回線エミュレーション装置
【課題】
通信経路の冗長構成を有する回線エミュレーション装置において保守作業や障害発生による経路変更に伴い通信が不能になる時間を短縮する。
【解決手段】
通信に使用する物理ポートの切り替え時、接続している他の装置に対して自身のＭＡＣアドレスの変更を知らせるためのＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームを発行する。前記更新用フレームを受信した装置はフレーム内の送信元ＭＡＣアドレスの情報を元に学習テーブルを更新し、前記更新用フレームはユーザフレームとしては扱わずに直ちにフレームを破棄する。
通信経路の冗長構成を有する回線エミュレーション装置において保守作業や障害発生による経路変更に伴い通信が不能になる時間を短縮する。
【解決手段】
通信に使用する物理ポートの切り替え時、接続している他の装置に対して自身のＭＡＣアドレスの変更を知らせるためのＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームを発行する。前記更新用フレームを受信した装置はフレーム内の送信元ＭＡＣアドレスの情報を元に学習テーブルを更新し、前記更新用フレームはユーザフレームとしては扱わずに直ちにフレームを破棄する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非イーサネット（登録商標、以下同じ）回線をイーサネット網に収容する回線エミュレーション装置に関するものであり、装置固有の物理アドレスであるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを元にフレーム転送を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）やＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）に代表される拠点間通信用の専用線サービスを経済的なイーサネット通信網に収容するための技術として回線エミュレーションが広く知られている。
【０００３】
回線エミュレーションとは異なる通信方式の回線を擬似的に接続する方式である（例えば非特許文献１）。図３に回線エミュレーションを利用したネットワークシステム構成例を示す。図３に示すネットワークシステム構成例では、イーサネットネットワーク３０１、回線エミュレーション装置３０２、３０３、非イーサネットネットワーク伝送装置３０４、３０５、非イーサネットネットワーク端末３０６、３０７で構成されている。回線エミュレーション装置３０２、３０３によりネットワーク間の通信フレームの相互変換を行い、イーサネットネットワーク３０１を利用して非イーサネットネットワークを収容することが出来る。
【０００４】
イーサネットネットワークを利用して拠点間通信用の専用線サービスを行うために、イーサネットネットワーク上にＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を設定し、ブロードキャストドメインの分割を行うことで拠点間のＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ通信を実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】メトロイーサネットフォーラム(Metro Ethernet Forum)著、「メトロイーサネットネットワーク上のＰＤＨエミュレーションのインプルメンテーショングリーメント(Implementation Agreement for the Emulation of PDH Circuit over Metro Ethernet Networks)」、(米国)、2004年10月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２は回線エミュレーション装置とイーサネットネットワークを使用したネットワーク構成例である。図２において回線エミュレーション装置２０１、２０２、２０３、２０４はそれぞれイーサネットネットワークに接続する物理ポートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４と非イーサネットネットワークに接続する物理ポートＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を有している。非イーサネットネットワークに接続する物理ポートには非イーサネットネットワーク端末２１１、２１２、２１３、２１４が接続され、イーサネットネットワークに接続する物理ポートにはレイヤ２スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４が接続されている。イーサネットネットワークを使用した専用線サービスでは信頼度の高い通信が要求されることから、図のように通信経路や物理ポートの冗長化（二重化）構成を取る場合がある。図では回線エミュレーション装置のイーサネットネットワーク接続用ポートＡ１とＢ１、Ａ２とＢ２、Ａ３とＢ３、Ａ４とＢ４が二重化されている。二重化された物理ポートは一方が運用系、もう一方が予備系として動作する。予備系のポートは閉塞されておりフレームの送受信は運用系のみで行う。通信経路や運用系物理ポートおよびポートが属するハードウェアの障害発生時に、予備系物理ポートへの切り替えを自動的に行い通信を維持する。また保守作業などにより物理ポートの切り替えが必要な場合は、手動での切り替えも可能である。物理ポートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４はそれぞれ独立したＭＡＣアドレスを保持しており、ここでは物理ポート名と同名のＭＡＣアドレスが設定されているとする(例：物理ポートＡ１のＭＡＣアドレスはＡ１)。レイヤ２スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４はループ状に接続することで冗長化構成を取っており、通信経路やレイヤ２スイッチに障害が発生した際、障害のない経路に切り替えて通信の維持を行う。また論理的ループを防止するためにＩＥＥＥ８０２．1ｄで標準化されているスパニングツリープロトコル（以下、ＳＴＰ）を用いている。ＳＴＰでは特定のポートをブロックすることにより論理的ループを防止する。ブロックされたポートはフレームの送受信は行わない。ここではＳＴＰによりレイヤ２スイッチ２２２のポートＰ２２がブロックされているとする。
【０００７】
回線エミュレーション装置間にはＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ通信を行うためのＶＬＡＮが設定されている。接続装置ごとに個別のＶＬＡＮを設定することでブロードキャストドメインの分割を行う。ＶＬＡＮはＶＬＡＮＩＤによって管理される。ＶＬＡＮＩＤごとにレイヤ２スイッチの所属ポートを設定し、ブロードキャストフレームはこの所属ポート内にのみ流れる。回線エミュレーション装置２０１と２０２の間にはＶＬＡＮＩＤ２３２(所属ポート:Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３４、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４４)が設定され、回線エミュレーション装置２０１と２０３の間にはＶＬＡＮＩＤ２３３（所属ポート：Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４５）が設定され、回線エミュレーション装置２０１と２０４の間にはＶＬＡＮＩＤ２３４（所属ポート：Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３５、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４３）が設定されている。
【０００８】
ＶＬＡＮの適用によりブロードキャストフレームを用いても回線エミュレーション装置間のＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ通信が可能であるが、例えば回線エミュレーション装置２０１から２０２への通信において、前述のようにネットワークに冗長化構成を持たせているため、本来の通信に必要な信号経路（物理ポートＡ１から出力され、レイヤ２スイッチのポートＰ１１、Ｐ１３、Ｐ４１、Ｐ４４を介して物理ポートＡ２に到達する経路）以外に、ＶＬＡＮＩＤ２３２のその他の所属ポートＰ１２、Ｐ２１、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３４、Ｐ４２（Ｐ２２はＳＴＰによるブロッキングポートのため使用しない）に対してもフレームが流れる。このフレームは冗長経路を流れるフレームであり、通常の通信には直接寄与しない。
【０００９】
回線エミュレーション装置２０１から２０４への通信においては、通信に必要な信号経路（物理ポートＡ１から出力され、レイヤ２スイッチのポートＰ１１、Ｐ１３、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ３２、Ｐ３５を介して物理ポートＢ４に到達する経路）と同じ経路上に前述の回線エミュレーション装置２０１から２０２への通信によって生じる冗長経路を流れるフレーム（レイヤ２スイッチのポートＰ４２からＰ３２へ流れるフレーム）が存在する。このようにブロードキャストフレームを使うことにより冗長経路を流れる不要なトラフィックは本来の通信に使用するための帯域を圧迫する原因となる。
【００１０】
そこで前述のような冗長経路を流れる不要トラフィックの削減のために回線エミュレーション装置にＭＡＣアドレス学習機能を加え、ユニキャストでフレームの送受信を行う。図４は回線エミュレーション装置２０１内のＭＡＣアドレス学習テーブルのデータベースを表す図である。他の装置より受信したフレームの送信元ＭＡＣアドレスとＶＬＡＮＩＤの対応関係を装置内のＭＡＣアドレス学習テーブルに記憶している。本データベースを用いてユニキャスト通信を行う際の宛先ＭＡＣアドレスの指定を行う。ＭＡＣアドレスが未学習時は宛先ＭＡＣアドレスにブロードキャストアドレスを付与してブロードキャストでフレーム送信を行う。また、学習テーブルにはエージングタイマが設定されており、収容ＶＬＡＮとの無通信時間をカウントし、エージングタイマに設定した時間(例えば３００秒)が満了した場合は該当の記憶情報の削除を行う。また収容ＶＬＡＮのエージング時間満了前に別の送信元ＭＡＣアドレスからのフレームを受信した場合は、後で受信したフレームの送信元ＭＡＣアドレスで学習テーブルを上書き更新する。
【００１１】
上記の構成において、回路エミュレーション装置２０１、２０２がＭＡＣアドレス学習機能によるユニキャスト通信を行っている状態で、通信経路や物理ポートおよびポートが属するハードウェアの障害などにより回線エミュレーション装置２０１の使用物理ポートがＡ１からＢ１へ切り替わった場合を考える。ＭＡＣアドレスは物理ポート毎に固有の値を所持しているため物理ポートの変更により回線エミュレーション装置２０１のＭＡＣアドレスがＡ１からＢ１へ変更される。このときもう一方の回線エミュレーション装置２０２にとってはポート切り替え後のＭＡＣアドレスＢ１は未知であるため、ポート切り替え後の回線エミュレーション装置２０１から送信されたフレームを受信するか、回線エミュレーション装置２０２内のＭＡＣアドレス学習テーブルの記憶情報がエージングタイマの満了によりリセットされ、ブロードキャストでフレーム送信を行うまでは回線エミュレーション装置２０２は回線エミュレーション装置２０１の切り替え前の物理ポートＡ１に対してフレームを送信し続けるため、切り替え後の物理ポートＢ１にフレームが到達できない。回線エミュレーション装置２０１が物理ポート切り替え後、回線エミュレーション装置２０２に対して即座にフレーム送信を行うとは限らないため、最長でエージングタイマが満了するまでの間は回線エミュレーション装置２０２から回線エミュレーション装置２０１に対して通信不能な時間が生じ、通信の信頼性が損なわれてしまう。
【００１２】
物理ポート切り替え時の通信不能時間を短縮する方法として、非イーサネットネットワーク端末間で診断用の信号を一定間隔で送受信するという方法が考えられる。この方法ならば、回線エミュレーション装置間に常に一定間隔でフレームの送受信が行われることになり、ポートの切り替えが行われた場合でも、比較的短い時間で切り替え先のＭＡＣアドレスを学習し、通信不能状態から回復することができる。しかしこの方法の場合、ネットワーク内に常時診断用フレームが転送されるため、その分ユーザ信号用の帯域を圧迫する余分なトラフィックが発生する。
【００１３】
そこで、ＭＡＣアドレス学習機能を使用したユニキャスト通信でイーサネットネットワーク内の余分なトラフィックを抑制しながら、物理ポート切り替え時の通信不能時間を短縮し、かつユーザ通信への影響を少なくすることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
物理アドレス（ＭＡＣアドレス）学習機能によるユニキャスト通信を行う回線エミュレーション装置において、通信経路や物理ポートおよびポートが属するハードウェアの障害、保守作業などにより通信に使用する物理ポートが切り替えられる場合、ポート変更された装置は収容しているＶＬＡＮに対し、変更後の物理アドレス（ＭＡＣアドレス）へ物理アドレステーブル（ＭＡＣアドレス（学習）テーブル）の更新を促すフレームを送信する。
【００１５】
この（学習更新用）フレームを受信した装置は物理アドレステーブルを更新後、ペイロードの解析を行わずに無条件にフレームの廃棄を行う。
【発明の効果】
【００１６】
回線エミュレーション装置がＭＡＣアドレス学習機能によるユニキャスト通信を行っている状態においても物理ポート切り替え時の通信不能時間を短縮することができ、より信頼度の高い通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】物理ポート切り替え直後の回線エミュレーション装置とイーサネットネットワークの接続を表す図である。
【図２】回線エミュレーション装置とイーサネットネットワークの接続を表す図である。
【図３】回線エミュレーション装置を利用したネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図４】回線エミュレーション装置内のＭＡＣアドレス学習テーブルのデータベースを表す図である。
【図５】ＭＡＣアドレス学習更新用フレームのフレームフォーマット例を示す図である。
【図６】ＭＡＣアドレス学習更新用フレームを送信する側の回線エミュレーション装置の動作を表すフローチャートである。
【図７】ＭＡＣアドレス学習更新用フレームを受信する側の回線エミュレーション装置の動作を表すフローチャートである。
【図８】回線エミュレーション装置の一実施の形態例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態例を図に従い説明する。
【００１９】
図１は回線エミュレーション装置とイーサネットネットワークを使用したネットワーク構成例である。図１において回線エミュレーション装置１０１、１０２、１０３、１０４はそれぞれイーサネットネットワークに接続するポートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４と非イーサネットネットワークに接続するポートＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を有している。非イーサネットネットワークに接続する物理ポートには非イーサネットネットワーク端末１１１、１１２、１１３、１１４が接続され、イーサネットネットワークに接続する物理ポートにはレイヤ２スイッチ１２１、１２２、１２３、１２４が接続されている。イーサネットネットワーク側の物理ポートは二重化され、一方が運用系、もう一方が予備系として動作する。予備系のポートは閉塞されておりフレームの送受信は運用系のみで行う。通信経路や運用系物理ポートおよびポートが属するハードウェアの障害発生時に、予備系物理ポートへの切り替えを自動的に行い通信を継続する。また保守作業などにより物理ポートの切り替えが必要な場合には、手動での切り替えも可能である。物理ポートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４はそれぞれ独立したＭＡＣアドレス（物理アドレス）を保持しており、ここでは物理ポート名と同名のＭＡＣアドレスが設定されているとする。レイヤ２スイッチ１２１、１２２、１２３、１２４はループ上に接続することで冗長化構成を取っており通信経路やレイヤ２スイッチに障害が発生した際、障害のない経路に切り替えて通信の維持を行う。また論理的ループを防止するためにＳＴＰを用いている。ＳＴＰでは特定のポートをブロックすることで論理的ループを防止する。ブロックされたポートはフレームの送受信は行わない。ここではＳＴＰによりレイヤ２スイッチ１２２のポートＰ２２はブロックされているとする。
【００２０】
回線エミュレーション装置間にはＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ通信を行うためのＶＬＡＮが設定されている。接続装置ごとに個別のＶＬＡＮを設定することでブロードキャストドメインの分割を行う。ＶＬＡＮはＶＬＡＮＩＤによって管理される。ＶＬＡＮＩＤごとにレイヤ２スイッチの所属ポートを設定し、ブロードキャストフレームはこの所属ポート内にのみ流れる。回線エミュレーション装置１０１と１０２の間にはＶＬＡＮＩＤ１３２(所属ポート:Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３４、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４４)が設定され、回線エミュレーション装置１０１と１０３の間にはＶＬＡＮＩＤ１３３（所属ポート：Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４５）が設定され、回線エミュレーション装置１０１と１０４の間にはＶＬＡＮＩＤ１３４（所属ポート：Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３５、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４３）が設定されている。
【００２１】
さらに回線エミュレーション装置１０１、１０２、１０３、１０４は冗長経路を流れる不要トラフィック削減のためにＭＡＣアドレス学習機能を有し、ユニキャストでフレームの送受信を行う。他の装置より受信したフレームの送信先ＭＡＣアドレスとＶＬＡＮＩＤの対応関係を装置内のＭＡＣアドレス学習テーブルに記憶している。本データベースを用いてユニキャスト通信を行う際の宛先ＭＡＣアドレスの指定を行う。ＭＡＣアドレスが未学習時は宛先ＭＡＣアドレスにブロードキャストアドレスを付与してブロードキャストでフレーム送信を行う。また、学習テーブルにはエージングタイマが設定されており、収容ＶＬＡＮとの無通信時間をカウントし、エージングタイマに設定した時間(例えば３００秒)が満了した場合は該当の記憶情報の削除を行う。また収容ＶＬＡＮのエージング時間満了前に別の送信元ＭＡＣアドレスからのフレームを受信した場合は、後で受信したフレームの送信元ＭＡＣアドレス優先で学習テーブルを上書き更新する。
【００２２】
以上のように説明した図１の構成において、回線エミュレーション装置１０１、１０２はそれぞれ物理ポートＡ１、Ａ２を使用してユニキャスト通信を行っている状態を例に説明する。物理ポートＡ１およびポートが属するハードウェアの障害が発生したとき、回線エミュレーション装置１０１は異常を検出し、フレーム送受信に使用する物理ポートをＡ１からＢ１へと切り替える。回線エミュレーション装置１０１側は回線エミュレーション装置１０２の物理ポートＡ２のＭＡＣアドレスＡ２を学習テーブル内に記憶しているため、ポートの切り替え後すぐにユニキャストまたはブロードキャストでのフレーム送信が可能だが、回線エミュレーション装置１０２は回線エミュレーション装置１０１からのフレームを受信するまでは回線エミュレーション装置１０１のＭＡＣアドレスがＡ１からＢ１に変更されたことを認識できない。そこで回線エミュレーション装置１０１は物理ポートを切り替え後、ＭＡＣアドレス（物理アドレス）学習テーブル更新用フレーム(更新用フレーム)を生成し、収容しているＶＬＡＮ宛（ＶＬＡＮＩＤ：１３２、１３３、１３４）に対し、それぞれ個別にブロードキャストで送信を行う。更新用フレームの生成は物理ポートの切り替え後、直ちに行っていも良い。また、ＶＬＡＮ宛の更新用フレームは、ＶＬＡＮＩＤが設定されたパス全てに送信してもよい。本フレームは送信先のＭＡＣアドレス学習テーブルのデータベースを更新させる役割を持っている。更新用フレームの１ＶＬＡＮＩＤあたりの発行回数、送信間隔は1回でもよいし、ネットワーク内での輻輳等によるフレーム廃棄を考慮して複数回としてもよい。また、ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームの送信は物理ポート切り替え後、自動で発行されるが、外部コマンド投入による手動送信も可能である。
【００２３】
図５に本実施例のＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームのフレームフォーマットを示す。本フレームは宛先ＭＡＣアドレス５０１、送信元ＭＡＣアドレス５０２、ＶＬＡＮタグ５０３、回線エミュレーションフレームヘッダ部５０４、ペイロード５０５、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）５０６で構成される。
【００２４】
宛先ＭＡＣアドレス５０１はフレーム送信先の回線エミュレーション装置の物理ポートのＭＡＣアドレス情報を示している。ＭＡＣアドレス未学習時やＭＡＣアドレス学習更新用フレーム発行時は本フィールドにブロードキャストアドレスを割り当てる。ＭＡＣアドレス既学習時は宛先ＭＡＣアドレス５０１に個別のＭＡＣアドレスを指定することで回線エミュレーション装置間でユニキャストでのフレーム送受信を行う。
【００２５】
送信元ＭＡＣアドレス５０２はフレームの送信元となる回線エミュレーション装置の物理ポートのＭＡＣアドレス情報を示している。本実施例における回線エミュレーション装置のＭＡＣアドレス学習テーブルにはこのフィールドのＭＡＣアドレスとＶＬＡＮＩＤとの対応関係を記憶している。ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームでは、この送信元ＭＡＣアドレス５０２に切り替え先ポートのＭＡＣアドレス情報を記述する。更新用フレームを受信した回線エミュレーション装置はこのフィールドの情報を元にＭＡＣアドレス学習テーブルの更新を行う。
【００２６】
ＶＬＡＮタグ５０３はＶＬＡＮを使用するための情報を示しており、その記述方法はＩＥＥＥ８０２．１Ｑにおいて規定されている。回線エミュレーション装置では接続している装置毎にＶＬＡＮ設定を行いＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔでの通信を行う。ＶＬＡＮタグ５０３内の１２ビットのＶＬＡＮＩＤは装置内のＭＡＣアドレス学習テーブルのデータベースにＭＡＣアドレスと対になって記憶され、ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームは装置が収容している全てのＶＬＡＮ宛に対して発行を行う。
【００２７】
回線エミュレーションフレームヘッダ部５０４は回線エミュレーション装置固有のヘッダ部であり、本フィールドにこのフレームがユーザフレームかＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームかを判別するための情報を含める。２種類のフレームを判別するための情報の記述方法は任意とし、ここでは例えば特定ビットが０か１かで判別を行うとする。判別用の特定ビットが０のフレームはユーザフレームである事を表し、ＭＡＣアドレス学習テーブル更新後のフレームの廃棄を行わない。通常のフレーム送受信ではこのビットを常時０に設定する。判別用の特定ビットが１のときはそのフレームが物理ポート切り替え時に発行されたＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームであることを表す。保守作業や障害などによる物理ポートの切り替え発生直後に本ビットを１に設定したＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームを生成、切り替え先の物理ポートＭＡＣアドレス情報を送信元ＭＡＣアドレス５０２に記述し、収容するＶＬＡＮ宛にそれぞれ個別に送信を行う。このフレームを受信した装置はＭＡＣアドレス学習テーブルを切り替え後のＭＡＣアドレス情報に更新する。そして、ペイロード５０４の解析を行うことなく無条件に廃棄を行う。これによりユーザの通信に影響を与えることはない。
【００２８】
ペイロード５０５はユーザ情報部であり、回線エミュレーション装置では非イーサネットネットワークのデータをイーサネットネットワークを利用して伝送するために本フィールドには非イーサネットネットワークのデータがカプセル化されている。ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームは他の装置の学習テーブルを更新させることのみを目的としたフレームであるため、ペイロード５０５の解析を行わずにフレームの廃棄を行う。そのため、ペイロード５０５にはどんな情報が入っていてもユーザの通信に影響を与えることはないが、本フィールドには例えば全て０を割り当てるとする。
【００２９】
ＦＣＳ５０６はフレームの伝送エラーを検出するためのフィールドである。フレーム内の各フィールドから計算したＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）値を設定する。受信側と送信側で本フィールドの値が一致しない場合はエラーが発生したと判断し、そのフレームの破棄を行う。
【００３０】
ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームを送信する側の回線エミュレーション装置の動作を表すフローチャートを図６に、ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームを受信する側の回線エミュレーション装置の動作を表すフローチャートを図７に示す。
【００３１】
図８は回線エミュレーション装置の一実施の形態例を示すブロック図である。このように構成すれば、回線エミュレーション装置の動作が可能である。図８に示すように回線エミュレーション装置はイーサネットネットワークへ接続する物理ポート８０１、８０２を備える。これらの物理ポートは前述のように二重化され、一方が運用系、もう一方が予備系として動作する。予備系のポートは閉塞されており、フレームの送受信は運用系のみで行う。物理ポート８０１、８０２の状態をポート監視部８０３で常に監視し、運用系ポートに異常を感知した場合は、即座にポート切り替え部８０４に情報を伝え、予備系ポートへの切り替えを実行する。また切り替え指示部８１４を用いて外部信号入力による手動でのポート切り替えも可能である。以下、物理ポート８０１を運用系ポートとする。
【００３２】
イーサネットネットワーク側の物理ポート８０１がフレームを受信したときの動作を説明する。イーサネットネットワーク側の物理ポート８０１が受信したフレームはフレーム受信部８０５へ送信する。フレーム受信部８０５ではフレーム内のＶＬＡＮタグ５０３の情報を読み取り、本フィールドに記載されているＶＬＡＮＩＤとＶＬＡＮテーブル８０６に記憶されているＶＬＡＮＩＤとの照会を行う。照会の結果、収容ＶＬＡＮではないフレームは廃棄し、収容ＶＬＡＮのフレームは送信元ＭＡＣアドレス・ヘッダ監視部８０７へ送信する。送信元ＭＡＣアドレス・ヘッダ監視部８０７はＭＡＣアドレス学習テーブル８０８を更新する更新制御部の機能も持ち、フレームの送信元ＭＡＣアドレス５０２をＭＡＣアドレス学習テーブル８０８と照会し、収容ＶＬＡＮに対して新規であった場合は学習テーブルの更新を行う。さらに送信元ＭＡＣアドレス・ヘッダ監視部８０７ではフレーム内の回線エミュレーション装置フレームヘッダ部５０５を読み取る。本フィールドの情報にて受信したフレームがユーザフレームかＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームか判断を行い、ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームの場合はＭＡＣアドレス学習テーブル８０８の更新後にフレームを廃棄、ユーザフレームの場合はフレーム変換部８０９へ送信する。フレーム変換部８０９にてイーサネットフレームのペイロード５０５から非イーサネットネットワークの信号を取り出し、非イーサネットネットワーク側の物理ポート８１０から送信する。
【００３３】
非イーサネットネットワーク側の物理ポート８１０が信号を受信したときの動作を説明する。非イーサネットネットワーク側の物理ポートで受信した信号をフレーム変換部８０９に送信し、ペイロード５０５に非イーサネットネットワーク信号を収容したイーサネット形式のフレームに変換した後、宛先ＭＡＣアドレス付与部８１１へと送信する。宛先ＭＡＣアドレス付与部８１１はＭＡＣアドレス学習テーブル８０８から、ＶＬＡＮＩＤに対応する宛先ＭＡＣアドレス５０１を付与する。ＭＡＣアドレスが未学習の場合にはブロードキャストアドレスを付与する。宛先ＭＡＣアドレス情報を付与したフレームはフレーム送信部７１２を経由してイーサネットネットワーク側の物理ポート８０１から送信する。フレーム送信部８１２はＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレーム生成部８１３で生成されたＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームの挿入を行う。
【００３４】
ここで物理ポート８０１に障害が発生した場合の動作を説明する。物理ポート８０１に障害が発生すると、ポート監視部８０３が物理ポート８０１の異常を検出し、ポート切り替え部８０４へ異常発生の情報を送信する。ポート切り替え部８０４はポート監視部８０３からの情報より、通信に使用する物理ポートを物理ポート８０１から物理ポート８０２へ切り替わる。切り替えに応じてポート切り替え部８０４はＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレーム生成部８１３へ更新用フレーム生成の指示を行う。ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレーム生成部８１３は、ＶＬＡＮテーブル８０６が保持しているＶＬＡＮＩＤに対して更新用フレームを生成する。フレーム送信部８１２にて更新用フレームの挿入を行い、切り替え後の物理ポート８０２からＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームの送信を実行する。ここで、ＶＬＡＮテーブル８０６が保持している全てのＶＬＡＮＩＤに対して更新用フレームを生成する場合、より信頼度の高い通信を行うことができる。
【００３５】
以上のように本実施の形態によれば、ＭＡＣアドレス学習機能によるユニキャスト通信を行っている回線エミュレーション装置の保守作業や障害による物理ポート切り替え時の通信不能時間を短縮し、かつユーザ通信への影響を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０１〜１０４、２０１〜２０４、３０１、３０２・・・回線エミュレーション装置
１１１〜１１４、２１１〜２１４、３０６、３０７・・・非イーサネットネットワーク端末
１２１〜１２４、２２１〜２２４・・・レイヤ２スイッチ
１４１、２４１、３０８・・・伝送路
３０３・・・イーサネットネットワーク
３０４、３０５・・・非イーサネットネットワーク伝送装置
５０１・・・宛先ＭＡＣアドレス
５０２・・・送信元ＭＡＣアドレス
５０３・・・ＶＬＡＮタグ
５０４・・・回線エミュレーションフレームヘッダ部
５０５・・・ペイロード
５０６・・・ＦＣＳ
８０１、８０２、Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４・・・回線エミュレーション装置の物理ポート（イーサネットネットワーク接続側）
８０３・・・ポート監視部
８０４・・・ポート切り替え部
８０５・・・フレーム受信部
８０６・・・ＶＬＡＮテーブル
８０７・・・送信元ＭＡＣアドレス・ヘッダ監視部
８０８・・・ＭＡＣアドレス学習テーブル
８０９・・・フレーム変換部
８１０、Ｃ１〜Ｃ４・・・回線エミュレーション装置の物理ポート（非イーサネットネットワーク接続側）
８１１・・・宛先ＭＡＣアドレス付与部
８１２・・・フレーム送信部
８１３・・・ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレーム生成部
８１４・・・切り替え指示部
Ｐ１１〜１３、Ｐ２１〜２３、Ｐ３１〜３５、Ｐ４１〜４５・・・レイヤ２スイッチの物理ポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は非イーサネット（登録商標、以下同じ）回線をイーサネット網に収容する回線エミュレーション装置に関するものであり、装置固有の物理アドレスであるＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを元にフレーム転送を行う装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）やＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）に代表される拠点間通信用の専用線サービスを経済的なイーサネット通信網に収容するための技術として回線エミュレーションが広く知られている。
【０００３】
回線エミュレーションとは異なる通信方式の回線を擬似的に接続する方式である（例えば非特許文献１）。図３に回線エミュレーションを利用したネットワークシステム構成例を示す。図３に示すネットワークシステム構成例では、イーサネットネットワーク３０１、回線エミュレーション装置３０２、３０３、非イーサネットネットワーク伝送装置３０４、３０５、非イーサネットネットワーク端末３０６、３０７で構成されている。回線エミュレーション装置３０２、３０３によりネットワーク間の通信フレームの相互変換を行い、イーサネットネットワーク３０１を利用して非イーサネットネットワークを収容することが出来る。
【０００４】
イーサネットネットワークを利用して拠点間通信用の専用線サービスを行うために、イーサネットネットワーク上にＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を設定し、ブロードキャストドメインの分割を行うことで拠点間のＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ通信を実現している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】メトロイーサネットフォーラム(Metro Ethernet Forum)著、「メトロイーサネットネットワーク上のＰＤＨエミュレーションのインプルメンテーショングリーメント(Implementation Agreement for the Emulation of PDH Circuit over Metro Ethernet Networks)」、(米国)、2004年10月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２は回線エミュレーション装置とイーサネットネットワークを使用したネットワーク構成例である。図２において回線エミュレーション装置２０１、２０２、２０３、２０４はそれぞれイーサネットネットワークに接続する物理ポートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４と非イーサネットネットワークに接続する物理ポートＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を有している。非イーサネットネットワークに接続する物理ポートには非イーサネットネットワーク端末２１１、２１２、２１３、２１４が接続され、イーサネットネットワークに接続する物理ポートにはレイヤ２スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４が接続されている。イーサネットネットワークを使用した専用線サービスでは信頼度の高い通信が要求されることから、図のように通信経路や物理ポートの冗長化（二重化）構成を取る場合がある。図では回線エミュレーション装置のイーサネットネットワーク接続用ポートＡ１とＢ１、Ａ２とＢ２、Ａ３とＢ３、Ａ４とＢ４が二重化されている。二重化された物理ポートは一方が運用系、もう一方が予備系として動作する。予備系のポートは閉塞されておりフレームの送受信は運用系のみで行う。通信経路や運用系物理ポートおよびポートが属するハードウェアの障害発生時に、予備系物理ポートへの切り替えを自動的に行い通信を維持する。また保守作業などにより物理ポートの切り替えが必要な場合は、手動での切り替えも可能である。物理ポートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４はそれぞれ独立したＭＡＣアドレスを保持しており、ここでは物理ポート名と同名のＭＡＣアドレスが設定されているとする(例：物理ポートＡ１のＭＡＣアドレスはＡ１)。レイヤ２スイッチ２２１、２２２、２２３、２２４はループ状に接続することで冗長化構成を取っており、通信経路やレイヤ２スイッチに障害が発生した際、障害のない経路に切り替えて通信の維持を行う。また論理的ループを防止するためにＩＥＥＥ８０２．1ｄで標準化されているスパニングツリープロトコル（以下、ＳＴＰ）を用いている。ＳＴＰでは特定のポートをブロックすることにより論理的ループを防止する。ブロックされたポートはフレームの送受信は行わない。ここではＳＴＰによりレイヤ２スイッチ２２２のポートＰ２２がブロックされているとする。
【０００７】
回線エミュレーション装置間にはＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ通信を行うためのＶＬＡＮが設定されている。接続装置ごとに個別のＶＬＡＮを設定することでブロードキャストドメインの分割を行う。ＶＬＡＮはＶＬＡＮＩＤによって管理される。ＶＬＡＮＩＤごとにレイヤ２スイッチの所属ポートを設定し、ブロードキャストフレームはこの所属ポート内にのみ流れる。回線エミュレーション装置２０１と２０２の間にはＶＬＡＮＩＤ２３２(所属ポート:Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３４、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４４)が設定され、回線エミュレーション装置２０１と２０３の間にはＶＬＡＮＩＤ２３３（所属ポート：Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４５）が設定され、回線エミュレーション装置２０１と２０４の間にはＶＬＡＮＩＤ２３４（所属ポート：Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３５、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４３）が設定されている。
【０００８】
ＶＬＡＮの適用によりブロードキャストフレームを用いても回線エミュレーション装置間のＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ通信が可能であるが、例えば回線エミュレーション装置２０１から２０２への通信において、前述のようにネットワークに冗長化構成を持たせているため、本来の通信に必要な信号経路（物理ポートＡ１から出力され、レイヤ２スイッチのポートＰ１１、Ｐ１３、Ｐ４１、Ｐ４４を介して物理ポートＡ２に到達する経路）以外に、ＶＬＡＮＩＤ２３２のその他の所属ポートＰ１２、Ｐ２１、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３４、Ｐ４２（Ｐ２２はＳＴＰによるブロッキングポートのため使用しない）に対してもフレームが流れる。このフレームは冗長経路を流れるフレームであり、通常の通信には直接寄与しない。
【０００９】
回線エミュレーション装置２０１から２０４への通信においては、通信に必要な信号経路（物理ポートＡ１から出力され、レイヤ２スイッチのポートＰ１１、Ｐ１３、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ３２、Ｐ３５を介して物理ポートＢ４に到達する経路）と同じ経路上に前述の回線エミュレーション装置２０１から２０２への通信によって生じる冗長経路を流れるフレーム（レイヤ２スイッチのポートＰ４２からＰ３２へ流れるフレーム）が存在する。このようにブロードキャストフレームを使うことにより冗長経路を流れる不要なトラフィックは本来の通信に使用するための帯域を圧迫する原因となる。
【００１０】
そこで前述のような冗長経路を流れる不要トラフィックの削減のために回線エミュレーション装置にＭＡＣアドレス学習機能を加え、ユニキャストでフレームの送受信を行う。図４は回線エミュレーション装置２０１内のＭＡＣアドレス学習テーブルのデータベースを表す図である。他の装置より受信したフレームの送信元ＭＡＣアドレスとＶＬＡＮＩＤの対応関係を装置内のＭＡＣアドレス学習テーブルに記憶している。本データベースを用いてユニキャスト通信を行う際の宛先ＭＡＣアドレスの指定を行う。ＭＡＣアドレスが未学習時は宛先ＭＡＣアドレスにブロードキャストアドレスを付与してブロードキャストでフレーム送信を行う。また、学習テーブルにはエージングタイマが設定されており、収容ＶＬＡＮとの無通信時間をカウントし、エージングタイマに設定した時間(例えば３００秒)が満了した場合は該当の記憶情報の削除を行う。また収容ＶＬＡＮのエージング時間満了前に別の送信元ＭＡＣアドレスからのフレームを受信した場合は、後で受信したフレームの送信元ＭＡＣアドレスで学習テーブルを上書き更新する。
【００１１】
上記の構成において、回路エミュレーション装置２０１、２０２がＭＡＣアドレス学習機能によるユニキャスト通信を行っている状態で、通信経路や物理ポートおよびポートが属するハードウェアの障害などにより回線エミュレーション装置２０１の使用物理ポートがＡ１からＢ１へ切り替わった場合を考える。ＭＡＣアドレスは物理ポート毎に固有の値を所持しているため物理ポートの変更により回線エミュレーション装置２０１のＭＡＣアドレスがＡ１からＢ１へ変更される。このときもう一方の回線エミュレーション装置２０２にとってはポート切り替え後のＭＡＣアドレスＢ１は未知であるため、ポート切り替え後の回線エミュレーション装置２０１から送信されたフレームを受信するか、回線エミュレーション装置２０２内のＭＡＣアドレス学習テーブルの記憶情報がエージングタイマの満了によりリセットされ、ブロードキャストでフレーム送信を行うまでは回線エミュレーション装置２０２は回線エミュレーション装置２０１の切り替え前の物理ポートＡ１に対してフレームを送信し続けるため、切り替え後の物理ポートＢ１にフレームが到達できない。回線エミュレーション装置２０１が物理ポート切り替え後、回線エミュレーション装置２０２に対して即座にフレーム送信を行うとは限らないため、最長でエージングタイマが満了するまでの間は回線エミュレーション装置２０２から回線エミュレーション装置２０１に対して通信不能な時間が生じ、通信の信頼性が損なわれてしまう。
【００１２】
物理ポート切り替え時の通信不能時間を短縮する方法として、非イーサネットネットワーク端末間で診断用の信号を一定間隔で送受信するという方法が考えられる。この方法ならば、回線エミュレーション装置間に常に一定間隔でフレームの送受信が行われることになり、ポートの切り替えが行われた場合でも、比較的短い時間で切り替え先のＭＡＣアドレスを学習し、通信不能状態から回復することができる。しかしこの方法の場合、ネットワーク内に常時診断用フレームが転送されるため、その分ユーザ信号用の帯域を圧迫する余分なトラフィックが発生する。
【００１３】
そこで、ＭＡＣアドレス学習機能を使用したユニキャスト通信でイーサネットネットワーク内の余分なトラフィックを抑制しながら、物理ポート切り替え時の通信不能時間を短縮し、かつユーザ通信への影響を少なくすることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
物理アドレス（ＭＡＣアドレス）学習機能によるユニキャスト通信を行う回線エミュレーション装置において、通信経路や物理ポートおよびポートが属するハードウェアの障害、保守作業などにより通信に使用する物理ポートが切り替えられる場合、ポート変更された装置は収容しているＶＬＡＮに対し、変更後の物理アドレス（ＭＡＣアドレス）へ物理アドレステーブル（ＭＡＣアドレス（学習）テーブル）の更新を促すフレームを送信する。
【００１５】
この（学習更新用）フレームを受信した装置は物理アドレステーブルを更新後、ペイロードの解析を行わずに無条件にフレームの廃棄を行う。
【発明の効果】
【００１６】
回線エミュレーション装置がＭＡＣアドレス学習機能によるユニキャスト通信を行っている状態においても物理ポート切り替え時の通信不能時間を短縮することができ、より信頼度の高い通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】物理ポート切り替え直後の回線エミュレーション装置とイーサネットネットワークの接続を表す図である。
【図２】回線エミュレーション装置とイーサネットネットワークの接続を表す図である。
【図３】回線エミュレーション装置を利用したネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図４】回線エミュレーション装置内のＭＡＣアドレス学習テーブルのデータベースを表す図である。
【図５】ＭＡＣアドレス学習更新用フレームのフレームフォーマット例を示す図である。
【図６】ＭＡＣアドレス学習更新用フレームを送信する側の回線エミュレーション装置の動作を表すフローチャートである。
【図７】ＭＡＣアドレス学習更新用フレームを受信する側の回線エミュレーション装置の動作を表すフローチャートである。
【図８】回線エミュレーション装置の一実施の形態例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態例を図に従い説明する。
【００１９】
図１は回線エミュレーション装置とイーサネットネットワークを使用したネットワーク構成例である。図１において回線エミュレーション装置１０１、１０２、１０３、１０４はそれぞれイーサネットネットワークに接続するポートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４と非イーサネットネットワークに接続するポートＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を有している。非イーサネットネットワークに接続する物理ポートには非イーサネットネットワーク端末１１１、１１２、１１３、１１４が接続され、イーサネットネットワークに接続する物理ポートにはレイヤ２スイッチ１２１、１２２、１２３、１２４が接続されている。イーサネットネットワーク側の物理ポートは二重化され、一方が運用系、もう一方が予備系として動作する。予備系のポートは閉塞されておりフレームの送受信は運用系のみで行う。通信経路や運用系物理ポートおよびポートが属するハードウェアの障害発生時に、予備系物理ポートへの切り替えを自動的に行い通信を継続する。また保守作業などにより物理ポートの切り替えが必要な場合には、手動での切り替えも可能である。物理ポートＡ１、Ｂ１、Ａ２、Ｂ２、Ａ３、Ｂ３、Ａ４、Ｂ４はそれぞれ独立したＭＡＣアドレス（物理アドレス）を保持しており、ここでは物理ポート名と同名のＭＡＣアドレスが設定されているとする。レイヤ２スイッチ１２１、１２２、１２３、１２４はループ上に接続することで冗長化構成を取っており通信経路やレイヤ２スイッチに障害が発生した際、障害のない経路に切り替えて通信の維持を行う。また論理的ループを防止するためにＳＴＰを用いている。ＳＴＰでは特定のポートをブロックすることで論理的ループを防止する。ブロックされたポートはフレームの送受信は行わない。ここではＳＴＰによりレイヤ２スイッチ１２２のポートＰ２２はブロックされているとする。
【００２０】
回線エミュレーション装置間にはＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔ通信を行うためのＶＬＡＮが設定されている。接続装置ごとに個別のＶＬＡＮを設定することでブロードキャストドメインの分割を行う。ＶＬＡＮはＶＬＡＮＩＤによって管理される。ＶＬＡＮＩＤごとにレイヤ２スイッチの所属ポートを設定し、ブロードキャストフレームはこの所属ポート内にのみ流れる。回線エミュレーション装置１０１と１０２の間にはＶＬＡＮＩＤ１３２(所属ポート:Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３４、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４４)が設定され、回線エミュレーション装置１０１と１０３の間にはＶＬＡＮＩＤ１３３（所属ポート：Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４５）が設定され、回線エミュレーション装置１０１と１０４の間にはＶＬＡＮＩＤ１３４（所属ポート：Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３５、Ｐ４１、Ｐ４２、Ｐ４３）が設定されている。
【００２１】
さらに回線エミュレーション装置１０１、１０２、１０３、１０４は冗長経路を流れる不要トラフィック削減のためにＭＡＣアドレス学習機能を有し、ユニキャストでフレームの送受信を行う。他の装置より受信したフレームの送信先ＭＡＣアドレスとＶＬＡＮＩＤの対応関係を装置内のＭＡＣアドレス学習テーブルに記憶している。本データベースを用いてユニキャスト通信を行う際の宛先ＭＡＣアドレスの指定を行う。ＭＡＣアドレスが未学習時は宛先ＭＡＣアドレスにブロードキャストアドレスを付与してブロードキャストでフレーム送信を行う。また、学習テーブルにはエージングタイマが設定されており、収容ＶＬＡＮとの無通信時間をカウントし、エージングタイマに設定した時間(例えば３００秒)が満了した場合は該当の記憶情報の削除を行う。また収容ＶＬＡＮのエージング時間満了前に別の送信元ＭＡＣアドレスからのフレームを受信した場合は、後で受信したフレームの送信元ＭＡＣアドレス優先で学習テーブルを上書き更新する。
【００２２】
以上のように説明した図１の構成において、回線エミュレーション装置１０１、１０２はそれぞれ物理ポートＡ１、Ａ２を使用してユニキャスト通信を行っている状態を例に説明する。物理ポートＡ１およびポートが属するハードウェアの障害が発生したとき、回線エミュレーション装置１０１は異常を検出し、フレーム送受信に使用する物理ポートをＡ１からＢ１へと切り替える。回線エミュレーション装置１０１側は回線エミュレーション装置１０２の物理ポートＡ２のＭＡＣアドレスＡ２を学習テーブル内に記憶しているため、ポートの切り替え後すぐにユニキャストまたはブロードキャストでのフレーム送信が可能だが、回線エミュレーション装置１０２は回線エミュレーション装置１０１からのフレームを受信するまでは回線エミュレーション装置１０１のＭＡＣアドレスがＡ１からＢ１に変更されたことを認識できない。そこで回線エミュレーション装置１０１は物理ポートを切り替え後、ＭＡＣアドレス（物理アドレス）学習テーブル更新用フレーム(更新用フレーム)を生成し、収容しているＶＬＡＮ宛（ＶＬＡＮＩＤ：１３２、１３３、１３４）に対し、それぞれ個別にブロードキャストで送信を行う。更新用フレームの生成は物理ポートの切り替え後、直ちに行っていも良い。また、ＶＬＡＮ宛の更新用フレームは、ＶＬＡＮＩＤが設定されたパス全てに送信してもよい。本フレームは送信先のＭＡＣアドレス学習テーブルのデータベースを更新させる役割を持っている。更新用フレームの１ＶＬＡＮＩＤあたりの発行回数、送信間隔は1回でもよいし、ネットワーク内での輻輳等によるフレーム廃棄を考慮して複数回としてもよい。また、ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームの送信は物理ポート切り替え後、自動で発行されるが、外部コマンド投入による手動送信も可能である。
【００２３】
図５に本実施例のＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームのフレームフォーマットを示す。本フレームは宛先ＭＡＣアドレス５０１、送信元ＭＡＣアドレス５０２、ＶＬＡＮタグ５０３、回線エミュレーションフレームヘッダ部５０４、ペイロード５０５、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）５０６で構成される。
【００２４】
宛先ＭＡＣアドレス５０１はフレーム送信先の回線エミュレーション装置の物理ポートのＭＡＣアドレス情報を示している。ＭＡＣアドレス未学習時やＭＡＣアドレス学習更新用フレーム発行時は本フィールドにブロードキャストアドレスを割り当てる。ＭＡＣアドレス既学習時は宛先ＭＡＣアドレス５０１に個別のＭＡＣアドレスを指定することで回線エミュレーション装置間でユニキャストでのフレーム送受信を行う。
【００２５】
送信元ＭＡＣアドレス５０２はフレームの送信元となる回線エミュレーション装置の物理ポートのＭＡＣアドレス情報を示している。本実施例における回線エミュレーション装置のＭＡＣアドレス学習テーブルにはこのフィールドのＭＡＣアドレスとＶＬＡＮＩＤとの対応関係を記憶している。ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームでは、この送信元ＭＡＣアドレス５０２に切り替え先ポートのＭＡＣアドレス情報を記述する。更新用フレームを受信した回線エミュレーション装置はこのフィールドの情報を元にＭＡＣアドレス学習テーブルの更新を行う。
【００２６】
ＶＬＡＮタグ５０３はＶＬＡＮを使用するための情報を示しており、その記述方法はＩＥＥＥ８０２．１Ｑにおいて規定されている。回線エミュレーション装置では接続している装置毎にＶＬＡＮ設定を行いＰｏｉｎｔ ｔｏ Ｐｏｉｎｔでの通信を行う。ＶＬＡＮタグ５０３内の１２ビットのＶＬＡＮＩＤは装置内のＭＡＣアドレス学習テーブルのデータベースにＭＡＣアドレスと対になって記憶され、ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームは装置が収容している全てのＶＬＡＮ宛に対して発行を行う。
【００２７】
回線エミュレーションフレームヘッダ部５０４は回線エミュレーション装置固有のヘッダ部であり、本フィールドにこのフレームがユーザフレームかＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームかを判別するための情報を含める。２種類のフレームを判別するための情報の記述方法は任意とし、ここでは例えば特定ビットが０か１かで判別を行うとする。判別用の特定ビットが０のフレームはユーザフレームである事を表し、ＭＡＣアドレス学習テーブル更新後のフレームの廃棄を行わない。通常のフレーム送受信ではこのビットを常時０に設定する。判別用の特定ビットが１のときはそのフレームが物理ポート切り替え時に発行されたＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームであることを表す。保守作業や障害などによる物理ポートの切り替え発生直後に本ビットを１に設定したＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームを生成、切り替え先の物理ポートＭＡＣアドレス情報を送信元ＭＡＣアドレス５０２に記述し、収容するＶＬＡＮ宛にそれぞれ個別に送信を行う。このフレームを受信した装置はＭＡＣアドレス学習テーブルを切り替え後のＭＡＣアドレス情報に更新する。そして、ペイロード５０４の解析を行うことなく無条件に廃棄を行う。これによりユーザの通信に影響を与えることはない。
【００２８】
ペイロード５０５はユーザ情報部であり、回線エミュレーション装置では非イーサネットネットワークのデータをイーサネットネットワークを利用して伝送するために本フィールドには非イーサネットネットワークのデータがカプセル化されている。ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームは他の装置の学習テーブルを更新させることのみを目的としたフレームであるため、ペイロード５０５の解析を行わずにフレームの廃棄を行う。そのため、ペイロード５０５にはどんな情報が入っていてもユーザの通信に影響を与えることはないが、本フィールドには例えば全て０を割り当てるとする。
【００２９】
ＦＣＳ５０６はフレームの伝送エラーを検出するためのフィールドである。フレーム内の各フィールドから計算したＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）値を設定する。受信側と送信側で本フィールドの値が一致しない場合はエラーが発生したと判断し、そのフレームの破棄を行う。
【００３０】
ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームを送信する側の回線エミュレーション装置の動作を表すフローチャートを図６に、ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームを受信する側の回線エミュレーション装置の動作を表すフローチャートを図７に示す。
【００３１】
図８は回線エミュレーション装置の一実施の形態例を示すブロック図である。このように構成すれば、回線エミュレーション装置の動作が可能である。図８に示すように回線エミュレーション装置はイーサネットネットワークへ接続する物理ポート８０１、８０２を備える。これらの物理ポートは前述のように二重化され、一方が運用系、もう一方が予備系として動作する。予備系のポートは閉塞されており、フレームの送受信は運用系のみで行う。物理ポート８０１、８０２の状態をポート監視部８０３で常に監視し、運用系ポートに異常を感知した場合は、即座にポート切り替え部８０４に情報を伝え、予備系ポートへの切り替えを実行する。また切り替え指示部８１４を用いて外部信号入力による手動でのポート切り替えも可能である。以下、物理ポート８０１を運用系ポートとする。
【００３２】
イーサネットネットワーク側の物理ポート８０１がフレームを受信したときの動作を説明する。イーサネットネットワーク側の物理ポート８０１が受信したフレームはフレーム受信部８０５へ送信する。フレーム受信部８０５ではフレーム内のＶＬＡＮタグ５０３の情報を読み取り、本フィールドに記載されているＶＬＡＮＩＤとＶＬＡＮテーブル８０６に記憶されているＶＬＡＮＩＤとの照会を行う。照会の結果、収容ＶＬＡＮではないフレームは廃棄し、収容ＶＬＡＮのフレームは送信元ＭＡＣアドレス・ヘッダ監視部８０７へ送信する。送信元ＭＡＣアドレス・ヘッダ監視部８０７はＭＡＣアドレス学習テーブル８０８を更新する更新制御部の機能も持ち、フレームの送信元ＭＡＣアドレス５０２をＭＡＣアドレス学習テーブル８０８と照会し、収容ＶＬＡＮに対して新規であった場合は学習テーブルの更新を行う。さらに送信元ＭＡＣアドレス・ヘッダ監視部８０７ではフレーム内の回線エミュレーション装置フレームヘッダ部５０５を読み取る。本フィールドの情報にて受信したフレームがユーザフレームかＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームか判断を行い、ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームの場合はＭＡＣアドレス学習テーブル８０８の更新後にフレームを廃棄、ユーザフレームの場合はフレーム変換部８０９へ送信する。フレーム変換部８０９にてイーサネットフレームのペイロード５０５から非イーサネットネットワークの信号を取り出し、非イーサネットネットワーク側の物理ポート８１０から送信する。
【００３３】
非イーサネットネットワーク側の物理ポート８１０が信号を受信したときの動作を説明する。非イーサネットネットワーク側の物理ポートで受信した信号をフレーム変換部８０９に送信し、ペイロード５０５に非イーサネットネットワーク信号を収容したイーサネット形式のフレームに変換した後、宛先ＭＡＣアドレス付与部８１１へと送信する。宛先ＭＡＣアドレス付与部８１１はＭＡＣアドレス学習テーブル８０８から、ＶＬＡＮＩＤに対応する宛先ＭＡＣアドレス５０１を付与する。ＭＡＣアドレスが未学習の場合にはブロードキャストアドレスを付与する。宛先ＭＡＣアドレス情報を付与したフレームはフレーム送信部７１２を経由してイーサネットネットワーク側の物理ポート８０１から送信する。フレーム送信部８１２はＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレーム生成部８１３で生成されたＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームの挿入を行う。
【００３４】
ここで物理ポート８０１に障害が発生した場合の動作を説明する。物理ポート８０１に障害が発生すると、ポート監視部８０３が物理ポート８０１の異常を検出し、ポート切り替え部８０４へ異常発生の情報を送信する。ポート切り替え部８０４はポート監視部８０３からの情報より、通信に使用する物理ポートを物理ポート８０１から物理ポート８０２へ切り替わる。切り替えに応じてポート切り替え部８０４はＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレーム生成部８１３へ更新用フレーム生成の指示を行う。ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレーム生成部８１３は、ＶＬＡＮテーブル８０６が保持しているＶＬＡＮＩＤに対して更新用フレームを生成する。フレーム送信部８１２にて更新用フレームの挿入を行い、切り替え後の物理ポート８０２からＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレームの送信を実行する。ここで、ＶＬＡＮテーブル８０６が保持している全てのＶＬＡＮＩＤに対して更新用フレームを生成する場合、より信頼度の高い通信を行うことができる。
【００３５】
以上のように本実施の形態によれば、ＭＡＣアドレス学習機能によるユニキャスト通信を行っている回線エミュレーション装置の保守作業や障害による物理ポート切り替え時の通信不能時間を短縮し、かつユーザ通信への影響を少なくすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０１〜１０４、２０１〜２０４、３０１、３０２・・・回線エミュレーション装置
１１１〜１１４、２１１〜２１４、３０６、３０７・・・非イーサネットネットワーク端末
１２１〜１２４、２２１〜２２４・・・レイヤ２スイッチ
１４１、２４１、３０８・・・伝送路
３０３・・・イーサネットネットワーク
３０４、３０５・・・非イーサネットネットワーク伝送装置
５０１・・・宛先ＭＡＣアドレス
５０２・・・送信元ＭＡＣアドレス
５０３・・・ＶＬＡＮタグ
５０４・・・回線エミュレーションフレームヘッダ部
５０５・・・ペイロード
５０６・・・ＦＣＳ
８０１、８０２、Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４・・・回線エミュレーション装置の物理ポート（イーサネットネットワーク接続側）
８０３・・・ポート監視部
８０４・・・ポート切り替え部
８０５・・・フレーム受信部
８０６・・・ＶＬＡＮテーブル
８０７・・・送信元ＭＡＣアドレス・ヘッダ監視部
８０８・・・ＭＡＣアドレス学習テーブル
８０９・・・フレーム変換部
８１０、Ｃ１〜Ｃ４・・・回線エミュレーション装置の物理ポート（非イーサネットネットワーク接続側）
８１１・・・宛先ＭＡＣアドレス付与部
８１２・・・フレーム送信部
８１３・・・ＭＡＣアドレス学習テーブル更新用フレーム生成部
８１４・・・切り替え指示部
Ｐ１１〜１３、Ｐ２１〜２３、Ｐ３１〜３５、Ｐ４１〜４５・・・レイヤ２スイッチの物理ポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の物理アドレスを持つ第１の物理ポートと、
第２の物理アドレスを持つ第2の物理ポートと、
前記第１の物理ポートと前記第2の物理ポートとを切り替えるポート切り替え部と、
前記ポート切り替え部での切り替えに応じて、切り替え先の物理アドレス情報と識別情報とを含むフレームを生成するフレーム生成部と、
前記フレームを送信するフレーム送信部とを有する回線エミュレーション装置。
【請求項２】
前記フレーム生成部は、前記切り替え先の物理アドレス情報を送信元物理アドレスに、また識別情報をフレームヘッダ部に、各々含めて前記フレームを生成することを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項３】
他の装置の物理アドレスを記憶する物理アドレステーブルと、他の回線エミュレーション装置が生成する前記フレームを受信するときに、前記識別情報に応じて前記物理アドレステーブルを更新する更新制御部とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項４】
前記フレーム送信部は、前記第１の物理ポートと前記第2の物理ポートとの切り替えに応じて、収容するＶＬＡＮに対して前記フレームを送信することを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項５】
前記更新制御部は、前記識別情報に応じて、前記フレームが物理アドレステーブルの更新用のフレームであるか否かを判断することを特徴とする請求項３に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項６】
前記ＶＬＡＮは、ＶＬＡＮＩＤが設定され、前記フレーム送信部から前記フレームをブロードキャストで送信されることを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項７】
前記フレームは、前記物理テーブルの更新の後、破棄されることを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項８】
前記フレームは、前記物理テーブルの更新に応じて、ペイロードを解析されずに破棄されることを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項９】
前記フレーム生成部は、前記第１の物理ポートと前記第2の物理ポートとの自動切り替え、または外部からの指示に応じて前記フレームを生成することを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項１】
第１の物理アドレスを持つ第１の物理ポートと、
第２の物理アドレスを持つ第2の物理ポートと、
前記第１の物理ポートと前記第2の物理ポートとを切り替えるポート切り替え部と、
前記ポート切り替え部での切り替えに応じて、切り替え先の物理アドレス情報と識別情報とを含むフレームを生成するフレーム生成部と、
前記フレームを送信するフレーム送信部とを有する回線エミュレーション装置。
【請求項２】
前記フレーム生成部は、前記切り替え先の物理アドレス情報を送信元物理アドレスに、また識別情報をフレームヘッダ部に、各々含めて前記フレームを生成することを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項３】
他の装置の物理アドレスを記憶する物理アドレステーブルと、他の回線エミュレーション装置が生成する前記フレームを受信するときに、前記識別情報に応じて前記物理アドレステーブルを更新する更新制御部とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項４】
前記フレーム送信部は、前記第１の物理ポートと前記第2の物理ポートとの切り替えに応じて、収容するＶＬＡＮに対して前記フレームを送信することを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項５】
前記更新制御部は、前記識別情報に応じて、前記フレームが物理アドレステーブルの更新用のフレームであるか否かを判断することを特徴とする請求項３に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項６】
前記ＶＬＡＮは、ＶＬＡＮＩＤが設定され、前記フレーム送信部から前記フレームをブロードキャストで送信されることを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項７】
前記フレームは、前記物理テーブルの更新の後、破棄されることを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項８】
前記フレームは、前記物理テーブルの更新に応じて、ペイロードを解析されずに破棄されることを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【請求項９】
前記フレーム生成部は、前記第１の物理ポートと前記第2の物理ポートとの自動切り替え、または外部からの指示に応じて前記フレームを生成することを特徴とする請求項１に記載の回線エミュレーション装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２３８４６（Ｐ２０１１−２３８４６Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６５２１０（Ｐ２００９−１６５２１０）
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１４日（２００９．７．１４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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