JP2010147732A

JP2010147732A - インターネット回線冗長化構成におけるマルチホーミング自動切換方式

Info

Publication number: JP2010147732A
Application number: JP2008321729A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ushiyama; 一弘牛山; Mikihiko Tonomura; 幹彦外村
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2010-07-01

Abstract

【課題】
ＩＳＰを冗長化し両現用系で冗長化構成を形成するインターネット回線冗長化システム(マルチホーミング)において、片系のＩＳＰ障害時にマルチホーミング機器からＩＳＰの監視を行い瞬時に自動切り替えを実現し、障害ＩＳＰを切り離し、縮退運転することにより、パケットロスを発生させることなく通信を継続させるマルチホーミング自動切換方式を提供する。
【解決手段】
ＩＳＰセキュリティ対策においてＩＳＰ局内機器（ルータ等）のＩＰアドレスが非公開のためＩＣＭＰ等による監視ができない両現用系を構成（接続回線は広域イーサーネット）する一対のマルチホーミングシステムにおいて、マルチホーミング機器からEthernetOAM（continuity check）のフレームを使用して両系のＩＳＰのＭａｃアドレスを監視し片系ＩＳＰルータの障害時、マルチホーミング機器から監視できなくなった場合にヘルスチェックテーブル状態に基づき該当ＩＳＰへの通信は中止する。そして監視可能なＩＳＰへの通信のみを実施するようにする。
【選択図】図１

Description

本願発明は、インターネット回線冗長化構成におけるマルチホーミング自動切換方式に関する。

従来のマルチホーミング自動切換方式は、ＩＣＭＰ監視をもって実行していた。

特開２００３−７８５３８号公報

しかし、近年のＩＳＰ（Internet Service Provider）は、セキュリティ対策の一環でＩＳＰ内機器（ルータ）のＩＰアドレスを非公開とするケースが多いためマルチホーミング機器によるＩＣＭＰ監視と、障害時の検知からそれをトリガとした自動切換えを実現するのが難しくなり、上記マルチホーミング機器は障害に気がつかないため障害ＩＳＰに通信を続け、このためパケットロスが発生し手動切り離しや運用対策をしないと通信ができなくなるという問題があった。

上記課題を達成するため、本願発明（請求項１に対応する特徴）は、両現用系を構成する一対のマルチホーミングシステムにおいて、片系ＩＳＰ機器の障害時、ＩＣＭＰ（インターネット制御メッセージプログラム）にて監視できない機器に対してレイア２のイーサーネット（登録商標）ＯＡＭ（EthernetOAM：Operation, Administration and Maintenance）のコンティニュティチェック（continuity check）フレームにて監視を行う。フレームを受信不可となったＩＳＰ機器に対しては、もう片系のＩＳＰのみで通信を有効にするべく定期回数のフレーム受信不可時に自動切り離しをして障害ＩＳＰへの通信をしなくする。これにより、パケットロスを発生させず通信が中断されることなく通信を継続する構成とする。

本願発明（請求項１）によれば、ＩＳＰ障害時、マルチホーミング機器から障害ＩＳＰをＩＣＭＰ監視ができないことにより障害を検知できずに自動切り離しができないという問題を解決し、イーサーネットＯＡＭ（EthernetOAM）により障害を検知し、瞬時に切り離し、通信が中断されることなく片系で継続して続けることが可能となる。これにより、通信が中断することなく継続したマルチホーミングシステム提供をすることが可能になる。

本願発明（請求項２）によれば、Ｍａｃ監視テーブルとＡＲＰテーブルの照らし合わせでＭａｃアドレスをマッピングし、そのＭａｃアドレスに対応するＩＰアドレスをヘルスチェックテーブルにプロビジョニングすることにより従来のヘルスチェックテーブルを作成し、障害時のＩＳＰ切り離し通信運転が可能となり、レイア２での監視による障害ＩＳＰの自動切り離しを実現することができセキュリティのリスクから逃れることが可能となる。

本願発明（請求項３）によれば、イーサーネットの標準規格の機能を実装するので、新規の開発等を必要とせず、機器の開発費用等のＴＣＯを最小限で実現することが可能である。

本願発明（請求項４）によれば、イーサーネット規格の機能を実装するために、近年の回線として広帯域をサポートする広域イーサーネット回線（NGN等）を利用する場合に最適であり、今後に期待される最新技術に適合する。またイーサーネットＯＡＭ（EthernetOAM）フレームを定期的に送信してタイムアウトにより切換るため時間をシステムの切換時間にあわせてユニークに設定できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明のインターネット回線冗長化構成におけるマルチホーミング自動切換方式を実現するマルチホーミング装置を用いたシステム構成例である。このシステムはインターネットに接続の２つのＩＳＰと、２つの広域イーサとセンタから構成されている。ＩＳＰはＩＳＰルータ１０１、ＩＳＰルータ１０２とからなり、広域イーサは広域イーサ１０３、１０４とからなり、センタはＬ２スイチ１０５、１０６、マルチホーミング装置１０７、１０８、サーバ１０９、センタＬＡＮ１００から構成されている。

通常時のアウトバウンド通信経路は「サーバ１０９−センタＬＡＮ１１０−マルチホーミング装置１０７−Ｌ２スイッチ１０５−広域イーサ１０３−ＩＳＰルータ１０１」と「サーバ１０９−センタＬＡＮ１１０−マルチホーミング装置１０７−Ｌ２スイッチ１０５−１０６−広域イーサ１０４−ＩＳＰルータ１０２」の２経路の現用ルートをたどり通信を実施する。

これらの通信経路において、例えばＩＳＰルータ１０１に障害が発生した場合には「サーバ１０９−センタＬＡＮ１１０−マルチホーミング装置１０７−Ｌ２スイッチ１０５−１０６−広域イーサ１０４−ＩＳＰルータ１０２」の経路のみに縮退して通信を継続し、ＩＳＰルータ１０２に障害が発生した場合には「サーバ１０９−センタＬＡＮ１１０−マルチホーミング１０７−Ｌ２スイッチ１０５−広域イーサ１０３−ＩＳＰルータ１０１」の経路のみに縮退して通信を継続する。

マルチホーミング装置１０７は、通常の場合、ＩＣＭＰによりＩＳＰルータ１０１とＩＳＰルータ１０２とのヘルスチェックをしている。

そして、このヘルスチェックにおける状態が問題ない（Ａｃｔｉｖｅ）場合には、マルチホーミング装置１０７をもって周知の負荷分散機能の負荷分散アルゴリズム（ラウンドロビン等）に基づき負荷分散通信を行う。ＩＳＰルータ１０１、１０２の何れかに障害が発生した時には、後述する通常のヘルスチェックテーブル２０１の状態がアクティブ（Ａｃｔｉｖｅ）からスタンバイ（Ｓｔａｎｂｙ）に更新される。テーブル状態がＳｔａｎｂｙになった場合には、データ送信による通信を取りやめる。

図２はマルホーミング装置内部のヘルスチェックテーブルを示す論理ブロック図である。このヘルスチェックテーブル２０１はＩＰアドレス（ＩＳＰルータ）、ホスト名（ＩＳＰルータ）、状態（ＡｃｔｉｖｅｏｒＳｔａｎｂｙ）の各部から構成される。ＩＳＰの障害時には状態欄がＡｃｔｉｖｅからＳｔａｎｂｙに更新され、ＳｔａｎｂｙになったＩＳＰに対してマルチホーミング装置はデータ転送を取りやめる。

同図において、２０２１はヘルスチェックテーブル２０２のイーサーネットＯＡＭでＭａｃアドレスを監視したテーブル２０２１を示し、該テーブルは本願発明のマルチホーミング装置内部のヘルスチェックを作成する１過程を示した論理図である。

このテーブル２０２１はＭａｃアドレス（ＩＳＰルータ）、状態（ＡｃｔｉｖｅｏｒＳｔａｎｂｙ）の各部から構成される。２０２２はＩＰアドレスとＭａｃアドレス（ネットワークにつながる機器に固有に割り当てられた４８ビットのアドレス）の対応付けを行うＡＲＰテーブルの論理図である。

このテーブル２０２２はＭａｃアドレス（ＩＳＰルータ）、ＩＰアドレス（ＩＳＰルータ）の各部から構成される。２０２３は本マルチホーミング装置がヘルスチェックから負荷分散を行うためのヘルスチェックテーブルである。２０２１と２１２２の両テーブルを照らし合わせてＭＡＣアドレスをマッピングし、それに対応するＩＰアドレスをヘルスチェックテーブルにプロビジョニングさせて割り当てることによりヘルスチェックテーブル２０２３を作成することを示した論理図である。

図３は現行のインターネット回線冗長化構成におけるマルチホーミング自動切換方式において、ＩＣＭＰ監視時、障害を検知した場合には、障害ＩＳＰの切り離し（障害ＩＳＰ切り離しに寄る縮退）を行うが、その際各装置の動作流れをフローに表現した図である。

通常はＩＣＭＰにより監視を行いそれに基づきヘルスチェックテーブルを作成する（ステップ３０１、３０２）。片系システムで障害が発生（ステップ３０３）すると、ヘルスチェックテーブル状態がＡｃｔｉｖｅからＳｔａｎｂｙに更新される（ステップ３０４）。その後通信をしようとする場合、マルチホーミング装置はテーブル状態を確認し、もしＡｃｔｉｖｅであれば継続してデータの送信を続ける（ステップ３０５）。もしＳｔａｎｂｙであればデータの送信を取りやめる（ステップ３０６）。

図４は本願発明のインターネット回線冗長化構成におけるマルチホーミング自動切換方式において、Ｍａｃアドレス監視時、障害を検知した場合に、障害ＩＳＰの切り離し（障害ＩＳＰ切り離しに寄る縮退）を行うが、その際各装置の動作流れをフローに表現した図である。

通常はＭａｃアドレスをイーサーネットのＩＥＥＥ８０２．ａｇ規格であるイーサーネットＯＡＭにより監視を行い、その結果と装置が持つＡＲＰ（Address Resolution Protocol）テーブル（イーサーネット通信のために用いられるＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対照表）の内容を合致させてヘルスチェックテーブルを作成する（ステップ４０１）。

片系システムで障害が発生すると（ステップ４０２）、ヘルスチェックテーブル状態がＡｃｔｉｖｅ（ステップ４０３）からＳｔａｎｂｙ（ステップ４０４）に更新される。その後通信をしようとする場合（ステップ４０５）、マルチホーミング装置はテーブル状態を確認し、もしＡｃｔｉｖｅであれば継続してデータの送信を続ける（ステップ４０６）。もしＳｔａｎｂｙであればデータの送信を取りやめる（ステップ４０７）。

以上のように、イーサーネットＯＡＭを監視することにより、ＩＰアドレスが非公開な方式についても監視可能なＩＳＰへの通信を実施することができる。

インターネット回線冗長化構成におけるマルチホーミング自動切換方式論理構成図である。図２マルチホーミング機器ヘルスチェックテーブル（論理）である。現行システム障害発生時に縮退運転する際のフローチャートである。発明システム障害発生時に縮退運転する際のフローチャートである。

符号の説明

１０１：ＩＳＰルータ１０２：ＩＳＰルータ
１０３：広域イーサ
１０４：広域イーサ
１０５：Ｌ２スイッチ
１０６：Ｌ２スイッチ
１０７：マルチホーミング装置
１０８：マルチホーミング装置
１０９：サーバ
１１０：センタＬＡＮ
２０１：通常のヘルスチェックテーブル
２０２：今回の発明におけるヘルスチェックテーブル
２０２１：イーサーネットＯＡＭでＭａｃアドレス監視したテーブル
２０２２：ＡＲＰテーブル
２０２３：ヘルスチェックテーブル

Claims

インターネット回線冗長化構成におけるマルチホーミング自動切換方式において、２系のＩＳＰと、２系の広域イーサと、センタとを備え、上記ＩＳＰがＩＳＰルータからなり、上記センタがサーバと２系統のマルチホーミング装置と２系統のＬ２スイッチとセンタＬＡＮとからなり、上記マルチホーミング装置はイーサーネットＯＡＭ（EthernetOAM）でマック（Mac）アドレスを監視し、上記ＩＳＰルータの障害有無を検知する手段を備え、上記Ｍａｃアドレス監視手段により、片系のＩＳＰ機器に障害が発生した場合に障害ＩＳＰルータを切り離し、縮退運転を継続することを特徴とするマルチホーミング切換方式。
前記イーサーネットＯＡＭ（EthernetOAM）のマック（Mac）アドレス監視により作成されるテーブルとＡＲＰテーブルの両テーブルのマッピングによりヘルスチェックテーブルを作成し、マルチホーミング機器の通信を実現させることを特徴とする請求項１記載のマルチホーミング切換方式。
前記イーサーネットＯＡＭがイーサーネットのＩＥＥＥ８０２．ａｇ規格であるＥｔｈｅｒｎｅｔＯＡＭである請求項１記載のマルチホーミング切換方式。
前記イーサーネットＯＡＭのコンティニュティチェック（continuity check）による定期的なフレーム送信を行いフレームにより相手先の接続が途絶えたことをトリガにして前記マルチホーミング装置が内部に持つ前記ヘルスチェックテーブルを更新することを特徴とする請求項１記載のマルチホーミング切換方式。