JP6503480B1 - 通信システム、通信装置、通信方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リングプロトコルに対応している通信装置とリングプロトコルに対応していない通信装置とを含むリング型ネットワークを通信システムが有する場合でも、通信断を回避することが可能である通信システム、通信装置、通信方法及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】通信システムは、リングプロトコルに対応している複数の通信装置と１以上の非対応通信装置とを含むリング型ネットワークを有する通信システムであって、非対応通信装置は、上位ネットワークと通信し、通信装置は、非対応通信装置のリンクに障害が発生した場合、少なくとも１の非対応通信装置との通信が可能であるか否かを判定する判定部と、上位ネットワークに接続されているいずれの非対応通信装置との通信も不能であると判定された場合、他の通信装置のポートの状態を遷移させる指示を表す状態遷移指示フレームを、他の通信装置に送信するインタフェースとを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、通信システム、通信装置、通信方法及びコンピュータプログラムに関する。

広域のイーサネット（登録商標）のサービスをユーザに提供する通信システムとして、レイヤ２スイッチ（以下「Ｌ２スイッチ」という。）を含むネットワークを有する通信システムが普及している。通信システムは、法人の拠点間の通信に用いられる場合がある。このため、通信システムには、安価であることに加えて高稼働率であることが求められている。複数のＬ２スイッチを含むリング型ネットワークを有する通信システムには、ＥＲＰ（Ethernet Ring Protection）等のリングプロトコルが規定されている場合がある（非特許文献１参照）。

「ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．８０３２／Ｙ．１３４４（Ｅｄｉｔｉｏｎ ４．０）」，２０１５年８月１３日、ｐ．５−１２

しかしながら、リングプロトコルは、リングを構成する全ての通信装置がリングプロトコルに対応していることを前提としているプロトコルである。この前提は、ネットワーク構成又は通信装置を更改する際に、新たに導入されるネットワーク構成又は通信装置に関する制約条件となる。

図８は、従来の回線切替の例を示す図である。図８では、通信システムは、ＥＲＰに対応していない通信装置であるルータと、ＥＲＰに対応している通信装置であるＬ２スイッチとを備える。図８では、いずれのルータもＥＲＰに対応していないので、Ｌ２スイッチは、Ｌ２スイッチのポート１００から各ルータを経由して他のＬ２スイッチのポート２００までを結ぶリンクを１本のリンクと認識する。

リング型ネットワークに障害が発生していない場合、通信システムは、リング型ネットワークにおける複数のＬ２スイッチのうちの１台のＬ２スイッチに、１個のブロッキングポート（閉塞ポート）を設ける。このブロッキングポートの状態は、ＥＲＰに規定されている「Admin Blocking」状態である。図８では、「Admin Blocking」状態のブロッキングポートは、ポート２００である。各Ｌ２スイッチは、ＥＲＰに規定されているリング正常性確認（R-CC: Ring Continuity Check）のための制御フレームであるスイッチ間検査フレームを、所定周期で互いに通信する。図８に示された破線は、スイッチ間検査フレームの通信を表す線である。

図８では、一例として、ルータ間のリンクに障害が発生している。スイッチ間検査フレームを特定のＬ２スイッチから取得していない時間が一定時間以上となった場合、Ｌ２スイッチは、リング型ネットワークに障害が発生したと判定する。リング型ネットワークに障害が発生したとＬ２スイッチが判定した場合、各Ｌ２スイッチは、スイッチ間検査フレームを用いて、障害の発生箇所をリンク単位で特定する。

障害が発生しているリンクに直接に繋がっているポートを有するＬ２スイッチは、障害が発生しているリンクに直接に繋がっているポートを閉塞する。すなわち、障害が発生しているリンク端のポートを有するＬ２スイッチは、障害が発生しているリンクのポートの状態を、ＥＲＰに規定されている「Failure Blocking」状態に遷移させる。図８では、ポート１００及びポート２００が、「Failure Blocking」状態のブロッキングポートとなる。ポート１００及びポート２００がブロッキングポートとなった場合、各Ｌ２スイッチは、いずれのルータとも通信ができないので、各Ｌ２スイッチと上位ネットワークとの間の通信ができない。

このように、従来の通信システムは、リングプロトコルに対応している通信装置とリングプロトコルに対応していない通信装置とを含むリング型ネットワークを通信システムが有する場合には、通信断を回避することができない場合があるという問題があった。

上記事情に鑑み、本発明は、リングプロトコルに対応している通信装置とリングプロトコルに対応していない通信装置とを含むリング型ネットワークを通信システムが有する場合でも、通信断を回避することが可能である通信システム、通信装置、通信方法及びコンピュータプログラムを提供することを目的としている。

本発明の一態様は、リングプロトコルに対応している複数の通信装置と前記リングプロトコルに対応していない１以上の非対応通信装置とを含むリング型ネットワークを有する通信システムであって、前記非対応通信装置は、前記リング型ネットワークの上位ネットワークと通信し、前記通信装置は、前記非対応通信装置のリンクに障害が発生した場合、前記上位ネットワークに接続されている少なくとも１の前記非対応通信装置との直接又は間接の通信が可能であるか否かを判定する判定部と、前記上位ネットワークに接続されているいずれの前記非対応通信装置との通信も不能であると判定された場合、他の前記通信装置のポートの状態を遷移させる指示を表す状態遷移指示フレームを、他の前記通信装置に送信するインタフェースとを有する、通信システムである。

本発明の一態様は、リングプロトコルに対応している複数の通信装置と前記リングプロトコルに対応していない１以上の非対応通信装置とを含むリング型ネットワークを有する通信システムにおける前記通信装置であって、前記非対応通信装置のリンクに障害が発生した場合、前記リング型ネットワークの上位ネットワークに接続されている少なくとも１の前記非対応通信装置との直接又は間接の通信が可能であるか否かを判定する判定部と、前記上位ネットワークに接続されているいずれの前記非対応通信装置との通信も不能であると判定された場合、他の前記通信装置のポートの状態を遷移させる指示を表す状態遷移指示フレームを、他の前記通信装置に送信するインタフェースとを備える通信装置である。

本発明の一態様は、上記の通信装置であって、前記リングプロトコルは、ＥＲＰである。

本発明の一態様は、リングプロトコルに対応している複数の通信装置と前記リングプロトコルに対応していない１以上の非対応通信装置とを含むリング型ネットワークを有する通信システムにおける通信装置が実行する通信方法であって、前記非対応通信装置のリンクに障害が発生した場合、前記リング型ネットワークの上位ネットワークに接続されている少なくとも１の前記非対応通信装置との直接又は間接の通信が可能であるか否かを判定するステップと、前記上位ネットワークに接続されているいずれの前記非対応通信装置との通信も不能であると判定された場合、他の前記通信装置のポートの状態を遷移させる指示を表す状態遷移指示フレームを、他の前記通信装置に送信するステップとを有する通信方法である。

本発明の一態様は、通信装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラムである。

本発明により、リングプロトコルに対応している通信装置とリングプロトコルに対応していない通信装置とを含むリング型ネットワークを通信システムが有する場合でも、通信断を回避することが可能である。

通信システムの構成の例を示す図である。 ルータ及びＬ２スイッチの各構成の例を示す図である。 回線切替の第１例を示す図である。 回線切替の第２例を示す図である。 回線切替の第３例を示す図である。 回線切替の第４例を示す図である。 Ｌ２スイッチの動作の例を示すフローチャートである。 従来の回線切替の例を示す図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、通信システム１の構成の例を示す図である。通信システム１は、リングプロトコルに対応している通信装置と、リングプロトコルに対応していない通信装置とを有するシステムである。通信システム１は、例えば、広域のイーサネット（登録商標）のサービスをユーザに提供する。以下では、リングプロトコルは、一例としてＥＲＰである。

通信システム１は、上位ネットワーク２と、１台以上のルータ３と、複数のＬ２スイッチ４とを備える。図１では、通信システム１は、一例として、上位ネットワーク２と、ルータ３−１〜３−２と、Ｌ２スイッチ４−１〜４−３とを備える。図１では、ルータ３−１とＬ２スイッチ４−１〜４−３とルータ３−２とは、この順でリング状に接続されている。図１では、リング型ネットワークに障害は発生していない。

以下では、ルータ３−１〜３−２に共通する事項については、符号の一部を省略して「ルータ３」と表記する。Ｌ２スイッチ４−１〜４−３に共通する事項については、符号の一部を省略して「Ｌ２スイッチ４」と表記する。

上位ネットワーク２は、ルータ３及びスイッチ４を各ノードとして有するリング状ネットワークに対して上位のネットワークである。上位のネットワーク２は、少なくとも１台のルータ３に接続されている。上位ネットワーク２の通信装置（不図示）は、ルータ３を介してＬ２スイッチ４と通信する。

ルータ３は、リングプロトコルに対応していない通信装置（非対応通信装置）である。したがって、ルータ３は、リングプロトコルに基づいてポートの状態遷移を制御することはない。ルータ３は、Ｌ２スイッチを介さずに、上位ネットワーク２と通信する。ルータ３は、リング状ネットワークのいずれかの通信装置から取得されたユーザフレーム（データフレーム）又は制御フレームを、リング状ネットワークの他通信装置に転送する。

ルータ３−１は、上位ネットワーク２から取得したユーザフレーム又は制御フレームを、Ｌ２スイッチ４−１又はルータ３−２に転送する。ルータ３−１は、ルータ３−２から取得されたユーザフレーム又は制御フレームを、上位ネットワーク２又はＬ２スイッチ４−１に転送する。ルータ３−１は、Ｌ２スイッチ４−１から取得されたユーザフレーム又は制御フレームを、上位ネットワーク２又はルータ３−２に転送する。

ルータ３−２は、上位ネットワーク２から取得されたユーザフレーム又は制御フレームを、ルータ３−１又はＬ２スイッチ４−３に転送する。ルータ３−２は、ルータ３−１から取得されたユーザフレーム又は制御フレームを、上位ネットワーク２又はＬ２スイッチ４−３に転送する。ルータ３−２は、Ｌ２スイッチ４−３から取得されたユーザフレーム又は制御フレームを、上位ネットワーク２又はルータ３−１に転送する。

Ｌ２スイッチ４は、リングプロトコルに対応している通信装置である。Ｌ２スイッチ４は、リングプロトコルに基づいてポートの状態遷移を制御する。Ｌ２スイッチ４は、リング状ネットワークの通信装置から取得されたユーザフレームを、リング状ネットワークの他通信装置に転送する。Ｌ２スイッチ４は、リング状ネットワークの他Ｌ２スイッチ４から取得された制御フレームに基づいて、ポートの状態遷移等を制御する。

Ｌ２スイッチ４−１は、ルータ３−１から取得されたユーザフレームを、Ｌ２スイッチ４−２に転送する。Ｌ２スイッチ４−１は、Ｌ２スイッチ４−２から取得されたユーザフレームを、ルータ３−１に転送する。Ｌ２スイッチ４−１は、ルータ３−２及び３−１を介して、スイッチ間検査フレーム１０−１をＬ２スイッチ４−３から取得する。Ｌ２スイッチ４−１は、ルータ３−１及び３−２を介して、スイッチ間検査フレーム１０−１をＬ２スイッチ４−３に送信する。Ｌ２スイッチ４−１は、スイッチ間検査フレーム１０−２をＬ２スイッチ４−２から取得する。Ｌ２スイッチ４−１は、スイッチ間検査フレーム１０−２をＬ２スイッチ４−２に送信する。

Ｌ２スイッチ４−２は、Ｌ２スイッチ４−１から取得されたユーザフレームを、Ｌ２スイッチ４−３に転送する。Ｌ２スイッチ４−２は、Ｌ２スイッチ４−３から取得されたユーザフレームを、Ｌ２スイッチ４−１に転送する。Ｌ２スイッチ４−２は、スイッチ間検査フレーム１０−２をＬ２スイッチ４−１から取得する。Ｌ２スイッチ４−２は、スイッチ間検査フレーム１０−２をＬ２スイッチ４−１に送信する。Ｌ２スイッチ４−２は、スイッチ間検査フレーム１０−３をＬ２スイッチ４−３から取得する。Ｌ２スイッチ４−２は、スイッチ間検査フレーム１０−３をＬ２スイッチ４−３に送信する。

通信システム１の管理者は、Ｌ２スイッチ４−１〜４−３のうちのいずれか１台のＬ２スイッチ４に、リングプロトコルによって「Admin Blocking」状態のブロッキングポートを設ける。図１では、「Admin Blocking」状態のブロッキングポートは、一例として、Ｌ２スイッチ４−３のポート４００−３である。ポート４００−３は、リング型ネットワークにトラフィックループが発生することを抑止する。

Ｌ２スイッチ４−３は、ポート４００−３から取得されたユーザフレームを破棄する。例えば、Ｌ２スイッチ４−３は、ルータ３−１及び３−２を介してＬ２スイッチ４−１から取得されたユーザフレームを破棄する。例えば、Ｌ２スイッチ４−３は、ルータ３−２を介して上位ネットワーク２から取得されたユーザフレームを破棄する。

Ｌ２スイッチ４−３は、ユーザフレームをＬ２スイッチ４−２に送信する。Ｌ２スイッチ４−３は、ルータ３−１及び３−２を介して、スイッチ間検査フレーム１０−１をＬ２スイッチ４−１から取得する。Ｌ２スイッチ４−３は、ルータ３−２及び３−１を介して、スイッチ間検査フレーム１０−１をＬ２スイッチ４−１に送信する。Ｌ２スイッチ４−３は、スイッチ間検査フレーム１０−３をＬ２スイッチ４−２から取得する。Ｌ２スイッチ４−３は、スイッチ間検査フレーム１０−３をＬ２スイッチ４−２に送信する。

図２は、ルータ３及びＬ２スイッチ４の各構成の例を示す図である。ルータ３の各機能部を説明する。ルータ３は、インタフェース３０と、処理部３１と、インタフェース３２とを備える。各機能部のうち一部又は全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。記憶部は、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）である。記憶部は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタなどの揮発性の記録媒体を有してもよい。各機能部のうち一部又は全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。

インタフェース３０は、インタフェース３０がＬ２スイッチ４と接続されている場合、ユーザフレーム、スイッチ間検査フレーム１０、疎通確認フレーム１１、状態遷移指示フレーム１２を、自ルータ及びＬ２スイッチ４の間で通信する。疎通確認フレーム１１は、通信装置間の疎通を確認するための制御フレームである。疎通確認フレーム１１は、例えば、Ｐｉｎｇ等のコマンドを含むフレームである。インタフェース３０は、疎通確認フレーム１１を取得した場合、疎通確認フレーム１１を送信したＬ２スイッチ４に疎通確認フレーム１１を返信する。インタフェース３０は、インタフェース３０が他ルータ３と接続されている場合、ユーザフレーム、スイッチ間検査フレーム１０、状態遷移指示フレーム１２を、自ルータ及び他ルータ３の間で通信する。

処理部３１は、ユーザフレーム、スイッチ間検査フレーム１０を、インタフェース３０又はインタフェース３２に転送する。例えば、処理部３１は、インタフェース３０がスイッチ間検査フレーム１０を取得した場合、スイッチ間検査フレーム１０をインタフェース３２に転送する。

Ｌ２スイッチ４の各機能部を説明する。インタフェース３２は、インタフェース３２がＬ２スイッチ４と接続されている場合、ユーザフレーム、スイッチ間検査フレーム１０、疎通確認フレーム１１、状態遷移指示フレーム１２を、自ルータ及びＬ２スイッチ４の間で通信する。インタフェース３２は、疎通確認フレーム１１を取得した場合、疎通確認フレーム１１を送信したＬ２スイッチ４に疎通確認フレーム１１を返信する。インタフェース３２は、インタフェース３２が他ルータ３と接続されている場合、ユーザフレーム、スイッチ間検査フレーム１０、状態遷移指示フレーム１２を、自ルータ及び他ルータ３の間で通信する。

Ｌ２スイッチ４は、インタフェース４０と、制御部４１と、インタフェース４２とを備える。各機能部のうち一部又は全部は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサが、記憶部に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。各機能部のうち一部又は全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。記憶部は、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤなどの不揮発性の記録媒体（非一時的な記録媒体）である。記憶部は、例えば、ＲＡＭやレジスタなどの揮発性の記録媒体を有してもよい。

インタフェース４０は、ポート４００を有する。インタフェース４０は、インタフェース４０が他Ｌ２スイッチ４と接続されている場合、ユーザフレーム及びスイッチ間検査フレーム１０を、自Ｌ２スイッチ４と他Ｌ２スイッチ４との間で通信する。インタフェース４０は、インタフェース４０がルータ３と接続されている場合、ユーザフレーム及びスイッチ間検査フレーム１０を、自Ｌ２スイッチ４と他Ｌ２スイッチ４との間でルータ３を介して通信してもよい。インタフェース４０は、インタフェース４０がルータ３と接続されている場合、自Ｌ２スイッチ４とルータ３との間で疎通確認フレーム１１を通信する。インタフェース４０は、インタフェース４０が他Ｌ２スイッチ４と接続されている場合、状態遷移指示フレーム１２を、自Ｌ２スイッチ４と他Ｌ２スイッチ４との間で通信する。状態遷移指示フレーム１２は、Ｌ２スイッチ４のポートの状態を遷移させる指示を表すフレームである。インタフェース４０は、インタフェース４０がルータ３と接続されている場合、自Ｌ２スイッチ４と他Ｌ２スイッチ４との間でルータ３を介して、状態遷移指示フレーム１２を通信してもよい。

制御部４１（判定部）は、スイッチ間検査フレーム１０をＬ２スイッチ４から取得していない時間が一定時間以上となった場合、自Ｌ２スイッチ４と他Ｌ２スイッチ４との間のリンクに障害が発生したと判定する。例えば、制御部４１−１は、スイッチ間検査フレーム１０−２をＬ２スイッチ４−２から取得していない時間が一定時間以上となった場合、Ｌ２スイッチ４−１及び４−２の間のリンクに障害が発生したと判定する。

制御部４１は、障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクであるか否かを判定する。制御部４１は、障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクである場合、「Admin Blocking」状態のブロッキングポートの開放指示（R-AIS: Ring Alarm Indication Signal）を表す状態遷移指示フレーム１２を、障害が発生しているリンクのポートとは反対側のポートから、ルータ３又は他Ｌ２スイッチ４に送信する。

制御部４１は、障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクでない場合、上位ネットワーク２に接続しているルータ３に、インタフェース４０又は４２を介して疎通確認フレーム１１を送信する。すなわち、制御部４１は、障害が発生したリンクがルータ３を経由するリンクである場合、通信システム１において上位ネットワーク２に接続されてる１台以上のルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間の通信が可能であるか否かを判定する。

例えば、制御部４１−１は、障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクでない場合、上位ネットワーク２に接続しているルータ３−１に、インタフェース４２を介して疎通確認フレーム１１−１を送信する。例えば、制御部４１−３は、障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクでない場合、上位ネットワーク２に接続しているルータ３−２に、インタフェース４０を介して疎通確認フレーム１１−３を送信してもよい。

これによって、制御部４１は、障害が発生しているリンクがルータ３及びＬ２スイッチ４の間のリンクであるか否かを判定することができる。すなわち、制御部４１は、Ｌ２スイッチ４が上位ネットワーク２と通信可能であるか否かを判定することができる。

例えば、障害が発生しているリンクがルータ３−１及びＬ２スイッチ４−１の間のリンクであり、ポート４００−３がブロッキングポートである場合には、Ｌ２スイッチ４−１〜４−３は、ユーザフレームを上位ネットワーク２と通信することができない。したがって、制御部４１−１は、障害が発生しているリンクがルータ３−１及びＬ２スイッチ４−１の間のリンクであるか否かを表す判定結果に基づいて、Ｌ２スイッチ４−１〜４−３が上位ネットワーク２と通信可能であるか否かを判定することができる。

制御部４１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間のリンクに障害が発生していないと判定した場合、状態遷移指示フレーム１２を送信しないと判定する。すなわち、制御部４１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間の疎通が確認できた場合、状態遷移指示フレーム１２を送信しないと判定する。

制御部４１−１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間のリンクに障害が発生していると判定した場合、ポートの所定状態への遷移を指示するための状態遷移指示フレーム１２を送信すると判定する。すなわち、制御部４１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間の疎通が確認できない場合、ポートの所定状態への遷移を指示するための状態遷移指示フレーム１２を送信すると判定する。

例えば、制御部４１−１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３−１とＬ２スイッチ４−１との間の疎通が確認できない場合、「Admin Blocking」状態のブロッキングポートを開放状態に遷移させる指示（R-AIS）を表す状態遷移指示フレーム１２を送信する。制御部４１−１は、状態遷移指示フレーム１２を送信することによって、複数のＬ２スイッチ４におけるポートの状態を遷移させることができる。

インタフェース４２は、ポート４２０を有する。インタフェース４２は、インタフェース４２が他Ｌ２スイッチ４と接続されている場合、ユーザフレーム及びスイッチ間検査フレーム１０を、自Ｌ２スイッチ４と他Ｌ２スイッチ４との間で通信する。インタフェース４２は、インタフェース４２がルータ３と接続されている場合、自Ｌ２スイッチ４とルータ３との間で疎通確認フレーム１１を通信する。インタフェース４２は、インタフェース４２がルータ３と接続されている場合、ユーザフレーム及びスイッチ間検査フレーム１０を、自Ｌ２スイッチ４と他Ｌ２スイッチ４との間でルータ３を介して通信してもよい。インタフェース４２は、インタフェース４２がルータ３と接続されている場合、自Ｌ２スイッチ４とルータ３との間で疎通確認フレーム１１を通信する。インタフェース４２は、インタフェース４２が他Ｌ２スイッチ４と接続されている場合、状態遷移指示フレーム１２を、自Ｌ２スイッチ４と他Ｌ２スイッチ４との間で通信する。インタフェース４２は、インタフェース４２がルータ３と接続されている場合、自Ｌ２スイッチ４と他Ｌ２スイッチ４との間でルータ３を介して、状態遷移指示フレーム１２を通信してもよい。

次に、回線切替の例を説明する。
図３は、回線切替の第１例を示す図である。図３では、Ｌ２スイッチ４−１及び４−２の間のリンクに障害が発生している。したがって、図３では、ルータ３のリンクに障害が発生していない。Ｌ２スイッチ４−１は、スイッチ間検査フレーム１０−２をＬ２スイッチ４−２から取得していない時間が一定時間以上となった場合、Ｌ２スイッチ４−１及び４−２の間のリンクに障害が発生したと判定する。Ｌ２スイッチ４−１は、障害が発生したリンクのポート４００−１の状態を、ＥＲＰに規定されている「Failure Blocking」状態に遷移させる。Ｌ２スイッチ４−１は、「Admin Blocking」状態のブロッキングポートの開放指示（R-AIS）を表す状態遷移指示フレーム１２−１を、ポート４００−１とは反対側のポートから、ルータ３−１及びルータ３−２を介してＬ２スイッチ４−３に送信する。

Ｌ２スイッチ４−２は、スイッチ間検査フレーム１０−２をＬ２スイッチ４−１から取得していない時間が一定時間以上となった場合、Ｌ２スイッチ４−１及び４−２の間のリンクに障害が発生したと判定する。Ｌ２スイッチ４−２は、障害が発生したリンクのポート４２０−２の状態を、ＥＲＰに規定されている「Failure Blocking」状態に遷移させる。Ｌ２スイッチ４−２は、「Admin Blocking」状態のブロッキングポートの開放指示（R-AIS）を表す状態遷移指示フレーム１２−３を、ポート４２０−２とは反対側のポートから、Ｌ２スイッチ４−３に送信する。

Ｌ２スイッチ４−３は、取得された制御フレームに基づいて、ポート４００−３の状態を制御する。「Admin Blocking」状態であるポート４００−３を有するＬ２スイッチ４−３は、ポートの開放指示（R-AIS）を表す状態遷移指示フレーム１２−１及び１２−３を取得した場合、ＦＤＢフラッシュ（Filtering Data Base Flush）を実行することによって、経路情報を更新する。Ｌ２スイッチ４−３は、「Admin Blocking」状態であるポート４００−３の状態を、ＥＲＰに規定された「Forwarding」状態（開放状態）に遷移させる。これによって、通信システム１は、Ｌ２スイッチ４−１及び４−２の間のリンクに障害が発生した場合でも、通信断を回避することが可能である。

図４は、回線切替の第２例を示す図である。図４では、ルータ３−２及びＬ２スイッチ４−３の間のリンクに障害が発生している。したがって、図４では、ルータ３のリンクに障害が発生している。Ｌ２スイッチ４−１は、スイッチ間検査フレーム１０−１をＬ２スイッチ４−３から取得していない時間が一定時間以上となった場合、Ｌ２スイッチ４−１及び４−３の間のリンクに障害が発生したと判定する。障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクでないため、Ｌ２スイッチ４−１は、疎通確認フレーム１１−１をルータ３−１に送信する。

図４では、ルータ３−２及びＬ２スイッチ４−３の間のリンクに障害が発生しているので、Ｌ２スイッチ４−１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３−１と通信することができる。Ｌ２スイッチ４−１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間の疎通が確認できたので、状態遷移指示フレーム１２を送信しないと判定する。Ｌ２スイッチ４−１は、判定結果に基づいて、回線切替の実行を保留する。これによって、通信システム１は、ルータ３−２及びＬ２スイッチ４−３の間のリンクに障害が発生した場合でも、通信断を回避することが可能である。

図５は、回線切替の第３例を示す図である。図５では、ルータ３−１及び３−２の間のリンクに障害が発生している。したがって、図５では、ルータ３のリンクに障害が発生している。Ｌ２スイッチ４−１は、スイッチ間検査フレーム１０−１をＬ２スイッチ４−３から取得していない時間が一定時間以上となった場合、Ｌ２スイッチ４−１及び４−３の間のリンクに障害が発生したと判定する。障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクでないため、Ｌ２スイッチ４−１は、疎通確認フレーム１１−１をルータ３−１に送信する。

図５では、ルータ３−１及び３−２の間のリンクに障害が発生しているので、Ｌ２スイッチ４−１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３−１と通信することができる。Ｌ２スイッチ４−１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間の疎通が確認できたので、状態遷移指示フレーム１２を送信しないと判定する。Ｌ２スイッチ４−１は、判定結果に基づいて、回線切替の実行を保留する。これによって、通信システム１は、ルータ３−１及びルータ３−２の間のリンクに障害が発生した場合でも、通信断を回避することが可能である。

図６は、回線切替の第４例を示す図である。図６では、Ｌ２スイッチ４−１及びルータ３−１の間のリンクに障害が発生している。したがって、図６では、ルータ３のリンクに障害が発生している。Ｌ２スイッチ４−１は、スイッチ間検査フレーム１０−１をＬ２スイッチ４−３から取得していない時間が一定時間以上となった場合、Ｌ２スイッチ４−１及び４−３の間のリンクに障害が発生したと判定する。障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクでないため、Ｌ２スイッチ４−１は、疎通確認フレーム１１−１をルータ３−１に送信する。

図６では、Ｌ２スイッチ４−１及びルータ３−１の間のリンクに障害が発生しているので、Ｌ２スイッチ４−１は、疎通確認フレーム１１−１をルータ３−１から取得することができない。したがって、Ｌ２スイッチ４−１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３−１と通信することができない。

Ｌ２スイッチ４−１は、障害が発生したリンクのポート４２０−１の状態を、ＥＲＰに規定されている「Failure Blocking」状態に遷移させる。Ｌ２スイッチ４−１は、上位ネットワーク２に接続されているルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間の疎通が確認できないので、状態遷移指示フレーム１２を送信すると判定する。Ｌ２スイッチ４−１は、判定結果に基づいて、回線切替を実行する。例えば、Ｌ２スイッチ４−１は、「Admin Blocking」状態のブロッキングポートの開放指示（R-AIS）を表す状態遷移指示フレーム１２−２を、障害が発生しているリンクのポート４２０−１とは反対側のポートから、Ｌ２スイッチ４−２に送信する。Ｌ２スイッチ４−２は、「Admin Blocking」状態のブロッキングポートの開放指示を表す状態遷移指示フレーム１２−３を、Ｌ２スイッチ４−３に送信する。

Ｌ２スイッチ４−３は、状態遷移指示フレーム１２−３を取得した場合、「Admin Blocking」状態であるポート４００−３の状態を、ＥＲＰに規定された「Forwarding」状態（開放状態）に遷移させる。これによって、通信システム１は、Ｌ２スイッチ４−１及びルータ３−１の間のリンクに障害が発生した場合でも、通信断を回避することが可能である。

次に、Ｌ２スイッチ４の動作の例を説明する。
図７は、Ｌ２スイッチ４の動作の例を示すフローチャートである。Ｌ２スイッチ４は、リング型ネットワークにおける障害の発生を検出した場合、図７に示されたフローチャートを実行する。

Ｌ２スイッチ４は、障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクであるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクである場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、Ｌ２スイッチ４は、「Admin Blocking」状態のブロッキングポートの開放指示（R-AIS）を表す状態遷移指示フレーム１２を、リングプロトコルに基づいて他Ｌ２スイッチ４に送信する（ステップＳ１０２）。Ｌ２スイッチ４は、ステップＳ１０２を実行した場合、回線切替の処理を終了する。

障害が発生したリンクがＬ２スイッチ４間のリンクでない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、Ｌ２スイッチ４は、１台以上のルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間の通信が可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。通信システム１において上位ネットワーク２に接続されている１台以上のルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間の通信が可能である場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、Ｌ２スイッチ４は、回線切替の処理を終了する。

通信システム１において上位ネットワーク２に接続されている全てのルータ３と自Ｌ２スイッチ４との間の通信が不能である場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、Ｌ２スイッチ４は、所定状態を表す状態遷移指示フレーム１２を、リングプロトコルに基づいて他Ｌ２スイッチ４に送信する（ステップＳ１０４）。Ｌ２スイッチ４は、ステップＳ１０４を実行した場合、回線切替の処理を終了する。

以上のように、実施形態の通信システム１は、リングプロトコルに対応している複数のＬ２スイッチ４と、リングプロトコルに対応していない１台以上のルータ３とを含むリング型ネットワークを有する通信システムである。ルータ３は、リング型ネットワークの上位ネットワーク２と通信する。Ｌ２スイッチ４は、判定部としての制御部４１と、インタフェース４０と、インタフェース４２とを有する。制御部４１は、ルータ３のリンクに障害が発生した場合、上位ネットワーク２に接続されている少なくとも１台のルータ３との直接又は間接の通信が可能であるか否かを判定する。インタフェース４０又はインタフェース４２は、上位ネットワーク２に接続されているいずれのルータ３との通信も不能であると判定された場合、状態遷移指示フレーム１２を他のＬ２スイッチ４に送信する。

これによって、実施形態の通信システム１は、リングプロトコルに対応している通信装置とリングプロトコルに対応していない通信装置とを含むリング型ネットワークを通信システムが有する場合でも、通信断を回避することが可能である。

実施形態の通信システム１は、通信装置又はリンクに障害が発生した場合でも、リングプロトコルによって、短時間で回線を切り替えることが可能である。実施形態の通信システム１は、リングプロトコルによって、高稼働率のネットワークを実現することが可能である。

実施形態の通信システム１は、通信断を回避して、正常系及び予備系の回線切替を実行することが可能である。実施形態の通信システム１がリングプロトコルに対応していない通信装置を含むことができるので、通信システム１の管理者は、通信システム１にネットワーク機能を容易に付加することが可能である。実施形態の通信システム１は、リングプロトコルの接続性を向上させることが可能である。

上述した実施形態におけるＬ２スイッチ及びルータ等の通信装置の少なくとも一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明は、通信システム、通信装置に適用可能である。

１…通信システム、２…上位ネットワーク、３…ルータ、４…Ｌ２スイッチ、１０…スイッチ間検査フレーム、１１…疎通確認フレーム、１２…状態遷移指示フレーム、３０…インタフェース、３１…処理部、３２…インタフェース、４０…インタフェース、４１…制御部、４２…インタフェース、１００…ポート、２００…ポート、４００…ポート、４２０…ポート

Claims (5)

1. リングプロトコルに対応している複数の通信装置と前記リングプロトコルに対応していない１以上の非対応通信装置とを含むリング型ネットワークを有する通信システムであって、
   前記非対応通信装置は、
   前記リング型ネットワークの上位ネットワークと通信し、
   前記通信装置は、
   前記非対応通信装置のリンクに障害が発生し、検査フレームを他の前記通信装置に送信し、他の前記通信装置から送信された検査フレームを自通信装置が取得していない時間が一定時間以上となった場合、疎通確認フレームを前記非対応通信装置に送信し、前記非対応通信装置から送信された疎通確認フレームを自通信装置が取得したか否かに基づいて、前記上位ネットワークに接続されている少なくとも１の前記非対応通信装置との直接又は間接の通信が可能であるか否かを判定する判定部と、
   前記上位ネットワークに接続されているいずれの前記非対応通信装置との通信も不能であると判定された場合、他の前記通信装置のポートの状態を遷移させる指示を表す状態遷移指示フレームを、他の前記通信装置に送信するインタフェースとを有する、
   通信システム。
2. リングプロトコルに対応している複数の通信装置と前記リングプロトコルに対応していない１以上の非対応通信装置とを含むリング型ネットワークを有する通信システムにおける前記通信装置であって、
   前記非対応通信装置のリンクに障害が発生し、検査フレームを他の前記通信装置に送信し、他の前記通信装置から送信された検査フレームを自通信装置が取得していない時間が一定時間以上となった場合、疎通確認フレームを前記非対応通信装置に送信し、前記非対応通信装置から送信された疎通確認フレームを自通信装置が取得したか否かに基づいて、前記リング型ネットワークの上位ネットワークに接続されている少なくとも１の前記非対応通信装置との直接又は間接の通信が可能であるか否かを判定する判定部と、
   前記上位ネットワークに接続されているいずれの前記非対応通信装置との通信も不能であると判定された場合、他の前記通信装置のポートの状態を遷移させる指示を表す状態遷移指示フレームを、他の前記通信装置に送信するインタフェースと
   を備える通信装置。
3. 前記リングプロトコルは、ＥＲＰ（Ethernet Ring Protection）である、請求項２に記載の通信装置。
4. リングプロトコルに対応している複数の通信装置と前記リングプロトコルに対応していない１以上の非対応通信装置とを含むリング型ネットワークを有する通信システムにおける通信装置が実行する通信方法であって、
   前記非対応通信装置のリンクに障害が発生し、検査フレームを他の前記通信装置に送信し、他の前記通信装置から送信された検査フレームを自通信装置が取得していない時間が一定時間以上となった場合、疎通確認フレームを前記非対応通信装置に送信し、前記非対応通信装置から送信された疎通確認フレームを自通信装置が取得したか否かに基づいて、前記リング型ネットワークの上位ネットワークに接続されている少なくとも１の前記非対応通信装置との直接又は間接の通信が可能であるか否かを判定するステップと、
   前記上位ネットワークに接続されているいずれの前記非対応通信装置との通信も不能であると判定された場合、他の前記通信装置のポートの状態を遷移させる指示を表す状態遷移指示フレームを、他の前記通信装置に送信するステップと
   を有する通信方法。
5. 請求項２から請求項３までのいずれか一項に記載した通信装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。

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