JP2004064779A

JP2004064779A - Internetwork apparatus and inter-apparatus communication method

Info

Publication number: JP2004064779A
Application number: JP2003207000A
Authority: JP
Inventors: Masaya Ichinohe; 一戸　真哉; Michihide Noyama; 野山　倫秀; Tokuhiro Niwa; 丹羽　徳広; Masao Nakamura; 中村　雅雄
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi ULSI Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Solutions Technology Ltd
Priority date: 2003-08-11
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: JP3709401B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain communication without causing a terminal which does not have a dynamic routing function and an ARP function to take care of switching of paths. <P>SOLUTION: A network system is composed of two internetwork apparatuses and an inter-apparatus connection means for connecting the apparatuses. Each of the internetwork apparatus is composed of a plurality of routing modules for performing relay processing and a management module for managing states of the routing modules. Each of the routing modules has at least one or more ports connected to a network. The management module has a routing protocol processing function, a fault detecting function, a function for notifying the other system of a fault, and a function for receiving a fault notice from the other system. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のネットワ−クをネットワーク層レベルで接続するル−タ等のインタネットワーク装置及びこれらの装置間の通信方法に関わり、特にルータ等の装置の障害時に交替系の装置の切り替え制御を行うインタネットワーク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一台のルータで複数のネットワークを接続するシステムではルータの障害発生時にはシステム全体が停止する。しかし、二台のルータで冗長構成のシステムを構築し、現用系のルータと予備系のルータとを切り替えることにより、信頼性の高いシステムを提供することができる。
【０００３】
この切り替え方式の従来技術として、特開平６−１３１２０８号公報に記載されているように、現用系装置の障害発生時に装置全体として予備系装置への切り替えを行うことにより冗長構成システムを実現するものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術の冗長構成システムにおいては、障害発生時に装置全体で切り替わり、障害が発生した現用系ポート以外の正常運用中のポートも予備系に切り替わるため、正常運用中のポートに接続したネットワーク間の通信においても経路の切り替えが発生するという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、現用系ポートの障害発生時に、正常運用中のポートに接続したネットワーク間の通信において経路の切り替えが発生しないインタネットワーク装置及びネットワークシステムを提供することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、ダイナミックルーティング機能、アドレス変換のためのＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）機能をもたない端末に経路切り替えを意識させずに、通信を可能にするインタネットワーク装置及びネットワークシステムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施例におけるネットワークシステム全体の構成図である。図１において、１１、２１はルータであり、３１はルータ１１とルータ２１間の通信を行う装置間通信バス、４１、５１はネットワーク、４２、５２は端末である。４３は端末４２のポートＧであり、ネットワーク４１に接続している。５３は端末５２のポートＨであり、ネットワーク５１に接続している。１２、２２はそれぞれルータ１１、ルータ２１の管理モジュールである。ルータ１１の管理モジュール１２は装置間通信バス３１を介してルータ２１の管理モジュール２２と通信を行うためのポートＥ（１９）を有する。ルータ２１の管理モジュール２２は装置間通信バス３１を通してルータ１１の管理モジュール１２と通信を行うためのポートＦ（２９）を有する。１３、１４はルータ１１のルーティングモジュール、２３、２４はルータ２１のルーティングモジュールである。ルーティングモジュール１３はネットワーク４１に接続しているポートＡ（１７）を有し、ルーティングモジュール１４はネットワーク５１に接続しているポートＣ（１８）を有する。ルーティングモジュール２３はネットワーク４１に接続しているポートＢ（２７）を有し、ルーティングモジュール２４はネットワーク５１に接続しているポートＤ（２８）を有する。１５、２５はそれぞれルータ１１、ルータ２１のルータバスである。１６、２６はそれぞれルータ１１、ルータ２１のルーティングテーブルである。ポートＥ（１９）とポートＦ（２９）は装置間通信バス３１で相互接続している。
【００１０】
ルータ１１は管理モジュール１２とルーティングモジュール１３、１４とから成り、これらのモジュールはルータバス１５により相互接続されている。管理モジュール１２はルーティングモジュール１３、１４の状態管理機能、ルーティングプロトコルによるルーティングテーブル１６の生成機能、装置間通信バス３１を通してルータ２１と通信を行う機能を有する。ルーティングモジュール１３、１４は、管理モジュール１２が生成したルーティングテーブル１６に従ってＩＰフレームを中継する中継機能を有する。
【００１１】
ルータ２１は管理モジュール２２とルーティングモジュール２３、２４とから成り、これらのモジュールはルータバス２５により相互接続されている。管理モジュール２２はルーティングモジュール２３、２４の状態管理機能、ルーティングプロトコルによるルーティングテーブル２６の生成機能、装置間通信バス３１を通してルータ１１と通信を行う機能を有する。ルーティングモジュール２３、２４は、管理モジュール２２が生成したルーティングテーブル２６に従ってＩＰフレームを中継する中継機能を有する。
【００１２】
装置内通信バス３１はルータ１１の管理モジュール１２とルータ２１の管理モジュール２２との間を接続している。装置内通信バス３１の役割は、一方のルータが検出したルーティングモジュールの障害情報を他方のルータの管理モジュールへ通知するための経路であることと、障害時の迂回経路となることである。
【００１３】
次に、装置（実施例においてはルータ）のアドレス体系について説明する。
【００１４】
本装置はルータ１１系とルータ２１系でそれぞれ固有のＩＰアドレス及びＭＡＣアドレスの他に、両系で共通の中継用ＩＰアドレス及び中継用ＭＡＣアドレスを有する。現用の各ルーティングモジュールのポートには、両系で共通の中継用ＩＰアドレス及び中継用ＭＡＣアドレスを外部の端末との接続用に定義する。
【００１５】
本装置では現用として稼働中のポートのＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスとして常に中継用ＩＰアドレス、中継用ＭＡＣアドレスを使用し、予備ポートには各ポートに固有のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスを使用する。
【００１６】
以下に説明するように、ＷＳやＰＣ等の端末側で、本装置のインタフェースとして中継用ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを使用することにより、ポート切り替え時にダイナミックルーティング機能、ＡＲＰ機能をもたない端末についても経路の切り替えを意識することなく通信が可能となる。
【００１７】
すなわち、本発明においては、障害発生時に予備のポートのＩＰアドレスを中継用ＩＰアドレスに付け替えると同時に、ＭＡＣアドレスも中継用ＭＡＣアドレスに付け替えることで経路の切り替えを実現する。以下、ＩＰアドレスの付け替えに着目し、障害発生箇所の３つのケースについて実現方式を述べる。なお、ＭＡＣアドレスの付け替えもＩＰアドレス同様に行うことができる。
【００１８】
説明で使用するＩＰアドレスを以下の様に定義する。
【００１９】
・ｘはポートＡ及びポートＢで共通のＩＰアドレスである。
【００２０】
・ａはポートＡに固有のＩＰアドレスである。
【００２１】
・ｂはポートＢに固有のＩＰアドレスである。
【００２２】
・ｙはポートＣ及びポートＤで共通のＩＰアドレスである。
【００２３】
・ｃはポートＣに固有のＩＰアドレスである。
【００２４】
・ｄはポートＤに固有のＩＰアドレスである。
【００２５】
・ｅはポートＥに固有のＩＰアドレスである。
【００２６】
・ｆはポートＦに固有のＩＰアドレスである。
【００２７】
最初に、正常運用中の動作を図２及び図３を用いて説明する。
【００２８】
図２は本実施例における正常通信時の経路を示した図であり、６１は正常通信時の端末４２と端末５２の間の経路である。図３は本実施例における正常通信時のルーティングテーブルの内容を示した図であり、各々、１０１はルーティングテーブル１６の内容、２０１はルーティングテーブル２６の内容である。なお、図３において、ネットワークＡ、Ｂ、Ｃは各々ネットワーク４１、５１、及び装置間通信バス３１を指す。以下、図５、図７及び図９においても同様である。
【００２９】
本装置でのネットワーク４１の端末４２とネットワーク５１の端末５２間の正常運用時のアドレス体系は以下に示す通りである。
【００３０】
・ポートＡのＩＰアドレス：ｘ。
【００３１】
・ポートＢのＩＰアドレス：ｂ。
【００３２】
・ポートＣのＩＰアドレス：ｙ。
【００３３】
・ポートＤのＩＰアドレス：ｄ。
【００３４】
・ポートＥのＩＰアドレス：ｅ。
【００３５】
・ポートＦのＩＰアドレス：ｆ。
【００３６】
ルーティングテーブル１０１及びルーティングテーブル２０１により、端末４２と端末５２との間の通信経路は以下の通りである。
【００３７】
・Ｇから順にＡ、Ｃを経由してＨへ到達。
【００３８】
・Ｈから順にＣ、Ａを経由してＧへ到達。
【００３９】
次に、障害時の経路切り替えについて説明する
最初のケースとして、ポートＡに障害が発生した場合について、図４、図５及び図１０を参照して説明する。
【００４０】
図４はポートＡ（１７）に障害が発生した時の経路切り替えの手順を示した図であり、ルータ１１のルーティングモジュール１３のネットワーク４１に接続しているポートＡ（１７）に障害７１が発生したことを示す。７２はルータ１１の管理モジュール１２がポートＡ（１７）の障害７１を検出したことを示す。７３はルータ１１の管理モジュール１２が装置間通信バス３１を介してルータ２１の管理モジュール２２にポートＡ（１７）の障害７１を通知したことを示す。７４はルータ２１の管理モジュール２２が、ルータ２２のルーティングモジュール２３のネットワーク４１に接続しているポートＢ（２７）のＩＰアドレスを付け替えたことを示す。７５は端末４２から端末５２への経路を示す。７６はルータ１１の管理モジュール１２が有するルーティングプロトコルがルーティングテーブル１６を更新したことを示す。７７はルータ２１の管理モジュール２２が有するルーティングプロトコルがルーティングテーブル２６を更新したことを示す。７８は端末５２から端末４２への経路を示す。
【００４１】
図５はポートＡ（１７）の障害発生による経路切り替え後のルーティングテーブルの内容を示した図であり、各々、１０２はルータ１１の管理モジュール１２が生成したルーティングテーブル１６の内容、２０２はルータ２１の管理モジュール２２が生成したルーティングテーブル２６の内容である。
【００４２】
図１０は本実施例における障害発生時の処理の手順をフローチャートで示した図である。以下、図１０を参照してポートＡ（１７）に障害が発生した時の処理フローを説明する。
【００４３】
障害発生前の正常通信中（３０１）、ルータ１１に障害が発生し、端末４２と端末５２間の通信が途絶える（３０２）。ルータ１１の管理モジュール１２が障害が発生した部位を特定し（３０３）、ルータ１１の管理モジュール１２がルータ２１の管理モジュール２２に障害を通知する（３０４）。障害部位の特定結果に応じて（３０５）、本ケースはポートＡ（１７）の障害なのでルータ２１の管理モジュール２２がポートＢ（２７）のＩＰアドレスを付け替え（３０６）、端末４２から端末５２への経路が復旧する（３０７）。さらに、ルータ１１の管理モジュール１２が有するルーティングプロトコルがルーティングテーブル１６を更新し、ルータ２１の管理モジュール２２が有するルーティングプロトコルがルーティングテーブル２６を更新する（３１０）。以上の処理により、端末４２と端末５２間の相互の経路が復旧し（３１２）、端末４２と端末５２間の通信が復旧した後の正常通信中の状態に戻る（３１３）。
【００４４】
以上をまとめれば、ポートＡ（１７）に障害が発生した場合、本装置は以下の動作により端末４２と端末５２間の通信を復旧させる。
【００４５】
（１）ルータ１１の管理モジュール１２がポートＡの障害を検出する。
【００４６】
（２）ルータ１１の管理モジュールがポートＡの障害を装置間通信バス３１を通してルータ２１の管理モジュール２２へ通知する。
【００４７】
（３）ルータ２１の管理モジュール２２がポートＢのＩＰアドレスを中継用ＩＰアドレスｘに付け替える。
【００４８】
（４）端末４２から端末５２への経路が復旧する。
【００４９】
（５）ルータ１１とルータ２１のルーティングプロトコルが各ルータのルーティングテーブル１６、２６を更新する。
【００５０】
（６）端末５２から端末４２への経路が復旧する。
【００５１】
この一連の動作により、端末４２と端末５２間の通信が復旧する。通信復旧時のルーティングテーブルを図５に示す。図５の１０２、２０２により端末４２と端末５２間の通信経路は以下の通りである。
【００５２】
ＧからＢ、Ｄを経由してＨへ到達。
【００５３】
ＨからＣ、Ｅ、Ｆ、Ｂを経由してＧへ到達。
【００５４】
ポートＡ（１７）はＩＰアドレスをａに付け替えられ、障害処理の後、予備ポートとして復旧する。
【００５５】
次に、ポートＣに障害が発生した場合について、図６、図７及び図１０を参照して説明する。
【００５６】
図６はポートＣに障害が発生した時の経路切り替えの手順を示した図であり、ルータ１１のルーティングモジュール１４のネットワーク５１に接続しているポートＣ（１８）に障害８１が発生したことを示す。８２はルータ１１の管理モジュール１２がポートＣ（１８）の障害８１を検出したことを示す。８３はルータ１１の管理モジュール１２が装置間通信バス３１を介してルータ２１の管理モジュール２２に、ポートＣ（１８）の障害８１を通知したことを示す。８４はルータ２１の管理モジュール２２が、ルータ２２のルーティングモジュール２４のネットワーク５１への接続ポートＤ（２８）のＩＰアドレスを付け替えたことを示す。８５は端末５２から端末４２への経路を示す。８６はルータ１１の管理モジュール１２が有するルーティングプロトコルがルーティングテーブル１６を更新したことを示す。８７はルータ２１の管理モジュール２２が有するルーティングプロトコルがルーティングテーブル２６を更新したことを示す。８８は端末４２から端末５２への経路を示す。
【００５７】
図７はポートＣの障害発生による経路切り替え後のルーティングテーブルの内容を示した図であり、各々、１０３はルータ１１の管理モジュール１２が生成したルーティングテーブル１６の内容、２０３はルータ２１の管理モジュール２２が生成したルーティングテーブル２６の内容である。
【００５８】
以下、図１０を参照してポートＣ（１８）に障害が発生した時の処理フローを説明する。
【００５９】
障害発生前の正常通信中（３０１）、ルータ１１に障害が発生し、端末４２と端末５２間の通信が途絶える（３０２）。ルータ１１の管理モジュール１２が障害が発生した部位を特定し（３０３）、ルータ１１の管理モジュール１２がルータ２１の管理モジュール２２に障害を通知する（３０４）。障害部位の特定結果に応じて（３０５）、本ケースはポートＣ（１８）の障害なのでルータ２１の管理モジュール２２がポートＤ（２８）のＩＰアドレスを付け替え（３０８）、端末４２から端末５２への経路が復旧する（３０９）。さらに、ルータ１１の管理モジュール１２が有するルーティングプロトコルがルーティングテーブル１６を更新し、ルータ２１の管理モジュール２２が有するルーティングプロトコルがルーティングテーブル２６を更新する（３１０）。以上の処理により、端末４２と端末５２間の相互の経路が復旧し（３１２）、端末４２と端末５２間の通信が復旧した後の正常通信中の状態に戻る（３１３）。
【００６０】
以上をまとめれば、ポートＣ（１７）に障害が発生した場合、本装置は以下の動作により端末４２と端末５２間の通信を復旧させる。
【００６１】
（１）ルータ１１の管理モジュール１２がポートＣの障害を検出する。
【００６２】
（２）ルータ１１の管理モジュールがポートＣの障害を装置間通信バス３１を通してルータ２１の管理モジュール２２へ通知する。
【００６３】
（３）ルータ２１の管理モジュール２２がポートＤのＩＰアドレスを中継用ＩＰアドレスｙに付け替える。
【００６４】
（４）端末５２から端末４２への経路が復旧する。
【００６５】
（５）ルータ１１とルータ２１のルーティングプロトコルが各ルータのルーティングテーブル１６、２６を更新する。
【００６６】
（６）端末４２から端末５２への経路が復旧する。
【００６７】
この一連の動作により、端末４２と端末５２間の通信が復旧する。
【００６８】
通信復旧時のルーティングテーブルを図７に示す。図７の１０３、２０３により端末４２と端末５２間の通信経路は以下の通りである。
【００６９】
ＧからＡ、Ｅ、Ｆ、Ｄを経由してＨへ到達。
【００７０】
ＨからＤ、Ｂを経由してＧへ到達。
【００７１】
ポートＣのＩＰアドレスをｃに付け替えられ、障害処理の後、予備ポートとして復旧する。
【００７２】
次に、ポートＡ（１７）及びポートＣ（１８）に障害が発生したケースについて、図８、図９及び図１０を用いて説明する。
【００７３】
図８はポートＡ（１７）及びポートＣ（１８）に障害が発生した時の経路切り替えの手順を示した図であり、ルータ１１のルーティングモジュール１３のネットワーク４１に接続しているポートＡ（１７）に障害９１が、ルータ１１のルーティングモジュール１４のネットワーク５１に接続しているポートＣ（１８）に障害９２が発生したことを示す。９３はルータ１１の管理モジュール１２がポートＡ（１７）の障害９１を検出したことを示す。９４はルータ１１の管理モジュール１２がポートＣ（１８）の障害９２を検出したことを示す。９５はルータ１１の管理モジュール１２が装置間通信バス３１を介してルータ２１の管理モジュール２２に、ポートＡ（１７）の障害９１とポートＣ（１８）の障害９２とを通知したことを示す。９６はルータ２１の管理モジュール２２がルータ２２のルーティングモジュール２３のネットワーク４１に接続しているポートＢ（２７）のＩＰアドレスを付け替えたことを示す。９７はルータ２１の管理モジュール２２がルータ２２のルーティングモジュール２４のネットワーク５１に接続しているポートＤ（２８）のＩＰアドレスを付け替えたことを示す。９８は端末４２から端末５２への経路を示す。
【００７４】
図９はポートＡ（１７）及びポートＣ（１８）の障害発生による経路切り替え後のルーティングテーブルの内容を示した図であり、１０４はルータ１１の管理モジュール１２が生成したルーティングテーブル１６の内容、２０４はルータ２１の管理モジュール２２が生成したルーティングテーブル２６の内容である。
【００７５】
以下、図１０を参照してポートＡ（１７）及びポートＣ（１８）に障害が発生した時の処理フローを説明する。
【００７６】
障害発生前の正常通信中（３０１）、ルータ１１に障害が発生し、端末４２と端末５２間の通信が途絶える（３０２）。ルータ１１の管理モジュール１２が障害が発生した部位を特定し（３０３）、ルータ１１の管理モジュール１２がルータ２１の管理モジュール２２に障害を通知する（３０４）。障害部位の特定結果に応じて（３０５）、本ケースはポートＡ（１７）及びポートＣ（１８）の障害なのでルータ２１の管理モジュール２２がポート２７のＩＰアドレスを付け替える（３１１）。以上の処理により、端末４２と端末５２間の相互の経路が復旧し（３１２）、端末４２と端末５２間の通信が復旧した後の正常通信中の状態に戻る（３１３）。
【００７７】
以上をまとめれば、ポートＡ（１７）及びポートＣ（１７）に障害が発生した場合、本装置は以下の動作により端末４２と端末５２間の通信を復旧させる。
【００７８】
（１）ルータ１１の管理モジュール１２がポートＡ及びポートＢの障害を検出する。
【００７９】
（２）ルータ１１の管理モジュール１２がポートＡ及びポートＢの障害を装置間通信バス３１を通してルータ２１の管理モジュール２２へ通知する。
【００８０】
（３）ルータ２１の管理モジュール２２がポートＢ及びポートＤのＩＰアドレスを各々中継用ＩＰアドレスｘ、中継用ＩＰアドレスｙに付け替える。
【００８１】
（４）端末４２から５２への経路及び端末５２から端末４２への経路が復旧する。
【００８２】
この一連の動作により、端末４２と端末５２間の通信が復旧する。
【００８３】
通信復旧時のルーティングテーブルを図９に示す。図９の１０４、２０４により端末４２と端末５２間の通信経路は以下の通りとなる。
【００８４】
ＧからＢ、Ｄを経由してＨへ到達。
【００８５】
ＨからＤ、Ｂを経由してＧへ到達。
【００８６】
ポートＡ（１７）はＩＰアドレスをａに付け替え、障害処理の後、予備ポートとして復旧する。ポートＣ（１８）はＩＰアドレスをｃに付け替え、障害処理の後、予備ポートとして復旧する。
【００８７】
以上のとおり、ルータ１１の各ポートに障害が発生した場合に、障害が発生した現用ポート及びルータ２１の予備ポートのＩＰアドレスを付け替えることにより、各ネットワークに接続された端末間の通信経路を復旧することができる。
【００８８】
なお、上記実施例では２つのネットワークが現用及び予備の二重化構成のルータによって接続された場合に各々のネットワークに接続された端末装置間で通信する場合について説明したが、片方のネットワークが単一あるいは二重化されたルータによってさらに他のネットワークに接続された構成で各ネットワークに接続された端末装置間で通信する場合にも同様に適用可能であることはいうまでもない。
【００８９】
また、実施例においてはネットワーク間を接続するインタネットワーク装置として、ネットワーク層レベルでＩＰアドレスを用いてネットワーク間を接続するルータを用いたが、ルータに限らずにネットワーク間を接続するインタネットワーク装置であればよい。例えば、データリンク層の下位サブ層であるＭＡＣ層のレベルでＭＡＣアドレスを用いてネットワーク間を接続するブリッジであってもよいし、ルータ及びブリッジの両方の機能を有するブルータでもよい。
【００９０】
さらに、インタネットワーク装置の障害としてポートの障害の場合について説明したが、ネットワークとインタネットワーク装置との間を接続する部分の障害ならば、本発明を適用可能なことはいうまでもない。
【００９１】
【発明の効果】
ポート単位での二重化の実現により、信頼性が高いＬＡＮシステムを低コストで構築できる。
【００９２】
また、ダイナミックルーティング機能やＡＲＰ機能をもたない端末が、経路の切替を意識することなく通信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のネットワークシステムの構成図である。
【図２】本発明の一実施例のネットワークシステムにおける正常通信時の通信経路を示す図である。
【図３】本発明の一実施例のネットワークシステムにおける正常通信時の各ルータのルーティングテーブルを示す図である。
【図４】本発明の一実施例のネットワークシステムにおけるポートＡに障害発生時の通信経路切り替えの流れを示す図である。
【図５】本発明の一実施例のネットワークシステムにおけるポートＡに障害発生時の通信経路切り替え後の各ルータのルーティングテーブルの内容を示す図である。
【図６】本発明の一実施例のネットワークシステムにおけるポートＣに障害発生時の通信経路切り替えの流れを示す図である。
【図７】本発明の一実施例のネットワークシステムにおけるポートＣに障害発生時の通信経路切り替え後の各ルータのルーティングテーブルの内容を示す図である。
【図８】本発明の一実施例のネットワークシステムにおけるポートＡ及びポートＣに障害発生時の通信経路切り替えの流れを示す図である。
【図９】本発明の一実施例のネットワークシステムにおけるポートＡ及びポートＣに障害発生時の通信経路切り替え後の各ルータのルーティングテーブルの内容を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例のネットワークシステムにおける障害発生時の通信経路経路切り替えの流れをフローチャートで示した図である。
【符号の説明】
１１、２１…ルータ、１２、２２…管理モジュール、１３、１４、２３、２４…ルーティングモジュール、１５、２５…ルータバス、１６、２６…ルーティングテーブル、１７、１８、１９、２７、２８、２９…ポート、３１…装置間通信バス、４１、５１…ネットワーク、４２、５２…端末。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an internetwork device such as a router for connecting a plurality of networks at a network layer level and a communication method between these devices, and more particularly to switching control of a replacement device when a device such as a router fails. To an internetwork device that performs
[0002]
[Prior art]
In a system in which a single router connects a plurality of networks, the entire system stops when a failure occurs in the router. However, a highly reliable system can be provided by constructing a redundant system with two routers and switching between the active router and the standby router.
[0003]
As a prior art of this switching method, as described in JP-A-6-131208, a redundant configuration system is realized by switching the entire system to a standby system when a failure occurs in an active system. There is.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described redundant configuration system of the related art, when a failure occurs, the entire device is switched, and the normally operating ports other than the failed active port are also switched to the standby system. However, there is a problem that the switching of the route occurs in the communication of (1).
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to provide an internetwork apparatus and a network system in which, when a failure occurs in an active port, switching of a path does not occur in communication between networks connected to ports operating normally. To provide.
[0006]
Another object of the present invention is to provide an internetwork apparatus and a network system that enable communication without making a terminal without a dynamic routing function and an ARP (Address Resolution Protocol) function for address conversion aware of path switching. To provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 is a configuration diagram of an entire network system according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 11 and 21 are routers, 31 is an inter-device communication bus for performing communication between the router 11 and the router 21, 41 and 51 are networks, and 42 and 52 are terminals. Reference numeral 43 denotes a port G of the terminal 42, which is connected to the network 41. Reference numeral 53 denotes a port H of the terminal 52, which is connected to the network 51. Reference numerals 12 and 22 denote management modules of the router 11 and the router 21, respectively. The management module 12 of the router 11 has a port E (19) for communicating with the management module 22 of the router 21 via the inter-device communication bus 31. The management module 22 of the router 21 has a port F (29) for communicating with the management module 12 of the router 11 through the inter-device communication bus 31. 13 and 14 are routing modules of the router 11, and 23 and 24 are routing modules of the router 21. The routing module 13 has a port A (17) connected to the network 41, and the routing module 14 has a port C (18) connected to the network 51. The routing module 23 has a port B (27) connected to the network 41, and the routing module 24 has a port D (28) connected to the network 51. 15 and 25 are router buses of the router 11 and the router 21, respectively. 16 and 26 are routing tables of the router 11 and the router 21, respectively. Port E (19) and port F (29) are interconnected by an inter-device communication bus 31.
[0010]
The router 11 comprises a management module 12 and routing modules 13 and 14, which are interconnected by a router bus 15. The management module 12 has a state management function of the routing modules 13 and 14, a generation function of the routing table 16 based on a routing protocol, and a function of communicating with the router 21 through the inter-device communication bus 31. Each of the routing modules 13 and 14 has a relay function of relaying an IP frame according to the routing table 16 generated by the management module 12.
[0011]
The router 21 comprises a management module 22 and routing modules 23 and 24, which are interconnected by a router bus 25. The management module 22 has a state management function of the routing modules 23 and 24, a function of generating a routing table 26 by a routing protocol, and a function of communicating with the router 11 through the inter-device communication bus 31. Each of the routing modules 23 and 24 has a relay function of relaying an IP frame according to the routing table 26 generated by the management module 22.
[0012]
The intra-device communication bus 31 connects between the management module 12 of the router 11 and the management module 22 of the router 21. The role of the intra-device communication bus 31 is to provide a route for notifying fault information of the routing module detected by one router to the management module of the other router, and to serve as a bypass route in the event of a fault.
[0013]
Next, an address system of a device (a router in the embodiment) will be described.
[0014]
This apparatus has a common relay IP address and a common relay MAC address in both systems in addition to the unique IP address and MAC address in the router 11 system and the router 21 system, respectively. In the ports of each of the active routing modules, a relay IP address and a relay MAC address common to both systems are defined for connection with an external terminal.
[0015]
In this apparatus, a relay IP address and a relay MAC address are always used as an IP address and a MAC address of a port currently operating, and an IP address and a MAC address unique to each port are used as a spare port.
[0016]
As described below, the terminal such as WS or PC uses the relay IP address and the MAC address as the interface of the device, so that the terminal having neither the dynamic routing function nor the ARP function at the time of port switching can be used. Communication becomes possible without being conscious of switching the route.
[0017]
That is, in the present invention, when a failure occurs, the switching of the path is realized by replacing the IP address of the spare port with the relay IP address and also replacing the MAC address with the relay MAC address. Hereinafter, focusing on IP address replacement, realization methods will be described for three cases where a failure has occurred. The replacement of the MAC address can be performed in the same manner as the IP address.
[0018]
The IP address used in the description is defined as follows.
[0019]
X is an IP address common to port A and port B.
[0020]
A is an IP address unique to port A.
[0021]
B is an IP address unique to port B.
[0022]
Y is an IP address common to port C and port D.
[0023]
C is an IP address unique to port C.
[0024]
D is an IP address unique to port D
[0025]
E is an IP address unique to port E.
[0026]
F is an IP address unique to port F
[0027]
First, the operation during normal operation will be described with reference to FIGS.
[0028]
FIG. 2 is a diagram showing a path during normal communication in the present embodiment, and 61 is a path between the terminal 42 and the terminal 52 during normal communication. FIG. 3 is a diagram showing the contents of the routing table at the time of normal communication in this embodiment, where 101 is the contents of the routing table 16 and 201 is the contents of the routing table 26, respectively. In FIG. 3, the networks A, B, and C indicate the networks 41, 51 and the inter-device communication bus 31, respectively. Hereinafter, the same applies to FIG. 5, FIG. 7, and FIG.
[0029]
The address system during normal operation between the terminal 42 of the network 41 and the terminal 52 of the network 51 in this apparatus is as follows.
[0030]
-IP address of port A: x.
[0031]
-IP address of port B: b.
[0032]
-IP address of port C: y.
[0033]
-IP address of port D: d.
[0034]
-IP address of port E: e.
[0035]
-IP address of port F: f.
[0036]
According to the routing table 101 and the routing table 201, the communication route between the terminal 42 and the terminal 52 is as follows.
[0037]
・ From G, arrive at H via A and C in order.
[0038]
-From H, reach G via C and A in order.
[0039]
Next, as a first case for explaining the path switching at the time of a failure, a case where a failure has occurred in the port A will be described with reference to FIGS. 4, 5, and 10. FIG.
[0040]
FIG. 4 is a diagram showing a procedure for switching a path when a failure occurs in the port A (17). A failure 71 occurs in the port A (17) connected to the network 41 of the routing module 13 of the router 11. Indicates that you have done. Reference numeral 72 indicates that the management module 12 of the router 11 has detected the failure 71 of the port A (17). Reference numeral 73 indicates that the management module 12 of the router 11 has notified the management module 22 of the router 21 of the failure 71 of the port A (17) via the inter-device communication bus 31. Reference numeral 74 indicates that the management module 22 of the router 21 has changed the IP address of the port B (27) connected to the network 41 of the routing module 23 of the router 22. Reference numeral 75 denotes a route from the terminal 42 to the terminal 52. Reference numeral 76 indicates that the routing protocol of the management module 12 of the router 11 has updated the routing table 16. Reference numeral 77 denotes that the routing protocol of the management module 22 of the router 21 has updated the routing table 26. Reference numeral 78 denotes a route from the terminal 52 to the terminal 42.
[0041]
FIG. 5 is a diagram showing the contents of the routing table after the route is switched due to the occurrence of a failure in the port A (17), where 102 is the contents of the routing table 16 generated by the management module 12 of the router 11, and 202 is the router 21 Of the routing table 26 generated by the management module 22 of FIG.
[0042]
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of processing when a failure occurs according to the present embodiment. Hereinafter, a processing flow when a failure occurs in the port A (17) will be described with reference to FIG.
[0043]
During normal communication before a failure occurs (301), a failure occurs in the router 11, and communication between the terminal 42 and the terminal 52 is interrupted (302). The management module 12 of the router 11 specifies the part where the failure has occurred (303), and the management module 12 of the router 11 notifies the management module 22 of the router 21 of the failure (304). According to the result of the identification of the failure part (305), in this case, since the port A (17) is a failure, the management module 22 of the router 21 changes the IP address of the port B (27) (306), and the terminal 42 switches to the terminal 52. Is restored (307). Further, the routing protocol of the management module 12 of the router 11 updates the routing table 16, and the routing protocol of the management module 22 of the router 21 updates the routing table 26 (310). By the above processing, the mutual route between the terminal 42 and the terminal 52 is restored (312), and the state returns to the normal communication state after the communication between the terminal 42 and the terminal 52 is restored (313).
[0044]
In summary, when a failure occurs in the port A (17), the present apparatus restores communication between the terminal 42 and the terminal 52 by the following operation.
[0045]
(1) The management module 12 of the router 11 detects a failure of the port A.
[0046]
(2) The management module of the router 11 notifies the failure of the port A to the management module 22 of the router 21 through the inter-device communication bus 31.
[0047]
(3) The management module 22 of the router 21 replaces the port B IP address with the relay IP address x.
[0048]
(4) The route from the terminal 42 to the terminal 52 is restored.
[0049]
(5) The routing protocol of the router 11 and the router 21 updates the routing tables 16 and 26 of each router.
[0050]
(6) The route from the terminal 52 to the terminal 42 is restored.
[0051]
Through this series of operations, communication between the terminal 42 and the terminal 52 is restored. FIG. 5 shows a routing table when communication is restored. The communication route between the terminal 42 and the terminal 52 according to 102 and 202 in FIG. 5 is as follows.
[0052]
From G, arrive at H via B and D.
[0053]
From H, reach G via C, E, F, B.
[0054]
The port A (17) has its IP address changed to a, and recovers as a spare port after failure processing.
[0055]
Next, a case where a failure has occurred in the port C will be described with reference to FIGS. 6, 7, and 10. FIG.
[0056]
FIG. 6 is a diagram showing a procedure for switching the path when a failure occurs in the port C. FIG. 6 shows that the failure 81 has occurred in the port C (18) connected to the network 51 of the routing module 14 of the router 11. Show. 82 indicates that the management module 12 of the router 11 has detected the failure 81 of the port C (18). 83 indicates that the management module 12 of the router 11 notifies the management module 22 of the router 21 of the failure 81 of the port C (18) via the inter-device communication bus 31. 84 indicates that the management module 22 of the router 21 has changed the IP address of the connection port D (28) of the routing module 24 of the router 22 to the network 51. Reference numeral 85 denotes a route from the terminal 52 to the terminal 42. Reference numeral 86 indicates that the routing protocol of the management module 12 of the router 11 has updated the routing table 16. 87 indicates that the routing protocol of the management module 22 of the router 21 has updated the routing table 26. 88 indicates a route from the terminal 42 to the terminal 52.
[0057]
FIG. 7 is a diagram showing the contents of the routing table after the route is switched due to the occurrence of a failure in the port C, where 103 is the contents of the routing table 16 generated by the management module 12 of the router 11, and 203 is the management module of the router 21. 22 is the contents of the generated routing table 26.
[0058]
Hereinafter, a processing flow when a failure occurs in the port C (18) will be described with reference to FIG.
[0059]
During normal communication before a failure occurs (301), a failure occurs in the router 11, and communication between the terminal 42 and the terminal 52 is interrupted (302). The management module 12 of the router 11 specifies the part where the failure has occurred (303), and the management module 12 of the router 11 notifies the management module 22 of the router 21 of the failure (304). In accordance with the result of the identification of the failure site (305), in this case, since the port C (18) is a failure, the management module 22 of the router 21 changes the IP address of the port D (28) (308), and the terminal 42 switches to the terminal 52. Is restored (309). Further, the routing protocol of the management module 12 of the router 11 updates the routing table 16, and the routing protocol of the management module 22 of the router 21 updates the routing table 26 (310). By the above processing, the mutual route between the terminal 42 and the terminal 52 is restored (312), and the state returns to the normal communication state after the communication between the terminal 42 and the terminal 52 is restored (313).
[0060]
In summary, when a failure occurs in the port C (17), the present device restores communication between the terminal 42 and the terminal 52 by the following operation.
[0061]
(1) The management module 12 of the router 11 detects a failure of the port C.
[0062]
(2) The management module of the router 11 notifies the failure of the port C to the management module 22 of the router 21 through the inter-device communication bus 31.
[0063]
(3) The management module 22 of the router 21 replaces the IP address of the port D with the relay IP address y.
[0064]
(4) The route from the terminal 52 to the terminal 42 is restored.
[0065]
(5) The routing protocol of the router 11 and the router 21 updates the routing tables 16 and 26 of each router.
[0066]
(6) The route from the terminal 42 to the terminal 52 is restored.
[0067]
Through this series of operations, communication between the terminal 42 and the terminal 52 is restored.
[0068]
FIG. 7 shows a routing table when communication is restored. The communication route between the terminal 42 and the terminal 52 according to 103 and 203 in FIG. 7 is as follows.
[0069]
From G, arrive at H via A, E, F, D.
[0070]
From H, arrive at G via D and B.
[0071]
The IP address of port C is changed to c, and after the failure processing, it is restored as a spare port.
[0072]
Next, a case where a failure has occurred in the port A (17) and the port C (18) will be described with reference to FIGS. 8, 9, and 10. FIG.
[0073]
FIG. 8 is a diagram showing a procedure of path switching when a failure occurs in the port A (17) and the port C (18), and shows the port A (17) connected to the network 41 of the routing module 13 of the router 11. 2) shows that the failure 91 has occurred in the port C (18) connected to the network 51 of the routing module 14 of the router 11. 93 indicates that the management module 12 of the router 11 has detected the failure 91 of the port A (17). 94 indicates that the management module 12 of the router 11 has detected the failure 92 of the port C (18). Reference numeral 95 indicates that the management module 12 of the router 11 notifies the management module 22 of the router 21 of the failure 91 of the port A (17) and the failure 92 of the port C (18) via the inter-device communication bus 31. Reference numeral 96 indicates that the management module 22 of the router 21 has changed the IP address of the port B (27) connected to the network 41 of the routing module 23 of the router 22. Reference numeral 97 indicates that the management module 22 of the router 21 has changed the IP address of the port D (28) connected to the network 51 of the routing module 24 of the router 22. Reference numeral 98 denotes a route from the terminal 42 to the terminal 52.
[0074]
FIG. 9 is a diagram showing the contents of the routing table after the path switching due to the occurrence of a failure in the port A (17) and the port C (18), and 104 shows the contents of the routing table 16 generated by the management module 12 of the router 11, Reference numeral 204 denotes the contents of the routing table 26 generated by the management module 22 of the router 21.
[0075]
Hereinafter, a processing flow when a failure occurs in the port A (17) and the port C (18) will be described with reference to FIG.
[0076]
During normal communication before a failure occurs (301), a failure occurs in the router 11, and communication between the terminal 42 and the terminal 52 is interrupted (302). The management module 12 of the router 11 specifies the part where the failure has occurred (303), and the management module 12 of the router 11 notifies the management module 22 of the router 21 of the failure (304). According to the result of the identification of the failed part (305), the management module 22 of the router 21 changes the IP address of the port 27 (311) because the port A (17) and the port C (18) are failures in this case. By the above processing, the mutual route between the terminal 42 and the terminal 52 is restored (312), and the state returns to the normal communication state after the communication between the terminal 42 and the terminal 52 is restored (313).
[0077]
In summary, when a failure occurs in the port A (17) and the port C (17), the present apparatus restores communication between the terminal 42 and the terminal 52 by the following operation.
[0078]
(1) The management module 12 of the router 11 detects a failure of the port A and the port B.
[0079]
(2) The management module 12 of the router 11 notifies the failure of the ports A and B to the management module 22 of the router 21 through the inter-device communication bus 31.
[0080]
(3) The management module 22 of the router 21 replaces the port B and port D IP addresses with the relay IP address x and the relay IP address y, respectively.
[0081]
(4) The route from the terminal 42 to the terminal 52 and the route from the terminal 52 to the terminal 42 are restored.
[0082]
Through this series of operations, communication between the terminal 42 and the terminal 52 is restored.
[0083]
FIG. 9 shows a routing table when communication is restored. The communication route between the terminal 42 and the terminal 52 according to 104 and 204 in FIG. 9 is as follows.
[0084]
From G, arrive at H via B and D.
[0085]
From H, arrive at G via D and B.
[0086]
The port A (17) replaces the IP address with a, and recovers as a spare port after failure processing. The port C (18) replaces the IP address with c and recovers as a spare port after failure processing.
[0087]
As described above, when a failure occurs in each port of the router 11, the communication path between the terminals connected to each network is restored by replacing the IP addresses of the working port where the failure has occurred and the backup port of the router 21. can do.
[0088]
In the above-described embodiment, a case has been described in which communication is performed between the terminal devices connected to the respective networks when the two networks are connected by the working and standby redundant routers. It is needless to say that the present invention can be similarly applied to a case where communication is performed between terminal devices connected to each network in a configuration connected to another network by a duplicated router.
[0089]
In the embodiment, as the internetwork device for connecting the networks, a router for connecting the networks using the IP address at the network layer level is used. However, the internetwork device for connecting the networks is not limited to the router. I just need. For example, a bridge that connects networks using a MAC address at the level of a MAC layer that is a lower sublayer of the data link layer may be used, or a brouter that has both functions of a router and a bridge may be used.
[0090]
Furthermore, although the case of a port failure has been described as a failure of the internetwork device, it goes without saying that the present invention can be applied to a failure in a portion connecting the network and the internetwork device.
[0091]
【The invention's effect】
By realizing the duplication on a port basis, a highly reliable LAN system can be constructed at low cost.
[0092]
Further, a terminal having neither the dynamic routing function nor the ARP function can communicate without being aware of the switching of the route.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a network system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a communication path at the time of normal communication in the network system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a routing table of each router during normal communication in the network system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a flow of switching communication paths when a failure occurs in a port A in the network system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing the contents of a routing table of each router after switching communication paths when a failure occurs in port A in the network system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a flow of switching communication paths when a failure occurs in a port C in the network system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing the contents of a routing table of each router after switching a communication path when a failure occurs in a port C in the network system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a flow of switching communication paths when a failure occurs in a port A and a port C in the network system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing contents of a routing table of each router after switching communication paths when a failure occurs in port A and port C in the network system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart illustrating a flow of switching communication paths when a failure occurs in the network system according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11, 21, router, 12, 22 management module, 13, 14, 23, 24 routing module, 15, 25 router bus, 16, 26 routing table, 17, 18, 19, 27, 28, 29 ... Ports, 31: Inter-device communication bus, 41, 51: Network, 42, 52: Terminal.

Claims

Used in a network system having a first internetwork device and a second internetwork device connected to at least one network to which at least one terminal is connected, wherein the first internetwork device and the second internetwork device are connected to each other. An inter-device communication method between the first internetwork device and the second internetwork device via a transmission medium connected to a second internetwork device,
When a failure occurs in a path between the first internetwork device and the at least one network, a notification regarding the failure is transmitted from the first internetwork device to the second internetwork device. ,
Receiving the notification regarding the failure in the second internetwork device, data transmitted from the first internetwork device to the at least one terminal via a path in which the failure has occurred in a normal state Transmitting from the first internetwork device to the second internetwork device,
An inter-device communication method, wherein the data transmitted to the at least one terminal is received by the second internetwork device.

An internetwork device connected to at least one network to which at least one terminal is connected, and connected via a transmission medium to another internetwork device connected to the at least one network, A management unit that instructs a notification about a failure that occurs on a path between the own internetwork apparatus and the at least one network to transmit the other internetwork apparatus to the other internetwork apparatus via the transmission medium,
A relay unit that relays data transmitted to the at least one terminal via the path in which the failure has occurred in the normal state via the transmission medium to the other internetwork device,
A transmission / reception unit connected to the transmission medium, transmitting a notification about the failure instructed by the management unit via the transmission medium, or transmitting data relayed by the relay unit via the transmission medium; An internetwork device comprising:

The internetwork device according to claim 2,
The management unit is for identifying the site where the failure has occurred,
The internetwork apparatus according to claim 1, wherein the notification regarding the failure includes information regarding the specified part.

The internetwork device according to claim 2,
The notification regarding the failure is a second connection that connects the at least one network and the other internetwork device, instead of the first connection unit that connects the route where the failure has occurred and the own internetwork device. An internetwork apparatus including a connection switching notification for notifying that the section is operated as an active connection section.

The internetwork device according to claim 4,
The connection unit switching notification is for notifying that a unique address given to the second connection unit is to be replaced with a relay address common to the first connection unit and the second connection unit. Yes,
The internetwork apparatus, wherein the relay address is used so that the second connection unit operates as the connection unit of the active system.

The internetwork device according to claim 2,
The notification regarding the failure is a first connection unit that connects the at least one network and the other internetwork device, instead of a first connection unit that connects the route where the failure has occurred and the first internetwork device. A relay address notification for notifying the other internetwork device of a relay address common to the first connection unit and the second connection unit in order to operate the second connection unit as a working connection unit; An internetwork apparatus characterized by including:

An internetwork device connected to a first network to which at least one terminal is connected and connected via a transmission medium to another internetwork device connected to the first network,
A transmitting and receiving unit connected to the transmission medium,
A first connection unit for connecting the own internetwork apparatus and the first network,
A notification about a failure that occurs in a path between the other internetwork device and the first network is received via the transmission / reception unit, and the first connection unit communicates with the first network. A management unit to be switched as a connection unit of an active system to be performed;
A relay unit that receives data transmitted from the other internetwork device via the transmission / reception unit, or relays the data to the at least one terminal via the first connection unit. Internetwork equipment.

The internetwork device according to claim 7,
The data transmitted from the other internetwork device is transmitted to the at least one terminal from the other internetwork device via the failed path unless the failure occurs before the failure occurs. An internetwork device characterized by being data.

9. The internetwork device according to claim 7, wherein:
A second connection unit connected to a second network to which at least one other terminal is connected,
The relay unit relays data transmitted from the at least one terminal via the first connection unit to the at least one other terminal via the second connection unit. An internetwork device characterized by the above-mentioned.

A first data relay device having at least a first port connected to the first network and a second port connected to the second network, and a third port connected to at least the first network and the A second data relay device having a fourth port connected to the second network is connected to a fifth port of the first data relay device and a sixth port of the second data relay device. In a data relay method in a data relay system connected by an inter-device communication path,
By the first data relay device, receives data transmitted from the second network to the first network via the second port,
By the first data relay device, transmits the received data to the first network through the first port,
Including a first port, when a failure occurs in the portion connecting the first network and the first relay device, data transmitted from the second network to the first network, Received by the first data relay device via the second port,
By the first data relay device, via the fifth port and the inter-device communication path, to transmit the data to the second data relay device,
By the second data relay device, receiving the data through the sixth port and the inter-device communication path, and transmitting the data to the first network through the third port Characteristic data relay method.

By the first relay device, holds a correspondence relationship between the first network and a first address attached to the first port,
The first relay device, according to the correspondence relationship, the data transmitted from the second network to the first network, the first address held corresponding to the first network Transmitting to the first network via the attached first port,
When the failure occurs, the first relay device, in place of the first address, holds the second address attached to the fifth port corresponding to the first network,
According to the correspondence relationship, the first relay device links the fifth port and the inter-device communication path with the second address, which holds the data corresponding to the first network. The data relay method according to claim 10, wherein the data is transmitted to the second relay device via the second relay device.