JPH07327042A - データ通信ネットワークおよびそのノードの管理方法 - Google Patents
データ通信ネットワークおよびそのノードの管理方法Info
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- JPH07327042A JPH07327042A JP7062264A JP6226495A JPH07327042A JP H07327042 A JPH07327042 A JP H07327042A JP 7062264 A JP7062264 A JP 7062264A JP 6226495 A JP6226495 A JP 6226495A JP H07327042 A JPH07327042 A JP H07327042A
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- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/48—Routing tree calculation
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- H04L45/28—Routing or path finding of packets in data switching networks using route fault recovery
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
- H04L45/48—Routing tree calculation
- H04L45/488—Routing tree calculation using root node determination
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 迅速な経路決定および迅速なスパニング・ツ
リー回復を含む多くの状況において、最適な形でのネッ
トワークの運用を可能にする。 【構成】 ノードがそれぞれ、完全な親ノード関係の参
照を含む完全なトポロジ・データベースをそのノード内
部で動的に設定して記憶する手段を備え、双方向リンク
によって相互接続された、データ通信ネットワークにお
けるスパニング・ツリー編成アーキテクチャを提供す
る。このシステムはまた、前記トポロジ・データベース
の内容に基づいて迅速な経路決定および迅速なスパニン
グ・ツリー回復を行う手段を備える。
リー回復を含む多くの状況において、最適な形でのネッ
トワークの運用を可能にする。 【構成】 ノードがそれぞれ、完全な親ノード関係の参
照を含む完全なトポロジ・データベースをそのノード内
部で動的に設定して記憶する手段を備え、双方向リンク
によって相互接続された、データ通信ネットワークにお
けるスパニング・ツリー編成アーキテクチャを提供す
る。このシステムはまた、前記トポロジ・データベース
の内容に基づいて迅速な経路決定および迅速なスパニン
グ・ツリー回復を行う手段を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般にデータ通信ネッ
トワークに関し、より詳細には、迅速な経路決定および
迅速なスパニング・ツリー回復を含む多くの状況におい
て、最適な形でのネットワークの運用を可能にする、い
わゆるスパニング・ツリー編成のアーキテクチャ、およ
びそれを実施する方法に関する。さらに具体的には、本
発明は、ツリー・トポロジを十分に反映するように各ス
パニング・ツリー・ノード・アーキテクチャを動的に編
成する方法と手段、ならびに、前記編成ノード・アーキ
テクチャを使用して、たとえば迅速な経路決定や迅速な
スパニング・ツリー回復などのネットワーク動作を実施
する方法と手段に関する。この特定のノード編成は、従
来のデータ通信ネットワーク動作中に生じる可能性があ
り、また実際に生じる他の多くの状況においても非常に
有用である。
トワークに関し、より詳細には、迅速な経路決定および
迅速なスパニング・ツリー回復を含む多くの状況におい
て、最適な形でのネットワークの運用を可能にする、い
わゆるスパニング・ツリー編成のアーキテクチャ、およ
びそれを実施する方法に関する。さらに具体的には、本
発明は、ツリー・トポロジを十分に反映するように各ス
パニング・ツリー・ノード・アーキテクチャを動的に編
成する方法と手段、ならびに、前記編成ノード・アーキ
テクチャを使用して、たとえば迅速な経路決定や迅速な
スパニング・ツリー回復などのネットワーク動作を実施
する方法と手段に関する。この特定のノード編成は、従
来のデータ通信ネットワーク動作中に生じる可能性があ
り、また実際に生じる他の多くの状況においても非常に
有用である。
【０００２】
【従来の技術】図１に、多数のノードＡ〜Ｚを含むデー
タ・ネットワークを示す。
タ・ネットワークを示す。
【０００３】図に示したように、ネットワーク・ノード
は、ノード間でデータ・パケットおよび制御データなど
他の信号の伝送を可能にするために、リンクによって相
互接続される。ネットワークの各リンクが、２つの隣り
合ったノードを接続する。ネットワークの各リンクは、
実際には、１対の単方向リンクまたはリンク・セグメン
トを備えることが好ましく、そのようなリンク対はそれ
ぞれ、１本の光ファイバなどの単一通信媒体、または１
対の同軸ケーブルや光ファイバなどの２つの別個の通信
媒体によって実現できる。
は、ノード間でデータ・パケットおよび制御データなど
他の信号の伝送を可能にするために、リンクによって相
互接続される。ネットワークの各リンクが、２つの隣り
合ったノードを接続する。ネットワークの各リンクは、
実際には、１対の単方向リンクまたはリンク・セグメン
トを備えることが好ましく、そのようなリンク対はそれ
ぞれ、１本の光ファイバなどの単一通信媒体、または１
対の同軸ケーブルや光ファイバなどの２つの別個の通信
媒体によって実現できる。
【０００４】そのような編成ネットワーク構造は、明ら
かに、いわゆるソース・ノードといわゆるターゲット・
ノードとを含む任意の１対のノード間でのデータの通信
を可能にする。これらのソースとターゲットの指定はも
ちろんトラフィックの方向によって動的に変化し、それ
が、図に示したすでに複雑なネットワーク・アーキテク
チャとあいまって加わって、データおよび制御トラフィ
ックの点からみたネットワーク動作が複雑になる。たと
えば、データまたはトラフィック制御パケットが、ルー
プで相互接続された１組のノードに偶然に経路指定され
ることがあり、そうなると、明らかにネットワークのス
ループットが低下し、あるいは一般にトラフィックが妨
害されることになる。
かに、いわゆるソース・ノードといわゆるターゲット・
ノードとを含む任意の１対のノード間でのデータの通信
を可能にする。これらのソースとターゲットの指定はも
ちろんトラフィックの方向によって動的に変化し、それ
が、図に示したすでに複雑なネットワーク・アーキテク
チャとあいまって加わって、データおよび制御トラフィ
ックの点からみたネットワーク動作が複雑になる。たと
えば、データまたはトラフィック制御パケットが、ルー
プで相互接続された１組のノードに偶然に経路指定され
ることがあり、そうなると、明らかにネットワークのス
ループットが低下し、あるいは一般にトラフィックが妨
害されることになる。
【０００５】場合によってはトラフィックの制御専用と
なっている、最適化されたネットワーク再編成はすでに
当技術分野において開示されており、その再編成から、
いわゆるスパニング・ツリー・アーキテクチャが導かれ
る。
なっている、最適化されたネットワーク再編成はすでに
当技術分野において開示されており、その再編成から、
いわゆるスパニング・ツリー・アーキテクチャが導かれ
る。
【０００６】図２には、通信ネットワークの任意のノー
ド間でのメッセージ（たとえば、データまたは制御）の
効率的な伝送を可能にするスパニング・ツリー、すなわ
ち最適構造が示されている。スパニング・ツリーは、ネ
ットワークが依然として接続されているがサイクルやル
ープはまだないような、最小限の数のリンクを含む。し
たがって、データおよび制御パケットを同報通信するに
は適した媒体である。これらのリンクは、ルート・ノー
ドと呼ばれる１つのノード（たとえば、図２ではノード
Ａ）から外側（終端側）に延びると考えることができ
る。スパニング・ツリーの外側ノード（たとえば、ノー
ドＦ、ノードＧ、ノードＫ、ノードＬ、ノードＮ、ノー
ドＺ、ノードＴ、ノードＷ、ノードＹ）は、リーフ・ノ
ードと呼ばれる。リーフ・ノードとルート・ノードの間
のノードは、中間ノードと呼ばれる。図２のネットワー
クの構造においては、ノードＡ〜Ｚのうちの任意のノー
ドを、事例ごとに特定のツリー表現によるスパニング・
ツリーのルート・ノードとみなすことが容易にできるこ
とに留意されたい。
ド間でのメッセージ（たとえば、データまたは制御）の
効率的な伝送を可能にするスパニング・ツリー、すなわ
ち最適構造が示されている。スパニング・ツリーは、ネ
ットワークが依然として接続されているがサイクルやル
ープはまだないような、最小限の数のリンクを含む。し
たがって、データおよび制御パケットを同報通信するに
は適した媒体である。これらのリンクは、ルート・ノー
ドと呼ばれる１つのノード（たとえば、図２ではノード
Ａ）から外側（終端側）に延びると考えることができ
る。スパニング・ツリーの外側ノード（たとえば、ノー
ドＦ、ノードＧ、ノードＫ、ノードＬ、ノードＮ、ノー
ドＺ、ノードＴ、ノードＷ、ノードＹ）は、リーフ・ノ
ードと呼ばれる。リーフ・ノードとルート・ノードの間
のノードは、中間ノードと呼ばれる。図２のネットワー
クの構造においては、ノードＡ〜Ｚのうちの任意のノー
ドを、事例ごとに特定のツリー表現によるスパニング・
ツリーのルート・ノードとみなすことが容易にできるこ
とに留意されたい。
【０００７】そのようなツリー構造においては、ネット
ワークの他のノードすなわち子ノードにルート・ノード
として知られるノードは、ネットワーク内に分散された
ハードウェアおよびソフトウェア手段を使ったいわゆる
ルートシップ手順によって指定される。スパニング・ツ
リーの１ノード対を接続するリンクは「エッジ」と呼ば
れることもある。
ワークの他のノードすなわち子ノードにルート・ノード
として知られるノードは、ネットワーク内に分散された
ハードウェアおよびソフトウェア手段を使ったいわゆる
ルートシップ手順によって指定される。スパニング・ツ
リーの１ノード対を接続するリンクは「エッジ」と呼ば
れることもある。
【０００８】ルート・ノードは、それに直接接続された
ノードの親ノードとも呼ばれ、ルート・ノードに直接接
続されたすべてのノードは、そのルート・ノードの子ノ
ードと呼ばれる。また、ツリー構造に沿って外に向かう
連鎖において、別のノードの直接外側に接続されたノー
ドはそれぞれ、前者のノードの子ノードと呼ばれ、前者
のノードは後者のノードの親ノードと呼ばれる。すなわ
ち、たとえば図２に示したスパニング・ツリー構造で
は、ノードＡはノードＢ、Ｈ、Ｍの親であり、ノードＢ
はノードＣの親であり、ノードＣはノードＤ、Ｇの親で
ある。逆に、ノードＤ、Ｇは共にノードＣの子ノードで
ある。換言すると、所与のスパニング・ツリー構造にお
いて、ルート・ノードは、親ノードのない唯一のノード
である。この特徴を別にすると、ルート・ノードは、ス
パニング・ツリーの他のどんなノードにも利用できない
他のハードウェアまたはドフトウェア手段を持っている
必要はほとんどない。したがって、ノードＡ〜Ｚのうち
の任意のノードが、所与の時間にルート・ノードとして
動作することができる。
ノードの親ノードとも呼ばれ、ルート・ノードに直接接
続されたすべてのノードは、そのルート・ノードの子ノ
ードと呼ばれる。また、ツリー構造に沿って外に向かう
連鎖において、別のノードの直接外側に接続されたノー
ドはそれぞれ、前者のノードの子ノードと呼ばれ、前者
のノードは後者のノードの親ノードと呼ばれる。すなわ
ち、たとえば図２に示したスパニング・ツリー構造で
は、ノードＡはノードＢ、Ｈ、Ｍの親であり、ノードＢ
はノードＣの親であり、ノードＣはノードＤ、Ｇの親で
ある。逆に、ノードＤ、Ｇは共にノードＣの子ノードで
ある。換言すると、所与のスパニング・ツリー構造にお
いて、ルート・ノードは、親ノードのない唯一のノード
である。この特徴を別にすると、ルート・ノードは、ス
パニング・ツリーの他のどんなノードにも利用できない
他のハードウェアまたはドフトウェア手段を持っている
必要はほとんどない。したがって、ノードＡ〜Ｚのうち
の任意のノードが、所与の時間にルート・ノードとして
動作することができる。
【０００９】通常の動作条件下では、明らかに、スパニ
ング・ツリーの再編成を必要とするいくつかの状況が生
じることがある。たとえば、トラフィックを最適化する
ため、同様にたとえば、低速または小容量のリンクを高
速または大容量のリンクで置き換えるため、あるいはノ
ード間に新しい通信を設定するだけのために、新しいリ
ンクを設定する必要があることがある。そのようなリン
クの置換えは、もちろん、トラフィック・ジャムを回避
しまたはさらに悪い状況を回避するために、できるだけ
速く実施できなければならない。
ング・ツリーの再編成を必要とするいくつかの状況が生
じることがある。たとえば、トラフィックを最適化する
ため、同様にたとえば、低速または小容量のリンクを高
速または大容量のリンクで置き換えるため、あるいはノ
ード間に新しい通信を設定するだけのために、新しいリ
ンクを設定する必要があることがある。そのようなリン
クの置換えは、もちろん、トラフィック・ジャムを回避
しまたはさらに悪い状況を回避するために、できるだけ
速く実施できなければならない。
【００１０】また、あるノードに接続された端末が別の
ノードに接続されたＣＰＵ（中央演算処理装置）へのア
クセスを要求すると仮定すると、システムは、スパニン
グ・ツリーのエッジを使って、転送ネットワークのこれ
ら２つのノード間の簡単で速い経路選択手順を提供しな
ければならない。この場合にも、経路が速く設定される
ほど、ネットワークの動作がよくなる。
ノードに接続されたＣＰＵ（中央演算処理装置）へのア
クセスを要求すると仮定すると、システムは、スパニン
グ・ツリーのエッジを使って、転送ネットワークのこれ
ら２つのノード間の簡単で速い経路選択手順を提供しな
ければならない。この場合にも、経路が速く設定される
ほど、ネットワークの動作がよくなる。
【００１１】さらに、現代のデータ・ネットワークにお
けるトラフィックの重要性を考えると、どんな障害（た
とえば、リンク障害）が生じても、スパニング・ツリー
の一部が分離されて、そこにあるトラフィックが完全に
麻痺し、すなわちデータ・ネットワーク全体の動作が麻
痺することになる。これらの状況は、従来技術において
すでに考慮されているが、提案された解決策はスパニン
グ・ツリーを再編成するために必要な時間の点で十分満
足できるものとは考えられない。そのようなリンク障害
の結果がいかに劇的なものであるかは、最初のリンクが
設定される前に新しいリンクの障害が発生する場合を考
えてみればはっきりとわかる。その場合、トラフィック
は完全に麻痺し、損失（たとえば金銭の損失）は莫大な
ものになるであろう。
けるトラフィックの重要性を考えると、どんな障害（た
とえば、リンク障害）が生じても、スパニング・ツリー
の一部が分離されて、そこにあるトラフィックが完全に
麻痺し、すなわちデータ・ネットワーク全体の動作が麻
痺することになる。これらの状況は、従来技術において
すでに考慮されているが、提案された解決策はスパニン
グ・ツリーを再編成するために必要な時間の点で十分満
足できるものとは考えられない。そのようなリンク障害
の結果がいかに劇的なものであるかは、最初のリンクが
設定される前に新しいリンクの障害が発生する場合を考
えてみればはっきりとわかる。その場合、トラフィック
は完全に麻痺し、損失（たとえば金銭の損失）は莫大な
ものになるであろう。
【００１２】マルチメディア環境におけるこの種の状況
は、特にデータ量の大きさ、データの複雑さゆえに特に
問題となる。
は、特にデータ量の大きさ、データの複雑さゆえに特に
問題となる。
【００１３】したがって、上記その他の問題に対する良
い解決策があれば、特に高価でない手段で実施できるの
であれば、データ・トラフィック業界から、さらにはユ
ーザからも最も歓迎されることになろう。これがまさに
本発明が意図することである。
い解決策があれば、特に高価でない手段で実施できるの
であれば、データ・トラフィック業界から、さらにはユ
ーザからも最も歓迎されることになろう。これがまさに
本発明が意図することである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、データ通信ネットワーク・アーキテクチャ、より詳
細には、ほとんどの動作条件下で迅速なスパニング・ツ
リー、ノード動作またはツリー再編成を可能にする派生
スパニング・ツリー・アーキテクチャを提供することで
ある。
は、データ通信ネットワーク・アーキテクチャ、より詳
細には、ほとんどの動作条件下で迅速なスパニング・ツ
リー、ノード動作またはツリー再編成を可能にする派生
スパニング・ツリー・アーキテクチャを提供することで
ある。
【００１５】本発明の他の目的は、任意のツリー修正後
のノードの自己設定を可能にするノード編成とそれに対
応する手段を提供することである。
のノードの自己設定を可能にするノード編成とそれに対
応する手段を提供することである。
【００１６】本発明の他の目的は、スパニング・ツリー
の２つのノード間で要求された経路を迅速に設定するた
めの方法および手段を提供することである。
の２つのノード間で要求された経路を迅速に設定するた
めの方法および手段を提供することである。
【００１７】本発明の他の目的は、リンク障害のケース
を含む従来の多くの動作条件下で、スパニング・ツリー
を、しかもかなり迅速に再編成するための方法および手
段を提供することである。
を含む従来の多くの動作条件下で、スパニング・ツリー
を、しかもかなり迅速に再編成するための方法および手
段を提供することである。
【００１８】本発明の他の目的は、リンク障害が多数あ
る場合でも、スパニング・ツリーの迅速な回復を可能に
する方法とそれに対応する手段を提供することである。
る場合でも、スパニング・ツリーの迅速な回復を可能に
する方法とそれに対応する手段を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、双方向
リンクによって相互接続された複数のノードを含み、任
意の所与の瞬間に、親子関係で外側に向かって編成され
た（ルート・ノード以外の）各ノードが単一の親ノード
を有するようなルート・ノードと子ノードとを含むスパ
ニング・ツリー配列として相互接続され、ノード間での
データ・パケットおよび制御データの伝送を可能にする
データ通信ネットワークにより達成される。このスパニ
ング・ツリーにおける（ルート・ノード以外の）各ノー
ドは、その親ノード情報とリンク・テーブルを指示する
ためのアウトリンク・ポインタ手段とを含む親テーブル
と、それぞれのデュアル・リンクを指示するためのデュ
アル・リンク・ポインタ手段とを含むリンク・テーブル
と、リンクがスパニング・ツリーに現在関与しているか
どうかを示すビット位置（ＳＴビット）を含む各リンク
参照を割り当てる手段とを含むトポロジ・データベース
を記憶する記憶手段を具備するとともに、親テーブルと
リンク・テーブルの内容を使って、ツリー配列を自由自
在に編成する手段と、各スパニング・ツリーの（再）編
成時に、親テーブルとリンク・テーブルとを含むいわゆ
るトポロジ・データベースを動的に更新する手段とを含
んでいる。
リンクによって相互接続された複数のノードを含み、任
意の所与の瞬間に、親子関係で外側に向かって編成され
た（ルート・ノード以外の）各ノードが単一の親ノード
を有するようなルート・ノードと子ノードとを含むスパ
ニング・ツリー配列として相互接続され、ノード間での
データ・パケットおよび制御データの伝送を可能にする
データ通信ネットワークにより達成される。このスパニ
ング・ツリーにおける（ルート・ノード以外の）各ノー
ドは、その親ノード情報とリンク・テーブルを指示する
ためのアウトリンク・ポインタ手段とを含む親テーブル
と、それぞれのデュアル・リンクを指示するためのデュ
アル・リンク・ポインタ手段とを含むリンク・テーブル
と、リンクがスパニング・ツリーに現在関与しているか
どうかを示すビット位置（ＳＴビット）を含む各リンク
参照を割り当てる手段とを含むトポロジ・データベース
を記憶する記憶手段を具備するとともに、親テーブルと
リンク・テーブルの内容を使って、ツリー配列を自由自
在に編成する手段と、各スパニング・ツリーの（再）編
成時に、親テーブルとリンク・テーブルとを含むいわゆ
るトポロジ・データベースを動的に更新する手段とを含
んでいる。
【００２０】
【実施例】以下の説明は、図１に示したような一般のデ
ータ・ネットワークに基づいて行う。このネットワーク
中では、所与の瞬間に、いくつかのリンクが動作してお
り、他のリンクは動作していない。対応するスパニング
・ツリーは、所与の瞬間にノードＡ〜Ｚを接続するエッ
ジを有する、図２に示したものである。
ータ・ネットワークに基づいて行う。このネットワーク
中では、所与の瞬間に、いくつかのリンクが動作してお
り、他のリンクは動作していない。対応するスパニング
・ツリーは、所与の瞬間にノードＡ〜Ｚを接続するエッ
ジを有する、図２に示したものである。
【００２１】すでに述べたことであり、データ通信ネッ
トワークの当業者には明らかであるが、図１と図２のネ
ットワークの図は共に本発明を例示するために示したも
のにすぎず、本発明の範囲を限定するものと考えるべき
ではない。ネットワークは、実際にはもっと複雑なもの
でももっと簡単なものでもよい。
トワークの当業者には明らかであるが、図１と図２のネ
ットワークの図は共に本発明を例示するために示したも
のにすぎず、本発明の範囲を限定するものと考えるべき
ではない。ネットワークは、実際にはもっと複雑なもの
でももっと簡単なものでもよい。
【００２２】また、ノード間の距離は、比較的近距離か
ら比較的遠距離（たとえば、数千キロメートル）まで変
化してもよい。
ら比較的遠距離（たとえば、数千キロメートル）まで変
化してもよい。
【００２３】また、従来のデータ端末とメインフレーム
またはＣＰＵとを含む端末（図示せず）が所与のノード
に接続されて、従来のログオン手順を使ってデータ・ト
ラフィックを要求し制御することを理解されたい。これ
らの手順は、本発明に直接関係しないので、本明細書で
は説明しない。
またはＣＰＵとを含む端末（図示せず）が所与のノード
に接続されて、従来のログオン手順を使ってデータ・ト
ラフィックを要求し制御することを理解されたい。これ
らの手順は、本発明に直接関係しないので、本明細書で
は説明しない。
【００２４】最後に、ネットワークのノードおよびリン
クは、電力や速度、トラフィック容量などの点で必ずし
も互いに等価ではないが、そのことが、本発明を妨げた
り影響を与えたりすることはない。
クは、電力や速度、トラフィック容量などの点で必ずし
も互いに等価ではないが、そのことが、本発明を妨げた
り影響を与えたりすることはない。
【００２５】また、親、子およびルートの関係は、前述
のように定義され、スパニング・ツリーの表現は、時間
と共に変化することができ、おそらくは実際に変化し、
ノードのどれかがスパニング・ツリーのルートになる。
のように定義され、スパニング・ツリーの表現は、時間
と共に変化することができ、おそらくは実際に変化し、
ノードのどれかがスパニング・ツリーのルートになる。
【００２６】すでに述べたように、データおよび制御情
報はネットワークのいたるところに経路指定される。こ
れらの情報は、一般に純粋なデータと制御データとを含
めてデータと呼ばれ、従来のパケット構造に個別に編成
される。各パケットは、経路指定情報（アドレス）を含
む、いわゆるヘッダ・セクションを有する。この経路指
定情報は、ネットワークのリンクとノードを介してネッ
トワークのいたるところに当該パケットをソース・ポイ
ントから指定されたターゲット・ポイントまで運ぶため
にネットワークによって使用される。
報はネットワークのいたるところに経路指定される。こ
れらの情報は、一般に純粋なデータと制御データとを含
めてデータと呼ばれ、従来のパケット構造に個別に編成
される。各パケットは、経路指定情報（アドレス）を含
む、いわゆるヘッダ・セクションを有する。この経路指
定情報は、ネットワークのリンクとノードを介してネッ
トワークのいたるところに当該パケットをソース・ポイ
ントから指定されたターゲット・ポイントまで運ぶため
にネットワークによって使用される。
【００２７】複数のノードに同報通信またはマルチキャ
ストされるパケットもある。換言すると、マルチキャス
ト経路指定ノードは、１つのノードから複数の受信ノー
ドに同時にパケットを送ることを可能にする。送信ノー
ドおよびそれに対応する受信ノードは、マルチキャスト
・ツリーとして動作する。マルチキャスト・ツリーが定
義されると、ツリー・アドレスが、そのツリーに関連付
けられると考えることができる。様々なネットワーク・
ノードは、リンク・ハードウェアにおいて適切なツリー
・アドレスを設定することにより、その関連リンク（リ
ンクの所有権が定義された）のうちのどれがマルチキャ
スト・ツリー上にあるかを指定する。
ストされるパケットもある。換言すると、マルチキャス
ト経路指定ノードは、１つのノードから複数の受信ノー
ドに同時にパケットを送ることを可能にする。送信ノー
ドおよびそれに対応する受信ノードは、マルチキャスト
・ツリーとして動作する。マルチキャスト・ツリーが定
義されると、ツリー・アドレスが、そのツリーに関連付
けられると考えることができる。様々なネットワーク・
ノードは、リンク・ハードウェアにおいて適切なツリー
・アドレスを設定することにより、その関連リンク（リ
ンクの所有権が定義された）のうちのどれがマルチキャ
スト・ツリー上にあるかを指定する。
【００２８】ネットワーク中で伝送されたパケットは、
その経路指定ヘッダ内にツリー・アドレスを含む。これ
らのパケットは、ネットワーク中で、そのハードウェア
内に正しいツリー・アドレス・セットを有するマルチキ
ャスト・ツリーのリンク部分上だけに伝播される。
その経路指定ヘッダ内にツリー・アドレスを含む。これ
らのパケットは、ネットワーク中で、そのハードウェア
内に正しいツリー・アドレス・セットを有するマルチキ
ャスト・ツリーのリンク部分上だけに伝播される。
【００２９】マルチキャスト・ツリー編成とマルチキャ
スト経路指定の例は、図３と図４の両方に示されてい
る。
スト経路指定の例は、図３と図４の両方に示されてい
る。
【００３０】図３には、それぞれノード１、２、３、４
と名付けられた４つのノードを含むネットワークが示さ
れている。これらのノードは、物理リンクによって相互
接続されており、各リンクは２つの単一方向リンクから
なる。それぞれの単一方向リンクは、その起点ノードに
よって定義される（「属する」とも言える）。逆に、そ
のノードはリンクを「所有する」と言われる。
と名付けられた４つのノードを含むネットワークが示さ
れている。これらのノードは、物理リンクによって相互
接続されており、各リンクは２つの単一方向リンクから
なる。それぞれの単一方向リンクは、その起点ノードに
よって定義される（「属する」とも言える）。逆に、そ
のノードはリンクを「所有する」と言われる。
【００３１】すなわち、ノード１は、２つのリンク、リ
ンク１−ａと１−ｂを所有し、ノード２は、３つのリン
ク、リンク２−ａ、２−ｂ、２−ｃを所有し、ノード３
は、２つのリンク、リンク３−ａと３−ｂを所有し、ノ
ード４は、３つのリンク、リンク４−ａ、４−ｂ、４−
ｃを所有する。
ンク１−ａと１−ｂを所有し、ノード２は、３つのリン
ク、リンク２−ａ、２−ｂ、２−ｃを所有し、ノード３
は、２つのリンク、リンク３−ａと３−ｂを所有し、ノ
ード４は、３つのリンク、リンク４−ａ、４−ｂ、４−
ｃを所有する。
【００３２】図３に示したように、リンク４−ａは、リ
ンク１−ｂのデュアル・リンクであると言われ、両方の
リンクがノード１とノード４の間で完全な物理リンクを
形成する。
ンク１−ｂのデュアル・リンクであると言われ、両方の
リンクがノード１とノード４の間で完全な物理リンクを
形成する。
【００３３】マルチキャスト・ツリーは、先に検討し
た、点線のリンクによって相互接続された４つのノード
で編成される（これは可能な表現のほんの一例にすぎな
い）。前記のマルチキャスト・ツリーは、前もって割り
当てられたツリー・アドレス"ＴＡ"によって定義され
る。ノード１が、その経路指定ヘッダ・セクション内に
アドレスＴＡをもつパケットを送るとき、前記パケット
は自動的にリンク１−ａおよびリンク１−ｂ上に送ら
れ、次にリンク４−ｃを経てノード４からノード３に経
路指定される。マルチキャスト・ツリーの一部分である
リンクだけが、当該のパケットを伝播する。最後に、ノ
ード１からのパケットは、要求に応じてマルチキャスト
・ツリーを介してノード２、３、４に実際に同報通信さ
れる。
た、点線のリンクによって相互接続された４つのノード
で編成される（これは可能な表現のほんの一例にすぎな
い）。前記のマルチキャスト・ツリーは、前もって割り
当てられたツリー・アドレス"ＴＡ"によって定義され
る。ノード１が、その経路指定ヘッダ・セクション内に
アドレスＴＡをもつパケットを送るとき、前記パケット
は自動的にリンク１−ａおよびリンク１−ｂ上に送ら
れ、次にリンク４−ｃを経てノード４からノード３に経
路指定される。マルチキャスト・ツリーの一部分である
リンクだけが、当該のパケットを伝播する。最後に、ノ
ード１からのパケットは、要求に応じてマルチキャスト
・ツリーを介してノード２、３、４に実際に同報通信さ
れる。
【００３４】図４は、ノード４においてマルチキャスト
・ツリー"ＴＡ"を支援する交換ハードウェアの概略図で
ある。ノード４は、ノード４に接続された各リンクに対
応する多数のポート、すなわちポート４−ａ、ポート４
−ｂ、ポート４−ｃを備える。各ポートは、マルチキャ
スト・ツリー・アドレスを記憶するバッファを備え、パ
ケットは、入力ポートとして動作するポート以外の、対
応するツリー・アドレスをもつヘッダを有する当該パケ
ットを支援するポートを介してのみマルチキャストされ
る。
・ツリー"ＴＡ"を支援する交換ハードウェアの概略図で
ある。ノード４は、ノード４に接続された各リンクに対
応する多数のポート、すなわちポート４−ａ、ポート４
−ｂ、ポート４−ｃを備える。各ポートは、マルチキャ
スト・ツリー・アドレスを記憶するバッファを備え、パ
ケットは、入力ポートとして動作するポート以外の、対
応するツリー・アドレスをもつヘッダを有する当該パケ
ットを支援するポートを介してのみマルチキャストされ
る。
【００３５】換言すると、経路指定ヘッダ内に"ＴＡ"を
もつパケットがノード４で受け取られるとき、そのノー
ドの内部交換ハードウェアは、パケットがそのノードに
到達するのに使用されたリンク以外の、"ＴＡ"マルチキ
ャスト・ツリーの一部分としてマークされたすべてのリ
ンクに、前記パケットのコピーを与える。今の場合は、
パケットはリンク４−ｃに転送される。
もつパケットがノード４で受け取られるとき、そのノー
ドの内部交換ハードウェアは、パケットがそのノードに
到達するのに使用されたリンク以外の、"ＴＡ"マルチキ
ャスト・ツリーの一部分としてマークされたすべてのリ
ンクに、前記パケットのコピーを与える。今の場合は、
パケットはリンク４−ｃに転送される。
【００３６】スパニング・ツリー（ＳＴ）は、ある種の
動作条件下では、ネットワーク内のすべてのノードを結
合するマルチキャスト・ツリーの１つの例として動作す
る（図１と図２を参照）。ノードによって送られ、経路
指定ヘッダ・セクション内にスパニング・ツリー・アド
レスをもつパケットは、上記のマルチキャスト処理およ
びハードウェアを使用することによって、ネットワーク
の他のすべてのノードに自動的に送られる。
動作条件下では、ネットワーク内のすべてのノードを結
合するマルチキャスト・ツリーの１つの例として動作す
る（図１と図２を参照）。ノードによって送られ、経路
指定ヘッダ・セクション内にスパニング・ツリー・アド
レスをもつパケットは、上記のマルチキャスト処理およ
びハードウェアを使用することによって、ネットワーク
の他のすべてのノードに自動的に送られる。
【００３７】この機構は、すべてのネットワーク・ノー
ドに迅速に到達しなければならないネットワーク制御メ
ッセージを、元のデータ通信ネットワークのすべてのリ
ンク上で同報通信することなしに伝播するのに特に有用
である。同報通信の場合は、メッセージが各ノードによ
って複数回受け取られることになる。したがって、スパ
ニング・ツリーにより、スパニング・ツリーの送信ノー
ド部分によって送られるメッセージが、スパニング・ツ
リーに属する各受信ノードによって１回だけ受け取られ
ることが保証される。
ドに迅速に到達しなければならないネットワーク制御メ
ッセージを、元のデータ通信ネットワークのすべてのリ
ンク上で同報通信することなしに伝播するのに特に有用
である。同報通信の場合は、メッセージが各ノードによ
って複数回受け取られることになる。したがって、スパ
ニング・ツリーにより、スパニング・ツリーの送信ノー
ド部分によって送られるメッセージが、スパニング・ツ
リーに属する各受信ノードによって１回だけ受け取られ
ることが保証される。
【００３８】上記の考察によれば、スパニング・ツリー
動作は、多少とも迅速に、より一般的に言えば、提供さ
れた追加のノード・アーキテクチャに応じて多少とも最
適化された形で動作することになる。
動作は、多少とも迅速に、より一般的に言えば、提供さ
れた追加のノード・アーキテクチャに応じて多少とも最
適化された形で動作することになる。
【００３９】本発明において、各ノードは、完全なスパ
ニング・ツリー表現またはトポロジ・データベースを設
定する手段と、この完全なトポロジ表現を極めて迅速に
動的に再調整する手段とを備える。そのために、各ノー
ドは、従来の既存のプロセッサ手段およびランダム・ア
クセス・メモリ手段と、既に述べた図３と図４のハード
ウェアおよび論理とを使用して、前記スパニング・ツリ
ーの完全な表現を有するノードを編成して維持し、ネッ
トワークの最適動作を可能にするソフトウェア手段を備
える。
ニング・ツリー表現またはトポロジ・データベースを設
定する手段と、この完全なトポロジ表現を極めて迅速に
動的に再調整する手段とを備える。そのために、各ノー
ドは、従来の既存のプロセッサ手段およびランダム・ア
クセス・メモリ手段と、既に述べた図３と図４のハード
ウェアおよび論理とを使用して、前記スパニング・ツリ
ーの完全な表現を有するノードを編成して維持し、ネッ
トワークの最適動作を可能にするソフトウェア手段を備
える。
【００４０】より正確には、各ノードは、制御装置と、
トポロジ・データベースを記憶するランダム・アクセス
・メモリ手段とを含む制御点アダプタ論理機構を備え
る。トポロジ・データベースは、ネットワーク・ノード
のリストを作成する。その際に各ノードが実際のスパニ
ング・ツリー表現の親ノードを指定し、アウトリンク・
ポインタがアウトリンク・テーブルを指す。このアウト
リンク・テーブルは、デュアル・リンク・テーブルを指
すデュアル・リンク・ポインタと、当該リンクが実際に
スパニング・ツリー（ＳＴ）上にあるかどうかを示すビ
ット位置（ＳＴビット）とを含む。
トポロジ・データベースを記憶するランダム・アクセス
・メモリ手段とを含む制御点アダプタ論理機構を備え
る。トポロジ・データベースは、ネットワーク・ノード
のリストを作成する。その際に各ノードが実際のスパニ
ング・ツリー表現の親ノードを指定し、アウトリンク・
ポインタがアウトリンク・テーブルを指す。このアウト
リンク・テーブルは、デュアル・リンク・テーブルを指
すデュアル・リンク・ポインタと、当該リンクが実際に
スパニング・ツリー（ＳＴ）上にあるかどうかを示すビ
ット位置（ＳＴビット）とを含む。
【００４１】たとえば、ノードＣを検討すると仮定す
る。このノードは、それぞれ他のノードと同様に、その
中に記憶されたいわゆる親テーブル（ノード・テーブル
またはリスト）を含む。前記テーブルは、ノード・リス
ト形式で、ノードＡ、ノードＢ、ノードＣ、ノードＤ、
…、ノードＺ（すなわち、すべてネットワーク・ノー
ド）をリストする。各ノードは親ノードを指す。各ノー
ドはまた、第１のリスト即ちアウトリンク・テーブルを
指す。たとえば、ノードＣは、ＣＢ、ＣＤ、ＣＧ、ＣＩ
を含むリストを指す（図１参照：これらのリンクは、Ｃ
ＢがＣＤを指し、ＣＤがＣＧを指し、ＣＧがＣＩを指す
ことによってともに連結される）。
る。このノードは、それぞれ他のノードと同様に、その
中に記憶されたいわゆる親テーブル（ノード・テーブル
またはリスト）を含む。前記テーブルは、ノード・リス
ト形式で、ノードＡ、ノードＢ、ノードＣ、ノードＤ、
…、ノードＺ（すなわち、すべてネットワーク・ノー
ド）をリストする。各ノードは親ノードを指す。各ノー
ドはまた、第１のリスト即ちアウトリンク・テーブルを
指す。たとえば、ノードＣは、ＣＢ、ＣＤ、ＣＧ、ＣＩ
を含むリストを指す（図１参照：これらのリンクは、Ｃ
ＢがＣＤを指し、ＣＤがＣＧを指し、ＣＧがＣＩを指す
ことによってともに連結される）。
【００４２】また、前記第１のテーブルには、当該リン
クが実際のスパニング・ツリーに属するかどうかに関す
る指示が記述されている。前述の通り、単一ビット（Ｓ
Ｔ）がそのジョブを行う。前記ＳＴビットが２進値"１"
に設定されている場合は、前記リンクがスパニング・ツ
リーに属することを示す。逆に、ＳＴが"０"にリセット
されている場合は、リンクはツリーから離れている。実
際には、図２の説明では、リンクＣＢ、ＣＤ、ＣＧにつ
いてはＳＴ＝１、リンクＣＩについてはＳＴ＝０であ
る。
クが実際のスパニング・ツリーに属するかどうかに関す
る指示が記述されている。前述の通り、単一ビット（Ｓ
Ｔ）がそのジョブを行う。前記ＳＴビットが２進値"１"
に設定されている場合は、前記リンクがスパニング・ツ
リーに属することを示す。逆に、ＳＴが"０"にリセット
されている場合は、リンクはツリーから離れている。実
際には、図２の説明では、リンクＣＢ、ＣＤ、ＣＧにつ
いてはＳＴ＝１、リンクＣＩについてはＳＴ＝０であ
る。
【００４３】このとき、第１のリストの各リンクが、第
２のリスト即ちデュアル・リンク・テーブルを指す。た
とえば、ＣＢは、ＢＣ、ＢＩ、ＢＡ、ＢＤを含むリスト
を指す。デュアルな状況であるため、第２のテーブルの
ＢＣは、第１のリストのＣＢを逆に指すポインタを含む
ことは明らかである。前記第２のリストはまた、各リン
クがスパニング・ツリー上にあるかどうかも示す。した
がって、ＳＴビットは、ＢＣとＢＡの前で"１"に設定さ
れ、一方ＢＩとＢＤの前では２進値ゼロである。
２のリスト即ちデュアル・リンク・テーブルを指す。た
とえば、ＣＢは、ＢＣ、ＢＩ、ＢＡ、ＢＤを含むリスト
を指す。デュアルな状況であるため、第２のテーブルの
ＢＣは、第１のリストのＣＢを逆に指すポインタを含む
ことは明らかである。前記第２のリストはまた、各リン
クがスパニング・ツリー上にあるかどうかも示す。した
がって、ＳＴビットは、ＢＣとＢＡの前で"１"に設定さ
れ、一方ＢＩとＢＤの前では２進値ゼロである。
【００４４】次に、前記第２のリスト内の各リンクは、
第３のリスト即ちデュアル・リストを指す。たとえば、
ＢＡは、ＡＤ、ＡＢ、ＡＩ、ＡＨ、ＡＭ、ＡＱを含む第
３のリストを指す。前記第３のリストにおける次のリン
ク、すなわちＡＢ、ＡＨ、ＡＭは、２進数の値１に設定
されたＳＴビットを有し、一方、残りのリンクはＳＴ＝
０である。
第３のリスト即ちデュアル・リストを指す。たとえば、
ＢＡは、ＡＤ、ＡＢ、ＡＩ、ＡＨ、ＡＭ、ＡＱを含む第
３のリストを指す。前記第３のリストにおける次のリン
ク、すなわちＡＢ、ＡＨ、ＡＭは、２進数の値１に設定
されたＳＴビットを有し、一方、残りのリンクはＳＴ＝
０である。
【００４５】以下同様に、ネットワークが完全に記述さ
れるまで同じ操作が続く。（実際には、これらのリンク
・テーブルまたはリストをすべて組み合わせて単一のリ
ンク・テーブルにすることもできる）。実際には前記表
現は、当該ノードから見るとわかるようにノードに依存
しているが、各ノードはあらゆるノードの親子関係を含
む完全なツリー表現を含んでいる。これらのテーブル
は、実際には、組み合わせて図５に概略的に示したトポ
ロジ・データベースにすることができる。
れるまで同じ操作が続く。（実際には、これらのリンク
・テーブルまたはリストをすべて組み合わせて単一のリ
ンク・テーブルにすることもできる）。実際には前記表
現は、当該ノードから見るとわかるようにノードに依存
しているが、各ノードはあらゆるノードの親子関係を含
む完全なツリー表現を含んでいる。これらのテーブル
は、実際には、組み合わせて図５に概略的に示したトポ
ロジ・データベースにすることができる。
【００４６】図６〜９には、ローカルのスパニング・ツ
リー表現を構築するためのフローチャートが示されてい
る。図６は、スパニング・ツリーのローカル・イメージ
のルートを決定する方法を示す。ローカル・ルートは、
次々に親を選択するときに出会う最初の末端ノード（子
ノードのないノード）である。
リー表現を構築するためのフローチャートが示されてい
る。図６は、スパニング・ツリーのローカル・イメージ
のルートを決定する方法を示す。ローカル・ルートは、
次々に親を選択するときに出会う最初の末端ノード（子
ノードのないノード）である。
【００４７】所与のノードＸ'にいると仮定する。処理
は、段階５０で始まり、所与のノードＸ'がそれ自体ノ
ード・リストに記録される。次に、段階５１で、対応す
る親ノードＹ'がノード・リストに入れられる。次に、
システムはノードＹ'の最初のリンクを獲得し（段階５
２）、前記リンク上でテストを開始して（段階５３）、
それがスパニング・ツリー上にあり、オンラインであ
り、Ｘ'から来ていないかどうかを検査する。段階５３
のテストの結果が肯定の場合は、宛先ノードがＹ'の親
に設定され、ノード・リストに記録される。Ｘ'はＹ'と
同じに設定され、新しいＹ'がＹ'の親になる（段階５
４）。次に、処理は段階５２に戻る。
は、段階５０で始まり、所与のノードＸ'がそれ自体ノ
ード・リストに記録される。次に、段階５１で、対応す
る親ノードＹ'がノード・リストに入れられる。次に、
システムはノードＹ'の最初のリンクを獲得し（段階５
２）、前記リンク上でテストを開始して（段階５３）、
それがスパニング・ツリー上にあり、オンラインであ
り、Ｘ'から来ていないかどうかを検査する。段階５３
のテストの結果が肯定の場合は、宛先ノードがＹ'の親
に設定され、ノード・リストに記録される。Ｘ'はＹ'と
同じに設定され、新しいＹ'がＹ'の親になる（段階５
４）。次に、処理は段階５２に戻る。
【００４８】逆に段階５３のテストが否定であった場合
は、第２のテストを行って（段階５５）、当該リンクが
前記ノードの最後のリンクであったかどうかを判定す
る。段階５５で行われたテストの答えが否定の場合、シ
ステムはノードＹ'の次のリンクを検討する（段階５
６）。そうでない場合は、段階５７に進み、前記ノード
Ｙ'がローカル・ルートとして記録される。
は、第２のテストを行って（段階５５）、当該リンクが
前記ノードの最後のリンクであったかどうかを判定す
る。段階５５で行われたテストの答えが否定の場合、シ
ステムはノードＹ'の次のリンクを検討する（段階５
６）。そうでない場合は、段階５７に進み、前記ノード
Ｙ'がローカル・ルートとして記録される。
【００４９】次に、処理は、ノード・テーブルとデータ
ベースを走査して対応する親情報を更新するためのアル
ゴリズムを表す図７〜９に進む。最初に、ルートがノー
ド・リストから取り除かれ（段階６１）、テストを行っ
てノード・リストが空かどうかを検査する（段階６
２）。そうである場合は、ローカル・スパニング・ツリ
ーは完全に記述され、親ノードを有する、ローカルのル
ート以外のすべてのノードが定義され記録される。そう
でない場合は、ノード・テーブルの第１のノード（たと
えば、ノードＸ'）を読み取り（段階６３）、テストを
行って、前記ノードＸ'が親ノードを獲得したかどうか
を検査する（段階６４）。このテストの答えが否定の場
合は、第１のリンクを獲得し（段階６５）、前記リンク
がスパニング・ツリー（ＳＴ＝１）上にありオンライン
であるかどうかをテストする（段階６６）。段階６６の
テストの答えが否定の場合は、テストを行って（段階６
７）、当該リンクが検討すべき最後のリンクであったか
どうかを検査する。そうでない場合は、次のリンクが検
討され、段階６６に戻る。段階６６のテストの答えが肯
定の場合は、システムは、宛先ノードが親を有するかど
うかをテストし（段階６８）、親がない場合は、テスト
段階６７に進む。そうでない場合は、宛先ノード（たと
えばＹ'）がノードＸ'の親として設定され、Ｙ'がノー
ド・リストに記録される（段階６９）。テスト段階６４
と６７のどちらかの結果が肯定の場合、および段階６９
の動作の完了時に、別のテストを行って（段階７０）、
当該ノードがノード・テーブル内で走査すべき最後のノ
ードであるかどうかを検査する。
ベースを走査して対応する親情報を更新するためのアル
ゴリズムを表す図７〜９に進む。最初に、ルートがノー
ド・リストから取り除かれ（段階６１）、テストを行っ
てノード・リストが空かどうかを検査する（段階６
２）。そうである場合は、ローカル・スパニング・ツリ
ーは完全に記述され、親ノードを有する、ローカルのル
ート以外のすべてのノードが定義され記録される。そう
でない場合は、ノード・テーブルの第１のノード（たと
えば、ノードＸ'）を読み取り（段階６３）、テストを
行って、前記ノードＸ'が親ノードを獲得したかどうか
を検査する（段階６４）。このテストの答えが否定の場
合は、第１のリンクを獲得し（段階６５）、前記リンク
がスパニング・ツリー（ＳＴ＝１）上にありオンライン
であるかどうかをテストする（段階６６）。段階６６の
テストの答えが否定の場合は、テストを行って（段階６
７）、当該リンクが検討すべき最後のリンクであったか
どうかを検査する。そうでない場合は、次のリンクが検
討され、段階６６に戻る。段階６６のテストの答えが肯
定の場合は、システムは、宛先ノードが親を有するかど
うかをテストし（段階６８）、親がない場合は、テスト
段階６７に進む。そうでない場合は、宛先ノード（たと
えばＹ'）がノードＸ'の親として設定され、Ｙ'がノー
ド・リストに記録される（段階６９）。テスト段階６４
と６７のどちらかの結果が肯定の場合、および段階６９
の動作の完了時に、別のテストを行って（段階７０）、
当該ノードがノード・テーブル内で走査すべき最後のノ
ードであるかどうかを検査する。
【００５０】この最後のテストの答えが否定の場合、シ
ステムは、ノード・テーブルの走査を続けて、その次に
記録されたノードを検討し（段階７１）、段階６４に戻
る。答えが肯定の場合、システムはすべてのノードが親
を獲得したかどうかを検査し（段階７２）、獲得してい
なければ、段階６２に戻り、獲得していれば、ノード・
リストを除去して同じ段階６２に戻る。
ステムは、ノード・テーブルの走査を続けて、その次に
記録されたノードを検討し（段階７１）、段階６４に戻
る。答えが肯定の場合、システムはすべてのノードが親
を獲得したかどうかを検査し（段階７２）、獲得してい
なければ、段階６２に戻り、獲得していれば、ノード・
リストを除去して同じ段階６２に戻る。
【００５１】図６〜９のフローチャートから、プログラ
ミングの分野の当業者なら、システム（たとえば、プロ
セッサ）の特性が与えられれば、発明的な努力を必要と
せずに、適切なプログラミング言語によるプログラムを
簡単に誘導できることは明らかである。
ミングの分野の当業者なら、システム（たとえば、プロ
セッサ）の特性が与えられれば、発明的な努力を必要と
せずに、適切なプログラミング言語によるプログラムを
簡単に誘導できることは明らかである。
【００５２】すでに述べたように、本発明によって提供
される完全ローカル・ツリー表現は、いくつかのクリテ
ィカルな状況において、対応するあらゆる問題の解決を
大幅に簡素化しかつ高速化することにより、ネットワー
クおよびスパニング・ツリーを改善する。
される完全ローカル・ツリー表現は、いくつかのクリテ
ィカルな状況において、対応するあらゆる問題の解決を
大幅に簡素化しかつ高速化することにより、ネットワー
クおよびスパニング・ツリーを改善する。
【００５３】たとえば、簡単に述べると、スパニング・
ツリーのエッジ（リンク）のみを使って、いわゆるソー
ス・ノードといわゆるターゲット・ノードとの間で経路
を迅速に決定する事例を検討しよう。迅速な経路決定は
システムによって開始される。この場合、この動作は、
ソース・ノードのトポロジ・データベースをソース・ノ
ードとターゲット・ノードの両方についてルート・ノー
ドまで調査し、ルート・ノードまでのすべてのターゲッ
トの親ノードをリストするとともに、ルート・ノードま
ですべてのソースの親ノードをリストすることによって
実行される。２つのリストの最初の共通ノードが、経路
を定義するために使用される。
ツリーのエッジ（リンク）のみを使って、いわゆるソー
ス・ノードといわゆるターゲット・ノードとの間で経路
を迅速に決定する事例を検討しよう。迅速な経路決定は
システムによって開始される。この場合、この動作は、
ソース・ノードのトポロジ・データベースをソース・ノ
ードとターゲット・ノードの両方についてルート・ノー
ドまで調査し、ルート・ノードまでのすべてのターゲッ
トの親ノードをリストするとともに、ルート・ノードま
ですべてのソースの親ノードをリストすることによって
実行される。２つのリストの最初の共通ノードが、経路
を定義するために使用される。
【００５４】たとえば、ソース・ノードＺが、ターゲッ
ト・ノードＸに向かうスパニング・ツリーの経路を確立
しようとしているものと仮定する。
ト・ノードＸに向かうスパニング・ツリーの経路を確立
しようとしているものと仮定する。
【００５５】ノードＺ内に設定された論理は、ローカル
・テーブルを走査して、以下のリストを確立する（図２
参照）。 ソース−親リスト＝Ｚ，Ｒ，Ｑ，Ｐ，Ｏ，Ｍ，Ａ ターゲット−親リスト＝Ｘ，Ｕ，Ｒ，Ｑ，Ｐ，Ｏ，Ｍ，
Ａ
・テーブルを走査して、以下のリストを確立する（図２
参照）。 ソース−親リスト＝Ｚ，Ｒ，Ｑ，Ｐ，Ｏ，Ｍ，Ａ ターゲット−親リスト＝Ｘ，Ｕ，Ｒ，Ｑ，Ｐ，Ｏ，Ｍ，
Ａ
【００５６】次に、システムは、上記両リストの逆走査
を続けて、最後の共通ノードを除くすべての共通ノード
を削除する。その結果、両方のリストで、Ａが最初に削
除され、次にＭ、Ｏ、ＰそしてＱが削除される。最後の
共通ノードはＲであり、ノードＺは、残りのソース・リ
ストを順方向にまたターゲット・リストを逆方向に局所
的に走査することにより、探していた経路をＺ、Ｒ、
Ｕ、Ｘとして設定し、制御メッセージ中でそれを定義す
る。
を続けて、最後の共通ノードを除くすべての共通ノード
を削除する。その結果、両方のリストで、Ａが最初に削
除され、次にＭ、Ｏ、ＰそしてＱが削除される。最後の
共通ノードはＲであり、ノードＺは、残りのソース・リ
ストを順方向にまたターゲット・リストを逆方向に局所
的に走査することにより、探していた経路をＺ、Ｒ、
Ｕ、Ｘとして設定し、制御メッセージ中でそれを定義す
る。
【００５７】しかし、本発明は、リンクがたまたま切断
し、スパニング・ツリーが極めて迅速に回復する（再定
義される）必要のある状況でよりいっそう重要である。
この状況がいかに劇的であるかを理解するには、ツリー
内で同時に複数のエッジが破裂した場合、さらには、前
記破裂が生じた後ツリーが再定義される前に次々に破裂
が十分迅速に起こることを考えてみるだけでよい。強調
するまでもないが、そのような状況から派生する混乱に
より、ネットワークがほとんど完全にダウンし正常に動
かなくなる。
し、スパニング・ツリーが極めて迅速に回復する（再定
義される）必要のある状況でよりいっそう重要である。
この状況がいかに劇的であるかを理解するには、ツリー
内で同時に複数のエッジが破裂した場合、さらには、前
記破裂が生じた後ツリーが再定義される前に次々に破裂
が十分迅速に起こることを考えてみるだけでよい。強調
するまでもないが、そのような状況から派生する混乱に
より、ネットワークがほとんど完全にダウンし正常に動
かなくなる。
【００５８】本発明によって提供される前記トポロジ・
データベースを各ノードに含ませる完全なツリー表現に
より、本システムは既知のほとんどのシステムよりも迅
速に回復する。
データベースを各ノードに含ませる完全なツリー表現に
より、本システムは既知のほとんどのシステムよりも迅
速に回復する。
【００５９】以下に、迅速なスパニング・ツリー回復を
操作する本発明を例示する。問題を十分に理解するに
は、先に開示した分散ツリー保守アルゴリズムが、ルー
トと呼ばれる唯一モードのノードを定義することを理解
しなくてはならない。ルートは、スパニング・ツリーの
ほとんどの保守を集中し調整する。
操作する本発明を例示する。問題を十分に理解するに
は、先に開示した分散ツリー保守アルゴリズムが、ルー
トと呼ばれる唯一モードのノードを定義することを理解
しなくてはならない。ルートは、スパニング・ツリーの
ほとんどの保守を集中し調整する。
【００６０】エッジ障害が発生したとき、元のスパニン
グ・ツリーは２つのツリーの区画に分割される。障害の
前に子だったノードが、新しく作成されたツリー区画の
ルート（親のないノード）になる。各ノード内に以前か
ら設けられている手段、すなわち完全なツリー記述によ
って、特に障害の起こったエッジもわかっているとき、
各区画はスパニング・ツリーの区画の回復を試みること
ができる。しかし障害から回復するには、最終的には２
つの区画を再び１つのツリーに合併しなければならな
い。しかし、２つに分割されたツリーを合併するには、
それぞれのルートが、同じエッジがそれらを相互接続す
るのに適切であると合意しなければならない。
グ・ツリーは２つのツリーの区画に分割される。障害の
前に子だったノードが、新しく作成されたツリー区画の
ルート（親のないノード）になる。各ノード内に以前か
ら設けられている手段、すなわち完全なツリー記述によ
って、特に障害の起こったエッジもわかっているとき、
各区画はスパニング・ツリーの区画の回復を試みること
ができる。しかし障害から回復するには、最終的には２
つの区画を再び１つのツリーに合併しなければならな
い。しかし、２つに分割されたツリーを合併するには、
それぞれのルートが、同じエッジがそれらを相互接続す
るのに適切であると合意しなければならない。
【００６１】ネットワーク・トポロジが変化した（リン
クとノードの障害および回復）後にスパニング・ツリー
を更新する方法は、イズリアル・シドン（Israel Cido
n）、インダー・Ｓ・ゴペール（Inder S.Gopeel）、シ
ャイ・クッテン（Shay Kutten）、およびマルシア・ペ
ータ（Marcia Peter）の論文"Distributed Tree Mainte
nance"、ＩＢＭテクニカル・ディスクロージャ・ブルテ
ン、Vol.35、No.1A、1992年6月、pp.93〜398に記載され
ている。その開示では、トポロジ保守アルゴリズムは、
ツリー上のノードがその隣接エッジのトポロジを結局は
知ることを保証する。相互接続のためのルート・ノード
間の合意は、それらを厳密に順序づけできるようにすべ
てのネットワークのエッジに一義的に割り当てられた
「重み」と呼ばれる特性によって保証される。２つのツ
リーを合併するには、各ツリーのルートが、重みが最も
小さいそれらの間の非ツリー・エッジを合意しなければ
ならない。次に、ルートを、Ｍｏｖｅ−Ｒｏｏｔと呼ば
れる信頼できる２地点間メッセージによって、あるノー
ドから別のノードに移動する。Ｍｏｖｅ−Ｒｏｏｔを送
ることができるノードだけが、現ノードである。Ｍｏｖ
ｅ−Ｒｏｏｔメッセージを送ると、現ルートはもはやル
ートではない。Ｍｏｖｅ−Ｒｏｏｔの受取側が、次のル
ートになる。トポロジ更新アルゴリズムとツリー保守ア
ルゴリズムは、現ルートがネットワーク内のすべてのエ
ッジを検討してルートをどこに移動するかを決定すると
いう点で相互依存的である。
クとノードの障害および回復）後にスパニング・ツリー
を更新する方法は、イズリアル・シドン（Israel Cido
n）、インダー・Ｓ・ゴペール（Inder S.Gopeel）、シ
ャイ・クッテン（Shay Kutten）、およびマルシア・ペ
ータ（Marcia Peter）の論文"Distributed Tree Mainte
nance"、ＩＢＭテクニカル・ディスクロージャ・ブルテ
ン、Vol.35、No.1A、1992年6月、pp.93〜398に記載され
ている。その開示では、トポロジ保守アルゴリズムは、
ツリー上のノードがその隣接エッジのトポロジを結局は
知ることを保証する。相互接続のためのルート・ノード
間の合意は、それらを厳密に順序づけできるようにすべ
てのネットワークのエッジに一義的に割り当てられた
「重み」と呼ばれる特性によって保証される。２つのツ
リーを合併するには、各ツリーのルートが、重みが最も
小さいそれらの間の非ツリー・エッジを合意しなければ
ならない。次に、ルートを、Ｍｏｖｅ−Ｒｏｏｔと呼ば
れる信頼できる２地点間メッセージによって、あるノー
ドから別のノードに移動する。Ｍｏｖｅ−Ｒｏｏｔを送
ることができるノードだけが、現ノードである。Ｍｏｖ
ｅ−Ｒｏｏｔメッセージを送ると、現ルートはもはやル
ートではない。Ｍｏｖｅ−Ｒｏｏｔの受取側が、次のル
ートになる。トポロジ更新アルゴリズムとツリー保守ア
ルゴリズムは、現ルートがネットワーク内のすべてのエ
ッジを検討してルートをどこに移動するかを決定すると
いう点で相互依存的である。
【００６２】ツリー・トポロジの十分な知識、より詳細
には本発明によって提供される各ノードにおけるノード
の親子関係の知識が、前述したような、例から導かれる
迅速な経路決定とあいまって、より迅速なツリー回復を
可能にする。システムによって開始される、この迅速な
スパニング・ツリー回復と名付けられた処理を以下に説
明し１つの例を示す。
には本発明によって提供される各ノードにおけるノード
の親子関係の知識が、前述したような、例から導かれる
迅速な経路決定とあいまって、より迅速なツリー回復を
可能にする。システムによって開始される、この迅速な
スパニング・ツリー回復と名付けられた処理を以下に説
明し１つの例を示す。
【００６３】エッジＢＣに障害が起こったと仮定する。
元のツリー（図２参照）が２つのツリーに区分される。
元のツリー（ツリー（Ａ））はノードＣ、Ｇ、Ｄ、Ｅ、
Ｆを除外し、新しいツリーはこれらのノードＣ、Ｇ、
Ｄ、Ｅ、Ｆだけを含む。定義により、障害が起こったエ
ッジの子ノードつまりノードＣが、ルートに設定される
（ルート自己設定）と仮定すると、定義により、ノード
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇを含むツリーに関して、この第２の
ツリーをツリー（Ｃ）とラベルすることができる。
元のツリー（図２参照）が２つのツリーに区分される。
元のツリー（ツリー（Ａ））はノードＣ、Ｇ、Ｄ、Ｅ、
Ｆを除外し、新しいツリーはこれらのノードＣ、Ｇ、
Ｄ、Ｅ、Ｆだけを含む。定義により、障害が起こったエ
ッジの子ノードつまりノードＣが、ルートに設定される
（ルート自己設定）と仮定すると、定義により、ノード
Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇを含むツリーに関して、この第２の
ツリーをツリー（Ｃ）とラベルすることができる。
【００６４】２つの区画、すなわちツリー（Ａ）とツリ
ー（Ｃ）を合併する処理は、ノードＣがそのトポロジ・
データベースを走査することから始まる。
ー（Ｃ）を合併する処理は、ノードＣがそのトポロジ・
データベースを走査することから始まる。
【００６５】前記データベースを下記に概略的に示す
が、これは、実際に容易に組み合わせて単一のリンク・
テーブルにすることのできる、親テーブルとリンク・テ
ーブルを示す。
が、これは、実際に容易に組み合わせて単一のリンク・
テーブルにすることのできる、親テーブルとリンク・テ
ーブルを示す。
【００６６】ノードＣにおける親テーブルは、ネットワ
ーク・ノードを、各ノードの前に対応する親ノードをつ
けてリストする。したがって、リンク障害の前には、ル
ートであるノードＡは親がない。ノードＢの親はＡであ
り、ノードＣの親はＢであり、以下同様にしてＺに達す
る。したがって、リンク障害前の親テーブルは以下のよ
うになる。
ーク・ノードを、各ノードの前に対応する親ノードをつ
けてリストする。したがって、リンク障害の前には、ル
ートであるノードＡは親がない。ノードＢの親はＡであ
り、ノードＣの親はＢであり、以下同様にしてＺに達す
る。したがって、リンク障害前の親テーブルは以下のよ
うになる。
【００６７】
【表１】
【００６８】図のように、親テーブルはノードごとにア
ウトリンク・ポインタをも含み、前記ポインタはそれぞ
れのノードから出るリンクを指し（第１のリスト）、各
リンク・リストはデュアル・リンク・リスト（第２のリ
スト、第３のリストなど）を指す。
ウトリンク・ポインタをも含み、前記ポインタはそれぞ
れのノードから出るリンクを指し（第１のリスト）、各
リンク・リストはデュアル・リンク・リスト（第２のリ
スト、第３のリストなど）を指す。
【００６９】次に、ノードＣからのアウトリンクを示す
第１のリストと、ＣＢデュアル・ポインタ（ＰＴＲ）が
指すデュアル・リストを示す第２のリストと、ＢＡデュ
アル・ポインタ（ＰＴＲ）が指す第３のリストとを有す
る１つの例を検討する。
第１のリストと、ＣＢデュアル・ポインタ（ＰＴＲ）が
指すデュアル・リストを示す第２のリストと、ＢＡデュ
アル・ポインタ（ＰＴＲ）が指す第３のリストとを有す
る１つの例を検討する。
【００７０】
【表２】
【００７１】
【表３】
【００７２】
【表４】
【００７３】上記のように、ノードＣ参照の前にあるア
ウトリンク・ポインタは、それぞれ次のリンク（上のテ
ーブルには図示せず）を指すＣＢ、ＣＤ、ＣＧ、ＣＩを
含むリストである第１のリンク・リストを指す。換言す
れば、ＣＢは、ＣＤを指し、ＣＤはＣＧを指し、以下同
様にしてＣＩに達する。さらに、すでに述べたように、
第１のリンク・リストは、第２のリンク・リストを指す
デュアル・リンク・ポインタを含む。たとえば、第１の
リンク・リスト中のＣＢに関連するデュアル・ポインタ
は、リンクＢＣ、ＢＩ、ＢＡ、ＢＤをリストしたデュア
ル・リスト（または第２のリンク・リスト）を指す。前
記第２のリンク・リストにおける各リンクの参照は、リ
ンクＢＡのデュアル・ポインタに関して先に示したのと
同様に、第３のリンク・リストを指し、以下同様であ
る。
ウトリンク・ポインタは、それぞれ次のリンク（上のテ
ーブルには図示せず）を指すＣＢ、ＣＤ、ＣＧ、ＣＩを
含むリストである第１のリンク・リストを指す。換言す
れば、ＣＢは、ＣＤを指し、ＣＤはＣＧを指し、以下同
様にしてＣＩに達する。さらに、すでに述べたように、
第１のリンク・リストは、第２のリンク・リストを指す
デュアル・リンク・ポインタを含む。たとえば、第１の
リンク・リスト中のＣＢに関連するデュアル・ポインタ
は、リンクＢＣ、ＢＩ、ＢＡ、ＢＤをリストしたデュア
ル・リスト（または第２のリンク・リスト）を指す。前
記第２のリンク・リストにおける各リンクの参照は、リ
ンクＢＡのデュアル・ポインタに関して先に示したのと
同様に、第３のリンク・リストを指し、以下同様であ
る。
【００７４】これらすべてのリンク・リストは、実際に
は、単一の複雑なリンク・テーブルにまとめられる。
は、単一の複雑なリンク・テーブルにまとめられる。
【００７５】さらに、前述のリンク障害回復の助けとな
るはずであるが、各リンクは、対応するリンクが現在ス
パニング・ツリー上にあるか（ＳＴ＝１）それともスパ
ニング・ツリー上にないか（ＳＴ＝０）を示す１ビット
の参照（すなわちＳＴ）によって定義される。たとえ
ば、図２に示した元のツリーに関して、かつノードＣに
関して、第１のリンク・リストは、ＣＢ、ＣＤ、ＣＧが
ＳＴ＝１、ＣＩがＳＴ＝０であることを示す。
るはずであるが、各リンクは、対応するリンクが現在ス
パニング・ツリー上にあるか（ＳＴ＝１）それともスパ
ニング・ツリー上にないか（ＳＴ＝０）を示す１ビット
の参照（すなわちＳＴ）によって定義される。たとえ
ば、図２に示した元のツリーに関して、かつノードＣに
関して、第１のリンク・リストは、ＣＢ、ＣＤ、ＣＧが
ＳＴ＝１、ＣＩがＳＴ＝０であることを示す。
【００７６】リンクＢＣ／ＣＢに障害が起こると、上記
のように、ノードＣ、すなわち障害エッジ上の子ノード
が、Ｃ、Ｇ、Ｄ、Ｅ、Ｆを含むツリーのルート・ノード
になる。ツリー（Ｃ）上のこれらのリンク、すなわちＣ
Ｇ、ＣＤ、ＤＥ、ＥＦだけでＳＴビットが２進値１に保
たれ、他のリンクはリセットされる。したがって、上記
第１のテーブルは以下のようになる。
のように、ノードＣ、すなわち障害エッジ上の子ノード
が、Ｃ、Ｇ、Ｄ、Ｅ、Ｆを含むツリーのルート・ノード
になる。ツリー（Ｃ）上のこれらのリンク、すなわちＣ
Ｇ、ＣＤ、ＤＥ、ＥＦだけでＳＴビットが２進値１に保
たれ、他のリンクはリセットされる。したがって、上記
第１のテーブルは以下のようになる。
【００７７】
【表５】
【００７８】また、親テーブルは、リンク障害とツリー
の区分を反映するようにリセットされる。
の区分を反映するようにリセットされる。
【００７９】上記の情報が与えられているものとする
と、ノードＣはそのトポロジ・データベースを単に走査
し、特にリンク・テーブルを走査することによって、リ
ンクＣＫｎのリストを決定することになる（ただしＫｎ
は、ツリー（Ａ）に属するノードである）。上の例で
は、リンクＣＫｎのリストは、ツリー（Ｃ）に属さない
リンクとしてＣＢとＣＩだけを含み、したがって、ツリ
ー（Ａ）とツリー（Ｃ）の両方を相互接続するために使
用できる可能性がある。
と、ノードＣはそのトポロジ・データベースを単に走査
し、特にリンク・テーブルを走査することによって、リ
ンクＣＫｎのリストを決定することになる（ただしＫｎ
は、ツリー（Ａ）に属するノードである）。上の例で
は、リンクＣＫｎのリストは、ツリー（Ｃ）に属さない
リンクとしてＣＢとＣＩだけを含み、したがって、ツリ
ー（Ａ）とツリー（Ｃ）の両方を相互接続するために使
用できる可能性がある。
【００８０】ＣＢに障害が起こったため、残りのリンク
のリストはＣＩだけを含み、そのＣＩが選択のために指
定される。より一般的に言えば、ＣＫｎのリストはいく
つかのリンクを含む。この場合、あいまいさを高めリン
クを選択するために追加のパラメータが事前定義するこ
ともできる（たとえば、最も高速のリンク）。
のリストはＣＩだけを含み、そのＣＩが選択のために指
定される。より一般的に言えば、ＣＫｎのリストはいく
つかのリンクを含む。この場合、あいまいさを高めリン
クを選択するために追加のパラメータが事前定義するこ
ともできる（たとえば、最も高速のリンク）。
【００８１】したがって、ノードＣによって選択される
リンクはＣＩである。ノードＣは、いわゆる「結合要
求」メッセージを送ることによって、ノードＩとの対話
を開始する。一方、ノードＩは、ツリー（Ａ）のルート
と認められた後でのみ応答する。この場合、ツリー
（Ａ）はツリー（Ｉ）になる。ノードＩは、ルートとな
った時にのみ結合要求を受け入れ、ここではまだそうな
っていない。問題が生じた場合に無期限に待つことを避
けるために、ノードＣはタイマをセットし、前記設定時
間だけ待機する。
リンクはＣＩである。ノードＣは、いわゆる「結合要
求」メッセージを送ることによって、ノードＩとの対話
を開始する。一方、ノードＩは、ツリー（Ａ）のルート
と認められた後でのみ応答する。この場合、ツリー
（Ａ）はツリー（Ｉ）になる。ノードＩは、ルートとな
った時にのみ結合要求を受け入れ、ここではまだそうな
っていない。問題が生じた場合に無期限に待つことを避
けるために、ノードＣはタイマをセットし、前記設定時
間だけ待機する。
【００８２】また、ツリー（Ａ）上で同様の処理（テー
ブルのリセットなど）を用いることにより、区分された
２つのツリーの間で設定すべきリンクが選択できるよう
になる。換言すると、リンクＢＣに障害が起こったとい
うメッセージを受け取った後、元のルート（Ａ）は、そ
のトポロジ・データベースを走査して、候補リンクＫｎ
Ｃのリストを見つける。このＫｎは、ツリーの分裂が起
こった後は、ツリー（Ａ）、すなわちＣ、Ｇ、Ｄ、Ｅ、
Ｆを除くネットワークのすべてのノードを含むツリーに
属するノードである。
ブルのリセットなど）を用いることにより、区分された
２つのツリーの間で設定すべきリンクが選択できるよう
になる。換言すると、リンクＢＣに障害が起こったとい
うメッセージを受け取った後、元のルート（Ａ）は、そ
のトポロジ・データベースを走査して、候補リンクＫｎ
Ｃのリストを見つける。このＫｎは、ツリーの分裂が起
こった後は、ツリー（Ａ）、すなわちＣ、Ｇ、Ｄ、Ｅ、
Ｆを除くネットワークのすべてのノードを含むツリーに
属するノードである。
【００８３】１組のＣＫｎ中で同じリンクＩＣが、ルー
トＡによって選択される。
トＡによって選択される。
【００８４】したがって、前述のような本発明の迅速経
路決定手順を使用することにより（親リストを走査する
だけで）、ノードＡからノードＩへの即時のＭｏｖｅ−
Ｒｏｏｔが実施できる。ノードＡは、ノードＡとノード
Ｉの間のスパニング・ツリー上で選択された経路を使っ
てノードＩにＭｏｖｅ−Ｒｏｏｔメッセージを発行す
る。次に、ノードＩは、ノードＣからＣＩを介して受け
取った「結合要求」メッセージを受け入れ、Ｃとの合併
処理を完了する。その後、ノードＩを新しいツリーのル
ートとし、上記の処理に従って合一化されたスパニング
・ツリーが再定義される。
路決定手順を使用することにより（親リストを走査する
だけで）、ノードＡからノードＩへの即時のＭｏｖｅ−
Ｒｏｏｔが実施できる。ノードＡは、ノードＡとノード
Ｉの間のスパニング・ツリー上で選択された経路を使っ
てノードＩにＭｏｖｅ−Ｒｏｏｔメッセージを発行す
る。次に、ノードＩは、ノードＣからＣＩを介して受け
取った「結合要求」メッセージを受け入れ、Ｃとの合併
処理を完了する。その後、ノードＩを新しいツリーのル
ートとし、上記の処理に従って合一化されたスパニング
・ツリーが再定義される。
【００８５】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００８６】（１）双方向リンクによって相互接続され
た複数のノードを含み、任意の瞬間には、ルート・ノー
ド以外の各ノードが単一の親ノードを有するスパニング
・ツリー配列で相互接続された、ノード間でのデータ伝
送のためのデータ通信ネットワークにおいて、前記スパ
ニング・ツリーの各ノードが、前記ツリー中のすべての
ノードにつき、各ノードごとに、その親ノード情報とリ
ンク・テーブルを指すためのアウトリンク・ポインタ手
段とを含む親テーブルと、それぞれのデュアル・リンク
を指すためのデュアル・リンク・ポインタ手段を含むリ
ンク・テーブルと、前記リンクがスパニング・ツリーに
現在関与しているかどうかを示すビット位置（ＳＴビッ
ト）を含む各リンクの参照を割り当てる手段とを含むト
ポロジ・データベースを記憶する手段と、前記親テーブ
ルとリンク・テーブルの内容を使って、ツリー配列を編
成する手段と、各スパニング・ツリーの編成時もしくは
再編成時に、前記親テーブルと前記リンク・テーブルと
を含むいわゆるトポロジ・データベースを動的に更新す
る手段とを含み、前記各手段が通常の動作状態の間に動
作可能である、データ通信ネットワーク。 （２）各スパニング・ツリーの再編成時に前記親テーブ
ルとリンク・テーブルを更新する前記手段が、（ａ）当
該ノードにおいて、ローカルに記憶された親テーブルと
リンク・テーブルを走査して、子のない第１のノード即
ち末端ノードを検出し、前記ノードをルートとして割り
当てそれに応じてテーブルを修正する手段と、（ｂ）ロ
ーカルの親テーブルとリンク・テーブルとを含むトポロ
ジ・データベースを調査して、ターゲット・ノードをそ
の親とするスパニング・ツリー・リンクを見つけ、当該
ターゲット・ノードをもつソース・ノードを親ノードと
して選び、それに応じてテーブルを修正する手段と、
（ｃ）すべてのノードが親を獲得しそれに応じてテーブ
ルを修正するまで、ソース・ノードをターゲットとして
その処理を繰り返し、当該ノードのデータベースにおけ
る各ノードの完全な親子関係をツリー構造で定義する手
段と、を各ノードに含む上記（１）に記載のデータ通信
ネットワーク。 （３）スパニング・ツリーの任意のノードがソース・ノ
ードまたはターゲット・ノードのどちらかとして動作す
ることができ、共にスパニング・ツリーに属するソース
・ノードとターゲット・ノードとの間で、要求に応じて
迅速な経路決定を行う手段をさらに含み、前記経路決定
手段が、ソース・ノードをトリガして、その記憶された
親テーブルを上方に走査し、次々に親ノードを上方にリ
ストするソース親リストを生成し記憶する手段と、ソー
ス・ノードをトリガして、その記憶された親テーブルを
走査し、ターゲット・ノードから始まって上方にターゲ
ット親リストを生成し記憶する手段と、両方のリストを
逆走査し、最後の共通ノードを除いたすべての共通ノー
ドを削除する手段とを含み、残りのソース親リストを順
方向に、残りのターゲット親リストを逆方向に単純に連
結することによって、前記ソース・ノードと前記ターゲ
ット・ノードの間の経路を決定する、上記（１）または
（２）に記載のデータ通信ネットワーク。 （４）スパニング・ツリーのリンク障害時に、元のスパ
ニング・ツリーを、障害リンクの子ノードおよび当該子
ノードに接続されているすべてのノードを含む第１のツ
リーと、元のルートおよび接続されている残りのすべて
のノードを含む第２のツリーとに分割して区分し、回復
操作を実行して、分割されたツリーを単一のツリーに再
び結合し、対応するスパニング・ツリーを再定義する手
段をさらに含み、前記回復手段が、 ａ）障害リンクの前記子ノードを、前記第１のスパニン
グ・ツリーのルートとして定義する手段と、 ｂ）元のルートと前記第１のツリーのルートの両方にお
いて、現ツリー区画を反映するようにそれぞれのデータ
ベース内のＳＴビットを再設定する手段と、 ｃ）前記第１のツリーのルートにおいて、再設定された
トポロジ・データベースを走査して、前記第１のツリー
のルートと前記第２のツリーに属するノードとの間のリ
ンクをリストし、予め定義されたリンク特性に基づいて
前記リンクのうちの１つを選択して、第１と第２のツリ
ーを１つに接続し、それに応じて前記選択されたリンク
上のターゲット・ノードに通知する手段と、 ｄ）前記第２のツリーのルート・ノード内で更新済みト
ポロジ・データベースを走査して、前記ターゲット・ノ
ードと前記第１のツリーのルートとの間のリンクを選択
する手段と、 ｅ）ルート移動用の制御データを前記第２のツリーのル
ートからターゲット・ノードに送り、ツリー合併処理を
完了させる手段と、 ｆ）それに応じて各ノードのトポロジ・データベースを
更新する手段とを含む、上記（１）ないし（３）のいず
れか一項に記載のデータ通信ネットワーク。 （５）障害リンクの子ノードをＩ、親ノードをＪ、元の
スパニング・ツリーのルート・ノードをＲとして、ツリ
ーのリンクＩＪの障害発生後に迅速なスパニング・ツリ
ー回復動作を実施するために、Ｒをルートとする部分
（Ｒ）として定義される区画と、Ｉをルートとする部分
（Ｉ）として定義される区画の２つの区画に元のツリー
を分割する、上記（１）から（４）のいずれか一項に記
載のネットワークにおいて実施される方法であって、ノ
ードＩにおいて、Ｋｎを部分（Ｒ）に属するノードであ
るとして、トポロジ・データベースを走査してリンクＩ
Ｋｎのリストを見つけ記憶するステップと、前記リスト
において、予め定義されたリンク基準に基づいて、記憶
されたリンクＫのうち１つのリンクを選択するステップ
と、前記ノードＩにいわゆる結合要求メッセージを前記
ノードＫに送らせることによって、合併処理を開始する
ステップと、ノードＲにおいて、Ｋｎを部分（Ｒ）に属
するノードであるとして、トポロジ・データベースを走
査してリンクＫｎＩのリストを見つけ記憶するステップ
とと、前記予め定義されたリンク基準に基づいて、１組
のＫｎノードの中からリンクＫＩを選択するステップ
と、ルート移動メッセージをノードＫに送るステップと
ノードＫを使って合併処理を完了し、合併されたツリー
のルート機能を獲得し、トポロジ・データベースの導入
を再開するステップとを実行するノード管理方法。 （６）前記合併処理開始ステップが、タイマを始動させ
て、ノードＫに送られる結合要求メッセージの妥当性に
制限を設けるステップを含む、上記（５）に記載の方
法。 （７）前記ルート移動メッセージがノードＲからノード
Ｋに送られる、上記（５）または（６）に記載の方法。 （８）多数のリンク障害が発生した場合に、リンク障害
の発生順に従って操作を同期させる手段を使うことによ
ってスパニング・ツリー回復動作を実施する、上記
（５）ないし（７）のいずれか一項に記載の方法。
た複数のノードを含み、任意の瞬間には、ルート・ノー
ド以外の各ノードが単一の親ノードを有するスパニング
・ツリー配列で相互接続された、ノード間でのデータ伝
送のためのデータ通信ネットワークにおいて、前記スパ
ニング・ツリーの各ノードが、前記ツリー中のすべての
ノードにつき、各ノードごとに、その親ノード情報とリ
ンク・テーブルを指すためのアウトリンク・ポインタ手
段とを含む親テーブルと、それぞれのデュアル・リンク
を指すためのデュアル・リンク・ポインタ手段を含むリ
ンク・テーブルと、前記リンクがスパニング・ツリーに
現在関与しているかどうかを示すビット位置（ＳＴビッ
ト）を含む各リンクの参照を割り当てる手段とを含むト
ポロジ・データベースを記憶する手段と、前記親テーブ
ルとリンク・テーブルの内容を使って、ツリー配列を編
成する手段と、各スパニング・ツリーの編成時もしくは
再編成時に、前記親テーブルと前記リンク・テーブルと
を含むいわゆるトポロジ・データベースを動的に更新す
る手段とを含み、前記各手段が通常の動作状態の間に動
作可能である、データ通信ネットワーク。 （２）各スパニング・ツリーの再編成時に前記親テーブ
ルとリンク・テーブルを更新する前記手段が、（ａ）当
該ノードにおいて、ローカルに記憶された親テーブルと
リンク・テーブルを走査して、子のない第１のノード即
ち末端ノードを検出し、前記ノードをルートとして割り
当てそれに応じてテーブルを修正する手段と、（ｂ）ロ
ーカルの親テーブルとリンク・テーブルとを含むトポロ
ジ・データベースを調査して、ターゲット・ノードをそ
の親とするスパニング・ツリー・リンクを見つけ、当該
ターゲット・ノードをもつソース・ノードを親ノードと
して選び、それに応じてテーブルを修正する手段と、
（ｃ）すべてのノードが親を獲得しそれに応じてテーブ
ルを修正するまで、ソース・ノードをターゲットとして
その処理を繰り返し、当該ノードのデータベースにおけ
る各ノードの完全な親子関係をツリー構造で定義する手
段と、を各ノードに含む上記（１）に記載のデータ通信
ネットワーク。 （３）スパニング・ツリーの任意のノードがソース・ノ
ードまたはターゲット・ノードのどちらかとして動作す
ることができ、共にスパニング・ツリーに属するソース
・ノードとターゲット・ノードとの間で、要求に応じて
迅速な経路決定を行う手段をさらに含み、前記経路決定
手段が、ソース・ノードをトリガして、その記憶された
親テーブルを上方に走査し、次々に親ノードを上方にリ
ストするソース親リストを生成し記憶する手段と、ソー
ス・ノードをトリガして、その記憶された親テーブルを
走査し、ターゲット・ノードから始まって上方にターゲ
ット親リストを生成し記憶する手段と、両方のリストを
逆走査し、最後の共通ノードを除いたすべての共通ノー
ドを削除する手段とを含み、残りのソース親リストを順
方向に、残りのターゲット親リストを逆方向に単純に連
結することによって、前記ソース・ノードと前記ターゲ
ット・ノードの間の経路を決定する、上記（１）または
（２）に記載のデータ通信ネットワーク。 （４）スパニング・ツリーのリンク障害時に、元のスパ
ニング・ツリーを、障害リンクの子ノードおよび当該子
ノードに接続されているすべてのノードを含む第１のツ
リーと、元のルートおよび接続されている残りのすべて
のノードを含む第２のツリーとに分割して区分し、回復
操作を実行して、分割されたツリーを単一のツリーに再
び結合し、対応するスパニング・ツリーを再定義する手
段をさらに含み、前記回復手段が、 ａ）障害リンクの前記子ノードを、前記第１のスパニン
グ・ツリーのルートとして定義する手段と、 ｂ）元のルートと前記第１のツリーのルートの両方にお
いて、現ツリー区画を反映するようにそれぞれのデータ
ベース内のＳＴビットを再設定する手段と、 ｃ）前記第１のツリーのルートにおいて、再設定された
トポロジ・データベースを走査して、前記第１のツリー
のルートと前記第２のツリーに属するノードとの間のリ
ンクをリストし、予め定義されたリンク特性に基づいて
前記リンクのうちの１つを選択して、第１と第２のツリ
ーを１つに接続し、それに応じて前記選択されたリンク
上のターゲット・ノードに通知する手段と、 ｄ）前記第２のツリーのルート・ノード内で更新済みト
ポロジ・データベースを走査して、前記ターゲット・ノ
ードと前記第１のツリーのルートとの間のリンクを選択
する手段と、 ｅ）ルート移動用の制御データを前記第２のツリーのル
ートからターゲット・ノードに送り、ツリー合併処理を
完了させる手段と、 ｆ）それに応じて各ノードのトポロジ・データベースを
更新する手段とを含む、上記（１）ないし（３）のいず
れか一項に記載のデータ通信ネットワーク。 （５）障害リンクの子ノードをＩ、親ノードをＪ、元の
スパニング・ツリーのルート・ノードをＲとして、ツリ
ーのリンクＩＪの障害発生後に迅速なスパニング・ツリ
ー回復動作を実施するために、Ｒをルートとする部分
（Ｒ）として定義される区画と、Ｉをルートとする部分
（Ｉ）として定義される区画の２つの区画に元のツリー
を分割する、上記（１）から（４）のいずれか一項に記
載のネットワークにおいて実施される方法であって、ノ
ードＩにおいて、Ｋｎを部分（Ｒ）に属するノードであ
るとして、トポロジ・データベースを走査してリンクＩ
Ｋｎのリストを見つけ記憶するステップと、前記リスト
において、予め定義されたリンク基準に基づいて、記憶
されたリンクＫのうち１つのリンクを選択するステップ
と、前記ノードＩにいわゆる結合要求メッセージを前記
ノードＫに送らせることによって、合併処理を開始する
ステップと、ノードＲにおいて、Ｋｎを部分（Ｒ）に属
するノードであるとして、トポロジ・データベースを走
査してリンクＫｎＩのリストを見つけ記憶するステップ
とと、前記予め定義されたリンク基準に基づいて、１組
のＫｎノードの中からリンクＫＩを選択するステップ
と、ルート移動メッセージをノードＫに送るステップと
ノードＫを使って合併処理を完了し、合併されたツリー
のルート機能を獲得し、トポロジ・データベースの導入
を再開するステップとを実行するノード管理方法。 （６）前記合併処理開始ステップが、タイマを始動させ
て、ノードＫに送られる結合要求メッセージの妥当性に
制限を設けるステップを含む、上記（５）に記載の方
法。 （７）前記ルート移動メッセージがノードＲからノード
Ｋに送られる、上記（５）または（６）に記載の方法。 （８）多数のリンク障害が発生した場合に、リンク障害
の発生順に従って操作を同期させる手段を使うことによ
ってスパニング・ツリー回復動作を実施する、上記
（５）ないし（７）のいずれか一項に記載の方法。
【００８７】
【発明の効果】すでに述べたように、本発明は、各ノー
ドで使用可能な完全トポロジ・データベースを保持して
いるので、迅速な経路指定あるいはツリーの回復処理を
行うことができる。たとえば、リンク障害の場合にも、
所与のスパニング・ツリーの径を小さくし、あるいは所
与の低グレードの（または、いわゆる重みの小さい）リ
ンクを、より重みの大きいリンクで置き換えることがで
きる。
ドで使用可能な完全トポロジ・データベースを保持して
いるので、迅速な経路指定あるいはツリーの回復処理を
行うことができる。たとえば、リンク障害の場合にも、
所与のスパニング・ツリーの径を小さくし、あるいは所
与の低グレードの（または、いわゆる重みの小さい）リ
ンクを、より重みの大きいリンクで置き換えることがで
きる。
【図１】本発明がその中で実施される従来のデータ・ネ
ットワークの概略図である。
ットワークの概略図である。
【図２】図１のデータ・ネットワークから誘導され、本
発明を実施する手段を備えた、いわゆるスパニング・ツ
リーの概略図である。
発明を実施する手段を備えた、いわゆるスパニング・ツ
リーの概略図である。
【図３】マルチキャスト動作のネットワーク・ツリーの
概略図である。
概略図である。
【図４】図３のネットワーク・ツリーのノードの１つに
含まれるハードウェアの概略図である。
含まれるハードウェアの概略図である。
【図５】本発明をサポートするために作成されたノード
編成の概略図である。
編成の概略図である。
【図６】本発明を実施するために作成されたフローチャ
ートである。
ートである。
【図７】本発明を実施するために作成されたフローチャ
ートである。
ートである。
【図８】本発明を実施するために作成されたフローチャ
ートである。
ートである。
【図９】本発明を実施するために作成されたフローチャ
ートである。
ートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アラン・プリュヴォ フランス06220 ヴァローリ アレ・デ・ ミコクリエ 55 (72)発明者 ジャン＝ポール・ショベール フランス06510 キャロ リュ・ド・ラ・ カニュ 11
Claims (8)
- 【請求項１】双方向リンクによって相互接続された複数
のノードを含み、任意の瞬間には、ルート・ノード以外
の各ノードが単一の親ノードを有するスパニング・ツリ
ー配列で相互接続された、ノード間でのデータ伝送のた
めのデータ通信ネットワークにおいて、前記スパニング
・ツリーの各ノードが、 前記ツリー中のすべてのノードにつき、各ノードごと
に、その親ノード情報とリンク・テーブルを指すための
アウトリンク・ポインタ手段とを含む親テーブルと、そ
れぞれのデュアル・リンクを指すためのデュアル・リン
ク・ポインタ手段を含むリンク・テーブルと、前記リン
クがスパニング・ツリーに現在関与しているかどうかを
示すビット位置（ＳＴビット）を含む各リンクの参照を
割り当てる手段とを含むトポロジ・データベースを記憶
する手段と、 前記親テーブルとリンク・テーブルの内容を使って、ツ
リー配列を編成する手段と、 各スパニング・ツリーの編成時もしくは再編成時に、前
記親テーブルと前記リンク・テーブルとを含むいわゆる
トポロジ・データベースを動的に更新する手段とを含
み、 前記各手段が通常の動作状態の間に動作可能である、デ
ータ通信ネットワーク。 - 【請求項２】各スパニング・ツリーの再編成時に前記親
テーブルとリンク・テーブルを更新する前記手段が、
（ａ）当該ノードにおいて、ローカルに記憶された親テ
ーブルとリンク・テーブルを走査して、子のない第１の
ノード即ち末端ノードを検出し、前記ノードをルートと
して割り当てそれに応じてテーブルを修正する手段と、
（ｂ）ローカルの親テーブルとリンク・テーブルとを含
むトポロジ・データベースを調査して、ターゲット・ノ
ードをその親とするスパニング・ツリー・リンクを見つ
け、当該ターゲット・ノードをもつソース・ノードを親
ノードとして選び、それに応じてテーブルを修正する手
段と、（ｃ）すべてのノードが親を獲得しそれに応じて
テーブルを修正するまで、ソース・ノードをターゲット
としてその処理を繰り返し、当該ノードのデータベース
における各ノードの完全な親子関係をツリー構造で定義
する手段と、 を各ノードに含む請求項１に記載のデータ通信ネットワ
ーク。 - 【請求項３】スパニング・ツリーの任意のノードがソー
ス・ノードまたはターゲット・ノードのどちらかとして
動作することができ、共にスパニング・ツリーに属する
ソース・ノードとターゲット・ノードとの間で、要求に
応じて迅速な経路決定を行う手段をさらに含み、前記経
路決定手段が、 ソース・ノードをトリガして、その記憶された親テーブ
ルを上方に走査し、次々に親ノードを上方にリストする
ソース親リストを生成し記憶する手段と、 ソース・ノードをトリガして、その記憶された親テーブ
ルを走査し、ターゲット・ノードから始まって上方にタ
ーゲット親リストを生成し記憶する手段と、 両方のリストを逆走査し、最後の共通ノードを除いたす
べての共通ノードを削除する手段とを含み、 残りのソース親リストを順方向に、残りのターゲット親
リストを逆方向に単純に連結することによって、前記ソ
ース・ノードと前記ターゲット・ノードの間の経路を決
定する、請求項１または２に記載のデータ通信ネットワ
ーク。 - 【請求項４】スパニング・ツリーのリンク障害時に、元
のスパニング・ツリーを、障害リンクの子ノードおよび
当該子ノードに接続されているすべてのノードを含む第
１のツリーと、元のルートおよび接続されている残りの
すべてのノードを含む第２のツリーとに分割して区分
し、回復操作を実行して、分割されたツリーを単一のツ
リーに再び結合し、対応するスパニング・ツリーを再定
義する手段をさらに含み、前記回復手段が、 ａ）障害リンクの前記子ノードを、前記第１のスパニン
グ・ツリーのルートとして定義する手段と、 ｂ）元のルートと前記第１のツリーのルートの両方にお
いて、現ツリー区画を反映するようにそれぞれのデータ
ベース内のＳＴビットを再設定する手段と、 ｃ）前記第１のツリーのルートにおいて、再設定された
トポロジ・データベースを走査して、前記第１のツリー
のルートと前記第２のツリーに属するノードとの間のリ
ンクをリストし、予め定義されたリンク特性に基づいて
前記リンクのうちの１つを選択して、第１と第２のツリ
ーを１つに接続し、それに応じて前記選択されたリンク
上のターゲット・ノードに通知する手段と、 ｄ）前記第２のツリーのルート・ノード内で更新済みト
ポロジ・データベースを走査して、前記ターゲット・ノ
ードと前記第１のツリーのルートとの間のリンクを選択
する手段と、 ｅ）ルート移動用の制御データを前記第２のツリーのル
ートからターゲット・ノードに送り、ツリー合併処理を
完了させる手段と、 ｆ）それに応じて各ノードのトポロジ・データベースを
更新する手段と を含む、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のデー
タ通信ネットワーク。 - 【請求項５】障害リンクの子ノードをＩ、親ノードを
Ｊ、元のスパニング・ツリーのルート・ノードをＲとし
て、ツリーのリンクＩＪの障害発生後に迅速なスパニン
グ・ツリー回復動作を実施するために、Ｒをルートとす
る部分（Ｒ）として定義される区画と、Ｉをルートとす
る部分（Ｉ）として定義される区画の２つの区画に元の
ツリーを分割する、請求項１から４のいずれか一項に記
載のネットワークにおいて実施される方法であって、 ノードＩにおいて、 Ｋｎを部分（Ｒ）に属するノードであるとして、トポロ
ジ・データベースを走査してリンクＩＫｎのリストを見
つけ記憶するステップと、 前記リストにおいて、予め定義されたリンク基準に基づ
いて、記憶されたリンクのうちの１つのリンクＫを選択
するステップと、 前記ノードＩにいわゆる結合要求メッセージを前記ノー
ドＫに送らせることによって、合併処理を開始するステ
ップと、 ノードＲにおいて、 Ｋｎを部分（Ｒ）に属するノードであるとして、トポロ
ジ・データベースを走査してリンクＫｎＩのリストを見
つけ記憶するステップと、 前記予め定義されたリンク基準に基づいて、１組のＫｎ
ノードの中からリンクＫＩを選択するステップと、 ルート移動メッセージをノードＫに送るステップとノー
ドＫを使って合併処理を完了し、合併されたツリーのル
ート機能を獲得し、トポロジ・データベースの導入を再
開するステップとを実行するノード管理方法。 - 【請求項６】前記合併処理開始ステップが、タイマを始
動させて、ノードＫに送られる結合要求メッセージの妥
当性に制限を設けるステップを含む、請求項５に記載の
方法。 - 【請求項７】前記ルート移動メッセージがノードＲから
ノードＫに送られる、請求項５または６に記載の方法。 - 【請求項８】多数のリンク障害が発生した場合に、リン
ク障害の発生順に従って操作を同期させる手段を使うこ
とによってスパニング・ツリー回復動作を実施する、請
求項５ないし７のいずれか一項に記載の方法。
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