JP6007849B2 - ネットワーク中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク中継装置に関し、例えば、イーサネット（登録商標）ＯＡＭの機能を搭載したシャーシ型のネットワーク中継装置に関する。

例えば、特許文献１には、運用保守管理フレームに折り返し情報を付加すること等で、ＭＥＰ／ＭＩＰを各ポートに設定し、ポート毎のコストを抑制し、かつ装置内の物理的故障や転送設定ミスによる障害が生じている通信装置を検出することが可能な通信システムが示されている。

特開２０１０−１５７７８３号公報

例えば、一つの筐体内に複数のラインカードと管理カードとを搭載した所謂シャーシ型と呼ばれるスイッチ装置（言い換えればネットワーク中継装置）が知られている。管理カードは、各ラインカードの設定や状態等の管理を含めてスイッチ装置全体を管理する機能を持つ。管理カードは、信頼性の向上のため冗長構成が適用される場合が多い。この場合、シャーシ型のスイッチ装置は、例えば、マスタ用とバックアップ用からなる二重化された管理カードを搭載する。

また、近年、イーサネット（登録商標）網では、イーサネットＯＡＭ（Operations, Administration and Maintenance）と呼ばれる保守・管理機能が用いられている。イーサネットＯＡＭは、「ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１」や「ＩＥＥＥ８０２．１ａｇ」等として標準化されている。イーサネットＯＡＭでは、その機能の一つとして、ＣＣ（Continuity Check）と呼ばれる機能が規定されている。これは、ＭＥＰ（Maintenance End Point）と呼ばれる監視ポイント間でＣＣＭ（Continuity Check Message）と呼ばれるフレームを送受信することで、監視ポイント間の疎通性を監視する機能である。

こうした中、本発明者は、二重化された管理カードを搭載したシャーシ型のスイッチ装置にイーサネットＯＡＭの機能を搭載することを検討した。その結果、管理カードに障害が生じたような場合に、イーサネットＯＡＭの疎通性監視機能（ＣＣ）に不具合が生じる恐れがあることが見い出された。具体的には、例えば、本来障害として検出されるべきではないものが障害として検出されるような不具合が挙げられる。

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、シャーシ型のネットワーク中継装置において、イーサネットＯＡＭの疎通性監視機能に対する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ネットワーク中継装置は、複数のラインカードと、第１および第２管理カードとを備える。複数のラインカードのそれぞれは、ポートを持ち、フレームの中継を行う。第１管理カードは、複数のラインカードにそれぞれ接続され、これらを管理し、同様に、第２管理カードも、複数のラインカードにそれぞれ接続され、これらを管理する。第１および第２管理カードの一方はメイン用であり、他方は、メイン用に障害が生じた場合のバックアップ用である。ここで、第１および第２管理カードは、共に、装置間の疎通性を確認するための監視フレームを生成し、当該監視フレームを複数のラインカードの中の所定のラインカードに向けて送信する疎通性監視部を備える。複数のラインカードのそれぞれは、第１および第２管理カードの両方から監視フレームを受信した場合に、当該両方の監視フレームの中から一方を選択し、当該選択した監視フレームをポートから送信する監視フレーム処理部を備える。

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、シャーシ型のネットワーク中継装置において、イーサネット（登録商標）ＯＡＭの疎通性監視機能に対する耐障害性の向上が実現可能になる。

本発明の一実施の形態によるネットワーク中継装置において、それを適用した通信システムの構成例を示す概略図である。 図１の通信システムにおいて、そのスイッチ装置の構成例およびＣＣＭフレームの受信時の動作例を示す概略図である。 図２のスイッチ装置におけるＣＣＭフレームの送信時の動作例を示す概略図である。 図２のスイッチ装置において、装置内部での疎通性監視を行う際の動作例を示す概略図である。 図４において、装置内部での障害が発生した場合の動作例を示す概略図である。 図３のＣＣＭフレームの送信時において、図５の障害が発生した場合の動作例を示す概略図である。 （ａ）は、図２のスイッチ装置において、そのラインカードの主要部の概略構成例を示すブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）における内部疎通性監視テーブルの構成例を示す概略図である。 （ａ）および（ｂ）は、図７（ａ）における監視フレーム処理部の概略動作例を示すフロー図である。 （ａ）は、図２のスイッチ装置において、その管理カードの主要部の概略構成例を示すブロック図であり、（ｂ）は、（ａ）における内部疎通性監視テーブルの構成例を示す概略図であり、（ｃ）は、（ａ）における疎通性監視テーブルの構成例を示す概略図である。 （ａ）および（ｂ）は、図９（ａ）における疎通性監視部の概略動作例を示すフロー図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の比較例となるスイッチ装置において、ＣＣＭフレームの受信時および送信時の動作例を示す概略図である。

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。

《通信システムの概略》
図１は、本発明の一実施の形態によるネットワーク中継装置において、それを適用した通信システム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、例えば、複数のスイッチ装置（ネットワーク中継装置）ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，…と、複数のネットワーク網ＮＷ１，ＮＷ２１，ＮＷ２２，…を含んでいる。ＳＷ１１とＳＷ１２は、ＮＷ１を介して接続され、ＳＷ１１とＳＷ２１はＮＷ２１を介して接続され、ＳＷ１２とＳＷ２２はＮＷ２２を介して接続される。ＮＷ１，ＮＷ２１，ＮＷ２２は、例えば、イーサネット（登録商標）網であり、それぞれは、通信回線やスイッチ装置によって適宜構成される。

各スイッチ装置ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２は、イーサネットＯＡＭの機能を搭載している。イーサネットＯＡＭの機能の中には、前述したように、監視ポイント（ＭＥＰ）間でＣＣＭフレームを送受信することで、監視ポイント間の疎通性を監視するＣＣ（Continuity Check）と呼ばれる機能がある。この監視ポイントには、ＭＥＧ（Maintenance Entity Group）レベルと呼ばれる管理レベル等を設定することができ、この管理レベル等に基づいて疎通性の監視区間（ＭＥ：Maintenance Entity）が定められる。

例えば、図１のように、各スイッチ装置ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２に同一の低い管理レベルを設定した場合、ＳＷ１１とＳＷ１２間、ＳＷ１１とＳＷ２１間、およびＳＷ１２とＳＷ２２間のそれぞれを監視区間（ＭＥ）として疎通性の監視が行われる。この際に、各スイッチ装置は、例えば、自身に設定された管理レベルと同一の管理レベルを持つＣＣＭフレームを受信し、当該ＣＣＭフレームを終端して（取り込んで）所定の処理を行う。ここで、更に、図１のように、ＳＷ２１とＳＷ２２に同一の高い管理レベルを設定した場合、ＳＷ２１とＳＷ２２間を監視区間（ＭＥ）として疎通性の監視が行われる。この際に、ＳＷ１１，ＳＷ１２は、自身に設定された管理レベルよりも高い管理レベルを持つＣＣＭフレームを受信し、当該ＣＣＭフレームを単に中継する。

なお、本実施の形態の通信システムは、図１のような構成に限定されるものではなく、例えばイーサネット網の中でイーサネットＯＡＭの機能を搭載したスイッチ装置が適宜接続されたようなシステムであればよい。また、監視ポイント（ＭＥＰ）や管理レベル等の設定も、必要に応じてユーザが任意に定めればよい。

《スイッチ装置（ネットワーク中継装置）の構成および正常時の動作》
図２は、図１の通信システムにおいて、そのスイッチ装置の構成例およびＣＣＭフレームの受信時の動作例を示す概略図である。図２に示すスイッチ装置（ネットワーク中継装置）ＳＷは、複数のラインカードＬＣ１〜ＬＣｎと、第１管理カードＭＣｍと、第２管理カードＭＣｂとを備え、これらが一つの筐体内に搭載された所謂シャーシ型のスイッチ装置となっている。ＬＣ１〜ＬＣｎのそれぞれは、ポートＰと、処理部ＬＣＴＬとを備え、ＬＣＴＬは、フレームの中継を行う。例えば、各ＬＣＴＬは、他のラインカードに向けてフレームの中継を行ったり、自身のラインカードが複数のポートＰを備える場合には、当該複数のポートＰ間でのフレームの中継を行う。

第１管理カードＭＣｍは、管理部ＭＣＴＬを備え、複数のラインカードＬＣ１〜ＬＣｎにそれぞれ接続される。同様に、第２管理カードＭＣｂも、ＭＣＴＬを備え、ＬＣ１〜ＬＣｎにそれぞれ接続される。ＭＣｍ，ＭＣｂの各ＭＣＴＬは、例えば、ＬＣ１〜ＬＣｎにおける各種設定や動作状態等の管理を代表に、ＬＣ１〜ＬＣｎを管理する。ここで、ＭＣｍ，ＭＣｂの一方（ここではＭＣｍ）は、メイン用であり、ＭＣｍ，ＭＣｂの他方（ここではＭＣｂ）は、メイン用に障害が生じた場合のバックアップ用である。なお、ＬＣ１〜ＬＣｎとＭＣｍ，ＭＣｂとの間の接続は、例えば、各カードを挿入するための複数のスロットを持つバックプレーンＢＰを介して行われる。

このような構成において、まず、当該スイッチ装置ＳＷは、図１に示した監視ポイント（ＭＥＰ）である場合を前提とする。複数のラインカードＬＣ１〜ＬＣｎのそれぞれ（ここではＬＣ１）の処理部ＬＣＴＬは、ＣＣＭフレーム（監視フレーム）ＣＣＭｉをポートＰで受信した場合に、当該ＣＣＭｉを第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂの両方に向けて送信する。これに伴い、ＬＣＴＬは、ＣＣＭｉの複製処理を行う。ＣＣＭｉは、前述したように、装置間の疎通性を確認するためのフレームであり、他のスイッチ装置で生成されたものである。

管理カードＭＣｍ，ＭＣｂの各管理部ＭＣＴＬは、ラインカード（ここではＬＣ１）から送信されたＣＣＭフレームＣＣＭｉ（ひいては他のスイッチ装置から送信されたＣＣＭｉ）を、予め定めた所定の受信期間内に受信できたか否かを判別し、当該ＣＣＭｉを終端（破棄）する。すなわち、他のスイッチ装置は、予め定められた所定の送信間隔でＣＣＭｉを送信しており、各ＭＣＴＬは、この送信間隔の３．５倍を受信期間として、この受信期間内にＣＣＭｉを受信できたか否かを判別する。各ＭＣＴＬは、受信期間内にＣＣＭｉを受信できた場合には、当該ＣＣＭｉの送信元のスイッチ装置に対する管理情報を「正常状態」とし、受信できなかった場合には、当該管理情報を「ＬＯＣ状態」（詳細は後述）とする。

図３は、図２のスイッチ装置におけるＣＣＭフレームの送信時の動作例を示す概略図である。図３に示すスイッチ装置は、図２のスイッチ装置と同様の構成を備えるが、ここでは更に、各ラインカードＬＣ１〜ＬＣｎの処理部ＬＣＴＬ内に送信元選択部ＳＥＬが備わっている。ここでは、ＳＥＬは、代表的にＬＣ１のみに図示され、ＬＣ２〜ＬＣｎでは図示が省略されている。

図３に示すように、第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂの管理部ＭＣＴＬは、共に、ＣＣＭフレーム（監視フレーム）ＣＣＭｍ，ＣＣＭｂを生成し、ＣＣＭｍ，ＣＣＭｂを複数のラインカードの中の所定のラインカード（ここではＬＣ１）に向けて送信する。この際に、各ＭＣＴＬは、予め定められた所定の送信間隔でＣＣＭｍ，ＣＣＭｂをそれぞれ送信する。一方、複数のラインカードのそれぞれ（ここではＬＣ１）は、ＭＣｍ，ＭＣｂの両方からＣＣＭｍ，ＣＣＭｂを受信した場合に、送信元選択部ＳＥＬを用いて当該ＣＣＭｍ，ＣＣＭｂの中から一方を選択し、当該選択したＣＣＭフレームをポートＰから他のスイッチ装置に向けて送信する。

これにより、ＣＣＭフレームＣＣＭｍ，ＣＣＭｂが他のスイッチ装置に向けて重複して送信されるような事態を防止できる。また、ここでは、マスタ用の第１管理カードＭＣｍがアクティブ状態ＡＣＴとなっており、バックアップ用の第２管理カードＭＣｂがスタンバイ状態ＳＢＹとなっている。送信元選択部ＳＥＬは、ＭＣｍに障害が無い場合には、マスタ用のＭＣｍ側を優先し、ＭＣｍ側が送信元となるＣＣＭｍの方を選択する。一方、ＳＥＬは、詳細は後述するが、ＭＣｍ側に障害が有り、ＭＣｂ側に障害が無い場合には、ＭＣｂ側が送信元となるＣＣＭｂの方を選択する。この場合、事後的に、ＭＣｂ側がＡＣＴに切り替わり、ＭＣｍ側がＳＢＹに切り替わることになる。

《スイッチ装置（ネットワーク中継装置）の装置内部での疎通性監視機能》
図３で述べたように、ラインカード（ここではＬＣ１）内の送信元選択部ＳＥＬは、装置内部での障害の発生状況に応じてＣＣＭフレームの送信元を選択している。そこで、この装置内部での障害の発生状況を把握するため、スイッチ装置ＳＷは、図４に示すような装置内部での疎通性監視を行う。図４は、図２のスイッチ装置において、装置内部での疎通性監視を行う際の動作例を示す概略図である。

図４に示すように、第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂのそれぞれの管理部ＭＣＴＬは、複数のラインカードＬＣ１〜ＬＣｎのそれぞれとの間で互いに内部ＣＣＭフレーム（内部監視フレーム）ＩＣＣＭを送受信することで、ＬＣ１〜ＬＣｎのそれぞれとの間の疎通性を監視する。同様に、ＬＣ１〜ＬＣｎのそれぞれの処理部ＬＣＴＬも、ＭＣｍ，ＭＣｂのそれぞれとの間での互いにＩＣＣＭを送受信することで、ＭＣｍ，ＭＣｂのそれぞれとの間の疎通性を監視する。

具体的には、ラインカードＬＣ１の処理部ＬＣＴＬは、第１管理カードＭＣｍの管理部ＭＣＴＬに向けて内部ＣＣＭフレームＩＣＣＭ１ｍをユニキャストで送信する。同様に、ＭＣｍのＭＣＴＬも、ＬＣ１のＬＣＴＬに向けて内部ＣＣＭフレームＩＣＣＭｍ１をユニキャストで送信する。この両方の内部ＣＣＭフレームの通信が正常に行われた場合、ＬＣ１はＭＣｍに対する管理情報を「正常状態」とし、ＭＣｍもＬＣ１に対する管理情報を「正常状態」とする。これと同様にして、各ラインカードＬＣ１〜ＬＣｎと第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂとの間の全ての通信経路において、内部ＣＣＭフレームを用いた疎通性監視が行われる。

内部ＣＣＭフレームによる疎通性監視は、例えば、通信規格上のＣＣ（Continuity Check）機能とほぼ同様の機能を設けることで実現することができる。ただし、内部ＣＣＭフレームの送信間隔（第２送信間隔）は、ＣＣＭフレームの送信間隔（第１送信間隔）よりも短く設定されることが望ましい。これは、詳細は後述するが、ＣＣＭフレームの送信間隔（第１送信間隔）に影響を及ぼさないように、内部ＣＣＭフレームによって迅速に内部障害を検出することが望ましいためである。ＣＣＭフレームの送信間隔（第１送信間隔）は、通信規格上で幾つか選択できるように定められており、例えば、最短で３．３３ｍｓであるが、一般的には、それよりも数桁大きい値（例えば１００ｍｓや１ｓ等）に設定される場合が多い。一方、内部ＣＣＭフレームの送信間隔（第２送信間隔）は、特に限定はされないが、例えば１．０ｍｓ程度に設定される。

図５は、図４において、装置内部での障害が発生した場合の動作例を示す概略図である。図５に示すように、例えば、第１管理カードＭＣｍは、ライカードＬＣ１から送信された内部ＣＣＭフレーム（内部監視フレーム）ＩＣＣＭ１ｍを所定の受信期間内に受信できなかった場合、当該ＩＣＣＭ１ｍの送信元（ＬＣ１）に対する管理情報をＬＯＣ（Loss Of Continuity）状態とする。所定の受信期間は、例えば、前述したＣＣＭフレームの場合と同様に、内部ＣＣＭフレームの送信間隔（第２送信間隔）の３．５倍に設定される。

一方、第１管理カードＭＣｍは、ラインカードＬＣ１に対する管理情報をＬＯＣ状態とした際には、当該ＬＯＣ状態の発生元（ＬＣ１）に向けて送信する内部ＣＣＭフレームのＲＤＩ（Remote Defect Indication）ビットにフラグを立てる。以降、ＭＣｍは、当該ＬＯＣ状態が解消されるまで、当該ＬＯＣ状態の発生元（ＬＣ１）に向けて、ＲＤＩビットにフラグが立てられた内部ＣＣＭフレームＲＤＩＭｍ１を送信する。ＬＣ１は、ＭＣｍからＲＤＩＭｍ１を受けている間は、当該ＲＤＩＭｍ１の送信元（ＭＣｍ）に対する管理情報をＲＤＩ状態とする。すなわち、あるカードＡの管理情報の中で、カードＢに対してＬＯＣ状態となっている場合、これはカードＢからのフレームを正常に受信できないことを意味し、カードＢに対してＲＤＩ状態となっている場合、これはカードＢに向けてフレームを正常に送信できないことを意味する。

なお、ここでは、内部ＣＣＭフレームを用いた正常状態および異常状態の監視方法について説明したが、図２および図３に示したＣＣＭフレーム（すなわちイーサネットＯＡＭのＣＣ機能）を用いた正常状態および異常状態の監視方法も、監視対象や送信間隔が異なることを除いて同様である。すなわち、イーサネットＯＡＭでは、監視対象がスイッチ装置となり、送信間隔が内部ＣＣＭフレームの場合よりも長く設定される。

《スイッチ装置（ネットワーク中継装置）の装置内部での障害発生時の動作》
図６は、図３のＣＣＭフレームの送信時において、図５の障害が発生した場合の動作例を示す概略図である。図６に示すように、ラインカードＬＣ１の処理部ＬＣＴＬ内の送信元選択部ＳＥＬは、図５に示したような装置内部での疎通性監視結果に基づいてＣＣＭフレームＣＣＭｍ，ＣＣＭｂの中から一方を選択する。具体的には、まず、ＳＥＬは、マスタ用の第１管理カードＭＣｍおよびバックアップ用の第２管理カードＭＣｂに対する自身（ここではＬＣ１）の管理情報を参照する。そして、ＳＥＬは、ＭＣｍに対する管理情報が正常状態（すなわちＬＯＣ状態でもＲＤＩ状態でも無い）の場合には、ＭＣｍ側のＣＣＭｍを選択し、ＭＣｍに対する管理情報が異常状態（すなわちＬＯＣ状態又はＲＤＩ状態）で、かつＭＣｂに対する管理情報が正常状態の場合には、ＭＣｂ側のＣＣＭｂを選択する。

したがって、前述した図５のような障害が発生した場合には、図６に示すように、ラインカードＬＣ１の送信元選択部ＳＥＬは、バックアップ用の第２管理カードＭＣｂ側のＣＣＭフレームＣＣＭｂを選択する。また、この場合、このＳＥＬの動作よりも遅れて（すなわち事後的に）、ＭＣｂはアクティブ状態ＡＣＴに切り替わり、マスタ用の第１管理カードＭＣｍはスタンバイ状態ＳＢＹに切り替わる。さらに、これに応じて、その他のラインカードＬＣ２〜ＬＣｎのＳＥＬも、ＡＣＴであるＭＣｂ側のＣＣＭｂを選択するように制御される。

《本実施の形態の方式の主な効果》
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、本発明の比較例となるスイッチ装置において、ＣＣＭフレームの受信時および送信時の動作例を示す概略図である。

（１）ＣＣＭフレームの送信時の効果
比較例［１］のスイッチ装置ＳＷ’の動作方式として、図１１（ｂ）に示すように、マスタ用の管理カードＭＣ’ｍとバックアップ用の管理カードＭＣ’ｂの中の一方のみがＣＣＭフレームＣＣＭｏを送信する方式が考えられる。具体的には、アクティブ状態ＡＣＴとなっている管理カードのみがＣＣＭｏを送信する。例えば、障害が無い場合には、ＡＣＴとなっているＭＣ’ｍがＣＣＭｏを送信し、ＭＣ’ｍに障害が生じた場合には、それに代わって、ＭＣ’ｂがＡＣＴに遷移し、ＡＣＴとなったＭＣ’ｂがＣＣＭｏを送信する。

しかしながら、このような方式を用いた場合、特に、バックアップ用の管理カードＭＣ’ｂがアクティブ状態ＡＣＴに遷移するまでにある程度の期間を要し、例えば、その期間が所定のＣＣＭフレームの送信間隔を大きく超えるような場合がある。その結果、当該スイッチ装置が、他のスイッチ装置によって障害有りとして認識されてしまうような不具合が生じ得る。すなわち、当該スイッチ装置は、冗長構成として２枚の管理カードを備えているため、一方の管理カードのみに障害が生じた場合でも、装置の視点では他のスイッチ装置から見て正常状態である必要がある。

一方、本実施の形態のスイッチ装置ＳＷでは、図３等に示したように、第１管理カードＭＣｍと第２管理カードＭＣｂの両方が、予め所定の送信間隔でＣＣＭフレームを送信しており、ラインカード（ＬＣ１）がその一方を選択する方式を用いている。当該方式は、図１１（ｂ）に示したようなアクティブ状態ＡＣＴとなった管理カードを選択する方式ではなく、これからＡＣＴになる管理カードを選択する方式とも言える。この選択は、所定の送信間隔に比べて十分に短い期間で行うことが可能であるため、所定のＣＣＭフレームの送信間隔に殆ど影響を及ぼさずに済む。なお、このように、ＣＣＭフレームの送信間隔に比べて十分に短い期間で正しい選択を行えるようにするため、内部ＣＣＭフレームの送信間隔をＣＣＭフレームの送信間隔に比べて十分に短く設定することが望ましい。

（２）ＣＣＭフレームの受信時の効果
イーサネットＯＡＭのＣＣ機能に関し、図４および図５で述べた装置内部での疎通性監視機能の場合と同様に、スイッチ装置は、例えば、他のスイッチ装置からのＣＣＭフレームを所定の受信期間内に受信できなかった場合には、当該他のスイッチ装置の管理情報をＬＯＣ状態に設定する必要がある。さらに、当該スイッチ装置は、当該他のスイッチ装置に向けてＲＤＩビットにフラグが立てられたＣＣＭフレームを送信する必要がある。このような処理は、スイッチ装置の内部状態に関わらず（例えばマスタ用の第１管理カードに障害が生じた場合にも）、同じように行われなければならない。そのためには、マスタ用の第１管理カードＭＣｍとバックアップ用の第２管理カードＭＣｂは、他のスイッチ装置に対する管理情報を共有しておく必要がある。

ここで、比較例［２］のスイッチ装置ＳＷ’の動作方式として、図１１（ａ）に示されるように、他のスイッチ装置からのＣＣＭフレームＣＣＭｉを受信したラインカードＬＣ’１が、アクティブ状態ＡＣＴの管理カード（障害が無い場合にはマスタ用の管理カードＭＣ’ｍ）のみに向けて当該ＣＣＭｉを送信するような方式が考えられる。この場合、バックアップ用の管理カードＭＣ’ｂは、ＭＣ’ｍに障害が生じた場合には、例えば、自身が持つ管理情報をＭＣ’ｍが保持している他のスイッチ装置に対する管理情報で更新するような処理が必要となる。このような管理情報の更新には、ある程度の期間を要する場合がある。その結果、前述した比較例［１］の場合と同様に、所定のＣＣＭフレームの送信間隔を満たせなくなる恐れがある。

一方、本実施の形態のスイッチ装置ＳＷでは、図２等に示したように、ラインカード（例えばＬＣ１）は、他のスイッチ装置からのＣＣＭフレームＣＣＭｉをマスタ用の第１管理カードＭＣｍとバックアップ用の第２管理カードＭＣｂの両方に向けて送信している。ＭＣｍ，ＭＣｂは、当該ＣＣＭｉを受けて、自身が持つ他のスイッチ装置に対する管理情報を個別に更新することができる。このため、装置内部に障害が無い場合には、常に、他のスイッチ装置に対する管理情報が共有された状態を構築できる。その結果、例えば、ＭＣｍに障害が生じた場合、その時点で図１１（ａ）で述べたような管理情報を更新する処理は不要となり、所定のＣＣＭフレームの送信間隔に影響を及ぼさずに済む。

（３）ＣＣＭフレームの送信時および受信時の効果
前述した（１）と（２）の効果の組合せにより、第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂは、他のスイッチ装置に対する管理情報を共有した状態で、当該管理情報を反映した同じＣＣＭフレームをほぼ同じタイミングで生成し、ほぼ同じタイミングで所定のラインカードに向けて送信することになる。すなわち、ＭＣｍ，ＭＣｂは、同様の処理を同期した状態で行っている。そして、ＭＣｍに障害が生じた場合には、（１）で述べたように、所定のラインカードによって迅速に切り替えが行われる。その結果、所定のＣＣＭフレームの送信間隔を十分に満たすことが可能になり、前述したように他のスイッチ装置から見た場合の誤認識の不具合を防止できる。このようなことから、イーサネットＯＡＭの疎通性監視機能に対する耐障害性の向上が実現可能になる。

《ラインカードの構成および動作》
図７（ａ）は、図２のスイッチ装置において、そのラインカードの主要部の概略構成例を示すブロック図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）における内部疎通性監視テーブルの構成例を示す概略図である。図７（ａ）に示すラインカードＬＣは、例えば、フレーム処理部ＦＬＣＴＬと、テーブルユニットＴＢＬＵ１と、複数のポートＰ１，Ｐ２，…，Ｐｋと、管理カード用インタフェースＩＦｍ，ＩＦｂと、ファブリックインタフェースＦＩＦを備える。ＦＬＣＴＬおよびＴＢＬＵ１は、図２の処理部ＬＣＴＬに該当する。なお、ここでは、複数のポートを備えたラインカードを例とするが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ラインカードの中には、高速通信が可能な１個のポートのみを備えたラインカードも存在する。

例えば、図２のラインカードＬＣ１を例とすると、複数のポートＰ１，Ｐ２，…，Ｐｋは、通信回線を介して他のスイッチ装置に適宜接続され、管理カード用インタフェースＩＦｍ，ＩＦｂは、内部通信回線を介して第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂにそれぞれ接続される。また、ファブリックインタフェースＦＩＦは、内部通信回線を介してラインカードＬＣ２〜ＬＣｎにそれぞれ接続される。内部通信回線は、図２で述べたバックプレーンＢＰ上に設けられる。

テーブルユニットＴＢＬＵ１には、アドレステーブルＦＤＢや、内部疎通性監視テーブルＩＣＣＴＢＬ１等が保持される。ＦＤＢは、例えば、ＣＡＭ（Content Addressable Memory）等のハードウェアによって構成され、各ポートと各ポートの先に存在する装置・端末等のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスとの関係等が保持される。ＩＣＣＴＢＬ１には、図５で述べたような処理によって得られた装置内部での障害の発生状況が保持される。例えば、ＩＣＣＴＢＬ１には、図７（ｂ）に示すように、監視対象を第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂとして各ＭＣｍ，ＭＣｂに対する疎通状態（ＬＯＣ状態、ＲＤＩ状態、正常状態）が保持される。

フレーム処理部ＦＬＣＴＬは、内部疎通性監視部（第２内部疎通性監視部）ＩＣＣＣＴＬ１と、監視フレーム処理部ＣＣＣＴＬを備え、ＣＣＣＴＬは、図３に示した送信元選択部ＳＥＬを備える。ＦＬＣＴＬは、ＩＣＣＣＴＬ１，ＣＣＣＴＬの処理に加えて、概略的には、テーブルユニットＴＢＬＵ１内のアドレステーブルＦＤＢに基づいて、各ポートＰ１，Ｐ２，…，Ｐｋ間でのフレームの中継や、ファブリックインタフェースＦＩＦを介して他のラインカードとの間でのフレームの中継を行う。ＩＣＣＣＴＬ１は、図５で述べたように、第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂのそれぞれと間で互いに内部ＣＣＭフレーム（内部監視フレーム）ＩＣＣＭを送受信することで、ＭＣｍ，ＭＣｂのそれぞれとの間の疎通性を監視する。そして、ＩＣＣＣＴＬ１は、当該監視結果を前述した内部疎通性監視テーブルＩＣＣＴＢＬ１に保持する。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、図７（ａ）における監視フレーム処理部の概略動作例を示すフロー図である。図８（ａ）には、ＣＣＭフレーム（監視フレーム）の受信時の動作例が示され、図８（ｂ）には、ＣＣＭフレームの送信時の動作例が示される。図８（ａ）において、監視フレーム処理部ＣＣＣＴＬは、複数のポートＰ１，Ｐ２，…，Ｐｋの中の所定のポートで受信したフレームがＣＣＭフレーム（監視フレーム）であるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。ここで、ＣＣＣＴＬは、ＣＣＭフレームである場合、図２に示したように、当該ＣＣＭフレームを複製し（ステップＳ１０２）、管理カード用インタフェースＩＦｍ，ＩＦｂを介して当該ＣＣＭフレームを第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂの両方に向けて送信する（ステップＳ１０３）。その後、ＣＣＣＴＬは、ステップＳ１０１に戻って、同様の処理を繰り返す。

また、図８（ｂ）において、監視フレーム処理部ＣＣＣＴＬ内の送信元選択部ＳＥＬは、管理カード用インタフェースＩＦｍ，ＩＦｂで第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂからのＣＣＭフレーム（監視フレーム）を受信したか否かを判別する（ステップＳ１１１）。ＳＥＬは、ＩＦｍ，ＩＦｂでＣＣＭフレームを受信した場合、内部疎通性監視テーブルＩＣＣＴＢＬ１に変更が有るか否かを判別する（ステップＳ１１２）。変更が無い場合、ＳＥＬは、ステップＳ１１４へ移行する。変更が有る場合、ＳＥＬは、図６で述べたように、内部疎通性監視部（第２内部疎通性監視部）ＩＣＣＣＴＬ１の監視結果（すなわち内部疎通性監視テーブルＩＣＣＴＢＬ１）に基づいて第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂの一方を送信元として選択したのち、ステップＳ１１４へ移行する（ステップＳ１１３）。

次いで、ステップＳ１１４において、送信元選択部ＳＥＬは、選択側の管理カード用インタフェースＩＦｍ，ＩＦｂで受信したＣＣＭフレーム（監視フレーム）を所定のポートから送信し、非選択側のＩＦｍ，ＩＦｂで受信したＣＣＭフレームを破棄する（ステップＳ１１４）。その後、ＳＥＬは、ステップＳ１１１に戻って、同様の処理を繰り返す。このように、ＳＥＬは、第１および第２管理カードＭＣｍ，ＭＣｂの両方からＣＣＭフレームを受信した場合に、その中から一方を選択し、当該選択したＣＣＭフレームを所定のポートから送信する。この際に、ＳＥＬは、内部疎通性監視部（第２内部疎通性監視部）ＩＣＣＣＴＬ１の監視結果（すなわち内部疎通性監視テーブルＩＣＣＴＢＬ１）に基づいてＣＣＭフレームの一方を選択する。

《管理カードの構成および動作》
図９（ａ）は、図２のスイッチ装置において、その管理カードの主要部の概略構成例を示すブロック図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）における内部疎通性監視テーブルの構成例を示す概略図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）における疎通性監視テーブルの構成例を示す概略図である。図９（ａ）に示す管理カードＭＣは、例えば、装置管理部ＭＧＣＴＬと、テーブルユニットＴＢＬＵ２と、複数のラインカード用インタフェースＩＦ１，ＩＦ２，…，ＩＦｎを備える。ＭＧＣＴＬおよびＴＢＬＵ２は、図２の管理部ＭＣＴＬに該当する。例えば、図２の第１管理カードＭＣｍを例とすると、ＩＦ１，ＩＦ２，…，ＩＦｎは、内部通信回線を介してラインカードＬＣ１，ＬＣ２，…，ＬＣｎにそれぞれ接続される。内部通信回線は、図２で述べたバックプレーンＢＰ上に設けられる。

テーブルユニットＴＢＬＵ２には、疎通性監視テーブルＣＣＴＢＬや、内部疎通性監視テーブルＩＣＣＴＢＬ２等が保持される。ＩＣＣＴＢＬ２には、図５で述べたような処理によって得られた装置内部での障害の発生状況が保持される。例えば、ＩＣＣＴＢＬ２には、図９（ｂ）に示すように、監視対象を複数のラインカードＬＣ１，ＬＣ２，…，ＬＣｎとして、各ＬＣ１，ＬＣ２，…，ＬＣｎに対する疎通状態（ＬＯＣ状態、ＲＤＩ状態、正常状態）が保持される。ＣＣＴＢＬには、図５と同様の処理によって得られた他のスイッチ装置との間での障害の発生状況が保持される。例えば、ＣＣＴＢＬには、図９（ｃ）に示すように、監視対象を他のスイッチ装置（ＳＷｘｘ，ＳＷｙｙ，…）として、その各スイッチ装置に対する疎通状態（ＬＯＣ状態、ＲＤＩ状態、正常状態）が保持される。

装置管理部ＭＧＣＴＬは、疎通性監視部ＯＡＭＣＴＬと、内部疎通性監視部（第１内部疎通性監視部）ＩＣＣＣＴＬ２とを備える。ＭＧＣＴＬは、ＯＡＭＣＴＬ，ＩＣＣＣＴＬ２の処理に加えて、概略的には、複数のラインカードの各種設定や動作状態等の管理を含めて装置全体を管理する。ＩＣＣＣＴＬ２は、図５で述べたように、複数のラインカードＬＣ１，ＬＣ２，…，ＬＣｎのそれぞれと間で互いに内部ＣＣＭフレーム（内部監視フレーム）を送受信することで、複数のラインカードのそれぞれとの間の疎通性を監視する。そして、ＩＣＣＣＴＬ２は、当該監視結果を前述した内部疎通性監視テーブルＩＣＣＴＢＬ２に保持する。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、図９（ａ）における疎通性監視部の概略動作例を示すフロー図である。図１０（ａ）には、ＣＣＭフレーム（監視フレーム）の受信時の動作例が示され、図１０（ｂ）には、ＣＣＭフレームの送信時の動作例が示される。図１０（ａ）において、疎通性監視部ＯＡＭＣＴＬは、所定の受信期間内にラインカード用インタフェースＩＦ１，ＩＦ２，…，ＩＦｎで監視対象（図１の管理ポイントＭＥＰ）からのＣＣＭフレームを全て受信できたか否かを判別する（ステップＳ２０１）。ＣＣＭフレームを受信できなかった監視対象が有る場合、ＯＡＭＣＴＬは、疎通性監視テーブルＣＣＴＢＬにおいて、当該監視対象をＬＯＣ状態に設定する（ステップＳ２０４）。続いて、ＯＡＭＣＴＬは、ＬＯＣ状態の監視対象のＲＤＩビットにフラグを立てる（ステップＳ２０５）。

一方、疎通性監視部ＯＡＭＣＴＬは、ステップＳ２０１において、ＣＣＭフレームを受信できなかった監視対象が無い場合、ステップＳ２０４でＬＯＣ状態に設定されていた監視対象を正常状態に変更する（ステップＳ２０２）。次いで、ＯＡＭＣＴＬは、ステップＳ２０１で受信した各ＣＣＭフレームにおけるＲＤＩビットのフラグの有無を判別する。ＯＡＭＣＴＬは、疎通性監視テーブルＣＣＴＢＬにおいて、フラグが有るＣＣＭフレームの送信元となる監視対象をＲＤＩ状態に、フラグが無いＣＣＭフレームの送信元となる監視対象を正常状態にそれぞれ設定する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３またはステップＳ２０５の後、ＯＡＭＣＴＬは、受信期間をリセットし、ステップＳ２０１に戻る（ステップＳ２０５）。

また、図１０（ｂ）において、疎通性監視部ＯＡＭＣＴＬは、ＣＣＭフレーム（監視フレーム）を生成する（ステップＳ２１１）。この際に、図１０（ａ）のステップＳ２０５に該当する監視対象に向けては、ＲＤＩビットにフラグが立てられたＣＣＭフレームを生成する。次いで、ＯＡＭＣＴＬは、所定の送信期間を経過したのち（ステップＳ２１２）、ステップＳ２１１で生成したＣＣＭフレームを所定のラインカードに向けて送信する（ステップＳ２１３）。特に限定はされないが、ＯＡＭＣＴＬは、例えば、図１０（ａ）のステップＳ２０５に該当する監視対象に向けてはユニキャストで送信し、それ以外の監視対象に向けてはマルチキャストで送信する。その後、ＯＡＭＣＴＬは、送信期間をリセットし、ステップＳ２１１に戻る（ステップＳ２１４）。

なお、図８（ａ）および図８（ｂ）に示した処理内容や、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示した処理内容は、特にこれらに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。すなわち、ラインカードや管理カードは、図２〜図６のような処理を実行する機能を備えていればよく、例えば、各スイッチ装置間でのＣＣＭフレームの処理内容に関しては、イーサネットＯＡＭの通信規格に基づくものであればよい。

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。

ＡＣＴ アクティブ状態
ＢＰ バックプレーン
ＣＣＣＴＬ 監視フレーム処理部
ＣＣＭ ＣＣＭフレーム（監視フレーム）
ＣＣＴＢＬ 疎通性監視テーブル
ＦＤＢ アドレステーブル
ＦＩＦ ファブリックインタフェース
ＦＬＣＴＬ フレーム処理部
ＩＣＣＣＴＬ 内部疎通性監視部（第２内部疎通性監視部）
ＩＣＣＭ，ＲＤＩＭ 内部ＣＣＭフレーム（内部監視フレーム）
ＩＣＣＴＢＬ 内部疎通性監視テーブル
ＩＦ インタフェース
ＬＣ，ＬＣ’ ラインカード
ＬＣＴＬ 処理部
ＭＣ，ＭＣ’ 管理カード
ＭＣＴＬ 管理部
ＭＧＣＴＬ 装置管理部
ＮＷ ネットワーク網
ＯＡＭＣＴＬ 疎通性監視部
Ｐ ポート
ＳＢＹ スタンバイ状態
ＳＥＬ 送信元選択部
ＳＷ，ＳＷ’ スイッチ装置（ネットワーク中継装置）
ＴＢＬＵ テーブルユニット

Claims (4)

1. それぞれがポートを持ち、フレームの中継を行う複数のラインカードと、
   前記複数のラインカードにそれぞれ接続され、前記複数のラインカードを管理する第１管理カードと、
   前記複数のラインカードにそれぞれ接続され、前記複数のラインカードを管理する第２管理カードと、を備え、
   前記第１および第２管理カードの一方はメイン用であり、前記第１および第２管理カードの他方は、前記メイン用に障害が生じた場合のバックアップ用であり、
   前記第１および第２管理カードは、共に、装置間の疎通性を確認するための監視フレームを生成し、前記監視フレームを前記複数のラインカードの中の所定のラインカードに向けて送信する疎通性監視部を備え、
   前記複数のラインカードのそれぞれは、前記第１および第２管理カードの両方から前記監視フレームを受信した場合に、当該両方の監視フレームの中から一方を選択し、当該選択した監視フレームを前記ポートから送信する監視フレーム処理部を備える、ネットワーク中継装置。
2. 請求項１記載のネットワーク中継装置において、
   前記第１および第２管理カードのそれぞれは、さらに、前記複数のラインカードのそれぞれとの間で互いに内部監視フレームを送受信することで、前記複数のラインカードのそれぞれとの間の疎通性を監視する第１内部疎通性監視部を備え、
   前記複数のラインカードのそれぞれは、さらに、前記第１および第２管理カードのそれぞれとの間で互いに前記内部監視フレームを送受信することで、前記第１および第２管理カードのそれぞれとの間の疎通性を監視する第２内部疎通性監視部を備え、
   前記監視フレーム処理部は、前記第２内部疎通性監視部の監視結果に基づいて前記両方の監視フレームの中から一方を選択する、ネットワーク中継装置。
3. 請求項１又は２記載のネットワーク中継装置において、
   前記監視フレーム処理部は、さらに、他の装置で生成された装置間の疎通性を確認するための監視フレームを前記ポートで受信した場合に、当該監視フレームを前記第１および第２管理カードの両方に向けて送信する、ネットワーク中継装置。
4. それぞれがポートを持ち、フレームの中継を行う複数のラインカードと、
   前記複数のラインカードにそれぞれ接続され、前記複数のラインカードを管理する第１管理カードと、
   前記複数のラインカードにそれぞれ接続され、前記複数のラインカードを管理する第２管理カードと、を備え、
   前記第１および第２管理カードの一方はメイン用であり、前記第１および第２管理カードの他方は、前記メイン用に障害が生じた場合のバックアップ用であり、
   前記第１および第２管理カードは、共に、装置間の疎通性を確認するための監視フレームを生成し、前記監視フレームを前記複数のラインカードの中の所定のラインカードに向けて送信する疎通性監視部を備え、
   前記複数のラインカードのそれぞれは、前記第１および第２管理カードの両方から前記監視フレームを受信した場合に、当該両方の監視フレームの中から一方を選択し、当該選択した監視フレームを前記ポートから送信する監視フレーム処理部を備え、
   前記第１および第２管理カードのそれぞれは、さらに、前記複数のラインカードのそれぞれとの間で互いに内部監視フレームを送受信することで、前記複数のラインカードのそれぞれとの間の疎通性を監視する第１内部疎通性監視部を備え、
   前記複数のラインカードのそれぞれは、さらに、前記第１および第２管理カードのそれぞれとの間で互いに前記内部監視フレームを送受信することで、前記第１および第２管理カードのそれぞれとの間の疎通性を監視する第２内部疎通性監視部を備え、
   前記監視フレーム処理部は、前記第２内部疎通性監視部の監視結果に基づいて前記両方の監視フレームの中から一方を選択し、
   前記疎通性監視部は、第１送信間隔で前記監視フレームを生成し、
   前記第１および第２内部疎通性監視部は、前記第１送信間隔よりも短い第２送信間隔で前記内部監視フレームを生成する、ネットワーク中継装置。

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