JP2009303092A

JP2009303092A - ネットワーク装置および回線切替方法

Info

Publication number: JP2009303092A
Application number: JP2008157428A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Okazaki; 秀一岡崎
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2008-06-17
Filing date: 2008-06-17
Publication date: 2009-12-24
Also published as: US20090310483A1

Abstract

【課題】イーサネット保守管理機能を利用した障害検知により高速回線切替を可能にする。
【解決手段】ネットワーク装置は、複数のイーサネット回線（１−Ｎ）の各イーサネット回線の少なくとも障害監視を周期的に実行するイーサネット保守管理部（１０３）と、イーサネット保守管理部による各イーサネット回線の監視結果に従って各イーサネット回線の回線状態を更新する回線管理部（１０４）と、回線状態に従って障害が発生したイーサネット回線から他のイーサネット回線への回線切替を実行する切替処理部（１０２）と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明はする通信ネットワークに係り、特にイーサネット保守管理機能（「イーサネット」は登録商標。以下同じ。）を有するネットワーク装置およびその回線切替方法に関する。

イーサネットは、もともとＬＡＮ（Local Area Network）技術として誕生したが、近年、広域網においても使われるようになっている。しかしながら、ＬＡＮ向けの技術として規格化されたイーサネットには、遠隔にあるネットワーク装置の状態監視や、回線の障害を迂回するような保守・管理機能が備わっていない。

イーサネット網を保守・管理するにはＴＣＰ／ＩＰベースのＳＮＭＰ(Simple Network Management Protocol)を使うケースが多いが、この場合、遠隔地のネットワーク装置をＳＮＭＰで管理できなくなったとき、その原因がＩＰレイヤにあるのかイーサネットにあるのかを判断することができない。そこで、イーサネットで遠隔ネットワーク装置の保守管理が可能な機能が必要になり、イーサネット保守管理機能（ＯＡＭ：Operations, Administration, Maintenance）の標準化が進められてきた（ITU-T勧告Y.1731およびIEEE802.1ag）。

周知のように、イーサネットＯＡＭの主な機能は、障害検知や遅延などのパフォーマンス測定に限られている。障害検知機能としては、接続性チェック機能（ＣＣ：Continuity Check）、ループバック試験機能（ＬＢ：Loop back）および経路探索機能（ＬＴ：Link Trace）が規定されている。ＣＣ機能を利用して故障を検出する方法は、たとえば特許文献１に開示されている。

特開２００７−２４３４６６号公報（段落０００２参照）特開２００２−０１６６１７号公報

しかしながら、イーサネットＯＡＭの機能は、障害検知やパフォーマンス調査の範囲に止まっており、障害検知後の動作については標準化されていない。このために、障害検知後の復旧はマニュアル作業に依存しており、障害復旧までに多くの時間を要することとなる。

ネットワーク障害の検知および障害を迂回するパスの生成に関しては、たとえば特許文献２などに開示されているが、これはＡＴＭネットワークでＯＡＭセルを送信するという通常の広域網向け技術を用いたものである。

本発明の目的は、イーサネット保守管理機能を利用した障害検知により高速回線切替を可能にするネットワーク装置および回線切替方法を提供することにある。

本発明によるネットワーク装置は、複数のイーサネット回線と接続するネットワーク装置であって、各イーサネット回線の少なくとも障害監視を周期的に実行するイーサネット保守管理手段と、前記イーサネット保守管理手段による各イーサネット回線の監視結果に従って各イーサネット回線の回線状態を更新する回線管理手段と、前記回線状態に従って、障害が発生したイーサネット回線から他のイーサネット回線への回線切替を実行する切替手段と、を有することを特徴とする。

本発明による回線切替方法は、複数のイーサネット回線と接続するネットワーク装置における回線切替方法であって、各イーサネット回線の少なくとも障害監視を周期的に実行し、前記イーサネット保守管理手段による各イーサネット回線の監視結果に従って各イーサネット回線の回線状態を更新し、前記回線状態に従って、障害が発生したイーサネット回線から他のイーサネット回線へ回線切替を実行する、ことを特徴とする。

本発明によれば、イーサネットＯＡＭ機能を利用した障害検知により高速回線切替が可能となる。

１．一実施形態
図１は本発明の一実施形態によるネットワーク装置の基本的な機能構成を示すブロック図である。本実施形態では、複数のイーサネット回線の切替機能を有するネットワーク装置を例示する。ネットワーク装置とはネットワークに接続された通信機器という。たとえばユーザの通信端末、ネットワークのルータなどもネットワーク装置である。

図１において、ネットワーク装置には、複数のイーサネット回線１−Ｎにそれぞれ接続した送受信制御部１０１．１−１０１．Ｎが設けられ、それぞれイーサネットで規定される処理を実行する。送受信制御部１０１．１−１０１．Ｎは切替処理部１０２のそれぞれの入出力ポートに接続され、切替処理部１０２は後述する回線管理部１０４からの回線状態情報に従って回線切替を実行する。

ネットワーク装置には、さらにイーサネットＯＡＭ処理部１０３が設けられ、送受信制御部１０１．１−１０１．Ｎを通してそれぞれの回線１−Ｎの保守管理を行うことができる。ここでは、イーサネットＯＡＭのＣＣ機能を利用し、ＣＣメッセージ（ＣＣＭ）を接続先のネットワーク装置との間で互いに所定時間間隔で送信することにより、各回線の接続性をチェックするものとする。なお、ＬＢあるいはＬＴ機能を用いて回線を監視することも可能である。

イーサネットＯＡＭ処理部１０３は、ある接続先から所定時間経過してもＣＣＭを受信しなかった場合には、当該接続先との間でネットワーク障害が発生したと判断し、その旨を回線管理部１０４へ通知する。

回線管理部１０４は、イーサネットＯＡＭ処理部１０３から障害検知情報を入力し、回線状態テーブル１０５を用いて回線管理を行う。回線状態テーブル１０５には、回線１−ｎのそれぞれの状態（リンクＵＰ(LINK-U)あるいはリンクＤＯＷＮ(LINK-D)）が保持され、イーサネットＯＡＭ処理部１０３からの障害検知情報に応じて更新される。更新された回線状態情報が回線管理部１０４から切替処理部１０２へ出力される。

たとえば、イーサネットＯＡＭ処理部１０３から回線１にネットワーク障害が発生した通知を受けると、回線管理部１０４は当該回線１の状態をリンクＵＰ(LINK-U)からリンクＤＯＷＮ(LINK-D)へ変更し、その際、バックアップ回線２がリンクＤＯＷＮ状態であれば、それをリンクＵＰする。こうして更新された回線状態情報が切替処理部１０２へ出力される。切替処理部１０２は、回線状態情報に従って、現用回線を回線１から回線２へ切り替え、回線２の接続性チェックを実行することができる。

ただし、後述するように、バックアップ回線２の接続性チェックは、回線１の状態とは独立に実行することもできる。イーサネットＯＡＭ処理部１０３は、回線状態テーブル１０５の回線状態に関わらず、各回線の相手先との間でＣＣＭを周期的に送受信することができるので、バックアップ回線２の接続性を予め確認しておくことが可能である。

また、切替処理部１０２、イーサネットＯＡＭ処理部１０３および回線管理部１０４と同等の機能は、ＣＰＵ等のプログラム制御プロセッサ上でプログラムを実行することによりソフトウエアで実現することもできる。

２．第１実施例
以下、図１に示すネットワーク装置の一例としてルータを取りあげ、本発明の第１実施例をより具体的に説明する。

２．１）構成
図２は本発明の第１実施例によるルータの基本的な機能構成を示すブロック図である。ただし、図１に示すネットワーク装置と同じ機能を有するブロックには同一参照番号を付して説明は簡略化する。

第１実施例によるルータ１０では、図１における切替処理部１０２がルーティング処理部２０１、ルーティングテーブル２０２およびルーティング情報管理部２０３により構成される。ルーティング処理部２０１のＮ個の入出力ポートは、それぞれ送受信制御部１０１．１−１０１．Ｎに接続され、ルーティングテーブル２０２の経路情報に従って送受信信号のルーティングを実行する。

ルーティング情報管理部２０３は、回線管理部１０４からの回線状態情報に従ってルーティングテーブル２０２を更新する。たとえば、接続先との通信にプライマリルートとして回線１が設定されているときに回線１に障害が発生した場合、回線管理部１０４が回線状態情報を更新することで、ルーティングテーブル２０２が更新され、セカンダリルートとしての回線２に切り替えることができる。

なお、イーサネットＯＡＭ処理部１０３、回線管理部１０４、ルーティング処理部２０１およびルーティング情報管理部２０３と同様の機能は、ＣＰＵ等のプログラム制御プロセッサ上で回線切替制御プログラムを実行することによりソフトウエアで実現することもできる。

２．２）動作
図３は本発明の第１実施例による回線切替動作を説明するためのネットワーク構成を示す図であり、図４は第１実施例による回線切替動作を実行する各ルータの内部動作を概略的に示すフローチャートである。

説明を複雑化しないように、ここでは、図３に示すような４つのルータ１０Ａ〜１０Ｄがリング状に接続されたネットワークを仮定し、ルータ１０Ａと隣接するルータ１０Ｂとの直接接続がプライマリルート、ルータ１０Ｃおよび１０Ｄを介した接続がセカンダリルートであるとする。

ノード１０ＡのイーサネットＯＡＭ処理部１０３は、送受信制御部１０１．１から回線１の接続先であるルータ１０ＢにＣＣＭを所定時間間隔で送信し、また、ルータ１０ＢからＣＣＭを所定時間間隔で受信する。ＣＣＭが正常に所定時間間隔で受信されている限り、回線１を用いたプライマリルートは正常に動作している。

図４に示すように、ノード１０ＡのイーサネットＯＡＭ処理部１０３がルータ１０Ｂから所定時間経過してもＣＣＭを受信しないと、ノード１０ＡのイーサネットＯＡＭ処理部１０３のタイマがタイムアウトし、それによってルータ１０Ｂとの間の回線１で発生した障害が検知される（ステップ２０）。

障害発生の通知を受けた回線管理部１０４は、回線状態テーブル１０５を参照して現在の回線状態を確認する（ステップＳ２１）。ここでは、図４に示すように、回線１がリンクＵＰ、回線２がリンクＤＯＷＮの状態になっているものとする。続いて、回線管理部１０４は、回線１に障害が発生した旨の通知に従って、回線状態テーブル１０５を更新する（ステップＳ２２）。ここでは、図４に示すように、回線１の状態をリンクＵＰからリンクＤＯＷＮへ、回線２の状態をリンクＤＯＷＮからリンクＵＰへ、それぞれ変更する。こうして更新された回線状態情報がルーティング情報管理部２０３へ出力される。

ルーティング情報管理部２０３は、更新された回線状態情報に従ってルーティングテーブル２０２を更新する（ステップＳ２３）。ここでは、プライマリルートの回線１がリンクＤＯＷＮ、セカンダリルートの回線２がリンクＵＰしているので、ルーティングテーブル２０２におけるルータ１０Ｂとの間の送受信信号はセカンダリルートを通して実行される。同様の切替はルータ１０Ｂでも実行される。したがって、ルータ１０Ａにおけるルータ１０Ｂとの間の現用回線は回線１から回線２へ切り替えられ、ルータ１０Ｂにおけるルータ１０Ａとの間の現用回線は回線１から回線３へ切り替えられ、結局、図３に示すようにルータ１０Ａとルータ１０Ｂとの間の接続はプライマリルートからセカンダリルートへ切り替えられる。

２．３）効果
上述したように、本発明の第１実施例によれば、イーサネットＯＡＭを利用した障害検知により高速回線切替が可能となる。言い換えれば、レイヤ２で障害検知を行うことによりルーティングテーブル２０２の更新を即座に実行することができ、高速バックアップが可能となる。

３．第２実施例
本発明の第２実施例によるルータ１０は、図２に示す第１実施例によるルータと同様の機能的構成を有するが、イーサネットＯＡＭ処理部１０３は、プライマリルートだけでなく、セカンダリルートでも障害監視を実行することができる。具体的には、プライマリルートと同様に、ＣＣＭを定期的に相互に相手側へ送信することで障害監視を行う。

図５は本発明の第２実施例による回線切替動作を説明するためのネットワーク構成を示す図である。図３に示す第１実施例の場合と同様に、４つのルータ１０Ａ〜１０Ｄがリング状に接続されたネットワークを仮定すれば、ルータ１０Ａと隣接するルータ１０ＢとのプライマリルートでＣＣＭの受信が正常に行われているかを監視するが、同時に、ルータ１０Ｃおよび１０Ｄを介したセカンダリルートでも同様にＣＣＭの受信を監視する。

このようにセカンダリルートでも接続性チェックを行うことで、プライマリルートでネットワーク障害が検知されたときに、即座に迂回すべきセカンダリルートを確保することができ、高速切り替えが可能となる。

さらに、セカンダリルートに切り替えられた後も、プライマリルートの接続性チェックは続けられる。プライマリルートが復旧した場合には、回線管理部１０４が回線状態テーブル１０５を更新することで、セカンダリルートから本来のプライマリルートへ再度切り替えることが可能である。

４．第３実施例
本発明によれば、ルータ間のイーサネット回線を冗長化することも可能である。以下、図６および図７を参照しながら冗長システムを用いたルータおよびネットワークについて説明する。

４．１）構成
図６は本発明の第３実施例によるルータの基本的な機能構成を示すブロック図である。ただし、図２に示すルータと同じ機能を有するブロックには同一参照番号を付して説明は簡略化する。本実施例によれば、回線１および回線２に接続した送受信制御部１０１．１および１０１．２が冗長系切替部３０１に接続され、回線管理部１０４からの切替信号にしたがって、送受信制御部１０１．１および１０１．２のいずれか選択された方がルーティング処理部２０１の１つの入出力ポートに接続される。ここでは、回線１がアクティブ（現用）回線、回線２がスタンバイ回線であるとする。

ルーティング情報管理部２０３は、第１実施例で説明したように、回線管理部１０４からの回線状態情報に従ってルーティングテーブル２０２を更新する。ただし、本実施例におけるルーティングテーブル２０２には、経路の他に冗長系の回線状態も格納される。ここではアクティブ回線として回線１が、スタンバイ回線として回線２がそれぞれ設定されているものとする。

アクティブ回線として用いられる回線１に障害が発生した場合、回線管理部１０４は回線状態情報を更新し、冗長系切替部３０１を回線１から回線２へ切り替える。さらに、上述したように、ルーティングテーブル２０２が更新され、アクティブ回線が回線１から回線２へ切り替えられる。

４．２）動作
図７は本発明の第３実施例による回線切替動作を説明するためのネットワーク構成を示す図である。説明を複雑化しないようにルータ１０Ａと１０Ｂとが２本のイーサネット回線１および回線２で接続された冗長構成を有し、上述したように回線１がアクティブ、回線２がスタンバイにそれぞれ設定されているものとする。

ノード１０ＡのイーサネットＯＡＭ処理部１０３は、送受信制御部１０１．１から回線１の接続先であるルータ１０ＢにＣＣＭを所定時間間隔で送信し、また、ルータ１０ＢからＣＣＭを所定時間間隔で受信する。ＣＣＭが正常に所定時間間隔で受信されている限り、アクティブ回線１は正常に動作している。

図６に示すように、ノード１０ＡのイーサネットＯＡＭ処理部１０３がルータ１０Ｂから所定時間経過してもＣＣＭを受信しないと、ノード１０ＡのイーサネットＯＡＭ処理部１０３のタイマがタイムアウトし、それによってルータ１０Ｂとの間の回線１で発生した障害が検知される。

障害発生の通知を受けた回線管理部１０４は、回線状態テーブル１０５を参照して現在の回線状態を確認する。ここでは、回線１がリンクＵＰ、回線２がリンクＤＯＷＮの状態になっているものとする。続いて、回線管理部１０４は、回線１に障害が発生した旨の通知に従って、回線状態テーブル１０５を更新するとともに、冗長系切替部３０１を回線１から回線２へ切り替え、更新された回線状態情報をルーティング情報管理部２０３へ出力する。

ルーティング情報管理部２０３は、更新された回線状態情報に従ってルーティングテーブル２０２を更新する。ここでは、回線１がリンクＤＯＷＮ、回線２がリンクＵＰしているので、ルーティングテーブル２０２におけるルータ１０Ｂとの間の送受信信号は回線２を通して実行される。冗長系切替部３０１による回線１から回線２への切替と、ルーティングテーブル２０２の更新とは、ルータ１０Ｂでも同様に実行される。こうして、ルータ１０Ａにおけるルータ１０Ｂとの間の接続は回線１から回線２へ切り替えられる。

４．３）効果
上述したように、本発明の第３実施例によれば、複数のイーサネット回線が冗長化されたネットワークにおいても、イーサネットＯＡＭを利用した障害検知により高速プロテクションを実現することができ、通信の信頼性を向上させることが可能である。

本発明は、遠隔のネットワーク装置間の障害検知や障害復旧を可能とするものであり、通信事業者やインタネットプロバイダ、企業網などのネットワークに適用可能である。また、イーサネットＯＡＭの特性上、ネットワークを複数のドメインに分けて監視することができるため、本発明においても、カスタマ装置間、エッジルータ間、コアルータ間などの複数のドメインごとに利用することが可能である。

本発明の一実施形態によるネットワーク装置の基本的な機能構成を示すブロック図である。本発明の第１実施例によるルータの基本的な機能構成を示すブロック図である。本発明の第１実施例による回線切替動作を説明するためのネットワーク構成を示す図である。第１実施例による回線切替動作を実行する各ルータの内部動作を概略的に示すフローチャートである。第１実施例による回線切替動作を実行する各ルータの内部動作を概略的に示すフローチャートである。本発明の第２実施例による回線切替動作を説明するためのネットワーク構成を示す図である。本発明の第３実施例によるルータの基本的な機能構成を示すブロック図である。本発明の第３実施例による回線切替動作を説明するためのネットワーク構成を示す図である。

符号の説明

１−Ｎ回線
１０１．１〜１０１．Ｎ送受信制御部
１０２切替処理部
１０３イーサネットＯＡＭ処理部
１０４回線管理部
１０５回線状態テーブル

Claims

複数のイーサネット回線と接続するネットワーク装置において、
各イーサネット回線の少なくとも障害監視を周期的に実行するイーサネット保守管理手段と、
前記イーサネット保守管理手段による各イーサネット回線の監視結果に従って各イーサネット回線の回線状態を更新する回線管理手段と、
前記回線状態に従って、障害が発生したイーサネット回線から他のイーサネット回線への回線切替を実行する切替手段と、
を有することを特徴とするネットワーク装置。
前記切替手段は、
前記回線状態に従って更新されるルーティングテーブルと、
前記ルーティングテーブルを参照しイーサネット回線の切替を実行するルーティング処理手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク装置。
通常使用される第１イーサネット回線と迂回用の第２イーサネット回線とが予め定められ、前記イーサネット保守管理手段は、前記第１イーサネット回線および前記第２イーサネット回線の双方の障害監視を実行し、前記第１イーサネット回線に障害が検知されると、前記切替手段により現用回線が前記第１イーサネット回線から前記第２イーサネット回線へ切り替えられることを特徴とする請求項１または２に記載のネットワーク装置。
前記第１イーサネット回線が復旧すると、前記切替手段により現用回線が前記第２イーサネット回線から前記第１イーサネット回線へ戻されることを特徴とする請求項３に記載のネットワーク装置。
１つの接続先に接続された２以上のイーサネット回線のうち選択された１つのイーサネット回線を前記切替手段に接続する冗長系切替手段を更に有し、
前記２以上のイーサネット回線の現用回線に障害が発生すると、前記冗長系切替手段により現用回線が前記２以上のイーサネット回線の他のイーサネット回線へ切り替えられることを特徴とする請求項１または２に記載のネットワーク装置。
複数のイーサネット回線と接続するネットワーク装置における回線切替方法であって、
各イーサネット回線の少なくとも障害監視を周期的に実行し、
前記イーサネット保守管理手段による各イーサネット回線の監視結果に従って各イーサネット回線の回線状態を更新し、
前記回線状態に従って、障害が発生したイーサネット回線から他のイーサネット回線へ回線切替を実行する、
ことを特徴とする回線切替方法。
前記回線切替は、前記回線状態に従って更新されるルーティング情報を参照することで実行されることを特徴とする請求項６に記載の回線切替方法。
通常使用される第１イーサネット回線と迂回用の第２イーサネット回線とが予め定め、
前記第１イーサネット回線および前記第２イーサネット回線の双方の障害監視を実行し、
前記第１イーサネット回線に障害が検知されると、現用回線を前記第１イーサネット回線から前記第２イーサネット回線へ切り替える、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の回線切替方法。
前記第１イーサネット回線が復旧すると、現用回線を前記第２イーサネット回線から前記第１イーサネット回線へ戻すことを特徴とする請求項８に記載の回線切替方法。
１つの接続先に接続された２以上のイーサネット回線から１つのイーサネット回線を選択し、
前記２以上のイーサネット回線の現用回線に障害が発生すると、現用回線を前記２以上のイーサネット回線の他のイーサネット回線へ切り替える、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の回線切替方法。
請求項１−５のいずれか１項に記載のネットワーク装置を複数個有し、隣接する前記ネットワーク装置が少なくとも１本のイーサネット回線で接続された通信システム。
複数のイーサネット回線と接続するネットワーク装置のプログラム制御プロセッサに、
各イーサネット回線の少なくとも障害監視を周期的に実行するイーサネット保守管理機能と、
前記イーサネット保守管理機能による各イーサネット回線の監視結果に従って各イーサネット回線の回線状態を更新する回線管理機能と、
前記回線状態に従って、障害が発生したイーサネット回線から他のイーサネット回線への回線切替を実行する切替機能と、
を実現することを特徴とするプログラム。