JP2009239767A - リング監視装置及びネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】
リングネットワークにおいて、多重障害が発生している状態からの一部の障害が復旧した場合に、その一部復旧を検知し、その復旧した経路を用いた通信を可能にすること。
【解決手段】
リングネットワークのリング監視装置において、リング構成装置からのリンク復旧通知フレームの受信によりリンク障害の復旧を検知した場合に、自身が送信するヘルスチェックフレームの受信を監視することで、リング障害の有無を確認してから、リング状態の復旧動作を行う。まだリンク障害が残っている場合、リング監視装置はリンク復旧通知フレームに搭載されていたリンク復旧を検知したリング構成装置に対してリングポートの状態をユーザフレーム送受信可の状態にすることを指示するためのフラッシュ要求フレームをリング構成装置に送信する。当該フレームを受信したリング構成装置は学習したＭＡＣアドレスをクリアし、リングポートの状態を変更する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、リングネットワークにおいて、通信経路の冗長を提供する装置にかかわり、特に高速な経路の切り替えを実現し、かつリングネットワークの複数箇所で障害が発生し、それらの一部が復旧した場合でもできるだけ通信可能な経路を確保する装置に関する発明である。

ネットワーク構築の際、通信経路の冗長化を目的に、複数の装置をリング構成に接続する場合がある。リング構成のネットワークは、メッシュ構成のネットワークよりも伝送路等の必要量が少なくて済むという特徴がある。一方、リング状となっていることから、ブロードキャストフレームが流入されるとネットワーク内で転送され続け、ブロードキャストストームによるネットワーク上のトラヒック負荷の増加、あるいは学習の不安定等によるＣＰＵ負荷の増加が発生し、通信に悪影響を与える。このループを防ぐ為に、リング構成となっているネットワークにおいて、論理的にループ構成を遮断するさまざまな手法が考案されている。

第一の従来技術として、非特許文献１に記述されたスパニングツリープロトコルがある。スパニングツリープロトコルでは、ループ構成を遮断するために、ネットワークを構成する装置間でＢＰＤＵと呼ばれる制御フレームを定期的に交換する。ＢＰＤＵには、プロトコルの動作を決定する複数のプロトコル情報が搭載され、これを受信した各装置はこの情報をもとにループを構成するポートにおける論理状態をブロッキング状態とし、ツリー構成となるネットワークを構築することで、論理的にループを遮断する。

また、第二の従来技術としては、リングトポロジのネットワーク（リングネットワーク）において、ある装置をそのリングネットワークを監視する装置（リング監視装置）として、リングの状態を監視する。リング監視装置が有する２つのリングネットワーク構成ポート（リングポート）のそれぞれからリング状態を監視する制御フレーム（ヘルスチェックフレーム）を周期的に送信して、送信したリングポートとそれぞれの逆側のリングポートにて、このヘルスチェックフレームを受信しているか否かで、リングネットワークの状態（リング状態）の正常、または異常を決定する。

リングネットワークの状態が変化したとき、リング監視装置における片方のリングポートについて、ユーザフレームの送受信する状態を変更し、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアすることで、通信経路を切り替える。具体的には、リング状態が正常である場合には、リング監視装置における片方のリングポートについてユーザフレームを送受信しない状態とし、リング状態が異常である場合には、リング監視装置における両方のリングポートについてユーザフレームを送受信する状態にすることにより、ループを遮断する方法である。

ＩＥＥＥ８０２．１Ｄ

前述した従来技術のうち、第一の従来技術については、複数箇所の障害から一部の障害が復旧した場合に、その変化を認識し、トポロジーを組み直すことが可能である。しかし、複雑なネットワーク構成についても対象としているため、装置間で交換されるＢＰＤＵに搭載されている複数の情報を元にツリー構成を決定する必要があり、プロトコル動作は複雑となっている。その結果、シンプルなリングネットワークの構成であったとしても、ネットワーク内における障害や復旧による構成の変更やネットワークへの装置の増設等において、通信が安定するまでに数十秒要する場合があり、その間、通信が停止するなどの問題がある。

また、第二の従来技術のリングネットワークのみを対象としたプロトコルにおいては、リング監視装置から送信するヘルスチェックフレームの受信可否により、リング状態の異常からの復旧を判断するため、リングネットワークで複数箇所のリンク障害が発生した状態（多重障害）から一部のリンクが復旧しても、ヘルスチェックフレームを受信することができない。リング監視装置は、全ての障害が復旧するまで、復旧を検出することができない。その結果、たとえ多重障害のうち、一部の障害が復旧したとしても、そのリンクを経由した通信を行うことができないという問題がある。

そこで、本発明では、上記課題を解決し、高速な経路の切り替えを実現することおよび多重障害の一部復旧を実現することを目的とする。

上記の目的を達成するために、複数のリング構成装置と接続しリングネットワークを構成するリング監視装置であって、前記リングネットワークと接続する第１のリングポートと第２のリングポートとを有し、第１のリング構成装置の第３のリングポート側で発生したリンク障害の復旧を示すリンク復旧通知フレームを受信すると、前記第１のリングポートと前記第２のリングポートから前記リングネットワークの状態を監視するためのヘルスチェックフレームを送信し、前記ヘルスチェックフレームの受信確認を行うことにより前記リングネットワークの状態が正常であるか異常であるかを確認し、前記リングネットワークの状態が異常である場合、前記リング監視装置に記憶され、且つ自身で学習したＭＡＣアドレス情報を削除し、前記第１のリングポートおよび前記第２のリングポートから、前記第１のリング構成装置に対して学習したＭＡＣアドレス情報を削除することと前記第３のリングポートをユーザフレーム送受信可の状態に変更することとを指示する情報を含むフラッシュ要求フレームを送信するリング監視装置を提供する。

また更に、複数のリング構成装置がリングトポロジで接続されたリングネットワークの一部を構成するリング監視装置であって、前記リングネットワークと接続する第１のリングポートと第２のリングポートとを有し、第１のリング構成装置が送信したリンク障害の復旧を示すリンク復旧通知フレームを受信すると、前記第１のリングポートまたは前記第２のリングポートのうち一方をユーザフレーム送受信不可の状態に変更するとともに、自身で学習したＭＡＣアドレス情報を削除し、前記第１のリングポートおよび前記第２のリングポートから、前記複数のリング構成装置に対して学習したＭＡＣアドレス情報を削除することとリンク障害の復旧を検知したリングポートをユーザフレーム送受信可の状態に変更することとを指示する情報を含むフラッシュ要求フレームを送信するリング監視装置を提供する。

本発明によれば、リングネットワークにおいて障害が復旧した場合に高速な経路切り替えを実現でき、さらに多重障害が発生した場合に一部復旧を行うことが可能となる。

本実施形態では、リングトポロジのネットワーク（以降、「リングネットワーク」という。）において、リングネットワークを構成する装置（以降、「リング構成装置」という。）の各々で隣接するリング構成装置間のリンク状態（正常：リンクアップ、もしくは、異常：リンクダウン）を監視する。また、リング構成装置のうち特定の装置をそのリングネットワークを監視する装置（以降、「リング監視装置」という。）とし、リング監視装置が各リング構成装置のリンク状態を監視した結果や自身がリングネットワークの状態（以降、「リング状態」という。）を監視するために送信する制御フレーム（以降、「ヘルスチェックフレーム」という。）を受信するか否かに基づいてリング状態の正常または異常を決定する。リング監視装置では、リング状態が正常である場合はリングネットワークを構成する２つのポート（以降、「リングポート」という。）のうち、一方をユーザフレーム送受信不可の状態とすることによりリングネットワーク上でループが発生するのを回避し、リング状態が異常である場合は両方のリングポートにおいてユーザフレーム送受信可の状態とすることで、リングネットワーク上で障害が発生した箇所以外の通信を確保する。

リンク状態の監視で、隣接するリング構成装置とのリンク状態が異常であると判断したリング構成装置は、障害と判断したリングポートをユーザフレーム送受信不可の状態に変更し、両方のリングポートからリング監視装置にリンク障害を示すリンク状態変化通知（以降、「リンク障害通知フレーム」という。）を送信する。送信するリンク障害通知フレームには、障害を検出したリング構成装置の識別子（ＭＡＣアドレスやネットワークでユニークに装置に割り当てられた番号など）、および検出したリングポートの識別子（ポート番号やポートに割り当てられたＭＡＣアドレスなど）を情報として搭載する。リング監視装置は、リンク障害通知フレームを受信すると、リング状態が異常と判断して、ユーザフレームの送受信を不可としていたリングポートの状態を送受信可能にする。リング監視装置は、リング監視装置以外の構成装置に対して、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアするように指示するフレーム（以降、「フラッシュ要求フレーム」という。）を両方のリングポートから送信する。そして、リング監視装置自体の学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。また、フラッシュ要求フレームを受信した場合、これを廃棄する。他のリング構成装置は、フラッシュ要求フレームを受信した側と逆のリングポートから、隣接するリング構成装置に転送する。そして、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。

リンク状態の監視で、隣接するリング構成装置とのリンク状態が復旧したと判断したリング構成装置は、両方のリングポートからリング監視装置にリンク復旧を示すリンク状態変化通知（以降、「リンク復旧通知フレーム」という。）を送信する。送信するリンク復旧通知フレームには、復旧を検出したリング構成装置の識別子（ＭＡＣアドレスやネットワークでユニークに装置に割り当てられた番号など）、および検出したリングポートの識別子（ポート番号やポートに割り当てられたＭＡＣアドレスなど）を情報として搭載する。なお、リンク障害通知フレームおよびリンク復旧通知フレームに搭載された情報は、リンク障害通知フレームおよびリンク復旧通知フレームを受信したリング監視装置において保守端末にメッセージ出力する。

リングネットワークのリンクが障害状態から復旧するための方式は３通りの方式が考えられる。

第一の復旧方式は、リング監視装置がリンク復旧通知フレームの受信を無視し、リング監視装置自身がリングポートからヘルスチェックフレームを周期的に送信し、送信したリングポートと逆側のリングポートで、このヘルスチェックフレームを受信しているか否かを確認し、ヘルスチェックフレームを受信できた場合にリング状態が復旧したと判断してリンクの状態を変更する方式である。

第二の復旧方式は、リング監視装置がリンク復旧通知フレームを受信した場合にリングの復旧を即時実施する方式である。

第三の復旧方式は、リング監視装置がリンク復旧通知フレームを受信した場合に、リングの状態を再確認した上で、リングの復旧を行う方式である。

リング監視装置では、これらの復旧方式のうちいずれを採用してもよく、コマンドによりユーザが選択できるようにしてもよい。なお、第一の復旧方式は、リング監視装置がリンク復旧通知フレームの監視をしないため、リングネットワークで複数箇所のリンク障害が発生した状態（以降、「多重障害」という。）からリンク単位での通信復旧はできない。リンクの多重障害から一部のリンクを復旧し通信を可能にするには、第二、および第三の復旧方式が有効である。

なお、リング監視装置は、リンク復旧通知フレームを受信すると、リンク復旧通知フレームに搭載されているリング構成装置の識別子、およびリングポートの識別子を記憶する。

第二の復旧方式では、リングの状態として多重障害中に一部のリンクが復旧したとき、リンク復旧通知フレームを受信したリング監視装置は、ユーザフレームの送受信を可能としていた２つのリングポートのうち片方をユーザフレームの送受信不可能な状態にする。リング監視装置は、リング構成装置に対して、ＭＡＣアドレスの学習情報のクリアに加え、リンク障害から復旧したリングポートがある場合にはユーザフレームの送受信が可能となるように指示する情報を搭載したフラッシュ要求フレームを両方のリングポートから送信し、リング監視装置自体の学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。また、リング監視装置が、このフラッシュ要求フレームを受信した場合、これを廃棄する。リング構成装置は、受信したフラッシュ要求フレームを送信された側と逆の隣接するリング構成装置に転送し、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。そして、リンク障害から復旧したリングポートがある場合には、ユーザフレームの送受信を可能な状態にする。

ここで、リング構成装置の中で、まだ自装置のリングポートがリンク障害のままである場合には、リングポートはユーザフレームの送受信不可な状態のままとし、再度、リング監視装置に対して、リンク障害通知フレームを送信する。リング監視装置は、リンク障害通知フレームを受信すると、再度、リング状態が異常と判断する。そして、再度、リングの障害動作（ユーザフレーム送受信不可の状態としていたリングポートをユーザフレーム送受信可の状態に変更し、自身及び他のリング構成装置のＭＡＣアドレス情報をクリアする動作）を実施することで、リング状態が完全に復旧していなくても、リンク障害が復旧したリングポート（経路）を用いた通信の復旧が可能となる。

前述の第二の復旧方式では、一旦、リング監視装置が復旧動作として、監視装置の１つのリングポートに対して、ユーザフレームの送受信不可状態とする為、監視装置を経由して通信を行っている場合、通信断となる。

そこで、第三の復旧方式では、これを解決し、既存の通信に影響を与えずに、障害が復旧したリンクに限定する為に、リングの状態を再確認してからリング復旧動作をするという方式である。

第三の復旧方式では、多重障害中に一部のリンクが復旧したとき、リンク復旧通知を受信したリング監視装置は、リング状態の復旧動作をする前に、自身のリングポートからヘルスチェックフレームを送信し、その受信を監視して、全てのリンク障害が復旧していることを確認してから、リング状態の復旧動作を行う。

リング監視装置にて、一定時間内に、ヘルスチェックフレームの受信ができなかったとき、リンク障害箇所が残っているものと判断し、リング監視装置は特定のリング構成装置に対してのみＭＡＣアドレス学習情報のクリアとリンク障害から復旧したリングポートがある場合にはユーザフレームの送受信が可能となるように指示し、それ以外のリング構成装置に対してはＭＡＣアドレスの学習情報をクリアのみ実施するように指示する情報と、リンク復旧通知フレームの受信により記憶していたリング構成装置の識別子、および検出したリングポートの識別子を情報として搭載したフラッシュ要求フレームを送信する。フラッシュ要求フレームを受信したリング構成装置は、受信したリングポートとは異なるもう一方のリングポートへ転送する。また、同フレームに搭載されているリング構成装置の識別子が自装置かどうかを判断する。自装置でなかった場合は、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報のクリアのみを実施する。自装置であった場合には、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアすると共に、リングポートの識別子に該当するリングポートにおいて、ユーザフレームの受信が不可な状態から可の状態にする。この復旧方式によれば、多重障害中に一部のリンクが復旧した場合に、リング監視装置がリングポートの片方をユーザフレーム送受信不可の状態にはすることはなく、正常な通信に影響を与えず、復旧したリンクだけを通信可能な状態に変更することができる。

また、リング監視装置にて、一定時間内に、ヘルスチェックフレームの受信ができたとき、リング監視装置は、リングネットワーク全体のリンク障害が完全に復旧したと判断して、リング状態の復旧動作を行う。

リング監視装置は、リング状態の復旧動作として、自身の片方のリングポートをユーザフレーム送受信不可の状態に変更し、全リング構成装置に対して、ＭＡＣアドレスの学習情報をクリアに加え、リンク障害から復旧したリングポートがある場合にはユーザフレームの送受信が可能となるように指示する情報を搭載したフラッシュ要求フレームを送信する。また、リング監視装置自身のユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。リング構成装置は、フラッシュ要求フレームを受信すると、受信したリングポートとは異なるもう一方のリングポートへ転送し、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアすると共に、リンク障害から復旧したリングポートがある場合には、ユーザフレームの受信が不可な状態から可の状態にする。

以上の処理により、リングネットワークで、多重障害が発生しているリング状態から一部の構成装置間リンク状態が復旧した場合、リングネットワーク内で全部の障害が復旧しないときも、既存のユーザ通信に影響を与えず、復旧したリンク箇所から通信可能な状態に復旧できる。

また、リンク状態変化通知フレーム（リンク障害通知フレームおよびリンク復旧通知フレーム）に、障害、あるいは復旧を検出したリング構成装置の識別子（ＭＡＣアドレスやネットワークでユニークに装置に割り当てられた番号など）、および検出したリングポートの識別子（ポート番号やポートに割り当てられたＭＡＣアドレスなど）を情報として搭載し、その情報についてはリンク状態変化通知フレームを受信したリング監視装置において保守端末にメッセージ出力することで、リンク障害若しくは復旧箇所をユーザへ通知することができる。

具体的に図面を参照しながら、リングネットワークでリンク状態に変化があった場合のリング監視装置およびリング構成装置の動作について説明する。

図１に、正常時のリングネットワークの状態を示す。リングネットワークを構成する装置のうち、リング監視装置を１０１、リング構成装置を１０２、１０３、１０４とする。リング監視装置１０１はリングポート１２７，１２８を、リング構成装置１０２はリングポート１２１，１２２を、リング構成装置１０３はリングポート１２３，１２４を、リング構成装置１０４はリングポート１２５，１２６をそれぞれ有し、リングネットワークを構成している。また、各装置１０１−１０４は隣接装置間のリンク状態を監視している。リング監視装置１０１はリンク１４１，１４４を、リンク構成装置１０２はリンク１４１，１４２を、リンク構成装置１０３はリンク１４２，１４３を、リンク構成装置１０４はリンク１４３，１４４をそれぞれ監視する。さらに、リング監視装置１０１はリングポート１２７，１２８からヘルスチェックフレーム１３２，１３１を周期的に送信し、リングネットワークを巡回して他方のリングポートで受信するか否かを確認することでリング状態を監視している。

図１においてはいずれのリンク１４１−１４４においてもリンク障害は発生しておらずリングネットワークが正常な状態である。このとき、リング構成装置１０２−１０４は全てのリングポートをユーザフレーム送受信可の状態としており、リング監視装置１０１では一方のリングポート１２７をユーザフレーム送受信不可の状態１１１としている。これにより正常な状態のリングネットワークにおけるループの遮断を行っている。なお、ユーザフレーム送受信可の状態とは、ユーザフレームも制御フレームも送受信することができる状態であり、ユーザフレーム送受信不可の状態とは、ユーザフレームを送受信することはできないが、制御フレームを送受信することはできる状態をいう。

図２に、図１と同様の構成であるリングネットワークにおいてリンク障害が発生した場合を示す。

リング構成装置１０２、および１０３の装置間で双方向の通信にリンク障害２４１が発生したとする。このとき、リンク障害２４１を検知したリング構成装置１０２は、リンク障害を検知したリンクポート２２２をユーザフレーム送受信不可の状態２１２に変更し、リング監視装置１０１へ向けて、リングポート２２１から、リンク障害通知フレーム２３１を送信し、リングポート２２２からもリンク障害通知フレーム２３２を送信する。また、同様に、リンク障害２４１を検知したリンク構成装置１０３は、リンク障害を検知したリンクポート２２３をユーザフレーム送受信不可の状態２１３に変更し、リング監視装置１０１へ向けて、リングポート２２３からリンク障害通知フレーム２３３を送信し、リングポート２２４からも障害通知フレーム２３４を送信する。

また、リンク障害２４１が、リング構成装置１０２からリング構成装置１０３への片方向の通信に対する障害であった場合、リング構成装置１０３だけがリンク障害２４１の発生を検知できる。このとき、リング構成装置１０３だけがリンク障害を検知したリンクポート２２３をユーザフレーム送受信不可の状態２１３に変更し、リング監視装置１０１へ向けてリンク障害通知フレーム２３３、および２３４を送信する。

リング構成装置１０４はリンク障害通知フレーム２３４を受信するとリンク障害通知フレーム２３５としてリング監視装置１０１へ転送する。

リング監視装置１０１はリンク障害通知フレーム２３１または２３５を受信したとき、リングネットワークのリンクに障害が発生したものと判断する。リング監視装置１０１は、障害が発生したと判断すると、ユーザフレーム送受信不可の状態１１１としていたリングポート２２５をユーザフレーム送受信可の状態２１１に変更する。

その後、リング監視装置１０１以外のリング構成装置１０２−１０４に対して、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアするように指示するための図示しないフラッシュ要求フレームを両方のリングポート２２５，２２６から送信する。そして、リング監視装置１０１自体の学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。他のリング構成装置１０２−１０４は、フラッシュ要求フレームを一方のリングポートで受信すると、他方のリングポートから隣接するリング構成装置に転送する。そして、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。これによりリンク障害２４１の発生箇所以外のネットワークを通信可能な状態とすることができる。

次に、リンク障害２４１が復旧した場合について説明する。リンク障害２４１の復旧を検知したリング構成装置１０２は、リング監視装置１０１に向けて、リングポート２２１から、リンク復旧通知フレーム２３１を送信し、リングポート２２２からもリンク復旧通知フレーム２３２を送信する。また、同様に、リンク障害２４１の復旧を検知したリング構成装置１０３は、リング監視装置を１０１へ向けて、リングポート２２３からリンク復旧通知フレーム２３３を送信し、リングポート２２４からもリンク復旧通知フレーム２３４を送信する。

また、障害２４１がリング構成装置１０２からリング構成装置１０３への片方向の通信に対する障害であった場合は、リンク構成装置１０３だけがリンクの障害復旧を検知できる。このとき、リング構成装置１０３だけがリング監視装置１０１へ向けてリンク復旧通知フレーム２３３、および２３４を送信する。

リング構成装置１０４はリンク復旧通知フレーム２３４を受信するとリンク復旧通知フレーム２３５としてリング監視装置１０１へ転送する。

リング監視装置１０１は、リンク復旧通知フレーム２３１または２３５を受信したとき、リングネットワークのリンクに障害復旧が発生したものと判断する。リング監視装置１０１は、障害復旧が発生したと判断すると、ユーザフレーム送受信可の状態２１１としていたリングポート２２５をユーザフレーム送受信不可の状態１１１に変更する。

その後、リング監視装置１０１はリング構成装置１０２−１０４に対して、ＭＡＣアドレスの学習情報のクリアに加え、リンク障害から復旧したリングポートがある場合にはユーザフレーム送受信可の状態に変更するように指示する情報を搭載した図示しないフラッシュ要求フレームを両方のリングポート２２５，２２６から送信する。そして、リング監視装置１０１は自身の学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。他のリング構成装置１０２−１０４は、フラッシュ要求フレームを一方のリングポートで受信すると、他方のリングポートから隣接するリング構成装置に転送する。そして、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアし、リンク構成装置１０２はリンク障害から復旧したリングポート２２２をユーザフレーム送受信可の状態１１２に変更し、リンク構成装置１０３はリンク障害から復旧したリングポート２２３をユーザフレーム送受信可の状態１１３に変更する。これによりリングネットワークが正常な状態（図１の状態）に復旧することができる。

次に、リングネットワークで、多重障害状態からの一部リンク復旧に対応することができる方式である第二の復旧方式について説明する。

図３は、図１のリングネットワークにおいて、多重障害が発生した状態を示す図である。リングネットワークにおいて、リンク障害３４１と３４２が発生している。リング構成装置３０２は、リンク障害３４１を検知してリングポート３２２をユーザフレーム送受信不可の状態３１２に変更しており、リング監視装置３０１に対してリンク障害通知フレームを送信している。リング構成装置３０３は、リンク障害３４１及び３４２を検知してリングポート３２３及び３２４をユーザフレーム送受信不可の状態３１３及び３１４に変更しており、リング監視装置３０１に対してリンク障害通知フレームを送信している。リング構成装置３０４は、リンク障害３４２を検知してリングポート３２５をユーザフレーム送受信不可の状態３１５に変更しており、リング監視装置３０１に対してリンク障害通知フレームを送信している。リング監視装置３０１はリンク障害通知フレームを受信してリングネットワークのリンクに障害が発生したと判断し、リングポート３２６をユーザフレーム送受信可の状態３１１に変更している。

図４では、多重障害から一部のリンク障害が復旧した場合を示す。図３でリング構成装置３０２とリング構成装置３０３の間で発生していたリンク障害３４１が復旧した場合である。リング構成装置３０２は、リンク障害３４１の復旧４４１を検知すると、リング監視装置３０１へ向けて、リングポート３２１からリンク復旧通知フレーム４３１を送信し、リングポート３２２からはリンク復旧通知フレーム４３２を送信する。リング構成装置３０３はリンク復旧通知フレーム４３２を受信するとリンク復旧通知フレーム４３３として転送する。また、同様に、リング構成装置３０３は、リンク障害３４１の復旧４４１を検知すると、リング監視装置を３０１へ向けて、リングポート３２３からリンク復旧通知フレーム４３５を送信し、リングポート３２４からはリンク復旧通知フレーム４３４を送信する。リング構成装置３０２はリンク復旧通知フレーム４３５を受信するとリンク復旧通知フレーム４３６として転送する。

リング監視装置３０１はリンク復旧通知フレーム４３１または４３６を受信したとき、リング状態が復旧したものと判断する。リング監視装置３０１は、リング状態が復旧したと判断すると、ユーザフレーム送受信可の状態３１１としていたリングポート３２６をユーザフレーム送受信不可の状態４１１に変更する。またリング監視装置３０１は、ＭＡＣアドレスの学習情報のクリアに加え、リンク障害から復旧したリングポートがある場合にはユーザフレームの送受信が可能となるように指示する情報を搭載した図示しないフラッシュ要求フレームを両リングポート３２７、および３２６から送信する。そして、リング監視装置３０１は自身の学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。

他のリング構成装置３０２−３０４は、フラッシュ要求フレームを一方のリングポートで受信すると、他方のリングポートから隣接するリング構成装置に転送する。そして、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアし、リンク構成装置３０２はリンク障害から復旧したリングポート３２２をユーザフレーム送受信可の状態４１２に変更し、リンク構成装置３０３はリンク障害から復旧したリングポート３２３をユーザフレーム送受信可の状態４１３に変更する。しかし、リンク障害３４２はまだ復旧していない状態であるため、図５にて説明する動作が行われる。

図５では、多重障害のうち、まだ一部のリンク障害が残っていた場合の動作を示す。リング構成装置３０３は、図３で発生していたリンク障害３４２がまだ復旧していない場合には、リングポート３２４をユーザフレーム送受信不可の状態５１４のままとし、再度、リング監視装置３０１に対して、リンク障害通知フレーム５３２、５３３を送信する。また、リング構成装置３０４も同様に、図３で発生していたリンク障害３４２がまだ復旧していないため、リングポート３２５をユーザフレーム送受信不可の状態５１５のままとし、再度、リング監視装置３０１に対して、リンク障害通知フレーム５３４、５３５を送信する。なお、これらのリンク障害通知フレーム５３２−５３５は、図４においてリング監視装置から送信されるフラッシュ要求フレームを受信したことを契機に送信してもよいし、リンク障害３４２が復旧していない状態の場合は定期的に送信するようにしてもよい。リング構成装置３０２はリンク障害通知フレーム５３２を受信するとリンク障害通知フレーム５３１として転送する。

リング監視装置３０１は、リンク障害通知フレーム５３１、または５３５を受信すると、再度、リング状態が異常であると判断する。そして、再度、リングの障害動作を実施することにより、ユーザフレーム送受信不可の状態４１１としていたリングポート３２６をユーザフレーム送受信可の状態５１１に変更し、他のリング構成装置３０２−３０４のＭＡＣアドレス情報をクリアするためのフラッシュ要求フレームを送信し、自身のＭＡＣアドレス情報をクリアする。

以上の処理を行うことにより、多重障害が発生している場合も、復旧したリンクから順次通信を可能とすることができるようになり、この時、リング構成装置３０２とリング構成装置３０３の間の通信も可能である。

次に、多重障害からの一部リンク復旧が可能であり、異常が発生していないリンクに通信断が起きないようにリンク障害の復旧を行うことができる第三の復旧方式について説明する。第三の復旧方式は、リング監視装置がリングの復旧動作をリング状態を確認した上で実施する方式である。この方式では、図４において多重障害からの一部リンク障害復旧時に送信されるリンク復旧通知フレーム４３１〜４３６に搭載された復旧を検出したリング構成装置３０２および３０３の識別子（ＭＡＣアドレスやネットワークでユニークに装置に割り当てられた番号など）、および検出したリングポート３２２および３２３の識別子（ポート番号やポートに割り当てられたＭＡＣアドレスなど）の情報についてリンク復旧通知フレームを受信したリング監視装置３０１で記憶しておくことが必要となる。

図６は、第三の復旧方式において、多重障害から図３で発生していた障害３４１が復旧したときの状態を示す図である。

リング構成装置３０２及び３０３は、リンク障害３４１の復旧６４１を検知すると、リング監視装置３０１へ向けて、リングポート３２１，３２２及び３２３，３２４から図示しないリンク復旧通知フレームを送信する。なお、リンク障害３４２は復旧していないため、リング構成装置３０２のリングポート３２１とリング構成装置３０３のリングポート３２３から送信した２つのリンク復旧通知フレームのみがリング監視装置３０１によって受信されることになる。

リング監視装置３０１は、当該リンク復旧通知フレームを受信すると、直ちにはリング状態の復旧動作（ユーザフレーム送受信可の状態としていたリングポート３２６をユーザフレーム送受信不可の状態に変更し、自他装置のＭＡＣアドレス情報をクリアする動作）を行わず、自身が送信するヘルスチェックフレームが一定時間内に受信できるか否かを監視することで、リング状態が復旧しているか否かを確認する。図６の場合、リンク障害３４２はまだ復旧していないため、リング監視装置３０１は自身が送信したヘルスチェックフレームを受信することができず、リンク障害がまだ残っている、つまりリング状態がまだ復旧していないと判断する。なお、リング監視装置３０１は、受信したリンク復旧通知フレームに搭載された情報（リンク障害復旧を検出したリング構成装置３０２及び３０３の識別子と、リング障害復旧を検出したリングポート３２２及び３２３の識別子）を記憶する。

この場合、リング監視装置３０１は、リング状態の復旧動作を行わず、両リングポート３２６，３２７からリンク復旧通知フレームを受信した数に応じて、リング構成装置に対してフラッシュ要求フレーム６３１、６３６、および６３５、６４０を送信する。このフラッシュ要求フレーム６３１、６３５には、特定のリング構成装置に対してのみＭＡＣアドレス学習情報のクリアとリンク障害から復旧したリングポートがある場合にはユーザフレームの送受信が可能となるように指示し、それ以外のリング構成装置に対してはＭＡＣアドレスの学習情報をクリアのみ実施するように指示する情報と、リンク復旧通知フレームの受信により記憶していたリング構成装置３０２の識別子、および検出したリングポート３２２の識別子を情報として搭載する。また、フラッシュ要求フレーム６３６、６４０には、特定のリング構成装置に対してのみＭＡＣアドレス学習情報のクリアとリンク障害から復旧したリングポートがある場合にはユーザフレームの送受信が可能となるように指示し、それ以外のリング構成装置に対してはＭＡＣアドレスの学習情報をクリアのみ実施するように指示する情報と、リンク復旧通知フレームの受信により記憶していたリング構成装置３０３の識別子、および検出したリングポート３２３の識別子を情報として搭載する。

リング構成装置３０２は、フラッシュ要求フレーム６３１を受信すると、受信したリングポート３２１とは異なるもう一方のリングポート３２２へ転送する。また、当該フラッシュ要求フレーム６３１に搭載されているリング構成装置３０２の識別子が自装置なので、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアすると共に、リングポート３２２の識別子に該当するリングポート３２２をユーザフレーム送受信可の状態６１２に変更する。同様に、リング構成装置３０３がフラッシュ要求フレーム６３７を受信すると、受信したリングポート３２３とは異なるもう一方のリングポート３２４へ転送する。また、当該フラッシュ要求フレーム６３７に搭載されているリング構成装置３０３の識別子が自装置なので、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアすると共に、リングポート３２３の識別子に該当するリングポート３２３をユーザフレーム送受信可の状態６１３に変更する。

リング構成装置３０２がフラッシュ要求フレーム６３６を受信したときは、受信したリングポート３２１とは異なるもう一方のリングポート３２２へ転送し、同フレームに搭載されているリング構成装置３０３の識別子が自装置ではないので、リングポートの状態は変更しないで、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。フラッシュ要求フレーム６３２、６３５、６４０が他のリング構成装置で受信された場合も同様である。

これにより、図４のようにポート３２６をユーザフレーム送受信不可の状態にすることなく、他のリンクに影響を与えることなく、障害が復旧したリンクである装置３０２、３０３間のリンクのみについて、リンク状態の復旧を行うことができる。

図７は、多重障害から、図３で発生していた障害３４１、および３４２が復旧した場合を示す。リング監視装置３０１は、リング構成装置からリンク復旧通知フレームを受信すると、リング状態の復旧動作をする前に、自身が送信するヘルスチェックフレームが一定時間内に受信できる否かを監視することで、リング状態が復旧しているか否かを確認する。図７の場合、全てのリンク障害が復旧しているため、リング監視装置３０１は自身が送信したヘルスチェックフレームを受信することができ、リング状態が復旧したと判断しリング状態の復旧動作を行う。

リング監視装置３０１は、ユーザフレーム送受信可の状態としていたリングポート３２６をユーザフレーム送受信不可の状態７１１に変更し、全リング構成装置３０２−３０４に対して、ＭＡＣアドレスの学習情報をクリアに加え、リンク障害から復旧したリングポートがある場合にはユーザフレームの送受信が可能となるように指示する情報を搭載したフラッシュ要求フレーム７３１，７３５を送信する。また、リング監視装置３０１自身のユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアする。各リング構成装置３０２−３０４は、フラッシュ要求フレームを受信すると、受信したリングポートとは異なるもう一方のリングポートへ転送し、ユーザフレーム受信により学習したＭＡＣアドレス情報をクリアすると共に、リンク障害から復旧したリングポート３２２〜３２５を、ユーザフレーム送受信可の状態７１２〜７１５に変更する。なお、図６のように一部のリンク障害が復旧６４１した後に、残りのリンク障害３４２が復旧したような場合には、残りのリングポート３２４，３２５のみがユーザフレーム送受信可の状態７１４，７１５に変更される。これによりリングネットワークが正常な状態（図１の状態）に復旧する。

リング監視装置およびリング構成装置における上述した動作は、専用のハードウェア回路（ＡＳＩＣ等）によって実現してもよいし、ソフトウェアをメモリに格納しＣＰＵによって実行させることにより実現することも可能である。

正常時のリングネットワークの状態を示す図である。 リングネットワークにおいてリンク障害が発生した場合の図である。 リングネットワークにおいて多重障害が発生した場合の図である。 第二の復旧方式において多重障害から一部リンク障害の復旧を検知した場合の図である。 第二の復旧方式において多重障害から一部のリンク障害が復旧した場合の図である。 第三の復旧方式において多重障害から一部のリンク障害が復旧した場合の図である。 多重障害から全てのリンク障害が復旧した場合の図である。

符号の説明

１０１,３０１：リング監視装置、１０２−１０４,３０２−３０４：リング構成装置、１２１−１２８,２２１−２２６,３２１−３２７：リングポート、１１２，１１３，２１１，３１１，４１２，４１３，５１１−５１３，６１１−６１３，７１２−７１５：ユーザフレーム送受信可の状態、１１１，２１２，２１３，３１２−３１５，３２４−３２６，５１４，５１５，６１４，６１５，７１１：ユーザフレーム送受信不可の状態、１３１,１３２：ヘルスチェックフレーム、２３１−２３５：リンク障害通知フレーム及びリンク復旧通知フレーム、５３１−５３５：リンク障害通知フレーム、４３１−４３６：リンク復旧通知フレーム、６３１−６４０,７３１−７３８：フラッシュ要求フレーム、２４１，３４１,３４２：リンク障害、４４１,６４１,７４１,７４２：リンク障害の復旧

Claims (12)

1. 複数のリング構成装置と接続しリングネットワークを構成するリング監視装置であって、
   前記リングネットワークと接続する第１のリングポートと第２のリングポートとを有し、
   第１のリング構成装置の第３のリングポート側で発生したリンク障害の復旧を示すリンク復旧通知フレームを受信すると、
   前記第１のリングポートと前記第２のリングポートから前記リングネットワークの状態を監視するためのヘルスチェックフレームを送信し、前記ヘルスチェックフレームの受信確認を行うことにより前記リングネットワークの状態が正常であるか異常であるかを確認し、
   前記リングネットワークの状態が異常である場合、
   前記リング監視装置に記憶され、且つ自身で学習したＭＡＣアドレス情報を削除し、
   前記第１のリングポートおよび前記第２のリングポートから、前記第１のリング構成装置に対して学習したＭＡＣアドレス情報を削除することと前記第３のリングポートをユーザフレーム送受信可の状態に変更することとを指示する情報を含むフラッシュ要求フレームを送信することを特徴とするリング監視装置。
2. 請求項１記載のリング監視装置であって、
   前記フラッシュ要求フレームは、前記第１のリング構成装置以外のリング構成装置に対して学習したＭＡＣアドレス情報を削除することを指示する情報を含むことを特徴とするリング監視装置。
3. 請求項１または請求項２記載のリング監視装置であって、
   前記リングネットワークの状態が正常である場合、
   前記リング監視装置は、第１のリングポートまたは第２のリングポートをユーザフレーム送受信不可の状態に変更し、自身で学習したＭＡＣアドレス情報を削除し、
   前記第１のリングポートおよび前記第２のリングポートから、前記複数のリング構成装置に対して学習したＭＡＣアドレス情報を削除することとリンク障害の復旧を検知したリングポートをユーザフレーム送受信可の状態に変更することとを指示する情報を含む第２のフラッシュ要求フレームを送信することを特徴とするリング監視装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかの請求項に記載のリング監視装置であって、
   前記リンク復旧通知フレームに含まれる前記第１のリング構成装置の識別子と前記第３のリングポートの識別子とを、前記フラッシュ要求フレームに設定することを特徴とするリング監視装置。
5. 請求項４記載のリング監視装置であって、
   前記第１のリング構成装置の識別子は前記第１のリング構成装置に割り当てられたＭＡＣアドレスもしくは固有のＩＤを含み、前記第３のリングポートの識別子は前記第３のリングポートに割り当てられたＭＡＣアドレスもしくはポート番号を含むことを特徴とするリング監視装置。
6. 請求項１記載のリング監視装置であって、
   前記第１のリング構成装置の第３のリングポート側でリンク障害が発生したことを示すリンク障害通知フレームを受信すると、
   前記第１のリングポートまたは前記第２のリングポートのうち、ユーザフレーム送受信不可の状態になっているリングポートがあれば、ユーザフレーム送受信可の状態に変更し、自身で学習したＭＡＣアドレス情報を削除し、
   前記第１のリングポートおよび前記第２のリングポートから、前記複数のリング構成装置に対して学習したＭＡＣアドレス情報を削除することを指示する情報を含む第３のフラッシュ要求フレームを送信することを特徴とするリング監視装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかの請求項に記載のリング監視装置と前記複数のリング構成装置により構成されるネットワークシステムであって、
   前記第１のリング構成装置は、前記フラッシュ要求フレームを受信することに基づき、前記第３のリングポートをユーザフレーム送受信可の状態に変更するとともに、自身が記憶するＭＡＣアドレス情報を削除し、
   前記第１のリング構成装置以外のリング構成装置は、前記フラッシュ要求フレームを受信することに基づき、自身が記憶するＭＡＣアドレス情報を削除することを特徴とするネットワークシステム。
8. 請求項３乃至請求項５のいずれかの請求項に記載のリング監視装置と前記複数のリング構成装置により構成されるネットワークシステムであって、
   前記複数のリング構成装置は、前記第２のフラッシュ要求フレームを受信すると、リンク障害の復旧を検知したリングポートがあればユーザフレーム送受信が可能な状態に変更し、自身で学習したＭＡＣアドレス情報を削除することを特徴とするネットワークシステム。
9. 請求項６記載のリング監視装置と前記複数のリング構成装置により構成されるネットワークシステムであって、
   前記第１のリング構成装置は、前記リンク障害通知フレームを送信するとともに、前記第３のリングポートをユーザフレーム送受信が不可能な状態に変更することを特徴とするネットワークシステム。
10. 請求項９記載のネットワークシステムであって、
    前記複数のリング構成装置は、前記第３のフラッシュ要求フレームを受信すると、自身で学習したＭＡＣアドレス情報を削除することを特徴とするネットワークシステム。
11. 複数のリング構成装置がリングトポロジで接続されたリングネットワークの一部を構成するリング監視装置であって、
    前記リングネットワークと接続する第１のリングポートと第２のリングポートとを有し、
    第１のリング構成装置が送信したリンク障害の復旧を示すリンク復旧通知フレームを受信すると、
    前記第１のリングポートまたは前記第２のリングポートのうち一方をユーザフレーム送受信不可の状態に変更するとともに、自身で学習したＭＡＣアドレス情報を削除し、
    前記第１のリングポートおよび前記第２のリングポートから、前記複数のリング構成装置に対して学習したＭＡＣアドレス情報を削除することとリンク障害の復旧を検知したリングポートをユーザフレーム送受信可の状態に変更することとを指示する情報を含むフラッシュ要求フレームを送信することを特徴とするリング監視装置。
12. 請求項１１記載のリング監視装置であって、
    前記リンク復旧通知フレームを受信した後に、前記複数のリング構成装置のいずれかからリンク障害が発生していることを示すリンク障害通知フレームを受信すると、
    前記第１のリングポートまたは前記第２のリングポートのうち、ユーザフレーム送受信不可の状態に変更したリングポートをユーザフレーム送受信可の状態に変更するとともに自身で学習したＭＡＣアドレス情報を削除し、
    前記第１のリングポートおよび前記第２のリングポートから、前記複数のリング構成装置に対して学習したＭＡＣアドレス情報を削除することを指示する情報を含む第２のフラッシュ要求フレームを送信することを特徴とするリング監視装置。

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