JP4074996B2

JP4074996B2 - 伝送制御システム及び障害発生検出制御方法

Info

Publication number: JP4074996B2
Application number: JP2003272710A
Authority: JP
Inventors: 孝次相原; 貴之小森; 望田中
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2003-07-10
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: JP2005033665A

Description

本発明は、伝送装置や回線の障害発生時には、その障害発生を通知し、その障害の復旧時には迅速に且つ安定に回復できるようにした伝送制御システム及び障害発生検出制御方法に関する。

ネットワークを介してデータを伝送する伝送制御システムは、既に各種の形態のシステムが知られている。そして、伝送経路に障害が発生した場合、他の正常な伝送経路に切替えてデータの伝送を継続することが要望される。その為に、伝送経路に障害が発生した場合に、他の正常な伝送経路を探索して切替えるスパニングツリー方式（ＩＥＥＥ８０２．１Ｄによる規定）や、高速スパニングツリー方式（ＩＥＥＥ８０２．１ｗによる規定）等が知られている。

図９は、リングアグリゲーション方式を適用した冗長構成の光回線を含むシステムを示し、端末装置や各種サーバ，ルータ，レイヤスイッチ等のネットワーク機器１１，１２はポートＰ１，Ｐ２をそれぞれ有し、メディアコンバータ（ＭＣ）等の伝送装置１３〜１６間を光回線とし、ポートＰ１間の伝送経路とポートＰ２間の伝送経路との冗長構成とし、一方の伝送経路に障害が発生した場合は、他方の伝送経路に切替えてデータフレームの相互伝送を継続する
障害発生を検出した時、相手側へ通知する必要がある。例えば、図１０に示すように、ネットワーク機器１２とメディアコンバータ（ＭＣ）等の伝送装置１４との間に障害が発生した場合、ネットワーク機器１２側は、伝送装置１４から伝送装置１６側へ切替え、又相手側へリンク断転送機能動作として示すように、障害発生を、規定されたフォーマットの保守フレームにより通知する。伝送装置１３は、この保守フレーム受信により、×印で示すようにリンク断とする。ネットワーク機器１１は、伝送装置１３との間のリンク断により、伝送装置１３から伝送装置１５側へ切替える。それにより、伝送装置１５，１６間の伝送経路によってデータフレームの伝送を継続することができる。又伝送装置１３，１４側が復旧した時に、切り戻しを行うか、又は、伝送装置１５，１６側に障害が発生した時に、図示の場合と反対に切替えることになる。

又光ファイバケーブル側の光インタフェース部に於けるリンクパスになるタイミングが、メタリックケーブル側のＬＡＮインタフェース部に於けるリンクパスになるタイミングより早い場合に、エラー信号を相互に送信する問題を、所定時間遅延させて光インタフェース部からのエラー信号を送信するようにして解決しようとする光伝送システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１１９３４８号公報

前述のネットワーク機器１１，１２間を、図１１に示すようにメディアコンバータ等の伝送装置ＭＣ１，ＭＣ２を介して接続した伝送制御システムに於いて、回線断１，２、入力断１，２、装置故障１，２を障害発生のイベントとして検出し、保守フレームにより対向伝送装置に転送し、自伝送装置に接続されたネットワーク機器に対して×印で示すように、強制リンク断とする。このような強制リンク断により、ネットワーク機器１１，１２は、伝送装置に対してリンク断する構成と、リンク断を行わない構成がある。

例えば、伝送装置ＭＣ１，ＭＣ２間の伝送装置ＭＣ１に対する入力断１の障害発生検出により、伝送装置ＭＣ１は、ネットワーク機器１１に対して×印で示すように強制リンク断とする。ネットワーク機器１１は、この強制リンク断により、伝送装置ＭＣ１に対して回線断１に相当するリンク断とする。それにより、伝送装置ＭＣ１は、保守フレームにより伝送装置ＭＣ２にリンク断を通知する。伝送装置ＭＣ２は、ネットワーク機器１２に対して×印で示すように強制リンク断とする。それにより、ネットワーク機器１２は、伝送装置ＭＣ２に対して回線断２に相当するリンク断とする。従って、リンク断状態が循環している無限ループ状態となり、最初の入力断が回復しても、その回復イベントの検出タイミングの遅れ等により、復旧できない問題がある。このような状態となると、図９又は図１０に示す冗長構成のシステムであっても、無限ループ状態となった経路に切替えることができないものとなる。

又前述の特許文献１に示されているように、保護時間に相当するタイミング制御の手段を適用することが考えられる。しかし、保護時間を長く設定すれば、回復所要時間が長くなり、反対に短くすると、無限ループ状態から抜け出せなくなる。即ち、適切な時間設定が困難である問題がある。

本発明は、障害発生を検出して対向伝送装置に通知するが、無限ループ状態とならないように制御し、障害回復時は安定に且つ確実に復旧させることを目的とする。

本発明の伝送制御システムは、複数のネットワーク機器１，２間を複数の伝送装置３，４を介して接続し、ネットワーク機器１，２間でデータフレームを送受信する伝送制御システムに於いて、前記伝送装置３，４は、対向する伝送装置との間を接続するインタフェース部６と、ネットワーク機器１，２を接続するインタフェース部７と、回線断検出を示す保守フレーム及び回線断回復を示す保守フレームと、リンク断転送開始フレーム及びリンク断転送終了フレームとを生成して送出する制御フレーム処理部８と、前記回線断検出を示す保守フレームの受信によりネットワーク機器側を強制リンク断とし、且つ前記制御フレーム処理部８を制御して前記リンク断転送開始フレームを送出させ、前記回線断回復を示す保守フレームにより前記リンク断転送終了フレームを送出させ、前記リンク断転送開始フレーム受信によりネットワーク機器側は回線断によるリンク断を禁止する制御を行う制御処理部とを備えている。又回線断回復検出により強制リンク断解除を行うと共に、リンク断転送終了フレームの送出タイミングを遅らせる為の保護タイマを設けることができる。

本発明の障害発生検出制御方法は、複数のネットワーク機器間を複数の伝送装置を介して接続して、ネットワーク機器間でデータフレームを送受信し、障害発生を検出して強制リンク断制御を行う障害発生検出制御方法に於いて、回線断検出を示す保守フレーム受信時に、ネットワーク機器側を強制リンク断とし、且つ対向する伝送装置に対してリンク断転送開始フレームを送信し、該リンク断転送開始フレームを受信した時は、ネットワーク機器側の強制リンク断を禁止し、回線断回復を示す保守フレームを受信した時に、強制リンク断を解除し、且つリンク断転送終了フレームを送信して、通常状態に復帰する過程を含むものである。又強制リンク断を解除した時に保護タイマを起動し、設定時間後にリンク断転送終了フレームを送信する過程を含むことができる。

障害発生検出により、ネットワーク機器側を強制リンク断としても、対向する伝送装置側に対してリンク断転送開始フレームを送信し、このリンク断転送開始フレームを受信した伝送装置は、ネットワーク機器に対して強制リンク断を禁止する状態とし、回線断の警報情報が無限ループ状に巡回することを回避し、障害回復時は、リンク断転送終了フレームにより通知し、通常状態に復帰することができる。又保護タイマを用いると、障害回復時のオートネゴシエーションによる時間後に、リンク断転送終了フレームを送信して、安定に通常状態に復帰することができる。

複数のネットワーク機器間を複数の伝送装置を介して接続し、ネットワーク機器間でデータフレームを送受信する伝送制御システムに於いて、伝送装置は、回線断検出を示す保守フレームと、回線断回復を示す保守フレームと、回線断を示す保守フレームに対するリンク断転送開始フレームと、回線断回復を示す保守フレームに対するリンク断転送終了フレームとを生成して送出する制御フレーム処理部と、回線状態を監視し、回線断を示す保守フレーム受信によりネットワーク機器側を強制リンク断として、リンク断転送開始フレームの送出制御を行い、このリンク断転送開始フレームの受信によりネットワーク機器側の強制リンク断を禁止し、リンク断回復検出により、ネットワーク機器側の強制リンク断を解除し、且つリンク断転送終了フレームの送出制御を行い、リンク断転送終了フレームの受信により、通常状態に復帰する制御を行う制御処理部とを含む構成を有し、又回線断検出時及び回線断回復検出時に、前述の処理を行う処理ステップを含むものである。

図１は、複数のネットワーク機器１，２間を複数の伝送装置３，４を介して接続してデータフレームを送受信する伝送制御システムの要部を示し、伝送装置は更に多数接続される場合が一般的であるが、説明の便宜上、２台のネットワーク機器１，２と、２台の伝送装置３，４とを示している。図１の（Ａ）は、ネットワーク機器２と伝送装置４との間の回線断の障害が発生して、伝送装置４がこの回線断の障害発生を検出し、対向する伝送装置３に対して、回線断を示す保守フレームを送信する状態を示し、伝送装置４と対向する伝送装置３は、この保守フレームを受信して、伝送装置４側に回線断が発生したことを識別する。

そして、図１の（Ｂ）に示すように、回線断を示す保守フレームを受信した伝送装置３はネットワーク機器１に対して強制リンク断とする。これに対して、ネットワーク機器１が、伝送装置３に対してリンク断とするか否かは、本発明に於いては何れでも構わないものである。そして、伝送装置３は、伝送装置４からの保守フレームを受信識別したことにより、リンク断転送開始（ＬＤＴ開始）フレームを、伝送装置４に送信する。この伝送装置４は、ＬＤＴ動作開始により、ネットワーク機器２に対する強制リンク断を禁止する。従って、ネットワーク機器１が、伝送装置３の強制リンク断によって、伝送装置３に対するリンク断の処理を行ったとしても、伝送装置４は、ＬＤＴ開始フレームにより、ネットワーク機器２に対して強制リンク断の処理を行わないので、従来例のような無限ループの状態となることはない。

図２は、フレームフォーマットの要部を示し、先頭等を示すフラグと、フレームのタイプと、警報／状態の情報と、ＣＲＣ（巡回冗長検査ビット）とを含み、タイプは、例えば、００を通常（保守フレーム）フレーム、０１をＬＤＴ開始（リンク断転送開始）フレーム、１０をＬＤＴ終了（リンク断終了）フレーム、１１をリザーブとすることができる。この制御フレームのフォーマットは、一例の要部を示すもので、データフレームと相違し、且つ保守フレームとＬＤＴ開始フレームとＬＤＴ終了フレームとを区別できるフォーマットとして、他の構成を適用することも可能である。そして、伝送装置３，４は、ネットワーク機器１，２間のデータフレームの転送機能と、制御フレームの送受信機能、即ち、保守フレームと、ＬＤＴ開始フレーム及びＬＤＴ終了フレームの送受信機能と、ネットワーク機器側に対する強制リンク断の実行及び処理待ちの機能と、保護タイマの機能とを含むものである。

図３は、障害発生後の回復過程の説明図であり、（Ａ）は、ネットワーク機器２と伝送装置４との間の回線断が回復し、伝送装置４は、この回線断回復を検出すると、保守フレームにより、対向する伝送装置３に通知し、伝送装置３は、伝送装置４側の回線断回復を識別し、保護タイマを起動した状態を示す。

そして、図３の（Ｂ）に示すように、伝送装置３は、ネットワーク機器１に対する強制リンク断を解除し、保護タイマの設定時間後にＬＤＴ終了フレームを伝送装置４に送出する。伝送装置４は、ＬＤＴ終了フレームを受信識別し、ＬＤＴ動作終了として示すようにネットワーク機器２に対して通常動作を行うことになる。この場合、保護タイマは、強制リンク断解除に伴って、ネットワーク機器１が伝送装置３の間で、伝送速度等のオートネゴシエーションを行う場合等に要する時間後に、通常動作状態に戻るようにする為のものであり、従って、保護タイマの設定時間後に、ＬＤＴ終了フレームの送信処理を開始し、円滑な回復を可能とすることができる。なお、強制リンク断解除により、直ちに、通常状態に復帰できる場合は、保護タイマの省略が可能である。

図４及び図５は、伝送装置３，４間で光回線二芯伝送を行う場合の光回線の障害発生による光入力断時と、その回復時との処理説明図であり、図１及び図３と同一符号は同一部分を示す。又伝送装置３，４間は、前述のように、光回線で接続され、データフレームや制御フレームは、光信号として伝送される。そして、図４の（Ａ）に於いて、伝送装置４から伝送装置３に送信する為の光回線が断となったことを、光入力断として伝送装置３が検出すると、図４の（Ｂ）に示すように、伝送装置３は、ネットワーク機器１に対して強制リンク断とし、且つ伝送装置４に対してＬＤＴ開始フレームを送信する。伝送装置４は、このＬＤＴ開始フレームを受信してＬＤＴ動作開始を行う。即ち、障害発生を認識し、回線断を示す保守フレームではなく、ＬＤＴ開始フレームであるから、回線断によるリンク断禁止として示すように、ネットワーク機器２に対する強制リンク断は行わない。

図５の（Ａ）に於いて、伝送装置３，４間の光回線断が回復し、伝送装置３が光入力断回復を検出すると、前述のように、保護タイマを起動する。そして、図５の（Ｂ）に示すように、ネットワーク機器１に対する強制リンク断を解除し、保護タイマの設定時間後に、伝送装置４に対してＬＤＴ終了フレームを送出する。伝送装置４は、ＬＤＴ終了フレームを受信すると、ＬＤＴ動作終了として、ネットワーク機器２との間を通常動作の状態とする。

図６は、伝送装置３，４間で光回線一芯伝送を行う場合の光回線断についての処理説明図であり、一芯の光回線で全二重通信を行うシステムの場合で、光回線断が発生すると、伝送装置３，４は、光入力断を検出し、ネットワーク機器１，２に対して強制リンク断とし、ＬＤＴ動作開始を行う。即ち、光回線断により、保守フレーム及びＬＤＴ開始フレームを送受信できないので、伝送装置３，４は、ＬＤＴ開始フレームを受信した時の状態に遷移する。即ち、強制リンク断に対してネットワーク機器１，２がリンク断を行うか否かに関係なく、光回線断回復時は、強制リンク断を解除して、通常動作に復帰することができる。

図７は、状態遷移説明図であり、伝送装置に於いて、イベント待ち（ＥＶＥＮＴＷＡＩＴ）（Ａ１）の状態から、イベントが発生すると（ＳＯＭＥＥＶＥＮＴＳ＝１）、イベント解析の状態（ＥＶＥＮＴＡＮＡＬＹＳＹＳ）に遷移し（Ａ２）、回線断検出の場合（ＳＬＤ＝１）、ＬＤＴ開始フレーム検出の状態（ＬＤＴＳＴＡＲＴＤＥＴＥＣＴ）（Ａ３）に遷移する。又回線断検出でない場合（ＳＬＤ≠１）、ＬＤＴ開始フレーム検出待ちの状態（ＬＤＴＳＴＡＲＴＤＥＴＥＣＴＷＡＩＴ）（Ａ４）に遷移し、ＬＤＴ開始フレームを検出（ＬＤＴＳＴＡＲＴＦＲＡＭＥＤＥＣ＝１）すると、ＬＤＴ開始フレーム検出の状態（ＬＤＴＳＴＡＲＴＤＥＴＥＣＴ）（Ａ３）の状態に遷移する。

この状態（Ａ３）に於いて、ＬＤＴ終了フレーム検出（ＬＤＴＥＮＤＦＲＡＭＥＤＥＴ＝１）により、ＬＤＴ終了フレーム検出状態（ＬＤＴＥＮＤＤＥＴＥＣＴ）（Ａ５）に遷移し、無条件（ＵＣＴ）で初期状態（Ａ１）に遷移する。

又回線断を示す保守フレーム受信検出イベントによりＬＤＴ開始フレーム送信（ＬＤＴＳＴＡＲＴＴＲＡＮＳＭＩＴＥ）（Ａ６）の状態とし、且つネットワーク機器側に対して強制リンク断を行う。総てのイベントがなくなると（ＡＬＬＥＶＥＮＴＳ＝０）、ＬＤＴ終了フレームの送信（ＬＤＴＥＮＤＴＲＡＮＭＩＴＥ）（Ａ７）の状態とし、且つ、ネットワーク機器側に対する強制リンク断を解除する。そして、無条件（ＵＣＴ）で初期状態（Ａ１）遷移する。

図８は、伝送装置の要部説明図であり、６は対向する伝送装置に対するインタフェース部、７はネットワーク機器に対するインタフェース部、８は制御フレーム処理部、９は制御処理部、１０は保護タイマを示す。なお、データフレームの転送処理の機能は図示を省略している。インタフェース部６は、光回線を接続する場合は、光電変換手段等を含むことになる。

制御フレーム処理部８は、回線断検出を示す保守フレームと、回線断回復を示す保守フレームと、ＬＤＴ開始フレームと、ＬＤＴ終了フレームとを生成して送出する機能を有し、又制御処理部９は、インタフェース部６，７を介して回線状態を監視し、ネットワーク機器側の回線断検出の場合は、制御フレーム処理部８を制御して、対向する伝送装置に対する回線断を示す保守フレームの生成と送信とを指示する。又この回線断が回復したことを検出すると、制御フレーム処理部８を制御して、対向する伝送装置に対する回線断回復を示す保守フレームの生成と送信とを指示する。

又対向する伝送装置側の回線断検出の場合は、制御処理部９は、インタフェース部７を制御してネットワーク機器側の強制リンク断を行い、且つ制御フレーム処理部８を制御して、対向する伝送装置に対するＬＤＴ開始フレームの生成と送信とを指示する。又回線断回復検出の場合は、インタフェース部７を制御してネットワーク機器側の強制リンク断を解除し、且つ制御フレーム処理部８を制御して、対向する伝送装置に対するＬＤＴ終了フレームの生成と送信とを指示する。この場合に、制御処理部９は、強制リンク断解除により保護タイマ１０を起動し、この保護タイマ１０の設定時間後にＬＤＴ終了フレームの送信を指示する制御を行う。それにより、ネットワーク機器と伝送装置との間が正常状態となった時に、他の伝送装置も正常状態となるから、安定に正常状態に復帰することができる。

又対向する伝送装置からのＬＤＴ開始フレームを受信した場合は、ネットワーク機器側に対しては強制リンク断は行わない。従って、ネットワーク機器は、伝送装置に対してリンク断とすることがなく、障害発生の情報が無限ループ状に巡回することを回避できる。又ＬＤＴ開始フレーム受信後に、ＬＤＴ終了フレームを受信すると、制御処理部９は、各部を通常の状態に復帰させる。従って、冗長構成の伝送経路を形成して、伝送経路の切替えを行う伝送制御システムに適用し、一方の伝送経路の障害発生時に、他方の伝送経路に確実に切替えてデータフレームの伝送を可能とすることができる。

本発明の実施例の処理説明図である。フレームフォーマットの要部説明図である。本発明の実施例の回復過程の説明図である。本発明の実施例の光回線二芯伝送の場合の光回線断の処理説明図である。本発明の実施例の光回線二芯伝送の場合の光回線断回復の処理説明図である。本発明の実施例の光回線一芯伝送の場合の光回線断の処理説明図である。状態遷移説明図である。伝送装置の要部説明図である。従来のリングアグリゲーション構成の説明図である。ルート切替えの説明図である。イベント検出点の説明図である。

符号の説明

１，２ネットワーク機器
３，４伝送装置
６，７インタフェース部
８制御フレーム処理部
９制御処理部
１０保護タイマ

Claims

複数のネットワーク機器間を複数の伝送装置を介して接続し、前記ネットワーク機器間でデータフレームを送受信する伝送制御システムに於いて、
前記伝送装置は、対向する伝送装置との間を接続するインタフェース部と、
前記ネットワーク機器を接続するインタフェース部と、
回線断検出を示す保守フレーム及び回線断回復を示す保守フレームと、リンク断転送開始フレーム及びリンク断転送終了フレームとを生成して送出する制御フレーム処理部と、前記回線断検出時及び前記回線断回復検出時に前記制御フレーム処理部を制御して前記保守フレームを送出させ、前記回線断検出を示す保守フレーム受信により前記ネットワーク機器側を強制リンク断とし、且つ前記制御フレーム処理部を制御して前記リンク断転送開始フレームを送出させ、前記リンク断回復を示す保守フレーム受信により前記リンク断転送終了フレームを送出させ、前記リンク断転送開始フレーム受信によりネットワーク機器側は強制リンク断を禁止する制御を行う制御処理部と
を備えていることを特徴とする伝送制御システム。
前記伝送装置は、前記リンク断回復を示す保守フレーム受信により、前記ネットワーク機器側の強制リンク断を解除して起動し、前記リンク断転送終了フレーム送出までの時間を設定する保護タイマを備えたことを特徴とする請求項１記載の伝送制御システム。
複数のネットワーク機器間を複数の伝送装置を介して接続し、前記ネットワーク機器間でデータフレームを送受信し、障害発生検出及び障害回復検出に従って伝送制御を行う障害発生検出制御方法に於いて、
回線断検出時及び回線断回復検出時にそれぞれを示す保守フレームを送出し、回線断を示す保守フレーム受信時は、前記ネットワーク機器側を強制リンク断とし、且つ対向する伝送装置にリンク断転送開始フレームを送出し、該リンク断転送開始フレーム受信により前記ネットワーク機器側の強制リンク断を禁止する過程と、
前記回線断回復を示す保守フレーム受信時は、前記ネットワーク機器側の強制リンク断を解除し、且つ対向する伝送装置にリンク断転送終了フレームを送出し、該リンク断転送終了フレーム受信により前記ネットワーク機器側を通常状態に復帰させる過程と
を含むことを特徴とする障害発生検出制御方法。
前記リンク断回復を示す保守フレーム受信時に、前記ネットワーク機器側の強制リンク断を解除して保護タイマを起動し、該保護タイマの設定時間後に前記リンク断転送終了フレームの送出制御を行う過程を含むことを特徴とする請求項３記載の障害発生検出制御方法。
前記伝送装置間を一媒体で双方向伝送を行う回線により接続し、該伝送装置は、回線断検出により、ネットワーク機器側を強制リンク断とし、且つ前記リンク断転送開始フレーム受信時の状態に遷移させ、前記回線断回復検出により前記リンク断転送終了フレーム受信時として前記強制リンク断を解除して通常状態に復帰する過程を含むことを特徴とする請求項３記載の障害発生検出制御方法。