JP5699799B2 - Topology detection system and relay device - Google Patents
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Description
本発明は、ネットワークにおける物理トポロジを検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting a physical topology in a network.
ネットワークを構成する各ノードの接続形態をトポロジという。トポロジには、物理的な接続形態を指す物理トポロジと、論理的な接続形態を指す論理トポロジとがある。例えば特許文献1には、ネットワークに含まれるノード間の通信記録を参照して物理トポロジを検出する技術が開示されている。また、特許文献2には、ネットワークに含まれるノード単位だけでなく、各ノードを接続するポート単位に注目して、物理トポロジを検出する技術が開示されている。特許文献3には、無通信状態が一定時間以上続くノードがあってもトポロジ検出を可能にするため、ルータから中継装置に応答要求を送信し、当該中継装置のアドレス情報が時間経過により消滅する前に当該中継装置からアドレス情報を収集して物理トポロジを検出する技術が開示されている。
The connection form of each node constituting the network is called topology. The topology includes a physical topology indicating a physical connection form and a logical topology indicating a logical connection form. For example,
ネットワークにおけるトポロジを検出するためには、その検出のために必要なデータをノード間で遣り取りする必要があるが、ネットワークの通信トラヒックを最小限に抑えることが望ましい。特許文献1に開示された技術では、SNMP(Simple Network Management Protocol)を用いてノードの物理アドレスを取得し、当該物理アドレスに基づいて、STP(Spanning Tree Protocol)を用いて物理トポロジを検出するようになっている。特許文献2に開示された技術では、イーサネット(登録商標)のOAM(Operations, Administration, Maintenance)フレームのトレース要求/トレース応答を用いて装置の物理トポロジおよび当該装置のポートトポロジを検出するようになっている。したがって、特許文献1あるいは特許文献2に開示された技術を実現するためには、上述のSNMPやSTPのようなプロトコルを実装し、運用するためのコストが必要となる。特許文献3に開示された技術によれば、特許文献1、特許文献2に開示された技術に比べて、トポロジを検出するための演算処理の負荷やコストは軽減される。しかし、特許文献3に開示された技術では、トポロジ情報としてMAC(Media Access Control)アドレステーブル全体を送る必要があるから、スイッチが大容量のテーブルを保持している場合には、ネットワークにおいてトラヒックが増大する影響が大きい。
In order to detect the topology in the network, it is necessary to exchange data necessary for the detection between the nodes, but it is desirable to minimize the communication traffic of the network. In the technique disclosed in
本発明は、ツリー構造のネットワークにおける物理トポロジの検出を少ない演算量及びトラヒック量で実現することを目的とする。 An object of the present invention is to realize detection of a physical topology in a network having a tree structure with a small amount of calculation and traffic.
上述の課題を解決するため、本発明は、少なくとも3以上のノードを含むツリー構造のネットワークにおいてルートに相当するノードとしてデータの中継を行う第1の中継装置と、当該ネットワークにおいて他のノードとの間で通信を行う複数のポートを有し当該ポートを用いてデータの中継を行うノードである複数の第2の中継装置とを備え、前記ネットワークにおける物理トポロジを検出するトポロジ検出システムであって、前記第1の中継装置が、前記ネットワークに含まれるノード群に対して、当該第1の中継装置の装置識別情報を含む第1のパケットを送信し、各々の前記第2の中継装置が、前記複数のポートのいずれかのポートが前記第1のパケットを受信すると、当該第1のパケットを受信したポートをアップリンクポートとし、当該アップリンクポートのポート識別情報と、自装置の装置識別情報とを含む第2のパケットを、前記アップリンクポートから前記第1の中継装置に宛てて送信し、他の前記第2の中継装置から送信された当該第2のパケットを受信した場合には、当該第2のパケットを前記第1の中継装置に宛てて転送し、前記第1の中継装置が、各々の前記第2の中継装置から送信又は転送されてくる前記第2のパケットを受信し、前記第1の中継装置が、前記第2のパケットの送信元である前記第2の中継装置に対して、当該第2の中継装置のどのポートに他の前記第2の中継装置が繋がっているかを問い合わせる第3のパケットを送信し、各々の前記第2の中継装置が、前記第3のパケットを受信すると、他の前記第2の中継装置が繋がっているポートのポート識別情報と、自装置の装置識別情報とを含む第4のパケットを、前記第1の中継装置に宛てて送信し、前記第1の中継装置が、受信した前記第2のパケットおよび前記第4のパケットに含まれている前記装置識別情報及び前記ポート識別情報に基づいて、各々の前記第2の中継装置が有するポートのポート識別情報と、当該ポートに繋がっている他の前記第2の中継装置の装置識別情報とを対応付けて記憶手段に記憶し、前記第1の中継装置が、前記記憶手段に記憶されている内容に基づいて、前記ネットワークのツリー構造における各階層に属する前記第2の中継装置の装置識別情報と、各々の前記第2の中継装置において他の第2の中継装置が繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出することを特徴とするトポロジ検出システムを提供する。
In order to solve the above-described problem, the present invention provides a first relay device that relays data as a node corresponding to a root in a tree-structured network including at least three nodes, and another node in the network. A topology detection system that includes a plurality of second relay devices that are nodes that relay data using the ports, and that detects a physical topology in the network, The first relay device transmits a first packet including device identification information of the first relay device to a node group included in the network, and each of the second relay devices is configured to transmit the first packet. When any one of the plurality of ports receives the first packet, the port that has received the first packet is defined as an uplink port. The second packet including the port identification information of the uplink port and the device identification information of the own device is transmitted from the uplink port to the first relay device, and the other second relay is transmitted. When the second packet transmitted from the device is received, the second packet is forwarded to the first relay device, and the first relay device transmits each of the second relays. The second packet transmitted or transferred from the device is received, and the first relay device transmits the second relay to the second relay device that is the transmission source of the second packet. When a third packet inquiring which other second relay device is connected to which port of the device is transmitted, and each of the second relay devices receives the third packet, the
また、本発明は、少なくとも3以上のノードを含むツリー構造のネットワークにおいてルートに相当するノードとしてデータの中継を行う第1の中継装置と、当該ネットワークにおいて他のノードとの間で通信を行う複数のポートを有し当該ポートを用いてデータの中継を行うノードである複数の第2の中継装置とを備え、前記ネットワークにおける物理トポロジを検出するトポロジ検出システムであって、前記第1の中継装置が、前記ネットワークに含まれるノード群に対して第1のパケットを送信し、各々の前記第2の中継装置が、前記複数のポートのいずれかのポートが前記第1のパケットを受信すると、当該第1のパケットを受信したポートをアップリンクポートとし、当該アップリンクポートのポート識別情報と自装置の装置識別情報とを含む第2のパケットを、前記アップリンクポートから前記第1の中継装置に宛てて送信し、他の前記第2の中継装置から送信された前記第2のパケットを前記アップリンクポート以外のポートが受信した場合には、当該ポートのポート識別情報を、受信した前記第2のパケットに含めて、前記アップリンクポートから前記第1の中継装置に宛てて転送し、前記第1の中継装置が、各々の前記第2の中継装置から送信又は転送されてくる前記第2のパケットを受信し、前記第1の中継装置が、受信した前記第2のパケットに含まれている前記装置識別情報及び前記ポート識別情報に基づいて、各々の前記第2の中継装置が有するポートのポート識別情報と、当該ポートに繋がっている他の前記第2の中継装置の装置識別情報とを対応付けて記憶手段に記憶し、前記第1の中継装置が、前記記憶手段に記憶されている内容に基づいて、前記ネットワークのツリー構造における各階層に属する前記第2の中継装置の装置識別情報と、各々の前記第2の中継装置において他の第2の中継装置が繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出することを特徴とするトポロジ検出システムを提供する。 Further, the present invention provides a plurality of units that communicate between a first relay device that relays data as a node corresponding to a root in a tree-structure network including at least three or more nodes, and other nodes in the network. A topology detection system that detects a physical topology in the network, the plurality of second relay devices being nodes that relay data using the ports, the first relay device Transmits a first packet to a group of nodes included in the network, and each of the second relay devices receives the first packet when any one of the plurality of ports receives the first packet. The port that received the first packet is the uplink port, and the port identification information of the uplink port and the device identification of the device itself The second packet including the information is transmitted from the uplink port to the first relay device, and the second packet transmitted from the other second relay device is other than the uplink port. The port identification information of the port is included in the received second packet, transferred from the uplink port to the first relay device, and the first relay The device receives the second packet transmitted or transferred from each of the second relay devices, and the first relay device identifies the device included in the received second packet. Based on the information and the port identification information, the port identification information of the port included in each second relay device is associated with the device identification information of the other second relay device connected to the port. And the first relay device based on the contents stored in the storage means, the device identification information of the second relay device belonging to each hierarchy in the tree structure of the network, Provided is a topology detection system that detects a physical topology represented by port identification information of a port connected to another second relay device in each of the second relay devices.
好ましい態様において、前記第1の中継装置が物理トポロジを検出する場合に、前記記憶手段に記憶されている内容を参照して、前記アップリンクポート以外のポートに他の全ての第2の中継装置が繋がっている第2の中継装置が属する階層が、前記第1の中継装置を除いて前記ネットワークにおける最上位層であることを特定し、前記最上位層に属すると特定された第2の中継装置以外の第2の中継装置が属する階層を最上位層から1つ下の層であると仮定した後に、当該層に属すると仮定された第2の中継装置のうちの他の第2の中継装置が有する前記アップリンクポート以外のポートに自身が繋がっている第2の中継装置を検出し、当該第2の中継装置が属する階層を1つ下げていくことで、各々の第2の中継装置が属する階層を特定し、各々の前記第2の中継装置について特定した階層を用いて物理トポロジを検出するようにしてもよい。 In a preferred aspect, when the first relay device detects a physical topology, all other second relay devices are connected to ports other than the uplink port with reference to the contents stored in the storage means. The second relay device that specifies that the hierarchy to which the second relay device connected to the network belongs is the highest layer in the network except for the first relay device, and is specified to belong to the highest layer After assuming that the layer to which the second relay device other than the device belongs is one layer below the highest layer , the other second relay among the second relay devices assumed to belong to the layer Each second relay device is detected by detecting a second relay device connected to a port other than the uplink port of the device and lowering the hierarchy to which the second relay device belongs by one. Identify the hierarchy to which the , It may be detected physical topology using the identified hierarchy for each of the second relay device.
また、別の好ましい態様において、前記第1の中継装置は、OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルの第1層である物理層から第3層であるネットワーク層までの階層において複数のネットワークを論理的に接続してデータの中継を行う中継装置であり、前記第2の中継装置は、OSI参照モデルの第1層である物理層から第2層であるデータリンク層までの階層において複数のノードを論理的に接続してデータの中継を行う中継装置であり、前記第2の中継装置の装置識別情報は、当該第2の中継装置に割り当てられたMAC(Media Access Control)アドレスであってもよい。 In another preferred aspect, the first relay device logically distributes a plurality of networks in a hierarchy from a physical layer as a first layer to a network layer as a third layer in an OSI (Open Systems Interconnection) reference model. The second relay device connects a plurality of nodes in a hierarchy from the physical layer that is the first layer to the data link layer that is the second layer of the OSI reference model. It is a relay device that logically connects and relays data, and the device identification information of the second relay device may be a MAC (Media Access Control) address assigned to the second relay device. .
また、本発明は、ツリー構造のネットワークにおいてルートに相当するノードとしてデータの中継を行う中継装置であって、自装置の配下のネットワークに含まれるノード群に対して、当該ノードにおいて自装置に繋がっているポートのポート識別情報および当該ノードの装置識別情報を要求する第1の要求手段と、前記ノードから前記要求に応じて送信されてくる応答から、前記ポート識別情報と当該応答の送信元の装置識別情報を取得する第1の取得手段と、前記第1の取得手段により取得された装置識別情報によって識別される各々の前記送信元に対して、前記第1の取得手段により取得された他の装置識別情報によって識別される他のノードと繋がっているポートのポート識別情報を要求する第2の要求手段と、前記第2の要求手段による要求に応じて送信されてくる応答から、前記第1の取得手段により取得した装置識別情報によって識別される各々の前記送信元において前記他のノードと繋がっているポートのポート識別情報および当該他のノードの装置識別情報を取得する第2の取得手段と、前記第2の取得手段により取得された前記ポート識別情報および前記装置識別情報に基づいて、前記ツリー構造のネットワークにおける各階層に属するノードの装置識別情報と、当該ノードにおいて他のノードと繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出するトポロジ検出手段とを備える中継装置を提供する。 Further, the present invention is a relay device that relays data as a node corresponding to a root in a tree-structured network, and is connected to the own device at a node group included in the network under its own device. From the first request means for requesting the port identification information of the current port and the device identification information of the node, and from the response transmitted from the node in response to the request, the port identification information and the source of the response First acquisition means for acquiring device identification information, and other acquired by the first acquisition means for each of the transmission sources identified by the device identification information acquired by the first acquisition means Second request means for requesting port identification information of a port connected to another node identified by the device identification information of the second apparatus, and the second request means Port identification information of a port connected to the other node at each of the transmission sources identified by the device identification information acquired by the first acquisition means from the response transmitted in response to the request, and the other A second acquisition unit that acquires the device identification information of the node, and a node belonging to each layer in the tree-structured network based on the port identification information and the device identification information acquired by the second acquisition unit And a topology detection unit that detects a physical topology represented by the port identification information of a port connected to another node in the node.
また、本発明は、ツリー構造のネットワークにおいてデータの中継を行う中継装置であって、前記ネットワークに含まれる他のノードとの間で通信を行う複数のポートと、前記ポートに繋がっている前記他のノードの装置識別情報を当該ポートのポート情報と対応付けて記憶する記憶手段と、前記ネットワークにおいてルートに相当するノードであるルートノードから、自装置において当該ルートノードに繋がっているポートのポート識別情報の要求がいずれかの前記ポートによって受信されると、当該要求を受信したポートのポート識別情報を前記ルートノードに送信する第1の応答手段と、前記ルートノードからの前記要求に応答して前記他のノードから当該ルートノードに対して送信されたポート識別情報がいずれかの前記ポートによって受信されると、受信された当該ポート識別情報を前記ルートノードに転送する転送手段と、前記ルートノードから送信され、自装置において前記他のノードに繋がっているポートの問い合わせがいずれかの前記ポートによって受信されると、前記記憶手段に記憶された装置識別情報のうち、前記他のノードに相当する装置識別情報に対応付けられたポート識別情報をいずれかの前記ポートから前記ルートノードに送信する第2の応答手段とを備える中継装置を提供する。 In addition, the present invention is a relay device that relays data in a tree-structured network, and a plurality of ports that communicate with other nodes included in the network and the other connected to the ports Storage means for storing the device identification information of the node in association with the port information of the port, and the port identification of the port connected to the root node in the own device from the root node corresponding to the root in the network When a request for information is received by any of the ports, in response to the request from the root node, first response means for transmitting port identification information of the port that received the request to the root node; The port identification information transmitted from the other node to the root node is determined by any of the ports. Once received Te, and transfer means for transferring the port identification information received before Symbol root node, is transmitted from the root node, a port that is connected to the other nodes in its own device query is either When received by the port, the port identification information associated with the device identification information corresponding to the other node among the device identification information stored in the storage means is transferred from any of the ports to the root node. Provided is a relay device including second response means for transmitting.
また、本発明は、ツリー構造のネットワークにおいてルートに相当するノードとしてデータの中継を行う中継装置であって、自装置の配下のネットワークに含まれるノード群に対して、当該ノードにおいて自装置と繋がっているポートのポート識別情報、当該ノードの装置識別情報、当該ノードにおいて前記中継装置と繋がっているポート以外のポートのポート識別情報、および、当該ポート識別情報によって識別されるポートに繋がっている他のノードの装置識別情報を要求する要求手段と、前記要求手段による要求に対する応答を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した応答から、前記装置識別情報および前記ポート識別情報を取得して記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された装置識別情報およびポート識別情報に基づいて、前記ツリー構造のネットワークにおける各階層に属するノードの装置識別情報と当該ノードが他のノードと繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出するトポロジ検出手段とを備える中継装置を提供する。 Further, the present invention is a relay device that relays data as a node corresponding to a root in a tree-structured network, and is connected to the own device at a node group included in the network under its own device. Port identification information of the port being connected, device identification information of the node, port identification information of a port other than the port connected to the relay device in the node, and others connected to the port identified by the port identification information Obtaining the device identification information and the port identification information from the request means for requesting the device identification information of the node, the receiving means for receiving a response to the request by the request means, and the response received by the receiving means. Based on the device identification information and the port identification information stored in the storage means A relay device comprising: topology detection means for detecting a physical topology represented by device identification information of a node belonging to each layer in the tree-structured network and port identification information of a port connected to the other node of the node I will provide a.
また、本発明は、ツリー構造のネットワークにおいてデータの中継を行う中継装置であって、前記ネットワークに接続される他のノードとの間で通信を行う複数のポートと、前記ポートに繋がっている前記他のノードの装置識別情報を当該ポートのポート識別情報と対応付けて記憶する記憶手段と、前記ネットワークにおいてルートに相当するノードであるルートノードから、自装置において前記ルートノードと繋がっているポートのポート識別情報、自装置の装置識別情報、自装置において前記ルートノードと繋がっているポート以外のポートのポート識別情報、および、当該ポート識別情報によって識別されるポートに繋がっている他のノードの装置識別情報についての要求を、自装置において前記ルートノードと繋がっているポートが受信すると、当該ポートのポート識別情報、自装置の装置識別情報、前記記憶手段に記憶された他のノードの装置識別情報およびポート識別情報をいずれかの前記ポートから前記ルートノードに送信する応答手段とを備える中継装置を提供する。 Further, the present invention is a relay device that relays data in a tree-structured network, and a plurality of ports that communicate with other nodes connected to the network, and the ports connected to the ports A storage means for storing device identification information of another node in association with port identification information of the port, and a port connected to the root node in its own device from a root node corresponding to a route in the network Port identification information, device identification information of own device, port identification information of ports other than the port connected to the root node in the own device, and devices of other nodes connected to the port identified by the port identification information the request for the identification information, the port in communication with the root node in its own device A response unit that transmits the port identification information of the port, the device identification information of the own device, the device identification information of another node stored in the storage unit, and the port identification information from any of the ports to the root node. A relay device is provided.
また、本発明は、ツリー構造のネットワークにおいてルートに相当するノードとしてデータの中継を行う中継装置であって、自装置の配下のネットワークに含まれるノード群に対して、当該ノードにおいて自装置に繋がっているポートのポート識別情報および当該ノードの装置識別情報を要求する第1の要求手段と、前記ノードから前記要求に応じて送信されてくる応答から、前記ポート識別情報と当該応答の送信元の装置識別情報を取得する第1の取得手段と、前記第1の取得手段により取得された装置識別情報によって識別される各々の前記送信元に対して、当該送信元においていずれかのポートに繋がっている他のノードの装置識別情報および当該ポートのポート識別情報を要求する第2の要求手段と、
前記第2の要求手段による要求に応じて送信されてくる応答から、前記第1の取得手段により取得した装置識別情報によって識別される各々の前記送信元において前記他のノードと繋がっているポートのポート識別情報および当該他のノードの装置識別情報を取得する第2の取得手段と、前記第2の取得手段により取得された前記ポート識別情報および前記装置識別情報に基づいて、前記ツリー構造のネットワークにおける各階層に属するノードの装置識別情報と、当該ノードにおいて他のノードと繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出するトポロジ検出手段とを備える中継装置を提供する。
Further, the present invention is a relay device that relays data as a node corresponding to a root in a tree-structured network, and is connected to the own device at a node group included in the network under its own device. From the first request means for requesting the port identification information of the current port and the device identification information of the node, and from the response transmitted from the node in response to the request, the port identification information and the source of the response A first acquisition unit that acquires device identification information, and each of the transmission sources identified by the device identification information acquired by the first acquisition unit is connected to one of the ports at the transmission source. Second request means for requesting device identification information of another node and port identification information of the port;
From the response transmitted in response to the request by the second requesting unit, the port connected to the other node at each of the transmission sources identified by the device identification information acquired by the first acquiring unit A second acquisition unit configured to acquire port identification information and device identification information of the other node; and the tree-structured network based on the port identification information and the device identification information acquired by the second acquisition unit. There is provided a relay device comprising topology detection means for detecting a physical topology represented by device identification information of a node belonging to each layer in the above and port identification information of a port connected to another node in the node.
また、本発明は、ツリー構造のネットワークにおいてデータの中継を行う中継装置であって、前記ネットワークに含まれる他のノードとの間で通信を行う複数のポートと、前記ネットワークにおいてルートに相当するノードであるルートノードから、自装置において当該ルートノードに繋がっているポートのポート識別情報の要求がいずれかの前記ポートによって受信されると、当該要求を受信したポートのポート識別情報を前記ルートノードに送信する第1の応答手段と、前記ルートノードからの前記要求に応答して前記他のノードから当該ルートノードに対して送信されたポート識別情報がいずれかの前記ポートによって受信されると、当該受信をしたポートのポート識別情報と前記他のノードの装置識別情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、前記ルートノードから送信され、自装置において前記他のノードに繋がっているポートの問い合わせがいずれかの前記ポートによって受信されると、前記記憶手段に記憶されたポート識別情報および装置識別情報を前記ルートノードに送信する第2の応答手段とを備える中継装置を提供する。
また、本発明は、ツリー構造のネットワークにおいてルートに相当するノードとしてデータの中継を行う中継装置であって、自装置の配下のネットワークに含まれるノード群から、当該ノードにおいて自装置に繋がっているポートのポート識別情報および当該ノードの装置識別情報を取得する第1の取得手段と、前記第1の取得手段により取得された装置識別情報によって識別される各々の前記ノードから、前記第1の取得手段により取得された他の装置識別情報によって識別される他のノードと繋がっているポートのポート識別情報および当該他のノードの装置識別情報を取得する第2の取得手段と、前記第2の取得手段により取得された前記ポート識別情報および前記装置識別情報に基づいて、前記ツリー構造のネットワークにおける各階層に属するノードの装置識別情報と、当該ノードにおいて他のノードと繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出するトポロジ検出手段とを備える中継装置を提供する。
また、本発明は、ツリー構造のネットワークにおいてデータの中継を行う中継装置であって、前記ネットワークに含まれる他のノードとの間で通信を行う複数のポートと、前記ポートに繋がっている前記他のノードの装置識別情報を当該ポートのポート情報と対応付けて記憶する記憶手段と、前記ネットワークにおいてルートに相当するノードであるルートノードに、自装置において当該ルートノードに繋がっているポートのポート識別情報を送信する第1の送信手段と、前記他のノードから前記ルートノードに対して送信されたポート識別情報を前記ルートノードに転送する転送手段と、前記ルートノードから送信され、自装置において前記他のノードに繋がっているポートの問い合わせが受信されると、前記記憶手段に記憶された装置識別情報のうち、前記他のノードに相当する装置識別情報に対応付けられたポート識別情報を前記ルートノードに送信する第2の送信手段とを備える中継装置を提供する。
The present invention is also a relay device that relays data in a tree-structured network, a plurality of ports that communicate with other nodes included in the network, and a node that corresponds to a root in the network When a request for port identification information of a port connected to the root node in the device is received by any of the ports, the port identification information of the port that has received the request is transmitted to the root node. When the port response information transmitted from the other node to the root node in response to the request from the root node is received by any of the ports, A record for storing the port identification information of the received port in association with the device identification information of the other node. And port identification information and device identification information stored in the storage means when an inquiry about a port transmitted from the root node and connected to the other node is received by any of the ports. And a second response means for transmitting to the root node.
Further, the present invention is a relay device that relays data as a node corresponding to a root in a tree-structured network, and is connected to the own device at the node from a node group included in the network under its own device. First acquisition means for acquiring port identification information of a port and device identification information of the node, and the first acquisition from each of the nodes identified by the device identification information acquired by the first acquisition means Second acquisition means for acquiring port identification information of a port connected to another node identified by the other device identification information acquired by the means and device identification information of the other node; and the second acquisition Each of the tree-structured networks based on the port identification information and the device identification information acquired by the means. Providing a device identification information of the nodes belonging to the layer, a relay device and a topology detection means for detecting a physical topology represented by the port identification information of the port in communication with other nodes in the node.
In addition, the present invention is a relay device that relays data in a tree-structured network, and a plurality of ports that communicate with other nodes included in the network and the other connected to the ports Storage means for storing the device identification information of the node in association with the port information of the port, and the port node of the port connected to the root node in the own device in the root node that is a node corresponding to the root in the network a first transmission means to send information, and transfer means for transferring the port identification information transmitted to the root node from the other node to the root node, is transmitted from the root node, in its own device When an inquiry about a port connected to the other node is received, the device identification stored in the storage means is received. Of the information, to provide a relay device and a second transmission means for transmitting the port identification information associated with the device identification information corresponding to the other nodes in the root node.
本発明によれば、ツリー構造のネットワークにおける物理トポロジを少ない演算量およびトラヒック量で検出することができる。 According to the present invention, a physical topology in a network having a tree structure can be detected with a small amount of computation and traffic.
以下、本発明の一実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。通信システムは、少なくとも3以上のノードを含むツリー構造のネットワークであり、ルートに相当するノードとしてデータの中継を行う第1の中継装置であるルータ10と、そのルータ10の配下に接続され、このネットワーク内でデータの中継を行う第2の中継装置であるスイッチングハブA,B,C,Dとを備えている。ルータ10及びスイッチングハブA,B,C,Dは、それぞれ複数のポートPを備えており、これらのポートPどうしの間が通信線によって接続されている。また、各々のスイッチングハブA,B,C,DのポートPには、ユーザによって操作されるパーソナルコンピュータなどの通信端末(図示略)も接続されている。なお、ポートPに付された番号は、そのポートに割り当てられたポート識別情報であるポート番号を意味している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a communication system according to the first embodiment of the present invention. The communication system is a network having a tree structure including at least three or more nodes. The communication system is connected to a
ルータ10は、OSI(Open Systems Interconnection)参照モデルの第1層である物理層から第3層であるネットワーク層までの階層において複数のネットワークを論理的に接続してルーティングを行う中継装置である。このルータ10は、他のネットワークから送信されてくるパケットを受信すると、ルーティングテーブルを参照してルーティング処理を行う。即ち、ルータ10は、このパケットが自身の配下に構成されているネットワーク(自ネットワークという)に含まれる通信端末宛てのパケットである場合には、そのパケットを自ネットワークに送出する一方、このパケットが自ネットワークに含まれる通信端末宛てのパケットではない場合には、ルータ10は、ルーティングテーブルを参照して、このパケットを他のネットワークに転送する。
The
スイッチングハブA,B,C,Dは、OSI参照モデルの第1層である物理層から第2層であるデータリンク層までの階層において複数のノードを論理的に接続してルーティングを行う中継装置である。これらのスイッチングハブA,B,C,Dは、他のノードから送信されてくるパケットを受信すると、自身が記憶しているMAC(Media Access Control)アドレステーブルを参照してスイッチング処理を行う。MACアドレステーブルは、各々のノードが有するポートのポート番号と、そのポートに繋がっている他のノードのMACアドレスとの対応関係を表わしたものである。スイッチングハブA,B,C,Dは、受信したパケットの宛先に相当するMACアドレスに対応するポートから、そのパケットを送出する。つまり、スイッチングハブA,B,C,Dは、自身が有する複数のポートのいずれかによってパケットを受信し、また、自身が有する複数のポートのいずれかによってパケットを送信する。 The switching hubs A, B, C, and D are relay apparatuses that perform routing by logically connecting a plurality of nodes in a hierarchy from the physical layer that is the first layer to the data link layer that is the second layer of the OSI reference model. It is. When these switching hubs A, B, C, and D receive a packet transmitted from another node, they perform a switching process with reference to a MAC (Media Access Control) address table stored in the switching hub. The MAC address table represents the correspondence between the port number of each node and the MAC address of another node connected to that port. The switching hubs A, B, C, and D transmit the packet from the port corresponding to the MAC address corresponding to the destination of the received packet. That is, the switching hubs A, B, C, and D receive the packet through any of the plurality of ports that the switching hub A, B, C, and D have, and transmit the packet through any of the plurality of ports that the switching hub A, B, C, and D have.
図2は、ルータ10の構成を示すブロック図である。ルータ10は、制御部11、揮発性記憶部12、不揮発性記憶部13、n(nは2以上の整数)個のポート14―1,14―2・・・14―n(図1のポートPに相当)及びUI(User Interface)部15を備えている。制御部11は、CPU(Central Processing Unit)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)によって構成されており、このルータ10の動作を制御する。揮発性記憶部12は、制御部11のCPUがプログラムを実行する際のワークエリアとなり、例えば制御部11が自ネットワークの物理トポロジを検出するために用いる装置接続情報テーブルや階層推定テーブル、およびルーティングテーブルなどを記憶する。不揮発性記憶部13は、例えばフラッシュメモリであり、制御部11のCPUが実行するプログラム、およびこのルータ10に割り当てられた装置識別情報であるMACアドレスなどを記憶している。ポート14―1,14―2・・・14―nは、他のノードとの間で通信を行うインタフェースであり、例えばイーサネット(登録商標)ポートなどである。UI部15は、操作キーやLEDインジケータなどを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
図3は、スイッチングハブAの構成を示すブロック図である。このスイッチングハブAは、制御部21、揮発性記憶部22、不揮発性記憶部23、及び、m(mは2以上の整数)個のポート24―1,24―2・・・24―m(図1のポートPに相当)を備えている。制御部21は、CPUやASICによって構成されており、このスイッチングハブAの動作を制御する。揮発性記憶部22は、制御部21のCPUがプログラムを実行する際のワークエリアとなり、例えばMACアドレステーブルを記憶する。不揮発性記憶部23は、例えばフラッシュメモリであり、制御部21のCPUが実行するプログラム、およびこのスイッチングハブAに割り当てられた装置識別情報であるMACアドレスを記憶している。MACアドレステーブルには、スイッチングハブAが有する各ポート24―1,24―2・・・24―mのポート番号と、これらのポートに繋がっている各ノードのMACアドレスとが対応付けられて記述されている。ポート24―1,24―2・・・24―mは、他のノードと通信を行うインタフェースであり、例えばイーサネットポートである。
スイッチングハブB,C,Dの構成は、MACアドレス及びMACアドレステーブルの内容を除いて、スイッチングハブAの構成と同じである。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the switching hub A. The switching hub A includes a
The configuration of the switching hubs B, C, and D is the same as the configuration of the switching hub A except for the contents of the MAC address and the MAC address table.
本実施形態においては、第1〜第4のパケットと呼ばれるパケットが用いられる。これらの各パケットの意義は後述するとして、まず、その構成について説明する。図10に、第1〜第4のパケットの構成の概略を示す。第1〜第4のパケットは同じ構成を有しており、ヘッダ部とペイロード部に分けられる。ヘッダ部は、当該パケットの送信先である「宛先MACアドレス」、当該パケットの発信元である「送信元MACアドレス」、および当該パケットがどのような種類の情報であるかを示す「タイプ」とから構成される。ペイロード部には、当該パケットが第1〜第4のパケットのうちどの種別のパケットであるかを示す「パケット種別」と、各パケット種別に応じて必要な「通知データ」とが含まれる。第1の中継装置に相当するルータ10および第2の中継装置に相当するスイッチングハブA,B,C,Dは、自ら送信するパケットが第1〜第4のパケットのいずれかであるときは、当該パケットがトポロジ検出用のものである旨を示す値(例えば、16進数の0xe812)をヘッダ部の「タイプ」に設定する。また、第1の中継装置に相当するルータ10および第2の中継装置に相当するスイッチングハブA,B,C,Dは、第1のパケット、第2のパケット、第3のパケット、第4のパケットに対して、各々のペイロード部の「パケット種別」をそれぞれ1、2、3、4に設定し、その後に続けて、パケットの種別に応じて必要な通知データを設定する。第1の中継装置に相当するルータ10および第2の中継装置に相当するスイッチングハブA,B,C,Dは、他の中継装置からパケットを受信したときは、ヘッダ部の「タイプ」に設定された値により当該パケットがトポロジ検出用のものであるか否かを判断し、当該パケットがトポロジ検出用のパケットであった場合は、ペイロード部の「パケット種別」に設定された値によって第1〜第4のパケットのいずれであるかを識別する。
なお、第1の中継装置に相当するルータ10および第2の中継装置に相当するスイッチングハブA,B,C,D以外のノード(たとえばユーザによって操作されるパーソナルコンピュータ等の通信端末)は、トポロジ検出用のものである旨を示す値がヘッダ部の「タイプ」に設定されているパケットを無視するものとする。
In the present embodiment, packets called first to fourth packets are used. As the significance of each of these packets will be described later, the configuration will be described first. FIG. 10 shows an outline of the configuration of the first to fourth packets. The first to fourth packets have the same configuration and are divided into a header portion and a payload portion. The header part includes a “destination MAC address” that is a transmission destination of the packet, a “source MAC address” that is a transmission source of the packet, and a “type” that indicates what kind of information the packet is. Consists of The payload portion includes a “packet type” indicating which type of packet the first to fourth packets are, and “notification data” necessary for each packet type. When the
A node other than the
図4は、通信システムの動作を示すシーケンス図である。図4の処理は、ルータ10の制御部11(第1の要求手段)が自ネットワークのノード群に対し、各ノードにおいてルータ10に繋がっているポートを検出するためのリクエストパケット(第1のパケット)を同報送信することで開始される(ステップS101)。このリクエストパケットは、ルータ10の配下のネットワークに含まれるスイッチングハブ群に対して、当該スイッチングハブにおいてルータ10に繋がっているポートのポート識別情報および当該スイッチングハブの装置識別情報を要求するものである。リクエストパケットのペイロード部において「パケット種別」は「1」となる。ここで、或るノードがポートに繋がるとは、そのノードとそのポートとの間に他のノードが介在せずに両者が通信線によって直接繋がっている場合のほか、そのノードとそのポートとの間に他のノードが介在して両者が繋がっている場合をも含む(以下において同じ)。この同報送信は、いわゆるブロードキャスト、あるいは、各スイッチングハブA,B,C,Dが受信することができるマルチキャストによって実現され、リクエストパケットのヘッダには、送信元であるルータ10のMACアドレスが記述されている。このリクエストパケットが同報送信されるタイミングは、例えば定期的なタイミングや、ユーザがUI部15を操作して相互認識フェーズの開始を指示したタイミングなどである。
FIG. 4 is a sequence diagram showing the operation of the communication system. In the processing of FIG. 4, the control unit 11 (first request means) of the
各々のスイッチングハブA,B,C,Dの制御部21は、このリクエストパケットをいずれかのポートが受信すると、そのポート以外のポートから他のスイッチングハブへとこのパケットを転送することで、それぞれのスイッチングハブA,B,C,Dにリクエストパケットが行き渡ることになる。なお、リクエストパケットにおいて、当該パケットがリクエストパケットであることが分かればよいので、そのペイロード部の「通知データ」は使用されない。このため、通知データは例えば「0」としておく。あるいは、通知データを送信すること自体を行わない、つまりペイロード部に通知データが含まれないという態様であってもよい。
When any port receives the request packet, the
各々のスイッチングハブA,B,C,Dの制御部21は、中継装置や通信端末等の他のノードからパケットを受信すると、当該パケットの送信元のMACアドレスを、このパケットを受信したポートのポート番号と対応付けて、自身のMACアドレステーブルに記述する。図1のような接続形態においてルータ10からリクエストパケットを受信した場合は、各々のスイッチングハブA,B,C,Dの制御部21は、ポート番号「1」と、ルータ10のMACアドレスとを対応付けてMACアドレステーブルに記述することになる(ステップS102)。
When the
次に、各スイッチングハブA,B,C,Dの制御部21は、リクエストパケットのペイロード部からパケット種別に設定されている値(ここでは「1」)を読み取り、受信したパケットが、ルータ10に繋がっているポートを検出するためのリクエストパケットであることを検出する(ステップS103)。各スイッチングハブA,B,C,Dの制御部21(第1の応答手段)は、リクエストパケットを検出すると、自身のMACアドレステーブルを参照し、当該リクエストパケットの受信に応じてMACアドレステーブルに記述された、ルータ10のMACアドレスに対応付けられているポート番号を、スイッチングハブに対してルータ10が繋がっているポート(アップリンクポート)のポート番号として特定し、そのポート番号と自身のMACアドレスとを含む応答パケット(第2のパケット)をルータ10宛に送信する(ステップS104)。すなわち、応答パケット(第2のパケット)のペイロード部において、「パケット種別」が「2」、「通知データ」がアップリンクポートのポート番号、「送信元MACアドレス」が各スイッチングハブA,B,C,DのMACアドレスとなる。そして、各スイッチングハブA,B,C,Dの制御部21は、他のスイッチングハブから応答パケットを受信した場合には、当該応答パケットのヘッダ部において送信元のMACアドレスとして記述されている他のスイッチングハブのMACアドレスと、当該応答パケットを受信したポートのポート番号の情報とを自身のMACアドレステーブルに登録して、受信した応答パケットをルータ10に宛てて転送する。
Next, the
ルータ10の制御部11は、各スイッチングハブA,B,C,Dから送信された応答パケットのペイロード部からパケット種別の値(ここでは「2」)を読み取り、これにより、受信したパケットがスイッチングハブA,B,C,Dから送信された応答パケットであることを検出する。ルータ10の制御部11(第1の取得手段)は、当該応答パケットを受け取ることでアップリンクポートのポート番号および各スイッチングハブのMACアドレスを取得し、各々のスイッチングハブの存在を認識する(ステップS105)。ルータ10の制御部11は、この認識結果に基づいて装置接続情報テーブルを生成する。図5は、ルータ10の制御部11が生成した装置接続情報テーブルの内容を示す図である。各スイッチングハブA,B,C,Dのアップリンクポートのポート番号は「1」である。図5の最上段の欄に示す、ルータ10に対応するレコードにおいて、各スイッチングハブA,B,C,DのMACアドレスに対応する「1」は、ルータ10から見たときの各スイッチが接続されているポート番号を意味している。この時点では、図5の最上段と最左列の欄の内容のみが制御部11によって記述される。
The
次に、ルータ10の制御部11(第2の要求手段)は、応答パケットの送信元である各スイッチングハブA,B,C,Dに対し、他のスイッチングハブがどのポートに繋がっているのかを問い合わせる問い合わせパケット(第3のパケット)を各スイッチングハブA,B,C,Dに宛ててそれぞれ送信する(ステップS106)。この問い合わせパケットは、ステップS105にて取得したMACアドレスによって識別される各々のスイッチングハブに対して、ステップS105に取得した他のMACアドレスのスイッチングハブと繋がっているポートのポート識別情報を要求するものである。問合せパケットのペイロード部において、「パケット種別」は「3」である。ペイロード部の「通知データ」は問い合わせの対象となる他のスイッチングハブのMACアドレスが設定される。例えば、図4の例の場合、スイッチングハブA,B,C,Dが応答パケットを返してきたとして、ルータ10の制御部11は、まず、スイッチングハブAに対しては、スイッチングハブBがスイッチングハブAのどのポートに繋がっているか、スイッチングハブCがスイッチングハブAのどのポートに繋がっているか、および、スイッチングハブDがスイッチングハブAのどのポートに繋がっているか、を問い合わせることになる。同様に、ルータ10の制御部11は、スイッチングハブB〜Dに対しても問い合わせを行う。
Next, the control unit 11 (second request unit) of the
各スイッチングハブA,B,C,Dの制御部21は、ルータ10から送信された問い合わせパケットのペイロード部から、パケット種別の値(「3」)を読み取り、これにより、受信したパケットが、他のスイッチングハブがどのポートに繋がっているのかを問い合わせる問い合わせパケットであることを検出する。各スイッチングハブA,B,C,Dの制御部21(第2の応答手段)は、問い合わせパケットを受信すると、自身のMACアドレステーブルを参照し、「通知データ」に設定されたMACアドレスに該当する他のスイッチングハブが接続されているポートのポート番号を含む回答パケット(第4のパケット)をルータ10宛に送信する(ステップS107)。この回答パケットのペイロード部においては、「パケット種別」が「4」であり、「通知データ」は、上記MACアドレステーブルから取り出した他のスイッチングハブが接続されているポート番号となる。このとき、各スイッチングハブの制御部21(転送手段)は、他のスイッチングハブから回答パケットを受信すると、これを、その宛先であるルータ10に転送する。
The
ルータ10の制御部11は、各スイッチングハブA,B,C,Dから送信された回答パケットのペイロード部からパケット種別の値(「4」)を読み取り、受信したパケットがスイッチングハブA,B,C,Dから送信された回答パケットであることを検出する。ルータ10の制御部11(第2の取得手段)は、これらの回答パケットのペイロード部の「通知データ」に格納されたポート番号を取得する。さらに、ルータ10の制御部11(第2の取得手段)は、当該回答パケットに対応する問い合わせパケット(第3のパケット)においてその通知データに設定していたMACアドレスを取得する。このように、ルータ10の制御部11は、問い合わせパケットに用いたMACアドレスと、その問い合わせパケットに対する回答パケットに含まれるポート番号との組合せにより、問い合わせ先のスイッチングハブのどのポートに他のスイッチングハブが繋がっているかを知り、自ネットワーク内の全スイッチングハブに関する装置接続情報テーブルを生成する(ステップS108)。制御部11は装置接続情報テーブルを生成すると、これを揮発性記憶部12に記憶する。
The
このようにして生成された装置接続情報テーブルを例示したものが図5である。図5において、各スイッチングハブA,B,C,Dに対応するレコードにおいて、ルータ10のMACアドレス欄に示されたポート番号(本実施形態においては、全て「1」)が各々のアップリンクポートである。次に、図5の上から2段目の、スイッチングハブAに対応するレコードに注目する。このレコードにおいて、ルータ10のMACアドレスに対応する「1」は、スイッチングハブAのポート番号1のポートにルータ10が繋がっていることを意味している。また、スイッチングハブBのMACアドレスに対応する「2」は、スイッチングハブAのポート番号2のポートにスイッチングハブBが繋がっていることを意味している。これは、スイッチングハブAにおいて、スイッチングハブBのMACアドレスを送信元又は転送元として含む応答パケットを受け取ったポートのポート番号によって特定することができる。同様に、スイッチングハブCのMACアドレスに対応する「3」は、スイッチングハブAのポート番号3のポートにスイッチングハブCが繋がっていることを意味している。そして、スイッチングハブDのMACアドレスに対応する「2」は、スイッチングハブAのポート番号2のポートにスイッチングハブDが繋がっていることを意味している。図5の上から3段目以降のレコードについても上記と同様の考え方に従って作成されている。ただし、スイッチングハブCに対応するレコードにおいて、スイッチングハブA,B,DのMACアドレスに対応して「1」が記述されているのは、スイッチングハブCから見て、ポート番号1のポートの延長上にこれらスイッチングハブA,B,Dが繋がっているということを意味している。
FIG. 5 shows an example of the device connection information table generated in this way. In FIG. 5, in the records corresponding to the switching hubs A, B, C, and D, the port numbers indicated in the MAC address column of the router 10 (all “1” in the present embodiment) are the respective uplink ports. It is. Next, attention is paid to the record corresponding to the switching hub A in the second row from the top in FIG. In this record, “1” corresponding to the MAC address of the
再び図4の説明に戻る。ルータ10の制御部11は、装置接続情報テーブルを参照して、自ネットワークのツリー構造において、各スイッチングハブA,B,C,Dが属する階層を推定する(ステップS109)。ここで、階層とは、ルータ10から見て、ルータ10と各スイッチングハブとの間に存在するスイッチングハブの個数によって表される。
Returning again to the description of FIG. The
図6は、ルータ10の制御部11が生成する階層推定テーブルの内容を示す図である。まず、ルータ10の制御部11は、全てのスイッチングハブの階層を0に設定する。
FIG. 6 is a diagram illustrating the contents of the hierarchy estimation table generated by the
次に、図5を参照すると分かるように、スイッチングハブAに対応するレコードにおいて、スイッチングハブAのポート番号「2」、「3」のポート(つまりアップリンクポート以外のポート)に、スイッチングハブB,C,Dが繋がっている。この場合、制御部11は、図6に示すように、スイッチングハブAの下階層にあるスイッチングハブとして、スイッチングハブB,C,DのMACアドレスを記述する。制御部11は、スイッチングハブB,C,Dについても上記のような要領で、その下階層にあるスイッチングハブを特定する。これにより、制御部11は、図6に示すような内容の階層推定テーブルを生成し、揮発性記憶部12に記憶する。また、制御部11は、スイッチングハブAの下階層にあるスイッチングハブとしてMACアドレスが記述されたスイッチングハブ(すなわち、スイッチングハブB,C,D)の階層を1増加させる。
Next, as can be seen with reference to FIG. 5, in the record corresponding to the switching hub A, the switching hub B is connected to the ports of the port numbers “2” and “3” of the switching hub A (that is, ports other than the uplink port). , C, D are connected. In this case, the
再び図4の説明に戻る。ルータ10の制御部11は、階層推定テーブルの内容を修正する(ステップS110)。まず、制御部11は、階層推定テーブルにおいて「階層」に関する記述を修正するが、具体的には次のとおりである。制御部11は、図6において、スイッチングハブAに対応するレコードのうち、スイッチングハブAの下階層にあるスイッチングハブ(以下、単に下階層スイッチングハブという)のうちの1つ(ここではスイッチングハブBとする)に注目する。そして、制御部11は、図6において、そのスイッチングハブBに対応するレコードに注目し、スイッチングハブBに対して、下階層スイッチングハブが存在するか否かを判断する。ここでは、スイッチングハブBの下階層スイッチングハブとして、スイッチングハブDがある。このような場合、制御部11は、このスイッチングハブDの階層を「1」に「1」を加えて「2」に書き換える。つまり、これは、スイッチングハブDから見れば、スイッチングハブBのアップリンクポート以外のポートに、自身が繋がっていることになるから、そのスイッチングハブBの階層よりも少なくとも1つは自身の階層が下がるべきという考え方による。
Returning again to the description of FIG. The
次に、制御部11は、スイッチングハブAに対する下階層スイッチングハブのうち、今度はスイッチングハブCに注目する。そして、制御部11は、図6において、スイッチングハブCのMACアドレスに対応するレコードに注目し、そのスイッチングハブCに対する下階層スイッチングハブが存在するか否かを判断する。ここでは、下階層スイッチングハブが存在しないので、制御部11はスイッチングハブCについての修正処理を終える。次に、制御部11は、スイッチングハブAに対する下階層スイッチングハブのうち、スイッチングハブDに注目する。このスイッチングハブDに対しては、前述したように、階層が当初の「1」よりも大きい「2」にすでに修正されている。制御部11は、スイッチングハブDに対して下階層スイッチングハブが存在するか否かを判断する。ここでは、下階層にあるスイッチングハブが存在しないので、制御部11はスイッチングハブDについての修正処理を終える。
Next, the
このように、制御部11は、まず、全てのスイッチングハブが属する階層を「0」と仮定する。この後に、制御部11は、他のスイッチングハブのアップリンクポート以外のポートに自身が繋がっているようなスイッチングハブを特定し、このスイッチングハブが属する階層を1つ下げていくという処理を順次行うことで、各々のスイッチングハブが属する階層を最終的に特定する。これにより、階層推定テーブルの「階層」に関する記述が変更され、階層推定テーブルは図6で示した内容から図7に示すような内容に変わる。
Thus, first, the
次に、制御部11は、階層推定テーブルにおいて「下階層にあるスイッチングハブ」に関する記述を修正する。具体的には次のとおりである。制御部11は、図7において、階層が「0」のスイッチングハブAに注目する。制御部11は、このスイッチングハブAに対する下階層スイッチングハブであるスイッチングハブBの階層を参照し、これが「1」であることを認識する。このように、注目しているスイッチングハブの階層に「1」を加えた値が、その下階層スイッチングハブの階層に一致する場合には、制御部11は、その下階層スイッチングハブの階層が正しいと判断する。つまり、ここでは、スイッチングハブBの階層は「1」で正しいことが確認されることになる。次に、制御部11は、このスイッチングハブBに注目する。そして、制御部11は、このスイッチングハブBに対する下階層スイッチングハブであるスイッチングハブDの階層を参照し、これが「2」であることを認識する。この場合も、注目しているスイッチングハブの階層に「1」を加えた値が、その下階層スイッチングハブの階層に一致するから、制御部11は、スイッチングハブDの階層は「2」で正しいと判断する。続いて、制御部11は、このスイッチングハブDに注目して、スイッチングハブDに対する下階層スイッチングハブを探すが、これはないので、スイッチングハブDについての処理を終える。
Next, the
次に、制御部11は、図7において、スイッチングハブAに対する下階層スイッチングハブであるスイッチングハブCの階層を参照し、「1」であることを認識する。ここでは、注目しているスイッチングハブAの階層「0」に「1」を加えた値が、その下階層スイッチングハブであるスイッチングハブCの階層「1」に一致するから、制御部11は、スイッチングハブCの階層は「1」で正しいことを確認する。次に、制御部11は、スイッチングハブAに対する下階層スイッチングハブであるスイッチングハブDの階層を参照し、「2」であることを認識する。ここで、注目しているスイッチングハブAの階層「0」に「1」を加えた値は「1」であるのに対し、その下階層スイッチングハブであるスイッチングハブDの階層「2」であり、両者は一致しない。この場合、制御部11は、スイッチングハブAに対する下階層スイッチングハブの欄からスイッチングハブDのMACアドレスを削除する。これにより、階層推定テーブルは、図7で示した内容から図8のような内容に変更される。
Next, in FIG. 7, the
制御部11(トポロジ検出手段)は、上記のようにして生成した装置接続情報テーブル(図5)と階層推定テーブル(図8)の内容に基づいて、自ネットワークの物理トポロジを検出する(ステップS111)。例えば、図8では、階層「0」はスイッチングハブAであり、このスイッチングハブAは図5に示すように、ルータ10のポート番号1のポートに繋がっている。よって、制御部11は、図1に示したような、ルータ10とスイッチングハブAとの接続形態を特定することができる。次に、図8では、階層「1」はスイッチングハブB,Cである。このうちスイッチングハブBは、図5に示すように、スイッチングハブAのポート番号2のポートに繋がっている。よって、制御部11は、図1に示したような、スイッチングハブAとスイッチングハブBとの接続形態を特定することができる。また、スイッチングハブCは、図5に示すように、スイッチングハブAのポート番号3のポートに繋がっている。よって、制御部11は、図1に示したような、スイッチングハブAとスイッチングハブCとの接続形態を特定することができる。また、図8では、階層「2」はスイッチングハブDであり、このスイッチングハブDは、図5に示すように、スイッチングハブBのポート番号2のポートに繋がっている。よって、制御部11は、図1に示したような、スイッチングハブBとスイッチングハブDとの接続形態を特定することができる。
The control unit 11 (topology detection means) detects the physical topology of the own network based on the contents of the device connection information table (FIG. 5) and the hierarchy estimation table (FIG. 8) generated as described above (step S111). ). For example, in FIG. 8, the hierarchy “0” is the switching hub A, and this switching hub A is connected to the port of
一般に、各スイッチングハブは自動的に自身のMACアドレステーブルを生成するようになっている。以上の第1実施形態によれば、ルータ10は、リクエストパケット(第1のパケット)に対して応答パケット(第2のパケット)を返してきたスイッチングハブのみに問い合わせパケット(第3のパケット)を送信する。問い合わせパケットは、応答パケットを返してきた一のスイッチングハブに対して応答パケットを返してきた他のスイッチングハブが繋がっているポートのポート番号を問い合わせるものである。そしてルータ10は、各スイッチングハブA,B,C,DにおけるMACアドレステーブルのうち他のスイッチングハブに相当するMACアドレスに対応するポート番号を含む回答パケットを各スイッチングハブA,B,C,Dから受け取り、この内容に基づいて、自ネットワークの物理トポロジを検出することができる。つまり、相互認識フェーズにおいてトポロジ検出のために自ネットワーク内で伝送される情報が、各スイッチングハブA,B,C,DにおけるMACアドレステーブルの内容のごく一部のデータで足りる。よって、各スイッチングハブが、自ら自動的に生成したMACアドレステーブルのごく一部の内容を、ルータ10からの要求に応じて送信するという簡易な処理だけで済むし、また、ネットワークの通信トラヒックが比較的小さくて済む。また、自ネットワーク内で伝送される情報が、このようなポート番号及びMACアドレスの対応関係に相当する内容に過ぎないから、例えば特許文献1のように運用コストが高い通信プロトコルを用意する必要がない
In general, each switching hub automatically generates its own MAC address table. According to the first embodiment described above, the
<第2実施形態>
第2実施形態の構成は第1実施形態と同じであり、第2実施形態が第1実施形態と異なるのは通信システム全体の動作である。図9は、第2実施形態に係る通信システムの動作を示すシーケンス図である。この通信システムの動作は、システム全体による相互認識フェーズと、ルータ10によるトポロジ検出フェーズという、2つのフェーズに大別される。まず、相互認識フェーズは、ルータ10の制御部11(要求手段)が自ネットワークのノード群に対し、各ノードの存在を検出するためのリクエストパケット(第1のパケット)を同報送信することで開始される(ステップS1)。リクエストパケットが同報送信されるタイミングは、例えば定期的なタイミングや、ユーザがUI部15を操作して相互認識フェーズの開始を指示したタイミングなどである。各々のスイッチングハブA,B,C,Dの制御部21は、このリクエストパケットをいずれかのポートが受信すると、そのポート以外のポートから他のスイッチングハブへとこのパケットを転送することで、それぞれのスイッチングハブA,B,C,Dにリクエストパケットが行き渡ることになる。
Second Embodiment
The configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the second embodiment differs from the first embodiment in the operation of the entire communication system. FIG. 9 is a sequence diagram illustrating an operation of the communication system according to the second embodiment. The operation of this communication system is roughly divided into two phases: a mutual recognition phase by the whole system and a topology detection phase by the
このとき、各スイッチングハブA,B,C,Dの制御部21は、リクエストパケットを受信したポートを、ルータ10に繋がるアップリンクポートとして特定し、揮発性記憶部22にそのポート番号を記憶する(ステップS2)。そして、各スイッチングハブA,B,C,Dの制御部21(応答手段)は、リクエストパケットに応答する応答パケット(第2のパケット)をこのアップリンクポートからルータ10に宛てて送信する(ステップS3)。このとき、制御部21は、不揮発性記憶部23からMACアドレスを読み出すとともに、揮発性記憶部22からアップリンクポートのポート番号を読み出し、これらMACアドレス及びアップリンクポートのポート番号を応答パケットに含めて送信する。さらに、各スイッチングハブA,B,C,Dの制御部21は、アップリンクポート以外のポートが他のスイッチングハブから応答パケットを受信した場合には、当該応答パケットを受信したポートのポート番号を当該応答パケットに付加して、これをアップリンクポートからルータ10に宛てて転送する。第2実施形態における第1のパケットは、ルータ10の配下のネットワークに含まれるスイッチングハブ群に対して、当該スイッチングハブにおいてルータ10と繋がっているポートのポート識別情報、当該スイッチングハブのMACアドレス、当該スイッチングハブにおいてルータ10と繋がっているポート以外のポートのポート番号、および、当該ポート番号によって識別されるポートに繋がっている他のスイッチングハブのMACアドレスを要求するパケットに相当する。
At this time, the
次に、ルータ10によるトポロジ検出フェーズに移行する。ルータ10の制御部11(受信手段)は、第1のパケットに対する応答として受信した、各スイッチングハブA,B,C,DのMACアドレス、各スイッチングハブA,B,C,Dのアップリンクポートのポート番号、及び、各スイッチングハブが他のスイッチングハブから応答パケットを受け取ったポートのポート番号を用いることで、どのスイッチングハブがどのポートでどのスイッチングハブが送信元である応答パケットを受信し、それをどのポートからルータ10に宛てて転送したかが全て分かる。そこで、制御部11は、これらの情報を基にして、自ネットワーク内の全ノードに関する装置接続情報テーブルを生成する(ステップS4)。制御部11(記憶手段)は装置接続情報テーブルを生成すると、これを揮発性記憶部12に記憶する(前掲の図5)。以降の動作は第1実施形態と同じである。
Next, the
この第2実施形態によっても、相互認識フェーズにおいてトポロジ検出のために自ネットワーク内で伝送される情報が、各スイッチングハブA,B,C,DにおけるMACアドレステーブルの内容の一部のデータで足りる。さらに、ルータからの問い合せパケット(第3のパケット)およびスイッチングハブからの回答パケット(第4のパケット)は不要となるから、ネットワークの通信トラヒックが比較的小さくて済む。また、自ネットワーク内で伝送される情報が、このようなポート番号及びMACアドレスの対応関係に相当する内容に過ぎないから、例えば特許文献1のように運用コストの高い通信プロトコルを用意する必要がない。
Also according to the second embodiment, the information transmitted in the local network for topology detection in the mutual recognition phase is sufficient for a part of the contents of the MAC address table in each switching hub A, B, C, D. . Furthermore, since the inquiry packet (third packet) from the router and the answer packet (fourth packet) from the switching hub are not required, the network communication traffic can be relatively small. Further, since the information transmitted in the own network is only the content corresponding to the correspondence between the port number and the MAC address, it is necessary to prepare a communication protocol having a high operation cost as in
以上の実施形態は次のように変形可能である。また、次の各変形は互いに組み合わせてもよい。
<変形例1>
上述した図4および図9の処理は、ルータ10がスイッチングハブA,B,C,Dの存在を検出するためのリクエストパケットを同報送信することで開始されていたが、この処理を開始する契機は、ルータ10によるものに限らず、スイッチングハブによるものであってもよい。例えば、自ネットワークに新たなスイッチングハブが接続されるときには、通信線がそのスイッチングハブのいずれかのポートに挿入されるから、そのスイッチングハブの制御部はこの挿入を電気的に検知し、この検知後に、ヘッダ部のタイプにトポロジ検出用のパケットである旨を示す値を設定し、ペイロード部のパケット種別を上述した1〜4以外の値(たとえば「0」)としたパケットをブロードキャストする。そして、ルータ10がこのパケットを受け取ると、上記のようなリクエストパケットを自ネットワーク内に同報送信する。他のスイッチングハブは、ペイロード部のパケット種別の値(「0」)を読み取るが、この値で示される種別のパケットは無視するようになっている。自ネットワークに新たなスイッチングハブが接続されると、物理トポロジの内容が変わるが、上記のようにすれば、物理トポロジの内容が変わったタイミングで、その物理トポロジを検出することができる。ただし、自ネットワークからスイッチングハブが取り外された場合にも物理トポロジを検出する必要に鑑みれば、相互認識フェーズを開始する契機としては、スイッチングハブが接続されたことによるものと、ルータ10からの定期的なタイミング又はユーザ操作に基づくリクエストによるものとを併用することが望ましい。
The above embodiment can be modified as follows. The following modifications may be combined with each other.
<
The processing in FIGS. 4 and 9 described above has been started when the
<変形例2>
実施形態では、ネットワークに含まれるノードとして、ルータとスイッチングハブと呼ばれる2種類の中継装置を例示していたが、これらの中継装置の名称・種類は実施形態の例示に限らず、要するに、ツリー構造のルートに相当するノードとしてデータの中継を行う第1の中継装置と、他のノードとの間で通信を行う複数のポートを有し当該ポートを用いてデータの中継を行うノードである複数の第2の中継装置であればよい。例えば、第2の中継装置は、リピータなどと呼ばれる中継装置であってもよい。 また、中継装置の識別情報である装置識別情報は、MACアドレスに限定されるわけではなく、ネットワーク内のデータ中継時に各中継装置を識別するために用いられる装置識別情報であればよい。
<
In the embodiment, two types of relay devices called routers and switching hubs are exemplified as nodes included in the network. However, the names and types of these relay devices are not limited to the examples in the embodiment, and in short, a tree structure. A first relay device that relays data as a node corresponding to the route of the node, and a plurality of ports that have a plurality of ports that communicate with other nodes and that relay data using the ports Any second relay device may be used. For example, the second relay device may be a relay device called a repeater. In addition, the device identification information that is identification information of the relay device is not limited to the MAC address, and may be device identification information that is used to identify each relay device during data relay in the network.
<変形例3>
実施形態では、制御部11が各スイッチングハブから受信した情報を基に装置接続情報テーブルを生成し、さらに階層推定テーブルを生成して物理トポロジを検出していたが、階層推定テーブルなるものを生成して揮発性記憶部12に記憶することは必ずしも必須ではない。要するに、制御部11は、各スイッチングハブから受信した情報を基に装置接続情報テーブルを生成したのち、実施形態で階層推定テーブルを用いて説明した原理や考え方に沿って、物理トポロジ、つまり自ネットワークのツリー構造における各階層に属するスイッチングハブのMACアドレスと、各々のスイッチングハブにおいて他のスイッチングハブが繋がっているポートのポート番号とによって表される物理トポロジを検出すればよい。
<
In the embodiment, the
<変形例4>
上述した実施形態におけるプログラムは、磁気記録媒体(磁気テープ、磁気ディスクなど)、光記録媒体(光ディスクなど)、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶した状態で、ルータ10等の第1の中継装置およびスイッチングハブA,B,C,D等の第2の中継装置に提供し得る。この場合には、記録媒体を読み取るインタフェースをこれらの中継装置に設ければよい。また、ネットワーク経由でこれらの中継装置にダウンロードさせることも可能である。
<Modification 4>
The program in the above-described embodiment is stored in a computer-readable recording medium such as a magnetic recording medium (magnetic tape, magnetic disk, etc.), an optical recording medium (optical disk, etc.), a magneto-optical recording medium, a semiconductor memory, etc. The first relay device such as 10 and the second relay device such as switching hubs A, B, C, and D may be provided. In this case, an interface for reading the recording medium may be provided in these relay apparatuses. It is also possible to download to these relay devices via a network.
<変形例5>
上述した実施形態では、ルータ10が問い合わせパケット(第3のパケット)を送信する際に、問い合わせ先のスイッチングハブが繋がっている他のスイッチングハブのMACアドレス(装置識別情報)を設定した通知データを送信し、これを受信したスイッチングハブは、通知データにてMACアドレスが示された他のスイッチングハブが繋がっているポートのポート番号を回答パケット(第4のパケット)の通知データに設定して返信していた。
これに対して、各々のスイッチングハブが、問い合わせパケット(第3のパケット)における上記の「他のスイッチングハブ」に相当する情報を記憶しておき、ルータ10から「他のスイッチングハブ」を特定しない問い合わせパケットを受信すると、自身が記憶している当該「他のスイッチングハブ」のMACアドレスと「他のスイッチングハブ」が繋がっているポートのポート番号とを合わせて、回答パケット(第4のパケット)の通知データとしてもよい。そのために、各々のスイッチングハブは、揮発性記憶部22(記憶手段)に上述したMACアドレステーブルとは別に、「応答MACアドレステーブル」を記憶する。「応答MACアドレステーブル」とは、応答パケット(第2のパケット)を受信したポート番号とその応答パケットの送信元のノード(すなわち「他のスイッチングハブ」)のMACアドレスとを登録したものである。「応答MACアドレステーブル」は、電源投入時等の初期状態では空欄になっていて、スイッチングハブの制御部21は、他のスイッチングハブから応答パケットを受信すると、当該応答パケットの送信元MACアドレスを応答MACアドレステーブルに記述する。
例えば上述の実施形態において、ルータ10の制御部11(第1の要求手段)がリクエストパケット(第1のパケット)を送信し、それに対して各スイッチングハブの制御部21(第1の応答手段)が応答パケット(第2のパケット)を送信した後において、各スイッチングハブの応答MACアドレステーブルは、以下のようになる。すなわち、スイッチングハブAの応答MACアドレステーブルには、スイッチングハブB、スイッチングハブC、スイッチングハブDのMACアドレスが記憶される。これは、スイッチングハブB、スイッチングハブC、スイッチングハブDから送信される応答パケットがスイッチングハブAを経由してルータ10に到達して、制御部11(第1の取得手段)により取得されるからである。同様にして、スイッチングハブBは、スイッチングハブDからの応答パケットを中継するため、スイッチングハブBの応答MACアドレステーブルにはスイッチングハブDのMACアドレスが記憶される。一方、スイッチングハブCおよびスイッチングハブDは、他のスイッチングハブからの応答パケットを中継しないため、スイッチングハブCおよびスイッチングハブDの応答MACアドレステーブルは空欄のままである。
ルータの制御部11(第2の要求手段)は、取得した応答パケットに含まれているMACアドレスによって識別される各々のスイッチングハブに対して、そのスイッチングハブにおいていずれかのポートに繋がっているスイッチングハブのMACアドレスおよび当該ポートのポート番号を要求するべく、問い合わせパケット(第3のパケット)を送信する。
そして、各スイッチングハブA,B,C,Dの制御部21(第2の応答手段)は、ルータ10から問い合わせパケットを受信すると、自身の応答MACアドレステーブルに記憶されたMACアドレスと当該MACアドレスに対応するポート番号とを通知データとした回答パケット(第4のパケット)をルータ10に返す。ポート番号は、通常のMACアドレステーブルを参照して求めてもよいし、他のスイッチングハブから応答パケットを受信した際に応答MACアドレステーブルに他のスイッチングハブのMACアドレスと当該応答パケットを受信したポートのポート番号とを対応づけて記憶しておいてもよい。なお、このときの問い合わせパケット(第3のパケット)においては、当該パケットが問い合わせパケットであることが分かればよいので、そのペイロード部の「通知データ」は使用されない。このため、通知データは例えば「0」としておく。あるいは、通知データを送信すること自体を行わない、つまりペイロード部に通知データが含まれないという態様であってもよい。
こうして全ての回答パケットが送信された後のルータ10の装置接続情報テーブルは、図11のようになる。ルータ10は、図11の装置接続情報テーブルの内容に基づいて階層を推定することで、上述の実施形態と同様の階層推定テーブル(図6)を得て階層構造のトポロジを検出することができる。このような変形例によれば、スイッチングハブからルータ10へ送信する回答パケットは、トポロジ検出に必要なMACアドレスとポート番号の組合せのみですむ。
<Modification 5>
In the embodiment described above, when the
On the other hand, each switching hub stores information corresponding to the above-mentioned “other switching hub” in the inquiry packet (third packet), and does not specify “other switching hub” from the
For example, in the above-described embodiment, the control unit 11 (first request unit) of the
For each switching hub identified by the MAC address included in the acquired response packet, the control unit 11 (second request unit) of the router performs switching connected to any port in the switching hub. An inquiry packet (third packet) is transmitted to request the MAC address of the hub and the port number of the port.
When the control unit 21 (second response unit) of each switching hub A, B, C, D receives the inquiry packet from the
The device connection information table of the
<変形例6>
以上の説明では、ルータおよびスイッチングハブのみがリクエストパケットあるいは問い合わせパケットに対する応答を行うものとして説明したが、他のネットワークノード(たとえばパーソナルコンピュータ等の通信端末)もこれらに応答して応答パケットや回答パケットを送信するようにしてもよい。
<Modification 6>
In the above description, it has been described that only the router and the switching hub respond to the request packet or the inquiry packet. However, other network nodes (for example, communication terminals such as personal computers) also respond to these in response packets and reply packets. May be transmitted.
10・・・ルータ、A,B,C,D・・・スイッチングハブ、11,21・・・制御部、12,22・・・揮発性記憶部、13,23・・・不揮発性記憶部、14―1〜14―n、24―1〜24―m、P・・・ポート、15・・・UI部 10 ... router, A, B, C, D ... switching hub, 11, 21 ... control unit, 12, 22 ... volatile storage unit, 13, 23 ... non-volatile storage unit, 14-1 to 14-n, 24-1 to 24-m, P ... port, 15 ... UI part
Claims (12)
前記第1の中継装置が、前記ネットワークに含まれるノード群に対して、当該第1の中継装置の装置識別情報を含む第1のパケットを送信し、
各々の前記第2の中継装置が、前記複数のポートのいずれかのポートが前記第1のパケットを受信すると、当該第1のパケットを受信したポートをアップリンクポートとし、当該アップリンクポートのポート識別情報と、自装置の装置識別情報とを含む第2のパケットを、前記アップリンクポートから前記第1の中継装置に宛てて送信し、他の前記第2の中継装置から送信された当該第2のパケットを受信した場合には、当該第2のパケットを前記第1の中継装置に宛てて転送し、
前記第1の中継装置が、各々の前記第2の中継装置から送信又は転送されてくる前記第2のパケットを受信し、
前記第1の中継装置が、前記第2のパケットの送信元である前記第2の中継装置に対して、当該第2の中継装置のどのポートに他の前記第2の中継装置が繋がっているかを問い合わせる第3のパケットを送信し、
各々の前記第2の中継装置が、前記第3のパケットを受信すると、他の前記第2の中継装置が繋がっているポートのポート識別情報と、自装置の装置識別情報とを含む第4のパケットを、前記第1の中継装置に宛てて送信し、
前記第1の中継装置が、受信した前記第2のパケットおよび前記第4のパケットに含まれている前記装置識別情報及び前記ポート識別情報に基づいて、各々の前記第2の中継装置が有するポートのポート識別情報と、当該ポートに繋がっている他の前記第2の中継装置の装置識別情報とを対応付けて記憶手段に記憶し、
前記第1の中継装置が、前記記憶手段に記憶されている内容に基づいて、前記ネットワークのツリー構造における各階層に属する前記第2の中継装置の装置識別情報と、各々の前記第2の中継装置において他の第2の中継装置が繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出する
ことを特徴とするトポロジ検出システム。 A first relay device that relays data as a node corresponding to the root in a tree-structured network including at least three nodes, and a plurality of ports that communicate with other nodes in the network A topology detection system that includes a plurality of second relay devices that are nodes that relay data using ports, and detects a physical topology in the network,
The first relay device transmits a first packet including device identification information of the first relay device to a node group included in the network;
When each of the second relay devices receives the first packet at any one of the plurality of ports, the port that has received the first packet is set as an uplink port, and the port of the uplink port The second packet including the identification information and the device identification information of the own device is transmitted from the uplink port to the first relay device, and the second packet transmitted from the other second relay device is transmitted. When the second packet is received, the second packet is forwarded to the first relay device,
The first relay device receives the second packet transmitted or forwarded from each of the second relay devices;
Which port of the second relay device is connected to the other second relay device with respect to the second relay device from which the first relay device is the transmission source of the second packet Send a third packet to query
When each of the second relay devices receives the third packet, the fourth relay device includes port identification information of a port to which the other second relay device is connected and device identification information of the own device. Sending the packet to the first relay device;
Each first relay device has a port based on the device identification information and the port identification information included in the received second packet and the fourth packet. The port identification information and the device identification information of the other second relay device connected to the port in association with each other and stored in the storage means,
Based on the contents stored in the storage means, the first relay device, device identification information of the second relay device belonging to each layer in the tree structure of the network, and each of the second relays A topology detection system for detecting a physical topology represented by port identification information of a port connected to another second relay device in the device.
前記第1の中継装置が、前記ネットワークに含まれるノード群に対して第1のパケットを送信し、
各々の前記第2の中継装置が、前記複数のポートのいずれかのポートが前記第1のパケットを受信すると、当該第1のパケットを受信したポートをアップリンクポートとし、当該アップリンクポートのポート識別情報と自装置の装置識別情報とを含む第2のパケットを、前記アップリンクポートから前記第1の中継装置に宛てて送信し、他の前記第2の中継装置から送信された前記第2のパケットを前記アップリンクポート以外のポートが受信した場合には、当該ポートのポート識別情報を、受信した前記第2のパケットに含めて、前記アップリンクポートから前記第1の中継装置に宛てて転送し、
前記第1の中継装置が、各々の前記第2の中継装置から送信又は転送されてくる前記第2のパケットを受信し、
前記第1の中継装置が、受信した前記第2のパケットに含まれている前記装置識別情報及び前記ポート識別情報に基づいて、各々の前記第2の中継装置が有するポートのポート識別情報と、当該ポートに繋がっている他の前記第2の中継装置の装置識別情報とを対応付けて記憶手段に記憶し、
前記第1の中継装置が、前記記憶手段に記憶されている内容に基づいて、前記ネットワークのツリー構造における各階層に属する前記第2の中継装置の装置識別情報と、各々の前記第2の中継装置において他の第2の中継装置が繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出する
ことを特徴とするトポロジ検出システム。 A first relay device that relays data as a node corresponding to the root in a tree-structured network including at least three nodes, and a plurality of ports that communicate with other nodes in the network A topology detection system that includes a plurality of second relay devices that are nodes that relay data using ports, and detects a physical topology in the network,
The first relay device transmits a first packet to a node group included in the network;
When each of the second relay devices receives the first packet at any one of the plurality of ports, the port that has received the first packet is set as an uplink port, and the port of the uplink port The second packet including the identification information and the device identification information of the own device is transmitted from the uplink port to the first relay device, and the second packet transmitted from the other second relay device. When a port other than the uplink port receives the packet, the port identification information of the port is included in the received second packet and is transmitted from the uplink port to the first relay device. Forward,
The first relay device receives the second packet transmitted or forwarded from each of the second relay devices;
Based on the device identification information and the port identification information included in the second packet received by the first relay device, port identification information of a port included in each of the second relay devices; Storing the device identification information of the other second relay device connected to the port in association with the device,
Based on the contents stored in the storage means, the first relay device, device identification information of the second relay device belonging to each layer in the tree structure of the network, and each of the second relays A topology detection system for detecting a physical topology represented by port identification information of a port connected to another second relay device in the device.
前記記憶手段に記憶されている内容を参照して、
前記アップリンクポート以外のポートに他の全ての第2の中継装置が繋がっている第2の中継装置が属する階層が、前記第1の中継装置を除いて前記ネットワークにおける最上位層であることを特定し、
前記最上位層に属すると特定された第2の中継装置以外の第2の中継装置が属する階層を最上位層から1つ下の層であると仮定した後に、当該層に属すると仮定された第2の中継装置のうちの他の第2の中継装置が有する前記アップリンクポート以外のポートに自身が繋がっている第2の中継装置を検出し、当該第2の中継装置が属する階層を1つ下げていくことで、各々の第2の中継装置が属する階層を特定し、
各々の前記第2の中継装置について特定した階層を用いて物理トポロジを検出する
ことを特徴とする請求項1また2記載のトポロジ検出システム。 When the first relay device detects a physical topology,
With reference to the contents stored in the storage means,
The layer to which the second relay device in which all other second relay devices are connected to ports other than the uplink port belongs is the highest layer in the network except for the first relay device. Identify,
It is assumed that the layer to which the second relay device other than the second relay device identified as belonging to the highest layer belongs is one layer below the highest layer and then belongs to the layer The second relay device connected to a port other than the uplink port of the other second relay device among the second relay devices is detected, and the hierarchy to which the second relay device belongs is defined as 1 By identifying the hierarchy to which each second relay device belongs,
The topology detection system according to claim 1 or 2, wherein a physical topology is detected using a hierarchy specified for each of the second relay devices.
前記第2の中継装置は、OSI参照モデルの第1層である物理層から第2層であるデータリンク層までの階層において複数のノードを論理的に接続してデータの中継を行う中継装置であり、
前記第2の中継装置の装置識別情報は、当該第2の中継装置に割り当てられたMAC(Media Access Control)アドレスである
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のトポロジ検出システム。 The first relay device relays data by logically connecting a plurality of networks in a hierarchy from a physical layer as a first layer to a network layer as a third layer in an OSI (Open Systems Interconnection) reference model. Relay device to perform,
The second relay apparatus is a relay apparatus that relays data by logically connecting a plurality of nodes in a hierarchy from a physical layer that is the first layer of the OSI reference model to a data link layer that is the second layer. Yes,
The topology detection system according to claim 1, wherein the device identification information of the second relay device is a MAC (Media Access Control) address assigned to the second relay device. .
自装置の配下のネットワークに含まれるノード群に対して、当該ノードにおいて自装置に繋がっているポートのポート識別情報および当該ノードの装置識別情報を要求する第1の要求手段と、
前記ノードから前記要求に応じて送信されてくる応答から、前記ポート識別情報と当該応答の送信元の装置識別情報を取得する第1の取得手段と、
前記第1の取得手段により取得された装置識別情報によって識別される各々の前記送信元に対して、前記第1の取得手段により取得された他の装置識別情報によって識別される他のノードと繋がっているポートのポート識別情報を要求する第2の要求手段と、
前記第2の要求手段による要求に応じて送信されてくる応答から、前記第1の取得手段により取得した装置識別情報によって識別される各々の前記送信元において前記他のノードと繋がっているポートのポート識別情報および当該他のノードの装置識別情報を取得する第2の取得手段と、
前記第2の取得手段により取得された前記ポート識別情報および前記装置識別情報に基づいて、前記ツリー構造のネットワークにおける各階層に属するノードの装置識別情報と、当該ノードにおいて他のノードと繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出するトポロジ検出手段と
を備える中継装置。 A relay device that relays data as a node corresponding to a root in a tree-structured network,
First request means for requesting port identification information of a port connected to the own device in the node and the device identification information of the node for a node group included in the network under the own device;
First acquisition means for acquiring the port identification information and device identification information of the transmission source of the response from a response transmitted in response to the request from the node;
Each transmission source identified by the device identification information acquired by the first acquisition unit is connected to another node identified by the other device identification information acquired by the first acquisition unit. Second request means for requesting port identification information of the port being
From the response transmitted in response to the request by the second requesting unit, the port connected to the other node at each of the transmission sources identified by the device identification information acquired by the first acquiring unit Second acquisition means for acquiring port identification information and device identification information of the other node;
Based on the port identification information and the device identification information acquired by the second acquisition means, the device identification information of a node belonging to each layer in the tree-structured network is connected to another node in the node. And a topology detection means for detecting a physical topology represented by the port identification information of the port.
前記ネットワークに含まれる他のノードとの間で通信を行う複数のポートと、
前記ポートに繋がっている前記他のノードの装置識別情報を当該ポートのポート情報と対応付けて記憶する記憶手段と、
前記ネットワークにおいてルートに相当するノードであるルートノードから、自装置において当該ルートノードに繋がっているポートのポート識別情報の要求がいずれかの前記ポートによって受信されると、当該要求を受信したポートのポート識別情報を前記ルートノードに送信する第1の応答手段と、
前記ルートノードからの前記要求に応答して前記他のノードから当該ルートノードに対して送信されたポート識別情報がいずれかの前記ポートによって受信されると、受信された当該ポート識別情報を前記ルートノードに転送する転送手段と、
前記ルートノードから送信され、自装置において前記他のノードに繋がっているポートの問い合わせがいずれかの前記ポートによって受信されると、前記記憶手段に記憶された装置識別情報のうち、前記他のノードに相当する装置識別情報に対応付けられたポート識別情報をいずれかの前記ポートから前記ルートノードに送信する第2の応答手段と
を備える中継装置。 A relay device that relays data in a tree-structured network,
A plurality of ports for communicating with other nodes included in the network;
Storage means for storing device identification information of the other node connected to the port in association with port information of the port;
When a request for port identification information of a port connected to the root node is received by any of the ports from a root node that is a node corresponding to the root in the network, the port of the port that has received the request is received. First response means for transmitting port identification information to the root node;
When the port identification information transmitted from the other node to the root node in response to the request from the root node is received by any of the ports, the received port identification information is transmitted to the route A transfer means for transferring to the node;
When an inquiry about a port transmitted from the root node and connected to the other node in the own device is received by any of the ports, the other node among the device identification information stored in the storage unit A relay device comprising: second response means for transmitting port identification information associated with the device identification information corresponding to 1 from any of the ports to the root node.
自装置の配下のネットワークに含まれるノード群に対して、当該ノードにおいて自装置と繋がっているポートのポート識別情報、当該ノードの装置識別情報、当該ノードにおいて前記中継装置と繋がっているポート以外のポートのポート識別情報、および、当該ポート識別情報によって識別されるポートに繋がっている他のノードの装置識別情報を要求する要求手段と、
前記要求手段による要求に対する応答を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した応答から、前記装置識別情報および前記ポート識別情報を取得して記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された装置識別情報およびポート識別情報に基づいて、前記ツリー構造のネットワークにおける各階層に属するノードの装置識別情報と当該ノードが他のノードと繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出するトポロジ検出手段と
を備える中継装置。 A relay device that relays data as a node corresponding to a root in a tree-structured network,
For a node group included in the network under its own device, the port identification information of the port connected to the own device in the node, the device identification information of the node, and the port other than the port connected to the relay device in the node Request means for requesting port identification information of a port and device identification information of another node connected to the port identified by the port identification information;
Receiving means for receiving a response to the request by the request means;
Storage means for acquiring and storing the device identification information and the port identification information from the response received by the reception means;
Based on the device identification information and the port identification information stored in the storage means, the device identification information of a node belonging to each layer in the tree-structured network, and the port identification information of a port connected to the other node of the node A topology detection unit that detects a physical topology represented by the relay device.
前記ネットワークに接続される他のノードとの間で通信を行う複数のポートと、
前記ポートに繋がっている前記他のノードの装置識別情報を当該ポートのポート識別情報と対応付けて記憶する記憶手段と、
前記ネットワークにおいてルートに相当するノードであるルートノードから、自装置において前記ルートノードと繋がっているポートのポート識別情報、自装置の装置識別情報、自装置において前記ルートノードと繋がっているポート以外のポートのポート識別情報、および、当該ポート識別情報によって識別されるポートに繋がっている他のノードの装置識別情報についての要求を、自装置において前記ルートノードと繋がっているポートが受信すると、当該ポートのポート識別情報、自装置の装置識別情報、前記記憶手段に記憶された他のノードの装置識別情報およびポート識別情報を当該ポートから前記ルートノードに送信する応答手段と
を備える中継装置。 A relay device that relays data in a tree-structured network,
A plurality of ports for communicating with other nodes connected to the network;
Storage means for storing device identification information of the other node connected to the port in association with port identification information of the port;
From a root node that is a node corresponding to the root in the network, port identification information of a port connected to the root node in the own device, device identification information of the own device, and a port other than a port connected to the root node in the own device When the port connected to the root node in the own device receives a request for the port identification information of the port and the device identification information of another node connected to the port identified by the port identification information, the port And a response means for transmitting the port identification information of the other node stored in the storage means and the port identification information from the port to the root node.
自装置の配下のネットワークに含まれるノード群に対して、当該ノードにおいて自装置に繋がっているポートのポート識別情報および当該ノードの装置識別情報を要求する第1の要求手段と、
前記ノードから前記要求に応じて送信されてくる応答から、前記ポート識別情報と当該応答の送信元の装置識別情報を取得する第1の取得手段と、
前記第1の取得手段により取得された装置識別情報によって識別される各々の前記送信元に対して、当該送信元においていずれかのポートに繋がっている他のノードの装置識別情報および当該ポートのポート識別情報を要求する第2の要求手段と、
前記第2の要求手段による要求に応じて送信されてくる応答から、前記第1の取得手段により取得した装置識別情報によって識別される各々の前記送信元において前記他のノードと繋がっているポートのポート識別情報および当該他のノードの装置識別情報を取得する第2の取得手段と、
前記第2の取得手段により取得された前記ポート識別情報および前記装置識別情報に基づいて、前記ツリー構造のネットワークにおける各階層に属するノードの装置識別情報と、当該ノードにおいて他のノードと繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出するトポロジ検出手段と
を備える中継装置。 A relay device that relays data as a node corresponding to a root in a tree-structured network,
First request means for requesting port identification information of a port connected to the own device in the node and the device identification information of the node for a node group included in the network under the own device;
First acquisition means for acquiring the port identification information and device identification information of the transmission source of the response from a response transmitted in response to the request from the node;
For each of the transmission sources identified by the device identification information acquired by the first acquisition means, device identification information of other nodes connected to any port in the transmission source and the port of the port A second request means for requesting identification information;
From the response transmitted in response to the request by the second requesting unit, the port connected to the other node at each of the transmission sources identified by the device identification information acquired by the first acquiring unit Second acquisition means for acquiring port identification information and device identification information of the other node;
Based on the port identification information and the device identification information acquired by the second acquisition means, the device identification information of a node belonging to each layer in the tree-structured network is connected to another node in the node. And a topology detection means for detecting a physical topology represented by the port identification information of the port.
前記ネットワークに含まれる他のノードとの間で通信を行う複数のポートと、
前記ネットワークにおいてルートに相当するノードであるルートノードから、自装置において当該ルートノードに繋がっているポートのポート識別情報の要求がいずれかの前記ポートによって受信されると、当該要求を受信したポートのポート識別情報を前記ルートノードに送信する第1の応答手段と、
前記ルートノードからの前記要求に応答して前記他のノードから当該ルートノードに対して送信されたポート識別情報がいずれかの前記ポートによって受信されると、当該受信をしたポートのポート識別情報と前記他のノードの装置識別情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記ルートノードから送信され、自装置において前記他のノードに繋がっているポートの問い合わせがいずれかの前記ポートによって受信されると、前記記憶手段に記憶されたポート識別情報および装置識別情報を前記ルートノードに送信する第2の応答手段と
を備える中継装置。 A relay device that relays data in a tree-structured network,
A plurality of ports for communicating with other nodes included in the network;
When a request for port identification information of a port connected to the root node is received by any of the ports from a root node that is a node corresponding to the root in the network, the port of the port that has received the request is received. First response means for transmitting port identification information to the root node;
When the port identification information transmitted from the other node to the root node in response to the request from the root node is received by any of the ports, the port identification information of the received port Storage means for storing the device identification information of the other nodes in association with each other;
When an inquiry about a port transmitted from the root node and connected to the other node is received by any of the ports, the port identification information and the device identification information stored in the storage unit are transmitted to the route. And a second response means for transmitting to the node.
自装置の配下のネットワークに含まれるノード群から、当該ノードにおいて自装置に繋がっているポートのポート識別情報および当該ノードの装置識別情報を取得する第1の取得手段と、
前記第1の取得手段により取得された装置識別情報によって識別される各々の前記ノードから、前記第1の取得手段により取得された他の装置識別情報によって識別される他のノードと繋がっているポートのポート識別情報および当該他のノードの装置識別情報を取得する第2の取得手段と、
前記第2の取得手段により取得された前記ポート識別情報および前記装置識別情報に基づいて、前記ツリー構造のネットワークにおける各階層に属するノードの装置識別情報と、当該ノードにおいて他のノードと繋がっているポートのポート識別情報とによって表される物理トポロジを検出するトポロジ検出手段と
を備える中継装置。 A relay device that relays data as a node corresponding to a root in a tree-structured network,
First acquisition means for acquiring port identification information of a port connected to the own device in the node and device identification information of the node from a node group included in a network under the own device;
A port connected to another node identified by the other device identification information acquired by the first acquisition unit from each of the nodes identified by the device identification information acquired by the first acquisition unit. Second acquisition means for acquiring the port identification information and the device identification information of the other node;
Based on the port identification information and the device identification information acquired by the second acquisition means, the device identification information of a node belonging to each layer in the tree-structured network is connected to another node in the node. And a topology detection means for detecting a physical topology represented by the port identification information of the port.
前記ネットワークに含まれる他のノードとの間で通信を行う複数のポートと、
前記ポートに繋がっている前記他のノードの装置識別情報を当該ポートのポート情報と対応付けて記憶する記憶手段と、
前記ネットワークにおいてルートに相当するノードであるルートノードに、自装置において当該ルートノードに繋がっているポートのポート識別情報を送信する第1の送信手段と、
前記他のノードから前記ルートノードに対して送信されたポート識別情報を前記ルートノードに転送する転送手段と、
前記ルートノードから送信され、自装置において前記他のノードに繋がっているポートの問い合わせが受信されると、前記記憶手段に記憶された装置識別情報のうち、前記他のノードに相当する装置識別情報に対応付けられたポート識別情報を前記ルートノードに送信する第2の送信手段と
を備える中継装置。 A relay device that relays data in a tree-structured network,
A plurality of ports for communicating with other nodes included in the network;
Storage means for storing device identification information of the other node connected to the port in association with port information of the port;
The root node is a node corresponding to the root in the network, a first transmitting means for sending the port identification information of ports connected to the root node in its own device,
Transfer means for transferring the port identification information transmitted to the root node from the other node to the root node,
Device identification information corresponding to the other node among the device identification information stored in the storage means when an inquiry of a port connected to the other node is received in the own device is transmitted from the root node A relay device comprising: second transmission means for transmitting the port identification information associated with to the root node.
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