(57)【要約】【課題】本発明は、たとえスイッチングハブ機能の変更の必要性が生じたとしても、伝送経路切替処理を行う回路を持続的に活用することができる、スイッチングユニットを提供する。【解決手段】本発明に係るスイッチングユニット１０は、第一の基板１１と、第一の基板１１と別個独立の基板である第二の基板１２と、第一の基板と第二の基板１２とを通信可能に接続する接続線１６とを、備えている。そして、第一の基板１１には、幹線ネットワーク１に対する伝送経路の切替えを行う伝送経路切替部１４が搭載されている。そして、第二の基板１２には、ＭＡＣアドレステーブルを有するスイッチングハブ部１９と、ＭＡＣアドレステーブルをフラッシュするテーブルフラッシュ部１８とが搭載されている。【選択図】図３
2014116666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物的的なループ状態である幹線ネットワークに配設されるスイッチングユニットであって、
第一の基板と、
前記第一の基板と別個独立の基板である第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板とを通信可能に接続する接続線とを、備えており、
前記第一の基板には、
前記幹線ネットワークに対する伝送経路の切替えを行う伝送経路切替部が搭載されており、
前記第二の基板には、
ＭＡＣアドレステーブルを有するスイッチングハブ部と、前記ＭＡＣアドレステーブルをフラッシュするテーブルフラッシュ部とが搭載されている、
ことを特徴とするスイッチングユニット。
【請求項２】
前記幹線ネットワークにおいてリンクダウンがあったとき、前記スイッチングユニットにおいて、
前記伝送経路切替部は、
論理的に切断されていた伝送経路を、論理的に接続された状態に切替える、前記伝送経路の切替えを行い、
前記テーブルフラッシュ部は、
前記スイッチハブ部が有する前記ＭＡＣアドレステーブルをフラッシュする、
ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチングユニット。
【請求項３】
前記伝送経路切替部は、
前記接続線を介した前記テーブルフラッシュ部との間のリンクを遮断し、
前記テーブルフラッシュ部は、
前記遮断を検知したとき、前記ＭＡＣアドレステーブルをフラッシュする、
ことを特徴とする請求項２に記載のスイッチングユニット。
【請求項４】
物的的なループ状態である幹線ネットワークに、複数のスイッチングユニットが配設されることにより構成されるネットワークシステムにおいて、
前記スイッチングユニットは、
第一の基板と、
前記第一の基板と別個独立の基板である第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板とを通信可能に接続する接続線とを、備えており、
前記第一の基板には、
前記幹線ネットワークに対する伝送経路の切替えを行う伝送経路切替部が搭載されており、
前記第二の基板には、
ＭＡＣアドレステーブルを有するスイッチングハブ部と、前記ＭＡＣアドレステーブルをフラッシュするテーブルフラッシュ部とが搭載されており、
前記幹線ネットワークにおいてリンクダウンがあったとき、所定の前記スイッチングユニットにおいて、
前記伝送経路切替部は、
論理的に切断されていた伝送経路を、論理的に接続された状態に切替える、前記伝送経路の切替えを行い、
全ての前記スイッチングユニットにおいて、
前記テーブルフラッシュ部は、
前記伝送経路の前記切替え後、前記スイッチハブ部が有する前記ＭＡＣアドレステーブルをフラッシュする、
ことを特徴とするネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レイヤー２スイッチハブ機能を有するスイッチングユニット、および、複数の当該スイッチングユニットにより構成されるネットワークシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバーなどの高速な幹線ネットワークに、複数のレイヤー２スイッチングハブ（以下、単にスイッチングハブと称する）が配設されているＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ネットワークが存在する。また、当該ＬＡＮネットワークでは、各スイッチングハブには、ＬＡＮケーブル（支線ネットワーク）を介して、複数の通信端末が接続されている。
【０００３】
また、幹線ネットワークにおいて物理的なループが形成されている場合において、データが永遠に当該幹線ネットワーク内を循環することを防止するために、スイッチングハブは、伝送経路を切替える制御手段を有している。
【０００４】
上記構成のスイッチングハブが配設されている幹線ネットワークの何れかの伝送経路において、通信障害（例えば、伝送路の断線や伝送上に配設されている機器の故障などにより、当該通信障害が発生する）が発生したとする。このときには、上記制御手段は、今まで、論理的に切断されていた伝送経路を、論理的に接続された状態に変更する、切替処理を高速に行う。これにより、伝送経路において通信障害が発生したとしても、ＬＡＮネットワークを短時間で復旧させることができる。
【０００５】
なお、ＬＡＮネットワークにおいて通信障害が発生したとき、短時間にＬＡＮネットワークを復旧する従来技術として、たとえば特許文献１が既に存在する。当該特許文献１に係る技術では、ＬＡＮ接続装置が二重化されており、障害発生時に自動的にＬＡＮ接続装置の切替を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２１０６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来では、スイッチングハブ機能を有する回路部と、上記切替処理を行う回路部とが、同一の基板上に搭載されていた。ここで、スイッチングハブ機能に関しては技術進歩が早いため、スイッチングハブ機能を有する回路部の部品変更・追加等が頻繁に行われ得る（なお、回路の変更等が頻繁に実施される回路を、汎用機能回路と称することとする）。
【０００８】
しかし、同一の基板上に、スイッチングハブ機能を有する回路部と上記切替処理を行う回路部とを搭載させた場合、両回路部は密接に共存することになるようで、スイッチングハブ機能の更新のたびに、前記基板全体の再開発が必要となっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、たとえスイッチングハブ機能の変更の必要性が生じたとしても、上記切替処理を行う回路を持続的に活用することができるスイッチングユニット、および、複数の当該スイッチングユニットにより構成されるネットワークシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係るスイッチングユニットは、物的的なループ状態である幹線ネットワークに配設されるスイッチングユニットであって、第一の基板と、前記第一の基板と別個独立の基板である第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板とを通信可能に接続する接続線とを、備えている。そして、前記第一の基板には、前記幹線ネットワークに対する伝送経路の切替えを行う伝送経路切替部が搭載されており、前記第二の基板には、ＭＡＣアドレステーブルを有するスイッチングハブ部と、前記ＭＡＣアドレステーブルをフラッシュするテーブルフラッシュ部とが搭載されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るスイッチングユニットは、第一の基板と、前記第一の基板と別個独立の基板である第二の基板と、前記第一の基板と前記第二の基板とを通信可能に接続する接続線とを、備えている。そして、前記第一の基板には、前記幹線ネットワークに対する伝送経路の切替えを行う伝送経路切替部が搭載されており、前記第二の基板には、ＭＡＣアドレステーブルを有するスイッチングハブ部と、前記ＭＡＣアドレステーブルをフラッシュするテーブルフラッシュ部とが搭載されている。
【００１２】
したがって、技術進歩等により、スイッチングハブ部における改造・変更の必要性が生じたとしても、回路の変更等は、第二の基板のみで吸収できる。つまり、第一の基板側の変更等は必要でなくなり、伝送経路切替部は持続的に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係るネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図２】実施の形態に係るスイッチングユニット１０の外観構成を示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係るスイッチングユニット１０の構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態に係る発明の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１５】
＜実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係る複数のスイッチングユニット１０によって構成された、ネットワークシステムの単純構成例を示す図である。また、図２は、本実施の形態に係るスイッチングユニット１０の概略外観構成を示す斜視図である。また、図３は、本実施の形態に係る複数のスイッチングユニット１０内の回路構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、物的的なループ状態である幹線ネットワーク１には、複数のスイッチングユニット１０が配設されている（このことから、各スイッチングユニット１０同士を接続するネットワークが、幹線ネットワークであると把握できる）。また、各スイッチングユニット１０に対して、支線ネットワーク２を介して、複数の通信端末５０が接続されている（このことから、スイッチングユニット１０と通信端末５０とを接続するネットワークが、支線ネットワークであると把握できる）。
【００１７】
ここで、幹線ネットワーク１、スイッチングユニット１０、支線ネットワーク２および通信端末５０により、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）ネットワークシステムが構成されている。また、幹線ネットワーク１は、光ファイバーで構成されており、支線ネットワーク２は、ＬＡＮケーブルにより構成されている。また、各スイッチングユニット１０は、レイヤー２のスイッチングハブ機能を有する。なお、通信端末５０としては、ＰＣ端末や携帯通信端末などが採用可能である。
【００１８】
図２に示すように、スイッチングユニット１０は、筺体７と２枚の基板（つまり、第一の基板１１，第二の基板１２）とを有する。ここで、第一の基板１１と第二の基板１２とは、物理的に別個独立の基板である。また、第一の基板１１および第二の基板１２は共に、筺体７内に配設されており、第二の基板１１と第二の基板１２は、接続線１６を介して、通信可能に接続されている。
【００１９】
なお、図２の構成例では、図面簡略化のために、幹線ネットワーク１との接続構成および支線ネットワーク２との接続構成については、図示を省略している。また、接続線１６は光ファイバーである。
【００２０】
また、各スイッチングユニット１０に接続されている幹線ネットワーク１の本数と、当該スイッチングユニット１０における接続線１６の本数とは同じであり、各幹線ネットワーク１と各接続線１６とは一対一の対応関係にある。たとえば、図３を参照して、一方の幹線ネットワーク１に流れる信号は、一方の接続線１６において流れ、他方の幹線ネットワーク１に流れる信号は、他方の接続線１６において流れる。
【００２１】
図３に示すように、第一の基板１１には、伝送経路切替部１４の回路構成が搭載されている。他方、第二の基板１２には、テーブルフラッシュ部１８の回路構成およびスイッチングハブ部１９の回路構成が搭載されている。
【００２２】
図１に示すように、幹線ネットワーク１に複数のスイッチングユニット１０を接続し、物理的なループ形状の幹線ネットワーク１が構成されている。当該ループ形状の幹線ネットワーク１においてデータを流すと、データが次々コピーされ、当該幹線ネットワーク１上を永久に回り続け、幹線ネットワーク１がメルトダウンを起こす。そこで、伝送経路切替部１４は、幹線ネットワーク１に対する伝送経路の論理的な切替処理を行うことができる。
【００２３】
つまり、伝送経路切替部１４は、スパニングツリープロトコルを利用して、物理的にループ形状である幹線ネットワーク１と接続している何れかのポートに対して、データの送受信をブロックするポートを決定することができ、幹線ネットワーク１において、論理的に切断された伝送経路を作ることが可能である。
【００２４】
なお、本明細書では、幹線ネットワーク１と接続しているスイッチングユニット１０のポートに対して、ブロッキングを設定し、物理的に通信路が構成されているが、通信ができない状態を、「論理的に」伝送経路が切断された状態と称する。一方、当該ポートに対するブロッキングが解除された状態等で、物理的な通信路が構成されていると共に、当該通信路における通信も可能になっている状態を、「論理的に」伝送経路が接続された状態（または、「論理的な」伝送経路の切断が解除された状態）等と称する。
【００２５】
また、幹線ネットワーク１の何れかの伝送経路において通信障害が発生したときには、伝送経路切替部１４は、スパニングツリープロトコルを利用して、論理的に切断されていた伝送経路を、論理的に接続された状態（つまり、ポートに対するブロッキングを解除することにより形成される、データの送受信可能状態）に、高速に切替えることができる。これにより、何れかの伝送経路において通信障害が発生したとしても、短期間に、通信復旧を行うことができる。
【００２６】
また、スイッチングハブ部１９は、レイヤー２のスイッチングハブとしての動作を行う。つまり、スイッチングハブ部１９は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスの学習機能を有しており、学習したＭＡＣアドレスをＭＡＣアドレステーブルとして記憶する。そして、スイッチングハブ部１９は、当該ＭＡＣアドレステーブルを利用して、通信端末５０から送られてきたデータを解析して、あて先を検出し、送り先の通信端末へのデータ送信のために、所定のポートにデータを流す。
【００２７】
テーブルフラッシュ部１８は、スイッチングハブ部１９に格納されているＭＡＣアドレステーブルをフラッシュ（リフレッシュ）する。
【００２８】
また、第一の基板１１には、第一のポート１３Ａ，１３Ｂおよび第一の光コネクタ１５Ａ,１５Ｂが配設されており、第二の基板１２には、第二の光コネクタ１７Ａ,１７Ｂおよび第二のポート２０が配設されている。
【００２９】
第一のポート１３Ａ，１３Ｂには、幹線ネットワーク１が各々接続され、第一の光コネクタ１５Ａ，１５Ｂおよび第二の光コネクタ１７Ａ，１７Ｂには、接続線１６が各々接続され、第二のポート２０には、支線ネットワーク２が各々接続される。
【００３０】
なお、上記でも少し述べたが、第一のポート１３Ａから入出力したデータは、第一の光コネクタ１５Ａ、一方の信号線１６および第二の光コネクタ１７Ａを流れる。また、第一のポート１３Ｂから入出力したデータは、第一の光コネクタ１５Ｂ、他方の信号線１６および第二の光コネクタ１７Ｂを流れる。
【００３１】
なお、第一のポート１３Ａ,１３Ｂと伝送経路切替部１４とは通信可能に接続されており、伝送経路切替部１４と第一の光コネクタ１５Ａ，１５Ｂとは通信可能に接続されており、第二の光コネクタ１７Ａ，１７Ｂとテーブルフラッシュ部１８とは通信可能に接続されており、テーブルフラッシュ部１８とスイッチングハブ部１９とは通信可能に接続されており、さらに、スイッチングハブ部１９と第二のポート２０とは通信可能に接続されている。
【００３２】
次に、本発明の動作について説明する。
【００３３】
図１において、各スイッチングユニット１０は、スパニングツリープロトコルを利用している。つまり、各スイッチングユニット１０間において、幹線ネットワーク１を介して、ＢＰＤＵ（Ｂｒｉｄｇｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ  Ｄａｔａ  Ｕｎｉｔ）パケットを送受信する。これにより、幹線ネットワーク１におけるデータの永久循環を防止するために、所定のスイッチングユニット１０において、論理的に切断された伝送経路を作成する。
【００３４】
以下の説明では、図４に示すネットワークシステムにおいて、所定のスイッチングユニット１０Ａの伝送経路切替部１４が、第一のポート１３Ｂをブロッキングし、幹線ネットワーク１Ｃを、論理的に切断された伝送経路としたとする。
【００３５】
なお、論理的に切断された伝送経路においては、一般のデータの送受信は行われないが、ＢＰＤＵパケットについてのみ流れる。
【００３６】
さて、上記状態おいて、たとえば、幹線ネットワーク１Ａにおいて通信障害が発生したとする（つまり、幹線ネットワーク１Ａにおいてリンクダウンが発生したとする）。たとえば、各スイッチングユニット１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、ＢＰＤＵパケットの送受信の状況に基づいて、通信障害の発生および、幹線ネットワーク１内のどの伝送経路において通信障害が発生しているかを検知することができる。
【００３７】
ここで、第一のポート１３Ａ，１３Ｂにおけるリンクダウン監視が可能な伝送経路切替部１４は、通信障害が発生している伝送経路を確認するために（誤動作防止のために）、以下の動作を行っても良い。
【００３８】
つまり、通信障害が発生していると上記で検知した伝送経路が接続されている第一のポート１３Ａ，１３Ｂにおいて、当該伝送経路切替部１４は、５ｍｓｅｃ以上の間リンクダウン状態が継続するか３回確認する。３回ともリンクダウン状態が確認できた場合には、当該伝送経路切替部１４は、上記で検知した伝送経路において、通信障害が発生していることを確認できる。
【００３９】
ここで、スイッチングユニット１０Ａの第一のポータ１３Ａは、幹線ネットワーク１Ａに接続されており、スイッチングユニット１０Ａの第一のポータ１３Ｂは、幹線ネットワーク１Ｃに接続されているとする。
【００４０】
さて、図４において、幹線ネットワーク１Ａにおいて通信障害が発生していることを検知・確認したとき、スイッチングユニット１０Ａの伝送経路切替部１４は、論理的に切断されていた伝送経路（幹線ネットワーク１Ｃ）を、論理的に接続された状態に切替える、伝送経路の切替え処理を高速に行う。より具体的には、当該伝送経路切替部１４は、第一のポート１３Ｂのブロッキングを解除する。これにより、幹線ネットワーク１Ｃは、論理的に接続された状態に切替る。
【００４１】
なお、スイッチングユニット１０Ａの伝送経路切替部１４は、通信障害が発生した幹線ネットワーク１Ａが接続されている第一のポート１３Ａに対して、ブロッキングを設定しても良い。
【００４２】
上記伝送経路の切替え直後または切替えと同時に、スイッチングユニット１０Ａの伝送経路切替部１４は、スイッチングユニット１０Ａのテーブルフラッシュ部１８に、ＭＡＣアドレステーブルのフラッシュ処理を要求する。たとえば、当該伝送経路切替部１４は、接続線１６を介した当該テーブルフラッシュ部１８との間のリンクを遮断する。具体的に、当該伝送経路切替部１４は、当該テーブルフラッシュ部１８との間の光ファイバー（接続線）１６のリンクダウンを、５ｍｓｅｃ以上の間、発生させる。
【００４３】
スイッチングユニット１０Ａのテーブルフラッシュ部１８が、伝送経路切替部１４からのフラッシュ要求を検知したとき（たとえば、接続線１６の上記遮断を検知したとき）、当該テーブルフラッシュ部１８は、スイッチングハブ部１９に対して、各種設定情報とＭＡＣアドレステーブルをフラッシュするフラッシュ指令を生成し、当該スイッチングハブ部１９に対して当該フラッシュ指令を送信する。
【００４４】
上記フラッシュ指令を受信した、スイッチングユニット１０Ａのスイッチングハブ部１９では、当該スイッチングハブ部１９が有するＭＡＣアドレステーブル等のフラッシュ処理が実施される。
【００４５】
また、上記伝送経路の切替え直後または切替えと同時に、スイッチングユニット１０Ａは、他のスイッチングユニット１０Ｂ，１０Ｃに対して、幹線ネットワーク１Ｂ，１Ｃを介して、ＭＡＣアドレステーブルのフラッシュ処理を要求する。当該フラッシュ処理の要求を受けた他のスイッチングユニット１０Ｂ，１０Ｃにおいても、所定のスイッチングユニット１０Ａと同様の動作により、自ユニット内のテーブルフラッシュ部１８は、自ユニット内に配設されているスイッチングハブ部１９が有するＭＡＣアドレステーブルのフラッシュ処理を実施する。
【００４６】
つまり、スイッチングユニット１０Ｂ，１０Ｃの伝送経路切替部１４は、当該スイッチングユニット１０Ｂ，１０Ｃのテーブルフラッシュ部１８に、ＭＡＣアドレステーブルのフラッシュ処理を要求する。そして、当該スイッチングユニット１０Ｂ，１０Ｃのテーブルフラッシュ部１８が、上記伝送経路切替部１４からのフラッシュ要求を検知したとき、スイッチングハブ部１９に対して、各種設定情報とＭＡＣアドレステーブルをフラッシュする。
【００４７】
以上のように、本発明に係るスイッチングユニット１０は、第一の基板１１に対して、特殊機能ブロックであり、回路変更等が頻繁に実施されない伝送経路切替部１４を搭載し、第二の基板１２に対して、汎用機能ブロックであり、回路変更等が頻繁に実施されるスイッチングハブ部１９等を搭載している。つまり、本発明に係るスイッチングユニット１０では、伝送経路切替部１４用の第一の基板１１と、スイッチングハブ部１９用の第二の基板１２とを、分割している。
【００４８】
このように、伝送経路切替部１４とスイッチングハブ部１９とを別回路構成として分け、第一の基板１１と第二の基板１２とを別個独立に設けることにより、伝送経路切替部１４およびスイッチングハブ部１９等との独立性を高めることができる。したがって、技術進歩等により、スイッチングハブ部１９における改造・変更の必要性が生じたとしても、回路の変更等は、第二の基板１２のみで吸収できる（つまり、第一の基板１１側の変更等は必要でなくなり、伝送経路切替部１４は持続的に活用できる）。
【００４９】
また、本発明に係るスイッチングユニット１０では、幹線ネットワーク１において通信障害が発生したとき（リンクダウンがあったとき）、伝送経路切替部１４は、論理的に切断されていた伝送経路を、論理的に接続された状態に切替え、テーブルフラッシュ部１８は、スイッチハブ部１９が有するＭＡＣアドレステーブルをフラッシュする。ここで、ＭＡＣアドレステーブルのフラッシュ処理は、全てのスイッチングユニット１０において実施される。
【００５０】
したがって、通信障害を復旧するために、高速に伝送経路の再構築を実施することができ、障害発生前の伝送経路におけるＭＡＣアドレステーブルを消去し、再構築後の伝送経路に対するＭＡＣアドレステーブルを早期に再学習することができる。
【００５１】
また、本発明に係るスイッチングユニット１０では、伝送経路切替部１４は、接続線１６を介したテーブルフラッシュ部１８との間のリンクを遮断し、前記遮断を検知したテーブルフラッシュ部１８において、ＭＡＣアドレステーブルのフラッシュが実施される。
【００５２】
したがって、簡単な回路構成により、かつ高速に、ＭＡＣアドレステーブルのフラッシュ処理を実現することが可能となる。
【００５３】
なお、図１では、単純化した構成のネットワークシステムを例示したが、より複雑なネットワーク構成に対しても、本発明に係るスイッチングユニット１０を適用することができる。たとえば、図１に示した物理的にループ形状を有した幹線ネットワーク１が、複数個配設されており、ループ形状の各幹線ネットワーク１間を相互に接続して構成される、ＬＡＮネットワークに、複数の本発明に係るスイッチングユニット１０を配設しても良い。
【００５４】
このような複雑なネットワーク構成の場合では、２以上のスイッチングユニット１０において、データの永久循環を防止するために、ポートのブロッキングを行うこともある。この場合、何れかの伝送経路で通信障害が発生したとき、スパニングツリープロトコルを利用して、伝送経路の切替えを行う所定のスイッチングユニット１０を決定し、当該所定のスイッチングユニット１０において、対応するポートのブロッキングを解除することにより、伝送経路の切替え処理を行う。そして、全てのスイッチングユニット１０において、上記と同様の動作により、ＭＡＣアドレス等のフラッシュ処理を実施する。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  幹線ネットワーク
２  支線ネットワーク
７  筺体
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  スイッチングユニット
１１  第一の基板
１２  第二の基板
１３Ａ，１３Ｂ  第一のポート
１４  伝送経路切替部
１５Ａ，１５Ｂ  第一の光コネクタ
１６  接続線
１７Ａ，１７Ｂ  第二の光コネクタ
１８  テーブルフラッシュ部
１９  スイッチングハブ部
２０  第二のポート
５０  通信端末
【図１】
2014116666.tif 000003
【図２】
2014116666.tif 000004
【図３】
2014116666.tif 000005
【図４】
2014116666.tif 000006