JP6791538B2 - 通信システム及び通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム及び通信装置に関し、特に、フォールトトレランスを実現する通信システム及び通信装置に関する。

従来、ＩＰ（Internet Protocol）電話システムにおいて、ルーティング機能や呼制御機能、音声通信制御機能等の複数の機能を有する通信装置が利用されている。通常、このような通信装置は、１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えており、ＣＰＵが、ルーティング処理や呼制御処理、音声通信制御処理を実行することにより、ルーティング機能や呼制御機能、音声通信制御機能を実現する。しかしながら、ＣＰＵに障害が発生した場合や、通信装置に実装されたＯＳや機能部に問題が発生した場合、通信装置を利用する端末装置は、通信装置を介したデータ通信を行うことができなくなる。

この点に関し、特許文献１が開示するＩＰ電話システムは、複数のＩＰ電話による冗長化を採用する。具体的には、１台のＩＰ電話端末に対して内線制御機能を割り当て、当該ＩＰ電話端末に障害が発生した場合、バックアップ端末であるＩＰ電話端末が、内線制御端末として動作することにより、１台のＩＰ電話端末に障害が発生した場合でも、ＩＰ電話による音声通信機能を継続して提供する。

特許第５２１８６２６号公報

しかしながら、特許文献１が開示するＩＰ電話システムでは、複数の機能部を有する装置において或る機能部にのみ問題が発生した場合に、当該機能部が有する機能のみを他の装置に実現させることができないという問題があった。

本発明の目的は、上述した課題を鑑み、複数の機能部を有する通信装置において或る機能部にのみ問題が発生した場合に、当該機能部が有する機能のみを他の通信装置に実現させることが可能な通信システム及び通信装置を提供することにある。

本発明の通信システムは、第１の機能部及び第１の転送部を備え、メイン装置として機能する第１の通信装置と、第２の機能部及び第２の転送部を備え、前記第１の通信装置のバックアップ装置として機能する第２の通信装置とを含む。前記第２の機能部は、前記第１の機能部に応答要求を送信し、前記第１の機能部から前記応答要求に対する応答を受信したか否か判断する監視部と、前記第１の機能部から前記応答を受信していない場合に、前記第１の通信装置に対し、前記第２の機能部が処理すべきパケットを前記第２の機能部に転送させるための転送先変更要求を送信する変更要求部とを含む。前記第１の機能部は、前記第２の機能部から前記応答要求を受信したか否か判断し、前記第２の機能部から前記応答要求を受信した場合に、前記応答要求に対する応答を前記第２の機能部に送信する応答部を有する。前記第１の転送部は、前記第２の機能部から前記転送先変更要求を受信した場合に、前記第２の機能部が処理すべきパケットの転送先を、前記第１の機能部から前記第２の機能部に変更する転送先変更部を有する。

本発明により、複数の機能部を有する通信装置において或る機能部にのみ問題が発生した場合に、当該機能部が有する機能のみを他の通信装置に実現させることが可能な通信システム及び通信装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る通信システムを示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る通信装置の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る通信装置の機能部の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る通信装置の概略的な構成を示すブロック図である。 バックアップ装置として機能する第２の通信装置が実行する処理を示すフローチャートである。 メイン装置として機能する第１の通信装置が実行する処理を示すフローチャートである。 メイン装置として機能する第１の通信装置が実行する処理を示すフローチャートである。 転送先管理テーブルの一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の通信システム５０の一実施形態を示す概略図である。通信システム５０は、第１の通信装置１０と、第２の通信装置２０と、端末装置３０ａ，３０ｂとを含む。第１の通信装置１０及び第２の通信装置２０の具体例として、アクセスポイントとして機能するルータが挙げられる。第１の通信装置１０及び第２の通信装置２０は、通信ケーブルを介して相互にデータ通信を行うことができる。また、第１の通信装置１０及び第２の通信装置２０は、インターネット４０等のＷＡＮ（Wide Area Network）に接続され、外部装置との間でデータ通信を行うことができる。第１の通信装置１０及び端末装置３０ａ，３０ｂは、通信ケーブル又は無線ＬＡＮを介して相互にデータ通信を行うことができる。第１の通信装置１０及び第２の通信装置２０は、ＶＲＲＰ（Virtual Router Redundancy Protocol）を実装することができる。これにより、端末装置３０ａ，３０ｂは、これらの装置を論理的に１台の通信装置として認識することができる。なお、図１では、第１の通信装置１０には、２つの端末装置３０ａ，３０ｂのみが接続されているが、１の端末装置又は３以上の端末装置を接続することができる。また、第１の通信装置１０及び第２の通信装置２０は、無線ＬＡＮを介して相互にデータ通信を行ってもよい。

図２は、本発明の一実施形態に係る第１の通信装置１０の詳細な構成を示すブロック図である。以下、第１の通信装置１０の構成について説明するが、第２の通信装置２０も第１の通信装置１０と同一の構成を有する。第１の通信装置１０は、ＣＰＵ１１０と、ＣＰＵ１２０と、転送部１３０とを備える。

ＣＰＵ１１０は、種々の演算を行う演算装置であり、ＯＳ（Operating System）１１１及び機能部１１２を実装する。ＯＳ１１１は、ＣＰＵ１１０に実装された機能部１１２を制御するプログラムである。機能部１１２は、第１の通信装置１０が有する機能の一つを実現するプログラムであり、外部装置から受信したパケットのルーティングを行う。

ＣＰＵ１２０は、種々の演算を行う演算装置であり、ＯＳ１２１及び機能部１２２，１２３を実装する。ＯＳ１２１は、ＣＰＵ１２０に実装された機能部１２２，１２３を制御するプログラムである。機能部１２２は、第１の通信装置１０が有する機能の一つを実現するプログラムであり、例えば、ＩＰ電話の呼出制御を行う。機能部１２３は、第１の通信装置１０が有する機能の一つを実現するプログラムであり、例えば、ＩＰ電話の音声通信制御を行う。

転送部１３０は、外部装置から受信したパケットを処理する半導体集積装置である。転送部１３０は、パケット転送部１３１と、監視部１３２と、転送先変更部１３３と、転送先管理テーブル１３４とを有する。

パケット転送部１３１は、外部装置からパケットを受信した場合に、パケットを転送する論理回路である。パケット転送部１３１の具体例として、Ｌ２スイッチが挙げられる。図８は、転送先管理テーブル１３４の一例を示す図である。図８に示す転送先管理テーブルには、パケット識別情報と、機能部識別情報と、転送先変更要求の有無を示す情報と、転送先情報とが登録される。パケット識別情報は、パケットを識別するための情報であり、例えば、ＩＰ電話の呼出制御に関するパケットに固有の識別情報、ＩＰ電話の接続が確立された後の音声通信に関するパケットに固有の識別情報が登録される。

機能部識別情報は、第１の通信装置１０及び第２の通信装置２０が有する機能部の識別情報である。図８に示す例では、機能部識別情報（function_a）が示す機能部は、ＩＰ電話の呼出制御を行う機能部であり、機能部識別情報（function_ｂ）が示す機能部は、ＩＰ電話の音声通信を制御する機能部である。また、機能部識別情報（function_ｃ）が示す機能部は、ＩＰ電話に関するデータ以外のデータのルーティングを行う機能部である。なお、第１の通信装置１０及び第２の通信装置２０は、共通の機能部識別情報を使用する。

転送先変更要求の有無を示す情報は、他の通信装置からの転送先変更要求の受信の有無を示す情報であり、転送先変更要求を受信していない旨を示す情報がデフォルトとして登録される。転送先情報は、パケットの転送先の識別情報であり、自機が備えるＣＰＵの識別情報と、他の通信装置の識別情報（ＩＰアドレス）が使用される。

パケット転送部１３１は、外部装置からパケットを受信すると、当該パケットからパケット識別情報を取得する。そして、パケット転送部１３１は、転送先管理テーブル１３４を参照し、当該パケット識別情報に関連付けられた転送先変更要求の有無を示す情報を特定する。ここで、当該パケットの識別情報が転送先管理テーブル１３４に登録されていない場合、パケット転送部１３１は、未登録の識別情報（図８に示す例では、function_C）に関連付けられた転送先変更要求の有無を示す情報を特定する。転送先変更要求を受信していない旨の情報が登録されている場合、すなわち、他の通信装置から転送先変更要求を受信していない場合、パケット転送部１３１は、デフォルトの転送先である自機のＣＰＵの識別情報を特定し、当該ＣＰＵにパケットを転送する。一方、転送先変更要求を受信した旨の情報が登録されている場合、すなわち、他の通信装置から転送先変更要求を受信した場合、パケット転送部１３１は、変更後の転送先である他の通信装置のＩＰアドレスを特定し、当該他の通信装置にパケットを転送する。

監視部１３２は、他の通信装置から転送先変更要求を受信したか否か判断する論理回路である。転送先変更部１３３は、他の通信装置から転送先変更要求を受信した場合に、転送先変更要求の送信元の機能部が処理すべきパケットの転送先を、自機の機能部から当該転送先変更要求の送信元の機能部に変更する論理回路である。具体的には、転送先変更部１３３は、監視部１３２が他の通信装置から転送先変更要求を受信したと判断すると、転送先変更要求に含まれる転送先変更要求の送信元の機能部の識別情報に基づき、転送先管理テーブル１３４に転送先変更要求が有った旨の情報を登録する。

図３は、第１の通信装置１０及び第２の通信装置２０の各機能部が有するプログラムモジュールを示すブロック図である。以下、第１の通信装置１０の機能部１１２が有するプログラムモジュールについて説明するが、第１の通信装置１０の他の機能部及び第２の通信装置２０の機能部も同じプログラムモジュールを有する。

機能部１１２は、監視部３００と、変更要求部３０１と、応答部３０２とを含む。監視部３００及び変更要求部３０１は、自機がバックアップ装置として機能する場合に実行され、応答部３０２は、自機がメイン装置として機能する場合に実行される。

監視部３００は、バックアップ装置の機能部１１２に対応するメイン装置の機能部に応答要求を送信し、当該メイン装置の機能部から応答要求に対する応答を受信したか否か判断するプログラムモジュールである。

変更要求部３０１は、バックアップ装置の機能部１１２に対応するメイン装置の機能部から応答要求に対する応答を受信していない場合に、バックアップ装置の機能部１１２が処理すべきパケットを当該機能部１１２に転送させるための転送先変更要求を、メイン装置に送信するプログラムモジュールである。

応答部３０２は、バックアップ装置から応答要求を受信したか否か判断し、当該応答要求を受信した場合に、応答要求に対する応答をバックアップ装置に送信するプログラムモジュールである。

図４は、本発明の一実施形態に係る通信装置が有する主要な構成要素を示すブロック図である。第１の通信装置１０及び第２の通信装置２０は、主要な構成要素として機能部１１２と、転送部１３０とを有する。機能部１１２は、監視部３００と、変更要求部３０１と、応答部３０２とを含み、転送部１３０は、転送先変更部１３３を含む。

図５は、バックアップ装置として機能する第２の通信装置２０の各機能部が実行する処理を示すフローチャートである。以下、メイン装置として機能する第１の通信装置１０の機能部を第１の機能部とし、バックアップ装置として機能する第２の通信装置２０の機能部を第２の機能部として説明する。

ステップＳ１０１では、第２の通信装置２０の第２の機能部が、第２の機能部に対応する第１の通信装置１０の第１の機能部に応答要求を送信する。応答要求には、応答要求の識別情報と、応答要求の送信先である第１の通信装置１０のＩＰアドレス及び第１の機能部の識別情報が含まれる。第１の通信装置１０が備える転送部１３０のパケット転送部１３１は、第２の通信装置２０から応答要求を受信すると、当該機能部の識別情報が示す第１の機能部に応答要求を転送する。例えば、図８に示す機能部識別情報を使用する実施形態では、機能部識別情報が「function_A」である場合、パケット転送部１３１は、「function_A」が示す機能部１２２にパケットを転送する。機能部識別情報が「function_B」である場合、パケット転送部１３１は、「function_B」が示す機能部１２３にパケットを転送する。機能部識別情報が「function_C」である場合、パケット転送部１３１は、「function_C」が示す機能部１１２にパケットを転送する。

ステップＳ１０２では、第２の機能部は、第１の通信装置１０の第１の機能部から応答を受信したか否か判断する。応答を受信した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０１に処理が戻る。一方、応答を受信していない場合（ＮＯ）、ステップＳ１０３に処理が分岐する。ステップＳ１０３では、第２の機能部は、第１の通信装置１０の転送部１３０に転送先変更要求を送信し、図５の処理が終了する。転送先変更要求には、転送先変更要求の識別情報と、転送先変更要求の送信元である第２の機能部の識別情報、すなわち、当該第２の機能部の識別情報に対応する第１の機能部の識別情報が含まれており、第１の通信装置１０が備える転送部１３０の転送先変更部１３３は、図７を参照して詳述するように、転送先管理テーブル１３４を更新し、第２の機能部が処理すべきパケットの転送先を、第１の機能部から第２の機能部に変更する。

図６は、メイン装置として機能する第１の通信装置１０の各機能部が実行する処理を示すフローチャートである。ステップＳ２０１では、第１の通信装置１０の第１の機能部が、第１の機能部に対応する第２の通信装置２０の第２の機能部から転送部１３０を介して応答要求を受信したか否か判断する。応答要求を受信していない場合（ＮＯ）、ステップＳ２０１の処理が再び実行される。一方、応答要求を受信した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２０２に処理が分岐する。ステップＳ２０２では、第１の機能部は、応答要求の送信元である第２の通信装置２０の第２の機能部に応答を送信し、図６の処理が終了する。

図７は、メイン装置として機能する第１の通信装置１０の転送部１３０が実行する処理を示すフローチャートである。ステップＳ３０１では、転送部１３０の監視部１３２が、第２の通信装置２０から転送先変更要求を受信したか否か判断する。転送先変更要求を受信していない場合（ＮＯ）、ステップＳ３０１の処理が再び実行される。一方、転送先変更要求を受信した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３０２に処理が分岐する。ステップＳ３０２では、転送部１３０の転送先変更部１３３が、転送先管理テーブル１３４を更新して、転送先変更要求の送信元の機能部が処理すべきパケットの転送先を、当該機能部に変更し、図７の処理が終了する。具体的には、転送先変更部１３３は、転送先管理テーブル１３４を参照し、転送先変更要求に含まれる転送先変更要求の送信元の機能部の識別情報と関連付けて、転送先変更要求が有った旨の情報を登録する。これにより、パケット転送部１３１は、転送先変更要求の送信元の機能部が処理すべきパケットを受信した場合、当該パケットを当該機能部に転送する。

上述した実施形態では、バックアップ装置である第２の通信装置２０の第２の機能部が、それぞれ第１の通信装置１０の対応する第１の機能部に応答要求を送信することにより、機能部毎に死活監視を行う。そして、応答要求に対する応答が無い場合、第２の通信装置２０の第２の機能部が、第１の通信装置１０の転送部１３０に対し、当該応答を送信しない第１の機能部が処理することになっていたパケットの転送先を第２の機能部に変更させる。これ以降、第２の通信装置２０の第２の機能部が、当該パケットを処理する。これにより、複数の機能部を有する通信装置において或る機能部にのみ問題が発生した場合に、当該機能部が有する機能のみを他の通信装置に実現させることができる。

また、上述した実施形態では、第１の通信装置１０の転送先変更部１３３は、第２の通信装置２０から転送先変更要求を受信した場合、当該応答を送信しない第１の機能部が処理することになっていたパケットの転送先を、第１の機能部から第２の機能部に変更し、それ以外のパケットの転送先を変更しない。このため、特定の機能部に問題が発生した場合でも、問題が発生していない機能部は、継続してパケットの処理を行うことができる。これにより、パケットを処理する機能部の変更に伴うデータ損失や一時的な機能停止を防ぐことができる。

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて保存され、コンピュータに提供することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに提供されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

本発明は上述した実施形態に限られたものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した実施形態では、ＣＰＵ１１０が１つの機能部を実装し、ＣＰＵ１２０が２つの機能部を実装するが、他の実施形態では、ＣＰＵ１１０及びＣＰＵ１２０は、任意の数の機能部を実装することができる。また、上述した実施形態では、パケットのルーティングを行う機能部と、ＩＰ電話に関する処理を実行する機能部について説明したが、ＣＰＵ１１０及びＣＰＵ１２０は、これ以外の種々の処理を実行する機能部（例えば、ＷＡＮ通信を行うアプリケーション等）を実装することができる。

１０ 第１の通信装置
２０ 第２の通信装置
３０ａ 端末装置
３０ｂ 端末装置
４０ インターネット
５０ 通信システム

Claims (7)

1. 複数の第１の演算装置、複数の第１の機能部及び転送部を備え、メイン装置として機能する第１の通信装置と、
   複数の第２の演算装置、及び前記複数の第１の機能部に対応する複数の第２の機能部を備え、前記第１の通信装置のバックアップ装置として機能する第２の通信装置と
   を含み、
   前記複数の第１の機能部のうちの一部の機能部は、前記第１の通信装置が備える前記複数の第１の演算装置の一つに実装され、
   その他の第１の機能部は、当該第１の演算装置とは異なる、前記第１の通信装置が備える他の第１の演算装置に実装され、
   前記複数の第２の機能部のうちの一部の機能部は、前記第２の通信装置が備える前記複数の第２の演算装置の一つに実装され、
   その他の前記第２の機能部は、当該第２の演算装置とは異なる、前記第２の通信装置が備える他の第２の演算装置に実装され、
   前記複数の第２の機能部はそれぞれ、
   対応する前記第１の機能部に応答要求を送信し、前記対応する第１の機能部から、前記応答要求に対する応答を受信したか否か判断する監視部と、
   前記対応する第１の機能部から前記応答を受信していない場合に、前記転送部に対し、当該第１の機能部が処理するパケットを、前記第２の通信装置に転送させるための転送先変更要求を送信する変更要求部とを含み、
   前記複数の第１の機能部はそれぞれ、
   対応する前記第２の機能部から前記応答要求を受信したか否か判断し、前記対応する第２の機能部から前記応答要求を受信した場合に、前記応答要求に対する応答を前記対応する第２の機能部に送信する応答部を有し、
   前記転送部は、
   前記第２の機能部の前記変更要求部から前記転送先変更要求を受信した場合に、前記応答が受信されなかった前記第１の機能部が処理するパケットの転送先を、当該第１の機能部が実装された前記第１の演算装置から、前記第２の通信装置に変更する転送先変更部と、
   前記パケットを前記第２の通信装置に転送し、前記パケット以外のパケットを、当該パケットを処理する前記第１の機能部が実装された前記第１の演算装置に転送するパケット転送部とを有し、
   前記応答を受信しなかった前記第２の機能部は、当該第２の機能部が実装された１の前記第２の演算装置において、前記パケット転送部によって前記第２の通信装置に転送された前記パケットを処理する、
   通信システム。
2. 前記第１の通信装置の前記転送先変更部は、前記第２の通信装置から前記転送先変更要求を受信した場合、前記応答が受信されなかった前記第１の機能部が処理する前記パケット以外のパケットの転送先を変更しないことを特徴とする、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記第２の通信装置の前記変更要求部は、前記第１の機能部に問題が発生したことに起因して前記第１の機能部から前記応答を受信していない場合、前記第１の通信装置に前記転送先変更要求を送信する、請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 複数の演算装置と、
   他の通信装置が有する複数の第１の機能部のそれぞれに対応する複数の第２の機能部と
   を備え、
   前記複数の第２の機能部のうちの一部の機能部は、自機が備える前記複数の演算装置の１つに実装され、
   その他の前記第２の機能部は、当該演算装置とは異なる、自機が備える他の演算装置に実装され、
   前記複数の第２の機能部はそれぞれ、
   対応する前記第１の機能部に応答要求を送信し、前記対応する第１の機能部から、前記応答要求に対する応答を受信したか否か判断する監視部と、
   前記対応する第１の機能部から前記応答を受信していない場合に、前記他の通信装置に対し、当該第１の機能部が処理するパケットを、自機に転送させるための転送先変更要求を送信する変更要求部とを含み、
   前記応答を受信しなかった前記第２の機能部は、当該第２の機能部が実装された１の前記演算装置において、前記他の通信装置から転送された前記パケットを処理する、
   バックアップ装置として機能する通信装置。
5. 前記変更要求部は、前記第１の機能部に問題が発生したことに起因して前記第１の機能部から前記応答を受信していない場合、前記他の通信装置に前記転送先変更要求を送信する、請求項４に記載の通信装置。
6. 複数の演算装置と、
   複数の機能部と、
   転送部とを備え、
   前記複数の機能部のうちの一部の機能部は、自機が備える前記複数の演算装置の１つに実装され、
   その他の前記機能部は、当該演算装置とは異なる、自機が備える他の演算装置に実装され、
   前記複数の機能部はそれぞれ、
   他の通信装置が有する対応する機能部から応答要求を受信したか否か判断し、前記対応する機能部から前記応答要求を受信した場合に、前記応答要求に対する応答を前記他の通信装置に送信する応答部を有し、
   前記転送部は、
   前記他の通信装置から転送先変更要求を受信した場合に、前記応答が受信されなかった前記機能部が処理するパケットの転送先を、当該機能部が実装された前記演算装置から、前記他の通信装置に変更する転送先変更部と、
   前記パケットを前記他の通信装置に転送し、前記パケット以外のパケットを、当該パケットを処理する前記機能部が実装された前記演算装置に転送するパケット転送部とを有する、
   メイン装置として機能する通信装置。
7. 前記転送先変更部は、前記他の通信装置から前記転送先変更要求を受信した場合、前記応答が受信されなかった前記機能部が処理する前記パケット以外のパケットの転送先を変更しないことを特徴とする、請求項６に記載の通信装置。

Images