ネットワークシステム，レイヤ２スイッチ，及びネットワーク障害検出方法
【課題】２台の通信装置間における片方向パス障害を短期間で検出する。
【解決手段】ネットワークシステムは、第１のアドレスが設定された第１の通信装置と、第１の通信装置とネットワークを介して接続され第２のアドレスが設定された第２の通信装置と、を備える。第１の通信装置は、宛先アドレスとして第２のアドレスが、送信元アドレスとして第１のアドレスが、それぞれ設定された監視フレームを生成してネットワークに出力する監視フレーム送信部と、監視応答フレームの受信を監視する監視応答フレーム監視部とを有し、第２の通信装置は、受信した監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して監視応答フレームを生成し、ネットワークに出力する監視応答フレーム送信部を有する。
【解決手段】ネットワークシステムは、第１のアドレスが設定された第１の通信装置と、第１の通信装置とネットワークを介して接続され第２のアドレスが設定された第２の通信装置と、を備える。第１の通信装置は、宛先アドレスとして第２のアドレスが、送信元アドレスとして第１のアドレスが、それぞれ設定された監視フレームを生成してネットワークに出力する監視フレーム送信部と、監視応答フレームの受信を監視する監視応答フレーム監視部とを有し、第２の通信装置は、受信した監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して監視応答フレームを生成し、ネットワークに出力する監視応答フレーム送信部を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークにおける障害検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
２台の通信装置（例えば、レイヤ２スイッチ）を、互いにネットワークを介して接続する場合、２台の通信装置間に双方向の２つのパス（通信経路）が設定される。一方のパスに障害（「片方向パス障害」と呼ぶ）が発生すると、ネットワーク上で、フレームがループする等の種々の問題が発生する。そこで、片方向パス障害を検出するために、ＵＤＬＤ（Uni-Directional Link Detction ）プロトコルが提案されている（非特許文献１）。
【０００３】
ＵＤＬＤでは、各通信装置が、それぞれ他方の通信装置に対してリンク正常性確認フレームを送信し、他方の通信装置から送信されるリンク正常性通知フレームの受信の有無により、片方向リンク障害の発生の有無を検出する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Cisco System UniDirectional Link (UDLD) Protocol (RFC:5171). Cisco Systems, April 2008. Retrieved from the Internet: on 2010-06-20.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＵＤＬＤでは、受信したフレームに含まれる様々なパラメータの解析をソフトウェアによって行い、その解析結果に基づいて片方向パス障害の有無を検出するため、障害検出までに長期間を要するという問題があった。このため、片方向パス障害の検出時間の短縮化が望まれていた。
【０００６】
本発明は、２台の通信装置間における片方向パス障害を短期間で検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］ネットワークシステムであって、
第１のアドレスが設定された第１の通信装置と、
前記第１の通信装置とネットワークを介して接続され、第２のアドレスが設定された第２の通信装置と、
を備え、
前記第１の通信装置は、
宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたフレームである監視フレームを生成して、前記ネットワークに出力する監視フレーム送信部と、
前記第２の通信装置から送信される監視応答フレームの受信を監視する監視応答フレーム監視部と、
を有し、
前記第２の通信装置は、
前記監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して前記監視応答フレームを生成して、前記ネットワークに出力する監視応答フレーム送信部を有する、ネットワークシステム。
【０００９】
適用例１のネットワークシステムでは、第２の通信装置において、監視フレームを受信すると、監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定することにより監視応答フレームが生成されるので、監視応答フレームの生成処理を容易にハードウェア処理化でき、処理の高速化が実現できる。加えて、第１の通信装置では、監視応答フレームの受信を監視することにより、第１の通信装置と第２の通信装置との間のパス障害を検出できるので、ソフトウェア処理を必要としない。したがって、第１の通信装置と第２の通信装置との間における片方向パス障害を短期間で検出することができる。
【００１０】
［適用例２］適用例１に記載のネットワークシステムにおいて、
前記第２の通信装置は、さらに、
前記受信した監視フレームを記憶する受信フレームバッファと、
前記監視応答フレームを記憶する送信フレームバッファと、
を有し、
前記監視応答フレーム送信部は、前記受信フレームバッファに記憶されている前記監視フレームから宛先アドレスを読み出して、前記送信フレームバッファに前記監視応答フレームの送信元アドレスとして記録させると共に、前記受信フレームバッファに記憶されている前記監視フレームから送信元アドレスを読み出して、前記送信フレームバッファに前記監視応答フレームの宛先アドレスとして記録させる、ネットワークシステム。
【００１１】
このような構成により、監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定する処理を、ハードウェアにより実現することができる。
【００１２】
［適用例３］適用例１または適用例２に記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置は、さらに、
フレームを送受信するためのポートと、
前記監視応答フレーム監視部が前記ポートにおける前記監視応答フレームの受信を検出すると、前記ポートの論理状態をフレーム送受信可能の状態に設定し、前記監視応答フレーム監視部が前記ポートにおける前記監視応答フレームの受信を検出しない場合には、前記ポートの論理状態をフレーム送受信不可能の状態に設定する、ポート制御部と、
を有する、ネットワークシステム。
【００１３】
このような構成により、障害が検出されたポートにおけるフレームの送受信を遮断することができるので、障害発生によりフレームがネットワークシステム内をループし続けることを抑制できる。
【００１４】
［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記監視フレーム送信部は、前記監視フレームの一部として、前記監視フレームであることを示す監視フレーム識別子を設定し、
前記監視応答フレーム送信部は、前記監視応答フレームを生成する際に、前記監視フレームに設定されている前記監視フレーム識別子を、前記監視応答フレームであることを示す監視応答フレーム識別子に書き換える、ネットワークシステム。
【００１５】
このような構成により、監視フレームと監視応答フレームとを容易に区別することができる。したがって、第２の通信装置からも第１の通信装置宛に監視フレームを送信する場合に、第１の通信装置において、第２の通信装置から送信されたフレームが、自らが送信した監視フレームに対応する監視応答フレームであるのか、または、第２の通信装置が新たに送信した監視フレームであるのか、を容易に区別することができる。
【００１６】
［適用例５］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記監視応答フレーム送信部は、前記監視フレームのうち、前記宛先アドレス及び前記送信元アドレスのみを書き換えて、前記監視応答フレームを生成する、ネットワークシステム。
【００１７】
このような構成により、シンプルな処理で監視応答フレームを生成することができる。したがって、より短期間のうちに障害発生を検出することができる。加えて、宛先アドレス及び送信元アドレスのみを書き換えて監視応答フレームを生成するので、第１の通信装置と第２の通信装置との間に、他の通信装置（フレーム中継装置）が１つ以上介在する構成においても、この他の通信装置は、通常のフレームと同様に、監視応答フレームを第１の通信装置に向けて中継することができる。したがって、大規模なネットワークシステムにおいても、障害の発生を監視できると共に、ネットワークシステムの構成変更に伴い、第１の通信装置と第２の通信装置との間に他の通信装置（フレーム中継装置）を追加する場合であっても、第１の通信装置と第２の通信装置との間において生じた障害を検出することができる。
【００１８】
［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置は、さらに、
前記第２の通信装置における前記監視応答フレームの生成及び送信の可否を設定するためのユーザインタフェースを有する、ネットワークシステム。
【００１９】
このような構成により、ユーザは、第２の通信装置における監視応答フレームの生成及び送信の可否を容易に設定することができる。
【００２０】
［適用例７］適用例１ないし適用例６のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置は、いずれもレイヤ２スイッチである、ネットワークシステム。
【００２１】
このような構成により、レイヤ２スイッチ間のレイヤ２ネットワークにおける障害発生の有無を、短期間で検出することができる。
【００２２】
［適用例８］レイヤ２スイッチであって、
第１のアドレスが設定された通信装置とネットワークを介して接続され、
第２のアドレスが設定されており、
宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたレイヤ２フレームである監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して監視応答フレームを生成し、前記ネットワークに出力する監視応答フレーム送信部を備える、レイヤ２スイッチ。
【００２３】
適用例８のレイヤ２スイッチでは、監視フレームを受信すると、監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定することにより監視応答フレームが生成されるので、監視応答フレームの生成処理を容易にハードウェア処理化でき、処理の高速化が実現できる。したがって、レイヤ２スイッチと通信装置との間における片方向パス障害を短期間で検出することができる。
【００２４】
［適用例９］第１の通信装置と第２の通信装置とを備えるネットワークシステムにおいて、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ネットワークの障害を検出するネットワーク障害検出方法であって、
前記第１の通信装置には第１のアドレスが設定され、前記第２の通信装置には第２のアドレスが設定され、
（ａ）前記第１の通信装置において、宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたフレームである監視フレームを生成して、前記ネットワークに出力する工程と、
（ｂ）前記第２の通信装置において、前記監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して監視応答フレームを生成し、前記ネットワークに出力する工程と、
（ｃ）前記第１の通信装置において、前記第２の通信装置から送信される前記監視応答フレームの受信を監視する工程と、
を備える、ネットワーク障害検出方法。
【００２５】
適用例９のネットワーク障害検出方法では、第２の通信装置において、監視フレームを受信すると、監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定することにより監視応答フレームが生成されるので、監視応答フレームの生成処理を容易にハードウェア処理化でき、処理の高速化が実現できる。加えて、第１の通信装置では、監視応答フレームの受信を監視することにより、第１の通信装置と第２の通信装置との間のパス障害を検出できるので、ソフトウェア処理を必要としない。したがって、第１の通信装置と第２の通信装置との間における片方向パス障害を短期間で検出することができる。
【００２６】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、ネットワークシステムやレイヤ２スイッチの制御方法、ネットワークシステムまたはレイヤ２スイッチの機能を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した記録媒体、等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例におけるネットワークシステムの概略構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す第１スイッチ及び第２スイッチの詳細構成を示す説明図である。
【図３】図２に示すフレーム転送処理部の詳細構成を示す説明図である。
【図４】パス障害の監視を行うための設定用ウィンドウを示す第１の説明図である。
【図５】パス障害の監視を行うための設定用ウィンドウを示す第２の説明図である。
【図６】パス障害監視開始処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームのフレームフォーマットを示す説明図である。
【図８】第１スイッチのポートが監視対象ポートとして設定された場合における初期状態のポート状態管理テーブルの例を示す説明図である。
【図９】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】ＬＨＣＢフレーム監視処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】パス障害発生が発生している状態におけるポート状態管理テーブルの例を示す説明図である。
【図１７】ＬＨＣＢフレーム監視処理の実行によるポートの監視状態および論理状態の状態遷移の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
Ａ．実施例：
Ａ１．システム構成：
図１は、本発明の一実施例におけるネットワークシステムの概略構成を示す説明図である。図１において、上段は、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間のパスが正常である場合におけるネットワークシステムを示し、下段は、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間のパスにおいて障害が発生した場合におけるネットワークシステムを示す。
【００２９】
本実施例のネットワークシステム１００は、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第３スイッチＳＷ３とを備え、第２スイッチＳＷ２が、第１スイッチＳＷ１と第３スイッチＳＷ３との間に配置された構成を有する。各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、いずれも図示しない複数のポートを備えたレイヤ２スイッチであり、ポートに接続された端末（パーソナルコンピュータやサーバなど）から受信するレイヤ２フレーム（ＯＳＩ参照モデルにおける第２層（データリンク層）のフレーム）を中継する。
【００３０】
本実施例では、ネットワークシステム１００が中継するフレームとして、イーサネットフレーム（「イーサネット」は登録商標）を採用するが、イーサネットフレームに代えて、ＦＤＤＩ（Fiber-Distributed Data Interface）や、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）など、任意のレイヤ２プロトコルで規定されているフレーム（パケット，セル）を採用することができる。なお、第１スイッチＳＷ１には、レイヤ２アドレスとして、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス「ｍ１」が予め設定されている。同様に、第２スイッチＳＷ２には、レイヤ２アドレスとして、ＭＡＣアドレス「ｍ２」が予め設定されている。これらＭＡＣアドレス「ｍ１」，「ｍ２」は、いずれも、パス障害監視用に割り当てられた専用のＭＡＣアドレスである。
【００３１】
第１スイッチＳＷ１と第３スイッチＳＷ３とは、互いに２つの物理リンクＬ１１２，Ｌ１２１により接続されている。第３スイッチＳＷ３と第２スイッチＳＷ２とは、互いに２つの物理リンクＬ２１２，Ｌ２２１により接続されている。かかる構成により、第１スイッチＳＷ１から第２スイッチＳＷ２に向かうパスとして、第１スイッチＳＷ１，物理リンクＬ１１２，第３スイッチＳＷ３，物理リンクＬ２１２，第２スイッチＳＷ２の順序でフレームが中継されるパスＰＡ１２が形成されている。また、第２スイッチＳＷ２から第１スイッチＳＷ１に向かうパスとして、第２スイッチＳＷ２，物理リンクＬ２２１，第３スイッチＳＷ３，物理リンクＬ１２１，第１スイッチＳＷ１の順序でフレームが中継されるパスＰＡ２１が形成されている。
【００３２】
ネットワークシステム１００では、２つのパスＰＡ１２，ＰＡ２１のいずれかにおける障害発生の有無を監視するために、第１スイッチＳＷ１は、監視用のフレーム（以下、「ＬＨＣフレーム」と呼ぶ）を送信する。図１上段に示すように、２つのパスＰＡ１２，ＰＡ２１において障害が発生していない場合、第１スイッチＳＷ１から送出されたＬＨＣフレームは、パスＰＡ１２を通って第２スイッチＳＷ２に中継される。第２スイッチＳＷ２は、ＬＨＣフレームを受信すると、監視応答用のフレーム（以下、「ＬＨＣＢフレーム」を送信する。後述するように、ＬＨＣＢフレームは、ＬＨＣフレームを折り返したフレームであり、第２スイッチＳＷ２では、ＬＨＣＢフレームの生成を、ハードウェア処理化している。第２スイッチＳＷ２から送出されたＬＨＣＢフレームは、パスＰＡ２１を通って第１スイッチＳＷ１に中継される。第１スイッチＳＷ１では、ＬＨＣＢフレームの受信の有無を監視しており、ＬＨＣＢフレームを所定期間内において受信した場合には、両方のパスＰＡ１２，ＰＡ２１は正常であると判断する。
【００３３】
これに対し、図１下段に示すように、例えば、物理リンクＬ２１２において障害（片方向パス障害）が発生した場合、ＬＨＣフレームは第２スイッチＳＷ２に中継されない。この場合、第２スイッチＳＷ２はＬＨＣＢフレームを送信しないため、第１スイッチＳＷ１は、所定期間内にＬＨＣＢフレームを受信せず、２つのパスＰＡ１２，ＰＡ２１の少なくとも一方において障害が発生したと判断する。
【００３４】
このような片方向パス障害監視を実現するために、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、図示しない端末から送信されるフレームの中継処理に加えて、ＬＨＣフレームの送受信や、ＬＨＣＢフレームの送受信等の処理を実行する。第１スイッチＳＷ１は、請求項における第１の通信装置に相当し、第２スイッチＳＷ２は、請求項における第２の通信装置に相当する。なお、第３スイッチＳＷ３は、本発明の一実施例としての通信装置ではなく、一般的なレイヤ２スイッチである。すなわち、第３スイッチＳＷ３は、受信したフレームを、フレームに設定されている宛先ＭＡＣアドレスに基づき、図示しない宛先テーブル（ＭＡＣアドレスと出力ポートとを対応付けた中継用テーブル）に従って中継する。
【００３５】
図２は、図１に示す第１スイッチ及び第２スイッチの詳細構成を示す説明図である。第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とは同じ構成であるため、第２スイッチＳＷ２について代表して説明する。第２スイッチＳＷ２は、複数のポートＰ２１，Ｐ２２，・・・，Ｐ２ｎと、フレーム転送処理部２０ｂと、宛先判定部４０ｂと、ＬＨＣフレーム送信部３０ｂと、管理部１０ｂと、管理用インタフェース１１ｂとを備えている。
【００３６】
複数のポートＰ２１，Ｐ２２，・・・，Ｐ２ｎは、それぞれ送信側の物理リンクと受信側の物理リンクを終端している。例えば、図２に示すように、ポートＰ２１は、送信側の物理リンクＬ２１２と、受信側の物理リンクＬ２２１とを終端している。
【００３７】
図３は、図２に示すフレーム転送処理部の詳細構成を示す説明図である。フレーム転送処理部２０ｂは、レイヤ１制御部２１ｂと、レイヤ２制御部２２ｂと、受信フレームバッファ２３ｂと、送信フレームバッファ２４ｂとを備えている。各機能部は、記憶素子や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の回路により構成されており、ハードウェア処理が可能である。
【００３８】
レイヤ１制御部２１ｂは、レイヤ１（ＯＳＩ参照モデルの第１層（物理層））の処理を行う機能部であり、各ポートＰ２１，Ｐ２２，・・・，Ｐ２ｎ及びレイヤ２制御部２２ｂと、それぞれ接続されている。レイヤ１制御部２１ｂは、各ポートＰ２１，Ｐ２２，・・・，Ｐ２ｎにおいて受信される信号からレイヤ２のフレームを生成してレイヤ２制御部２２ｂに出力し、また、レイヤ２制御部２２ｂから受信するレイヤ２フレームに基づき信号を生成して各ポートＰ２１，Ｐ２２，・・・，Ｐ２ｎに出力する。
【００３９】
レイヤ２制御部２２ｂは、レイヤ２の処理を行う機能部であり、レイヤ１制御部２１ｂ，受信フレームバッファ２３ｂ，及び送信フレームバッファ２４ｂと接続されている。また、レイヤ２制御部２２ｂは、後述のＬＨＣフレーム送信部３０ｂ，判定結果生成部４６ｂ，フレーム種別判定部４１ｂと接続されている。レイヤ２制御部２２ｂは、レイヤ１制御部２１ｂから受信したフレームを、受信フレームバッファ２３ｂに記憶させ、また、受信フレームバッファ２３ｂからフレームを読み出して他の機能部に送信する。加えて、レイヤ２制御部２２ｂは、他の機能部からの指示に従って、フレームを生成して送信フレームバッファ２４ｂに記憶させ、また、送信フレームバッファ２４ｂからフレームを読み出してレイヤ１制御部２１ｂに出力する。
【００４０】
受信フレームバッファ２３ｂは、第２スイッチＳＷ２が受信したフレームを記憶する。図３では、受信フレームバッファ２３ｂにはＬＨＣフレームｆｃ１が記憶されている。送信フレームバッファ２４ｂは、第２スイッチＳＷ２が送信しようとするフレームを記憶する。図３では、送信フレームバッファ２４ｂにはＬＨＣＢフレームｆｂ１が記憶されている。
【００４１】
図２に戻って、宛先判定部４０ｂは、フレーム種別判定部４１ｂと、宛先テーブル４３ｂと、宛先検索部４２ｂと、ポート状態管理テーブル４５ｂと、ポート状態判定部４４ｂと、判定結果生成部４６ｂと、ＬＨＣＢフレーム監視部４７ｂとを備えている。
【００４２】
フレーム種別判定部４１ｂは、受信したフレームの種類を判定する。宛先テーブル４３ｂは、フレームを中継する際に参照されるテーブルであり、フレームに設定されている宛先ＭＡＣアドレスやＶＬＡＮ−ＩＤ等の識別子と、フレームの出力ポートとを対応付けたテーブルである。宛先検索部４２ｂは、宛先テーブル４３ｂを参照して、受信フレームを中継するための出力ポートを決定する。ポート状態管理テーブル４５ｂは、各ポートの論理状態を管理するためのテーブルである。ポート状態判定部４４ｂは、ポート状態管理テーブル４５ｂを参照して出力ポートの状態を決定する。判定結果生成部４６ｂは、廃棄指示等の後述する各種指示や、出力ポートをフレーム転送処理部２０ｂに通知する。ＬＨＣＢフレーム監視部４７ｂは、監視対象のスイッチから送信されるＬＨＣＢフレームの受信を監視する。
【００４３】
管理部１０ｂは、管理用インタフェース１１ｂと、ＬＨＣフレーム送信部３０ｂと、宛先判定部４０ｂと、それぞれ接続されており、各構成要素を制御する。管理用インタフェース１１ｂは、破線で示す管理用端末ＰＣ２と接続するためのインタフェースを提供する機能部である。このインタフェースとしては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェースや、ＲＳ２３２Ｃ等のシリアルインタフェースや、ＩＥＥＥ８０２．３ｕなどを採用することができる。ＬＨＣフレーム送信部３０ｂは、管理部１０ｂからの指示に従って、ＬＨＣフレームの生成をフレーム転送処理部２０ｂに指示する。
【００４４】
第１スイッチＳＷ１は、上述した第２スイッチＳＷ２と同じ構成を有する。図２では、各スイッチの同じ構成要素を区別するために、第１スイッチＳＷ１の各構成要素には「ａ」の符号を、第２スイッチＳＷ２の各要素には「ｂ」の符号を、それぞれ付している。
【００４５】
ネットワークシステム１００では、後述するパス障害監視の開始処理，受信フレーム処理，ＬＨＣＢフレーム監視処理を実行することにより、パス障害の発生を短期間で検出することができる。
【００４６】
なお、前述のＬＨＣフレームは、請求項における監視フレームに相当する。また、ＬＨＣＢフレームは請求項における監視応答フレームに、ＬＨＣフレーム送信部３０ａ及びフレーム転送処理部２０ａは請求項における監視フレーム送信部に、フレーム転送処理部２０ａ及びＬＨＣＢフレーム監視部４７ａは請求項における監視応答フレーム監視部及びポート制御部に、フレーム転送処理部２０ｂは請求項における監視応答フレーム送信部に、折り返し識別子は請求項における監視フレーム識別子に、それぞれ相当する。
【００４７】
Ａ２．パス障害監視の開始処理：
図４は、パス障害の監視を行うための設定用ウィンドウを示す第１の説明図である。図５は、パス障害の監視を行うための設定用ウィンドウを示す第２の説明図である。図１に示すパスＰＡ１２，ＰＡ２１を監視する場合、ユーザ（ネットワークシステム１００のシステム管理者など）は、予め、これらのパスＰＡ１２，ＰＡ２１を終端するスイッチ（第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２）において、所定の設定を行う。
【００４８】
具体的には、ユーザは、図２に示すように管理用端末ＰＣ１を第１スイッチＳＷ１に接続して、図４に示す監視設定用ウィンドウＷ１を管理用端末ＰＣ１に表示させ、各種パラメータを入力する。図４に示すように、監視設定用ウィンドウＷ１は、監視対象スイッチ（監視対象のパスにおける他端側のスイッチ），監視対象ポート，フレーム送信間隔，及びフレーム監視時間の各パラメータを設定するフィールドと、ＯＫボタンＢ１とを備えている。図４では、監視対象スイッチとして「第２スイッチＳＷ２」が、監視対象ポートとして「第１ポート（ポートＰ１１）」が、フレーム送信間隔として「１（ｍｓ）」が、フレーム監視時間として「１０（ｍｓ）」が、それぞれ入力されている。フレーム送信間隔とは、ＬＨＣフレームを送信してから次のＬＨＣフレームを送信するまでの時間的間隔を意味する。フレーム監視時間とは、パス障害発生の有無を判断する際に基準となる時間的間隔であり、第１スイッチＳＷ１は、このフレーム監視時間を超えても次のＬＨＣフレームを受信しない場合に、パス障害が発生したと判断する。ＯＫボタンＢ１が押されると、入力された各パラメータが第１スイッチＳＷ１内の図示しないメモリに記憶されると共に、パス監視の開始指示が管理用端末ＰＣ１から第１スイッチＳＷ１に送信される。
【００４９】
また、ユーザは、図２に示すように管理用端末ＰＣ２を第２スイッチＳＷ２に接続して、図５に示す監視フレーム折り返し設定用ウィンドウＷ２を管理用端末ＰＣ２に表示させる。図５に示すように、設定用ウィンドウＷ２は、折り返し対象ポートを設定するフィールドと、ＯＫボタンＢ３とを備えている。折り返し対象ポートとは、監視用フレーム（ＬＨＣフレーム）を受信した場合に、ＬＨＣフレームの送信元に対して監視応答用フレーム（ＬＨＣＢフレーム）を送信する処理（フレームを折り返す処理）を実行する対象ポートを意味し、図５では、第１ポート（ポートＰ２１）が入力されている。ユーザが折り返し対象ポートを入力しＯＫボタンＢ１を押すと、入力された折り返し対象ポートが第２スイッチＳＷ２に設定される。なお、図５に示す監視フレーム折り返し設定用ウィンドウＷ２は、請求項におけるユーザインタフェースに相当する。
【００５０】
図６は、パス障害監視開始処理の手順を示すフローチャートである。図６に示すパス障害監視開始処理は、ユーザによる監視設定がされたスイッチにおいて実行される。前述のように、第１スイッチＳＷ１において監視設定がされた場合には、第１スイッチＳＷ１において、パス障害監視開始処理が実行される。
【００５１】
第１スイッチＳＷ１の管理部１０ａは、管理用インタフェース１１ａを介して管理用端末ＰＣ１からパス監視開始指示を受信し（ステップＳ１１０）、ＬＨＣフレーム送信部３０ａに対して、監視対象ポートからのＬＨＣフレームの送信を指示する（ステップＳ１２０）。
【００５２】
ＬＨＣフレーム送信部３０ａは、設定されたフレーム送信間隔毎に、フレーム転送処理部２０ａに対して、設定された監視対象ポートから設定された監視対象スイッチ宛にＬＨＣフレームを送信するように指示する（ステップＳ１３０）。フレーム転送処理部２０ａは、ＬＨＣフレーム送信部３０ａからの指示に従って、ＬＨＣフレームを生成して監視対象ポートから送信する（ステップＳ１４０）。
【００５３】
図７は、ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームのフレームフォーマットを示す説明図である。ＬＨＣフレームおよびＬＨＣＢフレームは、通常のイーサネットフレームと同様に、レイヤ２ヘッダフィールドおよびデータフィールドにより構成される。ＬＨＣフレームおよびＬＨＣＢフレームの場合、宛先ＭＡＣアドレスフィールドには、監視用に割り当てられた専用のＭＡＣアドレスが挿入される。従って、通常フレームと他のフレーム（ＬＨＣフレームおよびＬＨＣＢフレーム）との区別は、宛先ＭＡＣアドレスに基づいて行うことができる。また、ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームのデータフィールドには、折り返し識別子フィールドが設けられており、この折り返し識別子フィールドに基づいてＬＨＣフレームとＬＨＣＢフレームとを区別することができる。図４に示すように監視対象スイッチとして第２スイッチＳＷ２が設定された場合、宛先ＭＡＣアドレスには、監視対象スイッチである第２スイッチＳＷ２のＭＡＣアドレス「ｍ２」が設定され、ＬＨＣフレームの送信元ＭＡＣアドレスには、第１スイッチＳＷ１のＭＡＣアドレス「ｍ１」が設定される。また、ＬＨＣフレームの折り返し識別子フィールドには、ＬＨＣフレームであることを示す値が設定される。
【００５４】
第１スイッチＳＷ１から送出されたＬＨＣフレームは、図１に示す第３スイッチＳＷ３において受信され、宛先テーブル（宛先ＭＡＣアドレスと出力ポートとを対応付けた中継用テーブル）に従って、第２スイッチＳＷ２に向けて中継される。
【００５５】
図６に示すように、第１スイッチＳＷ１の管理部１０ａは、ＬＨＣフレームを送信した後、ユーザが設定したフレーム監視時間を図示しないメモリから読み出し、かかるフレーム監視時間に基づき、ポート状態管理テーブル４５ａにおける監視対象ポートのエントリを更新する（ステップＳ１５０）。
【００５６】
図８は、第１スイッチのポートが監視対象ポートとして設定された場合における初期状態のポート状態管理テーブルの例を示す説明図である。
【００５７】
図８に示すように、ポート状態管理テーブル４５ａには、ポート毎に、論理状態，監視状態，監視時間，および監視タイマが設定されている。論理状態は、各ポートにおけるフレームの送受信に関する状態を示し、パス障害が発生していない状態を示す「フレーム送受信可（ＦＷＤ）」又はパス障害が発生している状態を示す「フレーム送受信不可（ＢＬＫ）」が設定され得る。監視状態は、各ポートの監視に関する状態を示し、パス障害を監視する状態を示す「障害監視」又はパス障害発生後の復旧を監視する状態を示す「復旧監視」が設定され得る。監視時間は、図６のステップＳ１５０により設定されたフレーム監視時間を示す。監視タイマは、前回ＬＨＣフレームを送信してからの経過時間を示す。
【００５８】
図８では、ポートＰ１２，Ｐ１ｎについては、既にパス障害監視が実行されており、ポートＰ１１について、パス障害監視開始処理が実行されてエントリが更新された後のポート状態管理テーブル４５ａの状態を示している。ポートＰ１１の更新直後の初期状態には、論理状態「ＢＬＫ」，監視状態「復旧監視」，監視時間「１０ｍｓ」，監視タイマ「０ｍｓ」が設定される。
【００５９】
前述のステップＳ１５０において、監視対象ポートのエントリが更新されると、図６に示すように、管理部１０ａは、ＬＨＣＢフレーム監視部４７ａに対してＬＨＣＢフレーム監視の開始を指示する（ステップＳ１６０）。ＬＨＣＢフレーム監視の開始が指示されたＬＨＣＢフレーム監視部４７ａでは、後述のＬＨＣＢフレーム監視処理が実行される。
【００６０】
Ａ３．受信フレーム処理：
図９〜図１４は、受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。この受信フレーム処理は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のいずれにおいても、起動後にいずれかのポートにフレームが到着することにより開始される。第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間において、前述のＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームに加えて、通常フレームが送受信される。したがって、これらいずれかのフレームの受信により、受信フレーム処理が開始される。以下では、ＬＨＣフレーム及び通常フレームについては、第２スイッチＳＷ２側で受信するケースを説明し、ＬＨＣＢフレームについては、第１スイッチＳＷ１側で受信するケースを説明する。なお、以下では、図１に示すように、ＬＨＣフレームはパスＰＡ１２を介して、ＬＨＣＢフレームはパスＰＡ２１を介して、それぞれ中継される。
【００６１】
Ａ３−１．ＬＨＣフレームの受信：
図９に示すように、第２スイッチＳＷ２において、レイヤ２制御部２２ｂは、到着したフレームを受信フレームバッファ２３ｂに格納する（ステップＳ２１０）。レイヤ２制御部２２ｂは、受信フレームバッファ２３ｂに格納した受信フレームから、宛先ＭＡＣアドレス及び折り返し識別子を抽出して、フレーム種別判定部４１ｂに通知する（ステップＳ２２０）。
【００６２】
フレーム種別判定部４１ｂは、レイヤ２制御部２２ｂから通知された宛先ＭＡＣアドレス及び折り返し識別子に基づき、フレーム種別を判定する（ステップＳ２４０）。宛先ＭＡＣアドレスが監視用のＭＡＣアドレスであり、折り返し識別子がＬＨＣフレームであることを示す値である場合には、受信フレームはＬＨＣフレームであると判定される。
【００６３】
ＬＨＣフレームであると判定された場合、図１０に示すように、フレーム種別判定部４１ｂは、受信ポートを宛先検索部４２ｂに通知する（ステップＳ３１０）。宛先検索部４２ｂは、折り返し識別子の書き換え指示と、出力ポートとをポート状態判定部４４ｂに通知する（ステップＳ３２０）。このステップＳ３２０において通知する出力ポートは、後述するＬＨＣＢフレームの出力ポートを意味し、ステップＳ３１０において宛先検索部４２ｂから通知された受信ポートと同じポートである。
【００６４】
ステップ３２０が実行された後、図１１に示すように、ポート状態判定部４４ｂは、受信フレームが通常フレームであるか否かを判定する（ステップＳ４１０）。ＬＨＣフレームを受信した場合、通常フレームでないと判定され（ステップＳ４１０：ＮＯ）、この場合、ポート状態判定部４４ｂは、宛先検索部４２ｂから通知された折り返し識別子書き換え指示及び出力ポート、又は廃棄指示及び受信ポートを、判定結果生成部４６ｂに通知する（ステップＳ４６０）。前述のように、ＬＨＣフレームを受信した場合、折り返し識別子及び出力ポートが宛先検索部４２ｂから通知されるので、ポート状態判定部４４ｂは、これら折り返し識別子及び出力ポートを、判定結果生成部４６ｂに通知する。なお、廃棄指示及び受信ポートは、後述するように、受信フレームがＬＨＣＢフレームである場合に通知される。
【００６５】
判定結果生成部４６ｂは、通知された折り返し識別子書き換え指示及び出力ポート、又は廃棄指示及び受信ポートを含む宛先判定結果をレイヤ２制御部２２ｂに通知する（ステップＳ４７０）。前述のように、ＬＨＣフレームを受信した場合、判定結果生成部４６ｂは、折り返し識別子書き換え指示及び出力ポート含む宛先判定結果を、レイヤ２制御部２２ｂに通知する。
【００６６】
ステップＳ４７０が実行された後、図１２に示すように、レイヤ２制御部２２ｂは、判定結果生成部４６ｂから通知された宛先判定結果を解析し（ステップＳ５１０）、宛先判定結果に廃棄指示が含まれているか否かを判定する（ステップＳ５２０）。上述したように、受信フレームがＬＨＣフレームである場合には、廃棄指示が含まれていない。この場合、レイヤ２制御部２２ｂは、宛先判定結果に折り返し識別子書き換え指示が含まれているか否かを判定する（ステップＳ５４０）。
【００６７】
受信フレームがＬＨＣフレームである場合には、宛先判定結果に折り返し識別子書き換え指示が含まれている。この場合、レイヤ２制御部２２ｂは、受信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスに、受信フレームの送信元ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスに、それぞれ入れ替えると共に、折り返し識別子を、ＬＨＣＢフレームを示す値に書き換えてＬＨＣＢフレームを生成し、レイヤ１制御部２１ｂを介して指示された出力ポートから送信する（ステップＳ５５０）。
【００６８】
具体的には、図３に示すように、ＬＨＣフレームｆｃ１が受信フレームバッファ２３ｂに記憶されている状態において、レイヤ２制御部２２ｂは、ＬＨＣフレームｆｃ１の宛先ＭＡＣアドレス（Ｄ）に設定されている「ｍ２」を読み出して、ＬＨＣＢフレームｆｂ１の送信元ＭＡＣアドレス（Ｓ）に設定する。また、ＬＨＣフレームｆｃ１の送信元ＭＡＣアドレス（Ｓ）に設定されている「ｍ１」を読み出して、ＬＨＣＢフレームｆｂ１の宛先ＭＡＣアドレス（Ｄ）に設定する。また、ＬＨＣフレームｆｃ１の折り返し識別子（Ｒ）に設定されている「Ｃ」（ＬＨＣフレームを示す）を、「Ｂ」（ＬＨＣＢフレームを示す）に書き換えてＬＨＣＢフレームｆｂ１の折り返し識別子に設定する。なお、他のフィールドの値は、ＬＨＣフレームｆｃ１の値を、そのままコピーしてＬＨＣＢフレームｆｂ１の他のフィールドの値に設定する。このようにして生成されたＬＨＣＢフレームｆｂ１は、ＬＨＣフレームの受信ポートと同じポートであるポートＰ２１から出力される。
【００６９】
以上のように、ＬＨＣフレームを受信した場合に、宛先ＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスに、送信元ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスに、それぞれ入れ替え、かつ、折り返し識別子を書き換えるだけでＬＨＣＢフレームが生成されて、ＬＨＣフレームの受信ポート（ポートＰ２１）から出力される。このように、ＬＨＣフレームの一部のフィールドの値を入れ替える、又は、書き換えるといった、簡単な処理によりＬＨＣＢフレームが生成されるので、かかる処理を容易にハードウェア処理化でき、処理の高速化が実現できる。ＬＨＣＢフレームでは、宛先ＭＡＣアドレスとして第１スイッチＳＷ１のＭＡＣアドレスが設定されている。したがって、第２スイッチＳＷ２から出力されたＬＨＣＢフレームは、第３スイッチＳＷ３により、第１スイッチＳＷ１に中継される。なお、上述したＬＨＣフレームの受信フローから理解できるように、第２スイッチＳＷ２では、ＬＨＣフレームを受信しない限り、ＬＨＣＢフレームを第１スイッチＳＷ１宛に送信しない。
【００７０】
Ａ３−２．ＬＨＣＢフレームの受信：
第１スイッチＳＷ１において、第２スイッチＳＷ２から送信されたＬＨＣＢフレームが到着すると、上述した図９に示すステップＳ２１０〜Ｓ２３０が実行され、フレーム種別判定部４１ａは、レイヤ２制御部２２ａから通知された宛先ＭＡＣアドレス及び折り返し識別子に基づき、フレーム種別を判定する（ステップＳ２４０）。ＬＨＣＢフレームでは、監視用のＭＡＣアドレスが宛先ＭＡＣアドレスに設定されており、かつ、折り返し識別子としてＬＨＣＢフレームであることを示す値が設定されている。したがって、ステップＳ２４０において、受信フレームはＬＨＣＢフレームであると判定される。
【００７１】
ＬＨＣＢフレームであると判定された場合、図１３に示すように、フレーム種別判定部４１ａは、ＬＨＣＢフレームを受信したこと、及び受信ポートを、ＬＨＣＢフレーム監視部４７ａに通知する（ステップＳ６１０）。ＬＨＣＢフレーム監視部４７ａは、通知された受信ポートを検索キーとして、ポート状態管理テーブル４５ａを検索し（ステップＳ６２０）、受信ポートの監視状態が障害監視状態であるか否かを判定する（ステップＳ６３０）。
【００７２】
監視状態が「障害監視」状態である場合には（ステップＳ６３０：ＹＥＳ）、ポート状態管理テーブル４５ａの受信ポートに対応する監視タイマを「０」に設定（クリア）する（ステップＳ６４０）。一方、監視状態が「障害監視」状態でない場合には（ステップＳ６３０：ＮＯ）、すなわち、「復旧監視」状態である場合には、受信ポートに対応する論理状態を「ＦＷＤ（フレーム送受信可））に書き換えると共に、監視状態を「障害監視」に書き換える（ステップＳ６５０）。
【００７３】
最初のＬＨＣＢフレームを受信する際には、図８に示すように、ポートＰ１１について監視状態が「復旧監視」状態であるので、ステップＳ６５０が実行されて、論理状態が「ＦＷＤ」に、監視状態が「障害監視」に、それぞれ書き換えられる。また、２つ目以降のＬＨＣＢフレームを受信する際には、既に監視状態が「障害監視」となっているので、ステップＳ６４０が実行され、監視タイマが０にリセットされる。
【００７４】
図１３に示すステップＳ６４０又はＳ６５０が実行された後、フレーム種別判定部４１ａは、受信ポートを宛先検索部４２ａへ通知する（ステップＳ６６０）。宛先検索部４２ａは、受信ポートおよび受信フレームの廃棄指示をポート状態判定部４４ａへ送信する（ステップＳ６７０）。
【００７５】
ステップＳ６７０が実行された後、図１１に示すステップＳ４１０が実行される。受信フレームがＬＨＣＢフレームであるため（ステップＳ４１０：ＮＯ）、その後、ステップＳ４６０が実行される。前述のＬＨＣフレームの場合とは異なり、ポート状態判定部４４ａは、宛先検索部４２ａから廃棄指示及び受信ポートが通知されるので、ステップＳ４６０では、廃棄指示及び受信ポートを判定結果生成部４６ａに通知する。判定結果生成部４６ａは、廃棄指示及び受信ポートを含む宛先判定結果をレイヤ２制御部２２ａに通知する（ステップＳ４７０）。
【００７６】
続いて図１２に示すステップＳ５１０，Ｓ５２０が実行され、宛先判定結果に廃棄指示が含まれているので、レイヤ２制御部２２ａは、図示しない受信フレームバッファ（図３に示す受信フレームバッファ２３ｂに相当）に格納されているフレーム（ＬＨＣＢフレーム）を廃棄する（ステップＳ５３０）。
【００７７】
Ａ３−３．通常フレームの受信：
第２スイッチＳＷ２において、通常フレームが到着すると、まず、上述した図９に示すステップＳ２１０〜Ｓ２４０が実行され、フレーム種別が「通常フレーム」であると判定される。この場合、図１４に示すように、フレーム種別判定部４１ｂは、受信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを宛先検索部４２ｂに通知する（ステップＳ７１０）。
【００７８】
宛先検索部４２ｂは、通知された宛先ＭＡＣアドレスを検索キーとして宛先テーブル４３ｂを検索し、対応するエントリが存在しない場合には、宛先テーブル４３ｂに新規にエントリを登録する（ステップＳ７２０）。なお、この処理は一般に「学習処理」と呼ばれる。
【００７９】
宛先検索部４２ｂは、ステップＳ７２０により見つかったエントリ（又は新規エントリ）に基づき、受信フレームを中継するための出力ポートを決定し、決定した出力ポートを、ポート状態判定部４４ｂに通知する（ステップＳ７３０）。
【００８０】
ステップＳ７３０が実行された後、図１１に示すステップＳ４１０が実行される。受信フレームが通常フレームであるため（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）、ポート状態判定部４４ｂは、通知された出力ポートを検索キーとしてポート状態管理テーブル４５ｂを検索し、出力ポートの論理状態を取得する（ステップＳ４２０）。ポート状態判定部４４ｂは、出力ポートの論理状態がＢＬＫ（フレーム送受信不可）であるか否かを判定し（ステップＳ４３０）、出力ポートの論理状態がＢＬＫである場合には、判定結果生成部４６ｂに対して廃棄指示及び受信ポートを通知する（ステップＳ４４０）。廃棄指示及び受信ポートを通知した後の処理については、上述したＬＨＣＢフレームの場合と同様、ステップＳ４７０，及び図１２のステップＳ５１０，Ｓ５２０，Ｓ５３０が、この順序で実行される。
【００８１】
これに対し、出力ポートの論理状態がＢＬＫでない場合（すなわち、ＦＷＤである場合）、ポート状態判定部４４ｂは、出力ポートを判定結果生成部４６ｂに通知する（ステップＳ４５０）。ステップＳ４７０では、判定結果生成部４６ｂは、通知された出力ポートを含む判定結果をレイヤ２制御部２２ｂに通知する。その後、図１２に示すステップＳ５１０，Ｓ５２０が実行される。ステップＳ５２０において、判定結果には廃棄指示が含まれていないので、ステップＳ５４０が実行される。このステップＳ５４０では、判定結果に折り返し識別子書き換え指示がないため、指示された出力ポートからフレームを送信（中継）する（ステップＳ５６０）。具体的には、レイヤ２制御部２２ｂは、受信フレームバッファ２３ｂに格納されているフレームを、そのまま送信フレームバッファ２４ｂにコピーして、かかるフレームを、レイヤ１制御部２１ｂを介して指示された出力ポートから送信する。
【００８２】
Ａ４．ＬＨＣＢフレーム監視処理：
図１５は、ＬＨＣＢフレーム監視処理の手順を示すフローチャートである。ＬＨＣＢフレーム監視の開始を指示された第１スイッチＳＷ１のＬＨＣＢフレーム監視部４７ａは、監視対象ポートの監視状態が「復旧監視」から「障害監視」に変わった場合に、ＬＨＣＢフレーム監視処理を開始する。監視状態の変化は、上述したように、最初のＬＨＣＢフレームを受信した場合等に起こり得る。
【００８３】
ＬＨＣＢ監視部４７ａは、ポート状態管理テーブル４５ａの監視対象ポートに対応するポートの監視タイマに、一定時間間隔で、前回更新時刻からの経過時間を加算し、加算後の監視タイマと監視時間とを比較する（ステップＳ８１０）。前述のように、第１スイッチＳＷ１においてポートＰ１１が監視対象ポートに設定された場合、図８に示すポートＰ１１のエントリの監視タイマフィールドの値が、０ｍｓから一定時間間隔ごとに増加していく。なお、この一定時間間隔は、監視時間（図８のポートＰ１１の例では「１０ｍｓ」）よりも短い時間に設定される。
【００８４】
ＬＨＣＢ監視部４７ａは、監視タイマの値が、監視時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ８２０）。ＬＨＣＢ監視部４７ａは、監視タイマの値が監視時間以上となるまで、ステップＳ８１０，Ｓ８２０の処理を繰り返す。そして、監視タイマの値が監視時間以上となった場合（ステップＳ８２０：ＹＥＳ）、ＬＨＣＢ監視部４７ａは、当該ポートは障害発生と判断し、監視対象ポートの論理状態を「ＢＬＫ」に、監視状態を「復旧監視」にそれぞれ変更する（ステップＳ８３０）。
【００８５】
例えば、図１に示すように、物理リンクＬ２１２が故障して、パスＰＡ１２に障害が発生した場合、上述したように第２スイッチＳＷ２にＬＨＣフレームは届かない。この場合、第２スイッチＳＷ２は、ＬＨＣＢフレームを第１スイッチＳＷ１宛に送信しない。したがって、ポートＰ１１に設定された監視タイマのリセット（図１３に示すステップＳ６４０）は実行されない。それゆえ、図１５に示すステップＳ８１０を繰り返す結果、監視タイマの値は徐々に増加していって監視タイマの値以上となり、パス障害の発生が検出されることとなる。この場合、ステップＳ８３０を実行することにより、監視対象ポートでは、フレーム送受信不可（ＢＬＫ）に設定される。
【００８６】
図１６は、パス障害発生が発生している状態におけるポート状態管理テーブルの例を示す説明図である。図１に示すようにパスＰＡ１２において障害が発生した場合、図１６に示すように、ポートＰ１１のエントリにおいて、監視タイマが監視時間と一致してパス障害の発生が検出されると、論理状態が「ＦＷＤ」から「ＢＬＫ」に、監視状態が「障害監視」から「復旧監視」に、それぞれ書き換わることとなる。
【００８７】
この状態において、パス障害が復旧すると、第１スイッチＳＷ１においてＬＨＣＢフレームが再び到着することとなるので、前述した図１３に示すステップ６５０が実行され、ポートＰ１１のエントリにおいて、論理状態が「ＦＷＤ」に、監視状態が「障害監視」に、それぞれ書き換わることとなる。
【００８８】
図１７は、ＬＨＣＢフレーム監視処理の実行によるポートの監視状態および論理状態の状態遷移の例を示す説明図である。なお、図１７は、第１スイッチＳＷ１のＬＨＣＢフレーム監視部４７ａにおけるＬＨＣＢフレーム監視動作によって発生するポートＰ１１の状態遷移を例示している。
【００８９】
ポートＰ１１においてＬＨＣＢフレームが未受信状態である場合には、ポートＰ１１に接続されているパスＰＡ１２またはパスＰＡ２１には障害が発生しており、ポートＰ１１の物理状態は「障害」と判断される。このとき、ポート状態管理テーブル４５ａの、ポートＰ１１の監視状態は「復旧監視」状態、ポートＰ１１の論理状態は「ＢＬＫ」の状態に設定され、ポートＰ１１はフレーム送受信不可となる。そして、ＬＨＣＢフレームを受信するまで、この状態（「状態Ａ」と呼ぶ）が維持される。
【００９０】
状態Ａが維持されている場合においてＬＨＣＢフレームを受信すると、ポートＰ１１の物理状態は「正常」と判断される。このとき、ポート状態管理テーブル４５ａの、ポートＰ１１の監視状態は「障害監視」に、ポートＰ１１の論理状態は「ＦＷＤ」に、それぞれ変更され、ポートＰ１１はフレーム送受信可となる。そして、監視時間内にＬＨＣＢフレームの受信を繰り返している間、この状態（「状態Ｂ」と呼ぶ）が維持される。
【００９１】
状態Ｂが維持されている状態において、監視時間内にＬＨＣＢフレームが未受信となった場合には、状態Ａに変化し、ポートＰ１１はフレーム送受信不可となる。
【００９２】
このように、送信したＬＨＣフレームの折り返しであるＬＨＣＢフレームの受信を監視することによって、監視状態が「復旧監視」である状態Ａあるいは監視状態が「障害監視」である状態Ｂに自動的に変化することができる。この結果、片方向パス障害発生時におけるポートの遮断（閉塞）および障害解消時におけるポートの復旧を自動的に行うことができる。
【００９３】
以上説明したように、本実施例のネットワークシステム１００では、監視対象のパスを終端するスイッチ（第２スイッチＳＷ２）において、ＬＨＣフレームを受信した場合に、宛先ＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスに、送信元ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスに、それぞれ入れ替え、かつ、折り返し識別子を書き換えるだけでＬＨＣＢフレームが生成される。したがって、レイヤ２制御部２２ｂによるハードウェア処理が可能となり、処理の高速化が実現できる。それゆえ、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２間における片方向パス障害を短期間で検出することができる。
【００９４】
加えて、ＬＨＣフレームとＬＨＣＢフレームとは、Ｌ２ヘッダにおいては、通常フレームと同様である。したがって、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間に第３スイッチＳＷ３が存在しても、第３スイッチＳＷ３において、通常フレームと同様に、ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームを中継させることができる。それゆえ、監視対象とならないスイッチを介して、監視対象のスイッチを監視することができ、比較的大規模なシステムにおいてパスの障害発生を監視することができる。
【００９５】
また、第１スイッチＳＷ１は、ＬＨＣＢフレームを監視時間内に受信している場合には、リンクは正常であると判断し、ポートＰ１１の論理状態をフレーム送受信可（ＦＷＤ）に設定し、監視時間内に受信しない場合には、リンクは障害発生であると判断し、ポートＰ１１の論理状態をフレーム送受信不可（ＢＬＫ）に設定する。これにより、ポートＰ１１に接続されているパスＰＡ１２及びパスＰＡ２１の少なくとも一方にパス障害が発生していることを検出できると共に、ポートＰ１１によるフレーム送受信を遮断することができる。
【００９６】
ここで、従来のＵＤＬＤは、リンクの障害を検出するために、受信したフレームに含まれる種々のパラメータの解析をソフトウェアによって行い、その解析結果に基づいて障害検出することになるため、障害検出時間が長いという問題があった。しかしながら、本実施例のパス障害検出では、送信したＬＨＣフレームを折り返したＬＨＣＢフレームを監視時間内に受信できるか否かでリンク障害を検出することができる。また、受信したフレームがＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームであるか否かを、宛先ＭＡＣアドレスに基づいて容易に判断することができる。従って、従来技術に比べて、パス障害検出時間を短縮化できる。このため、パス障害が発生した場合において、対応するポートを遮断し、パスを切り換えるのに要する時間を短縮化することが可能である。
【００９７】
また、パス障害が解消された場合に、第１スイッチＳＷ１は、監視時間内にＬＨＣＢフレームの受信を再開する。これにより、障害が発生していたパスを終端するポートの論理状態をフレーム送受信不可（ＢＬＫ）からフレーム送受信可（ＦＷＤ）に自動的に切り替えるので、パスの障害監視を自動的に再開させることができる。
【００９８】
Ｂ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００９９】
Ｂ１．変形例１：
上記実施例では、監視設定されるスイッチは第１スイッチＳＷ１であり、監視対象として設定されるスイッチは第２スイッチＳＷ２であったが、本発明はこれに限定されるものではない。各スイッチが、それぞれ監視設定され、かつ、監視対象として設定される構成を採用することができる。この構成においても、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２では、折り返し識別子によりＬＨＣフレームとＬＨＣＢフレームとを区別できるので、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、パス障害を監視することができる。例えば、第１スイッチＳＷ１において、第２スイッチＳＷ２が送信元であるフレームを受信した場合に、折り返し識別子により、ＬＨＣフレームとＬＨＣＢフレームとを区別できる。したがって、第１スイッチＳＷ１は、受信したフレームがＬＨＣフレームであれば、ＬＨＣＢフレームを第２スイッチＳＷ２宛に送信し、ＬＨＣＢフレームであれば廃棄するように、フレーム種別に応じて処理を切り替えることができる。
【０１００】
Ｂ２．変形例２：
上記実施例では、パス障害の監視用のフレームとして、２種類のフレーム（ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレーム）を用いていたが、これに代えて、１種類のフレームのみを用いる構成を採用することもできる。具体的には、例えば、以下の構成を採用し得る。第１スイッチＳＷ１は、上記実施例と同様にＬＨＣフレームを送信する。第２スイッチＳＷ２は、ＬＨＣフレームを受信すると、受信したＬＨＣフレームの宛先ＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスに、受信したＬＨＣフレームの送信元ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスに、それぞれ設定したＬＨＣフレームを第１スイッチＳＷ１宛に送信する。
【０１０１】
この構成では、第１スイッチＳＷ１は、ＬＨＣフレームが所定期間内に到着しないことにより、パスＰＡ１２又はパスＰＡ２１におけるパス障害の発生を検出することができる。このような構成により、宛先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスの入れ替えのみを行い、折り返し識別子の書き換えを行わないことから、より短期間に折り返しフレームを送信することができる。したがって、より短期間で、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２間における片方向パス障害を検出することができる。
【０１０２】
なお、この構成では、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２が、それぞれ相手のスイッチを監視対象のスイッチとして、パス障害を監視することができない。例えば、第１スイッチＳＷ１にＬＨＣフレームが届いた場合には、このＬＨＣフレームが、自らが送ったＬＨＣフレームに対して折り返されたフレームであるのか、第２スイッチＳＷ２が第１スイッチＳＷ１に向けて新たに送信したフレームであるのかを区別することができない。しかしながら、この構成においても、第１スイッチＳＷ１は、ＬＨＣフレームを受信することにより、少なくとも第２スイッチＳＷ２から第１スイッチＳＷ１に向かうパス（パスＰＡ２１）に障害が発生していないことを検出することができる。
【０１０３】
Ｂ３．変形例３：
上記実施例では、ネットワークシステム１００を構成するスイッチの数は３台であったが、少なくとも本発明のレイヤ２スイッチを２つ含む任意の数のスイッチを用いてネットワークシステム１００を構成することができる。ネットワークシステム１００では、ＬＨＣフレームのヘッダにおいて、宛先アドレス及び送信元アドレスのみを書き換えてＬＨＣＢフレームを生成するので、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間に、複数台のスイッチが配置されていても、各スイッチにおいて、通常のフレームと同様に、ＬＨＣＢフレームを第１スイッチＳＷ１に向けて中継することができる。したがって、ネットワークシステム１００が大規模なネットワークシステムであっても、障害の発生を監視できると共に、ネットワークシステムの構成変更に伴い、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間にレイヤ２スイッチを追加する場合であっても、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間において生じた障害を検出することができる。
【０１０４】
また、本発明のレイヤ２スイッチが３台以上含む任意の数のスイッチを用いてネットワークシステムを構成する場合、２台以上のスイッチに監視設定することもできる。この場合、監視設定された複数のスイッチにおいて、それぞれ同一のスイッチとの間のパスを監視する場合であっても、監視対象となるスイッチでは、複雑な管理を要することなく、それぞれのスイッチ宛にＬＨＣＢフレームを送信することができる。これは、宛先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスの入れ替え、及び折り返し識別子の書き換えのみを行ってＬＨＣＢフレームを生成するからである。したがって、監視対象となるスイッチにおいて、予めＬＨＣＢフレームの宛先となるスイッチを登録しておく必要がなく、パス障害監視を行うために予めユーザが行うべき作業を軽減することができる。
【０１０５】
Ｂ４．変形例４：
上記実施例では、スイッチ間のパス障害を監視していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、サーバとストレージ（例えば、ＮＡＳ（Network Attached Storage）との間におけるレイヤ２のパスの障害を監視することもできる。この構成においては、サーバ及びストレージに、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２が有する各機能部が配置される。また、例えば、サーバとクライアント（例えば、パーソナルコンピュータ）との間におけるレイヤ２のパスの障害を監視することもできる。この例及び上記実施例からも理解できるように、互いにレイヤ２での通信が可能な任意の通信装置を、本発明のネットワークシステムに採用することができる。
【０１０６】
Ｂ５．変形例５：
上記実施例では、３つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、いずれもレイヤ２スイッチであったが、これに代えて、いずれもレイヤ３スイッチを採用することもできる。この構成においても、レイヤ３の宛先アドレスと、レイヤ３の送信元アドレスとを入れ替え、また、レイヤ３のデータフィールドに含まれる折り返し識別子の書き換えを行うことで、ＬＨＣＢフレーム（パケット）を生成することができるので、容易にハードウェア処理化が可能である。したがって、上記実施例と同様に、パス障害監視のための処理の高速化が実現できる。
【０１０７】
Ｂ６．変形例６：
上記実施例では、パス障害の監視を行うためにユーザに提供されるインタフェースは、図４，５に示すように、グラフィカルインタフェースであったが、これに代えて、コマンドラインからコマンドを入力するインタフェースを採用することもできる。
【０１０８】
また、上記実施例では、パス障害の監視を行うために、ユーザは２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２にそれぞれ管理用端末ＰＣ１，ＰＣ２を接続して設定していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、２つのＳＷ１，ＳＷ２が、それぞれ筐体に操作パネルを有し、かかる操作パネルより各種設定（監視対象ポートや、フレーム送受信間隔等）を行う構成を採用することもできる。また、例えば、第３スイッチＳＷ３に接続した管理用端末（パーソナルコンピュータ等）から、ネットワークを介して、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２に設定情報を送信して設定することもできる。また、監視設定（実施例における第１スイッチＳＷ１側の設定）については、デフォルトの値を用いることとして、ユーザにより設定を許容せず、折り返し設定（実施例における第２スイッチＳＷ２側の設定）については、実施例と同様にユーザに許容する構成を採用することもできる。すなわち、一般には、第２の通信装置における監視応答フレームの生成及び送信の可否を設定するためのユーザインタフェースを有する任意の構成を、本発明のネットワークシステムに採用することができる。
【０１０９】
Ｂ７．変形例７：
上記実施例では、通常フレームと、他のフレーム（ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレーム）との区別を、宛先ＭＡＣアドレスにより行っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、レイヤ２ヘッダ内のタイプフィールドの値により、区別することもできる。この構成では、ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームについて、それぞれ通常フレームと異なる値を、予め設定しておくことが好ましい。また、ネットワークシステム１００においてＶＬＡＮ（Virtual LAN）を設定可能であれば、通常フレーム送受信用のＶＬＡＮと、ＬＨＣフレーム送受信用のＶＬＡＮと、ＬＨＣＢフレーム送受信用のＶＬＡＮとを、それぞれ設定しておき、フレームに設定されたＶＬＡＮ−ＩＤにより各フレーム種別を区別することもできる。
【０１１０】
Ｂ８．変形例８：
上記実施例では、図１７に示すように、「復旧監視」状態である状態Ａにおいて、監視時間内に監視時間内にＬＨＣＢフレームを受信した場合に自動的に状態Ｂに復旧していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、状態Ａにおいて、監視時間内に監視時間内にＬＨＣＢフレームを受信した場合に、一旦「復旧指示待ち」状態とし、ユーザからの復旧指示コマンドの入力がなされたときに、状態Ｂに戻るようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１００…ネットワークシステム
ＳＷ１…第１スイッチ（レイヤ２スイッチ）
ＳＷ２…第２スイッチ（レイヤ２スイッチ）
ＳＷ３…第３スイッチ（レイヤ２スイッチ）
Ｌ１１２，Ｌ１２１，Ｌ２１２，Ｌ２２１…物理リンク
１０ａ，１０ｂ…管理部
１１ａ，１１ｂ…管理用インタフェース
２０ａ，２０ｂ…フレーム転送処理部
２１ｂ…レイヤ１制御部
２２ｂ…レイヤ２制御部
２３ａ，２３ｂ…受信フレームバッファ
２４ａ，２４ｂ…送信フレームバッファ
３０ａ，３０ｂ…ＬＨＣフレーム送信部
４０ａ，４０ｂ…宛先判定部
４１ａ，４１ｂ…フレーム種別判定部
４２ａ，４２ｂ…宛先検索部
４３ａ，４３ｂ…宛先テーブル
４４ａ，４４ｂ…ポート状態判定部
４５ａ，４５ｂ…ポート状態管理テーブル
４６ａ，４６ｂ…判定結果生成部
４７ａ，４７ｂ…ＬＨＣＢフレーム監視部
Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１ｎ，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２ｎ…ポート
ＰＣ１，ＰＣ２…管理用端末
Ｗ１…監視設定用ウィンドウ
Ｗ２…監視フレーム折り返し設定用ウィンドウ
Ｂ１，Ｂ３…ＯＫボタン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークにおける障害検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
２台の通信装置（例えば、レイヤ２スイッチ）を、互いにネットワークを介して接続する場合、２台の通信装置間に双方向の２つのパス（通信経路）が設定される。一方のパスに障害（「片方向パス障害」と呼ぶ）が発生すると、ネットワーク上で、フレームがループする等の種々の問題が発生する。そこで、片方向パス障害を検出するために、ＵＤＬＤ（Uni-Directional Link Detction ）プロトコルが提案されている（非特許文献１）。
【０００３】
ＵＤＬＤでは、各通信装置が、それぞれ他方の通信装置に対してリンク正常性確認フレームを送信し、他方の通信装置から送信されるリンク正常性通知フレームの受信の有無により、片方向リンク障害の発生の有無を検出する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Cisco System UniDirectional Link (UDLD) Protocol (RFC:5171). Cisco Systems, April 2008. Retrieved from the Internet: on 2010-06-20.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＵＤＬＤでは、受信したフレームに含まれる様々なパラメータの解析をソフトウェアによって行い、その解析結果に基づいて片方向パス障害の有無を検出するため、障害検出までに長期間を要するという問題があった。このため、片方向パス障害の検出時間の短縮化が望まれていた。
【０００６】
本発明は、２台の通信装置間における片方向パス障害を短期間で検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］ネットワークシステムであって、
第１のアドレスが設定された第１の通信装置と、
前記第１の通信装置とネットワークを介して接続され、第２のアドレスが設定された第２の通信装置と、
を備え、
前記第１の通信装置は、
宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたフレームである監視フレームを生成して、前記ネットワークに出力する監視フレーム送信部と、
前記第２の通信装置から送信される監視応答フレームの受信を監視する監視応答フレーム監視部と、
を有し、
前記第２の通信装置は、
前記監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して前記監視応答フレームを生成して、前記ネットワークに出力する監視応答フレーム送信部を有する、ネットワークシステム。
【０００９】
適用例１のネットワークシステムでは、第２の通信装置において、監視フレームを受信すると、監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定することにより監視応答フレームが生成されるので、監視応答フレームの生成処理を容易にハードウェア処理化でき、処理の高速化が実現できる。加えて、第１の通信装置では、監視応答フレームの受信を監視することにより、第１の通信装置と第２の通信装置との間のパス障害を検出できるので、ソフトウェア処理を必要としない。したがって、第１の通信装置と第２の通信装置との間における片方向パス障害を短期間で検出することができる。
【００１０】
［適用例２］適用例１に記載のネットワークシステムにおいて、
前記第２の通信装置は、さらに、
前記受信した監視フレームを記憶する受信フレームバッファと、
前記監視応答フレームを記憶する送信フレームバッファと、
を有し、
前記監視応答フレーム送信部は、前記受信フレームバッファに記憶されている前記監視フレームから宛先アドレスを読み出して、前記送信フレームバッファに前記監視応答フレームの送信元アドレスとして記録させると共に、前記受信フレームバッファに記憶されている前記監視フレームから送信元アドレスを読み出して、前記送信フレームバッファに前記監視応答フレームの宛先アドレスとして記録させる、ネットワークシステム。
【００１１】
このような構成により、監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定する処理を、ハードウェアにより実現することができる。
【００１２】
［適用例３］適用例１または適用例２に記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置は、さらに、
フレームを送受信するためのポートと、
前記監視応答フレーム監視部が前記ポートにおける前記監視応答フレームの受信を検出すると、前記ポートの論理状態をフレーム送受信可能の状態に設定し、前記監視応答フレーム監視部が前記ポートにおける前記監視応答フレームの受信を検出しない場合には、前記ポートの論理状態をフレーム送受信不可能の状態に設定する、ポート制御部と、
を有する、ネットワークシステム。
【００１３】
このような構成により、障害が検出されたポートにおけるフレームの送受信を遮断することができるので、障害発生によりフレームがネットワークシステム内をループし続けることを抑制できる。
【００１４】
［適用例４］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記監視フレーム送信部は、前記監視フレームの一部として、前記監視フレームであることを示す監視フレーム識別子を設定し、
前記監視応答フレーム送信部は、前記監視応答フレームを生成する際に、前記監視フレームに設定されている前記監視フレーム識別子を、前記監視応答フレームであることを示す監視応答フレーム識別子に書き換える、ネットワークシステム。
【００１５】
このような構成により、監視フレームと監視応答フレームとを容易に区別することができる。したがって、第２の通信装置からも第１の通信装置宛に監視フレームを送信する場合に、第１の通信装置において、第２の通信装置から送信されたフレームが、自らが送信した監視フレームに対応する監視応答フレームであるのか、または、第２の通信装置が新たに送信した監視フレームであるのか、を容易に区別することができる。
【００１６】
［適用例５］適用例１ないし適用例３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記監視応答フレーム送信部は、前記監視フレームのうち、前記宛先アドレス及び前記送信元アドレスのみを書き換えて、前記監視応答フレームを生成する、ネットワークシステム。
【００１７】
このような構成により、シンプルな処理で監視応答フレームを生成することができる。したがって、より短期間のうちに障害発生を検出することができる。加えて、宛先アドレス及び送信元アドレスのみを書き換えて監視応答フレームを生成するので、第１の通信装置と第２の通信装置との間に、他の通信装置（フレーム中継装置）が１つ以上介在する構成においても、この他の通信装置は、通常のフレームと同様に、監視応答フレームを第１の通信装置に向けて中継することができる。したがって、大規模なネットワークシステムにおいても、障害の発生を監視できると共に、ネットワークシステムの構成変更に伴い、第１の通信装置と第２の通信装置との間に他の通信装置（フレーム中継装置）を追加する場合であっても、第１の通信装置と第２の通信装置との間において生じた障害を検出することができる。
【００１８】
［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置は、さらに、
前記第２の通信装置における前記監視応答フレームの生成及び送信の可否を設定するためのユーザインタフェースを有する、ネットワークシステム。
【００１９】
このような構成により、ユーザは、第２の通信装置における監視応答フレームの生成及び送信の可否を容易に設定することができる。
【００２０】
［適用例７］適用例１ないし適用例６のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置は、いずれもレイヤ２スイッチである、ネットワークシステム。
【００２１】
このような構成により、レイヤ２スイッチ間のレイヤ２ネットワークにおける障害発生の有無を、短期間で検出することができる。
【００２２】
［適用例８］レイヤ２スイッチであって、
第１のアドレスが設定された通信装置とネットワークを介して接続され、
第２のアドレスが設定されており、
宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたレイヤ２フレームである監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して監視応答フレームを生成し、前記ネットワークに出力する監視応答フレーム送信部を備える、レイヤ２スイッチ。
【００２３】
適用例８のレイヤ２スイッチでは、監視フレームを受信すると、監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定することにより監視応答フレームが生成されるので、監視応答フレームの生成処理を容易にハードウェア処理化でき、処理の高速化が実現できる。したがって、レイヤ２スイッチと通信装置との間における片方向パス障害を短期間で検出することができる。
【００２４】
［適用例９］第１の通信装置と第２の通信装置とを備えるネットワークシステムにおいて、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ネットワークの障害を検出するネットワーク障害検出方法であって、
前記第１の通信装置には第１のアドレスが設定され、前記第２の通信装置には第２のアドレスが設定され、
（ａ）前記第１の通信装置において、宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたフレームである監視フレームを生成して、前記ネットワークに出力する工程と、
（ｂ）前記第２の通信装置において、前記監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して監視応答フレームを生成し、前記ネットワークに出力する工程と、
（ｃ）前記第１の通信装置において、前記第２の通信装置から送信される前記監視応答フレームの受信を監視する工程と、
を備える、ネットワーク障害検出方法。
【００２５】
適用例９のネットワーク障害検出方法では、第２の通信装置において、監視フレームを受信すると、監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定することにより監視応答フレームが生成されるので、監視応答フレームの生成処理を容易にハードウェア処理化でき、処理の高速化が実現できる。加えて、第１の通信装置では、監視応答フレームの受信を監視することにより、第１の通信装置と第２の通信装置との間のパス障害を検出できるので、ソフトウェア処理を必要としない。したがって、第１の通信装置と第２の通信装置との間における片方向パス障害を短期間で検出することができる。
【００２６】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、ネットワークシステムやレイヤ２スイッチの制御方法、ネットワークシステムまたはレイヤ２スイッチの機能を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した記録媒体、等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例におけるネットワークシステムの概略構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す第１スイッチ及び第２スイッチの詳細構成を示す説明図である。
【図３】図２に示すフレーム転送処理部の詳細構成を示す説明図である。
【図４】パス障害の監視を行うための設定用ウィンドウを示す第１の説明図である。
【図５】パス障害の監視を行うための設定用ウィンドウを示す第２の説明図である。
【図６】パス障害監視開始処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームのフレームフォーマットを示す説明図である。
【図８】第１スイッチのポートが監視対象ポートとして設定された場合における初期状態のポート状態管理テーブルの例を示す説明図である。
【図９】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１３】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】ＬＨＣＢフレーム監視処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】パス障害発生が発生している状態におけるポート状態管理テーブルの例を示す説明図である。
【図１７】ＬＨＣＢフレーム監視処理の実行によるポートの監視状態および論理状態の状態遷移の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
Ａ．実施例：
Ａ１．システム構成：
図１は、本発明の一実施例におけるネットワークシステムの概略構成を示す説明図である。図１において、上段は、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間のパスが正常である場合におけるネットワークシステムを示し、下段は、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間のパスにおいて障害が発生した場合におけるネットワークシステムを示す。
【００２９】
本実施例のネットワークシステム１００は、第１スイッチＳＷ１と、第２スイッチＳＷ２と、第３スイッチＳＷ３とを備え、第２スイッチＳＷ２が、第１スイッチＳＷ１と第３スイッチＳＷ３との間に配置された構成を有する。各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、いずれも図示しない複数のポートを備えたレイヤ２スイッチであり、ポートに接続された端末（パーソナルコンピュータやサーバなど）から受信するレイヤ２フレーム（ＯＳＩ参照モデルにおける第２層（データリンク層）のフレーム）を中継する。
【００３０】
本実施例では、ネットワークシステム１００が中継するフレームとして、イーサネットフレーム（「イーサネット」は登録商標）を採用するが、イーサネットフレームに代えて、ＦＤＤＩ（Fiber-Distributed Data Interface）や、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）など、任意のレイヤ２プロトコルで規定されているフレーム（パケット，セル）を採用することができる。なお、第１スイッチＳＷ１には、レイヤ２アドレスとして、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス「ｍ１」が予め設定されている。同様に、第２スイッチＳＷ２には、レイヤ２アドレスとして、ＭＡＣアドレス「ｍ２」が予め設定されている。これらＭＡＣアドレス「ｍ１」，「ｍ２」は、いずれも、パス障害監視用に割り当てられた専用のＭＡＣアドレスである。
【００３１】
第１スイッチＳＷ１と第３スイッチＳＷ３とは、互いに２つの物理リンクＬ１１２，Ｌ１２１により接続されている。第３スイッチＳＷ３と第２スイッチＳＷ２とは、互いに２つの物理リンクＬ２１２，Ｌ２２１により接続されている。かかる構成により、第１スイッチＳＷ１から第２スイッチＳＷ２に向かうパスとして、第１スイッチＳＷ１，物理リンクＬ１１２，第３スイッチＳＷ３，物理リンクＬ２１２，第２スイッチＳＷ２の順序でフレームが中継されるパスＰＡ１２が形成されている。また、第２スイッチＳＷ２から第１スイッチＳＷ１に向かうパスとして、第２スイッチＳＷ２，物理リンクＬ２２１，第３スイッチＳＷ３，物理リンクＬ１２１，第１スイッチＳＷ１の順序でフレームが中継されるパスＰＡ２１が形成されている。
【００３２】
ネットワークシステム１００では、２つのパスＰＡ１２，ＰＡ２１のいずれかにおける障害発生の有無を監視するために、第１スイッチＳＷ１は、監視用のフレーム（以下、「ＬＨＣフレーム」と呼ぶ）を送信する。図１上段に示すように、２つのパスＰＡ１２，ＰＡ２１において障害が発生していない場合、第１スイッチＳＷ１から送出されたＬＨＣフレームは、パスＰＡ１２を通って第２スイッチＳＷ２に中継される。第２スイッチＳＷ２は、ＬＨＣフレームを受信すると、監視応答用のフレーム（以下、「ＬＨＣＢフレーム」を送信する。後述するように、ＬＨＣＢフレームは、ＬＨＣフレームを折り返したフレームであり、第２スイッチＳＷ２では、ＬＨＣＢフレームの生成を、ハードウェア処理化している。第２スイッチＳＷ２から送出されたＬＨＣＢフレームは、パスＰＡ２１を通って第１スイッチＳＷ１に中継される。第１スイッチＳＷ１では、ＬＨＣＢフレームの受信の有無を監視しており、ＬＨＣＢフレームを所定期間内において受信した場合には、両方のパスＰＡ１２，ＰＡ２１は正常であると判断する。
【００３３】
これに対し、図１下段に示すように、例えば、物理リンクＬ２１２において障害（片方向パス障害）が発生した場合、ＬＨＣフレームは第２スイッチＳＷ２に中継されない。この場合、第２スイッチＳＷ２はＬＨＣＢフレームを送信しないため、第１スイッチＳＷ１は、所定期間内にＬＨＣＢフレームを受信せず、２つのパスＰＡ１２，ＰＡ２１の少なくとも一方において障害が発生したと判断する。
【００３４】
このような片方向パス障害監視を実現するために、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２は、図示しない端末から送信されるフレームの中継処理に加えて、ＬＨＣフレームの送受信や、ＬＨＣＢフレームの送受信等の処理を実行する。第１スイッチＳＷ１は、請求項における第１の通信装置に相当し、第２スイッチＳＷ２は、請求項における第２の通信装置に相当する。なお、第３スイッチＳＷ３は、本発明の一実施例としての通信装置ではなく、一般的なレイヤ２スイッチである。すなわち、第３スイッチＳＷ３は、受信したフレームを、フレームに設定されている宛先ＭＡＣアドレスに基づき、図示しない宛先テーブル（ＭＡＣアドレスと出力ポートとを対応付けた中継用テーブル）に従って中継する。
【００３５】
図２は、図１に示す第１スイッチ及び第２スイッチの詳細構成を示す説明図である。第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２とは同じ構成であるため、第２スイッチＳＷ２について代表して説明する。第２スイッチＳＷ２は、複数のポートＰ２１，Ｐ２２，・・・，Ｐ２ｎと、フレーム転送処理部２０ｂと、宛先判定部４０ｂと、ＬＨＣフレーム送信部３０ｂと、管理部１０ｂと、管理用インタフェース１１ｂとを備えている。
【００３６】
複数のポートＰ２１，Ｐ２２，・・・，Ｐ２ｎは、それぞれ送信側の物理リンクと受信側の物理リンクを終端している。例えば、図２に示すように、ポートＰ２１は、送信側の物理リンクＬ２１２と、受信側の物理リンクＬ２２１とを終端している。
【００３７】
図３は、図２に示すフレーム転送処理部の詳細構成を示す説明図である。フレーム転送処理部２０ｂは、レイヤ１制御部２１ｂと、レイヤ２制御部２２ｂと、受信フレームバッファ２３ｂと、送信フレームバッファ２４ｂとを備えている。各機能部は、記憶素子や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の回路により構成されており、ハードウェア処理が可能である。
【００３８】
レイヤ１制御部２１ｂは、レイヤ１（ＯＳＩ参照モデルの第１層（物理層））の処理を行う機能部であり、各ポートＰ２１，Ｐ２２，・・・，Ｐ２ｎ及びレイヤ２制御部２２ｂと、それぞれ接続されている。レイヤ１制御部２１ｂは、各ポートＰ２１，Ｐ２２，・・・，Ｐ２ｎにおいて受信される信号からレイヤ２のフレームを生成してレイヤ２制御部２２ｂに出力し、また、レイヤ２制御部２２ｂから受信するレイヤ２フレームに基づき信号を生成して各ポートＰ２１，Ｐ２２，・・・，Ｐ２ｎに出力する。
【００３９】
レイヤ２制御部２２ｂは、レイヤ２の処理を行う機能部であり、レイヤ１制御部２１ｂ，受信フレームバッファ２３ｂ，及び送信フレームバッファ２４ｂと接続されている。また、レイヤ２制御部２２ｂは、後述のＬＨＣフレーム送信部３０ｂ，判定結果生成部４６ｂ，フレーム種別判定部４１ｂと接続されている。レイヤ２制御部２２ｂは、レイヤ１制御部２１ｂから受信したフレームを、受信フレームバッファ２３ｂに記憶させ、また、受信フレームバッファ２３ｂからフレームを読み出して他の機能部に送信する。加えて、レイヤ２制御部２２ｂは、他の機能部からの指示に従って、フレームを生成して送信フレームバッファ２４ｂに記憶させ、また、送信フレームバッファ２４ｂからフレームを読み出してレイヤ１制御部２１ｂに出力する。
【００４０】
受信フレームバッファ２３ｂは、第２スイッチＳＷ２が受信したフレームを記憶する。図３では、受信フレームバッファ２３ｂにはＬＨＣフレームｆｃ１が記憶されている。送信フレームバッファ２４ｂは、第２スイッチＳＷ２が送信しようとするフレームを記憶する。図３では、送信フレームバッファ２４ｂにはＬＨＣＢフレームｆｂ１が記憶されている。
【００４１】
図２に戻って、宛先判定部４０ｂは、フレーム種別判定部４１ｂと、宛先テーブル４３ｂと、宛先検索部４２ｂと、ポート状態管理テーブル４５ｂと、ポート状態判定部４４ｂと、判定結果生成部４６ｂと、ＬＨＣＢフレーム監視部４７ｂとを備えている。
【００４２】
フレーム種別判定部４１ｂは、受信したフレームの種類を判定する。宛先テーブル４３ｂは、フレームを中継する際に参照されるテーブルであり、フレームに設定されている宛先ＭＡＣアドレスやＶＬＡＮ−ＩＤ等の識別子と、フレームの出力ポートとを対応付けたテーブルである。宛先検索部４２ｂは、宛先テーブル４３ｂを参照して、受信フレームを中継するための出力ポートを決定する。ポート状態管理テーブル４５ｂは、各ポートの論理状態を管理するためのテーブルである。ポート状態判定部４４ｂは、ポート状態管理テーブル４５ｂを参照して出力ポートの状態を決定する。判定結果生成部４６ｂは、廃棄指示等の後述する各種指示や、出力ポートをフレーム転送処理部２０ｂに通知する。ＬＨＣＢフレーム監視部４７ｂは、監視対象のスイッチから送信されるＬＨＣＢフレームの受信を監視する。
【００４３】
管理部１０ｂは、管理用インタフェース１１ｂと、ＬＨＣフレーム送信部３０ｂと、宛先判定部４０ｂと、それぞれ接続されており、各構成要素を制御する。管理用インタフェース１１ｂは、破線で示す管理用端末ＰＣ２と接続するためのインタフェースを提供する機能部である。このインタフェースとしては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェースや、ＲＳ２３２Ｃ等のシリアルインタフェースや、ＩＥＥＥ８０２．３ｕなどを採用することができる。ＬＨＣフレーム送信部３０ｂは、管理部１０ｂからの指示に従って、ＬＨＣフレームの生成をフレーム転送処理部２０ｂに指示する。
【００４４】
第１スイッチＳＷ１は、上述した第２スイッチＳＷ２と同じ構成を有する。図２では、各スイッチの同じ構成要素を区別するために、第１スイッチＳＷ１の各構成要素には「ａ」の符号を、第２スイッチＳＷ２の各要素には「ｂ」の符号を、それぞれ付している。
【００４５】
ネットワークシステム１００では、後述するパス障害監視の開始処理，受信フレーム処理，ＬＨＣＢフレーム監視処理を実行することにより、パス障害の発生を短期間で検出することができる。
【００４６】
なお、前述のＬＨＣフレームは、請求項における監視フレームに相当する。また、ＬＨＣＢフレームは請求項における監視応答フレームに、ＬＨＣフレーム送信部３０ａ及びフレーム転送処理部２０ａは請求項における監視フレーム送信部に、フレーム転送処理部２０ａ及びＬＨＣＢフレーム監視部４７ａは請求項における監視応答フレーム監視部及びポート制御部に、フレーム転送処理部２０ｂは請求項における監視応答フレーム送信部に、折り返し識別子は請求項における監視フレーム識別子に、それぞれ相当する。
【００４７】
Ａ２．パス障害監視の開始処理：
図４は、パス障害の監視を行うための設定用ウィンドウを示す第１の説明図である。図５は、パス障害の監視を行うための設定用ウィンドウを示す第２の説明図である。図１に示すパスＰＡ１２，ＰＡ２１を監視する場合、ユーザ（ネットワークシステム１００のシステム管理者など）は、予め、これらのパスＰＡ１２，ＰＡ２１を終端するスイッチ（第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２）において、所定の設定を行う。
【００４８】
具体的には、ユーザは、図２に示すように管理用端末ＰＣ１を第１スイッチＳＷ１に接続して、図４に示す監視設定用ウィンドウＷ１を管理用端末ＰＣ１に表示させ、各種パラメータを入力する。図４に示すように、監視設定用ウィンドウＷ１は、監視対象スイッチ（監視対象のパスにおける他端側のスイッチ），監視対象ポート，フレーム送信間隔，及びフレーム監視時間の各パラメータを設定するフィールドと、ＯＫボタンＢ１とを備えている。図４では、監視対象スイッチとして「第２スイッチＳＷ２」が、監視対象ポートとして「第１ポート（ポートＰ１１）」が、フレーム送信間隔として「１（ｍｓ）」が、フレーム監視時間として「１０（ｍｓ）」が、それぞれ入力されている。フレーム送信間隔とは、ＬＨＣフレームを送信してから次のＬＨＣフレームを送信するまでの時間的間隔を意味する。フレーム監視時間とは、パス障害発生の有無を判断する際に基準となる時間的間隔であり、第１スイッチＳＷ１は、このフレーム監視時間を超えても次のＬＨＣフレームを受信しない場合に、パス障害が発生したと判断する。ＯＫボタンＢ１が押されると、入力された各パラメータが第１スイッチＳＷ１内の図示しないメモリに記憶されると共に、パス監視の開始指示が管理用端末ＰＣ１から第１スイッチＳＷ１に送信される。
【００４９】
また、ユーザは、図２に示すように管理用端末ＰＣ２を第２スイッチＳＷ２に接続して、図５に示す監視フレーム折り返し設定用ウィンドウＷ２を管理用端末ＰＣ２に表示させる。図５に示すように、設定用ウィンドウＷ２は、折り返し対象ポートを設定するフィールドと、ＯＫボタンＢ３とを備えている。折り返し対象ポートとは、監視用フレーム（ＬＨＣフレーム）を受信した場合に、ＬＨＣフレームの送信元に対して監視応答用フレーム（ＬＨＣＢフレーム）を送信する処理（フレームを折り返す処理）を実行する対象ポートを意味し、図５では、第１ポート（ポートＰ２１）が入力されている。ユーザが折り返し対象ポートを入力しＯＫボタンＢ１を押すと、入力された折り返し対象ポートが第２スイッチＳＷ２に設定される。なお、図５に示す監視フレーム折り返し設定用ウィンドウＷ２は、請求項におけるユーザインタフェースに相当する。
【００５０】
図６は、パス障害監視開始処理の手順を示すフローチャートである。図６に示すパス障害監視開始処理は、ユーザによる監視設定がされたスイッチにおいて実行される。前述のように、第１スイッチＳＷ１において監視設定がされた場合には、第１スイッチＳＷ１において、パス障害監視開始処理が実行される。
【００５１】
第１スイッチＳＷ１の管理部１０ａは、管理用インタフェース１１ａを介して管理用端末ＰＣ１からパス監視開始指示を受信し（ステップＳ１１０）、ＬＨＣフレーム送信部３０ａに対して、監視対象ポートからのＬＨＣフレームの送信を指示する（ステップＳ１２０）。
【００５２】
ＬＨＣフレーム送信部３０ａは、設定されたフレーム送信間隔毎に、フレーム転送処理部２０ａに対して、設定された監視対象ポートから設定された監視対象スイッチ宛にＬＨＣフレームを送信するように指示する（ステップＳ１３０）。フレーム転送処理部２０ａは、ＬＨＣフレーム送信部３０ａからの指示に従って、ＬＨＣフレームを生成して監視対象ポートから送信する（ステップＳ１４０）。
【００５３】
図７は、ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームのフレームフォーマットを示す説明図である。ＬＨＣフレームおよびＬＨＣＢフレームは、通常のイーサネットフレームと同様に、レイヤ２ヘッダフィールドおよびデータフィールドにより構成される。ＬＨＣフレームおよびＬＨＣＢフレームの場合、宛先ＭＡＣアドレスフィールドには、監視用に割り当てられた専用のＭＡＣアドレスが挿入される。従って、通常フレームと他のフレーム（ＬＨＣフレームおよびＬＨＣＢフレーム）との区別は、宛先ＭＡＣアドレスに基づいて行うことができる。また、ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームのデータフィールドには、折り返し識別子フィールドが設けられており、この折り返し識別子フィールドに基づいてＬＨＣフレームとＬＨＣＢフレームとを区別することができる。図４に示すように監視対象スイッチとして第２スイッチＳＷ２が設定された場合、宛先ＭＡＣアドレスには、監視対象スイッチである第２スイッチＳＷ２のＭＡＣアドレス「ｍ２」が設定され、ＬＨＣフレームの送信元ＭＡＣアドレスには、第１スイッチＳＷ１のＭＡＣアドレス「ｍ１」が設定される。また、ＬＨＣフレームの折り返し識別子フィールドには、ＬＨＣフレームであることを示す値が設定される。
【００５４】
第１スイッチＳＷ１から送出されたＬＨＣフレームは、図１に示す第３スイッチＳＷ３において受信され、宛先テーブル（宛先ＭＡＣアドレスと出力ポートとを対応付けた中継用テーブル）に従って、第２スイッチＳＷ２に向けて中継される。
【００５５】
図６に示すように、第１スイッチＳＷ１の管理部１０ａは、ＬＨＣフレームを送信した後、ユーザが設定したフレーム監視時間を図示しないメモリから読み出し、かかるフレーム監視時間に基づき、ポート状態管理テーブル４５ａにおける監視対象ポートのエントリを更新する（ステップＳ１５０）。
【００５６】
図８は、第１スイッチのポートが監視対象ポートとして設定された場合における初期状態のポート状態管理テーブルの例を示す説明図である。
【００５７】
図８に示すように、ポート状態管理テーブル４５ａには、ポート毎に、論理状態，監視状態，監視時間，および監視タイマが設定されている。論理状態は、各ポートにおけるフレームの送受信に関する状態を示し、パス障害が発生していない状態を示す「フレーム送受信可（ＦＷＤ）」又はパス障害が発生している状態を示す「フレーム送受信不可（ＢＬＫ）」が設定され得る。監視状態は、各ポートの監視に関する状態を示し、パス障害を監視する状態を示す「障害監視」又はパス障害発生後の復旧を監視する状態を示す「復旧監視」が設定され得る。監視時間は、図６のステップＳ１５０により設定されたフレーム監視時間を示す。監視タイマは、前回ＬＨＣフレームを送信してからの経過時間を示す。
【００５８】
図８では、ポートＰ１２，Ｐ１ｎについては、既にパス障害監視が実行されており、ポートＰ１１について、パス障害監視開始処理が実行されてエントリが更新された後のポート状態管理テーブル４５ａの状態を示している。ポートＰ１１の更新直後の初期状態には、論理状態「ＢＬＫ」，監視状態「復旧監視」，監視時間「１０ｍｓ」，監視タイマ「０ｍｓ」が設定される。
【００５９】
前述のステップＳ１５０において、監視対象ポートのエントリが更新されると、図６に示すように、管理部１０ａは、ＬＨＣＢフレーム監視部４７ａに対してＬＨＣＢフレーム監視の開始を指示する（ステップＳ１６０）。ＬＨＣＢフレーム監視の開始が指示されたＬＨＣＢフレーム監視部４７ａでは、後述のＬＨＣＢフレーム監視処理が実行される。
【００６０】
Ａ３．受信フレーム処理：
図９〜図１４は、受信フレーム処理の手順を示すフローチャートである。この受信フレーム処理は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２のいずれにおいても、起動後にいずれかのポートにフレームが到着することにより開始される。第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間において、前述のＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームに加えて、通常フレームが送受信される。したがって、これらいずれかのフレームの受信により、受信フレーム処理が開始される。以下では、ＬＨＣフレーム及び通常フレームについては、第２スイッチＳＷ２側で受信するケースを説明し、ＬＨＣＢフレームについては、第１スイッチＳＷ１側で受信するケースを説明する。なお、以下では、図１に示すように、ＬＨＣフレームはパスＰＡ１２を介して、ＬＨＣＢフレームはパスＰＡ２１を介して、それぞれ中継される。
【００６１】
Ａ３−１．ＬＨＣフレームの受信：
図９に示すように、第２スイッチＳＷ２において、レイヤ２制御部２２ｂは、到着したフレームを受信フレームバッファ２３ｂに格納する（ステップＳ２１０）。レイヤ２制御部２２ｂは、受信フレームバッファ２３ｂに格納した受信フレームから、宛先ＭＡＣアドレス及び折り返し識別子を抽出して、フレーム種別判定部４１ｂに通知する（ステップＳ２２０）。
【００６２】
フレーム種別判定部４１ｂは、レイヤ２制御部２２ｂから通知された宛先ＭＡＣアドレス及び折り返し識別子に基づき、フレーム種別を判定する（ステップＳ２４０）。宛先ＭＡＣアドレスが監視用のＭＡＣアドレスであり、折り返し識別子がＬＨＣフレームであることを示す値である場合には、受信フレームはＬＨＣフレームであると判定される。
【００６３】
ＬＨＣフレームであると判定された場合、図１０に示すように、フレーム種別判定部４１ｂは、受信ポートを宛先検索部４２ｂに通知する（ステップＳ３１０）。宛先検索部４２ｂは、折り返し識別子の書き換え指示と、出力ポートとをポート状態判定部４４ｂに通知する（ステップＳ３２０）。このステップＳ３２０において通知する出力ポートは、後述するＬＨＣＢフレームの出力ポートを意味し、ステップＳ３１０において宛先検索部４２ｂから通知された受信ポートと同じポートである。
【００６４】
ステップ３２０が実行された後、図１１に示すように、ポート状態判定部４４ｂは、受信フレームが通常フレームであるか否かを判定する（ステップＳ４１０）。ＬＨＣフレームを受信した場合、通常フレームでないと判定され（ステップＳ４１０：ＮＯ）、この場合、ポート状態判定部４４ｂは、宛先検索部４２ｂから通知された折り返し識別子書き換え指示及び出力ポート、又は廃棄指示及び受信ポートを、判定結果生成部４６ｂに通知する（ステップＳ４６０）。前述のように、ＬＨＣフレームを受信した場合、折り返し識別子及び出力ポートが宛先検索部４２ｂから通知されるので、ポート状態判定部４４ｂは、これら折り返し識別子及び出力ポートを、判定結果生成部４６ｂに通知する。なお、廃棄指示及び受信ポートは、後述するように、受信フレームがＬＨＣＢフレームである場合に通知される。
【００６５】
判定結果生成部４６ｂは、通知された折り返し識別子書き換え指示及び出力ポート、又は廃棄指示及び受信ポートを含む宛先判定結果をレイヤ２制御部２２ｂに通知する（ステップＳ４７０）。前述のように、ＬＨＣフレームを受信した場合、判定結果生成部４６ｂは、折り返し識別子書き換え指示及び出力ポート含む宛先判定結果を、レイヤ２制御部２２ｂに通知する。
【００６６】
ステップＳ４７０が実行された後、図１２に示すように、レイヤ２制御部２２ｂは、判定結果生成部４６ｂから通知された宛先判定結果を解析し（ステップＳ５１０）、宛先判定結果に廃棄指示が含まれているか否かを判定する（ステップＳ５２０）。上述したように、受信フレームがＬＨＣフレームである場合には、廃棄指示が含まれていない。この場合、レイヤ２制御部２２ｂは、宛先判定結果に折り返し識別子書き換え指示が含まれているか否かを判定する（ステップＳ５４０）。
【００６７】
受信フレームがＬＨＣフレームである場合には、宛先判定結果に折り返し識別子書き換え指示が含まれている。この場合、レイヤ２制御部２２ｂは、受信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスに、受信フレームの送信元ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスに、それぞれ入れ替えると共に、折り返し識別子を、ＬＨＣＢフレームを示す値に書き換えてＬＨＣＢフレームを生成し、レイヤ１制御部２１ｂを介して指示された出力ポートから送信する（ステップＳ５５０）。
【００６８】
具体的には、図３に示すように、ＬＨＣフレームｆｃ１が受信フレームバッファ２３ｂに記憶されている状態において、レイヤ２制御部２２ｂは、ＬＨＣフレームｆｃ１の宛先ＭＡＣアドレス（Ｄ）に設定されている「ｍ２」を読み出して、ＬＨＣＢフレームｆｂ１の送信元ＭＡＣアドレス（Ｓ）に設定する。また、ＬＨＣフレームｆｃ１の送信元ＭＡＣアドレス（Ｓ）に設定されている「ｍ１」を読み出して、ＬＨＣＢフレームｆｂ１の宛先ＭＡＣアドレス（Ｄ）に設定する。また、ＬＨＣフレームｆｃ１の折り返し識別子（Ｒ）に設定されている「Ｃ」（ＬＨＣフレームを示す）を、「Ｂ」（ＬＨＣＢフレームを示す）に書き換えてＬＨＣＢフレームｆｂ１の折り返し識別子に設定する。なお、他のフィールドの値は、ＬＨＣフレームｆｃ１の値を、そのままコピーしてＬＨＣＢフレームｆｂ１の他のフィールドの値に設定する。このようにして生成されたＬＨＣＢフレームｆｂ１は、ＬＨＣフレームの受信ポートと同じポートであるポートＰ２１から出力される。
【００６９】
以上のように、ＬＨＣフレームを受信した場合に、宛先ＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスに、送信元ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスに、それぞれ入れ替え、かつ、折り返し識別子を書き換えるだけでＬＨＣＢフレームが生成されて、ＬＨＣフレームの受信ポート（ポートＰ２１）から出力される。このように、ＬＨＣフレームの一部のフィールドの値を入れ替える、又は、書き換えるといった、簡単な処理によりＬＨＣＢフレームが生成されるので、かかる処理を容易にハードウェア処理化でき、処理の高速化が実現できる。ＬＨＣＢフレームでは、宛先ＭＡＣアドレスとして第１スイッチＳＷ１のＭＡＣアドレスが設定されている。したがって、第２スイッチＳＷ２から出力されたＬＨＣＢフレームは、第３スイッチＳＷ３により、第１スイッチＳＷ１に中継される。なお、上述したＬＨＣフレームの受信フローから理解できるように、第２スイッチＳＷ２では、ＬＨＣフレームを受信しない限り、ＬＨＣＢフレームを第１スイッチＳＷ１宛に送信しない。
【００７０】
Ａ３−２．ＬＨＣＢフレームの受信：
第１スイッチＳＷ１において、第２スイッチＳＷ２から送信されたＬＨＣＢフレームが到着すると、上述した図９に示すステップＳ２１０〜Ｓ２３０が実行され、フレーム種別判定部４１ａは、レイヤ２制御部２２ａから通知された宛先ＭＡＣアドレス及び折り返し識別子に基づき、フレーム種別を判定する（ステップＳ２４０）。ＬＨＣＢフレームでは、監視用のＭＡＣアドレスが宛先ＭＡＣアドレスに設定されており、かつ、折り返し識別子としてＬＨＣＢフレームであることを示す値が設定されている。したがって、ステップＳ２４０において、受信フレームはＬＨＣＢフレームであると判定される。
【００７１】
ＬＨＣＢフレームであると判定された場合、図１３に示すように、フレーム種別判定部４１ａは、ＬＨＣＢフレームを受信したこと、及び受信ポートを、ＬＨＣＢフレーム監視部４７ａに通知する（ステップＳ６１０）。ＬＨＣＢフレーム監視部４７ａは、通知された受信ポートを検索キーとして、ポート状態管理テーブル４５ａを検索し（ステップＳ６２０）、受信ポートの監視状態が障害監視状態であるか否かを判定する（ステップＳ６３０）。
【００７２】
監視状態が「障害監視」状態である場合には（ステップＳ６３０：ＹＥＳ）、ポート状態管理テーブル４５ａの受信ポートに対応する監視タイマを「０」に設定（クリア）する（ステップＳ６４０）。一方、監視状態が「障害監視」状態でない場合には（ステップＳ６３０：ＮＯ）、すなわち、「復旧監視」状態である場合には、受信ポートに対応する論理状態を「ＦＷＤ（フレーム送受信可））に書き換えると共に、監視状態を「障害監視」に書き換える（ステップＳ６５０）。
【００７３】
最初のＬＨＣＢフレームを受信する際には、図８に示すように、ポートＰ１１について監視状態が「復旧監視」状態であるので、ステップＳ６５０が実行されて、論理状態が「ＦＷＤ」に、監視状態が「障害監視」に、それぞれ書き換えられる。また、２つ目以降のＬＨＣＢフレームを受信する際には、既に監視状態が「障害監視」となっているので、ステップＳ６４０が実行され、監視タイマが０にリセットされる。
【００７４】
図１３に示すステップＳ６４０又はＳ６５０が実行された後、フレーム種別判定部４１ａは、受信ポートを宛先検索部４２ａへ通知する（ステップＳ６６０）。宛先検索部４２ａは、受信ポートおよび受信フレームの廃棄指示をポート状態判定部４４ａへ送信する（ステップＳ６７０）。
【００７５】
ステップＳ６７０が実行された後、図１１に示すステップＳ４１０が実行される。受信フレームがＬＨＣＢフレームであるため（ステップＳ４１０：ＮＯ）、その後、ステップＳ４６０が実行される。前述のＬＨＣフレームの場合とは異なり、ポート状態判定部４４ａは、宛先検索部４２ａから廃棄指示及び受信ポートが通知されるので、ステップＳ４６０では、廃棄指示及び受信ポートを判定結果生成部４６ａに通知する。判定結果生成部４６ａは、廃棄指示及び受信ポートを含む宛先判定結果をレイヤ２制御部２２ａに通知する（ステップＳ４７０）。
【００７６】
続いて図１２に示すステップＳ５１０，Ｓ５２０が実行され、宛先判定結果に廃棄指示が含まれているので、レイヤ２制御部２２ａは、図示しない受信フレームバッファ（図３に示す受信フレームバッファ２３ｂに相当）に格納されているフレーム（ＬＨＣＢフレーム）を廃棄する（ステップＳ５３０）。
【００７７】
Ａ３−３．通常フレームの受信：
第２スイッチＳＷ２において、通常フレームが到着すると、まず、上述した図９に示すステップＳ２１０〜Ｓ２４０が実行され、フレーム種別が「通常フレーム」であると判定される。この場合、図１４に示すように、フレーム種別判定部４１ｂは、受信フレームの宛先ＭＡＣアドレスを宛先検索部４２ｂに通知する（ステップＳ７１０）。
【００７８】
宛先検索部４２ｂは、通知された宛先ＭＡＣアドレスを検索キーとして宛先テーブル４３ｂを検索し、対応するエントリが存在しない場合には、宛先テーブル４３ｂに新規にエントリを登録する（ステップＳ７２０）。なお、この処理は一般に「学習処理」と呼ばれる。
【００７９】
宛先検索部４２ｂは、ステップＳ７２０により見つかったエントリ（又は新規エントリ）に基づき、受信フレームを中継するための出力ポートを決定し、決定した出力ポートを、ポート状態判定部４４ｂに通知する（ステップＳ７３０）。
【００８０】
ステップＳ７３０が実行された後、図１１に示すステップＳ４１０が実行される。受信フレームが通常フレームであるため（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）、ポート状態判定部４４ｂは、通知された出力ポートを検索キーとしてポート状態管理テーブル４５ｂを検索し、出力ポートの論理状態を取得する（ステップＳ４２０）。ポート状態判定部４４ｂは、出力ポートの論理状態がＢＬＫ（フレーム送受信不可）であるか否かを判定し（ステップＳ４３０）、出力ポートの論理状態がＢＬＫである場合には、判定結果生成部４６ｂに対して廃棄指示及び受信ポートを通知する（ステップＳ４４０）。廃棄指示及び受信ポートを通知した後の処理については、上述したＬＨＣＢフレームの場合と同様、ステップＳ４７０，及び図１２のステップＳ５１０，Ｓ５２０，Ｓ５３０が、この順序で実行される。
【００８１】
これに対し、出力ポートの論理状態がＢＬＫでない場合（すなわち、ＦＷＤである場合）、ポート状態判定部４４ｂは、出力ポートを判定結果生成部４６ｂに通知する（ステップＳ４５０）。ステップＳ４７０では、判定結果生成部４６ｂは、通知された出力ポートを含む判定結果をレイヤ２制御部２２ｂに通知する。その後、図１２に示すステップＳ５１０，Ｓ５２０が実行される。ステップＳ５２０において、判定結果には廃棄指示が含まれていないので、ステップＳ５４０が実行される。このステップＳ５４０では、判定結果に折り返し識別子書き換え指示がないため、指示された出力ポートからフレームを送信（中継）する（ステップＳ５６０）。具体的には、レイヤ２制御部２２ｂは、受信フレームバッファ２３ｂに格納されているフレームを、そのまま送信フレームバッファ２４ｂにコピーして、かかるフレームを、レイヤ１制御部２１ｂを介して指示された出力ポートから送信する。
【００８２】
Ａ４．ＬＨＣＢフレーム監視処理：
図１５は、ＬＨＣＢフレーム監視処理の手順を示すフローチャートである。ＬＨＣＢフレーム監視の開始を指示された第１スイッチＳＷ１のＬＨＣＢフレーム監視部４７ａは、監視対象ポートの監視状態が「復旧監視」から「障害監視」に変わった場合に、ＬＨＣＢフレーム監視処理を開始する。監視状態の変化は、上述したように、最初のＬＨＣＢフレームを受信した場合等に起こり得る。
【００８３】
ＬＨＣＢ監視部４７ａは、ポート状態管理テーブル４５ａの監視対象ポートに対応するポートの監視タイマに、一定時間間隔で、前回更新時刻からの経過時間を加算し、加算後の監視タイマと監視時間とを比較する（ステップＳ８１０）。前述のように、第１スイッチＳＷ１においてポートＰ１１が監視対象ポートに設定された場合、図８に示すポートＰ１１のエントリの監視タイマフィールドの値が、０ｍｓから一定時間間隔ごとに増加していく。なお、この一定時間間隔は、監視時間（図８のポートＰ１１の例では「１０ｍｓ」）よりも短い時間に設定される。
【００８４】
ＬＨＣＢ監視部４７ａは、監視タイマの値が、監視時間以上であるか否かを判定する（ステップＳ８２０）。ＬＨＣＢ監視部４７ａは、監視タイマの値が監視時間以上となるまで、ステップＳ８１０，Ｓ８２０の処理を繰り返す。そして、監視タイマの値が監視時間以上となった場合（ステップＳ８２０：ＹＥＳ）、ＬＨＣＢ監視部４７ａは、当該ポートは障害発生と判断し、監視対象ポートの論理状態を「ＢＬＫ」に、監視状態を「復旧監視」にそれぞれ変更する（ステップＳ８３０）。
【００８５】
例えば、図１に示すように、物理リンクＬ２１２が故障して、パスＰＡ１２に障害が発生した場合、上述したように第２スイッチＳＷ２にＬＨＣフレームは届かない。この場合、第２スイッチＳＷ２は、ＬＨＣＢフレームを第１スイッチＳＷ１宛に送信しない。したがって、ポートＰ１１に設定された監視タイマのリセット（図１３に示すステップＳ６４０）は実行されない。それゆえ、図１５に示すステップＳ８１０を繰り返す結果、監視タイマの値は徐々に増加していって監視タイマの値以上となり、パス障害の発生が検出されることとなる。この場合、ステップＳ８３０を実行することにより、監視対象ポートでは、フレーム送受信不可（ＢＬＫ）に設定される。
【００８６】
図１６は、パス障害発生が発生している状態におけるポート状態管理テーブルの例を示す説明図である。図１に示すようにパスＰＡ１２において障害が発生した場合、図１６に示すように、ポートＰ１１のエントリにおいて、監視タイマが監視時間と一致してパス障害の発生が検出されると、論理状態が「ＦＷＤ」から「ＢＬＫ」に、監視状態が「障害監視」から「復旧監視」に、それぞれ書き換わることとなる。
【００８７】
この状態において、パス障害が復旧すると、第１スイッチＳＷ１においてＬＨＣＢフレームが再び到着することとなるので、前述した図１３に示すステップ６５０が実行され、ポートＰ１１のエントリにおいて、論理状態が「ＦＷＤ」に、監視状態が「障害監視」に、それぞれ書き換わることとなる。
【００８８】
図１７は、ＬＨＣＢフレーム監視処理の実行によるポートの監視状態および論理状態の状態遷移の例を示す説明図である。なお、図１７は、第１スイッチＳＷ１のＬＨＣＢフレーム監視部４７ａにおけるＬＨＣＢフレーム監視動作によって発生するポートＰ１１の状態遷移を例示している。
【００８９】
ポートＰ１１においてＬＨＣＢフレームが未受信状態である場合には、ポートＰ１１に接続されているパスＰＡ１２またはパスＰＡ２１には障害が発生しており、ポートＰ１１の物理状態は「障害」と判断される。このとき、ポート状態管理テーブル４５ａの、ポートＰ１１の監視状態は「復旧監視」状態、ポートＰ１１の論理状態は「ＢＬＫ」の状態に設定され、ポートＰ１１はフレーム送受信不可となる。そして、ＬＨＣＢフレームを受信するまで、この状態（「状態Ａ」と呼ぶ）が維持される。
【００９０】
状態Ａが維持されている場合においてＬＨＣＢフレームを受信すると、ポートＰ１１の物理状態は「正常」と判断される。このとき、ポート状態管理テーブル４５ａの、ポートＰ１１の監視状態は「障害監視」に、ポートＰ１１の論理状態は「ＦＷＤ」に、それぞれ変更され、ポートＰ１１はフレーム送受信可となる。そして、監視時間内にＬＨＣＢフレームの受信を繰り返している間、この状態（「状態Ｂ」と呼ぶ）が維持される。
【００９１】
状態Ｂが維持されている状態において、監視時間内にＬＨＣＢフレームが未受信となった場合には、状態Ａに変化し、ポートＰ１１はフレーム送受信不可となる。
【００９２】
このように、送信したＬＨＣフレームの折り返しであるＬＨＣＢフレームの受信を監視することによって、監視状態が「復旧監視」である状態Ａあるいは監視状態が「障害監視」である状態Ｂに自動的に変化することができる。この結果、片方向パス障害発生時におけるポートの遮断（閉塞）および障害解消時におけるポートの復旧を自動的に行うことができる。
【００９３】
以上説明したように、本実施例のネットワークシステム１００では、監視対象のパスを終端するスイッチ（第２スイッチＳＷ２）において、ＬＨＣフレームを受信した場合に、宛先ＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスに、送信元ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスに、それぞれ入れ替え、かつ、折り返し識別子を書き換えるだけでＬＨＣＢフレームが生成される。したがって、レイヤ２制御部２２ｂによるハードウェア処理が可能となり、処理の高速化が実現できる。それゆえ、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２間における片方向パス障害を短期間で検出することができる。
【００９４】
加えて、ＬＨＣフレームとＬＨＣＢフレームとは、Ｌ２ヘッダにおいては、通常フレームと同様である。したがって、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間に第３スイッチＳＷ３が存在しても、第３スイッチＳＷ３において、通常フレームと同様に、ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームを中継させることができる。それゆえ、監視対象とならないスイッチを介して、監視対象のスイッチを監視することができ、比較的大規模なシステムにおいてパスの障害発生を監視することができる。
【００９５】
また、第１スイッチＳＷ１は、ＬＨＣＢフレームを監視時間内に受信している場合には、リンクは正常であると判断し、ポートＰ１１の論理状態をフレーム送受信可（ＦＷＤ）に設定し、監視時間内に受信しない場合には、リンクは障害発生であると判断し、ポートＰ１１の論理状態をフレーム送受信不可（ＢＬＫ）に設定する。これにより、ポートＰ１１に接続されているパスＰＡ１２及びパスＰＡ２１の少なくとも一方にパス障害が発生していることを検出できると共に、ポートＰ１１によるフレーム送受信を遮断することができる。
【００９６】
ここで、従来のＵＤＬＤは、リンクの障害を検出するために、受信したフレームに含まれる種々のパラメータの解析をソフトウェアによって行い、その解析結果に基づいて障害検出することになるため、障害検出時間が長いという問題があった。しかしながら、本実施例のパス障害検出では、送信したＬＨＣフレームを折り返したＬＨＣＢフレームを監視時間内に受信できるか否かでリンク障害を検出することができる。また、受信したフレームがＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームであるか否かを、宛先ＭＡＣアドレスに基づいて容易に判断することができる。従って、従来技術に比べて、パス障害検出時間を短縮化できる。このため、パス障害が発生した場合において、対応するポートを遮断し、パスを切り換えるのに要する時間を短縮化することが可能である。
【００９７】
また、パス障害が解消された場合に、第１スイッチＳＷ１は、監視時間内にＬＨＣＢフレームの受信を再開する。これにより、障害が発生していたパスを終端するポートの論理状態をフレーム送受信不可（ＢＬＫ）からフレーム送受信可（ＦＷＤ）に自動的に切り替えるので、パスの障害監視を自動的に再開させることができる。
【００９８】
Ｂ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００９９】
Ｂ１．変形例１：
上記実施例では、監視設定されるスイッチは第１スイッチＳＷ１であり、監視対象として設定されるスイッチは第２スイッチＳＷ２であったが、本発明はこれに限定されるものではない。各スイッチが、それぞれ監視設定され、かつ、監視対象として設定される構成を採用することができる。この構成においても、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２では、折り返し識別子によりＬＨＣフレームとＬＨＣＢフレームとを区別できるので、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、パス障害を監視することができる。例えば、第１スイッチＳＷ１において、第２スイッチＳＷ２が送信元であるフレームを受信した場合に、折り返し識別子により、ＬＨＣフレームとＬＨＣＢフレームとを区別できる。したがって、第１スイッチＳＷ１は、受信したフレームがＬＨＣフレームであれば、ＬＨＣＢフレームを第２スイッチＳＷ２宛に送信し、ＬＨＣＢフレームであれば廃棄するように、フレーム種別に応じて処理を切り替えることができる。
【０１００】
Ｂ２．変形例２：
上記実施例では、パス障害の監視用のフレームとして、２種類のフレーム（ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレーム）を用いていたが、これに代えて、１種類のフレームのみを用いる構成を採用することもできる。具体的には、例えば、以下の構成を採用し得る。第１スイッチＳＷ１は、上記実施例と同様にＬＨＣフレームを送信する。第２スイッチＳＷ２は、ＬＨＣフレームを受信すると、受信したＬＨＣフレームの宛先ＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスに、受信したＬＨＣフレームの送信元ＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスに、それぞれ設定したＬＨＣフレームを第１スイッチＳＷ１宛に送信する。
【０１０１】
この構成では、第１スイッチＳＷ１は、ＬＨＣフレームが所定期間内に到着しないことにより、パスＰＡ１２又はパスＰＡ２１におけるパス障害の発生を検出することができる。このような構成により、宛先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスの入れ替えのみを行い、折り返し識別子の書き換えを行わないことから、より短期間に折り返しフレームを送信することができる。したがって、より短期間で、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２間における片方向パス障害を検出することができる。
【０１０２】
なお、この構成では、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２が、それぞれ相手のスイッチを監視対象のスイッチとして、パス障害を監視することができない。例えば、第１スイッチＳＷ１にＬＨＣフレームが届いた場合には、このＬＨＣフレームが、自らが送ったＬＨＣフレームに対して折り返されたフレームであるのか、第２スイッチＳＷ２が第１スイッチＳＷ１に向けて新たに送信したフレームであるのかを区別することができない。しかしながら、この構成においても、第１スイッチＳＷ１は、ＬＨＣフレームを受信することにより、少なくとも第２スイッチＳＷ２から第１スイッチＳＷ１に向かうパス（パスＰＡ２１）に障害が発生していないことを検出することができる。
【０１０３】
Ｂ３．変形例３：
上記実施例では、ネットワークシステム１００を構成するスイッチの数は３台であったが、少なくとも本発明のレイヤ２スイッチを２つ含む任意の数のスイッチを用いてネットワークシステム１００を構成することができる。ネットワークシステム１００では、ＬＨＣフレームのヘッダにおいて、宛先アドレス及び送信元アドレスのみを書き換えてＬＨＣＢフレームを生成するので、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間に、複数台のスイッチが配置されていても、各スイッチにおいて、通常のフレームと同様に、ＬＨＣＢフレームを第１スイッチＳＷ１に向けて中継することができる。したがって、ネットワークシステム１００が大規模なネットワークシステムであっても、障害の発生を監視できると共に、ネットワークシステムの構成変更に伴い、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間にレイヤ２スイッチを追加する場合であっても、第１スイッチＳＷ１と第２スイッチＳＷ２との間において生じた障害を検出することができる。
【０１０４】
また、本発明のレイヤ２スイッチが３台以上含む任意の数のスイッチを用いてネットワークシステムを構成する場合、２台以上のスイッチに監視設定することもできる。この場合、監視設定された複数のスイッチにおいて、それぞれ同一のスイッチとの間のパスを監視する場合であっても、監視対象となるスイッチでは、複雑な管理を要することなく、それぞれのスイッチ宛にＬＨＣＢフレームを送信することができる。これは、宛先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスの入れ替え、及び折り返し識別子の書き換えのみを行ってＬＨＣＢフレームを生成するからである。したがって、監視対象となるスイッチにおいて、予めＬＨＣＢフレームの宛先となるスイッチを登録しておく必要がなく、パス障害監視を行うために予めユーザが行うべき作業を軽減することができる。
【０１０５】
Ｂ４．変形例４：
上記実施例では、スイッチ間のパス障害を監視していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、サーバとストレージ（例えば、ＮＡＳ（Network Attached Storage）との間におけるレイヤ２のパスの障害を監視することもできる。この構成においては、サーバ及びストレージに、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２が有する各機能部が配置される。また、例えば、サーバとクライアント（例えば、パーソナルコンピュータ）との間におけるレイヤ２のパスの障害を監視することもできる。この例及び上記実施例からも理解できるように、互いにレイヤ２での通信が可能な任意の通信装置を、本発明のネットワークシステムに採用することができる。
【０１０６】
Ｂ５．変形例５：
上記実施例では、３つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、いずれもレイヤ２スイッチであったが、これに代えて、いずれもレイヤ３スイッチを採用することもできる。この構成においても、レイヤ３の宛先アドレスと、レイヤ３の送信元アドレスとを入れ替え、また、レイヤ３のデータフィールドに含まれる折り返し識別子の書き換えを行うことで、ＬＨＣＢフレーム（パケット）を生成することができるので、容易にハードウェア処理化が可能である。したがって、上記実施例と同様に、パス障害監視のための処理の高速化が実現できる。
【０１０７】
Ｂ６．変形例６：
上記実施例では、パス障害の監視を行うためにユーザに提供されるインタフェースは、図４，５に示すように、グラフィカルインタフェースであったが、これに代えて、コマンドラインからコマンドを入力するインタフェースを採用することもできる。
【０１０８】
また、上記実施例では、パス障害の監視を行うために、ユーザは２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２にそれぞれ管理用端末ＰＣ１，ＰＣ２を接続して設定していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、２つのＳＷ１，ＳＷ２が、それぞれ筐体に操作パネルを有し、かかる操作パネルより各種設定（監視対象ポートや、フレーム送受信間隔等）を行う構成を採用することもできる。また、例えば、第３スイッチＳＷ３に接続した管理用端末（パーソナルコンピュータ等）から、ネットワークを介して、２つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２に設定情報を送信して設定することもできる。また、監視設定（実施例における第１スイッチＳＷ１側の設定）については、デフォルトの値を用いることとして、ユーザにより設定を許容せず、折り返し設定（実施例における第２スイッチＳＷ２側の設定）については、実施例と同様にユーザに許容する構成を採用することもできる。すなわち、一般には、第２の通信装置における監視応答フレームの生成及び送信の可否を設定するためのユーザインタフェースを有する任意の構成を、本発明のネットワークシステムに採用することができる。
【０１０９】
Ｂ７．変形例７：
上記実施例では、通常フレームと、他のフレーム（ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレーム）との区別を、宛先ＭＡＣアドレスにより行っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、レイヤ２ヘッダ内のタイプフィールドの値により、区別することもできる。この構成では、ＬＨＣフレーム及びＬＨＣＢフレームについて、それぞれ通常フレームと異なる値を、予め設定しておくことが好ましい。また、ネットワークシステム１００においてＶＬＡＮ（Virtual LAN）を設定可能であれば、通常フレーム送受信用のＶＬＡＮと、ＬＨＣフレーム送受信用のＶＬＡＮと、ＬＨＣＢフレーム送受信用のＶＬＡＮとを、それぞれ設定しておき、フレームに設定されたＶＬＡＮ−ＩＤにより各フレーム種別を区別することもできる。
【０１１０】
Ｂ８．変形例８：
上記実施例では、図１７に示すように、「復旧監視」状態である状態Ａにおいて、監視時間内に監視時間内にＬＨＣＢフレームを受信した場合に自動的に状態Ｂに復旧していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、状態Ａにおいて、監視時間内に監視時間内にＬＨＣＢフレームを受信した場合に、一旦「復旧指示待ち」状態とし、ユーザからの復旧指示コマンドの入力がなされたときに、状態Ｂに戻るようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１００…ネットワークシステム
ＳＷ１…第１スイッチ（レイヤ２スイッチ）
ＳＷ２…第２スイッチ（レイヤ２スイッチ）
ＳＷ３…第３スイッチ（レイヤ２スイッチ）
Ｌ１１２，Ｌ１２１，Ｌ２１２，Ｌ２２１…物理リンク
１０ａ，１０ｂ…管理部
１１ａ，１１ｂ…管理用インタフェース
２０ａ，２０ｂ…フレーム転送処理部
２１ｂ…レイヤ１制御部
２２ｂ…レイヤ２制御部
２３ａ，２３ｂ…受信フレームバッファ
２４ａ，２４ｂ…送信フレームバッファ
３０ａ，３０ｂ…ＬＨＣフレーム送信部
４０ａ，４０ｂ…宛先判定部
４１ａ，４１ｂ…フレーム種別判定部
４２ａ，４２ｂ…宛先検索部
４３ａ，４３ｂ…宛先テーブル
４４ａ，４４ｂ…ポート状態判定部
４５ａ，４５ｂ…ポート状態管理テーブル
４６ａ，４６ｂ…判定結果生成部
４７ａ，４７ｂ…ＬＨＣＢフレーム監視部
Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１ｎ，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２ｎ…ポート
ＰＣ１，ＰＣ２…管理用端末
Ｗ１…監視設定用ウィンドウ
Ｗ２…監視フレーム折り返し設定用ウィンドウ
Ｂ１，Ｂ３…ＯＫボタン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークシステムであって、
第１のアドレスが設定された第１の通信装置と、
前記第１の通信装置とネットワークを介して接続され、第２のアドレスが設定された第２の通信装置と、
を備え、
前記第１の通信装置は、
宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたフレームである監視フレームを生成して、前記ネットワークに出力する監視フレーム送信部と、
前記第２の通信装置から送信される監視応答フレームの受信を監視する監視応答フレーム監視部と、
を有し、
前記第２の通信装置は、
前記監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して前記監視応答フレームを生成して、前記ネットワークに出力する監視応答フレーム送信部を有する、ネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワークシステムにおいて、
前記第２の通信装置は、さらに、
前記受信した監視フレームを記憶する受信フレームバッファと、
前記監視応答フレームを記憶する送信フレームバッファと、
を有し、
前記監視応答フレーム送信部は、前記受信フレームバッファに記憶されている前記監視フレームから宛先アドレスを読み出して、前記送信フレームバッファに前記監視応答フレームの送信元アドレスとして記録させると共に、前記受信フレームバッファに記憶されている前記監視フレームから送信元アドレスを読み出して、前記送信フレームバッファに前記監視応答フレームの宛先アドレスとして記録させる、ネットワークシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置は、さらに、
フレームを送受信するためのポートと、
前記監視応答フレーム監視部が前記ポートにおける前記監視応答フレームの受信を検出すると、前記ポートの論理状態をフレーム送受信可能の状態に設定し、前記監視応答フレーム監視部が前記ポートにおける前記監視応答フレームの受信を検出しない場合には、前記ポートの論理状態をフレーム送受信不可能の状態に設定する、ポート制御部と、
を有する、ネットワークシステム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記監視フレーム送信部は、前記監視フレームの一部として、前記監視フレームであることを示す監視フレーム識別子を設定し、
前記監視応答フレーム送信部は、前記監視応答フレームを生成する際に、前記監視フレームに設定されている前記監視フレーム識別子を、前記監視応答フレームであることを示す監視応答フレーム識別子に書き換える、ネットワークシステム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記監視応答フレーム送信部は、前記監視フレームのうち、前記宛先アドレス及び前記送信元アドレスのみを書き換えて、前記監視応答フレームを生成する、ネットワークシステム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置は、さらに、
前記第２の通信装置における前記監視応答フレームの生成及び送信の可否を設定するためのユーザインタフェースを有する、ネットワークシステム。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置は、いずれもレイヤ２スイッチである、ネットワークシステム。
【請求項８】
レイヤ２スイッチであって、
第１のアドレスが設定された通信装置とネットワークを介して接続され、
第２のアドレスが設定されており、
宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたレイヤ２フレームである監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して監視応答フレームを生成し、前記ネットワークに出力する監視応答フレーム送信部を備える、レイヤ２スイッチ。
【請求項９】
第１の通信装置と第２の通信装置とを備えるネットワークシステムにおいて、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ネットワークの障害を検出するネットワーク障害検出方法であって、
前記第１の通信装置には第１のアドレスが設定され、前記第２の通信装置には第２のアドレスが設定され、
（ａ）前記第１の通信装置において、宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたフレームである監視フレームを生成して、前記ネットワークに出力する工程と、
（ｂ）前記第２の通信装置において、前記監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して監視応答フレームを生成し、前記ネットワークに出力する工程と、
（ｃ）前記第１の通信装置において、前記第２の通信装置から送信される前記監視応答フレームの受信を監視する工程と、
を備える、ネットワーク障害検出方法。
【請求項１】
ネットワークシステムであって、
第１のアドレスが設定された第１の通信装置と、
前記第１の通信装置とネットワークを介して接続され、第２のアドレスが設定された第２の通信装置と、
を備え、
前記第１の通信装置は、
宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたフレームである監視フレームを生成して、前記ネットワークに出力する監視フレーム送信部と、
前記第２の通信装置から送信される監視応答フレームの受信を監視する監視応答フレーム監視部と、
を有し、
前記第２の通信装置は、
前記監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して前記監視応答フレームを生成して、前記ネットワークに出力する監視応答フレーム送信部を有する、ネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワークシステムにおいて、
前記第２の通信装置は、さらに、
前記受信した監視フレームを記憶する受信フレームバッファと、
前記監視応答フレームを記憶する送信フレームバッファと、
を有し、
前記監視応答フレーム送信部は、前記受信フレームバッファに記憶されている前記監視フレームから宛先アドレスを読み出して、前記送信フレームバッファに前記監視応答フレームの送信元アドレスとして記録させると共に、前記受信フレームバッファに記憶されている前記監視フレームから送信元アドレスを読み出して、前記送信フレームバッファに前記監視応答フレームの宛先アドレスとして記録させる、ネットワークシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置は、さらに、
フレームを送受信するためのポートと、
前記監視応答フレーム監視部が前記ポートにおける前記監視応答フレームの受信を検出すると、前記ポートの論理状態をフレーム送受信可能の状態に設定し、前記監視応答フレーム監視部が前記ポートにおける前記監視応答フレームの受信を検出しない場合には、前記ポートの論理状態をフレーム送受信不可能の状態に設定する、ポート制御部と、
を有する、ネットワークシステム。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記監視フレーム送信部は、前記監視フレームの一部として、前記監視フレームであることを示す監視フレーム識別子を設定し、
前記監視応答フレーム送信部は、前記監視応答フレームを生成する際に、前記監視フレームに設定されている前記監視フレーム識別子を、前記監視応答フレームであることを示す監視応答フレーム識別子に書き換える、ネットワークシステム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記監視応答フレーム送信部は、前記監視フレームのうち、前記宛先アドレス及び前記送信元アドレスのみを書き換えて、前記監視応答フレームを生成する、ネットワークシステム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置は、さらに、
前記第２の通信装置における前記監視応答フレームの生成及び送信の可否を設定するためのユーザインタフェースを有する、ネットワークシステム。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のネットワークシステムにおいて、
前記第１の通信装置及び前記第２の通信装置は、いずれもレイヤ２スイッチである、ネットワークシステム。
【請求項８】
レイヤ２スイッチであって、
第１のアドレスが設定された通信装置とネットワークを介して接続され、
第２のアドレスが設定されており、
宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたレイヤ２フレームである監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して監視応答フレームを生成し、前記ネットワークに出力する監視応答フレーム送信部を備える、レイヤ２スイッチ。
【請求項９】
第１の通信装置と第２の通信装置とを備えるネットワークシステムにおいて、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ネットワークの障害を検出するネットワーク障害検出方法であって、
前記第１の通信装置には第１のアドレスが設定され、前記第２の通信装置には第２のアドレスが設定され、
（ａ）前記第１の通信装置において、宛先アドレスとして前記第２のアドレスが設定され、送信元アドレスとして前記第１のアドレスが設定されたフレームである監視フレームを生成して、前記ネットワークに出力する工程と、
（ｂ）前記第２の通信装置において、前記監視フレームを受信すると、前記監視フレームに設定されている宛先アドレスを送信元アドレスに、前記監視フレームに設定されている送信元アドレスを宛先アドレスに、それぞれ入れ替えて設定して監視応答フレームを生成し、前記ネットワークに出力する工程と、
（ｃ）前記第１の通信装置において、前記第２の通信装置から送信される前記監視応答フレームの受信を監視する工程と、
を備える、ネットワーク障害検出方法。
【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】
【図１６】
【図１７】
【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】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−３９５３４（Ｐ２０１２−３９５３４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９９７０（Ｐ２０１０−１７９９７０）
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【出願人】（５０４４１１１６６）アラクサラネットワークス株式会社 (315)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【出願人】（５０４４１１１６６）アラクサラネットワークス株式会社 (315)
【Ｆターム（参考）】
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