JP6032074B2 - 中継システム、中継装置、中継方法 - Google Patents

Description

本発明は、中継システム、中継装置及び中継方法に関する。

通信ネットワークのネットワークトポロジーとして、リング型トポロジーが知られている。リング型トポロジーは、例えばブリッジやLayer 2（Ｌ２）スイッチなどの中継装置が環状に接続されたネットワーク構成である。リング型トポロジーでは、例えリングの一部に通信障害が発生しても迂回経路が確保されるため、通信ネットワークの信頼性が高まる。また、リング型トポロジーの通信ネットワーク（以下、リングネットワークという。）では、例えば宛先不明のフレームが周回することを回避するために、周回するフレームを破棄するためのブロックポイントが知られている。

上述したリングネットワークにおいて、Virtual Local Area Network（ＶＬＡＮ：仮想ＬＡＮ）を利用することも知られている。ＶＬＡＮは、フレームにＶＬＡＮを識別する識別子を含めることによって１つの物理的な通信ネットワークであっても複数の通信ネットワークを仮想的に実現する技術である。ＶＬＡＮにより、リングネットワークを構成する中継装置の有効利用が図られている。

ＶＬＡＮを利用したリングネットワークでは、ＶＬＡＮ毎にブロックポイントを設定し、最小ホップ数の通信経路を有するＶＬＡＮを最適な通信経路として選択する技術も知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２６１８０６号公報

ところで、ＶＬＡＮを利用したリングネットワークに、例えば上述したような宛先不明のフレームが流入すると、ＶＬＡＮ毎に設定されたブロックポイントで破棄されるまでそのフレームは基本的に全ての中継装置を周回する。ところが、識別子が同じＶＬＡＮでは、リング上で1つの通信経路しか割り当てることができず、その通信経路を利用できるユーザは１人である。ＶＬＡＮの識別子の最大数はThe Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.（ＩＥＥＥ）８０２．１Ｑで定められているため、識別子の数が増加していくとＶＬＡＮを利用したリングネットワークを実現できなくなるおそれがある。

そこで、１つの側面では、本発明は、通信障害の影響を抑えつつ、ＶＬＡＮの最大数を超えるユーザ数でリングネットワークを実現できる中継システム、中継装置及び中継方法を提供する。

本明細書に開示の中継システムは、フレームを中継する中継装置がリング状に接続された中継システムであって、前記中継装置は、受信したフレームが前記中継システムの外部から前記中継システムに流入したデータフレームである場合に、同一のＶＬＡＮにおいて互いに重ならずに設定された複数の通信経路に従って前記データフレームを中継する中継手段と、隣接する中継装置との間の通信障害が検出された場合に、各中継装置に記憶された情報を周回しながら収集して格納する第１の制御フレームを送信する送信手段と、受信したフレームが前記第１の制御フレームである場合であって、該第１の制御フレームに最後の中継措置に記憶された情報が格納されていたときに、前記第１の制御フレームに格納された各情報に基づいて、前記中継手段によって中継されるデータフレームに前記通信障害の影響が有るか無いかをＶＬＡＮ単位に判断する判断手段と、前記情報のうち優先的に救済する通信経路を決定する優先情報に基づいて、前記判断手段によって前記通信障害の影響が有ると判断されたＶＬＡＮにおける設定された通信経路を切り替える切替手段と、を有する中継システムである。

本明細書に開示の中継装置は、フレームを中継する中継装置であって、受信したフレームが前記中継装置の少なくとも３つがリング状に接続された中継システムの外部から前記中継システムに流入したデータフレームである場合に、同一のＶＬＡＮにおいて互いに重ならずに設定された複数の通信経路に従って前記データフレームを中継する中継手段と、隣接する中継装置との間の通信障害が検出された場合に、前記中継システムに含まれる各中継装置に記憶された情報を周回しながら収集して格納する制御フレームを送信する送信手段と、受信したフレームが前記制御フレームである場合であって、該制御フレームに最後の中継措置に記憶された情報が格納されていたときに、前記制御フレームに格納された各情報に基づいて、前記中継手段によって中継されるデータフレームに前記通信障害の影響が有るか無いかをＶＬＡＮ単位に判断する判断手段と、前記情報のうち優先的に救済する通信経路を決定する優先情報に基づいて、前記判断手段によって前記通信障害の影響が有ると判断されたＶＬＡＮにおける設定された通信経路を切り替える切替手段と、を有する中継装置である。

本明細書に開示の中継方法は、フレームを中継する中継装置がリング状に接続された中継システムで実行される中継方法であって、受信したフレームが前記中継システムの外部から前記中継システムに流入したデータフレームである場合に、同一のＶＬＡＮにおいて互いに重ならずに設定された複数の通信経路に従って前記データフレームを中継する中継ステップと、隣接する中継装置との間の通信障害が検出された場合に、各中継装置に記憶された情報を周回しながら収集して格納する制御フレームを送信する送信ステップと、受信したフレームが前記制御フレームである場合であって、該制御フレームに最後の中継措置に記憶された情報が格納されていたときに、前記制御フレームに格納された各情報に基づいて、前記中継ステップによって中継されるデータフレームに前記通信障害の影響が有るか無いかをＶＬＡＮ単位に判断する判断ステップと、前記情報のうち優先的に救済する通信経路を決定する優先情報に基づいて、前記判断ステップによって前記通信障害の影響が有ると判断されたＶＬＡＮにおける設定された通信経路を切り替える切替ステップと、を有する中継方法である。

本明細書に開示の中継システム、中継装置及び中継方法によれば、通信障害の影響を抑えつつ、ＶＬＡＮの最大数を超えるユーザ数でリングネットワークを実現できる。

図１は、中継システムの構成を概略的に示す図である。 図２は、ノードのブロック図の一例である。 図３（ａ）は、リングポートテーブルの一例である。図３（ｂ）は、アクセスポートテーブルの一例である。図３（ｃ）は、設定された通信経路の一例である。 図４は、監視制御部のブロック図の一例である。 図５は、ノードのハードウェア構成の一例である。 図６は、通信障害を検出したノードで実行される処理ステップを例示するフローチャートである。 図７（ａ）〜図７（ｄ）は、通信障害が発生した場合におけるフレームへの影響をＶＬＡＮ毎に説明するための図である。 図８は、第１制御フレームのフォーマットの一例である。 図９は、第１制御フレームを受信したノードで実行される処理ステップを例示するフローチャートである。 図１０（ａ）は、第１制御フレームのＤａｔａ領域の一例である。図１０（ｂ）は、第１制御フレームのＤａｔａ領域の他の一例である。図１０（ｃ）は、影響判断用テーブルの一例である。 図１１（ａ）は、影響有無テーブルの一例である。図１１（ｂ）は、切替要否テーブルの一例である。 図１２は、第２制御フレームを受信したノードで実行される処理ステップを例示するフローチャートである。 図１３は、第２乃至第５制御フレームのフォーマットの一例である。 図１４（ａ）は、設定された通信経路の一例である。図１４（ｂ）は、リングポートテーブルの一例である。図１４（ｃ）は、アクセスポートテーブルの一例である。 図１５は、第３制御フレームを受信したノードで実行される処理ステップを例示するフローチャートである。 図１６（ａ）は、設定された通信経路の一例である。図１６（ｂ）は、リングポートテーブルの一例である。図１６（ｃ）は、アクセスポートテーブルの一例である。 図１７は、通信障害の回復を検出したノードで実行される処理ステップを例示するフローチャートである。 図１８は、第４制御フレームを受信したノードで実行される処理ステップを例示するフローチャートである。 図１９（ａ）は、設定された通信経路の一例である。図１９（ｂ）は、リングポートテーブルの一例である。図１９（ｃ）は、アクセスポートテーブルの一例である。 図２０は、第５制御フレームを受信したノードで実行される処理ステップを例示するフローチャートである。 図２１（ａ）は、設定された通信経路の一例である。図２１（ｂ）は、リングポートテーブルの一例である。図２１（ｃ）は、アクセスポートテーブルの一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

図１は、中継システムＳの構成を概略的に示す図である。
中継システムＳは、ノード１００−１〜１００−８、光ファイバケーブル２０１，２０２及びOperations Support Systems（ＯＳＳ）３００を有している。中継システムＳは、図１に示すように、８つのノード１００−１〜１００−８がリング状に接続された構成を有する。尚、中継システムＳは、ノード１００−１〜１００−８の少なくとも３つがリング状に接続されれば実現できる。

ノード１００−１〜１００−８は、それぞれフレームを中継する。例えば、ノード１００−１は、隣接するノード１００−２から送信されたフレームを隣接するノード１００−８に中継する。ノード１００−１は、隣接するノード１００−２と２本の光ファイバケーブル２０１，２０２で接続されている。残りのノード１００−２〜１００−８についても同様である。光ファイバケーブル２０１，２０２の一方は、時計回りに流れるフレームのために使用される。光ファイバケーブル２０１，２０２の他方は、反時計回りに流れるフレームのために使用される。尚、ノード１００−１〜１００−８としては、例えばブリッジやＬ２スイッチなどがある。

ノード１００−１〜１００−８の少なくとも１つは、中継システムＳの外部に設置されたシステム外装置と光ファイバケーブルによって接続されている。システム外装置としては、例えばPersonal Computer（ＰＣ）、サーバー、ルーターなどがある。システム外装置から別のシステム外装置に向けて送信されたフレーム（以下、データフレームという。）は、中継システムＳに入り、例えばノード１００−３〜１００−６によって中継され、別のシステム外装置に送信される。

ＯＳＳ３００は、ノード１００−１〜１００−８を管理することによって中継システムＳの運用を支援する。具体的には、ＯＳＳ３００は中継システムＳを管理する管理者によって操作される。ＯＳＳ３００は、操作に基づいてノード１００−１〜１００−８に各種の指示を与える。指示された内容に基づいてノード１００−１〜１００−８の各種動作が制御される。

次に、上述したノード１００−１〜１００−８の詳細について図２を参照して説明する。尚、ノード１００−１〜１００−８は、それぞれ同様の構成を有するため、一例としてノード１００−１をノード１００として説明する。

図２は、ノード１００のブロック図の一例である。
ノード１００は、第１のリングポート１１０、制御フレーム受信部１２０，１２１、監視制御部１３０、制御フレーム送信部１４０，１４１、ＶＬＡＮ別分割部１５０，１５１，１５２、中継部１６０、ＶＬＡＮ別統合部１７０，１７１，１７２、第２のリングポート１８０、第１のアクセスポート１９０を有している。尚、第２及び第３のアクセスポートは省略して示されている。
第１のリングポート１１０は、受信部１１１と送信部１１２を含んでいる。第２のリングポート１８０は、受信部１８１と送信部１８２を含んでいる。第１のアクセセスポート１９０は、受信部１９１と送信部１９２を含んでいる。第２及び第３のアクセスポートも同様である。

受信部１１１，１８１は、隣接するノード（例えば、ノード１００−２やノード１００−８）から送信されたフレームを受信する。受信部１９１は、システム外装置から送信されたフレームを受信する。受信部１１１，１８１は、フレームを受信すると、そのフレームがノード１００を制御するための制御フレームであるか否かを判断する。詳細は後述するが、当該判断はフレームのＶＬＡＮ ｔａｇ領域に含まれるタイプ値に基づいて行われる。フレームが制御フレームである場合には、受信部１１１，１８１は対応する制御フレーム受信部１２０，１２１に制御フレームを送信する。フレームが制御フレームでない場合には、受信部１１１，１８１は対応するＶＬＡＮ別分割部１５０，１７１にフレームを送信する。受信部１９１は、フレームをＶＬＡＮ別分割部１５２に送信する。尚、フレームが制御フレームでない場合とは、例えばフレームがデータフレームである場合をいう。また、受信部１１１，１８１は、隣接するノード１００との通信状態を管理し、これを監視制御部１３０に送信する。

制御フレーム受信部１２０，１２１は、受信部１１１，１８１から送信された制御フレームを受信する。制御フレーム受信部１２０，１２１は、受信した制御フレームを監視制御部１３０に送信する。
制御フレーム送信部１４０，１４１は、監視制御部１３０による制御に基づいて、各種の制御フレームを生成する。制御フレーム送信部１４０，１４１は、生成した制御フレームを対応するＶＬＡＮ別分割部１５０，１７１に送信する。

ＶＬＡＮ別分割部１５０，１５２，１７１は、受信部１１１，１８１，１９１または制御フレーム送信部１４０，１４１から送信されたフレームを受信する。ＶＬＡＮ別分割部１５０は、受信したフレームのＶＬＡＮ ＩＤを確認する。ＶＬＡＮ ＩＤは、ＶＬＡＮを識別するための識別子である。詳細は後述するが、ＶＬＡＮ ＩＤはフレームのＶＬＡＮ ｔａｇ領域に含まれている。ＶＬＡＮ別分割部１５０は、ＶＬＡＮ ＩＤを確認すると、受信したフレームを中継部１６０に送信する。具体的には、中継部１６０に含まれる複数のＶＬＡＮ別スイッチ１６１のうち対応するＶＬＡＮ別スイッチに送信される。このように、ＶＬＡＮ別分割部１５０によってフレームがＶＬＡＮ毎に論理的に振り分けられ、ＶＬＡＮ毎に異なる中継処理が実行される。このため、物理的な１つの通信ネットワークが複数の論理的な通信ネットワークに分割される。

中継部１６０は、ＶＬＡＮ別分割部１５０，１５２，１７１からフレームを受信する。中継部１６０は、複数のＶＬＡＮ別スイッチ１６１を備えている。ＶＬＡＮ別スイッチ１６１は、監視制御部１３０によって制御される。具体的には、監視制御部１３０によってＶＬＡＮ別スイッチ１６１のオンとオフがＶＬＡＮ毎に切り替えられる。ＶＬＡＮ別スイッチ１６１がオンの場合には、中継部１６０は受信したフレームをＶＬＡＮ別統合部１５１，１７０，１７２のいずれかに送信する。ＶＬＡＮ別スイッチ１６１がオフの場合には、中継部１６０は受信したフレームを破棄する。このように、中継部１６０は、受信したフレームをＶＬＡＮ別統合部１５１，１７０，１７２のいずれかに中継したりしなかったりする。尚、本実施形態では基本的にＶＬＡＮ別スイッチ１６１はオンとなっている。

ＶＬＡＮ別統合部１５１，１７０，１７２は、中継部１６０から送信されたフレームをＶＬＡＮ毎に受信する。ＶＬＡＮ別統合部１５１，１７０，１７２は、ＶＬＡＮ毎に受信したフレームを、ＶＬＡＮを区別せずに対応する送信部１１２，１８２，１９２に送信する。このように、ＶＬＡＮ毎に中継処理が行われ、ＶＬＡＮ別統合部１７０によって再び複数の論理的な通信ネットワークが物理的な１つの通信ネットワークに統合される。

送信部１１２，１８２，１９２は、ＶＬＡＮ別統合部１５１，１７０，１７２からフレームを受信する。送信部１１２，１８２は、フレームを受信すると隣接するノード（例えば、ノード１００−２やノード１００−８）にフレームを送信する。送信部１９２は、フレームを受信するとシステム外装置にフレームを送信する。尚、送信部１１２，１８２は、隣接するノード１００との通信状態を管理し、これを監視制御部１３０に送信する。

このように、ノード１００は一方向に流れるフレームを隣接するノードにＶＬＡＮ毎に中継したり中継しなかったりする。逆方向に流れるフレームについても同様である。例えば、隣接するノードから受信部１１１が受信したフレームは、中継部１６０によってＶＬＡＮ毎に中継可否が判断されて、送信部１８２から隣接するノードに送信されたり、送信部１９２からシステム外装置に送信されたりする。隣接するノードから受信部１８１が受信したフレームは、中継部１６０によってＶＬＡＮ毎に中継可否が判断されて、送信部１１２から隣接するノードに送信されたり、送信部１９２からシステム外装置に送信されたりする。

ＯＳＳ通信部１９３は、ＯＳＳ３００と通信する。ＯＳＳ通信部１９３は、ＯＳＳ３００によって指示された指示内容を受信して、監視制御部１３０に送信する。監視制御部１３０は、受信した指示内容に基づいて中継部１６０の中継可否を切り替える。すなわち、中継部１６０は、手動によるスイッチ設定も可能である。この結果、回線効率の良い通信経路の設定が可能となる。ＯＳＳ通信部１９３は、中継部１６０のオン／オフの状況をＯＳＳ３００に送信する。

テーブル記憶部１９４は、各種のテーブルを記憶する。テーブル記憶部１９４は、例えばリングポートテーブル、アクセスポートテーブル、影響判断用テーブル、影響有無テーブル及び切替要否テーブルを記憶する。テーブル記憶部１９３は、監視制御部１３０によって参照され、必要に応じてテーブルの内容が書き替えられる。

続いて、上述したリングポートテーブル及びアクセスポートテーブルの詳細について図３を参照して説明する。

図３（ａ）は、リングポートテーブルの一例である。図３（ｂ）は、アクセスポートテーブルの一例である。図３（ｃ）は、設定された通信経路の一例である。尚、リングポートテーブル及びアクセスポートテーブルのいずれもがＶＬＡＮ ＩＤ「０」〜「４０９５」を有するが、一例としてＶＬＡＮ ＩＤ「１００」の場合を説明する。後述するリングポートテーブル及びアクセスポートテーブルについても同様である。また、リングポートテーブルもアクセスポートテーブルも、ノード１００−１〜１００−８のそれぞれに記憶される。

リングポートテーブルは、図３（ａ）に示すように、ＶＬＡＮ、Ｐｏｒｔ、送受設定及び変更有無を有する。ＶＬＡＮは、ＶＬＡＮ ＩＤを示している。Ｐｏｒｔは、第１及び第２のリングポート１１０，１８０のそれぞれに割り当てられたポート番号を示している。例えば、第１のリングポート１１０にポート番号「１」が接続端部として割り当てられる。第２のリングポート１８０にポート番号「２」が接続端部として割り当てられる。送受設定は、第１及び第２のリングポート１１０，１８０の送受可否を示している。例えば、第１のリングポート１１０に送受信させる場合には、送受設定「ＯＮ」が登録される。この結果、受信部１１１は受信可能となり、送信部１１２は送信可能となる。逆に、第１のリングポート１１０に送受信させない場合には、送受設定「ＯＦＦ」が登録される。第２のリングポート１８０も同様である。送受設定は、監視制御部１３０によって書き替えられる。変更有無は、通信経路の変更有無を示している。例えば、ＯＳＳ３００を通じて手動で通信経路が設定された後に、通信経路が変更された場合、変更有無「有」に書き替えられる。通信経路が監視制御部１３０によって変更されてから、ＯＳＳ３００を通じて手動で設定された通信経路に戻された場合、変更有無「無」に書き替えられる。

アクセスポートテーブルは、図３（ｂ）に示すように、ＶＬＡＮ、Ｐｏｒｔ、送受設定及び優先度を有する。ＶＬＡＮは、ＶＬＡＮ ＩＤを示している。Ｐｏｒｔは、第１乃至第３のアクセスポート１９０にそれぞれ割り当てられたポート番号を示している。例えば、第１のアクセスポート１９０にポート番号「３」が割り当てられる。第２のアクセスポートにポート番号「４」が割り当てられる。第３のアクセスポートにポート番号「５」が割り当てられる。送受設定は、第１乃至第３のアクセスポート１９０の送受可否を示している。例えば、第１のアクセスポート１９０に送受信させる場合には、送受設定「ＯＮ」が登録される。この結果、受信部１９１は受信可能となり、送信部１９２は送信可能となる。逆に、第１のアクセスポート１９０に送受信させない場合には、送受設定「ＯＦＦ」が登録される。第２及び第３のアクセスポートも同様である。送受設定は、監視制御部１３０によって書き替えられる。優先度は、通信障害が発生した場合に、救済する通信経路の優先度を示している。優先度「High」は、通信障害が発生した場合に、救済する通信経路を示している。優先度「Low」は、通信障害が発生した場合に、救済しない通信経路を示している。優先度「-」は、通信経路が設定されていないことを示している。尚、優先度「High」は、同一のＶＬＡＮ（例えばＶＬＡＮ「１００」）において、１つの通信経路にのみ設定できる。優先度「Low」は、同一のＶＬＡＮ（例えばＶＬＡＮ「１００」）において、複数の通信経路に設定できる。

以上説明したリングポートテーブル及びアクセステーブルによって、中継システムＳは、図３（ｃ）に示すように、通信経路Ｒ１，Ｒ２が一意に決定される。通信経路Ｒ１，Ｒ２は、例えば回線効率などに基づいてＯＳＳ３００を通じて決定される。図３（ｃ）において、ノード１００−１にはその中にノードＩＤ「１」が示されている。残りのノード１００−２〜１００−８についても同様である。また、各ノード１００−１〜１００−８の外には、Ｐｏｒｔ ＩＤが示されている。例えば、ノード１００−３のアクセスポート「５」には、図３（ｂ）を参照すると、優先度「High」が登録されている。ノード１００−３のリングポート「１」には、図３（ａ）を参照すると、送受設定「ＯＦＦ」が登録され、リングポート「２」には、送受設定「ＯＮ」が登録されている。このため、アクセスポート「５」からノード１００−３に流入したデータフレームＦは、リングポート「２」を介してノード１００−４に中継される。そして、ノード１００−６のアクセスポート「５」から流出する。データフレームｆについても同様に中継システムＳに流入し、中継システムＳから流出する。このように、送受設定「ＯＮ」及び「ＯＦＦ」、並びに優先度「High」及び「Low」によって通信障害が発生した場合に救済する通信経路Ｒ１と救済しない通信経路Ｒ２が設定される。尚、優先度「High」の通信経路Ｒ１と優先度「Low」の通信経路Ｒ２は互いに重ならずに設定されている。このため、ＶＬＡＮの最大数を超えるユーザ数で中継システムＳを利用できる。また、各ノードのリングポート「１」は、隣接するノードのリングポート「２」と接続されている。

続いて、上述した監視制御部１３０の詳細について図４を参照して説明する。

図４は、監視制御部１３０のブロック図の一例である。
監視制御部１３０は、図４に示すように、通信障害検出部１３１、影響有無判断部１３２及び通信経路切替部１３３を含んでいる。

通信障害検出部１３１は、受信部１１１，１８１及び送信部１１２，１８２から送信される通信状態に基づいて、隣接するノードとの間の通信障害を検出する。例えば、光ファイバケーブル２０１，２０２の断線や光ファイバケーブルの汚染などによって、受信部１１１，１８１や送信部１１２，１８２による光通信が不可能となり、通信状態が送信されなくなった場合に通信障害が検出される。通信障害検出部１３１は、通信障害を検出した場合、制御フレーム送信部１４０，１４１に制御フレームを生成させる。例えば、受信部１１１又は送信部１１２から通信状態が送信された場合には、制御フレーム送信部１４０に制御フレームを生成させる。受信部１８１又は送信部１８２から通信状態が送信された場合には、制御フレーム送信部１４１に制御フレームを生成させる。

影響有無判断部１３２は、制御フレーム受信部１２０，１２１によって受信された制御フレームが各ノード１００−１〜１００−８に記憶された情報を収集して格納した第１制御フレームである場合であって、該第１制御フレームに最後のノードに記憶された情報が格納されていたときに、第１制御フレームに格納された各情報に基づいて、中継部１６０によって中継されるデータフレームに通信障害の影響が有るか無いかをＶＬＡＮ単位に判断する。

通信経路切替部１３３は、第１制御フレームに格納された各情報のうち優先的に救済する通信経路を決定する優先度としての優先情報に基づいて、影響有無判断部１３２によって通信障害の影響が有ると判断されたＶＬＡＮにおける設定された通信経路を切り替える。例えば、通信経路切替部１３３は、テーブル記憶部１３４に記憶されたリングポートテーブル及びアクセスポートテーブルの登録内容を書き替える。さらに、通信経路切替部１３３は、受信部１１１，１８１，１９１によるデータフレームの受信及び受信停止並びに送信部１１２，１８２，１９２によるデータフレームの送信及び送信停止を切り替える。これらの処理によって、データフレームの通信経路がＶＬＡＮ毎に切り替えられる。

続いて、上述したノード１００のハードウェア構成について図５を参照して説明する。

図５は、ノード１００のハードウェア構成の一例である。
ノード１００は、Central Processing Unit（ＣＰＵ）１００ａ、Random Access Memory（ＲＡＭ）１００ｂ、及びField-Programmable gate array（ＦＰＧＡ）１００ｃを含んでいる。ノード１００は、Small Form-Factor Pluggable（ＳＦＰ）１１１ａ，１１２ａ，１８１ａ，１８２ａ，１９１ａ，１９２ａ、Physical Layer Chip（ＰＨＹチップ）１１１ｂ，１１２ｂ，１８１ｂ，１８２ｂ，１９１ｂ，１９２ｂ及びRegistered Jack 45（ＲＪ−４５）を含んでいる。これらの各機器は、電気信号を通信する通信路１００ｄに接続されている。少なくともＣＰＵ１００ａとＲＡＭ１００ｂとが協働することによってコンピュータが実現される。

具体的には、ＲＡＭ１００ｂは、例えばＲＯＭなどに記憶されたプログラムを読み込む。読み込まれたプログラムをＣＰＵ１００ａが実行することにより、監視制御部１３０の通信障害検出部１３１、影響有無判断部１３２及び通信経路切替部１３３の機能が実現される。また、読み込まれたプログラムをＣＰＵ１００ａが実行することにより、後述するノード１００の動作が実行される。尚、制御プログラムは、後述するフローチャートに応じたものとすればよい。また、ＲＡＭ１００ｂには上述した各種のテーブルが記憶される。

ＳＦＰ１１１ａ，１８２ａは、光ファイバケーブル２０１と接続される。ＳＦＰ１１２ａ，１８１ａは、光ファイバケーブル２０２と接続される。ＳＦＰ１９１ａ，１９２ａは、システム外装置と繋がる光ファイバケーブルと接続される。ＳＦＰ１１１ａ，１１２ａ，１８１ａ，１８２ａ，１９１ａ，１９２ａは、光信号を電気信号に変換したり、電気信号を光信号に変換したりする。
ＰＨＹチップ１１１ｂ，１１２ｂ，１８１ｂ，１８２ｂ，１９１ｂ，１９２ｂは、アナログ形式の電気信号をデジタル形式のフレームに変換したり、デジタル形式のフレームをアナログ形式の電気信号に変換したりする。また、ＰＨＹチップ１１１ｂ，１１２ｂ，１８１ｂ，１８２ｂ，１９１ｂ，１９２ｂは、フレームが制御フレームであるか否かを判断する。さらに、ＰＨＹチップ１１１ｂ，１１２ｂ，１８１ｂ，１８２ｂ，１９１ｂ，１９２ｂは、ＣＰＵ１００ａによる制御に基づいて、フレームを送受したり送受停止したりする。
ＲＪ−４５ １９３ａは、例えばＬＡＮケーブルの一端と接続される。ＬＡＮケーブルの他端には、ＯＳＳ３００が接続される。

ＦＰＧＡ１００ｃは、設計に基づいてプログラミングされることにより、制御フレーム受信部１２０，１２１、制御フレーム送信部１４０，１４１、ＶＬＡＮ別分割部１５０，１５１，１５２、中継部１６０及びＶＬＡＮ別分割部１７０，１７１，１７２の機能を実現する。

続いて、通信障害が発生した場合のノード１００の動作について説明する。
まず、通信障害を検出したノード１００の動作について図６乃至図８を参照して説明する。

図６は、通信障害を検出したノード１００で実行される処理ステップを例示するフローチャートである。図７（ａ）〜図７（ｄ）は、通信障害が発生した場合におけるフレームＦ，ｆへの影響をＶＬＡＮ毎に説明するための図である。図８は、第１制御フレームのフォーマットの一例である。

図６に示すように、通信障害検出部１３１は、通信障害を検出したか否かを判断する（ステップＳ１０１）。上述したように、通信障害の検出は、受信部１１１，１８１や送信部１１２，１８２から送信される通信状態に基づいて行われる。例えば、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、ノード「４」とノード「５」との間に通信障害が発生すると、ノード「４」のリングポート「２」（図３（ｃ）参照）を通じて通信障害が検出される。尚、ノード「５」のリングポート「１」を通じて通信障害が検出されてもよい。通信障害検出部１３１によって通信障害が検出されない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、処理を終了する。一方、通信障害検出部１３１によって通信障害が検出された場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、制御フレーム送信部１４１は、自ノードのアクセスポートの情報を格納した第１制御フレームを生成する（ステップＳ１０２）。

制御フレーム送信部１４１によって生成される第１制御フレームは、図８に示すように、Destination Address（ＤＡ：宛先アドレス）領域、Source Address（ＳＡ：送信元アドレス）領域、ＶＬＡＮ ｔａｇ領域、Ｔｙｐｅ領域、Ｄａｔａ領域、Frame Check Sequence（ＦＣＳ：フレーム検査シーケンス）領域を含んでいる。特に、ＶＬＡＮ ｔａｇ領域に格納されるタイプ値によって、制御フレームの種類が判断される。例えば、第１制御フレームには、タイプ値「０ｘｆｆｆ４」が割り当てられるため、受信部１１１，１８１は、受信したフレームが第１制御フレームであると判断できる。また、ＶＬＡＮ ｔａｇ領域で指定されるタグ制御情報によってＶＬＡＮ ＩＤが特定される。さらに、Ｄａｔａ領域に格納される各種情報によって、受信部１１１，１８１は、最後のフレームであるか否か、各通信経路の接続情報等を判断できる。

制御フレーム送信部１４１は、ステップＳ１０２の処理ステップが完了すると、次いで通信障害を検出したリングポートと逆のリングポートから第１制御フレームを送信する（ステップＳ１０３）。例えば、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、ノード「４」のリングポート「２」によって通信障害が検出されると、第１制御フレームは、ノード「４」のリングポート「１」から送信される。すなわち、ノード「４」の送信部１１２から第１制御フレームが送信される。

尚、通信障害が発生した場合、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、通信障害の影響を受ける通信経路Ｒ１，Ｒ２（又はフレームＦ，ｆ）は、ＶＬＡＮ毎に相違する。例えば、ＶＬＡＮ「１００」の場合、図７（ａ）に示すように、通信経路Ｒ１（又はフレームＦ）は、通信障害の影響を受けるが、通信経路Ｒ２（又はフレームｆ）は通信障害の影響を受けない。同様に、ＶＬＡＮ「１０１」の場合、図７（ｂ）に示すように、通信経路Ｒ１（又はフレームＦ）は、通信障害の影響を受けない。ＶＬＡＮ「１０２」の場合、図７（ｃ）に示すように、通信経路Ｒ２（又はフレームｆ）は、通信障害の影響を受ける。ＶＬＡＮ「１０３」の場合、図７（ｄ）に示すように、通信経路Ｒ２（又はフレームｆ）は、通信障害の影響を受けない。このため、通信障害の影響を受けるＶＬＡＮに限定して通信経路Ｒ１，Ｒ２を切り替えれば、通信障害の影響を受けないＶＬＡＮについては切替処理に伴う瞬断の影響を受けずに継続利用ができる。

次に、第１制御フレームを受信したノードの１００の動作について図９乃至図１１等を参照して説明する。

図９は、第１制御フレームを受信したノード１００で実行される処理ステップを例示するフローチャートである。図１０（ａ）は、第１制御フレームのＤａｔａ領域の一例である。図１０（ｂ）は、第１制御フレームのＤａｔａ領域の他の一例である。図１０（ｃ）は、影響判断用テーブルの一例である。図１１（ａ）は、影響有無テーブルの一例である。図１１（ｂ）は、切替要否テーブルの一例である。

図９に示すように、まず、制御フレーム受信部１２１は第１制御フレームを受信する（ステップＳ２０１）。より詳細には、受信部１８１がフレームを受信し、受信したフレームが制御フレームであるか否かを判断する。受信部１８１が受信したフレームが制御フレームである場合、受信部１８１から送信された制御フレームを制御フレーム受信部１２１が受信する。尚、制御フレームであるか否か、及び制御フレームの種類が何であるかは、フレームのＶＬＡＮ ｔａｇ領域に格納された情報に基づいて判断される。

ここで、通信障害がノード「４」によって検出された場合、ノード「４」から送信される第１制御フレームは、図１０（ａ）に示すように、ノード「４」に記憶された各種情報を格納する。ノード「４」では、ＶＬＡＮ「１００」〜「１０３」のいずれにおいても優先度が設定されていないため、優先度が設定されていないことを表す優先度「０」が格納される。そして、ノード「４」の情報が格納されていることを表す情報「有」が格納される。一方、ノード「４」以外のノード「１」〜「３」及び「５」〜「８」については、第１制御フレームが到達していないため、情報が格納されていないことを表す情報「無」が格納される。

制御フレーム受信部１２１によって第１制御フレームが受信されると、次いで、影響有無判断部１３２は、第１制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生しているか否かを判断する（ステップＳ２０２）。例えば、ノード「４」から第１制御フレームが送信され、隣接するノード「３」が第１制御フレームを受信した場合（図７参照）、受信したリングポート「２」（図３（ｃ）参照）と逆のリングポート「１」側では通信障害が発生していない。このため、影響有無判断部１３２は、第１制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生していないと判断する（ステップＳ２０２：ＮＯ）。

次いで、影響有無判断部１３２は、自ノードのアクセスポートの情報を第１制御フレームに格納する（ステップＳ２０３）。この結果、ノード「４」の情報が格納されている第１制御フレームに、新たにノード「３」に記憶された情報が格納される。次いで、制御フレーム送信部１４１は、受信したリングポートと逆のリングポートから第１制御フレームを送信する（ステップＳ２０４）。例えば、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示すように、ノード「３」のリングポート「２」から第１制御フレームを受信した場合、第１制御フレームは、ノード「３」のリングポート「１」から送信される。すなわち、ノード「３」の送信部１１２から第１制御フレームが送信される。

このように、第１制御フレームはノード「２」、「１」、「８」、「７」、「６」の順に各ノードに記憶された情報を収集しながら中継されていく。すなわち、第１制御フレームは中継システムＳを周回する。そして、ノード「５」が第１制御フレームを受信する場合、図１０（ｂ）に示すように、第１制御フレームには、ノード「１」〜「４」及び「６」〜「８」の情報が格納されている。例えば、ＶＬＡＮ「１００」では、ノード「３」は優先度「High」が登録されたアクセスポートがあり、リングポート「２」と接続されている。ノード「２」は優先度「Low」が登録されたアクセスポートがあり、リングポート「１」と接続されている。このような情報が格納された第１制御フレームをノード「５」が受信する。

ここで、ノード「５」が第１制御フレームを受信すると、上述したように、受信したリングポートと逆のリングポートで通信障害が発生しているか否か判断される（Ｓ２０２）。ノード「５」のリングポート「２」が第１制御フレームを受信した場合、リングポート「２」と逆のリングポート「１」側では、通信障害が発生している。このため、影響有無判断部１３２は、第１制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生していると判断する（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）。

影響有無判断部１３２は、次いで、受信した第１制御フレームの情報と自ノードの情報に基づいて、影響判断用テーブルを生成する（ステップＳ２０５）。影響判断用テーブルは、図１０（ｃ）に示すように、第１制御フレームに格納された情報とノード「５」に記憶された情報とを含むテーブルである。影響判断用テーブルにより、中継システムＳに設定された通信経路Ｒ１，Ｒ２がＶＬＡＮ毎に特定される。すなわち、図１０（ｃ）に示す影響判断用テーブルは、図７（ａ）〜（ｄ）に示すＶＬＡＮ毎に設定された通信経路Ｒ１，Ｒ２を表している。

影響有無判断部１３２は、次いで、影響有無テーブルを生成する（ステップＳ２０６）。より詳しくは、影響判断用テーブルと以下に記載する判断手法１とに基づいて、影響有無テーブルを生成する。影響有無テーブルは、図１１（ａ）に示すように、ＶＬＡＮ、高優先、及び低優先を有する。高優先は、優先度「High」の通信経路Ｒ１を表す。低優先は、優先度「Low」の通信経路Ｒ２を表す。そして、通信経路Ｒ１，Ｒ２に影響が有るか無いかについてＶＬＡＮ毎に「有り」、「無し」が登録される。

［判断手法１］
第１制御フレームをリングポート「２」から受信した場合、それぞれのＶＬＡＮにおいて、
（Ａ）影響有無テーブルを左から検索して、優先度「High」がリングポート「２」、リングポート「１」の順で格納されている場合、高優先に「有り」が登録される。
（Ｂ）影響有無テーブルを左から検索して、優先度「High」がリングポート「１」、リングポート「２」の順で格納されている場合、高優先に「無し」が登録される。
（Ｃ）影響有無テーブルを左から検索して、優先度「Low」がリングポート「２」、リングポート「１」の順で格納されている場合、低優先に「有り」が登録される。
（Ｄ）影響有無テーブルを左から検索して、優先度「Low」がリングポート「１」、リングポート「２」の順で格納されている場合、低優先に「無し」が登録される。
尚、第１制御フレームをリングポート「１」から受信した場合、判断手法１の格納順序を逆にして判断すればよい。

次いで、影響有無判断部１３２が切替要否テーブルを生成し、通信経路切替部１３３が自ノードの通信経路を切り替える（ステップＳ２０７）。より詳しくは、まず、影響有無テーブルと以下に記載する判断手法２とに基づいて、切替要否テーブルを生成する。切替要否テーブルは、図１１（ｂ）に示すように、ＶＬＡＮ及び切替要否を有する。通信経路Ｒ１，Ｒ２についてＶＬＡＮ毎に「切替要」、「切替不要」が登録される。

［判断手法２］
それぞれのＶＬＡＮにおいて、
（Ａ）影響有無テーブルの高優先が「有り」なら、「切替要」が登録される。
（Ｂ）影響有無テーブルの高優先が「無し」で低優先が「有り」なら、「切替要」が登録される。
（Ｃ）影響有無テーブルの高優先が「無し」で低優先が「無し」なら、「切替不要」が登録される。
すなわち、影響有無テーブルの高優先と低優先のいずれか一方が「有り」なら、「切替要」が登録される。

切替要否テーブルが生成されると、通信経路切替部１３３が自ノードの通信経路を切り替える。具体的には、後述する図１４（ｂ）に示すように、自ノード（例えば、ノード「５」）のリングポートテーブルのうち、通信障害が発生した側のリングポートの送受設定を「ＯＦＦ」に書き替え、変更有無を「有」に書き替える。通信経路切替部１３３は、書き替えられらリングポートテーブルに基づいて、通信障害が発生した側のリングポートによる送受信を停止する。通信経路が切り替えられることで、通信障害が発生した側へのフレームの送信が止まる。

制御フレーム送信部１４１は、ステップＳ２０７の処理ステップが完了すると、次いで第１制御フレームを受信したリングポートと同じリングポートから第２制御フレームを送信する（ステップＳ２０８）。例えばノード「５」において、リングポート「２」によって第１制御フレームを受信した場合、第２制御フレームはリングポート「２」から送信される。

次に、第２制御フレームを受信したノード１００の動作について図１２乃至図１４を参照して説明する。

図１２は、第２制御フレームを受信したノード１００で実行される処理ステップを例示するフローチャートである。図１３は、第２乃至第５制御フレームのフォーマットの一例である。図１４（ａ）は、設定された通信経路の一例である。図１４（ｂ）は、リングポートテーブルの一例である。図１４（ｃ）は、アクセスポートテーブルの一例である。

図１２に示すように、まず、制御フレーム受信部１２１は第２制御フレームを受信する（ステップＳ３０１）。制御フレーム受信部１２１による第２制御フレームの受信は、上述した第１制御フレームの受信と同様である。

制御フレーム送信部１４１によって送信される第２制御フレームは、図１３に示すように、Destination Address（ＤＡ：宛先アドレス）領域、Source Address（ＳＡ：送信元アドレス）領域、ＶＬＡＮ ｔａｇ領域、Ｔｙｐｅ領域、Ｄａｔａ領域、Frame Check Sequence（ＦＣＳ：フレーム検査シーケンス）領域を含んでいる。特に、ＶＬＡＮ ｔａｇ領域に格納されるタイプ値によって、制御フレームの種類が判断される。例えば、第２制御フレームには、タイプ値「０ｘｆｆｆ０」が割り当てられるため、受信部１１１，１８１は、受信したフレームが第２制御フレームであると判断できる。後述する第３乃至第５制御フレームについても同様に、割り当てられたタイプ値「０ｘｆｆｆ１」、「０ｘｆｆｆ２」、「０ｘｆｆｆ２」によって判断される。また、Ｄａｔａ領域には切替要否情報又は切戻要否情報が格納される。切替要否情報は、切替要否テーブルに登録された情報である。切戻要否情報は、切替要否情報によって切り替えられた通信経路を元に戻すための情報である。

制御フレーム受信部１２１によって第２制御フレームが受信されると、通信経路切替部１３３は、通信経路を切り替える（ステップＳ３０２）。具体的には、通信経路切替部１３３は、切替要否情報に基づいて、切替要のＶＬＡＮのリングポートテーブル及びアクセスポートテーブルを書き替える。さらに、通信経路切替部１３３は、書き替えられたリングポートテーブル及びアクセスポートテーブルに基づいて、受信部１１１，１８１，１９１及び送信部１１２，１８２，１９２の送受を切り替える。

例えば、図１４（ａ）に示すように、ノード「５」から第２制御フレームが送信された場合、まずノード「６」が第２制御フレームを受信する。ノード「６」のアクセスポートテーブルを参照すると、図１４（ｃ）に示すように、アクセスポート「５」に優先度「High」が登録されているため、通信経路切替部１３３はアクセスポートテーブルを書き替えない。さらに、第２制御フレームは順々にノードを周回し、ノード「８」が第２制御フレームを受信する。ノード「８」のアクセスポートテーブルには、優先度「Low」が登録されているため、通信経路切替部１３３はアクセスポートテーブルを書き替える。具体的には、図１４（ｃ）に示すようにアクセスポート「４」の送受設定を「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に書き替える。そして、通信経路切替部１３３はアクセスポート「４」の送受を停止する。すなわち、第２のアクセスポートに含まれる受信部及び送信部によるフレームｆの送受が停止される。この結果、図１４（ａ）に示すように、フレームｆのノード「８」への流入が停止する。

このように、第２制御フレームは順々に各ノードを周回し、切替要のＶＬＡＮのアクセスポートテーブルの優先度に「Low」が登録されていれば、送受設定を「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に切り替える。そして、通信経路切替部１３３は対応するアクセスポートの送受を停止する。この結果、図１４（ａ）に示すように、フレームｆの中継システムＳへの流入が停止する。

通信経路切替部１３３によって通信経路が切り替えられると、次いで、影響有無判断部１３２は、第２制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生しているか否かを判断する（ステップＳ３０３）。例えば、図１４（ａ）に示すように、ノード「１」〜「３」及び「６」〜「８」では、第２制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生していない。このように、第２制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生していないと判断された場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、制御フレーム送信部１４１は、受信したリングポートと逆のリングポートから第２制御フレームを送信する（ステップＳ３０４）。

一方、ノード「４」では、第２制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生している。このように、第２制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生していると判断された場合（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、通信経路切替部１３３が自ノードの通信経路を切り替える（ステップＳ３０５）。具体的には、図１４（ｂ）に示すように、自ノードのリングポートテーブルのうち、通信障害が発生した側のリングポートの送受設定を「ＯＦＦ」に書き替え、変更有無を「有」に書き替える。通信経路切替部１３３は、書き替えられたリングポートテーブルに基づいて、通信障害が発生した側のリングポートによる送受信を停止する。通信経路が切り替えられることで、通信障害が発生した側へのフレームの送信が止まる。

通信経路切替部１３３によって通信経路が切り替えられると、制御フレーム送信部１４１は、受信したリングポートと同じリングポートから第３制御フレームを送信する（ステップＳ３０５）。例えばノード「４」において、リングポート「１」によって第２制御フレームを受信した場合、第３制御フレームはリングポート「１」から送信される。

次に、第３制御フレームを受信したノード１００の動作について図１５及び図１６を参照して説明する。

図１５は、第３制御フレームを受信したノード１００で実行される処理ステップを例示するフローチャートである。図１６（ａ）は、設定された通信経路の一例である。図１６（ｂ）は、リングポートテーブルの一例である。図１６（ｃ）は、アクセスポートテーブルの一例である。

図１５に示すように、まず、制御フレーム受信部１２１は第３制御フレームを受信する（ステップＳ４０１）。制御フレーム受信部１２１による第３制御フレームの受信は、上述した第１制御フレーム及び第２制御フレームの受信と同様である。

制御フレーム受信部１２１によって第３制御フレームが受信されると、通信経路切替部１３３は、通信経路を切り替える（ステップＳ４０２）。具体的には、通信経路切替部１３３は、切替要否情報に基づいて、切替要のＶＬＡＮのリングポートテーブルを書き替える。さらに、通信経路切替部１３３は、書き替えられたリングポートテーブルに基づいて、受信部１１１，１８１及び送信部１１２，１８２の送受信を切り替える。

例えば、図１６（ａ）に示すように、ノード「４」から第３制御フレームが送信された場合、まずノード「３」が第３制御フレームを受信する。ノード「３」のリングポートテーブルには、送受設定「ＯＦＦ」が登録されているため、通信経路切替部１３３はリングポートテーブルを書き替える。具体的には、図１４（ｂ）に示すように、ノード「３」のリングポート「１」の送受設定が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に書き替えられ、変更有無が「有」に書き替えられる。そして、通信経路切替部１３３はリングポート「１」の送受を可能にする。この結果、図１６（ａ）に示すように、フレームＦがノード「２」へ送信される。

通信経路切替部１３３によって通信経路が切り替えられると、次いで、影響有無判断部１３２は、第３制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生しているか否かを判断する（ステップＳ４０３）。例えば、図１６（ａ）に示すように、ノード「１」〜「３」及び「６」〜「８」では、第３制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生していない。このように、第３制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生していないと判断された場合（ステップＳ３０３：ＮＯ）、制御フレーム送信部１４１は、受信したリングポートと逆のリングポートから第３制御フレームを送信する（ステップＳ４０４）。

このように、第３制御フレームは順々に各ノードを周回し、切替要のＶＬＡＮにおけるリングポートテーブルの送受設定に「ＯＦＦ」が登録されていれば、すべての送受設定を「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替える。そして、通信経路切替部１３３は対応するリングポートの送受を可能にする。この結果、図１６（ａ）に示すように、システム外装置から中継システムＳに流入したフレームＦは、切替前の通信経路Ｒ１と異なる通信経路に従って、別のシステム外装置に中継される。一方、切替不要と判断されたＶＬＡＮは、通信経路が切り替えられないため、切替処理に伴う通信経路の瞬断は発生せず、中継システムＳを継続して利用できる。また、第１制御フレーム、第２制御フレーム、第３制御フレームという順番で制御フレームが周回するため、優先度の低い通信経路を利用するユーザのフレームが優先度の高い通信経路に流れたり、その逆の現象が発生したりすることが回避できる。さらに、この順番が維持されることで、フレームが中継システムＳ内をループすることも回避できる。

続いて、通信障害が回復した場合のノード１００の動作について説明する。

図１７は、通信障害の回復を検出したノード１００で実行される処理ステップを例示するフローチャートである。
図１７に示すように、通信障害検出部１３１は、通信障害の回復を検出したか否かを判断する（ステップＳ５０１）。障害回復の検出は、受信部１１１，１８１や送信部１１２，１８２から送信される通信状態に基づいて行われる。例えば、ノード「４」とノード「５」との間の通信障害が回復すると、ノード「４」のリングポート「２」を通じて通信障害の回復が検出される。尚、ノード「５」のリングポート「１」を通じて通信障害の回復が検出されてもよい。通信障害検出部１３１によって通信障害の回復が検出されない場合（ステップＳ５０１：ＮＯ）、処理を終了する。

一方、通信障害検出部１３１によって通信障害の回復が検出された場合（ステップＳ５０１：ＹＥＳ）、通信経路切替部１３３は、自ノードの通信経路を切り替える（ステップＳ５０２）。具体的には、自ノード（例えば、ノード「４」）のリングポートテーブルのうち、通信障害が回復した側のリングポートの変更有無が「有」なら、送受設定が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に書き替えられ、変更有無が「有」から「無」に書き替えられる。通信経路切替部１３３は、書き替えられたリングポートテーブルに基づいて、通信障害が回復した側のリングポートによる送受信を可能にする。通信経路が切り替えられることで、通信障害が回復した側へフレームＦが送信される。

通信経路切替部１３３によって通信経路が切り替えられると、制御フレーム送信部１４１は、通信障害の回復を検出したリングポートと逆のリングポートから第４制御フレームを送信する（ステップＳ５０３）。例えば、ノード「４」のリングポート「２」によって通信障害の回復が検出されると、第４制御フレームは、ノード「４」のリングポート「１」から送信される。すなわち、ノード「４」の送信部１１２から第４制御フレームが送信される。

次に、第４制御フレームを受信したノードの１００の動作について図１８及び図１９を参照して説明する。

図１８は、第４制御フレームを受信したノード１００で実行される処理ステップを例示するフローチャートである。図１９（ａ）は、設定された通信経路の一例である。図１９（ｂ）は、リングポートテーブルの一例である。図１９（ｃ）は、アクセスポートテーブルの一例である。

図１８に示すように、まず、制御フレーム受信部１２１は第４制御フレームを受信する（ステップＳ６０１）。制御フレーム受信部１２１による第４制御フレームの受信は、上述した第１乃至第３制御フレームの受信と同様である。

制御フレーム受信部１２１によって第４制御フレームが受信されると、通信経路切替部１３３は、通信経路を切り替える（ステップＳ６０２）。具体的には、通信経路切替部１３３は、切戻要否情報に基づいて、切り替えられていたＶＬＡＮのリングポートテーブルを書き替える。さらに、通信経路切替部１３３は、書き替えられたリングポートテーブルに基づいて、受信部１１１，１８１及び送信部１１２，１８２の送受信を切り替える。

例えば、図１９（ａ）に示すように、ノード「４」から第４制御フレームが送信された場合、まずノード「３」が第４制御フレームを受信する。ノード「３」のリングポートテーブルを参照すると、変更有無「有」が登録されていたため、通信経路切替部１３３はリングポートテーブルを書き替える。具体的には、図１９（ｂ）に示すように、リングポート「１」の送受設定を「ＯＮ」から「ＯＦＦ」に書き替え、変更有無を「無」に書き替える。そして、通信経路切替部１３３はリングポート「１」の送受を停止にする。この結果、図１９（ａ）に示すように、フレームＦのノード「２」への送信が停止される。

通信経路切替部１３３によって通信経路が切り替えられると、次いで、影響有無判断部１３２は、第４制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が回復しているか否かを判断する（ステップＳ６０３）。例えば、図１９（ａ）に示すように、ノード「１」〜「３」及び「６」〜「８」では、第４制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生していない。このように、第４制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生していないと判断された場合（ステップＳ６０３：ＮＯ）、制御フレーム送信部１４１は、受信したリングポートと逆のリングポートから第４制御フレームを送信する（ステップＳ６０４）。

一方、ノード「５」では、第４制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が回復している。このように、第４制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が回復していると判断された場合（ステップＳ６０３：ＹＥＳ）、通信経路切替部１３３が自ノードの通信経路を切り替える（ステップＳ６０５）。具体的には、変更有無「有」に基づいて、図１９（ｂ）に示すように、自ノードのリングポートテーブルのうち、通信障害が回復した側のリングポートの送受設定が「ＯＮ」に書き替えられ、変更有無が「無」に書き替えられる。通信経路切替部１３３は、書き替えられたリングポートテーブルに基づいて、通信障害が回復した側のリングポートによる送受信を可能にする。通信経路が切り替えられることで、通信障害が回復した側へフレームＦが送信される。

通信経路切替部１３３によって通信経路が切り替えられると、制御フレーム送信部１４１は、受信したリングポートと同じリングポートから第５制御フレームを送信する（ステップＳ６０６）。例えばノード「５」において、リングポート「２」によって第４制御フレームを受信した場合、第５制御フレームはリングポート「２」から送信される。

このように、第４制御フレームは順々に各ノードを周回し、切り替えられていたＶＬＡＮにおけるリングポートテーブルの送受設定を変更有無「有」に基づいて書き替える。例えば、変更有無「有」に対応する送受設定に「ＯＦＦ」が登録されていれば「ＯＮ」に書き替え、対応する送受設定に「ＯＮ」が登録されていれば「ＯＦＦ」に書き替える。書き替え後、変更有無を「無」に書き替える。そして、通信経路切替部１３３は、書き替えられたリングポートテーブルに基づいて、対応するリングポートの送受を可能にしたり、停止したりする。この結果、図１９（ａ）に示すように、システム外装置から中継システムＳに流入したフレームＦは、通信障害が発生する前の通信経路Ｒ１に従って、別のシステム外装置に中継される。

次に、第５制御フレームを受信したノード１００の動作について図２０及び図２１を参照して説明する。

図２０は、第５制御フレームを受信したノード１００で実行される処理ステップを例示するフローチャートである。図２１（ａ）は、設定された通信経路の一例である。図２１（ｂ）は、リングポートテーブルの一例である。図２１（ｃ）は、アクセスポートテーブルの一例である。

図２０に示すように、まず、制御フレーム受信部１２０は第５制御フレームを受信する（ステップＳ７０１）。制御フレーム受信部１２０による第５制御フレームの受信は、上述した第１乃至第４制御フレームの受信と同様である。

制御フレーム受信部１２０によって第５制御フレームが受信されると、通信経路切替部１３３は、通信経路を切り替える（ステップＳ７０２）。具体的には、通信経路切替部１３３は、切戻要否情報に基づいて、切り替えられていたＶＬＡＮのアクセスポートテーブルを書き替える。さらに、通信経路切替部１３３は、書き替えられたアクセスポートテーブルに基づいて、受信部１９１及び送信部１９２の送受を切り替える。

例えば、図２１（ａ）に示すように、ノード「５」から第５制御フレームが送信された場合、まずノード「６」が第５制御フレームを受信する。ノード「６」のアクセスポートテーブルを参照すると、図２１（ｃ）に示すように、アクセスポート「５」に優先度「High」が登録されているため、通信経路切替部１３３はアクセスポートテーブルを書き替えない。さらに、第５制御フレームは順々にノードを周回し、ノード「８」が第５制御フレームを受信する。ノード「８」のアクセスポートテーブルを参照すると、図２１（ｃ）に示すように、アクセスポート「４」に優先度「Low」が登録されているため、通信経路切替部１３３はアクセスポートテーブルを書き替える。具体的には、アクセスポート「４」の送受設定を「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に書き替える。そして、通信経路切替部１３３はアクセスポート「４」の送受を可能にする。この結果、図２１（ａ）に示すように、フレームｆがノード「８」に流入する。

通信経路切替部１３３によって通信経路が切り替えられると、次いで、影響有無判断部１３２は、第５制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が回復しているか否かを判断する（ステップＳ７０３）。例えば、図２１（ａ）に示すように、ノード「１」〜「３」及び「６」〜「８」では、第５制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が回復していない。このように、第５制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が回復していないと判断された場合（ステップＳ７０３：ＮＯ）、制御フレーム送信部１４１は、受信したリングポートと逆のリングポートから第５制御フレームを送信する（ステップＳ７０４）。

一方、ノード「４」では、第５制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が発生している。このように、第５制御フレームを受信したリングポートと逆のリングポート側で通信障害が回復していると判断された場合（ステップＳ７０３：ＹＥＳ）、処理を終了する。

このように、第５制御フレームは順々に各ノードを周回し、切り替えられていたＶＬＡＮのアクセスポートテーブルの優先度に「Low」が登録されていれば、送受設定を「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に切り替える。そして、通信経路切替部１３３は対応するアクセスポートの送受を可能にする。この結果、図２１（ａ）に示すように、フレームｆの中継システムＳへの流入が再開する。また、第４制御フレーム、第５制御フレームという順番で制御フレームが周回するため、優先度の低い通信経路を利用するユーザのフレームが優先度の高い通信経路に流れたり、その逆の現象が発生したりすることが回避できる。さらに、この順番が維持されることで、フレームが中継システムＳ内をルームすることも回避できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上述した実施形態では、光ファイバケーブルが利用されたが、電気信号を伝えるケーブルが利用されてもよい。また、上述した実施形態では、２つのリングポート１１０，１８０と３つのアクセスポート１９０を一例として説明したが、少なくとも３つのポートがあって、いずれか２つのポートをリングポートとして使用し、少なくとも１つのポートをアクセスポートとして使用すれば、ポートの数は限定されない。さらに、各制御フレームの周回方向は、上述した制御フレームの周回方向とそれぞれ逆にしてもよい。

１００，１００−１〜１００−８ ノード（中継装置）
１３１ 通信障害検出部
１３２ 影響有無判断部（判断手段）
１３３ 通信経路切替部（切替手段）
１４０，１４１ 制御フレーム送信部（送信手段）
１６０ 中継部（中継手段）
Ｓ 中継システム

Claims (11)

1. フレームを中継する中継装置がリング状に接続された中継システムであって、
   前記中継装置は、
   受信したフレームが前記中継システムの外部から前記中継システムに流入したデータフレームである場合に、同一のＶＬＡＮにおいて互いに重ならずに設定された複数の通信経路に従って前記データフレームを中継する中継手段と、
   隣接する中継装置との間の通信障害が検出された場合に、各中継装置に記憶された情報を周回しながら収集して格納する第１の制御フレームを送信する送信手段と、
   受信したフレームが前記第１の制御フレームである場合であって、該第１の制御フレームに最後の中継措置に記憶された情報が格納されていたときに、前記第１の制御フレームに格納された各情報に基づいて、前記中継手段によって中継されるデータフレームに前記通信障害の影響が有るか無いかをＶＬＡＮ単位に判断する判断手段と、
   前記情報のうち優先的に救済する通信経路を決定する優先情報に基づいて、前記判断手段によって前記通信障害の影響が有ると判断されたＶＬＡＮにおける設定された通信経路を切り替える切替手段と、
   を有する中継システム。
2. 前記中継装置は、隣接する第１の中継装置と接続するための第１の端部及び隣接する第２の中継装置と接続するための第２の端部を有し、
   前記第１の制御フレームは、前記データフレームが前記第１の端部と前記第２の端部のどちらに流れているかを表す端部情報を前記優先情報と関連付けて格納することを特徴とする請求項１に記載の中継システム。
3. 前記送信手段は、前記判断手段によって前記通信障害の影響が有ると判断された場合に、救済しない通信経路に従って中継されるデータフレームの前記中継システムの外部から前記中継システムへの流入を前記切替手段に停止させる第２の制御フレームを送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の中継システム。
4. 前記送信手段は、前記判断手段によって前記通信障害の影響が有ると判断された場合に、前記通信障害の影響が有るデータフレームを前記通信障害の区間から迂回するように前記切替手段に切り替えさせる第３の制御フレームを送信することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の中継システム。
5. 前記送信手段は、最初に前記第１の制御フレームを送信し、次に前記第２の制御フレームを送信し、最後に前記第３の制御フレームを送信することを特徴とする請求項４に記載の中継システム。
6. 前記送信手段は、通信障害の回復が検出された場合に、前記切替手段によって切り替えられた通信経路を前記通信障害の前の状態に前記切替手段に切り替えさせる第４の制御フレームを送信することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の中継システム。
7. 前記送信手段は、通信障害の回復が検出された場合に、前記切替手段による停止を中止させる第５の制御フレームを送信することを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の中継システム。
8. 前記送信手段は、最初に前記第４の制御フレームを送信し、最後に前記第５の制御フレームを送信することを特徴とする請求項６又は７に記載の中継システム。
9. フレームを中継する中継装置であって、
   受信したフレームが前記中継装置の少なくとも３つがリング状に接続された中継システムの外部から前記中継システムに流入したデータフレームである場合に、同一のＶＬＡＮにおいて互いに重ならずに設定された複数の通信経路に従って前記データフレームを中継する中継手段と、
   隣接する中継装置との間の通信障害が検出された場合に、前記中継システムに含まれる各中継装置に記憶された情報を周回しながら収集して格納する制御フレームを送信する送信手段と、
   受信したフレームが前記制御フレームである場合であって、該制御フレームに最後の中継措置に記憶された情報が格納されていたときに、前記制御フレームに格納された各情報に基づいて、前記中継手段によって中継されるデータフレームに前記通信障害の影響が有るか無いかをＶＬＡＮ単位に判断する判断手段と、
   前記情報のうち優先的に救済する通信経路を決定する優先情報に基づいて、前記判断手段によって前記通信障害の影響が有ると判断されたＶＬＡＮにおける設定された通信経路を切り替える切替手段と、
   を有する中継装置。
10. フレームを中継する中継装置がリング状に接続された中継システムで実行される中継方法であって、
    受信したフレームが前記中継システムの外部から前記中継システムに流入したデータフレームである場合に、同一のＶＬＡＮにおいて互いに重ならずに設定された複数の通信経路に従って前記データフレームを中継する中継ステップと、
    隣接する中継装置との間の通信障害が検出された場合に、各中継装置に記憶された情報を周回しながら収集して格納する制御フレームを送信する送信ステップと、
    受信したフレームが前記制御フレームである場合であって、該制御フレームに最後の中継措置に記憶された情報が格納されていたときに、前記制御フレームに格納された各情報に基づいて、前記中継ステップによって中継されるデータフレームに前記通信障害の影響が有るか無いかをＶＬＡＮ単位に判断する判断ステップと、
    前記情報のうち優先的に救済する通信経路を決定する優先情報に基づいて、前記判断ステップによって前記通信障害の影響が有ると判断されたＶＬＡＮにおける設定された通信経路を切り替える切替ステップと、
    を有する中継方法。
11. 前記送信手段は、隣接する中継装置との間の通信障害が検出された場合に、各中継装置に記憶された情報を前記隣接する中継装置まで周回しながら収集して格納する第１の制御フレームを送信する、ことを特徴とする請求項１に記載の中継システム。

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