JP5821815B2 - 通信システムおよび通信システムの処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システムおよびその処理方法に関し、例えば、各種冗長化プロトコルにスイッチ装置を跨いだリンクアグリゲーション技術を組み合わせた通信システムおよびその処理方法に適用して有効な技術に関する。

例えば、特許文献１には、冗長用ポートで接続された一対の中位スイッチ装置と、当該一対の中位スイッチ装置の同一ポート番号のポートに対してリンクアグリゲーションが設定された状態で接続される下位スイッチ装置および上位スイッチ装置とを備えた構成が示されている。また、特許文献２には、装置間にまたがってリンクアグリゲーショングループが設定された通常装置において、当該リンクアグリゲーショングループの帯域制御を行う方法が示されている。

特開２００８−７８８９３号公報 特開２００９−２３２４００号公報

例えば、スパニングツリープロトコル（ＳＴＰ）、リングプロトコル等を代表とする各種冗長化プロトコルが知られている。また、例えば、特許文献１または特許文献２に示されるように、２台のスイッチ装置間を接続することで当該２台のスイッチ装置を論理的（仮想的）に１台のスイッチ装置として機能させ、当該仮想的な１台のスイッチ装置との間の通信回線に対してリンクアグリゲーションを設定する方式が知られている。

当該リンクアグリゲーション方式は、具体的には、例えば、ユーザ側の１台のスイッチ装置から当該仮想的な１台のスイッチ装置に含まれる２台のスイッチ装置に向けてそれぞれ通信回線が設けられ、この２本の通信回線に対してリンクアグリゲーションが設定される。すなわち、１台のスイッチ装置との間に設定される一般的なリンクアグリゲーションと異なり、２台のスイッチ装置を跨いでリンクアグリゲーションが設定される。このような方式を用いると、通信回線の障害に対する冗長化や通信帯域の拡大といった一般的なリンクアグリゲーションによって得られる効果に加えて、スイッチ装置の障害に対する冗長化が実現できる。このような方式を、本明細書ではマルチシャーシスリンクアグリゲーションと呼ぶことにする。

こうした中、本発明者等は、前述したような各種冗長化プロトコルを備えた通信ネットワークに、このマルチシャーシスリンクアグリゲーションを適用することを検討した。その結果、マルチシャーシスリンクアグリゲーションを適用することにより、各種冗長化プロトコルが障害に応じて正常に機能した場合であっても、信号の折り返しループが生じ得ることが見出された。

本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、信号の折り返しループを防止できる通信システムおよびその処理方法を提供することにある。本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本実施の形態による通信システムは、第１および第２スイッチ装置を含んだ冗長化ネットワークと、第３スイッチ装置とを備える。第１および第２スイッチ装置は、第１ポート間が共用通信回線で接続される。冗長化ネットワーク内では、第１および第２スイッチ装置の第２ポート間が少なくとも１台以上のスイッチ装置を介して接続される。第３スイッチ装置は、第１および第２スイッチ装置の第３ポートとの間でそれぞれ通信回線を介して接続され、当該通信回線にリンクアグリゲーションを設定した状態で動作する。ここで、第１および第２スイッチ装置の第１ポート間の通信に障害が生じた際に、冗長化ネットワークは、任意の冗長化プロトコルに基づいて第１および第２スイッチ装置の第２ポート間で実データ信号を通過させ、第１スイッチ装置は、自身の第３ポートをブロック状態に制御する。

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、信号の折り返しループが防止できる。

本発明の実施の形態１による通信システムにおいて、その構成の一例を示す概略図である。 図１において、マルチシャーシスリンクアグリゲーションを構成するスイッチ装置の主要部の概略構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２による通信システムにおいて、その構成の一例を示す概略図である。 図３の通信システムの前提となる問題点の一例を示す説明図である。 図４の通信システムにおいて、その効果の一例を示す説明図である。 図３において、マルチシャーシスリンクアグリゲーションを構成するスイッチ装置の主要部の概略構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３による通信システムにおいて、その構成の一例を示す概略図である。 （ａ）および（ｂ）は、リングプロトコルの概略的な動作例を示す説明図である。 本発明の前提として検討した通信システムにおいて、その問題点の一例を示す説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、図８（ａ）および図８（ｂ）とは異なるリングプロトコルの概略的な動作例を示す説明図である。

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
《通信システムの概略構成》
図１は、本発明の実施の形態１による通信システムにおいて、その構成の一例を示す概略図である。図１に示す通信システムは、リングプロトコル対応のスイッチ装置（第４スイッチ装置）ＳＷＲＰと、当該ＳＷＲＰを含むリングネットワーク内に設けられるスイッチ装置（第１および第２スイッチ装置）ＳＷ１，ＳＷ２と、当該ＳＷ１，ＳＷ２に対して接続されるスイッチ装置（第３スイッチ装置）ＳＷＵ１，ＳＷＵ２を備えている。この例では、ＳＷ１のポート（第２ポート、アップリンクポート）ＰｕがＳＷＲＰのポート（マスタポート）Ｐｍに接続され、ＳＷ２のポート（第２ポート、アップリンクポート）ＰｕがＳＷＲＰのポート（スレーブポート）Ｐｓに接続される。

スイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２は、そのポート（第１ポート、冗長ポート）Ｐｒ間がブリッジ用通信回線（共用通信回線）で接続されることで前述したマルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）を実現している。この場合、ＳＷ１，ＳＷ２は、論理的（仮想的）に１台のスイッチ装置として機能する。ブリッジ用通信回線（共用通信回線）は、通常、冗長性を持たせるため２本の通信回線で構成される。

スイッチ装置ＳＷＵ１に含まれる２個のポートの一方は、通信回線を介してＳＷ１のポート（第３ポート、ユーザポート）Ｐ１に接続され、当該２個のポートの他方は、通信回線を介してＳＷ２のポートＰ１（第３ポート、ユーザポート）に接続される。ＳＷＵ１は、このＳＷ１，ＳＷ２を跨いだＳＷＵ１からの２本の通信回線（および２個のポート）にリンクアグリゲーション（ＬＡＧ）を設定した状態で動作する。同様に、スイッチ装置ＳＷＵ２に含まれる２個のポートの一方は、通信回線を介してＳＷ１のポート（ユーザポート）Ｐ２に接続され、当該２個のポートの他方は、通信回線を介してＳＷ２のポートＰ２に接続される。ＳＷＵ２も、ＳＷ１，ＳＷ２を跨いだＳＷＵ２からの２本の通信回線（および２個のポート）にリンクアグリゲーション（ＬＡＧ）を設定した状態で動作する。

このようなマルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）を用いると、例えば、スイッチ装置ＳＷＵ１から出力されるフレームは、所定の情報（例えば宛先ＭＡＣアドレス等）を用いた所定の規則によってリンクアグリゲーション（ＬＡＧ）を構成する２本の通信回線に振り分けられ、対応するスイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２で処理される。これによって、通信帯域の向上が図れる。また、例えば、リンクアグリゲーション（ＬＡＧ）を構成する２本の通信回線の一方に障害が生じた場合には、他方に縮退することで通信を維持できる。更に、ＳＷ１，ＳＷ２の一方に障害が生じた場合にも、他方に縮退することで通信を維持できる。これによって、耐障害性の向上が図れる。

《リングプロトコルの概要およびそれに伴う問題点》
ここで、図１の通信システムの動作説明に先だって、リングプロトコルの概要と、図１の通信システムのように、リングプロトコルのネットワーク内にマルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）をそのまま適用した場合の問題点について説明する。図８（ａ）および図８（ｂ）は、リングプロトコルの概略的な動作例を示す説明図である。図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、リングプロトコルでは、少なくとも１個のリングプロトコル対応のスイッチ装置ＳＷＲＰが設けられる。ＳＷＲＰのポート（マスタポート）Ｐｍは、通信回線ならびに当該通信回線上に挿入された単数または複数のスイッチ装置（ＳＷ１，ＳＷ２）を介してＳＷＲＰのポート（スレーブポート）Ｐｓに接続され、これによってリングネットワークが構築される。

リングネットワーク内に障害が無い正常時の場合、図８（ａ）に示すように、スイッチ装置ＳＷＲＰは、ポート（マスタポート）Ｐｍをオープン状態ＯＰに制御し、ポート（スレーブポート）Ｐｓをブロック状態ＢＫに制御することで、リングネットワーク内での信号のループを防止する。ＯＰでは、実データ信号となるユーザフレームと通信管理用の信号となる制御フレームの両方が通過し、ＢＫでは、ユーザフレームが遮断され、制御フレームのみが通過する。一方、リングネットワーク内で障害が生じた（例えばスイッチ装置ＳＷ１とＳＷ２の間の通信回線に障害が生じた）場合、図８（ｂ）に示すように、ＳＷＲＰは、ポートＰｍ，Ｐｓを共にＯＰに制御し、これによって信号のループを生じさせることなくリングネットワーク内の通信経路を確保する。なお、リングネットワーク内の障害の有無は、例えば、ＳＷＲＰのポートＰｍから制御フレームＣＦ１（例えばハローと呼ばれる情報を含むフレーム）を送信し、それがポートＰｓで受信できるか否かで判断することができる。

しかしながら、この図８（ｂ）に示すような状態で、スイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２にマルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）を適用した場合、次のような問題が生じ得る。図９は、本発明の前提として検討した通信システムにおいて、その問題点の一例を示す説明図である。図９の例では、例えば、スイッチ装置ＳＷＵ１から出力されたユーザフレーム（例えばブロードキャストフレーム等）がスイッチ装置ＳＷ１を介してリングネットワーク上に送出され、ポートＰｍ，Ｐｓが共にオープン状態ＯＰとなっているリングプロトコル対応のスイッチ装置ＳＷＲＰを介してスイッチ装置ＳＷ２に入力されている。そして、当該ユーザフレームは、ＳＷ２を介して再びＳＷＵ１に戻され、これによって信号の折り返しループ（ＲＰ）の問題が生じている。

《通信システムの概略動作》
図１の通信システムでは、前提として、スイッチ装置（第１および第２スイッチ装置）ＳＷ１，ＳＷ２のポート（第１ポート、冗長ポート）Ｐｒ間の通信に障害が生じている。この際に、スイッチ装置ＳＷＲＰは、図８（ａ）および図８（ｂ）で述べたように、リングプロトコル（冗長化プロトコル）に基づいてＳＷ１，ＳＷ２のポート（第２ポート、アップリンクポート）Ｐｕ間で実データ信号を通過させている。さらに、この際に、図１の通信システムは、ＳＷ１，ＳＷ２のいずれか一方のポート（第３ポート、ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２をブロック状態（実データ信号を遮断し、通信管理用の信号を通過させる状態）に制御することが主要な特徴の一つとなっている。これによって、図９に示したような信号の折り返しループ（ＲＰ）を防止できる。また、この状態でも、例えば、スイッチ装置ＳＷＵ１又はＳＷＵ２に接続された端末とスイッチ装置ＳＷＲＰに接続された端末との間の通信は、マルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）の冗長機能によって自動的にスイッチ装置ＳＷ１を介して行われる。

このような折り返しループ（ＲＰ）の防止動作をスイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２のどちら側で行わせるかは、ユーザが適宜定めればよい。ただし、ＳＷ１，ＳＷ２の両方で行わせた場合、通信が遮断されるためいずれか一方とする。例えば、図１の例では、ＳＷ２のみが、ＳＷ１，ＳＷ２のポート（第１ポート、冗長ポート）Ｐｒ間の通信に障害が生じた際に、自身のポート（第３ポート、ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２をブロック状態に制御している。なお、図１において、障害から復旧した際には、スイッチ装置ＳＷＲＰのポート（スレーブポート）Ｐｓがオープン状態ＯＰからブロック状態ＢＫに変更され、その後、スイッチ装置ＳＷ２のポート（ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２がブロック状態ＢＫからオープン状態ＯＰに変更される。

《スイッチ装置（ＭＬＡＧ用）の要部構成》
図２は、図１において、マルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）を構成するスイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２の主要部の概略構成例を示すブロック図である。図２に示すスイッチ装置ＳＷ（ＳＷ１，ＳＷ２）は、例えばＬＡＮスイッチ等が備える一般的な機能に加えて、制御フレーム生成部ＣＦＧと、制御フレーム監視部ＣＦＭＯＮＩと、リンクリレー部ＬＫＲＬＹを備えている。ＣＦＧは、制御フレームＣＦ２を生成し、それをポート（冗長ポート）Ｐｒを介して定期的に送信し、ＣＦＭＯＮＩは、Ｐｒから受信されるＣＦ２を監視する。例えば、図１の例では、スイッチ装置ＳＷ１内のＣＦＧがＣＦ２を送信し、スイッチ装置ＳＷ２内のＣＦＭＯＮＩが当該ＣＦ２を監視する。ＳＷ２内のＣＦＭＯＮＩは、ＳＷ１から送信される筈のＣＦ２を所定の期間内に検出できない場合、ポート（冗長ポート）Ｐｒを介した通信に障害が有ると判断する。

リンクリレー部ＬＫＲＬＹは、設定テーブル等を用いて予め指定されたポートを対象に、当該指定されたポート間を連動して制御する機能を持つ。ＬＫＲＬＹは、例えば、制御フレーム監視部ＣＦＭＯＮＩによってポート（冗長ポート）Ｐｒの障害が検出された際には、これに連動してポート（ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２をブロック状態ＢＫに制御する。図１の例では、スイッチ装置ＳＷ２のみにおいて、このＬＫＲＬＹの機能が有効に設定される。

以上、本実施の形態１の通信システムおよびその処理方法を用いると、代表的には、リングプロトコルによって通信回線等が少ない低コストな冗長ネットワークシステムを実現でき、加えて、マルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）を組み合わせることで、耐障害性の更なる向上や通信帯域の拡大等が図れる。そして、このような冗長ネットワークシステムにおいて、折り返しループを防止することが可能になる。

なお、ここでは、マルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）を適用したスイッチ装置（第１および第２スイッチ装置）ＳＷ１，ＳＷ２と、ＳＷ１，ＳＷ２のポート（第２ポート、アップリンクポート）Ｐｕ間を接続するリングプロトコル対応のスイッチ装置（第４スイッチ装置）ＳＷＲＰとを含んだ冗長化ネットワークを示した。ただし、ＳＷ１，ＳＷ２のポートＰｕ間は、勿論、１台のスイッチ装置（ここではＳＷＲＰ）に限らず、１台以上のスイッチ装置を介して接続されればよい。また、冗長化ネットワークに適用される冗長化プロトコルも、必ずしもリングプロトコルに限定されるものではなく、スパニングツリープロトコル（ＳＴＰ）等であってもよい。すなわち、図１のスイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２におけるポート（冗長ポート）Ｐｒ間の通信が正常な場合には、ポート（アップリンクポート）Ｐｕ間でループ経路は生じないが、当該通信に障害が生じた場合には当該ループ経路が生じ得る冗長化プロトコルであればよい。

（実施の形態２）
《通信システムの概略構成（応用例）》
図３は、本発明の実施の形態２による通信システムにおいて、その構成の一例を示す概略図である。図３に示す通信システムは、前述した図１の通信システムにおけるマルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）用のスイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２として、ボックス型スイッチ装置を適用した構成となっている。それ以外の構成に関しては図１の場合と同様である。図３の通信システムは、ボックス型スイッチ装置の適用に伴い、前述した図１の通信システムの動作を更に拡張した動作を備える点が主要な特徴となっている。

《ボックス型スイッチ装置の適用に伴う問題点》
ここで、図３の通信システムの動作説明に先だって、スイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２がボックス型スイッチ装置である場合の問題点について説明する。図４は、図３の通信システムの前提となる問題点の一例を示す説明図である。図４には、図３の場合と同様に、ボックス型のスイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２を持つ通信システムが示されている。ここで、実施の形態１で述べたような折り返しループの防止動作を行っている状態で、図４に示すように、ＳＷ１自体に障害（例えば電源遮断等）が生じた場合、例えばスイッチ装置ＳＷＵ１に接続された端末Ａとスイッチ装置ＳＷＲＰに接続された端末Ｂとの間の通信経路を含めて各種通信経路が遮断される。

その前提として、スイッチ装置ＳＷ２は、ボックス型であるため、スイッチ装置ＳＷ１自体に障害が生じたのか、ＳＷ１，ＳＷ２におけるポート（冗長ポート）Ｐｒ間のブリッジ用通信回線（共用通信回線）に障害が生じたのかを区別できない。そのため、そのいずれの場合でもポート（ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２をブロック状態ＢＫに制御することになる。ここで、スイッチ装置には、ボックス型とシャーシ型が存在することが知れている。ボックス型を用いると、シャーシ型を用いる場合と比較して装置コストや設置場所の自由度等の点でメリットがある。

シャーシ型の場合、スイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２のそれぞれは、所謂ラインカード等に該当し、例えば、別のカード上の共通のプロセッサ（ＣＰＵ）等によって管理されるため、前述した２通りの状況を区別することが可能である。このため、例えば、ポート（冗長ポート）Ｐｒ間のブリッジ用通信回線（共用通信回線）に障害が生じた場合に限って、実施の形態１で述べたようにポート（ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２をブロック状態ＢＫに制御すればよい。一方、ボックス型の場合、スイッチ装置毎にこのようなプロセッサ（ＣＰＵ）を備えるため、前述した２通りの状況の区別は困難である。

《通信システムの概略動作（応用例）》
そこで、図３の通信システムは、まず、実施の形態１の場合と同様に、ポート（冗長ポート）Ｐｒ間の通信障害を検出して、スイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２の一方（ここではＳＷ２）のポート（ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２をブロック状態ＢＫに制御する（ステップＳ１）。また、ＳＷ１，ＳＷ２の他方（ＳＷ１）は、予め、自身のポート（第２ポート、アップリンクポート）Ｐｕを介して定期的に（所定の間隔で）制御フレーム（制御信号）ＣＦ３を送信するように設定される（ステップＳ０）。ＳＷ１，ＳＷ２の一方（ＳＷ２）は、ステップＳ１でＢＫへの制御が行われた時点から、ポートＰｕ間の通信回線を介して他方（ＳＷ１）から送信される筈のＣＦ３を監視する（ステップＳ２）。

ここで、スイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２の一方（ＳＷ２）は、自身のポート（第２ポート、アップリンクポート）Ｐｕを介して当該制御フレーム（制御信号）ＣＦ３を検出した場合には、ポート（冗長ポート）Ｐｒ間のブリッジ用通信回線（共用通信回線）に障害が生じたと判断する。この場合、ポート（第３ポート、ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２をブロック状態ＢＫのまま維持する。一方、スイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２の一方（ＳＷ２）は、ＣＦ３を検出しない場合には、ＳＷ１自体の障害であると判断して、Ｐ１，Ｐ２をＢＫからオープン状態ＯＰに戻す制御を行う（ステップＳ３）。

図５は、図４の通信システムにおいて、その効果の一例を示す説明図である。図５には、前述したステップＳ３において、ポート（ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２をブロック状態ＢＫからオープン状態ＯＰに変更した後の状態が示されている。図５に示すように、スイッチ装置ＳＷ２のポート（ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２をオープン状態ＯＰに戻すことで、スイッチ装置ＳＷ１自体に障害が生じた場合であっても、例えば、スイッチ装置ＳＷＵ１に接続された端末Ａとスイッチ装置ＳＷＲＰに接続された端末Ｂとの間で通信を行うことが可能となる。図５の例では、マルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）の機能によって、ＳＷ１に障害が生じた際にも自動的にＳＷ２を介した通信経路が確保される。なお、この場合、図９に示したような折り返しループ（ＲＰ）は、ＳＷ１のポートが障害によって遮断されるため、問題とならない。

《スイッチ装置（ＭＬＡＧ用）の要部構成（応用例）》
図６は、図３において、マルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）を構成するスイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２の主要部の概略構成例を示すブロック図である。図６に示すスイッチ装置ＳＷ（ＳＷ１，ＳＷ２）は、図２の構成例と比較して、制御フレーム生成部ＣＦＧ、制御フレーム監視部ＣＦＭＯＮＩおよびリンクリレー部ＬＫＲＬＹにおいて更に動作が加わった点が異なっている。ＣＦＧは、制御フレームＣＦ３を生成し、それをポート（アップリンクポート）Ｐｕを介して定期的に送信し、ＣＦＭＯＮＩは、Ｐｕから受信されるＣＦ３を監視する。例えば、図３の例では、ＳＷ１内のＣＦＧがＣＦ３を送信し、ＳＷ２内のＣＦＭＯＮＩが当該ＣＦ３を監視する。ＳＷ２内のＣＦＭＯＮＩは、ＳＷ１から送信される筈のＣＦ３を検出できない場合、ＳＷ１自体に障害が生じたと判断する。

リンクリレー部ＬＫＲＬＹは、図２で述べたように、例えば、制御フレーム監視部ＣＦＭＯＮＩによってポート（冗長ポート）Ｐｒの障害が検出された際には、これに連動してポート（ユーザポート）Ｐ１，Ｐ２を一旦、ブロック状態ＢＫに制御する。ただし、その後に、ＣＦＭＯＮＩがポート（アップリンクポート）Ｐｕからの制御フレームＣＦ３を検出しない場合には、ＬＫＲＬＹは、これに連動してＰ１，Ｐ２をＢＫからオープン状態ＯＰに戻す制御を行う。図３の例では、スイッチ装置ＳＷ２のみにおいて、このＬＫＲＬＹの機能が有効に設定される。

以上、本実施の形態２の通信システムおよびその処理方法を用いることで、実施の形態１で述べた各種効果に加えて、代表的には、耐障害性の更なる向上が実現可能になる。

（実施の形態３）
《通信システムの概略構成（変形例）》
図７は、本発明の実施の形態３による通信システムにおいて、その構成の一例を示す概略図である。図７に示す通信システムは、リングプロトコル対応の２個のスイッチ装置（第１および第２スイッチ装置）ＳＷＲＰ＿Ｍ，ＳＷＲＰ＿Ｓと、当該ＳＷＲＰ＿Ｍ，ＳＷＲＰ＿Ｓを含むリングネットワーク内に設けられるスイッチ装置ＳＷＵ３と、当該ＳＷＲＰ＿Ｍ，ＳＷＲＰ＿Ｓに対して接続されるスイッチ装置ＳＷＵ１，ＳＷＵ２を備えている。この例では、ＳＷＲＰ＿Ｍのポート（マスタポート）ＰｍがＳＷＵ３を含んだ通信回線を介してＳＷＲＰ＿Ｓのポート（スレーブポート）Ｐｓに接続される。

スイッチ装置ＳＷＲＰ＿Ｍ，ＳＷＲＰ＿Ｓは、図１に示したスイッチ装置ＳＷ１，ＳＷ２と同様に、そのポート（冗長ポート）Ｐｒ間がブリッジ用通信回線（共用通信回線）で接続されることでマルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）を実現している。ＳＷＲＰ＿Ｍ，ＳＷＲＰ＿Ｓとスイッチ装置ＳＷＵ１，ＳＷＵ２との間の接続関係は、図１におけるＳＷ１，ＳＷ２とＳＷＵ１，ＳＷＵ２との間の接続関係と同様であり、これに伴うマルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）の機能に関しても図１の場合と同様である。図７に示す通信システムは、リングネットワーク内にリングプロトコル対応のスイッチ装置を複数配置できる冗長化プロトコルを利用して当該スイッチ装置を２個配置し（ＳＷＲＰ＿Ｍ，ＳＷＲＰ＿Ｓ）、これに対してマルチシャーシスリンクアグリゲーション（ＭＬＡＧ）を適用したものである。

《リングプロトコルの概要（変形例）》
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、図８（ａ）および図８（ｂ）とは異なるリングプロトコルの概略的な動作例を示す説明図である。図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すリングプロトコルでは、例えば２個のリングプロトコル対応のスイッチ装置ＳＷＲＰ＿Ｍ，ＳＷＲＰ＿Ｓが設けられる。ＳＷＲＰ＿Ｍのポート（マスタポート）Ｐｍは、通信回線ならびに当該通信回線上に挿入された単数または複数のスイッチ装置（ＳＷＵ）を介してＳＷＲＰ＿Ｓのポート（スレーブポート）Ｐｓに接続され、更に、ＳＷＲＰ＿Ｍ，ＳＷＲＰ＿Ｓの別のポート間も共有リンクを介して直接的に接続される。これによってリングネットワークが構築される。

リングネットワーク内に障害が無い正常時の場合、図１０（ａ）に示すように、例えば、スイッチ装置ＳＷＲＰ＿Ｍはポート（マスタポート）Ｐｍをオープン状態ＯＰとし、スイッチ装置ＳＷＲＰ＿Ｓはポート（スレーブポート）Ｐｓをブロック状態ＢＫとする。これによって、リングネットワーク内での信号のループが防止される。一方、リングネットワーク内で障害が生じた（例えばＳＷＲＰ＿ＭとＳＷＲＰ＿Ｓの間のブリッジ用通信回線に障害が生じた）場合、図１０（ｂ）に示すように、例えば、ＳＷＲＰ＿Ｓは、ポートＰｓをＢＫからＯＰに変更する。これによって信号のループを生じさせることなくリングネットワーク内の通信経路が確保される。なお、リングネットワーク内の障害の有無は、ＳＷＲＰ＿ＭのポートＰｍとＳＷＲＰ＿ＳのポートＰｓとの間の制御フレームＣＦ１（例えばハローと呼ばれる情報を含むフレーム）の送受信や、共有リンクを用いた制御フレームの送受信によって判断することができる。

《通信システムの概略動作（変形例）》
ここで、図７に示した通信システムは、図１０（ｂ）に示したような障害時の状態になった際に、図９の場合と同様に信号の折り返しループ（ＲＰ）の問題が生じ得る。そこで、図７の通信システムは、前述した図１の通信システムと同様の動作を行うことで、当該折り返しループ（ＲＰ）を防止する。更に、これよって生じ得る通信遮断の問題を図３の通信システムと同様の動作を行うことで回避する。この際に、スイッチ装置ＳＷＲＰ＿Ｍ，ＳＷＲＰ＿Ｓは、元々、制御フレームＣＦ１等を送受信することでリングネットワークの状況を監視する機能を備えているため、例えば図３の通信システムと比較して、本実施の形態の方式を容易に適用することが可能になる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、ここでは、主に、ＬＡＮスイッチ（Ｌ２スイッチ）を用いた通信システムを例として説明を行ったが、Ｌ３スイッチを用いた通信システムであっても同様に適用することが可能である。

ＢＫ ブロック状態
ＣＦ 制御フレーム
ＣＦＧ 制御フレーム生成部
ＣＦＭＯＮＩ 制御フレーム監視部
ＬＡＧ リンクアグリゲーション
ＬＫＲＬＹ リンクリレー部
ＭＬＡＧ マルチシャーシスリンクアグリゲーション
ＯＰ オープン状態
Ｐ ポート
ＳＷ，ＳＷＲＰ，ＳＷＵ スイッチ装置

Claims (8)

1. 第１ポート間が共用通信回線で接続される第１および第２スイッチ装置を含み、前記第１および第２スイッチ装置の第２ポート間を少なくとも１台以上のスイッチ装置を介して接続する冗長化ネットワークと、
   前記第１および第２スイッチ装置の第３ポートとの間でそれぞれ通信回線を介して接続され、当該通信回線にリンクアグリゲーションを設定した状態で動作する第３スイッチ装置とを備え、
   前記冗長化ネットワークは、前記第１および第２スイッチ装置の前記第１ポート間の通信に障害が生じた際に、任意の冗長化プロトコルに基づいて前記第１および第２スイッチ装置の前記第２ポート間で実データ信号を通過させ、
   前記第１スイッチ装置は、前記第１および第２スイッチ装置の前記第１ポート間の通信に障害が生じた際に、当該障害を検出し、連動して、自身の前記第３ポートを、前記実データ信号を遮断する状態であるブロック状態に制御する通信システム。
2. 請求項１記載の通信システムにおいて、
   前記冗長化プロトコルは、リングプロトコルである通信システム。
3. 請求項２記載の通信システムにおいて、
   前記第１および第２スイッチ装置の第２ポート間には、前記リングプロトコル対応の第４スイッチ装置が設けられ、
   前記第４スイッチ装置は、リングネットワーク内に障害が無い場合には、前記リングネットワークに接続される２個のポートの一方を前記ブロック状態に、他方を、前記実データ信号を通過させる状態であるオープン状態にそれぞれ制御し、前記リングネットワーク内に障害がある場合には、前記リングネットワークに接続される２個のポートを共に前記オープン状態に制御する通信システム。
4. 請求項３記載の通信システムにおいて、
   前記第２スイッチ装置は、自身の前記第２ポートを介して所定の間隔で制御信号を送信し、
   前記第１スイッチ装置は、前記第１および第２スイッチ装置の前記第１ポート間の通信障害に応じて自身の前記第３ポートを前記ブロック状態に制御したのち、前記第２スイッチ装置からの前記制御信号を自身の前記第２ポートを介して検出しない場合には、自身の前記第３ポートを前記オープン状態に制御する通信システム。
5. 請求項２記載の通信システムにおいて、
   前記第１および第２スイッチ装置は、共に前記リングプロトコル対応のスイッチ装置である通信システム。
6. 請求項５記載の通信システムにおいて、
   前記第１および第２スイッチ装置の一方は、自身の前記第２ポートを、前記実データ信号を通過させる状態であるオープン状態に制御し、
   前記第１および第２スイッチ装置の他方は、リングネットワーク内に障害が無い場合には、自身の前記第２ポートを前記ブロック状態に制御し、前記リングネットワーク内に障害が有る場合には、自身の前記第２ポートを前記オープン状態に制御する通信システム。
7. 第１ポート間が共用通信回線で接続される第１および第２スイッチ装置を含み、前記第１および第２スイッチ装置の第２ポート間を少なくとも１台以上のスイッチ装置を介して接続する冗長化ネットワークと、
   前記第１および第２スイッチ装置の第３ポートとの間でそれぞれ通信回線を介して接続され、当該通信回線にリンクアグリゲーションを設定した状態で動作する第３スイッチ装置とを備えた通信システムの処理方法であって、
   前記通信システムは、前記第１および第２スイッチ装置の前記第１ポート間の通信に障害が生じた際に、任意の冗長化プロトコルに基づいて前記第１および第２スイッチ装置の前記第２ポート間で実データ信号を通過させると共に、前記第１スイッチ装置が当該障害を検出し、連動して、前記第１スイッチ装置の前記第３ポートを、前記実データ信号を遮断する状態であるブロック状態に制御する通信システムの処理方法。
8. 請求項７記載の通信システムの処理方法において、
   前記通信システムは、前記第１スイッチ装置の前記第３ポートを前記ブロック状態に制御した後、前記第２スイッチ装置の前記第２ポートから送信される制御信号を前記第１スイッチ装置の前記第２ポートで監視し、前記制御信号を検出しない場合には前記第１スイッチ装置の前記第３ポートを、前記実データ信号を通過させる状態であるオープン状態に制御する通信システムの処理方法。
   

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