JP3990196B2

JP3990196B2 - スパニングツリー構成再構築に伴う通信断回避方法

Info

Publication number: JP3990196B2
Application number: JP2002167989A
Authority: JP
Inventors: 淳子森
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2022-06-10
Also published as: JP2004015576A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパニングツリーに関し、特にスパニングツリー構成再構築に伴う経路変更発生時の通信断を任意に回避するスパニングツリー構成再構築に伴う通信断回避方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のスパニングツリープロトコルが用いられたネットワーク構成を示すブロック図である。スパニングツリーは通信方路設定に用いられるプロトコルで、ＶＬＡＮでＬＡＮ接続されているブリッジを一つのスパニングツリーとして、ＢＰＤＵ（Bridge Protocol Data Unit）と呼ばれるメッセージデータを交換することにより、ＶＬＡＮ内のエンド間で並列しているデータ通信経路にプライオリティ付けをし、最優先方路を選択して通信することによりネットワーク内におけるデータのループを避けている。スパニングツリーにより、通信経路に選ばれているブリッジ（ポート）に障害が発生した場合は、ネットワーク内のブリッジによりスパニングツリーのトポロジを再構築し、データ経路の切り替えを行う。
【０００３】
ＢＰＤＵには構成制御用ＢＰＤＵ（以下ＢＰＤＵ）とトポロジ変更通知ＢＰＤＵ（以下ＴＣＮ−ＢＰＤＵ）の２種類が存在する。各ブリッジは、立ち上げ（再開）後、ルートブリッジとして動作し、各ポートの状態はブロッキング状態である。各ブリッジは、ブリッジに任意に設定されたプライオリティ、ＭＡＣアドレスを元にルートＩＤを決定し、隣接ブリッジに対してＢＰＤＵを送信する。各ブリッジは、隣接ブリッジから受信するＢＰＤＵに設定された、ルートＩＤ、ルートへのパスコスト、ブリッジＩＤ、ポートＩＤを比較して、優先度を決定する。
【０００４】
既に構築されている構成に、新たにブリッジが追加、または構成されているブリッジのポートが障害となった場合、該当ブリッジは、自分をルートブリッジとしたＢＰＤＵを隣接ブリッジに送信する。隣接ブリッジは、受信したＢＰＤＵに設定された、ルートＩＤ、ルートへのパスコスト、ブリッジＩＤ、ポートＩＤを比較し、自分が優っている、または劣っていることを該当ブリッジに送信する。該当ブリッジは、隣接ブリッジからのＢＰＤＵ情報により、ルートポートを決定し、隣接ポートに対してＴＣＮ−ＢＰＤＵを送信する。このようなやりとりを隣接ブリッジ間で行うことにより、新規追加、または障害から復旧したポートを含めたスパニングツリー構成が再構築される。
【０００５】
次に、従来のスパニングツリーの動作について図５を参照して詳細に説明する。図５に示す従来のネットワークはブリッジ１〜３によって構成され、ここではブリッジ１からブリッジ３の方向へ通信を行う場合を例として説明する。なお、図５に示す従来のネットワークでは、ブリッジ３がルートブリッジ、ブリッジ１のポートＰ１２がルート回線（高優先回線）、ポートＰ１１がバックアップ回線（低優先回線）に設定されているものとする。また、スパニングツリープロトコルにおいてはルート回線に割り当てられているポートＰ１２は通信可能状態、バックアップ回線に割り当てられているポートＰ１１は通信不可状態である。
【０００６】
図５に示す従来のネットワークにおいて、ブリッジ１のルート回線（ポートＰ１２）が障害となると、各ブリッジが通信可能なポートで隣接ブリッジとＢＰＤＵをやりとりすることにより、通信優先経路の選択を実施する。通信方路が切り替わるまでの時間は、ネットワークの大きさや、スパニングツリー関連のタイマ値によっても異なるが、スパニングツリー構成再構築中はフォワーディングされない為、通信が中断される。ＢＰＤＵのやりとりによりスパニングツリー構成の再構築が完了すると、ブリッジ１のバックアップ回線（ブリッジ２方向）に通信方路が切り替わり通信が再開する。
【０００７】
その後、ポートＰ１２（高優先回線）の障害が復旧すると、ブリッジ１、２、３の間でＢＰＤＵがやりとりされ、スパニングツリー構成が再構築される。スパニングツリーが再構築されることによりブリッジ１は、復活したポートＰ１２がポートＰ１１よりもルートブリッジに対するプライオリティが高いことを認識するので、現状のポートＰ１１経由での通信に障害がなくても、ポートＰ１２を経由した通信方路への切り替えが発生する。第１の通信方路切り替えと同様に、切り替わるまでの間はフォワーディングできない為、通信は中断される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術では、該当回線障害による通信中断を回避することはできるが、通信路切り替え後に優先度の高い通信路が復旧すると、通信を行っている回線に対しても方路切り替えによる通信断が伴うという問題があり、スパニングツリーによる優先方路制御は適応したいが、通信断させたくないコアタイムがあるユーザの場合、スパニングツリーの適応が難しくなってしまうという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであって、本発明は、ネットワーク状態が変化することにより、通信続行中に優先方路への切り替えが発生した場合、通信経路切り替えの有無をユーザが任意に設定できるようにし、スパニングツリーを適応しても回線断以外の場合は通信断を一時的に回避し、また、ユーザ都合で通信断を伴っても問題ない時間帯に任意に設定を解除することにより、スパニングツリー構成を再構築し、最短ルートを選択して通信を再開する方式を提供することを目的とする
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回線障害時にスパニングツリーにより通信ポートの変更を行うスパニングツリー構成再構築において、スパニングツリー構成再構築の際に、通信断回避設定の有無を判定し、通信断回避設定有りの場合に回線状態を判定し、前記回線状態判定の結果、前記回線状態がリンクアップの場合は前記回線の通信ポートと通信中ポートのプライオリティを比較し、前記回線の通信ポートのプライオリティが前記通信中ポートのプライオリティよりも高い場合はスパニングツリー構成の再構築の実施を中止することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態のスパニングツリーを用いたネットワークの構成を示すブロック図である。ブリッジ２は、本発明のスパニングツリー構成再構築に伴う通信断回避方式を実現したブリッジを示す。ブリッジ２には、あらかじめ、通信回線障害以外での通信経路変更を実施しないようにする設定（以下、通信断回避設定と呼ぶ）を実施しておく。通信断回避設定は、ブリッジ内部での優先方路決定処理に関するものなので、ネットワークに属する全てのブリッジに設定する必要がなく、一時的に回避したいルートに属しているブリッジにのみ設定すればよい。
【００１２】
図１において、ブリッジ３をスパニングツリー構成におけるルートブリッジとする。図１に示すようなネットワーク構成を想定した場合、端末６側から送信されたパケットがネットワーク上をループすることを回避する為にスパニングツリーが用いられる。
【００１３】
図１に示すように、パソコン等の端末が接続されたネットワーク構成において、ブリッジ２に接続されている端末６からブリッジ３方向に向けて通信を行う場合、ブリッジ２から見るとブリッジ１とブリッジ４は、ブリッジ３に向けて並列に接続されている為、通信時の優先方路を決定する必要がある。図１ではブリッジ１方向をルートポートとして通信を行い、ブリッジ１にてリンクダウンが発生した場合、バックアップポートであるブリッジ４方向を使用して通信を行うこととしている。
【００１４】
図１の構成にて、端末６からブリッジ３方向への通信中、端末６が収容されているブリッジ２のルートポートであるポートＰ２１に障害が発生した場合、スパニングツリー再構築により、ブリッジ２は通信経路をポートＰ２１からポートＰ２２に切り替える。ポートＰ２１の回線断により端末６からブリッジ３方向への通信は、ブリッジ２のポートＰ２２→ブリッジ４のポートＰ４１→ポートＰ４２を経由する方路に切り替わる。
【００１５】
次に、ブリッジ２においてポートＰ２１が障害から復旧した場合、ブリッジ２には通信断回避設定がされているので、ブリッジ２はＢＰＤＵを送信しないと供に、自ブリッジ内の通信方路を変更しない為、通信方路はポートＰ２２経由のまま通信が続される。
【００１６】
次に、ブリッジ２に対して通信断回避設定を解除すると、ブリッジ２はＢＰＤＵを隣接ブリッジに送信し、スパニングツリーが再構築されるため、端末６からの通信は、ブリッジ２における高優先回線であるポートＰ２１→ブリッジ１のポートＰ１１→ポートＰ１２を経由する方向に切り替わる。
【００１７】
図２は、本実施形態のスパニングツリー構成再構築に伴う通信断回避方式を実行するソフトウェアを含むブリッジの構成を示すブロック図である。リンク状態検出制御部８は、リンクの状態が変化した場合、回線から割り込みを受け、回線状態を遷移させ、ＢＰＤＵ制御部９と通信断回避制御部１０に通知する。
【００１８】
ＢＰＤＵ制御部９は、回線状態の変更、ＢＰＤＵ、ＴＣＮ−ＢＰＤＵの送受信により優先通信経路の決定を実行する。通信断回避制御部１０は、隣接する回線のリンク状態変化、スパニングツリー構成への新規追加があった場合に、通信方路の変更をするか否かの判定を実行する。端末制御部１１は、コンソールから受けた通信断回避設定、解除情報を通信断回避制御部１０へ通知する処理を実行する。
【００１９】
図２において、リンク状態検出制御部８から通知を受けたＢＰＤＵ制御部９は、ＢＰＤＵ、ＴＣＮ−ＢＰＤＵの送受信、受信したＢＰＤＵ、ＴＣＮ−ＢＰＤＵからの優先通信経路の決定を実行する。通信断回避制御部１０は、自分の回線がリンクアップ時、隣接ブリッジからのＢＰＤＵ、ＴＣＮ−ＢＰＤＵを受信時に通信中の方路変更回避設定がされ、かつルートブリッジへの通信方路が確定されて通信中の場合は、通信方路を変更しないように制御する。端末制御部１１は、通信中の通信経路変更発生時の通信断を回避設定する場合、解除する場合の設定を通信断回避制御部１０へ通知する処理を実行する。
【００２０】
通信断回避制御部１０では、通信断回避設定された場合、ローカルにデータを管理し、通信経路変更発生時の処理を実施する。
【００２１】
図３は、通信断回避制御部１０で管理する通信断回避制御データテーブル１２の構成を示す説明図である。図３におけるＡは、通信断回避設定の有無を示すもので、コンソールから任意の設定解除を行うデータである。図３におけるＢは、通信中ポートを設定するデータで、回線障害により通信中ポートが変更された場合、Ｂのデータを更新する。図３におけるＣは、ブリッジ内部のポートプライオリティ（同一ネットワークに接続されているものが対象）データである。
【００２２】
データＢ、Ｃは、データＡの通信断回避設定が「設定あり」になった時に生成され、データＡが設定ありの間のみ有効となる。また、通信断回避制御データテーブル１２は、ブリッジの再開時、設定解除時に初期化される。
【００２３】
次に、本実施形態の動作について、図１、図３、図４を参照して詳細に説明する。図４は、本実施形態の通信断回避制御部１０の動作を示すフローチャート図である。以下に、通信断回避設定を設定ありとした場合の動作について説明する。
【００２４】
まず始めに、ブリッジ２に通信断回避設定を実施する。端末制御部１１を経由して通信断回避制御部１０が起動され、図３のデータＡを設定ありに変更する。データＡが設定ありに変更されたことにより、通信断回避制御部１０は図３に示すＢ、Ｃのデータを設定する。（Ａ：設定ありＢ：ポートＰ２１Ｃ：ポートＰ２１→ポートＰ２２）。通信回避設定を実施したことにより、ブリッジ２においてルートポート（ポートＰ２１）が障害となりバックアップ回線（ポートＰ２２）に通信が切り替わった後、元ルートポート（ポートＰ２１）が復旧しても、経路変更されることが無いため、優先経路選択に伴う通信断を回避することが可能となる。
【００２５】
具体的には、図４のフローチャートに示すように、処理１００では、データＡの通信断回避設定の有無を判定し、データＡが通信断回避設定ありの場合は処理２００へ、設定なしの場合は処理４００へ進む。処理２００では、回線状態がリンクアップしているか否かを判断し、回線状態がリンクアップの場合は処理３００へ進み、リンクダウンの場合は処理４００へ進む。
【００２６】
処理３００では、リンクアップしたポートと通信中ポートのプライオリティを比較し、リンクアップしたポートのプライオリティが低い場合は処理４００へ、リンクアップしたポートのプライオリティが高い場合は処理終了、ここで終了することにより、通信中ポートよりも高優先なポートがリンクアップしたことによる通信経路変更を回避させる。
【００２７】
一方、処理４００では、ＢＰＤＵ処理を実行する（リンクダウンによって通信ポートが変更となる場合は、図３のデータＢの更新を実施した後、ＢＰＤＵ処理を実行する）。
【００２８】
以上、説明したとおり、回線障害発生の場合は処理１００→処理２００→処理４００の順に処理を行い、通信ポートよりもプライオリティの低いポートがリンクアップした場合は処理１００→処理２００→処理３００→処理４００の順に、通信ポートよりもプライオリティの高いポートがリンクアップした場合は処理１００→処理２００→処理３００の順に処理を行う。また、通信断回避設定が設定なしの場合は、回線障害、復旧が発生しても通信回避制御は実施しないので、処理１００→処理４００の順に処理を行う。
【００２９】
また、図１に示すブリッジ２の通信断回避設定を解除すると、端末制御を経由して、通信断回避制御部１０が起動され、図３のデータＡを設定なしに変更し、Ｂ、Ｃのデータを初期化する。通信断回避設定が解除された場合、ブリッジ２は、ＢＰＤＵを隣接ブリッジに送信し、スパニングツリー構成の再構築を実施する。
【００３０】
その間、図１における端末６からブリッジ３方向への通信は中断されるが、スパニングツリー構成の再構築が終了すると、最優先ポートであるポートＰ２１を経由した通信が再開される。通信断回避設定の設定解除は、オンラインで設定が可能であるため、通信続行を優先とするか、優先経路選択を優先とするかをシステム運用中に任意で設定することが可能となる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明では、ユーザによっては、通信できている状態を、あえて経路変更に伴う通信断を発生させたくない場合がある為、ブリッジの新規追加や障害ポートの復旧によってスパニングツリーの構成が変更されて優先経路が切り替わることにより発生する通信断を、あらかじめユーザの任意で設定しておくことにより、通信断を一時的に回避することが可能である。
【００３２】
また、本発明では、オンラインで任意の設定を解除することによりスパニングツリー構成を再構築させることができるので、ユーザの都合によりスパニングツリーの再構築を再開させて優先方路を再選択することが可能である。
【００３３】
また、本発明では、通信断回避の設定は、局データ管理ではなくワークデータ管理とするため、現行の局データを変更することなく処理を実現することが可能である。
【００３４】
また、本発明では、既存のネットワークに影響することなく、優先経路変更に伴う通信断を一時的に回避することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のネットワーク構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の実行するソフトウェアを含むブリッジの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の通信断回避制御部１０で管理する通信断回避制御データテーブルの構成を示す説明図である。
【図４】本発明の実施形態の動作を示すフローチャート図である。
【図５】従来のネットワーク構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１〜４ブリッジ
５〜７端末
８リンク状態検出制御部
９ＢＰＤＵ制御部
１０通信断回避制御部
１１端末制御部
１２通信断回避制御データテーブル
Ｐ１１，Ｐ１２ポート
Ｐ２１，Ｐ２２ポート
Ｐ３１，Ｐ３２ポート
Ｐ４１，Ｐ４２ポート

Claims

回線障害時にスパニングツリーにより通信ポートの変更を行うスパニングツリー構成再構築において、スパニングツリー構成再構築の際に、通信断回避設定の有無を判定し、通信断回避設定有りの場合に回線状態を判定し、前記回線状態判定の結果、前記回線状態がリンクアップの場合は前記回線の通信ポートと通信中ポートのプライオリティを比較し、前記回線の通信ポートのプライオリティが前記通信中ポートのプライオリティよりも高い場合はスパニングツリー構成の再構築の実施を中止することを特徴とするスパニングツリー構成再構築に伴う通信断回避方法。
前記回線の通信ポートのプライオリティが前記通信中ポートのプライオリティよりも低い場合はスパニングツリー構成の再構築の実施することを特徴とする請求項１記載のスパニングツリー構成再構築に伴う通信断回避方法。
前記回線状態判定の結果、前記回線状態がリンクダウンの場合はスパニングツリー構成の再構築の実施することを特徴とする請求項１または２記載のスパニングツリー構成再構築に伴う通信断回避方法。
前記通信断回避設定無しの場合はスパニングツリー構成の再構築の実施することを特徴とする請求項１乃至３記載のスパニングツリー構成再構築に伴う通信断回避方法。