ネットワークの経路切替えシステム
迂回経路を持つネットワークにおいて、ネットワークを構成するシステム／回線の障害発生時に、ユーザデータの転送経路が迂回経路へ切り替わるまでの時間を大幅に短縮する経路切替えシステムを提供可能である。前記経路切替えシステムは、スイッチ装置と、前記スイッチ装置に理移設する複数の中継装置により経路が設定されるイーサネットを使用したポイント−マルチポイント形態のＩＰネットワークにおける経路切替えシステムであって、前記スイッチ装置は、隣接する中継装置の障害もしくは、隣接する中継装置間の回線障害検出を契機に、該当の中継装置を特定出来る情報を、他の複数の中継装置に通知する通知処理部を有し、前記中継装置は前記中継装置の通知処理部より通知された情報から、障害と見なされた中継装置を経由する経路情報を無効とする経路変更処理部を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、ネットワークの経路切替えシステムに関し、特に障害発生時のユーザデータの転送経路を動的に切替えるネットワークにおける経路切替えシステムに関する。
発明の背景
複数の中継装置（ルータ装置）から構成されるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークにおいては、経路管理機能（経路の自動認識・構成変更時の経路自動認識）及び、経路障害検出機能としてダイナミックルーティングプロトコル（ＲＩＰ：Ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ，ＯＳＰＦ：Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）が用いられる。
この方式では、中継装置（ルータ装置）間で経路障害／装置障害検出を各プロトコルで規定されたパケットを用いて行い、経路の信頼性を動的に確認している。回線障害／装置障害を検出すると、経路情報（プロトコル規定のアルゴリズムで最短ルートを格納したテーブル）を更新し、迂回路への動的な切替えを実現している。
また、近年ではＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク上でＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構築する場面が多く見うけられる。ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）技術として、リンク・ステート・パケット（ＬＳＰ：Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ）によるトンネル作成を行う ＭＰＬＳ−ＶＰＮ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ−Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が広く利用されているが、このＬＳＰ接続プロトコルに代表されるＬＤＰ／ＲＳＶＰ−ＴＥ（Ｌｉｎｋ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）においても各中継装置間で経路障害を検出する手法を備えている。
しかしながら、ＩＰネットワークにおいて代表的な回線種別である、イーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）においてはスイッチ（ＳＷ）装置を介して中継装置間を接続する場合が一般的であり、この接続形態においては、スイッチ装置を介して接続される一方の中継装置とＳＷ装置間の回線障害を検出する手段（ＡＴＭ回線で具備されるＯＡＭ：Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ相当の手段）が、他方の中継装置においては用意されていない。
したがって、ダイナミックルーティングプロトコルで規定されているタイマの経過を待って経路情報の更新もしくはＬＳＰの切替えが実施されていた。
また、スイッチ装置を介して中継装置を接続する形態においては、ポイント−マルチポイントの形態が殆どであることから、任意の中継装置障害を複数の中継装置に通知する必要がある。逆に通知を受ける中継装置においては、対向となる複数の中継装置の中から障害となった中継装置を特定する必要があった。
上記に説明した通り、従来技術では、スイッチ装置を介して中継装置間を接続した場合に、任意のスイッチ装置と中継装置間の回線障害及び装置障害を、他の中継装置に通知する機能を有していない。
特にポイント−マルチポイント接続の形態となる為に、障害となった中継装置を特定できる通知機能を有しないことが問題であった。
このためダイナミックルーティングプロトコルで規定されているタイマが満了するまでの時間、経路情報の更新もしくはＬＳＰの切替えが実施されずユーザ間の通信は不通となっていた。
また、ダイナミックルーティングプロトコルで規定されているタイマを短く設定することで、経路情報の更新もしくはＬＳＰの切替えを速やかにすることは可能であるが、ネットワークの負荷及びネットワークを構成する中継装置（ルータ装置）の負荷を定常的に高くすることになり、効率的なネットワーク構築が出来なかった。
この様に、ＩＰネットワークにおいて代表的な回線種別である、イーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を使用したポイント−マルチポイント形態のネットワークにおいては、信頼性・高速性に問題があった。
ネットワークにおける経路切替えの際の通信中断時間を軽減する従来技術が提案されている（特許文献１）。かかる文献に記載の方法は、障害ネットワークに中継されたＩＰパケットに対し、出力先ネットワークを決定した後、再度経路選択を行うことを特徴とするものである。
障害時の経路切り替えに関する他の技術が知られている（特許文献２，３）。かかる技術では、ルータとスイッチ装置の関係については触れられていない。
【特許文献１】特開２００２−３７４２８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８１０６８号公報
【特許文献３】特開平１１−２８４６３３号公報
発明の概要
したがって、本発明の目的は、イーサネットを使用したポイント−マルチポイント形態のＩＰネットワークを構成するネットワークにおいて、システム／回線の障害発生時に、ユーザデータの転送経路が迂回経路へ切り替わるまでの時間を大幅に短縮することを目的とする。
かかる発明の目的を達成するネットワークの経路切替えシステムは、第１の態様として、スイッチ装置と、前記スイッチ装置に理移設する複数の中継装置により経路が設定されるイーサネットを使用したポイント−マルチポイント形態のＩＰネットワークにおける経路切替えシステムであって、前記スイッチ装置は、隣接する中継装置の障害もしくは、隣接する中継装置間の回線障害検出を契機に、該当の中継装置を特定出来る情報を、他の複数の中継装置に通知する通知処理部を有し、前記中継装置は前記中継装置の通知処理部より通知された情報から、障害と見なされた中継装置を経由する経路情報を無効とする経路変更処理部を有することを特徴とする。
さらに、上記発明の目的を達成するネットワークの経路切替えシステムは、第２の態様として、第１の態様において、前記スイッチ装置の通知処理部は、隣接する複数の中継装置に同報パケットにより障害を通知することを特徴とする。
また、本発明の目的を達成するネットワークの経路切替えシステムは、第３の態様として第１に態様において、前記中継装置の経路変更処理部は、ダイナミックルーティングプロトコルにより、動的に認識／取得した複数の経路情報から、前記スイッチ装置の通知処理部から通知された特定の中継装置を経由する経路情報のみを無効とすることを特徴とする。
さらに、本発明の目的を達成するネットワークの経路切替えシステムは、第４の態様として第１に態様において、前記スイッチ装置は、隣接する中継装置の障害もしくは、隣接する中継装置との間の回線障害検出を契機に、該当の中継装置を特定する情報として中継装置のＭＡＣアドレスを使用し、前記中継装置の経路変更処理部は、前記ＭＡＣアドレスからＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応を示すテーブルを検索して、該当中継装置のＩＰアドレスを認識することを特徴とする。
さらにまた、本発明の目的を達成するネットワークの経路切替えシステムは、第５の態様として第１の態様において、前記中継装置は、更にラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部を有し、前記中継装置の経路変更処理部は、ダイナミックルーティングプロトコルにより動的に認識／取得した複数の経路情報から、前記スイッチ装置の通知処理部から通知された特定の中継装置を経由する経路情報のみを無効とする際に、前記ラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部に通知し、前記ラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部によりそれぞれマッピングされたラベルスイッチングパス情報及びルーティングテーブルから隣接する複数の中継装置に経路情報を無効とすることを特徴とする。
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される実施の形態例から、更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
図１は、イーサネット回線によるポイント−マルチポイント接続形態を有し、且つ迂回経路を備えたネットワークの一構成例を示す図である。
図２は、図１において障害Ｘの発生を説明する図である。
図３は、図１において、迂回路形成を説明する図である。
図４は、図２に対応する構成において、本発明に従うネットワークの経路切替え方法を説明する概念図である。
図５は、本発明のネットワークの経路切替え方法を実現すルータ装置めのスイッチ装置１０とルータ装置２０の構成を示す図である。
図６は、図５に示すスイッチ装置１０とルータ装置２０の関係を、図４のネットワーク構成におけるルータ装置Ｄとスイッチ装置ＳＷ１との接続に対応して示す図である。
図７は、スイッチ装置１０の回線障害検出部１２０による動作フローである。
図８は、回線状態監視部１３０の動作フローである。
図９は、スイッチ装置１０の通知処理部１４０の動作フローである。
図１０は、ルータ装置２０の経路変更処理部２００の動作フローである。
図１１は、ＡＲＰプロトコルのフォーマットの例を説明する図である。
図１２は、図１１におけるオペレーションコードを説明する図である。
図１３は、第２の実施例を説明する図である。
図１４は、ＬＳＰパステーブル２４０の内容を説明する図である。
図１５は、従来の経路切替動作（図１５Ａ）と本発明による経路切替動作（図１５Ｂ）を比較して示す図である。
好ましい発明の実施の形態
以下に図面に従い本発明の実施の形態例を説明するが、これに先立って、本発明の理解のために従来構成における問題を更に説明しておく。
図１は、先に説明したイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）回線によるポイント−マルチポイント接続形態を有し、且つ迂回経路を備えたネットワークの一構成例である。
複数の中継装置（ルータ装置）Ａ〜Ｅと複数のＳＷ装置１，２が混在するネットワークでは、ルータ装置Ｄ配下のネットワークＮＷ＃Ｄとルータ装置Ｅ配下のネットワークＮＷ＃Ｅ間の通信を行う場合、ＮＷ＃Ｄ→ルータ装置Ｄ→ＳＷ１→ルータ装置Ａ→ＳＷ２→ルータ装置Ｅ→ＮＷ＃Ｅの経路と、ＮＷ＃Ｄ→ルータ装置Ｄ→ＳＷ１→ルータ装置Ｂ→ルータ装置Ｃ→ＳＷ２→ルータ装置Ｅ→ＮＷ＃Ｅの経路と２つの経路が選択できる経路の冗長性が取られる構成が考えられる。
ここでは、図１に示す様にメトリックの関係上、ルータ装置Ａを介した経路が優先的に選択されることとする。
図１において、特にポイント−マルチポイント構成（図１の第１のスイッチ装置ＳＷ１を介して接続されるルータ装置Ａ，Ｂ，Ｄ又は、第２のスイッチ装置ＳＷ２を介して接続されるルータ装置Ａ，Ｃ，Ｅ）の各ポイントの障害検出と、障害通知を行う構成を想定する。
かかる構成において、図２に示すように発側ネットワークＮＷ＃Ｄに接続される端末（発側端末）から着側ネットワークＮＷ＃Ｅに接続される端末（着側端末）にルータ装置Ａを経由してデータ送信する場合にあって、Ｘ点に障害が生じると、ルータ装置Ａで障害を検知する。この場合、ルータ装置Ａは、障害検知により第２のスイッチ装置ＳＷ２を通してルータ装置Ｅとルータ装置Ｃにルート変更要求を送る（ステップＳＩ）。
ここで、第１のスイッチ装置ＳＷ１においても障害発生を知ることができるが、この障害を知って更に通知する機能は従来システムにおいては有していない。したがって、かかる場合、図３に示す様にルータ装置Ｄにおいてタイマ監視を行っており、タイマ満了を待ってルーティングテーブルを更新し、ルート変更が可能になる（ステップＳＩＩ）。しかし、このタイマ満了までは、数１０秒から数分の単位の時間が必要であった。
このように、従来のネットワークの経路切替え方法では、切替えの高速化ができないという不都合が存在していた。したがって、本発明はかかる不都合を解消するネットワークの経路切替え方法及び装置を提供するものである。
図４は、図２に対応する構成において、本発明に従うネットワークの経路切替え方法を説明する概念図である。
本発明の特徴として、スイッチ装置ＳＷ１に障害通知機能を持たせている。すなわち、スイッチ装置ＳＷ１の障害通知機能により、障害発生をスイッチ装置ＳＷ１において検知すると、その障害をスイッチ装置ＳＷ１の活性回線に接続するポートを通して通知する。
ルータ装置Ｄにもスイッチ装置ＳＷ１から障害が通知される。これによりルータ装置Ｄは、タイマ満了を待つことなくルーティングテーブルの経路情報を更新して、即時にルート変更を要求することができる（ステップＳＩＩＩ）。
図５は、本発明のネットワークの経路切替え方法を実現すルータ装置めのスイッチ装置１０とルータ装置２０の構成を示している。さらに、図６は、図５に示すスイッチ装置１０とルータ装置２０の関係を、図４のネットワーク構成におけるルータ装置Ｄとスイッチ装置ＳＷ１との接続に対応して示している。
図１において説明したように、図４においても、ルータ装置Ｄ配下のネットワークＮＷ＃Ｄとルータ装置Ｅ配下のネットワークＮＷ＃Ｅ間の通信を行う際に、ＮＷ＃Ｄ→ルータ装置Ｄ→ＳＷ１→ルータ装置Ａ→ＳＷ２→ルータ装置Ｅ→ＮＷ＃Ｅの経路とＮＷ＃Ｄ→ルータ装置Ｄ→ＳＷ１→ルータ装置Ｂ→ルータ装置Ｃ→ＳＷ２→ルータ装置Ｅ→ＮＷ＃Ｅの経路の２つの経路で冗長性が取られている。
ここで、本発明に従い、ルータ装置２０（図４においてルータ装置Ｄ）は、図６の表１に示すような宛先ネットワークａと、経路となるルータ装置ｂ及び経由段数ｃの関係を示すルーティング（経路）テーブル２２０を有している。さらに、各ルータ装置のＭＡＣアドレスｄと対応するＩＰアドレスｅを示す図６の表２に例示するＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）テーブル２１０を有している。
一方、スイッチ装置１０（図４においてＳＷ１）は、図６の表３に例示するポート番号ｆと対応するＭＡＣアドレスｇを示すＭＡＣテーブル１１０を有している。
かかる図５に示す構成のスイッチ装置１０とルータ装置２０による本発明に従うネットワークの経路切替え方法を図７乃至図１０の動作フローに基づいて説明する。
図７は、スイッチ装置１０の回線障害検出部１２０による動作フローである。回線障害検出部１２０は、常時信号レベルを検知し、物理レイヤでの障害となったポート番号を検出する（処理工程Ｐ１）。
例えば、図４において、ルータ装置２０とスイッチ装置１０との間の回線が障害Ｘになった場合、もしくは、ルータ装置Ａに装置障害が発生した場合、スイッチ装置ＳＷ１の回線障害検出部１２０で、ルータ装置Ａと接続されている回線（ポート）の物理レイヤでの障害を検出する。
回線障害検出部１２０により検出された障害となったポート番号は、回線状態監視部１３０に通知される（処理工程Ｐ２）。図４の例では、スイッチ装置ＳＷ１の回線障害検出部１２０は、ルータ装置Ａと接続されている回線の番号（ポート番号）を回線状態監視部１３０に通知する。
図８は、回線状態監視部１３０の動作フローであり、回線状態監視部１３０は、スイッチ装置１０が有する全回線の状態を管理している。すなわち、回線状態監視部１３０における処理種別が回線状態変更でなく（処理工程Ｐ６、Ｎｏ）、回線出し状態であれば（処理工程Ｐ７、Ｙｅｓ）、全回線状態の読み出しを行う（処理工程Ｐ９）。
一方、回線障害検出部１２０からルータ装置２０と接続されている回線の障害を通知された場合は、処理種別が回線状態変更であると判断し（処理工程Ｐ６、Ｙｅｓ）、該当するポート番号の状態を、活性状態から障害状態に変更する（処理工程Ｐ９）。
図７の回線障害検出部１２０の動作フローに戻ると、スイッチ装置１０の回線障害検出部１２０は、ルータ装置２０と接続されている回線の番号（ポート番号）を検索条件として、スイッチ装置１０内のＭＡＣテーブル１１０を検索し（処理工程Ｐ３）、スイッチ装置１０とルータ装置２０間で学習しているＭＡＣアドレスを取得する（処理工程Ｐ４、Ｙｅｓ）。これにより、障害となったポート番号に対応するＭＡＣアドレスが得られる。
ここで、スイッチ装置１０は、本来の機能として、スイッチ装置１０に接続されている装置（ルータ装置等）、及び端末が送信したフレームをスイッチ装置１０で中継するために、スイッチ装置１０内のＭＡＣ検出部１００が送信元のＭＡＣアドレスを覚えておく（学習）機能を有している。
この為に、図６で説明したように接続されているポート番号対応にフレーム送信元のＭＡＣアドレスをＭＡＣテーブル１１０上に管理する機能を有している（図６の表３参照）。
したがって、ルータ装置２０とスイッチ装置１０との間の回線／装置障害発生時、スイッチ装置１０の回線障害検出部１２０がポート番号を検索条件にしてＭＡＣテーブル１１０から取得するＭＡＣアドレスは、図４の実施例においてルータ装置ＡのＭＡＣアドレスである。
このように検索されるＭＡＣアドレスがある場合（処理工程Ｐ４、Ｙｅｓ）は、取得したルータ装置ＡのＭＡＣアドレス情報が、本発明の実現のために付加された、スイッチ装置１０の通知処理部１４０に送られる（処理工程Ｐ５）。
スイッチ装置１０の通知処理部１４０は、図９の動作フローに従い、図１１に示すようなＡＲＰプロトコルのフォーマットによりＡＲＰパケットを生成する（処理工程Ｐ１０）。
この際、送信元ステーションのハードウェアアドレス位置（Ａ１、Ａ２）に、回線障害検出部１２０から通知されたルータ装置ＡのＭＡＣアドレスを格納し、また、宛先ステーションのハードウェアアドレス位置（Ｂ１、Ｂ２）には、ブロードキャストフレームを示すオール‘Ｆ’のアドレスを格納する。
さらに、図１２に示すように、オペレーションコード（Ｃ）の未使用ビット‘３’を本発明で必要となる障害通知の為の値として利用し、スイッチ装置１０の通知処理部１４０により上記値を設定する。
この様に、通知処理部１４０でＡＲＰパケットを生成する（処理工程Ｐ１０）と、スイッチ装置１０の回線状態監視部１３０に問い合わせを行い、活性状態である回線のポート番号を取得する（処理工程Ｐ１１）。
通知処理部１４０は、回線状態監視部１３０への問い合わせ結果から得られた活性状態のポート番号の全てに対して、障害通知を行うＡＲＰパケットを送出する（処理工程Ｐ１２）。
これにより、図４のネットワークでは、ルータ装置ＡのＭＡＣアドレスを格納した障害通知用ＡＲＰパケットが、ルータ装置Ｂ、ルータ装置Ｄに通知されることになる。
図１０は、ルータ装置２０（図４のネットワークの例では、ルータ装置Ｂ、ルータ装置Ｄに共通）の経路変更処理部２００の動作フローである。以下、必要な時のみ該当ルータ装置を特定して示す。
ルータ装置２０は、経路変更処理部２００において、スイッチ装置１０（ＳＷ１）から受信された図１１のＡＲＰパケットを分析する（処理工程Ｐ１３）。この分析において、オペレーションコード（図１１：ＯＰＣ）が障害通知（図１２参照）である場合（処理工程Ｐ１４、Ｙｅｓ）には、通知されたＡＲＰパケット内の送信元ＭＡＣアドレスを検索条件として、ルータ装置２０内のＡＲＰテーブル２１０（図６：表２）を検索する（処理工程Ｐ１５）。
この検索において、該当ＭＡＣアドレスに対応したＩＰアドレスを取得する（処理工程Ｐ１６、Ｙｅｓ）。
ルータ装置２０では、本来的に有する機能としてルータ装置等の装置及び端末である、ルータ装置２０との接続先にＩＰパケットを中継する際、ＩＰパケットにおける接続先情報にＭＡＣアドレスも付与する必要がある。
このため、ルータ装置２０は、経路変更処理部２００によって接続先のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを対応付けてＡＲＰテーブル２１０上に管理する機能を持っている（図６の表２参照）。
したがって、ルータ装置２０（Ｂ，Ｄ）において、障害通知用のＡＲＰパケット内の送信元ＭＡＣアドレス（ハードウエアアドレスＡ１，Ａ２）に基づき取得したＩＰアドレスにより、次いでルーティング（経路）テーブル２２０を検索する（処理工程Ｐ１７）。これにより、取得したＩＰアドレスがルータ装置ＡのＩＰアドレスであることを認識する。
この時点で、ルータ装置２０（Ｂ，Ｄ）において、ルータ装置Ａ向けの回線に障害が発生していることが認識できる。
ルータ装置２０（Ｂ，Ｄ）の経路変更処理部２００でルータ装置２０（Ａ）向けの回線が障害であることを認識した後に、ルーティング検出部２５０により、ルータ装置２０（Ａ）のＩＰアドレスを検索条件として、ルーティングテーブル２２０（図６、表１）のＮｅｘｔＨｏｐ（隣接）ルータ装置（ｂ）を検索する（処理工程Ｐ１８）。
該当する経路情報があれば（処理工程Ｐ１８、Ｙｅｓ）、ルーティングテーブル２２０上から削除する（処理工程Ｐ１９）。
ルータ装置２０におけるルーティング検出部２５０は、従来から有している本来の機能として、ＩＰパケットを宛先となるネットワークＮＷに向けて中継する際に、ルーティングテーブル２２０を参照して宛先ネットワークＮＷに対するＮｅｘｔＨｏｐルータ装置（図６、表１ｂ）を取得する。次いで、取得した隣接ルータ装置に向けてＩＰパケットを送出する。
したがって、ルータ装置２０（Ｂ、Ｄ）において、隣接ルータ装置がルータ装置２０（Ａ）である経路情報を削除する（処理工程Ｐ１９）と、その時点から、ルータ装置２０（Ａ）を経由して通信していたＩＰパケットは、全て迂回経路（ルータ装置Ｂ、ルータ装置Ｃを介する経路）を経由して即座に通信を実施することができる。
さらに、ルータ装置２０（Ｂ、Ｄ）の経路変更処理部２００においてルータ装置２０（Ａ）向けの回線が障害であることを認識した後に、ＬＳＰパステーブル２４０にＬＳＰパスが設定されている場合（処理工程Ｐ２１、Ｙｅｓ）、ルータ装置２０（Ａ）のＩＰアドレスを検索条件として、ラベルスイッチングパス検出部２３０により、ＬＳＰパステーブル２４０の隣接ルータ装置を検索し（処理工程Ｐ２２）、該当するパス情報があれば（処理工程Ｐ２２、Ｙｅｓ）、これを削除する（処理工程Ｐ２３）。
したがって、ルータ装置２０（Ｂ、Ｄ）において、隣接ルータ装置がルータ装置ＡであるＬＳＰパス情報を削除し、その時点から、ルータ装置Ａを経由して通信していたパケットは、全て迂回経路（ルータ装置２０（Ｂ、Ｃ）を介する経路）を経由して即座に通信を実施することができる。
ここで、ルータ装置２０は、ラベルスイッチルータ装置として機能するときは、ＩＰアドレスより下位レイヤの情報（ラベル）を使用し、上記ＬＳＰパステーブル２４０のマッピングデータに従って、スイッチ動作が行われる。
このＬＳＰパステーブル２４０の内容を、図１４に示される例で説明する。図１４において、（Ａ）は、ルータ装置Ｄにおいて、ＬＳＰパステーブル２４０にマッピングされたＬＳＰマッピングデータである。
データ発行元ルータ装置、ラベル値、ＮｅｘｔＨｏｐ（隣接ルータ装置）及び宛先ルータ装置のラベルが登録されている。
ここまで説明した例では、図４において、スイッチ装置ＳＷ１が一段のルータ装置２０（Ｄ）を介してネットワークＮＷ＃Ｄに接続される例であった。これに対し、別の実施例形態として、図１３に示す実施例は、ルータ装置２０（Ｄ）に隣接する別のルータ装置２０（Ｆ）を通してネットワークＮＷ＃Ｆに接続される例である。
先に説明したように障害Ｘの情報が、ルータ装置２０（Ｄ）に通知されると、本来備わっている機能により、ルータ装置２０（Ｄ）から隣接ルータ装置２０（Ｆ）の経路変更処理部２００に対し、経路変更要求が出される（ステップＳＩＶ）。
したがって、ルータ装置２０（Ｆ）において、先に説明したと同様の処理が行われる。すなわち、図１０において、再度説明すると、ルータ装置２０（Ｆ）の経路変更処理部２００において、ルータ装置２０（Ａ）向けの回線が障害であることを認識した後には、ルータ装置２０（Ａ）のＩＰアドレスを検索条件として、ルータ装置２０（Ｆ）内のルーティングテーブル２２０のＮｅｘｔＨｏｐを検索し（処理工程Ｐ１８）、該当するルーティング情報をルーティングテーブル２２０上から削除する（処理工程Ｐ１９）。
ここで、ルータ装置２０におけるＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈ）のラベルスイッチングパス（ＬＳＰ）検出部２３０は、本来の機能として、パケットを宛先となるネットワークＮＷに向けて中継する際に、ＬＳＰパステーブル２４０を参照して宛先ネットワークＮＷに対する隣接ルータ装置および付与すべきラベル情報を取得して、隣接ルータ装置に的確なラベルを付与してパケットを送出する。
この時ルータ装置Ｆの経路変更処理部２００のルーティング検出処理部２５０へも該当するルーティング情報を通知し、本来の機能によって隣接ルータ装置Ｆ内でも、ルーティングテーブル２２０のＮｅｘｔＨｏｐを検索し、該当ルーティング情報をルーティングテーブル上から削除する。
これにより、ルータ装置Ｆは、ルータ装置Ａを経由して通信していたＩＰパケットを全て迂回経路（ルータ装置Ｂ、ルータ装置Ｃを介する経路）を経由して即座に通信を実施することができる。
また、ルータ装置Ｆの経路変更処理部２００により、ルータ装置Ａ向けの回線が障害であることを認識した後には、ルータ装置ＡのＩＰアドレスを検索条件として、ルータ装置Ｆ内のＬＳＰパステーブル２４０のＮｅｘｔＨｏｐを検索する（図１０：処理工程Ｐ２０）。
該当するパス情報があれば（処理工程Ｐ２１、Ｙｅｓ）、ＬＳＰパステーブル２４０上から削除する（処理工程Ｐ２２）。
この時ルータ装置Ｆの経路変更処理部２００は、ＬＳＰ検出部２３０へも該当するラベル情報を通知し、本来の機能によって、ＬＳＰパス情報テーブル２４０（図１４（Ａ）参照）のＮｅｘｔＨｏｐを検索し、該当するパス情報（ルータ装置Ｄ）をＬＳＰパス情報テーブル上から削除する。
したがって、ルータ装置Ｆはルータ装置Ａを経由して通信していたＩＰパケットは、全て迂回経路（ルータ装置Ｂ、ルータ装置Ｃを介する経路）を経由して即座に通信を実施することができる。
図１５は、従来の経路切替動作（図１５Ａ）と本発明による経路切替動作（図１５Ｂ）を比較して示す図である。
図１５Ａにおいて、スイッチ装置ＳＷ１を通して、ルータ装置Ａとルータ装置Ｂとの間で通信が行われているとき（Ｓ１）、障害Ｘが発生した場合、ルータ装置Ａでは、ルーティングアップデートタイマを監視する（Ｓ２）。タイマがカウント終了した時点（Ｓ３）でルータ装置Ａにおいて障害Ｘの発生を知ることができる。
その後、迂回ルートの選択処理が行われ（Ｓ４）、他のルータ装置Ｇを経由する経路により通常の通信状態に移行する（Ｓ５）。
これに対し、図５Ｂに示す本発明に従う方法では、スイッチ装置ＳＷ１を通して、ルータ装置Ａとルータ装置Ｂとの間で通信が行われているとき（Ｓ１）、障害Ｘが発生した場合、スイッチ装置ＳＷ１によりルータ装置Ａに対し、障害通知が行われる（Ｓ１−１）。
したがって、ルータ装置Ａにおいて障害Ｘの発生を直ちに知ることができ、次いで迂回ルートの選択処理が行われ（Ｓ４）、他のルータ装置Ｇを経由する経路により通常の通信状態に移行する（Ｓ５）。これにより、タイマがカウント終了まで、待つことなく経路切り替えを完了することが可能である。
なお、上述の実施形態においてＩＰネットワーク上のプロトコルは例えばＩＰｖ４とすることができるが、発明の要旨に反しない限りＩＰｖ６またはそれ以降のバージョンのものであっても良いことは明らかである。
【産業上の利用可能性】
以上図面に従い説明したように、迂回経路を持つネットワークにおいて、ネットワークを構成するシステム／回線の障害発生時に、ユーザデータの転送経路が迂回経路へ切り替わるまでの時間を大幅に短縮するネットワークにおける経路切替えシステムを提供可能である。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【技術分野】
本発明は、ネットワークの経路切替えシステムに関し、特に障害発生時のユーザデータの転送経路を動的に切替えるネットワークにおける経路切替えシステムに関する。
発明の背景
複数の中継装置（ルータ装置）から構成されるＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワークにおいては、経路管理機能（経路の自動認識・構成変更時の経路自動認識）及び、経路障害検出機能としてダイナミックルーティングプロトコル（ＲＩＰ：Ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ，ＯＳＰＦ：Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）が用いられる。
この方式では、中継装置（ルータ装置）間で経路障害／装置障害検出を各プロトコルで規定されたパケットを用いて行い、経路の信頼性を動的に確認している。回線障害／装置障害を検出すると、経路情報（プロトコル規定のアルゴリズムで最短ルートを格納したテーブル）を更新し、迂回路への動的な切替えを実現している。
また、近年ではＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ネットワーク上でＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構築する場面が多く見うけられる。ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）技術として、リンク・ステート・パケット（ＬＳＰ：Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｐａｃｋｅｔ）によるトンネル作成を行う ＭＰＬＳ−ＶＰＮ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ−Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が広く利用されているが、このＬＳＰ接続プロトコルに代表されるＬＤＰ／ＲＳＶＰ−ＴＥ（Ｌｉｎｋ Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）においても各中継装置間で経路障害を検出する手法を備えている。
しかしながら、ＩＰネットワークにおいて代表的な回線種別である、イーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）においてはスイッチ（ＳＷ）装置を介して中継装置間を接続する場合が一般的であり、この接続形態においては、スイッチ装置を介して接続される一方の中継装置とＳＷ装置間の回線障害を検出する手段（ＡＴＭ回線で具備されるＯＡＭ：Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ相当の手段）が、他方の中継装置においては用意されていない。
したがって、ダイナミックルーティングプロトコルで規定されているタイマの経過を待って経路情報の更新もしくはＬＳＰの切替えが実施されていた。
また、スイッチ装置を介して中継装置を接続する形態においては、ポイント−マルチポイントの形態が殆どであることから、任意の中継装置障害を複数の中継装置に通知する必要がある。逆に通知を受ける中継装置においては、対向となる複数の中継装置の中から障害となった中継装置を特定する必要があった。
上記に説明した通り、従来技術では、スイッチ装置を介して中継装置間を接続した場合に、任意のスイッチ装置と中継装置間の回線障害及び装置障害を、他の中継装置に通知する機能を有していない。
特にポイント−マルチポイント接続の形態となる為に、障害となった中継装置を特定できる通知機能を有しないことが問題であった。
このためダイナミックルーティングプロトコルで規定されているタイマが満了するまでの時間、経路情報の更新もしくはＬＳＰの切替えが実施されずユーザ間の通信は不通となっていた。
また、ダイナミックルーティングプロトコルで規定されているタイマを短く設定することで、経路情報の更新もしくはＬＳＰの切替えを速やかにすることは可能であるが、ネットワークの負荷及びネットワークを構成する中継装置（ルータ装置）の負荷を定常的に高くすることになり、効率的なネットワーク構築が出来なかった。
この様に、ＩＰネットワークにおいて代表的な回線種別である、イーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）を使用したポイント−マルチポイント形態のネットワークにおいては、信頼性・高速性に問題があった。
ネットワークにおける経路切替えの際の通信中断時間を軽減する従来技術が提案されている（特許文献１）。かかる文献に記載の方法は、障害ネットワークに中継されたＩＰパケットに対し、出力先ネットワークを決定した後、再度経路選択を行うことを特徴とするものである。
障害時の経路切り替えに関する他の技術が知られている（特許文献２，３）。かかる技術では、ルータとスイッチ装置の関係については触れられていない。
【特許文献１】特開２００２−３７４２８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８１０６８号公報
【特許文献３】特開平１１−２８４６３３号公報
発明の概要
したがって、本発明の目的は、イーサネットを使用したポイント−マルチポイント形態のＩＰネットワークを構成するネットワークにおいて、システム／回線の障害発生時に、ユーザデータの転送経路が迂回経路へ切り替わるまでの時間を大幅に短縮することを目的とする。
かかる発明の目的を達成するネットワークの経路切替えシステムは、第１の態様として、スイッチ装置と、前記スイッチ装置に理移設する複数の中継装置により経路が設定されるイーサネットを使用したポイント−マルチポイント形態のＩＰネットワークにおける経路切替えシステムであって、前記スイッチ装置は、隣接する中継装置の障害もしくは、隣接する中継装置間の回線障害検出を契機に、該当の中継装置を特定出来る情報を、他の複数の中継装置に通知する通知処理部を有し、前記中継装置は前記中継装置の通知処理部より通知された情報から、障害と見なされた中継装置を経由する経路情報を無効とする経路変更処理部を有することを特徴とする。
さらに、上記発明の目的を達成するネットワークの経路切替えシステムは、第２の態様として、第１の態様において、前記スイッチ装置の通知処理部は、隣接する複数の中継装置に同報パケットにより障害を通知することを特徴とする。
また、本発明の目的を達成するネットワークの経路切替えシステムは、第３の態様として第１に態様において、前記中継装置の経路変更処理部は、ダイナミックルーティングプロトコルにより、動的に認識／取得した複数の経路情報から、前記スイッチ装置の通知処理部から通知された特定の中継装置を経由する経路情報のみを無効とすることを特徴とする。
さらに、本発明の目的を達成するネットワークの経路切替えシステムは、第４の態様として第１に態様において、前記スイッチ装置は、隣接する中継装置の障害もしくは、隣接する中継装置との間の回線障害検出を契機に、該当の中継装置を特定する情報として中継装置のＭＡＣアドレスを使用し、前記中継装置の経路変更処理部は、前記ＭＡＣアドレスからＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応を示すテーブルを検索して、該当中継装置のＩＰアドレスを認識することを特徴とする。
さらにまた、本発明の目的を達成するネットワークの経路切替えシステムは、第５の態様として第１の態様において、前記中継装置は、更にラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部を有し、前記中継装置の経路変更処理部は、ダイナミックルーティングプロトコルにより動的に認識／取得した複数の経路情報から、前記スイッチ装置の通知処理部から通知された特定の中継装置を経由する経路情報のみを無効とする際に、前記ラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部に通知し、前記ラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部によりそれぞれマッピングされたラベルスイッチングパス情報及びルーティングテーブルから隣接する複数の中継装置に経路情報を無効とすることを特徴とする。
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される実施の形態例から、更に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
図１は、イーサネット回線によるポイント−マルチポイント接続形態を有し、且つ迂回経路を備えたネットワークの一構成例を示す図である。
図２は、図１において障害Ｘの発生を説明する図である。
図３は、図１において、迂回路形成を説明する図である。
図４は、図２に対応する構成において、本発明に従うネットワークの経路切替え方法を説明する概念図である。
図５は、本発明のネットワークの経路切替え方法を実現すルータ装置めのスイッチ装置１０とルータ装置２０の構成を示す図である。
図６は、図５に示すスイッチ装置１０とルータ装置２０の関係を、図４のネットワーク構成におけるルータ装置Ｄとスイッチ装置ＳＷ１との接続に対応して示す図である。
図７は、スイッチ装置１０の回線障害検出部１２０による動作フローである。
図８は、回線状態監視部１３０の動作フローである。
図９は、スイッチ装置１０の通知処理部１４０の動作フローである。
図１０は、ルータ装置２０の経路変更処理部２００の動作フローである。
図１１は、ＡＲＰプロトコルのフォーマットの例を説明する図である。
図１２は、図１１におけるオペレーションコードを説明する図である。
図１３は、第２の実施例を説明する図である。
図１４は、ＬＳＰパステーブル２４０の内容を説明する図である。
図１５は、従来の経路切替動作（図１５Ａ）と本発明による経路切替動作（図１５Ｂ）を比較して示す図である。
好ましい発明の実施の形態
以下に図面に従い本発明の実施の形態例を説明するが、これに先立って、本発明の理解のために従来構成における問題を更に説明しておく。
図１は、先に説明したイーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）回線によるポイント−マルチポイント接続形態を有し、且つ迂回経路を備えたネットワークの一構成例である。
複数の中継装置（ルータ装置）Ａ〜Ｅと複数のＳＷ装置１，２が混在するネットワークでは、ルータ装置Ｄ配下のネットワークＮＷ＃Ｄとルータ装置Ｅ配下のネットワークＮＷ＃Ｅ間の通信を行う場合、ＮＷ＃Ｄ→ルータ装置Ｄ→ＳＷ１→ルータ装置Ａ→ＳＷ２→ルータ装置Ｅ→ＮＷ＃Ｅの経路と、ＮＷ＃Ｄ→ルータ装置Ｄ→ＳＷ１→ルータ装置Ｂ→ルータ装置Ｃ→ＳＷ２→ルータ装置Ｅ→ＮＷ＃Ｅの経路と２つの経路が選択できる経路の冗長性が取られる構成が考えられる。
ここでは、図１に示す様にメトリックの関係上、ルータ装置Ａを介した経路が優先的に選択されることとする。
図１において、特にポイント−マルチポイント構成（図１の第１のスイッチ装置ＳＷ１を介して接続されるルータ装置Ａ，Ｂ，Ｄ又は、第２のスイッチ装置ＳＷ２を介して接続されるルータ装置Ａ，Ｃ，Ｅ）の各ポイントの障害検出と、障害通知を行う構成を想定する。
かかる構成において、図２に示すように発側ネットワークＮＷ＃Ｄに接続される端末（発側端末）から着側ネットワークＮＷ＃Ｅに接続される端末（着側端末）にルータ装置Ａを経由してデータ送信する場合にあって、Ｘ点に障害が生じると、ルータ装置Ａで障害を検知する。この場合、ルータ装置Ａは、障害検知により第２のスイッチ装置ＳＷ２を通してルータ装置Ｅとルータ装置Ｃにルート変更要求を送る（ステップＳＩ）。
ここで、第１のスイッチ装置ＳＷ１においても障害発生を知ることができるが、この障害を知って更に通知する機能は従来システムにおいては有していない。したがって、かかる場合、図３に示す様にルータ装置Ｄにおいてタイマ監視を行っており、タイマ満了を待ってルーティングテーブルを更新し、ルート変更が可能になる（ステップＳＩＩ）。しかし、このタイマ満了までは、数１０秒から数分の単位の時間が必要であった。
このように、従来のネットワークの経路切替え方法では、切替えの高速化ができないという不都合が存在していた。したがって、本発明はかかる不都合を解消するネットワークの経路切替え方法及び装置を提供するものである。
図４は、図２に対応する構成において、本発明に従うネットワークの経路切替え方法を説明する概念図である。
本発明の特徴として、スイッチ装置ＳＷ１に障害通知機能を持たせている。すなわち、スイッチ装置ＳＷ１の障害通知機能により、障害発生をスイッチ装置ＳＷ１において検知すると、その障害をスイッチ装置ＳＷ１の活性回線に接続するポートを通して通知する。
ルータ装置Ｄにもスイッチ装置ＳＷ１から障害が通知される。これによりルータ装置Ｄは、タイマ満了を待つことなくルーティングテーブルの経路情報を更新して、即時にルート変更を要求することができる（ステップＳＩＩＩ）。
図５は、本発明のネットワークの経路切替え方法を実現すルータ装置めのスイッチ装置１０とルータ装置２０の構成を示している。さらに、図６は、図５に示すスイッチ装置１０とルータ装置２０の関係を、図４のネットワーク構成におけるルータ装置Ｄとスイッチ装置ＳＷ１との接続に対応して示している。
図１において説明したように、図４においても、ルータ装置Ｄ配下のネットワークＮＷ＃Ｄとルータ装置Ｅ配下のネットワークＮＷ＃Ｅ間の通信を行う際に、ＮＷ＃Ｄ→ルータ装置Ｄ→ＳＷ１→ルータ装置Ａ→ＳＷ２→ルータ装置Ｅ→ＮＷ＃Ｅの経路とＮＷ＃Ｄ→ルータ装置Ｄ→ＳＷ１→ルータ装置Ｂ→ルータ装置Ｃ→ＳＷ２→ルータ装置Ｅ→ＮＷ＃Ｅの経路の２つの経路で冗長性が取られている。
ここで、本発明に従い、ルータ装置２０（図４においてルータ装置Ｄ）は、図６の表１に示すような宛先ネットワークａと、経路となるルータ装置ｂ及び経由段数ｃの関係を示すルーティング（経路）テーブル２２０を有している。さらに、各ルータ装置のＭＡＣアドレスｄと対応するＩＰアドレスｅを示す図６の表２に例示するＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）テーブル２１０を有している。
一方、スイッチ装置１０（図４においてＳＷ１）は、図６の表３に例示するポート番号ｆと対応するＭＡＣアドレスｇを示すＭＡＣテーブル１１０を有している。
かかる図５に示す構成のスイッチ装置１０とルータ装置２０による本発明に従うネットワークの経路切替え方法を図７乃至図１０の動作フローに基づいて説明する。
図７は、スイッチ装置１０の回線障害検出部１２０による動作フローである。回線障害検出部１２０は、常時信号レベルを検知し、物理レイヤでの障害となったポート番号を検出する（処理工程Ｐ１）。
例えば、図４において、ルータ装置２０とスイッチ装置１０との間の回線が障害Ｘになった場合、もしくは、ルータ装置Ａに装置障害が発生した場合、スイッチ装置ＳＷ１の回線障害検出部１２０で、ルータ装置Ａと接続されている回線（ポート）の物理レイヤでの障害を検出する。
回線障害検出部１２０により検出された障害となったポート番号は、回線状態監視部１３０に通知される（処理工程Ｐ２）。図４の例では、スイッチ装置ＳＷ１の回線障害検出部１２０は、ルータ装置Ａと接続されている回線の番号（ポート番号）を回線状態監視部１３０に通知する。
図８は、回線状態監視部１３０の動作フローであり、回線状態監視部１３０は、スイッチ装置１０が有する全回線の状態を管理している。すなわち、回線状態監視部１３０における処理種別が回線状態変更でなく（処理工程Ｐ６、Ｎｏ）、回線出し状態であれば（処理工程Ｐ７、Ｙｅｓ）、全回線状態の読み出しを行う（処理工程Ｐ９）。
一方、回線障害検出部１２０からルータ装置２０と接続されている回線の障害を通知された場合は、処理種別が回線状態変更であると判断し（処理工程Ｐ６、Ｙｅｓ）、該当するポート番号の状態を、活性状態から障害状態に変更する（処理工程Ｐ９）。
図７の回線障害検出部１２０の動作フローに戻ると、スイッチ装置１０の回線障害検出部１２０は、ルータ装置２０と接続されている回線の番号（ポート番号）を検索条件として、スイッチ装置１０内のＭＡＣテーブル１１０を検索し（処理工程Ｐ３）、スイッチ装置１０とルータ装置２０間で学習しているＭＡＣアドレスを取得する（処理工程Ｐ４、Ｙｅｓ）。これにより、障害となったポート番号に対応するＭＡＣアドレスが得られる。
ここで、スイッチ装置１０は、本来の機能として、スイッチ装置１０に接続されている装置（ルータ装置等）、及び端末が送信したフレームをスイッチ装置１０で中継するために、スイッチ装置１０内のＭＡＣ検出部１００が送信元のＭＡＣアドレスを覚えておく（学習）機能を有している。
この為に、図６で説明したように接続されているポート番号対応にフレーム送信元のＭＡＣアドレスをＭＡＣテーブル１１０上に管理する機能を有している（図６の表３参照）。
したがって、ルータ装置２０とスイッチ装置１０との間の回線／装置障害発生時、スイッチ装置１０の回線障害検出部１２０がポート番号を検索条件にしてＭＡＣテーブル１１０から取得するＭＡＣアドレスは、図４の実施例においてルータ装置ＡのＭＡＣアドレスである。
このように検索されるＭＡＣアドレスがある場合（処理工程Ｐ４、Ｙｅｓ）は、取得したルータ装置ＡのＭＡＣアドレス情報が、本発明の実現のために付加された、スイッチ装置１０の通知処理部１４０に送られる（処理工程Ｐ５）。
スイッチ装置１０の通知処理部１４０は、図９の動作フローに従い、図１１に示すようなＡＲＰプロトコルのフォーマットによりＡＲＰパケットを生成する（処理工程Ｐ１０）。
この際、送信元ステーションのハードウェアアドレス位置（Ａ１、Ａ２）に、回線障害検出部１２０から通知されたルータ装置ＡのＭＡＣアドレスを格納し、また、宛先ステーションのハードウェアアドレス位置（Ｂ１、Ｂ２）には、ブロードキャストフレームを示すオール‘Ｆ’のアドレスを格納する。
さらに、図１２に示すように、オペレーションコード（Ｃ）の未使用ビット‘３’を本発明で必要となる障害通知の為の値として利用し、スイッチ装置１０の通知処理部１４０により上記値を設定する。
この様に、通知処理部１４０でＡＲＰパケットを生成する（処理工程Ｐ１０）と、スイッチ装置１０の回線状態監視部１３０に問い合わせを行い、活性状態である回線のポート番号を取得する（処理工程Ｐ１１）。
通知処理部１４０は、回線状態監視部１３０への問い合わせ結果から得られた活性状態のポート番号の全てに対して、障害通知を行うＡＲＰパケットを送出する（処理工程Ｐ１２）。
これにより、図４のネットワークでは、ルータ装置ＡのＭＡＣアドレスを格納した障害通知用ＡＲＰパケットが、ルータ装置Ｂ、ルータ装置Ｄに通知されることになる。
図１０は、ルータ装置２０（図４のネットワークの例では、ルータ装置Ｂ、ルータ装置Ｄに共通）の経路変更処理部２００の動作フローである。以下、必要な時のみ該当ルータ装置を特定して示す。
ルータ装置２０は、経路変更処理部２００において、スイッチ装置１０（ＳＷ１）から受信された図１１のＡＲＰパケットを分析する（処理工程Ｐ１３）。この分析において、オペレーションコード（図１１：ＯＰＣ）が障害通知（図１２参照）である場合（処理工程Ｐ１４、Ｙｅｓ）には、通知されたＡＲＰパケット内の送信元ＭＡＣアドレスを検索条件として、ルータ装置２０内のＡＲＰテーブル２１０（図６：表２）を検索する（処理工程Ｐ１５）。
この検索において、該当ＭＡＣアドレスに対応したＩＰアドレスを取得する（処理工程Ｐ１６、Ｙｅｓ）。
ルータ装置２０では、本来的に有する機能としてルータ装置等の装置及び端末である、ルータ装置２０との接続先にＩＰパケットを中継する際、ＩＰパケットにおける接続先情報にＭＡＣアドレスも付与する必要がある。
このため、ルータ装置２０は、経路変更処理部２００によって接続先のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを対応付けてＡＲＰテーブル２１０上に管理する機能を持っている（図６の表２参照）。
したがって、ルータ装置２０（Ｂ，Ｄ）において、障害通知用のＡＲＰパケット内の送信元ＭＡＣアドレス（ハードウエアアドレスＡ１，Ａ２）に基づき取得したＩＰアドレスにより、次いでルーティング（経路）テーブル２２０を検索する（処理工程Ｐ１７）。これにより、取得したＩＰアドレスがルータ装置ＡのＩＰアドレスであることを認識する。
この時点で、ルータ装置２０（Ｂ，Ｄ）において、ルータ装置Ａ向けの回線に障害が発生していることが認識できる。
ルータ装置２０（Ｂ，Ｄ）の経路変更処理部２００でルータ装置２０（Ａ）向けの回線が障害であることを認識した後に、ルーティング検出部２５０により、ルータ装置２０（Ａ）のＩＰアドレスを検索条件として、ルーティングテーブル２２０（図６、表１）のＮｅｘｔＨｏｐ（隣接）ルータ装置（ｂ）を検索する（処理工程Ｐ１８）。
該当する経路情報があれば（処理工程Ｐ１８、Ｙｅｓ）、ルーティングテーブル２２０上から削除する（処理工程Ｐ１９）。
ルータ装置２０におけるルーティング検出部２５０は、従来から有している本来の機能として、ＩＰパケットを宛先となるネットワークＮＷに向けて中継する際に、ルーティングテーブル２２０を参照して宛先ネットワークＮＷに対するＮｅｘｔＨｏｐルータ装置（図６、表１ｂ）を取得する。次いで、取得した隣接ルータ装置に向けてＩＰパケットを送出する。
したがって、ルータ装置２０（Ｂ、Ｄ）において、隣接ルータ装置がルータ装置２０（Ａ）である経路情報を削除する（処理工程Ｐ１９）と、その時点から、ルータ装置２０（Ａ）を経由して通信していたＩＰパケットは、全て迂回経路（ルータ装置Ｂ、ルータ装置Ｃを介する経路）を経由して即座に通信を実施することができる。
さらに、ルータ装置２０（Ｂ、Ｄ）の経路変更処理部２００においてルータ装置２０（Ａ）向けの回線が障害であることを認識した後に、ＬＳＰパステーブル２４０にＬＳＰパスが設定されている場合（処理工程Ｐ２１、Ｙｅｓ）、ルータ装置２０（Ａ）のＩＰアドレスを検索条件として、ラベルスイッチングパス検出部２３０により、ＬＳＰパステーブル２４０の隣接ルータ装置を検索し（処理工程Ｐ２２）、該当するパス情報があれば（処理工程Ｐ２２、Ｙｅｓ）、これを削除する（処理工程Ｐ２３）。
したがって、ルータ装置２０（Ｂ、Ｄ）において、隣接ルータ装置がルータ装置ＡであるＬＳＰパス情報を削除し、その時点から、ルータ装置Ａを経由して通信していたパケットは、全て迂回経路（ルータ装置２０（Ｂ、Ｃ）を介する経路）を経由して即座に通信を実施することができる。
ここで、ルータ装置２０は、ラベルスイッチルータ装置として機能するときは、ＩＰアドレスより下位レイヤの情報（ラベル）を使用し、上記ＬＳＰパステーブル２４０のマッピングデータに従って、スイッチ動作が行われる。
このＬＳＰパステーブル２４０の内容を、図１４に示される例で説明する。図１４において、（Ａ）は、ルータ装置Ｄにおいて、ＬＳＰパステーブル２４０にマッピングされたＬＳＰマッピングデータである。
データ発行元ルータ装置、ラベル値、ＮｅｘｔＨｏｐ（隣接ルータ装置）及び宛先ルータ装置のラベルが登録されている。
ここまで説明した例では、図４において、スイッチ装置ＳＷ１が一段のルータ装置２０（Ｄ）を介してネットワークＮＷ＃Ｄに接続される例であった。これに対し、別の実施例形態として、図１３に示す実施例は、ルータ装置２０（Ｄ）に隣接する別のルータ装置２０（Ｆ）を通してネットワークＮＷ＃Ｆに接続される例である。
先に説明したように障害Ｘの情報が、ルータ装置２０（Ｄ）に通知されると、本来備わっている機能により、ルータ装置２０（Ｄ）から隣接ルータ装置２０（Ｆ）の経路変更処理部２００に対し、経路変更要求が出される（ステップＳＩＶ）。
したがって、ルータ装置２０（Ｆ）において、先に説明したと同様の処理が行われる。すなわち、図１０において、再度説明すると、ルータ装置２０（Ｆ）の経路変更処理部２００において、ルータ装置２０（Ａ）向けの回線が障害であることを認識した後には、ルータ装置２０（Ａ）のＩＰアドレスを検索条件として、ルータ装置２０（Ｆ）内のルーティングテーブル２２０のＮｅｘｔＨｏｐを検索し（処理工程Ｐ１８）、該当するルーティング情報をルーティングテーブル２２０上から削除する（処理工程Ｐ１９）。
ここで、ルータ装置２０におけるＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｌａｂｅｌ Ｓｗｉｔｃｈ）のラベルスイッチングパス（ＬＳＰ）検出部２３０は、本来の機能として、パケットを宛先となるネットワークＮＷに向けて中継する際に、ＬＳＰパステーブル２４０を参照して宛先ネットワークＮＷに対する隣接ルータ装置および付与すべきラベル情報を取得して、隣接ルータ装置に的確なラベルを付与してパケットを送出する。
この時ルータ装置Ｆの経路変更処理部２００のルーティング検出処理部２５０へも該当するルーティング情報を通知し、本来の機能によって隣接ルータ装置Ｆ内でも、ルーティングテーブル２２０のＮｅｘｔＨｏｐを検索し、該当ルーティング情報をルーティングテーブル上から削除する。
これにより、ルータ装置Ｆは、ルータ装置Ａを経由して通信していたＩＰパケットを全て迂回経路（ルータ装置Ｂ、ルータ装置Ｃを介する経路）を経由して即座に通信を実施することができる。
また、ルータ装置Ｆの経路変更処理部２００により、ルータ装置Ａ向けの回線が障害であることを認識した後には、ルータ装置ＡのＩＰアドレスを検索条件として、ルータ装置Ｆ内のＬＳＰパステーブル２４０のＮｅｘｔＨｏｐを検索する（図１０：処理工程Ｐ２０）。
該当するパス情報があれば（処理工程Ｐ２１、Ｙｅｓ）、ＬＳＰパステーブル２４０上から削除する（処理工程Ｐ２２）。
この時ルータ装置Ｆの経路変更処理部２００は、ＬＳＰ検出部２３０へも該当するラベル情報を通知し、本来の機能によって、ＬＳＰパス情報テーブル２４０（図１４（Ａ）参照）のＮｅｘｔＨｏｐを検索し、該当するパス情報（ルータ装置Ｄ）をＬＳＰパス情報テーブル上から削除する。
したがって、ルータ装置Ｆはルータ装置Ａを経由して通信していたＩＰパケットは、全て迂回経路（ルータ装置Ｂ、ルータ装置Ｃを介する経路）を経由して即座に通信を実施することができる。
図１５は、従来の経路切替動作（図１５Ａ）と本発明による経路切替動作（図１５Ｂ）を比較して示す図である。
図１５Ａにおいて、スイッチ装置ＳＷ１を通して、ルータ装置Ａとルータ装置Ｂとの間で通信が行われているとき（Ｓ１）、障害Ｘが発生した場合、ルータ装置Ａでは、ルーティングアップデートタイマを監視する（Ｓ２）。タイマがカウント終了した時点（Ｓ３）でルータ装置Ａにおいて障害Ｘの発生を知ることができる。
その後、迂回ルートの選択処理が行われ（Ｓ４）、他のルータ装置Ｇを経由する経路により通常の通信状態に移行する（Ｓ５）。
これに対し、図５Ｂに示す本発明に従う方法では、スイッチ装置ＳＷ１を通して、ルータ装置Ａとルータ装置Ｂとの間で通信が行われているとき（Ｓ１）、障害Ｘが発生した場合、スイッチ装置ＳＷ１によりルータ装置Ａに対し、障害通知が行われる（Ｓ１−１）。
したがって、ルータ装置Ａにおいて障害Ｘの発生を直ちに知ることができ、次いで迂回ルートの選択処理が行われ（Ｓ４）、他のルータ装置Ｇを経由する経路により通常の通信状態に移行する（Ｓ５）。これにより、タイマがカウント終了まで、待つことなく経路切り替えを完了することが可能である。
なお、上述の実施形態においてＩＰネットワーク上のプロトコルは例えばＩＰｖ４とすることができるが、発明の要旨に反しない限りＩＰｖ６またはそれ以降のバージョンのものであっても良いことは明らかである。
【産業上の利用可能性】
以上図面に従い説明したように、迂回経路を持つネットワークにおいて、ネットワークを構成するシステム／回線の障害発生時に、ユーザデータの転送経路が迂回経路へ切り替わるまでの時間を大幅に短縮するネットワークにおける経路切替えシステムを提供可能である。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ装置と、前記スイッチ装置に隣接する複数の中継装置により経路が設定されるイーサネットを使用したポイント−マルチポイント形態のＩＰネットワークにおける経路切替えシステムであって、
前記スイッチ装置は、隣接する中継装置の障害もしくは、隣接する中継装置間の回線障害検出を契機に、該当の中継装置を特定出来る情報を、他の複数の中継装置に通知する通知処理部を有し、
前記中継装置は前記中継装置の通知処理部より通知された情報から、障害と見なされた中継装置を経由する経路情報を無効とする経路変更処理部を有することを特徴とする経路切替えシステム。
【請求項２】
請求項１において、
前記スイッチ装置の通知処理部は、隣接する複数の中継装置に同報パケットにより障害を通知することを特徴とする経路切替えシステム。
【請求項３】
請求項１において、
前記中継装置の経路変更処理部は、ダイナミックルーティングプロトコルにより、動的に認識／取得した複数の経路情報から、前記スイッチ装置の通知処理部から通知された特定の中継装置を経由する経路情報のみを無効とすることを特徴とする経路切替えシステム。
【請求項４】
請求項１において、
前記スイッチ装置は、隣接する中継装置の障害もしくは、隣接する中継装置との間の回線障害検出を契機に、該当の中継装置を特定する情報として中継装置のＭＡＣアドレスを使用し、
前記中継装置の経路変更処理部は、前記ＭＡＣアドレスからＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応を示すテーブルを検索して、該当中継装置のＩＰアドレスを認識することを特徴とする経路切替えシステム。
【請求項５】
請求項１において、
前記中継装置は、更にラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部を有し、
前記中継装置の経路変更処理部は、ダイナミックルーティングプロトコルにより動的に認識／取得した複数の経路情報から、前記スイッチ装置の通知処理部から通知された特定の中継装置を経由する経路情報のみを無効とする際に、前記ラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部に通知し、前記ラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部によりそれぞれマッピングされたラベルスイッチングパス情報及びルーティングテーブルから隣接する複数の中継装置に経路情報を無効とすることを特徴とする経路切替えシステム。
【請求項１】
スイッチ装置と、前記スイッチ装置に隣接する複数の中継装置により経路が設定されるイーサネットを使用したポイント−マルチポイント形態のＩＰネットワークにおける経路切替えシステムであって、
前記スイッチ装置は、隣接する中継装置の障害もしくは、隣接する中継装置間の回線障害検出を契機に、該当の中継装置を特定出来る情報を、他の複数の中継装置に通知する通知処理部を有し、
前記中継装置は前記中継装置の通知処理部より通知された情報から、障害と見なされた中継装置を経由する経路情報を無効とする経路変更処理部を有することを特徴とする経路切替えシステム。
【請求項２】
請求項１において、
前記スイッチ装置の通知処理部は、隣接する複数の中継装置に同報パケットにより障害を通知することを特徴とする経路切替えシステム。
【請求項３】
請求項１において、
前記中継装置の経路変更処理部は、ダイナミックルーティングプロトコルにより、動的に認識／取得した複数の経路情報から、前記スイッチ装置の通知処理部から通知された特定の中継装置を経由する経路情報のみを無効とすることを特徴とする経路切替えシステム。
【請求項４】
請求項１において、
前記スイッチ装置は、隣接する中継装置の障害もしくは、隣接する中継装置との間の回線障害検出を契機に、該当の中継装置を特定する情報として中継装置のＭＡＣアドレスを使用し、
前記中継装置の経路変更処理部は、前記ＭＡＣアドレスからＭＡＣアドレスとＩＰアドレスの対応を示すテーブルを検索して、該当中継装置のＩＰアドレスを認識することを特徴とする経路切替えシステム。
【請求項５】
請求項１において、
前記中継装置は、更にラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部を有し、
前記中継装置の経路変更処理部は、ダイナミックルーティングプロトコルにより動的に認識／取得した複数の経路情報から、前記スイッチ装置の通知処理部から通知された特定の中継装置を経由する経路情報のみを無効とする際に、前記ラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部に通知し、前記ラベルスイッチングパス検出部及びルーティング検出部によりそれぞれマッピングされたラベルスイッチングパス情報及びルーティングテーブルから隣接する複数の中継装置に経路情報を無効とすることを特徴とする経路切替えシステム。
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０５７８６４
【国際公開日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【発行日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５１１６８６（Ｐ２００５−５１１６８６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１６００６
【国際出願日】平成１５年１２月１２日（２００３．１２．１２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．ＥＴＨＥＲＮＥＴ
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【国際公開日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【発行日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００３／０１６００６
【国際出願日】平成１５年１２月１２日（２００３．１２．１２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
２．ＥＴＨＥＲＮＥＴ
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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