JP2004364302A - リング・ネットワークを再構成する方法、ネットワーク・ノード、およびコンピュータ・プログラム製品 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク全体の長期のシャットダウンが不要な、スパニング・ツリーの再構成中のエラーを防止する方法を提供すること。
【解決手段】複数のリンクによって接続された複数のノードを有するリング・ネットワークを再構成する方法であって、ノードに接続されたリンクを介して隣接ノードから受け取ったネットワーク変更メッセージに応答して、ノードのうちの１つのノードの再構成を開始する工程と、その１つのノードによって当該リンクを遮断する工程と、その１つのノード上に記憶されたネットワーク情報を再構成する工程と、当該フラッシュの完了に応答してその１つのノード状の古い待ち行列化メッセージをフラッシュする工程と、そのノードに隣接する他のノードに再構成済みメッセージを送る工程と、最初に言及した隣接ノードからの再構成済みメッセージの受領に応答してその１つのノードによって前記リンクを遮断解除する工程とを含む方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、リング・ネットワークを再構成する方法、ネットワーク・ノード、およびコンピュータ・プログラム製品に関する。

ブリッジ・イーサネット（Ｂｒｉｄｇｅｄ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）標準に準拠したネットワークなど、ある種のネットワークでは、プロトコルを使用して、特定の宛先を持つデータの伝送経路を構成する。すなわちネットワーク・ノードデータ（しばしばフレームまたはパケットの形態をとる）を送信するために使用する情報を入手する。

ブリッジ・イーサネット・ネットワークでは、このプロトコルをスパニング・ツリー・プロトコルと呼び、データ・トラフィックが伝送されるスパニング・ツリーを構成するために使用される。スパニング・ツリーは、ネットワーク内の任意の２つのノード間に固有経路を設ける。スパニング・ツリー・プロトコルの一部として、ネットワーク内の各ブリッジは、学習アルゴリズムを使用してアドレス・テーブルに受信フレームを転送する宛先を記憶する。例えば２つのブリッジ間のリンクの障害時など、時にはスパニング・ツリー・プロトコルによってスパニング・ツリーが変更されることがある。この変更プロセスの一部として、アドレス・テーブルを少なくとも部分的にフラッシュし、学習アルゴリズムを使用して再構成する必要がある。しかしながら、再構成のためにアドレス・テーブルが不正確になることがある。例えば、ブリッジが、古いスパニング・ツリーと新しいスパニング・ツリーの両方を介して伝送されたデータを受け取った場合、再構成されたアドレス・テーブルが、もはや正しくなくなった古いスパニング・ツリーに基づくアドレス指定方式を示し、その結果、データ・トラフィックにエラーが発生する可能性が高い。

ＩＥＥＥ８０２．１Ｄ標準により、アドレス・テーブルの再構成を開始する前のかなりの時間、データリンクを遮断することによって、アドレス・テーブルの誤った再構成を防止し、それによって、スパニング・ツリーの変更が、例えばフレームが宛先に到着するかまたはネットワーク内のノードによって廃棄されたためにネットワークから消える前に、データフレームが確実に伝送されるようにすることが知られている。

しかし、このＩＥＥＥ方式の欠点は、ネットワーク全体が長期間、典型的には約５０秒間にわたって使用されなくなる可能性があることである。

本発明の目的は、ネットワーク全体の長期のシャットダウンが不要な、スパニング・ツリーの再構成中のエラーを防止する方法を提供することである。

本発明の一態様によると、請求項１に記載の方法が提供される。

そのような方法では、古いアドレス情報に従ってデータが送信されるリンクが再構成時に遮断されるため、誤ったアドレス学習が起こりえない。

本発明の他の態様によると、請求項５に記載のネットワーク・ノードが提供される。
本発明の他の態様によると、請求項７に記載のコンピュータ・プログラム製品が提供される。

本発明の特定の実施形態は、従属請求項に記載されている。本発明の詳細、態様、および実施形態について、添付図面を参照しながら以下に説明する。

本出願では、以下に示す用語は、少なくとも以下の意味を持つものと理解されたい。「リンク」とは、ネットワークの２つのノード間の仮想または物理チャネルであり、ケーブルとして実現するか、無線とするか、または例えばＳＤＨ仮想チャネルとして実現することができる。メンテナンス・メッセージや、イーサネット・ネットワークにおけるブリッジ・プロトコル・データ・ユニット（Ｂｒｉｄｇｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ：ＢＰＤＵ）などの特定のタイプのデータを除き、データが処理されない場合、リンクまたはポートは「遮断」される。リンクまたはポートは、それぞれのポートまたはリンク上でデータがまったく処理されない場合、「使用不能にされる」。「ノード」は、例えば汎用コンピュータ、ルータ、交換機、またはブリッジなど、ネットワーク内の任意の要素である。他のノードに直接接続されたノードは、当該他のノードに「隣接」しているという。したがって、リング・ネットワークでは、各ノードは通常、２つの隣接ノードを持つ。さらに、本出願では、「含む」および「備える」という用語は、そのものを有するがそれのみには限定されないことを意味する。

図１乃至図６に示す、本発明を実施するネットワークの例は、リンク１乃至５を介してリング・トポロジー状に互いに接続された、５個のネットワーク・ノード１０、２０、３０、４０、および５０を有する。点線で示すように、ネットワーク・ノード１０とネットワーク・ノード５０との間のリンク５は遮断されている。図のネットワークの例は、ＩＥＥＥ８０２．３およびＩＥＥＥ８０２．１標準とも呼ばれるブリッジ・イーサネット標準に準拠している。しかし、本発明は、ブリッジ・イーサネット・ネットワークには限定されず、他のタイプのネットワークでも適用可能である。

ネットワーク・ノード１０乃至５０はそれぞれ、アドレス指定方式を示すアドレス・テーブルとしてアドレス情報が記憶されたメモリ（図示せず）を有する。図１のネットワークでは、ネットワーク・ノードは、本発明による方法、例えば図８のフローチャートによって示す方法を実行することができる。図８の例では、この方法はステップ１０１で、例えばリンク障害の検出、または、スパニング・ツリーと呼ばれるイーサネット・ネットワークにおけるアドレス指定方式を再構成する必要があることを示すネットワーク変更メッセージの受領によって、開始される。例えば、図２に示すように、ネットワーク・ノード２０とネットワーク・ノード３０との間のリンク２は、例えばケーブルの切断のために物理的に破損する場合がある。その結果、ノード２０と３０は両方とも、リンク障害を検出し、図８の方法をステップ１０１で開始する。

ステップ１０２で、それぞれのノードが、障害が検出された、他のネットワーク・ノードへのリンクを遮断する。図２では、ノード２０とノード３０との間の点線で示されているように、ノード２０および３０が、それぞれのノード上で、リンク２に接続されたポート（図示せず）を閉じることによってリンク２を遮断する。

ステップ１０３で、ノードは、リンクの閉鎖後、またはリンクの閉鎖中に、当該ノードに直接接続されたノードにネットワーク変更メッセージ（ＮＣＭ）を送る。したがって、この例では、リンク２を閉じた後にノード２０がリンク１を介して隣接ノード１０にＮＣＭを送り、ノード３０はリンク３を介して隣接ノード４０にＮＣＭを送る（図３）。

ステップ１０２および１０３は、図示し、以下で説明する順序で実行するか、またはその逆の順序で実行するか、または互いに同時に実行することもできる。

ステップ１０２および１０３で、図８のフローチャートは２つに分岐し、一方の分岐はステップ１０６を含み、他方の分岐はステップ１０７および１０８を含む。一方の分岐のステップは、他方のステップの後か、前か、または好ましくは速度を速くするために同時に実行することができる。

ステップ１０６で、ノード２０および３０は、図１の例で、ブリッジ・イーサネット準拠のアドレス・テーブルを少なくとも一部消去またはフラッシュすることによって、アドレス指定情報を再構成する。

ステップ１０７で、古い待ち行列化メッセージも、単に削除するか、またはその通常の送信が完了するのを待つことによって、フラッシュされる。古い待ち行列化メッセージの削除後、ステップ１０８で、ノード２０および３０が、図５に示すように、それぞれリンク１および３を介してそれぞれノード１０および４０に再構成済みメッセージ（ＲＭ）を送る。これらのＲＭメッセージは、ノード１０および４０に、それぞれノード２０および３０が古い待ち行列化メッセージのフラッシュを完了したことを示す。

障害が発生したリンクに直接接続されておらず、遮断されたリンクに接続されていないノードは、図９に示す方法を実行することができる。図９では、ステップ１０１で、他のノードからＮＣＭを受領することによってこの方法が開始される。したがって、図１乃至図６の例では、図３に示すようにノード４０がノード３０からＮＣＭを受け取る。

ステップ１０２で、このＮＣＭに応答して、図４に点線で示すように、それぞれのノードはＮＣＭが送信されてきたリンクを遮断する。したがって、図１乃至図６に示すネットワークでは、ステップ１０２で、ノード４０がリンク３へのポートを遮断する。図８に示すように、ステップ１０２の前、後、または１０２と同時に実行可能なステップ１０３で、ノード４０が隣接ノード５０にＮＣＭを送る。ステップ１０２および１０３の後、図９のフローチャートは、３つに分岐し、第１の分岐はステップ１０４および１０５を含み、第２の分岐はステップ１０６を含み、第３の分岐はステップ１０７および１０８を含む。１つの分岐のステップは、他の分岐のステップの後、前、または好ましくは速度向上のために同時に実行することができる。ステップ１０６で、ノード４０が、そのアドレス・テーブルの少なくとも一部をフラッシュすることによって、そのアドレス指定情報を再構成する。図８のステップ１０７に示すように、ノード４０は、古い待ち行列化メッセージもフラッシュし、その後、ステップ１０８で、ノード４０は開いているリンクについて各ノードに直接接続されたノードにＲＭを送る。したがって、この例では、ノード４０は、図６に示すようにノード５０にＲＭを送る。ステップ１０４で、ノード４０は、ＲＭを受け取ったか否かを判断し、受け取った場合には、ノード４０はステップ１０５でＲＭ（この例では、図８のステップ１０８で送られたＲＭ）を受け取るために使用されたそれぞれのリンクの遮断を解除する。したがって、図の例では、ノード４０は遮断されていたリンク３へのポートの遮断を解除する。

遮断されたリンクに直接接続されているノードは、図１０に示す方法を実行することができる。図１０では、ステップ１０１でこの方法は、他のノードからＮＣＭを受け取ることで開始される。したがって、図１乃至図６の例では、図３に示すようにノード１０が隣接ノード２０からＮＣＭを受け取り、図４に示すようにノード５０が隣接ノード４０からＮＣＭを受け取る。

ステップ１０２で、このＮＣＭに応答して、図４および図５に点線で示すように、それぞれのノードがＮＣＭを受け取ったリンクを遮断する。したがって、図１乃至図６に示すネットワークでは、ステップ１０２でノード１０がリンク１へのポートを遮断し、ノード５０がリンク４へのポートを遮断する。

ステップ１０２の後、図１０のフローチャートは３つに分岐し、第１の分岐はステップ１０６を含み、第２の分岐はステップ１０７および１０９を含み、第３の分岐はステップ１０４および１０５を含む。１つの分岐のステップを、他の分岐のステップの後、前、または速度向上のために好ましくは同時に行うことができる。

ステップ１０６で、ノード１０および５０が、ブリッジ・イーサネット準拠アドレス・テーブルの少なくとも一部を消去またはフラッシュすることによって、図１の例におけるアドレス指定情報を再構成する。

ステップ１０７で、古い待ち行列化メッセージも、単に削除するかまたはその通常の送信が完了するのを待つことによって、フラッシュされる。古い待ち行列化メッセージがフラッシュされた後、ステップ１０９で、それぞれのノードは、ＮＣＭが送信されなかったリンクの遮断を解除する。したがって、図１〜６の例では、ノード１０とノード５０は図６に示すようにリンク５をブロック解除する。

ステップ１０４で、それぞれのノードは、ＲＭを受け取ったか否かを調べ、受け取った場合には、ノードはステップ１０５で、ＲＭを受け取ったそれぞれのリンクの遮断を解除する。図１乃至図６の例では、ノード１０が、図８のステップ１０８で送信ノード２０から送信されたＲＭを受け取った後で、リンク１の遮断を解除し、ノード５０が、図９のステップ１０８で送信されたＲＭを受け取った後でリンク４の遮断を解除する。

図７に、本発明を実施するネットワーク・ノード１０の一例のブロック図を示す。ノード１０は、例えば、汎用コンピュータ、ルータ、ブリッジまたはその他の装置とすることができる。ノードは、例えばデータの転送、データの廃棄、またはデータの表示を行うことによって、受信データを扱うように構成されたデータ・ハンドラ装置１１を有する。データ・ハンドラ装置１１は、入力ポート１６および出力ポート１７に通信可能に接続されている。データ・ハンドラ装置１１には、メモリ装置１２が接続されており、データに関する情報が例えばアドレス・テーブルまたはルーティング情報として記憶される。データ・ハンドラ装置１１には、変更検出部１３と禁止部１４も接続されている。変更検出部１３は、消去装置１５にも接続され、消去装置１５はメモリ装置１２に接続されている。例えば変更検出部１３は、入力ポート１６および出力ポート１７が接続されているリンクの保全性の監視および／または、ＮＣＭおよび／またはＲＭの受領の検出を行うため、スパニング・ツリーを変更する必要性を検出する。検出部１３が、スパニング・ツリーを変更する必要があることを検出すると、検出部１３は禁止装置１４と消去装置１５とに信号を送り、出力ポート１７にＮＣＭを送る。次に、禁止装置１４はノード１９に接続された１または複数のリンクを遮断し、消去装置１５は、メモリ１２内のアドレス指定情報の少なくとも一部を消去する。アドレス指定情報が消去された後、消去装置は検出部１３に信号を送る。検出部１３はこれに応答して、データ・ハンドラ１１を介して出力ポート１７にＲＭを送り、禁止装置１４にも信号を送ってリンクの遮断を中止する。

本発明による方法、ネットワーク・ノード、またはコンピュータ・プログラム製品は、任意のネットワーキング・プロトコル、例えばブリッジ・イーサネット標準に準拠することができ、本発明をブリッジ・イーサネット・ネットワークで適用した場合、ＮＣＭおよびＲＭは、ブリッジ・イーサネット・プロトコルにすでにすでに備えられているブリッジ・プロトコル・データ・ユニット（ｂｒｉｄｇｅ ｐｒｏｔｏｒｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ：ＢＰＤＵ）として実施することができる。

本発明による例の説明を読めば、当業者には様々な変更が明らかであろう。具体的には、本発明は、物理装置における適用には限定されず、ソフトウェア・コード命令を含むコンピュータ・プログラム製品でも同様に適用可能であることが、当業者ならわかるはずである。このソフトウェア・コード命令は、プログラム可能装置にロードされると、そのプログラム可能装置が本発明の少なくとも一部を実行することができるようにする。さらに、本発明によるシステムにおける上述の各装置は、例えば、それらの装置を統合して単一の装置としたり、論理的観点からは単一の装置として見ることができる物理的に異なる装置として実現したりすることによって、異なる方式で配置構成することも可能であることがわかるであろう。

本発明による方法の一例の連続した段階のうちの１段階における、本発明による通信ネットワークの実施形態の一例を示す図である。 本発明による方法の一例の連続した段階のうちの１段階における、本発明による通信ネットワークの実施形態の一例を示す図である。 本発明による方法の一例の連続した段階のうちの１段階における、本発明による通信ネットワークの実施形態の一例を示す図である。 本発明による方法の一例の連続した段階のうちの１段階における、本発明による通信ネットワークの実施形態の一例を示す図である。 本発明による方法の一例の連続した段階のうちの１段階における、本発明による通信ネットワークの実施形態の一例を示す図である。 本発明による方法の一例の連続した段階のうちの１段階における、本発明による通信ネットワークの実施形態の一例を示す図である。 本発明を実施するネットワーク・ノードを示すブロック図である。 本発明による方法の例を示すフローチャートである。 本発明による方法の例を示すフローチャートである。 本発明による方法の例を示すフローチャートである。

Claims (7)

1. 複数のリンクによって接続されてネットワークを構成する複数のノードを含むリング・ネットワークを再構成する方法であって、
   前記ノードのうちの少なくとも１つのノードが、
   隣接ノードから受け取ったネットワーク変更メッセージＮＣＭの受領に応答して前記１つのノードの再構成を開始する工程と、
   前記ＮＣＭを受領したリンクを遮断する工程と、
   他方の隣接ノードにＮＣＭを送る工程と、
   前記１つのノード内のアドレス情報を少なくとも部分的にフラッシュすることによって、前記１つのノード内のアドレス情報を再構成する工程と、
   前記１つのノードから古い待ち行列化メッセージをフラッシュする工程と、
   古い待ち行列化メッセージの前記フラッシュの完了に応答して、前記他方の隣接ノードに再構成済みメッセージＲＭを送る工程と、
   前記隣接ノードから受け取ったＲＭに応答して前記リンクを遮断解除する工程とを含む方法。
2. 障害リンクに接続されたノードにおいて、
   前記リンクの障害の検出に応答して、前記ノードにおいて再構成を開始する工程と、
   前記ノードに接続された非障害ノードの他端の隣接ノードにＮＣＭを送る工程と、
   前記障害リンクを遮断する工程と、
   前記ノード内のアドレス情報を少なくとも部分的にフラッシュすることによって前記ノード内のアドレス情報を再構成する工程と、
   前記ノードから古い待ち行列化メッセージをフラッシュする工程と、
   前記ノードからの古い待ち行列化メッセージの前記フラッシュの完了に応答して、前記非障害リンクの他端の前記隣接ノードにＲＭを送る工程とを含む請求項１に記載の方法。
3. 遮断されたリンクに接続された他のノードにおいて、
   隣接ノードからのＮＣＭの受領に応答して、他の前記ノードの再構成を開始する工程と、
   前記ＮＣＭを受領したリンクを遮断する工程と、
   他の前記ノード内のアドレス情報を少なくとも部分的にフラッシュすることによって前記他のノード内のアドレス情報を再構成する工程と、
   他の前記ノードから古い待ち行列化メッセージをフラッシュする工程と、
   他の前記ノードからの古い待ち行列化メッセージの前記フラッシュの完了に応答して、遮断された前記リンクを遮断解除する工程と、
   前記隣接ノードから受け取ったＲＭに応答して、前記ＮＣＭを受領したリンクを遮断解除する工程とを含む請求項１または２に記載の方法。
4. 前記リング・ネットワークはイーサネット標準に準拠している請求項１、２、または３に記載の方法。
5. 少なくとも１つの入力ポートと、
   少なくとも１つの出力ポートと、
   前記入力ポートのうちの少なくとも１つの入力ポートから前記出力ポートのうちの少なくとも１つの出力ポートにデータを送信するデータ・ハンドラ装置と、
   ネットワーク変更の必要を検出する変更検出部と、
   ネットワーク変更メッセージおよび／または再構成済みメッセージを生成し、前記メッセージを転送するメッセージ生成装置と、
   ネットワーク・アドレス情報を表すデータを格納するメモリと、
   前記メモリの少なくとも一部を消去する消去装置であって、前記入力ポートのうちの少なくとも１つの入力ポートと前記出力ポートのうちの少なくとも１つの出力ポートとに通信可能に接続された消去装置と、
   前記入力ポートまたは前記出力ポートのうちの少なくとも１つのポートを遮断する禁止装置とを含み、
   前記メッセージ生成装置と前記消去装置と前記禁止装置とは、前記変更検出部によって制御されるネットワーク・ノード。
6. 各ネットワーク・ノードが請求項５に記載のネットワーク・ノードである、複数のネットワーク・ノードを含むデータ通信リング・ネットワーク。
7. プログラム可能システム状で実行されると請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法のステップを実行するコード部分を表すデータを含むコンピュータ・プログラム製品。
   

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