JP2008199288A - データ転送回路、データ転送装置およびデータ転送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レイヤ２ネットワーク上のあるループ箇所でフレームが循環し始めたとき、そのループの発生を素早く検知しかつ該ループを即座に消滅させるデータ転送回路を提案する。
【解決手段】受信データ（フレーム）のうち、ネットワーク上を循環する特定データ（フレーム）を記憶部１に記憶し、到来する受信データが、記憶された特定データと一致するか検索部２で検索し、一致したときは廃棄処理部４でその受信データを廃棄する。この場合、記憶部１に記憶された各特定データはそれぞれの受信から一定時間後に初期化部３により消去される。
【選択図】図１

Description

本発明は、データ転送回路および装置、ならびにデータ転送方法、特に、Ethernet（登録商標）のレイヤ２ネットワーク内に接続される複数のデータ中継装置（ノード）の各々におけるデータ転送回路および装置、ならびにデータ転送方法、さらにはそのデータ転送用のプログラムに関する。

現在幅広く利用されているEthernet（登録商標）のネットワークにおいて、レイヤ２の中継対象となるネットワーク上を流れるフレームが、ループしてしまうように該ネットワークを構築した場合、そのフレームはそのループ内を永遠に回り続けてしまう。一方ＩＰ（Internet Protocol）のレイヤ３での中継であれば、パケットがＴＴＬ（Time To Live）や（Hop Limit）値以上の中継機器数を通過したときにそのパケットは廃棄となり、上記のようにループが永久に続くことはない。しかしレイヤ２の中継ネットワークにおいては、上記ＴＴＬのような仕組みがない。このため、一旦上記のループが発生してしまうとその後は当該ネットワークはループフレームによって埋めつくされ、システムダウンしてしまう。

このようなループを発生させないためには、（ｉ）ネットワークの構成を元々ループを形成しない構成にするか、（ｉｉ）ＳＴＰ（Spanning Tree Protocol）のようなループ回避プロトコルを使用することによって、当該ループの一部分を未使用状態にする、という手法を採ることができる。ところが、例えばネットワーク増築の際に誤ってループを形成するような構成にしてしまったり、上記ＳＴＰの下であってもループ回避の仕組みが破綻してループ状態になってしまう、といったトラブルも実際には多々発生している。かかるループの発生により、特に重要な通信を行っているネットワークが破綻すると、即座にサービス停止等の状態になりこれによる悪影響が長時間続いてしまう。このため、ネットワーク構築の際にはループの回避に特に注意を払う必要がある。

このようなループ発生の問題を解決するための公知技術として、下記の〔特許文献１〕がある。これについて図を参照して簡単に説明すると、
図１１は本発明に関連する公知技術を説明するための図である。本図においては、例えば３つのデータ中継装置（ノード）ＮＤ１，ＮＤ２およびＮＤ３によってレイヤ２ネットワークが構築されている。今、第１ノードＮＤ１を通過して第２ノードＮＤ２の第１ポートＰ１に入力される図示のフレーム（同報フレーム）は、該第２ノードＮＤ２において図の右側の第２ポートＰ２へ分配され、そしてまた、図の上側の第３ポートＰ３へも分配される。

第２ノードＮＤ２の第３ポートＰ３へ分配された上記フレームは、さらに第３ノードＮＤ３の第１ポートＰ１に入力されここで再び該第３ノードＮＤ３の第２ポートＰ２に分配されて、元の第１ノードＮＤ１の第１ポートＰ１に戻る。ここでさらにそのフレームは、該第１ノードＮＤ１の第２ポートＰ２および第３ポートＰ３へ分配される。かくして、当該フレームは、第１ノードＮＤ１の第２ポートＰ２から他のノードに向けて送出され、また第２ノードＮＤ２の第２ポートＰ２からも別のノードに向けて送出される。さらにまた上記フレームは、ＮＤ１のＰ３→ＮＤ２のＰ３→ＮＤ３のＰ２→ＮＤ１のＰ１→ＮＤ２のＰ１→ＮＤ２のＰ３→・・・といった、本図では三角形のループ上を転送され、そのループが存続する限り、該フレームはそのループを永久に回り続けることになる。これが、いわゆる「レイヤ２のループ問題」である。

この「レイヤ２のループ問題」を解決すべく、上記〔公知文献１〕においては、各ノードにおいて入力フレームを監視し、同一のパケットが一定数以上到来していると判断した時点で当該フレームを廃棄し、これにより上記のループを消滅させるようにしている。

すなわち、図１１の時刻Ｔ１において最初のフレームが到着すると、そのパケット情報を所定の記憶手段に保持しておく。このフレームが上記のようにループ（図中のＬＰ）を回り始めると、図中の時刻Ｔ２において即座に同じフレームが戻って来るはずであるので、上記のパケット情報を基に両フレームの比較をしこれらフレームの同一性の有無を検知する。同一性ありと判断されたときには即座に当該フレームを廃棄し、そのループＬＰを消滅させる。
特開２００６−３３２７５号公報

上記の公知技術〔特許文献１〕には２つの問題点があり、
図１２は上記公知技術の第１の問題点を説明するための図、
図１３はその公知技術の第２の問題点を説明するための図である。

まず図１２を参照すると、本図はあるネットワークにおけるトラヒックの計測を実施する構成の一例を示す。本図の例では、４つのデータ中継装置（図中の「中継装置」）を含むネットワークの一方に第１のトラヒック計測装置を設置し、その他方に第２のトラヒック計測装置を設置する。そして両トラヒック計測装置間においてその計測を行うために、プロービングパケットの送受信を行う。ここに一連のプロービングパケットの各々は全て同一のパケットである。

このように特殊条件下では同一パケットが高負荷で転送される場合がありトラヒック計測のためのプロービングパケットを、その計測に必要な適当量の負荷で上記ネットワーク内に流さなければならない。あるいは特定アプリケーションのもとで特定パケットをそれなりの負荷でネットワーク内に流さなければならない場合もある。

そうすると同一パケットが何度も同一箇所を通るため、これがループ検知機構（図示せず）にて検知され、ループ状態でないにも拘らず、ループの発生と誤認識し、通信を止めてしまうという不具合が生じる。これが上記の第１の問題点である。

次に上記図１３を参照すると、上記ループ検知機構は、ループ発生を検知すると、本図の上段に示すレイヤ２の中継対象フレームが該当ポートから入力することを止めてしまう。しかしこの場合、その直後に到着したレイヤ３の中継対象フレーム（図中の下段に示すフレーム）まで捨てられてしまうことになる。

ところがこのレイヤ３の中継対象パケットは、レイヤ２の中継対象フレームによるループ（ＬＰ）とは関係ないので、特にそのレイヤ３のパケットを捨てなくてもループを形成することはない。かくして上記ループ検知機構で全ての入力を止めてしまうが故に、不必要にデータの廃棄をしてしまう可能性がある。これが上記の第２の問題点である。

したがって本発明は、上記第１および第２の問題点を少なくとも解決することのできる、データ転送回路、データ転送装置ならびにデータ転送方法、さらにはデータ転送用の制御プログラムを提供することを目的とするものである。

本発明のデータ転送回路は、基本的に４つの機能部、すなわち
・特定データ情報記憶部と、
・特定データ情報検索部と、
・特定データ情報初期化部と、
・特定データ廃棄処理部と、
から構成される。

ここに、上記特定データ情報記憶部は、受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報を格納し、
上記特定データ情報検索部は、上記特定データ情報記憶部から上記受信したデータの特定データ情報を検索し、
上記特定データ情報初期化部は、上記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、上記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化し、
上記特定データ廃棄処理部は、上記受信したデータに対応した特定データ情報が上記特定データ情報記憶部から検索された場合は、上記受信データの廃棄を行う。

上記データ転送回路はさらに、
上記特定データ廃棄処理部において廃棄されなかった特定データを外部に送信する切換部と、
上記受信したデータが有するデータの一部を用いて、上記特定データ情報検索部の検索対象とする受信したデータの選択を行う特定データ選択部と、
上記受信したデータの特定データ情報が上記特定データ情報記憶部から検索されない場合は、上記特定データを上記特定データ情報記憶部に登録する特定データ登録部と、を有することができる。

なお、上記特定データ情報は、上記特定データの要約値とするのが好ましく、
また上記特定データ情報初期化部は、上記特定データ情報記憶部に格納された特定データ情報を初期化するまでの期間を可変とすることが望ましい。

（ｉ）Ethernet（登録商標）のレイヤ２ネットワークにおけるループを、素早く回避することができる。

（ｉｉ）前述した「特定データの要約値」、例えばパケットのダイジェストを計算して保持すると共に、これを保持しているテーブルに対して検索を実施する。この保持しているパケットと同じパケットがあればヒットするのでループ検出となる。そこで該当パケットを廃棄してループを消滅させる。

このように本発明では、従来の閾値設定という手法ではなく、上記ダイジェストの保持時間を調整するようにしている。したがってハードウェアチップからなる市販のＣＡＭ（Content Addressable Memory）のエージング機能をそのまま流用でき、データ転送回路のハードウェア化が容易になる。

（ｉｉｉ）ある条件下では同一パケットが高負荷で連続して到来する場合もあるが、この場合はこれらを廃棄することなく通過させなければならないにも拘らず、係るフレームまでも廃棄してしまうという問題がある。本発明はこのような誤ったフレームの廃棄を、容易かつ確実に回避することができる。

すなわち本発明によれば、ループ検出の対象か／対象外かを識別し、ループ検出処理は検出対象となるフレームに対してのみ実施する。これにより、同一パケットが高負荷で到来するような状況下においても、効率的なループ回避処理を行うことができる。

（ｉｖ）ループ検出時に、ループ検出対象のみを廃棄するだけでなく、ループ検出対象となるフレームの全てを一定時間廃棄するようにする。このようにすれば、ループする可能性のあるフレーム自体を瞬時に除去し、効率的な回線帯域の利用が可能となる。

（ｖ）ループ検出の際に、各フレームに付加されているヘッダ情報からさらに、「グループ」をも判別して、ループ検出やフレーム廃棄の処理を、グループ単位に分けて実行する。これにより、物理的には単一のレイヤ２ネットワークが、ＶＬＡＮ（Virtual LAN）等の利用により複数の論理ネットワークに分割されている状態であっても、その論理ネットワーク単位でループ検出およびフレーム廃棄の処理を実施することが可能となる。

図１は本実施形態に基づくデータ転送回路の基本構成を示す図である。本図に示すとおり、本発明に係るデータ転送回路は基本的に、特定データ情報記憶部１と、特定データ情報検索部２と、特定データ情報初期化部３と、特定データ廃棄処理部４と、から構成される。

上記特定データ情報記憶部１は、受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報を格納し、
上記特定データ情報検索部２は、特定データ情報記憶部１から上記受信したデータの特定データ情報を検索し、
上記特定データ情報初期化部３は、特定データ情報記憶部１に登録された特定データ情報を、該特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化し、
上記特定データ廃棄処理部４は、上記受信したデータに対応した特定データ情報が特定データ情報記憶１から検索された場合は、上記受信データの廃棄を行う。

図２は図１の基本構成に対しさらに周辺部分を付加した構成を示す図である。本図に示すとおりデータ転送回路はさらに、切換部５と、特定データ選択部６と、特定データ情報登録部７と、グループ情報記憶部８と、を備える。

上記切換部５は、特定データ廃棄処理部４において廃棄されなかった特定データを外部に送信するものであり、
上記特定データ選択部６は、上記の受信したデータが有するデータの一部を用いて、特定データ情報検索部２の検索対とする受信したデータの選択を行うものである。

また上記特定データ情報登録部７は、上記の受信したデータの特定データ情報が特定データ情報記憶部１から検索されない場合は、その特定データを特定データ情報記憶部１に登録するものである。

そしてさらに上記グループ情報記憶部８は、上記の選択された特定データのヘッダに含まれ、ネットワークを論理的に分割するためのグループ情報を格納するものであって、
特定データ情報検索部２は、このグループ情報記憶部８からその選択された特定データのグループ情報の検索を行う。このとき特定データ廃棄処理部４は、検索された特定データのグループ情報がグループ情報記憶部８から検索された場合は、当該受信データの廃棄を行う。

なお既に述べたとおり、前記の特定データ情報は、特定データの要約値（ダイジェスト）とするのがよい。また、特定データ情報初期化部３は、特定データ情報記憶部１に格納された特定データ情報を初期化するまでの期間を可変とすることが望ましい。さらに、特定データ選択部６は、選択した特定データ以外のデータを、特定データ情報検索部２と特定データ廃棄処理部４とを迂回させて切換部５に出力する。さらにまたこの特定データ選択部６は、一定の期間の間に、選択された特定データの全てを廃棄することができる。

以下、上記図１および図２を参照して説明した本発明に係るデータ転送回路の具体的な実施例について述べる。

図３は本実施形態に係るデータ転送回路の一例を示す図である。本図において、前述の図１および図２の双方に示された特定データ情報記憶部１は、ダイジェストテーブル１１として示され、
特定データ情報検索部２は、ダイジェスト計算部２１およびダイジェスト検索部２２として示され、
特定データ情報初期化部３は、前述したＣＡＭ（Content Addressable Memory）３１として示され、
特定データ情報廃棄処理部４は、フレーム廃棄部４１として示されている。

また図３において、図２に示された切換部５は、中継処理部５１および内部スイッチ５２として示され、
特定データ選択部６は、識別処理部６１、ループ検出対象抽出部６２および対象情報テーブル６３として示され、
特定データ情報登録部７は、ダイジェスト登録部７１として示され、
グループ情報記憶部８は、対象グループテーブル８１として示されている。

なお図３は、ポート（port）数がｎのデータ中継装置にそれぞれ組み込まれるデータ転送回路を示す。ただし各ポートは同一構成であるので、ポート０（port０）についてのみその構成を具体的に記載する。

図３において、ポート０への入力フレームＦＲは順に、識別処理部６１、ループ検出対象抽出部６２、ダイジェスト計算部２１、ダイジェスト検索部２２、ダイジェスト登録部７１およびフレーム廃棄部４１を経て、さらに中継処理部５１を介して内部スイッチ５２に入り、所定の宛先へ出力される。

さらに詳細には、識別処理部６１においては、入力フレームＦＲのヘッダ情報を抽出する。このヘッダ情報は、例えばＭＡＣ（Media Access Control）アドレスあるいはＩＰ（Internet Protocol）アドレス等である。抽出されたＭＡＣアドレス等のヘッダ情報は、以降のブロックに渡される。なおこの識別処理部６１は、通常のデータ中継装置においては一般的なものであり、それをそのまま流用すればよい。

次段のループ検出対象抽出部６２では、ループ検出のチェック対象とするフレームを抽出する。すなわち、次段のダイジェスト計算部２１、ダイジェスト検索部２２およびダイジェスト登録部７１での処理をするか／しないか、をこの抽出部６２で決定する。チェック対象とすべき情報が何であるかは、この対象情報テーブル６３内に保持されており、何を対象情報とするかは、ユーザが自由に設定できるものとする。これによって、ループ検出の対象とするフレームを設定でき、前述した、同一パケットが多数到来するときにこれらを廃棄してしまうといった問題は、該当フレームをこの抽出部６２によって対象外に設定しておくことにより回避可能となる。以下、その抽出部６２での処理について、図を参照して説明する。

図４はループ検出対象抽出部６２での処理を示すフローチャートである。本図において、
ステップＳ１１：フレームＦＲがループ検出対象抽出部６２に到着すると、
ステップＳ１２：識別処理部６１で得られたヘッダ情報（ＭＡＣアドレスやＩＰアドレス等）を基にして、対象情報テーブル６３を検索する。

ステップＳ１３：この検索によりヒット（Ｈｉｔ）したときは、得られた上記のヘッダ情報がループ検出の「対象」に相当するか否かさらに判定し、その「対象」であれば（Ｙｅｓ）、
ステップＳ１４：上記のフレームＦＲは、ループ検出の対象とし、その旨を後段に伝える。

ステップＳ１５：上記ステップＳ１３において、テーブルヒットしたが、上記のヘッダ情報がループ検出の「対象」に該当しないと判定されたときは（Ｎｏ）、上記のフレームＦＲはループ検出の対象外とする。一方上記ステップＳ１２において上記のテーブル検索の結果、ヒットしなければ（MissHit）、この場合も、上記のフレームＦＲは、ループ検出の対象外とする。かくして、図４のフローチャートに示す処理により得られた、ループ検出の対象とするか／対象外とするかの情報は、次段のダイジェスト計算部２１、ダイジェスト検索部２２およびダイジェスト登録部７１に渡される。

上述した対象情報テーブル６３の内容についてさらに詳しく、図を参照して説明する。

図５は対象情報テーブル６３の内容の第１例を示す図であり、
図６はその第２例を示す図である。

まず図５を参照すると、この第１例では、ループ検出対象とする情報として、レイヤ２のＭＡＣアドレス（ソースアドレスＳＡおよびデスティネーションアドレスＤＡ）情報、ＩＰアドレス（ＳＡおよびＤＡ）情報、ＴＣＰ／ＵＤＰ（Transmission Control protocol／User Datagram Protocol）のポート情報等が指定できるものとなっている。

本図中、検索フィールドに書き込まれた”d.c.”はdon't careを表し、当該フィールドについては特に指定をしないことを意味する。また、本図中、右端（結果の所）にある「対象」は、”１”のとき入力フレームがループ検出対象であることを意味し、”０”のときその入力フレームがループ検出対象外であることを意味する。なお、本図の第１例では、ＩＰ ＤＡがx.x.x.xで特定のポート宛のフレームであり、かつその宛先ポートがＰｄであるフレームはループ検出対象外”０”であることを意味しており、これ以外のフレームはループ検出の対象とする（”１”）ことを意味する。

一方、図６に示す第２例においては、ループ検出とする情報として、レイヤ２のＭＡＣアドレス（ＤＡおよびＳＡ）情報と、レイヤ３が何であるかを示すタイプ（type）値のみとしている。この第２例では、ＭＡＣ ＤＡがマルチキャスト（multicast）ＭＡＣフレーム（同報のフレーム）であって、かつtype値が０ｘ０８０６のフレーム、すなわちＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを結びつけるためのＴＣＰ／ＩＰプロトコルであるＡＲＰ（Address Resolution Protocol）に従うＡＲＰフレームを、ループ検出の対象（”１”）とすることを意味し、これ以外のフレームは、ループ検出の対象外（”０”）であることを意味する。かくして、入力されたフレームＦＲをループ検出の対象とするか／しないか、の情報が得られ、その情報は後段のブロックに伝えられ、まずはダイジェスト計算部２１に伝えられる。

このダイジェスト計算部２１の詳細は次のとおりである。ダイジェスト計算部２１は、前段のループ検出対象抽出部６２によりループ検出対象であるとされた入力フレームＦＲに対し、該フレームのダイジェスト情報（既述の要約値）を計算する部分である。ここに、入力フレームがループ検出対象であるかどうかの情報と、ダイジェスト計算部２１による計算結果（ダイジェスト）とが、次段のダイジェスト検索部２２およびダイジェスト登録部７１に送られる。このダイジェストは、フレーム同士の同一性（同一フレームかどうか）を簡単に比較するために、各フレームのバイト長より短いバイト長（要約値）に変換したものであり、そのダイジェストの計算方法は、いわゆるメッセージダイジェストの生成に一般に使われているハッシュ関数、すなわちＭＤ５やＳＨＡ−１等を使用することができる。このダイジェスト計算部２１の処理を、図を参照して説明する。

図７はダイジェスト計算部２１での処理を示すフローチャートである。本図において、
ステップＳ２１：フレームＦＲが、ループ検出対象検出部６２より入力され、
ステップＳ２２：そのループ検出対象検出部６２により、本フレームＦＲがループ検出対象と判定されたか否かチェックし、ループ検出対象であると判定されると（Ｙｅｓ）、
ステップＳ２３：例えば上述のハッシュ関数を用いてダイジェストの計算を行い、上述したように、フレームＦＲのダイジェストを生成する。一方、上記ステップＳ２２において、上記フレームＦＲがループ検出対象外とされれば、該フレームＦＲはこのダイジェスト計算部２１以降は中継処理部５１までスルーで通過する。

次に、ダイジェスト検索部２２、ダイジェスト登録部７１およびフレーム廃棄部４１について詳しく説明すると、ここではまず、ダイジェスト計算部２１で得られた上記のダイジェストを用いてダイジェストテーブル１１を検索し、その検索結果に応じて、入力フレームＦＲをフレーム廃棄部４１にて廃棄するかどうかを決定する。また、ダイジェストテーブル１１の検索でヒットしなかった場合、つまり当該入力フレームＦＲと同一のフレームを発見できなかった場合には、当該入力フレームのダイジェストを、ダイジェスト登録部７１によりテーブル１１に新規に登録する。

さらに詳細には、ダイジェストテーブル１１の検索結果より、入力フレームＦＲを廃棄する際の廃棄判別手法とダイジェストテーブル１１の登録手法とを、下記〔１〕および〔２〕のようにすることにより、効果的なループ検出とループ解消とを実現することができる。

〔１〕ダイジェストテーブル１１においては、ダイジェストのエントリ登録後すぐに該エントリが消去されるように、ダイジェストのエージング時間を短くして登録する。ループしたときのフレームはきわめて短時間のうちに再到来するから、その短時間をやや超える間のみ、エントリ登録しておけば十分である。また、ダイジェストテーブル１１の検索によってエントリにヒットした場合は、該当エントリのエージング時間をリセットするようにする。

一定以上の負荷のフレームが入力された場合のみ、上記エージング時間が切れる前に検索が実行される。したがってループと判定できる特定負荷以上の入力の有無を判別するのに、そのエージング機能を利用することができる。このエージング機能（ヒット時に該当エントリのエージング時間をリセットすることを含む）を、本実施形態では既存のＣＡＭ（Content Addressable Memory）３１の機能を流用して実現しているため、ハードウェア実装のための回路追加が不要である。このＣＡＭ３１は、通常、データ中継のために用いられ、メモリの中味を入力すると、その中味の格納されたアドレスを出力する、という逆引き機能を果たすと共に、書込み時から予め定めた時間が経過すると、その中味を消去してしまう、というエージング機能まで備えている。

〔２〕ループ検出によりフレームの廃棄処理を実施する状態になった際に、下記の様々な方法を選択できるようにすることにより、様々な場面において効果的なループ検出とループ解消を実現することができる。

（ｉ）「ダイジェストテーブル１１にヒットしたフレームのみを廃棄とする方法」
ループ検出対象抽出部６２において、ルーティング対象のフレーム（レイヤ３の中継をするフレーム）を対象外としておくことにより、ダイジェストテーブル１１にヒットする可能性のあるフレームは、レイヤ２の処理となるフレームのみであるため、実際にループしているフレームのみを廃棄し、レイヤ３の中継対象となるようなフレーム、すなわちループになり得ないフレームまで廃棄してしまうといった弊害を解消することができる。

（ｉｉ）「フレームの廃棄処理を実施する状態になったときは、予めユーザ指定が可能な一定時間の間、ループ検出対象抽出部６２においてループ検出の「対象」となったフレームは、ダイジェストテーブル１１の検索を行う前に廃棄をしてしまう方法」
上記の（ｉ）と同様に、検出対象外のフレーム、つまりループになり得ないフレームまで廃棄してしまうといった問題を解消できる方法であるがさらに、次の利点がある。

上記（ｉ）では、ループしたフレームが廃棄された後で、ループ検出対象となるフレームが再度流れてきたとすると、またその一瞬、ループ状態になる。そしてまたその直後に当該フレームの廃棄を繰り返すこととなる。この結果実際のネットワーク上には、ループするフレームがそれなりの負荷で流れることになる。

そこで上述した一定時間は、検出対象のフレーム全部を廃棄とするようにする。この結果実際のネットワーク上では、ループするであろうフレームは、その一定時間の間は全く流れなくなるので、より効率的に回線帯域を使用することが可能となる。

（ｉｉｉ）「上記（ｉｉ）において、各入力フレームのヘッダ情報から「グループ」を抽出する手順を有し、ループ検出したときの検出フレームがもつグループを、対象グループテーブル８１に登録し、フレーム入力時は各自のフレームが持つグループの情報をもって対象グループテーブル８１を検索し、ヒットした場合のみフレーム廃棄を実施する方法」
上記（ｉｉ）では、ループ検出した場合、そのループ検出対象のフレーム全てが廃棄対象となる。しかし実運用上では、あるレイヤ２ネットワークにおいて、ＶＬＡＮを使用することによって論理的に分割された複数のレイヤ２ネットワークを構築する場合があり、その複数のＶＬＡＮのうちのあるＶＬＡＮではループ構成になっているが、別のＶＬＡＮではループ構成となっていないとき、そのループ構成となっているＶＬＡＮにてループ検出した場合、ループ構成となっていない別のＶＬＡＮを流れるフレームまでも、ループ検出対象フレームであるということだけで廃棄となってしまうという不都合がある。

そこでループ検出ならびにフレーム廃棄処理を、グループ単位で別々に管理することにより、内部が論理的に分かれているネットワークにおいても本方法によってその不都合を解消することができる。以下、上述したブロック２２，７１および４１での処理について、図を参照して説明する。

図８はダイジェスト計算部２１の後段（２２，７１，４１）での処理を示すフローチャート（その１）であり、
図９は同フローチャート（その２）であり、
図１０は同フローチャート（その３）である。

これらのフローチャートを説明する前に、以下で用いる５つの内部パラメータ（ｉ）〜（ｖ）を説明しておく。なお、これら５つの内部パラメータは全てユーザによって任意に指定可能である。

（ｉ）フレーム廃棄種別：フレームの廃棄処理（４１）において、該当フレームのみを廃棄するのか、ループ検出対象抽出部６２で対象となったフレームの全てを廃棄対象とするのか、を判別するフラグである。すなわち「該当のみ」か「対象全て」かの２状態を表すフラグである。

（ｉｉ）グループ識別：フレームのヘッダからグループ情報を抽出し、ループ検出およびフレーム廃棄の処理を、グループ単位で行うかどうかを示すフラグである。すなわちその処理を「する」か「しない」かの２状態を表すフラグである。

（ｉｉｉ）グループ識別ヘッダ種別：上記（ｉｉ）の「グループ識別」のフラグが、上記の「する」を表している場合に、そのグループ値として採用するヘッダの種別を示すパラメータである。その一例としては、「ＶＬＡＮ ＩＤ」や「Ether type値」等が挙げられる。

（ｉｖ）廃棄タイマ：上記（ｉ）の「フレーム廃棄種別」にて上記の「対象全て」を指定した際、対象フレームの全てを前述のように一定時間廃棄する処理を行うが、そのときのフレーム廃棄時間を示すパラメータとなる。

（ｖ）ダイジェスト登録タイマ：ダイジェストテーブル１１に登録された上述のエントリのエージング時間を示すパラメータである。このパラメータは、ループ検出するときの帯域に応じて決定する。一例として、１００pps（packet per second）以上の帯域で同一フレームが到来した際に、ループ検出を実行するのであれば、本タイマは１／１００〔秒〕となる。

上記の５つのパラメータ（ｉ）〜（ｖ）を定義した上で、図８〜図１０のフローチャートを説明する。まず図８を参照すると、
ステップＳ３１：フレームＦＲがダイジェスト検索部２２に到着すると、
ステップＳ３２：本フレームＦＲはループ検出の対象であるか否か、ループ検出対象抽出部６２から伝えられた情報を基に判定する。そのフレームＦＲがループ検出対象でなければ、該フレームＦＲは当該段（２２，７１，４１）をスルーして中継処理部５１に至る。

ステップＳ３３：上記ステップＳ１２においてそのフレームＦＲがループ検出対象であると判定されると、さらにフレームＦＲについて、上記パラメータ（ｉｉ）である「グループ識別」が、上記の「する」であるか否か判別し、その判別結果が、「する」でなければ（Ｎｏ）、
ステップＳ３４：図９および図１０の各右側に示す、対象グループテーブル８１内の「グループ値」を、don't careに設定する。

ステップＳ３５：上記ステップＳ３３での判別結果が、「する」であれば（Ｙｅｓ）、上記パラメータ（ｉｉｉ）である「グループ識別ヘッダ種別」により示された「ヘッダ種別」を、前記識別処理部６１において得られたヘッダ情報から読み取り、これを上記の「グループ値」とする。

次に図９を参照すると、上記図８のステップＳ３４またはステップＳ３５に続いてステップＳ４１に至る。

ステップ４１：上記パラメータ（ｉ）である「フレーム廃棄種別」が、上記の「対象全て」であるか否かダイジェスト検索部２２において判別し、「対象全て」と判別されると（Ｙｅｓ）、
ステップＳ４２：上記の「グループ値」（例えば本図の右側に示す対象グループテーブル８１内のＧａ、Ｇｂ等参照）をもって、その対象グループテーブル８１を検索する。なお、その「グループ値」がdon't care（d.c.）のとき、すなわち上記（ｉｉ）の「グループ識別」が、上記の「しない」の場合は、グループ値を全マスクして検索をかける。このときそのd.c.を使うことにより、ＣＡＭの機能によって、どこか１つでもエントリがあれば必ずヒットすることとなる。

ステップＳ４３：上記ステップＳ４２の検索により、対象グループテーブル８１において該当グループ値にヒットしたか否か判別し、ヒットすれば（Ｙｅｓ）、
ステップＳ４４：該当フレームをフレーム廃棄部４１にて廃棄する。

一方、ヒットしなければ（Ｎｏ）、
ステップＳ４５：ダイジェスト計算部２１において該当フレームに対する計算によって得られた対応のダイジェスト値を用いて、ダイジェストテーブル１１を検索する。同図右側には、ダイジェストテーブル１１の内容の一例が示されている。なお、上記ステップＳ４１の判別結果がＮｏである場合も、本ステップＳ４５に至る。さらに図１０を参照すると、
ステップＳ５１：上記ステップＳ４５におけるダイジェストテーブル１１の検索により、該テーブル１１内のダイジェスト値にヒットしたか否か判別し、ヒットすれば（Ｙｅｓ）、
ステップＳ５２：該当フレームの「グループ値」を、同図右側に示すように、対象グループテーブル８１に登録する。この場合、ＣＡＭ機能により定まる、該対象グループテーブル８１のエージング時間を、上記パラメータ（ｉｖ）の「廃棄タイマ」で指定された時間と同じにしておけば、前述した一定時間が経過したかどうかの面倒な比較処理をしないで済む。

ステップＳ５３：上記の「グループ値」の登録後に該当フレームを廃棄して一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。一方、上記ステップＳ５１における判別結果がＮｏ（ヒットせず）であるときは、
ステップＳ５４：該当フレームの上記ダイジェスト値を、同図右側に示すように、ダイジェストテーブル１１内に登録して、一連の処理を終了する（ＥＮＤ）。この場合も、上記ステップＳ５２のとき同様、ダイジェストテーブル１１のエージング時間を、上記パラメータ（ｖ）である「ダイジェスト登録タイマ」で指定された時間と同じにしておくのが好ましい。

上記図８〜図１０のステップＳ３１〜Ｓ５４が、ループ検出およびフレーム廃棄処理の全てである。なお、これに続く処理ブロックとしては、図３に示す中継処理部５１と内部スイッチ５２があるが、この中継処理部５１はレイヤ２（またはレイヤ２／レイヤ３）の中継処理を行う部分であって、従来のデータ中継装置と同等の構成でよい。また、内部スイッチ５２は、その中継処理部５１により決定された宛先ポートに向けてフレームをスイッチする部分であって、これもまた従来のデータ中継装置と同等の構成でよい。

以上、本実施形態の一例に係るデータ転送回路について詳述したが、他の実施形態は、「データ転送装置」として、また「データ転送方法」として、さらにまた「制御プログラム」として、実現されてもよい。この場合の「データ転送装置」は、
受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部１と、
前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行う特定データ情報検索部２と、
前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化する特定データ情報初期化部３と、
前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行う特定データ廃棄処理部４とにより構成される。

またその「制御プログラム」は、
受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部１を有するデータ転送装置の制御プログラムであって、
前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行うステップと、
前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化するステップと、
前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行うステップと、を前記データ転送装置に実行させるようにした制御プログラムである。
さらにまたその「データ転送方法」は、
受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部１を有するデータ転送装置のデータ転送方法であって、
前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行うステップと、
前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化するステップと、
前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行うステップとを有してなる方法である。

かくして、Ethernet（登録商標）のレイヤ２ネットワークにおけるデータ中継装置において本実施形態を適用することによって、ループを検知した直後にそのループフレームを廃棄することができる。このため、前述したＳＴＰ等のループ回避プロトコルを用いた場合のようにネットワークが破綻することがなく、素早い回避が可能となる。

また、本実施形態の場合、同一フレームが連続して到来することをループ検出条件としているため、たまたまネットワーク上に同一フレームが多数流れるような装置構成であった場合に誤検出をする可能性が考えられる。しかし本発明で提案した、ループ対象を指定する方策を採用すれば、これに該当するフレームは事前にループ検知対象外としておくことができ、そのような誤検出は回避可能である。

さらに本実施形態では、フレームのヘッダ情報からグループ分けを行い、ループ検知およびフレーム廃棄処理を、グループ単位で別々に制御できるようにしている。これにより本実施形態によれば、ＶＬＡＮを使用しているレイヤ２ネットワークにおいて、各ＶＬＡＮ毎に別々にループ検知およびフレーム廃棄処理を実行することができるので、上記のＳＴＰより上位のＭＳＴＰ（Multiple ＳＴＰ）と同等またはそれ以上の機能を果たすこともできる。

以上詳述した本発明の種々実施の態様は、以下の付記に示すとおりである。
〔付記１〕受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部と、
前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行う特定データ情報検索部と、
前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化する特定データ情報初期化部と、
前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行う特定データ廃棄処理部とを有することを特徴とするデータ転送回路。
〔付記２〕前記データ転送回路はさらに、
前記特定データ廃棄処理部において廃棄されなかった特定データを外部に送信する切換部を有することを特徴とする付記１記載のデータ転送回路。
〔付記３〕前記データ転送回路はさらに、
前記受信したデータが有するデータの一部を用いて、前記特定データ情報検索部の検索対象とする受信したデータの選択を行う特定データ選択部を有することを特徴とする付記１又は２記載のデータ転送回路。
〔付記４〕前記特定データ情報は、前記特定データの要約値であることを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載のデータ転送回路。
〔付記５〕前記データ転送回路はさらに、特定データ情報登録部を有し、
前記特定データ情報登録部は、前記受信したデータの特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索されない場合は、前記特定データを前記特定データ情報記憶部に登録することを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載のデータ転送回路。
〔付記６〕前記特定データ情報初期化部は、前記特定データ情報記憶部に格納された特定データ情報を初期化するまでの期間が可変であることを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載のデータ転送回路。
〔付記７〕前記特定データ選択部は、前記選択した特定データ以外のデータを、前記特定データ情報検索部と前記特定データ廃棄処理部とを迂回して前記切換部に出力することを特徴とする付記３記載のデータ転送回路。
〔付記８〕前記特定データ選択部は、一定の期間の間に前記選択された特定データの全てを廃棄することを特徴とする付記３記載のデータ転送回路。
〔付記９〕前記データ転送回路はさらに、
前記選択された特定データのヘッダに含まれ、ネットワークを論理的に分割するためのグループ情報を格納するためのグループ情報記憶部を有し、
前記特定データ情報検索部は、前記グループ情報記憶部から前記選択された特定データのグループ情報の検索を行い、
前記特定データ廃棄処理部は、前記検索された特定データのグループ情報が前記グループ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行うことを特徴とする付記２乃至８のいずれかに記載のデータ転送回路。
〔付記１０〕受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部と、
前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行う特定データ情報検索部と、
前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化する特定データ情報初期化部と、
前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行う特定データ廃棄処理部とを有することを特徴とするデータ転送装置。
〔付記１１〕前記データ転送装置はさらに、
前記特定データ廃棄処理部において廃棄されなかった特定データを外部に送信する切換部を有することを特徴とする付記１０記載のデータ転送装置。
〔付記１２〕前記データ転送装置はさらに、
前記受信したデータが有するデータの一部を用いて、前記特定データ情報検索部の検索対象とする受信したデータの選択を行う特定データ選択部を有することを特徴とする付記１０又は１１記載のデータ転送装置。
〔付記１３〕前記特定データ情報は、前記特定データの要約値であることを特徴とする付記１０乃至１２のいずれかに記載のデータ転送装置。
〔付記１４〕前記データ転送装置はさらに、特定データ情報登録部を有し、
前記特定データ情報登録部は、前記受信したデータの特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索されない場合は、前記特定データを前記特定データ情報記憶部に登録することを特徴とする付記１０乃至１３のいずれかに記載のデータ転送装置。
〔付記１５〕前記特定データ情報初期化部は、前記特定データ情報記憶部に格納された特定データ情報を初期化するまでの期間が可変であることを特徴とする付記１０乃至１４のいずれかに記載のデータ転送装置。
〔付記１６〕前記特定データ選択部は、前記選択した特定データ以外のデータを、前記特定データ情報検索部と前記特定データ廃棄処理部とを迂回して前記切換部に出力することを特徴とする付記１２記載のデータ転送装置。
〔付記１７〕前記特定データ選択部は、一定の期間の間に前記選択された特定データの全てを廃棄することを特徴とする付記１２記載のデータ転送装置。
〔付記１８〕前記データ転送装置はさらに、
前記選択された特定データのヘッダに含まれ、ネットワークを論理的に分割するためのグループ情報を格納するためのグループ情報記憶部を有し、
前記特定データ情報検索部は、前記グループ情報記憶部から前記選択された特定データのグループ情報の検索を行い、
前記特定データ廃棄処理部は、前記検索された特定データのグループ情報が前記グループ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行うことを特徴とする付記１１乃至１７のいずれかに記載のデータ転送装置。
〔付記１９〕受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部を有するデータ転送装置のデータ転送方法において、
前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行うステップと、
前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化するステップと、
前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行うステップとを有することを特徴とするデータ転送方法。
〔付記２０〕前記データ転送方法はさらに、
前記受信データの廃棄を行うステップにおいて廃棄されなかった特定データを外部に送信するステップを有することを特徴とする付記１９記載のデータ転送方法。
〔付記２１〕前記データ転送方法はさらに、
前記受信したデータが有するデータの一部を用いて、前記特定データ情報の検索を行うステップの検索対象とする受信したデータの選択を行うステップを有することを特徴とする付記１９又は２０記載のデータ転送方法。
〔付記２２〕前記特定データ情報は、前記特定データの要約値であることを特徴とする付記１９乃至２１のいずれかに記載のデータ転送方法。
〔付記２３〕前記データ転送方法はさらに、
前記受信したデータの特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索されない場合は、前記特定データを前記特定データ情報記憶部に登録するステップを有することを特徴とする付記１９乃至２２のいずれかに記載のデータ転送方法。
〔付記２４〕前記データ転送方法はさらに、
前記特定データ情報記憶部に格納された特定データ情報を初期化するまでの期間を可変に設定するステップを有することを特徴とする付記１９乃至２３のいずれかに記載のデータ転送方法。
〔付記２５〕前記データ転送装置はさらに、
前記特定データ廃棄処理部において廃棄されなかった特定データを外部に送信する切換部を有し、
前記データ転送方法はさらに、
前記選択した特定データ以外のデータを、前記特定データ情報の検索を行うステップと前記受信データの廃棄を行うステップとをスキップして前記切換部に出力するステップを有することを特徴とする付記２１記載のデータ転送方法。
〔付記２６〕前記データ転送方法は、前記特定データの選択を行うステップにおいて、一定の期間の間に前記選択された特定データの全てを廃棄することを特徴とする付記２１記載のデータ転送方法。
〔付記２７〕前記データ転送装置はさらに、
前記選択された特定データのヘッダに含まれ、ネットワークを論理的に分割するためのグループ情報を格納するためのグループ情報記憶部を有し、
前記特定データ情報の検索を行うステップは、前記グループ情報記憶部から前記選択された特定データのグループ情報の検索を行い、
前記受信データの廃棄を行うステップは、前記検索された特定データのグループ情報が前記グループ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行うことを特徴とする付記２０乃至２６のいずれかに記載のデータ転送方法。
〔付記２８〕受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部を有するデータ転送装置の制御プログラムにおいて、
前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行うステップと、
前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化するステップと、
前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行うステップとを前記データ転送装置に実行させることを特徴とする制御プログラム。

本実施形態に基づくデータ転送回路の基本構成を示す図である。 図１の基本構成に対しさらに周辺部分を付加した構成を示す図である。 本実施形態に係るデータ転送回路の一例を示す図である。 ループ検出対象抽出部６２での処理を示すフローチャートである。 対象情報テーブルの内容の第１例を示す図である。 対象情報テーブルの内容の第２例を示す図である。 ダイジェスト計算部２１での処理を示すフローチャートである。 ダイジェスト計算部２１の後段（２２，７１，４１）での処理を示すフローチャート（その１）である。 ダイジェスト計算部２１の後段（２２，７１，４１）での処理を示すフローチャート（その２）である。 ダイジェスト計算部２１の後段（２２，７１，４１）での処理を示すフローチャート（その３）である。 本実施形態に関連する公知技術を説明するための図である。 公知技術の第１の問題点を説明するための図である。 公知技術の第２の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１ 特定データ情報記憶部
２ 特定データ情報検索部
３ 特定データ情報初期化部
４ 特定データ廃棄処理部
５ 切換部
６ 特定データ選択部
７ 特定データ情報登録部
８ グループ情報記憶部
１１ ダイジェストテーブル
２１ ダイジェスト計算部
２２ ダイジェスト検索部
３１ ＣＡＭ
４１ フレーム廃棄部
５１ 中継処理部
５２ 内部スイッチ
６１ 識別処理部
６２ ループ検出対象抽出部
６３ 対象情報テーブル
７１ ダイジェスト登録部
８１ 対象グループテーブル

Claims (8)

1. 受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部と、
   前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行う特定データ情報検索部と、
   前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化する特定データ情報初期化部と、
   前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行う特定データ廃棄処理部とを有することを特徴とするデータ転送回路。
2. 前記データ転送回路はさらに、
   前記受信したデータが有するデータの一部を用いて、前記特定データ情報検索部の検索対象とする受信したデータの選択を行う特定データ選択部を有することを特徴とする請求項１記載のデータ転送回路。
3. 前記特定データ情報は、前記特定データの要約値であることを特徴とする請求項１又は２記載のデータ転送回路。
4. 前記データ転送回路はさらに、特定データ情報登録部を有し、
   前記特定データ情報登録部は、前記受信したデータの特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索されない場合は、前記特定データを前記特定データ情報記憶部に登録することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のデータ転送回路。
5. 前記特定データ情報初期化部は、前記特定データ情報記憶部に格納された特定データ情報を初期化するまでの期間が可変であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のデータ転送回路。
6. 受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部と、
   前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行う特定データ情報検索部と、
   前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化する特定データ情報初期化部と、
   前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行う特定データ廃棄処理部とを有することを特徴とするデータ転送装置。
7. 受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部を有するデータ転送装置のデータ転送方法において、
   前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行うステップと、
   前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化するステップと、
   前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行うステップとを有することを特徴とするデータ転送方法。
8. 受信したデータのうち、一定時間内にネットワーク上を循環する特定データを特定するための特定データ情報が格納された特定データ情報記憶部を有するデータ転送装置の制御プログラムにおいて、
   前記特定データ情報記憶部から前記受信したデータの特定データ情報の検索を行うステップと、
   前記特定データ情報記憶部に登録された特定データ情報を、前記特定データ情報に対応する特定データを受信してから一定期間経過後に初期化するステップと、
   前記受信したデータに対応した特定データ情報が前記特定データ情報記憶部から検索された場合は、前記受信データの廃棄を行うステップとを前記データ転送装置に実行させることを特徴とする制御プログラム。

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