JP2008187535A - ノード及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
本発明の課題はリング型ネットワークに配置したノードにおいて、リング型ネットワークの帯域を有効に活用することである。
【解決手段】
リング型ネットワーク上に設けられたノードにおいて、リング型ネットワークを流れるフレームを検出し、フレームが転送可能な状態であっても、フレームの宛先アドレスのノードに到達しない場合はフレームをストリップする。
この構成により、不要なフレームの転送を削減することができるので、リング型ネットワークの帯域を有効に活用できる。
【選択図】図21
Description
1.高速障害復旧:(SONET/SDH並みの50msec以下の障害復旧能力)
2.帯域の有効活用:(空間の再利用(Spatial Reuse)による帯域の有効活用)
FDDI、トークンリングなどのデータリングでは、アクセス制御方式としてトークンを使用するため、トークンを保持しているノードしかデータ送信ができない。一方、Spatial Reuseでは、リンク帯域が空いていればいつでも送信可能である。
3.フェアネス機能:(フェアネス・アルゴリズムによる帯域公平性の確保)
輻輳時にRPRリング上におけるノード間の利用帯域を公平に制御する。3つの優先度クラスに合わせたデータ転送制御で、クオリティー・オブ・サービス(QOS)を行う。
4.トポロジ・ディスカバリ機能:(リング・トポロジの初期状態の把握と変化の検出)
ノード間で制御フレームを使い、リング型ネットワーク内の経路情報(トポロジ・データベース)を交換し合う。
5.レイヤ2メディア・アクセス・コントロール(MAC:Media Access Control)のサポート:RPRはレイヤ2のMAC副層に相当するが、RPRはレイヤ2のMAC技術を帯域共有型のリング・トポロジを実現するために用いる。RPRのMACの機能はEthernet(登録商標)のMACの機能とは違うものでありながら、同じMACアドレスを使える共通点がある。
6.レイヤ1は既存技術を利用:(SONET/SDHやGbE(Giga bit Ethernet(登録商標))、10GbEを利用)
物理レイヤ方式に依存しないデータ転送方式を実現する。
802.17の方式を採用したノード1、3、4、5はデータベースを有している。ノード1、3、4、5のデータベースはリング型ネットワーク7のノード間のホップ数の関係を示すネットワーク構造テーブル200(トポロジ・データベース)を有している。ネットワーク構造テーブル200は、ノードのMACアドレスと、他のノードが自ノードから何番目のノードであるかを示すホップ数と、リング型ネットワークの伝送方向から構成されている。一例として、ノード1のネットワーク構造テーブル200を図2に示す。
802.17bを採用したノード2、6もデータベース有している。データベースは図2と同じ構造のネットワーク構造テーブル200’を持ち、さらに、リモートノードとノードの対応関係を示すリモートノード経路表206(SDB:SAS association database)を有している。一例として、ノード6が有するネットワーク構造テーブル200’とリモートノード経路表206を図3に示す。図3ではネットワーク構造テーブル200’の列201’にはリング型ネットワーク7に存在するノードが記載されている。列202’にはリング型ネットワーク7に存在するノードがノード6に対して何ホップ離れたノードであるかを示すホップ数が記載されている。列203’には2重のリングネットワークのどちらのネットワークであるかを示す値が示されている。列203’の“0”は図1で反時計回りにデータやフレームを伝送するリング型ネットワークを示し、“1”は図1で時計回りにデータやフレームを伝送するリング型ネットワークを示す。ネットワーク構造テーブル200の考え方はノード1、3、4、5と同じである。
図1ではリモートノードAからリモートノードBにデータを伝送する場合と、リモートノードDからリモートノードBにデータを伝送する場合を示している。各リモートノード間ではパケットデータを収容したフレームによりデータ転送が行われる。図4に、リモートノードがデータ伝送する場合に、ノードから送信するデータレーム300を示す。
・ttl 301にはリングネットワーク内を伝送可能なホップ数が記載している。ttlはリング型ネットワーク上のノードをフレームが通過するたびに減算される。リング型ネッワークの境界の手前ノードで“1”になり、境界のノード以降にフレームを送信しない。
・baseControl 320にはパケットを転送するに当り基本的な要素が記載されており、ri 321、fe 322、ft 323、sc 324、we 325、parity 326に細分化されている。
・ri 321には2重化されたリング型ネットワークのどちらのネットワークを用いるかを記載している。
・fe 322にはfairness処理の対象パケットかどうかについて記載している。
・ft 323には伝送するパケットのフレームのタイプを記載している。
・sc 324には伝送するデータのクラスを記載している。
・we 325にはプロテクションタイプ(wrapping、steering)について記載している。
・parity 326には誤り訂正ビットを記載している。
・da 303には宛先MACアドレスを記載している。図1の構成でリモートノードAからリモートノードBにデータを伝送する場合はリモートノードBのMACアドレスを記載している。
・sa 304には送信元MACアドレスを記載している。図1の構成でリモートノードAからリモートノードBにデータを伝送する場合はノード1のMACアドレスを記載している。
・ttlBase 305にはttlの初期値を記載している。図1の構成ではネットワークの境界10はノード3とノード4の間にあるため、リモートノードAからのパケットを時計回りのリング型ネットワークで送る場合のフレームのttlBase 305は2となり、反時計回りのリング型ネットワークで送る場合のフレームのttlBase 305は3となる。
・extendControl 360にはフレーム制御の拡張について記載している。記載内容はef 361、fi 362、ps 363、so 364、res 365に分かれている。
・ef 361には拡張フレームの有無を記載している。
・fi 362には2重化したリング型ネットワークのフラッディング状態を記載している。
・ps 363には障害発生時にノードで折り返し処理を行ったかいなかを記載している。
・so 364には宛先リモートノードに伝送されたことを確認する方式であることを記載している。
・res 365は予備のために規定はない。
・hec 306にはエラー訂正のためのビットを記載している。
・daExtended 307には宛先MACアドレスを記載している。
・saExtended 308にはリモートノードの送信元MACアドレスを記載している。
・protocolType 309には送信元アドレスで送信する際のプロトコルの種類を記載している。
・serviceDataUnit 310にはペイロードとなるデータを記載する。
・fcs 311にはエラー訂正のためのビットを記載している。
図5は図1のノード6の動作を説明するための図である。図5のノード6は802.17b方式のノードのためデータベース605はリモートノードに関するネットワーク構造テーブル200とリモートノード経路表206を有している。これらは、図3のノード6のデータベースの一例を示している。図5はノード6がリモートノードの宛先がB宛てのフラディングのフレーム300を受信した時と、リモートノードの宛先がC宛てのフラディングのフレーム300’を示している。フレーム300のriは1、ttlは3、daはBである。従って、図5において、フレーム300を送信したリモートノードは時計回りのリング型ネットワーク(Ringlet 1側)でノード6の上流のノードである。ノード6がこのフラディングのフレーム300を受信すると、フラディングのフレーム300の宛先MACアドレスとリモートノード経路表206のMACアドレスを比較し、フラディングのフレーム300がリモートノードB宛てのフラディングフレームで、ノード2の配下にあることがわかる。次にネットワーク構造テーブル200から、Ringlet1側のノード2宛てのホップ数は2である。フレームのttlは3なので、ホップ数3まで到達できる。実際のノード2はホップ数が2で、フレームのホップ数より小さいので、ノード6は下流ノードに対してフレームを転送する。時計回りのリング型ネットワーク(Ringlet 1)側でリモートノードの宛先がC宛てのフレーム300’を受信したときは、リモートノード経路表にC宛ての情報が存在しないため、同様に下流ノードにフレーム300’を転送する。
以下に、802.17bのノード6がフラディングのフレームを受信した場合に、ノード6のフレームのstrip動作について述べる。図6は図1のノード6の動作を説明するための図である。図6のノード6は802.17b方式のノードのためリモートノードに関する図3のリモートノード経路表206を有している。図3のリモートノード経路表206はノード6のデータベースの例を示している。図6はノード6がリモートノードの宛先がB宛てのフラディングフレーム300を受信した時を示している。フラディングフレーム300のriは0、ttlは3、daはBである。図6において、送信元のノードもしくはリモートノードは反時計回りのリング型ネットワーク(Ringlet 0側)でノード6の上流のノードである。ノード6がフラディングフレーム300を受信すると、受信したフレームの宛先MACアドレスとリモートノード経路表206のMACアドレスを比較することで、フラディングフレームがリモートノードB宛てのフラディングフレームで、ノード2の配下にあることがわかる。次にネットワーク構造テーブル200から、Ringlet0側のノード2宛てのホップ数は4である。フラディングフレームのttlは3なので、ホップ数3まで到達できるが実際のノード2はホップ数が4のため、フラディングフレームのホップ数より大きい。したがって、ノード6は、下流ノードに対してフラディングフレームを送信しても到達しないことが判別できるため、フラディングのフレームをstripする。
学習(リモートノード経路表206の更新)はフラッディングのフレームを受信した場合と、リモートノードからフレームを受信した場合に行われる。ノード6がリング型ネッワークフラッディングのフレームを受信した場合、ノード6はリモートノード経路表206を参照する。ノード6はリモートノード経路表206に受信したフレームのsaとsaExtendedをリモートノード経路表206に書き込む。フレームのsaはリモートノード経路表206のノードの列204に書き込む。フレームのsaExtendedはリモートノード経路表206の宛先アドレスの列204に書き込む。これにより、フラッディングのフレームを受信するたびにリモートノード経路表206が更新される。
図1の802.17b対応ノード6におけるフレーム送信方法について説明する。ノード6はリモートノード経路表206を参照して、宛先ノードを決定する。宛先RPRノードが802.17bに対応している場合は、ユニキャストでフレームを送信する。すなわち、図1の場合はノード2が802.17bに対応しているので、宛先ノードのMACアドレスがノード2またはノード2配下のリモートノードBであるときは、ユニキャストでフレームを送信する。一方、宛先ノードが802.17対応の場合は、ノード6において、フレームをフラディングする。フラディングする場合のフレームはDA=0x0180c2xxxxxxに設定する。
図9に図1の802.17bノード6及び2における機能ブロック図を示す。図中601はフレーム受信部、602はリモートノード経路表作成部、603はリモートノード検索部、604はネットワーク構成テーブル検索部、605はデータベース、606はフレーム制御部、607はフレーム送信部を示している。
図10に図9のフレーム制御機能606のフローチャートを示す。
以下に、システムの立ち上げ状態から各リモートノードでのデータ転送とリモートノード経路表206の学習について、図11ないし図25を用いて説明する。図11ないし図25の参照符号において、図1ないし図10と同一の物は同一番号で示す。図11ないし図25において、802.17対応ノードは1、3、4、5である。さらに、802.17b対応ノードは2、6である。また、時計回りをRinglet 1、反時計回りをRinglet 0とする。各ノードの初期状態はリモートノード経路表206にはリモートノードは何も学習していない状態である。
図11ないし図15のフレームの流れが終了した後の状態を図16に示す。図16はリモートノードBからリモートノードAにパケットを送信する際を示している。図16において、ネットワークの境界10’はノード6とノード5の間に設定している。ノード2はリモートノードBからフレーム20を受信すると、データベース605内のリモートノード経路表206からノードAの情報を検索する。ここで、ノード2では、図14のフレームの流れを受信した際に、図15のようにデータベース605のリモートノード経路表206にリモートノードAの情報を学習済みである。従って、リモートノードAの情報の行208が存在する。ノード2はデータベース605を参照することで、リモートノードAが存在するノード1が802.17対応ノードであることがわかる。そこで、ノード2は相手のノードの標準規格に合わせて、送信するフレームをフラッディングする。フラッディングするフレームのdaは0x0180c2xxxxxxに設定する。0x0180c2xxxxxx は802.17bで定められた全てのノードにフラッディングを行う際に用いられるアドレス名である。ノード2のフラッディング境界ポイントはノード6とノード5の間である。 Ringlet 0 に流れるフレーム300−21の構成はttl=2、Ringlet=0、da=0x0180c2xxxxxx、sa=2、daExtended=A、saExtended=Bとなる。一方、 Ringlet 1 に流れるフレーム300−23’の構成はttl=3、Ringlet=1、da=0x0180c2xxxxxx、sa=2、daExtended=A、saExtended=Bとなる。ノード2はリモートノードBについては未学習であるため、リモートノードBのMACアドレスと、ノード2のMACアドレスと、ノードがサポートする標準規格のタイプについての情報をパケットから抽出する。抽出した結果を図17のデータベース605に書き込む。具体的には、リモートノード経路表206に行209を追加する。行209のノードの列204にはノード2のMACアドレス、リモートノードのDAを示す列205にはリモートノードBのMACアドレスと、Typeの列207にはノードがサポートする標準規格のタイプである802.17bについて追加する。
図21のRinglet 0側のフレームの動作について以下に説明する。ノード6はノード1からのフレーム300−16’’を受信すると、リモートノードBの経路情報について、データベース605内のリモートノード経路表206を検索する。リモートノード経路表206を検索した結果、リモートノードBはノード2宛てと理解できる。次にRinglet 0におけるノード2までのホップ数をネットワーク構造テーブル200から検索する。その結果、ホップ数4であることが判別できる。受信したフレームはttl=3のため、2ホップ先のノードまでしかフレームは到着できない。従って、フレームは宛先ノード2に到達しない。ゆえに、ノード6はフレーム300−16’’をstripする。これにより、ノード6以降のノードにはフレーム300−16’’に対応したフレームは転送されない。ノード2は宛先ノードであるため、フレームをノードBに転送し、リング型ネットワーク上からフレームをstripする。
図22及び図23は、図21のフレームの転送の後に、リモートノードCからリモートノードA宛てのフレーム400の転送を示している。ノード4は802.17対応ノードのため両Ringlet 1及び2に対してフレームをフラッディングする。フラッディングの境界ポイントはノード1とノード2の間の部分10”である。
7 リング型ネットワーク
10 ネットワークの境界
200 ネットワーク構造テーブル
206 リモートノード経路表
601 フレーム受信部
602 リモートノード経路表作成部
603 リモートノード検索部
604 ネットワーク構成テーブル検索部
605 データベース
606 フレーム制御部
607 フレーム送信部
Claims (6)
- リング型ネットワーク上に設けられたノードにおいて、
該リング型ネットワークを流れるフレームを検出する検出手段と、
該フレームが転送可能な状態であっても、該フレームの宛先アドレスまで該フレームが到達できないと判別した場合は該フレームをネットワークからストリップするフレーム制御手段と
を設けたことを特徴とするノード。 - 請求項1記載のノードにおいて、該リング型ネットワークに存在する他のノードと該ノード間のホップ数の関係を示すテーブル有し、該フレーム制御手段は該テーブルの内容をもとに、該フレームの該宛先アドレスまで、該フレームが到達できないことを判別することを特徴とするノード。
- 請求項1記載の該リング型ネットワーク上のノードネットワーク接続された装置を有し、該リング型ネットワークから該フレームを検出した場合と該装置からパケットを受信した場合、該装置のアドレスを学習することを特徴とするノード。
- 請求項3記載のノードにおいて、該フレーム制御手段は該装置のアドレスから該装置が接続されている該他ノードを判別することを特徴とするノード。
- 請求項1記載の該リング型ネットワーク上のノードはネットワーク接続された装置を有し、該リング型ネットワークから該フレームを検出した場合で、該装置のアドレスを学習が未学習の場合、該フレームを該リング型ネットワークの下流に転送することを特徴とするノード。
- リング型ネットワーク上に設けられたノードの制御方法において、
該リング型ネットワークを流れるフレームを検出し、
該フレームが転送可能な状態であっても、該フレームの宛先アドレスまで該フレームが到達できないと判別した場合は該フレームをネットワークからストリップする
ことを特徴とするノードの制御方法。
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