WO2006040796A1

WO2006040796A1 - 通信システムおよび中継装置

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Publication number: WO2006040796A1
Application number: PCT/JP2004/014916
Authority: WO
Inventors: Yoshinori Takada; Kazuyuki Kashima
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2007-04-08

Abstract

　ＶＬＡＮタグ付加部（１０２）はデータフレームの宛先ＭＡＣアドレスとＶＬＡＮ−ＩＤ／ＭＡＣアドレス対応ＤＢ（４００）とに基づいてＶＬＡＮ−ＩＤを付加したタグ付きデータフレームを生成し、ＶＬＡＮスイッチ部（１０１）はタグ付きデータフレームのＶＬＡＮ−ＩＤとＶＬＡＮ−ＩＤ／ポート番号対応ＤＢ（５００）とに基づいて中継Ｉ／Ｆ（１０７−１）～（１０７−ｍ）を選択してタグ付きデータフレームを出力する。障害管理部（１１１）は、選択している中継Ｉ／Ｆ（１０７−１）～（１０７−ｍ）が収容するＶＬＡＮの障害を検出すると、ＶＬＡＮ−ＩＤ／ポート番号対応ＤＢ（５００）に登録されている当該ＶＬＡＮ−ＩＤが付与された複数のＶＬＡＮを収容する複数の中継Ｉ／Ｆ（１０７−１）～（１０７−ｍ）の優先度に基づいて迂回経路のＶＬＡＮを収容する中継Ｉ／Ｆ（１０７−１）～（１０７−ｍ）を選択する。

Description

明細書

通信システムおよび中継装置

技術分野

[0001] 本発明は、仮想ネットワークが定義されたネットワークに配置される中継装置に関するものであり、特に、ネットワークの通信経路に障害が発生した場合に、障害を迂回した通信経路に切替えてデータを転送する中継装置によって構成される通信システムに関するものである。

背景技術

[0002] 一般的に、レイヤ 2ネットワーク（以下、 L2ネットワークとする）では、スパユング'ッリ一.プロトコル（STP : Spanning Tree Protocol)や高速スパユング'ツリー'プロトコル (RSTP : Rapid Spanning Tree Protocol)などを用いてネットワーク構成の管理および障害箇所の迂回を実現することが多、。

[0003] しかしながら、 STPや RSTPを用いた場合、 L2ネットワークが自立分散的にネットヮークの構成の変更を行なうため、障害を検出してから障害箇所を迂回した通信経路を用いてデータを転送するまでの時間 (通信中断時間）が長くなるという問題があつた。

[0004] このような問題を改善するために、従来から種々の技術が考えられている。たとえば、特許文献 1には、複数の仮想ネットワークを設定し、障害箇所により送信側の中継装置にて転送先の仮想ネットワークを切り替えることにより、障害箇所の迂回箇所を実現するネットワーク転送システム及び転送方法に関する技術が開示されている。

[0005] 具体的には、中継装置は VLAN— IDに基づいてフレームの出力先を決定する「V LAN— IDスィッチ」により構成され、 VLAN— 情報と対応する出力ポート情報が登録される各ポートの転送テーブルを管理する。中継装置は入力フレームの VLAN— I D情報と各ポートの転送テーブルとに基づいて入力フレームを出力する出力ポート情報を決定し、決定した出力ポート情報に基づいて入力フレームを転送する。

[0006] また、中継装置に予め設定された VLANに対して現用系 VLANと予備系 VLANとを設定しておく。そして、 VLANにおいて診断用の同報パケットを用いて障害を検出した場合には、障害が検出された現用系 VLANカゝら予備系 VLANにフレームの転送先を切替えて障害を自動的に迂回するようにして、る。

[0007] 特許文献 1：特開 2003— 158539号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] し力しながら、上記特許文献 1に記載の従来技術では、予め障害迂回用として設定されて!/、る VLANのうち、障害発生のな!、異なった VLAN— IDのネットワークを使用するために転送フレームに付カ卩する VLANの VLAN— IDを切替えるようにして!/、るので、障害迂回のために複数の VLANを定義しておく必要があり、 2つ以上の VLA N— IDを消費してしまうという問題があった。

[0009] また、上記特許文献 1に記載の従来技術では、準備しておく代替経路の数と同数の VLAN— IDを確保しなければならな!/、ので、システム構成が大きくなるほど消費される LVAN— IDの数が多くなる。そのため、上記特許文献 1に記載の従来技術を大規模ネットワークに適用すると、 VLAN— IDのリソースが枯渴してしまうという問題があつた o

[0010] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、 VLAN— IDの消費を抑制しつつ、障害時の迂回経路を構成することができる通信システムおよび中継装置を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0011] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、支線ネットワークを収容する 1一複数の支線インタフェース部と中継リンクを収容する複数の中継インタフース部とを有する複数の中継装置が中継リンクを介して接続され、自装置が収容する支線ネットワークと通信相手となる支線ネットワークを収容する中継装置との間で通信経路が重複しな、複数の仮想ネットワークを設定し、設定した複数の仮想ネットヮークに対して同一の仮想ネットワーク識別子を付与する通信システムにおいて、前記中継装置は、宛先 MACアドレスに対応付けて前記仮想ネットワーク識別子が登録される VLAN— IDZMACアドレス対応データベースと、前記仮想ネットワーク識別子に対応付けて、当該仮想ネットワーク識別子が付与された複数の仮想ネットワークの中継リンクを収容する複数の中継インタフース部の優先度および選択すべき中継インタフェース部が登録される VLAN— IDZポート番号対応データベースと、前記支線インタフェース部力入力されたデータフレームに含まれる宛先 MACアドレスと前記 VLAN— IDZMACアドレス対応データベースとに基づ!/、て、前記データフレームに仮想ネットワーク識別子を含む VLANタグヘッダを付与したタグ付きデータフレームを生成する VLANタグ付加部と、この VLANタグ付加部によって生成されたタグ付きデータフレームの仮想ネットワーク識別子と前記 VLAN— IDZポート番号対応データベースとに基づいて、前記タグ付きデータフレームを出力する中 «インタフエ一ス部を選択し、選択した中継インタフェース部を介して前記タグ付きデータフレームを中継リンクに出力する VLANスィッチ部と、前記中継インタフース部を介して前記中継リンク力受信したタグ付きデータフレームが自装置が収容する支線ネットワーク宛ての場合、前記受信したタグ付きデータフレームから VLANタグヘッダを削除したデータフレームを生成し、生成したデータフレームを前記支線インタフェース部を介して支線ネットワークに出力する VLANタグ削除部と、を備えることを特徴とする。発明の効果

本発明に力かる通信システムは、支線ネットワークを収容する中継装置間で通信経路が重複しな、複数の仮想ネットワークを設定し、設定した複数の仮想ネットワークに対して同一の仮想ネットワーク識別子を付与しておき、 VLANタグ付加部力支線ネットワークから受信したデータフレームに含まれる宛先 MACアドレスと、宛先 MAC アドレスに対応付けて仮想ネットワーク識別子が登録される VLAN— IDZMACアドレス対応データベースと、に基づ、て仮想ネットワーク識別子を含む VLANタグへッダを付与したタグ付きデータフレームを生成し、 VLANスィッチ部力タグ付きデータフレームに含まれる仮想ネットワーク識別子と、仮想ネットワーク識別子に対応付けて、当該仮想ネットワーク識別子が付与された複数の仮想ネットワークの中継リンクを収容する複数の中継インタフェース部の優先度および選択すべき中継インタフェース部が登録されて、る VLAN— IDZポート番号対応データベースと、に基づ、てタグ付きデータフレームを出力する中継インタフェース部を選択し、選択した中継インタフエース部を介してタグ付きデータフレームを中継リンクに出力するようにしているので、仮想ネットワーク識別子の消費を抑制しつつ、支線ネットワークを収容する中継装置間で通信経路が重複しない複数の仮想ネットワークを迂回経路として構成することができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は、この発明に力かる通信システムの構成の一例を示す図である。

[図 2]図 2は、図 1に示した通信システムに設定される VLANを示す図である。

[図 3]図 3は、図 1に示した支線ネットワークで用いるデータフレームの構成を示す図である。

[図 4]図 4は、図 1に示した中継ネットワークで用いるデータフレームの構成を示す図である。

[図 5]図 5は、図 1に示したノード装置の構成を示すブロック図である。

[図 6]図 6は、図 5に示した VLAN— IDZMACアドレス対応 DBの一例を示す図である。

[図 7]図 7は、図 5に示した VLAN— IDZポート番号対応 DBの一例を示す図である。

[図 8]図 8は、この発明にかかる通信システムのノード装置の動作を説明するためのフローチャートである。

[図 9]図 9は、この発明にかかる通信システムのノード装置の動作を説明するためのフローチャートである。

[図 10]図 10は、この発明にかかる通信システムのノード装置の動作を説明するためのフローチャートである。

[図 11]図 11は、図 1に示したノード装置の VLAN— IDZポート番号対応 DBの一例を示す図である。

[図 12]図 12は、図 1に示したノード装置の VLAN— IDZポート番号対応 DBの一例を示す図である。

[図 13]図 13は、図 11に示した VLAN— IDZポート番号対応 DBの変更後の VLAN IDZポート番号対応 DBを示す図である。

符号の説明

[0014] 100a, 100b, 100c, 100d, lOOe ノード装置 101 VLANスィッチ部

102 VLANタグ付カロ部

103 VLANタグ削除部

104 L2スィッチ部

105- - 1, 105— n 支線 IZF

107- -1, 107— m 中継 I/F

109- - 1, 109-m 多重分離部

111 障害管理部

200, 300 データフレーム

201 宛先 MAC

202 送信元 MAC

203 長さ Zタイプ

204 データ ZLCC

303 TPID

304 TCI

307 ユーザプライオリティ

308 CFI

309 VLAN— ID

400 VLAN— IDZMACアドレス対応 DB

500 VLAN - IDZポート番号対応 DB

601 中継ネットワーク

602, 603 支線ネットワーク

604, 613 支線リンク

605, 606, 607, 608, 609, 610, 611, 612 中継リンク

701, 702, 703 VLAN

発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明にかかる通信システムおよび中継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。

[0016] 図 1一図 13を参照してこの発明にかかる本実施の形態の通信システムを説明する。図 1は、この発明に力かる本実施の形態の通信システムの構成の一例を示す図である。この発明にかかる本実施の形態の通信システムは、複数 (この場合は 5台）のノード装置（Node) 100a— 100eによって構成される中継ネットワーク 601と、ノード装置 100aによって中継ネットワーク 601と接続される支線ネットワーク 602と、ノード装置 100eによって中継ネットワーク 601と接続される支線ネットワーク 603とを備えている。

[0017] 支線ネットワーク 602, 603は、図示していない端末装置を収容するネットワークであり、中継ネットワーク 601は支線ネットワーク 602, 603からのトラヒックを多重化して、高速に転送するためのネットワークである。なお、ノード装置 100a— 100eが請求の範囲で!/、うところの中継装置である。

[0018] ノード装置 100aは、支線ネットワーク 602の支線リンク 604を収容して図示していない支線ネットワーク 602内の端末装置と接続されるとともに、中継ネットワーク 601の中 ϋリンク 605— 607を収容してノード装置 100b— 100dと接続されている。ノード装置 100bは、中継ネッ卜ワーク 601の中継リンク 605, 608, 610を収容してノード装置 100a, 100c, 100eと接続されている。ノード装置 100cは、中継ネットワーク 601の中継リンク 606, 608, 609, 611を収容しており、ノード装置 100a, 100b, 100d, 1 00eと接続されている。ノード装置 100dは、中継ネットワーク 601の中継リンク 607, 609, 612を収容しており、ノード装置 100a, 100c, 100eと接続されて! /、る。ノード装置 100eは、支線ネットワーク 603の支線リンク 613を収容して図示していない支線ネットワーク 603内の端末装置と接続されるとともに、中継ネットワーク 601の中継リンク 610— 612を収容してノード装置 100b— 100dに接続されている。

[0019] 図 1では、ノード装置 100a, 100e力支線ネットワーク 602, 603と中継ネットワーク 601とを接続するエッジノード装置であり、ノード装置 100b— 100dは中継ネットヮーク 601のコアノード装置となっている。この発明に力かる通信システムでは、エッジノード装置であるノード装置 100aとノード装置 100eとの間の中継ネットワーク 601内で通信経路の重複が発生しな、ように複数の通信経路 (仮想ネットワーク)を設定しておく。なお、仮想ネットワークを以下、 VLAN (Virtual Local Area Network)とする。

[0020] 図 2は、図 1に示した通信システムのノード装置 100aとノード装置 100eとの間に設定されている VLANを示している。図 2では、ノード装置 100aとノード装置 100eとの間に 3つの VLAN701— 703が設定されている。 VLAN701は、ノード装置 100aから中継リンク 605を介してノード装置 100bに接続し、ノード装置 100bから中継リンク 610を介してノード装置 100eに接続する通信経路である。 VLAN702は、ノード装置 100aから中継リンク 606を介してノード装置 100cに接続し、ノード装置 100cから中継リンク 611を介してノード装置 100eに接続する通信経路である。 VLAN703は、ノード装置 100aから中継リンク 607を介してノード装置 100dに接続し、ノード装置 100dから中継リンク 612を介してノード装置 100eに接続する通信経路である。この発明に力かる通信システムでは、これらの VLAN701— 703には同一の仮想ネットヮーク識別子（以下、 VLAN-IDとする）を設定する。すなわち、支線ネットワーク 602と中継ネットワーク 601とを接続するノード装置 100aと支線ネットワーク 603と中継ネットワーク 601とを接続するノード装置 100eとの間の通信経路が重複しないように VLA N701— 703を設定し、 VLAN701— 703に対して同一の VLAN— IDを設定する。 VLAN701— 703は、通信経路が重複しないように設定されているので、たとえば、 VLAN701に障害が発生した場合でも、 VLAN702, 703を迂回経路として使用することがでさる。

[0021] 図 3および図 4を参照して、この発明に力かる通信システムが扱うデータフレームの構成を説明する。図 3は、支線ネットワーク 602, 603で用いるデータフレーム 200の構成を示している。データフレーム 200は、一般的な Ethernet (登録商標）フレームであり、データフレーム 200の宛先の MACアドレスを示す宛先 MAC201と、データフレーム 200の送信元の MACアドレスを示す送信元 MAC202と、データフレーム 2 00の長さおよびタイプを示す長さ Zタイプ 203と、ユーザデータおよび LCCが設定されるデータ ZLCC204とで構成される。

[0022] 図 4は、中継ネットワーク 601で用いる VLANタグ付きのデータフレーム 300 (請求の範囲でいうところのタグ付きデータフレーム）の構成を示している。データフレーム 3 00は、一般的な VLAN対応の Ethernet (登録商標）フレームであり、図 3に示したデータフレーム 200の送信元 MAC202と長さ Zタイプ 203との間に TPID (Tag Protocol Identifier) 303と TCI304とからなる VLANタグヘッダが付カ卩されている。

[0023] TPID300には、データフレーム 300が VLANタグヘッダを含むデータフレームであることを示す固定値「0x8100」が設定される。 TCI304は、優先情報が設定されるユーザプライオリティ 307 (図 4では「P」で示して!/、る）と、 CFI (Canonical Format Identifier) 308 (図 4では「C」で示して!/、る）と、 VLANを識別するための VLAN— ID 309とで構成される。

[0024] なお、支線ネットワーク 602, 603において、図 4に示したデータフレーム 300ではなぐ図 5に示したデータフレーム 300、すなわち VLANタグ付きのデータフレームを用いることがある。この場合は、 VLANタグを VLANタグでエンカプセレーションする技術を用いて、中継ネットワーク 601における VLANタグの使用と、支線ネットワーク 602, 603での VLANの使用を等価的に扱うようにすればよい。

[0025] ノード装置 100a— 100eはそれぞれ同じ機能を備えている。図 5に示したノード装置 100aの構成を示すブロック図を参照して、ノード装置の機能を説明する。ノード装置 100aは、 n(nは自然数)個の支線インタフェース（以下、支線 iZFとする） 105— 1 一 105— n、 m (l <m, mは自然数）個の中継インタフェース（以下、中継 iZFとする） 107— 1— 107— m、レイヤ 2スィッチ部（以下、 L2スィッチ部とする） 104、 VLANスィツチ部 101、 VLANタグ付カ卩部 102、 VLANタグ削除部 103、多重分離部 109—1— 109— m、障害管理部 111、 VLAN— IDZポート番号対応 DB500、および VLAN— IDZMACアドレス対応 DB400を備えて!/、る。

[0026] 支線 IZF105— 1— 105-mは、支線ネットワーク 602の支援リンク 604を収容するインタフェース機能を備えており、支線リンク 604から入力されるデータフレーム 200 を L2スィッチ部 104に出力するとともに、 L2スィッチ部 104から出力されるデータフレーム 200を支線リンク 604に出力する。

[0027] L2スィッチ部 104は、一般的なレイヤ 2スィッチのブリッジング機能を備え、データフレーム 200の宛先 MAC201〖こ基づ!/、てデータフレーム 200の転送先を決定する。 L2スィッチ部 104は、データフレーム 200の転送先が支線ネットワーク 602である場合には、データフレーム 200を宛先 MAC201に対応する支線 IZF105— 1一 105 nに出力する。 L2スィッチ部 104は、データフレーム 200の転送先が中継ネットヮーク 601である場合には、データフレーム 200を VLANタグ付加部 102に出力する。

[0028] VLANタグ付カ卩部 102は、 L2スィッチ部 104から入力されるデータフレーム 200の宛先 MAC201と VLAN— IDZMACアドレス対応 DB400とに基づいてデータフレーム 200に VLANタグヘッダを付カ卩してデータフレーム 300を生成し、生成したデータフレーム 300を VLANスィッチ部 101に出力する。

[0029] 図 6は、図 5に示した VLAN— IDZMACアドレス対応 DB400の一例を示している。 VLAN— IDZMACアドレス対応 DB400には、 MACアドレス 401に対応付けて V LAN— ID402が登録される。図 6では、 MACアドレス「MAC # 1」に対応付けて VL AN— ID rVLAN # 1」が登録され、 MACアドレス「MAC # 2」に対応付けて VLAN -ID rVLAN # 2」が登録され、 · · ·、 MACアドレス「MAC # N」に対応付けて VLA N— ID rVLAN # N」が登録されて!、る。

[0030] VLANタグ付カ卩部 102は、データフレーム 200の宛先 MAC201に設定されている MACアドレスを検索キーとして VLAN— IDZMACアドレス対応 DB400の MACァドレス 401を検索して、宛先 MAC201に設定されている宛先 MACアドレスと一致した MACアドレスに対応付けて登録されている VLAN— IDをデータフレーム 300の V LAN— ID309に設定する。 VLANタグ付カ卩部 102は、データフレーム 300を VLAN スィッチ部 101に出力する。

[0031] 図 5に戻って、 VLANスィッチ部 101は、データフレーム 300の VLAN— ID309に設定されて、る VLAN— IDと VLAN— IDZポート番号対応 DB500とに基づ!/、てデ一タフレーム 300の転送先を決定する。

[0032] 図 7は、図 5に示した VLAN— IDZポート番号対応 DB500の一例を示している。 V LAN— IDZポート番号対応 DB500には、 VLAN— ID501に対応付けて転送ポート番号 502と転送ポートの優先度を示す優先度リスト 503とが登録される。図 7では、 V LAN— ID「 VLAN # 1」に対応付けて転送ポート「PORT# 1」と転送優先度 1の「P ORT # 1]と、 · · ·、転送優先度 Wの「PORT # X」が登録され、 VLAN-ID「VLAN # 2」に対応付けて転送ポート「PORT# 2」と転送優先度 1の「PORT# 2]と、 · · ·、転送優先度 Wの「PORT # Y」が登録され、 VLAN-ID「VLAN # N」に対応付けて転送ポート「PORT# N」と転送優先度 1の「PORT# N]と、 · · ·、転送優先度 W 「 PORT # Z」が登録されて!、る。

[0033] VLANスィッチ部 101は、データフレーム 300の VLAN— ID309に設定されている VLAN— IDを検索キーとして VLAN— IDZポート番号対応 DB500を検索して、 VL AN— ID309に設定されている VLAN— IDと一致した VLAN— IDに対応付けられている転送ポートをデータフレーム 300の転送先に決定する。 VLANスィッチ部 101は、決定した転送先が中継ネットワーク 601を示している場合には、データフレーム 30 0を決定した転送ポートに対応する多重分離部 109— 1— 109-mに出力する。 VLA Nスィッチ部 101は、決定した転送ポートが支線ネットワーク 602を示している場合には、データフレーム 300を VLANタグ削除部 103に出力する。

[0034] 多重分離部 109—1— 109— mは、 VLANスィッチ部 101から入力されたデータフレーム 300を中継 IZF107— 1— 107— mに転送する。また、多重分離部 109— 1— 10 9 mは、中継 IZF107—1— 107— mから入力されるフレームがデータフレーム 300 であるのか、障害検出用の制御フレームであるのかを識別する。入力されるフレームがデータフレーム 300の場合には VLANスィッチ部 101にデータフレーム 300を出力し、入力されるフレームが制御フレームの場合には障害管理部 111に制御フレームを出力する。

[0035] 中継 I/F107— 1— 107— mは、中継ネットワーク 601の中継リンク 605— 607を収容するインタフェース機能を備えており、中継リンク 605— 607から入力するデータフレーム 300を多重分離部 109— 1— 109-mに出力するとともに、多重分離部 109-1 一 109— mから入力されるデータフレーム 300を中継リンク 605— 607に出力する。

[0036] 障害管理部 111は、中継ネットワーク 601に定義された仮想ネットワークである VL AN701— 703の障害を監視する。障害管理部 111は、障害を検出した場合には、 VLAN— IDZポート番号対応 DB500の優先度リスト 503に基づいて迂回する通信経路を選択して VLAN— IDZポート番号対応 DB500の転送ポート 502を変更して、 VLAN701— 703の経路制御を行なう。

[0037] つぎに、図 8—図 10のフローチャートを参照して、ノード装置 100a— 100eの動作を説明する。まず、図 8のフローチャートを参照して、支線 IZF105— 1— 105-nがデ一タフレーム 200を受信した場合のノード装置 100a— 100eの動作を、ノード装置 1 00aを例に挙げて説明する。

[0038] 支線ネットワーク 602の支線リンク 604を収容する支線 IZF105—1— 105— nは、支線リンク 604力もデータフレーム 200を受信すると L2スィッチ部 104に受信したデ一タフレーム 200を出力する（ステップ S 100)。

[0039] L2スィッチ部 104は、データフレーム 200の宛先 MAC201に設定されている宛先 MACアドレスに基づいて転送先を決定し、決定した転送先が中継ネットワーク 601 であるのか支線ネットワーク 602であるのかを判定する（ステップ S 110, S120)。決定した転送先が中継ネットワーク 601である場合、 L2スィッチ部 104は、データフレーム 200を VLANタグ付カ卩部 102に出力する。

[0040] VLANタグ付カ卩部 102は、データフレーム 200の宛先 MAC201の MACアドレスと VLAN— IDZMACアドレス対応 DB400とに基づ!/、て、宛先 MACアドレスに対応する VLAN— IDを検索して VLANを決定して VLANタグヘッダをデータフレーム 20 0に付カ卩したデータフレーム 300を生成する（ステップ S130)。具体的には、データフレーム 200の宛先 MAC201に設定されて!、る MACアドレスを検索キーとして VLA N— IDZMACアドレス対応 DB400の MACアドレス 401を検索して、宛先 MAC20 1に設定されて!、る宛先 MACアドレスと一致した MACアドレスに対応付けて登録されている VLAN— IDを検出する。そして、検出した VLAN— IDが示す VLANを使用する VLANとして決定して、検出した VLAN— IDをデータフレーム 300の VLAN— I D309に設定する。また、 VLANタグ付カロ咅 102ίま、丁 10303に固定値「0 8100」を設定し、ユーザプライオリティ 307および CFI308に所定の値を設定する。 VLAN タグ付加部 102は、データフレーム 300を VLANスィッチ部 101に出力する。

[0041] VLANタグ付カ卩部 102からデータフレーム 300を受信すると、 VLANスィッチ部 10 1は、データフレーム 300の VLAN— ID309に設定されている VLAN— IDと VLAN— IDZポート番号対応 DB500とに基づいて、 VLAN— IDに対応する転送ポート番号を検索して、データフレーム 300の転送先（転送ポート）を決定する (ステップ S 140) 。具体的には、データフレーム 300の VLAN— ID309に設定されている VLAN— ID を検索キーとして VLAN— IDZポート番号対応 DB500を検索して、 VLAN— ID309 に設定されて、る VLAN— IDと一致した VLAN— IDに対応付けられて!/、る転送ポートをデータフレーム 300の転送先に決定する。

[0042] VLANスィッチ部 101は、データフレーム 300を決定した転送ポートに対応する多重分離部 109—1— 109— mに出力し、多重分離部 109—1— 109— mはデータフレーム 300を中継 IZF107—1— 107— mを介して中継ネットワーク 601に出力する（ステップ S 150)。

[0043] 一方、決定した転送先が中継ネットワーク 601でない場合 (決定した転送先が支線ネットワーク 602の場合）、 L2スィッチ部 104は、データフレーム 200を決定した転送先に対応する支線 IZF105— 1— 105-nを介して支線ネットワーク 602に出力する（ステップ S 160)。

[0044] つぎに、図 9のフローチャートを参照して、中継 IZF107— 1— 107— mがフレーム（データフレーム 300または制御フレーム）を受信した場合のノード装置 100a— 100e の動作を、ノード装置 100aを例に挙げて説明する。

[0045] 中継ネットワーク 601の中継リンク 605— 607を収容する中継 IZF107—1— 107— mは、中継ネットワーク 601の中継リンク 605— 607からフレームを受信すると多重分離部 109—1— 109— mに受信したフレームを出力する（ステップ S200)。

[0046] 多重分離部 109—1— 109— mは、中継 IZF107—1— 107— mから受信したフレームがデータフレーム 300であるの力、制御フレームであるのかを判定する（ステップ S 210)。受信したフレームがデータフレーム 300の場合、多重分離部 109—1— 109— mは、データフレーム 300を VLANスィッチ部 101に出力する。

[0047] 多重分離部 109—1— 109— mからデータフレーム 300が入力されると、 VLANスィツチ部 101は、データフレーム 300の VLAN— ID309に設定されて!、る VLAN— ID と VLAN— IDZポート番号対応 DB500とに基づ!/、て、 VLAN— IDに対応する転送ポート番号を検索して、データフレーム 300の転送先 (転送ポート）を決定する (ステツプ S220)。

[0048] VLANスィッチ部 101は、決定した転送ポート番号が支線ネットワーク 602を示すポート番号である力否かを判定する (ステップ S230)。決定した転送ポート番号が支線ネットワーク 602を示すポート番号である場合、 VLANスィッチ部 101は、 Vデータフレーム 300を VLANタグ削除部 103に出力する。

[0049] VLANタグ削除部 103は、データフレーム 300の VLANタグヘッダを削除して、デ一タフレーム 200を生成する（ステップ S 240)。 VLANタグ削除部 103は、生成したデータフレーム 200を L2スィッチ部 104に出力する。

[0050] VLANタグ削除部 103からデータフレーム 200が入力されると、 L2スィッチ部 104 は、データフレーム 200の宛先 MAC201に設定されて!、る MACアドレスに基づ!/ヽてデータフレーム 200の転送先を決定する（ステップ S250)。 L2スィッチ部 104は、決定した転送先に対応する支線 IZF105— 1— 105-nを介してデータフレーム 200 を支線ネットワーク 602に出力する（ステップ S260)。

[0051] 決定した転送ポート番号が支線ネットワーク 602を示すポート番号ではない場合（決定した転送ポート番号が中継ネットワーク 601を示すポート番号である場合）、 VL ANスィッチ部 101は、決定した転送ポート番号に対応する多重分離部 109— 1— 10 9 mおよび中継 IZF107—1— 107— mを介してデータフレーム 300を中継ネットヮーク 601に出力する（ステップ S270)。

[0052] 一方、中継ネットワーク 601から受信したフレームがデータフレーム 300ではない場合 (受信したフレームが制御フレームの場合）、多重分離部 109—1— 109— mは、制御フレームを障害管理部 111に出力する。

[0053] 障害管理部 111は、制御フレームを受信すると、制御フレームを受信した中 «IZF 107— 1一 107— mが収容する中継リンクは正常であると判定して所定の処理を行なう (ステップ S280)。所定の処理は、たとえば、制御フレームが自装置が送信した制御フレームに対するものであれば、所定の時間をおいて再度制御フレームを多重分離部 109— 1— 109— mおよび中継 IZF107—1— 107— mを介して中継ネットワーク 60 1に送信する障害検出処理を行なう。制御フレームが自装置が送信した制御フレームに対するものでない場合で、かつ障害を通知するものではない場合には、受信した制御フレームを VLANスィッチ部 101に出力する。 VLANスィッチ部 101は、障害管理部 111から制御フレームが入力され制御フレームに対して、データフレーム 300 と同様に制御フレームを多重分離部 109— 1— 109-mおよび中継 IZF107— 1から 1 07— mを介して中継ネットワーク 601に出力する。また、制御フレームが障害が発生して、る VLAN— IDを含む障害を通知する制御フレームの場合には、後述する障害発生時の迂回処理を実行する。

[0054] つぎに、図 10のフローチャートを参照して、障害発生時のノード装置 100a— lOOe の迂回処理の動作を説明する。障害管理部 111は、障害を通知する制御フレームを受信した場合、制御フレームに含まれる VLAN— IDに基づヽて障害が発生した VL ANを特定する（ステップ S 300)。

[0055] 障害管理部 111は、特定した VLAN、すなわち制御フレームに含まれる VLAN— I Dと VLAN— IDZポート番号対応 DB500とに基づ!/、て、障害が発生した VLANに対して現在選択しているポート番号を検出する (ステップ S310)。具体的には、制御フレームに含まれる VLAN— IDを検索キーとして VLAN— ID/ポート番号対応 DB5 00の VLAN— ID501を検索して、検索キーと一致する VLAN— ID501に対応付けて登録されている転送ポート番号 502のポート番号を検出する。

[0056] また、自装置が送信した制御フレームに対する制御フレームを所定の時間内に受信しな力つた場合、障害管理部 111は、自装置が制御フレームを送信した中継 IZF 107— 1一 107— mに対応するポート番号を障害が発生した VLANを示すポート番号とし、このポート番号を検索しキーとして、検索キーと一致する VLAN— IDZポート番号対応 DB500の転送ポート番号 502のポート番号を検出する。

[0057] 障害管理部 111は、検出したポート番号に対応付けて登録されている VLAN— ID Zポート番号対応 DB500の優先度リスト 503から、検出したポート番号 (現在選択しているポート番号)のつぎに優先度の高いポート番号を検出する (ステップ S320)。

[0058] 障害管理部 111は、検出したポート番号を現在選択しているポート番号として、このポート番号が示す中継 IZF107— 1— 107-mに収容されている中継リンクが含まれる VLANのネットワークの健全性を確認する (ステップ S330)。具体的には、障害管理部 111は、選択したポート番号が示す多重分離部 109— 1— 109-mおよび中継 I ZF107-1— 107-mを介して障害検出用の制御フレームを出力する。そして、出力した制御フレームに対する制御フレームを所定の時間内に受信する力否かによってネットワークの健全性を確認する。

[0059] 障害管理部 111は、現在選択しているポート番号が示す中継 IZF107-1— 107- mに収容されて!、る中継リンクが含まれる VLANのネットワークの健全性が確認されるまで、検出したポートに対応付けられて登録されてヽる VLAN— IDZポート番号対応 DB500の優先度リスト 503から、現在選択して!/、るポート番号のつぎに優先度の高いポート番号を選択し、選択したポート番号が示す中継 IZF107-1— 107— mに収容されてヽる中継リンクが含まれる VLANのネットワークの健全性を確認する動作を繰り返す (ステップ S320— S 340)。

[0060] ネットワークの健全性を確認すると（出力した制御フレームに対する制御フレームを所定の時間内に受信すると)、障害管理部 111は、現在選択しているポート番号を新たなポート番号として転送ポート番号 502に登録する (ステップ S350)。

[0061] これにより障害を検出した VLANを示す VLAN— IDに対応付けて VLAN— IDZポート番号対応 DB500に登録されている転送ポート番号 502が障害を検出した VLA Nと同一の VLAN— IDが付与されている異なる VLANへの中継リンクを収容する中継 IZF107-1— 107-mを示すポート番号に変更され、迂回路が設定される。

[0062] つぎに、先の図 2、および図 11一図 13を参照して、この発明に力かる通信システムの動作を説明する。なお、ノード装置 100aとノード装置 lOOeとの間に設定されている VLAN701— 703には VLAN— IDとして「VLAN # 1」が予め付与されて!、るものとし、ノード装置 100aの VLAN— IDZポート番号対応 DB500には、図 11に示すように VLAN— ID501の「VLAN # 1」に対応付けた転送ポート番号 502としてノード装置 100bと接続する中継リンク 605を収容しているポート番号を示す「ToNode # 2」が登録され、優先度リスト 503には優先順位の高い順に中継リンク 605を収容しているポート番号を示す「ToNode # 2」、中継リンク 606を収容して!/ヽるポート番号を示す「ToNode # 3」、中継リンク 607を収容して!/、るポート番号を示す「ToNode # 4」が登録されているものとする。また、ノード装置 100b— 100dの VLAN-IDZポート番号対応 DB500には、図 12に示すように VLAN— ID501の「VLAN # 1」に対応付けた転送ポート番号 502としてノード装置 100eと接続する中継リンク 610— 612を収容しているポート番号を示す「ToNode # 5」が登録されているものとする。なお、図 1 2では、優先度リスト 503は省略している。

[0063] ノード装置 100aは、支線ネットワーク 602の支線リンク 604を収容する支線 IZFIO 5—1— 105-nから支線ネットワーク 603の支線リンク 613に接続されて!、る端末装置宛てのデータフレーム 200を受信すると、図 8のフローチャートで説明した転送処理によって VLANタグヘッダの VLAN— ID309に「VLAN # 1」を設定したデータフレーム 300を生成し、生成したデータフレーム 300を中継リンク 605に出力する。

[0064] ノード装置 100bは、中継リンク 605を収容する中継 IZF107—1— 107— mを介してノード装置 100aからのデータフレーム 300を受信すると、図 9のフローチャートで説明した転送処理によってノード装置 100aからのデータフレーム 300を中継リンク 6 10に出力する。

[0065] ノード装置 lOOeは、中継リンク 610を収容する中継 IZF107— 1— 107— mを介してノード装置 100bからのデータフレーム 300を受信すると、図 9のフローチャートで説明した転送処理によって、データフレーム 300から VLANタグヘッダを削除したデ一タフレーム 200を生成し、生成したデータフレームを支線リンク 613を収容している支線 IZF105— 1— 105-nを介して支線ネットワーク 603に出力する。

[0066] このように、支線ネットワーク 602からのデータフレーム 200を VLAN701を用いて支線ネットワーク 603に転送している際に、 VLAN701の中継リンク 605または中継リンク 610に障害が発生したとする。

[0067] ノード装置 100aの障害管理部 111は、 VLAN701に障害が発生したことを検出すると、図 10のフローチャートで説明した迂回処理を実行する。ノード装置 100aの VL AN— IDZポート番号対応 DB500の優先度リスト 503には、図 11に示したように、優先順位の高い順に中継リンク 605を収容しているポート番号を示す「ToNode # 2」、中継リンク 606を収容しているポート番号を示す「ToNode # 3」、中継リンク 607を収容して、るポート番号を示す「ToNode # 4」が登録されて!、る。ノード装置 100aの障害管理部 111は、 VLAN701を示す「VLAN # 1」に対応付けた転送ポート番号 5 02に登録されている「ToNode # 2」は転送優先度 1であるので、転送優先度 2に登録されて!/、る ΓΤοΝοάΘ # 3」が示すポート番号に対応する中継 IZF107— 1— 107— mを介して制御フレームを出力してネットワークの健全性を確認する。この場合「ToN ode # 3」が示すポート番号は、ノード装置 100cと接続する中継リンク 606を収容する中継 I/F107— 1— 107— mを示しているので、 VLAN702のネットワークの健全性を確認する。

[0068] ここで、ノード装置 100aの障害管理部 111が VLAN702のネットワークの健全性を確認したとする。ノード装置 100aの障害管理部 111は、図 13に示すように、 VLAN IDZポート番号対応 DB500の VLAN— ID501の「VLAN # 1」に対応する転送ポート番号 502にネットワークの健全性を確認したポート番号として「ToNode # 3」を登録する。これにより、同一 VLAN— ID「VLAN # 1」が付与されている VLAN701— 7 03のなかで、障害を検出した VLAN701の迂回経路として VLAN702が設定され、 VALN— ID309に「VLAN # 1」が設定されているデータフレーム 300は、 VLAN70 2を用いてノード装置 100aからノード装置 100eに転送される。

[0069] このように本実施の形態では、支線ネットワーク 602, 603を収容する中継装置であるノード装置 100aとノード装置 100eとの間で通信経路が重複しない複数の VLAN7 01— 703を設定し、設定した複数の VLAN701— 703に対して同一の仮想ネットヮーク識別子 (VLAN-ID)を付与しておき、 VLANタグ付加部 102が、支線ネットヮーク 602, 603から受信したデータフレーム 200の宛先 MAC201に設定されて!、る宛先 MACアドレスと、宛先 MACアドレスに対応付けて VLAN— IDが登録される VLA N— ID/MACアドレス対応 DB400と、に基づ!/、て VLAN— IDを含む VLANタグへッダを付与したデータフレーム 300を生成し、 VLANスィッチ部 101が、データフレーム 300に含まれる VLAN— IDと、 VLAN— IDに対応付けて、当該 VLAN— IDが付与された複数の VLAN701— 703の中継リンクを収容する複数の中継 IZF107— 1 一 107— mの優先度および選択すべき中継 IZF107— 1一 107— nを示すポート番号が登録されて、る VLAN— IDZポート番号対応 DB500と、に基づ!/、てデータフレーム 300を出力する中継インタフェース部 107-1— 107-mを選択し、選択した中継インタフェース部 107— 1— 107— mを介してデータフレーム 300を VLAN701— 703 に出力するようにしているので、 VLAN— IDの消費を抑制しつつ、支線ネットワーク 6 02, 603を収容するノード装置 100aとノード装置 100eとの間で通信経路が重複しない複数の VLAN701— 703を迂回経路として構成することができる。

[0070] また、現在使用している VLAN701— 703の障害を検出した場合、障害管理部 11 1力 VLAN— IDZポート番号対応 DB500の優先度リスト 503に設定されている優先度に基づ、て、障害を検出した VLAN701— 703と同一の VLAN— IDが付与されており、かつネットワークの健全性が確認された VLAN701— 703の中継リンクを収容する中継 IZF107— 1— 107-mを示すポート番号を選択するポート番号として登録するようにしているので、 VLAN— IDのリソースの消費を抑制しつつ、障害検出にはデータフレーム 300を送信する通信経路を健全な通信経路に変更することができる。

[0071] なお、本実施の形態では、ノード装置 100a— 100eに多重分離部 109— 1—109— mおよび障害管理部 111を備えるようにした力多重分離部 109—1— 109— mおよび障害管理部 111は、必ずしもノード装置 100a— 100eに備える必要はなぐ通信システム内に、システム内の通信経路を統括的に管理する障害管理装置を備え、障害管理装置が、障害を検出した通信経路を用ヽてヽるノード装置 100a— 100eの VL AN— IDZポート番号対応 DB500を変更するようにしてもよ!、。

産業上の利用可能性

[0072] 以上のように、本発明に力かる通信システムは、仮想ネットワークを用いたネットヮークに有用であり、特に、障害発生時に送信側の中継装置によって転送先の仮想ネットワークを切替えることにより迂回経路を実現する通信システムに適している。

Claims

請求の範囲

支線ネットワークを収容する 1一複数の支線インタフース部と中継リンクを収容する複数の中継インタフェース部とを有する複数の中継装置が中継リンクを介して接続され、自装置が収容する支線ネットワークと通信相手となる支線ネットワークを収容する中継装置との間で通信経路が重複しない複数の仮想ネットワークを設定し、設定した複数の仮想ネットワークに対して同一の仮想ネットワーク識別子を付与する通信システムにおいて、

前記中継装置は、

宛先 MACアドレスに対応付けて前記仮想ネットワーク識別子が登録される VLAN IDZMACアドレス対応データベースと、

前記仮想ネットワーク識別子に対応付けて、当該仮想ネットワーク識別子が付与された複数の仮想ネットワークの中継リンクを収容する複数の中継インタフェース部の優先度および選択すべき中継インタフェース部が登録される VLAN— IDZポート番号対応データベースと、

前記支線インタフェース部から入力されたデータフレームに含まれる宛先 MACアドレスと前記 VLAN— IDZMACアドレス対応データベースとに基づ!/、て、前記データフレームに仮想ネットワーク識別子を含む VLANタグヘッダを付与したタグ付きデータフレームを生成する VLANタグ付加部と、

この VL ANタグ付加部によって生成されたタグ付きデータフレームの仮想ネットヮーク識別子と前記 VLAN— IDZポート番号対応データベースとに基づヽて、前記タグ付きデータフレームを出力する中継インタフェース部を選択し、選択した中継インタフェース部を介して前記タグ付きデータフレームを中継リンクに出力する VL ANスィツチ部と、

前記中継インタフェース部を介して前記中継リンク力受信したタグ付きデータフレ一ムが自装置が収容する支線ネットワーク宛ての場合、前記受信したタグ付きデータフレームから VLANタグヘッダを削除したデータフレームを生成し、生成したデータフレームを前記支線インタフェース部を介して支線ネットワークに出力する VL ANタグ削除部と、を備えることを特徴とする通信システム。

[2] 前記中継装置は、

前記 VL AN— IDZポート番号対応データベースに登録されている選択すべき中継インタフェース部が収容する中継リンクを含む仮想ネットワークに障害が発生したことを検出すると、障害を検出した仮想ネットワークに付与されている仮想ネットワーク識別子に対応付けて登録されている優先度に基づいて、障害を迂回する仮想ネットヮークを選択し、選択した仮想ネットワークの中継リンクを収容する中継インタフェース部を前記選択すべき中継インタフェース部として登録する障害管理部、

をさらに備えることを特徴とする請求項 1に記載の通信システム。

[3] 支線ネットワークを収容する 1一複数の支線インタフェース部と中継リンクを収容する複数の中継インタフース部とを有し、前記中継リンクを接続した通信経路が重複しな、ように複数の仮想ネットワークを設定する中継装置にぉ、て、

前記複数の仮想ネットワークに付与された同一の仮想ネットワーク識別子が宛先 M ACアドレスに対応付けて登録される VLAN— IDZMACアドレス対応データベースと、

この VL ANタグ付加部によって生成されたタグ付きデータフレームの仮想ネットヮーク識別子と前記 VLAN— IDZポート番号対応データベースとに基づヽて、前記タグ付きデータフレームを出力する中継インタフェース部を選択し、選択した中継インタフェース部を介して前記タグ付きデータフレームを中継リンクに出力する VL ANスィツチ部と、前記中継インタフェース部を介して前記中継リンク力受信したタグ付きデータフレ一ムが自装置が収容する支線ネットワーク宛ての場合、前記受信したタグ付きデータフレームから VLANタグヘッダを削除したデータフレームを生成し、生成したデータフレームを前記支線インタフェース部を介して支線ネットワークに出力する VL ANタグ削除部と、

を備えることを特徴とする中継装置。

をさらに備えることを特徴とする請求項 3に記載の中継装置。