JP3715506B2

JP3715506B2 - Multilayer switch and link state determination method

Info

Publication number: JP3715506B2
Application number: JP2000094640A
Authority: JP
Inventors: 靖彦四柳
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JP2001285326A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＶＬＡＮに対応しているスイッチングＨＵＢの機能とルータの機能を備え、ＶＬＡＮの分割とＶＬＡＮ間の自由な通信の両方を同時に実現するマルチレイヤスイッチ及びリンク状態決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のルータを用いたネットワークは、図３に示すように構築するのが一般的であった。図３の例では、ルータ１１のポートにスイッチングＨＵＢ１２（１２Ａ）とスイッチングＨＵＢ１２（１２Ｂ）がケーブル接続され、更にスイッチングＨＵＢ１２ＡとスイッチングＨＵＢ１２Ｂの各ポートにはパソコン等のノード１３がケーブル接続されている。
【０００３】
スイッチングＨＵＢ１２Ａ，１２Ｂは、ネットワーク間の接続を行うネットワークデバイスであり、受信したパケットの送信先ポートを決定するため、パケットをバッファに格納する機能を有し、このバッファに格納された受信パケットの宛先ＭＡＣアドレスを解析し、該当する端末が接続されているポートのみにパケットを送信するものである。また、ルータ１１は、ネットワークアドレスと呼ばれるＯＳＩ参照モデル第３層「ネットワークレイヤ」の情報を元にネットワーク間のデータ（パケット）の配送を行うものである。
【０００４】
ところで、図３に示すネットワークでは、ルータ１１にとって自身が持つインタフェースは、物理的にケーブル接続されているインタフェースと完全に同じである。従って、ルータ１１にとってインタフェースのリンク状態は、スイッチングＨＵＢ１２Ａ及びスイッチングＨＵＢ１２Ｂと接続されている各物理インタフェースと１対１に対応している。
【０００５】
例えば図３において、ルータ１１とスイッチングＨＵＢ１２Ａとの間のケーブル接続が外れると、ルータ１１は、このケーブル接続が外れた事を認識し、スイッチングＨＵＢ１２Ｂに接続されているノード（パソコンや他のルータ等）に対してスイッチングＨＵＢ１２Ａとの接続が外れたことを通知し、スイッチングＨＵＢ１２Ａに対する通信を行わないように機能する。
【０００６】
しかしながら、図３に示すネットワークを構築する場合、１台のルータ１１と２台のスイッチングＨＵＢ１２Ａ，１２Ｂが必要不可欠であり、ネットワークの規模が大きくなるに従ってその台数も増すという問題があった。
【０００７】
そこで、上記問題を解決する装置としてマルチレイヤスイッチが知られている。マルチレイヤスイッチ２１は、図４に示すように、上述した図３のルータ１１とスイッチングＨＵＢ１２を１つの装置にまとめたものと等価である。そして、このマルチレイヤスイッチ２１では、スイッチモジュール（スイッチングＨＵＢ）２２がＶＬＡＮ（Virtual ＬＡＮ、仮想ＬＡＮ）と呼ばれる論理的に分割された物理インタフェースのグループとなり、このスイッチモジュール２２がルータモジュール２３と仮想インタフェースで接続される。
【０００８】
ＶＬＡＮとは、物理的な位置（ネットワークの構成）に無関係の論理的なＬＡＮで、物理的な形態（例えば、EthernetやＡＴＭ−ＬＡＮ）や通信プロトコル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰやNetWare ）などを混合してセグメント分けできるものである。
【０００９】
そして、それぞれのＶＬＡＮは、ＶＬＡＮ−ＩＤと呼ばれるＩＤ番号によって識別され、ＶＬＡＮ間の通信をルータモジュール２３が行う。ルータモジュール２３のインタフェースには、ＶＬＡＮ−ＩＤを設定することによって指定したＶＬＡＮに割り当てる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したマルチレイヤスイッチ２１におけるルータモジュール２３のインタフェースは、それぞれ複数の物理インタフェースに割り当てることが可能なので、リンク状態はそれら物理インタフェースのリンク状態を検出して決定しなければならないという課題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、物理ポートの状態（リンク状態の変化及びＶＬＡＮ−ＩＤの変化）を監視し、この監視結果に基づいてネットワーク上における経路情報の変更を瞬時に行うことができるマルチレイヤスイッチ及びリンク状態決定方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、パソコン端末等のノード７が接続される複数の物理ポート２と、
前記物理ポートに接続される第１のスイッチングモジュール３と、
前記第１のスイッチングモジュールと仮想インタフェース６を介して接続される第２のスイッチングモジュール５と、
前記物理ポート毎及び前記仮想インタフェース毎のリンク状態とＶＬＡＮ−ＩＤのデータが格納された記憶手段４とを備え、
前記第１のスイッチングモジュールは、前記物理ポートのリンク状態及びＶＬＡＮ−ＩＤの状態変化を監視する物理ポート監視手段３ａと、
前記物理ポート監視手段の監視結果に基づいて前記物理ポート毎のデータの更新を行うデータ更新手段３ｂと、
前記データ更新手段によりデータを更新したときに前記第２のスイッチングモジュールにその変更通知を行うデータ通知手段３ｃとを備えており、
前記第２のスイッチングモジュールは、前記第１のスイッチングモジュールからの前記物理ポートのリンク状態の変更通知を受信する変更通知受信手段５ａと、
前記変更通知受信手段が前記物理ポートのリンク状態の変更通知を受信したときに、前記記憶手段のデータに基づいて前記仮想インタフェース各々のＶＬＡＮ−ＩＤと同じ値を持つ物理ポートが１つ以上リンク接続しているか否かを判別する判別手段５ｃと、
前記判別手段が前記第２のスイッチングモジュールの仮想インタフェースと同じＶＬＡＮ−ＩＤを持つ物理ポートが１つ以上リンク接続していると判断したときに、その仮想インタフェースのリンク状態もリンク接続となるように前記記憶手段に格納されたデータを書き替え、また前記判別手段が前記第２のスイッチングモジュールの仮想インタフェースと同じＶＬＡＮ−ＩＤを持つ物理ポートがすべてリンク切断していると判断したときに、その仮想インタフェースのリンク状態もリンク切断となるように前記記憶手段に格納されたデータを書き替えるデータ書替手段５ｄとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、パソコン端末等のノード７が接続される複数の物理ポート２と、前記物理ポートに接続される第１のスイッチングモジュール３と、前記第１のスイッチングモジュールと仮想インタフェース６を介して接続される第２のスイッチングモジュール５と、前記物理ポート毎及び前記仮想インタフェース毎のリンク状態とＶＬＡＮ−ＩＤのデータが格納された記憶手段４とを備えたマルチレイヤスイッチのリンク状態決定方法であって、
前記物理ポートのリンク状態及びＶＬＡＮ−ＩＤの状態変化を監視するステップと、
前記監視結果に基づいて前記物理ポート毎のデータの更新を行うステップと、
前記データを更新したときに前記第２のスイッチングモジュールにその変更通知を行うステップと、
前記第１のスイッチングモジュールからの前記物理ポートのリンク状態の変更通知を受信するステップと、
前記物理ポートのリンク状態の変更通知を受信したときに、前記記憶手段のデータに基づいて前記仮想インタフェースのＶＬＡＮ−ＩＤと同じ値を持つ物理ポートが１つ以上リンク接続しているか否かを判別するステップと、
前記第２のスイッチングモジュールの仮想インタフェースと同じＶＬＡＮ−ＩＤを持つ物理ポートが１つ以上リンク接続していると判断したとき、その仮想インタフェースのリンク状態もリンク接続となるように前記記憶手段に格納されたデータを書き替え、また前記第２のスイッチングモジュールの仮想インタフェースと同じＶＬＡＮ−ＩＤを持つ物理ポートがすべてリンク切断していると判断したとき、その仮想インタフェースのリンク状態もリンク切断となるように前記記憶手段に格納されたデータを書き替えるステップとを含むことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明によるマルチレイヤスイッチのブロック図、図２は同マルチレイヤスイッチが実行する処理手順を示すフローチャートである。
【００１５】
図１に示すように、本例のマルチレイヤスイッチ１は、パソコン端末等のノード７が接続される物理インタフェースとして複数の物理ポート２（２−１、２−２、２−３、…、２−ｎ）を備えている。この複数の物理ポート２は、第１のスイッチングモジュール３に接続されている。
【００１６】
第１のスイッチングモジュール３は、複数の物理ポート２と接続され、物理ポート２から受信するデータリンク層（ＯＳＩ参照モデル第２層）の宛先ＭＡＣアドレスを解析し、該当するノード（パソコン等の端末）７が接続されている物理ポート２のみにパケットを送信するものである。
【００１７】
更に、第１のスイッチングモジュール３の機能として本発明の要部に係わる構成について説明する。図１に示すように、この第１のスイッチングモジュール３は、例えばＣＰＵ、ＤＳＰ等のマイクロプロセッサから構成される物理ポート監視手段３ａ、データ更新手段３ｂ、データ通知手段３ｃを備えている。
【００１８】
物理ポート監視手段３ａは、各物理ポート２（２−１、２−２、２−３、…、２−ｎ）の状態変化を監視している。具体的に、物理ポート監視手段３ａは、各物理ポート２のリンク状態が変化したか否かの判別と、ユーザのコマンド入力によって設定される各物理ポート２のＶＬＡＮ−ＩＤが変更されたか否かの判別を行っている。なお、上記リンク状態が変化したか否かの判別は、各物理ポート２は、第１のスイッチングモジュール３とケーブル接続されているときは導通しており、その間の接続が外れたときに発生する割込信号によりリンクＤＯＷＮを検出している。また、リンクＤＯＷＮの検出はポーリングでも可能である。さらに、リンクＵＰも同様に割込信号またはポーリングで検出している。
【００１９】
データ更新手段３ｂは、物理ポート監視手段３ａの監視結果に基づいて各物理ポート２毎のデータの更新を行っている。具体的に、データ更新手段３ｂは、物理ポート監視手段３ａが物理ポート２のリンク状態が変化したと判別したときに、後述する記憶手段４に格納されたリンク状態テーブル４ａのデータのうち、リンク状態が変化したと判別された物理ポート２のリンク状態のデータを更新している。また、データ更新手段３ｂは、物理ポート監視手段３ａが物理ポート２のＶＬＡＮ−ＩＤが変更されたと判別したときに、後述する記憶手段４に格納されたリンク状態テーブル４ａのデータのうち、ＶＬＡＮ−ＩＤが変更されたと判別された物理ポート２のＶＬＡＮ−ＩＤのデータを更新している。
【００２０】
データ通知手段３ｃは、データ更新手段３ｂによって後述する記憶手段４に格納されたリンク状態テーブル４ａのデータが更新されたときに、物理ポート２のリンク状態の変更された旨の通知データを後述する第２のスイッチングモジュール５に行っている。
【００２１】
例えばＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなる記憶手段４には、リンク状態テーブル４ａと仮想インタフェース設定値テーブル４ｂが格納されている。リンク状態テーブル４ａは、例えば下記表１に示すように、物理ポート２毎の物理ポート番号、ＶＬＡＮ−ＩＤ、リンク状態（ＵＰ…接続、ＤＯＷＮ…切断）等のデータがテーブル形式に格納されている。
【００２２】
【表１】

【００２３】
仮想インタフェース設定値テーブル４ｂは、例えば下記表２に示すように、第１のスイッチングモジュール３と後述する第２のスイッチングモジュール５との間を仮想的に接続する仮想インタフェース６（６−１、６−２、６−３、…、６−ｎ：ｎはＶＬＡＮの数に相当）毎のインタフェース番号、ＶＬＡＮ−ＩＤ、ステータス（ＵＰ…接続、ＤＯＷＮ…切断）等のデータがテーブル形式に格納されている。
【００２４】
【表２】

【００２５】
第２のスイッチングモジュール５は、ネットワークアドレスと呼ばれるＯＳＩ参照モデル第３層「ネットワークレイヤ」の情報を元にネットワーク間のデータ（パケット）の配送を行うもので、第１のスイッチングモジュール３と仮想インタフェース６により常時接続されている。
【００２６】
更に、第２のスイッチングモジュール５の機能として本発明の要部に係わる構成について説明する。図１に示すように、この第２のスイッチングモジュール５は、例えばＣＰＵ、ＤＳＰ等のマイクロプロセッサから構成される変更通知受信手段５ａ、データ読込手段５ｂ、判別手段５ｃ、データ書替手段５ｄを備えている。
【００２７】
変更通知受信手段５ａは、第１のスイッチングモジュール３からの物理ポート２のリンク状態の変更通知を受信している。
【００２８】
データ読込手段５ｂは、変更通知受信手段５ａが物理ポート２のリンク状態の変更通知を受信したときに、リンク状態テーブル４ａのデータを読み込んで判別手段５ｃに送出している。また、データ読込手段５ｂは、変更通知受信手段５ａが物理ポート２のリンク状態の変更通知を受信したときに、仮想インタフェース設定値テーブル４ｂのデータを読み込んで判別手段５ｃに送出している。
【００２９】
判別手段５ｃは、仮想インタフェース設定値テーブル４ｂのデータに基づいて各仮想インタフェース６の設定がＵＰ／ＤＯＷＮのいずれであるかを判別している。また、判別手段５ｃは、仮想インタフェース６の設定がＵＰしていると判別したときに、仮想インタフェース６のＶＬＡＮ−ＩＤと同じ値を持つ物理ポートが１つ以上リンクＵＰしているか否かを判別している。
【００３０】
データ書替手段５ｄは、第２のスイッチングモジュール５の仮想インタフェース６と同じＶＬＡＮ−ＩＤを持つ物理ポート２が１つ以上リンクＵＰ（接続）していると判断したとき、その仮想インタフェース６のリンク状態もリンクＵＰ（接続）となるように、仮想インタフェース設定値テーブル４ｂのデータのうち該当する仮想インタフェース６のステータスのデータをＵＰに書き替えている。また、データ書替手段５ｄは、第２のスイッチングモジュール５の仮想インタフェース６と同じＶＬＡＮ−ＩＤを持つ物理ポート２がすべてリンクＤＯＷＮ（切断）していると判断したとき、その仮想インタフェース６のリンク状態もリンクＤＯＷＮ（切断）となるように、仮想インタフェース設定値テーブル４ｂのデータのうち該当する仮想インタフェース６のステータスのデータをＤＯＷＮに書き替えている。
【００３１】
次に、上記のように構成されたマルチレイヤスイッチ１が実行する処理内容を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００３２】
まず、第１のスイッチングモジュール３の物理ポート監視手段３ａは、各物理ポート２（２−１、２−２、２−３、…、２−ｎ）の状態を例えば１番目の物理ポート２−１から順番に監視し（ＳＴ１）、リンク状態が変化したか否かを判別する（ＳＴ２）。リンク状態が変化したと判別すると（ＳＴ２−Ｙ）、データ更新手段３ｂがリンク状態テーブル４ａを更新する（ＳＴ４）。すなわち、リンク状態テーブル４ａのうちのその物理ポート２のリンク状態のデータを更新する。
【００３３】
リンク状態が変化していないと判別すると（ＳＴ２−Ｎ）、ＶＬＡＮ−ＩＤが変更されたか否かを判別する（ＳＴ３）。ユーザのコマンド入力設定によりＶＬＡＮ−ＩＤが変更されていると判別すると（ＳＴ３−Ｙ）、データ更新手段３ｂがリンク状態テーブル４ａを更新する（ＳＴ４）。すなわち、リンク状態テーブル４ａのうちのその物理ポート２のＶＬＡＮ−ＩＤのデータを更新する。ＶＬＡＮ−ＩＤが変更されていないと判別すると（ＳＴ３−Ｎ）、物理ポート２の状態監視の動作に戻る（ＳＴ１）。
【００３４】
リンク状態テーブル４ａが更新されると、データ通知手段３ｃが第２のスイッチモジュール５に物理ポート２のリンク状態の変更を通知する（ＳＴ５）。その後、第２のスイッチングモジュール５の変更通知受信手段５ａが第１のスイッチングモジュール３から送られる物理ポート２のリンク状態の変更通知を受信し（ＳＴ６）、データ読込手段５ｂが物理ポート２のリンク状態テーブル４ａを読み込む（ＳＴ７）。更に、第２のスイッチングモジュールのユーザ設定情報、すなわち仮想インタフェース設定値テーブル４ｂのデータを読み込む（ＳＴ８）
【００３５】
そして、仮想インタフェース６のカウント値ｉを０にし（ＳＴ９）、１つ目の仮想インタフェース６から順番に以下に説明する処理を実行する。
【００３６】
まず、第２のスイッチングモジュール５の判別手段５ｃは、仮想インタフェース６（ｉ）の設定がＵＰ（接続）しているか否か判別する（ＳＴ１０）。仮想インタフェース６（ｉ）の設定がＵＰしていると判別すると（ＳＴ１０−Ｙ）、その仮想インタフェース６のＶＬＡＮ−ＩＤと同じ値を持つ物理ポート２が１つ以上リンクＵＰしているか否かを判別する（ＳＴ１１）。
【００３７】
仮想インタフェース６のＶＬＡＮ−ＩＤと同じ値を持つ物理ポートが１つ以上リンクＵＰしていると判別すると（ＳＴ１１−Ｙ）、仮想インタフェース６の現在の状態がＤＯＷＮしているか否かを判別する（ＳＴ１２）。そして、その仮想インタフェース６の現在の状態がＤＯＷＮしていると判別すると（ＳＴ１２−Ｙ）、その仮想インタフェース６をＵＰ（接続）し（ＳＴ１３）、仮想インタフェース設定値テーブル４ｂのその仮想インタフェース６のステータスのデータをＵＰに書き替える。
【００３８】
そして、最後の仮想インタフェース６か否か判別する（ＳＴ１４）。最後の仮想インタフェース６でないと判別すると（ＳＴ１４−Ｎ）、仮想インタフェース６のカウント値ｉをｉ＋１とし（Ｓｔ１５）、仮想インタフェース６（ｉ）の設定がＵＰしているか否かの判別の動作に戻る（ＳＴ１０）。これに対し、最後の仮想インタフェース６と判別すると（ＳＴ１４−Ｙ）、物理ポート２のリンク状態の変更通知を受信する動作に戻る（ＳＴ６）。
【００３９】
ＳＴ１１において、仮想インタフェース６のＶＬＡＮ−ＩＤと同じ値を持つ物理ポート２が１つ以上リンクＵＰしていないと判別すると（ＳＴ１１−Ｎ）、その仮想インタフェース６の現在の状態がＵＰしているか否か判別する（ＳＴ１６）。
【００４０】
仮想インタフェース６の現在の状態がＵＰしていると判別すると（ＳＴ１６−Ｙ）、その仮想インタフェース６をＤＯＷＮ（切断）し、最後の仮想インタフェース６か否かを判別する動作に移行する（ＳＴ１４）。これに対し、仮想インタフェース６の現在の状態がＵＰしていないと判別すると（ＳＴ１６−Ｎ）、最後の仮想インタフェース６か否かを判別する動作に移行する（ＳＴ１４）。
【００４１】
そして、第２のスイッチングモジュール５は、上述した動作により書き替えられた仮想インタフェース設定値テーブルのデータに基づいて仮想インタフェース６のリンク状態が決定される。
【００４２】
このように、本例のマルチレイヤスイッチ１によれば、物理ポート２の状態変化（リンク状態のＵＰ（接続）／ＤＯＷＮ（切断）の変化、ＶＬＡＮ−ＩＤの変更）を検出し、ネットワーク上の経路情報の変更を瞬時に行うことができる。
【００４３】
しかも、様々な要因で発生する物理インタフェース（物理ポート２）のリンク状態のＵＰ／ＤＯＷＮを第２のスイッチングモジュール５のインタフェースのリンク状態に反映させ、敏速な経路の変更とネットワーク中の他のネットワークデバイス（マルチレイヤスイッチ、ルータなど）への通知を行うことができる。
【００４４】
ところで、上記実施の形態では、記憶手段４に格納されたリンク状態テーブル４ａのデータが更新されたときに、物理ポート２のリンク状態の変更された旨の通知データが第２のスイッチングモジュール５に送ることにより変更通知を行う場合を例にとって説明したが、第１のスイッチングモジュール３が読み書きする記憶手段と、第２のスイッチングモジュール５が読み書きする記憶手段を別々に設け、第１のスイッチングモジュール３で更新されて記憶手段に格納されたリンク状態テーブルのデータそのものを変更通知とし、そのデータを第２のスイッチングモジュール５に送信して記憶手段に格納する構成としてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、物理ポートの状態変化を検出し、ネットワーク上の経路情報の変更を瞬時に行うことができる。しかも、様々な要因で発生する物理ポートのリンク状態の接続／切断を第２のスイッチングモジュールの仮想インタフェースのリンク状態に反映させ、敏速な経路の変更とネットワーク中の他のネットワークデバイス（マルチレイヤスイッチ、ルータなど）への通知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマルチレイヤスイッチの実施の形態を示すブロック図
【図２】本発明によるマルチレイヤスイッチの処理手順を示すフローチャート
【図３】従来の一般的なネットワーク構成の一例を示す図
【図４】図３のネットワーク構成と等価なマルチレイヤスイッチのネットワーク構成を示す図
【符号の説明】
１…マルチレイヤスイッチ、２（２−１、２−２、２−３、…、２−ｎ）…物理ポート（物理インタフェース）、３…第１のスイッチングモジュール、３ａ…物理ポート監視手段、３ｂ…データ更新手段、３ｃ…データ通知手段、４…記憶手段、４…リンク状態テーブル、４ｂ…仮想インタフェース設定値テーブル、５…第２のスイッチングモジュール、５ａ…変更通知受信手段、５ｂ…データ読込手段、５ｃ…判別手段、５ｄ…データ書替手段、６…仮想インタフェース、７…ノード。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer switch and a link state determination method that have a switching HUB function and a router function corresponding to a VLAN and simultaneously realize both VLAN division and free communication between VLANs.
[0002]
[Prior art]
A network using a conventional router is generally constructed as shown in FIG. In the example of FIG. 3, a switching HUB 12 (12A) and a switching HUB 12 (12B) are cable-connected to a port of the router 11, and a node 13 such as a personal computer is cable-connected to each port of the switching HUB 12A and the switching HUB 12B.
[0003]
The switching HUBs 12A and 12B are network devices that connect between networks, and have a function of storing packets in a buffer in order to determine a transmission destination port of received packets, and destinations of received packets stored in the buffers The MAC address is analyzed, and the packet is transmitted only to the port to which the corresponding terminal is connected. The router 11 distributes data (packets) between networks based on the information of the third layer “network layer” of the OSI reference model called network address.
[0004]
By the way, in the network shown in FIG. 3, the interface which the router 11 has is completely the same as the interface physically connected by the cable. Therefore, for the router 11, the link state of the interface has a one-to-one correspondence with each physical interface connected to the switching HUB 12A and the switching HUB 12B.
[0005]
For example, in FIG. 3, when the cable connection between the router 11 and the switching HUB 12A is disconnected, the router 11 recognizes that the cable connection has been disconnected, and the node connected to the switching HUB 12B (such as a personal computer or another router). ) That the connection with the switching HUB 12A is disconnected, and functions so as not to perform communication with the switching HUB 12A.
[0006]
However, when the network shown in FIG. 3 is constructed, there is a problem that one router 11 and two switching HUBs 12A and 12B are indispensable, and the number thereof increases as the network size increases.
[0007]
Therefore, a multilayer switch is known as an apparatus for solving the above problem. As shown in FIG. 4, the multilayer switch 21 is equivalent to the router 11 and the switching HUB 12 shown in FIG. 3 described above combined into one device. In this multilayer switch 21, the switch module (switching HUB) 22 is a group of logically divided physical interfaces called VLAN (Virtual LAN), and the switch module 22 is connected to the router module 23 and the virtual interface. Connected with.
[0008]
A VLAN is a logical LAN that is unrelated to the physical location (network configuration), and is mixed with physical forms (for example, Ethernet and ATM-LAN) and communication protocols (for example, TCP / IP and NetWare). And can be segmented.
[0009]
Each VLAN is identified by an ID number called VLAN-ID, and the router module 23 performs communication between the VLANs. The interface of the router module 23 is assigned to the designated VLAN by setting the VLAN-ID.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the interface of the router module 23 in the multilayer switch 21 described above can be assigned to a plurality of physical interfaces, the link state has to be determined by detecting the link state of these physical interfaces. It was.
[0011]
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and monitors the state of a physical port (change in link state and change in VLAN-ID), and based on the result of monitoring, the route information on the network is monitored. An object of the present invention is to provide a multi-layer switch and a link state determination method capable of instantaneously changing.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a plurality of physical ports 2 to which a node 7 such as a personal computer terminal is connected,
A first switching module 3 connected to the physical port;
A second switching module 5 connected to the first switching module via a virtual interface 6;
A storage unit 4 storing link state and VLAN-ID data for each physical port and each virtual interface;
The first switching module includes a physical port monitoring unit 3a for monitoring a link state of the physical port and a state change of the VLAN-ID;
Data updating means 3b for updating data for each physical port based on the monitoring result of the physical port monitoring means;
A data notification means 3c for notifying the second switching module when the data is updated by the data update means;
The second switching module includes a change notification receiving unit 5a for receiving a link state change notification of the physical port from the first switching module;
When the change notification receiving unit receives a link state change notification of the physical port, one or more physical ports having the same value as the VLAN-ID of each of the virtual interfaces are linked based on the data in the storage unit Determining means 5c for determining whether or not
When the determination unit determines that one or more physical ports having the same VLAN-ID as the virtual interface of the second switching module are linked, the link state of the virtual interface is also linked. When the data stored in the storage means is rewritten, and when the determination means determines that all physical ports having the same VLAN-ID as the virtual interface of the second switching module are disconnected, the virtual Data rewriting means 5d is provided for rewriting data stored in the storage means so that the link state of the interface is also disconnected.
[0013]
The invention of claim 2 includes a plurality of physical ports 2 to which a node 7 such as a personal computer terminal is connected, a first switching module 3 connected to the physical port, the first switching module and a virtual interface 6. Link state determination method for a multilayer switch comprising: a second switching module 5 connected via a storage unit; and storage means 4 storing link state and VLAN-ID data for each physical port and each virtual interface Because
Monitoring the link state and VLAN-ID state change of the physical port;
Updating the data for each physical port based on the monitoring result;
Notifying the second switching module of the change when the data is updated;
Receiving a link state change notification of the physical port from the first switching module;
When the link change notification of the physical port is received, it is determined whether one or more physical ports having the same value as the VLAN-ID of the virtual interface are linked based on the data in the storage unit And steps to
When it is determined that one or more physical ports having the same VLAN-ID as the virtual interface of the second switching module are linked to each other, the link state of the virtual interface is also stored in the storage unit so as to be linked. When it is determined that all physical ports having the same VLAN-ID as the virtual interface of the second switching module are disconnected, the link state of the virtual interface is also disconnected. And rewriting the data stored in the storage means.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram of a multilayer switch according to the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure executed by the multilayer switch.
[0015]
As shown in FIG. 1, the multilayer switch 1 of this example includes a plurality of physical ports 2 (2-1, 2-2, 2-3,..., 2 as physical interfaces to which nodes 7 such as personal computer terminals are connected. -N). The plurality of physical ports 2 are connected to the first switching module 3.
[0016]
The first switching module 3 is connected to a plurality of physical ports 2, analyzes the destination MAC address of the data link layer (OSI reference model second layer) received from the physical port 2, and the corresponding node (terminal such as a personal computer) ) The packet is transmitted only to the physical port 2 to which 7 is connected.
[0017]
Furthermore, the structure concerning the principal part of this invention is demonstrated as a function of the 1st switching module 3. FIG. As shown in FIG. 1, the first switching module 3 includes a physical port monitoring unit 3a, a data updating unit 3b, and a data notification unit 3c that are constituted by a microprocessor such as a CPU or a DSP.
[0018]
The physical port monitoring unit 3a monitors the state change of each physical port 2 (2-1, 2-2, 2-3,..., 2-n). Specifically, the physical port monitoring unit 3a determines whether or not the link state of each physical port 2 has changed, and whether or not the VLAN-ID of each physical port 2 set by a user command input has been changed. Is being determined. The determination as to whether or not the link state has changed is generated when each physical port 2 is conductive when connected to the first switching module 3 and is disconnected. Link DOWN is detected by an interrupt signal. Link DOWN can also be detected by polling. Further, the link UP is similarly detected by an interrupt signal or polling.
[0019]
The data updating unit 3b updates the data for each physical port 2 based on the monitoring result of the physical port monitoring unit 3a. Specifically, when the physical port monitoring unit 3a determines that the link state of the physical port 2 has changed, the data update unit 3b includes a link among the data in the link state table 4a stored in the storage unit 4 to be described later. The data of the link state of the physical port 2 determined to have changed state is updated. Further, the data update unit 3b, when the physical port monitoring unit 3a determines that the VLAN-ID of the physical port 2 has been changed, out of the data in the link state table 4a stored in the storage unit 4 described later, VLAN- The VLAN-ID data of the physical port 2 determined to have changed ID is updated.
[0020]
The data notification unit 3c will be described later with notification data indicating that the link state of the physical port 2 has been changed when data in the link state table 4a stored in the storage unit 4 described later is updated by the data update unit 3b. It goes to the second switching module 5.
[0021]
For example, a link state table 4a and a virtual interface setting value table 4b are stored in the storage unit 4 including a RAM, an EEPROM, or the like. In the link state table 4a, for example, as shown in Table 1 below, data such as physical port numbers, VLAN-IDs, link states (UP... Connection, DOWN... Disconnection) for each physical port 2 are stored in a table format. .
[0022]
[Table 1]

[0023]
For example, as shown in Table 2 below, the virtual interface setting value table 4b is a virtual interface 6 (6-1, 6) that virtually connects the first switching module 3 and a second switching module 5 described later. -2, 6-3, ..., 6-n: n is equivalent to the number of VLANs) Data such as interface number, VLAN-ID, status (UP ... connected, DOWN ... disconnected), etc. are stored in a table format. Yes.
[0024]
[Table 2]

[0025]
The second switching module 5 distributes data (packets) between the networks based on the information of the third layer “network layer” of the OSI reference model called network address, and the first switching module 3 and the virtual interface 6 is always connected.
[0026]
Furthermore, the structure concerning the principal part of this invention is demonstrated as a function of the 2nd switching module 5. FIG. As shown in FIG. 1, the second switching module 5 includes a change notification receiving unit 5a, a data reading unit 5b, a determination unit 5c, and a data rewriting unit 5d, each composed of a microprocessor such as a CPU or DSP. ing.
[0027]
The change notification receiving unit 5 a receives a change notification of the link state of the physical port 2 from the first switching module 3.
[0028]
When the change notification receiving unit 5a receives the link state change notification of the physical port 2, the data reading unit 5b reads the data of the link state table 4a and sends it to the determination unit 5c. Further, when the change notification receiving unit 5a receives the link state change notification of the physical port 2, the data reading unit 5b reads the data in the virtual interface setting value table 4b and sends it to the determination unit 5c.
[0029]
The determination unit 5c determines whether the setting of each virtual interface 6 is UP / DOWN based on the data of the virtual interface setting value table 4b. Further, when determining that the setting of the virtual interface 6 is UP, the determining unit 5c determines whether one or more physical ports having the same value as the VLAN-ID of the virtual interface 6 are linked UP. are doing.
[0030]
When the data rewriting means 5d determines that one or more physical ports 2 having the same VLAN-ID as the virtual interface 6 of the second switching module 5 are linked UP (connected), the link of the virtual interface 6 The status data of the corresponding virtual interface 6 in the data of the virtual interface setting value table 4b is rewritten to UP so that the status is also linked UP (connection). Further, when the data rewriting means 5d determines that all the physical ports 2 having the same VLAN-ID as the virtual interface 6 of the second switching module 5 are linked DOWN (disconnected), the link of the virtual interface 6 The status data of the corresponding virtual interface 6 among the data in the virtual interface setting value table 4b is rewritten to DOWN so that the status is also link DOWN (disconnected).
[0031]
Next, processing contents executed by the multilayer switch 1 configured as described above will be described based on a flowchart shown in FIG.
[0032]
First, the physical port monitoring unit 3a of the first switching module 3 changes the state of each physical port 2 (2-1, 2-2, 2-3,..., 2-n) to, for example, the first physical port 2- 1 is monitored in order (ST1), and it is determined whether or not the link state has changed (ST2). If it is determined that the link state has changed (ST2-Y), the data update unit 3b updates the link state table 4a (ST4). That is, the link state data of the physical port 2 in the link state table 4a is updated.
[0033]
If it is determined that the link state has not changed (ST2-N), it is determined whether the VLAN-ID has been changed (ST3). If it is determined that the VLAN-ID has been changed by the user command input setting (ST3-Y), the data update unit 3b updates the link state table 4a (ST4). That is, the VLAN-ID data of the physical port 2 in the link state table 4a is updated. If it is determined that the VLAN-ID has not been changed (ST3-N), the process returns to the state monitoring operation of the physical port 2 (ST1).
[0034]
When the link state table 4a is updated, the data notification unit 3c notifies the second switch module 5 of the change of the link state of the physical port 2 (ST5). Thereafter, the change notification receiving unit 5a of the second switching module 5 receives the link state change notification of the physical port 2 sent from the first switching module 3 (ST6), and the data reading unit 5b is the link of the physical port 2. The state table 4a is read (ST7). Further, the user setting information of the second switching module, that is, the data of the virtual interface setting value table 4b is read (ST8).
[0035]
Then, the count value i of the virtual interface 6 is set to 0 (ST9), and the processing described below is executed in order from the first virtual interface 6.
[0036]
First, the determination unit 5c of the second switching module 5 determines whether or not the setting of the virtual interface 6 (i) is UP (connected) (ST10). If it is determined that the setting of the virtual interface 6 (i) is UP (ST10-Y), it is determined whether one or more physical ports 2 having the same value as the VLAN-ID of the virtual interface 6 are linked UP. A determination is made (ST11).
[0037]
When it is determined that one or more physical ports having the same value as the VLAN-ID of the virtual interface 6 are linked up (ST11-Y), it is determined whether or not the current state of the virtual interface 6 is DOWN ( ST12). When it is determined that the current state of the virtual interface 6 is DOWN (ST12-Y), the virtual interface 6 is UP (connected) (ST13), and the virtual interface 6 of the virtual interface setting value table 4b is updated. Rewrite the status data to UP.
[0038]
Then, it is determined whether or not it is the last virtual interface 6 (ST14). If it is determined that it is not the last virtual interface 6 (ST14-N), the count value i of the virtual interface 6 is set to i + 1 (St15), and the operation returns to the determination operation of whether or not the setting of the virtual interface 6 (i) is UP. (ST10). On the other hand, if it is determined that the virtual interface 6 is the last virtual interface 6 (ST14-Y), the operation returns to the operation for receiving the link state change notification of the physical port 2 (ST6).
[0039]
If it is determined in ST11 that one or more physical ports 2 having the same value as the VLAN-ID of the virtual interface 6 are not linked up (ST11-N), whether or not the current state of the virtual interface 6 is UP. (ST16).
[0040]
If it is determined that the current state of the virtual interface 6 is UP (ST16-Y), the virtual interface 6 is DOWN (disconnected), and the process proceeds to an operation for determining whether the virtual interface 6 is the last virtual interface 6 (ST14). . On the other hand, if it is determined that the current state of the virtual interface 6 is not UP (ST16-N), the process proceeds to an operation for determining whether or not it is the last virtual interface 6 (ST14).
[0041]
Then, the second switching module 5 determines the link state of the virtual interface 6 based on the data in the virtual interface setting value table rewritten by the above-described operation.
[0042]
As described above, according to the multilayer switch 1 of this example, the state change of the physical port 2 (link state UP (connection) / DOWN (disconnection) change, VLAN-ID change) is detected and The route information can be changed instantly.
[0043]
In addition, UP / DOWN of the link state of the physical interface (physical port 2) generated by various factors is reflected in the link state of the interface of the second switching module 5, so that a prompt route change and other networks in the network Notification to a device (multilayer switch, router, etc.) can be performed.
[0044]
By the way, in the above embodiment, when the data of the link state table 4a stored in the storage unit 4 is updated, the notification data indicating that the link state of the physical port 2 has been changed is sent to the second switching module 5. Although the case where the change notification is performed by sending has been described as an example, the storage unit for reading and writing by the first switching module 3 and the storage unit for reading and writing by the second switching module 5 are provided separately, and the first switching module 3 The link state table data itself updated and stored in the storage means may be used as a change notification, and the data may be transmitted to the second switching module 5 and stored in the storage means.
[0045]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to detect a change in the state of a physical port and instantly change the route information on the network. In addition, the connection / disconnection of the link state of the physical port caused by various factors is reflected in the link state of the virtual interface of the second switching module, so that a prompt route change and other network devices in the network (multilayer switch) , Routers, etc.).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a multilayer switch according to the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure of the multilayer switch according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of a conventional general network configuration. FIG. 4 is a diagram showing a network configuration of a multilayer switch equivalent to the network configuration of FIG.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multilayer switch, 2 (2-1, 2-2, 2-3, ..., 2-n) ... Physical port (physical interface), 3 ... 1st switching module, 3a ... Physical port monitoring means, 3b Data update means, 3c Data notification means, 4 Storage means, 4 Link status table, 4b Virtual interface setting value table, 5 Second switching module, 5a Change notification receiving means, 5b Data read means 5c: discriminating means, 5d: data rewriting means, 6 ... virtual interface, 7 ... node.

Claims

A plurality of physical ports (2) to which nodes (7) such as personal computer terminals are connected;
A first switching module (3) connected to the physical port;
A second switching module (5) connected to the first switching module via a virtual interface (6);
Storage means (4) storing link status and VLAN-ID data for each physical port and for each virtual interface;
The first switching module includes physical port monitoring means (3a) for monitoring a link state of the physical port and a state change of the VLAN-ID;
Data updating means (3b) for updating data for each physical port based on the monitoring result of the physical port monitoring means;
A data notification means (3c) for notifying the second switching module of the change when the data is updated by the data update means;
The second switching module includes a change notification receiving unit (5a) for receiving a link state change notification of the physical port from the first switching module;
When the change notification receiving unit receives a link state change notification of the physical port, one or more physical ports having the same value as the VLAN-ID of each of the virtual interfaces are linked based on the data in the storage unit Determining means (5c) for determining whether or not
When the determination unit determines that one or more physical ports having the same VLAN-ID as the virtual interface of the second switching module are linked, the link state of the virtual interface is also linked. When the data stored in the storage means is rewritten, and when the determination means determines that all physical ports having the same VLAN-ID as the virtual interface of the second switching module are disconnected, the virtual A multi-layer switch comprising data rewriting means (5d) for rewriting data stored in the storage means so that the link state of the interface is also disconnected.

A plurality of physical ports (2) to which a node (7) such as a personal computer terminal is connected, a first switching module (3) connected to the physical port, the first switching module and a virtual interface (6) Multi-layer switch comprising: a second switching module (5) connected via a network; and storage means (4) storing link state and VLAN-ID data for each physical port and each virtual interface The link state determination method of
Monitoring the link state and VLAN-ID state change of the physical port;
Updating the data for each physical port based on the monitoring result;
Notifying the second switching module of the change when the data is updated;
Receiving a link state change notification of the physical port from the first switching module;
When the link change notification of the physical port is received, it is determined whether one or more physical ports having the same value as the VLAN-ID of the virtual interface are linked based on the data in the storage unit And steps to
When it is determined that one or more physical ports having the same VLAN-ID as the virtual interface of the second switching module are linked to each other, the link state of the virtual interface is also stored in the storage unit so as to be linked. When it is determined that all physical ports having the same VLAN-ID as the virtual interface of the second switching module are disconnected, the link state of the virtual interface is also disconnected. Rewriting the data stored in the storage means.