JP2009194752A - フレーム伝送装置およびループ判定方法 - Google Patents

フレーム伝送装置およびループ判定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ループの発生を迅速に検出すること。
【解決手段】本発明にかかるL2スイッチ100は、フレームを受信した場合に、ループ判定部150が、FDB110を基にして、該当送信元アドレスが既に他のポートで学習済みであるか否かを判定する。そして、L2スイッチ100は、学習済みであると判定した場合に、該当送信元MACアドレスに設定されているエージングタイマの値と所定値とを比較することで、ループ発生の有無を判定する。
【選択図】 図3

Description

この発明は、フレームを送受信する複数のポートを有し、受信したフレームを送信先に伝送するフレーム伝送装置およびそのループ判定方法に関し、特にループの発生しているフレームを迅速に検出することが出来るフレーム伝送装置およびループ判定方法に関するものである。
近年、企業内ネットワークの構築時に、設備コストを抑える目的でIP−VPN(Virtual Private Network)の代わりに広域Ethernet(登録商標)が導入されている。そして、この広域Ethernet(登録商標)を構築する際に用いられるL2(レイヤ2)スイッチは、MAC(Media Access Control)学習機能を有し、フレーム伝送を実行する。
ここで、L2スイッチにおけるMAC学習機能は、L2スイッチが受信したフレームの「送信元のMACアドレス」と「受信ポート」とをペアでFDB(フォワーディングデータベース)に記憶しておき、FDBに記憶されたMACアドレスを宛先とするフレームを他のポートから受信した場合に、全ポートにフレームを転送するのではなく、学習済みのポートにのみフレームを転送して、無駄なトラフィックを削除する機能である。
また、MAC学習機能は、エージング機能も備えている。このエージング機能は、L2スイッチが、学習済みの「送信元のMACアドレス」を有するフレームを一定時間受信しなかった場合に、通信が行われていないとみなしてFDBからエントリを削除する機能である。なお、フレームを受信していない間にカウントダウンしていくタイマのことをエージングタイマという。L2スイッチは、学習済みの「送信元のMACアドレス」を有するフレームを受信するたびに、該当するエージングタイマを最大値にリセットする。
図10は、従来のL2スイッチにおけるMAC学習機能を説明するための図である。同図に示すように、このL2スイッチ50は、ポート1〜4と、FDB50aとを備えており、ポート1,2がL2ネットワーク20に接続され、ポート3,4がL2ネットワーク30に接続されている。なお、ポート1〜4のポート識別情報をそれぞれ「1」〜「4」とする。
例えば、L2スイッチ50が、端末10a(この端末10aのMACアドレスを「MAC−A」とする)のフレームをポート1から受信した場合には、ポート識別情報「1」と、MACアドレス「MAC−A」と、エージングタイマの値とを対応付けてFDB50aに記憶する。このようなエントリがFDB50aに記憶された状態で、L2スイッチ50が外部から端末10a宛のフレームを受信した場合には、L2スイッチ50は、ポート1から該当フレームを送信する。
その後、端末10aが移動し、L2スイッチ50が、端末10aからのフレームをポート2から受信した場合には、MACアドレス「MAC−A」に対応するポート識別情報を「2」、エージングタイマを「300秒」に設定することによりFDB50aを更新する(エージングタイマの最大値を300秒とする)。
しかし、従来では、L2ネットワーク20,30内に接続ミスや装置バグが存在する場合に、フレームがループしてしまうという問題があった。図11は、フレームがループすることによる問題点を説明するための図である。図11において、端末10aのMACアドレスを「MAC−A」、端末10bのMACアドレスを「MAC−B」とする。
図11に示すように、L2スイッチ50が、ポート1からフレーム(送信元のMACアドレス「MAC−A」、送信先のMACアドレス「MAC−B」)を取得し、FDB50aに基づいて、フレームをポート3から送信した後、フレームがL2ネットワーク30をループしてL2スイッチ50のポート4に戻ってきた場合に、L2スイッチ50は、端末10aが移動したとみなして(実際に、端末10aは移動していないにも関わらず)FDB50aを更新(MACアドレス「MAC−A」に対応するポート識別情報を「1」から「4」に更新)してしまう。
このように、L2スイッチ50がFDB50aを更新すると、該当フレームは、送信先のアドレスが「MAC−B」に設定されているので、ポート4からポート3に再度転送され、その結果、ポート3とポート4との間で永遠にフレームがループしてしまうことになる。
また、FDB50aが誤って更新されている状態で、L2スイッチ50が、端末10a宛のフレームを受信した場合には、フレームを適切に、端末10aに送信することが出来なくなる。従って、図11に示した問題を解消するために、フレームがループしているか否かを判定し、ループしている場合には、FDB50aを更新せずに、ループ中のフレームを破棄すべきである。
ここで、フレームがループしているか否かを判定する技術は、例えば、特許文献1に公開されている。この特許文献1では、同一の送信元アドレスのパケットが異なるポートに入力した端末移動体状態を検出し、ポート毎に端末移動状態を検出した回数をカウントすることにより、フレームがループしているか否かを判定している。
特開2006−173785号公報
しかしながら、上述した従来の技術(例えば、特許文献1)では、端末移動体状態を検出して、ループが発生しているか否かを判定しているため、ループの発生を検出するまでの時間が長くなってしまうという問題があった。
L2スイッチは、膨大な数のフレームを短時間で処理するため、ループの発生を検出するまでの時間が長くなると、L2スイッチにかかる負担が大きくなるとともに、多くのフレームを送信先に適切に送信できなくなる恐れがある。
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、ループの発生を迅速に検出することができるフレーム伝送装置およびループ判定方法を提供す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、このフレーム伝送装置は、フレームを送受信する複数のポートを有し、受信したフレームを送信先に伝送するフレーム伝送装置であって、第1フレームを受信した場合に、前記第1フレームに含まれる送信元アドレスを示す第1送信元アドレスと、前記第1フレームを受信したポートを示す第1受信ポートとを対応付けて学習テーブルに記憶する学習テーブル記憶手段と、第2フレームを受信した場合に、当該第2フレームに含まれる送信元アドレスを示す第2送信元アドレスと一致する第1送信元アドレスを前記学習テーブルから検出し、検出した第1送信元アドレスに対応する第1受信ポートと、前記第2フレームを受信したポートを示す第2受信ポートとが一致するか否かを判定するポート判定手段と、前記第1受信ポートと前記第2受信ポートとが一致しない場合に、前記学習テーブル記憶手段が、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過に基づいて、前記第2フレームがループしているか否かを判定するループ判定手段と、を備えたことを要件とする。
また、このフレーム伝送装置は、上記のフレーム伝送装置において、前記ループ判定手段は、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過が所定値未満である場合に、前記第2フレームがループしていると判定し、当該第2フレームを破棄することを要件とする。
また、このフレーム伝送装置は、上記のフレーム伝送装置において、前記ループ判定手段によって第2フレームが破棄された場合に、当該第2フレームに対応する第2送信元アドレス、第2受信ポートおよび前記第2フレームが破棄された時刻を破棄テーブルに記憶する破棄テーブル記憶手段と、フレームを受信した場合に、受信したフレームの送信元アドレスおよび当該フレームを受信したポートと、前記破棄テーブルとを基にして、フレームを破棄するか否かを判定する破棄判定手段とを更に備えたことを要件とする。
また、このフレーム伝送装置は、上記のフレーム伝送装置において、前記学習テーブルに記憶された第1送信元アドレスと一致する第2送信元アドレスを前記破棄テーブルから検出し、検出した第2送信元アドレスを前記破棄テーブルに記憶した時刻と、当該第2送信元アドレスに対応する前記第1送信元アドレスを前記学習テーブルに記憶した時刻とを基にして、前記第2フレームのループが解消したか否かを判定するループ解消判定手段を更に備えたことを要件とする。
また、このループ判定方法は、フレームを送受信する複数のポートを有し、受信したフレームを送信先に伝送するフレーム伝送装置のループ判定方法であって、前記フレーム伝送装置は、第1フレームを受信した場合に、前記第1フレームに含まれる送信元アドレスを示す第1送信元アドレスと、前記第1フレームを受信したポートを示す第1受信ポートとを対応付けて学習テーブルに記憶する学習テーブル記憶ステップと、第2フレームを受信した場合に、当該第2フレームに含まれる送信元アドレスを示す第2送信元アドレスと一致する第1送信元アドレスを前記学習テーブルから検出し、検出した第1送信元アドレスに対応する第1受信ポートと、前記第2フレームを受信したポートを示す第2受信ポートとが一致するか否かを判定するポート判定ステップと、前記第1受信ポートと前記第2受信ポートとが一致しない場合に、前記学習テーブル記憶ステップによって、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過に基づいて、前記第2フレームがループしているか否かを判定するループ判定ステップと、を含んだことを要件とする。
このフレーム伝送装置によれば、フレーム受信時に、学習テーブルにおいて、該当送信元アドレスが既に他のポートで学習済みであるか否かを判定し、学習済みである場合に、該当送信元MACアドレスに設定されているエージングタイマの値を確認することで、ループ発生の有無を判定するので、ループの発生を迅速に検出することができる(ネットワークに接続された端末装置の状態を検出することなく、フレームのループが発生しているか否かを判定することが出来る)。
また、このフレーム伝送装置によれば、第1受信ポートを学習テーブルに記憶してからの時間経過が所定値未満である場合に、第2フレームがループしていると判定し、第2フレームを破棄するので、ループしているフレームを効率よく検出して破棄することが出来る。
また、このフレーム伝送装置によれば、第2フレームが破棄された場合に、当該第2フレームに対応する第2送信元アドレス、第2受信ポートおよび第2フレームが破棄された時刻を破棄テーブルに記憶し、フレームを受信した場合に、受信したフレームの送信元アドレスおよび当該フレームを受信したポートと、破棄テーブルとを基にして、フレームを破棄するか否かを判定するので、ループしているフレームを効率よく検出して破棄することが出来る。
また、このフレーム伝送装置によれば、学習テーブルに記憶された第1送信元アドレスと一致する第2送信元アドレスを破棄テーブルから検出し、検出した第2送信元アドレスを破棄テーブルに記憶した時刻と、第2送信元アドレスに対応する第1送信元アドレスを学習テーブルに記憶した時刻とを基にして、第2フレームのループが解消したか否かを判定するので、ループが解消したか否かを適切に判定することが出来、ループが解消したフレームを誤って破棄してしまうことを防止することが出来る。
以下に添付図面を参照して、この発明に係るフレーム伝送装置およびループ判定方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
はじめに、本実施例1にかかるL2スイッチ(フレーム伝送装置)の概要および特徴について説明する。図1および図2は、本実施例1にかかるL2スイッチの概要および特徴を説明するための図である。同図に示すように、このL2スイッチ100は、ポート1〜4と、FDB110とを備えており、ポート1,2がL2ネットワーク20に接続され、ポート3,4がL2ネットワーク30に接続されている。なお、ポート1〜4のポート識別情報をそれぞれ「1」〜「4」とする。
また、端末10a(この端末10aのMACアドレスを「MAC−A」とする)がL2ネットワーク20に接続され、端末10b(この端末10bのMACアドレスを「MAC−B」とする)がL2ネットワーク30に接続されている(図1の場合)。
L2スイッチ100は、FDB110に基づいて、フレームを転送する装置であり、フレームをポート1〜4から受信し、受信したフレームがループしていない場合に、受信したフレームの各種情報(ポート識別情報、送信元のMACアドレス、エージングタイマ)をFDB110に記憶する。
まず、L2スイッチ100が、FDB110に記憶された情報に基づいて、フレームを送信する処理について説明する。例えば、FDB110に、ポート識別情報「1」とMACアドレス「MAC−A」とが対応付けられて記憶されているので、L2スイッチ100は、送信先のMACアドレスが「MAC−A」となるフレームをL2ネットワーク20,30から受信した場合には、受信したフレームをポート1から送信する。
また、FDB110に、ポート識別情報「3」とMACアドレス「MAC−B」とが対応付けられて記憶されているので、L2スイッチ100は、送信先のMACアドレスが「MAC−B」となるフレームをL2ネットワーク20,30から受信した場合には、受信したフレームをポート3から送信する。
次に、L2スイッチ100が、フレームがループしているか否かを判定する処理(FDB110に記憶された情報を更新する処理)について説明する。L2スイッチ100は、ポート1〜4からフレームを受信した場合に、受信したフレームに含まれる送信元のMACアドレスと、フレームを受信したポートと、FDB110に記憶された情報とを基にして、フレームがループしているか否かを判定する。
ここで、説明の便宜上、FDB110に記憶されたMACアドレスを第1MACアドレスと定義し、外部から受信したフレームの送信元のMACアドレスを第2MACアドレスと定義して、L2スイッチ100を説明する。
L2スイッチ100は、受信したフレームの第2MACアドレスと一致する第1MACアドレスをFDB110から検出し、検出した第1MACアドレスに対応するポート識別情報(以下、第1ポート識別情報と表記する)と、フレーム(第2MACアドレスを送信元とするフレーム)を受信したポートのポート識別情報(以下、第2ポート識別情報と表記する)が等しいか否かを判定する。
そして、第1ポート識別情報と第2ポート識別情報が等しい場合には、L2スイッチ100は、第1ポート識別情報のエントリに対応するエージングタイマを最大値(例えば、300秒)に設定して処理を終了する。
一方、L2スイッチ100は、第1ポート識別情報と第2ポート識別情報とが異なる場合には、第1ポート識別情報に対応するエージングタイマに基づいて、フレームがループしているか否かを判定する。具体的には、エージングタイマの値が所定値(例えば、299秒)以上の場合に、フレームがループしているものと判定し、L2スイッチ100は、ループしていると判定したフレームを破棄する。
例えば、図1に示すように、ポート4(第2ポート識別情報「4」)から送信元のMACアドレス「MAC−A」を含んだフレームを受信した場合に、L2スイッチ100は、第2MACアドレス「MAC−A」に対応する第1MACアドレス「MAC−A」をFDB110から取得し、第1ポート識別情報「1」と第2ポート識別情報「3」とが等しいか否かを判定する。
ここで、第1ポート識別情報「1」と第2ポート識別情報「3」とは異なるので、第1ポート識別情報に対応するエージングタイマに基づいて、フレームがループしているか否か判定すると、エージングタイマの値が所定値以上となるので、L2スイッチ100は、ポート4から受信したフレームがループしているとみなして、該当フレームを破棄する。
一方、エージングタイマの値が所定値未満である場合には、L2スイッチ100は、フレームがループしておらず、端末10aが移動したものとみなして、第1ポート識別情報を第2ポート識別情報に更新する。
例えば、図2に示すように、ポート4(第2ポート識別情報「4」)から送信元のMACアドレス「MAC−A」を含んだフレームを受信した場合に、L2スイッチ100は、第2MACアドレス「MAC−A」に対応する第1MACアドレス「MAC−A」をFDB110から取得し、第1ポート識別情報「1」と第2ポート識別情報「3」とが等しいか否かを判定する。
ここで、第1ポート識別情報「1」と第2ポート識別情報「3」とは異なるので、第1ポート識別情報に対応するエージングタイマに基づいて、フレームがループしているか否か判定すると、エージングタイマの値が所定値(例えば、299秒)未満となるので、L2スイッチ100は、ポート4から受信したフレームがループしてないとみなして、FDBのポート識別情報を「1」から「4」に更新する。
このように、L2スイッチ100は、フレーム受信時に、該当送信元アドレスが既に他のポートで学習済みであるか否かを判定し、学習済みである場合に、該当送信元MACアドレスに設定されているエージングタイマの値を確認することで、ループ発生の有無を判定しているので、ループの発生を迅速に検出することができる。
利用者が端末を移動させた場合は、フレーム送信停止、移動前のネットワーク接続の切断、端末の移動、移動後のネットワーク接続、フレーム送信再開というステップを踏むため、L2スイッチ100が、別のポートからフレームを受信するまでには、一定以上の時間がかかると予想される。
一方、L2ネットワーク20,30上で、ループが発生し、別ポートからフレームを受信するまでの時間は、ほぼ0秒である。従って、他のポートでMAC学習済みのフレームを受信した場合に、エージングタイマの値を判定することで、端末移動が行われたのか、L2ネットワーク20,30上にループが発生したのかを判定することが可能となる。
次に、図1および図2に示したL2スイッチの構成について説明する。図3は、本実施例1にかかるL2スイッチの構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このL2スイッチ100は、FDB110と、破棄対象フレームデータ120と、フレーム破棄判定部130と、MAC学習部140と、ループ判定部150と、フレーム破棄部160と、ループ監視部170とを備えて構成される。なお、L2スイッチ100にかかるその他の構成は、周知のL2スイッチと同様であるため、説明を省略する。
ここで、FDB110は、ポート識別情報(第1ポート識別情報に対応)と、MACアドレス(第1MACアドレスに対応)と、エージングタイマとを対応付けて記憶する記憶手段である。図4は、FDB110のデータ構造の一例を示す図である。
図4の1段目では、ポート識別情報「1」にMACアドレス「MAC−A」が対応付けられ、エージングタイマが「300秒」に設定されている。また、2段目では、ポート識別情報「3」にMACアドレス「MAC−B」が対応付けられ、エージングタイマが「100秒」に設定されている。
破棄対象フレームデータ120は、破棄対象となるフレームのポート識別情報と、MACアドレスと、フレームを破棄した時刻とでなるフレーム破棄時刻とを対応付けて記憶する記憶手段である。図5は、破棄対象フレームデータ120のデータ構造の一例を示す図である。
図5に示す例では、破棄対象フレームデータ120は、ポート識別情報「4」と、MACアドレス「MAC−A」と、フレーム破棄時刻「10時00分00秒」とを対応付けて記憶している。例えば、図5に示す情報を破棄対象フレームデータ120が記憶している状態で、L2スイッチ100が、ポート「4」から、送信元のMACアドレス「MAC−A」を有するフレームを受信した場合には、かかるフレームを破棄することになる。
フレーム破棄判定部130は、L2スイッチ100がフレームを受信した場合に、破棄対象フレームデータ120(図5参照)を参照し、受信したフレームのポート識別情報(第2ポート識別情報)、MACアドレス(第2MACアドレス)と一致する情報が、破棄対象フレームデータ120に登録されているか否かを判定する手段である。
フレーム破棄判定部130は、フレームの第2ポート識別情報および第2MACアドレスが破棄対象フレームデータ120に登録されている場合には、受信したフレームをフレーム破棄部160に出力する。一方、フレーム破棄判定部130は、フレームの第2ポート識別情報および第2MACアドレスが破棄対象フレームデータ120に登録されていない場合には、受信したフレームをMAC学習部140に出力する。
MAC学習部140は、フレーム(フレーム破棄判定部130から取得したフレーム)の第2ポート識別情報、第2MACアドレスと、FDB110とを比較して、フレームの送信元MACアドレスが既に学習済みであるか否かを判定する手段である。
具体的に、MAC学習部140は、第2MACアドレスと一致する第1MACアドレスがFDB110に登録されていない場合には、第2MACアドレスおよび第2ポート識別情報を対応付けて、FDB110に登録する。また、該当するエージングタイマを最大値(例えば300秒)に設定する。
一方、MAC学習部140は、FDB110中に、第2MACアドレスと一致する第1MACアドレスが存在し、かかる第1MACアドレスに対応付けられた第1ポート識別情報と、第2ポート識別情報とが一致しない場合には、フレームをループ判定部150に出力する。
なお、MAC学習部140は、FDB110中に、第2MACアドレスと一致する第1MACアドレスが存在し、かかる第1MACアドレスに対応付けられた第1ポート識別情報と、第2ポート識別情報とが一致する場合には、該当するエージングタイマを最大値に設定する。また、MAC学習部140は、FDB110に基づいて、フレームを該当ポート(図示略)から出力する。
ループ判定部150は、フレームがループしているか否かを判定する手段である。具体的に、ループ判定部150は、MAC学習部140からフレームを取得した場合に、フレームの第2MACアドレスに対応するエージングタイマを取得し、エージングタイマの値と所定値(例えば、299秒)とを比較することにより、フレームがループしているか否かを判定する。
ループ判定部150は、エージングタイマの値が所定値以上である場合には、フレームがループしていると判定し、フレームをフレーム破棄部160に出力する。一方、エージングタイマの値が所定値未満である場合には、フレームがループしていないと判定する。
フレーム破棄部160は、フレーム破棄判定部130またはループ判定部150からフレームを受信した場合に、対象となるフレームを破棄する手段である。
フレーム破棄部160が、フレーム破棄判定部130からフレームを取得した場合には、取得したフレームを破棄し、破棄対象フレームデータ120のフレーム破棄時刻を更新する。例えば、フレーム破棄部160が、送信元のMACアドレスが「MAC−A」となるフレーム(ポート識別情報を4とする)を「10時00分00秒」に破棄した場合には、ポート識別情報「4」、MACアドレス「MAC−A」に対応するフレーム破棄時刻を「10時00分00秒」に更新する。
フレーム破棄部160が、ループ判定部150からフレームを受信した場合には、受信したフレームを破棄し、破棄したフレームの「ポート識別情報」、「MACアドレス」、「フレームを破棄した時刻(フレーム破棄時刻)」を対応付けて、破棄対象フレームデータ120に登録する。
ループ監視部170は、破棄対象フレームデータ120およびFDB110に登録されている情報を一定周期で監視し、フレームのループが解消したか否かを判定する手段である。具体的に、ループ監視部170は、破棄したフレームと送信元のMACアドレスを同じくするフレーム(ループしていないと判定されたフレーム)を、破棄した時刻以降に受信した場合に、破棄対象となったフレームのループが解消したと判定する。
図6は、ループ監視部170の処理を説明するための図である。同図に示すように、ポート識別情報「1」、MACアドレス「MAC−A」、エージングタイマ「290秒」となるフレームを受信してからの経過時間よりも、ポート識別情報「4」、MACアドレス「MAC−A」、フレーム破棄時刻「10時00分00秒」となるフレームの破棄を行ってからの時刻のほうが長くなった場合には、送信元のMACアドレス「MAC−A」となるフレームのループが解消したと判定する。
これは、フレームのループが解消され、ポート「4」(ポート識別情報「4」に対応するポート)で破棄対象フレームを受信しなくなった場合には、フレーム破棄時刻が更新されなくなり、ポート「1」からループしていないフレームを受信し、エージングタイマの値が更新されるからである。
図6に示す例では、現在時刻を10時00分20秒とすると、ポート識別情報「1」からループしていないフレーム(送信元のMACアドレス「MAC−A」)を受信した時刻は、10時00分10秒となるので、破棄対象フレームデータ120の1段目に記録されたエントリは削除される。
すなわち、ループ監視部170は、現在時刻−フレーム破棄時刻>エージングタイマの最大値−現在のエージングタイマの値の条件を満たす場合に、ループが解消されたと判定する。
次に、本実施例1にかかるL2スイッチ100の処理手順について説明する。図7は、L2スイッチ100の実行するフレーム処理を示すフローチャートであり、図8は、L2スイッチ100の実行するループ解消判定処理を示すフローチャートである。
まず、L2スイッチ100の実行するフレーム処理について説明する。図7に示すように、L2スイッチ100は、フレームを受信し(ステップS101)、受信したフレームが破棄対象フレームデータ120に登録済みか否かを判定し(ステップS102)、登録済みである場合には(ステップS103,Yes)、ステップS113に移行する。
一方、破棄対象フレームデータ120に登録済みでない場合には(ステップS103,No)、MACアドレスを学習済みか否かを判定し(ステップS104)、学習済みでない場合には(ステップS105,No)、新規エントリをFDB110に登録し、エージングタイマの値を最大値に設定し(ステップS106)、処理を終了する。
一方、MACアドレスを学習済みである場合には(ステップS105,Yes)、学習されたポートと同一のポートからフレームを受信したか否かを判定し(ステップS107)、同一のポートからフレームを受信している場合には(ステップS108,Yes)、該当エントリのエージングタイマの値を最大値に設定し(ステップS109)、処理を終了する。
一方、同一のポートからフレームを受信していない場合には(ステップS108,No)、エージングタイマの値が所定値以上か否かを判定し(ステップS110)、所定値以上でない場合には(ステップS111,No)、該当エントリのポート識別情報を更新し、エージングタイマを最大値に設定し(ステップS112)、処理を終了する。
一方、エージングタイマの値が所定値以上である場合には(ステップS111,Yes)、受信したフレームを破棄し(ステップS113)、破棄対象フレームデータ120に受信したフレームのフレーム破棄時刻を登録し(ステップS114)、処理を終了する。
次に、L2スイッチ100の実行するループ解消判定処理について説明する。図8に示すように、L2スイッチ100は、ループ監視部170が、現在時刻、フレーム破棄時刻、エージングタイマの値、エージングタイマの最大値を取得し(ステップS201)、現在時刻、フレーム破棄時刻、エージングタイマの値、エージングタイマの最大値に基づいて、ループが解消したか否かを判定する(ステップS202)。
ループ監視部170は、ループが解消していないと判定した場合には(ステップS203,No)、処理を終了する。一方、ループが解消していると判定した場合には(ステップS203,Yes)、破棄対象フレームデータから該当フレームの情報を削除し(ステップS204)、処理を終了する。なお、図8に示した処理は、例えば、所定時間毎に実行されるものとする。
上述してきたように、本実施例1にかかるL2スイッチ100は、フレーム受信時に、ループ判定部150が、FDB110を基にして、該当送信元アドレスが既に他のポートで学習済みであるか否かを判定し、学習済みである場合に、該当送信元MACアドレスに設定されているエージングタイマの値を確認することで、ループ発生の有無を判定するので、ループの発生を迅速に検出することができる(周知技術のように、L2ネットワーク20,30に接続された端末10a,10bの状態を検出することなく、フレームのループが発生しているか否かを判定することが出来る)。
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は、上述した実施例1以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下では実施例2として本発明に含まれる他の実施例を説明する。
(1)ループ発生の判定基準となるエージングタイマの値について
例えば、上記の実施例1では、ループ判定部150が、エージングタイマの値と所定値(例えば、299秒)と比較して、ループが発生しているか否かを判定していたがこれに限定されるものではなく、L2スイッチ100の管理者は、比較対象となる所定値を自由に設定できるようにしても良い。
(2)フレームの破棄について
例えば、上記の実施例1では、フレーム破棄部160が、フレーム破棄判定部130の判定結果に基づいて、フレームの破棄を実行していたが、フレームの破棄を行う代わりに、トラップをネットワーク管理者の端末に送信して、ネットワーク管理者に対してループが発生した旨の通知を行っても良い。
すなわち、フレーム破棄部160は、フレーム破棄判定部130がフレームを破棄した場合に、破棄対象となるフレームを破棄すると共に、トラップをネットワーク管理者の端末に送信しても良いし、破棄対象となるフレームを破棄しないで、宛先に送信し、トラップをネットワーク管理者の端末に送信しても良い。
このように、破棄対象となるフレームであっても、破棄せずに、トラップのみをネットワーク管理者の端末に送信することによって、万が一、破棄対象のフレームに重要なデータが含まれている場合であっても、かかるデータを消失してしまうといった問題を解消することが出来る。
(3)ループの解消を判定する処理について
例えば、上記の実施例1では、ループ監視部170が、現在時刻−フレーム破棄時刻>エージングタイマの最大値−現在のエージングタイマの値の条件を満たす場合に、ループが解消されたと判定していがこれに限定されるものではなく、上記関係式が成り立たない場合であっても、最後にフレーム破棄を行ってから一定時間経過した時点で、破棄対象フレームデータから該当フレームの情報を削除しても良い(ループが解消したと判定しても良い)。また、かかる判定を実行するタイミングは、システムの管理者が自由に設定できるものとする。
(4)システムの構成など
ところで、本実施例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部あるいは一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
また、図3に示したL2スイッチ100の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部がCPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
図9は、実施例1にかかるL2スイッチ100を構成するコンピュータ200のハードウェア構成を示す図である。図9に示すように、このコンピュータ(L2スイッチ)200は、入力装置201、モニタ202、RAM(Random Access Memory)203、ROM(Read Only Memory)204、記憶媒体からデータを読み取る媒体読取装置205、他の装置(例えば、端末装置10a,10b)との間でデータの送受信を行う通信装置206、CPU(Central Processing Unit)207、HDD(Hard Disk Drive)208をバス209で接続して構成される。
そして、HDD208には、上記したL2スイッチ100の機能と同様の機能を発揮するループ判定処理プログラム208b、ループ監視処理プログラム208cが記憶されている。CPU207が、ループ判定処理プログラム208b、ループ監視処理プログラム208cを読み出して実行することにより、ループ判定処理プロセス207a、ループ監視処理プロセス207bが起動される。ここで、ループ判定処理プロセス207aは、図3に示した、フレーム破棄判定部130、MAC学習部140、ループ判定部150、フレーム破棄部160に対応し、ループ監視処理プロセス207bは、図3に示したループ監視部170に対応する。
また、HDD208は、FDB110および破棄対象フレームデータ120のデータに対応する各種データ208aを記憶する。CPU207は、HDD208に格納された各種データ208aを読み出して、RAM203に格納し、RAM203に格納された各種データ203aにフレームの各種情報を登録し、フレームがループしているか否かを判定する。
ところで、図9に示したループ判定処理プログラム208b、ループ監視処理プログラム208cは、必ずしも最初からHDD208に記憶させておく必要はない。たとえば、コンピュータに挿入されるフレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカードなどの「可搬用の物理媒体」、または、コンピュータの内外に備えられるハードディスクドライブ(HDD)などの「固定用の物理媒体」、さらには、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータに接続される「他のコンピュータ(またはサーバ)」などにループ判定処理プログラム208b、ループ監視処理プログラム208cを記憶しておき、コンピュータがこれらからループ判定処理プログラム208b、ループ監視処理プログラム208cを読み出して実行するようにしてもよい。
上記の実施例を含む実施形態に関し、以下の付記を開示する。
(付記1)フレームを送受信する複数のポートを有し、受信したフレームを送信先に伝送するフレーム伝送装置であって、
第1フレームを受信した場合に、前記第1フレームに含まれる送信元アドレスを示す第1送信元アドレスと、前記第1フレームを受信したポートを示す第1受信ポートとを対応付けて学習テーブルに記憶する学習テーブル記憶手段と、
第2フレームを受信した場合に、当該第2フレームに含まれる送信元アドレスを示す第2送信元アドレスと一致する第1送信元アドレスを前記学習テーブルから検出し、検出した第1送信元アドレスに対応する第1受信ポートと、前記第2フレームを受信したポートを示す第2受信ポートとが一致するか否かを判定するポート判定手段と、
前記第1受信ポートと前記第2受信ポートとが一致しない場合に、前記学習テーブル記憶手段が、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過に基づいて、前記第2フレームがループしているか否かを判定するループ判定手段と、
を備えたことを特徴とするフレーム伝送装置。
(付記2)前記ループ判定手段は、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過が所定値未満である場合に、前記第2フレームがループしていると判定し、当該第2フレームを破棄することを特徴とする付記1に記載のフレーム伝送装置。
(付記3)前記ループ判定手段によって第2フレームが破棄された場合に、当該第2フレームに対応する第2送信元アドレス、第2受信ポートおよび前記第2フレームが破棄された時刻を破棄テーブルに記憶する破棄テーブル記憶手段と、フレームを受信した場合に、受信したフレームの送信元アドレスおよび当該フレームを受信したポートと、前記破棄テーブルとを基にして、フレームを破棄するか否かを判定する破棄判定手段とを更に備えたことを特徴とする付記2に記載のフレーム伝送装置。
(付記4)前記学習テーブルに記憶された第1送信元アドレスと一致する第2送信元アドレスを前記破棄テーブルから検出し、検出した第2送信元アドレスを前記破棄テーブルに記憶した時刻と、当該第2送信元アドレスに対応する前記第1送信元アドレスを前記学習テーブルに記憶した時刻とを基にして、前記第2フレームのループが解消したか否かを判定するループ解消判定手段を更に備えたことを特徴とする付記3に記載のフレーム伝送装置。
(付記5)フレームを送受信する複数のポートを有し、受信したフレームを送信先に伝送するフレーム伝送装置のループ判定方法であって、
前記フレーム伝送装置は、
第1フレームを受信した場合に、前記第1フレームに含まれる送信元アドレスを示す第1送信元アドレスと、前記第1フレームを受信したポートを示す第1受信ポートとを対応付けて学習テーブルに記憶する学習テーブル記憶ステップと、
第2フレームを受信した場合に、当該第2フレームに含まれる送信元アドレスを示す第2送信元アドレスと一致する第1送信元アドレスを前記学習テーブルから検出し、検出した第1送信元アドレスに対応する第1受信ポートと、前記第2フレームを受信したポートを示す第2受信ポートとが一致するか否かを判定するポート判定ステップと、
前記第1受信ポートと前記第2受信ポートとが一致しない場合に、前記学習テーブル記憶ステップによって、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過に基づいて、前記第2フレームがループしているか否かを判定するループ判定ステップと、
を含んだことを特徴とするループ判定方法。
(付記6)前記ループ判定ステップは、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過が所定値未満である場合に、前記第2フレームがループしていると判定し、当該第2フレームを破棄することを特徴とする付記5に記載のループ判定方法。
(付記7)前記ループ判定ステップによって第2フレームが破棄された場合に、当該第2フレームに対応する第2送信元アドレス、第2受信ポートおよび前記第2フレームが破棄された時刻を破棄テーブルに記憶する破棄テーブル記憶ステップと、フレームを受信した場合に、受信したフレームの送信元アドレスおよび当該フレームを受信したポートと、前記破棄テーブルとを基にして、フレームを破棄するか否かを判定する破棄判定ステップとを更に含んだことを特徴とする付記6に記載のループ判定方法。
(付記8)前記学習テーブルに記憶された第1送信元アドレスと一致する第2送信元アドレスを前記破棄テーブルから検出し、検出した第2送信元アドレスを前記破棄テーブルに記憶した時刻と、当該第2送信元アドレスに対応する前記第1送信元アドレスを前記学習テーブルに記憶した時刻とを基にして、前記第2フレームのループが解消したか否かを判定するループ解消判定ステップを更に備えたことを特徴とする付記7に記載のループ判定方法。
(付記9)コンピュータに、
第1フレームを受信した場合に、前記第1フレームに含まれる送信元アドレスを示す第1送信元アドレスと、前記第1フレームを受信したポートを示す第1受信ポートとを対応付けて学習テーブルに記憶する学習テーブル記憶手順と、
第2フレームを受信した場合に、当該第2フレームに含まれる送信元アドレスを示す第2送信元アドレスと一致する第1送信元アドレスを前記学習テーブルから検出し、検出した第1送信元アドレスに対応する第1受信ポートと、前記第2フレームを受信したポートを示す第2受信ポートとが一致するか否かを判定するポート判定手順と、
前記第1受信ポートと前記第2受信ポートとが一致しない場合に、前記学習テーブル記憶手順によって、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過に基づいて、前記第2フレームがループしているか否かを判定するループ判定手順と、
を実行させることを特徴とするループ判定プログラム。
(付記10)前記ループ判定手順は、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過が所定値未満である場合に、前記第2フレームがループしていると判定し、当該第2フレームを破棄することを特徴とする付記9に記載のループ判定プログラム。
(付記11)前記ループ判定手順によって第2フレームが破棄された場合に、当該第2フレームに対応する第2送信元アドレス、第2受信ポートおよび前記第2フレームが破棄された時刻を破棄テーブルに記憶する破棄テーブル記憶手順と、フレームを受信した場合に、受信したフレームの送信元アドレスおよび当該フレームを受信したポートと、前記破棄テーブルとを基にして、フレームを破棄するか否かを判定する破棄判定手順とを更にコンピュータに実行させることを特徴とする付記10に記載のループ判定プログラム。
(付記12)前記学習テーブルに記憶された第1送信元アドレスと一致する第2送信元アドレスを前記破棄テーブルから検出し、検出した第2送信元アドレスを前記破棄テーブルに記憶した時刻と、当該第2送信元アドレスに対応する前記第1送信元アドレスを前記学習テーブルに記憶した時刻とを基にして、前記第2フレームのループが解消したか否かを判定するループ解消判定手順を更にコンピュータに実行させることを特徴とする付記11に記載のループ判定プログラム。
以上のように、本発明にかかるフレーム伝送装置、ループ判定方法は、フレーム伝送を実行する伝送システム等に有用であり、特に、ループしたフレームを効率よく検出して、検出したフレームを破棄する必要がある場合等に適している。
本実施例1にかかるL2スイッチの概要および特徴を説明するための図(1)である。 本実施例1にかかるL2スイッチの概要および特徴を説明するための図(2)である。 本実施例1にかかるL2スイッチの構成を示す機能ブロック図である。 FDBのデータ構造の一例を示す図である。 破棄対象フレームデータのデータ構造の一例を示す図である。 ループ監視部の処理を説明するための図である。 L2スイッチの実行するフレーム処理を示すフローチャートである。 L2スイッチの実行するループ解消判定処理を示すフローチャートである。 実施例1にかかるL2スイッチを構成するコンピュータのハードウェア構成を示す図である。 従来のL2スイッチにおけるMAC学習機能を説明するための図である。 フレームがループすることによる問題点を説明するための図である。
符号の説明
1,2,3,4 ポート
10a,10b 端末
20,30 L2ネットワーク
50,100 L2スイッチ
50a,110 FDB
120 破棄対象フレームデータ
130 フレーム破棄判定部
140 MAC学習部
150 ループ判定部
160 フレーム破棄部
170 ループ監視部
200 コンピュータ
201 入力装置
202 モニタ
203 RAM
203a,208a 各種データ
204 ROM
205 媒体読取装置
206 通信装置
207 CPU
207a ループ判定処理プロセス
207b ループ監視処理プロセス
208 HDD
208b ループ判定処理プログラム
208c ループ監視処理プログラム
209 バス

Claims (5)

  1. フレームを送受信する複数のポートを有し、受信したフレームを送信先に伝送するフレーム伝送装置であって、
    第1フレームを受信した場合に、前記第1フレームに含まれる送信元アドレスを示す第1送信元アドレスと、前記第1フレームを受信したポートを示す第1受信ポートとを対応付けて学習テーブルに記憶する学習テーブル記憶手段と、
    第2フレームを受信した場合に、当該第2フレームに含まれる送信元アドレスを示す第2送信元アドレスと一致する第1送信元アドレスを前記学習テーブルから検出し、検出した第1送信元アドレスに対応する第1受信ポートと、前記第2フレームを受信したポートを示す第2受信ポートとが一致するか否かを判定するポート判定手段と、
    前記第1受信ポートと前記第2受信ポートとが一致しない場合に、前記学習テーブル記憶手段が、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過に基づいて、前記第2フレームがループしているか否かを判定するループ判定手段と、
    を備えたことを特徴とするフレーム伝送装置。
  2. 前記ループ判定手段は、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過が所定値未満である場合に、前記第2フレームがループしていると判定し、当該第2フレームを破棄することを特徴とする請求項1に記載のフレーム伝送装置。
  3. 前記ループ判定手段によって第2フレームが破棄された場合に、当該第2フレームに対応する第2送信元アドレス、第2受信ポートおよび前記第2フレームが破棄された時刻を破棄テーブルに記憶する破棄テーブル記憶手段と、フレームを受信した場合に、受信したフレームの送信元アドレスおよび当該フレームを受信したポートと、前記破棄テーブルとを基にして、フレームを破棄するか否かを判定する破棄判定手段とを更に備えたことを特徴とする請求項2に記載のフレーム伝送装置。
  4. 前記学習テーブルに記憶された第1送信元アドレスと一致する第2送信元アドレスを前記破棄テーブルから検出し、検出した第2送信元アドレスを前記破棄テーブルに記憶した時刻と、当該第2送信元アドレスに対応する前記第1送信元アドレスを前記学習テーブルに記憶した時刻とを基にして、前記第2フレームのループが解消したか否かを判定するループ解消判定手段を更に備えたことを特徴とする請求項3に記載のフレーム伝送装置。
  5. フレームを送受信する複数のポートを有し、受信したフレームを送信先に伝送するフレーム伝送装置のループ判定方法であって、
    前記フレーム伝送装置は、
    第1フレームを受信した場合に、前記第1フレームに含まれる送信元アドレスを示す第1送信元アドレスと、前記第1フレームを受信したポートを示す第1受信ポートとを対応付けて学習テーブルに記憶する学習テーブル記憶ステップと、
    第2フレームを受信した場合に、当該第2フレームに含まれる送信元アドレスを示す第2送信元アドレスと一致する第1送信元アドレスを前記学習テーブルから検出し、検出した第1送信元アドレスに対応する第1受信ポートと、前記第2フレームを受信したポートを示す第2受信ポートとが一致するか否かを判定するポート判定ステップと、
    前記第1受信ポートと前記第2受信ポートとが一致しない場合に、前記学習テーブル記憶ステップによって、前記第1受信ポートを前記学習テーブルに記憶してからの時間経過に基づいて、前記第2フレームがループしているか否かを判定するループ判定ステップと、
    を含んだことを特徴とするループ判定方法。
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