レイヤ2ネットワーク間接続におけるフロー単位の経路制御を利用したループ障害の抑止

摘要

広域イーサネットのようなレイヤ2ネットワーク（L2NW）の運用において重要な課題となるのが，ループ障害と呼ばれるトラフィック異常の抑止である.イーサネットでは，NWが物理的なループ構造を持った際，NW内にブロードキャストフレーム等が転送され続けることでトラフィックが急増し，通信が不可能になる恐れがあった.近年標準化が進むTRILL，SPBといったL2ルーティング技術は，ループ障害を回避できるものとして注目されている.しかしながら，これらのプロトコルは，NW同士の接続によって構成されたループにおいて，ループ障害を防ぐ手段を持たない.このため，新たな広域NWをL2ルーティング技術に対応したスイッチで構築したとしても，既存の広域NWとの接続経路が単一に限られることから，トラフィック集中や通信遅延，リソース利用効率の低下といった問題が発生しうる.そこで本研究は，L2NWを複数経路で接続するネットワーク制御技術を提案する.提案手法は，ネットワーク同士の接続経路となっているスイッチが，宛先，送信元，受信ポート等の情報で表わされる一連の通信フローに対し，ループ障害を考慮した経路制御を行うものである.OpenFlowを利用した実機検証により，提案手法がネットワーク同士の接続によってループが構成された場合において，ループ障害を抑止できることを示す.%Loop prevention is an important issue in operation of layer 2 network (L2NW) such as Wide Area Ethernet. When L2NW has a physical loop structure, broadcast frames are transmitted repeatedly in the loop and flood whole network. Some L2 routing protocols such as TRILL and SPB can avoid this loop failure; however, these protocols can't prevent it, when psychical loop structure exists across multiple interconnected networks. Therefore, L2NWs must be connected via single path, which becomes a bottle-neck for heavy traffic and delay and leads less of resource usage efficiency. In this paper, we propose a network control method for interconnecting networks with multiple paths. The proposed method employs flow based routing on switches that interconnect multiple networks to prevent loop failure. We use OpenFlow to implement this method and confirmed that loop failure is prevented with the proposed method over simple physical loop structure across interconnected networks.