JP7135790B2 - リンクアグリゲーション管理装置、中継装置、リンクアグリゲーション管理方法及びプログラム - Google Patents

リンクアグリゲーション管理装置、中継装置、リンクアグリゲーション管理方法及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、リンクアグリゲーション管理装置、中継装置、リンクアグリゲーション管理方法及びプログラムに関する。
特許文献1に、複数の中継器を複数の物理回線で相互に接続した構成において、複数の物理回線を用いて論理的な回線を構成するいわゆるリンクアグリゲーションを用いたネットワーク中継システムが開示されている。特許文献1では、いずれかの中継器で障害が発生した場合に、これを確実に検知する構成が提案されている。具体的には、IFSW1,2,4に、FSW6~FSW20が接続されているポートに対してLAG34,36,38が設定されている構成において、FSW6~FSW20が、IFSW1,2,4に対して検知フレームを送信する。また、IFSW1,2,4もFSW6~FSW20に対して検知フレームを送信する。いずれかのIFSW1,2,4又はFSW6~FSW20で検知フレームが受信できなかった場合、障害が発生したと判断すると記載されている。なお、特許文献1におけるIFSW、FSWは、それぞれインターフェース中継器、ファブリック中継器の略である。
特許文献2には、リンク集約(リンクアグリゲーション)された複数の物理ポートに対して疎通確認するにあたり、そのコスト上昇、工数増大を抑制できるというネットワークシステムが開示されている。具体的には、特許文献2のネットワーク管理装置は、送信元アドレス欄に、自装置のネットワークインターフェースのアドレスとは別の、予め用意された所定のアドレスのうちの1つを仮想送信元アドレスとして設定したフレームを作成する。そして、このネットワーク管理装置は、リンクアグリゲーショングループに集約された複数のポートを有する通信装置の前記複数のポートのうちの少なくとも1つのポート宛てに、前記フレームを送信する。より具体的には、このネットワーク管理装置は、前記ネットワークインターフェースを介して前記通信装置が接続するネットワークに、前記フレームを送信する。そして、このネットワーク管理装置は、前記ポートからの宛先アドレスを前記仮想送信元アドレスとする応答フレームの受信を確認する。
特許第5527613号公報 特開2018-125834号公報
以下の分析は、本発明によって与えられたものである。リンクアグリゲーションを利用している場合において、リンクアグリゲーションのスタック構成機器である端末等を交換する場合がある。このとき、リンクアグリゲーションに用いるポートを自動的に設定する自動設定機能が使用できなくなるという問題が知られている。
自動設定機能を使用する場合、一般的には、スタック構成機器は、LACP(Link Aggregation Control Protocol)を用いて、対向機器等の別の端末から設定情報を取得する。しかしながら、交換直後のスタック構成機器は、当然に、リンクアグリゲーション設定は行われていない。一方で、スタック構成機器と対向機器等との間に中継装置が存在する当該交換対象のスタック構成機器の接続ポートにリンクアグリゲーションの設定が残った状態となる。この状態では、交換直後のスタック構成機器の送信したパケットに対する応答が、リンクアグリゲーション設定により別の機器に送信されるなどして、正しく通信が行えない場合がある。
この問題は、特許文献1の技術を用いても同様に生じうる。特許文献1のネットワーク中継システムにおいては、検知フレームの不達をもって故障と判断し、再接続した際にリンクアグリゲーションの設定を復旧する構成に止まっている。このため、交換後のスタック構成機器から送信したパケットに対する応答が正しく受信されるまでに時間がかかってしまうという問題点がある。
本発明は、リンクアグリゲーションを設定しているスタック構成機器の交換等の容易化に貢献できるリンクアグリゲーション管理装置、中継装置、リンクアグリゲーション管理方法及びプログラムを提供することを目的とする。
第1の視点によれば、所定の中継装置とリンクアグリゲーションを用いて接続された仮想的に1台の装置として動作するスタック構成機器の変更を検出する状態監視部と、前記スタック構成機器の変更を検出した場合、前記中継装置における前記リンクアグリゲーションの設定解除と前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する中継装置制御部と、を備えるリンクアグリゲーション管理装置が提供される。
第2の視点によれば、リンクアグリゲーションを用いて接続された仮想的に1台の装置として動作するスタック構成機器の変更を検出する状態監視部と、前記スタック構成機器の変更を検出した場合、前記リンクアグリゲーションの設定解除と前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する制御部と、を備える中継装置が提供される。
第3の視点によれば、所定の中継装置とリンクアグリゲーションを用いて接続された仮想的に1台の装置として動作するスタック構成機器の変更を検出し、前記スタック構成機器の変更を検出した場合、前記中継装置における前記リンクアグリゲーションの設定解除と前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施するリンクアグリゲーション管理方法が提供される。本方法は、前記中継装置を制御するコンピュータという、特定の機械に結びつけられている。
第4の視点によれば、所定の中継装置とリンクアグリゲーションを用いて接続された仮想的に1台の装置として動作するスタック構成機器の変更を検出する処理と、前記スタック構成機器の変更を検出した場合、前記中継装置における前記リンクアグリゲーションの設定解除と前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する処理と、をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な(非トランジトリーな)記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
本発明によれば、リンクアグリゲーションを設定しているスタック構成機器の交換等を容易化することが可能となる。
本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態におけるスイッチ交換後の状態を示す図である。 本発明の第1の実施形態の動作を表したシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態の動作を表したフローチャートである。 本発明の第2の実施形態の構成を示す図である。 本発明のLAG管理方法を実施可能なコンピュータの構成を示す図である。
はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。また、以降の説明で参照する図面等のブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号(データ)の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。また、図中の各ブロックの入出力の接続点には、ポート乃至インターフェースがあるが図示省略する。また、以下の説明において、「A及び/又はB」は、A及びBの少なくともいずれかという意味で用いる。
本発明は、その一実施形態において、図1に示すように、中継装置制御部11と、状態監視部12とを備えるリンクアグリゲーション管理装置10にて実現できる。より具体的には、状態監視部12は、所定の中継装置20とリンクアグリゲーションを用いて接続された仮想的に1台の装置として動作するスタック構成機器30A、30Bの変更を検出する。ここで、スタック構成機器の変更とは、スタックを構成する機器の交換、追加等をいう。
中継装置制御部11は、前記スタック構成機器30A、30Bの変更を検出した場合、前記中継装置20における前記リンクアグリゲーションの設定解除と前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する。
例えば、図1のスタック構成機器30Bが、図2に示すように前記スタック構成機器30Cに置き換えられた場合、状態監視部12は、スタック構成機器に変更が生じたことを検出する。
この場合、中継装置制御部11は、まず、中継装置20に対し、リンクアグリゲーションの設定解除を指示する。これにより、中継装置20からスタック構成機器側へのパケット転送がスタック構成機器30Aに限定される。その次に、中継装置制御部11は、前記変更後のスタック構成機器30A、30Cによるリンクアグリゲーションの設定を実施する。以上の手順を経ることにより、スタック構成機器の交換後、速やかにリンクアグリゲーションを動作させることが可能となる。
以上のように、本実施形態のリンクアグリゲーション管理装置10を用いることで、リンクアグリゲーションを設定しているスタック構成機器の交換等を容易化することが可能となる。
[第1の実施形態]
続いて、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図3は、本発明の第1の実施形態の構成を示す図である。図3を参照すると、中継装置20に、リンクアグリゲーション管理装置10、サーバー40、及び、スタック構成機器群としてスイッチ31A、31Bが接続された構成が示されている。
スイッチ31A、31Bは、中継装置20と、リンクアグリゲーション(以下、「LAG」とも記す。)にて接続されているレイヤ2(L2)スイッチである。以下の説明では、スイッチ31Bを、スイッチ31Cに交換するものとして説明する。具体的には、スイッチ31Bと接続しているネットワークインターフェースに対し、スイッチ31Cを接続する作業を行うことになる。また、以下の説明では、少なくとも、スイッチ31B、31Cは、リンクアグリゲーションの自動設定機能を備えているものとして説明する。以下、スイッチ31A~31Cを特に区別しない場合、「スイッチ31」と記す。
ここで、自動設定機能とは、LACP(Link Aggregation Control Protocol)を用いて外部の機器からリンクアグリゲーションに関する設定を取得し、自動設定を行う機能である。なお、本実施形態では、スイッチ31は、未設定状態で起動された際に、設定配布機能41を有するサーバー40から設定を取得するものとして説明する。
リンクアグリゲーション管理装置10は、状態監視部12と、中継装置制御部11と、を備えている。
状態監視部12は、中継装置20からLAG構成ポートの接続先のMACアドレスの通知を受け取ることにより、中継装置20のLAG構成ポートにおける接続先のMACアドレスを監視する。前記監視の結果、MACアドレスに変化が生じた場合、状態監視部12は、スイッチ31の交換が行われたものと判断する。前記スイッチ31の交換が行われたものと判断した場合、状態監視部12は、中継装置制御部11に、該当スイッチ31が接続されているポートの情報とともに、リンクアグリゲーション解除通知を送信する。
また、状態監視部12は、前記交換を検知したポートについて、リンクダウンが行われた場合、スイッチ31の交換が完了したものと判断する。前記スイッチ31の交換が完了したものと判断した場合、状態監視部12は、中継装置制御部11に、リンクアグリゲーション設定通知を送信する。なお、自動設定機能を備えたスイッチ31は、自動設定後、設定を反映するため、リンクダウン、リンクアップを行うので、リンクダウンをもって、交換の完了を検出することができる。
中継装置制御部11は、状態監視部12からリンクアグリゲーション解除通知(LAG解除通知)を受信した場合、中継装置20に対し、該当ポートのリンクアグリゲーション設定を解除するよう指示する。また、中継装置制御部11は、状態監視部12からリンクアグリゲーション設定通知(LAG設定通知)を受信した場合、中継装置20に対し、該当ポートのリンクアグリゲーションの設定を行うよう指示する。
サーバー40は、設定配布機能41を有し、中継装置20を介して自動設定機能を持つスイッチ31とリンクアグリゲーションを介した通信を行う対向機器である。設定配布機能41は、LACPを用いてスイッチ31からの設定情報取得要求に対し、設定情報を送信する機能である。
続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、図3のように、中継装置20に接続されていたスイッチ31Bを外し、図4に示すように、スイッチ31Cを接続するものとして説明する。このスイッチの交換の過程における各装置の動作を図5のシーケンス図と、図6のフローチャートを用いて説明する。
まず、状態監視部12は、中継装置20のLAG構成ポートにおける接続先のMACアドレスを監視する(図5の1:状態監視)。ここでは、スイッチ31Bが中継装置20のネットワークインターフェースから取り外されたものとする(図5の2:接続解除)。
次に、スイッチ31Cが中継装置20のネットワークインターフェースに接続されたものとする(図5の3:接続、図6のS001)。前記ネットワークインターフェースにスイッチ31Cが接続されると、中継装置20は、状態監視部12に対し、ネットワークインターフェースに接続されたスイッチ31CのMACアドレスを含む接続通知を送信する(図5の3.1:接続通知)。
状態監視部12は、接続通知にもとづいて、中継装置20のLAG構成ポートにおける接続先のMACアドレスに変化を検出し、スイッチ31Bがスイッチ31Cに交換されたものと判断する(図6のS002)。
次に、状態監視部12は、中継装置制御部11に対し、スイッチ31Cが接続されているポートの情報とともに、LAG解除通知を送信する(図5の3.1.1:LAG解除通知、図6のS003、S004)。
前記LAG解除通知を受信した中継装置制御部11は、中継装置20に対し、中継装置20の該当ポートのLAGの設定解除を指示する(図5の3.1.1.1:LAG解除設定、図6のS005)。
一方、交換後のスイッチ31Cは、自動設定機能により中継装置20を介してサーバー40に対し、設定情報を要求する(図5の4、4.1:設定情報の要求)。サーバー40は、前記設定情報の要求に応じて、スイッチ31Cに設定情報を送信する(図5の4.1.1、4.1.1.1:設定情報の送信)。
前記設定情報を受信したスイッチ31Cは、受信した設定情報を用いて自動設定を行う(図5の5:自動設定、図6のS006)。自動設定が完了すると、スイッチ31Cは、設定を有効にするため、リンクダウン、リンクアップ動作を行う(図5の6:接続解除、図5の7:接続)。
前記リンクアップ動作によりスイッチ31Cの接続を検知した中継装置20は、状態監視部12に対し、ネットワークインターフェースに接続されたスイッチ31CのMACアドレスを含む接続通知を送信する(図5の7.1:接続通知)。前記接続通知を受信した状態監視部12は、この接続通知に基づいて、スイッチ31Cの交換が完了したものと判断する(図6のS007)。
次に、状態監視部12は、中継装置制御部11に対し、LAG設定通知を送信する(図5の7.1.1:LAG設定通知、図7のS008、S009)。
前記LAG設定通知を受信した中継装置制御部11は、中継装置20に対し、中継装置20の該当ポートのLAGの設定を指示する(図5の7.1.1.1:LAG設定、図6のS0010)。
以上により、中継装置20のスイッチ31Cの接続ポートにおけるLAG設定が完了する。以降、スイッチ31Cと中継装置20は、LAGを用いて通信を開始する。
以上のように、リンクアグリゲーション管理装置10を設けた構成によれば、中継装置20のポートにLAGが設定されている場合においても、スイッチ31の自動設定機能を有効化したまま、スイッチ31の交換を行うことが可能となる。その理由は、リンクアグリゲーション管理装置10が、スイッチの交換動作を検知し、速やかに中継装置20のリンクアグリゲーションの設定を解除し、再設定を行う構成を採用したことにある。
[第2の実施形態]
上記した第1の実施形態では、中継装置20とは別にリンクアグリゲーション管理装置10を設けるものとして説明したが、中継装置20a自体に、リンクアグリゲーション管理装置10相当の機能を持たせた構成も採用可能である。
図7は、本発明の第2の実施形態の構成を示す図である。図7を参照すると、中継装置20aの内部に、制御部21と、状態監視部22が備えられている。制御部21は、上記第1の実施形態の中継装置制御部11に相当する。状態監視部22は、上記第1の実施形態の状態監視部12に相当する。それぞれの動作は第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
以上のように、第2の実施形態の構成であっても、第1の実施形態と同様に、スイッチ31の自動設定機能を有効化したまま、スイッチ31の交換を行うことが可能となる。
なお、上記第2の実施形態では、制御部21と状態監視部22の双方が中継装置20aに備えられているものとして説明したが、制御部21と状態監視部22の一方又は双方は、それぞれ別の装置として構成されていてもよい。例えば、制御部21に代えて、中継装置制御装置を別個に設けた構成も採用可能である。同様に、状態監視部22に代えて、状態監視装置を別個に設けた構成も採用可能である。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
例えば、上記した各実施形態では、スイッチの交換を検出する例を挙げて説明したが、同様の仕組みにより、スタック構成機器の変更として、スタック構成機器(スイッチ31)の増設を検出した場合にも適用することができる。この場合、状態監視部12(22)が新規のMACアドレスを持つ機器の追加を検知して、図5の「3:接続」以下の動作が行われる。これにより、リンクアグリゲーションに、物理リンクが1つ追加されることになる。
また例えば、スタック構成機器としてのスイッチ31の交換を行う例を挙げて説明したが、スタック構成機器はスイッチ31に限られない。スタック構成機器は、以下の条件を満たすものであればよく、仮想化環境上で動作する仮想スイッチ、VM(仮想マシン)、サーバー等であってもよい。このような条件を満たしうるものとして、VMware(登録商標)の分散仮想スイッチ(vDS:vSphere Distributed Switch)やWindows(登録商標)サーバーのNLB(Network Load Balancer)クラスタ等が挙げられる。
・複数台の機器の各インターフェースが中継装置20のインターフェースと負荷分散を行うよう接続されていること。
・中継装置20からインターフェースのMACアドレスを取得可能、また、端末交換時にMACアドレスが変化すること。
・各機器が自動設定機能を持ち、設定完了時にインターフェースのリンクダウン、リンクアップまたは、端末再起動を行うこと。
また、上記した第1~第2の実施形態に示した手順は、中継装置制御部11(21)又は/及び状態監視部12(22)として機能するコンピュータ(図8の9000)に、これらの機能を実現させるプログラムにより実現可能である。このようなコンピュータは、図8のCPU(Central Processing Unit)9010、通信インターフェース9020、メモリ9030、補助記憶装置9040を備える構成に例示される。すなわち、図8のCPU9010にて、状態監視プログラムや中継装置制御プログラムを実行し、その補助記憶装置9040等に保持された各計算パラメーターの更新処理を実施させればよい。
即ち、上記したリンクアグリゲーション管理装置10や中継装置20の各部(処理手段、機能)は、これらの装置に搭載されたプロセッサに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することができる。
最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
[第1の形態]
(上記第1の視点によるリンクアグリゲーション管理装置参照)
[第2の形態]
上記したリンクアグリゲーション管理装置の状態監視部は、前記スタック構成機器のMACアドレスの変化により、前記スタック構成機器の変更を検出する構成を採ることができる。
[第3の形態]
上記したリンクアグリゲーション管理装置の状態監視部は、
前記変更後のスタック構成機器と前記中継装置とのリンクダウンと再接続の検出を契機として、前記中継装置制御部に対し、リンクアグリゲーション設定通知を送信し、
前記中継装置制御部は、前記リンクアグリゲーション設定通知の受信を契機として、前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する構成を採ることができる。
[第4の形態]
上記したリンクアグリゲーション管理装置の前記スタック構成機器の変更として、前記スタック構成機器の増設を検出する構成を採ることができる。
[第5の形態]
(上記第2の視点による中継装置参照)
[第6の形態]
(上記第3の視点によるリンクアグリゲーション管理方法参照)
[第7の形態]
(上記第4の視点によるプログラム参照)
なお、上記第5~第7の形態は、第1の形態と同様に、第2~第4の形態に展開することが可能である。
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし選択(部分的削除を含む)が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
10 リンクアグリゲーション管理装置
11 中継装置制御部
12、22 状態監視部
20、20a 中継装置
21 制御部
30A、30B、30C スタック構成機器
31、31A、31B、31C スイッチ
40 サーバー
41 設定配布機能
9000 コンピュータ
9010 CPU
9020 通信インターフェース
9030 メモリ
9040 補助記憶装置

Claims (10)

  1. 所定の中継装置とリンクアグリゲーションを用いて接続された仮想的に1台の装置として動作するスタック構成機器の変更を検出する状態監視部と、
    前記スタック構成機器の変更を検出した場合、前記中継装置における前記リンクアグリゲーションの設定解除と前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する中継装置制御部と、
    を備えるリンクアグリゲーション管理装置。
  2. 前記状態監視部は、前記スタック構成機器のMACアドレスの変化により、前記スタック構成機器の変更を検出する請求項1のリンクアグリゲーション管理装置。
  3. 前記状態監視部は、
    前記変更後のスタック構成機器と前記中継装置とのリンクダウンと再接続の検出を契機として、前記中継装置制御部に対し、リンクアグリゲーション設定通知を送信し、
    前記中継装置制御部は、前記リンクアグリゲーション設定通知の受信を契機として、前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する請求項1又は2のリンクアグリゲーション管理装置。
  4. 前記状態監視部は、
    前記スタック構成機器の変更として、前記スタック構成機器の増設を検出する請求項1から3いずれか一のリンクアグリゲーション管理装置。
  5. リンクアグリゲーションを用いて接続された仮想的に1台の装置として動作するスタック構成機器の変更を検出する状態監視部と、
    前記スタック構成機器の変更を検出した場合、前記リンクアグリゲーションの設定解除と前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する制御部と、
    を備える中継装置。
  6. 前記状態監視部は、前記スタック構成機器のMACアドレスの変化により、前記スタック構成機器の変更を検出する請求項5の中継装置。
  7. 前記状態監視部は、
    前記変更後のスタック構成機器とのリンクダウンと再接続の検出を契機として、前記制御部に対し、リンクアグリゲーション設定通知を送信し、
    前記制御部は、前記リンクアグリゲーション設定通知の受信を契機として、前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する請求項5又は6の中継装置。
  8. 前記状態監視部は、
    前記スタック構成機器の変更として、前記スタック構成機器の増設を検出する請求項5から7いずれか一の中継装置。
  9. 所定の中継装置とリンクアグリゲーションを用いて接続された仮想的に1台の装置として動作するスタック構成機器の変更を検出し、
    前記スタック構成機器の変更を検出した場合、前記中継装置における前記リンクアグリゲーションの設定解除と前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する、
    を備えるリンクアグリゲーション管理方法。
  10. 所定の中継装置とリンクアグリゲーションを用いて接続された仮想的に1台の装置として動作するスタック構成機器の変更を検出する処理と、
    前記スタック構成機器の変更を検出した場合、前記中継装置における前記リンクアグリゲーションの設定解除と前記変更後のスタック構成機器によるリンクアグリゲーションの設定を実施する処理と、
    をコンピュータに実行させるプログラム。
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田村 奈央,"データセンターのネットワークを変える 新技術「イーサネットファブリック」 Part.3 機能分離でマルチパスを実現、ベンダー独自の実装 OpenFlowとファブリックの関係", 日経NETWORK 第146号 (2012-05-28) ,2012年05月28日,第59-63頁

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