JP2007221285A - イーサネットネットワークトポロジー確認方式 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トポロジー確認用のパケットヘッダーを規定し、対象装置がその要求パケットに対して、自らの情報であるMACアドレスを付加した応答パケットを送信装置へ返信。それらを受信した要求送信装置が情報を処理し、要求の行き届いたL2イーサネットネットワークのトポロジーを画面に表示する。
【選択図】 図1b
Description
各装置(L2ENスイッチ)のMIB (Management Information Base (RFC1156)(RFC1213))を取得することにより、装置のUP/DOWNの確認やインタフェース情報など各種の装置情報を取得することで、SNMPマネージャ上に作成されたアイコンなどを、想定した構成に沿って手動で並べ、そのTrapを監視することで、L2ネットワークの状態を確認する。
L2ENスイッチは、ソースMAC学習を基本としてFDB (Forwarding Database)を作成する。ただし、発信元とならず、中継のみをおこなうL2スイッチにおいては、FDBの確認だけでは、隣にどのL2スイッチがつながっているのかを確認することはできない。各装置にアクセスし、どのポートの先に、どのMACアドレスが存在するのかを1台1台確認することによって、トポロジーの把握をおこない、合わせてLLDP(Link Layer Discovery Protocol)を使用することにより、隣接装置の情報を確認することは可能である。
L2ENネットワーク環境で、冗長構成を必要とする場合など、L2スイッチ間のループ防止のトポロジーを作成するためにSTP(Spanning Tree Protocol (IEEE 802.1d))やMSTP(Multiple Spanning Tree Protocol (IEEE 802.1s))などが使用される。トポロジーを作成した後の全体のトポロジー確認には、各装置にアクセスし、STPの情報を取得し、各ポートの状態を手動で解析することにより、全体のトポロジーの把握をおこなう。
(A1)装置AはMACトレース送信要求指示があると、図2a(21)のOption値にMACトレースの要求を示す1をセットする。
(A2)この要求の選別子を示す値をランダムに決定し、それを図2a(22)のID値にセットする。これは応答パケットを受信した際、どの要求に対するものかを判別するために使用される。
(A3)図2a(23)のTopology_Origin値に自らのMACアドレスをセットする。これは応答する装置がどの装置に応答パケットを送るべきかを示す。
(A4)最後にversion(図2a(24))、HOP値(図2a(25))以外は0をセットして、この要求パケットをマルチキャスト/ブロードキャストでネットワークへ送信する。
(A5)MACトレース要求パケットを送出した装置Aは、応答装置からの応答パケットの受信待ち状態に入る。
(A6)(A4)でMACトレースパケットを送出すると、(A5)の状態に入ると同時に、この要求に対する受信タイマーを発動させ、終了するまでカウントを続ける。これはMACトレースを送信する装置はトポロジーを把握していないため、どの応答パケットを受け取った時点で終了かを判断することができないため、タイマー終了で、この要求に対する終了を示す。
(A7)(A5)の状態に入った装置Aは、パケットを受信すると、図2aの(20)を調べ、この値がMACトレースを示すと、装置Aはそのパケットを図4(50)へ渡す。図2a(20)がMACトレースを示さない場合は、通常のL2ENスイッチの処理となる。
(A8)図4(50)は、このパケットのOption値を調べ、応答パケットか要求パケットかを調べる。2の場合は(A10)へ。1の場合は(A9)へ。
(A9)MACトレース要求パケットのため、図5bの処理をおこなう。
(A10)図2a(22)が(A2)でセットしたID値と同値か、図2a(23)が(A3)でセットした自MACアドレスと同値かを調べ、両方が同じ場合、(A4)で送出した要求パケットに対する応答パケットと判断する。違う場合は(A11)図5bの処理をおこなう。両方を確認する必要性として、IDがランダム値のため、他要求との重複を防ぐ目的でおこなわれる。
(A12)自分の送出したパケットに対する応答パケットと判断すると、図2a(26)のTopology_Number値だけ、Topology_Nに、応答パケットが通過してきた装置のMACアドレスが埋め込まれているので、それを6バイト分づつ取り出し、図5dの(1)のようにトポロジー情報をTopology_Nごとに、受信する応答パケットごとに保持する。
(A13)(A6)のタイマーが終了したかどうかを待つ。まだ終了通知を受け取っていない場合は、(A12)で次の応答パケットを受け取った場合の値の追加に備える。終了通知を受け取ると、(A14)へ。
(A14)(A12)で保持した図5d(1)の情報をもとに、図5d(2)の処理をおこなう。ここでは図5d(1)で保持した情報を、図5d(2)のようにTopology_NのN値の大きい順に同値をRoot_Nで並べ替える。そこで、Root_Nごとに重複するMACアドレスを繋げ、トポロジーをつくりだす。
(A15)トポロジーの作成が終了すると、それをもとに図6のように画面にトポロジー状態を表示する。FIN設定がないものは、そのことを表示し、そのうしろに他装置が存在する可能性を示す。
(B1)装置Bはパケットを受信すると、図2a(20)の値がMACトレースを示す場合、そのパケットを図4(50)へ送り処理を進める。違う場合は通常のL2ENスイッチの動作でそのパケットの処理をおこなう。
(B2)(B1)の処理をおこなうと同時に、要求パケットがマルチキャスト/ブロードキャストの場合、装置Bの設定に従い、他ポートへフラッディングする。
(B3)(B1)の処理後、プロセス部図4(50)にて、受信したパケットのOption値を調べる。
(B4)(B3)でOption値が2と判断すると、そのパケットはMACトレース応答パケットと判断し、中継処理図5cへ。
(B5)Option値が1のため、その要求に対する応答パケットを組み立てる。まず、図2a(21)のOption値を、MACトレース応答パケットを示す1にセットし、図2a(22)(23)に受信したMACトレースパケットの図2a(22)(23)をコピーする。次に図2a(26)が0であることを確認した後、自MACアドレスを図2a(27)にセットし、図2a(26)にTopology_1が使用されていることを示す1がセットされる。最後に規定値に従い、FIN設定があれば、図2a(28)に1ビットを立てて、装置Bの後ろにはL2ENスイッチが存在しないことを示す。これは自分の後ろには装置がいないことを要求送信装置へ示すことによって、確認者に信頼性を与える役割を持つ。装置Bには後ろには装置Cが存在するため、FIN設定はされておらず、図5bでは0値のままとなる。
(B6)応答パケットの組み立てが終了すると、装置Bは図2a(23)のTopology_Originでセットされている宛先へ向けて、パケットを送信する。マルチキャスト/ブロードキャスト配信して受信した装置側でその応答パケットを用いるかを判断するようにしてもよいが、後述するように各装置は応答パケットを受信すると処理するので装置及びネットワークの負荷がかかるためユニキャストが好ましい。
(C1)パケットを受信すると、図2a(20)がMACトレース要求パケットかどうかを調べる。
(C2)(C1)の結果、MACトレース要求パケットの場合、それを図4(50)へ送り、図2a(21)のOption値を調べ、2の場合、MACトレース応答パケットと判断する。
(C3)図2a(22)(23)が、自分が送出した値であれば、図5aの応答パケット受信処理へ。
違えばこれをMACトレース中継パケットとみなす。
(C4)中継パケットの組み立てをおこなう。まず受信したパケットの、図2a(21)(22)(23)(28)のそれぞれの値をコピーする。次に図2a(26)のTopology_Numberで示された値だけ、図2a(27)のTopology_Nがセットされているため、それを丸ごとコピーする。図3に従うと、(pk2)ではTopology_Nが1つセットされていることになるため、6バイト分取り出し、Topology_1をコピーする。その後、図2a(27)のTopology_Nへ自MACアドレスをセットする。図3(pk4)では(pk3)と比べ、Topology_Numberを2に、Topology_2へ自MACアドレスをセットしている。最後に受信したMACトレースパケットのHOP値をマイナス1する。
(C5)応答中継パケットの組み立てが終了するため、(C4)で組み立てられたパケットを図2a(23)のTopology_Originでセットされている宛先へ向けて、パケットを送信する。
20 ENヘッダーのType値
21〜28 MACトレースヘッダ
50 MACトレースプロセス部
Claims (9)
- 複数のスイッチが形成するレイヤー2ネットワークに接続するスイッチであって、
前記複数のスイッチへ第1種パケットを送信する送信部と、
前記第1パケットへの返信である第2種パケットを、前記複数のスイッチのそれぞれから受信する受信部と、
前記第2パケットに含まれる段情報と当該段情報と対応して記憶されている経由スイッチ情報とを基に前記複数のスイッチのトポロジーを作成するトポロジー作成部とを有することを特徴とするスイッチ。 - 請求項1のスイッチであって、
前記トポロジー作成部は、複数の前記第2種パケット毎に、当該第2種のパケットに含まれる経由スイッチ情報を前記段情報に従って段順に並べ、同じ段順の経由スイッチ情報を比較することを特徴とするスイッチ。 - 請求項2のスイッチであって、
前記トポロジー作成部は、同じ段順で一致する第1の経由スイッチ情報を有する複数の第2種パケットについて、次の段順の第2の経由スイッチ情報を比較して、不一致しているとき前記第1の経由スイッチ情報が分岐点に対応すると判断することを特徴とするスイッチ。 - 請求項2のスイッチであって、
前記トポロジー作成部は、同じ段順で一致する第1の経由スイッチ情報を有する複数の第2種パケットについて、次の段順の第2の経由スイッチ情報を比較して、不一致しているとき前記第1の経由スイッチ情報に各第2の経由スイッチ情報に対応するスイッチが接続しているトポロジーを作成することを特徴とするスイッチ。 - 請求項1のスイッチであって、
前記第2種パケットは、前記レイヤー2ネットワークの末端であることを示す末端情報を含み、
前記トポロジー作成部は、前記末端情報に対応する経由スイッチ情報のスイッチを末端とするトポロジーを作成することを特徴とするスイッチ。 - 複数のスイッチが形成するレイヤー2ネットワークに接続するスイッチであって、
パケットを送受信する送受信部と、
前記送受信部で受信したパケットが要求パケットであるか、応答パケットであるかを判断する要求/応答パケット判断部と、
前記要求/応答パケット判断部で要求パケットであると判断すると、当該要求パケットの識別番号を基に当該スイッチのアドレスと段情報とを含む応答パケットを作成する応答パケット作成部と、
前記応答パケット作成部で作成した応答パケットと前記送受信部で受信した要求パケットを前記送受信部で送信させる送受信制御部とを有することを特徴とするスイッチ。 - 請求項6のスイッチであって、
前記応答パケット作成部は、当該スイッチが前記要求パケットを送信したパケット以外に接続するスイッチがないとき、前記応答パケットに末端情報を付加することを特徴とするスイッチ。 - 複数のスイッチが形成するレイヤー2ネットワークに接続するスイッチであって、
パケットを送受信する送受信部と、
前記送受信部で受信したパケットが要求パケットであるか、応答パケットであるかを判断する要求/応答パケット判断部と、
前記要求/応答パケット判断部で応答パケットであると判断すると、当該応答パケットに含まれている段情報とアドレス情報の組に続くよう段情報と当該スイッチのアドレス情報とを含んだ応答パケットを作成する作成部と、
前記応答パケット作成部で作成した応答パケットを前記送受信部で送信させる送受信制御部とを有することを特徴とするスイッチ。 - 複数のスイッチが形成するレイヤー2ネットワークにおいて実行するトポロジー確認方法であって、
第1のスイッチは、要求パケットを送信し、
前記要求パケットを受信した第2のスイッチは、当該要求パケットを第3のスイッチ及び第4のスイッチに転送すると共に当該第2のパケットのMACアドレスを含み且つ当該要求パケットへ応答する第1の応答パケットを作成して前記第1のスイッチへ送信し、
前記第3のスイッチは、当該第3のスイッチのMACアドレスを含み且つ受信した前記要求パケットへ応答する第2の応答パケットを作成して前記第2のスイッチへ送信し、
前記第4のスイッチは、当該第4のスイッチのMACアドレスを含み且つ受信した前記要求パケットへ応答する第3の応答パケットを作成して前記第2のスイッチへ送信し、
前記第2のスイッチは、受信した前記第2の応答パケット及び前記第3の応答パケットのそれぞれへ当該第2のスイッチのMACアドレスを付加して前記第1のスイッチへ送信し、
前記第1のスイッチは、受信した前記第1から第3の応答パケットに含まれるMACアドレスを抽出して、共通して含まれるMACアドレスに対応する前記第2のスイッチを分岐点と判断することを特徴とするトポロジー確認方法。
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