JP5429303B2 - 中継装置、中継方法及びコンピュータプログラム並びに通信システム - Google Patents

Description

本発明は、２つの通信装置間の通信を中継する中継装置、中継方法及びコンピュータプログラム並びに通信システムに関する。
本願は、２００９年１１月１８日に、日本に出願された特願２００９−２６３０３７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、複数の物理的な通信回線を多重し、１つの論理的な通信回線として取り扱うことで、通信速度及び故障耐性を向上させるリンクアグリゲーションという技術が提案されている。なお、有線回線におけるリンクアグリゲーションのプロトコルであるＬＡＣＰ（Ｌｉｎｋ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）がＩＥＥＥ８０２．３ａｄで標準化されている。ＬＡＣＰによれば、例えば、複数の通信回線で接続した２つのスイッチ装置間の通信において、当該スイッチ装置間で送受信されるパケットは、ラウンドロビンなどのアルゴリズムにより、負荷分散されてそれぞれ異なる通信回線に送信される。また、複数の通信回線のうちの何れかで断線などの障害が発生した場合、スイッチ装置は、障害の発生した通信回線を介して送信するパケットを他の通信回線を介して送信するように切り替えることで、通信を継続することができる。

しかし、ＩＥＥＥ８０２．３ａｄで標準化されているＬＡＣＰは、直接接続された２つの装置間の通信において適用されるリンクアグリゲーション技術であるため、例えば２つの装置間を接続する複数の通信回線のそれぞれに中継装置を備えるシステムなど、複数のネットワーク機器や端末を介して接続された装置間の通信にはＬＡＣＰを適用することができないという問題があった。
この問題を解決する技術として、特許文献１に、複数のネットワーク機器や端末で構築されたシステムにおいてリンクアグリゲーションを実現する技術が開示されている。特許文献１に記載の技術によれば、例えば複数のネットワーク機器や端末で構築されたシステムにおいて中継装置は、送信側のスイッチ装置と自装置とを接続する通信回線と、自装置と受信側のスイッチ装置とを接続する通信回線とを同一のグループとして対応付けて記憶する。そして、何れかの通信回線に障害が発生した場合、障害の発生した通信回線と同一のグループに属する全ての通信回線を遮断し、送信側のスイッチ装置に対して障害の発生していない他の通信回線を使用するように促す。

特開２００２−０２６９０９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術を用いた場合、同一のグループに属する通信回線の何れかに障害が発生したとき、当該グループに属する全ての当該通信回線を遮断するため、正常に機能する通信回線を活用することができず、通信リソースの無駄が発生する可能性がある。
このような従来技術に関しては、正常に機能する通信回線を用いて効率良く通信回線を多重化する中継装置、中継方法及びコンピュータプログラム並びに通信システムが望まれていた。

本発明は、例えば、以下の側面を有する。例えば、第１の側面は、第１の通信装置と第２の通信装置とのパケット通信を中継する中継装置であって、前記第１の通信装置からパケットを受信する第１の受信部と、前記第１の通信装置とそれぞれの中継装置とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信するかを決定する受信回線決定部と、前記受信回線決定部が、自装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信すると決定した場合、前記第１の受信部が受信したパケットを自装置と他の中継装置とに分配する分配部と、前記受信回線決定部が、他の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信すると決定した場合、前記他の中継装置が分配するパケットを取得する取得部と、前記分配部が自装置に分配したパケット、または前記取得部が取得したパケットを前記第２の通信装置に送信する第１の送信部と、前記第２の通信装置からパケットを受信する第２の受信部と、前記第１の通信装置とそれぞれの中継装置とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して第１の通信装置にパケットを送信するかを決定する送信回線決定部と、前記送信回線決定部が、他の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置にパケットを送信すると決定した場合、当該他の中継装置に前記第２の受信部が受信したパケットを転送する転送部と、前記送信回線決定部が、自装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置にパケットを送信すると決定した場合、前記第２の受信部が受信したパケット及び他の中継装置から転送されたパケットを前記第１の通信装置に送信する第２の送信部と、を備えることを特徴とする。

また、第２の側面は、第１の通信装置からパケットを受信し、当該パケットを第２の通信装置に送信する中継装置であって、前記第１の通信装置からパケットを受信する受信部と、前記第１の通信装置とそれぞれの中継装置とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを第２の通信装置に送信するかを決定する受信回線決定部と、前記受信回線決定部が、自装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信すると決定した場合、前記受信部が受信したパケットを自装置と他の中継装置とに分配する分配部と、前記受信回線決定部が、他の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信すると決定した場合、前記他の中継装置が分配するパケットを取得する取得部と、前記分配部が自装置に分配したパケット、または前記取得部が取得したパケットを前記第２の通信装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

また、第３の側面は、第１の通信装置からパケットを受信し、当該パケットを第２の通信装置に送信する中継装置を用いた中継方法であって、受信部は、前記第１の通信装置からパケットを受信し、受信回線決定部は、前記第１の通信装置とそれぞれの中継装置とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信するかを決定し、分配部は、前記受信回線決定部が、自装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信すると決定した場合、前記受信部が受信したパケットを自装置と他の中継装置とに分配し、取得部は、前記受信回線決定部が、他の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信すると決定した場合、前記他の中継装置が分配するパケットを取得し、送信部は、前記分配部が自装置に分配したパケット、または前記取得部が取得したパケットを前記第２の通信装置に送信することを特徴とする。

また、第４の側面は、第１の通信装置からパケットを受信し、当該パケットを第２の通信装置に送信する中継装置を、前記第１の通信装置からパケットを受信する受信部、前記第１の通信装置とそれぞれの中継装置とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信するかを決定する受信回線決定部、前記受信回線決定部が、自装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信すると決定した場合、前記受信部が受信したパケットを自装置と他の中継装置とに分配する分配部、前記受信回線決定部が、他の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信すると決定した場合、前記他の中継装置が分配するパケットを取得する取得部、前記分配部が自装置に分配したパケット、または前記取得部が取得したパケットを前記第２の通信装置に送信する送信部、として機能させるためのプログラムである。

また、第５の側面は、第２の通信装置からパケットを受信し、当該パケットを第１の通信装置に送信する中継装置であって、前記第２の通信装置からパケットを受信する受信部と、前記第１の通信装置とそれぞれの中継装置とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して第１の通信装置にパケットを送信するかを決定する送信回線決定部と、前記送信回線決定部が、他の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置にパケットを送信すると決定した場合、当該他の中継装置に前記受信部が受信したパケットを転送する転送部と、前記送信回線決定部が、自装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置にパケットを送信すると決定した場合、前記受信部が受信したパケット及び他の中継装置から転送されたパケットを前記第１の通信装置に送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

また、第６の側面は、第２の通信装置からパケットを受信し、当該パケットを第１の通信装置に送信する中継装置を用いた中継方法であって、受信部は、前記第２の通信装置からパケットを受信し、送信回線決定部は、前記第１の通信装置とそれぞれの中継装置とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して第１の通信装置にパケットを送信するかを決定し、転送部は、前記送信回線決定部が、他の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置にパケットを送信すると決定した場合、当該他の中継装置に前記受信部が受信したパケットを転送し、送信部は、前記送信回線決定部が、自装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置にパケットを送信すると決定した場合、前記受信部が受信したパケット及び他の中継装置から転送されたパケットを前記第１の通信装置に送信することを特徴とする。

また、第７の側面は、第２の通信装置からパケットを受信し、当該パケットを第１の通信装置に送信する中継装置を、前記第２の通信装置からパケットを受信する受信部、前記第１の通信装置とそれぞれの中継装置とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して第１の通信装置にパケットを送信するかを決定する送信回線決定部、前記送信回線決定部が、他の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置にパケットを送信すると決定した場合、当該他の中継装置に前記受信部が受信したパケットを転送する転送部、前記送信回線決定部が、自装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置にパケットを送信すると決定した場合、前記受信部が受信したパケット及び他の中継装置から転送されたパケットを前記第１の通信装置に送信する送信部、として機能させるためのプログラムである。

上記側面によれば、ある中継装置が、第１の通信装置から受信したパケットを自装置と他の中継装置とに分配し、全ての中継装置がそれぞれ分配されたパケットを第２の通信装置に送信する。また、中継装置は、第２の通信装置から受信したパケットをある中継装置に転送し、当該中継装置が転送されたパケットを第１の通信装置に送信する。これにより、何れかの通信回線に障害が発生したとしても、分配部及び転送部によって全ての中継装置でパケットを共有することができる。そのため、中継装置は、正常に機能する通信回線を用いて効率良く通信回線を多重化することができる。

一つの実施形態における通信システムの構成を示す概略ブロック図である。 第１の実施形態による中継装置の構成を示す概略ブロック図である。 中継装置の動作を示す第１のフローチャートである。 中継装置の動作を示す第２のフローチャートである。 中継装置の動作を示す第３のフローチャートである。 第２の実施形態による中継装置の構成を示す概略ブロック図である。 第３の実施形態による中継装置の構成を示す概略ブロック図である。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照しながら第１の実施形態について詳しく説明する。
図１は、一つの実施形態における通信システムの構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態による通信システムは、スイッチ装置１（第１の通信装置）、中継装置１００−１、１００−２、スイッチ装置２（第２の通信装置）、中継装置２００−１、２００−２を備えるものであり、スイッチ装置１とスイッチ装置２との間の通信を、中継装置１００−１、１００−２、２００−１、２００−２を介して行うものである。

スイッチ装置１は、中継装置１００−１、１００−２とそれぞれ有線で接続されており、それぞれの中継装置に同一のパケットを送信する。また、スイッチ装置１は、中継装置１００−１、１００−２の何れかからパケットを受信する。
スイッチ装置２は、中継装置２００−１、２００−２とそれぞれ有線で接続されており、それぞれの中継装置に同一のパケットを送信する。また、スイッチ装置２は、中継装置２００−１、２００−２の何れかからパケットを受信する。

中継装置１００−１、１００−２、２００−１、２００−２は、それぞれ、有線で接続されたスイッチ装置とパケットの送受信を行い、無線対向している中継装置と無線によるパケットの送受信を行う。なお、本実施形態においては、中継装置１００−１と中継装置２００−１とが無線対向しており、また、中継装置１００−２と中継装置２００−２とが無線対向している。
また、同一のスイッチ装置に接続された中継装置同士はそれぞれスタック接続されており、スイッチ装置から受信したパケットを同一のスイッチ装置に接続された中継装置に分配し、また無線対向する中継装置から受信したパケットを同一のスイッチ装置に接続された中継装置に転送する。

図２は、第１の実施形態による中継装置の構成を示す概略ブロック図である。
以下、中継装置１００−１を例に中継装置の機能及び構成を説明するが、中継装置１００−２、２００−１、２００−２も中継装置１００−１と同様の機能及び構成を有する。なお、図２において、実線の矢印はスイッチ装置１から受信したパケットの流れを示し、破線の矢印はスイッチ装置１へ送信するパケットの流れを示す。
中継装置１００−１は、有線送受信回路１０１（第１の受信部、第２の送信部）、パケットフィルタ回路１０２、無線送信バッファ制御回路１０３（分配部）、ＬＡＣＰ制御回路１０４（回線決定部）、ロードバランス制御回路１０５、無線送受信回路１０６（第１の送信部、第２の受信部）、スタック送信バッファ制御回路１０７、スタック送受信回路１０８（取得部、転送部）、パケットフィルタ回路１０９、有線送信バッファ制御回路１１０を備える。

有線送受信回路１０１は、スイッチ装置１からＬＡＣＰパケット及びスイッチ装置２宛てのペイロードパケットを受信し、当該パケットをパケットフィルタ回路１０２に出力する。ここで、ＬＡＣＰパケットとは、スイッチ装置１と中継装置１００−１、１００−２との接続状態を監視するパケットであり、宛先及び送信元のポートの優先度や、宛先のポート番号などが格納されている。また、有線送受信回路１０１は、有線送信バッファ制御回路１１０から入力したスイッチ装置１宛てのペイロードパケットをスイッチ装置１に送信する。
パケットフィルタ回路１０２は、有線送受信回路１０１から入力したパケットのうち、ペイロードパケットを無線送信バッファ制御回路１０３に出力し、ＬＡＣＰパケットをＬＡＣＰ制御回路１０４及びスタック送信バッファ制御回路１０７に出力する。

無線送信バッファ制御回路１０３は、パケットフィルタ回路１０２、１０９から入力したペイロードパケットを自回路内に備える無線送信バッファに記録する。また、ロードバランス制御回路１０５から入力する、中継装置１００−２に分配するペイロードパケットの比率を示すロードバランス信号に基づいて、無線送信バッファからペイロードパケットを取り出し、無線送受信回路１０６及びスタック送信バッファ制御回路１０７に出力する。なお、本明細書において「取り出す」とは、バッファが記憶するパケットを読み出し、当該パケットをバッファから削除する処理を示す。

ＬＡＣＰ制御回路１０４は、パケットフィルタ回路１０２、１０９から入力したＬＡＣＰパケットに基づいて、スイッチ装置１とそれぞれの中継装置１００−１、１００−２とを接続する回線の回線状態を判定し、何れの回線を経由して受信したパケットを無線対向する中継装置に送信するかを示す回線選択信号を生成し、無線送信バッファ制御回路１０３、ロードバランス制御回路１０５、スタック送信バッファ制御回路１０７、及び有線送信バッファ制御回路１１０に出力する。

ロードバランス制御回路１０５は、ＬＡＣＰ制御回路１０４から入力した回線選択信号に基づいて、自装置と中継装置１００−２とに分配するペイロードパケットの比率を決定し、当該比率を示すロードバランス信号を無線送信バッファ制御回路１０３に出力する。
無線送受信回路１０６は、無線送信バッファ制御回路１０３から入力したスイッチ装置２宛てのペイロードパケットを無線対向する中継装置に無線送信する。また、無線送受信回路１０６は、無線対向する中継装置からスイッチ装置１宛てのペイロードパケットを受信し、スタック送信バッファ制御回路１０７、有線送信バッファ制御回路１１０に出力する。

スタック送信バッファ制御回路１０７は、パケットフィルタ回路１０２からＬＡＣＰパケットを入力し、無線送信バッファ制御回路１０３からスイッチ装置２宛てのペイロードパケットを入力し、ＬＡＣＰ制御回路１０４から回線選択信号を入力し、無線送受信回路１０６からスイッチ装置１宛てのペイロードパケットを入力する。そして、これらのパケットを自回路内に備えるスタック送信バッファに記録する。
スタック送受信回路１０８は、スタック送信バッファ制御回路１０７からパケットを取り出し、当該パケットを中継装置１００−２に送信する。また、スタック送受信回路１０８は、中継装置１００−２からパケットを受信し、当該パケットをパケットフィルタ回路１０９に出力する。

パケットフィルタ回路１０９は、スタック送受信回路１０８から入力したパケットのうち、スイッチ装置２宛てのペイロードパケットを無線送信バッファ制御回路１０３に出力し、ＬＡＣＰパケットをＬＡＣＰ制御回路１０４及びスタック送信バッファ制御回路１０７に出力し、スイッチ装置１宛てのペイロードパケットを有線送信バッファ制御回路１１０に出力する。
有線送信バッファ制御回路１１０は、無線送受信回路１０６及びパケットフィルタ回路１０９から入力したスイッチ装置１宛てのペイロードパケットを自回路内に備える有線送信バッファに記録する。そして、有線送信バッファ制御回路１１０は、ＬＡＣＰ制御回路１０４から入力する回線選択信号が、自装置とスイッチ装置１とを接続する回線を示す場合に、有線送信バッファ制御回路１１０からペイロードパケットを取り出し、有線送受信回路１０１に出力する。

そして、中継装置１００−１の有線送受信回路１０１は、スイッチ装置１からパケットを受信し、ＬＡＣＰ制御回路１０４は、スイッチ装置１と中継装置１００−１、１００−２とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して受信したパケットをスイッチ装置２に送信し、何れの通信回線を経由して第１の通信装置にパケットを送信するかを決定する。
ＬＡＣＰ制御回路１０４が、自装置に接続された通信回線を経由してスイッチ装置１から受信したパケットをスイッチ装置２に送信すると決定した場合、無線送信バッファ制御回路１０３は、有線送受信回路１０１が受信したパケットを自装置と中継装置１００−２とに分配する。他方、ＬＡＣＰ制御回路１０４が、中継装置１００−２に接続された通信回線を経由してスイッチ装置１から受信したパケットをスイッチ装置２に送信すると決定した場合、スタック送受信回路１０８は、中継装置１００−２が分配するパケットを取得する。
次に、無線送受信回路１０６は、無線送信バッファ制御回路１０３が自装置に分配したパケット、またはスタック送受信回路１０８が取得したパケットをスイッチ装置２に送信する。

また、無線送受信回路１０６は、中継装置２００−１を介してスイッチ装置２からパケットを受信し、ＬＡＣＰ制御回路１０４が、中継装置１００−２に接続された通信回線を経由してスイッチ装置１にパケットを送信すると決定した場合、スタック送受信回路１０８は、中継装置１００−２に無線送受信回路１０６が受信したパケットを転送する。他方、ＬＡＣＰ制御回路１０４が、自装置に接続された通信回線を経由してスイッチ装置１にパケットを送信すると決定した場合、無線送受信回路１０６が受信したパケット及び中継装置１００−２から転送されたパケットをスイッチ装置１に送信する。
これにより、中継装置１００−１は、正常に機能する通信回線を用いて効率良く通信回線を多重化する。中継装置１００−２、２００−１、２００−２も中継装置１００−１と同様の処理を行う。

次に、中継装置１００−１の動作を説明する。
本実施形態における通信システムでは、通信を行う前に、スタック接続された中継装置の制御関係を示す情報を予め設定しておく必要がある。具体的には、管理者が中継装置１００−１、１００−２に接続された入力装置を操作し、中継装置１００−１、１００−２のうち一方を、他の中継装置のプロセスを制御するマスターモードに設定し、他方をマスターモードの中継装置によって制御されるスレーブモードに設定する。中継装置２００−１、２００−２も同様に設定する。なお、設定した制御関係の情報は、中継装置のＬＡＣＰ制御回路１０４の内部メモリに格納される。

まず、スイッチ装置１がＬＡＣＰパケットを送信する際の中継装置１００−１の動作を説明する。
図３は、中継装置の動作を示す第１のフローチャートである。
スイッチ装置１は、ＬＡＣＰパケットを中継装置１００−１、１００−２に定期的に（例えば３０秒毎に）送信する。スイッチ装置１がＬＡＣＰパケットを送信すると、中継装置１００−１の有線送受信回路１０１は、当該ＬＡＣＰパケットを受信する（ステップＳ１）。次に、有線送受信回路１０１は、受信したＬＡＣＰパケットをパケットフィルタ回路１０２に出力する。パケットフィルタ回路１０２は、当該ＬＡＣＰパケットをＬＡＣＰ制御回路１０４及びスタック送信バッファ制御回路１０７に出力する。

ＬＡＣＰ制御回路１０４は、パケットフィルタ回路１０２からＬＡＣＰパケットを入力すると、内部メモリに格納されたスタック接続の制御関係の情報を参照し、自装置がマスターモードに設定されているか否かを判定する（ステップＳ２）。
ＬＡＣＰ制御回路１０４が、自装置がスレーブモードに設定されていると判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、スタック送信バッファ制御回路１０７は、パケットフィルタ回路１０２から入力したＬＡＣＰパケットを自回路内に備えるスタック送信バッファに記録し、当該ＬＡＣＰパケットの送信順まで待機する。なお、スタック送受信回路１０８は、スタック送信バッファに記録された情報を、記録された順に送信するものとする。そして、当該ＬＡＣＰパケットの送信順になったとき、スタック送信バッファ制御回路１０７は、スタック送信バッファからＬＡＣＰパケットを取り出し、スタック送受信回路１０８を介して中継装置１００−２へ送信する（ステップＳ３）。

他方、ＬＡＣＰ制御回路１０４が、自装置がマスターモードに設定されていると判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、中継装置１００−２がスレーブモードに設定されているため、中継装置１００−２は、上述したステップＳ３の処理により、スイッチ装置１から受信したＬＡＣＰパケットを中継装置１００−１に送信する。中継装置１００−２がＬＡＣＰパケットを送信すると、中継装置１００−１のスタック送受信回路１０８は、当該ＬＡＣＰパケットを受信する（ステップＳ４）。

次に、スタック送受信回路１０８は、受信したＬＡＣＰパケットをパケットフィルタ回路１０９に出力し、パケットフィルタ回路１０９は、当該ＬＡＣＰパケットをＬＡＣＰ制御回路１０４に出力する。そして、ＬＡＣＰ制御回路１０４は、自装置がステップＳ１でスイッチ装置１から受信したＬＡＣＰパケットの優先度情報とステップＳ４で中継装置１００−２から受信したＬＡＣＰパケットの優先度情報とを比較する。そして、ＬＡＣＰ制御回路１０４は、ＬＡＣＰパケットの優先度が高い方の中継装置に接続された回線を、スイッチ装置１との通信を行う回線として選択する（ステップＳ５）。

次に、ＬＡＣＰ制御回路１０４は、ステップＳ５の選択結果に基づいてスイッチ装置１との通信を行う回線を示す回線選択信号を生成し、無線送信バッファ制御回路１０３、ロードバランス制御回路１０５、スタック送信バッファ制御回路１０７、及び有線送信バッファ制御回路１１０に出力する。そして、スタック送信バッファ制御回路１０７は、ＬＡＣＰ制御回路１０４から入力した回線選択信号が示す回線を識別する回線情報を、ステップＳ１で受信したＬＡＣＰパケットに付与する（ステップＳ６）。
次に、スタック送信バッファ制御回路１０７は、回線情報を付与したＬＡＣＰパケットを自回路内に備えるスタック送信バッファに記録し、当該ＬＡＣＰパケットの送信順まで待機する。そして、当該ＬＡＣＰパケットの送信順になったとき、スタック送信バッファ制御回路１０７は、スタック送信バッファからＬＡＣＰパケットを取り出し、スタック送受信回路１０８を介して中継装置１００−２へ送信する（ステップＳ７）。

他方、ステップＳ２で自装置がスレーブモードに設定されていると判定し、ステップＳ３でＬＡＣＰパケットを中継装置１００−２へ送信した場合、中継装置１００−２がマスターモードに設定されているため、中継装置１００−２は、上述したステップＳ４〜Ｓ７の処理により、回線情報を含むＬＡＣＰパケットを中継装置１００−１に送信する。中継装置１００−２がＬＡＣＰパケットを送信すると、中継装置１００−１のスタック送受信回路１０８は、当該ＬＡＣＰパケットを受信する（ステップＳ８）。次に、スタック送受信回路１０８は、受信したＬＡＣＰパケットをパケットフィルタ回路１０９に出力し、パケットフィルタ回路１０９は、当該ＬＡＣＰパケットをＬＡＣＰ制御回路１０４に出力する。そして、ＬＡＣＰ制御回路１０４は、受信したＬＡＣＰパケットに含まれる回線情報を示す回線選択信号を生成し、無線送信バッファ制御回路１０３及びロードバランス制御回路１０５に出力する。

ステップＳ７でスタック送信バッファ制御回路１０７が中継装置１００−２へＬＡＣＰパケットを送信した場合、またはステップＳ８でスタック送受信回路１０８が中継装置１００−２からＬＡＣＰパケットを受信した場合、ロードバランス制御回路１０５は、ＬＡＣＰ制御回路１０４から入力した回線選択信号が、自装置に接続された回線を選択することを示すか否かを判定する（ステップＳ９）。
ロードバランス制御回路１０５が、回線選択信号が中継装置１００−２に接続された回線を示すと判定した場合（ステップＳ９：ＮＯ）、中継装置１００−１は、ＬＡＣＰパケットの受信に基づく処理を終了する。

他方、ロードバランス制御回路１０５が、回線選択信号が自装置に接続された回線を示すと判定した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、自装置と中継装置１００−２とに分配するペイロードパケットの比率であるロードバランスを決定し、当該ロードバランスを示すロードバランス信号を無線送信バッファ制御回路１０３に出力する（ステップＳ１０）。ここで、ロードバランス制御回路１０５は、ロードバランスとして、例えば自装置と中継装置１００−２との比率を１：１と決定しても良いし、自装置及び中継装置１００−２の無線通信環境の良否に基づいて比率を決定しても良い。
ロードバランス制御回路１０５がロードバランス信号を出力すると、中継装置１００−１は、ＬＡＣＰパケットの受信に基づく処理を終了する。
この処理により、中継装置１００−１は、スイッチ装置１との通信を行う回線、及び自装置と中継装置１００−２とに分配するペイロードパケットの比率を決定する。

次に、スイッチ装置１がスイッチ装置２宛てのペイロードパケットを送信する際の中継装置１００−１の動作を説明する。
図４は、中継装置の動作を示す第２のフローチャートである。
スイッチ装置１がスイッチ装置２宛てのペイロードパケットを送信すると、中継装置１００−１の有線送受信回路１０１は、当該ペイロードパケットを受信する（ステップＳ１０１）。次に、有線送受信回路１０１は、受信したペイロードパケットをパケットフィルタ回路１０２に出力し、パケットフィルタ回路１０２は、当該ペイロードパケットを無線送信バッファ制御回路１０３に出力する。

次に、無線送信バッファ制御回路１０３は、上述したステップＳ５またはステップＳ８でＬＡＣＰ制御回路１０４から入力した回線選択信号が、自装置に接続された回線を選択することを示すか否かを判定する（ステップＳ１０２）。無線送信バッファ制御回路１０３は、回線選択信号が自装置に接続された回線を選択することを示すと判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、上述したステップＳ１０でロードバランス制御回路１０５から入力したロードバランス信号が示す比率に基づいて、パケットフィルタ回路１０２から入力したペイロードパケットを自装置と中継装置１００−２とで配分する（ステップＳ１０３）。

次に、無線送信バッファ制御回路１０３は、中継装置１００−２に配分したペイロードパケットをスタック送信バッファ制御回路１０７に出力する。次に、スタック送信バッファ制御回路１０７は、無線送信バッファ制御回路１０３から入力したペイロードパケットを自回路内に備えるスタック送信バッファに記録し、当該ペイロードパケットの送信順まで待機する。そして、当該ペイロードパケットの送信順になったとき、スタック送信バッファ制御回路１０７は、スタック送信バッファからペイロードパケットを取り出し、スタック送受信回路１０８を介して中継装置１００−２へ送信する（ステップＳ１０４）。

次に、無線送信バッファ制御回路１０３は、自装置に配分したペイロードパケットを自回路内に備える無線送信バッファに記録し、当該ペイロードパケットの送信順まで待機する。そして、当該ペイロードパケットの送信順になったとき、無線送信バッファ制御回路１０３は、無線送信バッファからペイロードパケットを取り出し、無線送受信回路１０６を介して中継装置２００−１へ無線送信する（ステップＳ１０５）。
無線送受信回路１０６がペイロードパケットを無線送信すると、中継装置１００−１は、スイッチ装置２宛てのペイロードパケットの受信に基づく処理を終了する。

他方、無線送信バッファ制御回路１０３は、回線選択信号が中継装置１００−２に接続された回線を選択することを示すと判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、中継装置１００−２は、上述したステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理により、スイッチ装置２宛てのペイロードパケットを中継装置１００−１に送信する。中継装置１００−２がペイロードパケットを送信すると、中継装置１００−１のスタック送受信回路１０８は、当該ペイロードパケットを受信する（ステップＳ１０６）。なお、回線選択信号が中継装置１００−２に接続された回線を選択することを示すと判定した場合、無線送信バッファ制御回路１０３は、ステップＳ１０１でスイッチ装置１から受信したペイロードパケットを破棄する。これは、中継装置１００−１と中継装置１００−２とがスイッチ装置１から同一のパケットを受信し、当該パケットの中から中継装置１００−１が送信する分を中継装置１００−１に送信することにより、ステップＳ１０１で受信したペイロードパケットが不要になるためである。

次に、スタック送受信回路１０８は、受信したスイッチ装置２宛てのペイロードパケットをパケットフィルタ回路１０９に出力し、パケットフィルタ回路１０９は、当該ペイロードパケットを無線送信バッファ制御回路１０３に出力する。そして、無線送信バッファ制御回路１０３は、パケットフィルタ回路１０９から入力したペイロードパケットを自回路内に備える無線送信バッファに記録し、当該ペイロードパケットの送信順まで待機する。そして、当該ペイロードパケットの送信順になったとき、無線送信バッファ制御回路１０３は、無線送信バッファからペイロードパケットを取り出し、無線送受信回路１０６を介して中継装置２００−１へ無線送信する（ステップＳ１０７）。
無線送受信回路１０６がペイロードパケットを無線送信すると、中継装置１００−１は、スイッチ装置２宛てのペイロードパケットの受信に基づく処理を終了する。

次に、中継装置２００−１がスイッチ装置１宛てのペイロードパケットを送信する際の中継装置１００−１の動作を説明する。
図５は、中継装置の動作を示す第３のフローチャートである。
中継装置２００−１がスイッチ装置１宛てのペイロードパケットを送信すると、中継装置１００−１の無線送受信回路１０６は、当該ペイロードパケットを受信する（ステップＳ２０１）。次に、無線送受信回路１０６は、受信したペイロードパケットを有線送信バッファ制御回路１１０及びスタック送信バッファ制御回路１０７に出力する。

次に、有線送信バッファ制御回路１１０は、上述したステップＳ５またはステップＳ８でＬＡＣＰ制御回路１０４から入力した回線選択信号が、自装置に接続された回線を選択することを示すか否かを判定する（ステップＳ２０２）。有線送信バッファ制御回路１１０は、回線選択信号が中継装置１００−２に接続された回線を選択することを示すと判定した場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、無線送受信回路１０６から入力したペイロードパケットを破棄する。そして、スタック送信バッファ制御回路１０７は、無線送受信回路１０６から入力したペイロードパケットを自回路内に備えるスタック送信バッファに記録し、当該ペイロードパケットの送信順まで待機する。そして、当該ペイロードパケットの送信順になったとき、スタック送信バッファ制御回路１０７は、スタック送信バッファからペイロードパケットを取り出し、スタック送受信回路１０８を介して中継装置１００−２へ送信する（ステップＳ２０３）。
スタック送受信回路１０８がペイロードパケットを送信すると、中継装置１００−１は、スイッチ装置１宛てのペイロードパケットの受信に基づく処理を終了する。

他方、有線送信バッファ制御回路１１０が、回線選択信号が自装置に接続された回線を選択することを示すと判定した場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、中継装置１００−２は、上述したステップＳ２０３の処理により、スイッチ装置１宛てのペイロードパケットを中継装置１００−１に送信する。中継装置１００−２がペイロードパケットを送信すると、中継装置１００−１のスタック送受信回路１０８は、当該ペイロードパケットを受信する（ステップＳ２０４）。

次に、スタック送受信回路１０８は、受信したスイッチ装置１宛てのペイロードパケットをパケットフィルタ回路１０９に出力し、パケットフィルタ回路１０９は、当該ペイロードパケットを有線送信バッファ制御回路１１０に出力する。そして、有線送信バッファ制御回路１１０は、無線送受信回路１０６から入力したペイロードパケット及びパケットフィルタ回路１０９から入力したペイロードパケットを自回路内に備える有線送信バッファに記録し、当該ペイロードパケットの送信順まで待機する。そして、当該ペイロードパケットの送信順になったとき、有線送信バッファ制御回路１１０は、有線送信バッファからペイロードパケットを取り出し、有線送受信回路１０１を介してスイッチ装置１へ送信する（ステップＳ２０５）。
有線送受信回路１０１がペイロードパケットを送信すると、中継装置１００−１は、スイッチ装置１宛てのペイロードパケットの受信に基づく処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、中継装置１００−１または中継装置１００−２が、スイッチ装置１から受信したパケットを中継装置１００−１と中継装置１００−２とに分配する。中継装置１００−１（中継装置１００−２）は分配されたパケットを中継装置２００−１（中継装置２００−２）に送信する。次に、中継装置２００−１（中継装置２００−２）は、中継装置１００−１（１００−２）から受信したパケットを中継装置２００−１または２００−２の何れか一方に転送し、当該中継装置が、転送されたパケットをスイッチ装置２に送信する。これにより、何れかの通信回線に障害が発生したとしても、全ての中継装置でパケットを共有することができる。そのため、中継装置は、正常に機能する通信回線を用いて効率良く通信回線を多重化することができる。

［第２の実施形態］
以下、図面を参照しながら第２の実施形態について詳しく説明する。
図６は、第２の実施形態による中継装置の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態による中継装置１００−１、１００−２、２００−１、２００−２は、第１の実施形態による中継装置１００−１の構成にリンク断検出回路１１１を加え、ＬＡＣＰ制御回路１０４の動作が異なるものである。

リンク断検出回路１１１は、スイッチ装置１と接続する回線のリンク状況を監視し、当該回線に障害が発生していると判定するとＬＡＣＰ制御回路１０４にリンク断検出信号を出力する。リンク状況の監視は、例えば、リンク断検出回路１１１が、有線送受信回路１０１がＬＡＣＰパケットを定期的に受信しているか否かを判定することで行っても良いし、リンク断検出回路１１１が有線送受信回路１０１を介してスイッチ装置１にパケットを定期的に送信し、その応答の有無を判定することで行っても良い。

ＬＡＣＰ制御回路１０４は、パケットフィルタ回路１０２、１０９から入力したＬＡＣＰパケット及びリンク断検出回路１１１が出力するリンク断検出信号に基づいて、スイッチ装置１とそれぞれの中継装置１００−１、１００−２とを接続する回線の回線状態を判定する。
具体的には、第１の実施形態で説明したステップＳ５の処理において、まず、ＬＡＣＰ制御回路１０４は、中継装置１００−１、１００−２の何れかにおいて、リンク断検出回路１１１がリンク断検出信号を出力したか否かを判定する。ＬＡＣＰ制御回路１０４が、中継装置１００−１、１００−２の何れかにおいてリンク断検出回路１１１がリンク断検出信号を出力したと判定した場合、リンク断検出信号を出力していない中継装置に接続された回線を、スイッチ装置１との通信を行う回線として選択する。他方、ＬＡＣＰ制御回路１０４が、中継装置１００−１、１００−２の何れにおいてもリンク断検出回路１１１がリンク断検出信号を出力していないと判定した場合、ＬＡＣＰ制御回路１０４は、自装置が受信したＬＡＣＰパケットの優先度情報と中継装置１００−２が受信したＬＡＣＰパケットの優先度情報とを比較する。そして、ＬＡＣＰ制御回路１０４は、ＬＡＣＰパケットの優先度が高い方の中継装置に接続された回線を、スイッチ装置１との通信を行う回線として選択する。
このように、第２の実施形態による中継装置によれば、リンク断が発生していない回線を選択することができるため、スイッチ装置１が送信するペイロードパケットをより確実に受信することができる。

［第３の実施形態］
以下、図面を参照しながら第３の実施形態について詳しく説明する。
図７は、第３の実施形態による中継装置の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態による中継装置１００−１、１００−２、２００−１、２００−２は、第２の実施形態による中継装置１００−１の構成に無線回線断検出回路１１２を加え、ＬＡＣＰ制御回路１０４及びロードバランス制御回路１０５の動作が異なるものである。

無線回線断検出回路１１２は、中継装置２００−１と接続する無線回線の無線状況を監視し、当該無線回線に障害が発生していると判定するとＬＡＣＰ制御回路１０４に無線回線断検出信号を出力する。無線状況の監視は、例えば、無線回線断検出回路１１２が、無線送受信回路１０６が無線同期に用いるオーバヘッド情報を読み出し、当該オーバヘッドの読み取りができるか否かを判定することで行う。

ＬＡＣＰ制御回路１０４は、無線回線断検出回路１１２が出力する無線回線断検出信号に基づいて、パケットフィルタ回路１０２から入力したＬＡＣＰパケットに無線回線の障害の有無を示す情報を付与し、当該ＬＡＣＰパケットをスタック送信バッファ制御回路１０７、ロードバランス制御回路１０５に出力する。
ロードバランス制御回路１０５は、ＬＡＣＰ制御回路１０４から回路選択信号と無線回線の障害の有無を示す情報を含むＬＡＣＰパケットとを入力し、回路選択信号とＬＡＣＰパケットとに基づいてロードバランス信号を生成する。

具体的には、第１の実施形態で説明したステップＳ６の処理において、ＬＡＣＰ制御回路１０４は、ＬＡＣＰパケットに回線情報と無線回線の障害の有無を示す情報とを付与する。そして、ステップＳ１０の処理において、ロードバランス制御回路１０５は、ＬＡＣＰパケットに含まれる情報に基づいて、中継装置１００−１、１００−２の何れかにおいて、無線回線の障害があるか否かを判定する。ロードバランス制御回路１０５が、中継装置１００−１、１００−２の何れかに無線回線の障害があると判定した場合、無線回線の障害がない中継装置に全てのパケットを配分し、無線回線の障害がある中継装置にパケットを配分しないことを示すロードバランス信号を生成する。他方、ロードバランス制御回路１０５が、中継装置１００−１、１００−２の何れにも無線回線の障害がないと判定した場合、第２の実施形態と同様の方法によりロードバランスを決定する。
このように、第３の実施形態による中継装置によれば、無線回線の障害が発生していない中継装置にパケットの無線送信をさせることができるため、スイッチ装置１が送信するペイロードパケットをより確実に送信することができる。

以上、図面を参照して一つの実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、上記実施形態では、中継装置が無線による送受信ができる場合を例に説明したが、これに限られず、例えば、中継装置１００−１、１００−２が無線受信機能を有さず、中継装置２００−１、２００−２が無線送信機能を有さなくても、同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、スイッチ装置１が中継装置１００−１と１００−２に接続され、スイッチ装置２が中継装置２００−１と２００−２に接続されている場合を説明したが、これに限られず、スイッチ装置１及び２は、３つ以上の中継装置と接続されていても良い。

また、上記実施形態では、中継装置１００−１、１００−２がそれぞれ中継装置２００−１、２００−２を介してスイッチ装置２と無線通信を行う場合を説明したが、これに限られず、中継装置２００−１、２００−２を介さずに複数の無線送受信回路を有するスイッチ装置２と無線通信を行っても良い。また、中継装置１００−１、１００−２と中継装置２００−１、２００−２との間に他の中継装置を介して通信を行っても良い。

また、上記実施形態では、中継装置２００−１、２００−２がそれぞれ中継装置１００−１、１００−２を介してスイッチ装置１と無線通信を行う場合を説明したが、これに限られず、中継装置１００−１、１００−２を介さずに複数の無線送受信回路を有するスイッチ装置１と無線通信を行っても良い。また、中継装置２００−１、２００−２と中継装置１００−１、１００−２との間に他の中継装置を介して通信を行っても良い。

また、上記実施形態では、中継装置１００−１と中継装置２００−１が無線で接続され、中継装置１００−２と中継装置２００−２が無線で接続される場合を説明したが、これに限られず、これらの装置が有線で接続されていても良い。

上述の中継装置１００−１、１００−２、２００−１、２００−２は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

上記の実施形態は、例えば、無線通信を行う通信システムに適用が出来る。

１、２…スイッチ装置
１００−１、１００−２、２００−１、２００−２…中継装置
１０１…有線送受信回路
１０２…パケットフィルタ回路
１０３…無線送信バッファ制御回路
１０４…ＬＡＣＰ制御回路
１０５…ロードバランス制御回路
１０６…無線送受信回路
１０７…スタック送信バッファ制御回路
１０８…スタック送受信回路
１０９…パケットフィルタ回路
１１０…有線送信バッファ制御回路
１１１…リンク断検出回路
１１２…無線回線断検出回路

Claims (7)

1. 第１の通信装置と第２の通信装置との間の中継を行う中継装置であって、
   前記中継装置と前記第１の通信装置をつなぐ回線、もしくは他の中継装置と前記第１の通信装置をつなぐ回線のいずれを使用するかを決定する回線決定部と、
   前記中継装置と前記第１の通信装置とをつなぐ回線を使用する場合、前記第１の通信装置から受信したパケットを前記中継装置と前記他の中継装置とに分配し、また、前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置へ送信する分配部と、
   前記他の中継装置と前記第１の通信装置とをつなぐ回線を使用する場合、前記他の中継装置から分配されたパケットを取得して前記第２の通信装置へ送信する取得部と、
   を備える中継装置。
2. 前記他の中継装置と前記第１の通信装置をつなぐ回線を使用する場合には、前記第２の通信装置から受信したパケットを前記他の中継装置に転送する転送部と、
   前記中継装置と前記第１の通信装置をつなぐ回線を使用する場合には、前第２の通信装置から受信したパケット及び前記他の中継装置から転送されたパケットを前記第１の通信装置に送信する送信部と、
   を備える請求項１に記載の中継装置。
3. 自装置と前記第１の通信装置とを接続する通信回線に障害が発生しているか否かを判定する第１の障害検出部を備え、
   前記回線決定部は、前記第１の障害検出部によって障害が発生していると判定された通信回線以外の通信回線の中から通信を行う通信回線を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
4. 自装置と前記第２の通信装置とを接続する通信回線に障害が発生しているか否かを判定する第２の障害検出部を備え、
   前記分配部は、前記第２の障害検出部が前記第２の通信回線に障害が発生していないと判定した中継装置にパケットを分配する
   ことを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
5. 第１の通信装置からパケットを受信し、第１及び第２の中継装置を用いて当該パケットを第２の通信装置に送信する中継方法であって、
   前記第１の通信装置からパケットを受信するステップと、
   前記第１の通信装置と前記第１及び第２の中継装置とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信するかを決定するステップと、
   前記第１の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信する場合、前記パケットを前記第１の中継装置と前記第２の中継装置とに分配するステップと、
   前記第２の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信する場合、前記第１の中継装置が前記第２の中継装置から分配されたパケットを取得するステップと、
   前記第１の中継装置に分配したパケット、または前記第２の中継装置から取得したパケットを前記第２の通信装置に送信するステップと、
   を具備する中継方法。
6. 第１の通信装置からパケットを受信し、第１及び第２の中継装置を用いて当該パケットを第２の通信装置に送信する中継システムにおいて、前記第１の中継装置のコンピュータ読み出し可能な非一時的記録媒体に格納されたコンピュータプログラムであって、
   前記第１の通信装置からパケットを受信する受信命令と、
   前記第１の通信装置と前記第１及び第２の中継装置とを接続する通信回線のうち、何れの通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信するかを決定する命令と、
   前記第１の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信する場合、前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第１の中継装置と前記第２の中継装置とに分配する命令と、
   前記第２の中継装置に接続された通信回線を経由して前記第１の通信装置から受信したパケットを前記第２の通信装置に送信する場合、前記第２の中継装置から分配されたパケットを取得する命令と、
   前記第１の中継装置分配されたパケット、または前記第２の中継装置から取得したパケットを前記第２の通信装置に送信する命令と、
   を具備するコンピュータプログラム。
7. 第１及び第２の通信装置と、前記第１の通信装置に接続された第１及び第２の中継装置と、前記第２の通信装置に接続された第３及び第４の中継装置と、を具備する通信システムであって、前記第１〜第４の中継装置は、請求項２に記載の中継装置である、通信システム。

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