JP2012222790A - Communication system, switching device, and relay device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネットワークを介して、ユーザ端末間でデータを送受信することができる通信システム、切替装置および中継装置に関する。 The present invention relates to a communication system, a switching device, and a relay device that can transmit and receive data between user terminals via a network.
従来、ネットワークを介したユーザ端末間のデータの送受信が、高い信頼性を有して行われるために、そのネットワークにおける伝送品質を管理する様々な技術が開発されている。 Conventionally, in order to transmit and receive data between user terminals via a network with high reliability, various techniques for managing transmission quality in the network have been developed.
例えば、中継装置が、ネットワーク上において対向するユーザアクセス装置間に導通特性試験を行うための試験フレームを送出し、そのユーザアクセス装置間におけるスループットと遅延時間とを計算することにより、そのネットワークのEnd・Endにおける伝送品質を管理する技術がある(例えば、特許文献1など参照)。 For example, the relay device sends a test frame for conducting a continuity characteristic test between the user access devices facing each other on the network, and calculates the throughput and delay time between the user access devices, thereby the end of the network. There is a technique for managing transmission quality in End (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来技術では、試験フレームを用いることから、その試験フレームが送出された時のみしかスループットや遅延時間を求めることができず、ネットワークの伝送品質を定常的に監視することができない。 However, since the conventional technique uses a test frame, the throughput and delay time can be obtained only when the test frame is transmitted, and the transmission quality of the network cannot be constantly monitored.
従来技術が有する問題に鑑み、本発明の目的は、試験フレームなどを用いることなく、ネットワークの伝送品質を定常的に監視ができる技術を提供することにある。 In view of the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a technique that can constantly monitor the transmission quality of a network without using a test frame or the like.
上記課題を解決するために、本発明の通信システムは、ユーザ端末を収容する複数の切替装置および少なくとも1つの中継装置がネットワーク上に配置され、異なる切替装置に収容されたユーザ端末間でデータの送受信を行う通信システムであって、切替装置は、収容するユーザ端末から送信されたデータを有したフレーム信号を受信する端末受信部と、フレーム信号に付加された第1の誤り検出符号をタグ情報としてフレーム信号に格納し、フレーム信号をネットワークに送信するネットワーク送信部と、ネットワークからフレーム信号を受信するネットワーク受信部と、ネットワーク受信部により受信されたフレーム信号に格納された第1の誤り符号とフレーム信号に基づいて算出される第2の誤り検出符号とに基づいて、送信元の切替装置との間で伝送異常が発生したか否かを検出し、伝送異常を検出した場合、フレーム信号を破棄する検出部と、検出部により伝送異常が検出されなかった場合、フレーム信号を収容する送信先のユーザ端末に送信する端末送信部と、を備える。 In order to solve the above-described problem, a communication system according to the present invention includes a plurality of switching devices accommodating user terminals and at least one relay device arranged on a network, and data transmission between user terminals accommodated in different switching devices. In the communication system that performs transmission and reception, the switching device includes a terminal reception unit that receives a frame signal having data transmitted from a user terminal accommodated therein, and a first error detection code added to the frame signal as tag information. As a frame signal, a network transmission unit for transmitting the frame signal to the network, a network reception unit for receiving the frame signal from the network, and a first error code stored in the frame signal received by the network reception unit; Source switching based on the second error detection code calculated based on the frame signal If a transmission error is detected, a detection unit that discards the frame signal is detected, and if no transmission error is detected by the detection unit, the frame signal is accommodated. A terminal transmission unit that transmits to a user terminal as a transmission destination.
また、ネットワーク上に配置され、複数の切替装置および中継装置の動作を制御監視する監視装置を備え、検出部は、破棄したフレーム信号の数を送信元の切替装置ごとに数え、送信元の切替装置における破棄されたフレーム信号の数が所定の数以上となった場合、検出した伝送異常を送信元の切替装置に発生した障害によるものとして、監視装置に通知してもよい。 In addition, a monitoring device that is arranged on the network and controls and monitors the operation of a plurality of switching devices and relay devices is provided, and the detection unit counts the number of discarded frame signals for each switching device of the transmission source, and switches the transmission source. When the number of discarded frame signals in the apparatus exceeds a predetermined number, the detected transmission abnormality may be notified to the monitoring apparatus as being caused by a failure occurring in the transmission source switching apparatus.
また、端末受信部は、ユーザ端末からのフレーム信号を受信する複数の入力ポートをさらに備え、ネットワーク送信部は、フレーム信号を受信した入力ポートの情報をタグ情報としてフレーム信号に付加し、検出部は、フレーム信号に付加された入力ポートの情報に基づいて、破棄したフレーム信号の数を送信元の切替装置の入力ポートごとに数え、送信元の切替装置の入力ポートにおける破棄されたフレーム信号の数が所定の数以上となった場合、送信元の切替装置の入力ポートとのデータの送受信を閉塞してもよい。 The terminal reception unit further includes a plurality of input ports that receive frame signals from the user terminal, and the network transmission unit adds information on the input ports that have received the frame signals to the frame signals as tag information, and a detection unit The number of discarded frame signals is counted for each input port of the transmission source switching device based on the input port information added to the frame signal, and the number of discarded frame signals at the input port of the transmission source switching device is counted. When the number exceeds a predetermined number, data transmission / reception with the input port of the transmission source switching device may be blocked.
また、切替装置は、ネットワーク送信部により送信されるフレーム信号の送信時刻をタグ情報としてフレーム信号に格納する時間情報格納部と、ネットワーク受信部により受信されたフレーム信号に格納された送信時刻に基づいて、フレーム信号が送信元の切替装置との間を伝送した伝送時間を計測する時間計測部とをさらに備え、検出部は、計測された伝送時間に基づいて伝送異常を検出してもよい。 The switching device also includes a time information storage unit that stores the transmission time of the frame signal transmitted by the network transmission unit in the frame signal as tag information, and a transmission time stored in the frame signal received by the network reception unit. And a time measuring unit that measures a transmission time during which the frame signal is transmitted to and from the transmission source switching device, and the detection unit may detect a transmission abnormality based on the measured transmission time.
また、時間計測部は、伝送時間を送信元の切替装置ごとに計測し、検出部は、送信元の切替装置における伝送時間が所定の時間以上となった場合、検出した伝送異常を送信元の切替装置との間に発生した輻輳によるものとして、監視装置に通知してもよい。 The time measurement unit measures the transmission time for each switching device at the transmission source, and the detection unit detects the detected transmission abnormality when the transmission time at the transmission source switching device exceeds a predetermined time. The monitoring apparatus may be notified of the occurrence of congestion with the switching apparatus.
また、時間計測部は、伝送時間を送信元の切替装置の入力ポートごとに計測し、検出部は、送信元の切替装置の入力ポートにおける伝送時間が所定の時間以上となった場合、検出した伝送異常が送信元の切替装置の入力ポートとの間で発生した輻輳によるものとして、送信元の切替装置の入力ポートとのデータの送受信を閉塞してもよい。 In addition, the time measuring unit measures the transmission time for each input port of the transmission source switching device, and the detection unit detects when the transmission time at the input port of the transmission source switching device is equal to or longer than a predetermined time. Transmission / reception of data to / from the input port of the transmission source switching device may be blocked because the transmission abnormality is caused by congestion occurring with the input port of the transmission source switching device.
また、中継装置は、ネットワークからフレーム信号を受信する中継受信部と、フレーム信号をネットワークに送信する中継送信部とを備えてもよい。 The relay apparatus may include a relay reception unit that receives a frame signal from the network and a relay transmission unit that transmits the frame signal to the network.
また、中継受信部は、受信したフレーム信号に基づいて、フレーム信号の送信先の装置との間の伝送異常を検出して、監視装置に通知してもよい。 In addition, the relay reception unit may detect a transmission abnormality with the transmission destination device of the frame signal based on the received frame signal and notify the monitoring device.
本発明の切替装置は、少なくとも1つの中継装置とともにネットワーク上に配置されて通信システムを構成し、収容するユーザ端末と他の切替装置に収容されたユーザ端末との間でデータの送受信を行う切替装置であって、収容するユーザ端末から送信されたデータを有したフレーム信号を受信する端末受信部と、フレーム信号に付加された第1の誤り検出符号をタグ情報としてフレーム信号に格納し、フレーム信号をネットワークに送信するネットワーク送信部と、ネットワークからフレーム信号を受信するネットワーク受信部と、ネットワーク受信部により受信されたフレーム信号に格納された第1の誤り符号とフレーム信号に基づいて算出される第2の誤り検出符号とに基づいて、送信元の切替装置との間で伝送異常が発生したか否かを検出し、伝送異常を検出した場合、フレーム信号を破棄する検出部と、検出部により伝送異常が検出されなかった場合、フレーム信号を収容する送信先のユーザ端末に送信する端末送信部と、を備える。 The switching device according to the present invention is arranged on a network together with at least one relay device to constitute a communication system, and performs switching between transmitting and receiving data between a user terminal accommodated and a user terminal accommodated in another switching device. A terminal receiving unit that receives a frame signal having data transmitted from a user terminal accommodated therein, and stores the first error detection code added to the frame signal in the frame signal as tag information; Calculated based on a network transmitter that transmits a signal to the network, a network receiver that receives a frame signal from the network, and the first error code and the frame signal stored in the frame signal received by the network receiver Whether or not a transmission error has occurred with the transmission source switching device based on the second error detection code A detection unit that detects and detects a transmission abnormality, and a terminal transmission unit that transmits a frame signal to a destination user terminal when a transmission abnormality is not detected by the detection unit. Prepare.
本発明の中継装置は、ユーザ端末を収容する複数の切替装置とともにネットワーク上に少なくとも1つ配置されて通信システムを構成し、異なる切替装置に収容されたユーザ端末間で送受信されるデータを中継する中継装置であって、ネットワークからデータを有するフレーム信号を受信する中継受信部と、フレーム信号をネットワークに送信する中継送信部と、を備える。 The relay device according to the present invention is arranged on a network together with a plurality of switching devices accommodating user terminals to form a communication system, and relays data transmitted and received between user terminals accommodated in different switching devices. A relay device, comprising: a relay receiving unit that receives a frame signal having data from the network; and a relay transmitting unit that transmits the frame signal to the network.
本発明によれば、試験フレームなどを用いることなく、ネットワークの伝送品質を定常的に監視ができる。 According to the present invention, the transmission quality of a network can be constantly monitored without using a test frame or the like.
図1は、本発明の一の実施形態に係る通信システム100の構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a communication system 100 according to an embodiment of the present invention.
本実施形態の通信システム100は、ネットワーク1上に、監視制御サーバ2、エッジスイッチ3a、3b、中継装置4が配置される。なお、本実施形態のネットワーク1は、広域イーサーネットワークであるとする。
In the communication system 100 of this embodiment, a
監視制御サーバ2は、一般的なコンピュータなどを用いることができ、ネットワーク1上に配置されたエッジサーバ3a、3bおよび中継装置4の動作を監視・制御する。
The
エッジスイッチ3a、3aは、それぞれが収容するユーザ端末5−1〜5−M、6−1〜6−Nとネットワーク1との間とを接続するレイヤ2スイッチなどのLANスイッチである(M、Nは、1以上の自然数)。なお、図1に示すエッジスイッチ3a、3bは、ユーザ端末5−1〜5−M、6−1〜6−Nと直接接続されているが、ルータなどを介して接続されていてもよい。また、本実施形態におけるユーザ端末5−1〜5−M、6−1〜6−Nは、コンピュータやデータサーバなどである。
The edge switches 3a and 3a are LAN switches such as
図2は、エッジスイッチ3a、3bの構成を示すブロック図である。エッジスイッチ3a、3bは、各ユーザ端末5、6から送信されたデータを有するイーサーネットのフレームを不図示の端末側の受信部の複数の入力ポートそれぞれで受信し、FCSチェック部10、ネットワーク情報付加部11、タイムスタンプ付加部12、スイッチング部13、FCS再計算部14による処理を施した後、フレームをネットワーク1に送信する。同時に、エッジスイッチ3a、3bは、ネットワーク1から伝送して来たフレームを受信し、FCSチェック部15、スイッチング部16、遅延計測部17、ネットワーク情報解析部18、FCS再計算部19による処理を施した後、送信先であるユーザ端末5、6にフレームを送信する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
FCSチェック部10は、例えば、ユーザ端末5または6から送信されたフレーム(図3a)が入力されると、フレームに付加されたFCS(Frame Check Sequence)フィールドをフレームから外して、FCSフィールドの値を取得する。FCSチェック部10は、FCSフィールドが外されたフレームの各フィールドを用いて、例えば、CRC(Cyclic Redundancy Check)の値を算出し、CRCの値とFCSフィールドの値(第1の誤り検出符号)とを比較する。FCSチェック部10は、受信したフレームにおいて、伝送中に生じたデータのビットエラーなどの伝送エラーが発生したか否かを検出する。FCSチェック部10は、伝送エラーが発生していない場合、FCSフィールドのないフレームをネットワーク情報付加部11へ出力する。一方、FCSチェック部10は、伝送エラーを検出した場合、そのフレームを破棄する。
For example, when a frame (FIG. 3 a) transmitted from the
なお、図3に示すフレームにおいて、プリアンブルのフィールドは、各装置に対してフレーム送信の開始を認識させ、同期をとるタイミングを与える。また、SAおよびDAフィールドには、送信元および宛先のMACアドレスが設定・格納され、データフィールドには、ユーザ端末により送信されたデータが格納される。 In the frame shown in FIG. 3, the preamble field allows each apparatus to recognize the start of frame transmission and gives a timing for synchronization. Further, the source and destination MAC addresses are set and stored in the SA and DA fields, and the data transmitted by the user terminal is stored in the data field.
ネットワーク情報付加部11は、ネットワーク1内、すなわちエッジスイッチ3a−3b間での伝送品質を監視するための情報をポート情報のタグとしてフレームに付加する。具体的には、本実施形態のネットワーク情報付加部11は、自身のエッジスイッチ3のIPアドレス、ホスト名、送信元のユーザ端末が接続された入力ポート番号などの情報とともに、FCSチェック部10で外されたFCSフィールドの値をポート情報のタグとして付加する。さらに、本実施形態のネットワーク1におけるフレーム伝送において、VLANのサービスを利用して行なわれるものとし、ネットワーク情報付加部11は、そのための情報をキャリアVLANのタグとしてフレームに付加する。
The network
タイムスタンプ付加部12(時間情報格納部)は、後述する送信先のエッジスイッチ3の遅延計測部17(時間計測部)に、ネットワーク1内の伝送時間である遅延時間を計測させるために、不図示のクロックから出力されるクロック信号に基づいて、フレームの送信時刻をタイムスタンプのタグとしてフレームに付加する。
The time stamp adding unit 12 (time information storage unit) is not used in order to cause the delay measuring unit 17 (time measuring unit) of the destination edge switch 3 to be described later to measure the delay time that is the transmission time in the
スイッチング部13は、レイヤ2スイッチなどを適宜用いることができ、フレームのSAおよびDAフィールドに基づいて切り替え動作を行う。なお、スイッチング部16についても、スイッチング部13と同様の動作を行う。また、本実施形態では、2つのスイッチング部13、16を配置したが、1つのスイッチをスイッチング部13、16として動作させてもよい。
The
FCS再計算部14は、フレームの各フィールドとともに、ネットワーク情報付加部11およびタイムスタンプ付加部12によって新たに付加されたタグを用いて、FCSフィールドの値を再計算しフレームに付加する(図3(b))。FCS再計算部14は、図3(b)に示すフレームをネットワーク1に送信する。なお、図3(b)では、再計算されたFCSフィールドをFCS’として示す。また、FCS再計算部14は、ネットワーク情報付加部11およびタイムスタンプ付加部12とともに、ネットワーク送信部を構成する。
The
FCSチェック部15は、ネットワーク受信部としてネットワーク1からフレームを受信し、付加されたFCSフィールドを外す。FCSチェック部15は、FCSフィールドが外されたフレームをスイッチング部16へ出力する。ただし、本実施形態のFCSチェック部15は、FCSチェック部10と同様に、FCSフィールドの値を取得するとともに、フレームのFCSフィールド以外のフィールドおよびタグを用いてCRCの値を算出する。FCSチェック部15は、CRCの値とFCSフィールドの値とを比較し、受信したフレームにおいて伝送エラーが発生しているか否か検出する。しかしながら、FCSチェック部15は、FCSチェック部10と異なり、伝送エラーを検出した場合でも後段のネットワーク情報解析部18による処理のためにフレームを破棄しない。
The
遅延計測部17は、フレームのタイムスタンプのタグから送信元のエッジスイッチ3における送信時刻を取得し、自身のエッジスイッチ3が有するクロック(不図示)が出力するクロック信号と比較する。遅延計測部17は、ネットワーク1内におけるフレームの伝送時間である遅延時間を計測する。これにより、ネットワーク1内、特に、エッジスイッチ3間における輻輳状態などを検出することができる。
The
ネットワーク情報解析部18(検出部)は、受信したフレームのうち、ポート情報およびキャリアVLANのタグの情報とともに、FCSチェック部15の判定結果および遅延計測部17による計測結果を用いて、ネットワーク1の伝送品質を監視する。
The network information analysis unit 18 (detection unit) uses the determination result of the
具体的には、ネットワーク情報解析部18は、受信したフレームのうち、ポート情報およびキャリアVLANのタグから、送信元のエッジスイッチ3および入力ポート番号の情報を取得する。ネットワーク情報解析部18は、FCSフィールドが外されたフレームのうち、タグ以外のフィールドを用いてCRCの値(第2の誤り検出符号)を算出し、CRCの値とフレーム送信時のFCSフィールドの値とを比較する。ネットワーク情報解析部18は、互いの値が異なる場合、フレームが送信元のエッジスイッチ3内の故障などにより送信時に壊れてたと判定し、フレームを破棄する。ネットワーク情報解析部18は、送信元のエッジスイッチ3および入力ポートごとに破棄したフレームの数を数えて頻度分布などを生成することにより、送信元のエッジスイッチ3の状態を監視する。一方、ネットワーク情報解析部18は、フレーム送信時のFCSフィールドの値とCRCの値とが一致した場合、フレームをFCS再計算部19へ出力する。
Specifically, the network
ここで、本実施形態のネットワーク1は広域イーサーネットワークであることから、各エッジスイッチ3は、送信先のエッジスイッチ3に対してのみフレームを送信するのではなく、ネットワーク1上に配置された全てのエッジスイッチ3に対して送信する。これにより、各エッジスイッチ3のネットワーク情報解析部18は、送信元のエッジスイッチ3およびその入力ポートごとの頻度分布などを生成することができ、送信元のエッジスイッチ3の状態をその入力ポートごと、すなわち入力方路単位で監視することができる。
Here, since the
また、ネットワーク情報解析部18は、FCSチェック部15により伝送エラーが検出された場合、例えば、対向する中継装置4との間の伝送エラーの数を数えることにより、中継装置4との間の伝送路の状態を監視する。
In addition, when a transmission error is detected by the
さらに、本実施形態のネットワーク情報解析部18は、遅延計測部17による送信元のエッジスイッチ3およびその入力ポートごとに遅延時間の平均値、最大値、最小値などを求め、それらの値に基づいて送信元のエッジスイッチ3とを結ぶ伝送路の状態をその入力ポートごとに監視する。
Furthermore, the network
以上の監視動作に基づいて、ネットワーク情報解析部18は、例えば、破棄されたフレームの数が所定の数α以上となった場合、制御監視サーバ2に対して送信元のエッジスイッチ3に障害が発生したことを通知する。制御監視サーバ2は、その通知に基づいた警報を表示などすることにより、管理者は、その警報に基づいて送信元のエッジスイッチ3の復旧を速やかに行うことができ、通信システム100の品質を確保することができる。あるいは、ネットワーク情報解析部18は、送信元のエッジスイッチ3の所定の入力ポートからのフレームの破棄数が所定の数α以上となった場合、公知の手法を用いて、その所定の入力ポートとの通信を閉塞するようにしてもよい。これにより、エッジスイッチ3は、収容する各ユーザ端末のユーザに対して伝送品質を通知することが可能となる。そして、それらのユーザ端末は、バイパスのダイバーシチ用のネットワークなどに切り替え、データの伝送を継続することができる。
Based on the above monitoring operation, the network
また、ネットワーク情報解析部18は、中継装置4との間の伝送エラーの回数が所定の回数β以上となった場合、制御監視サーバ2に対して伝送路に障害が発生したことを通知する。制御監視サーバ2は、その通知に基づいた警報を表示などすることにより、管理者は、その警報に基づいて伝送路の復旧を速やかに行うことができ、通信システム100の品質を確保することができる。
In addition, when the number of transmission errors with the relay device 4 exceeds the predetermined number β, the network
さらに、ネットワーク情報解析部18は、送信元のエッジスイッチ3の所定の入力ポートとの遅延時間、例えば、遅延時間の平均値が所定の遅延時間t以上となった場合、制御監視サーバ2に対し、エッジスイッチ3aの所定の入力ポートとを結ぶ伝送路において輻輳が発生したと通知する。制御監視サーバ2は、その通知に基づいた警報を表示などすることにより、管理者は、その警報に基づいて輻輳を回避するための対応、例えば、送信元のエッジスイッチ3の所定の入力ポートとを結ぶ伝送経路を変更するなどの対応を速やかに行うことができ、通信システム100の品質を確保することができる。あるいは、ネットワーク情報解析部18は、公知の手法を用いて、輻輳状態となった送信元のエッジスイッチ3の所定の入力ポートとの通信を閉塞するようにしてもよい。これにより、エッジスイッチ3は、収容する各ユーザ端末のユーザに対して伝送品質を通知することが可能となる。そして、それらのユーザ端末は、バイパスのダイバーシチ用のネットワークなどに切り替え、データの伝送を継続することができる。
Furthermore, when the delay time with the predetermined input port of the source edge switch 3, for example, the average value of the delay time becomes equal to or greater than the predetermined delay time t, the network
FCS再計算部19(端末送信部)は、FCS再計算部14と同様の動作を行う。ただし、FCS再計算部19は、ポート情報、タイムスタンプ、キャリアVLANのタグを外して、送信前と同じ残りのフレームの各フィールドを用いて再計算する(図3(d))。
The FCS recalculation unit 19 (terminal transmission unit) performs the same operation as the
中継装置4は、ネットワーク1内で伝送されるフレームを中継するコアスイッチなどであり、図4に示すように、FCSチェック部20、スイッチング部21、FCS再計算部22から構成される。
The relay device 4 is a core switch or the like that relays a frame transmitted in the
FCSチェック部20(中継受信部)は、FCSチェック部15と同様に、ネットワーク1から図3(b)に示すフレームを受信する。FCSチェック部20は、フレームに付加されたFCSフィールドを外して、FCSフィールドの値を取得する。FCSチェック部20は、FCSフィールドが外されたフレームのフィールドおよびタグを用いてCRCの値を算出し、CRCの値とFCSフィールドの値と比較し、受信したフレームにおいて伝送エラーが発生したか否かを検出する。ただし、本実施形態のFCSチェック部20は、たとえ伝送エラーを検出した場合でも、送信先のエッジスイッチ3のネットワーク情報解析部18による処理のためにフレームを破棄しない。
Similar to the
スイッチング部21は、公知のレイヤ3スイッチなどを適宜用いることができ、フレームのSAおよびDAフィールドに基づいて切り替え動作を行う。
The switching
FCS再計算部22(中継送信部)は、図3(b)に示すFCSフィールドが外されたフレームの各フィールドおよびタグを用い、FCSフィールドの値を再計算しフレームに付加する(図3(c))。なお、図3(c)では、再計算されたFCSフィールドをFCS”として示す。 The FCS recalculation unit 22 (relay transmission unit) recalculates the value of the FCS field and adds it to the frame using each field and tag of the frame from which the FCS field is removed as shown in FIG. c)). In FIG. 3C, the recalculated FCS field is indicated as FCS ".
次に、図5に示すフローチャートを参照しつつ、本実施形態の通信システム100における動作処置について説明する。なお、以下において、ユーザ端末5−1からユーザ端末6−1へデータを送信する場合を例にして説明するが、他のユーザ端末5とユーザ端末6との間のデータの送受信についても同様であり説明を省略する。
Next, an operation procedure in the communication system 100 of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In the following, a case where data is transmitted from the user terminal 5-1 to the user terminal 6-1 will be described as an example. However, the same applies to transmission / reception of data between the
具体的には、ユーザ端末5−1は、ユーザからデータの送信指示を、不図示の入力装置を介して受け付けると、自身を送信元およびユーザ端末6−1を送信先とするアドレズをSAおよびDAフィールドに格納し、データをデータフィールドに格納したフレームを生成する(図3(a))。ユーザ端末5−1は、生成したフレームをエッジスイッチ3aに送信する。エッジスイッチ3aは、ユーザ端末5−1が接続された入力ポートからフレームを受信し、ステップS10からの処理を開始する。 Specifically, when the user terminal 5-1 receives a data transmission instruction from the user via an input device (not shown), the user terminal 5-1 selects an address that is the transmission source and the user terminal 6-1 as the transmission destination. A frame in which data is stored in the DA field and data is stored in the data field is generated (FIG. 3A). The user terminal 5-1 transmits the generated frame to the edge switch 3a. The edge switch 3a receives a frame from the input port to which the user terminal 5-1 is connected, and starts processing from step S10.
ステップS10:エッジスイッチ3aのFCSチェック部10は、ユーザ端末5−1から受信したフレームのうち、フレームに付加されたFCSフィールドをフレームから外して、FCSフィールドの値を取得する。
Step S10: The
ステップS11:FCSチェック部10は、ステップS10でFCSフィールドが外されたフレームの各フィールドを用いてCRCの値を算出し、CRCの値とFCSフィールドの値とを比較する。FCSチェック部10は、受信したフレームにおいて伝送エラーが発生したか否かを検出する。FCSチェック部10は、伝送エラーが検出されなかった場合、ステップS12(NO側)へ移行する。一方、FCSチェック部10は、伝送エラーを検出した場合(YES側)、そのフレームを破棄し一連の処理を終了する。
Step S11: The
ステップS12:エッジスイッチ3aのネットワーク情報付加部11は、エッジスイッチ3aのIPアドレス、ホスト名、ユーザ端末5−1が接続された入力ポート番号とともに、FCSチェック部10で外されたFCSフィールドの値をポート情報のタグとして付加する。さらに、ネットワーク情報付加部11は、キャリアVLANのタグもフレームに付加する。
Step S12: The network
ステップS13:エッジスイッチ3aのタイムスタンプ付加部12は、不図示のクロックから出力されるクロック信号に基づいて、フレームの送信時刻をタイムスタンプのタグとしてフレームに付加する。
Step S13: The time
ステップS14:エッジスイッチ3aのスイッチング部13は、フレームのSAおよびDAフィールドの値に基づいて、フレームをユーザ端末6−1へ送信するように切り替える。
Step S14: The switching
ステップS15:エッジスイッチ3aのFCS再計算部14は、フレームの各フィールド、およびネットワーク情報付加部11およびタイムスタンプ付加部12によって付加されたタグを用いてFCSフィールドの値を再計算し、FCS’としてフレームに付加する。FCS再計算部14は、図3(b)に示すフレームをネットワーク1へ送信する。
Step S15: The
ステップS16:中継装置4は、エッジスイッチ3aより送信されたフレームを、送信先のユーザ端末6−1を収容するエッジスイッチ3bへ中継する。具体的には、FCSチェック部20が、ネットワーク1から図3(b))に示すフレームを受信し、付加されたFCSフィールドを外す。FCSチェック部20は、FCSフィールドが外されたフレームをスイッチング部21へ出力する。
Step S16: The relay device 4 relays the frame transmitted from the edge switch 3a to the
なお、FCSチェック部20は、外したFCSフィールドの値を取得するとともに、FCSフィールド以外のフレームの各フィールドを用いてCRCの値を算出し、そのFCSフィールドの値とCRCの値とを比較することにより、受信したフレームにおいて伝送エラーが発生したか否かを検出することが好ましい。FCSチェック部20は、伝送エラーを検出した場合、送信元のエッジスイッチ3aとの間の伝送路におけるエラーとして、伝送エラーの数を数えるのが好ましく、伝送エラーの回数が所定の回数以上となった場合、制御監視サーバ2に対して伝送路に障害が発生したことを通知するのが好ましい。これにより、制御監視サーバ2がその通知に基づいた警報を表示などすることにより、管理者は、伝送路の復旧を速やかに行うことができ、通信システム100の品質を確保することができる。
The
一方、スイッチング部21は、FCSチェック部20から出力されたフレームを、SAおよびDAフィールドに基づいて切り替え動作し、FCSチェック部22は、図3(b)に示すFCSフィールドが外されたフレームの各フィールドおよびタグを用いて、FCSフィールドの値を再計算し、FCS”としてフレームに付加する(図3(c))。FCSチェック部22は、図3(c)に示すフレームをネットワーク1に送信する。
On the other hand, the switching
ステップS17:エッジスイッチ3bのFCSチェック部15は、ネットワーク1から図3(c)に示すフレームを受信し、付加されたFCSフィールドを外す。FCSチェック部15は、FCSフィールドが外されたフレームをスイッチング部16へ出力する。同時に、FCSチェック部15は、FCSフィールドの値を取得するとともに、FCSフィールドが外されたフレームの各フィールドおよびタグを用いてCRCの値を算出する。FCSチェック部15は、CRCの値とFCSフィールドの値との比較から、受信したフレームにおいて伝送エラーが発生したか否かを検出し、その結果をネットワーク情報解析部18に出力する。
Step S17: The
ステップS18:エッジスイッチ3bのスイッチング部16は、フレームのSAおよびDAフィールドの値に基づいて、データをユーザ端末6−1へ向けて送信するように切り替える。
Step S18: The switching
ステップS19:エッジスイッチ3bの遅延計測部17は、フレームのタイムスタンプのタグから送信時刻を取得し、自身のエッジスイッチ3bが有するクロック(不図示)が出力するクロック信号と比較する。遅延計測部17は、エッジスイッチ3a−3b間における遅延時間を計測する。
Step S19: The
ステップS20:エッジスイッチ3bのネットワーク情報解析部18は、フレームのうち、ポート情報およびキャリアVLANのタグから、送信元のエッジスイッチ3aおよび入力ポートの情報を取得する。ネットワーク情報解析部18は、FCSフィールドが外されたフレームのうち、タグ以外のフィールドを用いてCRCの値を算出し、フレーム送信時のFCSフィールドの値とCRCの値とを比較する。ネットワーク情報解析部18は、互いの値が異なる場合、フレームが送信元のエッジスイッチ3a内の故障などにより送信時に壊れたものと判定し、フレームを破棄する。ネットワーク情報解析部18は、エッジスイッチ3aおよび入力ポートごとに破棄したフレームの数を数えて頻度分布などを生成し、エッジスイッチ3aの状態を入力ポートごとに監視する。一方、ネットワーク情報解析部18は、フレーム送信時のFCSフィールドの値とCRCの値とが一致した場合、フレームをFCS再計算部19へ出力する。
Step S20: The network
また、ネットワーク情報解析部18は、FCSチェック部15により伝送エラーが検出された場合、例えば、中継装置4との間の伝送エラーの数を数え、中継装置4との間の伝送路の状態を監視する。
Further, when a transmission error is detected by the
さらに、ネットワーク情報解析部18は、遅延計測部17によるエッジスイッチ3aおよびその入力ポートごとに遅延時間の平均値を求め、その平均値に基づいてエッジスイッチ3aのとを結ぶ伝送路の状態をその入力ポートごとに監視する。
Further, the network
ステップS21:エッジスイッチ3bのネットワーク情報解析部18は、ステップS20におけるネットワーク1の監視に基づいて、ネットワーク1の品質管理処理を行う。
Step S21: The network
具体的には、ネットワーク情報解析部18は、破棄されたフレームの数が所定の数α以上となった場合、制御監視サーバ2に対してエッジスイッチ3aに障害が発生したことを通知する。制御監視サーバ2は、その通知に基づいた警報を表示などすることにより、管理者は、その警報に基づいてエッジスイッチ3aの障害に対する復旧を行う。あるいは、ネットワーク情報解析部18は、エッジスイッチ3aの所定の入力ポートからのフレームの破棄数が所定の数α以上となった場合、公知の手法を用いて、その所定の入力ポートとの通信を閉塞し、収容するユーザ端末6−1〜6−Nの各ユーザに対して伝送品質を通知する。そして、ユーザ端末6−1〜6−Nは、バイパスのダイバーシチ用のネットワークなどに切り替え、データの伝送を継続する。
Specifically, the network
また、ネットワーク情報解析部18は、中継装置4との間の伝送路における伝送エラーの回数が所定の回数β以上となった場合、制御監視サーバ2に対して伝送路に障害が発生したことを通知する。制御監視サーバ2は、その通知に基づいた警報を表示などすることにより、管理者は、その警報に基づいて伝送路の障害に対する復旧を行う。
Further, the network
さらに、ネットワーク情報解析部18は、エッジスイッチ3aの所定の入力ポートとの遅延時間の平均値が所定の時間t以上となった場合、制御監視サーバ2に対し、エッジスイッチ3aとを結ぶ伝送路において輻輳が発生したと通知する。制御監視サーバ2は、その通知に基づいた警報を表示などすることにより、管理者は、その警報に基づいて、エッジスイッチ3aとの伝送経路を変更するなどして輻輳を回避する。あるいは、ネットワーク情報解析部18は、公知の手法を用いて、輻輳状態になったエッジスイッチ3aの所定の入力ポートとの通信を閉塞し、収容するユーザ端末6−1〜6−Nの各ユーザに対して伝送路品質を通知する。そして、ユーザ端末6−1〜6−Nは、バイパスのダイバーシチ用のネットワークなどに切り替え、データの伝送を継続する。
Further, the network
ステップS22:エッジスイッチ3bのFCS再計算部19は、ポート情報、タイムスタンプ、キャリアVLANのタグを外し、送信前と同じ残りのフレームのフィールドを用いて、FCSフィールドの値を算出しフレームに付加する。FCS再計算部19は、図3(d)に示すフレームをユーザ端末6−1へ向けて出力する。
Step S22: The FCS recalculator 19 of the
このように、本実施形態では、送信元のエッジスイッチ3のネットワーク情報付加部11が、ユーザ端末から送信されたフレームのFCSフィールドの値をポート情報のタグに付加して保持することにより、試験フレームなどを用いることなく、ネットワーク1の伝送品質を定常的に監視ができる。
As described above, in this embodiment, the network
また、タイムスタンプ付加部12が、送信時刻をタイムスタンプのタグとして付加することにより、試験フレームなどを用いることなく、ネットワーク1、特に、エッジスイッチ3間の伝送品質を定常的に監視ができる。
The time
また、中継装置4のFCSチェック部20およびエッジスイッチ3のFCSチェック部15が、フレームを破棄することなく送信元のエッジスイッチ3ごとの伝送エラー数を数えたり、エッジスイッチ3のネットワーク情報解析部18が、フレームのポート情報のタグに付加された送信元のエッジスイッチ3でのFCSフィールドの値と、受信したフレームから算出したCRCの値とを比較したりすることにより、受信したフレームが壊れた原因が送信元のエッジスイッチ3の故障によるものか、伝送路における伝送エラーなのかの判別が可能となり、よりきめ細かな通信システム100の品質管理が可能となる。
Further, the
また、ネットワーク情報解析部18が、入力ポートの閉塞機能を有することにより、エンドユーザにまで伝送品質の通知が可能となる。
《実施形態の補足事項》
1)上記実施形態では、図1に示すように、2つのエッジスイッチ3、1つの中継装置4としたが、本発明はこれに限定されず、図6に示す通信システムのように、2以上のエッジスイッチ3および中継装置4がネットワーク1上に配置されてもよい。
Further, since the network
<< Additional items of embodiment >>
1) In the above embodiment, two edge switches 3 and one relay device 4 are used as shown in FIG. 1, but the present invention is not limited to this, and two or more like the communication system shown in FIG. The edge switch 3 and the relay device 4 may be arranged on the
2)上記実施形態では、伝送路における輻輳の検出を、計測された遅延時間の平均値と所定の時間tとの比較に基づいて行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、計測された遅延時間の最大値や最小値と所定の時間との比較に基づいて検出してもよい。また、計測された遅延時間の平均値、最大値や最小値と所定の時間との比較とともに、フレームのCoS(Class of Service)やToS(Type of Service)の値を参照して、クラス単位で伝送路における輻輳の検出を行ってもよい。 2) In the above embodiment, congestion in the transmission line is detected based on a comparison between the average value of the measured delay times and the predetermined time t, but the present invention is not limited to this. For example, the detection may be performed based on a comparison between a maximum value or a minimum value of the measured delay time and a predetermined time. In addition, the average value, maximum value and minimum value of the measured delay time are compared with a predetermined time, and the CoS (Class of Service) and ToS (Type of Service) values of the frame are referred to for each class. You may detect the congestion in a transmission line.
3)上記実施形態では、図2および図4に示すように、エッジスイッチ3と中継装置4とは異なる構成を有するとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、エッジスイッチ3のFCSチェック部10をFCSチェック部20として動作させ、ネットワーク情報付加部11、タイムスタンプ付加部12、遅延計測部17、ネットワーク情報解析部18の各動作を無効化しフレームを通過させる設定を、コマンドラインで行い、エッジスイッチ3を中継装置4として動作させてもよい。
3) In the above embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the edge switch 3 and the relay device 4 have different configurations, but the present invention is not limited to this. For example, the
4)上記実施形態では、誤り検出符号としてFCSとしたが、本発明はこれに限定されず、他の誤り検出符号の値を用いてもよい。 4) In the above embodiment, FCS is used as the error detection code. However, the present invention is not limited to this, and values of other error detection codes may be used.
5)上記実施形態では、FCSチェック部20は、送信元のエッジスイッチ3aとの間の伝送路における伝送エラーの数を数えるとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、中継装置4が多段接続されている場合、送信元の中継装置との間の伝送路における伝送エラーの数を数えてもよい。
5) In the above embodiment, the
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲が、その精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図する。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずであり、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物によることも可能である。 From the above detailed description, features and advantages of the embodiments will become apparent. It is intended that the scope of the claims extend to the features and advantages of the embodiments as described above without departing from the spirit and scope of the right. Further, any person having ordinary knowledge in the technical field should be able to easily come up with any improvements and modifications, and there is no intention to limit the scope of the embodiments having the invention to those described above. It is also possible to use appropriate improvements and equivalents within the scope disclosed in.
1 ネットワーク、2 制御監視サーバ、3a−3c エッジスイッチ、4 中継装置、5−1〜5−M、6−1〜6−N ユーザ端末、10、15、20 FCSチェック部、11 ネットワーク情報付加部、12 タイムスタンプ付加部、13、16、21 スイッチング部、14、19、22 FCS再計算部、100 通信システム
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記切替装置は、
収容する前記ユーザ端末から送信されたデータを有したフレーム信号を受信する端末受信部と、
前記フレーム信号に付加された第1の誤り検出符号をタグ情報として前記フレーム信号に格納し、前記フレーム信号を前記ネットワークに送信するネットワーク送信部と、
前記ネットワークから前記フレーム信号を受信するネットワーク受信部と、
前記ネットワーク受信部により受信された前記フレーム信号に格納された前記第1の誤り符号と前記フレーム信号に基づいて算出される第2の誤り検出符号とに基づいて、送信元の切替装置との間で伝送異常が発生したか否かを検出し、前記伝送異常を検出した場合、前記フレーム信号を破棄する検出部と、
前記検出部により前記伝送異常が検出されなかった場合、前記フレーム信号を収容する送信先のユーザ端末に送信する端末送信部と、を備える
ことを特徴とする通信システム。 A communication system in which a plurality of switching devices accommodating user terminals and at least one relay device are arranged on a network, and data is transmitted and received between user terminals accommodated in different switching devices,
The switching device is
A terminal receiver for receiving a frame signal having data transmitted from the user terminal to be accommodated;
A network transmission unit that stores the first error detection code added to the frame signal as tag information in the frame signal, and transmits the frame signal to the network;
A network receiver for receiving the frame signal from the network;
Based on the first error code stored in the frame signal received by the network reception unit and the second error detection code calculated based on the frame signal, between the switching device of the transmission source And detecting whether or not a transmission abnormality has occurred, and when detecting the transmission abnormality, a detection unit that discards the frame signal;
A communication system comprising: a terminal transmission unit configured to transmit to a user terminal that is a transmission destination that accommodates the frame signal when the transmission abnormality is not detected by the detection unit.
前記ネットワーク上に配置され、前記複数の切替装置および前記中継装置の動作を制御監視する監視装置を備え、
前記検出部は、破棄した前記フレーム信号の数を前記送信元の切替装置ごとに数え、前記送信元の切替装置における前記破棄されたフレーム信号の数が所定の数以上となった場合、検出した前記伝送異常を前記送信元の切替装置に発生した障害によるものとして、前記監視装置に通知する
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 1,
A monitoring device arranged on the network, for controlling and monitoring operations of the plurality of switching devices and the relay device;
The detection unit counts the number of discarded frame signals for each transmission source switching device, and detects when the number of discarded frame signals in the transmission source switching device exceeds a predetermined number. The communication system, wherein the monitoring apparatus is notified of the transmission abnormality as a result of a failure occurring in the transmission source switching apparatus.
前記端末受信部は、
前記ユーザ端末からの前記フレーム信号を受信する複数の入力ポートをさらに備え、
前記ネットワーク送信部は、前記フレーム信号を受信した前記入力ポートの情報をタグ情報として前記フレーム信号に付加し、
前記検出部は、前記フレーム信号に付加された前記入力ポートの情報に基づいて、前記破棄したフレーム信号の数を前記送信元の切替装置の前記入力ポートごとに数え、前記送信元の切替装置の入力ポートにおける前記破棄されたフレーム信号の数が所定の数以上となった場合、前記送信元の切替装置の入力ポートとの前記データの送受信を閉塞する
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 2,
The terminal receiver is
A plurality of input ports for receiving the frame signal from the user terminal;
The network transmission unit adds the information of the input port that has received the frame signal to the frame signal as tag information,
The detection unit counts the number of discarded frame signals for each input port of the transmission source switching device based on the information of the input port added to the frame signal, and A communication system, wherein when the number of discarded frame signals at an input port exceeds a predetermined number, transmission / reception of the data to / from the input port of the transmission source switching device is blocked.
前記切替装置は、
前記ネットワーク送信部により送信される前記フレーム信号の送信時刻をタグ情報として前記フレーム信号に格納する時間情報格納部と、
前記ネットワーク受信部により受信された前記フレーム信号に格納された前記送信時刻に基づいて、前記フレーム信号が前記送信元の切替装置との間を伝送した伝送時間を計測する時間計測部とをさらに備え、
前記検出部は、計測された前記伝送時間に基づいて前記伝送異常を検出する
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 3,
The switching device is
A time information storage unit that stores the transmission time of the frame signal transmitted by the network transmission unit in the frame signal as tag information;
A time measuring unit that measures a transmission time during which the frame signal is transmitted to and from the transmission source switching device based on the transmission time stored in the frame signal received by the network receiving unit; ,
The said detection part detects the said transmission abnormality based on the measured said transmission time. The communication system characterized by the above-mentioned.
前記時間計測部は、前記伝送時間を前記送信元の切替装置ごとに計測し、
前記検出部は、前記送信元の切替装置における前記伝送時間が所定の時間以上となった場合、検出した前記伝送異常を前記送信元の切替装置との間に発生した輻輳によるものとして、前記監視装置に通知する
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 4,
The time measuring unit measures the transmission time for each switching device of the transmission source,
When the transmission time in the transmission source switching device is equal to or longer than a predetermined time, the detection unit determines that the detected transmission abnormality is caused by congestion occurring between the transmission source switching device and the monitoring device. A communication system characterized by notifying a device.
前記時間計測部は、前記伝送時間を前記送信元の切替装置の入力ポートごとに計測し、
前記検出部は、前記送信元の切替装置の入力ポートにおける前記伝送時間が所定の時間以上となった場合、検出した前記伝送異常が前記送信元の切替装置の入力ポートとの間に発生した輻輳によるものとして、前記送信元の切替装置の入力ポートとの前記データの送受信を閉塞する
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 4,
The time measuring unit measures the transmission time for each input port of the transmission source switching device,
When the transmission time at the input port of the transmission source switching device is equal to or longer than a predetermined time, the detection unit detects that the detected transmission abnormality is congested with the input port of the transmission source switching device. The communication system is characterized by blocking transmission / reception of the data to / from an input port of the transmission source switching device.
前記中継装置は、
前記ネットワークから前記フレーム信号を受信する中継受信部と、
前記フレーム信号を前記ネットワークに送信する中継送信部とを備える
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to any one of claims 1 to 6,
The relay device is
A relay receiving unit for receiving the frame signal from the network;
A communication system comprising: a relay transmission unit that transmits the frame signal to the network.
前記中継受信部は、受信した前記フレーム信号に基づいて、前記フレーム信号の送信先の装置との間の伝送異常を検出して、前記監視装置に通知することを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 7,
The relay receiving unit detects a transmission abnormality with a transmission destination device of the frame signal based on the received frame signal and notifies the monitoring device of the transmission abnormality.
前記収容するユーザ端末から送信されたデータを有したフレーム信号を受信する端末受信部と、
前記フレーム信号に付加された第1の誤り検出符号をタグ情報として前記フレーム信号に格納し、前記フレーム信号を前記ネットワークに送信するネットワーク送信部と、
前記ネットワークから前記フレーム信号を受信するネットワーク受信部と、
前記ネットワーク受信部により受信された前記フレーム信号に格納された前記第1の誤り符号と前記フレーム信号に基づいて算出される第2の誤り検出符号とに基づいて、送信元の切替装置との間で伝送異常が発生したか否かを検出し、前記伝送異常を検出した場合、前記フレーム信号を破棄する検出部と、
前記検出部により前記伝送異常が検出されなかった場合、前記フレーム信号を収容する送信先のユーザ端末に送信する端末送信部と、
を備えることを特徴とする切替装置。 A switching device that is arranged on a network together with at least one relay device to form a communication system, and that transmits and receives data between a user terminal accommodated and a user terminal accommodated in another switching device,
A terminal receiver that receives a frame signal having data transmitted from the user terminal to be accommodated;
A network transmission unit that stores the first error detection code added to the frame signal as tag information in the frame signal, and transmits the frame signal to the network;
A network receiver for receiving the frame signal from the network;
Based on the first error code stored in the frame signal received by the network reception unit and the second error detection code calculated based on the frame signal, between the switching device of the transmission source And detecting whether or not a transmission abnormality has occurred, and when detecting the transmission abnormality, a detection unit that discards the frame signal;
When the transmission abnormality is not detected by the detection unit, a terminal transmission unit that transmits to a transmission destination user terminal that accommodates the frame signal;
A switching device comprising:
前記ネットワークから前記データを有するフレーム信号を受信する中継受信部と、
前記フレーム信号を前記ネットワークに送信する中継送信部と、
を備えることを特徴とする中継装置。
A relay device that relays data transmitted and received between user terminals accommodated in different switching devices, comprising at least one switching device accommodating user terminals on a network to form a communication system,
A relay receiving unit for receiving a frame signal having the data from the network;
A relay transmitter that transmits the frame signal to the network;
A relay device comprising:
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