JP4500781B2 - Ethernet network topology confirmation method - Google Patents
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Description
本発明は、イーサネット(登録商標)(Ethernet / IEEE802.3 /以下ENと呼ぶ)のネットワークにおいて、レイヤー2(以下、L2)スイッチのネットワークトポロジーを確認する方式に関するものである。 The present invention relates to a method for confirming the network topology of a layer 2 (hereinafter referred to as L2) switch in an Ethernet (registered trademark) (Ethernet / IEEE802.3 / hereinafter referred to as EN) network.
キャリアサービスや企業ネットワークなどにおいて、L2ENスイッチが複数使用されるような環境では、ネットワークの状態や経路の確認が求められている。L2ENネットワークのトポロジーの確認は、以下のような方法で行われていた。 In an environment where a plurality of L2EN switches are used in a carrier service or a corporate network, confirmation of the network state and route is required. The topology of the L2EN network has been confirmed by the following method.
(1)SNMPマネージャによる確認
各装置(L2ENスイッチ)のMIB (Management Information Base (RFC1156)(RFC1213))を取得することにより、装置のUP/DOWNの確認やインタフェース情報など各種の装置情報を取得することで、SNMPマネージャ上に作成されたアイコンなどを、想定した構成に沿って手動で並べ、そのTrapを監視することで、L2ネットワークの状態を確認する。
(1) Confirmation by SNMP manager By obtaining MIB (Management Information Base (RFC1156) (RFC1213)) of each device (L2EN switch), various device information such as confirmation of device UP / DOWN and interface information is obtained. Thus, the icons created on the SNMP manager are manually arranged according to the assumed configuration, and the trap is monitored to check the state of the L2 network.
(2)装置内情報による確認
L2ENスイッチは、ソースMAC学習を基本としてFDB (Forwarding Database)を作成する。ただし、発信元とならず、中継のみをおこなうL2スイッチにおいては、FDBの確認だけでは、隣にどのL2スイッチがつながっているのかを確認することはできない。各装置にアクセスし、どのポートの先に、どのMACアドレスが存在するのかを1台1台確認することによって、トポロジーの把握をおこない、合わせてLLDP(Link Layer Discovery Protocol)を使用することにより、隣接装置の情報を確認することは可能である。
(2) Confirmation based on in-device information The L2EN switch creates an FDB (Forwarding Database) based on source MAC learning. However, in an L2 switch that does not serve as a transmission source but only relays, it is not possible to confirm which L2 switch is connected to the neighbor only by checking the FDB. By accessing each device and confirming which MAC address exists at which port, one by one, the topology is grasped, and by using LLDP (Link Layer Discovery Protocol) together, It is possible to confirm information on neighboring devices.
(3)STPによる確認
L2ENネットワーク環境で、冗長構成を必要とする場合など、L2スイッチ間のループ防止のトポロジーを作成するためにSTP(Spanning Tree Protocol (IEEE 802.1d))やMSTP(Multiple Spanning Tree Protocol (IEEE 802.1s))などが使用される。トポロジーを作成した後の全体のトポロジー確認には、各装置にアクセスし、STPの情報を取得し、各ポートの状態を手動で解析することにより、全体のトポロジーの把握をおこなう。
(3) Confirmation by STP To create a loop prevention topology between L2 switches, such as when a redundant configuration is required in an L2EN network environment, STP (Spanning Tree Protocol (IEEE 802.1d)) or MSTP (Multiple Spanning Tree) Protocol (IEEE 802.1s)) is used. To confirm the overall topology after creating the topology, access to each device, acquire STP information, and manually analyze the state of each port to grasp the overall topology.
上述したように、L2ENネットワークのトポロジー確認には、各種情報取得のために、全対象装置へのアクセスと情報取得、そしてそこからの推測が必要であった。したがって、あくまで断片的な情報取得となっており、実際にパケットが対象ネットワークを流れる結果からの確認ではないため断定しづらく、また、ネットワーク内の対象装置数が多い場合、1台1台にアクセスして情報を取得する必要があることから、管理者への負担が大きかった。 As described above, to confirm the topology of the L2EN network, it is necessary to access all target devices, acquire information, and infer from that in order to acquire various types of information. Therefore, it is only fragmentary information acquisition, it is difficult to determine because it is not a confirmation from the result that the packet actually flows through the target network, and if there are many target devices in the network, one unit is accessed Since it is necessary to obtain information, the burden on the administrator was great.
また、SNMPマネージャによる確認方法では、対象装置へのポーリングによる確認から各装置のUP/DOWN、そしてインタフェース情報など各種情報の取得から装置単体の状態は確認できるが、トポロジーの確認にはその断片的な情報の組み合わせからの推測となり、実際のパケットの流れを確認できないことから正確な把握は困難である。 In addition, with the confirmation method using SNMP manager, the status of each device can be confirmed from polling of the target device, UP / DOWN of each device, and the acquisition of various information such as interface information. Therefore, it is difficult to accurately grasp the actual packet flow because it is estimated from a combination of various information.
なお、Ping、Tracerouteなどのツールを使用することにより、レイヤー3であるIPの経路確認をおこなうことができる。しかし、IPアドレスがアサインされている装置のみが対象となり、トポロジーを確認するには行き先のIPアドレスを知っている必要がある。言い換えると、レイヤー3であるIP装置間のみでの確認となるため、IP装置間にあるL2ENスイッチのトポロジーについては確認することができない。また要求メッセージを終端しかつそれに応答させるところ、ICMPとその応答メッセージを使用しての確認方法となるため、パケットを終端できず、ICMPを理解できないレイヤー2にとっては、実際のパケットの流れからのトポロジーの把握できない。また、Ping、Tracerouteなどのツールを使用する方法とは、レイヤーがそもそも違う上に、Ping、Tracerouteでは各ルータに対して1:1でパケットを発信し返信させるので、多くのパケットを発信しなければならない。また、返信されるパケットには返信元のルータのIPアドレスが記憶されるが中継されたルータのアドレスは記憶されないため受信してもトポロジーを把握できない。
By using tools such as Ping and Traceroute, it is possible to check the route of the
そこで、L2ネットワークのトポロジー情報を、容易に信用性をもって迅速に取得することを目的とする。 Accordingly, an object is to easily and quickly acquire topology information of an L2 network.
上記課題を解決するために、L2ENネットワークにパケットを実際に流す、要求/応答型のトポロジー確認技術を提供する。例えば、図2aに示すような「MACトレースヘッダ」を用いる。このヘッダを使用して、確認装置である図1bの装置A(1)は、要求パケットを、図4プロセス部(50)で作成し、MACアドレスによるマルチキャスト/ブロードキャストで、全端末へ送出(図1b(pk1))。トポロジー確認対象範囲はこのパケットが届く範囲に限定され、図1bの装置A〜HがすべてL2ENスイッチの場合は、すべてにこの要求が届く。また途中にIP装置が存在する場合、その装置を含めた部分までが、その確認対象範囲となる。図2a(20)のENのType値がMACトレースを示す場合、各受信端末は図4(50)のプロセス部へ取り込み、要求に対する応答パケットを組み立て、それを要求送信端末である図1b装置A(1)へ応答パケットを送信。図1a装置A(1)は図4プロセス部(50)で、応答パケットを対象とする全装置から受信し、その内容を組み立てることでトポロジーを把握し(図9)、画面にその情報を表示する機能を備える(図10)。 In order to solve the above-described problems, a request / response type topology confirmation technique for actually flowing a packet to an L2EN network is provided. For example, a “MAC trace header” as shown in FIG. Using this header, device A (1) in FIG. 1b, which is a confirmation device, creates a request packet by the process unit (50) in FIG. 4 and sends it to all terminals by multicast / broadcast using the MAC address (FIG. 1). 1b (pk1)). The range to be checked for topology is limited to the range where this packet can reach, and when all the devices A to H in FIG. 1b are L2EN switches, this request reaches all. If there is an IP device in the middle, the range including the device is the confirmation target range. When the EN Type value in FIG. 2a (20) indicates a MAC trace, each receiving terminal takes in the process part in FIG. 4 (50), assembles a response packet to the request, and configures it as a request transmitting terminal in FIG. Send response packet to (1). Figure 1a Device A (1) is the process part (50) shown in Figure 4 and receives the response packet from all the target devices, assembles the contents to grasp the topology (Figure 9), and displays the information on the screen (Figure 10).
上記手段により、L2ENネットワークのトポロジー確認が、対象全装置にアクセスすることなく実施でき、また対象とするネットワークにパケットを流して確認するためそのトポロジーに対する信用度を増すことができる。そして、収集した情報をもとにトポロジー状態を画面に表示することから、トポロジー状態を確認する管理者の負担を減らす効果がある。 By the above means, the topology confirmation of the L2EN network can be performed without accessing all the target devices, and since the packet is confirmed by flowing through the target network, the reliability of the topology can be increased. Since the topology state is displayed on the screen based on the collected information, there is an effect of reducing the burden on the administrator who confirms the topology state.
上記以外の課題、手段、効果は後述する実施例によって明らかにされる。 Problems, means, and effects other than those described above will be clarified by examples described later.
以下に本発明に好適な実施形態の例を説明する。ただし、本発明は本実施形態に限定されない。 Examples of preferred embodiments of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to this embodiment.
図1aはL2ENネットワークを示し、装置A〜H(1〜8)はL2ENスイッチを示す。「MACトレースヘッダ」の機能(以下、本機能と呼ぶ)を有する装置A〜Hは、図4に示す装置構成をとっており、プロセス部にある、図4(50)にて、MACトレース送受信(図5a、図5b)/中継処理(図5c)と、受信したパケット情報からのトポロジー情報の作成(図5d)をおこなう。 FIG. 1a shows an L2EN network and devices AH (1-8) show L2EN switches. The devices A to H having the function of the “MAC trace header” (hereinafter referred to as this function) have the device configuration shown in FIG. 4, and the MAC trace is transmitted and received in FIG. (FIGS. 5a and 5b) / relay processing (FIG. 5c) and creation of topology information (FIG. 5d) from the received packet information.
図1bは、本機能動作時のプロトコル動作概要図を示し、装置AよりMACトレース要求パケットをMACアドレスのマルチキャスト/ブロードキャストで、図2bのパケットフォーマットの規則に従い、図2aの形式で全装置へ送信(図1b((pk1)))。装置B〜Hは受信したパケットのENヘッダーのType値(図2a(20))が、MACトレースを示す場合、上位をMACトレースヘッダと認識し、それを図4(50)にて応答処理をおこない、図1bのように、送信装置Aへ応答パケットを返信する(図1b(pk2)〜(pk16))。図1bのシーケンスと詳細なパケットフィールドの内容は、図3に記述。図1bの各シーケンス番号((pk1)〜(pk16))が、図3のシーケンス番号((pk1)〜(pk16))と一致する。 Fig. 1b shows a schematic diagram of the protocol operation when this function is operating. MAC trace request packet is sent from device A by multicast / broadcast of MAC address and sent to all devices in the format of Fig. 2a according to the packet format rules of Fig. 2b. (FIG. 1b ((pk1))). When the Type value of the EN header of the received packet (Figure 2a (20)) indicates MAC trace, the devices B to H recognize the upper part as the MAC trace header and process the response in Figure 4 (50). Then, as shown in FIG. 1b, a response packet is returned to the transmitting apparatus A (FIG. 1b (pk2) to (pk16)). The sequence of FIG. 1b and detailed packet field contents are described in FIG. Each sequence number ((pk1) to (pk16)) in FIG. 1b matches the sequence number ((pk1) to (pk16)) in FIG.
図2aはMACトレースヘッダを示す。(20)はENヘッダーのType値で、上位のプロトコルを示す値となり、ここでMACトレースと明示されると、図4の(50)のMACトレースプロセス部で処理されることとなる。(21)はOption値で、この値が1の場合はMACトレース要求を示し、図1b、図3の(pk1)の部分が該当する。2の場合は、Option値1を受信した装置が、その装置に対して応答を送信する場合に使用され、図1b、図3の(pk2)〜(pk16)が該当する。(22)はID値を示し、MACトレース要求ごとに一意でランダムな値が使用され、以後のレスポンスにこの値を終了するまで使用することで、要求装置は自身の要求に対する応答かどうかを把握する。(23)はTopology_Origin値を示し、これはMACトレース要求装置のMACアドレスを示す。応答装置はこの値にあるMACアドレスに対して応答パケットを送出する。(24)はVersion値でここは常に1が使用される。(25)はHOP値を示し、MACトレースをサポートする装置を通過するごとにマイナス1がおこなわれ、HOP値1を受信すると、その装置はそれ以上MACトレースパケットをフォワーディングしない動作をおこなわせるために使用される。これはもしネットワークがループ状になっていた場合に装置やネットワークに負荷をかけないためである。(26)はTopology_Number値を示し、これは(27)のTopology_N値がいくつ使用されているかを示す。(27)はTopology_N値で応答パケットを送信する装置、または中継する装置が自身のMACアドレスを埋め込むために使用される。要求装置は、最終的にこの情報を組み立てることでトポロジーを把握し表示する。(28)はFIN値で、これは自分の配下には他の装置が存在せず、自らがL2ENネットワークの末端装置であることを、要求装置へ示し、トポロジー状態の通知に信頼性を与える。なお、Topology_N値を段情報とも呼び、FIN値を末端情報とも呼ぶ。
FIG. 2a shows the MAC trace header. (20) is a Type value of the EN header, which is a value indicating a higher-level protocol. If the MAC trace is specified here, it is processed by the MAC trace process unit of (50) in FIG. (21) is an Option value. When this value is 1, it indicates a MAC trace request, and the part of (pk1) in FIGS. 1b and 3 corresponds. In the case of 2, the device that has received the
図2bは、上記をまとめたもので、図2aのパケットフォーマットの詳細を示す。 FIG. 2b summarizes the above and shows details of the packet format of FIG. 2a.
図3は、図1bのプロトコル動作時のシーケンスと、パケットフィールドの内容と動作を示す。(pk1)は要求送信装置からのMACトレース要求パケットを示し、(pk2)〜(pk16)はそれに対する応答を示す。図1bの説明にもあるが、(pk1)〜(pk16)は、図1bの各シーケンス番号((pk1)〜(pk16))と一致する。 FIG. 3 shows the sequence during the protocol operation of FIG. 1b, and the contents and operation of the packet field. (pk1) indicates a MAC trace request packet from the request transmission device, and (pk2) to (pk16) indicate responses to the MAC trace request packet. As described in FIG. 1b, (pk1) to (pk16) coincide with the sequence numbers ((pk1) to (pk16)) in FIG. 1b.
図4は、L2ENスイッチのブロック図で、MACトレース動作をおこなう図1aの装置A〜H(1〜8)を示す。ネットワークインタフェースで受信したパケットはデータ転送部に送られ、このパケットの宛先アドレスを基に転送先を検索して検索された転送先に該当するネットワークインタフェースから送信する。ここで、データ転送部又はプロセス部でMACトレースのパケットと判断すると、すなわち、図2a(20)でMACトレースが示された場合は、プロセス部にパケットを送って処理する。内部的にはプロセス部に存在するMACトレースプロセス部50で、MACトレース処理である、要求送受信/応答/中継/トポロジー確認をおこなう。ネットワークインタフェースを送受信部とも呼び、データ転送部を送受信制御部とも呼ぶ。また、MACトレースプロセス部50は、図5で説明する処理を実行する機能を有し、特に図5aの例示において、A1からA4の処理を実行する要求パケット作成部と、A7からA8の処理を実行する要求/応答パケット判断部と、A9からA11の処理を実行する応答パケット作成部と、A12からA14の処理を実行するトポロジー作成部とを有する。
FIG. 4 is a block diagram of the L2EN switch and shows the devices AH (1-8) of FIG. 1a performing the MAC trace operation. The packet received by the network interface is sent to the data transfer unit, and the transfer destination is searched based on the destination address of the packet, and transmitted from the network interface corresponding to the searched transfer destination. If the data transfer unit or the process unit determines that the packet is a MAC trace packet, that is, if the MAC trace is shown in FIG. 2a (20), the packet is sent to the process unit for processing. Internally, the MAC
次にMACトレースの送信/受信/中継の各処理を示す。 Next, each process of transmission / reception / relay of MAC trace is shown.
図5aは、図1b、図3のシーケンス番号(pk1)(pk2)の、装置Aのパケット送受信時の動作フローを示す。この処理は図4(50)で実行される。
(A1)装置AはMACトレース送信要求指示があると、図2a(21)のOption値にMACトレースの要求を示す1をセットする。
(A2)この要求の選別子を示す値をランダムに決定し、それを図2a(22)のID値にセットする。これは応答パケットを受信した際、どの要求に対するものかを判別するために使用される。
(A3)図2a(23)のTopology_Origin値に自らのMACアドレスをセットする。これは応答する装置がどの装置に応答パケットを送るべきかを示す。
(A4)最後にversion(図2a(24))、HOP値(図2a(25))以外は0をセットして、この要求パケットをマルチキャスト/ブロードキャストでネットワークへ送信する。
(A5)MACトレース要求パケットを送出した装置Aは、応答装置からの応答パケットの受信待ち状態に入る。
(A6)(A4)でMACトレースパケットを送出すると、(A5)の状態に入ると同時に、この要求に対する受信タイマーを発動させ、終了するまでカウントを続ける。これはMACトレースを送信する装置はトポロジーを把握していないため、どの応答パケットを受け取った時点で終了かを判断することができないため、タイマー終了で、この要求に対する終了を示す。
(A7)(A5)の状態に入った装置Aは、パケットを受信すると、図2aの(20)を調べ、この値がMACトレースを示すと、装置Aはそのパケットを図4(50)へ渡す。図2a(20)がMACトレースを示さない場合は、通常のL2ENスイッチの処理となる。
(A8)図4(50)は、このパケットのOption値を調べ、応答パケットか要求パケットかを調べる。2の場合は(A10)へ。1の場合は(A9)へ。
(A9)MACトレース要求パケットのため、図5bの処理をおこなう。
(A10)図2a(22)が(A2)でセットしたID値と同値か、図2a(23)が(A3)でセットした自MACアドレスと同値かを調べ、両方が同じ場合、(A4)で送出した要求パケットに対する応答パケットと判断する。違う場合は(A11)図5bの処理をおこなう。両方を確認する必要性として、IDがランダム値のため、他要求との重複を防ぐ目的でおこなわれる。
(A12)自分の送出したパケットに対する応答パケットと判断すると、図2a(26)のTopology_Number値だけ、Topology_Nに、応答パケットが通過してきた装置のMACアドレスが埋め込まれているので、それを6バイト分づつ取り出し、図5dの(1)のようにトポロジー情報をTopology_Nごとに、受信する応答パケットごとに保持する。
(A13)(A6)のタイマーが終了したかどうかを待つ。まだ終了通知を受け取っていない場合は、(A12)で次の応答パケットを受け取った場合の値の追加に備える。終了通知を受け取ると、(A14)へ。
(A14)(A12)で保持した図5d(1)の情報をもとに、図5d(2)の処理をおこなう。ここでは図5d(1)で保持した情報を、図5d(2)のようにTopology_NのN値の大きい順に同値をRoot_Nで並べ替える。そこで、Root_Nごとに重複するMACアドレスを繋げ、トポロジーをつくりだす。
(A15)トポロジーの作成が終了すると、それをもとに図6のように画面にトポロジー状態を表示する。FIN設定がないものは、そのことを表示し、そのうしろに他装置が存在する可能性を示す。
FIG. 5a shows an operation flow when the device A transmits and receives the packet having the sequence numbers (pk1) and (pk2) shown in FIGS. 1b and 3. This process is executed in FIG.
(A1) Upon receiving a MAC trace transmission request instruction, apparatus A sets 1 indicating the MAC trace request to the Option value in FIG. 2a (21).
(A2) A value indicating the selector of this request is randomly determined and set to the ID value of FIG. 2a (22). This is used to determine to which request the response packet is received.
(A3) Set its own MAC address to the Topology_Origin value in FIG. 2a (23). This indicates to which device the responding device should send the response packet.
(A4) Finally, 0 is set except for version (FIG. 2a (24)) and HOP value (FIG. 2 a (25)), and this request packet is transmitted to the network by multicast / broadcast.
(A5) Device A that has sent out the MAC trace request packet enters a state of waiting for a response packet from the response device.
(A6) When a MAC trace packet is sent in (A4), the reception timer for this request is started at the same time as entering the state of (A5), and the count is continued until it is finished. This is because the device that transmits the MAC trace does not know the topology, and therefore it is impossible to determine which response packet is terminated when it is received.
(A7) When device A that has entered the state of (A5) receives a packet, device A checks (20) in FIG. 2a. If this value indicates a MAC trace, device A transmits the packet to FIG. 4 (50). hand over. If FIG. 2a (20) does not show a MAC trace, it is a normal L2EN switch process.
(A8) In FIG. 4 (50), the Option value of this packet is checked to determine whether it is a response packet or a request packet. In case of 2, go to (A10). In case of 1, go to (A9).
(A9) Since it is a MAC trace request packet, the processing of FIG. 5b is performed.
(A10) Figure 2a (22) is the same value as the ID value set in (A2) or Figure 2a (23) is the same value as the own MAC address set in (A3). If both are the same, (A4) It is determined as a response packet to the request packet sent in step (1). If not (A11), the process of FIG. 5b is performed. It is necessary to confirm both, because the ID is a random value, so that it is possible to prevent duplication with other requests.
(A12) If it is determined as a response packet to the packet sent by itself, the MAC address of the device through which the response packet has passed is embedded in Topology_N by the Topology_Number value in FIG. 2a (26). Then, the topology information is held for each Topology_N and for each received response packet as shown in (1) of FIG. 5d.
(A13) Wait for the timer (A6) to expire. If an end notification has not yet been received, a preparation is made for adding a value when the next response packet is received in (A12). When the end notification is received, go to (A14).
(A14) Based on the information of FIG. 5d (1) held in (A12), the process of FIG. 5d (2) is performed. Here, the information held in FIG. 5d (1) is rearranged by Root_N in the descending order of N values of Topology_N as shown in FIG. 5d (2). Therefore, a topology is created by connecting overlapping MAC addresses for each Root_N.
(A15) When the topology creation is completed, the topology state is displayed on the screen as shown in FIG. If there is no FIN setting, this is displayed and the possibility that another device exists after that is displayed.
図5bは、図1b、図3の(pk1)の、装置BのMACトレース要求パケット受信、応答パケット送信時の動作フローを示す。
(B1)装置Bはパケットを受信すると、図2a(20)の値がMACトレースを示す場合、そのパケットを図4(50)へ送り処理を進める。違う場合は通常のL2ENスイッチの動作でそのパケットの処理をおこなう。
(B2)(B1)の処理をおこなうと同時に、要求パケットがマルチキャスト/ブロードキャストの場合、装置Bの設定に従い、他ポートへフラッディングする。
(B3)(B1)の処理後、プロセス部図4(50)にて、受信したパケットのOption値を調べる。
(B4)(B3)でOption値が2と判断すると、そのパケットはMACトレース応答パケットと判断し、中継処理図5cへ。
(B5)Option値が1のため、その要求に対する応答パケットを組み立てる。まず、図2a(21)のOption値を、MACトレース応答パケットを示す1にセットし、図2a(22)(23)に受信したMACトレースパケットの図2a(22)(23)をコピーする。次に図2a(26)が0であることを確認した後、自MACアドレスを図2a(27)にセットし、図2a(26)にTopology_1が使用されていることを示す1がセットされる。最後に規定値に従い、FIN設定があれば、図2a(28)に1ビットを立てて、装置Bの後ろにはL2ENスイッチが存在しないことを示す。これは自分の後ろには装置がいないことを要求送信装置へ示すことによって、確認者に信頼性を与える役割を持つ。装置Bには後ろには装置Cが存在するため、FIN設定はされておらず、図5bでは0値のままとなる。
(B6)応答パケットの組み立てが終了すると、装置Bは図2a(23)のTopology_Originでセットされている宛先へ向けて、パケットを送信する。マルチキャスト/ブロードキャスト配信して受信した装置側でその応答パケットを用いるかを判断するようにしてもよいが、後述するように各装置は応答パケットを受信すると処理するので装置及びネットワークの負荷がかかるためユニキャストが好ましい。
FIG. 5b shows an operation flow when the device B receives the MAC trace request packet and transmits the response packet in (pk1) of FIG. 1b and FIG.
(B1) When device B receives the packet, if the value in FIG. 2a (20) indicates a MAC trace, device B sends the packet to FIG. 4 (50) and proceeds with the process. If not, the packet is processed by the normal L2EN switch operation.
(B2) When the processing of (B1) is performed and the request packet is multicast / broadcast, it is flooded to another port according to the setting of device B.
(B3) After the processing of (B1), the Option value of the received packet is examined in the process part FIG. 4 (50).
(B4) If the Option value is determined to be 2 in (B3), it is determined that the packet is a MAC trace response packet, and the relay process goes to FIG. 5c.
(B5) Since the Option value is 1, a response packet for the request is assembled. First, the Option value in FIG. 2a (21) is set to 1 indicating the MAC trace response packet, and FIG. 2a (22) (23) of the received MAC trace packet is copied to FIG. 2a (22) (23). Next, after confirming that FIG. 2a (26) is 0, its own MAC address is set in FIG. 2a (27), and 1 indicating that Topology_1 is used is set in FIG. 2a (26). . Finally, if there is a FIN setting according to the specified value, 1 bit is set in FIG. 2 a (28) to indicate that there is no L2EN switch behind the device B. This has the role of giving reliability to the verifier by indicating to the request sending device that there is no device behind him. Since the device C is behind the device C, the FIN setting is not performed, and the value 0 remains in FIG. 5b.
(B6) When the assembly of the response packet is completed, the device B transmits the packet toward the destination set in Topology_Origin of FIG. 2a (23). Although it may be determined whether the response packet is used on the device side received by multicast / broadcast distribution, since each device processes when receiving the response packet, as described later, the load on the device and the network is increased. Unicast is preferred.
図5cは、図1b、図3の(pk3)(pk4)のときの、装置BによるMACトレースパケットの中継時の動作フローを示す。
(C1)パケットを受信すると、図2a(20)がMACトレース要求パケットかどうかを調べる。
(C2)(C1)の結果、MACトレース要求パケットの場合、それを図4(50)へ送り、図2a(21)のOption値を調べ、2の場合、MACトレース応答パケットと判断する。
(C3)図2a(22)(23)が、自分が送出した値であれば、図5aの応答パケット受信処理へ。
違えばこれをMACトレース中継パケットとみなす。
(C4)中継パケットの組み立てをおこなう。まず受信したパケットの、図2a(21)(22)(23)(28)のそれぞれの値をコピーする。次に図2a(26)のTopology_Numberで示された値だけ、図2a(27)のTopology_Nがセットされているため、それを丸ごとコピーする。図3に従うと、(pk2)ではTopology_Nが1つセットされていることになるため、6バイト分取り出し、Topology_1をコピーする。その後、図2a(27)のTopology_Nへ自MACアドレスをセットする。図3(pk4)では(pk3)と比べ、Topology_Numberを2に、Topology_2へ自MACアドレスをセットしている。最後に受信したMACトレースパケットのHOP値をマイナス1する。
(C5)応答中継パケットの組み立てが終了するため、(C4)で組み立てられたパケットを図2a(23)のTopology_Originでセットされている宛先へ向けて、パケットを送信する。
FIG. 5c shows an operation flow at the time of relaying the MAC trace packet by the device B at the time of (pk3) (pk4) in FIG. 1b and FIG.
(C1) When a packet is received, it is checked whether or not FIG. 2a (20) is a MAC trace request packet.
(C2) As a result of (C1), if it is a MAC trace request packet, it is sent to FIG. 4 (50), the Option value in FIG. 2a (21) is examined, and if it is 2, it is determined as a MAC trace response packet.
(C3) If FIG. 2a (22) (23) is the value sent by itself, the process proceeds to the response packet reception process of FIG. 5a.
If it is different, this is regarded as a MAC trace relay packet.
(C4) Assemble the relay packet. First, the values of the received packets shown in FIGS. 2a (21) (22) (23) (28) are copied. Next, since Topology_N in FIG. 2a (27) is set only for the value indicated by Topology_Number in FIG. 2a (26), the whole is copied. According to FIG. 3, since one Topology_N is set in (pk2), 6 bytes are extracted and Topology_1 is copied. Thereafter, the own MAC address is set in Topology_N in FIG. 2a (27). In FIG. 3 (pk4), Topology_Number is set to 2 and its own MAC address is set to Topology_2, compared to (pk3). The HOP value of the last received MAC trace packet is decremented by 1.
(C5) Since the assembly of the response relay packet is completed, the packet is transmitted to the destination set in Topology_Origin in FIG.
以上のような動作をおこなうことにより、最終的に図1b装置A(1)には、各装置B〜H(2〜8)からの応答パケットを受信し、その内容を図5dに従ってトポロジー把握のための処理をおこなうことによって、図6のように最終的にはトポロジー状態を画面に表示する。 By performing the operation as described above, the device A (1) in FIG. 1b finally receives the response packets from the devices B to H (2 to 8), and the contents of the topology are grasped according to FIG. 5d. By performing the processing for this, the topology state is finally displayed on the screen as shown in FIG.
図5dは、図5a(A14)でおこなわれる処理で、要求送信装置がMACトレース要求パケットを送出後、応答パケットを各L2ENスイッチから受信し、その内容である各パケットの図2a(27)のTopology_Nを組み立てトポロジーを割り出す方法を示す。まず装置Aは、受信したMACトレース応答パケットのTopology_Nを、Topology_Nごとに保持(1)。次にその内容を受信したパケットごとに、Topology_Nの大きい順に並べ替え、それをRoot_Nの形でそれぞれ保持する(2)。そしてこれをもとにトポロジー状態を割り出すのだが、Root_1ではBとDが存在するので、要求装置Aから二つの装置への経路が存在することがわかる。まずB側を見ると、パケット番号(pk2)と(pk4)を比べると、(pk2)にはRoot_2が存在しないことがわかるので、(pk2)は(pk4)に組み込まれ経路が一つ確定する。またCはFIN設定がなされているため、Cより後ろにはL2スイッチが存在しないことがわかるため、L2のネットワークはここで終端されていることがわかる。次にD側をみると、(pk5)にはRoot_2は存在せず、それ以外はEが存在するため、(pk5)は組み込まれる。そして次にRoot_3を見ると、(pk7)以外はF,G,Hが存在するため(pk7)も組み込まれ、Eの後ろにはF,G,Hの3台が存在することがわかり、もう一つの経路が確定することにより、(3)のようなMACトレース要求装置を起点としたトポロジーを把握することができる。なお、Topology_Nの大きい順に並べ替える処理を行っているが、並べ替えずともTopology_Nが大きい順に検索する処理であってもよい。またTopology_Nを明確に用いず応答パケットの中に格納されているMACアドレスなどの装置情報(経由スイッチ情報)をパケットのデータの末尾方向から順に抽出して並べるようにしてもよい。 FIG. 5d shows the process performed in FIG. 5a (A14). After the request transmitting apparatus sends out the MAC trace request packet, the response packet is received from each L2EN switch, and the contents of each packet in FIG. 2a (27) are shown. Shows how to assemble Topology_N and determine topology. First, apparatus A holds Topology_N of the received MAC trace response packet for each Topology_N (1). Next, for each received packet, the contents are rearranged in descending order of Topology_N and held in the form of Root_N (2). Based on this, the topology state is calculated. Since B and D exist in Root_1, it can be seen that there are paths from the requesting device A to the two devices. First, looking at the B side, comparing packet numbers (pk2) and (pk4) reveals that Root_2 does not exist in (pk2), so (pk2) is incorporated into (pk4) and one route is determined. . Since C is FIN-set, it can be seen that there is no L2 switch behind C, so that the L2 network is terminated here. Next, looking at the D side, (pk5) is incorporated because (pk5) does not have Root_2 and E exists otherwise. Then, looking at Root_3, since F, G, and H exist except (pk7), (pk7) is also incorporated, and after E, there are three units of F, G, and H. By determining one route, it is possible to grasp the topology starting from the MAC trace requesting device as shown in (3). In addition, although the process which rearranges in order with the largest Topology_N is performed, the process may be the process of searching in the order of the largest Topology_N without rearranging. Alternatively, device information (routed switch information) such as a MAC address stored in the response packet may be extracted and arranged in order from the end of the packet data without explicitly using Topology_N.
図6は、図5a(A15)でおこなわれる処理で、図5dの処理の結果、画面に表示する出力例を示す。 FIG. 6 shows an example of output displayed on the screen as a result of the process of FIG. 5d in the process performed in FIG. 5a (A15).
1〜8 L2ENスイッチ
20 ENヘッダーのType値
21〜28 MACトレースヘッダ
50 MACトレースプロセス部
1-8
Claims (9)
前記複数のスイッチへ第1種パケットを送信する送信部と、
前記第1パケットへの返信である第2種パケットを、前記複数のスイッチのそれぞれから受信する受信部と、
前記第2パケットに含まれる段情報と当該段情報と対応して記憶されている経由スイッチ情報とを基に前記複数のスイッチのトポロジーを作成するトポロジー作成部とを有することを特徴とするスイッチ。 A switch connected to a layer 2 network formed by a plurality of switches,
A transmitter for transmitting the first type packet to the plurality of switches;
A receiving unit that receives a second type packet that is a reply to the first packet from each of the plurality of switches;
A switch comprising: a topology creation unit that creates topology of the plurality of switches based on stage information included in the second packet and transit switch information stored corresponding to the stage information.
前記トポロジー作成部は、複数の前記第2種パケット毎に、当該第2種のパケットに含まれる経由スイッチ情報を前記段情報に従って段順に並べ、同じ段順の経由スイッチ情報を比較することを特徴とするスイッチ。 The switch of claim 1, wherein
The topology creation unit arranges the transit switch information included in the second type packet in order according to the stage information for each of the plurality of second type packets, and compares the transit switch information in the same stage order. Switch.
前記トポロジー作成部は、同じ段順で一致する第1の経由スイッチ情報を有する複数の第2種パケットについて、次の段順の第2の経由スイッチ情報を比較して、不一致しているとき前記第1の経由スイッチ情報が分岐点に対応すると判断することを特徴とするスイッチ。 The switch of claim 2, wherein
The topology creation unit compares the second transit switch information in the next stage order for a plurality of second type packets having the first transit switch information that matches in the same stage order. It is determined that the first transit switch information corresponds to a branch point.
前記トポロジー作成部は、同じ段順で一致する第1の経由スイッチ情報を有する複数の第2種パケットについて、次の段順の第2の経由スイッチ情報を比較して、不一致しているとき前記第1の経由スイッチ情報に各第2の経由スイッチ情報に対応するスイッチが接続しているトポロジーを作成することを特徴とするスイッチ。 The switch of claim 2, wherein
The topology creation unit compares the second transit switch information in the next stage order for a plurality of second type packets having the first transit switch information that matches in the same stage order. A switch that creates a topology in which a switch corresponding to each second transit switch information is connected to the first transit switch information.
前記第2種パケットは、前記レイヤー2ネットワークの末端であることを示す末端情報を含み、
前記トポロジー作成部は、前記末端情報に対応する経由スイッチ情報のスイッチを末端とするトポロジーを作成することを特徴とするスイッチ。 The switch of claim 1, wherein
The type 2 packet includes end information indicating the end of the layer 2 network,
The topology creating unit creates a topology having a terminal of the transit switch information corresponding to the terminal information as a terminal.
パケットを送受信する送受信部と、
前記送受信部で受信したパケットが要求パケットであるか、応答パケットであるかを判断する要求/応答パケット判断部と、
前記要求/応答パケット判断部で要求パケットであると判断すると、当該要求パケットの識別番号を基に当該スイッチのアドレスと段情報とを含む応答パケットを作成する応答パケット作成部と、
前記応答パケット作成部で作成した応答パケットと前記送受信部で受信した要求パケットを前記送受信部で送信させる送受信制御部とを有することを特徴とするスイッチ。 A switch connected to a layer 2 network formed by a plurality of switches,
A transmitting / receiving unit for transmitting and receiving packets;
A request / response packet determination unit for determining whether a packet received by the transmission / reception unit is a request packet or a response packet;
When the request / response packet determination unit determines that the request packet is a response packet, the response packet generation unit generates a response packet including the address and stage information of the switch based on the identification number of the request packet;
A switch comprising: a transmission / reception control unit that causes the transmission / reception unit to transmit a response packet created by the response packet creation unit and a request packet received by the transmission / reception unit.
前記応答パケット作成部は、当該スイッチが前記要求パケットを送信したパケット以外に接続するスイッチがないとき、前記応答パケットに末端情報を付加することを特徴とするスイッチ。 The switch of claim 6, wherein
The response packet creation unit adds terminal information to the response packet when there is no switch connected to the switch other than the packet that transmitted the request packet.
パケットを送受信する送受信部と、
前記送受信部で受信したパケットが要求パケットであるか、応答パケットであるかを判断する要求/応答パケット判断部と、
前記要求/応答パケット判断部で応答パケットであると判断すると、当該応答パケットに含まれている段情報とアドレス情報の組に続くよう段情報と当該スイッチのアドレス情報とを含んだ応答パケットを作成する作成部と、
前記応答パケット作成部で作成した応答パケットを前記送受信部で送信させる送受信制御部とを有することを特徴とするスイッチ。 A switch connected to a layer 2 network formed by a plurality of switches,
A transmitting / receiving unit for transmitting and receiving packets;
A request / response packet determination unit for determining whether a packet received by the transmission / reception unit is a request packet or a response packet;
If the request / response packet determining unit determines that the packet is a response packet, a response packet including the stage information and the address information of the switch is created to follow the set of the stage information and address information included in the response packet. A creation department to
And a transmission / reception control unit that causes the transmission / reception unit to transmit the response packet created by the response packet creation unit.
第1のスイッチは、要求パケットを送信し、
前記要求パケットを受信した第2のスイッチは、当該要求パケットを第3のスイッチ及び第4のスイッチに転送すると共に当該第2のパケットのMACアドレスを含み且つ当該要求パケットへ応答する第1の応答パケットを作成して前記第1のスイッチへ送信し、
前記第3のスイッチは、当該第3のスイッチのMACアドレスを含み且つ受信した前記要求パケットへ応答する第2の応答パケットを作成して前記第2のスイッチへ送信し、
前記第4のスイッチは、当該第4のスイッチのMACアドレスを含み且つ受信した前記要求パケットへ応答する第3の応答パケットを作成して前記第2のスイッチへ送信し、
前記第2のスイッチは、受信した前記第2の応答パケット及び前記第3の応答パケットのそれぞれへ当該第2のスイッチのMACアドレスを付加して前記第1のスイッチへ送信し、
前記第1のスイッチは、受信した前記第1から第3の応答パケットに含まれるMACアドレスを抽出して、共通して含まれるMACアドレスに対応する前記第2のスイッチを分岐点と判断することを特徴とするトポロジー確認方法。
A topology confirmation method executed in a layer 2 network formed by a plurality of switches,
The first switch sends a request packet,
The second switch that has received the request packet transfers the request packet to the third switch and the fourth switch, and includes a MAC address of the second packet and responds to the request packet. Create a packet and send it to the first switch;
The third switch creates a second response packet that includes the MAC address of the third switch and responds to the received request packet, and transmits the second response packet to the second switch.
The fourth switch generates a third response packet that includes the MAC address of the fourth switch and responds to the received request packet, and transmits the third response packet to the second switch.
The second switch adds the MAC address of the second switch to each of the received second response packet and the third response packet, and transmits to the first switch,
The first switch extracts a MAC address included in the received first to third response packets, and determines that the second switch corresponding to the commonly included MAC address is a branch point. Topology confirmation method characterized by
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