JP6206139B2 - 通信制御装置、通信システム、及び通信方法 - Google Patents

Description

本件は、通信制御装置、通信システム、及び通信方法に関する。

通信需要の増加により、１つのネットワークに接続されるネットワーク機器の台数が増加し、ネットワーク構成が複雑化している。例えば、ネットワーク内の各ルータは、パケットを転送する通信経路を個別に制御するため、ネットワーク全体として、柔軟に通信経路を構成することが難しい。

これに対し、ＳＤＮ（Software Defined Network）の技術が適用されたネットワークでは、各ネットワーク機器の制御機能が１つのソフトウェアに集約されるため、柔軟なネットワーク構成が可能である。例えばオープンフローネットワーク（OFN: Open Flow Network）では、パケットを転送するパケット転送装置（通信装置）から、パケットの通信経路の制御機能が分離され、単一の通信制御装置（ソフトウェア）に集約されている。これにより、ネットワーク全体として、柔軟に通信経路を構成することが可能となる。

通信経路の制御に関し、例えば特許文献１には、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）ネットワークにおいて、回線障害が発生したときに、迂回ルートを設定する点が開示されている。

特開２００１−２２３７１５号公報

通信経路に障害が発生した場合、通信制御装置は、通信装置内の経路設定を変更することにより、パケットの通信経路を切り替える。これにより、パケットは、障害が発生した通信経路を迂回できるので、通信が継続される。

しかし、例えば、パケットが迂回可能な通信経路に、パケットの輻輳状態が発生している場合のように、複数の経路障害が同時に発生したために、他に適切な通信経路が存在しない場合、通信制御装置は、通信経路を切り替えることができない。したがって、この場合、通信装置間の通信が中断するという問題が生ずる。なお、この問題は、ＯＦＮに限定されず、他種のネットワークにも生じ得る。

そこで本件は上記の課題に鑑みてなされたものであり、通信の中断を防止する通信制御装置、通信システム、及び通信方法を提供することを目的とする。

本明細書に記載の通信制御装置は、複数の通信装置間のパケットの通信経路を制御する通信制御装置であり、前記複数の通信装置に前記通信経路を設定する設定処理部と、前記複数の通信装置から前記通信経路の障害を検出する検出部と、前記複数の通信装置と通信する通信処理部とを有し、前記設定処理部は、前記複数の通信装置間の前記通信経路のうち、前記障害が発生した前記通信経路を迂回する迂回経路の有無を判定し、前記迂回経路が無い場合、前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記障害が検出された通信装置から前記通信処理部にパケットが転送されるように、当該通信装置の前記通信経路の設定を変更し、前記迂回経路が有る場合、パケットが、前記障害が発生した前記通信経路を迂回するように、前記複数の通信装置に前記迂回経路を設定し、前記通信処理部は、前記迂回経路が無い場合、前記障害が検出された通信装置から転送されたパケットが、前記障害が発生した前記通信経路を迂回するように、該パケットを他の通信装置に送信する。

本明細書に記載の通信システムは、複数の通信装置と、前記複数の通信装置間のパケットの通信経路を制御する通信制御装置とを有し、前記通信制御装置は、前記複数の通信装置に前記通信経路を設定する設定処理部と、前記複数の通信装置から前記通信経路の障害を検出する検出部と、前記複数の通信装置と通信する通信処理部とを有し、前記複数の通信装置は、それぞれ、前記設定処理部による設定に応じた前記通信経路を介して、パケットを転送する転送処理部と、前記検出部に前記通信経路の障害を通知する通知部とを有し、前記設定処理部は、前記複数の通信装置間の前記通信経路のうち、前記障害が発生した前記通信経路を迂回する迂回経路の有無を判定し、前記迂回経路が無い場合、前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記障害が検出された通信装置の前記転送処理部から前記通信処理部にパケットが転送されるように、当該通信装置の前記通信経路の設定を変更し、前記通信処理部は、前記迂回経路が無い場合、前記障害が検出された通信装置から転送されたパケットが、前記障害が発生した前記通信経路を迂回するように、該パケットを他の通信装置に送信する。

本明細書に記載の通信方法は、複数の通信装置間のパケットの通信経路を制御する通信制御装置を用い、前記複数の通信装置に前記通信経路を設定し、前記複数の通信装置から前記通信経路の障害を検出したとき、前記複数の通信装置間の前記通信経路のうち、前記障害が発生した前記通信経路を迂回する迂回経路の有無を判定し、前記迂回経路が無い場合、前記複数の通信装置のうち、前記障害が検出された通信装置から前記通信制御装置にパケットが転送されるように、当該通信装置の前記通信経路の設定を変更し、前記障害が検出された通信装置から転送されたパケットが、前記障害が発生した前記通信経路を迂回するように、該パケットを他の通信装置に送信し、前記迂回経路が有る場合、パケットが、前記障害が発生した前記通信経路を迂回するように、前記複数の通信装置に前記迂回経路を設定する方法である。

本明細書に記載の通信制御装置、通信システム、及び通信方法は、通信の中断を防止できるという効果を奏する。

実施例に係る通信システムを示す構成図である。 フローテーブルの例を示す表である。 リンクダウンが発生したときの通信システムの動作を示す構成図である。 「Port_Status」メッセージの構成及び例を示す図である。 信号劣化が発生したときの通信システムの動作を示す構成図である。 「Stats_Request」メッセージの構成及び例を示す図である。 「Stats_Reply」メッセージの構成及び例を示す図である。 フロー設定を削除するときの通信システムの動作を示す構成図である。 フロー設定が削除されたフローテーブルの例を示す表である。 「Flow_Mod」メッセージの構成及び例を示す図である。 パケットに、障害が発生した通信経路を迂回させるときの通信システムの動作を示す構成図である。 「Packet_In」メッセージの構成及び例を示す図である。 「Packet_Out」メッセージの構成及び例を示す図である。 実施例に係る通信制御装置を示す構成図である。 通信制御装置の機能構成を示す構成図である。 パケット転送装置を示す構成図である。 パケット転送装置の機能構成を示す構成図である。 通信制御装置及びパケット転送装置の間の通信の一例を示すラダーチャートである。 通信制御装置及びパケット転送装置の間の通信の他例を示すラダーチャートである。 パケット転送装置におけるリンクダウンの通知処理を示すフローチャートである。 パケット転送装置における通信状態の通知処理を示すフローチャートである。 通信制御装置におけるフロー設定の削除処理を示すフローチャートである。 パケット転送装置におけるフロー設定の削除処理を示すフローチャートである。 パケット転送装置におけるパケットの転送処理を示すフローチャートである。 通信制御装置におけるパケットの送信処理を示すフローチャートである。

（通信システムの構成）
図１は、実施例に係る通信システムを示す構成図である。通信システムは、第１及び第２パケット転送装置（通信装置）２ａ，２ｂと、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂ間のパケットＰＫＴの通信経路を制御する通信制御装置１とを有する。通信システムのネットワークとしては、一例としてＯＦＮを挙げるが、これに限定されない。

第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、それぞれ、ポート＃１〜＃３及び制御ポートを有する。第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、それぞれ、他装置からポート＃１〜＃３を介してパケットＰＫＴを受信し、パケットの宛先に応じたポート＃１〜＃３を介してパケットＰＫＴを転送する。なお、パケットＰＫＴとしては、例えばイーサネット（登録商標、以下同様）フレーム、ＩＰ（Internet Protocol）パケット、及びＡＴＭセルなどが挙げられるが、限定はない。

第１パケット転送装置２ａのポート＃１は、通信経路Ｒ１を介して端末装置＃１に接続され、第１パケット転送装置２ａのポート＃３は、通信経路Ｒ４を介して端末装置＃３に接続されている。第１パケット転送装置２ａのポート＃３は、通信経路Ｒ２を介して第２パケット転送装置２ｂのポート＃１に接続されている。

第２パケット転送装置２ｂのポート＃２は、通信経路Ｒ３を介して端末装置＃２に接続され、第２パケット転送装置２ｂのポート＃３は、通信経路Ｒ５を介して端末装置＃４に接続されている。端末装置＃１〜＃４は、それぞれ、サーバ装置などのコンピュータ装置であり、図１に示されたＩＰアドレスが割り当てられている。なお、通信経路Ｒ１〜Ｒ５は、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルまたは光ファイバなどの通信ケーブルによる通信回線を構成する。

通信制御装置１は、例えばＯＦ（Open Flow）コントローラであり、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂのパケットＰＫＴの通信経路を制御する。通信制御装置１は、通信経路Ｒ１１，Ｒ１２を介して、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂの制御ポートにそれぞれ接続されている。なお、通信経路Ｒ１１，Ｒ１２は、ＬＡＮケーブルまたは光ファイバなどの通信ケーブルによる制御回線を構成する。

通信制御装置１及び第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、例えばＯＦプロトコルに従って、後述する制御メッセージＭＳＧを交換することにより通信する。通信制御装置１は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂに、パケットＰＫＴのフローを設定する。パケットＰＫＴのフローとは、例えばパケットの宛先（本例ではＩＰアドレス）に応じた経路を指す。

第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、通信制御装置１によるフロー設定に応じた通信経路を介して、パケットＰＫＴを転送する。第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、フロー設定の内容を示すフローテーブル（テーブル）を保持する。

図２には、フローテーブルの例が示されている。図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂのフローテーブルをそれぞれ示す。

「宛先ＩＰアドレス」は、パケットＰＫＴに含まれる宛先のＩＰアドレスであり、端末装置＃１〜＃４のＩＰアドレスに対応する。ポート番号は、当該ＩＰアドレスに応じたポート＃１〜＃３の識別番号（１〜３）を示す。第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、各々のフローテーブルに基づいて、パケットＰＫＴを、宛先のＩＰアドレスに応じたポート＃１〜＃３を介して、通信経路Ｒ１〜Ｒ５に出力する。

例えば、第１パケット転送装置２ａは、端末装置＃１から、宛先ＩＰアドレスが「１９２．１６８．１．２」であるパケットＰＫＴを受信した場合、当該パケットＰＫＴを、ポート＃２を介して通信経路Ｒ２に出力する。また、第２パケット転送装置２ｂは、宛先ＩＰアドレスが「１９２．１６８．１．２」であるパケットＰＫＴを受信した場合、当該パケットＰＫＴを、ポート＃２を介して通信経路Ｒ３に出力する。通信経路Ｒ３に出力されたパケットＰＫＴは、端末装置＃２において受信される。すなわち、パケットＰＫＴは、宛先ＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」に合致する端末装置＃２に到達する。

このように、フローテーブルは、パケットＰＫＴの宛先及び通信経路Ｒ１〜Ｒ５の対応関係を示す。このため、宛先ＩＰアドレスが「１９２．１６８．１．２」であるパケットＰＫＴは、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂにより、端末装置＃１から、通信経路Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を経由して、端末装置＃２に到達する。第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、他の端末装置＃１〜＃４間の通信についても同様に、パケットＰＫＴを、宛先ＩＰアドレスに応じたに合致する端末装置＃１〜＃４に転送する。なお、後述するように、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、フローテーブルに設定がないＩＰアドレス（つまり未登録のＩＰアドレス）を宛先とするパケットを受信した場合、当該パケットを制御メッセージＭＳＧに収容して、通信制御装置１に転送する。

（通信システムの動作例）
次に、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂ間の通信経路Ｒ２に障害が発生した場合を例に挙げ、通信システムの動作を説明する。また、本動作例において、通信制御装置１及び第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂの間で送受信される制御メッセージＭＳＧの例についても説明する。

本動作例において、実施例に係る通信制御装置１は、通信経路Ｒ２に障害を生じたパケット転送装置２ａ，２ｂのフロー設定（経路設定）を変更することにより、パケットＰＫＴを自装置１に転送させる。そして、通信制御装置１は、パケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路Ｒ２を迂回するように、パケットＰＫＴを他方のパケット転送装置２ｂ，２ａに送信することで、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂの間の通信の中断を防止する。

図３は、リンクダウンが発生したときの通信システムの動作を示す構成図である。リンクダウンは、例えば、ポート間を結ぶ通信ケーブル（ＬＡＮケーブルや光ファイバ）の異常のために、ポート間のリンク（通信可能な状態）が切断される障害である。本例では、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂ間の通信経路Ｒ２の障害により、リンクダウンが発生したと仮定する（×印参照）。

第１パケット転送装置２ａは、通信経路Ｒ２に接続されたポート＃２のリンクダウンを検出すると、リンクダウンを通知するために、制御メッセージＭＳＧとして「Port_Status」メッセージを通信制御装置１に送信する。第２パケット転送装置２ｂも、同様に、通信経路Ｒ２に接続されたポート＃１のリンクダウンを検出すると、リンクダウンを通知するために「Port_Status」メッセージを通信制御装置１に送信する。これにより、通信制御装置１は、リンクダウンを検出する。

図４（ａ）及び図４（ｂ）には、「Port_Status」メッセージの構成及び例がそれぞれ示されている。図４（ａ）に示されるように、「Port_Status」メッセージは、「Version」、「Type」、「Message Length」、「Transaction ID」、「Reason」、「Reserved」、及び「Port Description」の各領域を含む。なお、「Port_Status」メッセージは、送信元のパケット転送装置２ａ，２ｂを示す送信元情報（図示せず）が付与される。

「Version」は、ＯＦプロトコルのバージョン管理番号であり、「Type」は、制御メッセージＭＳＧの種別（つまり「Port_Status」）を示す。「Message Length」は、制御メッセージＭＳＧのデータ量を示し、「Transaction ID」は、制御処理上のシーケンス番号を示す。なお、「Version」、「Type」、「Message Length」、「Transaction ID」は、他の制御メッセージＭＳＧにも同様に含まれるので、以降は説明を省略する。

「Reason」は、「Port_Status」メッセージの目的を示す。「Reserved」は、機能拡張に備えた予備の領域である。「Port Description」は、「Port_Status」メッセージの内容を示す。

図４（ｂ）は、第１パケット転送装置２ａが送信する「Port_Status」メッセージの例を示す。本例において、「Type」は、「１２」（＝「Port_Status」）を示し、「Reason」は、「２」（＝通知（「Notify」））を示す。

また、「Port Description」内の「Port No」は、障害が検出されたポートの識別番号を示し、「Port State Flags」は、リンクダウンの有無（有：「１」／無：「０」）を示す。本例では、ポート＃２のリンクダウンが検出されるため、「Port No」は「２」を示し、「Port State Flags」は「１」を示す。ここで、「Port No」は、第２パケット転送装置２ｂの「Port_Status」メッセージでは、「１」を示す。なお、「Port Description」内の他の項目に関する説明は省略する。

また、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、通信制御装置１の要求に応じて、ポート＃１〜＃３ごとの通信状態、つまり、パケットのエラー数及びロス数などの統計情報を、通信制御装置１に通知する。通信制御装置１は、例えば、通知された通信状態に基づいてエラーレートを算出し、パケットのエラーレートが閾値Ｋより大きい場合、信号劣化の障害を検出する。信号劣化の障害要因は、例えば通信ケーブルの劣化、またはポート＃１〜＃３の送受信器の故障などが挙げられる。

図５は、信号劣化が発生したときの通信システムの動作を示す構成図である。通信制御装置１は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂに、通信状態情報（以下、「通信状態情報」と表記）を要求するため、制御メッセージＭＳＧとして、「Stats_Request」メッセージを送信する。「Stats_Request」メッセージは、例えば一定の時間間隔をおいて送信される。

第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、それぞれ、「Stats_Request」メッセージに応じて、指定されたポート＃１〜＃３から通信状態情報を取得し、「Stats_Reply」メッセージに収容して、通信制御装置１に送信する。通信制御装置１は、「Stats_Reply」メッセージに含まれる通信状態情報に基づいて、信号劣化の障害を検出する。なお、「Stats_Reply」メッセージは、「Stats_Request」メッセージの受信に依らず、例えば一定の時間間隔をおいて送信されてもよい。

図６（ａ）及び図６（ｂ）には、「Stats_Request」メッセージの構成及び例がそれぞれ示されている。図６（ａ）に示されるように、「Stats_Request」メッセージは、「Version」、「Type」、「Message Length」、「Transaction ID」、「Stats Type」、「Flags」、及び「Port Stats Request」の各領域を含む。

「Stats Type」は、要求する通信状態の種別を示す。「Flags」は、要求する通信状態のフラグを示す。「Port Stats Request」は、要求する通信状態の内容を示す。

図６（ｂ）は、第１パケット転送装置２ａが受信する「Stats_Request」メッセージの例を示す。本例において、「Type」は、「１６」（＝「Stats_Request」）を示す。また、「Type」（「Stats Type」）は、「４」（＝ポートの統計情報（「PFPST_PORT」））を示し、「Flags」は、「０」（＝フラグなし）を示す。

また、「Port Stats Request」内の「Port No」は、通信状態の要求対象となるポートの識別番号（「１」〜「４」）を示す。本例では、ポート＃２に対応する通信経路Ｒ２の障害を検出するため、「Port No」は「２」を示す。ここで、「Port No」は、第２パケット転送装置２ｂの「Port_Status」メッセージでは、「１」を示す。なお、「Port Stats Request」内の他の項目に関する説明は省略する。

図７（ａ）及び図７（ｂ）には、「Stats_Reply」メッセージの構成及び例がそれぞれ示されている。図７（ａ）に示されるように、「Stats_Reply」メッセージは、「Version」、「Type」、「Message Length」、「Transaction ID」、「Stats Type」、「Flags」、及び「Port Stats」の各領域を含む。なお、「Stats_Reply」メッセージは、送信元のパケット転送装置２ａ，２ｂを示す送信元情報（図示せず）が付与される。

「Stats Type」及び「Flags」の内容は、「Stats_Request」メッセージの場合と同様である。「Port Stats」は、指定されたポート＃１〜＃３の通信状態を示す。

図７（ｂ）は、第１パケット転送装置２ａが送信する「Stats_Reply」メッセージの例を示す。本例において、「Type」は、「１７」（＝「Stats_Reply」）を示す。また、「Type」（「Stats Type」）は、「４」（＝ポートの統計情報（「PFPST_PORT」））を示し、「Flags」は、「０」（＝フラグなし）を示す。

また、「Port Stats」内の「Port No」は、通信状態の情報の取得元のポートの識別番号（「１」〜「４」）を示す。本例では、ポート＃２に対応する通信経路Ｒ２の障害を検出するため、「Port No」は「２」を示す。ここで、「Port No」は、第２パケット転送装置２ｂの「Port_Status」メッセージでは、「１」を示す。

「Port Stats」内の「rx_packets」及び「tx_packets」は、指定ポート＃１〜＃３の受信パケット数及び送信パケット数をそれぞれ示し、「rx_bytes」及び「tx_bytes」は、指定ポート＃１〜＃３の受信バイト数及び送信バイト数をそれぞれ示す。「rx_dropped」及び「tx_ dropped」は、指定ポート＃１〜＃３の受信パケットのロス数及び送信パケットの損失数をそれぞれ示し、「rx_errors」及び「tx_errors」は、指定ポート＃１〜＃３の受信パケットのエラー数及び送信パケットのエラー数をそれぞれ示す。なお、「Port Stats」内の他の項目に関する説明は省略する。

通信制御装置１は、通信経路Ｒ２に関する障害を検出すると、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂのフローテーブルから、通信経路Ｒ２に関するフロー設定を削除する。これにより、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、通信経路Ｒ２に出力されるパケットＰＫＴを受信した場合、当該パケットＰＫＴを制御メッセージＭＳＧに収容して通信制御装置１に転送する。

図８は、フロー設定を削除するときの通信システムの動作を示す構成図である。通信制御装置１は、障害が発生した通信経路Ｒ２に応じたポート＃２、＃１に関するフロー設定の削除を、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂにそれぞれ指示する。フロー設定の削除指示は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂに、制御メッセージＭＳＧである「Flow_Mod」メッセージを送信することにより行われる。

第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、通信制御装置１から「Flow_Mod」メッセージを受信すると、フローテーブルから、指定されたポート＃２，＃１に関するフロー設定をそれぞれ削除する。これにより、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、パケットＰＫＴを指定ポート＃２，＃１から出力することができないので、後述するように、当該パケットＰＫＴを制御メッセージＭＳＧに収容して通信制御装置１に転送する。

図９には、フロー設定が削除されたフローテーブルの例が示されている。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂのフローテーブルをそれぞれ示す。

第１パケット転送装置２ａのフローテーブルからは、障害が発生した通信経路Ｒ２に接続されたポート＃２に関するフロー設定が削除される。このため、第１パケット転送装置２ａは、フローテーブルから、端末装置＃２，＃４宛てのパケットＰＫＴを出力するポートが検索できないので、制御メッセージＭＳＧに収容した当該パケットＰＫＴを通信制御装置１に転送する。

第２パケット転送装置２ｂのフローテーブルからは、障害が発生した通信経路Ｒ２に接続されたポート＃１に関するフロー設定が削除される。このため、第２パケット転送装置２ｂは、フローテーブルから、端末装置＃１，＃３宛てのパケットＰＫＴを出力するポートが検索できないので、制御メッセージＭＳＧに収容した当該パケットＰＫＴを通信制御装置１に転送する。

このように、通信制御装置１は、通信経路の障害が検出されたパケット転送装置２ａ，２ｂから自装置１にパケットが転送されるように、フローテーブルから、障害が発生した通信経路Ｒ２に関するフロー設定を削除する。したがって、通信制御装置１は、フローテーブルの簡単な設定変更により、パケット転送装置２ａ，２ｂからパケットＰＫＴを受信できる。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）には、「Flow_Mod」メッセージの構成及び例がそれぞれ示されている。図１０（ａ）に示されるように、「Flow_Mod」メッセージは、「Version」、「Type」、「Message Length」、「Transaction ID」、「Match」、「Cookie」、及び「Command」の各領域を含む。「Flow_Mod」メッセージは、さらに、「Idle Timeout」、「Hard Timeout」、「Priority」、「Buffer ID」、「Output Port」、及び「Flags」の各領域を含む。

「Match」は、フローテーブルの変更項目を示す。「Cookie」は、クッキー（通信制御装置１が自由に設定可能）を示す。「Command」は、フローテーブルの変更内容を示す。「Idle Timeout」は、フロー設定に応じたパケットが受信されない場合に、当該フロー設定を自動的に削除するまでの時間（パケットの監視タイマの満了時間）を示す。「Hard Timeout」は、フロー設定の追加から一定時間が経過することにより、当該フロー設定が自動的に削除されるまでの当該時間（フロー設定の監視タイマの満了時間）を示す。「Priority」は、共通のフロー設定に応じた複数のパケット（フロー）を受信した場合のパケットの優先度を示す。「Buffer ID」は、パケット転送装置２ａ，２ｂにおいてパケットを格納するバッファの識別番号を示す。

「Output Port」は、変更対象となるフローテーブル内のポート番号を示す。「Flags」は、フローのフラグを示す。

図１０（ｂ）は、第１パケット転送装置２ａが受信する「Flow_Mod」メッセージの例を示す。本例において、「Type」は、「１４」（＝「Flow_Mod」）を示し、「Match」は、「0x003fffff」（＝全項目）を示す。

また、「Command」は、「３」（＝削除（「Delete」））を示し、「Output Port」は、「２」（＝ポート＃２）を示す。すなわち、この「Flow_Mod」メッセージは、ポート番号が「２」の全てのフロー設定の削除命令を意味する。ここで、「Output Port」は、第２パケット転送装置２ｂの「Flow_Mod」メッセージでは、「１」を示す。

また、「Flow_Mod」メッセージにおいて、「Command」を「０」（＝追加「Add」）とすることにより、フローテーブルに、「Output Port」により指定されたポートに関する新たなフロー設定を追加することも可能である。なお、「Flow_Mod」メッセージ内の他の項目に関する説明は省略する。

第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂは、フローテーブルにフロー設定が登録されていないパケットＰＫＴを受信すると、当該パケットＰＫＴを制御メッセージＭＳＧに収容して、通信制御装置１に転送する。通信制御装置１は、制御メッセージＭＳＧに収容されたパケットＰＫＴを受信すると、当該パケットＰＫＴを、他の制御メッセージＭＳＧに収容して、障害が発生した通信経路Ｒ２の先にある他のパケット転送装置２ａ，２ｂに送信する。これにより、パケットＰＫＴは、障害が発生した通信経路Ｒ２を迂回して、宛先の端末装置＃１，＃２に到達する。

図１１は、パケットＰＫＴに、障害が発生した通信経路Ｒ２を迂回させるときの通信システムの動作を示す構成図である。第１パケット転送装置２ａは、例えば、端末装置＃２宛てのパケットＰＫＴを受信したとき、当該パケットＰＫＴを、制御メッセージＭＳＧである「Packt_In」メッセージに収容して、通信制御装置１に転送する。

図８を参照して説明したように、第１パケット転送装置２ａは、通信制御装置１の指示に従って、フローテーブルからポート＃２に関するフロー設定を削除済みである。このため、第１パケット転送装置２ａのフローテーブルには、端末装置＃２のＩＰアドレス「１９２．１６８．１．２」を宛先ＩＰアドレスとするフロー設定が存在しない（図９参照）。

したがって、第１パケット転送装置２ａは、フローテーブルから、端末装置＃２宛てのパケットＰＫＴに対応するポート番号を検索できず、出力先のポートが不明なパケットとして、当該パケットＰＫＴを収容した「Packt_In」メッセージを通信制御装置１に送信する。

このように、通信制御装置１は、第１パケット転送装置２ａから、「Packt_In」メッセージに収容されたパケットＰＫＴが転送される。このため、通信制御装置１は、通信回線（通信経路Ｒ１〜Ｒ５）とは異なるインターフェースを有する制御回線（通信経路Ｒ１１）を介して、パケットＰＫＴを受信できる。

通信制御装置１は、「Packt_In」メッセージを受信すると、「Packt_In」メッセージからパケットＰＫＴを取り出し、制御メッセージＭＳＧである「Packet_Out」メッセージに収容して、第２パケット転送装置２ｂに送信する。これにより、パケットＰＫＴは、障害が発生した通信経路Ｒ２を迂回する。

第２パケット転送装置２ｂは、「Packt_Out」メッセージを受信すると、「Packt_Out」メッセージからパケットＰＫＴを取り出し、フローテーブルに基づき、宛先の端末装置＃２に送信する。

また、第２パケット転送装置２ｂは、第１パケット転送装置２ａと同様に、端末装置＃１宛てのパケットＰＫＴを受信したとき、当該パケットＰＫＴを、制御メッセージＭＳＧである「Packt_In」メッセージに収容して、通信制御装置１に転送する。これは、第２パケット転送装置２ｂのフローテーブルには、端末装置＃１のＩＰアドレス「１９２．１６８．１．１」を宛先ＩＰアドレスとするフロー設定が存在しないためである（図９参照）。

通信制御装置１は、第２パケット転送装置２ｂから受信した「Packt_In」メッセージからパケットＰＫＴを取り出し、「Packet_Out」メッセージに収容して、第１パケット転送装置２ａに送信する。第１パケット転送装置２ａは、通信制御装置１から受信した「Packt_Out」メッセージからパケットＰＫＴを取り出し、フローテーブルに基づき、宛先の端末装置＃１に送信する。

このように、通信制御装置１は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂのフロー設定、つまり経路設定を変更することにより、障害が発生した通信経路Ｒ２の迂回経路を形成する。したがって、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂの間の通信が中断することが防止される。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）には、「Packet_In」メッセージの構成及び例がそれぞれ示されている。図１２（ａ）に示されるように、「Packet_In」メッセージは、「Version」、「Type」、「Message Length」、「Transaction ID」、「Buffer_ID」、「Frame Length」、及び「Frame Receive Port」の各領域を含む。「Packet_In」メッセージは、さらに、「Reason」、「reserved」、及び「Frame Data」の各領域を含む。なお、「Packet_In」メッセージは、送信元のパケット転送装置２ａ，２ｂを示す送信元情報（図示せず）が付与される。

「Buffer ID」は、パケット転送装置２ａ，２ｂにおいてパケットを格納するバッファの識別番号を示す。「Frame Length」は、パケットＰＫＴのデータ量（パケット長）を示す。「Frame Receive Port」は、パケットＰＫＴを受信したポート＃１〜＃３のポート番号を示す。「Reason」は、「Packet_In」メッセージの出力要因を示す。「Reserved」は、機能拡張に備えた予備の領域である。「Frame Data」は、収容対象のパケットＰＫＴのデータである。

図１２（ｂ）は、第１パケット転送装置２ａが送信する「Packet_In」メッセージの例を示す。本例において、「Type」は、「１０」（＝「Packet_In」）を示し、「Reason」は、「０」（＝該当フロー無し（「No matching flow」））を示す。また、「Frame Receive Port」は、「１」（＝ポート＃１）を示し、「Frame Data」には、パケットＰＫＴのデータが収容される。ここで、「Frame Receive Port」は、第２パケット転送装置２ｂの「Packet_In」メッセージでは、「２」を示す。なお、「Packet_In」メッセージ内の他の項目に関する説明は省略する。

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）には、「Packet_Out」メッセージの構成及び例がそれぞれ示されている。図１３（ａ）に示されるように、「Packet_Out」メッセージは、「Version」、「Type」、「Message Length」、「Transaction ID」、「Buffer_ID」、「Frame Length」、及び「Frame Receive Port」の各領域を含む。「Packet_Out」メッセージは、さらに、「Action Length」、「Action Description」、及び「Frame Data」の各領域を含む。

「Buffer ID」は、パケット転送装置２ａ，２ｂにおいてパケットを格納するバッファの識別番号を示す。「Frame Receive Port」は、パケットＰＫＴを受信したポート＃１〜＃３のポート番号を示す。「Action Length」は、アクション情報（「Action Description」）のサイズを示す。「Action Description」は、パケットの処理内容や、パケットＰＫＴを出力するポート＃１〜＃３のポート番号などを示す。「Frame Data」は、収容対象のパケットＰＫＴのデータである。

図１３（ｂ）は、第２パケット転送装置２ｂに送信される「Packet_Out」メッセージの例を示す。本例において、「Type」は、「１３」（＝「Packet_Out」）を示す。また、「Action Description」内の「Type」は、「０」（＝指定ポートからのパケットの出力（「Output to switch port」））を示し、「Output Port」は、「２」（＝ポート＃２）を示す。ここで、「Output Port」は、第１パケット転送装置２ａに送信される「Packet_Out」メッセージでは、「１」（＝ポート＃１）を示す。

また、「Frame Data」には、パケットＰＫＴのデータが収容される。なお、「Packet_Out」メッセージ内の他の項目に関する説明は省略する。

上述した動作例では、通信経路Ｒ２の障害として、リンクダウン及び信号劣化を挙げたが、これに限定されない。例えば、通信経路Ｒ２に大量のパケットＰＫＴが一度に出力されることにより、通信経路Ｒ２に輻輳が生じた場合も、障害として処理することができる。

この場合、通信制御装置１は、「Stats_Reply」メッセージに含まれるパケットロス数（「rx_dropped」など）に基づいてロスレートを算出し、ロスレートが所定の閾値を超えたとき、パケット転送装置２ａ，２ｂに「Flow_Mod」メッセージを送信する。これにより、上述した内容と同様の効果が得られる。

（通信制御装置の構成）
次に通信制御装置１の構成を説明する。

図１４は、実施例に係る通信制御装置１を示す構成図である。通信制御装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１３、及び通信処理部１４などを備える。

ＣＰＵ１０は、演算処理手段であり、プログラムに従って、上述した通信方法を実行する。ＣＰＵ１０は、各部１１〜１４とバス１８を介して接続されている。ＲＡＭ１２は、ＣＰＵ１０のワーキングメモリとして用いられる。また、ＲＯＭ１１及びＨＤＤ１３は、ＣＰＵ１０を動作させるプログラムやフローテーブルなどを記憶する記憶手段として用いられる。

通信処理部１４は、例えばＰＨＹ（Physical）レイヤ及びＭＡＣ（Media Access Control）レイヤの各機能を有し、ＬＡＮなどのネットワークを介して、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂと通信を行う通信手段である。通信処理部１４は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂとの間で制御メッセージＭＳＧを交換することにより、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂと通信する。

ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ１１、またはＨＤＤ１３などに格納されているプログラムを実行する。このプログラムには、ＯＳ（Operating System）だけでなく、上述した通信方法を実行するプログラムも含まれる。ＣＰＵ１０は、プログラムを実行すると、複数の機能が形成される。

図１５は、通信制御装置の機能構成を示す構成図である。図１５には、ＣＰＵ１０に形成される機能及びＨＤＤ１３の格納情報の一例が示されている。

ＣＰＵ１０は、経路設定処理部（設定処理部）１００と、障害検出部（検出部）１０１と、転送制御部１０２と、制御メッセージ処理部１０３とを有する。また、ＨＤＤは、ネットワーク（ＮＷ）構成情報１３０及びネットワーク（ＮＷ）障害情報１３１などを記憶する。

制御メッセージ処理部１０３は、通信処理部１４を介して第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂと通信する。制御メッセージ処理部１０３は、経路設定処理部１００、障害検出部１０１、及び転送制御部１０２の指示に従って、各種の制御メッセージＭＳＧを生成し、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂに送信する。また、制御メッセージ処理部１０３は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂから各種の制御メッセージＭＳＧを受信して、経路設定処理部１００、障害検出部１０１、及び転送制御部１０２に出力する。

障害検出部１０１は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂから通信経路Ｒ１〜Ｒ５の障害を検出する。より具体的には、障害検出部１０１は、上記の「Port_Status」メッセージに基づいてリンクダウンを検出する。また、障害検出部１０１は、例えば一定の時間間隔で上記の「Stats_Request」メッセージを、制御メッセージ処理部１０３に生成させ、その応答である上記の「Stats_Reply」メッセージに基づいて信号劣化を検出する。なお、上述したように、障害検出部１０１は、さらに、「Stats_Reply」メッセージに基づいて、通信経路Ｒ１〜Ｒ５の輻輳を障害として検出してもよい。

障害検出部１０１は、検出したリンクダウン及び信号劣化に基づいて、ＮＷ障害情報１３１を更新する。ＮＷ障害情報１３１は、通信経路Ｒ１〜Ｒ５ごとの障害を示す。上述した動作例において、ＮＷ障害情報１３１は、通信経路Ｒ２にリンクダウンまたは信号劣化が発生したことを示す。

ＮＷ構成情報１３０は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂ及び端末装置＃１〜＃４を含むネットワークの構成を示す。ＮＷ構成情報１３０は、例えば、ネットワークのノードごとに配置される通信装置（第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂ及び端末装置＃１〜＃４など）の識別情報と、通信装置間を結ぶ通信経路Ｒ１〜Ｒ５の接続構成とを示す。

通信装置の識別情報としては、ＩＰアドレスやＭＡＣアドレスなどが挙げられるが、限定はない。また、ＮＷ構成情報１３０は、パケット転送装置２ａ，２ｂのフローテーブル２１０に一致するパケットの経路情報を含む。なお、ＮＷ構成情報１３０は、ネットワーク内の各通信装置から収集した情報に基づいて形成されてもよいし、操作者から通信制御装置１に入力された情報に基づいて形成されてもよい。

経路設定処理部１００は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂにパケットＰＫＴの通信経路Ｒ１〜Ｒ５を設定する。より具体的には、経路設定処理部１００は、ＮＷ構成情報１３０に基づいて、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂのフローテーブルを設定する。フローテーブルの設定内容は、制御メッセージ処理部１０３により生成される制御メッセージＭＳＧに収容されて、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂに送信される。

障害検出部１０１は、通信経路Ｒ１〜Ｒ５の障害を検出したとき、経路設定処理部１００に障害発生通知を出力する。経路設定処理部１００は、障害発生通知を受けたとき、ＮＷ障害情報１３１を参照し、ネットワーク内の通信装置のうち、当該障害が検出された第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂを特定する。また、経路設定処理部１００は、ＮＷ障害情報１３１に基づいて、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５を迂回可能な経路の有無を判定する。

経路設定処理部１００は、当該迂回経路が無い場合、特定された第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂから通信処理部１４にパケットが転送されるように、当該第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂの通信経路Ｒ１〜Ｒ５のフロー設定を変更する。また、経路設定処理部１００は、ＮＷ構成情報１３０から、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５の設定を削除する。

より具体的には、経路設定処理部１００は、フローテーブルから、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５に関するフロー設定を削除する。上述した動作例の場合、経路設定処理部１００は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂのフローテーブルから、通信経路Ｒ２に関するフロー設定を削除する。このとき、経路設定処理部１００は、フロー設定を削除するために、制御メッセージ処理部１０３に上記の「Flow_Mod」メッセージの生成を指示する。

これにより、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂから通信処理部１４に、上記の「Packt_In」メッセージに収容されたパケットＰＫＴが転送される。通信処理部１４は、「Packt_In」メッセージを転送制御部１０２に出力する。

転送制御部１０２は、「Packt_In」メッセージからパケットＰＫＴを取得し、パケットＰＫＴの宛先ＩＰアドレス、ＮＷ障害情報１３１、及びＮＷ構成情報１３０に基づいて、パケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５を経由するものか否かを判定する。つまり、転送制御部１０２は、パケットＰＫＴが、上記のフロー設定の削除によりフローテーブルに該当するポート番号がなくなったために転送されたのか否かを判定する。

転送制御部１０２は、パケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５を経由するものではない場合、ＮＷ構成情報１３０から、パケットＰＫＴが出力されるポート＃１〜＃３の番号を検索する。そして、転送制御部１０２は、制御メッセージ処理部１０３に、当該ポート番号を通知する制御メッセージＭＳＧの生成を指示する。

また、転送制御部１０２は、パケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５を経由するものである場合、ＮＷ構成情報１３０から、当該障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５の先にある他の第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂを検索する。そして、転送制御部１０２は、当該パケットＰＫＴを収容した上記の「Packet_Out」メッセージの生成を指示する。このとき、転送制御部１０２は、「Packet_Out」メッセージの宛先として、検索した第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂを指定する。

これにより、通信処理部１４は、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂから転送されたパケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５を迂回するように、該パケットＰＫＴを他の第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂに送信する。上述した動作例において、通信処理部１４は、第１パケット転送装置２ａから転送されたパケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路Ｒ２を迂回するように、該パケットＰＫＴを第２パケット転送装置２ｂに送信する。また、通信処理部１４は、第２パケット転送装置２ｂから転送されたパケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路Ｒ２を迂回するように、該パケットＰＫＴを第１パケット転送装置２ａに送信する。

（パケット転送装置の構成）
次に第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂの構成を説明する。

図１６は、パケット転送装置２ａ，２ｂを示す構成図である。パケット転送装置２ａ，２ｂは、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、及び通信処理部２４などを備える。パケット転送装置２ａ，２ｂは、さらに、通信処理部１４に接続された上記のポート＃１〜＃３及び制御ポートを備える。

ＣＰＵ２０は、演算処理手段であり、プログラムに従って、上述した通信方法を実行する。ＣＰＵ２０は、各部２１〜２４とバス２８を介して接続されている。ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２０のワーキングメモリとして用いられる。また、ＲＯＭ２１は、ＣＰＵ２０を動作させるプログラムやフローテーブルなどを記憶する記憶手段として用いられる。

通信処理部２４は、例えばＰＨＹレイヤ及びＭＡＣレイヤの各機能を有し、ＬＡＮなどのネットワークを介して、通信制御装置１、他のパケット転送装置２ａ，２ｂ、及び端末装置＃１〜＃４と通信を行う通信手段である。通信処理部２４は、制御ポートを介して、通信制御装置１との間で制御メッセージＭＳＧを交換することにより、通信制御装置１と通信する。また、通信処理部２４は、ポート＃１〜＃３を介して、他のパケット転送装置２ａ，２ｂ及び端末装置＃１〜＃４と通信する。

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１などに格納されているプログラムを実行する。このプログラムには、ＯＳだけでなく、上述した通信方法を実行するプログラムも含まれる。ＣＰＵ２０は、プログラムを実行すると、複数の機能が形成される。

図１７は、パケット転送装置２ａ，２ｂの機能構成を示す構成図である。図１７には、ＣＰＵ２０に形成される機能及びＲＯＭ２１の格納情報の一例が示されている。

ＣＰＵ２０は、転送処理部２００と、状態通知部（通知部）２０１と、フロー設定部２０２と、制御メッセージ処理部２０３とを有する。ＲＯＭ２１は、フローテーブル２１０を記憶する（図２参照）。

転送処理部２００は、通信処理部２３及びポート＃１〜＃３を介して他のパケット転送装置２ａ，２ｂまたは端末装置＃１〜＃４と通信する。転送処理部２００は、通信制御装置１の経路設定処理部１００によるフロー設定に応じた通信経路Ｒ１〜Ｒ５を介して、パケットＰＫＴを転送する。より具体的には、転送処理部２００は、フローテーブル２１０に基づいて、パケットＰＫＴの宛先ＩＰアドレスに応じたポート＃１〜＃３を介してパケットＰＫＴを送信する。

制御メッセージ処理部２０３は、制御ポートを介して通信制御装置１と通信する。制御メッセージ処理部２０３は、転送処理部２００及び状態通知部２０１の指示に従って、各種の制御メッセージＭＳＧを生成し、通信制御装置１に送信する。また、制御メッセージ処理部２０３は、通信制御装置１から各種の制御メッセージＭＳＧを受信して、状態通知部２０１及びフロー設定部２０２に出力する。

状態通知部２０１は、通信制御装置１の障害検出部１０１に通信経路Ｒ１〜Ｒ５の障害を通知する。状態通知部２０１は、通信処理部２４から各ポート＃１〜＃３のリンク状態の情報を取得することにより、リンクダウンを検出する。状態通知部２０１は、リンクダウンを検出した場合、上記の「Port_Status」メッセージの生成を制御メッセージ処理部２０３に指示する。

また、状態通知部２０１は、通信制御装置１から上記の「Stats_Request」メッセージを受信したとき、転送処理部２００から指定ポート＃１〜＃３の通信状態情報、つまり統計情報を取得する。状態通知部２０１は、統計情報を収容した上記の「Stats_Reply」メッセージの生成を制御メッセージ処理部２０３に指示する。

フロー設定部２０２は、初期設定処理において、通信制御装置１から制御メッセージＭＳＧを受信して、ＲＯＭ２１にフローテーブル２１０を書き込む。また、フロー設定部２０２は、通信制御装置１から上記の「Flow_Mod」メッセージを受信したとき、フローテーブル２１０の内容を変更する。上述した動作例において、パケット転送装置２ａのフロー設定部２０２は、「Flow_Mod」メッセージに従って、障害が発生した通信経路Ｒ２と接続されたポート＃２に関するフロー設定を削除する（図９（ａ）参照）。

転送処理部２００は、受信したパケットＰＫＴの宛先ＩＰアドレスに応じたフロー設定が、フローテーブル２１０に存在しない場合、当該パケットＰＫＴを収容した上記の「Packet_In」メッセージの生成を、制御メッセージ処理部２０３に指示する。すなわち、制御メッセージ処理部２０３は、パケットＰＫＴの宛先ＩＰアドレスに対応するポート番号が、フローテーブル２１０に登録されていない場合、パケットＰＫＴを「Packet_In」メッセージに収容して、通信制御装置１に転送する。

（通信処理）
次に、実施例に係る通信システムの通信処理の詳細を説明する。

図１８は、通信制御装置１及びパケット転送装置２ａ，２ｂの間の通信の一例を示すラダーチャートである。図１８は、上述した動作例において、通信制御装置１が、第１パケット転送装置２ａから転送されたパケットＰＫＴを、第２パケット転送装置２ｂに送信する場合を示す。

まず、第１パケット転送装置２ａは、リンクダウンを通知するため、「Port_Status」メッセージを通信制御装置１に送信する（ステップＳ１）。次に、通信制御装置１は、障害が発生した通信経路Ｒ２に関するフロー設定の削除を指示するため、「Flow_Mod」メッセージを第１パケット転送装置２ａに送信する（ステップＳ３）。

第１パケット転送装置２ａは、フローテーブル２１０から、「Flow_Mod」メッセージにより指定されたフロー設定を削除する（ステップＳ３）。そして、第１パケット転送装置２ａは、削除されたフロー設定に該当するパケットＰＫＴを受信すると、当該パケットＰＫＴを収容した「Packet_In」メッセージを、通信制御装置１に送信する（ステップＳ４）。

通信制御装置１は、受信した「Packet_In」メッセージからパケットＰＫＴを取り出し、「Packet_Out」メッセージに収容して、第２パケット転送装置２ｂに送信する（ステップＳ５）。このようにして、通信制御装置１及びパケット転送装置２ａ，２ｂ間の通信は行われる。なお、通信制御装置１が、第２パケット転送装置２ｂから転送されたパケットＰＫＴを、第１パケット転送装置２ａに送信する場合も、同様の通信が行われる。

また、図１９は、通信制御装置及びパケット転送装置の間の通信の他例を示すラダーチャートである。図１９において、図１８と共通の処理については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

まず、通信制御装置１は、第１パケット転送装置２ａに通信状態情報（パケットの統計情報）を要求するため、「Stats_Request」メッセージを第１パケット転送装置２ａに送信する（ステップＳ１ａ）。第１パケット転送装置２ａは、「Stats_Request」メッセージに応じて通信状態情報を返信するため、「Stats_Reply」メッセージを通信制御装置１に送信する（ステップＳ１ｂ）。以降の通信処理は、図１８を参照して述べたとおりである。

また、通信制御装置１が、第２パケット転送装置２ｂから転送されたパケットＰＫＴを、第１パケット転送装置２ａに送信する場合も、上述した内容と同様の通信が行われる。なお、図１８及び図１９では、障害として、リンクダウン及び信号劣化を挙げたが、通信経路Ｒ１〜Ｒ５の輻輳が発生した場合も同様の通信処理が行われる。

次に、上述した通信処理において実行される各処理を個別に説明する。

図２０は、パケット転送装置２ａ，２ｂにおけるリンクダウンの通知処理を示すフローチャートである。図２０に示された処理は、例えば一定の時間間隔をおいて繰り返し実行される。

状態通知部２０１が、ポート＃１〜＃３の１つからリンクダウンの発生を検出した場合（ステップＳｔ１のＹｅｓ）、制御メッセージ処理部２０３は、「Port_Status」メッセージを生成する（ステップＳｔ２）。次に、通信処理部２４は、制御ポートを介して、通信制御装置１に「Port_Status」メッセージを送信する（ステップＳｔ３）。

一方、状態通知部２０１が、リンクダウンを検出しない場合（ステップＳｔ１のＮｏ）、処理を終了する。このようにして、リンクダウンの通知処理は行われる。

図２１は、パケット転送装置２ａ，２ｂにおける通信状態の通知処理を示すフローチャートである。図２１に示された処理は、例えば一定の時間間隔をおいて繰り返し実行される。

まず、状態通知部２０１は、通信制御装置１から「Status_Request」メッセージを受信したか否かを判定する（ステップＳｔ１１）。状態通知部２０１は、「Status_Request」メッセージを受信していない場合（ステップＳｔ１１のＮｏ）、処理を終了する。

一方、状態通知部２０１が、「Status_Request」メッセージを受信した場合（ステップＳｔ１１のＹｅｓ）、制御メッセージ処理部２０３は、転送処理部２００から通信状態情報（統計情報）を取得する（ステップＳｔ１２）。次に、制御メッセージ処理部２０３は、通信状態情報を含む「Status_Reply」メッセージを生成する（ステップＳｔ１３）。

次に、通信処理部２４は、制御ポートを介して、通信制御装置１に「Status_Reply」メッセージを送信する（ステップＳｔ１４）。このようにして、通信状態の通知処理は行われる。

図２２は、通信制御装置１におけるフロー設定の削除処理を示すフローチャートである。図２２に示された処理は、例えば一定の時間間隔をおいて繰り返し実行される。

まず、障害検出部１０１は、リンクダウンを検出したか否かを判定する（ステップＳｔ３１）。このとき、障害検出部１０１は、「Port_Status」メッセージに基づいて、リンクダウンの発生の有無を判定する。

障害検出部１０１は、リンクダウンを検出していない場合（ステップＳｔ３１のＮｏ）、パケット転送装置２ａ，２ｂの通信状態の情報に基づいて、パケット転送装置２ａ，２ｂのエラーレートが所定の閾値Ｋより大きいか否かを判定する（ステップＳｔ３２）。このとき。障害検出部１０１は、「Status_Reply」メッセージに含まれる通信状態情報（統計情報）に基づいて、エラーレートを算出する。障害検出部１０１は、エラーレートが所定の閾値Ｋ以下である場合（ステップＳｔ３３のＮｏ）、処理を終了する。

リンクダウンが検出された場合（ステップＳｔ３１のＹｅｓ）またはエラーレートが所定の閾値Ｋより大きい場合（ステップＳｔ３３のＹｅｓ）、経路設定処理部１００は、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５を迂回可能な経路の有無を判定する（ステップＳｔ３３）。このとき、経路設定処理部１００は、ＮＷ構成情報１３０から迂回経路を検索する。

経路設定処理部１００は、迂回可能な経路が有る場合（ステップＳｔ３３のＹｅｓ）、処理を終了する。なお、この場合、他の処理において、フローテーブル２１０内の当該フロー設定を、当該迂回経路を用いた設定に更新するための制御メッセージＭＳＧが、パケット転送装置２ａ，２ｂに送信される。

経路設定処理部１００は、迂回可能な経路が無い場合（ステップＳｔ３３のＮｏ）、ＮＷ構成情報１３０から、障害が発生した通信経路を含む経路情報を削除する（ステップＳｔ３４）。次に、制御メッセージ処理部２０３は、フローテーブル２１０から当該フロー設定を削除するための「Flow_Mod」メッセージを生成する（ステップＳｔ３５）。

次に、通信処理部２４は、「Flow_Mod」メッセージをパケット転送装置２ａ，２ｂに送信する（ステップＳｔ３６）。このようにして、フロー設定の削除処理は行われる。

なお、図２２では、検出対象となる通信経路Ｒ１〜Ｒ５の障害として、リンクダウン及び信号劣化を挙げたが、これに限定されず、通信経路Ｒ１〜Ｒ５の輻輳も検出対象としてもよい。この場合、障害検出部１０１は、「Stats_Reply」メッセージに含まれるパケットロス数（「rx_dropped」など）に基づいてロスレートを算出し、ロスレートが所定の閾値を超えたとき、輻輳の障害を検出する。このとき、迂回可能な経路が無ければ（ステップＳｔ３３のＮｏ）、「Flow_Mod」メッセージがパケット転送装置２ａ，２ｂに送信される。

図２３は、パケット転送装置２ａ，２ｂにおけるフロー設定の削除処理を示すフローチャートである。図２３に示された処理は、例えば一定の時間間隔をおいて繰り返し実行される。

フロー設定部２０２は、「Flow_Mod」メッセージを受信したか否かを判定する（ステップＳｔ４１）。フロー設定部２０２は、「Flow_Mod」メッセージを受信していない場合（ステップＳｔ４１のＮｏ）、処理を終了する。

フロー設定部２０２は、「Flow_Mod」メッセージを受信した場合（ステップＳｔ４１のＹｅｓ）、フローテーブル２１０から、該当するフロー設定を削除する（ステップＳｔ４２）。このようにして、フロー設定の削除処理は行われる。

図２４は、パケット転送装置２ａ，２ｂにおけるパケットＰＫＴの転送処理を示すフローチャートである。図２４に示された処理は、例えば一定の時間間隔をおいて繰り返し実行される。

まず、転送処理部２００は、パケットＰＫＴを受信したか否かを判定する（ステップＳｔ５１）。転送処理部２００は、パケットＰＫＴを受信していない場合（ステップＳｔ５１のＮｏ）、処理を終了する。

転送処理部２００は、パケットＰＫＴを受信した場合（ステップＳｔ５１のＹｅｓ）、フローテーブル２１０に、パケットＰＫＴの宛先ＩＰアドレスに対応するポート番号（１〜３）の有無を判定する（ステップＳｔ５２）。パケットＰＫＴの宛先ＩＰアドレスに対応するポート番号が有る場合（ステップＳｔ５２のＹｅｓ）、通信処理部２４は、当該ポート＃１〜＃３を介してパケットＰＫＴを送信し（ステップＳｔ５５）、処理を終了する。

パケットＰＫＴの宛先ＩＰアドレスに対応するポート番号が無い場合（ステップＳｔ５２のＮｏ）、制御メッセージ処理部２０３は、パケットＰＫＴを収容した「Packet_In」メッセージを生成する（ステップＳｔ５３）。次に、通信制御装置１は、「Packet_In」メッセージを通信制御装置１に送信する（ステップＳｔ５４）。このようにして、パケットＰＫＴの転送処理は行われる。

図２５は、通信制御装置１におけるパケットＰＫＴの送信処理を示すフローチャートである。図２５に示された処理は、例えば一定の時間間隔をおいて繰り返し実行される。

まず、転送制御部１０２は、パケット転送装置２ａ，２ｂから「Packet_In」メッセージを受信したか否かを判定する（ステップＳｔ６１）。転送制御部１０２は、「Packet_In」メッセージを受信していない場合（ステップＳｔ６１のＮｏ）、処理を終了する。

転送制御部１０２は、「Packet_In」メッセージを受信した場合（ステップＳｔ６１のＹｅｓ）、「Packet_In」メッセージからパケットＰＫＴを取得する（ステップＳｔ６２）。次に、転送制御部１０２は、パケットＰＫＴの宛先ＩＰアドレス、ＮＷ障害情報１３１、及びＮＷ構成情報１３０に基づいて、取得したパケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路を経由するものか否かを判定する（ステップＳｔ６３）。

転送制御部１０２は、パケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路を経由するものではない場合（ステップＳｔ６３のＮｏ）、パケット転送装置２ａ，２ｂに、パケットＰＫＴを出力するポートのポート番号を通知する（ステップＳｔ６７）。ここで、ポート番号の通知は、制御メッセージＭＳＧにより行われる。その後、転送制御部１０２は、処理を終了する。

転送制御部１０２は、パケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路を経由するものである場合（ステップＳｔ６３のＹｅｓ）、「Packet_In」メッセージの送信元装置から見て、当該通信経路の先にある他のパケット転送装置２ａ，２ｂを検索する（ステップＳｔ６４）。上述した動作例において、「Packet_In」メッセージの送信元である第１パケット転送装置２ａから見て、障害が発生した通信経路Ｒ２の先にある第２パケット転送装置２ｂが検索される。また、同様に、「Packet_In」メッセージの送信元である第２パケット転送装置２ｂから見て、障害が発生した通信経路Ｒ２の先にある第１パケット転送装置２ａが検索される。

次に、制御メッセージ処理部１０３は、パケットＰＫＴを収容した「Packet_Out」メッセージを生成する（ステップＳｔ６５）。次に、通信処理部１４は、「Packet_Out」メッセージを、ステップＳｔ６４の処理において検索されたパケット転送装置２ａ，２ｂに送信する（ステップＳｔ６６）。このようにして、パケットＰＫＴの送信処理は行われる。

この処理により、通信処理部１４は、パケット転送装置２ａ，２ｂから転送されたパケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路を迂回するように、該パケットＰＫＴを他のパケット転送装置２ｂ，２ａに送信する。したがって、上述した動作例のように、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂ間を結ぶ通信経路Ｒ２に障害が発生しても、通信制御装置１を介して、第１及び第２パケット転送装置２ａ，２ｂ間の通信が継続される。

これまで述べたように、通信制御装置１は、複数の通信装置（パケット転送装置）２ａ，２ｂ間のパケットＰＫＴの通信経路Ｒ１〜Ｒ５を制御する。通信制御装置１は、設定処理部（経路設定処理部）１００と、検出部（障害検出部）１０１と、通信処理部１４とを有する。

設定処理部１００は、複数の通信装置２ａ，２ｂにパケットＰＫＴの通信経路Ｒ１〜Ｒ５を設定する。検出部１０１は、複数の通信装置２ａ，２ｂから通信経路Ｒ１〜Ｒ５の障害を検出する。通信処理部１４は、複数の通信装置２ａ，２ｂと通信する。

設定処理部１００は、複数の通信装置２ａ，２ｂのうち、検出部１０１により通信経路Ｒ１〜Ｒ５の障害が検出された通信装置から通信処理部１４にパケットＰＫＴが転送されるように、当該通信装置の通信経路Ｒ１〜Ｒ５の設定を変更する。通信処理部１４は、転送されたパケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５を迂回するように、該パケットＰＫＴを他の通信装置２ａ，２ｂに送信する。

したがって、通信装置２ａ，２ｂは、通信経路Ｒ１〜Ｒ５に障害が発生した場合、パケットＰＫＴが当該通信経路を迂回するように、パケットＰＫＴを、通信制御装置１を介して、他の通信装置２ｂ，２ａに転送できる。このため、複数の通信装置２ａ，２ｂ間における通信の中断が防止される。

また、実施例に係る通信システムは、複数の通信装置（パケット転送装置）２ａ，２ｂと、複数の通信装置２ａ，２ｂ間のパケットＰＫＴの通信経路Ｒ１〜Ｒ５を制御する通信制御装置１とを有する。通信制御装置１は、設定処理部（経路設定処理部）１００と、検出部（障害検出部）１０１と、通信処理部１４とを有する。

設定処理部１００は、複数の通信装置２ａ，２ｂにパケットＰＫＴの通信経路Ｒ１〜Ｒ５を設定する。検出部１０１は、複数の通信装置２ａ，２ｂから通信経路Ｒ１〜Ｒ５の障害を検出する。通信処理部１４は、複数の通信装置２ａ，２ｂと通信する。

複数の通信装置２ａ，２ｂは、それぞれ、転送処理部２００と、通知部（状態通知部）２０１とを有する。転送処理部２００は、設定処理部１００による設定に応じた通信経路Ｒ１〜Ｒ５を介して、パケットＰＫＴを転送する。通知部２０１は、検出部１０１に通信経路Ｒ１〜Ｒ５の障害を通知する。

設定処理部１００は、複数の通信装置２ａ，２ｂのうち、検出部１０１により通信経路Ｒ１〜Ｒ５の障害が検出された通信装置の転送処理部２００から通信処理部１４にパケットＰＫＴが転送されるように、当該通信装置の通信経路Ｒ１〜Ｒ５の設定を変更する。通信処理部１４は、転送されたパケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５を迂回するように、該パケットＰＫＴを他の通信装置２ａ，２ｂに送信する。

実施例に係る通信システムは、上記の通信制御装置１の構成を含むので、上述した内容と同様の作用効果を奏する。

また、実施例に係る通信方法は、複数の通信装置（パケット転送装置）２ａ，２ｂ間のパケットＰＫＴの通信経路Ｒ１〜Ｒ５を制御する通信制御装置１を用いる方法であり、以下の工程を含む。
工程（１）：複数の通信装置２ａ，２ｂに通信経路Ｒ１〜Ｒ５を設定する。
工程（２）：複数の通信装置２ａ，２ｂから通信経路Ｒ１〜Ｒ５の障害を検出したとき、複数の通信装置２ａ，２ｂのうち、通信経路の障害が検出された通信装置から通信制御装置１にパケットが転送されるように、当該通信装置の通信経路Ｒ１〜Ｒ５の設定を変更する。
工程（３）：転送されたパケットＰＫＴが、障害が発生した通信経路Ｒ１〜Ｒ５を迂回するように、該パケットを他の通信装置２ａ，２ｂに送信する。

実施例に係る通信方法は、上記の通信制御装置１と同様の構成を含むので、上述した内容と同様の作用効果を奏する。
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。

なお、以上の説明に関して更に以下の付記を開示する。
（付記１） 複数の通信装置間のパケットの通信経路を制御する通信制御装置において、
前記複数の通信装置に前記通信経路を設定する設定処理部と、
前記複数の通信装置から前記通信経路の障害を検出する検出部と、
前記複数の通信装置と通信する通信処理部とを有し、
前記設定処理部は、前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記通信経路の障害が検出された通信装置から前記通信処理部にパケットが転送されるように、当該通信装置の前記通信経路の設定を変更し、
前記通信処理部は、転送されたパケットが、障害が発生した前記通信経路を迂回するように、該パケットを他の通信装置に送信することを特徴とする通信制御装置。
（付記２） 前記通信処理部は、前記複数の通信装置との間で制御メッセージを交換することにより、前記複数の通信装置と通信し、前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記通信経路の障害が検出された通信装置から、前記制御メッセージに収容されたパケットが転送されることを特徴とする付記１に記載の通信制御装置。
（付記３） 前記設定処理部は、
パケットの宛先及び通信経路の対応関係を示すテーブルを、前記複数の通信装置にそれぞれ設定し、
前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記通信経路の障害が検出された通信装置から前記通信処理部にパケットが転送されるように、前記テーブルから、障害が発生した前記通信経路に関する設定を削除することを特徴とする付記１または２に記載の通信制御装置。
（付記４） 複数の通信装置と、前記複数の通信装置間のパケットの通信経路を制御する通信制御装置とを有する通信システムにおいて、
前記通信制御装置は、
前記複数の通信装置に前記通信経路を設定する設定処理部と、
前記複数の通信装置から前記通信経路の障害を検出する検出部と、
前記複数の通信装置と通信する通信処理部とを有し、
前記複数の通信装置は、それぞれ、
前記設定処理部による設定に応じた前記通信経路を介して、パケットを転送する転送処理部と、
前記検出部に前記通信経路の障害を通知する通知部とを有し、
前記設定処理部は、前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記通信経路の障害が検出された通信装置の前記転送処理部から前記通信処理部にパケットが転送されるように、当該通信装置の前記通信経路の設定を変更し、
前記通信処理部は、転送されたパケットが、障害が発生した前記通信経路を迂回するように、該パケットを他の通信装置に送信することを特徴とする通信システム。
（付記５） 前記通信処理部は、前記複数の通信装置との間で制御メッセージを交換することにより、前記複数の通信装置と通信し、前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記通信経路の障害が検出された通信装置の前記転送処理部から、前記制御メッセージに収容されたパケットが転送されることを特徴とする付記４に記載の通信システム。
（付記６） 前記設定処理部は、
パケットの宛先及び通信経路の対応関係を示すテーブルを、前記複数の通信装置にそれぞれ設定し、
前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記通信経路の障害が検出された通信装置の前記転送処理部から前記通信処理部にパケットが転送されるように、前記テーブルから、障害が発生した前記通信経路に関する設定を削除することを特徴とする付記４または５に記載の通信システム。
（付記７） 複数の通信装置間のパケットの通信経路を制御する通信制御装置を用いる通信方法において、
前記複数の通信装置に前記通信経路を設定し、
前記複数の通信装置から前記通信経路の障害を検出したとき、前記複数の通信装置のうち、前記通信経路の障害が検出された通信装置から前記通信制御装置にパケットが転送されるように、当該通信装置の前記通信経路の設定を変更し、
転送されたパケットが、障害が発生した前記通信経路を迂回するように、該パケットを他の通信装置に送信することを特徴とする通信方法。
（付記８） 前記通信制御装置は、前記複数の通信装置との間で制御メッセージを交換することにより、前記複数の通信装置と通信し、
前記複数の通信装置のうち、前記通信経路の障害が検出された通信装置は、前記制御メッセージに収容したパケットを前記通信制御装置に転送することを特徴とする付記７に記載の通信方法。
（付記９） 前記複数の通信装置に前記通信経路を設定する工程において、前記通信制御装置は、パケットの宛先及び通信経路の対応関係を示すテーブルを、前記複数の通信装置にそれぞれ設定し、
前記通信経路の設定を変更する工程において、前記通信制御装置は、前記複数の通信装置のうち、前記通信経路の障害が検出された通信装置から前記通信制御装置にパケットが転送されるように、前記テーブルから、障害が発生した前記通信経路に関する設定を削除することを特徴とする付記７または８に記載の通信方法。

１ 通信制御装置
２ａ，２ｂ パケット転送装置（通信装置）
１４ 通信処理部
１００ 経路設定処理部（設定処理部）
１０１ 障害検出部（検出部）
２００ 転送処理部
２０１ 状態通知部（通知部）
２１０ フローテーブル

Claims (5)

1. 複数の通信装置間のパケットの通信経路を制御する通信制御装置において、
   前記複数の通信装置に前記通信経路を設定する設定処理部と、
   前記複数の通信装置から前記通信経路の障害を検出する検出部と、
   前記複数の通信装置と通信する通信処理部とを有し、
   前記設定処理部は、
   前記複数の通信装置間の前記通信経路のうち、前記障害が発生した前記通信経路を迂回する迂回経路の有無を判定し、
   前記迂回経路が無い場合、前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記障害が検出された通信装置から前記通信処理部にパケットが転送されるように、当該通信装置の前記通信経路の設定を変更し、
   前記迂回経路が有る場合、パケットが、前記障害が発生した前記通信経路を迂回するように、前記複数の通信装置に前記迂回経路を設定し、
   前記通信処理部は、前記迂回経路が無い場合、前記障害が検出された通信装置から転送されたパケットが、前記障害が発生した前記通信経路を迂回するように、該パケットを他の通信装置に送信することを特徴とする通信制御装置。
2. 前記通信処理部は、前記複数の通信装置との間で制御メッセージを交換することにより、前記複数の通信装置と通信し、前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記通信経路の障害が検出された通信装置から、前記制御メッセージに収容されたパケットが転送されることを特徴とする請求項１に記載の通信制御装置。
3. 前記設定処理部は、
   パケットの宛先及び通信経路の対応関係を示すテーブルを、前記複数の通信装置にそれぞれ設定し、
   前記迂回経路が無い場合、前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記通信経路の障害が検出された通信装置から前記通信処理部にパケットが転送されるように、前記テーブルから、障害が発生した前記通信経路に関する設定を削除することを特徴とする請求項１または２に記載の通信制御装置。
4. 複数の通信装置と、前記複数の通信装置間のパケットの通信経路を制御する通信制御装置とを有する通信システムにおいて、
   前記通信制御装置は、
   前記複数の通信装置に前記通信経路を設定する設定処理部と、
   前記複数の通信装置から前記通信経路の障害を検出する検出部と、
   前記複数の通信装置と通信する通信処理部とを有し、
   前記複数の通信装置は、それぞれ、
   前記設定処理部による設定に応じた前記通信経路を介して、パケットを転送する転送処理部と、
   前記検出部に前記通信経路の障害を通知する通知部とを有し、
   前記設定処理部は、
   前記複数の通信装置間の前記通信経路のうち、前記障害が発生した前記通信経路を迂回する迂回経路の有無を判定し、
   前記迂回経路が無い場合、前記複数の通信装置のうち、前記検出部により前記障害が検出された通信装置の前記転送処理部から前記通信処理部にパケットが転送されるように、当該通信装置の前記通信経路の設定を変更し、
   前記通信処理部は、前記迂回経路が無い場合、前記障害が検出された通信装置から転送されたパケットが、前記障害が発生した前記通信経路を迂回するように、該パケットを他の通信装置に送信することを特徴とする通信システム。
5. 複数の通信装置間のパケットの通信経路を制御する通信制御装置を用いる通信方法において、
   前記複数の通信装置に前記通信経路を設定し、
   前記複数の通信装置から前記通信経路の障害を検出したとき、前記複数の通信装置間の前記通信経路のうち、前記障害が発生した前記通信経路を迂回する迂回経路の有無を判定し、
   前記迂回経路が無い場合、前記複数の通信装置のうち、前記障害が検出された通信装置から前記通信制御装置にパケットが転送されるように、当該通信装置の前記通信経路の設定を変更し、前記障害が検出された通信装置から転送されたパケットが、前記障害が発生した前記通信経路を迂回するように、該パケットを他の通信装置に送信し、
   前記迂回経路が有る場合、パケットが、前記障害が発生した前記通信経路を迂回するように、前記複数の通信装置に前記迂回経路を設定することを特徴とする通信方法。
   

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