JP2016051954A - ネットワーク機器、通信方法、プログラム、記録媒体 - Google Patents

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Abstract

【課題】ループ解消時に、ネットワーク機器間で正しく接続されたポートによって通信を行うことができるようにする。
【解決手段】スイッチ10は、ポート11、12、13を有し、各ポートのリンクアップを検出するリンクアップ検出部112a、122a、132aと、スイッチ10によって構成されるループを検出するループ検出フレーム検出部114a、124a、134aと、ループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポート13による通信を遮断する通信遮断部14とを備える。
【選択図】図9

Description

本発明は、ネットワーク機器(例えば、スイッチ)に係わるループの解消に関する。
ネットワーク機器を誤って接続すると、ループが生じる場合がある。
図20は、従来技術にかかる、ループが生じるネットワーク構成の一例を示す図であり、ループが生じる前のネットワーク構成の一例(図20(a))、ループが生じた後のネットワーク構成の一例(図20(b))を示す図である。
図20(a)を参照して、スイッチ100のポート101と、ハブ200のポート201とが正しく接続されている。なお、スイッチ100は、ポート101の他に、ポート102、103を有し、ハブ200のポート201の他に、ポート202、203を有している。
しかし、図20(b)を参照して、誤って、スイッチ100のポート103と、ハブ200のポート203とをも接続してしまったとする。このような場合にループが発生する。
例えば、ポート101から出力(ブロードキャスト)されたフレームが、ポート201およびハブ200を経由して、ポート203から出力される。さらに、ポート203から出力されたフレームが、ポート103およびスイッチ100を経由して、ポート101から出力される。
例えば、ポート103から出力(ブロードキャスト)されたフレームが、ポート203およびハブ200を経由して、ポート201から出力される。さらに、ポート201から出力されたフレームが、ポート101およびスイッチ100を経由して、ポート103から出力される。
このようなループが発生すると、通信の妨げになる。そこで、LDF(ループ検出フレーム:Loop Detection Frame)によって、ループを検出して、ループを解消することが知られている。
図21は、従来技術にかかる、LDFによるループの検出原理を示す図であり、ポート101からLDFが出力された場合(図21(a))、ポート103からLDFが出力された場合(図21(b))を示す図である。
図21(a)を参照して、ポート101からLDFが出力されると、ポート201およびハブ200を経由して、ポート203からLDFが出力される。さらに、ポート203から出力されたLDFが、ポート103において受信される。
図21(b)を参照して、ポート103からLDFが出力されると、ポート203およびハブ200を経由して、ポート201からLDFが出力される。さらに、ポート201から出力されたLDFが、ポート101において受信される。
ここで、スイッチ100の各ポートからLDFを定期的(例えば、1秒間隔)に出力しておき、スイッチ100のいずれかのポートでLDFを検出したならば、ループが発生していると判定することができる。スイッチ100が、ループ発生と判定したならば、ループ発生にかかるポート(ポート101、103のいずれか一つ以上)における通信を遮断すれば、ループを解消することができる。
特開2009−194752号公報 特開2009−207028号公報 特開2009−117889号公報 特開2006−238305号公報 特開平11−191782号公報
しかしながら、スイッチ100が、ループ発生にかかるポート(ポート101、103のいずれか一つ以上)における通信を遮断するようにした場合、ポート101およびポート103の通信が遮断されるか、またはポート101の通信が遮断されることがありうる。
ポート101およびポート103の通信が遮断された場合は、スイッチ100およびハブ200の通信ができなくなってしまい好ましくない。
ポート101の通信が遮断された場合は、スイッチ100およびハブ200の通信は、ポート103を経由して行われることになる。しかし、誤って接続されたポート103における通信の設定は、正しく接続されたポート101における通信の設定とは異なる可能性がある。このため、ポート103を経由して通信を行うことができるという保証は無い。
そこで、本発明は、ループ解消時に、ネットワーク機器間で正しく接続されたポートによって通信を行うことができるようにすることを課題とする。
本発明にかかるネットワーク機器は、複数のポートを有するネットワーク機器であって、各ポートのリンクアップを検出するリンクアップ検出部と、前記ネットワーク機器によって構成されるループを検出するループ検出部と、前記ループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する通信遮断部とを備えるように構成される。
上記のように構成されたネットワーク機器によれば、複数のポートを有するネットワーク機器が提供される。リンクアップ検出部が、各ポートのリンクアップを検出する。ループ検出部が、前記ネットワーク機器によって構成されるループを検出する。通信遮断部が、前記ループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する。
なお、本発明にかかるネットワーク機器は、前記ポートにおけるリンクアップの検出時刻を、前記リンクアップが検出されたポートであるリンクアップ検出ポートに対応づけて記録するリンクアップ時刻記録部を備え、前記通信遮断部は、前記リンクアップ時刻記録部の記録内容に基づき、通信を遮断するようにしてもよい。
なお、本発明にかかるネットワーク機器は、前記ポートにおいてリンクアップが検出されてから前記ループが検出されるまでの検出時間を、前記リンクアップが検出されたポートであるリンクアップ検出ポートに対応づけて記録する検出時間記録部を備え、前記通信遮断部は、前記検出時間記録部に記録されている前記検出時間のうちの短い方に対応するリンクアップ検出ポートによる通信を遮断するようにしてもよい。
なお、本発明にかかるネットワーク機器は、ループ検出フレームを送出するループ検出フレーム送出部を備え、前記ループ検出部は、前記ループ検出フレームを検出することにより、前記ループを検出するようにしてもよい。
なお、本発明にかかるネットワーク機器は、前記ループ検出フレーム送出部が、前記リンクアップ検出部によってリンクアップが検出された時点から所定時間後に、前記リンクアップが検出されたポートであるリンクアップ検出ポートから、前記ループ検出フレームを送出し、前記ネットワーク機器には、他のネットワーク機器が接続されており、前記所定時間は、前記ネットワーク機器によるリンクアップの検出に要する時間と、前記他のネットワーク機器によるリンクアップの検出に要する時間との差よりも長いようにしてもよい。
なお、本発明にかかるネットワーク機器は、前記他のネットワーク機器においてリンクアップが検出される以前から、前記ネットワーク機器から前記ループ検出フレームが送出されるまで、前記リンクアップ検出ポートの通信を遮断するようにしてもよい。
なお、本発明にかかるネットワーク機器は、前記ネットワーク機器においてリンクアップが検出されてから、前記ネットワーク機器から前記ループ検出フレームが送出されるまで、前記リンクアップ検出ポートの通信を遮断するようにしてもよい。
なお、本発明にかかるネットワーク機器は、前記ループ検出部は、前記ポートの受信レートに基づき、前記ループを検出するようにしてもよい。
なお、本発明にかかるネットワーク機器は、前記ポートにより受信されたフレームの送信元のMACアドレスを、該フレームを受信したポートに対応づけて記録するアドレス記録部を備え、前記ループ検出部は、前記アドレス記録部の記録内容の変更レートに基づき、前記ループを検出するようにしてもよい。
本発明は、複数のポートを有するネットワーク機器によって通信を行う通信方法であって、各ポートのリンクアップを検出するリンクアップ検出工程と、前記ネットワーク機器によって構成されるループを検出するループ検出工程と、前記ループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する通信遮断工程とを備えた通信方法である。
本発明は、複数のポートを有するネットワーク機器によって通信を行う通信処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記通信処理が、各ポートのリンクアップを検出するリンクアップ検出工程と、前記ネットワーク機器によって構成されるループを検出するループ検出工程と、前記ループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する通信遮断工程とを備えたプログラムである。
本発明は、複数のポートを有するネットワーク機器によって通信を行う通信処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記通信処理が、各ポートのリンクアップを検出するリンクアップ検出工程と、前記ネットワーク機器によって構成されるループを検出するループ検出工程と、前記ループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する通信遮断工程とを備えた記録媒体である。
本発明の実施形態にかかるスイッチ10を、ハブ20と正しく接続した場合のネットワーク構成を示す図である。 本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器11aの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器12aの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器13aの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10の動作を示すフローチャートである。 本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10の動作のタイミングを示す図である。 本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10を、ハブ20と正しく接続した場合のスイッチ10の動作を示す図である。 本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10を、ハブ20と誤って接続した場合のスイッチ10の動作を示す図である。 所定時間Δtの好ましい例を示す図である。 本発明の第二の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器11aの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第二の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器12aの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第二の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器13aの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第三の実施形態にかかるスイッチ10の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第三の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器11aの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第三の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器12aの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第三の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器13aの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第一の実施形態の第二の変形例にかかるスイッチ10の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第三の実施形態の変形例にかかるスイッチ10の構成を示す機能ブロック図である。 従来技術にかかる、ループが生じるネットワーク構成の一例を示す図であり、ループが生じる前のネットワーク構成の一例(図20(a))、ループが生じた後のネットワーク構成の一例(図20(b))を示す図である。 従来技術にかかる、LDFによるループの検出原理を示す図であり、ポート101からLDFが出力された場合(図21(a))、ポート103からLDFが出力された場合(図21(b))を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかるスイッチ10を、ハブ20と正しく接続した場合のネットワーク構成を示す図である。
本発明の実施形態にかかるスイッチ(ネットワーク機器)10は、複数のポート11、12、13を有する。スイッチ10には、ハブ(他のネットワーク機器)20が接続されている。ハブ20も、複数のポート21、22、23を有する。スイッチ10にはサーバ1が接続され、ハブ20にはPC(パーソナルコンピュータ)2が接続されている。
スイッチ10のポート11と、ハブ20のポート21とは、周知の通信ケーブル(例えば、1000BASE-Tのケーブル)とによって接続されている。この接続により、サーバ1とPC2とが、スイッチ10およびハブ20を介して、正しく通信を行うことができる。ここで、ポート11とポート21との接続を「正しい接続」という。
なお、図1において、スイッチ10のサーバ1への接続ポートおよびハブ20のPC2への接続ポートは図示省略している。
第一の実施形態
図2は、本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10の構成を示す機能ブロック図である。
スイッチ10は、通信制御器11a、12a、13a、通信遮断部14、タイマ16、リンクアップ時刻記録部18を有する。
通信制御器11a、12a、13aは、スイッチ10の各ポート11、12、13の通信を制御する。通信制御器11aは、ポート11に接続されており、ポート11の通信を制御する。通信制御器12aは、ポート12に接続されており、ポート12の通信を制御する。通信制御器13aは、ポート13に接続されており、ポート13の通信を制御する。
通信遮断部14は、ポート11、12、13のいずれかの通信を遮断する。
なお、図2において、スイッチ10のサーバ1への接続ポートおよび通信制御器11a、12a、13a相互のデータのやりとりは図示省略している。
タイマ16は、時刻および時間を計測するものであり、時計の機能を果たす。
リンクアップ時刻記録部18は、ポートにおけるリンクアップの検出時刻を、リンクアップが検出されたポートであるリンクアップ検出ポートに対応づけて記録する。例えば、図7を参照して、ポート11において時刻t1にリンクアップが検出された場合(図7(1)参照)、リンクアップ検出ポート11に対応付けて検出時刻t1を記録する(図7(2)参照)。さらに、ポート13において時刻t3にリンクアップが検出された場合(図7(3)参照)、リンクアップ検出ポート13に対応付けて検出時刻t3を記録する(図7(4)参照)。
図3は、本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器11aの構成を示す機能ブロック図である。
通信制御器11aは、フレーム受信部110a、リンクアップ検出部112a、ループ検出フレーム検出部(ループ検出部)114a、ループ検出フレーム送出部116a、フレーム送信部118aを有する。
フレーム受信部110aは、ポート11を介して、フレームを受信する。なお、フレーム受信部110aは、フレームのあて先がサーバ1であれば、サーバ1に向けて、フレームを転送する。また、フレーム受信部110aは、フレームのあて先が通信制御器12aであれば、通信制御器12aに向けて、フレームを転送する。さらに、フレーム受信部110aは、フレームのあて先が通信制御器13aであれば、通信制御器13aに向けて、フレームを転送する。例えば、フレーム受信部110aが、ブロードキャストされたフレームを、ポート11を介して受信すると、サーバ1、通信制御器12aおよび通信制御器13aに向けて、フレームを転送する。
リンクアップ検出部112aは、ポート11のリンクアップを検出する。ポート11のリンクアップとは、ポート11が、他のネットワーク機器(例えば、ハブ20)と接続されて(例えば、1000BASE-Tのケーブルで接続される)、通信が可能な状態となることをいう。
リンクアップ検出部112aは、フレーム受信部110aにより受信されたフレームを、フレーム受信部110aから読みだして、読みだしたフレームが、ノーマルリンクパルス(NLP : Normal Link Pulse)であれば、ポート11がリンクアップしたと検出する。
リンクアップ検出部112aは、ポート11がリンクアップしたと検出すると、その旨を、リンクアップ時刻記録部18およびループ検出フレーム送出部116aに即座に伝達する。リンクアップ時刻記録部18は、リンクアップ検出部112aからリンクアップ検出の旨の伝達を受けると、伝達があった時刻t1をタイマ16から取得する。リンクアップ時刻記録部18は、時刻t1を検出時刻として、リンクアップ検出ポート11に対応付けて記録する。
ただし、リンクアップ検出ポートは、リンクアップが検出されたポートである。リンクアップ検出部112aによってリンクアップが検出された場合は、ポート11がリンクアップ検出ポートとなる。
ループ検出フレーム送出部116aは、リンクアップ検出部112aによってリンクアップが検出された時点から所定時間(例えば、図10を参照して、Δt)の後または定期的に、フレーム送信部118aを介して、リンクアップ検出ポートであるポート11から、ループ検出フレーム(LDF : Loop Detection Frame)を送出する。ループ検出フレームは、ブロードキャストされるようにしてもよい。なお、ループ検出フレームの一例としてLDFを挙げたが、ループ検出フレームは、通常の通信に使用されるフレームと区別がつくようなものであればよい。
ループ検出フレーム検出部(ループ検出部)114aは、ポート11においてループ検出フレームを受信した場合に、ループ検出フレームを検出する。ループ検出フレーム検出部114aは、ループ検出フレームを検出することにより、スイッチ10によって構成されるループ(図9参照)を検出する。スイッチ10によって構成されるループを検出した旨は、ループ検出フレーム検出部114aから通信遮断部14に伝達される。
ループ検出フレーム検出部114aは、フレーム受信部110aにより受信されたフレームを、フレーム受信部110aから読み出す。読み出されたフレームがループ検出フレームであれば、ループ検出フレーム検出部114aはループ検出フレームを検出する。
フレーム送信部118aは、ポート11を介して、フレーム(例えば、ループ検出フレーム)を送信する。なお、フレーム送信部118aは、サーバ1、通信制御器12aおよび通信制御器13aからフレームを受けると、そのフレームを、ポート11を介して送信する。
通信遮断部14は、ループ検出フレーム検出部114aによってループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する。ただし、通信遮断部14は、より後にリンクアップが検出されたポートを、リンクアップ時刻記録部18の記録内容に基づき取得して、通信を遮断する。
たとえば、リンクアップ時刻記録部18に、リンクアップ検出ポート11に対応付けて検出時刻t1が記録され、リンクアップ検出ポート13に対応付けて検出時刻t3が記録されている場合(ただし、検出時刻t3は検出時刻t1よりも後とする:図7参照)、通信遮断部14は、より後にリンクアップが検出されたポートであるポート13の通信を遮断する。
なお、通信遮断部14が、ポート11の通信を遮断する場合は、フレーム受信部110aによる受信を停止し、しかも、フレーム送信部118aによる送信をも停止する。なお、フレーム受信部110aによる受信の停止は、フレーム受信部110aによってフレームを受信するものの、そのフレームを廃棄してしまうことを含む。
図4は、本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器12aの構成を示す機能ブロック図である。
通信制御器12aは、フレーム受信部120a、リンクアップ検出部122a、ループ検出フレーム検出部(ループ検出部)124a、ループ検出フレーム送出部126a、フレーム送信部128aを有する。
フレーム受信部120a、リンクアップ検出部122a、ループ検出フレーム検出部124a、ループ検出フレーム送出部126aおよびフレーム送信部128aは、それぞれ、フレーム受信部110a、リンクアップ検出部112a、ループ検出フレーム検出部114a、ループ検出フレーム送出部116aおよびフレーム送信部118aと同様である。
ただし、フレーム受信部120a、リンクアップ検出部122a、ループ検出フレーム検出部124a、ループ検出フレーム送出部126aおよびフレーム送信部128aは、ポート12に関する処理を行うものであり、その点が、ポート11に関する処理を行うフレーム受信部110a、リンクアップ検出部112a、ループ検出フレーム検出部114a、ループ検出フレーム送出部116aおよびフレーム送信部118aとは異なる。
また、フレーム受信部120aは、フレームのあて先が通信制御器11aであれば、通信制御器11aに向けて、フレームを転送する。例えば、フレーム受信部120aが、ブロードキャストされたフレームを、ポート12を介して受信すると、サーバ1、通信制御器11aおよび通信制御器13aに向けて、フレームを転送する。
さらに、フレーム送信部128aは、ポート12を介して、フレーム(例えば、ループ検出フレーム)を送信する。なお、フレーム送信部128aは、サーバ1、通信制御器11aおよび通信制御器13aからフレームを受けると、そのフレームを、ポート12を介して送信する。
なお、通信遮断部14が、ポート12の通信を遮断する場合は、フレーム受信部120aによる受信を停止し、しかも、フレーム送信部128aによる送信をも停止する。なお、フレーム受信部120aによる受信の停止は、フレーム受信部120aによってフレームを受信するものの、そのフレームを廃棄してしまうことを含む。
図5は、本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器13aの構成を示す機能ブロック図である。
通信制御器13aは、フレーム受信部130a、リンクアップ検出部132a、ループ検出フレーム検出部(ループ検出部)134a、ループ検出フレーム送出部136a、フレーム送信部138aを有する。
フレーム受信部130a、リンクアップ検出部132a、ループ検出フレーム検出部134a、ループ検出フレーム送出部136aおよびフレーム送信部138aは、それぞれ、フレーム受信部110a、リンクアップ検出部112a、ループ検出フレーム検出部114a、ループ検出フレーム送出部116aおよびフレーム送信部118aと同様である。
ただし、フレーム受信部130a、リンクアップ検出部132a、ループ検出フレーム検出部134a、ループ検出フレーム送出部136aおよびフレーム送信部138aは、ポート13に関する処理を行うものであり、その点が、ポート11に関する処理を行うフレーム受信部110a、リンクアップ検出部112a、ループ検出フレーム検出部114a、ループ検出フレーム送出部116aおよびフレーム送信部118aとは異なる。
また、フレーム受信部130aは、フレームのあて先が通信制御器11aであれば、通信制御器11aに向けて、フレームを転送する。例えば、フレーム受信部120aが、ブロードキャストされたフレームを、ポート13を介して受信すると、サーバ1、通信制御器11aおよび通信制御器12aに向けて、フレームを転送する。
さらに、フレーム送信部138aは、ポート13を介して、フレーム(例えば、ループ検出フレーム)を送信する。なお、フレーム送信部138aは、サーバ1、通信制御器11aおよび通信制御器12aからフレームを受けると、そのフレームを、ポート13を介して送信する。
なお、通信遮断部14が、ポート13の通信を遮断する場合は、フレーム受信部130aによる受信を停止し、しかも、フレーム送信部138aによる送信をも停止する。なお、フレーム受信部130aによる受信の停止は、フレーム受信部130aによってフレームを受信するものの、そのフレームを廃棄してしまうことを含む。
次に、本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
図6は、本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10の動作を示すフローチャートである。図7は、本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10の動作のタイミングを示す図である。図8は、本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10を、ハブ20と正しく接続した場合のスイッチ10の動作を示す図である。図9は、本発明の第一の実施形態にかかるスイッチ10を、ハブ20と誤って接続した場合のスイッチ10の動作を示す図である。
図8に示すように正しく接続してから、図9に示すように誤って接続するまでについて、本発明の実施形態の動作を、図6および図7を参照して、説明する。
図6を参照して、通信遮断部14は、ループ検出フレーム検出部(ループ検出部)114a、124aまたは134aから、スイッチ10によって構成されるループを検出した旨が伝達されたか否かを判定する(S10)。もし、ループを検出した旨が伝達されていなければ(S10、No)、リンクアップ検出部112a、122aおよび132aは、ポート11、12および13がリンクアップするまで待機する(S11、No)。ポート11、12または13がリンクアップすると、リンクアップ検出部112a、122aまたは132aはリンクアップを検出する(S11、Yes)。
リンクアップが検出されると、その旨がリンクアップ時刻記録部18に即座に伝達され、リンクアップが検出された検出時刻が、リンクアップ検出ポートに対応付けてリンクアップ時刻記録部18に記録される(S12)。
なお、リンクアップ検出から所定時間Δt経過後または定期的に、リンクアップを検出したリンクアップ検出部112a、122aまたは132aが接続されているループ検出フレーム送出部116a、126aまたは136aが、フレーム送信部118a、128aまたは138aを介して、リンクアップ検出ポートであるポート11、12または13から、ループ検出フレームLDFを送出する。
その後、ループを検出した旨が伝達されたか否かの判定(S10)に戻る。
例えば、図8に示すように、スイッチ10のポート11と、ハブ20のポート21とを、正しく接続したとする。すると、ループ検出フレームLDFはスイッチ10に送信されておらず、ループしていないと判定される(S10、No)。しかも、ハブ20のポート21から、スイッチ10のポート11へ、ノーマルリンクパルスNLPが送信される。ノーマルリンクパルスNLPは、通信制御器11aのリンクアップ検出部112aにより検出される(図6の「S11、Yes」参照)。図7および図8の「(1)リンクアップ検出」を参照されたい。この場合、ポート11がリンクアップ検出ポートである。
すると、リンクアップが検出された旨がリンクアップ時刻記録部18に即座に伝達され、リンクアップが検出された検出時刻t1が、リンクアップ検出ポート11に対応付けてリンクアップ時刻記録部18に記録される(図6の「S12」参照)。図7および図8の「(2)t1を記録」を参照されたい。
なお、リンクアップ検出から所定時間Δt経過後または定期的に、通信制御器11aにおいてリンクアップを検出したリンクアップ検出部112aが接続されているループ検出フレーム送出部116aが、フレーム送信部118aを介して、リンクアップ検出ポートであるポート11から、ループ検出フレームLDFを送出する。
なお、所定時間Δtは、スイッチ10の利用者により設定可能であるようにしてもよい。ただし、所定時間Δtを、スイッチ10の出荷時に固定することも可能である。
図8を参照して、ループ検出フレームLDFを送出しても、ハブ20からスイッチ10に戻ることもないので、ループ検出フレーム送出部116a、126aおよび136aは、ループ検出フレームLDFを検出することはなく、ループは検出されない(図6の「S10、No」参照)。
図6に戻り、ループ検出フレーム送出部116a、126aまたは136aが、ループ検出フレームLDFを検出すると、スイッチ10によって構成されるループを検出し(S10、Yes)、通信遮断部14は、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する(S16)。これにより、ループが解消される。
例えば、図8に示すように正しく接続された状態において、誤って、スイッチ10のポート13と、ハブ20のポート23とをも接続してしまった(「誤った接続」という)とする。この誤った接続におけるスイッチ10の動作が、図9に図示されている。この場合、スイッチ10と、ハブ20と、ポート11、21の接続と、ポート13、23の接続とによってループが構成されている。
すると、図9を参照して、ハブ20のポート23から、スイッチ10のポート13へ、ノーマルリンクパルスNLPが送信される。ノーマルリンクパルスNLPは、通信制御器13aのリンクアップ検出部132aにより検出される(図6の「S11、Yes」参照)。図7および図9の「(3)リンクアップ検出」を参照されたい。この場合、ポート13がリンクアップ検出ポートである。
すると、リンクアップが検出された旨がリンクアップ時刻記録部18に即座に伝達され、リンクアップが検出された検出時刻t3が、リンクアップ検出ポート13に対応付けてリンクアップ時刻記録部18に記録される(図6の「S12」参照)。図7および図9の「(4)t3を記録」を参照されたい。
この時点で、リンクアップ時刻記録部18には、リンクアップ検出ポート11に対応付けて検出時刻t1が記録され、リンクアップ検出ポート13に対応付けて検出時刻t3が記録されている。ただし、検出時刻t3は検出時刻t1よりも後である。よって、より後にリンクアップが検出されたポートは、ポート13である。
すると、リンクアップ検出から所定時間Δt経過後または定期的に、通信制御器13aにおいてリンクアップを検出したリンクアップ検出部132aが接続されているループ検出フレーム送出部136aが、フレーム送信部138aを介して、リンクアップ検出ポートであるポート13から、ループ検出フレームLDFを送出する。
なお、所定時間Δtは、スイッチ10の利用者により設定可能であるようにしてもよいことは、先に説明したとおりである。ただし、所定時間Δtを、スイッチ10の出荷時に固定することも可能である。
図9を参照して、ポート13からループ検出フレームLDFが送出されると、ポート23およびハブ20を経由して、ポート21からループ検出フレームLDFが出力される。さらに、ハブ20のポート21から出力されたループ検出フレームLDFが、スイッチ10のポート11において受信される。そこで、ループ検出フレームLDFは、通信制御器11aのループ検出フレーム検出部114aにより検出される。これにより、スイッチ10によって構成されるループが検出される(図6の「S10、Yes」参照)。図7および図9の「(5)ループしている」を参照されたい。
なお、ポート11からループ検出フレームLDFが送出され、ポート13において受信された場合は、ループ検出フレームLDFが、通信制御器13aのループ検出フレーム検出部134aにより検出される。この場合も、スイッチ10によって構成されるループが検出されることにかわりはない(図6の「S10、Yes」参照)。
通信遮断部14は、ループ検出フレーム検出部114a(または134a)からループが検出された旨の伝達を受け、リンクアップ時刻記録部18の記録内容を参照し、より後にリンクアップが検出されたポート13による通信を遮断する(図6の「S16」参照)。すなわち、通信遮断部14は、通信制御器13aのフレーム受信部130aによる受信を停止し、しかも、通信制御器13aのフレーム送信部138aによる送信をも停止する。図7および図9の「(6)通信の遮断」を参照されたい。
ポート11、21の接続と、ポート13、23の接続とを放置すれば、ループが発生し、通信の妨げとなる。しかし、ポート13による通信を遮断をすることで、ループが解消される。
本発明の第一の実施形態によれば、通信遮断部14がポート13による通信を遮断するため、ループが解消される。しかも、ループ解消時に通信が遮断されるポートは、正しい接続にかかるポート11ではなく、誤った接続にかかるポート13である。このため、ループ解消時に、正しく接続されたスイッチ10のポート11およびハブ20のポート21を介して、サーバ1とPC2とが通信を行うことができる。
すなわち、図8に示すように正しい接続(ポート11、21の接続)の場合は、スイッチ10がループ検出フレームLDFを検出することはない。その一方で、図9に示すように、さらに、誤った接続(ポート13、23の接続)を行ってしまった場合は、ポート13(またはポート11)から送出されたループ検出フレームLDFが、スイッチ10の通信制御器11aのループ検出フレーム検出部114a(または通信制御器13aのループ検出フレーム検出部134a)により検出される(図9の「(5)LDF検出」を参照)。これにより、スイッチ10によって構成されるループが検出される。この場合、より後にリンクアップが検出されたポート13による通信を遮断することによって(図9の「(6)通信の遮断」を参照)、誤った接続による通信を遮断することができる。ここで、正しい接続にかかるポート11の通信が遮断されないことに留意すべきである。より後にリンクアップが検出されたポートは、誤った接続にかかるポート13だからである。
もし、正しい接続にかかるポート11の通信が遮断されてしまえば、スイッチ10およびハブ20の通信は、誤った接続にかかるポート13を経由して行われることになる。しかし、誤って接続されたポート13における通信の設定は、正しく接続されたポート11における通信の設定とは異なる可能性がある。このため、ポート13を経由して通信を行うことができるという保証は無い。
しかし、本発明の第一の実施形態によれば、正しい接続にかかるポート11の通信が遮断されず、誤った接続にかかるポート13の通信が遮断されるので、正しい接続(ポート11、21)を介してのサーバ1とPC2との通信を続行できるのである。
なお、所定時間Δtを0とすることも考えられる。
なお、リンクアップ検出後は、ループ検出フレームLDFが検出されるまでは、リンクアップ検出ポートの通信を遮断するわけではない。
なお、本発明の第一の実施形態については、以下のような変形例が考えられる。
第一の変形例
図10は、所定時間Δtの好ましい例を示す図である。
所定時間Δtは、スイッチ10によるリンクアップの検出に要する時間と、ハブ20によるリンクアップの検出に要する時間との差ΔtLよりも長くすることが好ましい。例えば、Δtを0.5秒とすることが考えられる。ただし、リンクアップの検出に要する時間とは、ポートを通信ケーブルにより物理的に接続してから、リンクアップを検出するまでに要する時間である。
一般的に、スイッチ10はハブ20よりも高速なデータ処理が可能なため、スイッチ10によるリンクアップの検出は、ハブ20によるリンクアップの検出よりも早く終わる。また、ハブ20においては、あるポート(例えば、ポート23)についてリンクアップを検出するまでは、そのポートによる通信を遮断する設定になっていることがある。
ここで、スイッチ10によるポート13のリンクアップの検出の直後に、ループ検出フレームLDFを送出してしまうと、ハブ20によるポート23のリンクアップの検出が未だ行われていないという事態が生じることがある。すると、ハブ20によって、ポート23に向けて送信されたループ検出フレームLDFが遮断されてしまい、スイッチ10がループ検出フレームLDFを検出できないこととなる。これでは、誤った接続にもかかわらず、通信の遮断が行われないので、ループの解消ができない。
そこで、ループ検出フレームLDFの送出を、ハブ20によるリンクアップの検出の後にすることが好ましい。そのために、所定時間Δtを、スイッチ10によるリンクアップの検出に要する時間と、ハブ20によるリンクアップの検出に要する時間との差ΔtLよりも長くすることが好ましいのである。
なお、スイッチ10およびハブ20において、リンクアップ検出後は、通信が可能になる。この場合、ハブ20においてリンクアップが検出されてから、スイッチ10からループ検出フレームLDFが送出されるまでの時間X(図10参照)において、ループが形成されているおそれがある。もし、ループが形成されていれば、スイッチ10およびハブ20の間でブロードキャストフレームが送受信された場合、時間Xが充分長ければ、ブロードキャストストームが発生することがある。ブロードキャストストームが発生した場合、スイッチ10が、ループ検出フレームLDFを検出できない可能性がある。この場合、誤った接続にかかるポート13の通信を遮断できず、ループを解消できない。
そこで、時間Xにおいて、リンクアップ検出ポートの通信を遮断すれば、上記のようなブロードキャストストームの発生を防止できる。たとえば、ハブ20においてリンクアップが検出される以前から、スイッチ10からループ検出フレームLDFが送出されるまで、リンクアップ検出ポートの通信を遮断すれば、上記のようなブロードキャストストームの発生を防止できる。
たとえば、スイッチ10においてリンクアップが検出されてから、スイッチ10からループ検出フレームLDFが送出されるまで、リンクアップ検出ポートの通信を遮断すれば、上記のようなブロードキャストストームの発生を防止できる。
なお、「ハブ20においてリンクアップが検出される以前」とは、ハブ20においてリンクアップが検出される時点を含む。
なお、上記のように、時間Xを含む期間においてリンクアップ検出ポートの通信を遮断する場合でも、ループ検出フレームLDFを送出してから後は、ループ検出フレームLDFが検出されるまでは、リンクアップ検出ポートの通信を遮断するわけではない。
第二の変形例
第一の実施形態にかかるスイッチ10はリンクアップ時刻記録部18を有していたが、リンクアップ時刻記録部18にかえて、検出時間記録部180を有するようにしてもよい。
図18は、本発明の第一の実施形態の第二の変形例にかかるスイッチ10の構成を示す機能ブロック図である。
第二の変形例にかかるスイッチ10は、通信制御器11a、12a、13a、通信遮断部14、タイマ16、検出時間記録部180を有する。通信制御器11a、12a、13aおよびタイマ16は、第一の実施形態と同様である。
検出時間記録部180は、ポートにおいてリンクアップが検出されてからループが検出されるまでの検出時間を、リンクアップが検出されたポートであるリンクアップ検出ポートに対応づけて記録する。例えば、図7を参照して、ポート11においてリンクアップが検出されてからループが検出されるまでの検出時間Δt1を、リンクアップ検出ポート11に対応付けて記録する。さらに、ポート13においてリンクアップが検出されてからループが検出されるまでの検出時間Δt3を、リンクアップ検出ポート13に対応付けて記録する。検出時間の計測は、タイマ16を用いて行う。
通信遮断部14は、検出時間記録部180に記録されている検出時間Δt1、Δt3のうちの短い方Δt3に対応するリンクアップ検出ポート13による通信を遮断する。このようにしても、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断することができる。
第二の実施形態
第二の実施形態にかかるスイッチ10は、ループの検出に受信レートを使用する点が、第一の実施形態と異なる。
本発明の第二の実施形態にかかるスイッチ10の構成は、第一の実施形態(図2参照)と同様であり、説明を省略する。
図11は、本発明の第二の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器11aの構成を示す機能ブロック図である。
第二の実施形態にかかる通信制御器11aは、フレーム受信部110a、リンクアップ検出部112a、受信レート検出部(ループ検出部)115a、フレーム送信部118aを有する。
フレーム受信部110a、リンクアップ検出部112aおよびフレーム送信部118aは、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
受信レート検出部(ループ検出部)115aは、ポート11の受信レートに基づき、スイッチ10によって構成されるループを検出する。スイッチ10によってループが構成された場合、ブロードキャストストームなどが発生し、通信レートが上昇することがある。そこで、受信レート検出部115aは、フレーム受信部110aにより受信されたフレームのサイズをフレーム受信部110aから取得し、単位時間(例えば、1秒間)ごとの受信したサイズの合計を受信レート(Mbps)として検出する。さらに、受信レート検出部115aは、受信レートが、所定の閾値(例えば、80Mbps)以上となった場合は、ループが発生しているとみて、ループを検出する。
図12は、本発明の第二の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器12aの構成を示す機能ブロック図である。
第二の実施形態にかかる通信制御器12aは、フレーム受信部120a、リンクアップ検出部122a、受信レート検出部(ループ検出部)125a、フレーム送信部128aを有する。
フレーム受信部120a、リンクアップ検出部122aおよびフレーム送信部128aは、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
受信レート検出部(ループ検出部)125aは、受信レート検出部115aと同様のものであり、ポート12の受信レートに基づき、スイッチ10によって構成されるループを検出する。
図13は、本発明の第二の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器13aの構成を示す機能ブロック図である。
第二の実施形態にかかる通信制御器13aは、フレーム受信部130a、リンクアップ検出部132a、受信レート検出部(ループ検出部)135a、フレーム送信部138aを有する。
フレーム受信部130a、リンクアップ検出部132aおよびフレーム送信部138aは、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
受信レート検出部(ループ検出部)135aは、受信レート検出部115aと同様のものであり、ポート13の受信レートに基づき、スイッチ10によって構成されるループを検出する。
第二の実施形態にかかるスイッチ10の動作は、第一の実施形態(図6、図7参照)と同様であり説明を省略する。ただし、ループの検出は、第一の実施形態のループ検出フレーム検出部114a、124a、134aにかえて、受信レート検出部115a、125a、135aが行う。例えば、図9のような場合、受信レート検出部115aまたは受信レート検出部135aによって検出される受信レートが所定の閾値以上となる。
第二の実施形態によっても、第一の実施形態と同様な効果を奏する。
なお、第一の実施形態の第二の変形例と同様に、第二の実施形態にかかるスイッチ10が、リンクアップ時刻記録部18にかえて、検出時間記録部180を有するようにしてもよい(図18参照)。
第三の実施形態
第三の実施形態にかかるスイッチ10は、フレームの送信元のMACアドレスの変更レートをループの検出に使用する点が、第一の実施形態と異なる。
図14は、本発明の第三の実施形態にかかるスイッチ10の構成を示す機能ブロック図である。
第三の実施形態にかかるスイッチ10は、通信制御器11a、12a、13a、通信遮断部14、タイマ16、リンクアップ時刻記録部18、FDB記録部(アドレス記録部)19、変更レート検出部(ループ検出部)190を有する。通信制御器11a、12a、13a、タイマ16およびリンクアップ時刻記録部18は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
FDB記録部(アドレス記録部)19は、ポート11、12、13により受信されたフレームの送信元のMACアドレスを、そのフレームを受信したポート11、12、13に対応づけて記録する。なお、このMACアドレスとポートとの対応を、FDB(Forwarding Data Base)という。
ポート11、12、13により受信されたフレームには、送信元のMACアドレスが記録されている。通信制御器11a、12a、13aが、フレームから送信元のMACアドレスを読み出して、FDB記録部19に出力する。これにより、FDB記録部19は、送信元のMACアドレスを記録できる。なお、フレームを受信したポートは、通信制御器11aから送信元のMACアドレスを取得したのであれば、当然にポート11となる。同様に、フレームを受信したポートは、通信制御器12a(13a)から送信元のMACアドレスを取得したのであれば、当然にポート12(13)となる。
変更レート検出部(ループ検出部)190は、FDB記録部19の記録内容の変更レートに基づき、ループを検出する。
例えば、図8に図示したようなループが形成されていない場合、ハブ20からのフレームは、ポート11において受信される。この場合、ハブ20のMACアドレスが、ポート11に対応づけて、FDB記録部19に記録される。この記録内容は、特に変更されることはない。
一方、例えば、図9に図示したようなループが形成されている場合、ハブ20からのフレームが、ポート11において受信される場合と、ポート13において受信される場合とが考えられる。この場合、ハブ20のMACアドレスが、ポート11に対応づけてFDB記録部19に記録される場合と、ポート13に対応づけてFDB記録部19に記録される場合とがあり、FDB記録部19の記録内容は頻繁に変更される。そこで、FDB記録部19の記録内容の変更レート(単位時間あたりの変更回数)が大きい値となる。
そこで、変更レート検出部190は、FDB記録部19の記録内容の変更レートが、所定の閾値以上になった場合に、ループが発生しているとみて、ループを検出する。
通信遮断部14は、変更レート検出部190から、ループが検出された旨の伝達を受けて、通信の遮断を行う。
図15は、本発明の第三の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器11aの構成を示す機能ブロック図である。
第三の実施形態にかかる通信制御器11aは、フレーム受信部110a、リンクアップ検出部112a、MACアドレス抽出部117a、フレーム送信部118aを有する。
フレーム受信部110a、リンクアップ検出部112aおよびフレーム送信部118aは、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
MACアドレス抽出部117aは、フレーム受信部110aから受信したフレームを取得して、フレームから送信元のMACアドレスを抽出して、FDB記録部19に出力する。
図16は、本発明の第三の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器12aの構成を示す機能ブロック図である。
第三の実施形態にかかる通信制御器12aは、フレーム受信部120a、リンクアップ検出部122a、MACアドレス抽出部127a、フレーム送信部128aを有する。
フレーム受信部120a、リンクアップ検出部122aおよびフレーム送信部128aは、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
MACアドレス抽出部127aは、フレーム受信部120aから受信したフレームを取得して、フレームから送信元のMACアドレスを抽出して、FDB記録部19に出力する。
図17は、本発明の第三の実施形態にかかるスイッチ10が有する通信制御器13aの構成を示す機能ブロック図である。
第三の実施形態にかかる通信制御器13aは、フレーム受信部130a、リンクアップ検出部132a、MACアドレス抽出部137a、フレーム送信部138aを有する。
フレーム受信部130a、リンクアップ検出部132aおよびフレーム送信部138aは、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。
MACアドレス抽出部137aは、フレーム受信部130aから受信したフレームを取得して、フレームから送信元のMACアドレスを抽出して、FDB記録部19に出力する。
第三の実施形態にかかるスイッチ10の動作は、第一の実施形態(図6、図7参照)と同様であり説明を省略する。ただし、ループの検出は、第一の実施形態のループ検出フレーム検出部114a、124a、134aにかえて、変更レート検出部190が行う。
第三の実施形態によっても、第一の実施形態と同様な効果を奏する。
なお、第一の実施形態の第二の変形例と同様に、第三の実施形態にかかるスイッチ10が、リンクアップ時刻記録部18にかえて、検出時間記録部180を有するようにしてもよい。
図19は、本発明の第三の実施形態の変形例にかかるスイッチ10の構成を示す機能ブロック図である。
変形例にかかるスイッチ10は、通信制御器11a、12a、13a、通信遮断部14、タイマ16、FDB記録部19、検出時間記録部180、変更レート検出部190を有する。検出時間記録部180は、第一の実施形態の第二変形例と同様である。他の部分は、第三の実施形態と同様である。
また、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。CPU、ハードディスク、メディア(フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROMなど)読み取り装置を備えたコンピュータに、上記の各部分、例えばスイッチ10の各部分を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の機能を実現できる。
10 スイッチ(ネットワーク機器)
11、12、13 ポート
11a、12a、13a 通信制御器
110a、120a、130a フレーム受信部
112a、122a、132a リンクアップ検出部
114a、124a、134a ループ検出フレーム検出部(ループ検出部)
115a、125a、135a 受信レート検出部(ループ検出部)
116a、126a、136a ループ検出フレーム送出部
118a、128a、138a フレーム送信部
14 通信遮断部
18 リンクアップ時刻記録部
19 FDB記録部(アドレス記録部)
190 変更レート検出部(ループ検出部)
20 ハブ(他のネットワーク機器)
Δt 所定時間
LDF ループ検出フレーム
NLP ノーマルリンクパルス

Claims (12)

  1. 複数のポートを有するネットワーク機器であって、
    各ポートのリンクアップを検出するリンクアップ検出部と、
    前記ネットワーク機器によって構成されるループを検出するループ検出部と、
    前記ループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する通信遮断部と、
    を備えたネットワーク機器。
  2. 請求項1に記載のネットワーク機器であって、
    前記ポートにおけるリンクアップの検出時刻を、前記リンクアップが検出されたポートであるリンクアップ検出ポートに対応づけて記録するリンクアップ時刻記録部を備え、
    前記通信遮断部は、前記リンクアップ時刻記録部の記録内容に基づき、通信を遮断する、
    ネットワーク機器。
  3. 請求項1に記載のネットワーク機器であって、
    前記ポートにおいてリンクアップが検出されてから前記ループが検出されるまでの検出時間を、前記リンクアップが検出されたポートであるリンクアップ検出ポートに対応づけて記録する検出時間記録部を備え、
    前記通信遮断部は、前記検出時間記録部に記録されている前記検出時間のうちの短い方に対応するリンクアップ検出ポートによる通信を遮断する、
    ネットワーク機器。
  4. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載のネットワーク機器であって、
    ループ検出フレームを送出するループ検出フレーム送出部を備え、
    前記ループ検出部は、前記ループ検出フレームを検出することにより、前記ループを検出する、
    ネットワーク機器。
  5. 請求項4に記載のネットワーク機器であって、
    前記ループ検出フレーム送出部が、前記リンクアップ検出部によってリンクアップが検出された時点から所定時間後に、前記リンクアップが検出されたポートであるリンクアップ検出ポートから、前記ループ検出フレームを送出し、
    前記ネットワーク機器には、他のネットワーク機器が接続されており、
    前記所定時間は、
    前記ネットワーク機器によるリンクアップの検出に要する時間と、前記他のネットワーク機器によるリンクアップの検出に要する時間との差よりも長い、
    ネットワーク機器。
  6. 請求項5に記載のネットワーク機器であって、
    前記他のネットワーク機器においてリンクアップが検出される以前から、前記ネットワーク機器から前記ループ検出フレームが送出されるまで、前記リンクアップ検出ポートの通信を遮断する、
    ネットワーク機器。
  7. 請求項6に記載のネットワーク機器であって、
    前記ネットワーク機器においてリンクアップが検出されてから、前記ネットワーク機器から前記ループ検出フレームが送出されるまで、前記リンクアップ検出ポートの通信を遮断する、
    ネットワーク機器。
  8. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載のネットワーク機器であって、
    前記ループ検出部は、前記ポートの受信レートに基づき、前記ループを検出する、
    ネットワーク機器。
  9. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載のネットワーク機器であって、
    前記ポートにより受信されたフレームの送信元のMACアドレスを、該フレームを受信したポートに対応づけて記録するアドレス記録部を備え、
    前記ループ検出部は、前記アドレス記録部の記録内容の変更レートに基づき、前記ループを検出する、
    ネットワーク機器。
  10. 複数のポートを有するネットワーク機器によって通信を行う通信方法であって、
    各ポートのリンクアップを検出するリンクアップ検出工程と、
    前記ネットワーク機器によって構成されるループを検出するループ検出工程と、
    前記ループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する通信遮断工程と、
    を備えた通信方法。
  11. 複数のポートを有するネットワーク機器によって通信を行う通信処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記通信処理が、
    各ポートのリンクアップを検出するリンクアップ検出工程と、
    前記ネットワーク機器によって構成されるループを検出するループ検出工程と、
    前記ループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する通信遮断工程と、
    を備えたプログラム。
  12. 複数のポートを有するネットワーク機器によって通信を行う通信処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、
    前記通信処理が、
    各ポートのリンクアップを検出するリンクアップ検出工程と、
    前記ネットワーク機器によって構成されるループを検出するループ検出工程と、
    前記ループが検出された場合に、より後にリンクアップが検出されたポートによる通信を遮断する通信遮断工程と、
    を備えた記録媒体。
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