JP2004266823A - ネットワーク接続装置、およびネットワーク接続切替方法 - Google Patents

ネットワーク接続装置、およびネットワーク接続切替方法 Download PDF

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Abstract

【課題】仮想冗長構成により互いに接続したネットワーク接続装置において、マスタ−バックアップの切替処理を迅速に行う。
【解決手段】待機状態である第１のネットワーク接続装置がネットワーク接続装置として稼働状態にある第２のネットワーク接続装置からの広告メッセージを受信し、この広告メッセージ内の優先度と自身の優先度を優先度比較部２０３にて比較し、自身の優先度の方が高い場合には広告メッセージが第２のネットワーク接続装置から所定時間内に受信されるか否かを判定するためのマスタダウンタイマ２０５の残存時間と自身の優先度に重み付けされた時間とをマスタダウンタイマ比較部２１２が比較し、短い時間に再設定し、マスタダウン時間が満了のときに、メッセージ処理部２０２が第１のネットワーク接続装置から第２のネットワーク接続装置に、稼働状態への移行を通知する。
【選択図】図２

Description

本発明は仮想冗長構成により互いに接続したネットワーク接続装置、およびネットワーク接続切替方法に関し、特に、稼働状態にあるネットワーク接続装置と、待機状態にあるネットワーク接続装置との切替に関する。
従来より、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークにおいて、他のサブネットワークと通信を行うためのネットワーク接続装置（以下、「ルータ」という。）を外部のネットワークとの間に複数、並列に設置し、これらのルータで冗長構成を取り、マスタとして動作しているルータ（以下、「マスタルータ」という。）に障害が生じた場合に、他の待機状態にあるルータ（以下、「バックアップルータ」という。）が代替器となって通信を継続するシステムがある。このようなシステムとして、仮想ルータ冗長プロトコルＶＲＲＰ（Virtual Router Redundancy Protocol forIPv6）を用いたシステムが知られている（たとえば、特許文献１、非特許文献１参照）。
図２４は、この仮想ルータシステムの構成の一例を示した図である。図２４において、実際にネットワーク接続を行うマスタルータ２４０１と、マスタルータ２４０１が使用できない場合のバックアップルータ２４０２と、ホストノード１〜３（以下、「ノード１」、「ノード２」、「ノード３」という。）とが、内部のローカルエリアネットワーク２４０５に接続している。また、マスタルータ２４０１とバックアップルータ２４０２はそれぞれ異なる外部ローカルエリアネットワーク２４０４と接続している。この従来の技術では、ＶＲＲＰを実行するルータ群を仮想ルータＩＤ（以下、「ＶＲＩＤ」という。）によりグループ指定する。同一のサブネットワーク内で同一のＶＲＩＤを持つルータ群の中から１台をマスタルータとし、実際にパケットを配送する。バックアップルータは、マスタルータに障害が発生した場合に、バックアップルータ自身がマスタルータに切替わりパケットを配送する。マスタルータと、バックアップルータは各ノードに対し仮想的に同一のアドレス（仮想ルータＩＰアドレス、仮想ルータＭＡＣアドレス）を示す。これにより、各ノードは、送信すべきルータがマスタルータであるか、バックアップルータであるかを意識せず、仮想ルータアドレスをデフォルトルータとしてパケットを送信することができる。
図２５（ａ）、（ｂ）はマスタルータとバックアップルータとの間で送受信されるＶＲＲＰに規定される広告メッセージによる、マスタフェーズとバックアップフェーズの切り替わりの動作を示すシーケンス図である。
特に、図２５（ａ）は自己の優先度が、受信した広告メッセージ内の優先度より低い場合の動作を示す図である。
図２５（ａ）において、マスタルータ２４０１は定期的にバックアップルータに対して、自分自身がマスタルータになるための優先度を含めた広告メッセージ２１０１をマルチキャスト送信する。バックアップルータ２４０２は一定期間（マスタダウンタイム）内に自身の優先度以上の優先度を持つマスタルータから広告メッセージ２１０１を受信すると、マスタダウンタイマをリセット２１０２してマスタルータ２４０１が動作していることを確認する。
図２５（ｂ）は自己の優先度が、受信した広告メッセージ内の優先度より高い場合の動作を示す図である。
図２５（ｂ）において、バックアップルータは、自分自身の優先度よりも低い優先度を持つマスタルータからの広告メッセージ２１０３を受信した場合は、マスタダウンタイマをリセットせずにそのまま広告メッセージを破棄する（２１０４）。そして、このバックアップルータは、マスタダウンタイマが満了する（２１０５）と、マスタルータに障害が起きたと判断し、自分自身がマスタルータとなり、広告メッセージ２１０６を同一グループ内のルータに対して送信する。マスタダウンタイマのタイムアウト値は優先度が高いものが短く、優先度の低いものは長く設定されているため、優先度に応じてマスタルータを設定することができる。
なお、広告メッセージのフォーマットを図２６に示す。図２６において、タイプフィールド２２０１はメッセージのタイプを示し、‘１’が広告メッセージであることを示している。ＶＲＩＤフィールド２２０２は自分の属する仮想ルータ群を示す仮想ルータ識別子ＶＲＩＤを記載する。優先度フィールド２２０３は仮想ルータ群の中でマスタルータとなるべき優先度を示すものである。広告インターバルフィールド２２０４は広告メッセージを送信する時間間隔を示している。ＩＰｖ６アドレスフィールド２２０５は仮想ルータ群の仮想ルータアドレスが記載されている。ＶＲＲＰメッセージのその他のフィールドには、ＶＲＲＰ手順に従って規定の情報が記載される。
また、別の従来例として、マスタルータとバックアップルータ間で定期的に相互監視のメッセージ交換を行うことで障害を早期に検知して、障害が発生した場合にメトリック値を変更して経路情報メッセージを送信し、切替処理を高速化する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
米国特許第５，４７３，５９９号明細書 特開平７−２６４２３３号公報（第８頁〜第１０頁、第５図） "Virtual Router Redundancy Protocol for IPv6"、インターネット＜URL：http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-vrrp-ipv6-spec-03.txt＞
しかしながら、非特許文献１に記載の従来の構成では、バックアップルータがマスタルータからの広告メッセージを受信し、自分自身よりも優先度が低い場合でも、直ちにマスタへの移行を行わず、受信した広告メッセージを廃棄し、マスタダウンタイムが経過するのを待ち、タイムアウト後に切替え処理を行うため、優先度の高いルータが存在しても、迅速にマスタルータとバックアップルータの切替えを行うことができないという課題があった。
また、優先度の高いルータとの切替え以外では、マスタルータが使用不可能になって初めてルータの切替え処理が行われる。このため、ネットワークとの接続性が変化するような状況、例えば、移動体通信環境においては、迅速にマスタルータとバックアップルータの切替えを行うことができないという課題があった。
また、特許文献２に記載の従来の構成では、状態監視のためにマスタルータおよびバックアップルータからのメッセージ送信が相互に必要となるため、冗長構成を取るルータ数が増加するに従いネットワークの負荷が増大するという課題があった。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、冗長構成を取るルータの台数が増加しても、ネットワークの負荷を増大することなく、簡易な構成で迅速なマスタルータとバックアップルータの切替を可能としたネットワーク接続装置、およびネットワーク接続切替方法を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明のネットワーク接続装置は、ローカルエリアネットワークに接続している複数のネットワーク接続装置を、仮想的に１台のネットワーク接続装置として動作させるネットワーク接続装置であって、ネットワーク接続装置としての稼動状態を管理する状態監視部と、ネットワーク接続装置として稼働しているときに、当該稼働状態を示す広告メッセージの送受信処理を行うメッセージ処理部と、受信した前記広告メッセージからネットワーク接続装置として稼働すべき優先度を示す優先度情報を取得し、自己の優先度情報と比較する優先度比較部と、待機状態からネットワーク接続装置としての稼働状態へ遷移するタイミングを計測するマスタ遷移タイマ部とを有し、前記状態監視部が稼動状態でないと判定しているときに、前記優先度比較部は自己の優先度が受信した前記広告メッセージ内の優先度情報よりも高いと判定した時点で、前記マスタ遷移タイマ部を用いて、待機状態のネットワーク接続装置相互間での稼働状態への移行を調停する処理を開始することを特徴としている。
本構成によって、待機状態のネットワーク接続装置が稼動状態へ遷移する処理を起動するタイミングが自己の優先度の方が高いと判定した時点となるので、切替に要する時間を短縮でき、待機状態から稼動状態への切替を迅速に行うことが可能になる。
本発明のネットワーク接続装置は、ローカルエリアネットワークに接続している複数のネットワーク接続装置を、仮想的に１台のネットワーク接続装置として動作させるネットワーク接続装置であって、ネットワーク接続装置としての稼動状態を管理する状態監視部と、ネットワーク接続装置として稼働しているときに、当該稼働状態を示す広告メッセージの送受信処理を行うメッセージ処理部と、前記広告メッセージを定期的に送信するタイミングを計測する広告タイマと、前記広告メッセージがネットワーク接続装置として稼動しているネットワーク接続装置から所定時間内に受信されるか否かを判定するための時間を計測するメッセージタイマ部と、受信した前記広告メッセージからネットワーク接続装置として稼働すべき優先度を示す優先度情報を取得し、自己の優先度情報と比較する優先度比較部と、待機状態からネットワーク接続装置としての稼働状態へ遷移するタイミングを計測するマスタ遷移タイマ部とを有し、前記状態監視部が稼動状態でないと判定しているときに、前記優先度比較部は自己の優先度が受信した前記広告メッセージ内の優先度情報よりも高いと判定した場合、前記メッセージタイマ部の残り時間と、自己の優先度に基づいて算出したスキュー時間とを比較し、前記スキュー時間が短い場合、前記マスタ遷移タイマ部に前記スキュー時間を設定し、前記マスタ遷移タイマ部がタイムアップしたときに、前記状態監視部が前記メッセージ処理部に指示して、ネットワーク接続装置として稼働中のネットワーク接続装置へ、稼働状態から待機状態への遷移を要求する広告メッセージを送信することを特徴としている。
本構成によって、待機状態のネットワーク接続装置が稼動状態へ遷移する処理を起動する時間が最長で、他の待機状態にあるネットワーク接続装置との調停処理に必要なスキュー時間となるので、切替に要する時間を短縮でき、待機状態から稼動状態への切替を迅速に行うことが可能になる。
また、本発明のネットワーク接続装置は、外部のネットワークとの接続性能を評価するリンク監視部をさらに有し、前記マスタ遷移タイマ部がタイムアップしたときに、前記リンク監視部が接続性能を規定値以上と判定した場合、前記状態監視部がネットワーク接続装置として稼働中のネットワーク接続装置へ、稼働状態から待機状態への遷移を指示する広告メッセージの送信を行う。
本構成によって、外部との接続性を監視するための特定のメッセージをネットワーク接続装置相互間で送受信することなく、待機状態のネットワーク接続装置が外部ネットワークとの良好な接続性を有するときにのみ切替処理を行うことができる。このため、切替後に稼働状態になるネットワーク接続装置が外部ネットワークとの良好な接続を保証することが可能になる。
また、本発明のネットワーク接続装置は、外部のネットワークとの接続性能を評価するリンク監視部をさらに有し、前記状態監視部がネットワーク接続装置として稼働中であると判定しており、かつ前記リンク監視部が接続性能を規定値より低いと判定した場合、前記状態監視部は前記メッセージ処理部に指示して、同一ローカルエリアネットワーク上のネットワーク接続装置に対し、ネットワーク接続装置としての稼働状態を示す広告メッセージを送信する。
本構成によって、外部との接続性を監視するための特定のメッセージをネットワーク接続装置相互間で送受信することなく、稼動状態のネットワーク接続装置において外部ネットワークとの接続性が悪化したときに、待機状態のネットワーク接続装置は、稼動状態のネットワーク接続装置の接続状態を知ることができるので、稼働中のネットワーク接続装置が外部ネットワークとの接続を失う前に待機状態のネットワーク接続装置に切替を行うことができる。
また、本発明のネットワーク接続装置は、外部のネットワークとの接続性能を評価するリンク監視部をさらに有し、前記状態監視部がネットワーク接続装置として稼働中であると判定しており、かつ前記リンク監視部が接続性能を規定値より低いと判定した場合、前記状態監視部は前記メッセージ処理部に指示して、同一ローカルエリアネットワーク上のネットワーク接続装置に対し、待機状態から稼働状態への移行を要求する広告メッセージを送信するものである。
この構成によって、外部との接続性を監視するための特定のメッセージをネットワーク接続装置相互間で送受信することなく、稼動状態のネットワーク接続装置において外部ネットワークとの接続性が悪化したときに、待機状態のネットワーク接続装置は切替処理を明示的に受けるので、稼働中のネットワーク接続装置が外部ネットワークとの接続性を失う前に待機状態のネットワーク接続装置に迅速に切替を行うことができる。
また、本発明のネットワーク接続装置の状態監視部が行う稼働状態から待機状態への遷移の要求は、自己の優先度を最高位に設定した前記広告メッセージであり、かつ前記マスタ遷移タイマ部には前記設定した優先度に基づくスキュー時間が設定される。
本構成によって、現在稼働状態にあるネットワーク接続装置は、自己よりも優先度の高い広告メッセージを受信することになるので、稼働状態から待機状態へ遷移する処理を起動する時間を短縮でき、稼働状態にあるネットワーク接続装置と待機状態にあるネットワーク接続装置との切替を迅速に行うことが可能になる。また、待機状態にあるネットワーク接続装置も切替処理開始までの時間をスキュー時間に設定でき、迅速に遷移することが可能になる。
また、本発明のネットワーク接続装置の前記状態監視部がネットワーク接続装置として稼働中であると判定し、かつ前記リンク監視部が接続性能を規定値より低いと判定した場合の前記稼働状態を示す広告メッセージは、優先度を最低位に設定したものである。
本構成によって、現在待機中のネットワーク接続装置は稼働状態のネットワーク接続装置が自己よりも優先度が低いと判断できるので、待機状態のネットワーク接続装置から稼働状態のネットワーク接続装置への切替要求が最長でスキュー時間内に送信でき、ネットワーク接続装置の切替を迅速に行うことが可能時間になる。
本発明のネットワーク接続切替方法は、ローカルエリアネットワークに接続している複数のネットワーク接続装置を、仮想的に１台のネットワーク接続装置として動作させるネットワーク接続装置として稼動状態であるか、待機状態であるかを判定する状態監視ステップと、前記判定で待機状態であるとした第１のネットワーク接続装置がネットワーク接続装置として稼働状態にある第２のネットワーク接続装置からの広告メッセージを受信するステップと、受信した前記広告メッセージ内のネットワーク接続装置として稼働すべき優先度を示す優先度情報と、自己の優先度情報とを比較する優先度比較ステップと、前記優先度比較ステップで、前記自己の優先度の方が高いと判定した時点で、待機状態のネットワーク接続装置相互間の稼働状態への移行を調停する処理を開始するものである。
これによって、待機状態のネットワーク接続装置が稼動状態へ遷移する処理を起動するタイミングが自己の優先度の方が高いと判定した時点となるので、切替に要する時間を短縮でき、待機状態から稼動状態への切替を迅速に行うことが可能になる。
本発明のネットワーク接続切替方法は、ローカルエリアネットワークに接続している複数のネットワーク接続装置を、仮想的に１台のネットワーク接続装置として動作させるネットワーク接続装置として稼動状態であるか、待機状態であるかを判定する状態監視ステップと、、前記判定で待機状態であるとした第１のネットワーク接続装置がネットワーク接続装置として稼働状態にある第２のネットワーク接続装置からの広告メッセージを受信するステップと、前記広告メッセージが前記第２のネットワーク接続装置から所定時間内に受信されるか否かを判定するためのマスタダウン時間を計測するステップと、前記マスタダウン時間が満了のときに、前記第１のネットワーク接続装置から前記第２のネットワーク接続装置に、稼働状態への移行を通知するステップと、受信した前記広告メッセージ内のネットワーク接続装置として稼働すべき優先度を示す優先度情報と、自己の優先度情報とを比較する優先度比較ステップと、前記優先度比較ステップで、前記自己の優先度の方が高い場合に、前記マスタダウン時間の残り時間と、前記自己の優先度が高いほど短い時間となるように算出したスキュー時間とを比較し、スキュー時間の方が短い場合に、前記マスタダウン時間を前記スキュー時間に置換するステップとを有する。
これによって、待機状態のネットワーク接続装置が稼動状態へ遷移する処理を起動する時間が最長でスキュー時間となるので、切替に要する時間を短縮でき、待機状態から稼動状態への切替を迅速に行うことが可能になる。
また、本発明のネットワーク接続切替方法は、外部ネットワークとの接続性能が規定値以上であるか否かを検出するステップと、前記第１のネットワーク接続装置における前記検出で接続性能が規定値以上である場合にのみ、前記第１のネットワーク接続装置から前記第２のネットワーク接続装置に稼働状態への移行の前記通知を許可するステップとをさらに有する。
これによって、外部との接続性を監視するための特定のメッセージをネットワーク接続装置相互間で送受信することなく、待機状態のネットワーク接続装置が外部ネットワークとの良好な接続性を有するときにのみ切替処理を行うことができる。このため、切替後に稼働状態になるネットワーク接続装置が外部ネットワークとの良好な接続を保証することが可能になる。
また、本発明のネットワーク接続切替方法は、前記第２のネットワーク接続装置における前記接続性能が規定値以上でない場合、前記第２のネットワーク接続装置が前記第１のネットワーク接続装置に対し、稼働状態への移行を要求する移行要求ステップをさらに有する。
これによって、外部との接続性を監視するための特定のメッセージをネットワーク接続装置相互間で送受信することなく、稼動状態のネットワーク接続装置において外部ネットワークとの接続性が悪化したときに、待機状態のネットワーク接続装置は切替処理を明示的に受けることができる。このため、稼働中のネットワーク接続装置が外部ネットワークとの接続性を失う前に、待機状態のネットワーク接続装置に迅速に切替を行うことが可能になる。
また、本発明のネットワーク接続切替方法は、前記第１のネットワーク接続装置における前記優先度比較ステップで、前記自己の優先度の方が高い場合に、前記自己の優先度を一時的に最高位に設定するステップをさらに有し、稼働状態への移行を通知するステップにおいて、前記第１のネットワーク接続装置から前記第２のネットワーク接続装置、及び他の待機状態にあるネットワーク接続装置に前記自己の優先度情報を通知する。
これによって、現在稼働状態にあるネットワーク接続装置は、自己よりも優先度の高い広告メッセージを受信することになるので、稼働状態から待機へ遷移する処理を起動する時間を短縮でき、稼働状態にあるネットワーク接続装置と待機状態にあるネットワーク接続装置との切替を迅速に行うことが可能なる。
また、本発明のネットワーク接続切替方法は、前記移行要求ステップにおいて、前記第２のネットワーク接続装置は、自己の優先度を最低位であるとして通知する。
これによって、現在待機中のネットワーク接続装置は稼働状態のネットワーク接続装置が自己よりも優先度が低いと判断できるので、待機状態のネットワーク接続装置から稼働状態のネットワーク接続装置への切替要求が最長でスキュー時間内に送信でき、ネットワーク接続装置の切替を迅速に行うことが可能になる。
また、本発明のネットワーク接続切替方法は、前記第１のネットワーク接続装置が待機状態から稼働状態へ移行した後に、自己の優先度を最高位に設定する直前の値に戻す。
これによって、待機状態から稼働状態へ移行したネットワーク接続装置は元の優先度に戻るので、他の優先度の高いネットワーク接続装置が出現したときにそのネットワーク接続装置への切替が可能になる。
また、本発明のネットワーク接続切替方法は、前記第１のネットワーク接続装置が前記第２のネットワーク接続装置から前記移行の要求を受けた時点で、前記マスタダウン時間を前記スキュー時間に置換するステップをさらに有する。
これによって、待機状態のネットワーク接続装置は、稼働状態のネットワーク接続装置から切替処理の起動を要請されると、他の待機中のネットワーク接続装置との調停が可能なように切替までの時間を設定するので、最も優先度の高い待機状態にあるネットワーク接続装置に遷移することが可能になる。
本発明に係るネットワーク接続装置、およびネットワーク接続切替方法によれば、稼働状態にあるネットワーク接続装置が故障したり、新規にネットワーク接続装置が接続されたり、あるいは、稼働状態にあるネットワーク接続装置として動作しているネットワーク接続装置と外部ネットワークとの接続性が悪化するなどにより、現用のネットワーク接続装置よりも優先度の高い待機状態のネットワーク接続装置が存在する場合に、ネットワークの負荷を増大することなしに、切替を迅速に行うことができるという大きな効果が得られる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１〜図６は、本発明に係るネットワーク接続装置およびネットワークシステムの一実施の形態を示したものである。以下の説明では、ルータとして稼動しているネットワーク接続装置をマスタルータ、待機状態にあるネットワーク接続装置をバックアップルータという。
図１は、ＬＡＮ上のホスト１０３が、マスタルータ１０１、バックアップルータ１０２を介してそれぞれのネットワーク１０４、１０５と接続し、広域ネットワーク１０７と接続するシステムの一例を示した図である。ここでネットワーク１、ネットワーク２は同一のサブネットワークであってもよく、それぞれ異なるサブネットワークであってもよい。また、ネットワーク１０４、ネットワーク１０５において物理層の特性はそれぞれ異なるものであってよく、さらには、バックアップルータ１０２は、複数存在していてもよい。
図２は、本発明のネットワーク接続装置を示すブロック図であり、Ｌ３処理部２０８、外部Ｌ１／Ｌ２処理部２０９内部Ｌ１／Ｌ２処理部２１０から構成される。
外部Ｌ１／Ｌ２処理部、内部Ｌ１／Ｌ２処理部２０９、２１０は、物理層、及びリンク層処理を行い、それぞれ、外部のネットワーク、及び内部のネットワークと物理的に接続する。外部Ｌ１／Ｌ２処理部２０９、及び内部Ｌ１／Ｌ２処理部２１０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３、ＩＥＥＥ８０２．１１（Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｇ）で規定される無線ＬＡＮ、ＨＩＰＥＲＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＵＷＢ、ＩｒＤＡ、ＡＤＳＬ、ＰＤＣ、ＧＳＭ、ＩＭＴ２０００、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢなどが挙げられる。
Ｌ３処理部２０８は、ネットワーク層におけるパケット送信処理や受信処理を行うＬ３主要処理部２０７と、マスタルータ１０１とバックアップルータ１０２との切替処理を行うルータ切替処理部２０１とから構成される。Ｌ３主要処理部は、内部Ｌ１／Ｌ２処理部２１０から広告メッセージを受け取った場合、ルータ切替処理部２０１に広告メッセージを渡す。また、ルータ切替処理部２０１から広告メッセージを受け取った場合には、内部Ｌ１／Ｌ２処理部２１０へとメッセージを渡す処理を行う。また、図２中には記述していないが、本発明のネットワーク接続装置２０８には、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層、およびアプリケーション層といった上位層の処理を行う上位層処理部があってもよく、その場合はＬ３処理部２０８との間で、情報の受け渡しが行われる。
ルータ切替処理部２０１は、メッセージ処理部２０２、優先度比較部２０３、状態監視部２１１、およびタイマ部２０６で構成され、タイマ部２０６は広告タイマ２０４、マスタダウンタイマ２０５、およびマスタダウンタイマ比較部２１２から成る。ルータ切替処理部２０１では、優先度に応じてルータを切替えるプリエンプトモードと、優先度に応じてルータを切替えないノンプリエンプトモードを指定する機能を持つ。ノンプリエンプトモードでは、シャットダウンイベントが発生する以外にマスタ−バックアップの関係が切替わることがないので、以下、プリエンプトモードに関して説明する。
メッセージ処理部２０２は、マスタルータ１０１となるルータが定期的に送信する広告メッセージの生成、送信、および受信処理を行う。メッセージ処理部２０２がＬ３主要処理部２０７から広告メッセージを受け取った場合には、広告メッセージの優先度フィールド５３内に格納されている優先度情報を抽出し、優先度比較部２０３に渡す。自分自身がバックアップルータである場合には、優先度比較部２０３から広告メッセージの作成指示を受けると、マスタダウンタイマ２０５を監視する。そして、マスタダウンタイマ２０５が満了すると、広告メッセージを作成しＬ３主要処理部２０７へ渡す。メッセージ処理部２０２は、さらに広告インターバルを広告タイマ２０４に設定し、起動する。また、自分自身がマスタルータである場合には、広告タイマ２０４を監視し、広告タイマ２０４が満了すると、広告メッセージを作成し、Ｌ３主要処理部２０７へ渡す。
優先度比較部２０３では、自分自身の優先度情報を記憶しており、広告タイマ２０４、およびマスタダウンタイマ２０５のいずれかが満了する、あるいは受信した広告パケットの優先度が最も低い「０」である場合には、自分自身の優先度情報をメッセージ処理部２０２に渡し、広告メッセージの生成を指示する。
また、優先度比較部２０３はメッセージ処理部２０２より優先度情報を受け取ると、自分自身の優先度と比較する。自分自身の優先度の方が高い場合には、メッセージ処理部２０２に広告メッセージの生成を指示するとともに、マスタダウンタイマ２０５の更新をタイマ部２０６に指示する。
状態監視部２１１では、自分自身が現在、マスタルータとして稼動状態であるか、バックアップルータとして待機状態であるか、あるいは初期化状態かを記録して管理する。これらの状態は、メッセージ処理部２０２から受け取る広告メッセージや、優先度比較部２０３や、タイマ部２０６を参照することで決定する。
電源投入時や、シャットダウンイベントが発生すると、状態監視部２１１に初期化フェーズであることを示すフラグを記録する。状態監視部２１１は初期化状態において優先度比較部２０３を参照し、自分自身の優先度が最高位であれば、直ちにマスタフェーズ状態であることを示すフラグを記録する。最高位でない場合は、バックアップフェーズであることを示すフラグを記録する。
また、バックアップフェーズにおいてマスタダウンタイマ２０５が満了すると、マスタフェーズであることを示すフラグを記録する。また、状態監視部２１１は他のルータから、自身の優先度よりも高い優先度を示している広告メッセージを受信したことをメッセージ処理部２０２から示されると、バックアップフェーズであることを示すフラグを記録する。
タイマ部２０６では、自身がマスタルータ１０１である場合に起動する広告タイマ２０４と、自身がバックアップルータである場合に起動するマスタダウンタイマ２０５と、マスタダウンタイマの残存時間と、自身の優先度に応じた切替処理までの開始時間（以下、「スキュータイム」という。）とを比較するマスタダウンタイマ比較部２１２を所有する。このスキュータイムは（式１）により算出される。
切替処理開始時間＝（２５６−優先度）／２５６ （１）
ただし、優先度は、０乃至２５５の値とする。
広告タイマ２０４は、メッセージ処理部２０２が広告メッセージを送信すると、広告インターバル時間が設定され、広告メッセージを定期的に送信するために使用される。
マスタダウンタイマ２０５はマスタルータ１０１が稼動中か否かを監視するためのものであり、自身よりも優先度の高い広告メッセージの受信を優先度比較部２０３から通知されると、マスタダウンタイムがマスタダウンインターバルの値に更新され、マスタダウンタイマの計時を開始する。
ここで、マスタダウンインターバルは、次の（式２）とするなど、優先度に応じて重み付けを行い、優先度の高いルータからマスタダウンタイマが満了するように設定する。例えば、広告インターバルは１秒、Ｎは３、スキュータイムは（２５６−優先度）/２５６秒と設定することが可能である。
マスタダウンインターバル＝広告インターバル×Ｎ＋スキュータイム （２）
マスタダウンタイマ比較部２１２が自分自身の優先度の方が高いと判定した場合には、マスタダウンタイマ比較部２１２によって、マスタダウンタイマの残存時間と、自分自身の優先度に応じたスキュータイムとを比較し、短い方の時間がマスタダウンタイマに設定される。なお、マスタルータからの広告メッセージを監視する用途で使用されているとき、このマスタダウンタイマ２０５はメッセージタイマ部に相当し、スキュータイムを設定して待機状態から稼働状態へ移行するまでの時間を計測する用途で使用されているときは、マスタダウンタイマ２０５はマスタ遷移タイマ部に相当する。
次に、マスタルータ１０１とバックアップルータ１０２のフェーズ（マスタフェーズ、あるいはバックアップフェーズ）の切替動作について以下に説明する。
図３と図１４とは、マスタルータ１０１となっているルータよりも優先度が高いバックアップルータが存在する場合に、マスタルータ１０１とバックアップルータ１０２の役割を切替えるシーケンスを示したものである。
図３において、マスタルータ１０１は、定期的に広告メッセージ１３０１をバックアップルータ１０２に対して送信している（ステップＳ３０１）。バックアップルータ１０１は、広告メッセージ内の優先度情報が、何らかの原因で自分自身の優先度よりも低くなった場合に、マスタダウンタイマ２０５にスキュータイムとマスタダウンタイマの残存時間の短い方の時間を設定し（１３０３）、その時間が経過後（１３０４）マスタフェーズに遷移し（ステップＳ３０２）、広告メッセージ１３０２を現在のマスタルータ１０１を含む他のルータに対してマルチキャスト送信する（ステップＳ３０３））。これにより、先にタイムアップした優先度の高いバックアップルータがこの広告メッセージを送信することになり、最も優先度の高いバックアップルータ１０２がマスタルータに切り替わることになる。他のバックアップルータはタイムアップ前にこの広告メッセージを受信することになり、その場合は自らの広告メッセージ送信を行わない。このようにして、バックアップルータ相互間の調停処理が行われる。
一方、現在のマスタルータ１０１は、自分自身の優先度よりも高いルータからの広告メッセージ１３０２を受けることでバックアップフェーズに遷移し（ステップＳ３０４）、バックアップルータとなる。切替処理後は、バックアップルータ１０２がマスタルータとして、定期的に広告メッセージ１３０２を送信する（ステップＳ３０５）。
この切替処理において、各ルータは初期化フェーズ、マスタフェーズ、バックアップフェーズの３つの状態を遷移してそれぞれの役割を決める。この手順について図４〜図６を用いて説明する。
図４は電源投入直後や、シャットダウンイベントの発生直後に電源が入っている場合に遷移する初期化フェーズでの手順を示し、以下に説明する。ここでシャットダウンイベントとは、ルータ自身をリセットする処理であり、例えば、内部のネットワークや外部のネットワークから切り離された場合、電源が落ちた場合、一定の時刻、などのときに発生したり、あるいはユーザが設定することも可能である。
ルータは初期化フェーズに遷移すると、優先度比較部２０３が自分自身の優先度が最高位であるか否かを判断し（ステップＳ４０１）、最高位である場合にはメッセージ処理部２０２に通知して、図２６に示した広告メッセージの優先度フィールドに自分自身の優先度を設定して、広告メッセージを他のルータに送信する処理と、また、近隣広告メッセージを近隣のホストに対して送信する処理とが行われる。なお、近隣広告メッセージとは、ＩＰネットワークにおける近隣探索プロトコルの中の１メッセージであり、仮想ルータＩＰアドレス、仮想ルータＭＡＣアドレスを含んでいる。
また、優先度比較部２０３がタイマ部２０６の広告タイマ２０４に広告インターバルを設定する（ステップＳ４０２）。その後、ルータはマスタフェーズに遷移する。ここで、広告インターバルは自由に設定してもよいが、例えば標準値を１秒とする。
一方、ステップＳ４０１において、優先度比較部２０３は自分自身の優先度が最高位でない場合には、マスタダウンタイマ２０５にマスタダウンインターバルを設定してバックアップフェーズに遷移する。
次に、バックアップフェーズでの手順の一例を図５に示し、以下に説明する。
まず、状態監視部２１１はシャットダウンイベントを監視し（ステップＳ５０１）、前記イベントが発生した場合には、直ちにマスタダウンタイマ２０５の計時を取止め（ステップＳ５０２）、ルータは初期化フェーズに遷移する。
状態監視部２１１はマスタダウンタイマ２０５の計時中、タイマが満了したか否かを判定する（ステップＳ５０３）。マスタダウンタイマ２０５が満了すると、メッセージ処理部２０２へ通知し、広告メッセージの送信、および近隣広告メッセージの送信処理が行われる。また、状態監視部２１１は広告タイマ２０４を起動して広告インターバルに設定する処理を行う（ステップＳ５０４）。この後、ルータはマスタフェーズに遷移する。
ステップＳ５０３において、マスタダウンタイマ２０５が満了する前にマスタルータ１０１からの広告メッセージを受信すると（ステップＳ５０５）、メッセージ中の優先度が最低位か否かを判断する（ステップＳ５０６）。最低位の場合、状態監視部２１１はマスタダウンタイマ２０５をスキュータイムに設定し（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０１へ戻る。
広告メッセージ中の優先度が最低位でない場合は、自分自身の優先度と比較を行う（ステップＳ５０８）。受信した広告メッセージの優先度が自分自身の優先度以上である場合には、マスタダウンタイマ２０５をマスタダウンインターバルに再設定し（ステップＳ５０９）、ステップＳ５０１へ戻る。一方、自分自身の優先度が受信した広告メッセージよりも高い場合には、マスタダウンタイマ２０５の残り時間がスキュータイムよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５１０）。マスタダウンタイマ２０５の残り時間の方が大きい場合、マスタダウンタイマ２０５をスキュータイムに設定し（ステップＳ５１１）、ステップＳ５０１へ戻る。マスタダウンタイマ２０５の残り時間がスキュータイム以下の場合は、そのままステップＳ５０１へ戻る。
なお、ステップＳ５０５以降の手順においては、次のようにしても同様の効果を得られる。
すなわち、広告メッセージの受信と判定した後、受信した広告メッセージ中の優先度が最低位、あるいは、自分自身の優先度の方が大きくかつマスタダウンタイマ２０５の残り時間がスキュータイムよりも大きい場合に、マスタダウンタイマ２０５をスキュータイムに設定しステップＳ５０１へ戻る。前記条件に当てはまらない場合には、マスタダウンタイマ２０５をマスタダウンインターバルに設定しステップＳ５０１へ戻る。
また、ステップＳ５０５において、広告メッセージ受信を検出しない場合に、ステップＳ５０１、もしくはステップＳ５０３のいずれかのステップに戻る。なお、ステップＳ５０１、Ｓ５０３、Ｓ５０５の順序は入れ替えても同様の動作が得られる。
次に、マスタフェーズでの手順の一例を図６に示し、以下に説明する。
まず、状態監視部２１１はシャットダウンイベントを監視し（ステップＳ６０１）、前記イベントが発生した場合には、直ちに広告タイマ２０４の計時を取止め（ステップＳ６０２）、メッセージ処理部２０２へ通知する。そして、メッセージ処理部２０２は優先度を最低位にした広告メッセージを送信し（ステップＳ６０３）、ルータは初期化フェーズに遷移する。
一方、シャットダウンイベントが発生していない場合、状態監視部２１１は広告タイマ２０４が満了したか否かを判定する（ステップＳ６０４）。広告タイマ２０４が満了すると、状態監視部２１１はメッセージ処理部２０２へ通知し、広告メッセージの送信処理が行われる。また、状態監視部２１１は広告タイマを広告インターバルに再設定する処理を行う（ステップＳ６０５）。その後、ステップＳ６０１へ戻る。
広告タイマ２０４が満了する前にバックアップルータからの広告メッセージを受信すると（ステップＳ６０６）、優先度比較部２０３はメッセージ中の優先度が最低位か否かを判断する（ステップＳ６０７）。最低位の場合、優先度比較部２０３はメッセージ処理部２０２へ通知し、広告メッセージの送信処理と、広告タイマ２０４を広告インターバルに再設定する処理を行う（ステップＳ６０８）。その後、ステップＳ６０１へ戻る。
広告メッセージの優先度が最低位でない場合に、優先度比較部２０３は前記優先度が自分自身の優先度よりも高い、あるいは、自分自身の優先度と同じでありかつ広告メッセージを送信しているルータのＩＰアドレスが自分自身のＩＰアドレスよりも大きいか否かを判定し（ステップＳ６０９）、判定条件に一致する場合、広告タイマ２０４の計時を取止める（ステップＳ６１０）。そして、優先度比較部２０３はマスタダウンタイマ２０５にマスタダウンインターバルを設定し、バックアップフェーズに遷移する。なお、優先度が同じ場合の処理はこれに限らず、あらかじめ定められた他の方法で順位を決定することも可能である。
一方、ステップＳ６０９の判定条件に一致しない場合は、優先度比較部２０３はメッセージ処理部２０２へ通知し、受信した広告メッセージが廃棄され（ステップＳ６１２）ステップＳ６０１へ戻る。
なお、ステップＳ６０７とステップＳ６０９や、ステップＳ６０１、Ｓ６０４、Ｓ６０６の順序を入れ替えても同様の動作を得られる。
以上のように本実施の形態では、バックアップフェーズにおいて自分自身の優先度が広告メッセージの優先度よりも高い場合に、マスタダウンタイマをマスタダウンタイマの残り時間と、優先度に重み付けをしたスキュータイムとを比較して、短い方の時間に再設定することで、優先度の高いバックアップルータが迅速にマスタルータに切り替わることができる。
（実施の形態２）
図７は、本発明のネットワーク接続装置を示すブロック図であり、リンク監視部７０１を付加した点が実施の形態１と異なる。
このリンク監視部７０１は外部のネットワークと接続するための外部Ｌ１／Ｌ２処理部２０９よりリンク情報を受け取る。ここでリンク情報とは、受信電解強度、ＢＥＲ、ＦＥＲ、再送頻度、送信信号の変調方式、伝送帯域、伝送容量などのいずれか、もしくは複数を含む情報である。そして、リンク監視部７０１はこれらの情報、例えば、外部ネットワークがＩＥＥＥ８０２．１１に準拠する無線ＬＡＮシステムである場合、アクセスポイントから定期的に送信されるビーコン信号の受信電解強度から、あるいは、通信チャネルを一定期間監視してチャネルに送出されるパケットの総量により伝送帯域を計算した結果から、そのリンク品質を判定することができる。
リンク監視部７０１は外部Ｌ１／Ｌ２処理部２０９から受け取った情報に基づきリンク品質が規定値以上であると判断すると、メッセージ処理部にマスタルータ−バックアップルータの切替処理を行う許可を渡す。メッセージ処理部２０２はこの許可を受け取ると、実施の形態１に記載の処理を行うことが可能となる。
図８は初期化フェーズでの手順を示したフロー図である。
ルータは初期化フェーズに入ると、リンク監視部７０１はリンク品質が規定値以上か否かを判定する（ステップＳ８０１）。規定値以上である場合接続性能が良好であると判定し、この場合には、実施の形態１のステップＳ４０１〜Ｓ４０３の処理を行う。リンク品質が規定値以上でない場合には、初期化フェーズの先頭に戻る。
図９はバックアップフェーズでの手順を示したものである。
ステップＳ９０１において、リンク監視部７０１は外部のネットワークとのリンク品質が上記のようにして良好か否かを判定する（ステップＳ９０１）。良好な場合、ステップＳ５０３へ、リンク品質が良好でない場合はステップＳ５０５へ進み、以降は実施の形態１で説明した処理を実行する。
以上のように本実施の形態では、マスタ−バックアップの切替え前に外部のネットワークとのリンク品質情報を利用するので、外部ネットワークとのリンク品質が良好なルータのみがマスタルータになることができる。
なお、実施の形態１と同様、ステップＳ５０１、Ｓ９０１、Ｓ５０５の順序が置き換わっても同様の動作をする。
（実施の形態３）
図１０は、本発明のネットワーク接続装置を示すブロック図であり、リンク劣化指示部１００５を付加した点が実施の形態２と異なる。
このリンク劣化指示部１００５は、リンク品質に応じてリンク劣化フラグのセット/リセットを行う。すなわち、状態監視部２１１が自分自身をマスタルータであるとしている場合に、リンク監視部７０１がリンク品質を判定した結果、品質が良好であればその旨を示すため、リンク劣化指示部１００５に指示してリンク劣化フラグをリセットし、リンク品質が悪い場合にはリンク劣化フラグをセットする。
メッセージ処理部２０２はリンク監視部７０１からのリンク情報によりリンクの劣化を検出すると、優先度を最低位に設定した広告メッセージを他のルータへ送信する。
図１１（ａ）は、マスタルータ１０１においてリンク品質が劣化した場合に、マスタルータ１０１とバックアップルータ１０２との役割を切替えるシーケンスを示したものである。
図１１（ａ）において、マスタルータ１０１は、定期的に広告メッセージをバックアップルータに対して送信している（ステップＳ１１０１）。マスタルータ１０１は、外部のネットワークとのリンク品質が劣化すると（ステップＳ１１０２）、優先度５３を最低位にした広告メッセージをバックアップルータに送信する（ステップＳ１１０３）。
バックアップルータ１０２は、優先度５３が最低位の広告メッセージを受信すると、自分自身がマスタルータになることができる場合には、スキュータイム経過後にマスタルータとなり（ステップＳ１１０４）、広告メッセージを送信する（ステップＳ１１０５）。
マスタルータ１１０１であったルータは、この広告メッセージを受信し、バックアップルータへ切り替わる（ステップＳ１１０６）。
マスタールータとなったルータは、切替完了後広告メッセージを定期的に送信する（ステップＳ１１０７）。
なお、図１１（ｂ）に示すようにマスタルータ１０１が優先度を最低位に設定した広告メッセージを送信しているときに、それに応答するバックアップルータがない場合は、この広告メッセージを送信し続ける（ステップＳ１１０３）。そして、マスタルータのリンク品質が回復する（ステップＳ１１１０）と、優先度を元の優先度に戻した広告メッセージを再び送信する（Ｓ１１１１）。
マスタルータ−バックアップルータの切替処理において、各ルータは初期化フェーズ、マスタフェーズ、およびバックアップフェーズの３つの状態を遷移してそれぞれの役割を決める。この手順を図１２および図１３を用いて説明する。なお、初期化フェーズ、バックアップフェーズに関しては実施の形態２と同一である。
図１２および図１３ははマスタフェーズでの手順の一例を示した図であり、リンク品質を監視する処理を追加した点が実施の形態１と異なる。なお、図１２の”Ａ”は図１３の”Ａ”に繋がり、図１３の”Ｂ”は図１２の”Ｂ”に繋がる。
リンク監視部７０１はリンク品質を監視し（ステップＳ１２０１）、リンク品質が悪い場合には、劣化フラグがセットされているか否かを判定する（ステップＳ１２０２）。リンク監視部７０１は劣化フラグがセットされていない場合は、リンク品質が良好な状態から劣化したと判断し、リンク劣化指示部１００５に指示して劣化フラグをセットする（ステップＳ１２０３）。また、リンク監視部７０１は広告タイマ２０４の計時を取止め（ステップＳ１２０４）、メッセージ処理部２０２へ通知して、優先度を最低位に設定した広告メッセージを送信する処理を行う（ステップＳ１２０６）。その後、ステップＳ６０１へ戻る。
ステップＳ１２０２において、劣化フラグがセットされている場合には、広告メッセージの送信を行うために、広告タイマ２０４が満了しているか否かを判定する（ステップＳ６０４）。ステップＳ６０４以降の処理は、実施の形態１と同様である。ただし、この場合リンク品質が低いため、ステップＳ６０５で送信する広告メッセージの優先度５３は最低位の値となる。
ステップＳ１２０１において、リンク品質が良好な場合には、劣化フラグがセットされているか否かを判定し（ステップＳ１２０７）、劣化フラグがセットされている場合は、リンク品質が良好な状態に回復したとして、リンク劣化指示部１００５に指示して劣化フラグをクリアする（ステップＳ１２０８）。そして、優先度を通常値へ戻した後（Ｓ１２０９）ステップＳ６０４に進む。劣化フラグがセットされていない場合は、ステップＳ１２０９へ進む。
なお、実施の形態１と同様、ステップＳ６０１、Ｓ１２０１、Ｓ６０４、Ｓ６０６の判定処理の順序を入れ替えても同様の効果を得られる。
以上のように、本実施の形態では、マスタ−バックアップの切替え処理において、外部のネットワークとのリンク品質が良好なバックアップルータのみが、マスタルータになるための処理を行うことができる。また、マスタルータのリンク品質が劣化しても、切替可能なバックアップルータが存在しない場合には、そのままマスタルータとして動作し、リンク品質が回復すると優先度を元へ戻すので、リンク状態が良好なネットワーク接続装置が優先的にマスタルータになることができる。また、リンクが切断される前に、次にマスタルータとなるバックアップルータを設定することができる。
（実施の形態４）
本実施の形態におけるネットワーク接続装置の構成は、実施の形態３と同様であるが、メッセージ処理部２０２が、切替要請メッセージの作成および解釈する機能をさらに有している点が異なる。
図１５（ａ）は、マスタルータ１０１においてリンク品質が劣化した場合にマスタルータ１０１とバックアップルータ１０２の役割を切替えるシーケンスを示したものである。
マスタルータ１０１は、定期的に広告メッセージをバックアップルータに対して送信している（ステップＳ１４０１）。マスタルータ１０１は、外部のネットワークとのリンク品質が劣化すると（ステップＳ１４０２）、切替要請メッセージをバックアップルータ１０２に送信する（ステップＳ１４０３）。バックアップルータ１０２は、切替要請メッセージを受信すると、自分自身がマスタルータになることができる場合には、スキュータイム経過後にマスタルータとなり（ステップＳ１４０４）、広告メッセージを送信する（ステップＳ１４０５）。
また、マスタルータ１０１はこのバックアップルータ１０２からの広告メッセージを受信すると、バックアップフェーズへ状態を切り替える。これにより、マスタルータ−バックアップルータの切替処理が完了する（ステップＳ１４０６）。切替処理の終了後は、バックアップルータがマスタルータとして、広告メッセージを定期的に送信する（ステップＳ１４０７）。
なお、このとき、図１５（ｂ）に示すように、マスタルータ１０１がバックアップルータ１０２からの広告メッセージを受信しない状態で、リンク品質が回復した場合、優先度を元のものに戻して（ステップＳ１４１０）、広告メッセージを送信する（ステップＳ１４１１）。
マスタ−バックアップの切替処理において、各ルータは初期化フェーズ、マスタフェーズ、およびバックアップフェーズの３つの状態を遷移してそれぞれの役割を決める。この手順を図１６乃至図１８を用いて説明する。なお、初期化フェーズに関しては実施の形態３と同一である。
図１６は、バックアップフェーズでの手順を示したものであるバックアップフェーズでは、シャットダウンイベント、リンク品質、切替要請メッセージ受信、広告メッセージ受信を監視する。
リンク品質の監視処理において、外部のネットワークとリンク品質が良好か否かを判定する（ステップＳ９０１）。良好な場合、ステップＳ５０３へ移行し、リンク品質が良好でない場合は切替要請メッセージを受信したかを判定する処理（ステップＳ１５０１）へ進む。切替要請メッセージを受信した場合には、マスタダウンタイマ２０５をスキュータイムに設定し（ステップＳ１５０２）、ステップＳ５０１に戻る。
一方、切替要請メッセージを受信しない場合は広告メッセージ受信の判定を行う（ステップＳ５０５）。以降は、実施の形態３で説明したものと同一である。
なお、ステップＳ５０１、Ｓ９０１、Ｓ１５０１、Ｓ５０５の処理の順序はそれぞれを入れ替えても同様の動作をする。
図１７および図１８は、マスタフェーズでの手順の一例を示した図である。基本的手順は実施の形態３と同一であるが、リンク品質の劣化を初めて検出したとき、劣化フラグをセットし（ステップＳ１２０３）、優先度に最低位をセットした（ステップＳ１２０５）後に、切替要請メッセージをバックアップルータに送信する（ステップＳ１６０１）点が異なる。なお、図１７の”Ｃ”は図１８の”Ｃ”に繋がり、図１８の”Ｄ”は図１７の”Ｄ”に繋がる。
ここで、切替要請メッセージは、図２６に示した広告メッセージのタイプフィールド１７０２の値を、切替要請メッセージの識別子として新たに設定したものである。本実施の形態では、例えばその値を３とする。
バックアップルータ１０２は本メッセージを受信することによりマスタルータ１０１の外部のネットワークとのリンク品質が劣化したことを検知し、自分自身の外部のネットワークとのリンク品質が良好な場合に、マスタルータになるための処理を起動する。
以上のように本実施の形態では、マスタルータ−バックアップルータの切替処理において、マスタルータ１０１が外部のネットワークとのリンク品質が劣化した場合に、切替を要請するための切替要請メッセージをバックアップルータ１０２に送信する。これにより、バックアップルータ１０２は明示的に切替の指示を受けるので、時間ロスなくバックアップルータ１０２からマスタルータへの切替を行うことができる。また、これにより、リンク状態が良好なネットワーク接続装置が優先的にマスタルータになることができ、さらには、リンクが切断される前に次にマスタルータとなるバックアップルータを設定することができる。
（実施の形態５）
本実施の形態におけるネットワーク接続装置の構成は、実施の形態３とほぼ同一であるが、メッセージ処理部２０２が、バックアップルータの状態であるときに、マスタルータ１０１にシャットダウンをさせるためのシャットダウンメッセージをマルチキャスト送信する機能と、シャットダウンメッセージを解釈する機能をさらに有している点が異なる。
図１９は、マスタルータ１０１よりも優先度が高いバックアップルータが存在する場合に、マスタルータとバックアップルータの役割を切替えるシーケンスを示したものである。
図１９において、マスタルータ１０１は、定期的に広告メッセージをバックアップルータに対して送信している（ステップＳ１９０１）。
バックアップルータ１０２は、広告メッセージ内の優先度情報が、自分自身の優先度よりも低い場合に、マスタダウンタイマにスキュータイムとマスタダウンタイマ残存時間の短いほうの時間を設定する（ステップＳ１９１０）。そして、このマスタダウンタイマがタイムアップするまでにシャットダウンメッセージを他のバックアップルータから受信しなかった場合（ステップＳ１９０２）、マスタルータ１０１と他のバックアップルータに対してシャットダウンメッセージをマルチキャスト送信する（ステップＳ１９０３）。このシャットダウンメッセージは図２６に示した広告メッセージのタイプフィールドにシャットダウンメッセージの識別子として新たに設定した、例えば、”４”を設定したものである。その後、優先度を最高位に設定し、初期化フェーズに遷移する（ステップＳ１９０４）。そして、このバックアップルータ１０２は優先度最高位の広告メッセージを１回送信した（ステップＳ１９０５）後、マスタフェーズに遷移し、新たなマスタルータとなる。その後は、優先度を元の値に戻して（ステップＳ１９０６）広告メッセージを定期的に送信する（ステップＳ１９０７）。
一方、シャットダウンメッセージを受信したマスタルータ１０１はシャットダウンイベントを発生させ、初期化フェーズに遷移する（ステップＳ１９０８）。その後、マスタルータ１０１は広告メッセージを受信すると、バックアップフェーズに遷移しバックアップルータとなる（ステップＳ１９０９）。
マスタ−バックアップの切替処理において、各ルータは初期化フェーズ、マスタフェーズ、およびバックアップフェーズの３つの状態を遷移してそれぞれの役割を決める。この手順を図２０乃至図２３とを用いて説明する。なお、初期化フェーズに関しては実施の形態３と同一である。
図２０および図２１はバックアップフェーズでの手順の一例を示した図である。シャットダウンメッセージ受信を判定する手順と、シャットダウンメッセージを送信する手順を追加している点が実施の形態３と異なる。なお、図２０の”Ｅ”は図２１の”Ｅ”に繋がり、図２１の”Ｆ”は図２０の”Ｆ”に繋がる。
ルータはシャットダウンイベントが発生していないときに、シャットダウンメッセージを受信した場合（ステップＳ２００１）には、シャットダウンイベントが発生したときと同様、マスタダウンタイマ２０５の計時を取止め（ステップＳ５０２）、初期化フェーズに遷移する。
また、バックアップルータ１０２である場合に、受信した広告メッセージの優先度が自分自身の優先度以上であるかを判定する（ステップＳ５０８）。広告メッセージの優先度が自分自身の優先度以上である場合、マスタダウンタイムにマスタダウンインターバルを設定した後、ステップＳ５０１へ戻る。この条件を満たさない場合、マスタダウンタイマの残り時間がスキュータイムより多いか否かを判定し、少ない場合はステップＳ２００２へ遷移し、多い場合はマスタダウンタイマにスキュータイムを設定する（ステップＳ５１０）。
次に、マスタダウンタイマがタイムアップしたか否かを判定し（ステップＳ２００２）、タイムアップしていない場合はシャットダウンメッセージを他のバックアップルータから受信したか否かを判定する。受信していなければステップＳ２００２へ戻り、受信していればマスタダウンタイマのカウントを取り止めて初期化フェーズへ移行する。
ステップ２００２において、マスタダウンタイマがタイムアップした場合、シャットダウンメッセージをマスタルータや他のバックアップルータへマルチキャストする（ステップＳ２００３）。その後、バックアップルータは自己の優先度を最高位に設定して初期化フェーズへ移行する。
このような手順を踏むことで、シャットダウンメッセージを送信したバックアップルータ１０２は、初期化フェーズに遷移後、直ちにマスタルータとなる。
なお、他の実施の形態と同様に、ステップＳ５０１、Ｓ９０１、Ｓ５０５、Ｓ２００１の手順を入れ替えても同一の効果が得られる。
図２２および図２３は、マスタフェーズでの手順の一例を示した図である。シャットダウンメッセージ受信を判定する手順と、マスタ−バックアップ切替処理時に最高位にした優先度を通常の優先度に戻す手順とを追加している点が、実施の形態３と異なる。なお、図２２の”Ｇ”は図２３の”Ｇ”に繋がり、図２３の”Ｈ”は図２２の”Ｈ”に繋がる。
ルータはシャットダウンイベントが発生していないときに、シャットダウンメッセージを受信した場合（ステップＳ２１０１）には、広告タイマ２０４の計時を取止め（ステップＳ２１０２）、初期化フェーズに遷移する。
一方、シャットダウンメッセージの受信を検知していない場合には、現在の優先度が最高位かつ前優先度が最高位でないか否かを判定する（ステップＳ２１０３）。前記判定条件に一致する場合、優先度を元の優先度に設定する（ステップＳ２１０４）。
このような手順を踏むことで、マスタルータ−バックアップルータの切替処理で、新たにマスタルータとなったネットワーク接続装置が、最初の広告メッセージを最高位の優先度で送信するが、２回目以降は通常の優先度で送信することになる。これにより、自己の優先度を判定することによるマスタ−バックアップ切替処理を継続できる。
なお、他の実施の形態と同様に、ステップＳ６０１、Ｓ２１０１、Ｓ２１０３、Ｓ１２０１、Ｓ６０４、Ｓ６０６の手順を入れ替えても同様の効果を得ることができる。
ルータはシャットダウンメッセージを受信することにより、マスタルータ−バックアップルータの切替処理の起動を検知し、初期化フェーズに遷移する。
以上のように本実施の形態では、マスタルータ−バックアップルータの切替処理において、バックアップルータはマスタルータの優先度が自分自身の優先度よりも低い場合にシャットダウンメッセージをマルチキャストすることで、マスタルータに対してマスタルータ−バックアップルータの切替処理を起動させることができる。
なお、本実施の形態は、実施の形態３を基本構成として記述したが、これに限らず、実施の形態１、２、あるいは４を基本構成とすることも可能である。例えば、実施の形態４を基本構成とした場合は、バックアップルータが切替要請メッセージを受信した時点で、シャットダウンメッセージをマルチキャストすることによっても、同様の効果を得ることができる。
本発明は、モバイルＩＰネットワークの仮想ルータシステムにおけるネットワーク接続装置に有用であり、マスタルータとバックアップルータとの切替を迅速に行うのに適している。
本発明の実施の形態１に係るネットワークシステムの構成図 本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続切替方法のシーケンスを示す図 本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続切替方法の初期化フェーズにおける手順を示す図 本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続切替方法のバックアップフェーズにおける手順を示す図 本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続切替方法のマスタフェーズにおける手順を示す図 本発明の実施の形態２に係るネットワーク接続装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係るネットワーク接続切替方法の初期化フェーズにおける手順を示す図 本発明の実施の形態２に係るネットワーク接続切替方法のバックアップフェーズにおける手順を示す図 本発明の実施の形態３に係るネットワーク接続装置の構成を示すブロック図 （ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態３に係るネットワーク接続切替方法のシーケンスを示す図 本発明の実施の形態３に係るネットワーク接続切替方法のマスタフェーズにおける手順の一部を示す図 本発明の実施の形態３に係るネットワーク接続切替方法のマスタフェーズにおける手順の一部を示す図 本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続切替方法のシーケンスを示す図 （ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態４に係るネットワーク接続切替方法のシーケンスを示す図 本発明の実施の形態４に係るネットワーク接続切替方法のバックアップフェーズにおける手順を示す図 本発明の実施の形態４に係るネットワーク接続切替方法のマスタフェーズにおける手順の一部を示す図 本発明の実施の形態４に係るネットワーク接続切替方法のマスタフェーズにおける手順の一部を示す図 本発明の実施の形態５に係るネットワーク接続切替方法のシーケンスを示す図 本発明の実施の形態５に係るネットワーク接続切替方法のバックアップフェーズにおける手順の一部を示す図 本発明の実施の形態５に係るネットワーク接続切替方法のバックアップフェーズにおける手順の一部を示す図 本発明の実施の形態５に係るネットワーク接続切替方法のマスタフェーズにおける手順の一部を示す図 本発明の実施の形態５に係るネットワーク接続切替方法のマスタフェーズにおける手順の一部を示す図 従来例におけるネットワークシステムの構成を示す図 （ａ）、（ｂ）従来例におけるネットワーク接続切替方法のシーケンスを示す図 従来例における広告メッセージのフォーマットを示す図
符号の説明
１０１，１０２ ネットワーク接続装置
１０３ ホスト
１０４ ネットワーク１
１０５ ネットワーク２
１０６ ローカルエリアネットワーク
１０７ 広域ネットワーク
２０１，７０２，１００３ ルータ切替処理部
２０２ メッセージ処理部
２０３ 優先度比較部
２０４ 広告タイマ
２０５ マスタダウンタイマ
２０６ タイマ部
２０７ Ｌ３主要処理部
２０８，１００４ Ｌ３処理部
２０９ 外部Ｌ１／Ｌ２処理部
２１０ 内部Ｌ１／Ｌ２処理部
２１１ 状態監視部
２１２ マスタダウンタイマ比較部
７０１ リンク監視部
１００５ リンク劣化指示部
１８０１ 優先度記憶部

Claims (15)

  1. ローカルエリアネットワークに接続している複数のネットワーク接続装置を、仮想的に１台のネットワーク接続装置として動作させるネットワーク接続装置であって、
    ネットワーク接続装置としての稼動状態を管理する状態監視部と、
    ネットワーク接続装置として稼働しているときに、当該稼働状態を示す広告メッセージの送受信処理を行うメッセージ処理部と、
    受信した前記広告メッセージからネットワーク接続装置として稼働すべき優先度を示す優先度情報を取得し、自己の優先度情報と比較する優先度比較部と、
    待機状態からネットワーク接続装置としての稼働状態へ遷移するタイミングを計測するマスタ遷移タイマ部と
    を有し、
    前記状態監視部が稼動状態でないと判定しているときに、前記優先度比較部は自己の優先度が受信した前記広告メッセージ内の優先度情報よりも高いと判定した時点で、前記マスタ遷移タイマ部を用いて、待機状態のネットワーク接続装置相互間での稼働状態への移行を調停する処理を開始することを特徴とするネットワーク接続装置。
  2. ローカルエリアネットワークに接続している複数のネットワーク接続装置を、仮想的に１台のネットワーク接続装置として動作させるネットワーク接続装置であって、
    ネットワーク接続装置としての稼動状態を管理する状態監視部と、
    ネットワーク接続装置として稼働しているときに、当該稼働状態を示す広告メッセージの送受信処理を行うメッセージ処理部と、
    前記広告メッセージを定期的に送信するタイミングを計測する広告タイマと、
    前記広告メッセージがネットワーク接続装置として稼動しているネットワーク接続装置から所定時間内に受信されるか否かを判定するための時間を計測するメッセージタイマ部と、
    受信した前記広告メッセージからネットワーク接続装置として稼働すべき優先度を示す優先度情報を取得し、自己の優先度情報と比較する優先度比較部と、
    待機状態からネットワーク接続装置としての稼働状態へ遷移するタイミングを計測するマスタ遷移タイマ部と
    を有し、
    前記状態監視部が稼動状態でないと判定しているときに、前記優先度比較部は自己の優先度が受信した前記広告メッセージ内の優先度情報よりも高いと判定した場合、前記メッセージタイマ部の残り時間と、自己の優先度に基づいて算出したスキュー時間とを比較し、前記スキュー時間が短い場合、前記マスタ遷移タイマ部に前記スキュー時間を設定し、前記マスタ遷移タイマ部がタイムアップしたときに、前記状態監視部が前記メッセージ処理部に指示して、ネットワーク接続装置として稼働中のネットワーク接続装置へ、稼働状態から待機状態への遷移を要求する広告メッセージを送信することを特徴とするネットワーク接続装置。
  3. 外部のネットワークとの接続性能を評価するリンク監視部をさらに有し、
    前記マスタ遷移タイマ部がタイムアップしたときに、前記リンク監視部が接続性能を規定値以上と判定した場合、前記状態監視部がネットワーク接続装置として稼働中のネットワーク接続装置へ、稼働状態から待機状態への遷移を指示する広告メッセージの送信を行う請求項１あるいは請求項２に記載のネットワーク接続装置。
  4. 外部のネットワークとの接続性能を評価するリンク監視部をさらに有し、
    前記状態監視部がネットワーク接続装置として稼働中であると判定しており、かつ前記リンク監視部が接続性能を規定値より低いと判定した場合、前記状態監視部は前記メッセージ処理部に指示して、同一ローカルエリアネットワーク上のネットワーク接続装置に対し、ネットワーク接続装置としての稼働状態を示す広告メッセージを送信する請求項１あるいは請求項２に記載のネットワーク接続装置。
  5. 外部のネットワークとの接続性を評価するリンク監視部をさらに有し、
    前記状態監視部がネットワーク接続装置として稼働中であると判定しており、かつ前記リンク監視部が接続性能を規定値より低いと判定した場合、前記状態監視部は前記メッセージ処理部に指示して、同一ローカルエリアネットワーク上のネットワーク接続装置に対し、待機状態から稼働状態への移行を要求する広告メッセージを送信する請求項１あるいは請求項２に記載のネットワーク接続装置。
  6. 前記状態監視部が行う稼働状態から待機状態への遷移の要求は、自己の優先度を最高位に設定した前記広告メッセージであり、かつ前記マスタ遷移タイマ部には前記設定した優先度に基づくスキュー時間を設定する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のネットワーク接続装置。
  7. 前記状態監視部がネットワーク接続装置として稼働中であると判定し、かつ前記リンク監視部が接続性能を規定値より低いと判定した場合の前記稼働状態を示す広告メッセージは、優先度を最低位に設定したものであることを特徴とする請求項４に記載のネットワーク接続装置。
  8. ローカルエリアネットワークに接続している複数のネットワーク接続装置を、仮想的に１台のネットワーク接続装置として動作させるネットワーク接続装置として稼動状態であるか、待機状態であるかを判定する状態監視ステップと、
    前記判定で待機状態であるとした第１のネットワーク接続装置がネットワーク接続装置として稼働状態にある第２のネットワーク接続装置からの広告メッセージを受信するステップと、
    受信した前記広告メッセージ内のネットワーク接続装置として稼働すべき優先度を示す優先度情報と、自己の優先度情報とを比較する優先度比較ステップと、
    前記優先度比較ステップで、前記自己の優先度の方が高いと判定した時点で、待機状態のネットワーク接続装置相互間の稼働状態への移行を調停する処理を開始するネットワーク接続切替方法。
  9. ローカルエリアネットワークに接続している複数のネットワーク接続装置を、仮想的に１台のネットワーク接続装置として動作させるネットワーク接続装置として稼動状態であるか、待機状態であるかを判定する状態監視ステップと、
    、前記判定で待機状態であるとした第１のネットワーク接続装置がネットワーク接続装置として稼働状態にある第２のネットワーク接続装置からの広告メッセージを受信するステップと、
    前記広告メッセージが前記第２のネットワーク接続装置から所定時間内に受信されるか否かを判定するためのマスタダウン時間を計測するステップと、
    前記マスタダウン時間が満了のときに、前記第１のネットワーク接続装置から前記第２のネットワーク接続装置に、稼働状態への移行を通知するステップと、
    受信した前記広告メッセージ内のネットワーク接続装置として稼働すべき優先度を示す優先度情報と、自己の優先度情報とを比較する優先度比較ステップと、
    前記優先度比較ステップで、前記自己の優先度の方が高い場合に、前記マスタダウン時間の残り時間と、前記自己の優先度が高いほど短い時間となるように算出したスキュー時間とを比較し、スキュー時間の方が短い場合に、前記マスタダウン時間を前記スキュー時間に置換するステップと
    を有するネットワーク接続切替方法。
  10. 外部ネットワークとの接続性能が規定値以上であるか否かを検出するステップと、
    前記第１のネットワーク接続装置における前記検出で接続性能が規定値以上である場合にのみ、前記第１のネットワーク接続装置から前記第２のネットワーク接続装置に稼働状態への移行の前記通知を許可するステップと
    をさらに有する請求項９に記載のネットワーク接続切替方法。
  11. 前記第２のネットワーク接続装置における前記接続性能が規定値以上でない場合、前記第２のネットワーク接続装置が前記第１のネットワーク接続装置に対し、稼働状態への移行を要求する移行要求ステップを
    さらに有する請求項１０に記載のネットワーク接続切替方法。
  12. 前記第１のネットワーク接続装置における前記優先度比較ステップで、前記自己の優先度の方が高い場合に、前記自己の優先度を一時的に最高位に設定するステップをさらに有し、
    稼働状態への移行を通知するステップにおいて、前記第１のネットワーク接続装置から前記第２のネットワーク接続装置、及び他の待機状態にあるネットワーク接続装置に前記自己の優先度情報を通知することを特徴とする請求項９あるいは請求項１０に記載のネットワーク接続切替方法。
  13. 前記移行要求ステップにおいて、前記第２のネットワーク接続装置は、自己の優先度を最低位であるとして通知することを特徴とする請求項１１に記載のネットワーク接続切替方法。
  14. 前記第１のネットワーク接続装置が待機状態から稼働状態へ移行した後に、自己の優先度を最高位に設定する直前の値に戻すことを特徴とする請求項１２に記載のネットワーク接続切替方法。
  15. 前記第１のネットワーク接続装置が前記第２のネットワーク接続装置から前記移行の要求を受けた時点で、前記マスタダウン時間を前記スキュー時間に置換するステップをさらに有する請求項１１に記載のネットワーク接続切替方法。
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