JP4429185B2 - 優先度に基づくループ制御ブリッジ装置を含むシステム - Google Patents

Description

本発明は、優先度に基づくループ制御ブリッジ装置を含むシステムに関し、特にＩＥＥＥ８０２標準に基づくイーサネット(登録商標)フレームを送受信するブリッジ装置から構成されるネットワークシステム、あるいは管理装置を有するブリッジ装置から構成されるネットワークシステムに関するものである。

ＩＥＥＥ８０２標準に基づくイーサネット（登録商標）フレームを送受信するブリッジ装置によって提供されるネットワークのフレーム配送経路にループが発生すると、特にブロードキャストやマルチキャスト宛先のフレームや、経路が未学習であるためフラッディングされるユニキャストフレームは、ネットワークのリソースを浪費して、致命的な影響を与える。

従来のループによる影響を削除する方法としては、手作業によるトポロジ構成（非特許文献１参照）と、ＳＴＰ（Ｓｐａｎｎｉｎｇ Ｔｒｅｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によるポートのブロッキング（非特許文献２参照）が既知である。
前者の方法（非特許文献１）では、手作業によって、ループのないトポロジを構成することにより、ループのない転送経路を実現している。

後者の方法（非特許文献２）、つまりＳＴＰによるポートのブロッキングでは、ブリッジ装置に割り当てられたブリッジＩＤからルートブリッジを決定し、ルートブリッジ以外のブリッジの持つポートのうち、ルートブリッジに最も近いポートをルートポートとし、ブリッジ間の各リンクのうち、ルートブリッジに最も近いポートを代表ポートとすることで、ルートポートでなく代表ポートでもないポートをブロッキングし、ルートブリッジをルートとするブリッジの木構造を形成することにより、ループのない転送経路を実現している。

Ｒｉｃｈ Ｓｅｉｆｅｒｔ著，間宮あきら訳，『ＬＡＮスイッチング徹底解説』，日経ＢＰ社，２００１年，絶．１８７〜１９０ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．ＩＤ−２００４，ＩＥＥＥ，２００４，ｐｐ．５７〜６５

非特許文献１の方法、つまり手作業によるトポロジ構成によるループの解消は、オペレータが誤って引き抜く必要のないポートのケーブルを引き抜く、もしくは重要度が高い通信路に接続したポートのケーブルを引き抜くという問題があった。
また、非特許文献２の方法、つまりＳＴＰによるループの削除では、ルートブリッジへの近さによって代表ポートおよびルートポートを決定するために、ブロッキングするポートがルートブリッジへの近さによって決定され、重要度の高い通信路を遮断する可能性があった。ブリッジプライオリティ、ポートプライオリティにより、計画的なブロッキングポートの設定は可能であるが、障害や人為的ミスによる任意の組み合わせの接続では、通信路の重要度に応じた優先度の設定は不可能である。すなわち、ＳＴＰでは、通信路の重要度に応じたポートのブロッキングを行うことができないという問題であった。

（目的）
そこで、本発明の目的は、何らかの要因によりネットワークにループが発生した場合に、ネットワーク内の重要度の高い通信路を保護しながら、ループによる影響を削除ないし削減させることが可能な優先度に基づくループ制御ブリッジ装置を含むシステムを提供することにある。

本発明においては、前記の課題を解決するため、予め単数もしくは複数のブリッジ装置のポートに対して、そのポートが属する通信路の重要度に応じたポート毎に異なる優先度を割り当て、ループ発生時には各ブリッジ装置でループに関連するポートを抽出し、ブリッジ装置内もしくは管理装置もしくはブリッジ間で抽出したポート情報を交換した上で、優先度の最も低いポートを制御（遮断など）すべきポートと決定し、そのポートの入出力トラヒックを遮断もしくはその流量を制限することにより、ループによる影響の削除もしくは削減を行う。

また、本発明においては、ループ検出方法として、送信ポートおよび送信ブリッジ装置の識別子の情報を含んだ宛先アドレスにマルチキャスト、ブロードキャストもしくは未知のユニキャストアドレスを持つループ検出フレームを定期的に送信する方法、学習型ブリッジ装置の転送テーブルの変化を観測する方法、ポートのマルチキャストフレーム、およびブロードキャストフレームの占有率を観測する方法、および、ポートの入出力フレームから同一フレームを検出する方法など複数の方法のうち、単数もしくは複数の方法を組み合わせることを特徴とする。

また、本発明においては、ポートの制御方法として、ポートの入出力トラヒックを遮断する方法、ポートの入出力トラヒックの流量を制限する方法、ポートの入出力トラヒックのうちマルチキャスト、ブロードキャスト、宛先未学習アドレスのフレームの遮断もしくは流量の制限を行う方法を実現する。

本発明によれば、ポートに対して通信路の重要度に応じたポート毎に異なる優先度を割り当て、ループ発生時に優先度の低いポートのトラヒックに対して制御を行うことにより、重要度の高い通信路を保護しながら、ループによる影響を削除もしくは削減させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面に従って詳細に説明する。
まず、本発明の参考例について説明する。
（参考例）
図１は、本発明の参考例に係るブリッジ装置の構成図である。
ブリッジ装置（Ｘ）１０は、複数の物理ポートおよび各物理ポートをＶＬＡＮ ＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ ＩＤ）によって複数のポートとして識別する論理ポートを有し、これらのポートから入力されるトラヒックをＶＬＡＮが定義されているならば、同一ＶＬＡＮ内の他ポートに転送する，定義されていないならば、他の物理ポートに転送する，転送処理部１４を備える。

転送処理部１４は、受信フレームの送信元アドレスと受信ポートから学習することにより、宛先アドレスと送信ポートの対応関係を保持する転送テーブルを保持し、転送時に参照しポートへの送信もしくは廃棄を行う。
ブリッジ装置Ｘの各ポートは複数の重要度の異なる通信路に接続しており、通信路の重要度に応じた優先度をポート優先度管理部１３に持つ。ここでは、異なるポートは異なる優先度を持つ。

図２は、図１におけるポート優先度管理部において保持する各ポートと優先度の対応関係を示す図である。
ここでは、一例として、Ｐｏｒｔ１は優先度４０、Ｐｏｒｔ２は優先度５０、Ｐｏｒｔ３は優先度７０に割り当てられている。

ブリッジ装置（Ｘ）１０は、転送テーブルを監視し、予め設定した時間内に予め設定した回数を超過して転送テーブルの同一エントリのポート情報が変化した場合にループが発生したと判断し、変化した宛先アドレスに対応するポートの変化前後のポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５を備える。

ループ検出・抽出部１５は、各ポートの入出力トラヒックを監視し、ブロードキャストフレームもしくはマルチキャストフレームの使用帯域幅が予め設定した値を超過した場合にループが発生したと判断し、使用帯域間が設定値を超過したポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５であってもよく、また、各ポートの入出力トラヒックを監視および受信フレームのすべてもしくは一部もしくは受信フレームから特定の関数により導出されるフレーム識別に用いる値を一定時間記憶し、同一フレームが同一ポートにおいて一定時間内に一定回数以上観測された場合にループが発生したと判断し、同一フレームが観測されたポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５であってもよく、また、一定時間周期に未知のユニキャストアドレス宛もしくはブロードキャスト宛もしくは予約されたマルチキャストアドレス宛でループ検出用フレーム識別子と自ブリッジ装置の識別子と送信ポートの情報を含むフレームを送信し、自ブリッジ装置が送信したフレームを受信した場合にループがあると判断し、受信したフレームの受信ポートとフレーム内に含まれる送信ポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５であってもよい。

ブリッジ装置（Ｘ）１０は、ループ検出・抽出部１５において抽出された複数のポートに対応する優先度をポート優先度管理部１３から抽出し、最も優先度の低い優先度のポートを制御ポートとして決定する制御ポート判断部１２を備える。
ブリッジ装置（Ｘ）１０は、制御ポート判断部１２において決定されたポートの入出力トラヒックを遮断するポート制御部１１を備える。
ここで、ポート制御部１１は、ポートの入出力トラヒックの流量を予め設定した値に制限するものであってもよく、またポートの入出力トラヒックのうちマルチキャストフレーム、ブロードキャストフレームおよび未学習フレームのうち１つもしくは２つもしくは全てを遮断もしくはその流量を予め設定した値に制限するものであってもよい。以上が、ブリッジ装置（Ｘ）１０の構成である。

図３−Ａ，Ｂは、図１に示したブリッジ装置Ｘの各ポートの説明図およびブリッジ装置Ｘにおけるループ発生時の処理手順を示すフローチャートである。
ループ検出・抽出部１５は、転送テーブルの各エントリを監視しており、一定規定時間内に規定回数以上同一宛先アドレスに対応する出力ポートが変化した場合にループを検出し、変化したエントリに対応する変化前後のポートＰｏｒｔ１およびＰｏｒｔ２の情報を抽出し（ステップ１０１）、これらのポートをループ関連ポートとして決定する。制御ポート判断部１２において、ループ関連ポートに対応する優先度の情報をポート優先度管理部１３から抽出し、ポート優先度管理部１３のテーブルからＰｏｒｔ１の優先度が４０、Ｐｏｒｔ２の優先度が５０であることが判明し（ステップ１０２）、優先度の最も低いＰｏｒｔ１を制御ポートとして決定する。ポート制御部１１において、制御ポート判断部１２において決定されたＰｏｒｔ１の入出力トラヒックを遮断する（ステップ１０３）。
以上の手順により、ループによる影響を削除もしくは削減することが可能となる。

（実施例１）
図４は、本発明の実施例１に係る通信路と機器設置の構成図である。
以下、ブリッジ装置（Ｘ）１０、（Ｙ）２０、（Ｚ）３０、管理装置５０の構成およびそれらを接続する通信路から構成されるシステムについて説明する。
各ブリッジ装置１０，２０，３０は、複数の物理ポートおよび各物理ポートをＶＬＡＮ ＩＤ（ＶｉｒｔｕａｌＬＡＮ ＩＤ）によって複数のポートとして識別する論理ポートを有し、これらのポートから入力されるトラヒックをＶＬＡＮが定義されているならば、同一ＶＬＡＮ内の他ポートに転送する，定義されていないならば、他の物理ポートに転送するような転送処理部１４，２４，３４を持つ。

転送処理部１４，２４，３４は、受信フレームの送信元アドレスと受信ポートから学習することにより、宛先アドレスと送信ポートの対応関係を保持する転送テーブルを保持し、転送時にこのテーブルの内容を参照してポートへの送信もしくは廃棄を行う。各ブリッジ装置１０，２０，３０の各ポートは、複数の重要度の異なる通信路に接続しており、通信路の重要度に応じた優先度を管理装置５０内のポート優先度管理部５２に持つ。
ここで、各ブリッジの各ポートは、システム内で重複しない優先度の値をそれぞれが持つ。

図５は、図４におけるポート優先度管理部において保持する各ポートと優先度の対応関係を示す図である。
図４では、ブリッジ装置（Ｘ）１０，（Ｙ）２０，（Ｚ）３０にそれぞれ３個ずつのポートを持っており、すべてのポートに優先度が割り当てられている。ここでは、装置ＸのＰｏｒｔ１には７０、Ｐｏｒｔ２には５０、Ｐｏｒｔ３には４０の優先度が割り当てられ、装置ＹのＰｏｒｔ４には２０、Ｐｏｒｔ５には３０、Ｐｏｒｔ６には６０の優先度が割り当てられ、装置ＺのＰｏｒｔ７には１０、Ｐｏｒｔ８には９０、Ｐｏｒｔ９には８０の優先度が割り当てられている。

また、図４に示すように、管理装置５０は、各ブリッジ装置１０，２０，３０から伝達されるループに関連するポートの情報を収集するためのループ情報収集部５３を持ち、ループ情報収集部５３において収集した各ポートに対応する優先度を抽出し、最も優先度の低い優先度のポートを制御ポートとして決定し、対応するブリッジ装置に伝達する制御ポート判断部５１を有する。
また、各ブリッジ装置１０，２０，３０は、各ポートの入出力トラヒックを監視し、ブロードキャストフレームおよびマルチキャストフレームの使用帯域幅が予め設定した値を超過した場合にループが発生したものと判断し、使用帯域幅が設定値を超過したポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５を有する。

なお、ループ検出・抽出部１５，２５，３５は、転送テーブルを監視し、予め設定した時間内に予め設定した回数を超過して転送テーブルの同一エントリのポート情報が変化した場合にループが発生したと判断し、変化した宛先アドレスに対応するポートの変化前後のポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５であってもよく、また各ポートの入出力トラヒックを監視および受信フレームの全てもしくは一部もしくは受信フレームから特定の関数により導出されるフレーム識別に用いる値を一定時間記憶し、同一フレームが同一ポートにおいて一定時間内に一定回数以上観測された場合にループが発生したと判断し、同一フレームが観測されたポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５であってもよく、また一定時間周期に未知のユニキャストアドレス宛もしくはブロードキャスト宛もしくは予約されたマルチキャストアドレス宛でループ検出用フレーム識別子と自ブリッジ装置の識別子と送信ポートの情報を含むフレームを送信し、自ブリッジ装置が送信したフレームを受信した場合にループがあると判断し、受信したフレームの受信ポートとフレーム内に含まれる送信ポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５であってもよい。

ブリッジ装置１０，２０，３０は、ループ検出・抽出部１５，２５，３５において抽出された複数のポートの識別子および自ブリッジ装置の識別子を管理装置５０に伝達するループ情報伝達部１７，２７，３７を有する。各ブリッジ装置１０，２０，３０は、制御ポート判断部５１において決定されたポートの入出力トラヒックを遮断するポート制御部１１，２１，３１を有する。ここで、ポート制御部１１，２１，３１は、ポートの入出力トラヒックの流量を予め設定した値に制限するものであってもよく、またポートの入出力トラヒックの入出力トラヒックのうちマルチキャストフレーム、ブロードキャストフレームおよび未学習フレームのうち１つもしくは２つもしくは全てを遮断もしくはその流量を予め設定した値に制限するものでもよい。

ポート情報の送受信は、通常のフレーム転送を行っている通信路を経由して行ってもよいが、ループによる影響を避けるために、各ブリッジ装置１０，２０，３０と管理装置５０は通常のフレーム転送を行っている通信路とは異なる管理用の通信路を経由して通信を行う方が望ましい。この時の通信プロトコルはＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に限定されないが、以下では、ＳＮＭＰを用いて通信することとして説明する。なお、ＳＮＭＰは、ＴＣＰ／ＩＰのネットワーク管理プロトコルであって、通常、ルーター、ハブなどのネットワーク機器のネットワーク管理情報を管理システムに送る際の標準プロトコルとして用いられる。
以上が、ブリッジ装置（Ｘ）１０，（Ｙ）２０，（Ｚ）３０と管理装置５０の構成およびそれらにより構成されるシステムである。

図６−Ａ，Ｂは、図４におけるブリッジ装置Ｘ，Ｙ，Ｚの各ポートの説明図およびブリッジ装置と管理装置Ａにおけるループ発生時の処理手順を示すフローチャートである。
ブリッジ装置（Ｘ）１０のループ検出・抽出部１５は、ポートの入出力トラヒックを監視しており、ブロードキャストフレームおよびマルチキャストフレームによって一定規定以上の帯域幅が使用された場合にループを検出し（ステップ４０１）、規定以上の帯域幅となったポートＰｏｒｔ２およびＰｏｒｔ３の情報を抽出し、これらのポートをループ関連ポートとして決定する。ループ検出・抽出部１５において抽出したポートの識別子を管理用の通信路を経由し、ＳＮＭＰを用いて管理装置５０に伝達する（ステップ４０２）。このとき、各ブリッジ装置（Ｘ）１０，（Ｙ）２０，（Ｚ）３０から自律的に管理装置５０のループ情報収集部５３に情報を通知してもよく、また管理装置５０のループ情報収集部５３が各ブリッジ装置１０，２０，３０に問い合わせを行い、この応答により情報を収集してもよい。

ブリッジ装置（Ｙ）２０も同様にループを検出し（ステップ３０１）Ｐｏｒｔ４およびＰｏｒｔ５を抽出し、管理装置５０に伝達する（ステップ３０２）。ブリッジ装置（Ｚ）３０ではループを検出されず、管理装置５０への伝達は行われない。
管理装置５０は、ループ情報収集部５３において、ブリッジ装置（Ｘ）１０，（Ｙ）２０から伝達されたポートの情報を収集する（ステップ５０１）。管理装置５０は、制御ポート判断部５１において、収集したポート情報とそれらに対応する優先度をポート優先度管理部５２から抽出し、最も優先度の低いブリッジ装置（Ｙ）２０のＰｏｒｔ４を制御ポートとして決定し（ステップ５０２）、管理用通信路を経由し、ＳＮＭＰの設定要求コマンドを用いてブリッジ装置（Ｙ）２０に対して伝達する。ブリッジ装置（Ｙ）２０は、ポート制御部２１において、管理装置５０から伝達された情報に基づき、Ｐｏｒｔ５の入出力トラヒックを遮断する（ステップ３０３）。
以上の手順により、ループによる影響を削除もしくは削減することが可能となる。

（実施例２）
図７は、本発明の実施例２に係るブリッジ装置と通信路の構成図である。
以下、ブリッジ装置（Ｘ）１０，（Ｙ）２０，（Ｚ）３０の構成およびそれらを接続する通信路から構成されるシステムについて説明する。
各ブリッジ装置１０，２０，３０は、複数の物理ポートおよび各物理ポートをＶＬＡＮ ＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ ＩＤ）によって複数のポートとして識別する論理ポートを有し、これらのポートから入力されるトラヒックをＶＬＡＮが定義されているならば、同一ＶＬＡＮ内の他ポートに伝送する，定義されていないならば、他の物理ポートに転送する，ような転送処理部１４，２４，３４を持つ。転送処理部１４，２４，３４は、受信フレームの送信元アドレスと受信ポートから学習することにより、宛先アドレスと送信ポートの対応関係を保持する転送テーブルを保持し、転送時にこのテーブルを参照して、ポートへの送信もしくは廃棄を行う。
各ブリッジ装置１０，２０，３０の各ポートは、複数の重要度の異なる通信路に接続しており、通信路の重要度に応じた優先度をポート優先度管理部１３，２３，３３に持つ。
ここで、各ブリッジの各ポートは、システム内で重複しない優先度の値をそれぞれが持つ。

図８は、各ポート優先度管理部１３，２３，３３において保持する各ポートと優先度の対応関係を示す図である。
図７では、ブリッジ装置（Ｘ）１０、（Ｙ）２０、（Ｚ）３０にそれぞれ３個ずつポートを持っており、すべてのポートに優先度が割り当てられている。ここでは、装置ＸのＰｏｒｔ１には７０、Ｐｏｒｔ２には５０、Ｐｏｒｔ３には４０の優先度が割り当てられ、装置ＹのＰｏｒｔ４には２０、Ｐｏｒｔ５には３０、Ｐｏｒｔ６には６０の優先度が割り当てられ、装置ＺのＰｏｒｔ７には１０、Ｐｏｒｔ８には９０、Ｐｏｒｔ９には８０の優先度が割り当てられている。

図９は、他ブリッジ装置情報保持部において保持する各ポートと他ブリッジ装置の識別子の対応関係を示す図である。
各ブリッジ装置（Ｘ）１０，（Ｙ）２０，（Ｚ）３０は、各ポート単位にループに関連する可能性のある他ブリッジ装置の情報を保持する他ブリッジ装置情報保持部１８，２８，３８を持つ。ここでは、ブリッジ装置（Ｘ）１０では、Ｐｏｒｔ３についてブリッジ装置（Ｙ）と（Ｚ）の情報を保持し、ブリッジ装置（Ｙ）２０では、Ｐｏｒｔ４についてブリッジ装置（Ｘ）の情報を保持し、ブリッジ装置（Ｚ）３０では、Ｐｏｒｔ８についてブリッジ装置（Ｘ）の情報を保持している。

また、各ブリッジ装置１０，２０，３０は、各ポートの入出力トラヒックを監視および受信フレームの全てもしくは一部もしくは受信フレームから特定の関数により導出されるフレーム識別に用いる値を一定時間記憶して、同一フレームが同一ポートにおいて一定時間内に一定回数以上観測された場合にループが発生したと判断し、同一フレームが観測されたポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５を持つ。

なお、ループ検出・抽出部１５，２５，３５は、転送テーブルを監視し、予め設定した時間内に予め設定した回数を超過して転送テーブルの同一エントリのポート情報が変化した場合にループが発生したと判断し、変化した宛先アドレスに対応するポートの変化前後のポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５であってもよく、また、各ポートの入出力トラヒックを監視し、ブロードキャストフレームもしくはマルチキャストフレームの使用帯域幅が予め設定した値を超過した場合にループが発生したと判断し、使用帯域幅が設定値を超過したポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５であってもよく、また一定時間周期に未知のユニキャストアドレス宛もしくはブロードキャスト宛もしくは予約されたマルチキャストアドレス宛でループ検出用フレーム識別子と自ブリッジ装置の識別子と送信ポートの情報を含むフレームを送信し、自ブリッジ装置が送信したフレームを受信した場合にループがあると判断し、受信したフレームの受信ポートとフレーム内に含まれる送信ポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５であってもよい。

ブリッジ装置１０，２０，３０は、ループ検出・抽出部１５，２５，３５において抽出されたポートに対応する他ブリッジ装置の識別子の情報を他ブリッジ装置情報保持部１８，２８，３８から抽出し、抽出された他ブリッジ装置との間で抽出したポートの情報を送受信するループ情報伝達部１７，２７，３７を持つ。ポート情報の送受信は、通常のフレーム転送を行っている通信路を経由して行ってもよいが、ループによる影響を避けるために、各ブリッジ装置は、通常のフレーム転送を行っている通信路とは異なる管理用の通信路を経由して、ブリッジ装置間の通信を行う方が望ましい。この時の通信のプロトコルは、ＳＮＭＰに限定されないが、以下では、ＳＮＭＰを用いて通信することとして説明する。

ブリッジ装置１０，２０，３０は、ループ情報伝達部１７，２７，３７において送受信されたポートとその優先度の情報から最も優先度の低いポートを制御ポートとして決定する制御ポート判断部１２，２２，３２を持つ。ブリッジ装置１０，２０，３０は、制御ポート判断部１２，２２，３２において決定されたポートが自ブリッジ装置内にある場合に、そのポートのトラヒックを遮断するポート制御部１１，２１，３１を持つ。

ここで、ポート制御部１１，２１，３１は、ポートの入出力トラヒックの流量を予め設定した値に制限するものであってもよく、またポートの入出力トラヒックのうちマルチキャストフレーム，ブロードキャストフレームおよび未学習フレームのうち１つもしくは２つもしくは全てを遮断もしくはその流量を予め設定した値に制限するものでもよい。
以上が、ブリッジ装置１０，２０，３０の構成およびブリッジ装置１０，２０，３０とそれらを接続する通信路から構成されるシステムの説明である。

図１０−Ａ，Ｂは、図７におけるブリッジ装置の各ポートの説明図およびループ発生時の処理手順を示すフローチャートである。
ブリッジ装置（Ｘ）１０のループ検出・抽出部１５は、ポートの入出力トラヒックを監視および一定時間記憶しており、同一のフレームが同一ポートにおいて観測された場合にループを検出し、同一フレームが観測されたポートＰｏｒｔ２およびＰｏｒｔ３の情報を抽出し（ステップ６０１）、これらのポートをループ関連ポートとして決定する。ループ検出・抽出部１５において抽出したポートに対応する優先度をポート優先度管理部１３から抽出し、Ｐｏｒｔ２の優先度が５０，Ｐｏｒｔ３の優先度が４０であることが判明する。他ブリッジ装置（Ｙ）２０，（Ｚ）３０の情報を他ブリッジ装置情報保持部１８から抽出し、ループに関連するブリッジ装置としてブリッジ装置Ｙ，Ｚを抽出する（ステップ６０２）。
ループ情報伝達部１７において、ポート優先度管理部１３において抽出したポートの情報とその優先度の情報を他のブリッジ装置情報保持部１８から抽出した他ブリッジ装置Ｙ，Ｚと管理用通信路を経由しＳＮＭＰを用いて送受信する（ステップ６０３）。

ブリッジ装置（Ｙ）２０も同様にループを検出し（ステップ７０１）、Ｐｏｒｔ４の優先度が２０，Ｐｏｒｔ５の優先度が３０であることが判明し、関連するブリッジ装置がＸであることが判明し（ステップ７０２）、ブリッジ装置（Ｘ）１０と抽出したポート情報を送受信する（ステップ７０３）。
ブリッジ装置（Ｚ）３０ではループが検出されず（ステップ８０１）、ポートの抽出、ポート情報のブリッジ装置１０，２０への送信は行わない（ステップ８０２，８０３）。

ブリッジ装置（Ｘ）１０は、他ブリッジ装置（Ｙ）２０，（Ｚ）３０との通信の結果、ブリッジ装置（Ｙ）２０との間でループが発生していることを知り、自ブリッジ装置とブリッジ装置（Ｙ）２０の持つループ関連ポートの中で最も優先度の低いポートがブリッジ装置（Ｙ）２０のＰｏｒｔ４であることを制御ポート判断部１２において決定する（ステップ６０４）。しかし、制御すべきポートが自ブリッジ装置内にはないことから、ブリッジ装置（Ｘ）１０のポート制御部１１はポートに対して制御は行わない（ステップ６０５）。

一方、ブリッジ装置（Ｙ）２０においては、他ブリッジ装置（Ｘ）１０との通信の結果、ブリッジ装置（Ｘ）１０との間でループが発生していることを知り、自ブリッジ装置とブリッジ装置（Ｘ）１０の持つループ関連ポートの中で最も優先度の低いポートが自ブリッジ装置のＰｏｒｔ４であることを制御ポート判断部２２において決定する（ステップ７０４）。この決定から、ブリッジ装置（Ｙ）２０のポート制御部２１はＰｏｒｔ５のトラヒックを遮断する（ステップ７０５）。
以上の手順により、ループによる影響を削除もしくは削減することが可能となる。

（実施例３）
図１１は、本発明の実施例３に係るブリッジ装置と通信路の構成図である。
各ブリッジ装置１０，２０，３０は、複数の物理ポートおよび各物理ポートをＶＬＡＮＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ ＩＤ）によって複数のポートとして識別する論理ポートを有し、これらのポートから入力されるトラヒックをＶＬＡＮが定義されているならば、同一ＶＬＡＮ内の他ポートに転送する，また、定義されていないならば、他の物理ポートに転送するような転送処理部１４，２４，３４を持つ。転送処理部１４，２４，３４は、受信フレームの送信元アドレスと受信ポートから学習することにより、宛先アドレスと送信ポートの対応関係を保持する転送テーブルを保持し、転送時に参照しポートへの送信もしくは廃棄を行う。

各ブリッジ装置１０，２０，３０から同機能を有する他ブリッジ装置へフレームを転送する場合には、転送されるフレームが、送受信するブリッジ装置の持つアドレスによりカプセル化される。各ブリッジ装置１０，２０，３０の各ポートは、複数の重要度の異なる通信路に接続しており、通信路の重要度に応じた優先度を管理装置内のポート優先度管理部１３，２３，３３に持つ。ここで、各ブリッジの各ポートは、システム内で重複しない優先度の値をそれぞれが持つ。

図１２は、各ポート優先度管理部において保持する各ポートと優先度の対応関係を示す図である。
図１１では、ブリッジ装置（Ｘ）１０、（Ｙ）２０、（Ｚ）３０にそれぞれ３個ずつポートを持っており、すべてのポートに優先度が割り当てられている。ここでは、装置ＸのＰｏｒｔ１には７０、Ｐｏｒｔ２には５０、Ｐｏｒｔ３には４０の優先度が割り当てられ、装置ＹのＰｏｒｔ４には２０、Ｐｏｒｔ５には３０、Ｐｏｒｔ６には６０の優先度が割り当てられ、装置ＺのＰｏｒｔ７には１０、Ｐｏｒｔ８には９０、Ｐｏｒｔ９には８０の優先度が割り当てられている。

図１１において、各ブリッジ装置１０，２０，３０は、一定時間周期に未知のユニキャストアドレス宛もしくはブロードキャスト宛もしくは予約されたマルチキャストアドレス宛で、ループ検出用フレーム識別子と自ブリッジ装置の識別子と送信ポートの情報を含むフレームを送信し、自ブリッジ装置が送信したフレームを受信した場合にフレームがあると判断し、受信したフレームの受信ポートとフレーム内に含まれる送信ポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５を持つ。

なお、ループ検出・抽出部１５，２５，３５は、転送テーブルを監視し、予め設定した時間内に予め設定した回数を超過して転送テーブルの同一エントリのポート情報が変化した場合に、ループが発生したと判断し、変化した宛先アドレスに対応するポートの変化前後のポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５であってもよく、また各ポートの入出力トラヒックを監視し、ブロードキャストフレームもしくはマルチキャストフレームの使用帯域幅が予め設定した値を超過した場合にループが発生したと判断し、使用帯域幅が設定値を超過したポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５であってもよく、また、各ポートの入出力トラヒックを監視および受信フレームの全てもしくは一部もしくは受信フレームから特定の関数により導出されるフレーム識別に用いる値を一定時間記憶し、同一フレームが同一ポートにおいて一定時間内に一定回数以上観測された場合にループが発生したと判断し、同一フレームが観測されたポートをループに関連するポートとして抽出するループ検出・抽出部１５，２５，３５であってもよい。

また、各ブリッジ装置１０，２０，３０は、ループ検出・抽出部１５，２５，３５において、検出したフレームの送信元アドレスからループに関連するその他ブリッジ装置を決定するループブリッジ決定部１９，２９，３９を持つ。ループブリッジ決定部１９，２９，３９において決定した他ブリッジ装置との間で抽出したポートの情報を送受信するループ情報伝達部１７，２７，３７を持つ。ポート情報の送受信は、通常のフレーム転送を行っている通信路を経由して行ってもよいが、ループによる影響を避けるために、各ブリッジ装置１０，２０，３０は、通常のフレーム転送を行っている通信路とは異なる管理用の通信路を経由して、ブリッジ装置間の通信を行う方が望ましい。この時の通信のプロトコルはＳＮＭＰに限定されないが、以下では、ＳＮＭＰを用いて通信することとして説明する。

ブリッジ装置１０，２０，３０は、ループ情報伝達部１７，２７，３７において送受信されたポートとその優先度の情報から最も優先度の低いポートを制御ポートとして決定する制御ポート判断部１２，２２，３２を持つ。ブリッジ装置１０，２０，３０は、制御ポート判断部１２，２２，３２において決定されたポートが自ブリッジ装置内にある場合に、そのポートのトラヒックを遮断するポート制御部１１，２１，３１を有する。ここで、ポート制御部１１，２１，３１は、ポートの入出力トラヒックの流量を予め設定した値に搾限するものであってもよく、またポートの入出力トラヒックの入出力トラヒックのうちマルチキャストフレーム、ブロードキャストフレームおよび未学習フレームのうち１つもしくは２つもしくは全てを遮断もしくはその流量を予め設定した値に制限するものでもよい。
以上が、ブリッジ装置１０，２０，３０の構成およびブリッジ装置とそれらを接続する通信路から構成されるシステムの説明である。

図１３−Ａ、Ｂは、図１２におけるブリッジ装置の各ポートの説明図およびループ発生時の処理手順を示すフローチャートである。
ブリッジ装置（Ｘ）１０のループ検出・抽出部１５は、一定時間周期に未知のユニキャストアドレス宛で自ブリッジ装置の識別子情報と送信ポートの情報を含むフレームを送信しており、自ブリッジ装置が送信したフレームを受信した場合にループを検出し、受信したフレームの受信ポートとフレーム内に含まれる送信ポートを抽出し、Ｐｏｒｔ２およびＰｏｒｔ３をループ関連ポートとして決定する（ステップ９０１）。ループ検出・抽出部１５において抽出したポートに対応する優先度をポート優先度管理部１３から抽出し、Ｐｏｒｔ２の優先度が５０、Ｐｏｒｔ３の優先度が４０であることが判明する。次に、ループブリッジ決定部１９において、ループ検出・抽出部１５において検出したフレームの送信元アドレスを抽出し、これがブリッジ装置（Ｙ）２０であることが分かる（ステップ９０２）。ループ情報伝達部１７において、ポート優先度管理部１３において抽出したポートの情報とその優先度の情報をループブリッジ決定部１９において決定したブリッジ装置（Ｙ）２０と管理用通信路を経由してＳＮＭＰを用いて送受信する（ステップ９０３）。

ブリッジ装置（Ｙ）２０も同様にループを検出し、Ｐｏｒｔ４およびＰｏｒｔ５を抽出し（ステップ１００１）、Ｐｏｒｔ４の優先度が２０、Ｐｏｒｔ５の優先度が３０であることが判明し、関連するブリッジ装置がＸであることが判明し（ステップ１００２）、ブリッジ装置（Ｘ）１０と抽出したポート情報を送受信する（ステップ１００３）。
ブリッジ装置（Ｚ）３０ではループを検出されず（ステップ１１０１）、ポートの抽出、ポート情報のブリッジ装置への送信は行わない（ステップ１１０２，１１０３）。

ブリッジ装置（Ｘ）１０は、他ブリッジ装置（Ｙ）２０との通信の結果、ブリッジ装置（Ｙ）２０との間でループが発生していることを知り、自ブリッジ装置とブリッジ装置（Ｙ）２０の持つループ関連ポートの中で最も優先度の低いポートがブリッジ装置（Ｙ）２０のＰｏｒｔ４であることを制御ポート判断部１２において決定する（ステップ９０４）。しかし、制御すべきポートが自ブリッジ装置内にはないことから、ブリッジ装置（Ｘ）１０のポート制御部１２は、ポートに対して制御は行わない（ステップ９０５）。

一方、ブリッジ装置（Ｙ）２０においては、他ブリッジ装置（Ｘ）１０との通信の結果、ブリッジ装置（Ｘ）１０との間でループが発生していることを知り、自ブリッジ装置とブリッジ装置（Ｘ）１０の持つループ関連ポートの中で最も優先度の低いポートが自ブリッジ装置のＰｏｒｔ４であることを制御ポート判断部２２において決定する（ステップ１００４）。この決定から、ブリッジ装置（Ｙ）２０のポート制御部２１は、Ｐｏｒｔ５のトラヒックを遮断する（ステップ１００５）。
以上の手順により、ループによる影響を削除もしくは削減することが可能となる。

本発明の参考例に係るブリッジ装置を含むシステムの構成図である。 図１におけるポートに対する優先度の割り当てを示す図である。 図１におけるブリッジ装置のポートの説明図である。 図１における処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例１に係るブリッジ装置を含むシステムの構成図である。 図４におけるポートに対する優先度の割り当てを示す図である。 図４におけるブリッジ装置のポートの説明図である。 図４における処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例２に係るブリッジ装置を含むシステムの構成図である。 図７におけるポートに対する優先度の割り当てを示す図である。 図７における各ポートに関連する他ブリッジ装置の設定を示す図である。 図７におけるブリッジ装置のポートの説明図である。 図７における処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施例３に係るブリッジ装置を含むシステムの構成図である。 図１１におけるポートに対する優先度の割り当てを示す図である。 図１１におけるブリッジ装置のポートの説明図である。 図１１における処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０，２０，３０：ブリッジ装置（Ｘ）（Ｙ）（Ｚ）、１１：ポート制御部、
１２：制御ポート判断部、１３：ポート優先度管理部、１４：転送処理部、
１５：ループ検出・抽出部、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ：ネットワーク、
１７，２７，３７：ループ情報伝達部、５０：管理装置、
５１：制御ポート判断部、５２：ポート優先度管理部、５３：ループ情報収集部、
１８，２８，３８：他ブリッジ装置情報保持部、
１９，２９，３９：ループブリッジ決定部。

Claims (5)

1. イーサネット(登録商標)フレームを送受信する複数の物理ポートもしくは論理ポートを備え、該ポートから受信したイーサネット(登録商標)フレームを他のポートに転送する転送処理部を備えたブリッジ装置と、複数の該ブリッジ装置を接続する通信回線と、複数の該ブリッジ装置を制御する管理装置とを有するシステムであって、
   前記ブリッジ装置は、
   物理ポートもしくは論理ポートから送信されたフレームが同一ポートにおいて受信される現象もしくは異なるポートにおいて受信され、同一送信ポートから再度転送される現象を引き起こすループを検出し、前記単数もしくは複数のループに関連するポートを抽出するループ検出・抽出部と、
   該ループ検出・抽出部で抽出されたループに関連するポート情報を前記管理装置に送信するループ情報伝達部と、
   該管理装置から受信した制御すべきポート情報に基づき、該ポートが自ブリッジ装置内のポートである場合に、該ポートのトラヒックに対して制御を行うポート制御部とを具備し、
   前記管理装置は、
   該ブリッジ装置の物理ポートもしくは論理ポートと該物理ポートおよび該論理ポートに対して予めポート毎に異なるように設定された優先度情報の対応関係を保持するポート優先度管理部と、
   該ブリッジ装置から情報を受信し、ループに関連するポート情報を収集するループ情報収集部と、
   該ループ情報収集部において収集したループに関連するポートと該ポートに対応する優先度情報を該ポート優先度管理部から取得し、該ポートから制御すべきポートを決定し、決定された情報をブリッジ装置に送信する制御ポート判断部とを具備する
   ことを特徴とするシステム。
2. イーサネット(登録商標)フレームを送受信する複数の物理ポートもしくは論理ポートを備え、該ポートから受信したイーサネット(登録商標)フレームを他のポートに転送する転送処理部を備えた単数もしくは複数のブリッジ装置を有するシステムであって、
   前記ブリッジ装置は、
   該物理ポートもしくは該論理ポートと、該物理ポートおよび該論理ポートに対して予めポート毎に異なるように設定された優先度情報の対応関係を保持するポート優先度管理部と、
   該物理ポートもしくは該論理ポートから送信されたフレームが同一ポートにおいて受信される現象もしくは異なるポートにおいて受信され、同一送信ポートから再度転送される現象を引き起こすループを検出し、前記単数もしくは複数のループに関連するポートを抽出するループ検出・抽出部と、
   予め各物理ポートもしくは論理ポート単位にループに関連する可能性のある他ブリッジ装置の情報を保持する他ブリッジ装置情報保持部と、
   該他ブリッジ装置情報保持部から該ループ検出・抽出部において抽出されたポートに対応する他ブリッジ装置の情報を抽出し、抽出したブリッジ装置との間でループ検出・抽出部で抽出されたループに関連するポートと該ポートの優先度情報および自ブリッジ識別子を送受信するループ情報伝達部と、
   他ブリッジ装置から受信した情報に基づき、制御すべきポートを決定する制御ポート判断部と、
   該制御ポート判断部において決定されたポートのトラヒックに対して制御を行うポート制御部とを具備する
   ことを特徴とするシステム。
3. イーサネット(登録商標)フレームを送受信する複数の物理ポートもしくは論理ポートを備え、該ポートから受信したイーサネット(登録商標)フレームを他のポートに転送する転送処理部を備えた単数もしくは複数のブリッジ装置を有するシステムにおいて、
   前記ブリッジ装置の一つが他のブリッジ装置へフレームを転送する場合には、転送されるフレームが該ブリッジ装置の持つアドレスによりカプセル化されるシステムであって、
   前記ブリッジ装置は、
   該物理ポートもしくは該論理ポートと該物理ポートおよび該論理ポートに対して予めポート毎に異なるように設定された優先度情報の対応関係を保持するポート優先度管理部と、
   該物理ポートもしくは該論理ポートから送信されたフレームが同一ポートにおいて受信される現象もしくは異なるポートにおいて受信され、同一送信ポートから再度転送される現象を引き起こすループを検出し、前記単数もしくは複数のループに関連するポートを抽出するループ検出・抽出部と、
   該ループ検出・抽出部において抽出されたポートの入出力フレームを観測し、該フレームの送信元アドレスを抽出することにより、ループに関連する他ブリッジ装置を決定するループブリッジ決定部と、
   該ループブリッジ決定部において決定したブリッジ装置との間で、該ループ検出・抽出部で抽出されたループに関連するポートと該ポートの優先度情報および自ブリッジ識別子を送受信するループ情報伝達部と、
   前記他ブリッジ装置から受信した情報に基づき、制御すべきポートを決定する制御ポート判断部と、
   該制御ポート判断部において決定されたポートのトラヒックに対して制御を行うポート制御部とを具備する
   ことを特徴とするシステム。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のシステムにおいて、
   前記ポート制御部は、
   指定されたポートの入出力トラヒックを遮断するものであるか、
   または、指定されたポートの入出力トラヒックの流量を予め設定した値に制限するものであるか、
   または、指定されたポートの入出力トラヒックのうちマルチキャストフレーム，ブロードキャストフレームもしくは未学習フレームのうちの１つもしくは２つもしくは全てを遮断もしくは該ポートを流れる流量を予め設定した値に制限するものである
   ことを特徴とするシステム。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のシステムにおいて、
   前記ループ検出・抽出部は、
   送信ポートおよび送信ブリッジ装置の識別子の情報を含み、宛先アドレスにマルチキャスト、ブロードキャストもしくは未知のユニキャストアドレスを持つループ検出フレームを全物理ポートおよび論理ポートから定期的に送信し、ループ検出フレームを受信した際に、送信ブリッジ装置の識別子が自ブリッジ装置の識別子と一致し、再度同じ送信ポートから送信される転送条件である場合に、ループを検出し、該ループに関連するポートとして、検出フレームの送信ポートおよび受信ポートを抽出するものであるか、
   または、フレームの受信ポートおよび送信元アドレスから学習し、転送テーブルとして宛先アドレスと出力ポートの対応表を保持するブリッジ装置であって、自ブリッジ装置が保持する転送テーブルを監視し、ある宛先アドレスと該宛先アドレスに対応する出力ポートが予め設定された時間内に予め設定された回数を超過して変更された場合にループを検出し、該ループに関連するポートとして、該当する宛先アドレスに対応する変更前後のポートを抽出するものであるか、
   または、自ブリッジ装置の各ポートに入力されるマルチキャストフレームおよびブロードキャストフレームの帯域占有率を観測し、該帯域占有率の値が予め設定する閾値を超過する場合にループを検出し、該ループに関連するポートとして、マルチキャストフレームおよびブロードキャストフレームの帯域占有率が閾値を超過したポートを抽出するものであるか、
   または、自ブリッジ装置の各ポートに入出力されるフレームを観測し、予め定められた時間保存し、予め定められた回数を超過して、同一のフレームが観測された場合に、ループを検出し、該ループに関連するポートとして、同一フレームが観測されたポートを抽出するものであるか、
   または、上記記載のループ検出・抽出部の機能のうち複数を組み合わせることにより、ループを検出し、該ループに関連するポートを抽出するものである
   ことを特徴とするシステム。

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