专利名称：环形网络系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种解决以太网(Ethernet)(注册商标)的通信路径冗余的环形网络 系统，特别涉及到按VLAN(Virtual Local Area Network)单位实施通信量分散的环形网络 系统。
背景技术：
以往，在以太网系统中，为了使其通信路径冗余化，将多个以太网交换机连接为环 状，使用环形网络拓扑的技术已被广泛实施。
在这种环形的网络拓扑中，因环的回转方向(右转和左转)而具备2条冗余路径。 例如，在环上的某1个部位发生了某些故障时，通常将右转或左转的任一个路径阻塞，在使 用系统的路径被断开时，通过连接主路径，实现了对冗余路径的切换。作为这种实施通信路 径切换的技术，例如有专利文献1、专利文献2及专利文献3中所记述的技术。
另外，除了专利文献1、专利文献2及专利文献3中所记述的技术之外，例如在非专 利文献1所记述的环形网络中，也是通过使构成环形网络的各以太网交换机间路径的1个 部位，通常按VLAN单位变为阻塞，实现了冗余方式。这样通常进行阻塞的链路被称为环冗 余链路。
图8是模式表示非专利文献1所记述的环状网络正常时状态的附图。如图8所示， 以太网交换机(节点)1 4分别通过链路12、链路23、链路34、链路41进行了连接。在图 8所示的例子中，链路41作为环冗余链路来发挥作用，在通常的状态下通过阻塞节点1和4 之间的通信量来防止循环。
图9是表示在图8所示的环状网络之中的一部分链路上发生了故障时的状况的附 图。在图9所示的例子中，在链路23上发生了故障，并且在发生了这种故障(链路故障) 时，控制数据包被传输到环冗余链路两侧的节点1及节点4。然后，借助于这种传输，来解除 作为环冗余链路的链路41阻塞的状态。
这种情况下，链路23两端的节点(节点2及节点幻进行控制以便阻塞链路23并 且不流过通信量，各节点将FDB (Filtering DataBase)初始化，重新设定通信量的路径信 息。通过实施这种设定，就将通信量的通信路径切换成冗余路径。
专利文献1日本特开2005-210279号公报
专利文献2本特开2005-260927号公报
专利文献3日本专利第3938037号公报
非专利文献IITU-T 建议 G. 8032/Y. 1344Ethernet Ring Protection Switching
在上述那种环状网络上，要根据环状网络设置环冗余链路的位置，来决定正常时 通信量的通信路径。从而，环状网络的系统管理员等按网络上最能限制通信量的量的位置 决定环冗余链路，将该位置设定于各节点的FDB等中。然后，通过将这样所设定的环冗余链 路的位置按照网络的使用状况进行转换，就可以高效地进行通信。
但是，这种设定及转换需要在掌握各链路上的通信量的量之后进行，对于系统管理员等的用户来说，成为负担较大的工作。 发明内容
本发明是鉴于上面而做出的，其目的为，提供一种在不给用户增加负担的状况下 就可以决定环冗余链路位置的以太网环形网络系统。
为了实现上述目的，本发明所涉及的以太网环形网络系统相互连接至少具备2个 以上端口的多个节点呈环状，其特征为，各上述节点中的、控制上述节点之间的通信路径所 用的控制节点具备监视数据包发送部，向上述控制节点之外的节点即非控制节点，发送监 视上述非控制节点的通信量所用的监视数据包；监视数据包接收部，接收由上述监视数据 包发送部发送、并由上述非控制节点附加了与上述通信量有关的信息的监视数据包；调整 部，根据由上述监视数据包接收部接收到的、附加了与上述通信量有关的信息的监视数据 包，从上述非控制节点中确定冗余节点；数据包生成部，按照与上述调整部所确定的上述冗 余节点有关的信息，生成用来将上述非控制节点的某一个设定为上述冗余节点的设定数据 包；以及数据包发送部，将由上述数据包生成部所生成的上述设定数据包发送给上述非控 制节点；上述非控制节点具备控制部，该控制部在接收到上述控制节点所发送的上述监 视数据包的情况下，取得与上述通信量有关的信息，发送取得了上述通信量之后的监视数 据包；或者在接收到上述设定数据包的情况下，根据上述设定数据包中包含的与上述冗余 节点有关的信息，设定上述非控制节点来作为上述冗余节点。
发明效果
根据本发明，在不给用户增加负担的状况下就可以决定环冗余链路的位置。
图1是表示本实施方式所涉及的以太网环形网络系统1000结构的附图。
图2是表示图1所示的控制节点功能性结构的附图。
图3是表示RPL控制数据包生成部所生成的设定数据包具体结构例的附图。
图4是表示监视环上的通信量所用的监视数据包结构例的附图。
图5是表示控制节点发送向右监视数据包及向左监视数据包时的处理的流程图。
图6是表示非控制节点接收到向右监视数据包及向左监视数据包时的处理的流 程图。
图7是表示非控制节点接收到设定数据包时的处理的流程图。
图8是模式表示以往技术的环形网络正常时状态的附图。
图9是表示在图8所示的环形网络之中的一部分链路上发生了故障时的状况的附图。
符号说明
1000 以太网环形网络系统，1 3 以太网交换机，4 控制以太网交换机，12、23、 34,41 链路，201 数据包接收部，202 数据包发送部，203 监视数据包接收部，204 监视数 据包发送部，205 :RPL调整部，206 =RPL控制数据包生成部，207 控制部。
具体实施方式
下面，参照附图，详细说明本发明所涉及的以太网环形网络系统的实施方式。
图1是表示本实施方式所涉及的以太网环形网络系统1000结构的附图。如图1 所示，以太网环形网络系统1000包含多个非控制以太网交换机(以太网交换机1 3)、控 制以太网交换机4和连接非控制以太网交换机之间及控制以太网交换机的链路(链路12、 链路23、链路34、链路41)，来构成。
还有，在下面的说明中，也有时将非控制以太网交换机称为非控制节点，将控制以 太网交换机称为控制节点。另外，如下所述，还有时将通信路径被冗余化时的非控制节点称 为冗余节点。还有，链路12等例如是LAN (Local Area Network)线路等。
非控制节点1 3例如由具备多个端口的交换式集线器构成，用来接收从相邻的 非控制节点1 3或者控制节点4所发送的数据包等通信数据，或者给非控制节点1 3 或控制节点4发送通信数据。
例如，非控制节点1将从以太网环形网络系统1000的外部接收到的数据包，通过 参照该数据包中包含的路径信息，发送给非控制节点2或控制节点4。在图1所示的例子中 表示出，非控制节点1给控制节点4发送出数据包的状况。这种收发的控制是由构成非控 制节点1等的未图示的CPU (Central Processing Unit)等运算装置进行的。
控制节点4由具备多个端口的交换式集线器构成，用来接收从相邻的非控制节点 1 3所发送的数据包等通信数据，给非控制节点1 3发送通信数据，并且将控制数据包 按以太网环形网络系统1000(下面也有时称为环。)的双方向或者单方向进行传送，接收在 环上环行后的控制数据包，实施接收到控制数据包的分析等。
这里，所谓的控制数据包意味着，下述设定数据包及监视数据包的总称，但是有关 它们的具体内容，将在说明控制节点4的功能性结构时一并说明。还有，为了和控制节点4 发送的控制数据包进行区别，也有时将除上述非控制节点1等发送或者接收的控制数据包 以外的数据包，在下面称为非控制数据包。
图2是表示控制节点4功能性结构的附图。如图2所示，控制节点4包含数据包 接收部201、数据包发送部202、监视数据包接收部203、监视数据包发送部204、RPL调整部 205、RPL控制数据包生成部206和控制部207，来构成。
数据包接收部201用来接收从相邻的非控制节点所发送的数据包(非控制数据 包)。另外，数据包发送部202用来将从相邻的非控制节点接收到的数据包(非控制数据 包)，发送给其他相邻的非控制节点。
监视数据包接收部203用来从相邻的非控制节点接收下述监视数据包接收部204 所发送的监视数据包(下述)。另外，监视数据包发送部204用来将RPL数据包生成部206 所生成的监视数据包(下述)，发送给相邻的非控制节点。
RPL调整部205用来参照监视数据包(下述)，决定以太网环形网络系统1000的 冗余链路位置。
RPL控制数据包生成部206用来生成设定RPL调整部205所决定的冗余链路位置 所用的设定数据包。
控制部207由CPU (Central Processing Unit)等的运算装置构成，用来控制上述 各单元的动作。
图3是表示RPL控制数据包生成部206所生成的设定数据包210具体结构例的附 图。如图3所示，在设定数据包中，包含用来识别VLAN的VLANID和与控制节点相邻的非控5制节点的节点ID。
具体而言，图3所示的设定数据包210各项目之中，MEL是识别控制节点4的维护 实体等级所用的信息，用来表示OAM帧所属的维护实体。另外，Version用来表示OAM数据 包依照的标准之版本，在图2中表示出已经设定版本零的例子。
另外，Opcode表示本消息的类别。这里表示出，已经设定Opcode = 51的厂商特 有VSM消息时的例子。Flags是本消息使用的标志，但是因为在本实施方式中不使用，所以 作为初始值设定了零。
TLV offset是作为附加于消息中的信息的TLV的偏移，但是在本消息中因为不 附加TLV，所以这里设定了 EndTLV(OxOO)之前的偏移。OUI是在使用VSM的组织之中使用 的例如用来唯一确定组织的组织代码等ID。这里，作为初始值，设定了 0x000000。再者， SubOpCode意味着，表示剩余的VSM代表什么的代码，这里设定了代表RPL控制请求的代码。
图4是表示监视环上的通信量所用的监视数据包220结构例的附图。如图4所示， 在监视数据包220中，包含VLAN ID，用来确定网络上作为收集下述信息之对象的VLAN，该 信息表示通信量的状态(通信量信息)；通信量信息，是由根据该VLAN ID所确定的VLAN中 包含的节点所收集的。
具体而言，对于图4所示的监视数据包220各项目之中，MEL或OAM等的各项目， 和上述的设定数据包220相同。另外，有关设定在这些各项目中的值，对于除SubOpcode之 外的各项目，设定了和上述设定数据包220的各项目相同的值，对于SubOpcode，设定了代 表通信量信息请求的代码。
该通信量信息是在控制节点4发送监视数据包，并且非控制节点1等接收到所发 送的监视数据包时，由接收到的非控制节点1等附加的与VLAN有关的信息。在图1所示结 构的场合，当控制节点4发送监视数据包，随后经由非控制节点1 3再次由控制节点4接 收到监视数据包时，成为附加各非控制节点中的通信量信息后的状态。这样，通过由控制节 点4对配置在环上的多个非控制节点发送监视数据包，由各非控制节点在监视数据包中附 加通信量信息，控制节点就可以掌握环上通信量的状态。
在本实施方式中，控制节点4为了利用监视数据包接收部203，定期掌握通信量的 状态，由监视数据包发送部204将RPL数据包生成部206所生成的监视数据包220向右或 向左进行传送。随后，在监视数据包接收部203经由非控制节点1等接收到附加通信量信 息后的监视数据包220时，RPL调整部205参照该监视数据包220中包含的通信量信息，来 分析构成以太网环形网络系统1000的链路12等的通信量状态。
具体而言，首先RPL调整部205通过数据包接收部201收集下述非控制数据包的 值，该非控制数据包的值是在非控制节点1等中，由接收非控制数据包的端口每个VLAN的 接收计数器(未图示)及发送非控制数据包的端口每个VLAN的发送计数器(未图示)计 算出的。随后，RPL调整部205计算发送计数器的值和接收计数器的值之间的差分(发送 计数器的值-接收计数器的值)，也就是进出非控制节点1等的通信量的量。
这样计算出的值(下面称为差分计数值。)成为因非控制节点1等而增加的通信 量。然后，RPL调整部205调整RPL的位置，以使从控制节点4按左转(在图1所示的例子 中是控制节点4—非控制节点1的方向)所发送的监视数据包(下面称为向右监视数据 包。)的值，以及从控制节点4按右转(在图1所示的例子中是控制节点4 —非控制节点3的方向)所发送的监视数据包(下面称为向左监视数据包。)的值相等。
例如，RPL调整部205比较向右监视数据包的通信量的量的积算值和向左监视数 据包的通信量的量的积算值，使环冗余链路(冗余节点)的设定存储于未图示的存储器等 中，以便在右转的通信量较大时，使环冗余链路(冗余节点)向右移动，在左转的通信量较 多时，使环冗余链路(冗余节点)向左移动。还有，这种算法作为环冗余链路调整算法，已 经预先存储在未图示的存储器等存储媒体中。
随后，RPL控制数据包生成部206生成实施这样所存储的环冗余链路设定所用的 设定数据包，经由数据包发送部202发送给非控制节点1等，非控制节点1等参照接收到的 设定数据包，判断是否是针对本节点的设定。然后，在判断出不是针对本节点的设定时，再 判断本节点是否已经作为环冗余链路两端的节点进行了设定。
然后，在判断出本节点已经作为冗余链路两端的节点进行了设定时，解除阻塞。另 外，非控制节点1等还判断接收到的设定数据包之设定是否是针对本节点的设定，在判断 出是针对本节点的设定时，实施新的阻塞设定。
另外，非控制节点1等在判断出不是针对本节点的设定时，在本节点端口为阻塞 状态的情况下，解除其阻塞状态。然后，在使本节点的端口变为阻塞状态时，或者在解除了 阻塞状态时，各节点将FDB刷新(初始化)，实施路径重新设定。借此，可以按照通信量的量 来调整环的冗余链路位置，实现以太网环形网络系统1000整体的资源优化。
接下来，对于在以太网环形网络系统1000中执行的处理，进行说明。图5是表示 以太网环形网络系统1000之中，控制节点4发送向右监视数据包及向左监视数据包时的处 理的流程图。
如图5所示，首先控制节点4利用未图示的计时器等，按某个定时执行以定期的间 隔计量时间的定期计时处理(步骤S501)。然后，控制部207判断未图示的计时器计量的时 间是否经过了预先所规定的间隔(超时)(步骤S502)。
然后，在控制部207判断出未图示的计时器计量的时间非超时时(步骤S502 ； 否)，在原状态下进行等待。另一方面，在控制部207判断出未图示的计时器计量的时间为 超时时(步骤S502 ；是)，监视数据包发送部204给相邻的非控制节点发送向右监视数据包 及向左监视数据包(步骤S50;3)，随后，判断监视数据包接收部203是否接收到附加各非控 制节点的通信量信息后的向右监视数据包及向左监视数据包(步骤S504)。
然后，在判断出监视数据包接收部203未接收到附加各非控制节点的通信量信息 后的向右监视数据包及向左监视数据包时(步骤S504 ；否)，在原状态下进行等待。
另一方面，在判断出监视数据包接收部203接收到附加各非控制节点的通信量信 息后的向右监视数据包及向左监视数据包时(步骤S504 ；是)，参照接收到的向右监视数据 包及向左监视数据包中包含的通信量信息，来分析非控制节点的通信量状态(步骤S505)。
然后，若步骤S505结束，则RPL控制数据包生成部206按照非控制节点的通信量 状态，生成设定数据包，并经由数据包发送部202将其发送给非控制节点1等(步骤S506)。 若该步骤S506的处理结束，则图5所示的全部处理结束。
接下来，对于非控制节点1等从控制节点4接收到监视数据包时的处理，进行说 明。图6是表示非控制节点接收到向右监视数据包及向左监视数据包时的处理的流程图。
如图6所示，非控制节点1等接收控制节点4所发送的向右监视数据包(步骤S601)，再者，若接收到向左监视数据包(步骤S602)，则将下述接收计数器(未图示)和发 送计数器计数出的值设定于各自的计数器中(步骤S60;3)，把接收到的向右监视数据包及 向左监视数据包传送给相邻的非控制节点(步骤S604)，上述接收计数器用来对接收到的 各个监视数据包进行计数，上述发送计数器用来对发送接收到的各个监视数据包的监视数 据包进行计数。若该步骤S604的处理结束，则图6所示的全部处理结束。
接下来，对于非控制节点1等从控制节点4接收到设定数据包时的处理，进行说 明。图7是表示非控制节点接收到设定数据包时的处理的流程图。
如图7所示，非控制节点1等若接收到设定数据包(步骤S701)，则参照节点ID， 判断接收到的设定数据包是否是针对本节点的设定数据包(步骤S702)。
然后，在判断出接收到的设定数据包是针对本节点的设定数据包时(步骤S702 ； 是)，将本节点的端口设定为阻塞状态(步骤S703)，在判断出接收到的设定数据包不是针 对本节点的设定数据包时(步骤S702 ；否)，在本节点的端口为阻塞状态的情况下，实施将 其阻塞状态解除的设定(步骤S704)。
然后，若步骤S703或S704的任一处理结束，则非控制节点1等将FDB初始化，把 设定数据包传送给相邻的非控制节点(步骤S7(^)。若该步骤S705的处理结束，则图7所 示的全部处理结束。
这样，在相互连接至少具备2个以上端口的多个节点呈环状的以太网环形网络系 统1000中，由于各节点之中，控制节点之间的通信路径所用的控制节点4其监视数据包发 送部204给除控制节点4之外的作为节点的非控制节点1等，发送监视非控制节点1等的 通信量的量所用的监视数据包，监视数据包接收部203接收由监视数据包发送部204发送、 并由非控制节点1等附加与通信量的量有关的信息后的监视数据包，RPL调整部205根据监 视数据包接收部203接收到的附加与通信量的量有关的信息后的监视数据包，从非控制节 点1等之中决定冗余节点，RPL控制数据包生成部206依据与RPL调整部205所决定的冗 余节点有关的信息，生成将非控制节点1等的任一个设定为冗余节点所用的设定数据包， 数据包发送部202将RPL控制数据包生成部206所生成的设定数据包发送给非控制节点1 等，非控制节点1等在控制部接收到控制节点4所发送的监视数据包时取得与通信量的量 有关的信息，发送取得通信量的量之后的监视数据包，或者在接收到设定数据包时根据设 定数据包中包含的与冗余节点有关的信息，设定非控制节点1等来作为冗余节点，因而在 不给用户增加负担的状况下就可以决定链路冗余链路的位置。具体而言，可以按照环的通 信量的量自动设定构成该环的链路之中最佳的链路，来作为环冗余链路，能够大幅减少用 户使用系统的负担。
还有，本发明并不限定为上述实施方式的原样，在实施阶段可以在不脱离其宗旨 的范围内变通结构要件加以具体化。另外，还可以利用上述实施方式中所公开的多个结构 要件的适当组合，形成各种发明。例如，也可以从实施方式所示的全部结构要件删除数个结 构要件。再者，也可以将涉及不同实施方式的结构要件加以适当组合。
权利要求
1.一种环形网络系统，至少具备2个以上端口的多个节点被相互连接为环状，其特征为，各上述节点中的、控制上述节点之间的通信路径所用的控制节点具备 监视数据包发送部，向上述控制节点之外的节点即非控制节点，发送监视上述非控制 节点的通信量所用的监视数据包；监视数据包接收部，接收由上述监视数据包发送部发送、并由上述非控制节点附加了 与上述通信量有关的信息的监视数据包；调整部，根据由上述监视数据包接收部接收到的、附加了与上述通信量有关的信息的 监视数据包，从上述非控制节点中确定冗余节点；数据包生成部，按照与上述调整部所确定的上述冗余节点有关的信息，生成用来将上 述非控制节点的某一个设定为上述冗余节点的设定数据包；以及数据包发送部，将由上述数据包生成部所生成的上述设定数据包发送给上述非控制节上述非控制节点具备控制部，该控制部在接收到上述控制节点所发送的上述监视数据包的情况下，取得与 上述通信量有关的信息，发送取得了上述通信量之后的监视数据包；或者在接收到上述设 定数据包的情况下，根据上述设定数据包中包含的与上述冗余节点有关的信息，设定上述 非控制节点来作为上述冗余节点。
2.如权利要求1所述的环形网络系统，其特征为上述调整部通过计算上述监视数据包接收部接收到的上述监视数据包中包含的与上 述通信量有关的信息中的、在上述非控制节点中出入的通信量的量的差分，从上述非控制 节点中确定冗余节点。
3.如权利要求1或2所述的环形网络系统，其特征为上述调整部按VLAN单位从上述非控制节点中确定上述冗余节点。
全文摘要
本发明提供一种环形网络系统。其中，控制节点具备监视数据包发送部，发送监视非控制节点的通信量的监视数据包；监视数据包接收部，接收非控制节点附加与通信量的量有关的信息后的监视数据包；调整部，根据上述监视数据包，从非控制节点之中决定冗余节点；数据包生成部，依据与调整部所决定的冗余节点有关的信息，生成将非控制节点的任一个设定为冗余节点的设定数据包；数据包发送部，将设定数据包发送给非控制节点；非控制节点具备控制部，在接收到监视数据包时取得与通信量强度有关的信息，发送取得通信量强度之后的监视数据包，或在接收到设定数据包时根据设定数据包中包含的与冗余节点有关的信息，设定非控制节点来作为冗余节点。
文档编号H04L12/46GK102035713SQ201010236659
公开日2011年4月27日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年9月29日
发明者三枝靖典, 中川贵之, 本山真也, 清水聪 申请人:株式会社日立制作所