(57)【要約】【課題】経路切り換えを合理化する相互接続用スイッチングハブを提供する。【解決手段】アクティブ機から障害発生の通知を受けてスタンバイからアクティブに切り替わったアクティブ機が直ちに自身のネットワーク内にエコー要求フレームをブロードキャスト送信し、返送されてきたエコー応答フレームによってネットワーク内のアドレスを学習するようにした。【選択図】図１
2007151041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチングハブを網状に接続してなるネットワークと同様構成の相手ネットワークとを相互に冗長接続するために、各々のネットワーク中の２台ずつのスイッチングハブを相互接続用スイッチングハブとし、両ネットワークの第一相互接続用スイッチングハブ同士を１対１で相互接続すると共に両ネットワークの第二相互接続用スイッチングハブ同士を１対１で相互接続し、両ネットワークともに第一相互接続用スイッチングハブをアクティブ機とし第二相互接続用スイッチングハブをスタンバイ機とすることにより、アクティブ機がアクティブ機間の経路を使用してネットワーク間通信を中継し、アクティブ機がアクティブ機間の経路に発生した障害を検知したときには、アクティブ機からスタンバイ機に向けて障害発生の通知を行い、その通知によってスタンバイ機がアクティブに切り替わってネットワーク間通信を中継するようになると共に、該切り替わったアクティブ機が直ちに自身のネットワーク内にエコー要求フレームをブロードキャスト送信し、返送されてきたエコー応答フレームによってネットワーク内のアドレスを学習するようにしたことを特徴とする相互接続用スイッチングハブ。
【請求項２】
上記切り替わったアクティブ機が自身のネットワーク内から返送されてきたエコー応答フレームを相手のネットワークに中継することにより、相手のネットワークの切り替わったアクティブ機がアドレスを学習するようにしたことを特徴とする請求項１記載の相互接続用スイッチングハブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つのネットワーク間を冗長経路で繋ぐためのスイッチングハブに係り、経路切り換えを合理化する相互接続用スイッチングハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
２つのネットワークを相互接続する経路を冗長化するために、それぞれのネットワーク内の２台のスイッチングハブを相互接続することがある。このように経路を冗長化しておくと、使っている経路に障害が発生したときに、健全な別の経路に切り換えることでネットワーク間の通信を途切れさせないようにすることができる。
【０００３】
図７に示されるように、片方のネットワークＬ１の２つのスイッチングハブＬ１＃１，Ｌ１＃２を相手のネットワークＬ２のスイッチングハブＬ２＃１，Ｌ２＃２と１対１で接続することで経路が冗長化される。各ネットワークＬ１，Ｌ２内にはスイッチングハブＬ１＃３，Ｌ１＃４、そして図示以外にも複数のスイッチングハブが存在し、これらスイッチングハブが網状に接続されている。どのスイッチングハブをネットワーク相互接続に使用するかは任意であるが、ここでは区別のためネットワーク相互接続に使用されたスイッチングハブ＃１，＃２を相互接続用スイッチングハブと呼ぶことにする。また、説明を簡単にするため、同じネットワーク内の２つの相互接続用スイッチングハブ＃１，＃２は互いに直接接続されているものとする。
【０００４】
同じネットワークに属する２つの相互接続用スイッチングハブ＃１，＃２はネットワーク間中継に関してアクティブとスタンバイに状態が分かれる。アクティブとなった相互接続用スイッチングハブをアクティブ機、スタンバイとなった相互接続用スイッチングハブをスタンバイ機と呼ぶ。当然のことながら、両ネットワーク間で互いに接続されている相互接続用スイッチングハブの組がそれぞれアクティブ機となる。図示例では、相互接続用スイッチングハブＬ１＃１と相互接続用スイッチングハブＬ２＃１がアクティブ機である。こうして、アクティブ機間の経路を使用してネットワーク間通信を中継することになる。
【０００５】
スイッチングハブには自身に接続されている伝送路に障害が発生したことを検知する機能が具備されている。そこで、アクティブ機がアクティブ機間の経路に発生した障害を検知したときには、アクティブ機からスタンバイ機に向けて障害発生の通知を行い、その通知によってスタンバイ機がアクティブに切り替わってネットワーク間通信を中継するようになっている。元のアクティブ機はスタンバイに切り替わる。相手のネットワークでも同じようにスタンバイ機がアクティブに切り替わるので、ネットワーク間の通信は途切れることがない。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１３４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図７において相互接続用スイッチングハブＬ１＃１，Ｌ２＃１間の経路に障害が発生し、図８のようになったとする。つまり、スタンバイ機であった相互接続用スイッチングハブＬ１＃２と相互接続用スイッチングハブＬ２＃２がアクティブに切り替わり、ネットワーク間通信の経路が確保される。
【０００８】
しかし、スイッチングハブにはアドレス学習の機能がある。アドレス学習機能とは、ポートでフレームを受信したときに、そのフレームに書かれていた送信元ＭＡＣアドレスをポートの番号に対応させてテーブルに記憶する機能のことである。学習したアドレスはフィルタリングに利用される。フィルタリングとは、フレームを受信したときに、そのフレームに書かれている宛先ＭＡＣアドレスで上記テーブルを検索して特定したポートのみからフレームを中継することである。上記テーブルに該当するアドレスが無いときは、フラッディングが行われる。フラッディングとは、フレームを受信したポート以外の全てのポートからフレームを中継することである。
【０００９】
いま、相互接続用スイッチングハブＬ１＃１に対して直接接続されているスイッチングハブＬ１＃３，Ｌ１＃４があると、これらのスイッチングハブＬ１＃３，Ｌ１＃４では、ネットワークＬ２内から送信されたフレームを全て相互接続用スイッチングハブＬ１＃１から受け取っているので、それらのフレームの送信元ＭＡＣアドレスは全て相互接続用スイッチングハブＬ１＃１に繋がっているポートに対応させて学習している。従って、その他のポートで受信したネットワークＬ２内宛てのフレームはフィルタリングにより相互接続用スイッチングハブＬ１＃１に中継することになる。
【００１０】
このままでは、ネットワーク相互接続経路の切り換えとフィルタリングによる中継動作とが噛み合わなくなる。つまり、既にスタンバイに切り替わった相互接続用スイッチングハブＬ１＃１にネットワークＬ２内宛てのフレームが中継されてしまう（図にはネットワークＬ２内からネットワークＬ１内に宛てたフレームがスタンバイに切り替わった相互接続用スイッチングハブＬ２＃１に集まるイメージを矢印ｂで示してある）。これらのフレームが新しいスタンバイ機に届くようにするためには、相互接続用スイッチングハブ＃１，＃２と相互接続用スイッチングハブ＃１，＃２に対して直接接続されている全てのスイッチングハブは過去のアドレス学習によって得たアドレス情報をクリアしなくてはならない。このために、スイッチングハブには、自身に接続されている伝送路に障害が発生したことを検知したとき、他のスイッチングハブに通知してアドレス情報のクリアを指示する機能が設けられている。
【００１１】
このようにスイッチングハブが障害発生を相互に知らせ合ってアドレス情報クリアのトリガとする技術はスパニングツリープロトコルなど多数あり、メーカ毎に独自方式が採用されている。しかし、メーカ毎に独自方式で行っているので、相互接続用スイッチングハブ＃１，＃２と相互接続用スイッチングハブ＃１，＃２に対して直接接続されている全てのスイッチングハブが同じメーカでなければアドレス情報のクリアがうまく行かないことになる。よって、図７にブロックで書き表した６つのスイッチングハブＬ１＃１〜＃４，Ｌ２＃１，Ｌ２＃２は同じメーカであることが強要される。
【００１２】
どのスイッチングハブをネットワーク相互接続に使用するかは任意と前に述べたが、実際には、アドレス情報のクリア方式（あるいは障害発生通知方式）を一本化しなければならないという都合のために、選べるスイッチングハブが限られてしまうのである。言い換えると、メーカ間の互換性が悪いということになる。
【００１３】
また、アドレス情報がクリアされると、その後は新たにアドレス学習が始まり、それぞれのネットワーク内やネットワーク間でフレームがやり取りされるに従って、アドレス学習が進むが、その間、フラッディングが頻繁に行われることになる。もし、アドレス情報をクリアすることなく、迅速にアドレス学習が達成できれば、フラッディングの頻発は回避できる。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、経路切り換えを合理化する相互接続用スイッチングハブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、複数のスイッチングハブを網状に接続してなるネットワークと同様構成の相手ネットワークとを相互に冗長接続するために、各々のネットワーク中の２台ずつのスイッチングハブを相互接続用スイッチングハブとし、両ネットワークの第一相互接続用スイッチングハブ同士を１対１で相互接続すると共に両ネットワークの第二相互接続用スイッチングハブ同士を１対１で相互接続し、両ネットワークともに第一相互接続用スイッチングハブをアクティブ機とし第二相互接続用スイッチングハブをスタンバイ機とすることにより、アクティブ機がアクティブ機間の経路を使用してネットワーク間通信を中継し、アクティブ機がアクティブ機間の経路に発生した障害を検知したときには、アクティブ機からスタンバイ機に向けて障害発生の通知を行い、その通知によってスタンバイ機がアクティブに切り替わってネットワーク間通信を中継するようになると共に、該切り替わったアクティブ機が直ちに自身のネットワーク内にエコー要求フレームをブロードキャスト送信し、返送されてきたエコー応答フレームによってネットワーク内のアドレスを学習するようにしたものである。
【００１６】
上記切り替わったアクティブ機が自身のネットワーク内から返送されてきたエコー応答フレームを相手のネットワークに中継することにより、相手のネットワークの切り替わったアクティブ機がアドレスを学習するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００１８】
（１）経路切り換えを従来より合理化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
図１に示されるように、本発明に係る相互接続用スイッチングハブは、複数のスイッチングハブを網状に接続してなるネットワークＬ１と同様構成の相手ネットワークＬ２とを相互に冗長接続するために、各々のネットワークＬ１，Ｌ２中の２台ずつのスイッチングハブ＄１、＄２を相互接続用スイッチングハブとし、両ネットワークＬ１，Ｌ２の第一相互接続用スイッチングハブ＄１同士を１対１で相互接続すると共に両ネットワークＬ１，Ｌ２の第二相互接続用スイッチングハブ＄２同士を１対１で相互接続し、両ネットワークＬ１，Ｌ２ともに第一相互接続用スイッチングハブ＄１をアクティブ機とし第二相互接続用スイッチングハブ＄２をスタンバイ機とすることにより、アクティブ機がアクティブ機間の経路を使用してネットワーク間通信を中継し、アクティブ機がアクティブ機間の経路に発生した障害を検知したときには、アクティブ機からスタンバイ機に向けて障害発生の通知を行い、その通知によってスタンバイ機がアクティブに切り替わってネットワーク間通信を中継するようになると共に、該切り替わったアクティブ機が直ちに自身のネットワーク内にエコー要求フレームをブロードキャスト送信し、返送されてきたエコー応答フレームによってネットワーク内のアドレスを学習するようにしたものである。
【００２１】
さらに、ここでは、切り替わったアクティブ機が自身のネットワーク内から返送されてきたエコー応答フレームを相手のネットワークに中継することにより、相手のネットワーク切り替わったアクティブ機がアドレスを学習するようにしてある。
【００２２】
なお、第一、第二の語は請求項での区別を明確にするため付したが、以下では＄１，＄２の符号で区別できるので略す。また、この符号が＄のスイッチングハブは本発明の機能を搭載したスイッチングハブであることを示す。符号が＃のスイッチングハブや図示以外のスイッチングハブは本発明の機能を特に搭載する必要はない。
【００２３】
また、説明を簡単にするため、同じネットワーク内の２つの相互接続用スイッチングハブ＄１，＄２は互いに直接接続されているものとする。ただし、相互接続用スイッチングハブ＄１，＄２間に別のスイッチングハブが存在しても本発明に特に影響はない。
【００２４】
図には、スイッチングハブＬ１＃３，Ｌ１＃４に接続されている端末１０１をいくつか示してあるが、このほかにも相互接続用スイッチングハブ＄１，＄２や図示しないスイッチングハブに端末が接続されていることは言うまでもない。ネットワーク内のアドレスとは、これらスイッチングハブや端末のアドレスのことである。
【００２５】
以下、動作を説明する。
【００２６】
いま、相互接続用スイッチングハブＬ１＄１，Ｌ２＄１がアクティブ機であるため、ネットワークＬ１，Ｌ２間の通信経路は、相互接続用スイッチングハブＬ１＄１，Ｌ２＄１間となっている。従って、各々のスイッチングハブにおけるアドレス学習の結果、相互接続用スイッチングハブＬ１＄１はネットワークＬ２内のアドレスを相互接続用スイッチングハブＬ２＄１が接続されているポートに対応付けて記憶し、スイッチングハブＬ１＃３，Ｌ１＃４と相互接続用スイッチングハブＬ１＄２では、ネットワークＬ２内のアドレスを相互接続用スイッチングハブＬ１＄１が接続されているポートに対応付けて記憶している状態になる。
【００２７】
ここで、図１中に×印で示すように、相互接続用スイッチングハブＬ１＄１，Ｌ２＄１間を繋ぐ伝送路に障害が発生すると、相互接続用スイッチングハブＬ１＄１，Ｌ２＄１は従来よりある障害発生検出機能により障害発生を検出すると、従来よりある障害通知機能によりスタンバイ機である相互接続用スイッチングハブＬ１＄２，Ｌ２＄２に向けて障害発生の通知を行うと共に、自身はスタンバイに切り替わる。一方、通知を受けた相互接続用スイッチングハブＬ１＄２，Ｌ２＄２はアクティブに切り替わる。
【００２８】
以下、ネットワークＬ１とネットワークＬ２で行われる本発明の動作は同じなのでネットワークＬ１についてのみ説明する。
【００２９】
図２に示されるように、新たにアクティブ機となった相互接続用スイッチングハブＬ１＄２は、ネットワークＬ１に接続されている全てのポートよりエコー要求フレームをブロードキャストで送信する。このエコー要求フレームは、スイッチングハブＬ１＃３，Ｌ１＃４はもとより、ネットワークＬ１内の全てのスイッチングハブに受信され、中継される。各スイッチングハブは、あるポートでエコー要求フレームを受信すると、全てのポートからエコー応答フレームをブロードキャストで送信する。また、各端末は、エコー要求フレームを受信すると、エコー応答フレームをブロードキャストで送信する。
【００３０】
図３にエコーフレームのフォーマットを示す。エコーフレームは、宛先ＭＡＣアドレスの欄、送信元ＭＡＣアドレスの欄、イーサタイプの欄、ＩＰヘッダの欄、ＩＣＭＰメッセージの欄からなり、ＩＣＭＰメッセージの欄はタイプの欄、コードの欄、チェックサムの欄、識別子の欄、シーケンス番号の欄、データの欄からなる。エコー要求フレームの場合は、タイプの欄に数値８を格納し、エコー応答フレームの場合はタイプの欄に数値０を格納する。どちらの場合にもコードの欄には、数値０を格納する。なお、このフォーマットは、ＩＣＭＰ（インターネット制御メッセージプロトコル；ＲＦＣ７９２）に規定されているので、これ以上の公知事項は説明を省く。
【００３１】
ＩＰヘッダの欄には、宛先ＩＰアドレスの欄（図示せず）が含まれている。この宛先ＩＰアドレスの欄にブロードキャストアドレスを格納することが本発明の要点である。つまり、エコー要求フレームを送信するとき、宛先ＭＡＣアドレスと宛先ＩＰアドレスはブロードキャストアドレスとし、送信元ＭＡＣアドレスは世界中に存在しないユニークなアドレスを利用する。世界中に存在しないユニークなアドレスとは、世界のどのメーカによっても端末やスイッチングハブに付けられていないＭＡＣアドレスを本発明のために予約して使うＭＡＣアドレスのことである。このＭＡＣアドレスは実際に端末やスイッチングハブに付けられることがないので、世界中に存在しないユニークなアドレスとなる。送信元ＩＰアドレスは自装置が所属するネットワーク内に存在しないユニークなアドレスを利用する。
【００３２】
このようなエコー要求フレームを受信したスイッチングハブ及び端末は、エコー要求フレームに格納されていた送信元ＭＡＣアドレスである世界中に存在しないユニークなアドレスを宛先ＭＡＣアドレスとし、自身のＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスとしたエコー応答フレームを送信することになる。
【００３３】
このようなエコー応答フレームを受信した各スイッチングハブは、宛先ＭＡＣアドレスが存在しないアドレスであるため、このエコー応答フレームをブロードキャストで中継することになる。
【００３４】
なお、一般にブロードキャスト中継とは、宛先の端末のアドレスが未学習であるために、宛先アドレスがユニキャストで書かれていても複数のポートから中継することで、結果的にブロードキャストになることを言うが、ここでは、宛先アドレスが「存在しないアドレス」であるために、ブロードキャストになるという意味である。
【００３５】
図２のようにエコー要求フレームがブロードキャストされた結果、ネットワークＬ２内の全てのスイッチングハブ及び端末からエコー応答フレームが相互接続用スイッチングハブＬ１＄２に返ってくる。従って、相互接続用スイッチングハブＬ１＄２は、自身の複数のポートとネットワークＬ２内のすべてのアドレスとの対応関係を学習することができる。
【００３６】
また、エコー要求フレームがブロードキャストされてスイッチングハブからスイッチングハブへと中継され、その逆の経路でエコー応答フレームがスイッチングハブからスイッチングハブへと中継されていく過程で、各スイッチングハブにおいてもアドレス学習が達成されることになる。
【００３７】
さらに、相互接続用スイッチングハブＬ１＄２は、受信したエコー応答フレームをネットワークＬ２に送信する。前述のようにこのエコー応答フレームの宛先ＭＡＣアドレスが存在しないアドレスであるため、ネットワークＬ２内の各スイッチングハブはこのエコー応答フレームをブロードキャストで中継することになる。そのイメージを矢印ａで表してある。よって、ネットワークＬ２でもアドレス学習が進む。
【００３８】
従来は障害発生が通知されるとその以前に学習していたアドレス情報を全部消去し、その後にやり取りされる一般のフレームをフラッディングさせることでアドレスを再学習するという手順であった。本発明は、エコー要求フレームを出すことによって積極的に再学習を促進するので、迅速にアドレス学習が達成できることになる。
【００３９】
また、従来は２つの相互接続用スイッチングハブとそれらに直接接続されている全てのスイッチングハブが同じメーカでなくてはならなかったが、本発明では、２つの相互接続用スイッチングハブだけが本発明の機能を搭載していればよく、他のスイッチングハブは従来から一般的であるＩＣＭＰを搭載していればどのメーカのものでもよい。つまり、メーカ間の互換性が向上する。
【００４０】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。
【００４１】
図４に示されるように、相互接続用スイッチングハブ＄１，＄２は、ネットワークＬ１，Ｌ２の両方に含まれている。詳しく述べると相互接続用スイッチングハブ＄１が有する複数のポートのうちいくつかのポートはネットワークＬ１内のスイッチングハブ又は端末に接続され、残りのいくつかのポートはネットワークＬ２内のスイッチングハブ又は端末に接続されている。
【００４２】
このような形態でも、相互接続用スイッチングハブ＄１，＄２はこれまで述べたのと同じ動作をする。すなわち、アクティブ機であった相互接続用スイッチングハブ＄１がネットワークＬ１，Ｌ２いずれかのポートにおいて伝送路の障害を検出すると、その通知により相互接続用スイッチングハブ＄２がアクティブに切り替わる。相互接続用スイッチングハブ＄２は、自身のネットワークであるネットワークＬ１，Ｌ２双方内にエコー要求フレームをブロードキャスト送信する。よって、それぞれのネットワークＬ１，Ｌ２でアドレス再学習が促進される。
【００４３】
この形態においても、本発明の機能を搭載するのは相互接続用スイッチングハブ＄１，＄２のみで十分であり、スイッチングハブＬ１＃３，Ｌ１＃４やその他の図示しないスイッチングハブはメーカ・機種を選ばない。
【００４４】
図５に示されるように、３つのネットワークＬ１，Ｌ２，Ｌ３があるとき、それぞれのネットワークＬ１，Ｌ２，Ｌ３に本発明の相互接続用スイッチングハブ＄１，＄２を設ける。ネットワークＬ１，Ｌ２間では相互接続用スイッチングハブ＄１同士を接続し、相互接続用スイッチングハブ＄２同士を接続する。また、ネットワークＬ１，Ｌ３間でも相互接続用スイッチングハブ＄１同士を接続し、相互接続用スイッチングハブ＄２同士を接続する。
【００４５】
ネットワークＬ１，Ｌ２間に障害が発生した時のネットワークＬ１，Ｌ２における動作は既に述べた通りである。ネットワークＬ１，Ｌ３間に障害が発生した時のネットワークＬ１，Ｌ３における動作も同様であるので説明は繰り返さない。
【００４６】
ネットワークＬ１，Ｌ２間に障害が発生した時に、その障害がネットワークＬ１内にある装置の故障による場合は、ネットワークＬ１，Ｌ３間にも障害が発生するので、相互接続用スイッチングハブＬ１＄１，Ｌ３＄１がスタンバイに切り替わる。
【００４７】
ネットワークＬ１，Ｌ２間に障害が発生した時に、その障害が相互接続用スイッチングハブＬ１＄１，Ｌ２＄１間の伝送路の障害による場合は、ネットワークＬ１，Ｌ３間には障害が波及しない。このときは、本発明とは別のプロトコルの働きにより、相互接続用スイッチングハブＬ３＄１がスタンバイに切り替わる。
【００４８】
このように、３つのネットワークＬ１，Ｌ２，Ｌ３を相互接続する経路を冗長化する場合でも本発明は有効である。ネットワークの数が４以上でも本発明が有効であることは説明するまでもない。
【００４９】
次に、本発明の相互接続用スイッチングハブの内部構造を説明する。
【００５０】
図６に示されるように、本発明に係るスイッチングハブ６１は、複数のポート６２と、ポートごとに設けられたＰＨＹ（物理的インタフェース）６３と、通信制御回路（ＭＡＣ）６４と、学習したアドレス情報を記憶するＦＤＢ６５と、本発明に関する処理及びその他の論理的なプロトコルを処理するＣＰＵ６６とを備える。ポートのうちいくつかは自身のネットワーク（図では内部ネットワークと表記）に接続され、他のいくつかは相手のネットワーク（図では別ネットワークと表記）に接続される。
【００５１】
ＣＰＵ６６は、これまで説明した動作の流れの中で、エコー要求フレームを作成して自身のネットワークに接続されているポートに出力するようになっている。ＰＨＹ６３は、伝送路の電流、電圧などから伝送路が正常か否かを判定するようになっている。この判定結果からＣＰＵ６６は障害発生を認識することになる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の相互接続用スイッチングハブを用いて２つのネットワークの相互接続経路を冗長化したネットワーク構成図である。
【図２】図１の構成において障害が発生した後のネットワークの構成図である。
【図３】エコーフレームのフォーマット図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示したネットワーク構成図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示したネットワーク構成図である。
【図６】本発明のスイッチングハブの内部構成図である。
【図７】従来のスイッチングハブを用いて２つのネットワークの相互接続経路を冗長化したネットワーク構成図である。
【図８】図７の構成において障害が発生した後のネットワークの構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０１  端末
Ｌ１，Ｌ２  ネットワーク
Ｌ１＃３，Ｌ１＃４  スイッチングハブ
＄１，＄２（Ｌ１＄１，Ｌ１＄２，Ｌ２＄１，Ｌ２＄２）  相互接続用スイッチングハブ
【図１】
2007151041.tif 000003
【図２】
2007151041.tif 000004
【図３】
2007151041.tif 000005
【図４】
2007151041.tif 000006
【図５】
2007151041.tif 000007
【図６】
2007151041.tif 000008
【図７】
2007151041.tif 000009
【図８】
2007151041.tif 000010