JPWO2012086019A1 - 通信装置、通信システムおよび通信方法 - Google Patents

Abstract

隣接するリングネットワーク間を接続するリング間接続リンクを複数備える通信システムにおいてリング間接続リンクに接続するリング間接続ノードとして機能するノード１−１であって、受信フレームに格納された当該フレームが属するフロー情報を識別するフロー情報に基づいて、複数のリング間接続間リンクのうち前記フレームが通過するリング間接続リンクを決定するフロー情報通過判定部２０１と、受信フレームの宛先が隣接するリングネットワーク内である場合、フロー情報通過判定部２０１が決定したリング間接続リンクが自ノードの接続するリング間接続リンクである場合に転送先を自ノードの接続するリング間接続リンクに決定する転送先ポート決定部２０２と、を備える。

Description

本発明は、リングネットワークを構成する通信装置に関する。

リングネットワークのリング制御プロトコル方式として、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．８０３２においてイーサネット（登録商標）リングプロテクション（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） Ｒｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ 以下、ＥＲＰ）の標準化の検討がされている（下記非特許文献１参照）。ＥＲＰでは、双方向二重リングを構成し、各ノードがマスタノード（ＲＰＬ（Ｒｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｎｋ）オーナ）、スレーブノード（非ＲＰＬオーナ）にそれぞれ分担して動作するマスタ−スレーブ制御が実施される。

ＲＰＬオーナは障害がない正常なネットワークでは、自ノードのどちらかのポートにＢＰ（Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｐｏｉｎｔ、閉塞点）を設定し、ＢＰ設定ポートでの送受信トラヒックを廃棄することでループを回避する。また、各ノードが隣接ノードのリンク障害を監視し、障害を検出したノードが障害ポートにＢＰを設定し、障害情報を受けたＲＰＬオーナが自ノードのＢＰ設定を解除し、ネットワーク上の全ノードがネットワーク上のノードのアドレスを学習するためのＦＤＢ（Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ ＤａｔａＢａｓｅ）のテーブルエントリのフラッシュ（消去）を自律的に実施する。ＥＲＰは、このような動作を行なうことにより、障害時の通信経路を切り替えることが機能（リング障害時の障害迂回機能、プロテクション機能）を実現する。

つぎに上述したＥＲＰのＲＰＬオーナおよび非ＲＰＬオーナの機能について説明する。
（１）リング構成
イーサネットリング内でループフレームが発生しない様に、必ずリング内の１箇所はＢＰを設定する。通常はＲＰＬオーナのどちらかのポートに設定する。
（２）フレーム送受信
ＢＰ設定ポートでは、制御フレームおよびデータフレームともに廃棄する。ＢＰ未設定ポートでは制御フレームおよびデータフレームともに転送することが許される。
（３）障害経路切替
ＣＣＭ（Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ Ｍｅｓｓａｇｅ）フレームによる障害検出、Ｒ−ＡＰＳ（Ｒｉｎｇ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）フレームによる障害通知により障害時にアドレス再学習を行い、経路切り替えを実施するためにＦＤＢフラッシュを実施する。障害回復時には、障害から回復を検出したノードからのＲ−ＡＰＳ（ＮＲ）フレーム（ＮＲ（Ｎｏ Ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージ）による回復通知により、ＲＰＬオーナが、一定期間、回復の状況を監視するために、ＷＴＲ（Ｗａｉｔ Ｔｏ Ｒｅｓｔｏｒｅ）タイマを起動する。そして、上記タイマが満了した後、ＲＰＬオーナは、自ポートへのＢＰの再設定を行い、その後、自ノードのＦＤＢフラッシュの実施を行なうとともに全ノードにＲ−ＡＰＳ（ＮＲ、ＲＢ）フレーム（ＮＲ、ＲＢ（Ｒｉｎｇ Ｂｌｏｃｋｅｄ）メッセージ）を通知し、本フレームを受信した非ＲＰＬオーナはＦＤＢフラッシュを実施し、さらにＢＰ設定ノードはＢＰ設定を解除する。

一方、ネットワークの大規模化などにより、複数のＬ２（レイヤ２）のリングネットワーク（シングルリング）を接続するマルチリングネットワークが検討されている。例えば、リング（リングネットワーク）ごとにリング間接続ノードを設け、異なるリングのリング間接続ノードの間をリング接続リンクとして接続することにより、リング間を接続する。リング間を高信頼に接続する場合には、リングを接続するリング間接続ノードを冗長化する、すなわち複数のリング接続リンクを備える構成を採る。

ＩＴＵ−Ｔ "Draft Recommendation Ｇ．８０３２／Ｙ．１３４４ version ２ Ethernet Ring Protection Switching"，２００９

しかしながら、リング間接続ノードを冗長化した構成で、上記従来の技術シングルリングにおけるリング制御プロトコルを適用すると、以下のような問題がある。例えば、冗長化のために２組以上のリング間接続ノードを備え、２組以上のペアのリング間接続ノードを同時に利用する場合、リング間接続ノードによって転送されたフレームが転送先リングのリング間接続ノードに到達してＦｌｏｏｄｉｎｇにより両リングポートに送信され、同一リング内の他のリング間接続ノードに到達する。当該リング間接続ノードは、同様にＦｌｏｏｄｉｎｇにより、受信側と反対側のもう一方のリングポートと、自身とリング間接続リンクで接続されるリング間接続ノードへ接続するリング間接続ポートと、に上記フレームを転送する。これにより、上記フレームは、転送元リングに逆流されることになり、ループフレームが発生する。ループフレーム現象が発生すると、ブロードキャストストームが発生し、マルチリングネットワーク全体に使用帯域が著しく低下するため、通信スループットも低下するなどの影響がある。

また、２組以上のリング間接続ノードを同時に利用する場合には、リング間を経由する宛先ノードへの通信経路が複数個となる。そのため、リング間接続ノードは、リングポートで受信したフレームをＦｌｏｏｄｉｎｇによりもう一方（受信側でない方）のリングポートおよびリング間接続ポートに転送する。そして、さらに当該リング間接続ノードの下流のリング間接続ノードが、Ｆｌｏｏｄｉｎｇにより上記と同様に転送を実施する場合、複数個の同一フレームが、複数のリング接続リンクを通して隣接リングに転送される。したがって、隣接リングにおいてフレームの二重到着が発生する。

一方、上述のような問題を避けるためには、複数ペアのリング間接続ノードのうちの１つのペアによるリング間接続リンクへの転送を許可することが考えられる。しかし、この場合、使用していないリング接続リンクが存在することになり、帯域利用効率が低下する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数ペアのリング間接続ノードを備える場合に、帯域の利用効率を向上させるとともに、ループフレームの発生およびフレームの二重到着を防ぐことができる通信装置、通信システムおよび通信方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、隣接するリングネットワーク間を接続するリング間接続リンクを複数備える通信システムにおいて前記リング間接続リンクに接続するリング間接続ノードとして機能する通信装置であって、受信フレームに格納された当該フレームが属するフローを識別するためのフロー情報に基づいて、複数の前記リング間接続間リンクのうち前記フレームが通過するリング間接続リンクを決定する通過リンク決定部と、受信フレームの宛先が隣接するリングネットワーク内である場合、前記通過リンク決定部が決定したリング間接続リンクが自ノードの接続するリング間接続リンクである場合に当該フレームの転送先を自ノードの接続するリング間接続リンクに決定する転送先決定部と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、複数ペアのリング間接続ノードを備える場合に、帯域の利用効率を向上させるとともに、ループフレームの発生およびフレームの二重到着を防ぐことができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の通信システムの構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１のノードの機能構成例を示す図である。 図３は、端末が接続された通信システムの構成例を示す図である。 図４は、実施の形態１のリング間通過判定結果の一例を示す図である。 図５は、Ｆｌｏｏｄｉｎｇのフローの一例を示す図である。 図６は、実施の形態１のリング間接続ノードにおけるＦＤＢ学習手順の一例を示すフローチャートである。 図７は、実施の形態１のＦＤＢ構成の一例を示す図である。 図８は、実施の形態１のリング間接続ノードにおけるＬ２フォワーディング手順の一例を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態１のノードのＦＤＢ学習状態の一例を示す図である。 図１０は、端末７−１と端末７−２の間の通信経路の一例を示す図である。 図１１は、端末７−１と端末７−３の間の通信経路の一例を示す図である。 図１２は、端末７−１と端末７−４の間の通信経路の一例を示す図である。 図１３は、端末７−１と端末７−５の間の通信経路の一例を示す図である。 図１４は、実施の形態２のリング接続間ノードの機能構成例を示す図である。 図１５は、実施の形態２のリング間接続ノードにおけるＦＤＢ学習手順の一例を示すフローチャートである。 図１６は、実施の形態２のＦＤＢの構成例を示す図である。 図１７は、実施の形態２のＬ２フォワーディング手順の一例を示すフローチャートである。 図１８は、実施の形態２のＦＤＢ学習状態の一例を示す図である。 図１９は、実施の形態２のＦＤＢ学習状態の一例を示す図である。 図２０は、実施の形態２のＦＤＢ学習状態の一例を示す図である。 図２１は、実施の形態２のＦＤＢ学習状態の一例を示す図である。 図２２は、実施の形態３の通信システムの構成例を示す図である。 図２３は、リング間接続ノードにＢＰが設定されている通信システムの構成例を示す図である。 図２４は、リング間接続リンクに障害が発生した場合の実施の形態３のＬ２フォワーディング手順の一例を示すフローチャートである。 図２５は、ＦＤＢフラッシュ実施判定処理手順の一例を示すフローチャートである。

以下に、本発明にかかる通信装置、通信システムおよび通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの実施の形態１の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の通信システムは、ノード（通信装置）１−１〜１−４，２−１〜２−１０で構成される。ノード１−１，１−２と、ノード２−１〜２−５と、はリングネットワーク（以下、リングという）３−１を構成し、ノード１−３，１−４と、ノード２−６〜２−１０と、はリング３−２を構成する。リング３−１内では、ノード２−２にＢＰ４−１が設定され、リング３−２内では、ノード２−９にＢＰ４−２が設定されている。

ノード１−１〜１−４は、リング３−１とリング３−２の間を接続するリング間接続のノードであり、ノード１−１とノード１−３はリング間接続リンク（以下、リンクと略す）５−１により接続され、ノード１−２とノード１−４はリング間接続リンク（リンク）５−２により接続されている。また、ノード１−３とノード１−４は、リング３−２内の冗長ペア６を構成する。

図２は、ノード１−１の機能構成例を示す図である。ノード１−２〜１−３の構成もノード１−１と同様である。図２に示すように、ノード１−１は、ＰＨＹ部１１と、リング間接続ポートＩ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部１２と、フレーム多重制御部１３と、ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４と、ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５と、ＰＨＹ部１６，１７と、リング間接続障害管理部１８と、リング障害管理部１９と、Ｌ２フォワーディング部２０と、リング間接続ポート２１と、Ｗｅｓｔリングポート２２と、Ｅａｓｔリングポート２３と、で構成される。

また、Ｌ２フォワーディング部２０は、フロー情報通過判定部（通過リンク決定部）２０１と、転送先ポート決定部（転送先決定部）２０２と、ＦＤＢフラッシュ判定部２０３と、アドレス学習処理部２０４と、ＦＤＢ管理部２０５と、アドレス検索処理部２０６と、で構成される。

ＰＨＹ部１１は、受信時には、リング間接続リンク５−１（ノード１−２，１−４の場合はリング間接続リンク５−２）からリング間接続ポート２１を介して到着する通信媒体用信号である受信信号に対してＰＨＹ（物理）レイヤ処理を実施することによりフレームデータの抽出を行い、後段のブロック（リング間接続ポートＩ／Ｆ部１２の受信処理部）にフレームの形として転送する。また、ＰＨＹ部１１は、送信時には、前段のブロック（リング間接続ポートＩ／Ｆ部１２の送信処理部）から受け取ったフレームデータをＰＨＹレイヤ処理により通信媒体用信号に変換し、リング間接続ポートへの送信信号を生成する。

リング間接続ポートＩ／Ｆ部１２は、受信処理部と送信処理部に機能分割されており、受信処理部では、到着したフレームの識別を行い、到着したフレームからＦＤＢを検索するための情報（宛先アドレス、フローを識別するためのデータなど）を抽出してＬ２フォワーディング部２０に通知する。また、受信処理部は、Ｌ２フォワーディング部２０から通知されるＦＤＢの検索結果にもとづいて、送出すべきポート（Ｗｅｓｔリングポート２２またはＥａｓｔリングポート２３）を選択し、リング間接続障害管理部１８からのＢＰ設定指示がない場合に後段のブロック（リングポート出力処理部１３）の該当ポートに接続される箇所にフレームを転送する。なお、この際、送信先が学習済みならばユニキャストとして上記の選択したどちらかのポートに転送し、Ｆｌｏｏｄｉｎｇの場合は両ポートに転送する。また、受信処理部は、到着フレームの識別の結果、リング間接続障害管理用の制御フレームであった場合、到着通知およびそのフレームの内部情報をリング間接続障害管理部１８に転送し、さらに、ＦＤＢを学習するための情報（送信元アドレス、フローを識別するためのデータなど）をＬ２フォワーディング部２０に通知する。また、受信処理部は、受信フレームの妥当性を確認し、妥当でない（エラーがある）場合は当該受信フレームを廃棄する。

リング間接続ポートＩ／Ｆ部１２の送信処理部では、リング間接続障害管理用の制御フレームを生成してＰＨＹ部１１へ出力し、前段のブロック（フレーム多重制御部１３のリング間接続ポート出力処理部）からのフレームをＰＨＹ部１１へ出力する。

フレーム多重制御部１３は、Ｗｅｓｔリングポート２２およびＥａｓｔリングポート２３のそれぞれに対するリングポート出力処理部とリング間接続ポート出力処理部に分割されている。リングポート出力処理部では、リング間接続ポートＩ／Ｆ部１２から入力されたＡｄｄトラヒックのフレームとＷｅｓｔＩ／Ｆ部１４またはＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５（各リングポートＩ／Ｆ部）から転送されたＴｒａｎｓｉｔトラヒックにおけるフレームとを多重化してリングに出力するための２入力１出力の送信調停を実施する。

また、フレーム多重制御部１３のリング間接続ポート出力処理部では、ＷｅｓｔＩ／Ｆ部１４またはＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５から転送されたＤｒｏｐトラヒックにおけるフレームの多重化を行い、リング間接続ポート２１に出力するための２入力１出力の送信調停を実施する。

ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４は、受信処理部と送信処理部に機能分割されており、受信処理部では、到着したフレームの識別を行い、到着したフレームからＦＤＢを検索するための情報（宛先アドレス、フローを識別するためのデータなど）を抽出し、Ｌ２フォワーディング部２０に通知する。また、ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４の受信処理部は、Ｌ２フォワーディング部２０から通知されるＦＤＢの検索結果にもとづいて、受信したフレームを送出すべきポート（リング間接続ポート２１またはＥａｓｔリングポート２３）を選択する。

また、ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４の受信処理部は、リング障害管理部１９からのＢＰ設定指示がない場合に後段のブロック（フレーム多重制御部１３）の該当ポートに接続される箇所にフレームを転送する。この際、学習済みの宛先の場合ユニキャストとして上記の選択したどちらかのポートに転送し、Ｆｌｏｏｄｉｎｇの場合は両ポートに転送する。さらに、ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４の受信処理部は、到着フレームの識別の結果、リング障害管理用の制御フレームであった場合、到着通知およびそのフレームの内部情報をリング障害管理部１９に転送し、ＦＤＢを学習するための情報（送信元アドレス、フローを識別するためのデータなど）をＬ２フォワーディング部２０に通知する。また、受信処理部は、受信フレームの妥当性を確認し、妥当でない（エラーがある）場合は当該受信フレームを廃棄する。

ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４の送信処理部では、リング間接続障害管理用の制御フレームを生成して、フレーム多重制御部１３およびリング間接続ポートＩ／Ｆ部１２を経由してＰＨＹ部１１へ出力する。また、前段のブロック（フレーム多重制御部１３のリングポート出力処理部）からのフレームをＰＨＹ部１６へ出力してＷｅｓｔリングポート２２へ転送する。

ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５は、受信処理部と送信処理部に機能分割されており、受信処理部では、到着したフレームの識別を行い、到着したフレームからＦＤＢを検索するための情報（宛先アドレス、フローを識別するためのデータなど）を抽出し、Ｌ２フォワーディング部２０に通知する。また、ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５の受信処理部は、Ｌ２フォワーディング部２０から通知されるＦＤＢの検索結果にもとづいて、受信したフレームを送出すべきポート（リング間接続ポート２１またはＷｅｓｔリングポート２２）を選択する。

また、ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５の受信処理部は、リング障害管理部１９からのＢＰ設定指示がない場合に後段のブロック（フレーム多重制御部１３）の該当ポートに接続される箇所にフレームを転送する。この再、学習済みの宛先の場合ユニキャストとして上記の選択したどちらかのポートに転送し、Ｆｌｏｏｄｉｎｇの場合は両ポートに転送する。さらに、ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５の受信処理部は、到着フレームの識別の結果、リング障害管理用の制御フレームであった場合、到着通知およびそのフレームの内部情報をリング障害管理部１９に転送し、ＦＤＢを学習するための情報（送信元アドレス、フローを識別するためのデータなど）をＬ２フォワーディング部２０に通知する。また、受信処理部は、受信フレームの妥当性を確認し、妥当でない（エラーがある）場合は当該受信フレームを廃棄する。

ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５の送信処理部では、リング間接続障害管理用の制御フレームを生成してフレーム多重制御部１３およびリング間接続ポートＩ／Ｆ部１２を経由してＰＨＹ部１１へ出力する。また、前段のブロック（フレーム多重制御部１３のリングポート出力処理部）からのフレームをＰＨＹ部１７へ出力してＥａｓｔリングポート２３へ転送する。

ＰＨＹ部１６は、リング間接続リンク５−１から到着する通信媒体用信号である受信信号をＰＨＹレイヤ処理によりフレームデータを抽出し、後段のブロック（ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４の受信処理部）にフレームの形として転送する。また、ＰＨＹ部１６は、前段のブロック（ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４の送信処理部）から出力されるフレームデータをＰＨＹレイヤ処理により通信媒体用信号に変換して、Ｗｅｓｔリングポート２２から送出する。

ＰＨＹ部１７は、リング間接続リンク５−１から到着する通信媒体用信号である受信信号をＰＨＹレイヤ処理によりフレームデータを抽出し、後段のブロック（ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５の受信処理部）にフレームの形として転送する。また、ＰＨＹ部１７は、前段のブロック（ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５の送信処理部）から出力されるフレームデータをＰＨＹレイヤ処理により通信媒体用信号に変換して、Ｅａｓｔリングポート２３から送出する。

リング間接続障害管理部１８は、対向するリング間接続ノードとの間を結ぶ通信経路であるリング間接続リンク５−１の正常性チェックを行う。また、リング間接続障害管理部１８は、リング間接続リンク５−１を介して接続される隣接リング（リング３−２）のリング間接続ノード（ノード１−３）から取得したフロー転送ルール情報を保持し、また自らの情報と取得したフロー転送ルールを比較し、比較結果をＬ２フォワーディング部２０に通知する。さらに、リング間接続障害管理部１８は、障害検出を行い、また障害検出時にはＢＰ設定制御を行うとともにＬ２フォワーディング部２０へ障害発生時のフロー転送ルールの変更を通知する。

リング障害管理部１９は、リングネットワーク（リング３−１）上の通信経路の正常性チェックを行い、リングネットワーク内の障害検出を行う。また、リング障害管理部１９は、障害検出時のＢＰ設定制御等の従来と同様のＥＲＰ制御を行う。

Ｌ２フォワーディング部２０は、リングポート（Ｅａｓｔリングポート２２，Ｗｅｓtリングポート２３）およびリング間接続ポート２１から受信した受信フレームに対して、Ｆｌｏｏｄｉｎｇ実施可否を判定し、また受信フレームの転送先ポートを決めるためのＦＤＢ（フォワーディングデータベース）の検索を行い、転送先ポートを決定して各ポートのＩ／Ｆ部（リング間接続ポートＩ／Ｆ部１２，ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４，ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５）に通知する。また送信元ノードがどのポート先に存在するかを登録するためのＦＤＢの学習を実施する。また、Ｌ２フォワーディング部２０は、各障害管理部（リング間接続障害管理部１８，リング障害管理部１９）から通知される障害情報およびＢＰ設定情報に基づいて、通信経路切り替えのタイミングでのＦＤＢフラッシュの実施有無を判断して実施が必要ならばＦＤＢフラッシュを実施する。

次に、本実施の形態の動作を説明する。図３は、端末７−１〜７−５が接続された通信システムの構成例を示す図である。図３は、図１に示した通信システムに端末７−１〜７−５が接続された例を示している。図３に示すように、端末７−１は、ノード２−３に接続され、端末７−２はノード２−８に接続され、端末７−３はノード２−１０に接続され、端末７−４はノード２−６に接続され、端末７−５はノード２−１に接続されている。

リング間接続ノードであるノード１−１，１−２におけるＥａｓｔリングポート（Ｅポート）２３は各ノードの右側であり、Ｗｅｓｔリングポート（Ｗポート）２２は左側であり、リング間接続ポート（Ｉポート）２１は上側とする。また、ノード１−３，１−４におけるＥａｓｔリングポート（Ｅポート）２３は図の左側であり、Ｗｅｓｔリングポート（Ｗポート）２２は右側であり、リング間接続ポート（Ｉポート）２１は下側とする。

図４は、本実施の形態のリング間通過判定ルールを用いたリング間通過判定結果の一例を示す図である。本実施の形態では、リング間接続ノードが隣接するリングへフレームを転送する際、フローを識別するフロー情報に基づいてフローを排他的に２つのグループに分類し、同一グループに属するフローを同一のリング間接続リンクを用いて転送する。これにより、各フローはそれぞれリング間接続リンク５−１またはリング間接続リンク５−２のいずれか一方を通過することになり、ループフレームの発生およびフレームの二重到着を防ぐことができる。

図４に示したリング間通過判定ルールは、フロー情報として送信元アドレスおよび宛先アドレスを用いることとし、送信元アドレスおよび宛先アドレスによってフローを識別する。そして、送信元アドレスおよび宛先アドレスによって２つのグループのいずれであるかを予めルールとして決定しておくことによりフローを２つのグループに分類する。

図４の例では、端末７−１と端末７−２間で送受信されるフローはリング５−１を通過可とし、端末７−１と端末７−３間で送受信されるフローはリング５−２を通過可とし、端末７−１と端末７−４間で送受信されるフローは、リング５−１を通過可とし、端末７−１と端末７−５間で送受信されるフローは、リング５−２を通過可としている。

このように、フローをリング間接続リンクに排他的に振り分けるために、リング間接続リンク毎に当該リンク間を通過可とするリング間通過判定ルールを定めておく。そして、フロー情報がどのリング間通過判定ルールと一致するかの判定（リング間通過判定）に基づいてフロー毎に通過可となるリング間接続リンクが決定される。

フローを２つのグループに分類する方法、すなわち、リング間通過判定方法（フロー情報とリング間通過判定ルールとの比較方法）は、どのような方法でもよいが、例えば、送信元アドレスおよび宛先アドレスの両アドレスを構成するビット全体のＸＯＲ（ｅＸｃｌｕｓｉｖｅ ＯＲ）を算出して０または１の値をとるＢｏｏｌｅａｎ形式により判定する。リング間通過判定ルールをＢｏｏｌｅａｎ形式としておき、リング間接続ポートへの通過可否はフロー情報とリング間通過判定ルールとの値から決める方法が考えられる。

リング間通過判定ルールについては、リング間接続ノードであるノード１−１〜１−４に対して同一のルールがあらかじめ設定されているとする。また、リング間通過判定ルールは変更可能とし、リング間接続ノードのいずれかがリング間通過判定ルールを変更する場合には他のリング接続ノードへ変更したリング間通過判定ルールを通知し、他のリング間通過判定ルールもその変更を反映する。

なお、フローを識別するために用いるフロー情報の項目、リング間通過判定ルールの設定方法、およびフロー情報とリング間通過判定ルールとの比較方法は上述の方法に限定されない。例えば、フローを識別するために用いるフロー情報として送信元アドレスおよび宛先アドレス以外の情報を加えてもよい。さらに、フローごとに通過する各リング間接続リンクを振り分けるのではなく、フレーム単位でリンクを振り分ける等、各フレームに対して排他的にいずれかのリング間接続リンクを通過可とするような振り分け方法であればどのような方法でもよい。

次に、本実施の形態のＦＤＢ未学習時におけるＦｌｏｏｄｉｎｇ動作を説明する。図５は、図３で示した通信システムにおけるＦｌｏｏｄｉｎｇのフローの一例を示す図である。図５では、図４で例示したリング間通過判定結果が前提としたリング間通過判定ルールを適用した例を示しており、送信元が端末７−１で宛先が端末７−２のフロー３１（図５の実線矢印で示したフロー）についてはリンク５−１を通過可と判定され、送信元が端末７−１で宛先が端末７−３のフロー３２（図５の点線矢印で示したフロー）についてはリンク５−２を通過可と判定される例を示している。また、図５では、全ノード１−１〜１−４，２−１〜２−１０は、フロー３１，３２の宛先ノードについてのＦＤＢ学習を未学習状態とする。

まず、リング３−１の端末７−１からフロー３１，３２（端末７−２宛てのフレームと端末７−３宛てのフレーム）を両リングポート（Ｗｅｓｔリングポート２２およびＥａｓｔリングポート２３）から送信する。リング３−１内のノード２−１〜２−５は、フロー３１，３２を受信すると、宛先が未学習であるため、受信ポート以外のリングポートにＦｌｏｏｄｉｎｇ送信する。ただし、ＢＰ設定されているノード２−２はＢＰ設定されているポートへの送信は行わない。

リング間接続ノードであるノード１−１は、フロー３１，３２を受信すると、アドレス未学習であるため、従来は受信ポート（Ｗｅｓｔリングポート２２）以外のポート（リング間接続ポート２１およびＥａｓｔリングポート２３）にＦｌｏｏｄｉｎｇ送信するが、本実施の形態では、フロー情報とリング間通過判定ルールに基づいてリング間通過判定を実施する。そして、リング間通過判定の結果、フロー３１についてはＥａｓｔリングポート２３およびリング間接続ポート２１にＦｌｏｏｄｉｎｇ送信し、フロー３２についてはリンク５−２通過可であるため（リンク５−１は通過不可であるため）Ｅａｓｔリングポート２３にのみＦｌｏｏｄｉｎｇ送信する。

一方、リング３−１内の他方のリング間接続ノードであるノード１−２は、フロー３１，３２を受信すると、リング間通過判定を実施し、ノード１−２とは逆に、フロー３１についてはＥａｓｔリングポート２３にのみＦｌｏｏｄｉｎｇ送信し、フロー３２についてはＥａｓｔリングポート２３およびリング間接続ポート２１にＦｌｏｏｄｉｎｇ送信する。

このように、リング間通過判定ルールを設定することにより、同一フローが複数のリング間接続リンクを通らないことになる。さらに、リング間接続リンク５−１，５−２を通して、隣接リング（リング３−２）に転送された各フロー３１，３２は、リング間接続ノード１−３および１−４では宛先未学習であるため、両リングポートにＦｌｏｏｄｉｎｇ送信される。

ノード１−３によってＦｌｏｏｄｉｎｇ送信されたフロー３１はリング３−２内で転送されてノード１−４へ到着するが、リング間通過判定により、リンク５−１通過可（リンク５−２通過不可）と判定されるため、リング間接続ポート２１には転送されず、受信と反対側のリングポートにＦｌｏｏｄｉｎｇ送信される。同様に、ノード１−４によってＦｌｏｏｄｉｎｇ送信されたフロー３２はリング３−２内で転送されてノード１−３へ到着するが、リング間通過判定により、リンク５−２通過可（リンク５−１通過不可）と判定されるため、リング間接続ポート２１には転送されず、受信と反対側のリングポートにＦｌｏｏｄｉｎｇ送信される。これにより、転送元のリング３−１への逆流が回避される。従って、リング間接続ノードのＦｌｏｏｄｉｎｇ動作によるループフレーム発生およびフレーム二重到着を回避することができる。

つぎに、本実施の形態のリング間接続ノードであるノード１−１〜１−４におけるＦＤＢ学習について説明する。ノード２−１〜２−１０のＦＤＢ学習については従来と同様である。図６は、本実施の形態のリング間接続ノードにおけるＦＤＢ学習手順の一例を示すフローチャートである。

まず、未学習（ＦＤＢに、送信元アドレスと受信ポートとの組み合わせが登録されていない）の受信フレームが到着（受信）する（ステップＳ１）と、受信したポートに対応するポートＩ／Ｆ部（ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４，ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５，リング間接続ポートＩ／Ｆ部１２のいずれか）は、受信フレームの送信元アドレス（ＭＡＣ ＳＡ）を抽出して保持し（ステップＳ２）、フロー情報（ここでは、送信元アドレスおよび宛先アドレス）を抽出して保持する（ステップＳ３）。

次に、ポートＩ／Ｆ部は、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）チェック等により受信フレームの妥当性を確認し（ステップＳ４）、妥当でない場合（ステップＳ４ Ｎｏ）はフレームを廃棄し処理を終了する。

妥当で有る場合（ステップＳ４ Ｙｅｓ）、ポートＩ／Ｆ部は、フロー情報をＬ２フォワーディング部２０のフロー情報通過判定部２０１へ通知し、フロー情報通過判定部２０１は保持しているリング間通過判定ルールとフロー情報とに基づいてリング間通過判定を実施する（ステップＳ５）。

フロー情報通過判定部２０１は、リング間通過判定結果（どのリング間接続リンクを通過可であるか）とフロー情報とをアドレス学習処理部２０４へ通知する。また、アドレス学習処理部２０４は、受信ポートに対応するポートＩ／Ｆ部から、受信フレームを受信したポート（受信ポート）の識別情報を受け取る。そして、アドレス学習処理部２０４は、ＦＤＢ管理部２０５が保持するＦＤＢに、通知されたフロー情報のうちの送信元アドレスとリング間通過判定結果（リンク通過情報）とをアドレス情報として対応するエントリを生成する（ステップＳ６）。なお、アドレス情報はＦＤＢを検索するために用いる情報であり、本実施の形態では送信元アドレスとリンク通過情報をアドレス情報とする。そして、ＦＤＢの当該エントリに対応するポート番号として受信ポートを示す番号を生成する（ステップＳ７）。このポート番号は各ポート（リンク間接続ポート２１，Ｗｅｓｔリングポート２２，Ｅａｓｔリングポート２３）を識別できる番号であればどのような番号でもよい。

そして、アドレス学習処理部２０４は、生成したポート番号をステップＳ６で生成したエントリに対応するポート情報としてＦＤＢ管理部２０５のＦＤＢへ学習を指示（ＦＤＢへ登録）し（ステップＳ８）、処理を終了する。

図７は、本実施の形態のＦＤＢ構成の一例を示す図である。エントリごとに、アドレス（受信フレームの送信元アドレス）と、通過リンク情報（リング間通過判定結果）と、ポート情報と、が対応づけられて格納される。なお、図７では、通過リンク情報およびポート情報として、わかりやすくするために、リンク５−１等のリンク識別情報やＷポート等のポートの識別情報を記載しているが、実際には簡略化された番号等が登録される（例えば、リンク５−１については“０”、リンク５−２については“１”の番号を割当て、ポート番号として、リンク間接続ポート２１，Ｗｅｓｔリングポート２２，Ｅａｓｔリングポート２３をそれぞれ“１”，“２”，“３”とする等）。ステップＳ７で生成したポート番号等が登録される。本実施の形態では、ＦＤＢを検索する際には、アドレスと通過リンク情報とを検索キーとして、転送先のポート情報を取得する。

従来のＦＤＢでは、１つのアドレスについて１つのポートが対応するが、図７で示したように、本実施の形態では、１つのアドレスＡについて、通過するリング間リンクの異なる２つのエントリが登録可能になる。これにより、アドレスが同一でも転送先として２つのポートが登録可能になり、送信元が同一でも宛先の違いにより通過するリング間接続リンク５−１，５−２の異なる２つのグループについて、それぞれ対応するポートを登録することができる。

図８は、本実施の形態のリング間接続ノードにおけるＬ２フォワーディング手順の一例を示すフローチャートである。受信フレームが到着（受信）する（ステップＳ１１）と、受信したポートに対応するポートＩ／Ｆ部（ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４，ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５，リング間接続ポートＩ／Ｆ部１２のいずれか）は、受信フレームの宛先アドレス（ＭＡＣ ＤＡ）を抽出して保持し（ステップＳ１２）、フロー情報（ここでは、送信元アドレスおよび宛先アドレス）を抽出して保持する（ステップＳ１３）。

ポートＩ／Ｆ部は、フロー情報をＬ２フォワーディング部２０のフロー情報通過判定部２０１へ通知し、フロー情報通過判定部２０１は保持しているリング間通過判定ルールとフロー情報とに基づいてリング間通過判定を実施する（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１４の前に図６と同様にフレームの妥当性チェックを行ってもよい。

フロー情報通過判定部２０１は、リング間通過判定結果（どのリング間接続リンクを通過可であるか）と宛先アドレスとを転送先ポート決定部２０２へ通知し、転送先ポート決定部２０２は、宛先アドレス（ＭＡＣ ＤＡ）がユニキャストのアドレスか否かを判断する（ステップＳ１５）。宛先アドレスがユニキャストであると判断した場合（ステップＳ１５ Ｙｅｓ）、転送先ポート決定部２０２はＦＤＢを検索するためのアドレス情報を生成し（ステップＳ１６）、生成したアドレス情報をアドレス検索処理部２０６へ通知するとともに当該アドレス情報に対応するポート情報の検索を指示する（ステップＳ１７）。

アドレス検索処理部２０６は、ＦＤＢを検索して通知されたアドレス情報に対応するポート情報を取得して転送先ポート決定部２０２へ通知し、転送先ポート決定部２０２は通知されたポート情報を保持する（ステップＳ１８）。転送先ポート決定部２０２は、通知されたポート情報が、ＦＤＢにポート情報が登録されていないことを示す値（例えば、全て“０”である）か否かを判断する（ステップＳ１９）。

ポート情報が登録されている場合（ステップＳ１９ Ｎｏ）は、転送先ポート決定部２０２は、通知されたポート情報に対応するポートを転送先として決定し、決定したポートへ受信フレームを転送するよう決定したポートに対応するポートＩ／Ｆ部へ指示し（ステップＳ２０）、処理を終了する。

ステップＳ１５で宛先アドレスがユニキャストでないと判断した場合（ステップＳ１５ Ｎｏ）、転送先ポート決定部２０２は、当該受信フレームをリング間接続ポート２１で受信したか否かを判断する（ステップＳ２１）。リング間接続ポート２１で受信した場合（ステップＳ２１ Ｙｅｓ）、転送先ポート決定部２０２は、両リングポートへ受信フレームを転送するよう両リングポートに対応するポートＩ／Ｆ部へそれぞれ指示し（ステップＳ２２）、処理を終了する。

リング間接続ポート２１で受信していない場合（ステップＳ２１ Ｎｏ）、転送先ポート決定部２０２は、フロー情報通過判定部２０１から通知されたリング間通過判定結果により通過可と判定されたリング間接続リンクの識別情報をμとするとき、μが自身の接続するリング間接続リンクを示す識別情報（η）と一致するか否かを判断する（ステップＳ２３）。μがηと一致する場合（ステップＳ２３ Ｙｅｓ）、転送先ポート決定部２０２は、リング間接続ポート２１と受信ポートと反対側のリングポートとへ受信フレームを転送するよう対応するポートＩ／Ｆ部へそれぞれ指示し（ステップＳ２４）、処理を終了する。なお、本実施の形態では、各リング間接続ノード（ノード１−１〜１−４）は、自身が接続するリング間接続リンクを示す識別情報と、他方のリング間接続リンクを示す識別情報と、を例えば予め設定される等により把握しているとする。

μがηと一致しない場合（ステップＳ２３ Ｎｏ）、転送先ポート決定部２０２は、受信ポートと反対側のリングポートとへ受信フレームを転送するよう対応するポートＩ／Ｆ部へ指示し（ステップＳ２５）、処理を終了する。

次に、通信システムにおける各通信の流れを図を用いて説明する。図９は、本実施の形態のノード１−１〜１−４のＦＤＢ学習状態の一例を示す図である。図９では、各ノードのＦＤＢのうち、アドレスとリング情報ごとのポート情報を抽出して一覧として示している。図９ではアドレスの欄には、端末７−１等のように端末の識別情報を記載しているが実際のＦＤＢには端末７−１のアドレスが登録されている。

図１０〜図１３は、本実施の形態の通信システムにおける各端末間の通信経路の一例を示す図である。図１０〜図１３に示した通信路は図９で示したＦＤＢ学習状態を前提としており、図１０は端末７−１と端末７−２の間の、図１０は端末７−１と端末７−３の間の、図１０は端末７−１と端末７−４の間の、図１０は端末７−１と端末７−５の間の通信経路をそれぞれ示している。本実施の形態では、送信元アドレスおよび宛先アドレスをリング間通過判定に用いているため、往路と復路で同一のリング間接続リンクを通過する。

図１０では、端末７−１から端末７−２へ向かう往路である通信経路３３と、復路である通信経路３４を示しており、通信経路３３ではノード１−１をフレームが通過する際に、リング間通過判定により図９の３段目のエントリによりリング間接続ポート２１へ転送する。そして、ノード１−１からフレームを受信したノード１−３は、図９の３段目のエントリによりＷｅｓｔリングポート２２へ転送する。そして、フレームはリング３−２内で転送され、端末７−２へ到着する。

また、通信経路３４では、リング３−２内で転送されたフレームをノード１−４が受信すると、ノード１−４は、宛先のアドレスとリング間通過判定結果（リンク５−１を通過）に基づいて図９の１段目のエントリによりＥａｓｔリングポート２３へ転送する。そして、ノード１−３は、宛先のアドレスとリング間通過判定結果（リンク５−１を通過）に基づいて図９の１段目のエントリによりリング間接続ポート２１へ転送する。そして、ノード１−３からフレームを受信したノード１−１は、宛先のアドレスとリング間通過判定結果（リンク５−１を通過）に基づいて図９の１段目のＷｅｓｔリングポート２２へ転送する。そして、フレームはリング３−１内で転送され、端末７−１へ到着する。

同様に、端末７−１から端末７−３へ向かう往路である通信経路３５と復路である通信経路３６とは図１１で示した経路となり、端末７−１から端末７−４へ向かう往路である通信経路３７と復路である通信経路３８とは図１２で示した経路となり、端末７−１から端末７−５へ向かう往路である通信経路３９と復路である通信経路４０とは図１３で示した経路となる。

また、ノード１−１〜１−４は、さらにその制御フレームにリング間通過判定ルールを示す情報を付与して交換しあうことにより、同一性をチェックし、チェックの結果リング間通過判定ルールが同一であると判断した場合に、自ノードに接続するリング間接続リンクへの転送を可能と判断し、異なる場合は転送しないようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、リング間接続リンクを２つとした場合を説明したが、リング間接続リンクがＮ個（Ｎは３以上整数）の場合（リング間接続ノードは２Ｎ個）にも本実施の形態の動作を同様に適用できる。この場合、リング間通過判定ルールをフロー情報に基づいてフローをＮ個のグループに振り分けるようなルールを設定しておく。また、リング間接続リンクがＮ個の場合に、Ｎ個のうち全てを同時に使用せず、Ｎ個のうちの複数個を同時に使用することとし、使用する複数個のリンクにフローを振り分けるようにしてもよい。

また、以上の説明では、宛先が隣接リンク内のノードである場合のフローを例に説明したが、宛先が隣接リンク内のノードではなく、隣接リンクを経由した（隣接リンク内ではなくさらに先の他のネットワーク内等の）宛先である場合にも、同様にフローの振り分けを実施することができる。

以上のように、本実施の形態では、リング間接続ノードであるノード１−１〜１−４は、リング間通過判定ルールとしてフロー情報に基づいてフローを２つのリング間接続リンク５−１，５−２へ振り分けるルールを設定しておき、受信したフレームのフロー情報とリング間通過判定ルールとに基づいて当該フローが通過するリング間接続リンクを判定する。そして、自身が接続するリング間接続リンクを通過すると判定したフローをリング間接続リンクを用いて隣接リンクへ転送するようにした。そのため、複数ペアのリング間接続ノードを備える場合に、帯域の利用効率を向上させるとともに、ループフレームの発生およびフレームの二重到着を防ぐことができる。

実施の形態２．
図１４は、本発明にかかるリング接続間ノードであるノード１ａ−１の実施の形態２の機能構成例を示す図である。本実施の形態のノード１ａ−１は、実施の形態１のノード１−１のＬ２フォワーディング２０の代わりにＬ２フォワーディング２０ａを備える以外は、実施の形態１のノード１−１と同様である。本実施の形態の通信システムは、ノード１−１〜１−４の代わりに、ノード１ａ−１〜１ａ−４を備える以外は、実施の形態１の通信システムと同様である。ノード１ａ−２〜１ａ−４の構成は、ノード１ａ−１と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

本実施の形態のＬ２フォワーディング２０ａは、フロー情報通過判定部２０１、転送先ポート決定部２０２、アドレス学習処理部２０４、ＦＤＢ管理部２０５およびアドレス検索処理部２０６の代わりにフロー情報通過判定部２０１ａ、転送先ポート決定部２０２ａ、アドレス学習処理部２０４ａ、ＦＤＢ管理部２０５ａおよびアドレス検索処理部２０６ａを備える以外は実施の形態１のＬ２フォワーディング２０と同様である。

次に、本実施の形態のＦＤＢ学習動作について説明する。図１５は、本実施の形態のリング間接続ノードにおけるＦＤＢ学習手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１〜ステップＳ５は、実施の形態１で説明したステップＳ１〜ステップＳ６と同様である。ただし、この際、実施の形態１でフロー情報通過判定部２０１、転送先ポート決定部２０２が実施した動作を、それぞれフロー情報通過判定部２０１ａ、転送先ポート決定部２０２ａが実施する。

ステップＳ５の後、フロー情報通過判定部２０１は、リング間通過判定結果（どのリング間接続リンクを通過可であるか）とフロー情報とをアドレス学習処理部２０４ａへ通知する。アドレス学習処理部２０４ａは、ＦＤＢ管理部２０５が保持するＦＤＢに、通知されたフロー情報のうちの送信元アドレスをアドレス情報として対応するエントリを生成する（ステップＳ３１）。なお、本実施の形態では、ＦＤＢは、アドレスごとに通過リンク情報としてリンク５−１，５−２ごとに３つのポートに対応する３ビットを用意し、各ビットの値により学習済みであるか否か（例えば、初期値（未学習）を“０”とし、学習済みを“１”とする）を示す構成とする。

次に、アドレス学習処理部２０４ａは、受信ポートに対応するポートＩ／Ｆ部から受信ポートの識別情報を受け取り、受信ポートを示すポート番号とリング間通過判定結果を示す識別情報ηとを生成する（ステップＳ３２）。そして、ＦＤＢ管理部２０５ａが保持しているＦＤＢを検索し、受信フレームの送信元アドレスに対応するエントリの通過リンク情報を読み出し（ステップＳ３３）、ηとポート番号とに基づいて通過リンク情報を更新することによりＦＤＢに登録し（ステップＳ３４）、処理を終了する。

図１６は、本実施の形態のＦＤＢの構成例を示す図である。図１６に示すように、各エントリは、アドレスに対応して通過可と判定されたリンクごとに学習済みのポート（受信ポート）が登録される。なお、図１６では、ＷはＷｅｓｔリングポート２２を示し、Ｉはリング間接続ポート２１を示し、ＥはＥａｓｔリングポート２３を示している。白丸で示したポートは学習済みを示し、空欄は未学習を示している。

本実施の形態では、ＦＤＢの検索時に、検索キーとして従来と同様のアドレス（宛先アドレス）を用いる。そして、検索により得られる結果として、ポート情報とリンク通過情報を取得する。このようなＦＤＢ構成とすることにより、同一のアドレスについてのエントリが複数とならないため、実施の形態１に比べ、ＦＤＢフラッシュ時に各エントリを消去するための所要時間が短くなる。

図１７は、本実施の形態のＬ２フォワーディング手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１〜ステップＳ１５は実施の形態のステップＳ１１〜ステップＳ１５と同様である。ただし、この際、実施の形態１でフロー情報通過判定部２０１、転送先ポート決定部２０２が実施した動作を、それぞれフロー情報通過判定部２０１ａ、転送先ポート決定部２０２ａが実施する。

ステップＳ１５で宛先アドレスがユニキャストである場合（ステップＳ１５ Ｙｅｓ）、転送先ポート決定部２０２ａは、ＦＤＢを検索するための入力情報としてアドレス情報を生成し（ステップＳ１６ａ）、リング間通過判定結果とともにアドレス検索処理部２０６ｂへ通知してＦＤＢの検索を指示する（ステップＳ１７ａ）。本実施の形態ではアドレス情報を宛先アドレスとする。

アドレス検索処理部２０６ｂは、ＦＤＢ管理部２０５が保持するＦＤＢをアドレス情報（宛先アドレス）で検索し、取得した情報（リンク通過情報／ポート情報）を転送先ポート決定部２０２ａへ通知し、転送先ポート決定部２０２ａは通知された情報を保持する（ステップＳ１８ａ）。転送先ポート決定部２０２ａは、通知された情報が学習済みのポートが無いことを示す情報である（例えば、両方のリンク通過情報について全てのポートに対応するビットが“０”である）か否かを判断する（ステップＳ１９ａ）。通知された情報が学習済みのポートがあることを示す場合（ステップＳ１９ａ Ｎｏ）、実施の形態１と同様のステップＳ２０を実施する。

通知された情報が学習済みのポートが無いことを示す場合（ステップＳ１９ａ Ｙｅｓ）、実施の形態１と同様のステップＳ２１を実施する。以降のステップＳ２２〜ステップＳ２５は実施の形態１と同様である。

図１８〜図２１は、本実施の形態のＦＤＢ学習状態の一例を示す図である。図１８〜図２１は、実施の形態１の図９に示した状態と同様の学習状態を本実施の形態のＦＤＢ構成により示した図である。図１８はノード１−１が保持するＦＤＢを示し、図１９はノード１−２が保持するＦＤＢを示し、図２０はノード１−３が保持するＦＤＢを示し、図２１はノード１−４が保持するＦＤＢを示している。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

以上のように、本実施の形態では、ＦＤＢを１つのアドレスについて１エントリとし、各エントリに通過可と判定されたリンクごとにポートごとに学習済みか否かを示す情報を格納するようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、同一のアドレスについてのエントリが複数とならないため、実施の形態１に比べ、ＦＤＢフラッシュ時に各エントリを消去するための所要時間が短くなる。

実施の形態３．
図２２は、本発明にかかる通信システムの実施の形態３の構成例を示す図である。本実施の形態の通信システムの構成は実施の形態１と同様であり、ノード１−１〜１−４の構成も実施の形態１と同様である。本実施の形態では、リング間接続リンク５−１，５−２で障害が発生した場合の動作について説明する。

本実施の形態の障害が発生していない場合の動作は実施の形態１と同様である。実施の形態１で述べた動作により、端末７−１から端末７−２への往路の通信経路５１と復路の通信経路５２が設定されているとする。実施の形態１と同様に、端末７−１と端末７−２との間の通信ではリング間接続リンク５−１が通過可と判定されるとする。この状態で、リング間接続リンク５−１に障害５０が発生したとする。

ノード１−１，ノード１−２のリング間接続障害管理部１８は、リンク５−１の障害を検出する。障害の検出方法に制約はなくどのような方法で検出してもよいが、例えば定期的に送信されるフレームが一定時間以上到着しない等の方法により障害を検出する。

リング間接続障害管理部１８は、同一リング内の冗長ペアとなるリング間接続ノード（ノード１−１の場合にはノード１−２、ノード１−３の場合はノード１−４）へ、自身の属するリングネットワーク（リング３−１またはリング３−２）内で用いる制御フレームであるリング制御用フレームを利用して、障害情報を通知する。具体的には、リング間接続障害管理部１８はリング制御用フレームを生成して、リング内の冗長ペアとなるリング間接続ノードが接続されるリングポートに対してリング制御用フレームを当該リングポートへ転送するよう指示する。なお、同一リング内の冗長ペアとなるリング間接続ノードの識別情報は予め設定されているとすることとし、ＦＤＢにより冗長ペアとなるリング間接続ノードに対応する転送ポートを把握しているとする。

また、リング間接続ノードの対向となるノード間（ノード１−１とノード１−３の間、ノード１−２とノード１−４の間）では、同一リング内の冗長ペアとなるリング間接続ノードから受信したリング制御用フレームにより得た障害情報をリング間で用いる制御用フレームに設定して互いに通知し合う。具体的には、例えば、ノード１−２では、ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４が、Ｗｅｓｔリングポート２２からノード１−１から送信されたリング間障害を通知するリング間制御フレームを受信すると、リング間で用いる制御用フレームにリンク５−１で障害が発生したことを通知する制御フレームを生成して、フレーム多重制御部１３、リング間接続ポートＩ／Ｆ部１２、ＰＨＹ部１１を経由してリング間接続ポート２１へ転送する。同様に、ノード１−４も、ノード１−２へノード１−３からら受信したリング制御用フレームにより得た障害情報をリング間で用いる制御用フレームに設定して通知する。

そして、障害検出ノードとなる対向ペア（ノード１−１とノード１−３のペア）は、ＦＤＢ検索の結果、障害発生経路であるリング間接続ポートへの転送指示があったとしても、もう一方のリング間接続ノードのリング間接続リンクにのみ流すようにＬ２フォワーディングのルールを変更する。具体的には、リング間接続障害管理部１８は、自身が接続するリング間接続リンクの障害発生を検出するとＬ２フォワーディング部２０へ通知し、Ｌ２フォワーディング部２０の転送ポート決定部２０２は、ＦＤＢの検索結果として自身が接続するリング間接続リンクに対応するポートを転送先として通知された場合に、同一リング内の他方のリング間接続ノード（ノード１−１の場合はノード１−２）に対応するポートをフレームの転送先として決定する。

一方、正常ノードとなる対向ペア（ノード１−２とノード１−４のペア）は、Ｌ２フォワーディングのルールを全フローを自身が接続するリンク５−２を通過可とするルールに変更し、ＦＤＢのリンク通過情報をリンク５−１を通過可となっている情報を全てリンク５−２を通過可に書き換える。隣接するリングへ転送するフローを全てリング間接続リンク５−２へ転送する。具体的には、転送ポート決定部２０２は、自リング内でないノードを宛先とするフレームを、自身が接続するリング間接続リンクへ転送するように指示する。

以上の動作により、図２２の構成例では、通信経路５２に対応する迂回経路５３と、通信経路５１に対応する迂回経路５４と、が設定され、障害箇所を避けた通信が行われるようになる。この場合、リング間接続ノードであるノード１−１〜１−４内でＬ２フォワーディングのルールを変更するだけでよく、他のノード２−１〜２−１０におけるＦＤＢは変更しなくてもよい。

図２３は、本実施の形態の通信システムにおいてリング間接続ノードにＢＰが設定されている構成例を示す図である。図２３の構成例は、リング３−２内でノード１−３にＢＰ４−２が設定されている以外は、図２２の構成例と同様である。図２３の構成例で、端末７−１と端末７−２との間に通信経路５５が設定されている。すなわち、端末７−１と端末７−２間のフローはリンク５−１を通過可と設定されている。図２２の例と異なり、ノード１−３にＢＰ４−２が設定されているため、通信経路５５はリング３−２内でノード１−３からノード２−１０，２−９を経由する経路となっている。この場合に、リンク５−１に障害５０が発生する。

ノード１−１〜ノード１−４では、図２２の例と同様の動作により迂回経路５３，５４を設定する。しかし、ノード１−２から転送されたノード１−４へ到着した端末７−２宛のフレームは、ノード１−３にＢＰ４−２が設定されているため、ノード１−３経由で端末７−２へ到達することはできない。このため、ノード１−２から転送されたノード１−４へ到着した端末７−２宛のフレームがリング３−２内で端末７−２へ転送されるようにするには、ＦＤＢフラッシュにより経路を再構築する必要がある。

端末７−２から端末７−１への方向については、ノード１−４から転送されたフレームをノード１−２がノード１−１へ転送すればよい。すなわち、ノード１−１〜１−４についてＦＤＢフラッシュを実施すればよく、リング３−１内の他のノード２−１〜２−５のＦＤＢフラッシュを実施する必要はない。

図２４は、リング間接続リンクに障害が発生した場合の本実施の形態のＬ２フォワーディング手順の一例を示すフローチャートである。自ノードのリング間接続障害管理部１８が自ノードに接続するリング間接続リンクに障害を検出した場合、または同一リング内の冗長ペアとなるリング間接続ノードからそのノードが接続するリング間接続リンクに障害を検出した旨の障害を通知する制御フレームを受信した場合のノード１−１〜ノード１−４動作を示している。転送先ポート決定部２０２は、リング間接続障害管理部１８または障害を通知する制御フレームを受信したポートＩ／Ｆ部からリング間接続リンク（自ノードが接続するリング間接続リンク、または他ノードが接続するリング間接続リンク）の障害を通知されているとする。

リング間接続リンクの障害発生が通知された後に、フレームを受信する（ステップＳ１１）と、転送先ポート決定部２０２は、自ノードが隣接リングへ転送不可であるか（すなわち、自ノードが隣接リングへ転送不可で無いと判断した場合（ステップＳ４１ Ｎｏ）、受信フレームの宛先アドレスがユニキャストであるか否かを判断する（ステップＳ１５）。その後、転送先ポート決定部２０２は、受信フレームの宛先アドレスを保持し（ステップＳ１２）、宛先アドレスがユニキャストである場合（ステップＳ１５ Ｙｅｓ）、受信フレームの宛先アドレスと自ノードが接続するリング間接続リンクの識別情報（転送先ポート決定２０２は、自身の接続するリング間接続リンクを示す識別情報（η）を保持し（ステップＳ４２）、宛先アドレスとηとで構成されるアドレス情報を生成する（ステップＳ１６ｂ）。

そして、転送先ポート決定部２０２は、生成したアドレス情報でＦＤＢを検索するようアドレス検索処理部２０６へ指示する（ステップＳ１７）。以降のステップＳ１８〜ステップＳ２３は、実施の形態１のステップＳ１８〜ステップＳ２３と同様である。

ステップＳ４１で、自ノードが隣接リングへ転送不可であると判断した場合（ステップＳ４１ Ｙｅｓ）、転送先ポート決定部２０２は、受信ポートがリング間接続ポート２１であるか否かを判断する（ステップＳ４３）。受信ポートがリング間接続ポート２１でない場合（ステップＳ４３ Ｎｏ）、転送先ポート決定部２０２は、受信フレームの転送先を受信ポートと逆側のポートに決定して、決定したポートから受信フレームを転送するようポートＩ／Ｆ部へ指示し（ステップＳ４４）、処理を終了する。

受信ポートがリング間接続ポート２１である場合（ステップＳ４３ Ｙｅｓ）、受信フレームを破棄し（ステップＳ４５）、処理を終了する。転送先ポート決定部２０２は、受信フレームの転送先を受信ポートと逆側のポートに決定して、決定したポートから受信フレームを転送するようポートＩ／Ｆ部へ指示する（ステップＳ４４）。

次に、本実施の形態のＦＤＢフラッシュの実施方法について説明する。従来の技術をそのまま適用すると、図２２で示した障害発生時も、図２３で示した場合の障害発生時もいずれも両リングでＦＤＢフラッシュが行われることになる。しかし、実際には、上述のように、状況によってＦＤＢフラッシュの必要のない場合がある。従って、本実施の形態では、ＦＤＢフラッシュ判定部２０３が、ノード１−１〜１−４は、リング間接続リンク５−１，５−２で障害が発生した場合に、自ノードにＢＰ設定がされているか否かに基づいて自リング内でＦＤＢフラッシュを実施するか否かを判断する。

図２５は、ＦＤＢフラッシュ実施判定処理手順の一例を示すフローチャートである。リング間接続障害管理部１８から自ノードが接続するリング間接続リンクの障害を検出すると、ＦＤＢフラッシュ判定部２０３にその旨を通知する。ＦＤＢフラッシュ判定部２０３は、自ノードが接続するリング間接続リンクの障害検出の通知を受信（マルチリング障害発生イベント受信）する（ステップＳ５１）と、自ノードのＷｅｓｔリングポート２２がＢＰに設定されており、かつ、同一リング内の他方のノード接続間ノードの方向がＷｅｓｔリングポート２２方向であるか否かを判断する（ステップＳ５２）。ここでは、例えば、同一リング内の他方のノード接続間ノードの方向を示す識別子をκとし、κ＝０の場合、同一リング内の他方のノード接続間ノードの方向がＷｅｓｔリングポート２２の方向であり、κ＝１の場合、同一リング内の他方のノード接続間ノードの方向がＥａｓｔリングポート２３の方向であるとする。

「自ノードのＷｅｓｔリングポートがＢＰに設定されており、かつ、同一リング内の他方のノード接続間ノードの方向がＷｅｓｔリングポート方向」ではない場合（ステップＳ５２ Ｎｏ）、自ノードのＥａｓｔリングポート２３がＢＰに設定されており、かつ、同一リング内の他方のノード接続間ノードの方向がＥａｓｔリングポート２３方向であるか否かを判断する（ステップＳ５３）。「自ノードのＥａｓｔリングポート２３がＢＰに設定されており、かつ、同一リング内の他方のノード接続間ノードの方向がＥａｓｔリングポート２３方向」ではない場合（ステップＳ５３ Ｎｏ）、自リング内でのＦＤＢフラッシュを実施せず処理を終了する。

ステップＳ５３で、自ノードのＷｅｓｔリングポート２２がＢＰに設定されており、かつ、同一リング内の他方のノード接続間ノードの方向がＷｅｓｔリングポート２２方向である場合（ステップＳ５２ Ｙｅｓ）は、自リング内でのＦＤＢフラッシュを指示するＦＤＢフラッシュ指示用フレームを生成するための情報を生成し、ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４，ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５へ出力し（ステップＳ５４）、処理を終了する。ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部１４，ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部１５は、入力された情報に基づいてＦＤＢフラッシュを指示するフレームを自リングに転送する。なお、自リングへのＦＤＢフラッシュの指示通知には、ＥＲＰ規格のＲ（Ｒｉｎｇ）−ＡＰＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）フレームのイベントタイプまたはＶＳＭ（Ｖｅｎｄｏｒ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｍｅｓｓａｇｅ）フレームを利用してもよい。

また、ステップＳ５３で、自ノードのＥａｓｔリングポート２３がＢＰに設定されており、かつ、同一リング内の他方のノード接続間ノードの方向がＥａｓｔリングポート２３方向である場合（ステップＳ５３ Ｙｅｓ）は、ステップＳ５４へ進む。

なお、本実施の形態では、障害が発生していない場合の動作は実施の形態１と同様の動作を行う例を説明したが、障害が発生していない場合の動作は実施の形態２と同様の動作を行う場合に、本実施の形態と同様の障害発生時の動作を実施してもよい。

また、本実施の形態では、リング間接続ノードの対向ペアが２ペアである場合について説明したが３以上のペアがある場合にも、障害が発生したリング接続間リンクを経由していたフローを他のリング接続間リンクを経由するようＬ２フォワーディングのルールを変更することにより本実施の形態と同様の動作を実施することができる。例えば、リング接続間リンクごとに代替リンクを決定しておき、リング接続間リンクに障害が発生した場合には、当該リンクを通過可としていたフローを、代替リンクを通過可に変更する。その場合にも、ＦＤＢフラッシュについては選択的に実施することができ、自ノードにＢＰが設定されており、代替となるノード間接続ノードが、ＢＰが設定されているポート側に存在する場合にリング内のＦＤＢフラッシュを実施すればよい。また、３以上のペアがある場合、障害が発生したリング接続間リンク以外の２つ以上のリング接続間リンクを用いて、障害が発生したリング接続間リンクで転送していたフローを転送するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、リング間接続リンクに障害が発生した場合に、障害が発生していないリング接続間ノードが、全てのフローを転送可に転送ルールを変更し、障害が発生したリング接続間ノードは、障害が発生したリング間接続リンクを用いて転送していたフローを、同一リング内の他方のリング接続間ノードへ転送するようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、リング間接続リンク障害発生時にも速やかに迂回路を設定することができる。

さらに、自ノードにＢＰが設定されており、自ノードが接続するリング間接続リンクに障害を検出したリング接続間ノードは、同一リング内の他方のノード間接続ノードが、ＢＰが設定されているポート側に存在する場合に、自ノード内でのＦＤＢフラッシュの実施を指示するようにした。そのため、ＦＤＢフラッシュによる未学習状態となる頻度が削減されるとともにＦｌｏｏｄｉｎｇによるネットワーク全体に及ぶ不要トラヒックが削減される。従って、障害経路切り替え時において、リアルタイム性が必要なトラヒックへの送信競合発生による性能低下を回避できる。また、例えば、リング間接続ノードを離脱させ、再配置する場合には、ＦＤＢフラッシュを実施しないため、ネットワーク全体に影響を与えることがないようなネットワークの運用が可能である。

以上のように、本発明にかかる通信装置、通信システムおよび通信方法は、マルチリングネットワークを構成する通信システムに有用であり、特に、対向するリング間接続ノードのペアを複数備える通信システムに適している。

１−１〜１−４，２−１〜２−１０ ノード
３−１，３−２ リング
４−１，４−２ ＢＰ
５−１，５−２ リンク
６ 冗長ペア
７−１〜７−５ 端末
１１，１６，１７ ＰＨＹ部
１２ リング間接続ポートＩ／Ｆ部
１３ フレーム多重制御部
１４ ＷｅｓｔポートＩ／Ｆ部
１５ ＥａｓｔポートＩ／Ｆ部
１８ リング間接続障害管理部
１９ リング障害管理部
２０，２０ａ Ｌ２フォワーディング部
２１ リング間接続ポート
２２ Ｗｅｓｔリングポート
２３ Ｅａｓｔリングポート
２０１，２０１ａ フロー情報通過判定部
２０２，２０２ａ 転送先ポート決定部
２０３ ＦＤＢフラッシュ判定部
２０４，２０４ａ アドレス学習処理部
２０５，２０５ａ ＦＤＢ管理部
２０６，２０６ａ アドレス検索処理部
３１〜４０ フロー
５０ 障害
５１，５２、５５ 通信経路
５３，５４ 迂回経路

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、隣接するリングネットワーク間に接続され、有効に機能するリング間接続リンクを複数備える通信システムにおいて前記リング間接続リンクに接続するリング間接続ノードとして機能する通信装置であって、受信フレームに格納された当該フレームが属するフローに示される複数の前記リング間接続リンクのうち排他的に通過するリング間接続リンクを決定するルールに基づいて当該フレームがリング間接続リンクを通過するか否かを決定する通過リンク決定部と、受信フレームの宛先が隣接するリングネットワーク内の宛先または隣接するリングネットワークを経由する宛先の場合、前記通過リンク決定部が決定したリング間接続リンクが自ノードの接続するリング間接続リンクである場合に当該フレームの転送先を自ノードの接続するリング間接続リンクに決定する転送先決定部と、を備えることを特徴とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、隣接するリングネットワーク間に接続され、有効に機能するリング間接続リンクを複数備え、前記リングネットワークを構成する各ノードはアドレス学習によりフレーム転送を実施する通信システムにおいて前記リング間接続リンクに接続するリング間接続ノードとして機能する通信装置であって、受信フレームに格納された当該フレームが属するフローを示すフロー情報とフローごとに複数の前記リング間接続リンクのうち排他的に通過するリング間接続リンクが定められたルールとに基づいて当該フレームが通過するリング間接続リンクを決定する通過リンク決定部と、受信フレームの宛先が隣接するリングネットワーク内の宛先または隣接するリングネットワークを経由する宛先の場合、前記通過リンク決定部が決定したリング間接続リンクが自ノードの接続するリング間接続リンクである場合に当該フレームの転送先を自ノードの接続するリング間接続リンクに決定する転送先決定部と、を備えることを特徴とする。

Claims (14)

1. 隣接するリングネットワーク間を接続するリング間接続リンクを複数備える通信システムにおいて前記リング間接続リンクに接続するリング間接続ノードとして機能する通信装置であって、
   受信フレームに格納された当該フレームが属するフローを識別するためのフロー情報に基づいて、複数の前記リング間接続間リンクのうち前記フレームが通過するリング間接続リンクを決定する通過リンク決定部と、
   受信フレームの宛先が隣接するリングネットワーク内の宛先または隣接するリングネットワークを経由する宛先の場合、前記通過リンク決定部が決定したリング間接続リンクが自ノードの接続するリング間接続リンクである場合に当該フレームの転送先を自ノードの接続するリング間接続リンクに決定する転送先決定部と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 自リングネットワーク内の２つの隣接通信装置の方向にそれぞれ接続する２つのリングポート、
   を備え、
   前記転送先決定部は、受信フレームの宛先が隣接するリングネットワーク内である場合、前記通過リンク決定部が決定したリング間接続リンクが自ノードの接続するリング間接続リンクでない場合に当該受信フレームの転送先を、当該受信フレームを受信したリングポートと反対側のリングポートに決定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記通過リンク決定部が、前記フレームが通過するリング間接続リンクを決定するためのルールを、自リングネットワーク内の他のリング間接続ノードにおいて前記フレームが通過するリング間接続リンクを決定するためのルールと同一とする、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記通過リンク決定部が、前記フレームが通過するリング間接続リンクを決定するためのルールを、自ノードが接続するリング間接続リンクに接続する対向するリング間接続ノードにおいて前記フレームが通過するリング間接続リンクを決定するためのルールと同一とする、
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の通信装置。
5. 前記通信装置は、他のリング間接続ノードと前記フレームが通過するリング間接続リンクを決定するためのルールを交換し、自身が保持するルールと他のリング間接続ノードから通知されたルールとが同一である場合に、自ノードに接続するリング間接続リンクへの転送を可能と判断し、自身が保持するルールと他のリング間接続ノードから通知されたルールとが異なる場合は自ノードに接続するリング間接続リンクへの転送を実施しない、
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の通信装置。
6. アドレスと対応するポートとを格納したフォワーディングデータベースを保持するＦＤＢ管理部、
   をさらに備え、
   前記フォワーディングデータベースに前記通過リンク決定部が決定したリング間接続リンクである通過リンク情報をさらに格納し、アドレスを学習済みの宛先に受信フレームを転送する際には、アドレスと当該受信フレームに対して前記通過リンク決定部が決定した決定結果とに基づいて前記フォワーディングデータベースを検索して転送先のポートを取得する、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の通信装置。
7. 前記フォワーディングデータベースに、同一アドレスに対応して前記通過リンク決定部が決定した決定結果の異なる複数のエントリを格納する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
8. 前記フォワーディングデータベースの１つのアドレスに対応する１つのエントリに前記通過リンク決定部が決定した決定結果ごとに異なるポートを格納する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の通信装置。
9. 前記フロー情報を送信元アドレスおよび宛先アドレスとする、
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の通信装置。
10. 自ノードが接続するリング間接続リンクに障害を検出するリング間接続障害管理部、
    をさらに備え、
    前記リング間接続障害管理部が障害を検出した場合に、自リングネットワーク内の他のリング間接続ノードへ当該障害をリング間接続障害通知として送信するとともに、当該障害の検出以降、宛先が隣接するリングネットワーク内である受信フレームを自リングネットワーク内の他のリング間接続ノードへ転送し、他のリング間接続ノードから通知されたリング間接続障害通知を受信した場合、前記通過リンク決定部が決定したリング間接続リンクが当該リング間接続障害の発生したリング間接続リンクとなるフローの少なくとも一部を自ノードの接続するリング間接続リンクを用いて転送する、
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の通信装置。
11. 前記リング間接続障害管理部が障害を検出した場合に、自リングネットワーク内でフォワーディングデータベースのフラッシュを実施するか否かを判定するＦＤＢフラッシュ判定部、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
12. 前記ＦＤＢフラッシュ判定部は、ＢＰの設定位置と自リングネットワーク内の他のリング間接続ノードの位置とに基づいて自リングネットワーク内でフォワーディングデータベースのフラッシュを実施するか否かを判定する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の通信装置。
13. ２つ以上のリングネットワークと、
    隣接する前記リングネットワーク間を接続する２つ以上のリング間接続リンクと、
    前記リング間接続リンクに接続する請求項１〜１２のいずれか１つに記載の通信装置と、
    を備えることを特徴とする通信システム。
14. 隣接するリングネットワーク間を接続するリング間接続リンクを複数備える通信システムにおいて前記リング間接続リンクに接続するリング間接続ノードとして機能する通信装置における通信方法であって、
    受信フレームに格納された当該フレームが属するフローを識別するためのフロー情報に基づいて、複数の前記リング間接続間リンクのうち前記フレームが通過するリング間接続リンクを決定する通過リンク決定ステップと、
    受信フレームの宛先が隣接するリングネットワーク内の宛先または隣接するリングネットワークを経由する宛先の場合、前記通過リンク決定ステップで決定したリング間接続リンクが自ノードの接続するリング間接続リンクである場合に当該フレームの転送先を自ノードの接続するリング間接続リンクに決定する転送先決定ステップと、
    を含むことを特徴とする通信方法。

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