JP2022034323A - Communication system and communication control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信システム及び通信制御方法に関し、例えば、ルータ機能部と複数台のホストで構成されているサーバ装置を複数台接続した通信システムに適用し得る。 The present invention relates to a communication system and a communication control method, and can be applied to, for example, a communication system in which a plurality of server devices composed of a router function unit and a plurality of hosts are connected.
従来、サーバ装置は、スイッチングハブやルータなどのネットワーク接続機器とは別の機器構成されており、接続した機器間で障害が発生しても継続使用できるように、冗長なネットワーク構成を適用するのが一般的であった(特許文献1等)。耐障害性を考慮した、サーバ装置の従来の構成例は、例えば、図15に示すものである。
Conventionally, server devices are configured separately from network-connected devices such as switching hubs and routers, and a redundant network configuration is applied so that they can be used continuously even if a failure occurs between the connected devices. Was common (
また、昨今では、1台の機器の中に、仮想化技術等を使用して、複数の仮想的なホストを稼働させたり、ホストの機能に加えて、スイッチングハブやルータの機能を動かすことが可能な製品が利用できるようになりつつあり、より柔軟なネットワーク構成を組むことが可能となってきている。1台の機器の中にホスト機能とルータ機能を具備したサーバ装置の構成例は、例えば図16に示すものである。 Also, nowadays, it is possible to operate multiple virtual hosts in one device by using virtualization technology, etc., and to operate the functions of switching hubs and routers in addition to the functions of hosts. Possible products are becoming available, and it is becoming possible to build more flexible network configurations. An example of a configuration of a server device having a host function and a router function in one device is shown in FIG. 16, for example.
しかしながら、図15に示したシステム構成の場合、1箇所に障害が発生しても経路切替が可能な構成となっているが、ホスト(サーバ装置)からのパケット送信時に、最初の転送先となるゲートウェイアドレスを使用する装置が1装置に限定され送信トラフィックの送出フローは、図17に示す通りとなる。即ち、2台のレイヤー3スイッチ(ルータ)に負荷を分散させて転送することは不可能である。
However, in the case of the system configuration shown in FIG. 15, although the route can be switched even if a failure occurs in one place, it becomes the first transfer destination when the packet is transmitted from the host (server device). The device that uses the gateway address is limited to one device, and the transmission flow of the transmission traffic is as shown in FIG. That is, it is impossible to distribute the load to two
一方、図16に示したシステム構成の場合、サーバ装置内のルータ機能部のIPアドレスを、ホストのゲートウェイアドレスとすることで、ホストからの送信トラフィックをルータ機能部で経路を選択することが可能となり、OSPF(Open Shortest Path First)等の経路制御プロトコルの負荷分散機能を使用して、2台のレイヤー3スイッチに負荷を分散させて転送することができる。
On the other hand, in the case of the system configuration shown in FIG. 16, by setting the IP address of the router function unit in the server device as the gateway address of the host, it is possible for the router function unit to select a route for transmission traffic from the host. Therefore, the load can be distributed and transferred to the two
ただし、図16に示したシステム構成の場合、2台のサーバー装置間Active-Standbyの冗長構成を確立し、2台のサーバー装置でIPアドレスを共有しようとしても、2台のホストが別々のネットワークに分かれてしまうため、2台のホストにて、IPアドレスを共有することができず、Active-Standbyの冗長構成が正常に機能できない問題が発生する。 However, in the case of the system configuration shown in FIG. 16, even if an Active-Standby redundant configuration between two server devices is established and the two server devices try to share an IP address, the two hosts have different networks. Since the IP address cannot be shared between the two hosts, there is a problem that the redundant configuration of Active-Standby cannot function normally.
以上のような問題点に鑑み、複数台のサーバ装置で、Active―Standby構成を確立しつつ効率的な負荷分散が可能な通信システム及び通信制御方法が望まれている。 In view of the above problems, there is a demand for a communication system and a communication control method capable of efficient load balancing while establishing an Active-Standby configuration with a plurality of server devices.
第1の本発明は、(1)複数のホストと、スイッチ部と、ルータ部とを有するサーバ装置と、(2)前記サーバ装置に接続され、第1のスイッチ機能部及び第1のルータ機能部を有する第1のレイヤ3スイッチと、(3)前記サーバ装置と前記第1のレイヤ3スイッチとに接続され、第2のスイッチ機能部及び第2のルータ機能部を有する第2のレイヤ3スイッチとを備え、(4)前記サーバ装置、前記第1のレイヤ3スイッチ、及び前記第2のレイヤ3スイッチの全構成部間で第1のサブネットワークが形成され、(5)前記サーバ装置のルータ部と、前記第1のレイヤ3スイッチとの間で第2のサブネットワークが形成され、(6)前記サーバ装置のルータ部と、前記第2のレイヤ3スイッチとの間で第3のサブネットワークが形成され、(7)前記サーバ装置と前記第1のレイヤ3スイッチ及び前記第2のレイヤ3スイッチの通信用途に応じて、前記各サブネットワークが用いられることを特徴とする。
The first aspect of the present invention is (1) a server device having a plurality of hosts, a switch unit, and a router unit, and (2) a first switch function unit and a first router function connected to the server device. A
第2の本発明は、(1)複数のホストと、スイッチ部と、ルータ部とを有するサーバ装置と、前記サーバ装置に接続され、第1のスイッチ機能部及び第1のルータ機能部を有する第1のレイヤ3スイッチと、前記サーバ装置と前記第1のレイヤ3スイッチとに接続され、第2のスイッチ機能部及び第2のルータ機能部を有する第2のレイヤ3スイッチとを備える通信システムに使用する通信制御方法であって、(2)サブネットワーク形成手段は、前記サーバ装置、前記第1のレイヤ3スイッチ、及び前記第2のレイヤ3スイッチの全構成部間で第1のサブネットワークを形成し、(3)前記サブネットワーク形成手段は、前記サーバ装置のルータ部と、前記第1のレイヤ3スイッチとの間で第2のサブネットワークを形成し、(4)前記サブネットワーク形成手段は、前記サーバ装置のルータ部と、前記第2のレイヤ3スイッチとの間で第3のサブネットワークを形成し、(5)前記サーバ装置と前記第1のレイヤ3スイッチ及び前記第2のレイヤ3スイッチの通信用途に応じて、前記各サブネットワークが用いられることを特徴とする。
The second invention has (1) a server device having a plurality of hosts, a switch section, and a router section, and a first switch function section and a first router function section connected to the server device. A communication system including a
本発明によれば、複数台のサーバ装置で、Active-Standby構成を確立しつつ効率的な負荷分散ができる。 According to the present invention, it is possible to efficiently distribute a load while establishing an Active-Standby configuration with a plurality of server devices.
(A)主たる実施形態
以下、本発明による通信システム及び通信制御方法の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
(A) Main Embodiment Hereinafter, the embodiment of the communication system and the communication control method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(A-1)実施形態の構成
(A-1-1)サーバ装置1の詳細な構成
図1は、実施形態に係るサーバ装置の構成を示すブロック図である。
(A-1) Configuration of Embodiment (A-1-1) Detailed Configuration of
サーバ装置1は、任意の台数のホスト11(11-1~11-n)、ルータ機能部21、スイッチ機能部31、各ホスト11とスイッチ機能部31とを接続する伝送ライン41(41-1~41-n)、ルータ機能部21とスイッチ機能部31とを接続する伝送ライン42、スイッチ機能部31と後述するレイヤー3スイッチ71とを偶数台接続するための伝送ライン51(51-1~51-m)及び52(52-1~52-m)を有する。
The
実施形態に係るサーバ装置は、図1に示す各構成部を搭載した専用のICチップ等のハードウェアとして構成しても良いし、又は、CPUと、CPUが実行するプログラムを中心としてソフトウェア的に構成しても良いが、機能的には、図1で表すことができる。また、例えば図1に示す各構成は全て1台のハードウェア機器によって提供され、各構成要素が仮想的な機能として実現されても良い。 The server device according to the embodiment may be configured as hardware such as a dedicated IC chip equipped with each component shown in FIG. 1, or may be software-based mainly on a CPU and a program executed by the CPU. Although it may be configured, it can be functionally represented by FIG. Further, for example, each configuration shown in FIG. 1 may be provided by one hardware device, and each component may be realized as a virtual function.
各ホスト11は、演算処理を行う機能を提供し、他の装置から受信したトラフィックに対して処理を行いその処理結果を応答する機能を具備する。
Each
スイッチ機能部31は、一般的なレイヤ2スイッチの機能として、接続ポートを複数の仮想的なサブネットワーク(VLAN)に分離することが可能であり、各サブネットワークに接続された機器間で指定された宛先装置にトラフィックを転送する機能を具備する。さらに、スイッチ機能部31は、レイヤー3スイッチ71から転送されたブロードキャストフレームを、他のレイヤー3スイッチ71に転送することを抑制する機能を具備する。
As a function of a
ルータ機能部21は、一般的なルータの機能として、受信したIPパケットの宛先アドレスに対する経路を探索して、探索された経路にパケットを転送する機能、及び接続するレイヤー3スイッチ71との間で経路制御プロトコルを稼働させ、経路情報を交換する機能を具備する。また、ルータ機能部21は、OSPF等の経路制御プロトコルを使用することにより、最適経路が複数ある場合に、複数の経路に対して負荷分散する機能も具備する。
As a general router function, the
(A-1-2)レイヤー3スイッチ71の詳細な構成
図2は、実施形態に係るレイヤー3スイッチの構成を示すブロック図である。
(A-1-2) Detailed Configuration of
レイヤー3スイッチ71は、スイッチ機能部72、ルータ機能部73、スイッチ機能部72と各サーバ装置1とを接続するための伝送ライン81(81-1~81-n)、スイッチ機能部72と他のレイヤー3スイッチ71とを接続するための伝送ライン82、スイッチ機能部72とルータ機能部73とを接続するための伝送ライン83、及びルータ機能部と他の装置(例えば外部装置)とを接続するための伝送ライン84(84-1~84-O)を有する。以下、伝送ライン82で接続された他のレイヤー3スイッチのことを「他系レイヤー3スイッチ」と呼ぶものとする。
The
スイッチ機能部72は、一般的なレイヤ2スイッチの機能として、接続ポートを複数の仮想的なサブネットワーク(VLAN)に分離することが可能であり、各サブネットワークに接続された機器間で指定された宛先装置にトラフィックを転送する機能を具備する。さらに、スイッチ機能部72は、各サーバ装置との疎通状態を監視する機能を具備し、「疎通可」又は「疎通不可」のいずれの状態であるかを監視する。
As a function of a
また、スイッチ機能部72は、他系レイヤー3スイッチ71との接続時に各サーバ装置1との疎通状態を通知する機能、及び各サーバ装置1との疎通状態が変化した場合に、変化した内容を他系レイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72に通知する機能を具備する。スイッチ機能部72は、自レイヤー3スイッチ71の監視状態と、他系レイヤー3スイッチ71から受信した通知内容に応じて、例えば、図4(A)に示すような接続状態管理テーブルT1を用いて、接続するサーバ装置1毎の接続状態を監視する。また、各サーバ装置1の状態は、例えば、図4(B)の接続状態管理テーブルT2に示すように、「接続なし」、「自系接続」、「他系接続」、「両系接続」の4ついずれかの接続状態で管理する。
Further, the
図5は、実施形態に係るネットワークの接続状況(サーバ装置及び両レイヤー3スイッチの各接続状況)による接続状態の例を示す説明図である。図5(A)は、各装置に障害が発生していない場合、図5(B)は、レイヤー3スイッチ71及びサーバ装置1の片側(レイヤー3スイッチ71-2とサーバ装置1との間)で障害が発生した場合、図5(C)は、両レイヤー3スイッチ71間で障害が発生した場合、図5(D)は、両レイヤー3スイッチ71とサーバ装置1との間(両側)で障害が発生した場合、図5(E)は、レイヤー3スイッチ71及びサーバ装置1の片側(レイヤー3スイッチ71-1とサーバ装置1との間)と、両レイヤー3スイッチ71間で障害が発生した場合のネットワークの接続状態を示している。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a connection state according to a network connection status (connection status of each of the server device and both
また、スイッチ機能部72は、他系レイヤー3スイッチ71からブロードキャストフレームを受信した際、接続しているサーバ装置1の接続状態が、「両系接続」である場合には、当該サーバ装置1には、ブロードキャストフレームの転送を抑制する機能を具備する。また、スイッチ機能部72は、サーバ装置1からブロードキャストフレームを受信した場合、サーバ装置1の接続状態が、「両系接続」である場合は、他系レイヤー3スイッチ71にブロードキャストフレームの転送を抑制する機能を具備する。
Further, when the
ルータ機能部73は、上述のサーバ装置1のルータ機能部21と同様の機能を具備する。
The
(A-1-3)全体構成及びサブネットワーク構成
図3は実施形態に係るサーバシステムの全体構成を示すブロック図である。
(A-1-3) Overall Configuration and Sub-Network Configuration FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of a server system according to an embodiment.
図3において、サーバシステム100は、任意の複数台のサーバ装置1(1-1~1-p)、任意の偶数台のレイヤー3スイッチ71(71-1、71-2、…、71-m1、71-m2)、各サーバ装置1と各レイヤー3スイッチ71を接続する伝送ライン81(81-1…)、及び2台のレイヤー3スイッチ71間を接続する伝送ライン82(82-1…)を有する。
In FIG. 3, the
サーバシステム100において、伝送ライン82で直接接続されている2台の各レイヤー3スイッチ71は、他のネットワークと接続する際に冗長な経路が確立できるようにするためであり、いずれかのレイヤー3スイッチ71を経由しても他のネットワークと接続できる構成になっている。
In the
図6(A)では、サーバシステム100における、サーバ装置1のスイッチ機能部31とレイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72とによって構成されるサブネットワークの種類(内容)を示している。図6(A)に示すように、サブネットワークとして、全サーバ装置1の全ホスト11、ルータ機能部21、全レイヤー3スイッチ71が含まれる全体VLANが1つ構成され、1台のサーバ装置1(サーバ装置1のルータ機能部21)と1台のレイヤー3スイッチ71のみが含まれるVLANが、サーバ装置1の台数×レイヤー3スイッチ71の台数分だけ構成される。
FIG. 6A shows the type (contents) of the sub-network composed of the
また、サーバ装置1の各ホスト11、ルータ機能部21、及びレイヤー3スイッチ71のルータ機能部73は、他装置とIPプロトコルで通信するため、図6(B)に従ったIPアドレスを具備する。例えば、サーバ装置1のルータ機能部21は、全体VLAN用のアドレス1個と、自身とレイヤー3スイッチ71用とを接続するレイヤー3スイッチ71の数だけアドレスを保持する。例えば、図7の構成では、ルータ機能部21は、全体VLAN用のアドレス1個と、レイヤー3スイッチ71-1用のアドレス1個と、レイヤー3スイッチ71-2用のアドレス1個の合計3個のIPアドレスを保持(使用)する。図7は、実施形態に係るサブネットワークの構成とIPアドレスの使用箇所の一例を示している。
Further, each
なお、この実施形態のサーバシステム100では、各ホスト11及びレイヤー3スイッチ71にて、全体VLANを経由してIPパケットを他の装置に転送する際は、一般的に使用されているイーサーネット(登録商標)への転送方式と同じ方式を使用することを前提とする。例えば、IPパケットを送信する際、転送先のIPアドレスに対応したMACアドレスを保持している場合は、そのMACアドレスを送信パケットの宛先MACアドレスに設定してパケットを送信する。一方、転送先IPアドレスに対応したMACアドレスを保持していない場合は、ARPプロトコルを使用して、転送先IPアドレスに対応したMACアドレスを問い合わせるフレームをブロードキャストにより転送し、該当IPアドレスを保持する装置が、保持するMACアドレスを応答することによって、MACアドレスを取得し、宛先MACアドレスに設定してパケットを送信する処理を行う。なお、上記処理は、例えば、レイヤー3スイッチ71では、スイッチ機能部72にて実行することになる。
In the
(A-2)実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する実施形態におけるサーバシステム100の動作を説明する。
(A-2) Operation of the Embodiment Next, the operation of the
(A-2-1)レイヤー3スイッチにて、他装置からサーバ装置宛のパケットを受信した場合の動作
図8は、実施形態に係るレイヤー3スイッチの特徴動作(他装置からサーバ装置宛のパケットを受信した場合の動作)について示すシーケンス図である。
(A-2-1) Operation when a packet addressed to a server device is received from another device by the
まず、レイヤー3スイッチ71は、ルータ機能部73において、他装置からIPパケットを受信すると(S101)、受信パケットの宛先アドレスに応じた経路を検索する(S102)。
First, when the
ルータ機能部73は、受信パケットの宛先がサーバ装置1のホスト11である場合、転送先が全体VLANのサブネットワークになることから、スイッチ機能部72にIPパケットを転送する(S103)。
When the destination of the received packet is the
IPパケットを受信したスイッチ機能部72は、全体VLANに対し、宛先ホストのIPアドレスに対応した、MACアドレスのエントリがMACテーブルに存在するか否か確認する(S104)。スイッチ機能部72は、MACアドレスのエントリが存在する場合、後述するステップS111の処理に移行し、一方、MACアドレスのエントリが存在しない場合、次の処理を実行する。
Upon receiving the IP packet, the
スイッチ機能部72は、MACアドレスのエントリが存在しない場合、全体VLANに対し、宛先IPアドレスに対応したMACアドレスを問い合わせるためのARPフレームをブロードキャストで転送する(S105)。
If the MAC address entry does not exist, the
ARPフレームを受信した各サーバ装置1のスイッチ機能部31は、各ホスト11にARPフレームを転送する(S106)。ただし、スイッチ機能部31は、同じ全体VLANに接続されている、他のレイヤー3スイッチ71には、ARPフレームの転送を抑制する処理を行う。
The
ホスト11は、ARPフレームを受信すると(S107)、問い合わせ対象のIPアドレスが自ホストのIPアドレスである場合には、保持するMACアドレスをARP応答フレームで応答し、レイヤー3スイッチ71向けに送信する処理を行う(S108)。
When the
上述のステップS108で送信されたARP応答フレームは、サーバ装置1のスイッチ機能部31で転送されて(S109)、レイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72で受信される(S110)。
The ARP response frame transmitted in step S108 is transferred by the
レイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72は、受信したARP応答フレームより、転送先MACアドレスを取得し、宛先MACアドレスに設定してパケットを送信する処理を行う(S111)。
The
上述のステップS111で送信されたパケットは、サーバ装置1のスイッチ機能部31にて、宛先のホスト11宛に転送されて(S112)、宛先のホスト11に通知される(S113)。なお、レイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72にて、取得したMACアドレス情報は、スイッチ機能部72のMACテーブルに保持する処理を行い、その後、同じIPアドレス宛パケットを受信した場合は、ARPフレームの送信処理を行わずに、MACテーブルに登録されたMACアドレスを宛先MACアドレスに設定してパケットを転送する処理を行う。
The packet transmitted in step S111 described above is forwarded to the destination host 11 (S112) by the
また、上述のステップS105のARPフレームが、他系レイヤー3スイッチ71に送出されると(S114)、受信側のレイヤー3スイッチ71では次の処理を実行する。
Further, when the ARP frame in step S105 described above is sent to the
レイヤー3スイッチ71は、他系レイヤー3スイッチ71(上述のステップS105のARPフレームを送信したレイヤー3スイッチ71)からブロードキャストフレームを受信した場合、先述の接続状態管理テーブルT1(図4)を参照して、各サーバ装置1の接続状態を確認し、接続状態の値が、「自系接続」の場合には、当該サーバ装置1に同フレームを転送する。
When the
一方、レイヤー3スイッチ71は、接続状態の値が、その他の場合には、当該サーバ装置1には転送しない処理を行う。即ち、接続状態の値が、「接続なし」又は「他系接続」の場合には、対象サーバ装置1と疎通不可の状態であるため転送できない。そして、接続状態が「両系接続」の場合には、対象サーバ装置1とは疎通可の状態であるが、転送を抑制する処理を行う。
On the other hand, the
(A-2-2)サーバ装置1のホスト11から他のネットワークにIPパケットを転送する場合の動作
図9は、実施形態に係るサーバ装置の特徴動作(ホストから他のネットワークにIPパケットを転送する場合の動作)について示すシーケンス図である。
(A-2-2) Operation when an IP packet is transferred from the
ホスト11は、他のネットワークにIPパケットを転送する場合、まず、全体VLANを経由して、同じサーバ装置1のルータ機能部21のIPアドレスに向けてパケットを送信する(S121)。
When forwarding an IP packet to another network, the
スイッチ機能部31は、IPパケットを受信するとルータ機能部21に当該パケットを転送する(S122)。
When the
ルータ機能部21は、IPパケットを受信すると(S123)、受信パケットの宛先IPアドレス値から経路を検索し(S124)、経路となるレイヤー3スイッチのルータ⇔レイヤー3スイッチ間のアドレスに対し、ルータ⇔レイヤー3スイッチ間VLANを使用して、パケットを転送する(S125)。なお、ルータ機能部21は、ルーティングプロトコル機能を使用し、最適な経路が複数ある場合に複数の経路に分散する機能を使用することで複数経路に負荷分散転送することも可能である。
When the
上述のステップS125でルータ機能部21より転送されたパケットは、スイッチ機能部31にてレイヤー3スイッチ71に転送される(S126)。
The packet transferred from the
そして、レイヤー3スイッチ71では、スイッチ機能部72にて、サーバ装置1側から受信したIPパケットをルータ機能部73に転送し(S127)、ルータ機能部73では、IPパケットを受信すると(S128)、受信パケットの宛先IPアドレス値から経路を検索し(S129)、検索した経路へ転送することで他ネットワークにパケットを転送する(S130)。
Then, in the
(A-2-3)サーバ装置1のホスト11から他のサーバ装置1のホスト11にIPパケットを転送する場合の動作
図10は、実施形態に係るサーバ装置の特徴動作(他のサーバ装置1のホスト11にIPパケットを転送する場合の動作)について示すシーケンス図である。
(A-2-3) Operation when an IP packet is transferred from the
サーバ装置1-1のホスト11は、他のサーバ装置1-2のホスト11にIPパケットを転送する場合、宛先ホストのIPアドレスに対応したMACエントリが、MACテーブルに存在するか否か確認する(S131)。サーバ装置1-1のホスト11は、MACアドレスのエントリが存在する場合、後述するステップS144の処理に移行し、一方、MACアドレスのエントリが存在しない場合、次の処理を実行する。
When the
サーバ装置1-1のホスト11は、MACエントリが存在しない場合には、全体VLANに対し、宛先ホストのIPアドレスに対応したMACアドレスを問い合わせるためのARPフレームをブロードキャストで送信する(S132)。
If the MAC entry does not exist, the
サーバ装置1-1のスイッチ機能部31は、受信したARPフレームを他のホスト11と接続先のレイヤー3スイッチ71に転送する(S133)。
The
ARPフレームを受信したレイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72は、他サーバ装置1-2に対し、ARPフレームを転送する(S134)。
The
また、スイッチ機能部72は、送信元となるサーバ装置1-1の接続状態を確認する(S135)。スイッチ機能部72は、接続状態が「自系接続」である場合、次の処理を実行し、一方、接続状態がその他(自系接続以外の状態)である場合、後述するステップS141へ移行する。
Further, the
スイッチ機能部72は、上述のステップS135で接続状態が「自系接続」である場合、ARPフレームを他系レイヤー3スイッチ71に転送する(S136)。
When the connection state is "self-connected" in step S135 described above, the
上述のステップS134の後、ARPフレームを受信した他のサーバ装置1-2のスイッチ機能部31は、ARPフレームを接続する各ホスト11に転送する(S137)。
After step S134 described above, the
サーバ装置1-2の各ホスト11は、ARPフレームを受信すると(S138)、問い合わせ対象IPアドレスが自ホストのIPアドレスの場合、ARP応答フレームに、自ホストのMACアドレスを設定して、送信元ホスト(サーバ装置1-1のホスト11)にARP応答フレームを送信する(S139)。
When each
サーバ装置1-1、1-2のスイッチ機能部31及びレイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72にて、それぞれARP応答フレームを転送する処理を行う(S140~S142)。
The
サーバ装置1-1のホスト11は、ARP応答フレームを受信すると(S143)、宛先ホストのMACアドレス値を取得し、送信パケットに取得したMACアドレスを設定して、宛先ホストにIPパケットを送信する(S144)。
When the
上述のステップS144の後、サーバ装置1-1、1-2のスイッチ機能部31、レイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72にて、それぞれIPパケットを転送する処理を行い(S145~S147)、宛先のホスト11にて、IPパケットを受信する(S148)。
After step S144 described above, the
次にステップS136の処理後の受信側のレイヤー3スイッチ71の処理について説明する。
Next, the processing of the
レイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72は、他系レイヤー3スイッチ71(上述のステップS136でARPフレームを送信したレイヤー3スイッチ71)からブロードキャストフレームを受信した場合、先述の接続状態管理テーブルT1を参照して、各サーバ装置1の接続状態を確認し、接続状態の値が、「自系接続」の場合には、当該サーバ装置1に同フレームを転送する。一方、レイヤー3スイッチ71は、接続状態の値が、その他の場合(自系接続以外の場合)には、当該サーバ装置1には転送しない処理を行う。
When the
(A-2-3)障害発生時の動作
次にサーバシステム100に障害が発生した場合の動作について説明する。
(A-2-3) Operation when a failure occurs Next, the operation when a failure occurs in the
まず、レイヤー3スイッチ71とサーバ装置1間の伝送ライン81が疎通不可となった場合には、レイヤー3スイッチ71では、ルータ機能部73にて使用する経路制御プロトコルによる経路の変更処理を行う。また、スイッチ機能部72では、例えば、図11(A)の接続状態変化テーブルT5に従って、接続先のサーバ装置1の接続状態の値を変更する(接続状態管理テーブルT1の更新を行う)。また、レイヤー3スイッチ71は、他系レイヤー3スイッチ71に対し、対象サーバ装置1との切断通知を送信し、スイッチ機能部31のMACテーブルにて、転送先経路が、障害が発生した伝送ラインとなっているエントリに対し、転送先経路を削除する処理を行う。
First, when the
一方、切断通知を受信した他系レイヤー3スイッチ71では、ルータ機能部73にて使用する経路制御プロトコルによる経路の変更処理に加え、スイッチ機能部72では、例えば、図11(B)の接続状態変化テーブルT6に従って、接続先のサーバ装置1の接続状態の値を変更する(接続状態管理テーブルT1の更新を行う)。また、疎通不可となった伝送ラインが接続されているサーバ装置1側では、ルータ機能部21にて、使用する経路制御プロトコルによる経路の変更処理を行う。
On the other hand, in the
また、レイヤー3スイッチ71とサーバ装置1間の伝送ライン81が疎通不可から疎通可に回復となった場合、レイヤー3スイッチ71では、ルータ機能部73において使用する経路制御プロトコルによる経路の変更処理を行う。また、スイッチ機能部72では、例えば、図11(C)の接続状態変化テーブルT7に従って、接続先のサーバ装置1の接続状態の値を変更する(接続状態管理テーブルT1の更新を行う)。また、レイヤー3スイッチ71は、他系レイヤー3スイッチ71に対し、対象サーバ装置1との接続通知を送信し、スイッチ機能部31のMACテーブルにて、転送先経路が、他系レイヤー3スイッチ71向け伝送ラインとなっているエントリに対し、転送先経路を削除する処理を行う。
Further, when the
一方、接続通知を受信した他系レイヤー3スイッチ71では、ルータ機能部73にて使用する経路制御プロトコルによる経路の変更処理に加え、スイッチ機能部72では、例えば、図11(D)の接続状態変化テーブルT8に従って、接続先のサーバ装置1の接続状態の値を変更する(接続状態管理テーブルT1の更新を行う)。また、サーバ装置1では、他系レイヤー3スイッチ71に対し、ルータ機能部21にて、使用する経路制御プロトコルによる経路の変更処理を行う。
On the other hand, in the
さらに、2台のレイヤー3スイッチ71間を直結する伝送ライン82が疎通不可となった場合、2台のレイヤー3スイッチ71(71-1、71-2)では、各ルータ機能部73にて使用する経路制御プロトコルによる経路の変更処理を行う。また、スイッチ機能部72では、例えば、図11(E)の接続状態変化テーブルT9に従って、接続先のサーバ装置1の接続状態の値を変更する(接続状態管理テーブルT1の更新を行う)。
Further, when the
一方、2台のレイヤー3スイッチ71間を直結する伝送ライン82が疎通不可から疎通可に回復した場合、2台のレイヤー3スイッチ71にて、全てのサーバ装置1との接続状態を他系レイヤー3スイッチ71に通知する処理を行い、その通信を受信した後、例えば、図11(F)の接続状態変化テーブルT10に従って、接続先のサーバ装置1の接続状態の値を変更する(接続状態管理テーブルT1の更新を行う)。また、レイヤー3スイッチ71のルータ機能部73では、使用する経路制御プロトコルによる経路を変更する処理を行う。
On the other hand, when the
(A-3)実施形態の効果
本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(A-3) Effect of Embodiment According to this embodiment, the following effects are exhibited.
上述のサーバシステム100において、他のネットワークから、サーバ装置1の各ホスト11にパケットを転送する場合、ブロードキャストの転送経路は図12に示すようになり、レイヤー3スイッチ71から送信されるブロードキャストフレームは、ループが発生することなく、各ホスト11に対し最短経路でパケットを送信することが可能である。その結果、特定ホストへの転送にて、対象サーバ装置1と各レイヤー3スイッチ71を接続しているすべての伝送ライン81が使用できるため、各伝送ライン81を平等、且つ、有効に使用することが可能である。さらに、図12に示すブロードキャストの転送ルートでは、直接接続されていないレイヤー3スイッチ71への転送が不可となるが、直接接続されていないレイヤー3スイッチ71間で、ホスト11が提供するサービスのトラフィックや経路制御プロトコルのトラフィックが送信されることはないため、システム動作に影響することはない。
In the above-mentioned
また、サーバ装置1のホスト11から、他のネットワークにパケットを転送する場合、サーバ装置1内のルータ機能部21のIPアドレスに転送後、ルータ機能部21では、ルーティングプロトコルによって設定された最適な経路を選択してパケットを転送することが可能であり、負荷を分散させての転送も可能である。即ち、各サーバ装置1と各レイヤー3スイッチ71とを接続した伝送ライン81を、平等且つ有効に使用することが可能となる。
Further, when a packet is transferred from the
サーバ装置1及びレイヤー3スイッチ71間で障害が発生した場合、レイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72にて、サーバ装置宛てホストのMACエントリをMACテーブルから削除することによって、ARPを用いて新たな経路を検索することが可能となる。宛先アドレスへの経路がない場合、レイヤー3スイッチ71から送信するARP問い合わせフレームのブロードキャストの転送経路は図13に示すようになることから、障害発生個所を迂回して、ブロードキャストフレームを各サーバ装置1に転送することが可能であり、新たな経路を確立することが可能となる。
When a failure occurs between the
サーバ装置1及びレイヤー3スイッチ71間で疎通不可発生時に、ホスト11から他のネットワークへパケット送信する場合、サーバ装置1のルータ機能部21とレイヤー3スイッチ71のルータ機能部73にて適用する経路制御プロトコルによって、障害個所を迂回した経路が選択されるようにすることで、障害個所を迂回した転送が可能である。
When a packet is transmitted from the
サーバ装置1及びレイヤー3スイッチ71間での経路が疎通不可状態から疎通可になった場合、レイヤー3スイッチ71のスイッチ機能部72にて、転送経路が他系レイヤー3スイッチ71向け伝送ラインとなっているエントリを削除することで、ARPを用いて新たな経路が検索することが可能となり、サーバ装置1のホスト11に最短経路でパケットを転送することが可能となる。
When the path between the
別々のサーバ装置1のホスト11間でパケット転送を行う場合、ARPフレームをブロードキャストで転送する際のトラフィックフローは図14に示すようになり、ホスト11からのブロードキャストトラフィックが、複数のルートで別サーバ装置1のホスト11に送信されるため、受信側では重複したフレームを受信することになり、伝送効率が悪化するが、ホスト間で送受信するトラフィックの割合が少ないシステム構成であれば、システム動作に影響することはない。
When packet forwarding is performed between
以上より、障害が発生していない状態では、各レイヤー3スイッチ71からサーバ装置1のホスト11への転送時と、ホスト11から、他のネットワークへの転送時の双方向で、最短の経路を使用し、複数の伝送ラインを使用して分散して転送することが可能であり、伝送ラインを有効に利用しつつ、複数のホストが同じサブネットワークに収容できるため、Active―Standby方式システムの適用も可能である。また、レイヤー3スイッチ71とサーバ装置1間で障害が発生した場合でも、双方向で障害個所を迂回した転送が可能である。
From the above, in the state where no failure has occurred, the shortest route is used in both directions when transferring from each
1…サーバ装置、11…ホスト、21…ルータ機能部、31…スイッチ機能部、41、42、51、52、81、82、83、84…伝送ライン、71…レイヤー3スイッチ、72…スイッチ機能部、73…ルータ機能部、100…サーバシステム、T1、T2…接続状態管理テーブル、T3、T4…サブネットワーク管理テーブル、T5~T10…接続状態変化テーブル。
1 ... Server device, 11 ... Host, 21 ... Router function unit, 31 ... Switch function unit, 41, 42, 51, 52, 81, 82, 83, 84 ... Transmission line, 71 ...
Claims (5)
前記サーバ装置に接続され、第1のスイッチ機能部及び第1のルータ機能部を有する第1のレイヤ3スイッチと、
前記サーバ装置と前記第1のレイヤ3スイッチとに接続され、第2のスイッチ機能部及び第2のルータ機能部を有する第2のレイヤ3スイッチとを備え、
前記サーバ装置、前記第1のレイヤ3スイッチ、及び前記第2のレイヤ3スイッチの全構成部間で第1のサブネットワークが形成され、
前記サーバ装置のルータ部と、前記第1のレイヤ3スイッチとの間で第2のサブネットワークが形成され、
前記サーバ装置のルータ部と、前記第2のレイヤ3スイッチとの間で第3のサブネットワークが形成され、
前記サーバ装置と前記第1のレイヤ3スイッチ及び前記第2のレイヤ3スイッチの通信用途に応じて、前記各サブネットワークが用いられる
ことを特徴とする通信システム。 A server device having a plurality of hosts, a switch unit, and a router unit,
A first layer 3 switch connected to the server device and having a first switch function unit and a first router function unit.
A second layer 3 switch connected to the server device and the first layer 3 switch and having a second switch function unit and a second router function unit is provided.
A first subnet network is formed between all the components of the server device, the first layer 3 switch, and the second layer 3 switch.
A second subnetwork is formed between the router portion of the server device and the first layer 3 switch.
A third subnetwork is formed between the router portion of the server device and the second layer 3 switch.
A communication system characterized in that each of the sub-networks is used according to the communication application between the server device and the first layer 3 switch and the second layer 3 switch.
前記各レイヤ3スイッチは、前記サーバ装置の接続状態に応じて、受信したブロードキャストフレームを転送するか否かを決定する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信システム。 Each layer 3 switch of the first layer 3 switch and the second layer 3 switch monitors the connection state of the server device to be connected.
The communication system according to claim 1, wherein each layer 3 switch determines whether or not to transfer a received broadcast frame according to a connection state of the server device.
サブネットワーク形成手段は、前記サーバ装置、前記第1のレイヤ3スイッチ、及び前記第2のレイヤ3スイッチの全構成部間で第1のサブネットワークを形成し、
前記サブネットワーク形成手段は、前記サーバ装置のルータ部と、前記第1のレイヤ3スイッチとの間で第2のサブネットワークを形成し、
前記サブネットワーク形成手段は、前記サーバ装置のルータ部と、前記第2のレイヤ3スイッチとの間で第3のサブネットワークを形成し、
前記サーバ装置と前記第1のレイヤ3スイッチ及び前記第2のレイヤ3スイッチの通信用途に応じて、前記各サブネットワークが用いられる
ことを特徴とする通信制御方法。
A server device having a plurality of hosts, a switch section, and a router section, a first layer 3 switch connected to the server device and having a first switch function section and a first router function section, and the server. A communication control method used in a communication system connected to a device and the first layer 3 switch and including a second layer 3 switch having a second switch function unit and a second router function unit.
The sub-network forming means forms a first sub-network among all the components of the server device, the first layer 3 switch, and the second layer 3 switch.
The sub-network forming means forms a second sub-network between the router portion of the server device and the first layer 3 switch.
The sub-network forming means forms a third sub-network between the router portion of the server device and the second layer 3 switch.
A communication control method characterized in that each of the sub-networks is used according to the communication application between the server device and the first layer 3 switch and the second layer 3 switch.
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JP2020138064A JP2022034323A (en) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | Communication system and communication control method |
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