JP5900405B2 - 通信システムおよびネットワーク中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信システムおよびネットワーク中継装置に関し、例えば、ＰＩＭ（Protocol Independent Multicast）といったマルチキャスト向けの通信プロトコルが適用されるネットワーク中継装置と、それを含んだ通信システムに関する。

例えば、特許文献１には、リングネットワーク内の待機リングノードが、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）のメッセージをスヌープし、データ中継情報を学習する方式が示されている。これによって、現用リングノードに障害が生じた際に、データ中継情報を学習する時間を削減し、効率良くマルチキャスト中継を行える。

特許文献２には、マルチキャストネットワークシステム内の各ルータが、マルチキャストトラフィックの配信経路に対する代替経路情報を予め有する方式が示されている。これによって、障害が生じた際に、マルチキャストルーティングテーブルの更新を待つことなく代替経路を構築できる。

特許文献３には、マルチキャストパケットを転送する複数の転送装置（ルータ）と、この複数の転送装置を用いた転送経路を決定する制御装置とを備えたシステムが示されている。障害が発生した際には、制御装置が複数の転送装置のテーブル（経路情報）を更新することで、転送経路の切り替え時間が短縮可能になる。

特開２００７−２２８２９３号公報 特開２０１２−１９９６８９号公報 特開２０１１−４４８４４号公報

例えば、マルチキャスト向けの通信プロトコルとして、ＰＩＭ−ＳＭ（Protocol Independent Multicast - Sparse Mode）や、ＰＩＭ−ＳＳＭ（Protocol Independent Multicast - Sourse Specific Multicast）等が知られている。ＰＩＭ−ＳＭでは、予めランデブーポイント（ＲＰ）で呼ばれるルータが定められ、マルチキャストパケットの配信経路として、配信先となる各端末とＲＰとの間の配信経路と、配信元となるサーバとＲＰとの間の配信経路とが構築される。この場合、各端末に接続されたルータは、各端末からのマルチキャストグループへの参加要求を受けた際に、ＲＰを目標としてマルチキャストパケットの配信経路を構築する。

一方、ＰＩＭ−ＳＳＭは、ＰＩＭ−ＳＭの拡張機能であり、例えば、配信先となる各端末が配信元のサーバのアドレスを予め認識している場合に適用される。この場合、各端末に接続されたルータは、各端末からのマルチキャストグループへの参加要求を受けた際に、前述したランデブーポイント（ＲＰ）ではなく、配信元のサーバを目標としてマルチキャストパケットの配信経路を構築する。なお、この際の配信経路の具体的な構築方法は、ＰＩＭ−ＳＭとＰＩＭ−ＳＳＭとでほぼ同様である。また、ＰＩＭ−ＳＭおよびＰＩＭ−ＳＳＭでは、予め、ＲＩＰ（Routing Information Protocol）やＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）等によるユニキャストルーティングテーブルが予め生成されていることを前提として、これを利用して所定の配信経路を構築する。

図１９（ａ）および図１９（ｂ）は、本発明の前提として検討した通信システムにおいて、その概略構成例およびマルチキャストパケットの配信経路の構築方法の一例を示す図である。図１９（ａ）および図１９（ｂ）に示す通信システムでは、レイヤ２レベルでの中継を行うスイッチ装置ＳＷと、レイヤ３レベルでのルーティングを行う２台のルータ装置ＲＴ’１，ＲＴ’２と、ネットワークＮＷｘとを備える。マルチキャストパケットの配信先となる端末ＴＭは、ＳＷを介してＲＴ’１，ＲＴ’２に接続され、ＲＴ’１，ＲＴ’２は、ＮＷｘを介してマルチキャストパケットの配信元となるサーバＳＶに接続される。

マルチキャストパケットの配信経路を構築する際、図１９（ａ）に示すように、まず、端末ＴＭは、スイッチ装置ＳＷに向けてＩＧＭＰレポートＩＧＭＰ−ＲＥＰを送信し、ＳＷは、当該ＩＧＭＰ−ＲＥＰをルータ装置ＲＴ’１，ＲＴ’２にフラッディングする。ＩＧＭＰ−ＲＥＰは、マルチキャストグループへの参加要求を意味する。ここで、このようにＳＷに対して複数台（ここでは２台）のＲＴ’１，ＲＴ’２が接続されている場合、ＲＴ’１，ＲＴ’２からＳＷ（およびＴＭ）に向けてマルチキャストパケットが重複して送信される事態が生じ得る。

そこで、ルータ装置ＲＴ’１，ＲＴ’２は、インタフェースＩ１を含む各インタフェースをＰＩＭアクティブモードＰＩＭ−ＡＣＴで動作させる。ＲＴ’１，ＲＴ’２は、ＰＩＭ−ＡＣＴで動作するＩ１を介して互いに所定のＰＩＭパケットを送受信することで、いずれか一方をＤＲ（Designated Router）と呼ばれる代表ルータとして設定する。具体的には、例えば、ＩＰアドレスが大きい方（ここではＲＴ’１とする）がＤＲとして設定される。

代表ルータ（ＤＲ）に設定されたルータ装置（ここではＲＴ’１）は、マルチキャストグループへの参加要求を意味するＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮを送信する権利を持つ。ＲＴ’１は、ＰＩＭアクティブモードＰＩＭ−ＡＣＴで動作するインタフェースＩｘからネットワークＮＷｘ内の図示しないルータ装置に向けてＰＩＭ−ＪＮを送信し、以降、ＰＩＭ−ＪＮを受けたルータ装置も、ホップバイホップでＰＩＭ−ＪＮを送信する。この際に、ＰＩＭ−ＪＮを送信する方向は、ＰＩＭ−ＳＭの場合には、ランデブーポイント（ＲＰ）に向けた最寄のルータ装置となり、ＰＩＭ−ＳＳＭの場合にはサーバＳＶに向けた最寄のルータ装置となる。図１９（ｂ）に示すように、ＳＶから配信されるマルチキャストパケットＭＣＰＫの配信経路は、このＰＩＭ−ＪＮの送信経路に基づいて構築される。

また、図示は省略するが、例えば、代表ルータ（ＤＲ）として設定されるルータ装置ＲＴ’１とスイッチ装置ＳＷとの間にリンク障害が生じたような場合、ＰＩＭに基づいてＲＴ’１の代わりにルータ装置ＲＴ’２がＤＲとして設定される。ＲＴ’２は、図１９（ａ）および図１９（ｂ）で述べたＲＴ’１の場合と同様な方法を用いて、ホップバイホップで代替え経路となるマルチキャストパケットの配信経路を構築する。

しかしながら、このように、障害に応じてＰＩＭの一般的な方法を用いて代替え経路を構築した場合、障害が発生してから代替え経路に切り替わるまでに数分程度の時間を要する場合がある。そこで、例えば、特許文献１や特許文献２の技術を用いることが考えられる。特許文献１の技術は、所謂ＩＧＭＰスヌーピイングに関する技術であり、図１９（ａ）および図１９（ｂ）のスイッチ装置ＳＷのレベルで切り替え時間の短縮を図るものである。また、特許文献２の技術は、図１９（ａ）および図１９（ｂ）において、ＰＩＭ−ＪＮを早期に送信できるようにする技術である。例えば、このような技術を用いることで、障害が生じた際の切り替え時間を短縮することは可能であるが、実際上、その短縮効果は限定的と言える。また、特許文献３の技術を用いる場合、別途、制御装置を設ける必要性が生じる。

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、マルチキャスト向けの通信プロトコルに対応した通信システムおよびネットワーク中継装置において、障害が生じた際の経路の切り替え時間を短縮し、耐障害性の向上を実現することにある。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ルータ装置と、スイッチ装置と、第１ネットワークと、他のネットワークとを備える。第１および第２ルータ装置のそれぞれは、第１および第２インタフェースと、他のインタフェースとを持ち、第２インタフェースの間が互いに接続される。スイッチ装置は、第１および第２ルータ装置の第１インタフェースにそれぞれ接続され、レイヤ２レベルでの中継を行う。第１ネットワークは、第１および第２ルータ装置と、スイッチ装置とを第１および第２インタフェースを介してリング状に接続する。他のネットワークは、第１および第２ルータ装置の他のインタフェースに接続される。ここで、第１および第２ルータ装置のそれぞれは、ＰＩＭ制御部と、リングプロトコル制御部と、フィルタ制御部とを有する。ＰＩＭ制御部は、ＰＩＭに基づく制御を行い、第１および第２インタフェースをＰＩＭパケットの送信を行わないＰＩＭパッシブモードで動作させる。リングプロトコル制御部は、リングプロトコルに基づく制御を行い、自身をマスタ装置またはスレーブ装置として動作させ、マスタ装置またはスレーブ装置に応じて第１インタフェースをフォワード状態またはブロック状態に制御する。フィルタ制御部は、第２インタフェースに、他のインタフェースで受信したマルチキャストパケットの中継を禁止させる。

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、マルチキャスト向けの通信プロトコルに対応した通信システムおよびネットワーク中継装置において、障害が生じた際の経路の切り替え時間が短縮でき、耐障害性の向上が実現可能になる。

本発明の実施の形態１による通信システムにおいて、その構成例を示す概略図である。 図１におけるルータ装置の概略構成例を示すブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１の通信システムがマルチキャストパケットの配信先に適用され、かつ障害が無い場合の動作例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１の通信システムがマルチキャストパケットの配信先に適用され、かつ支線障害が有る場合の動作例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１の通信システムがマルチキャストパケットの配信先に適用され、かつノード障害が有る場合の動作例を示す図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）のノード障害から復旧する場合の動作例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、図６に続く動作例を示す図である。 図１の通信システムがマルチキャストパケットの配信元に適用され、かつ障害が無い場合の動作例を示す図である。 図１の通信システムがマルチキャストパケットの配信元に適用され、かつ支線障害が有る場合の動作例を示す図である。 本発明の実施の形態２による通信システムにおいて、その構成例を示す概略図である。 図１０の通信システムがマルチキャストパケットの配信先に適用され、かつ障害が無い場合の動作例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１０の通信システムがマルチキャストパケットの配信先に適用され、かつ幹線障害が有る場合の動作例を示す図である。 図１２（ａ）および図１２（ｂ）のリンク障害から復旧する場合の動作例を示す図である。 本発明の実施の形態３による通信システムにおいて、その概略構成例および障害が無い場合の動作例を示す図である。 図１４の通信システムにおいて、幹線障害が有る場合の動作例を示す図である。 図１５のリンク障害から復旧する場合の動作例を示す図である。 本発明の実施の形態４による通信システムにおいて、その構成例を示す概略図である。 （ａ）は、図１７の通信システムにおいて、障害が無い場合の動作例を示す図であり、（ｂ）は、図１７の通信システムにおいて、障害が有る場合の動作例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の前提として検討した通信システムにおいて、その概略構成例およびマルチキャストパケットの配信経路の構築方法の一例を示す図である。

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、その構成例を示す概略図である。図１に示す通信システムは、レイヤ２レベルでの中継を行うスイッチ装置ＳＷと、レイヤ３レベルでのルーティングを行うルータ装置（第１および第２ルータ装置）ＲＴ１，ＲＴ２と、複数のネットワーク（第１ネットワークおよび他のネットワーク）ＮＷ１，ＮＷｘとを備える。ＲＴ１，ＲＴ２のそれぞれは、第１および第２インタフェースＩ１，Ｉ２と他のインタフェースＩｘとを含む複数のインタフェースを持ち、Ｉ２の間が互いに接続される。なお、本実施の形態では、所謂Ｌ３スイッチ装置を含めてルータ装置と呼ぶ。

スイッチ装置ＳＷは、複数（ここでは３個）のインタフェースＩｓ１〜Ｉｓ３を持つ。ＳＷのＩｓ１，Ｉｓ２は、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２の第１インタフェースＩ１にそれぞれ接続され、ＳＷのＩｓ３は、マルチキャストパケットの配信先となる端末ＴＭか、あるいは配信元となるサーバＳＶに接続される。ＲＴ１，ＲＴ２の他のインタフェースＩｘは、ネットワーク（他のネットワーク）ＮＷｘに接続される。

ここで、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２とスイッチ装置ＳＷとは、リング状のネットワーク（第１ネットワーク）ＮＷ１で接続される。すなわち、ＮＷ１は、ＲＴ１，ＲＴ２およびＳＷを、ＲＴ１，ＲＴ２の第１および第２インタフェースＩ１，Ｉ２およびＳＷのインタフェースＩｓ１，Ｉｓ２を介してリング状に接続する。このＮＷ１には、リングプロトコルＲＮＧＰＲが適用される。また、ＲＴ１，ＲＴ２は、第１および第２インタフェースＩ１，Ｉ２をＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶで動作させ、他のインタフェースＩｘをＰＩＭアクティブモードＰＩＭ−ＡＣＴで動作させる。さらに、ＲＴ１，ＲＴ２は、第２インタフェースＩ２にフィルタＦＬＴを設定した状態で動作する。

なお、ネットワークとは、ＬＡＮ（Local Area Network）、または、ブロードキャストドメイン、あるいはネットワークセグメントを意味する。ただし、他のネットワークＮＷｘに関しては、一つのネットワークに限らず、複数のネットワークで構成されていてもよい。

《ルータ装置（ネットワーク中継装置）の概略構成》
図２は、図１におけるルータ装置の概略構成例を示すブロック図である。図２に示すルータ装置（ネットワーク中継装置）ＲＴは、図１の第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２の詳細を示すものであり、テーブルユニットＴＢＬＵと、ルーティング制御ユニットＲＴＣＴＬＵと、複数のポートＰ１〜Ｐ４，…とを備える。特に限定はされないが、図１のＲＴ１，ＲＴ２における第１および第２インタフェースＩ１，Ｉ２は、それぞれＰ１，Ｐ２で構成され、ＲＴ１，ＲＴ２における他のインタフェースＩｘはＰ３で構成される。ＴＢＬＵは、ＲＩＰやＯＳＰＦ等によって生成されるユニキャストルーティングテーブルＲＴＢＬと、所定のマルチキャストプロトコル（ここではＰＩＭ）によって生成されるマルチキャストルーティングテーブルＭＣＴＢＬとを含む。

ルーティング制御ユニットＲＴＣＴＬＵは、リングプロトコル制御部ＲＮＧＣＴＬと、ＰＩＭ制御部ＰＩＭＣＴＬと、フィルタ制御部ＦＬＴＣＴＬとを備え、各ポート（又はインタフェース）間でのパケットの中継（ルーティング）を行う。ＲＮＧＣＴＬは、所定のリングプロトコルに基づいて、自身をマスタ装置またはスレーブ装置として動作させ、当該マスタ装置またはスレーブ装置に応じて第１インタフェースＩ１（例えばポートＰ１）をフォワード状態またはブロック状態に制御する。フォワード状態では、パケットの通過が許可され、ブロック状態ではパケットの通過が禁止される。

ＰＩＭ制御部ＰＩＭＣＴＬは、ＰＩＭ（具体的にはＰＩＭ−ＳＭ又はＰＩＭ−ＳＳＭ）に基づく各種制御を行う。図１の場合、ＰＩＭＣＴＬは、第１および第２インタフェースＩ１，Ｉ２をＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶで動作させ、他のインタフェースＩｘをＰＩＭアクティブモードＰＩＭ−ＡＣＴで動作される。ＰＩＭ−ＡＣＴで動作するインタフェースは、ＰＩＭパケットの送信（および通過、転送）を行う。ＰＩＭ−ＰＳＶで動作するインタフェースは、ＰＩＭパケットの送信（および通過、転送）を行わない。ただし、ＰＩＭ−ＰＳＶで動作するインタフェースは、ＩＧＭＰメッセージの送信（および通過、転送）は行う。

フィルタ制御部ＦＬＴＣＴＬは、図１で述べた第２インタフェースＩ２（例えばポートＰ２）のフィルタＦＬＴを制御する。ここで、ＦＬＴでは、他のネットワークから転送されたパケットの中継を禁止する旨が設定される。すなわち、ＦＬＴＣＴＬは、第２インタフェースＩ２（例えばポートＰ２）に、他のネットワークＮＷｘに接続される他のインタフェースＩｘで受信したパケットの中継を禁止させる。

《通信システム（配信先）の概略動作（障害無し時）》
図３（ａ）および図３（ｂ）は、図１の通信システムがマルチキャストパケットの配信先に適用され、かつ障害が無い場合の動作例を示す図である。この場合、図３（ａ）に示すように、まず、マルチキャストパケットの配信先となる端末ＴＭは、スイッチ装置ＳＷに向けてＩＧＭＰレポートＩＧＭＰ−ＲＥＰを送信し、ＳＷは、当該ＩＧＭＰ−ＲＥＰを第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２に向けてフラッディングする。ＩＧＭＰ−ＲＥＰは、図１９（ａ）および図１９（ｂ）でも述べたように、マルチキャストグループへの参加要求（第１参加要求）を意味する。

ここで、第１ルータ装置ＲＴ１は、図２のリングプロトコル制御部ＲＮＧＣＴＬに基づいて、予めマスタ装置ＭＳＲに設定され、第２ルータ装置ＲＴ２は、図２のＲＮＧＣＴＬに基づいて、予めスレーブ装置ＳＬＶに設定される。これに伴い、ＲＴ１のＲＮＧＣＴＬは、第１インタフェースＩ１をフォワード状態ＦＷに制御し、ＲＴ２のＲＮＧＣＴＬは、第１インタフェースＩ１をブロック状態ＢＬＫに制御する。したがって、スイッチ装置ＳＷからのＩＧＭＰレポートＩＧＭＰ−ＲＥＰは、ＲＴ１のＩ１で受信され、ＲＴ２のＩ１では受信されない。ただし、ＲＴ１は、第１および第２インタフェースＩ１，Ｉ２をＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶで動作させているため、Ｉ１で受信したＩＧＭＰ−ＲＥＰをＩ２からＲＴ２に向けて送信する。

第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２は、第１インタフェースＩ１がＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶで動作しているため、図１９（ａ）および図１９（ｂ）の場合のような、ＰＩＭに基づく代表ルータ（ＤＲ）の選択は行われず、双方共にＤＲとして振る舞う。したがって、ＲＴ１，ＲＴ２内のＰＩＭ制御部ＰＩＭＣＴＬは、共に、ＩＧＭＰレポートＩＧＭＰ−ＲＥＰを受信し、これに応じて他のインタフェースＩｘからＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮを送信する。ＰＩＭ−ＪＮは、図１９（ａ）および図１９（ｂ）でも述べたように、マルチキャストグループへの参加要求（第２参加要求）を意味する。

第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２からのＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮは、他のネットワークＮＷｘ内の図示しないルータ装置に向けて送信され、以降、ＰＩＭ−ＪＮを受けたルータ装置も、ホップバイホップでＰＩＭ−ＪＮを送信する。この際に、ＰＩＭ−ＪＮを送信する方向は、ＰＩＭ−ＳＭの場合には、ランデブーポイント（ＲＰ）に向けた最寄のルータ装置となり、ＰＩＭ−ＳＳＭの場合にはサーバＳＶに向けた最寄のルータ装置となる。当該最寄りのルータ装置は、例えば、図２のユニキャストルーティングテーブルＲＴＢＬに基づいて定められる。

図３（ｂ）に示すように、サーバＳＶから配信されるマルチキャストパケットＭＣＰＫの配信経路は、ＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮの送信経路に基づいて構築される。したがって、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２は、図１９（ａ）および図１９（ｂ）の場合と異なり、共に、他のインタフェースＩｘでＭＣＰＫを受信する。ＲＴ１は、Ｉｘで受信したＭＣＰＫをフォワード状態ＦＷである第１インタフェースＩ１からスイッチ装置ＳＷ（およびその先の端末ＴＭ）に向けて送信する。一方、ＲＴ２は、第１インタフェースＩ１がブロック状態ＢＬＫであるため、Ｉｘで受信したＭＣＰＫをＳＷに向けて送信しない。

ただし、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２は、第１および第２インタフェースＩ１，Ｉ２をＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶで動作させているため、他のインタフェースＩｘで受信したマルチキャストパケットＭＣＰＫは、Ｉ１に加えてＩ２からも送信され得る。仮に、ＲＴ２のＩ２からＭＣＰＫが送信された場合、ＲＴ１は、当該ＭＣＰＫをＩ２で受信し、更に、Ｉ１から送信する。この場合、ＲＴ１のＩ１から、ＭＣＰＫが重複して送信される事態が生じる。そこで、フィルタＦＬＴが設けられる。ＲＴ１，ＲＴ２内のフィルタ制御部ＦＬＴＣＴＬは、Ｉ２に、Ｉｘで（すなわち他のネットワーク経由で）受信したＭＣＰＫの中継を禁止させる。これによって、ＭＣＰＫの重複送信が防止できる。

《通信システム（配信先）の概略動作（支線障害時）》
図４（ａ）および図４（ｂ）は、図１の通信システムがマルチキャストパケットの配信先に適用され、かつ支線障害が有る場合の動作例を示す図である。図４（ａ）では、マスタ装置ＭＳＲとなる第１ルータ装置ＲＴ１とスイッチ装置ＳＷとの間の通信回線にリンク障害が生じている。この場合、スレーブ装置ＳＬＶとなる第２ルータ装置ＲＴ２のリングプロトコル制御部ＲＮＧＣＴＬは、第１インタフェースＩ１をブロック状態ＢＬＫからフォワード状態ＦＷに遷移させる。

なお、このようなインタフェースの状態制御は、具体的には、例えば、次のようなリングプロトコルに基づいて行われる。まず、第１ルータ装置ＲＴ１内のリングプロトコル制御部ＲＮＧＣＴＬは、第１インタフェースＩ１から第２ルータ装置ＲＴ２に向けてハロー信号を送信し、同様に、ＲＴ２内のＲＮＧＣＴＬも、Ｉ１からＲＴ１に向けてハロー信号を送信する。ＲＴ２は、ＲＴ１からのハロー信号を所定の期間に渡って受信できない場合には、Ｉ１をブロック状態ＢＬＫからフォワード状態ＦＷに遷移させる。

これにより、第１ルータ装置ＲＴ１の第１インタフェースＩ１からスイッチ装置ＳＷに向けたマルチキャストパケットＭＣＰＫの配信経路が遮断される代わりに、第２ルータ装置ＲＴ２のＩ１からＳＷに向けたＭＣＰＫの配信経路が迅速に構築される。すなわち、図１９（ａ）および図１９（ｂ）の場合と異なり、ＭＣＰＫは、図３（ｂ）に示したように当該リンク障害が生じる前からＲＴ２の他のインタフェースＩｘまで到達しているため、前述したように、ＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮをホップバイホップで送信することで代替え経路を構築する必要はない。その結果、条件にもよるが、例えば、障害が生じてから十秒程度で代替え経路に切り替えることが可能になる。

ここで、図４（ａ）の動作が行われている際には、図３（ｂ）の場合と同様に、第１ルータ装置ＲＴ１の第２インタフェースＩ２にはフィルタＦＬＴが設けられるため、第２ルータ装置ＲＴ２の第１インタフェースＩ１からのマルチキャストパケットＭＣＰＫの重複送信は生じない。また、図４（ａ）の動作が行われている際には、図４（ｂ）に示すような経路で、ＩＧＭＰレポートＩＧＭＰ−ＲＥＰおよびＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮの送信が定期的に行われ、これによって、図４（ａ）のＭＣＰＫの配信経路は維持される。具体的には、端末ＴＭからのＩＧＭＰ−ＲＥＰは、ＲＴ２のＩ１で受信され、更に、ＲＴ２のＩ２を介してＲＴ１のＩ２で受信される。これを受けて、ＲＴ１，ＲＴ２は、共に、他のインタフェースＩｘからＰＩＭ−ＪＮを送信する。

なお、図示は省略するが、図４（ａ）のリンク障害が復旧した場合、第２ルータ装置ＲＴ２内のリングプロトコル制御部ＲＮＧＣＴＬは、第１ルータ装置ＲＴ１からのハロー信号を検出して第１インタフェースＩ１をフォワード状態ＦＷからブロック状態ＢＬＫ状態に遷移させる。これによって、再び、図３（ｂ）に示したようなマルチキャストパケットＭＣＰＫの配信経路が構築される。この際にも、図４（ａ）の場合と同様の理由により、経路の切り替えを迅速に行うことが可能になる。

《通信システム（配信先）の概略動作（ノード障害時）》
図５（ａ）および図５（ｂ）は、図１の通信システムがマルチキャストパケットの配信先に適用され、かつノード障害が有る場合の動作例を示す図である。図５（ａ）では、マスタ装置ＭＳＲとなる第１ルータ装置ＲＴ１にノード障害が生じている。この場合、スレーブ装置ＳＬＶとなる第２ルータ装置ＲＴ２のＲＮＧＣＴＬは、図４（ａ）で述べたリングプロトコルに基づいて第１インタフェースＩ１をブロック状態ＢＬＫからフォワード状態ＦＷに遷移させる。これによって、図４（ａ）の場合と同様にして、ＲＴ１のＩ１からＲＴ２のＩ１へマルチキャストパケットＭＣＰＫの配信経路が切り替えられる。この代替え経路への切り替えは、図４（ａ）の場合と同様の理由で迅速に行われる。

ここで、図５（ａ）の動作が行われている際には、図５（ｂ）に示すような経路で、ＩＧＭＰレポートＩＧＭＰ−ＲＥＰおよびＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮの送信が定期的に行われ、これによって、図５（ａ）のマルチキャストパケットＭＣＰＫの配信経路は維持される。具体的には、端末ＴＭからのＩＧＭＰ−ＲＥＰは、第２ルータ装置ＲＴ２の第１インタフェースＩ１で受信され、更に、ＲＴ２の第２インタフェースＩ２を介してＲＴ１のＩ２で受信される。これを受けて、ＲＴ２は、他のインタフェースＩｘからＰＩＭ−ＪＮを送信する。ただし、ここではＲＴ１に障害が生じているため、図４（ｂ）の場合と異なり、ＲＴ１はＰＩＭ−ＪＮを送信しない。

図６は、図５（ａ）および図５（ｂ）のノード障害から復旧する場合の動作例を示す図であり、図７（ａ）および図７（ｂ）は、図６に続く動作例を示す図である。図５（ｂ）で述べたように、第１ルータ装置ＲＴ１に障害が生じている場合、ＲＴ１は、ＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮの送信を行わないため、当該ノード障害から復旧した際には、図６に示すように、まず、ＰＩＭ−ＪＮの送信を行う必要がある。

図６では、端末ＴＭからのＩＧＭＰレポートＩＧＭＰ−ＲＥＰは、第２ルータ装置ＲＴ２の第１インタフェースＩ１で受信され、更に、ＲＴ２の第２インタフェースＩ２を介して第１ルータ装置ＲＴ１のＩ２で受信される。これを受けて、既にＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮを送信しているＲＴ２に加えてＲＴ１も、他のインタフェースＩｘからＰＩＭ−ＪＮを送信する。この場合、ＲＴ１からのＰＩＭ−ＪＮの送信に応じて、以降、ステップバイステップでＰＩＭ−ＪＮの送信が行われ、これに応じてＲＴ１のＩ３に向けてマルチキャストＭＣＰＫの配信経路が構築される。

このようなステップバイステップでの配信経路の構築には、ある程度の時間を要することになる。したがって、図６に示すように、第２ルータ装置ＲＴ２の第１インタフェースＩ１からマルチキャストパケットＭＣＰＫの送信が行われている状態で、ＲＴ２のＩ１が第１ルータ装置ＲＴ１の復旧に伴い即座にフォワード状態ＦＷからブロック状態に遷移した場合、ＭＣＰＫの配信がある程度の期間停止してしまう。そこで、マスタ装置ＭＳＲとなるＲＴ１かスレーブ装置ＳＬＶとなるＲＴ２のいずれか一方のリングプロトコル制御部ＲＮＧＣＴＬは、このＲＴ２のＩ１におけるＦＷからブロック状態への遷移を所定の期間遅らせるための遅延部を備える。

具体的には、例えば、第１ルータ装置ＲＴ１に遅延部を設け、ＲＴ１は、自身が障害から復旧した際に、第２ルータ装置ＲＴ２に向けたハロー信号の送信を遅延部によって遅らせればよい。また、他の方式として、場合によっては、ＲＴ２に遅延部を設け、ＲＴ２は、ＲＴ１からのハロー信号を受けて、遅延部で定められる期間を経過後に自身の第１インタフェースＩ１をフォワード状態ＦＷからブロック状態に遷移させてもよい。ただし、後者の場合、リンク障害かノード障害かで遅延部の有効・無効を使い分ける仕組みが必要となるため、この観点では、前者の方が望ましい。

図６では、第１ルータ装置ＲＴ１に遅延部を設ける場合を想定して、ＲＴ１の第１インタフェースＩ１がフェイル状態ＦＡＬとなっている。すなわち、ＲＴ１は、障害から復旧した際に、Ｉ１をＦＡＬに制御する。ＦＡＬに制御されたインタフェースでは、パケットの送信に加えて、ハロー信号の送信も行われない。なお、既存のリングプロトコルの中には、このようなＦＡＬが規定されたものも存在する。

その後、遅延部で設定された所定の期間を経過すると、図７（ａ）に示すように、第１ルータ装置ＲＴ１の他のインタフェースＩｘに向けたマルチキャストパケットＭＣＰＫの配信経路が構築される。この段階で、図７（ｂ）に示すように、ＲＴ１のリングプロトコル制御部ＲＮＧＣＴＬは、第１インタフェースＩ１をフェイル状態ＦＡＬからフォワード状態ＦＷに遷移させ、第２ルータ装置ＲＴ２は、これに伴うハロー信号を受信して、Ｉ１をＦＷからブロック状態ＢＬＫに遷移させる。

《通信システム（配信元）の概略動作（障害無し時）》
図８は、図１の通信システムがマルチキャストパケットの配信元に適用され、かつ障害が無い場合の動作例を示す図である。この場合、図８に示すように、まず、マルチキャストパケットの配信元となるサーバＳＶは、スイッチ装置ＳＷに向けてマルチキャストパケットＭＣＰＫを送信し、ＳＷは、当該ＭＣＰＫを第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２に向けてフラッディングする。この際に、マスタ装置ＭＳＲとなるＲＴ１の第１インタフェースＩ１はフォワード状態ＦＷであり、スレーブ装置ＳＬＶとなるＲＴ２のＩ１はブロック状態ＢＬＫであるため、ここでは、ＲＴ１が当該ＭＣＰＫをＩ１で受信する。

第１ルータ装置ＲＴ１は、第１インタフェースＩ１で受信したマルチキャストパケットＭＣＰＫを他のインタフェースＩｘから送信すると共に、第２インタフェースＩ２からも送信する。すなわち、ＲＴ１のＩ２は、図１で述べたように、ＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶで動作するため、このようなＭＣＰＫのＩ２からの送信が行われる。この際に、ＲＴ１のＩ１からＩ２への中継は、他のネットワーク経由で受信したパケットを中継するのではなく、自身のネットワークＮＷ１内でパケットを中継することになるため、フィルタＦＬＴは、当該パケットを通過させる。第２ルータ装置ＲＴ２は、第２インタフェースＩ２でＭＣＰＫを受信し、それを他のインタフェースＩｘから送信する。

《通信システム（配信元）の概略動作（リンク障害時）》
図９は、図１の通信システムがマルチキャストパケットの配信元に適用され、かつ支線障害が有る場合の動作例を示す図である。図９では、マスタ装置ＭＳＲとなる第１ルータ装置ＲＴ１とスイッチ装置ＳＷとの間の通信回線にリンク障害が生じている。この場合、スレーブ装置ＳＬＶとなる第２ルータ装置ＲＴ２のリングプロトコル制御部ＲＮＧＣＴＬは、図４（ａ）で述べたリングプロトコルに基づいて、第１インタフェースＩ１をブロック状態ＢＬＫからフォワード状態ＦＷに遷移させる。

これにより、第２ルータ装置ＲＴ２は、第１インタフェースＩ１で受信したマルチキャストパケットＭＣＰＫを他のインタフェースＩｘから送信すると共に、第２インタフェースＩ２からも送信する。すなわち、図８の場合と同様に、Ｉ２はＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶで動作しており、Ｉ２のフィルタＦＬＴは通過状態となっている。第１ルータ装置ＲＴ１は、Ｉ２でＭＣＰＫを受信し、それを他のインタフェースＩｘから送信する。

図８および図９に示したように、図１の通信システムをマルチキャストパケットの配信元に適用した場合、障害の有無に関わらず、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２の他のインタフェースＩｘからマルチキャストパケットＭＣＰＫを２系統で送信することが可能になる。したがって、このような構成を用いると、例えば、図３（ｂ）等に示したように、配信先の第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２のＩｘに向けてＭＣＰＫをそれぞれ送信するような方式に容易に対応することが可能になる。

以上、本実施の形態１の通信システムおよびネットワーク中継装置を用いることで、代表的には、障害が生じた際の経路の切り替え時間が短縮でき、耐障害性の向上が実現可能になる。すなわち、概略的には、図１等に示したようなＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶを用いることで、予め第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２の両方に向けたマルチキャストパケットの配信経路を構築しておき、その一方の配信経路をルーティングプロトコルを利用して配信先の近傍で止めておく。これにより、障害が生じた際には、ルーティングプロトコルに基づいて、迅速に代替え経路に切り替えられる。また、このＰＩＭ−ＰＳＶに伴う副作用として、マルチキャストパケットの重複送信が生じ得るが、これは、フィルタＦＬＴによって防止できる。

（実施の形態２）
《通信システムの概略構成（応用例［１］）》
図１０は、本発明の実施の形態２による通信システムにおいて、その構成例を示す概略図である。図１０に示す通信システムは、図１に示した通信システムと比較して、さらに、ネットワーク（第２ネットワーク）ＮＷ２が加わり、これに応じて、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２内に更なるインタフェース（第３インタフェース）Ｉ３が加わった構成となっている。ＮＷ２は、ＲＴ１，ＲＴ２のＩ３の間を接続する。第１および第２ルータ装置（ネットワーク中継装置）ＲＴ１，ＲＴ２の詳細な構成は、図２と同様である。ＲＴ１，ＲＴ２内のＰＩＭ制御部ＰＩＭＣＴＬは、当該Ｉ３をＰＩＭアクティブモードＰＩＭ−ＡＣＴで動作させる。なお、これに以外の構成に関しては、図１と同様であるため詳細な説明は省略する。

第３インタフェースＩ３は、例えば、図２におけるポートＰ４で構成することが可能であり、また、タグＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）を用いて、ポートＰ２で構成することも可能である。タグＶＬＡＮを用いる場合、第２インタフェースＩ２と第３インタフェースＩ３がそれぞれ異なるタグを用いて同一のポートＰ２で構成される。

《通信システム（応用例［１］）の概略動作（障害無し時）》
図１１は、図１０の通信システムがマルチキャストパケットの配信先に適用され、かつ障害が無い場合の動作例を示す図である。障害が無い場合の動作は、図３（ａ）および図３（ｂ）の場合と同様である。すなわち、第３インタフェースＩ３は、ＰＩＭアクティブモードＰＩＭ−ＡＣＴで動作するため、図３（ａ）に示したように、他のインタフェースＩｘからＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮが送信される際には、Ｉ３からＰＩＭ−ＪＮは送信されない。ＰＩＭ−ＡＣＴのインタフェースＩ３は、ＰＩＭパッシブモードのインタフェースＩ２と異なり、ＰＩＭ−ＪＮを送信しない限りマルチキャストパケットの配信経路に組み込まれない。その結果、図１１に示すように、マルチキャストパケットＭＣＰＫの配信経路は、図３（ｂ）の場合と同様になる。

《通信システム（応用例［１］）の概略動作（幹線障害時）》
図１２（ａ）および図１２（ｂ）は、図１０の通信システムがマルチキャストパケットの配信先に適用され、かつ幹線障害が有る場合の動作例を示す図である。図１２（ａ）では、第１ルータ装置ＲＴ１と他のネットワークＮＷｘとの間の通信回線にリンク障害が生じている。すなわち、図４（ａ）等に示したようにリング内の支線でリンク障害が生じているのではなく、リング外の幹線でリンク障害が生じている。この場合、図１２（ａ）に示すように、ＲＴ１内のＰＩＭ制御部ＰＩＭＣＴＬは、第１インタフェースＩ１でＩＧＭＰレポートＩＧＭＰ−ＲＥＰを受信した際に、他のインタフェースＩｘからＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮを送信することができないため、第３インタフェースＩ３からＰＩＭ−ＪＮを送信する。

この際に、図１１に示したように、第２ルータ装置ＲＴ２の他のインタフェースＩｘに向けたマルチキャストＭＣＰＫの配信経路は、当該リンク障害が生じる前に既に構築されている。したがって、図１２（ａ）において、ＲＴ２が第３インタフェースＩ３で第１ルータ装置ＲＴ１のＩ３から送信されたＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮを受信することで、第２ネットワークＮＷ２を経由するＭＣＰＫの配信経路が迅速に構築される。

その結果、図１２（ｂ）に示すように、第２ルータ装置ＲＴ２の他のインタフェースＩｘで受信したマルチキャストＭＣＰＫは、第２ネットワークＮＷ２（第３インタフェースＩ３）を介して第１ルータ装置ＲＴ１に送信される。そして、ＲＴ１は、当該ＭＣＰＫを、フォワード状態ＦＷである第１インタフェースＩ１からスイッチ装置ＳＷに向けて送信する。また、ＲＴ２のＩｘで受信されたＭＣＰＫは、ＲＴ２の第１および第２インタフェースＩ１，Ｉ２からも送信され得る。ただし、図３（ｂ）の場合と同様に、ＲＴ２のＩ１はブロック状態ＢＬＫであり、ＲＴ２のＩ２にはフィルタＦＬＴが設定されている。したがって、Ｉ１，Ｉ２からＭＣＰＫが送信されることはなく、これによってＭＣＰＫの重複送信を防止できる。

このように、ＰＩＭパッシブモードで動作する第２インタフェースＩ２のみでは、図１２（ａ）のような幹線障害が生じた際に、ＲＴ１とＲＴ２との間に代替え経路を構築することが困難となるが、ＰＩＭアクティブモードで動作する第３インタフェースＩ３を別途設けることで、代替え経路を構築することが可能になる。さらに、これに伴う代替え経路への切り替えを迅速に行うことが可能になる。

図１３は、図１２（ａ）および図１２（ｂ）のリンク障害から復旧する場合の動作例を示す図である。図１２（ｂ）のリンク障害から復旧する際には、図１３に示すように、第１ルータ装置ＲＴ１は、第３インタフェースＩ３からＰＩＭプルーンＰＩＭ−ＰＲＮを送信すると共に、他のインタフェースＩｘからＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮを送信する。ＰＩＭ−ＰＲＮは、マルチキャストグループからの離脱要求を意味する。これにより、第２ネットワークＮＷ２を用いたマルチキャストパケットＭＣＰＫの配信経路が削除され、ＲＴ１のＩｘに向けたＭＣＰＫの配信経路が構築される。その結果、図１１に示したような動作に復帰する。

以上、本実施の形態２の通信システムおよびネットワーク中継装置を用いることで、実施の形態１で述べた各種効果に加えて、代表的には、支線障害および幹線障害に限らず障害が生じた際の経路の切り替え時間が短縮でき、耐障害性の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（応用例［２］）および概略動作（障害無し時）》
図１４は、本発明の実施の形態３による通信システムにおいて、その概略構成例および障害が無い場合の動作例を示す図である。図１４に示す通信システムは、第１〜第Ｎ（この例ではＮ＝３）通信ユニットＣＵｓ，ＣＵｍ，ＣＵｒを備え、各通信ユニットは、図１０の通信ユニットＣＵに示した構成を備えている。すなわち、ＣＵｓは、スイッチ装置ＳＷｓと、第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｓ，ＲＴ２ｓと、第１および第２ネットワークＮＷ１ｓ，ＮＷ２ｓとを備える。ＣＵｍは、スイッチ装置ＳＷｍと、第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｍ，ＲＴ２ｍと、第１および第２ネットワークＮＷ１ｍ，ＮＷ２ｍとを備え、ＣＵｒも、スイッチ装置ＳＷｒと、第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｒ，ＲＴ２ｒと、第１および第２ネットワークＮＷ１ｒ，ＮＷ２ｒとを備える。

各通信ユニットＣＵｓ，ＣＵｍ，ＣＵｒ内の構成は、図１０の構成と同様である。図１４において、第Ｍ（Ｍ＝１，…，Ｎ−１）通信ユニット内の第１ルータ装置と、第（Ｍ＋１）通信ユニット内の第１ルータ装置との間は、図１０に示した他のインタフェースＩｘを介して接続される。同様に、第Ｍ通信ユニット内の第２ルータ装置と、第（Ｍ＋１）通信ユニット内の第２ルータ装置との間も、図１０に示したＩｘを介して接続される。一例として、第１通信ユニットＣＵｓ内の第１ルータ装置ＲＴ１ａと、第２通信ユニットＣＵｍ内の第１ルータ装置ＲＴ１ｍとの間は、他のインタフェースＩｘ，Ｉｘ１を介して接続される。

この際に、図１４から判るように、第２通信ユニットＣＵｍに関しては、第１および第３通信ユニットＣＵｓ，ＣＵｒにそれぞれ接続されるため、ＣＵｍの第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｍ，ＲＴ２ｍは、複数の他のインタフェースＩｘ１，Ｉｘ２を持つ。したがて、第Ｍ通信ユニット内の第１（および第２）ルータ装置と、第（Ｍ＋１）通信ユニット内の第１（および第２）ルータ装置との間は、単数または複数の他のインタフェースを介して接続されることになる。また、ここでは、ＣＵｓ内のスイッチ装置ＳＷｓにはマルチキャストパケットＭＣＰＫの配信元となるサーバＳＶが接続され、ＣＵｒ内のスイッチ装置ＳＷｒにはＭＣＰＫの配信先となる端末ＴＭが接続される。

第３通信ユニットＣＵｒ内の第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｒ，ＲＴ２ｒは、端末ＴＭから送信されたＩＧＭＰレポートＩＧＭＰ−ＲＥＰを第１ネットワークＮＷ１ｒを介して受信し、共に、他のインタフェースＩｘからＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮを送信する。ＣＵｒ内のＲＴ１ｒ，ＲＴ２ｒから送信されたＰＩＭ−ＪＮは、第３通信ユニットＣＵｓ内の第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｓ，ＲＴ２ｓに向けて、第２通信ユニットＣＵｍ内の第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｍ，ＲＴ２ｍを介してホップバイホップで送信される。マルチキャストパケットＭＣＰＫの配信経路は、このＰＩＭ−ＪＮの送信経路に基づいて構築される。

サーバＳＶから送信されたマルチキャストパケットＭＣＰＫは、図８で述べたような動作によって、第１通信ユニットＣＵｓ内の第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｓ，ＲＴ２ｓの他のインタフェースＩｘからそれぞれ出力される。ＲＴ１ｓ，ＲＴ２ｓのＩｘからそれぞれ出力されたＭＣＰＫは、第２通信ユニットＣＵｍ内の第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｍ，ＲＴ２ｍの他のインタフェースＩｘ１，Ｉｘ２を経由して、第３通信ユニットＣＵｒ内の第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｒ，ＲＴ２ｒの他のインタフェースＩｘで受信される。ＲＴ１ｒ，ＲＴ２ｒは、図３（ｂ）または図１１で述べたような動作によって、Ｉｘで受信したＭＣＰＫを重複送信することなくスイッチ装置ＳＷｒ（およびその先の端末ＴＭ）に向けて送信する。この際に、ＣＵｍ内のＲＴ１ｍ，ＲＴ２ｍのインタフェースＩ２は、図１等で述べたようなフィルタＦＬＴに伴いＭＣＰＫを送信しない。

なお、ここでは、通信システムを３個の通信ユニットで構成したが、同様にして、２個あるいは４個以上で構成することも可能である。また、サーバＳＶや端末ＴＭの接続箇所も、適宜変更することが可能であり、さらに、ＳＶやＴＭの数も適宜変更することが可能である。例えば、スイッチ装置ＳＷｓの代わりにスイッチ装置ＳＷｍにサーバＳＶを接続してもよく、あるいは、スイッチ装置ＳＷｒに加えてＳＷｍにも端末ＴＭを接続し、各端末にＳＶからのマルチキャストパケットＭＣＰＫを配信してもよい。

《通信システム（応用例［２］）の概略動作（幹線障害時）》
図１５は、図１４の通信システムにおいて、幹線障害が有る場合の動作例を示す図である。図１５では、第３通信ユニットＣＵｒ内の第１ルータ装置ＲＴ１ｒの他のインタフェースＩｘと第２通信ユニットＣＵｍ内の第１ルータ装置ＲＴ１ｍの他のインタフェースＩｘ２との間の通信回線にリンク障害が生じている。この場合、ＣＵｒ内の第１および第２ルータ装置ＲＴ１ｒ，ＲＴ２ｒでは、図１２（ａ）および図１２（ｂ）で述べたような動作によって、ネットワークＮＷ２ｒ（インタフェースＩ３）を介する代替え経路が構築される。

また、第２通信ユニットＣＵｍ内の第１ルータ装置ＲＴ１ｍは、第１通信ユニットＣＵｒ内の第１ルータ装置ＲＴ１ｒから所定の期間に渡ってＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮを受信できないため、ＰＩＭ−ＪＮの送信も行わない。その結果、第１通信ユニットＣＵｓ内の第１ルータ装置ＲＴ１ｓの他のインタフェースＩｘからのマルチキャストパケットＭＣＰＫの送信が停止し、ＣＵｓ内の第２ルータ装置ＲＴ２ｓのＩｘからのみＭＣＰＫが送信される。なお、仮に、ＣＵｍ内のスイッチ装置ＳＷｍに同一のマルチキャストグループの端末が存在するような場合には、ＣＵｍ内のＲＴ１ｍはＰＩＭ−ＪＮを送信し、これを受けてＣＵｓ内のＲＴ１ｓは、ＩｘからＭＣＰＫを送信する。

図１６は、図１５のリンク障害から復旧する場合の動作例を示す図である。この場合、第３通信ユニットＣＵｒ内の第１ルータ装置ＲＴ１ｒは、図１３で述べたように、インタフェースＩ３からＰＩＭプルーンＰＩＭ−ＰＲＮを送信すると共に、他のインタフェースＩｘからＰＩＭジョインＰＩＭ−ＪＮを送信する。また、ＣＵｒ内のＲＴ１ｒからのＰＩＭ−ＪＮを受けた第２通信ユニットＣＵｍ内の第１ルータ装置ＲＴ１ｍも、第１通信ユニットＣＵｓ内の第１ルータ装置ＲＴ１ｓに向けてＰＩＭ−ＪＮを送信する。その結果、図１４に示したような動作に復帰する。

以上、本実施の形態３の通信システムを用いることで、実施の形態１および２で述べた各種効果と同様に、代表的には、耐障害性の向上が実現可能になる。さらに、図１４に示したような方式で通信ユニットを順次接続することで、配信元および配信先を含めてマルチキャスト対応の通信システムの規模を容易に拡張することができ、併せて、耐障害性の向上が実現可能になる。

（実施の形態４）
《通信システムの概略構成（応用例［３］）》
図１７は、本発明の実施の形態４による通信システムにおいて、その構成例を示す概略図である。図１７に示す通信システムは、図１等に示したようなリング状のネットワークＮＷ１が、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２を共有する形で２個（ＮＷ１ａ，ＮＷ１ｂ）備わった構成となっている。ＲＴ１，ＲＴ２のそれぞれは、２個の第１インタフェースＩ１ａ，Ｉ１ｂと、第２インタフェースＩ２と、他のインタフェースＩｘとを備える。

第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２の第２インタフェースＩ２は共通に接続される。ＲＴ１，ＲＴ２の第１インタフェースＩ１ａは、それぞれスイッチ装置ＳＷａに接続され、ＲＴ１，ＲＴ２の第１インタフェースＩ１ｂは、それぞれスイッチ装置ＳＷｂに接続される。ネットワークＮＷ１ａは、ＲＴ１，ＲＴ２とスイッチ装置ＳＷａとを、Ｉ１ａ，Ｉ２を介してリング状に接続し、ネットワークＮＷ１ｂは、ＲＴ１，ＲＴ２とスイッチ装置ＳＷｂとを、Ｉ１ｂ，Ｉ２を介してリング状に接続する。

この２個のリング状のネットワークＮＷ１ａ，ＮＷ１ｂには、それぞれ、図１等の場合と同様にリングプロトコルが適用される。また、図１等の場合と同様に、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２の２個の第１インタフェースＩ１ａ，Ｉ１ｂおよび第２インタフェースＩ２はＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶで動作し、ＲＴ１，ＲＴ２のＩ２にはフィルタＦＬＴが設定される。さらに、ここでは、スイッチ装置ＳＷａにマルチキャストパケットの配信先となる端末ＴＭが接続され、スイッチ装置ＳＷｂにマルチキャストパケットの配信元となるサーバＳＶが接続される。

《通信システム（応用例［３］）の概略動作》
図１８（ａ）は、図１７の通信システムにおいて、障害が無い場合の動作例を示す図であり、図１８（ｂ）は、図１７の通信システムにおいて、障害が有る場合の動作例を示す図である。障害が無い場合には、図１８（ａ）に示すように、サーバＳＶから送信されたマルチキャストパケットＭＣＰＫは、スイッチ装置ＳＷｂでフラッディングされ、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２の第１インタフェースＩ１ｂに向けて送信される。ただし、ＲＴ２のＩ１ｂはブロック状態ＢＬＫであるため、ＭＣＰＫは、フォワード状態ＦＷであるＲＴ１のＩ１ｂで受信される。

第１ルータ装置ＲＴ１は、ＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶに伴い、第１インタフェースＩ１ｂで受信したマルチキャストパケットＭＣＰＫをフォワード状態ＦＷである第１インタフェースＩ１ａから送信すると共に、第２インタフェースＩ２からも送信する。ここで、Ｉ２に設定されたフィルタＦＬＴは、同じネットワーク内での中継となるため、通過状態となる。第２ルータ装置ＲＴ２は、Ｉ２でＲＴ１のＩ２からのＭＣＰＫを受信する。ただし、ＲＴ２は、第１インタフェースＩ１ａ，Ｉ１ｂが共にブロック状態ＢＬＫであるため、以降の送信を行わない。

一方、第１ルータ装置ＲＴ１の第１インタフェースＩ１ａから送信されたマルチキャストパケットＭＣＰＫは、スイッチ装置ＳＷａで受信される。ＳＷａは、当該ＭＣＰＫを端末ＴＭと第２ルータ装置ＲＴ２の第１インタフェースＩ１ａとに向けてフラッディングする。これによって、ＴＭにＭＣＰＫが配信される。また、この際に、ＲＴ２は、Ｉ１ａがブロック状態ＢＬＫであるため、ＳＷａから送信されたＭＣＰＫを受信しない。

図１８（ｂ）では、第１ルータ装置ＲＴ１とスイッチ装置ＳＷｂとの間の通信回線にリンク障害が生じている。この場合、リングプロトコルに基づき、ルータ装置ＲＴ２の第１インタフェースＩ１ｂがブロック状態からフォワード状態ＦＷに遷移する。この状態で、サーバＳＶから送信されたマルチキャストパケットＭＣＰＫは、ＳＷｂでフラッディングされ、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２の第１インタフェースＩ１ｂに向けて送信される。ただし、ＲＴ１のＩ１ｂはリンク障害が有るため、ＭＣＰＫは、フォワード状態ＦＷであるＲＴ２のＩ１ｂで受信される。

第１ルータ装置ＲＴ２は、ＰＩＭパッシブモードＰＩＭ−ＰＳＶに伴い、第１インタフェースＩ１ｂで受信したマルチキャストパケットＭＣＰＫを第１インタフェースＩ１ａと第２インタフェースＩ２に中継する。ただし、ＲＴ２のＩ１ａはブロック状態ＢＬＫであるため、ＭＣＰＫは、ＲＴ２のＩ２からのみ送信される。第１ルータ装置ＲＴ１は、Ｉ２でＲＴ２のＩ２からのＭＣＰＫを受信し、第１インタフェースＩ１ａ，Ｉ１ｂに中継する。ただし、ＲＴ１のＩ１ｂはリンク障害があるため、ＭＣＰＫは、ＲＴ１のＩ１ａからのみ送信される。

第１ルータ装置ＲＴ１の第１インタフェースＩ１ａから送信されたマルチキャストパケットＭＣＰＫは、スイッチ装置ＳＷａで受信される。ＳＷａは、当該ＭＣＰＫを端末ＴＭと第２ルータ装置ＲＴ２の第１インタフェースＩ１ａとに向けてフラッディングする。これによって、ＴＭにＭＣＰＫが配信される。また、この際に、ＲＴ２は、Ｉ１ａがブロック状態ＢＬＫであるため、ＳＷａから送信されたＭＣＰＫを受信しない。

以上のように、図１等に示した通信システムは、図１８（ａ）および図１８（ｂ）から判るように、第１および第２ルータ装置ＲＴ１，ＲＴ２の配下にサーバＳＶと端末ＴＭの両方が存在するような場合であっても、マルチキャストパケットの配信を問題無く行うことが可能な構成となっている。したがって、例えば、図１４に示したような通信システムにおいて、ある通信ユニット内にサーバＳＶと端末ＴＭの両方を設けるようなことも可能である。

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。

ＢＬＫ ブロック状態
ＣＵ 通信ユニット
ＦＡＬ フェイル状態
ＦＬＴ フィルタ
ＦＬＴＣＴＬ フィルタ制御部
ＦＷ フォワード状態
Ｉ インタフェース
ＩＧＭＰ−ＲＥＰ ＩＧＭＰレポート
ＭＣＰＫ マルチキャストパケット
ＭＣＴＢＬ マルチキャストルーティングテーブル
ＭＳＲ マスタ装置
ＮＷ ネットワーク
Ｐ ポート
ＰＩＭ−ＡＣＴ ＰＩＭアクティブモード
ＰＩＭ−ＪＮ ＰＩＭジョイン
ＰＩＭ−ＰＲＮ ＰＩＭプルーン
ＰＩＭ−ＰＳＶ ＰＩＭパッシブモード
ＰＩＭＣＴＬ ＰＩＭ制御部
ＲＮＧＣＴＬ リングプロトコル制御部
ＲＮＧＰＲ リングプロトコル
ＲＴ，ＲＴ’ ルータ装置（ネットワーク中継装置）
ＲＴＢＬ ユニキャストルーティングテーブル
ＲＴＣＴＬＵ ルーティング制御ユニット
ＳＬＶ スレーブ装置
ＳＶ サーバ
ＳＷ スイッチ装置
ＴＢＬＵ テーブルユニット
ＴＭ 端末

Claims (16)

1. それぞれが、第１および第２インタフェースと、他のインタフェースとを持ち、前記第２インタフェースの間が互いに接続される第１および第２ルータ装置と、
   前記第１および第２ルータ装置の前記第１インタフェースにそれぞれ接続され、レイヤ２レベルでの中継を行うスイッチ装置と、
   前記第１および第２ルータ装置と、前記スイッチ装置とを前記第１および第２インタフェースを介してリング状に接続する第１ネットワークと、
   前記第１および第２ルータ装置の前記他のインタフェースに接続される他のネットワークと、を備え、
   前記第１および第２ルータ装置のそれぞれは、
   ＰＩＭに基づく制御を行い、前記第１および第２インタフェースをＰＩＭパケットの送信を行わないＰＩＭパッシブモードで動作させるＰＩＭ制御部と、
   リングプロトコルに基づく制御を行い、自身をマスタ装置またはスレーブ装置として動作させ、前記マスタ装置またはスレーブ装置に応じて前記第１インタフェースをフォワード状態またはブロック状態に制御するリングプロトコル制御部と、
   前記第２インタフェースに、前記他のインタフェースで受信したマルチキャストパケットの中継を禁止させるフィルタ制御部と、を有する、通信システム。
2. 請求項１記載の通信システムにおいて、
   前記スレーブ装置の前記リングプロトコル制御部は、前記マスタ装置の前記第１インタフェースと自身の前記第１インタフェースとの間にリンク障害が無い場合には自身の前記第１インタフェースを前記ブロック状態に制御し、前記リンク障害が有る場合には自身の前記第１インタフェースを前記フォワード状態に制御する、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ルータ装置は、さらに、第３インタフェースを持ち、
   前記通信システムは、さらに、前記第１および第２ルータ装置の前記第３インタフェースの間を接続する第２ネットワークを備え、
   前記第１および第２ルータ装置の前記ＰＩＭ制御部は、さらに、前記第３インタフェースをＰＩＭパケットの送信を行うＰＩＭアクティブモードで動作させる、通信システム。
4. 請求項３記載の通信システムにおいて、
   前記マスタ装置または前記スレーブ装置のいずれか一方の前記リングプロトコル制御部は、さらに、前記マスタ装置が障害から復旧した際に、前記スレーブ装置における前記第１インタフェースの前記フォワード状態から前記ブロック状態への遷移を所定の期間遅らせる遅延部を有する、通信システム。
5. 請求項３記載の通信システムにおいて、
   前記スイッチ装置には、マルチキャストパケットの配信先となる端末が接続され、
   前記第１および第２ルータ装置の前記ＰＩＭ制御部は、共に、前記ＰＩＭパッシブモードに基づいて前記端末から送信されたマルチキャストグループへの第１参加要求を前記第１ネットワークを介して受信し、前記他のインタフェースからマルチキャストグループへの第２参加要求を送信する、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ルータ装置又は前記第２ルータ装置のいずれか一方の前記ＰＩＭ制御部は、自身の前記他のインタフェースにリンク障害が有る場合、前記ＰＩＭアクティブモードに基づいて前記第３インタフェースから前記第２参加要求を送信する、通信システム。
7. 請求項３記載の通信システムにおいて、
   前記スイッチ装置には、マルチキャストパケットの配信元となるサーバが接続され、
   前記第１および第２ルータ装置の前記ＰＩＭ制御部は、共に、前記ＰＩＭパッシブモードに基づいて前記サーバから送信されたマルチキャストパケットを前記第１ネットワークを介して受信し、当該受信したマルチキャストパケットを前記他のインタフェースから送信する、通信システム。
8. ＰＩＭに基づく制御を行うＰＩＭ制御部と、
   リングプロトコルに基づく制御を行うリングプロトコル制御部と、
   フィルタ制御部と、
   リングプロトコルが適用される第１ネットワークに接続するための第１および第２インタフェースと、
   他のネットワークに接続するための他のインタフェースと、を備え、
   前記ＰＩＭ制御部は、前記第１および第２インタフェースをＰＩＭパケットの送信を行わないＰＩＭパッシブモードで動作させ、
   前記リングプロトコル制御部は、自身をマスタ装置またはスレーブ装置として動作させ、前記マスタ装置またはスレーブ装置に応じて前記第１インタフェースをフォワード状態またはブロック状態に制御し、
   前記第１インタフェースは、前記第１ネットワーク上でレイヤ２レベルでの中継を行うスイッチ装置に接続するためのインタフェースであり、
   前記第２インタフェースは、自身が前記マスタ装置の場合には前記スレーブ装置に、自身が前記スレーブ装置の場合には前記マスタ装置に接続するためのインタフェースであり、
   前記フィルタ制御部は、前記第２インタフェースに、前記他のインタフェースで受信したマルチキャストパケットの中継を禁止させる、ネットワーク中継装置。
9. 請求項８記載のネットワーク中継装置において、
   前記リングプロトコル制御部は、前記スレーブ装置として動作させる場合、前記マスタ装置の前記第１インタフェースと自身の前記第１インタフェースとの間にリンク障害が無い場合には自身の前記第１インタフェースを前記ブロック状態に制御し、前記リンク障害が有る場合には自身の前記第１インタフェースを前記フォワード状態に制御する、ネットワーク中継装置。
10. 請求項９記載のネットワーク中継装置において、
    さらに、自身が前記マスタ装置の場合には前記スレーブ装置に、自身が前記スレーブ装置の場合には前記マスタ装置に接続するためのインタフェースである第３インタフェースを備え、
    前記ＰＩＭ制御部は、さらに、前記第３インタフェースをＰＩＭパケットの送信を行うＰＩＭアクティブモードで動作させる、ネットワーク中継装置。
11. 請求項１０記載のネットワーク中継装置において、
    前記リングプロトコル制御部は、さらに、前記マスタ装置が障害から復旧した際に、前記スレーブ装置における前記第１インタフェースの前記フォワード状態から前記ブロック状態への遷移を所定の期間遅らせる遅延部を有する、ネットワーク中継装置。
12. 請求項１０記載のネットワーク中継装置において、
    前記ＰＩＭ制御部は、前記ＰＩＭパッシブモードに基づいて、前記スイッチ装置から送信されたマルチキャストグループへの第１参加要求を前記第１ネットワークを介して受信し、前記他のインタフェースからマルチキャストグループへの第２参加要求を送信する、ネットワーク中継装置。
13. 請求項１２記載のネットワーク中継装置において、
    前記ＰＩＭ制御部は、前記他のインタフェースにリンク障害が有る場合、前記ＰＩＭアクティブモードに基づいて前記第３インタフェースから前記第２参加要求を送信する、ネットワーク中継装置。
14. 請求項１０記載のネットワーク中継装置において、
    前記ＰＩＭ制御部は、前記ＰＩＭパッシブモードに基づいて、前記スイッチ装置から送信されたマルチキャストパケットを前記第１ネットワークを介して受信し、当該受信したマルチキャストパケットを前記他のインタフェースから送信する、ネットワーク中継装置。
15. それぞれが、第１および第２ルータ装置と、スイッチ装置と、第１および第２ネットワークとを備えた第１〜第Ｎ（Ｎは２以上の整数）通信ユニットを備え、
    前記第１および第２ルータ装置のそれぞれは、第１〜第３インタフェースと、単数または複数の他のインタフェースとを持ち、
    第Ｋ（Ｋ＝１，…，Ｎ）通信ユニット内の前記第１および第２ルータ装置は、前記第２インタフェースの間が互いに接続され、前記第３インタフェースの間が互いに接続され、
    前記第Ｋ通信ユニット内の前記スイッチ装置は、前記第Ｋ通信ユニット内の前記第１および第２ルータ装置の前記第１インタフェースにそれぞれ接続され、レイヤ２レベルでの中継を行い、
    前記第Ｋ通信ユニット内の前記第１ネットワークは、前記第Ｋ通信ユニット内の前記第１および第２ルータ装置と、前記スイッチ装置とを前記第１および第２インタフェースを介してリング状に接続し、
    前記第Ｋ通信ユニット内の前記第２ネットワークは、前記第Ｋ通信ユニット内の前記第１および第２ルータ装置の前記第３インタフェースの間を接続し、
    第Ｍ（Ｍ＝１，…，Ｎ−１）通信ユニット内の前記第１ルータ装置と、第（Ｍ＋１）通信ユニット内の前記第１ルータ装置との間は、前記単数または複数の他のインタフェースを介して接続され、
    前記第Ｍ通信ユニット内の前記第２ルータ装置と、前記第（Ｍ＋１）通信ユニット内の前記第２ルータ装置との間は、前記単数または複数の他のインタフェースを介して接続され、
    前記第Ｋ通信ユニット内の前記第１および第２ルータ装置のそれぞれは、
    ＰＩＭに基づく制御を行い、前記第１および第２インタフェースをＰＩＭパケットの送信を行わないＰＩＭパッシブモードで動作させ、前記第３インタフェースをＰＩＭパケットの送信を行うＰＩＭアクティブモードで動作させるＰＩＭ制御部と、
    リングプロトコルに基づく制御を行い、自身をマスタ装置またはスレーブ装置として動作させ、前記マスタ装置またはスレーブ装置に応じて前記第１インタフェースをフォワード状態またはブロック状態に制御するリングプロトコル制御部と、
    前記第２インタフェースに、前記単数または複数の他のインタフェースで受信したマルチキャストパケットの中継を禁止させるフィルタ制御部と、を有する、通信システム。
16. 請求項１５記載の通信システムにおいて、
    前記第１〜第Ｎ通信ユニットの中のいずれかの通信ユニット内の前記スイッチ装置には、マルチキャストパケットの配信元となるサーバが接続され、他のいずれかの通信ユニット内の前記スイッチ装置には、前記マルチキャストパケットの配信先となる端末が接続される、通信システム。

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