JP2009246524A - 信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冗長化された信号の伝送経路の障害発生に伴う経路の切替時間を短縮する。
【解決手段】信号伝送装置は、入力信号の出力ポートを決定し、出力ポートの情報を含む宛先情報を信号に付加して出力する入口側インタフェース部と、２以上の出口側インタフェース部と、入口側インタフェース部及び出口側インタフェース部と接続され、宛先情報を含む信号を受け取り、信号の転送先を信号中の宛先情報に基づいて決定し、転送先の２以上の出口側インタフェース部の少なくとも一つに信号を転送するスイッチ部と、出力ポートに係る障害が発生した場合に、代替出力ポートの情報を含む代替宛先情報を通知する通知部と、通知部から代替宛先情報を受け取り、宛先情報と対応付けて格納部に登録する登録部と、スイッチ部に入力された信号中の宛先情報に対応する代替宛先情報が格納部に登録されている場合に信号中の宛先情報を代替宛先情報に書き換える変換部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、冗長化された主信号(パケット)の伝送経路を有する信号伝送装置に関する。

近年、既存の回線交換技術で構築された電話網が、パケット交換技術のＩＰ(Ｉｎｔｅ
ｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ)パケットベースの通信網に置き換わりつつある。それに伴い
、レイヤ２のバックボーン伝送システムも、ＩＰパケットと親和性の高い、イーサネット（登録商標）ベースの伝送方式に徐々に置き換わってきている。バックボーン回線には、大容量回線を収容するとともに耐障害性を有することが求められている。パケット交換網をサポートする装置も市場の要求を満たすように、イーサネット（登録商標）ベースで新たな技術を取り入れ、従来の大容量収容性及び耐障害性を踏襲しようとしている。

このような大容量の回線を収容するパケット転送装置（「パケット装置」と表記することもある）で一般的に用いられる主信号冗長化手段には、例えば、リンクアグリゲーション、１＋１切替、１：Ｎ切替等といったものがある。

リンクアグリゲーションとは、複数の物理的な回線を仮想的に束ね、あたかも１本の回線であるかのように扱う技術である。リンクアグリゲーションは、ＩＥＥＥ ８０２．３ａｄとして規定されている。

リンクアグリゲーションを用いると、物理的回線の仕様帯域を合計した量の帯域を使用できる。例えば１Ｇｂｐｓの回線５本を仮想的に束ねれば、５Ｇｂｐｓの仮想的通信帯域を使用することができる。リンクアグリゲーションを用いることによって、高速な回線を用意しなくても通信帯域を拡大することができる。そのため柔軟かつ効率的なネットワーク設計が可能になる。同時に、物理的回線のうち１本に不具合が生じた場合には他の回線を用いて通信を継続できるという冗長性もある。

図１１は、パケット転送装置のブロック図を示している。図１１において、パケット装置１００は、主信号部２００と、主信号部の監視制御を司る監視制御部３００とを備える。主信号部２００は、複数のインタフェース終端部５００と、出力するポートにパケットを転送するスイッチ部４００とを含む。

パケット転送装置１００は、初期導入コストの低減、及び部品の実装面積の観点から、監視制御部３００、スイッチ部４００、インタフェース終端部５００など機能別の複数のカード型の回路ユニットで構成されているのが一般的である。

図１２は、パケット転送装置１００において、リンクアグリゲーションを構成した場合のリンクアグリゲーション方路決定の一般的な方法の一例(方法１と称する)を示した図である。

図１２では、インタフェース終端部５００ｘであるカード(Ｃａｒｄ)Ｘのポート(Ｐｏ
ｒｔ)＃１と、インタフェース終端部５００ｙであるカードＹのポート＃１とが、１つの
リンクアグリゲーショングループに属している。入口（Ｉｎｇｒｅｓｓ）側のインタフェース終端部５００ａであるカードＡに対し、このリングアグリゲーショングループへ転送すべきパケットが入力されると、カードＡはそのパケットを出口(Ｅｇｒｅｓｓ)側のカードＸのポート＃１とカードＹのポート＃１のどちらに転送するかを決定し、どちらか一方のみにパケットを転送する。図１２に示す例では、カードＸのポート＃１にパケットが転
送される。その後、パケットはスイッチ部４００を介してカードＸに転送され、カードＸのポート＃１から出力される。

図１３は、パケット転送装置１００において、リンクアグリゲーションを構成した場合のリンクアグリゲーション方路決定の一般的な方式の一例(方法２と称する)を示した図である。

方法２は、パケットを出力する転送先ポートを入口側のインタフェース終端部５００で決定する方法１と異なり、リンクアグリゲーショングループに含まれる全てのインタフェース終端部５００にパケットを転送し、出口側のインタフェース終端部５００で転送しないパケットを廃棄する方式である。

図１３では、インタフェース終端部５００ｘであるカードＸのポート＃１と、インタフェース終端部５００ｙであるカードＹのポート＃１とでリンクアグリゲーショングループを組んでいる。入口側のインタフェース終端部５００ａであるカードＡにこのリンクアグリゲーショングループへ転送すべきパケットが入力されると、カードＡはそのパケットをスイッチ部４００へ転送する。スイッチ部４００はパケットをコピーし、出口側のカードＸ及びカードＹの双方に転送する。出口側のカードＸ及びカードＹは、受信したパケットに関して外部回線への出力と廃棄との一方を決定し、決定した処理を実行する。図１３では、カードＸが外部回線にパケットを出力し、カードＹはパケットを廃棄する。

このように、方法２に係るリンクアグリゲーションの方路決定では、スイッチ部４００
でパケットをコピーし、出口側となるアグリゲーショングループのすべてのインタフェース部５００に同じパケットを転送して、出口側で外部回線へ出力しないパケットの取捨選択（出力しないパケットは廃棄する）を実施する。

方法１と方法２とを対比すると、方法２では、冗長化回線に対応する全てのインタフェース終端部５００に対して、スイッチ部４００がパケットを転送する。このため、パケットの廃棄を予定するインタフェース終端部５００とスイッチ部４００との間の帯域が無駄になる。方法１では、パケットの出力ポートを入口側のインタフェース終端部５００で決定し、その出力ポートを有するインタフェース終端部のみにパケットが転送される。このため、方法２が適用される場合における帯域の無駄が生じない。したがって、リンクアグリゲーションが実施される場合には、方法１が適用されることが一般的である。
特開２００３−３１８９８３号公報 特開平１１−１６３９２６号公報

しかしながら、上述した方法１には以下のような問題点があった。図１４は、方法１の問題点の説明図である。図１４では、インタフェース終端部＃４（ＩＦ＃４）のポート＃１とインタフェース終端部＃５（ＩＦ＃５）のポート＃１とが同一のリンクアグリゲーショングループに属している。

方法１では、入口側のインタフェース終端部５００でパケットの宛先方路を決定する。このため、パケット装置１００内における全てのインタフェース終端部５００は、適正な決定を行うために、宛先方路の状況を知っている必要がある。

したがって、リンクアグリゲーショングループに属するポートの一つ（例えばＩＦ＃４のポート＃１）におけるリンクの障害が発生した場合には、ＩＦ＃４を含むすべてのインタフェース終端部５００に対して、ＩＦ＃４のポート＃１のリンクに障害が発生したとい
う情報を通知することが要求される。

図１４の例では、ＩＦ＃４がポート＃１のリンク障害を監視制御部３００に通知し（図１４（１））、監視制御部３００からすべてのインタフェース終端部５００にＩＦ＃４のポート＃１の障害を通知する（図１４（２））。各インタフェース終端部５００は、監視制御部３００から通知を受け取ると、リンクアグリゲーショングループ宛てのパケットをＩＦ＃４のポート＃１には転送しないように、決定すべき出力ポートの設定変更を行う（図１４（３））。図１４では、監視制御部３００を介して情報を転送する例を示している。他の方法を用いて情報を転送したとしても、入口側となるすべてのインタフェース終端部５００に障害情報を通知しなければならない。従って、障害の通知先の数は、インタフェース終端部５００の数の増加に伴って増加する。

リンク障害の通知は、装置の構造上、各インタフェース終端部５００に対して、並列ではなくシリアルに実行される。この場合には、例えば、ＩＦ＃１について障害の通知及びこの通知に基づく設定更新が完了しているのに対し、ＩＦ＃６についてはまだ障害の通知も行われていないといったような切替過渡期の状態が存在する。リンク障害の通知先が増えれば増えるほど、切替過渡期の状態が長くなり、切替にかかる時間も長くなる。

以上のように、方法１では、出力先の障害が発生した場合、その障害情報をパケット転送装置内すべてのインタフェース終端部に通知することが要求される。したがって、装置に収容する回線容量が多くなるほど切替に要する時間が長くなる。近年、ＩＰパケットベースの通信に対する信頼性の向上が求められている。このため、切替に要する時間の短縮が望まれていた。

本発明の目的は、冗長化された信号(例えばパケット)の伝送経路の障害発生に伴う経路の切替時間を短縮可能な信号伝送装置を提供することである。

本発明は、以下の態様を有することができる。すなわち、本発明の態様の一つは、信号伝送装置であって、入力された信号の出力ポートを決定し、決定された出力ポートの情報を含む宛先情報を前記信号に付加して出力する入口側インタフェース部と、
前記信号の出力ポートを有する２以上の出口側インタフェース部と、
前記入口側インタフェース部及び前記２以上の出口側インタフェース部と接続され、前記入口側インタフェース部から出力される前記宛先情報を含む前記信号を受け取り、前記信号の転送先を前記信号中の宛先情報に基づいて決定し、決定した転送先に相当する前記２以上の出口側インタフェース部の少なくとも一つに前記信号を転送するスイッチ部と、
前記出力ポートに係る障害が発生した場合に、代替出力ポートの情報を含む代替宛先情報を通知する通知部と、
前記通知部から前記代替宛先情報を受け取り、前記宛先情報と対応付けて格納部に登録する登録部と、
前記スイッチ部に入力された前記信号中の宛先情報に対応する代替宛先情報が前記格納部に登録されている場合に、前記スイッチ部が前記代替宛先情報に基づいて前記信号の転送先を決定するように、前記信号中の宛先情報を前記代替宛先情報に書き換える変換部とを備える。

本発明の態様によれば、信号中の宛先情報で特定される出力ポートに係る障害が発生した場合は、代替出力ポートの情報を含む代替宛先情報を通知する通知部に障害の発生を通知すればよいので、障害発生を通知する通知先の数を抑えることができ、切替に要する時間を短縮することができる。

また、本発明の態様における前記通知部は、少なくとも出口側インタフェース部の動作を監視する監視部に備えられ、前記監視部が前記宛先情報で特定される出力ポートに係る障害を検出した場合に決定する代替出力ポートの情報を含む代替宛先情報の通知を行うようにしてもよい。

また、本発明の態様における前記通知部は、前記出口側インタフェース部に備えられ、前記出口側インタフェース部が前記宛先情報で特定される出力ポートに係る障害を検出した場合に決定する代替出力ポートの情報を含む代替宛先情報の通知を行うようにしてもよい。

また、本発明の態様は、前記格納部が、ＣＡＭ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いて構成され、
前記登録部は、前記格納部に対し、前記宛先情報とこの宛先情報に対応する前記代替宛先情報のエントリのみを登録し、
前記変換部は、前記スイッチ部に入力された前記信号中の宛先情報を含むエントリを前記格納部から検索し、対応するエントリが検索されない場合には、前記信号中の宛先情報に対する書き換え処理を行わず、対応するエントリが検索された場合には、そのエントリ中の代替宛先情報で前記信号中の宛先情報を書き換えるようにしてもよい。このようにすることで、格納部に登録されるエントリ数を減らすことができる。

本発明は、他の態様として、上記した信号伝送装置と同様の特徴を有する信号伝送装置の信号出力先切替方法、コンピュータを信号伝送装置として機能させるプログラム、及びこのようなプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含むことができる。

本発明の態様によれば、冗長化された信号(例えばパケット)の伝送経路の障害発生に伴う経路の切替時間を短縮可能な信号伝送装置を提供することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。

〈第１実施形態〉
図１は、本発明の実施形態における信号伝送装置の機能概略を示す図である。図１において、信号伝送装置としてのパケット転送装置（パケット装置)１０は、大容量の回線を
収容することができる。パケット転送装置１０は、パケットの入出力処理を行う複数のインタフェース終端部５０と、インタフェース終端部５０間のパケットの転送処理を行うスイッチ部４０と、各インタフェース終端部５０とスイッチ部４０を制御する監視制御部３０とを備える。スイッチ部４０はパケットの転送先となる出口側のインタフェース終端部５０を決定する宛先変換部４２を備えている。

監視制御部３０、スイッチ部４０、及びインタフェース終端部５０のそれぞれは、例えば、特定用途集積回路（ＡＳIＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅ
ｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ），ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎ
ｉｔ），及びＣＡＭ（Ｃｏｎｔｅｎｔ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ）やＴＣＡＭ（Ｔｅｒｎａｒｙ ＣＡＭ）などのメモリを含む回路ユニットとして構成されることができる。回路ユニットは、カード型に形成される。

パケット転送装置１０は、カード型の回路ユニット(以下、単に「カード」と呼ぶ)を挿
入するための複数のスロットを備えた筐体を有し、各スロットに挿入されたカードが電気的に接続され(例えばバスを介して接続される)、カード間でのデータのやりとりを通じてパケット転送装置１０としての所定の複数の機能を実現するように構成することができる。

図２は、パケット転送装置の詳細構成例を示す図である。図２には、図１に示したようなパケット転送装置１０の構成が適用されたパケット転送装置１０Ａの詳細構成として、パケット転送装置１０Ａが主信号冗長化手段としてリンクアグリゲーションを実施するために必要な構成が示されている。

図２に示すパケット転送装置１０Ａは、スイッチ部４０と、スイッチ部４０に接続されるインタフェース部としてのインタフェース終端部５０ａ，５０ｘ，５０ｙ(これらを区
別することなく説明する場合には、「インタフェース終端部５０」と表記する)と、監視
制御部３０とを備えている。

図２に示す例では、インタフェース終端部５０ａ(カードＡ)が入口(Ｉｎｇｒｅｓｓ)側となり、インタフェース終端部５０ｘ(カードＸ)及びインタフェース終端部５０ｙ(カー
ドＹ)が出口(Ｅｇｒｅｓｓ)側となっている。

入口インタフェース終端部５０ａは、外部回線から入力された信号のレベルや符号を装置内用信号に置き換える物理層処理部(ＰＨＹ（ＰＨＹｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｃｈｉ
ｐ）)５２と、ＰＨＹ５２からの信号を基にフレーム情報を認識してフレーム終端処理を
実施するＭＡＣ層処理部(ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）)５４と、入力された信号の加工及び宛先（転送先ポートの情報）を付加する信号処理部５６と、スイッチ部４０とのインタフェースとなるスイッチインタフェース部５８とを備える。信号処理部５６は、フレーム(信号)の出力先となるポートをリンクアグリゲーショングループに属する複数のポートの中から決定する転送先分散部５６ａを含んでいる。

転送先分散部５６ａは、ＭＡＣアドレステーブル（図示せず）を参照して、フレーム内の宛先ＭＡＣアドレスに対応するポートを出力ポートとして決定する。このとき、出力ポートがリンクアグリゲーショングループを示す場合には（通常リンクアグリゲーショングループは１つのポートとして認識されている）、リンクアグリゲーショングループに属するポートの中から１つを出力ポートとして選択する。リンクアグリゲーショングループの中からフレームを振り分けるポートを決定する方法は、リンクアグリゲーションのアルゴリズムとして備えられる。例えばフレームの宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス等をキーとして振り分けるポートを決定する。

スイッチ部４０は、インタフェース終端部５０とのインタフェースとなるスイッチインタフェース部４４、入口側のインタフェース終端部５０ａにて取得した宛先（出力ポート）を、宛先変換テーブル４８に基づいて変換する宛先変換部４２、パケットに付加された宛先情報に従ってパケットをスイッチングするスイッチング部４６、及び宛先変換テーブル４８の更新処理を行う更新部４３を備える。

宛先変換部４２は、パケット転送装置全体で少なくとも一つ備えられる。パケット転送装置が冗長構成を有する複数のスイッチ部を備える場合には、複数のスイッチ部によって冗長化されるパケット転送路の数に応じた複数の宛先変換部４２が備えられる。宛先変換部４２の詳細動作については後述する。

出口側のインタフェース終端部５０ｘ、５０ｙには、スイッチ部４０とのインタフェースとなるスイッチインタフェース部５８、装置内で転送されてきたパケットを実際に出力
する信号フォーマットに変換する信号処理部５６、出力するフレームの組み立てを実施するＭＡＣ５４、装置内信号レベルや符号を外部回線の出力に適したものに変換するＰＨＹ５２を備える。

なお、入口側のインタフェース終端部５０ａと、出口側のインタフェース終端部５０ｘ、５０ｙとは、物理的に同一の回路ユニットを適用することができる。信号の入力方向(
入口側と出口側)とで入力信号に対する処理の手順が逆となるだけである。

図３は、パケット転送装置１０Ａ内で転送されるフレーム(装置内フレーム)のフォーマット例を示す。装置内フレームは、パケット転送装置１０Ａ内のみで有効な装置内ヘッダ部７２と転送データ部７４とを含む。外部回線からパケット転送装置１０Ａで入力(受信)された信号は、入口側のインタフェース終端部５０ａ中のＭＡＣ５４でフレーム（転送データ７４に相当）に変換され、信号処理部５６の転送先分散部５６ａで装置内ヘッダ部７２を付加される。

装置内ヘッダ部７２には、パケット転送装置１０Ａ内で使用される各種情報、及び、入口側の転送先分散部５６ａで取得される宛先情報（宛先カードと宛先ポートに相当する情報）が格納される。スイッチ部４０のスイッチング部４６は、装置内ヘッダ部７２に格納される宛先情報に基づいて装置内フレームを転送する。出口側のインタフェース終端部５０ｘ、５０ｙの信号処理部５６において、装置内フレームから装置内ヘッダ７２が取り除かれる。その後、転送データ７４からパケットが組み立てられ、適宜の出力ポートから出力される。

図４は、図２に示した宛先変換部４２の機能説明図である。宛先変換部４２は、宛先変換テーブル４８を有しており、装置内ヘッダ７２に宛先情報として書き込まれた「宛先カード」と「宛先ポート」とを、宛先変換テーブル４８の格納(登録)内容にしたがって変更する(書き換える)機能を有する。宛先変換テーブル４８は、例えば、スイッチ部４０を構成する記憶装置上に作成されている。

宛先変換テーブル４８には、受信情報と、受信情報に対応する転送先情報とが格納されている。受信情報は、「宛先カード」及び「宛先ポート」からなり、宛先変換部４２で受信される装置内フレームの装置内ヘッダ７２内における宛先情報に相当する。転送先情報は、受信情報たる「宛先カード」と「宛先ポート」との組み合わせに対応する「宛先カード」と「宛先ポート」との組み合わせである。

宛先変換部４２は、装置内フレームが入力されると、装置内ヘッダ７２から宛先情報としての「宛先カード」及び「宛先ポート」を抽出し(読み出し)、この宛先情報を検索キーとして宛先変換テーブル４８に照会し、宛先情報と一致する受信情報に対応する転送先情報を得る。すなわち、宛先変換部４２は、宛先情報に対応する転送先情報を宛先変換テーブル４８から検索し、ヒットした転送先情報を読み出す。宛先変換部４２は、得られた転送先情報に従って装置内ヘッダ７２の宛先情報を書き換える。

宛先変換テーブル４８のエントリは、宛先の障害が発生していない場合には、受信情報(入力された装置内フレーム中の宛先情報(「宛先カード」及び「宛先ポート」))と、転送先情報(「宛先カード」及び「宛先ポート」)とが一致するように構成される。

したがって、障害が発生していない場合には、宛先変換部４２による書き換え処理の前後で、装置内ヘッダ７２の宛先情報に変更が生じない。このため、スイッチング部４６では、入口側のインタフェース終端部５０ａの転送先分散部５６ａにて決定された転送先である「宛先カード」及び「宛先ポート」へ向けてフレームをスイッチングする(転送する)
ことになる。

例えば、入口側のインタフェース終端部５０ａから受信されたフレームの装置内ヘッダ７２内の宛先情報が「宛先カードＡ」及び「宛先ポート＃1」である場合には、宛先変換
部４２は、宛先変換テーブル４８から、宛先情報(すなわち受信情報)「宛先カードＡ」及び「宛先ポート＃1」に対応する転送先情報を得る。このとき、カードＡのポート＃１に
係る障害が生じていなければ、宛先変換部４２は、転送先情報「宛先カードＡ」及び「宛先ポート＃1」を得る。したがって、この場合において宛先変換部４２から出力される装
置内ヘッダ７２の宛先情報の値は、宛先変換部４２への入力時と同じ「宛先カードＡ」「宛先ポート＃１」となる。

一方、パケットを出力する出力ポートの障害や、パケットを出力する出力ポートの対向ポート又は対向装置の障害、或いは、出力ポートと対向装置のポート間を結ぶリンクの障害のような、パケットの出力先に関する障害が発生した場合には、障害が発生している出力ポートへ向けて装置内フレームを転送しても、対向装置に対して適正な転送を行うことはできない。したがって、リンクアグリゲーションでは、出力先に関する障害が発生した場合には、その出力先へ向けて装置内フレームを転送することを止めて、代替出力先(カ
ード及びポート)を決定し、この代替出力先へ向けて装置内フレームを転送する仕様にな
っている。

この仕様を実現するため、第１実施形態では、図４に示すように、監視制御部３０が、各インタフェース終端部５０(少なくとも出口側のインタフェース終端部)におけるリンク障害やポート障害を監視する。監視制御部３０は、インタフェース終端部５０でリンク障害やポート障害が発生すると、その障害が発生した転送先（カード及びポート）の代わりの転送先(カード及びポート)を決定し、決定されたカード及びポートで転送先情報を更新する指示をスイッチ部４０に通知する。このとき、監視制御部３０は、各インタフェース終端部５０に対しては、障害発生通知や宛先情報の変更指示を通知しない。

例えば、カードＸのポート＃１に障害が発生すると、パケット転送にカードＸのポート＃１を利用できなくなる。この場合には、監視制御部３０は、同一のリンクアグリゲーショングループに属するカードＹのポート＃１がカードＸのポート＃１の役割を引き継ぐことを決定し、宛先変換テーブル４８中の転送先情報「カードＸ」及び「ポート＃１」を「カードＹ」及び「ポート＃１」に書き換える(更新する)ことをスイッチ部４０に通知する。すると、スイッチ部４０(例えば、スイッチ部４０内の宛先変換テーブル４８の更新部
４３)は、指示に従って、対応するエントリ中の転送先情報を更新する（書き換える）。

図４に示す宛先変換テーブル４８には、書き換え後のエントリ(受信情報「宛先カード
Ｘ」「宛先ポート＃1」、転送先情報「宛先カードＹ」及び「宛先ポート＃1」)が例示さ
れている。

宛先変換テーブル４８の書き換え(更新)後において、例えば、装置内ヘッダ７２内の宛先情報が「宛先カードＸ」及び「宛先ポート＃1」である装置内フレームが入力された場
合には、宛先変換部４２は、宛先変換テーブル４８を参照し、受信情報「宛先カードＸ」及び「宛先ポート＃1」に対応する転送先情報「宛先カードＹ」「宛先ポート＃1」を得て、装置内ヘッダ７２の宛先情報を書き換える。

宛先変換部４２から装置内フレームを受信するスイッチング部４６では、あたかも入口側のインタフェース終端部５０の信号処理部５６にて、装置内ヘッダ７２に「宛先カードＹ」及び「宛先ポート＃1」の宛先情報を付加されたものとして、「宛先カードＹ」及び
「宛先ポート＃1」に装置内フレームをスイッチングする。

このように、第１実施形態では、監視制御部３０が、スイッチ部４０の更新部４３のみに、障害発生に伴う転送先情報の更新指示を通知し、宛先変換テーブル４８の転送先情報が更新されるだけで、入口側のインタフェース終端部５０，宛先変換部４２，スイッチング部４６の動作に変更を加えることなく、装置内フレームの転送先を代替出力先へ切り替えることができる。よって、従来技術に比べて、障害に係る通知先の数が著しく低減される。よって、装置内フレームの転送先(パケットの出力先)の切替に要する時間が短縮される。

図５は、宛先変換テーブル４８の更新動作例を示す。宛先変換テーブル４８の更新は、ポートの故障のような出力先に関する障害を検出したインタフェース終端部５０が障害発生を監視制御部３０に通知し、監視制御部３０がスイッチ部４０の更新部４３に宛先変換テーブル４８の更新指示を出し、更新指示を受け取った更新部４３によって行われる。

図５では、インタフェース終端部５０ｘ（カードＸ）のポート＃１とインタフェース終端部５０ｙ（カードＹ）のポート＃１とが同一のリンクアグリゲーショングループに属してしている。例えば、カードＸのポート＃１が故障した場合、カードＸのポート＃１に転送されるフレームの処理は同じリンクアグリゲーショングループに属するカードＹのポート＃１に引き継がれる。監視制御部３０は、このようなリンクアグリゲーションに係る情報（少なくとも出力ポートの切替先（代替出力先となる出口側インタフェース終端部(カ
ード)及び出力ポート）の情報）を予め保持している。

出口側のインタフェース終端部５０ｘが、カードＸのポート＃１のポートの故障又はリンク異常（出力ポートに係る障害）を検出すると、その故障情報を監視制御部３０に通知する（図５（１））。インタフェース終端部５０ｘから通知を受けた監視制御部３０は、スイッチ部４０にカードＸのポート＃１が故障した（障害が発生した）ことを通知する。

監視制御部３０は、宛先変換テーブル４８の更新内容を上記通知に含める（図５（２））。具体的には、監視制御部３０は、受信情報「カードＸ」及び「ポート＃１」に対応する転送先情報を、「カードＸ」及び「ポート＃１」から「カードＹ」及び「ポート＃１」に更新するための更新指示を含む通知を送る。通知を受信したスイッチ部４０の更新部４３は、変換テーブル４８の該当するエントリを、監視制御部３０からの更新指示に従って書き換える。その後、スイッチ部４０が、カードＸのポート＃１の宛先情報を持つフレームを受信した場合には、カードＹのポート＃１に転送されるようになる。

パケット装置１０Ａによれば、宛先変換テーブル４８が用意され、宛先変換部４２が、装置内ヘッダ７２内の宛先情報を宛先変換テーブル４８内の対応する転送先情報に書き換え、スイッチング部４６が、書き換え後の宛先情報にしたがって装置内フレームのスイッチング(出口側への転送)を行う。テーブル４８に登録された転送先情報(カード及びポー
ト)で特定される転送先の障害発生時には、監視制御部３０で代替出力先が決定され、そ
の代替出力先を示す情報(カード及びポート)で転送先情報が書き換えられる(更新される)。

その後、宛先変換部４２及びスイッチング部４６が、転送先情報の書き換え前と同じ動作を行えば、装置内フレームが、障害を有する転送先(書き換え前の転送先)ではなく、代替転送先(書き換え後の転送先)に転送されることになる。すなわち、装置内フレームの転送先(パケットの出力先)の切替が行われる。

このようにして、スイッチ部４０に宛先変換テーブル４８を配置することにより、故障情報をすべてのインタフェース終端部に転送する必要がなくなり、切替に要する時間を短
縮することが可能になる。

また、宛先変換テーブルの更新処理は、リンクやポートの障害の発生時に加えて、カードの障害(装置障害)時にも実施されるように構成可能である。例えば、監視制御部３０がインタフェース終端部５０(カード)に対して動作確認信号を周期的に送信し、この動作確認信号に対する応答を所定時間内に受信できない場合には、カードの装置障害と認識し、代替出力先のカード及びポートを決定して、この決定結果に応じた宛先変換テーブル４８の更新指示を更新部４３に通知することができる。或いは、ポートやリンクの障害からの復旧がインタフェース終端部５０から監視制御部３０に通知された場合に、転送先情報を元の状態に戻すための更新指示が更新部４３に通知されるように構成することもできる。

尚、本実施例においては、宛先変換テーブル４８の更新は、すべてのインタフェース終端部５０からの情報を監視している監視制御部３０で実施される。この宛先変換テーブル４８の更新は、図６に示すように、故障したポートの故障情報を検出した、インタフェース終端部５０からの通知を更新部４３が監視制御部３０を介することなく受信し、この通知に含まれる更新内容(代替出力先の転送先情報)に基づいて宛先変換テーブル４８を更新するように構成することができる。この場合、出口側のインタフェース終端部５０が、障害検出時に代替出力先を決定することが必要である。

〈変形例〉
上述した宛先変換テーブル４８は、ＣＡＭ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いて構成することができる。

図７Ａ及び図７Ｂは、宛先変換テーブルの比較図である。図７Ａに示した宛先変換テーブル４８は、図４に示された宛先変換テーブル４８と同一のデータ構造を有する。宛先変換テーブル４８は、受信したフレームの宛先情報の「宛先カード」「宛先ポート」を受信情報として登録し、その受信情報に対応する値である転送先情報を書き込むことで構成される。受信情報がいわゆるメモリのアドレスに相当し、そのアドレスに対応する値が転送先情報として書き込まれる。このようなデータ構造では、メモリのアドレス１つに対して対応する１つの値(転送先情報)が登録されることが要求される。このとき、アドレスとアドレスに対応する値が一致するものか否かといったような、アドレスとアドレスに対応する値との間の関係に関わりなく、すべてのアドレスに対して対応する値が登録される。すなわち、受信情報の数だけエントリが存在し、宛先変換テーブル４８には、すべての受信情報を格納するアドレス空間が必要となる。

これに対し、図７Ｂに示したようなＣＡＭを用いた宛先変換テーブル４８ａでは、図７Ａの宛先変換テーブル４８と異なり、受信情報と転送先情報が異なるエントリのみが登録される。受信情報と転送先情報が異なる場合とは、受信情報の「宛先カード」及び「宛先ポート」で特定される出力先に障害が発生している場合である。つまり、障害が発生していない場合には、宛先変換テーブル４８ａにエントリが登録されない。

エントリの登録処理は、監視制御部３０が更新指示を通知する場合と、インタフェース終端部５０が更新指示を通知する場合とで異ならない。但し、監視制御部３０及びインタフェース終端部５０の夫々は、障害に係る宛先情報(受信情報)と、更新に係る転送先情報との双方を含む更新指示を更新部４３に通知する。

図８は、ＣＡＭを用いて宛先変換テーブルを構成した場合における、装置内フレームの宛先情報を書き換える動作のフローチャートである。スイッチ部４０が装置内フレームを受信すると（ＯＰ１０）、宛先変換部４２が装置内フレームの装置内ヘッダ７２の宛先情報である「宛先カード」及び「宛先ポート」を検索キーとして宛先変換テーブル４８ａの
受信情報を順番に検索する（ＯＰ１２）。検索キーたる「宛先カード」及び「宛先ポート」に一致する受信情報があった場合には、その受信情報に対応する転送先情報を応答データとして得る（ＯＰ１４：Ｈｉｔ）。その応答データを元に、受信した装置内フレームの宛先情報を書き換える（ＯＰ１６）。宛先情報を書き換えられたフレームをスイッチング部４６に転送して処理を終了する（ＯＰ１８）。検索キーたる「宛先カード」及び「宛先ポート」に一致する受信情報がない場合には（ＯＰ１４：Ｍｉｓｓ ｈｉｔ）、装置内フレームの宛先情報の変換を行うことなく、スイッチング部４６に装置内フレームを転送して処理を終了する（ＯＰ１８）。

このように、ＣＡＭを用いて宛先変換テーブルを構成すると、必要となる宛先変換テーブルのアドレス空間が大幅に縮小できる。例えば、全ポートが２ポートのリンクアグリゲーショングループを組んでいた場合は、変換先がポート数の半分であるため、必須アドレス空間もポート数の半分となる。

また、ＣＡＭで宛先変換テーブルを構成すると、例えばフロー単位で宛先変換テーブルに登録する場合にも有効である。ＣＡＭを用いない場合は、たとえ異なるフローで同一の「宛先カード」及び「宛先ポート」へ転送されるものであっても、宛先変換テーブルにはフロー毎に登録しなければならず、膨大なアドレス空間が必要になる。ＣＡＭを用いて宛先変換テーブルを構成した場合は、故障したポートに関するエントリのみ登録すればよいので、準備すべきアドレス空間を減らすことが可能となる。

〈第２実施形態〉
パケット転送装置１０Ａは、主信号冗長化手段としてリングアグリゲーションを行い、パケット転送経路を冗長化する。但し、以下に説明するパケット転送経路の切替手法は、ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴの伝送装置で実施される“１＋１切替”や“１：Ｎ切替”について適用が可能である。

１＋１切替は、１枚の現用系ユニット（カード及びポート）に対し１枚の予備系ユニットを準備する。現用系ユニットの障害が発生すると、予備系ユニットへの切り替えを実施し、予備系ユニットが現用系ユニットの実施していた処理を継続する。

図９は、１＋１切替を主信号冗長手段として採用した場合のパケット転送装置の宛先変換テーブルを更新する例を示す図である。第１実施形態と共通する箇所は説明を省略する。

図９のパケット転送装置１０Ｂは、インタフェース終端部５０ｘ（カードＸ）のポート＃１を現用ポート、インタフェース終端部５０ｙ（カードＹ）のポート＃１をカードＸのポート＃１の予備ポートとして備えている。

例えば、現用のカードＸのポート＃１が故障した場合、カードＸのポート＃１に転送されるフレームの処理は予備のカードＹのポート＃１に引き継がれる。監視制御部３０は、このような現用ポートであるカードＸのポート＃１に対する予備ポートがカードＹのポート＃１である情報を予め保持している。

出口側のインタフェース終端部５０ｘが、カードＸのポート＃１のポートの故障又はリンク異常（出力ポートに係る障害）を検出すると、その障害情報を監視制御部３０に通知する（図９（１））。インタフェース終端部５０ｘから通知を受けた監視制御部３０は、スイッチ部４０にカードＸのポート＃１が故障した（障害が発生した）ことを通知する。

監視制御部３０は、宛先変換テーブル４８の更新内容を上記通知に含める（図９（２）
）。具体的には、監視制御部３０は、受信情報「カードＸ」及び「ポート＃１」に対応する転送先情報を、「カードＸ」及び「ポート＃１」から「カードＹ」及び「ポート＃１」に更新するための更新指示を含む通知を送る。通知を受信したスイッチ部４０の更新部４３は、変換テーブル４８の該当するエントリを、監視制御部３０からの更新指示に従って書き換える。その後、スイッチ部４０が、カードＸのポート＃１の宛先情報を持つフレームを受信した場合には、カードＹのポート＃１に転送されるようになる。

パケット転送装置１０Ｂによれば、現用ポートに障害が発生した場合には、監視制御部３０が障害発生通知と当該現用ポートに対応する予備ポートの情報をスイッチ部４０に通知し、宛先テーブル４８の現用ポート対応する転送先情報が予備ポートに書き換えられる(更新される)。

その後、宛先変換部４２及びスイッチング部４６が、装置内フレームが現用ポートではなく、予備ポートに転送されることになる。すなわち、装置内フレームの転送先(パケッ
トの出力先)の切替が行われる。

このようにして、１＋１切替を主信号手段として採用した場合も、スイッチ部４０に宛先変換テーブル４８を配置することにより、故障情報をすべてのインタフェース終端部に転送する必要がなくなり、切替に要する時間を短縮することが可能になる。
〈第３実施形態〉
図１０は、１：Ｎ切替を主信号冗長手段として採用した場合のパケット転送装置の宛先
変換テーブルを更新する例を示す図である。第１実施形態と共通する箇所は説明を省略する。

１：Ｎ切替は、Ｎ枚の現用系ユニット（カード及びポート）に共通な１枚の予備系ユニットを準備し、平常時は現用系ユニットのみ使用する。Ｎ枚の現用系ユニットの一つに障害が発生した場合には、予備系ユニットが障害が発生した現用系ユニットの処理を引き継ぐ方式である。

図１０のパケット転送装置１０Ｃは、インタフェース終端部５０ｂ（カードＢ）、インタフェース終端部５０ｃ（カードＣ）、インタフェース終端部５０ｄ（カードＤ）を含むＮ枚のカードの夫々ポート＃１を現用ポート、インタフェース終端部５０ｘ（カードＸ）のポート＃１をＮ枚のカード夫々のポート＃１に対する共通の予備ポートとして備えている。

例えば、Ｎ個の現用ポートのうちカードＢのポート＃１が故障した場合、カードＢのポート＃１に転送されるフレームの処理は予備のカードＸのポート＃１に引き継がれる。監視制御部３０は、このようなＮ個の現用ポートに対する予備ポートがカードＸのポート＃１であるという情報を予め保持している。

出口側のインタフェース終端部５０ｂが、カードＢのポート＃１のポートの故障又はリンク異常（出力ポートに係る障害）を検出すると、その障害情報を監視制御部３０に通知する（図１０（１））。インタフェース終端部５０ｂから通知を受けた監視制御部３０は、スイッチ部４０にカードＢのポート＃１が故障した（障害が発生した）ことを通知する。

監視制御部３０は、宛先変換テーブル４８の更新内容を上記通知に含める（図１０（２））。具体的には、監視制御部３０は、受信情報「カードＢ」及び「ポート＃１」に対応する転送先情報を、「カードＢ」及び「ポート＃１」から「カードＸ」及び「ポート＃１」に更新するための更新指示を含む通知を送る。通知を受信したスイッチ部４０の更新部
４３は、変換テーブル４８の該当するエントリを、監視制御部３０からの更新指示に従って書き換える。その後、スイッチ部４０が、カードＢのポート＃１の宛先情報を持つフレームを受信した場合には、カードＸのポート＃１に転送されるようになる。

パケット転送装置１０Ｃによれば、Ｎ個の現用ポートのうちの１つに障害が発生した場合には、監視制御部３０が障害発生通知と当該現用ポートに対応する予備ポートの情報をスイッチ部４０に通知し、宛先テーブル４８の現用ポート対応する転送先情報が予備ポートに書き換えられる(更新される)。

その後、宛先変換部４２及びスイッチング部４６が、装置内フレームが現用ポートではなく、予備ポートに転送されることになる。すなわち、装置内フレームの転送先(パケッ
トの出力先)の切替が行われる。

このようにして、１：Ｎ切替を主信号手段として採用した場合も、スイッチ部４０に宛先変換テーブル４８を配置することにより、故障情報をすべてのインタフェース終端部に転送する必要がなくなり、切替に要する時間を短縮することが可能になる。

第２実施形態及び第３実施形態では、宛先変換テーブル４８の更新は、監視制御部３００で実施される。この宛先変換テーブル４８の更新は、第１実施形態と同様に、ポートに係る障害を検出したインタフェース終端部５０からの障害情報の通知を更新部４３が監視制御部３０を介することなく受信し、宛先変換テーブル４８を更新するように構成することができる。

また、第２実施形態及び第３実施形態においても、第１実施形態と同じように、宛先変換テーブル４８をＣＡＭを用いて構成することができる。

また、第２実施形態及び第３実施形態は、パケット転送装置が１＋１切替及び１：Ｎ切替を主信号冗長手段として備える場合について説明したが、１＋１切替及び１：Ｎ切替を主信号冗長手段として備えるＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ伝送装置についても適用可能である。

本発明の実施形態における信号伝送装置の機能概略を示す図である。 パケット転送装置の詳細構成例を示す図である。 パケット転送装置内で転送されるフレーム(装置内フレーム)のフォーマット例を示す図である。 宛先変換部の装置内ヘッダ書き換え処理を説明する図である。 宛先変換テーブルの更新動作例を説明する図である。 宛先変換テーブルの更新動作例を説明する図である。 メモリを用いた宛先変換テーブルを示す図である。 ＣＡＭを用いて構成された宛先変換テーブルを説明する図である。 ＣＡＭを用いて宛先変換テーブルを構成した場合の、フレームの宛先情報を書き換える動作のフローチャートである。 １＋１切替を主信号冗長手段として採用した場合のパケット転送装置のアドレス変換テーブルの更新動作を示す図である。 １：Ｎ切替を主信号冗長手段として採用した場合のパケット転送装置のアドレス変換テーブルの更新動作を示す図である。 大容量回線収容パケット装置のブロック図である。 リンクアグリゲーションを構成した場合のリンクアグリゲーション方路決定の一般的な方法の一例を示した図である。 リンクアグリゲーションを構成した場合のリンクアグリゲーション方路決定の一般的な方法の一例を示した図である。 リンクアグリゲーションの方路を入口側で決定する場合のリンク断の情報を転送する方法を説明する図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１００ パケット転送装置
２０、２００ 主信号部
３０、３００ 監視制御部
４０、４００ スイッチ部
４２、４０２ 宛先変換部
４３ 更新部
４４、４０４ スイッチインタフェース部
４６、４０６ スイッチング部
４８ 宛先変換テーブル
５０、５００ インタフェース終端部
５２、５０２ ＰＨＹ
５４、５０４ ＭＡＣ
５６、５０６ 信号処理部
５６ａ、５０６ａ 転送先分散部
５８、５０８ スイッチインタフェース部
７２ 装置内ヘッダ
７４ 転送データ
５０６ｂ 転送可否判断部
Ｆ 信号の流れ
Ｇ リンクアグリゲーショングループ

Claims (8)

1. 入力された信号の出力ポートを決定し、決定された出力ポートの情報を含む宛先情報を前記信号に付加して出力する入口側インタフェース部と、
   前記信号の出力ポートを有する２以上の出口側インタフェース部と、
   前記入口側インタフェース部及び前記２以上の出口側インタフェース部と接続され、前記入口側インタフェース部から出力される前記宛先情報を含む前記信号を受け取り、前記信号の転送先を前記信号中の宛先情報に基づいて決定し、決定した転送先に相当する前記２以上の出口側インタフェース部の少なくとも一つに前記信号を転送するスイッチ部と、
   前記出力ポートに係る障害が発生した場合に、代替出力ポートの情報を含む代替宛先情報を通知する通知部と、
   前記通知部から前記代替宛先情報を受け取り、前記宛先情報と対応付けて格納部に登録する登録部と、
   前記スイッチ部に入力された前記信号中の宛先情報に対応する代替宛先情報が前記格納部に登録されている場合に、前記スイッチ部が前記代替宛先情報に基づいて前記信号の転送先を決定するように、前記信号中の宛先情報を前記代替宛先情報に書き換える変換部とを備える信号伝送装置。
2. 前記通知部は、少なくとも出口側インタフェース部の動作を監視する監視部に備えられ、前記監視部が前記宛先情報で特定される出力ポートに係る障害を検出した場合に決定する代替出力ポートの情報を含む代替宛先情報の通知を行う
   請求項１記載の信号伝送装置。
3. 前記通知部は、前記出口側インタフェース部に備えられ、前記出口側インタフェース部が前記宛先情報で特定される出力ポートに係る障害を検出した場合に決定する代替出力ポートの情報を含む代替宛先情報の通知を行う
   請求項１記載の信号伝送装置。
4. 前記格納部には、前記入口側インタフェース部で前記信号に付加される宛先情報と、この宛先情報に対応する転送先情報とを示す１以上のエントリが格納され、
   前記登録部は、前記通知部から前記代替宛先情報を受け取った場合に、この代替宛先情報に対応する宛先情報を含むエントリ中の転送先情報を前記代替宛先情報で更新する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号伝送装置。
5. 前記格納部は、ＣＡＭ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ）を用いて構成され、
   前記登録部は、前記格納部に対し、前記宛先情報とこの宛先情報に対応する前記代替宛先情報のエントリのみを登録し、
   前記変換部は、前記スイッチ部に入力された前記信号中の宛先情報を含むエントリを前記格納部から検索し、対応するエントリが検索されない場合には、前記信号中の宛先情報に対する書き換え処理を行わず、対応するエントリが検索された場合には、そのエントリ中の代替宛先情報で前記信号中の宛先情報を書き換える
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号伝送装置。
6. 前記宛先情報で特定される出力ポートと前記代替宛先情報で特定される代替出力ポートとが同一のリンクアグリゲーショングループに属する
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の信号伝送装置。
7. 前記宛先情報で特定される出力ポートが現用系回線の出力ポートであり、前記代替宛先情報で特定される代替出力ポートが前記現用系回線の障害時に使用される予備系回線の出
   力ポートである
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の信号伝送装置。
8. 入力された信号の出力ポートを決定し、決定された出力ポートの情報を含む宛先情報を前記信号に付加して出力する入口側インタフェース部と、前記信号の出力ポートを有する２以上の出口側インタフェース部と、前記入口側インタフェース部及び前記２以上の出口側インタフェース部と接続され、前記入口側インタフェース部から出力される前記宛先情報を含む前記信号を受け取り、前記信号の転送先を前記信号中の宛先情報に基づいて決定し、決定した転送先に相当する前記２以上の出口側インタフェース部の少なくとも一つに前記信号を転送するスイッチ部と、を備える信号伝送装置の信号出力先切替方法であって、
   前記宛先情報で特定される出力ポートに係る障害が発生した場合に、代替出力ポートの情報を含む代替宛先情報を通知し、
   前記通知された前記代替宛先情報を前記宛先情報と対応付けて格納部に登録し、
   前記スイッチ部に入力された前記信号中の宛先情報に対応する代替宛先情報が前記格納部に登録されている場合に、前記スイッチ部が前記代替宛先情報に基づいて前記信号の転送先を決定するように、前記信号中の宛先情報を前記代替宛先情報に書き換える
   ことを含む信号伝送装置の信号出力先切替方法。

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