポートが発生したことを認識した場合、前記ポートのポート番号を含むブロッキング指示を前記ブリッジに通知する構成を有し、
前記ブリッジが、前記トポロジー計算手段から通知されたブロッキング指示中のポート番号と、前記VLAN対応表の内容とに基づいて、前記ポート番号のポートに設定されているVLANの送受信を停止させる構成を有している。
【0016】
更に、本発明のスイッチは、
前記トポロジー計算手段が、前記ブリッジに対してラーニング状態に変更するポートのポート番号を含むラーニング指示を通知する構成を有し、
前記ブリッジが、前記トポロジー計算手段から通知されたラーニング指示中のポート番号と、前記VLAN対応表の内容とに基づいて、前記ポート番号のポートに設定されているVLANの受信を開始する構成を有している。
【0017】
更に、本発明のスイッチは、
前記トポロジー計算手段が、前記ブリッジに対してフォワーディング状態に変更するポートのポート番号を含むフォワーディング指示を通知する構成を有し、前記ブリッジが、前記トポロジー計算手段から通知されたフォワーディング指示中のポート番号と、前記VLAN対応表の内容とに基づいて、前記ポート番号のポートに設定されているVLANの送信を開始する構成を有している。
【0018】
【作用】
上記した構成のスイッチは、ネットワーク構成を同一にするVLANのグループ毎に、そのグループのグループ番号と、そのグループに属するVLANが設定されているポートのポート番号とを対応付けて管理している。従って、BPDUを受信した場合、上記BPDUを受信したポートのポート番号に基づいて、上記BPDUがどのグループに属しているVLANのフレームであるのかを認識することができる。或るグループに属している複数(例えばM個)のVLANは、全てネットワーク構成が同じなので、上記或るグループに属する全てのポートを処理対象にして、スパニングツリープロトコルによるトポロジー計算(BPDUをやり取りする処理や、BPDUの優劣判定処理や、優劣判定処理の処理結果に基づいてポートの状態をどのようにするのかを決定する処理などを含む)を行うことにより、上記グループに属するM個のVLANのトポロジーを纏めて決定することが可能になる。このため、同一ネットワーク構成のVLANがM個存在する場合、M個のVLAN毎にトポロジー計算を行わなければならなかった従来の技術に比較して、回線帯域の消費を1/Mにすることが可能になる。また、BPDUには、TAGや仮想LANトレーラーが付加されていないので、それらを処理するための構成も必要ない。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0020】
図1は本発明に実施例のブロック図であり、4台のスイッチ#1〜#4により3つのVLAN1、VLAN2、VLAN3が構成されている。
【0021】
VLAN1は、スイッチ#1、#2、#3のポートP11、P21、P22、P31、P32、P12に設定されている。VLAN2、3は、スイッチ間のネットワーク構成が同一となっており、スイッチ#1、#3、#4のポートP13、P33、P34、P42、P41、P14に多重化して設定されている。
【0022】
また、端末V11、V21、V31はVLAN1に接続され、端末V12、V32、V42はVLAN2に接続され、端末V13、V33、V43はVLAN2に接続される。
【0023】
図2は、スイッチ#1の構成例を示すブロック図であり、ブリッジ(スイッチ制御部)11と、トポロジー計算手段12と、VLAN対応表13と、グループ対応表14と、ポートP11〜P14と、端末V11〜V13と接続されるポートと、記録媒体Kとから構成されている。尚、他のスイッチ#2〜#4もスイッチ#1と同様の構成を有している。
【0024】
VLAN対応表13には、ポートP11〜P14のポート番号に対応付けて、そのポートに設定されているVLANのVLAN番号が登録されている。図3(A)は、VLAN対応表13の内容例を示した図であり、ポートP11、P12にはVLAN1が設定され、ポートP13、P14にはVLAN2、VLAN3が多重化されて設定されていることを示している。尚、図3(B)〜(D)は、それぞれスイッチ#2〜#4内に配置されるVLAN対応表の内容例を示している。
【0025】
ブリッジ11は、ポートP11〜P14や、端末V11〜V13が接続されているポートを介してフレームをやり取りする機能や、トポロジー計算手段12からの指示に従ってポートの状態を変更する機能や、ポートP1i(1≦i≦4)を介してBPDUを受信した場合、受信したBPDUと、BPDUを受信したポートP1iのポート番号とをトポロジー計算手段12に渡す機能などを有する。尚、ブリッジ11は、フレームを受信した場合、受信したフレームが入るVLANの識別を、受信したフレームのプロトコルタイプや、送信元のMACアドレスにより行う。
【0026】
グループ対応表14には、スイッチ間のネットワーク構成を同一にするVLANのグループ毎に、そのグループのグループ番号と、そのグループに属するポート(そのグループに属するVLANが設定されているポート)のポート番号とが対応付けて登録されている。本実施例の場合は、スイッチ間のネットワーク構成を同一にするVLANのグループとして、VLAN1からなるグループG1と、VLAN2及びVLAN3からなるグループG2とが存在するので、グループ対応表14には、グループG1、G2のグループ番号それぞれに対応付けて、そのグループに属するポートのポート番号が登録されている。
【0027】
図4(A)は、グループ対応表14の内容例を示す図であり、グループG1にはVLAN1が設定されているポートP11、P12が属し、グループG2にはVLAN2、VLAN3が多重化して設定されているポートP13、P14が属していることを示している。尚、スパニングツリープロトコルが動作するポートは、各スイッチ間を接続しているポートだけなので、グループ対応表14には、端末V11〜V13が接続されているポートのポート番号を登録する必要はない。また、図4(B)〜(D)は、スイッチ#2〜#4内に配置されるグループ対応表の内容例を示している。
【0028】
トポロジー計算手段12は、ブリッジ11から渡されたポート番号、BPDUと、グループ対応表14の内容とに基づいてスパニングツリープロトコルによるトポロジー計算(BPDUをやり取りする処理や、BPDUの優劣判定処理や、優劣判定処理の処理結果に基づいてポートの状態をどのようにするのかを決定する処理などを含む、IEEE802.1Dで定められている処理)を行う機能や、トポロジー計算の結果、ブロッキングすべきであると判定したポートのポート番号を含むブロッキング指示をブリッジ11に通知する機能などを有する。
【0029】
記録媒体Kは、ディスク、半導体メモリ、その他の記録媒体であり、コンピュータをスイッチ#1として機能させるためのプログラムが記録されている。このプログラムは、コンピュータによって読み取られ、その動作を制御することにより、コンピュータ上に、ブリッジ11、トポロジー計算手段12を実現する。
【0030】
次に本実施例の動作について詳細に説明する。
【0031】
【実施例の動作の説明】
各スイッチ#1〜#4内のブリッジは、BPDUを受信した場合、受信したBPDUと、BPDUを受信したポートのポート番号とを、トポロジー計算手段に通知する。
【0032】
これにより、トポロジー計算手段は、グループ対応表を参照し、BPDUを受信したポートが属するグループ中の全てのポートのポート番号を取得する(図5、ステップS1)。
【0033】
その後、トポロジー計算手段は、ステップS1でポート番号を取得した全てのポートを処理対象にして、スパニングツリープロトコルによるトポロジー計算を行う(ステップS2)。
【0034】
そして、トポロジー計算の結果に基づいて、ブロッキング状態に変更すべきポートが存在すると判断した場合(ステップS3がYES)は、ブロッキング状態に変更すべきポートのポート番号を含んだブロッキング指示をブリッジに通知する(ステップS4)。
【0035】
これにより、ブリッジは、ブロッキング指示中のポート番号が示すポートに設定されている各VLANの送受信を停止し、上記各VLANで学習しているMACアドレスを削除する。ここで、ポートに設定されている各VLANは、VLAN対応表を参照することにより、求めることができる。
【0036】
トポロジー計算手段は、ブロッキング指示を通知してから所定時間が経過すると、ラーニング状態に変更するポートのポート番号(ブロッキング指示に含まれているポート番号と同一のポート番号)を含むラーニング指示をブリッジに通知する(ステップS5)。
【0037】
これにより、ブリッジは、ラーニング指示中のポート番号が示すポートに設定されている各VLANでの受信を開始すると共に、各VLANでのMACアドレスの学習を開始する。尚、ポートに設定されている各VLANは、VLAN対応表を参照することにより、求めることができる。
【0038】
トポロジー計算手段は、ラーニング指示を通知してから所定時間が経過すると、フォワーディング状態に変更するポートのポート番号(ラーニング指示に含まれているポート番号と同一のポート番号)を含むフォワーディング指示をブリッジに通知する(ステップS6)。
【0039】
これにより、ブリッジは、フォワーディング指示中のポート番号が示すポートに設定されている各VLANでの送信を開始する。尚、ポートに設定されている各VLANは、VLAN対応表を参照することにより、求めることができる。
【0040】
次に、具体例を挙げて本実施例の動作を詳細に説明する。
【0041】
今、例えば、スイッチ#1内のブリッジ11(図2参照)が、VLAN2とVLAN3とが多重化されているポートP13を介してBPDUを受信したとする。ブリッジ11は、受信したBPDUと、ポートP13のポート番号とをトポロジー計算手段12に渡す。
【0042】
トポロジー計算手段12は、ブリッジ11からポートP13のポート番号が渡されると、図4(A)に示すグループ対応表14を参照し、ポートP13が属するグループ中の全てのポートのポート番号を取得する(ステップS1)。この例の場合、トポロジー計算手段12は、グループG2に属する全てのポートP13、P14のポート番号を取得することになる。
【0043】
その後、トポロジー計算手段12は、ステップS1でポート番号を取得した、グループG2に属する全てのポートP13、P14を処理対象にして、スパニングツリープロトコルによるトポロジー計算を行う(ステップS2)。
【0044】
そして、トポロジー計算の結果に基づいて、例えば、ポートP14をブロッキング状態に変更すべきであると判断した場合(ステップS3がYES)は、ポートP14のポート番号を含んだブロッキング指示をブリッジ11に通知する(ステップS4)。
【0045】
これにより、ブリッジ11は、ブロッキング指示中のポート番号が示すポートP14に設定されている各VLAN2、VLAN3の送受信を停止すると共に、上記各VLAN2、VLAN3で学習しているMACアドレスを削除する。尚、ポートP14に設定されているVLANは、図3(A)に示すVLAN対応表13を参照することにより、求めることができる。
【0046】
トポロジー計算手段12は、ブロッキング指示を通知してから所定時間が経過すると、ラーニング状態に変更するポートのポート番号P14を含むラーニング指示をブリッジ11に通知する(ステップS5)。
【0047】
これにより、ブリッジ11は、ラーニング指示に含まれているポート番号P14が示すポートに設定されている各VLAN2、VLAN3での受信を開始すると共に、上記各VLAN2、VLAN3でのMACアドレスの学習を開始する。
【0048】
トポロジー計算手段12は、ラーニング指示を通知してから所定時間が経過すると、フォワーディング状態に変更するポートのポート番号P14を含むフォワーディング指示をブリッジ11に通知する(ステップS6)。
【0049】
これにより、ブリッジ11は、フォワーディング指示中のポート番号P14が示すポートに設定されている各VLAN2、VLAN3での送信を開始する。
【0050】
以上のように、本実施例によれば、スイッチ間のネットワーク構成を同一にする複数のVLANを一纏めにしてトポロジーを決定することが可能になる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスイッチは、ネットワーク構成を同一にするVLANのグループ毎に、そのグループのグループ番号と、そのグループに属するポートのポート番号とを対応付けて管理しており、BPDUを受信した場合、BPDUを受信したポートが属するグループ中の全てのポートを処理対象にして、スパニングツリープロトコルによるトポロジー計算を行うようにしているので、回線帯域の消費を従来の技術に比較して低減させることができる。つまり、本発明のスイッチは、或るグループに属しているネットワーク構成が同一の複数(例えばM個)のVLANを一纏めにしてスパニングツリープロトコルによるトポロジー計算(BPDUをやり取りする処理や、BPDUの優劣判定処理や、優劣判定処理の処理結果に基づいてポートの状態をどのようにするのかを決定する処理などを含む)を行うので、M個のVLAN毎にトポロジー計算を行わなければならなかった従来の技術に比較して、回線帯域の消費を1/Mにすることが可能になる。
【0052】
また、本発明のスイッチによれば、TAGや仮想LANトレーラーをBPDUに付加する必要が無くなるので、TAGや仮想LANトレーラーを処理する手段が不要になり、スイッチのコストを下げることが可能になる。
【0053】
また、本発明のスイッチによれば、同一グループに属する複数のVLANのトポロジーが同じになるので、管理が容易になるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図である。
【図2】スイッチ#1の構成例を示すブロック図である。
【図3】各スイッチ#1〜#4内のVLAN対応表の内容例を示す図である。
【図4】各スイッチ#1〜#4内のグループ対応表の内容例を示す図である。
【図5】トポロジー計算手段12の処理例を示す流れ図である。
【図6】従来の技術を説明するためのブロック図である。
【図7】他の従来の技術を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
#1〜#4…スイッチ
P11〜P14、P21、P22、P31〜P34、P41、P42…ポート
V11〜V13、V21、V31〜V33、V42、V43…端末
VLAN1〜VLAN3…VLAN
11…ブリッジ
12…トポロジー計算手段
13…VLAN対応表
14…グループ対応表
K…記録媒体
Claims (7)
- 複数のポートを有し、且つ該複数のポートの中に複数のVLANが多重化して設定されるポートを有するスイッチであって、
ネットワーク構成を同一にするVLANのグループ毎に、そのグループのグループ番号と、そのグループに属するポートのポート番号とを対応付けて管理し、BPDUを受信した時、該BPDUを受信したポートが属するグループ中の全てのポートを処理対象にして、スパニングツリープロトコルによるトポロジー計算を行う手段を備えたことを特徴とするスイッチ。 - 複数のポートを有し、且つ該複数のポートの中に複数のVLANが多重化して設定されるポートを有するスイッチであって、
ネットワーク構成を同一にするVLANのグループ毎に、そのグループのグループ番号と、そのグループに属するポートのポート番号とが対応付けて登録されたグループ対応表と、
BPDUを受信した時、該BPDUを受信したポートのポート番号を出力するブリッジと、
該ブリッジから出力された、前記BPDUを受信したポートのポート番号と、前記グループ対応表の内容とに基づいて、前記BPDUを受信したポートが属するグループ中の全てのポートを処理対象にして、スパニングツリープロトコルによるトポロジー計算を行うトポロジー計算手段を備えたことを特徴とするスイッチ。 - 請求項2記載のスイッチにおいて、
前記複数のポートそれぞれについて、そのポートのポート番号と、そのポートに設定されているVLANの識別情報とが対応付けて登録されたVLAN対応表を備え、且つ、
前記トポロジー計算手段が、トポロジー計算の結果、ブロッキング状態に変更することが必要になるポートが発生したことを認識した場合、前記ポートのポート番号を含むブロッキング指示を前記ブリッジに通知する構成を有し、
前記ブリッジが、前記トポロジー計算手段から通知されたブロッキング指示中のポート番号と、前記VLAN対応表の内容とに基づいて、前記ポート番号のポートに設定されているVLANの送受信を停止させる構成を有することを特徴とするスイッチ。 - 請求項3記載のスイッチにおいて、
前記トポロジー計算手段が、前記ブリッジに対してラーニング状態に変更するポートのポート番号を含むラーニング指示を通知する構成を有し、
前記ブリッジが、前記トポロジー計算手段から通知されたラーニング指示中のポート番号と、前記VLAN対応表の内容とに基づいて、前記ポート番号のポートに設定されているVLANの受信を開始する構成を有することを特徴とするスイッチ。 - 請求項4記載のスイッチにおいて、
前記トポロジー計算手段が、前記ブリッジに対してフォワーディング状態に変更するポートのポート番号を含むフォワーディング指示を通知する構成を有し、前記ブリッジが、前記トポロジー計算手段から通知されたフォワーディング指示中のポート番号と、前記VLAN対応表の内容とに基づいて、前記ポート番号のポートに設定されているVLANの送信を開始する構成を有することを特徴とするスイッチ。 - 複数のポートを有し、且つ該複数のポートの中に複数のVLANが多重化して設定されるポートを有するスイッチにおけるVLANトポロジー決定方法であって、
ネットワーク構成を同一にするVLANのグループ毎に、そのグループのグループ番号と、そのグループに属するポートのポート番号とを対応付けて管理し、
BPDUを受信した時、該BPDUを受信したポートが属するグループ中の全てのポートを処理対象にして、スパニングツリープロトコルによるトポロジー計算を行うことを特徴とするVLANトポロジー決定方法。 - コンピュータを、複数のポートを有し、且つ該複数のポートの中に複数のVLANが多重化して設定されるポートを有するスイッチとして機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
ネットワーク構成を同一にするVLANのグループ毎に、そのグループのグループ番号と、そのグループに属するポートのポート番号とを対応付けて管理し、BPDUを受信した時、該BPDUを受信したポートが属する全てのポートを処理対象にして、スパニングツリープロトコルによるトポロジー計算を行う手段として機能させるためのプログラム。
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