JP4405941B2 - 回線冗長化方法およびこれに用いる中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク間を接続する中継装置での故障検出およびバックアップ回線への切り替えにおける回線冗長化技術に関する。

従来、イーサネット（登録商標）などにおける通信回線の故障対策の技術としては、APS（Automatic Protection Switching）やVRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）などがある。APSは、ATM（Asynchronous Transfer Mode）またはPOS（Point of Sale）回線に適用可能であり、SDH（Synchronous Digital Hierarchy）フレームでの同期機構を用いた技術である。このAPSでは、制御信号を用いて端局間で故障した現用回線を自動的に予備回線に切り替え、復旧動作を行う。

また、VRRPは複数のルータの多重化を行うためのプロトコルであり、このVRRPにより回線の冗長化を実現することが可能である。VRRPを用いる技術については非特許文献１に記載されている。

図１８〜図２２を参照して、VRRPによる動作をルータが２台の場合の冗長化通信システム１００を例として説明する。

図１８に示すように、従来の冗長化通信システム１００では、第１ルータ１０１と第２ルータ１０２とが実インタフェース１０１ａ、１０２ａを介してイーサネット（登録商標）網１２０に接続されるとともに、このイーサネット（登録商標）網１２０とは別の他ネットワーク網１３０にも接続されている。また、このイーサネット（登録商標）網１２０には端末１４０が接続されている。

第１ルータ１０１と第２ルータ１０２とは１台の仮想ルータ１１０を構成し、この仮想ルータ１１０はイーサネット（登録商標）網１２０に１つの仮想インタフェース１１０ａにより接続されることになる。

そのため、実インタフェース１０１ａ、１０２ａに接続されている２本の回線は同一の回線とみなされ、第１ルータ１０１および第２ルータ１０２には同一のIPアドレスおよびMACアドレスが付与される。

また、実インタフェース１０１ａ、１０２ａに接続されている２本の回線には１〜２５５の範囲の値で優先度が付与されており、最も小さい優先度値が付与されている回線がマスタ状態となり、他の回線はバックアップ状態になる。

図１８においては第１ルータ１０１の実インタフェース１０１ａに接続されている回線の優先度値が100であり、第２ルータ１０２の実インタフェース１０２ａに接続されている回線の優先度値が200であるため、第１ルータ１０１がマスタルータであり、第２ルータ１０２がバックアップルータとなる。

この状態で端末１４０から他ネットワーク網１３０宛てにパケットが送信されると、イーサネット（登録商標）網１２０を介して第１ルータ１０１および第２ルータ１０２の両方にパケットが到達するが、マスタルータである第１ルータ１０１のみで受信され、バックアップルータである第２ルータ１０２では受信されない。

また、他ネットワーク網１３０から端末１４０宛てにパケットが送信されると、第１ルータ１０１および第２ルータ１０２の両方にパケットが到達するが、マスタルータである第１ルータ１０１のみから端末１４０宛てにパケットが送信され、バックアップルータである第２ルータ１０２からは送信されない。

ここで、第１ルータ１０１および第２ルータ１０２はそれぞれ通信の過程で学習された端末のIPアドレスとMACアドレスとの対応情報が格納されるARPキャッシュと呼ばれるメモリを有し、このARPキャッシュに保存されている情報が利用されて送信が行われる。

さらに、このVRRPの動作では、自身がマスタルータであることを示す稼働状態確認用パケットがマスタルータからすべてのバックアップルータに対してマルチキャストモードで送信される。そして、バックアップルータでこの稼働状態確認用パケットが受信されることにより、マスタルータにおいて正常に通信が行われていることが確認される。

マスタルータが故障した場合は、図１９に示すように、マスタルータ１０１から稼働状態確認用パケットが送信されないため、マスタルータ１０１が故障したことがバックアップルータ１０２で認識される。そして、バックアップルータの中で最も優先度値の小さいルータがマスタルータに切り替わる。図１９においてはバックアップルータはルータ１０２のみであるためルータ１０２がマスタルータに切り替わる。

図２０は従来のVRRPの動作によるルータの遷移状態(1)〜(6)を示す説明図である。まずVRRP動作が開始すると、付与されている優先度値が最も小さいルータである場合は、初期状態（Ｓ１）からマスタ状態（Ｓ２）に遷移する（遷移状態(1)）。優先度値が最も小さいルータ以外のルータは、初期状態（Ｓ１）からバックアップ状態（Ｓ３）に遷移する（遷移状態(2)）。

そして、オペレータの指示などによりVRRP動作が停止（または一時停止）されたときには、マスタ状態（Ｓ２）またはバックアップ状態（Ｓ３）から初期状態（Ｓ１）に遷移する（遷移状態(3)、(4)）。

また、バックアップ状態（Ｓ３）のときに、稼働状態確認用パケットの不達によりマスタルータの故障を認識すると、マスタ状態（Ｓ２）に遷移する（遷移状態(5)）。

また、マスタ状態（Ｓ２）のときに、自身より優先度値が小さいルータの故障が復旧されたことにより送信されるADVERTISEパケットを受信すると、バックアップ状態（Ｓ３）に遷移する（遷移状態(6)）。このとき、保守条件によりon/offの切り替えが可能なpreemptionモードで状態遷移が制御されており、且つモードがoffのときにはバックアップ状態（Ｓ３）へは遷移しない。
Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) RFC3768 IETF

しかし、従来の通信回線の故障対策の技術であるAPSはSDHの機構を利用するため、SDHフレームを使用しないイーサネット（登録商標）には適用できないという問題があった。

また、別の故障対策の技術であるVRRPでは、冗長化構成を組む回線の本数分のルータが必要（回線のN重化にはN台のルータが必要）であるため、最低でも２台のルータが必要であった。

また、VRRPの技術を用いて仮想LAN回線に対して冗長化構成が組まれた際に発生する故障は、同一物理回線内の全仮想LAN回線に共通する物理的な回線リンクまたは回線カードでの故障によるものが多い。しかし、このように同一物理回線内の全仮想LAN回線に共通の媒体で発生する故障にもかかわらず、この全ての仮想LAN回線に対して個々に稼働の状態確認を行う必要がある。このため、同一物理回線内に多数の仮想LAN回線に対する冗長化構成を組んだ場合、故障検出のためのソフトウェアによる処理負担が増加するとともに回線切り替え時における通信断時間も増加するという問題があった。

また、図２１に示すように、VRRPの技術において仮想ルータ１１０が接続されているイーサネット（登録商標）網１２０内で故障が発生した場合、マスタルータ１０１はこの故障を認識できず稼働状態確認用パケットを定期的に送信し続ける。しかし、バックアップルータ１０２はイーサネット（登録商標）網１２０の故障によりこの稼働状態確認用パケットを受信できないため、マスタ状態に遷移する。この結果、両方のルータ１０１、１０２がマスタ状態となり、同一パケットが誤って複数個送信される可能性があるという問題があった。

また、VRRPの技術において故障や保守作業によりマスタ状態の回線が別の回線に切り替わる際、図２２に示すように、新たなマスタ状態のルータのARPキャッシュ２０２が旧マスタ状態のルータのARPキャッシュ２０１と異なるときは通信に先立ちアドレスの学習が頻発してルータのパケット転送性能の低下やそれに伴うパケット損失が起こるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、SDHフレームを使用しないネットワークにも適用することができ、１台の中継装置でも高い信頼性を有する状態で回線の冗長化を構成することができる回線冗長化方法およびこれに用いる中継装置を提供することを目的とする。

また、本発明の別の目的は、仮想LAN回線に対して冗長化を構成する際に、必要な中継装置の台数を低減させるとともに、ソフトウェア処理による負荷を増加させることなく仮想LAN回線を増加させることができ、且つ、回線切り替え時における通信断時間を短縮することができる回線冗長化方法およびこれに用いる中継装置を提供することである。

また、本発明の別の目的は、回線の冗長化を構成した際に、複数の中継装置がマスタ状態になることによる複数個の同一パケットの送信を防ぐことができる回線冗長化方法およびこれに用いる中継装置を提供することである。

また、本発明の別の目的は、回線の冗長化を構成した際の回線切り替え時に、切り替え前の回線と切り替え後の回線とのARPキャッシュの整合性をとるための処理によるパケット転送性能の低下やそれに伴うパケット損失を防止する回線冗長化方法およびこれに用いる中継装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の請求項１に記載の回線冗長化方法は、複数のポートを利用するそれぞれの回線で接続されたネットワーク網と他のネットワーク網との通信を中継する中継装置が行う回線冗長化方法であって、前記複数のポートから選定されたいずれか１つをマスタ状態のポートとし、他のポートをバックアップ状態のポートとするポートごとのマスタ／バックアップ状態を前記中継装置内の管理情報テーブルに格納する管理情報格納ステップと、前記管理情報格納ステップでマスタ状態のポートであると認識されたポートを識別するための識別情報を含むルーティング情報を前記中継装置内のフォワーディングテーブルに格納するルーティング情報格納ステップと、前記複数のポートを利用する回線で接続されたネットワーク網と他のネットワーク網との間で送信されるパケットを受信すると、前記ルーティング情報に含まれるマスタ状態のポートを利用して、受信したパケットを転送する転送ステップと、前記マスタ状態のポートから前記バックアップ状態のポートに、所定間隔でマルチキャストまたはブロードキャストにより稼働状態確認用パケットを送信する稼働状態確認用パケット送信ステップと、前記バックアップ状態のポートで前記稼働状態確認用パケットを受信する稼働状態確認用パケット受信ステップと、前記複数のポートを利用する回線がそれぞれ正常な状態かまたは異常な状態かを確認する回線状態確認ステップと、前記稼働状態確認用パケット受信ステップで前記稼働状態確認用パケットが受信されないとき、または、前記回線状態確認ステップで前記マスタ状態のポートの回線状態が異常な状態であると確認されたときは、前記管理情報テーブルの前記マスタ状態のポートをバックアップ状態のポートに変更するとともに、前記回線状態確認ステップで回線が正常な状態であると確認された前記バックアップ状態のポートのうちの１つをマスタ状態のポートに変更し、さらに新たなマスタ状態のポートを識別するための識別情報で前記フォワーディングテーブルのルーティング情報を変更するマスタ／バックアップ切り替えステップとを備えることを特徴とする

また、請求項２に記載の回線冗長化方法は、監視用仮想LAN回線および所定数のパケット通信用仮想LAN回線が設定された複数のポートを有し、この複数のポートを利用するそれぞれの回線で接続されたLAN網と他のネットワーク網との通信を中継する中継装置が行う回線冗長化方法であって、前記複数のポートから選定されたいずれか１つをマスタ状態のポートとし、他のポートをバックアップ状態のポートとするポートごとのマスタ／バックアップ状態を前記中継装置内の管理情報テーブルに格納する管理情報格納ステップと、前記パケット通信用仮想LAN回線ごとの、前記管理情報格納ステップでマスタ状態のポートであると認識されたポートを識別するための識別情報を含むルーティング情報を、前記中継装置内のフォワーディングテーブルに格納するルーティング情報格納ステップと、前記複数のポートを利用する回線で接続されたネットワーク網と他のネットワーク網との間で送信されるパケットを受信すると、前記ルーティング情報に含まれるマスタ状態のポートの、当該パケットの宛先に対応するパケット通信用仮想LAN回線を利用して、受信したパケットを転送する転送ステップと、前記マスタ状態のポートを利用する監視用仮想LAN回線から前記バックアップ状態のポートを利用する監視用仮想LAN回線に、所定間隔でマルチキャストまたはブロードキャストにより稼働状態確認用パケットを送信する稼働状態確認用パケット送信ステップと、前記バックアップ状態のポートを利用する監視用仮想LAN回線で前記稼働状態確認用パケットを受信する稼働状態確認用パケット受信ステップと、前記複数のポートの監視用仮想LAN回線がそれぞれ正常な状態かまたは異常な状態かを確認する回線状態確認ステップと、前記稼働状態確認用パケット受信ステップで前記稼働状態確認用パケットが受信されないとき、または、前記回線状態確認ステップで前記マスタ状態の監視用仮想LAN回線状態が異常な状態であると確認されたときは、前記管理情報テーブルの前記マスタ状態のポートをバックアップ状態のポートに変更するとともに、前記回線状態確認ステップで回線が正常な状態であると確認された前記バックアップ状態の監視用仮想LAN回線が設定されたポートのうちの１つをマスタ状態のポートに変更し、さらに新たなマスタ状態のポートを識別するための識別情報で前記フォワーディングテーブルのルーティング情報を変更することで、前記複数のポートのマスタ／バックアップ状態を切り替えるマスタ／バックアップ切り替えステップとを備えることを特徴とする。

また、請求項３は請求項１または２に記載の回線冗長化方法であって、前記マスタ／バックアップ切り替えステップにおいて、前記複数のポートのマスタ／バックアップ状態の切り替えが行われた後、一定期間内は前記稼働状態確認用パケットが受信されないことによるマスタ／バックアップ状態の切り替えを行わないように制御することを特徴とする。

また、請求項４は請求項１ないし３何れか１項に記載の回線冗長化方法であって、前記中継装置が、前記複数のポートを利用するそれぞれの回線のARP情報を格納したARPキャッシュを有し、前記マスタ／バックアップ切り替えステップにおいて、切り替え元の前記マスタ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュの内容を、切り替え先のバックアップ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュにコピーした後マスタ／バックアップ状態を切り替えることを特徴とする。

また、請求項５は請求項１ないし３何れか１項に記載の回線冗長化方法であって、前記中継装置が、前記複数のポートを利用するそれぞれの回線のARP情報を格納したARPキャッシュを有し、一定期間毎に前記マスタ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュの内容を、前記バックアップ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュにコピーするAPRキャッシュコピーステップをさらに有することを特徴とする。

本発明の回線冗長化方法およびこれに用いる中継装置によれば、ネットワークの回線での通信回線の故障の際にSDHフレームを使用しないネットワークにも対応することができ、また１台の中継装置でも高い信頼性を有する状態で回線の冗長化を構成することができる。

また、本発明の回線冗長化方法およびこれに用いる中継装置によれば、仮想LAN回線に対して冗長化を構成する際に、必要な中継装置の台数を低減させるとともに、ソフトウェア処理による負荷を増加させることなく仮想LAN回線を増加させることができ、且つ、回線切り替え時における通信遮断時間を短縮することができる。

また、本発明の回線冗長化方法およびこれに用いる中継装置によれば、回線の冗長化を構成した際に、複数の中継装置がマスタ状態になることによる複数個の同一パケットの送信を防ぐことができる。

また、本発明の回線冗長化方法およびこれに用いる中継装置によれば、回線の冗長化を構成した際の回線切り替え時に、切り替え前の回線と切り替え後の回線とのARPキャッシュの整合性をとるための処理によるパケット転送性能の低下やそれに伴うパケット損失を防止することができる。

〈第１実施形態〉
本発明の回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムの第１実施形態の構成を、図１を用いて説明する。

本実施形態における冗長化通信システム１は、回線を冗長化する中継装置としてのルータ１０と、ルータ１０に接続されているイーサネット（登録商標）網２０および他ネットワーク網３０と、イーサネット（登録商標）網２０に接続されている端末４０とを有する。

ルータ１０は、第１ポートおよび第２ポートを利用してイーサネット（登録商標）網２０と通信を行うことが可能である。ルータ１０は、管理情報格納部１１と、フォワーディングテーブル格納部１２と、転送部１３と、第１ポート回線インタフェース１４と、第２ポート回線インタフェース１５と、稼働状態確認用パケット送信部１６と、稼働状態確認用パケット受信部１７と、回線状態確認部１８と、マスタ／バックアップ切り替え部１９とを有する。

管理情報格納部１１は、ポートごとに予め設定された優先度が最も高いポートをマスタ状態のポートとし、他のポートをバックアップ状態のポートとするポートごとのこのマスタ／バックアップ状態が格納される管理情報テーブルを有する。本実施形態においてポートの優先度は、優先度値が小さい程高いものとする。

管理情報テーブルについて図２を参照して説明する。本実施形態においてはルータ１０内の管理情報テーブルの情報として、同一の仮想IPアドレスが付与されるポート群を識別するポート群識別情報と、個々のポートを識別するポート識別情報と、各ポート群の中でいずれのポートを利用する回線が優先的に使用されるかを示す優先度（値が小さい程優先度が高い）と、各ポートを利用する回線の生死状態と、各ポートを利用する回線がマスタ状態であるかバックアップ状態であるかを示すマスタ／バックアップ状態とが格納されている。

図２に示す管理情報テーブルには、ポート群Ａには第１ポートと第２ポートとが含まれ、第１ポートを利用する回線（以下、「第１ポート回線」と称する。）および第２ポートを利用する回線（以下、「第２ポート回線」と称する。）はともに正常であり、優先度が100である第１ポート回線がマスタ状態、優先度が200である第２ポート回線がバックアップ状態として登録されている。

フォワーディングテーブル格納部１２は、管理情報格納部１１でマスタ状態のポートであると認識されたポートを識別するための識別情報を含むルーティング情報を格納するフォワーディングテーブルを有する。

フォワーディングテーブルに格納されているルーティング情報について図３を参照して説明する。本実施形態においてはルーティング情報として、宛先IP・NWと、この宛先に送信するために利用するポートのインタフェースに付与されている仮想IPアドレスを含むインタフェースIPアドレスと、この利用するポートのポート識別情報がある。

図３に示すルーティング情報は、図２の管理情報テーブルに基づき、IP・NWがIPt/xxであるイーサネット（登録商標）網２０への送信にはインタフェースIPアドレスがIPvである第１ポートが利用されることが示されている。

転送部１３は、フォワーディングテーブル格納部１２に格納されているルーティング情報に基づいて、受信したパケットを転送する。

第１ポート回線インタフェース１４は、第１ポートを利用して通信を行う際に使用するインタフェースであり、第２ポート回線インタフェース１５は、第２ポートを利用して通信を行う際に使用するインタフェースである。

ここで、第１ポート回線インタフェース１４および第２ポート回線インタフェース１５には、同一のIPアドレスおよびMACアドレスが付与されている。本実施形態における冗長化通信システム１を構成する各要素のIPアドレスとして、第１ポート回線インタフェース１４および第２ポート回線インタフェース１５にはIPvが付与され、ルータ１０に接続されているイーサネット（登録商標）網２０にはIPt/xxが付与され、端末４０にはIPt₁が付与されている。

稼働状態確認用パケット送信部１６は、マスタ状態である第１ポートからバックアップ状態である第２ポートに稼働状態確認用パケットを定周期で送信する。

稼働状態確認用パケット受信部１７は、バックアップ状態である第２ポートで受信された稼働状態確認用パケットを受信してマスタ／バックアップ切り替え部１９に出力する。

回線状態確認部１８は、第１ポート回線および第２ポート回線がそれぞれ正常な状態かまたは異常な状態かを確認する。

マスタ／バックアップ切り替え部１９は、稼働状態確認用パケット受信部１７で稼働状態確認用パケットが受信されないとき、または、回線状態確認部１８でマスタ状態のポートの回線状態が異常な状態であると確認されたときは、マスタ状態のポートである第１ポートをバックアップ状態のポートに変更するとともに、回線状態確認部１８で回線が正常な状態であると確認されたバックアップ状態のポートである第２ポートをマスタ状態のポートに変更して管理情報格納部１１の管理情報テーブルに格納する。また、管理情報テーブルにおいて新たなマスタ状態となったポートを識別するための識別情報を、フォワーディングテーブルに格納する。

上記のように構成された冗長化通信システム１において、パケットが送信される動作について図１〜図７を用いて説明する。

まず、他ネットワーク網３０から端末４０へパケットが送信されたときは、図４の矢印ａに示すようように、図３のフォワーディングテーブルの設定に基づいて、他ネットワーク網３０からルータ１０の転送部１３および第１ポート回線インタフェース１４を経由してイーサネット（登録商標）網２０に送信され、さらに端末４０に送信される。

一方、端末４０から他ネットワーク網３０へパケットが送信されたときは、図４の矢印ａに示すように、イーサネット（登録商標）網２０からルータ１０の第１ポート回線インタフェース１４で受信されたのち、図３のフォワーディングテーブルに基づいて転送部１３で選択されたポートを利用して他ネットワーク網３０へ送信される。

また、ルータ１０では、稼働状態確認用パケット送信部１６により、マスタ状態である第１ポートの第１ポート回線インタフェース１４からバックアップ状態である第２ポートの第２ポート回線インタフェース１５へマルチキャスト送信で定期的に稼働状態確認用パケットが送信される。

第２ポート回線インタフェース１５で受信された稼働状態確認用パケットは稼働状態確認用パケット受信部１７で受信されることにより、マスタ状態にある第１ポート回線およびイーサネット（登録商標）網２０内部の動作が正常であることが確認される。

一方、回線状態確認部１８においても、マスタ状態である第１ポート回線の生死状態が確認される。

これら稼働状態確認用パケットによる確認と、回線状態確認部１８におけるマスタ状態である第１ポート回線の生死状態の確認との両方により正常であると確認されたときは、第１ポートは正常であるとルータ１０において判断され、第１ポートを利用する通信が継続される。

これら稼働状態確認用パケットによる確認と、回線状態確認部１８におけるマスタ状態である第１ポート回線の生死状態の確認のいずれか一方で異常があると判断されたときの処理について、図５を参照して説明する。

図５に示すように、マスタ状態である第１ポート回線で故障が発生したときには、稼働状態確認用パケット受信部１７において稼働状態確認用パケットが受信されない。

稼働状態確認用パケット受信部１７で稼働状態確認用パケットが受信されない場合は、マスタ／バックアップ切り替え部１９から回線状態確認部１８にバックアップ状態である第２ポート回線の生死状態が正常であるかどうかが確認される。そして第２ポート回線が正常であると判断されたときには、管理情報テーブルの中の第１ポート回線についてマスタ状態からバックアップ状態へ、また第２ポート回線についてバックアップ状態からマスタ状態へ変更される。さらに、管理情報テーブルの第１ポート回線に関する生死状態が正常から異常へと変更される。図６に変更された状態の管理情報テーブルを示す。

この変更に伴い、フォワーディングテーブルのルーティング情報の内容が、宛先IP・NWをIPt/xxとするレコードのポート識別情報が第１ポートから第２ポートに切り替えられ、第２ポート回線によりIP通信が開始される。図７に変更された状態のルーティング情報の内容を示す。

また、イーサネット（登録商標）網２０内部で故障が発生したときも稼働状態確認用パケットが第２ポート回線インタフェース１５に不達となり第２ポート回線がバックアップ状態からマスタ状態へ変更されるとともに、第１ポート回線が正常であっても第１ポートは強制的にマスタ状態からバックアップ状態へと変更される。

以上の第１実施形態により、１台のルータで高い信頼性を有する状態で回線の冗長化を構成することができる。また、複数の回線がマスタ状態となることがないため、同一パケットが複数送信されることが防止される。

〈第２実施形態〉
本発明の回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムの第２実施形態の構成を、図８を用いて説明する。

本実施形態における冗長化通信システム２は、回線を冗長化する中継装置としてのルータ５０と、ルータ５０に接続されているイーサネット（登録商標）網２０および他ネットワーク網３０と、イーサネット（登録商標）網２０に接続されている端末４０−１、４０−２、および４０−３を有する。

図８中の管理情報格納部５１、フォワーディングテーブル格納部５２、転送部５３、回線状態確認部５８、およびマスタ／バックアップ切り替え部５９の機能は、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

ルータ５０は、第１ポートおよび第２ポートを利用して複数の仮想VLANを制御し、イーサネット（登録商標）網２０と通信を行うことが可能である。本実施形態においてルータ５０は第１ポートと第２ポートとに同数のインタフェースを有し、イーサネット（登録商標）網２０と通信を行う際に第１ポートを利用するVLAN-1回線（以下、「第１ポート VLAN-1回線」と称する。）を接続する第１ポート VLAN-1インタフェース５４−１、第１ポートを利用するVLAN-2回線（以下、「第１ポート VLAN-2回線」と称する。）を接続する第１ポート VLAN-2インタフェース５４−２、第１ポートを利用するVLAN-n回線（以下、「第１ポート VLAN-n回線」と称する。）を接続する第１ポート VLAN-nインタフェース５４−ｎ、および、第２ポートを利用するVLAN-1回線（以下、「第２ポート VLAN-1回線」と称する。）を接続する第２ポート VLAN-1インタフェース５５−１、第２ポートを利用するVLAN-2回線（以下、「第２ポート VLAN-2回線」と称する。）を接続する第２ポート VLAN-2インタフェース５５−２、第２ポートを利用するVLAN-n回線（以下、「第２ポート VLAN-n回線」と称する。）を接続する第２ポート VLAN-nインタフェース５５−ｎとを有する。また、これらとは別に第１ポートを利用する監視用VLAN回線（以下、「第１ポート監視用VLAN回線」と称する。）を接続する第１ポート監視用VLANインタフェース５４−ａ、および第２ポートを利用する監視用VLAN回線（以下、「第２ポート監視用VLAN回線」と称する。）を接続する第２ポート監視用VLANインタフェース５５−ａを有する。

ここで、図９に示すように、第１ポート VLAN-1インタフェース５４−１および第２ポート VLAN-1インタフェース５５−１には同一のIPアドレスおよびMACアドレスが付与されている。同様に、第１ポート VLAN-2インタフェース５４−２および第２ポート VLAN-2インタフェース５５−２、第１ポート VLAN-nインタフェース５４−ｎおよび第２ポート VLAN-nインタフェース５５−ｎにも同一のIPアドレスおよびMACアドレスが付与されている。

本実施形態における冗長化システム２を構成する各要素のIPアドレスとして、第１ポート VLAN-1インタフェース５４−１および第２ポート VLAN-1インタフェース５５−１にはIPv₁が付与され、第１ポート VLAN-2インタフェース５４−２および第２ポート VLAN-2インタフェース５５−２にはIPv₂が付与され、第１ポート VLAN-nインタフェース５４−ｎおよび第２ポート VLAN-nインタフェース５５−ｎにはIPv_nが付与され、ルータ１０に接続されているイーサネット（登録商標）網２０にはVLANごとにIPt_a/xx、IPt₁/xx、IPt₂/xx、IPt_n/xxが付与され、端末４０−１、４０−２、および４０−ｎにはそれぞれIPt₁、IPt₂、およびIPt_ｎが付与されている。

管理情報格納部５１に格納されている管理情報テーブルについて図１０を参照して説明する。本実施形態においては管理情報テーブルの情報として、同一の仮想IPアドレスが付与されるポート群を識別するポート群識別情報と、個々のポートを識別するポート識別情報と、各ポート群の中でいずれのポートを利用する回線が優先的に使用されるかを示す優先度（値が小さい程優先度が高い）と、各ポートを利用する回線の生死状態と、各ポートを利用する回線がマスタ状態であるかバックアップ状態であるかを示すマスタ／バックアップ状態とが格納されている。

図１０に示す管理情報テーブルには、ポートＡ群には第１ポートと第２ポートとが含まれ、第１ポート回線および第２ポート回線はともに正常であり、優先度が100である第１ポート回線がマスタ状態、優先度が200である第２ポート回線がバックアップ状態として登録されている。

フォワーディングテーブル格納部５２に格納されているフォワーディングテーブルのルーティング情報について図１１を参照して説明する。本実施形態においてはフォワーディングテーブルのルーティング情報として、宛先IP・NWと、この宛先に送信するために利用するポートのインタフェースに付与されている仮想IPアドレスを含むインタフェースIPアドレスと、この利用するポートのポート識別情報が格納されている。

図１１に示すルーティング情報は、図１０の管理情報テーブルに基づき、IP・NWがIPt₁/xxであるイーサネット（登録商標）網２０への送信にはインタフェースIPアドレスがIPv₁である第１ポートのVLAN-1が利用されることが示され、IP・NWがIPt₂/xxであるイーサネット（登録商標）網２０への送信にはインタフェースIPアドレスがIPv₂である第１ポートのVLAN-2が利用されることが示され、IP・NWがIPt_n/xxであるイーサネット（登録商標）網２０への送信にはインタフェースIPアドレスがIPv_nである第１ポートのVLAN-nが利用されることが示されている。

本実施形態における稼働状態確認用パケット送信部５６は、マスタ状態である第１ポートの第１ポート監視用VLANインタフェース５４−ａからバックアップ状態である第２ポートの第２ポート監視用VLANインタフェース５５−ａに稼働状態確認用パケットを定周期で送信する。

上記のように構成された冗長化通信システム２において、パケットが送信される動作について図８〜図１５を用いて説明する。

まず、他ネットワーク網３０から端末４０−１へパケットが送信されたときは、図１２の矢印ｃに示すようように、図１１のフォワーディングテーブルの設定に基づいて他ネットワーク網３０からルータ５０の転送部５３および第１ポート VLAN-1インタフェース５４−１を経由してイーサネット（登録商標）網２０のIPt₁/xxに送信され、さらに端末４０−１に送信される。

同様に、他ネットワーク網３０から端末４０−２または４０−ｎへパケットが送信されたときは、図１２の矢印ｄまたは矢印ｅに示すようように、図１１のフォワーディングテーブルの設定に基づいて他ネットワーク網３０からルータ５０の転送部５３および、第１ポート VLAN-2インタフェース５４−２または第１ポート VLAN-nインタフェース５４−ｎを経由してイーサネット（登録商標）網２０のIPt₂/xxまたはIPt_n/xxに送信され、さらに端末４０−２または端末４０−ｎに送信される。

一方、端末４０−１から他ネットワーク網３０へパケットが送信されたときは、図１２の矢印ｃに示すように、イーサネット（登録商標）網２０からルータ５０の第１ポート VLAN-1インタフェース５４−１で受信されたのち、図１１のフォワーディングテーブルに基づいて選択されたポートを利用して他ネットワーク網３０へ送信される。

同様に、端末４０−２または端末４０−ｎから他ネットワーク網３０へパケットが送信されたときは、図１２の矢印ｄまたはｅに示すように、イーサネット（登録商標）網２０からルータ５０の第１ポート VLAN-2インタフェース５４−２または第１ポート VLAN-nインタフェース５４−ｎで受信されたのち、図１０のフォワーディングテーブルに基づいて選択されたポートを利用して他ネットワーク網３０へ送信される。

また、ルータ５０では、稼働状態確認用パケット送信部５６により、マスタ状態である第１ポート監視用VLANインタフェース５４−ａからバックアップ状態である第２ポート監視用VLANインタフェース５５−ａへマルチキャスト送信で定期的に稼働状態確認用パケットが送信される。

第２ポート監視用VLANインタフェース５５−ａでは、この稼働状態確認用パケットが受信されることにより、マスタ状態にある第１ポート VLAN-1回線、第１ポート VLAN-2回線、第１ポート VLAN-n回線、およびイーサネット（登録商標）網２０内部の動作が正常であることが確認される。これは、同一ポートにおいて複数のVLAN回線を制御する場合に発生する故障の多くは全VLAN回線に共通の物理的な回線リンクまたは回線カードの故障であるため、同一ポート中で１つの回線が正常であれば他の回線も正常であると判断されるからである。

一方、回線状態確認部５８においてもマスタ状態である第１ポート監視用VLAN回線の生死状態が確認される。

これら稼働状態確認用パケットによる確認と、回線状態確認部５８におけるマスタ状態である第１ポート監視用VLAN回線の生死状態の確認との両方により正常であると確認されたときは、第１ポートは正常であるとルータ５０において判断され、第１ポートを利用する通信が継続される。

これら稼働状態確認用パケットによる確認と、回線状態確認部５８におけるマスタ状態である第１ポート監視用VLAN回線の生死状態の確認のいずれか一方で異常があると判断されたときの処理について、図１３を参照して説明する。

図１３に示すように、イーサネット（登録商標）網２０内で故障が発生したときには、バックアップ状態である第２ポート監視用VLANインタフェース５５−ａにおいてマスタ状態である第１ポート監視用VLANインタフェース５４−ａから送信される稼働状態確認用パケットが不達となる。

稼働状態確認用パケット受信部５７で稼働状態確認用パケットが受信されない場合は、マスタ／バックアップ切り替え部５９から回線状態確認部５８にバックアップ状態である第２ポート監視用VLAN回線の生死状態が正常であるかどうかが確認される。そして第２ポート監視用VLAN回線が正常であると確認されたときには第２ポートで制御される全ての回線が正常であると判断され、第１ポートで制御される全ての回線がマスタ状態からバックアップ状態へ、また第２ポートで制御される全ての回線がバックアップ状態からマスタ状態へ変更される。さらに、管理情報テーブルの第１ポート監視用VLAN回線の生死状態が正常から異常へと変更される。図１４に変更された状態の管理情報テーブルを示す。

この変更に伴い、ルーティング情報の内容が、宛先IP・NWをIPt₁/xxとするレコードのポート識別情報が第１ポートのVLAN-1から第２ポートのVLAN-1に切り替えられる。同様にして、宛先IP・NWをIPt₂/xxとするレコードのポート識別情報が第１ポートのVLAN-2から第２ポートのVLAN-２に切り替えられ、宛先IP・NWをIPt_n/xxとするレコードのポート識別情報が第１ポートのVLAN-nから第２ポートのVLAN-nに切り替えられる。

このように変更されることにより、第２ポートで制御される回線によりIP通信が開始される。図１５に変更された状態のルーティング情報の内容を示す。

以上の第２実施形態により、仮想LAN回線に対して冗長化を構成する際に、使用するルータの台数を低減させることができる。また、１つの監視用VLANを用いて制御されるポート全体を監視するため、ソフトウェア処理による負荷を増加させることなく仮想LAN回線を増加させることができる。

〈第３実施形態〉
本発明の回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムの第３実施形態について説明する。

本実施形態による冗長化通信システムの主な構成および動作は、第１実施形態または第２実施形態と同様であるためその詳細な説明は省略する。

第１実施形態または第２実施形態と異なる点は、図１３においてIP通信が故障により第１ポートから第２ポートに切り替えられた後、一定期間（例えば５分）内はマスタ／バックアップ状態の切り替えを行わないようにする回線固定機能を有することである。

冗長化通信システム２では、イーサネット（登録商標）網２０内の故障によりIP通信が第１ポートから第２ポートに切り替えられると、新たにマスタ状態になった第２ポートから稼働状態確認用パケットの送信が開始される。

しかし、図１３に示すようにイーサネット（登録商標）網２０内では故障が発生しているため稼働状態確認用パケットがバックアップ状態である第１ポートに不達となり、再度マスタ／バックアップ状態が切り替えられる処理が発生することになる。

このようにしてマスタ／バックアップ処理が頻繁に発生することにより、故障個所の特定が困難になったり、またIP通信が正常に行われなかったりする弊害が生じる。

よって本実施形態の回線固定機能により、故障の発生でIP通信が第１ポートから第２ポートに切り替えられたときは一定期間内はマスタ／バックアップ状態の切り替えが行われないようにし、故障個所の特定をし易くするとともに、IP通信が正常に行われるように制御される。

〈第４実施形態〉
本発明の回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムの第４実施形態について図１６を参照して説明する。

本実施形態による冗長化通信システム３の主な構成および動作は、第１実施形態〜第３実施形態と同様であるためその詳細な説明は省略する。

第１実施形態〜第３実施形態と異なる点について説明する。本実施形態による冗長化通信システム３で利用されるルータ６０は、イーサネット（登録商標）網２０に接続される回線ごとにARPキャッシュを有する。

本実施形態においては、オペレータからのコマンド指示により回線の切り替えが行われる際に、図１６に示すように、切り替え元の回線のARPキャッシュ６３から切り替え先の回線のARPキャッシュ６４に格納情報をコピーした後、回線の切り替えを行うARPキャッシュコピー機能を有する。

通常このARPキャッシュにはIP通信により学習したIPアドレスとMACアドレスとの対応付けが格納され、以降の通信の際に利用される。しかし、通信に利用される回線が切り替えられると、新たな回線のARPキャッシュでは通信に先立ちアドレスの学習が急激に頻発する。この頻発するアドレスの学習処理により、ルータのパケット転送性能の劣化やこの性能の劣化によるパケット損失が引き起こされる可能性がある。

よって本実施形態のARPキャッシュコピー機能により、オペレータの指示による回線の切り替えの際に頻発するアドレスの学習処理が防止され、ルータのパケット転送性能の劣化やこの性能の劣化によるパケット損失が引き起こされないように制御される。

〈第５実施形態〉
本発明の回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムの第５実施形態について図１７を参照して説明する。

本実施形態による冗長化通信システム４の主な構成および動作は、第４実施形態と同様であるためその詳細な説明は省略する。

第４実施形態と異なる点について説明する。本実施形態においては、オペレータからの指示ではなく故障による回線の切り替えに備えて、図１７に示すように、マスタ状態である第１ポート回線のARPキャッシュ７３からバックアップ状態である第２ポート回線のARPキャッシュ７４に定期的に格納情報をコピーするARPキャッシュ定周期コピー機能を有する。

このARPキャッシュ定周期コピー機能により、故障による回線切り替えの際に頻発するアドレスの学習処理が防止され、ルータのパケット転送性能の劣化やこの性能の劣化によるパケット損失が引き起こされないように制御される。

なお、上記の第１実施形態〜第５実施形態では、稼働状態確認用パケットの送信がマルチキャストで行われている場合について記載されているがこれには限定されず、IPネットワークにおけるブロードキャストで行われる場合でも同様の効果が得られる。

また、上記の第１実施形態〜第５実施形態では、稼働状態確認用パケットが定周期で送信されているがこれには限定されず、不定周期の間隔で送信されてもよい。

また、上記の第１実施形態〜第５実施形態では、ポートごとに予め設定された優先度値に基づいてマスタ状態のポートを選定しているが、この方法には限定されず、ポート番号に基づいて選定する方法などでもよい。

また、上記の第１実施形態〜第５実施形態では、利用するポートを第１ポートおよび第２ポートの２つとして説明したがこれには限定されず、３つ以上のポートからなるポート群としてもよい。

この３つ以上のポートからなるポート群においては、全ての正常なバックアップ状態のポートにおいて稼働状態確認用パケットが受信されたときにマスタ状態のポートを利用する回線の生死状態が正常であると判断する方法や、正常なバックアップ状態のポートのうち１つでも稼働状態確認用パケットが受信されたときにはマスタ状態のポートを利用する回線の生死状態は正常であると判断する方法などがある。

また、３つ以上のポートからなるポート群においては、ポートの切り替えの際、バックアップ状態にあるポートのうち最も優先度値が小さいポートが選択されてマスタ状態へと切り替えられるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムを示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による回線冗長化方法に用いる管理情報テーブルの例を示す表である。 本発明の第１実施形態による回線冗長化方法に用いるフォワーディングテーブルの例を示す表である。 本発明の第１実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムにおけるパケットの転送方向を示す全体図である。 本発明の第１実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムにおいて故障が生じたときのパケットの転送方向を示す全体図である。 本発明の第１実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムにおいて故障が生じたときの管理情報テーブルの例を示す表である。 本発明の第１実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムにおいて故障が生じたときのフォワーディングテーブルの例を示す表である。 本発明の第２実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムを示すブロック図である。 本発明の第２実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムにおいて、複数の回線に同一のIPアドレスが付与された状態を示す全体図である。 本発明の第２実施形態による回線冗長化方法に用いる管理情報テーブルの例を示す表である。 本発明の第２実施形態による回線冗長化方法に用いるフォワーディングテーブルの例を示す表である。 本発明の第２実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムにおけるパケットの転送方向を示す全体図である。 本発明の第２実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムにおいて故障が生じたときのパケットの転送方向を示す全体図である。 本発明の第２実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムにおいて故障が生じたときの管理情報テーブルの例を示す表である。 本発明の第２実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムにおいて故障が生じたときのフォワーディングテーブルの例を示す表である。 本発明の第４実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムを示す全体図である。 本発明の第５実施形態による回線冗長化方法を用いる冗長化通信システムにおいて故障が生じた状態を示す全体図である。 従来の冗長化通信システムを示す全体図である。 従来の冗長化通信システムにおいてルータに故障が生じた状態を示す全体図である。 従来のVRRP動作によるルータの遷移状態を示す説明図である。 従来の冗長化通信システムにおいてイーサネット（登録商標）網に故障が生じた状態を示す全体図である。 従来の冗長化通信システムにおいて回線が切り替えられる状態を示す全体図である。

符号の説明

１…冗長化通信システム
２…冗長化通信システム
３…冗長化通信システム
１０…ルータ
１１…管理情報格納部
１２…フォワーディングテーブル格納部
１３…転送部
１４…第１ポート回線インタフェース
１５…第２ポート回線インタフェース
１６…稼働状態確認用パケット送信部
１７…稼働状態確認用パケット受信部
１８…回線状態確認部
１９…マスタ／バックアップ切り替え部
２０…イーサネット（登録商標）網
３０…他ネットワーク網
４０、４０−１、４０−２、４０−ｎ…端末
５０…ルータ
５１…管理情報格納部
５２…フォワーディングテーブル格納部
５３…転送部
５４−ａ、５４−１、５４−２、５４−ｎ…インタフェース
５５−ａ、５５−１、５５−２、５５−ｎ…インタフェース
５６…稼働状態確認用パケット送信部
５７…稼働状態確認用パケット受信部
５８…回線状態確認部
５９…マスタ／バックアップ切り替え部
６０…ルータ
６０…ルータ
６３、６４、７３、７４…ARPキャッシュ
１００…冗長化通信システム
１０１…マスタルータ
１０１ａ…実インタフェース
１０２…バックアップルータ
１０２ａ…実インタフェース
１１０…仮想ルータ
１１０ａ…仮想インタフェース
１２０…イーサネット（登録商標）網
１３０…他ネットワーク網
１４０…端末

Claims (10)

1. 複数のポートを有し、この複数のポートを利用するそれぞれの回線で接続されたネットワーク網と他のネットワーク網との通信を中継する中継装置が行う回線冗長化方法であって、
   前記複数のポートから選定されたいずれか１つをマスタ状態のポートとし、他のポートをバックアップ状態のポートとするポートごとのマスタ／バックアップ状態を前記中継装置内の管理情報テーブルに格納する管理情報格納ステップと、
   前記管理情報格納ステップでマスタ状態のポートであると認識されたポートを識別するための識別情報を含むルーティング情報を前記中継装置内のフォワーディングテーブルに格納するルーティング情報格納ステップと、
   前記複数のポートを利用する回線で接続されたネットワーク網と他のネットワーク網との間で送信されるパケットを受信すると、前記ルーティング情報に含まれるマスタ状態のポートを利用して、受信したパケットを転送する転送ステップと、
   前記マスタ状態のポートから前記バックアップ状態のポートに、所定間隔でマルチキャストまたはブロードキャストにより稼働状態確認用パケットを送信する稼働状態確認用パケット送信ステップと、
   前記バックアップ状態のポートで前記稼働状態確認用パケットを受信する稼働状態確認用パケット受信ステップと、
   前記複数のポートを利用する回線がそれぞれ正常な状態かまたは異常な状態かを確認する回線状態確認ステップと、
   前記稼働状態確認用パケット受信ステップで前記稼働状態確認用パケットが受信されないとき、または、前記回線状態確認ステップで前記マスタ状態のポートの回線状態が異常な状態であると確認されたときは、前記管理情報テーブルの前記マスタ状態のポートをバックアップ状態のポートに変更するとともに、前記回線状態確認ステップで回線が正常な状態であると確認された前記バックアップ状態のポートのうちの１つをマスタ状態のポートに変更し、さらに新たなマスタ状態のポートを識別するための識別情報で前記フォワーディングテーブルのルーティング情報を変更することで、前記複数のポートのマスタ／バックアップ状態を切り替えるマスタ／バックアップ切り替えステップと、
   を備えることを特徴とする回線冗長化方法。
2. 監視用仮想LAN回線および所定数のパケット通信用仮想LAN回線が設定された複数のポートを有し、この複数のポートを利用するそれぞれの回線で接続されたLAN網と他のネットワーク網との通信を中継する中継装置が行う回線冗長化方法であって、
   前記複数のポートから選定されたいずれか１つをマスタ状態のポートとし、他のポートをバックアップ状態のポートとするポートごとのマスタ／バックアップ状態を前記中継装置内の管理情報テーブルに格納する管理情報格納ステップと、
   前記パケット通信用仮想LAN回線ごとの、前記管理情報格納ステップでマスタ状態のポートであると認識されたポートを識別するための識別情報を含むルーティング情報を、前記中継装置内のフォワーディングテーブルに格納するルーティング情報格納ステップと、
   前記複数のポートを利用する回線で接続されたネットワーク網と他のネットワーク網との間で送信されるパケットを受信すると、前記ルーティング情報に含まれるマスタ状態のポートの、当該パケットの宛先に対応するパケット通信用仮想LAN回線を利用して、受信したパケットを転送する転送ステップと、
   前記マスタ状態のポートを利用する監視用仮想LAN回線から前記バックアップ状態のポートを利用する監視用仮想LAN回線に、所定間隔でマルチキャストまたはブロードキャストにより稼働状態確認用パケットを送信する稼働状態確認用パケット送信ステップと、
   前記バックアップ状態のポートを利用する監視用仮想LAN回線で前記稼働状態確認用パケットを受信する稼働状態確認用パケット受信ステップと、
   前記複数のポートの監視用仮想LAN回線がそれぞれ正常な状態かまたは異常な状態かを確認する回線状態確認ステップと、
   前記稼働状態確認用パケット受信ステップで前記稼働状態確認用パケットが受信されないとき、または、前記回線状態確認ステップで前記マスタ状態の監視用仮想LAN回線状態が異常な状態であると確認されたときは、前記管理情報テーブルの前記マスタ状態のポートをバックアップ状態のポートに変更するとともに、前記回線状態確認ステップで回線が正常な状態であると確認された前記バックアップ状態の監視用仮想LAN回線が設定されたポートのうちの１つをマスタ状態のポートに変更し、さらに新たなマスタ状態のポートを識別するための識別情報で前記フォワーディングテーブルのルーティング情報を変更することで、前記複数のポートのマスタ／バックアップ状態を切り替えるマスタ／バックアップ切り替えステップと、
   を備えることを特徴とする回線冗長化方法。
3. 前記マスタ／バックアップ切り替えステップにおいて、前記複数のポートのマスタ／バックアップ状態の切り替えが行われた後、一定期間内は前記稼働状態確認用パケットが受信されないことによるマスタ／バックアップ状態の切り替えを行わないように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の回線冗長化方法。
4. 前記中継装置が、前記複数のポートを利用するそれぞれの回線のARP情報を格納したARPキャッシュを有し、
   前記マスタ／バックアップ切り替えステップにおいて、切り替え元の前記マスタ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュの内容を、切り替え先のバックアップ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュにコピーした後マスタ／バックアップ状態を切り替えることを特徴とする請求項１ないし３何れか１項に記載の回線冗長化方法。
5. 前記中継装置が、前記複数のポートを利用するそれぞれの回線のARP情報を格納したARPキャッシュを有し、
   一定期間毎に前記マスタ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュの内容を、前記バックアップ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュにコピーするAPRキャッシュコピーステップをさらに有することを特徴とする請求項１ないし３何れか１項に記載の回線冗長化方法。
6. 複数のポートを有し、この複数のポートを利用するそれぞれの回線で接続されたネットワーク網と他のネットワーク網との通信を中継する中継装置において、
   前記複数のポートから選定されたいずれか１つをマスタ状態のポートとし、他のポートをバックアップ状態のポートとするポートごとのマスタ／バックアップ状態を格納する管理情報テーブルを有する管理情報格納部と、
   前記管理情報格納部でマスタ状態のポートであると認識されたポートを識別するための識別情報を含むルーティング情報を格納するフォワーディングテーブルを有するフォワーディングテーブル格納部と、
   前記複数のポートを利用する回線で接続されたネットワーク網と他のネットワーク網との間で送信されるパケットを受信すると、前記ルーティング情報に含まれるマスタ状態のポートを利用して、受信したパケットを転送する転送部と、
   前記マスタ状態のポートから前記バックアップ状態のポートに、所定間隔でマルチキャストまたはブロードキャストにより稼働状態確認用パケットを送信させる稼働状態確認用パケット送信部と、
   前記バックアップ状態のポートから前記稼働状態確認用パケットを受信する稼働状態確認用パケット受信部と、
   前記複数のポートを利用する回線がそれぞれ正常な状態かまたは異常な状態かを確認する回線状態確認部と、
   前記稼働状態確認用パケット受信部で前記稼働状態確認用パケットが受信されないとき、または、前記回線状態確認部で前記マスタ状態のポートの回線状態が異常な状態であると確認されたときは、前記管理情報テーブルの前記マスタ状態のポートをバックアップ状態のポートに変更するとともに、前記回線状態確認部で回線が正常な状態であると確認された前記バックアップ状態のポートのうちの１つをマスタ状態のポートに変更し、さらに新たなマスタ状態のポートを識別するための識別情報で前記フォワーディングテーブルのルーティング情報を変更することで、前記複数のポートのマスタ／バックアップ状態を切り替えるマスタ／バックアップ切り替え部と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
7. 監視用仮想LAN回線および所定数のパケット通信用仮想LAN回線が設定された複数のポートを有し、この複数のポートを利用するそれぞれの回線で接続されたLAN網と他のネットワーク網との通信を中継する中継装置において、
   前記複数のポートから選定されたいずれか１つをマスタ状態のポートとし、他のポートをバックアップ状態のポートとするポートごとのマスタ／バックアップ状態を格納する管理情報テーブルを有する管理情報格納部と、
   前記パケット通信用仮想LAN回線ごとの、前記管理情報格納部でマスタ状態のポートであると認識されたポートを識別するための識別情報を含むルーティング情報を格納するフォワーディングテーブルを有するフォワーディングテーブル格納部と、
   前記複数のポートを利用する回線で接続されたネットワーク網と他のネットワーク網との間で送信されるパケットを受信すると、前記ルーティング情報に含まれるマスタ状態のポートの、当該パケットの宛先に対応するパケット通信用仮想LAN回線を利用して、受信したパケットを転送する転送部と、
   前記マスタ状態のポートを利用する監視用仮想LAN回線から前記バックアップ状態のポートを利用する監視用仮想LAN回線に、所定間隔でマルチキャストまたはブロードキャストにより稼働状態確認用パケットを送信させる稼働状態確認用パケット送信部と、
   前記バックアップ状態のポートを利用する監視用仮想LAN回線から前記稼働状態確認用パケットを受信する稼働状態確認用パケット受信部と、
   前記複数のポートの監視用仮想LAN回線がそれぞれ正常な状態かまたは異常な状態かを確認する回線状態確認部と、
   前記稼働状態確認用パケット受信部で前記稼働状態確認用パケットが受信されないとき、または、前記回線状態確認部で前記マスタ状態の監視用仮想LAN回線状態が異常な状態であると確認されたときは、前記管理情報テーブルの前記マスタ状態のポートをバックアップ状態のポートに変更するとともに、前記回線状態確認部で回線が正常な状態であると確認された前記バックアップ状態の監視用仮想LAN回線が設定されたポートのうちの１つをマスタ状態のポートに変更し、さらに新たなマスタ状態のポートを識別するための識別情報で前記フォワーディングテーブルのルーティング情報を変更することで、前記複数のポートのマスタ／バックアップ状態を切り替えるマスタ／バックアップ切り替え部と、
   を備えることを特徴とする中継装置。
8. 前記マスタ／バックアップ切り替え部において、前記複数のポートのマスタ／バックアップ状態の切り替えが行われた後、一定期間内は前記稼働状態確認用パケットが受信されないことによるマスタ／バックアップ状態の切り替えを行わないように制御することを特徴とする請求項６または７に記載の中継装置。
9. 前記複数のポートを利用するそれぞれの回線のARP情報を格納したARPキャッシュをさらに有し、
   前記マスタ／バックアップ切り替え部において、切り替え元の前記マスタ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュの内容を、切り替え先のバックアップ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュにコピーした後マスタ／バックアップ状態を切り替えることを特徴とする請求項６ないし８何れか１項に記載の中継装置。
10. 前記複数のポートを利用するそれぞれの回線のARP情報を格納したARPキャッシュと、
    一定期間毎に前記マスタ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュの内容を、前記バックアップ状態のポートを利用する回線のARPキャッシュにコピーするAPRキャッシュコピー部とをさらに有することを特徴とする請求項６ないし８何れか１項に記載の中継装置。

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