JP2005341128A - レイヤ2伝送装置およびレイヤ2伝送装置の制御方法 - Google Patents

レイヤ2伝送装置およびレイヤ2伝送装置の制御方法 Download PDF

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卓哉 田口
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Abstract

【課題】スパニングツリープロトコルを適用した耐障害性のあるL2ネットワークを構築可能とするレイヤ2伝送装置およびその制御方法を得る。
【解決手段】第1の通信網と接続される第1の通信ポートと、第2の通信網と接続される第2の通信ポートと、第1の通信ポートの障害を検出する検出部と、検出部において第1の通信ポートの障害を検出した場合に自装置がスパニングツリーのルート装置として動作するか否かを判定し、その判定結果に応じて第1の通信ポートを閉塞解除状態または閉塞状態に設定する設定部と、BPDUフレームを生成し該BPDUフレームをスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置に対して定期送信し、設定部において自装置がスパニングツリーのルート装置として動作しないと判定した場合にはBPDUフレームの定期送信を停止するBPDU動作処理部と、を備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、L2ネットワークを接続してデータ伝送を行わせるレイヤ2伝送装置およびレイヤ2伝送装置の制御方法に関するものである。
従来、ブリッジを用いて構成されたネットワークに冗長経路がある場合、優先度の低いポートの通信を停止させ、通信経路のトポロジーをループのないツリー構造に保つ技術としてスパニングツリーが用いられている。スパニングツリーを構成するためのプロトコルとしては、STP(スパニングツリープロトコル)がIEEE802.1dに標準化されている。このSTPとは、ブリッジにおけるルーティング方式であり、ブリッジ間のデータ通信に際して復号LAN上に理論的にツリー構造をもつループフリーのLANを構築する。また、その高速化等に向けて拡張したRSTP(IEEE802.1w)、MSTP(IEEE802.1s)が標準化されている。
これらのSTPでは、ある網内におけるスパニングツリー構成を目的とし、スパニングツリー内の2装置間で複数の回線が接続された場合は、そのいずれかの回線を閉塞解除しておき、他はバックアップとして閉塞しておく。このようなスパニングツリーを用いた効率的な技術としては、2つのLAN間をブリッジを介して接続し、データ伝送を行わせるネットワークの相互接続法であって、スパニングツリーのデータ経路に介在しない他の受信側ブリッジではポートの状態がブロッキングに遷移すると、構成制御BPDUの受信監視を中止して回路を切断し、その後データ経路に介在するブリッジの障害などでトポロジー変更を示すBPDUを受信すると、切断されていた回線を接続状体にしてデータ通信を可能とする技術がある(たとえば、特許文献1参照)。
一方、装置間の回線を冗長化することができる技術として、IEEE802.3adにリンクアグリゲーションが標準化されている。これは、同一速度の複数の物理回線を一本の論理回線として集約化して扱うことで、論理的に回線速度を大きくする目的の技術であるが、いずれかの物理回線が使用できなくなった場合に他の物理回線にトラヒックを振り分ける機能も有している。
特開平6−326711号公報
ところで、あるL2ネットワークを他のL2ネットワークと接続する場合、上記のいずれかの技術により網間の回線を冗長化して耐障害性のあるネットワークを構築することが可能であるが、STPを利用した場合は、相手の接続装置が自網のスパニングツリーに所属する装置として動作することが前提である。この場合は、網間接続用の装置として、複数の装置が利用できるため、装置レベルでの冗長構成も可能である。しかし、相手網の一部を自網の装置として提供してもらう必要があるという問題がある。
一方、後者のリンクアグリゲーションを利用する場合は、2装置間で同一速度の複数物理回線を束ねる必要があり、網間を接続するための装置の冗長構成は他の方法で実現せざるを得ないという問題がある。
また、RSTPでは、ポートの先にはブリッジ等の装置が接続されておらず、ループが発生し得ないと予め判明しているポートにおけるSTPポートの状態遷移を高速化するために、エッジポートという概念をSTPに追加している。このエッジポートでは、無条件にポートをForwarding状態に設定する。したがって、そのままでは、他網に対する冗長構成として一方のみを閉塞解除しておくような使用方法はできないという問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スパニングツリープロトコルを適用した耐障害性のあるL2ネットワークを構築可能とするレイヤ2伝送装置およびレイヤ2伝送装置の制御方法を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるレイヤ2伝送装置は、第1の通信網と、スパニングツリープロトコルを運用する第2の通信網と、を接続して第1の通信網と第2の通信網との間でレイヤ2フレームの伝送を行うレイヤ2伝送装置であって、第1の通信網と接続される第1の通信ポートと、第2の通信網と接続される第2の通信ポートと、第1の通信ポートにおける障害の発生を検出する検出部と、検出部において第1の通信ポートの障害を検出した場合に自装置がスパニングツリーのルート装置として動作するか否かを判定し、自装置がスパニングツリーのルート装置として動作すると判定した場合には第1の通信ポートを該第1の通信ポートでレイヤ2フレームの伝送を行う閉塞解除状態に設定し、自装置がスパニングツリーのルート装置として動作しないと判定した場合には第1の通信ポートを該第1の通信ポートでレイヤ2フレームの伝送を行わない閉塞状態に設定する設定部と、BPDUフレームを生成し、該BPDUフレームをスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置に対して定期送信し、設定部において自装置がスパニングツリーのルート装置として動作しないと判定した場合にはBPDUフレームの定期送信を停止するBPDU動作処理部と、を備えることを特徴とする。
この発明によれば、スパニングツリーのルート装置の障害の発生を検出し、該ルート装置がルート装置として動作するか否かを判定する。そして、ルート装置は、その判定結果に基づいて自装置の通信ポートを閉塞解除状態または閉塞状態に設定する。また、ルート装置は、自装置の通信ポートを閉塞状態に設定した場合には、通常スパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置に対して定期送信しているBPDUフレームの送信を停止する。これにより、外部のレイヤ2伝送装置では、BPDUフレームが受信されないことによりルート装置の障害発生および通信ポートの閉塞状態の設定を検知し、スパニングツリーの再構築を行う。
この発明によれば、スパニングツリーのルート装置に障害が生じた場合においても、他のレイヤ2伝送装置がスムーズにルート装置に移行することができるため、ネットワークに大きな影響を与えることなく、スパニングツリーを再構築することができるという効果を奏する。そして、第1の通信網側の接続装置が第2の通信網のスパニングツリーに所属する装置として動作することなく、第1の通信網と第2の通信網間の接続の装置レベルでの冗長構成を構築して耐障害性に優れたL2ネットワークを構築することができるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかるレイヤ2伝送装置およびレイヤ2伝送装置の制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかるレイヤ2伝送装置であるブリッジを用いてスパニングツリープロトコルを適用したL2通信網と他の通信網とを接続した状態を説明する図である。本実施の形態においては、図1に示すように第1の通信網(他網)10とスパニングツリープロトコルを運用している第2の通信網(自網)20とが、ルートブリッジ100で相互接続されている。また、第1の通信網(他網)10とスパニングツリープロトコルを運用している第2の通信網(自網)20とは、ルートブリッジ100に障害が生じた場合にルートブリッジとして機能するブランチブリッジ200で相互接続されている。すなわち、第1の通信網(他網)10と第2の通信網(自網)20とは、ルートブリッジ100とブランチブリッジ200との双方で相互接続されている。ここで、ルートブリッジ100およびブランチブリッジ200は、ともに第1の通信網10と第2の通信網20の間でレイヤ2フレームの伝送が可能なレイヤ2伝送装置である。
このルートブリッジ100は、図2に示すように第1の通信網(他網)10と通信を行うInter-Segment Port111と、Designated Port(指定ポート)112、113、114と、送受信部121と、宛先判定部122と、制御部123と、検出部124と、設定部125と、BPDU(Bridge Protocol Data Unit)動作処理部126と、メモリ127と、を備えて構成される。
本実施の形態においては、第1の通信網(他網)10との接続用ポートとして、ルートブリッジ100においてInter-Segment Port111を定義する。このInter-Segment Port111の先に接続されるネットワーク機器は、自装置が所属するスパニングツリーの管理対象外とし、RSTPにおけるエッジポート相当として動作させる。Designated Port(指定ポート)112、113、114は、スパニングツリーの下流に向かう非閉塞状態のポートである。送受信部121は、第1の通信網(他網)10とのデータフレームの送受信、またはスパニングツリーの下流とのデータフレームの送受信を行う。
宛先判定部122は、第1の通信網(他網)10またはスパニングツリーの下流から受信したデータフレームのMACアドレスにより該データフレームの伝送先を判定する。制御部123は、メモリ127に記憶された種々のプログラムに従ってルートブリッジ100の動作全般を制御する。
検出部124は、Inter-Segment Port111における第1の通信網(他網)10とのリンク状態を監視し、Inter-Segment Port111における障害の発生を検出する。設定部125では、検出部124においてInter-Segment Port111の障害を検出した場合に、スパニングツリープロトコル(STP)に規定されるRoot Selectionアルゴリズムにより自装置がルートブリッジとして動作するか否かを判定する。そして、設定部125は、自装置がルートブリッジとして動作すると判定した場合にはInter-Segment Port111を、該ポートでデータフレーム(レイヤ2フレーム)の伝送を行う状態である閉塞解除状態に設定する。
また、設定部125は、STPに規定されるRoot Selectionアルゴリズムにより自装置がルートブリッジとして動作しない、すなわち非Rootブリッジとして動作すると判定した場合には、「Inter-Segment Port」(第1の通信ポート)を、該ポートでデータフレーム(レイヤ2フレーム)の伝送を行わない閉塞状態に設定する。
BPDU動作処理部126は、他装置に対するBPDUフレームを生成し、全ポートから送信する。そして、設定部125において自装置がルートブリッジとして動作しないと判定された場合には、STP/RSTPで規定されるHello動作、すなわちBPDUフレームの定期送信を停止する。
また、ルートブリッジ100は、Designated Port112とブランチブリッジ200のルートポート212とをつなぐことによりブランチブリッジ200に接続されている。また、ルートブリッジ100は、Designated Port113とエッジブリッジ(下流ブリッジ)(B)240のルートポート241とをつなぐことによりエッジブリッジ240に接続されている。また、ルートブリッジ100は、Designated Port114とエッジブリッジ(下流ブリッジ)(A)220のルートポート221とをつなぐことによりエッジブリッジ(A)220に接続されている。ここで、Designated Portは、スパニングツリーの下流に向かう非閉塞状態のポートである。また、ルートポートは、スパニングツリーの上流に向かう非閉塞状態のポートである。
一方、ブランチブリッジ200のDesignated Port213とエッジブリッジ220のAlternate Port222とがつながれており、ブランチブリッジ200のDesignated Port214とエッジブリッジ240のAlternate Port242とがつながれている。ただし、Alternate Portは、スパニングツリーの他のブリッジに向かうポートであるが他経路が存在するために閉塞状態とされているポートである。
また、ブランチブリッジ200のInter-Segment Port211は、ルートブリッジ100のInter-Segment Port111と同様に第1の通信網(他網)10との接続用ポートであり、第1の通信網(他網)10と接続されている。しかしながら、ブランチブリッジ200のInter-Segment Port211は、通常はブロッキング状態とされており、自身がSTP/RSTPのルートブリッジになった場合にフォワード状態とされる。また、エッジブリッジ220およびエッジブリッジ240は、それぞれエッジポート223、224およびエッジポート243、244を有している。エッジポートは、スパニングツリーの最下端にあたるポートであり、このポートの先にはSTPブリッジは接続されない。
上記の各ブリッジにおいては、STPが動作しており、STP動作中に第1の通信網(自網)内のLANを1つのスパニングツリーに構成し、どのようなブリッジ間においても1つのデータ経路しか存在せず、この経路に介在しないブリッジのポートの状態をブロッキングにしてデータのループを回避している。
本実施の形態では、第1の通信網10と第2の通信網20との間でデータ伝送、例えば第1の通信網10から第2の通信網20へのデータ伝送を行う場合には、1つのツリー上のアクティブトポロジーを決定しなければならない。アクティブトポロジーを決定するには、ルートブリッジ、各LANの指定ポート、各ブリッジのルートポートを決定する必要がある。本実施の形態においては、STP/RSTPのルートブリッジは、ルートブリッジ100とされている。そして、これらの事項は、ルートブリッジ100の各ポート112、113、114から送信されるBPDUフレームの各パラメータによって決定される。図3にBPDUフレームのフォーマットの一例を示す。図3に示すように、BPDUフレームは、たとえばプロトコル識別子151、プロトコルバージョン識別子152、BPDUタイプ153、フラグ154、ルーツ識別子155、ルーツパスコスト156、ブリッジ識別子157、ポート識別子158、メッセージエージ159、最大エージ160、ハロータイム161およびフォワード遅延162のパラメータなどから構成される。なお、プロトコル識別子は、STPを表している。
以上のような接続がなされることにより、この通信網においては、ルートブリッジ100およびルートブリッジ100に障害が生じた場合にルートブリッジとして機能するブランチブリッジ200を用いてネットワークに冗長経路が構成され、優先度の低いポートの通信を停止させ、通信経路のトポロジーをループのないツリー構造に保つスパニングツリーが構成されている。
以下に、図4を用いて動作を説明する。まず、第1の通信網(他網)10と第2の通信網20との間でデータの伝送が開始されると、ルートブリッジ100では検出部124でInter-Segment Port111の第1の通信網(他網)10とのリンク状態の監視を開始し、(ステップS101)Inter-Segment Port111において障害が発生しているか否かを検出する(ステップS102)。
検出部124においてInter-Segment Port111の障害を検出しない場合には(ステップS102否定)、ステップS101に戻り、検出部124でInter-Segment Port111の第1の通信網(他網)10とのリンク状態の監視を継続する。
そして、検出部124において第1の通信ポートの障害を検出した場合には(ステップS102肯定)、設定部125がSTPに規定されるRoot Selectionアルゴリズムにより自装置がルートブリッジとして動作するか否かを判定する(ステップS103)。設定部125は、自装置がルートブリッジとして動作すると判定した場合には(ステップS103肯定)、ステップS101に戻り、検出部124でInter-Segment Port111の第1の通信網(他網)10とのリンク状態の監視を行う。このとき、設定部125では、Inter-Segment Port111の設定を、該ポートでデータフレーム(レイヤ2フレーム)の伝送を行う状態である閉塞解除状態のままにする。
一方、設定部125は、STPに規定されるRoot Selectionアルゴリズムにより自装置がルートブリッジとして動作しない、すなわち非ルートブリッジとして動作すると判定した場合には(ステップS103否定)、Inter-Segment Port111を、該ポートでデータフレーム(レイヤ2フレーム)の伝送を行わない閉塞状態に設定する(ステップS104)。そして、BPDU処理部126は、STP/RSTPで規定されるHello動作、すなわちBPDUフレームの定期送信動作を停止する(ステップS105)。
そして、他装置では、ルートブリッジ100からのBPDUフレームの送信が停止されるためSTPで規定されるHello Timerがタイムアウトし(ステップS106)、STPで規定されるConfiguration BPDU Generationアルゴリズムが実行され、スパニングツリーが再構築される(ステップS107)。すなわち、スパニングツリー構成が変化する。この結果、ブランチブリッジ200が新たにルートブリッジとして選出され、該新たなルートブリッジ(ブランチブリッジ200)のInter-Segment Port211がフォワード状態とされる。これにより、第1の通信網(他網)10との通信路が確保されることになり、新たなルートブリッジ(ブランチブリッジ200)のInter-Segment Port211を介して第1の通信網(他網)10とのデータフレーム(レイヤ2フレーム)の伝送が開始される(ステップS108)。したがって、ルートブリッジ100のInter-Segment Port111に障害が生じた場合においても、スパニングツリーを再構築し、第1の通信網(他網)10とのデータフレーム(レイヤ2フレーム)の伝送を継続することが可能である。
以上により、本実施の形態によれば、第1の通信網(他網)10側の接続装置が第2の通信網(自網)20のスパニングツリーに所属する装置として動作することなく、すなわち、第1の通信網(他網)10の一部を自網の装置として提供してもらうことなく、第1の通信網(他網)10と第2の通信網(自網、L2ネットワーク)間の接続の装置レベルでの冗長構成を提供し、耐障害性のあるL2ネットワークを構築可能となる。そして、ルートブリッジ100に障害が生じた場合においても、他のブリッジがスムーズにルートブリッジに移行するため、ネットワークに大きな影響を与えることなく、スパニングツリーを再構築することができる。
実施の形態2.
実施の形態1では、第1の通信網(他網10)とスパニングツリープロトコルを運用している第2の通信網(自網)20との接続の装置レベルでの冗長化構成を実現する場合について説明したが、実施の形態2においては、スパニングツリープロトコルを運用している通信網において、レイヤ2伝送装置と各種サーバ装置との接続の装置レベルでの冗長化構成をとる場合について説明する。また、実施の形態1においては、Inter-Segment Portを開閉するためにはルートブリッジとなる可能性のある特定のブリッジにInter-Segment Portを設定する必要があったが、本実施の形態においては、スパニングツリー内の任意のブリッジをサーバ装置との接続を可能した冗長化構成について説明する。
図5は、本発明の実施の形態2にかかるレイヤ2伝送装置を用いてスパニングツリープロトコルを適用したL2通信網とサーバとを接続した状態を説明する図である。本実施の形態においては、スパニングツリープロトコルを運用している通信網において、レイヤ2伝送装置とサーバ装置とが装置レベルで冗長化構成がとられている。図5において、サーバ300にブランチブリッジ(A)400とブランチブリッジ(B)450とが接続されている。ここで、ブランチブリッジ(A)400およびブランチブリッジ(B)450は、ともにサーバ300との間でレイヤ2フレームの伝送が可能なレイヤ2伝送装置である。
このブランチブリッジ(A)400は、図6に示すように、ルートブリッジ350とデータ伝送を行うルートポート411と、サーバ300と通信を行うサーバポート412と、Designated Port(指定ポート)413、414と、送受信部415と、宛先判定部416と、制御部417と、BPDU動作処理部418と、設定部419と、比較処理部420と、メモリ421と、を備えて構成される。
本実施の形態においては、サーバ300との接続用ポートとして、このブランチブリッジ400にサーバポート412を定義する。このサーバポート412の先に接続されるサーバ機器は、自装置が所属するスパニングツリーの管理対象外とし、STP/RSTPにおけるエッジポート相当として動作する。
そして、あるサーバに接続されるサーバポートが同一スパニングツリーに複数定義されていた場合、そのいずれか一方のサーバポートを閉塞解除状態とし、他方のサーバポートを閉塞状態とする。この場合、どのサーバポートを閉塞解除状態または閉塞状態とするかの判定を行うために、複数のブリッジ間で情報を交換するBPDUの1つとして「Server Port Select BPDU」を定義し、その内容により自装置に定義されるサーバポートの閉塞解除状態・閉塞状態の判定を行う。
このような「Server Port Select BPDU」のフレームのフォーマットの一例を図7に示す。Server Port Select BPDUフレームは、たとえば図7に示すように、サーバを識別するサーバID(IPアドレスやMACアドレス等)551と、サーバ接続用ポート(サーバポート)のコスト552と、自装置のブリッジID(ブリッジの優先度情報を含む)553と、閉塞解除ブリッジID(サーバ接続用ポートを閉塞解除しているブリッジのブリッジID)554とを格納する。そして、このServer Port Select BPDUフレームは、閉塞解除しているサーバポートが定義されているブリッジからスパニングツリー内の上流および下流にHello Time周期で送信される。
Designated Port(指定ポート)413、414は、スパニングツリーの下流に向かう非閉塞状態のポートである。送受信部415は、ルートブリッジ350、サーバ300とのデータフレームの送受信、またはスパニングツリーの下流とのデータフレームの送受信を行う。
宛先判定部416は、ルートブリッジ350、サーバ300またはスパニングツリーの下流から受信したデータフレームのMACアドレスにより該データフレームの伝送先を判定する。制御部417は、メモリ421に記憶された種々のプログラムに従ってルートブリッジの動作全般を制御する。
BPDU動作処理部418は、前述のServer Port Select BPDUフレームを生成してサーバポートが閉塞解除状態の場合にのみ、スパニングツリー内の上流および下流にHello Time周期で送信する。また設定部419は、サーバポート412を閉塞解除状態に設定した場合は、自装置のサーバポートを閉塞解除した旨の通知を他装置に送信する。また設定部419は、サーバポート412を閉塞状態に設定した場合は、自装置のサーバポートが閉塞した旨の通知を他装置に対して送信する。
比較処理部420は、他装置から送信された前述のServer Port Select BPDUフレームを受信した際、該Server Port Select BPDUフレームに含まれるサーバIDと同一のサーバIDが設定されているサーバポートが自装置に存在するか否かを確認する。そして、Server Port Select BPDUフレームに含まれるサーバIDと同一のサーバIDが設定されているサーバポートが自装置に存在する場合に、該Server Port Select BPDUフレームに含まれる比較情報であるブリッジIDおよびサーバ接続用コストと、自装置のブリッジIDおよびサーバポートに割り当てられているサーバ接続用コストを比較する。
設定部419は、比較処理部420における比較処理の結果に応じて、サーバポート412の閉塞解除状態および閉塞状態の設定を行う。すなわち、比較処理部420における比較処理の結果、自装置の比較情報の優先度が他のブリッジより高い場合にはサーバポートを閉塞解除状態に設定し、自装置の比較情報の優先度が他のブリッジより低い場合にはサーバポートを閉塞状態に設定する。
そして、ブランチブリッジ(B)450もブランチブリッジ(A)400と同様の構成を有するが、上記の説明を参照することとして詳細な説明は省略する。なお、ブランチブリッジ(B)450では、後述するように自装置のサーバポートよりもプライオリティの高いServer Port Select BPDUを受信した場合にサーバポート452を閉塞状態、すなわちブロッキング状態とする。また、自装置のサーバポートよりもプライオリティの低いServer Port Select BPDUを受信し、自装置がSTP/RSTPのルートブリッジになった場合に閉塞解除状態、すなわちフォワード状態とする。
また、ブランチブリッジ(A)400は、ルートポート411とルートブリッジ350のDesignated Port351とをつなぐことによりルートブリッジ350に接続されている。また、ブランチブリッジ(A)400は、Designated Port413とエッジブリッジ(下流ブリッジ)(B)520のルートポート521とをつなぐことによりエッジブリッジ520に接続されている。さらに、ブランチブリッジ(A)400は、Designated Port414とエッジブリッジ(下流ブリッジ)(A)500のルートポート501とをつなぐことによりエッジブリッジ(A)500に接続されている。ここで、Designated Portは、スパニングツリーの下流に向かう非閉塞状態のポートである。また、ルートポートは、スパニングツリーの上流に向かう非閉塞状態のポートである。
一方、ブランチブリッジ(B)450は、ルートポート451とルートブリッジ350のDesignated Port352とをつなぐことによりルートブリッジ350に接続されている。また、ブランチブリッジ(B)450のDesignated Port453とエッジブリッジ(A)500のAlternate Port502とがつながれてエッジブリッジ(A)500と接続されている。そして、ブランチブリッジ(B)450のDesignated Port454とエッジブリッジ520のAlternate Port522とがつながれてエッジブリッジ(B)520と接続されている。ただし、Alternate Portは、スパニングツリーの他のブリッジに向かうポートであるが他経路が存在するために閉塞状態とされているポートである。
また、エッジブリッジ500およびエッジブリッジ520は、それぞれエッジポート503、504およびエッジポート523、524を有している。エッジポートは、スパニングツリーの最下端にあたるポートであり、このポートの先にはSTPブリッジは接続されない。
上記の各ブリッジにおいては、STPが動作しており、STP動作中に通信網内のLANを1つのスパニングツリーに構成し、どのようなブリッジ間においても1つのデータ経路しか存在せず、この経路に介在しないブリッジのポートの状態をブロッキングにしてデータのループを回避している。
以下、Server Port Select BPDUフレームを受信した時の各ブリッジの動作について図8を用いて説明する。図8はServer Port Select BPDUフレームを受信した時の各ブリッジの動作を示すフローチャートである。まず、各ブリッジが、他装置から送信されたServer Port Select BPDUフレームを受信する(ステップS201)。各ブリッジでは、該Server Port Select BPDUフレームに格納されているサーバIDを比較処理部420で検査し、同一サーバ宛のサーバポートが他のブリッジで閉塞解除されていることを知る。
ここで、比較処理部420は、受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバIDと、自装置に設定されているサーバIDとを比較し(ステップS202)、サーバIDが等しいか否か、すなわち受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバIDと同一のサーバIDが設定されているサーバポートが自装置に存在するか否かを判断する(ステップS203)。受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバIDと自装置に設定されているサーバIDとが等しくない場合、すなわち受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバIDと同一のサーバIDが設定されているサーバポートが自装置に存在しない場合は(ステップS203否定)、ステップS201に戻り、次のServer Port Select BPDUフレームの受信を待つ。
一方、受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバIDと自装置に設定されているサーバIDとが等しい場合、すなわち受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバIDと同一のサーバIDが設定されているサーバポートが自装置に存在する場合は(ステップS203肯定)、比較処理部420は受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバ接続用のコスト(ポート帯域)と、自装置のサーバポートに割り当てられているサーバ接続用のコスト(ポート帯域)と、を比較し(ステップS204)、受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバ接続用のコスト(ポート帯域)と、自装置のサーバポートに割り当てられているサーバ接続用のコスト(ポート帯域)と、の大小を判断する(ステップS205)。
ここで、受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバ接続用のコスト(ポート帯域)が自装置のサーバポートに割り当てられているサーバ接続用のコスト(ポート帯域)よりも小さい場合は、設定部419では自装置のサーバポートを閉塞解除すべきであると判断する。そして、設定部419は、自装置のサーバポートを閉塞解除設定し(ステップS208)、サーバとのデータ伝送が可能となる。
また、BPDU動作処理部418は、自装置のサーバポートを閉塞解除設定する旨の通知として、自装置の情報と受信したServer Port Select BPDUフレームとを基に新たなServer Port Select BPDUフレームを生成し、Hello Time間隔でスパニングツリープロトコル対象の全ポートに送信する(ステップS209)。この新たなServer Port Select BPDUフレームには、サーバID、サーバ接続用のコスト(ポート帯域)、自装置のブリッジIDおよび閉塞解除ブリッジID(自装置のブリッジID)が格納される。
一方、受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバ接続用のコスト(ポート帯域)が自装置のサーバポートに割り当てられているサーバ接続用のコスト(ポート帯域)よりも大きい場合は、設定部419では自装置のサーバポートを閉塞すべきであると判断する。そして、BPDU動作処理部418は、自装置のサーバポートを閉塞設定する旨の通知として、自装置の情報と受信したServer Port Select BPDUフレームとを基に新たなServer Port Select BPDUフレームを生成し、Hello Time間隔でスパニングツリープロトコル対象の全ポートに送信する(ステップS210)。この新たなServer Port Select BPDUフレームには、サーバID、受信したServer Port Select BPDUフレーム内のサーバ接続用のコスト(ポート帯域)、自装置のブリッジIDおよび閉塞解除ブリッジID(Server Port Select BPDUフレーム内のブリッジID)が格納される。
そして、設定部419は、自装置のサーバポートを閉塞設定し(ステップS211)、その後、ステップS201に戻り、次のServer Port Select BPDUフレームの受信を待つ。
また、比較処理部420において受信したServer Port Select BPDUフレームに含まれるサーバ接続用のコスト(ポート帯域)と、自装置のサーバポートに割り当てられているサーバ接続用のコスト(ポート帯域)と、を比較した結果、該Server Port Select BPDUフレームに含まれるサーバ接続用のコスト(ポート帯域)と自装置のサーバポートに割り当てられているサーバ接続用のコスト(ポート帯域)とが等しい場合は、以下の処理を行う。すなわち、比較処理部420において、受信したServer Port Select BPDUフレーム内の閉塞解除ブリッジIDと、自装置のブリッジIDとを比較し(ステップS206)、該Server Port Select BPDUフレーム内の閉塞解除ブリッジIDと自装置のブリッジIDとの優先度を判断する(ステップS207)。
ここで、自装置のブリッジIDの優先度が、受信したServer Port Select BPDUフレーム内の閉塞解除ブリッジIDの優先度よりも大きい場合は、設定部419では自装置のサーバポートを閉塞解除すべきであると判断する。そして、BPDU動作処理部418は、自装置のサーバポートを閉塞解除設定する旨の通知として、自装置の情報と受信したServer Port Select BPDUフレームとを基に新たなServer Port Select BPDUフレームを生成し、Hello Time間隔でスパニングツリープロトコル対象の全ポートに送信する(ステップS208)。この新たなServer Port Select BPDUフレームには、サーバID、サーバ接続用のコスト(ポート帯域)、自装置のブリッジIDおよび閉塞解除ブリッジID(自装置のブリッジID)が格納される。
そして、設定部419は、自装置のサーバポートを閉塞解除設定し(ステップS209)、サーバとのデータ伝送が可能となる。
一方、自装置のブリッジIDの優先度が、受信したServer Port Select BPDUフレーム内の閉塞解除ブリッジIDの優先度よりも小さいまたは等しい場合は、設定部419では自装置のサーバポートを閉塞すべきであると判断する。そして、BPDU動作処理部418は、自装置のサーバポートを閉塞設定する旨の通知として、自装置の情報と受信したServer Port Select BPDUフレームとを基に新たなServer Port Select BPDUフレームを生成し、Hello Time間隔でスパニングツリープロトコル対象の全ポートに送信する(ステップS210)。この新たなServer Port Select BPDUフレームには、サーバID、受信したServer Port Select BPDUフレーム内のサーバ接続用のコスト(ポート帯域)、自装置のブリッジIDおよび閉塞解除ブリッジID(Server Port Select BPDUフレーム内のブリッジID)が格納される。
そして、設定部419は、自装置のサーバポートを閉塞設定し(ステップS211)、その後、ステップS201に戻り、次のServer Port Select BPDUフレームの受信を待つ。
以上により、本実施の形態によれば、上述したServer Port Select BPDUの交換をおこなうことにより、スパニングツリーにおいて唯一のブリッジのサーバポートが閉塞解除される状態とすることができる。そして、L2ネットワークがL2レベルでサーバへ接続する際に、サーバとL2ネットワーク間の冗長構成を提供し、耐障害性のあるL2ネットワークを構築することが可能となる。
実施の形態3.
実施の形態3では、上述した実施の形態2にかかるネットワークの接続構成において、ブランチブリッジがサーバポートの障害を検出する検出手段を備える形態について説明する。図9は、本実施の形態におけるブランチブリッジの構成を示す構成図である。図9に示すように本実施の形態にかかるブランチブリッジ400aは、図6に示したブランチブリッジの構成に検出部422がさらに追加されている。
この検出部422は、サーバポート412を閉塞解除している場合に該サーバポート412のサーバ300とのリンク状態を監視し、サーバポート412における障害の発生を検出する。
以下、サーバポート412を閉塞解除しているブランチブリッジ400aにおいてサーバポート412の障害を検出した場合の処理動作を、図10を参照しながら説明する。図10は、ブランチブリッジ400aにおいて、サーバポート412の障害を検出した場合の処理動作を示すフローチャートである。
ブランチブリッジ400aにおいては、サーバポート412を閉塞解除している場合に検出部422が該サーバポート412のサーバ300とのリンク状態を監視する(ステップS301)。そして、検出部422においてサーバポート412における障害の発生を検出すると(ステップS302)、BPDU動作処理部418は、自装置の情報を基にServer Port Select BPDUフレームを生成し、Hello Time間隔でスパニングツリープロトコル対象の全ポートに送信する(ステップS303)。このServer Port Select BPDUフレームには、サーバID、サーバ接続用のコスト(ポート帯域)、自装置のブリッジIDおよび閉塞解除ブリッジID(自装置のブリッジID、優先度情報を最低優先度に設定)が格納される。そして、設定部419では、自装置のサーバポートを閉塞設定する(ステップS304)。
一方、サーバポートを閉塞しているブリッジでは、ブランチブリッジ400aのサーバポート412における障害検出によるServer Port Select BPDUフレームを受信すると、自装置のサーバポートの閉塞を解除し、その旨をServer Port Select BPDUフレームを用いてスパニングツリー内に通知する。
以上により、本実施の形態においては、閉塞解除している(ルートブリッジとして機能している)ブランチブリッジ400aのサーバポートで障害が発生した場合においても、他のブリッジのサーバポートが閉塞解除され、スムーズにルートブリッジに移行するため、ネットワークに大きな影響を与えることなく、スパニングツリーを再構築することができる。したがって、本実施の形態においては、装置レベルでの冗長構成を提供し、耐障害性のあるL2ネットワークを構築可能となる。
実施の形態4.
実施の形態4では、上述した実施の形態2にかかるネットワークの接続構成において、各ブリッジでServer Port Select BPDUフレームの受信のタイムアウトが発生した場合について図11を用いて説明する。図11はServer Port Select BPDUフレームの受信を、Hello Timeを基準としたタイムアウト時間以上受信しなかった場合の、各ブリッジにおける処理動作を示すフローチャートである。
サーバポートを閉塞解除しているブリッジ自身に障害が発生した場合は、実施の形態3において説明したように該ブリッジのBPDU動作処理部418が自装置のサーバポートを閉塞設定する旨の通知として、自装置の情報と受信したServer Port Select BPDUフレームとを基に新たなServer Port Select BPDUフレームを生成し、Hello Time間隔でスパニングツリープロトコル対象の全ポートに送信する。この新たなServer Port Select BPDUフレームには、サーバID、受信したServer Port Select BPDUフレーム内のサーバ接続用のコスト(ポート帯域)、自装置のブリッジIDおよび閉塞解除ブリッジID(Server Port Select BPDUフレーム内のブリッジID)が格納される。
そして、このブリッジの設定部419は、自装置のサーバポートを閉塞設定する。サーバポートを閉塞することにより、これ以後はこのブリッジのBPDU動作処理部418からServer Port Select BPDUフレームが定期的に送信されることがなくなる。その結果、この他のブリッジ、すなわちサーバポートを閉塞しているブリッジにおいては、Server Port Select BPDUフレームを受信することがなくなり、Hello Timeを基準としたタイムアウト時間以上受信しないことによりタイムアウトを検出する(ステップS401)。
そして、サーバポートを閉塞しているブリッジにおいては、Server Port Select BPDUフレームの受信のタイムアウトを契機として、自装置のサーバポートの閉塞を解除する(ステップS402)。また、サーバポートおよび自装置に設定されている情報からServer Port Select BPDUフレームを生成し、スパニングツリープロトコル対象ポートに送信することにより、自装置のサーバポートが閉塞解除した旨をスパニングツリー内の他装置に通知する(ステップS403)。
以上により、本実施の形態においては、サーバポートを閉塞解除しているブリッジに障害が発生した場合においても、他のブリッジのサーバポートが閉塞解除され、スムーズにルートブリッジに移行するため、ネットワークに大きな影響を与えることなく、スパニングツリーを再構築することができる。したがって、本実施の形態においては、装置レベルでの冗長構成を提供し、耐障害性のあるL2ネットワークを構築可能となる。
以上のように、本発明にかかるレイヤ2伝送装置は、スパニングツリープロトコルを運用して冗長経路を構成したネットワークの接続に有用である。
実施の形態1にかかるブリッジを用いてスパニングツリープロトコルを適用したL2通信網と他の通信網とを接続した状態を説明する図である。 実施の形態1にかかるルートブリッジの構成を示した図である。 BPDUフレームのフォーマットの一例を示した図である。 実施の形態1におけるルートブリッジと他装置の処理動作を説明するフローチャートである。 実施の形態2にかかるブリッジを用いてスパニングツリープロトコルを適用したL2通信網とサーバとを接続した状態を説明する図である。 実施の形態2にかかるブランチブリッジ(A)の構成を示した図である。 Server Port Select BPDUのフレームのフォーマットの一例を示した図である。 Server Port Select BPDUフレームを受信した時の各ブリッジの動作を示すフローチャートである。 実施の形態3ブランチブリッジの構成を示す構成図である。 実施の形態3のブランチブリッジにおいてサーバポートの障害を検出した場合の処理動作を示すフローチャートである。 Server Port Select BPDUフレームの受信をタイムアウト時間以上受信しなかった場合の各ブリッジにおける処理動作を示すフローチャートである。
符号の説明
10 第1の通信網
20 第2の通信網
100 ルートブリッジ
111 Inter-Segment Port
112、113、114 Designated Port(指定ポート)
121 送受信部
122 宛先判定部
123 制御部
124 検出部
125 設定部
126 BPDU動作処理部
127 メモリ
200 ブランチブリッジ
211 Inter-Segment Port
212 ルートポート
213、214 Designated Port(指定ポート)
220 エッジブリッジ(A)
221 ルートポート
222 Alternate Port
223、224 エッジポート
240 エッジブリッジ(B)
241 ルートポート
242 Alternate Port
243、244 エッジポート

Claims (7)

  1. 第1の通信網と、スパニングツリープロトコルを運用する第2の通信網と、を接続して前記第1の通信網と前記第2の通信網との間でレイヤ2フレームの伝送を行うレイヤ2伝送装置であって、
    前記第1の通信網と接続される第1の通信ポートと、
    前記第2の通信網と接続される第2の通信ポートと、
    前記第1の通信ポートにおける障害の発生を検出する検出部と、
    前記検出部において前記第1の通信ポートの障害を検出した場合に自装置がスパニングツリーのルート装置として動作するか否かを判定し、自装置がスパニングツリーのルート装置として動作すると判定した場合には前記第1の通信ポートを該第1の通信ポートでレイヤ2フレームの伝送を行う閉塞解除状態に設定し、自装置がスパニングツリーのルート装置として動作しないと判定した場合には前記第1の通信ポートを該第1の通信ポートでレイヤ2フレームの伝送を行わない閉塞状態に設定する設定部と、
    BPDUフレームを生成し、該BPDUフレームをスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置に対して定期送信し、前記設定部において自装置がスパニングツリーのルート装置として動作しないと判定した場合には前記BPDUフレームの定期送信を停止するBPDU動作処理部と、
    を備えることを特徴とするレイヤ2伝送装置。
  2. スパニングツリープロトコルを運用する通信網とサーバ装置とを接続して前記通信網と前記サーバ装置との間でレイヤ2フレームの伝送を行うレイヤ2伝送装置であって、
    前記サーバ装置と接続されるサーバポートと、
    スパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置からのBPDUフレームの受信時に、該BPDUフレームに含まれるサーバIDと同一のサーバIDが設定されているサーバポートが自装置に存在する場合に、前記BPDUフレームに含まれる比較情報である装置IDおよびサーバ接続用コストと、自装置の装置IDおよびサーバポートに割り当てられているサーバ接続用コストを比較する比較部と、
    前記比較情報の比較の結果、自装置の比較情報の優先度が前記受信したBPDUフレームに含まれる比較情報の優先度より高い場合には前記サーバポートを閉塞解除状態に設定し、自装置の比較情報の優先度が前記受信したBPDUフレームに含まれる比較情報の優先度より低い場合には前記サーバポートを閉塞状態に設定する設定部と、
    前記サーバポートが閉塞解除状態の場合にのみ、前記比較情報として前記サーバ装置のサーバID、サーバ接続用コスト、自装置の装置ID、および前記サーバ装置と接続するサーバポートを閉塞解除状態としている装置の装置IDを含むBPDUフレーム生成してスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置に定期的に送信し、前記設定部において前記サーバポートを閉塞解除状態に設定した場合に自装置のサーバポートを閉塞解除設定した旨の通知をスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置送信し、前記設定部において前記サーバポートを閉塞状態に設定した場合に自装置のサーバポートを閉塞状態に設定した旨の通知をスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置送信するBPDU動作処理部と、
    を備えることを特徴とするレイヤ2伝送装置。
  3. 前記サーバポートにおける障害の発生を検出する検出部を備え、
    前記検出部において前記サーバポートにおける障害の発生を検出した場合に、前記設定部が前記サーバポートを閉塞状態に設定し、
    前記BPDU動作処理部が、自装置の前記サーバポートを閉塞状態に設定した旨の通知を生成してスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置に送信すること、
    を特徴とする請求項2に記載のレイヤ2伝送装置。
  4. 前記BPDU動作処理部は、自装置の前記サーバポートを閉塞状態に設定した旨の通知として、最低優先度を設定した自装置のブリッジIDを含むBPDUフレームを生成して送信することを特徴とする請求項2に記載のレイヤ2伝送装置。
  5. スパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置が定期的に送信する前記BPDUフレームを所定の時間以上受信せず、且つ前記外部のレイヤ2伝送装置が接続するサーバ装置に接続する前記サーバポートが自装置にある場合に、前記設定部が前記サーバポートを閉塞解除状態に設定し、前記BPDU動作処理部が自装置の前記サーバポートを閉塞解除状態に設定した旨の通知をスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置に送信することを特徴とする請求項3に記載のレイヤ2伝送装置。
  6. 第1の通信網と、スパニングツリープロトコルを運用している第2の通信網と、を接続して前記第1の通信網と前記第2の通信網の間でレイヤ2フレームの伝送を行うレイヤ2伝送装置の制御方法であって、
    BPDUを生成し、該BPDUフレームをスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置に対して定期送信するBPDU処理工程と、
    前記第1の通信網と接続される通信ポートにおける障害の発生を検出する検出工程と、
    前記検出工程において前記通信ポートの障害を検出した場合に自装置がルートブリッジとして動作するか否かを判定する判定工程と、
    前記判定工程において自装置がルートブリッジとして動作すると判定した場合に前記通信ポートを該通信ポートでレイヤ2フレームの伝送を行う閉塞解除状態に設定し、自装置がルートブリッジとして動作しないと判定した場合に前記通信ポートを該通信ポートでレイヤ2フレームの伝送を行わない閉塞状態に設定する設定工程と、
    前記設定工程において自装置がスパニングツリーのルート装置として動作しないと判定した場合には前記BPDUフレームの定期送信を停止するBPDU処理停止工程と、
    を含むことを特徴とするレイヤ2伝送装置の制御方法。
  7. スパニングツリープロトコルを運用する通信網とサーバ装置とを接続して前記通信網と前記サーバとの間でレイヤ2フレームの伝送を行うレイヤ2伝送装置の制御方法であって、
    前記サーバポートが閉塞解除状態の場合に、比較情報として前記サーバ装置のサーバID、サーバ接続用コスト、自装置の装置ID、および前記サーバ装置と接続するサーバポートを閉塞解除状態としている装置の装置IDを含むBPDUフレーム生成してスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置に定期的に送信するBPDU処理工程と、
    スパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置からのBPDUフレームを受信して該BPDUフレームに含まれるサーバIDと同一のサーバIDが設定されているサーバポートが自装置に存在する場合に、前記BPDUフレームに含まれる前記比較情報である装置IDおよびサーバ接続用コストと、自装置の装置IDおよびサーバポートに割り当てられているサーバ接続用コストを比較する比較工程と、
    前記比較工程における比較の結果、自装置の比較情報の優先度が前記受信したBPDUフレームに含まれる比較情報の優先度より高い場合に自装置のサーバポートを閉塞解除状態に設定し、自装置の比較情報の優先度が前記受信したBPDUフレームに含まれる比較情報の優先度より低い場合に前記サーバポートを閉塞状態に設定する設定工程と、
    前記設定工程において前記サーバポートを閉塞解除状態に設定した場合に自装置のサーバポートを閉塞解除設定した旨の通知をスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置送信し、前記設定工程において前記サーバポートを閉塞状態に設定した場合に自装置のサーバポートを閉塞状態に設定した旨の通知をスパニングツリープロトコルの対象となる外部のレイヤ2伝送装置送信する設定通知工程と、
    を含むことを特徴とするレイヤ2伝送装置の制御方法。

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008160213A (ja) * 2006-12-20 2008-07-10 Alaxala Networks Corp パケット転送装置
JP2009130475A (ja) * 2007-11-21 2009-06-11 Kddi Corp ループトポロジ予測回避方法、管理装置、通信装置及びプログラム

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