專利名稱：節(jié)點裝置及障礙檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中使用的節(jié)點裝置及其障礙檢測方法。
背景技術：
在LAN (Local Area Network,局域網(wǎng))等數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中，作 為設置在連接多個計算機的數(shù)據(jù)傳送路的分支點等，并在傳送數(shù)據(jù)時，控 制該數(shù)據(jù)的傳送路徑的裝置，例如，有路由器、交換集線器等。此種裝置 常?？偡Q為節(jié)點裝置。通常，在此種節(jié)點裝置上連接多個傳送路。并且，該節(jié)點裝置將從某 個傳送路輸入的傳送幀根據(jù)包含在該傳送幀中的表示目標地址或幀類別 的數(shù)據(jù)等，適當?shù)叵蚱渌囊粋€以上的傳送路輸出。即，節(jié)點裝置具有將 從某傳送路輸入的傳送幀向其他的傳送路中繼的功能。而且，傳送幀是指 傳送的數(shù)據(jù)的構成單位，以下簡稱為"幀"。在此種節(jié)點裝置中不斷產生的障礙是在該節(jié)點裝置中傳送中的幀消 失的障礙。該種障礙多是輸送路或節(jié)點裝置喪失傳送或中繼數(shù)據(jù)的功能而 導致的。因此，對于該種障礙一直以來謀求各種對策。另外，環(huán)狀或網(wǎng)格狀地構成數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的自身構成了對節(jié)點裝 置或連接節(jié)點裝置間的傳送路的功能喪失的解決方案。即，在環(huán)狀或網(wǎng)格 狀的網(wǎng)絡的情況下，即使某一個節(jié)點裝置或連接節(jié)點裝置間的一處的傳送 路喪失其中繼或傳送的功能，通過避開產生了該障礙的節(jié)點裝置或傳送路 部分，能夠繼續(xù)數(shù)據(jù)傳送。另一方面，在節(jié)點裝置的障礙中，有節(jié)點裝置隨意生成幀并向傳送路 輸出的障礙。即，幀的涌出障礙。幀的涌出障礙在其涌出量少的情況下， 不太會成為問題，但在涌出量為大量的情況下，構成大的問題。即，由于 其大量的涌出幀而占據(jù)傳送路，從而不能傳送原來的數(shù)據(jù)。而且，此種障礙不斷而被稱為廣播風暴(broadcast storm)。例如如專利文獻1公開，通過限制傳送路的帶域能夠防止廣播風暴。 另外，在專利文獻l中公開的節(jié)點裝置中，向該傳送路輸出的輸出端口設 置帶域限制裝置，防止在節(jié)點裝置中涌出的大量的幀流出到傳送路。專利文獻1:特開2006-245939號公報帶域限制是防止廣播風暴的有效的方法，但相反在節(jié)點裝置中沒有產 生廣播風暴的障礙的情況下，由于該帶域限制而限制節(jié)點裝置本來具有的 傳送性能。發(fā)明內容因此，本發(fā)明的目的在于提供一種不限制正常工作時的傳送性能，能 夠防止廣播風暴的節(jié)點裝置及障礙檢測方法。本發(fā)明的節(jié)點裝置，其將從多個數(shù)據(jù)傳送路之一的數(shù)據(jù)傳送路輸入的 傳送幀，根據(jù)在該傳送幀中包含的地址信息，向所述多個數(shù)據(jù)傳送路的其他的數(shù)據(jù)傳送路輸出，其特征在于，具備(1)傳送幀輸入輸出部，其在 所述多個數(shù)據(jù)傳送路的各個數(shù)據(jù)傳送路上，與該數(shù)據(jù)傳送路連接地設置， 且各自輸入從與自身連接的數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀，并且將從與所述自 身連接的數(shù)據(jù)傳送路不同的數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀向與所述自身連接 的數(shù)據(jù)傳送路輸出；(2)傳送幀數(shù)計數(shù)部，其連接于各個所述傳送幀輸入 輸出部，包括輸入幀計數(shù)器及輸出幀計數(shù)器而構成，所述輸入幀計數(shù)器對 所述傳送幀輸入輸出部從所述數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀數(shù)進行計數(shù)，所述 輸出幀計數(shù)器對所述傳送幀輸入輸出部向所述數(shù)據(jù)傳送路輸出的傳送幀 數(shù)進行計數(shù)；(3)障礙檢測部，其在各個所述傳送幀數(shù)計數(shù)部中，每隔規(guī) 定時間間隔收集由所述輸入幀計數(shù)器及所述輸出幀計數(shù)器分別計數(shù)的輸 入幀數(shù)及輸出幀數(shù)，當所述收集的輸出幀數(shù)的總和大于所述收集的輸入幀 數(shù)的總和與規(guī)定的正的常數(shù)相加后的值時，判定所述節(jié)點裝置中存在障 礙。艮口，在本發(fā)明的節(jié)點裝置中，在規(guī)定時間內向該節(jié)點裝置輸入的傳送 幀的總數(shù)與從該節(jié)點裝置輸出的傳送幀的總數(shù)相比較，也考慮誤差，當輸 出的傳送幀的總數(shù)大于輸入的傳送幀的總數(shù)時，判定產生傳送幀的涌出障礙，并檢測該障礙。從而，本發(fā)明的節(jié)點裝置在產生傳送幀的涌出障礙時，能夠快速地檢 測出，然后通過實施停止節(jié)點裝置的功能等，能夠防止廣播風暴。根據(jù)本發(fā)明能夠不限制數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中的傳送性能，并能夠防止 廣播風暴。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式涉及的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的結構的例子 的圖。圖2是表示在本發(fā)明的實施方式涉及的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)中使用的幀 格式的例子的圖。圖3是表示本發(fā)明的實施方式涉及的節(jié)點裝置的內部結構的例子的圖。圖4是表示障礙檢測控制部中的障礙檢測的處理流程的例子的圖。圖5是根據(jù)圖4的流程圖，將從障礙檢測控制部輸出的計數(shù)器動作指 示信號與計數(shù)器的計數(shù)動作的關系作為時序圖例示的圖。圖6是表示用于實現(xiàn)圖5所示的計數(shù)器的計數(shù)動作的計數(shù)器周邊的控 制回路的例子的圖。圖中，l一數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)；2 —節(jié)點裝置；3 —計算機；4一干線傳送路；21—端口控制部；22 —端口間連接控制部；23 —障礙檢測控制部； 24—端口輸入端子；25 —端口輸出端子；61—計數(shù)器；62 —計數(shù)器控制FF; 63 —標志判定部；64 —邏輯"與"回路；65 —計數(shù)值收集總線；211—輸 入幀緩存器；212—地址檢測器；213—標志判定部；214—輸入幀計數(shù)器； 215—輸出幀緩存器；216 —地址附加部；217 —標志判定部；218 —輸出幀 計數(shù)器；221—路由表；231—計數(shù)模式指定部；232 —計數(shù)動作指示部； 233 —計數(shù)值收集部；234 —障礙判定部。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式詳細地說明。圖1是表示本發(fā)明的實施方式涉及的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)的結構的例子的圖。圖1中，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)1在環(huán)形的雙向干線傳送路4a、 4b上 連接多個節(jié)點裝置2 (2a 2d)而構成，進而在該各個節(jié)點裝置2上連接有 作為終端的一個以上的個人計算機等計算機3。此處，為說明簡單，節(jié)點裝置2 (2a 2d)是稱為所謂的LAN交換機 (L2交換機)，但也可是L3交換機或路由器。此外，在圖1中，在干線 傳送路4a、 4b上連接有四個節(jié)點裝置2，但該節(jié)點裝置2的數(shù)量并不限定 于"四"。在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)1中，傳送的幀在干線傳送路4a中向A方向、 或在干線傳送路中向B方向傳送。此時，為防止幀在環(huán)狀的干線傳送路 4a、 4b上多次傳送，例如在該環(huán)的節(jié)點裝置2a與節(jié)點裝置2d之間設置有 阻塞器BL (blocking )。設置有阻塞器BL的部分的干線傳送路4a、 4b是物理連接的傳送路， 但阻塞通常的幀的通過。而且，在實際上，干線傳送路4a、 4b并不是不 使幀通過，而是通過不將與阻塞器BL相鄰的節(jié)點裝置2a、 2d接收到的幀 向設置有阻塞器BL的干線傳送路4a、 4b送出而實現(xiàn)阻塞。圖2是表示在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)1中使用的幀格式的例子的圖。該幀 格式通常是在以太網(wǎng)(注冊商標)下的TCP (傳輸控制協(xié)議，Transmission Control Protocol) /IP (網(wǎng)間協(xié)議，Internet Protocol)通信或UDP (用戶數(shù) 據(jù)報協(xié)議，User Datagram Protocol) /IP通信中使用。在圖2的幀格式中，目標地址、發(fā)送地址、幀長度/類別、數(shù)據(jù)部以及 CRC (循環(huán)冗余校驗碼，Cyclic Redundancy Code)構成以太網(wǎng)(注冊商標) 幀。此處，目標地址及發(fā)送地址是分別分配給節(jié)點裝置2或計算機裝置3 的物理地址，由所謂的MAC (介質訪問控制)地址表示。此外，在圖2的幀格式中，在數(shù)據(jù)部之前附加有IP頭及TCP/UDP頭， TCP/IP通信或UDP/IP通信基于該頭來執(zhí)行。進而，在本實施方式中，作為支持所謂的VLAN(虛擬局域網(wǎng)，Virtual Local Area Network),在圖2的幀格式中，在發(fā)送地址之后可以附加以 IEEE802.1Q的規(guī)格為基準的4字節(jié)(byte)的"標志"區(qū)域。而且，在本實 施方式中，該標志區(qū)域除用于識別VLAN，也可用于識別幀的類別。而且，幀格式并不限定于圖2所示的幀格式，也可是其他的幀格式。圖3是表示本實施方式涉及的節(jié)點裝置2的內部結構的例子的圖。如 圖3所示，節(jié)點裝置2包括多個端口控制部21、端口間連接控制部22、 障礙檢測控制部23而構成。在圖3的例子中，在節(jié)點裝置2上設置六個 端口控制部21，其中兩個端口控制部21連接于干線傳送路4，此外，四 個端口控制部21分別連接于支線a d的傳送路。此時，各個端口控制部21與干線傳送路4、支線a d的傳送路經(jīng)由端 口輸入端子24及端口輸出端子25連接。此外，在支線a d的傳送路的前 端連接有未圖示的計算機3 (參照圖l)。在圖3中，各個端口控制部21在端口輸入端子24側具備輸入幀緩 存器21K地址檢測部212、標志判定部213、輸入幀計數(shù)器214等，在端 口輸出端子25側具備輸出幀緩存器215、地址附加部216、標志判定部 217、輸出幀計數(shù)器218。此處，輸入幀緩存器211是暫時存儲從端口輸入端子24輸入的幀的 存儲器。此外，地址檢測部212從輸入的幀檢測目標地址，標志判定部213 檢測標志區(qū)域的值，并判定VLAN組或幀的類別等。此外，輸入幀計數(shù)器 214根據(jù)后述的計數(shù)模式或標志判定部213的輸出，適宜地對從端口輸入 端子24輸入的幀數(shù)進行計數(shù)。同樣地，輸出幀緩存器215是暫時存儲向端口輸出端子25輸出的幀 的存儲器。此外，地址附加部216適宜地在該輸出的幀上附加目標地址及 發(fā)送地址。此外，標志判定部217檢測輸出的幀的標志區(qū)域的值，判定 VLAN組或幀的類別等。此外，輸出幀計數(shù)器218根據(jù)后述的計數(shù)模式或 標志判定部217的輸出，對從端口輸出端子25輸出的幀數(shù)進行計數(shù)。此外，端口間連接控制部22包括路由表221而構成，在該路由表221 中存儲例如與各個端口控制部21對應地連接該端口控制部21的傳送路的 前端的其他的節(jié)點裝置2或計算機3的MAC地址等。而且，此時，路由 表221不僅考慮目標地址，也可考慮VLAN組等。因此，當從某個端口輸入端子24輸入的幀暫時存儲于端口控制部21 的輸入幀緩存器211時，端口間連接控制部22基于由地址檢測部212對 該幀檢測的目標地址并參照路由表221來確定轉送目標的端口控制部21 。 并且，讀出暫時存儲于輸入幀緩存器211的幀，并將該讀出的幀轉送到事先確定的轉送目標的端口控制部21的輸出幀緩存器25。并且，轉送到輸出幀緩存器25的幀依次從該端口控制部21的端口輸出端子25向傳送路 輸出。如以上所示，在節(jié)點裝置2中，從某個端口控制部21的端口輸入端 子24輸入的幀通常從其他的端口控制部21的端口輸出端子25輸出。從 而，在節(jié)點裝置2中，在某個時間內從所有的端口輸入端子24輸入的幀 的總數(shù)與和他在相同時間內從所有的端口輸出端子25輸出的幀的總數(shù)在 原理上是相同的。在本實施方式中，各端口控制部21具備輸入幀計數(shù)器214和輸出幀 計數(shù)器218，能夠對向各端口控制部輸入的幀數(shù)和輸出的幀數(shù)進行計數(shù)。 因此，障礙檢測控制部23通過收集由該輸入幀計數(shù)器214和輸出幀計數(shù) 器218在規(guī)定時間內計數(shù)的計數(shù)值，檢測在節(jié)點裝置2中產生的幀的涌出 障礙。即，障礙檢測控制部23當在規(guī)定的時間內輸出的幀的總數(shù)比向節(jié) 點裝置2輸入的幀的總數(shù)大的情況下，判斷產生某種幀的涌出障礙。因此，障礙檢測控制部23為實現(xiàn)該功能，具備計數(shù)模式指定部231、 計數(shù)動作指示部232、計數(shù)值收集部233、和障礙判定部234。在障礙檢測控制部23中，計數(shù)模式制定部231指定輸入幀計數(shù)器214 及輸出幀計數(shù)器218中的計數(shù)器的動作模式。此處，標準的計數(shù)模式是無 條件地對輸入或輸出的幀進行計數(shù)的模式。除此以外，具體后述，但例如 設想下述計數(shù)模式，即當標志區(qū)域的值與某個值一致時、或包含在某個 值的范圍時進行計數(shù)，或相反地，當標志區(qū)域的值與某個值不一致時、或 不包含在某個值的范圍內時進行計數(shù)。計數(shù)動作指示部232相對于輸入幀計數(shù)器214及輸出幀計數(shù)器218， 生成指示計數(shù)動作的開始及停止的信號。此外，計數(shù)值收集部233從各端 口控制部21的輸入幀計數(shù)器214及輸出幀計數(shù)器218收集其計數(shù)值。障礙判定部234根據(jù)由計數(shù)模式指定部231指定的計數(shù)模式，適宜地 對由計數(shù)值收集部233收集的輸入幀計數(shù)器214及輸出幀計數(shù)器218的計 數(shù)值進行合計，并基于該合計結果，判定障礙發(fā)生的有無。關于該判定方 法與計數(shù)模式的詳細一同在后面敘述。而且，如以上的障礙檢測控制部23能夠通過具備CPU (中央處理單元、Central Processing Unit)與存儲器的微處理器(未圖示)等來實現(xiàn)。 在此情況下，構成障礙檢測控制部23的計數(shù)模式指定部231、計數(shù)動作指 示部232、計數(shù)值收集部233、和障礙判定部234等的功能通過所述CPU 執(zhí)行存儲于存儲器中的規(guī)定的程序來實現(xiàn)。接下來，使用圖4對障礙檢測控制部23的動作詳細地說明。圖4是 表示障礙檢測控制部23中的障礙檢測的處理流程的例子的圖。如圖4所示，障礙檢測控制部23首先作為計數(shù)模式指定部231的動 作設定計數(shù)模式(步驟SOl)，并將該設定后的計數(shù)模式的值等向端口控制 部21的標志判定部213、 217輸出。標志判定部213、 217根據(jù)包含在計 數(shù)模式的值及包含在幀中的標志區(qū)域的值，確定計數(shù)器，即輸入幀計數(shù)器 214及輸出幀計數(shù)器218的動作模式。而且，對于計數(shù)器模式及計數(shù)器的動作控制的詳細在后面敘述。此外， 在本說明書中，以下當簡單記載為"計數(shù)器"時，該"計數(shù)器"指輸入幀 計數(shù)器214及輸出幀計數(shù)器218的兩方或一方。接下來，障礙檢測控制部23對于各端口控制部21的計數(shù)器指示計數(shù) 動作開始來作為計數(shù)動作指示部232的動作(步驟S02)。并且，障礙檢測 控制部23等待經(jīng)過規(guī)定的時間(例如，T產0.2秒)(步驟S03中為"否")， 當經(jīng)過規(guī)定的時間(T,)時(步驟S03中為"是")，則對計數(shù)器指示計數(shù) 動作停止(步驟S04)。接下來，障礙檢測控制部23從各端口控制部21收集計數(shù)器的計數(shù)值 來作為計數(shù)值收集部233的動作(步驟S05)。并且，障礙檢測控制部23 根據(jù)最初設定的計數(shù)模式，適宜地對收集的輸入幀計數(shù)器214及輸出幀計 數(shù)器21S的計數(shù)值進行合計，并基于該合計結果進行障礙判定來作為障礙 判定部234的動作(步驟S06)。障礙判定的詳細在后面敘述。接下來，障礙檢測控制部23在步驟S06的障礙判定中，當判定具有 障礙時(在步驟S07中為"是")，對各端口控制部21指示節(jié)點裝置2的 功能停止(步驟S08)。此外，在判定沒有障礙時(在步驟S07中為"是")， 跳過步驟S08的執(zhí)行。障礙檢測控制部23每隔規(guī)定的時間(例如，T^0.25秒)重復執(zhí)行以 上說明的處理(步驟S01 步驟S08)。在此種情況下，障礙檢測控制部23能夠例如在1秒鐘進行四次障礙檢測。而且，在圖4所示的處理流程的例子中，由步驟S07判定為障礙時，立刻指示停止節(jié)點裝置2的功能。在此情況下，由于節(jié)點裝置2的斷續(xù)的障礙或后述的計數(shù)誤差等，有可能誤判定為障礙。因此，為避免該誤判定，也可不是僅由一次的障礙判定(步驟S06及步驟S07)來判定障礙的有無， 而是重復執(zhí)行步驟S01 步驟S07，并當其中連續(xù)數(shù)次例如五次判定為具有 障礙時，初次指示停止節(jié)點裝置2的功能。此外，在以上的說明中，停止節(jié)點裝置2的功能是指節(jié)點裝置2喪失 從傳送路輸入幀的功能以及向傳送路輸出幀的功能，具體地，例如，通過 節(jié)點裝置2切斷向自身的電源供給線來實現(xiàn)。以上，通過障礙檢測控制部23執(zhí)行圖4所示的障礙檢測的處理，能 夠檢測關于幀的涌出的障礙，其結果，能夠防止所謂的廣播風暴。接下來，對檢測節(jié)點裝置2中的幀的涌出障礙的機構詳細地說明。圖 5是根據(jù)圖4的流程圖，作為時序圖例示了從障礙檢測控制部23輸出的計 數(shù)器動作指示信號、和計數(shù)器的計數(shù)動作的關系的圖。此處，計數(shù)器動作指示信號表示從障礙檢測控制部23輸出的計數(shù)器 動作指示信號的輸出時刻。此外，計數(shù)器使動信號表示用于使計數(shù)器的計 數(shù)動作發(fā)揮作用的信號，計數(shù)值示意地表示計數(shù)器的值。圖5中，當從障礙檢測控制部23輸出計數(shù)開始信號時(與圖4步驟 S02對應)，計數(shù)器使動信號被激活，從而開始計數(shù)器的計數(shù)動作。并且， 當經(jīng)過規(guī)定的時間(T》時，輸出計數(shù)停止信號(步驟S04)，計數(shù)器使動 信號被停止，從而計數(shù)器的計數(shù)動作停止。并且，在該時刻的計數(shù)器的計 數(shù)值C1保存在計數(shù)器中。接下來，障礙檢測控制部23輸出計數(shù)值收集信號(步驟S05)，收集 保存于計數(shù)器的計數(shù)值，并基于收集的計數(shù)器的計數(shù)值進行障礙判定。而且，圖4的處理以規(guī)定的時間(T2)的周期重復執(zhí)行，因此在圖5 中，計數(shù)開始信號、計數(shù)停止信號以及計數(shù)值收集信號以該規(guī)定的時間 (T2)的周期從障礙檢測控制部23重復輸出。此外，在圖5中，障礙檢 測控制部23在計數(shù)值收集信號輸出后、且計數(shù)開始信號輸出之前，輸出 計數(shù)器重置信號，但計數(shù)器重置信號也可由計數(shù)器開始信號代替。在此情況下，計數(shù)器在計數(shù)器開始時重置(清零)。圖6是表示用于實現(xiàn)圖5所示的計數(shù)器的計數(shù)動作的計數(shù)器周邊的控制回路的例子的圖。圖6中，計數(shù)器61表示輸入幀計數(shù)器214或輸出幀 計數(shù)器218。此外，標志判定部63表示端口控制部21的標志判定部213、 217。此處，計數(shù)器61具有用于向上計數(shù)計數(shù)器的計數(shù)值的計數(shù)信號C、 用于使計數(shù)信號有效的使動信號E、將計數(shù)器61的計數(shù)值清零的重置信 號R等輸入端子。此外，計數(shù)器61具有用于輸出該計數(shù)器值的數(shù)據(jù)端子并且，幀輸入/輸出信號向計數(shù)器61的計數(shù)信號C的輸入端子輸入。 此處，幀輸入/輸出信號表示從端口輸入端子24輸入的幀儲存于輸入幀緩 存器211時生成的幀輸入信號、或者從輸出幀緩存器215讀出的幀從端口 輸出端子25輸出時生成的幀輸出信號。此外，在計數(shù)器61的使動信號E的輸入端子上輸入構成標志判定部 63的輸出信號與計數(shù)器控制FF (觸發(fā)器，F(xiàn)lip Flop) 62的輸出信號的邏 輯"與"(AND)的邏輯"與"回路64的輸出信號。此外，在計數(shù)器61 的重置信號R的輸入端子上輸入從計數(shù)動作指示部232輸出的計數(shù)器重置 信號。此外，計數(shù)器61的數(shù)據(jù)端子D廣Dn連接于與計數(shù)值收集部233連接 的計數(shù)值收集總線65，并通過來自計數(shù)值收集部233的指示，將計數(shù)器 61的計算器值向計數(shù)值收集總線65輸出。而且，此處，計數(shù)器61由n 比特(例如，16比特)構成，計數(shù)值收集總線65也為n比特(n根)并 列構成的總線。另一方面，在計數(shù)器控制FF62的設置信號S的輸入端子上輸入從計 數(shù)動作指示部232輸出的計數(shù)幵始信號，且在重置信號R的輸入端子上輸 入計數(shù)停止信號。從而，計數(shù)器控制FF62的輸出信號與圖5中的計數(shù)器 使動信號相當。但是，在此情況下，來自標志判定部63的輸出信號總是 假定為"1"。接下來，對判定部63的具體的結構以及功能詳細地說明。標志判定 部63沒有特別地圖示，但例如由下面[1] [3]表示的三個塊構成。[l]寄存器R (TG)、 R (Al)、 R (A2)此處，當在輸入幀或輸出幀中有標志區(qū)域時，寄存器R(TG)檢測其 標志區(qū)域，并存儲其值TG。此外，當計數(shù)模式指定部231設定計數(shù)模式 時，寄存器R (Al)、 R (A2)根據(jù)該計數(shù)模式M，適宜地存儲設定的兩 個參數(shù)A1、 A2。此時，A1《A2。[2]對存儲在寄存器R (TG)中的值TG、與存儲在寄存器R (Al)、 R (A2)中的值A1、 A2的大小關系進行判定，并輸出下面的輸出值F的比 較回路CPM(1) 當A1《TG《A2時，F(xiàn)=l(2) 當不是A1《TG《A2時，F(xiàn)=0[3]基于比較回路CPM的輸出值F、和由計數(shù)模式指定部231設定的 計數(shù)模式M的值，輸出下面的判定值G的判定回路DET(1) M-O的情況下，G=l(2) M=l的情況下，G=F(3) M=2的情況下，當標志判定部63為輸入側的標志判定部213時，G=0; 當標志判定部63為輸出側的標志判定部217時，G=hw (F)， 此處，函數(shù)inv (F)當F-1時，inv (F) =0;當F=0日寸，inv (F) =1 接下來，當設定各計數(shù)模式(M=0、 1、 2)時，根據(jù)以上說明的標志 判定部63的動作，對計數(shù)器61如何工作進行說明。(1) 在計數(shù)模式為O (M=0)的情況下，因為G-1，因此從標志判定 部63總是輸出"1"。因此，計數(shù)器61在計數(shù)器控制FF62為"1"的情況 下，不論標志區(qū)域的有無或標志區(qū)域的值TG如何，對從端口輸入端子24 輸入的幀數(shù)、或從端口輸出端子25輸出的幀數(shù)進行計數(shù)。(2) 在計數(shù)模式為1 (M=l)的情況下，因為G-F，因此標志判定部 63原樣輸出比較回路CPM的輸出。從而，計數(shù)器61在計數(shù)器控制FF62 為"1"的情況下，對于從端口輸入端子24輸入的幀數(shù)、或從端口輸出端 子25輸出的幀數(shù)，當在其幀中含有標志區(qū)域，且其標志區(qū)域的值TG包含 在特定的范圍(A1《TG《A2)時，對其幀數(shù)進行計數(shù)。(3)在計數(shù)模式為2 (M=2)的情況下，因為輸入側的標志判定部 213總是輸出0=0，因此輸入幀計數(shù)器214不能進行任何計數(shù)動作。另一 方面，因為輸出側的標志判定部217輸出G=inv (F)，因此輸出幀計數(shù)器 218在計數(shù)器控制FF62為"1"的情況下，對于從端口輸出端子25輸出 的幀，當在其幀中包含標志區(qū)域，且其標志區(qū)域的值TG未包含在規(guī)定的 區(qū)域(A1《TG《A2)時，對其幀數(shù)進行計數(shù)。接下來，根據(jù)各個計數(shù)模式(M=0、 1、 2)，對障礙判定部234如何 判定障礙進行說明。此與圖4的步驟S04中的處理的詳細相對應。 (1)計數(shù)模式為0 (M=0)的情況在此情況下，障礙判定部234基于由計數(shù)值收集部233收集的各端口 控制部21的輸入幀計數(shù)器214的計數(shù)值CIi (i-l，……，m)、和輸出幀 計數(shù)器218的計數(shù)值COj (i=l，……，m)，判定下面式(1)的真?zhèn)?，?式(1)為真時，判定為具有障礙。i: (COi) 〉￡ (CIi) +K式(1)而且，m是在節(jié)點裝置2中含有的端口控制部21的數(shù)。此外，在式 (l)中，i:表示對i-l，……，m計算括弧內的式子的總和。因此，i:(cii) 表示在規(guī)定的時間(T。內輸入端口控制部21的幀數(shù)的總和，￡ (COi) 表示在規(guī)定的時間(T))內從端口控制部21輸出的幀數(shù)的總和。此外，K是用于允許計數(shù)誤差的正的常數(shù)。此處，對于正的常數(shù)K及計數(shù)誤差，以下進行補足。如上所述，節(jié)點 裝置2基本上不輸出輸入的幀以上的幀，因此E (COi)《S (CIi)的式 子成立。因此，在￡ (COi) >S (CIi)的情況下，表示該節(jié)點裝置2產生了某種程度的幀涌出障礙。然而，在節(jié)點裝置2中，從某個幀輸入至輸出為止，因為在輸入幀緩 存器211及輸出幀緩存器215處的緩存或端口間連接控制部22處的連接控制，產生某個量的時間延遲。因此，在輸入幀數(shù)的總和i: (CIi)與輸出 幀數(shù)的總和i: (C0i)之間產生計數(shù)誤差。因此，導入比該計數(shù)誤差的最大值大的正的常數(shù)k，并將在輸入幀數(shù)的總和￡ (cii)上加上該常數(shù)k后的值與輸出幀數(shù)的總和i: (cOi)比較。 即，只要i: (C0i)《i: (cii)十k的式子成立，則即使產生計數(shù)誤差，該式在幾乎所有的情況下成立。從而，在式(1)成立的情況下，節(jié)點裝置2 產生某種程度的幀涌出障礙。而且，為減小計數(shù)誤差，也可使輸入到輸出幀計數(shù)器218的計數(shù)器使動信號(參照圖5、圖6)的時刻比輸入到輸入幀計數(shù)器214的計數(shù)器使 動信號的時刻延遲某一固定時間量。但是，從輸入幀至輸出為止的延遲量 根據(jù)從干線傳送路4或各支線a d輸入節(jié)點裝置2的幀的傳輸量等狀況而 變化，因此無法消除計數(shù)誤差。從而，正的常數(shù)K可以減小，但在該情況 下也是必須的。如上所述，在計數(shù)模式為"0"的情況下，障礙判定部234收集在規(guī) 定的時間內輸入節(jié)點裝置2的幀的總數(shù)和輸出的幀的總數(shù)，并通過檢測該 輸出的幀的總數(shù)與輸入的幀的總數(shù)相比在足夠大的情況，能夠檢測幀的涌 出障礙。(2) 在計數(shù)模式為1 (M=l)的情況在此情況下，障礙判定部234執(zhí)行的處理內容與所述的計數(shù)模式為0 的情況的處理內容相同。但是，收集的輸入幀計數(shù)器214及輸出幀計數(shù)器 218中的計數(shù)內容不同。在該情況下，輸入幀計數(shù)器214及輸出幀計數(shù)器 218僅計數(shù)輸入或輸出的幀中、標志區(qū)域包含在某個值的范圍的幀。從而，在計數(shù)模式為l的情況下，障礙判定部234通過標志區(qū)域表示 的意思，對于例如包含在特定的范圍的VLAN組的幀，或對于特定的類別 的幀，能夠檢測是否有幀涌出障礙。(3) 計數(shù)模式為1 (M=l)的情況 該計數(shù)模式適用于在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)1中使用的VLAN組限定在特定的組或特定的范圍的組的情況，或者通過標志區(qū)域表示的意思限定在使 用特定的種類的幀的情況。如上所述，在計數(shù)模式為l的情況下，當輸出幀的標志區(qū)域的值不包 含在規(guī)定的范圍時，輸出幀計數(shù)器218對其輸出幀數(shù)進行計數(shù)。即，當輸 出了不應輸出的VLAN組的幀或不應輸出的類別的幀的情況下，其幀數(shù)被 計數(shù)。從而，在該情況下，障礙判定部234判定由計數(shù)值收集部233收集的 各端口控制部21的各個輸出幀計數(shù)器218的值COi (i-l，……，m)是否大于某個正的常數(shù)K2,當存在大于該正的常數(shù)K2的輸出幀計數(shù)器218 的情況下，判定在包含該輸出幀計數(shù)器218的端口控制部21產生幀的涌 出障礙。而且，常數(shù)K2是用于允許傳送路或節(jié)點裝置2中的斷續(xù)的障礙 的常數(shù)。以上，在計數(shù)模式為2的情況下，障礙判定部234通過檢測輸出了本 來不應該輸出的VLAN組的幀或本來不應該輸出的類別的幀，能夠檢測幀 的涌出障礙。如以上說明，根據(jù)本實施方式，能夠檢測在節(jié)點裝置2中產生的幀涌 出障礙，并在檢測有該障礙的情況下，停止作為節(jié)點裝置2的功能，因此 不會限制節(jié)點裝置2的正常工作時的傳送性能，能夠防止廣播風暴。接下來，對將本實施方式的一部分變形后例子進行說明。在圖4及圖5所示的障礙檢測的處理流程及時序圖中，存在計數(shù)器使 動信號被停止的期間。因此，對于該期間，因為輸入幀計數(shù)器214及輸出 幀計數(shù)器218不工作，無法得到此時的輸入幀數(shù)及輸出幀數(shù)。但是，如果 考慮節(jié)點裝置2中的障礙為幀的涌出障礙(廣播風暴)，則其不會構成對 該障礙檢測的不良情況。因此，在該變形例中，在圖6中不利用計數(shù)器控制FF62。從而，不 需要邏輯"與"回路64，標志判定部63的輸出與計數(shù)器61的使動信號E 的輸入端子連接。代替于此，在計數(shù)器61的數(shù)據(jù)端子D廣Dn與計數(shù)值收 集總線65之間設置n比特的鎖存寄存器，利用來自計數(shù)動作指示部232 的計數(shù)幵始信號，計數(shù)器61的值存儲于該鎖存寄存器。并且，計數(shù)值收 集部233在計數(shù)值收集的時刻，收集存儲在鎖存寄存器中的計數(shù)器61的 值。從而，計數(shù)動作指示部232不需要輸出計數(shù)停止信號及計數(shù)器重置信 號。在該情況下，計數(shù)值收集部233收集的計數(shù)器61的值是從計數(shù)動作 指示部232輸出計數(shù)開始信號時的值。從而，計數(shù)值收集部233在收集計 數(shù)器61的值時，通過計算與上次收集的計數(shù)器61的值的差，能夠得到計 數(shù)器61在兩個計數(shù)開始信號之間(時間T》計數(shù)的數(shù)值。除以上的計數(shù)器61的工作的不同，所述實施方式中的說明在該變形 例中也能夠幾乎同樣地使用。因此，在本變形例中，節(jié)點裝置2能夠檢測在自身中產生的幀涌出障礙，此外，可以不會限制正常工作時自身的傳送 性能地防止廣播風暴。而且，以上說明的實施方式及實施方式的變形例中的節(jié)點裝置2以適 用于圖1所示的環(huán)型的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡系統(tǒng)1為前提，但可適用的數(shù)據(jù)通信 網(wǎng)絡的形態(tài)并不限于環(huán)型，也可適用于網(wǎng)格型或樹型的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。
權利要求
1.一種節(jié)點裝置，其將從多個數(shù)據(jù)傳送路之一的數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀，根據(jù)在該傳送幀中包含的地址信息，向所述多個數(shù)據(jù)傳送路的其他的數(shù)據(jù)傳送路輸出，其特征在于，具備傳送幀輸入輸出部，其在所述多個數(shù)據(jù)傳送路的各個數(shù)據(jù)傳送路上，與該數(shù)據(jù)傳送路連接地設置，且各自輸入從與自身連接的數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀，并且將從與所述自身連接的數(shù)據(jù)傳送路不同的數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀向與所述自身連接的數(shù)據(jù)傳送路輸出；傳送幀數(shù)計數(shù)部，其連接于各個所述傳送幀輸入輸出部，包括輸入幀計數(shù)器及輸出幀計數(shù)器而構成，所述輸入幀計數(shù)器對所述傳送幀輸入輸出部從所述數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀數(shù)進行計數(shù)，所述輸出幀計數(shù)器對所述傳送幀輸入輸出部向所述數(shù)據(jù)傳送路輸出的傳送幀數(shù)進行計數(shù)；障礙檢測部，其在各個所述傳送幀數(shù)計數(shù)部中，每隔規(guī)定時間間隔收集由所述輸入幀計數(shù)器及所述輸出幀計數(shù)器分別計數(shù)的輸入幀數(shù)及輸出幀數(shù)，當所述收集的輸出幀數(shù)的總和大于所述收集的輸入幀數(shù)的總和與規(guī)定的正的常數(shù)相加后的值時，判定所述節(jié)點裝置中存在障礙。
2. 根據(jù)權利要求l所述的節(jié)點裝置，其特征在于，在所述傳送幀數(shù)計數(shù)部中，所述輸入幀計數(shù)器及所述輸出幀計數(shù)器分 別對由所述傳送幀輸入輸出部輸入或輸出的傳送幀中、該傳送幀的規(guī)定區(qū) 域與事先確定的規(guī)定的值一致的傳送幀進行計數(shù)。
3. —種節(jié)點裝置，其將從多個數(shù)據(jù)傳送路之一的數(shù)據(jù)傳送路輸入的 傳送幀，根據(jù)在該傳送幀中包含的地址信息，向所述多個數(shù)據(jù)傳送路的其 他的數(shù)據(jù)傳送路輸出，其特征在于，具備傳送幀輸入輸出部，其在所述多個數(shù)據(jù)傳送路的各個數(shù)據(jù)傳送路上， 與該數(shù)據(jù)傳送路連接地設置，且各自輸入從與自身連接的數(shù)據(jù)傳送路輸入 的傳送幀，并且將從與所述自身連接的數(shù)據(jù)傳送路不同的數(shù)據(jù)傳送路輸入 的傳送幀向與所述自身連接的數(shù)據(jù)傳送路輸出；傳送幀數(shù)計數(shù)部，其連接于各個所述傳送幀輸入輸出部，包括輸出幀 計數(shù)器而構成，所述輸出幀計數(shù)器對由所述傳送幀輸入輸出部向所述數(shù)據(jù)傳送路輸出的傳送幀數(shù)中、該傳送幀的規(guī)定的區(qū)域與事先確定的規(guī)定的值 不一致的傳送幀數(shù)進行計數(shù)；障礙檢測部，其在各個所述傳送幀數(shù)計數(shù)部中，每隔規(guī)定時間間隔收 集由所述輸出幀計數(shù)器計數(shù)的輸出幀數(shù)，當所述收集的輸出幀數(shù)的任一個 大于規(guī)定的正的常數(shù)時，判定所述節(jié)點裝置中存在障礙。
4. 一種障礙檢測方法，其是節(jié)點裝置中的障礙檢測方法，該節(jié)點裝 置將從多個數(shù)據(jù)傳送路之一的數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀，根據(jù)在該傳送幀 中包含的地址信息，向所述多個數(shù)據(jù)傳送路的其他的數(shù)據(jù)傳送路輸出，其 特征在于，所述節(jié)點裝置具備傳送幀輸入輸出部，其在所述多個數(shù)據(jù)傳送路的 各個數(shù)據(jù)傳送路上，與該數(shù)據(jù)傳送路連接地設置，且各自輸入從與自身連 接的數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀，并且將從與所述自身連接的數(shù)據(jù)傳送路不 同的數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀向與所述自身連接的數(shù)據(jù)傳送路輸出；傳送幀數(shù)計數(shù)部，其連接于各個所述傳送幀輸入輸出部，包括輸入幀 計數(shù)器及輸出幀計數(shù)器而構成，所述輸入幀計數(shù)器對所述傳送幀輸入輸出 部從所述數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀數(shù)進行計數(shù)，所述輸出幀計數(shù)器對所述 傳送幀輸入輸出部向所述數(shù)據(jù)傳送路輸出的傳送幀數(shù)進行計數(shù)；以及障礙檢測部，其檢測所述節(jié)點裝置的障礙，所述障礙檢測部在各個所述傳送幀數(shù)計數(shù)部中，每隔規(guī)定時間間隔收 集由所述輸入幀計數(shù)器及所述輸出幀計數(shù)器分別計數(shù)的輸入幀數(shù)及輸出 幀數(shù)，當所述收集的輸出幀數(shù)的總和大于所述收集的輸入幀數(shù)的總和與規(guī) 定的正的常數(shù)相加后的值時，判定所述節(jié)點裝置中存在障礙。
5. 根據(jù)權利要求4所述的障礙檢測方法，其特征在于， 在所述傳送幀數(shù)計數(shù)部中，所述輸入幀計數(shù)器及所述輸出幀計數(shù)器分別對由所述傳送幀輸入輸出部輸入或輸出的傳送幀中、該傳送幀的規(guī)定區(qū) 域與事先確定的規(guī)定的值一致的傳送幀進行計數(shù)。
6. —種障礙檢測方法，其是節(jié)點裝置中的障礙檢測方法，該節(jié)點裝 置將從多個數(shù)據(jù)傳送路之一的數(shù)據(jù)傳送路輸入的傳送幀，根據(jù)在該傳送幀 中包含的地址信息，向所述多個數(shù)據(jù)傳送路的其他的數(shù)據(jù)傳送路輸出，其特征在于，具備傳送幀輸入輸出部，其在所述多個數(shù)據(jù)傳送路的各個數(shù)據(jù)傳送路上， 與該數(shù)據(jù)傳送路連接地設置，且各自輸入從與自身連接的數(shù)據(jù)傳送路輸入 的傳送幀，并且將從與所述自身連接的數(shù)據(jù)傳送路不同的數(shù)據(jù)傳送路輸入 的傳送幀向與所述自身連接的數(shù)據(jù)傳送路輸出；傳送幀數(shù)計數(shù)部，其連接于各個所述傳送幀輸入輸出部，包括輸出幀 計數(shù)器而構成，所述輸出幀計數(shù)器對由所述傳送幀輸入輸出部向所述數(shù)據(jù) 傳送路輸出的傳送幀數(shù)中、該傳送幀的規(guī)定的區(qū)域與事先確定的規(guī)定的值 不一致的傳送幀數(shù)進行計數(shù)；障礙檢測部，其檢測所述節(jié)點裝置的障礙，所述障礙檢測部，其在各個所述傳送幀數(shù)計數(shù)部中，每隔規(guī)定時間間 隔收集由所述輸出幀計數(shù)器計數(shù)的輸出幀數(shù)，當所述收集的輸出幀數(shù)的任一個大于規(guī)定的正的常數(shù)時，判定所述節(jié) 點裝置中存在障礙。
全文摘要
本發(fā)明提供一種節(jié)點裝置及障礙檢測方法，其不限制傳送性能，并防止廣播風暴。在各端口控制部(21)中，輸入幀計數(shù)器(214)對從端口輸入端子(24)輸入的幀數(shù)進行計數(shù)，輸出幀計數(shù)器(218)對從端口輸出端子(25)輸出的幀數(shù)進行計數(shù)。計數(shù)值收集部(233)每隔規(guī)定的時間間隔從各端口控制部(21)收集由輸入幀計數(shù)器(214)計數(shù)的輸入幀數(shù)，和由輸出幀計數(shù)器(218)計數(shù)的輸出幀數(shù)。障礙判定部(234)對收集的輸入幀數(shù)的總和與輸出幀數(shù)的總和進行比較，當該輸出幀數(shù)的總和大于輸入幀數(shù)的總和與規(guī)定的正的常數(shù)相加后的值時，判定節(jié)點裝置(2)中存在障礙。
文檔編號H04L12/56GK101335656SQ20081011029
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月26日 優(yōu)先權日2007年6月26日
發(fā)明者中野義弘, 住谷浩二, 沖林久德, 益子英昭, 西村卓真, 鈴木健司 申請人:株式會社日立制作所