JP2006245789A - Multicast output control method and system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はマルチキャスト出力制御方法及びシステムに関し、例えばイーサネット(富士ゼロックス社の登録商標)スイッチを用いたネットワーク内に搭載される装置のループ検出方法及びマルチキャスト出力制御方法に関するもので、特に広域イーサネットで有効なマルチキャスト出力制御方法及びシステムに関する。 The present invention relates to a multicast output control method and system, and more particularly to a loop detection method and multicast output control method for a device mounted in a network using an Ethernet (registered trademark of Fuji Xerox Co., Ltd.) switch. The present invention relates to a multicast output control method and system.
図4は従来のネットワーク構成例を示すブロック図である。図において、1はカスタマーエッジ部1,2はカスタマーエッジ部2であり、グループX,Y,Zに分かれている。グループに分かれているのは、他のグループにデータが誤って転送されるのを防ぐためである。3は広域ネットワーク網、4は該広域ネットワーク網3と接続されるエッジスイッチ装置である。カスタマエッジ装置1,2はエッジスイッチ4と接続されている。広域ネットワーク網3において、3aはコアスイッチである。
FIG. 4 is a block diagram showing a conventional network configuration example. In the figure,
図において、カスタマーエッジ部1のグループID(X,Y,Z)をエッジスイッチ装置4にてフォアーディング(Forwarding)処理で、カスタマーエッジ部2のエンドユーザ側へフレームをフォアーディングする。同じグループに属するパソコン(PC)等の端末には、固有のアドレス(MAC,IP)が割り振られており、エッジスイッチ装置4では、このアドレスにより出力方路を決定する。
In the figure, the group ID (X, Y, Z) of the
図5は従来のエッジスイッチ装置の構成例を示すブロック図である。図において、6は対向装置からの入力トラフィックを受信する受信回線インタフェース部、7は対向装置へトラフィックを送信する送信回線インタフェース部、8はレイヤ2にてトラフィックをスイッチングするL2SW(スイッチ)エンジン、12は装置制御に使用する保守者操作用端末、9は保守者操作用端末12と接続され、該端末12からの操作を装置内にインタフェースし、装置内情報を端末12に出力するユーザインタフェース部、10は装置内部の全情報を監視する装置制御監視部、11は装置制御監視部10からの要求により、L2SWエンジン8を制御し、また現在のL2SWエンジン情報を記憶する機能を有するメモリである。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a conventional edge switch device. In the figure, 6 is a reception line interface unit for receiving input traffic from the opposite device, 7 is a transmission line interface unit for transmitting traffic to the opposite device, 8 is an L2SW (switch) engine for switching traffic at
図6は学習テーブルを用いた従来の学習方法の説明図である。図5と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、8aはL2SWエンジン8のメモリ内に設けられた学習テーブルである。この学習テーブル8aは、アドレスとグループIDとポート(PORT)番号から構成されている。受信回線インタフェース部6から受信したフレーム内のアドレス(以後SA(ソースアドレス)と略す)と、受信したポート番号並びにグループIDを学習テーブル8aに格納する。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional learning method using a learning table. The same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. In the figure, 8a is a learning table provided in the memory of the
この状態において、別のポートからフレームを受信した場合、受信した送信先アドレス(デスチネーションアドレス:以後DAと略す)とグループIDの情報から、学習テーブル8aを検索し、ヒットした該当ポートにフレームをフォアーディングする。ここで、ヒットするとは、入力されたパケットの宛先アドレス(DA)について学習テーブル8aを検索して、そのDAが学習テーブル8a内に存在した場合をいう。 In this state, when a frame is received from another port, the learning table 8a is searched from the received destination address (destination address: hereinafter abbreviated as DA) and group ID information, and a frame is found at the corresponding port hit. Forward. Here, “hit” means a case where the learning table 8a is searched for the destination address (DA) of the input packet and the DA exists in the learning table 8a.
学習テーブル8aにヒットしなかった場合には、新規に端末が接続されたものとみなし、同一グループID内に端末の存在を知らせるため、マルチキャスト転送を行なう。また、学習テーブル8aにヒットしたがポート番号が異なる場合は、端末がポート間で移動したものとみなし、この場合も他のスイッチSWでの学習テーブル更新のためマルチキャスト転送を行なう。 If there is no hit in the learning table 8a, it is assumed that a terminal is newly connected, and multicast transfer is performed in order to notify the presence of the terminal in the same group ID. If the learning table 8a is hit but the port numbers are different, it is assumed that the terminal has moved between the ports, and in this case also, multicast transfer is performed to update the learning table in another switch SW.
ここで、ポート番号が異なるとは、学習されたDAに対するポート番号に対し、実際にパケットが入力されたポート番号が異なる場合をいう。例えば、a:port0(DA=aの端末はポート0に接続されている)という学習がされている状態でポート1から端末aのSAが入力された場合をポート番号が異なるという。また、端末がポート間で移動するとは、例えばポート0に接続された端末がポート1に接続されなおした場合をいう。
Here, the port number is different from the port number corresponding to the learned DA when the port number into which the packet is actually input is different. For example, the port number is different when the SA of the terminal a is input from the
従来のこの種のシステムとしては、イーサネットによる狭帯域ネットワークを収容する第1,第2ルータ間において、フレームデータ通信を行なう際に用いて好適なフレームデータ中継装置において、回線トラフィックを改善させるようにした技術が知られている(例えば特許文献1参照)。また、セキュリティや保守の独立性を確保した上で、ドメイン間を制限的に接続する技術が知られている(例えば特許文献2参照)。また、複数のドメイン間をアドレス変換によって中継する中継装置において、ドメイン間、ドメイン内通信が混在している場合にも、ドメイン間では複雑なフィルタを設定せずにセキュリティを確保した通信を実行し、ドメイン内においては高速にパケットを中継する技術が知られている(例えば特許文献3参照)。 As a conventional system of this type, a frame data relay device suitable for use in frame data communication between the first and second routers accommodating a narrow-band network using Ethernet is designed to improve line traffic. This technique is known (see, for example, Patent Document 1). In addition, a technique for restrictively connecting domains while ensuring security and maintenance independence is known (see, for example, Patent Document 2). Also, in a relay device that relays between multiple domains by address translation, even if inter-domain and intra-domain communication are mixed, communication that ensures security is performed without setting complicated filters between domains. In the domain, a technique for relaying packets at high speed is known (see, for example, Patent Document 3).
また、先行する技術としてFCS学習処理部が、MACフレームの内容を基にして生成されたFCSをFCS学習用CAM16に記憶し、MACフレームを受信した際に、記憶されたFCSの情報を基にして、当該MACフレームに係る通信経路がループ状にあるか否かを判定し、MACフレームに係る通信経路がループ状態にあると判定された場合に、フィルタリング処理部が、当該MACフレームの中継を制限する技術がある(特願2004−057849号)。
従来の方式では、入力ポート間移動があると、ソースアドレスが異なるため、フラッティングが行なわれ、マルチキャストパケットがソースアドレス×同一ドメイン分のパケットが同時に生成されるため、装置全体の性能が劣化するという問題がある。ここで、ドメインとは、ネットワーク層において共通の経路制御ルールに従いパケットを送信可能な範囲のことである。 In the conventional method, if there is a movement between input ports, the source address is different, so flatting is performed, and multicast packets are generated simultaneously for the source address × the same domain, so the performance of the entire apparatus deteriorates. There is a problem. Here, the domain is a range in which a packet can be transmitted according to a common routing control rule in the network layer.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ループ発生時のネットワーク高負荷を防ぐことができ、一部ユーザの誤接続等によるネットワーク全体への影響を低減することができるマルチキャスト出力制御方法及びシステムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such a problem, and can prevent a high network load when a loop occurs, and can reduce the influence on the entire network due to misconnection of some users, etc. An object is to provide an output control method and system.
本発明では、ループ発生による不要なトラヒックの増加を抑止するためにSAと入力ポートの学習情報を比較することで、出力パケットが当該ポートへ戻ってきたことを検出し、その頻度を一定閾値の元に監視することによりループを検出する。ループ検出の際に、同じグループID内にマルチキャストとして出力されるパケットの抑止を行なうため出力の閾値を設ける。また、他のマルチキャストに関しては本監視から除外することにより、同報通信等のマルチキャストを用いた通信を阻害しないようにする。 In the present invention, in order to suppress an increase in unnecessary traffic due to the occurrence of a loop, the learning information of the SA and the input port is compared to detect that the output packet has returned to the port, and the frequency is set to a certain threshold value. The loop is detected by monitoring the original. At the time of loop detection, an output threshold is provided to suppress packets output as multicast within the same group ID. Further, by excluding other multicasts from the main monitoring, communication using multicast such as broadcast communication is not hindered.
(1)請求項1記載の発明は、複数の端末がグループ化されてネットワークと接続され、これら複数の端末間でデータの送受信を行なう場合において、出力パケットが所定のポートに戻ってきたことを検出し、予め決められた閾値と前記戻ってきた回数を比較することにより、ループを検出することを特徴とする。 (1) According to the first aspect of the present invention, when a plurality of terminals are grouped and connected to a network and data is transmitted / received between the plurality of terminals, an output packet is returned to a predetermined port. A loop is detected by detecting and comparing the predetermined threshold with the number of times of return.
(2)請求項2記載の発明は、前記出力パケットが所定のポートに戻ってきたことは、ソースアドレス(SA)と入力ポート(port)の学習情報を比較することにより判断することを特徴とする。
(2) The invention according to
(3)請求項3記載の発明は、前記ループを検出した場合には、同じグループ内にマルチキャストとして出力されるパケットの抑止を行なうことを特徴とする。
(4)請求項4記載の発明は、他のマルチキャストに関しては、本監視から除外することを特徴とする。
(3) The invention described in
(4) The invention described in
(5)請求項5記載の発明は、複数の端末がグループ化されてネットワークと接続され、これら複数の端末間でデータの送受信を行なう場合において、前記端末内にパケットが所定のポートに戻ってきたことを検出するループ検出手段と、該ループ検出手段の出力を予め決められた閾値と比較する比較手段とを設け、予め決められた閾値と前記戻ってきた回数を比較手段で比較することにより、ループを検出するように構成されたことを特徴とする。 (5) In the invention according to claim 5, when a plurality of terminals are grouped and connected to a network and data is transmitted / received between the plurality of terminals, the packet returns to a predetermined port in the terminal. A loop detecting means for detecting the occurrence of the error and a comparing means for comparing the output of the loop detecting means with a predetermined threshold value, and comparing the predetermined threshold value with the number of times of return by comparing means. , And is configured to detect a loop.
(1)請求項1記載の発明によれば、出力パケットが所定のポートに戻ってきたことを検出し、予め決められた閾値と前記戻ってきた回数を比較してループを検出することができる。 (1) According to the first aspect of the present invention, it is possible to detect that an output packet has returned to a predetermined port, and to detect a loop by comparing a predetermined threshold with the number of times of return. .
(2)請求項2記載の発明によれば、ソースアドレス(SA)と入力ポート(port)の学習情報を比較することにより、パケットがポートに戻ってきたことを判断することができる。
(2) According to the invention described in
(3)請求項3記載の発明によれば、ループを検出した場合に、パケットの抑止を行なうことで、ネットワークが高負荷になることを防ぐことができる。
(4)請求項4記載の発明によれば、他のマルチキャストに関しては、本監視から除外することで、マルチキャストを用いた通信を阻害しないようにすることができる。
(3) According to the invention described in
(4) According to the invention described in
(5)請求項5記載の発明によれば、出力パケットが所定のポートに戻ってきたことを検出し、予め決められた閾値と前記戻ってきた回数を比較してループを検出することができる。 (5) According to the invention described in claim 5, it is possible to detect that an output packet has returned to a predetermined port, and to detect a loop by comparing a predetermined threshold with the number of times of return. .
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図1はネットワークイメージを示す図であり、図4を簡略化して示すものである。図4と同一のものは、同一の符号を付して示す。各エッジスイッチ4の構成は、図6に示すものと同一である。図において、20は端末で、端末Aと端末Bとが示されている。4はエッジスイッチ装置であり、SW1〜SW4が示されている。端末AとSW1とはポート0で接続され、SW1とSW2はポート3で接続され、SW1とSW3はポート1で接続され、SW1とSW4はポート2で接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a network image, and is a simplified illustration of FIG. The same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. The configuration of each
このように構成されたシステムにおいて、端末Aから端末Bへパケットを送信する場合について考える。この場合、
1.端末A→SW1→SW4→端末B
2.端末A→SW1→SW2→SW4→端末B
3.端末A→SW1→SW3→SW4→端末B
の何れかの経路が選択され、通信が行われる。
ループ発生時には、例えば端末Aからポート0を介してSW1へ入力されたパケットがSW3→SW4→SW1→SW3→SW4→SW1→…のようにネットワーク上をパケットが循環し、トラフィックの増加を引き起こす。
Consider a case in which a packet is transmitted from terminal A to terminal B in the system configured as described above. in this case,
1. Terminal A → SW1 → SW4 → Terminal B
2. Terminal A → SW1 → SW2 → SW4 → Terminal B
3. Terminal A → SW1 → SW3 → SW4 → Terminal B
Is selected and communication is performed.
When a loop occurs, for example, a packet input from terminal A to port SW1 via
図2は本発明のパケット処理フローを示す図である。先ず、端末Aからパケットがポート0を介して入力される(S1)。装置制御監視部10は学習テーブル8aを検索する(S2)。ループが発生した場合、端末AからSW1のポート0に入力したパケットと同一パケット(先の例で示したループが発生した場合)がポート2から入力される。これは、従来技術で説明した端末がポート間で移動した状態と同一となる。
FIG. 2 is a diagram showing a packet processing flow of the present invention. First, a packet is input from terminal A through port 0 (S1). The device
図6のL2SWエンジン8を例にとる。端末AからSA:A1を持つパケットが入力されると(S1)、学習テーブル8aが検索される(S2)。装置制御監視部10は学習済みであるかどうかチェックする(S3)。学習がされていない場合には、学習テーブル8aはSA:A1,ポート番号0を学習する(S4:シーケンス1)。
Take the
学習済みである場合には、学習済みの入力ポート情報と同じであるかどうかチェックする(S5)。学習済みの入力ポート情報と同じである場合には、通常の疎通処理となる(S8)。即ち、以降、端末AからのSA:A1パケットが入力されると、シーケンス3の処理が行われる。
If it has been learned, it is checked whether it is the same as the learned input port information (S5). If the input port information is the same as the learned input port information, normal communication processing is performed (S8). That is, after that, when the SA: A1 packet is input from the terminal A, the process of
ステップS5において、学習済みの入力ポート情報と同じでない場合、このパケットがループしてポート2から入力されると、SA:A1,ポート番号2を学習するため、シーケンス2が実施される。このように、ループが発生すると、パケット循環を続けるだけでなく、端末移動を検出(ポート0の次にポート2からSA同一パケット入力。ポート2の次にポート0の場合も同様)すると、シーケンス2が実施される。即ち、シーケンス2では、ポート情報を再学習し(S6)、未学習としてマルチキャスト出力を行なう(S7)。この場合、学習のためにマルチキャストパケットが出力され、トラフィックの増加を招く。
If it is not the same as the learned input port information in step S5, when this packet is looped and inputted from
以上のことから、端末のポート間移動の監視周期を設け、監視期間内に同一SAにおける端末のポート間移動回数を監視してカウントし、予め決められた閾値とを比較し、ループ発生の検出を行なう。即ち、ポート間移動回数が予め決められた閾値より大きくなった時には、ループが発生したと判断する。この場合において、ループを検出すると、マルチキャストパケット出力の抑制を実施する。 Based on the above, a monitoring cycle of terminal movement between ports is provided, and the number of movements between terminals of the same SA in the same SA is monitored and counted, and a predetermined threshold is compared to detect loop occurrence. To do. That is, when the number of movements between ports becomes larger than a predetermined threshold, it is determined that a loop has occurred. In this case, when a loop is detected, the multicast packet output is suppressed.
このように、本発明によれば、出力パケットが所定のポートに戻ってきたことを検出しし、予め決められた閾値と前記戻ってきた回数を比較してループを検出することができる。また、本発明によれば、ソースアドレス(SA)と入力ポートの学習情報を比較することにより、パケットがポートに戻ってきたことを判断することができる。また、ループを検出した場合に、パケットの抑止を行なうことで、ネットワークが高負荷になることを防ぐことができる。 Thus, according to the present invention, it is possible to detect a loop by detecting that an output packet has returned to a predetermined port and comparing a predetermined threshold with the number of times of return. Further, according to the present invention, it is possible to determine that the packet has returned to the port by comparing the source address (SA) with the learning information of the input port. Further, when a loop is detected, it is possible to prevent the network from becoming a heavy load by suppressing packets.
この場合において、他のマルチキャストに関しては、本監視から除外することで、マルチキャストを用いた通信を阻害しないようにすることができる。
次に、ループ検出機能を用いたマルチキャスト抑制方式の具体的な実施の形態例について説明する。図3は同一SA検出ポートを示すタイムチャート実施例を示す図である。図2に示したパケット処理フロー及び図1に示すネットワークイメージを元に図3に示すタイミングで同一SAを持つパケットが記載ポートに入力された例を示している。
In this case, regarding other multicasts, by excluding them from the main monitoring, communication using multicasts can be prevented from being hindered.
Next, a specific embodiment of the multicast suppression method using the loop detection function will be described. FIG. 3 is a diagram showing a time chart embodiment showing the same SA detection port. 3 shows an example in which a packet having the same SA is input to the described port at the timing shown in FIG. 3 based on the packet processing flow shown in FIG. 2 and the network image shown in FIG.
同一SA(例としてA1)を持つパケットがポート0/2から入力された例を示している。例えば、1監視周期を1秒とする。周期Aでは、SA:A1を持つパケットはポート0にのみ入力されているため、ループは未発生と判断する(図2のシーケンス3の動作が実施される)。
In this example, packets having the same SA (A1 as an example) are input from
次の周期Bでは、同一SAを持つパケットが同一監視周期に入力された例を示している。例えば、同一監視周期で2回ポート間移動検出時にループと判断した場合、残りの該当監視期間(例では周期Bの残り時間)は、同一SAによるマルチキャスト送出を停止することで不要トラフィック増加の抑制を行なう。 In the next cycle B, an example in which packets having the same SA are input in the same monitoring cycle is shown. For example, if it is determined that a loop is detected when movement between ports is detected twice in the same monitoring period, unnecessary traffic increase is suppressed by stopping multicast transmission by the same SA during the remaining relevant monitoring period (for example, the remaining time of period B). To do.
パケット処理フローの実施例図(図2)では、一定期間にシーケンス2の処理が実施された回数をカウントすることで実現している。ループ検出時のマルチキャストパケット出力停止は“未学習マルチパケット出力”をスキップすることで実施している。
In the embodiment diagram (FIG. 2) of the packet processing flow, this is realized by counting the number of times the processing of the
以上、詳細に説明したように、本発明によればループ発生時のネットワーク高負荷を防ぐことができ、一部ユーザの誤接続等によるネットワーク全体への影響を低減し、通信の不可、ネットワーク断等の最悪の状況を避けることが可能となり、ネットワークの高信頼性に貢献することができる。また、各ポートにてループ検出を行なうことにより、ネットワークの早期修復が可能となる。 As described above in detail, according to the present invention, it is possible to prevent a high network load at the time of a loop occurrence, reduce the influence on the entire network due to erroneous connection of some users, It is possible to avoid the worst situation such as the above, and contribute to the high reliability of the network. Further, by performing loop detection at each port, the network can be repaired at an early stage.
6 受信回線インタフェース部
7 送信回線インタフェース部
8 L2SWエンジン
8a 学習テーブル
9 ユーザインタフェース部
10 装置制御監視部
11 メモリ
12 保守者操作用端末
6 receiving
Claims (5)
出力パケットが所定のポートに戻ってきたことを検出し、
予め決められた閾値と前記戻ってきた回数を比較することにより、ループを検出することを特徴とするマルチキャスト出力制御方法。 In the case where a plurality of terminals are grouped and connected to a network and data is transmitted / received between the plurality of terminals,
Detect that the output packet has returned to a given port,
A multicast output control method, wherein a loop is detected by comparing a predetermined threshold with the number of times of return.
前記端末内にパケットが所定のポートに戻ってきたことを検出するループ検出手段と、
該ループ検出手段の出力を予め決められた閾値と比較する比較手段と、
を設け、予め決められた閾値と前記戻ってきた回数を比較手段で比較することにより、ループを検出するように構成されたことを特徴とするマルチキャスト出力制御システム。 In the case where a plurality of terminals are grouped and connected to a network and data is transmitted / received between the plurality of terminals,
Loop detecting means for detecting that a packet has returned to a predetermined port in the terminal;
Comparison means for comparing the output of the loop detection means with a predetermined threshold;
A multicast output control system configured to detect a loop by comparing a predetermined threshold value with the number of times of return by a comparison means.
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