JPWO2019065353A1 - 制御装置、通信システム、通信方法 - Google Patents

Abstract

上位レイヤにおいて障害が発生した場合であっても、マルチレイヤネットワークの通信を継続するような耐障害性の高いシステムの実現を可能とするため、第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記第１のレイヤにおいてデータを送信する第１の通信装置に、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を送信する第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する、ことを特徴とする。

Description

本願発明は制御装置、通信システム、通信方法に関する。

マルチレイヤネットワークにおける故障復旧方法として、ＧＭＰＬＳ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−ｐｒｏｔｏｃｏｌ ＬＡＢＥＬ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）（例えば、非特許文献１）やＰＣＥ（Ｐａｔｈ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）（例えば、非特許文献２）を用いた方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、下位レイヤの回線に障害が発生した場合であっても上位レイヤの接続が保たれるように、管理ノードが上位レイヤの通信ノードに対して、該下位レイヤの障害を迂回するようなパスの設定を行うことが記載されている。

例えば、特許文献２には、下位レイヤである光レイヤのパスに障害が起こった場合に、上位レイヤである電気レイヤのパスを変更し、障害の起こっていない光パスへ切り替えることで、障害に対応することが記載されている。

ＩＥＴＦ ＲＦＣ ４４２６"Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ＬＡＢＥＬ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＧＭＰＬＳ）Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ" ＩＥＴＦ ＲＦＣ ４６５５"Ａ Ｐａｔｈ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ（ＰＣＥ）−Ｂａｓｅｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ"

特開２００５−２２３５２２号公報 特開２０１５−００５８２４号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２において、マルチレイヤネットワークの上位レイヤにおいて障害が生じているが、下位レイヤには障害が生じていない場合については考慮されていない。

特許文献１では、下位レイヤに障害が発生した場合に上位レイヤで設定を行うことが想定されているため、上位レイヤで障害が生じた場合については考慮されていない。

特許文献２においては、例えば下位レイヤの通信ノードが通常通りに動作するにもかかわらず、上位レイヤの設定変更に伴って、下位レイヤの設定が変更されるという問題がある。この問題を解決するために上位レイヤの設定と下位レイヤの設定をそれぞれに行うようにすると、障害復旧に時間や通信量などのコストが発生する。

したがって、本願発明の目的は、上位レイヤにおいて障害が発生した場合であっても、マルチレイヤネットワークの通信を継続するような耐障害性の高いシステムを実現する制御装置、通信システム、通信方法を提供することにある。

本発明の一態様における制御装置は、第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記第１のレイヤにおいてデータを送信する第１の通信装置に、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を送信する第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記送信ポート情報前記第１の通信装置に送信する手段を備えることを特徴とする。

本発明の一態様における通信システムは、第１のレイヤにおいて、データを送信する第１の通信装置と、前記第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する第２の通信装置と、前記第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記ポート情報を前記第１の通信装置に送信する制御装置とを含むことを特徴とする。

本発明の一態様における通信方法は、第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記第１のレイヤにおいてデータを送信する第１の通信装置に、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を送信する第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記ポート情報を前記第１の通信装置に送信することを特徴とする。

本発明の制御装置、通信システム、通信方法によれば、上位レイヤにおいて障害が発生した場合であっても、マルチレイヤネットワークの通信を継続するような耐障害性の高いシステムの実現を可能とする。

本願発明の一実施形態のマルチレイヤネットワークの構成例を示す図である。 本願発明の一実施形態の制御装置１０Ａの構成例を示すブロック図である。 本願発明の一実施形態の第２の通信装置２０Ａの構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態のマルチレイヤネットワークの構成例とデータ転送経路の例を示す図である。 図４に記載のマルチレイヤネットワークに障害が生じた状態の例を示す図である。 図５に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した状態の例を示す図である。 第１の実施形態のマルチレイヤネットワークの他の構成例とデータ転送経路の例を示す図である。 第１の実施形態のコントローラ１０の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態のコントローラ１０のネットワーク情報記憶部が保持する情報の例である。 第１の実施形態の上位通信ノード２０の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の上位通信ノード２０の処理方法記憶部２３が保持する情報の例である。 第１の実施形態の下位通信ノード３０の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の下位通信ノード３０の処理方法記憶部３３が保持する情報の例である。 図７に記載のマルチレイヤネットワークに障害が生じた状態の例を示す図である。 図１４に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処する動作例を示すシーケンス図である。 図１４に記載の上位通信ノード２０−１に障害が発生する前後で下位通信ノード３０−１の処理方法記憶部３３が保持する処理方法の例である。 図１４に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した状態の例を示す図である。 第１の実施形態のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処する他の動作例を示すシーケンス図である。 図１８に記載の上位通信ノード２０−２に障害が発生する前後で下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が保持する処理方法の例である。 図１８に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した状態の例を示す図である。 第２の実施形態のマルチレイヤネットワークの構成例とデータ転送経路の例を示す図である。 図２１に記載のマルチレイヤネットワークに障害が生じた状態の例を示す図である。 図２１に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した状態の例を示す図である。 第２の実施形態のマルチレイヤネットワークの他の構成例とデータ転送経路の例を示す図である。 第２の実施形態の中位通信ノード４０の構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態の中位通信ノード４０の処理方法記憶部４３が保持する情報の例である。 図２４に記載のマルチレイヤネットワークに障害が生じた状態の例を示す図である。 図２４に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処する動作例を示すシーケンス図である。 図２４に記載のマルチレイヤネットワークに障害が生じる前後で、下位通信ノード３０−１の処理方法記憶部３３が保持する処理方法の例である。 図２７に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した状態の例を示す図である。 図２７に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処する他の動作例を示すシーケンス図である。 図２７に記載のマルチレイヤネットワークに障害が生じた後に、中位通信ノード４０−２の処理方法記憶部４３が保持する情報の例である。 図２７に記載のマルチレイヤネットワークに障害が生じた後に、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が保持する情報の例である。 図２４に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した別の状態の例を示す図である。 図２７に記載のマルチレイヤネットワークに障害に対処した後に下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が保持する情報の例である。 図２７に記載のマルチレイヤネットワークに障害が生じた状態の別の例を示す図である。 図３６に記載のマルチレイヤネットワークに障害が生じる前後で、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が保持する情報の例である。 図３６に記載のマルチレイヤネットワークに障害が生じた後で、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が保持する情報の別の例である。 図３６に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した状態の例を示す図である。

［実施形態の概要］
本発明の一実施形態の概要について、図面を参照して説明する。

図１は、本願発明の一実施形態のマルチレイヤネットワークの構成例を示す図である。

本願発明の一実施形態のマルチレイヤネットワークは、制御装置１０Ａと、第２のレイヤに属する第２の通信装置２０Ａ−１、第２の通信装置２０Ａ−２および第２の通信装置２０Ａ−３と、第１のレイヤに属する第１の通信装置３０Ａ−１、第１の通信装置３０Ａ−２および第１の通信装置３０Ａ−３とを含む。

第１のレイヤに属する第１の通信装置３０Ａ（３０Ａ−１〜３）の各々は、第２のレイヤに属する第２の通信装置２０Ａ（２０Ａ−１〜３）のいずれかと、運用系のインタフェースおよび１以上の予備系のインタフェースで接続されている。

制御装置１０Ａは、運用系のインタフェースに障害が発生した場合には、運用系のインタフェースを使用する第１の通信装置３０Ａおよび第２の通信装置２０Ａに対して、予備系のインタフェースを使用することを指示する。

図２は、本願発明の一実施形態の制御装置１０Ａの構成例を示すブロック図である。

本願発明の一実施形態の制御装置１０Ａは、通信部１１Ａと、管理部１２Ａと、障害監視部１３Ａとを含む。

制御装置１０Ａは、通信部１１Ａを介して、第１の通信装置３０Ａおよび第２の通信装置２０Ａを制御する。制御装置１０Ａは、第２の通信装置２０Ａに対して、データの宛先に応じたデータの処理方法を送信する。

障害監視部１３Ａは、第２の通信装置２０Ａに対して、障害を検知するためのデータを送信する。障害監視部１３Ａは、第２の通信装置２０Ａから該データに対して応答がないことで、第２の通信装置２０Ａに障害が発生したことを検知する。

管理部１２Ａは、第２の通信装置２０Ａに対して、データの宛先に応じたデータの処理方法を送信する。

管理部１２Ａは、障害監視部１３Ａが少なくとも１つの第２の通信装置２０Ａに障害が起こったことを検知すると、データの宛先に基づいて、送信ポート情報を決定する。管理部１２Ａは、決定した送信ポート情報を、第１の通信装置３０Ａに送信する。

図３は、本願発明の一実施形態の第２の通信装置２０Ａの構成例を示すブロック図である。

本願発明の一実施形態の第２の通信装置２０Ａは、通信部２１Ａと、転送処理部２２Ａとを含む。

第２の通信装置２０Ａは、通信部２１Ａを介して、データを送信するポートを示す送信ポート情報を第１の通信装置３０Ａに送信する。第２の通信装置２０Ａは、通信部２１Ａを介して、制御装置１０Ａから、データの宛先に応じたデータの処理方法を受信する。

転送処理部２２Ａは、データを送信するポートを示す送信ポート情報を決定する。

なお、以降の説明において、各レイヤ内で送受信される情報および各レイヤ間で送受信される情報を、単にデータと記載する。このデータは、例えば、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）レイヤにおいて送受信されるパケットや、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）レイヤにおいて送受信されるフレーム、光レイヤにおいて送受信されるビットなども含んでもよい。

また、以降の説明において、下位通信ノード３０−１、下位通信ノード３０−２および下位通信ノード３０−３をそれぞれ区別する必要が無ければ、単に下位通信ノード３０と記載する。上位通信ノード２０−１、上位通信ノード２０−２および上位通信ノード２０−３においても、それぞれ区別する必要が無ければ、単に上位通信ノード２０と記載する。中位通信ノード４０−１、中位通信ノード４０−２および中位通信ノード４０−３においても、それぞれ区別する必要が無ければ、単に中位通信ノード４０と記載する。

以降の説明において、上位通信ノード２０、中位通信ノード４０および下位通信ノード３０をそれぞれ区別する必要が無ければ、単に通信ノードと記載する。

［第１の実施形態］
［第１の構成の説明］
本発明の第１の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図４は、第１の実施形態における、マルチレイヤネットワークの構成例を示す図である。

第１の実施形態におけるマルチレイヤネットワークは、コントローラ１０と、光レイヤに属する下位通信ノード３０−１および下位通信ノード３０−２と、ＩＰレイヤに属する上位通信ノード２０−１および上位通信ノード２０−２とを含む。

ＩＰレイヤに属する上位通信ノード２０同士は、互いにＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いてデータの送受信を行う。上位通信ノード２０は、例えば、データを分割したパケットと呼ばれる単位で情報を送信する。

光レイヤに属する下位通信ノード３０は、互いに物理リンクで接続されることで、光通信ネットワークを構成する。下位通信ノード３０は、例えば、複数の波長信号が多重された光信号で情報を送信する（波長分割多重伝送：ＷＤＭ伝送：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送を行う。

ＩＰレイヤに属する上位通信ノード２０と、光レイヤに属する下位通信ノード３０は、互いに２以上のインタフェースで接続されている。インタフェースは、例えば、１ＧｂＥ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）、１０ＧｂＥ、１００ＧｂＥ等を用いても良い。また、インタフェースは、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やＦｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌなどのシリアルインタフェースや、ＩＳＡ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）やＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）などのパラレルインタフェースを用いても良い。ただし、インタフェースの用いる規格は、ＧｂＥ、ＵＳＢ、ＩＳＡ、ＰＣＩに限定されるものではない。

インタフェースは、運用系と予備系の２種の役割が定められている。運用系インタフェースとは、上位通信ノード２０と下位通信ノード３０との間で優先して使用されるインタフェースである。予備系インタフェースとは、運用系インタフェースが障害等により使用できなくなった場合に使用されるインタフェースである。

コントローラ１０は、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０に接続される。コントローラ１０は、それぞれの通信ノードに対して、通信ノードが他の通信ノードにデータを送信するための設定を行う。コントローラ１０は、例えば、ＩＰレイヤにおいてデータを送信する経路を決定する。コントローラ１０は、上位通信ノード２０に対して、各上位通信ノード２０がデータを処理する方法を示すデータの処理方法を送信する。コントローラ１０は、決定した経路でデータを送信するために、光レイヤにおいてデータ転送に用いる処理を決定する。コントローラ１０は、下位通信ノード３０に対して、各下位通信ノード３０がデータを送信するポートを示す送信ポート情報を送信する。また、コントローラ１０は、ネットワークに障害が生じた場合に、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０に対して、通信を継続するための設定を行う。
［第１の構成の動作説明］
本発明の第１の実施形態において、障害が発生する前の動作と、障害が発生した場合に行われる対応動作について、図４から図６を用いて説明する。

図４に記載の矢印は、上位通信ノード２０−１から上位通信ノード２０−２へデータを送信する経路であるデータ転送経路の例を示している。また、図４から図６の下位通信ノード３０の横に記載した数字は、ポートの番号を示している。

上位通信ノード２０−１は、データを宛先へ送信するためのデータの処理方法を決定する。具体的には、上位通信ノード２０−１は、上位通信ノード２０−２に対して送信するデータの処理方法として、下位通信ノード３０−１に対して、該データをポート１から送信することを指示することを決定する。

上位通信ノード２０−１は、下位通信ノード３０−１がデータを送信するポートを示す送信ポート情報を、下位通信ノード３０−１へ送信する。具体的には、上位通信ノード２０−１は、送信ポート情報として決定したポート番号とデータとを、下位通信ノード３０−１へ送信する。この時、上位通信ノード２０−１は、運用系のインタフェースを用いて、下位通信ノード３０−１へデータを送信する。

下位通信ノード３０−１は、受信したデータを指定された番号のポートから送信する。具体的には、下位通信ノード３０−１は、受信したデータを、ポート１から送信する。

下位通信ノード３０−２は、受信したデータを上位通信ノード２０−２へ送信する。

下位通信ノード３０−２からデータを受信した上位通信ノード２０−２は、受信したデータを参照し、自身が宛先であることを確認すると、データの転送を終了する。

図５は、図４に記載のマルチレイヤネットワークにおいて、上位通信ノード２０−１と下位通信ノード３０−１との間のインタフェースにおいて障害が生じた状態の例を示す図である。インタフェースにおいて生じた障害とは、例えば、通信ノードのポートが使用できない状態や、通信ノードと通信ノードとを接続する回線が切断された状態である。

上位通信ノード２０−１と下位通信ノード３０−１との間のインタフェースにおいて障害が発生すると、上位通信ノード２０−１は、下位通信ノード３０−１に対して、データを送信することができない。そのため、データは、下位通信ノード３０−１から下位通信ノード３０−２および下位通信ノード３０−２から上位通信ノード２０−２においても送信がなされない。よって、上位通信ノード２０−１、上位通信ノード２０−２、下位通信ノード３０−１および下位通信ノード３０−２はデータの処理が可能な状態であるにもかかわらず、上位通信ノード２０−１は、上位通信ノード２０−２に対して、データを送信することができない。

図６は、図５に記載のマルチレイヤネットワークにおいて生じた障害に対処した状態の例を示す図である。

コントローラ１０は、上位通信ノード２０−１と下位通信ノード３０−１との間のインタフェースにおいて障害が発生したことを検知する。具体的には、コントローラ１０は、上位通信ノード２０−１から、インタフェースに障害が生じていることを示す通知を受信する。コントローラ１０は、例えば、下位通信ノード３０−１からインタフェースに障害が生じていることを示す通知を受信することで、障害を検知してもよい。

コントローラ１０は、上位通信ノード２０−１および下位通信ノード３０−１に対して、使用するインタフェースの切り替えを指示する。具体的には、コントローラ１０は、上位通信ノード２０−１および下位通信ノード３０−１に対して、上位通信ノード２０−１と下位通信ノード３０−１の間で使用するインタフェースを、運用系のインタフェースから、予備系のインタフェースに切り替えることを指示する。上位通信ノード２０−１は、障害の発生した運用系インタフェースに代わって予備系インタフェースを使用することで、下位通信ノード３０−１にデータを送信することが可能になる。

コントローラ１０は、運用系インタフェースに生じていた障害が解消された後に、上位通信ノード２０−１に対して、再び予備系インタフェースから運用系インタフェースに切り替えることを指示しても良い。コントローラ１０は、例えば、予備系インタフェースに障害が発生したことを契機として、運用系インタフェースに切り替えることを指示しても良い。

上記の通り、第１の構成において、コントローラ１０は、運用系のインタフェースに障害が生じたことを検知すると、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０に予備系のインタフェースを使用することを指示する。これにより、レイヤの異なる通信ノードの間のインタフェースに障害が生じた場合であっても、マルチレイヤネットワークの通信を継続するような耐障害性の高いシステムを実現することができる。

［第２の構成の説明］
図７は、第１の実施形態における、マルチレイヤネットワークの構成例を示す図である。図７は、図６に記載のマルチレイヤネットワークの構成に対して、上位通信ノード２０−３および下位通信ノード３０−３が追加されたものである。

第１の実施形態におけるマルチレイヤネットワークは、コントローラ１０と、光レイヤに属する下位通信ノード３０−１、下位通信ノード３０−２および下位通信ノード３０−３と、ＩＰレイヤに属する上位通信ノード２０−１、上位通信ノード２０−２および上位通信ノード２０−３とを含む。上位通信ノード２０と下位通信ノード３０とは、複数のインタフェースで接続されている。

図７に記載の矢印は、上位通信ノード２０−１から上位通信ノード２０−３へデータを送信する経路であるデータ転送経路の例を示している。また、図７の下位通信ノードの横に記載した数字は、ポートの番号を示している。

コントローラ１０は、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０に接続される。コントローラ１０は、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０のそれぞれに、他の通信ノードへデータを送信するための設定を行う。

図８は、第１の実施形態のコントローラ１０の構成例を示すブロック図である。

コントローラ１０は、通信部１１と、経路管理部１２と、障害監視部１３と、ネットワーク情報記憶部１４とを含む。

経路管理部１２は、通信部１１を介して通信ノードからデータを受信する。経路管理部１２は、ネットワーク情報記憶部１４を参照して、通信ノードから受信したデータを宛先へ送信するための経路を決定する。経路管理部１２は、決定した経路でデータを送信するための処理方法を決定する。経路管理部１２は、通信部１１を介して、決定した処理方法を通信ノードへ送信する。

例えば、経路管理部１２は、ＩＰアドレス１２．３４．５６．７８の通信ノードからＩＰアドレス３４．５６．７８．９０の通信ノードへのデータを受信すると、ネットワーク情報記憶部１４を参照する。経路管理部１２は、データを送信する経路を決定する。例えば、経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１−下位通信ノード３０−２−下位通信ノード３０−３の順にデータを送信することを決定する。経路管理部１２は、決定した経路でデータを送信するために、データを送信するポートを決定する。経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１のポート２−下位通信ノード３０−２のポート１−下位通信ノード３０−２のポート２−下位通信ノード３０−３のポート２の順にポートを用いてデータを送信することを決定する。経路管理部１２は、上位通信ノード２０−１が上位通信ノード２０−３宛てのデータを送信するための処理方法として、上位通信ノード２０−３宛てのデータをポート２から送信することを下位通信ノード３０−１に対して指示することを決定する。経路管理部１２は、上位通信ノード２０−１に対して、上位通信ノード２０−３宛てのデータをポート２から送信することを下位通信ノード３０−１へ指示することを示す処理方法を送信する。

経路管理部１２は、上位通信ノード２０−２に障害が発生しており、下位通信ノード３０−１からデータを受信した場合には、データの宛先に基づいて、下位通信ノード３０−１がデータを送信するポート情報を示す送信ポート情報を決定する。例えば、上位通信ノード２０−１から上位通信ノード２０−３へデータを送信する場合、経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１がデータを送信するための送信ポート情報として、該データをポート２から送信することを決定する。経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１に対して、データをポート２から送信することを示す送信ポート情報を送信する。

障害監視部１３は、ネットワークの障害発生状況を監視する。障害監視部１３は、通信部１１を介して、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０に対して、ネットワーク内の障害の有無を確認するための障害監視データを送信する。障害監視部１３は、例えば、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０から障害監視データに対する応答を受信することで、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０に障害が生じていないと判断する。障害監視部１３は、障害監視データを送信した通信ノードから障害監視データに対する応答を受信できない場合、該通信ノードにおいて障害が生じていると判断する。障害が生じていると判断した状態を、以降の説明では障害を検知した、と記載することもある。

障害監視部１３は、ネットワーク情報記憶部１４を参照し、障害を検知した通信ノードに接続する通信ノードに隣接する通信ノードに対して、該通信ノードが受信したデータをコントローラ１０に送信することを指示する。例えば、障害監視部１３は、上位通信ノード２０−２に障害が発生したことを検知すると、下位通信ノード３０−２に隣接する下位通信ノード３０−１および３０−３に対して、下位通信ノード３０−１および３０−３が受信したデータをコントローラ１０に送信することを指示する。このように対応するのは、例えば、上位通信ノード２０−２に障害が発生している状況で下位通信ノード３０−２がデータを受信すると、下位通信ノード３０−２がデータを送信するポートを判断できず、通信が中断してしまうためである。

ネットワーク情報記憶部１４は、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０に関する情報を保持する。図９は、ネットワーク情報記憶部１４の保持する情報の例である。

図９（ａ）は、ネットワーク情報記憶部１４の保持するレイヤ別通信ノード対応表である。レイヤ別通信ノード対応表は、各レイヤに属する通信ノードと、該通信ノードに接続している別レイヤに属する通信ノードの情報を示す。例えば、上位レイヤに属する上位通信ノード２０−１は、下位レイヤに属する下位通信ノード３０−１と接続している。

図９（ｂ）は、ネットワーク情報記憶部１４の保持するポート情報である。ポート情報は、各通信ノードのポートが、どの通信ノードのポートに接続するかの情報を示す。例えば、下位通信ノード３０−１のポートは、下位通信ノード３０−３のポート１と接続している。

図９（ｃ）は、ネットワーク情報記憶部１４の保持するアドレス対応表である。アドレス対応表は、上位通信ノード２０のアドレスの情報を示している。例えば、上位通信ノード２０−１のＩＰアドレスは、１２．３４．５６．７８である。図９（ｃ）では、上位通信ノード２０のアドレスをＩＰアドレスとしたが、ＩＰアドレスに限定されず、例えば、ＭＡＣアドレスや、通信ノードの識別番号、通信ノードの製品番号などでもよい。

ネットワーク情報記憶部１４の保持する情報は、レイヤ別通信ノード対応表、ポート情報およびアドレス対応表に限られない。例えば、経路管理部１２が決定した経路に関する情報として、各通信ノードに送信した処理方法や送信ポート情報を保持しておいても良いし、各通信ノードやインタフェースに生じた障害の情報を保持しておいても良い。

図１０は、第１の実施形態の上位通信ノード２０の構成例を示すブロック図である。

上位通信ノード２０は、通信部２１と、転送処理部２２と、処理方法記憶部２３とを含む。

転送処理部２２は、通信部２１を介してコントローラ１０から受信した処理方法を処理方法記憶部２３に格納する。

転送処理部２２は、通信部２１を介して下位通信ノード３０からデータを受信すると、データの宛先と、処理方法記憶部２３に記憶している宛先とを参照して、データを処理するための方法である処理方法を決定する。転送処理部２２は、決定した処理方法に従って、データを処理する。

処理方法記憶部２３は、上位通信ノード２０が用いるデータの処理方法を保持する。図１１は、処理方法記憶部２３が保持する処理方法の例である。

例えば、上位通信ノード２０の転送処理部２２が、通信部２１を介して、下位通信ノード３０から送信先が宛先Ａであるデータを受信する。上位通信ノード２０は、処理方法記憶部２３を参照して、宛先Ａであるデータの処理方法として「下位通信ノード３０に対して、ポート１から送信することを指示」することを決定する。転送処理部２２は、決定した処理方法に従って、下位通信ノード３０に対して、データをポート１から送信することを指示する。具体的には、上位通信ノード２０は、該データをポート１から送信することを示す送信ポート情報を、下位通信ノード３０へ送信する。

なお、処理方法記憶部２３は、宛先として識別できる情報であれば、どのような情報を保持していても良い。宛先として、例えば、ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、通信ノードの識別番号、通信ノードの製品番号などの情報を保持していても良い。また、処理方法は、送信するポートを示すだけでなく、例えば、データを編集することや、廃棄するなどの処理方法が示されていても良い。また、処理方法記憶部２３は、処理方法を決定する条件として宛先を用いることに限定されず、データの種類や優先度等の情報を用いて、処理方法を決定しても良い。

図１２は、第１の実施形態の下位通信ノード３０の構成例を示すブロック図である。

下位通信ノード３０は、通信部３１と、転送処理部３２と、処理方法記憶部３３とを含む。

転送処理部３２は、通信部３１を介して上位通信ノード２０からデータを受信する。転送処理部３２は、処理方法記憶部３３を参照して、データを受信したポートに応じて、データを送信するポートを示す送信ポート情報を決定する。転送処理部３２は、決定した送信ポート情報に従って、受信したデータをポートから送信する。

処理方法記憶部３３は、下位通信ノード３０が用いる送信ポート情報を保持する。図１３は、処理方法記憶部３３が保持する処理方法の例である。

例えば、転送処理部３２は、ポート１からデータを受信すると、処理方法記憶部３３を参照する。転送処理部３２は、受信したポートと送信ポート情報とを参照して、ポート１から受信したデータを上位通信ノード２０−１へ送信することを決定する。転送処理部３２は、決定した送信ポート情報に従って、上位通信ノード２０−１へデータを送信する。例えば、転送処理部３２は、上位通信ノード２０−１から、データをポート２から送信することを示す送信ポート情報を受信する。転送処理部３２は、処理方法記憶部３３を参照して、上位通信ノード２０−１から指定されたポートからデータを送信することを決定する。転送処理部３２は、決定した送信ポート情報に従って、該データをポート２から送信する。
［第２の構成の動作説明］
本発明の第１実施形態の動作例について、図７および図１４から図１７を参照して説明する。

図７、１４および１７に記載の矢印は、上位通信ノード２０−１から上位通信ノード２０−３へデータを送信する経路であるデータ転送経路の例を示している。また、図７、１４および１７の下位通信ノードの横に記載した数字は、ポートの番号を示している。なお、以降の説明において、上位通信ノード２０と下位通信ノード３０は、運用系のインタフェースを用いて、データの送受信を行うものとする。

図７は、第１の実施形態のマルチレイヤネットワークの構成例とデータ転送経路の例を示す図である。図７のマルチレイヤネットワークは、いずれの通信ノードにも障害が生じていない状態である。

上位通信ノード２０−１は、データを宛先へ送信するための処理方法を決定する。具体的には、上位通信ノード２０−１は、上位通信ノード２０−３に対して送信するデータの処理方法として、下位通信ノード３０−１に対して、ポート２からデータを送信することを指示すると決定する。

上位通信ノード２０−１は、送信ポート情報として、決定したポート番号とデータとを、下位通信ノード３０−１へ送信する。

下位通信ノード３０−１は、受信したデータを送信するための送信ポート情報を参照して、該データを送信するポートを決定する。具体的には、下位通信ノード３０−１は、上位通信ノード２０−１から受信したデータを、上位通信ノード２０−１が指定したポート２から送信することを決定する。下位通信ノード３０−１は、受信したデータを、ポート２から送信する。

下位通信ノード３０−２は、受信したデータを送信するための送信ポート情報を参照して、該データを送信するポートを決定する。具体的には、下位通信ノード３０−２は、ポート１から受信したデータを上位通信ノード２０−２へ送信することを決定する。下位通信ノード３０−２は、受信したデータを上位通信ノード２０−２へ送信する。

下位通信ノード３０−２からデータを受信した上位通信ノード２０−２は、受信したデータを参照して、上位通信ノード２０−３に対してデータを送信するための処理方法を決定する。上位通信ノード２０−２は、該データの処理方法として、下位通信ノード３０−２に対して、ポート２からデータを送信することを指示すると決定する。

上位通信ノード２０−２は、送信ポート情報として、決定したポート番号とデータとを、下位通信ノード３０−２へ送信する。

下位通信ノード３０−２は、上位通信ノード２０−２から受信したデータを、上位通信ノード２０−２が指定したポート２から送信する。

下位通信ノード３０−３は、ポート２から受信したデータを上位通信ノード２０−３へ送信する。

下位通信ノード３０−３からデータを受信した上位通信ノード２０−３は、受信したデータを参照し、自身が宛先であることを確認すると、データの転送を終了する。

図１４は、図７に記載のマルチレイヤネットワークにおいて、上位通信ノード２０−２に障害が発生した状態の例を示す図である。

上位通信ノード２０−２に障害が発生すると、下位通信ノード３０−２は、上位通信ノード２０−２からデータを受信することができない。そのため、下位通信ノード３０−２は、データを送信するポートを判断できず、下位通信ノード３０−３および上位通信ノード２０−３にデータを送信することができない。

図１５は、図１４に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処する動作例を示すシーケンス図である。

コントローラ１０の障害監視部１３は、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０に対して、ネットワーク内の障害の有無を確認するための障害監視データを送信する（Ｓ００１）。

障害監視データを受信した通信ノードは、コントローラ１０に対して、障害監視データに応答するデータを送信する（Ｓ００２）。上位レイヤに属する上位通信ノード２０のうち、上位通信ノード２０−１、上位通信ノード２０−３は、コントローラ１０に対して、障害監視データに応答するデータを送信する。下位レイヤに属する下位通信ノード３０のうち、下位通信ノード３０−１、下位通信ノード３０−２、下位通信ノード３０−３は、コントローラ１０に対して、障害監視データに応答するデータを送信する。

コントローラ１０の障害監視部１３は、上位通信ノード２０−２から障害監視データに応答するデータを受信しなかったことから、上位通信ノード２０−２に障害が生じていると判断する。コントローラ１０の障害監視部１３は、障害を検知した上位通信ノード２０−２に接続する下位通信ノード３０が、下位通信ノード３０−２であることを確認する（Ｓ００３）。

コントローラ１０の障害監視部１３は、下位通信ノード３０−２に隣接する下位通信ノード３０−１および３０−３に対して、下位通信ノード３０−１および下位通信ノード３０−３が受信したデータをコントローラ１０に送信することを指示する（Ｓ００４）。

以降の説明において、下位通信ノード３０−１が上位通信ノード２０−３宛てのデータを受信した場合を例に、動作の説明を行う。

下位通信ノード３０−１の転送処理部３２は、受信したデータをコントローラ１０へ送信する（Ｓ００５）。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１からデータを受信すると、該データの宛先のアドレスから、該データの宛先が上位通信ノード２０−３であることを確認する。コントローラ１０の経路管理部１２は、上位通信ノード２０−３へデータを送信する経路として、下位通信ノード３０−１−下位通信ノード３０−３の順にデータを送信することを決定する（Ｓ００６）。経路管理部１２は、決定した経路でデータを送信するために、データを送信するポートを決定する。経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１のポート１−下位通信ノード３０−３のポート１の順にポートを用いてデータを送信することを決定する。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１に対して、下位通信ノード３０−３へデータを送信するための送信ポート情報を決定する。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１に対して、処理方法記憶部３３に保持している送信ポート情報を、決定した送信ポート情報へ変更することを指示する（Ｓ００７）。具体的には、コントローラ１０の経路管理部１２は、決定した送信ポート情報を、下位通信ノード３０−１へ送信する。

図１６は、下位通信ノード３０−１の処理方法記憶部３３が、上位通信ノード２０−２に障害の生じる前後で保持する送信ポート情報の例である。

図１６（ａ）は、下位通信ノード３０−１の処理方法記憶部３３が、上位通信ノード２０−２に障害の生じる前に保持している送信ポート情報の例である。下位通信ノード３０−１は、例えば、上位通信ノード２０−１から受信したデータについて、上位通信ノード２０−１がポート２からデータを送信することを指定している場合には、該データをポート２から送信する。

図１６（ｂ）は、図１５に記載のＳ００７において、コントローラ１０が下位通信ノード３０−１へ送信ポート情報の変更を指示した後に、下位通信ノード３０−１の処理方法記憶部３３が保持している送信ポート情報の例である。コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１に対して、下位通信ノード３０−１−下位通信ノード３０−３の順にデータを送信するために、処理方法記憶部３３の保持する「上位通信ノード２０−１がポート２を指定する場合、ポート２」という送信ポート情報を「上位通信ノード２０−１がポート２を指定する場合、ポート１」と変更することを指示する。具体的には、経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１に対して、「上位通信ノード２０−１がポート２を指定する場合、ポート１」という送信ポート情報を送信する。

図１７は、図１４に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した状態の例を示す図である。図１７は、図１５に記載のＳ００７において、コントローラ１０が下位通信ノード３０−１へ送信ポート情報の変更を指示した後のデータ転送経路の例を示している。

下位通信ノード３０−１は、コントローラ１０からの指示により、下位通信ノード３０−２へのデータ送信を行うことなく、下位通信ノード３０−３へデータを送信する。

以上により、第２の構成のマルチレイヤネットワークは、上位通信ノード２０の障害が発生した場合であっても、下位通信ノード３０の保持する送信ポート情報を変更することによって、マルチレイヤネットワークの通信を継続するような耐障害性の高いシステムを実現することができる。

［第３の構成の説明］
図１４から図１７に記載のマルチレイヤネットワークにおいて、上位通信ノード２０−２に生じた障害の対応として、コントローラ１０は、上位通信ノード２０−２に接続する下位通信ノード３０−２を使用しない経路を決定した。また、該経路でデータを送信するための送信ポート情報を下位通信ノード３０−１へ送信した。ただし、上位通信ノード２０−２に生じた障害の対応はこれに限られない。本発明の第１の実施形態において、障害が発生した場合に行われる別の対応動作について、図１８から図２０を用いて説明する。

第３の構成のマルチレイヤネットワークは、図１４に記載の第２の構成のマルチレイヤネットワークと同様の構成をとる。
［第３の構成の動作説明］
図１８は、図１４に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処する別の動作例を示すシーケンス図である。

図１８のＳ１０１からＳ１０３は、図１５に例示するＳ００１からＳ００３と同様であるため、詳細な説明は省略される。

コントローラ１０の障害監視部１３は、下位通信ノード３０−２に対して、下位通信ノード３０−２が受信したデータをコントローラ１０に送信することを指示する（Ｓ１０４）。

下位通信ノード３０−２の転送処理部３２は、受信したデータをコントローラ１０へ送信する（Ｓ１０５）。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２からデータを受信すると、該データの宛先のアドレスから、該データの宛先が上位通信ノード２０−３であることを確認する。コントローラ１０の経路管理部１２は、上位通信ノード２０−３へデータを送信する経路として、下位通信ノード３０−１−下位通信ノード３０−２−下位通信ノード３０−３の順にデータを送信することを決定する（Ｓ１０６）。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２に対して、データの宛先に基づいて決定した経路で下位通信ノード３０−３へデータを送信するために、送信ポート情報を決定する。コントローラ１０の経路管理部１２は、決定した経路でデータを送信するために、下位通信ノード３０−１のポート２−下位通信ノード３０−２のポート１−下位通信ノード３０−２のポート２−下位通信ノード３０−３のポート２の順にポートを用いることを決定する。経路管理部１２は、送信ポート情報として、下位通信ノード３０−２に対して、データをポート２から送信することを指示することを決定する。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２に対して、処理方法記憶部３３に保持している送信ポート情報を、決定した送信ポート情報へ変更することを指示する。（Ｓ１０７）。具体的には、コントローラ１０の経路管理部１２は、決定した送信ポート情報を、下位通信ノード３０−２へ送信する。

図１９は、図１８に記載の上位通信ノード２０−２に障害が発生する前後で下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が保持する処理方法の例である。

図１９は、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が、上位通信ノード２０−２に障害の生じる前後で保持する処理方法の例である。

図１９（ａ）は、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が、上位通信ノード２０−２に障害の生じる前に保持している送信ポート情報の例である。下位通信ノード３０−２は、例えば、上位通信ノード２０−２から受信したデータについて、上位通信ノード２０−２が下位通信ノード３０−２のポート２からデータを送信することを指定している場合には、下位通信ノード３０−２は、該データをポート２から送信する。

図１９（ｂ）は、図１８に記載のＳ１０７において、コントローラ１０が下位通信ノード３０−２へ送信ポート情報の変更を指示した後に、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が保持している送信ポート情報の例である。コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２が受信したデータを把握するために、下位通信ノード３０−２に対して、受信したデータをコントローラ１０へ送信するための送信ポート情報を指示する。また、コントローラ１０は、下位通信ノード３０−２に対して、処理方法記憶部３３の保持する「上位通信ノード２０−２がポート１を指定する場合、ポート１」という送信ポート情報を「コントローラ１０がポート１を指定する場合、ポート１」と変更することを指示する。具体的には、経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２に対して、「コントローラ１０がポート１を指定する場合、ポート１」という送信ポート情報を送信する。

コントローラ１０は、下位通信ノード３０−２に対して、処理方法記憶部３３の保持する「上位通信ノード２０−２がポート２を指定する場合、ポート２」という送信ポート情報を「コントローラ１０がポート２を指定する場合、ポート２」と変更することを指示する。具体的には、経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２に対して、「コントローラ１０がポート２を指定する場合、ポート２」という送信ポート情報を送信する。

図２０は、図１８に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した別の状態の例を示す図である。図２０は、図１８に記載のＳ１０７において、コントローラ１０が下位通信ノード３０−２へ送信ポート情報の変更を指示した後のデータ転送経路の例を示している。

下位通信ノード３０−２は、下位通信ノード３０−１から受信したデータを上位通信ノード２０−２ではなく、コントローラ１０へ送信する。コントローラ１０は、下位通信ノード３０−２から受信したデータの転送経路を決定する。コントローラ１０は、下位通信ノード３０−２へデータの送信ポート情報の変更を指示する。

以上により、第３の構成のマルチレイヤネットワークは、上位通信ノード２０の障害が発生した場合であっても、下位通信ノード３０の保持する送信ポート情報を変更することによって、マルチレイヤネットワークの通信を継続するような耐障害性の高いシステムを実現することができる。

さらに、第３の構成のマルチレイヤネットワークでは、上位通信ノード２０の障害の前後で、下位通信ノード３０が下位通信ノード３０間で使用する経路を変更することなく、データの転送を行うことができる。そのため、第３の構成のマルチレイヤネットワークでは、データの転送経路を変更することによる下位通信ノードの負荷や輻輳について考慮することなく、データの転送を行うことができる。

なお、図１９に記載の処理方法記憶部３３の保持している送信ポート情報の例では、上位通信ノード２０−２に障害が発生した後には、下位通信ノード３０−２がデータを受信するたびに、コントローラ１０へ問い合わせをする送信ポート情報であるが、コントローラ１０が指示する送信ポート情報はこれに限られない。例えば、コントローラ１０は、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３に対して、ポート１から受信したデータについて、「上位通信ノード２０−２へ送信」を「ポート２から送信する」と変更することを指示しても良い。

コントローラ１０の障害監視部１３が障害を検知する方法は、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０からの障害監視データへの応答の有無に限られない。例えば、障害監視部１３は、各通信ノードから、定期的に障害が発生していないことを示すデータを受信するようにしても良い。例えば、障害監視部１３は、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０から、隣接する通信ノードの障害を検知したことを示すデータを受信しても良い。

また、障害監視部１３が検知する障害は、通信ノードの障害に限られない。例えば、障害監視部１３は、通信ノードからインタフェースに生じた障害に関する情報を受信することで、インタフェースの障害を検知しても良い。

さらに、第１の実施形態におけるマルチレイヤネットワークは、ＩＰレイヤと光レイヤとで記載しているが、ＩＰレイヤと光レイヤとを用いた構成に限られない。例えば、ＭＡＣアドレスを用いるＭＡＣレイヤと光レイヤとを用いた構成であってもよい。

［第２の実施形態］
［第１の構成の説明］
本発明の第２の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、第２の実施形態の技術は、第１の実施形態、及び、後述の実施形態のいずれにも適用可能である。第１の実施形態では、ＩＰレイヤと光レイヤの２階層の場合について説明したが、第２の実施形態では、さらに電気レイヤも含めた３階層のマルチレイヤネットワークの場合について説明する。

図２１は、第２の実施形態における、マルチレイヤネットワークの構成例を示す図である。

第２の実施形態におけるマルチレイヤネットワークは、コントローラ１０と、光レイヤに属する下位通信ノード３０−１および下位通信ノード３０−２と、電気レイヤに属する中位通信ノード４０−１および中位通信ノード４０−２と、ＩＰレイヤに属する上位通信ノード２０−１および上位通信ノード２０−２とを含む。

第２の実施形態の上位通信ノード２０および下位通信ノード３０の構成例は、図４に例示する第１の実施形態の上位通信ノード２０および下位通信ノード３０同様であるため、詳細な説明は省略される。

電気レイヤに属する中位通信ノード４０は、レイヤ間でやり取りされるデータの信号変換を行う。中位通信ノード４０は、例えば、上位通信ノード２０から受信したデータを光信号に変換する。中位通信ノード４０は、変換して得られた光信号を下位通信ノード３０へ送信する。中位通信ノード４０は、例えば、下位通信ノード３０から受信した光信号を、電気信号に変換する。中位通信ノード４０は、変換して得られた電気信号を上位通信ノード２０へ送信する。

中位通信ノード４０同士は、例えば、互いに複数のデジタル信号が多重化された電気信号でデータを送信する（ＯＤＵクロスコネクト：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ ｃｒｏｓｓ−ｃｏｎｎｅｃｔ）。

以降の説明において、電気信号で表現されたデータを、単にデータと記載することもある。

ＩＰレイヤに属する上位通信ノード２０と電気レイヤに属する中位通信ノード４０、および電気レイヤに属する中位通信ノード４０と光レイヤに属する下位通信ノード３０は、互いに２以上のインタフェースで接続されている。インタフェースは、例えば、１ＧｂＥ（Ｇｉｇａｂｉｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）、１０ＧｂＥ、１００ＧｂＥ等を用いても良い。また、インタフェースは、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）やＦｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌなどのシリアルインタフェースや、ＩＳＡ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｂｕｓ）やＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）などのパラレルインタフェースを用いても良い。ただし、インタフェースの用いる規格は、ＧｂＥ、ＵＳＢ、ＩＳＡ、ＰＣＩに限定されるものではない。

インタフェースは、運用系と予備系の２種の役割が定められている。運用系と予備系のインタフェースについては、第１の実施形態の運用系と予備系のインタフェースと同様であるため、詳細な説明は省略される。
［第１の構成の動作説明］
本発明の第２の実施形態において、障害が発生する前の動作と、障害が発生した場合に行われる対応動作の例について、図２１から図２３を用いて説明する。

図２１に記載の矢印は、上位通信ノード２０−１から上位通信ノード２０−２へデータを送信する経路であるデータ転送経路の例を示している。また、図２１から図２３の下位通信ノードの横に記載した数字は、ポートの番号を示している。

上位通信ノード２０−１は、データを宛先へ送信するためのデータの処理方法を決定する。具体的には、上位通信ノード２０−１は、上位通信ノード２０−２に対して送信するデータの処理方法として、下位通信ノード３０−１に対して、該データをポート１から送信することを指示することを決定する。

上位通信ノード２０−１は、下位通信ノード３０−１がデータを送信するポートを示す送信ポート情報を、下位通信ノード３０−１へ送信する。具体的には、上位通信ノード２０−１は、送信ポート情報として決定したポート番号とデータとを、中位通信ノード４０−１へ送信する。この時、上位通信ノード２０−１は、運用系のインタフェースを用いて、中位通信ノード４０−１へデータを送信する。

中位通信ノード４０−１は、上位通信ノード２０−１から受信したデータを光信号に変換する。中位通信ノード４０−１は、光信号に変換したデータとポート番号とを、下位通信ノード３０−１へ送信する。この時、中位通信ノード４０−１は、光信号に変換したデータとポート番号とを、運用系のインタフェースを用いて、下位通信ノード３０−１へ送信する。

下位通信ノード３０−１は、受信したデータを指定された番号のポートから送信する。具体的には、下位通信ノード３０−１は、受信したデータを、ポート１から送信する。

下位通信ノード３０−２は、受信したデータを中位通信ノード４０−２へ送信する。

中位通信ノード４０−２は、下位通信ノード３０−２から受信したデータを電気信号に変換する。中位通信ノード４０−２は、電気信号に変換したデータを上位通信ノード２０−２へ送信する。

中位通信ノード４０−２からデータを受信した上位通信ノード２０−２は、受信したデータを参照し、自身が宛先であることを確認すると、データの転送を終了する。

図２２は、図２１に記載のマルチレイヤネットワークにおいて、上位通信ノード２０と中位通信ノード４０との間のインタフェースにおいて障害が生じた状態の例を示す図である。インタフェースにおいて生じた障害とは、例えば、通信ノードのポートが使用できない状態や、各通信ノードの間を接続する回線が切断された状態である。

上位通信ノード２０−１と中位通信ノード４０−１との間のインタフェースにおいて障害が発生すると、上位通信ノード２０−１は、中位通信ノード４０−１に対して、データを送信することができない。そのため、データは、中位通信ノード４０−１から下位通信ノード３０−１、下位通信ノード３０−１から下位通信ノード３０−２、下位通信ノード３０−２から中位通信ノード４０−２および中位通信ノード４０−２から上位通信ノード２０−２においても送信がなされない。よって、上位通信ノード２０−１、上位通信ノード２０−２、中位通信ノード４０−１、中位通信ノード４０−２、下位通信ノード３０−１および下位通信ノード３０−２はデータの処理が可能な状態であるにもかかわらず、上位通信ノード２０−１は、上位通信ノード２０−２に対して、データを送信することができない。

図２３は、図２２に記載のマルチレイヤネットワークにおいて生じた障害に対処した状態の例を示す図である。

コントローラ１０は、上位通信ノード２０−１と中位通信ノード４０−１との間のインタフェースにおいて障害が発生したことを検知する。具体的には、コントローラ１０は、上位通信ノード２０−１から、インタフェースに障害が生じていることを示す通知を受信する。コントローラ１０は、例えば、中位通信ノード４０−１からインタフェースに障害が生じていることを示す通知を受信することで、障害を検知してもよい。

コントローラ１０は、上位通信ノード２０−１および中位通信ノード４０−１に対して、使用するインタフェースの切り替えを指示する。具体的には、コントローラ１０は、上位通信ノード２０−１および中位通信ノード４０−１に対して、上位通信ノード２０−１と中位通信ノード４０−１の間で使用するインタフェースを、運用系のインタフェースから、予備系のインタフェースに切り替えることを指示する。上位通信ノード２０−１は、障害の発生した運用系インタフェースに代わって予備系インタフェースを使用することで、中位通信ノード４０−１にデータを送信することが可能になる。

コントローラ１０は、運用系インタフェースに生じていた障害が解消された後に、上位通信ノード２０−１に対して、再び予備系インタフェースから運用系インタフェースに切り替えることを指示しても良い。コントローラ１０は、例えば、予備系インタフェースに障害が発生したことを契機として、運用系インタフェースに切り替えることを指示しても良い。

なお、図２２においては、上位通信ノード２０と中位通信ノード４０との間のインタフェースで障害が発生した場合について説明したが、第１の構成の動作は、この場合で実施されることに限られない。例えば、中位通信ノード４０と下位通信ノード３０−１との間のインタフェースに障害が生じた場合についても、同様の手順で障害に対処する。また、例えば、上位通信ノード２０と中位通信ノード４０との間のインタフェースおよび中位通信ノード４０と下位通信ノード３０との間のインタフェースの両方で障害が生じた場合についても、同様の手順で障害に対処する。

上記の通り、第１の構成において、コントローラ１０は、運用系のインタフェースに障害が生じたことを検知すると、上位通信ノード２０および中位通信ノード４０に予備系のインタフェースを使用することを指示する。これにより、レイヤの異なる通信ノードの間のインタフェースに障害が生じた場合であっても、マルチレイヤネットワークの通信を継続するような耐障害性の高いシステムを実現することができる。

［第２の構成の説明］
図２４は、第２の実施形態における、マルチレイヤネットワークの他の構成例を示す図である。図２４は、図２１に記載のマルチレイヤネットワークの構成に対して、上位通信ノード２０−３、中位通信ノード４０−３および下位通信ノード３０−３が追加されたものである。

第２の実施形態におけるマルチレイヤネットワークは、コントローラ１０と、光レイヤに属する下位通信ノード３０−１、下位通信ノード３０−２および下位通信ノード３０−３と、電気レイヤに属する中位通信ノード４０−１、中位通信ノード４０−２および中位通信ノード４０−３と、ＩＰレイヤに属する上位通信ノード２０−１、上位通信ノード２０−２および上位通信ノード２０−３とを含む。上位通信ノード２０と中位通信ノード４０および中位通信ノード４０と下位通信ノード３０とは、複数のインタフェースで接続されている。

図２４に記載の矢印は、上位通信ノード２０−１から上位通信ノード２０−３へデータを送信する経路であるデータ転送経路の例を示している。また、図２４の下位通信ノードの横に記載した数字は、ポートの番号を示している。

コントローラ１０は、上位通信ノード２０、中位通信ノード４０および下位通信ノード３０に接続される。コントローラ１０は、上位通信ノード２０、中位通信ノード４０および下位通信ノード３０のそれぞれに、他の通信ノードへデータを送信するための設定を行う。

コントローラ１０の構成については、図８に記載の第１の実施形態のコントローラ１０と同様の構成であるため、詳細な説明は省略される。

また、上位通信ノード２０および下位通信ノード３０の構成についても、図１０および図１２に記載の第１の実施形態の上位通信ノード２０および下位通信ノード３０の構成と同様の構成であるため、詳細な説明は省略される。

図２５は、第２の実施形態の中位通信ノード４０の構成例を示すブロック図である。

中位通信ノード４０は、通信部４１と、転送処理部４２と、処理方法記憶部４３とを含む。

転送処理部４２は、通信部４１を介してコントローラ１０から受信したデータの処理方法を処理方法記憶部４３に格納する。

転送処理部４２は、通信部４１を介して下位通信ノード３０からデータを受信すると、データの送信元と、処理方法記憶部４３に記載している送信元とを参照して、データを処理するための方法である処理方法を決定する。転送処理部４２は、決定した処理方法に従って、データを処理する。また、転送処理部４２は、通信部４１を介して上位通信ノード２０からデータを受信すると、データの送信元と、処理方法記憶部４３に記載している送信元とを参照して、データを処理するための方法である処理方法を決定する。転送処理部４２は、決定した処理方法に従って、データを処理する。

処理方法記憶部４３は、中位通信ノード４０が用いるデータの処理方法を保持する。図２６は、中位通信ノード４０−１の処理方法記憶部４３が保持する処理方法の例である。

例えば、中位通信ノード４０−１の転送処理部４２が、通信部４１を介して、上位通信ノード２０−１からデータを受信する。転送処理部４２は、処理方法記憶部４３を参照して、データの送信元が上位通信ノード２０−１であるデータの処理方法として、「上位通信ノード２０−１から受信したデータを光信号に変換して、下位通信ノード３０−１に送信」することを決定する。転送処理部４２は、決定した処理方法に従って、受信したデータを光信号に変換する。転送処理部４２は、光信号に変換したデータを、下位通信ノード３０−１へ送信する。

なお、転送処理部４２は、処理方法を決定する条件として、データの送信元を用いることに限られない。例えば、データを受信したインタフェースや電気信号の波長を条件として、処理方法を決定しても良い。
［第２の構成の動作説明］
本発明の第２実施形態の動作例について、図２４および図２７から図３０を参照して説明する。

図２４、２７および３０に記載の矢印は、上位通信ノード２０−１から上位通信ノード２０−３へデータを送信する経路であるデータ転送経路の例を示している。また、図２４，２７および３０の下位通信ノードの横に記載した数字は、ポートの番号を示している。なお、以降の説明において、上位通信ノード２０と中位通信ノード４０および中位通信ノード４０と下位通信ノード３０は、運用系のインタフェースを用いて、データの送受信を行うものとする。

図２４は、第２の実施形態のマルチレイヤネットワークの構成例とデータ転送経路の例を示す図である。図２４のマルチレイヤネットワークは、いずれの通信ノードにも障害が生じていない状態である。

上位通信ノード２０−１は、データを宛先へ送信するための処理方法を決定する。具体的には、上位通信ノード２０−１は、上位通信ノード２０−３に対して送信するデータの処理方法として、下位通信ノード３０−１に対して、ポート２からデータを送信することを指示すると決定する。

上位通信ノード２０−１は、送信ポート情報として、決定したポート番号とデータとを、中位通信ノード４０−１へ送信する。

中位通信ノード４０−１は、上位通信ノード２０−１から受信したデータの処理方法として、データを光信号に変換して、下位通信ノード３０−１へ送信することを決定する。中位通信ノード４０−１は、受信したデータを光信号に変換する。中位通信ノード４０−１は、光信号に変換したデータとポート番号とを、下位通信ノード３０−１へ送信する。

下位通信ノード３０−１は、受信したデータを送信するための送信ポート情報を参照して、中位通信ノード４０−１から受信したデータを、上位通信ノード２０−１が指定した番号のポートから送信することを決定する。下位通信ノード３０−１は、受信したデータを、上位通信ノード２０−１が指定したポート２から送信する。

下位通信ノード３０−２は、受信したデータを送信するための送信ポート情報を参照して、ポート１から受信したデータを中位通信ノード４０−２へ送信することを決定する。下位通信ノード３０−２は、受信したデータを中位通信ノード４０−２へ送信する。

中位通信ノード４０−２は、下位通信ノード３０−２から受信したデータの処理方法として、データを電気信号に変換して、上位通信ノード２０−２へ送信することを決定する。中位通信ノード４０−２は、受信したデータを電気信号に変換する。中位通信ノード４０−２は、電気信号に変換したデータを上位通信ノード２０−２へ送信する。

中位通信ノード４０−２からデータを受信した上位通信ノード２０−２は、上位通信ノード２０−３へデータを送信するための処理方法として、下位通信ノード３０−２に対して、ポート２からデータを送信することを指示すると決定する。

上位通信ノード２０−２は、送信ポート情報として、決定したポート番号とデータとを、中位通信ノード４０−２へ送信する。

中位通信ノード４０−２は、上位通信ノード２０−２から受信したデータの処理方法として、データを光信号に変換して、下位通信ノード３０−２へ送信することを決定する。中位通信ノード４０−２は、受信したデータを光信号に変換する。中位通信ノード４０−２は、光信号に変換したデータとポート番号とを、下位通信ノード３０−２へ送信する。

下位通信ノード３０−２は、受信したデータを送信するための送信ポート情報を参照して、中位通信ノード４０−２から受信したデータを、上位通信ノード２０−２が指定したポート２から送信することを決定する。下位通信ノード３０−２は、受信したデータを、上位通信ノード２０−２が指定したポート２から送信する。

下位通信ノード３０−３は、受信したデータを送信するための送信ポート情報を参照して、ポート２から受信したデータを中位通信ノード４０−３へ送信することを決定する。下位通信ノード３０−３は、受信したデータを中位通信ノード４０−３へ送信する。

中位通信ノード４０−３は、下位通信ノード３０−３から受信したデータの処理方法として、データを電気信号に変換して、上位通信ノード２０−３へ送信することを決定する。中位通信ノード４０−３は、下位通信ノード３０−３から受信したデータを電気信号に変換する。中位通信ノード４０−３は、電気信号に変換したデータを上位通信ノード２０−３へ送信する。

中位通信ノード４０−３からデータを受信した上位通信ノード２０−３は、受信したデータを参照し、自身が宛先であることを確認すると、データの転送を終了する。

図２７は、図２４に記載のマルチレイヤネットワークにおいて、上位通信ノード２０−２に障害が生じた例を示す図である。

上位通信ノード２０−２に障害が発生すると、下位通信ノード３０−２は、中位通信ノード４０−２を介して、上位通信ノード２０−２からデータを受信することができない。そのため、下位通信ノード３０−２は、データを送信するポートが判断できず、下位通信ノード３０−３、中位通信ノード４０−３および上位通信ノード２０−３にデータを送信することができない。

図２８は、図２７に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処する動作例を示すシーケンス図である。

図２８のＳ２０１からＳ２０５は、図１５に例示するＳ００１からＳ００５と同様であるため、詳細な説明は省略される。

コントローラ１０の経路管理部１２は、中位通信ノード４０−１を介して下位通信ノード３０−１からデータを受信すると、該データの宛先のアドレスから、該データの宛先が上位通信ノード２０−３であることを確認する。コントローラ１０の経路管理部１２は、上位通信ノード２０−３へデータを送信する経路として、下位通信ノード３０−１−下位通信ノード３０−３の順にデータを送信することを決定する（Ｓ２０６）。経路管理部１２は、決定した経路でデータを送信するために、決定した経路に基づいて、データを送信するポートを決定する。経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１のポート１−下位通信ノード３０−３のポート１の順にポートを用いてデータを送信することを決定する。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１に対して、下位通信ノード３０−３へデータを送信するための送信ポート情報を決定する。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１に対して、処理方法記憶部３３に保持している送信ポート情報を、決定した送信ポート情報へ変更することを指示する（Ｓ２０７）。具体的には、コントローラ１０の経路管理部１２は、決定した送信ポート情報を、下位通信ノード３０−１へ送信する。

図２９は、上位通信ノード２０−２に障害の生じる前後で、下位通信ノード３０−１の処理方法記憶部３３が保持する送信ポート情報の例である。

図２９（ａ）は、下位通信ノード３０−１の処理方法記憶部３３が、上位通信ノード２０−２に障害の生じる前に保持している送信ポート情報の例である。下位通信ノード３０−１は、例えば、上位通信ノード２０−１から受信したデータについて、上位通信ノード２０−１がポート２からデータを送信することを指定している場合には、該データをポート２から送信する。

図２９（ｂ）は、図２８に記載のＳ２０７において、コントローラ１０が下位通信ノード３０−１へ送信ポート情報の変更を指示した後に、下位通信ノード３０−１の処理方法記憶部３３が保持している送信ポート情報の例である。経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１−下位通信ノード３０−３の順にデータを送信するために、下位通信ノード３０−１に対して、処理方法記憶部３３の保持する「上位通信ノード２０−１がポート２を指定する場合、ポート２」という処理方法を「上位通信ノード２０−１がポート２を指定する場合、ポート１」と変更することを指示する。具体的には、経路管理部１２は、下位通信ノード３０−１に対して、「上位通信ノード２０−１がポート２を指定する場合、ポート１」という送信ポート情報を送信する。

図３０は、図２７に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した状態の例を示す図である。図３０は、図２８に記載のＳ２０７において、コントローラ１０が下位通信ノード３０−１へ送信ポート情報の変更を指示した後のデータ転送経路の例を示している。

下位通信ノード３０−１は、コントローラ１０からの指示により、下位通信ノード３０−２へのデータ送信を行うことなく、下位通信ノード３０−３へデータを送信する。以上により、第２の構成のマルチレイヤネットワークは、上位通信ノード２０の障害が発生した場合であっても、下位通信ノード３０の保持する送信ポート情報を変更することによって、マルチレイヤネットワークの通信を継続するような耐障害性の高いシステムを実現することができる。

［第３の構成の説明］
図２７から図３０に記載のマルチレイヤネットワークにおいて、上位通信ノード２０−２に生じた障害の対応として、コントローラ１０は、上位通信ノード２０−２に接続する下位通信ノード３０−２を使用しない経路を決定した。また、該経路でデータを送信するための送信ポート情報を、下位通信ノード３０−１へ送信した。ただし、上位通信ノード２０−２に生じた障害の対応はこれに限られない。本発明の第２の実施形態において、障害が発生した場合に行われる別の対応動作について、図３１から図３５を用いて説明する。

第３の構成のマルチレイヤネットワークは、図２７に記載の第２の構成のマルチレイヤネットワークと同様の構成をとる。

［第３の構成の動作説明］
図３１は、図２７に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処する他の動作例を示すシーケンス図である。

図３１のＳ３０１からＳ３０３は、図１５に例示するＳ００１からＳ００３、図１８のＳ１０１からＳ１０３および図２８のＳ２０１からＳ２０３、と同様であるため、詳細な説明は省略される。

コントローラ１０の障害監視部１３は、下位通信ノード３０−２に対して、下位通信ノード３０−２が受信したデータをコントローラ１０に送信することを指示する（Ｓ３０４）。

下位通信ノード３０−２の転送処理部３２は、受信したデータをコントローラ１０へ送信する（Ｓ３０５）。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２からデータを受信すると、該データの宛先のアドレスから、該データの宛先が上位通信ノード２０−３であることを確認する。コントローラ１０の経路管理部１２は、上位通信ノード２０−３へデータを送信する経路として、下位通信ノード３０−１−下位通信ノード３０−２−下位通信ノード３０−３の順にデータを送信することを決定する（Ｓ３０６）。

経路管理部１２は、データの宛先に基づいて決定した経路でデータを送信するために、データを送信するポートを決定する。コントローラ１０の経路管理部１２は、決定した経路でデータを送信するために、下位通信ノード３０−１のポート２−下位通信ノード３０−２のポート１−下位通信ノード３０−２のポート２−下位通信ノード３０−３のポート２の順にポートを用いることを決定する。経路管理部１２は、送信ポート情報として、下位通信ノード３０−２に対して、データをポート２から送信することを指示することを決定する。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２に対して、下位通信ノード３０−３へデータを送信するための送信ポート情報を決定する。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２に対して、処理方法記憶部３３に保持している送信ポート情報を、決定した送信ポート情報へ変更することを指示する（Ｓ３０７）。具体的には、コントローラ１０の経路管理部１２は、決定した送信ポート情報を、下位通信ノード３０−２へ送信する。

図３２は、図３１に記載のＳ３０７において、コントローラ１０が中位通信ノード４０−２へ処理方法の変更を指示した後に、中位通信ノード４０−２の処理方法記憶部４３が保持している処理方法の例である。

コントローラ１０の経路管理部１２は、処理方法記憶部４３の保持する「下位通信ノード３０−２から受信したデータを電気信号に変換して、上位通信ノード２０−２に送信」という処理方法を「下位通信ノード３０−２から受信したデータを、下位通信ノード３０−２に送信」と変更することを指示する。具体的には、経路管理部１２は、中位通信ノード４０−２に対して、「下位通信ノード３０−２から受信したデータを、下位通信ノード３０−２に送信」という送信ポート情報を送信する。

コントローラ１０の経路管理部１２は、「上位通信ノード２０−２から受信したデータを光信号に変換して、下位通信ノード３０−２に送信」という処理方法を変更しても良いし、削除しても良い。なぜなら、中位通信ノード４０−２は、障害が発生している上位通信ノード２０−２からデータを受信する事態が生じないためである。

図３３は、図３１に記載のＳ３０７において、コントローラ１０が下位通信ノード３０−２へ送信ポート情報の変更を指示した後に、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が保持している送信ポート情報の例である。

コントローラ１０の経路管理部１２は、処理方法記憶部３３の保持する「上位通信ノード２０−２がポート１を指定する場合、ポート１」という送信ポート情報を「ポート１から受信した場合、ポート２」と変更する。具体的には、経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２に対して、「ポート１から受信した場合、ポート２」という送信ポート情報を送信する。また、コントローラ１０の経路管理部１２は、処理方法記憶部３３の保持する「上位通信ノード２０−２がポート２を指定する場合、ポート２」という送信ポート情報を「ポート２から受信した場合、ポート１」と変更する。具体的には、経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２に対して、「ポート２から受信した場合、ポート１」という送信ポート情報を送信する。

なお、図３３に記載の処理方法記憶部３３の保持している送信ポート情報の例では、コントローラ１０が、下位通信ノード３０−２がデータを受信したポートに応じて、送信ポートを選択する送信ポート情報を指示したが、コントローラ１０が指示する送信ポート情報はこれに限られない。例えば、コントローラ１０は、図３５のように、下位通信ノード３０−２がデータを受信する度に、コントローラ１０へ問い合わせをするような送信ポート情報を指示しても良い。

図３４は、図２７に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した別の状態の例を示す図である。図３４は、図３１に記載のＳ３０７において、コントローラ１０が下位通信ノード３０−２へ処理方法の変更を指示した後のデータ転送経路の例を示している。

中位通信ノード４０−２は、コントローラ１０からの指示により、下位通信ノード３０−２から受信したデータを、下位通信ノード３０−２に送信する。つまり、中位通信ノード４０−２は、下位通信ノード３０−２から受信したデータを下位通信ノード３０−２へ送り返す。下位通信ノード３０−２は、コントローラ１０からの指示により、ポート１から受信したデータを、ポート２から送信する。

以上により、第３の構成のマルチレイヤネットワークは、上位通信ノード２０の障害が発生した場合であっても、下位通信ノード３０の保持する送信ポート情報を変更することによって、マルチレイヤネットワークの通信を継続するような耐障害性の高いシステムを実現することができる。

さらに、第３の構成のマルチレイヤネットワークでは、上位通信ノード２０の障害の前後で、下位通信ノード３０が下位通信ノード３０間で使用する経路を変更することなく、データの送信を行うことができる。そのため、第３の構成のマルチレイヤネットワークでは、データの転送経路を変更することによる下位通信ノード３０の負荷や輻輳について考慮することなく、データの送信を行うことができる。

［第４の構成］
図３２から図３４に記載のマルチレイヤネットワークにおいて、上位通信ノード２０−２に生じた障害の対応として、コントローラ１０は、中位通信ノード４０−２および下位通信ノード３０−２に対して、処理方法および送信ポート情報を指示した。しかし、上位通信ノード２０−２に生じた障害の対応はこれに限られない。本発明の第２の実施形態において、障害が発生した場合に行われる別の対応動作について、図３６から図３９を用いて説明する。

図３６は、図２７に記載のマルチレイヤネットワークにおいて、中位通信ノード４０−２に障害が生じた状態の例を示す図である。

中位通信ノード４０−２に障害が発生すると、下位通信ノード３０−２は、中位通信ノード４０−２を介して、上位通信ノード２０−２からデータを受信することができない。例えば、図３２から図３４に記載の上位通信ノード２０−２に生じた障害の対応を実施した場合であっても、下位通信ノード３０−２は、中位通信ノード４０−２からデータを受信することができない。そのため、下位通信ノード３０−２は、データを送信するポートが判断できず、下位通信ノード３０−３、中位通信ノード４０−３および上位通信ノード２０−３にデータを送信することができない。

［第４の構成の動作説明］
コントローラ１０は、図３１のＳ３０１からＳ３０５と同様の動作により、下位通信ノード３０−２から、下位通信ノード３０−２が受信したデータを受信する。

コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２からデータを受信すると、該データの宛先のアドレスから、該データの宛先が上位通信ノード２０−３であることを確認する。コントローラ１０の経路管理部１２は、上位通信ノード２０−３へデータを送信する経路として、下位通信ノード３０−１−下位通信ノード３０−２−下位通信ノード３０−３の順にデータを送信することを決定する。

コントローラ１０の経路管理部１２は、決定した経路でデータを送信するために、決定した経路に基づいて、データを送信するポートを決定する。コントローラ１０の経路管理部１２は、決定した経路でデータを送信するために、下位通信ノード３０−１のポート２−下位通信ノード３０−２のポート１−下位通信ノード３０−２のポート２−下位通信ノード３０−３のポート２の順にポートを用いることを決定する。下位通信ノード３０−２に対して、下位通信ノード３０−３へデータを送信するための送信ポート情報を決定する。コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２へ送信ポート情報の変更を指示する。具体的には、コントローラ１０の経路管理部１２は、決定した送信ポート情報を、下位通信ノード３０−２へ送信する。

図３７は、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が、上位通信ノード２０−２および中位通信ノード４０−２に障害の生じる前後で保持する送信ポート情報の例である。

図３７（ａ）は、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が、上位通信ノード２０−２に障害の生じる前に保持している送信ポート情報の例である。下位通信ノード３０−２は、例えば、上位通信ノード２０−１から受信したデータについて、上位通信ノード２０−１がポート２からデータを送信することを指定している場合には、該データをポート２から送信する。

図３７（ｂ）は、コントローラ１０が下位通信ノード３０−２へ送信ポート情報の変更を指示した後に、下位通信ノード３０−２の処理方法記憶部３３が保持している送信ポート情報の例である。コントローラ１０の経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２が受信したデータを把握するために、下位通信ノード３０−２に対して、受信したデータをコントローラ１０へ送信することを指示する。また、コントローラ１０は、下位通信ノード３０−２に対して、処理方法記憶部３３の保持する「上位通信ノード２０−２がポート１を指定する場合、ポート１」という送信ポート情報を「コントローラ１０がポート１を指定する場合、ポート１」と変更することを指示する。具体的には、経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２に対して、「コントローラ１０がポート１を指定する場合、ポート１」という送信ポート情報を送信する。コントローラ１０は、下位通信ノード３０−２に対して、処理方法記憶部３３の保持する「上位通信ノード２０−２がポート２を指定する場合、ポート２」という送信ポート情報を「コントローラ１０がポート２を指定する場合、ポート２」と変更することを指示する。具体的には、経路管理部１２は、下位通信ノード３０−２に対して、「コントローラ１０がポート２を指定する場合、ポート２」という送信ポート情報を送信する。

なお、図３７（ｂ）に記載の処理方法記憶部３３の保持している送信ポート情報の例では、下位通信ノード３０−２がデータを受信する度に、コントローラ１０へ問い合わせをするような送信ポート情報を指示したが、コントローラ１０が指示する送信ポート情報はこれに限られない。例えば、コントローラ１０は、図３８のように、下位通信ノード３０−２がデータを受信したポートに応じて、送信ポートを選択する送信ポート情報を指示しても良い。

図３９は、図３６に記載のマルチレイヤネットワークに生じた障害に対処した状態の例を示す図である。図３９は、コントローラ１０が下位通信ノード３０−２へ送信ポート情報の変更を指示した後のデータ転送経路の例を示している。

下位通信ノード３０−２は、下位通信ノード３０−１から受信したデータを中位通信ノード４０−２ではなく、コントローラ１０へ送信する。コントローラ１０は、下位通信ノード３０−２から受信したデータの転送経路を決定する。コントローラ１０は、下位通信ノード３０−２へデータの送信ポート情報を指示する。

以上により、第４の構成のマルチレイヤネットワークは、上位通信ノード２０および中位通信ノード４０に障害が生じた場合であっても、下位通信ノード３０の保持する処理方法を変更することによって、マルチレイヤネットワークの通信を継続するような耐障害性の高いシステムを実現することができる。

本発明の実施形態のコントローラ、上位通信ノード、中位通信ノードおよび下位通信ノードの各構成要素は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ等が、図２、３、８、１０、１２および２５の構成要素を実現するソフトウェア（プログラム）を実行してもよい。また、そのプログラムを格納する記憶装置、通信用インタフェース、を備える上述した任意のコンピュータのハードウェアとソフトウェアの任意の組合せによって実行してもよい。図２、３、８、１０、１２および２５は、ハードウェア単位の構成ではなく、論理的な機能単位のブロックを示している。

また、コントローラ、上位通信ノード、中位通信ノードおよび下位通信ノードは、例えばＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）等の各種記憶媒体又はネットワークを介して、上述した各実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を取得してもよい。コントローラ、上位通信ノード、中位通信ノードおよび下位通信ノードが取得するプログラムや該プログラムを記憶した記憶媒体は、本発明を構成することになる。なお、該ソフトウェア（プログラム）コントローラ、上位通信ノード、中位通信ノードおよび下位通信ノードのコンピュータ、ＣＰＵ又はＭＰＵ等は、例えば、コントローラ、上位通信ノード、中位通信ノードおよび下位通信ノードに含まれる所定の記憶部に、予め記憶されていてもよい。コントローラ、上位通信ノード、中位通信ノードおよび下位通信ノードのコンピュータ、ＣＰＵ又はＭＰＵ等は、取得したソフトウェア（プログラム）のプログラムコードを読み出して実行してもよい。

なお、本発明は、上記したそれぞれの実施形態に限定されるものではない。本発明は、各実施形態の変形・置換・調整に基づいて実施できる。また、本発明は、各実施形態を任意に組み合わせて実施することもできる。即ち、本発明は、本明細書の全ての開示内容、技術的思想に従って実現できる各種変形、修正を含む。また、本発明は、ＳＤＮ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ−Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の技術分野にも適用可能である。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

［付記１］
第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記第１のレイヤにおいてデータを送信する第１の通信装置に、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を送信する第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、
前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する手段
を備えることを特徴とする制御装置。

［付記２］
前記処理方法は、複数の前記第１の通信装置のうち、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置以外の前記第１の通信装置を経由して前記データを送信するための処理であり、
前記制御装置は、前記送信ポート情報を、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置以外の前記第１の通信装置に送信する
ことを特徴とする付記１に記載の制御装置。

［付記３］
前記処理方法は、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置に対する前記送信ポート情報であり、
前記制御装置は、前記送信ポート情報を、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置に送信する
ことを特徴とする付記１に記載の制御装置。

［付記４］
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とを接続する通信回線は、運用系のインタフェースおよび１以上の予備系のインタフェースで接続されており、
前記制御装置は、前記運用系のインタフェースに障害が発生した場合には、前記運用系のインタフェースを使用する前記第１の通信装置および前記第２の通信装置に対して、前記予備系のインタフェースを使用することを指示する
ことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の制御装置。

［付記５］
前記第１のレイヤは光レイヤであり、前記第２のレイヤはIPレイヤである
ことを特徴とする付記１乃至４のいずれかに記載の制御装置。

［付記６］
少なくとも１つの前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、
前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ前記送信ポート情報の送信を中継する第３の通信装置に対して、前記第３の通信装置が前記第１の通信装置から受信した前記データを前記第１の通信装置に送り返すことを指示する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の制御装置。

［付記７］
第１のレイヤにおいて、データを送信する第１の通信装置と、
前記第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する第２の通信装置と、
前記第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する制御装置と
を含むことを特徴とする通信システム。

［付記８］
前記処理方法は、複数の前記第１の通信装置のうち、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置以外の前記第１の通信装置を経由して前記データを送信するための処理であり、
前記制御装置は、前記送信ポート情報を、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置以外の前記第１の通信装置に送信する
ことを特徴とする付記７に記載の通信システム。

［付記９］
前記処理方法は、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置に対する前記送信ポート情報であり、
前記制御装置は、前記送信ポート情報を、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置に送信する
ことを特徴とする付記７に記載の通信システム。

［付記１０］
第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記第１のレイヤにおいてデータを送信する第１の通信装置に、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を送信する第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、
前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する
ことを特徴とする通信方法。

［付記１１］
コンピュータに、
第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記第１のレイヤにおいてデータを送信する第１の通信装置に、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を送信する第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、
前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する機能
を実現させることを特徴とする制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１７年９月２８日に出願された日本出願特願２０１７−１８７７８８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０Ａ 制御装置
１１Ａ 通信部
１２Ａ 管理部
１３Ａ 障害監視部
２０Ａ 第２の通信装置
２１Ａ 通信部
２２Ａ 転送処理部
３０Ａ 第１の通信装置
１０ コントローラ
１１ 通信部
１２ 経路管理部
１３ 障害監視部
１４ ネットワーク情報記憶部
２０、２０−１、２０−２、２０−３ 上位通信ノード
２１ 通信部
２２ 転送処理部
２３ 処理方法記憶部
３０、３０−１、３０−２、３０−３ 下位通信ノード
３１ 通信部
３２ 転送処理部
３３ 処理方法記憶部
４０、４０−１、４０−２、４０−３ 中位通信ノード
４１ 通信部
４２ 転送処理部
４３ 処理方法記憶部

Claims (11)

1. 第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記第１のレイヤにおいてデータを送信する第１の通信装置に、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を送信する第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、
   前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する手段
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記処理方法は、複数の前記第１の通信装置のうち、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置以外の前記第１の通信装置を経由して前記データを送信するための処理であり、
   前記制御装置は、前記送信ポート情報を、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置以外の前記第１の通信装置に送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記処理方法は、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置に対する前記送信ポート情報であり、
   前記制御装置は、前記送信ポート情報を、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置に送信する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とを接続する通信回線は、運用系のインタフェースおよび１以上の予備系のインタフェースで接続されており、
   前記制御装置は、前記運用系のインタフェースに障害が発生した場合には、前記運用系のインタフェースを使用する前記第１の通信装置および前記第２の通信装置に対して、前記予備系のインタフェースを使用することを指示する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の制御装置。
5. 前記第１のレイヤは光レイヤであり、前記第２のレイヤはIPレイヤである
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の制御装置。
6. 少なくとも１つの前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、
   前記第２の通信装置から前記第１の通信装置へ前記送信ポート情報の送信を中継する第３の通信装置に対して、前記第３の通信装置が前記第１の通信装置から受信した前記データを前記第１の通信装置に送り返すことを指示する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の制御装置。
7. 第１のレイヤにおいて、データを送信する第１の通信装置と、
   前記第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する第２の通信装置と、
   前記第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する制御装置と
   を含むことを特徴とする通信システム。
8. 前記処理方法は、複数の前記第１の通信装置のうち、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置以外の前記第１の通信装置を経由して前記データを送信するための処理であり、
   前記制御装置は、前記送信ポート情報を、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置以外の前記第１の通信装置に送信する
   ことを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
9. 前記処理方法は、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置に対する前記送信ポート情報であり、
   前記制御装置は、前記送信ポート情報を、前記障害の発生した前記第２の通信装置に接続した前記第１の通信装置に送信する
   ことを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
10. 第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記第１のレイヤにおいてデータを送信する第１の通信装置に、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を送信する第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、
    前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する
    ことを特徴とする通信方法。
11. コンピュータに、
    第１のレイヤよりも上位である第２のレイヤにおいて、前記第１のレイヤにおいてデータを送信する第１の通信装置に、前記データを送信するポートを示す送信ポート情報を送信する第２の通信装置に対して、前記データの宛先に応じた前記データの処理方法を送信し、
    前記第２の通信装置に障害が発生したことを検知すると、前記データの宛先に基づいて決定した前記送信ポート情報を前記第１の通信装置に送信する機能
    を実現させることを特徴とする制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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