JP2007158800A - 通信システムおよび通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ループ経路の自律的な解消を簡易な構成で容易に行なえる通信システムを得ること。
【解決手段】スパニングツリープロトコル機能を動作させるユーザ側の通信ネットワークであるカスタマネットワークと、当該カスタマネットワークを複数接続するコアネットワークとを有する広域ＬＡＮの通信システム１において、コアネットワーク３のカスタマ収容スイッチ３１，３２と各カスタマネットワークＣ１，Ｃ２との間でスパニングツリープロトコルを動作させてカスタマ収容スイッチ３１，３２が各カスタマネットワークＣ１，Ｃ２のルートスイッチとなるツリー構造を形成するとともに、カスタマネットワークＣ１，Ｃ２間がコアネットワーク３とは異なる経路で接続されてループ経路が発生した際に、スパニングツリープロトコルを動作させてツリー構造を再形成する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、通信ネットワーク内でのループ経路を自律的に解消する通信システムおよび通信方法に関するものである。

近年、通信技術の発展に伴い、遠隔に位置する複数のＬＡＮ（Local Area Network）をイーサネット（登録商標）網で接続し、広域のＬＡＮ間接続を実現する広域イーサネット（登録商標）ネットワーク（以下、広域ＬＡＮという）等の技術が普及しつつある。

広域ＬＡＮ等では、カスタマネットワーク間をコアネットワークによって接続し、カスタマネットワークにおけるネットワークフレームを所定のヘッダでカプセル化してコアネットワーク上に転送している。

このような広域ＬＡＮでは、カスタマネットワーク間がコアネットワークとは異なる別経路で接続された場合に、コアネットワークをまたがったループ経路が発生する。このような広域ＬＡＮにおけるループ経路発生の対策として、ループ経路を検出するためのＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）フレームの使用が提案されている（非特許文献１）。

また、特許文献１に記載のブリッジ装置は、複数のポートを備えており、ポートに接続するリンクが全２重か半２重であるかを定期的に検知する手段と、ポートに接続するリンクが全２重である場合にそのポートの経路コストの値を１／２に変更する手段とを有している。そして、ブリッジ装置は、スパニングツリーの経路コストを、その経路が全２重であるか半２重であるかを考慮して算出している。

また、特許文献２のＬＡＮでは、加入者端末を収容する加入者収容スイッチと、複数の加入者収容スイッチ間においてフレーム転送を制御するコアスイッチを有するコアネットワークとでＬＡＮを構成し、加入者収容スイッチは、自己が収容する加入者端末から送出されたフレームに自己のアドレスを転送元アドレスとして付加した新たなフレームを作成している。そして、加入者収容スイッチは、作成したフレームをコアネットワークに向けて転送し、加入者収容スイッチおよびコアスイッチは、コアネットワークを介して受信したフレームが自己が転送したフレームと同一であるか否かを転送元アドレスに基づいて判断し、同一であると判断した場合にはフレームの転送を行わないこととしている。

鈴木宗良著、日本電信電話株式会社ＮＴＴ情報流通プラットホーム研究所、"ＧＡＶＥＳにおけるループ検出ＯＡＭ"、２００４年、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−７−６７ 特開平１１−１９１７８２号公報 特開２００４−３０４２３０号公報

しかしながら、上記第１の従来技術では、ループ経路の検出はできるが、ループ経路の自律的な解消はできないという問題点があった。また、上記第２の従来技術では、経路コストの算出を行うことはできるが、ループ経路の自律的な解消はできないという問題点があった。

また、上記第３の従来技術では、ＬＡＮ内のスイッチが、転送元アドレスの付加されたフレームに基づいて自らが送信したフレームであるか否かを判断しなければならないため、フレームの構成が複雑になるといった問題があった。このため、ＬＡＮ内のスイッチの構成も複雑になり、簡易な構成でループ経路を解消することができないといった問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ループ経路の自律的な解消を簡易な構成で容易に行なえる通信システムおよび通信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、本発明は、スパニングツリープロトコル機能を動作させるユーザ側の通信ネットワークであるカスタマネットワークと、当該カスタマネットワークを複数接続するコアネットワークとを有する広域ＬＡＮの通信システムにおいて、前記コアネットワークは、前記カスタマネットワークを収容するカスタマ収容スイッチを備え、前記カスタマ収容スイッチと前記各カスタマネットワークとの間でスパニングツリープロトコルを動作させて前記カスタマ収容スイッチが前記各カスタマネットワークのルートスイッチとなるツリー構造を形成するとともに、前記カスタマネットワーク間が前記コアネットワークとは異なる経路で接続されてループ経路が発生した際には、前記カスタマ収容スイッチと前記ループ経路の発生したカスタマネットワークとの間でスパニングツリープロトコルを動作させて前記ツリー構造を再形成することを特徴とする。

この発明によれば、カスタマ収容スイッチとループ経路の発生したカスタマネットワークとの間でスパニングツリープロトコルを動作させてツリー構造を再形成するので、ループ経路を簡易な構成で自律的に解消することが可能になるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる通信システムおよび通信方法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にかかる通信ネットワークシステムの構成を示す図である。通信ネットワークシステム（通信システム）１は、例えばイーサネット（登録商標）を用いた広域イーサネット（登録商標）ネットワーク（広域ＬＡＮ）によって構成されている。

通信ネットワークシステム１は、利用者（ユーザ）の通信ネットワークであるカスタマネットワーク（イーサネット（登録商標）ネットワーク）Ｃ１，Ｃ２と、カスタマネットワークＣ１，Ｃ２間を接続して広域ＬＡＮを構成するプロバイダ側等のコアネットワーク（イーサネット（登録商標）ネットワーク）３を備えている。

カスタマネットワークＣ１はカスタマエッジスイッチ１１、カスタマスイッチ１５Ａを含んで構成され、カスタマネットワークＣ２はカスタマエッジスイッチ２１、カスタマスイッチ２５Ａ，２５Ｂを含んで構成されている。

カスタマネットワークＣ１内のカスタマエッジスイッチ１１は、コアネットワーク３とカスタマネットワークＣ１を接続するための利用者側のスイッチである。また、カスタマネットワークＣ２内のカスタマエッジスイッチ２１は、コアネットワーク３とカスタマネットワークＣ２を接続するための利用者側のスイッチである。

カスタマネットワークＣ１内のカスタマスイッチ１５Ａは、カスタマネットワークＣ１内のカスタマエッジスイッチ１１を介してコアネットワーク３と接続されている。また、カスタマネットワークＣ２内のカスタマスイッチ２５Ａ，２５Ｂは、カスタマネットワークＣ２内のカスタマエッジスイッチ２１を介してコアネットワーク３と接続されている。ここでのカスタマスイッチ１５Ａ，２５Ａ，２５Ｂ、カスタマエッジスイッチ１１，２１は、それぞれスパニングツリープロトコル機能（スイッチを複数台使用した場合にネットワークの中でパケットがループしないようにするための機能）を有している。スパニングツリープロトコルは、ループ状に形成された通信ネットワークシステム１内で、データが永遠に循環するのを防止するための制御手法の一つであり、ＩＥＥＥ８０２．１ｄとして標準化されている。スパニングツリープロトコルでは、通信ネットワークシステム１内のスイッチ間で後述するＢＰＤＵ１２（制御情報）をやり取りして、普段使う経路を一つ設定し、それ以外の経路は障害時の迂回経路として設定する。

コアネットワーク３は、プロバイダ側のスイッチであるプロバイダエッジスイッチ（カスタマ収容スイッチ）３１，３２を含んで構成されている。プロバイダエッジスイッチ３１は、コアネットワーク３とカスタマネットワークＣ１を接続し、プロバイダエッジスイッチ３２は、コアネットワーク３とカスタマネットワークＣ２を接続する。ここでのプロバイダエッジスイッチ３１，３２は、それぞれスパニングツリープロトコルを動作させる機能を有している。

ここで、コアネットワーク３内で転送されるデータの形式（データの構成）およびカスタマネットワークＣ１，Ｃ２内で転送されるデータの形式について説明する。図２は、本実施の形態１にかかる通信ネットワークシステムで用いられるデータの構成を示す図である。

同図に示すように、カスタマネットワークＣ１，Ｃ２内で転送されるカスタマネットワークフレーム１０１は、データ６、ヘッダ７を含んで構成（イーサネット（登録商標）フレーム）されている。

また、コアネットワーク３で転送されるコアネットワークフレーム１０２は、カスタマネットワークフレーム１０１をデータ部とし、コアネットワークヘッダ８をヘッダとするイーサネット（登録商標）フレームの形式である。例えば、後述するＢＰＤＵ１２もカスタマネットワークフレーム１０１やコアネットワークフレーム１０２と同様の構成を有している。なお、イーサネット（登録商標）フレームはデータ部、ヘッダ部の他に図示しないトレイラ部等を含んでいる。

つぎに、図３〜図６を用いて実施の形態１にかかる通信ネットワークシステム１の動作手順について説明する。図３は実施の形態１にかかる通信ネットワークシステム１の動作手順を示すフローチャートであり、図４〜図６は実施の形態１にかかる通信ネットワークシステム１の動作を説明するための図である。

通信ネットワークシステム１において、プロバイダエッジスイッチ３１，３２およびカスタマネットワークＣ１，Ｃ２内の各スイッチ間でのスパニングツリープロトコルの動作を開始する。

まず、カスタマネットワークＣ１，Ｃ２を収容しているコアネットワーク３内のプロバイダエッジスイッチ３１，３２は、図４に示すようにカスタマエッジスイッチ１１，２１に対してそれぞれスパニングツリープロトコルで定められたＢｒｉｄｇｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ（以下、ＢＰＤＵ１２という）を送信する。

このとき、プロバイダエッジスイッチ３１は、プロバイダエッジスイッチ３１がカスタマエッジスイッチ１１にとってのルートスイッチとなるよう、カスタマネットワークＣ１内のスイッチよりも優先度の高いＢＰＤＵ１２をカスタマエッジスイッチ１１に送信しておく（ステップＳ１２０）。また、プロバイダエッジスイッチ３２は、プロバイダエッジスイッチ３２がカスタマエッジスイッチ２１にとってのルートスイッチとなるよう、カスタマネットワークＣ２内のスイッチよりも優先度の高いＢＰＤＵ１２をカスタマエッジスイッチ２１に送信しておく（ステップＳ１２５）。プロバイダエッジスイッチ３１，３２は、例えば同じ内容のＢＰＤＵ１２をカスタマエッジスイッチ１１，１２に送信する。

また、カスタマネットワークＣ１内の各スイッチもＢＰＤＵ１２を送信し（ステップＳ１３０）、プロバイダエッジスイッチ３１およびカスタマネットワークＣ１内の各スイッチ間で互いにＢＰＤＵ１２のやり取り（送受信）を行なう。さらに、カスタマネットワークＣ２内の各スイッチもＢＰＤＵ１２を送信し（ステップＳ１３５）、プロバイダエッジスイッチ３２およびカスタマネットワークＣ２内の各スイッチ間で互いにＢＰＤＵ１２のやり取りを行なう。このとき、コアネットワーク３内ではコアネットワークフレーム１０２の構造を有したＢＰＤＵ１２が転送され、カスタマネットワークＣ１，Ｃ２内ではカスタマネットワークフレーム１０１の構造を有したＢＰＤＵ１２が転送される。

プロバイダエッジスイッチ３１およびカスタマネットワークＣ１内の各スイッチ間で互いにＢＰＤＵ１２を送受信すると、プロバイダエッジスイッチ３１とカスタマネットワークＣ１との間でルートスイッチとなるスイッチの選出処理が行われる。また、プロバイダエッジスイッチ３２およびカスタマネットワークＣ２内の各スイッチ間で互いにＢＰＤＵ１２を送受信すると、プロバイダエッジスイッチ３２とカスタマネットワークＣ２との間でルートスイッチとなるスイッチの選出処理が行われる。

ここでは、プロバイダエッジスイッチ３１が優先度の高いＢＰＤＵ１２をカスタマエッジスイッチ１１に送信しているので、プロバイダエッジスイッチ３１がカスタマネットワークＣ１内のスイッチ（カスタマエッジスイッチ１１、カスタマスイッチ１５Ａ等）にとってのルートスイッチ（第１のルートスイッチ）となる（ステップＳ１４０）。また、プロバイダエッジスイッチ３２が優先度の高いＢＰＤＵ１２をカスタマエッジスイッチ２１に送信しているので、プロバイダエッジスイッチ３２がカスタマネットワークＣ１内のスイッチ（カスタマエッジスイッチ２１、カスタマスイッチ２５Ａ，２５Ｂ等）にとってのルートスイッチ（第２のルートスイッチ）となる（ステップＳ１４５）。

これにより、プロバイダエッジスイッチ３１はカスタマネットワークＣ１を構成するカスタマスイッチ１５Ａにとってのルートスイッチとなり、カスタマネットワークＣ１内の各スイッチ（カスタマスイッチ１５Ａ，２５Ａ）は図５に示すようにコアネットワーク３を頂点とするツリー構造（以下、第１のツリー構造Ｔ１という）を形成する（ステップＳ１５０）。

また、プロバイダエッジスイッチ３２はカスタマネットワークＣ２を構成するカスタマスイッチ２５Ｂにとってのルートスイッチとなり、カスタマネットワークＣ２内の各スイッチ（カスタマスイッチ２５Ａ，２５Ｂ）は図５に示すようにコアネットワーク３を頂点とするツリー構造（以下、第２のツリー構造Ｔ２という）を形成する（ステップＳ１５５）。この結果、第１のツリー構造Ｔ１と第２のツリー構造Ｔ２はコアネットワーク３を仮想的なルートスイッチとする１つのツリー構造を形成する。

この後、第１のツリー構造Ｔ１内、第２のツリー構造Ｔ２内では、障害（ループ経路）の検出を行いながらデータ通信を行なう。このとき、コアネットワーク３内ではコアネットワークフレーム１０２の構造を有したフレームが転送され、カスタマネットワークＣ１，Ｃ２内ではカスタマネットワークフレーム１０１の構造を有したフレームが転送される。

図６に示すように、カスタマスイッチ１５Ａ，２５Ｂがコアネットワーク３以外の経路によって接続されると（１）、第１のツリー構造Ｔ１内、第２のツリー構造Ｔ２内では、それぞれスパニングツリープロトコルが動作しているので、カスタマスイッチ１５Ａ，２５Ｂは互いにＢＰＤＵを送信しあうこととなる。

これにより、第１のツリー構造Ｔ１内、第２のツリー構造Ｔ２内で、それぞれループ経路が検出される（２）（ステップＳ１６０）。第１のツリー構造Ｔ１内のスイッチ、第２のツリー構造Ｔ２内のスイッチでは、カスタマスイッチ１５Ａが送信するＢＰＤＵ１２のパスリンクコストとカスタマスイッチ１５Ｂが送信するＢＰＤＵ１２のパスリンクコストとを比較する（ステップＳ１７０）。

例えば、カスタマスイッチ１５Ａが送信するＢＰＤＵのパスリンクコストが３８であり、カスタマスイッチ２５Ｂが送信するＢＰＤＵのパスリンクコストが５７であったとすると、カスタマスイッチ２５Ｂ側のポート（指定ポート）はスパニングツリープロトコルによりブロッキングポートとなる（３）（ブロッキングポートの設定）（ステップＳ１８０）。すなわち、通信ネットワークシステム１は、カスタマスイッチ１５Ａ，２５Ｂがコアネットワーク３以外の経路によって接続されると、スパニングツリープロトコルによってツリー構造を再形成する。これにより、通信ネットワークシステム１は、自律的にコアネットワーク３をまたがったループ経路を解消し、効率良くループ経路を防止することが可能となる。

なお、本実施の形態１では、コアネットワーク３がイーサネット（登録商標）ネットワークである場合について説明したが、コアネットワーク３をＭＰＬＳ（Multi Protocol Label Switch）フレームを転送するＭＰＬＳネットワークで構成した広域イーサネット（登録商標）ネットワークを用いることとしてもよい。

この場合、コアネットワーク３（ＭＰＬＳネットワーク）において、プロバイダエッジスイッチ３１，３２に対応するＬＥＲ（Label Edge Router）をカスタマスイッチ１５Ａ，２５Ｂにとって仮想的な１台のルートスイッチとなるようツリー構造を形成し、通信ネットワークシステム１を構成する。

また、本実施の形態１では、コアネットワーク３がイーサネット（登録商標）ネットワークである場合について説明したが、コアネットワーク３をスタックＶＬＡＮ（Virtual LAN）フレームを転送するイーサネット（登録商標）ネットワークで構成した広域イーサネット（登録商標）ネットワークを用いることとしてもよい。

この場合、コアネットワーク３内では図７に示すスタックＶＬＡＮフレームを用いてデータ転送を行なう。図７は、スタックＶＬＡＮフレームの構成を示す図である。同図に示すように、カスタマネットワークＣ１，Ｃ２内で転送されるカスタマネットワークフレーム１０１は、データ６、ヘッダ７を含んで構成（イーサネット（登録商標）フレーム）されている。また、コアネットワーク３で転送されるコアネットワークフレーム（スタックＶＬＡＮフレーム）１０３は、データ６、コアネットワーク用ＶＬＡＮタグ９、ヘッダ７を含んで構成（イーサネット（登録商標）フレーム）されている。

また、本実施の形態１では、通信ネットワークシステム１のカスタマネットワークがカスタマネットワークＣ１，Ｃ２の２つである場合について説明したが、通信ネットワークシステム１のカスタマネットワークを３つ以上で構成することとしてもよい。この場合も、カスタマネットワークを収容するコアネットワーク３の各プロバイダエッジスイッチがルートスイッチとなるようツリー構造を形成し、通信ネットワークシステム１を構成する。

このように実施の形態１によれば、プロバイダエッジスイッチ３１，３２が、それぞれカスタマネットワークＣ１，Ｃ２を構成するカスタマスイッチ１５Ａ，２５Ｂにとって仮想的な１台のルートスイッチ（第１のルートスイッチ、第２のルートスイッチ）として動作するので、カスタマネットワークＣ１，Ｃ２同士がコアネットワーク３とは異なる経路によって接続された場合に発生するループ経路を、簡易な構成で自律的に解消することが可能となる。

実施の形態２．
つぎに、図８〜図１１を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では集線スイッチによって、プロバイダエッジスイッチ３１，３２の１つのポートに複数のカスタマネットワークを接続して通信ネットワークシステム１を構成し、この通信ネットワークシステム１内で発生するループ経路を自律的に解消する。

図８は、実施の形態２にかかる通信ネットワークシステムの構成を示す図であり、図８の各構成要素のうち図１に示す実施の形態１の通信ネットワークシステム１と同一機能を達成する構成要素については同一番号を付しており、重複する説明は省略する。

通信ネットワークシステム２は、カスタマネットワークＣ１〜Ｃ３と、カスタマネットワークＣ１〜Ｃ３間を接続して広域ＬＡＮを構成するプロバイダ側等のコアネットワーク３、集線スイッチ４１，４２を備えている。

集線スイッチ４１は、プロバイダエッジスイッチ３１の１つのポートに複数のカスタマネットワークＣ１，Ｃ３を接続するためのスイッチであり、集線スイッチ４２は、プロバイダエッジスイッチ３２の１つのポートにカスタマネットワークＣ２を接続するためのスイッチである。

ここで、実施の形態２にかかるコアネットワーク３内で転送されるデータの構成について説明する。図９は、実施の形態２にかかるコアネットワーク３内で転送されるデータの構成を示す図である。

同図に示すように、コアネットワーク３で転送されるコアネットワークフレーム１０４は、データ６、ヘッダ７、コアネットワークヘッダ８、ＶＬＡＮタグ１４を含んで構成されている。このうち、ＶＬＡＮタグ１４は、カスタマネットワークＣ１〜Ｃ３（利用者）を識別する際に用いられる情報である。なお、カスタマネットワークＣ１〜Ｃ３内で転送されるカスタマネットワークフレーム（図示せず）は、データ６、ヘッダ７、ＶＬＡＮタグ１４を含んで構成されている。

カスタマネットワークＣ１，Ｃ２側で作成したフレームをコアネットワーク３へ送信する場合、利用者側のスイッチ（カスタマエッジスイッチ１１，２１等）がフレーム内にＶＬＡＮタグ１４を挿入してもよいし、集線スイッチ４１，４２においてＶＬＡＮタグ１４をフレーム内に挿入することしてもよい。コアネットワーク３側作成したフレームを（コアネットワークフレーム１０４）カスタマネットワークＣ１，Ｃ２へ送信する場合、プロバイダエッジスイッチ３１，３２がフレーム内にＶＬＡＮタグ１４を挿入する。

つぎに、図１０および図１１を用いて実施の形態２にかかる通信ネットワークシステム２の動作手順について説明する。図１０は実施の形態２にかかる通信ネットワークシステムの動作手順を示すフローチャートであり、図１１は実施の形態２にかかる通信ネットワークシステムの動作を説明するための図である。

ここでは、通信ネットワークシステム２の一例として通信ネットワークシステム２のカスタマネットワークＣ１，Ｃ２が利用者Ａのカスタマネットワークであり、カスタマネットワークＣ３が利用者Ｂのカスタマネットワークである場合について説明する。

通信ネットワークシステム１において、プロバイダエッジスイッチ３１，３２およびカスタマネットワークＣ１〜Ｃ３内の各スイッチ間でのスパニングツリープロトコルの動作を開始する。

まず、プロバイダエッジスイッチ３１，３２は、それぞれカスタマネットワークＣ１，Ｃ３とカスタマネットワークＣ２に対してＢＰＤＵ１２を送信する。このＢＰＤＵ１２は、集線スイッチ４１を介してカスタマネットワークＣ１，Ｃ３に送信され、集線スイッチ４２を介してカスタマネットワークＣ２に送信される。

ここでのプロバイダエッジスイッチ３１は、カスタマネットワークＣ１の利用者ＡにＢＰＤＵ１２を送信するため、集線スイッチ４１にＢＰＤＵ１２（ＢＰＤＵ（Ａ））を送信し（ステップＳ３１０）、カスタマネットワークＣ３の利用者ＢにＢＰＤＵ１２を送信するため、集線スイッチ４１にＢＰＤＵ１２（ＢＰＤＵ（Ｂ））を送信する（ステップＳ３２０）。また、ここでのプロバイダエッジスイッチ３２は、カスタマネットワークＣ２の利用者ＡにＢＰＤＵ１２を送信するため、集線スイッチ４２にＢＰＤＵ１２（ＢＰＤＵ（Ａ））を送信する（ステップＳ３３０）。

このとき、プロバイダエッジスイッチ３１は、プロバイダエッジスイッチ３１がカスタマエッジスイッチ１１やカスタマネットワークＣ３内のカスタマエッジスイッチ（図示せず）にとってのルートスイッチとなるよう優先度の高いＢＰＤＵ１２を集線スイッチ４１に送信しておく。

また、プロバイダエッジスイッチ３２は、プロバイダエッジスイッチ３２がカスタマエッジスイッチ２１にとってのルートスイッチとなるよう優先度の高いＢＰＤＵ１２を集線スイッチ４２に送信しておく。

集線スイッチ４１は、プロバイダエッジスイッチ３１からＢＰＤＵ１２を受信すると、このＢＰＤＵ１２をＢＰＤＵ１２内のＶＬＡＮタグ１４に基づいてカスタマネットワークＣ１，Ｃ３の何れかに振り分けする。ここでの集線スイッチ４１は、利用者ＡへのＢＰＤＵ１２をカスタマネットワークＣ１へ送信し（ステップＳ３４０）、利用者ＢへのＢＰＤＵ１２をカスタマネットワークＣ３へ送信する（ステップＳ３５０）。

集線スイッチ４２は、プロバイダエッジスイッチ３２からＢＰＤＵ１２を受信すると、このＢＰＤＵ１２をＢＰＤＵ１２内のＶＬＡＮタグ１４に基づいて何れかのカスタマネットワークに振り分けする。ここでの集線スイッチ４２は、利用者ＡへのＢＰＤＵ１２をカスタマネットワークＣ２へ送信する（ステップＳ３６０）。

また、カスタマネットワークＣ１内の各スイッチもＢＰＤＵ１２を送信し、プロバイダエッジスイッチ３１およびカスタマネットワークＣ１内の各スイッチ間で互いにＢＰＤＵ１２の送受信を行なう。また、カスタマネットワークＣ２内の各スイッチもＢＰＤＵ１２を送信し、プロバイダエッジスイッチ３２およびカスタマネットワークＣ２内の各スイッチ間で互いにＢＰＤＵ１２のやり取りを行なう。さらに、カスタマネットワークＣ３内の各スイッチもＢＰＤＵ１２を送信し、プロバイダエッジスイッチ３１およびカスタマネットワークＣ３内の各スイッチ間で互いにＢＰＤＵ１２のやり取りを行なう（ステップＳ３７０）。

このとき、コアネットワーク３内ではコアネットワークフレーム１０４の構造を有したＢＰＤＵ１２が転送され、カスタマネットワークＣ１〜Ｃ３内ではコアネットワークフレーム１０４からコアネットワークヘッダ８を外した構造（カスタマネットワークフレーム１０１にＶＬＡＮタグ１４を付加した構造）のＢＰＤＵ１２が転送される。

プロバイダエッジスイッチ３１およびカスタマネットワークＣ１内の各スイッチ間で互いにＢＰＤＵ１２を送受信すると、プロバイダエッジスイッチ３１とカスタマネットワークＣ１との間でルートスイッチとなるスイッチの選出処理が行われる。また、プロバイダエッジスイッチ３２およびカスタマネットワークＣ２内の各スイッチ間で互いにＢＰＤＵ１２を送受信すると、プロバイダエッジスイッチ３２とカスタマネットワークＣ２との間でルートスイッチとなるスイッチの選出処理が行われる。さらに、プロバイダエッジスイッチ３１およびカスタマネットワークＣ３内の各スイッチ間で互いにＢＰＤＵ１２を送受信すると、プロバイダエッジスイッチ３１とカスタマネットワークＣ３との間でルートスイッチとなるスイッチの選出処理が行われる。

ここでは、プロバイダエッジスイッチ３１が優先度の高いＢＰＤＵ１２をカスタマエッジスイッチ１１に送信しているので、プロバイダエッジスイッチ３１がカスタマネットワークＣ１内のスイッチ（カスタマエッジスイッチ１１、カスタマスイッチ１５Ａ等）にとってのルートスイッチとなる。また、プロバイダエッジスイッチ３２が優先度の高いＢＰＤＵ１２をカスタマエッジスイッチ２１に送信しているので、プロバイダエッジスイッチ３２がカスタマネットワークＣ２内のスイッチ（カスタマエッジスイッチ２１、カスタマスイッチ２５Ａ，２５Ｂ等）にとってのルートスイッチとなる。さらに、プロバイダエッジスイッチ３１が優先度の高いＢＰＤＵ１２をカスタマネットワークＣ３内のカスタマエッジスイッチに送信しているので、プロバイダエッジスイッチ３１がカスタマネットワークＣ３内のスイッチ（カスタマエッジスイッチ、カスタマスイッチ等）にとってのルートスイッチとなる（ステップＳ３８０，Ｓ３９０）。

これにより、プロバイダエッジスイッチ３１はカスタマネットワークＣ１を構成するカスタマスイッチ１５Ａにとってのルートスイッチとなり、カスタマネットワークＣ１内の各スイッチはコアネットワーク３を頂点とするツリー構造を形成する。

また、プロバイダエッジスイッチ３２はカスタマネットワークＣ２を構成するカスタマスイッチ２５Ｂにとってのルートスイッチとなり、カスタマネットワークＣ２内の各スイッチはコアネットワーク３を頂点とするツリー構造を形成する。

さらに、プロバイダエッジスイッチ３１はカスタマネットワークＣ３を構成するカスタマスイッチ１５Ａにとって仮想的な１台のルートスイッチとみなすことができ、カスタマネットワークＣ３内の各スイッチはコアネットワーク３を頂点とするツリー構造を形成する（ステップＳ４００）。この結果、各利用者毎にコアネットワーク３を仮想的なルートスイッチとするツリー構造を形成する。

この後、各ツリー構造内では、ループ経路の検出を行いながらデータ通信を行なう。このとき、コアネットワーク３内ではコアネットワークフレーム１０４の構造を有したフレームが転送され、カスタマネットワークＣ１〜Ｃ３内ではコアネットワークフレーム１０４からコアネットワークヘッダ８を外した構造のフレームが転送される。

以下、実施の形態１で説明した通信ネットワークシステムと同様の処理手順によってループ経路の発生を解消するため、ここではその説明を省略する。これにより、通信ネットワークシステム１は、自律的にコアネットワーク３をまたがったループ経路を解消し、効率良くループ経路を防止することが可能となる。

このように実施の形態２によれば、プロバイダエッジスイッチ３１の１つのポート（集線スイッチ４１）に複数のカスタマネットワークＣ１，Ｃ３を接続した場合であっても、プロバイダエッジスイッチ３１が、それぞれカスタマネットワークＣ１，Ｃ３を構成するカスタマスイッチにとって仮想的な１台のルートスイッチとして動作するので、カスタマネットワークＣ１〜Ｃ３の間でコアネットワーク３とは異なる経路によって接続された場合に発生するループ経路を、簡易な構成で自律的に解消することが可能となる。

以上のように、本発明にかかる通信システムおよび通信方法は、通信ネットワーク内でのループ経路の解消に適している。

実施の形態１にかかる通信ネットワークシステムの構成を示す図である。 実施の形態１にかかる通信ネットワークシステムで用いられるデータの構成を示す図である。 実施の形態１にかかる通信ネットワークシステム１の動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる通信ネットワークシステム１の動作を説明するための図（１）である。 実施の形態１にかかる通信ネットワークシステム１の動作を説明するための図（２）である。 実施の形態１にかかる通信ネットワークシステム１の動作を説明するための図（３）である。 スタックＶＬＡＮフレームの構成を示す図である。 実施の形態２にかかる通信ネットワークシステムの構成を示す図である。 実施の形態２にかかるコアネットワーク内で転送されるデータの構成を示す図である。 実施の形態２にかかる通信ネットワークシステムの動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態２にかかる通信ネットワークシステムの動作を説明するための図である。

符号の説明

１，２ 通信ネットワークシステム
３ コアネットワーク
６ データ
７ ヘッダ
８ コアネットワークヘッダ
９ コアネットワーク用ＶＬＡＮタグ
１１，２１ カスタマエッジスイッチ
１２ ＢＰＤＵ
１４ ＶＬＡＮタグ
１５Ａ，２５Ａ，２５Ｂ カスタマスイッチ
３１，３２ プロバイダエッジスイッチ
４１，４２ 集線スイッチ
１０１ カスタマネットワークフレーム
１０２〜１０４ コアネットワークフレーム
Ｃ１〜Ｃ３ カスタマネットワーク
Ｔ１ 第１のツリー構造
Ｔ２ 第２のツリー構造

Claims (6)

1. スパニングツリープロトコル機能を動作させるユーザ側の通信ネットワークであるカスタマネットワークと、当該カスタマネットワークを複数接続するコアネットワークとを有する広域ＬＡＮの通信システムにおいて、
   前記コアネットワークは、前記カスタマネットワークを収容するカスタマ収容スイッチを備え、
   前記カスタマ収容スイッチと前記各カスタマネットワークとの間でスパニングツリープロトコルを動作させて前記カスタマ収容スイッチが前記各カスタマネットワークのルートスイッチとなるツリー構造を形成するとともに、前記カスタマネットワーク間が前記コアネットワークとは異なる経路で接続されてループ経路が発生した際には、前記カスタマ収容スイッチと前記ループ経路の発生したカスタマネットワークとの間でスパニングツリープロトコルを動作させて前記ツリー構造を再形成することを特徴とする通信システム。
2. 前記コアネットワークは、イーサネット（登録商標）ネットワークを含んで構成され、前記カスタマネットワークから送信されたフレームにイーサネット（登録商標）ネットワーク用のヘッダを付加して前記コアネットワーク内で前記フレームを転送することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記コアネットワークは、ＭＰＬＳネットワークを含んで構成され、前記カスタマネットワークから送信されたフレームにＭＰＬＳ用のヘッダを付加して前記コアネットワーク内で前記フレームを転送することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. 前記コアネットワークは、スタックＶＬＡＮを含んで構成され、前記カスタマネットワークから送信されたフレームにＶＬＡＮ用のヘッダを付加して前記コアネットワーク内で前記フレームを転送することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
5. 複数の前記カスタマネットワークと接続する集線スイッチをさらに備えるとともに、前記コアネットワークは前記集線スイッチを介して複数の前記カスタマネットワークと接続し、
   前記集線スイッチは、前記コアネットワークから送信される前記ツリー構造を形成するためのツリー構造形成情報を、前記ツリー構造形成情報の送信先に対応するカスタマネットワークに送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
6. スパニングツリープロトコル機能を動作させるユーザ側の通信ネットワークであるカスタマネットワークと、当該カスタマネットワークを複数接続するコアネットワークとを有する広域ＬＡＮ内の通信方法において、
   前記カスタマ収容スイッチと前記各カスタマネットワークとの間でスパニングツリープロトコルを動作させて前記カスタマ収容スイッチが前記各カスタマネットワークのルートスイッチとなるツリー構造を形成する第１のステップと、
   前記カスタマネットワーク間が前記コアネットワークとは異なる経路で接続されてループ経路が発生した際に、前記カスタマ収容スイッチと前記ループ経路の発生したカスタマネットワークとの間でスパニングツリープロトコルを動作させて前記ツリー構造を再形成する第２のステップと、
   を含むことを特徴とする通信方法。

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