(57)【要約】  本発明の諸実施形態では、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法を提供する。当該方法は、ユーザが送信したパケットを受信するステップと、当該パケットのソース媒体アクセス制御ＭＡＣアドレスを取得するステップと、ＭＡＣテーブル内のソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが当該パケットの受信ポートと矛盾するとき、当該ソースＭＡＣアドレスの遷移が一度発生したと判定するステップと、当該ソースＭＡＣアドレスの遷移の回数が事前設定された遷移閾値に達したとき、当該ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信するステップと、当該検出パケットを受信したとき、当該検出パケットを受信したポートをループが生成されたポートと判定し、当該ループが生成された当該ポートをブロックするステップとを含む。本発明はさらに、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための装置およびネットワーク装置を提供する。本発明の諸実施形態で提供する方法、装置、およびネットワーク装置を用いることにより、ループが発生したポートを正確に決定することができ、レイヤ２のネットワーク・ループの問題を効果的に解決することができ、ネットワーク動作の信頼性が確保される。
2014530548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法であって、
ユーザが送信したパケットを受信して、前記パケットのソース媒体アクセス制御ＭＡＣアドレスを取得するステップと、
ＭＡＣテーブル内のソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが前記パケットの受信ポートと矛盾するとき、前記ソースＭＡＣアドレスの遷移が一度発生したと判定するステップであって、前記ソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートと前記パケットの前記受信ポートは前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートであり、前記最後のポートは前記パケットを受信する前にパケットを受信した最後のポートであり、前記パケットのソース・アドレスは前記ソースＭＡＣアドレスであるステップと、
前記ソースＭＡＣアドレスの遷移の回数が事前設定された遷移閾値に達したとき、前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信するステップと、
前記検出パケットを受信したとき、前記検出パケットを受信したポートをループが生成されたポートと判定し、前記ループが生成されたポートをブロックするステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記事前設定された遷移閾値はデフォルトで１である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信するステップの前に、
前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートの優先度に従ってグループ化を実施して、高優先度グループと低優先度グループを取得し、前記低優先度グループのポートを介して検出パケットを優先的に送信し、後に前記高優先度グループのポートを介して検出パケットを送信するステップ
をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ループが生成されたポートのブロック時間が事前設定されたブロック解除時間閾値に到達したとき、前記ループが生成されたポートをブロック解除するステップをさらに含む、請求項１乃至３の何れか１項の記載の方法。
【請求項５】
レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための装置であって、
ユーザが送信したパケットを受信し、前記パケットのソース媒体アクセス制御ＭＡＣアドレスを取得するように構成された受信ユニットと、
ＭＡＣテーブル内のソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが前記パケットの受信ポートと矛盾するとき、前記ソースＭＡＣアドレスの遷移が一度発生したと判定するように構成された決定ユニットであって、前記ソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートと前記パケットの前記受信ポートは前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートであり、前記最後のポートは前記パケットを受信する前にパケットを受信した最後のポートであり、前記パケットのソース・アドレスは前記ソースＭＡＣアドレスである決定ユニットと、
前記ソースＭＡＣアドレスの遷移の回数が事前設定された遷移閾値に達したとき、前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信するように構成された検出ユニットと、
前記検出パケットを受信したとき、前記検出パケットを受信したポートをループが生成されたポートとして決定し、前記ループが生成されたポートをブロックするように構成された処理ユニットと、
を備える、装置。
【請求項６】
前記事前設定された遷移閾値はデフォルトで１である、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記検出ユニットが検出パケットを送信する前に、前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートの優先度に従ってグループ化を実施し、高優先度グループと低優先度グループを取得するように構成された優先度グループ化ユニットであって、高優先度グループと低優先度グループを取得したことに従って、前記検出ユニットは、前記低優先度グループのポートを介して検出パケットを優先的に送信し、後に前記高優先度グループのポートを介して検出パケットを送信するように構成された、優先度グループ化ユニットをさらに備える、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記処理ユニットはさらに、前記ループが生成されたポートのブロック時間が事前設定されたブロック解除時間閾値に到達したとき、前記ループが生成された排出ポートをブロック解除するように構成された、請求項５乃至７の何れか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記装置は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイＦＧＰＡまたは特殊用途向け集積回路ＡＳＩＣにより実装されうる、請求項５乃至８の何れか１項に記載の装置。
【請求項１０】
請求項５乃至８の何れか１項に記載の装置を備えるレイヤ２ネットワーク・ループを処理するためのネットワーク装置であって、前記ネットワーク装置は、レイヤ２ネットワークをサポートするルータ、スイッチ、またはネットワーク装置でありうる、ネットワーク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、発明の名称を「レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法、装置、およびネットワーク装置」とした２０１１年１２月９日に中国知的産権局に出願された中国特許出願第ＰＣＴ／ＣＮ２０１１／０８３７９１号に対する優先権を主張し、引用によりその全体を本明細書に取り込む。
【０００２】
本発明の諸実施形態は通信技術の分野に関し、特に、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法、装置、およびネットワーク装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在の仮想プライベート・スイッチ・ネットワーク・サービス（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  ＬＡＮ  Ｓｅｒｖｉｃｅ、ＶＰＬＳ）のレイヤ２ネットワークは、メトロポリタン・エリア・ネットワークのソリューションに広く適用されている。実際のネットワーク・アプリケーションでは、各ネットワーク装置はグローバルに一意な媒体アクセス制御（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＭＡＣ）アドレスを有する。しかし、ＭＡＣアドレス遷移の問題がネットワーク装置の動作プロセスにおいて生ずる。ネットワー装置が特定のソースＭＡＣアドレスのパケットをネットワーク装置から受信すると、当該ネットワーク装置はパケットのＭＡＣアドレスとポートの間の対応を学習する。ＭＡＣアドレスが古くなる前に、ネットワーク装置は同一のソースＭＡＣアドレスのパケットを当該ネットワーク装置の別のポートから受信する。即ち、ＭＡＣアドレスが或るポートから別のポートに移動したときに、ＭＡＣアドレス遷移が発生する。実際のネットワーク・アプリケーションでは、各ネットワーク装置のＭＡＣアドレスは一般に一意である。したがって、ネットワーク装置のＭＡＣアドレスの繰り返しに起因するＭＡＣアドレス遷移が発生する可能性は低い。ＭＡＣアドレス遷移の主な理由は、ネットワークがループを形成することである。特定のユーザのネットワーク装置がパケットを送信すると、当該パケットは２つの経路を介して同一のネットワーク装置の異なるポートに送信され、ネットワークがループを形成する。ネットワーク・ループに起因するＭＡＣアドレス遷移により、ネットワーク・ストームやネットワーク輻輳のような問題が生じうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術ではレイヤ２ネットワーク・ループを、ＭＡＣアドレス・フラッピングＭＡＣ−Ｆｌａｐｐｉｎｇ処理方法を用いることによって処理することができる。当該方法はＭＡＣの学習に基づくものである。ＭＡＣ転送テーブル内の特定のＭＡＣアドレスに対応する排出ポートの遷移が検出されたとき、当該遷移に関与した可能性が高い排出ポートを、一定の規則に従って一緒にまたは纏めてブロックする。既存のＭＡＣ−Ｆｌａｐｐｉｎｇ方法を用いることによっては、ループが生成された実際のポートを正確にブロックすることはできないが、遷移に関与した可能性が高い全ての排出ポートは一緒にまたは纏めてブロックされる。このように、ループが生成されなかった一部の排出ポートがブロックされるおそれがあり、これらのポートに接続されたユーザが通信を継続できない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の諸実施形態では、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法、装置、およびネットワーク装置を提供して、レイヤ２ネットワーク・ループの不正確な検出の問題を解決する。上述の目的を達成するために、本発明の１実施形態では、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法であって、ユーザが送信したパケットを受信し、当該パケットのソース媒体アクセス制御ＭＡＣアドレスを取得するステップと、ＭＡＣテーブル内のソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが当該パケットの受信ポートと矛盾するとき、当該ソースＭＡＣアドレス遷移が一度発生したと判定するステップであって、当該ソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートと当該パケットの受信ポートは当該ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートであり、当該最後のポートは当該パケットを受信する前にパケットを受信した最後のポートであり、当該パケットのソース・アドレスは当該ソースＭＡＣアドレスであるステップと、当該ソースＭＡＣアドレス遷移の回数が事前設定された遷移閾値に達したとき、当該ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信するステップと、当該検出パケットを受信したとき、当該検出パケットを受信したポートをループが生成されたポートと判定し、ループが生成されたポートをブロックするステップとを含む方法を提供する。
【０００６】
本発明の１実施形態では、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための装置であって、ユーザが送信したパケットを受信し、当該パケットのソース媒体アクセス制御ＭＡＣアドレスを取得するように構成された受信ユニットと、ＭＡＣテーブル内のソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが当該パケットの受信ポートと矛盾するとき、当該ソースＭＡＣアドレス遷移が一度発生したと判定するように構成された決定ユニットであって、当該ソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートと当該パケットの受信ポートは当該ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートであり、当該最後のポートは当該パケットを受信する前にパケットを受信した最後のポートであり、当該パケットのソース・アドレスは当該ソースＭＡＣアドレスである、決定ユニットと、当該ソースＭＡＣアドレス遷移の回数が事前設定された遷移閾値に達したとき、当該ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信するように構成された検出ユニットと、当該検出パケットを受信したとき、当該検出パケットを受信したポートをループが生成されたポートとして判定し、ループが生成されたポートをブロックするように構成された処理ユニットとを備える装置を提供する。
【０００７】
本発明の１実施形態では、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するためのネットワーク装置であって、本発明の諸実施形態で提供した装置を備えるネットワーク装置を提供する。
【０００８】
纏めると、本発明の諸実施形態では、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法、装置、およびネットワーク装置を提供する。当該方法、装置、およびネットワーク装置により、ループが発生したポートを正確に決定することができ、それにより、レイヤ２のネットワーク・ループの問題が効果的に解決され、ネットワーク動作の信頼性が確保される。
【０００９】
本発明の諸実施形態または先行技術における技術的解決策をより明確に示すために、諸実施形態または先行技術を説明するのに必要な添付図面を以下で簡潔に説明する。明らかに、以下の説明における添付図面は本発明の幾つかの諸実施形態を示すにすぎず、当業者は創造的作業なしにこれらの添付図面から他の図面を導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に従うレイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法の流れ図である。
【図２】本発明の１実施形態に従うレイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法の略図である。
【図３】本発明の実施形態２に従うレイヤ２ネットワーク・ループを処理するための装置の略図である。
【図４】本発明の実施形態２に従うレイヤ２ネットワーク・ループを処理するための別の装置の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の諸実施形態の目的、技術的解決策、および利点をより分かりやすくするために、本発明の諸実施形態の技術的解決策を、本発明の諸実施形態における添付図面を以下で参照して明確かつ十分に説明する。明らかに、説明する諸実施形態は本発明の諸実施形態の全部ではなく一部にすぎない。当業者が創造的作業なしに本発明の諸実施形態に基づいて得る他の全ての実施形態は本発明の保護範囲に含まれる。
【００１２】
実施形態１
本発明の１実施形態では、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法を提供する。図１を参照すると、図１は、本発明の当該実施形態に従う方法の流れ図である。当該方法は、以下を含む。
【００１３】
１０２では、ユーザが送信したパケットを受信し、当該パケットのソースＭＡＣアドレスを取得する。１０４では、ＭＡＣテーブル内のソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが当該パケットの受信ポートと矛盾するとき、当該ソースＭＡＣアドレスの遷移が一度発生したと判定する。ここで、当該ソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートと当該パケットの受信ポートは当該ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートであり、当該最後のポートは当該パケットを受信する前にパケットを受信した最後のポートであり、当該パケットのソース・アドレスは当該ソースＭＡＣアドレスである。１０６では、当該ソースＭＡＣアドレス遷移の回数が事前設定された遷移閾値に達したとき、当該ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信する。
【００１４】
レイヤ２ネットワークが相互通信するとき、ＭＡＣアドレスを探索することによってパケット転送を直接実装し、ＭＡＣアドレス学習が正しいかどうかによって正しい相互通信がユーザ間で実施できるかどうかを判定する。ネットワーク装置のＭＡＣアドレス学習機構とは、未知のソースＭＡＣアドレスのパケットをポートが受信したとき、ネットワーク装置に格納されたＭＡＣアドレス・テーブルに当該ＭＡＣアドレスが追加されるというものである。当該ＭＡＣアドレス・テーブルは、ネットワーク装置により受信されたパケットの１組のソースＭＡＣアドレスであり、各ＭＡＣアドレス・エントリは、当該ＭＡＣアドレスとアソシエーション関係にある１つのＭＡＣアドレスとポートを含む。アソシエーション関係とは、ＭＡＣアドレスをソースＭＡＣとして使用するパケットがポートから受信されたことを意味する。当該ＭＡＣアドレスとアソシエーション関係にある複数のポートが存在しうる。例えば、ネットワーク装置が、ＭＡＣをソースＭＡＣとして使用するパケットをポートＡから最初に受信し、当該ＭＡＣをソースＭＡＣとして使用するパケットをポートＢから受信し、ポートＡとポートＢは両方とも、当該ＭＡＣとアソシエーション関係にあるポートであり、当該ＭＡＣをソースＭＡＣとして使用するパケットを最後に受信したポートＢは、当該ＭＡＣとアソシエーション関係にある最後のポートである。続いて、ネットワーク装置がさらに、当該ＭＡＣをソースＭＡＣとして使用するパケットをポートＣから受信した場合には、ポートＣが当該ＭＡＣとアソシエーション関係にある最後のポートであり、ポートＢはもはや、当該ＭＡＣとアソシエーション関係にある最後のポートではない。本発明の当該実施形態を実現する最中に、ユーザが送信したパケットを受信した後、ネットワーク装置は当該パケットのソースＭＡＣアドレスを、当該ソースＭＡＣアドレスと当該ネットワーク装置に格納されたＭＡＣテーブルとに従って解析し、検索することによって取得し、当該ソースＭＡＣアドレスがＭＡＣアドレス・テーブルに存在すること、および、当該ソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが、ユーザによって送信されたパケットをネットワーク装置がそこから受信したポートではないことを発見する。当該ソースＭＡＣアドレス遷移が一度発生したと考えられ、ネットワーク装置のＭＡＣアドレス・テーブル内のＭＡＣアドレスと関連付けられたポートと当該パケットの受信ポートとは全て、ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートと考えられる。ループがソースＭＡＣアドレス遷移に関与した全てのポートで発生した可能性があり、検出パケットを、ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートを通じて送信する必要がある。さらに、ネットワーク装置管理者の運用のような因子により、一部のＭＡＣアドレスの遷移がしばしば発生しうる。これは、通常のネットワーク機能には影響を及ぼさない。検出パケットが頻繁に送信されるのを回避するために、事前設定された遷移閾値を予め設定してもよく、当該事前設定された遷移閾値はデフォルトで１に設定される。ソースＭＡＣアドレス遷移の回数が当該事前設定された遷移閾値を超えたときにのみ、ループがネットワーク内で発生したと考えられ、次いで検出パケットがソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートを介して送信される。例えば、当該事前設定された遷移閾値を事前に３に設定したとき、ネットワーク装置がパケットを受信した場合には、当該パケットのソースＭＡＣはＭＡＣアドレスＮであり、１秒以内に、当該ＭＡＣアドレスＮをソースＭＡＣとして使用するパケットを受信したポートはポートＡからポートＢに変化し、次いでポートＢからポートＣに変化し、その後、ポートＣからポートＤに変化して、ソースＭＡＣアドレスＮの遷移に関与したポートＡ、ポートＢ、ポートＣ、およびポートＤの全てでループが発生した可能性があると考えられ、検出パケットがそれぞれポートＡ、ポートＢ、ポートＣ、およびポートＤを介して送信される。さらに、ＭＡＣアドレスの遷移は、幾つかのポートの間で多数遷移が発生するケースも含む。例えば、ＭＡＣアドレスＮをソースＭＡＣとして使用するパケットを受信したポートがポートＡからポートＢに変化し、次いでポートＢからポートＡに変化し、その後にポートＡからポートＢに変化する。即ち、ＭＡＣアドレスの遷移が３回発生する。
【００１５】
ネットワーク装置では、ネットワーク管理者がしばしば、ネットワーク装置のポートが行うサービスの重要性に従ってポートに優先度を設定する。例えば、サーバに接続されたポートに対して高優先度が設定され、共通のユーザに接続されたポートに低優先度が設定される。したがって、本発明の当該実施形態では、ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートを介して検出パケットを送信する前に、さらに、ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートの優先度に従ってグループ化を行い、高優先度グループと低優先度グループを取得する。検出パケットは、低優先度グループに属するポートを介して優先的に送信され、後で高優先度グループに属するポートを介して検出パケットが送信される。このように、高優先度サービスに及ぼす影響を最大限回避することができる。実際の既存のネットワーク・アプリケーションでは、一般に、ユーザに接続されたポートでループが容易に発生する。したがって、検出パケットが優先的に低優先度ポートに送信され、当該ポートは、ループが見つかったときに優先的にブロックされて、高優先度ポートにおけるサービスの影響を可能な限り軽減する。当該検出パケットが、イーサネット（登録商標）・タイプのデータ・パケットであってもよい。特定のパケット・カプセル化フォーマットについてはＲＦＣ８９４を参照されたい。
【００１６】
１０８では、検出パケットを受信したとき、当該検出パケットを受信したポートをループが生成されたポートとして決定し、当該ループが生成されたポートをブロックする。
【００１７】
ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートに接続されたユーザ装置またはサーバは、通常のケースでは、受信した検出パケットをすぐに破棄するので、当該検出パケットは、直接かつ透過的に送信され、ユーザ装置またはサーバでループが発生したときにのみ当該検出パケットの送信経路に沿って返される。ネットワーク装置が当該検出パケットをソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートの何れか１つから受信した場合には、当該検出パケットを受信したポートはループが生成されたポートであると考えられ、ループが生成されたポートをブロックし、当該ポートの動作能力を無効にして、ループが発生したポートがネットワークに影響を及ぼすという問題を解決する。したがって、検出パケットが低優先度グループに優先的に送信されるステップ１０６によれば、低優先度ポートに欠陥がある場合には、当該ポートを優先的にブロックし、高優先度サービスに及ぼす影響を最大限に回避することができる。さらに、事前設定されたブロック解除時間閾値が予め設定される。ループが生成された排出ポートのブロック時間が、事前設定されたブロック解除時間閾値に達すると、ループが生成された排出ポートをブロック解除して、当該排出ポートが正常に動作できるようにする。実際の適用においては、ループが生じた一部のポートが自己修復を実施することができる。したがって、ブロック解除したポートがＭＡＣアドレスの遷移に関与しない場合には、当該ポートはもはやブロックされず、当該ポートが再びＭＡＣアドレスの遷移に関与した場合には、対応する処理を本発明の当該実施形態で提供した解決策に従って実施する。
【００１８】
本発明の実施形態をより分かりやすくするために、以下では説明のために種々の例を与える。図２に示すように、ネットワーク装置は３つの排出ポート、即ち、ポート１、ポート２、およびポート３を有する。ポート１とポート２は共通のユーザに接続され、ポート３はサーバに接続されている。サービス優先度に従って、共通のユーザに接続されたポート１とポート２に対して低優先度を設定し、サーバに接続されたポート３には高優先度を設定する。事前設定された遷移閾値が予め１に設定され、事前設定されたブロック解除時間閾値が予め６０秒に設定されている。ユーザ・パケットをポート２から受信すると、ネットワーク装置は、解析により、当該パケットのソースＭＡＣがアドレスＡであることを得、ＭＡＣテーブルの検索により、ＭＡＣテーブル内のＭＡＣアドレスＡと関連付けられたポートがポート３であり、ユーザ・パケットを受信したポート２と矛盾すること発見する。これは、ＭＡＣアドレスの遷移が１度発生したことを示し、予め設定された上記事前設定された遷移閾値である１に達したことを示す。ポート２とポート３の両方がＭＡＣアドレスＡの遷移に関与していると考えられる。当該ネットワーク装置はそれぞれポート２とポート３を介して検出パケットを送信し、さらに、ポートの優先度に従ってグループ化を行う。この場合、ポート２は低優先度グループにグループ化され、ポート３は高優先度グループにグループ化される。検出パケットは、低優先度グループ内のポート２に優先的に送信される。ポート１はＭＡＣアドレスＡの遷移に関与していないので、ポート１に検出パケットを送信する必要はない。ポート２から検出パケットを受信した後、ネットワーク装置は、ポート２はループが生じたポートであると判定し、ポート２をブロックして、ポート２がネットワークに及ぼす影響を回避する。さらに、ポート２のブロック時間が予め設定された事前設定のブロック解除時間閾値である６０秒に達したとき、ポート２はブロック解除され、正常に動作できるようになる。
【００１９】
本発明の当該実施形態で提供した方法を使用することによって、ループが発生したポートを正確に決定することができ、レイヤ２のネットワーク・ループの問題が効果的に解決され、ネットワーク動作の信頼性が確保されることが分かる。特に、ネットワーク装置が複数のポートを有するときは、本発明の当該実施形態で提供した方法を使用することによって、ＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートを最初に決定し、次いでＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートを介して検出パケットを送信する。その結果、ネットワーク装置は全てのポートを介してリアルタイムに検出パケットを送信する必要はなく、したがって、ネットワーク装置のＣＰＵを占有することによる影響を軽減することができる。
【００２０】
実施形態２
本発明の１実施形態では、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための装置を提供する。図３は、本発明の当該実施形態に従う装置の略図である。図３を参照すると、当該装置は、受信ユニット３０２、決定ユニット３０４、検出ユニット３０６、および処理ユニット３０８を備える。
【００２１】
受信ユニット３０２は、ユーザが送信したパケットを受信し、当該パケットのソースＭＡＣアドレスを取得するように構成される。
【００２２】
決定ユニット３０２は、ＭＡＣテーブル内のソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが当該パケットの受信ポートと矛盾するとき、当該ソースＭＡＣアドレス遷移が一度発生したと判定するように構成される。ここで、当該ソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートと当該パケットの受信ポートは当該ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートであり、当該最後のポートは当該パケットを受信する前にパケットを受信した最後のポートであり、当該パケットのソース・アドレスは当該ソースＭＡＣアドレスである。
【００２３】
検出ユニット３０６は、当該ソースＭＡＣアドレス遷移の回数が事前設定された遷移閾値に達したとき、当該ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信するように構成される。
【００２４】
レイヤ２ネットワークが相互通信するとき、ＭＡＣアドレスを探索することによってパケット転送を直接実装し、ＭＡＣアドレス学習が正しいかどうかによって正しい相互通信がユーザ間で実施できるかどうかを判定する。ネットワーク装置のＭＡＣアドレス学習機構は、未知のソースＭＡＣアドレスのパケットをポートが受信したとき、当該ＭＡＣアドレスが、当該パケットを受信したポートに追加される。その結果、その後、当該ＭＡＣアドレスを宛先として使用するパケットを直接転送することができる。一方、当該ＭＡＣアドレスは、ネットワーク装置に格納されたＭＡＣアドレス・テーブルに追加される。当該ＭＡＣアドレス・テーブルは、ネットワーク装置により受信されたパケットの１組のソースＭＡＣアドレスであり、各ＭＡＣアドレス・エントリは、当該ＭＡＣアドレスとアソシエーション関係にある１つのＭＡＣアドレスとポートを含む。アソシエーション関係とは、ＭＡＣアドレスをソースＭＡＣとして使用するパケットがポートから受信されたことを意味する。ＭＡＣアドレスとアソシエーション関係にある複数のポートが存在しうる。例えば、ネットワーク装置が、ＭＡＣをソースＭＡＣとして使用するパケットをポートＡから最初に受信し、ＭＡＣをソースＭＡＣとして使用するパケットをポートＢから受信し、ポートＡとポートＢが両方とも、当該ＭＡＣとアソシエーション関係にあるポートであり、ＭＡＣをソースＭＡＣとして使用するパケットを最後に受信したポートＢは、当該ＭＡＣとアソシエーション関係にある最後のポートである。続いてネットワーク装置がさらに、ＭＡＣをソースＭＡＣとして使用するパケットをポートＣから受信した場合には、ポートＣが当該ＭＡＣとアソシエーション関係にある最後のポートであり、ポートＢはもはや、当該ＭＡＣとアソシエーション関係にある最後のポートではない。本発明の当該実施形態を実現する最中に、ユーザが送信したパケットを受信した後、ネットワーク装置の受信ユニット３０２は、解析を通じて当該パケットのソースＭＡＣアドレスを取得する。決定ユニット３０４は、当該ソースＭＡＣアドレスに従って当該ネットワーク装置に格納されたＭＡＣテーブルを検索し、当該ソースＭＡＣアドレスがＭＡＣアドレス・テーブルに存在すること、および、当該ソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが、ユーザによって送信されたパケットをネットワーク装置がそこから受信したポートではないことを発見する。当該ソースＭＡＣアドレス遷移が一度発生したと考えられ、ネットワーク装置のＭＡＣアドレス・テーブル内のＭＡＣアドレスと関連付けられたポートと当該パケットの受信ポートとは全て、ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートと考えられる。ループがソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートで発生した可能性があり、検出パケットを、ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートを通じて送信する必要がある。さらに、ネットワーク装置管理者の運用のような要因により、一部のＭＡＣアドレスの遷移がしばしば発生しうる。これは、通常のネットワーク機能には影響を及ぼさない。検出パケットが頻繁に送信されるのを回避するために、検出ユニット３０６は事前設定された遷移閾値を予め設定してもよく、当該事前設定された遷移閾値はデフォルトで１に設定される。ソースＭＡＣアドレス遷移の回数が当該事前設定された遷移閾値を超えたときにのみ、ループがネットワーク内で発生したと考えられ、次いで検出パケットがソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートを介して送信される。例えば、当該事前設定された遷移閾値を事前に３に設定したとき、ネットワーク装置がパケットを受信した場合には、当該パケットのソースＭＡＣはＭＡＣアドレスＮであり、１秒以内に、当該ＭＡＣアドレスＮをソースＭＡＣとして使用するパケットを受信したポートはポートＡからポートＢに変化し、次いでポートＢからポートＣに変化し、その後、ポートＣからポートＤに変化して、ソースＭＡＣアドレスＮの遷移に関与するポートＡ、ポートＢ、ポートＣ、およびポートＤの全てでループが発生した可能性があると考えられ、検出パケットがポートＡ、ポートＢ、ポートＣ、およびポートＤを介して送信される。さらに、ＭＡＣアドレスの遷移は、幾つかのポートの間で多数遷移が発生するケースも含む。例えば、ＭＡＣアドレスＮをソースＭＡＣとして使用するパケットを受信したポートがポートＡからポートＢに変化し、次いでポートＢからポートＡに変化し、その後にポートＡからポートＢに変化する。即ち、ＭＡＣアドレスの遷移が３回発生する。
【００２５】
ネットワーク装置では、ネットワーク管理者がしばしば、ネットワーク装置のポートが行うサービスの重要性に従ってポートに優先度を設定する。例えば、サーバに接続されたポートに対して高優先度が設定され、共通のユーザに接続されたポートに低優先度が設定される。したがって、本発明の当該実施形態で提供するレイヤ２ネットワーク・ループを処理するための装置は、さらに、図４に示すように、優先度グループ化ユニット３１０を備えてもよい。検出ユニット３１０が検出パケットを送信する前に、優先度グループ化ユニット３１０は、ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートの優先度に従ってグループ化を行い、高優先度グループと低優先度グループを取得するように構成される。したがって、検出ユニット３０６は、優先的に低優先度のグループのポートを介して検出パケットを送信し、後に高優先度のグループのポートを介して検出パケットを送信するように構成される。このように、高優先度サービスに及ぼす影響を最大限回避することができる。実際の既存のネットワーク・アプリケーションでは、一般に、ユーザに接続されたポートでループがように発生する。したがって、検出パケットが優先的に低優先度ポートに送信され、当該ポートは、ループが見つかったときに優先的にブロックされて、高優先度ポートにおけるサービスの影響を可能な限り軽減する。当該検出パケットが、イーサネット・タイプのデータ・パケットであってもよい。特定のパケット・カプセル化フォーマットについてはＲＦＣ８９４を参照されたい。
【００２６】
処理ユニット３０８は、検出パケットを受信したとき、当該検出パケットを受信したポートをループが生成されたポートとして決定し、当該ループが生成されたポートをブロックするように構成される。
【００２７】
ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートに接続されたユーザ装置またはサーバは、通常のケースでは、受信した検出パケットをすぐに破棄するので、当該検出パケットはすぐに透過的に送信され、ユーザ装置またはサーバでループが発生したときにのみ当該検出パケットの送信経路に沿って返される。ネットワーク装置の処理ユニット３０８が当該検出パケットをソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートの何れか１つから受信した場合には、当該検出パケットを受信したポートはループが生成されたポートであると考えられ、ループが生成されたポートをブロックし、当該ポートの動作能力を無効にして、ループが発生したポートがネットワークに影響を及ぼすという問題を解決する。したがって、検出パケットが低優先度グループに優先的に送信されることによれば、低優先度ポートに欠陥がある場合には、当該ポートを優先的にブロックし、高優先度サービスに及ぼす影響を最大限に回避することができる。さらに、事前設定されたブロック解除時間閾値を予め設定してもよい。したがって、処理ユニット３０８はさらに、ループが生成された排出ポートのブロック時間が、事前設定されたブロック解除時間閾値に達したとき、ループが生成された排出ポートをブロック解除して、当該排出ポートが正常に動作できるようにするように構成される。実際の適用においては、ループが生じた一部のパケットが自己修復を実施することができる。したがって、ブロック解除したポートがＭＡＣアドレスの遷移に関与しない場合には、当該ポートはもはやブロックされず、当該ポートが再びＭＡＣアドレスの遷移に関与した場合には、対応する処理を本発明の当該実施形態で提供した解決策に従って実施する。
【００２８】
本発明の当該実施形態で提供した装置をチップにより実装してもよい。例えば、当該装置を、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）または特殊用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）により実装してもよい。
【００２９】
本発明の当該実施形態で提供した装置を使用することによって、ループが発生したポートを正確に決定することができ、レイヤ２のネットワーク・ループの問題が効果的に解決され、ネットワーク動作の信頼性が確保されることが分かる。特に、ネットワーク装置が複数のポートを有するときは、本発明の当該実施形態で提供した方法を使用することによって、ＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートを最初に決定し、次いでＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートを介して検出パケットを送信する。その結果、ネットワーク装置は全てのポートを介してリアルタイムに検出パケットを送信する必要はなく、したがって、ネットワーク装置のＣＰＵを占有することによる影響を軽減することができる。
【００３０】
実施形態３
本発明の１実施形態では、レイヤ２ネットワーク・ループを処理するためのネットワーク装置を提供する。当該ネットワーク装置は、本発明の実施形態２で提供した装置を備える。当該ネットワーク装置が、レイヤ２ネットワークをサポートするルータ、スイッチ、またはネットワーク装置であってもよい。
【００３１】
本発明の方法の諸実施形態に従うステップの全部または一部を、関連するハードウェアに指示するプログラムによって実装してもよいことは当業者には理解される。当該プログラムをコンピュータ読取可能記憶媒体に格納してもよい。当該プログラムを実行すると、方法の諸実施形態のステップが実施される。当該記憶媒体には、ＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気ディスク、または光ディスクのような、プログラム・コードを格納できる任意の媒体が含まれる。
【００３２】
最後に、以上の実施形態は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的解決策を説明するためのものにすぎないことに留意されたい。本発明を以上の実施形態を参照して詳細に説明したが、以上の実施形態で説明した技術的解決策に対してなお修正を行うことができ、または、当該技術的解決策の一部の技術的特徴に均等な置換えを行ってもよいことは当業者には理解される。しかし、これらの修正または置換えは、対応する技術的解決策の本質を本発明の諸実施形態の技術的解決策の趣旨と範囲から逸脱させるものではない。
【符号の説明】
【００３３】
３０２  受信ユニット
３０４  決定ユニット
３０６  検出ユニット
３０８  処理ユニット
３０２  受信ユニット
３０４  決定ユニット
３０６  検出ユニット
３０８  処理ユニット
３１０  優先度グループ化ユニット
【図１】
2014530548.tif 000003
【図３】
2014530548.tif 000004
【図４】
2014530548.tif 000005
【図２】
2014530548.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月20日(2014.3.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
現在の仮想プライベートＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  ＬＡＮ  Ｓｅｒｖｉｃｅ、ＶＰＬＳ）のレイヤ２ネットワークは、メトロポリタン・エリア・ネットワークのソリューションに広く適用されている。実際のネットワーク・アプリケーションでは、各ネットワーク装置はグローバルに一意な媒体アクセス制御（Ｍｅｄｉｕｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＭＡＣ）アドレスを有する。しかし、ＭＡＣアドレス遷移の問題がネットワーク装置の動作プロセスにおいて生ずる。ネットワー装置が特定のソースＭＡＣアドレスのパケットをネットワーク装置から受信すると、当該ネットワーク装置はパケットのＭＡＣアドレスとポートの間の対応を学習する。ＭＡＣアドレスが古くなる前に、ネットワーク装置は同一のソースＭＡＣアドレスのパケットを当該ネットワーク装置の別のポートから受信する。即ち、ＭＡＣアドレスが或るポートから別のポートに移動したときに、ＭＡＣアドレス遷移が発生する。実際のネットワーク・アプリケーションでは、各ネットワーク装置のＭＡＣアドレスは一般に一意である。したがって、ネットワーク装置のＭＡＣアドレスの繰り返しに起因するＭＡＣアドレス遷移が発生する可能性は低い。ＭＡＣアドレス遷移の主な理由は、ネットワークがループを形成することである。特定のユーザのネットワーク装置がパケットを送信すると、当該パケットは２つの経路を介して同一のネットワーク装置の異なるポートに送信され、ネットワークがループを形成する。ネットワーク・ループに起因するＭＡＣアドレス遷移により、ネットワーク・ストームやネットワーク輻輳のような問題が生じうる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ネットワーク装置では、ネットワーク管理者がしばしば、ネットワーク装置のポートが行うサービスの重要性に従ってポートに優先度を設定する。例えば、サーバに接続されたポートに対して高優先度が設定され、共通のユーザに接続されたポートに低優先度が設定される。したがって、本発明の当該実施形態で提供するレイヤ２ネットワーク・ループを処理するための装置は、さらに、図４に示すように、優先度グループ化ユニット３１０を備えてもよい。検出ユニット３０６が検出パケットを送信する前に、優先度グループ化ユニット３１０は、ソースＭＡＣアドレス遷移に関与したポートの優先度に従ってグループ化を行い、高優先度グループと低優先度グループを取得するように構成される。したがって、検出ユニット３０６は、優先的に低優先度のグループのポートを介して検出パケットを送信し、後に高優先度のグループのポートを介して検出パケットを送信するように構成される。このように、高優先度サービスに及ぼす影響を最大限回避することができる。実際の既存のネットワーク・アプリケーションでは、一般に、ユーザに接続されたポートでループがように発生する。したがって、検出パケットが優先的に低優先度ポートに送信され、当該ポートは、ループが見つかったときに優先的にブロックされて、高優先度ポートにおけるサービスの影響を可能な限り軽減する。当該検出パケットが、イーサネット・タイプのデータ・パケットであってもよい。特定のパケット・カプセル化フォーマットについてはＲＦＣ８９４を参照されたい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための方法であって、
ユーザが送信したパケットを受信して、前記パケットのソース媒体アクセス制御ＭＡＣアドレスを取得するステップと、
ＭＡＣテーブル内のソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが前記パケットの受信ポートと矛盾するとき、前記ソースＭＡＣアドレスの遷移が一度発生したと判定するステップであって、前記ソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートと前記パケットの前記受信ポートは前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートであり、前記最後のポートは前記パケットを受信する前にパケットを受信した最後のポートであり、前記パケットのソース・アドレスは前記ソースＭＡＣアドレスであるステップと、
前記ソースＭＡＣアドレスの遷移の回数が事前設定された遷移閾値に達したとき、前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信するステップと、
前記検出パケットを受信したとき、前記検出パケットを受信したポートをループが生成されたポートと判定し、前記ループが生成されたポートをブロックするステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記事前設定された遷移閾値はデフォルトで１である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信するステップの前に、
前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートの優先度に従ってグループ化を実施して、高優先度グループと低優先度グループを取得し、前記低優先度グループのポートを介して検出パケットを優先的に送信し、後に前記高優先度グループのポートを介して検出パケットを送信するステップ
をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ループが生成されたポートのブロック時間が事前設定されたブロック解除時間閾値に到達したとき、前記ループが生成されたポートをブロック解除するステップをさらに含む、請求項１乃至３の何れか１項の記載の方法。
【請求項５】
レイヤ２ネットワーク・ループを処理するための装置であって、
ユーザが送信したパケットを受信し、前記パケットのソース媒体アクセス制御ＭＡＣアドレスを取得するように構成された受信ユニットと、
ＭＡＣテーブル内のソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートのうち最後のポートが前記パケットの受信ポートと矛盾するとき、前記ソースＭＡＣアドレスの遷移が一度発生したと判定するように構成された決定ユニットであって、前記ソースＭＡＣアドレスに関連付けられたポートと前記パケットの前記受信ポートは前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートであり、前記最後のポートは前記パケットを受信する前にパケットを受信した最後のポートであり、前記パケットのソース・アドレスは前記ソースＭＡＣアドレスである決定ユニットと、
前記ソースＭＡＣアドレスの遷移の回数が事前設定された遷移閾値に達したとき、前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートをそれぞれ介して検出パケットを送信するように構成された検出ユニットと、
前記検出パケットを受信したとき、前記検出パケットを受信したポートをループが生成されたポートとして決定し、前記ループが生成されたポートをブロックするように構成された処理ユニットと、
を備える、装置。
【請求項６】
前記事前設定された遷移閾値はデフォルトで１である、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記検出ユニットが検出パケットを送信する前に、前記ソースＭＡＣアドレスの遷移に関与したポートの優先度に従ってグループ化を実施し、高優先度グループと低優先度グループを取得するように構成された優先度グループ化ユニットであって、高優先度グループと低優先度グループを取得したことに従って、前記検出ユニットは、前記低優先度グループのポートを介して検出パケットを優先的に送信し、後に前記高優先度グループのポートを介して検出パケットを送信するように構成された、優先度グループ化ユニットをさらに備える、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記処理ユニットはさらに、前記ループが生成されたポートのブロック時間が事前設定されたブロック解除時間閾値に到達したとき、前記ループが生成されたポートをブロック解除するように構成された、請求項５乃至７の何れか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記装置は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイＦＧＰＡまたは特殊用途向け集積回路ＡＳＩＣにより実装されうる、請求項５乃至８の何れか１項に記載の装置。
【請求項１０】
請求項５乃至８の何れか１項に記載の装置を備えるレイヤ２ネットワーク・ループを処理するためのネットワーク装置であって、前記ネットワーク装置は、レイヤ２ネットワークをサポートするルータ、スイッチ、またはネットワーク装置でありうる、ネットワーク装置。
【国際調査報告】
2014530548.tif 000007
2014530548.tif 000008
2014530548.tif 000009
2014530548.tif 000010