JP5019520B2

JP5019520B2 - ＥｏＥネットワークにおけるループ位置特定システム

Info

Publication number: JP5019520B2
Application number: JP2007085148A
Authority: JP
Inventors: 武史服部
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: JP2008245087A

Description

この発明はEoE（MAC IN MAC)ネットワークにおけるループ位置特定システムに関し、特に、ネットワークループ障害に関するループ位置の特定を、通信キャリア側で迅速に行えるようにしたループ位置特定システムに関する。

従来から、EoE（Ethernet（登録商標） over Ethernet)技術を使用した広域イーサー網が知られている。多数のEoEスイッチおよびnon EoEスイッチを組み合わせてネットワークを構成した場合、設定のミスなどによりフラッディングトラヒックがネットワーク上を回り続けるループが構成されると、以下に挙げるような様々な点で正常な通信が阻害され、ネットワークがダウンさせられてしまう恐れがある。

(1)ループ内を回転するフラッディングトラヒックがネットワークの伝送帯域を使い切るまで増殖し続けることにより、ネットワークの転送能力を使い切る。

(2)ループ内を回転するフラッディングトラヒックによってMACアドレス学習テーブルの学習内容が書き換えられて破壊される。

(3)ループ内を回転するフラッディングトラヒックによってエンドノードの端末機器に悪影響を及ぼす。

以上のことから、ネットワークにループが発生した場合には、迅速にループ位置を特定し、早期にループを排除する必要がある。

本発明に関連する従来技術として、EoE機能を備えたスイッチングハブが複数接続されているネットワークにおいて、ネットワーク上のある回線に障害が発生した場合に通信ができなくなるという問題を解決するために、ネットワークの接続状況の変化時にスイッチングハブの再学習を促進させるようにした発明が、下記の特許文献１に開示されている。
特開２００５−１７５５９１号公報

前記した従来技術によれば、ポートに障害が発生していないルートのスイッチングハブを再学習させることで回線の障害を回避できるが、ネットワークに発生したループ位置を特定すること、および該ループを速やかに解消することに関しては、何らの配慮がされていないという課題があった。

なお、本出願人は、この課題に対処する発明をして特許出願（特願２００６−５６２１７号）した。この出願発明は、ループの試験装置からMACブリッジング装置（コアスイッチ、エッジスイッチ等）を介して試験フレームをマルチキャストまたはブロードキャストし、該試験フレームが前記試験装置に戻ってきた時にループ発生方向判定装置を起動し、該戻ってきた試験フレームの送信元MACアドレスが論理的に試験装置に最も近いポート方向ではないポートに学習されている場合にその方向にループがあると判定するものである。この出願発明では、通常のイーサネット（登録商標）ブリッジングを行うシステムに対して、ループ発生方向の判定を行うことができるものの、判定を行うために、スイッチの学習テーブルを読み出す必要があった。このため、対象のスイッチが多い場合は、判定まで時間がかかるというデメリットがあると共に、スイッチの学習テーブルを読み出す手段をもたない場合には判定を行うことができないという問題があった。

本発明は、前記した従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、EoEネットワークまたはMAC IN MACネットワークに発生したループ位置の特定を、スイッチの学習テーブルの読み出しを伴わずに通信キャリア側で迅速に行うことのできるループ位置特定システムを提供することにある。また、ループ位置に係わる端末拠点の操作権限が通信キャリア側になくても、ループの解消を迅速に行えるループ位置特定システムを提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、コアスイッチとこれに接続される複数のEoEスイッチまたはMAC IN MACスイッチ（以下、EoEスイッチと呼ぶ）とを少なくとも有するEoEネットワークまたはMAC IN MACネットワーク（以下、EoEネットワークと呼ぶ）におけるループ位置特定システムであって、ループ発生の有無を検査するためのカプセル化試験フレームをEoEネットワークに送出する試験装置と、前記EoEネットワーク上に位置し、ループにより戻ってきた試験フレームに、ポート番号を含む送信元アドレスを自分のアドレスとするカプセル部を付加して形成したカプセル化試験フレームを返送するEoEスイッチと、前記試験装置に接続された、前記送信元アドレスと、装置名およびポート番号とを対照するデータを記憶する第１のデータベースと、該装置名とユーザ連絡先情報とを対照するデータを記憶する第２のデータベースとを具備し、前記試験装置は、前記送出時の試験フレームと前記返送されたカプセル化試験フレームの試験フレームとが一致した時にループが発生したと判断し、前記返送されたカプセル化試験フレームのカプセル部から送信元アドレスを抽出し、前記第１、第２のデータベースにアクセスして該送信元アドレスの装置を管理するユーザ連絡先情報を取得し、該ユーザにループ発生を連絡するようにした点に特徴がある。

また、前記ユーザ連絡先情報には、通信キャリア側に操作権限がない装置のユーザ連絡先情報が含まれるようにした点にさらに他の特徴がある。

本発明によれば、EoEネットワークにループが発生した場合に、通信キャリア側でループ位置の特定を、スイッチの学習テーブルの読み出しを行うことなく迅速に行えるようになる。

また、本発明では、通信キャリア側に操作権限がない装置に対しても、予め、SYS NAME（装置名）／収容ポート番号、およびユーザ連絡先情報に係わるデータを取得しデータベース化することができるので、通信キャリア側に操作権限がない場合でも、ループを起こしている端末拠点のユーザにループの発生を連絡することができ、該ユーザが該端末拠点を閉鎖する等の対処を速やかにできるようになる。

以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は本発明が適用されるEoEネットワークまたはMAC IN MACスイッチ（以下、EoEスイッチと呼ぶ）の概要を示す図である。

図示されているように、本実施形態のEoEネットワークは、コアスイッチ１０と、該コアスイッチ１０に接続された複数のEoEスイッチ２０，３０，４０と、該複数のEoEスイッチのポートに接続されたnon EoEスイッチ２１，３１，４１などから構成され、該non EoEスイッチ２１にL2スイッチ２２，２３等からなるL2ネットワークが接続され、non EoEスイッチ３１，４１には端末装置３２，４２などが接続されている例が示されている。実際には、EoEスイッチは複数のポートを有しており、該複数のポートにnon EoEスイッチが接続されるが、図１では、EoEスイッチに１個のnon EoEスイッチが接続された図になっている。なお、図１は説明を分かりやすくするための簡単なネットワーク構成を示したに過ぎず、実際には、複数のコアスイッチ同士、コアスイッチと１又は複数のEoEスイッチ、EoEスイッチと１又は複数のnon EoEスイッチなどが互いに接続されて、複雑なネットワーク構成になっていることは明らかである。

前記コアスイッチ１０には、本発明の要部であるループ検出装置（または、試験装置）１が接続され、該ループ検出装置１には、EoEmac管理DB（データベース）２とEoEスイッチ収容管理DB３が接続されている。

ここで、EoEスイッチ２０、non EoEスイッチ２１を含む回路をVLAN１、EoEスイッチ３０、non EoEスイッチ３１を含む回路をVLAN２、EoEスイッチ４０、non EoEスイッチ４１を含む回路をVLAN３と呼ぶことにする。

さて、ループ検出装置１は、定期的にあるいは何らかの異常検出時に、マルチキャストアドレス、ブロードキャストアドレス、アンノウンユニキャストアドレスなどのEoEネットワーク上でフラッディング転送される宛先アドレスをもつカプセル化（EoEカプセリング）された試験フレーム１０１をコアスイッチ１０に送出する。コアスイッチ１０は、このカプセル化試験フレーム１０１をVLAN１，２，３へマルチキャストする。

カプセル化試験フレーム１０１は、試験フレーム部分ａとEoEカプセル部分ｂとからなり、該試験フレーム部分ａは、図２に示されているように、このフレームの宛先を示す宛先アドレス(CDA)５１、送信元を示す送信元アドレス（CSA）５２、このフレームがVLANタグ付きフレームであることを示す情報（CVLAN TRID）５３、送信元端末のVLANタグ情報（CVLAN TCI）５４、このフレームのタイプ又はデータ長（Length/Type）５５、このフレームで送るデータ（DATA）５６、誤り検査値（FCS）５７から構成される。

一方、EoEカプセル部分ｂは、図３に示されているように、このカプセル化フレームの宛先を示す宛先アドレス（SPDA）６１、送信元を示す送信元アドレス（CSA）６２、このフレームがEoEカプセルフレームであることを示す情報（EoE TPID）６３、EoEポートを通過するたびに１ずつ減算されるカウント値（TTL）６４、リザーブド（rsv）６５からなり、試験フレームａの前に付加される。

コアスイッチ１０からVLAN２に送出されたカプセル化試験フレーム１０１ｑは、EoEスイッチ（＃２）３０で受信される。EoEスイッチ（＃２）３０は、宛先が自EoEスイッチ（＃２）でありかつEoEカプセルフレームであることを示す情報（EoE TPID）６３を確認すると、EoEカプセル部分ｂを除去して試験フレームａをnon EoEスイッチ３１から端末装置３２に送信する。該端末装置３２は、試験フレームａを受信するだけであり、これを返すことはしない。コアスイッチ１０からVLAN３に送出されたカプセル化試験フレーム１０１ｒも、同様にして、EoEスイッチ４０でEoEカプセル部分ｂは除去され、non EoEスイッチ４１から端末装置４２に試験フレームａが送信され、端末装置４２で受信される。

次に、VLAN１のEoEスイッチ２０配下L2ネットワークにループが形成された場合について説明する。なお、L2ネットワークは、高速で大容量の通信を効率的に行うことを実現するために、企業やキャリア等のネットワークとして多用されており、周知のようにレイヤ２つまり第２層のデータリンク層相当の機能をもったL2スイッチを中継ノードとして構成されている。

コアスイッチ１０からVLAN１に送出されたカプセル化試験フレーム１０１ｐは、EoEスイッチ（＃１）２０でEoEカプセル部分ｂを除去され、non EoEスイッチ２１から試験フレームａがL2スイッチ２２に送られる。しかしながら、EoEスイッチ２０配下L2ネットワークであるnon EoEスイッチ２１，L2スイッチ２２，２３間でイーサループが形成されているため、該試験フレームａはL2スイッチ２３を経て、non EoEスイッチ２１へ戻ってくる。試験フレームａはその後EoEスイッチ２０でカプセル化され、コアスイッチ１０に送信され、ループ検出装置１で受信される。該EoEスイッチ２０は、宛先６１をマルチキャスト、送信元アドレス６２を自分のアドレスとする図３で説明したようなフォーマットのカプセル部ｂ’を作り、試験フレームａの前に該カプセル部ｂ’を付加したカプセル化フレーム１０１ｐ’を送出する。

ループ検出装置１は、受信したカプセル化フレーム１０１ｐ’の試験フレームａが送出時の試験フレームａと一致するかどうか判断する。一致した場合には、ループが発生したと判断し、該カプセル化フレーム１０１ｐ’から、送信元を示す送信元MACアドレス（CSA）６２を抽出する。この送信元MACアドレスがEoEスイッチ（＃１）２０のアドレスになっていることは前記した通りである。送信元MACアドレス（具体例は、図４参照、ヘキサ表示）は、上位アドレスと下位アドレスからなり、上位アドレスは送信元の装置を特定する意味をもち、下位アドレスは該装置が有する複数のポートを特定する意味を持っている。

次に、ループ検出装置１はEoEmac管理DB２にアクセスする。該EoEmac管理DB２は、例えば図４に示すように、送信元MACアドレスと、SYS NAME（装置名）／収容ポート番号を対照するデータを有しているので、ループ検出装置１は前記送信元MACアドレスに対応するSYS NAME／収容ポート番号を取得する。

続いて、ループ検出装置１はEoEスイッチ収容管理DB３にアクセスする。該EoEスイッチ収容管理DB３は、例えば図５に示されているように、SYS NAME／収容ポート番号と、ユーザ連絡先情報、例えば住所、電話番号、メールアドレス、担当者などを対照するデータを有しているので、ループ検出装置１は前記SYS NAME／収容ポート番号に対応するユーザ連絡先情報を取得する。そして、ループ検出装置１は該ユーザ連絡先情報により、EoEスイッチ２０の操作権限を有するユーザに、ループが発生したことを通知する。

次に、前記ループ検出装置１の動作の概要を、図６のフローチャートを参照して説明する。ステップＳ１では、ループ検出装置１は、定期的にあるいは何らかの異常検出時に、マルチキャストアドレス、ブロードキャストアドレスなどの宛先アドレスをもつカプセル化された試験フレーム１０１を出力する。ステップＳ２では、同一の試験フレームａが戻ってきたかどうかの判断をする。同一の試験フレームａが戻ってきたと判断されると、ステップＳ３に進んで送信元アドレス６２がカプセル部ｂ’から抽出される。次に、ステップＳ４では、EoEmac管理DB２にアクセスして、該送信元アドレス６２に対応するSYS NAME（装置名）／収容ポート番号を取得する。次に、ステップＳ５に進んで、EoEスイッチ収容管理DB３にアクセスし、ユーザ連絡先情報を取得する。ステップＳ６では、ユーザにループ位置の情報を連絡する。ユーザには、ループを起こしているEoEスイッチ、該EoEスイッチのポート番号などが通知される。

以上の動作により、EoEネットワークにループが発生すると、速やかにループ位置をユーザに連絡し、早期に対処することができる。また、本発明によれば、前記ループ位置に該当する端末拠点が例えば他の通信事業者またはプロバイダの管轄にあるなどにより、通信キャリア側に操作権限がない場合にも、予め、該他の通信事業者またはプロバイダからSYS NAME（装置名）／収容ポート番号、およびユーザ連絡先情報に係わるデータを取得し、データベース化しておくことができるので、該端末拠点が他の通信事業者またはプロバイダの操作権限に属していても速やかにループの発生を端末拠点のユーザに連絡して対処することができる。

本発明が適用されるEoEネットワークおよび本発明の一実施形態の構成の概要を示すブロック図である。試験フレームのフォーマットの説明図である。カプセル化試験フレームのカプセル部のフォーマットの説明図である。 EoEmac管理DBの一例の概念図である。 EoEスイッチ収容管理DBの一例の概念図である。ループ検出装置の動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・ループ検出装置、２・・・EoEmac管理DB、３・・・EoEスイッチ収容管理DB、１０・・・コアスイッチ、２０，３０，４０・・・EoEスイッチ、２１，３１，４１・・・nonEoEスイッチ、２２，２３・・・L2スイッチ。

Claims

コアスイッチとこれに接続される複数のEoEスイッチまたはMAC IN MACスイッチ（以下、EoEスイッチと呼ぶ）とを少なくとも有するEoEネットワークまたはMAC IN MACネットワーク（以下、EoEネットワークと呼ぶ）におけるループ位置特定システムであって、
ループ発生の有無を検査するためのカプセル化試験フレームをEoEネットワークに送出する試験装置と、
前記EoEネットワーク上に位置し、ループにより戻ってきた試験フレームに、ポート番号を含む送信元アドレスを自分のアドレスとするカプセル部を付加して形成したカプセル化試験フレームを返送するEoEスイッチと、
前記試験装置に接続された、前記送信元アドレスと、装置名およびポート番号とを対照するデータを記憶する第１のデータベースと、該装置名とユーザ連絡先情報とを対照するデータを記憶する第２のデータベースとを具備し、
前記試験装置は、前記送出時の試験フレームと前記返送されたカプセル化試験フレームの試験フレームとが一致した時にループが発生したと判断し、前記返送されたカプセル化試験フレームのカプセル部から送信元アドレスを抽出し、前記第１、第２のデータベースにアクセスして該送信元アドレスの装置を管理するユーザ連絡先情報を取得し、該ユーザにループ発生を連絡するようにしたことを特徴とするループ位置特定システム。
請求項１に記載のEoEネットワークにおけるループ位置特定システムであって、
前記試験装置から送出されるカプセル化試験フレームの宛先が、マルチキャストアドレス、ブロードキャストアドレスおよびアンノウンユニキャストアドレスのいずれかを含むEoEネットワーク上でフラッディング転送される宛先であることを特徴とするループ位置特定システム。
請求項１に記載のEoEネットワークにおけるループ位置特定システムであって、
前記試験装置は、定期的にあるいは何らかの異常検出時に、前記カプセル化試験フレームを送出することを特徴とするループ位置特定システム。
請求項１に記載のEoEネットワークにおけるループ位置特定システムであって、
前記ユーザ連絡先情報には、通信キャリア側に操作権限がない装置のユーザ連絡先情報が含まれることを特徴とするループ位置特定システム。