JP5143913B2 - イーサネットマルチキャストの接続性チェックのための方法およびシステム - Google Patents

イーサネットマルチキャストの接続性チェックのための方法およびシステム Download PDF

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Description

本発明は、概してマルチキャストイーサネットOAM(Operating Administration and Maintenance、運用、管理、および保守)メカニズムに関し、より詳細にはイーサネットマルチキャストの接続性チェックのための方法およびシステムに関する。
イーサネットの配備が急速に拡大するにつれて、イーサネットOAM機能の需要が増大している。高度なOAM機能(Ethernet Connectivity and Fault Management(イーサネットの接続性および障害管理)、またはイーサネットCFMとも呼ばれる)を提供することを目的とする様々な標準が開発されている。詳細には、本明細書に参照により組み込まれる2つの標準、IEEE 802.1agおよびITU−T Y.1731が、イーサネット網におけるOAM機能、特にポイントツーポイント(すなわちユニキャスト)のイーサネットOAMのためのメカニズムを定義している。ITU−T Y.1731との関連では、イーサネットMEG(Maintenance Entity Group)のエンドポイントは、「MEGエンドポイント」すなわちMEPと呼ばれる。MEPは、(適切なOAMフレームを発行することによって)OAM活動を開始する、および監視するために、システム管理者によって使用される。
事前対応型のOAMには、イーサネットの接続性チェック機能が使用される。これは、MEGの中のMEPの任意のペア間の接続性の損失(LOC)、ミスマージ、予期しないMEP、予期しないMEGレベル、予期しない周期など、他の故障状態を検出するために使用される。ポイントツーポイント接続のための接続性チェックのプロセスが、図1に示されている。このプロセスでは、RDI(Remote defect indication、遠隔故障表示)ビットが0であるCCM(Continuity Check Message、接続性チェックメッセージ)が、一方のMEP(例えば、図1の中のMEP101)からもう一方のMEP(例えば図1の中のMEP102)へ定期的に送信される、ステップ110。2つのMEP間のリンクが、例えばSF(信号損失)またはSD(信号劣化)により、損害を受ける場合、MEP102は、MEP101にRDIを送り返し、CCMを受信することの障害を示す、ステップ120。MEP101がRDIを受信したとき、MEP101はRDI故障状態に入り、RDIビットが1であるCCMをMEP102に送信して、これらの間のリンクに何らかの故障があることを示す、ステップ130。
CCMおよびRDIは、接続性を調べて監視するために最も重要な要素である。MEPによって使用されるCCMメッセージのフォーマットは、図2に示されている。「MEL」(MEG Level)は、OAM PDUのMEGレベルを識別するために使用される。「Version(バージョン)」は、常に0であるOAMプロトコルのバージョンを識別するために使用される。「OpCode」は、残りのコンテンツのタイプを識別するために使用され、CCMのOpCodeの値は1である。「Flag(フラグ)」は、RDI、および接続性チェックにおいてCCMによって必要とされる他の情報に使用される。「TLV Offset(TLVオフセット)」は、TLVオフセットフィールドに対してOAM PDUの中の第1のTLVへのオフセットを含んでおり、CCMについては70に設定される。「Sequence Number(シーケンス番号)」は、この勧告ではすべてゼロに設定される。「MEP ID」は、CCMフレームを送信しているMEPを識別するために使用され、MEG内で一意である。「MEG ID」は、CCMフレームを送信しているMEPが所属するMEGを識別するために使用される。「TxFCf」、「TxFCb」、「RxFCb」のそれぞれは、ラップアラウンドのフレームカウンタのサンプルを用いて4オクテットの整数値である。「Reserved(予備)」フィールドは、すべてゼロに設定される。「End TLV」は、すべてゼロオクテット値である。
図3に示すフィールド「Flag」のフォーマットとして、RDIは、フィールド「Flag」の第1のビットで示されている。このビットが1である場合、これはリンクに何らかの故障があることを示し、そうでない場合、このビットは0である。「Period(周期)」は、CCMフレームを送信しているMEP101で設定されたCCM送信周期の値を含んでいる。このフィールド「Period」の値は、「000」とすることができ、これはCCMメッセージが定期的に送信されないことを意味する。
ユニキャストのシナリオでは、接続性チェックは、上記のポイントツーポイント接続用の接続性チェックプロセスを通じて比較的わかりやすい方法で実行されることが可能である。しかしながら、マルチキャスト、すなわちポイントツーマルチポイントのシナリオでは問題が発生する。マルチキャストのシナリオでは、ルートMEPが、マルチキャストグループに属する故障状態である1つのMEPからRDIを受信すると、ルートMEPはマルチキャストグループの中のリーフMEPのすべてにRDIビットが1であるCCMメッセージを送信する。これによりシステム管理者は、ルートMEPからリーフMEPへの接続のすべてがダウンしているとみなし、その結果リーフMEPのすべてがリーフMEPとルートMEPとの接続がダウンしているとみなし、次いでリーフMEPのすべてがその接続によるデータの伝送ができなくなる。言い換えれば、故障状態ではないルートMEPとリーフMEPの間の接続が、故障状態であるリーフMEPによって遮断されることが問題である。
現在、マルチキャストのシナリオにおける接続性チェックに一般的に使用される解決法は、ポイントツーポイントの接続性チェックのグループを使用し、ルートMEPとそれぞれのリーフMEPの間の各接続の接続性を確認することである。この接続性チェックプロセスでは、CCMは、リーフMEPのユニキャストDA(宛先MACアドレス)を用いて対応するリーフMEPに宛てられる。マルチキャストグループの中でMEPを一意に識別するユニキャストDAのユニキャストアドレスは、分岐機構に依存しない。したがって、接続性チェック機構は、すべてのリーフMEP間で独立している。これは、接続性をチェックするために良い方法である。しかしながら、ポイントツーポイントの接続性チェックを各接続に使用することは非効率的であり、そもそもマルチキャストの目的、すなわち使用できる帯域幅をより大きくし、関連して処理効率をより高くするという目標を覆すものである。
IETF RFC4604−IGMP(Internet Group Management Protocol)、「Using Internet Group Management Protocol Version 3(IGMPv3)and Multicast Listener Discovery Protocol Version 2(MLDv2)for Source−Specific Multicast」 IEEE802.1d−2004−Chapter 10−GMRP(GARPマルチキャストレジスタプロトコル)、「Media Access Control(Mac)bridge」
イーサネットマルチキャストのより簡単かつより効率の良い接続性チェックを可能にし、上記の制約および欠点を克服する方法およびシステムを提供することは、当技術分野における前進となる。
以下は、本発明のいくつかの態様の基本的な理解を得られるように、本発明の平易な概要を示すものである。この概要は、本発明の包括的な概要ではない。本発明の主要な要素もしくは決定的な要素を断定すること、または本発明の範囲を明確に示すことを目的とするものではない。次の概要は、以下に提供するさらに詳細な説明への前置きとして簡単な形で本発明の一部の概念を単に表している。
上記の従来の技術における制約を克服するために、また本明細書を読んで理解すると明らかになる他の制約を克服するために、本発明は、イーサネットマルチキャストの接続性チェックのための方法およびシステムに関するものである。
本発明の一実施形態では、イーサネットマルチキャストの接続性チェックのための方法は、マルチキャストDAを使用して、ルートMEPからマルチキャストグループの中のすべてのリーフMEPへ接続性チェック機能情報を有するフレームをマルチキャストすること、故障状態であるリーフMEPからルートMEPへ、故障表示情報を有するフレームを送信することと、故障表示情報を有するフレームを受信することに応答して、ルートMEPが、故障状態であるリーフMEPのユニキャストアドレスを使用して、故障状態であるリーフMEPにのみ接続性損失情報を有するフレームを送信することとを含む。
本発明の別の実施形態では、この方法は、故障表示情報を有するフレームを受信すると、ルートMEPがマルチキャストDAから故障状態であるリーフMEPのユニキャストアドレスを削除することをさらに含む。
本発明の別の実施形態では、この方法は、ユニキャストアドレスをマルチキャストDAから削除した後に、以前のように、マルチキャストDAを使用してルートMEPから故障状態であるリーフMEPを除くマルチキャストグループの中のすべてのリーフMEPに、接続性チェック機能情報を有するフレームをマルチキャストすることをさらに含む。
本発明の一実施形態では、イーサネットマルチキャストの接続性チェックのためのシステムは、ルートMEPおよびマルチキャストグループの中の複数のリーフMEPを含む。ルートMEPは、マルチキャストDAを使用して、マルチキャストグループの中の複数のリーフMEPのすべてに接続性チェック機能情報を有するフレームをマルチキャストするように構成され、マルチキャストグループの中のリーフMEPから故障表示情報を有するフレームを受信することに応答して、このリーフMEPのユニキャストアドレスを使用して、このリーフMEPにのみ接続性損失情報を有するフレームを送信するように構成された送信機と、故障状態であるリーフMEPから故障表示情報を有するフレームを受信するように構成された受信機とを含む。リーフMEPは、故障状態を検出すると、ルートMEPへ故障表示情報を有するフレームを送信するように構成された送信機と、マルチキャストDAを使用して接続性チェック機能情報を有するフレームを、自己のユニキャストアドレスを使用してルートMEPの送信機から接続性損失情報を有するフレームを受信するように構成された受信機とを含む。
本発明の解決法を用いると、マルチキャストによって接続性チェックを行うことが効率的である。さらに、ポイントツーポイントの接続性チェックのグループが利用される従来の技術よりも簡単である。同時に、本発明により、ルートMEPと故障状態であるリーフMEPとの接続は、故障状態ではない他のリーフMEPとルートMEPとの他の接続を遮断しない。さらに、既存のOAM規格との互換性は、維持されることが可能である。
上記は、以下にさらに詳細に説明する主題への単なる導入であることを当業者は理解するであろう。
添付の図面を参照することによって、本発明はより良く理解され、その多くの目的、特徴、および利点が当業者に明らかにされるであろう。
従来の技術におけるポイントツーポイント接続用の接続性チェックのプロセスを概略的に示す図である。 CCMメッセージの標準化されたフォーマットを示す図である。 RDIの標準化されたフォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態によるイーサネットマルチキャストの接続性チェックのためのシステムの概略的な機能ブロックを示す図である。 本発明の一実施形態によるイーサネットマルチキャストの接続性チェックのための方法を示すシーケンス図である。 本発明の別の実施形態によるイーサネットマルチキャストの接続性チェックのためのさらなる方法を示す流れ図である。
様々な例示的実施形態の次の説明では、本明細書の一部を形成し、本発明が実行可能である様々な例示的実施形態が実例として示される添付の図面を参照する。他の実施形態が利用されることが可能であり、本発明の範囲を逸脱することなく構造上および機能上の変更が行われることが可能であることを理解されたい。
図4は、本発明が実行可能であるイーサネットマルチキャストシステムの概略的な機能ブロックを示している。このようなイーサネットマルチキャストシステムの構造および機能、ならびに関連するネットワーク要素の構造および機能は、単に本発明に関連して説明される。
システム400は、例示的実施形態により、複数のリーフMEP420、430、および440と、ルートMEP410とを含む。ルートMEP410は、MEPグループに属するリーフMEPのすべてにデータをマルチキャストすることができ、それによって好都合にも、3つ以上のリーフMEPが送信されることになる場合、ルートからリーフまでの帯域幅のリソースを節約する。
ルートMEP410は、送信機411および受信機412を含み、これらはそれぞれリーフMEP420、430、および440への接続性チェックプロセスまたはこれらのリーフMEPからの接続性チェックプロセスのために、フレームを送受信するために使用される。送信機411および受信機412の基本構造および動作は当業者には知られており、本解決法に関連する詳細のみを詳しく説明する。ルートMEP410は、さらに手段413を含み、これは送信機411および受信機412に結合されて、イーサネットマルチキャストの接続性チェックを管理するために使用される。手段413の機能は、デジタル信号プロセッサ、メモリ、およびコンピュータプロセスを実行するためのコンピュータプログラムを用いて実行されることが可能である。
リーフMEP420、430、440の各々は、それぞれ送信機421、431、441と受信機422、432、442とを含み、これらは接続性チェックプロセス用のフレームを、ルートMEP410へ送信するために、またはルートMEP410から受信するために使用される。送信機422、432、442および受信機422、432、442の基本構造および動作は、当業者には知られており、本解決法に関連する詳細のみを詳しく説明する。
次に、図5を参照して、本発明の一実施形態によるイーサネットマルチキャストの接続性チェックプロセスの説明を行う。このプロセスは、システム管理者によって手動でまたは自動的に、開始されることが可能である。ルートMEP501、およびリーフMEP502、503、504の構造および機能は、図4に示されるシステム400の中の対応する要素(ルートMEP410、およびリーフMEP420、430、440)と同じものである。
ステップ510では、ルートMEP501が、接続性チェック情報を有するフレーム、すなわちCCMフレームと呼ばれる、CCMメッセージを搬送するフレームを、マルチキャストグループの中のリーフMEP502、503、504のすべてにマルチキャストする。好ましくは、CCMフレームは、定期的に送信されることが可能であり、その周期は、図3を参照して説明するように関連するビットの中で設定されることが可能である。マルチキャスト機構は、イーサネット網の標準的なマルチキャストと同様である。CCMフレームの簡易化されたフォーマットは、ステップ510を示す矢印の上のブロック511として示されており、この中でRDIビットは0である。CCMフレーム511は、マルチキャストグループのマルチキャストDAを用いてリーフMEPのすべてに宛てられる。
マルチキャストグループの中のリーフMEP502が、故障状態に遭遇したとき、例えばリーフMEP502が3.5周期でCCMフレーム511を受信しなかったとき、ステップ520に示すように、リーフMEP502はルートMEP501に故障表示情報を有するフレームを送信する。フレームは、好ましくはCCMフレームであり、RDIビットはリーフMEP502によって1に設定され、リーフMEP502とルートMEP501の間の接続が故障状態であることを示す。CCMフレームの簡略化されたフォーマットは、ステップ520を示す矢印の上のブロック521として示されており、この中でリーフMEP502のユニキャストアドレスは、フィールド「Source」の中に提供されている。
ステップ530では、リーフMEP502からRDI=1とするCCMフレームを受信することに応答して、ルートMEP501は、接続性損失情報を有するフレームをリーフMEP502へ送信し、ルートMEP501とリーフMEP502の間の接続性が失われたことを確認する。フレームは、好ましくはCCMフレームであり、RDIビットは1である。CCMフレームの簡略化されたフォーマットが、ステップ530を示す矢印の上のブロック531として示されている。CCMフレーム531は、リーフMEP502のユニキャストアドレスを用いてリーフMEP502にのみ宛てられ、他のリーフMEP503、504はCCMフレーム531を受信しない。
リーフMEP502がCCMフレーム531を受信すると、リーフMEP502はルートMEP503からの受信および/またはルートMEP503への送信を停止する。場合によっては、リーフMEP502は、あらかじめ定められた指定により、またはCCMフレーム531の中で搬送された追加の指示情報により、保護機構を開始する。
当業者には理解されるように、ルートMEP501およびリーフMEP502、503、および504は例示的であり、故障状態であるリーフMEPは、マルチキャストグループの中のリーフMEPのいずれでもありうる。故障状態であるリーフMEPの数は、1つに限定されず、考えられるいかなる数でもある。
図6は、本発明の一実施形態によるイーサネットマルチキャストの接続性チェックのためのさらなる方法を示す流れ図である。図6に示すプロセスでは、ステップ610、620、および640は、図5に示す対応するステップ510−530と同様である。違いは、ルートMEP501が、故障表示情報を有するフレームを受信すると、マルチキャストDAから故障状態であるリーフMEP502のユニキャストアドレスを削除することができるという点にある。例えば、ルートMEPの中の手段413が、ユニキャストアドレスを抜き出して、これをマルチキャストグループの中のリーフMEPのユニキャストアドレスとマルチキャストDAとの間のマッピングに関するリストから削除することができる。好ましくは、この削除は、故障状態であるリーフMEPがマルチキャストグループから抜けるようにすることによって達成されることが可能である。この削除のさらに詳細な説明は、「Using Internet Group Management Protocol Version 3(IGMPv3)and Multicast Listener Discovery Protocol Version 2(MLDv2)for Source−Specific Multicast」というタイトルの、IETF RFC4604−IGMP(Internet Group Management Protocol)、および「Media Access Control(Mac)bridge」というタイトルの、IEEE802.1d−2004−Chapter 10−GMRP(GARPマルチキャストレジスタプロトコル)の中で提供されており、これらはその全体を参照により本明細書に組み込まれる。
このプロセスはさらに、ステップ630の後に実行されるステップ650を含むことができる。ステップ650では、マルチキャストDAからこのユニキャストアドレスを削除した後に、ルートMEP501が、以前のように、すなわちステップ610のように、マルチキャストDAを使用して、リーフMEP502を除くマルチキャストグループの中のすべてのリーフMEP503、504に、接続性チェック機能情報を有するフレームをマルチキャストすることを継続する。このユニキャストアドレスは、マルチキャストDAから削除されたので、MEP502はマルチキャストDAを使用してマルチキャストされるフレームを受信しない。ステップ650は、ステップ640と同時に行われることがあり、行われないこともある。ステップ650は、ルートMEP501の中の設定に応じて、ステップ640の前に、または後に行われることがある。
本発明の1つまたは複数の態様は、1つまたは複数のプログラムモジュールの中のようなコンピュータで実行可能な命令の中で具体化され、1つまたは複数のコンピュータまたは他の装置によって実行されることが可能である。一般に、プログラムモジュールは、コンピュータまたは他の装置の中でプロセッサによって実行されるとき、本発明の方法ステップを行うルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。コンピュータで実行可能な命令は、ハードディスク、光ディスク、リムーバブル記憶媒体、ソリッドステートメモリ、RAMなどのコンピュータ可読媒体に格納されることが可能である。当業者には理解されるように、プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態で要望通りに結合される、または分散されることが可能である。さらに、機能は、集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、および同様のものなど、ファームウェアまたはハードウェア同等物の中の全部にまたは一部に組み入れられることが可能である。
本発明を特定の実施形態を参照して説明したが、この説明は、限定される意味で解釈されることを意図しない。本発明の説明を参照すると、開示した実施形態の様々な変更、ならびに本発明の代替的実施形態が、当業者には明らかになるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲内である変更形態、またはその均等物を含むものとする。

Claims (10)

  1. イーサネットマルチキャストの接続性チェックのための方法であって、
    マルチキャストDAを使用して、ルートMEPからマルチキャストグループの中のすべてのリーフMEPへ接続性チェック機能情報を有するフレームをマルチキャストすることと、
    故障状態であるリーフMEPからルートMEPへ、故障表示情報を有するフレームを送信することと、
    故障表示情報を有するフレームを受信することに応答して、ルートMEPが、故障状態であるリーフMEPのユニキャストアドレスを使用して、故障状態であるリーフMEPにのみ接続性損失情報を有するフレームを送信することと
    を含む、方法。
  2. 故障表示情報を有するフレームを受信すると、ルートMEPがマルチキャストDAから故障状態であるリーフMEPのユニキャストアドレスを削除すること
    をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記マルチキャストDAからユニキャストアドレスを削除することが、故障状態であるリーフMEPがマルチキャストグループから抜けるようにすることによって実現される、請求項2に記載の方法。
  4. ユニキャストアドレスをマルチキャストDAから削除した後に、以前のように、マルチキャストDAを使用してルートMEPから故障状態であるリーフMEPを除くマルチキャストグループの中のすべてのリーフMEPに、接続性チェック機能情報を有するフレームをマルチキャストすること
    をさらに含む、請求項2または3に記載の方法。
  5. 前記マルチキャストすることが、定期的に行われる、請求項1に記載の方法。
  6. イーサネットマルチキャストの接続性チェックのためのシステムであって、ルートMEPおよびマルチキャストグループの中の複数のリーフMEPを含み、ルートMEPが、
    マルチキャストDAを使用して、マルチキャストグループの中の複数のリーフMEPのすべてに接続性チェック機能情報を有するフレームをマルチキャストするように構成され、マルチキャストグループの中のリーフMEPから故障表示情報を有するフレームを受信することに応答して、このリーフMEPのユニキャストアドレスを使用して、このリーフMEPにのみ接続性損失情報を有するフレームを送信するように構成された送信機と、
    故障状態であるリーフMEPから故障表示情報を有するフレームを受信するように構成された受信機とを含み、リーフMEPが、
    故障状態を検出すると、ルートMEPへ故障表示情報を有するフレームを送信するように構成された送信機と、
    マルチキャストDAを使用して接続性チェック機能情報を有するフレームを、自己のユニキャストアドレスを使用してルートMEPの送信機から接続性損失情報を有するフレームを受信するように構成された受信機と
    を含む、システム。
  7. ルートMEPがさらに、
    リーフMEPから故障表示情報を有するフレームを受信すると、マルチキャストDAからリーフMEPのユニキャストアドレスを削除するための手段
    を含む、請求項6に記載のシステム。
  8. マルチキャストDAからユニキャストアドレスを削除するための手段が、
    リーフMEPがマルチキャストグループから抜けるようにすることによってユニキャストアドレスをマルチキャストDAから削除する
    ように構成された、請求項7に記載のシステム。
  9. ルートMEPの送信機がさらに、
    ユニキャストアドレスをマルチキャストDAから削除した後に、以前のように、マルチキャストDAを使用することによって、故障表示情報を有するフレームの送信元であるリーフMEPを除くマルチキャストグループの中のすべてのリーフMEPに接続性チェック機能情報を有するフレームをマルチキャストする
    ように構成された、請求項6または7に記載のシステム。
  10. ルートMEPの送信機が、接続性チェック機能情報を有するフレームを定期的にマルチキャストするように構成された、請求項6に記載のシステム。
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