WO2012169145A1 - スイッチ装置、フレーム送受信制御方法 - Google Patents

Abstract

　無線回線終端部２１、２２は、それぞれ無線回線５１、５２を介してフレームを送受信する。回線終端部２５、２６は、それぞれ無線回線終端部２１、２２とフレームの受け渡しを行う。無線回線５１、５２は、１の仮想的な回線と扱われる。無線監視部２７２は、無線回線５１、５２の状態を監視するとともに、無線回線終端部２１、２２に対して、冗長化モードに応じて、他の無線回線終端部との複製フレームの受け渡し、及び受信フレームの破棄を指示する。通信経路制御部２７３は、無線監視部２７２による無線回線の状態の監視結果に応じて、回線終端部２５、２６を、現用系または予備系に設定する。スイッチコア２７１は、送信するフレームを現用系として動作する回線終端部に受け渡す。

Description

スイッチ装置、フレーム送受信制御方法

　本発明はスイッチ装置及びフレーム送受信制御方法に関する。

　レイヤツースイッチを含む無線装置では、無線区間を冗長構成とすることがある。レイヤツースイッチを含む無線装置における冗長化は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｄ（リンクアグリゲーション）により行うことが一般的である。冗長構成により、負荷分散（ロードバランス）や耐故障性能の向上を図っている。

　このような無線装置は、無線ポート（無線通信を行うカード型の装置）の故障、無線ポートの交換、無線環境の変化等に応じて無線ポートの切替えが生じる場合がある。当該無線装置は、無線区間に冗長構成が組まれている場合に、無線ポートの切り替えが生じるとレイヤツースイッチにおいて学習していたＦＤＢ（Forward DataBase）のフラッシュ処理（クリア処理）が行われてしまう。ＦＤＢのフラッシュ処理が行われることにより、フレームのフラッディングが生じていた。すなわち、不要なフレーム転送が行われてトラフィックが増大してしまう。さらに、無線ポートの切り替え先において通信が開始されるまでにフレームの欠落（ロス）が生じてしまう。

　レイヤツースイッチを備える無線装置においてリンクアグリゲーションを実現する場合、無線回線を通じて通信を行う無線回線終端部（無線通信を行うカード型の装置）が送信振分けや送信多重化処理等のバッファ制御を行う。さらに、無線回線終端部は、ソフトウェアによりＡＣＴ（現用系）／ＳＢＹ（予備系）管理を行う。これらの機能を実現するために、無線回線終端部による無線ポートの切替え処理に時間がかかっていた。

　以下に、上述した問題に関連する技術を説明する。

　特許文献１には、冗長構成における全ての主回線の切り替えを実施可能なデータ転送方法について開示されている。当該文献には、複数の主回線と１本以上の予備回線から仮想パスを生成して冗長構成とし、当該仮想パスを用いてフレームの送受信を行うことが記載されている。

　特許文献２には、複数の回線にリンクアグリゲーション方式を適用する伝送システムが開示されている。このシステムでは、リンクアグリゲーションを実現するためにＭＲＬ（Multi-Radio-Linc）フレームという特殊なフレームを用いている。

　特許文献３には、レイヤツースイッチを用いたトラフィックを継続した状態で２台の回線間の回線交換を行う技術が開示されている。なお、特許文献３では、無線区間について負荷分散を行うために冗長化した場合（Ｎ＋０構成）についての考察が無い。

特開２００８－５４０５８号公報 特開２０１０－２５８６０６号公報 特開２０１１－４１２４号公報

　特許文献１及び２の技術では、リンクアグリゲーションを実現するための特殊なフレームを使用するために、ネットワーク上において送受信されるフレームが増加し、使用帯域が増加してしまう。また、特許文献３では、いわゆるＮ＋０構成において無線ポートの切替え、無線ポートの故障等が生じた場合の示唆、教示が全くない。

　無線ポートの切り替えは、上述のように無線ポートの故障、無線ポートの交換、無線環境の変化等に応じて生じる。無線ポートの切り替えは、上述したように無線回線終端部での負荷が大きく、処理に時間がかかる。さらに、上述の特許文献１～３の技術によっても使用帯域の増加に対する対応や負荷分散に対する対応が十分ではない等の問題がある。すなわち、効率的かつ十分なポート切り替えが実現できないという問題があった。

　本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、効率的かつ十分なポート切り替えが実現できるスイッチ装置、及び通信装置制御方法を提供することを主たる目的とする。

　本発明にかかるスイッチ装置の一態様は、
　第１の無線回線を介してフレームを送受信する第１無線回線終端部と、
　第２の無線回線を介してフレームを送受信する第２無線回線終端部と、
　前記第１無線回線終端部とフレームのやり取りを行う第１回線終端部と、
　前記第２無線回線終端部とフレームのやり取りを行う第２回線終端部と、
　前記第１及び第２の無線回線の状態を監視するとともに、前記第１及び前記第２無線回線終端部に対して、前記第１及び前記第２の無線回線の冗長化モードに応じて、他の無線回線終端部との複製フレームの受け渡し、及び受信フレームの破棄を指示する無線監視部と、
　前記無線監視部による無線回線の状態の監視結果に応じて、前記第１及び第２回線終端部を、現用系または予備系に設定する通信経路制御部と、
　送信するフレームを現用系として動作する回線終端部に受け渡すスイッチコアと、を備え、
　前記第１及び前記第２の無線回線が１の仮想的な回線と扱われるリンクアグリゲーション化がなされている、ものである。

　本発明にかかるフレーム送受信制御方法の一態様は、
　第１の無線回線を介してフレームを送受信する第１無線回線終端部と、第２の無線回線を介してフレームを送受信する第２無線回線終端部と、前記第１無線回線終端部とフレームのやり取りを行う第１回線終端部と、前記第２無線回線終端部とフレームのやり取りを行う第２回線終端部と、を備えるスイッチ装置のフレーム送受信制御方法であって、
　前記第１及び前記第２の無線回線が１の仮想的な回線と扱われるリンクアグリゲーション化し、
　前記第１及び第２の無線回線の状態を監視するとともに、前記第１及び前記第２無線回線終端部に対して、前記第１及び前記第２の無線回線の冗長化モードに応じて、他の無線回線終端部との複製フレームの受け渡し、及び受信フレームの破棄を指示し、
　無線回線の状態の監視結果に応じて、前記第１及び第２回線終端部を、現用系または予備系に設定し、
送信するフレームを現用系として動作する回線終端部に受け渡す、ものである。

　本発明によれば、効率的かつ十分なポート切り替えが実現できるスイッチ装置、及び通信装置制御方法を提供することができる。

実施の形態１にかかるスイッチ装置を含むシステムの構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるシステムの動作（１＋１モード設定時）を示す図である。 実施の形態１にかかるシステムの動作（１＋１モード設定時）を示す図である。 実施の形態１にかかるシステムの動作（２＋０モード設定時）を示す図である。 実施の形態１にかかるシステムの動作（２＋０モード設定時）を示す図である。 実施の形態１にかかるシステムの動作（無線回線終端部の交換時）を示す図である。 実施の形態１にかかるにかかるシステムの動作（無線回線の帯域の変化時）を示す図である。 実施の形態１にかかる無線監視部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる通信経路制御部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかる通信経路制御部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１にかかるシステムの動作（２＋０構成における帯域最適化時）を示す図である。 実施の形態１にかかるレイヤツースイッチの動作を示すフローチャートである。

＜実施の形態１＞
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる通信システムの構成を示すブロック図である。当該システムは、装置１と、レイヤツースイッチ２と、レイヤツースイッチ３と、装置４と、を備える。レイヤツースイッチ２とレイヤツースイッチ３と、は回線５１及び回線５２を介して接続する。回線５１及び回線５２は、無線回線である。装置１と、レイヤツースイッチ２と、は回線５３を介して接続する。装置４と、レイヤツースイッチ３と、は回線５４を介して接続する。なお、レイヤツースイッチ２と、レイヤツースイッチ３と、は図示するように有線回線である回線５５を介して接続されても良い。装置１及び装置４は、フレームを送受信する装置である。

　レイヤツースイッチ２は、無線回線終端部２１と、無線回線終端部２２と、回線終端部２３と、回線終端部２４と、回線終端部２５と、回線終端部２６と、スイッチ部２７と、を備える。スイッチ部２７は、スイッチコア２７１と、無線監視部２７２と、通信経路制御部２７３と、を備える。

　無線回線終端部２１及び無線回線終端部２２は、無線回線を通じてフレームの送受信を行う処理部である。回線終端部２３及び回線終端部２４は、有線接続された接続先とフレームの送受信を行う処理部である。無線回線終端部２１及び無線回線終端部２２は、一般にカード型の装置である。回線終端部２５及び回線終端部２６は、無線回線終端部２１及び無線回線終端部２２とそれぞれフレームの受け渡しを行う処理部である。

　以下、スイッチ部２７について説明する。スイッチコア２７１は、内部にＦＤＢ（Forward DataBase、図示せず）を有し、フレーム送信の制御を行う処理部である。スイッチコア２７１は、現用系と設定されている回線終端部に対して送信フレームを受け渡す。

　無線監視部２７２は、以下の機能を有する。なお、それぞれの機能については、後述する図２～図１２の説明において詳細を記載する。
（１）無線回線の冗長化が行われているか否か、及び冗長化が行われている場合にはそのモードの検出
（２）無線回線区間の状態監視
（３）送信フレームの複製を無線回線終端部２１または２２に指示
（４）受信したフレームの選択を無線回線終端部２１または２２に指示
（５）受信したフレームを破棄したことを検出
（６）無線回線区間の帯域の計算
（７）通信経路制御部２７３に対する各種通知

　なお、無線監視部２７２による無線回線区間の帯域計算（６）は、無線総帯域からＳＴＭ（Synchronous Transfer Mode）等の使用帯域を減算することにより算出する。無線回線区間の帯域計算（６）は、たとえばＡＭＲ（Adaptive Modulation Radio）による無線帯域変化の際に行われる。

　通信経路制御部２７３は、以下の機能を有する。なお、それぞれの機能については、後述する図２～図１２の説明において詳細を記載する。
（１）無線監視部２７２からの通知の受信
（２）冗長構成モード毎に各回線終端部、無線回線終端部に対して現用系（ＡＣＴ）、予備系（ＳＢＹ）の動作を制御（リンクアグリゲーションの制御）

　なお、レイヤツースイッチ３は、レイヤツースイッチ２と略同一の構成を持ち、各構成要素も同様の動作を行うため、詳細な説明は省略する。

　続いて図２を参照し、冗長構成モードとしてＮ＋１モード（Ｎは１以上の自然数）の場合の、システムの動作について説明する。以下の説明では、Ｎ＋１モードとは、少なくとも一方の通信経路（図１では、回線５１または回線５２のいずれかが）が予備系として動作するモードである。Ｎ＝１であるものとして説明する。

　図２は、１＋１モード（回線５１が主回線、回線５２が予備回線）にて動作する場合のシステムの動作を示す図である。無線回線終端部２１、回線終端部２５、無線回線終端部３１、回線終端部３５は、現用系（ＡＣＴ）に適した動作を行う。無線回線終端部２２、回線終端部２６、無線回線終端部３２、回線終端部３６は、予備系（ＳＢＹ）に適した動作を行う。回線５１と回線５２は、リンクアグリゲーション化（すなわち仮想的な１本の回線とみなす扱い）がなされる。なお、リンクアグリゲーション化に必要となる各種設定は、既知の手法を用いれば良い。

　ここで、１＋１モードとは、回線５１及び回線５２から同一のフレームがやり取りされ、正常時には回線５２を介して送受信されたフレームが破棄されるモードである。

　１＋１モードでの動作が決定した場合（モードの設定が行われた場合）、各回線終端部、各無線回線終端部が１＋１モードに応じた動作を開始する。無線監視部２７２は、無線回線の冗長化が実行されていること、及び１＋１モードでの冗長化が行われていることを検出し、当該検出結果を通信経路制御部２７３に通知する。

　無線監視部２７２は、無線区間の帯域の計算を行い、算出結果を通信経路制御部２７３に通知する。無線監視部２７２は、現用系（ＡＣＴ）として動作する無線回線終端部２１に対して送信するフレームの複製を指示する。さらに、無線監視部２７２は、予備系（ＳＢＹ）として動作する無線回線終端部２２に対して受信したフレームの破棄を指示する。

　通信経路制御部２７３は、１＋１モードの冗長化が設定されたことを契機として回線終端部２５及び２６に対してＬＡＧ（リンクアグリゲーション）の設定を行う。詳細には、通信経路制御部２７３は、回線終端部２５を現用系（ＡＣＴ）として設定し、回線終端部２６を予備系（ＳＢＹ）として設定する。

　なお、レイヤツースイッチ３についても上述の動作を行う。

　次に、装置１から装置４にフレームを送信した場合の動作について説明する。なお、以下の説明ではスイッチコア２７１内のＦＤＢには、予め適切な値が設定されているものとする。スイッチコア２７１は、装置１から出力されたフレームが装置４宛てであるため、ＦＤＢを参照して、回線５１の方向（すなわち、現用系として動作する回線終端部２５）にフレームを送信する。回線終端部２５は、現用系（ＡＣＴ）として動作するため、受信したフレームを無線回線終端部２１に送信する。

　無線回線終端部２１は、現用系（ＡＣＴ）として動作する。無線回線終端部２１は、受信したフレームを複製し、複製したフレームを無線回線終端部２２に送信する。さらに、無線回線終端部２１は、送信フレームを回線５１を介して無線回線終端部３１に送信する。無線回線終端部２２は、無線回線終端部２１から受信したフレームを、回線５２を介して無線回線終端部３２に送信する。これにより、回線５１及び回線５２には、同一のフレームが送信される。

　無線回線終端部３１及び３２は、フレームを受信する。ここで、無線監視部３７２は、予備系（ＳＢＹ）として動作する無線回線終端部３２に対してフレームの破棄を指示する。これに応じて、無線回線終端部３２は、受信したフレームを破棄する。無線回線終端部３１は、受信したフレームを回線終端部３５に送信する。当該フレームは、スイッチコア３７１を介して装置４に到達する。

　なお、上述の説明では、装置１から装置４にフレームを送信することを説明したが、装置４から装置１に対してフレームを送信する場合でも略同一の動作が行われる。

　次に図２の構成（１（Ｎ）＋１モード）において、回線５１に何らかの障害が生じた場合のシステムの動作について図３を参照して説明する。無線監視部２７２は、前述のように回線５１及び回線５２の状況を監視している。無線監視部２７２は、回線５１に異常が生じたことを通信経路制御部２７３に通知する。通信経路制御部２７３は、１＋１モードであることから回線終端部２５を現用系（ＡＣＴ）、回線終端部２６を予備系（ＳＢＹ）としたまま動作を継続させる（すなわち、設定の変更は行わない）。

　これにより、無線回線終端部２１は、フレームをコピーして無線回線終端部２２に送信する。無線回線終端部２２は、無線回線終端部２１から受信したフレームを、回線５２を介して無線回線終端部３２に送信する。

　ここで、回線終端部２５及び２６に対してリンクアグリゲーション（回線５１及び回線５２を仮想的な１本の回線として扱う）の設定が行われている。また、回線終端部２５から出力されたフレームは、コピーされて無線回線終端部２２から送信されている。このため、回線５１の故障が生じた場合であっても、フレームは正常に送信されたと扱われる。そのため、スイッチコア２７１内のＦＤＢの設定を変更する必要が生じず、ＦＤＢフラッシュ（ＦＤＢのクリア）が実行されない。

　続いて、回線５１の異常時における、装置１から装置４へのフレーム送信について説明する。図２を参照して説明したように、無線回線終端部２１及び２２は、フレームを回線５１及び５２を介して送信する。しかし、回線５１に異常が生じているため、回線５２を介したフレームのみが正常に送信される。ここで、回線５２に故障が生じておらず、リンクアグリゲーション化を行っているため、レイヤツースイッチ２からレイヤツースイッチ３へのフレーム送信に異常はない。異常が無いため、スイッチコア２７１内のＦＤＢの設定は変更されない（すなわち、ＦＤＢフラッシュは生じない）。

　次に、受信側のレイヤツースイッチ３の動作について説明する。無線監視部３７２は、回線５１に異常が生じたことを検知する。無線監視部３７２は、無線回線終端部３２に対し、受信フレームを無線回線終端部３１に送信することを指示する。無線回線終端部３２は、受信フレームをコピーしたフレームを無線回線終端部３１に送信する。無線回線終端部３１は、無線回線終端部３２から受信したフレームを回線終端部３５に送信する。当該フレームは、スイッチコア３７１を介して装置４に到達する。ここで、回線５２に故障が生じておらず、リンクアグリゲーションを行っているため、無線監視部３７２は、レイヤツースイッチ２からレイヤツースイッチ３へのフレーム送信に異常はないと判定する。異常が無いため、スイッチコア３７１内のＦＤＢの設定は変更されない（すなわち、ＦＤＢフラッシュは生じない）。

　なお、上述の説明では、装置１から装置４にフレームを送信することを説明したが、装置４から装置１に対してフレームを送信する場合でも略同一の動作が行われる。

　続いて図４を参照し、冗長構成モードとしてＮ＋０モード（Ｎは２以上の自然数）の場合の、システムの動作について説明する。以下の説明では、Ｎ＋０モードとは、２つ（またはそれ以上）の通信経路（図４では、回線５１または回線５２）がともに主回線として動作するモードである。以下では、Ｎ＝２であるものとして説明する。

　２＋０モードの場合、回線５１に流れるフレームと、回線５２に流れるフレームと、は重複せず、異なるフレームのみがやり取りされる。すなわち、２＋０モードは、回線負荷を分散するいわゆるロードバランスを実現するモードである。回線５１と回線５２は、リンクアグリゲーション化（すなわち仮想的な１本の回線とみなす扱い）がなされる。

　図４は、２＋０モード（回線５１及び回線５２が主回線）にて動作する場合のシステムの動作を示す図である。

　２＋０モードでの動作が決定した場合（モードの設定が行われた場合）、各回線終端部、各無線回線終端部が２＋０モードに応じた動作を開始する。無線監視部２７２は、無線回線の冗長化が実行されていること、及び２＋０モードでの冗長化が行われていることを検出し、当該検出結果を通信経路制御部２７３に通知する。

　無線監視部２７２は、無線区間の帯域の計算を行い、算出結果を通信経路制御部２７３に通知する。通信経路制御部２７３は、２＋０モードの冗長化が設定されたことを契機として回線終端部２５及び２６に対してＬＡＧ（リンクアグリゲーション）の設定を行う。詳細には、通信経路制御部２７３は、回線終端部２５及び回線終端部２６を現用系（ＡＣＴ）として設定する。２つの現用系の回線終端部を設けることにより、フレームが回線５１と回線５２に分散されて送受信される。

　なお、レイヤツースイッチ３についても上述の動作を行う。

　次に、装置１から装置４にフレームを送信した場合の動作について説明する。なお、以下の説明ではスイッチコア２７１内のＦＤＢには、予め適切な値が設定されているものとする。

　スイッチコア２７１は、装置１から送信されたフレームを受信する。スイッチコア２７１は、受信したフレームが装置４宛てであるため、レイヤツースイッチ３に送信するために回線終端部２５または回線終端部２６のいずれかにフレームを送信する。ここで、回線負荷が分散されているため、スイッチコア２７１は、回線終端部２５と回線終端部２６にほぼ均一にフレームを割り当てる。回線終端部２５は、無線回線終端部２１にフレームを送信する。同様に、回線終端部２６は、無線回線終端部２２にフレームを送信する。無線回線終端部２１は、受信したフレームを無線回線終端部３１に送信する。無線回線終端部２２は、受信したフレームを無線回線終端部３２に送信する。

　無線回線終端部３１及び無線回線終端部３２は、フレームをそれぞれ受信する。無線回線終端部３１は、受信したフレームを回線終端部３５に送信する。同様に、無線回線終端部３２は、受信したフレームを回線終端部３６に送信する。回線終端部３５及び回線終端部３６は、受信したフレームをスイッチコア３７１に送信する。

　スイッチコア３７１は、回線終端部３５及び回線終端部３６がリンクアグリゲーション化されているため、１つの回線からフレームが供給されたものとして扱う。スイッチコア３７１は、回線終端部３５及び回線終端部３６から入力されたフレームを装置４に送信する。

　なお、上述の説明では、装置１から装置４にフレームを送信することを説明したが、装置４から装置１に対してフレームを送信する場合でも略同一の動作が行われる。

　次に図４の構成（２（Ｎ）＋０モード）において、回線５１に何らかの障害が生じた場合のシステムの動作について図５を参照して説明する。無線監視部２７２は、前述のように回線５１及び回線５２の状況を監視している。無線監視部２７２は、回線５１に異常が生じたことを通信経路制御部２７３に通知する。通信経路制御部２７３は、２＋０モードであり、回線５１に異常が生じたことから、回線終端部２５を予備系（ＳＢＹ）に変更する。ここで、回線５１と回線５２は１本の仮想的な回線として扱われている（リンクアグリゲーション化されている）。そのため、回線全体としては異常が生じていないと扱われ、ＦＤＢフラッシュが発生しない。

　続いて、回線５１の異常時における、装置１から装置４へのフレーム送信について説明する。前述のように、通信経路制御部２７３の制御により、回線終端部２５は、予備系（ＳＢＹ）となっている。そこでスイッチコア２７１は、現用系（ＡＣＴ）として動作する回線終端部２６に対してフレームを送信する。回線終端部２６は、フレームを順次回線終端部３６に送信する。ここで、回線５１と回線５２はリンクアグリゲーションにより仮想的な１本の回線と扱われるため、この回線に異常が生じたとは扱われない。そのため、スイッチコア２７１においてＦＤＢフラッシュは生じない。

　次に、受信側のレイヤツースイッチ３の動作を説明する。無線回線終端部３２は、回線５２を介してフレームを受信する。なお、レイヤツースイッチ２と同様に、回線終端部３５は回線５１の異常に応じて予備系（ＳＢＹ）に変更されている。無線回線終端部３２は、受信フレームを回線終端部３６に送信する。回線終端部３６は、受信フレームをスイッチコア３７１に供給する。スイッチコア３７１は、供給されたフレームを装置４に送信する。この際、回線５１と回線５２はリンクアグリゲーションにより仮想的な１本の回線と扱われるため、この回線に異常が生じたとは扱われない。そのため、スイッチコア３７１においてもＦＤＢフラッシュは生じない。

　なお、上述の説明では、装置１から装置４にフレームを送信することを説明したが、装置４から装置１に対してフレームを送信する場合でも略同一の動作が行われる。

　なお、２＋０モードにおいて異常時に予備系（ＳＢＹ）となる回線終端部及び無線回線終端部は、送信不可受信可（standby-admit）の状態に設定する。これにより、回線に異常が生じている可能性が高い場合であっても、当該回線を介して正常に受信できたフレームをそのまま宛先の装置に提供することができるため、フレームのロスが少なくなる。

　続いて、無線回線終端部の交換作業時のシステム動作について図６を参照して説明する。図６は、１＋１モードの冗長化構成において、無線回線終端部２１の交換作業を行った場合のシステム動作を示す図である。初期状態では、無線回線終端部２１及び回線終端部２５が現用系（ＡＣＴ）として動作し、無線回線終端部２２及び回線終端部２６が予備系（ＳＢＹ）として動作している。

　前述のように無線回線終端部２１は、一般にカード型の装置である。無線回線終端部２１をレイヤツースイッチ２から取り外した場合、無線監視部２７２は、無線回線終端部２１の取り外し、すなわち異常状態を検出する。無線監視部２７２は、当該取り外しを検出すると、予備系（ＳＢＹ）として動作している無線回線終端部２２を現用系（ＡＣＴ）として動作するように指示する。さらに、無線監視部２７２は、無線回線終端部２１の異常状態（カード取り外し）を通信経路制御部２７３に通知する。

　通知を受けた通信経路制御部２７３は、回線終端部２５及び回線終端部２６の動作を変更する。詳細には、通信経路制御部２７３は、回線終端部２５を現用系（ＡＣＴ）から予備系（ＳＢＹ）に設定変更し、回線終端部２６を予備系（ＳＢＹ）から現用系（ＡＣＴ）に設定変更する。

　ここで、回線５１及び回線５２はリンクアグリゲーション化されており、回線５２が使用可能であるため、仮想回線全体として異常が生じていないと扱われる。そのため、スイッチコア２７１内でのＦＤＢフラッシュは実施されない。なお、対向するレイヤツースイッチ３では、回線５１の異常が無線監視部３７２により検出される。この場合の動作は、図３を参照して説明した動作と同様である。

　続いて、無線回線終端部２１の交換が生じた場合における、装置１から装置４へのフレーム送信について説明する。スイッチコア２７１は、装置４宛てのフレームを装置１から受信する。スイッチコア２７１は、現用系（ＡＣＴ）に設定された回線終端部２６に受信フレームを送信する。回線終端部２６は、無線回線終端部２２に及び回線５２を介してレイヤツースイッチ３にフレームを送信する。レイヤツースイッチ３の動作は、図３を参照して説明した動作と同様になる。

　続いて、無線回線終端部２１の交換が生じた場合における、装置４から装置１へのフレーム送信について説明する。スイッチコア３７１は、装置１宛てのフレームを装置４から受信する。スイッチコア３７１は、現用系（ＡＣＴ）に設定された回線終端部３５に受信フレームを送信する。回線終端部３５は、受け渡されたフレームを無線回線終端部３１に受け渡す。無線回線終端部３１は、受け渡されたフレームの複製フレームを無線回線終端部３２に受け渡す。無線回線終端部３２は、この複製フレームを無線回線終端部３２に送信する。無線回線終端部２２は、受信したフレームを回線終端部２６を介してスイッチコア２７１に受け渡す。スイッチコア２７１は、このフレームを宛先である装置１に送信する。

　回線５１及び回線５２はリンクアグリゲーション化されており、回線５２が使用可能であるため、回線全体として異常が生じていないと扱われる。そのため、スイッチコア２７１内及びスイッチコア３７１内でのＦＤＢフラッシュは実施されない。

　上記したように、無線回線の冗長化（１（Ｎ）＋１モード、２（Ｎ）＋０モード）の際における無線回線区間の障害、及び無線回線終端部の交換時にＦＤＢフラッシュが行われない。ＦＤＢフラッシュが行われないことにより、フレームのフラッディングが生じない。すなわち、トラフィックの増加を抑えることが可能になる。

　次に、無線帯域が変化した場合のシステムの動作について図７～図１０を参照して説明する。図７は、無線回線区間が１＋１モードで冗長化されている場合において、無線帯域が変化した場合のレイヤツースイッチ２の動作を示すブロック図である。

　はじめに図７及び図８を参照して、無線監視部２７２の動作について説明する。図８は、無線帯域が変化した場合の無線監視部２７２の動作を示すフローチャートである。はじめに、無線監視部２７２は、使用している各無線回線の帯域変化を検出する（Ｓ１）。ある無線回線の帯域変化を検出した場合（Ｓ１）、無線監視部２７２は、当該回線の使用可能な帯域を計算し、アサイン可能な帯域があるか否かを調べる（Ｓ２）。アサイン可能な帯域が無い場合、すなわち、ある無線回線の帯域が０である場合（Ｓ２：Ｙｅｓ）、無線監視部２７２は、通信経路制御部２７３にその旨を通知する（Ｓ３）。

　次に、図７及び図９を参照して、無線監視部２７２から帯域が０である旨の通知を受けた通信経路制御部２７３の動作について説明する。図９は、無線監視部２７２から帯域が０である旨の通知を受けた通信経路制御部２７３の動作を示すフローチャートである。

　通信経路制御部２７３は、通知にかかる無線回線の帯域が０であるか否かを確認する（Ｓ４）。通信経路制御部２７３は、帯域の状態、及び現状の現用系（ＡＣＴ）／予備系（ＳＢＹ）の運用の状態から現用系（ＡＣＴ）／予備系（ＳＢＹ）の切り替えが必要であるか否かを判断する（Ｓ５）。例えば０となった帯域を現用系（ＡＣＴ）として使用していた場合、通信経路制御部２７３は、現用系（ＡＣＴ）／予備系（ＳＢＹ）の切り替えが必要と判断する（Ｓ５：Ｙｅｓ）。

　現用系（ＡＣＴ）／予備系（ＳＢＹ）の切り替えが必要である場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、通信経路制御部２７３は、設定の変更を行う（Ｓ６）。例えば、無線回線終端部２１及び回線終端部２５を現用系（ＡＣＴ）として運用していた場合、通信経路制御部２７３は、無線回線終端部２１及び回線終端部２５を予備系（ＳＢＹ）となるように設定変更するとともに、無線回線終端部２２及び回線終端部２６を現用系（ＡＣＴ）となるように設定変更する。

　次に、上記の通信経路制御部２７３の詳細な動作（上記のＳ４～Ｓ６の詳細）を図１０を参照して説明する。図１０は、帯域変化時の通信経路制御部２７３の動作詳細を示すフローチャートである。

　通信経路制御部２７３は、無線監視部２７２から無線帯域についての通知を受信する（Ｓ１１）。通信経路制御部２７３は、無線の冗長モードが１（Ｎ）＋１であるか否かを確認する（Ｓ１２）。

　無線の冗長モードが１＋１である場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、通信経路制御部２７３は、帯域が０となった回線と接続する無線回線終端部及び回線終端部が現用系（ＡＣＴ）として動作しているか否かを判定する（Ｓ１３）。

　帯域が０となった回線と接続する無線回線終端部及び回線終端部が現用系（ＡＣＴ）として動作し（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、予備系（ＳＢＹ）の無線回線終端部及び回線終端部が正常動作可能である場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、通信経路制御部２７３は、設定の変更を行う（Ｓ１５）。詳細には、通信経路制御部２７３は、現用系（ＡＣＴ）として運用していた無線回線終端部及び回線終端部を予備系（ＳＢＹ）に設定し、予備系（ＳＢＹ）として運用していた無線回線終端部及び回線終端部を現用系（ＡＣＴ）に設定する。

　無線の冗長モードが２＋０である場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、通信経路制御部２７３は、帯域が０となった回線と接続する無線回線終端部及び回線終端部を予備系（ＳＢＹ）に設定する（Ｓ１６）。

　図７～図１０を参照して説明したように、無線回線内の帯域状態が変化した場合であっても、この変化を検出して素早く設定を変化させることができる。これにより、フレームロスを最小限に抑えることができる。

　続いて、Ｎ＋０の冗長モードが設定されている場合における回線終端部及び無線回線終端部の再設定について説明する。図１１は、当該再設定を示すブロック図である。図１２は、レイヤツースイッチ２の当該再設定の動作を示すフローチャートである。

　レイヤツースイッチ２は、スイッチ部２７内に通信レート監視部２７４を新たに備える。通信レート監視部２７４は、無線区間にかかる各回線終端部の送信レートを検出する処理部である。通信レート監視部２７４は、検出した各回線終端部の送信レートを通信経路制御部２７４に通知する。

　続いて、図１２を参照して動作の説明を行う。はじめに、無線監視部２７２は、無線区間の各回線の帯域の変化を監視し、所定のタイミング（たとえばＡＭＲ（Adaptive Modulation Radio）設定時）で、ある回線の帯域の状態の変化を通信経路制御部２７３に通知する（Ｓ２１）。

　通信経路制御部２７３は、通知を受けた回線の帯域が以前の帯域よりも減少していた場合（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、稼働中の他の回線を認識し（Ｓ２３）、シェーピング設定（Ｓ２４）、すなわちフレームの割り当てが最適となるように帯域設定を変更する。

　次に、通信レート監視部２７４は、各回線終端部（２５及び２６）の送信レートを取得し、Ｓ２４にて変更した帯域の設定値を超えていないか否かを確認する（Ｓ２５）。そのうえで、通信経路制御部２７３は、フレームの割り当てが最適となるように帯域設定を再度行う（Ｓ２６）。

　一方、通知を受けた回線の帯域が以前の帯域よりも減少していた場合（Ｓ２２：Ｎｏ）、他の回線の帯域の変化の通知を待ってから、シェーピング設定（Ｓ２６）、すなわちフレームの割り当てが最適となるように各回線の帯域設定を変更する。

　続いて、本発明の効果について説明する。上述したように、本実施の形態にかかるレイヤツースイッチ（スイッチ装置）は、無線回線の故障や無線回線終端部の交換時にもＦＤＢフラッシュが生じないため、フレームのフラッディングが生じない。すなわち、不要なフレームが送信することを防ぐことができる。

　さらに、図７～図１０を参照して説明したように、本実施の形態にかかるレイヤツースイッチ（スイッチ装置）は、無線回線内の帯域状態が変化した場合であっても、この変化を検出して素早く設定を変化させることができる。これにより、フレームロスを最小限に抑えることができる。

　さらにまた、図１１及び図１２を参照して説明したように、本実施の形態にかかるレイヤツースイッチ（スイッチ装置）は、Ｎ＋０の冗長モードが設定されている場合において無線帯域を有効に活用することができる。

　なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上述の説明では、レイヤツースイッチについて説明したが本発明は必ずしもこれに限られるものではなく、上述のフレームの送受信の方式をブリッジ装置、レイヤスリースイッチ、ルータ装置、ゲートウェイ装置、光中継装置等に応用することも可能である。

　この出願は、２０１１年６月１０日に出願された日本出願特願２０１１－１２９７８９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。

　本発明は、フレームの送受信を行うレイヤツースイッチ、ブリッジ装置、レイヤスリースイッチ、ルータ装置、ゲートウェイ装置、光中継装置等に適用することができる。

１　装置
２　レイヤツースイッチ
２１、２２　無線回線終端部
２３～２６　回線終端部
２７　スイッチ部
２７１　スイッチコア
２７２　無線監視部
２７３　通信経路制御部
２７４　通信レート監視部
３　レイヤツースイッチ
３１、３２　無線回線終端部
３３～３６　回線終端部
３７　スイッチ部
３７１　スイッチコア
３７２　無線監視部
３７３　通信経路制御部
４　装置 

Claims (10)

1. 　第１の無線回線を介してフレームを送受信する第１無線回線終端手段と、
   　第２の無線回線を介してフレームを送受信する第２無線回線終端手段と、
   　前記第１無線回線終端手段とフレームの受け渡しを行う第１回線終端手段と、
   　前記第２無線回線終端手段とフレームの受け渡しを行う第２回線終端手段と、
   　前記第１及び第２の無線回線の状態を監視するとともに、前記第１及び前記第２無線回線終端手段に対して、前記第１及び前記第２の無線回線の冗長化モードに応じて、他の無線回線終端手段との複製フレームの受け渡し、及び受信フレームの破棄を指示する無線監視手段と、
   　前記無線監視手段による無線回線の状態の監視結果に応じて、前記第１及び第２回線終端手段を、現用系または予備系に設定する通信経路制御手段と、
   　送信するフレームを現用系として動作する回線終端手段に受け渡すスイッチコアと、を備え、
   　前記第１及び前記第２の無線回線が１の仮想的な回線と扱われるリンクアグリゲーション化がなされている、
   　スイッチ装置。
2. 　前記第１回線終端手段が現用系として動作し、前記第２回線終端手段が予備系として動作する第１冗長化モードに設定する場合、
   　前記スイッチコアは、送信フレームを前記第１回線終手段に受け渡し、
   　前記無線監視手段は、前記第１無線回線終端手段に対し、前記第１回線終端手段から受け取った送信フレームの複製フレームを前記第２無線回線終端手段に受け渡すことを指示するとともに、前記第２無線回線終端手段に受信フレームを破棄することを指示し、
   　前記第２無線回線終端手段は、前記複製フレームを送信するとともに、受信フレームを破棄することを特徴とする、請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 　前記無線監視手段は、前記第１冗長化モードでの動作中に前記第１の無線回線の異常を検知した場合、前記第２無線回線終端手段に対して受信フレームの破棄を中止し、受信フレームの複製フレームを前記第１無線回線終端手段に受け渡すことを指示することを特徴とする請求項２に記載のスイッチ装置。
4. 　前記第１及び第２回線終端手段が共に現用系として動作する第２冗長化モードに設定する場合に、
   　前記スイッチコアは、送信フレームの各々を前記第１回線終端手段及び前記第２無線回線終端手段に略均等に受け渡すことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
5. 　前記無線回線終端手段は、前記第２冗長化モードでの動作中に前記第１または前記第２の無線回線の異常を検知した場合、異常が生じた回線を前記通信経路制御手段に通知し、
   　前記通信経路制御手段は、異常が生じた回線と接続する無線回線終端手段、及び当該無線回線終端手段とフレームの受け渡しを行う回線終端手段を予備系に設定することを特徴とする請求項４に記載のスイッチ装置。
6. 　前記通信経路制御手段により予備系に設定変更された前記回線終端手段及び前記無線回線終端手段は、前記予備系の動作としてフレームの受信のみを行うことを特徴とする請求項５に記載のスイッチ装置。
7. 　前記第１回線終端手段が現用系として動作し、前記第２回線終端手段が予備系として動作する第１冗長化モードでの動作中に前記第１無線回線終端手段の機能を停止する場合、
   　前記無線監視手段は、前記第１無線回線終端手段の停止による前記第１の無線回線の異常を前記通信経路制御手段に通知するとともに、前記第２無線回線終端手段に対して前記第２回線終端手段から受け渡されたフレームを送信することを指示し、
   　前記通信経路制御手段は、当該通知に応じて前記第１回線終端手段を予備系に設定するとともに、前記第２回線終端手段を現用系に設定することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
8. 　前記無線回線終端手段は、カード型の取り外し可能な装置から構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
9. 　レイヤツースイッチであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
10. 　スイッチ装置は、第１の無線回線を介してフレームを送受信する第１無線回線終端手段と、第２の無線回線を介してフレームを送受信する第２無線回線終端手段と、前記第１無線回線終端手段とフレームの受け渡しを行う第１回線終端手段と、前記第２無線回線終端手段とフレームの受け渡しを行う第２回線終端手段と、を備え、
    　前記スイッチ装置は、前記第１及び前記第２の無線回線が１の仮想的な回線と扱われるリンクアグリゲーション化を行い、
    　前記第１及び第２の無線回線の状態を監視するとともに、前記第１及び前記第２無線回線終端手段に対して、前記第１及び前記第２の無線回線の冗長化モードに応じて、他の無線回線終端手段との複製フレームの受け渡し、及び受信フレームの破棄を指示し、
    　無線回線の状態の監視結果に応じて、前記第１及び第２回線終端手段を、現用系または予備系に設定し、
    　送信するフレームを現用系として動作する回線終端手段に受け渡す、フレーム送受信制御方法。 

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