JP2015065610A - 伝送システム、伝送装置および伝送方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来、仮想ルータの予備系ルータが障害から復旧した場合に通信が切断されるという問題があった。【解決手段】本発明では、同一の第1識別子を有する複数の第1伝送装置で冗長化された第1レイヤの仮想伝送装置と、第2レイヤのネットワークを形成し、それぞれ第2識別子を有する複数の第2伝送装置とを備える伝送システムにおいて、第2伝送装置は、他の装置から受信するフレームに含まれる送信元の第1識別子と、自装置の第2識別子とを対応付ける情報を学習フレームとして送受信する通信部と、第1識別子と第2識別子とを対応付けて登録する学習テーブルと、受信した学習フレームの情報が学習テーブルに登録されていない場合は、学習フレームの情報を学習テーブルに登録し、受信した学習フレームの情報が学習テーブルに登録された情報と異なる場合は、情報を学習テーブルから削除する制御部とを有する。【選択図】図3
Description
本発明は、伝送システム、伝送装置および伝送方法に関する。
従来、レイヤ3のネットワークを形成する複数のルータを1台の仮想ルータとして動作させることで通信の冗長化を図り、通信断を防止する技術が用いられている。仮想ルータは、複数のルータの1台を現用系のルータとして稼動し、現用系のルータに障害が発生した時に予備系のルータに切り替えることにより、通信を継続することができる(例えば特許文献1参照)。ここで、予備系のルータは、現用系のルータと同じ仮想MAC(Media Access Control)アドレスが用いられる。
一方、仮想ルータに接続されるレイヤ2のネットワークを形成する複数のノードは、各ノードに接続される端末やルータなどから送信されるフレームのMACアドレスを学習して、他のノードに通知する。そして、各ノードは、MACアドレスとノードとの対応を学習テーブルに登録し、登録されたMACアドレスのフレームを転送する時に送信先のノードを知ることができる。
ここで、レイヤ2のノードの1つが仮想ルータの現用系のルータに接続され、別のノードが予備系のルータに接続される場合、各ノードの学習テーブルでは、現用系のルータに接続されているノードが仮想MACアドレスに対応付けられる。これにより、他のノードから送信されるフレームは、現用系のルータに接続されているノードに転送され、現用系のルータから最終的な送信先の端末などに転送される。
ところが、予備系のルータに障害が発生して復旧した場合、予備系のルータは、復旧したことを示すメッセージを仮想ルータを形成する他のルータに送信する。この時、予備系のルータに接続されているレイヤ2のノードは、復旧を示すメッセージを格納するフレームの仮想MACアドレスを学習して、自ルータと仮想MACアドレスの対応を示す情報を他のノードに通知する。これにより、他のノードは、現用系のルータに接続されているノードと仮想MACアドレスとを対応付ける学習テーブルを上書きして、予備系のルータに接続されているノードと仮想MACアドレスとを対応付ける。このため、現用系のルータに送信すべきフレームが予備系のルータに送信されることになり、現用系のルータが正常に動作しているにも拘らず、通信ができなくなるという問題が生じる。
本件開示の伝送システム、伝送装置および伝送方法は、仮想ルータを形成する予備系のルータが障害から復旧した場合に通信が切断されないようにする技術を提供することを目的とする。
一つの観点によれば、伝送システムは、同一の第1識別子を有する複数の第1伝送装置で冗長化された第1レイヤの仮想伝送装置と、仮想伝送装置に接続される第2レイヤのネットワークを形成し、それぞれ第2識別子を有する複数の第2伝送装置とを備える伝送システムにおいて、第2伝送装置は、第1伝送装置または第1識別子を有する他の装置からフレームを受信する場合、当該フレームに含まれる送信元の第1識別子と、自装置の第2識別子とを対応付ける情報を学習フレームとして他の第2伝送装置との間で送受信する通信部と、第1識別子と第2識別子とを対応付けて登録する学習テーブルと、他の第2伝送装置から受信した学習フレームの第1識別子に関する情報が学習テーブルに登録されていない場合は、当該学習フレームの第1識別子と第2識別子とを対応付けて学習テーブルに登録し、他の第2伝送装置から受信した学習フレームの第1識別子に対応する第2識別子の情報が学習テーブルに登録された情報と異なる場合は、第1識別子に関する情報を学習テーブルから削除する制御部とを有することを特徴とする。
一つの観点によれば、伝送装置は、同一の第1識別子を有する複数の第1伝送装置で冗長化された第1レイヤの仮想伝送装置に接続される第2レイヤのネットワークを形成し、それぞれ第2識別子を有する複数の伝送装置を備える伝送システムに適用される伝送装置であって、伝送装置は、第1伝送装置または第1識別子を有する他の装置からフレームを受信する場合、当該フレームに含まれる送信元の第1識別子と、自装置の第2識別子とを対応付ける情報を学習フレームとして他の伝送装置との間で送受信する通信部と、第1識別子と第2識別子とを対応付けて登録する学習テーブルと、他の伝送装置から受信した学習フレームの第1識別子に関する情報が学習テーブルに登録されていない場合は、当該学習フレームの第1識別子と第2識別子とを対応付けて学習テーブルに登録し、他の伝送装置から受信した学習フレームの第1識別子に対応する第2識別子の情報が学習テーブルに登録された情報と異なる場合は、第1識別子に関する情報を学習テーブルから削除する制御部とを有することを特徴とする。
一つの観点によれば、伝送方法は、同一の第1識別子を有する複数の第1伝送装置で冗長化された第1レイヤの仮想伝送装置と、仮想伝送装置に接続される第2レイヤのネットワークを形成し、それぞれ第2識別子を有する複数の第2伝送装置との間でフレームを送受信する場合の第2レイヤのネットワークにおける伝送方法において、第2伝送装置が第1伝送装置または第1識別子を有する他の装置からフレームを受信する場合、当該フレームに含まれる送信元の第1識別子と、自装置の第2識別子とを対応付ける情報を学習フレームとして他の第2伝送装置との間で送受信し、受信した学習フレームに格納された第1識別子と第2識別子とを対応付ける情報を学習テーブルで管理し、他の第2伝送装置から受信した学習フレームの第1識別子に関する情報が学習テーブルに登録されていない場合は、当該学習フレームの第1識別子と第2識別子とを対応付けて学習テーブルに登録し、他の第2伝送装置から受信した学習フレームの第1識別子に対応する第2識別子の情報が学習テーブルに登録された情報と異なる場合は、第1識別子に関する情報を学習テーブルから削除することを特徴とする。
本件開示の伝送システム、伝送装置および伝送方法は、仮想ルータを形成する予備系のルータが障害から復旧した場合に通信が切断されないようにすることができる。
以下、図面を用いて実施形態を説明する。
図1は、伝送システム101の一例を示す。図1において、伝送システム101は、現用ルータ102と、予備ルータ103と、ノード104と、ノード105と、ノード106と、リング型ネットワーク107と、端末110と、端末120とを有する。
現用ルータ102は、現用系として稼働中のルータであり、予備ルータ103は、予備系として待機中のルータである。そして、現用ルータ102と予備ルータ103は、仮想ルータ150を形成し、端末110のMACアドレス(aaa)と同じ仮想MACアドレス(aaa)が割り当てられている。
ここで、仮想ルータ150は、VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)やHSRP(Hot Standby Routing Protocol)などの周知の技術が用いられている。一般的なネットワークシステムは、ルータの障害発生時に通信が切断されないように冗長化が求められる。そこで、VRRPやHSRPなどで知られるように、仮想ルータは、複数のルータを一つのグループとして扱い、グループ内の各ルータに優先度を与える。そして、仮想ルータは、通常時には優先度の最も高い現用系のルータが通信を行い、障害時には同じグループの中で次に優先度の高い予備系のルータが通信を継続する仕組みになっている。
本実施形態に係る伝送システム101は、VRRPやHSRPなどの仮想ルータが用いられ、現用系のルータと予備系のルータとが同じ仮想MACアドレスを有する。
図1において、ノード104、ノード105およびノード106は、レイヤ2(L2)の通信を行い、リング型ネットワーク107を介して互いに通信する。各ノードは、MACアドレスとは別の固有識別子を有する。尚、本実施形態では、ノードの固有識別子をMACアドレスに対してMBCアドレスと称する。図1において、ノード104のMBCアドレスは01、ノード105のMBCアドレスは02、ノード106のMBCアドレスは03である。また、端末110のMACアドレスはaaa、端末120のMACアドレスはbbbであり、各端末は、仮想ルータ150およびリング型ネットワーク107の各ノードを介してレイヤ3(L3)の通信を行う。本実施形態では、仮想ルータ150の仮想MACアドレスを端末110と同じaaaとし、端末110が端末120と通信を行う場合の例について説明する。尚、仮想ルータ150のMACアドレスは、端末110と同じaaaでなくてもよいが、仮想ルータは、仮想MACアドレスと端末110のMACアドレスとを対応付けて管理する。ここで、現用ルータ102および予備ルータ103は、第1伝送装置の一例であり、ノード104、ノード105およびノード106は、第2伝送装置の一例である。また、MACアドレスは、第1識別子の一例であり、MBCアドレスは、第2識別子の一例である。さらに、レイヤ3およびレイヤ2は、それぞれ第1レイヤおよび第2レイヤの一例である。
図2は、フレームの一例を示す。図2(a)において、MACアドレスがaaaの端末110は、MACアドレスがbbbの端末120にデータを送信する。端末110が送信するデータは、送信先アドレス(DA:Destination Address)がbbb、送信元アドレス(SA:Source Address)がaaaのフレーム161に格納されて、現用ルータ102を介してノード104に転送される。ここで、フレーム161は、レイヤ3のフレーム(以降、L3フレームと称する)である。ノード104は、現用ルータ102から受信するフレーム161にL2のヘッダ162を付加してカプセリングを行い、フレーム163を生成する。ここで、フレーム163は、レイヤ2のフレーム(以降、L2フレームと称する)である。そして、フレーム163がノード106に転送される。図2(a)の例では、端末120は、ノード106に接続されているので、フレーム163のヘッダ162の送信先アドレス(DA)にノード106のMBCアドレス:03が格納され、送信元アドレス(SA)にノード104のMBCアドレス:01が格納される。尚、ヘッダ162は、フレーム163に格納されたデータの種類(実データや制御データなど)を示す情報を格納し、図2(a)の例では、フレーム161のデータがユーザデータなどの実データであることを示している。そして、フレーム163は、端末120が接続されているノード106で受信され、ノード106は、ヘッダ162を除去したフレーム161を端末120に転送する。
このようにして、端末110は、端末120にデータを送信することができる。ここで、ノード104は、送信先のMACアドレスがbbbのフレームを初めて転送する場合、MACアドレス:bbbの端末120がどのノードに接続されているかわからないので、リング型ネットワーク107上の全てのノードに転送する。図1の例では、ノード104は、送信先のMACアドレスがbbbのL3フレームをL2フレームにカプセリングしてノード105およびノード106にブロードキャストで送信する。尚、ブロードキャストで送信されるL2フレームは、図2(a)に示したヘッダ162の送信先アドレス(DA)に予め決められたブロードキャスト用のアドレスを格納する。そして、ブロードキャスト用のアドレスが格納されたL2フレームは、リング型ネットワーク107の両方向に送信され、全てのノードで受信される。また、各ノードで受信されるL2フレームが実データである場合は、ノードに接続されているルータや端末などにも転送される。例えば、図1において、ノード106は、ノード104から転送されたL2フレームをデカプセリングしてL3フレームを取り出し、自ノードに接続されている端末120に転送する。一方、端末120は、送信先のMACアドレス:bbbが自端末のMACアドレスに該当するので、ノード106から転送されたL3フレームに格納されたデータを受信する。ここで、図1の例では、リング型ネットワーク107に接続されているノードは、ノード104、ノード105およびノード106の3台であるが、4台以上のノードが接続されている場合でも同様に動作する。例えば、ノード104は、ブロードキャスト用のアドレスが設定されたL2フレームをリング型ネットワーク107の両方向に送信し、4台以上の全てのノードに当該L2フレームが転送される。また、リング型ネットワーク107は、時計回りの経路と反時計回りの経路を有する二重リング型のネットワークであるが、一重のネットワークの場合でもブロードキャスト用のアドレスが設定されたL2フレームは全てのノードに転送される。
尚、図2(a)の例では、端末110から端末120にデータを送信する場合について説明したが、端末120から端末110にデータを送信する場合についても同様に処理される。例えば、端末120は、送信先アドレス(DA)がaaa、送信元アドレス(SA)がbbbのフレームをノード106に送信し、ノード106は、L2フレームにカプセリングして、L2フレームをノード104に転送する。そして、ノード104は、ノード106から転送されるL2フレームからL3フレームを取り出して、送信先アドレスがaaaの仮想MACアドレスを有する現用ルータ102にL3フレームが転送される。さらに、現用ルータ102は、L3フレームを端末110に転送する。
ここで、各ノードは、送受信されるフレームの送信先のMACアドレスと、当該MACアドレスを有する装置が接続されているノードのMBCアドレスとを学習して、後述する学習テーブル205に登録する機能を有している。そして、各ノードは、例えば、送信先のMACアドレスが学習テーブル205に登録されている場合、登録されたノードのMBCアドレスにフレームを転送する。また、各ノードは、例えば送信先のMACアドレスが学習テーブル205に登録されていない場合、フレームを全てのノードにブロードキャストで送信する。
図2(a)の例において、現用ルータ102からフレーム161を受信したノード104は、フレーム161の送信元アドレス(SA)により自ノードにMACアドレスがaaaの装置(ルータや端末など)が接続されていることを認識する。そして、ノード104は、自ノードにMACアドレスがaaaの装置が接続されていることを図2(b)に示した学習フレーム164で他のノードに通知する。
図2(b)は、ノード104が自ノードに接続されている装置のMACアドレスと自ノードとの対応を示す情報を格納した学習フレーム164を他のノードに送信する例を示している。尚、学習フレーム164は、図2(a)のフレーム163と同様に各ノード間で送受信されるフレームであるが、学習フレーム164のヘッダ165とフレーム163のヘッダ162は異なる。学習フレーム164のヘッダ165は、送信先アドレスとして予め決められたブロードキャスト用のアドレスが設定される。ブロードキャスト用のアドレスが設定されたフレームは、後述する学習テーブル205に登録されていない送信先のMACアドレスを有するフレームと同様に、全てのノードに送信される。ここで、学習フレーム164のヘッダ165は、図2(a)のヘッダ162と同様に、学習フレーム164に格納されたデータの種類(実データや制御データなど)を示す情報を格納する。図2(b)の例では、学習フレーム164の種類は、学習データであることを示し、aaaと01のデータが格納されている。尚、学習データの場合、例えば、データの最初の16ビットの値aaaがMACアドレス、次の8ビットの値01がノードのMBCアドレスを示すことを予め決めておく。これにより、学習フレーム164を受信した各ノードは、MBCアドレス:01のノードにMACアドレス:aaaの装置が接続されていることを認識できる。そして、各ノードは、MBCアドレス:01とMACアドレス:aaaの対応を示す情報を後述する学習テーブル205に登録する。
このようにして、ノード105およびノード106は、ノード104にMACアドレス:aaaの装置(図1の例では現用ルータ102)が接続されていることを学習テーブル205に登録する。そして、ノード106は、自ノードにMACアドレス:bbbの端末120が接続されていることを示す情報を学習フレーム164に格納してノード104およびノード105にブロードキャストで送信して通知する。これにより、学習フレーム164を受信した各ノードは、MBCアドレス:03のノードにMACアドレス:bbbの装置が接続されていることを認識できる。そして、各ノードは、MBCアドレス:03とMACアドレス:bbbの対応を示す情報を後述する学習テーブル205に登録する。
このようにして、各ノードは、学習テーブル205を参照して、登録済のMACアドレスに対する転送先のノードのMBCアドレスを知ることができる。これにより、各ノードは、送信先の装置が接続されていない他のノードにフレームを転送せずに済むので、ネットワークの使用効率を高めることができる。例えば図1の場合、端末120から端末110に送信するフレームの送信先のMACアドレスはaaaである。そこで、ノード106は、学習テーブルを参照してMACアドレス:aaaの装置が接続されているノードのMBCアドレスを調べる。そして、ノード106は、MACアドレス:aaaに対応するノード104のMBCアドレス:01を取得し、ノード104のMBCアドレス:01を送信先とするL2フレームを作成してノード104に送信する。逆に、ノード104は、端末110から現用ルータ102を介して受信するフレームの送信先のMACアドレス:bbbを抽出する。そして、ノード104は、学習テーブル205を参照して、MACアドレス:bbbに対応するノードのMBCアドレスが03であることを認識し、MBCアドレス:03のノード106にフレームを転送する。これにより、端末110と端末120とが送受信するフレームは、ノード105に送信されることが無くなり、ノード104とノード105、或いは、ノード105とノード106との間のネットワークの利用効率を高めることができる。
図3は、ノードの一例を示す。尚、図3は、図1に示したノード106の詳細な例を示しており、図1と同符号のブロックは、図1と同一又は同様の機能を有する。また、図3は、ノード106の例を示すが、ノード104およびノード105についても同様である。
図3において、ノード106は、第1通信部201と、フレーム受信部202と、フレーム送信部203と、制御部204と、学習テーブル205と、第2通信部206と、メモリ207とを有する。
第1通信部201は、リング型ネットワーク107を介してノード104およびノード105と通信するための回路を有する。リング型ネットワーク107は、二重リング型のネットワークで冗長化され、時計回りの経路と反時計回りの経路とを有する。例えば図3において、第1通信部201は、ノード104にフレームを送信する場合、時計回りの経路で送信する。同様に、第1通信部201は、ノード105にフレームを送信する場合、反時計回りの経路で送信する。尚、第1通信部201は、学習フレームなどのフレームをブロードキャストで送信する場合、時計回りの経路と反時計回りの経路の両方の経路に送信する。
フレーム受信部202は、第1通信部201が受信したフレームが自ノード宛またはブロードキャストフレームであるか否かを判別し、自ノード宛またはブロードキャストフレームでは無い場合、第1通信部201から次のノードに転送する。フレーム受信部202は、例えばノード104から受信したフレームが自ノード宛ではない場合、当該フレームを次のノード105に転送する。
フレーム送信部203は、制御部204が出力するフレームを第1通信部201を介してノード104またはノード105に送信する。例えば、フレーム送信部203は、制御部204が出力するフレームがノード104宛である場合、第1通信部201から時計回りの経路でノード104に送信する。或いは、フレーム送信部203は、制御部204が出力するフレームが学習フレームである場合、第1通信部201から時計回りの経路および反時計回りの経路の両方の経路に学習フレームを送信する。
制御部204は、フレーム受信部202が受信したフレームの種類を判別して、フレームの種類に応じた処理を行う。制御部204は、例えばフレーム受信部202により学習フレームを受信した場合、学習テーブル205に登録する処理を行う。そして、制御部204は、第2通信部206に接続される装置(図3の例では端末120)からフレームを受信した場合、フレームの送信先のMACアドレスが学習テーブル205に登録されているか否かを判別する。制御部204は、MACアドレスが学習テーブル205に登録されている場合は、登録されたMACアドレスに対応するMBCアドレスのノードにフレームを送信し、登録されていない場合は、ブロードキャストアドレスを設定して全てのノードに送信する。尚、制御部204の詳細は、後で説明する。
学習テーブル205は、ノードのMBCアドレスと当該ノードに接続されている装置のMACアドレスとの対応を示す情報を有する。図3の例では、学習テーブル205は、MBCアドレス:01とMACアドレス:aaaとの対応を示す情報が登録されている。これにより、ノード106の制御部204は、MACアドレス:aaaを送信先とするフレームを端末120から受信した場合に、MBCアドレス:01のノード104に転送すればよいことを認識できる。尚、制御部204は、端末120から学習テーブル205に登録されていない送信先のMACアドレス(例えばccc)のフレームを受信した場合、送信先のノードが不明なので、第1通信部201からフレームをブロードキャストで送信する。尚、予め決められた所定時間内に学習フレームを受信しなかったMACアドレスの情報は、学習テーブル205から削除される。これにより、ノードに接続するルータや端末などの装置を取り外したり、他のノードに移動した場合に、学習テーブル205の古い情報が自動的に削除され、ノードが誤って古いアドレスに送信することを防止できる。
第2通信部206は、ルータや端末などの装置を接続するための回路を有する。図3の例では、端末120が第2通信部206に接続されているが、ノード104やノード105のように、現用ルータ102や予備ルータ103が第2通信部206に接続されてもよい。
メモリ207は、自ノードの動作で用いるパラメータなどが記憶される。例えば、メモリ207には、自ノードのMBCアドレスなどが予め記憶されている。
このようにして、ノード106は、第2通信部206に接続されるルータや端末などの装置から入力するL3フレームを第1通信部201によりリング型ネットワーク107に接続される他のノードにL2フレームで転送する。逆に、ノード106は、第1通信部201によりリング型ネットワーク107に接続される他のノードから受信するL2フレームをL3フレームに変換して、第2通信部206に接続されるルータや端末などの装置に転送する。
次に、制御部204について詳しく説明する。図3において、制御部204は、MACモニタ部301と、学習フレーム生成処理部302と、学習テーブル書替処理部303と、ユーザフレーム生成処理部304とを有する。尚、図3の例では、学習フレームの送受信処理と学習テーブル205の書き替え処理とに関係する処理ブロックを描いてあるが、制御部204は、学習フレーム以外の制御フレームやユーザフレームを送受信する処理も行う。
MACモニタ部301は、第2通信部206から入力するL3フレームの送信元のMACアドレスをモニタする。
学習フレーム生成処理部302は、MACモニタ部301がモニタしたMACアドレスと自ノードのMBCアドレスとを対応付ける学習フレームを生成する。そして、フレーム送信部203は、学習フレーム生成処理部302が生成した学習フレームを第1通信部201からリング型ネットワーク107に送信する。尚、学習フレームは、ブロードキャストのフレームなので、ノード104とノード105に転送される。
学習テーブル書替処理部303は、フレーム受信部202が他のノードから学習フレームを受信した時に、学習フレームにより通知されるMACアドレスとMBCアドレスとの対応を示す情報を学習テーブル205に登録する処理を行う。先ず、学習テーブル書替処理部303は、受信した学習フレームに格納されたMACアドレスが学習テーブル205に登録されているか否かを確認する。そして、登録されている場合は、学習テーブル書替処理部303は、学習テーブル205の登録されている当該MACアドレスに対応するMBCアドレスと、受信した学習フレームで通知されたMBCアドレスとが同じであるか否かを判別する。MBCアドレスが同じである場合、学習テーブル書替処理部303は、そのまま学習テーブル205の登録情報を維持する。MBCアドレスが異なる場合、学習テーブル書替処理部303は、当該MACアドレスに対応する学習テーブル205の登録情報を削除する。
ユーザフレーム生成処理部304は、第2通信部206に接続されるルータや端末などの装置から入力するL3フレームをカプセリングしてL2フレームを生成する処理を行う。この時、ユーザフレーム生成処理部304は、L3フレームの送信先のMACアドレスが学習テーブル205に登録されているか否かを確認する。そして、登録されている場合、ユーザフレーム生成処理部304は、当該MACアドレスに対応するMBCアドレスを送信先とするL2フレームを生成する。登録されていない場合、ユーザフレーム生成処理部304は、生成するL2フレームの送信先に予め決められたブロードキャスト用のアドレスを設定する。このようにして、ユーザフレーム生成処理部304は、第2通信部206から入力するL3フレームをL2フレームにカプセリングする。そして、フレーム送信部203は、ユーザフレーム生成処理部304が生成したL2フレームを第1通信部201からリング型ネットワーク107に送信する。尚、ユーザフレーム生成処理部304が生成したL2フレームの送信先がブロードキャスト用のアドレスの場合、第1通信部201は、当該フレームを他の全てのノード(ノード104およびノード105)に送信する。また、ユーザフレーム生成処理部304が生成したL2フレームに送信先のMBCアドレスが設定されている場合、第1通信部201は、当該MBCアドレスのノードにL2フレームを送信する。
図4は、学習フレームの送信と学習テーブルに登録する処理を示す。尚、図4の処理は、図1に示した同符号のブロックにより実行される。また、以降の図の中では、MACアドレスをMAC、MBCアドレスをMBCのように省略して記載する。
ここで、端末110のMACアドレスはaaa、端末120のMACアドレスはbbb、現用ルータ102および予備ルータ103の仮想MACアドレスはaaaである。さらに、ノード104のMBCアドレスは01、ノード105のMBCアドレスは02、ノード106のMBCアドレスは03である。尚、図4において、端末110、端末120、現用ルータ102および予備ルータ103は、L3フレームを送受信し、ノード104、ノード105およびノード106は、L3フレームをカプセリングしたL2フレームを送受信する。
ステップS101において、端末110は、端末120にデータを送信する。送信するデータは、図2で説明したように、送信先のMACアドレスをbbb、送信元のMACアドレスをaaaとするL3フレームに格納されて、仮想ルータ150(実際には現用ルータ102)に送信される。現用ルータ102は、L3フレームをノード104に転送し、ノード104は、L2フレームにカプセリングする。ここで、ステップS101の時点で、ノード104の学習テーブル205に送信先のMACアドレス:bbbの情報が登録されていないものとする。この場合、ノード104は、送信先のMACアドレス:bbbの転送先のノードが分からないので、送信先のMBCアドレスとしてブロードキャスト用のアドレスを設定する。そして、ノード104は、ノード105とノード106の両方にL2フレームを転送する。ノード105は、受信したL2フレームにカプセリングされたL3フレームを取り出し、接続されているルータや装置に転送する。図4の例では、ノード105は、予備ルータ103に接続されているので予備ルータ103に送信する。しかし、予備ルータ103は、待機中のため、ノード105から転送されたL3フレームは無視される。同様に、ノード106は、ノード104からブロードキャストされたL2フレームを受信してL3フレームを取り出し、接続されているルータや装置に転送する。図4の例では、ノード106は、取り出したL3フレームを自ノードに接続されている端末120に転送する。
ステップS102において、端末120は、ノード106から転送されたフレームの送信先のMACアドレス:bbbが自端末のMACアドレスなので、当該フレームのデータを受信する。
ステップS103において、ノード104は、現用ルータ102から転送されるL3フレームのMACアドレスをモニタする。
ステップS104において、ノード104は、モニタしたL3フレームのMACアドレス:aaaと自ノードのMBCアドレス:01とを対応付ける情報を格納した学習フレーム401を生成する。ここで、学習フレームはブロードキャスト用のアドレスが設定されるので、ノード104は、ノード105とノード106の両方に学習フレーム401を転送する。
ステップS105において、ノード106は、ノード104から転送されてきた学習フレーム401に格納されたMACアドレス:aaaとMBCアドレス:01とを対応付ける情報をノード106の学習テーブル205に登録する。
ステップS106において、ノード105は、ノード104から転送されてきた学習フレーム401に格納されたMACアドレス:aaaとMBCアドレス:01とを対応付ける情報をノード105の学習テーブル205に登録する。
このようにして、端末110から端末120にデータを送信する場合、ノード104は、端末110のMACアドレスをモニタして学習フレーム401を生成し、他のノード105およびノード106に学習フレーム401を送信する。そして、学習フレーム401を受信したノード105およびノード106は、それぞれの学習テーブル205にMACアドレスとMBCアドレスとの対応を示す情報を登録する。
図5は、学習フレームの送信と学習テーブルに登録する他の処理を示す。尚、図5の処理は、図4に示した処理と同様の処理を示し、端末120から端末110にデータが送信される。
ステップS201において、端末120は、端末110にデータを送信する。端末120が送信するデータは、送信先のMACアドレスをaaa、送信元のMACアドレスをbbbとするL3フレームに格納されて、ノード106に転送される。そして、ノード106は、端末120から受信したL3フレームをカプセリングしたL2フレームを生成する。ここで、ステップS201の時点では、ノード106の学習テーブル205に送信先のMACアドレス:aaaの情報が登録されていないものとする。この場合、ノード106は、送信先のMACアドレス:aaaの転送先のノードが分からないので、L2フレームにブロードキャスト用のアドレスを設定して、ノード104とノード105の両方に転送する。そして、ノード105は、受信したL2フレームでカプセリングされたL3フレームを取り出し、接続されているルータや装置に転送する。図5の例では、ノード105は、予備ルータ103に接続されているので予備ルータ103に送信するが、予備ルータ103は、待機中のため転送されたL3フレームは無視される。同様に、ノード104は、ノード106からブロードキャストされたL2フレームを受信してL3フレームを取り出し、接続されているルータや装置に転送する。図5の例では、ノード104は、取り出したL3フレームを接続されている現用ルータ102に転送し、現用ルータ102から端末110にL3フレームが転送される。
ステップS202において、端末110は、現用ルータ102から転送されたフレームの送信先のMACアドレス:aaaが自端末のMACアドレスなので、当該フレームのデータを受信する。
ステップS203において、ノード106は、端末120から受信するL3フレームのMACアドレスをモニタする。
ステップS204において、ノード106は、モニタしたL3フレームのMACアドレスと自ノードのMBCアドレスとを対応付ける情報を格納した学習フレームを生成する。ここで、学習フレームはブロードキャスト用のアドレスが設定されるので、ノード106は、ノード104とノード105の両方に学習フレーム402を転送する。図5において、学習フレーム402は、MACアドレス:bbbとMBCアドレス:03とを対応付ける情報が格納されている。
ステップS205において、ノード104は、ノード106から転送されてきた学習フレーム402に格納されたMACアドレス:bbbとMBCアドレス:03とを対応付ける情報をノード104の学習テーブル205に登録する。
ステップS206において、ノード105は、ノード106から転送されてきた学習フレーム402に格納されたMACアドレス:bbbとMBCアドレス:03とを対応付ける情報をノード105の学習テーブル205に登録する。
このようにして、端末120から端末110にデータを送信する場合、ノード106は、MACアドレスをモニタして学習フレーム402を生成して、他のノード104およびノード105に学習フレーム402を送信する。そして、学習フレーム402を受信したノード105およびノード106は、それぞれの学習テーブル205にMACアドレスとMBCアドレスとの対応を示す情報を登録する。
図6は、予備ルータの障害が復旧した時に通信断となる動作シーケンスの一例を示す。図6は、図4で説明したように、ノード104が端末110から送信されるL3フレームのMACアドレスをモニタして学習フレームを送信し、ノード106が学習テーブル205に登録する例を中心に描いてある。図4と同符号の処理は、同一又は同様の処理を示す。尚、図6において、ステップS201で端末120から送信されるL3フレームのMACアドレスをノード106がモニタして学習フレームを送信する場合の処理は省略してある。また、図6において、ステップS101からステップS105までの処理は、図4と同じである。
ステップS301において、予備ルータ103は、例えばノード105との間の通信ケーブルが保守などで外された場合、障害の発生を検出する。尚、仮想ルータ150として待機中の予備ルータ103に障害が発生した場合、端末110と端末120は、現用ルータ102を介して通信を行っているので、この時点で通信が切断されることはない。
ステップS302において、予備ルータ103は、例えばノード105との間の通信ケーブルが元通りに接続された場合、障害の復旧を検出する。
ステップS303において、予備ルータ103は、障害から復旧したことを仮想ルータ150内の他のルータに通知するメッセージ(障害復旧メッセージと称する)を送信する。障害復旧メッセージは、ノード105からノード104に送信され、現用ルータ102に送信される。障害復旧メッセージは、送信元のMACアドレスに予備ルータ103の仮想MACアドレス:aaaが格納されている。尚、障害復旧メッセージの送信先は、ブロードキャストアドレスであってもよいし、現用ルータ102の仮想MACアドレスであってもよい。現用ルータ102の仮想MACアドレスの場合、送信先と送信元のアドレスが重複するが、ノード105は、入力側の第2通信部206には転送せず、ノード104およびノード106に転送するので問題とはならない。
ステップS304において、ノード105は、第2通信部206が予備ルータ103から受信する障害復旧メッセージの送信元のMACアドレスをモニタする。ここで、仮想ルータ150は、現用ルータ102と予備ルータ103の仮想MACアドレスが同じaaaに設定されている。
ステップS305において、ノード105は、ステップS304でモニタした障害復旧メッセージの送信元の仮想MACアドレス:aaaと自ノードのMBCアドレス:02とを対応付ける情報を格納した学習フレーム403を生成する。そして、ノード105は、ノード104とノード106の両方に学習フレーム403を送信する。尚、図6では、ノード105がノード106に学習フレーム403を送信する矢印だけを描いてあり、ノード104へ送信する矢印は省略してある。
ステップS306において、ノード106は、ノード105から受信した学習フレーム403に格納されたMACアドレス:aaaとMBCアドレス:02とを対応付ける情報をノード106の学習テーブル205に登録する。この時、ノード106の学習テーブル205には、ステップS105において、同じMACアドレス:aaaに対応付けてMBCアドレス:01が登録されているので、MBCアドレス:02に上書きされる。
ステップS307において、端末120は、ステップS201と同様に、端末110にデータを送信する。送信するデータは、送信先のMACアドレスをaaa、送信元のMACアドレスをbbbとするL3フレームに格納されて、ノード106に送信される。ノード106は、端末120から受信したL3フレームにヘッダを付けてL2フレームにカプセリングする。ところが、ステップS307の時点で、ノード106の学習テーブル205には、送信先のMACアドレス:aaaに対応付けてMBCアドレス:02が登録されているので、L2フレームの送信先アドレスは、MBCアドレス:02に設定される。そして、ノード106は、作成したL2フレームをノード105に転送し、ノード105から予備ルータ103に転送される。ところが、予備ルータ103は、スタンバイ状態にあるので、L2フレームは端末110には転送されず、廃棄される。
このように、予備ルータ103が接続されているノード105は、予備ルータ103が障害から復旧した時に現用ルータ102に送信する障害復旧メッセージのMACアドレスをモニタして学習フレームをブロードキャストで送信する。図6の例では、ノード106は、端末120から送信されるL3フレームの転送先ノードのMBCアドレスを書き替えてしまう。そして、図6の例では、MBCアドレスの書き替えが為された後に端末120が送信するデータは、ノード104ではなくノード105に転送され、通信ができない状態に陥ってしまう。そこで、本実施形態に係る伝送システム101は、予備ルータ103が障害復旧メッセージを送信して、予備ルータ103が接続されるノード105が学習フレームを送信した場合でも、図7に示す動作により、通信断にならないようにすることができる。
図7は、予備ルータの障害が復旧した時に通信断を防止する動作シーケンスの一例を示す。尚、図7において、図6と同符号の処理やブロックは、同一又は同様の機能を有する。
図7において、図6と同様に、予備ルータ103がステップS302で障害から復旧してステップS303で障害復旧メッセージを送信する。そして、ノード105は、ステップS304で障害復旧メッセージの送信元のMACアドレスをモニタして、ステップS305で学習フレーム403をブロードキャストで送信する。そして、ノード106は、学習フレーム403を受信する。ここまでの動作は、図6の場合と同じである。本実施形態では、ステップS305以後の動作が次のように異なる。
ステップS401において、ノード106は、ステップS105で学習テーブル205に登録された情報と、学習フレーム403で通知された情報とを比較する。そして、学習テーブル205に登録された情報と、学習フレーム403で通知された情報とが異なる場合、学習テーブル205の情報をリセットして削除する。図7の例では、ノード106は、ステップS105で学習テーブル205に登録されたMACアドレス:aaaに対応するMBCアドレスを判別する。そして、学習フレーム403で通知された同じMACアドレス:aaaに対応するMBCアドレス:02と学習テーブル205のMBCアドレス:01とが異なるので、ノード106は、MACアドレス:aaaに対する情報を学習テーブル205から削除する。
ステップS402において、端末120は、ステップS201と同様に、端末110にデータを送信する。送信するデータは、送信先のMACアドレスをaaa、送信元のMACアドレスをbbbとするL3フレームに格納されて、ノード106に送信される。
ステップS403において、ノード106は、端末120から受信したL3フレームにヘッダを付けてL2フレームにカプセリングする。ところが、ステップS403の時点で、ノード106の学習テーブル205には、送信先のMACアドレス:aaaに対応付けられたMBCアドレスが登録されていないので、L2フレームの送信先アドレスは、ブロードキャスト用のアドレスに設定される。そして、ノード106は、作成したL2フレームをノード104およびノード105の両方に送信する(同報送信と称する)。ノード105に送信されたL2フレームは、図6の場合と同様に、ノード105から予備ルータ103に転送されるが、予備ルータ103がスタンバイ状態なので、端末110には転送されない。一方、ノード104に送信されたL2フレームは、図5の場合と同様に、ノード104でL3フレームが取り出されて現用ルータ102に転送される。そして、現用ルータ102は、ノード104から受信するL3フレームを端末110に転送し、端末110は、L3フレームの送信先のMACアドレス:aaaが自端末宛なので、L3フレームのデータを受信する。
そして、再び、端末110から端末120にデータが送信される時に、ノード106は、学習テーブル205にMACアドレス:aaaに対応するMBCアドレス:01を登録する。
ステップS501において、再び、端末110は、端末120へのデータを格納したL3フレームを現用ルータ102に送信し、現用ルータ102はノード104にL3フレームを転送する。
ステップS502において、ノード104は、現用ルータ102から転送されるL3フレームのMACアドレスをモニタする。
ステップS503において、ノード104は、モニタしたMACアドレスに対応するノード104のMBCアドレスを対応付けて学習フレーム501を作成してブロードキャストで送信する。
ステップS504において、ノード106は、ステップS105と同様に、MACアドレス:aaaとノード104のMBCアドレス:01を対応付けた情報を学習テーブル205に登録する。
このようにして、本実施形態に係る伝送システム101は、学習テーブル205に登録されたMACアドレスと同じMACアドレスの学習フレームを受信した場合に、対応するMBCアドレスを比較する。そして、ノード106は、同じMACアドレスに対応する学習テーブル205のMBCアドレスと学習フレームのMBCアドレスとが異なる場合、学習テーブル205の当該MACアドレスに対する情報を削除する。これにより、ノード106は、次に端末120から受信するフレームを同報送信するので、端末110と端末120の間の通信が切断されることを防止できる。
尚、上記の実施形態では、ノード104に現用ルータ102が接続され、ノード105に予備ルータ103が接続される例を示したが、例えばノード104が複数の通信ポートを有する場合、異なるポートに現用ルータ102と予備ルータ103を接続してもよい。複数の通信ポートを有する場合、通信ポート毎に異なるMBCアドレスが割り当てられるので、通信ポートをノードに置き換えれば上記の実施形態と同様に動作し、同様の効果が得られる。
また、上記の実施形態では、各ノードは、配下に接続される装置が送信するフレームのMACアドレスをモニタした場合に、直ぐに学習フレームを送信するものとして説明したが、学習フレームを予め決められた時間間隔で定期的に送信するようにしてもよい。これにより、学習フレームの送受信による通信帯域の占有時間を少なくすることができる。
このように、本実施形態に係る伝送システム101は、VRRPやHSRPなどが用いられる仮想ルータ150において、現用ルータ102と予備ルータ103とが同じ仮想MACアドレスを有する場合の通信断を防止するのに有効である。特に、障害から復旧した予備ルータ103が復旧して動作が可能になったことを示す障害復旧メッセージを仮想ルータ150内の他のルータに送信する場合でも、端末120は、端末110への通信が途切れること無く、正常に通信を行うことができる。
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。
101・・・伝送システム;102・・・現用ルータ;103・・・予備ルータ;104・・・ノード;105・・・ノード;106・・・ノード;107・・・リング型ネットワーク;110・・・端末;120・・・端末;150・・・仮想ルータ;161,163・・・フレーム;162,165・・・ヘッダ;164・・・学習フレーム;201・・・第1通信部;202・・・フレーム受信部;203・・・フレーム送信部;204・・・制御部;205・・・学習テーブル;206・・・第2通信部;207・・・メモリ;301・・・MACモニタ部;302・・・学習フレーム生成処理部;303・・・学習テーブル書替処理部;304・・・ユーザフレーム生成処理部
Claims (11)
- 同一の第1識別子を有する複数の第1伝送装置で冗長化された第1レイヤの仮想伝送装置と、前記仮想伝送装置に接続される第2レイヤのネットワークを形成し、それぞれ第2識別子を有する複数の第2伝送装置とを備える伝送システムにおいて、
前記第2伝送装置は、
前記第1伝送装置または前記第1識別子を有する他の装置からフレームを受信する場合、当該フレームに含まれる送信元の前記第1識別子と、自装置の前記第2識別子とを対応付ける情報を学習フレームとして他の前記第2伝送装置との間で送受信する通信部と、
前記第1識別子と前記第2識別子とを対応付けて登録する学習テーブルと、
他の前記第2伝送装置から受信した前記学習フレームの前記第1識別子に関する情報が前記学習テーブルに登録されていない場合は、当該学習フレームの前記第1識別子と前記第2識別子とを対応付けて前記学習テーブルに登録し、他の前記第2伝送装置から受信した前記学習フレームの前記第1識別子に対応する前記第2識別子の情報が前記学習テーブルに登録された情報と異なる場合は、前記第1識別子に関する情報を前記学習テーブルから削除する制御部と
を有することを特徴とする伝送システム。 - 請求項1に記載の伝送システムにおいて、
前記制御部は、前記学習テーブルに登録された前記第1識別子を送信先とするフレームを受信した場合、当該フレームを前記第1識別子に対応する前記第2識別子の他の前記第2伝送装置に前記通信部を介して転送し、前記学習テーブルに登録されていない前記第1識別子を送信先とするフレームを受信した場合、当該フレームを他の全ての前記第2伝送装置に前記通信部を介して転送する
ことを特徴とする伝送システム。 - 請求項1または2に記載の伝送システムにおいて、
複数の前記第1伝送装置は、現用系の前記第1伝送装置と予備系の前記第1伝送装置とに冗長化され、前記現用系の前記第1伝送装置と前記予備系の前記第1伝送装置とは、それぞれ異なる前記第2伝送装置に接続されると共に、同一の前記第1識別子を有し、前記予備系の前記第1伝送装置は、障害から復旧したことを示す障害復旧メッセージを複数の前記第2伝送装置を介して前記現用系の前記第1伝送装置に送信し、
前記予備系の前記第1伝送装置に接続される前記第2伝送装置は、前記障害復旧メッセージに含まれる送信元の前記第1識別子と、自装置の前記第2識別子とを対応付ける情報を学習フレームとして他の前記第2伝送装置に送信する
ことを特徴とする伝送システム。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の伝送システムにおいて、
前記通信部は、他の前記第1伝送装置との間で通信を行う第1通信部と、前記第2伝送装置または前記第1識別子を有する他の装置との間で通信を行う第2通信部とを有し、
前記制御部は、前記第2通信部から受信するフレームの前記第1識別子をモニタするモニタ部と、前記モニタ部がモニタした前記第1識別子と自装置の前記第2識別子とを対応付ける情報を格納して学習フレームを生成する学習フレーム生成部と、他の前記第2伝送装置から前記第1通信部を介して受信した前記学習フレームの前記第1識別子に関する情報が前記学習テーブルに登録されていない場合は、当該学習フレームの前記第1識別子と前記第2識別子とを対応付けて前記学習テーブルに登録し、前記学習フレームの前記第1識別子に対応する前記第2識別子の情報が前記学習テーブルに登録された情報と異なる場合は、前記第1識別子に関する情報を前記学習テーブルから削除する学習テーブル書替部とを有する
ことを特徴とする伝送システム。 - 同一の第1識別子を有する複数の第1伝送装置で冗長化された第1レイヤの仮想伝送装置に接続される第2レイヤのネットワークを形成し、それぞれ第2識別子を有する複数の伝送装置を備える伝送システムに適用される伝送装置であって、
前記伝送装置は、
前記第1伝送装置または前記第1識別子を有する他の装置からフレームを受信する場合、当該フレームに含まれる送信元の前記第1識別子と、自装置の前記第2識別子とを対応付ける情報を学習フレームとして他の前記伝送装置との間で送受信する通信部と、
前記第1識別子と前記第2識別子とを対応付けて登録する学習テーブルと、
他の前記伝送装置から受信した前記学習フレームの前記第1識別子に関する情報が前記学習テーブルに登録されていない場合は、当該学習フレームの前記第1識別子と前記第2識別子とを対応付けて前記学習テーブルに登録し、他の前記伝送装置から受信した前記学習フレームの前記第1識別子に対応する前記第2識別子の情報が前記学習テーブルに登録された情報と異なる場合は、前記第1識別子に関する情報を前記学習テーブルから削除する制御部と
を有することを特徴とする伝送装置。 - 請求項5に記載の伝送装置において、
前記制御部は、前記学習テーブルに登録された前記第1識別子を送信先とするフレームを受信した場合、当該フレームを前記第1識別子に対応する前記第2識別子の他の前記伝送装置に前記通信部を介して転送し、前記学習テーブルに登録されていない前記第1識別子を送信先とするフレームを受信した場合、当該フレームを他の全ての前記伝送装置に前記通信部を介して転送する
ことを特徴とする伝送装置。 - 請求項5または6に記載の伝送装置において、
複数の前記第1伝送装置が現用系の前記第1伝送装置と予備系の前記第1伝送装置とに冗長化され、前記予備系の前記第1伝送装置が障害から復旧したことを示す障害復旧メッセージを前記現用系の前記第1伝送装置に送信する場合、
前記予備系の前記第1伝送装置から受信する前記障害復旧メッセージに含まれる送信元の前記第1識別子と、自装置の前記第2識別子とを対応付ける情報を学習フレームとして他の前記伝送装置に送信する
ことを特徴とする伝送装置。 - 請求項5から7のいずれか一項に記載の伝送装置において、
前記通信部は、他の前記第1伝送装置との間で通信を行う第1通信部と、他の前記伝送装置または前記第1識別子を有する他の装置との間で通信を行う第2通信部とを有し、
前記制御部は、前記第2通信部から受信するフレームの前記第1識別子をモニタするモニタ部と、前記モニタ部がモニタした前記第1識別子と自装置の前記第2識別子とを対応付ける情報を格納して学習フレームを生成する学習フレーム生成部と、他の前記伝送装置から前記第1通信部を介して受信した前記学習フレームの前記第1識別子に関する情報が前記学習テーブルに登録されていない場合は、当該学習フレームの前記第1識別子と前記第2識別子とを対応付けて前記学習テーブルに登録し、前記学習フレームの前記第1識別子に対応する前記第2識別子の情報が前記学習テーブルに登録された情報と異なる場合は、前記第1識別子に関する情報を前記学習テーブルから削除する学習テーブル書替部とを有する
ことを特徴とする伝送装置。 - 同一の第1識別子を有する複数の第1伝送装置で冗長化された第1レイヤの仮想伝送装置と、前記仮想伝送装置に接続される第2レイヤのネットワークを形成し、それぞれ第2識別子を有する複数の第2伝送装置との間でフレームを送受信する場合の前記第2レイヤのネットワークにおける伝送方法において、
前記第2伝送装置が前記第1伝送装置または前記第1識別子を有する他の装置からフレームを受信する場合、当該フレームに含まれる送信元の前記第1識別子と、自装置の前記第2識別子とを対応付ける情報を学習フレームとして他の前記第2伝送装置との間で送受信し、
受信した前記学習フレームに格納された前記第1識別子と前記第2識別子とを対応付ける情報を学習テーブルで管理し、
他の前記第2伝送装置から受信した前記学習フレームの前記第1識別子に関する情報が前記学習テーブルに登録されていない場合は、当該学習フレームの前記第1識別子と前記第2識別子とを対応付けて前記学習テーブルに登録し、他の前記第2伝送装置から受信した前記学習フレームの前記第1識別子に対応する前記第2識別子の情報が前記学習テーブルに登録された情報と異なる場合は、前記第1識別子に関する情報を前記学習テーブルから削除する
ことを特徴とする伝送方法。 - 請求項9に記載の伝送方法において、
前記学習テーブルに登録された前記第1識別子を送信先とするフレームを受信した場合、当該フレームを前記第1識別子に対応する前記第2識別子の他の前記第2伝送装置に前記通信部を介して転送し、前記学習テーブルに登録されていない前記第1識別子を送信先とするフレームを受信した場合、当該フレームを他の全ての前記第2伝送装置に前記通信部を介して転送する
ことを特徴とする伝送方法。 - 請求項9または10に記載の伝送方法において、
複数の前記第1伝送装置が現用系の前記第1伝送装置と予備系の前記第1伝送装置とに冗長化され、前記予備系の前記第1伝送装置が障害から復旧したことを示す障害復旧メッセージを前記現用系の前記第1伝送装置に送信する場合、
前記予備系の前記第1伝送装置から受信する前記障害復旧メッセージに含まれる送信元の前記第1識別子と、自装置の前記第2識別子とを対応付ける情報を学習フレームとして他の前記伝送装置に送信する
ことを特徴とする伝送方法。
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Legal Events
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