JP2007104512A - Loop detection and avoiding function in redundancy line function - Google Patents
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Abstract
Description
複数のネットワークをレイヤ2レベルで接続するネットワーク通信装置、及び、該装置の処理方法に関する。特に冗長回線で接続された隣接装置間のループを検出し、また、このようなループを回避する技術に関する。
The present invention relates to a network communication apparatus that connects a plurality of networks at a
ループを検知して是正する技術として、スパニング・ツリー・プロトコル(例えば、非特許文献1を参照)やFDB(Filterling Data Base)の書き換わりを監視する方法(特許文献1を参照)がある。 As a technique for detecting and correcting a loop, there is a method of monitoring rewriting of a spanning tree protocol (see, for example, Non-Patent Document 1) and FDB (Filtering Data Base) (see, Patent Document 1).
スパニング・ツリー・プロトコルは制御フレームBPDU(Bridge Protocol Data Unit)でループを検出し、FDBの書き換わりを監視する方法はFDBの書き換わり頻度を監視することによってループを検出する。それぞれループを検出すると、ループの原因となっている論理回線をブロッキング状態(フレームを中継しない状態)に遷移させ、ループを論理的に遮断する。 The spanning tree protocol detects a loop with a control frame BPDU (Bridge Protocol Data Unit), and the method of monitoring the FDB rewrite detects the loop by monitoring the FDB rewrite frequency. When each loop is detected, the logical line causing the loop is changed to a blocking state (a state in which no frame is relayed), and the loop is logically cut off.
図1は、ループ構成になっているネットワーク構成図の例を示す。100のようにループが発生している。この構成にループ防止機能を適用すると、ネットワーク通信機器101の回線103側をブロッキング状態に遷移させることによって、ループを論理的に遮断する。このようにループを遮断することで、端末104から端末105宛の通信が、ネットワーク通信機器106、107、102を経由して行われ、ループにならない。
FIG. 1 shows an example of a network configuration diagram in a loop configuration. A loop occurs as in 100. When the loop prevention function is applied to this configuration, the loop is logically blocked by shifting the
一方、リンクアグリゲーション(非特許文献2を参照)という機能がある。これは、複数の回線を集約して一つの論理回線として扱う技術であり、集約している回線に障害が発生した場合、残りの回線で運用を継続することができる縮退機能を備えている。リンクアグリゲーション機能は隣接装置間で使う技術であり、両端の装置の設定をあわせておく必要がある。この集約設定を動的に組み上げる制御プロトコルとしてLACP(Link Aggregation Control Protocol)が規定されている。 On the other hand, there is a function called link aggregation (see Non-Patent Document 2). This is a technology that aggregates a plurality of lines and handles them as a single logical line, and has a degeneration function that can continue operation on the remaining lines when a failure occurs in the aggregated lines. The link aggregation function is a technique used between adjacent devices, and it is necessary to match the settings of the devices at both ends. LACP (Link Aggregation Control Protocol) is defined as a control protocol for dynamically assembling this aggregation setting.
ところで、リンクアグリゲーション機能のLACPにおいては、集約しようとしている全回線において双方から秒オーダーで定期的に制御フレームのやり取りを行うため、パフォーマンスが低下する場合がある。また、LACPをサポートしていない装置もある。このようなときLACPは用いられない。 By the way, in the LACP of the link aggregation function, since control frames are periodically exchanged in both seconds on both lines to be aggregated, the performance may deteriorate. Some devices do not support LACP. In such a case, LACP is not used.
リンクアグリゲーション機能は両装置間で設定を合わせておく必要があるが、LACPを使用せず、手動で設定する場合、設定ミスによって図2のようにループになってしまう場合がある。図2では、ネットワーク通信機器302は回線305、306、307をリンクアグリゲーション309として認識できているが、ネットワーク通信機器303は回線305、306、307がリンクアグリゲーションであるとは認識していない。この状態で、ネットワーク通信機器302でリンクアグリゲーション309から送信されたフレームは、ネットワーク通信機器303でフラッディング(受信した回線以外の全回線へ中継)するため、図2の310のように折り返しネットワーク通信機器302へ戻ってしまいループとなる。
The link aggregation function needs to be set between both apparatuses in advance, but when setting manually without using LACP, a loop may be caused as shown in FIG. 2 due to a setting error. In FIG. 2, the
ここで、上記のスパニング・ツリー・プロトコルや特許文献1の技術を利用すると、図3のようにネットワーク通信機器302でループを検出し、リンクアグリゲーション309をブロッキング状態にしてしまい、端末間の通信を遮断してしまう。
Here, when the above-mentioned spanning tree protocol and the technique of
そこで、図2のような隣接装置間のループを検出し、また、このループ検出時に、リンクアグリゲーション機能の縮退機能を利用し、ループを回避させ、かつ端末間の通信を継続させる技術の提供を一つの目的とする。 Therefore, it is possible to provide a technique for detecting a loop between adjacent devices as shown in FIG. 2 and using the degeneration function of the link aggregation function at the time of detecting the loop so as to avoid the loop and continue communication between terminals. One purpose.
上記課題の解決に当たり、例えば、リンクアグリゲーションから送信されたフレームの送信元MACアドレスを保持しておき、同一リンクアグリゲーションから保持したMACアドレスと同じMACアドレスを送信元MACアドレスにもつフレームを受信した場合、すなわち送信したフレームが戻ってきた場合、リンクアグリゲーションの縮退機能を利用して、集約している回線のうち一つ以外の全回線が障害になってしまった場合と同じように、一つの回線のみで運用させ、ループを回避させる技術を提供する。 In solving the above problem, for example, when the transmission source MAC address of the frame transmitted from the link aggregation is retained and a frame having the same MAC address as the MAC address retained from the same link aggregation is received. In other words, when the transmitted frame returns, one link is used in the same way as when all but one of the aggregated links has failed using the link aggregation degeneration function. Provide technology that can be operated by itself and avoid loops.
上記手段によれば、リンクアグリゲーションの設定ミスによる隣接装置間のループを検出して回避することができ、また、端末間の通信を遮断することを防ぐことができる。 According to the above means, it is possible to detect and avoid a loop between adjacent devices due to a link aggregation setting error, and to prevent communication between terminals from being interrupted.
本発明の実施に好適な実施例を説明する。ただし、本発明は本実施例に限定されない。 A preferred embodiment for implementing the present invention will be described. However, the present invention is not limited to this embodiment.
まず、本実施例の概要について図4を用いて説明する。図4は、ループ回避機能を持つネットワーク通信機器の動作を説明するためのネットワーク構成の例を示す。図4のネットワーク通信機器303でリンクアグリゲーションの設定ミスがある場合について考える。
First, an outline of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an example of a network configuration for explaining the operation of a network communication device having a loop avoidance function. Consider a case where there is a link aggregation setting error in the
まず、ネットワーク構成を説明する。ネットワーク通信機器302と303の間は回線305、306、307で接続されており、リンクアグリゲーション機能を利用してこの3つの回線を集約しようとしているが、ネットワーク通信機器303のリンクアグリゲーション機能の設定ミスがあるため、ネットワーク通信機器303ではリンクアグリゲーションではなく回線305、306、307として認識されている。ネットワーク通信機器302と303には端末が2台ずつ接続されており、各装置間は全てレイヤ2レベルで接続されている。
First, the network configuration will be described. The
この構成で、ネットワーク通信機器302、303ともに何もMACアドレスを学習していない状態で、端末300から端末301へフレームを送信することを考える。
With this configuration, it is considered that a frame is transmitted from the
端末300から送信されたフレームをネットワーク通信機器302が受信し、ネットワーク通信機器302はリンクアグリゲーション309へフレームを中継させ(ここでは回線305から送信されたと仮定)、その際、該当フレームの送信元MACアドレスと送信先のリンクアグリゲーション309を保持しておく。
The
ネットワーク通信機器302が回線305へ送信したフレームをネットワーク通信機器303が受信し、ネットワーク通信機器303はリンクアグリゲーションと認識していないため、回線306、307、308へフラッディング(受信回線以外の回線へ中継)させる。
Since the
回線306、307へ中継されたフレームは再度ネットワーク通信機器302が受信し、ネットワーク通信機器302から見るとリンクアグリゲーション309からフレームを受信したように見える。
The frame relayed to the
ネットワーク通信機器302は、受信したフレームの送信元MACアドレスと受信した論理回線(リンクアグリゲーション309)の組と送信時に保持した情報を比較し、一致しているエントリが存在することによって、自装置のリンクアグリゲーションから送信したフレームが戻ってきたと判断し、つまり、隣接装置のリンクアグリゲーション機能の設定ミスによる隣接装置間のループであると判断し、リンクアグリゲーション機能の縮退機能を利用し、リンクアグリゲーション309を集約している回線のうちの一つの回線のみ(ここでは回線305のみとする)で運用させる。
The
リンクアグリゲーション309を縮退させ、回線305のみで運用しているため、ネットワーク通信機器303が回線306と307にフラッディングさせても、ネットワーク通信機器302は回線306と307からのフレームを受信しないため、ループを回避することができるようになる。また、端末300と301間の通信も遮断されることなく正しく通信することが可能となる。
Since the
次に、図4を実現する装置の詳細について図5〜8を用いて説明する。 Next, details of the apparatus for realizing FIG. 4 will be described with reference to FIGS.
図5は、図4のネットワーク通信機器302の詳細を示すブロック図例である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating details of the
本実施例において追加した機能ブロックは、特にループ監視制御部500である。本機能ブロック内は送信元MACアドレスを保持しておくテーブル501、フレーム送信時に送信元MACアドレスをテーブルに保持するテーブル管理部502、フレーム受信時に送信元MACアドレスをチェックするチェック処理部503、ループ検出時にリンクアグリゲーションの縮退処理を指示する実行処理部504に分かれている。
The functional block added in this embodiment is the loop
その他にフレームを送受信するためのインタフェース制御部508、509、510、511、フレームを中継する中継処理部505、中継処理部505にはフレームの送信処理を行う送信処理部506、フレーム受信処理を行う受信処理部507に分かれている。また、インタフェース制御部509、510、511は図4のリンクアグリゲーション309に該当する。また、図示していないがリンクアグリゲーション機能の設定(リンクアグリゲーションで集約された回線又はインタフェース制御部の番号、リンクアグリゲーションのグループ名等)を記憶するリンクアグリゲーション設定部も有する。
In addition,
図6は、本発明で保持するアドレス管理テーブル501の内容である。送信元MACアドレス、リンクアグリゲーショングループ、エージング値(エントリを保持し続ける時間)から構成され、フレームをリンクアグリゲーションから送信する時にフレームの送信元MACアドレスと送信するリンクアグリゲーションを保持し、エージング値の設定を行う。この保持したエントリは、エージングアウト契機でテーブルから削除させる。このリンクアグリゲーショングループは、リンクアグリゲーション設定部から取得する。 FIG. 6 shows the contents of the address management table 501 held in the present invention. Consists of source MAC address, link aggregation group, and aging value (time to keep entries). When sending a frame from link aggregation, holds the source MAC address of the frame and the link aggregation to be sent and sets the aging value I do. This retained entry is deleted from the table at the aging-out opportunity. This link aggregation group is acquired from the link aggregation setting unit.
例えば、端末300からのフレームをネットワーク通信機器302がリンクアグリゲーション309から送信するときには、図中の550のエントリを生成し保持することになり、端末311からのフレームをネットワーク通信機器302がリンクアグリゲーション309から送信するときには、図中の551のエントリを生成し保持することになる。
For example, when the
また、エージング値の目安は、フレームが送信されてから隣接装置を経由して戻ってくるまでの短い時間とする。あまり長い時間、情報を保持していると、次のようにループを誤検出してしまう可能性がある。 In addition, the standard of the aging value is a short time from when a frame is transmitted to when it returns via an adjacent device. If information is held for a long time, a loop may be erroneously detected as follows.
例えば、図4において、ネットワーク通信機器303のリンクアグリゲーション機能が正しく設定されているときに、端末311をネットワーク通信機器302からネットワーク通信機器303へと物理的に移動した場合を考える。図7にこのときのイメージ図を示す。このとき、ネットワーク通信機器302が図6の551のエントリを保持していると、ネットワーク通信機器302はリンクアグリゲーション309から送信元MACアドレスが端末311であるフレームを送信したと記憶しているため、この状態で、端末311が端末300に送ったフレームをネットワーク通信機器302が受信した時点で、自装置が送信したフレームが同一リンクアグリゲーションから戻ってきたと思い、ループだと判断してしまう。このようなループの誤検出を防ぐために、エージング値にあまり長い時間を設定することは望ましくない。ただし、ループを誤検出してしまっても、ループ回避のためにリンクアグリゲーションの縮退機能を利用し、集約している回線のうちの一つのみで運用させているため、端末間の通信が遮断されることはない。
For example, consider the case where the terminal 311 is physically moved from the
アドレス管理テーブル501は、どのフレームをどのリンクアグリゲーションから送信したかを記憶するための領域である。 The address management table 501 is an area for storing which frame is transmitted from which link aggregation.
次に、図5と図6で説明した構成とデータを用いてネットワーク通信機器302がループを検出し、回避するまでの処理をフローチャートを用いて説明する。
Next, processing until the
図8は、ネットワーク通信機器302において、フレームを受信してから、送信するまでの流れの概要をフローチャートに示したものである。
FIG. 8 is a flowchart showing an outline of a flow from reception of a frame to transmission in the
インタフェース制御部が回線からフレームを受信し(800)、受信したフレームを受信処理部507へ渡し(801)、ここで、ループ監視制御部500にて受信時のチェック処理(詳細は後述)を行い(802)、このチェック結果にてループかどうか判断(803)し、ループを検出した場合は、フレームを廃棄し(808)、このフレームの処理はここで終了し送信処理は行わない。
The interface control unit receives the frame from the line (800), and passes the received frame to the reception processing unit 507 (801). Here, the loop
ループで無いと判断した場合は、その後、フレームの送信処理を行うため、受信処理部507は送信処理部506へフレームを渡す(804)。
If it is determined that it is not a loop, then the
フレームの送信前に、ループ監視制御部500にて送信時のアドレス保持処理を行い(805)、送信処理部506にて送信先のインタフェース制御部へフレームを渡し(806)、インタフェース制御部が回線へフレームを送信する(807)。
Before transmitting the frame, the loop
さらに、ループ監視制御部500の詳細な処理をフローチャートを用いて説明する。本発明は送信時に送信したフレーム情報を保持し、受信時にチェックすることによって、ループを検出するものであるため、ここでは先に送信時の処理、次に受信時の処理について説明を行う。
Further, detailed processing of the loop
図9は、図8の805の送信時のアドレス保持処理の詳細な処理のフローチャートである。
FIG. 9 is a flowchart of detailed processing of the address holding processing at the time of
テーブル管理部502にて、フレームの送信先論理回線がリンクアグリゲーション設定部にリンクアグリゲーションと設定されているか否かをチェック(600)し、リンクアグリゲーションと設定されていない場合は何もせず、リンクアグリゲーションと設定されている場合は、フレームの送信元MACアドレスと送信先リンクアグリゲーションの組でアドレス管理テーブル501に存在するかチェック(601)し、一致するエントリが存在する場合は、つまり、既に登録済みである場合は何もせず、一致するエントリが存在しない場合は、フレームの送信元MACアドレスと送信先のリンクアグリゲーションをアドレス管理テーブル501へ保持(602)し、エージング値の設定を行う。
The
図10は、図8の802の受信時のチェック処理の詳細な処理のフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart of detailed processing of the check processing at the time of
チェック処理部503にて、まずは本チェック処理終了後に使用する戻り値にループ未検出を設定して(700)おき、フレームの受信論理回線がリンクアグリゲーション設定部にリンクアグリゲーションと設定されているか否かをチェックし(701)し、リンクアグリゲーションと設定されていない場合は何もせず、リンクアグリゲーションと設定されている場合は次のチェック処理を行う。
The
フレームの送信元MACアドレスと受信リンクアグリゲーションの組と一致するエントリがアドレス管理テーブル501に存在するかチェック(702)し、一致するエントリが存在しない場合は何もせず、一致するエントリが存在する場合は、隣接装置間のループであると判断し、実行処理部504にてループ回避処理を行う。
Check whether there is an entry in the address management table 501 that matches the frame's transmission source MAC address and received link aggregation pair (702). If there is no matching entry, do nothing and if there is a matching entry Is determined to be a loop between adjacent devices, and the
実行処理部504では、該リンクアグリゲーション309の縮退機能を利用し、集約しているの回線のうちの一つの回線のみで運用させ(703)、他の回線では以降のフレーム中継処理を行わせない。例えば、リンクアグリゲーション設定部でリンクアグリゲーションと設定されている複数の回線のうち任意の一つ又はフレームを送信した又はフレームを受信したインタフェース制御部に対応する回線を有効に維持し、リンクアグリゲーションと設定されている複数の回線のうち他の回線を無効にするよう中継処理部505の設定を変更する。回線に対応するポートの電源を落としたり、受信したフレームを無視するようにしたりしてもよい。
The
また、必要に応じて、コンソールメッセージ・SYSLOGメッセージ・SNMP(Simple Network Management Protocol)トラップパケット等を使って管理者に該リンクアグリゲーションにてループを検出したことを報告(704)する。 Further, if necessary, a report indicating that a loop has been detected by the link aggregation is reported to a manager using a console message, a SYSLOG message, a SNMP (Simple Network Management Protocol) trap packet, or the like (704).
最後に、戻り値をループ検出に変更して(705)、本チェック処理を終了させる。 Finally, the return value is changed to loop detection (705), and this check process is terminated.
なお、管理者は原因となっているリンクアグリゲーションの設定を正しく行い、ループを取り除いた後、手動の保守コマンド等によりリンクアグリゲーションの縮退を解除させ復旧させることができる。または、縮退させてから一定時間後に、縮退を自動的に解除させ再度ループ監視を行うことで対応させてもよい。まだリンクアグリゲーションの設定が正しくなく、ループが取り除かれていなければ再度リンクアグリゲーションが縮退されループは回避される。 Note that the administrator can correctly set the link aggregation causing the problem, remove the loop, and then cancel the degeneration of the link aggregation using a manual maintenance command or the like to restore it. Alternatively, after a certain period of time after degeneration, the degeneration may be automatically canceled and loop monitoring may be performed again. If the link aggregation setting is not yet correct and the loop has not been removed, the link aggregation is degenerated again and the loop is avoided.
100 フレームがループしている流れ
101、102 ネットワーク通信機器
103 ネットワーク通信機器間を接続している回線
104 フレーム送信元の端末
105 フレーム送信先の端末
106、107 ネットワーク通信機器
300、301 端末
302 本発明によるループ回避機能を持つネットワーク通信機器
303 302の隣接装置であるネットワーク通信機器
304〜308 端末やネットワーク通信機器を接続している回線
309 ネットワーク通信機器302のリンクアグリゲーション
310 フレームがループしている流れ
311、312 端末
313 ネットワーク通信機器303のリンクアグリゲーション
500 ループ監視制御部(本発明で追加した機能ブロック)
501 アドレス管理テーブル
502 テーブル管理部
503 チェック処理部
504 実行処理部
505 中継処理部
506 送信処理部
507 受信処理部
508〜511 インタフェース制御部
550、551 アドレス管理テーブル501のエントリ情報
600〜602 フレーム受信時のループ監視制御部の処理
700〜705 フレーム送信時のループ監視制御部の処理
800〜803 フレームの受信処理
804〜807 フレームの送信処理
808 ループ検出時のフレーム廃棄処理
100 Flows in which frames are looped 101, 102
501 Address management table 502
Claims (5)
第1ネットワーク回線から第1データを受信し、
前記第1ネットワーク回線がリンクアグリゲーションと設定されているかを判断し、
リンクアグリゲーションと設定されているときには、当該リンクアグリゲーションの設定と前記第1データの送信元アドレスとの組が記憶されているかを判断し、
記憶されているとき、ループと判断する。 A loop avoidance method executed by a data communication device that transmits and receives data by connecting to a plurality of network lines,
Receiving first data from a first network line;
Determining whether the first network line is configured as link aggregation;
When the link aggregation is set, it is determined whether a set of the link aggregation setting and the transmission source address of the first data is stored,
When stored, it is determined as a loop.
第1データを送信する第1ネットワーク回線がリンクアグリゲーションと設定されているかを判断し、
リンクアグリゲーションと設定されているときには、当該リンクアグリゲーションの設定と送信元アドレスとの組が記憶されているかを判断し、
記憶されていないときには当該リンクアグリゲーションの設定と送信元アドレスとの組を記憶し、
第2ネットワーク回線から第2データを受信し、
前記第2ネットワーク回線がリンクアグリゲーションと設定されているかを判断し、
リンクアグリゲーションと設定されているときには、当該リンクアグリゲーションの設定と前記第2データの送信元アドレスとの組が記憶されているかを判断し、
記憶されているときにはループと判断する。 A loop avoidance method executed by a data communication device that transmits and receives data by connecting to a plurality of network lines,
Determine whether the first network line that transmits the first data is set as link aggregation,
When the link aggregation is set, it is determined whether the set of the link aggregation setting and the source address is stored,
When not stored, the set of the link aggregation and the source address are stored,
Receiving second data from the second network line;
Determining whether the second network line is configured as link aggregation;
When the link aggregation is set, it is determined whether a set of the link aggregation setting and the transmission source address of the second data is stored,
When stored, it is determined as a loop.
ループと判断した前記第1ネットワーク回線を含んで設定されたリンクアグリゲーションを縮退する。 The loop avoidance method according to claim 1, further comprising:
The link aggregation set including the first network line determined to be a loop is degenerated.
ループと判断した前記第1ネットワーク回線を含んで設定されたリンクアグリゲーションに属する複数のネットワーク回線の一部を遮断する。 The loop avoidance method according to claim 1, further comprising:
A part of a plurality of network lines belonging to the link aggregation set including the first network line determined to be a loop is blocked.
前記記憶したリンクアグリゲーションと送信元アドレスとの組を、所定時間経過後に削除する。
The loop avoidance method according to claim 2, further comprising:
The stored set of link aggregation and source address is deleted after a predetermined time.
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Cisco | 9.0(1) Caveats/9.0(2) Modifications | |
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