JP2006174406A - パケット転送方法及びパケット転送装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 パケット損失のない高信頼の故障復旧を実現するためのパケット転送技術を提供する。
【解決手段】 通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であって、送受信パケット転送装置間に2つ以上の独立した経路が設定され、送信側のパケット転送装置が、当該パケットの転送先の決定において参照されない部分にパケットの順序を区別する情報を挿入し、かつ、当該パケットをコピーして2つ以上のパケットを生成し、当該パケットをそれぞれ前記独立した経路に送出し、受信側のパケット転送装置が、前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信し、各パケットの前記順序を区別する情報を参照することにより、同一情報を有するパケットとその順序を識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って順に下流に転送する。
【選択図】 図9

Description

本発明は、パケット転送方法及びパケット転送装置に係り、特に、イーサネット(登録商標) (Ethernet(登録商標))転送方式、MPLS転送方式、GREカプセリング、IPinIPカプセリング、GFPカプセル化、レイヤ2フレームカプセル化等の可変長パケットのカプセル化転送方式、等を採用したネットワークにおいてパケット損失のない故障復旧を実現するためのパケット転送方法及びパケット転送装置に関する。
パケット通信における従来の障害検出・切替技術には、例えばイーサネット(登録商標)におけるSTP(Spanning Tree Protocol)やその派生技術(例えば、非特許文献1〜3参照)、もしくは、EAPS(Ethernet(登録商標) Automatic Protection Switching)がある。また、EAPSには、MANサービス向けのリングトポロジで高速に切り替える技術がある。
この技術は、リング内でマスタスイッチを選び、マスタスイッチの一方をプライマリ、もう一方をセカンダリとし、セカンダリをブロッキングする。プライマリからリングに対して「Helloパケット」を投げ、一定時間内に、セカンダリに戻って来なければ障害を検知する。また、リング上の途中のスイッチは、障害を検知すると、「TRAP」をマスタスイッチにあげることができ、障害をより早く(1秒未満)に検出することもできる。障害を検出したら、セカンダリをすぐに「FORWADING」にする。
また、リング型のネットワークにおいて、高信頼化を実現するための規格として、RPR(Resilient Packet Ring)がある(例えば、非特許文献4参照)。
更に、ATM回線におけるATMセルの無中断技術として、ATMセルにセル番号を記述して、2つ以上複製し、それぞれ別の回線に送出・伝送させ、受信側において、2つ以上の回線から送られてくる同一情報セルのうち一つを採用して下流に転送する方法がある(例えば、特許文献1参照)。
IEEE 802.1D Spanning Tree Protocol(STP) IEEE 802.1w Rapid Spanning Tree(RSTP) LANスイッチング徹底解説、日経BP社、ISBN4-8222-8099-3 IEEE802.17 Resilient Packet Ring(RPR) 特開平7−46250号公報
しかしながら、上記従来のSTPやEAPSは、切替時間が1秒以上であるため、パケット(フレーム)損失を許容しないような高信頼化は実現できないという問題がある。また、これらの技術は、スイッチのポート単位での故障復旧技術であり、パケット単位での切替を実現するものではない。また、EAPSやRPRは、リング網にしか適用できないという問題がある。
また、特許文献1に記載されたATMセルの無中断化技術はATM回線に特化しており、また、回線単位での無瞬断化技術であるため、ノード故障には適用できないという問題がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、パケットを転送することにより通信を行うネットワークにおいて、パケット損失のない高信頼の故障復旧を実現するためのパケット転送方法及びパケット転送装置を提供することを目的とする。
上記の課題は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であって、
送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置間に2つ以上の独立した経路が設定され、
送信側のパケット転送装置が、パケットにおける、当該パケットの転送先の決定において参照されない部分にパケットの順序を区別する情報を挿入し、かつ、当該パケットをコピーして2つ以上のパケットを生成し、当該パケットをそれぞれ前記独立した経路に送出し、
受信側のパケット転送装置が、前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信し、各パケットの前記順序を区別する情報を参照することにより、同一情報を有するパケットとその順序を識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って順に下流に転送する、
ことを特徴とするパケット転送方法により解決できる。
また、本発明は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に2つ以上の独立した経路を介して備えられた複数のパケット転送装置を有するパケット転送システムで用いられる当該パケット転送装置であって、
前記パケット転送装置は送信機能手段と受信機能手段を備え、
前記送信機能手段は、
パケットにおける、当該パケットの転送先の決定において参照されない部分にパケットの順序を区別する情報を挿入する挿入手段と
パケットをコピーして2つ以上のパケットを生成するコピー手段と、
当該パケットをそれぞれ前記独立した経路に送出する送信手段とを備え、
前記受信機能手段は、
前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信する受信手段と、
各パケットの前記順序を区別する情報を参照することにより、同一情報を有するパケットとその順序を識別する識別手段と、
識別手段により識別された同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って順に下流に転送する選択手段と、
を備えることを特徴とするパケット転送装置として構成してもよい。
また、本発明は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であって、
送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置間に2つ以上の独立した経路が設定され、
送信側のパケット転送装置が、パケットのパケットヘッダの一部を参照することにより、高信頼化パケットとそうでないパケットとを区別し、高信頼化パケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出し、
受信側のパケット転送装置は、前記独立した経路からの到着パケットについて、パケットヘッダの一部を参照することにより高信頼化パケットか否かを判断し、高信頼化パケットに対しては、複数の経路から到着するパケットデータの同一性を判断し、同一パケットが2つ以上の経路から到着する場合は何れか1つだけを下流に転送して他は廃棄し、同一パケットが1つの経路だけから到着する場合はそのパケットを下流に転送することを特徴とするパケット通信方法として構成することもできる。前記パケットヘッダの一部を参照することにより、パケットの優先度を判断でき、それにより、高信頼化パケットか否かを判断できる。
転送の対象となるパケットがイーサネット(登録商標)パケットである場合、前記パケットヘッダの一部は、パケット転送装置の前段のスイッチへの到着ポート番号、フレームヘッダ内にあるレイヤ3プロトコルのType値、フレームヘッダ内の宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、802.1Q VLANタグに含まれる優先度(CoS値)、VLAN−ID、IPヘッダに含まれるDiffServコード・ポイント値(ToS値)、UDPの宛先ポート番号、送信元ポート番号、TCPの宛先ポート番号、送信元ポート番号のうちのいずれかであり、
転送の対象となるパケットがMPLS対応のパケットである場合、前記パケットヘッダの一部は、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、シムヘッダのCoS値(Exp値)のうちのいずれかであり、
転送の対象となるパケットがIPパケットを含む場合、前記パケットヘッダの一部は、IPパケットのToS値、送信元IPアドレス、宛先IPアドレスのうちのいずれかである。
また、受信側のパケット転送装置は、複数の経路から到着するパケットに対して、予め定めた関数を作用させて得られる値に基づき、複数の経路から到着するパケットの同一性を判断することができる。
また、送信側のパケット転送装置は、送信するパケットに順序識別子もしくはタイムスタンプを挿入し、受信側のパケット転送装置は、送信側で挿入された順序識別子もしくはタイムスタンプを参照することにより、複数の経路から到着するパケットの同一性を判断することとしてもよい。
また、送信側のパケット通信装置がパケットに挿入する順序識別子もしくはタイムスタンプのフォーマットが、802.1Q仕様のVLANタグと同一フォーマットであり、送信側のパケット通信装置は、そのVLANタグのVLAN-IDフィールドに順序情報もしくは時間情報を記述することとしてもよい。
また、本発明は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であり、
送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置間に2つ以上の独立した経路が設定され、
送信側のパケット転送装置が、パケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出し、
受信側のパケット転送装置は、前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信し、各パケットの同一性識別情報を参照することにより、同一情報を有するパケットを識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つであって、未転送のものを下流に転送するパケット転送方法において、
受信側のパケット転送装置は、すでに下流に転送済のパケットの同一性識別情報を、最新のパケットからm個分(mは1以上の整数)遡って保持し、保持している同一性識別情報と次の到着パケットの同一性識別情報とを比較することにより、該到着パケットが転送済か未転送かを判断することを特徴とするパケット通信方法として構成することもできる。
前記同一性識別情報は、パケットに挿入された順序識別子もしくはタイムスタンプ、または、パケットに対して予め定めた関数を作用させて得られる値である。
また、本発明は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であり、
送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置間に2つ以上の独立した経路が設定され、
送信側のパケット転送装置が、送信するパケットにパケットの順序を識別するための順序識別子を挿入し、そのパケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出し、
受信側のパケット転送装置は、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)と、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値とを比較し、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値のうち、既に転送済のパケットの順序識別子の値(CF)より大きく、かつ、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値の中で最も小さい値を持つ少なくとも1つのパケットのうちの1つのパケットを下流に転送することを特徴とするパケット通信方法として構成することもできる。
また、本発明は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であり、
送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置間に複数の独立した経路が設定され、
送信側のパケット転送装置が、送信するパケットにパケットの順序を識別するための順序識別子を挿入し、そのパケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出し、
受信側のパケット転送装置は、前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信し、各パケットの順序識別子を参照することにより、同一情報を有するパケットとその順序を識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って下流に転送するパケット転送方法であって、
受信側のパケット転送装置において、前記独立した経路のうち、通信を開始してから最も早くパケットが到着した経路を現用系とし、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)と、現用系で受信するパケットの順序識別子の値を比較し、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)よりも大きい順序識別子を持つパケットを次に転送するべきパケットとし、
一定時間、現用系でのパケットの到着が途絶えた場合に、別の系を新しい現用系として採用し、その系で受信したパケットを下流に転送することを特徴とするパケット通信方法として構成することもできる。
また、本発明は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に2つ以上の独立した経路を介して備えられた複数のパケット転送装置を有するパケット転送システムで用いられる当該パケット転送装置であって、
前記パケット転送装置は送信機能手段と受信機能手段を備え、
前記送信機能手段は、
パケットのパケットヘッダの一部を参照することにより、高信頼化パケットとそうでないパケットとを区別し、高信頼化パケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出する手段を有し、
前記受信機能手段は、
前記独立した経路からの到着パケットについて、パケットヘッダの一部を参照することにより高信頼化パケットか否かを判断し、高信頼化パケットに対しては、複数の経路から到着するパケットデータの同一性を判断し、同一パケットが2つ以上の経路から到着する場合は何れか1つだけを下流に転送して他は廃棄し、同一パケットが1つの経路だけから到着する場合はそのパケットを下流に転送する手段を有することを特徴とするパケット転送装置として構成することもできる。
また、本発明は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に2つ以上の独立した経路を介して備えられた複数のパケット転送装置を有するパケット転送システムで用いられる当該パケット転送装置であって、
前記パケット転送装置は送信機能手段と受信機能手段を備え、
前記送信機能手段は、パケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出する手段を有し、
前記受信機能手段は、
前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信する手段と、
各パケットの同一性識別情報を参照することにより、同一情報を有するパケットを識別する手段と、
すでに下流に転送済のパケットの同一性識別情報を、最新のパケットからm個分(mは1以上の整数)遡って保持し、保持している同一性識別情報と次の到着パケットの同一性識別情報とを比較することにより、該到着パケットが転送済か未転送かを判断する手段と、
同一情報を有するパケットのうちの一つであって、未転送のものを下流に転送する手段とを有することを特徴とするパケット転送装置として構成することもできる。
また、本発明は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に2つ以上の独立した経路を介して備えられた複数のパケット転送装置を有するパケット転送システムで用いられる当該パケット転送装置であって、
前記パケット転送装置は送信機能手段と受信機能手段を備え、
前記送信機能手段は、送信するパケットにパケットの順序を識別するための順序識別子を挿入し、そのパケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出する手段を有し、
前記受信機能手段は、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)と、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値とを比較し、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値のうち、既に転送済のパケットの順序識別子の値(CF)より大きく、かつ、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値の中で最も小さい値を持つ少なくとも1つのパケットの中の1つのパケットを下流に転送する手段を有することを特徴とするパケット転送装置として構成することもできる。
また、本発明は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に2つ以上の独立した経路を介して備えられた複数のパケット転送装置を有するパケット転送システムで用いられる当該パケット転送装置であって、
前記パケット転送装置は送信機能手段と受信機能手段を備え、
前記送信機能手段は、送信するパケットにパケットの順序を識別するための順序識別子を挿入し、そのパケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出する手段を有し、
前記受信機能手段は、前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信し、各パケットの順序識別子を参照することにより、同一情報を有するパケットとその順序を識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って下流に転送する手段を有し、
前記受信機能手段は、前記独立した経路のうち、通信を開始してから最も早くパケットが到着した経路を現用系とし、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)と、現用系で受信するパケットの順序識別子の値を比較し、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)よりも大きい順序識別子を持つパケットを次に転送するべきパケットとし、
一定時間、現用系でのパケットの到着が途絶えた場合に、別の系を新しい現用系として採用し、その系で受信したパケットを下流に転送することを特徴とするパケット転送装置として構成することもできる。
本発明では、従来、故障時に無瞬断で復旧させることができなかったパケット網において、パケットのコピーを作成し、それぞれを別経路で転送すると共に、受信側では、2つのうちのいずれか一方を転送することにより、無瞬断切替機能を実現することで高信頼なパケット網を提供することができる。また、送受信間毎に独立した経路を用いることにより、複数拠点間の通信においても、ポイント−ポイントと同様の高信頼なパケット網を提供することができる。
また、本発明によれば、パケットヘッダの情報を参照して高信頼化が必要なパケットとそうでないパケットの特定を行うので、信頼性への要求が多様なユーザのネットワークに利用できる。
また、受信側でパケットの同一性を判断する場合に、パケットに所定の関数を作用させた値を用いることにより、パケットに余分なフィールドを挿入せずにネットワークの高信頼化を実現できる。
また、受信側において、2つ以上の経路からの同一パケットの到着を待ってから転送を行うことにより、一つの送信元から複数の宛先にパケットを送信する場合において、順序識別子が不連続になった場合でも、到着遅延による順序のとびを解消できる。
また、ユーザ優先度に応じた経路識別子を付与することにより、中継ネットワーク内で優先制御を行うことができる。
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。図1に、本発明の一実施の形態におけるパケット転送システムの概要図を示す。
同図において、ユーザ網1、2が広域網3を介して接続されている。ユーザ網1、2と広域網3の境界には、本発明に係るパケット転送装置4、5が備えられている。
パケット転送装置4、5は、広域網3へのパケット送信の際に、ユーザ網1もしくは2からのパケットの2つのコピーを作成し、パケットにその順序を示すシーケンス番号(カウンタ値、順序識別子ともいう)を付与し、独立した経路を介してそれぞれ個別に転送を行う。受信側では、カウンタ値を参照することにより同一の情報を持つ複数のパケットのうちの一つを選択して、下流に転送する。
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、“2つ以上の独立した経路”とは、単一の故障、工事によって同時に通信が途絶えることのない異なる経路のことをいう。また、本願明細書及び特許請求の範囲においては、“パケット”の用語を、レイヤ2ネットワークで転送される“フレーム”の意味を含むものとして使用する。
図1の構成において、送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置はそれぞれ複数でもよい。この場合、パケット転送装置4においてパケットの送受信ペア(送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置のペア)を識別するための識別子をパケットに付加することにより、パケット転送装置5では、送受信ペア毎にパケットの選択を行うことができる。また、パケット転送装置4で、広域網3における転送経路を示す経路識別子を付与し、識別子に応じた経路にパケットを転送することもできる。また、送受信ペア(もしくは宛先のみ、もしくは送信元のみ)の識別情報と経路の識別情報を兼ねた識別情報を付加することもできる。
ユーザ網、広域網は、例えば、イーサネット(登録商標)、MPLS、その他のカプセル化を行ってパケット転送を行うネットワーク、等である。また、広域網は、パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送するレイヤ2スイッチ等で構成されるネットワークである。なお、同一の情報を持つパケットを識別するために用いられるカウンタ値は、パケットの転送中に上記レイヤ2スイッチ等により宛先決定のために参照されない部分に挿入されることが好ましい。
図2に、ユーザ網、広域網が、イーサネット(登録商標)網である場合のネットワーク構成例を示す。
同図において、両端のイーサネット(登録商標)網1、2を中間のイーサネット(登録商標)網3を用いて接続している。イーサネット(登録商標)網3の境界には、イーサネット(登録商標)スイッチ6,7が設置されている。本発明で用いるパケット転送装置4,5は、イーサネット(登録商標)スイッチ6、7の外側に設置され、高信頼なイーサネット(登録商標)網を構成するために用いられる。当該パケット転送装置4、5は、イーサネット(登録商標)網1もしくは2からのイーサネット(登録商標)パケットの2つのコピーを作成し、送信する。それぞれ個別に転送を行い、受信側で正常なものを選択し、下流に転送する。コピーされたパケットは、図3に示すような、通常のイーサネット(登録商標)ヘッダとペイロードの他、タグ領域とカウンタ領域の2つのフィールドを追加したパケットとして、パケット転送装置4、5間を伝送される。
フィールドの追加は例えば次のようにして行うことができる。
対象パケットがイーサネット(登録商標)パケットの場合、イーサネット(登録商標)パケットの送信元MACアドレスに続けてタグフィールドとカウンタフィールドを挿入し、経路に応じたVLANタグとシーケンス番号を記述する。また、送信元MACアドレスに続けてタグフィールドとカウンタフィールドを挿入し、送受信ペアに応じたVLANタグとシーケンス番号を記述することもできる。また、送信元MACアドレスに続けてタグフィールドとカウンタフィールドを挿入し、送受信ペアと送信経路に応じたVLANタグと、シーケンス番号を記述することもできる。送信先MACアドレスに続けてタグフィールドとカウンタフィールドを挿入し、送信経路に応じたVLANタグと、送信・受信ペアに応じた識別IDとシーケンス番号を記述するようにしてもよい。
パケット転送技術として、MPLSを用いる場合は、MPLSのシムヘッダの前にタグフィールドとカウンタフィールドを挿入し、送信経路に応じたシムヘッダとシーケンス番号を記述することができる。また、MPLSのシムヘッダの前にタグフィールドとカウンタフィールドを挿入し、送受信ペアに応じたシムヘッダと、シーケンス番号を記述するようにしてもよい。また。MPLSのシムヘッダの前にタグフィールドとカウンタフィールドを挿入し、送信経路に応じたシムヘッダと、送受信ペアに応じた識別IDとシーケンス番号を記述するようにしてもよく、MPLSのシムヘッダの前にタグフィールドとカウンタフィールドを挿入し、送信経路と送受信ペアに応じたシムヘッダとシーケンス番号を記述するようにしてもよい。
また、パケット転送技術として、可変長パケットのカプセル化を利用する場合、カプセル化のためのヘッダの後ろにカウンタフィールドを挿入し、シーケンス番号を記述する。前記受信側の装置では、カプセル化のためのヘッダから、送受信ペアに応じた識別子もしくは経路に応じた識別子を抽出することができる。
イーサネット(登録商標)、MPLS等の各方式に対応したパケットの例について以下より詳細に説明する。
図4は、本発明のパケット転送装置をイーサネット(登録商標)に適用する場合におけるパケット構成の例を示す図である。
(a)、(b)は、ユーザ側から送信される通常のパケットである。(a)に示すように、レイヤ2(L2)ヘッダ領域(MACアドレス等を含む)とデータ(ペイロード)領域を有している。(b)はユーザ側で使用するVLANタグ(ユーザVLAN)を含む場合を示している。以下で説明する各場合についても、ユーザVLANを含まない例と含む例とを示しているが、ユーザVLANを含まない例と含む例では、ユーザVLANの有無のみが異なるので、ユーザVLANを含まない例についてのみ説明する。なお、ユーザVLANタグが複数個付される場合もある。
(c)で示すパケットは、VLANタグの領域に、パケットが転送される広域網のLANセグメントを示すLANセグメント識別子(例えばVLAN識別子)の領域と、送受信ペアの識別子の領域と、カウンタの領域を有する。なお、送受信ペア識別子は、例えば、送信元パケット転送装置及び宛先パケット転送装置のMACアドレスなどから決定することができる。
ここで、送受信ペアが1つの場合や、送受信ペアを区別しない場合には、送受信ペアの識別子を省略した(e)の構成とすることができる。
また、コピーした複数のパケットを、異なるネットワークにそれぞれ送信する場合は、ネットワーク内の経路を識別する必要がないので、(g)のようにLANセグメント識別子を省略できる。更に、送受信ペアが1つの場合や、送受信ペアを区別しない場合は、(i)のようにカウンタ領域のみを含む構成とすることもできる。
図5は、パケット転送装置をイーサネット(登録商標)に適用する場合におけるパケット構成の他の例を示す図である。(a)の例は、パケットが転送されるLANセグメントと宛先パケット転送装置とを識別するための識別子の領域、送信元パケット転送装置を識別するための識別子の領域、及びカウンタの領域を含むものである。また、(c)は、LANセグメントと送受信ペアを識別するための識別子の領域、及びカウンタの領域を含む例である。
図6は、パケット転送装置をMPLSに適用する場合におけるパケット構成の例を示す図である。(a)はユーザ側から送信される通常のパケットを示す。また、(b)は、Ethernet(登録商標) over MPLS等における通常のパケットを示す。(b)ではL3ヘッダの後にL2ヘッダを含む点が(a)と異なる。図6、図7の各場合において、L3ヘッダの後にL2ヘッダを含まない例と含む例とを示しているが、L3ヘッダの後にL2ヘッダを含まない例と含む例では、このL2ヘッダの有無のみが異なるので、L3ヘッダの後にL2ヘッダを含まない例についてのみ説明する。
図6の(c)は、シムヘッダの前に送受信ペア領域とカウンタ領域を設けたものである。また、(e)は、(c)から送受信ペアの領域を省略したものである。
図7は、パケット転送装置を、パケットをカプセル化して転送する技術に適用する場合におけるパケット構成の例を示す図である。(a)、(b)はユーザ側からの通常のパケットである。
(c)は、カプセル化ヘッダの前に、広域網を転送する経路を識別するための識別子の領域と、送受信ペアの識別子の領域と、カウンタの領域とを設けたものである。また、送受信ペアを識別する必要がない場合は、(e)の構成とすることができる。
なお、LANセグメント等の経路を示す識別子と、送信先、送信元、送受信ペア等を示す識別子とを合わせて経路識別子と称する場合がある。
図4〜図7に示すように、カウンタの領域は、パケットの転送中に宛先決定のために参照されない部分に設けることが好ましい。これにより、パケットが転送される広域網の事業者の種類に依存せずに、本発明のパケット転送装置の動作を実現できるといった利点がある。本方法においてパケットに挿入し、宛先決定のために転送中に参照される識別子については、イーサネット(登録商標)の場合、ネットワークへの親和性を考慮すればVLANタグ形式で挿入するのが望ましい。一方、カウンタ領域の形式は、同様にVLANタグ形式が望ましいが、転送中に参照しないことを鑑みると、任意のフィールド長でも良い。また、イーサネット(登録商標)以外の場合も、カウンタ領域の長さは任意でも構わない。以下、各実施の形態について説明する。
[第1の実施の形態]
図8は、本発明の第1の実施の形態を実現するパケット転送装置100の構成を示す図である。
同図に示すパケット転送装置100は、送信機能部110と受信機能部120を有している。パケット転送装置100が送信側である場合には、送信機能部110が用いられ、パケット転送装置100が受信側である場合には、受信機能部120が用いられる。
送信機能部110は、受信部111、コピー部112、識別子付与部113,113、送信部114,114を有している。
送信機能部110は、受信部111でユーザ網側からのパケットを受信し、コピー部112にてパケットの2つのコピーを生成する。コピーされたパケットはそれぞれ、識別子付与部113,113に送られ、そこで、パケットにカウンタ領域(順序識別子領域)が付与され、領域にカウンタ値(順序識別子)が書き込まれる。カウンタ値は、パケットの順序を表し、パケットを転送する度に1ずつ増加させて書き込む。識別子付与部113,113にて生成されたパケットは、送信部114,114より広域網側に送信される。
受信機能部120は、受信部121、メモリA122,メモリB122、選択部123,123、カウンタ部124、送信部125を有している。
受信機能部120では、2つの受信部121,121により広域網からA系、B系それぞれのパケットを受信する。受信されたパケットは、A系では、メモリA112に、B系では、メモリB112に蓄積される。本実施の形態では、メモリA112,メモリB112は、それぞれFIFO(First In First Out)として利用する。メモリA112、メモリB112から読み出されたパケットは、選択部123,123にて識別及び選択され、パケットに付加されているカウンタ領域を消去して、ユーザ網側へと送信部125より送信される。
図9は、本発明の第1の実施の形態を実現するパケット転送装置の他の構成を示す図である。図9に示す例は、送信側パケット転送装置と宛先側パケット転送装置が複数あり、送受信ペアを識別する場合の例である。
同図に示すパケット転送装置100は、送信機能部110と受信機能部120から構成される。図9において、パケット転送装置100が送信側である場合には、送信機能部110が用いられ、パケット転送装置5が受信側である場合には、受信機能部120が用いられる。
送信機能部110は、受信部111、経路・送受信ペア判別部115、コピー部112、識別子付与部113,113、送信部114,114を有している。
送信機能部110は、受信部111でユーザ網側からのパケットを受信する。そして、経路・送受信ペア判別部115において、パケットの宛先等から、パケット転送経路と(パケット転送装置の)送受信ペアを決定する。なお、コピーされた複数のパケットが転送される経路が決まっている場合は、パケット転送経路の決定を行わなくてもよい。
そして、コピー部112にてパケットの2つのコピーを生成する。コピーされたパケットはそれぞれ、識別子付与部113,113に送られ、そこで、パケットに経路識別子(経路の識別情報と送受信ペアの識別情報を含む)の領域と、カウンタ領域が付与され、各々の領域に値が書き込まれる。
経路識別子の領域、及びカウンタ領域の例は図4〜図7に示した通りである。また、カウンタ領域にはシーケンス番号(順序識別子)が書き込まれる。識別子付与部113,113にて生成されたパケットは、送信部114,114より広域網に送出される。なお、送信機能部110は、図10に示す構成としてもよい。この場合、識別子付与部113により識別子とカウンタ値を付与されたパケットがコピー部112においてコピーされる。
図9の受信機能部120は、受信部121,121、メモリA122,メモリB122、識別子参照部126,126、制御部127、選択部123,123、カウンタ部124、送信部125から構成される。なお、選択部とカウンタ部は送信元毎に備えられ、選択部123,123、カウンタ部124はそのうちの1つの送信元に対応するものである。また、同一の送受信ペアの中で異なる複数の経路ペアを採用する場合には、同一の送信元の中の経路ペア毎に選択部123,123、カウンタ部124を備えることもできる。これは他の実施の形態でも同様である。
受信機能部120では、2つの受信部121,121により広域網3からA系、B系それぞれのパケットを受信する。受信されたパケットは、A系では、メモリA122に、B系では、メモリB122に蓄積される。本実施の形態では、メモリA122,メモリB122は、それぞれFIFO(First In First Out)として利用する。メモリA122、メモリB122から読み出されたデータにおける経路識別子が識別子参照部126,126において参照され、送信元パケット転送装置の識別が行われる。
そして、制御部127の制御に基づき、パケットの送信元に対応する選択部123,123にパケットが渡され、選択部123,123及びカウンタ部124によりシーケンス番号に基づくパケットの選択がなされ、パケットの経路識別子領域とカウンタ領域を消去して、パケットはユーザ網側へとパケット送信部125より送信される。
次に、カウンタ部124と選択部123による処理手順について説明する。この処理手順は、図8と図9とで同じである。
図11は、本発明の第1の実施の形態におけるカウンタ部と選択部の処理手順を示すフローチャートである。以下の処理は、1つの送受信ペアに対応する処理である。図9に示す構成においては、識別子参照部と制御部の機能によって、送受信ペア毎(受信機能部内では送信元毎)に以下の処理が行われる。
送信機能部110、受信機能部120には、A系、B系の2系統が存在する。各受信部では、パケットの到着を待って、到着したパケットを、まず、FIFOとして用いるメモリに蓄積する。メモリAにパケットがある場合、選択部123は、FIFO内の一番古いパケットを取得し(ステップ101,102)、パケットのカウンタ値を参照し、それをCAとする。CAとカウンタ部の管理する基準カウンタCFとを比較し(ステップ103)、CF=CAの場合、CF>CAの場合、CF<CAの場合の3通りに条件分岐する。まず、CF=CAであれば、そのパケットをパケット送信部125に転送し、パケット待ち状態に遷移する(ステップ104)。もし、CF>CAであれば、パケットは廃棄し、パケット待ち状態に遷移する(ステップ105)。もし、CF<CAの状態であれば、B系のパケット待ち状態に遷移する(ステップ106)。
B系にパケットがあれば、選択部123は、B系のFIFOとして用いるメモリB122の最古のパケットを取得し(ステップ107)、パケットのカウンタ値を参照し、それをCBとする。ここで、CFとCBを比較して(ステップ108)、CF>CB、CF=CB、CF<CBの3つの場合に応じて条件分岐する。CF>CBの場合には、パケットを廃棄してB系のパケット待ち状態に遷移する(ステップ109)。CF=CBの場合には、そのパケットを転送し、CFの値を1つ増加させてA系のパケット待ち状態に遷移する(ステップ110)。CF<CBの場合には、CFの値を1を加えてA系のパケット待ち状態に遷移する(ステップ111)。
パケット送信部125に送られたパケットは、経路識別子領域とカウンタ領域を除去されてユーザ網側に転送される。
以上の動作により、同一情報を有するパケットをその順序により識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って順に下流に転送することが実現される。
本実施の形態のアルゴリズムを実施する場合、CF=CAの条件が連続した場合、B系のメモリB122が溢れる可能性がある。この場合、以下のような幾つかの対処が考えられる。
(1)メモリA122とメモリB122のFIFOを循環FIFOとして構成する。この構成では、メモリが溢れず古いパケットが新しいパケットで上書きされることになる。
(2)メモリA122とメモリB122のFIFOに書き込みをする際に、一定のデータ量を超えた場合に、古いデータを強制的に消去する。
(3)定期的にA系とB系の役割を交代させてB系のメモリB122が溢れるのを防ぐ。
(4)アルゴリズムに追加を行う。図12にB系のメモリ122の溢れ対策をしたアルゴリズムを示す。前述の図11との差分は、CF=CAの条件を満足し、パケットの転送などの処理を行った後、メモリB122の使用量の確認を行い、それが所定の閾値を越えれば、B系のパケット待ち状態に遷移することである(ステップ201)。他の部分は、図11と全く同じである。
なお、パケット転送装置を図13に示すように構成してもよい。図13に示す構成と図9に示す構成とでは、受信機能部120の構成が相違する。図9の構成では、メモリから読み出したパケットで経路識別子を参照し、送受信ペア毎に選択部、カウンタ部に振り分けたが、図13の構成では、まず、受信パケットにおける経路識別子を参照して、送受信ペア毎にメモリに蓄積する。図13の構成の動作は、送受信ペア毎で見れば図11、図12に示した動作と全く同様に行われる。
[第2の実施の形態]
本実施の形態では、装置構成は、前述の第1の実施の形態における図8もしくは図13に示したものを用いる。但し、第1の実施の形態では、メモリA122,メモリB122には、FIFO、もしくは、循環FIFOを用いていたが、本実施の形態では、循環ハッシュを用いる。
図14は、本発明の第2の実施の形態におけるメモリにおいて循環ハッシュを用いる場合を説明するための図である。
循環ハッシュでは、所与のメモリ領域がn(整数)に分割されており、アドレスとして、1〜nが付与されている。広域網から送られてきたパケットは、カウンタ値を参照され、カウンタ値のnでの剰余をアドレスとするメモリ領域に保存されるものとする。なお、保存する場合には、L2ヘッダ、経路識別子領域、カウンタ領域、データ(ペイロード)領域のうち、ペイロード領域が含まれていれば、全てを保存してもよいし、そのうちの幾つかを選択して保存してもよい。こうして構成されたメモリA122,メモリB122の内容に対し、図15で示される処理手順でカウンタ部と選択部が動作する。
図15は、本発明の第2の実施の形態におけるカウンタ部と選択部の処理手順のフローチャートである。なお、以下の処理は、1つの送受信ペアに対応する処理である。すなわち、識別子参照部と制御部の機能によって、送受信ペア毎(受信機能部内では送信元毎)に以下の処理が行われる。
受信機能部120には、A系、B系の2系統があり、主にパケットを受信する系を選択系、予備の系を非選択系と呼ぶことにする。例えば、A系からのパケットを主に転送する場合には、A系を選択系とし、B系を非選択系と呼ぶこととする。選択系/非選択系の区別は固定的なものではなく、条件次第では入れ替わることもある。パケット処理が開始されると、A系,B系の両系がパケット待ち状態になる。このうち、最初にパケットを受信した系を選択系とする。このとき、読み取ったカウンタ値をCFに設定する(ステップ301)。以下、A系を選択系とする。
次に、メインの処理手順に入る。
選択系のメモリA122のCF番地に対応する場所のデータの有無により、2つに条件分岐する(ステップ302)。
(1)データがある場合には、メモリA122からCF番地のデータを取り出し、送信処理を行うため、転送する(ステップ303)。その後、CFを1増加させ(ステップ304)、再び選択系のメモリA122のCF番地に対応する場所のデータの有無を確認する。
(2)データがない場合には、非選択系のメモリB122のCF番地データがあるかを確認し(ステップ305)、非選択系のメモリB122のデータの有無によって更に2分岐する。
(2−1)データがある場合、非選択系のメモリB122のCF番地に存在するデータを取り出して送信する(ステップ306)。その後、CFを1増加させ(ステップ304)、再び選択系のメモリA122のデータの有無を確認する。
(2−2)ステップ305でデータがない場合には、タイムアウト待ちを行い(ステップ307,308)、タイムアウト前にCF番目のデータが到着すれば(ステップ309)上記の(2−1)の送信処理を行い、併せて選択系、非選択系の名称変更を行う(ステップ310)。タイムアウトすれば、送信をあきらめてCFを1つ増加し(ステップ304)、選択系のパケット処理に遷移する。
循環ハッシュを用いることにより、パケットをカウンタ値のnの剰余をアドレスとするメモリ領域に保存する。カウンタ値がNのフレームが、カウンタ値がN-nのフレームよりも先に到着したときでも、循環ハッシュからパケットを読み出すときに、カウンタ値を考慮し、カウンタ値の順に読み出すことにすれば、n番目以内の到着順序の逆転を、読み出し時に正しい順序に訂正することができる。
[第3の実施の形態]
図16は、本発明の第3の実施の形態におけるパケット転送装置の構成を示す図である。
同図に示すパケット転送装置200は、送信機能部210と受信機能部220から構成される。
送信機能部210は、受信部211、コピー部212、符号化部213,213、送信部214,214を有し、前述の第1の実施の形態の図8に示したものと同様の構成である。
受信機能部220は、受信部221,221、メモリA222,メモリB222、選択部223,223、カウント部224、送信部225を有する。受信機能部220は、受信部221,221でパケットを受信し、メモリA222、または、メモリB222に書き込む。また、メモリA222,メモリB222は、FIFOとして用いる。
選択部223,223は、メモリA222,メモリB222からデータを読み出し、共有メモリC222に、データを後述する手順に従って転送する。
共有メモリC222は、図14に示す循環ハッシュを構成しており、カウンタ部224の制御により読み出され、送信部225よりユーザネットワークへ転送される。
図17に、本実施の形態のパケット転送装置200の他の例を示す。図17に示す例は、送信側パケット転送装置と宛先側パケット転送装置が複数あり、送受信ペアを識別する場合の例である。
同図に示すパケット転送装置200は、送信機能部210と受信機能部220から構成される。
送信機能部210は、パケット受信部211、経路・送受信ペア判別部215、コピー部212、識別子付与部213,213、送信部214,214から構成され、前述の第1の実施の形態における図9に示したものと同様の構成である。
受信機能部220は、パケット受信部221,221、メモリA222,メモリB222、共有メモリC222、識別子参照部226,226、制御部227、選択部223,223、カウンタ部224、送信部225から構成される。なお、カウンタ部及び共有メモリCは送信元毎に備えられており、カウンタ部224と共有メモリC222はそのうちの1つの送信元に対応するものである。
受信機能部220は、パケット受信部221,221でパケットを受信し、メモリA222、または、メモリB222に書き込む。メモリA222,メモリB222は、FIFOとして用いる。
識別子参照部226,226は、パケットの経路識別子を参照し、パケットの送信元を識別する。そして、制御部227の制御に基づき、選択部223,223は、メモリA222,メモリB222からのデータを、識別子参照部226,226により識別された送信元毎に、送信元に対応した共有メモリCに、後述する手順に従って転送する。
共有メモリC222は、図14に示した循環ハッシュを構成しており、カウンタ部224の制御によりパケットが読み出され、送信部225よりユーザネットワークへ転送される。
図18は、本発明の第3の実施の形態におけるメモリA,Bから共有メモリCへの書き込みの手順を示すフローチャートである。以下、図17の構成に基づき説明するが、図16の場合も同様の動作で処理が行われる。図18、図19の処理は、1つの送受信ペアに対応する処理である。すなわち、識別子参照部と制御部の機能によって、送受信ペア毎(受信機能部内では送信元毎)に以下の処理が行われる。
識別子参照部226及び選択部223は、パケット受信待ちを行い(ステップ401)、メモリA222,メモリB222のいずれかにデータがあれば(ステップ402)、これを取得し、パケットのカウンタ領域からシーケンス番号を読み出す(ステップ403)。シーケンス番号に対応するメモリC222の領域が空でなければ(ステップ404、No)、パケットを廃棄し(ステップ406)、空であれば経路識別子領域、カウンタ領域を除去してメモリC222の対応する領域に書き込み(ステップ405)、パケット受信待ちに遷移する。
図19は、本発明の第3の実施の形態におけるカウンタ部による共有メモリCのデータ転送手順を示すフローチャートである。
パケット待ち状態から(ステップ501)、メモリC222のF(整数)番目のエントリにデータがあるかを確認し(ステップ502)、データの有無により2分岐する。
(1)データがあればそれを送信部225に転送し(ステップ503)、Fの値を1つ増加させて(ステップ504)パケット受信待ちに戻る。
(2)データがなければタイムアウト待ちをする。さらに、2つに条件分岐する(ステップ505)。
(2−1)タイムアウト前にF番目のデータが到着すれば、データを送信し(ステップ503)、Fの値を1つ増加させる(ステップ504)。
(2−2)タイムアウトした場合には、F+1以降のエントリが存在するか確認する(ステップ506)。データの有無により更に2分岐する。
(2−2−1)エントリが存在する場合、Fの値を1つ増加させ(ステップ504)、パケット待ち状態に遷移する。
(2−2−2)エントリが存在しない場合には、パケット待ち状態に遷移する(ステップ501)。
[第4の実施の形態]
次に、第4の実施の形態における冗長化構成について説明する。第4〜第10の実施の形態では、一例としてイーサネット(登録商標)上で本発明のパケット転送装置を適用する場合について説明する。なお、以下の説明における送信側装置及び受信側装置の構成は、前述の第1〜第3の実施の形態のいずれの構成で行なわれてもよいが、本実施の形態では送受信ペアの識別を行う必要はない。
図20(A)は、全てのイーサネット(登録商標)パケットを冗長化する構成を示す。送信側装置のコピー部において、送信パケットの2つのコピーを作り、識別子付与部で新たにVLANタグ(同図では“VLAN-A”)と、同一の送信順序を識別するシーケンス番号を付与し、送信部から2つのコピーをそれぞれ異なるネットワークに送信する。受信側装置の選択部では、同じ順序のパケットのうち、先に到着した一つを選択して下流へ送出する。もう一方のパケットは届いたら廃棄する。
図20(B)は、VLAN設定が“VLAN-A”のイーサネット(登録商標)パケットだけ選択して冗長化する構成を示す。送信側装置において、VLAN設定が、VLAN-Aであるパケットを識別し、コピー部においてそのパケットの2つのコピーを作り、識別子付与部がコピーに、それぞれ新たにVLANタグ(同図では、“VLAN-B”)と、同一送信順序を識別するシーケンス番号を付与し、パケット送信部から2つのコピーをそれぞれ異なるネットワークに送信する。
[第5の実施の形態]
図21は、本発明の第5の実施の形態におけるイーサネット(登録商標)パケットを冗長化する構成を示す図である。なお、以下の説明における送信側装置及び受信側装置の構成は、前述の第1〜第3の実施の形態のいずれの構成で行なわれてもよいが、本実施の形態でも送受信ペアの識別を行う必要はない。
図21(A)は、VLANタグが“VLAN-A”のイーサネット(登録商標)パケットを選択して冗長化する構成である。送信側装置では、コピー部において送信パケットの2つのコピーを作り、識別子付与部でコピーのそれぞれに異なるVLANタグ(同図では、“VLAN-B”と“VLAN-C”)と、同一の送信順序を識別するシーケンス番号を付与し、パケット送信部から同一のネットワークに送信する。受信側装置では、2つのポート(受信部)をそれぞれ“VLAN-B”と“VLAN-C”のパケットのみを受信する構成に設定する。
なお、“VLAN-B” のパケットと“VLAN-C”のパケットが広域網においてそれぞれ転送される経路は、単一の故障、工事によって同時に通信が途絶えることのない異なる独立した経路とすることができる。
図21(B)は、VLANタグが付与されていないパケットを全て冗長化する構成であり、上段と同様に、送信側装置において、コピー部でコピーされた送信パケットの2つのコピーに、識別子付与部において新たにそれぞれ異なるVLANタグ(同図では、“VLAN-A”と“VLAN-B”)と、同一の送信順序を識別するシーケンス番号を付与して、パケット送信部から同一のネットワークに送信する。
図21(C)は、図21(A)と同様に、VLANタグが“VLAN-A”のパケットを選択して冗長化する構成である。送信側装置において、2つのコピーにそれぞれ異なるVLANタグ(同図では“VLAN-B”と“VLAN-C”)を付与し、受信側装置では、1つのポートの設定を“VLAN-B”と“VLAN-C”の両方を受信する構成に設定している場合を示している。このように送信側装置と受信側装置の設定は同一である必要はない。
[第6の実施の形態]
図22は、本発明の第6の実施の形態におけるタイムアウト設定によるマルチポイント化を説明するための図である。なお、以下の説明における送信側装置及び受信側装置の構成は、前述の第1〜第3の実施の形態のうち、タイムアウト設定が可能な構成で行なう。
図22の例は、受信側装置の受信部において、あるシーケンス番号のパケットを待つ時間を有限に設定し、受信側装置の送信部において、所定の時間が到来すると自動的に次のシーケンス番号のパケットを下流に転送するようなタイムアウト機能を利用する構成である。なお、本実施の形態の場合は、所定の時間を計測するタイマ(図示せず)を受信側装置の受信部、送信部に設ける構成とする。
[第7の実施の形態]
図23は、本発明の第7の実施の形態におけるVLANタグを付与する構成を示す図である。
図23(A)は、送受信ペアに依存したVLANタグを付与する構成を示している。送信側装置のコピー部において送信パケットを2つコピーし、識別子付与部で同一のシーケンス番号を付与する際に、送受信ペアに依存したVLANタグを付与し、それぞれの送受信ペアに対してシーケンス番号を1から付与し、パケット送信部から2つのコピーをそれぞれ別のネットワークに送信する。ここでのパケットは、図5における(c)もしくは(d)における経路識別子において、“LANセグメント”に依存する部分を除いたものに相当する。図23(A)に示すように、例えば、装置Xから装置Pに送られるパケットには“VLAN-PX”というVLANタグが付与される。
受信側装置の選択部において2つのネットワークから受信するパケットのVLANタグを認識し、同一の送信元を示すVLANタグを有するパケットに対し、シーケンス番号から同一情報を有するパケットとその順序を同定し、同じ順序のパケットのうち、1つを選択して、送信部から送出し、その他は廃棄する。
VLANタグに関しては、入力パケットにVLANタグが付いている場合も付いていない場合も、識別子付与部では新たにVLANタグを付与する。これによりマルチポイント化が実現できる。
なお、送受信ペアは、例えば、転送するイーサネット(登録商標)パケットの送信元及び宛先のMACアドレス、VLAN設定などから決定することができる。
図23(B)は、送受信装置ペアと送信経路に依存したVLANタグを付与する構成である。送信側装置のコピー部において、送信パケットを2つコピーし、識別子付与部が同一のシーケンス番号を付与する際に、冗長化する2つのパケットのVLANタグが異なり、かつ、送受信ペア毎に別のVLANタグになるように新たにVLANタグを付与し、送受信装置ペア毎にシーケンス番号を1から付与する。このようにすることにより、2つのパケットの経路を識別できる。ここでのパケットは、図5における(c)もしくは(d)に相当する。図23(B)において、例えば、装置Xから装置Pに送られるパケットには“VLAN-P1X”と“VLAN-P2X”というVLANタグが付与される。
受信側装置では、識別子参照部でそれぞれのVLANタグを識別することにより、同一の送信元を示すVLANタグを有するパケットを識別し、シーケンス番号から同一情報を有するパケットとその順序を同定する。これにより、マルチポイント化が実現できる。なお、例えば、経路が複数ペアある場合には、同一の送信元であって、同じ経路ペアを経由したパケットを識別することができる。
また、送受信ペアと経路に応じたVLANタグを付与する際、それぞれに対応するVLANタグを1つずつ付与することもできる。その場合の例を図24(A),(B)に示す。例えば、図24(A)では、図23(A)のVLAN-PXに換えて、VLAN-PとVLAN-Xが付与されている。また、図24(B)では、図23(B)のVLAN-P1Xに換えて、VLAN-P1とVLAN-Xが付与されている。
[第8の実施の形態]
図25は、本発明の第8の実施の形態における送信経路に依存したVLANタグと送受信ペアに依存したIDの付与を説明するための図である。なお、以下の説明における送信側装置及び受信側装置の構成は、前述の第1〜第3の実施の形態のいずれの構成で行なわれてもよい。
同図の例は、送信経路に依存したVLANタグを付与し、さらに、送受信装置ペアに依存した識別IDを付与する構成である。送信側装置のコピー部において送信パケットを2つコピーし、識別子付与部が同一のシーケンス番号を付与する際に、冗長化する2つのパケットのVLANタグが異なるように新たに送信経路に依存したVLANタグを付与し、さらに、送受信装置ペア毎に異なるIDとシーケンス番号を付与する。ここでのパケットは、図7の(c)もしくは(d)に概ね相当する。
受信側装置の識別子参照部では、VLANタグとIDを参照し、同じ経路ペアを介し、同じ送信元から送信されたパケットを認識し、シーケンス番号から同一情報を有するパケットとその順序を同定し、送信部から同じ順序のパケットの一方を送出し、その他は廃棄する。
[第9の実施の形態]
図26は、本発明の第9の実施の形態におけるネットワークへの応用例を示す図である。同図では、メトロループへ応用した例を示す。同図において、“無瞬断Ethernet(登録商標)”が上述のパケット転送装置に対応する。
同図の構成は、上記の送信側装置で2つにコピーしたパケットを、リング構成の逆周りの経路にそれぞれ送信する構成である。例えば、同一のVLANタグのパケットを異なるネットワークに送信するような場合に利用できる。なお、本実施の形態における異なるネットワークは、物理的に独立した経路を構成するネットワークの例である。
[第10の実施の形態]
図27は、本発明の第10の実施の形態におけるネットワークへの応用例を示す図である。同図では、イーサネット(登録商標) (Ethernet(登録商標))専用線へ応用した例を示す。同図において、“無瞬断Ethernet(登録商標)”が上述のパケット転送装置に対応する。
同図の構成は、送信側装置で2つにコピーしたパケットを、それぞれ異なるイーサネット(登録商標)専用線に送信する構成である。例えば、同一のVLANタグのパケットを異なるネットワークに送信するような場合に利用できる。なお、本実施の形態における異なるネットワークは、専用線を用いた独立した経路の例である。
[第11の実施の形態]
図28は、本発明の第11の実施の形態におけるLSSを使った計画無瞬断切替の例を示す。同図では、パケット転送装置において、Link Signaling Sublayer(LSS)プロトコルを用いて計画的に無瞬断切替を行なう場合の例を示している。Inter Frame Gap(IFG)内にLSS用バイトを用意してカウンタを送信し(図28(A))、現用系と予備系のカウンタ遅延差を測定することにより、遅い方を廃棄する。故障などで現用系のカウンタの到着が遅れれば、予備系のパケットを採用する(図28(B))。
[第12の実施の形態]
図29(A)〜(C)は、本発明の第12の実施の形態におけるLSSを使った計画無瞬断切替の例を示す。同図では、パケット転送装置において、APS(Automatic Protection Switching)ライクのプロトコルをインバンドで送信することで現用系と予備系の切替を行う。
[第13の実施の形態]
本実施の形態では、可変長のカプセル化技術について説明する。
可変長パケットのカプセル化技術としては、例えば、インターネット・カプセル化プロトコルを用いることができる。例えば、カプセルヘッダとデータグラムとの間にカウンタフィールドを挿入する方法を採用できる。
また、GREカプセル化技術を用いることもできる。GREカプセル化技術では、カプセル化ヘッダとして送信ヘッダ+GREヘッダを元のデータグラムに付与する方法を用いており、例えば、GREヘッダとデータグラムとの間にカウンタフィールドを挿入する方法を採用できる。
また、IPinIPトンネリング技術を用いることができる。IPinIPトンネリング技術では、カプセル化ヘッダとして外部IPヘッダ+トンネリングヘッダを元のデータグラムに付与する方法を用いており、トンネリングヘッダとデータグラムとの間にカウンタフィールドを挿入する方法を採用できる。
また、PPPやHDLCによるカプセル化を用いることもできる。例えば、PPPヘッダとデータグラムの間にカウンタフィールドを挿入する方法を採用できる。
また、GFPによるカプセル化を用いることもできる。例えば、オーバーヘッドとデータグラムの間にカウンタフィールドを挿入する方法を採用できる。
その他、カプセル化技術において、ヘッダ(オーバーヘッド)とデータグラムの間にスタックが可能な技術であれば本発明に適用可能である。
なお、上記の送信機能部及び受信機能部の動作をコンピュータに実行させるプログラムをパケット転送装置として利用されるコンピュータに搭載することにより、本発明のパケット転送装置を実現することができる。そのプログラムは、ネットワークを介して流通させることが可能である。
また、構築されたプログラムを、パケット転送装置に接続されるディスク装置や、フレキシブルディスク、CD−ROM等の可搬記憶媒体に格納しておき、実行時に、コンピュータにインストールすることも可能である。
[第14の実施の形態]
次に、パケットヘッダの情報を参照して高信頼化が必要なパケットとそうでないパケットの特定を行い、高信頼化が必要なパケットについてのみ複数経路にパケットを転送する実施の形態について説明する。本実施の形態の技術は、信頼性への要求が多様なユーザのネットワークに適用可能である。
本実施の形態では、送信側のパケット転送装置において、パケットのパケットヘッダの一部を参照することにより、高信頼化が必要なパケットとそうでないパケットを区別し、高信頼化が必要なパケット(以下「高信頼化パケット」)を複製して独立した経路のすべてに送出し、高信頼化が不要なパケットは複製せずに独立した経路の何れか1つにだけ送信する。受信側のパケット転送装置では、独立した経路からの到着パケットについて、受信部においてパケットヘッダの一部を参照することにより高信頼化パケットか否かを判断する。高信頼化パケットに対しては、さらに複数の経路から到着するパケットデータの同一性を判断することにより、同一パケットが2つ以上の経路から到着する場合は何れか1つだけを下流に転送して他は廃棄する。また、同一パケットが1つの経路だけから到着する場合はそのパケットを下流に転送する。
本実施の形態の形態におけるパケット転送装置の送信機能部の構成例を図30に示す。この構成は、図8に示した構成において、受信部111とコピー部112との間に高信頼化判断部116が備えられた構成である。図30の構成において、高信頼化判断部116で高信頼化を要するパケットであると判断されたパケットについてはコピー、識別子付与が行われる。高信頼化判断部116で高信頼化を要しないパケットであると判断された場合は、コピー、識別子付与を行わずに、送信部114、送信部114のうちの一方からパケットが送信されるように構成されている。図31に示すように、高信頼化パケットに対し、識別子を付与した後にコピーする構成としてもよい。また、コピーをした後に高信頼化パケットか否かの判断をし、高信頼化パケットでなければ、コピーしたパケットのうちの1つだけを転送する構成としてもよい。
送信機能部に高信頼化判断部を備え、受信機能部の受信部に高信頼化パケットか否かを判断する機能を含む構成は、他の実施の形態のパケット転送装置に適用できる。
高信頼化判断部116において、高信頼化が必要なパケットとそうでないパケットとを区別する方法には、例えば以下の方法がある。
対象パケットがイーサネット(登録商標)パケットであれば、該当パケット転送装置の前段のスイッチへの到着ポート番号、パケットヘッダ内にあるレイヤ3プロトコルのType値、フレームヘッダ内の宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、802.1Q VLANタグに含まれる優先度(CoS値)、VLAN−ID、IPヘッダに含まれるDiffServコード・ポイント値(ToS値)、UDPもしくはTCPの宛先ポート番号、UDPもしくはTCPの送信元ポート番号のいずれかを用いて、高信頼化が必要なパケットか否かを判断できる。
対象パケットがMPLS対応のパケットであれば、宛先MACアドレス、送信元MACアドレスまたはシムヘッダのCoS値(Exp値)のいずれかを用いて、高信頼化が必要なパケットか否かを判断できる。
また、上記以外の場合でも、対象パケットがIPパケットを含んでいれば、IPパケットのToS値、送信元IPアドレスまたは宛先IPアドレスのいずれかを用いて、高信頼化が必要なパケットか否かを判断できる。
さて、送信側のパケット転送装置において、経路識別子を付与する際に、ユーザパケットの優先度を反映させた経路識別子を含ませることができる。複数の経路識別子を含む場合は、これらのうち1つ以上の経路識別子にユーザパケットの優先度を反映させた経路識別子を含ませることができる。具体的には、例えば、経路識別子にVLANタグまたはシムヘッダを用いる場合において、ユーザ付与のVLANタグのCoS値またはユーザ付与のシムヘッダのCoS値(Exp値)またはユーザIPヘッダのToS値を優先度とし、その値を、挿入する経路識別子に反映させる。
図32に、ユーザパケットの優先度を、挿入する経路識別子に反映させる場合の例を示す。
(a)は、送信側のパケット転送装置において、ユーザVLANタグ(タイプ値8100)のCoS値を参照し、その値を新しく付与する経路識別子(タイプ値9100のVLANタグ)のCoS値として反映させる例を示している。(b)は、送信側のパケット転送装置において、ユーザパケットのIPヘッダ内のToS値を参照し、その値を新しく付与する経路識別子(タイプ値9100のVLANタグ)のCoS値として反映させる例を示している。(c)は、送信側のパケット転送装置において、ユーザVLANタグ(タイプ値8100)のCoS値を参照し、その値を新しく付与する二つの経路識別子のうち、内側(データに近い側)のタグ(タイプ値8100のVLANタグ)のCoS値として反映させる例を示している。(d)は、送信側のパケット転送装置において、ユーザパケットのIPヘッダ内のToS値を参照し、新しく付与する二つの経路識別子のうち、その値を内側のタグ(タイプ値8100のVLANタグ)のCoS値として反映させる例について示している。
挿入する経路識別子に優先度を反映させることにより、パケット転送装置間のスイッチにおいて優先度に応じた優先制御を行うことが可能となる。また、パケット転送装置で、ToSからCoSへの変換を行うことにより、スイッチでのToS制御が不要になる可能性がある。
なお、優先度は、経路識別子のフィールドに反映させることの他、順序識別子(カウンタ)のフィールド、後述するタイムスタンプのフィールドに反映してもよい。すなわち、新しく挿入する順序識別子もしくはタイムスタンプのフォーマットを、802.1Q仕様のVLANタグと同一フォーマットとし、そのVLANタグのVLAN-IDフィールドに順序情報ないし時間情報を記述するようにする。そして、そのVLANタグのCoS値としてユーザパケットのCoS値を反映させる。
図33にその一例を示す。図33に示す例は、新しく挿入する順序識別子もしくはタイムスタンプの形態が、802.1QのVLANフォーマットに準拠しており、タイプ値としてVLANタグを示す8100を付与し、CoS値としてユーザパケットを参照することにより得た値を付与する場合を示している。
また、図6等に示したように、パケットにVLANタグもしくはシムヘッダが1つ以上付与されている場合には、VLANタグあるいはシムヘッダのうち、最も内側(データに近い側)に付与されているVLANタグあるいはシムヘッダのさらに内側に順序識別子もしくは後述するタイムスタンプを挿入するように構成してもよい。このようにすれば、パケット転送装置において、順序識別子CoS値等をコピーすることなく、中継スイッチで優先制御を行うことが可能となる。すなわち、付与するタグ数が少なくなる。この場合、受信側では、順序識別子もしくはタイムスタンプの読み出し位置を、その挿入位置に応じて決定する。図34に、ユーザがVLANタグを一つつけていた場合に、その内側に順序識別子(カウンタ)を挿入する例を示す。
本実施の形態で説明した高信頼化判断の方法、優先度を反映させる方法などは他の各実施の形態に適用可能である。
[第15の実施の形態]
図35に、本実施の形態におけるシステム構成を示す。図35に示すように、本実施の形態におけるシステムは、送信側のパケット転送装置15が、広域網a21,広域網b22を介して複数の受信側のパケット転送装置16、17、18に接続されたポイント-マルチポイントネットワークを構成している。
本実施の形態において、独立した経路が2系列の場合の、送信側装置の送信機能部の構成は、図8に示した構成と同様の構成を採用できる。すなわち、受信部111がユーザ網からパケットを受信し、コピー部112においてパケットを複製した後、コピー後の2つのパケットのそれぞれに経路識別子および順序識別子を付与し、広域網側の2経路に送出する。また、図36に示すように、経路識別子および順序識別子を付与した後にパケットを複製して2経路に送出する構成としてもよい。
図37は、本実施の形態において、対象ネットワークがイーサネット(登録商標)の場合のパケットの構成例である。広域網において、既存のイーサネット(登録商標)上でパケットを転送できるように、VLAN技術を用いて識別子を付与している。特に、MACアドレスの直後に挿入する経路識別子は、広域ネットワーク転送中に参照されるため、既存のVLAN技術(IEEE802.1Q)に準拠して付与することが望ましい。また、順序情報を表す順序識別子は、VLAN技術(IEEE802.1Q)に準拠したタグ(4バイト)でもよいし、バイト長が4バイトであるがVLAN技術(IEEE802.1Q)に準拠していないものでもよいし、任意長のものでもよい。
図38は、本実施の形態におけるパケット転送装置300の受信機能部320の構成図である。なお、図38は送信機能部を図示していない。図38に示すように、受信機能部320は、各経路からパケットを受信する受信部321、321、パケットを一時的に蓄積するメモリA322A、メモリB322B、順序情報を参照してパケットの転送、廃棄の制御を行う制御部326、及びパケットをユーザ網側に転送する送信部325を有している。本実施の形態における受信機能部320の動作は以下の通りである。
広域網側から2つの経路を経由して受信部321、321がパケットを受信し、受信したパケットをそれぞれメモリA322A、メモリB322Bに格納する。制御部326は、メモリA322およびメモリB322Bのもっとも古いパケット(もっとも早く到着したパケット)をそれぞれ参照し、その順序識別子を比較することにより、古いパケットを先に下流に転送する。制御部326による制御手順を図39のフローチャートを参照して説明する。
制御部326はメモリA322およびメモリB322Bのパケットの有無を参照し、両方にパケットがある場合と、どちらか一方にパケットが有る場合の2系統に条件分岐する(ステップ601)。
(1−1) 両方にパケットが有る場合は、A、B両系のパケットの順序識別子CA、CBを読み出し(ステップ602)、番号の大きさの比較をする(ステップ603)。CA<CBの場合、CA=CBの場合、CA>CBの場合で条件分岐する。
(1−1−1) CA<CBの場合、A系パケットを下流へ転送し、そのパケットをメモリAから消去し、B系パケットは待機状態のまま、両系パケット参照状態に戻る(ステップ604)。
(1−1−2) CA=CBの場合、A系(もしくはB系)パケットを下流へ転送し、転送したほうのパケットを該当メモリから消去し、B系(A系)パケットを廃棄し、メモリから消去し、両系パケット参照状態に戻る(ステップ605)。
(1−1−3) CA>CBの場合、B系パケットを下流へ転送し、そのパケットをメモリから消去し、A系パケットは待機状態のまま、両系パケット参照状態に戻る(ステップ606)。
すなわち、番号が小さいほうを次に転送するパケットと判断し、下流へ転送し、メモリから消去する。番号の大きいほうは待機し、再び両系のパケット参照状態に戻る。
(1−2) ステップ601において、A、Bの何れか一方にのみパケットが有る場合は、A系のみにパケットが有る場合とB系のみにパケットが有る場合に分岐する(ステップ607)。
(1−2−1) A系のみにパケットが有る場合、B系のパケット待機時間を確認する(ステップ608)。
(1−2−1−1) B系のパケット待機時間が満了していない場合、両系パケット参照状態に戻る。
(1−2−1−2) B系のパケット待機時間が満了している場合、A系パケットを下流へ転送し、それをメモリAから消去し、両系パケット参照状態に戻る(ステップ609)。
(1−2−2) ステップ607において、B系のみにパケットが有る場合、A系のパケット待機時間を確認する(ステップ610)。
(1−2−2−1) A系のパケット待機時間が満了していない場合、両系パケット参照状態に戻る。
(1−2−2−2) A系のパケット待機時間が満了している場合、B系パケットを下流へ転送、メモリBから消去し、両系パケット参照状態に戻る(ステップ611)。
図40に、本実施の形態における別のフローチャートを示す。図40は、図39の(1−2)以降の処理において、A系ならびにB系のパケット待機を行わず、すぐにパケットを下流に転送する手順を示している。
本実施の形態では、パケット転送装置の受信機能部で転送済みパケットの順序を管理していないことから、A系とB系で同一パケットの到着時間差が大きい場合(パケット待機時間以上の場合)、複数の同一パケットを下流に転送する可能性がある。従って、経路遅延差の設定に注意する必要がある。
[第16の実施の形態]
図41に本実施の形態のパケット転送装置400の受信機能部420の構成を示す。送信機能部は図示していない。図41に示すように、このパケット転送装置の受信機能部420は、第15の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の構成に加えて、転送済みの順序を管理するカウンタ部427を備えている。
制御部426は、メモリAおよびBのもっとも古いパケット(もっとも早く到着したパケット)の順序識別子と、既転送済のパケットの順序番号を示すカウンタ部427のカウンタ値とを比較することにより、次に下流に転送すべき未転送パケットを決定する。制御部426による処理手順を図42のフローチャートを参照して説明する。
図42に示すように、制御部426はメモリA422A、メモリB422Bのパケットの有無を確認し、両方にパケットがある場合と、どちらか一方にパケットが有る場合の2系統に条件分岐する(ステップ701)。
(2−1) 両方にパケットが有る場合は、A、B両系のパケットの順序識別子CA、CBを読み出し(ステップ702)、それぞれカウンタ値(CF)との大きさを比較をする。まずAに関して、CF≧CAの場合とCF<CAの場合で条件分岐する(ステップ703)。
(2−1−1) CF≧CAの場合、A系パケットを廃棄し、そのパケットをメモリAから消去し、CBとCFの比較に移る(ステップ704、705)。
(2−1−1−1) CF≧CBの場合、B系パケットも廃棄し、メモリBから消去し、両系パケット参照状態に戻る(ステップ706)。
(2−1−1−2) CF<CBの場合、B系パケットは待機状態のまま、両系パケット参照状態に戻る(ステップ707)。
(2−1−2) ステップ703において、CF<CAの場合、A系パケット待機のままCBとCFの比較に移る(ステップ708)。
(2−1−2−1) CF≧CBの場合、B系パケットを廃棄し、メモリBから消去し、A系パケット待機状態のまま、両系パケット参照状態に戻る(ステップ709)。
(2−1−2−2) ステップ708において、CF<CBの場合、A系、B系パケットは待機状態のまま、CAとCBの比較に移る(ステップ710)。
(2−1−2−2−1) CA<CBの場合、A系パケットを下流へ転送し、そのパケットをメモリから消去し、カウンタ値CF=CAに再設定した後、B系パケットは待機状態のまま、両系パケット参照状態に戻る(ステップ711)。
(2−1−2−2−2) CA=CBの場合、A系(もしくはB系)パケットを下流へ転送し、転送したパケットをメモリから消去し、カウンタ値CF=CA(CB)に再設定した後、B系(A系)パケットを廃棄する。すなわち、メモリから消去する(ステップ712)。そして、両系パケット参照状態に戻る。
(2−1−2−2−3) CA>CBの場合、B系パケットを下流へ転送し、そのパケットをメモリから消去し、カウンタ値CF=CBに再設定した後、A系パケットは待機状態のまま、両系パケット参照状態に戻る(ステップ713)。
(2−2) ステップ701において、A、Bの何れか一方にのみパケットが有る場合は、A系のみにパケットが有る場合とB系のみにパケットが有る場合に分岐する(ステップ714)。
(2−2−1) A系のみにパケットが有る場合、B系のパケット待機時間を確認する(ステップ715)。
(2−2−1−1) B系のパケット待機時間が満了していない場合、両系パケット参照状態に戻る。
(2−2−1−2) B系のパケット待機時間が満了している場合、A系パケットの順序識別子CAを読み出し、CFとの比較に移る(ステップ716、717)。
(2−2−1−2−1) CF≧CAの場合、A系パケットをメモリAから消去することにより廃棄し、両系パケット参照状態に戻る(ステップ718)。
(2−2−1−2−2) CF<CAの場合、A系パケットを下流へ転送し、そのパケットをメモリから消去し、カウンタ値CF=CAに再設定した後、両系パケット参照状態に戻る(ステップ719)。
(2−2−2) ステップ714において、B系のみにパケットが有る場合、A系のパケット待機時間を確認する(ステップ720)。
(2−2−2−1) A系のパケット待機時間が満了していない場合、両系パケット参照状態に戻る。
(2−2−2−2) A系のパケット待機時間が満了している場合、B系パケットの順序識別子CBを読み出し、CFとの比較に移る(ステップ721、722)。
(2−2−1−2−1) CF≧CBの場合、B系パケットをメモリBから消去することにより廃棄し、両系パケット参照状態に戻る(ステップ723)。
(2−2−1−2−2) CF<CBの場合、B系パケットを下流へ転送し、そのパケットをメモリBから消去し、カウンタ値CF=CBに再設定した後、両系パケット参照状態に戻る(ステップ724)。
本実施の形態では、既に転送済のパケットの順序を記憶したカウンタ値(CF)と、対象のn系統(本実施の形態ではn=2)のパケットの順序識別子(C1〜Cn)との大きさを比較する。そして、C1〜Cnのうち、CFより大きく、かつ、C1〜Cnの中で最も小さい順序のパケット(最も小さい順序のパケットが複数ある場合はいずれか一つ)を次に転送するべきパケットとしている。
本実施の形態では、転送済みパケットの順序をカウンタ値CFを用いて管理しているため、A系とB系で同一パケットの到着時間差が大きい場合(パケット待機時間以上の場合)でも、複数の同一パケットを下流に転送することなく無中断化を実現することが可能である。
パケット間の同一性を識別するための識別子として、上記のような順序識別子の他、タイムスタンプを用いてもよい。この場合、送信側のパケット転送装置において対象パケットにタイムスタンプを付す。そして、受信側のパケット転送装置において、複数系統から到着したタイムスタンプを比較し、順序を識別する。
また、本実施の形態のように受信側で転送済みパケットの識別を行うには、タイムスタンプを最新のパケットからm個分(mは1以上の整数)遡って保持し、保持したタイムスタンプと次の到着パケットのタイムスタンプとを比較することにより、到着パケットが転送済か未転送かを判断する。
この場合、パケット転送装置の受信機能部には、図43に示すような、タイムスタンプを保持するメモリを備える。このメモリとしては、RAMもしくはCAMを用いることが出来る。RAMの場合は、比較対象データをメモリに格納されているデータのそれぞれと比較し、同一性を判断する。CAMの場合は、比較対象データをメモリ内部のデータリストと一括して比較することができるため、高速判断が可能である。
同一性判断のための識別子をパケットに付与することの他、受信側で、到着したパケットに対して予め決めておいた関数を作用させて得られる値に基づきパケット間の同一性を判断することとしてもよい。関数としては、例えば予め決めたハッシュ関数を用いることができる。
この場合、転送済みパケットの識別を行うには、図44に示すように、図43と同様のメモリを保持する。図43の場合と同様に、メモリとしてはRAM、CAM等を用いることができる。
受信側において、到着したパケットが転送済みパケットか否かを判断する本実施の形態で説明した方法は、他の実施の形態にも適用できる。
[第17の実施の形態]
第17の実施の形態における受信機能部の構成は、図41に示した第16の実施の形態での構成と同じであるが、処理動作が異なる。
本実施の形態は、n本(本実施の形態ではn=2)の独立した経路のうち、通信を開始してから最も早くパケットが到着した経路を現用系とし、転送済パケットの順序を記憶するカウンタ値(CF)と、現用系として採用された系列のパケットの順序識別子(Ci:1≦i≦n)との大きさを比較し、CFよりも順序が大きいパケットを次に転送するべきパケットとして下流に転送する。また、現用系でのパケットの到着が途絶えた場合に、次にパケットが早着した別の経路を新しい現用系として採用しパケットを下流に転送する。
第17の実施の形態における処理動作を、図45、図46のフローチャートを用いて説明する。
図45に示す方法は、A系、B系のうち、パケットが早着した側を0系として転送(他方を1系とする)し、0系が故障もしくは工事などにより通信が途絶えたら1系パケットを転送し、0系が復活したら0系に戻す方法である。図45のフローチャートについて以下に説明する。
まず、パケットがA系、B系のうちのどちらに早く到着したかで処理が条件分岐する(ステップ801)。
(3−1) A系パケットが早着の場合、またはA、B系同時着の場合は、A系の順序識別子CAを読み出し(ステップ802)、カウンタ値(CF)との大小比較をする(ステップ803)。CF≧CAの場合とCF<CAの場合とで条件分岐する。
(3−1−1) CF<CAの場合、A系パケットを転送し、そのパケットをメモリAから消去し、CFをCF=CAに設定し、B系のパケットがあれば最も古いものを消去し(ステップ804)、メモリAのパケット有無の確認に移る(ステップ805)。
(3−1−1−1) ステップ805において、メモリAにパケットが有る場合、パケットの順序読み出し手順に戻る。
(3−1−1−2) ステップ805において、メモリAにパケットがない場合、メモリBのパケット有無の確認に移る(ステップ806)。
(3−1−1−2−1) ステップ806において、メモリBにパケットが有る場合、B系の順序識別子CBを読み出し(ステップ807)、カウンタ値(CF)との大小比較をする(ステップ808)。CF≧CBの場合とCF<CBの場合で条件分岐する。
(3−1−1−2−1−1)CF≧CBならB系パケットは廃棄し、そのパケットをメモリBから消去後(ステップ809)、メモリAのパケット有無の確認に戻る。
(3−1−1−2−1−2)CF<CBならB系パケットを転送し、そのパケットをメモリから消去し、CFをCF=CBに設定後(ステップ810)、メモリAのパケット有無の確認に戻る。
(3−1−1−2−2) ステップ806において、メモリBにパケットがない場合、A、B系の早着確認に戻る。
(3−1−2) ステップ803において、CF≧CAの場合、A系パケットを廃棄し、そのパケットをメモリAから消去し(ステップ811)、メモリAのパケット有無の確認に移る。その後、ステップ805〜810と同様の処理が実行される。
(3−2) ステップ801において、B系パケットが早着の場合は、B系の順序識別子CBを読み出し(ステップ812)、カウンタ値(CF)との大小比較をする(ステップ813)。CF≧CBの場合とCF<CBの場合とで条件分岐する。
(3−2−1)CF<CBの場合、B系パケットを転送し、そのパケットをメモリBから消去し、CF=CBに設定し、A系のパケットがあれば最も古いものを消去し(ステップ814)、メモリBのパケット有無の確認に移る(ステップ815)。
(3−2−1−1) ステップ815において、メモリBにパケットが有る場合、パケットの順序読み出し手順に戻る。
(3−2−1−2) ステップ815において、メモリBにパケットがない場合、メモリAのパケット有無の確認に移る(ステップ816)。
(3−2−1−2−1) ステップ816において、メモリAにパケットが有る場合、A系の順序識別子CAを読み出し(ステップ817)、カウンタ値(CF)との大小比較をする(ステップ818)。CF≧CAの場合とCF<CAの場合とで条件分岐する。
(3−2−1−2−1−1)CF≧CAならA系パケットはメモリから消去することにより廃棄し(ステップ819)、メモリBのパケット有無の確認に戻る。
(3−2−1−2−1−2)CF<CAならA系パケットを転送し、そのパケットをメモリAから消去し、CFをCF=CAに設定後(ステップ820)、メモリBのパケット有無の確認に戻る。
(3−2−1−2−2) ステップ816において、メモリAにパケットがない場合、A、B系の早着確認に戻る。
(3−2−2) ステップ813において、CF≧CBの場合、B系パケットを廃棄し、メモリBから消去し(ステップ821)、メモリBのパケット有無の確認に移る。その後は、ステップ815〜820と同様の処理が行われる。
図46に示す方法は、A、B系のうち、パケットが早着した側を0系として転送(他方を1系とする)し、0系が止まったら1系のパケットを転送する。そして、0系が復活する・しないに関わらず1系が故障・工事などにより通信が途絶えるまで、1系パケットを利用する方法である。
図46のフローチャートは、A系が早着の場合、上記図45のフローチャートにおいて、ステップ809もしくはステップ810の次に「メモリAのパケット有無の確認(ステップ805)に戻ることに代えて、「メモリBのパケット有無の確認」に戻る。また、B系が早着の場合は、上記図45のフローチャートにおいて、ステップ820もしくはステップ819の次に、「メモリBのパケット有無の確認(ステップ815)に戻ることに代えて、「メモリAのパケット有無の確認」に戻る。
図45、46に示す方法におけるステップ805、815、905、915の処理において、待機時間タイマが満了して初めて次のステップに移ることとしてもよい。これにより、系の切り替わり頻度を少なくすることができる。
[第18の実施の形態]
図47に、第18の実施の形態における受信機能部520の構成図を示す。この構成は、図38に示した第15の実施の形態と同じであるが、本実施の形態では、制御部526はパケットの順序識別子を参照しない。
動作のフローチャートを図48に示す。本実施の形態では、パケットが早着した系列を0系とし、0系を現用系としてパケットを転送する(ステップ1002〜1003、ステップ1007〜1008)。受信機能部520のメモリ内に格納されたパケットの有無と、パケット待機時間の満了・未了によって、0系と1系の切替判断を行う(ステップ1004〜1005、ステップ1009〜1010)。図48は、現用系を0系から1系に切り替えた後、1系が途絶えない限り0系に戻さない場合を示している。図49に別の例を示す。図49の例は、現用系0系から1系に切り替えた後、0系が復旧したら現用系を元に戻す場合を示している。
[第19の実施の形態]
次に、第19の実施の形態について説明する。図50に、本実施の形態におけるネットワーク構成図を示す。図50に示すように、このネットワークは、複数の送信元から複数の宛先にパケットを送信するマルチポイント−マルチポイントのネットワークである。
図51に、本実施の形態におけるイーサネット(登録商標)のパケット構成例を示す。図51(a)に示すように、パケットを転送する経路と送信元に対応したVLANタグ(4バイト)と順序情報(4バイト)が付加される。また、図51(b)に示す構成としてもよい。図51(b)の場合は、経路情報として4バイトのVLANタグを付加するともに、順序識別子内に送信元を区別するID番号を付与する。
図52は、本実施の形態におけるパケット転送装置600の受信機能部620の構成図である。送信機能部は図示していない。本実施の形態では、送信元ごとに別のシーケンスの順序識別子が付与されているため、送信元ごとにこれまでに説明した実施の形態に示した機能を実現する構成を有している。すなわち、図52に示すように、本実施の形態の受信機能部620は、送信元ごとにメモリA622、メモリB622、制御部626、カウンタ部627を有している。また、制御部628を備えており、制御部628が送信元情報を認識し、送信元ごとにメモリへの格納先を区別する。
[第20の実施の形態]
図53に、図50に示したネットワークに適用できるパケット転送装置700の受信機能部720の別の例を示す。
図53に示す構成では、受信パケットを格納するメモリA、Bを送信元ごとに区別していない。すなわち、メモリA722とメモリB722をそれぞれ1つ有している。本実施の形態では、制御部728がメモリA722、メモリB722のパケットからCA、CBの値と送信元情報を取得し、送信元情報に基づき、CA、CBの値を該当の送信元の制御部726に転送する。該当の送信元の制御部726では、パケットの順序比較を行い、順序比較結果は制御部728に返される。制御部728は順序比較結果に基づき、メモリA722、メモリB722に対してパケットの廃棄・転送・待機を行う。1つの送信元に着目した場合の処理内容はこれまでに説明した実施の形態と同様である。
[第21の実施の形態]
上記の実施の形態において、パケットの同一性判断の順序識別子としてカウンタ値を用いる場合、カウンタ値は有限(最大値に達した後、0にもどる)であるため、一旦0に戻った後のカウンタ値と、0に戻る前のカウンタ値とを識別することはできない。そこで、本実施の形態では、0に戻ったかどうかを管理し、そのことも考慮してカウンタ値の比較を行う。
図54に、本実施の形態におけるパケット転送装置800の受信機能部820の構成を示す。図54に示すように、この受信機能部820は、図41に示した構成に加えて、到着カウンタ/周回カウンタ部829を、A系とB系にそれぞれ備える。
図55を参照して、装置の動作について説明する。
A系、B系では、独立に周回を管理している。以下、A系についての周回管理について説明するが、B系についても同様である。
A系に、順序nのパケットが到着すると、A系の到着カウンタの値をnとし、制御部826のA系の周回用タイマをリセットする(図55の(1))。次のパケットが到着するまでに、その周回用タイマが、nから順序番号の最大値までに対応する時間をカウントしたら、A系の周回カウンタに1を加える(図55の(2))。当該時間は、順序番号の最大値をNmaxとおくと、((最小フレーム長+フレーム間間隔)に対応する時間)×(Nmax−n)の時間である。なお、周回カウンタの変化がないうちに、次のパケットが到着した場合は、そのパケットの順序番号をそのまま順序比較に用いる。
A系とB系との遅延時間差内にA系の次のパケット(順序n)が到着した場合(図55の(3))、周回カウンタが+1された状態で、かつ、n<nであれば、当該A系のパケットの順序をn+Nmaxとして、順序比較に用いる。周回カウンタが+1の状態でも、n≧nであれば、nそのものを用いて順序比較を行う。(2)の後、A系、B系の遅延差時間内に次のパケットが到着しなければ、転送済みカウンタ値を0に戻す。
上記の処理において、A系、B系で周回カウンタが一致した時点で、両方の周回カウンタを0に戻す。また、上記の順序の最大値Nmaxは、A、B間の遅延差≦((最小フレーム長(64byte)+フレーム間間隔)に対応する時間)×Nmaxになるように設定する。
また、送信側で、カウンタ値が0に戻った回数を記録することにより、受信側でカウンタ値が0に戻った回数と、カウンタ値を比較に用いることとしてもよい。図56に、この方法を採用する場合における、イーサネット(登録商標)の場合のパケットの構成例を示す。図56に示すように、カウンタ値に加えて、カウンタが0に戻った回数が記録される。受信側では、その回数と、カウンタ値とがパケット間で比較される。すなわち、カウンタ値が0に戻った回数が同じ場合に、カウンタ値を比較する。
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
本発明の一実施の形態におけるシステム概要図である。 本発明の一実施の形態におけるシステム概要図である。 本発明の一実施の形態におけるパケットの構成を示す図である。 本発明の一実施の形態におけるパケットの構成を示す図である(イーサネット(登録商標)の場合の例1)。 本発明の一実施の形態におけるパケットの構成を示す図である(イーサネット(登録商標)の場合の例2)。 本発明の一実施の形態におけるパケットの構成を示す図である(MPLSの場合の例)。 本発明の一実施の形態におけるパケットの構成を示す図である(その他カプセル化の場合の例)。 本発明の第1の実施の形態におけるパケット転送装置の構成図である。 本発明の第1の実施の形態におけるパケット転送装置の構成図である。 本発明の第1の実施の形態におけるパケット転送装置の送信機能部の他の例である。 本発明の第1の実施の形態におけるカウンタ部と選択部の処理手順のフローチャート(その1)である。 本発明の第1の実施の形態におけるカウンタ部と選択部の処理手順のフローチャート(その2)である。 本発明の第1の実施の形態におけるパケット転送装置の他の例である。 本発明の第2の実施の形態におけるメモリにおいて循環ハッシュを用いる場合を説明するための図である。 本発明の第2の実施の形態におけるカウンタ部と選択部の処理手順のフローチャートである。 本発明の第3の実施の形態におけるパケット転送装置の構成図である。 本発明の第3の実施の形態におけるパケット転送装置の構成図である。 本発明の第3の実施の形態におけるメモリーA,メモリーBから共有メモリーCへの書き込みの手順を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施の形態における共有メモリーCのデータ転送手順を示すフローチャートである。 本発明の第4の実施の形態におけるEthernet(登録商標)パケットを冗長化する構成を示す図である。 本発明の第5の実施の形態におけるEthernet(登録商標)パケットを冗長化する構成を示す図である。 本発明の第6の実施の形態におけるタイムアウト設定によるマルチポイント化を説明するための図である。 本発明の第7の実施の形態におけるVLANタグを付与する構成を示す図である。 本発明の第7の実施の形態における送信経路に依存したVLANタグと送信元に依存したVLANタグの付与を説明するための図である。 本発明の第8の実施の形態における送信経路に依存したVLANタグと送信元に依存したIDの付与を説明するための図である。 本発明の第9の実施の形態におけるネットワークへの応用例を示す図である。 本発明の第10の実施の形態におけるネットワークへの応用例を示す図である。 本発明の第11の実施の形態におけるLSSを使った計画無瞬断切替の例である。 本発明の第12の実施の形態におけるLSSを使った計画無瞬断切替の例である。 本発明の第14の実施の形態におけるパケット転送装置の送信機能部の構成図である。 本発明の第14の実施の形態におけるパケット転送装置の送信機能部の構成図である。 ユーザパケットの優先度を、挿入する経路識別子に反映させる場合の例を示す図である。 カウンタのフィールドに優先度を反映させる場合の例を示す図である。 カウンタをVLANタグの内側に挿入する例を示す図である。 本発明の第15の実施の形態におけるシステム構成図である。 本発明の第15の実施の形態におけるパケット転送装置の送信機能部の構成例を示す図である。 対象ネットワークがイーサネット(登録商標)の場合のパケットの構成例である。 本発明の第15の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の構成図である。 本発明の第15の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第15の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第16の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の構成図である。 本発明の第16の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の処理手順を示すフローチャートである。 タイムスタンプを保持するメモリを説明するための図である。 関数値を保持するメモリを説明するための図である。 本発明の第17の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第17の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第18の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の構成図である。 本発明の第18の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第18の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第19の実施の形態におけるネットワーク構成図である。 本発明の第19の実施の形態におけるイーサネット(登録商標)のパケット構成例である。 本発明の第19の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の構成図である。 本発明の第20の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の構成図である。 本発明の第21の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の構成図である。 本発明の第21の実施の形態におけるパケット転送装置の受信機能部の動作概要を説明するための図である。 本発明の第21の実施の形態におけるイーサネット(登録商標)のパケット構成例である。
符号の説明
100、200、300、400、500、600、700、800 パケット転送装置
110、210 送信機能部
111、211 受信部
115、215 経路・送受信ペア判別部
112、212 コピー部
113、213 識別子付与部
114、214 送信部
116 高信頼化判断部
120、220、320、420、520、620、720、820 受信機能部
121、221、321、421、521、621、721、821 受信部
122、222、322、422、522、622、722、822 メモリA、メモリB、メモリC
123、223 選択部
124、224、427、627、727、827 カウンタ部
125、225、325、425、525、625、725、825 送信部
126、226 識別子参照部
127、227、326、426、526、626、628、826 制御部
829 到着カウンタ/周回カウンタ部

Claims (36)

  1. パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であって、
    送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置間に2つ以上の独立した経路が設定され、
    送信側のパケット転送装置が、パケットにおける、当該パケットの転送先の決定において参照されない部分にパケットの順序を区別する情報を挿入し、かつ、当該パケットをコピーして2つ以上のパケットを生成し、当該パケットをそれぞれ前記独立した経路に送出し、
    受信側のパケット転送装置が、前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信し、各パケットの前記順序を区別する情報を参照することにより、同一情報を有するパケットとその順序を識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って順に下流に転送する、
    ことを特徴とするパケット転送方法。
  2. 前記送信側のパケット転送装置は、前記通信ネットワークにおける転送先を決定する宛先情報の一部として前記独立した経路を識別する経路識別情報を前記パケットに挿入し、当該経路識別子により識別される経路にパケットを送出することを特徴とする請求項1に記載のパケット転送方法。
  3. 前記送信側のパケット転送装置は、少なくとも送信側のパケット転送装置を識別するための送信元識別情報を前記パケットに挿入し、
    前記受信側のパケット転送装置は、前記送信元識別情報を参照することにより、送信元毎に、同一情報を有するパケットとその順序を識別することを特徴とする請求項1又は2に記載のパケット転送方法。
  4. 前記2つ以上の独立した経路は、物理的に独立した2つ以上の経路であるか、または、2つ以上の専用線である請求項1に記載のパケット転送方法。
  5. パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に2つ以上の独立した経路を介して備えられた複数のパケット転送装置を有するパケット転送システムで用いられる当該パケット転送装置であって、
    前記パケット転送装置は送信機能手段と受信機能手段を備え、
    前記送信機能手段は、
    パケットにおける、当該パケットの転送先の決定において参照されない部分にパケットの順序を区別する情報を挿入する挿入手段と
    パケットをコピーして2つ以上のパケットを生成するコピー手段と、
    当該パケットをそれぞれ前記独立した経路に送出する送信手段とを備え、
    前記受信機能手段は、
    前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信する受信手段と、
    各パケットの前記順序を区別する情報を参照することにより、同一情報を有するパケットとその順序を識別する識別手段と、
    識別手段により識別された同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って順に下流に転送する選択手段と、
    を備えることを特徴とするパケット転送装置。
  6. 前記送信機能手段における挿入手段は、前記通信ネットワークにおける転送先を決定する宛先情報の一部として前記独立した経路を識別する経路識別情報を前記パケットに挿入し、前記送信手段は当該経路識別子により識別される経路にパケットを送出することを特徴とする請求項5に記載のパケット転送装置。
  7. 前記送信機能手段における挿入手段は、少なくとも送信側のパケット転送装置を識別するための送信元識別情報を前記パケットに挿入し、
    前記受信機能手段における識別手段は、前記送信元識別情報を参照することにより、送信元毎に同一情報を有するパケットとその順序を識別することを特徴とする請求項5又は6に記載のパケット転送装置。
  8. 前記2つ以上の独立した経路は、物理的に独立した2つ以上の経路であるか、または、2つ以上の専用線である請求項5に記載のパケット転送装置。
  9. パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であって、
    送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置間に2つ以上の独立した経路が設定され、
    送信側のパケット転送装置が、パケットのパケットヘッダの一部を参照することにより、高信頼化パケットとそうでないパケットとを区別し、高信頼化パケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出し、
    受信側のパケット転送装置は、前記独立した経路からの到着パケットについて、パケットヘッダの一部を参照することにより高信頼化パケットか否かを判断し、高信頼化パケットに対しては、複数の経路から到着するパケットデータの同一性を判断し、同一パケットが2つ以上の経路から到着する場合は何れか1つだけを下流に転送して他は廃棄し、同一パケットが1つの経路だけから到着する場合はそのパケットを下流に転送することを特徴とするパケット転送方法。
  10. 転送の対象となるパケットがイーサネット(登録商標)パケットである場合、前記パケットヘッダの一部は、パケット転送装置の前段のスイッチへの到着ポート番号、フレームヘッダ内にあるレイヤ3プロトコルのType値、フレームヘッダ内の宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、802.1Q VLANタグに含まれる優先度(CoS値)、VLAN−ID、IPヘッダに含まれるDiffServコード・ポイント値(ToS値)、UDPの宛先ポート番号、送信元ポート番号、TCPの宛先ポート番号、送信元ポート番号のうちのいずれかであり、
    転送の対象となるパケットがMPLS対応のパケットである場合、前記パケットヘッダの一部は、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、シムヘッダのCoS値(Exp値)のうちのいずれかであり、
    転送の対象となるパケットがIPパケットを含む場合、前記パケットヘッダの一部は、IPパケットのToS値、送信元IPアドレス、宛先IPアドレスのうちのいずれかであることを特徴とする請求項9記載のパケット転送方法。
  11. 受信側のパケット転送装置は、複数の経路から到着するパケットに対して、予め定めた関数を作用させて得られる値に基づき、複数の経路から到着するパケットの同一性を判断することを特徴とする請求項9記載のパケット転送方法。
  12. 送信側のパケット転送装置は、送信するパケットに順序識別子もしくはタイムスタンプを挿入し、受信側のパケット転送装置は、送信側で挿入された順序識別子もしくはタイムスタンプを参照することにより、複数の経路から到着するパケットの同一性を判断することを特徴とする請求項9記載のパケット転送方法。
  13. 送信側のパケット通信装置は、パケットにVLANタグもしくはシムヘッダが1つ以上付与されている場合、そのVLANタグもしくはシムヘッダのうち、最も内側に付与されているVLANタグもしくはシムヘッダのさらに内側に順序識別子もしくはタイムスタンプを挿入し、受信側のパケット通信装置は、パケットに挿入されている順序識別子もしくはタイムスタンプの読み出し位置を、その挿入位置に応じて決定することを特徴とする請求項12記載のパケット転送方法。
  14. 送信側のパケット通信装置がパケットに挿入する順序識別子もしくはタイムスタンプのフォーマットが、802.1Q仕様のVLANタグと同一フォーマットであり、送信側のパケット通信装置は、そのVLANタグのVLAN-IDフィールドに順序情報もしくは時間情報を記述することを特徴とする請求項12記載のパケット転送方法。
  15. 送信側のパケット通信装置がパケットに挿入する順序識別子もしくはタイムスタンプにおける順序情報もしくは時間情報を記述するフィールドが任意長であることを特徴とする請求項12記載のパケット転送方法。
  16. 送信側のパケット通信装置は、送信するパケットに1つ以上の経路識別子を付与し、そのうちの少なくとも1つの経路識別子に、ユーザ網でパケットに付与された優先度を反映させることを特徴とする請求項9記載のパケット転送方法。
  17. 送信側のパケット通信装置は、
    前記経路識別子をVLANタグもしくはシムヘッダを用いて前記パケットに付与し、
    前記パケットヘッダの一部を参照することにより優先度を判断し、当該優先度を前記経路識別子に反映させ、
    転送の対象となるパケットがイーサネット(登録商標)パケットである場合、前記パケットヘッダの一部は、パケット転送装置の前段のスイッチへの到着ポート番号、フレームヘッダ内にあるレイヤ3プロトコルのType値、フレームヘッダ内の宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、802.1Q VLANタグに含まれる優先度(CoS値)、VLAN−ID、IPヘッダに含まれるDiffServコード・ポイント値(ToS値)、UDPの宛先ポート番号、送信元ポート番号、TCPの宛先ポート番号、送信元ポート番号のうちのいずれかであり、
    転送の対象となるパケットがMPLS対応のパケットである場合、前記パケットヘッダの一部は、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、シムヘッダのCoS値(Exp値)のうちのいずれかであり、
    転送の対象となるパケットがIPパケットを含む場合、前記パケットヘッダの一部は、IPパケットのToS値、送信元IPアドレス、宛先IPアドレスのうちのいずれかであることを特徴とする請求項16記載のパケット転送方法。
  18. パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であり、
    送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置間に2つ以上の独立した経路が設定され、
    送信側のパケット転送装置が、パケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出し、
    受信側のパケット転送装置は、前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信し、各パケットの同一性識別情報を参照することにより、同一情報を有するパケットを識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つであって、未転送のものを下流に転送するパケット転送方法において、
    受信側のパケット転送装置は、すでに下流に転送済のパケットの同一性識別情報を、最新のパケットからm個分(mは1以上の整数)遡って保持し、保持している同一性識別情報と次の到着パケットの同一性識別情報とを比較することにより、該到着パケットが転送済か未転送かを判断することを特徴とするパケット転送方法。
  19. 前記同一性識別情報は、パケットに挿入された順序識別子もしくはタイムスタンプ、または、パケットに対して予め定めた関数を作用させて得られる値であることを特徴とする請求項18記載のパケット転送方法。
  20. 受信側のパケット転送装置において、前記同一性識別情報を保持するメモリとしてCAM(Content Addressable Memory)を用いることを特徴とする請求項18に記載のパケット転送方法。
  21. パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であり、
    送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置間に2つ以上の独立した経路が設定され、
    送信側のパケット転送装置が、送信するパケットにパケットの順序を識別するための順序識別子を挿入し、そのパケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出し、
    受信側のパケット転送装置は、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)と、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値とを比較し、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値のうち、既に転送済のパケットの順序識別子の値(CF)より大きく、かつ、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値の中で最も小さい値を持つ少なくとも1つのパケットのうちの1つのパケットを下流に転送することを特徴とするパケット転送方法。
  22. パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に備えられたパケット転送装置により実行されるパケット転送方法であり、
    送信側のパケット転送装置と受信側のパケット転送装置間に複数の独立した経路が設定され、
    送信側のパケット転送装置が、送信するパケットにパケットの順序を識別するための順序識別子を挿入し、そのパケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出し、
    受信側のパケット転送装置は、前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信し、各パケットの順序識別子を参照することにより、同一情報を有するパケットとその順序を識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って下流に転送するパケット転送方法であって、
    受信側のパケット転送装置において、前記独立した経路のうち、通信を開始してから最も早くパケットが到着した経路を現用系とし、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)と、現用系で受信するパケットの順序識別子の値を比較し、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)よりも大きい順序識別子を持つパケットを次に転送するべきパケットとし、
    一定時間、現用系でのパケットの到着が途絶えた場合に、別の系を新しい現用系として採用し、その系で受信したパケットを下流に転送することを特徴とするパケット転送方法。
  23. パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に2つ以上の独立した経路を介して備えられた複数のパケット転送装置を有するパケット転送システムで用いられる当該パケット転送装置であって、
    前記パケット転送装置は送信機能手段と受信機能手段を備え、
    前記送信機能手段は、
    パケットのパケットヘッダの一部を参照することにより、高信頼化パケットとそうでないパケットとを区別し、高信頼化パケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出する手段を有し、
    前記受信機能手段は、
    前記独立した経路からの到着パケットについて、パケットヘッダの一部を参照することにより高信頼化パケットか否かを判断し、高信頼化パケットに対しては、複数の経路から到着するパケットデータの同一性を判断し、同一パケットが2つ以上の経路から到着する場合は何れか1つだけを下流に転送して他は廃棄し、同一パケットが1つの経路だけから到着する場合はそのパケットを下流に転送する手段を有することを特徴とするパケット転送装置。
  24. 転送の対象となるパケットがイーサネット(登録商標)パケットである場合、前記パケットヘッダの一部は、パケット転送装置の前段のスイッチへの到着ポート番号、フレームヘッダ内にあるレイヤ3プロトコルのType値、フレームヘッダ内の宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、802.1Q VLANタグに含まれる優先度(CoS値)、VLAN−ID、IPヘッダに含まれるDiffServコード・ポイント値(ToS値)、UDPの宛先ポート番号、送信元ポート番号、TCPの宛先ポート番号、送信元ポート番号のうちのいずれかであり、
    転送の対象となるパケットがMPLS対応のパケットである場合、前記パケットヘッダの一部は、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、シムヘッダのCoS値(Exp値)のうちのいずれかであり、
    転送の対象となるパケットがIPパケットを含む場合、前記パケットヘッダの一部は、IPパケットのToS値、送信元IPアドレス、宛先IPアドレスのうちのいずれかであることを特徴とする請求項23記載のパケット転送装置。
  25. 前記受信機能手段は、複数の経路から到着するパケットに対して、予め定めた関数を作用させて得られる値に基づき、複数の経路から到着するパケットの同一性を判断することを特徴とする請求項23記載のパケット転送装置。
  26. 前記受信機能手段は、送信側で挿入された順序識別子もしくはタイムスタンプを参照することにより、複数の経路から到着するパケットの同一性を判断することを特徴とする請求項23記載のパケット転送装置。
  27. 前記送信機能手段は、パケットにVLANタグもしくはシムヘッダが1つ以上付与されている場合、そのVLANタグもしくはシムヘッダのうち、最も内側に付与されているVLANタグもしくはシムヘッダのさらに内側に順序識別子もしくはタイムスタンプを挿入し、前記受信機能手段は、パケットに挿入されている順序識別子もしくはタイムスタンプの読み出し位置を、その挿入位置に応じて決定することを特徴とする請求項26記載のパケット転送装置。
  28. 前記送信機能手段がパケットに挿入する順序識別子もしくはタイムスタンプのフォーマットが、802.1Q仕様のVLANタグと同一フォーマットであり、前記送信機能手段は、そのVLANタグのVLAN-IDフィールドに順序情報もしくは時間情報を記述することを特徴とする請求項26記載のパケット転送装置。
  29. 前記送信機能手段がパケットに挿入する順序識別子もしくはタイムスタンプにおける順序情報もしくは時間情報を記述するフィールドが任意長であることを特徴とする請求項26記載のパケット転送装置。
  30. 前記送信機能手段は、送信するパケットに1つ以上の経路識別子を付与し、そのうちの少なくとも1つの経路識別子に、ユーザ網でパケットに付与された優先度を反映させることを特徴とする請求項23記載のパケット転送装置。
  31. 前記送信機能手段は、
    前記経路識別子をVLANタグもしくはシムヘッダを用いて前記パケットに付与し、
    前記パケットヘッダの一部を参照することにより優先度を判断し、当該優先度を前記経路識別子に反映させ、
    転送の対象となるパケットがイーサネット(登録商標)パケットである場合、前記パケットヘッダの一部は、パケット転送装置の前段のスイッチへの到着ポート番号、フレームヘッダ内にあるレイヤ3プロトコルのType値、フレームヘッダ内の宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、802.1Q VLANタグに含まれる優先度(CoS値)、VLAN−ID、IPヘッダに含まれるDiffServコード・ポイント値(ToS値)、UDPの宛先ポート番号、送信元ポート番号、TCPの宛先ポート番号、送信元ポート番号のうちのいずれかであり、
    転送の対象となるパケットがMPLS対応のパケットである場合、前記パケットヘッダの一部は、宛先MACアドレス、送信元MACアドレス、シムヘッダのCoS値(Exp値)のうちのいずれかであり、
    転送の対象となるパケットがIPパケットを含む場合、前記パケットヘッダの一部は、IPパケットのToS値、送信元IPアドレス、宛先IPアドレスのうちのいずれかであることを特徴とする請求項30記載のパケット転送装置。
  32. パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に2つ以上の独立した経路を介して備えられた複数のパケット転送装置を有するパケット転送システムで用いられる当該パケット転送装置であって、
    前記パケット転送装置は送信機能手段と受信機能手段を備え、
    前記送信機能手段は、パケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出する手段を有し、
    前記受信機能手段は、
    前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信する手段と、
    各パケットの同一性識別情報を参照することにより、同一情報を有するパケットを識別する手段と、
    すでに下流に転送済のパケットの同一性識別情報を、最新のパケットからm個分(mは1以上の整数)遡って保持し、保持している同一性識別情報と次の到着パケットの同一性識別情報とを比較することにより、該到着パケットが転送済か未転送かを判断する手段と、
    同一情報を有するパケットのうちの一つであって、未転送のものを下流に転送する手段とを有することを特徴とするパケット転送装置。
  33. 前記同一性識別情報は、パケットに挿入された順序識別子もしくはタイムスタンプ、または、パケットに対して予め定めた関数を作用させて得られる値であることを特徴とする請求項32記載のパケット転送装置。
  34. 前記受信機能手段は、前記同一性識別情報を保持するメモリとしてCAM(Content Addressable Memory)を有することを特徴とする請求項32に記載のパケット転送装置。
  35. パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に2つ以上の独立した経路を介して備えられた複数のパケット転送装置を有するパケット転送システムで用いられる当該パケット転送装置であって、
    前記パケット転送装置は送信機能手段と受信機能手段を備え、
    前記送信機能手段は、送信するパケットにパケットの順序を識別するための順序識別子を挿入し、そのパケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出する手段を有し、
    前記受信機能手段は、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)と、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値とを比較し、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値のうち、既に転送済のパケットの順序識別子の値(CF)より大きく、かつ、前記独立した経路から受信する複数パケットの順序識別子の値の中で最も小さい値を持つ少なくとも1つのパケットの中の1つのパケットを下流に転送する手段を有することを特徴とするパケット転送装置。
  36. パケットの宛先情報を参照して転送先を決定することによりパケットを転送する通信ネットワークにおいて、パケット送信側と受信側に2つ以上の独立した経路を介して備えられた複数のパケット転送装置を有するパケット転送システムで用いられる当該パケット転送装置であって、
    前記パケット転送装置は送信機能手段と受信機能手段を備え、
    前記送信機能手段は、送信するパケットにパケットの順序を識別するための順序識別子を挿入し、そのパケットを複製して前記独立した経路のすべてに送出する手段を有し、
    前記受信機能手段は、前記独立した経路からのパケットをそれぞれ受信し、各パケットの順序識別子を参照することにより、同一情報を有するパケットとその順序を識別し、同一情報を有するパケットのうちの一つを、パケットの順序に従って下流に転送する手段を有し、
    前記受信機能手段は、前記独立した経路のうち、通信を開始してから最も早くパケットが到着した経路を現用系とし、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)と、現用系で受信するパケットの順序識別子の値を比較し、転送済のパケットの順序識別子の値(CF)よりも大きい順序識別子を持つパケットを次に転送するべきパケットとし、
    一定時間、現用系でのパケットの到着が途絶えた場合に、別の系を新しい現用系として採用し、その系で受信したパケットを下流に転送することを特徴とするパケット転送装置。
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