JP2006054766A

JP2006054766A - 冗長構成ネットワークシステムにおける制御データ共有方法

Info

Publication number: JP2006054766A
Application number: JP2004236270A
Authority: JP
Inventors: Susumu Shimauchi; 奨島内; Yoshihiro Kaya; 良洋嘉屋
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information Systems Ltd
Priority date: 2004-08-16
Filing date: 2004-08-16
Publication date: 2006-02-23

Abstract

【課題】
冗長構成ネットワークシステムにおいて障害発生時の通信制御装置の切り換えを迅速に行い、通信中断時間を短縮する
【解決手段】
仮想通信制御装置３０１は、通信制御装置１０１を優先的に通信制御を行う通信制御装置とし、通信制御装置１０２を通信制御装置１０１に障害が発生した時に通信制御を代行する通信制御装置とする。仮想通信制御装置３０１の状態制御として、定期的に通信制御装置１０１から通信制御装置１０２へ状態制御パケット４０１を送信し、通信制御装置１０２で通信制御装置１０１の状態を監視している。通信制御装置１０１に障害が発生した場合には、通信制御装置１０２で状態制御パケット４０１を受信できなくなるため、通信制御装置１０２が仮想通信制御装置３０１を使用する通信の通信制御を代行する。この状態制御パケット４０１に通信制御情報を付加して送信することで通信制御を代行する通信制御装置１０２にも保持させることを可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、冗長構成ネットワークシステムにおける制御データ共有方法に関する。

複数の通信制御装置によって構成される冗長構成ネットワークシステムにおいては、ＶＲＲＰ（ＲＦＣ２３３８）（ＶＲＲＰ：Virtual Router Redundancy Protocol）やＨＳＲＰ（ＲＦＣ２２８１）（ＨＳＲＰ：Cisco Hot Standby Routing Protocol）のような公開規格を用いることが一般的であり、通信制御を行っている通信制御装置から他の通信制御装置に状態制御パケットを送信することで、冗長構成ネットワークシステムを制御している。通信制御を行っている装置に障害が発生したときは、他の装置が通信制御を代行することにより、通信を自動的に復旧させることができる。

ＲＦＣ２３３８（Virtual Router Redundancy Protocol(VRRP)）ＲＦＣ２２８１（Cisco Hot Standby Router Protocol (HSRP)）

ＶＲＲＰ等の仮想冗長構成ネットワークシステムでは、通信制御を行っている装置にて使用している通信制御情報を、通信制御を行っている装置に障害が発生した場合に通信制御を代行する装置では保持していない。そのため、通信制御を行っている装置に障害が発生した場合、通信制御を代行する装置が通信制御の代行を開始した時に、通信制御情報の生成を行うことになる。通信制御情報の生成を行う段階で、通信制御を行っていた装置で使用していた通信制御情報と通信制御を代行する装置が生成した通信制御情報とで不一致になる場合がある。例えば、ＤＨＣＰ機能（Dynamic Host Configuration Protocol）のときは、情報要求を行ったクライアント端末で使用していたＩＰアドレス等の情報を、通信制御を代行している装置では把握していないため、通信制御を行っている通信制御装置に障害が発生し、通信制御を代行している通信制御装置が再割当要求を行う時に、別のＩＰアドレスが割り当てられたり、別のクライアント端末に同じＩＰアドレスが割り当てられてしまい、通信が途絶える場合がある。また、要求を受信して情報の応答を行うサーバが応答を送信する相手のIPアドレスが異なってしまい、通信が途絶えることになる。ＶＲＲＰ等の仮想冗長化システムでは、通信制御を行う装置の障害による通信停止を防ぎ、信頼性を高めることが可能となっている。しかし、動的な通信制御情報を必要とする機能との連携を用いる場合に、通信制御を代行する装置が動的な通信制御情報を保持していないため、通信制御を代行する通信制御装置が動的な通信制御情報を再生成し、サーバ装置やクライアント端末の情報を更新する必要があるため、通信中断時間が長くなる問題があった。
本発明の目的は、障害発生時の通信制御の切り換えを迅速に行い、通信中断時間を短縮する制御データ共有方法を提供することにある。

発明の目的を達成するために、本発明は、通信制御装置内部で生成した通信制御情報に基づいて通信制御を行う通信制御装置と、前記の通信制御装置に障害が発生した時に通信制御を代行する通信制御装置とで構成される冗長構成ネットワークシステムにおいて、通信制御を行っている通信制御装置で生成された通信制御情報を他の通信制御装置にも保持させる。

さらに本発明は、制御データ共有方法として、通信制御を行っている通信制御装置から通信制御を代行する通信制御装置に対して送信する状態制御パケットのデータに、通信制御で使用している通信制御情報を付加することにより、代行する通信制御装置にも通信制御情報を保持させる。

本発明によれば、通信制御を行う装置の障害発生時に通信制御の切り換えが迅速に行われるようになり、通信停止時間が短縮できる

以下に本発明の実施の形態を説明する。

本実施例は、仮想冗長化システムを構成する通信制御装置（ルータまたはＬＡＮスイッチ）が、ＶＲＲＰプロトコルを用いて状態制御を行っているものとし、外部ネットワークと複数の内部ネットワークの間にてパケット中継を行っている仮想通信制御装置を構成している例である。
以下に図面を用いて、本発明の実施例について説明する。図１において、ネットワークの外部ネットワーク２０１と、ネットワークの内部クライアントネットワーク２０２、ネットワークの内部サーバネットワーク２０３との中継となる箇所に通信制御装置１０１と通信制御装置１０２を設置する。通信制御装置１０１、１０２にてＩＰアドレス変換を行い、ネットワーク２０３にて内部ＩＰアドレスの管理を行うネットワークの図である。通信制御装置１０１、１０２は仮想冗長化システムを構成する通信制御装置群である。

仮想通信制御装置３０１は、通信制御装置１０１を優先的に通信制御を行う通信制御装置とし、通信制御装置１０２を通信制御装置１０１に障害が発生した時に通信制御を代行する通信制御装置とする。仮想通信制御装置３０１の状態制御として、定期的に通信制御装置１０１から通信制御装置１０２へ状態制御パケット４０１を、内部クライアントネットワーク２０２を介して送信する。通信制御装置１０２は、状態制御パケット４０１を受信することで通信制御装置１０１の状態を監視している。通信制御装置１０１に障害が発生した場合には、通信制御装置１０２で状態制御パケット４０１を受信できなくなるため、通信制御装置１０２が仮想通信制御装置３０１を使用する通信の通信制御を代行する。

クライアント端末１０３から仮想通信制御装置３０１へＤＨＣＰ機能を用いたＩＰアドレスの取得要求が行われる。正常状態では、仮想通信制御装置３０１の通信制御を行う通信制御装置は通信制御装置１０１であるので、通信制御装置１０１にてクライアント端末１０３に割り当てるＩＰアドレスを決定し、内部通信制御データとして割り当てたＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの組み合わせを保持し、クライアント端末１０３にＩＰアドレスの配布を行う。ＩＰアドレスを取得したクライアント端末１０３からサーバ１０４に対してネットワーク２０１経由で情報取得を行う場合、仮想通信制御装置３０１にてＮＡＴ（Network Address Translation）機能を用いて内部ネットワーク用ＩＰアドレスから外部ネットワーク用ＩＰアドレスへの変換を行う。仮想通信制御装置３０１の通信制御を行う通信制御装置１０１では、仮想通信制御装置３０１用に割り当てられたＩＰアドレス群の中から一つのアドレスを選択し、クライアント端末１０３のＩＰアドレスとの組み合わせを内部データとして生成する。仮想通信制御装置３０１は生成されたデータを使用して、クライアント端末１０３とネットワーク２０１の間の通信制御を行う。

通信制御装置１０１は、通信制御装置１０１内部で管理する通信制御情報を、上述した状態制御パケット４０１に仮想通信制御装置３０１の状態制御情報と一緒に付加して送信することで、障害時に通信制御を代行する通信制御装置１０２においても、通信制御装置１０１で使用している内部データと同じ情報を保持するようにする。通信制御装置１０１と通信制御装置１０２で保持している内部データの同期が取られることにより、通信制御装置１０１に障害が発生し、通信制御装置１０２が通信制御を代行する時にも、クライアント端末１０３の設定を変更することなく、通信制御装置１０２を経由して、クライアント端末１０３とサーバ装置１０４の通信を継続することが可能である。また、通信制御装置１０２にて通信制御装置１０１で保持している通信制御情報を保持しているため、通信制御情報の生成を行う時間がなくなり、通信中断時間が短縮する。

図２は、図１における状態制御パケット４０１の構成を示す図である。図１の状態制御パケット４０１で送信する状態制御パケットは、図２で示すように、ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層に当たるLayer２ヘッダ、ＯＳＩ参照モデルのネットワーク層にあたるLayer３ヘッダにてパケット送信先の制御を行い、データフラグ部分に、状態制御情報の設定と通信制御情報を設定する。本実施例で追加する通信制御情報は、太線で囲まれたような部分である。前述のＤＨＣＰとＮＡＴのように複数の種類があるため、通信制御情報の種別を判別するフラグを先頭に設定する。通信制御情報で必要とする情報にも、ＩＰｖ４アドレスとＩＰｖ６アドレス等、情報量が異なるため、各情報毎に情報量の大きさ（サイズ）を設定する。フラグとサイズを設定することで、状態制御パケット内に複数の通信制御情報を設定することが可能となる。

図３は、複数の冗長構成ネットワークシステムの構成を示す図である。仮想通信制御装置３０２は、通信制御装置１０６を優先的に通信制御を行う通信制御装置とし、通信制御装置１０７を障害発生時に通信制御を代行する装置とし、状態制御パケット４０２にて状態制御を行う仮想冗長構成ネットワークシステムとなる。仮想通信制御装置３０３は、通信制御装置１０７を優先的に通信制御を行う通信制御装置とし、通信制御装置１０６を障害発生時に通信制御を代行する装置とし、状態制御パケット４０３にて状態制御を行う仮想冗長構成ネットワークシステムとなる。仮想通信制御装置３０４は、通信制御装置１０８を優先的に通信制御を行う通信制御装置とし、通信制御装置１０７を障害発生時に通信制御を代行する装置とし、状態制御パケット４０４にて状態制御を行う仮想冗長システムとなる。仮想通信制御装置３０２、仮想通信制御装置３０３、仮想通信制御装置３０４は、物理的には同じネットワーク上に存在するが、ネットワークアドレスを変える等の方法で、論理的には別のネットワークとすることが可能である。状態制御パケット４０２、状態制御パケット４０３、状態制御パケット４０４は、それぞれの仮想冗長システムを構成する装置でしか参照しないため、仮想通信制御装置３０２の状態制御を行う状態制御パケット４０２を通信制御装置１０８では参照しない。仮想通信制御装置３０２と仮想通信制御装置３０３では、相互に優先的に通信制御を行う通信制御装置と、障害発生時の代行通信制御装置の役割を設定しているが、通信負荷軽減等の目的として、論理的にも同一のネットワークとすることも可能である。図２の状態制御情報により、仮想冗長システム毎の制御を行うことが可能となっているため、論理的ネットワークの状態に関わらず、複数の仮想冗長システムにて、仮想冗長システム内での情報の同期を行うことが可能となる。

図４は、図３のネットワークシステムにおいて通信情報の同期を行っている時の、通信制御装置１０６と通信制御装置１０７における内部通信制御情報保持状態である。通信制御装置１０６では、仮想通信制御装置３０２と仮想通信制御装置３０３で使用している情報を保持している。通信制御装置１０７では、仮想通信制御装置３０２と仮想通信制御装置３０３の状態と、仮想通信制御装置３０４の障害発生時の代行装置として、仮想通信制御装置３０４で使用している通信制御情報も保持する。

本発明の一実施例の冗長構成ネットワークシステムの構成を示す図。図１における状態制御パケットの例を示す図。本発明の他の実施例の冗長構成ネットワークシステムの構成を示す図。図３における通信制御装置の制御データ保持状態を示す図。

符号の説明

１０１、１０２、１０６−１０８通信制御装置
１０３クライアント端末
１０３、１０４サーバ装置
２０１−２０４ネットワーク
３０１−３０４仮想通信制御装置
４０１−４０３状態制御パケット

Claims

通信制御装置内部で生成した通信制御情報に基づいて通信制御を行う通信制御装置と、前記通信制御装置に障害が発生した時に通信制御を代行する通信制御装置とで構成される冗長構成ネットワークシステムにおいて、通信制御を行っている通信制御装置で生成された通信制御情報を他の通信制御装置にも保持させることを特徴とする制御データ共有方法。
通信制御を行っている通信制御装置から通信制御を代行する通信制御装置に対して送信する状態制御パケットのデータに、通信制御で使用している通信制御情報を付加することを特徴とする請求項１記載の制御データ共有方法。