JP2012054861A - 通信システムおよび通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冗長化されたアクセス網の品質の低下を抑制する。
【解決手段】実施の１形態の通信システム１００は、冗長化アクセス網２２をユーザへ提供するＬ２ＳＷ１２とＬ２ＳＷ１３とを備える。Ｌ２ＳＷ１２は、冗長化アクセス網２２からフレームを受信するステップと、冗長化アクセス網２２に対して予め割り当てられたＶＬＡＮ−ＩＤを受信フレームへ設定した上で、当該フレームをキャリア網２０へ送出するステップとを実行する。Ｌ２ＳＷ１３は、キャリア網２０からＶＬＡＮ−ＩＤが設定されたフレームを受信するステップと、受信フレームのＶＬＡＮ−ＩＤが冗長化アクセス網２２に対して予め割り当てられたＶＬＡＮ−ＩＤと一致する場合、当該フレームを冗長化アクセス網２２へ送出することを禁止するステップとを実行する。
【選択図】図２

Description

この発明は、データ通信技術に関し、特に、キャリア網と冗長接続されたアクセス網を提供する通信システムおよび通信制御方法に関する。

広域イーサネットサービス（「イーサネット」は登録商標）が普及してきており、地理的に離れた拠点間の通信においてもイーサネット通信が採用されることがある。このイーサネット網には、バックボーンとなる通信キャリアのネットワークであるキャリア網と、そのキャリア網とユーザ側装置とが接続するためのアクセス網とが含まれる。

イーサネット網の信頼性を担保するために、キャリア網のみならずアクセス網においても冗長的な構成が採用されることがある。

特開２００５−１３０４０８号公報

冗長化されたアクセス網では、使用される物理回線の切り替わり時に、ユーザ側から送出された通信フレームをそのユーザ側へ折り返してしまうループや、同じ通信フレームを重複してユーザ側へ到達させてしまうフレーム重複が発生することがあった。その結果、アクセス網の品質低下を招くことがあった。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、冗長化されたアクセス網の品質の低下を抑制する技術を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の通信システムは、キャリア網と冗長接続されたアクセス網である冗長化アクセス網をユーザへ提供する第１の通信装置と第２の通信装置とを備える。第１の通信装置は、冗長化アクセス網から、通信フレームを受信する受信部と、冗長化アクセス網に対して予め割り当てられたＶＬＡＮ−ＩＤを受信された通信フレームへ設定した上で、当該通信フレームをキャリア網へ送出する送出部と、を含む。第２の通信装置は、キャリア網から、ＶＬＡＮ−ＩＤが設定された通信フレームを受信する受信部と、受信された通信フレームのＶＬＡＮ−ＩＤが冗長化アクセス網に対して予め割り当てられたＶＬＡＮ−ＩＤと一致する場合、当該通信フレームを冗長化アクセス網へ送出することを禁止する送出部と、を含む。

本発明の別の態様もまた、通信システムである。この通信システムは、キャリア網と冗長接続されたアクセス網である冗長化アクセス網をユーザへ提供する第１の通信装置と第２の通信装置とを備える。第１の通信装置と第２の通信装置のそれぞれは、アクセス網においてユーザを識別するためのＶＬＡＮ−ＩＤである第１ＶＬＡＮ−ＩＤと、キャリア網においてユーザを識別するためのＶＬＡＮ−ＩＤであって、キャリア網に接続されたアクセス網の種類に応じて割り当てられた第２ＶＬＡＮ−ＩＤとの対応関係を保持する対応関係保持部を含む。第１の通信装置は、冗長化アクセス網から、第１ＶＬＡＮ−ＩＤが設定された通信フレームを受信する受信部と、受信された通信フレームの第１ＶＬＡＮ−ＩＤを、対応する第２ＶＬＡＮ−ＩＤへ変換した上で、当該通信フレームをキャリア網へ送出する送出部と、をさらに含む。第２の通信装置は、キャリア網から、第２ＶＬＡＮ−ＩＤが設定された通信フレームを受信する受信部と、受信された通信フレームの第２ＶＬＡＮ−ＩＤが冗長化アクセス網に割り当てられたものである場合、通信フレームを冗長化アクセス網へ送出することを禁止する一方、その第２ＶＬＡＮ−ＩＤが冗長化アクセス網に割り当てられたものでなければ、その第２ＶＬＡＮ−ＩＤを対応する第１ＶＬＡＮ−ＩＤへ変換した通信フレームを冗長化アクセス網へ送出する送出部と、をさらに含む。

本発明のさらに別の態様は、通信制御方法である。この方法は、キャリア網と冗長接続されたアクセス網である冗長化アクセス網をユーザへ提供する第１の通信装置と第２の通信装置とにより実行される方法であって、第１の通信装置が、冗長化アクセス網から、通信フレームを受信するステップと、第１の通信装置が、冗長化アクセス網に対して予め割り当てられたＶＬＡＮ−ＩＤを受信された通信フレームへ設定した上で、当該通信フレームをキャリア網へ送出するステップと、第２の通信装置が、キャリア網から、ＶＬＡＮ−ＩＤが設定された通信フレームを受信するステップと、第２の通信装置が、受信された通信フレームのＶＬＡＮ−ＩＤが冗長化アクセス網に対して予め割り当てられたＶＬＡＮ−ＩＤと一致する場合、当該通信フレームを冗長化アクセス網へ送出することを禁止するステップと、を含む。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を装置、方法、システム、プログラム、プログラムを格納した記録媒体などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、冗長化されたアクセス網の品質の低下を抑制することができる。

通信システムの概略図である。 実施の形態の通信システムの構成を示す図である。 図２のＬ２ＳＷの機能構成を示すブロック図である。 ポート情報の構成を示す図である。 ＶＬＡＮ情報の構成を示す図である。 変形例における装置間ＬＡＧの構成を示す図である。

本発明の実施の形態を説明する前に、図１に示す通信システムの概略図を参照して、従来技術における問題を説明する。
図１の通信システムでは、通信キャリアのコアネットワークとしてのイーサネット網（以下、「キャリア網２０」とも呼ぶ。）として、レイヤ２スイッチ（以下、「Ｌ２ＳＷ」とも呼ぶ。）がリング状に配置されたリング網によりネットワーク冗長を構築している。キャリア網２０は、「ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．８０３２」等において規定されたイーサネットリング冗長が適用されたリング網であってもよく、キャリア網２０を構成するＬ２ＳＷ１２〜Ｌ２ＳＷ１６はイーサリング対応スイッチであってもよい。

また、キャリア網２０とユーザ端末３１とを接続するためのアクセス区間、すなわち図１のＬ２ＳＷ１１〜Ｌ２ＳＷ１２間およびＬ２ＳＷ１１〜Ｌ２ＳＷ１３間においても冗長回線が採用される。このアクセス区間における冗長回線を、以下では、冗長化アクセス網２２とも呼ぶ。

冗長化アクセス網２２の実装方式としては以下の２つが考えられる。第１の方式としては、アクセス区間の終端装置（図１のＬ２ＳＷ１１）に回線セレクタを構築することが考えられる（「回線セレクタ方式」とも呼ぶ。）。また第２の方式としては、アクセス区間の終端装置（図１のＬ２ＳＷ１１）にリンクアグリゲーション（以下、「ＬＡＧ」）を構築することが考えられる（「ＬＡＧ方式」とも呼ぶ。）。

回線セレクタ方式では、Ｌ２ＳＷ１１〜Ｌ２ＳＷ１２間の物理回線と、Ｌ２ＳＷ１１〜Ｌ２ＳＷ１３間の物理回線とのいずれか一方を選択系とし、他方を非選択系とし、選択系の回線を使用して通信フレームを伝送する。以下の説明では、通信システム１００内を伝送されるユーザデータである通信フレーム（典型的にはイーサネットフレーム）を、単に「フレーム」とも表記する。

ここで、ユーザ端末３１から送出されたフレームがマルチキャストフレームもしくはブロードキャストフレームの場合、またはユニキャストフレームであってもその伝送経路を未学習の場合、Ｌ２ＳＷ１２およびＬ２ＳＷ１３は当該フレームをフラッディング転送する。したがって、Ｌ２ＳＷ１１が選択系の回線を切り替えるタイミングにおいて、新たに選択系となった回線から、当該フレームがユーザ端末３１へ戻される「ループ」が発生する可能性がある。例えば、元々選択系であったＬ２ＳＷ１１→Ｌ２ＳＷ１２の経路で伝送されたフレームが、新たに選択系となったＬ２ＳＷ１３→Ｌ２ＳＷ１１の経路でループしてしまうことがあった。

また、キャリア網２０側から到達したフレームがマルチキャストフレームもしくはブロードキャストフレームの場合、またはユニキャストフレームであってもその伝送経路を未学習の場合、Ｌ２ＳＷ１２およびＬ２ＳＷ１３はそのフレームをフラッディング転送する。したがって、Ｌ２ＳＷ１１が選択系の回線を切り替えるタイミングにおいて、元々選択系であった回線と、新たに選択系となった回線の両方から同一のフレームが重複してユーザ端末３１へ伝送される「フレーム重複」が発生する可能性がある。例えば、元々選択系であったＬ２ＳＷ１２→Ｌ２ＳＷ１１の経路でユーザ端末３１へ到達したフレームが、新たに選択系となったＬ２ＳＷ１３→Ｌ２ＳＷ１１の経路でも伝送されてユーザ端末３１へ到達してしまうことがあった。

ＬＡＧは、複数の物理回線を統合し１本の仮想的な論理回線として扱うことにより大容量化および信頼性の向上を実現する技術であり、ＩＥＥＥ８０２．３ａｄで規定されている。ＬＡＧ方式は、フレーム重複の発生を防止できる点で、回線セレクタ方式よりも望ましい方式であると言える。

しかし、ＬＡＧ方式でもループが発生する可能性がある。ループ防止のためには、ＬＡＧを構成する装置は、同じＬＡＧを構成する他方の装置がユーザ端末３１から受信してフラッディング転送したフレームを、キャリア網２０を介して受信しても当該フレームをユーザ端末３１へ戻すことを抑制する必要がある。したがって、フレーム送出抑止のための仕組みが必要になる。例えば、Ｌ２ＳＷ１３においては、同じＬＡＧを構成するＬ２ＳＷ１２がユーザ端末３１（すなわちＬ２ＳＷ１１）から受信したフレームを受け付けても、そのフレームをユーザ端末３１（すなわちＬ２ＳＷ１１）へ送出しない仕組みが必要になる。

その仕組みとして、Ｌ２ＳＷ１２〜Ｌ２ＳＷ１３間のフレームに特別な識別子（ヘッダ情報）を新たに設けて、その識別子として装置ＩＤやＬＡＧ−ＩＤを設定することにより、ユーザ端末３１（Ｌ２ＳＷ１１）側からの受信フレームであることを伝達することが考えられる。例えば、Ｌ２ＳＷ１２およびＬ２ＳＷ１３は、ユーザ端末３１（Ｌ２ＳＷ１１）側から受信されたフレームに対して特別なヘッダ（所定値）を設定する。そして、キャリア網２０から受け付けたフレームに特別なヘッダ（所定値）が設定されている場合は、そのフレームをユーザ端末３１（Ｌ２ＳＷ１１）側へは送出しないことによりループの発生を防止できる。

しかし、この仕組みでは、フレームに特別なヘッダが付与されることによりキャリア網２０の帯域が圧迫されてしまう。また、特別なヘッダに未対応の通常のイーサスイッチはキャリア網２０に配置することができない、言い換えれば、図１のＬ２ＳＷ１４・Ｌ２ＳＷ１５・Ｌ２ＳＷ１６もその特別なヘッダを識別可能でなければならないという問題が生じることになる。

このように、冗長化アクセス網２２の運用においては、以下４つの解決すべき課題が存在すると本発明者は考えた。
課題１：エンドユーザ機器から到着したフレームが、冗長回線の切り替わり時に送信元のエンドユーザ機器にループする
課題２：コアネットワークから到着したフレームが、冗長回線の切り替わり時に重複してエンドユーザ機器へ送信される
課題３：アクセス回線の冗長制御用にイーサネットリング（コアネットワーク）内で特別なヘッダを付与すると、イーサネットリングの帯域を消費してしまう
課題４：アクセス回線の冗長制御用にイーサネットリング（コアネットワーク）内で特別なヘッダを付与すると、通常のイーサネットスイッチが使用できない

本実施の形態では、上記の課題を解決するために、１つのエンドユーザに対して複数種類のＶＬＡＮ−ＩＤを割り当て、フレーム送出元のアクセス網の種類に応じたＶＬＡＮ−ＩＤを当該フレームに設定して伝送する。これにより、フレーム送出元のアクセス網の種類が何か、フレームの送出が許容されるアクセス網か否か、を他のＬ２ＳＷにおいてもＶＬＡＮ−ＩＤにもとづいて判別可能にし、ループの発生等を防止する。以下、これを実現するための構成を説明する。

図２は、実施の形態の通信システム１００の構成を示す。同図では、図１の構成要素と同一もしくは対応する構成要素には同じ符号を付している。各Ｌ２ＳＷに付した丸印は、Ｌ２ＳＷに設けられた通信ポートを示している。また、通信システム１００では、Ｌ２ＳＷ１５とＬ２ＳＷ１６との間に、リング網におけるフレームのループを防ぐための、フレームの伝送を遮断するブロックポイント２８が設けられている。

ユーザ端末３１、ユーザ端末３２、およびユーザ端末３３のそれぞれは、同一エンドユーザの地理的に異なる拠点に配置された情報端末であり、マルチポイントで接続される。すなわち、いずれの端末間においても通信が可能に構成される。またユーザ端末３１〜キャリア網２０およびユーザ端末３３〜キャリア網２０のアクセス区間は、ＬＡＧにより冗長化された冗長化アクセス網２２および冗長化アクセス網２４が構築されている。その一方で、ユーザ端末３２〜キャリア網２０のアクセス区間は冗長無しの構成である。

また、通信システム１００において伝送されるイーサネットフレームにはＶＬＡＮタグが設定されており、ＶＬＡＮタグに設定されたＶＬＡＮ−ＩＤによりユーザ識別が行われる。言い換えれば、Ｌ２ＳＷ１０を介したイーサネットフレームの通信範囲はＶＬＡＮ−ＩＤによって分割される。ＶＬＡＮタグは、エンドユーザ（ユーザ端末３１、ユーザ端末３２、ユーザ端末３３）が付与してもよく、通信網の境界装置（Ｌ２ＳＷ１１、Ｌ２ＳＷ１８、Ｌ２ＳＷ１９）が付与してもよいが、実施の形態では後者であることとする。

図３は、図２のＬ２ＳＷの機能構成を示すブロック図である。同図は、図１においてキャリア網とアクセス網との境界に配置されたＬ２ＳＷ、すなわちＬ２ＳＷ１２・Ｌ２ＳＷ１３・Ｌ２ＳＷ１４・Ｌ２ＳＷ１６・Ｌ２ＳＷ１７の構成を示している。本明細書のブロック図において示される各ブロックは、ハードウェア的には、コンピュータのＣＰＵやメモリ、ＨＤＤをはじめとする素子や電子回路、機械装置で実現でき、ソフトウェア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ブロック図においては、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

Ｌ２ＳＷは、データ保持部４０と伝送処理部５０を備える。データ保持部４０は、フレームの伝送処理において参照される各種データを保持する記憶領域であり、ポート情報保持部４２と、ＶＬＡＮ情報保持部４４とを含む。ポート情報保持部４２は、Ｌ２ＳＷに設けられた通信ポート（物理ポート）に関する属性情報（以下、「ポート情報」とも呼ぶ。）を保持する。ＶＬＡＮ情報保持部４４は、伝送路でのＶＬＡＮ−ＩＤと、装置内でのＶＬＡＮ−ＩＤおよびアクセス冗長ＩＤの組み合わせとの対応関係（以下、「ＶＬＡＮ情報」とも呼ぶ。）を保持する。これらのポート情報およびＶＬＡＮ情報は、通信システム１００の管理者が予め設定する。

図４は、ポート情報の構成を示す。同図は、図３のＬ２ＳＷ１２における設定例を示している。ポート番号欄には、各通信ポートの識別情報が格納される。同図では、図３に示す各通信ポートの符号が設定されている。ポート種別欄には、通信ポートがアクセス網と接続されたポート（以下、「アクセス網側ポート」とも呼ぶ。）か、キャリア網と接続されたポート（以下、「キャリア網側ポート」とも呼ぶ。）かを示す情報が格納される。

アクセス冗長ＩＤ欄は、ポート種別がアクセス網側ポートの場合に設定される。具体的には、アクセス網側ポートが装置間ＬＡＧ冗長を構成している場合、ＬＡＧ単位に通信システム１００でユニークな値が格納される。アクセス網が冗長化されていない場合は「０」が格納される。本実施の形態では、冗長化アクセス網２２にはアクセス冗長ＩＤ「１」、冗長化アクセス網２４にはアクセス冗長ＩＤ「２」、冗長化されていない非冗長化アクセス網２６にはアクセス冗長ＩＤ「０」がそれぞれ割り当てられている。なお、別の非冗長化アクセス網が追加された場合、その非冗長化アクセス網に対してはアクセス冗長ＩＤ「０」が割り当てられる。

図５は、ＶＬＡＮ情報の構成を示す。図５の（ａ）は、Ｌ２ＳＷ１２およびＬ２ＳＷ１３におけるＶＬＡＮ情報の設定例を示している。また図５の（ｂ）は、Ｌ２ＳＷ１４におけるＶＬＡＮ情報の設定例を示している。また図５の（ｃ）は、Ｌ２ＳＷ１６およびＬ２ＳＷ１７におけるＶＬＡＮ情報の設定例を示している。これらのポート番号欄には、各装置における通信ポートの符号が設定される。

本実施の形態では、１つのエンドユーザに対して、複数種類の伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤが割り当てられる。具体的には、アクセス網においてエンドユーザを識別するためのＶＬＡＮ−ＩＤ（以下、「第１ＶＬＡＮ−ＩＤ」とも呼ぶ。）と、キャリア網においてエンドユーザを識別するためのＶＬＡＮ−ＩＤ（以下、「第２ＶＬＡＮ−ＩＤ」とも呼ぶ。）とが割り当てられる。

第１ＶＬＡＮ−ＩＤは、エンドユーザごとにユニークな単一のＩＤであり、図５の伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ「１００」が該当する。第１ＶＬＡＮ−ＩＤは、エンドユーザから送出された通信フレームを中継するＬ２ＳＷ（Ｌ２ＳＷ１１・Ｌ２ＳＷ１８・Ｌ２ＳＷ１９）により設定されるＶＬＡＮ−ＩＤでもある。第２ＶＬＡＮ−ＩＤは、エンドユーザごと、かつ、キャリア網に接続されたアクセス網の種類ごと（冗長化アクセス網については冗長化アクセス網ごと）にユニークなＩＤであり、図５の伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ「１０００」、「２０００」、「３０００」が該当する。伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ「１０００」は非冗長化アクセス網、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ「２０００」は冗長化アクセス網２２、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ「３０００」は冗長化アクセス網２４のそれぞれに対して予め割り当てられたものである。

図５で示すように、ＶＬＡＮ情報では、アクセス網側ポートに対しては第１ＶＬＡＮ−ＩＤとしての単一の伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤが対応づけられている。その一方、キャリア網側ポートに対しては第２ＶＬＡＮ−ＩＤとしての複数種類の伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤが対応づけられている。第２ＶＬＡＮ−ＩＤとしての複数種類の伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤは、キャリア網に接続されたアクセス網の種類（すなわちアクセス冗長ＩＤの種類）に応じた複数種類の伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤであるとも言える。また本実施の形態のＶＬＡＮ情報は、第１ＶＬＡＮ−ＩＤと第２ＶＬＡＮ−ＩＤとの対応関係を示し、アクセス冗長ＩＤを介して第１ＶＬＡＮ−ＩＤと第２ＶＬＡＮ−ＩＤとを対応づけた情報であると言える。

装置内ＶＬＡＮ−ＩＤは、エンドユーザごとにユニークな値となり、ブロードキャストフレーム、マルチキャストフレーム、および経路情報を未学習のユニキャストフレームのフラッディング範囲となる。すなわち、異なる装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ間での通信はできない。アクセス冗長ＩＤは、上述したように、キャリア網２０においてどのアクセス網から入力されたフレームかを識別するための識別子であり、同一ＬＡＧを構成する複数装置間で同一のアクセス冗長ＩＤが設定される。

伝送処理部５０は、通信フレームの伝送処理を実行する。伝送処理部５０は、ポート処理部６０で総称される第１ポート処理部６０ａ、第２ポート処理部６０ｂ、・・・と、スイッチ部７０とを含む。スイッチ部７０は、異なる通信ポート間に亘ってフレームを転送するスイッチ盤である。具体的には、装置内ヘッダが付加されたフレームをポート処理部６０から受け付け、その装置内ヘッダの内容に応じて、フレームを１以上のポート処理部６０へ選択的に送出する。

ポート処理部６０は、複数の通信ポートに対応して複数設けられる。ポート処理部６０は、通信網に対するフレームの送受処理を実行し、ポート６２と、受信部６４と、送出部６６と、ＬＡＧ処理部６８と、学習・検索部６９とを含む。ポート６２は、Ｌ２ＳＷ１０に設けられた物理的な通信ポート、例えばＬ２ＳＷ１２においてはポート１２１・ポート１２２・ポート１２３のいずれかである。

受信部６４は、ポート６２を介してフレームを受信すると、そのフレームのＶＬＡＮタグに設定された伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤを識別する。そして、ポート６２に関するＶＬＡＮ情報を参照して、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤに対応づけられた装置内ＶＬＡＮ−ＩＤとアクセス冗長ＩＤとを識別する。そして、装置内ＶＬＡＮ−ＩＤおよびアクセス冗長ＩＤを設定したヘッダ情報（装置内ヘッダ）を付加したフレームをスイッチ部７０へ送出する。

送出部６６は、スイッチ部７０からフレームを受け付けると、ポート情報を参照して、フレームを送出するポート６２の種別を特定する。ポート６２がキャリア網側ポートである場合、送出部６６は、ポート６２に関するＶＬＡＮ情報を参照して、装置内ヘッダに設定された装置内ＶＬＡＮ−ＩＤとアクセス冗長ＩＤとの組み合わせに対応する伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤを特定する。そして、その伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤを設定したフレームをポート６２から送出する。言い換えれば、フレームのＶＬＡＮタグに元々設定されていた伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤを、ＶＬＡＮ情報を参照して特定した伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤへ変換した上で、当該フレームを外部へ送出する。

その一方、ポート６２がアクセス網側ポートである場合、送出部６６は、ポート６２に関するＶＬＡＮ情報を参照して、装置内ヘッダに設定された装置内ＶＬＡＮ−ＩＤに対応する伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤを特定する。そして、その伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤを設定したフレームをポート６２から送出する。言い換えれば、フレームのＶＬＡＮタグに元々設定されていた伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤを、ＶＬＡＮ情報を参照して特定した伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤへ変換した上で、当該フレームを外部へ送出する。ただし、装置内ヘッダに設定されたアクセス冗長ＩＤが、ポート情報で規定されたポート６２のアクセス冗長ＩＤと合致する場合は、スイッチ部７０から受け付けたフレームを送出することなく廃棄する。

学習・検索部６９は、受信部６４において受信されたフレームの送信元ＭＡＣアドレスと、受信ポート（ポート６２）とを対応づけて所定の記憶領域に学習情報として記録する。学習・検索部６９は、学習情報を参照して、学習済のＭＡＣアドレスを送信先とするフレームを受信した旨を検出すると、学習済の通信ポートにのみフレームを転送することを可能にする。例えば、学習済の通信ポートにのみフレームを転送する旨を装置内ヘッダに設定した上で、フレームをスイッチ部７０へ送出する。これにより、スイッチ部７０におけるフラッディング転送を抑制させてユニキャスト転送を実行させる。

ＬＡＧ処理部６８は、ＬＡＧ回線（例えば図２の冗長化アクセス網２２や冗長化アクセス網２４）に対して、ＭＡＣアドレスやＶＬＡＮ−ＩＤを用いたトラヒックの振り分けを実行する。具体的には、２台の装置間でアクセス区間に装置間ＬＡＧを構築している場合、装置ごとに出力条件を変えることにより、キャリア網２０で両装置に到達したマルチキャストフレームに対しても、どちらか一方の装置の物理回線からのみ出力する。例えば、Ｌ２ＳＷ１２とＬ２ＳＷ１３において装置間ＬＡＧを構築した場合、すなわち冗長化アクセス網２２において、送信元ＭＡＣアドレスが奇数であるときにはＬ２ＳＷ１２のアクセス網側ポートから出力してもよい。また、送信元ＭＡＣアドレスが偶数であるときにはＬ２ＳＷ１３のアクセス網側ポートから出力するように振分けてもよい。

以上の構成による動作を以下説明する。
（１）ユーザ端末３１とユーザ端末３２が通信する場合の動作：
ユーザ端末３１からユーザ端末３２宛のフレームが送信されると、Ｌ２ＳＷ１１は、ユーザ識別用の伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤとして、第１ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１００）を設定したＶＬＡＮタグをフレームに付加する。そして、ＬＡＧ機能によりＭＡＣアドレスやＶＬＡＮ−ＩＤにもとづく振り分けを行って、当該フレームをＬ２ＳＷ１２またはＬ２ＳＷ１３に向けて出力する。ここではＬ２ＳＷ１２へ出力することとする。

次に、Ｌ２ＳＷ１２はポート１２１にてフレームを受信する。ポート１２１に対応するポート処理部６０の受信部６４は、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１００）に対応する装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝１）を特定して装置内ヘッダへ付加する。次に学習・検索部６９は、受信フレームのＤＡ（ユーザ端末３２のＭＡＣアドレス）と装置内ＶＬＡＮ−ＩＤをキーとしてＭＡＣ検索を実行するが、宛先未学習により装置内ではフラッディング転送となる。スイッチ部７０は、当該フレームをポート１２２に対応するポート処理部６０およびポート１２３に対応するポート処理部６０へ転送する。このポート１２２およびポート１２３はいずれもキャリア網側ポートである。したがって、いずれのポート処理部６０においても送出部６６は、装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝１）にもとづき、第２ＶＬＡＮ−ＩＤとしての伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝２０００）を特定する。そして、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ＝２０００のフレームをキャリア網２０へ送出する。

Ｌ２ＳＷ１２のポート１２３から出力されたフレームは、Ｌ２ＳＷ１３のポート１３２へ到達する。ポート１３２に対応する受信部６４は、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝２０００）に対応する装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝１）を特定して装置内ヘッダへ付加する。学習・検索部６９では宛先未学習となるため、当該フレームは装置内をフラッディング転送され、ポート１３１に対応するポート処理部６０およびポート１３３に対応するポート処理部６０へ到達する。ポート１３１はアクセス網側ポートであるため、ポート１３１に対応する送出部６６は、受信フレームの装置内ヘッダのアクセス冗長ＩＤ（＝１）と、ポート情報においてポート１３１に設定されたアクセス冗長ＩＤ（＝１）とを比較する。比較結果は一致するため、送出部６６は当該フレームを廃棄する。その一方、ポート１３３はキャリア網側ポートであるため、ポート１３３に対応する送出部６６は、装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝１）にもとづき伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝２０００）を特定する。そして、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ＝２０００のフレームをキャリア網２０へ送出する。

Ｌ２ＳＷ１３のポート１３３から出力されたフレームは、Ｌ２ＳＷ１４のポート１４２へ到達する。当該フレームは、Ｌ２ＳＷ１２やＬ２ＳＷ１３と同様に、装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝１）のフレームとして装置内をフラッディング転送されて、Ｌ２ＳＷ１４のポート１４１へ到達する。ここで、ポート１４１はアクセス網側ポートであるため、ポート１４１に対応する送出部６６は、受信フレームの装置内ヘッダのアクセス冗長ＩＤ（＝１）と、ポート情報においてポート１４１に設定されたアクセス冗長ＩＤ（＝０）とを比較する。比較結果は不一致となるため、送出部６６は、装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）にもとづき、第１ＶＬＡＮ−ＩＤとしての伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１００）を特定し、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ＝１００のフレームを非冗長化アクセス網２６へ送出する。その後、当該フレームはＬ２ＳＷ１９を経由してユーザ端末３２へ到達する。

次にユーザ端末３２からユーザ端末３１宛のフレームが送信されると、Ｌ２ＳＷ１９を介して、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤとして第１ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１００）が設定されたフレームが、Ｌ２ＳＷ１４のポート１４１へ到達する。ポート１４１に対応する受信部６４は、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１００）に対応する装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝０）を特定して装置内ヘッダへ付加する。学習・検索部６９は、先のユーザ端末３１→ユーザ端末３２の通信においてユーザ端末３１のＭＡＣアドレスをポート１４２配下に学習済であるため、ＭＡＣ検索の結果、ポート１４２が宛先ポートとしてヒットし、その旨をフレームヘッダへ付加する。スイッチ部７０は、ポート１４２のみに対してフレームを転送する。ポート１４２に対応する送出部６６は、装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝０）にもとづき、第２ＶＬＡＮ−ＩＤとしての伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０００）を特定する。そして、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ＝１０００のフレームをキャリア網２０へ送出する。

Ｌ２ＳＷ１４のポート１４２から出力されたフレームは、Ｌ２ＳＷ１３のポート１３３へ到達する。ポート１３３に対応する受信部６４は、当該フレームに装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝０）を付与する。そしてＭＡＣ検索の結果、当該フレームはポート１３２のみに転送される。ポート１３２に対応する送出部６６は、装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝０）にもとづき、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ＝１０００のフレームをキャリア網２０へ送出する。

Ｌ２ＳＷ１３のポート１３２から出力されたフレームは、Ｌ２ＳＷ１２のポート１２３へ到達する。ポート１２３に対応する受信部６４は、当該フレームに装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝０）を付与する。そしてＭＡＣ検索の結果、当該フレームはポート１２１のみに転送される。ポート１２１に対応する送出部６６は、受信フレームの装置内ヘッダのアクセス冗長ＩＤ（＝０）と、ポート情報においてポート１２１に設定されたアクセス冗長ＩＤ（＝１）とを比較する。比較結果は不一致となるため、送出部６６は、装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）にもとづき、第１ＶＬＡＮ−ＩＤとしての伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１００）を特定し、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ＝１００のフレームを冗長化アクセス網２２へ送出する。その後、当該フレームはＬ２ＳＷ１１を経由してユーザ端末３１へ到達する。

ここで、ユーザ端末３１とユーザ端末３２の通信中にＬ２ＳＷ１１とＬ２ＳＷ１２間の経路で障害が発生した場合、装置間ＬＡＧはＬ２ＳＷ１１とＬ２ＳＷ１３間の経路へ縮退される。しかし、縮退の開始から完了までのいずれの状態においてもＬ２ＳＷ１３のポート１３１から出力するフレームは全て装置内ヘッダ中のアクセス冗長ＩＤがチェックされる。したがって、Ｌ２ＳＷ１２のポート１２１で受信したトラヒックをＬ２ＳＷ１３がＬ２ＳＷ１１へ折り返してしまうことはなく、フレームの回り込み（いわゆる瞬時ループ）を防止できる。

本実施の形態では、キャリア網におけるフレーム伝送に際して、アクセス網の種類に応じたＶＬＡＮ−ＩＤを設定することにより、複数の装置間に亘り同一のアクセス冗長ＩＤを管理してフレーム送出可否の判定を実現している。この仕組みではエンドユーザごとに割り当てるべきＶＬＡＮ−ＩＤの個数は増加するが、ＶＬＡＮ−ＩＤは４千個以上が設定可能であり、一般的にその大部分は未使用であるため問題は発生しない。また、通信システム１００の各伝送路では通常のＶＬＡＮフレーム（ＶＬＡＮタグ付きフレーム）が伝送され、独自のヘッダ等は付加されていない。したがって、キャリア網２０に本発明に未対応のＬ２ＳＷが入った場合でも正常に動作する。例えば、キャリア網２０のＬ２ＳＷ１５は、本発明に未対応の通常のＬ２ＳＷであってもよい。さらに、フレームに独自のヘッダ等が付加されていないため、伝送路の帯域を余分に消費しない。

（２）ユーザ端末３１とユーザ端末３３が通信する場合の動作：
ユーザ端末３１からユーザ端末３３宛に送信されたフレームは、ユーザ端末３２宛のフレーム伝送処理と同じ動作で、Ｌ２ＳＷ１２内をフラッディング転送され、ポート１２２から伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ＝２０００のフレームとして出力される。

Ｌ２ＳＷ１２のポート１２２から出力されたフレームは、Ｌ２ＳＷ１７のポート１７３へ到達する。ポート１７３に対応する受信部６４は、当該フレームに装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝１）を付与する。そしてＭＡＣ検索の結果、未学習であるため、当該フレームはポート１７１とポート１７２へフラッディング転送される。ポート１７２に対応する送出部６６は、装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）とアクセス冗長ＩＤ（＝１）にもとづき、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ＝２０００のフレームをキャリア網２０へ（Ｌ２ＳＷ１６に向けて）送出する。

その一方で、ポート１７１は装置間ＬＡＧを構成するため、ポート１７１に対応するＬＡＧ処理部６８は、ＶＬＡＮ−ＩＤやＭＡＣアドレス等にもとづく出力条件をチェックして、当該フレームをポート１７１から出力可能か否かを判定する。このとき、Ｌ２ＳＷ１７のポート１７１とＬ２ＳＷ１６のポート１６１とは装置間ＬＡＧを構成するため、各装置のＬＡＧ処理部６８においては異なる出力条件が設定されている。したがって、マルチキャストフレーム・ブロードキャストフレーム・未学習のユニキャストフレームがＬ２ＳＷ１６とＬ２ＳＷ１７の両方に到達した場合でも、いずれか１つの装置のＬＡＧ処理部６８においてのみ出力可能と判定される。例えば、ＭＡＣアドレスが奇数のフレームは、Ｌ２ＳＷ１７のポート１７１では出力される一方で、Ｌ２ＳＷ１６のポート１６１では廃棄されてもよい。逆にＭＡＣアドレスが偶数のフレームは、Ｌ２ＳＷ１６のポート１６１では出力される一方で、Ｌ２ＳＷ１７のポート１７１では廃棄されてもよい。

Ｌ２ＳＷ１７のポート１７１に対応するＬＡＧ処理部６８において出力可能と判定された場合、ポート１７１はアクセス網側ポートであるため、送出部６６は、受信フレームの装置内ヘッダのアクセス冗長ＩＤ（＝１）と、ポート情報においてポート１２１に設定されたアクセス冗長ＩＤ（＝２）とを比較する。比較結果は不一致となるため、送出部６６は、装置内ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１０）にもとづき伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ（＝１００）を特定し、伝送路ＶＬＡＮ−ＩＤ＝１００のフレームを冗長化アクセス網２４へ送出する。その後、当該フレームはＬ２ＳＷ１８を経由してユーザ端末３３へ到達する。
ユーザ端末３３からユーザ端末３１宛に送信されたフレームは、ユーザ端末３２からユーザ端末３１宛に送信されたフレームと同様に、Ｌ２ＳＷ１８→Ｌ２ＳＷ１７→Ｌ２ＳＷ１２→Ｌ２ＳＷ１１を順次ユニキャスト転送されてユーザ端末３１へ到達する。

本実施の形態の通信システム１００では、冗長化されたアクセス網の品質低下を防止できる。具体的には、（１）アクセス区間の装置間ＬＡＧ回線の切り替わり時にも瞬時的なループの発生を防止できる、（２）アクセス区間の装置間ＬＡＧ回線の切り替わり時にも瞬時的なフレーム重複を防止できる、（３）アクセス回線の冗長制御用にイーサネットリングの帯域を余分に消費しない、（４）イーサネットリング上に本発明に未対応のスイッチを増設しても正常に動作させることができる。このように、上述の解決すべき課題の全てに対応し、リング冗長とアクセス回線冗長を組み合わせて運用する場合にも、ループやフレーム重複を発生させずに、かつ、帯域の有効利用を実現できる。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

例えば、上記実施の形態では、冗長化アクセス網としての装置間ＬＡＧを２装置で構築した例を示したが、ＬＡＧの帯域増強および信頼性向上のために装置間ＬＡＧを３装置以上で構築してもよい。図６は、変形例における装置間ＬＡＧの構成を示す。同図の冗長化アクセス網２２は、Ｌ２ＳＷ１１〜Ｌ２ＳＷ１２・Ｌ２ＳＷ１１〜Ｌ２ＳＷ１３・Ｌ２ＳＷ１１〜Ｌ２ＳＷ３４の３つの物理回線を束ねて１つの論理回線とした装置間ＬＡＧにより構成されている。この変形例においても、各Ｌ２ＳＷのアクセス網側ポートには共通のアクセス冗長ＩＤが設定されており、フレーム送出元を識別可能な第２ＶＬＡＮ−ＩＤがキャリア網２０を伝送される。したがって、例えば、Ｌ２ＳＷ１２がＬ２ＳＷ１１側から受信したフレームを、Ｌ２ＳＷ１３もしくはＬ２ＳＷ３４がＬ２ＳＷ１１側へ戻すことを抑止できる。このように、装置間ＬＡＧが３装置以上で構築された場合でも、フレームの回り込み（瞬時ループ）を防止できる等、実施の形態と同様の効果を奏する。

請求項に記載の各構成要件が果たすべき機能は、実施の形態および変形例において示された各構成要素の単体もしくはそれらの連携によって実現されることも当業者には理解されるところである。例えば、請求項に記載の対応関係保持部は、実施の形態に記載のＶＬＡＮ情報保持部４４により実現されてもよい。

２０ キャリア網、 ２２，２４ 冗長化アクセス網、 ４２ ポート情報保持部、 ４４ ＶＬＡＮ情報保持部、 ６２ ポート、 ６４ 受信部、 ６６ 送出部、 ６８ ＬＡＧ処理部、 ６９ 学習・検索部、 ７０ スイッチ部、 １００ 通信システム。

Claims (3)

1. キャリア網と冗長接続されたアクセス網である冗長化アクセス網をユーザへ提供する第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、
   前記第１の通信装置は、
   前記冗長化アクセス網から、通信フレームを受信する受信部と、
   前記冗長化アクセス網に対して予め割り当てられたＶＬＡＮ−ＩＤを前記受信された通信フレームへ設定した上で、当該通信フレームを前記キャリア網へ送出する送出部と、を含み、
   前記第２の通信装置は、
   前記キャリア網から、ＶＬＡＮ−ＩＤが設定された通信フレームを受信する受信部と、
   受信された通信フレームのＶＬＡＮ−ＩＤが前記冗長化アクセス網に対して予め割り当てられたＶＬＡＮ−ＩＤと一致する場合、当該通信フレームを前記冗長化アクセス網へ送出することを禁止する送出部と、を含むことを特徴とする通信システム。
2. キャリア網と冗長接続されたアクセス網である冗長化アクセス網をユーザへ提供する第１の通信装置と第２の通信装置とを備え、
   前記第１の通信装置と第２の通信装置のそれぞれは、アクセス網においてユーザを識別するためのＶＬＡＮ−ＩＤである第１ＶＬＡＮ−ＩＤと、キャリア網においてユーザを識別するためのＶＬＡＮ−ＩＤであって、キャリア網に接続されたアクセス網の種類に応じて割り当てられた第２ＶＬＡＮ−ＩＤとの対応関係を保持する対応関係保持部を含み、
   前記第１の通信装置は、
   前記冗長化アクセス網から、第１ＶＬＡＮ−ＩＤが設定された通信フレームを受信する受信部と、
   受信された通信フレームの第１ＶＬＡＮ−ＩＤを、対応する第２ＶＬＡＮ−ＩＤへ変換した上で、当該通信フレームを前記キャリア網へ送出する送出部と、をさらに含み、
   前記第２の通信装置は、
   前記キャリア網から、第２ＶＬＡＮ−ＩＤが設定された通信フレームを受信する受信部と、
   受信された通信フレームの第２ＶＬＡＮ−ＩＤが前記冗長化アクセス網に割り当てられたものである場合、前記通信フレームを前記冗長化アクセス網へ送出することを禁止する一方、その第２ＶＬＡＮ−ＩＤが前記冗長化アクセス網に割り当てられたものでなければ、その第２ＶＬＡＮ−ＩＤを対応する第１ＶＬＡＮ−ＩＤへ変換した通信フレームを前記冗長化アクセス網へ送出する送出部と、をさらに含むことを特徴とする通信システム。
3. キャリア網と冗長接続されたアクセス網である冗長化アクセス網をユーザへ提供する第１の通信装置と第２の通信装置とにより実行される方法であって、
   前記第１の通信装置が、前記冗長化アクセス網から、通信フレームを受信するステップと、
   前記第１の通信装置が、前記冗長化アクセス網に対して予め割り当てられたＶＬＡＮ−ＩＤを前記受信された通信フレームへ設定した上で、当該通信フレームを前記キャリア網へ送出するステップと、
   前記第２の通信装置が、前記キャリア網から、ＶＬＡＮ−ＩＤが設定された通信フレームを受信するステップと、
   前記第２の通信装置が、前記受信された通信フレームのＶＬＡＮ−ＩＤが前記冗長化アクセス網に対して予め割り当てられたＶＬＡＮ−ＩＤと一致する場合、当該通信フレームを前記冗長化アクセス網へ送出することを禁止するステップと、
   を含むことを特徴とする通信制御方法。

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