JP4021841B2 - スパニングツリープロトコルにおける制御パケット処理装置および方法 - Google Patents
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Description
ところで、BPDUを受信するルートポート等のポートにおいて、一定期間そのBPDUが受信されない状態が検出されると、ブリッジ装置は対向するデジグネーテッドポートに障害が発生した、もしくはそのデジグネーテッドポートが切り離されたと認識し、新たにトポロジーを再構築し始める。
BPDUを定期的に送受信することは、リンク障害監視を行うための非常に有効な手段であるが、ブリッジ装置において各ポートに組み込まれているソフトウェアのアップグレード等の更新を行う場合のように、障害ではないにも関わらず、BPDU送信を行った直後から一定時間(RSTPであればHello Time周期の3倍)、BPDU送信が停止してしまう場合に問題となる。
さらに、STPをサポートするブリッジ装置は、ソフトウェアが初期化されてしまうと、過渡的に自身をルートブリッジ装置とするBPDUを送信する。この場合、対向装置は、そのBPDUを受信することによりトポロジーが変化したものとして処理を行い、一時的にフレームの転送サービスが中断してしまう。
本発明のもう1つの課題は、可能な限り、STPをサポートする装置に新たなハードウェア機能を追加することなく、上記課題を実現することである。
第1の実施形態では、ブリッジ装置のBPDU受信側に搭載されるBPDU受信ドライバにおいて、対向ブリッジ装置側で意図的にBPDU送信が止まっている間、STPプロトコル処理プログラムには擬似的にBPDUを受信したようにみせる。その結果、新たなハードウェア機能を追加することなく、各ポートに組み込まれているソフトウェアの更新等をサービス中断なしで実現することが可能になる。
図9の構成では、スパニングツリープロトコルが動作しているブリッジ装置901、902、903、および904で構成されるネットワークに加えて、それらの全ブリッジ装置を監視/制御するネットワーク管理装置941が存在する。
(1)まず、ネットワーク管理装置941は、BPDUの流れにおいてブリッジ装置911の下流にあるポート、つまりブリッジ装置931におけるブリッジ装置912との接続ポート932に対して、擬似受信トリガ生成開始指示を行う。これにより、ブリッジ装置931では、ブリッジ装置911からBPDUが送信されたかどうかに関わらず、前回受信した最新BPDUの情報を定期的にSTPプロトコル処理プログラムに転送する。
(2)次に、ネットワーク管理装置941は、ブリッジ装置911のソフトウェア更新処理を行う。このとき、ブリッジ装置911から送信されるBPDUは停止される。ただし、ブリッジ装置931では、STPプロトコル処理プログラムに擬似的にBPDUが転送される状態が継続している。
(3)最後に、ブリッジ装置911のソフトウェア更新処理が完了し、BPDU送信を再開可能な状態になった後で、ネットワーク管理装置941は、ブリッジ装置931に対して擬似受信トリガ生成停止指示を行う。これにより、ブリッジ装置931では、前回受信した最新BPDUの情報を定期的にSTPプロトコル処理プログラムに転送する処理を停止し、実際にBPDUを受信しない限り、STPプロトコル処理プログラムに対してBPDUを転送しないという正常な状態に戻る。
図10の構成では、スパニングツリープロトコルが動作しているブリッジ装置1001、1011、1021、および1031で構成されるネットワークについては図9と同様であるが、ネットワーク管理装置は存在しない。各ブリッジ装置の制御は、CLI(Command Line Interface)を搭載した端末のような、ブリッジ装置にコマンド入力可能な簡易端末1041を接続し、その端末1041からコマンドを投入することで実施される。
(1)まず、簡易端末1041は、ブリッジ装置1011に対して送信停止指示を行う。これにより、ブリッジ装置1011では、“送信停止フラグ”の設定されたBPDUをブリッジ装置1031に対して送信する。これを受信したブリッジ装置1031では、“送信停止フラグ”を認識し、最新BPDU格納バッファに格納済みのBPDUを定期的にSTPプロトコル処理プログラムに転送する。
(2)次に、簡易端末1041は、ブリッジ装置1011のソフトウェア更新処理を行う。このとき、ブリッジ装置1011から送信されるBPDUは停止される。ただし、ブリッジ装置1031では、STPプロトコル処理プログラムに擬似的にBPDUが転送される状態が継続している。
(3)最後に、ブリッジ装置1011のソフトウェア更新処理が完了し、BPDU送信を再開可能な状態になった後で、簡易端末1041は、ブリッジ装置1011に対して送信再開指示を行う。これにより、ブリッジ装置1011では、“送信再開フラグ”の設定されたBPDUをブリッジ装置1031に対して送信する。これを受信したブリッジ装置1031では、“送信再開フラグ”を認識し、最新BPDU格納バッファに格納済みのBPDUを定期的にSTPプロトコル処理プログラムに転送する処理を停止する。これにより、ブリッジ装置1031では、実際にBPDUを受信しない限り、STPプロトコル処理プログラムにBPDUを転送しないという正常な状態に戻る。
簡易端末1041からの制御手順として、(1)の手順を省略し、直接(2)の手順を実施することにより、ブリッジ装置1011のユーザインタフェースプログラムが、BPDU送信ドライバに対する送信停止指示をソフトウェア更新処理の前処理として行うことも可能である。
(A)作業対象となるブリッジ装置のデジグネーテッドポートに接続された対向ブリッジ装置がトポロジーの変化を検出しないようにする。
(1)メインCPUカード201のCPU211からポート制御部に対して、BPDUの自動送信開始を指示する。
(2)ポート制御部は、特定のBPDUを一定期間、一定間隔で自動的に対向ブリッジ装置に送信する。
(3)CPU211からポート制御部に対して、BPDUの自動送信停止を指示する。
(B)作業対象となるブリッジ装置のアクティブポートのうち、デジグネーテッドポート以外のポート(例えば、ルートポート)に接続された対向ブリッジ装置がトポロジーの変化を検出しないようにする。
(1)CPUは、ポート制御部に対してBPDUの自動送信を指示中であるか否かを示す情報をソフトウェアアップグレードの前後で引き継ぐ。
(2)CPUは、上記引継ぎ情報を元に、BPDUの自動送信中はポート制御部に対するBPDU送信要求を破棄する。
(3)CPUは、上記引継ぎ情報を元に、BPDUの自動送信中はすべてのポート制御部に対するMACテーブルのフラッシュ指示を破棄する。
(C)ソフトウェアのアップグレード中にネットワークのトポロジーが変化した場合に、ループまたは通信断が継続することを回避するため、作業対象となるブリッジ装置がトポロジーの変化に追随し、自動復旧できるようにする。
(a)受信したBPDUを直前に受信したBPDUと比較し、相違があった場合
(b)直前に受信したBPDUから一定期間が経過してもBPDUを受信しなかった場合
(c)BPDUを受信していなかったポートがBPDUを受信した場合
例えば、図14のブリッジ装置56のソフトウェアのアップグレード中にネットワークのトポロジーが変わると、以下のような変化が起こる可能性がある。
・ブリッジ装置56がブリッジ装置52から受信するBPDUの内容(パケット内部データ)が変化する。
・ブリッジ装置52がブリッジ装置56にBPDUを送信しなくなる。
・ブリッジ装置59がブリッジ装置56にBPDUを送信する。
図14のブリッジ装置56のポート制御部は、ブリッジ装置52から受信したBPDUを直前に受信したBPDUと比較し、相違があった場合に、BPDUの自動送信を行っているポート制御部に対して、受信したBPDUまたは直前に受信したBPDUとの差分を通知する。通知されたポート制御部は、自律的に送信しているBPDUと通知された内容とを比較し、必要に応じて送信するBPDUの内容を変更する。これにより、ループおよび通信断を回避できる。
(1)ポート毎に指定されたBPDUを一定間隔で自動送信する。具体的には、コマンド等により、ポート制御部によるBPDUの自動送信が有効化されたときに、ポート制御部に対して以下のようなパラメータを設定することができる。
・BPDU送信指定−当該ポートからBPDUを送信するか否かの指定
・送信BPDU長−最大64オクテット(RSTのBPDUでは、36オクテット+tag1段+α)
・送信BPDU−実際に送信するBPDUの内容
・送信間隔−100ms〜10秒
・送信継続回数−1〜2400回(手順失敗時にBPDUの送信を自動停止する手段)
なお、BPDU送信指定は送信BPDU長で代用することもできる。BPDUを送信しない場合、送信BPDU長が0に設定され、BPDUを送信する場合、送信BPDU長が0以外に設定される。
(2)コマンドまたはポート制御部からの直接の指示により、BPDUの自動送信を指定により強制的に停止する。
(3)ポート毎に受信BPDUに関する以下の監視を行う。
・受信するBPDUの内容の変化
・一定期間BPDUを受信しない
・BPDUの受信開始
(4)上記(3)で受信するBPDUの内容が変化した場合、その内容をBPDU自動送信中のポートに通知する。
(5)上記(4)の通知をトリガとして、自動送信中のBPDUの内容を変更する。
(1)BPDUの自動送信とCPUからのBPDU送信要求の破棄とを指示するコマンド等を受け取って、以下の(a)および(b)の機能を実行する。このコマンドは、トポロジーが安定している状態でソフトウェアのダウンロードの直前に指定されるものとする(装置単位の指定)。
(a)ポート制御部によるBPDUの自動送信を起動する。このとき、自動送信可能と判断されるポートは、例えば、RSTPが動作しているポートのうち、そのポートロールの属性がデジグネーテッドになっているすべてのポートである。パラメータの設定条件は、以下の通りである。
・BPDU送信指定−ON:デジグネーテッドポート
OFF:デジグネーテッドポート以外
・送信BPDU長−36:RSTP(tagなし)
35:STP(tagなし)
37:RSTP(tag付き)
36:STP(tag付き)
・送信BPDU−実際に送信するBPDUの内容
・送信間隔−現在のHello Time周期
・送信継続回数−送信継続時間が一定となるように上記Hello Time周期から計算する
なお、BPDU送信指定は送信BPDU長で代用することもできる。デジグネーテッドポート以外のポートの送信BPDU長は0に設定され、デジグネーテッドポートの送信BPDU長は0以外に設定される。
(b)すべてのアクティブポートに対して、ハードウェアのポートステートを固定化する。以下に固定化の具体的意味を示す。
・他のSTP関連コマンドは使用できないようにガードする。
・当該ポートから学習したMACテーブルをフラッシュしない。
・当該ポートに対するSTPプロトコル処理プログラムからのBPDU送信要求を破棄する。
・当該ポートで受信するBPDUをSTPプロトコル処理プログラムに引き渡す。
(2)コマンド等により、BPDUの自動送信とCPUからのBPDU送信要求の破棄とを停止する。
(3)BPDUの自動送信とCPUからのBPDU送信要求の破棄の起動/停止の切り替え時間は、例えば、2秒(最小Hello Time周期の2倍)以内とする。
次に、図12を参照しながら、このようなブリッジ装置によるBPDUの送受信方法について説明する。図12は、図14のアクティブトポロジーにおいてブリッジ装置56のソフトウェアのアップグレードを行う場合のBPDU送受信のシーケンスを示している。このシーケンスでは、例えば、ブリッジ装置56のメインCPUカード201に搭載されたプログラムがアップグレードされる。
このようなシーケンスによれば、データ通信サービスを中断することなく、またブリッジ装置に新たなハードウェア機能を追加することなく、ソフトウェアのアップグレード等の作業を行うことができる。この場合、作業対象となるブリッジ装置に接続されている他のブリッジ装置には、何ら追加機能を付加する必要がない。
前記制御パケットを受信する受信手段と、
受信した制御パケットを格納するバッファ手段と、
一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路を再構築する処理部に対して、前記バッファ手段に格納された制御パケットを一定周期で自律的に転送する制御手段と
を備えることを特徴とする制御パケット処理装置。
受信側装置において一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路が再構築されることを防止するため、制御パケットの送信を停止するときに送信停止を示す制御パケットを生成する生成手段と、
生成された制御パケットを送出する送信手段と
を備えることを特徴とする制御パケット処理装置。
制御パケットの自動送信の開始指示を入力する入力手段と、
前記開始指示に従って、制御パケットの送信要求を出力する処理部の動作が停止してから再開するまでの間、制御パケットを一定期間、一定間隔で自律的に送信する送信手段と
を備えることを特徴とする制御パケット処理装置。
受信した制御パケットをバッファ手段に格納する処理と、
一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路を再構築する処理部に対して、前記バッファ手段に格納された制御パケットを一定周期で自律的に転送する処理と
を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とするプログラム。
受信側装置において一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路が再構築されることを防止するため、制御パケットの送信を停止するときに送信停止を示す制御パケットを生成する処理と、
生成された制御パケットを送出する処理と
を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とするプログラム。
制御パケットの自動送信の開始指示を入力する処理と、
前記開始指示に従って、制御パケットの送信要求を出力する処理部の動作が停止してから再開するまでの間、制御パケットを一定期間、一定間隔で自律的に送信する動作を、送信手段に対して指示する処理と
を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とするプログラム。
制御パケットの自動送信の開始指示に従って、制御パケットの送信要求を出力する処理部の動作が停止してから再開するまでの間、制御パケットを一定期間、一定間隔で自律的に送信する処理を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とするプログラム。
前記プログラムは、
受信した制御パケットをバッファ手段に格納する処理と、
一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路を再構築する処理部に対して、前記バッファ手段に格納された制御パケットを一定周期で自律的に転送する処理と
を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とする記録媒体。
前記プログラムは、
受信側装置において一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路が再構築されることを防止するため、制御パケットの送信を停止するときに送信停止を示す制御パケットを生成する処理と、
生成された制御パケットを送出する処理と
を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とする記録媒体。
前記プログラムは、
制御パケットの自動送信の開始指示を入力する処理と、
前記開始指示に従って、制御パケットの送信要求を出力する処理部の動作が停止してから再開するまでの間、制御パケットを一定期間、一定間隔で自律的に送信する動作を、送信手段に対して指示する処理と
を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とする記録媒体。
前記プログラムは、
制御パケットの自動送信の開始指示に従って、制御パケットの送信要求を出力する処理部の動作が停止してから再開するまでの間、制御パケットを一定期間、一定間隔で自律的に送信する処理を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とする記録媒体。
前記プログラムは、
受信した制御パケットをバッファ手段に格納する処理と、
一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路を再構築する処理部に対して、前記バッファ手段に格納された制御パケットを一定周期で自律的に転送する処理と
を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とする搬送信号。
前記プログラムは、
受信側装置において一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路が再構築されることを防止するため、制御パケットの送信を停止するときに送信停止を示す制御パケットを生成する処理と、
生成された制御パケットを送出する処理と
を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とする搬送信号。
前記プログラムは、
制御パケットの自動送信の開始指示を入力する処理と、
前記開始指示に従って、制御パケットの送信要求を出力する処理部の動作が停止してから再開するまでの間、制御パケットを一定期間、一定間隔で自律的に送信する動作を、送信手段に対して指示する処理と
を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とする搬送信号。
前記プログラムは、
制御パケットの自動送信の開始指示に従って、制御パケットの送信要求を出力する処理部の動作が停止してから再開するまでの間、制御パケットを一定期間、一定間隔で自律的に送信する処理を前記制御パケット処理装置に実行させることを特徴とする搬送信号。
前記制御パケットを受信し、
受信した制御パケットをバッファ手段に格納し、
一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路を再構築する処理部に対して、前記バッファ手段に格納された制御パケットを一定周期で自律的に転送する
ことを特徴とする制御パケット処理方法。
制御パケットの自動送信の開始指示を入力し、
前記開始指示に従って、制御パケットの送信要求を出力する処理部の動作が停止してから再開するまでの間、制御パケットを一定期間、一定間隔で自律的に送信する
ことを特徴とする制御パケット処理方法。
12、13、23、33、54、55、58、902、903、913、923、1002、1003、1013、1023 デジグネーテッドポート
22、32、42、57、62、912、922、932、1012、1022、1032 ルートポート
43、61、933、1033 オルタネートポート
51、63 端末
53、60 ポート
101 受信手段
102 バッファ手段
103 制御手段
104 生成手段
105 送信手段
106 入力手段
107 処理部
201 メインCPUカード
202−1、202−2、202−n ラインカード
203 スイッチカード
211、221 CPU
212、222 メモリ
223 BPDU抽出部
224 BPDU送出部
225 MACテーブル
226 宛先検索部
301 サーバ
302 可搬記録媒体
311 データベース
401 ユーザインタフェース
402 STPプロトコル処理プログラム
403、601、801 BPDU受信ドライバ
411 BPDU転送処理プログラム
412 擬似受信トリガ生成プログラム
413 BPDU受信処理プログラム
414 最新BPDU格納バッファ
501、701 BPDU送信ドライバ
511 送信停止/再開通知用BPDU生成プログラム
512 BPDU送信処理プログラム
611 BPDU受信判定プログラム
702 制御パケット送出部
711 送信停止/再開通知用制御パケット生成プログラム
712 制御パケット送信処理プログラム
802 制御パケット抽出部
811 制御パケット受信処理プログラム
941 ネットワーク管理装置
1041 簡易端末
1101 装置管理プログラム
1102 プロビジョニング情報管理プログラム
1103 MACテーブル処理プログラム
1104 スイッチ/ポート制御プログラム
1111 装置単位ステートマシン処理プログラム
1112−1、1112−2、1112−2n 回線対応ステートマシン処理プログラム
Claims (5)
- スパニングツリープロトコルをサポートする装置間で各種情報を交換するために使用される制御パケットの受信処理を行う制御パケット処理装置であって、
前記制御パケットを受信する受信手段と、
受信した制御パケットを格納するバッファ手段と、
一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路を再構築する処理部に対して、前記バッファ手段に格納された制御パケットを一定周期で自律的に転送する制御手段と
を備えることを特徴とする制御パケット処理装置。 - スパニングツリープロトコルをサポートする装置間で各種情報を交換するために使用される制御パケットの送信処理を行う制御パケット処理装置であって、
受信側装置において一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路が再構築されることを防止するため、制御パケットの送信を停止するときに送信停止を示す制御パケットを生成する生成手段と、
生成された制御パケットを送出する送信手段と
を備えることを特徴とする制御パケット処理装置。 - スパニングツリープロトコルをサポートする装置間で各種情報を交換するために使用される制御パケットの送信処理を行う制御パケット処理装置であって、
制御パケットの自動送信の開始指示を入力する入力手段と、
前記開始指示に従って、制御パケットの送信要求を出力する処理部の動作が停止してから再開するまでの間、制御パケットを一定期間、一定間隔で自律的に送信する送信手段と
を備えることを特徴とする制御パケット処理装置。 - スパニングツリープロトコルをサポートする装置間で各種情報を交換するために使用される制御パケットの受信処理を行う制御パケット処理方法であって、
前記制御パケットを受信し、
受信した制御パケットをバッファ手段に格納し、
一定期間制御パケットが受信されない場合に前記スパニングツリープロトコルの通信経路を再構築する処理部に対して、前記バッファ手段に格納された制御パケットを一定周期で自律的に転送する
ことを特徴とする制御パケット処理方法。 - スパニングツリープロトコルをサポートする装置間で各種情報を交換するために使用される制御パケットの送信処理を行う制御パケット処理方法であって、
制御パケットの自動送信の開始指示を入力し、
前記開始指示に従って、制御パケットの送信要求を出力する処理部の動作が停止してから再開するまでの間、制御パケットを一定期間、一定間隔で自律的に送信する
ことを特徴とする制御パケット処理方法。
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