JP7452635B2 - 経路切替方法、転送装置、及び通信システム - Google Patents

Description

本開示は、リングネットワークにおける経路切替方法、転送装置、及び通信システムに関する。

通信経路をリング状に構成し、転送装置に閉塞ポートを設定することで通信経路を冗長化した通信システムが存在する（例えば、特許文献１及び非特許文献１を参照。）。

特開２００９－１８９０７０号公報

ＪＴ－Ｇ８０３２ イーサネットリングプロテクション切替、２０１２年２月２３日制定

図１は、従来のリングネットワークにおける経路切替作業を説明する図である。従来のリングネットワークでは、リングネットワーク内で故障が発生した場合、以下の動作となる。なお、本明細書では、転送装置を「ノード」と記載することがある。
図１（Ａ）は、経路切替前のパケット転送経路を説明する図である。
図１（Ｂ）は、ノードＡとＢとの間のリンクに故障が発生したときの図である。ノードＡとＢはリンクの故障を検知する。
図１（Ｃ）は、故障検知後のノードＡとＢの動作を説明する図である。ノードＡとＢは、故障しているリンクを接続するポートａ２とｂ１を閉塞するとともに、故障リンクと反対側のポートから経路切替のための制御パケットを送信する。
図１（Ｄ）は、経路切替後のパケット転送経路を説明する図である。制御パケットを受信したノードＥは、閉塞ポート（リングプロテクションリンク端点）を解除し、パケットのノードＦ側からノードＤ側へ経路を切り替える。

図１のような経路切替作業には時間を要する。つまり、従来のリングネットワークには、リングネットワーク内で故障が発生した場合、図１（Ｂ）の故障発生（検知）から図１（Ｄ）の経路切替完了までの処理中に通信を継続することが困難という課題がある。また、計画的にリングネットワーク経路切替を実施した場合でも、図１（Ｃ）の経路切替処理から図１（Ｄ）の経路切替完了までの処理中に通信を継続することが困難という課題がある。

そこで、本発明は、前記課題を解決するために、経路切替作業中であっても通信を継続することができる経路切替方法、転送装置、及び通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る経路切替方法は、リングネットワーク内で故障が発生した場合、故障検知ノードで通常パケットのリング内迂回判断を行い、経路切替処理と並行してパケットを一時的に迂回させることとした。

具体的には、本発明に係る経路切替方法は、リングネットワークでの経路切替方法であって、
前記リングネットワーク内でパケット転送が不可となる転送不可経路を検出すること、
前記リングネットワーク内の転送装置に設定されている閉塞ポートの位置を変更し、前記転送不可経路を回避する経路に切り替える経路切替作業を行うこと、及び
前記経路切替作業中に前記転送不可経路を迂回してパケットを転送する迂回転送を行うこと、を特徴としており、
前記迂回転送では、
前記転送不可経路を検出した転送装置で前記転送不可経路を経由するパケットに迂回パケットフラグを付して迂回パケットとすること、
前記転送不可経路を検出した前記転送装置で前記迂回パケットを折り返し、前記リングネットワーク内で前記パケットとは逆方向に転送すること、及び
前記経路切替作業前に前記リングネットワークの前記閉塞ポートが設定されている転送装置で前記迂回パケットを前記閉塞ポートから転送すること、
を行うことを特徴とする。
なお、前記経路切替作業後は、当該閉塞ポートが解除されているので当該パケットは迂回パケットフラグが付されずにノーマルパケットとして前記転送不可経路を回避する経路で転送される。

また、前記経路切替方法を実現するための本発明に係る転送装置は、リングネットワークを構成する転送装置であって、
前記リングネットワーク内でパケット転送が不可となる転送不可経路を検出する検出部と、
前記リングネットワーク内の他の転送装置と通信し、閉塞ポートの設定又は解放を行うとともに、パケットを前記転送不可経路を回避する経路に切り替える経路切替作業を行う転送制御部と、
を備えており、
前記転送制御部は、
前記転送不可経路を検出した場合に前記転送不可経路を経由するパケットに迂回パケットフラグを付して迂回パケットとするパケット処理機能と、
前記リングネットワーク内で前記パケットとは逆方向に前記迂回パケットを転送する折り返し機能と、
前記経路切替作業前に前記迂回パケットを受信したとき、且つ前記閉塞ポートが設定されているときに、前記迂回パケットを前記閉塞ポートから転送する閉塞ポート転送機能と、
を有することを特徴とする。

図２は、本経路切替方法を説明する図である。
図２（Ａ）は、経路切替前のパケット転送経路を説明する図である。
図２（Ｂ）は、ノードＡとＢとの間のリンクに故障が発生したときの図である。ノードＡはリンクの故障を検知する。
図２（Ｃ）は、故障検知後のノードＡとＢの動作を説明する図である。ノードＡとＢは、故障しているリンクを接続するポートａ２とｂ１を閉塞するとともに、故障リンクと反対側のポートから経路切替のための制御パケットを送信する。さらに、ノードＡはノードＦから転送されてきたパケットを迂回パケットとして折り返す。ノードＥは迂回パケットを閉塞ポートからノードＤの方向へ迂回パケットを転送する。転送された迂回パケットはノードＢで元のパケットに戻され、リングネットワーク外へ出力される。
図２（Ｄ）は、経路切替後のパケット転送経路を説明する図である。制御パケットを受信したノードＥは、閉塞ポート（リングプロテクションリンク端点）を解除し、パケットのノードＦ側からノードＤ側へ経路を切り替える。この時点でノードＡにパケットが到達しなくなるので、ノードＡはパケットの折り返しを終了する。

本経路切替方法は、迂回パケットを用いることで、リングネットワーク内で故障が発生した場合でも通信断の時間を故障発生から故障検知までの時間（この時間は転送装置に依存する）に短縮できる。また、本経路切替方法は、計画的にリングネットワーク経路切替を実施した場合でも通信断を発生させることなく、経路切替ができる。従って、本発明は、経路切替作業中であっても通信を継続することができる経路切替方法、及び転送装置を提供することができる。

本経路切替方法では、前記迂回パケットに、前記閉塞ポートの通過又は未通過を表示する閉塞ポート通過フラグを付与することを特徴とする。閉塞ポートを通過する前の経路は折り返し区間であり、リングネットワークの外部にパケットを出力すると２重転送が発生することになる。そこで、パケットに閉塞ポートの通過前と通過後を表示することで２重転送を防止することができる。

本経路切替方法では、前記リングネットワークの外へパケットを転送する前記転送装置で前記パケットと過去のパケットの同一性を判断すること、及び前記パケットと前記過去のパケットとが同じであれば前記パケットを廃棄すること、を特徴とする。

パケットがマルチキャストパケットの場合、ノードによってはノーマルのパケットと迂回パケットの双方が到着することになる。そこで、ノーマルのパケットと迂回パケットの同一性を確認し、一方を廃棄することで２重転送を防止することができる。

本発明に係る通信システムは、前記転送装置で構成されたリングネットワークの通信システムである。本通信システムは、前記転送装置で構成されるため、前記経路切替方法を実現できる。従って、本発明は、経路切替作業中であっても通信を継続することができる通信システムを提供することができる。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明は、経路切替作業中であっても通信を継続することができる経路切替方法、転送装置、及び通信システムを提供することができる。

本発明に関連する経路切替方法を説明する図である。 本発明に係る経路切替方法を説明する図である。 リングネットワークを説明する図である。 本発明に係る経路切替方法における閉塞ポート通過フラグの効果を説明する図である。 本発明に係る転送装置を説明する図である。 本発明に係る経路切替方法を説明する図である。 本発明に係る経路切替方法を説明する図である。 本発明に係る経路切替方法を説明する図である。 本発明に係る転送装置の動作をまとめた表である。 本発明の課題を説明する図である。 本発明に係る転送装置を説明する図である。 本発明に係る経路切替方法を説明する図である。 本発明に係る経路切替方法を説明する図である。 本発明に係る転送装置を説明する図である。 本発明に係る経路切替方法を説明する図である。 本発明に係る経路切替方法を説明する図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

図３はリングネットワークを説明する図である。１つのリングネットワークは複数の転送装置１１がリング状に接続されて構成される。例えば、転送装置（１１－１～１１－４）で１つのリングネットワークＲ１が構成される。また、転送装置は他のリングネットワークと共有されていてもよい。例えば、転送装置１１－３は、リングネットワークＲ１とリングネットワークＲ３とに共有される。さらに転送装置は、リングネットワークの外のネットワークとも接続する。例えば、転送装置１１－８は、外部ネットワークＮＷ１とも接続する。図３の構成例であれば、外部ネットワークＮＷ１からのパケットは転送装置１１－８を介してリングネットワークＲ３に入り、続けてリングネットワークＲ１、リングネットワークＲ２、リングネットワークＲ４の順に転送され、転送装置１１－１１から外部ネットワークＮＷ２へ出力される。

（実施形態１）
本実施形態では、１つのリングネットワークに注目して説明する。図２は、本実施形態で注目する１つのリングネットワークでの経路切替方法を説明する図である。本経路切替方法は、前記リングネットワーク内でパケット転送が不可となる転送不可経路（ノードＡとノードＢとを直接接続するリンク）を検出すること（図２（Ｂ））、
前記リングネットワーク内の転送装置に設定されている閉塞ポートの位置を変更し（ポートｅ１からポート（ａ２、ｂ１））、前記転送不可経路を回避する経路に切り替える経路切替作業を行うこと（図２（Ｄ））、及び
前記経路切替作業中に前記転送不可経路を迂回してパケットを転送する迂回転送を行うこと（図２（Ｃ））、を特徴とする。
なお、転送不可経路は故障であってもよいし、計画的な経路切替作業によるものであってもよい。

図２（Ｃ）の前記迂回転送では、
前記転送不可経路を検出した転送装置（ノードＡ）で前記転送不可経路を経由するパケットに迂回パケットフラグを付して迂回パケットとすること、
前記転送不可経路を検出した前記転送装置で前記迂回パケットを折り返し、前記リングネットワーク内で前記パケットとは逆方向に転送すること、及び
前記経路切替作業前に前記リングネットワークの閉塞ポートｅ１が設定されている転送装置（ノードＥ）で前記迂回パケットを閉塞ポートｅ１から転送すること、
を行う。
なお、前記経路切替作業後は、図２（Ｄ）のようにポートｅ１の閉塞が解除されているので、当該パケットは迂回パケットフラグを付されずにノーマルパケットとして前記転送不可経路を回避する経路（Ｅ，Ｄ，Ｃ，Ｂの順）で転送される。

ここで、転送装置の転送がフラッディングである場合、前記迂回パケットには、前記閉塞ポートの通過又は未通過を表示する閉塞ポート通過フラグを付与することが好ましい。図４は、閉塞ポート通過フラグの効果を説明する図である。図４（Ａ）は閉塞ポート通過フラグが無い場合、図４（Ｂ）は閉塞ポート通過フラグが有る場合の迂回パケットの転送を説明する図である。

まず、図４（Ａ）の閉塞ポート通過フラグが無い場合を説明する。端末１からノードＦにパケットが入力されたとする。ノードＦは当該パケットをノードＡとノードＥに転送する。ノードＡは、当該パケットを本リングの外に転送するとともに、ポートａ２が閉塞されているので、当該パケットを迂回パケットとして折り返す（ノードＦへ転送する）。ノードＦは当該迂回パケットをノードＥへ転送するとともに、送信元である端末１へも出力することになる（符号ｇ１）。さらに、ノードＥは、ノードＦから転送されたパケットと迂回パケットの双方を本リングの外に転送する（符号ｇ２）。つまり、ノードＥでは２重転送が発生する。

また、ノードＥは、閉塞ポートｅ１から迂回パケットをノードＤへ転送する。迂回パケットは、ノードＤ、ノードＣ、ノードＢの順で転送され、これらのノードでもとのパケットに戻されて当該リングの外に転送される。換言すれば、迂回パケットが閉塞ポートｅ１を超えた領域Ａｒ２（ノードＢ、Ｃ、Ｄが含まれる領域）では、ノードＡとノードＢとの間のリンクが故障していても端末１からのパケットを出力することができ、端末２は当該パケットを受信することができる。
一方、迂回パケットが閉塞ポートｅ１を通過する前の領域Ａｒ１（ノードＡ、Ｆ、Ｅが含まれる領域）では、符号ｇ１やｇ２のようにパケットの２重転送が発生することになる。

本実施形態では、このパケットの２重転送を防止するために、閉塞ポート通過フラグを利用する。各ノードは、閉塞ポート通過フラグの値を確認してリングの外へ迂回パケットを出力するか否かを判断する。例えば、各ノードは、閉塞ポート通過フラグが“０”であれば迂回パケットをリング外に出力しない、閉塞ポート通過フラグが“１”であれば迂回パケットをリング外に出力する、と判断する。

具体例を図４（Ｂ）で説明する。図４（Ａ）の場合と同様に、ノードＡはノードＦが転送した端末１からのパケットを受信する。そして、ノードＡは当該パケットを本リングの外に転送するとともに、ポートａ２が閉塞されているので、当該パケットを迂回パケットとして折り返す（ノードＦへ転送する）。このとき、ノードＡは迂回パケットに閉塞ポート通過フラグ“０”を付す。ノードＦとＥは、当該パケットが閉塞ポート通過フラグ“０”であるからリング外へ迂回パケットを出力しない。このため、領域Ａｒ１にてパケットの２重転送を防止することができる。

また、ノードＥは迂回パケットを閉塞ポートｅ１から転送するときに閉塞ポート通過フラグを“０”から“１”へ書き換える。このため、領域Ａｒ２のノード（Ｂ，Ｃ，Ｄ）は、図４（Ａ）の場合と同様に、迂回パケットを出力することができ、端末２は当該パケットを受信することができる。

続いて、上述したようなリングネットワークにおける経路切替方法を実現できる転送装置１１について説明する。図５は、転送装置１１を説明する機能ブロック図である。転送装置１１は、リングネットワークを構成する転送装置であって、
前記リングネットワーク内でパケット転送が不可となる転送不可経路を検出する検出部１５と、
前記リングネットワーク内の他の転送装置と通信し、閉塞ポートの設定又は解放を行うとともに、パケットを前記転送不可経路を回避する経路に切り替える経路切替作業を行う転送制御部１６と、
を備えており、
転送制御部１６は、
前記転送不可経路を検出した場合に前記転送不可経路を経由するパケットに迂回パケットフラグを付して迂回パケットとするパケット処理機能と、
前記リングネットワーク内で前記パケットとは逆方向に前記迂回パケットを転送する折り返し機能と、
前記経路切替作業前に前記迂回パケットを受信したとき、且つ前記閉塞ポートが設定されているときに、前記迂回パケットを前記閉塞ポートから転送する閉塞ポート転送機能と、
を有することを特徴とする。

なお、前記パケット処理機能は、前記迂回パケットに、前記閉塞ポートの通過又は未通過を表示する閉塞ポート通過フラグを付与することが好ましい。

転送装置１１をより詳細に説明する。転送装置１１は、特定リングポート（２１－１、２１－２）、非特定リングポート２２、パケット転送処理部２３、通常パケット折返し処理部２４、迂回パケットフラグ付与処理部２５、閉塞ポート通過フラグ書換処理部（２６－１、２６－２）、閉塞ポート通過フラグ制御処理部２７、及び迂回パケットフラグ削除処理部２８を備える。

特定リングポート（２１－１、２１－２）は、リングネットワークを構成するポートでありパケットの送受信を行う。非特定リングポート２２は、特定リングポート（２１－１、２１－２）以外のポートであり前記リングネットワークの外部との間でパケットの送受信を行う。パケット転送処理部２３は、パケットの転送処理を行う。通常パケット折返し処理部２４は、検出部１５が当該リングにおける故障を検知した際、転送装置１１で保持する故障情報およびネットワーク情報を用いてパケットの転送装置内での折返し処理を行う。たとえば、特定リングポート２１－２から特定リングポート２１－１へ、又は非特定リングポート２２から特定リングポート２１－１へ転送するパケットが到着したとき、特定リングポート２１－１のリンクが故障して当該パケットを転送できない場合を想定する。通常パケット折返し処理部２４は、保持する情報を用いて当該パケットが逆方向へ転送（特定リングポート２１－２から出力）されるように当該パケットのヘッダーを書き換える。

迂回パケットフラグ付与処理部２５は、通常パケット折返し処理部２４にて折り返し処理がなされたパケットに迂回パケットフラグを付与し、当該リング内で完結する応急的な迂回パケットに変換する。なお、迂回パケットフラグ付与処理部２５は、迂回パケットに迂回パケットフラグを付与するときに閉塞ポート通過フラグ（例えば、“０”）も付与することが好ましい。

ここで、転送装置１１の特定リングポート２１－２が閉塞されている場合を想定する。特定リングポート２１－１が外部から迂回パケットを受信した際、パケット転送処理部２３は、迂回パケット情報、当該転送装置で保持する故障情報およびネットワーク情報を用い、当該パケットを閉塞されている特定リングポート２１－２から出力させる。このとき、閉塞ポート通過フラグ書換処理部２６－２は、閉塞ポートから迂回パケットが出力される時に迂回パケットが閉塞ポートを通過したことを表すフラグの書換（閉塞ポート通過フラグを“０”から“１”へ書き換え）を行う。

閉塞ポート通過フラグ制御処理部２７は、非特定リングポート２２から出力しようとする迂回パケットの閉塞ポート通過フラグから当該迂回パケットの転送と廃棄を判断する。例えば、閉塞ポート通過フラグ制御処理部２７は、閉塞ポート通過フラグ“０”の迂回パケットであれば、特定リングポート（２１－１又は２１－２）への出力を認めるが、非特定リングポート２２からの出力を認めないため、非特定リングポート２２から出力しようとする迂回パケットの廃棄をパケット転送部２３に指示する。

一方、閉塞ポート通過フラグ“１”の迂回パケットであれば、特定リングポート（２１－１又は２１－２）への出力と非特定リングポート２２からの出力を認める。このため、迂回パケットフラグ削除処理部２８は、非特定リングポート２２から出力しようとする迂回パケットから迂回パケットフラグと閉塞ポート通過フラグを削除し、通常のパケット形式に戻す。非特定リングポート２２は、通常のパケット形式に戻ったものを出力する。

図６から図８は、転送装置１１の動作を説明するフローチャートである。転送装置１１は、パケットを受信すると（ステップＳ０１）、当該パケットの情報（迂回パケットフラグの有無）を読み出す（ステップＳ０２）。当該パケットが通常パケットであれば図７の通常パケットの処理を行う（ステップＳ０３にて“Ｎｏ”）。当該パケットが迂回パケットであれば図８の迂回パケットの処理を行う（ステップＳ０３にて“Ｙｅｓ”）。

図７の通常パケットの処理を説明する。
パケット転送処理部２３は、当該パケットを出力する送信ポートが送信不可（送信先が故障）であるか、又はリング切替実施前（リング切替通知未受信）であるかを確認する（ステップＳ１１）。ここで送信ポートとは、特定リングポート２１及び非特定リングポート２２の双方である。ステップＳ１１で“Ｙｅｓ”の場合、当該パケットを受信した受信ポートが特定リングポート２１か否かを確認する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２で“Ｎｏ”の場合、当該パケットを出力する送信ポートが特定リングポート２１であるか否かを確認する（ステップＳ１３）。ステップＳ１１で“Ｎｏ”又はステップＳ１３で“Ｎｏ”の場合、当該パケットのヘッダに基づいたパケット転送を行う（ステップＳ１４）。

ステップＳ１２で“Ｙｅｓ”の場合、当該パケットを出力する送信ポートと当該パケットを受信した受信ポートとが同一のリングネットワークの特定リングポート（２１－１と２１－２）であるか否かを確認する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５で“Ｎｏ”であればステップＳ１４を行う。一方、ステップＳ１３で“Ｙｅｓ”又はステップＳ１５で“Ｙｅｓ”であれば閉塞ポート通過フラグの付与判断を行う（ステップＳ１６）。具体的には、自身の特定リングポートあるいは転送先のノードにおいて送信不可となっている特定リングポートと同一のリングネットワークの特定リングポートが閉塞ポートであるか否かを判断する。例えば、ステップＳ１６では、図２のノードＡのような状態であって、ノードＢとの間のリンクに故障が発生した場合であり、送信不可となっている特定リングポートとはポートａ２、同一のリングネットワークの特定リングポートとはポートａ１である。

ステップＳ１６で“Ｎｏ”の場合（例えば、図２（Ｂ）のノードＡのような場合）、折り返し処理を行う。具体的には、当該パケットに迂回パケットフラグと閉塞ポート通過フラグ（＝“０”）を付加して迂回パケット化し、送信不可である特定リングポート（ポートａ２）と同一のリングネットワークの特定リングポート（ポートａ１）へ送信する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７によりリングネットワーク外へパケットの二重転送を防止することができる。

一方、ステップＳ１６で“Ｙｅｓ”の場合（例えば、図２のノードＥでノードＦとの間のリンクに故障が発生した場合）、リングネットワークの外からのノードＦ側へ転送するパケットに対し、迂回パケットフラグと閉塞ポート通過フラグ（＝“１”）を付加して迂回パケット化する。そして、送信不可である特定リングポート（ポートｅ２）と同一のリングネットワークの特定リングポート（ポートｅ１）へ送信する（ステップＳ１８）。本ステップでは、ポートｅ１が閉塞ポートでも当該迂回パケットを通過させる。ステップＳ１８により迂回パケットの迂回経路にてリングネットワーク外へパケットを転送することができる。

なお、ステップＳ１６の閉塞ポートには、元閉塞ポート（閉塞解除済のリングプロテクションリンク端点、例えば、図２（Ｄ）のポートｅ１）も含まれる。つまり、リングプロティションリンク端点であったポートが閉塞状態（初期状態）でも閉塞解除状態（制御パケット通過後）でも上記処理の動作は変わらない（パケットを隣のノードに転送する）。

続いて、図８の迂回パケットの処理を説明する。
パケット転送処理部２３は、迂回パケットについて、リングネットワークを１周したものであるか否かを確認する（ステップＳ２１）。具体的には、受信した迂回パケットのヘッダー部のノードＩＤが自ノードと不一致であるか否かを確認する。ステップＳ２１で“Ｙｅｓ”の場合、当該迂回パケットを送信する特定リングポートが送信可能であるか否かを確認する（ステップＳ２２）。ステップＳ２１で“Ｎｏ”又はステップＳ２２で“Ｎｏ”の場合、二重故障のため、当該迂回パケットを廃棄する（ステップＳ２３）。

一方、ステップＳ２２で“Ｙｅｓ”の場合、当該迂回パケットを送信する特定リングポートと当該迂回パケットを受信した特定リングポートとが同一のリングネットワークか否かを確認する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４で“Ｎｏ”の場合、当該迂回パケットを送信する特定リングポートが閉塞ポートか否かを確認する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５で“Ｙｅｓ”の場合、当該迂回パケットの閉塞ポート通過フラグを“０”から“１”に書き換え、当該迂回パケットを閉塞している特定リングポートから転送する（ステップＳ２６）。一方、ステップＳ２５で“Ｎｏ”の場合、当該迂回パケットの閉塞ポート通過フラグを書き換えずに、送信する特定リングポートから当該迂回パケットを転送する（ステップＳ２７）。

ステップＳ２４で“Ｙｅｓ”の場合、リングネットワークの外への転送であるため、二重転送防止のために閉塞ポート通過フラグを確認する（ステップＳ２８）。閉塞ポート通過フラグが“０”（ステップＳ２８で“Ｎｏ”）の場合、二重転送となるため当該迂回パケットを破棄する（ステップＳ２９）。一方、閉塞ポート通過フラグが“１”（ステップＳ２８で“Ｙｅｓ”）の場合、二重転送とならないので迂回パケットフラグを外して、非特定リングポートからリングネットワークの外へ転送する（ステップＳ３０）。

なお、ステップＳ２５の閉塞ポートには、元閉塞ポート（閉塞解除済のリングプロテクションリンク端点、例えば、図２（Ｄ）のポートｅ１）も含まれる。つまり、リングプロティションリンク端点であったポートが閉塞状態（初期状態）でも閉塞解除状態（制御パケット通過後）でも上記処理の動作は変わらない（パケットを隣のノードに転送する）。

図９は、図６から図８のフローチャートで説明した転送装置１１が行う転送パターンを一覧にした表である。なお、同表において、「従来通りにパケットを転送」の記載は、非特許文献１に規定されている転送方法に従う、という意味である。

転送装置１１は、受信したパケットを読み出し、リングネットワーク内の迂回判断を行う。その判断は、図９の表のように、受信パケット、送受信ポート属性、及び送信ポート状態による。転送装置１１がこのように動作することで、次のような効果が得られる。
上述のように、リングネットワーク内で故障が発生した場合、迂回パケットを用いることで、経路切替による通信断時間を故障発生から検知までの時間に短縮できる。また、計画的にリングネットワーク経路切替を実施した場合も、通信断を発生させることなく、経路切替が可能となる。

（実施形態２）
本実施形態では、マルチキャストパケットがリングネットワークで転送される場合を説明する。図１０は、マルチキャストパケットがリングネットワークで転送される場合の課題を説明する図である。ノードはＡからＦまでの６個とし、ノードＡからマルチキャストパケットが送出されるとする。初期の時点でノードＥのポートｅ１が閉塞されている。図１０において、破線はノードＡから転送されたマルチキャストパケットであり、長破線はノード間で故障発生や復旧を通知する制御パケットであり、実線は故障を検知したノード（図１０であればノードＣ）でマルチキャストパケットを折り返した迂回パケットである。

ある時点でノードＣとノードＤとの間のリンクに故障が発生したとする。この場合、パケット０は当該故障に影響されず、全てのノードに到達する。しかし、当該故障がノードＣとノードＤで検知された後は、ノードＣはポートｃ２を、ノードＤはポートｄ１を閉塞するので、パケット１以降はノードＣで迂回パケットとして折り返される。

一方、マルチキャストパケットなので、各パケットはリングネットワークを逆回り方向にも転送されている。逆回りするパケット０はノードＡからノードＥまで転送され、閉塞されているポートｅ１で転送停止される。
ノードＣとノードＤがこの故障を検知して故障しているリンクと逆方向に制御パケットを送出しており、ノードＥはこの制御パケットを受信することでポートｅ１の閉塞を開放する。このため、ノードＤは、故障発生以降も逆回りするパケットを受信できる。しかし、ノードＣで折り返された迂回パケットも逆回りでノードＤに到達することになる。つまり、ノードＤは、パケット１と２をすでに受信しているにもかかわらず、これらの迂回パケット１、２も受信することになり、パケット重複が発生する。
なお、ノードＤが送出した制御パケットがノードＥ，Ｆ，Ａ，Ｂを介してノードＣに到達した後は、ノードＣが迂回パケットの送出を停止するので、ノードＤのパケット重複は解消される（パケット３以降、パケット重複は発生しない。）。

図１０のように、マルチキャストパケットがリングネットワークで転送される場合、パケット重複が発生するという課題があった。そこで、本実施形態では、パケット重複を回避できる経路切替方法及び転送装置を開示する。

図１１は、本実施形態の転送装置１１ａを説明する図である。転送装置１１ａは、実施形態１で説明した転送装置１１に対して、前記リングネットワークの外へ転送するパケットを受信したとき、前記パケットと過去のパケットの同一性を判断する判断部と、前記パケットと前記過去のパケットとが同じであれば前記パケットを廃棄する廃棄部と、をさらに備える。具体的には、転送装置１１ａは、転送装置１１に対して、前記判断部として同一性判定情報削除処理部３１と同一性判定情報付与処理部３２を、前記廃棄部として重複パケット廃棄処理部２９をさらに備える。

重複パケット廃棄処理部２９は、通常パケットと迂回パケットの重複を判断し、転送または廃棄する。同一性判定情報付与部３２は、通常パケットにパケットの同一性を判断する情報を付与する。同一性判定情報削除処理部３１は、パケットの同一性判定情報を削除する。重複パケット廃棄処理部２９は、リングネットワーク外へ転送しようとするパケットと過去にリングネットワーク外へ転送したパケットとを、同一性判定情報付与部３２で付与された情報を用いて比較する。当該比較の結果、過去にリングネットワーク外へ転送したパケットと同一性判定情報が一致する場合、重複パケット廃棄処理部２９は、パケット重複と判断して現在リングネットワーク外へ転送しようとしているパケットを廃棄する。一方、過去にリングネットワーク外へ転送したパケットと同一性判定情報が一致しない場合、重複パケット廃棄処理部２９はパケット廃棄をせず、同一性判定情報削除処理部３１が同一性判定情報を削除した後にリングネットワーク外へ転送する。

図６、図１２及び図１３は、転送装置１１ａの動作を説明するフローチャートである。受信したパケットが通常パケットであるか迂回パケットであるかの判断は図６で説明した転送装置１１の動作と同じである。

図１２の通常パケットの処理を説明する。ここでは、図７の処理と異なる部分のみ説明する。
ステップＳ１３で“Ｎｏ”の場合、受信したパケットの同一性判定情報を過去のパケットと比較する（ステップＳ１９）。受信したパケットと過去のパケットの同一性判定情報が異なる場合（ステップＳ１９にて“Ｎｏ”）、当該パケットのヘッダに基づいたパケット転送を行う（ステップＳ１４）。一方、受信したパケットと過去のパケットの同一性判定情報が同じ場合（ステップＳ１９にて“Ｙｅｓ”）、パケット重複が発生しているので受信したパケットを廃棄する（ステップＳ２０）。また、ステップＳ１３で“Ｙｅｓ”又はステップＳ１５で“Ｙｅｓ”であれば、通常パケットに同一性判定情報を付与（ステップＳ１９ａ）した後に、ステップＳ１６を行う。

図１３の迂回パケットの処理を説明する。ここでは、図８の処理と異なる部分のみ説明する。
閉塞ポート通過フラグが“１”（ステップＳ２８で“Ｙｅｓ”）の場合、受信した迂回パケットの同一性判定情報を過去のパケットと比較する（ステップＳ３１）。受信した迂回パケットと過去のパケットの同一性判定情報が一致する場合（ステップＳ３１で“Ｙｅｓ”）、パケット重複が発生するため受信した迂回パケットを廃棄する（ステップＳ３２）。一方、受信した迂回パケットと過去のパケットの同一性判定情報が一致しない場合（ステップＳ３１で“Ｎｏ”）、ステップＳ３０を行う。

本実施形態の転送装置１１ａは、通常パケットにパケットの同一性を判断する情報を付加し、各転送装置において同一性判定情報を確認し、過去に転送したパケットと同一性判定情報が一致しない場合は同一性判定情報を削除してリングネットワーク外へ転送し、一致する場合はリングネットワーク外へ転送せずに廃棄する。本実施形態の転送装置１１ａは、通常パケットと迂回パケットの両方が宛先に届いて同一のパケットが重複することを防ぐことができる。

（実施形態３）
本実施形態でも、マルチキャストパケットがリングネットワークで転送される場合を説明する。マルチキャストパケットがリングネットワークで転送される場合の課題は図１０の説明通りである。本実施形態では、実施形態２とは異なる手法でパケット重複を回避する経路切替方法及び転送装置を開示する。

図１４は、本実施形態の転送装置１１ｂを説明する図である。転送装置１１ｂは、実施形態１で説明した転送装置１１に対して、前記リングネットワークの外へ転送するパケットを受信したとき、前記パケットと過去のパケットの同一性を判断し、前記パケットと前記過去のパケットとが同じであれば前記パケットを廃棄する重複パケット廃棄処理部２９をさらに備える。

本実施形態の重複パケット廃棄処理部２９も、通常パケットと迂回パケットの重複を判断し、転送または廃棄するが、パケットに付与された同一性判定情報で判断する実施形態２の重複パケット廃棄処理部２９と異なる。本実施形態の重複パケット廃棄処理部２９は、パケット情報から特定の計算を行い、その結果を過去にリングネットワーク外へ転送したパケットの計算結果と比較する。特定の計算の例を示す。
例えば、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ、４オクテット）を使用し、次の生成多項式Ｇ（ｘ）のＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）値を計算する。
Ｇ（ｘ）＝ｘ^３２＋ｘ^２６＋ｘ^２３＋ｘ^２２＋ｘ^１６＋ｘ^１２＋ｘ^１１＋ｘ^１０＋ｘ^８＋ｘ^７＋ｘ^５＋ｘ^４＋ｘ^２＋ｘ＋１

当該比較の結果、過去にリングネットワーク外へ転送したパケットと計算結果が一致する場合、重複パケット廃棄処理部２９は、パケット重複と判断して現在リングネットワーク外へ転送しようとしているパケットを廃棄する。一方、過去にリングネットワーク外へ転送したパケットと計算結果が一致しない場合、重複パケット廃棄処理部２９はパケット廃棄をせずにリングネットワーク外へ転送する。

図６、図１５及び図１６は、転送装置１１ｂの動作を説明するフローチャートである。受信したパケットが通常パケットであるか迂回パケットであるかの判断は図６で説明した転送装置１１の動作と同じである。

図１５の通常パケットの処理を説明する。ここでは、図７の処理と異なる部分のみ説明する。
ステップＳ１３で“Ｎｏ”の場合、上述したような特定の計算を行う（ステップＳ１９ｂ）。そして、受信したパケットの計算結果を過去のパケットの計算結果と比較する（ステップＳ１９ｃ）。受信したパケットと過去のパケットの計算結果が異なる場合（ステップＳ１９ｃにて“Ｎｏ”）、当該パケットのヘッダに基づいたパケット転送を行う（ステップＳ１４）。一方、受信したパケットと過去のパケットの計算結果が同じ場合（ステップＳ１９ｃにて“Ｙｅｓ”）、パケット重複が発生しているので受信したパケットを廃棄する（ステップＳ２０）。

図１６の迂回パケットの処理を説明する。ここでは、図８の処理と異なる部分のみ説明する。
閉塞ポート通過フラグが“１”（ステップＳ２８で“Ｙｅｓ”）の場合、受信した迂回パケットについて上述した特定の計算を行う（ステップＳ３１ｂ）。そして、受信した迂回パケットの計算結果を過去のパケットの計算結果と比較する（ステップＳ３１ｃ）。受信した迂回パケットと過去のパケットの計算結果が一致する場合（ステップＳ３１ｃで“Ｙｅｓ”）、パケット重複が発生するため受信した迂回パケットを廃棄する（ステップＳ３２）。一方、受信した迂回パケットと過去のパケットの計算結果が一致しない場合（ステップＳ３１ｃで“Ｎｏ”）、ステップＳ３０を行う。

本実施形態の転送装置１１ｂは、パケット情報から特定の計算を行い、その結果を過去に転送したパケットの計算結果と比較する。転送装置１１ｂは、過去に転送したパケットの計算結果と一致しない場合はそのまま転送し、一致する場合は当該パケットを廃棄する。本実施形態の転送装置１１ｂは、通常パケットと迂回パケットの両方が宛先に届いて同一のパケットが重複することを防ぐことができる。さらに、実施形態２の転送装置１１ａと比較して、パケットに特別なヘッダ等を必要とせずに重複防止をすることが可能である。

１１、１１ａ、１１ｂ：転送装置
１５：検出部
１６：転送制御部
２１－１、２１－２：特定リングポート
２２：非特定リングポート
２３：パケット転送処理部
２４：通常パケット折返し処理部
２５：迂回パケットフラグ付与処理部
２６－１、２６－２：閉塞ポート通過フラグ書換処理部、
２７：閉塞ポート通過フラグ制御処理部
２８：迂回パケットフラグ削除処理部
２９：重複パケット廃棄処理部
３１：同一性判定情報削除処理部
３２：同一性判定情報付与処理部

Claims (5)

1. リングネットワークでの経路切替方法であって、
   前記リングネットワーク内でパケット転送が不可となる転送不可経路を検出すること、
   前記リングネットワーク内の転送装置に設定されている閉塞ポートの位置を変更し、前記転送不可経路を回避する経路に切り替える経路切替作業を行うこと、及び
   前記経路切替作業中に前記転送不可経路を迂回してパケットを転送する迂回転送を行うこと、を特徴としており、
   前記迂回転送では、
   前記転送不可経路を検出した転送装置で前記転送不可経路を経由するパケットに迂回パケットフラグを付して迂回パケットとすること、
   前記転送不可経路を検出した前記転送装置で前記迂回パケットを折り返し、前記リングネットワーク内で前記パケットとは逆方向に転送すること、
   前記経路切替作業前に前記リングネットワークの前記閉塞ポートが設定されている転送装置で前記迂回パケットを前記閉塞ポートから転送すること、及び
   前記迂回パケットには、前記閉塞ポートの通過又は未通過を表示する閉塞ポート通過フラグを付与すること
   を特徴とする経路切替方法。
2. 前記リングネットワークの外へパケットを転送する前記転送装置で前記パケットと過去のパケットの同一性を判断すること、及び
   前記パケットと前記過去のパケットとが同じであれば前記パケットを廃棄すること、
   を特徴とする請求項１に記載の経路切替方法。
3. リングネットワークを構成する転送装置であって、
   前記リングネットワーク内でパケット転送が不可となる転送不可経路を検出する検出部と、
   前記リングネットワーク内の他の転送装置と通信し、閉塞ポートの設定又は解放を行うとともに、パケットを前記転送不可経路を回避する経路に切り替える経路切替作業を行う転送制御部と、
   を備えており、
   前記転送制御部は、
   前記転送不可経路を検出した場合に前記転送不可経路を経由するパケットに迂回パケットフラグを付して迂回パケットとするパケット処理機能と、
   前記リングネットワーク内で前記パケットとは逆方向に前記迂回パケットを転送する折り返し機能と、
   前記経路切替作業前に前記迂回パケットを受信したとき、且つ前記閉塞ポートが設定されているときに、前記迂回パケットを前記閉塞ポートから転送する閉塞ポート転送機能と、
   を有し、
   前記パケット処理機能は、
   前記迂回パケットに、前記閉塞ポートの通過又は未通過を表示する閉塞ポート通過フラグを付与することを特徴とする転送装置。
4. 前記リングネットワークの外へ転送するパケットを受信したとき、前記パケットと過去のパケットの同一性を判断する判断部と、
   前記パケットと前記過去のパケットとが同じであれば前記パケットを廃棄する廃棄部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の転送装置。
5. 請求項３又は４に記載の転送装置で構成されたリングネットワークの通信システム。

Images