WO2006001060A1

WO2006001060A1 - ネットワークシステム、送信側スイッチ装置、受信側スイッチ装置、両用スイッチ装置およびフレームデータの送信方法

Info

Publication number: WO2006001060A1
Application number: PCT/JP2004/009028
Authority: WO
Inventors: Hironori Terauchi; Kazuumi Koguchi; Shinji Furuya; Kazunori Kotaka; Tetsuya Yokotani
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2004-06-25
Filing date: 2004-06-25
Publication date: 2006-01-05
Also published as: JPWO2006001060A1; JP4633723B2

Abstract

　送信端末装置（２０）側に設けられた送信側スイッチ装置（１）のフレーム識別子生成部（３０）は、システムに固有な認識番号とシリアル番号からなるフレーム識別子を生成する。フレーム識別子付与部（３１）は、シリアル番号を進めながら送信端末装置から連続して送出されるフレームデータにフレーム識別子を順次付与する。送信フレームコピー部（３２）は、フレームデータを複数のネットワークに対して夫々コピーして送信する。　受信端末装置（２１）側に設けられた受信側スイッチ装置２の受信フレーム処理部（３６）は、フレームデータを受信し、このフレームデータに付帯するフレーム識別子を認識し当該フレームデータが未受信のものであればこれを取り込み、既受信のものであればこれを廃棄する。フレーム識別子削除部（３７）は、受信フレーム処理部（３６）が取り込んだフレームデータのフレーム識別子を削除して受信端末装置（２１）に転送する。

Description

明細書

ネットワークシステム、送信側スィッチ装置、受信側スィッチ装置、両用スイッチ装置およびフレームデータの送信方法

技術分野

[0001] 本発明は、送信端末装置および受信端末装置間を接続するレイヤ 2ネットワークに関し、特にイーサネット（登録商標)スィッチ装置で代表されるレイヤ 2スィッチ装置（以下、 L2SW装置と称す）を含むレイヤ 2ネットワークに関し、さらにはこのレイヤ 2ネットワークに発生する通信断の発生を防止する改善に関するものである。

背景技術

[0002] レイヤ 2ネットワークにおいては、ネットワーク上にループができることが許可されてなレ、。そのため、ループができてしまう場合には、レイヤ 2のプロトコルである STP ( Spanning

Tree Protocol)を使って、ループができているネットワークの一部のスィッチポートを閉塞し、ループができないようにする（例えば、非特許文献 1参照）。

[0003] この STPを使った障害回復に関しては、通話路断の検出をしてから、ループを検出し、所定のポートを閉塞して障害を無くし、実際に通信が回復するまでに数十秒から数分の時間を要するという問題がある。この問題を解消するために、例えば次のような技術が提案されている。すなわち、 ACT系と SBY系の 2つのレイヤ 2スィッチ（以下、 L2SWと称す）を設け、 ACT系 L2SWに障害が発生したとき、スィッチの端末側および上位リンク側から受信するパケットを SBY系 L2SW側に切り換えて受信し交換処理を行うことによって、障害回復時間を短縮する（例えば、特許文献 1参照）。

[0004] また、現用/予備用の 2つの伝送径路設け、送信側にて送信データにシリアル番号を付与し、通常は現用の伝送径路を用いてデータを伝送し、一方、受信側にてシリアル番号の連続性をチェックし、非連続となった場合にそれを送信元に通知し、現用の伝送径路から予備用の伝送径路へ切り替えることにより障害回復時間を短縮する方法も提案されている (例えば、特許文献 2参照)。

特許文献 1 :特開 2001—16247号公報 (第 2頁一 3頁、第 1図）特許文献 2 :特開 2003-169105号公報 (第 2頁一 4頁、第 1図）

非特許文献 1 : IEEE 802. ID

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] このように、上述非特許文献 1に記載のネットワークシステムの障害回復においては、標準的なレイヤ 2プロトコルである STPを用いる障害回復であるが、障害回復までに時間力 Sかかるという未解決の課題を有している。また、上述特許文献 1および特許文献 2に示す方法においては、送信側において現用/予備用の径路の選択をするので障害検出から送信機器側の切替処理完了までの間に短い時間ではあるが通信断が発生するとレ、うとレ、う未解決の課題を有してレ、る。

[0006] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ネットワークのいずれかの箇所に障害が発生した場合でも通信断が発生することがなく高信頼性を要求される用途に用いることができるネットワークシステムと、ネットワークシステムに用いられるスィッチ装置と、ネットワークシステムを用いたフレームデータの送信方法とを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0007] この発明に係るネットワークシステムは、フレームデータを送信する送信端末装置、フレームデータを受信する受信端末装置との間に設けられたネットワークシステムであって、複数のネットワークと、送信端末装置を収容するとともに複数のネットワークに接続された送信側スィッチ装置と、受信端末装置を収容するとともに複数のネットヮークに接続された受信側スィッチ装置とを有し、送信側スィッチ装置は、システム内で固有の認識番号とシリアル番号とからなるフレーム識別子を生成するフレーム識別子生成部と、シリアル番号を進めながら送信端末装置から順に送出されるフレームデータにフレーム識別子を順次付与するフレーム識別子付与部と、フレームデータを複数のネットワークに対して夫々コピーして送信する送信フレームコピー部とを有し、受信側スィッチ装置は、フレームデータを受信し、このフレームデータに付帯するフレーム識別子を認識しこのフレームデータが未受信のものであればこれを取り込み、既受信のものであればこれを廃棄する受信フレーム処理部と、受信フレーム処理部が取り込んだフレームデータのフレーム識別子を削除して受信端末装置に転送するフレーム識別子削除部とを備えたことを特徴とする。

[0008] ここでフレームデータとは、要するに「パケット」、「フレーム」および「セル」といったブロックィ匕されたデータのことである。具体的には、例えば、イーサネット（登録商標）フレーム等である。

また、送信側スィッチ装置は、ネットワーク網と反対側のポートに少なくとも 1台の送信端末装置を接続し、この送信端末装置から出力されたフレームデータを、経路を切り替えながら設定された複数のネットワークに送出するものである。

さらにまた、受信側スィッチ装置は、ネットワーク網と反対側のポートに少なくとも 1 台の受信端末装置を接続し、複数のネットワークから受信したフレームデータのうち、当該受信端末装置あてのフレームデータを当該受信端末装置に転送するものである。

発明の効果

[0009] この発明に係るネットワークシステムにあっては、送信端末装置側に設けられた送信側スィッチ装置のフレーム識別子生成部は、システムに固有の認識番号とシリアル番号からなるフレーム識別子を生成する。また、識別子付与部は、このフレーム識別子のシリアル番号を進めながら送信端末装置から連続して送出されるフレームデータにフレーム識別子を順次付与する。送信フレームコピー部は、フレームデータを複数のネットワークに対して夫々コピーして送信する。一方、受信端末装置側に設けられた受信側スィッチ装置の受信フレーム処理部は、フレームデータを受信し、このフレームデータに付帯するフレーム識別子を認識し当該フレームデータが未受信のものであればこれを取り込み、既受信のものであればこれを廃棄する。フレーム識別子削除部は、受信フレーム処理部が取り込んだフレームデータのフレーム識別子を削除して受信端末装置に転送する。そのため、受信側スィッチ装置にてフレーム識別子が確認され、どのネットワークから来たかに関わらず先に来たフレームデータが取り込まれ、後から来たフレームデータが破棄される。これにより、常に最も早く到着するフレームデータが使用されることとなり、例えば、いずれかのネットワークが輻輳により遅延が大きくなつた場合でも他のネットワークから受信する最小の遅延となるフレームを使用することができる。また、あるネットワークが障害により通信断となった場合であつても、他のネットワークが健全であれば通信断は発生しなレ、。これにより、高い信頼性を有するネットワークシステムとすることができる。

図面の簡単な説明

園 1]実施の形態 1のネットワークシステムの一部分の系統図である。

園 2]図 1の第 1の L2SW装置の冗長化処理部のうち送信の動作に関係する部分の機能ブロック図である。

園 3]図 1の第 1の L2SW装置の冗長化処理部のうち受信の動作に関係する部分の機能ブロック図である。

[図 4]実施の形態 2のネットワークシステムの一部分の系統図である。

園 5]図 4の第 1の L2SW装置の冗長化処理部のうち送信の動作に関係する部分の機能ブロック図である。

園 6]図 4の第 1の L2SW装置の冗長化処理部のうち受信の動作に関係する部分の機能ブロック図である。

[図 7]実施の形態 2のネットワークシステムの第 1の L2SW装置の有する VLAN終端点の VLAN—IDと、ともにグループをつくる VLANの個数および VLAN—IDの対応テーブルを示す図である。

園 8]物理ポートの保持する FDBに登録された内容の一例を示す図である。

[図 9]標準のイーサネット（登録商標）フレームのフォーマットを示す図である。

[図 10]フレーム識別子の付与領域が Macフレームヘッダの VLANID (VLANタグ）の後方の領域に設けられた様子を示す領域割当図である。

[図 11]フレーム識別子の付与領域が Macフレームヘッダのコア網用 VLANID (コア網用 VLANタグ）の後方の領域に設けられた様子を示す領域割当図である。

園 12]フレーム識別子の付与領域力 Sイーサネット（登録商標）フレームの FCSの後方の領域に設けられた様子を示す領域割当図である。

[図 13]実施の形態 6のネットワークシステムの一部分の系統図である。

[図 14]実施の形態 7の各 L2SW装置の装置 IDが電源投入時に各 L2SW装置間のネゴシーケンスによって設定される様子を示すシーケンスチャートである。発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、本発明にかかるネットワークシステム、送信側スィッチ装置、受信側スィッチ装置および両用スィッチ装置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。

[0012] 実施の形態 1.

図 1は実施の形態 1のネットワークシステムの一部分の系統図である。図 1におレ、て、端末装置 20と端末装置 21との間に、本実施の形態のネットワークシステムが形成されている。例えば、端末装置 20がデータを送信し、端末装置 21がデータ受信するとする。端末装置 20は、ネットワークシステムを介してフレーム化されたデータ、具体的にはイーサネット（登録商標）フレームデータ（以下、単にフレームデータと称す）を送信し、受信端末装置 21はこれを受信する。

[0013] ネットワークシステムは、 3台のレイヤ 2スィッチ装置（以下、 L2SW装置と称す） 1一 3と、これら 3台の L2SW装置 1一 3を接続するように設けられた複数のレイヤ 2ネットワーク（以下、 L2ネットワークと称す） 4一 6とを含んでレヽる。

[0014] 第 1の L2SW装置 1は、送信するフレームデータの方路を選択するレイヤ 2スィッチ部（以下、 L2SW部と称す） 10と、フレームデータの冗長化処理を行う冗長化処理部 11とを有してレ、る。 L2SW部 10と冗長化処理部 11とは、 L2SW部 10に形成されたポート 12を介して接続されている。第 1の L2SW装置 1は、複数の端末装置を収容するための、 L2SW部 10カも延出する 8つの物理ポート 13a— 13hを有している。第 1 の L2SW装置 1は、ネットワーク網側に、 L2ネットワークと接続するための、冗長化処理部 11から延びる 3つの物理ポート 14a 14cを有している。 3台の L2SW装置 1一 3は同じ構造をなしている。図 1において、第 2の L2SW装置 2および第 3の L2SW装置 3は、物理ポートの数を一部省略して、第 2の L2SW装置 2においては、 L2ネットヮーク側のポートとして物理ポート 15aおよび 15bのみを、また端末装置側のポートとして物理ポート 16a— 16cのみを、第 3の L2SW装置 3においては、 L2ネットワーク側のポートとして物理ポート 17aおよび 17bのみを、また端末装置側のポートとして物理ポート 18a— 18cのみを、記載している。

[0015] 第 1の L2SW装置 1は多数の端末装置を収容する力ここでは端末装置 20のみを示している。端末装置 20は、データの送受信を行うが、データを送信する場合には送信の機能のみを働かせるので、便宜上、送信端末装置 20とし、データを受信する場合には受信の機能のみを働かせるので、便宜上、受信端末装置 20とする。これにともなレ、、端末装置 20がデータの送信動作を行う場合には、第 1の L2SW装置 1も送信の機能のみを働かせるので送信側 L2SW装置 1とし、端末装置 20がデータの受信を行う場合には受信の機能のみを働かせるので受信側 L2SW装置 1とする。第 2 の L2SW装置 2も同様に多数の端末装置を収容するが、ここでは端末装置 21のみを示している。端末装置 21も端末装置 20と同様にデータの送信も受信も行うが、便宜上、データを送信する場合には送信端末装置 21、データを受信する場合には受信端末装置 21とする。これにともない、第 2の L2SW装置 2も、端末装置 21がデータの送信を行う場合には送信側 L2SW装置 2とし、端末装置 21がデータの受信を行う場合には受信側 L2SW装置 2とする。

[0016] 第 1の L2SW装置 1は、第 1の L2ネットワーク 4および第 2の L2ネットワーク 5を介して第 2の L2SW装置 2と接続されている。第 1の L2SW装置 1は、さらに第 2の L2ネットワーク 5および第 3の L2ネットワーク 6を介して第 3の L2SW装置 3と接続されている。その他の L2SW装置および L2ネットワークは省略する。

[0017] 図 2は図 1の第 1の L2SW装置 1の冗長化処理部 11のうち送信の動作に関係する部分の機能ブロック図である。冗長化処理部 11は、送信端末装置 20から連続して送出される各フレームデータに対して、受信側スィッチ装置 2がこれを受信したときに同一のフレームデータであることが解るようにフレーム識別子を付与する。そして、フレーム識別子を付与したうえで、これをネットワーク数分コピーして各 L2ネットワークに送信する。

[0018] 冗長化処理部 11は、フレーム識別子を生成するフレーム識別子生成部 30と、これをフレームデータに付与するフレーム識別子付与部 31と、このフレーム認識子が付与されたフレームデータをコピーする送信フレームコピー部 32とを有している。冗長化処理部 11は、また各物理ポート 14a— 14cに対応して設けられた FDB (Filtering Database) 33a— 33cを有している。この FDB33a— 33cには、データを受信した際にそのデータの送信元の Macアドレスが記憶される。 [0019] フレーム識別子生成部 30は、フレーム識別子として、システムに固有の認識番号とシリアル番号からなるフレーム識別子を生成する。フレーム識別子付与部 31は、このシリアル番号を進めながら、すなわち、例えば 1ずつインクリメントしながら、送信端末装置 20から連続して送出されるフレームデータにフレーム識別子を順次付与する。送信フレームコピー部 32は、フレームデータを複数のネットワークに対して夫々コピ一して送信する。

[0020] 図 3は図 1の第 1の L2SW装置 1の冗長化処理部 11のうち受信の動作に関係する部分の機能ブロック図である。冗長化処理部 11は、フレームデータを受信し、フレームデータに付帯するフレーム識別子に基づいてこれを処理する受信フレーム処理部 34と、フレームデータのフレーム識別子を削除して受信端末装置 21に転送するフレーム識別子削除部 37とを有している。受信フレーム処理部 34は、フレームデータに付帯したフレーム識別子を認識する受信フレーム認識部 35と、認識したフレーム認識子を記憶する受信フレーム識別子保存用テーブル 36から構成されている。

[0021] 受信フレーム処理部 34の受信フレーム認識部 35は、フレームデータを受信し、このフレームデータに付帯するフレーム識別子を認識し、受信フレーム識別子保存用テーブル 36を参照することにより、当該フレームデータがすでに受信したもの力、まだ受信していなレ、（初めて受信した)ものかを判断する。そして、まだ受信していないものであれば受信フレーム識別子保存用テーブル 36に登録したうえでこれを取り込み、一方、すでに受信したのものであればこれを廃棄する。フレーム識別子削除部 3 7は、受信フレーム処理部 36が取り込んだフレームデータのフレーム識別子を削除して受信端末装置 21に転送する。

[0022] 次に動作について説明する。最初に送信時の動作について説明する。図 1において、端末装置 20から端末装置 21にフレームデータが送信される場合で説明する。まず、送信端末装置 20からのフレームデータが物理ポート 13aから入力される。このフレームデータは L2SW部 10において、 L2SW部 10内部の各ポートの FDBとチェックされ方路が選択される。この時、宛先となる受信端末装置 21が第 2の L2SW装置 2の物理ポート 16aに接続されている場合、該当フレームデータはポート 12から出力され、冗長化処理部 11に入力される。 [0023] 図 2において、ポート 12から冗長化処理部 11に入力されたフレームデータは、フレーム識別子付与部 31においてフレーム識別子の付与領域をフレームの所定の場所に追加される。そして、この付与領域に、フレーム識別子生成部 30で生成されたフレーム識別子を付与される。

[0024] その後、送信フレームコピー部 32は、このフレームデータを複数の物理ポート 14a 一 14cのどのポートとどのポートに出力すべきかを FDB33a 33cを参照して決定し、そして、該当する物理ポート数分コピーし、各物理ポートを介して各 L2ネットワークに出力する。

[0025] ここで、送信フレームコピー部 32が行う物理ポート選択の機能に関しては、まず、一般的な機能として FDBを用いた学習機能が有る。この学習機能は、 FDB33a 3 3cを参照して Macアドレスがヒットすれば、その該当物理ポートに出力し、いずれのポートにもヒットしなければ全物理ポートに出力するとともに、応答が合った物理ポートに関しては、その送信元 Macアドレスを FDBに登録し、これにより、次回の送信動作においては、登録した FDBにのみヒットするので、ヒットした物理ポートのみにフレームデータを送信するというものである。

[0026] ここでさらに、本実施の形態の送信フレームコピー部 32による物理ポート選択の機能は、上述の一般的な機能に加えて、グループ同時送信の機能を有している。このグノレープ同時送信の機能は、同一の送信側スィッチ装置 1と同一の受信側スィッチ装置 2とを結びつけることができる複数のネットワーク力予め決められた設定によりそれぞれ 2本以上まとめられてグノレープに組分けされており、送信側スィッチ装置 1 の送信フレームコピー部 32は、同じグループ内の全てのネットワークに対してフレームデータを夫々コピーして送信するとレ、うものである。

[0027] 例えば以下の通りである。この例の場合、送信端末装置 20から受信端末装置 21へのデータの転送においては、送信側スィッチ装置 1と受信側スィッチ装置 2とを結ぶ、第 1の L2ネットワーク 4と第 2の L2ネットワーク 5が同じグループとされており、送信フレームコピー部 32はこれを記憶している。初期状態において、送信端末装置 20から受信端末装置 21へのデータの転送が行われるときには、 FDB33a— 33cにいずれの Macアドレスも登録されてないので、送信フレームコピー部 32は、 3つの物理ポート 14a— 14cすべてに対してフレームデータを送信する。その後、別の動作にて端末装置 21から端末装置 20に第 2の L2ネットワーク 5を通じてフレームデータが送信されてきたとする。すると、第 2の L2ネットワーク 5を接続する物理ポート 14aの FDB33 aには、端末装置 21の Macアドレスが登録される。そのため、これ以降、端末装置 21 に送信しょうとするフレームデータは、 FDB33aにてヒットして物理ポート 14aから送出されることになる。ここで、第 2の L2ネットワーク 5と第 1の L2ネットワーク 4とが同じグループとされているので、フレームデータは物理ポート 14aと物理ポート 14bに送出される。物理ポート 14cには送出されない。

[0028] このように、送信側スィッチ装置 1は、応答信号の有った受信端末装置 21とネットヮ一クとを関連付ける記憶手段として FDB33a 33cを有し、この応答信号の受信の後には、受信端末装置 21に送信するフレームデータは、受信端末装置 21と関連付けられたネットワークおよびネットワークと同じグループのネットワークに送出するので、送信するネットワークの数が減り、送信側スィッチ装置 1の負担が軽減される。また、受信側スィッチ装置 2の負担も軽減される。

[0029] 次に受信時の動作について説明する。図 1において、端末装置 21から端末装置 2 0にフレームデータが送信される場合で説明する。つまり、上述の説明とは逆に、送信端末装置と受信端末装置とが入れ替わり、送信端末装置 21から受信端末装置 20 にフレームデータが送信される。送信端末装置 21から物理ポート 16aに入力されたフレームデータは、第 2の L2SW装置 2において上述に説明した送信時の動作により第 1の L2ネットワーク 4および第 2の L2ネットワーク 5を通じて、受信側スィッチ装置 1 の物理ポート 14aおよび物理ポート 14bに入力する。物理ポート 14aおよび物理ポート 14bに入力されたフレームデータはそれぞれが冗長化処理部 11に入力される。

[0030] 図 3において、物理ポート 14aおよび物理ポート 14bから入力されたフレームデータは、送信元 Macアドレスをそれぞれ FDB33a、 FDB33bに登録され、その後、受信フレーム処理部 34に送られる。受信フレーム処理部 34は、受信したフレームデータ毎に受信フレーム識別子保存用テーブル 35を参照し、登録されてなければ、該当フレームデータのフレーム識別子を受信フレーム識別子保存用テーブル 35に登録し、フレーム識別子削除部 37に送る。一方、受信フレーム識別子保存用テーブル 35に既に登録されていれば該当フレームデータを破棄する。そして、フレーム識別子削除部 37はフレームデータから、フレーム識別子を削除しポート 12を介して受信端末装置 20に転送される。図 1において、ポート 12から入力されたフレームデータは、 L2 SW部 20において方路が選択され、 L2SW部 10内部の FDBにヒットした物理ポート 13aから出力され受信端末装置 20に転送される。

[0031] 以上のように、本実施の形態のネットワークシステムにおいては、送信側スィッチ装置が、受信側スィッチ装置が識別可能なユニークなフレーム識別子を送信端末装置の送出するフレームデータに付与し、且つそのフレームデータをネットワーク分コピーして各ネットワークに送信するとともに、受信側スィッチ装置が複数のネットワークを通じて送信されてきたフレームデータに対して、いずれのネットワークを介して送信されてきたかによらず、早く到着したフレームデータを取り込み、後から来たフレームデータを破棄する。そのため、常に最も早く到着するフレームデータを使用することができるとともに、あるネットワークが輻輳により遅延が大きくなつた場合でも他のネットワーク力受信する最小の遅延となるフレームを使用することができる。さらに、あるネットヮークが障害により通信断となった場合であっても、他のネットワークが健全であれば通信断は発生しない。また、 L2ネットワーク 4、 5、 6がそれぞれ個別に STP等他のレイャ 2障害回復手法を用いている場合、障害発生後ある一定の時間で障害から回復するため、この実施の形態の効果と合わさることにより、より信頼性の高いネットワークシステムとすることができる。

[0032] なお、上述のように端末装置 20, 21は、それぞれ送受信の機能を有しており、また、スィッチ装置 1 , 2は、それぞれ送受信の機能を有している両用スィッチ装置である力本実施の形態のように送信端末装置 20から受信端末装置 21への一方向のみのデータの送信し力ないのであれば、それぞれ送信および受信の機能のみ有するものであっても、所定の効果を得ることができ、またシステムとして成り立つことは言うまでもない。

[0033] また、本実施の形態においては、フレームデータがイーサネット（登録商標）フレームによるものであるが、これに限定されるものではない。

また、本実施の形態においては、 L2SW部 10と冗長化処理部 11が別の機能部とされているが、両者は一体に構成されてもよい。

本実施の形態では、送信側スィッチ装置と受信側スィッチ装置との間は 2つの L2ネットワークで接続されてレ、るが、 3つ以上の L2ネットワークであれば更なる効果が期待できる。

[0034] 実施の形態 2.

上述の実施の形態 1では、複数の L2ネットワーク力 S、相互に物理的に接続されてないネットワークであった。これに対して、本実施の形態の複数の L2ネットワークは、例えば、光ファイノ、ワイヤ或いは無線といった同一のネットワーク媒体中に形成された複数の VLAN (バーチャルラン、 Virtual

LAN)である。そして、この複数の VLANは、同一のネットワーク媒体内で所定の 2台のスィッチ装置間に形成される複数の経路が、同一物理区間の障害で同時に断とならなレ、ように異なる物理経路にて形成されてレ、る。

[0035] 図 4は実施の形態 2のネットワークシステムの一部分の系統図である。図 4において、ネットワークシステムは、 3台の L2SW装置 1一 3を接続するように複数の VLAN (仮想 L2ネットワーク）力なる仮想 L2ネットワーク網 7が形成されてレ、る。

[0036] 図 5は図 4の冗長化処理部 11のうち送信の動作に関係する部分の機能ブロック図である。図 5において、送信フレームコピー部 32と物理ボート 14a— 14cとの間には、 VLAN終端点 40— 44と振分機能部 46とが設けられてレヽる。 VLAN終端点 40— 44 は、上位オペレーションからの設定、或いは直接接続されたコンソールからの設定により形成されている。複数の VLAN (仮想 L2ネットワーク）でなる仮想 L2ネットワーク網 7は、この VLAN終端点 40— 44により構築されている。 VLAN終端点 40— 44の夫々に対応するように FDB45a— 45eが設けられている。振分機能部 46は、 VLAN 終端点 40— 44から出力されるフレームデータを各物理ポート 14a— 14cにマツピングする。

[0037] 次に動作について説明する。最初に送信時の動作について説明する。図 4において、送信端末装置 20から受信端末装置 21にフレームデータが送信される場合について説明する。冗長化処理部 11にフレームが入力されるまでは実施の形態 1と同様である。図 5において、ポート 12から冗長化処理部 11に入力されたフレームデータは、フレーム識別子付与部 31においてフレーム識別子の付与領域をフレームに追加される。そしてこの付与領域に、フレーム識別子生成部 30で生成されたフレーム識別子を付与される。

[0038] その後、送信フレームコピー部 32は、フレームデータの宛先 Macアドレスに基づいて、予め生成されている VLAN終端点 40— 44に対応する FDB45a 45eを検索し、ヒットすれば該当 VLAN終端点とそのペアとなる VLAN終端点にフレーム識別子を付与されたフレームデータのコピーを送信し、ヒットしなければ全 VLAN終端点 40 一 44にコピーを送信する。

[0039] ここで、実施の形態 1と同様に、応答のあった VLAN終端点はその FDBに送信元 Macアドレスが学習されるため全 VLAN終端点にフレームデータが送信されるのは初期状態から送信動作が行われた場合のみである。ここでは、 VLAN終端点 40とそのペアである VLAN終端点 41を通じてフレームデータが送信される場合にて説明する。 VLAN終端点 40, 41にて、フレームデータに VLAN— IDが付与され、振分機能部 46に転送される。振分機能部 46では該当フレームデータをそれぞれ物理ポート 14a, 14bにマッピングする。そして、フレームデータは、物理ポート 14a, 14b力第 2の L2SW装置 2に接続する端末 21に向かって異なる経路の仮想 L2ネットワークを経由して送信される。

[0040] 次に受信時の動作について説明する。図 4において、送信端末装置 21から受信端末装置 20に送信されたフレームについて説明する。物理ポート 16aに入力されたフレームデータは第 2の L2SW装置 2において上述に説明した送信時の動作により 2 つの仮想 L2ネットワークを通ってスィッチ装置 1の物理ポート 14a，14bに入力される

[0041] 図 6において、物理ポート 14a， 14bに入力されたフレームはそれぞれが振分機能部 46に入力される。振分機能部 46は物理ポートと VLAN終端点間のマッピングを行レ、、受信したフレームデータを、それぞれ VLAN終端点 40， 41に送出する。物理ポート 14a, 14bから入力されたフレームは、送信 Macアドレスをそれぞれ FDB45a, 4 5bに登録され、受信フレーム処理部 34に送られる。受信フレーム処理 34では受信したフレーム毎に受信フレーム識別子保存用テーブル 35を参照し、受信フレーム識別子保存用テーブル 35になければ、該当フレームのフレーム識別子を受信フレーム識別子保存用テーブル 35に登録し、フレーム識別子削除部 37に転送する。一方、受信フレーム識別子保存用テーブル 35に既に登録されていれば該当フレームデータを破棄する。フレーム識別子削除部 37はフレーム識別子を削除し、ポート 12に送信する。その後の動作は、実施の形態 1と同様である。

[0042] 以上のように、 L2ネットワーク内で固有の VLANを設定し、それぞれの L2SW装置に VLAN終端点を生成することにより、 VLANを L2SW装置間のリンクのように扱うことが可能となる。これにより、実施の形態 1の物理的に接続されている L2ネットワークを用いたのと同じように高信頼なネットワークの構築が可能となる。また、本実施の形態では 2台のスィッチ装置間で VLANリンクを使用する例を示したが、複数（3台以上 )のし23 装置が主属する VLANを定義することも可能である。

[0043] 実施の形態 3.

上述の実施の形態 2では、 VLAN終端点を定義し、各 VLAN終端点がそれぞれ F DBを持つことにより仮想ネットワークを構築した力本実施の形態においては、 VLA N終端点を定義せず、各物理ポートの持つ FDBと送信フレームコピー部が内部に保持する VLANテーブルを用いて仮想ネットワークを構築する。

[0044] 本実施の形態においては、ネットワーク力同一のネットワーク媒体中に形成された複数の仮想ネットワーク点で、実施の形態 2と基本的に同様であるが、物理ポート 14 a, 14b, 14c力対応する FDB33a, 33b, 33cを有している部分の構成は、実施の形態 1と同様である。そして、本実施の形態の送信フレームコピー部 32は、物理ポート 14a, 14b, 14cのそれぞれの FDB33a, 33b, 33cの内容を参照可能とされている (図 2)。図 8は物理ポート 14a， 14b, 14cの保持する FDB33a, 33b, 33cのデータ内容の例である。そしてさらに、本実施の形態の送信フレームコピー部 32は、図 7に示す予め設定された VLAN終端点の VLAN番号（以下、 VLAN— IDと称す）とその冗長系にてともにグループをつくる VLANの個数と VLAN— IDの対応テーブルを保持している。

[0045] 次に動作について説明する。最初に送信時の動作について説明する。送信端末装置 20から受信端末装置 21にフレームデータが送信される場合を例として説明する。冗長化処理部 11にフレームが入力されるまでは実施の形態 2と同様である。ポート 12から冗長化処理部 11に入力されたフレームデータは、フレーム識別子付与部 3 1におレ、てフレーム識別子の付与領域をフレームに追加される。そしてこの付与領域に、フレーム識別子生成部 30で生成されたフレーム識別子を付与される（図 2)。その後、送信フレームコピー部 32は、図 7に示す VLAN冗長構成テーブルを参照し、予め設定された VLAN終端点の VLAN— IDと入力されたフレームの宛先 Macァドレスの組をすベて生成し、 FDB33a， 33b, 33cを参照して VLAN—IDと Macアドレスのペアで一致するものがあるかどうかをチェックする。そして、一致するものが見つかると、送信フレームコピー部 32は、該当 VLAN— IDと冗長系を構成する VLAN数分該当フレームデータをコピーし、それぞれに VLAN— IDを付与し、送信すべき物理ポート、本実施の形態の場合には物理ポート 14aと 14bに送信する。これにより、物理ポート 14a, 14bから第 2の L2SW装置 2に接続する受信端末装置 21に向かって異なる VLANにより、フレームデータが送信される。

[0046] 次に受信時の動作について説明する。送信端末装置 21から受信端末装置 20フレームデータが送信される場合を例として説明する。ポート 16aに入力されたフレームデータは第 2の L2SW装置 2において上述に説明した送信時の動作により 2つの仮想 L2ネットワークを通って第 1の L2SW装置 1の物理ポート 14a，14bに入力される。

[0047] 物理ポート 14a, 14b力入力されたフレームデータは、 VLAN— IDと送信 Macァドレスのペアをそれぞれ FDB33a, 33bに登録され、受信フレーム処理部 34に送られる。受信フレーム処理 34では受信したフレーム毎に受信フレーム識別子保存用テ一ブル 35を参照し、受信フレーム識別子保存用テーブル 35になければ、該当フレームのフレーム識別子を受信フレーム識別子保存用テーブル 35に登録し、フレーム識別子削除部 37に転送する。一方、受信フレーム識別子保存用テーブル 35に既に登録されていれば該当フレームデータを破棄する。フレーム識別子削除部 37はフレーム識別子を削除し、ポート 12に送信する。その後の動作は、実施の形態 1と同様である。

[0048] 以上のように、実施の形態 2に示すような VLAN終端点を定義しなくても同様な動作をすることが可能となる。 [0049] 実施の形態 4.

本実施の形態は、フレーム識別子の付与領域の場所に関して説明する。図 9はィーサネット（登録商標）フレームのフォーマットを示す図である。図 9において、イーサネット（登録商標）フレームの領域割当は、先頭から Macフレームヘッダ、 IPヘッダ、 TCP/UDPヘッダ、ユーザデータの順で割り当てられ、最後に FCS (Frame Check Sequence)の領域が設けられている。

[0050] 図 10はフレーム識別子の付与領域が Macフレームヘッダの VLANID (VLANタグ）の後方の領域に設けられてレ、る様子を示す領域割当図である。図 10におレ、て、ユーザ側のインターフェースである物理ポート 13aから入力される VLANID (VLAN タグ）の領域はそのまま変更せず、その後方に図 10中矢印 A1で示すようにフレーム識別子が揷入される付与領域が設けられている。

[0051] 動作を説明する。ポート 12から冗長化処理部 11に入力されたフレームデータは、フレーム識別子付与部 31においてフレーム識別子の付与領域を図 10に示す VLA NIDの後方に追加され、フレーム識別子生成部 30で生成されたフレーム識別子をこの付与領域に付与される。その他の動作は実施の形態 1と同様である。

[0052] 以上のように、本実施の形態においては、 VLANIDの割り当て領域を変更することなぐその後方にフレーム識別子の付与領域を設けたため、 L2ネットワークを構成する機材として、特に領域割当の特殊仕様のものでなくてよぐ市販のものを使用できるという利点がある。

[0053] 図 11はフレーム識別子の付与領域が Macフレームヘッダのコア網用 VLANID (コァ網用 VLANタグ）の後方の領域に設けられている様子を示す領域割当図である。

L2ネットワークとしてコア網用 VLANが定義される場合には、図 11中矢印 A2で示すようにコア網用 VLANIDの後方にフレーム識別子の付与領域を設けてもよい。また、コア網用 VLANIDの前方の VLANIDのさらに前方にフレーム識別子を付与する領域を設けられてもよレ、。また、 VLAN領域は 4バイトである力必要であれば 4バイト単位で多重付与する方法としてもよレ、。

[0054] 実施の形態 5.

図 12はフレーム識別子の付与領域がイーサネット（登録商標）フレームの FCSの後方の領域に設けられている様子を示す領域割当図である。本実施の形態は、標準フレームの FCSの後方に図 12中矢印 A3で示すように領域を確保し、追加部分を含めた FCSをさらに後方（矢印 A3)に設けた例である。

[0055] このように、フレーム識別子の付与領域をイーサネット（登録商標）フレームの FCS の後方の領域に設けることにより、イーサネット（登録商標）フレームの構成を維持したままフレーム識別子を揷入することができるので、 L2ネットワークを構成する機材としての L2SW装置に市販の L2SW装置を使用することができ、コストダウンを図ることができる。また、 Macフレーム領域を操作せず、 IPフレームを保持し、ルータ装置が認識可能な IPフォーマットを保存した形態、例えばフラグメント ID部分、 IPヘッダのオプションフィールド等の部分にフレーム識別子を揷入する方法でもよい。

[0056] 実施の形態 6.

図 13は実施の形態 6のネットワークシステムの一部分の系統図である。図 13において、 3台の L2SW装置 1一 3に接続されて上位のシステム管理部として 1台の監視制御装置（Operation

Support System,以下 OSSと称す） 8が設けられている。 OSS8は、システム立ち上げ時に、各 L2SW装置 1一 3の装置 IDを設定する。設定された装置 IDはフレーム識別子生成部 30に保持されフレーム識別子生成の際に用レ、られる。

[0057] 本実施の形態においては、システム立ち上げ時に OSS8が各 L2SW装置 1一 3の装置 IDを設定する。そのため、 1つの場所から全ての L2SW装置および物理ポートの装置 IDを設定するので、装置 IDが重複してしまうことがなくなり、信頼性が向上するとともに制御が優しぐまた、別なソフトウェア等を用意する必要がなぐコストダウンを図ることができる。

[0058] なお、本実施の形態においては、システム立ち上げ時に上位のシステム管理部である OSS8が各 L2SW装置 1一 3の装置 IDを設定する力各 L2SW装置 1一 3に接続するコンソール (遠隔からの telnetによる制御等も含む）によって、装置 IDが設定されてもよい。

[0059] 実施の形態 7

上述の実施の形態 6では、〇SSまたはコンソールにより L2SW装置の装置 IDを設定する例を示した。本実施の形態においては、複数の L2SW装置が相互にネゴシ一ケンスを行い、自動的にユニークな装置 IDを生成する。本実施の形態では、夫々の L2SW装置が電源投入時に自動的に自生成した装置 IDをブロードキャストする。そして、互いに重複する装置 IDを生成した L2SW装置があった場合にネゴシーケンスを実施して相互の装置 IDの調整をする。

[0060] 図 14は各 L2SW装置の装置 IDが電源投入時に各 L2SW装置間のネゴシーケンスによって設定される様子を示すシーケンスチャートである。図 14に沿って本実施の形態の動作を説明する。 3台の L2SW装置 1一 3はそれぞれ電源を投入されると (ステツプ S100 ステップ S102)、上位ネットワークと接続されていることを認識した後、夫々自装置の装置 IDを生成する（ステップ S103 ステップ S106)。そして、例えば、第 1の L2SW装置 1、第 2の L2SW装置 2,第 3の L2SW装置 3の順で自装置の装置 IDを全物理ポートに向けてブロードキャストする（ステップ S107—ステップ S109) 。ここで、 ID重複チェック、つまり互いに重複する装置 IDを生成した全物理ポートが有るか否かのチェックを行い有った場合には、ネゴシーケンスを行う（ステップ S110— ステップ S 112)。そして、例えば、重複する装置 IDを生成したスィッチ装置があった場合には、いずれか一方が使われてない装置 IDを使う等の取り決めに従って調整する。調整が完了すると自装置 IDを保存し L2SW装置としての動作を開始する。

[0061] 以上のように本実施の形態のネットワークシステムにおいては、システムの電源投入時に、送信側スィッチ装置と受信側スィッチ装置を含む複数の L2SW装置によりネゴシーケンスが行われる。そして、このネゴシーケンスにより各 L2SW装置の装置 I Dが設定される。このように、各 L2SW装置が自立的にユニークな装置 IDを生成するため、オペレータが付与する必要がなぐオペレータの付加が軽減される。

[0062] 上述の実施の形態では、図 1および図 4に示すように説明の簡易化のために第 1の L2SW装置 1と第 2の L2SW装置 2の 2台が接続されている形態について説明した。しかし、上述の実施の形態の L2SW装置は、 3台以上のものが接続された場合でも同様に動作可能である。以下に、この場合の動作について説明する。

[0063] 送信側 L2SW装置の動作は同様であるため、受信側 L2SW装置の動作に関して説明する。受信側 L2SW装置の L2SW部内部の FDBが Macアドレスを登録していなレ、、すなわち未学習の場合には、先に受信したフレームデータを端末装置側の全物理ポートに配信し、後に受信したフレームデータは廃棄する。そして、宛先 Macァドレスの端末装置が応答すると FDBにその Macアドレスが学習されるため次のフレーム受信からはその物理ポートにのみ受信フレームが出力される。なお、このとき第 1 一第 3の L2ネットワークに含まれる通常の L2SW装置も、上記の応答によって学習するので、不要なフレームの配信はなくなる。

[0064] そして、この動作は、実施の形態 1に示すような物理的に分離された L2ネットワークにおいても、実施の形態 2に示すような物理的に同一のネットワーク上に論理的に分離された L2ネットワークにおいても同様である。このようにして、 2台に限らず 3台以上の L2SW装置が接続された場合でも同様に動作可能である。

産業上の利用可能性

[0065] ネットワークのいずれかの部分に障害が発生した場合でも通信断となることがなレ、、高信頼性のネットワークシステムをレイヤ 2の階層で実現することを要求されるネットヮークシステムに適用して有用なものである。

符号の説明

[0066] 1-3 第 1一第 3のレイヤ 2スィッチ装置

4—6 第 1一第 3のレイヤ 2ネットワーク

8 OSS

10 レイヤ 2スィッチ部

11 冗長化処理部

12 ポート

13a— 13h 物理ポート

14a— 14c 物理ポート

15a, 15b 物理ポート

16a— 16c 物理ポート

17a, 17b 物理ポート

18a— 18c 物理ポート

20, 21 端末装置端末装置

フレーム識別子生成部

フレーム識別子付与部

送信フレームコピー音

a— 33c FDB

フレーム識別子削除部 34

受信フレー -ム処理

受信フレー -ム処理部

受信フレー -ム識別子保存用テ -ブル受信フレー 'El ϊ ρ|

受信フレー -ム識別子保存用テ -ブル受信フレー -ム処理部

フレーム識別子削除部

、 44 終端点

a— 45e FDB

振分機能部

Claims

請求の範囲

[1] フレームデータを送信する送信端末装置、前記フレームデータを受信する受信端末装置との間に設けられたネットワークシステムであって、

複数のネットワークと、前記送信端末装置を収容するとともに複数のネットワークに接続された送信側スィッチ装置と、前記受信端末装置を収容するとともに前記複数のネットワークに接続された受信側スィッチ装置とを備え、

前記送信側スィッチ装置は、

システム内で固有の認識番号とシリアル番号とからなるフレーム識別子を生成するフレーム識別子生成部と、

前記シリアル番号を進めながら前記送信端末装置から順に送出される前記フレームデータに前記フレーム識別子を順次付与するフレーム識別子付与部と、

前記フレームデータを前記複数のネットワークに対して夫々コピーして送信する送信フレームコピー部とを有し、

前記受信側スィッチ装置は、

前記フレームデータを受信し、該フレームデータに付帯するフレーム識別子を認識し該フレームデータが未受信のものであればこれを取り込み、既受信のものであればこれを廃棄する受信フレーム処理部と、

前記受信フレーム処理部が取り込んだ前記フレームデータの前記フレーム識別子を削除して前記受信端末装置に転送するフレーム識別子削除部とを有することを特徴とするネットワークシステム。

[2] 前記複数のネットワークは、同一の前記送信側スィッチ装置と同一の前記受信側スイッチ装置とを接続する 2以上のネットワークが 1つのグループとなるように組分けされており、前記送信側スィッチ装置の前記送信フレームコピー部は、同じグループ内の全てのネットワークに対して前記フレームデータを夫々コピーして送信する

ことを特徴とする請求項 1に記載のネットワークシステム。

[3] 前記送信側スィッチ装置は、応答信号の有った受信端末装置とネットワークとを関連付ける記憶手段をさらに有し、前記応答信号の受信の後には、前記受信端末装置に送信するフレームデータは、前記受信端末装置と関連付けられたネットワークおよび該ネットワークと同じグループのネットワークに送出する

ことを特徴とする請求項 2に記載のネットワークシステム。

[4] 前記複数のネットワーク力相互に物理的に接続されてないネットワークであることを特徴とする請求項 1に記載のネットワークシステム。

[5] 前記複数のネットワーク力同一のネットワーク媒体中に形成された複数の VLAN である

[6] 前記送信側スィッチ装置および前記受信側スィッチ装置は、内部に前記 VLANを構築するための終端点が生成されている

ことを特徴とする請求項 5に記載のネットワークシステム。

[7] 前記送信側スィッチ装置および前記受信側スィッチ装置は、各物理ポートの持つ F DBと送信フレームコピー部が保持する VLANテーブルとを有し、前記 VLANは前記 FDBと前記 VLANテーブルとを用いて構築されている

[8] 前記システム内で固有の認識番号は、前記送信側スィッチ装置の装置 IDであることを特徴とする請求項 1に記載のネットワークシステム。

[9] 前記装置 IDは、上位のシステム管理部からの設定により決定される

ことを特徴とする請求項 8に記載のネットワークシステム。

[10] 前記装置 IDは、システムの電源投入時に、前記送信側スィッチ装置と受信側スイツチ装置を含む複数のスィッチ装置間で行われるネゴシーケンスにより決定されることを特徴とする請求項 8に記載のネットワークシステム。

[11] 前記システム内で固有の認識番号は、送信元 Macアドレスである

[12] 前記システム内で固有の認識番号は、コア用 VLANタグである

[13] 前記フレーム識別子の付与領域は、 Macフレームヘッダの VLANIDの後方の領域である

[14] 前記フレーム識別子の付与領域は、 Macフレームヘッダのコア網用 VLANIDの後方の領域である

[15] 前記フレーム識別子の付与領域は、 Macフレーム FCSの後方の領域である

[16] フレームデータを送信する送信端末装置、前記フレームデータを受信する受信端末装置との間に設けられたネットワークシステムに用レ、られる送信側スィッチ装置であって、

前記送信端末装置を収容するとともに複数のネットヮ一外こ接続され、システム内で固有の認識番号とシリアル番号とからなるフレーム識別子を生成するフレーム識別子生成部と、

前記シリアル番号を進めながら前記送信端末装置から順に送出されるフレームデータに前記フレーム識別子を順次付与するフレーム識別子付与部と、

前記フレームデータを前記複数の前記ネットワークに対して夫々コピーして送信する送信フレームコピー部とを有する

ことを特徴とする送信側スィッチ装置。

[17] フレームデータを送信する送信端末装置、前記フレームデータを受信する受信端末装置との間に設けられたネットワークシステムに用いられる受信側スィッチ装置であってヽ

前記受信端末装置を収容するとともに前記複数のネットワークに接続され、前記フレームデータを受信し、該フレームデータに付帯するフレーム識別子を認識し該フレームデータが未受信のものであればこれを取り込み、既受信のものであればこれを廃棄する受信フレーム処理部と、

前記受信フレーム処理部が取り込んだ前記フレームデータの前記フレーム識別子を削除して前記受信端末装置に転送するフレーム識別子削除部とを有する

ことを特徴とする受信側スィッチ装置。

[18] フレームデータを送信する送信端末装置、前記フレームデータを受信する受信端末装置との間に設けられたネットワークシステムに用いられる両用スィッチ装置であつて、

1以上の前記送信端末装置と 1以上の前記受信端末装置とを収容し、前記複数のネットワークに接続され、

前記フレームデータを前記複数の前記ネットワークに対して夫々コピーして送信する送信フレームコピー部と、

ことを特徴とする両用スィッチ装置。

フレームデータを送信する送信端末装置と前記フレームデータを受信する受信端末装置との間に設けたネットワークシステムを用いて前記フレームデータを送信する方法であって、

前記ネットワークシステムとして、複数のネットワークと、前記送信端末装置を収容するとともに複数のネットワークに接続された送信側スィッチ装置と、前記受信端末装置を収容するとともに前記複数のネットワークに接続された受信側スィッチ装置とを設け前記送信側スィッチ装置により、

システム内で固有の認識番号とシリアル番号とからなるフレーム識別子を生成し、前記シリアル番号を進めながら前記送信端末装置から順に送出される前記フレームデータに前記フレーム識別子を順次付与し、

前記フレームデータを前記複数のネットワークに対して夫々コピーして送信し、前記受信側スィッチ装置により、前記フレームデータを受信し、該フレームデータに付帯するフレーム識別子を認識し該フレームデータが未受信のものであればこれを取り込み、既受信のものであればこれを廃棄し、

前記受信フレーム処理部が取り込んだ前記フレームデータの前記フレーム識別子を削除して前記受信端末装置に転送する

ことを特徴とするフレームデータの送信方法。