JP5573188B2

JP5573188B2 - 通信システム、及び制御方法

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Publication number: JP5573188B2
Application number: JP2010010380A
Authority: JP
Inventors: 俊介菊地; 祐二今井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2030-01-20
Also published as: US20110176584A1; JP2011151557A

Description

本発明は、通信システム、及び制御方法に関する。

近年、ヘッダを含むデータにさらにヘッダを付加することでカプセル化処理を施したデータを用いた通信を行うトンネリング技術が使用されている。

例えば、通信プロトコルＡのデータを通信プロトコルＢでカプセル化したカプセル化データを、通信プロトコルＢで通信されるネットワーク上で通信することで、通信プロトコルＡで通信する２つのネットワークを、閉じられた仮想的な直結された通信経路で繋ぐことができる。

上記の通信プロトコルＢのように、データをカプセル化する通信プロトコルはトンネリングプロトコルと称される。ＥｔｈｅｒＩＰや、ＧＲＥ（ＧｅｎｅｒｉｃＲｏｕｔｉｎｇＥｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）は、ブロードキャストのデータ送信もトンネリング可能なトンネリングプロトコルの１例として挙げられる。

一方、サブネットが異なる２つのネットワークをトンネリングにより接続する場合、セグメント分けをするルーター等が２つのネットワークのいずれかに配置されることになる。そのような場合、ブロードキャストのデータ送信をトンネリングしても、ブロードキャストデータは、ルーターでブロックされてしまう。

そのため、トンネリングで接続されるネットワークは、同じサブネットのネットワークとすることで、トンネリングで接続される両ネットワークにブロードキャストデータを転送することが可能になる。

ＲＦＣ（ＲｅｑｕｅｓｔｆｏｒＣｏｍｍｅｎｔｓ）１７０１ＲＦＣ３３７８

しかしながら、トンネリング接続されるネットワークの構成によっては、トンネリング内にループが発生する場合がある。例えば、一方のネットワークで冗長化された２つのトンネリング装置と、他方のネットワークで冗長化された２つのトンネリング装置とを、リング状に接続すると、ループ状の通信経路が形成される。このようなループ形状を形成した通信経路へのブロードキャストの送信は、ブロードキャストパケットが４つのトンネリング装置間をループしながら、トンネリング装置の全ポートにブロードキャストを送信する動作を繰り返すために、通信不能の状態が生じる。

１つの側面では、本発明は、ブロードキャストしたパケットがネットワーク内をループしてしまうことを抑制することを目的とする。

第１及び第２通信部、及び第１通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第１カプセル処理部、を有する第１通信装置と、第２通信部との間でデータを通信する第３通信部、及び第４通信部、及び第３通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第２カプセル処理部、を有する第２通信装置と、第１又は第３通信部との間でデータを通信する第５通信部、及び第６通信部、及び第５通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第３カプセル処理部、を有する第３通信装置と、第１又は第３通信部との間でデータを通信する第７通信部、第５通信部との間でデータを通信する第８通信部、及び第７通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第４カプセル処理部、を有する第４通信装置と、を有し、第１〜第４通信装置の少なくとも２つが、他の通信装置から受信したデータを他の通信装置に転送しないように第１〜第４通信装置の少なくとも２つが有する通信部を制御する制御部をそれぞれ有する通信システムが提供される。

ブロードキャストしたパケットがネットワーク内をループしてしまうことを抑制することができる。

通信システム構成の一例を示す図である。通信装置の機能の一例を示す図である。通信経路の一例を示す図である。トンネリングにより確立するトンネル経路の一例を示す図である。記憶部が格納する情報の一例を示す図である。トンネル経路の一例を示す図である。トンネル経路の一例を示す図である。トンネル経路の一例を示す図である。トンネル経路の一例を示す図である。トンネル経路の一例を示す図である。通信装置が行う通信制御の一例を示すフローチャートである。トンネル側ネットワークにバックボーン通信装置が設定されるネットワーク構成の一例を示す図である。トンネル側ネットワークでの障害発生に対する通信システムの障害復旧の一例を示すシーケンス図である。通信装置の障害発生に対する通信システムの障害復旧の一例を示すシーケンス図である。障害復旧後のトンネル経路の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、通信システムの実施形態を説明する。

［通信システムの構成］
＜通信装置＞
図１に示される通信システム３００は、通信装置１０〜４０を有する。通信装置１０、２０は、冗長構成を組んでおり、情報処理装置１１０、１２０と接続し、ネットワーク１００を形成する。通信装置３０、４０は、冗長構成を組んでおり、情報処理装置２１０、２２０と接続し、ネットワーク２００を形成する。

冗長構成された通信装置１０〜４０は、実冗長系であり、全てが動作状態にある。実冗長系は、冗長構成された通信装置のどちらか一方に動作障害が生じても、片方の通信装置が継続的に動作するので、通常運転時には冗長化された装置の片方がスタンバイ状態にある切替冗長系と比べて、信頼性、可用性に優れている。

例示されるネットワーク１００と、ネットワーク２００は、同一サブネットのネットワークである。通信装置１０〜４０は、ネットワーク１００とネットワーク２００を、それぞれ異なるＶＬＡＮ（ＶｉｒｔｕａｌＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）で構成してもよいし、同じＶＬＡＮで構成してもよい。

なお、以下の説明において、通信装置と情報処理装置とが接続されるネットワークを「内側ネットワーク」と言い、通信装置間のネットワークを「トンネル側ネットワーク」と言う。また、通信装置からトンネル側ネットワークへのデータ送信の向きを「トンネル側」と言い、通信装置から内側ネットワークへのデータ送信の向きを「内側」と言う。

１、２、４、５は、各通信装置がデータをカプセル化することによって他の通信装置との間に確立した仮想的な通信経路である「トンネル経路」である。後述のように、トンネル経路は、実際のネットワーク上で通信装置が互いを認証した後に確立される仮想的な通信経路である。そのため、実際のネットワーク構成においては、通信装置１０〜４０は、リング型、スター型、フルコネクト型の何れであってもよいが、トンネリングにより形成される通信装置間の通信経路は、リング型又はフルコネクト型のネットワーク構成になる。このような実際のネットワーク構成による通信経路と、トンネリングにより確立されるトンネル経路との関係は、図５Ａ〜図５Ｅを用いて後述される。他の通信装置へ送信するデータのカプセル化は、例えば、ＥｔｈｅｒＩＰや、ＧＲＥに従って各通信装置によってなされる。通信経路３、６は、通信装置１０と通信装置２０との間の通信経路であり、カプセル化を解除したデータが転送される通信経路であり、冗長構成を組んでいる２台の通信装置間を接続するケーブルとしての「渡り線」である。

通信装置１０と通信装置２０とは、冗長化した構成を形成し、通信装置１０及び通信装置２０のいずれかが故障した場合でも、他方の通信装置が、トンネル経路を介して通信装置３０又は通信装置４０に接続することができる。

通信装置１０は、トンネル経路１を介して通信装置３０に、トンネル経路２を介して通信装置４０に、通信経路３を介して通信装置２０に接続する。通信装置２０は、通信経路３を介して通信装置１０に、トンネル経路４を介して通信装置３０に、トンネル経路５を介して通信装置４０に接続する。

通信装置３０と通信装置４０とは、冗長化した構成を形成し、通信装置３０及び通信装置４０のいずれかが故障した場合でも、他方の通信装置が、トンネル経路を介して通信装置１０又は通信装置２０に接続することができる。

通信装置３０は、トンネル経路１を介して通信装置１０に、トンネル経路４を介して通信装置２０に、通信経路６を介して通信装置４０に接続する。通信装置４０は、トンネル経路２を介して通信装置１０に、トンネル経路５を介して通信装置２０に、通信経路６を介して通信装置３０に接続する。

＜情報処理装置＞
情報処理装置１１０、１２０は、ネットワーク１００に接続し、情報処理装置２１０、２２０は、ネットワーク２００に接続する。情報処理装置１１０、１２０、２１０、２２０はそれぞれ、２つのネットワークインタフェースを有する。情報処理装置１１０、１２０は、いずれか１つのネットワークインタフェースにより、通信装置１０又は通信装置２０に接続する。情報処理装置２１０、２２０は、いずれか１つのネットワークインタフェースにより、通信装置３０又は通信装置４０に接続する。ネットワークインタフェースは、例えば、ＮＩＣ（ＮｅｔｗｏｒｋＩｎｔｅｒｆａｃｅＣａｒｄ）であり、ツイストペアケーブル、又は光ファイバケーブルにより通信装置に接続する。

＜通信システムの適用例＞
通信システム３００は、例えば、データセンターに配置可能である。複数の顧客のシステムを収容しているデータセンターにおいて、それぞれの顧客システムはデータセンター内でお互いが認識できないように隔離されている。情報処理装置１１０〜２２０は、例えば、サーバであり、顧客システムとして動作する。顧客システムとしての情報処理装置１１０〜２２０は、例えば、データセンターへの収容時期や、収容後の拡張（台数の増強）などによって、データセンター内のラックにばらばらに分散して配置される。情報処理装置１１０〜２２０は、ネットワーク１００、２００によって互いに接続されて、顧客システム単位で単一のサーバ及びネットワーク１００、２００を含むシステムを構成している。ネットワークを隔離するために、データセンター内では物理的なネットワークをＶＬＡＮにより論理的に分割して顧客システムに割り当てている。

例えば、ネットワーク１００に接続される情報処理装置１１０、１２０は、同一のラックに配置され、ネットワーク２００に接続される情報処理装置２１０、２２０は、同一のラックに配置される。ネットワーク１００、２００は、例えば、同一サブネットのネットワークであり、ＶＬＡＮにより互いに区別されてもよい。顧客システムを実行する情報処理装置が、ラック内では完結しておらず、ラック間を相互に接続する場合、トンネル経路１、２、４、５により、ネットワークは相互に接続される。通信装置１０〜４０は、ラックに配置され、装置間でトンネルを張る。

［通信装置の構成］
図２〜図５を用いて、通信装置の構成の一例を説明する。図２は、通信装置の構成要素の一例を示す図である。

通信装置１０は、トンネル側通信部１１、渡り線側通信部１２、内側通信部１３、カプセル処理部１４、記憶部１５、制御部１６、及び入力部１７を有する。通信装置１０〜４０はそれぞれ同じ構成要素を有してもよいので、図２には示されないが、他の通信装置２０〜４０も対応する構成要素を有しうる。例えば、通信装置２０は、トンネル側通信部２１、渡り線側通信部２２、内側通信部２３、カプセル処理部２４、記憶部２５、制御部２６、及び入力部２７を有する。通信装置３０は、トンネル側通信部３１、渡り線側通信部３２、内側通信部３３、カプセル処理部３４、記憶部３５、制御部３６、及び入力部３７を有する。通信装置４０は、トンネル側通信部４１、渡り線側通信部４２、内側通信部４３、カプセル処理部４４、記憶部４５、制御部４６、及び入力部４７を有する。以下に説明する通信装置１０の有する構成要素の説明は、他の通信装置２０〜４０の有する対応する構成要素にも適用されうる。

＜通信部＞
トンネル側通信部１１は、カプセル化されたパケットを送受信する通信部であり、トンネル側ネットワークに接続する他の通信装置３０、４０と、トンネル経路を介して接続するインタフェース装置である。トンネル側通信部１１は、カプセル処理部１４により提供されるヘッダ情報に従って、カプセル処理部１４から提供されるペイロードにヘッダ情報を付加する。

渡り線側通信部１２は、冗長化されて配置される通信装置に接続するインタフェース装置である。

内側通信部１３は、ネットワーク１００に接続された情報処理装置１１０、１２０に対してカプセル解除されたパケットを送受信する接続インタフェース装置である。

トンネル側通信部１１、渡り線側通信部１２、及び内側通信部１３は、例えば、イーサネット（登録商標）等の通信プロトコルに従って通信を制御し、ツイストペアケーブル、又は光ファイバケーブルにより通信装置又は情報処理装置と通信を行う。トンネル側通信部１１は、トンネル側ネットワークのＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスにより識別され、渡り線側通信部１２、及び内側通信部１３は、内側ネットワークのＩＰアドレスにより識別される。

＜カプセル処理部＞
カプセル処理部１４は、制御部１６から伝送されたヘッダを含むデータに、さらに追加のヘッダを付加するカプセル化処理を行う。言い換えれば、カプセル処理部１４は、情報処理装置１１０等から受信したデータを、ペイロードとしてトンネル側通信部１１に提供すると共に、追加ヘッダとして付加する処理を、トンネル側通信部１１に指示する。追加ヘッダには、例えば、トンネル側ネットワークにおけるトンネル側通信部１１のＩＰアドレスや、トンネル識別情報が含まれる。トンネル識別情報は、確立するトンネル経路の数だけ用意される。例えば、通信装置１０が、通信装置３０及び通信装置４０とトンネル経路を確立する場合、トンネル識別情報の数は、通信装置３０とのトンネル経路用のトンネル識別情報と、通信装置４０とのトンネル経路用のトンネル識別情報とで、２つになる。

カプセル処理部１４は、トンネル側通信部１１が、例えば、ＴＣＰに従って確立したコネクションを介して、ヘッダに含まれるトンネル識別情報を用いて通信先となるカプセル処理部との間で認証を行うトンネル認証を行う。トンネル認証が行われると、トンネルが確立されて、通信装置間にトンネル経路が確立する。トンネリングプロトコルの種類によってはトンネル認証手続きが存在しないプロトコルもあるが、その場合には認証手続きは行わなくてもよい。

カプセル処理部１４は、外部ネットワークからトンネル側通信部１１を介して受信したデータから、外部ネットワークにおける通信用のヘッダ情報を取り除くカプセル化解除処理をして、トンネル側通信部１１で受信したデータからペイロードを取得する。

図３Ａ及び図３Ｂを用いて、カプセル処理部１４により確立されるトンネル経路の一例を説明する。図３Ａに示す３１０は、トンネル側ネットワークの物理的な通信経路である、図３Ｂに示す３２０はトンネリングの確立により形成されるトンネル経路である。

カプセル処理部１４は、後述するトンネル情報９１０を参照して、トンネル側通信部１１を用いてトンネル接続先アドレスに対して、例えば、ＴＣＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）に従う制御コネクションを確立する。図３Ａは、通信装置を接続する通信経路の一例を示す図である。各通信装置のトンネル側通信部１１、３１、４１は、図３Ａに示す物理的なネットワーク３１０を介して、制御コネクションを確立する。

カプセル処理部１４はさらに、データ転送テーブル９３０を参照して、接続先となる他の通信装置のカプセル処理部３４またはカプセル処理部４４と互いに認証を行うことでトンネル経路を確立する。カプセル処理部１４は、認証されたトンネル識別情報を含むデータに対してトンネル経路を提供する。例えば、図３Ａに示した物理的な通信経路を用いて、トンネル経路を確立することで、図３Ｂに示すようにトンネル経路１、２が確立される。このようにして、通信装置１０は、通信装置３０及び４０と、それぞれトンネル経路１とトンネル経路２とを確立する。このように、カプセル処理部２４は、接続対象となる通信装置毎に、トンネル接続対向数に分けてトンネル経路を確立する。なお認証手続きが存在しないトンネリングプロトコルの場合には認証手続きなしにトンネル経路を確立、またトンネル経路を提供することができる。

＜記憶部＞
記憶部１５は、図４に示されるトンネル情報９１０、フィルタルール９２０、データ転送テーブル９３０、及びプログラム９９０を格納する。

＜トンネル情報＞
トンネル情報９１０は、トンネル側ネットワークのＩＰアドレスと、トンネル識別情報とを関係づける情報である。トンネル情報９１０は、トンネル識別情報ごとにエントリ（行）を有し、各エントリは、トンネル識別情報列９１１、送信先ＩＰアドレス列９１２、及び、送信元ＩＰアドレス列９１３の入力値を有する。図４に示す例では、トンネル識別情報列９１１列には、トンネル識別情報が入力され、送信先ＩＰアドレス列９１２には、通信装置３０と通信装置４０のＩＰアドレスが入力され、送信元ＩＰアドレス列９１３には、通信装置１０のＩＰアドレスが入力される。例えば、通信装置１０は、通信装置３０と通信装置４０とへトンネル経路１、２を有するため、トンネル識別情報の数は２つとなる。そして、トンネル情報９１０には、トンネル識別情報毎に、送信先アドレスと送信元アドレスとが入力される。

制御部１６は、入力部、又は外部又は内部ネットワークを介して受け取ったトンネル情報９１０を、記憶部１５に格納すると共に、カプセル処理部１４に提供する。カプセル処理部１４は、トンネル情報９１０を用いて、通信装置のＩＰアドレスに対応するトンネル識別情報で、トンネル経路を確立する通信装置との間でトンネル認証を行う。

＜フィルタルール＞
フィルタルール９２０は、データ転送を止める入出力部を特定する情報である。制御部１６は、フィルタルール９２０にしたがって、トンネル側通信部１１並びに渡り線側通信部１２における通信を制御する。フィルタルール９２０は、データ転送制御される入出力のセットごとにエントリ（行）を有し、各エントリは、入出力列９２１、９２２の入力値を有する。図４に示されるように、入出力列９２１、９２２には、トンネル側通信部１１のトンネル識別情報としての「ＴＵＮ１１」又は「ＴＵＮ１２」、及び渡り線側通信部１２の名称としての「ｅｔｈ０」が入力される。

＜データ転送テーブル＞
データ転送テーブル９３０は、情報処理装置から受信したデータの宛先アドレスと、通信部とを対応付けた情報である。制御部１６は、データ転送テーブル９３０を参照して、受信したデータを対応する通信部に転送する処理を行う。データ転送テーブル９３０は、ＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレス毎にエントリを有し、各エントリは、送信先ＭＡＣアドレス列９３１、送信先名称列９３２の入力値を有する。図４に示されるように、送信先ＭＡＣアドレス列９３１には、送信先ＭＡＣアドレス、送信先名称列９３２には、通信部又はカプセル処理部のトンネル識別情報としての「ＴＵＮ１１」又は「ＴＵＮ１２」、及び送り線側通信部としての「ｅｔｈ０」が入力される。

＜制御部＞
制御部１６は、記憶部１５内のデータ転送テーブル９３０並びにフィルタルール９２０にしたがって、トンネル側通信部１１並びに渡り線側通信部１２を制御する。例えば、制御部１６は、他の通信装置から受信したデータを他の通信装置に転送しないようにトンネル側通信部１１並びに渡り線側通信部１２を制御する通信制御処理を行う。なお、制御部１６が行う通信制御処理、並びに他の装置の制御は、プログラム９９０を実行することで実現されうる。図５Ａは、通信装置１０〜通信装置４０の間に発生したループ１１００の一例を示す。このようなループ１１００の発生を回避するために、通信装置１０〜４０の少なくとも２つは、記憶部に格納されるフィルタルール９２０にしたがって受信データの送信を制御する。

図５Ｂ〜図５Ｅは、トンネル経路の一例を示す図である。例えば、９２０−１０で示すフィルタルールは、通信装置２０と通信装置３０との間のデータ送信と、通信装置２０と通信装置４０との間のデータ送信と、通信装置３０と通信装置４０との間のデータ送信とが、通信装置１０を介して行われることを禁止する。９２０−２０で示すフィルタルールは、通信装置１０と通信装置４０との間のデータ送信と、通信装置１０と通信装置３０との間のデータ送信と、通信装置３０と通信装置４０との間のデータ送信とが、通信装置２０を介して行われることを禁止する。また、９２０−３０で示すフィルタルールは、通信装置１０と通信装置４０との間のデータ送信と、通信装置１０と通信装置２０との間のデータ送信と、通信装置２０と通信装置４０との間のデータ送信とが、通信装置３０を介して行われることを禁止する。さらに、９２０−４０で示すフィルタルールは、通信装置１０と通信装置２０との間のデータ送信と、通信装置１０と通信装置３０との間のデータ送信と、通信装置２０と通信装置３０との間のデータ送信とが、通信装置４０を介して行われることを禁止する。

データ通信５４に示すように、通信装置１０又は通信装置２０は、通信装置３０又は通信装置４０との間のカプセル化データの通信を可能なように、トンネル経路１、２、４、５が確立される。

図５Ｃは、通信装置１０及び通信装置２０にフィルタルール９２０−１０及びフィルタルール９２０−２０がそれぞれ適用されるケースを示す。図５Ｄは、通信装置１０及び通信装置３０にフィルタルール９２０−１０及びフィルタルール９２０−３０がそれぞれ適用されるケースを示す。図５Ｅは、通信装置１０及び通信装置４０にフィルタルール９２０−１０及びフィルタルール９２０−４０がそれぞれ適用されるケースを示す。

図５Ｃ〜図５Ｅに示すようには、フィルタルール９２０−１０、９２０−２０、９２０−３０、９２０−４０のいずれか２つが、通信装置１０〜４０に適用されれば、図５Ａに示すループ１１００は発生しない。そのため、通信装置１０〜４０の全てにフィルタルールを適用せずに、２つのフィルタルールを、通信装置１０〜４０のいずれか２つの通信装置に適用してもよい。

入力部１７は、トンネル情報９１０、フィルタルール９２０を設定することができる入力部であり、例えば、キーボードである。また、入力部１７は、プログラム９９０を格納する記憶媒体９８０から、プログラム９９０を読み出すドライブ部として機能してもよい。なお、トンネル情報９１０、フィルタルール９２０は、外部にある情報処理装置から受信してもよい。

図６は、通信装置が行う通信制御の一例を示すフローチャートである。内側通信部１３、渡り線側通信部１２、トンネル側通信部１１のいずれかは、データを受信する（Ｓ６０１）。トンネル側通信部１１で受信したデータの場合（Ｓ６０２Ｙ）、トンネル側通信部１１は、受信したデータの宛先アドレスになるカプセル処理部１４へデータを転送する（Ｓ６０３）。トンネル側通信部１１は、パケットのカプセル化を解除してペイロード部にあるパケットを取り出して（Ｓ６０４）、ステップＳ６０５に進む。

トンネル側通信部１１で受信したデータでは無い場合（Ｓ６０２Ｎ）、ステップＳ６０５に進む。制御部１６は、データ転送テーブル９３０を参照して、受信したデータの転送先を決定する（Ｓ６０５）。制御部１６は、受信したデータの転送先が、フィルタルール９２０を参照して、転送先がフィルタルールで送信禁止されている転送先か否か判断する（Ｓ６０６）。受信したデータの転送先がフィルタルールで禁止されていた場合（Ｓ６０６Ｙ）、制御部１６は、受信データを廃棄して（Ｓ６０７）、処理を終了する。受信したデータの転送先がフィルタルールで禁止されていない場合（Ｓ６０６Ｎ）、制御部１６は、ステップＳ６０８に進む。

制御部１６は、ステップＳ６０５で決定された転送先が通信部又はカプセル処理部を判断し（Ｓ６０８）、決定された転送先がカプセル処理部の場合（Ｓ６０８Ｙ）、制御部１６はカプセル処理部に受信データを転送する。カプセル処理部１４は、受信したデータをカプセル化し（Ｓ６１０）、ステップＳ６１１に進む。決定された転送先がカプセル処理部ではない場合（Ｓ６０８Ｎ）、ステップＳ６１１に進む。ステップＳ６１１では、トンネル側通信部１１又は渡り線側通信部１２はデータを送信して、処理を終了する。

［通信システムの異常処理］
通信システム３００における監視動作および障害発生時の対処動作について、想定した異常ごとに説明する。なお、通信装置１０〜４０は、監視動作および障害発生時の対処動作を、上述のデータ通信処理と並行して実施する。

図７は、トンネル側ネットワークにバックボーン通信装置が設定されるネットワーク構成の一例を示す。図７に示すように、通信装置１０〜４０は、バックボーン通信装置Ｒ１、Ｒ２にネットワーク３１０ａを介して接続される。３１０ａは、図３Ａに示すネットワーク３１０に相当し、トンネル経路ではない。図７に示すように、トンネル側ネットワークと、内側ネットワークは、サブネットが異なる。トンネル側通信部は、トンネル側にトンネル側ネットワークのアドレス体系のＩＰアドレスを有する。また、内側通信部は、内側に内側ネットワークのアドレス体系のＩＰアドレスを有する。バックボーン通信装置Ｒ１、Ｒ２は、トンネル側ネットワークのセグメント分割に使用される通信装置であり、例えば、ルーターや、Ｌ３（Ｌａｙｅｒ３）スイッチである。

＜通信装置の監視処理＞
トンネル確立後、通信装置は、ハートビートパケットを、他の通信装置に送信することで、他の通信装置が正常に稼動しているか、又は、バックボーン通信装置が正常に稼動しているかどうかを監視する。バックボーン通信装置と、他の通信装置との障害の切り分けは、例えば、それぞれのＩＰアドレスを指定してＰＩＮＧ応答の有無を判断することで行うことができる。通信先の通信装置から確認パケットを受信しない場合、障害によりダウンした通信装置に対してパケットを送出し続ける処理を停止することができる。さらに、冗長構成された通信装置側にデータを送信するように送信テーブルを生成する。また、通信装置は、通信部の状態を監視して、その状態からバックボーン通信装置が正常に稼働しているかどうかを監視してもよい。

また、通信装置は、渡り線側通信部を介して、冗長構成される他の通信装置に、ハートビートパケットを送信して、冗長構成される他の通信装置が正常に稼動しているかどうかかを監視する。また、通信装置は、通信部の状態を監視して、その状態から冗長構成される他の通信装置が正常に稼働しているかどうかを監視してもよい。

このように、通信装置１０〜４０は、他の通信装置が正常に稼動しているか否かを常時監視することができる。

なお、通信装置１０〜４０は、送信元と送信先のＭＡＣアドレスを検出することで、ＭＡＣアドレスの送信元と送信先を対応付けた通信テーブルを生成する。そのため、通信装置１０〜４０は、他の通信装置が動作停止した場合、通信テーブルを破棄し、再度通信テーブルを再作成する処理を実行する。

＜トンネル側ネットワークでの障害発生＞
トンネル側ネットワークでの障害は、トンネル側ネットワークでの断線、バックボーン通信装置Ｒ１、Ｒ２の障害などが該当する。

図８は、トンネル側ネットワークでの障害発生に対する通信システムの障害復旧の一例を示すシーケンス図である。

ステップＳ７０１で、バックボーン通信装置Ｒ１に障害又はバックボーン通信装置Ｒ１に接続するケーブルの断線が発生すると、通信装置１０は監視処理により、バックボーン通信装置Ｒ１の障害を検出すると、動作停止する（Ｓ７０２）。他の通信装置並びに情報処理装置１１０は、監視処理により、通信装置１０の停止を検出する（Ｓ７０３）。通信装置２０、３０、４０は、通信装置１０の停止を検出すると、通信テーブルを破棄する（Ｓ７０４）。情報処理装置１１０は、通信装置１０の停止を検出すると、通信装置１０に接続したＮＩＣから、他方のＮＩＣに切り替え（Ｓ７０５）、情報処理装置２１０にＡＲＰ（ＡｄｄｒｅｓｓＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）要求を送信する（Ｓ７０６）。ＡＲＰ要求とは、接続先からのＭＡＣアドレスの送信要求である。通信装置２０は、ＡＲＰ要求を受信すると、通信テーブルを生成して（Ｓ７０７）、他の通信装置にＡＲＰ要求を転送する（Ｓ７０８）。

情報処理装置２１０は、情報処理装置１１０からＡＲＰ要求を受け取ると、テーブルを生成し（Ｓ７０９）、ＡＲＰ応答を情報処理装置１１０に送信する（Ｓ７１０）。ＡＲＰ応答が転送される通信装置３０、２０は、テーブルを更新する（Ｓ７１１）。

このように、ネットワークの断線やバックボーン通信装置の障害などが発生すると、通信装置１０は動作を停止することで、通信装置１０を経由してデータを送受信していた情報処理装置１１０は、通信装置２０に、データの送受信対象を切り替える。

＜通信装置の障害発生＞
内側ネットワークでの障害は、内側ネットワークでの断線、情報処理装置のダウンなどが該当する。制御部ではそれらの障害発生に備え、内側通信部の状態を監視する。ただし、それらの障害が発生して内側通信部の状態がダウン状態に変動した場合でも、当該装置はその後何もしないで、動作を継続する。その結果、影響を受けた情報処理装置で冗長系への切り替えを行う。

図９は、通信装置の障害発生に対する通信システムの障害復旧の一例を示すシーケンス図である。図９に示すステップＳ８０１では、通信装置１０に障害が発生することで、他の通信装置は監視処理により、通信装置１０に障害が発生することを検出する。図９に示す他のステップＳ７０３〜Ｓ７１１は、図８における同ステップの説明と同じであるので、説明を省略する。

図８及び図９に示すように、情報処理装置１１０は、データの送受信を、冗長を組んでいるもう一台の通信装置に切り替えて、運用を継続することができる。

図１０は、障害復旧後のトンネル経路の一例を示す図である。終了した通信装置１０にフィルタルール９２０−１０が設定されていた場合でも、他の通信装置である通信装置２０にフィルタルール設定されていれば、ループが発生されないのがわかる。このように、通信システム３００は、障害時に停止する通信装置にフィルタルールが設定されていても、当該通信装置停止後にループを生じずにデータ通信を可能にすることができる。なお、停止対象となる通信装置１０にフィルタルール９２０−１０が設定されていない場合、他の通信装置の少なくとも２台にフィルタルールが設定されることになるので、通信システム３００はループを生成しない。

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
［付記１］
第１及び第２通信部、及び前記第１通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第１カプセル処理部、を有する第１通信装置と、
前記第２通信部との間でデータを通信する第３通信部、及び第４通信部、及び前記第３通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第２カプセル処理部、を有する第２通信装置と、
前記第１又は第３通信部との間でデータを通信する第５通信部、及び第６通信部、及び前記第５通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第３カプセル処理部、を有する第３通信装置と、
前記第１又は第３通信部との間でデータを通信する第７通信部、前記第５通信部との間でデータを通信する第８通信部、及び前記第７通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第４カプセル処理部、を有する第４通信装置と、を有し、
前記第１〜第４通信装置の少なくとも２つが、他の前記通信装置から受信したデータを他の前記通信装置に転送しないように前記第１〜第４通信装置の少なくとも２つが有する通信部を制御する制御部をそれぞれ有する通信システム。（１）
［付記２］
前記第１〜第４通信装置は、全てが動作状態にある付記１に記載の通信システム。（２）
［付記３］
前記第１〜第４通信装置の何れかに異常が発生した場合、異常発生した通信装置を停止する付記１又は２に記載の通信システム。（３）
［付記４］
第１及び第２通信部を有する第１通信装置及び第３及び第４通信部を有する第２通信装置と接続した通信システムであって、
前記第１又は第３通信部との間でデータを通信する第５通信部、及び第６通信部、前記第５通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第１カプセル処理部、及び他の通信装置から受信したデータを他の通信装置に転送しないように前記第５及び第６通信部を制御する第１制御部、を有する第３通信装置と、
前記第１又は第３通信部との間でデータを通信する第７通信部、前記第５通信部との間でデータを通信する第８通信部、前記第７通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第４カプセル処理部、及び他の通信装置から受信したデータを他の通信装置に転送しないように前記第７及び第８通信部を制御する第２制御部、を有する第４通信装置と、有する通信システム。（４）
［付記５］
前記第１〜第４通信装置は、全てが動作状態にある付記４に記載の通信システム。（５）
［付記６］
前記第１〜第４通信装置の何れかに異常が発生した場合、異常発生した通信装置を停止する付記４又は５に記載の通信システム。
［付記７］
第１及び第２通信部を有する第１通信装置及び第３及び第４通信部を有する第２通信装置と接続する第３通信装置及び第４通信装置における通信方法であって、
前記第３通信装置の第５通信部が、前記第１又は第３通信部との間でデータを通信し、
前記第３通信装置の第１カプセル処理部が、前記第５通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除し、
前記第３通信装置の第１制御部が、他の通信装置から受信したデータを他の通信装置に転送しないように前記第５及び第６通信部を制御し、
前記第４通信装置の第７通信部が、前記第１又は第３通信部との間でデータを通信し、
前記第４通信装置の第８通信部が、前記第３通信装置の第６通信部との間でデータを通信し、
前記第４通信装置の第２カプセル処理部が、前記第７通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除し、
前記第４通信装置の第２制御部が、他の通信装置から受信したデータを他の通信装置に転送しないように前記第７及び第８通信部を制御する通信方法。（６）
［付記８］
前記第１〜第４通信装置は、全てが動作状態にある付記７に記載の通信方法。（７）
［付記９］
前記第１〜第４通信装置の何れかに異常が発生した場合、異常発生した通信装置を停止する付記７又は８に記載の通信方法。（８）

１、２、４、５トンネル経路
３、６通信経路
１０、２０、３０、４０通信装置
１１、２１、３１、４１トンネル側通信部
１２、２２、３２、４２渡り線側通信部
１３、２３、３３、４３内側通信部
１４、２４、３４、４４カプセル処理部
１５、２５、３５、４５記憶部
１６、２６、３６、４６制御部
１７、２７、３７、４７入力部
５４データ通信
１００、２００ネットワーク
１１０、１２０、２１０、２２０情報処理装置
３００通信システム
９１０トンネル情報
９２０フィルタルール
９３０データ転送テーブル
９９０プログラム
Ｒ１、Ｒ２トンネル側通信装置

Claims

第１及び第２通信部、及び前記第１通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第１カプセル処理部、を有する第１通信装置と、
前記第２通信部との間でデータを通信する第４通信部、及び第３通信部、及び前記第３通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第２カプセル処理部、を有する第２通信装置と、
前記第１又は第３通信部との間でデータを通信する第５通信部、及び第６通信部、及び前記第５通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第３カプセル処理部、を有する第３通信装置と、
前記第１又は第３通信部との間でデータを通信する第７通信部、前記第６通信部との間でデータを通信する第８通信部、及び前記第７通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第４カプセル処理部、を有する第４通信装置と、を有し、
前記通信装置の対向通信装置間のデータ送信を禁止するルールであって実冗長系を形成する前記第１〜第４通信装置間のトンネル経路によって構成されるネットワーク内をブロードキャストしたデータがループすることを抑制するフィルタルールに従って、前記第１〜第４通信装置の少なくとも２つが、他の前記通信装置から受信したデータを他の前記通信装置に転送しないように前記第１〜第４通信装置の少なくとも２つが有する通信部を制御する制御部をそれぞれ有する通信システム。
前記第１〜第４通信装置の何れかに異常が発生した場合、異常発生した通信装置を停止する請求項１に記載の通信システム。
第１及び第２通信部を有する第１通信装置と、第３通信部及び前記第２通信部との間でデータを通信する第４通信部を有する第２通信装置と接続した通信システムであって、
前記第１又は第３通信部との間でデータを通信する第５通信部、及び第６通信部、前記第５通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第１カプセル処理部、及び他の通信装置から受信したデータを他の通信装置に転送しないように、前記通信装置の対向通信装置間のデータ送信を禁止するルールであって実冗長系を形成する前記通信装置間のトンネル経路によって構成されるネットワーク内をブロードキャストしたデータがループすることを抑制するフィルタルールに従って前記第５及び第６通信部を制御する第１制御部、を有する第３通信装置と、
前記第１又は第３通信部との間でデータを通信する第７通信部、及び第６通信部との間でデータを通信する第８通信部、前記第７通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除する第４カプセル処理部、及び他の通信装置から受信したデータを他の通信装置に転送しないように、前記通信装置の対向通信装置間のデータ送信を禁止するルールであって実冗長系を形成する前記通信装置間のトンネル経路によって構成されるネットワーク内をブロードキャストしたデータがループすることを抑制するフィルタルールに従って前記第７及び第８通信部を制御する第２制御部、を有する第４通信装置と、を有する通信システム。
第１及び第２通信部を有する第１通信装置と、第３通信部及び前記第２通信部との間でデータを通信する第４通信部を有する第２通信装置と接続する第３通信装置及び第４通信装置における通信方法であって、
前記第３通信装置の第５通信部が、前記第１又は第３通信部との間でデータを通信し、
前記第３通信装置の第１カプセル処理部が、前記第５処理部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除し、
前記第３通信装置の第１制御部が、他の通信装置から受信したデータを他の通信装置に転送しないように、前記通信装置の対向通信装置間のデータ送信を禁止するルールであって実冗長系を形成する前記第１〜第４通信装置間のトンネル経路によって構成されるネットワーク内をブロードキャストしたデータがループすることを抑制するフィルタルールに従って前記第５及び第６通信部を制御し、
前記第４通信装置の第７通信部が、前記第１又は第３通信部との間でデータを通信し、
前記第４通信装置の第８通信部が、前記第３通信装置の第６通信部との間でデータを通信し、
前記第４通信装置の第２カプセル処理部が、前記第７通信部で通信するデータをカプセル化又はカプセル化解除し、
前記第４通信装置の第２制御部が、他の通信装置から受信したデータを他の通信装置に転送しないように、前記通信装置の対向通信装置間のデータ送信を禁止するルールであって実冗長系を形成する前記第１〜第４通信装置間のトンネル経路によって構成されるネットワーク内をブロードキャストしたデータがループすることを抑制するフィルタルールに従って前記第７及び第８通信部を制御する通信方法。
前記第１〜第４通信装置の何れかに異常が発生した場合、異常発生した通信装置を停止する請求項４に記載の通信方法。