JP2011024000A - Node, and network control method - Google Patents

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偉 蒋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect loop occurrence with sufficient accuracy without needing complicated control. <P>SOLUTION: In the case that an own node operates as a root node in the topology of a communication path, a loop detection initial setting portion 13A initializes a transfer counter value of a BPDU which is transmitted to the other node other than the relevant root node; in the case that the own node operates as the other node, when the BPDU is received from one node adjacent to the own node and is transferred to another adjacent node, a loop detection processing portion 13B detects the loop occurrence in the communication path according to the comparison result of the transfer counter value obtained from the relevant BPDU and a counter reference value; in the case that the transfer counter value obtained from the BPDU is equal to or below the counter reference value, the transfer counter value of the BPDU to be transferred is incremented. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、イーサネット(登録商標)通信技術に関し、特にRSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)に基づきツリートポロジーを形成してデータ通信を実現するリング型イーサネットの制御技術に関する。   The present invention relates to Ethernet (registered trademark) communication technology, and more particularly, to ring-type Ethernet control technology that realizes data communication by forming a tree topology based on RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol).

ビル設備やプラント設備を監視制御する監視制御システムでは、情報収集機能や制御機能などの各種機能を有する通信機器をノードとして通信ネットワークを介して接続し、これらノード間でデータ通信を行うことにより、中央監視装置で個々の設備を監視制御するものとなっている。このような監視制御システムでは、通信ネットワークとしてイーサネットが用いられ、各ノード間でデータ通信用のMACフレームである通信フレームをやり取りすることにより、上位アプリケーションにおけるデータ通信が実現される。   In a supervisory control system that monitors and controls building facilities and plant facilities, communication devices having various functions such as information collection functions and control functions are connected as nodes via a communication network, and data communication is performed between these nodes. Each equipment is monitored and controlled by a central monitoring device. In such a monitoring control system, Ethernet is used as a communication network, and data communication in a higher-level application is realized by exchanging communication frames, which are data communication MAC frames, between nodes.

イーサネットでは、複数のノードを接続する際、ハブやスイッチに各ノードをそれぞれ接続するスター配線方式が基本である。このようなスター配線方式は、比較的規模の小さいオフィス環境には適合するものの、ビル設備やプラント設備などの大規模な設備には必ずしも適合しない。その理由としては、スター配線方式では、ハブやスイッチと各ノードとをそれぞれ個別の配線を介して接続する必要があり、広範囲にわたってノードが設置されている場合には、ノード間を結ぶ配線が複雑化し、配線工事やメンテナンスの作業負担が増大するからである。   In the Ethernet, when connecting a plurality of nodes, a star wiring system in which each node is connected to a hub or a switch is fundamental. Such a star wiring system is suitable for a relatively small office environment, but is not necessarily suitable for a large-scale facility such as a building facility or a plant facility. The reason is that in the star wiring method, it is necessary to connect the hub or switch to each node via individual wiring, and when nodes are installed over a wide range, the wiring connecting the nodes is complicated. This is because the burden of wiring work and maintenance increases.

このようなイーサネットにおいて、各ノードをリング状に接続するリング型イーサネットが提案されている(例えば、特許文献1など参照)。このリング型イーサネットは、通信経路内に存在するリングトポロジーによる通信エラーを回避するSTP(Spanning Tree Protocol/IEEE 802.1D)機能や、これを改良したRSTP(Rapid Spanning Tree Protocol/IEEE 802.1w)機能などの冗長制御機能を用いて、ノード間でBPDU(Bridge Protocol Data Unit)と呼ばれる冗長制御用のMACフレームである制御フレームをやり取りすることにより、システムの冗長化を実現することが可能となる。   In such Ethernet, a ring type Ethernet that connects nodes in a ring shape has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This ring type Ethernet has STP (Spanning Tree Protocol / IEEE 802.1D) function to avoid communication errors due to ring topology existing in the communication path, and RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol / IEEE 802.1w) function improved from this It is possible to realize system redundancy by exchanging control frames, which are MAC frames for redundancy control called BPDU (Bridge Protocol Data Unit), between nodes using the redundant control function.

図8は、典型的なリング型イーサネットシステムの構成例である。ここでは、5つのノードN1〜N5がリングにリング接続されている。通常、ノードに搭載されているRSTPの冗長制御処理では、リング接続されているノードのうちから1つのルートノード、例えばMACアドレスの最も小さいノードを選択する。図8の例では、ノードN1がルートノードとして選択されている。
この後、ルートノードと他ノードとの間で制御フレームでやり取りすることにより、例えばノード間のコストやノードの優先順位に基づいてツリートポロジーの現用系通信経路を設定する。
FIG. 8 is a configuration example of a typical ring Ethernet system. Here, five nodes N1 to N5 are ring-connected to the ring. Normally, in the RSTP redundancy control process mounted on a node, one root node, for example, the node with the smallest MAC address is selected from the nodes connected in the ring. In the example of FIG. 8, the node N1 is selected as the root node.
Thereafter, by exchanging with the control frame between the root node and other nodes, the active communication path of the tree topology is set based on, for example, the cost between the nodes or the priority order of the nodes.

具体的には、ルートノードを基準として、ルートノードからコストの最も高いノード間を結ぶセグメントを現用系通信経路以外の不要経路として選択し、この不要経路に接続された一方のノードのポートをブロッキングすることにより、障害時のバックアップ系通信経路として設定する。
この際、コストとしては、ルートノードから任意のノードまでの間に位置するノード台数に比例するパラメータが用いられ、その最大コストとなるノード間でブロッキングされる。
Specifically, using the root node as a reference, the segment connecting the nodes with the highest cost from the root node is selected as an unnecessary route other than the active communication route, and the port of one node connected to this unnecessary route is blocked. By doing so, it is set as a backup communication path at the time of failure.
At this time, as the cost, a parameter proportional to the number of nodes located between the root node and an arbitrary node is used, and blocking is performed between the nodes having the maximum cost.

図8の例では、ノードが1つ増えるごとにコストが100ずつ増加しているため、ルートノードN1から左回りでノードN4までの最大コスト200となり、ノードN3とノードN4の間を結ぶセグメントが不要経路と判断される。そして、この不要経路の端点に接続されているノードN3,N4のいずれか一方、例えばMACアドレスの大きい方のノードN4のポートでブロッキングされる。
このため、リングトポロジーからなる元のリングが、ルートノードN1からノードN3およびノードN4までの2つの枝経路からなるツリートポロジーに変更される。これにより、物理的にリングトポロジーを形成しているネットワークであっても、データループの発生が回避される。
In the example of FIG. 8, the cost increases by 100 each time one node increases, so the maximum cost 200 from the root node N1 to the node N4 counterclockwise is reached, and the segment connecting the node N3 and the node N4 is It is judged as an unnecessary route. Then, blocking is performed at one of the nodes N3 and N4 connected to the end point of the unnecessary path, for example, the port of the node N4 having the larger MAC address.
For this reason, the original ring consisting of the ring topology is changed to a tree topology consisting of two branch paths from the root node N1 to the nodes N3 and N4. As a result, the occurrence of a data loop is avoided even in a network that physically forms a ring topology.

このようにして、ツリートポロジーが形成された後、RSTPの冗長制御処理は、ヘルシチェック段階へ移行する。図9は、ヘルシチェック動作を示す説明図である。ヘルシチェック段階では、ルートノードN1からノードN2方向とノードN5方向の2方向へ、障害監視用の制御フレームでForwarding BPDUを用いたヘルスチェックメッセージが定期的に送信される。各ノードN2〜N5は、ルートノードN1からのヘルスチェックメッセージを正常に受信した場合、後続のノードへ転送する。したがって、ヘルスチェックメッセージが正常に受信できない場合、ルートノードN1側に隣接するノードとの間のセグメントで障害が発生したことが確認できる。   After the tree topology is formed in this way, the RSTP redundancy control process proceeds to the health check stage. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the health check operation. In the health check stage, health check messages using Forwarding BPDUs are periodically transmitted from the root node N1 in two directions, ie, the node N2 direction and the node N5 direction, in the failure monitoring control frame. When the nodes N2 to N5 normally receive the health check message from the root node N1, the nodes N2 to N5 transfer them to subsequent nodes. Therefore, when the health check message cannot be received normally, it can be confirmed that a failure has occurred in the segment between the adjacent nodes on the root node N1 side.

このような場合、障害発生を確認したノードからルートノードとは逆方向へ再構築要求が送信される。この再構築要求の受信に応じて、ブロッキングしているノードは、当該ブロッキングを解除する。これにより、ブロッキングされていたバックアップ系通信経路が利用されて、新たな通信経路が再構築される。   In such a case, a reconstruction request is transmitted from the node that has confirmed the occurrence of the failure in the opposite direction to the root node. In response to the reception of the reconstruction request, the blocking node releases the blocking. As a result, the blocked backup communication path is used to reconstruct a new communication path.

特開2005−109846号公報JP 2005-109846 A 特開2007−036824号公報JP 2007-036824 A 特開2007−053421号公報JP 2007-053421 A 特開2006−217496号公報JP 2006-217696 A

このようなリング型イーサネットシステムは、RSTPの冗長制御処理が誤動作するなどの原因により、各ノードがリング状に接続されてループが形成される場合がある。例えば、ルートノードの機能が喪失されるとともにブロッキングが解除されてしまった場合、ノード間の通信帯域が急速に減少し、最終的には通信不能となる。
従来、フェールセーフの観点から、このようなループが形成された場合でも、自動的にループ形成を検出して通信不能を回避するためのループ検出技術が提案されている(例えば、特許文献2−4など参照)。
In such a ring type Ethernet system, there is a case where each node is connected in a ring shape to form a loop due to a malfunction of RSTP redundancy control processing. For example, when the function of the root node is lost and the blocking is released, the communication band between the nodes is rapidly reduced, and finally communication becomes impossible.
Conventionally, from the viewpoint of fail-safety, even when such a loop is formed, a loop detection technique for automatically detecting loop formation and avoiding communication failure has been proposed (for example, Patent Document 2- 4).

これらループ検出技術は、ノードでの通信状況を監視することによりループ発生を検出する受動的検出方法と、ループ発生を検出する専用の検出フレームを別個に送受信する能動的検出方法とに大別される。
このうち受動的検出方法の具体例としては、ノードのMACアドレス記憶テーブルが頻繁に書き換わることを監視したり、同一フレームが複数回にわたり受信されることを監視したり、ブロードキャストフレームの流量を監視したりする方法がある。
また、能動的検出方法の具体例としては、各ノードにマスタースレーブ機能を追加して専用の検出フレームを送受信する方法である。
These loop detection techniques are roughly classified into a passive detection method for detecting a loop occurrence by monitoring a communication state at a node and an active detection method for separately transmitting / receiving a dedicated detection frame for detecting the loop occurrence. The
Specific examples of the passive detection method include monitoring whether the MAC address storage table of the node is frequently rewritten, monitoring whether the same frame is received multiple times, and monitoring the flow rate of the broadcast frame. There is a way to do it.
As a specific example of the active detection method, a master-slave function is added to each node and a dedicated detection frame is transmitted and received.

しかしながら、このような従来技術では、複雑な制御を必要とするだけではなく、精度よくループ発生を検出することができないという問題点があった。
すなわち、受動的検出方法では、ノードでの通信状況を監視する際、監視対象に対する検出基準が曖昧であり、またアプリケーションごとに検出基準を調整する必要が出てくることから、精度よくループを検出することが難しい。また、能動的検出方法では、ノードに複雑な制御機能を実装する必要があり、ノードに対する処理負担やコストが増大する。
However, such a conventional technique has a problem that not only complicated control is required, but also the occurrence of a loop cannot be detected accurately.
In other words, in the passive detection method, when monitoring the communication status at a node, the detection criteria for the monitoring target is ambiguous, and it is necessary to adjust the detection criteria for each application. Difficult to do. Further, in the active detection method, it is necessary to mount a complicated control function on the node, which increases the processing load and cost on the node.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、リング型イーサネットシステムにおけるRSTPの冗長制御について、複雑な制御を必要とすることなく、精度よくループ発生を検出できるネットワーク制御技術を提供することを目的としている。   The present invention is intended to solve such problems, and provides a network control technique capable of accurately detecting a loop occurrence without requiring complicated control for RSTP redundancy control in a ring Ethernet system. The purpose is that.

このような目的を達成するために、本発明にかかるノードは、リング状の通信経路を介して複数のノードを接続することによりこれらノード間のデータ通信を実現するリング型イーサネットシステムで用いられるノードであって、通信経路を介してノードとの間でBPDUをやり取りすることにより、RSTPに基づいて通信経路に対する冗長制御を行うとともに、BPDUの送信時に当該BPDUが各ノードで転送された回数を計数するための転送カウント値を格納して送信するRSTP処理部と、自ノードが通信経路のトポロジーにおけるルートノードとして動作している場合、当該ルートノード以外の他ノードに対して送信するBPDUの転送カウンタ値を初期化するループ検出初期設定部と、自ノードが他ノードとして動作している場合、自ノードに隣接する一方の隣接ノードからBPDUを受信して他方の隣接ノードへ転送する際に、当該BPDUから取得した転送カウンタ値とカウンタ基準値との比較結果に応じて、通信経路でのループ発生を検出し、当該BPDUから取得した転送カウンタ値がカウンタ基準値以下の場合には、転送するBPDUの転送カウンタ値をインクリメントするループ検出処理部とを備えている。   In order to achieve such an object, a node according to the present invention is a node used in a ring Ethernet system that realizes data communication between nodes by connecting a plurality of nodes via a ring-shaped communication path. In addition, by exchanging BPDUs with nodes via the communication path, redundancy control for the communication path is performed based on RSTP, and the number of times the BPDU is transferred at each node during transmission of the BPDU is counted. RSTP processing unit that stores and transmits a transfer count value for transmission, and a BPDU transfer counter that transmits to other nodes other than the root node when the own node is operating as a root node in the topology of the communication path Loop detection initial setting unit that initializes the value, and the own node is operating as another node In this case, when receiving a BPDU from one adjacent node adjacent to the own node and transferring it to the other adjacent node, depending on the comparison result between the transfer counter value acquired from the BPDU and the counter reference value, And a loop detection processing unit that increments the transfer counter value of the BPDU to be transferred when the transfer counter value acquired from the BPDU is less than or equal to the counter reference value.

この際、ループ検出処理部で、転送カウンタ値がカウンタ基準値を上回る場合、当該BPDUを受信した通信ポートに対してデータ通信用フレームの転送動作の停止を設定するようにしてもよい。   At this time, when the transfer counter value exceeds the counter reference value, the loop detection processing unit may set the stop of the data communication frame transfer operation to the communication port that has received the BPDU.

また、RSTP処理部で、ループ検出処理部でのデータ通信用フレームの転送動作停止に応じて、自ノードの隣接ノードとの間でRSTPに基づく接続確立処理を開始するようにしてもよい。   Further, the RSTP processing unit may start a connection establishment process based on RSTP with an adjacent node of the own node in response to the stop of the data communication frame transfer operation in the loop detection processing unit.

また、本発明にかかるネットワーク制御方法は、リング状の通信経路を介して複数のノードを接続することによりこれらノード間のデータ通信を実現するリング型イーサネットシステムで用いられるネットワーク制御方法であって、RSTP処理部が、通信経路を介してノードとの間でBPDUをやり取りすることにより、RSTPに基づいて通信経路に対する冗長制御を行うとともに、BPDUの送信時に当該BPDUが各ノードで転送された回数を計数するための転送カウント値を格納して送信するRSTP処理ステップと、ループ検出初期設定部が、自ノードが通信経路のトポロジーにおけるルートノードとして動作している場合、当該ルートノード以外の他ノードに対して送信するBPDUの転送カウンタ値を初期化するループ検出初期設定ステップと、ループ検出処理部が、自ノードが他ノードとして動作している場合、自ノードに隣接する一方の隣接ノードからBPDUを受信して他方の隣接ノードへ転送する際に、当該BPDUから取得した転送カウンタ値とカウンタ基準値との比較結果に応じて、通信経路でのループ発生を検出し、当該BPDUから取得した転送カウンタ値がカウンタ基準値以下の場合には、転送するBPDUの転送カウンタ値をインクリメントするループ検出処理ステップとを備えている。   A network control method according to the present invention is a network control method used in a ring Ethernet system that realizes data communication between nodes by connecting a plurality of nodes via a ring-shaped communication path, The RSTP processing unit exchanges BPDUs with nodes via the communication path, thereby performing redundancy control on the communication path based on RSTP, and the number of times the BPDU is transferred at each node at the time of BPDU transmission. When the RSTP processing step that stores and transmits the transfer count value for counting and the loop detection initial setting unit operates as a root node in the topology of the communication path, Loop detection that initializes the transfer counter value of the BPDU to be transmitted When the period setting step and the loop detection processing unit are operating as another node, the BPDU is received when the BPDU is received from one adjacent node adjacent to the own node and transferred to the other adjacent node. In response to the comparison result between the transfer counter value acquired from the counter and the counter reference value, the occurrence of a loop in the communication path is detected, and if the transfer counter value acquired from the BPDU is less than or equal to the counter reference value, A loop detection processing step for incrementing the transfer counter value.

この際、ループ検出処理ステップに、転送カウンタ値がカウンタ基準値を上回る場合、当該BPDUを受信した通信ポートに対してデータ通信用フレームの転送動作の停止を設定するステップを含んでもよい。   At this time, if the transfer counter value exceeds the counter reference value, the loop detection processing step may include a step of setting the stop of the data communication frame transfer operation to the communication port that has received the BPDU.

また、RSTP処理ステップに、ループ検出処理ステップでのデータ通信用フレームの転送動作停止に応じて、自ノードの隣接ノードとの間でRSTPに基づく接続確立処理を開始するステップを含んでもよい。   The RSTP processing step may include a step of starting a connection establishment process based on RSTP with an adjacent node of the own node in response to the stop of the data communication frame transfer operation in the loop detection processing step.

本発明によれば、リングLに無限ループ状態が発生した場合でも、その無限ループ状態によりBPDUが繰り返し転送される回数を、BPDUに格納されている転送カウンタ値で確認することができる。このため、複雑な制御を必要とすることなく、精度よくループ発生を検出できる。   According to the present invention, even when an infinite loop state occurs in the ring L, the number of times that the BPDU is repeatedly transferred due to the infinite loop state can be confirmed by the transfer counter value stored in the BPDU. For this reason, it is possible to accurately detect the occurrence of a loop without requiring complicated control.

本実施の形態にかかるノードの要部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part structure of the node concerning this Embodiment. BPDUのフレーム構成例である。It is a frame structure example of BPDU. ループ検出初期設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a loop detection initial setting process. ループ検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a loop detection process. リング確立時のループ検出動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the loop detection operation at the time of ring establishment. リング確立時のループ検出動作(続き)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the loop detection operation (continuation) at the time of ring establishment. リング確立時のループ検出動作(続き)を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the loop detection operation (continuation) at the time of ring establishment. 障害発生時のループ検出動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the loop detection operation at the time of failure occurrence. 障害発生時のループ検出動作を(続き)示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the loop detection operation at the time of failure occurrence (continuation). 障害発生時のループ検出動作を(続き)示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the loop detection operation at the time of failure occurrence (continuation). 障害発生時のループ検出動作を(続き)示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the loop detection operation at the time of failure occurrence (continuation). 障害復旧時のループ検出動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the loop detection operation | movement at the time of failure recovery. 障害復旧時のループ検出動作を(続き)示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the loop detection operation at the time of failure recovery (continuation). 典型的なリング型イーサネットシステムの構成例である。It is a structural example of a typical ring type Ethernet system. ヘルシチェック動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a health check operation | movement.

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
[本実施の形態の構成]
まず、図1を参照して、本実施の形態にかかるノードについて説明する。図1は、本実施の形態にかかるノードの要部構成を示すブロック図である。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of the embodiment]
First, a node according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a node according to the present embodiment.

このノードNは、リング型イーサネットシステムを構築するデータ通信用のノードである。これらノードNは、リング状の通信経路からなるリングLで接続されており、RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)に基づいてリングLに対する冗長制御処理を行うことによりツリートポロジーを構築し、任意のノード間でデータ通信を行う機能を有している。   This node N is a data communication node for constructing a ring type Ethernet system. These nodes N are connected by a ring L consisting of a ring-shaped communication path, and a tree topology is constructed by performing a redundancy control process for the ring L based on RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol). It has a function to perform data communication.

ノードNには、主な機能部として、リング接続制御部10とアプリケーション処理部20が設けられている。
リング接続制御部10は、リングLを介して他ノードNとの間のデータ通信(イーサネット準拠)を制御する機能を有している。
アプリケーション処理部20は、リング接続制御部10を介して他ノードNとのイーサネット通信により、例えばビル設備やプラント設備を監視制御するための各種上位アプリケーション処理を実行する機能を有している。
The node N is provided with a ring connection control unit 10 and an application processing unit 20 as main functional units.
The ring connection control unit 10 has a function of controlling data communication (compliant with Ethernet) with another node N via the ring L.
The application processing unit 20 has a function of executing various host application processes for monitoring and controlling, for example, building facilities and plant facilities by Ethernet communication with other nodes N via the ring connection control unit 10.

リング接続制御部10には、主な処理部として、MAC処理部11,12、RSTP処理部13、および転送処理部14が設けられている。
MAC処理部11は、リング接続用のポートP1を介してリングLの一端L1と接続し、各ノードNとの間で各種MACフレームを送受信する機能と、RSTP処理部13によりポートP1に対してブロッキングが設定されている場合、ポートP1について、データ通信用のMACフレームである通信フレームの送受信を規制し、冗長制御用のMACフレームである制御フレームのみを送受信する機能と、隣接ノードから受信した制御フレームをRSTP処理部13へ出力する機能とを有している。
The ring connection control unit 10 includes MAC processing units 11 and 12, an RSTP processing unit 13, and a transfer processing unit 14 as main processing units.
The MAC processing unit 11 is connected to one end L1 of the ring L via the ring connection port P1, and transmits / receives various MAC frames to / from each node N. The RSTP processing unit 13 connects the port P1 to the port P1. When blocking is set, with respect to port P1, reception / reception of a communication frame that is a MAC frame for data communication is restricted, and a function for transmitting / receiving only a control frame that is a MAC frame for redundancy control is received from an adjacent node. And a function of outputting a control frame to the RSTP processing unit 13.

MAC処理部12は、リング接続用のポートP2を介してリングLの他端L2と接続し、各ノードNとの間で各種MACフレームを送受信する機能と、RSTP処理部13によりポートP1に対してブロッキングが設定されている場合、ポートP2について、データ通信用のMACフレームである通信フレームの送受信を規制し、冗長制御用のMACフレームである制御フレームのみを送受信する機能と、隣接ノードから受信した制御フレームをRSTP処理部13へ出力する機能とを有している。   The MAC processing unit 12 is connected to the other end L2 of the ring L via the ring connection port P2, and transmits / receives various MAC frames to / from each node N. The RSTP processing unit 13 connects the port P1 to the port P1. If blocking is set, the port P2 restricts transmission / reception of communication frames, which are data communication MAC frames, and transmits / receives only control frames, which are redundancy control MAC frames, and received from adjacent nodes. And a function of outputting the control frame to the RSTP processing unit 13.

RSTP処理部13は、MAC処理部11,12とそれぞれ接続し、リングLを介して他ノードとの間でBPDU(Bridge Protocol Data Unit)と呼ばれる制御フレームをやり取りすることにより、RSTPに基づいてリングLに対する、ネットワークトポロジーの構築、ルートノードの決定、障害監視、障害復旧など、各種の冗長制御処理を行う機能と、BPDUの送信時に当該BPDUが各ノードで転送された回数を計数するための転送カウント値を格納して送信する機能とを有している。   The RSTP processing unit 13 is connected to each of the MAC processing units 11 and 12 and exchanges a control frame called BPDU (Bridge Protocol Data Unit) with another node via the ring L, thereby making a ring based on RSTP. Functions for performing various types of redundancy control processing such as network topology construction, root node determination, failure monitoring, and failure recovery for L, and transfer for counting the number of times the BPDU is transferred at each node during transmission of the BPDU A function of storing and transmitting the count value.

RSTP処理部13には、主な処理部として、ループ検出初期設定部13Aとループ検出処理部13Bとが設けられている。
ループ検出初期設定部13Aは、自ノードがリングLのトポロジーにおけるルートノードとして動作している場合、当該ルートノード以外の他ノードに対して送信するBPDUの転送カウンタ値を初期化する機能を有している。
The RSTP processing unit 13 includes a loop detection initial setting unit 13A and a loop detection processing unit 13B as main processing units.
The loop detection initial setting unit 13A has a function of initializing a BPDU transfer counter value to be transmitted to a node other than the root node when the own node is operating as a root node in the topology of the ring L. ing.

ループ検出処理部13Bは、自ノードが他ノードとして動作している場合、自ノードに隣接する一方の隣接ノードからBPDUを受信して他方の隣接ノードへ転送する際に、当該BPDUから取得した転送カウンタ値とカウンタ基準値との比較結果に応じて、リングLでのループ発生を検出する機能と、当該BPDUから取得した転送カウンタ値がカウンタ基準値以下の場合には、転送するBPDUの転送カウンタ値をインクリメントする機能と、当該転送カウンタ値がカウンタ基準値を上回る場合には、当該BPDUを受信した通信ポートに対してデータ通信用の通信フレームの転送動作の停止を設定する機能と、この転送動作停止の設定に応じて、RSTP処理部13へルートノードとしてのRSTP接続確立処理の開始を指示する機能とを有している。   When the own node is operating as another node, the loop detection processing unit 13B receives the BPDU from one adjacent node adjacent to the own node and transfers the BPDU to the other adjacent node. A function for detecting the occurrence of a loop in the ring L according to the comparison result between the counter value and the counter reference value, and a transfer counter of the BPDU to be transferred when the transfer counter value acquired from the BPDU is less than or equal to the counter reference value A function for incrementing the value, and a function for setting the stop of the transfer operation of the communication frame for data communication to the communication port that has received the BPDU when the transfer counter value exceeds the counter reference value. A function to instruct the RSTP processing unit 13 to start the RSTP connection establishment process as the root node according to the operation stop setting. The has.

図2は、BPDUのフレーム構成例である。このBPUDフレームの構成例では、標準的なBPDUフレーム構成に、ルートノード以外のノードで当該BPDUフレームが転送されるごとに値がインクリメントされる転送カウンタ値が付加されている。したがって、例えばリング型イーサネットシステムに接続されている総ノード数からなる基準値とこの転送カウンタ値とを比較することにより、当該BPDUフレームがリングLを一周したこと、すなわちループが発生していることを精度よく検出することができる。   FIG. 2 is an example of a frame structure of a BPDU. In this configuration example of the BPUD frame, a transfer counter value that is incremented every time the BPDU frame is transferred by a node other than the root node is added to the standard BPDU frame configuration. Therefore, for example, by comparing the reference value consisting of the total number of nodes connected to the ring type Ethernet system with this transfer counter value, the BPDU frame has made a round around the ring L, that is, a loop has occurred. Can be detected with high accuracy.

この際、BPDUフレームとして、RSTP処理部13により、他ノードと定期的にやり取りされる、例えばヘルスチェックメッセージ用のForwarding BPDUを用いれば、転送カウンタ値も定期的にやり取りすることができ、ループ発生を常時監視することが可能となる。   At this time, if a forward BPDU for a health check message is used as a BPDU frame that is regularly exchanged with other nodes by the RSTP processing unit 13, for example, a transfer counter value can also be exchanged periodically. Can be constantly monitored.

転送処理部14は、MAC処理部11,12から入力されたMACフレームを、当該MACフレームに含まれる宛先情報に基づいて、これらMAC処理部11,12またはアプリケーション処理部20のいずれかへ転送する機能と、アプリケーション処理部20から入力されたMACフレームをMAC処理部11,12へ転送する機能とを有している。   The transfer processing unit 14 transfers the MAC frame input from the MAC processing unit 11 or 12 to either the MAC processing unit 11 or 12 or the application processing unit 20 based on the destination information included in the MAC frame. And a function of transferring the MAC frame input from the application processing unit 20 to the MAC processing units 11 and 12.

[本実施の形態の動作]
次に、図3および図4を参照して、本実施の形態にかかるノードの動作について説明する。図3は、ループ検出初期設定処理を示すフローチャートである。図4は、ループ検出処理を示すフローチャートである。
[Operation of this embodiment]
Next, the operation of the node according to this exemplary embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing loop detection initial setting processing. FIG. 4 is a flowchart showing loop detection processing.

ノードNに対する電源供給が開始された場合、RSTP処理部13は、RSTPの冗長制御を開始し、自ノードと隣接する両隣接ノードとの間のセグメントについて接続確立処理(ハンドシェーク)を開始する。なお、本実施の形態において、RSTP処理部13における各種冗長制御処理は、一般的な周知の冗長制御処理であり、ここでの詳細な説明は省略する。   When power supply to the node N is started, the RSTP processing unit 13 starts RSTP redundancy control, and starts connection establishment processing (handshaking) for a segment between the own node and both adjacent nodes. In the present embodiment, the various redundant control processes in the RSTP processing unit 13 are general well-known redundant control processes, and detailed description thereof is omitted here.

ノードNに対する電源供給の開始に応じて、ループ検出初期設定部13Aは、図3のループ検出処理を開始する。
まず、ループ検出初期設定部13Aは、自ノード内の記憶部(図示せず)に保存されている、RSTP処理部13における隣接ノードとのRSTP接続確立状況を確認し(ステップ100)、自ノードのポートP1,P2のいずれか一方で隣接ノードとの間のセグメントについて接続が確立するまで待機する(ステップ100:NO)。
In response to the start of power supply to the node N, the loop detection initial setting unit 13A starts the loop detection process of FIG.
First, the loop detection initial setting unit 13A confirms the RSTP connection establishment status with the adjacent node in the RSTP processing unit 13 stored in a storage unit (not shown) in the own node (step 100), and the own node It waits until a connection is established for a segment with an adjacent node on one of the ports P1, P2 (step 100: NO).

一方、当該ノードNにおいて、いずれか片側のポートに接続されている隣接ノードとの間のセグメントについて接続が確立した場合(ステップ100:YES)、ループ検出初期設定部13Aは、前述と同様に記憶部を参照して、両側のポートに接続されている各隣接ノードとの間のセグメントについて接続が確立したか確認する(ステップ101)。   On the other hand, in the node N, when connection is established for a segment with an adjacent node connected to one of the ports (step 100: YES), the loop detection initial setting unit 13A stores the same as described above. Referring to the section, it is confirmed whether or not the connection is established for the segment between each adjacent node connected to the ports on both sides (step 101).

ここで、一方で隣接ノードとの間のセグメントでしか接続確立していない場合(ステップ101:NO)、ループ検出初期設定部13Aは、自ノードのポートP1,P2のうち接続確立が完了しているポートから送信するBPDUに格納する転送カウンタ値を初期化、例えばゼロにクリアし(ステップ102)、ステップ100へ戻る。
各ポートP1,P2から送信するBPDUに格納する転送カウンタ値については、例えば前述した記憶部に保持しておき、ループ検出初期設定部13Aやループ検出処理部13Bで、対応するポートの転送カウンタ値を更新すればよい。また、RSTP処理部13で、この記憶部から対応するポートの転送カウンタ値を読み出して、送信するBPDUに格納すればよい。
On the other hand, when the connection is established only in the segment with the adjacent node (step 101: NO), the loop detection initial setting unit 13A completes the connection establishment among the ports P1 and P2 of the own node. The transfer counter value stored in the BPDU transmitted from the existing port is initialized, for example, cleared to zero (step 102), and the process returns to step 100.
The transfer counter value stored in the BPDU transmitted from each port P1, P2 is stored in, for example, the storage unit described above, and the transfer counter value of the corresponding port is stored in the loop detection initial setting unit 13A or the loop detection processing unit 13B. Should be updated. Further, the RSTP processing unit 13 may read the transfer counter value of the corresponding port from the storage unit and store it in the BPDU to be transmitted.

一方、両側ポートの隣接ノードとの間のセグメントについてそれぞれ接続が確立している場合(ステップ101:YES)、ループ検出初期設定部13Aは、前述した記憶部を参照して、自ノードがルートノードか否かを確認する(ステップ103)。
ここで、自ノードがルートノードである場合(ステップ103:YES)、ループ検出初期設定部13Aは、自ノードの両ポートP1,P2から送信するBPDUに格納する転送カウンタ値を初期化、例えばゼロにクリアし(ステップ104)、ステップ100へ戻る。また、自ノードがルートノードでない場合(ステップ103:NO)、ステップ100へ戻る。
On the other hand, if the connection is established for each segment between the adjacent nodes of both side ports (step 101: YES), the loop detection initial setting unit 13A refers to the storage unit described above, and the own node is the root node. Whether or not (step 103).
Here, when the own node is the root node (step 103: YES), the loop detection initial setting unit 13A initializes the transfer counter value stored in the BPDU transmitted from both ports P1 and P2 of the own node, for example, zero. (Step 104), and the process returns to step 100. If the own node is not the root node (step 103: NO), the process returns to step 100.

このようにして、ループ検出初期設定部13Aでのループ検出初期設定処理により、隣接ノードとの間のセグメントにおける接続確立状況に応じて、ポートごとに当該ポートから送信するBPDUに格納すべき転送カウンタ値が初期化される。   In this way, by the loop detection initial setting process in the loop detection initial setting unit 13A, the transfer counter to be stored in the BPDU transmitted from the port for each port according to the connection establishment status in the segment with the adjacent node. The value is initialized.

一方、自ノードがルートノード以外の他ノードで動作している場合、ループ検出処理部13Bは、一方の隣接ノードからのBPDUの受信に応じて、図4のループ検出処理を実行する。
まず、ループ検出処理部13Bは、受信したBPDUに格納されている転送カウンタ値を取得して、予め記憶部に設定されているカウンタ基準値と比較することにより、リングLでのループ発生を検出する(ステップ110)
On the other hand, when the own node is operating in a node other than the root node, the loop detection processing unit 13B executes the loop detection process of FIG. 4 in response to the reception of the BPDU from one adjacent node.
First, the loop detection processing unit 13B acquires the transfer counter value stored in the received BPDU and compares it with a counter reference value set in advance in the storage unit, thereby detecting the loop occurrence in the ring L. (Step 110)

この際、当該転送カウンタ値がカウンタ基準値以下の場合(ステップ110:NO)、ループ発生なしと判定して(ステップ111)、前述した記憶部を参照し、リングLでのループ発生を回避するためのブロッキングポートが、自ノードのポートP1,P2のいずれかに設定されているか確認する(ステップ112)。   At this time, if the transfer counter value is equal to or less than the counter reference value (step 110: NO), it is determined that no loop has occurred (step 111), and the loop generation in the ring L is avoided by referring to the storage unit described above. It is confirmed whether the blocking port for this is set to one of the ports P1 and P2 of the own node (step 112).

ここで、自ノードにブロッキングポートが設定されていない場合(ステップ112:NO)、ループ検出処理部13Bは、当該BPDUを受信したポートとは反対側のポートについて、受信した元のBPDUの転送カウンタ値をインクリメント、すなわち自ノードでの転送回数1回分だけ加算することにより、当該ポートから送信するBPDUに格納する転送カウンタ値を算出して記憶部へ保存し(ステップ113)、一連のループ検出処理を終了する。   Here, when the blocking port is not set in the own node (step 112: NO), the loop detection processing unit 13B determines the transfer counter of the received original BPDU for the port opposite to the port that received the BPDU. By incrementing the value, that is, by adding the number of times of transfer in the own node once, the transfer counter value stored in the BPDU transmitted from the port is calculated and stored in the storage unit (step 113), and a series of loop detection processes Exit.

一方、自ノードにブロッキングポートが設定されている場合(ステップ112:YES)、ループ検出処理部13Bは、当該BPDUを受信したポートとは反対側のポートについて、当該ポートから送信するBPDUに格納する転送カウンタ値を初期化、ここではゼロにクリアして記憶部へ保存し(ステップ114)、一連のループ検出処理を終了する。   On the other hand, when the blocking port is set in the own node (step 112: YES), the loop detection processing unit 13B stores the port on the side opposite to the port that received the BPDU in the BPDU transmitted from the port. The transfer counter value is initialized, here cleared to zero and stored in the storage unit (step 114), and a series of loop detection processing is terminated.

また、ステップ110において、受信したBPDUから取得した転送カウンタ値が、カウンタ基準値を上回っている場合(ステップ110:YES)、ループ検出処理部13Bは、リングLでループ発生ありと判定し(ステップ115)、自ノードのポートP1,P2のうち当該BPDUを受信したポートのMAC処理部11,12のいずれかに対して、データ通信用の通信フレームの転送動作の停止を設定する(ステップ116)。   In Step 110, when the transfer counter value acquired from the received BPDU exceeds the counter reference value (Step 110: YES), the loop detection processing unit 13B determines that a loop has occurred in the ring L (Step 110). 115), the stop of the transfer operation of the communication frame for data communication is set for either of the MAC processing units 11 and 12 of the port that has received the BPDU among the ports P1 and P2 of the own node (step 116). .

この後、ループ検出処理部13Bは、RSTP処理部13に対して、ルートノードとしての冗長制御処理の開始を指示し(ステップ117)、一連のループ検出処理を終了する。
これにより、RSTP処理部13は、ループ検出処理部13Bでのデータ通信用の通信フレームの転送動作停止に応じて、ルートノードとしての冗長制御処理を開始し、自ノードの隣接ノードとの間でRSTPに基づく接続確立処理を開始する。
Thereafter, the loop detection processing unit 13B instructs the RSTP processing unit 13 to start redundancy control processing as a root node (step 117), and ends a series of loop detection processing.
As a result, the RSTP processing unit 13 starts the redundancy control processing as the root node in response to the stop of the transfer operation of the communication frame for data communication in the loop detection processing unit 13B. A connection establishment process based on RSTP is started.

[動作例]
次に、図5A〜図7Bを参照して、本実施の形態にかかるノードの状態表示制御動作例について説明する。図5A〜図5Cは、リング確立時のループ検出動作を示す説明図である。図6A〜図6Dは、障害発生時のループ検出動作を示す説明図である。図7A,図7Bは、障害復旧時のループ検出動作を示す説明図である。なお、各ノードには、カウンタ基準値として、ノード数より大きい値「7」が設定されているものとする。
[Operation example]
Next, with reference to FIGS. 5A to 7B, an example of a node state display control operation according to this exemplary embodiment will be described. 5A to 5C are explanatory diagrams illustrating a loop detection operation when a ring is established. 6A to 6D are explanatory diagrams illustrating a loop detection operation when a failure occurs. 7A and 7B are explanatory diagrams showing a loop detection operation at the time of failure recovery. It is assumed that a value “7” larger than the number of nodes is set as a counter reference value in each node.

[リング接続確立時]
まず、図5A〜図5Cを参照して、リング接続確立時のループ検出動作について説明する。ここでは、ノードN1〜N5がリングLによりリング状に接続されており、初期状態において、これらすべてのノードN1〜N5への電源供給が停止されている。
[When ring connection is established]
First, a loop detection operation when a ring connection is established will be described with reference to FIGS. 5A to 5C. Here, the nodes N1 to N5 are connected in a ring shape by a ring L, and in the initial state, power supply to all these nodes N1 to N5 is stopped.

このような初期状態において、図5Aに示すように、まず最初にノードN1,N2が電源投入された場合、ノードN1,N2以外のノードN3〜N5では電源投入されていないため、これらノードN1,N2間のセグメントについてのみ接続確立が完了する。ここで、例えばノードN1がルートノードに決定された場合、ノードN1は、ノードN2に対して、障害監視用BPDUの定期的な送信を開始する。この際、障害監視用BPDUには、ループ検出初期設定部13Aにより初期化された転送カウント値(CNT=0)が格納される。   In such an initial state, as shown in FIG. 5A, when the nodes N1 and N2 are first turned on, the nodes N1 to N5 other than the nodes N1 and N2 are not turned on. Connection establishment is completed only for the segment between N2. Here, for example, when the node N1 is determined as the root node, the node N1 starts to periodically transmit a failure monitoring BPDU to the node N2. At this time, the transfer count value (CNT = 0) initialized by the loop detection initial setting unit 13A is stored in the failure monitoring BPDU.

ノードN2は、自ノードがルートノードではないことから、ルートノードN1からのBPDUの受信に応じて、当該BPDUで通知された転送カウント値「0」とカウント基準値「7」とを比較し、転送カウント値がカウント基準値以下であり、かつ自ノードにブロッキングポートが設定されていないことから、当該BPDUで通知された転送カウント値をインクリメントした値「1」を、ノードN1側とは反対側のポート用転送カウント値として算出する。この際、反対側ポートは接続確認されていないため、受信BPDUが転送されることはない。   Since the node N2 is not the root node, in response to the reception of the BPDU from the root node N1, the node N2 compares the transfer count value “0” notified by the BPDU with the count reference value “7”. Since the transfer count value is equal to or less than the count reference value and no blocking port is set in the own node, the value “1” obtained by incrementing the transfer count value notified by the BPDU is set to the side opposite to the node N1 side. This is calculated as the port transfer count value. At this time, since the connection of the opposite port is not confirmed, the received BPDU is not transferred.

次に、図5Bに示すように、ノードN3,N5が電源投入された場合、ノードN2,N3間のセグメントとノードN1,N5間のセグメントで接続確立が完了する。
これにより、ノードN1から受信したBPDUが、ノードN2のうちノードN3側のポートから、ノードN3へ転送される。この際、このBPDUには、前述のとおり算出された転送カウント値(CNT=1)が格納される。
また、ノードN1は、ノードN5に対して、障害監視用BPDUの定期的な送信を開始する。この際、障害監視用BPDUには、ループ検出初期設定部13Aにより初期化された転送カウント値(CNT=0)が格納される。
Next, as shown in FIG. 5B, when the nodes N3 and N5 are powered on, connection establishment is completed in the segment between the nodes N2 and N3 and the segment between the nodes N1 and N5.
Thereby, the BPDU received from the node N1 is transferred from the port on the node N3 side of the node N2 to the node N3. At this time, the transfer count value (CNT = 1) calculated as described above is stored in this BPDU.
In addition, the node N1 starts to periodically transmit a failure monitoring BPDU to the node N5. At this time, the transfer count value (CNT = 0) initialized by the loop detection initial setting unit 13A is stored in the failure monitoring BPDU.

この後、図5Cに示すように、ノードN4が電源投入された場合、ノードN3,N4間のセグメントとノードN4,N5間のセグメントで接続確立が完了する。
これにより、ノードN2から受信したBPDUが、ノードN3からノードN4へ転送される。この際、このBPDUには、前述と同様にして受信BPDUの転送カウント値がノードN3でインクリメントされた新たな転送カウント値(CNT=2)が格納される。
また、ノードN1から受信したBPDUが、ノードN5からノードN4へ転送される。この際、このBPDUには、前述と同様にして受信BPDUの転送カウント値がノードN5でインクリメントされた新たな転送カウント値(CNT=1)が格納される。
Thereafter, as shown in FIG. 5C, when the node N4 is powered on, connection establishment is completed in the segment between the nodes N3 and N4 and the segment between the nodes N4 and N5.
Thereby, the BPDU received from the node N2 is transferred from the node N3 to the node N4. At this time, this BPDU stores a new transfer count value (CNT = 2) obtained by incrementing the transfer count value of the received BPDU at the node N3 in the same manner as described above.
Further, the BPDU received from the node N1 is transferred from the node N5 to the node N4. At this time, this BPDU stores a new transfer count value (CNT = 1) obtained by incrementing the transfer count value of the received BPDU at the node N5 in the same manner as described above.

ここで、ノードN4において、RSTPに基づきノードN3側のポートに対してブロッキングが設定されている場合、それぞれのポートからのBPDUの受信に応じて、反対側ポートに関する転送カウント値が初期化される。なお、ノードN4にブロッキングポートが存在することから、受信した障害監視用BPDUが隣接ポートへ転送されることはない。   Here, in the node N4, when blocking is set for the port on the node N3 side based on RSTP, the transfer count value regarding the opposite port is initialized in response to reception of the BPDU from each port. . Since the blocking port exists in the node N4, the received failure monitoring BPDU is not transferred to the adjacent port.

[障害発生時]
次に、図6A〜図6Dを参照して、障害発生時のループ検出動作について説明する。ここでは、ノードN1〜N5がリングLによりリング状に接続されており、初期状態において、前述した図5Cに示すように、これらすべてのノードN1〜N5が正常動作しているものとする。
[When an error occurs]
Next, a loop detection operation when a failure occurs will be described with reference to FIGS. 6A to 6D. Here, it is assumed that the nodes N1 to N5 are connected in a ring shape by the ring L, and all the nodes N1 to N5 are operating normally in the initial state as shown in FIG. 5C described above.

このような初期状態において、図6Aに示すように、ノードN1において、何らかの原因で障害が発生し、ルートノード機能が喪失されたものとする。この際、例えばノードN1において、本来ノードN2,N5の両方へ送信すべきBPDUが、ノードN2へのみ送信するという状況となった場合、ノードN4ではノードN5からBPDUが届かなくなるため、ブロッキングが異常解除されてしまう。これにより、データ通信用の通信フレームが各ノードN1〜N5間で無限に転送される無限ループ状態に陥り、最終的には通信不能となる可能性がある。   In such an initial state, as shown in FIG. 6A, it is assumed that a failure has occurred in the node N1 for some reason and the root node function has been lost. At this time, for example, in the node N1, when the BPDU that should be transmitted to both the nodes N2 and N5 is transmitted only to the node N2, the blocking is abnormal because the node N4 does not receive the BPDU from the node N5. It will be released. As a result, the communication frame for data communication falls into an infinite loop state where the communication frame is transferred infinitely between the nodes N1 to N5, and communication may eventually be disabled.

したがって、ノードN1から送信されたBPDUは、その転送カウント値(CNT=0)がノードN2でインクリメントされて(CNT=1)ノードN3へ転送されることになる。
同様にして、ノードN3でも、ノードN2から転送されたBPDUは、その転送カウント値(CNT=1)がインクリメントされて(CNT=2)ノードN4へ転送される。
Accordingly, the BPDU transmitted from the node N1 has its transfer count value (CNT = 0) incremented at the node N2 (CNT = 1) and transferred to the node N3.
Similarly, also in the node N3, the BPDU transferred from the node N2 is transferred to the node N4 with its transfer count value (CNT = 1) incremented (CNT = 2).

また、図6Bに示すように、ノードN4では、ブロッキングが異常解除されていることから、ノードN3からのBPDUは、その転送カウント値(CNT=2)がインクリメントされて(CNT=3)ノードN4へ転送される。
同様にして、ノードN5でも、ノードN4から転送されたBPDUは、その転送カウント値(CNT=3)がインクリメントされて(CNT=4)ノードN1へ転送される。
As shown in FIG. 6B, since blocking is abnormally canceled at the node N4, the transfer count value (CNT = 2) of the BPDU from the node N3 is incremented (CNT = 3). Forwarded to
Similarly, also in the node N5, the BPDU transferred from the node N4 is transferred to the node N1 with its transfer count value (CNT = 3) incremented (CNT = 4).

このようにして、ノードN4からノードN5方向へ転送されたBPDUは、図6Cに示すように、ノードN1〜N5までさらに転送される。また、その転送カウント値も各ノードでインクリメントされる。
したがって、図6Dに示すように、ノードN5では、ノードN4から転送されたBPDUの転送カウント値(CNT=8)が基準カウント値「7」より大きいことから、当該BPDUを受信したノードN4側のポートに対して、データ通信用フレームの転送動作の停止が設定される。これにより、無限ループ状態が解消されることになる。
Thus, the BPDU transferred from the node N4 toward the node N5 is further transferred to the nodes N1 to N5 as shown in FIG. 6C. The transfer count value is also incremented at each node.
Therefore, as shown in FIG. 6D, since the transfer count value (CNT = 8) of the BPDU transferred from the node N4 is larger than the reference count value “7” in the node N5, the node N4 side that has received the BPDU The stop of the data communication frame transfer operation is set for the port. As a result, the infinite loop state is eliminated.

[障害復旧時]
次に、図7A,図7Bを参照して、障害復旧時のループ検出動作について説明する。ここでは、ノードN1〜N5がリングLによりリング状に接続されており、初期状態において、前述した図6Bと同様に、ノードN5のうちノードN4側ポートで転送動作停止が設定されているものとする。
[When recovering from a failure]
Next, with reference to FIGS. 7A and 7B, a loop detection operation at the time of failure recovery will be described. Here, the nodes N1 to N5 are connected in a ring shape by the ring L, and in the initial state, the transfer operation stop is set at the node N4 side port in the node N5 as in FIG. 6B described above. To do.

ノードN5では、図7Aに示すように、ノードN4側のポートに対して、データ通信用フレームの転送動作の停止を設定した後、ルートノードとしての冗長制御処理が開始され(ルートID=5)、ノードN5と隣接するノードN1,N4に対して、RSTPに基づくセグメントの接続確立要求用のBPDUが送信される。   In the node N5, as shown in FIG. 7A, after the stop of the data communication frame transfer operation is set for the port on the node N4 side, the redundancy control processing as the root node is started (route ID = 5). The BPDU for the connection establishment request of the segment based on RSTP is transmitted to the nodes N1 and N4 adjacent to the node N5.

ノードN1(ルートID=1)は、ノードN5からの接続確認要求用BPDUに応じて、電源投入時と同様にして、ノードN5との間で接続確立処理(ハンドシェーク)を開始する。これにより、図7Bに示すように、両者のルートIDやMACアドレスなどの比較により、例えばノードN1がルートノードに決定された場合、ノードN1においてルートノード機能が復旧し、前述した図5Cのように、ルートノードN1によるネットワークトポロジーの構築処理が開始される。   In response to the connection confirmation request BPDU from the node N5, the node N1 (route ID = 1) starts connection establishment processing (handshake) with the node N5 in the same manner as when the power is turned on. As a result, as shown in FIG. 7B, when the node N1 is determined to be the root node, for example, by comparing the route ID and the MAC address of both, the root node function is restored at the node N1, and as shown in FIG. 5C described above. Then, the network topology construction process by the root node N1 is started.

また、ノードN4でも、ノードN5からの接続確認要求用BPDUに応じて、ノードN5との間で接続確立処理(ハンドシェーク)が実行される。
この際、ノードN4のルートIDは変更されていないため、ノードN1による冗長制御に応じて、ノードN5での上記転送動作停止が解除され、ノードN4,N5のうちノードN5のノードN4側ポートで新たなブロッキングが設定される。
これにより、リングL上に新たなネットワークトポロジーが構築され、RSTP冗長制御下におけるノード間でのデータ通信が再開される。
The node N4 also performs connection establishment processing (handshake) with the node N5 in response to the connection confirmation request BPDU from the node N5.
At this time, since the route ID of the node N4 is not changed, the transfer operation stoppage at the node N5 is canceled according to the redundancy control by the node N1, and the node N4 side port of the node N5 among the nodes N4 and N5 is released. A new blocking is set.
As a result, a new network topology is constructed on the ring L, and data communication between the nodes under RSTP redundancy control is resumed.

[本実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、ループ検出初期設定部13Aにより、自ノードが通信経路のトポロジーにおけるルートノードとして動作している場合、当該ルートノード以外の他ノードに対して送信するBPDUの転送カウンタ値を初期化し、ループ検出処理部13Bにより、自ノードが他ノードとして動作している場合、自ノードに隣接する一方の隣接ノードからBPDUを受信して他方の隣接ノードへ転送する際に、当該BPDUから取得した転送カウンタ値とカウンタ基準値との比較結果に応じて、通信経路でのループ発生を検出し、当該BPDUから取得した転送カウンタ値がカウンタ基準値以下の場合には、転送するBPDUの転送カウンタ値をインクリメントしている。
[Effects of the present embodiment]
As described above, in this embodiment, when the own node is operating as a root node in the topology of the communication path, the loop detection initial setting unit 13A transfers BPDUs to be transmitted to other nodes other than the root node. When the counter value is initialized and the loop detection processing unit 13B is operating as the other node, when the BPDU is received from one adjacent node adjacent to the own node and transferred to the other adjacent node, According to a comparison result between the transfer counter value acquired from the BPDU and the counter reference value, occurrence of a loop in the communication path is detected, and if the transfer counter value acquired from the BPDU is equal to or less than the counter reference value, the transfer is performed. The BPDU transfer counter value is incremented.

したがって、リングLに無限ループ状態が発生した場合でも、その無限ループ状態によりBPDUが繰り返し転送される回数を、BPDUに格納されている転送カウンタ値で確認することができる。このため、複雑な制御を必要とすることなく、精度よくループ発生を検出できる。   Therefore, even when an infinite loop state occurs in the ring L, the number of times that the BPDU is repeatedly transferred due to the infinite loop state can be confirmed by the transfer counter value stored in the BPDU. For this reason, it is possible to accurately detect the occurrence of a loop without requiring complicated control.

また、本実施の形態では、ループ検出処理部13Bにより、転送カウンタ値がカウンタ基準値を上回る場合、当該BPDUを受信した通信ポートに対してデータ通信用フレームの転送動作の停止を設定するようにしたので、ループ発生の検出に応じて、直ちに無限ループ状態を解消することができる。   Further, in the present embodiment, when the transfer counter value exceeds the counter reference value, the loop detection processing unit 13B sets the stop of the data communication frame transfer operation to the communication port that has received the BPDU. As a result, the infinite loop state can be immediately resolved in response to the detection of the occurrence of the loop.

また、本実施の形態では、RSTP処理部13により、ループ検出処理部13Bでのデータ通信用フレームの転送動作停止に応じて、自ノードの隣接ノードとの間でRSTPに基づく接続確立処理を開始するようにしたので、無限ループ状態から正常状態へ自動復帰することが可能となる。   Further, in the present embodiment, the RSTP processing unit 13 starts connection establishment processing based on RSTP with the adjacent node of the own node in response to the stop of the data communication frame transfer operation in the loop detection processing unit 13B. Thus, it is possible to automatically return from the infinite loop state to the normal state.

[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.

N,N1,N2,N3,N4,N5…ノード、10…リング接続制御部、11,12…MAC処理部、13…RSTP処理部、13A…ループ検出初期設定部、13B…ループ検出処理部、14…転送処理部、20…アプリケーション処理部、P1,P2…ポート。   N, N1, N2, N3, N4, N5 ... node, 10 ... ring connection control unit, 11, 12 ... MAC processing unit, 13 ... RSTP processing unit, 13A ... loop detection initial setting unit, 13B ... loop detection processing unit, 14: Transfer processing unit, 20: Application processing unit, P1, P2 ... Port.

Claims (6)

リング状の通信経路を介して複数のノードを接続することによりこれらノード間のデータ通信を実現するリング型イーサネットシステムで用いられるノードであって、
前記通信経路を介して前記ノードとの間でBPDU(Bridge Protocol Data Unit)をやり取りすることにより、RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)に基づいて前記通信経路に対する冗長制御を行うとともに、前記BPDUの送信時に当該BPDUが前記各ノードで転送された回数を計数するための転送カウント値を格納して送信するRSTP処理部と、
自ノードが前記通信経路のトポロジーにおけるルートノードとして動作している場合、当該ルートノード以外の他ノードに対して送信する前記BPDUの前記転送カウンタ値を初期化するループ検出初期設定部と、
自ノードが前記他ノードとして動作している場合、自ノードに隣接する一方の隣接ノードから前記BPDUを受信して他方の隣接ノードへ転送する際に、当該BPDUから取得した転送カウンタ値とカウンタ基準値との比較結果に応じて、前記通信経路でのループ発生を検出し、当該BPDUから取得した転送カウンタ値が前記カウンタ基準値以下の場合には、転送するBPDUの転送カウンタ値をインクリメントするループ検出処理部と
を備えることを特徴とするノード。
A node used in a ring-type Ethernet system that realizes data communication between these nodes by connecting a plurality of nodes via a ring-shaped communication path,
By exchanging BPDU (Bridge Protocol Data Unit) with the node via the communication path, redundancy control for the communication path is performed based on Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP), and at the time of transmission of the BPDU An RSTP processing unit that stores and transmits a transfer count value for counting the number of times the BPDU is transferred at each node;
When the own node is operating as a root node in the topology of the communication path, a loop detection initial setting unit that initializes the transfer counter value of the BPDU transmitted to other nodes other than the root node;
When the own node is operating as the other node, when the BPDU is received from one adjacent node adjacent to the own node and transferred to the other adjacent node, the transfer counter value and the counter reference acquired from the BPDU A loop that detects the occurrence of a loop in the communication path according to the comparison result with a value and increments the transfer counter value of the BPDU to be transferred when the transfer counter value acquired from the BPDU is equal to or less than the counter reference value A node comprising: a detection processing unit.
請求項1に記載のノードにおいて、
前記ループ検出処理部は、前記転送カウンタ値が前記カウンタ基準値を上回る場合、当該BPDUを受信した通信ポートに対してデータ通信用フレームの転送動作の停止を設定することを特徴とするノード。
The node of claim 1, wherein
The loop detection processing unit, when the transfer counter value exceeds the counter reference value, sets the stop of the data communication frame transfer operation to the communication port that has received the BPDU.
請求項2に記載のノードにおいて、
前記RSTP処理部は、前記ループ検出処理部でのデータ通信用フレームの転送動作停止に応じて、自ノードの隣接ノードとの間でRSTPに基づく接続確立処理を開始することを特徴とするノード。
The node according to claim 2, wherein
The RSTP processing unit starts a connection establishment process based on RSTP with an adjacent node of the own node in response to a stop of a data communication frame transfer operation in the loop detection processing unit.
リング状の通信経路を介して複数のノードを接続することによりこれらノード間のデータ通信を実現するリング型イーサネットシステムで用いられるネットワーク制御方法であって、
RSTP処理部が、前記通信経路を介して前記ノードとの間でBPDU(Bridge Protocol Data Unit)をやり取りすることにより、RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)に基づいて前記通信経路に対する冗長制御を行うとともに、前記BPDUの送信時に当該BPDUが前記各ノードで転送された回数を計数するための転送カウント値を格納して送信するRSTP処理ステップと、
ループ検出初期設定部が、自ノードが前記通信経路のトポロジーにおけるルートノードとして動作している場合、当該ルートノード以外の他ノードに対して送信する前記BPDUの前記転送カウンタ値を初期化するループ検出初期設定ステップと、
ループ検出処理部が、自ノードが前記他ノードとして動作している場合、自ノードに隣接する一方の隣接ノードから前記BPDUを受信して他方の隣接ノードへ転送する際に、当該BPDUから取得した転送カウンタ値とカウンタ基準値との比較結果に応じて、前記通信経路でのループ発生を検出し、当該BPDUから取得した転送カウンタ値が前記カウンタ基準値以下の場合には、転送するBPDUの転送カウンタ値をインクリメントするループ検出処理ステップと
を備えることを特徴とするネットワーク制御方法。
A network control method used in a ring Ethernet system that realizes data communication between nodes by connecting a plurality of nodes via a ring-shaped communication path,
The RSTP processing unit performs redundancy control on the communication path based on RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) by exchanging BPDU (Bridge Protocol Data Unit) with the node via the communication path. An RSTP processing step of storing and transmitting a transfer count value for counting the number of times the BPDU is transferred at each node at the time of transmission of the BPDU;
Loop detection in which a loop detection initial setting unit initializes the transfer counter value of the BPDU to be transmitted to a node other than the root node when the own node is operating as a root node in the topology of the communication path An initial setting step;
When the own node is operating as the other node, the loop detection processing unit receives the BPDU from one adjacent node adjacent to the own node and transfers it to the other adjacent node. The occurrence of a loop in the communication path is detected according to the comparison result between the transfer counter value and the counter reference value. If the transfer counter value acquired from the BPDU is equal to or less than the counter reference value, the transfer of the BPDU to be transferred And a loop detection processing step for incrementing a counter value.
請求項4に記載のネットワーク制御方法において、
前記ループ検出処理ステップは、前記転送カウンタ値が前記カウンタ基準値を上回る場合、当該BPDUを受信した通信ポートに対してデータ通信用フレームの転送動作の停止を設定するステップを含むことを特徴とするネットワーク制御方法。
The network control method according to claim 4, wherein
The loop detection processing step includes a step of setting a stop of a data communication frame transfer operation to a communication port that has received the BPDU when the transfer counter value exceeds the counter reference value. Network control method.
請求項5に記載のネットワーク制御方法において、
前記RSTP処理ステップは、前記ループ検出処理ステップでのデータ通信用フレームの転送動作停止に応じて、自ノードの隣接ノードとの間でRSTPに基づく接続確立処理を開始するステップを含むことを特徴とするネットワーク制御方法。
The network control method according to claim 5, wherein
The RSTP processing step includes a step of starting a connection establishment process based on RSTP with an adjacent node of the own node in response to the stop of the data communication frame transfer operation in the loop detection processing step. Network control method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015117990A (en) * 2013-12-18 2015-06-25 プライムアースEvエナジー株式会社 Battery information collection apparatus and battery information collection method
CN113875196A (en) * 2019-05-28 2021-12-31 小糸电工株式会社 Communication device

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