JP5169988B2 - ネットワーク装置 - Google Patents

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本発明は、IP(Internet Protocol)ネットワーク等の構成要素として用いられるルータやスイッチ等のネットワーク装置の省電力運転技術に関するものである。
昨今、企業等におけるネットワーク利用は、生産・製造ラインの制御や各種管理統制データの収集・伝播、コミュニケーションのためのドキュメント共有やメール利用など、多目的に行われている(例えば、特許文献1参照。)。そして、複数の活動拠点や多数のフロア・部門などに散在する小規模ネットワークを相互に接続し、複雑かつ大規模な構成となっている。
また、このようなネットワークに対する性能・信頼性の要求は高く、高性能なネットワーク装置を階層化して配置し、故障による業務停止を避けるために冗長化した構成をとることが多くなっている。
このようなネットワークの構成要素として用いられるネットワーク装置は、無停止運用であるため消費電力が高い。そのため、CO2削減による社会貢献・エコブランドの企業イメージ獲得の観点から、消費電力を低下しランニングコストを抑えたいというニーズが高い。
特開平10−93547号公報
しかしながら、ネットワーク製品の機能として、スケジューリングやトラフィック量によるスタンバイ運転の機能が具備されていても、ネットワーク構成や業務による利用時間の偏りのため、安全・確実にこれらの機能を使うことが困難である。
また、ネットワーク管理システムにより、最新ネットワーク構成の把握や遠隔操作によるネットワーク装置の省電力運転は可能であるが、高度な管理スキルが要求され、運用者が常時張り付いて対応しなければならないため、費用削減に至らない。
これらの問題により、スケジューリングやトラフィック量によるスタンバイ運転の機能が現実的に利用されるケースは、運用を固定化可能な小規模ネットワークに限定されていた。
上記の従来の問題点に鑑み、複雑かつ大規模なネットワークの省電力運転を自動で実現することのできるネットワーク装置を提供することを目的とする。
このネットワーク装置の一実施態様では、隣接装置と装置情報を交換する手段と、隣接装置を介して装置停止通知を受信した場合に、自装置を省電力移行可能モードに設定するとともに、当該装置停止通知を他の隣接装置に転送する手段と、自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が省電力モードに移行可能な装置であるか否か判断する手段と、省電力モードに移行可能な装置であると判断した場合に、自装置を省電力モードに移行させる手段と、隣接装置を介して装置停止解除通知を受信した場合に、自装置を省電力移行不可能モードに設定するとともに、当該装置停止解除通知を他の隣接装置に転送する手段とを備える。
開示のネットワーク装置にあっては、自装置が省電力運転可能か否かを判断するための情報を自動的に収集し、これらの情報をもとに各ネットワーク装置が自律的に省電力運転モードに切り替える。そのため、安全・確実に高度なネットワークの省電力運転が可能となり、保守運用者の介在も不要となる。
一実施形態にかかるネットワーク装置の構成例を示す図である。 自装置情報および隣接装置情報のデータ構造例を示す図である。 ネットワーク装置の処理例を示すフローチャートである。 ARPを用いた階層情報要求(自装置)のフォーマット例を示す図である。 発信元の階層情報の確認処理の例を示すフローチャートである。 モード状態の確認処理の例を示すフローチャートである。 ポートリンクダウン時処理の例を示すフローチャートである。 ポートリンクアップ時処理の例を示すフローチャートである。 ARPを用いた装置停止通知および装置停止解除通知のフォーマット例を示す図である。 装置停止通知処理の例を示すフローチャートである。 装置停止解除通知処理の例を示すフローチャートである。 第1の動作例におけるネットワーク構成図である。 第1の動作例における処理シーケンス図である。 第1の動作例における自装置情報を示す図である。 第1の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第2の動作例におけるネットワーク構成図である。 第2の動作例における処理シーケンス図である。 第2の動作例における自装置情報を示す図である。 第2の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第3の動作例におけるネットワーク構成図である。 第3の動作例における処理シーケンス図である。 第3の動作例における自装置情報を示す図である。 第3の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第4の動作例におけるネットワーク構成図である。 第4の動作例における処理シーケンス図である。 第4の動作例における自装置情報を示す図である。 第4の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第5の動作例におけるネットワーク構成図である。 第5の動作例における処理シーケンス図である。 第5の動作例における自装置情報を示す図である。 第5の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第6の動作例におけるネットワーク構成図である。 第6の動作例における処理シーケンス図である。 第6の動作例における自装置情報を示す図である。 第6の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第7の動作例におけるネットワーク構成図である。 第7の動作例における処理シーケンス図である。 第7の動作例における自装置情報を示す図である。 第7の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第8の動作例におけるネットワーク構成図である。 第8の動作例における処理シーケンス図である。 第8の動作例における自装置情報を示す図である。 第8の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第9の動作例におけるネットワーク構成図である。 第9の動作例における処理シーケンス図である。 第9の動作例における自装置情報を示す図である。 第9の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第10の動作例におけるネットワーク構成図である。 第10の動作例における処理シーケンス図である。 第10の動作例における自装置情報を示す図である。 第10の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第11の動作例におけるネットワーク構成図である。 第11の動作例における処理シーケンス図である。 第11の動作例における自装置情報を示す図である。 第11の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第12の動作例におけるネットワーク構成図である。 第12の動作例における処理シーケンス図である。 第12の動作例における自装置情報を示す図である。 第12の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第13の動作例におけるネットワーク構成図である。 第13の動作例における木構造図である。 第13の動作例における処理シーケンス図である。 第13の動作例における自装置情報を示す図である。 第13の動作例における隣接装置情報を示す図である。 第14の動作例におけるネットワーク構成図である。 第14の動作例における処理シーケンス図である。 第14の動作例における自装置情報を示す図である。 第14の動作例における隣接装置情報を示す図である。 現実的動作例におけるネットワーク構成図である。 サーバ装置を起動した状態を示す図である。 クライアント装置を接続した状態を示す図である。 階層状態を示す図である。 ルーティング機構が動作しているネットワーク装置の木構造を示す図である。 サーバ装置から装置停止通知を行ったことによる省電力モードへの移行の様子を示す図である。 クライアント装置の停止による状態変化を示す図である。 装置停止解除通通知による状態変化を示す図である。 各ネットワーク装置の階層情報の遷移を示す図である。
以下、本発明の好適な実施形態につき説明する。
<構成>
図1は一実施形態にかかるネットワーク装置の構成例を示す図である。
図1において、ネットワーク装置1は、制御部11とスイッチ部12と記憶部13とIngressパケット処理部14とEgressパケット処理部15と電源供給部16と物理ポート部17−1〜17−4と省電力制御部18とを備えている。
制御部11は、ネットワーク装置1の全体的な制御を行う部分である。
スイッチ部12は、Ingressパケット処理部14とEgressパケット処理部15の間のパケットの接続を行う部分である。
記憶部13は、制御部11における処理に必要なデータを保持する部分である。
Ingressパケット処理部14は、物理ポート部17−1、17−2から入力したパケットを処理する部分である。
Egressパケット処理部15は、スイッチ部12から入力したパケットを処理し、物理ポート部17−3、17−4に出力する部分である。
電源供給部16は、ネットワーク装置1内の各部に電源を供給する部分である。
物理ポート部17−1〜17−4は、外部のネットワークと接続する部分である。
省電力制御部18は、省電力モードにおけるネットワーク装置1内の各部への電源供給を制御する部分である。すなわち、省電力モードへ移行する場合は、物理ポート部17−1〜17−4と省電力制御部18以外への電源供給部16からの電源供給を止める。省電力移行可能モードへ移行する場合は、物理ポート部17−1または物理ポート部17−2に隣接装置の起動により電気信号を受信し、それが省電力制御部18へ通知されると、各部への電源供給を電源供給部16へ依頼し、物理ポート部17−3、17−4のリフレッシュを行う。このリフレッシュにより、物理ポート部17−3、17−4に接続されている隣接装置へ電気信号を送信し、省電力モード中の隣接装置を起動する。
図2は記憶部13(図1)に保持される自装置情報および隣接装置情報のデータ構造例を示す図である。
図2(a)に示すように、自装置情報は、「モード状態」と「自装置の階層情報」を含んでいる。モード状態には、省電力運転への移行を行わない「OFF(0x000)」と、可能であれば省電力運転への移行を行う「ON(0x1000)」と、実際に省電力運転に入っていることを示す「中(0x1100)」とがある。デフォルトは「OFF」である。自装置の階層情報は、デフォルトを「1024」としている。なお、自装置情報とは別に、自装置のIPアドレス、MACアドレス等の通信に必要な情報を装置内に保持しているのは言うまでもない。
図2(b)に示すように、隣接装置情報は、「ポート番号」「ポート状態」「階層情報受信フラグ」「階層情報送信フラグ」「モード状態」「隣接装置のMACアドレス」「隣接装置のIPアドレス」「隣接装置の階層情報」を含んでいる。ポート番号は、複数のポートのそれぞれを識別する番号である。ポート状態は「動作中(1)」と「停止中(0)」のいずれかとなる。なお、以下の説明では、「動作中」は「アクティブ」、「停止中」は「ダウン」と表記する場合もある。階層情報受信フラグは「済(1)」と「未(0)」のいずれかとなる。階層情報送信フラグは「済(1)」と「未(0)」のいずれかとなる。モード状態は「OFF(0x000)」「ON(0x1000)」「中(0x1100)」のいずれかとなる。隣接装置のMACアドレス、隣接装置のIPアドレス、隣接装置の階層情報はポート番号毎に設定される。
<基本的動作>
図3はネットワーク装置1の処理例を示すフローチャートである。なお、省電力運転のための処理についてのみ示しており、ネットワーク装置としての一般的な処理については省略してある。
図3において、ネットワーク装置1は、イベントが発生すると(ステップS1)、イベントの内容に応じて処理を分岐し(ステップS2)、それぞれの処理が完了すると次のイベントの待機に入る(ステップS13)。
イベントの内容が、隣接装置との接続検出(省電力モードにおけるポートリンクアップを除く)であった場合、ネットワーク装置1は、階層情報要求(自装置)を作成して送信する(ステップS3)。階層情報要求(自装置)は、発信元のモード状態と階層情報を隣接装置に伝えるものである。
図4はARP(Address Resolution Protocol)を用いた階層情報要求(自装置)のフォーマット例を示す図である。図の右側に示す通常のARP要求のフォーマットにおける「送信先のMACアドレス」に発信元のモード状態と階層情報を含ませている。この部分は、通常のARP要求では全て「0x00」であるため、本実施形態の拡張に対応していない場合、発信元のモード状態は「OFF」に対応し、階層情報は「0」に対応する。また、階層情報要求(自装置)では、「送信先のIPアドレス」に発信元(自装置)のIPアドレスを設定する。
なお、ARPを用いた例について説明したが、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)やBOOTP(BOOTstrap Protocol)等のプロトコルを使用することも可能である。
図3に戻り、イベントの内容が、階層情報要求(自装置)の受信であった場合、ネットワーク装置1は、受信内容に基づいて隣接装置情報(図2(b))の更新を行う(ステップS4)。続いて、発信元の階層情報の確認処理(ステップS5)とモード状態の確認処理(ステップS6)を行う。
図5は発信元の階層情報の確認処理の例を示すフローチャートである。この処理では、隣接装置から受信した階層情報要求(自装置)に基づき、自装置の階層情報(デフォルトは最大値「1024」)を更新し、階層情報に変化が生じる場合には隣接装置に階層情報要求(自装置)を送信する。自装置の階層情報としては、サーバやPC(Personal Computer)の階層情報を「0」とし、それに自装置が隣接する場合には自装置の階層情報を「1」というように、階層情報を更新していく。
図5において、発信元の階層情報の確認処理を開始すると(ステップS101)、発信元の階層情報が「0」であるか否か判断する(ステップS102)。発信元の階層情報が「0」である場合(ステップS102のYes)、自装置の階層情報を「1」に更新する(ステップS103)。なお、発信元の階層情報が「0」であるか否かを判断せずに、次の処理に移行してもよい。発信元の階層情報が「0」である場合の処理を分けることで、複数の隣接装置情報をチェックする処理が省略でき、処理を若干軽くすることができる。
また、発信元の階層情報が「0」でない場合(ステップS102のNo)、隣接装置情報の階層情報の中で一番小さい値に「1」を加算する(ステップS104)。そして、最大値「1024」より大きいか否か判断する(ステップS105)。
「1024」より大きい場合(ステップS105のYes)、自装置の階層情報を「1024」に更新する(ステップS106)。「1024」より大きくない場合(ステップS105のNo)、自装置の階層情報を加算した値に更新する(ステップS107)。
その後、自装置の階層情報に変化があるか否か判断し(ステップS108)、変化がある場合(ステップS108のYes)、階層情報要求(自装置)を作成して送信し(ステップS109)、処理を終了する(ステップS110)。変化がない場合(ステップS108のNo)、そのまま処理を終了する(ステップS110)。
図6はモード状態の確認処理の例を示すフローチャートである。この処理では、モード状態が「ON」である場合に、自装置が最周辺であるか、自装置がルーティングのブロッキングポートであるか、自装置が冗長化グループのスタンバイ側であるか等によって、自装置を省電力モードに移行させる。
図6において、モード状態の確認処理を開始すると(ステップS111)、自装置情報のモード状態は「ON」であるか否か判断する(ステップS112)。自装置情報のモード状態が「ON」でない場合(ステップS112のNo)、処理を終了する(ステップS129)。
自装置情報のモード状態が「ON」である場合(ステップS112のYes)、自装置においてルーティング機構が動作しているか否か判断する(ステップS113)。ルーティング機構が動作している場合(ステップS113のYes)にはルーティングフラグを「ON」にする(ステップS114)。
次いで、自装置において冗長化機構が動作しているか否か判断し(ステップS115)、冗長化機構が動作している場合(ステップS115のYes)には冗長化フラグを「ON」にする(ステップS116)。
次いで、次の4つの状態
・自装置情報の階層情報が全ての隣接装置情報の階層情報より大きく、かつ隣接装置情報が1つであるか否か(ステップS117、S118)
・ルーティングフラグが「ON」で、木構造でのブロッキングポートか否か(ステップS119、S120)
・冗長化フラグが「ON」で、冗長化グループはスタンバイ側か否か(ステップS121、S122)
・ルーティングフラグおよび冗長化フラグが「ON」で、冗長化グループはスタンバイ側で、かつ木構造でのブロッキングポートか否か(ステップS123〜S125)
を並行して判断する。
そして、これらのいずれかに該当する場合、自装置情報のモード状態を「中」に更新し(ステップS126)、階層情報要求(自装置)を作成して送信し(ステップS127)、自装置を省電力モードに移行させ(ステップS128)、処理を終了する(ステップS129)。
図3に戻り、イベントの内容が、ポートリンクダウン検出であった場合、ポートリンクダウン時処理を行う(ステップS7)。
図7はポートリンクダウン時処理の例を示すフローチャートである。この処理では、隣接装置のポートリンクダウンを隣接装置情報として記録するとともに、自装置の階層情報を更新する。
図7において、ポートリンクダウン時処理を開始すると(ステップS131)、隣接装置情報の対象ポートのポート状態を「ダウン」へ変更する(ステップS132)。
次いで、隣接装置情報のポート状態が「アクティブ」であるものが1つ以上存在するか否か判断する(ステップS133)。
隣接装置情報のポート状態が「アクティブ」であるものが1つ以上存在しない場合(ステップS133のNo)、自装置の階層情報を「1024」へ更新し、自装置のモード状態を「OFF]へ更新し(ステップS134)、処理を終了する(ステップS143)。
また、隣接装置情報のポート状態が「アクティブ」であるものが1つ以上存在する場合(ステップS133のYes)、隣接装置情報のポート状態が「アクティブ」で階層情報が「0」の情報が存在するか否か判断する(ステップS135)。存在しない場合(ステップS135のNo)、処理を終了する(ステップS143)。
隣接装置情報のポート状態が「アクティブ」で階層情報が「0」の情報が存在する場合(ステップS135のYes)、自装置の階層情報が「1」か否か判断する(ステップS136)。
自装置の階層情報が「1」である場合(ステップS136のYes)、自装置の階層情報を「1024」に更新し(ステップS137)、階層情報要求(自装置)を作成して送信し(ステップS138)、処理を終了する(ステップS143)。
自装置の階層情報が「1」でない場合(ステップS136のNo)、隣接装置情報のポート状態が「アクティブ」の階層情報中で一番小さい値に「1」を加算する(ステップS139)。
次いで、加算した値と自装置の階層情報は同じか否か判断し(ステップS140)、同じである場合(ステップS140のYes)は処理を終了する(ステップS143)。
加算した値と自装置の階層情報は同じでない場合(ステップS140のNo)、自装置の階層情報を加算した値に更新し(ステップS141)、モード状態の確認処理(ステップS142)を行い、処理を終了する(ステップS143)。モード状態の確認処理(ステップS142)は、図6に示したものと同様である。
図3に戻り、イベントの内容が、省電力モードにおけるポートリンクアップ検出であった場合、ポートリンクアップ時処理を行う(ステップS8)。
図8はポートリンクアップ時処理の例を示すフローチャートである。この処理では、省電力モードから省電力移行可能モードへの復帰を行う。
図8において、ポートリンクアップ時処理を開始すると(ステップS151)、接続ポートのリフレッシュを行う(ステップS152)。
そして、自装置のモード状態を「ON」へ更新し(ステップS153)、処理を終了する(ステップS154)。
図3に戻り、イベントの内容が、装置停止通知の受信である場合、隣接装置情報の更新を行い(ステップS9)、装置停止通知処理(ステップS10)を行う。
また、イベントの内容が、装置停止解除通知の受信である場合、隣接装置情報の更新を行い(ステップS11)、装置停止解除通知処理(ステップS12)を行う。
図9はARPを用いた装置停止通知および装置停止解除通知のフォーマット例を示す図であり、(a)は装置停止通知を示し、(b)は装置停止解除通知を示している。図4に示した階層情報要求(自装置)と異なる点は、プロトコルタイプ(Protocol type)が「0x0807」に変更されている点、オペレーション番号が、装置停止通知の場合は「0x0001」、装置停止解除通知の場合は「0x0002」となっている点、送信先のIPアドレスが「0.0.0.0」となっている点である。
なお、ARPを用いた例について説明したが、DHCPやBOOTP等のプロトコルを使用することも可能である。
図10は装置停止通知処理の例を示すフローチャートである。この処理では、モード状態を「ON」とした上で、他のアクティブポートに装置停止通知を転送する。また、自装置が最周辺であるか、自装置がルーティングのブロッキングポートであるか、自装置が冗長化グループのスタンバイ側であるか等によって、自装置を省電力モードに移行させる。
図10において、装置停止通知処理を開始すると(ステップS161)、自装置情報のモード状態を「ON」に更新し(ステップS162)、装置停止通知を作成して、全アクティブポートへ送信する(ステップS163)。
次いで、自装置においてルーティング機構が動作しているか否か判断する(ステップS164)。ルーティング機構が動作している場合(ステップS164のYes)にはルーティングフラグを「ON」にする(ステップS165)。
次いで、自装置において冗長化機構が動作しているか否か判断し(ステップS166)、冗長化機構が動作している場合(ステップS166のYes)には冗長化フラグを「ON」にする(ステップS167)。
次いで、次の4つの状態
・自装置情報の階層情報が全ての隣接装置情報の階層情報より大きく、かつ隣接装置情報が1つであるか否か(ステップS168、S169)
・ルーティングフラグが「ON」で、木構造でのブロッキングポートか否か(ステップS170、S171)
・冗長化フラグが「ON」で、冗長化グループはスタンバイ側か否か(ステップS172、S173)
・ルーティングフラグおよび冗長化フラグが「ON」で、冗長化グループはスタンバイ側で、かつ木構造でのブロッキングポートか否か(ステップS174〜S176)
を並行して判断する。
そして、これらのいずれかに該当する場合、自装置情報のモード状態を「中」に更新し(ステップS177)、階層情報要求(自装置)を作成して送信し(ステップS178)、自装置を省電力モードに移行させ(ステップS179)、処理を終了する(ステップS180)。
図11は装置停止解除通知処理の例を示すフローチャートである。この処理では、モード状態「ON」から「OFF」への復帰を行う。
図11において、装置停止解除通知処理を開始すると(ステップS181)、自装置情報のモード状態を「OFF」へ更新する(ステップS182)。
次いで、接続ポートのリフレッシュを行い(ステップS183)、装置停止解除通知を作成して全アクティブポートへ送信し(ステップS184)、処理を終了する(ステップS185)。
<動作例>
次に、具体的な動作例について説明する。
(第1の動作例)
図12Aに示すように、ネットワーク装置1#1とネットワーク装置1#2の2つがあり、ネットワーク装置1#1のポート1番とネットワーク装置1#2のポート1番とを接続した場合を考える。
この場合、図12Bに示すように、階層情報要求(自装置)を送信し合い、お互いの情報を交換し、隣接装置情報を更新する。図12Cに自装置情報を、図12Dに隣接装置情報をそれぞれ示す。
(第2の動作例)
図13Aに示すように、ネットワーク装置1#1とネットワーク装置1#2が接続された状態(第1の動作例の結果)において、ネットワーク装置1#1のポート2番にサーバ装置SVを接続した場合を考える。
この場合、図13Bに示すように、サーバ装置SVはARP要求の送信先のIPアドレスに自装置のIPアドレスを設定して送信する。
サーバ装置SVからARP要求を受信したネットワーク装置1#1は、送信元のMACアドレスが全て0x00であることから、階層情報交換の拡張に対応していない装置であると判断し、自装置の階層情報を「1」へ変更し、隣接装置情報を更新後に、アクティブポートへ階層情報要求(自装置)を送信する。
ネットワーク装置1#1からの階層情報要求を受信したネットワーク装置1#2は、自装置の階層情報を「2」へ変更し、隣接装置情報を更新後に、階層情報要求(自装置)を送信する。
ネットワーク装置1#2からの階層情報要求を受信したネットワーク装置1#1は、隣接装置情報を更新する。自装置の階層情報に変更がないので、階層情報要求(自装置)は送信しない。
(第3の動作例)
図14Aに示すように、サーバ装置SVとネットワーク装置1#1とネットワーク装置1#2が接続された状態(第2の動作例の結果)において、ネットワーク装置1#2のポート2番にネットワーク装置1#3のポート1番を接続した場合を考える。
この場合、図14Bに示すように、ネットワーク装置1#2とネットワーク装置1#3が接続された時に、お互いに階層情報要求(自装置)を送信し合い、隣接装置情報を更新する。
ネットワーク装置1#3は、ネットワーク装置1#2の階層情報「2」を受けて、自装置の階層情報を「3」へ変更し、アクティブポートへ階層情報要求(自装置)を送信する。
ネットワーク装置1#3からの階層情報要求を受信したネットワーク装置1#2は、隣接装置情報を更新する。
(第4の動作例)
図15A(a)に示すように、サーバ装置SVとネットワーク装置1#1とネットワーク装置1#2とネットワーク装置1#3が接続された状態(第3の動作例の結果)において、ネットワーク装置1#3のポート2番にクライアント装置PCを接続した場合を考える。
この場合、図15Bに示すように、クライアント装置PCはARP要求の送信先のIPアドレスに自装置のIPアドレスを設定して送信する。
クライアント装置PCからARP要求を受信したネットワーク装置1#3は、送信元のMACアドレスが全て0x00であることから、階層情報交換の拡張に対応していない装置であると判断し、自装置の階層情報を「1」へ変更し、隣接装置情報を更新後に、アクティブポートへ階層情報要求(自装置)を送信する。
ネットワーク装置1#3からの階層情報要求を受信したネットワーク装置1#2は、隣接装置情報を更新する。自装置の階層情報に変更がないので、階層情報要求(自装置)は送信しない。
階層情報を反映したネットワーク構成を図15A(b)に示す。
(第5の動作例)
図16A(a)に示すように、サーバ装置SVとネットワーク装置1#1とネットワーク装置1#2とネットワーク装置1#3とクライアント装置PCが接続された状態(第4の動作例の結果)において、クライアント装置PCの電源停止等で接断を行った場合を考える。
この場合、図16Bに示すように、ネットワーク装置1#3はポート2番のリンクダウンを検知して、隣接装置の階層情報に「0」がなくなったことを判断する。
他の隣接装置の階層情報で一番小さい値に「2」があるので、自装置の階層情報を「3」へ変更し、隣接装置情報を更新後に、アクティブポートへ階層情報要求(自装置)を送信する。隣接装置情報が一つもない場合は、自装置の階層情報を「1024」へ変更する。
ネットワーク装置1#3からの階層情報要求を受信したネットワーク装置1#2は、隣接装置情報を更新する。自装置の階層情報に変更がないので、階層情報要求(自装置)は送信しない。
階層情報を反映したネットワーク構成を図16A(b)に示す。
(第6の動作例)
図17Aに示すように、サーバ装置SVとネットワーク装置1#1とネットワーク装置1#2とネットワーク装置1#3とクライアント装置PCが接続された状態(第4の動作例の結果)において、サーバ装置SVより装置停止通知を行った場合を考える。
この場合、図17Bに示すように、装置停止通知を受信したネットワーク装置1#1は、自装置情報のモード状態を「ON」とする。また、隣接装置情報の受信フラグ/送信フラグをクリアする。装置停止通知(#1)を受信済なので、ポート番号2の受信フラグは済とする。また、装置停止通知(#2)/(#3)を行い、送信フラグを済とする。その後に装置停止通知(#4)を受信して、ポート番号1の受信フラグは済とする。
同様に、各装置に装置停止通知を伝搬していく。
(第7の動作例)
図18Aに示すように、装置停止通知後にクライアント装置PCの電源停止等で接断を行った場合を考える。
この場合、図18Bに示すように、クライアント装置PCが停止すると、階層構成が変わる。
この際、ネットワーク装置1#3においては、自装置情報よりモード状態が「ON」であり、隣接装置情報の階層情報より末端装置であることを認識し、自装置情報のモード状態を「中」とし階層情報要求(自装置)を送り、装置の省電力モードへ移行する。
ネットワーク装置1#2においては、ネットワーク装置1#3のモード状態「中」への移行をうけて、ネットワーク装置1#2も自装置情報のモード状態を「中」とし階層情報要求(自装置)を送り、装置の省電力モードへ移行する。
(第8の動作例)
図19A(a)に示すように、ネットワーク装置1#2とネットワーク装置1#3が省電力モードに移行した後に、クライアント装置PCを起動した場合を考える。
この場合、図19Bに示すように、ネットワーク装置1#3のクライアント装置PCを接続したポートがリンクアップすると、それを契機に省電力モードから定常状態に戻る。
その時に、自装置情報のモード状態を「ON」とし、クライアント装置PCからARP要求を受ける。
その後は、図19A(b)に示すように、第4の動作例と同様の状態となる。
(第9の動作例)
図20Aに示すように、第8の動作例の後に、サーバ装置SVより装置停止解除通知を行った場合を考える。
この場合、図20Bに示すように、装置停止解除通知を受信したネットワーク装置1#1は、自装置情報のモード状態を「OFF」とする。また、隣接装置情報の受信フラグ/送信フラグをクリアする。装置停止解除通知(#1)を受信済なので、ポート番号2の受信フラグは済とする。また、装置停止解除通知(#2)/(#3)を行い、送信フラグを済とする。装置停止解除通知(#4)を受信して、ポート番号1の受信フラグは済とする。
同様に、各装置に装置停止解除通知を伝搬していく。
(第10の動作例)
図21Aに示すように、第7の動作例の後に、装置停止解除通知を行った場合を考える。
この場合、図21Bに示すように、装置停止解除通知を受信したネットワーク装置1#1は、自装置情報のモード状態を「OFF」とする。また、隣接装置情報の受信フラグ/送信フラグをクリアする。装置停止解除通知(#1)を受信済なので、ポート番号2の受信フラグは済とする。装置停止解除通知(#2)/(#3)を行い、送信フラグを済とする。装置停止解除通知(#4)を受信して、ポート番号1の受信フラグは済とする。
ネットワーク装置1#2は、装置停止解除通知を受けて、省電力モードから定常状態に戻り、自装置情報のモード状態を「OFF]とし、アクティブなポートに対して、装置停止解除通知(#4)/(#5)を送信する。
(第11の動作例)
図22A(a)に示すように、サーバ装置SVより装置停止通知を行った場合を考える。
ここで、ネットワーク装置1#3とネットワーク装置1#4は、Act/Stand−by冗長化構成をとり、ネットワーク装置1#4はStand−by側である。
図22Bに示すように、装置停止通知を受信したネットワーク装置1#1は、自装置情報のモード状態を「ON」とする。また、隣接装置情報の受信フラグ/送信フラグをクリアする。装置停止通知(#1)を受信済なので、ポート番号2の受信フラグは済とする。装置停止通知(#2)/(#3)/(#4)を行い、送信フラグを済とする。装置停止通知(#6)/(#8)を受信して、ポート番号1/3の受信フラグは済とする。
以下、各装置に装置停止通知を伝搬していく。
その結果、図22A(b)に示すように、ネットワーク装置1#4が省電力モードに入る。
(第12の動作例)
図23A(a)に示すように、サーバ装置SVより装置停止解除通知を行った場合を考える。
ここで、ネットワーク装置1#3とネットワーク装置1#4は、Act/Stand−by冗長化構成をとり、ネットワーク装置1#4はStand−by側である。
図23Bに示すように、装置停止解除通知を受信したネットワーク装置1#1は、自装置情報のモード状態を「OFF」とする。また、隣接装置情報の受信フラグ/送信フラグをクリアする。装置停止解除通知(#1)を受信済なので、ポート番号2の受信フラグは済とする。装置停止解除通知(#2)/(#3)/(#4)を行い、送信フラグを済とする。装置停止解除通知(#6)/(#8)を受信して、ポート番号1/3の受信フラグは済とする。
以下、各装置に装置停止解除通知を伝搬していく。
その結果、図23A(b)に示すように、ネットワーク装置1#4が省電力移行不可能モードに復帰する。
(第13の動作例)
図24A1(a)に示すように、サーバ装置SVより装置停止通知を行った場合を考える。
ここで、ネットワーク装置1#3、1#4、1#5、1#6は、ルーティング機構により図24A2に示す木構造を持つ。
図24Bに示すように、装置停止通知を受信したネットワーク装置1#1は、自装置情報のモード状態を「ON」とする。また、隣接装置情報の受信フラグ/送信フラグをクリアする。装置停止通知(#1)を受信済なので、ポート番号2の受信フラグは済とする。装置停止通知(#2)/(#3)/(#4)を行い、送信フラグを済とする。装置停止通知(#6)/(#8)を受信して、ポート番号1/3の受信フラグは済とする。
以下、各装置に装置停止通知を伝搬していく。
その結果、図24A1(b)に示すように、ネットワーク装置1#6が省電力モードに入る。
(第14の動作例)
図25A(a)に示すように、サーバ装置SVより装置停止解除通知を行った場合を考える。
ここで、ネットワーク装置1#3、1#4、1#5、1#6は、ルーティング機構を持つ。
図25Bに示すように、装置停止解除通知を受信したネットワーク装置1#1は、自装置情報のモード状態を「OFF」とする。また、隣接装置情報の受信フラグ/送信フラグをクリアする。装置停止解除通知(#1)を受信済なので、ポート番号2の受信フラグは済とする。装置停止解除通知(#2)/(#3)/(#4)を行い、送信フラグを済とする。装置停止解除通知(#6)/(#8)を受信して、ポート番号1/3の受信フラグは済とする。
以下、各装置に装置停止解除通知を伝搬していく。
その結果、図25A(b)に示すように、ネットワーク装置1#6が省電力移行不可能モードに復帰する。
<現実的動作例>
図26は現実的動作例におけるネットワーク構成図であり、ネットワーク装置1#1〜ネットワーク装置1#16が接続されている。ネットワーク装置1#1、1#2、1#15、1#16はL2SW(Layer 2 switch)を想定している。ネットワーク装置1#3、1#4、1#11〜1#14はL3SW(Layer 3 switch)を想定している。ネットワーク装置1#5〜1#10はルータを想定している。また、ネットワーク装置1#3、1#4と、ネットワーク装置1#11、1#12と、ネットワーク装置1#13、1#14とは、それぞれ二重化(冗長化)構成をとっており、網掛けした側がスタンバイ側であるものとする。
以下、階層情報を自動生成する流れを説明する。
(1)全装置はデフォルトで階層情報「1024」を持ち、全ての装置が起動されると、階層情報を付与したARPにより隣接装置間で階層情報要求を交換する。
(2)図27に示すように、サーバ装置SVを起動した場合、サーバ装置SVより階層情報「0」のARPがネットワーク装置1#1、1#2へ送信される。
(3)ネットワーク装置1#1、1#2は階層情報を「1」へ生成し直し、その階層情報要求を載せたARPを送信する。
(4)ネットワーク装置1#3、1#4は階層情報を「2」へ生成し直し、その階層情報要求を載せたARPを送信する。同様に、各装置は階層情報要求を伝搬する。
(5)図28に示すように、ネットワーク装置1#15、1#16にクライアント装置PC1、PC2を接続する。
(6)階層状態は図29に示すようになる。
(7)サーバ装置SVより装置停止通知を送信すると、ネットワーク装置が全てモード状態「ON」となる。また、装置停止通知が伝搬する過程で、冗長化構成のネットワーク装置1#3、1#11、1#13がモード状態「中」となり停止する。
(8)ルーティング機構が動作している、階層3/4のネットワーク装置1#5〜1#10の木構造は図30に示すものとなり、ブロッキングポートがネットワーク装置1#7側となる。
(9)装置停止通知が全体へ伝搬した結果、図31に「×」を付して示すように、ネットワーク装置1#3、1#5、1#7、1#9、1#11、1#13が省電力モードへ移行する。
(10)この状態から、クライアント装置PC2を停止すると、階層状態が図32に示すように変わる。更に、末端にあるネットワーク装置1#14、1#16も省電力モードへ移行する。
(11)この状態において、サーバ装置SVから装置停止解除通知を送信すると、ネットワーク装置は、全てモード状態が「OFF」となる。また、図33に示すように、省電力モードであったネットワーク装置1#3、1#5、1#7、1#9、1#11、1#13、1#14、1#16も省電力移行不可能モードへ戻る。
上述した(2)(5)(10)における各装置の階層情報の遷移を図34に示す。
<総括>
以上説明したように、本実施形態によれば、自装置が省電力運転可能か否かを判断するための情報(周辺装置の構成およびネットワークトポロジ上の自装置の設置階層)を自動的に収集し、これらの情報をもとに各ネットワーク装置が自律的に省電力運転モードに切り替える。そのため、安全・確実に高度なネットワークの省電力運転が可能となり、保守運用者の介在も不要となる。
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更を加えることができることは明らかである。すなわち、具体例の詳細および添付の図面により本発明が限定されるものと解釈してはならない。
(付記1)
隣接装置と装置情報を交換する手段と、
隣接装置を介して装置停止通知を受信した場合に、自装置を省電力移行可能モードに設定するとともに、当該装置停止通知を他の隣接装置に転送する手段と、
自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が省電力モードに移行可能な装置であるか否か判断する手段と、
省電力モードに移行可能な装置であると判断した場合に、自装置を省電力モードに移行させる手段と、
隣接装置を介して装置停止解除通知を受信した場合に、自装置を省電力移行不可能モードに設定するとともに、当該装置停止解除通知を他の隣接装置に転送する手段と
を備えたことを特徴とするネットワーク装置。
(付記2)
付記1に記載のネットワーク装置において、
自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が最周辺の不要な装置である場合に省電力モードに移行可能な装置であると判断する
ことを特徴とするネットワーク装置。
(付記3)
付記1または2のいずれか一項に記載のネットワーク装置において、
自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置がスタンバイ側の装置である場合に省電力モードに移行可能な装置であると判断する
ことを特徴とするネットワーク装置。
(付記4)
付記1乃至3のいずれか一項に記載のネットワーク装置において、
自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が未利用の迂回経路にある装置である場合に省電力モードに移行可能な装置であると判断する
ことを特徴とするネットワーク装置。
(付記5)
隣接装置と装置情報を交換する工程と、
隣接装置を介して装置停止通知を受信した場合に、自装置を省電力移行可能モードに設定するとともに、当該装置停止通知を他の隣接装置に転送する工程と、
自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が省電力モードに移行可能な装置であるか否か判断する工程と、
省電力モードに移行可能な装置であると判断した場合に、自装置を省電力モードに移行させる工程と、
隣接装置を介して装置停止解除通知を受信した場合に、自装置を省電力移行不可能モードに設定するとともに、当該装置停止解除通知を他の隣接装置に転送する工程と
を備えたことを特徴とするネットワーク装置制御方法。
(付記6)
付記5に記載のネットワーク装置制御方法において、
自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が最周辺の不要な装置である場合に省電力モードに移行可能な装置であると判断する
ことを特徴とするネットワーク装置制御方法。
(付記7)
付記5または6のいずれか一項に記載のネットワーク装置制御方法において、
自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置がスタンバイ側の装置である場合に省電力モードに移行可能な装置であると判断する
ことを特徴とするネットワーク装置制御方法。
(付記8)
付記5乃至7のいずれか一項に記載のネットワーク装置制御方法において、
自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が未利用の迂回経路にある装置である場合に省電力モードに移行可能な装置であると判断する
ことを特徴とするネットワーク装置制御方法。
1、1#1〜1#16 ネットワーク装置
11 制御部
12 スイッチ部
13 記憶部
14 Ingressパケット処理部
15 Egressパケット処理部
16 電源供給部
17−1〜17−4 物理ポート部
18 省電力制御部
SV サーバ装置
PC、PC1、PC2 クライアント装置

Claims (5)

  1. 隣接装置と装置情報を交換する手段と、
    隣接装置を介して装置停止通知を受信した場合に、自装置を省電力移行可能モードに設定するとともに、当該装置停止通知を他の隣接装置に転送する手段と、
    自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が省電力モードに移行可能な装置であるか否か判断する手段と、
    省電力モードに移行可能な装置であると判断した場合に、自装置を省電力モードに移行させる手段と、
    隣接装置を介して装置停止解除通知を受信した場合に、自装置を省電力移行不可能モードに設定するとともに、当該装置停止解除通知を他の隣接装置に転送する手段と
    を備えたことを特徴とするネットワーク装置。
  2. 請求項1に記載のネットワーク装置において、
    自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が最周辺の不要な装置である場合に省電力モードに移行可能な装置であると判断する
    ことを特徴とするネットワーク装置。
  3. 請求項1または2のいずれか一項に記載のネットワーク装置において、
    自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置がスタンバイ側の装置である場合に省電力モードに移行可能な装置であると判断する
    ことを特徴とするネットワーク装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のネットワーク装置において、
    自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が未利用の迂回経路にある装置である場合に省電力モードに移行可能な装置であると判断する
    ことを特徴とするネットワーク装置。
  5. 隣接装置と装置情報を交換する工程と、
    隣接装置を介して装置停止通知を受信した場合に、自装置を省電力移行可能モードに設定するとともに、当該装置停止通知を他の隣接装置に転送する工程と、
    自装置が省電力移行可能モードである場合に、自装置および隣接装置の装置情報から、自装置が省電力モードに移行可能な装置であるか否か判断する工程と、
    省電力モードに移行可能な装置であると判断した場合に、自装置を省電力モードに移行させる工程と、
    隣接装置を介して装置停止解除通知を受信した場合に、自装置を省電力移行不可能モードに設定するとともに、当該装置停止解除通知を他の隣接装置に転送する工程と
    を備えたことを特徴とするネットワーク装置制御方法。
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