JPH1141282A - 二重化中継装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回線障害による予備中継装置の切り換えにお
ける中継段数を増加させることなく、装置障害による通
信が可能な二重化中継装置を提供する。 【解決手段】 複数のネットワークを相互に接続するネ
ットワークシステムであって、４台の中継装置１１，２
１，３１，４１からなり、２台の中継装置１１，２１で
冗長構成のネットワークシステムが構成されている。特
に、中継装置１１，２１，３１，４１はそれぞれルーテ
ィングプロトコルで学習したルーティングテーブルに従
ってフレームの中継を行い、また中継装置１１，２１に
は、それぞれネットワークへの接続、切断、ネットワー
ク障害の監視を行うために回線を管理している回線管理
部１３，２３と、装置全体および中継路を管理する装置
管理部１４，２４とが備えられ、中継装置１１が現用、
中継装置２１が予備として利用されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のネットワー
クをネットワーク層レベルで接続するルータと称する中
継装置に関し、特にネットワークやルータの障害時に予
備のルータへの切り替え制御を行う二重化中継装置に適
用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、本発明者が検討した技術とし
て、１台の中継装置で複数のネットワークを接続するシ
ステムでは、中継装置の障害発生時にはシステム全体が
停止することが考えられる。しかし、２台の中継装置で
二重化構成のシステムを構築し、中継装置の現用中継装
置と予備中継装置とを切り替えることにより、信頼性の
高いシステムを提供することができる。

【０００３】この切り替え方式の技術としては、たとえ
ば特開平８−８３６５３号公報に記載されているよう
に、回線障害の検出時、障害回線のみ、予備中継装置へ
の切り替えを切り替え回線のアドレス情報にこの障害回
線のアドレスを設定することにより二重化システムを実
現している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な二重化システムにおいては、以下のような問題点の生
じることが考えられる。

【０００５】たとえば、自装置の回線障害を検出したと
きのみ予備中継装置に該当回線のみを切り替えるため、
ネットワーク構成によっては、該当回線に接続されてい
るネットワークへ中継するフレームは現用中継装置から
予備中継装置へ転送されて中継段数が増えるため、中継
遅延時間の増大によるレスポンスの低下および中継段数
オーバーによるフレーム廃棄が生じるという問題があ
る。

【０００６】また、前記のような技術では回線障害の部
分障害に対する切り替えのみであり、装置がダウンする
装置障害が発生した場合、中継が不可能となり通信断と
なるという問題がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、回線障害および
装置障害に対して、回線障害による予備中継装置の切り
換えにおける中継段数を増加させることなく、装置障害
による通信を可能とすることができる二重化中継装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による二重化中継
装置は、複数のネットワークを相互に接続する中継装置
に適用されるものであり、装置全体および中継路を管理
する装置管理手段と、回線障害や回線に接続されている
ネットワーク障害を検出する回線管理手段とから構成さ
れ、回線管理手段は回線障害やネットワーク障害を装置
管理手段に通知し、装置管理手段は他の中継装置と接続
されている通信経路を利用して装置切り替え指示を送信
し、装置切り替え中継路を切り替えるとともに、中継装
置間でヘルスチェックを行い、相手装置の状態の監視と
ルーティング情報の交換とを行い、最適な中継路を見つ
けるようにしたものである。

【０００９】前記のような構成において、迂回路が構成
できない場合、現用中継装置の障害が回復するまでは現
用中継装置と予備中継装置の切り戻しを行わず、また予
備中継装置が現用中継装置に切り替わった後、現用中継
装置がさらにインタフェースの障害を検出した場合、現
用中継装置と予備中継装置の通信可能なインタフェース
を用いて障害インタフェースの迂回路を構成するように
したものである。

【００１０】具体的に、本発明の二重化中継装置は、中
継路の選択情報テーブルを作成するためのルーティング
テーブルプロトコル処理機能を有する手段、ネットワー
クに接続する回線を有するネットワーク接続手段、回線
の障害を検出する手段、ネットワークの障害検出と現用
は予備の予備は現用のＬＡＮアドレス情報を設定する手
段、切り替え後は両方のＬＡＮアドレス情報を持つフレ
ームを受信する手段、中継装置全体を管理する手段、障
害検出時に二重化中継装置の構成からなる予備中継装置
の有無を示す手段、予備中継装置へ障害を通知する手
段、障害通知を受信する手段、障害回線部をネットワー
クから切り離す手段、障害回線を復旧する手段、ネット
ワークの障害を検出する手段、ネットワークへの再接続
手段を有し、装置単位で予備中継装置が現用中継装置に
切り替わって動作する冗長構成のシステムを構成するも
のである。また、この冗長構成の二重化中継装置は２台
の中継装置間に特殊な装置を必要としないものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施の形態である二重化
中継装置によるネットワークシステムを示す構成図、図
２は本実施の形態において、中継装置のアドレス情報を
示す説明図、図３はネットワーク障害による装置切り替
え方式を示す構成図、図４は装置切り替え時のアドレス
情報の展開を示す説明図、図５は相手装置の指示フレー
ムのフォーマットを示す説明図、図６は装置障害による
装置切り替え方式を示す構成図、図７は現用、予備の中
継装置で回線障害が併発した場合のアドレス情報の展開
を示す説明図、図８は回線障害を検出した時の処理を示
すフローチャート、図９は装置切り替え指示を受けた時
の処理を示すフローチャートである。

【００１３】まず、図１により本実施の形態の二重化中
継装置を含むネットワークシステムの構成を説明する。

【００１４】本実施の形態の二重化中継装置によるネッ
トワークシステムは、複数のネットワークを相互に接続
するシステムとされ、４台の中継装置１１，２１，３
１，４１からなり、２台の中継装置１１，２１で冗長構
成のネットワークシステムが構成されている。

【００１５】中継装置１１と中継装置２１との間はネッ
トワーク５１を介して接続され、中継装置１１とネット
ワーク５１との間は回線５２、中継装置２１とネットワ
ーク５１との間は回線５３によりそれぞれ接続され、中
継装置１１と中継装置２１との間は、回線５２，５３お
よびネットワーク５１を通して通信可能となっている。

【００１６】中継装置３１，４１には、それぞれ回線３
３，４３を介して端末装置３２，４２が接続されてい
る。中継装置３１は、回線１２を介して中継装置１１に
接続されるとともに、回線２２を介して中継装置２１に
も接続されている。中継装置４１は、回線６３、ネット
ワーク６１、回線６２を介して中継装置１１に接続され
るとともに、回線７３、ネットワーク７１、回線７２を
介して中継装置２１にも接続されている。

【００１７】特に、中継装置１１，２１，３１，４１
は、それぞれルーティングプロトコルで学習したルーテ
ィングテーブルに従ってフレームの中継を行う。また、
中継装置１１，２１には、それぞれネットワークへの接
続、切断、ネットワーク障害の監視を行うために回線を
管理している回線管理部１３，２３と、装置全体および
中継路を管理する装置管理部１４，２４とが備えられて
いる。

【００１８】装置管理部１４と装置管理部２４とは、回
線５２，５３を用いて中継装置１１と中継装置２１との
間で周期的にヘルスチェックフレームを送信して相手装
置の状態の監視や自装置の障害通知をネットワーク５１
を経由して行う。

【００１９】装置管理部１４，２４は、全回線に対して
接続要求や切断要求を行い、回線管理部１３，２３は装
置管理部１４，２４からの要求に対する応答や回線の状
態やネットワークおよび相手装置への接続状態を装置管
理部１４，２４へ通知することにより、装置管理部１
４，２４は回線状態および中継処理を管理している。

【００２０】ここで、中継装置１１，２１でのＬＡＮア
ドレス情報の持ち方を図２を用いて説明する。

【００２１】冗長構成となっている中継装置１１，２１
は、構成データにより予め互いに相手装置のＬＡＮアド
レス情報１０２，２０２を設定する。中継装置１１の回
線１２，６２はそれぞれＡ，Ｂのアドレスを持ってお
り、中継装置２１の回線２２，７２はそれぞれＸ，Ｙの
アドレスを持っている。

【００２２】障害が発生していない場合は、それぞれの
中継装置１１，２１は自装置でＬＡＮアドレス情報１０
１，２０１を生成するが、相手装置が障害となり、切り
替え要求があった場合は、構成データで設定済みである
相手装置のＬＡＮアドレス情報１０２，２０２を生成
し、単一回線に対し、複数のアドレスを持たせ、相手装
置のアドレスを持つフレームを受信する。また、予備の
中継装置は受信したフレームを中継することなく廃棄す
る。

【００２３】次に、本実施の形態の作用について、(1).
回線障害における装置切り替え方式、(2).装置障害にお
ける装置切り替え方式、(3).部分障害の併発による装置
切り替え方式を順に説明する。ここでは、中継装置１１
を現用、中継装置２１を予備とした場合を示すが、逆に
中継装置２１を現用、中継装置１１を予備とする場合に
も同様に適用可能である。

【００２４】(1).回線障害における装置切り替え方式 この回線障害における装置切り替え方式について、図３
〜図５を用いて説明する。ここでは、中継装置３１と中
継装置４１との間の中継を示すものとし、この場合の中
継は回線１２、中継装置１１、回線６２、ネットワーク
６１、回線６３を介して行われる。

【００２５】たとえば、この中継においてネットワーク
６１が障害となった場合、中継装置１１の回線管理部１
３は回線６２で用いている回線通信手順（プロトコル）
でネットワーク障害を検出し、ネットワーク６１を経由
した中継装置４１とのパスが切断され、回線障害になっ
たことを装置管理部１４へ通知する。装置管理部１４は
回線障害の通知を受けたことにより、中継装置４１への
中継路を自装置の中で検索を行い、他に中継路がある場
合はルーティングテーブルを書き換えて中継を可能とす
る。

【００２６】しかし、本実施の形態のように他に中継路
が見つからなかった場合、相手装置の状態を見て障害中
でない時、図５に示す相手装置に対する指示フレーム３
００を使用して指示要求３０１に装置切り替え指示、自
装置の系３０２に現用、障害要因３０３に回線障害、障
害回線数３０４と障害回線番号３０５を設定し、回線５
２を使用してネットワーク５１を経由し、予備である中
継装置２１の装置管理部２４へ行う。

【００２７】装置切り替え指示を受けた装置管理部２４
は、相手装置の状態を回線障害中と回線管理部２３に対
して回線オープン指示を通知し、自装置内の回線を全て
接続させ、図４に示すように予備の中継装置２１に、構
成データである相手装置のアドレス情報を自装置のアド
レス情報に展開させることにより、図５に示す自装置の
アドレス情報を生成し、相手装置の回線アドレスを持つ
フレームを受信して中継を行う。

【００２８】装置が切り替わったことを、切り替え報告
で中継装置１１の装置管理部１４へ回線５３を用いて通
知する。切り替え報告を受領した中継装置１１の装置管
理部１４は、回線管理部１３に対して回線クローズ要求
を発行し、自装置内の全ての回線をクローズする。これ
により、中継装置３１と中継装置４１とのルーティング
テーブルが中継装置１１から中継装置２１へと書き替わ
り、中継装置２１を介した中継装置３１と中継装置４１
との中継が可能となる。

【００２９】もし、相手装置が障害中の場合は、装置切
り替え処理を行わず、現状を維持する。後に回線障害が
復旧した場合は、復旧回線を使用して中継を開始する。
また、障害回線が回復せず、相手装置が回復した場合
は、相手装置の状態を運用中にして前記したように装置
切り替えを行う。

【００３０】(2).装置障害における装置切り替え方式 この装置障害における装置切り替え方式について、図６
を用いて説明する。

【００３１】中継装置１１の回線５２と中継装置２１の
回線５３も、それぞれ回線管理部１３，２３により回線
障害およびネットワーク障害の監視を行っている。予備
の中継装置２１の回線管理部２３が回線５３の障害を検
出した場合、装置管理部２４へ回線５３の障害通知を行
う。

【００３２】通知を受けた装置管理部２４は、現用の中
継装置１１の装置障害か、回線５３またはネットワーク
５１の障害発生の切り分けを行うため、構成データで登
録されている相手装置のＬＡＮアドレス情報の全アドレ
スに対してＥｃｈｏフレームを送信する。全てのＥｃｈ
ｏフレームに対してＲｅｐｌｙフレームの応答があれ
ば、回線５３またはネットワーク５１の障害と判断し、
装置切り替えは行わない。

【００３３】しかし、Ｅｃｈｏフレームに対してＲｅｐ
ｌｙフレームの応答がない場合は、装置障害または相手
装置の回線障害の発生と判断して装置切り替えを行う。
この装置切り替え方式も、前記切り替え方式と同様に自
装置内の回線について全てオープン要求を行い、ネット
ワークおよび相手装置の接続を行う。また、構成データ
の相手装置のＬＡＮアドレス情報を展開させ、自装置内
のアドレス情報を生成させることにより、相手装置の回
線のアドレスを持っているフレームの受信と中継が実現
できる。

【００３４】また、相手装置へのＥｃｈｏフレームの送
信は周期的に行い、相手装置と回線の状態を監視する。
相手装置に対するＥｃｈｏフレームに対して、１回線で
もＲｅｐｌｙフレームの応答がなかった場合、相手装置
の回線障害または装置障害と判断して予備の中継装置か
ら現用の中継装置への切り替えを行う。

【００３５】たとえば、現用の中継装置１１が回線５２
の障害を検出した場合は、装置管理部１４が全回線状態
を知るために回線管理部１３に対して回線状態を通知す
るように指示を出す。自装置内の全回線（回線５２を除
く）で障害中の回線が１回線もない場合、現用の中継装
置１１として動作する。しかし、障害中の回線が１回線
でも検出した場合、自装置を予備とし、回線で受信した
フレームは全て破棄する。

【００３６】さらに、回線５２の障害中に、回線管理部
１３から他の回線の障害を通知された場合も、自装置を
予備として回線で受信したフレームは全て破棄する。こ
れら現用の中継装置１１および予備の中継装置２１の動
作により、装置切り替えとフレームの中継が可能とな
る。

【００３７】(3).部分障害の併発による装置切り替え方
式 この部分障害の併発による装置切り替え方式について、
図５，図７を用いて説明する。ここでは、中継装置１１
の回線７０１〜７０４がそれぞれＡ〜Ｄのアドレスを持
っており、中継装置２１の回線７１１〜７１４がそれぞ
れＷ〜Ｚのアドレスを持っているものとする。

【００３８】中継装置１１と中継装置２１において、そ
れぞれの中継装置１１，２１の回線が障害となった場
合、各中継装置１１，２１の使用できる回線を使って中
継路を選択する。この場合、中継装置１１と中継装置２
１との間で使用している回線５２と回線５３とを中継路
として使用する。

【００３９】たとえば、現用の中継装置１１が回線７０
１の回線障害により中継装置２１へ装置切り替え後、中
継装置２１の自装置内で回線７１３の回線障害を検出し
た場合、相手装置の状態が回線障害中ならば、相手装置
の指示フレーム３００を使用し、指示要求３０１に装置
切り替え失敗、自装置の系３０２に現用、障害要因３０
３に回線障害、障害回線数３０４および障害回線番号３
０５を設定し、回線５３を中継して中継装置１１の装置
管理部１４に対して通知する。

【００４０】通知を受領した中継装置１１の装置管理部
１４は、回線５２を中継路とすることを中継装置２１の
装置管理部２４に対して報告と自装置内の障害回線番号
とを通知する。そして、自装置内で持っているルーティ
ング情報を通知する。また、通知を受けた障害回線で自
装置の該当回線が動作可能な場合、図７のように構成デ
ータの相手ＬＡＮアドレス情報１０２から該当回線の分
だけ展開し、自装置内のアドレス情報１０１に展開す
る。

【００４１】予備の中継装置２１でも同様に、図７のよ
うに相手ＬＡＮアドレス情報２０２から自装置内のアド
レス情報２０１を展開して、なるべくフレームを受信で
きるようにする。回線５２を中継路として使用する報告
を受けた中継装置２１の装置管理部２４は、自装置内の
ルーティング情報を中継装置１１の装置管理部１４に通
知して互いにルーティング情報を交換し、マージするこ
とにより中継路を見つけ出す。これにより、現用の中継
装置１１と予備の中継装置２１との間で回線の障害が併
発した場合、回線単位の切り替えを行うことができる。

【００４２】次に、前記のような装置切り替え方式にお
ける、(4).中継装置の現用から予備への切り替え動作、
(5).中継装置の予備から現用への切り替え動作について
順に説明する。

【００４３】(4).中継装置の現用から予備への切り替え
動作 この中継装置の現用から予備への切り替え動作を図８を
用いて説明する。

【００４４】現用の中継装置１１の回線管理部１３で回
線障害を検出した場合（ステップ８００）、自装置が現
用の中継装置１１から予備の中継装置２１に切り替え済
みか否かを判定し（ステップ８０１）、切り替え済みな
らば、ステップ８０６に移行して回線障害処理を終了す
る。

【００４５】一方、ステップ８０１の判定において切り
替え済みでなく、自装置が現用の中継装置１１の場合、
相手装置の障害状態が装置障害中（ステップ８０２）、
または回線障害中（ステップ８０３）の場合にも、ステ
ップ８０６に移行して処理を終了する。

【００４６】もし、ステップ８０１〜８０３において、
上記条件に当てはまらない場合、装置切り替え可能と判
断し、自装置の状態を回線障害中とし（ステップ８０
４）、図５に示す相手装置の指示フレーム３００を作成
して予備の中継装置２１へ送信し、現用の中継装置１１
から予備の中継装置２１への切り替え指示により（ステ
ップ８０５）、回線障害処理を終了する（ステップ８０
６）。

【００４７】(5).中継装置の予備から現用への切り替え
動作 この中継装置の予備から現用への切り替え動作を図９を
用いて説明する。

【００４８】予備の中継装置２１が現用の中継装置１１
から自装置の系が予備指定の相手装置の指示フレーム３
００を受信した場合に、予備の中継装置２１から現用の
中継装置１１への処理を開始し（ステップ９０１）、装
置内に障害回線が有るか否かの検索を行い（ステップ９
０２）、障害回線が存在する場合は、現用の中継装置１
１に対して相手装置の指示フレーム３００を使用して自
装置内の障害回線番号を通知する（ステップ９０５）。

【００４９】そして、現用の中継装置１１から受信した
現用の中継装置１１の障害回線に該当する自装置内の回
線が動作可能か否かを判定し（ステップ９０６）、回線
が動作不可能の場合、ステップ９０８に移行して装置切
り替え動作を終了し、動作可能の場合、構成データの相
手装置のアドレス情報を該当回線のアドレスとして展開
して回線の部分切り替えを行う（ステップ９０７）。

【００５０】一方、ステップ９０２の検索において、自
装置内で障害回線が存在しない場合、自装置を現用表示
に設定し（ステップ９０３）、相手装置のアドレス情報
を自装置の回線に展開し、予備の中継装置２１から現用
の中継装置１１への装置切り替えを終了する（ステップ
９０８）。

【００５１】従って、本実施の形態の二重化中継装置に
よるネットワークシステムによれば、複数のネットワー
クに接続される４台の中継装置１１，２１，３１，４１
において、２台の中継装置１１，２１によって冗長構成
とすることにより、装置単位および回線単位で二重化を
実現することができるので、信頼性の高いネットワーク
システムを構築することができる。

【００５２】特に、回線障害による装置切り替え時にお
いて、中継段数が増えることがないので、中継遅延時間
の増大を防ぎ、さらにレスポンスの低下および中継段数
オーバーによるフレーム廃棄なども防止することができ
る。さらに、回線障害に対する切り替えのみでなく、中
継装置に装置障害が発生した場合にも、予備の中継装置
を利用して中継を行うことができる。

【００５３】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態
においては、４台の中継装置からなり、２台の中継装置
による冗長構成のネットワークシステムを構成する場合
について説明したが、より多くの中継装置から構成し、
より多くの中継装置による冗長構成とすることも可能で
ある。

【００５４】

【発明の効果】本発明の二重化中継装置によれば、装置
単位および回線単位での二重化の実現により、信頼性が
高い中継装置を構築することができる。特に、回線障害
による装置切り替え時の中継遅延時間の増大および中継
段数の増大などを意識せずにネットワークシステムを構
成でき、さらに装置障害の発生に対しても、現用中継装
置と予備中継装置との通信可能なインタフェースを用い
て中継路を見い出し、ネットワークシステムの信頼性を
向上させることができる。

【００５５】この結果、複数のネットワークに複数の中
継装置が接続されるネットワークシステムにおいて、回
線障害および装置障害に対して、回線障害による予備中
継装置の切り換えにおける中継段数を増加させることな
く、装置障害による通信を可能とすることができる二重
化中継装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である二重化中継装置に
よるネットワークシステムを示す構成図である。

【図２】本発明の一実施の形態において、中継装置のア
ドレス情報を示す説明図である。

【図３】本発明の一実施の形態において、ネットワーク
障害による装置切り替え方式を示す構成図である。

【図４】本発明の一実施の形態において、装置切り替え
時のアドレス情報の展開を示す説明図である。

【図５】本発明の一実施の形態において、相手装置の指
示フレームのフォーマットを示す説明図である。

【図６】本発明の一実施の形態において、装置障害によ
る装置切り替え方式を示す構成図である。

【図７】本発明の一実施の形態において、現用、予備の
中継装置で回線障害が併発した場合のアドレス情報の展
開を示す説明図である。

【図８】本発明の一実施の形態において、回線障害を検
出した時の処理を示すフローチャートである。

【図９】本発明の一実施の形態において、装置切り替え
指示を受けた時の処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１１，２１，３１，４１…中継装置、１２，２２，３
３，４３，５２，５３，６２，６３，７２，７３…回
線、１３，２３…回線管理部、１４，２４…装置管理
部、３２，４２…端末装置、５１，６１，７１…ネット
ワーク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 左古 義人 神奈川県海老名市下今泉810番地 株式会 社日立製作所オフィスシステム事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のネットワークによるネットワーク
   システムにおいて、２つのネットワーク間を相互に接続
   する二重化中継装置であって、 複数の回線インタフェースを持ち、回線にフレームを中
   継する機能と、回線と回線とに接続されるネットワーク
   の障害を検出する機能とを有する回線管理手段と、 現用中継装置と予備中継装置との決定を自装置内の回線
   障害状況および相手装置の障害や回線障害報告で行う機
   能と、前記予備中継装置は自装置のアドレス情報とは独
   立に前記現用中継装置のアドレス情報を備え、このアド
   レス情報については前記現用中継装置から前記予備中継
   装置に切り替わる前は自装置のアドレス情報を持つフレ
   ームを受信し、切り替え後は自装置と前記現用中継装置
   とのアドレス情報のどちらかを持つフレームを受信する
   機能と、前記現用中継装置と前記予備中継装置との間で
   切り替えに必要な情報を交換する機能と、前記現用中継
   装置は前記予備中継装置とで障害インタフェースの迂回
   路の決定をインタフェース毎に行う機能とを有する装置
   管理手段とからなり、 前記現用中継装置がインタフェースの障害および自装置
   の装置障害を検出した場合に、中継装置を前記現用中継
   装置から前記予備中継装置に切り替えて障害インタフェ
   ースの迂回路を構成することを特徴とする二重化中継装
   置。