JP2012023513A - Network system, router device, and redundancy method used for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はネットワークシステム、ルータ装置及びそれらに用いる冗長化方法に関し、特にレイヤ2トンネリングを使用したネットワークシステムに関する。
The present invention relates to a network system, a router apparatus, and a redundancy method used therefor, and more particularly to a network
ネットワークシステムにおいては、近年、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)やFTTH(Fiber To The Home)回線を使用した安価なWAN(Wide Area Network)サービスが普及している。 In network systems, inexpensive WAN (Wide Area Network) services using ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) and FTTH (Fiber To The Home) lines have become widespread in recent years.
さらに、上記のネットワークシステムにおいては、通信事業者の広域イーサネット(登録商標)サービスを利用する代わりに、ルータのレイヤ2トンネリング技術を使用して低コストにL2VPN(Layer 2 Virtual Private Network)を構築する事例が増えてきている(例えば、特許文献1参照)。
Further, in the above network system, an L2VPN (
しかしながら、企業ネットワークに応用するためには、信頼性向上のための冗長化の仕組みが必須であり、その冗長化を実現する技術に対するニーズが非常に高い。 However, in order to apply to a corporate network, a redundancy mechanism for improving reliability is indispensable, and a need for a technique for realizing the redundancy is very high.
物理的に離れた拠点間をIP(Internet Protocol)網を介して接続する技術に、レイヤ2トンネリング[EtherIP、L2TPv3(Layer 2 Tunneling Protocol version 3)等]がある。
しかしながら、このレイヤ2トンネリング技術には、L2(レイヤ2)ループを検知するための機構が存在しない。そのため、このレイヤ2トンネリング技術では、冗長化のために誤って複数のトンネルを使用すると、L2ループが構成されてしまい、ブロードキャストストームの発生等のネットワークに異常が発生する問題がある。
However, this
レイヤ2経路の冗長化には、一般的に、STP(スパニングツリープロトコル)が使用されている。ここで、STPとは、ネットワーク内のループを自動的に検出し、論理的にループを切断するプロトコルである。
In general, STP (Spanning Tree Protocol) is used for the redundancy of the
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、STPを利用することなく、レイヤ2トンネルを冗長化することができるネットワークシステム、ルータ装置及びそれらに用いる冗長化方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a network system, a router apparatus, and a redundancy method used therefor, which can solve the above-described problems and make a
本発明によるネットワークシステムは、物理的に離れた拠点間をIP(Internet Protocol)網上においてレイヤ2トンネルで接続したネットワークシステムであって、
前記レイヤ2トンネルを終端するルータ装置間において、前記レイヤ2トンネルに予め設定した優先度の広告を定期的に行い、当該優先度にしたがって使用するレイヤ2トンネルを決定し、前記優先度の低いレイヤ2トンネルを非活性状態にしている。
A network system according to the present invention is a network system in which physically separate bases are connected by a
Between router devices that terminate the
本発明によるルータ装置は、物理的に離れた拠点間をIP(Internet Protocol)網上においてレイヤ2トンネルで接続したネットワークシステムにおいて前記レイヤ2トンネルを終端するルータ装置であって、
前記レイヤ2トンネルにおいて対向する装置に対して前記レイヤ2トンネルに予め設定した優先度の広告を定期的に行う手段と、前記対向する装置にて前記優先度にしたがって使用するレイヤ2トンネルを決定した際に、前記優先度の低いレイヤ2トンネルを非活性状態にする手段とを備えている。
A router device according to the present invention is a router device that terminates the
Means for periodically advertising the priority set in advance in the
本発明による冗長化方法は、物理的に離れた拠点間をIP(Internet Protocol)網上においてレイヤ2トンネルで接続したネットワークシステムにおいて前記レイヤ2トンネルを終端するルータ装置に用いる冗長化方法であって、
前記ルータ装置が、前記レイヤ2トンネルにおいて対向する装置に対して前記レイヤ2トンネルに予め設定した優先度の広告を定期的に行う処理と、前記対向する装置にて前記優先度にしたがって使用するレイヤ2トンネルを決定した際に、前記優先度の低いレイヤ2トンネルを非活性状態にする処理とを実行している。
A redundancy method according to the present invention is a redundancy method used for a router device that terminates a
A process in which the router device periodically advertises a priority set in advance in the
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、STPを利用することなく、レイヤ2トンネルを冗長化することができるという効果が得られる。
By adopting the above-described configuration and operation, the present invention provides an effect that the
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明によるネットワークシステムの概略について説明する。本発明は、レイヤ2トンネリングを使用したネットワークシステムの冗長化の方法と、その方法に適するルータ装置に関するものである。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an outline of a network system according to the present invention will be described. The present invention relates to a redundancy method for a network
本発明によるルータ装置は、物理的に離れた拠点間をIP(Internet Protocol)網上においてレイヤ2トンネルで接続し、VLAN(Virtual Local Area Network)単位で使用するトンネルを分離することにより、VLAN単位での経路の冗長化と負荷分散とを実現している。
The router device according to the present invention connects physically distant bases via a
本発明では、上記のように、使用するトンネルをVLAN単位で分離することで、レイヤ2トンネルの冗長化を実現しており、ネットワークの信頼性の向上を図ることが可能となる。
In the present invention, as described above, the
本発明では、冗長化されたレイヤ2トンネルに優先度を予めてユーザが設定し、トンネルを終端するルータ装置間で定期的にレイヤ2トンネルの優先度情報の広告を行うことにより(キープアライブ)、使用するトンネルを一意に決定する方式を実現している。
In the present invention, the priority is set in advance for the
また、本発明では、レイヤ2トンネルの優先度をVLAN単位で設定することが可能であり、VLAN毎に設定する優先度を使い分けることにより、トンネルの負荷分散も実現することができる。
Further, according to the present invention, the priority of the
さらに、本発明では、優先度の定期的な広告に基づいてレイヤ2トンネルの死活監視を行い、冗長化したレイヤ2トンネルの一方で障害が発生した場合にレイヤ2トンネルの他方に経路を迂回させることも可能である。
Further, according to the present invention, the alive monitoring of the
図1は本発明の第1の実施の形態によるネットワークシステムの構成例を示すブロック図であり、図2は本発明の第1の実施の形態によるルータ装置の構成例を示すブロック図である。図1において、本発明の第1の実施の形態によるネットワークシステムは、端末[PC(Personal Computer)等]11,12と、L2(Layer 2)スイッチ13と、ハブルータ14,15と、スポークルータ16と、IPネットワーク100とを備え、ハブルータ14,15とスポークルータ16とがIPネットワーク100で接続されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a network system according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a router apparatus according to the first embodiment of the present invention. 1, the network system according to the first embodiment of the present invention includes terminals [PC (Personal Computer), etc.] 11 and 12, L2 (Layer 2)
端末11,12は、ルータ(スポークルータ16)もしくはL2スイッチ13に接続されており、イーサネット(登録商標)プロトコルを使用して他の端末と通信を行う。
The
L2スイッチ13は、一般的なスイッチングハブである。本実施の形態では、レイヤ2経路の冗長化に一般的に使用されるSTP(スパニングツリープロトコル)を必要としない。ここで、STPとは、ネットワーク内のループを自動的に検出し、論理的にループを切断するプロトコルである。
The
ルータ装置(ハブルータ14,15及びスポークルータ16)は、図2に示すように、レイヤ2トンネリング技術を実装し、LAN側(端末11,12)から受信したイーサネット(登録商標)フレームをIPパケット(IPカプセル化)に変換し、IPネットワーク100側に送出する機能(IPパケット変換機能141,151,161)を有する。
As shown in FIG. 2, the router devices (
また、ルータ装置(ハブルータ14,15及びスポークルータ16)は、IPネットワーク100側から受信したIPパケットの中から元のイーサネット(登録商標)フレームを抽出し、そのイーサネット(登録商標)フレームをLAN側(端末11,12)に送出する機能(フレーム抽出機能142,152,162)を有する。
Also, the router devices (
本構成において、ルータ装置は、優先度情報送信機能143,153にて優先度情報(priority通知)を送信するハブルータ14,15と、トンネル有効・閉塞状態決定機能163にて優先度情報を受信してトンネルの有効・閉塞状態を決定するスポークルータ16とに分類される。
In this configuration, the router device receives the priority information at the
priority通知は、予めユーザによって設定されたレイヤ2トンネルの優先度を示す優先度情報である。また、このpriority通知は、VLAN単位で送信することも可能で、VLAN単位で送信によりVLAN単位でレイヤ2トンネルを使い分けることも可能である。
The priority notification is priority information indicating the priority of the
図3は図1のハブルータ14,15の動作を示すフローチャートである。これら図1及び図3を参照してハブルータ14,15の動作について説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the
ハブルータ14,15は、装置起動時のトンネルの状態を閉塞状態とし、ハブルータ14,15用のタイマT1に基づき、レイヤ2トンネルの接続先(図1の場合、スポークルータ16)宛に定期的にpriority通知を送信する(図3ステップS1,S2)。
The
ハブルータ14,15は、タイマT1が満了時点で、スポークルータ16からmaster通知を受信した場合(図3ステップS3,S5,S7)、そのトンネルを有効状態とする(図3ステップS9)。
When the timer T1 expires and the
ハブルータ14,15は、タイマT1までに応答を受信しないか、もしくはbackup通知を受信した場合(図3ステップS3,S4,S5)、トンネルを閉塞状態とする(図3ステップS6)。
When the
ハブルータ14,15は、master通知を受信した場合(図3ステップS7)、指定した宛先に対してinfo通知を送信することができる(図3ステップS8)。
When the
図4は図1のスポークルータ16の動作を示すフローチャートである。これら図1及び図4を参照してスポークルータ16の動作について説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the
スポークルータ16は、ハブルータ14,15と同じく、装置起動時の状態を閉塞状態とし、ハブルータ14,15から送信されるpriority信号とinfo信号とを観測する。
As with the
スポークルータ16は、priority信号とinfo信号とに格納されている優先度の最大値を記憶し(記録A)、priority信号により最も大きい優先度を通知したハブルータ(図1の場合、ハブルータ14)に対し(図4ステップS21〜S23,S25〜S27)、master通知を送信する(図4ステップS29)。
The
スポークルータ16は、priority信号に含まれる優先度値が2番目以降に大きいハブルータ(図1の場合、ハブルータ15)に対し(図4ステップS21〜S23,S25〜S27)、backup通知を送信し、トンネルを閉塞状態にする(図4ステップS28)。
The
スポークルータ16も、ハブルータ15がトンネル閉塞時にLANポートも閉塞させる。これによって、L2スイッチ13に対して本ハブルータ15を出力先とするMAC(Media Access Control)アドレス学習情報をリセットさせることができる。
The
図5は本発明の第2の実施の形態によるネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。図5において、本発明の第2の実施の形態によるネットワークシステムは、端末21,22と、L2スイッチ23,28と、ハブルータ24,25と、スポークルータ26,27と、IPネットワーク110とを備え、ハブルータ24,25とスポークルータ26,27とがIPネットワーク110で接続されている。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a network system according to the second embodiment of the present invention. 5, the network system according to the second embodiment of the present invention includes
端末21,22は図1に示す端末11,12と同様の動作を行い、L2スイッチ23,28は図1に示すL2スイッチ13と同様の動作を行い、ハブルータ24,25は図1に示すハブルータ14,15と同様の動作を行い、スポークルータ26,27は図1に示すスポークルータ16と同様の動作を行うので、それらの説明については省略する。
The
また、本実施の形態によるハブルータ24,25は、図3に示すハブルータ14,15の動作と同様の動作を行うが、以下の点で異なっている。
The
ハブルータ24,25は、master通知を受信した場合(図3ステップS7)、指定した宛先に対してinfo通知を送信することができる(図3ステップS8)。このinfo通知によって、図4に示すように、ハブルータ24,25自身が終端していないレイヤ2トンネルが他に存在していた場合、そのトンネルを閉塞させることができる。
When the
また、ハブルータ24,25のLAN側にL2スイッチ23が接続されている場合、ハブルータ24,25は、トンネル閉塞と同時にLANポートも閉塞させることにより、L2スイッチ23に対して本ハブルータ24,25を出力先とするMACアドレス学習情報をリセットさせることができる。
When the
図6は本発明の第3の実施の形態によるネットワークシステムの構成例を示すブロック図である。図6において、本発明の第3の実施の形態によるネットワークシステムは、端末31〜34と、L2スイッチ35と、ハブルータ36,37と、スポークルータ38と、IPネットワーク120とを備え、ハブルータ36,37とスポークルータ38とがIPネットワーク120で接続されている。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a network system according to the third embodiment of the present invention. 6, the network system according to the third embodiment of the present invention includes
端末31〜34は図1に示す端末11,12と同様の動作を行い、L2スイッチ35は図1に示すL2スイッチ13と同様の動作を行い、ハブルータ36,37は図1に示すハブルータ14,15と同様の動作を行い、スポークルータ38は図1に示すスポークルータ16と同様の動作を行うので、それらの説明については省略する。
The
また、本実施の形態によるスポークルータ38は、図4に示すスポークルータ16と同様の動作と同様の動作を行うが、以下の点で異なっている。
The
priority通知とinfo通知とに含まれる優先度は、VLAN単位に設定することが可能で、図6に示すように、VLAN1とVLAN2とで使用するトンネルを使い分けることもできる。
Priorities included in the priority notification and the info notification can be set for each VLAN, and as shown in FIG. 6, the tunnels used in
しかしながら、図6に示す構成のように、1本のトンネルにmaster状態のVLANとbackup状態のVLANとが混在している場合、L2スイッチ35のMACアドレス学習情報の状態次第では、ハブルータ36,37がbackup状態にあるVLAN(ハブルータ36の場合はVLAN2、ハブルータ37の場合はVLAN1)のイーサネット(登録商標)フレームを受信する可能性がある(例えば、図6に示すハブルータ36がVLAN2のフレームを受信した場合等)。
However, when the master state VLAN and the backup state VLAN are mixed in one tunnel as in the configuration shown in FIG. 6, depending on the state of the MAC address learning information of the
そこで、本実施の形態では、ARP(Address Resolution Protocol)によりL2スイッチのMACアドレス学習情報を更新する方法を採用する。図6に示す構成において、ハブルータ36が「送信元=端末32、宛先=端末34」のイーサネット(登録商標)フレームを受信した場合は、このイーサネット(登録商標)フレームから各端末のIPアドレスとMACアドレスとを抽出し、「送信元=端末34、宛先=端末32」のARP Replyを渡り回線経由でハブルータ37の方向に送信する。
Therefore, in the present embodiment, a method of updating the MAC address learning information of the L2 switch by ARP (Address Resolution Protocol) is adopted. In the configuration shown in FIG. 6, when the
このARP Replyは、ハブルータ37からL2スイッチ35を経由して端末32に送り届けられるため、L2スイッチ35のMACアドレス学習情報の更新が行われ、以降の端末32から端末34宛のイーサネット(登録商標)フレームはL2スイッチ35からハブルータ37へ直接送信されるようになる。
Since this ARP Reply is sent from the
このように、本発明では、STP(スパニングツリープロトコル)を利用することなく、レイヤ2トンネルを冗長化することができる。本発明では、STP対応のL2スイッチを用意する必要がないため、低コストでのネットワーク構築が可能になる。
Thus, in the present invention, it is possible to make a
また、本発明では、VLAN単位でレイヤ2トンネルを冗長化することができるため、各回線の有効活用と負荷分散とを図ることができる。
In the present invention, since the
11,12,21,22,
31〜34 端末
13,23,28,35 L2スイッチ
14,15,24,25,
36,37 ハブルータ
16,26,27,38 スポークルータ
100,110,120 IPネットワーク
141,151,161 IPパケット変換機能
142,152,162 フレーム抽出機能
143,153 優先度情報送信機能
163 トンネル有効・閉塞状態決定機能
11, 12, 21, 22,
31-34
36, 37
143, 153 Priority information transmission function
163 Tunnel effective / blocking state decision function
Claims (9)
前記レイヤ2トンネルを終端するルータ装置間において、前記レイヤ2トンネルに予め設定した優先度の広告を定期的に行い、当該優先度にしたがって使用するレイヤ2トンネルを決定し、前記優先度の低いレイヤ2トンネルを非活性状態にすることを特徴とするネットワークシステム。 A network system in which physically separated bases are connected by a layer 2 tunnel on an IP (Internet Protocol) network,
Between router devices that terminate the layer 2 tunnel, advertisement of a priority set in advance in the layer 2 tunnel is periodically performed, a layer 2 tunnel to be used is determined according to the priority, and the low priority layer A network system characterized in that two tunnels are deactivated.
前記優先度の定期的な広告に基づいて前記レイヤ2トンネルの死活監視を行い、冗長化したレイヤ2トンネルの一方で障害が発生した場合に前記レイヤ2トンネルの他方に前記経路を迂回させることを特徴とする請求項1記載のネットワークシステム。 Layer 2 tunnels to be used are separated in units of VLAN (Virtual Local Area Network), and the path is made redundant in units of VLANs.
Alive monitoring of the layer 2 tunnel based on the periodic advertisement of the priority, and when a failure occurs in one of the redundant layer 2 tunnels, the other route of the layer 2 tunnel is bypassed The network system according to claim 1, wherein:
前記レイヤ2トンネルにおいて対向する装置に対して前記レイヤ2トンネルに予め設定した優先度の広告を定期的に行う手段と、前記対向する装置にて前記優先度にしたがって使用するレイヤ2トンネルを決定した際に、前記優先度の低いレイヤ2トンネルを非活性状態にする手段とを有することを特徴とするルータ装置。 A router device that terminates the layer 2 tunnel in a network system in which physically separated bases are connected by a layer 2 tunnel on an IP (Internet Protocol) network,
Means for periodically advertising the priority set in advance in the layer 2 tunnel to the facing device in the layer 2 tunnel, and the layer 2 tunnel to be used according to the priority in the facing device are determined And a means for deactivating the low-priority layer 2 tunnel.
前記優先度の定期的な広告に基づいて前記レイヤ2トンネルの死活監視を行い、冗長化したレイヤ2トンネルの一方で障害が発生した場合に前記レイヤ2トンネルの他方に前記経路を迂回させることを特徴とする請求項4記載のルータ装置。 Layer 2 tunnels to be used are separated in units of VLAN (Virtual Local Area Network), and the path is made redundant in units of VLANs.
Alive monitoring of the layer 2 tunnel based on the periodic advertisement of the priority, and when a failure occurs in one of the redundant layer 2 tunnels, the other route of the layer 2 tunnel is bypassed The router device according to claim 4, characterized in that:
前記ルータ装置が、前記レイヤ2トンネルにおいて対向する装置に対して前記レイヤ2トンネルに予め設定した優先度の広告を定期的に行う処理と、前記対向する装置にて前記優先度にしたがって使用するレイヤ2トンネルを決定した際に、前記優先度の低いレイヤ2トンネルを非活性状態にする処理とを実行することを特徴とする冗長化方法。 A redundancy method used in a router device that terminates a layer 2 tunnel in a network system in which physically separated bases are connected by a layer 2 tunnel on an IP (Internet Protocol) network,
A process in which the router device periodically advertises a priority set in advance in the layer 2 tunnel to a device facing in the layer 2 tunnel, and a layer used in the facing device according to the priority A redundancy method, comprising: performing a process of deactivating a low-priority layer 2 tunnel when two tunnels are determined.
前記優先度の定期的な広告に基づいて前記レイヤ2トンネルの死活監視を行い、冗長化したレイヤ2トンネルの一方で障害が発生した場合に前記レイヤ2トンネルの他方に前記経路を迂回させることを特徴とする請求項7記載の冗長化方法。 Layer 2 tunnels to be used are separated in units of VLAN (Virtual Local Area Network), and the path is made redundant in units of VLANs.
Alive monitoring of the layer 2 tunnel based on the periodic advertisement of the priority, and when a failure occurs in one of the redundant layer 2 tunnels, the other route of the layer 2 tunnel is bypassed The redundancy method according to claim 7, wherein:
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