JP2010283679A - レイヤ２ノード冗長システムと方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レイヤ２ネットワークに適用可能とされ、切り替えの高速化を図るノード冗長システムの提供。
【解決手段】ノード冗長対象のノード−Ｎ１−１のレイヤ２ネットワークへの接続を、異なるリンク−Ｌ１−１２、Ｌ１−１３と異なる二つのノード−Ｎ１−２、Ｎ１−３を介して行い、ノード−Ｎ１−１とレイヤ２ネットワークとの接続がループ接続とならないように、動的にリンクを制御して、レイヤ２でのノード冗長を実現する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークに関し、特に、レイヤ２ネットワークに適用可能なノード冗長システムに関する。

冗長化プロトコルとして、例えばＶＲＲＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｅｄｕｎｄｕｎｃｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＳＴＰ（Ｓｐａｎｎｉｎｇ Ｔｒｅｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が知られている。

ＶＲＲＰは、同一ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）上につながる複数のルータ（ＶＲＲＰルータ）を仮想的に１台のルータとして動作させる。ＶＲＲＰを構成する複数のルータ（ＶＲＲＰグループ）のＩＰアドレスとは別に仮想ルータ用のＩＰアドレスを用意し、仮想ルータは仮想のＩＰアドレスを持つ。ＶＲＲＰを構成する複数のルータのうちマスタ（実際にパケット配送を行う）の一台が仮想ルータとして動作し、他のルータがバックアップとして動作し、マスタのダウン時、仮想のＩＰアドレス／ＭＡＣアドレスを引き継ぎ、仮想ルータとして動作を引き継ぐ。ホストは、仮想ルータ用ＩＰアドレス宛てに送受信を行う。ＶＲＲＰを構成するルータだけがＶＲＲＰ仕様を有していれば、ノード冗長が実現される。しかしながら、ＶＲＲＰは、ＩＰアドレスを用いるために、レイヤ２ネットワークでの適用はできない。なお、ＶＲＲＰについての詳細は、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｒｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）によるＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）３７６８が参照される。

同様の方式としてＨＳＲＰ（Ｈｏｔ Ｓｔａｎｄｂｙ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やベンダ独自の方式も存在するが、レイヤ２ネットワークでの適用ができないという点では同様である。

レイヤ２ネットワークでのノード冗長としてはＳＴＰ（Ｓｐａｎｎｉｎｇ Ｔｒｅｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いることが一般的である。ＳＴＰは、物理的にループまたはメッシュ構造となっているネットワークについてレイヤ２レベルでループ形状とならないようにするための方式である（ＳＴＰはＩＥＥＥ８０２．１Ｄとして標準化されている）。

ＲＳＴＰ（Ｒａｐｉｄ Ｓｐａｎｎｉｎｇ Ｔｒｅｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＩＥＥＥ８０２．１Ｗ）やＭＳＴＰ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｐａｎｎｉｎｇ Ｔｒｅｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ＩＥＥＥ８０２．１ｓ）等、機能が改善された方式も存在するが、基本的な動作は同じである。

各ノードがＳＴＰをサポートすることで、ネットワークの状態に応じ、自律的にレイヤ２接続を再構築する。このため、ルート冗長用途に利用されることが多く、ネットワーク規模でのルート冗長の結果として、ノード冗長も実現可能である。

しかしながら、ＳＴＰは、ネットワークを構成する全てのノードがＳＴＰをサポートする必要がある。

また、ＳＴＰでは、切り替え動作に数十秒から１分以上の時間が必要とされ、ＲＳＴＰやＭＳＴＰでも、数秒を要する。

なお、レイヤ２において経路切替を短時間で可能とする冗長構成として、例えば特許文献１には、冗長構成の組をなす複数のリンクに接続された制御対象ポートの各々を有する同士が、冗長構築の単位となる同じグループに属し、リンク状態を反映した冗長構成に関する情報を含むメッセージを該グループ内で送受信することにより定まる前記制御対象ポートの優先度に従って、前記グループ内の冗長構築における自身の制御対象ポートの状態を定める複数の第１のノードと、冗長構成の組をなす複数の前記リンクを介して複数の前記第１のノードと接続され、いずれかの第１のノードから送信された前記メッセージを、同じ前記グループ内の他の第１のノードに転送する少なくとも１つの第２のノードとを有するネットワークシステムが開示されている。

特開２００５−２０５４３号公報

以下に関連技術の分析を与える。

ＳＴＰ（Ｓｐａｎｎｉｎｇ Ｔｒｅｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）はルート切り替えに要する時間が長い。また、例えば図１に適用した場合を考えると、ノード−Ｎ１−１、ノード−Ｎ１−２、ノード−Ｎ１−３の全てがＳＴＰをサポートする必要がある。

また、ＶＲＲＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いたノード冗長構成をとるネットワークもあるが、レイヤ３ネットワークでのみ有効な方式であり、レイヤ２ネットワークでは使用できない。

したがって、本発明の目的は、レイヤ２ネットワークに適用可能とされ、切り替えの高速化を図るノード冗長システム、方法を提供することにある。

本発明によれば、レイヤ２ノードのレイヤ２ネットワークへの接続を、複数のリンクと複数のレイヤ２ノードの冗長構成を介して行い、前記レイヤ２ノードと前記レイヤ２ネットワークとの接続がループ接続とならないようにリンクを制御し、レイヤ２でのノード冗長を実現する、レイヤ２ノード冗長システムが提供される。

本発明によれば、レイヤ２ノードのレイヤ２ネットワークへの接続を、複数のリンクと複数のレイヤ２ノードの冗長構成を介して行い、前記レイヤ２ノードと前記レイヤ２ネットワークとの接続がループ接続とならないようにリンクを制御し、レイヤ２でのノード冗長を実現する、レイヤ２ノード冗長方法が提供される。

本発明によれば、レイヤ２ネットワークに適用可能とされ、切り替えの高速化を図るノード冗長システムが提供される。

本発明によれば、レイヤ２ネットワークに適用可能とされ、切り替えの高速化を図るノード冗長システム、方法を提供することができる。

本発明の一実施形態のノード冗長構成によるレイヤ２ネットワークの例を示す図である。 本発明の一実施形態のレイヤ２伝送装置の例を示す図である。 本発明の一実施形態においてノードが複数のノード冗長の構成要素となる例を示す図である。 本発明の一実施形態におけるリンク状態定義の例を示す図である。 本発明の一実施形態における受信ＤＡリスト更新イメージを示す図である。 本発明の一実施形態におけるノード冗長処理の例を示す図である。 本発明の一実施形態におけるノード−Ｎ６−２の冗長処理フロー（１）を示す流れ図である。 本発明の一実施形態におけるノード−Ｎ６−２の冗長処理フロー（２）を示す流れ図である。 本発明の一実施形態におけるノード−Ｎ６−２の更新処理フロー（１）を示す流れ図である。 本発明の一実施形態におけるノード−Ｎ６−２の冗長処理フロー（３）を示す流れ図である。 本発明の一実施形態におけるノード−Ｎ６−２の更新処理フロー（２）を示す流れ図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明の一実施形態におけるリンク状態−ＬＳ６−２遷移表（１）、リンク状態−ＬＳ６−２遷移表（２）、リンク状態−ＬＳ６−２遷移表（１）の別の例、リンク状態−ＬＳ６−２遷移表（２）の別の例を示す図である。

本発明によれば、既存のレイヤ２ネットワークへ適用可能で、ノード冗長構成をとる必要のある場所に適用することで、高速切り替えが可能なノード冗長を実現可能な、レイヤ２ノード冗長システムが提供される。

図１は、ノード冗長構成によるレイヤ２ネットワークの例を示す図である。図１において、ノード−Ｎ１−１、ノード−Ｎ１−２、ノード−Ｎ１−３はレイヤ２伝送装置である。

ノード−Ｎ１−１はリンク−Ｌ１−１２およびリンク−Ｌ１−１３の２つのリンクによりレイヤ２ネットワークに接続されている。

リンク−Ｌ１−１２は、ノード−Ｎ１−１とノード−Ｎ１−２とのレイヤ１接続である。

リンク−Ｌ１−１３はノード−Ｎ１−１とノード−Ｎ１−３とのレイヤ１接続である。

パス−ＰＴ１−２３は、ノード−Ｎ１−２とノード−Ｎ１−３とのレイヤ２接続である。

ノード−Ｎ１−２は、パス−ＰＴ１−２３を介してリンク−Ｌ１−１２の冗長情報−ＲＩ１−１２を、ノード−Ｎ１−３に伝達する。ノード−Ｎ１−３はパス−ＰＴ１−２３を介してリンク−Ｌ１−１３の冗長情報−ＲＩ１−１３をノード−Ｎ１−２へ伝達する。さらに、ノード−Ｎ１−２は、リンク−Ｌ１−１２の状態と冗長情報−ＲＩ１−１３より、リンク−Ｌ１−１２へのフレーム送受信を行うか否かを決定する。

同様に、ノード−Ｎ１−３は、リンク−Ｌ１−１３の状態と冗長情報−ＲＩ１−１２より、リンク−Ｌ１−１３へのフレーム送受信を行うか否かを決定する。

リンク−Ｌ１−１２とリンク−Ｌ１−１３のフレーム送受信を行うか否かの決定においては、常に一つのリンクのみが送受信を行うよう決定される。

このようにして、本実施形態では、レイヤ２伝送装置のレイヤ２ネットワークへの接続を、異なる二つのリンク、かつ、異なる二つのノードを介して行っており、レイヤ２伝送装置とレイヤ２ネットワークとの接続がループ接続とならないように、動的にリンクを制御して、レイヤ２でのノード冗長を実現可能としている。

ノード冗長を構成するノード−Ｎ１−２とノード−Ｎ１−３は、ノード冗長を成すべき対象であるノード−Ｎ１−１との接続であるリンク−Ｌ１−１２の状態、およびリンク−Ｌ１−１３の状態の情報を、それぞれ、冗長情報−ＲＩ１−１２および冗長情報−ＲＩ１−１３により、共有し、正常な状態であるどちらか一方のリンクを有効とし、他方を無効とする。ノード−Ｎ１−２は、リンク−Ｌ１−１２の状態を冗長情報−ＲＩ１−１２によってノード−Ｎ１−３に送信し、ノード−Ｎ１−３はリンク−Ｌ１−１２の状態をノード−Ｎ１−２と共有する。ノード−Ｎ１−３は、リンク−Ｌ１−１３の状態を冗長情報−ＲＩ１−１３によってノード−Ｎ１−２に送信し、ノード−Ｎ１−２はリンク−Ｌ１−１３の状態をノード−Ｎ１−３と共有する。

冗長情報−ＲＩ１−１２および冗長情報−ＲＩ１−１３を、定期的に、ノード−Ｎ１−２およびノード−Ｎ１−３の間で送受信し、一定期間内に、冗長情報−ＲＩ１−１２または冗長情報−ＲＩ１−１３が受信できないことをもって、ノード−Ｎ１−２またはノードＮ１−３の異常を検出する。そして、異常検出に基づき、リンク−Ｌ１−１２およびリンク−Ｌ１−１３のどちらを有効とすべきかを判断する。例えば、ノード−Ｎ１−２は、一定期間内に、ノード−Ｎ１−３から冗長情報−ＲＩ１−１３を受信しない場合、異常と検出する。ノード−Ｎ１−３は、一定期間内に、ノード−Ｎ１−２から冗長情報−ＲＩ１−１２を受信しない場合、異常と判定する。そして、ノード−Ｎ１−２が、一定期間内に、ノード−Ｎ１−３から冗長情報−ＲＩ１−１３を受信しない場合には、リンク−Ｌ１−１３を無効（スタンバイ）とし、リンク−Ｌ１−１２を有効（アクティブ）とする。

これにより、ノード−Ｎ１−１に対して、ノード−Ｎ１−２とノード−Ｎ１−３がノード冗長を構成することができる。また、このノード冗長について、ノード−Ｎ１−１は特別な処理を必要としない。

このように、本実施形態により、レイヤ２ネットワークでのノード冗長を実現することが可能となる。

図２は、本発明の一実施形態のレイヤ２伝送装置の例を模式的に示す図である。図２において、レイヤ２伝送装置Ａは、他のレイヤ２伝送装置との接続ポートとしてポート−ＰＡ１〜ＰＡｎを持つ。リンク−ＬＡ１〜ＬＡｎはレイヤ２伝送装置Ａと他のレイヤ２伝送装置との接続であり、各リンクのレイヤ２伝送装置Ａ側のポートはそれぞれポート−ＰＡ１〜ＰＡｎである。

レイヤ２伝送装置Ａは、内部情報として、レイヤ２ネットワークを構成する複数のレイヤ２伝送装置から、レイヤ２伝送装置Ａを特定するための情報であるノードＩＤ−ＮＩＤＡを有する。

また、レイヤ２伝送装置Ａは、内部情報として、リンク−ＬＡ１〜ＬＡｎがノード冗長を構成する要素である場合に、リンク−ＬＡ１〜ＬＡｎの制御を行うために用いる情報である、冗長情報−ＲＩＡ１〜ＲＩＡｎをリンク−ＬＡ１〜ＬＡｎに対応して有する。

なお、ノードＩＤ−ＮＩＤＡは、レイヤ２ネットワーク内でレイヤ２伝送装置Ａを特定可能なユニークなＩＤであれば良く、レイヤ２伝送装置ＡのＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを用いても良い。

冗長情報−ＲＩＡ１〜ＲＩＡｎについて、冗長情報−ＲＩＡ１を例に説明する。冗長情報−ＲＩＡ１は、
・状態情報−ＳＩＡ１と、
・ノードＩＤ−ＮＩＤＡと、
を含む。

状態情報−ＳＩＡ１は、
・冗長ＩＤ−ＲＩＤＡ１と、
・リンク状態−ＬＳＡ１と、
・受信ＤＡ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ：宛先アドレス）リスト−ＤＬＡ１と、
を含む。

冗長ＩＤ−ＲＩＤＡ１は、リンク−ＬＡ１がどの冗長構成に属しているのかの認識に用いられるＩＤである。

冗長ＩＤについて、図３を参照して説明する。ノード−Ｎ３−３とノード−Ｎ３−４は冗長構成−ＲＣ３−１と冗長構成−ＲＣ３−２の構成要素である。

冗長構成−ＲＣ３−１に関する状態情報は、冗長ＩＤ−ＲＩＤ３−１を含み、冗長構成−ＲＣ３−２に関する状態情報は冗長ＩＤ−ＲＩＤ３−２を含む。

図３において、例えばノード−Ｎ３−３に着目すると、冗長ＩＤ−ＲＩＤ３−１を含む状態情報を、ノード−Ｎ３−４から受信した場合には、この冗長ＩＤ−ＲＩＤ３−１により、冗長構成−ＲＣ３−１つまりリンク−Ｌ３−１３に関しての制御情報であることが認識できる。

図２のリンク状態−ＬＳＡ１は、リンク−ＬＡ１がリンクアップもしくはリンクダウンしているか、また、リンク−ＬＡ１が有効（アクティブ）であるか無効（スタンバイ）であるかを示し、それぞれの状態に応じ例えば図４に示した値を持つ。（リンクダウン、スタンバイ）＝（００）、（リンクダウン、アクティブ）＝（０１）、（リンクアップ、スタンバイ）＝（１０）、（リンクアップ、アクティブ）＝（１１）とされる。

図２の受信ＤＡリスト−ＤＬＡ１には、リンク−ＬＡ１がアクティブの時にポート−ＰＡ１にて受信されるフレームの宛先ＭＡＣアドレスが一覧として格納され、冗長ＩＤ−ＲＩＤＡ１を持つ状態情報の中の受信ＤＡリストは、受信ＤＡリスト−ＤＬＡ１と同一となるよう更新される。

受信ＤＡリストについて、図５を参照して説明すると、ノード−Ｎ５−１からアクティブリンクを介して、レイヤ２ネットワークへ送信されたフレームの宛先ＭＡＣアドレス（宛先：Ｄ−５−２ｘ、ただし、ｘは１〜ｎ）がノード−Ｎ５−２にて、受信ＤＡリスト−ＤＬ５−２に格納され、ノード−Ｎ５−２からノード−Ｎ５−３宛ての冗長情報の一部として、ノード−Ｎ５−３に受信ＤＡリスト−ＤＬ５−２が送信され、その内容が受信ＤＡリスト−ＤＬ５−３にコピーされる。これにより、冗長構成−ＲＣ５について、ノード−Ｎ５−２とノード−Ｎ５−３で、同一の受信ＤＡリストが保持される。

以上詳細に実施形態の構成を説明したが、フレームやＭＡＣアドレスについては、当業者にとってよく知られているので説明を省略する。なお、上記実施形態では、受信ＤＡリストに、宛先ＭＡＣアドレスを格納しているが、レイヤ２ネットワークの形態により、宛先ＭＡＣアドレスだけでなく、ＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ ： ＩＥＥＥ８０２．１ＱやＩＥＥＥ８０２．１０で標準化）などのタグ情報を含めて受信ＤＡリストに格納しても良い。

次に本発明の一実施形態の動作について、図６のノード冗長処理の例を使用して説明するが、図６において、ノード−Ｎ６−２とノード−Ｎ６−３は、本発明によるノード冗長処理を行うレイヤ２伝送装置であり、ノード−Ｎ６−１は、一般的なレイヤ２伝送装置であってよい。ノード−Ｎ６−２とノード−Ｎ６−３には異なる冗長処理動作は要求されないため、以下では、ノード−Ｎ６−２の動作を例に詳細に説明をする。

図７は、本実施形態の処理フローを示す流れ図である。図７には、図６において、ノード−Ｎ６−２がノード−Ｎ６−１に対しノード冗長を構成するノードの一つであり、ノード−Ｎ６−２とノード−Ｎ６−１とを接続するリンク−Ｌ６−１２のノード−Ｎ６−２側のポートがポート−Ｐ６−２として設定されたときの冗長処理フローが示されている。

リンク状態−ＬＳ６−２は、図４のリンク状態定義例に従った値を持ち、冗長処理の開始として、リンク状態−ＬＳ６−２に、００が設定される（Ｓ１０１）。

その後、ノード−Ｎ６−２の送信タイマと受信タイマ（ともに不図示）が起動される（Ｓ１０２、Ｓ１０６）。

送信タイマが起動されると、送信タイマのタイムアウトにより（Ｓ１０３のＹｅｓ分岐）、ノード−Ｎ６−２から冗長情報−ＲＩ６−２がノード−Ｎ６−３に送信される（Ｓ１０４）。

ノード−Ｎ６−２では、冗長情報−ＲＩ６−２の送信後、送信タイマは初期化される（Ｓ１０５）。これにより、ノード−Ｎ６−２から冗長情報−ＲＩ６−２がノード−Ｎ６−３に定期的に送信される。

一方、ノード−Ｎ６−２において、受信タイマが起動されると（Ｓ１０６）、受信タイマがタイムアウトするか（Ｓ１０７のＹｅｓ）、または、受信タイマがタイムアウトする前に、ポート−Ｐ６−２の状態が変化（すなわち、リンクアップからリンクダウン、もしくはリンクダウンからリンクアップに変化）すると（Ｓ１０８のＹｅｓ分岐）、冗長処理フロー（２）が行われる（Ｓ１１２）。

また、ノード−Ｎ６−２において、受信タイマがタイムアウトする前に、ノード−Ｎ６−３から冗長情報−ＲＩ６−３を受信し（Ｓ１０９のＹｅｓ分岐）、冗長情報−ＲＩ６−３の冗長ＩＤ−ＲＩＤ６−３が、冗長ＩＤ−ＲＩＤ６−２と等しかった場合には（Ｓ１１０のＹｅｓ分岐）、ノード−Ｎ６−２において、ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２とノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の比較が行われる（Ｓ１１１）。

ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２とノードＩＤ−ＮＩＤ６−３を比較した結果、
ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２＞ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３
の場合には（Ｓ１１１のＹｅｓ分岐）、冗長処理フロー（２）が行われ（Ｓ１１２）、そうでない場合（ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２≦ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３）は（Ｓ１１１のＮＯ分岐）、冗長処理フロー（３）が行われる（Ｓ１１３）。

ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２とノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の比較による冗長処理フロー（２）と冗長処理フロー（３）の選択については、常に同一基準で判定されれば良いため、ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２＜ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の場合の処理を、冗長処理フロー（２）としても良い。

図８は、図７のノード−Ｎ６−２の冗長処理フロー（２）の手順を示す流れ図である。図８を参照して、ノード−Ｎ６−２の冗長処理フロー（２）を説明する。

図７のノード−Ｎ６−２の冗長処理フロー（２）では、図６のポート−Ｐ６−２で受信したフレームの宛先アドレス（ＤＡ）が受信ＤＡリスト−ＤＬ６−２へ格納される（Ｓ２０２）。

受信ＤＡリスト−ＤＬ６−２に格納されたＤＡは、レイヤ２伝送装置が一般的に具備しているＦＤＢ（フィルタリングデータベース）に格納される送信元アドレスの更新と同様に有効期限を持っており、ポート−Ｐ６−２から有効期限内に同一ＤＡのフレームが受信されなかった場合には、受信ＤＡリスト−ＤＬ６−２から消去され、同一ＤＡのフレームが受信された場合には、有効期限までの残時間が初期化される。なお、受信ＤＡリスト−ＤＬ６−２の有効期限は、後述のように、ノード−Ｎ６−１のＦＤＢを強制的に更新するために用いられるため、ノード−Ｎ６−１のＦＤＢの有効期限と同一とするかそれ以上であることが望ましい。

さらに、ノード−Ｎ６−２の冗長処理フロー（２）では、リンク状態更新処理フロー（１）に従い、リンク状態−ＬＳ６−２が更新され（Ｓ２０３）、その後、ノード−Ｎ６−２の受信タイマが初期化される（Ｓ２０４）。

受信タイマが初期化されると、受信タイマがタイムアウトするか（Ｓ２０５のＹｅｓ分岐）、または、受信タイマがタイムアウトする前に、ポート−Ｐ６−２の状態が変化（リンクアップからリンクダウンもしくはリンクダウンからリンクアップに変化）すると（Ｓ２０６のＹｅｓ分岐）、リンク状態更新処理フロー（１）に従い、リンク状態−ＬＳ６−２が更新される（Ｓ２０３）。

また、受信タイマがタイムアウトする前に冗長情報−ＲＩ６−３を受信し（Ｓ２０７のＹｅｓ分岐）、冗長ＩＤ−ＲＩＤ６−３が冗長ＩＤ−ＲＩＤ６−２と等しかった場合には（Ｓ２０８のＹｅｓ分岐）、ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２とノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の比較が行われる（Ｓ２０９）。ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２とノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の比較結果が、ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２＞ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の場合（Ｓ２０９のＹｅｓ分岐）と、リンク状態更新処理フロー（１）に従い、リンク状態−ＬＳ６−２が更新される（Ｓ２０３）。ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２＞ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３でない場合には（Ｓ２０９のＮｏ）と、冗長処理フロー（３）が行われる（Ｓ２１０）。

ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２とノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の比較によるリンク状態更新処理フロー（１）と冗長処理フロー（３）の選択については、常に、同一基準で判定されれば良いため、ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２＜ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の場合をリンク状態更新処理フロー（１）としても良い。ただし、この場合、冗長処理フロー（１）のノードＩＤ−ＮＩＤ６−２とノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の比較で冗長処理フロー（２）を選択する場合と同一の判定基準でなければならない。

図９は、図８のリンク状態−ＬＳ６−２のリンク状態更新処理フロー（１）の手順を示す流れ図である。リンク状態更新処理フロー（１）では、図１２（Ａ）に示したリンク状態−ＬＳ６−２遷移表（１）に従い、リンク状態−ＬＳ６−２が更新される。図１２（Ａ）において、リンク状態−ＬＳ６−２の遷移前の４つの状態（００、０１、１０、１１）のそれぞれに対して、リンク状態−ＬＳ６−３の状態、タイムアウト発生（図８のＳ２０５のＹｅｓ分岐応）、ポート−Ｐ６−２の状態変化（リングダウンからリングアップへの変化、リングアップからリングダウンへの変化）（図８のＳ２０６のＹｅｓ分岐）に対応して、リンク状態−ＬＳ６−２の遷移後の状態が規定される。

更新されたリンク状態−ＬＳ６−２が１１以外の場合（Ｓ３０２の００、０１、１０）、ポート−Ｐ６−２でのフレーム送受信は行われない状態とされ（Ｓ３０３のポート−Ｐ６−２でのフレーム送受信停止）、更新されたリンク状態−ＬＳ６−２が１１の場合（Ｓ３０２の１１）、ポート−Ｐ６−２でのフレーム送受信が行われる状態に設定される（Ｓ３０４のポート−Ｐ６−２でのフレーム送受信有効）。

図１０は、図７のノード−Ｎ６−２の冗長処理フロー（３）の手順を示す流れ図である。

ノード−Ｎ６−２の冗長処理フロー（３）では、リンク状態更新処理フロー（２）に従いリンク状態−ＬＳ６−２が更新され（Ｓ４０１）、受信タイマが初期化される（Ｓ４０２）。

受信タイマが初期化されると、受信タイマがタイムアウトするか、または、受信タイマがタイムアウトする前にポート−Ｐ６−２がリンクアップからリンクダウンもしくはリンクダウンからリンクアップに変化すると（Ｓ４０４のＹｅｓ分岐）、リンク状態更新処理フロー（２）に従いリンク状態−ＬＳ６−２が更新される。

また、受信タイマがタイムアウトする前に冗長情報−ＲＩ６−３を受信し（Ｓ４０５のＹｅｓ分岐）、冗長ＩＤ−ＲＩＤ６−３が冗長ＩＤ−ＲＩＤ６−２と等しかった場合（Ｓ４０６のＹｅｓ）、ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２とノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の比較が行われる（Ｓ４０７）。比較の結果、ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２＞ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３である場合には、冗長処理フロー（２）が行われる（Ｓ４０８）。比較結果がノードＩＤ−ＮＩＤ６−２＞ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３でない場合には、受信ＤＡリスト−ＤＬ６−２を受信ＤＡリスト−ＤＬ６−３で更新し（Ｓ４０９）、その後、リンク状態更新処理フロー（２）に従い、リンク状態−ＬＳ６−２が更新される。

ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２とノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の比較によるリンク状態更新処理フロー（２）と冗長処理フロー（２）の選択については、常に同一基準で判定されれば良いため、ノードＩＤ−ＮＩＤ６−２＜ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の場合を、冗長処理フロー（２）としても良い。ただし、冗長処理フロー（１）のノードＩＤ−ＮＩＤ６−２とノードＩＤ−ＮＩＤ６−３の比較で冗長処理フロー（２）を選択する場合と同一の判定基準でなければならない。

図１１は、図１０のリンク状態−ＬＳ６−２のリンク状態更新処理フロー（２）の手順を示す流れ図である。リンク状態更新処理フロー（２）では、図１２（Ｂ）に示したリンク状態−ＬＳ６−２遷移表（２）に従い、リンク状態−ＬＳ６−２が更新される。

更新されたリンク状態−ＬＳ６−２が１１以外の場合は、ポート−Ｐ６−２でのフレーム送受信は行われない状態とされ（Ｓ５０３のポート−Ｐ６−２のフレーム送受信停止）、１１の場合はポート−Ｐ６−２でのフレーム送受信は行われる状態にされ（Ｓ５０４のポート−Ｐ６−２のフレーム送受信有効）、その後、受信ＤＡリスト−ＤＬ６−２に格納されたＭＡＣアドレスを送信元アドレスとしたダミーフレームがポート−Ｐ６−２よりノード−Ｎ６−３宛てに送信される（Ｓ５０５）。

なお、ダミーフレームの宛先はノード−Ｎ６−３以外でも良いが、その場合、ダミーフレームの宛先となったノードが、ダミーフレームの受信により動作に影響を受けない事を確認しておくことが望ましい。

このダミーフレームがリンク−Ｌ６−１２を経由してノード−Ｎ６−１に受信されることにより、ノード−Ｎ６−１のＦＤＢは、受信ＤＡリスト−ＤＬ６−２に格納されたＭＡＣアドレスと同じあて先のフレームについては、リンク−Ｌ６−１３側ではなくリンク−Ｌ６−１２側へ送信するように更新される。

ノード−Ｎ６−１のＦＤＢがダミーフレームにより更新されることにより、ノード−Ｎ６−１は、本発明による処理を一切持たない一般的なレイヤ２伝送装置であるにも関わらず、ノード−Ｎ６−１自身がリンク−Ｌ６−２とリンク−Ｌ６−３の何れかにより転送先ノードを選択してフレームを送信しているかのごとく動作することが可能となる。

なお、冗長情報−ＲＩ６−２と冗長情報−ＲＩ６−３は転送ルートを特定する必要は無く、例えば、リンク−Ｌ６−１２またはリンク−Ｌ６−１３がスタンバイであってもノード−Ｎ６−２またはノード−Ｎ６−３からのフレームのみは送受信可能としておき、リンク−Ｌ６−１２、ノード−Ｎ６−１、リンク−Ｌ６−１３を経由して、冗長情報−ＲＩ６−２及び冗長情報−ＲＩ６−３を転送しても良い。

受信ＤＡリストについては、冗長情報の転送による伝送路帯域の消費を抑えるため、冗長情報として送受信するのは追加削除されたＭＡＣアドレス情報のみとしても良い。

リンク状態の更新においては、即時更新とせずに、一定期間同じ状態が続いた場合に更新とするようにしても良い。

さらに、オペレータからの操作によりリンク状態を強制的に任意の状態とすることで、意図的にノード冗長処理を実行させる仕組みを具備しても良い。

なお、レイヤ２伝送装置の具備するＦＤＢ及びフレーム転送処理は、いずれも当業者には良く知られており、その詳細な説明は省略する。

以上説明したように、本実施形態においては、以下に記載するような効果を奏する。

レイヤ２ネットワークへの接続を２つの異なるノードへの接続で実現する手段を提供しているので、レイヤ２にてノード故障に対応した冗長構成を実現できる。

レイヤ２ネットワーク側でノード冗長を成すノードのみが、本発明による処理を実装していれば良く、冗長情報を転送するだけのノードやレイヤ２ネットワークに接続されるノードへの本発明による処理の実装が不要であるため、既存ネットワークへの適用が容易にできる。

また、ノード冗長の構築コストを抑えることができる。本発明の他の実施例として、その基本的構成は、前記実施例と同一であるが、リンク状態の遷移についてさらに工夫している。その遷移表を図１２（Ｃ）、図１２（Ｄ）に示す。

図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）と比べ、リンク状態−ＬＳ６−２が１０の時に、リンク状態−ＬＳ６−３が１１となった場合において、リンク状態−ＬＳ６−２が１１に遷移する点が異なる。

また、図１２（Ｄ）は、図１２（Ａ）と比べ、リンク状態−ＬＳ６−２が１１の時に、リンク状態−ＬＳ６−３が１０となった場合において、リンク状態−ＬＳ６−２が１０に遷移する点が異なる。

上述の実施例の動作の説明において、リンク状態−ＬＳ６−２遷移表（１）を、図１２（Ａ）の代わりに、図１２（Ｃ）で示したものを使用し、かつ、リンク状態−ＬＳ６−２遷移表（２）を図１２（Ｂ）の代わりに、図１２（Ｄ）で示したものを使用することで、ノード−Ｎ６−２が冗長処理フロー（２）に従い、冗長動作をする場合、つまりノードＩＤ−ＮＩＤ６−２＞ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３である場合には、ノード−Ｎ６−１は優先的にリンク−Ｌ６−１２を使用するようになる。

これにより、例えば、常にノードＩＤ−ＮＩＤ６−２＞ノードＩＤ−ＮＩＤ６−３となるように設定することで、リンク−Ｌ６−１２を自前の伝送路とする。リンク−Ｌ６−１３を従量課金のようなリース伝送路とするといった用途への適用が可能となる。このため、ネットワークの構築コストおよび維持コストの低減に効果が得られる。

なお、上記の特許文献、非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

Ｄ５−２１、Ｄ５−２ｎ 宛先
ＤＬＡ１、ＤＬＡｎ、ＤＬ５−２、ＤＬ５−３、ＤＬ６−２、ＤＬ６−３ 受信ＤＡリスト
Ｌ１−１２、Ｌ１−１３、ＬＡ１、ＬＡｎ、Ｌ３−１３、Ｌ３−１４、Ｌ３−２３、Ｌ３−２４、Ｌ６−１２、Ｌ６−１３ リンク
ＬＳＡ１、ＬＳＡｎ、ＬＳ６−２、ＬＳ６−３ リンク状態
Ｎ１−１、Ｎ１−２、Ｎ１−３、Ｎ３−１、Ｎ３−２、Ｎ３−３、Ｎ３−４、Ｎ５−１、Ｎ５−２、Ｎ５−３、Ｎ６−１、Ｎ６−２、Ｎ６−３ ノード
ＮＩＤＡ、ＮＩＤ６−２、ＮＩＤ６−３ ノードＩＤ
ＰＡ１、ＰＡｎ、Ｐ６−２、Ｐ６−３ ポート
ＰＴ１−２３ パス
ＲＣ１、ＲＣ３−１、ＲＣ３−２、ＲＣ５ 冗長構成
ＲＩ１−１２、ＲＩ１−１３、ＲＩＡ１、ＲＩＡｎ、ＲＩ６−２、ＲＩ６−３ 冗長情報
ＲＩＤＡ１、ＲＩＤＡｎ、ＲＩＤ３−１、ＲＩＤ３−２、ＲＩＤ６−２、ＲＩＤ６−３、 冗長ＩＤ
ＳＩＡ１、ＳＩＡｎ 状態情報

Claims (20)

1. 所定のレイヤ２ノードのレイヤ２ネットワークへの接続を、冗長構成の複数のリンクと複数のレイヤ２ノードを介して行い、
   前記冗長構成の複数のレイヤ２ノードは、前記複数のレイヤ２ノード間でそれぞれの冗長情報を相互に送受し、前記所定のレイヤ２ノードとレイヤ２ネットワークとの接続がループ接続とならないように前記リンクを制御し、レイヤ２でのノード冗長を実現する、ことを特徴とするレイヤ２ノード冗長システム。
2. 前記冗長構成の前記複数のリンクは、第１、第２のリンクを含み、
   前記冗長構成の前記複数のレイヤ２ノードは、前記所定のレイヤ２ノードにそれぞれ前記第１、第２のリンクを介して接続する第１、第２のレイヤ２ノードを含み、
   前記第１のレイヤ２ノードは、少なくとも前記第１のリンクの状態を含む冗長情報を前記第２のレイヤ２ノードに送信し、
   前記第２のレイヤ２ノードは、少なくとも前記第２のリンクの状態を含む冗長情報を前記第１のレイヤ２ノードに送信し、
   前記第１、第２のリンクの状態を前記第１、第２のレイヤ２ノード間で共有し、
   前記第１、第２のリンクのうち、正常な状態の一方のリンクを有効、他方を無効とする、ことを特徴とする請求項１に記載のレイヤ２ノード冗長システム。
3. 前記冗長情報は、
   ノードを識別するノードＩＤと、
   ポートに対応した状態情報と、
   を有し、
   前記状態情報は、
   冗長構成を特定する冗長ＩＤと、
   リンクの状態と、
   リンクがアクティブのときに該ポートで受信される宛先ＭＡＣ（媒体アクセス制御）アドレスを含む受信ＤＡアドレスリストと、
   を有し、
   前記第１、第２のレイヤ２ノードにおいて、前記冗長情報を送受し、
   冗長ＩＤが同一の状態情報の間で、前記状態情報の受信ＤＡアドレスリストが同一となるように更新する、ことを特徴とする請求項２に記載のレイヤ２ノード冗長システム。
4. 前記第１、第２のリンクは、前記所定のレイヤ２ノードと前記第１、第２のレイヤ２ノードをそれぞれレイヤ１で接続し、
   前記第１、第２のレイヤ２ノード間はレイヤ２で接続される、ことを特徴とする請求項３に記載のレイヤ２ノード冗長システム。
5. 前記第１、第２のレイヤ２ノードは、それぞれ、相手方の前記第２、第１のレイヤ２ノードから受信した前記冗長情報の冗長ＩＤと、自ノードの冗長情報の冗長ＩＤとが等しく同一の冗長構成に属する場合、前記自ノードの冗長情報の受信ＤＡアドレスリストを、前記所定のレイヤ２ノードからの受信フレームの宛先アドレスで更新するか、又は、相手方の前記第２、第１のレイヤ２ノードから受信した前記冗長情報の受信ＤＡアドレスリストで更新する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載のレイヤ２ノード冗長システム。
6. 前記第１、第２のレイヤ２ノードは、遷移前の前記第１、第２のリンクの状態に対して、それぞれ、前記第２、第１のリンクの状態と、前記第１、第２のリンクの状態変化に応じて、リンクの状態を遷移させる、ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のレイヤ２ノード冗長システム。
7. 前記第１、第２のレイヤ２ノードは、遷移前の前記第１、第２のリンクの状態に対して、それぞれ、前記第１、第２のレイヤ２ノードにおける受信タイマのタイムアウト発生の有無に応じて、リンクの状態を遷移させる、ことを特徴とする請求項６に記載のレイヤ２ノード冗長システム。
8. 所定のレイヤ２ノードのレイヤ２ネットワークへの接続を、冗長構成の複数のリンクと複数のレイヤ２ノードを介して行い、
   前記冗長構成の複数のレイヤ２ノードは、前記複数のレイヤ２ノード間でそれぞれの冗長情報を相互に送受し、前記所定のレイヤ２ノードとレイヤ２ネットワークとの接続がループ接続とならないように前記リンクを制御し、レイヤ２でのノード冗長を実現する、ことを特徴とするレイヤ２ノード冗長方法。
9. 前記冗長構成の前記複数のリンクは、第１、第２のリンクを含み、
   前記冗長構成の前記複数のレイヤ２ノードは、前記所定のレイヤ２ノードにそれぞれ前記第１、第２のリンクを介して接続する第１、第２のレイヤ２ノードを含み、
   前記第１のレイヤ２ノードは、少なくとも前記第１のリンクの状態を含む冗長情報を前記第２のレイヤ２ノードに送信し、
   前記第２のレイヤ２ノードは、少なくとも前記第２のリンクの状態を含む冗長情報を前記第１のレイヤ２ノードに送信し、
   前記第１、第２のリンクの状態を前記第１、第２のレイヤ２ノード間で共有し、
   前記第１、第２のリンクのうち、正常な状態の一方のリンクを有効、他方を無効とする、ことを特徴とする請求項８に記載のレイヤ２ノード冗長方法。
10. 前記冗長情報は、
    ノードを識別するノードＩＤと、
    ポートに対応した状態情報と、
    を有し、
    前記状態情報は、
    冗長構成を特定する冗長ＩＤと、
    リンクの状態と、
    リンクがアクティブのときに該ポートで受信される宛先ＭＡＣ（媒体アクセス制御）アドレスを含む受信ＤＡアドレスリストと、
    を有し、
    前記第１、第２のレイヤ２ノードにおいて、前記冗長情報を送受し、
    冗長ＩＤが同一の状態情報の間で、前記状態情報の受信ＤＡアドレスリストが同一となるように更新する、ことを特徴とする請求項９に記載のレイヤ２ノード冗長方法。
11. 前記第１、第２のリンクは、前記所定のレイヤ２ノードと前記第１、第２のレイヤ２ノードをそれぞれレイヤ１接続し、
    前記第１、第２のレイヤ２ノード間はレイヤ２で接続される、ことを特徴とする請求項１０に記載のレイヤ２ノード冗長方法。
12. 前記第１、第２のレイヤ２ノードは、それぞれ、相手方の前記第２、第１のレイヤ２ノードから受信した前記冗長情報の冗長ＩＤと、自ノードの冗長情報の冗長ＩＤとが等しく同一の冗長構成に属する場合、前記自ノードの冗長情報の受信ＤＡアドレスリストを、前記所定のレイヤ２ノードからの受信フレームの宛先アドレスで更新するか、又は、相手方の前記第２、第１のレイヤ２ノードから受信した前記冗長情報の受信ＤＡアドレスリストで更新する、ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のレイヤ２ノード冗長方法。
13. 前記第１、第２のレイヤ２ノードは、遷移前の前記第１、第２のリンクの状態に対して、それぞれ、前記第２、第１のリンクの状態、前記第１、第２のリンクの状態変化に応じて、リンクの状態を遷移させる、ことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のレイヤ２ノード冗長方法。
14. 前記第１、第２のレイヤ２ノードは、遷移前の前記第１、第２のリンクの状態に対して、それぞれ、前記第１、第２のレイヤ２ノードにおける受信タイマのタイムアウト発生の有無に応じて、リンクの状態を遷移させる、ことを特徴とする請求項１３に記載のレイヤ２ノード冗長方法。
15. 所定のレイヤ２ノードのレイヤ２ネットワークへの接続を、冗長構成の複数のリンクと複数のレイヤ２ノードとを介して行うシステムを構成する前記冗長構成の一つのレイヤ２ノードであって、
    前記冗長構成の他のレイヤ２ノードとの間で冗長情報を送受して少なくとも複数のリンクの状態を共有し、前記所定のレイヤ２ノードとレイヤ２ネットワークとの接続がループ接続とならないようにリンクを制御し、レイヤ２でのノード冗長を実現する、ことを特徴とするレイヤ２ノード。
16. 前記冗長情報は、
    ノードを識別するノードＩＤと、
    ポートに対応した状態情報と、
    を有し、
    前記状態情報は、
    冗長構成を特定する冗長ＩＤと、
    リンクの状態と、
    リンクがアクティブのときに該ポートで受信される宛先ＭＡＣ（媒体アクセス制御）アドレスを含む受信ＤＡアドレスリストと、
    を有し、
    前記冗長構成の他のレイヤ２ノードとの間で前記冗長情報を送受し、
    冗長ＩＤが同一の状態情報の間で、前記状態情報の受信ＤＡアドレスリストが同一となるように更新する、ことを特徴とする請求項１５に記載のレイヤ２ノード。
17. 冗長構成の前記複数のリンクは、前記所定のレイヤ２ノードと前記複数のレイヤ２ノードをそれぞれレイヤ１接続し、
    冗長構成の前記複数のレイヤ２ノード間はレイヤ２で接続される、ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載のレイヤ２ノード。
18. 他のレイヤ２ノードから受信した前記冗長情報の冗長ＩＤと、自ノードの冗長情報の冗長ＩＤとが等しく同一の冗長構成に属する場合、前記自ノードの冗長情報の受信ＤＡアドレスリストを、前記所定のレイヤ２ノードからの受信フレームの宛先アドレスで更新するか、又は、他のレイヤ２ノードから受信した前記冗長情報の受信ＤＡアドレスリストで更新する、ことを特徴とする請求項１６に記載のレイヤ２ノード。
19. 遷移前の自ノードのリンクの状態に対して、それぞれ、冗長構成の他のリンクの状態、前記自ノードのリンクの状態変化に応じて、前記リンクの状態を遷移させる、ことを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載のレイヤ２ノード。
20. 遷移前の自ノードのリンクの状態に対して、受信タイマのタイムアウト発生の有無に応じて、前記リンクの遷移させる、ことを特徴とする請求項１９に記載のレイヤ２ノード。

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