JP2019041227A - 通信プログラム、通信方法及び通信装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】L2ネットワークにおけるホップ数の制限をなくすこと。【解決手段】L2ネットワークは複数のドメインに分割される。受信部21がパケットを受信すると、判定部24が、他のドメインから受信したか否かを判定する。そして、判定部24がパケットを他のドメインから受信したと判定した場合には、ヘッダ追加部25が、ヘッダをパケットに追加する。追加されたヘッダには、ホップ数が含まれる。ヘッダ追加部25は、ヘッダに含まれるホップ数を0に設定する。【選択図】図3

Description

本発明は、通信プログラム、通信方法及び通信装置に関する。
OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルのレイヤ2において経路を冗長化するプロトコルとしてTRILL(TRansparent Interconnection of Lots of Links)がある。TRILLは、STP(Spanning Tree Protocol)と比較して帯域の有効利用、障害時の高速切替等の特長を備える。
なお、上位装置から示された経路でパケットを転送するネットワークと自律制御型で経路制御を行うネットワークとを接続した環境における経路制御手段を提供する技術がある。この技術では、通信システムは、所定のルーティングプロトコルにより隣接するスイッチと情報交換を行って転送テーブルを生成し、該転送テーブルを参照してパケットを転送する第1のスイッチを有する。また、通信システムは、所定のコントローラからの指示に従いパケットを転送する第2のスイッチと、第2のスイッチに指示を与えるコントローラと、統合コントローラを有する。
統合コントローラは、コントローラに、第2のスイッチに対する指定した経路でのパケット転送指示と、第1のスイッチを仮想化したスイッチで構成された仮想ネットワークの生成とを指示する。そして、統合コントローラは、コントローラに、仮想ネットワークにマッピングされた第2のスイッチと第1のスイッチ間で所定のルーティングプロトコルによる情報交換を行わせることで、予め計算した経路に沿ったパケット転送を行わせる。
特許第5950019号公報
TRILLには、STPと比較して帯域の有効利用、障害時の高速切替等の特長があるが、ホップ数の制限により64台を超過したパケット転送ができないという問題がある。図11は、ホップ数の制限を説明するための図である。図11において、TRILL−SW92は、TRILLで通信を行うスイッチである。Dataは送受信されるデータである。Etherは、イーサネット(登録商標、以下同様)ヘッダである。Trillは、TRILLヘッダである。
TRILLネットワークを介して通信を行う装置はTRILL−SW92とEther回線(イーサネット回線)で接続される。TRILL−SW92同士はTRILL回線で接続される。図11に示すように、パケットは、送信装置93から複数のTRILL−SW92を経由して受信装置94に送信されるが、経由するTRILL−SW92の台数は64を超えることはできない。
また、TRILLネットワークでは、マルチキャストパケットが不要なポートへ転送されてしまう。また、各TRILL−SW92は全てのTRILL−SW92の経路情報を蓄積するため、TRILL−SW92の台数が増えると経路情報が肥大化し、経路計算量が増大してネットワークが不安定になる。
本発明は、1つの側面では、TRILLネットワークにおけるホップ数の制限をなくすことを目的とする。
1つの態様では、通信プログラムは、複数のドメインに分割されたネットワークにおいてパケットの送受信を行う場合に、異なるドメインから前記パケットが受信されたかどうかを判定する処理をコンピュータに実行させる。そして、前記通信プログラムは、前記異なるドメインから前記パケットが受信されたと判定した場合に、前記パケットにヘッダを追加し、前記ヘッダに含まれるホップ数を調整する処理を前記コンピュータに実行させる。
1つの側面では、本発明は、TRILLネットワークにおけるホップ数の制限をなくすことができる。
図1は、実施例に係るドメイン分割を説明するための図である。 図2は、パケット送信動作を説明するための図である。 図3は、TRILL−SWの機能構成を示す図である。 図4は、パケットフォーマットを示す図である。 図5は、パケット転送処理のフローを示すフローチャートである。 図6は、パケット到達制限がなくなる効果を説明するための図である。 図7は、不要なマルチキャスト転送がなくなる効果を説明するための図である。 図8は、経路情報の肥大化を抑制する効果を説明するための図である。 図9は、障害発生時に影響を局所化する効果を説明するための図である。 図10は、TRILL−SWのハードウェア構成を示す図である。 図11は、ホップ数の制限を説明するための図である。
以下に、本願の開示する通信プログラム、通信方法及び通信装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例は開示の技術を限定するものではない。
まず、実施例に係るドメイン分割について説明する。図1は、実施例に係るドメイン分割を説明するための図である。図1では、TRILLネットワーク1は、複数の拠点に分割され、拠点単位で複数のドメイン1aに分割される。TRILL−SW2は、TRILLで通信を行うスイッチである。
ドメイン1a内では、TRILL−SW2はTRILL回線で接続される。ドメイン1a間では、TRILL−SW2はEther回線で接続される。端末3とTRILL−SW2の間はEther回線で接続される。端末3の代わりに情報処理装置がTRILL−SW2とEther回線で接続されてもよい。TRILL−SW2に付加された丸印はドメイン境界のポートを示す。なお、図1では、TRILLネットワーク1は、拠点単位で分割されるが、別の単位で分割されてもよい。
図2は、パケット送信動作を説明するための図である。図2では、A拠点のTRILL−SW2に接続されたP端末からC拠点のTRILL−SW2に接続されたQ端末にパケットが送信される。
図2に示すように、A拠点にはSW#1、SW#2及びSW#3で表されるTRILL−SW2が含まれ、SW#1、SW#2及びSW#3は1つのドメイン1aを構成する。同様に、B拠点にはSW#4、SW#5及びSW#6で表されるTRILL−SW2が含まれ、SW#4、SW#5及びSW#6は1つのドメイン1aを構成する。同様に、C拠点にはSW#7、SW#8及びSW#9で表されるTRILL−SW2が含まれ、SW#7、SW#8及びSW#9は1つのドメイン1aを構成する。
ドメイン1a内で転送されるパケットにはTRILLヘッダが含まれる。一方、ドメイン1a間で転送されるパケットにはTRILLヘッダは含まれない。例えば、A拠点において、SW#1からSW#2に送信されるパケットにはA拠点用のTRILLヘッダが含まれる。Trill(A拠点)はA拠点用のTRILLヘッダを示す。TRILLヘッダには、送信先TRILLニックネームとしてSW#2が含まれ、送信元TRILLニックネームとしてSW#1が含まれる。
一方、SW#2からSW#4に送信されるパケットには、TRILLヘッダが含まれず、EtherとDataだけが含まれる。Etherには、送信元MAC(Media Access Control)アドレスとしてpが含まれ、送信先MACアドレスとしてqが含まれる。ここで、pはP端末のMACアドレスであり、qはQ端末のMACアドレスである。
すなわち、TRILL−SW2は、他のドメインからパケットを受信するとTRILLヘッダを付加し、他のドメインにパケットを送信する場合にTRILLヘッダを取り除く。TRILLヘッダに含まれるホップ数はTRILLヘッダが付加された時点で初期設定される。したがって、TRILLネットワーク1では、必要に応じてドメイン分割の数を増やすことによって、ホップ数の制限をなくすことができる。
次に、TRILL−SW2の機能構成について説明する。図3は、TRILL−SW2の機能構成を示す図である。図3に示すように、TRILL−SW2は、受信部21と、ドメイン境界情報記憶部22と、フォーワーディングテーブル23と、判定部24と、ヘッダ追加部25と、ヘッダ削除部26とを有する。また、TRILL−SW2は、TRILL転送部27と、イーサ転送部28と、経路計算処理部29とを有する。
受信部21は、端末3又は他のTRILL−SW2からパケットを受信し、判定部24に渡す。図4は、パケットフォーマットを示す図である。図4(a)は、ドメイン1a内パケットフォーマットを示し、図4(b)は、ドメイン1a間パケットフォーマットを示す。図4(a)に示すように、ドメイン1a内では、元の(original)イーサネットフレームにTRILLヘッダと外側イーサネットヘッダ(Outer Ethernet Header)が付加される。
元のイーサネットフレームには、内側送信先MACアドレス(Inner Destination MAC Address)、内側送信元MACアドレス(Inner Source MAC Address)、イーサタイプ(Ether Type)が含まれる。また、イーサネットフレームには、内側VLANタグ情報(Inner Virtual Local Area Network tag info)、ペイロード(Payload)及びFCS(Frame Check Sequence)が含まれる。
内側送信先MACアドレスは、送信先のMACアドレスである。内側送信元MACアドレスは、送信元のMACアドレスである。イーサタイプにはC−tagが指定される。C−tagは、付加されるヘッダがTRILLヘッダであることを示す。内側VLANタグ情報は、VLANのタグ情報である。ペイロードは、送信されるデータである。FCSは、データ誤りの検出及び訂正に用いられるビット列である。
TRILLヘッダには、イーサタイプ、V(Version)、R(Reserved)、M(Multi-Destination)、Op−L(Option Length)、ホップ数(Hop Count)、出口ニックネーム(Egress Nickname)、入口ニックネーム(Ingress Nickname)が含まれる。
イーサタイプにはTRILLが指定される。Vは、バージョンを示す。Rは、将来の拡張用である。Mは、宛先が複数であるか否かを示す。Op−Lは、オプションフィールドの長さを示す。オプションフィールドは、入口ニックネームの後にある。ホップ数は、ドメイン1a内で経由したTRILL−SW2の数である。ホップ数のビット長は6である。
出口ニックネームは、ドメイン1aの出口のTRILL−SW2の名前である。入口ニックネームは、ドメイン1aの入口のTRILL−SW2の名前である。入口ニックネーム及び出口ニックネームはドメイン1aの外に通知されない。したがって、経路情報配信範囲が限定され、経路情報の肥大化を抑制することができる。
外側イーサネットヘッダには、外側送信先MACアドレス(Outer Destination MAC Address)、外側送信元MACアドレス(Outer Source MAC Address)、イーサタイプ、内側VLANタグ情報(Inner VLAN tag info)が含まれる。
外側送信先MACアドレスは、送信先のMACアドレスである。外側送信元MACアドレスは、送信元のMACアドレスである。イーサタイプにはC−tagが指定される。外側VLANタグ情報は、VLANのタグ情報である。
また、図4(b)に示すように、ドメイン1a間のパケットフォーマットは、元のイーサネットフレームのフォーマットである。
図3に戻って、ドメイン境界情報記憶部22は、TRILL−SW2が有するいずれかのポートにドメイン境界設定があるか否かを示す情報を記憶する。フォーワーディングテーブル23は、パケットの宛先と出力ポートとを対応付けるテーブルである。
判定部24は、フォーワーディングテーブル23を参照してパケットの出力ポートを特定し、出力ポートからパケットの転送先を特定する。そして、判定部24は、ドメイン境界情報記憶部22と転送先の情報を用いて、接続する端末3又は他のドメイン1aからパケットを受信したか否か、及び、接続する端末3又は他のドメイン1aにパケットを送信するか否かを判定する。
そして、判定部24は、接続する端末3又は他のドメイン1aからパケットを受信した場合には、パケットをヘッダ追加部25に渡す。また、判定部24は、接続する端末3又は他のドメイン1aにパケットを送信する場合には、パケットをヘッダ削除部26に渡す。また、判定部24は、同じドメイン1aのTRILL−SW2からパケットを受信し、同じドメイン1aのTRILL−SW2にパケットを転送する場合には、パケットをTRILL転送部27に渡す。
なお、判定部24は、受信したパケットにTRILLヘッダがあるか否かに基づいて、接続する端末3又は他のドメイン1aからパケットを受信したか否かを判定してもよい。
ヘッダ追加部25は、TRILL−SW2が接続する端末3又は他のドメイン1aからパケットを受信した場合に、TRILLヘッダ及び外側イーサネットヘッダを生成してパケットに付加する。このとき、ヘッダ追加部25は、ホップ数を0に設定する。
ヘッダ削除部26は、TRILL−SW2が接続する端末3又は他のドメイン1aにパケットを送信する場合に、TRILLヘッダ及び外側イーサネットヘッダをパケットから削除する。
TRILL転送部27は、判定部24又はヘッダ追加部25からパケットを受け取るとTRILLによりパケットを転送する。
イーサ転送部28、ヘッダ削除部26からパケットを受け取るとイーサネットによりパケットを転送する。
経路計算処理部29は、パケットの宛先に対応する経路を計算し、パケットの出力ポートを宛先と対応付けてフォーワーディングテーブル23に格納する。
次に、パケット転送処理のフローについて説明する。図5は、パケット転送処理のフローを示すフローチャートである。図5に示すように、TRILL−SW2は、パケットを受信する(ステップS1)と、ドメイン境界情報記憶部22を参照し、ドメイン境界設定があるか否かを判定する(ステップS2)。
そして、ドメイン境界設定がない場合には、TRILL−SW2は、TRILL回線を用いるパケット転送処理を行う(ステップS3)。一方、ドメイン境界設定がある場合には、TRILL−SW2は、転送先が他ドメイン1aであるか否かを判定する(ステップS4)。そして、転送先が他ドメイン1aでない場合には、TRILL−SW2は、TRILLヘッダ及び外側イーサネットヘッダを追加し、TRILLパケットに変換する(ステップS5)。そして、TRILL−SW2は、TRILLによるパケット転送処理を行う(ステップS3)。
一方、転送先が他ドメイン1aである場合には、TRILL−SW2は、TRILLヘッダ及び外側イーサネットヘッダを削除し、イーサネットフレームに変換し(ステップS6)、イーサネットによるパケット転送処理を行う(ステップS7)。
このように、TRILL−SW2は、ドメイン境界においてTRILLヘッダ及び外側イーサネットヘッダを追加する処理又は削除する処理を行うことによって、64台を超えるTRILL−SW2を経由してパケットを転送することができる。
次に、ドメイン分割の効果について図6〜図9を用いて説明する。図6は、パケット到達制限がなくなる効果を説明するための図である。TRILLネットワーク1では、拠点毎に64台のTRILL−SW2の接続が可能である。また、拠点接続箇所でホップ数を含むTRILLヘッダが付け替えられるため、拠点数を増やすことによって、TRILLネットワーク1は、パケット到達制限をなくすことができる。したがって、図6に示すように、図11においてパケットが到達できない端末についても、パケットの到達が可能となる。
図7は、不要なマルチキャスト転送がなくなる効果を説明するための図である。図7は、カメラ4によって撮影されたカメラ映像がモニタ5に転送される場合を示す。図7に示すように、拠点間(ドメイン1a間)では、Ether回線による通信が行われる。このため、TRILL−SW2は、IGMPスヌーピングを用いて不要なマルチキャストの転送が行われないように制御することができる。不要なカメラ映像パケットが転送されないことから、TRILLネットワーク1は、回線帯域を有効に使用することができる。
図8は、経路情報の肥大化を抑制する効果を説明するための図である。図8に示すように、各TRILL−SW2は、自拠点(自ドメイン1a)内のTRILL−SW2の経路情報だけを蓄積する。A拠点に含まれるTRILL−SW2は、A拠点内のTRILL−SW2の経路情報だけを蓄積し、B拠点に含まれるTRILL−SW2は、B拠点内のTRILL−SW2の経路情報だけを蓄積する。C拠点に含まれるTRILL−SW2は、C拠点内のTRILL−SW2の経路情報だけを蓄積する。
したがって、TRILLネットワーク1では、ドメイン分割がない場合と比較して経路情報の量が小さく、経路計算量も小さい。このため、TRILLネットワーク1は、経路計算量の増大によりネットワークが不安定になることを防ぐことができる。
図9は、障害発生時に影響を局所化する効果を説明するための図である。図9は、A拠点で障害が発生した場合を示す。図9に示すように、障害が発生したA拠点では、TRILL−SW2の切替動作等が必要になる。一方、B拠点、C拠点等の他のドメイン1aは、A拠点で発生した障害の影響を受けない。したがって、TRILLネットワーク1は、障害発生時の影響を局所化することができる。
次に、TRILL−SW2のハードウェア構成について説明する。図10は、TRILL−SW2のハードウェア構成を示す図である。図10に示すように、TRILL−SW2は、RAM(Random Access Memory)31と、CPU(Central Processing Unit)32と、フラッシュメモリ33と、スイッチ部34と、6個のポート35を有する。なお、TRILL−SW2は、6個以外の数のポート35を有してもよい。
RAM31は、フラッシュメモリ33から読出されたプログラムを記憶する揮発性メモリである。また、RAM31は、プログラムの実行に必要なデータ、プログラム実行の途中結果等を記憶する。
CPU32は、RAM31からプログラムを読み出して実行する中央処理装置である。フラッシュメモリ33は、プログラムを記憶する不揮発性メモリである。スイッチ部34は、CPU32とポート35の接続を制御する。ポート35は、パケットの受信又は送信を行う。
上述してきたように、実施例では、TRILLネットワーク1は、複数のドメイン1aに分割される。TRILL−SW2は、ドメイン1a内では、TRILLによりパケットを転送し、ドメイン1a間では、イーサネットによりパケットを転送する。そして、受信部21がパケットを受信すると、判定部24が、他のドメイン1aから受信したか否かを判定する。そして、判定部24が他のドメイン1aから受信したと判定した場合には、ヘッダ追加部25が、TRILLヘッダ及び外側イーサネットヘッダを追加する。このとき、ヘッダ追加部25は、ホップ数を0に設定する。したがって、TRILLネットワーク1は、パケット到達制限をなくすことができる。
また、実施例では、判定部24は、他のドメイン1aからパケットを受信したか否かをドメイン境界情報記憶部22とパケットの転送先に基づいて判定する。あるいは、判定部24は、パケットにTRILLヘッダが含まれるか否かに基づいて、他のドメイン1aからパケットを受信したか否かを判定する。したがって、判定部24は、正しく判定を行うことができる。
また、実施例では、判定部24は、他のドメイン1aへパケットを転送するか否かをドメイン境界情報記憶部22とパケットの転送先に基づいて判定する。そして、判定部24が他のドメイン1aへパケットを転送すると判定すると、ヘッダ削除部26が、TRILLヘッダ及び外側イーサネットヘッダをパケットから削除する。したがって、TRILL−SW2は、ドメイン1a間でイーサネットによりパケットを送信することができる。
なお、実施例では、TRILLネットワークについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ホップ数に制限のあるネットワーク、マルチキャスト又はブロードキャスト機能があるネットワーク等の他のネットワークにも同様に適用することができる。
1 TRILLネットワーク
1a ドメイン
2,92 TRILL−SW
3 端末
4 カメラ
5 モニタ
21 受信部
22 ドメイン境界情報記憶部
23 フォーワーディングテーブル
24 判定部
25 ヘッダ追加部
26 ヘッダ削除部
27 TRILL転送部
28 イーサ転送部
29 経路計算処理部
31 RAM
32 CPU
33 フラッシュメモリ
34 スイッチ部
35 ポート
93 送信装置
94 受信装置

Claims (8)

  1. 複数のドメインに分割されたネットワークにおいてパケットの送受信を行う場合に、異なるドメインから前記パケットが受信されたかどうかを判定し、
    前記異なるドメインから前記パケットが受信されたと判定した場合に、前記パケットにヘッダを追加し、前記ヘッダに含まれるホップ数を調整する
    処理をコンピュータに実行させることを特徴とする通信プログラム。
  2. 前記複数のドメインそれぞれのネットワークはTRILLにより構成されたネットワークであることを特徴とする請求項1に記載の通信プログラム。
  3. 前記複数のドメインそれぞれを接続するネットワークは、TRILLと異なるプロトコルを有するネットワークにより構成されることを特徴とする請求項2に記載の通信プログラム。
  4. 前記異なるドメインから前記パケットが受信されたかどうかをドメイン境界に位置するかどうか及び前記パケットの転送先に基づいて判定する処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項1、2又は3に記載の通信プログラム。
  5. 前記異なるドメインから前記パケットが受信されたかどうかを前記パケットに含まれるTRILLヘッダーの有無により判定する処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項3に記載の通信プログラム。
  6. 出力ポートが他のドメインに接続されるかどうかを判定し、前記出力ポートが他のドメインに接続される場合に前記出力ポートから送信するパケットから前記ホップ数を含むヘッダを取り除く処理をさらに前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の通信プログラム。
  7. 複数のドメインに分割されたネットワークにおいてパケットの送受信を行う場合に、異なるドメインから前記パケットが受信されたかどうかを判定し、
    前記異なるドメインから前記パケットが受信されたと判定した場合に、前記パケットにヘッダを追加し、前記ヘッダに含まれるホップ数を調整する
    処理をコンピュータが実行することを特徴とする通信方法。
  8. 複数のドメインに分割されたネットワークにおいてパケットの送受信を行う場合に、異なるドメインから前記パケットが受信されたかどうかを判定する判定部と、
    前記判定部により前記異なるドメインから前記パケットが受信されたと判定された場合に、前記パケットにヘッダを追加し、前記ヘッダに含まれるホップ数を調整する追加部と
    を有することを特徴とする通信装置。
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