JP2017046208A - 通信システムおよび通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下位側の通信装置から上位側の通信装置に大量のフレームが送信された場合にも、通信障害の発生を抑制しつつ、上位側の通信装置への通信の遮断を抑止する通信システムおよび通信装置を提供する。【解決手段】上位側の通信装置と所定数の論理リンクを介して上位側の通信装置に接続され、下位側の通信端末に接続される下位側の通信装置とを有する通信システムであって、上位側の通信装置は、下位側の通信装置から受信するブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量と第１閾値とを論理リンクごとに比較し、下位側の通信装置から受信するブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量が第１閾値を超える論理リンクを検出したときに、検出した論理リンクの帯域を制限する第１指示を下位側の通信装置に送信し、下位側の通信装置は、第１指示に基づいて監視制御部が検出した論理リンクの帯域を遮断することなく制限する。【選択図】図１

Description

本発明は、通信システムおよび通信装置に関する。

近年、光ファイバーを用いたブロードバンドアクセスサービスとして、例えば、ＰＯＮ（Passive Optical Network）システムが広く普及している。ＰＯＮシステムでは、局側装置（Optical Line Terminal：ＯＬＴ）と、複数の加入者側装置（Optical Network Unit：ＯＮＵ）とが光ファイバーおよび光カプラにより１対多で接続される。下位側のＯＮＵから上位側のＯＬＴへ情報を送信する上り回線では、複数のＯＮＵから送信される複数のフレームが時分割方式でＯＬＴに送信される。ＯＮＵからＯＬＴへの上り回線でのフレームの送信レートが所定値を超える場合、ＯＬＴの上位側に接続される上位スイッチとＯＬＴとの間でフレームの時間当たりの通信量であるトラフィックが制限される。

しかし、ＰＯＮシステムのネットワーク構成が不適切だった場合や、悪意のあるユーザによってＤｏＳ攻撃（Denial of Service attack）が行われた場合等には、ＯＮＵからＯＬＴへの上り回線に多量のフレームが送信されることがある。上り回線に多量のフレームが送信された場合、通信障害が生じることがある。この場合、ＯＬＴが多量のフレームを受信することによりＯＬＴ内部で過剰なトラフィックが発生し、ＯＬＴのパフォーマンスの低下やパケットの廃棄等が発生してしまうことがある。この問題は、ＯＬＴと上位スイッチとの間でトラフィックを制限する方式では解決されない。このため、例えば、ＯＬＴとＯＮＵとの間で論理リンクごとにフレームレートを監視し、ＯＮＵから多量のフレームが送信された論理リンクを切断することで、ＯＬＴが大量のフレームを受信することを回避する方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−７４５５３号公報

しかし、論理リンクを切断する方式を採用したＰＯＮシステムでは、例えば、ＯＮＵに接続された１つの論理リンクが複数のユーザ端末で共用されている場合に、論理リンクの切断の原因とは無関係のユーザ端末による通信まで一律に制限されてしまう。また、ユニキャストフレームおよびマルチキャストフレーム等のフレームを識別せずに論理リンクを監視する方式を採用したＰＯＮシステムでは、通信障害の原因とは無関係のユニキャストフレームの送信によっても、通信が一律に制限されるおそれがある。

本件開示の通信システムおよび通信装置は、下位側の通信装置から上位側の通信装置に大量のフレームが送信された場合にも、通信障害の発生を抑制しつつ、上位側の通信装置への通信の遮断を抑止することを目的とする。

一つの観点によれば、通信システムは、上位側の通信装置と、所定数の論理リンクを介して上位側の通信装置に接続されるとともに、下位側の通信端末に接続される下位側の通信装置とを有する通信システムであって、上位側の通信装置は、下位側の通信装置から受信するフレームのうち、ブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量と第１閾値とを論理リンクごとに比較する第１比較部と、第１比較部による比較結果に基づいて、下位側の通信装置から受信するブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量が第１閾値を超える論理リンクを検出したときに、検出した論理リンクの帯域を制限する第１指示を下位側の通信装置に送信する監視制御部とを有し、下位側の通信装置は、第１指示に基づいて、監視制御部が検出した論理リンクの帯域を遮断することなく制限する。

別の観点によれば、通信装置は、所定数の論理リンクを介して下位側の通信装置に接続される上位側の通信装置であって、下位側の通信装置から受信するフレームのうち、ブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量と第１閾値とを論理リンクごとに比較する第１比較部と、第１比較部による比較結果に基づいて、下位側の通信装置から受信するブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量が第１閾値を超える論理リンクを検出したときに、検出した論理リンクの帯域を遮断することなく制限する第１指示を下位側の通信装置に送信する監視制御部とを有する。

本件開示の通信システムおよび通信装置は、下位側の通信装置から上位側の通信装置に大量のフレームが送信された場合にも、通信障害の発生を抑制しつつ、上位側の通信装置への通信の遮断を抑止することができる。

通信システムおよび通信装置の一実施形態を示す図である。 図１に示したＯＮＵ２００の例を示す図である。 図１に示したＯＬＴ３００の例を示す図である。 図１に示したＰＯＮシステム１００の動作の例を示す図である。 図１に示したＰＯＮシステム１００において、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームの発生状態の例を示す図である。 図５に示すブロードキャストストームまたはマルチキャストストームの発生が検出され、帯域制限が実施される例を示す図である。 図６に示す帯域制限が実施された状態からブロードキャストストームまたはマルチキャストストームの回復が検出され、帯域制限が解除される例を示す図である。 通信システムおよび通信装置の別の実施形態を示す図である。 図８に示したＯＮＵ２００Ａの例を示す図である。 図８に示したＯＬＴ３００Ａの例を示す図である。 図８に示したＰＯＮシステム１００Ａの動作の例を示す図である。

以下、図面を用いて実施形態を説明する。

図１は、通信システムおよび通信装置の一実施形態を示す。

図１において、通信システムの一例であるＰＯＮシステム１００は、複数のＯＮＵ２００と、ＯＬＴ３００と、光カプラ４００とを有する。ＯＬＴ３００は、光ファイバー７００ａを介して光カプラ４００に接続される。光カプラ４００は、複数の光ファイバー７００ｂを介して複数のＯＮＵ２００がツリー状に接続される。以下の説明では、ＯＬＴ３００からＯＮＵ２００にデータが送信される方向は、下り方向（下位側の方向）と定義される。また、ＯＮＵ２００からＯＬＴ３００にデータが送信される方向は、上り方向（上位側の方向）と定義される。ＯＮＵ２００は、下位側の通信装置の一例であり、ＯＬＴ３００は、上位側の通信装置の一例である。

また、ＰＯＮシステム１００では、例えばＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）８０２．３ａｈの規格に準拠して、ＯＮＵ２００とＯＬＴ３００との間で時分割多重方式の光通信が行われる。また、ＯＬＴ３００とＯＮＵ２００との間では、光ファイバー７００ごとに複数の論理リンクが設定される。また、ＯＮＵ２００ごとに、複数の論理リンクが設定されてもよい。なお、以下の説明では、ＯＬＴ３００とＯＮＵ２００との間の通信経路は、ＰＯＮ区間８００とも称される。

ＯＮＵ２００は、例えば、ユーザ宅に配置される加入者側の通信装置である。ＯＮＵ２００の上位側は、光ファイバー７００および光カプラ４００を介してＯＬＴ３００と接続され、ＯＮＵ２００の下位側は、例えば、パソコン、スマートフォン、ＩＰ（Internet Protocol）電話等の所定数のユーザ端末６００と接続される。ＯＮＵ２００は、ＯＬＴ３００から受信する光信号を電気信号へ変換してユーザ端末６００に送信するとともに、ユーザ端末６００から受ける電気信号を光信号に変換してＯＬＴ３００へ送信する。

ＯＬＴ３００は、例えば、電気通信事業者の局内に設置される局側の通信装置であって、上位側はインターネット等のネットワーク５００に接続され、下位側は光カプラ４００を介して複数のＯＮＵ２００に接続される。ＯＬＴ３００は、複数のＯＮＵ２００から受信する光信号を上位側のネットワーク５００に送信するとともに、ネットワーク５００から受信する信号を所定のＯＮＵ２００に送信する。

また、ＯＬＴ３００は、上り回線において、複数のＯＮＵ２００から送信されるフレームが互いに衝突しないように各ＯＮＵ２００の通信帯域を制御する。通信帯域の制御は、例えば、ＤＢＡ（Dynamic Bandwidth Allocation）機能を用いて行われる。ＯＬＴは、ＤＢＡ機能を用いて、複数のＯＮＵ２００から通知されるＯＬＴ３００に送信するデータ量に応じて、上り回線の全通信帯域を動的に割り当てる。例えば、各ＯＮＵ２００は、対応するユーザ端末６００が送信しようとするデータ量をＯＬＴ３００に通知し、データの送信に使用する通信帯域を要求する。ＯＬＴ３００は、他のＯＮＵ２００が送信するデータ量を考慮して各ＯＮＵ２００がデータの送信に使用する通信帯域を各ＯＮＵ２００に通知することで上り回線の通信帯域を動的に割り当てる。なお、通信帯域は、例えば送信データを変調した光信号の送信を開始する送信時刻と、光信号を送信している送信期間とで定義される。そして、複数のＯＮＵ２００に割り当てる通信帯域の合計は、上り方向の全通信帯域の範囲内で設定される。

図２は、図１に示したＯＮＵ２００の例を示す。

ＯＮＵ２００は、ＵＮＩ（User Network Interface）ポート２０２と、フレーム検査部２０４と、ＢＣ／ＭＣ（broadcast/multicast）カウンタ２０６と、読出し制御部２０８とを有する。また、ＯＮＵ２００は、記憶部２１０と、比較部２１２と、通信部２１４と、帯域制御部２１６と、ＰＯＮポート２１８とを有する。

ＵＮＩポート２０２は、下位側のユーザ端末６００と接続される物理ポートであり、フレーム検査部２０４と接続されている。

フレーム検査部２０４は、ＵＮＩポート２０２を介してユーザ端末６００から受信したフレームを検査し、受信したフレームの種別（ブロードキャスト、マルチキャスト、ユニキャスト）を識別する。フレーム検査部２０４は、識別したフレームを通信部２１４に出力する。なお、ブロードキャストの通信では、コンピュータネットワークに接続された全ての端末に対して、同時に同一のデータが送信される。マルチキャストの通信では、コンピュータネットワークに接続された予め決められた複数の端末に対して、同時にデータが送信される。ユニキャストの通信では、コンピュータネットワークに接続された単一の端末に対して、データが送信される。

ＢＣ／ＭＣカウンタ２０６は、フレーム検査部２０４で識別されたブロードキャストとマルチキャストとのフレーム数をそれぞれカウントし、カウントした値を保持する。ＢＣ／ＭＣカウンタ２０６によるカウントは、所定の周期（例えば、１秒周期）で行われる。

読出し制御部２０８は、ＢＣ／ＭＣカウンタ２０６でカウントしたブロードキャストとマルチキャストのフレームのカウント値をＢＣ／ＭＣカウンタ２０６からそれぞれ読み出す。

記憶部２１０は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体を含み、ＯＮＵ２００側においてブロードキャストストームまたはマルチキャストストームの発生と回復の判定に用いられる第２閾値の情報を記憶する。ここで、ブロードキャストストームは、ブロードキャストのフレームの送信により通信帯域が占有されることで生じる通信障害である。マルチキャストストームは、マルチキャストのフレームの送信により通信帯域が占有されることで生じる通信障害である。

例えば、記憶部２１０は、第２閾値として、ストームの発生時にＢＣ／ＭＣカウンタ２０６で単位時間当たりカウントされるブロードキャストまたはマルチキャストの各フレーム数を示す情報を記憶する。なお、ストームの回復の判定は、第２閾値とは別の閾値用いて実行されてもよい。

比較部２１２は、記憶部２１０に記憶されている第２閾値と、読出し制御部２０８が読み出したブロードキャストまたはマルチキャストのフレームのカウント値とを比較し、比較結果を通信部２１４に出力する。

通信部２１４は、ＰＯＮポート２１８を介して、ＯＬＴ３００から帯域制御に関する指示を受信し、受信した指示を帯域制限部２１６に出力する。また、通信部２１４は、比較部２１２での比較結果を示す情報を受信する。通信部２１４は、ブロードキャストストームの発生による帯域制限中、ＢＣ／ＭＣカウンタ２０６でカウントされるフレーム数が所定の期間（例えば、１０秒間）第２閾値以下であった場合、ブロードキャストストームからの回復の通知をＯＬＴ３００に送信する。また、通信部２１４は、マルチキャストストームの発生による帯域制限中、ＢＣ／ＭＣカウンタ２０６でカウントされるフレーム数が所定の期間（例えば、１０秒間）第２閾値以下であった場合、マルチキャストストームからの回復の通知をＯＬＴ３００に送信する。なお、フレーム数と第２閾値との大小関係は、比較部２１２から出力される比較結果により示される。

帯域制御部２１６は、通信部２１４と接続されており、ＯＬＴ３００からの指示に基づいて、ＤＢＡ機能を用いて論理リンクごとに帯域制御（トラフィック制御）を行う。例えば、帯域制御部２１６は、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数が後述のＯＬＴ３００側の閾値（第１閾値）を超えている論理リンクに関し、ＯＬＴ３００からの指示に従って、論理リンクの通信帯域を小さくする帯域制限を行う。また、ＯＮＵ２００およびＯＬＴ３００の双方でブロードキャストストームまたはマルチキャストストームからの回復が検出された場合、帯域制御部２１６は、ＯＬＴ３００の指示に従って論理リンクの帯域制限を解除する。なお、帯域制御部２１６がＤＢＡ機能を用いて論理リンクの最大帯域を制御することで、論理リンクを切断することなく帯域制限および帯域制限の解除が行われる。また、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数に応じて帯域制限が行われるため、ユニキャストのフレームが増加しても、帯域制限部２１６による論理リンクの帯域制限は行われない。

ＰＯＮポート２１８は、図１に示した光ファイバー７００を介してＯＬＴ３００と接続される物理ポートである。ＰＯＮシステム１００では、ＰＯＮポート２１８に接続される１本の光ファイバー７００を複数（例えば、図２に示すように４本）の論理リンクで共有する。このため、図１に示したＰＯＮ区間８００での論理リンクの識別にはＬＬＩＤ（Logical Link Identification）が使用される。下り方向の通信において、ＯＬＴ３００からの信号を物理的に全ＯＮＵ２００が受信した後、ＯＮＵ２００は、ＬＬＩＤが自分宛のフレームだけを選択して疎通させる。一方、上り方向の通信において、ＯＮＵ２００は、ＵＮＩポート２０２で受信したフレームを論理リンクごとに不図示のバッファ等に一時的に保持する。そして、ＯＮＵ２００は、ＯＬＴ３００から論理リンクごとに指示された送信タイミングで、バッファに保持されたフレームを順にＯＬＴ３００に送信する。

図３は、図１に示したＯＬＴ３００の例を示す。

ＯＬＴ３００は、ＰＯＮポート３０２と、ＢＣ／ＭＣカウンタ３０４と、通信部３０６と、監視制御部３１０とを有する。監視制御部３１０は、読出し制御部３１２と、記憶部３１４と、比較部３１６とを有する。

ＰＯＮポート３０２は、図１に示す光ファイバー７００を介して複数のＯＮＵ２００と接続される物理ポートである。

ＢＣ／ＭＣカウンタ３０４は、ＰＯＮポート３０２が受信したブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数を論理リンクごとにカウントする。ＢＣ／ＭＣカウンタ３０４によるカウントは、所定の周期（例えば、１秒周期）で行われる。

通信部３０６は、ＰＯＮポート３０２および監視制御部３１０と接続されており、監視制御部３１０の指示に従い、ＰＯＮポート３０２を介して各ＯＮＵ２００と通信する。例えば、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームが発生または回復した論理リンクがあった場合、通信部３０６は、監視制御部３１０の指示に従って、帯域制御に関する指示をＯＮＵ２００に送信する。また、通信部３０６は、帯域制限されている論理リンクと接続されているＯＮＵ２００から、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームからの回復の通知を受信し、監視制御部３１０に出力する。なお、通信部３０６は、図１に示したＰＯＮシステム１００のサービスの設定時には、監視制御部３１０の指示に従って、第２閾値の情報を各ＯＮＵ２００に送信する。

監視制御部３１０は、各ＯＮＵ２００の状態を監視し、各ＯＮＵ２００との通信を論理リンク単位で制御する。すなわち、監視制御部３１０は、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームの発生を検出した論理リンクと接続されているＯＮＵ２００に対し、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームが発生した論理リンクの帯域制限の指示を行う。また、ＯＮＵ２００からストームからの回復の通知を受け、かつＯＬＴ３００がストームからの回復を検出した場合、監視制御部３１０は、ＯＮＵ２００に対して論理リンクの帯域制限を解除する指示を行う。

読出し制御部３１２は、ＢＣ／ＭＣカウンタ３０４でカウントしたブロードキャストまたはマルチキャストのフレームのカウント値をＢＣ／ＭＣカウンタ３０４からそれぞれ読み出す。

記憶部３１４は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体を含み、ＯＬＴ３００側においてブロードキャストストームまたはマルチキャストストームの発生と回復の判定に用いられる第１閾値の情報を記憶する。

比較部３１６は、記憶部３１４に記憶されている第１閾値と、読出し制御部３１２が読み出したブロードキャストまたはマルチキャストのフレームのカウント値とを比較する。監視制御部３１０は、比較部３１６の比較結果に基づいて、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームの発生または回復を検出する。比較部３１６は、比較結果を通信部３０６に出力する。なお、比較部３１６による比較は論理リンクごとに行われる。

図４は、図１に示したＰＯＮシステム１００の動作の例を示す。

ステップＳ１において、ＯＬＴ３００は、例えば、電気通信事業者の局内に設置された不図示の監視制御装置が実行する監視制御用のＯＰＳ（Operation System）から送信されたＤＢＡ設定を受信する。ＤＢＡ設定は、論理リンクの最大帯域、最小保証帯域をＯＬＴ３００に指示するための設定情報であって、ＰＯＮシステム１００でのユーザ端末６００を使用するユーザとの契約等に応じて監視制御装置を操作するオペレータが設定する。

ステップＳ２において、ＯＬＴ３００は、ＯＰＳによるストームコントロール設定を受信する。ストームコントロール設定は、ＯＬＴ３００側でのストーム発生時および回復時の閾値（第１閾値）、ＯＮＵ２００側でのストーム発生時および回復時の閾値（第２閾値）、ストーム発生時の帯域制限の設定を含む。なお、第１閾値は、記憶部３１４に記憶される。第２閾値は、後述のステップＳ３において、ＯＮＵ２００に送信される。また、ストーム発生時の帯域制限の設定は、ストームが発生した論理リンクでの通信帯域の上限を示す。

ステップＳ３において、ＯＬＴ３００は、ＯＰＳからの指示に従って、ＯＮＵ２００に対してストームコントロール設定を行う。ＯＮＵ２００の受信するストームコントロール設定は、ＯＮＵ２００側でのストーム発生時および回復時の閾値（第２閾値）を含む。なお、第２閾値は、記憶部２１０に記憶される。

ステップＳ４において、ＯＮＵ２００は、ＢＣ／ＭＣカウンタ２０６を介して、所定の期間ごと（例えば、１秒ごと）にＵＮＩポート２０２で受けるブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数を監視する。そして、ＯＮＵ２００は、第２閾値を超えるブロードキャストまたはマルチキャストのフレームを検出する状態が所定時間（例えば、１０秒間）継続した場合、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームを検出する。なお、ＯＮＵ２００は、第２閾値を超えるブロードキャストまたはマルチキャストのフレームを検出した時点で、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームを検出してもよい。

なお、ＯＮＵ２００は、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームを検出した後も、所定の期間ごとにブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数の監視を続ける。そして、ステップＳ４でのストーム発生の検出を契機として、ＯＮＵ２００は、後述するストーム回復の検出処理（ステップＳ７）を開始する。

ステップＳ５において、ＯＬＴ３００は、所定の期間ごと（例えば、１秒ごと）に各論理リンクでのブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数を監視する。第１閾値を超えるブロードキャストまたはマルチキャストのフレームが所定時間（例えば、１０秒間）継続して検出された論理リンクがあった場合、ＯＬＴ３００は、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームを検出する。なお、ＯＬＴ３００は、第１閾値を超えるブロードキャストまたはマルチキャストのフレームを検出した時点で、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームを検出してもよい。そして、ステップＳ５でのストーム発生の検出を契機として、ＯＬＴ３００は、後述するストーム回復の検出処理（ステップＳ９）を開始する。

ステップＳ６において、ＯＬＴ３００は、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームを検出した論理リンクを特定する。そして、ＯＬＴ３００は、ＯＮＵ２００の帯域制限部２１６のＤＢＡ機能を用いて、特定した論理リンクの帯域を制限する。このように、ＯＬＴ３００は、ブロードキャストおよびマルチキャストのフレーム数に応じて帯域制限を行なうため、ユニキャストのフレーム数が増加してもＯＮＵ２００で帯域が制限されることはない。また、ストームが発生している論理リンクを切断せずに帯域制限することにより、ブロードキャストストームおよびマルチキャストストームによる通信障害を抑制しつつ、通信障害の原因とは無関係のユーザによるユニキャストフレームでの通信を許容できる。

ステップＳ７において、ＯＮＵ２００は、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームからの回復を検出する。例えば、ＢＣ／ＭＣカウンタ２０６でカウントされたブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数が所定時間（例えば、１０秒間）継続して第２閾値以下である場合、ＯＮＵ２００は、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームからの回復を検出する。なお、ＯＮＵ２００は、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数が第２閾値以下であることを検出した時点で、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームからの回復を検出してもよい。

ステップＳ８において、ＯＮＵ２００は、通信部２１４を介して、ＯＬＴ３００に対して、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームからの回復を通知する。

ステップＳ９において、ＯＬＴ３００は、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームからの回復を検出する。例えば、ストームが発生している論理リンクにおいて、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数が所定の期間（例えば、１０秒間）継続して第１閾値以下である場合に、ＯＬＴ３００はストームからの回復を検出する。なお、ＯＬＴ３００は、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数が第１閾値以下であることを検出した時点で、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームからの回復を検出してもよい。なお、ＯＬＴ３００は、ＯＮＵ２００からのストームからの回復の通知（ステップＳ８）を契機として、注目する論理リンクにおけるストーム回復状況を確認するようにしてもよい。

ステップＳ１０において、ストームからの回復の通知をＯＮＵ２００から受け、さらにＯＬＴ３００がストームからの回復を検出した場合、ＯＬＴ３００は、帯域制限部２１６のＤＢＡ機能を用いて、論理リンクの帯域制限を解除する。これにより、帯域制限されていた論理リンクの帯域が、ステップＳ１で設定された最大帯域まで戻る。

なお、ＯＮＵ２００およびＯＬＴ３００は、帯域制限が解除された後もブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数を監視する。そして、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数が閾値を超えた場合には、ステップＳ４−ステップＳ１０の処理が繰り返される。

図５は、図１に示したＰＯＮシステム１００において、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームの発生状態の例を示す。図５では、簡単のため、ＯＮＵ２００のＰＯＮポート２１８とＯＬＴ３００のＰＯＮポート３０２との間に４つの論理リンクＬＬ０１−ＬＬ０４が確立されている状態を示している。ＯＬＴ３００は、複数のＯＮＵ２００と接続されているため、実際にはＯＬＴ３００のＰＯＮポート３０２には、図５に示すＯＮＵ２００とは異なるＯＮＵ２００との間でもさらに論理リンクが確立されている。

なお、図５では、ＯＮＵ２００のＵＮＩポート２０２からＯＬＴ３００に送信されるフレームにより、論理リンクＬＬ０１においてブロードキャストストームまたはマルチキャストストームが発生している状態を示す。この場合、ＵＮＩポート２０２において、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数が第２閾値を超えている状態が所定時間（例えば、１０秒間）継続している場合、ＯＮＵ２００は、ストーム発生を検出する（図４のステップＳ４）。また、論理リンクＬＬ０１において、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数が第１閾値を超えている状態が所定時間（例えば、１０秒間）継続している場合、ＯＬＴ３００は、論理リンクＬＬ０１でのストーム発生を検出する（図４のステップＳ５）。

図６は、図５に示すブロードキャストストームまたはマルチキャストストームの発生が検出され、帯域制限が実施される例を示す。

図６の例では、図５で説明したように、ＯＬＴ３００は、論理リンクＬＬ０１でのストーム発生を検出し、論理リンクＬＬ０１でのストーム発生を特定している。ＯＬＴ３００は、ＯＮＵ２００における帯域制限部２１６のＤＢＡ機能を用いて、ストーム発生が特定されている論理リンクＬＬ０１の帯域を制限する。これにより、ＯＮＵ２００からＯＬＴ３００に送信されるフレーム数は帯域制限をしない場合と比べて減少し、ＯＬＴ３００に過剰なトラフィックが生じることを回避できる。また、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数に応じて帯域制限が行われるため、ユニキャストのフレーム数が増加してもＯＮＵ２００で帯域が制限されることはない。また、ＯＬＴ３００は、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームが発生している論理リンクＬＬ０１を、切断するのではなく帯域制限する。これにより、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームによる通信障害を抑制しつつ、通信障害の原因とは無関係のユーザによるユニキャストフレームでの通信を許容できる。

図７は、図６に示す帯域制限が実施された状態から図５に示すブロードキャストストームまたはマルチキャストストームの回復が検出され、帯域制限が解除される例を示す。

ＯＮＵ２００、ＯＬＴ３００の双方でストームが回復した状態のまま所定の時間が経過している場合、ＰＯＮ区間８００でストームから回復したとみなし、ＯＬＴ３００は、論理リンクＬＬ０１の帯域制限を解除する。なお、ＯＮＵ２００、ＯＬＴ３００の双方でストームが回復した時点で、所定の時間が経過せずともＰＯＮ区間８００でストームから回復したとみなし、ＯＬＴ３００は、論理リンクＬＬ０１の帯域制限を解除してもよい。また、ＯＬＴ３００は、ＯＮＵ２００からストームの回復の通知を受けた場合、ＯＬＴ３００側で論理リンクＬＬ０１のストームの回復を判定せずに、帯域制限を解除してもよい。また、ＯＬＴ３００は、ＯＮＵ２００からのストームからの回復の通知を受けていない場合であっても、ＯＬＴ３００側で論理リンクＬＬ０１のストームの回復を判定した場合、帯域制限を解除してもよい。

以上、図１−図７で示した実施形態では、ＯＬＴ３００は、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームが発生している論理リンクを特定し、ＯＮＵ２００においてストームが検出された論理リンクの帯域を制限する。これにより、ＯＮＵ２００からＯＬＴ３００に送信されるフレーム数は帯域制限をしない場合と比べて減少し、ＯＬＴ３００に過剰なトラフィックが生じることを回避できる。そのため、ＯＬＴ３００のパフォーマンスの低下や、ＯＬＴ３００でのパケットの廃棄の発生等を抑制できる。

また、図１−図７で示した実施形態では、ＯＬＴ３００は、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数に応じて帯域制限を行なうため、ユニキャストのフレーム数が増加してもＯＮＵ２００で帯域が制限されることはない。また、ストームが発生している論理リンクを切断せずに帯域制限することにより、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームによる通信障害を抑制しつつ、通信障害の原因とは無関係のユーザによるユニキャストフレームでの通信を許容できる。

図８は、通信システムおよび通信装置の別の実施形態を示す。

図８では、図１に示したＰＯＮシステム１００の代わりにＰＯＮシステム１００Ａを用いて説明する。なお、図８において、図１と同様の構成は、図１と同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。

ＰＯＮシステム１００Ａでは、図１に示したＯＮＵ２００の代わりにＯＮＵ２００Ａが用いられ、図１に示したＯＬＴ３００の代わりにＯＬＴ３００Ａが用いられる。なお、ＯＮＵ２００ＡおよびＯＬＴ３００Ａの説明は、後述する。

図９は、図８に示したＯＮＵ２００Ａの例を示す。

図９では、図２に示したＯＮＵ２００の代わりに図８に示したＯＮＵ２００Ａを用い、図３に示したＯＬＴ３００の代わりに図８に示したＯＬＴ３００Ａを用いる。なお、図９において、図２と同様の構成は、図２と同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。

ＯＮＵ２００Ａは、図２に示すＯＮＵ２００の各要素に加えて、振分制御部２２０と、キュー２２２と、シェーパ部２２４と、出力レート監視部２２６とを有する。ＯＮＵ２００Ａのその他の構成は、図２に示すＯＮＵ２００と同様である。

振分制御部２２０は、フレーム検査部２０４から受けたフレームをブロードキャスト、マルチキャスト、またはユニキャストのフレーム種別ごとに振り分けてキュー２２２に出力する。

キュー２２２は、ユニキャストキュー２２２ａと、マルチキャストキュー２２２ｂと、ブロードキャストキュー２２２ｃとを有し、振分制御部２２０によって振り分けられたフレームをそれぞれ受信する。そして、ユニキャストキュー２２２ａはユニキャストフレームを受信順に保持し、マルチキャストキュー２２２ｂはマルチキャストフレームを受信順に保持し、ブロードキャストキュー２２２ｃはブロードキャストフレームを受信順に保持する。キュー２２２に種別ごとに保持されたフレームは、キュー２２２からの出力時にさらに各論理リンクに振り分けられ、通信部２１４に出力される。

シェーパ部２２４は、ＯＬＴ３００Ａの制御に従って、キュー２２２（ユニキャストキュー２２２ａ、マルチキャストキュー２２２ｂ、ブロードキャストキュー２２２ｃ）の出力レートをフレームの種別ごとに論理リンク単位で制御する。なお、シェーパ部２２４は、出力レート監視部２２６と接続されており、出力レート監視部２２６の監視結果に応じて、自動でキュー２２２の出力レートをフレームの種別ごとに論理リンク単位で制御してもよい。

出力レート監視部２２６は、キュー２２２（ユニキャストキュー２２２ａ、マルチキャストキュー２２２ｂ、ブロードキャストキュー２２２ｃ）の出力レートをフレームの種別ごとに論理リンク単位で監視し、監視結果をシェーパ部２２４に出力する。

図１０は、図８に示したＯＬＴ３００Ａの例を示す。

図１０では、図２に示したＯＮＵ２００の代わりに図８に示したＯＮＵ２００Ａを用い、図３に示したＯＬＴ３００の代わりに図８に示したＯＬＴ３００Ａを用いる。なお、図１０において、図３と同様の構成は、図３と同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。

ＯＬＴ３００Ａは、図３に示した監視制御部３１０の代わりに監視制御部３１０Ａを有し、図２に示したＯＮＵ２００の代わりにＯＮＵ２００Ａが接続される。ＯＬＴ３００Ａのその他の構成は、図３に示すＯＬＴ３００と同様である。

監視制御部３１０Ａは、図３に示した監視制御部３１０が有する機能に加えて、シェーパ部２２４によってキュー２２２の出力レートを制御するシェーパ設定に関する指示をＯＮＵ２００Ａに対して行う機能を有する。

図１１は、図８に示したＰＯＮシステム１００Ａの動作の例を示す。

なお、図１１において、図４と同様の動作は、図４と同一の符号を用い、詳細な説明を省略する。

図１１では、図４のステップＳ６の代わりにステップＳ６Ａ、Ｓ６Ｂの動作が追加され、図４のステップＳ１０の代わりにステップＳ１０Ａ、Ｓ１０Ｂの動作が追加される。

図１１では、ステップＳ５の動作の後、ＯＬＴ３００ＡはステップＳ６Ａの動作に移行する。

ステップＳ６Ａにおいて、ＯＬＴ３００Ａは、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームを検出した論理リンクを特定する。そして、ＯＬＴ３００Ａは、ＯＮＵ２００Ａに対し、特定した論理リンクにおけるブロードキャストキュー２２２ｃまたはマルチキャストキュー２２２ｂの出力レートを制限するシェーパ設定により、特定した論理リンクの帯域を制限する指示を行う。

ステップＳ６Ｂにおいて、ＯＮＵ２００Ａは、ＯＬＴ３００Ａの指示に従って、ＯＬＴ３００Ａによって特定された論理リンクにおけるブロードキャストまたはマルチキャストの帯域を制限する。すなわち、ＯＮＵ２００Ａは、シェーパ部２２４のシェーパ設定を変更し、ブロードキャストキュー２２２ｃまたはマルチキャストキュー２２２ｂのキュー２２２の出力レートを制限して、特定した論理リンクの帯域を制限する。例えば、シェーパ部２２４は、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレームを合計した通信量が、所定の制限量以下となるように論理リンクの帯域を制限する。

なお、キュー２２２の出力レートの制限による通信量の制限量の値は、ＯＬＴ３００Ａから指示された固定値でもよいが、出力レート監視部２２６により検出された単位時間当たりの各フレームの通信量に応じた変動値でもよい。例えば、シェーパ部２２４は、論理リンクの通信帯域からユニキャストフレームの通信量を減算した残りの帯域に基づいて、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレームの通信量の制限値を決定してもよい。

また、図１１では、ステップＳ９の動作の後、ＯＬＴ３００ＡはステップＳ１０Ａの動作に移行する。

ステップＳ１０Ａにおいて、ＯＬＴ３００Ａは、ＯＮＵ２００Ａに対し、帯域制限していた論理リンクについて、シェーパ設定による帯域制限の解除をする指示を行う。

ステップＳ１０Ｂにおいて、ＯＮＵ２００Ａは、ＯＬＴ３００Ａの指示に従って、シェーパ設定を解除し、帯域制限していた論理リンクにおけるブロードキャストキュー２２２ｃまたはマルチキャストキュー２２２ｂのキュー２２２の出力レートの制限を解除する。これにより、帯域制限が解除され、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレームの通信量に関する最大帯域が帯域制限前の状態に戻る。なお、ＯＮＵ２００Ａは、ＯＬＴ３００Ａからの指示によらず、出力レート監視部２２６により検出された単位時間当たりの各フレームの通信量に応じて、出力レートの制限の解除を行ってもよい。

なお、ＯＮＵ２００ＡおよびＯＬＴ３００Ａは、帯域制限が解除された後もブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数を監視する。そして、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数が閾値を超えた場合には、ステップＳ４−ステップＳ１０Ｂの処理が繰り返される。

以上、図８−図１１で示した実施形態では、ＯＬＴ３００Ａは、ＯＮＵ２００Ａに対してシェーパ設定を指示し、ストームが発生している論理リンクのブロードキャストキュー２２２ｃまたはマルチキャストキュー２２２ｂの出力レートを制限する。これにより、ＯＮＵ２００ＡからＯＬＴ３００Ａに送信されるフレーム数は帯域制限をしない場合と比べて減少し、ＯＬＴ３００Ａに過剰なトラフィックが生じることを回避できる。そのため、ＯＬＴ３００Ａのパフォーマンスの低下や、ＯＬＴ３００Ａでのパケットの廃棄の発生等を抑制できる。

また、図８−図１１で示した実施形態では、ＯＬＴ３００Ａは、ブロードキャストまたはマルチキャストのフレーム数に応じて帯域制限に関する指示を行なうため、ユニキャストのフレーム数が増加してもＯＮＵ２００Ａで帯域が制限されることはない。また、ストームが発生している論理リンクを切断せずに帯域制限することにより、ブロードキャストストームまたはマルチキャストストームによる通信障害を抑制しつつ、通信障害の原因とは無関係のユーザによるユニキャストフレームでの通信を許容できる。

また、図８−図１１で示した実施形態では、シェーパ部２２４は、ストームが発生している論理リンクにおけるブロードキャストキュー２２２ｃまたはマルチキャストキュー２２２ｂの出力レートは制限するが、ユニキャストキュー２２２ａの出力レートは制限しない。これにより、ストームが発生した論理リンクについて、フレーム種別を問わずに論理リンク全体の帯域を帯域制限する場合と比べて、ユニキャストフレームの通信の許容量を大きくすることができる。

なお、図１−図７で示した実施形態においても、図９に示す出力レート監視部２２６をＯＮＵ２００に設け、出力レート監視部２２６によって検出された単位時間当たりの通信量に応じて、帯域制御部２１６を介したＤＢＡ設定による出力帯域の制御を行ってもよい。これにより、ＯＬＴ３００の指示によらず、ＯＮＵ２００単独で図１−図７で示した実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、図１−図７で示した実施形態におけるＤＢＡ設定による出力帯域の制限と、図８−図１１で示した実施形態におけるシェーパ部２２４によるキュー２２２の出力レートの制限とが両方行われてもよい。これによれば、ストームが発生している論理リンクについて、シェーパ部２２４によるシェーパ設定でユニキャストの出力レートを確保した上で、帯域制御部２１６によるＤＢＡ機能で論理リンク全体の帯域を制限することができる。

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ものである。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る。したがって、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拠ることも可能である。

１００、１００Ａ…ＰＯＮシステム；２００、２００Ａ…ＯＮＵ；２０２…ＵＮＩポート；２０４…フレーム検査部；２０６…ＢＣ／ＭＣカウンタ；２０８…読出し制御部；２１０…記憶部；２１２…比較部；２１４…通信部；２１６…帯域制御部；２１８…ＰＯＮポート；２２０…振分制御部；２２２…キュー；２２２ａ…ユニキャストキュー；２２２ｂ…マルチキャストキュー；２２２ｃ…ブロードキャストキュー；２２４…シェーパ部；２２６…出力レート監視部；３００、３００Ａ…ＯＬＴ；３０２…ＰＯＮポート；３０４…ＢＣ／ＭＣカウンタ；３０６…通信部；３１０、３１０Ａ…監視制御部；３１２…読出し制御部；３１４…記憶部；３１６…比較部；４００…光カプラ；５００…ネットワーク；６００…ユーザ端末；７００、７００ａ、７００ｂ…光ファイバー；８００…ＰＯＮ区間；ＬＬ０１−ＬＬ０４…論理リンク

Claims (6)

1. 上位側の通信装置と、所定数の論理リンクを介して前記上位側の通信装置に接続されるとともに、下位側の通信端末に接続される下位側の通信装置とを有する通信システムであって、
   前記上位側の通信装置は、
   前記下位側の通信装置から受信するフレームのうち、ブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量と第１閾値とを前記論理リンクごとに比較する第１比較部と、
   前記第１比較部による比較結果に基づいて、前記下位側の通信装置から受信する前記ブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量が前記第１閾値を超える論理リンクを検出したときに、検出した論理リンクの帯域を制限する第１指示を前記下位側の通信装置に送信する監視制御部と
   を備え、
   前記下位側の通信装置は、
   前記第１指示に基づいて、前記監視制御部が検出した論理リンクの帯域を遮断することなく制限する
   ことを特徴とする通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記下位側の通信装置は、ＤＢＡ機能を用いて、前記監視制御部が検出した論理リンクの帯域を制限する帯域制御部を備える
   ことを特徴とする通信システム。
3. 請求項１に記載の通信システムにおいて、
   前記下位側の通信装置は、
   前記通信端末から受信するフレームを種別ごとに振り分ける振分制御部と、
   前記振分制御部によって振り分けられた前記ブロードキャストフレームおよびマルチキャストフレームの通信量が所定の制限量以下となるように、前記監視制御部が検出した論理リンクの帯域を制限するシェーパ部と
   を備えることを特徴とする通信システム。
4. 請求項３に記載の通信システムにおいて、
   前記下位側の通信装置は、
   前記振分制御部によって振り分けられた各フレームの通信量を論理リンクごとに監視する出力レート監視部を
   さらに備え、
   前記シェーパ部は、前記監視制御部が検出した論理リンクにおけるユニキャストフレームの通信量に応じて、前記所定の制限量を決定する
   ことを特徴とする通信システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の通信システムにおいて、
   前記下位側の通信装置は、
   前記通信端末から受信する前記ブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量と第２閾値とを比較する第２比較部と、
   前記第２比較部による比較結果を前記上位側の通信装置に送信する通信部と
   を備え、
   前記監視制御部は、前記下位側の通信装置から受信した前記比較結果が、前記通信端末から受信する前記ブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量が前記第２閾値以下であることを示すとき、または、前記監視制御部が検出した論理リンクを介して前記上位側の通信装置が前記下位側の通信装置から受信する前記ブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量が前記第１閾値以下のときの少なくともいずれかで、前記監視制御部が検出した論理リンクの帯域の制限を解除する第２指示を行い、
   前記下位側の通信装置は、前記第２指示に基づいて、前記監視制御部が検出した論理リンクの帯域の制限を解除する
   ことを特徴とする通信システム。
6. 所定数の論理リンクを介して下位側の通信装置に接続される上位側の通信装置であって、
   前記下位側の通信装置から受信するフレームのうち、ブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量と第１閾値とを前記論理リンクごとに比較する第１比較部と、
   前記第１比較部による比較結果に基づいて、前記下位側の通信装置から受信する前記ブロードキャストフレームまたはマルチキャストフレームの通信量が前記第１閾値を超える論理リンクを検出したときに、検出した論理リンクの帯域を遮断することなく制限する第１指示を前記下位側の通信装置に送信する監視制御部と
   を備えることを特徴とする通信装置。

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