JPH06350606A - ネットワーク構成方法 - Google Patents

ネットワーク構成方法

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JPH06350606A
JPH06350606A JP5131987A JP13198793A JPH06350606A JP H06350606 A JPH06350606 A JP H06350606A JP 5131987 A JP5131987 A JP 5131987A JP 13198793 A JP13198793 A JP 13198793A JP H06350606 A JPH06350606 A JP H06350606A
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JP
Japan
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bridge
data frame
predetermined data
spanning tree
border
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5131987A
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English (en)
Inventor
Ri Kiyo
俐 許
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スパニングツリーを用いてネットワーク規模
を拡大するネットワーク構成方法を提供する。 【構成】 スパニングツリーA18の境界ブリッジ17
でルートブリッジ16から送信されてくるデータフレー
ムに基づいて、境界ルートポート17Aを論理的に切離
し、境界ブリッジ17は自己より下位のブリッジとの間
にあらたなスパニングツリーB19を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】スパニングツリーアルゴリズムを
搭載した複数のブリッジで接続するネットワーク構成方
法に係り、特に拡張性の高い大規模スパニングツリーに
よるネットワーク構成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータネットワークの技術におい
て、ブリッジはLAN(LocalArea Netw
ork)の基本構成を超える拡張、あるいは異種LAN
間の接続をOSI参照モデルのMAC層(Media
Access Control:物理/データリンク
層)までサポートし、伝送されるフレームのMACアド
レスを判断し、フレームの通過や阻止を決定する。
【0003】ブリッジはブリッジポートによりLANに
接続され、フレームの通過、または阻止を判断するた
め、各ポート毎に接続されている他のブリッジ、ワーク
ステーション等のMACアドレスを記憶する。
【0004】また、ブリッジはネットワークの接続構成
に冗長性がある場合には、この冗長性のある接続構成を
論理的に切離して、フレームが必要以上に繰返して伝送
することを防止する。さらに、ブリッジはネットワーク
に障害が発生した場合、論理的に切離した接続部を論理
的に接続して障害がある経路を迂回させる。
【0005】このように、ブリッジには宛先までのネッ
トワークの経路が複数ある場合、経路を判断して最適の
経路を論理的に制御するスパニングツリーと称するプロ
トコルがあり、このスパニングツリープロトコルはブリ
ッジのポートを論理的にブロッキング、またはフォワー
ディング等の状態に設定することにより、ポートによる
切断、または接続を実現する。また、スパニングツリー
プロトコルを実装したブリッジ相互間は、CONFIG
BPDU(Bridge Protocol Dat
a Unit)と称する所定のデータフレームを定期的
に交信することにより、プロトコルの情報を交換した
り、ネットワークの状態を監視できる。
【0006】図5にブリッジを用いたネットワーク構成
方法の従来例を示す。図において、ネットワークNW2
0は、ポート21A〜25Bを備えたブリッジ21〜2
5、LAN31〜34で構成される。スパニングツリー
において、経路のブリッジの中でルートブリッジと称す
る優先度の最も高いブリッジ21は、自己の経路情報を
CONFIG BPDUフレームに乗せて経路上に存在
するブリッジ22、23、24、25に送信する。
【0007】ルートブリッジ21は、CONFIG B
PDUフレームを送信することにより、LAN31、L
AN32、LAN33、LAN34の接続状態を監視す
る。また、ルートブリッジ21は、スパニングツリーア
ルゴリズムにより、ブリッジの経路がループになってい
ることを検出でき、ブリッジの経路の内で優先度が最も
低いブリッジ(例えば、ブリッジ25)のポート25A
をブロッキング状態に設定してループを論理的に切断で
きる。
【0008】図6に障害が発生した場合のブリッジを用
いたネットワーク構成方法の従来例を示す。一方、ネッ
トワークNW20に障害が発生した場合(例えば、LA
N33に障害発生)、ブリッジ25のポート25Bには
CONFIG BPDUフレームが届かなくなり、CO
NFIG BPDUフレームの管理タイマがタイムアウ
トする。このタイムアウトに基づき、ルートブリッジ2
1はトポロジの変更が発生したことを検知し、スパニン
グツリープロトコルによる再演算の結果、ブロッキング
状態に設定したポート25Aをフォワーディング状態に
設定し、ネットワークNW20の障害経路を迂回してネ
ットワークNW20の通信を確保する。
【0009】なお、CONFIG BPDUフレームに
はmessage ageと呼ばれ、CONFIG B
PDUフレームの継続時間を計時しているフィールドが
あり、各ブリッジはこの所定データフレームを1つのネ
ットワークから次のネットワークに中継する場合には、
このフィールドに一定の時間値を加える。このため、m
essage ageフィールドはネットワーク間を中
継される度に計時される時間値が大きくなる。
【0010】各ブリッジはポート毎にタイマを備え、受
信した所定データフレームのフィールド値(時間値)を
タイマの初期値として利用する。そして、このタイマが
所定の値(ルートブリッジが設定したネットワーク全体
に共通な値)を超えるとタイムアウトと判断され、スパ
ニングツリーの再構築を行う。ルートポートのmess
age ageタイマは所定のデータフレームを受信す
る度に所定のデータフレーム中のmessage ag
eフィールド値に設定され、次のデータフレームを受信
するまで動作を継続する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来のネトワーク構成
方法において、スパニングツリープロトコルはネットワ
ークの性能を保証するため、管理するネットワークの規
模に制限がある。例えば、ワークステーションとワーク
ステーションの間のブリッジ数は7台以下とすることが
推奨されている。
【0012】しかし、ユーザがこの規模の制限を超えて
スパニングツリーを構成したい場合が度々発生する。経
路の規模がこの制限を超えている場合、ルートブリッジ
から送信されてくるCONFIG BPDUフレームの
message ageフィールドは伝送の途中でタイ
ムアウトを発生する場合がある。
【0013】図1はこの発明に係るネットワーク構成方
法を説明するためのブリッジを直列に接続したネットワ
ークの一実施例である。ネットワークNW1は、ポート
2A〜ポート13Bを備えたブリッジ2〜ブリッジ1
3、LAN1〜LAN11から構成される。このネット
ワークに従来のスパニングツリー構成方法を適用する場
合についての課題を説明する。
【0014】図1において、最も優先度の高いブリッジ
(ルートブリッジ)2は、ポート2Aを介してCONF
IG BPDUフレーム15のmessege age
フィールド値を0に設定して送信する。CONFIG
BPDUフレーム15は、ブリッジ3、ブリッジ4、ブ
リッジ5、ブリッジ6、ブリッジ7を経由し、mess
ege ageフィールド値を次第に増加してブリッジ
8でCONFIG BPDUフレーム15のmessa
ge ageフィールドがタイムアウトを生じると仮定
すると、ブリッジ8はルートブリッジとなって、経路の
上流(ブリッジ7側)および下流(ブリッジ9側)に向
けて自己のCONFIG BPDUフレームを送信す
る。
【0015】しかし、ブリッジ8は優先順位が低いた
め、送信したフレーム15はブリッジ7より上流へは伝
送することができなく、また、ブリッジ7は優先度の高
いブリッジ2を記憶しているフレーム15でブリッジ8
に応答するため、ブリッジ7とブリッジ8間でデータ伝
送の繰返しが発生し、ブリッジの経路が不安定な状態に
なる課題がある。
【0016】表1は図1の各ブリッジのポートに設定さ
れるタイマ初期値である。ここで、message a
geのタイムアウト時間を22秒とし、各ブリッジがフ
レーム15を処理する等の合計時間を4秒とする。表1
から、タイムアウトになるブリッジ8はフレーム15を
受信した時、タイマの初期値が20秒に設定され、フレ
ーム15を送信する前にタイムアウトが発生してしま
う。
【0017】
【表1】
【0018】このように、経路の規模はCONFIG
BPDUフレーム15のmessage ageのタイ
ムアウト値で決定されるが、このタイムアウト値を大き
く設定すると経路上の障害に対する反応が遅くなる課題
がある。
【0019】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、大規模のスパニングツリーを構築する
ためのネットワーク構成方法を提供することを目的とす
る。
【0020】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
この発明に係るネットワーク構成方法は、ブリッジが所
定のデータフレームを受信した場合に所定のデータフレ
ーム内の時間値と前記ブリッジに予め設定されているタ
イムアウト値の偏差が、ブリッジが所定のデータフレー
ムを処理するために必要な処理時間値を下回る場合、こ
のブリッジを境界ブリッジとみなしてこのブリッジと下
位のブリッジ間に別のスパニングツリー経路を構成する
ことを特徴とする。
【0021】また、この発明に係るネットワーク構成方
法は、ブリッジが境界ブリッジに選択された後、この境
界ブリッジが有する所定のデータフレーム内の時間値と
タイムアウト値の偏差が、境界ブリッジが所定のデータ
フレームを処理するために必要な処理時間値を超えた場
合、または境界ブリッジが所定のデータフレームを受信
せずにタイムアウトになる場合、または境界ブリッジが
受信する所定のデータフレームの送信元ルートブリッジ
が前回受信した所定のデータフレームの送信元ルートブ
リッジと異なる場合、境界ブリッジの境界状態を解除す
ることを特徴とする。
【0022】さらに、ブリッジが所定のデータフレーム
を受信した場合に所定のデータフレーム内の時間値とブ
リッジに予め設定されているタイムアウト値の偏差が、
ブリッジが前記所定のデータフレームを処理するのに必
要な処理時間値を下回る場合、前記所定のデータフレー
ム内の時間値をゼロに設定することを特徴とする。
【0023】
【作用】この発明に係るネットワーク構成方法は、ブリ
ッジが受信した所定のデータフレーム内の時間値と前記
ブリッジに予め設定されているタイムアウト値の偏差
が、ブリッジが所定のデータフレームを処理するために
必要な処理時間値を下回る場合、このブリッジを境界ブ
リッジとして、あらたなスパニングツリーを構築するこ
とができ、ネットワークの規模を拡大することができ
る。
【0024】また、この発明に係るネットワーク構成方
法は、ブリッジが受信した所定のデータフレーム内の時
間値とブリッジに予め設定されているタイムアウト値の
偏差が、ブリッジが前記所定のデータフレームを処理す
るのに必要な処理時間値を下回る場合、前記所定のデー
タフレーム内の時間値をゼロに設定することができ、ネ
ットワークの規模を拡大することができる。
【0025】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図2はこの発明に係るネットワーク構成方
法のアルゴリズムである。スパニングツリーの経路が不
安定状態になる原因は、ルートブリッジから送信したC
ONFIG BPDUフレーム15が図1に示す境界ブ
リッジ8以降のネットワークまで到達できないためであ
る。
【0026】従って、境界ブリッジ8は自己の境界ポー
トを他のポートから論理的に分断することにより、境界
ポートの上位側および下位側に別々のスパニングツリー
経路を構成することができ、スパニングツリーの経路を
安定な状態に保つことができる。
【0027】図3は境界ブリッジによる2系統スパニン
グツリー構成例である。ルートブリッジ16から境界ブ
リッジ17までのスパニングツリーA18は、境界ブリ
ッジ17で新たなスパニングツリーB19が構成され、
スパニングツリー経路を安定に保ちながらネットワーク
の拡張を図ることができることを示す。
【0028】従来のスパニングツリーアルゴリズムに図
4に示すアルゴリズムを追加することによりスパニング
ツリーの経路を安定化を図り、ネットワークの規模拡大
が実現できる。
【0029】ブリッジのあるポートが境界ルートポート
に選択された後、次のいずれかの状態になると境界状態
は解除され、通常のスパニングツリーのポートに戻す。
境界ルートポートが保持しているCONFIG BPD
Uフレーム中のmessage ageのフィールド値
とタイムアウト値の偏差を記憶したテーブルの値がこの
フレームを処理する時間より大きくなった場合、または
境界ルートポートがこのフレームを受信しなくなること
によりタイムアウトになる場合、または境界ルートポー
トから受信したフレームのルートブリッジが以前受信し
たルートブリッジと異なる場合のいずれかの場合であ
り、境界ルートポートは解除されて通常のスパニングツ
リーのポートに戻す。
【0030】図4はこの発明に係るネットワーク構成方
法の別のアルゴリズムである。スパニングツリーの経路
を拡大できない原因は、図1のルートブリッジ2から送
信したCONFIG BPDUフレーム15が境界ブリ
ッジ8以降のネットワークまで到達できないことにあ
る。
【0031】従って、境界ブリッジ8の境界ルートポー
ト8Bは受信したデータフレーム15のmessage
ageを0にクリアし、境界ブリッジ8より下位のブ
リッジに送信するデータフレーム16のmessage
ageフィールドを再び0から増加するように構成す
ることで、途中のブリッジでタイムアウトとなることを
防止する。しかも、データフレーム15のmessag
e ageのタイムアウトは、境界ブリッジを範囲とす
る基本構成(セグメント)の中で従来と同じなので、ネ
ットワークに障害が発生した場合には、セグメント内の
ブリッジは従来と同じく障害を迅速に検知することがで
きる。また、セグメント内に障害箇所をバイパスする経
路が存在する場合には、従来のスパニングツリーアルゴ
リズムを用いた方法と同じ時間で障害経路をバイパスす
ることができる。
【0032】スパニングツリーのアルゴリズムに図4の
アルゴリズムを追加した場合の図1に示す各ブリッジ2
〜13のmessage ageを表2に示す。
【0033】
【表2】
【0034】また、経路で障害が発生してデータフレー
ムの定期送信ができなくなった場合、障害経路によりブ
リッジ2〜8までのセグメント、またはブリッジ8〜ブ
リッジ13までのセグメントでタイムアウトが発生す
る。
【0035】従って、本発明のアルゴリズムはCONF
IG BPDUのタイムアウトの本来の役割を変更しな
い他、従来では経路の全範囲でほぼ同時にタイムアウト
になったものをそれぞれのセグメントの範囲のタイムア
ウトに限定できる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係るネッ
トワーク構成方法は、スパニングツリーで大規模のネッ
トワークを構成することができる。
【0037】また、この発明に係るネットワーク構成方
法は、ネットワークの規模拡大に伴う障害への対応時間
の遅れを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るネットワーク構成方法を説明す
るためのブリッジを直列接続したネットワークの一実施
【図2】この発明に係るネットワーク構成方法のアルゴ
リズム
【図3】境界ブリッジによる2系統スパニングツリー構
成例
【図4】この発明に係るネットワーク構成方法の別のア
ルゴリズム
【図5】ブリッジを用いたネットワーク構成方法の従来
【図6】障害が発生した場合のブリッジを用いたネット
ワーク構成方法の従来例
【符号の説明】
1,20 ネットワークNW 2〜13,21〜25 ブリッジ 2A〜13B,21A〜25B ポート 15 フレーム 16 ルートブリッジ 17 境界ブリッジ 17A 境界ルートポート 18 スパニングツリーA 19 スパニングツリーB

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のローカルエリアネットワークをス
    パニングツリーアルゴリズムを搭載した複数のブリッジ
    で接続するネットワーク構成方法において、 前記ブリッジが所定のデータフレームを受信した場合に
    前記所定のデータフレーム内の時間値と前記ブリッジに
    予め設定されているタイムアウト値の偏差が、前記ブリ
    ッジが前記所定のデータフレームを処理するために必要
    な処理時間値を下回る場合、このブリッジを境界ブリッ
    ジとみなしてこのブリッジと下位のブリッジ間に別のス
    パニングツリー経路を構成することを特徴とするネット
    ワーク構成方法。
  2. 【請求項2】 前記ブリッジが境界ブリッジに選択され
    た後、この境界ブリッジが有する前記所定のデータフレ
    ーム内の時間値とタイムアウト値の偏差が前記境界ブリ
    ッジが前記所定のデータフレームを処理するために必要
    な処理時間値を超えた場合、または前記境界ブリッジが
    前記所定のデータフレームを受信せずにタイムアウトに
    なる場合、または前記境界ブリッジが受信する前記所定
    のデータフレームの送信元ルートブリッジが前回受信し
    た前記所定のデータフレームの送信元ルートブリッジと
    異なる場合、前記境界ブリッジの境界状態を解除するこ
    とを特徴とする請求項1記載のネットワーク構成方法。
  3. 【請求項3】 複数のローカルエリアネットワークをス
    パニングツリーアルゴリズムを搭載した複数のブリッジ
    で接続するネットワーク構成方法において、 前記ブリッジが所定のデータフレームを受信した場合に
    前記所定のデータフレーム内の時間値と前記ブリッジに
    予め設定されているタイムアウト値の偏差が、前記ブリ
    ッジが前記所定のデータフレームを処理するのに必要な
    処理時間値を下回る場合、前記所定のデータフレーム内
    の時間値をゼロに設定することを特徴とするネットワー
    ク構成方法。
JP5131987A 1993-06-02 1993-06-02 ネットワーク構成方法 Withdrawn JPH06350606A (ja)

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JP5131987A JPH06350606A (ja) 1993-06-02 1993-06-02 ネットワーク構成方法

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JPH06350606A true JPH06350606A (ja) 1994-12-22

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JP (1) JPH06350606A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6373845B1 (en) 1997-08-21 2002-04-16 Nec Corporation Multilayer ATM communication equipment
JP2007053421A (ja) * 2005-08-15 2007-03-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ループ制御ブリッジ装置およびそれを用いるシステムにおける単数および複数ループ検出時の制御方法
US7280488B2 (en) 2001-05-30 2007-10-09 Nec Corporation Communication device, network system using same, and method of constructing spanning tree
JP2010051033A (ja) * 2009-12-01 2010-03-04 Fujitsu Microelectronics Ltd ネットワークの構築方法

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