JP5466084B2 - ループ検知システム、中継装置、エッジ装置、ネットワーク管理装置及び通信ネットワークの管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、データを受信し転送する中継装置の通信ネットワークにおいて、ループ発生を検知するとともに、ループ発生原因である中継装置のポートを特定する技術に関する。

Ｌ２（Ｌａｙｅｒ ２）ネットワークにおいては、各装置をループ状に結ぶ物理結線、各装置に対する論理パスの誤設定及びスパニングツリープロトコルなどのリングプロトコルの動作異常などにより、フレームがループ状に周回しネットワークの帯域が圧迫されることにより、正常な通信を阻害する障害が発生する場合がある。

特許文献１では、ネットワークの接続点にあるノードは、ループ検知用フレームを送信する。そして、そのループ検知用フレームを送信したノードは、そのループ検知用フレームをいずれかのポートで受信した場合、ループが発生していると判断する。しかし、ループが発生していることを検知することはできるが、ループの形状やループを構成するノードを把握することはできない。よって、ループが発生していると判断したノードが、一時的にループを解除する手当を行うことができるのみである。

更なる第１の従来技術では、ネットワークのブロードキャストの帯域を予め制限することにより、ループが発生したときであっても、その影響を軽減することができる。しかし、ループが発生していないときであっても、ネットワークのブロードキャストの帯域が制限されるため、ネットワークのブロードキャストの帯域が最大限に利用されない。

更なる第２の従来技術では、受信装置は、送信元アドレスを監視し、自装置のアドレスを送信元アドレスに有するフレームを受信した場合、ループが発生していると判断する。しかし、ループが発生していることを検知することはできるが、ループの形状やループを構成するノードを把握することはできない。

特許文献２では、ネットワークのエッジ箇所にある２台以上のエッジ装置は、それぞれ異なるループ検知用フレームを送信する。そして、ループ検知用フレームを受信したノードは、一のエッジ装置からのループ検知用フレームを複数のポートで受信し且つ他のエッジ装置からのループ検知用フレームを複数のポートで受信した場合、自ノードがループを構成するノードであると判断する。よって、ループが発生していることを検知することができるとともに、ループの形状やループを構成するノードを把握することができる。

特許４３４１９１８号 特願２００９−２９６２２１号

特許文献２では、ループの形状やループを構成するノードを把握することはできるが、ループ発生原因であるポートを特定することはできない。よって、ループを構成するすべてのノードが、一時的にループを解除する手当を行うことはできるが、ループ発生原因であるポートに対して一時的にループを解除する手当が必要であるのみならず、ループ発生原因でないポートに対しても一時的にループを解除する手当が必要であるため、ループ障害からの復旧作業に長い時間が必要となる。そこで、ネットワークで部分的に発生したループであっても、対処の遅れによりその影響をネットワーク全体に広げてしまう。さらに、ループ発生原因でないポートに対して一時的にループを解除する手当を行うときに、誤結線や誤設定を犯す危険があり、二次的な障害を誘発する可能性がある。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、データを受信し転送する中継装置の通信ネットワークにおいて、ループ発生を検知するとともに、ループ発生原因である中継装置のポートを特定する技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、通信ネットワークのループ発生を検知するようにした。ループ発生検知の前後にループ検知用フレームを受信した又は転送した中継装置のループ検知用フレーム受信転送ポートの識別子の情報を生成するようにした。ループ発生検知の前後におけるループ検知用フレーム受信転送ポートの識別子の情報を比較し、比較結果の不整合に基づいてループ発生原因である中継装置のポートを特定するようにした。

具体的には、本発明は、通信ネットワークのループ発生を検知するループ検知装置と、フレームを一のポートにより受信し他のポートにより転送し、ループ検知用フレームを受信又は転送したポートの識別子の情報を生成し、ループ発生検知の前後における前記識別子の情報を比較し、ループ発生検知前は前記ループ検知用フレームを受信又は転送しておらず、ループ発生検知後に前記ループ検知用フレームを受信又は転送しているポートを、ループ発生原因であるポートとして特定する中継装置と、を備えることを特徴とするループ検知システムである。

この構成によれば、中継装置を用いて、ループ発生原因である中継装置のポートを特定することができる。

また、本発明は、通信ネットワークのループ発生を検知するループ検知装置と、フレームを一のポートにより受信し他のポートにより転送し、ループ検知用フレームを受信又は転送したポートの識別子の情報を生成する中継装置と、前記中継装置から前記識別子の情報を受信し、ループ発生検知の前後における前記識別子の情報を比較し、ループ発生検知前は前記ループ検知用フレームを受信又は転送しておらず、ループ発生検知後に前記ループ検知用フレームを受信又は転送しているポートを、ループ発生原因である前記中継装置のポートとして特定するネットワーク管理装置と、を備えることを特徴とするループ検知システムである。

この構成によれば、ネットワーク管理装置を用いて、ループ発生原因である中継装置のポートを特定することができる。

また、本発明は、フレームを一のポートにより受信し他のポートにより転送するフレーム送受信部と、ループ検知用フレームを受信又は転送したポートの識別子の情報を生成するフレーム受信転送ポート情報生成部と、ループ発生検知の前後における前記識別子の情報を比較し、ループ発生検知前は前記ループ検知用フレームを受信又は転送しておらず、ループ発生検知後に前記ループ検知用フレームを受信又は転送しているポートを、ループ発生原因であるポートとして特定するループ発生原因ポート特定部と、を備えることを特徴とする中継装置である。

この構成によれば、中継装置を用いて、ループ発生原因である中継装置のポートを特定することができる。

また、本発明は、フレームを一のポートにより受信し他のポートにより転送し、ループ検知用フレームを受信又は転送したポートの識別子の情報を生成する中継装置から、前記識別子の情報を受信するフレーム受信転送ポート情報受信部と、ループ発生検知の前後における前記識別子の情報を比較し、ループ発生検知前は前記ループ検知用フレームを受信又は転送しておらず、ループ発生検知後に前記ループ検知用フレームを受信又は転送しているポートを、ループ発生原因である前記中継装置のポートとして特定するループ発生原因ポート特定部と、を備えることを特徴とするネットワーク管理装置である。

この構成によれば、ネットワーク管理装置を用いて、ループ発生原因である中継装置のポートを特定することができる。

また、本発明は、通信ネットワークのループ発生原因である中継装置のポートを特定するための通信ネットワークの管理方法であって、前記中継装置が、フレームを一のポートにより受信し他のポートにより転送し、ループ検知用フレームを受信又は転送したポートの識別子の情報を生成し、ループ検知装置が、前記通信ネットワークのループ発生を検知し、前記中継装置、又は前記中継装置から前記識別子の情報を受信したネットワーク管理装置が、ループ発生検知の前後における前記識別子の情報を比較し、ループ発生検知前は前記ループ検知用フレームを受信又は転送しておらず、ループ発生検知後に前記ループ検知用フレームを受信又は転送しているポートを、ループ発生原因である前記中継装置のポートとして特定することを特徴とする通信ネットワークの管理方法である。

この構成によれば、中継装置の通信ネットワークにおいて、ループ発生を検知するとともに、ループ発生原因である中継装置のポートを特定することができる。

本発明は、データを受信し転送する中継装置の通信ネットワークにおいて、ループ発生を検知するとともに、ループ発生原因である中継装置のポートを特定する技術を提供することができる。

通信ネットワークを示す図である。 ループ発生前におけるループ検知用フレームの送受信経路を示す図である。 ループ発生後におけるループ検知用フレームの送受信経路を示す図である。 ループ発生原因である中継装置のポートを特定する構成を示す図である。 ループ発生原因である中継装置のポートを特定する構成を示す図である。 フレーム受信転送ポート情報を示す図である。 通信ネットワークを示す図である。 エッジ装置の具体的構成を示す図である。 中継装置の具体的構成を示す図である。 中継装置が受信情報を書き込むフローチャートである。 中継装置がループ発生前に受信状態を判定するフローチャートである。 ループ発生前におけるポート情報記録テーブルの一例を示す図である。 中継装置がループ発生後に受信状態を判定するフローチャートである。 ループ発生後におけるポート状態管理テーブルの一例を示す図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図１は、実施形態１の通信ネットワークを示す図である。通信ネットワークＮは、エッジ装置１、中継装置２及びネットワーク管理装置３から構成される。

通信ネットワークＮは、Ｌ２ネットワークなどの、ループが発生しうるネットワークである。エッジ装置１は、通信ネットワークＮの端に配置され、ループ検知用フレームを生成する。中継装置２は、データ又はループ検知用フレームを、一のポートにより受信し他のポートにより転送する。ネットワーク管理装置３は、通信ネットワークＮを管理する。

エッジ装置１−１、１−２、１−３、中継装置２−１、２−２、２−３、２−４、２−５、２−６、２−７及びネットワーク管理装置３は、光ファイバ又は同軸ケーブルなどにより接続される。ネットワーク管理装置３は、主信号系ネットワークにインチャネルで接続されてもよく、制御系ネットワークにアウトチャネルで接続されてもよい。

通信ネットワークＮは、ループ検知装置を備える。ループ検知装置は、エッジ装置１、中継装置２又はネットワーク管理装置３に備えられていてもよく、エッジ装置１、中継装置２及びネットワーク管理装置３以外の装置に備えられていてもよい。

図２は、ループ発生前におけるループ検知用フレームの送受信経路を示す図である。いずれの中継装置２もループ発生原因となっていない。図２（ａ）では、エッジ装置１−１は、エッジ装置１−２、１−３に、マルチキャスト又はブロードキャストにより、ループ検知用フレームを送信する。ループ検知用フレームは、中継装置２−１、２−２、２−３、２−４を経由してエッジ装置１−２に到達し、中継装置２−１、２−２、２−５、２−６、２−７を経由してエッジ装置１−３に到達する。図２（ｂ）では、エッジ装置１−２は、エッジ装置１−１に、ユニキャストにより、ループ検知用フレームを送信する。ループ検知用フレームは、中継装置２−４、２−３、２−２、２−１を経由してエッジ装置１−１に到達する。図２（ｃ）では、エッジ装置１−３は、エッジ装置１−１に、ユニキャストにより、ループ検知用フレームを送信する。ループ検知用フレームは、中継装置２−７、２−６、２−５、２−２、２−１を経由してエッジ装置１−１に到達する。

図２（ｄ）では、中継装置２のポートのうち、ループ検知用フレームを受信した又は転送したポートを黒地により示し、ループ検知用フレームを受信していない又は転送していないポートを白地により示す。例えば、中継装置２−３のポート２２−３及び中継装置２−４のポート２１−４は、ループ検知用フレームを受信した又は転送したポートであり、中継装置２−３のポート２３−３及び中継装置２−６のポート２３−６は、ループ検知用フレームを受信していない又は転送していないポートである。

図３は、ループ発生後におけるループ検知用フレームの送受信経路を示す図である。ここで、本来は、図２に示したように、中継装置２−３、２−４が接続されているはずであり、中継装置２−３、２−６は接続されていないはずである。しかし、実際は、図３に示したように、中継装置２−３、２−４は接続されておらず、中継装置２−３、２−６が接続されている。中継装置２−２、２−３、２−５、２−６がループ発生原因となっている。図３（ａ）では、エッジ装置１−１は、エッジ装置１−２に、ループ検知用フレームを送信することができず、エッジ装置１−２は、エッジ装置１−１に、ループ検知用フレームを送信することができない。むろん、エッジ装置１−１は、エッジ装置１−３に、ループ検知用フレームを送信することができ、エッジ装置１−３は、エッジ装置１−１に、ループ検知用フレームを送信することができる。しかし、中継装置２−２、２−３、２−５、２−６でループが発生しており、通信ネットワークＮの帯域が圧迫されている。

図３（ｂ）では、中継装置２のポートのうち、ループ発生前後に関わらずループ検知用フレームを受信した又は転送したポートを黒地により示し、ループ発生後に初めてループ検知用フレームを受信していない又は転送していないポートを白地により示し、ループ発生後に初めてループ検知用フレームを受信した又は転送したポートをグレー地により示す。例えば、中継装置２−３のポート２２−３及び中継装置２−４のポート２１−４は、ループ発生後に初めてループ検知用フレームを受信していない又は転送していないポートであり、中継装置２−３のポート２３−３及び中継装置２−６のポート２３−６は、ループ発生後に初めてループ検知用フレームを受信した又は転送したポートである。

本発明では、以下に説明するように、ループ発生原因である中継装置２のポートを特定することができる。図２（ｄ）及び図３（ｂ）に示したようなループ発生前後におけるループ検知用フレームの送受信経路の情報を比較する。比較結果の不整合に基づいて、中継装置２−３のポート２３−３及び中継装置２−６のポート２３−６を、ループ発生原因である中継装置２のポートに特定することができる。

ループ発生原因である中継装置２のポートを特定する構成を具体的に説明する。図４及び図５は、ループ発生原因である中継装置のポートを特定する構成を示す図である。図４では、中継装置２が、ループ発生原因である中継装置２のポートを特定する。図５では、ネットワーク管理装置３が、ループ発生原因である中継装置２のポートを特定する。

まず、図４に示したループ発生原因である中継装置２のポートを特定する構成を説明する。中継装置２は、フレーム受信転送ポート情報生成部２４及びループ発生原因ポート特定部２５から構成される。

フレーム受信転送ポート情報生成部２４は、ループ検知用フレームを受信したフレーム受信ポート及びループ検知用フレームを転送したフレーム転送ポートの識別子の情報である、フレーム受信転送ポートの識別子の情報を生成する。ループ発生原因ポート特定部２５は、ループ発生検知の前後におけるフレーム受信転送ポートの識別子の情報を比較し、比較結果の不整合に基づいてループ発生原因である中継装置２のポートを特定する。

次に、図５に示したループ発生原因である中継装置２のポートを特定する構成を説明する。中継装置２は、フレーム受信転送ポート情報生成部２４から構成される。ネットワーク管理装置３は、フレーム受信転送ポート情報受信部３１及びループ発生原因ポート特定部３２から構成される。

フレーム受信転送ポート情報生成部２４は、ループ検知用フレームを受信したフレーム受信ポート及びループ検知用フレームを転送したフレーム転送ポートの識別子の情報である、フレーム受信転送ポートの識別子の情報を生成する。

フレーム受信転送ポート情報受信部３１は、フレーム受信転送ポートの識別子の情報を受信する。ループ発生原因ポート特定部３２は、ループ発生検知の前後におけるフレーム受信転送ポートの識別子の情報を比較し、比較結果の不整合に基づいてループ発生原因である中継装置２のポートを特定する。

図４及び図５に示したループ発生原因である中継装置２のポートを特定する構成では、各機能の分散態様は相違するが、全処理の流れは同様である。このように、ループ発生検知の前後におけるフレーム受信転送ポートの識別子の情報の比較結果の不整合に基づいて、ループ発生原因である中継装置２のポートを特定することができる。

ループ発生原因である中継装置２のポートを特定する方法を、図２（ｄ）及び図３（ｂ）に示したループ検知用フレーム及びデータの送受信経路に基づいて具体的に説明する。図６（ａ）は、ループ発生前におけるフレーム受信転送ポート情報を示す図である。図６（ｂ）は、ループ発生後におけるフレーム受信転送ポート情報を示す図である。

図６（ａ）に示したフレーム受信転送ポート情報によれば、ループ発生前において、中継装置２−３は、ポート２１−３、２２−３において、ループ検知用フレームを受信又は転送しており、中継装置２−６は、ポート２１−６、２２−６において、ループ検知用フレームを受信又は転送している。図６（ｂ）に示したフレーム受信転送ポート情報によれば、ループ発生後において、中継装置２−３は、ポート２１−３、２３−３において、ループ検知用フレームを受信又は転送しており、中継装置２−６は、ポート２１−６、２３−６において、ループ検知用フレームを受信又は転送している。

ここで、中継装置２−３のポート２３−３及び中継装置２−６のポート２３−６の識別子の情報は、図６（ａ）に示したフレーム受信転送ポート情報には含まれていないが、図６（ｂ）に示したフレーム受信転送ポート情報には含まれている。よって、中継装置２−３のポート２３−３及び中継装置２−６のポート２３−６を、ループ発生原因である中継装置２のポートに特定することができる。

エッジ装置１は、ループ検知用フレームを生成するのみならず、図４又は図５に示した中継装置２と同様な構成を有してもよい。つまり、エッジ装置１は、図４に示した中継装置２と同様に、フレーム受信ポート、フレーム転送ポート、フレーム受信転送ポート情報生成部及びループ発生原因ポート特定部を有してもよい。または、エッジ装置１は、図５に示した中継装置２と同様に、フレーム受信ポート、フレーム転送ポート及びフレーム受信転送ポート情報生成部を有してもよい。図７に示した通信ネットワークＮが、エッジ装置１−１及び中継装置２−１から構成されるループを形成したとしても、エッジ装置１は、ループ検知に寄与することができる。

（実施形態２）
図８は、実施形態２のエッジ装置の具体的構成を示す図である。エッジ装置１は、フレーム送受信ポート１０１、ループ検知用フレーム生成部１０２、ループ検知用フレーム送信部１０３及びフレーム送受信部１０４から構成される。

ループ検知用フレームは、フレーム送受信ポート１０１を経由して、ループ検知用フレーム生成部１０２及びループ検知用フレーム送信部１０３により送信される。ポート特定用ではない一般のフレームは、フレーム送受信ポート１０１を経由して、フレーム送受信部１０４により送受信される。

エッジ装置１は、単数のフレーム送受信ポート１０１を有しているが、複数のフレーム送受信ポート１０１を有していてもよい。また、ループ検知用フレーム生成部１０２及びループ検知用フレーム送信部１０３は、ブロードキャスト、マルチキャスト又はユニキャストにて、ループ検知用フレームを送信することができる。なお、複数のフレーム送受信ポート１０１のうち、ループ検知用フレーム生成部１０２及びループ検知用フレーム送信部１０３が機能的に備わっていないポートが存在してもかまわない。

図９は、実施形態２の中継装置の具体的構成を示す図である。中継装置２は、フレーム送受信ポート２０１、２０２、２０３、２０４、フレーム送受信部２０５、ループ検知用フレーム受信部２０６、受信情報書込み部２０７、ポート情報記録テーブル２０８、受信状態判定部２０９、ループ検知通知受信部２１０及びポート識別子出力部２１１から構成される。

フレーム送受信ポート２０１、２０２、２０３、２０４は、エッジ装置１から送信されたループ検知用フレームを受信又は転送する。フレーム送受信部２０５は、ループ検知用フレームを宛先のフレーム送受信ポートに転送する際に、ループ検知用フレーム受信部２０６に同時に転送する。ループ検知用フレーム受信部２０６は、ループ検知用フレームの受信転送ポート及びループ検知用フレームの受信転送回数を含む情報を抽出し、受信情報書込み部２０７に伝達する。受信情報書込み部２０７は、当該情報の書き込みをポート情報記録テーブル２０８に行う。

受信状態判定部２０９は、フレーム送受信ポート２０１、２０２、２０３、２０４の各々が、ループ検知用フレームを受信又は転送可能である通信可能状態か、又は、ループ検知用フレームを受信又は転送不能である通信不能状態かを、ポート情報記録テーブル２０８の情報に基づいて判定し、その結果をポート情報記録テーブル２０８に記録する。ループ検知装置は、ループ発生を検出したときは、中継装置２に対して通知し、ループ検知通知受信部２１０は、当該通知を受信する。その後、受信状態判定部２０９は、ループ検知通知受信部２１０がループ発生通知を受信するより前の時点では、ループ検知用フレームを通信不能であったが、ループ検知通知受信部２１０が当該通知を受信した前後で、ループ検知用フレームを通信可能である状態に遷移しているフレーム送受信ポートを、ポート情報記録テーブル２０８の情報に基づいて特定する。ポート識別子出力部２１１は、当該フレーム送受信ポートの識別子を出力することにより、ループ発生の原因を有するフレーム送受信ポートを特定する。

中継装置２は、４つのフレーム送受信ポート２０１、２０２、２０３、２０４及び１つのフレーム送受信部２０５を有しているが、この数については特に限定されるものではない。さらに、エッジ装置１の機能及び中継装置２の機能が単一の装置内に存在することもかまわない。

図１０は、中継装置が受信情報を書き込むフローチャートである。図１１は、中継装置がループ発生前に受信状態を判定するフローチャートである。図１２は、ループ発生前におけるポート情報記録テーブルの一例を示す図である。図１３は、中継装置がループ発生後に受信状態を判定するフローチャートである。図１４は、ループ発生後におけるポート状態管理テーブルの一例を示す図である。

図１０に示したフローチャートは、受信情報書込み部２０７で実行される受信情報書込みプロセスの動作例を示している。受信情報書込みプロセスを開始した中継装置２は、ループ検知用フレームを受信又は転送したとき（ステップＳ１）、ポート情報記録テーブル２０８に接続し、当該ループ検知用フレームを受信又は転送したフレーム送受信ポートの識別子を有するレコードの「受信転送回数」フィールドの値に、「１を加算した値」を書き込む処理を実行し、当該フレーム送受信ポートでの受信転送回数を記録する（ステップＳ２）。当該受信情報書込みプロセスは、中継装置２の再起動又は停止などの中断命令がない限り、継続して実行される（ステップＳ３）。

図１１に示したフローチャートは、ループ検知装置によりループ発生が通知される前に、受信状態判定部２０９で実行される、第１の受信状態判定プロセスの動作例を示している。ループ検知装置によりループ発生がループ検知通知受信部２１０に通知されたときは、受信状態判定部２０９のメモリ領域に割当てられた「ループ発生フラグ」の値を「発生」の値に書き換え、ループ発生が通知されたことを記録する。

第１の受信状態判定プロセスを開始した中継装置２は、内部タイマーが時間切れしたタイミングで（ステップＳ１１）、「ループ発生フラグ」の値を参照する（ステップＳ１２）。「ループ発生フラグ」が「発生」の値を取っているときには（ステップＳ１２においてＹｅｓ）、第１の受信状態判定プロセスは終了する。「ループ発生フラグ」が「発生」の値を取っていないときには（ステップＳ１２においてＮｏ）、ポート情報記録テーブル２０８を参照する（ステップＳ１３）。「受信転送回数」が予め設定された第１の閾値より大きい値を有するフレーム送受信ポートのレコードがあるかを確認する（ステップＳ１４）。当該レコードがあれば（ステップＳ１４においてＹｅｓ）、ステップＳ１５に進み、当該レコードがなければ（ステップＳ１４においてＮｏ）、ステップＳ１６に進む。

「受信転送回数」が第１の閾値より大きい値を有するフレーム送受信ポートのレコードに対して、その「状態フラグ」へ値「通信可能」を書き込む（ステップＳ１５）。「受信転送回数」が第１の閾値より小さい値を有するフレーム送受信ポートのレコードに対して、その「状態フラグ」へ値「通信不能」を書き込む（ステップＳ１５）。その後、全レコードの「受信転送回数」へ値「０」を書き込む（ステップＳ１６）。

内部タイマーは、予め決められた時間間隔で定期的に時間切れし、上記の動作が定期的に実行される。このようにして、ループ検知装置からループ発生が通知される前の時点で、ループ検知用フレームの受信状態を判定し、フレーム送受信ポート毎に割付けられたレコードの「状態フラグ」により、各フレーム送受信ポートが通信可能か通信不能かがポート情報記録テーブル２０８に記録される。

図１２に示したポート情報記録テーブルの一例は、図３の中継装置２−３のフレーム送受信ポート２１−３、２２−３、２３−３に該当するレコードの一例を示している。ポート情報記録テーブルは、フレーム送受信ポートの識別子ごとにレコード（行）が割り付けられ、各レコードはループ検知用フレームを受信又は転送した回数をインクリメント演算しながら記録する「受信転送回数」のフィールドを備えるとともに、受信状態判定プロセスにより参照又は書込が行われる「状態フラグ」のフィールドを備える。

図１２（ａ）は、初期状態を示す。ループ検知用フレームは、未だ生成されていない。フレーム送受信ポート２１−３、２２−３、２３−３のレコードでは、「受信転送回数」に値「０」が記録されており、「状態フラグ」に値「ＮＵＬＬ」が記録されている。

図１２（ｂ）は、ループ検知前且つ第１の受信状態判定プロセスの実行前の状態を示す。フレーム送受信ポート２１−３、２２−３は、ループ検知用フレームをそれぞれ１００回受信又は転送している。フレーム送受信ポート２３−３は、ループ検知用フレームを受信又は転送することができない。フレーム送受信ポート２１−３、２２−３のレコードでは、「受信転送回数」に値「１００」が記録されており、「状態フラグ」に値「ＮＵＬＬ」が記録されている。フレーム送受信ポート２３−３のレコードでは、「受信転送回数」に値「０」が記録されており、「状態フラグ」に値「ＮＵＬＬ」が記録されている。

図１２（ｃ）は、ループ検知前且つ第１の受信状態判定プロセスの実行後の状態を示す。第１の閾値が予め値「５０」に設定されているとする。フレーム送受信ポート２１−３、２２−３のレコードでは、図１２（ｂ）において「受信転送回数」に値「５０」より大きい値「１００」が記録されているため、図１２（ｃ）において「状態フラグ」に値「通信可能」が記録されている。フレーム送受信ポート２３−３のレコードでは、図１２（ｂ）において「受信転送回数」に値「５０」より小さい値「０」が記録されているため、図１２（ｃ）において「状態フラグ」に値「通信不能」が記録されている。図１２（ｃ）において「受信転送回数」は値「０」にクリアされており、次回のタイマー時間切れまでの間の受信転送回数がインクリメント演算により記録される。

図１３に示したフローチャートは、ループ検知装置によりループ発生が通知された後に、受信状態判定部２０９で実行される、第２の受信状態判定プロセスの動作例を示している。第２の受信状態判定プロセスを開始した中継装置２は、ループ検知装置からループ発生の通知を受信する（ステップＳ２１）。「ループ発生フラグ」が「発生」の値を取っているときは（ステップＳ２２においてＹｅｓ）、ポート情報記録テーブル２０８を参照する（ステップＳ２３）。

「状態フラグ」が「通信不能」の値をとり、かつ、「受信転送回数」が予め設定された第２の閾値より大きいレコードを選択する（ステップＳ２４）。当該レコードに該当するフレーム送受信ポートの識別子を出力する（ステップＳ２５）。このようにして、ループ検知装置からループ発生が通知される前は、ループ検知用フレームを通信不能であったが、当該通知の後に、ループ検知用フレームを通信可能である状態に遷移したフレーム送受信ポートが特定される。

なお、ステップＳ２４の「受信転送回数」及び第２の閾値の比較処理は、ループ発生後の経過時間によりその結果が異なる。そのため、内部タイマーにより当該比較処理を継続的に実行することで（ステップＳ２６）、ループ発生の通知を受信した後、ループ検知用フレームを通信可能である状態に遷移したフレーム送受信ポートを正確に選択することが出来るように設計されている。

図１４は、ループ検知後且つ第２の受信状態判定プロセスの実行前の状態を示す。前述した通り、ループ発生後、フレーム送受信ポート２３−３は、ループ検知用フレームを通信可能である状態になっている。ここで、フレーム送受信ポート２３−３について、「状態フラグ」が値「通信不能」をとり、かつ、「受信転送回数（３００）」が第２の閾値（例えば５０）より大きい。よって、フレーム送受信ポート２３−３の識別子が出力され、ループの発生原因を有するフレーム送受信ポートとして特定される。

ループの発生原因を有するフレーム送受信ポートにおいて送受信を制限することにより、ループを解消することができる。ループ解消手段として、ポート閉塞手段、送受信停止手段又は送受信流量制限手段などを適用することができる。

ループ解消手段としてポート閉塞手段を適用する場合、ループの発生原因を有するフレーム送受信ポートを閉塞することにより、ループの発生原因を有するフレーム送受信ポートによる送受信を制限する。これにより、ループを解消することができる。

ループ解消手段として送受信停止手段を適用する場合、ループの発生原因を有するフレーム送受信ポートにおいてフレームの送受信を論理的に停止することにより、ループの発生原因を有するフレーム送受信ポートによる送受信を制限する。これにより、ループを解消することができる。ここで、フレームの送受信を論理的に停止するため、ループが発生していない論理ネットワークのフレームの送受信を継続することができる。このため、通信ネットワークの帯域を有効利用することができる。

ループ解消手段として送受信流量制限手段を適用する場合、ループの発生原因を有するフレーム送受信ポートにおいてフレームの送受信流量を制限することにより、ループの発生原因を有するフレーム送受信ポートによる送受信を制限する。これにより、ループの影響を軽減することができる。

本発明に係るループ検知システム、中継装置、エッジ装置、ネットワーク管理装置及び通信ネットワークの管理方法は、Ｌ２ネットワークなどのループが発生しうる通信ネットワークに対して適用することができる。

Ｎ：通信ネットワーク
１：エッジ装置
２：中継装置
３：ネットワーク管理装置
２１、２２、２３：ポート
２４：フレーム受信転送ポート情報生成部
２５：ループ発生原因ポート特定部
３１：フレーム受信転送ポート情報受信部
３２：ループ発生原因ポート特定部

Claims (5)

1. 通信ネットワークのループ発生を検知するループ検知装置と、
   フレームを一のポートにより受信し他のポートにより転送し、ループ検知用フレームを受信又は転送したポートの識別子の情報を生成し、ループ発生検知の前後における前記識別子の情報を比較し、ループ発生検知前は前記ループ検知用フレームを受信又は転送しておらず、ループ発生検知後に前記ループ検知用フレームを受信又は転送しているポートを、ループ発生原因であるポートとして特定する中継装置と、
   を備えることを特徴とするループ検知システム。
2. 通信ネットワークのループ発生を検知するループ検知装置と、
   フレームを一のポートにより受信し他のポートにより転送し、ループ検知用フレームを受信又は転送したポートの識別子の情報を生成する中継装置と、
   前記中継装置から前記識別子の情報を受信し、ループ発生検知の前後における前記識別子の情報を比較し、ループ発生検知前は前記ループ検知用フレームを受信又は転送しておらず、ループ発生検知後に前記ループ検知用フレームを受信又は転送しているポートを、ループ発生原因である前記中継装置のポートとして特定するネットワーク管理装置と、
   を備えることを特徴とするループ検知システム。
3. フレームを一のポートにより受信し他のポートにより転送するフレーム送受信部と、
   ループ検知用フレームを受信又は転送したポートの識別子の情報を生成するフレーム受信転送ポート情報生成部と、
   ループ発生検知の前後における前記識別子の情報を比較し、ループ発生検知前は前記ループ検知用フレームを受信又は転送しておらず、ループ発生検知後に前記ループ検知用フレームを受信又は転送しているポートを、ループ発生原因であるポートとして特定するループ発生原因ポート特定部と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
4. フレームを一のポートにより受信し他のポートにより転送し、ループ検知用フレームを受信又は転送したポートの識別子の情報を生成する中継装置から、前記識別子の情報を受信するフレーム受信転送ポート情報受信部と、
   ループ発生検知の前後における前記識別子の情報を比較し、ループ発生検知前は前記ループ検知用フレームを受信又は転送しておらず、ループ発生検知後に前記ループ検知用フレームを受信又は転送しているポートを、ループ発生原因である前記中継装置のポートとして特定するループ発生原因ポート特定部と、
   を備えることを特徴とするネットワーク管理装置。
5. 通信ネットワークのループ発生原因である中継装置のポートを特定するための通信ネットワークの管理方法であって、
   前記中継装置が、フレームを一のポートにより受信し他のポートにより転送し、ループ検知用フレームを受信又は転送したポートの識別子の情報を生成し、
   ループ検知装置が、前記通信ネットワークのループ発生を検知し、
   前記中継装置、又は前記中継装置から前記識別子の情報を受信したネットワーク管理装置が、ループ発生検知の前後における前記識別子の情報を比較し、ループ発生検知前は前記ループ検知用フレームを受信又は転送しておらず、ループ発生検知後に前記ループ検知用フレームを受信又は転送しているポートを、ループ発生原因である前記中継装置のポートとして特定することを特徴とする通信ネットワークの管理方法。

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