JP2005354598A

JP2005354598A - 二重リング型伝送装置

Info

Publication number: JP2005354598A
Application number: JP2004175693A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Uesawa; 裕上沢
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2004-06-14
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】二重リング型伝送装置に関し、送信側ノードで右回り又は左回りの経路のうち、近距離経路を動的に選択してセルを送信し、二重リング伝送路を効率良く使用する。
【解決手段】二重化されたリング型ネットワークの各ノードＡ〜Ｚに配置される二重リング型伝送装置において、自ノードの配下に接続された端末装置のＭＡＣアドレスＭＡＣ１〜ＭＡＣ５を収集し、該配下の端末装置のＭＡＣアドレスと自ノードのノードアドレスとを、他の各ノードに通知する。他の各ノードは、通知された各ノード配下の端末装置のＭＡＣアドレスを学習し記憶する。各ノードは転送セルのＬＩＦＥ情報を基に他の各ノードについて右回りと左回りの経路のうち距離の近い方の経路を学習し、セルの送信の際に、宛先ＭＡＣアドレスから宛先ノードを特定し、該宛先ノードへの送信経路として、距離の近い方の経路を選択して該経路にのみセルを送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、二重リング型伝送装置に関し、特に、イーサネット（登録商標）等の非同期転送回線による右回り方向及び左回り方向の伝送経路を有する二重化されたリング型ネットワークの各ノードにおける二重リング型伝送装置に関する。

リング型伝送路にて非同期転送によりセル（パケット）を伝送する方式として、各ノードで伝送路の帯域を共有し、統計多重効果を利用して効率良く伝送を行う方式が主流となっている。また、リング型ネットワークにおいて、伝送路の冗長化のために右回り方向及び左回り方向の伝送経路により二重化する方式が主流である。

図１１に従来の二重リング型ネットワーク及びセル（パケット）転送動作の例を示す。同図において、ノードＡ〜ノードＤは１５０Ｍビット／ｓの二重リング型光伝送装置、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３はパーソナルコンピュータ等の情報通信処理を行う端末装置である。

同図の（ａ）は端末装置Ｔ１から端末装置Ｔ２宛のフレームが送信された場合の転送動作を示している。同図に示すように、端末装置Ｔ１からのセル（パケット）は、端末装置Ｔ２を収容するノードＢへ向けて、右回り（時計回り）の伝送方向の＃０伝送路によりノードＤ及びノードＡを経由してノードＢへ転送されると共に、左回り（反時計回り）の伝送方向の＃１伝送路によりノードＢへ転送される。

同図の（ｂ）は更に端末装置Ｔ２から端末装置Ｔ１宛のフレームが送信された場合の転送動作を示している。同図に示すように、端末装置Ｔ２からのセル（パケット）は、端末装置Ｔ１を収容するノードＣへ向けて、右回り（時計回り）の伝送方向の＃０伝送路によりノードＡへ転送されると共に、左回り（反時計回り）の伝送方向の＃１伝送路によりノードＡ及びノードＤを経由してノードＣへ転送される。

上述のように、従来の二重リング型ネットワークの伝送装置では、送信側のノードで両経路（＃０及び＃１）の伝送路に同時にセル（パケット）を送出し、受信側のノードで経路選択を行ってセル（パケット）を取り込む方式である。そのため、図１１の例では、ノードＡ及びノードＤでは、自ノードで送受することなく単に通過するだけのセル（パケット）を中継する。

本発明に関連する先行技術文献として、右回り方向及び左回り方向の伝送経路を有する二重化されたリング型ネットワークにおいて、応答パケットの早い方の経路を識別して方路選択情報を作成する技術が下記の特許文献等に記載されている。
特開２００３−１３４１３９号公報（段落００８９〜００９３等）

前述したように従来の二重リング型伝送装置は、右回り方向及び左回り方向の両経路（＃０及び＃１）の伝送路で同時にセル（パケット）の送信を行い、受信側で経路選択を行う方式であるため、二重化された伝送路に同一のセル（パケット）が重複して転送され、伝送路の帯域が有効に利用されていない。

また、図１１の（ｂ）に示すように、例えばノードＢとノードＣとの間の通信で、共有帯域を占有してしまうほどのセル（パケット）が送受された場合、例えばノードＤの端末装置Ｔ３からノードＡ宛への通信を行おうとしても、共有帯域がノードＢとノードＣとの通信によって輻輳状態となっているため通信を行うことができず、伝送帯域が効率良く使用されていなかった。

本発明は、二重化されたリング型伝送路を用いた帯域共有型ネットワークにおいて、セル（パケット）を更に効率良く伝送するために、送信側ノードで右回り方向又は左回り方向の経路の何れかの経路を動的に選択する二重リング型伝送装置を提供し、また、それと共にトラフィック輻輳時における転送遅延を防ぎ、また、伝送路障害に対する伝送路冗長性を保証することができる二重リング型伝送装置を提供することを目的とする。

本発明の二重リング型伝送装置は、（１）右回り方向及び左回り方向の伝送経路を有する二重化されたリング型ネットワークの各ノードに配置される二重リング型伝送装置において、自ノードの配下に接続された端末装置のＭＡＣアドレスを収集し、該配下の端末装置のＭＡＣアドレスと自ノードのノードアドレスとを、他の各ノードに通知を行う自ノード配下ＭＡＣアドレス通知手段と、他の各ノードから通知された各ノード配下の端末装置のＭＡＣアドレスを学習し、各ノードアドレス毎にその配下のＭＡＣアドレスを記憶する各ノード配下ＭＡＣアドレス記憶手段と、各ノードについて右回り方向又は左回り方向の経路のうち、距離の近い方の経路を学習する近距離経路学習手段と、セルの送信の際に、入力されたセルの宛先ＭＡＣアドレスを抽出し、該ＭＡＣアドレスを基に宛先ノードを特定し、該宛先ノードへの送信経路として、前記近距離経路学習手段から得られる距離の近い方の経路を選択し、該選択した経路の伝送路にのみセルを送出する近距離経路選択手段と、を備えたものである。

また、（２）前記自ノード配下ＭＡＣアドレス通知手段は、配下の端末装置のＭＡＣアドレスと自ノードのノードアドレスとを、セル生存時間情報を付加した制御セルにより、他の各ノードに通知を行い、前記近距離経路学習手段は、前記制御セルに付加されたセル生存時間情報を用いて、各ノードについて右回り方向又は左回り方向の経路のうち、距離の近い方の経路を学習することを特徴とするものである。

また、（３）自ノードにおける右回り方向及び左回り方向の伝送経路を通過する中継セルのトラフィック量を監視する手段と、送信の際に、右回り方向又は左回り方向の経路のうち、距離の近い方の経路のトラフィック量が閾値以上であった場合、他方の経路を選択し、該選択した経路にのみセルを送出する手段と、を備えたものである。

また、（４）他のノードとの間で制御セルを使用して伝送路障害通知を行う手段と、送信の際に、右回り方向又は左回り方向の経路のうち、距離の近い方の経路の伝送路が障害を起こしている場合、他方の経路の伝送路を選択し、該選択した経路の伝送路にのみセルを送出する手段と、を備えたものである。

また、（５）伝送路障害通知を受けると、自ノードから障害伝送路の障害伝送路区間より先方に存在するノードのセル生存時間情報を最大値に設定し、前記近距離経路学習手段は、該障害伝送路区間より先方に存在するノードのセル生存時間情報を最大値に設定したセル生存時間情報を用いて、各ノードについて右回り方向又は左回り方向の経路のうち、距離の近い方の経路を学習し直すことを特徴とするものである。

本発明は、通信相手のノードとの間で、右回り方向と左回り方向の経路のうち、近距離となる経路を送信側ノードで判断して選択し、該選択した経路にのみセル（パケット）を転送することにより、二重化された伝送路の帯域を有効に利用して効率良くセル（パケット）の転送を行うことが可能となる。

また、各ノードで両系の経路のトラフィック量を監視し、トラフィック輻輳時に該トラフィック量に従って右回り方向又は左回り方向の何れかの経路を選択することにより、或るノード間でトラフィックが輻輳しているときでも、他のノード間では送信側ノードで適切に経路を選択し、輻輳時の転送遅延の少ないセル（パケット）転送が可能となる。

また、ノード間で伝送路障害の発生を通知し、或るノード間で伝送路障害が発生したときに、送信側ノードで経路を強制的に切替えることにより、伝送路障害に対する伝送路冗長性が保証され、一方の経路に障害が発生した場合でも、セル（パケット）を支障なく転送することができ、通信断を防ぐことが可能となる。

図１は本発明の二重リング型伝送装置により構成したネットワークシステム構成例を示す。同図において、ノードＡ〜ノードＺは例えば１５０Ｍビット／ｓ等の光伝送装置であり、本発明による二重リング型伝送装置が適用される装置である。ＭＢＣはＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）収容盤であり、ＭＡＣ１〜ＭＡＣ５はパーソナルコンピュータ等の情報通信処理を行う端末装置のＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレスである。

各ノードは、ＬＡＮ収容盤ＭＢＣによりハブ（ＨＵＢ）を介して幾つかの端末装置を収容し、各端末装置から送信されたセル（パケット）を、右回り方向の経路である＃０伝送路又は左回り方向の経路である＃１伝送路により、他のノードへ転送する。

また、同図に示すＭＢＣセルは、端末装置から入力されたＭＡＣフレームを固定長のフレームに分割した後にヘッダを付加したセル（パケット）であり、端末装置のユーザによって送受される通信情報の主信号セル（パケット）である。ノード間の伝送路上でユーザの通信情報はＭＢＣセルを単位として伝送される。ＭＢＣセルのヘッダには、送信元ノードアドレス、宛先ノードアドレス及びセル生存時間情報（ＬＩＦＥ情報）が含まれている。

また、同図に示す制御セルは、端末装置から入力されるＭＡＣフレームとは別に、各ノード間のＬＡＮ収容盤ＭＢＣ間にて制御情報の交換を行うためのセル（パケット）である。該制御セルには、ＭＡＣアドレス学習情報及び伝送路障害情報が格納されて、ノード間で通知される。

以下、本発明による経路選択の動作について手順を追って説明する。図２はＭＡＣアドレス収集動作の様態を示している。同図はノードＢにおけるＭＡＣアドレス収集動作を一例として示している。同図に示すように、ノードＢのＬＡＮ収容盤ＭＢＣは、配下に接続された端末装置からのＭＡＣフレームから、その送信元アドレス（ＳＡ）を抽出して自ノード配下の端末装置ＭＡＣアドレスを収集し、該自ノード配下のＭＡＣアドレス（図２の例ではＭＡＣ４）をＭＡＣ送信元アドレス（ＭＡＣ−ＳＡ）抽出テーブルに格納する。

また、ＭＡＣ送信元アドレス（ＭＡＣ−ＳＡ）抽出テーブルの内容は、制御セルにより他の各ノードに定期的にブロードキャストにより通知する。該制御セルには、ネットワーク上のノード数より１つ少ないＬＩＦＥ値を設定して送信する。また、各ノードは、該制御セルを他のノードへ中継する際に、ＬＩＦＥ値を１つずつディクリメントする。

制御セルの受信によるＭＡＣアドレスの学習動作について、以下に図３を参照して説明する。図３はノードＤにおけるＭＡＣアドレス学習動作の例を示している。上述の制御セルを受信した各ノード（一例としてノードＤ）は、該制御セルの送信元ノードアドレスと、制御セルの中身に記述されている送信元ノード配下のＭＡＣアドレスとを、ＭＡＣ宛先アドレス（ＭＡＣ−ＤＡ）検索テーブルに格納する。

図３に示す例では、ノードＤのＭＡＣ宛先アドレス（ＭＡＣ−ＤＡ）検索テーブルに、ノードＢの配下にＭＡＣアドレスＭＡＣ４の端末装置が存在し、ノードＣの配下にＭＡＣアドレスＭＡＣ６の端末装置が存在する旨の情報が格納さていることを示している。これにより、各々のノードアドレスとそのノード配下の端末装置のＭＡＣアドレスとの対応を学習したことになる。

次に、各ノードにおける近距離経路学習動作について図４を参照して説明する。各ノードは、前述の制御セルを右回り方向及び左回り方向（＃０／＃１）の経路の各々の伝送路から受信すると、両経路から受信した制御セルの各々のＬＩＦＥ値を、ＬＩＦＥ情報テーブルに格納する。

図４に示すＬＩＦＥ情報テーブルには、送信元ノードアドレスＡから、右回り（＃０）伝送路を経由してＬＩＦＥ値が２３の制御セルを受信し、左回り（＃１）伝送路を経由してＬＩＦＥ値が３の制御セルを受信したことを示し、また、送信元ノードアドレスＢから、右回り（＃０）伝送路を経由してＬＩＦＥ値が２４の制御セルを受信し、左回り（＃１）伝送路を経由してＬＩＦＥ値が２の制御セルを受信したことを示し、また、送信元ノードアドレスＣから、右回り（＃０）伝送路を経由してＬＩＦＥ値が２５の制御セルを受信し、左回り（＃１）伝送路を経由してＬＩＦＥ値が１の制御セルを受信した例を示している。

各ノードは、ＬＩＦＥ情報テーブルに格納されたノード毎の両経路からの制御セルのＬＩＦＥ値を比較し、その値の小さい方の経路を該ノードへの送信の場合の近距離経路と認識して、各ノード対応に該近距離経路を近距離検索テーブルに格納する。上述のＬＩＦＥ値の小さい方の経路は、該制御セルを送信したノードからは遠距離の経路であるが、該ノードへの送信経路としては近距離の経路となる。

図４に示す近距離検索テーブルには、ノードＡへの送信経路として左回り（＃１）伝送路、ノードＢへの送信経路として左回り（＃１）伝送路、ノードＣへの送信経路として左回り（＃１）伝送路が、それぞれ近距離経路として格納された例を示している。

次に、主信号セル（パケット）の送信動作について図５を参照して説明する。同図はノードＤ配下のＭＡＣアドレスＭＡＣ１の端末装置から、ノードＢ配下のＭＡＣアドレスＭＡＣ４の通信端末へセル（パケット）を送信する場合の例を示している。

ＭＡＣアドレスＭＡＣ１の端末装置からノードＤへ宛先アドレスＭＡＣ４のＭＡＣフレームが入力されると、ノードＤでは、ＭＡＣ宛先アドレス（ＭＡＣ−ＤＡ）検索テーブルを参照し、宛先アドレスＭＡＣ４の通信端末はノードＢに収容されていることを認識し、送信先ノードをノードＢと特定し、該ノードＢへの近距離経路を、近距離検索テー部を参照して左回り方向の経路（＃１）の伝送路と決定し、該左回り方向の経路（＃１）の伝送路に該主信号パケット（ＭＢＣセル）を送出する。

次に、ノード間を中継する主信号パケット（ＭＢＣセル）のトラフィック管理について図６を参照して説明する。各ノードは、右回り方向及び左回り方向の伝送経路を通過する中継セルのトラフィック量を監視する手段を備える。そして、前述の図５に示す主信号パケット（ＭＢＣセル）の送信と同様に、ノードＤからノードＢヘ主信号パケット（ＭＢＣセル）の送信を行う場合、近距離経路である左回り方向の経路（＃１）の伝送路の中継トラフィック量が閾値以上であった場合、トラフィック量の少ない右回り方向の経路（＃０）の伝送路へ主信号パケット（ＭＢＣセル）の送信を行う。

次に、伝送路障害時の動作について図７〜図１０を参照して説明する。ここで一例として、ノードＣとノードＢとの間の左回り方向経路（＃１）の伝送路が異常（例えば断）状態となった場合、ノードＢは左回り方向経路（＃１）の伝送路の異常を検出し、伝送路異常情報を制御セルにより他の各ノードに通知する（図７参照）。

ノードＣとノードＢとの間の左回り方向経路（＃１）の伝送路の異常情報を受信したノードＤは、ＬＩＦＥ情報テーブル内の各ノード対応の左回り方向経路（＃１）のＬＩＦＥ値について、ノードＢのＬＩＦＥ値を最大値に書替えると共に、該書替え前のノードＢのＬＩＦＥ値より大きいＬＩＦＥ値が格納されているノード（これらのノードは左回り方向経路（＃１）の伝送路上にノードＢの先方に存在する）のＬＩＦＥ値を最大値に書替える（図８参照）。

前述のＬＩＦＥ情報テーブルの書替えに伴って、図４に示した近距離経路学習動作と同様の手法により、近距離検索テーブルを再設定する。これにより、ノードＤからノードＢとその左回り方向経路（＃１）の伝送路上の先方に存在するノードヘセル（パケット）の送出を行う場合は、右回り方向経路（＃０）伝送路を選択して送出することになる（図９参照）。

次に、伝送路の障害が復旧した場合の動作について説明する。前述のノードＣとノードＢとの間の伝送路の障害が復旧すると、ノードＢは伝送路異常情報（伝送路断情報）の送出を終了する。ノードＤは新たに制御セルのＬＩＦＥ情報を基に近距離経路を学習し直し、ＬＩＦＥ情報テーブルを更新し、該ＬＩＦＥ情報テーブルに従って近距離検索テーブルを書替えることによって、再度、ノードＢ及びノードＣへの送信経路として、近距離となる左回り方向経路（＃１）を選択することとなる（図１０参照）。

本発明の二重リング型伝送装置により構成したネットワークシステム構成例を示す図である。本発明によるノードＤにおけるＭＡＣアドレス収集動作の例を示す図である。本発明によるノードＤにおけるＭＡＣアドレス学習動作の例を示す図である。本発明によるノードＤにおける近距離経路学習動作の例を示す図である。本発明によるノードＤにおける主信号セルの送信動作の例を示す図である。本発明によるノードＤにおけるトラフィック管理の動作例を示す図である。本発明によるノードＢにおける伝送路障害時の動作（障害通知）の例を示す図である。本発明によるノードＤにおける伝送路障害時の動作（ＬＩＦＥ情報テーブル書替え）の例を示す図である。本発明によるノードＤにおける伝送路障害時の動作（近距離検索テーブル書替え）の例を示す図である。本発明によるノードＤにおける伝送路障害の復旧時の動作の例を示す図である。従来の二重リング型ネットワークにおけるセル（パケット）転送動作の例を示す図である。

符号の説明

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，・・・，Ｚノード
ＭＢＣＬＡＮ収容盤
ＭＡＣ１〜ＭＡＣ５端末装置のＭＡＣアドレス
＃０右回り方向経路の伝送路
＃１左回り方向経路の伝送路

Claims

右回り方向及び左回り方向の伝送経路を有する二重化されたリング型ネットワークの各ノードに配置される二重リング型伝送装置において、
自ノードの配下に接続された端末装置のＭＡＣアドレスを収集し、該配下の端末装置のＭＡＣアドレスと自ノードのノードアドレスとを、他の各ノードに通知を行う自ノード配下ＭＡＣアドレス通知手段と、
他の各ノードから通知された各ノード配下の端末装置のＭＡＣアドレスを学習し、各ノードアドレス毎にその配下のＭＡＣアドレスを記憶する各ノード配下ＭＡＣアドレス記憶手段と、
各ノードについて右回り方向又は左回り方向の経路のうち、距離の近い方の経路を学習する近距離経路学習手段と、
セルの送信の際に、入力されたセルの宛先ＭＡＣアドレスを抽出し、該ＭＡＣアドレスを基に宛先ノードを特定し、該宛先ノードへの送信経路として、前記近距離経路学習手段から得られる距離の近い方の経路を選択し、該選択した経路の伝送路にのみセルを送出する近距離経路選択手段と、
を備えたことを特徴とする二重リング型伝送装置。
前記自ノード配下ＭＡＣアドレス通知手段は、配下の端末装置のＭＡＣアドレスと自ノードのノードアドレスとを、セル生存時間情報を付加した制御セルにより、他の各ノードに通知を行い、
前記近距離経路学習手段は、前記制御セルに付加されたセル生存時間情報を用いて、各ノードについて右回り方向又は左回り方向の経路のうち、距離の近い方の経路を学習することを特徴とする請求項１に記載の二重リング型伝送装置。
自ノードにおける右回り方向及び左回り方向の伝送経路を通過する中継セルのトラフィック量を監視する手段と、
送信の際に、右回り方向又は左回り方向の経路のうち、距離の近い方の経路のトラフィック量が閾値以上であった場合、他方の経路を選択し、該選択した経路にのみセルを送出する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の二重リング型伝送装置。
他のノードとの間で制御セルを使用して伝送路障害通知を行う手段と、
送信の際に、右回り方向又は左回り方向の経路のうち、距離の近い方の経路の伝送路が障害を起こしている場合、他方の経路の伝送路を選択し、該選択した経路の伝送路にのみセルを送出する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載の二重リング型伝送装置。
伝送路障害通知を受けると、自ノードから障害伝送路の障害伝送路区間より先方に存在するノードのセル生存時間情報を最大値に設定し、前記近距離経路学習手段は、該障害伝送路区間より先方に存在するノードのセル生存時間情報を最大値に設定したセル生存時間情報を用いて、各ノードについて右回り方向又は左回り方向の経路のうち、距離の近い方の経路を学習し直すことを特徴とする請求項４に記載の二重リング型伝送装置。