JP4884184B2

JP4884184B2 - リンクアグリゲーション用の通信装置及びプログラム

Info

Publication number: JP4884184B2
Application number: JP2006317938A
Authority: JP
Inventors: 將弘大黒; 宗文鶴沢
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2012-02-29
Anticipated expiration: 2026-11-27
Also published as: JP2008131615A

Description

本発明は、リンクアグリゲーション用の通信装置及びプログラムに関する。

現在のところ、ＬＡＮ(Local Area Network)用のレイヤ２ネットワークとして、イーサネット（登録商標）技術が普及している。これに対し、近年、超高速のレイヤ２ネットワークとして、ＦＴＴＨ(Fiber To The Home)技術が用いられてきている。このＦＴＴＨ技術や他の高速アクセスライン技術によって、アクセスネットワークの通信速度が増大するに伴って、コアネットワークやメトロネットワークも含めた通信ネットワークの大容量化が必要となっている。また、ネットワーク全体の通信速度の向上と共に、レイヤ２ネットワーク装置のような通信装置のスイッチング処理容量の増大や、レイヤ２ネットワーク装置間の通信速度の増大も必要となっている。

大容量の幹線パイプを実現するために、２つのレイヤ２ネットワーク装置間で、リンクアグリゲーション(Link Aggregation)技術を用いることができる。リンクアグリゲーションとは、２つのレイヤ２ネットワーク装置間で並行して張られた複数のリンク（回線）を統合して、論理的に１本のリンクのように取り扱う技術（帯域増加）である。例えば２本の１００Ｍｂｐｓのリンクを束ねて、仮想的な２００Ｍｂｐｓの大容量リンクを実現することができる。また、並行して張られたリンクのうち、一方のリンクに障害が発生しても、他方のリンクによって接続を維持するという点で、耐故障性機能（冗長化）も備える。

サービス事業者は、加入者に対して常に安定したサービスを提供するために、遠隔から接続線路の運用・保守・管理（ＯＡＭ：Operation Administration and Maintenance）をする必要がある。そのために、ＩＴＵ−ＴＹ．１７３１又はＩＥＥＥ８０２．１ａｇによって、イーサネットＯＡＭフレームが規定されてきている（例えば非特許文献１参照）。特に、ＩＴＵ−ＴＹ．１７３１は、イーサネット網にＳＯＮＥＴ(Synchronous Optical NETwork)とほぼ同等の運用保守管理機能を実現する規格である。

イーサネットＯＡＭフレームは、到達性管理(CFM: Connectivity Fault Management) や、エラー通知、リンク（回線）パフォーマンスモニタ等の機能やその情報を伝達する機能を有するフレームである。イーサネットＯＡＭフレームは、宛先ＭＡＣ(Media Access Control)アドレスと、送信元ＭＡＣアドレスと、Ethernet OAM TLV(Type Length Value)と、ＦＣＳ(Frame Check Sequence)とを含む。ＭＡＣアドレスは、運用保守管理対象となるレイヤ２ネットワーク装置固有の、又はネットワークインターフェイスカードに固有の、４８ビットの識別番号である。通常レイヤ２ネットワーク装置は、ネットワークインターフェイスカードが持つ固有の識別子は用いられず、その装置自体を特定する１つの装置ＭＡＣアドレス（ＣＰＵ−ＭＡＣアドレス）を用いて、フレーム転送時などは装置を認識する。Ethernet OAM TLVは、例えば、制御情報（要求／応答）、ステータス（電源状態、受信光状態、リンク断、故障等）、ベンダコード、モデルコード等を含む。

瀬戸康一郎、「８０２．１／８０２．３の標準化動向（３）」、 [online]、２００６年９月２５日、ＷＢＢフォーラム、[平成１８年１０月３１日検索]、インターネット＜URL:http://wbb.forum.impressrd.jp/report/20060922/280?page=0%2C0＞

イーサネットＯＡＭフレームは、レイヤ２に対するフレームであって、データフレームと同じ帯域内で転送される（インバンド転送）。従って、リンクアグリゲーションを設定するレイヤ２ネットワーク装置間では、イーサネットＯＡＭフレームが、どのリンクを介して転送されるかをモニタすることはできる。しかし、全てのリンクをモニタすることはできない。即ち、リンクアグリゲーションを利用すると、レイヤ２ネットワーク装置間では、イーサネットＯＡＭフレームが通過するリンクのみしか監視できない。逆に言うと、イーサネットＯＡＭフレームが通過するリンク以外のリンクに障害が発生しても、その障害をイーサネットＯＡＭフレームによって監視することはできない。

従って、本発明は、イーサネットＯＡＭフレームによって、リンクアグリゲーションの通信装置間のリンク障害を検出することができる通信装置及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明によれば、第１の通信装置との間でデータフレームを送受信する第１のポートと、第２の通信装置との間でリンクアグリゲーションによってデータフレームを送受信する複数の第２のポートとを有する通信装置において、
第１のポートから受信した運用保守管理フレームを、複数の第２のポートの全てへ送信するように複製する運用保守管理フレーム複製手段と
複数の第２のポートの全てから同一の運用保守管理フレームを受信した場合、第１のポートへ送信するための１つの運用保守管理フレームを生成し、複数の第２のポートの一部から運用保守管理フレームを受信できなかった場合、第２のポートへ返信するために、エラー情報の応答メッセージを含む運用保守管理フレームを生成する運用保守管理フレーム統合手段を更に有することを特徴とする。

本発明の通信装置における他の実施形態によれば、
運用保守管理フレーム統合手段は、複数の第２のポートの一部から運用保守管理フレームを受信できなかった場合、第１のポートへ送信するために、エラー情報を含む運用保守管理フレームを生成することも好ましい。

本発明の通信装置における他の実施形態によれば、運用保守管理フレームは、イーサネットＯＡＭフレームであってもよい。

本発明によれば、第１の通信装置との間でデータフレームを送受信する第１のポートと、第２の通信装置との間でリンクアグリゲーションによってデータフレームを送受信する複数の第２のポートとを有する通信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
第１のポートから受信した運用保守管理フレームを、複数の第２のポートの全てへ送信するように複製する運用保守管理フレーム複製手段と、
複数の第２のポートの全てから同一の運用保守管理フレームを受信した場合、第１のポートへ送信するための１つの運用保守管理フレームを生成し、複数の第２のポートの一部から運用保守管理フレームを受信できなかった場合、第２のポートへ返信するために、エラー情報の応答メッセージを含む運用保守管理フレームを生成する運用保守管理フレーム統合手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明の通信装置用プログラムにおける他の実施形態によれば、
運用保守管理フレーム統合手段は、複数の第２のポートの一部から運用保守管理フレームを受信できなかった場合、第１のポートへ送信するために、エラー情報を含む運用保守管理フレームを生成することも好ましい。

本発明の通信装置用プログラムにおける他の実施形態によれば、運用保守管理フレームは、イーサネットＯＡＭフレームであってもよい。

本発明の通信装置及びプログラムによれば、イーサネットＯＡＭフレームによって、リンクアグリゲーションの通信装置間のリンク障害を検出することができる。

以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明におけるレイヤ２ネットワーク装置の機能構成図である。

図１によれば、レイヤ２ネットワーク装置１は、第１のポート１０１と、複数の第２のポート１０２と、リンクアグリゲーション機能部１０３と、フレーム解析部１０４と、ＯＡＭ処理部１０５と、ＯＡＭフレーム複製／統合部１０６とを有する。ポート以外のこれら機能部は、レイヤ２ネットワーク装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムによっても実現できる。尚、本発明が対象とする通信装置は、レイヤ２ネットワーク装置やレイヤ２スイッチ装置のようにレイヤ２フレームを送受信することができる装置である。

第１のポート１０１は、他の通信装置との間で、ＯＡＭフレーム及びデータフレームを送受信する。

複数の第２のポート１０２は、相手側レイヤ２ネットワーク装置との間でリンクアグリゲーションによって、ＯＡＭフレーム及びデータフレームを送受信する。

リンクアグリゲーション機能部１０３は、複数の第２のポート１０２を用いて、相手側レイヤ２ネットワーク装置との間でリンクアグリゲーション機能を実現する。リンクアグリゲーション機能は、正確なフレーム順序が実現できる限り、送信すべきフレームをどのリンクを介して転送するかの制御は、各ネットワーク装置製造者の実装によって異なる。

フレーム解析部１０４は、第１のポートから受信したフレームの中で、ＯＡＭフレームか又はデータフレームかを識別する。ＯＡＭフレームは、ＯＡＭ処理部１０５へ転送される。また、データフレームは、リンクアグリゲーション機能部１０３へ転送される。

ＯＡＭ処理部１０５は、ＯＡＭフレームの宛先ＭＡＣアドレスを確認する。ＯＡＭフレームの宛先ＭＡＣアドレスが、当該レイヤ２ネットワーク装置のＭＡＣアドレスでないならば、ＯＡＭ処理部１０５は、ＯＡＭフレームのEthernet OAM TLVに、ステータス情報等の書き込みのみをする。そして、ＯＡＭ処理部１０５は、そのＯＡＭフレームを、ＯＡＭ複製／統合部１０６へ通知する。

逆に、ＯＡＭ処理部１０５は、ＯＡＭ複製／統合部１０６から、統合されたＯＡＭフレームを受信すると、そのＯＡＭフレームの宛先ＭＡＣアドレスを確認する。ＯＡＭフレームの宛先ＭＡＣアドレスが、当該レイヤ２ネットワーク装置のＭＡＣアドレスでないならば、ＯＡＭ処理部１０５は、ＯＡＭフレームのEthernet OAM TLVに、ステータス情報等の書き込みのみをする。そして、ＯＡＭ処理部１０５は、そのＯＡＭフレームを、第１のポート１０１へ送信する。

ＯＡＭ複製／統合部１０６は、複製機能と統合機能とを有する。複製機能の場合、ＯＡＭ処理部１０５から受信したＯＡＭフレームを複製する。ＯＡＭフレームは、リンクアグリゲーションを構成する全てのリンクの数の分だけ、複製される。複製されたＯＡＭフレームは、リンクアグリゲーション機能部１０３へ転送される。

一方、統合機能の場合、リンクアグリゲーション機能部１０３から受信したＯＡＭフレームを統合する。複数の第２のポートの全てから同一のＯＡＭフレームを受信した場合、第１のポートへ送信するための１つのＯＡＭフレームを生成する。また、複数の第２のポートの一部からＯＡＭフレームを受信できなかった場合、第２のポートへ返信するために、エラー情報の応答メッセージを含むＯＡＭフレームを生成する。更に、他の実施形態によれば、第１のポートへ送信するために、エラー情報を含むＯＡＭフレームを生成する。生成されたＯＡＭフレームは、ＯＡＭ処理部１０５へ転送される。

このように、本発明におけるレイヤ２ネットワーク装置は、ＯＡＭフレームを、リンクアグリゲーションを構成する全てのリンクに転送することによって、レイヤ２ネットワーク装置間のリンク障害を、イーサネットリンクトレース技術やイーサネット連続試験技術を用いて、検出することができる。

図２は、リンクアグリゲーションのリンクに障害が発生した場合のシーケンス図である。

（Ｓ２０１）レイヤ２ネットワーク装置Ａが、端末又は他のレイヤ２ネットワーク装置から、第１のポート１０１によってＯＡＭフレーム及びデータフレームを受信する。

（Ｓ２０２）第１のポート１０１は、ＯＡＭフレーム及びデータフレームをフレーム解析部１０４へ転送する。フレーム解析部１０４は、ＯＡＭフレームか又はデータフレームかを解析する。ＯＡＭフレームはＯＡＭ処理部１０５へ転送され、データフレームはリンクアグリゲーション機能部１０３へ転送される。

（Ｓ２０３）ＯＡＭ処理部１０５は、ＯＡＭフレームの宛先ＭＡＣアドレスを確認する。ＯＡＭフレームの宛先ＭＡＣアドレスが、当該レイヤ２ネットワーク装置のＭＡＣアドレスでないならば、ＯＡＭ処理部１０５は、ＯＡＭフレームのEthernet OAM TLVに、ステータス情報等の書き込みのみをする。そして、ＯＡＭ処理部１０５は、そのＯＡＭフレームを、ＯＡＭ複製／統合部１０６へ転送する。

（Ｓ２０４）ＯＡＭ複製／統合部１０６は、ＯＡＭフレームを、複数の第２のポートの全てへ送信するように複製する。複製されたＯＡＭフレームは、リンクアグリゲーション機能部１０３へ転送される。

（Ｓ２０５）リンクアグリゲーション機能部１０３は、ＯＡＭ複製／統合部１０６から受信したそれらＯＡＭフレームを、複数の第２のポート１０２の全てへ転送する。

（Ｓ２０６）レイヤ２ネットワーク装置Ａの第２のポート１０２は、ＯＡＭフレームを、レイヤ２ネットワーク装置Ｂへ送信する。これらＯＡＭフレームは、レイヤ２ネットワーク装置Ｂの第２のポート１０２によって受信される。

（Ｓ２０７）このとき、１つのリンクに障害が発生したとする。障害が発生したリンクについて、レイヤ２ネットワーク装置Ａから送信されたＯＡＭフレームは、レイヤ２ネットワーク装置Ｂによって受信されない。

（Ｓ２０８）レイヤ２ネットワーク装置Ｂにおける第２のポート１０２は、受信したＯＡＭフレームをリンクアグリゲーション機能部１０３へ転送する。

（Ｓ２０９）リンクアグリゲーション機能部１０３は、受信したＯＡＭフレームを、ＯＡＭ複製／統合部１０６へ転送する。一方、受信したデータフレームは、リンクアグリゲーションの処理の後、第１のポート１０１へ転送される。

（Ｓ２０９）ＯＡＭ複製／統合部１０６は、全ての第２のポートによって同一のＯＡＭフレームが受信されたか否かを判定する。ここでは、１つのリンクの障害によって、１つのＯＡＭフレームが受信されていない。そこで、ＯＡＭ複製／統合部１０６は、障害を発生したリンクに関するエラー情報をEthernet OAM TLVに含めたＯＡＭフレームを、ＯＡＭ処理部１０５へ通知する。

（Ｓ２１０）ＯＡＭ処理部１０５は、エラー情報を含むＯＡＭフレームを、リンクアグリゲーション機能部１０３へ転送する。他の実施形態によれば、ＯＡＭ処理部１０５が、エラー情報を含むＯＡＭフレームを、第１のポート１０１へ送信することもできる。これにより、ＯＡＭフレームの送信元通信装置だけでなく、宛先通信装置も、エラーが発生したことを知ることができる。

（Ｓ２１１）リンクアグリゲーション機能部１０３は、エラー情報を含むＯＡＭフレームを、正常なリンクを接続する第２のポート１０２へ転送する。

（Ｓ２１２）レイヤ２ネットワーク装置Ｂの第２のポート１０２は、相手方のレイヤ２ネットワーク装置Ａへ、エラー情報を含むＯＡＭフレームを送信する。

（Ｓ２１３）レイヤ２ネットワーク装置Ａの第２のポート１０２は、エラー情報を含むＯＡＭフレームを、リンクアグリゲーション機能部１０３へ転送する。

（Ｓ２１４）リンクアグリゲーション機能部１０３は、エラー情報を含むＯＡＭフレームを、第１のポート１０１へ転送する。

（Ｓ２１５）レイヤ２ネットワーク装置Ａの第１のポートは、エラー情報を含むＯＡＭフレームを、そのＯＡＭフレームの送信元通信装置へ返信する。

このように、レイヤ２ネットワーク装置間でリンク障害が発生した場合、そのレイヤ２ネットワーク装置から、エラー情報を含むＯＡＭフレームが返信されるために、ＯＡＭフレームの送信元装置は、そのリンク障害を知ることができる。

図３は、リンクアグリゲーションにおけるＯＡＭフレームの転送制御を表す説明図である。

複数のレイヤ２ネットワーク装置が、リンクアグリゲーションによって接続された場合、図３のように転送される。この場合、レイヤ２ネットワーク装置間でＯＡＭフレームが転送される場合、どのリンクを経由するか否かを制御することはできない。本発明によれば、全てのリンクに対して、複製されたＯＡＭフレームが転送される。従って、障害を発生したリンクを経由した場合には、ＯＡＭフレームの到達異常が確認され、正常リンクを経由した場合には、ＯＡＭフレームの到達異常は確認されない。

以上、詳細に説明したように、本発明の通信装置及びプログラムによれば、イーサネットＯＡＭフレームによって、リンクアグリゲーションの通信装置間のリンク障害を検出することができる。

前述した本発明における種々の実施形態によれば、当業者は、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略を容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

本発明におけるレイヤ２ネットワーク装置の機能構成図である。リンクアグリゲーションのリンクに障害が発生した場合のシーケンス図である。リンクアグリゲーションにおけるＯＡＭフレームの転送制御を表す説明図である。

符号の説明

１レイヤ２ネットワーク装置
１０１第１のポート
１０２リンクアグリゲーションのための第２のポート
１０３リンクアグリゲーション機能部
１０４フレーム解析部
１０５ＯＡＭ処理部
１０６ＯＡＭ複製／統合部

Claims

第１の通信装置との間でデータフレームを送受信する第１のポートと、第２の通信装置との間でリンクアグリゲーションによってデータフレームを送受信する複数の第２のポートとを有する通信装置において、
第１のポートから受信した運用保守管理フレームを、前記複数の第２のポートの全てへ送信するように複製する運用保守管理フレーム複製手段と、
前記複数の第２のポートの全てから同一の運用保守管理フレームを受信した場合、第１のポートへ送信するための１つの運用保守管理フレームを生成し、前記複数の第２のポートの一部から前記運用保守管理フレームを受信できなかった場合、第２のポートへ返信するために、エラー情報の応答メッセージを含む運用保守管理フレームを生成する運用保守管理フレーム統合手段と
を有することを特徴とする通信装置。
前記運用保守管理フレーム統合手段は、前記複数の第２のポートの一部から前記運用保守管理フレームを受信できなかった場合、第１のポートへ送信するために、前記エラー情報を含む運用保守管理フレームを生成することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記運用保守管理フレームは、イーサネットＯＡＭ(Operation Administration and Maintenance)フレームであることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
第１の通信装置との間でデータフレームを送受信する第１のポートと、第２の通信装置との間でリンクアグリゲーションによってデータフレームを送受信する複数の第２のポートとを有する通信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
第１のポートから受信した運用保守管理フレームを、前記複数の第２のポートの全てへ送信するように複製する運用保守管理フレーム複製手段と、
前記複数の第２のポートの全てから同一の運用保守管理フレームを受信した場合、第１のポートへ送信するための１つの運用保守管理フレームを生成し、前記複数の第２のポートの一部から前記運用保守管理フレームを受信できなかった場合、第２のポートへ返信するために、エラー情報の応答メッセージを含む運用保守管理フレームを生成する運用保守管理フレーム統合手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする通信装置用プログラム。
前記運用保守管理フレーム統合手段は、前記複数の第２のポートの一部から前記運用保守管理フレームを受信できなかった場合、第１のポートへ送信するために、前記エラー情報を含む運用保守管理フレームを生成するようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項４に記載の通信装置用プログラム。
前記運用保守管理フレームは、イーサネットＯＡＭフレームであるようにコンピュータを機能させることを特徴とする請求項４又は５に記載の通信装置用プログラム。