JP2015008396A - 無瞬断切り替えシステム、パケット送信装置、パケット受信装置及び無瞬断切り替え方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無瞬断サービスの適用の有無を回線ごとに設定することができる無瞬断切り替えシステムを提供する。【解決手段】複数の第１の回線のうちの指定された回線から入力された無瞬断対応パケットを複製して複数の複製パケットを生成し、複数の複製パケットをそれぞれ異なる系統の複数の第２の回線を介して外部へ送信する送信装置と、複数の第２の回線のそれぞれから複製パケットを受信し、受信した複数の複製パケットから１つのパケットを選択し、第３の回線へ出力する受信装置と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、無瞬断切り替え制御の適用の有無を回線ごとに設定することができる無瞬断切り替えシステム、パケット送信装置、パケット受信装置及び無瞬断切り替え方法に関する。

２つの通信機間で通信を行う際に、途中の通信経路において何らかの故障が発生した場合であっても、送信されたデータが瞬断することなく、受信側に到達するようにするための「無瞬断切り替え」という技術がある。無瞬断切り替えでは、送信側の装置から、同一内容の複数のパケットを、異なる経路で送信する。受信側では、異なる経路で受信した複数のパケットから、いずれかのパケットを選択することができるので、パケットの欠落を回避し、データの瞬断を防止することができる。

複数のパケット回線を収容したパケット伝送システムにおいて無瞬断切り替えが実施される場合、一般的には、無瞬断切り替えの適用の有無がパケット回線ごとに設定されるのではなく、収容されたすべてのパケット回線に対して無瞬断切り替えが適用される。そのため、無瞬断切り替えを必要としないパケット回線についても無瞬断切り替えが可能となるように対策がとられる。すなわち、無瞬断切り替えを必要としないパケット回線についても同一の複数のパケットが送信される。従って、本来不要であり、冗長なパケットの送信にも通信帯域が使用されることとなり、通信帯域の有効利用ができない。なお、ここでの「パケット」とは、所定の長さの連続したデータであり、レイヤ２ネットワークで転送される「フレーム」などを含む広い概念である。

上記のような問題に対応するために、無瞬断切り替えの要否を区別して切り替えを行う技術がある（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１のパケット転送システムでは、要求品質クラスの異なるサービストラフィックの中の特定のクラスにのみ無瞬断サービスを適用する。

特開２０１２−２５７１３６号公報 （第５−６頁、図２）

特許文献１の技術では、特定のクラスのトラフィックにのみ無瞬断サービスが適用される。そのため、クラスが同じであるトラフィックについては、すべて無瞬断サービスを提供するか、あるいは無瞬断サービスの適用外とするかのいずれかしか選択できない。従って、複数のクライアントから複数のクライアントへ、複数の回線を用いて通信を行うような場合、回線の性能や特性に差があったとしても、無瞬断サービスの適用の有無を回線ごとに設定することができないという課題がある。
（発明の目的）
本発明は上記のような技術的課題に鑑みて行われたもので、無瞬断サービスの適用の有無を回線ごとに設定することができる無瞬断切り替えシステム、パケット送信装置、パケット受信装置及び無瞬断切り替え方法を提供することを目的とする。

本発明の無瞬断切り替えシステムは、複数の第１の回線のうちの指定された回線から入力された無瞬断対応パケットを複製して複数の複製パケットを生成し、複数の複製パケットをそれぞれ異なる系統の複数の第２の回線を介して外部へ送信する送信装置と、複数の第２の回線のそれぞれから複製パケットを受信し、受信した複数の複製パケットから１つのパケットを選択し、第３の回線へ出力する受信装置と、を備えることを特徴とする。

本発明のパケット送信装置は、複数の第１の回線のうちの指定された回線から入力された無瞬断対応パケットにシーケンス番号を付加する情報付加部と、無瞬断対応パケットを複製して複数の複製パケットを生成するパケットコピー部と、複数の複製パケットから第２の回線を介して出力する対象のパケットを選択する第１の選択部と、を備えることを特徴とする。

本発明のパケット受信装置は、第２の回線から受信したパケットを、無瞬断対応パケットの複製パケットと、無瞬断対応パケット以外の非無瞬断対応パケットとに振り分けるデータ振り分け部と、データ振り分け部に受信された複製パケットのデータを保持するデータ保持部と、保持された複数の複製パケットから第３の回線を介して出力する対象のパケットを選択する第２の選択部と、複数の第３の回線のいずれかから、出力する対象のパケット及び非無瞬断対応パケットを出力する回線を選択する第３の選択部と、第２の選択部及び第３の選択部を制御し、第３の回線を介してパケットを出力する管理部と、を備えることを特徴とする。

本発明の無瞬断切り替え方法は、複数の第１の回線のうちの指定された回線から入力された無瞬断対応パケットを複製して複数の複製パケットを生成し、複数の複製パケットをそれぞれ異なる系統の複数の第２の回線を介して外部へ送信し、複数の第２の回線のそれぞれから複製パケットを受信し、受信した複数の複製パケットから１つのパケットを選択し、第３の回線へ出力することを特徴とする。

本発明の無瞬断切り替えシステム、パケット送信装置、パケット受信装置及び無瞬断切り替え方法は、無瞬断サービスの適用の有無を回線ごとに設定することができるという効果がある。

本発明の第１の実施形態の無瞬断切り替えシステムの全体構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の送信装置の内部構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の受信装置の内部構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の送信装置の動作を示す図である。 本発明の第１の実施形態の受信装置の動作を示す図である。 本発明の第２の実施形態の送信装置の動作を示す図である。 本発明の第２の実施形態の受信装置の動作を示す図である。 本発明の第１の実施形態の無瞬断切り替えシステムの変形例の全体構成を示す図である。

（第１の実施形態）
図面を参照して、第１の実施形態の無瞬断切り替えシステムについて説明する。第１の実施形態は、送信側、受信側に、それぞれ４台のクライアントが接続されている無瞬断切り替えシステムの例である。

図１は、本実施形態の無瞬断切り替えシステム１００の全体構成を示す図である。無瞬断切り替えシステム１００は、送信装置１１０、受信装置１２０を備える。送信装置１１０と受信装置１２０との間は、２本の通信系統、系統Ｉ、及び系統IIの回線で接続される。

無瞬断切り替えシステム１００の送信側には、パケット回線ａ、ｂ、ｃ、ｄを介して、それぞれクライアント１３０ａ（クライアントＡ）、クライアント１３０ｂ（クライアントＢ）、クライアント１３０ｃ（クライアントＣ）、クライアント１３０ｄ（クライアントＤ）が接続される。受信側には、パケット回線ｗ、ｘ、ｙ、ｚを介して、それぞれクライアント１３０ｗ（クライアントＷ）、クライアント１３０ｘ（クライアントＸ）、クライアント１３０ｙ（クライアントＹ）、クライアント１３０ｚ（クライアントＺ）Ｚが接続される。

パケットの送信は以下のように行われる。

１）クライアントＡからクライアントＷへ
２）クライアントＢからクライアントＸへ
３）クライアントＣからクライアントＹへ
４）クライアントＤからクライアントＺへ
以上の４つのパケット送信の内、１）クライアントＡからクライアントＷ、及び２）クライアントＢからクライアントＸ、の送信が無瞬断切り替え制御の対象である。以降、無瞬断切り替え制御の対象であることを「無瞬断対応」という。

図２は、送信装置１１０の内部構成を示すブロック図である。送信装置１１０は、情報付加部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、パケットコピー部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ、マルチプレクス（ＭＵＸ）部１１３−１、１１３−２を備える。

情報付加部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは、それぞれパケット回線ａ、ｂ、ｃ、ｄから入力されたパケットに、必要に応じてエラー検出用情報等を含むネットワーク情報を付加する。情報付加部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは、無瞬断対応のパケット回線から入力されたパケット（以降、「無瞬断対応パケット」）には、シーケンス番号を含むネットワーク情報を付加する。本実施形態では、情報付加部１１１ａ、１１１ｂは、パケット回線ａ、ｂから入力した無瞬断対応パケットにシーケンス番号を付加する。以降、連続したシーケンス番号によって識別される一連のパケットを、「パケット群」という。上記の４つのパケット送信によって送信されるパケットは、各々、パケット群を構成する。

パケットコピー部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄは、無瞬断対応パケットをコピーし、同一データをもつ複数のパケット（以降、「複製パケット」という。）を生成する。本実施形態では、パケットコピー部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄは、同一データをもつ２つの複製パケットを生成する。

ＭＵＸ部１１３−１、１１３−２は、複製パケットを複数の通信系統（本実施形態では、系統Ｉ、II）のそれぞれの回線に送出する。ＭＵＸ部１１３−１、１１３−２は、無瞬断対応ではないパケット回線から入力したパケット（以降、「非無瞬断対応パケット」）については、系統Ｉ、IIの回線の空き状況に応じて系統Ｉ又は系統IIのいずれかの回線を割り当て、送出する。

図３は、受信装置１２０の内部構成を示すブロック図である。受信装置１２０は、データ振り分け部１２１−１、１２１−２、データ保持部１２２−１、１２２−２、管理部１２３、選択（ＳＥＬ）部１２４、１２５ｗ、１２５ｘ、１２５ｙ、１２５ｚを備える。

データ振り分け部１２１−１、１２１−２は、それぞれ系統Ｉ、IIの回線から入力されたパケットにおける受信エラーの発生の有無を確認すると共に、パケットの振り分けを行う。受信エラーの発生の有無は、情報付加部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄによって追加されたネットワーク情報、又は各パケットに元々含まれていたエラー検出用情報等を用いて確認することができる。

データ振り分け部１２１−１、１２１−２は、非無瞬断対応パケットを目的のパケット回線ｗ、ｘ、ｙ、ｚに振り分ける。パケット回線ｗ、ｘ、ｙ、ｚへのパケットの振り分けは、ＳＥＬ１２５ｗ、１２５ｘ、１２５ｙ、１２５ｚへの３つの入力信号のいずれかが選択されることによって行われる。すなわち、データ振り分け部１２１−１、１２１−２は、ＳＥＬ１２５ｗ、１２５ｘ、１２５ｙ、１２５ｚのそれぞれに対して制御信号（図示なし）を出力して、データ振り分け部１２１−１、又はデータ振り分け部１２１−２からの信号を選択させ、非無瞬断対応パケットを適切なパケット回線に振り分ける。

一方、無瞬断対応パケットについては、データ振り分け部１２１−１は、無瞬断対応パケットをデータ保持部１２２−１に振り分ける。また、データ振り分け部１２１−２は、無瞬断対応パケットをデータ保持部１２２−２に振り分ける。

データ保持部１２２−１、１２２−２は、振り分けられてきた無瞬断対応パケットのデータを保持する。

管理部１２３は、無瞬断対応の回線ごとに、複数の通信系統、系統Ｉ、IIの回線から受信した無瞬断対応パケットのうち、一方の系統の回線からのパケットを選択する。そのために、管理部１２３は、パケットの出力状態と受信状態を監視する。

パケットの出力状態とは、あるパケットが、パケット受信部１２０からパケット回線ｗ、ｘ、ｙ、ｚへ出力されたか否かを意味する。パケット受信部１２０からパケット回線ｗ、ｘ、ｙ、ｚへ出力されたパケットを、以降、「出力済パケット」という。

パケットの受信状態とは、出力済パケットの次のパケット（以降、「次パケット」という。）が受信済みであるか否か、すなわち、データ保持部１２２−１、１２２−２に次パケットのデータが保持されているか否かを意味する。なお、管理部１２３は、出力済パケットが系統Ｉの回線から受信されたパケットであるときは、データ保持部１２２−２に次パケットのデータが保持されているか否かを確認する。管理部１２３は、出力済パケットが系統IIの回線から受信されたパケットであるときは、データ保持部１２２−１に次パケットのデータが保持されているか否かを確認する。

データ保持部１２２−１、１２２−２に保持されているパケットは、複数の通信系統、系統Ｉ、IIの回線から受信した２つの複製パケットのうち、先に受信されたパケットである。そこで、管理部１２３は、データ保持部１２２−１、１２２−２に次パケットのデータが保持されている場合、その次パケットを選択し、パケット回線ｗ、ｘ、ｙ、ｚへ出力する。

なお、本実施形態では、パケット回線は４本あるものとして説明するが、パケット回線の本数は任意である。

また、通信系統の本数も、３本以上であってもよい。通信系統が３本以上あるときは、送信装置１１０は、同一のデータを含む、２つ又は３つ以上の複製パケットを生成し、各系統へ送出してもよい。受信装置１２０は、受信した複数の複製パケットのうちの１つを選択すればよい。
（第１の実施形態の動作）
まず初めに、送信装置１１０の動作を説明する。図１の無瞬断切り替えシステム１００において、各パケット回線、パケット回線ａ、ｂ、ｃ、ｄからのパケットは、送信装置１１０に入力される。各パケット回線からのパケットは、送信装置１１０でネットワーク情報が付加される。無瞬断対応パケットは、シーケンス番号を含むネットワーク情報が付加された後、複数の複製パケットとして複製され、系統Ｉの回線及び系統IIの回線に出力される。

一方、非無瞬断対応パケットは、系統Ｉ、IIの回線の空き状況に応じて、系統Ｉ又は系統IIの回線の一方にのみに出力される。

図４は、第１の実施形態の送信装置１１０の動作を示す図である。図４の例では、パケット回線ａ、ｂは、無瞬断対応の回線である。従って、パケット回線ａ、ｂで送られるパケットは、シーケンス番号が付加された後、複数の複製パケットとして複製され、系統Ｉの回線と系統IIの回線の両方に送出される。図４では、例えば、パケットa1はパケットa11及びパケットa12に、パケットb5はパケットb51及びパケットb52に、複製され、それぞれ系統Ｉの回線、系統IIの回線に出力される。

一方、パケット回線ｃ、ｄは、無瞬断対応の回線ではないので、系統Ｉ、IIの回線の空き状況に応じて、それぞれ系統Ｉ、IIの回線に割り当てられる。

次に、受信装置１２０の動作を説明する。受信装置１２０では、系統Ｉ、IIの回線から受信したパケットのうち、非無瞬断対応パケットは、振り分け部１２１−１、−２でパケット回線ｗ、ｘ、ｙ、ｚのいずれかに振り分けられる。

一方、無瞬断対応パケットは、データ保持部１２２−１、１２２−２に送られ、データが保持される。管理部１２３では、データ保持部１２２−１、１２２−２にデータが保持されたパケットが、出力済パケットとして出力済みか否かを判断する。そして、データが保持されたパケットが、次パケットであって出力済みでない場合、そのパケットが出力され、出力済みである場合は廃棄される。

系統Ｉ、IIの回線には、回線の故障や種々の原因によるパケットエラー等によりパケットが欠落することがある。すなわち、パケット群に含まれるいずれかのパケットが欠落し、そのパケット群のシーケンス番号の連続性が失われる。以降、パケット欠落が発生したパケット群を「当該パケット群」という。

このような場合、無瞬断対応の回線は以下のように制御される。すなわち、受信装置１２０は、パケットの欠落が発生した系統（以降、「パケット欠落系統」という。）ではない、他方の系統（以降、「非パケット欠落系統」という。）から、欠落したパケットと同じシーケンス番号をもつパケットが到着するまで、パケット回線ｗ、ｘ、ｙ、ｚへの当該パケット群に含まれるパケットの出力を停止する。そして、受信装置１２０は、パケットの出力を停止している間は、受信した当該パケット群のパケットのデータをすべて保持する。そして、受信装置１２０は、非パケット欠落系統から、当該パケット群に含まれる、欠落したパケットと同じシーケンス番号をもつパケットが到着すると、そのパケットを出力する。そして、その後、複数の複製パケットのうち、早く受信され保存されていたパケットを順に出力する。これにより伝送遅延が小さい通信が実現される。

無瞬断対応でない回線については、受信装置１２０は、パケットの欠落の有無に関係なく、パケットのデータの保持等の特別な制御は行わずに、対応するパケット回線へパケットを振り分ける。

図５は、第１の実施形態の受信装置１２０の動作を示す図である。図５の例では、無瞬断対応ではないパケット回線ｚ宛のパケットｚ３が欠落している。しかし、非無瞬断対応パケットには複製パケットは存在しないため、欠落したパケットｚ３の代替のパケットはない。従って、パケットｚ３以外のパケットｚ１、ｚ２、ｚ４−ｚ７のみが出力される。

一方、パケット回線ｂからパケット回線ｘへ送信された無瞬断対応パケットのうち、早着側の系統IIの回線からの、シーケンス番号６のパケットb62が欠落している。そのため、系統IIの次のシーケンス番号７のパケットb72は保持される。このとき、次に出力されるべきパケットのシーケンス番号は６であるため、パケットb72は保持されたまま、出力されない。

そして、後着側の系統Ｉの回線からの、シーケンス番号６のパケットb61が受信されると、管理部１２３では、パケットb61を出力対象パケットであると認識し、パケットb61を出力する。さらに、系統II側のデータ保持部１２２−２に保持されている、次の出力パケットであるシーケンス番号７のパケットb72も、続けて出力する。

なお、次の早着側の系統のパケットを受信する前に、データ保持部１２２−１、１２２−２にデータが保持されたパケットの出力が完了していない場合は、保持されたパケットの出力が完了するまで、早着側の系統のパケットのデータはデータ保持部１２２−１、１２２−２で保存される。

また、シーケンス番号がｎ（ｎは正の整数）のパケットまでが受信装置１２０からパケット回線へ出力済みで、かつすべての系統でシーケンス番号が（ｎ＋２）以降のパケットが受信済みであれば、管理部１２３は、全系統シーケンス番号が（ｎ＋１）のパケットにエラーが発生したものとみなす。そして、管理部１２３は、シーケンス番号が（ｎ＋２）以降で一番若い番号のパケットを出力する。
（第１の実施形態の効果）
以上のように、本無瞬断切り替えシステムでは、パケット回線ごとに無瞬断切り替えを適用するか否かを設定する。そして、無瞬断対応の回線を介して送信される無瞬断対応パケットには、シーケンス番号が付加され、複製パケットが生成される。受信側では、パケットエラーが発生したときに、シーケンス番号を参照してパケットの連続性を確認し、欠落パケットは複製パケットを用いて回復される。また、シーケンス番号を参照して、出力を遅延すべきパケットを一旦、システム内に保持することによって、受信されたパケットは正規の順序で出力される。

このように、無瞬断対応が必要な回線にのみ必要な制御を行い、無瞬断対応が不要な回線には無瞬断対応のための制御は行わないことにより、オーバヘッドを最小限に留め、回線の帯域を有効に活用することができる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、無瞬断対応のすべてのパケットにシーケンス番号が付与される。ところが、無瞬断対応の制御のために管理すべき回線数が多い場合、付与されるシーケンス番号の個数も多くなる。そのため、無瞬断対応のすべてのパケットにシーケンス番号を付与すると、処理の負荷が非常に重くなる。特に、複数系統の回線のそれぞれの伝送速度が速く、さらに多くのパケット回線を無瞬断対応とする場合に問題となる。送信装置１１０や受信装置１２０における、シーケンス番号に関わる処理をハードウェアで実現する場合は、その回路規模が増大する。

そこで、第２の実施形態では、回線の伝送速度が速く、無瞬断対応の回線数が多い場合にも適用可能な対応策の例を示す。具体的には、本実施形態では、各パケットへシーケンス番号を付与せずに、同一パケット群に属する一連の複数のパケットである「パケットグループ」ごとに「マーカパケット」を挿入する。マーカパケットとは、シーケンス番号等の情報をもつ特殊なフレームである。そして、マーカパケットとパケットグループとの組を単位として、回線の無瞬断切り替えが行われる。

本実施形態の無瞬断切り替えシステムの構成、及び送信装置、受信装置の内部構成は、図１、図２、図３に示した構成と同じであるので図示は省略する。

ただし、本実施形態では、無瞬断切り替えシステム１００は、送信装置１１０の情報付加部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは、パケットごとにシーケンス番号を付加するのではなく、パケットグループごとにマーカパケットを挿入する。

また、本実施形態では、受信装置１２０の管理部１２３でのパケット回線へのパケットの出力トリガは、パケットの受信ではなく、マーカパケットの受信である。なお、送信装置１１０で挿入されたマーカパケットは、受信装置１２０で廃棄される。

上記のように、本実施形態のネットワーク構成は、図１のネットワーク構成と基本的には同じである。ただし、本実施形態の説明上、必要でないので、パケット回線ｄ及びパケット回線ｚ上のパケットの図示は省略する。そして、本実施形態では、クライアントＡからクライアントＸへの回線が無瞬断対応であり、クライアントＢからクライアントＹ及びクライントＣからクライアントＺへの回線は無瞬断対応ではないものとする。

無瞬断対応ではない回線の動作は、図２で示した第１の実施形態の動作と同じである。すなわち、非無瞬断対応パケットについては、送信装置１１０は、シーケンス番号の付加も、複製パケットの生成も行わず、系統Ｉ、IIの回線の空き状況に応じて、回線の割り当てを行って送信する。受信装置１２０は、非無瞬断対応パケットを目的のパケット回線に振り分ける。非無瞬断対応パケットについての動作の図示は割愛する。

無瞬断切り替え対象のパケット回線について、図６、図７を用いて動作を説明する。

図６は、第２の実施形態の送信装置１１０の動作を示す図である。上記のように、本実施形態では、無瞬断対応の回線で送信されるパケットは、「パケットグループ」を構成する。パケットグループは複数のパケットで構成されればよく、パケットグループに属する各パケットが満たすべき条件は限定されない。

例えば、パケットグループは、所定の個数のパケット、所定の期間内に送信されるパケット、あるいは、データの総合計のバイト数によって規定されるパケットによって構成されてもよい。具体的には、パケットグループが３個のパケットで構成されたり、１マイクロ秒の期間内に送信されるパケットで構成されたりしてもよい。あるいは、総合計のデータ量が１キロバイトに達するパケットごとに１つのパケットグループが構成されてもよい。

なお、パケットグループを構成するパケットが満たすべき条件に厳密性は不要であり、また条件を固定する必要もない。図６の動作は、パケットグループが３個のパケットで構成される場合の例である。

送信装置１１０の情報付加部１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは、パケットグループと次のパケットグループとの間に「マーカパケット」を挿入する。マーカパケットは、上記のような所定の条件で定められたパケットグループに１個ずつ挿入される。図６では、例えば、パケットグループ２とパケットグループ３との間に、マーカパケットM2が追加される。

マーカパケットには、パケットグループを構成するパケットの情報、すなわち、パケットグループ内のデータ欠落等のエラーを検出するための情報とシーケンス番号が含まれる。

パケットコピー部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄは、マーカパケット及びパケットグループを、すべて複数の系統の回線のそれぞれに出力するために、これらの複製パケットを生成する。図６では、例えば、パケットグループ２は、パケットグループ21及びパケットグループ22に複製される。マーカパケットM2は、マーカパケットM21及びマーカパケットM22に複製される。

そして、非無瞬断対応パケットと、データコピー部１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄで生成された複製パケットは多重化され、それぞれの系統の回線に送出される。

受信装置１２０では、複数の系統の回線から受信したパケットのうち、非無瞬断対応パケットは、データ振り分け部１２１−１、１２１−２でパケット回線ｗ、ｘ、ｙに振り分けられる。

一方、無瞬断対応パケットは、データ保持部１２２−１、１２２−２に送られデータが保持される。管理部１２３は、マーカパケットを受信したとき、そのマーカパケットに対応するパケットグループの全パケットがエラーなく受信されていることを確認する。そして、管理部１２３は、全パケットがエラーなく受信されていれば、そのパケットグループのパケットが受信装置１２０からパケット回線ｗ、ｘ、ｙへ出力済みであるか否かを確認する。そして、そのパケットグループが出力済みでなく、次に出力するべきパケットグループであれば当該パケットグループをパケット回線ｗ、ｘ、ｙへ出力する。そのパケットグループが既に出力済みであれば、管理部１２３は、そのパケットグループを廃棄する。

系統Ｉ、IIの回線には、回線の故障やパケットエラー等によりパケットグループ内のパケットが欠落したり、あるいはマーカパケットが欠落しシーケンス番号の連続性が失われたりする場合がある。このような場合、無瞬断対応の回線については、受信装置１２０は、パケット欠落系統ではない非パケット欠落系統から、欠落したパケットと同じシーケンス番号をもつマーカパケットが到着するまで、当該パケットグループのパケットの出力を停止する。そして、受信装置１２０は、パケットの出力を停止している間は、パケット欠落系統の回線から受信したパケットのデータをすべて保持する。そして、受信装置１２０は、非パケット欠落系統から欠落したパケットと同じシーケンス番号をもつマーカパケットが到着すると、そのパケットグループのパケットを出力する。そして、その後、保存していた、パケット欠落系統の回線からのパケットグループのパケットをすべて順に出力する。これにより伝送遅延が小さい通信を実現することができる。

無瞬断対応でない回線からのパケットについては、受信装置１２０は、パケットの欠落の有無に関係なく、パケットのデータの保持等の特別な制御は行わずに、対応するパケット回線ｗ、ｘ、ｙへ振り分ける。

図７は、第２の実施形態の受信装置１２０の動作を示す図である。図７の例では、パケット回線ａからパケット回線ｘへ送信された無瞬断対応パケットのうち、早着側の系統IIの回線からの、パケットグループ32に含まれるパケットの欠落が発生している。マーカパケットには、パケットグループ内のデータ欠落を検出するための情報が含まれる。そのため、マーカパケットM32を受信すると、パケットグループ32のパケットにエラーが発生したことが判明する。このとき、管理部１２３は、保持していたパケットグループ32のすべてのパケットを廃棄する。この時点では、パケットグループ31、32に属するパケットは、パケット回線へは出力されていない。そのため、次に出力されるべきパケットグループのシーケンス番号は”３”である。

次に、パケットグループ42のデータは順次保持されるが、マーカパケットM42を受信したときに、シーケンス番号が”３”であるために、パケットグループ42のデータは出力されない。

そして、後着側のマーカパケットM31を受信すると、管理部１２３は、マーカパケットM31に含まれるシーケンス番号が”３”であるために、パケットグループ31が出力対象であるであると認識する。そして、管理部１２３は、パケットグループ31のパケットをパケット回線へ出力する。そして、管理部１２３は、次に出力されるべきパケットグループのシーケンス番号を”４”に更新する。

データ保持部１２２−２には、シーケンス番号”４”をもつパケットグループ42のパケットが保持されている。そのため、管理部１２３は、パケットグループ31に続けて、パケットグループ42のパケットもパケット回線へ出力する。

パケットグループ42のパケットがパケット回線へ出力されているとき、シーケンス番号”５”をもつパケットグループ52のパケットが順次受信されている。しかし、シーケンス番号”４”のパケットグループ42のパケットの出力が完了していないため、パケットグループ52のパケットのデータはデータ保持部１２２−２で保持される。そして、パケットグループ42のパケットの出力が完了してから、パケットグループ51のパケットが順次出力される。このようにして、出力対象のパケットの系統が、後着側の系統Ｉから早着側の系統IIへと切り戻される。
（第２の実施形態の効果）
以上のように、本実施形態では、無瞬断切り替え対象にするか否かをパケット回線ごとに設定することにより、伝送システムの帯域を有効に活用することができる。そして、無瞬断切り替え対象の回線について、１つのパケットグループごとにマーカパケットが挿入され、シーケンス番号の管理はパケットグループ単位で行われる。そのため、シーケンス番号を各パケットに付加する必要がない。従って、無瞬断切り替えを行う上でのオーバヘッドが少なくなり、効率的に帯域を利用することができる。

なお、第１及び第２の実施形態の適用の対象となる無瞬断対応のパケット回線は、リング構成のネットワークを用いて構成することもできる。図８は、本発明の第１の実施形態の無瞬断切り替えシステムの変形例の、無瞬断切り替えシステム２００の全体構成を示す図である。第１又は第２の実施形態を適用することによって、例えば、図８のようなリング構成のネットワークで接続された任意のクライアント間で無瞬断切り替えを実施することができる。

なお、第１及び第２の実施形態は、適宜、組み合わせることができる。例えば、特に高速な回線にのみ第２の実施形態のマーカパケットの挿入を適用し、他の回線には第１の実施形態のように通常のシーケンス番号の付加のみとする、といった応用も可能である。

１００、２００ 無瞬断切り替えシステム

Claims (8)

1. 複数の第１の回線のうちの指定された回線から入力された無瞬断対応パケットを複製して複数の複製パケットを生成し、前記複数の複製パケットをそれぞれ異なる系統の複数の第２の回線を介して外部へ送信する送信装置と、
   前記複数の第２の回線のそれぞれから前記複製パケットを受信し、前記受信した複数の複製パケットから１つのパケットを選択し、第３の回線へ出力する受信装置と、
   を備えることを特徴とする無瞬断切り替えシステム。
2. 前記送信装置は、
   前記無瞬断対応パケットにシーケンス番号を付加する情報付加部と、
   前記複数の複製パケットを生成するパケットコピー部と、
   前記複数の複製パケットから前記第２の回線を介して出力する対象のパケットを選択する第１の選択部
   を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の無瞬断切り替えシステム。
3. 前記受信装置は、
   前記第２の回線から受信したパケットを、前記複製パケットと、前記無瞬断対応パケット以外の非無瞬断対応パケットとに振り分けるデータ振り分け部と、
   前記データ振り分け部に受信された前記複製パケットのデータを保持するデータ保持部と、
   前記保持された複数の複製パケットから前記第３の回線を介して出力する対象のパケットを選択する第２の選択部と、
   複数の前記第３の回線のいずれかから、前記出力する対象のパケット及び前記非無瞬断対応パケットを出力する回線を選択する第３の選択部と、
   前記第２の選択部及び前記第３の選択部を制御し、前記第３の回線を介してパケットを出力する管理部
   を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無瞬断切り替えシステム。
4. 前記情報付加部は、所定の条件で選択された連続する複数の前記無瞬断対応パケットごとに前記シーケンス番号を含むマーカパケットを挿入し、前記パケットコピー部へ入力する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無瞬断切り替えシステム。
5. 前記管理部は、前記マーカパケットを受信するごとに、前記複製パケットの出力状況及び前記シーケンス番号に基づいて、前記第３の回線を介して出力するパケットを制御する
   ことを特徴とする請求項４に記載の無瞬断切り替えシステム。
6. 複数の第１の回線のうちの指定された回線から入力された無瞬断対応パケットにシーケンス番号を付加する情報付加部と、
   前記無瞬断対応パケットを複製して複数の複製パケットを生成するパケットコピー部と、
   前記複数の複製パケットから第２の回線を介して出力する対象のパケットを選択する第１の選択部と、
   を備えることを特徴とするパケット送信装置。
7. 第２の回線から受信したパケットを、無瞬断対応パケットの複製パケットと、前記無瞬断対応パケット以外の非無瞬断対応パケットとに振り分けるデータ振り分け部と、
   前記データ振り分け部に受信された前記複製パケットのデータを保持するデータ保持部と、
   前記保持された複数の複製パケットから前記第３の回線を介して出力する対象のパケットを選択する第２の選択部と、
   複数の前記第３の回線のいずれかから、前記出力する対象のパケット及び前記非無瞬断対応パケットを出力する回線を選択する第３の選択部と、
   前記第２の選択部及び前記第３の選択部を制御し、前記第３の回線を介してパケットを出力する管理部と、
   を備えることを特徴とするパケット受信装置。
8. 複数の第１の回線のうちの指定された回線から入力された無瞬断対応パケットを複製して複数の複製パケットを生成し、
   前記複数の複製パケットをそれぞれ異なる系統の複数の第２の回線を介して外部へ送信し、
   前記複数の第２の回線のそれぞれから前記複製パケットを受信し、
   前記受信した複数の複製パケットから１つのパケットを選択し、第３の回線へ出力する
   ことを特徴とする無瞬断切り替え方法。

Images