JP2009253874A - 冗長プロトコル共存システム及び転送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＴＰ、ＶＲＲＰによって冗長制御を行うネットワークにてＳＴＰのトポロジー変更に伴う通信の中断を防止する。
【解決手段】マスタールータ１０１は、ＶＲＲＰアドバタイズメント１１１に自装置の物理ＭＡＣアドレスを付加する。バックアップルータ１０２は、自装置の物理ＭＡＣアドレスが記憶されたデータベース２０３１を参照し、ＶＲＲＰアドバタイズメント１１１に付加された物理ＭＡＣアドレスに基づき、自装置が送信したものか否かを判定する。受信したＶＲＲＰアドバタイズメントが自装置以外（例えば、マスタルーター）からのものであった場合、受信ネットワークインタフェースがＳＴＰによりブロッキング状態であってもＶＲＲＰアドバタイズメントを受信可能とする。一方、受信したＶＲＲＰアドバタイズメントが、自装置が送信したものであった場合、ＶＲＲＰアドバタイズメントを廃棄する。
【選択図】図８

Description

本発明は、冗長プロトコル共存システム及び転送装置に係り、特に、ＳＴＰ（ＳｐａｎｎｉｎｇＴｒｅｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、スパニングツリープロトコル）とＶＲＲＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、バーチャルルーター冗長プロトコル）が共存する冗長プロトコル共存システム及び転送装置に関する。

レイヤ２ネットワークの冗長化を行う際に、ループ防止の為に用いられるプロトコルに、例えばＳＴＰがある。ＳＴＰでは、同プロトコルを実装している隣接ネットワーク装置間で各装置がパラメータを含むプロトコルパケットを交換する。そのパケットを受信したネットワーク装置にて、プロトコルで規定されたアルゴリズムにより同プロトコルを動作させているネットワーク装置間のネットワークインタフェースで通信パケットを遮断し、レイヤ２ネットワークでツリー構造のトポロジーを形成とする。これによりレイヤ２ネットワークおけるループ防止を実現させている。なお、ＳＴＰの詳細は、例えばＩＥＥＥ ８０２．１Ｄに規定されている。

また、レイヤ３ネットワークの冗長化に用いられるプロトコルとして、例えばＶＲＲＰがある（例えば、非特許文献１参照）。ＶＲＲＰは、２台のネットワーク装置を用いて仮想的に１台のネットワーク装置（以下、バーチャルルーター）として隣接装置に認識させる事により冗長化を実現している。２台のうち、隣接装置と通信を行う側をマスタルーター、他方をバックアップルーターとしている。バーチャルルーターでは、マスタルーター、バックアップルーターにおいて運用上ネットワークインタフェースに設定されているＩＰアドレス、ネットワーク装置ベンダにてネットワークインタフェースに固定的に設定されたＭＡＣアドレス（以下、物理ＭＡＣアドレス）とは異なる両装置で共通のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスを用いる。これらの共通なＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスを、以下、それぞれバーチャルＩＰアドレス、バーチャルＭＡＣアドレスと呼ぶ。バーチャルルーターは、周辺装置とこのバーチャルＩＰアドレス、バーチャルＭＡＣアドレスを用いて通信を行う。マスタルーターで障害が発生し、通信を継続させる事が出来なくなった場合、バックアップルーターがマスタルーターに切り替わり通信を行う事で、隣接ネットワーク装置に対して障害を検知されず通信を継続させる事が可能である。ＶＲＲＰでは、同プロトコルを動作させる２台のネットワーク装置間でバックアップルーターがマスタルーターから送信されたプロトコルパケット（以下、ＶＲＲＰアドバタイズメント）の到達をもってマスタルーターの生存確認を行っている。

Ｒ． Ｈｉｎｄｅｎ、「Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」、ＲＦＣ ３７６８、２００４年４月

広域イーサ網の様に、ＳＴＰにより複数のツリーを構築する事でレイヤ２ネットワークの冗長化を実現しているネットワーク内でＳＴＰのトポロジー変更が発生すると、トポロジーを再構成する。トポロジー変更が収束するまでの過渡状態では、トポロジーを再構築しているネットワーク装置のネットワークインタフェースは、通信パケットの遮断（以下、ブロッキング状態）と通過（以下、フォワーディング状態）を繰り返す。そのようなネットワークのエッジに位置するマルチレイヤスイッチにて、ＶＲＲＰにより下流に位置するレイヤ３ネットワークの冗長化を実現している場合、上流のレイヤ２ネットワークでトポロジー変更が発生すると、ＶＲＲＰによるバーチャルルーターに属するバックアップルーターのネットワークインタフェースがブロッキング状態に遷移することがある。この際、バックアップルーターは、同バーチャルルーターに属するマスタルーターから送信されたＶＲＲＰアドバタイズメントを受信できなくなる。それによってバックアップルーターにてマスタルーターの障害を誤検出してしまい、バックアップルーターがマスタルーターになることがある。

また、マスタルーターの障害を誤検出したバックアップルーターはマスタルーターとなり、ＶＲＲＰアドバタイズメントを送信し始める。ＶＲＲＰアドバタイズメントを受信した隣接装置ではＶＲＲＰアドバタイズメントのＭＡＣ副層ヘッダに送信元ＭＡＣアドレスとして設定されているバーチャルＭＡＣアドレスを学習し、ＶＲＲＰアドバタイズメントを受信したネットワークインタフェースに転送先のマルチレイヤスイッチ（マスタルーター）が存在すると認識してしまう。しかし、ＳＴＰのトポロジーを再構築している間は転送先のマルチレイヤスイッチのネットワークインタフェースがブロッキング状態となっている場合がある。また、転送先のマルチレイヤスイッチからさらに転送される他のスイッチ等がブロッキング状態となっている場合がある。このような場合において先ほど学習した転送先に向けてパケットを送信すると、マルチレイヤスイッチ等のネットワークインタフェースがブロッキング状態となっている為、上流への通信が途絶える場合がある。

本発明の課題のひとつとして、上述のようにバーチャルルーターのバックアップルーターとなっているマルチレイヤスイッチにおいて、ＳＴＰのトポロジー変更の過渡状態でネットワークインタフェースがブロッキング状態となった場合にマスタルーターからのＶＲＲＰアドバタイズメントが受信できない事がある。その場合、マスタルーターの障害を誤検出し、誤ってマスタルーターとなったマルチレイヤスイッチはＶＲＲＰアドバタイズメントを送信する。例えば、誤ってマスタルーターとなったマルチレイヤスイッチのネットワークインタフェースが再度フォワーディング状態となった際、ネットワーク上にＶＲＲＰアドバタイズメントが送出される。ＶＲＲＰアドバタイズメントを受信した周囲のスイッチはバーチャルＭＡＣアドレスの所有者が誤ってマスタルーターとなったレイヤ３スイッチであると自装置のＭＡＣアドレステーブルに登録する。この為、そのバーチャルＭＡＣアドレス宛のパケットを受信した際に、誤ってマスタルーターとなったマルチレイヤスイッチに対して中継パケットを送信する。しかし、ＳＴＰのトポロジー変更が収束しておらず、転送先の受信ネットワークインタフェースがブロッキング状態に遷移した場合、中継が途絶える場合がある。

他の課題として、ＶＲＲＰのバーチャルルーターを構成する２台のマルチレイヤスイッチが属するレイヤ２ネットワークのＳＴＰのトポロジーでトポロジーの変更が発生し、その過渡状態でレイヤ２ネットワークがループ構成となった場合、ＶＲＲＰアドバタイズメントがネットワーク内をループしてしまう事により、ネットワーク帯域や、ＶＲＲＰアドバタイズメントを受信したスイッチのＣＰＵリソースを消費してしまう事がある。

本発明は、以上の点に鑑み、バックアップルーターにてマスタルーターダウンを誤検出することを防止することを目的とする。また、本発明は、ＳＴＰのトポロジーが変更された際にその過渡状態において、マスタルーターから送信されたＶＲＲＰアドバタイズメントがＳＴＰの状態に関わらずバックアップルーターにて受信可能とすることを目的のひとつとする。
また、本発明は、レイヤ２ネットワークがループ構成となった場合でも、自装置から送信したＶＲＲＰアドバタイズメントを受信した際に廃棄することでパケットのループを防止することを目的のひとつとする。本発明は、パケットのループを防ぐことによるスイッチのＣＰＵリソース消費を防止することを目的のひとつとする。

本発明は、マルチベンダのプロトコルを使用し、ＳＴＰとＶＲＲＰを用いて冗長制御を行っているシステムにおいて、プロトコルを変更することなく導入可能なシステムを提供することを目的のひとつとする。

これらの課題を解決する手段として、例えば、以下の手段を用いる。
（手段１）
ＶＲＲＰアドバタイズメントにＶＲＲＰアドバタイズメントを送信するマスタルーターの物理ＭＡＣアドレス情報を付加する。従来、ＶＲＲＰによるバーチャルルーターを構成するマルチレイヤスイッチでは、パケットの送信時に物理ＭＡＣアドレスをＭＡＣ副層ヘッダに設定せず、バーチャルＭＡＣアドレスをＭＡＣ副層ヘッダに設定する。本発明では、従来使用されない物理ＭＡＣアドレスをＶＲＲＰアドバタイズメントに付与させる事により、受信したマルチレイヤスイッチにてＶＲＲＰアドバタイズメントの送信元を確定する。

（手段２）
ＶＲＲＰアドバタイズメントを受信したマルチレイヤスイッチにて、受信したネットワークインタフェースがＳＴＰによってブロッキング状態となっているかどうか判定する前に、以下の処理を行う構成を具備させる。
（手段２−１）
受信したパケットのＭＡＣ副層ヘッダの送信元ＭＡＣアドレスが、バーチャルルーターで使用しているバーチャルＭＡＣアドレスかどうかを判定する判定部。
（手段２−２）
受信したパケットのＩＰヘッダの情報を基に、受信したパケットがＶＲＲＰアドバタイズメントかどうか判定する判定部。
（手段２−３）
マルチレイヤスイッチにて自装置のネットワークインタフェースに設定されている物理ＭＡＣアドレスが予め登録されたデータベースを設け、上述の（手段１）でＶＲＲＰアドバタイズメントに付加された物理ＭＡＣアドレスをキーとしてそのデータベースを検索することにより、受信したＶＲＲＰアドバタイズメントが自装置以外のマスタルーターから送信されたものか、それともレイヤ２ネットワークのループ構成により自装置が送信したものを受信したのかを判定する判定部。

これらの手段により、受信したＶＲＲＰアドバタイズメントが自装置とバーチャルルーターを構成するマスタルーターからのものであった場合、受信ネットワークインタフェースがブロッキング状態であってもＶＲＲＰアドバタイズメントをブロッキング要因により廃棄せず受信可能とする。一方、受信したＶＲＲＰアドバタイズメントが、自装置が送信したものであった場合、ＶＲＲＰアドバタイズメントを廃棄する。

本発明の第１の解決手段によると、
スパニングツリープロトコルに基づき冗長制御を行い、かつ、バーチャルルータ冗長プロトコルにより複数の転送装置のひとつがマスタールータとなり、他の転送装置がバックアップルータとなり、該複数の転送装置がひとつのバーチャルルータを構成するネットワークシステムにおいて、
バーチャルルータ冗長プロトコルの前記マスタールータとして動作する第１の転送装置であって、障害検出のためのアドバタイズメントパケットに自装置の識別情報を付加して送信する前記第１の転送装置と、
バーチャルルータ冗長プロトコルの前記バックアップルータとして動作し、スパニングツリープロトコルによるトポロジーの再構成中に、通信パケットを遮断するブロッキング状態と、通信パケットを転送するフォワーディング状態間で遷移する第２の転送装置であって、受信したアドバタイズメントパケットに含まれる識別情報が自装置の識別情報か否かを判定し、自装置の識別情報でない場合、スパニングツリープロトコルの前記状態に関わらずアドバタイズメントパケットを受信する前記第２の転送装置と
を備えた冗長プロトコル共存システムが提供される。

本発明の第２の解決手段によると、
スパニングツリープロトコルに基づき冗長制御を行い、かつ、バーチャルルータ冗長プロトコルにより複数の転送装置のひとつがマスタールータとなり、他の転送装置がバックアップルータとなり、該複数の転送装置がひとつのバーチャルルータを構成するネットワークシステムにおいて、
バーチャルルータ冗長プロトコルの前記マスタールータとして動作する第１の転送装置であって、障害検出のためのアドバタイズメントパケットに自装置の識別情報を付加して送信する前記第１の転送装置と、
バーチャルルータ冗長プロトコルの前記バックアップルータとして動作し、スパニングツリープロトコルによるトポロジーの再構成中に、通信パケットを遮断するブロッキング状態と、通信パケットを転送するフォワーディング状態間で遷移する第２の転送装置と
を備え、
前記第２の転送装置は、トポロジーの再構成中にフォワーディング状態になることにより第１の転送装置から送信されたアドバタイズメントパケットを転送し、
前記第１の転送装置は、転送されたアドバタイズメントパケットを受信し、受信されたアドバタイズメントパケットに含まれる識別情報が自装置の識別情報か否かを判定し、自装置の識別情報の場合、アドバタイズメントパケットを廃棄する冗長プロトコル共存システムが提供される。

本発明の第３の解決手段によると、
冗長化されたネットワークにおいてループを防ぐように所定のネットワークインタフェースをブロックしてトポロジーを構成する第１のプロトコルと、複数の転送装置のひとつがマスター装置となり、他の転送装置がバックアップ装置となり、該複数の転送装置がひとつの仮想装置を構成し、前記マスター装置は該仮想装置の識別情報を用いて通信し、前記マスター装置から送信される通知パケットを前記バックアップ装置が受信しないことにより前記マスター装置の障害の検出する第２のプロトコルとが共存するネットワークシステムにおいて、
前記マスター装置として動作する第１の転送装置であって、第２のプロトコルの障害検出のための通知パケットに自装置の識別情報を付加して送信する前記第１の転送装置と、
前記バックアップ装置として動作し、第１のプロトコルによる前記トポロジーの再構成中に、通信パケットを遮断するブロッキング状態と、通信パケットを転送するフォワーディング状態間で遷移する第２の転送装置であって、受信した通知パケットに含まれる識別情報が自装置の識別情報か否かを判定し、自装置の識別情報でない場合、第１のプロトコルによる前記状態に関わらず、第２のプロトコルの通知パケットを受信する前記第２の転送装置と
を備えた冗長プロトコル共存システムが提供される。

本発明の第４の解決手段によると、
スパニングツリープロトコルに基づき冗長制御を行い、かつ、バーチャルルータ冗長プロトコルにより複数の転送装置のひとつがマスタールータとなり、他の転送装置がバックアップルータとなり、該複数の転送装置がひとつのバーチャルルータを構成するネットワークシステムにおける前記転送装置であって、
スパニングツリープロトコルによるトポロジーの再構成中に通信パケットを遮断するブロッキング状態と、通信パケットを転送するフォワーディング状態間での遷移を制御し、バーチャルルータのマスタールータとして動作する場合に、障害検出のためのアドバタイズメントパケットに自装置の識別情報を付加して送信する制御部と、
受信されたアドバタイズメントパケットに含まれる識別情報が自装置の識別情報か否かを判定し、自装置の識別情報でない場合、スパニングツリープロトコルの前記状態に関わらずアドバタイズメントパケットを受信し、自装置の識別情報である場合、アドバタイズメントパケットを廃棄する識別情報判定部と、
スパニングツリープロトコルの状態に従い、入力されるパケットを廃棄又は転送するスパニングツリー状態判定部と、
受信したパケットがアドバタイズメントパケットか否かを判定し、アドバタイズメントパケットの場合、受信したパケットを前記識別情報判定部に転送し、アドバタイズメントパケットでない場合、受信したパケットを前記スパニングツリー状態判定部に転送するプロトコル判定部と
を備えた前記転送装置が提供される。

本発明によると、バックアップルーターにてマスタルーターダウンを誤検出することを防止することができる。また、本発明によると、ＳＴＰのトポロジーが変更された際にその過渡状態において、マスタルーターから送信されたＶＲＲＰアドバタイズメントがＳＴＰの状態に関わらずバックアップルーターにて受信可能とすることができる。

また、本発明によると、レイヤ２ネットワークがループ構成となった場合でも、自装置から送信したＶＲＲＰアドバタイズメントを受信した際に廃棄することでパケットのループを防止することができる。本発明によると、パケットのループを防ぐことによるスイッチのＣＰＵリソース消費を防止することができる。
尚、レイヤ２／レイヤ３の冗長化を行う場合、ＳＴＰとＶＲＲＰを組み合わせる他に、ＡｌａｘａｌＡ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ社のＧＳＲＰ（登録商標）、Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ社のＥＳＲＰ（登録商標）、Ｆｏｕｎｄｒｙ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ社のＶＳＲＰ（登録商標）を使用する場合があるが、これらは各ベンダ固有のプロトコルである為、各ベンダが供給しているマルチレイヤスイッチで構成されたネットワークでのみ使用可能である。一方、本発明によると、マルチベンダのプロトコルを使用する為、ＳＴＰとＶＲＲＰを用いて冗長制御を行っているシステムにおいて、装置構成を変更する事なく導入が可能である。

図１は、ＳＴＰとＶＲＲＰを用いて冗長制御を行っている冗長プロトコル共存システムのネットワーク構成図である。
冗長プロトコル共存システムは、例えば、マルチレイヤスイッチＡ（第１の転送装置）１０１と、マルチレイヤスイッチＢ（第２の転送装置）１０２、レイヤ２スイッチ（第３の転送装置）１０３とを備える。
マルチレイヤスイッチＡ（１０１）と、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）は、ＶＲＲＰによるバーチャルルーター（１１３）を構成している。図１の例では、マルチレイヤスイッチＡ（１０１）は、ＶＲＲＰのバーチャルルーター（１１３）においてマスタルーターとして動作し、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）は、ＶＲＲＰのバーチャルルーター（１１３）においてバックアップルーターとして動作している。
レイヤ２スイッチ（１０３）は、宛先ＭＡＣアドレスに対応して転送先のスイッチ又はネットワークインタフェースを示す転送先情報が記憶されたＭＡＣアドレステーブル（１１４）を有する。レイヤ２スイッチ（１０３）は、例えば、ホストコンピュータ（１０４）からパケットを受信すると、宛先ＭＡＣアドレスに基づき、ＭＡＣアドレステーブル（１１４）を参照して、対応する転送先情報に従い、パケットをマルチレイヤスイッチＡ（１０１）又はマルチレイヤスイッチＢ（１０２）に転送する。なお、ＭＡＣアドレステーブル（１１４）には、マスタルータのマルチレイヤスイッチのアドレスが転送先として記憶される。
ルーター（１０５）は、上流ネットワークのルーターである。サーバー（１０６）は、ルーター（１０５）を介して広域イーサ網（１０７、１０８）と通信する。広域イーサ網１（１０７）は、ホストコンピュータ（１０４）から見てマルチレイヤスイッチＡ（１０１）をゲートウェイとする。広域イーサ網２（１０８）は、ホストコンピュータ１０４マルチレイヤスイッチＢ（１０２）をゲートウェイとする。

図１では、マルチレイヤスイッチＡ（１０１）、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）、レイヤ２スイッチ（１０３）がＳＴＰにてレイヤ２ネットワークの冗長制御をおこなっている。図１の状態では、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）において、マルチレイヤスイッチＡ（１０１）と接続されているネットワークインタフェースがブロッキング状態となっている（１０９）。マルチレイヤスイッチＡ（１０１）、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）がＶＲＲＰによりルーター（１０５）、ホストコンピュータ（１０４）間におけるレイヤ３ネットワークの冗長制御をおこなっている。ＶＲＲＰのバーチャルルーター（１１３）におけるマスタルーターがマルチレイヤスイッチＡ（１０１）、バックアップルーターがマルチレイヤスイッチＢ（１０２）となっている。マスタルーターのマルチキャストスイッチＡ（１０１）が送信したＶＲＲＰアドバタイズメント（１１１）は、レイヤ２スイッチ（１０３）を経由してバックアップルーターのマルチレイヤスイッチＢ（１０２）に届く。マルチレイヤスイッチＢ（１０２）と直接接続されている経路を通ってマルチレイヤスイッチＢ（１０２）に届いたＶＲＲＰアドバタイズメント（１１１）は、ネットワークインタフェースがＳＴＰによりブロッキング状態となっている（１０９）為、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）で廃棄される。

一例として、広域イーサ網１（１０７）のエッジスイッチとしてマルチレイヤスイッチＡ（１０１）が接続され、広域イーサ網２（１０８）のエッジスイッチとしてマルチレイヤスイッチＢ（１０２）が接続されている。これら広域イーサ網内では、ＳＴＰによりレイヤ２ネットワークの冗長制御をおこなっている。なお、図１では、ホストコンピュータ（１０４）からサーバ（１０６）へパケットを送信する場合のトラフィックの経路を破線（１１０）で示す。

まず、上述の課題を、図１に示すシステム構成に即して説明する。
図２は、課題の説明図（１）である。
図２では、例えば、広域イーサ網２（１０８）にてＳＴＰのトポロジー変更が発生し、マルチレイヤルーターＢ（１０２）のネットワークインタフェースの状態がブロッキング状態となった場合を示す。
図２で広域イーサ網２（１０８）内にてＳＴＰのトポロジー変更が発生すると、広域イーサ網２（１０８）のエッジスイッチとして接続されているマルチレイヤスイッチＢ（１０２）においてもトポロジーの再構成が行われる。その過渡状態において、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）のネットワークインタフェースの状態はブロッキング状態、フォワーディング状態への遷移を繰り返す。ＶＲＲＰのバックアップルーターであるマルチレイヤスイッチＢ（１０２）は、ネットワークインタフェースがブロッキング状態に遷移した際、ＶＲＲＰのバーチャルルーター（１１３）のマスタルーターであるマルチレイヤスイッチＡ（１０１）が送信したＶＲＲＰアドバタイズメント（１１１）を受信できなくなる。従って、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）はマルチレイヤスイッチＡ（１０１）の障害を誤検出する。

図３、図４は、課題の説明図（２）及び（３）である。
図３は、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）からＶＲＲＰアドバタイズメントを送信するようになり、レイヤ２スイッチ（１０３）にてサーバ（１０６）向けの経路のネクストホップがマルチレイヤスイッチＢ（１０２）になった場合を示す。また、図４は、バーチャルＭＡＣアドレス１に対応する転送先をマルチレイヤスイッチＢ（１０２）としたレイヤ２スイッチ（１０３）が、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）に対してパケットを送信しており、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）は広域イーサ網２（１０８）でトポロジーの変更に伴い全てのネットワークインタフェースがブロッキング状態となっている場合を示す。

図３では、マルチレイヤスイッチＡ（１０１）とマルチレイヤスイッチＢ（１０２）がともにマスタルーターとなり、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）からもＶＲＲＰアドバタイズメント（１１２）が送信される。マルチレイヤスイッチＢ（１０２）からＶＲＲＰアドバタイズメント（１１２）を受信したレイヤ２スイッチ（１０３）は、ＭＡＣアドレス学習によりＶＲＲＰアドバタイズメントのＭＡＣ副層ヘッダの送信ＭＡＣアドレスに設定されているバーチャルＭＡＣアドレスの所有者をマルチレイヤスイッチＢ（１０２）として自装置のＭＡＣアドレステーブル（１１４）に、バーチャルＭＡＣアドレスに対応してマルチレイヤスイッチＢ（１０２）の識別情報又は受信したネットワークインタフェースの識別情報を登録する。以降、レイヤ２スイッチ（１０３）は、マルチレイヤスイッチＡ（１０１）からＶＲＲＰアドバタイズメントを受信するまでの間、ホストコンピュータ（１０４）からサーバ（１０６）向けのパケットを受信すると、ＭＡＣアドレステーブル（１１４）ではサーバ（１０６）向けの転送先がマルチレイヤスイッチＢ（１０２）となっている為、レイヤ２スイッチ（１０３）はマルチレイヤスイッチＢ（１０２）へパケット転送する。

図４に示すように、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）においてＳＴＰのトポロジーの再構成が終了していない場合、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）のネットワークインタフェースの状態がブロッキング状態となっている場合がある、その場合、サーバ（１０６）向けのパケットはマルチレイヤスイッチＢ（１０２）で廃棄され通信が中断する（図４）。
図５は、本実施の形態におけるＶＲＲＰアドバタイズメントの構成図である。
本実施の形態では、図５に示す様に、ＶＲＲＰアドバタイズメントに送信元装置の物理ＭＡＣアドレス（３０１）を付与する。例えば、送信元であるマスタルーターのネットワークインタフェースに割り振られている物理ＭＡＣアドレスが付加される。なお、パケットはＬ２ヘッダ、Ｌ３ヘッダを付加して送信される。

図６に、本実施の形態のマルチレイヤスイッチの構成図を示す。図７に、本実施の形態におけるＶＲＲＰアドバタイズメントの判定手続きのフローチャート図を示す。
マルチレイヤスイッチＡ（１０１）、Ｂ（１０２）は、例えば、送信元ＭＡＣアドレス判定部（２０１）と、ＶＲＲＰアドバタイズメント判定部（２０２）と、物理ＭＡＣアドレス判定部（２０３）と、ルーティング／スイッチングエンジン（２０４）と、ＳＴＰ状態判定部（２０６）とを有する。これらは例えばハードウェアで構成することができる。また、マルチレイヤスイッチＡ（１０１）、Ｂ（１０２）は、ＶＲＲＰプロトコルを実現させているソフトウェア（制御部）２０５を有する。例えば、ＶＲＲＰアドバタイズメントの送受信や、マスタとスタンバイの切り替え、ブロッキング状態とフォワーディング状態間の遷移の制御などを実行する。このソフトウェアは適宜の処理部で実行されることができる。

送信元ＭＡＣアドレス判定部（２０１）は、受信したパケットのＭＡＣ副層ヘッダに設定されている送信元ＭＡＣアドレスが、自装置が属するバーチャルルーター（１１３）のバーチャルＭＡＣアドレスに等しいか判定する。ＶＲＲＰアドバタイズメント判定部（２０２）は、受信したパケットのＭＡＣ副層ヘッダのＴＹＰＥフィールド、ＩＰヘッダの情報のプロトコルフィールドを解析し、受信したパケットがＶＲＲＰアドバタイズメントかどうかを判定する。物理ＭＡＣアドレス判定部（２０３）は、本実施の形態にてＶＲＲＰアドバタイズメントに付与された物理ＭＡＣアドレスが自装置のものか判定する。また、物理ＭＡＣアドレス判定部（２０３）は、自装置が収容している物理ＭＡＣアドレスが予め登録されたデータベース（２０３１）を有する。ルーティング／スイッチングエンジン（２０４）は、マルチレイヤスイッチのルーティング／スイッチングエンジンであり、パケットを転送する。ＳＴＰ状態判定部（２０６）は、入力ネットワークインタフェースのＳＴＰ状態を判定する。

ＶＲＲＰアドバタイズメントに送信元の物理ＭＡＣアドレスを付与する事により、送信元の装置を特定させる。また、ＶＲＲＰアドバタイズメントかどうかを判定する機構により、期待したパケット以外をＳＴＰに則して処理させる事でＳＴＰが持つループ防止機能を損なう事なく実現する事が可能となる。
図６に示すように、受信ネットワークインタフェースのＳＴＰによるブロッキング状態を判定するＳＴＰ状態判定部（２０６）の前に、受信したパケットのＭＡＣ副層ヘッダに設定されている送信元ＭＡＣアドレスがバーチャルルーターで使用しているバーチャルＭＡＣアドレスかどうかを判定する送信元ＭＡＣアドレス判定部（２０１）を設けている。

マルチレイヤスイッチＡ（１０１）、Ｂ（１０２）は、パケットを受信すると、送信元ＭＡＣアドレス判定部（２０１）にて、ＭＡＣ副層ヘッダに設定されている送信元ＭＡＣアドレスを参照し自装置が属するバーチャルルーターで使用しているバーチャルＭＡＣアドレスかどうかを判定する（Ｓ１０１、図中Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ１）。送信元ＭＡＣアドレス判定部（２０１）は、自装置が属するバーチャルルーターで使用しているバーチャルＭＡＣアドレスを持ったパケット（２０８）であれば、ＭＡＣ副層ヘッダのＴＹＰＥフィールド、ＩＰヘッダのプロトコルフィールドを解析するＶＲＲＰアドバタイズメント判定部（２０２）へパケット（２０８）を送る。一方、送信元ＭＡＣアドレス判定部（２０１）は、それ以外のパケット（２０７）を受信ネットワークインタフェースのＳＴＰ状態を判定するＳＴＰ状態判定部（２０６）へ送る。

ＭＡＣ副層ヘッダのＴＹＰＥフィールド、ＩＰヘッダのプロトコルフィールドを解析するＶＲＲＰアドバタイズメント判定部（２０２）では、受信したパケットのＭＡＣ副層ヘッダに設定されているＴＹＰＥフィールドの値がＩＰパケットを示す値「０ｘ０８００」であり、かつ、ＩＰヘッダのプロトコルフィールドの値がＶＲＲＰを示す「０ｘ７０」であるか判定する（Ｓ１０３、Ｓ１０５、図中Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ００２）。ＴＹＰＥフィールドの値が「０ｘ０８００」であり、かつ、ＩＰヘッダのプロトコルフィールドの値が「０ｘ７０」である場合に、ＶＲＲＰアドバタイズメント判定部（２０２）は、自装置が属するバーチャルルーターで使用されているＶＲＲＰアドバタイズメントであると判定し、物理ＭＡＣアドレスを判定する物理ＭＡＣアドレス判定部（２０３）へ、パケット（２０９）を送る。一方、ＶＲＲＰアドバタイズメント判定部（２０２）は、それ以外であれば受信ネットワークインタフェースのＳＴＰ状態を判定するＳＴＰ状態判定部（２０６）へ、パケット（２１０）を送る。ＳＴＰ状態判定部（２０６）では、ＳＴＰに従い、フォワーディング状態、ブロッキング状態によりパケットをルーティング／スイッチングエンジン（２０４）に転送し、又は、パケットを廃棄する（Ｓ１１５〜Ｓ１１９）。

ステップＳ１０７では、物理ＭＡＣアドレス判定部（２０３）は、ＶＲＲＰアドバタイズメントから物理ＭＡＣアドレス（３０１）を取得するためのオフセットをとる（Ｓ１０７）。例えば、物理ＭＡＣアドレス判定部（２０３）は、ＶＲＲＰフィールドの先頭から１６＋（Ｃｏｕｎｔ ＩＰ Ａｄｄｒｓ×４）ｂｙｔｅ分オフセットをとる。ＶＲＲＰアドバタイズメントに付与された物理ＭＡＣアドレス（３０１）を判定する物理ＭＡＣアドレス判定部（２０３）では、自装置が収容するネットワークインタフェースの物理ＭＡＣアドレスが登録されているデータベース（２０３１）を有する。物理ＭＡＣアドレス判定部（２０３）は、データベース（２０３１）を参照し、受信されたＶＲＲＰアドバタイズメントに含まれる物理ＭＡＣアドレス（３０１）をキーに一致するエントリがあるか検索する（Ｓ１０９）。物理ＭＡＣアドレス判定部（２０３）は、検索した結果、一致するエントリがあれば（Ｓ１１１）、そのパケットは自装置から送信されたパケットである為、その時点で廃棄する（２１２、Ｓ１１３）。これにより、パケットが再度ネットワーク上に送信されない為、パケットのループを防止できる。一方、物理ＭＡＣアドレス判定部（２０３）は、一致するエントリが無ければ、自装置が属するバーチャルルーターのマスタルーターから送信されたＶＲＲＰアドバタイズメントである為、パケット（２１１）をルーティング／スイッチングエンジン（２０４）に送る（Ｓ１１５）。その後、パケット（２１３）が、ＶＲＲＰプロトコルを実現させているソフトウェア（２０５）に送信される。

図８は、本実施の形態を適用したマルチレイヤスイッチＡ（１０１）、Ｂ（１０２）を使用して図１と同じネットワーク構成とした場合の説明図（１）である。本実施の形態によると、広域イーサ網２（１０８）にてＳＴＰのトポロジー変更が発生し、マルチレイヤルーターＢ（１０２）のネットワークインタフェースの状態がブロッキング状態（１０９）となった場合でもＶＲＲＰアドバタイズメント（１１１）を受信可能である。
図９は、本実施の形態を適用したマルチレイヤスイッチＡ（１０１）、Ｂ（１０２）を使用して図１と同じネットワーク構成とした場合の説明図（２）である。本実施の形態によると、マルチレイヤスイッチＡ（１０１）、マルチレイヤスイッチＢ（１０２）、レイヤ２スイッチ（１０３）がループ構成となった際に、マルチレイヤスイッチＡ（１０１）から送信されたＶＲＲＰアドバタイズメント（１１１）がループを回ってマルチレイヤスイッチＡ（１０１）に到達した場合に廃棄される。

なお、上述の説明では、ＳＴＰ、ＶＲＲＰを用いて説明したが、これらが拡張又は変更されたプロトコルを用いてもよい。また、ＶＲＲＰアドバタイズメントパケット（通知パケット）に付加される物理ＭＡＣアドレスは、送信元の装置を識別するための適宜の識別情報であってもよい。また、この場合データベース（２０３１）には自装置を識別するための適宜の識別情報を記憶することができる。

本発明は、例えば、ＶＲＲＰ、ＳＴＰを使用して冗長制御を行うシステムにを適用できる。

ＳＴＰとＶＲＲＰを用いて冗長制御を行う障害誤検出防止システムのネットワーク構成図。 課題の説明図（１）。 課題の説明図（２）。 課題の説明図（３）。 ＶＲＲＰアドバタイズメントの構成図。 マルチレイヤスイッチの構成図。 マルチレイヤスイッチにおけるフローチャート図。 本マルチレイヤスイッチを使用して図１と同じネットワーク構成とした場合の説明図（１）。 本マルチレイヤスイッチを使用して図１と同じネットワーク構成とした場合の説明図（２）。

符号の説明

１０１、１０２ マルチレイヤスイッチ
１０３ レイヤ２スイッチ
１０４ ホストコンピュータ
１０５ ルーター
１０６ サーバー
１０７、１０８ 広域イーサ網
１０９ ブロッキング状態のネットワークインタフェース
１１０ トラフィック
１１１ マルチキャストルーターＡから送信されるＶＲＲＰアドバタイズメント
１１２ マルチキャストルーターＢから送信されるＶＲＲＰアドバタイズメント
１１３ バーチャルルーター
１１４ ＭＡＣアドレステーブル
２０１ 送信元ＭＡＣアドレス判定部
２０２ ＶＲＲＰアドバタイズメント判定部
２０３ 物理ＭＡＣアドレス判定部
２０４ ルーティング／スイッチングエンジン
２０５ ソフトウェア（制御部）
２０６ ＳＴＰ状態判定部
２０７ 送信元ＭＡＣアドレスが自装置のバーチャルルーターＭＡＣアドレスと異なるパケット
２０８ 送信元ＭＡＣアドレスが自装置のバーチャルルーターＭＡＣアドレスと一致したパケット
２０９ ＶＲＲＰアドバタイズメントと判定されたパケット
２１０ ＶＲＲＰアドバタイズメント以外と判定されたパケット
２１１ 物理ＭＡＣアドレスが自装置に収容されているＭＡＣアドレスと異なるパケット
２１２ 物理ＭＡＣアドレスが自装置に収容されているＭＡＣアドレスと一致した為、廃棄されたパケット
２１３ ＶＲＲＰプロトコルを実現させているソフトウェアに送られるＶＲＲＰアドバタイズメント
２１４ ネットワークに送信されるＶＲＲＰアドバタイズメント
３０１ 物理ＭＡＣアドレス

Claims (11)

1. スパニングツリープロトコルに基づき冗長制御を行い、かつ、バーチャルルータ冗長プロトコルにより複数の転送装置のひとつがマスタールータとなり、他の転送装置がバックアップルータとなり、該複数の転送装置がひとつのバーチャルルータを構成するネットワークシステムにおいて、
   バーチャルルータ冗長プロトコルの前記マスタールータとして動作する第１の転送装置であって、障害検出のためのアドバタイズメントパケットに自装置の識別情報を付加して送信する前記第１の転送装置と、
   バーチャルルータ冗長プロトコルの前記バックアップルータとして動作し、スパニングツリープロトコルによるトポロジーの再構成中に、通信パケットを遮断するブロッキング状態と、通信パケットを転送するフォワーディング状態間で遷移する第２の転送装置であって、受信したアドバタイズメントパケットに含まれる識別情報が自装置の識別情報か否かを判定し、自装置の識別情報でない場合、スパニングツリープロトコルの前記状態に関わらずアドバタイズメントパケットを受信する前記第２の転送装置と
   を備えた冗長プロトコル共存システム。
2. 前記識別情報は、アドバタイズメントパケットを送信する転送装置の物理ＭＡＣアドレスである請求項１に記載の冗長プロトコル共存システム。
3. トポロジーの再構成中に前記第２の転送装置がフォワーディング状態になることにより、前記第２の転送装置でアドバタイズメントパケットが転送され、
   前記第１の転送装置は、受信したアドバタイズメントパケットに含まれる識別情報が自装置の識別情報か否かを判定し、自装置の識別情報の場合、アドバタイズメントパケットを廃棄する請求項１に記載の冗長プロトコル共存システム。
4. 前記第１及び／又は第２の転送装置は、
   バーチャルルータのマスタールータとして動作する場合に、障害検出のためのアドバタイズメントパケットに自装置の識別情報を付加して送信する制御部と、
   受信されたアドバタイズメントパケットに含まれる識別情報が自装置の識別情報か否かを判定し、自装置の識別情報でない場合、スパニングツリープロトコルの前記状態に関わらずアドバタイズメントパケットを受信し、自装置の識別情報である場合、アドバタイズメントパケットを廃棄する識別情報判定部と、
   スパニングツリープロトコルの状態に従い、入力されるパケットを廃棄又は転送するスパニングツリー状態判定部と、
   受信したパケットがアドバタイズメントパケットか否かを判定し、アドバタイズメントパケットの場合、受信したパケットを前記識別情報判定部に転送し、アドバタイズメントパケットでない場合、受信したパケットを前記スパニングツリー状態判定部に転送するプロトコル判定部と
   を有する請求項１に記載の冗長プロトコル共存システム。
5. 前記プロトコル制御部は、
   受信したパケットのＭＡＣ副層ヘッダの送信元ＭＡＣアドレスが、前記バーチャルルータのバーチャルＭＡＣアドレスか判定する送信元ＭＡＣアドレス判定部と、
   前記送信元ＭＡＣアドレス判定部で前記バーチャルルータのバーチャルＭＡＣアドレスと判定されたパケットについて、パケットのＭＡＣ副層ヘッダのＴＹＰＥフィールド及びＩＰヘッダのプロトコルフィールドを参照して、受信したパケットがアドバタイズメントパケットか否かを判定するアドバタイズメント判定部と
   を有する請求項４に記載の冗長プロトコル共存システム。
6. 前記第１及び第２の転送装置で構成されるバーチャルルータのバーチャルアドレスに対応して、パケットをマスタールータとして動作する前記第１又は第２の転送装置に転送するための転送先情報が記憶されたアドレステーブルを有し、バーチャルアドレス宛の通信パケットを受信すると前記アドレステーブルに従い第１及び第２の転送装置のいずれかに該パケットを転送する第３の転送装置
   をさらに備える請求項１に記載の冗長プロトコル共存システム。
7. 前記第３の転送装置は、バーチャルアドレスを含むアドバタイズメントパケットをネットワークインタフェースのひとつから受信すると、該バーチャルアドレスに対応して、該ネットワークインタフェースの識別情報を転送先情報として前記アドレステーブルに記憶し、
   バーチャルアドレス宛のパケットを受信すると前記アドレステーブルに従い前記ネットワークインタフェースを介して第１及び第２の転送装置のいずれかにパケットを転送する請求項６に記載の冗長プロトコル共存システム。
8. 前記第１及び／又は第２の転送装置は、スパニングツリープロトコルにより冗長制御するネットワークのエッジに位置する請求項１に記載の冗長プロトコル共存システム。
9. スパニングツリープロトコルに基づき冗長制御を行い、かつ、バーチャルルータ冗長プロトコルにより複数の転送装置のひとつがマスタールータとなり、他の転送装置がバックアップルータとなり、該複数の転送装置がひとつのバーチャルルータを構成するネットワークシステムにおいて、
   バーチャルルータ冗長プロトコルの前記マスタールータとして動作する第１の転送装置であって、障害検出のためのアドバタイズメントパケットに自装置の識別情報を付加して送信する前記第１の転送装置と、
   バーチャルルータ冗長プロトコルの前記バックアップルータとして動作し、スパニングツリープロトコルによるトポロジーの再構成中に、通信パケットを遮断するブロッキング状態と、通信パケットを転送するフォワーディング状態間で遷移する第２の転送装置と
   を備え、
   前記第２の転送装置は、トポロジーの再構成中にフォワーディング状態になることにより第１の転送装置から送信されたアドバタイズメントパケットを転送し、
   前記第１の転送装置は、転送されたアドバタイズメントパケットを受信し、受信されたアドバタイズメントパケットに含まれる識別情報が自装置の識別情報か否かを判定し、自装置の識別情報の場合、アドバタイズメントパケットを廃棄する冗長プロトコル共存システム。
10. 冗長化されたネットワークにおいてループを防ぐように所定のネットワークインタフェースをブロックしてトポロジーを構成する第１のプロトコルと、複数の転送装置のひとつがマスター装置となり、他の転送装置がバックアップ装置となり、該複数の転送装置がひとつの仮想装置を構成し、前記マスター装置は該仮想装置の識別情報を用いて通信し、前記マスター装置から送信される通知パケットを前記バックアップ装置が受信しないことにより前記マスター装置の障害の検出する第２のプロトコルとが共存するネットワークシステムにおいて、
    前記マスター装置として動作する第１の転送装置であって、第２のプロトコルの障害検出のための通知パケットに自装置の識別情報を付加して送信する前記第１の転送装置と、
    前記バックアップ装置として動作し、第１のプロトコルによる前記トポロジーの再構成中に、通信パケットを遮断するブロッキング状態と、通信パケットを転送するフォワーディング状態間で遷移する第２の転送装置であって、受信した通知パケットに含まれる識別情報が自装置の識別情報か否かを判定し、自装置の識別情報でない場合、第１のプロトコルによる前記状態に関わらず、第２のプロトコルの通知パケットを受信する前記第２の転送装置と
    を備えた冗長プロトコル共存システム。
11. スパニングツリープロトコルに基づき冗長制御を行い、かつ、バーチャルルータ冗長プロトコルにより複数の転送装置のひとつがマスタールータとなり、他の転送装置がバックアップルータとなり、該複数の転送装置がひとつのバーチャルルータを構成するネットワークシステムにおける前記転送装置であって、
    スパニングツリープロトコルによるトポロジーの再構成中に通信パケットを遮断するブロッキング状態と、通信パケットを転送するフォワーディング状態間での遷移を制御し、バーチャルルータのマスタールータとして動作する場合に、障害検出のためのアドバタイズメントパケットに自装置の識別情報を付加して送信する制御部と、
    受信されたアドバタイズメントパケットに含まれる識別情報が自装置の識別情報か否かを判定し、自装置の識別情報でない場合、スパニングツリープロトコルの前記状態に関わらずアドバタイズメントパケットを受信し、自装置の識別情報である場合、アドバタイズメントパケットを廃棄する識別情報判定部と、
    スパニングツリープロトコルの状態に従い、入力されるパケットを廃棄又は転送するスパニングツリー状態判定部と、
    受信したパケットがアドバタイズメントパケットか否かを判定し、アドバタイズメントパケットの場合、受信したパケットを前記識別情報判定部に転送し、アドバタイズメントパケットでない場合、受信したパケットを前記スパニングツリー状態判定部に転送するプロトコル判定部と
    を備えた前記転送装置。

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