JP2006324792A - ネットワークシステム、送信側スイッチ装置、受信側スイッチ装置、両用スイッチ装置およびフレームデータの選択方法 - Google Patents

Abstract

【課題】誤った受信フレームデータを選択してしまうことを防止することができるネットワークシステムを得ることを目的とする。
【解決手段】複数の経路を形成するネットワーク３，４と、ネットワーク３，４に接続されフレームデータを送信する送信側スイッチ装置５１と、ネットワーク３，４に接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置５２とを備え、送信側スイッチ装置５１は、システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報をフレームデータに付与して各経路に同報送信し、受信側スイッチ装置５２は、受信したフレームデータに付帯するフレーム識別情報を認識してフレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レイヤ２ネットワークに関する高信頼化伝送技術に関するものであり、レイヤ２スイッチ装置を含むネットワークシステム、ネットワークシステムに用いられる送信側スイッチ装置、受信側スイッチ装置、両用スイッチ装置およびこれらの装置によって行われるフレームデータの選択方法に関するものである。

従来、例えば、レイヤ３およびＭＰＬＳ(Multi Protocol Label Switching)の両技術を用いた高信頼化伝送の方法が提案されている（特許文献１）。この方法は、ＭＰＬＳ技術を用いてラベルスイッチにより複数の方路を明示的に指定するものである。この方法では、送信側にてシーケンス番号を付加したパケットを複数コピーして複数の経路にそれぞれ転送し、受信側はそのパケットのシーケンス番号を精査し、後着パケットを廃棄することによって、通信断が発生しないようにする。この方法では複数コピーして送信する方路別のラベルを用意して、さらに送信側と受信側にてそのラベルのテーブル管理を行う必要がある。

特開２００４−２０１０３２号公報

しかしながら、パケットに付与されるシーケンス番号は、一般に有限のビット数にて構成されている。そのため、インクリメントされながら用いられるシーケンス番号は、必然的に巡回する値となる。受信側にて、このようなシーケンス番号を使用してパケットの通過、廃棄の判断をする場合、巡回する値であるために、単純な大小比較では誤動作してしまう可能性がある。

また、上記従来例の方法によると、レイヤ３にてＭＰＬＳ技術を用いることにより、コネクションをラベルにより管理することが可能で、この管理によれば、パケットを受信側装置にシーケンス番号が続き番号となるように到着させることができる。しかしながら、レイヤ２ネットワークにおいては、同一送信ポートから発信されたパケットであっても複数の経路が存在するために行き先は特定することが困難である。つまり、レイヤ２ネットワークにおいては、受信側においては、必ずしも続き番号のシーケンス番号となるようにパケットが到着するとは限らない。そのため、シーケンス番号を単純に比較しただけでは、パケットを誤選択してしまうという問題点があった。

一例として、例えばシーケンス番号が８ビットで構成されている場合、ヘキサ表示にてシーケンス番号が０ｘＦＦのパケットが先に到着し、続いてシーケンス番号が０ｘ００のパケットが到着したとき、受信側では０ｘＦＦのパケットが後から到着したものであると誤って判断してしまう。

また、２つのシーケンス番号の差分にて判断する方法を用いても、レイヤ２ネットワークにおいては、周回遅れのパケットに関しては判断がつかない。この周回遅れに関しては、上記の従来例ではラベルを用いたルーティングであるため行き先は１つとなり、多くのパケットが途中で抜けることはないが、レイヤ２ネットワークにて構成する場合は方路が特定できないため、多くのパケットが途中で抜ける可能性がある。そして、送信側の装置は、全ての方路に対して１系統のシーケンス番号しか付与することができず、他の方路への枝分かれがあった場合には、迂回した部分に存在した受信側の装置では他の方路へ向かった分だけパケットが抜ける可能性がある。従って、２つのシーケンス番号の差を所定値以上又は所定値以下として比較した場合でも、その判断は正しいものとはならない。なお、ここで述べている複数の経路とは、物理的に経路が複数あるものと、ＶＬＡＮ等により仮想的に複数の経路に分離されたものと両方を対象とするものである。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、物理的に複数の経路であるか、あるいはＶＬＡＮにより仮想的に複数の経路に分離されているレイヤ２ネットワークにおいて、送信側スイッチ装置は、システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報をフレームデータに付与して複数の経路に同報送信し、受信側スイッチ装置は、受信したフレームデータに付帯するフレーム識別情報を認識してフレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄するように定めてシステムを運用する。これにより、誤った受信フレームデータを選択してしまうことを防止することができるネットワークシステム、送信側スイッチ装置、受信側スイッチ装置、両用スイッチ装置およびフレームデータの選択方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるネットワークシステムは、複数の経路を形成するネットワークと、ネットワークに接続されフレームデータを送信する送信側スイッチ装置と、ネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置とを備え、送信側スイッチ装置は、システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報をフレームデータに付与して各経路に同報送信し、受信側スイッチ装置は、受信したフレームデータに付帯するフレーム識別情報を認識してフレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄することを特徴とする。

また、本発明にかかる他のネットワークシステムは、複数の経路を形成するネットワークと、ネットワークに接続されフレームデータを送信する送信側スイッチ装置と、ネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置とを備え、送信側スイッチ装置は、システム内で固有の認識番号およびシーケンス番号を含むフレーム識別情報をフレームデータに付与して各経路に同報送信し、受信側スイッチ装置は、受信したフレームデータに付帯したシーケンス番号と前回受信したフレームデータに付帯したシーケンス番号との差分を各送信側スイッチ装置毎に求め、差分が差分閾値以下の場合にフレームデータを通過させるとともに、各送信側スイッチ装置毎に受信間隔を計測し、差分が差分閾値を越える場合であっても、受信間隔が所定の値を超えた場合には、受信したフレームデータを通過させて、それ以外はフレームデータを廃棄することを特徴とする。

また、本発明にかかる送信側スイッチ装置は、複数の経路を形成するネットワークおよびネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置とともにネットワークシステムを構成し、ネットワークにフレームデータを送信する送信側スイッチ装置であって、システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報を付与したフレームデータを各経路に同報送信し、受信側スイッチ装置は、受信したフレームデータに付帯するフレーム識別情報を認識してフレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄することを特徴とする。

さらに、本発明にかかる受信側スイッチ装置は、複数の経路を形成するネットワークおよびネットワークに接続されフレームデータを送信する送信側スイッチ装置とともにネットワークシステムを構成し、ネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置であって、システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報が付与され送信側スイッチ装置が複数の経路に同報送信したフレームデータを受信して、フレームデータに付帯するフレーム識別情報を認識してフレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄する。

さらにまた、本発明にかかる両用スイッチ装置は、複数の経路を形成するネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置およびフレームデータを受信する受信側スイッチ装置の両機能を兼ね備えた両用スイッチ装置であって、システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報を付与したフレームデータを各経路に同報送信する機能と、受信したフレームデータに付帯するフレーム識別情報を認識してフレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄する機能とを備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかるフレームデータの選択方法は、複数の経路を形成するネットワークおよびネットワークに接続されフレームデータを送信する送信側スイッチ装置とともにネットワークシステムを構成し、ネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置が、システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報が付与され送信側スイッチ装置が複数の経路に同報送信したフレームデータを受信した際に行うフレームデータの選択方法であって、受信したステータス情報と記憶していた前回受信したステータス情報とを比較して、同じ場合には、受信したシーケンス番号と記憶していた前回受信したシーケンス番号とを比較して、受信したシーケンス番号が大きければ受信したフレームデータを通過させ、受信したシーケンス番号が小さければ受信したフレームデータを廃棄し、受信したステータス情報と記憶していた前回受信したステータス情報とが異なるとき、受信したフレームデータを通過させることを特徴とする。

なお、ここで言う「複数の経路」とは、物理的に複数の経路であるものと、ＶＬＡＮ等により仮想的に複数の経路に分離されたものと両方を含むものである。また、「フレームデータ」とは、要するに「パケット」、「フレーム」および「セル」といったブロック化されたデータのことであり、具体的には、例えば、イーサネット（登録商標）フレーム等である。

この発明によれば、送信側スイッチ装置は、システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報をフレームデータに付与して各経路に同報送信し、受信側スイッチ装置は、受信したフレームデータに付帯するフレーム識別情報を認識してフレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄するので、誤った受信フレームデータを選択してしまうことを防止することができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかるネットワークシステムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は実施の形態１のネットワークシステムのシステム構成図である。図２および図３は実施の形態１のパケットが通過する様子およびパケットが廃棄される様子を説明するための模式図である。図１において、ネットワークシステム１０１は、送信側のレイヤ２スイッチ装置（同報切替装置５１）と受信側のレイヤ２スイッチ装置（同報切替装置５２）とこれら同報切替装置５１および同報切替装置５２を接続する複数の経路を構成する０系レイヤ２転送網３および１系レイヤ２転送網４とを有している。同報切替装置５１は同報切替を行う送信側のレイヤ２スイッチ装置を構成している。同報切替装置５２は同報切替を行う受信側のレイヤ２スイッチ装置を構成している。同報切替装置５１および同報切替装置５２の両装置は、共に送信側機能と受信側機能とを兼ね備え同じ構成を成すものであるが、説明を解りやすくするために、図１では送信側の同報切替装置５１は送信処理に必要な構成のみを示し、一方、受信側の同報切替装置５２は受信処理に必要な構成のみを示している。このような構成のネットワークシステム１０１においては、図示しない例えば送信端末装置および受信端末装置間との間に設けられ、送信端末装置から受信したパケット（フレームデータ）受信端末装置に転送する。

同報切替装置５１および同報切替装置５２とを接続する０系レイヤ２転送網３および１系レイヤ２転送網４は、共に多段に接続されているレイヤ２ネットワークにて、仮想的に複数の経路の分離して構成されている。なお、０系レイヤ２転送網３および１系レイヤ２転送網４は、物理的に複数の経路に分離しているものでも、ＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等により仮想的に複数の経路に分離しているものでもその対象である。そして、図１は２系統のレイヤ２転送網のみを示しているが、３系統以上のレイヤ２転送網であってもよい。

同報切替装置５１，５２は、図１の左側に示すように、送信処理に必要な構成として、通常のレイヤ２スイッチ処理を行うレイヤ２スイッチ処理部１１、タグ挿入部１２、シーケンス番号生成部１３、送信元ＩＤ保持部１６およびコピー部１７とを有している。

一方、同報切替装置５１，５２は、図２の右側に示すように、受信処理に必要な構成として、パケット選択処理部２１、送信元ＩＤ毎に設けられたシーケンス番号保持部２２、同じく送信元ＩＤ毎に設けられた受信間隔タイマ部２６、タグ削除部２４およびレイヤ２スイッチ処理部２５とを有している。

図示しない外部の送信端末装置等から、同報切替装置５１にフレームデータとしてのパケットが到着する。レイヤ２スイッチ処理部１１は、到着した転送パケットのデータ内容を調べる。そして、このパケットが、レイヤ２スイッチ処理部１１の処理にて同報転送用ポートへの転送パケットであることが判明すると、まず、レイヤ２スイッチ処理部１１から、タグ挿入部１２へパケットのイネーブル信号およびデータ信号が送られる。このイネーブル信号は同時にシーケンス番号生成部１３へも送られる。次に、シーケンス番号生成部１３は、このイネーブル信号の立ち上がりをトリガにしてシーケンス番号を１インクリメントする処理を行う。そして、シーケンス番号生成部１３は、インクリメントされたシーケンス番号をタグ挿入部１２に伝える。

送信元ＩＤ保持部１６は、システム内で固有の認識番号（例えば、図１中の同報装置５（ＩＤ＝Ｂ）の「Ｂ」など）を保持し、タグ挿入部１２へ常に出力している。タグ挿入部１２は、送信パケットの所定の一部領域に、ステータスビットＳＴ（ステータス情報）、シーケンス番号ＳＮおよび送信元ＩＤから成るフレーム識別情報を挿入する。具体的な例として、例えば図５(ａ)に示すフレームのように、ＴＹＰＥ情報の後に拡張タグとして挿入する。なお、ＶＬＡＮの場合には、例えば図５(ｂ)に示すフレームのように、ＶＬＡＮタグの後方のＴＹＰＥ情報の後に拡張タグとして挿入する。タグ挿入部１２は、フレーム識別情報を挿入の後、パケットのＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ ｃｈｅｃｋ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を再計算し、次段であるコピー部１７に送る。コピー部１７は、このパケットを同報転送ポート分だけ（ここでは０系レイヤ２転送網３と１系レイヤ２転送網４の２ポート分であるが、実際には２ポート以上の数となる）をコピーし、各々のポートにこれを転送する。

次に、図２および図３にそって受信側の同報切替装置５２の動作について説明する。送信側から同報されたパケットが受信側の同報切替装置５２に到着した場合に、同報切替装置５２は、まず、パケット選択処理部２１にて受信したパケットのフレーム識別情報（ＩＤ，ＳＮ）を抽出する。そして、そのＩＤをシーケンス番号保持部２２へ伝え、該当するＩＤのＢＳＮ（前シーケンス番号）を得る。また、同時にそのＩＤおよびパケット到着を示す信号をＩＤ毎の受信間隔タイマ部２６に伝え、該当するＩＤの満了指示の有無を得る。受信間隔タイマ部２６は、該当するＩＤのパケットが到着する間隔を監視している。そして、所定以上の時間だけパケットの到着が無い場合に、該当するＩＤが付与されているパケットが到着したとき、受信間隔タイマが満了していたことを示す信号である満了指示信号を有意として出力する。前シーケンス番号ＢＳＮと満了指示信号を得たパケット選択処理部２１は、到着したパケットのシーケンス番号ＳＮから前シーケンス番号ＢＳＮを引いて両者の差分を求める。そして、例えばシーケンス番号の最大ビットが８ｂｉｔである場合には、０ｘＦＦの半分の０ｘ８０より小さければ到着したパケットのシーケンス番号ＳＮが大きいと判断してパケットを通過させる。もし、その差が０ｘ８０より大きい場合、もしくは“０”となる場合は、到着したパケットが既に通過しているパケットであると判断して廃棄処理を行う。ただし、満了指示信号が有意であった場合は、周回遅れの新たな先頭パケットであると判断し、そのパケット通過させる。

具体例を示す。図２に示すように、送信元ＩＤの同報切替装置から、０系レイヤ２転送網３にて、シーケンス番号ＳＮ＝ＦＦのパケットが到着後、１系で０ｘ００パケットが到着した場合は、これを通過させる。次いで、０系から０ｘ００が到着した場合は、差が“０”であるため、これを廃棄する。さらに続けて０ｘ０１，０ｘ０２が到着した場合には、共に差が１であり、０ｘ８０より小さく且つ“０”でないため、これを通過させる。続けて０ｘ０１のパケットが到着するが、差が０ｘＦＥとなり０ｘ８０より大きく、満了指示がないため単なる遅延であると判断して、これを廃棄する。このような処理であるため、受信間隔タイマ部２６の満了設定時間については、最小パケットが各経路を通過するのに最大かかる遅延時間より少し多い時間である必要がある。

一方、図３は、図２において最後の０ｘ０１のパケットについて受信間隔タイマ部２６が満了していた場合を示しているが、このような状態となる理由として、パケットが他の方路にしばらく転送されていた場合などが考えられ、それは最大かかる遅延時間より大きいため、周回遅れの新たな先頭パケットと判断して通過させる。以上がパケット選択処理部２１の動作である。

パケット選択処理部２１は、その後、通過するパケットをタグ削除部２４に送る。タグ削除部２４は、同報切替装置５１にて挿入されたフレーム識別情報を削除すると共にＦＣＳの再計算を行い、次段のレイヤ２スイッチ処理部２５へパケットを転送する。レイヤ２スイッチ処理部２５は該当するポートへそのパケットの転送処理を行う。

このように受信側スイッチ装置である同報切替装置５２は、到着したパケットのシーケンス番号と保持していた最新のシーケンス番号との差分を求め、この差分が、例えばシーケンス番号を構成するビットの最大値の半分（差分閾値）以下の場合に、到着したパケットを通過させ、そうでなければ廃棄し、特別に受信間隔タイマ部２６が満了していた場合には無条件でパケットを通過させる。この動作により、有限のビット数で構成され、かつ複数の経路に転送される可能性のあるレイヤ２ネットワークにおいて、複数経路による高信頼なネットワークを構築する場合のシーケンス番号を用いた経路選択制御において、パケットの正しい選択制御を行うことができる。

以上のように、本実施の形態のネットワークシステム１０１においては、複数の経路を形成するネットワークと、ネットワークに接続されパケットを送信する同報切替装置５１（送信側スイッチ装置）と、ネットワークに接続されパケットを受信する受信側スイッチ装置とを備え、同報切替装置５１（送信側スイッチ装置）は、システム内で固有の認識番号およびシーケンス番号を含むフレーム識別情報をパケットに付与して各経路に同報送信し、受信側スイッチ装置は、受信したパケットに付帯したシーケンス番号と前回受信したパケットに付帯したシーケンス番号との差分を各同報切替装置毎に求め、差分が差分閾値以下の場合にパケットを通過させるとともに、各同報切替装置毎に受信間隔を計測し、差分が差分閾値を越える場合であっても、受信間隔が所定の値を超えた場合には、受信したパケットを通過させて、それ以外はパケットを廃棄することを特徴とする。そのため、誤ったパケットを選択してしまう不具合が削減され、正しいパケット選択制御をすることができる。この構成により、差分が差分閾値を越えても受信間隔が所定の値を超えた場合には、このパケットを周回遅れの新たなパケットと判断することができるので、このパケットを通過させることができ、誤ったパケットを選択してしまう不具合が削減され、正しいパケット選択制御をすることができる。さらに差分閾値は、シーケンス番号の最大値の半分の値であるため、判断を誤ることがもっとも少なく信頼性が向上する。

このように本実施の形態によれば、送信側の同報切替装置においては、１つの送信元ＩＤと１系統のシーケンス番号を付与するのみでよい簡単な構成となり、受信側の同報切替装置においても、送信元ＩＤ毎に最新シーケンス番号を保持しておき、送信元ＩＤ毎にパケットの受信間隔タイマを設けることでパケット毎の正しい経路選択制御が可能となるため、実装や装置の管理が容易となる。また、レイヤ２ネットワークにて構成されているため、レイヤ３ネットワークで構築するよりも装置の処理量を軽くすることができる。

さらに、本実施の形態のように、システム内で固有の認識番号として、同報切替装置５１の装置ＩＤ（送信元ＩＤ）を用いることにより、新たに特別な認識番号を設ける必要がなく、コストダウンを図ることができる。さらに、フレームデータがＭａｃフレームである場合、システム内で固有の認識番号として、送信元Ｍａｃアドレスを用いてもよい。また、ネットワークシステムがＶＬＡＮであるときは、固有の認識番号として、コア用ＶＬＡＮタグを用いてもよい。このような構成とすることにおいても、新たに特別な認識番号を設ける必要がないので、コストダウンを図ることができる。

実施の形態２．
上述の実施の形態１においては、受信側にてしばらく受信が無い場合や、シーケンス番号に周回遅れが発生した場合の大小比較を正しく行うことを目的としていた。本実施の形態は、これに加えて、送信側の装置が何らかの理由でシーケンス番号を初期化しなければならない場合に、パケット選択制御を正しく処理することを目的としている。

図４は実施の形態２のネットワークシステムのシステム構成図である。図４において、ネットワークシステム１０２は、送信側のレイヤ２スイッチ装置（同報切替装置６１）と受信側のレイヤ２スイッチ装置（同報切替装置６２）とこれら同報切替装置６１および同報切替装置６２を相互に接続して複数の経路を構成する０系レイヤ２転送網３および１系レイヤ２転送網４とを有している。同報切替装置６１，６２は共に送信受信機能を備え同じ構成を成すものであるが、説明を容易とするために、図４では送信側は送信処理に必要な構成のみを示し、一方、受信側は受信処理に必要な構成のみを示している。

同報切替装置６１，６２は、送信処理に必要な構成として、レイヤ２スイッチ処理部１１、タグ挿入部１２、シーケンス番号生成部１３、送信間隔タイマ部１４、ステータスビット保持部１５、送信元ＩＤ保持部１６、コピー部１７および装置起動シーケンス部１８を有している。

レイヤ２スイッチ処理部１１は、通常のレイヤ２スイッチ処理を行う。レイヤ２スイッチ処理部１１から、出力データおよび出力イネーブル信号が、タグ挿入部１２に入力されている。この出力イネーブル信号はさらに、シーケンス番号生成部１３および送信間隔タイマ部１４にも入力されている。送信間隔タイマ部１４は、ステータスビット保持部１５へ反転指示信号を送り、ステータスビット保持部１５およびシーケンス番号生成部１３および送信元ＩＤ保持部１６は、タグ挿入部１２に対し、それぞれステータス情報ＳＴ、シーケンス番号ＳＮおよび送信元ＩＤを知らせる。タグ挿入部１２は、それらの情報をフレーム識別情報としてパケットの所定の領域に挿入し、その後、ＦＣＳの再計算を行い、コピー部１７にそのパケットデータを送る。コピー部１７は、そのパケットを同報送信して同一パケットを０系レイヤ２転送網３および１系レイヤ２転送網４に送信する。また、装置の起動時に起動シーケンスを実行する装置起動シーケンス部１８が生成する起動時情報がタグ挿入部１２に入力されている。

同報切替装置６１，６２は、受信処理に必要な構成として、パケット選択処理部２１、シーケンス番号保持部２２、ステータスビット保持部２３、タグ削除部２４およびスイッチ処理部２５を有している。

０系レイヤ２転送網３および１系レイヤ２転送網４に接続されているパケット選択処理部２１が、到着パケットから抽出したＩＤを、ＩＤ毎のシーケンス番号保持部２２およびＩＤ毎のステータスビット保持部２３に通知する。該当するＩＤのＳＮ(シーケンス番号)とＳＴ(ステータス)をパケット選択処理部２１が得て、パケット選択処理が行われ、通過パケットと判断した場合には、保持しているシーケンス番号およびステータスビットが更新される。パケット選択処理部２１にて選択されたパケットは、タグ削除部２４に送られ、ここでフレーム識別情報が削除されると共にＦＣＳが再計算される。レイヤ２スイッチ処理部２５にそのパケットを転送する。

動作について説明する。まず、図示しない外部の送信端末装置等から、同報切替装置６１にパケットが到着する。このパケットに対して、レイヤ２スイッチ処理部１１の処理にて同報転送用ポートへの転送パケットであると判明する。その場合、タグ挿入部１２へパケットのイネーブル信号およびデータ信号が送られる。イネーブル信号は同時にシーケンス番号生成部１３および送信間隔タイマ部１４へも送られる。シーケンス番号生成部１３は、イネーブル信号の立ち上がりをトリガにしてシーケンス番号を１インクリメントする。送信間隔タイマ部１４では、イネーブル信号の立ち上がりをトリガにしてタイマ値を初期値(送信間隔タイマの値)にセットする。シーケンス番号生成部１３は、そのシーケンス番号をタグ挿入部１２に伝える。送信間隔タイマ部１４は、自身にて所定の時間毎にタイマ値を減算して行く処理を行う。そして、送信すべきパケットがある一定以上の時間無かった状態、すなわち、タイマ値が“０”となる満了した状態で、パケットが到着した場合に、ステータスビット保持部１５へ反転指示信号を出力する。

ステータスビット保持部１５は、反転指示信号を受けた場合、そのステータスビットＳＴの値を反転する。つまり、“０”であれば“１”に、“１”であれば“０”にする。そして、このステータスビットＳＴの値は、常にタグ挿入部１２に伝えられている。送信元ＩＤ保持部１６は、システム内で固有の認識番号（図中の同報切替装置６１（ＩＤ＝Ａ）の「Ａ」）を保持し、タグ挿入部１２へそのＩＤを常に出力している。そして、タグ挿入部１２は、パケット（図示しない外部の送信端末装置等から受信して、コピー部１７を介して外部のネットワークに送信される送信パケット）の所定の領域に、ステータスビットＳＴ、シーケンス番号ＳＮおよび送信元ＩＤを挿入する。例えば、図５（ａ）或いは図５（ｂ）に示すように、拡張タグとして挿入する。そして、パケットのＦＣＳを再計算し、次段のコピー部１７に送る。コピー部１７は、このパケットを同報転送ポート分だけ（ここでは０系レイヤ２転送網３と１系レイヤ２転送網４の２ポート分であるが、実際には２ポート以上の数となる）をコピーし、各々のポートにこれを転送する。

なお、装置が電源ＯＮ時（スタート時）或いはリスタート時には、タグ挿入部１２に接続された装置起動シーケンス部１８により、起動直後リンクが確立されたときにブロードキャストのフレームにてステータスビットＳＴを２回連続で反転したパケットが送信される。これにより、シーケンス番号が初期化されたことを全てのスイッチ装置に伝えることが可能となる。なお、伝送路の状態によりパケットが廃棄される可能性がある場合にも、ステータスビットＳＴを２回以上反転したパケットを送信してよい。

受信側の同報切替装置６２に上記の同報されたパケットが到着した場合には、まずパケット選択処理部２１にて、受信したパケットのフレーム識別情報（ＩＤ，ＳＴ，ＳＮ）を抽出し、そのＩＤをＩＤ毎に設けられているシーケンス番号保持部２２へ伝えるとともに、該当するＩＤのＢＳＮ（前シーケンス番号）を得る。また、同時にそのＩＤをＩＤ毎のステータスビット保持部２３に伝えるとともに、該当するＩＤのＢＳＴ（前ステータスビット）を得る。パケット選択処理部２１はそのＢＳＮとＢＳＴによりパケットの選択処理を行う。具体的には、パケットの選択として、到着パケットのＳＴとＢＳＴが異なる場合、又は、ＢＳＮより到着したパケットのＳＮの方が大きい場合に通過が許可される。そうでない場合、すなわちＳＴ＝ＢＳＴかつＳＮ＜ＢＳＮである場合は廃棄する処理が行われる。

パケット選択処理部２１にてパケットの選択処理が行われた後、通過するパケットが有る場合には、パケットがタグ削除部２４にパケットを転送され、タグ削除部２４では、同報切替装置６１にて挿入されたフレーム識別情報を削除すると共にＦＣＳの再計算を行い、次段のレイヤ２スイッチ処理部２５へパケットを転送する。レイヤ２スイッチ処理部２５は該当するポートへそのパケットの転送処理を行う。

以上のように、シーケンス番号の他に、ステータス情報（ステータスビット）を設けることにより、例えば運用時にシーケンス番号を初期化しなければならない場合が発生したとしても、その情報を受信側に伝えることが可能となる。すなわち、装置起動時等は送信側のステータスビットＳＴと受信側のステータスビットＢＳＴとの整合が取れない可能性があるが、送信側が２回以上連続でＳＴを反転したパケットを送信することで、必ず初期化したことを受信側装置に通知することが可能となる。また、受信側は送信元ＩＤの起動状態等を知ることが可能となる。なお、本実施の形態は、ステータスビットを１ビットで表現しているが、複数のビットを用いて、他の目的としても使用可能な情報として転送してもよい。

また、本実施の形態によれば、同報切替装置６１は、装置起動時のとき、その旨をステータスビットＳＴに載せて送信し、同報切替装置６２は、これを受信した際、同報切替装置６１が起動時であることを認識してパケットを通過させる。この構成により、同報切替装置５１が起動時であることを確実に同報切替装置５２に伝達することができ、信頼性が向上する。

さらに、本実施の形態によれば、同報切替装置５１は、パケットが先頭のものである場合、その旨をステータスビットＳＴに載せて送信し、同報切替装置５２は、これを受信した際、パケットが先頭のものであることを認識してパケットを通過させるので、パケットが先頭のものであることを、確実に同報切替装置５２に伝達することができ、信頼性が向上する。さらに、ステータスビットＳＴは、１ビットの信号で構成され、同報切替装置５１は、パケットが先頭である旨をステータスビットＳＴを反転信号とすることにより表現する。この方法により、転送データを増大させることなく、パケットが先頭である旨を同報切替装置５２に確実に伝達することができ信頼性が向上する。

さらにまた、本実施の形態によれば、同報切替装置５２は、受信したパケットに付帯したシーケンス番号と前回受信したパケットに付帯したシーケンス番号との差分を各同報切替装置５１毎に求め、この差分が差分閾値以下の場合にこれを通過させ、この差分が差分閾値を超える場合にこれを廃棄する。また、同報切替装置５２は、各同報切替装置５１毎に受信間隔を計測し、この受信間隔が所定の値を超えた場合には、その後に到着するパケットを先頭のものと認識してパケットを通過させる。このような方法を用いることで、比較的簡単な比較方法により、確実に正しいパレットの選択をすることができる。

また、本実施の形態によれば、同報切替装置５１は、パケットにフレーム識別情報を付帯した際、フレーム識別情報を含むＦＣＳを再計算し、同報切替装置５２は、通過させるパケットからフレーム識別情報を削除した際、ＦＣＳを再計算するので、転送データの信頼性が向上する。

実施の形態３．
図６は実施の形態３のネットワークシステムのシステム構成図である。図６において、本実施の形態のネットワークシステム１０３は、送信側のレイヤ２スイッチ装置（同報切替装置７１）と受信側のレイヤ２スイッチ装置（同報切替装置７２）とこれら同報切替装置７１および同報切替装置７２を相互に接続して複数の経路を構成する０系レイヤ２転送網３および１系レイヤ２転送網４とを有している。

同報切替装置７１（送信側）は、通常のレイヤ２スイッチ処理を行うレイヤ２スイッチ処理部１１、タグ挿入部１２、シーケンス番号生成部１３、送信間隔タイマ部１４、ステータスビット保持部１５、送信元ＩＤ保持部１６、コピー部１７および装置起動シーケンス部１８を有している。一方、同報切替装置７２（受信側）は、パケット選択処理部２１、ＩＤ毎のシーケンス番号保持部２２、ＩＤ毎のステータスビット保持部２３、ＩＤ毎の受信間隔タイマ部２６、タグ削除部２４およびレイヤ２スイッチ処理部２５を有している。

本実施の形態のネットワークシステム１０３は、実施の形態１のネットワークシステム１０１と実施の形態２のネットワークシステム１０２のＯＲの論理にてパケット選択処理部を行うことにより、巡回するシーケンス番号の正常な選択制御をさらに確実なものとする。具体的には、本実施の形態は、実施の形態１のシステム１０１と実施の形態２のシステム１０２とを組み合わせたものである。

本実施の形態のネットワークシステム１０３によれば、極めて稀に発生する状態である以下の場合に対応することができる。すなわち、受信間隔タイマ部２６が満了する前に、送信側の同報切替装置７１がリセットし、その後、リブートし送信を開始した場合には、例えば実施の形態１のようにリスタートしたことを受信側の同報切替装置７２に伝えることで誤選択を回避することができる。ただし、装置がリセットの後、リブートして送信を開始する時間を、受信間隔タイマ以上の時間に設定することで、その動作は不要となるが、装置起動時間を遅らせることは通信の開始時間を遅らせることになるため好ましくない。したがって、実施の形態１のシステム１０１と実施の形態２のシステム１０２とを組み合わせることは有効であり、より適切な選択処理が可能となる。

以上のように、この発明にかかるネットワークシステムは、より信頼性が高いネットワークシステムを、レイヤ２の階層で実現することを要求されるネットワークシステムに適用して有用なものである。

実施の形態１のネットワークシステムのシステム構成図である。 実施の形態１のパケットが通過する様子および廃棄する様子を説明するための模式図である。 実施の形態１のパケットが通過する様子および廃棄する様子を説明するための模式図である。 実施の形態２のネットワークシステムのシステム構成図である。 フレーム識別情報が挿入された様子を示すフレームフォーマットを示す図である。 実施の形態３のネットワークシステムのシステム構成図である。

符号の説明

３ ０系レイヤ２転送網（ネットワーク）
４ １系レイヤ２転送網（ネットワーク）
１１ レイヤ２スイッチ処理部
１２ タグ挿入部
１３ シーケンス番号生成部
１４ 送信間隔タイマ部
１５ ステータスビット保持部
１６ 送信元ＩＤ保持部
１７ コピー部
１８ 装置起動シーケンス部
２１ パケット選択処理部
２２ シーケンス番号保持部
２３ ステータスビット保持部
２４ タグ削除部
２５ スイッチ処理部
２６ 受信間隔タイマ部
５１，６１，７１ 同報切替装置（送信側スイッチ装置）
５２，６２，７２ 同報切替装置（受信側スイッチ装置）
１０１，１０２，１０３ ネットワークシステム
ＳＴ ステータスビット（ステータスビットＳＴ）
ＳＮ シーケンス番号
ＩＤ 送信元ＩＤ(システム内で固有の認識番号)

Claims (19)

1. 複数の経路を形成するネットワークと、該ネットワークに接続されフレームデータを送信する送信側スイッチ装置と、前記ネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置とを備え、
   前記送信側スイッチ装置は、システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報を前記フレームデータに付与して各経路に同報送信し、
   前記受信側スイッチ装置は、受信した前記フレームデータに付帯する前記フレーム識別情報を認識して該フレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄することを特徴とするネットワークシステム。
2. 前記送信側スイッチ装置は、前記フレームデータが先頭のものである場合、その旨を前記ステータス情報に載せて送信し、前記受信側スイッチ装置は、これを受信した際、前記フレームデータが先頭のものであることを認識して前記フレームデータを通過させることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
3. 前記送信側スイッチ装置は、装置起動時のとき、その旨を前記ステータス情報に載せて送信し、前記受信側スイッチ装置は、これを受信した際、前記送信側スイッチ装置が起動時であることを認識して前記フレームデータを通過させることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
4. 前記ステータス情報は、１ビットの信号で構成され、前記送信側スイッチ装置は、前記フレームデータが先頭である旨を前記ステータス情報を反転信号とすることにより表現することを特徴とする請求項２に記載のネットワークシステム。
5. 前記ステータス情報は、１ビットの信号でなり、前記送信側スイッチ装置は、前記装置起動時である旨を前記ステータス情報を少なくとも２回連続で反転信号とすることにより表現することを特徴とする請求項３に記載のネットワークシステム。
6. 複数の経路を形成するネットワークと、該ネットワークに接続されフレームデータを送信する送信側スイッチ装置と、前記ネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置とを備え、
   前記送信側スイッチ装置は、システム内で固有の認識番号およびシーケンス番号を含むフレーム識別情報を前記フレームデータに付与して各経路に同報送信し、
   前記受信側スイッチ装置は、受信した前記フレームデータに付帯した前記シーケンス番号と前回受信した前記フレームデータに付帯した前記シーケンス番号との差分を各送信側スイッチ装置毎に求め、該差分が差分閾値以下の場合に前記フレームデータを通過させるとともに、各送信側スイッチ装置毎に受信間隔を計測し、前記差分が差分閾値を越える場合であっても、前記受信間隔が所定の値を超えた場合には、受信した前記フレームデータを通過させて、それ以外は前記フレームデータを廃棄することを特徴とするネットワークシステム。
7. 前記差分閾値は、前記シーケンス番号の最大値の半分の値であることを特徴とする請求項６に記載のネットワークシステム。
8. 前記送信側スイッチ装置は、前記フレームデータに前記フレーム識別情報を付帯した際、前記フレーム識別情報を含むＦＣＳを再計算し、
   前記受信側スイッチ装置は、通過させる前記フレームデータから前記フレーム識別情報を削除した際、ＦＣＳを再計算することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
9. 前記複数のネットワークが、相互に物理的に接続されてないネットワークであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
10. 前記複数のネットワークが、同一のネットワーク媒体中に形成された複数のＶＬＡＮであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
11. 前記システム内で固有の認識番号は、前記送信側スイッチ装置の装置ＩＤであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
12. 前記システム内で固有の認識番号は、送信元Ｍａｃアドレスであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
13. 前記システム内で固有の認識番号は、コア用ＶＬＡＮタグであることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載のネットワークシステム。
14. 複数の経路を形成するネットワークおよび該ネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置とともにネットワークシステムを構成し、前記ネットワークにフレームデータを送信する送信側スイッチ装置であって、
    システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報を付与した前記フレームデータを各経路に同報送信し、
    前記受信側スイッチ装置は、受信した前記フレームデータに付帯する前記フレーム識別情報を認識して該フレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄することを特徴とする送信側スイッチ装置。
15. 前記フレームデータが先頭のものである場合、その旨を前記ステータス情報に載せて送信し、このフレームデータを受信した前記受信側スイッチ装置は、前記ステータス情報から前記フレームデータが先頭のものであることを認識して前記フレームデータを通過させることを特徴とする請求項１４に記載の送信側スイッチ装置。
16. 複数の経路を形成するネットワークおよび該ネットワークに接続されフレームデータを送信する送信側スイッチ装置とともにネットワークシステムを構成し、前記ネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置であって、
    システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報が付与され前記送信側スイッチ装置が前記複数の経路に同報送信した前記フレームデータを受信して、該フレームデータに付帯する前記フレーム識別情報を認識して該フレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄することを特徴とする受信側スイッチ装置。
17. 前記フレームデータを受信した際、前記フレームデータが先頭のものである場合に前記送信側スイッチ装置がその旨を載せる前記ステータス情報を読み込み、前記フレームデータが先頭のものであることを認識して前記フレームデータを通過させる
    ことを特徴とする請求項１６に記載の受信側スイッチ装置。
18. 複数の経路を形成するネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置およびフレームデータを受信する受信側スイッチ装置の両機能を兼ね備えた両用スイッチ装置であって、
    システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報を付与した前記フレームデータを各経路に同報送信する機能と、
    受信した前記フレームデータに付帯する前記フレーム識別情報を認識して該フレームデータが未受信のものであればこれを通過させ、既受信のものであればこれを廃棄する機能とを備えたことを特徴とする両用スイッチ装置。
19. 複数の経路を形成するネットワークおよび該ネットワークに接続されフレームデータを送信する送信側スイッチ装置とともにネットワークシステムを構成し、前記ネットワークに接続されフレームデータを受信する受信側スイッチ装置が、システム内で固有の認識番号、シーケンス番号およびステータス情報を含むフレーム識別情報が付与され前記送信側スイッチ装置が前記複数の経路に同報送信した前記フレームデータを受信した際に行うフレームデータの選択方法であって、
    受信したステータス情報と記憶していた前回受信したステータス情報とを比較して、同じ場合には、受信したシーケンス番号と記憶していた前回受信したシーケンス番号とを比較して、受信したシーケンス番号が大きければ受信したフレームデータを通過させ、受信したシーケンス番号が小さければ受信したフレームデータを廃棄し、
    受信したステータス情報と記憶していた前回受信したステータス情報とが異なるとき、受信したフレームデータを通過させる
    ことを特徴とするフレームデータの選択方法。
    
    
    
    
    

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