(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カスケード型のトポロジの第１のネットワークの終端に接続し、前記第１のネットワークとはフレームの形式が異なる第２のネットワークにも接続する通信装置であって、
前記第１のネットワーク経由のフレームの送信の宛先である前記第１のネットワーク内の通信装置の情報を含む第１のリストを、前記第１のネットワークのもう一方の終端に位置し、前記第２のネットワークにも接続し、前記第２のネットワークにおいて対向する通信装置に、送信する送信部と、
前記対向する通信装置から、前記対向する通信装置の前記第１のネットワーク経由のフレームの送信の宛先である前記第１のネットワーク内の通信装置の情報を含む第２のリストを受信する受信部と、
前記第１のリストと、前記第２のリストとを格納する格納部と、
フレームの宛先が、前記第１のリスト又は前記第２のリストのいずれに含まれるか判定する判定部と、
前記第１のネットワークから受信したフレームの宛先が前記第２のリストに含まれる場合に、前記フレームを前記第２のネットワークに送信するフレーム送信部と、
前記第１のネットワークの正常時用のＱｏＳ設定情報と、前記第１のネットワークの障害発生時用のＱｏＳ設定情報とを格納する前記第１のネットワーク内の通信装置に対して、前記第１のネットワークの障害発生時に、前記障害発生時用のＱｏＳ設定情報への切り替えを通知する通知部、
を備える通信装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記第１のネットワーク内において障害が発生した場合に、フレームの宛先について、前記第１のリストと、前記第２のリストとを検索する、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記フレーム送信部は、前記第１のネットワークから受信したフレームを前記第１のネットワークで用いられる形式から前記第２のネットワークで用いられる形式に変換し、該変換において、前記第２のネットワークで用いられる形式のヘッダ内の宛先情報を格納するフィールドとは異なる位置に、前記フレームの宛先ノードの情報を埋め込む、
請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記第２のネットワークから受信したフレームの宛先が前記第１のリストに含まれる場合に、前記フレームを前記第２のネットワークで用いられる形式から前記第１のネットワークで用いられる形式に変換し、該変換において、前記第２のネットワークで用いられる形式のヘッダ内の宛先情報を格納するフィールドとは異なる位置に埋め込まれた前記フレームの宛先ノードの情報を、前記第１のネットワークで用いられる形式のヘッダ内の宛先情報に格納し、前記フレームを前記第１のネットワークに送信する第２のフレーム送信部、
をさらに備える請求項３に記載の通信装置。
【請求項５】
前記フレーム送信部は、前記変換において、前記第２のネットワークで用いられる形式のヘッダ内のＱｏＳ情報を格納するフィールドとは異なる位置に、前記第１のネットワークで用いられる形式のヘッダ内のＱｏＳ情報を埋め込む、
請求項３又は４に記載の通信装置。
【請求項６】
前記第２のネットワークには、カスケード型のトポロジの第３のネットワークが接続しており、
前記第１のネットワーク内の通信装置は、前記第１のネットワーク及び前記第３のネットワークの両方における障害発生時用のＱｏＳ設定情報をさらに格納し、
前記通知部は、前記第１のネットワーク及び前記第３のネットワークの両方における障害発生時に、前記第１のネットワーク内の通信装置に、前記第１のネットワーク及び前記第３のネットワークの両方における障害発生時用のＱｏＳ設定情報への切り替えを通知する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項７】
前記第１のネットワークの正常時用のＱｏＳ設定情報と、前記第１のネットワークの障害発生時用のＱｏＳ設定情報とを格納する第２の格納部と、
前記第１のネットワークの障害発生時に、使用するＱｏＳ設定情報を前記第１のネットワークの障害発生時用のＱｏＳ設定情報に切り替えるＱｏＳ管理部と、
をさらに備える請求項５又は６に記載の通信装置。
【請求項８】
前記第２の格納部は、前記第２のネットワークに接続するカスケード型のトポロジの第３のネットワークと前記第１のネットワークとにおける障害発生時用のＱｏＳ設定情報をさらに格納し、
前記ＱｏＳ管理部は、前記第１のネットワーク及び前記第３のネットワークの両方における障害発生時に、使用するＱｏＳ設定情報を、前記第１のネットワーク及び前記第３のネットワークの両方における障害発生時用のＱｏＳ設定情報へ切り替える、
請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
前記第１のネットワークはＲＰＲネットワークであり、
前記第２のネットワークはＥｔｈｅｒｎｅｔネットワークであり、
前記フレーム送信部は、前記変換において、ＥｔｈｅｒｎｅｔヘッダにＶＬＡＮタグを挿入し、該ＶＬＡＮタグ内に、該フレームのＲＰＲヘッダ内の宛先ノード情報を格納する、
請求項３から８のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項１０】
カスケード型のトポロジの第１のネットワークの終端に接続し、前記第１のネットワークとはフレームの形式が異なる第２のネットワークにも接続する通信装置が、
前記第１のネットワーク経由のフレームの送信の宛先である前記第１のネットワーク内の通信装置の情報を含む第１のリストを、前記第１のネットワークのもう一方の終端に位
置し、前記第２のネットワークにも接続し、前記第２のネットワークにおいて対向する通信装置に、送信し、
前記対向する通信装置から、前記対向する通信装置の前記第１のネットワーク経由のフレームの送信の宛先である前記第１のネットワーク内の通信装置の情報を含む第２のリストを受信し、
前記第１のリストと、前記第２のリストとを格納し、
フレームの宛先が、前記第１のリスト又は前記第２のリストのいずれに含まれるか判定し、
前記第１のネットワークから受信したフレームの宛先が前記第２のリストに含まれる場合に、前記フレームを前記第２のネットワークに送信し、
前記第１のネットワークの正常時用のＱｏＳ設定情報と、前記第１のネットワークの障害発生時用のＱｏＳ設定情報とを格納する前記第１のネットワーク内の通信装置に対して、前記第１のネットワークの障害発生時に、前記障害発生時用のＱｏＳ設定情報への切り替えを通知する、
通信方法。
【請求項１１】
カスケード型のトポロジの第１のネットワークの終端に接続し、前記第１のネットワークとはフレームの形式が異なる第２のネットワークにも接続する通信装置を、
前記第１のネットワーク経由のフレームの送信の宛先である前記第１のネットワーク内の通信装置の情報を含む第１のリストを、前記第１のネットワークのもう一方の終端に位置し、前記第２のネットワークにも接続し、前記第２のネットワークにおいて対向する通信装置に、送信する送信部と、
前記対向する通信装置から、前記対向する通信装置の前記第１のネットワーク経由のフレームの送信の宛先である前記第１のネットワーク内の通信装置の情報を含む第２のリストを受信する受信部と、
前記第１のリストと、前記第２のリストとを格納する格納部と、
フレームの宛先が、前記第１のリスト又は前記第２のリストのいずれに含まれるか判定する判定部と、
前記第１のネットワークから受信したフレームの宛先が前記第２のリストに含まれる場合に、前記フレームを前記第２のネットワークに送信するフレーム送信部と、
前記第１のネットワークの正常時用のＱｏＳ設定情報と、前記第１のネットワークの障害発生時用のＱｏＳ設定情報とを格納する前記第１のネットワーク内の通信装置に対して、前記第１のネットワークの障害発生時に、前記障害発生時用のＱｏＳ設定情報への切り替えを通知する通知部と、
として機能させる通信プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カスケード型のトポロジのネットワークにおける通信装置，通信方法，及び通信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代ＩＰネットワーク（ＮＧＮ：Next Generation Network）のバックボーンの構築技術として注目されている技術に、ＲＰＲ（Resilient Packet Ring）がある。ＲＰＲは、ＩＥＥＥ８０２．１７として標準化されている。ＲＰＲは、１０Ｇビット／秒の高速回線をフレーム単位で効率的に利用するための技術である。ＩＥＥＥ８０２．１７では、各ノードの接続形態として、リング型トポロジとカスケード型トポロジとが規定されている。【０００３】
図１は、リング型トポロジの一例を示す図である。リング型トポロジは、各ノードが環状に接続する形態である。リング型トポロジでは、障害が発生しても、障害が発生している方向とは逆方向を利用して通信が可能であり、信頼性が高い。そのため、ＲＰＲのリング型トポロジは、通信事業者が提供する通信サービスの可用性の目安である、障害発生時に５０ｍｓ以内に復旧することを実現可能である。しかしながら、ＩＥＥＥ８０２．１７の仕様により、リング型トポロジを構築する場合にはリング上の全伝送路をＲＰＲにする、という制約がある。
【０００４】
図２は、カスケード型トポロジの一例を示す図である。カスケード型トポロジは、ノードが直列に接続された形態である。カスケード型トポロジは、一カ所の伝送路障害でネットワークが分断し、通信不可となる可能性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９０２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図３Ａは、カスケード型トポロジのＲＰＲネットワークの例を示す図である。図３Ａでは、リング装置＃１−＃５がカスケード型トポロジのＲＰＲネットワークを構築している。各リング装置＃１−＃５は、所定間隔でＲＰＲの制御フレームを送信し、他のリング装置からの制御フレームによりトポロジを学習して、自ノード情報を作成する。自ノード情報は、ＲＰＲネットワークにおけるノードの並び順を示す情報である。また、自ノード情報は、ＲＰＲネットワークに接続するインタフェース毎に作成される。例えば、自ノード情報は、該当インタフェース方向に位置するリング装置のノードＩＤと自装置からのホップ数とを含む。
【０００７】
図３Ａでは、リング装置＃１とリング装置＃５とが有する自ノード情報が示される。図３Ａにおけるカスケード型トポロジの一端に位置するリング装置＃１の自ノード情報は、例えば、０ホップにリング装置＃１（自装置）、１ホップの距離にリング装置＃２、．．．、４ホップの距離にリング装置＃５となる。リング装置＃１及びリング装置＃５は、ＲＰＲフレームを送信する際には、宛先ノードを自ノード情報で検索し、宛先ノードが自ノード情報に存在する場合に、該自ノード情報に対応するインタフェースからＲＰＲフレームを送信する。宛先ノードが自ノード情報に存在しない場合には、該当フレームは廃棄される。なお、リング装置＃１とリング装置＃５とは、カスケード型トポロジの端に位置するノードであり、１つのＲＰＲネットワークに接続するインタフェースを備えるため、保有する自ノード情報はそれぞれ１つである。ただし、リング装置＃２−＃４はそれぞれ２つのＲＰＲネットワークに接続するインタフェースを備えるため、それぞれのインタフェースに対する自ノード情報を、計２つ備える。リング装置＃２−＃４は、ＲＰＲフレームを送信する場合には、各インタフェースに対応する自ノード情報で宛先ノードを検索し、宛先ノードが存在する自ノード情報に対応するインタフェーエスからＲＰＲフレームを送信する。いずれの自ノード情報にも宛先ノードが存在しない場合には、フレームは廃棄される。【０００８】
図３Ｂは、図３Ａに示されるカスケード型トポロジのＲＰＲネットワークにおいて障害が発生した場合の例を示す図である。図３Ｂでは、リング装置＃２とリング装置＃３との間の伝送路で障害が発生している。この場合には、障害発生の伝送路に接続するリング装置＃２とリング装置＃３とが、それぞれ、障害発生を検知し、他のリング装置に障害通知を送信する。図３Ｂには、リング装置＃１とリング装置＃５の自ノード情報が示される。【０００９】
例えば、リング装置＃１は、リング装置＃２から障害通知を受信する。その後、障害発生の伝送路の先に位置するリング装置＃３、＃４、＃５の情報を受信しなくなるので、リング装置＃１の自ノード情報からリング装置＃３、＃４、＃５の情報は削除される。したがって、リング装置＃１は、リング装置＃３、＃４、＃５の情報が自ノード情報に存在しないために、リング装置＃３、＃４、#５に対してフレームを送信できなくなる。【００１０】
同様に、リング装置＃５は、リング装置＃３から送信された障害通知を受信する。リング装置＃５から見て障害発生の伝送路の先に位置するリング装置＃１、＃２の情報を受信しなくなるので、リング装置＃５の自ノード情報からリング装置＃１、＃２の情報は削除される。したがって、リング装置＃５は、リング装置＃１、＃２の情報が自ノード情報に存在しないために、リング装置＃１、＃２にフレームを送信できなくなる。【００１１】
また、リング装置＃２は障害発生の伝送路に接続するインタフェースに対応する自ノード情報が失われるため、リング装置＃３−＃５にフレームを送信できなくなる。リング装置＃３は、障害発生の伝送路に接続するインタフェースに対応する自ノード情報が失われるため、リング装置＃１、＃２にフレームを送信できなくなる。リング装置＃４は、リング装置＃１、＃２の情報を受信しなくなるので、自ノード情報からリング装置＃１、＃２の情報が削除され、リング装置＃１、＃２にフレームを送信できなくなる。【００１２】
このようにして、トポロジ型ネットワークでは、障害発生により、ネットワークが分断される。【００１３】
上記問題を鑑み、カスケード型トポロジでは、障害発生の対策として迂回路を設けることが考えられる。【００１４】
本発明の一態様は、カスケード型トポロジの第１のネットワークに第１のネットワークとは異なる第２のネットワークによる迂回路を提供する通信装置，通信方法，及び通信プログラ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】
【００１５】
本発明の態様の一つは、カスケード型のトポロジの第１のネットワークの終端に接続し、前記第１のネットワークとはフレームの形式が異なる第２のネットワークにも接続する通信装置であって、
前記第１のネットワーク経由のフレームの送信の宛先である前記第１のネットワーク内の通信装置の情報を含む第１のリストを、前記第１のネットワークのもう一方の終端に位置し、前記第２のネットワークにも接続し、前記第２のネットワークにおいて対向する通信装置に、送信する送信部と、
前記対向する通信装置から、前記対向する通信装置の前記第１のネットワーク経由のフレームの送信の宛先である前記第１のネットワーク内の通信装置の情報を含む第２のリストを受信する受信部と、
前記第１のリストと、前記第２のリストとを格納する格納部と、
フレームの宛先が、前記第１のリスト又は前記第２のリストのいずれに含まれるか判定する判定部と、
前記第１のネットワークから受信したフレームの宛先が前記第２のリストに含まれる場合に、前記フレームを前記第２のネットワークに送信するフレーム送信部と、
を備える通信装置である。【００１６】
本発明の他の態様の一つは、上述した通信装置が実行する通信方法である。また、本発明の他の態様は、コンピュータを通信装置として機能させる通信プログラム、及び当該通信プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含むことができる。コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体には、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。
【発明の効果】
【００１７】
開示の通信装置，通信方法，及び通信プログラムによれば、カスケード型トポロジの第１のネットワークに第１のネットワークとは異なる第２のネットワークによる迂回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】リング型トポロジの一例を示す図である。
【図２】カスケード型トポロジの一例を示す図である。
【図３Ａ】カスケード型トポロジのＲＰＲネットワークの例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示されるカスケード型トポロジのＲＰＲネットワークにおいて障害が発生した場合の例を示す図である。
【図４】カスケード型トポロジにおける迂回路の設計案１を示す図である。
【図５Ａ】カスケード型トポロジにおける迂回路の設計案２を示す図である。
【図５Ｂ】ＲＰＲフレームをカプセル化した場合のイーサネットフレームのフォーマットを示す図である。
【図６Ａ】第１実施形態における迂回路を有する通信システムの概要を説明するための図である。
【図６Ｂ】カスケードＮＷの障害発生時の通信システムの概要を説明するための図である。
【図７Ａ】第１実施形態に係る通信システムにおけるフレーム変換の概要を説明するための図である。
【図７Ｂ】第1実施形態に係る通信システムにおけるフレームの変換による変遷の例を示す図である。
【図８】リング装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図９】リング装置の機能ブロックの一例を示す図である。
【図１０】自ノード情報の管理に係る処理のフローチャートの一例である。
【図１１】カスケードＮＷの障害発生時に、ＲＰＲ  ＩＦにおいてフレームが受信された場合のフレーム転送処理のフローチャートの一例である。
【図１２】カスケードＮＷの障害発生時に、迂回ＩＦにおいてフレームが受信された場合のフレーム転送処理のフローチャートの一例である。
【図１３】カスケードＮＷの障害発生時に、ＬＡＮ  ＩＦにおいてフレームが受信された場合のフレーム転送処理のフローチャートの一例である。
【図１４】迂回ＮＷがＲＰＲ１とＲＰＲ２との２つのＲＰＲネットワークで共有される例である。
【図１５】第２実施形態に係る通信システムにおけるフレームの変換による変遷の例を示す図である。
【図１６】第２実施形態の通信システムの概要を説明するための図である。
【図１７】第２実施形態における境界ノードであるリング装置の機能ブロックの一例である。
【図１８】境界ノードではないリング装置の機能ブロックの一例を示す図である。
【図１９】カスケードＮＷの障害発生時に、ＲＰＲ  ＩＦにおいてフレームが受信された場合の境界ノードのリング装置のフレーム転送処理のフローチャートの一例である。
【図２０】カスケードＮＷの障害発生時に、迂回ＩＦにおいてフレームが受信された場合の境界ノードであるリング装置のフレーム転送処理のフローチャートの一例である。
【図２１】ＬＡＮ  ＩＦにおいてフレームが受信された場合の境界ノードであるリング装置のフレーム転送処理のフローチャートの一例である。
【図２２】迂回ＮＷがＲＰＲ１とＲＰＲ２との２つのＲＰＲネットワークで共有される例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００２０】
＜イーサネット網を利用したカスケード型トポロジの迂回路＞
図４は、カスケード型トポロジにおける迂回路の設計案１を示す図である。図４に示される例では、カスケード型トポロジのＲＰＲネットワークの両端に位置するノード同士はイーサネットで接続され、これによって、迂回路が構築される。カスケード型トポロジのＲＰＲネットワークの端に位置し、ＲＰＲネットワークとイーサネットの境界に位置するノードを、以降、境界ノードと称する。また、カスケード型のＲＰＲネットワークをカスケードＮＷとも称する。
【００２１】
しかしながら、設計案１では、以下のような問題がある。例えば、ＲＰＲネットワーク内の伝送路に障害が発生した場合に、境界ノードのＬＡＮ側ネットワーク同士を接続すると、ＬＡＮにおいてＳＴＰ（Spanning Tree Protocol）が実行される。このＳＴＰの実行には数秒要するため、設計案１における障害発生時の切替時間が、可用性の目安である切り替え時間（５０ｍｓ以内）を超えてしまう。また、例えば、フレームが迂回路（イーサネット）を通過する際に、ＲＰＲのフォーマットのままでは通過できないので、フレームからＲＰＲヘッダが取り外され、オリジナルのイーサネットフレームにされてしまう。そのため、ＲＰＲネットワーク用のＱｏＳ情報は欠落してしまう。オリジナルのイーサネットフレームとは、リング装置の配下のＮＷ（イーサネット）内の端末から送信されるイーサネットフレームを指す。したがって、フレームが、迂回路を経由して再度ＲＰＲネットワークに到達した場合に、ＲＰＲネットワーク内で適正な優先制御が行われないおそれがある。
【００２２】
図５Ａは、カスケード型トポロジにおける迂回路の設計案２を示す図である。図５Ａに示される例では、図４と同様に、カスケード型トポロジのＲＰＲネットワークの境界ノー
ド同士が、イーサネットで接続され、これによって、迂回路が構築される。図５Ａに示される設計案２では、迂回路（イーサネット）にフレームを送信するために、境界ノードがＲＰＲフレームをイーサネットフレームでカプセル化する。イーサネットでカプセル化することによって、ＲＰＲフレームのヘッダが維持され、ＲＰＲネットワーク用のＱｏＳ情報の欠落が防がれる。しかしながら、以下の問題がある。
【００２３】
図５Ｂは、ＲＰＲフレームをカプセル化した場合のイーサネットフレームのフォーマットを示す図である。ＲＰＲフレームをカプセル化したイーサネットフレームの場合、通常のイーサネットフレームに比べて、ＲＰＲヘッダ（２６バイト），ＲＰＲフレームをカプセル化するためのイーサネットヘッダ（合計１８バイト）の分だけサイズが大きくなる。そのため、迂回路におけるフレーム転送能力が低下する。例えば、最小サイズ（６４バイト）のイーサネットフレームを伝送する際に、ＲＰＲフレームをイーサネットフレームでカプセル化すると、フレームサイズが増加するために、フレームの転送能力が８割程度低下する。すなわち、設計案２の場合には、ＲＰＲフレームをイーサネットでカプセリングすることによるフレームサイズの増加により迂回路の使用帯域が増加してしまう。
【００２４】
＜第１実施形態＞
第１実施形態では、可用性の目安である切替時間（５０ｍｓ）を維持し、迂回ネットワークのフレームの転送能力の低下を防ぐ通信方法を提供する。
【００２５】
図６Ａは、第１実施形態における迂回路を有する通信システムの概要を説明するための図である。第１実施形態における通信システムは、カスケード型トポロジのＲＰＲネットワーク（図中、カスケードＮＷ）と、迂回路としてのイーサネット（図中、迂回ＮＷ）とを含む。リング装置＃１−＃５は、ＲＰＲネットワークに接続し、カスケード型トポロジを構築している。リング装置＃１とリング装置＃５と（境界ノード）は、ＬＡＮインタフェースを用いてイーサネットにも接続している。
【００２６】
第１実施形態では、境界ノードであるリング装置＃１、＃５は、自ノード情報に加えて、対向ノード情報を有する。図６Ａでは、リング装置＃１とリング装置＃５との、自ノード情報と対向ノード情報とが示される。対向ノード情報は、迂回ＮＷにおいて対向するノード、言い換えると、カスケードＮＷのもう一端の境界ノードが保持する自ノード情報のコピーである。したがって、図６Ａに示される例において、リング装置＃１の自ノード情報とリング装置＃５の対向ノード情報とは同一である。また、図６Ａに示される例において、リング装置＃５の自ノード情報とリング装置＃１の対向ノード情報とは同一である。
【００２７】
例えば、各境界ノードは、迂回ネットワーク経由で自ノード情報のコピーを定期的に送信し、対向ノードからの自ノード情報のコピーを受信することによって、対向ノード情報を取得する。例えば、３−１０ｍｓの周期で、制御フレームによって、自ノード情報のコピーは送信される。この対向ノード情報は、各境界ノードにとって、迂回ＮＷ方向のノードの並び順を示す情報となる。一方、自ノード情報は、各境界ノードにとって、カスケードＮＷ方向のノードの並びを示す情報である。対向ノード情報を保持することによって、境界ノードにおいても、カスケードＮＷとは逆の方向の並びを認識することができ、疑似的なリング型トポロジを形成することができる。
【００２８】
図６Ｂは、カスケードＮＷの障害発生時の通信システムの概要を説明するための図である。図６Ｂでは、リング装置＃１とリング装置＃５との、自ノード情報と対向ノード情報とが示される。例えば、カスケードＮＷ内のリング装置＃２とリング装置＃３との間の伝送路に障害が発生した場合には、ＲＰＲの機能により、リング装置＃２とリング装置＃３とによってカスケードＮＷ内に障害通知が行われる。これによって、境界ノードであるリング装置＃１の自ノード情報から、リング装置＃１から見て障害発生箇所よりも先に位置するリング装置＃３、＃４、＃５の情報が削除される。また、もう１つの境界ノードであるリング装置＃５の自ノード情報からは、リング装置＃５から見て障害発生箇所よりも先に位置するリング装置＃１、＃２の情報が削除される。各境界ノードは自ノード情報のコピーを送信するので、各境界ノードの対向ノード情報も更新される。すなわち、リング装置＃１の対向ノード情報は、リング装置＃５の自ノード情報と同一であり、リング装置＃３、＃４、＃５が存在する情報となる。リング装置＃５の対向ノード情報は、リング装置＃１の自ノード情報と同一であり、リング装置＃１、＃２が存在する情報となる。これによって、境界ノードにおいて、自ノード情報に存在しないノードが対向ノード情報に存在することになり、障害発生時においても、境界ノードは通信システム内の全ノードの情報を認識可能になる。
【００２９】
例えば、カスケードＮＷに障害が発生している図６Ｂにおいて、境界ノードであるリング装置＃１からリング装置＃３にフレームが送信される場合には、リング装置＃３は、リング装置＃１の自ノード情報には存在しないが、対向ノード情報には存在する。リング装置＃１は、対向ノード情報に存在するノードは迂回ＮＷ方向に存在すると認識するため、リング装置＃３宛てのフレームを迂回ＮＷに送信する。一方、図６Ｂにおいて、リング装置＃１がリング装置＃２にフレームを送信する場合には、リング装置＃２は、リング装置＃１の自ノード情報に存在する。リング装置＃１は、自ノード情報に存在するノードはカスケードＮＷ方向に存在すると認識するため、リング装置＃２宛てのフレームをカスケードＮＷに送信する。
【００３０】
以上より、境界ノードであるリング装置にとって、自ノード情報は、カスケードＮＷ経由でフレームを送信する宛先ノードの情報である。また、境界ノードにとって、対向ノード情報は、カスケードＮＷ内の障害発生時において迂回ＮＷ経由でフレームを送信する宛先ノードの情報である。したがって、境界ノードが、迂回ＮＷにおいて対向するノードの自ノード情報のコピーである対向ノード情報を有することによって、疑似的なリング型トポロジを形成し、カスケードＮＷの障害発生時には、高速に迂回ＮＷに切り替えることができる。
【００３１】
図７Ａは、第１実施形態に係る通信システムにおけるフレーム変換の概要を説明するための図である。図７Ａに示される通信システムは、図６Ａと同様の通信システムである。カスケードＮＷの障害発生時、迂回ＮＷを使用する場合には、境界ノードは、ＲＰＲフレームのヘッダに含まれる宛先ノード情報をＶＬＡＮタグに格納し、このＶＬＡＮタグをイーサネットフレームの所定の位置に挿入する。また、迂回ＮＷからこのイーサネットフレームを受信した場合、境界ノードは、受信したイーサネットフレームのＶＬＡＮタグから宛先ノード情報を抽出し、ＶＬＡＮタグを取り外して、ＲＰＲヘッダを付与する。
【００３２】
図７Ｂは、第１実施形態に係る通信システムにおけるフレームの変換による変遷の例を示す図である。図７Ｂでは、図７Ａに示される通信システムにおいて、リング装置＃２の配下のＮＷ（イーサネット）の端末から送信されたフレームが、リング装置＃２，リング装置＃１，迂回ネットワーク，リング装置＃５，リング装置＃４，リング装置＃４の配下のＮＷ（イーサネット）の端末という経路をたどる場合の例が示される。
【００３３】
リング装置＃２の配下のＮＷ（イーサネット）の端末から送信されるフレームＦＲ１は、通常のイーサネットフレームである。このフレームＦＲ１は、リング装置＃２によって、ＲＰＲヘッダが付与され、ＲＰＲフレームＦＲ２にカプセル化される。図７ＢのＲＰＲフレームＦＲ２では、ＲＰＲヘッダの一部が抜粋して示されている。なお、図７Ｂに示される例では、イーサネットフレームＦＲ１（オリジナルフレーム）の宛先は、リング装置＃４の配下のＮＷの端末であるので、ＲＰＲヘッダ内の宛先ノードＩＤは、リング装置＃４となる。なお、各リング装置は、ＲＰＲの機能により、各リング装置のノードＩＤと、各リング装置の配下に存在するＮＷとを認識しているため、自身の配下のＮＷから受信したイーサネットフレームの宛先ＮＷから、ＲＰＲの宛先ノードを取得することができる。ＲＰＲフレームＦＲ２は、リング装置＃２によってリング装置＃１へ送信される。
【００３４】
フレームＦＲ２は、境界ノードであるリング装置＃１に到着すると、リング装置＃１によって、ＶＬＡＮタグを含むイーサネットフレームＦＲ３に変換される。図７ＢのフレームＦＲ３では、第１実施形態におけるＶＬＡＮタグのフォーマットが示される。通常、ＩＥＥＥ８０２．１ＱのＶＬＡＮタグは、ＴＹＰＥフィールド１６ビット，ＣＦＩフィールド１ビット，優先度フィールド３ビット，ＶＬＡＮ  ＩＤフィールド１２ビットのフィールドを有する。第１実施形態では、通常はＶＬＡＮ  ＩＤが格納されるフィールドのうち８ビットがノードＩＤを格納するフィールド（図中、フレームＦＲ３のＮｏｄｅ  ＩＤ）として用いられる。また、通常はＶＬＡＮ  ＩＤフィールドとして用いられるフィールドの残りの４ビットは、将来の利用の為の予約フィールド（図中、フレームＦＲ３のＲＳＶフィールド）とされる。なお、ＴＹＰＥフィールドには、通常はＩＥＥＥ８０２．１Ｑによるタグ付きフレームであることを示す値（０ｘ８１００）が格納されるが、第１実施形態では、ＲＰＲフレームを変換したフレームであることを示す所定の値が格納される。
【００３５】
なお、ＲＰＲフレームのフォーマット規定では、宛先ノードＩＤ及び送信元ノードＩＤのフィールド（図中、フレームＦＲ２のＤＡ，ＳＡ）は６バイト用意されている。しかしながら、ＲＰＲでは最大ノード数が２５５台と規定されているため、実質的にノードＩＤとして用いられているのは８ビット（＝２５６）であり、ＲＰＲフレームにおいても宛先ノードＩＤ及び送信元ノードＩＤで用いられるのは下位８ビットであることが多い。そのため、第１実施形態では、ＲＰＲヘッダ内の宛先ノードＩＤフィールド（６バイト）に格納されている値のうち下位８ビットを宛先ノードＩＤとしてＶＬＡＮタグに格納する。ただし、これに限られず、宛先ノードＩＤが下位８ビット以上用いられている場合には、例えば、ＶＬＡＮタグ内のノードＩＤフィールドのサイズを変更して用いればよい（最大１２ビット）。
【００３６】
リング装置＃１は、カスケードＮＷから受信したＲＰＲフレームＦＲ２のヘッダの宛先
ノードＩＤフィールド（図中、フレームＦＲ２のＤＡ）から宛先ノードＩＤ（６バイト）を抽出する。次に、リング装置＃１は、フレームＦＲ２のＲＰＲヘッダを削除し、ＶＬＡＮタグをイーサネットフレームのＩＥＥＥ８０２．１Ｑにおいて規定される位置に挿入する。ＶＬＡＮタグのノードＩＤフィールドには、ＲＰＲフレームＦＲ２から抽出された宛先ノードＩＤの下位８ビットが格納される。これによってＲＰＲフレームＦＲ２がイーサネットフレームＦＲ３に変換される。リング装置＃１は、このフレームＦＲ３を迂回ＮＷに送信する。なお、フレームＦＲ３のイーサネットヘッダの宛先ＭＡＣアドレスは、対向ノードであるリング装置＃５のＭＡＣアドレスである。対向ノードのＭＡＣアドレスやＩＰアドレス等の情報は事前に境界ノードに設定される。
【００３７】
フレームＦＲ３は、リング装置＃１から迂回ＮＷを経由してもう一方の境界ノードであるリング装置＃５に到着する。リング装置＃５では、リング装置＃１と逆の処理が行われ、フレームＦＲ３は、ＲＰＲフレームＦＲ４に変換される。具体的には、リング装置＃５は、フレームＦＲ３のＶＬＡＮタグのノードＩＤフィールドから宛先ノードＩＤの下位８ビットを抽出し、これにパディング４０ビットを追加して宛先ノードＩＤを取得する。リング装置＃５は、フレームＦＲ３のイーサネットヘッダからＶＬＡＮタグを削除し、ＲＰＲヘッダを付与して、取得した宛先ノードＩＤをＲＰＲヘッダの宛先ノードＩＤフィールドに格納する。これによって、イーサネットフレームＦＲ３は、ＲＰＲフレームＦＲ４に変換される。フレームＦＲ４の宛先ノードは、リング装置＃４であるので、リング装置＃５は、フレームＦＲ４をカスケードＮＷに送信する。
【００３８】
フレームＦＲ４は、リング装置＃４に到着すると、リング装置＃４によってＲＰＲヘッダが削除され、オリジナルフレームであるイーサネットフレームＦＲ５になる。その後、宛先端末が存在するリング装置＃４の配下のＮＷに送信される。
【００３９】
なお、境界ノードであるリング装置＃１及びリング装置＃５において実行されるＲＰＲフレームとイーサネットフレームとのフレーム変換によって、ＲＰＲフレームの送信元ノード情報は書き換えられてしまう。例えば、図７ＢのフレームＦＲ２の送信元ノードＩＤ（図中、ＳＡ、６バイト）はリング装置＃２であり、フレームＦＲ４の送信元ノードＩＤはリング装置＃５である。このように、第１実施形態では、迂回ＮＷを用いてフレームが転送された場合に、転送途中でＲＰＲフレームの送信元ノードが変更される。ただし、これによって、端末間の通信に影響は及ぼされないため、特に問題にはならない。
【００４０】
図７Ａ及び図７Ｂで示されるように、第１実施形態では、ＩＥＥＥ８０２．１ＱのＶＬＡＮタグを用いて、ＲＰＲネットワークのノード情報をイーサネットフレームに付与する。これによって、迂回ＮＷとしてイーサネットワークを使用する場合にも、通常のイーサネットと比較して増加するサイズが４バイトに抑えられるので、迂回ＮＷの転送能力の低下を抑えることができる。
【００４１】
なお、第１実施形態では、図７Ａ及び図７Ｂで説明されるように、カスケードＮＷ内の障害発生時には、各リング装置によってブロードキャストで送信されるＲＰＲの制御フレームも迂回ＮＷを流れる。これによって、例えば、図７Ａの境界ノードではないリング装置＃２は、迂回ＮＷを経由してリング装置＃１側からリング装置＃３−＃５の情報（制御フレーム）を取得できる。リング装置＃１側のインタフェースに対応する自ノード情報にリング装置＃３−＃５が存在するようになり、リング装置＃２は、リング装置＃１が位置する方向にリング装置＃３−＃５が存在することを認識する。したがって、リング装置＃２は、リング装置＃３−＃５にフレームを送信する際には、リング装置＃１が存在する方向にフレームを送信する。以上より、カスケードＮＷ内に障害が発生した場合でも、境界ノードではないリング装置は、障害発生の伝送路の先に存在するリング装置と迂回ＮＷを経由して通信を行うことができる。
【００４２】
＜境界ノードの構成＞
図８は、リング装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。図８に示されるリング装置１は、境界ノードとなるリング装置である。リング装置１は、例えば、ルータ，スイッチ等の通信装置である。リング装置１は、「通信装置」の一例である。リング装置１は、制御カード１００，ＩＦカード１１０ａ，ＩＦカード１１０ｂ，ＳＷカード１２０を備える。
【００４３】
ＩＦカード１１０ａは、ＲＰＲネットワークとのインタフェース１１１を備え、ＲＰＲネットワークへ送信またはＲＰＲネットワークから受信されるデータの物理層及びデータリンク層の処理を行う。ＩＦカード１１０ｂは、イーサネットワークとのインタフェースであるＬＡＮ  ＩＦ  １１２と迂回ＩＦ  １１３を備え、イーサネットワークへ送信又はイーサネットワークから受信されるデータの物理層及びデータリンク層の処理を行う。ＬＡＮ  ＩＦ  １１２は、リング装置１の配下のイーサネットワークと接続するインタフェースである。迂回ＩＦ  １１３は、迂回ＮＷ（イーサネットワーク）と接続するインタフェースである。ＳＷカード１２０は、ＩＦカード間のデータの中継を行う。
【００４４】
制御カード１００は、ＩＦカード１１０ａ，ＩＦカード１１０ｂ，ＳＷカード１２０を制御する。また、制御カード１００は、コントロールプレーンとして動作し、ソフトウェア処理を実行する。制御カード１００は、プロセッサ１０１，揮発性メモリ１０２，不揮発性メモリ１０３を備える。
【００４５】
プロセッサ１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＮＰＵ（Network Processing Unit）である。プロセッサ１０１は、不揮発性メモリ１０３に格納されるプログラムを揮発性メモリ１０２にロードして実行し、様々な処理を実行する。また、プロセッサ１０１は、１つに限られず、複数備えられてもよい。
【００４６】
揮発性メモリ１０２は、プロセッサ１０１に、不揮発性メモリ１０３に格納されているプログラムをロードする記憶領域および作業領域を提供したり、バッファとして用いられたりする。例えば、揮発性メモリ１０２は、ＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)やＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)等のような半導体メモリである。
【００４７】
不揮発性メモリ１０３は、様々なプログラムや、各プログラムの実行に際してプロセッサ１０１が使用するデータを格納する。補助記憶装置１０５は、例えば、ＰＲＯＭ(Programmable Read Only Memory)等の不揮発性のメモリと、が含まれる。なお、リング装置１のハードウェア構成は、上記に限られず、実施の形態に応じて適宜構成要素の省略や置換、追加が可能である。
【００４８】
図９は、リング装置１の機能ブロックの一例を示す図である。リング装置１は、プロセッサ１０１が不揮発性メモリ１０３に格納された通信プログラムを実行することによって、ＲＰＲ処理部１１，迂回ＮＷ処理部１２，ＬＡＮ処理部１３，宛先ノード判定部１４，ノードリスト管理部１５として動作する。また、プロセッサ１０１の通信プログラムの実行を通じて、揮発性メモリ１０２の記憶領域にノードリストデータベース１６（図中、ノードリストＤＢ）が作成される。ただし、これに限られず、各機能ブロックは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array），ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit），ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の電子回路によってハードウェアで実現されてもよい。
【００４９】
ＲＰＲ処理部１１は、カスケードＮＷ（ＲＰＲ）経由でＲＰＲ  ＩＦ  １１１で送受信されるＲＰＲフレームに係る処理を実行する。まず、ＲＰＲ処理部１１は、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１においてＲＰＲフレームが受信された場合、ＲＰＲフレームを解析して、宛先ノードＩＤを抽出する。また、ＲＰＲ処理部１１は、受信フレームからＲＰＲヘッダを削除する。次に、ＲＰＲ処理部１１は、抽出した宛先ノードＩＤのノードリストＤＢ  １６での存在の有無を宛先ノード判定部１４に問い合わせる。また、ＲＰＲフレームの送信の場合には、ＲＰＲ処理部１１は、宛先ノード判定部１４から宛先ノードＩＤを取得し、フレームにＲＰＲヘッダを付与してＲＰＲ  ＩＦ  １１１からＲＰＲフレームを送信する。ＲＰＲ処理部１１は、「第２のフレーム送信部」の一例である。
【００５０】
迂回ＮＷ処理部１２は、カスケードＮＷ（ＲＰＲ）の障害発生時に動作し、迂回ＮＷ（イーサネット）経由で迂回ＩＦ  １１３で送受信されるイーサネットフレームに係る処理を実行する。迂回ＩＦ  １１３で送受信されるイーサネットフレームにはＶＬＡＮタグが付与されている（図７Ｂ、フレームＦＲ３参照）。したがって、迂回ＩＦ  １１３でイーサネットフレームが受信された場合には、迂回ＮＷ処理部１２は、ＶＬＡＮタグを解析し、ノードＩＤを抽出する。また、迂回ＮＷ処理部１２は、受信フレームからＶＬＡＮタグを削除する。迂回ＮＷ処理部１２は、抽出したノードＩＤのノードリストＤＢ  １６での存在の有無を宛先ノード判定部１４に問い合わせる。また、迂回ＩＦ  １１３からイーサネットフレームが送信される場合には、迂回ＮＷ処理部１２は、宛先ノード判定部１４から宛先ノードＩＤを取得し、ＶＬＡＮタグにノードＩＤを格納する。迂回ＮＷ処理部１２は、このＶＬＡＮタグをヘッダの所定の位置に挿入してイーサネットフレームを生成し、迂回ＩＦ  １１３からイーサネットフレームを送信する。迂回ＮＷ処理部１２は、「フレーム送信部」の一例である。
【００５１】
ＬＡＮ処理部１３は、リング装置１の配下のＮＷ（イーサネット）経由でＬＡＮ  ＩＦ  １１２で送受信されるイーサネットフレームに係る処理を実行する。ＬＡＮ  ＩＦ  １１２でイーサネットフレームが受信された場合には、ＬＡＮ処理部１３は、受信されたイーサネットフレームを解析し、イーサネットフレームの宛先ＮＷを配下に有する宛先ノードを取得する。なお、各リング装置のノードＩＤとその配下のＮＷとの対応付けは、例えば、ＲＰＲの機能により取得され、揮発性メモリ１０２に格納されている。ＬＡＮ処理部１３は、取得した宛先ノードのノードリストＤＢ  １６での存在の有無を宛先ノード判定部１４に問い合わせる。また、リング装置１の配下のネットワークにフレームが送信される場合には、ＬＡＮ処理部１３は、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２からフレーム送信する。
【００５２】
宛先ノード判定部１４は、ＲＰＲ処理部１１，迂回ＮＷ処理部１２，ＬＡＮ処理部１３からの宛先ノードのノードリストＤＢ  １６での存在の有無の問い合わせを受けると、ノードリストＤＢ１６を検索する。カスケードＮＷ（ＲＰＲネットワーク）が正常な場合には、宛先ノード判定部１４は、自ノード情報１６１について宛先ノードを検索する。カスケードＮＷ（ＲＰＲネットワーク）の障害発生時には、宛先ノード判定部１４は、自ノード情報１６１と対向ノード情報１６２とについて宛先ノードを検索する。
【００５３】
宛先ノード判定部１４は、自ノード情報１６１に宛先ノードが存在する場合には、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１からのフレームの送信を判定する。したがって、この場合には、宛先ノード判定部１４は、ＲＰＲ処理部１１にフレームの送信を指示し、宛先ノードを通知する。
【００５４】
宛先ノード判定部１４は、カスケードＮＷに障害発生時、対向ノード情報１６２に宛先ノードが存在する場合には、迂回ＩＦ  １１３からのフレームの送信を判定する。この場合には、宛先ノード判定部１４は、迂回ＮＷ処理部１２にフレームの送信を指示し、宛先ノードを通知する。
【００５５】
宛先ノード判定部１４は、宛先ノードが自装置である場合には、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２からのフレームの送信を判定する。この場合には、宛先ノード判定部１４は、ＬＡＮ処理部１３にフレームの送信を指示する。
【００５６】
宛先ノード判定部１４は、宛先ノードがノードリストＤＢ  １６に存在しない場合には、該当フレームの廃棄を判定し、フレームを廃棄する。宛先ノード判定部１４は、「判定部」の一例である。
【００５７】
ノードリスト管理部１５は、ノードリストＤＢ  １６に格納される自ノード情報１６１と対向ノード情報１６２とを管理する。ノードリスト管理部１５は、ＲＰＲの制御フレームによって自ノード情報にはない情報が通知された場合やＲＰＲの制御フレームの受信状況に応じて、自ノード情報１６１を更新する。例えば、新たに追加されたリング装置からの制御フレームが受信された場合には、ノードリスト管理部１５は、該リング装置の情報を自ノード情報に追加する。また、例えば、所定期間以上、制御フレームが受信されないリング装置については、ノードリスト管理部１５は、自ノード情報から削除する。また、例えば、障害発生通知を受信した後の所定期間（上記所定期間より短い期間）内に制御フレームが受信されないリング装置については、ノードリスト管理部１５は、自ノード情報から削除する。ノードリスト管理部１５は、所定周期で対向ノードから受信される対向ノードの自ノード情報のコピーで、対向ノード情報を更新する。なお、第１実施形態では、障害発生時、各リング装置から送信されるＲＰＲの制御フレームも迂回ＮＷを流れるが、ノードリスト管理部１５は、迂回ＮＷを通じて（迂回ＩＦ  １１３で）受信されたＲＰＲの制御フレームについては処理を行わない。そのため、迂回ＮＷから（迂回ＩＦ  １１３で）受信したＲＰＲの制御フレームでは、ノードリスト管理部１５は自ノード情報を更新しない。
【００５８】
また、ノードリスト管理部１５は、所定周期で自ノード情報１６１のコピーを対向ノードに送信する。この自ノード情報１６１のコピーは、カスケードネットワークの障害の有無にかかわらず、迂回ＩＦ  １１３から送信され、迂回ＮＷを経由して送信される。この自ノード情報１６１のコピーは、対向ノードにおいて、対向ノード情報として取り扱われる。尚、対向ノードのＩＰアドレスやＭＡＣアドレス等は、事前にリング装置１に設定される。また、所定周期は、例えば、３−１０ｍｓである。ノードリスト管理部１５は、「受信部」の一例である。また、ノードリスト管理部１５は、「送信部」の一例である。
【００５９】
ノードリストＤＢ  １６は、リング装置１が認識しているＲＰＲネットワークに存在するノードの情報を格納するデータベースである。ノードリストＤＢ  １６は、自ノード情報１６１と対向ノード情報１６２とを格納する。ノードリストＤＢ  １６は、「格納部」の一例である。
【００６０】
自ノード情報１６１は、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１からフレームを送信する宛先ノードの情報が格納されている。具体的には、例えば、図６Ａで示されるように、自ノード情報１６１は、リング装置１からのホップ数とノードＩＤとの対応付けである。自ノード情報１６１は、例えば、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１と対応付けられている。自ノード情報１６１は、「第１のリスト」の一例である。
【００６１】
対向ノード情報１６２は、対向ノードの自ノード情報のコピーである。対向ノード情報１６２は、カスケードＮＷ（ＲＰＲネットワーク）に障害発生時に用いられ、迂回ＩＦ  １１３からフレームを送信する宛先ノードの情報が格納されている。対向ノード情報１６２は、例えば、迂回ＩＦ  １１３と対応付けられている。対向ノード情報１６２は、「第２のリスト」の一例である。
【００６２】
＜自ノード情報の管理の動作例＞
図１０は、自ノード情報の管理に係る処理のフローチャートの一例である。図１０に示されるフローチャートは、リング装置１の起動中、繰り返し実行される。
【００６３】
ＯＰ１では、プロセッサ１０１は、自ノード情報１６１の更新の有無を判定する。自ノード情報の更新の有無は、例えば、制御フレームの内容、制御フレームの受信状況から判定される。ただし、制御フレームはＲＰＲネットワークから（ＲＰＲ  ＩＦ  １１１で）受信されたものである。自ノード情報１６１に更新がある場合には（ＯＰ１：Ｙｅｓ）、処理がＯＰ２に進む。自ノード情報１６１に更新がない場合には（ＯＰ１：Ｎｏ）、処理がＯＰ３に進む。
【００６４】
ＯＰ２では、プロセッサ１０１は、自ノード情報１６１を更新する。次に処理がＯＰ３に進む。
【００６５】
ＯＰ３では、プロセッサ１０１は、自ノード情報１６１のコピーの送信タイミングであるか否かを判定する。自ノード情報のコピーの送信タイミングである場合には（ＯＰ３：Ｙｅｓ）、処理がＯＰ４に進む。自ノード情報のコピーの送信タイミングではない場合には（ＯＰ３：Ｎｏ）、図１０に示される処理が終了し、繰り返し実行される。自ノード情報１６１のコピーの送信タイミングは、例えば、３ｍｓ−１０ｍｓ間隔である。
【００６６】
ＯＰ４では、プロセッサ１０１は、自ノード情報１６１のコピーの送信タイミングであるので、ノードリストＤＢ  １６に格納されている自ノード情報１６１のコピーを迂回ＩＦ  １１３から対向ノードに宛てて送信する。その後、図１０に示される処理が終了し、繰り返し実行される。
【００６７】
ＯＰ１−ＯＰ４の処理は、ノードリスト管理部１５の処理の一部に相当する。また、ＯＰ４の自ノード情報１６１のコピーの迂回ＩＦ  １１３からの送信は、迂回ＮＷ処理部１２の処理の一部に相当する。
【００６８】
＜カスケードＮＷの障害発生時のフレーム転送処理＞
図１１，図１２，図１３は、それぞれ、カスケードＮＷ（ＲＰＲネットワーク）の障害発生時のフレーム転送処理のフローチャートの一例である。
【００６９】
図１１は、カスケードＮＷの障害発生時に、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１においてフレームが受信された場合のフレーム転送処理のフローチャートの一例である。図１１に示されるフローチャートは、カスケードＮＷの障害発生時にＲＰＲ  ＩＦ  １１１においてフレームが受信された場合に開始される。
【００７０】
ＯＰ１１では、プロセッサ１０１は、ＲＰＲフレームを解析し、ＲＰＲヘッダから宛先ノードＩＤを抽出する。また、プロセッサ１０１は、受信したフレームからＲＰＲヘッダを削除する。次に処理がＯＰ１２に進む。
【００７１】
ＯＰ１２では、プロセッサ１０１は、抽出した宛先ノードＩＤの自ノード情報１６１内の存在の有無を判定する。宛先ノードＩＤが自ノード情報１６１に存在する場合には（ＯＰ１２：Ｙｅｓ）、処理がＯＰ１３に進む。宛先ノードＩＤが自ノード情報１６１に存在しない場合には（ＯＰ１２：Ｎｏ）、処理がＯＰ１６に進む。
【００７２】
ＯＰ１３では、プロセッサ１０１は、宛先ノードＩＤは自ノードのノードＩＤを示すか否かを判定する。例えば、自ノードは、自ノード情報１６１においてホップ数０で登録されている。宛先ノードＩＤが自ノードのノードＩＤである場合には（ＯＰ１３：Ｙｅｓ）、プロセッサ１０１はＬＡＮ  ＩＦ  １１２からフレームを送信することを判定し、処理がＯＰ１４に進む。宛先ノードＩＤが自ノードのノードＩＤではない場合には（ＯＰ１３：Ｎｏ）、宛先ノードＩＤは自ノード情報１６１に存在する他のリング装置のノードＩＤであることが示される。しかしながら、この場合には、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１において受信したフレームを再度ＲＰＲ  ＩＦ  １１１に送信することになるため、処理がＯＰ１５に進み、フレームは廃棄される。
【００７３】
ＯＰ１４では、プロセッサ１０１は、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２からフレームを送信する。その後、図１１に示される処理が終了する。
【００７４】
ＯＰ１６では、プロセッサ１０１は、ＯＰ１１で抽出した宛先ノードＩＤの対向ノード情報１６２内の存在の有無を判定する。宛先ノードＩＤが対向ノード情報１６２に存在する場合には（ＯＰ１６：Ｙｅｓ）、プロセッサ１０１は、対向ノード情報１６２に宛先ＩＤが存在したので、迂回ＩＦ  １１３からフレームを送信することを判定し、処理がＯＰ１７に進む。宛先ノードＩＤが対向ノード情報１６２に存在しない場合には（ＯＰ１６：Ｎｏ）、自ノード情報１６１と対向ノード情報１６２とのいずれにも宛先ノードＩＤが存在しないので、処理がＯＰ１５に進み、プロセッサ１０１はフレームを廃棄する。
【００７５】
ＯＰ１７では、プロセッサ１０１は、宛先ノードＩＤの下位８ビットをＶＬＡＮタグに格納し、このＶＬＡＮタグを受信フレームのイーサネットヘッダに挿入する。次に、処理がＯＰ１８に進み、プロセッサ１０１は、迂回ＩＦ  １１３からフレームを送信する。その後、図１１に示される処理が終了する。
【００７６】
ＯＰ１１の処理は、ＲＰＲ処理部１１の処理の一部に相当する。ＯＰ１２，ＯＰ１３，ＯＰ１５，ＯＰ１６の処理は、宛先ノード判定部１４の処理の一部に相当する。ＯＰ１４の処理は、ＬＡＮ処理部１３の処理の一部に相当する。ＯＰ１７，ＯＰ１８の処理は、迂回ＮＷ処理部１２の処理の一部に相当する。
【００７７】
図１２は、カスケードＮＷの障害発生時に、迂回ＩＦ  １１３においてフレームが受信された場合のフレーム転送処理のフローチャートの一例である。図１２に示されるフローチャートは、カスケードＮＷの障害発生時に迂回ＩＦ  １１３において、フレームが受信された場合に開始される。なお、迂回ＩＦ  １１３において受信されるフレームは、ＶＬＡＮタグを有するイーサネットフレームである。
【００７８】
ＯＰ２１では、プロセッサ１０１は、イーサネットフレームを解析し、ＶＬＡＮタグからノードＩＤ８ビットを抽出する。また、プロセッサ１０１は、イーサネットフレームからＶＬＡＮタグを削除する。次に処理がＯＰ２２に進む。
【００７９】
ＯＰ２２では、プロセッサ１０１は、抽出したノードＩＤの自ノード情報１６１内の存在の有無を判定する。抽出したノードＩＤが自ノード情報１６１に存在する場合には（ＯＰ２２：Ｙｅｓ）、処理がＯＰ２３に進む。宛先ノードＩＤが自ノード情報１６１に存在しない場合には（ＯＰ２２：Ｎｏ）、処理がＯＰ２７に進む。
【００８０】
ＯＰ２３では、プロセッサ１０１は、抽出したノードＩＤは自ノードのノードＩＤを示すか否かを判定する。抽出したノードＩＤが自ノードのノードＩＤである場合には（ＯＰ２３：Ｙｅｓ）、プロセッサ１０１はＬＡＮ  ＩＦ  １１２からフレームを送信することを判定し、処理がＯＰ２４に進む。抽出したノードＩＤが自ノードのノードＩＤではない場合には（ＯＰ２３：Ｎｏ）、プロセッサ１０１はＲＰＲ  ＩＦ  １１１からフレームを送信することを判定し、処理がＯＰ２５に進む。
【００８１】
ＯＰ２４では、プロセッサ１０１は、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２からフレームを送信する。その後、図１２に示される処理が終了する。
【００８２】
ＯＰ２５では、プロセッサ１０１は、ＯＰ２１で抽出したノードＩＤにパディングしてＲＰＲヘッダの宛先ノードＩＤのフィールドに格納し、ＲＰＲヘッダを付与してＲＰＲフレームを生成する（図７Ｂ、フレームＦＲ４参照）。次に処理がＯＰ２６に進み、プロセッサ１０１はＲＰＲフレームをＲＰＲ  ＩＦ  １１１からＲＰＲネットワークに送信する。その後、図１２に示される処理が終了する。
【００８３】
ＯＰ２７では、プロセッサ１０１はフレームを廃棄する。迂回ＩＦ  １１３において受信したフレームの宛先ノードが自ノード情報１６１に存在していない場合には、対向ノード情報１６２には存在していたとしても、再度同一フレームを迂回ＮＷに送信することになるため、フレームは廃棄される。その後、図１２に示される処理が終了する。
【００８４】
ＯＰ２１の処理は、迂回ＮＷ処理部１２の処理の一部に相当する。ＯＰ２２，ＯＰ２３，ＯＰ２７の処理は、宛先ノード判定部１４の処理の一部に相当する。ＯＰ２４の処理は、ＬＡＮ処理部１３の処理の一部に相当する。ＯＰ２５，ＯＰ２６の処理は、ＲＰＲ処理部１１の処理の一部に相当する。
【００８５】
図１３は、カスケードＮＷの障害発生時に、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２においてフレームが受信された場合のフレーム転送処理のフローチャートの一例である。図１３に示されるフローチャートは、カスケードＮＷの障害発生時にＬＡＮ  ＩＦ  １１２においてフレームが受信された場合に開始される。
【００８６】
ＯＰ３１では、プロセッサ１０１は、受信したイーサネットフレームの宛先ＮＷを配下に有する宛先ノードＩＤを取得し、宛先ノードＩＤの自ノード情報１６１内の存在の有無を判定する。宛先ノードＩＤが自ノード情報１６１に存在する場合には（ＯＰ３１：Ｙｅｓ）、処理がＯＰ３２に進む。宛先ノードＩＤが自ノード情報１６１に存在しない場合には（ＯＰ３１：Ｎｏ）、処理がＯＰ３６に進む。
【００８７】
ＯＰ３２では、プロセッサ１０１は、宛先ノードＩＤは自ノードのノードＩＤを示すか否かを判定する。宛先ノードＩＤが自ノードのノードＩＤである場合には（ＯＰ３２：Ｙｅｓ）、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２から再度同一フレームを送信することになるため、処理がＯＰ３５に進み、プロセッサ１０１はフレームを廃棄する。宛先ノードＩＤが自ノードのノードＩＤではない場合には（ＯＰ３２：Ｎｏ）、プロセッサ１０１はＲＰＲ  ＩＦ  １１１からフレームを送信することを判定し、処理がＯＰ３３に進む。
【００８８】
ＯＰ３３では、プロセッサ１０１は、宛先ノードＩＤをＲＰＲヘッダの宛先ノードＩＤフィールドに格納し、ＲＰＲヘッダを付与してＲＰＲフレームを生成する（図７Ｂ、フレームＦＲ１、ＦＲ２参照）。次に処理がＯＰ３４に進み、プロセッサ１０１はＲＰＲフレームをＲＰＲ  ＩＦ  １１１からＲＰＲネットワークに送信する。その後、図１３に示される処理が終了する。
【００８９】
ＯＰ３６では、プロセッサ１０１は、宛先ノードＩＤの対向ノード情報１６２内の存在の有無を判定する。宛先ノードＩＤが対向ノード情報１６２に存在する場合には（ＯＰ３６：Ｙｅｓ）、プロセッサ１０１は、対向ノード情報１６２に宛先ノードＩＤが存在したので、迂回ＩＦ  １１３からフレームを送信することを判定し、処理がＯＰ３７に進む。宛先ノードＩＤが対向ノード情報１６２に存在しない場合には（ＯＰ３６：Ｎｏ）、自ノード情報１６１と対向ノード情報１６２とのいずれにも宛先ノードＩＤが存在しないので、処理がＯＰ３５に進み、プロセッサ１０１はフレームを廃棄する。
【００９０】
ＯＰ３７では、プロセッサ１０１は、宛先ノードＩＤの下位８ビットをＶＬＡＮタグに格納し、このＶＬＡＮタグをイーサネットヘッダの所定の位置に挿入する。次に、処理がＯＰ３８に進み、プロセッサ１０１は、迂回ＩＦ  １１３からフレームを送信する。その後、図１３に示される処理が終了する。
【００９１】
ＯＰ３１の宛先ノードＩＤを取得する処理は、ＬＡＮ処理部１３の処理の一部に相当する。ＯＰ３１，ＯＰ３２，ＯＰ３５，ＯＰ３６の処理は、宛先ノード判定部１４の処理の一部に相当する。ＯＰ３３、ＯＰ３４の処理は、ＲＰＲ処理部１１の処理の一部に相当する。ＯＰ３７，ＯＰ３８は、迂回ＮＷ処理部１２の処理の一部に相当する。
【００９２】
なお、図１０−図１３では、図９に示される機能ブロックが、プロセッサ１０１による通信プログラムに実行によって実現される場合を想定して説明した。ただし、これに限られず、図９に示される機能ブロックが、ハードウェアで実現される場合には、各処理は、それぞれ対応するハードウェアによって実現される。
【００９３】
図１１−図１３では、障害発生時の処理について説明したが、カスケードＮＷが障害から復旧した場合には、通常の処理に戻る。すなわち、宛先ノードの検索に対向ノード情報は用いられない。障害復旧の検知は、例えば、カスケードＮＷから制御フレームを受信し自ノード情報が更新されることによって検知可能である。例えば、自ノード情報と対向ノード情報とに存在するノードが一致した場合に、カスケードＮＷの復旧を判定してもよい。
【００９４】
＜第１実施形態の作用効果＞
第１実施形態では、カスケードＮＷの境界ノードとなるリング装置が、対向ノードの自ノード情報（対向ノード情報）を保持する。対向ノード情報は、迂回ＮＷ（イーサネット）経由の宛先ノードの情報を示す。これによって、カスケードＮＷに障害が発生した場合でも、境界ノードはカスケードＮＷ内の各ノードの情報を認識することができる。また、カスケードＮＷに障害が発生した場合に、対向ノード情報に存在する宛先ノードへは迂回ＮＷを利用してフレームを送信することができ、通信の切断を防ぐことができる。また、カスケードＮＷ内の障害発生時には、対向ノード情報を使用すれば迂回ＮＷに切り替わるので、可用性の目安である切替時間（５０ｍｓ以内）を維持することができる。また、リング型トポロジのＲＰＲネットワークでは、リング上の伝送路はすべてＲＰＲであるという制約があるが、第１実施形態によれば、ＲＰＲとは種類の異なるネットワークを用いて疑似的なリングを形成することができる。
【００９５】
また、第１実施形態では、境界ノードにおいて、ＲＰＲネットワークから迂回ＮＷへフレームを転送する際には、ＲＰＲの宛先情報をＶＬＡＮタグに格納し、このＶＬＡＮタグをイーサネットフレームに挿入する。これによって、ＲＰＲの宛先情報を維持しつつ、フレームを迂回ＮＷに送信することができる。また、通常のイーサネットフレームからはＶＬＡＮタグ４バイトが増えるだけなので、迂回ＮＷの帯域消費を抑えることができる。
【００９６】
＜第１実施形態の適用例＞
図１４は、第１実施形態の適用例を示す図である。図１４に示される例は、迂回ＮＷがＲＰＲ１とＲＰＲ２との２つのＲＰＲネットワークで共有される例である。迂回ＮＷにおいて、ＲＰＲ１の境界ノードであるリング装置＃１，＃５とＲＰＲ２の境界ノードであるリング装置＃１１、#１５とがそれぞれレイヤ２スイッチを介して接続される。
【００９７】
ＲＰＲネットワークが正常時には、迂回ＮＷに流れるフレームは少ない（例えば、対向ノード情報）ため、迂回ＮＷにＲＰＲ１とＲＰＲ２との２つのＲＰＲネットワークの合計帯域を用意しなくてもよく、１つのＲＰＲ分の帯域を用意すればよい。複数のカスケードＮＷで迂回ＮＷを共有することで、帯域を有効に使用することができる。
【００９８】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、境界のノードは、迂回ＮＷ（イーサネット）にフレームを転送する際に、カスケードＮＷ（ＲＰＲ）の宛先情報に加えて、イーサネットフレームのヘッダにカスケードＮＷのＱｏＳ情報も格納される。これによって、迂回ＮＷを経由することによるカスケードＮＷのＱｏＳ情報の欠落を防止することができる。第２実施形態では、第１実施形態と共通する説明は省略される。なお、第２実施形態においても、通信システムの構成は、第１実施形態と同様に図６Ａ，図７Ａを想定する。
【００９９】
図１５は、第２実施形態に係る通信システムにおけるフレームの変換による変遷の例を示す図である。図１５では、図７Ｂと同様に、図７Ａに示される通信システムにおいて、リング装置＃２の配下のＮＷ（イーサネット）の端末から送信されたフレームが、リング装置＃２，リング装置＃１，迂回ネットワーク，リング装置＃５，リング装置＃４，リング装置＃４の配下のＮＷ（イーサネット）の端末という経路をたどる場合の例が示される。
【０１００】
リング装置＃２の配下のネットワークからリング装置＃２，リング装置＃２からリング装置＃１までのフレームＦＲ１からフレームＦＲ２への変遷については、第１実施形態（図７Ｂ）で説明した通りである。
【０１０１】
境界ノードであるリング装置＃１では、迂回ＮＷに転送するために、ＲＰＲフレームＦＲ２をイーサネットフレームＦＲ３へと変換する。第２実施形態では、第１実施形態と同様に、イーサネットフレームにＶＬＡＮタグを挿入する。ただし、第２実施形態では、ＶＬＡＮタグに、宛先ノードＩＤの下位８ビットに加えて、ＲＰＲフレームのヘッダに含まれるＱｏＳ情報が格納される。
【０１０２】
図１５のフレームＦＲ３では、第２実施形態におけるＶＬＡＮタグのフォーマットが示される。第２実施形態では、通常のＶＬＡＮタグでＶＬＡＮ  ＩＤフィールドとして使用される２バイト（１６ビット）のフィールドが、ノードＩＤ（８ビット）、サービスクラス（２ビット）、予約（２ビット）として使用される。ノードＩＤフィールドには、第１実施形態と同様に、ＲＰＲフレームＦＲ２の宛先ノードＩＤフィールド（６バイト）に格納される値のうち下位８ビットが格納される。サービスクラスフィールド（図中、フレームＦＲ３のＳＣ）には、ＲＰＲフレームＦＲ２のコントロールフィールド（図中、フレームＦＲ２のＣＴＲＬ）に格納される値のうち使用されている２ビットが格納される。なお、サービスクラスは、運用上では、３つである場合が多く、ＲＰＲの規定でも最大５クラスである。したがって、ＲＰＲフレームでは、コントロールフィールドに１バイト用意されているが、実際に使用されているのは２ビットであることが多いため、第２実施形態ではＶＬＡＮタグのサービスクラスフィールドに２ビット用意する。ただし、これに限られず、サービスクラスが５つ使用されている場合には、ＶＬＡＮタグのサービスクラスフィールドを３ビット、予約フィールドを１ビットに設定して用いてもよい。
【０１０３】
フレームＦＲ３は、リング装置＃１から送信され、迂回ＮＷを経由してリング装置＃５に到着する。リング装置＃５では、ＲＰＲネットワークに送信するために、イーサネットフレームＦＲ３をＲＰＲフレームＦＲ４に変換する。この場合には、まず、イーサネットフレームＦＲ３のＶＬＡＮタグからノードＩＤとサービスクラスとのフィールドの値が抽出され、フレームＦＲ３からＶＬＡＮタグが削除される。次に、フレームにＲＰＲヘッダが付与され、抽出されたノードＩＤとサービスクラスとの値が、それぞれ、ＲＰＲヘッダの宛先ノードＩＤとコントロールとのフィールドに格納されて、フレームＦＲ４が取得される。このとき、ノードＩＤ及びサービスクラスのそれぞれ不足分のビットはパディングされる。これによってリング装置＃１において、イーサネットフレームＦＲ３はＲＰＲフレームＦＲ４に変換される。
【０１０４】
図１６は、第２実施形態の通信システムの概要を説明するための図である。ＲＰＲでは、リング上の帯域は、全て同一であることが規定されている。しかしながら、迂回ＮＷとしてカスケードＮＷ（ＲＰＲ）の帯域以下の帯域しか用意できない場合がある。迂回ＮＷの帯域がカスケードＮＷの帯域より小さい場合には、カスケードＮＷのＱｏＳ情報をそのまま適用すると、迂回ＮＷにおいてデータの欠落が発生することがある。
【０１０５】
第２実施形態の通信システムでは、ＲＰＲネットワーク内の各リング装置は、ＱｏＳ情報を格納するＱｏＳテーブルを複数保持し、正常時と障害発生時とでＱｏＳテーブルを使い分ける。
【０１０６】
例えば、図１６に示される通信システムにおいて、カスケードＮＷの帯域は１０００Ｍｂｐｓ，迂回ＮＷの帯域は６００Ｍｂｐｓであるとする。各リング装置＃１−＃５は、通常時用のＱｏＳテーブル１と、障害時用のＱｏＳテーブル２とを有する。正常時用のＱｏＳテーブル１には、カスケードＮＷの帯域１０００Ｍｂｐｓに応じた帯域制御の情報が設定されている。障害時用のＱｏＳテーブル２には、迂回ＮＷの帯域６００Ｍｂｐｓ用の帯域制御の情報が設定されている。
【０１０７】
正常時には、各リング装置は通常時用のＱｏＳテーブル１を使用し、１０００Ｍｐｓ用の帯域制御が実行される。正常時には、カスケードＮＷから迂回ＮＷにはフレームはほぼ流れないため、帯域制御の設定がカスケードＮＷの帯域６００Ｍｂｐｓを上回っていてもよい。
【０１０８】
例えば、リング装置＃２とリング装置＃３との間の伝送路で障害が発生した場合には、リング装置＃２とリング装置＃３とによってカスケードＮＷ内に障害通知が行われる。境界ノードであるリング装置＃１及びリング装置＃５は、障害通知を受信すると、カスケードＮＷのリング装置に、ＱｏＳテーブルの切り替えを指示する制御フレームを送信する。ＱｏＳテーブルの切り替えを指示する制御フレームを受信すると、リング装置＃２−＃４は、ＱｏＳテーブル１から障害時用のＱｏＳテーブル２に切り替える。境界ノードであるリング装置＃１及びリング装置＃５は、ＱｏＳテーブルの切り替えを指示する制御フレームの送信により、ＱｏＳテーブル１から障害時用のＱｏＳテーブル２に切り替える。
【０１０９】
これによって、障害発生時には、障害時用のＱｏＳテーブル２が用いられ、迂回ＮＷの帯域に応じた帯域制御が実行される。したがって、障害発生時においても最低限必要なデータ通信を確保することができる。
【０１１０】
また、障害から復旧した際には、境界ノードであるリング装置＃１及びリング装置＃５が障害復旧を検知したタイミングで、ＱｏＳテーブルの切り替えを指示する制御フレームをカスケードＮＷに送信する。各リング装置＃２−＃４は、この制御フレームを受信すると、使用するＱｏＳテーブルを障害時用のＱｏＳテーブル２から正常時用のＱｏＳテーブル１に切り替える。境界ノードであるリング装置＃１及びリング装置＃５は、ＱｏＳテーブルの切り替えを指示する制御フレームの送信によって、使用するＱｏＳテーブルを正常時用のＱｏＳテーブル１に切り替える。
【０１１１】
なお、使用するＱｏＳテーブルを切り替えは、境界ノードからの制御フレームを利用したＱｏＳテーブルの切り替え指示に限られない。例えば、障害発生の検出，障害発生の通知の受信，障害復旧の検出等により、各リング装置＃１−５が自律的に使用するＱｏＳテーブルを切り替えてもよい。
【０１１２】
＜境界ノードの構成＞
図１７は、第２実施形態における境界ノードであるリング装置１ｂの機能ブロックの一例である。リング装置１ｂのハードウェア構成は、第１実施形態のリング装置１と同様である。リング装置１ｂは、プロセッサ１０１が不揮発性メモリ１０３に格納される通信プログラムを実行することによって、ＲＰＲ処理部１１，迂回ＮＷ処理部１２，ＬＡＮ処理部１３，宛先ノード判定部１４，ノードリスト管理部１５に加え、更にＱｏＳ処理部１７として動作する。また、プロセッサ１０１の通信プログラムのインストール又は実行を通じて、揮発性メモリ１０２の記憶領域にノードリストＤＢ  １６と、正常時用ＱｏＳテーブル１８ａ，障害時用ＱｏＳテーブル１８ｂが作成される。正常時用ＱｏＳテーブル１８ａ，障害時用ＱｏＳテーブル１８ｂは、ユーザ入力によって設定されてもよい。ただし、これに限られず、各機能ブロックは、ＦＰＧＡ，ＡＳＩＣ等の電子回路によってハードウェアで実現されてもよい。
【０１１３】
ＱｏＳ処理部１７は、リング装置１ｂの配下のＮＷから受信し、カスケードＮＷ又は迂回ＮＷへ転送するフレームに対して付与されるＱｏＳ情報を管理する。ＱｏＳ処理部１７は、使用されるＱｏＳテーブルを記憶しており、リング装置１ｂの配下のＮＷからカスケードＮＷ又は迂回ＮＷへフレームが送信される際に、ＬＡＮ処理部１３からの問い合わせに応じて、記憶されているＱｏＳテーブルからＱｏＳ情報を読み出す。読み出されたＱｏＳ情報は、該当フレームの転送先に応じて、ＲＰＲ処理部１１又は迂回ＮＷ処理部１２に通知される。また、ＱｏＳ処理部１７は、障害発生の通知を受信した場合、及び、障害復旧を検出した場合に、カスケードＮＷに（ＲＰＲ  ＩＦ  １１１から）ＱｏＳテーブルの切り替え指示の制御フレームを送信する。また、ＱｏＳ処理部１７は、自身に記憶される使用されるＱｏＳテーブルを正常時用ＱｏＳテーブル１８ａ又は障害時用ＱｏＳテーブル１８ｂに書き換えて、ＱｏＳテーブルを切り替える。なお、障害復旧の検知は、例えば、自ノード情報の更新や、自ノード情報の更新により自ノード情報と対向ノード情報とが有するリング装置が同一になることにより検知される。
【０１１４】
ＲＰＲ処理部１１は、第１実施形態の処理に加えて、以下の処理を実行する。ＲＰＲ処理部１１は、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１においてＲＰＲフレームが受信された場合、ＲＰＲフレームを解析して、宛先ノードＩＤとコントロールとのフィールドから値を抽出する。また、ＲＰＲフレームの送信の場合には、ＲＰＲ処理部１１は、宛先ノードＩＤとサービスクラスとを取得し、ＲＰＲヘッダの宛先ノードＩＤとコントロールとのフィールドにそれぞれ値を格納する。宛先ノードＩＤは宛先ノード判定部１４から取得される。サービスクラスは、受信インタフェースに応じてＱｏＳ処理部１７又は迂回ＮＷ処理部１２からの通知によって取得される。ＲＰＲ処理部１１は、フレームにＲＰＲヘッダを付与してＲＰＲ  ＩＦ  １１１からＲＰＲフレームを送信する。
【０１１５】
迂回ＮＷ処理部１２は、第１実施形態の処理に加えて、以下の処理を実行する。迂回ＩＦ  １１３でイーサネットフレームが受信された場合には、迂回ＮＷ処理部１２は、ＶＬＡＮタグを解析し、ノードＩＤとサービスクラスとのフィールドから値を抽出する。また、迂回ＩＦ  １１３からイーサネットフレームが送信される場合には、迂回ＮＷ処理部１２は、宛先ノードＩＤとサービスクラスとを取得し、ＶＬＡＮタグに格納する。宛先ノードＩＤは、宛先ノード判定部１４から取得される。サービスクラスは、ＱｏＳ処理部１７又はＲＰＲ処理部１１からの通知により取得される。迂回ＮＷ処理部１２は、このＶＬＡＮタグをヘッダに含めてイーサネットフレームを生成し、迂回ＩＦ  １１３からイーサネットフレームを送信する。
【０１１６】
ＬＡＮ処理部１３は、第１実施形態の処理に加えて、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２でイーサネットフレームが受信された場合には、ＱｏＳ処理部１７にＱｏＳ情報を問い合わせる。
【０１１７】
宛先ノード判定部１４，ノードリスト管理部１５，ノードリストＤＢ  １６については、第１実施形態と同様である。
【０１１８】
正常時用ＱｏＳテーブル１８ａには、カスケードＮＷの帯域に応じた帯域制御の情報が設定されている。障害時用ＱｏＳテーブル１８ｂには、迂回ＮＷの帯域に応じた帯域制御の情報が設定されている。
【０１１９】
＜境界ノード以外のリング装置の構成＞
図１８は、境界ノードではないリング装置２の機能ブロックの一例を示す図である。リング装置２のハードウェア構成は、境界ノードであるリング装置１ｂと同様であり、図８に示される通りである。リング装置２は、プロセッサ１０１が不揮発性メモリ１０３に格納される通信プログラムを実行することによって、ＲＰＲ処理部２１，ＬＡＮ処理部２３，宛先ノード判定部２４，ノードリスト管理部２５，ＱｏＳ処理部２７として動作する。また、該通信プログラムをインストール又は実行することによって、揮発性メモリ１０２の記憶領域にノードリストＤＢ  ２６，正常時用ＱｏＳテーブル２８ａ，障害時用ＱｏＳテーブル２８ｂが作成される。正常時用ＱｏＳテーブル２８ａ，障害時用ＱｏＳテーブル２８ｂは、ユーザ入力によって設定されてもよい。
【０１２０】
ノードリストＤＢ  ２６には、自ノード情報２６１が格納される。境界ノードでないリング装置２は、迂回ＮＷには接続されず、迂回ＮＷについては認識しないため、対向ノード情報は有しない。正常時用ＱｏＳテーブル２８ａには、カスケードＮＷの帯域に応じた帯域制御の情報が設定されている。障害時用ＱｏＳテーブル２８ｂには、迂回ＮＷの帯域に応じた帯域制御の情報が設定されている。
【０１２１】
境界ノード以外のリング装置２は、ＲＰＲネットワークと配下のイーサネットワークとに接続しており、迂回ＮＷに係る処理を実行しないこと以外は、境界ノードであるリング装置１ｂとほぼ同様の処理を実行する。ＲＰＲ処理部２１は、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１において送受信されるフレームの処理を行う。したがって、ＲＰＲ処理部２１，ＬＡＮ処理部２３の処理は、境界ノードのリング装置１ｂのＲＰＲ処理部１１，ＬＡＮ処理部１３と同様の処理である。宛先ノード判定部２４，ノードリスト管理部２５は、境界ノード以外のリング装置２は対向ノード情報を保持しないので、対向ノードに係る処理を実行しない以外は、境界ノードのリング装置１ｂの宛先ノード判定部１４，ノードリスト管理部１５の処理と同様である。
【０１２２】
ＱｏＳ処理部２７は、リング装置２の配下のＮＷから受信し、カスケードＮＷへ転送するフレームに対して付与されるＱｏＳ情報を管理する。ＱｏＳ処理部２７は、使用されるＱｏＳテーブルを記憶しており、リング装置２の配下のＮＷからカスケードＮＷへフレームが送信される際に、ＬＡＮ処理部２３からの問い合わせに応じて、使用することが記憶されているＱｏＳテーブルからＱｏＳ情報を読み出す。読み出されたＱｏＳ情報は、ＲＰＲ処理部２１に通知される。また、ＱｏＳ処理部２７は、境界ノードであるリング装置１ｂからのＱｏＳテーブルの切り替え指示の制御フレームを受信すると、使用されるＱｏＳテーブルを正常時用ＱｏＳテーブル２８ａ又は障害時用ＱｏＳテーブル２８ｂに書き換えて、ＱｏＳテーブルを切り替える。
【０１２３】
＜境界ノードの動作例＞
図１９，図２０，図２１は、それぞれ、カスケードＮＷの障害発生時における境界ノードのリング装置１ｂのフレーム転送処理のフローチャートの一例である。
【０１２４】
図１９は、カスケードＮＷの障害発生時に、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１においてフレームが受信された場合の境界ノードのリング装置１ｂのフレーム転送処理のフローチャートの一例である。図１９に示されるフローチャートは、カスケードＮＷの障害発生時にＲＰＲ  ＩＦ  １１１においてフレームが受信された場合に開始される。
【０１２５】
図１９に示されるフローチャートにおいて、ＯＰ４２−ＯＰ４６，ＯＰ４８の処理は、図１１に示されるフローチャートのＯＰ１２−ＯＰ１６，ＯＰ１８の処理と同様である。以下、図１１に示されるフローチャートの処理と異なるＯＰ４１，ＯＰ４７の処理について説明する。
【０１２６】
ＯＰ４１では、プロセッサ１０１は、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１において受信したＲＰＲフレームを解析し、ＲＰＲヘッダの宛先ノードＩＤフィールドとコントロールフィールドに格納される値を抽出する。また、プロセッサ１０１はＲＰＲフレームのヘッダを削除する。このときのフレームは、通常のイーサネットフレームである（図７Ｂ参照）。
【０１２７】
ＯＰ４７では、ＲＰＲ  ＩＦ  １１１において受信したフレームを迂回ＮＷに送信することを判定したので、プロセッサ１０１は、ＶＬＡＮタグをＯＰ４１においてＲＰＲヘッダが外されたフレームのイーサネットヘッダの所定の位置に挿入する。このＶＬＡＮタグのノードＩＤフィールドには、ＯＰ４１において抽出された宛先ノードＩＤの下位８ビットが格納される。また、ＶＬＡＮタグのサービスクラスフィールドには、ＯＰ４１において抽出されたＲＰＲヘッダのコントロールフィールドの値のうち使用されている２ビットが格納される。
【０１２８】
図２０は、カスケードＮＷの障害発生時に、迂回ＩＦ  １１３においてフレームが受信された場合の境界ノードであるリング装置１ｂのフレーム転送処理のフローチャートの一例である。図２０に示されるフローチャートは、カスケードＮＷの障害発生時に迂回ＩＦ  １１３において、フレームが受信された場合に開始される。なお、迂回ＩＦ  １１３において受信されるフレームは、ＶＬＡＮタグを有するイーサネットフレームである。
【０１２９】
図２０に示されるフローチャートにおいて、ＯＰ５２−ＯＰ５４，ＯＰ５６−ＯＰ５７の処理は、図１２に示されるフローチャートのＯＰ２２−ＯＰ２４，ＯＰ２６−ＯＰ２７の処理と同様である。以下、図１２に示されるフローチャートの処理と異なるＯＰ５１，ＯＰ５５の処理について説明する。
【０１３０】
ＯＰ５１では、プロセッサ１０１は、迂回ＮＷから迂回ＩＦ  １１３において受信したイーサネットフレームを解析し、ＶＬＡＮタグのノードＩＤフィールドの値８ビットを抽出する。また、プロセッサ１０１は、ＶＬＡＮタグのサービスクラスフィールドの値２ビットを抽出する。プロセッサ１０１は、イーサネットフレームからＶＬＡＮタグを削除する。
【０１３１】
ＯＰ５５では、迂回ＩＦ  １１３において受信したイーサネットフレームをＲＰＲネットワークに送信することが判定されたので、プロセッサ１０１は、該イーサネットフレームにＲＰＲヘッダを付与してＲＰＲフレームを生成する（図７Ｂ、フレームＦＲ３、ＦＲ４参照）。プロセッサ１０１は、ＲＰＲフレームの宛先ノードＩＤフィールドに、ＯＰ２１で抽出されたＶＬＡＮタグのノードＩＤフィールドの値８ビットにパディングして６バイトにした値を格納する。また、プロセッサ１０１は、ＲＰＲフレームのコントロールフィールドに、ＯＰ２１で抽出されたＶＬＡＮタグのサービスクラスフィールドの値２ビットにパディングして１バイトにした値を格納する。
【０１３２】
図２１は、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２においてフレームが受信された場合の境界ノードであるリング装置１ｂのフレーム転送処理のフローチャートの一例である。図２１に示されるフローチャートは、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２においてフレームが受信された場合に開始される。
【０１３３】
図２１に示されるフローチャートにおいて、ＯＰ６１−ＯＰ６２，ＯＰ６４−ＯＰ６６，ＯＰ６８の処理は、図１３に示されるフローチャートのＯＰ３１−ＯＰ３２，ＯＰ３４−ＯＰ３６，ＯＰ３８の処理と同様である。以下、図１２に示されるフローチャートの処理と異なるＯＰ６０，ＯＰ６３，ＯＰ６７の処理について説明する。
【０１３４】
ＯＰ６０では、プロセッサ１０１は、使用されているＱｏＳテーブルからＱｏＳ情報を取得する。なお、カスケードＮＷの正常時には、正常時用ＱｏＳテーブル１８ａが使用される。カスケードＮＷの障害時には、障害時用ＱｏＳテーブル１８ｂが使用される。
【０１３５】
ＯＰ６３では、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２において受信されたイーサネットフレームがカスケードＮＷ（ＲＰＲ）に転送されることが判定されたので、プロセッサ１０１は、該イーサネットフレームにＲＰＲヘッダを付与してＲＰＲフレームを生成する（図７Ｂ、フレームＦＲ１、ＦＲ２参照）。プロセッサ１０１は、ＲＰＲフレームの宛先ノードＩＤフィールドに、配下のＮＷとノードＩＤとの対応付けから取得した宛先ノードＩＤを格納する。また、プロセッサ１０１は、ＲＰＲフレームのコントロールフィールドに、ＯＰ６０で取得したＱｏＳ情報で指定されるサービスクラスを格納する。このフレームはＲＰＲ  ＩＦ  １１１からカスケードＮＷ（ＲＰＲ）に送信される。
【０１３６】
ＯＰ６７では、ＬＡＮ  ＩＦ  １１２において受信されたイーサネットフレームが迂回ＮＷ（イーサネット）に転送されることが判定されたので、プロセッサ１０１は、該イーサネットフレームの所定の位置にＶＬＡＮタグを挿入する。プロセッサ１０１は、このＶＬＡＮタグのノードＩＤフィールドに、配下のＮＷとノードＩＤとの対応付けから取得した宛先ノードＩＤの下位８ビットを格納する。また、プロセッサ１０１は、ＶＬＡＮタグのサービスクラスフィールドに、ＯＰ６０において取得されたＱｏＳ情報で指定されるサービスクラスを格納する。このフレームは迂回ＩＦ  １１３から迂回ＮＷ（イーサネット）に送信される。
【０１３７】
＜第２実施形態の作用効果＞
第２実施形態では、境界ノードであるリング装置１ｂは、迂回ＮＷ（イーサネット）にフレームを転送する場合に、ＶＬＡＮタグにＱｏＳ情報を格納することで、カスケードＮＷ（ＲＰＲ）内のＱｏＳ情報をイーサネットフレームに埋め込む。これによって、迂回ＮＷを経由した場合でもカスケードＮＷのＱｏＳ情報の欠落を防ぐことができる。
【０１３８】
また、第２実施形態では、カスケードＮＷ内のリング装置は、カスケードＮＷの正常時と障害時とでＱｏＳテーブルを使い分ける。これによって、カスケードＮＷの障害時には、カスケードＮＷよりも帯域の狭い迂回ＮＷに応じた帯域制御が実行され、データの欠落を防止することができる。
【０１３９】
＜第２実施形態の変形例＞
図２２は、迂回ＮＷがＲＰＲ１とＲＰＲ２との２つのＲＰＲネットワークで共有される例を示す。迂回ＮＷにおいて、ＲＰＲ１の境界ノードであるリング装置＃１，＃５とＲＰＲ２の境界ノードであるリング装置＃１１、#１５とがそれぞれレイヤ２スイッチを介して接続される。
【０１４０】
ＲＰＲ１とＲＰＲ２との両方で障害が発生することを二重障害と称する。二重障害の場合には、ＲＰＲ１とＲＰＲ２との両方のネットワークが迂回ＮＷを利用するため、迂回ＮＷの帯域が圧迫される。そのため、第２実施形態の変形例では、各リング装置は、正常時用のＱｏＳテーブル１と障害時用のＱｏＳテーブル２とに加えて、二重障害時用のＱｏＳテーブル３を備え、これらを使い分ける。
【０１４１】
例えば、ＲＰＲ１及びＲＰＲ２のカスケードＮＷの帯域が１０００Ｍｂｐｓ，迂回ＮＷの帯域が６００Ｍｂｐｓであるとする。この場合、例えば、正常時用のＱｏＳテーブル１には、カスケードＮＷの帯域１０００Ｍｂｐｓに応じた帯域制御の設定が格納される。例えば、障害時用のＱｏＳテーブル２には、迂回ＮＷの帯域６００Ｍｂｐｓに応じた帯域制御の設定が格納される。また、例えば、二重障害時用のＱｏＳテーブル３には、迂回ＮＷの帯域の半分の３００Ｍｂｐｓのように二重障害時に利用可能な帯域に応じた帯域制御の設定が格納される。
【０１４２】
以下、ＲＰＲ１について説明するが、ＲＰＲ２についても同様に構成することができる。境界ノードであるリング装置＃１及びリング装置＃５は、例えば、迂回ＮＷ経由でのフレームの遅延，欠落等を検知することによって、二重障害の発生を検出する。例えば、自ノード情報のコピーを対向ノードに送信する制御フレームは、所定間隔で迂回ＮＷ経由でやり取りされるので、境界ノードはこの制御フレームの受信間隔等を監視して二重障害を検出する。
【０１４３】
境界ノードであるリング装置＃１、＃５は、二重障害を検出すると、制御フレームを利用して、二重障害の発生をカスケードＮＷ内のリング装置＃２−＃４に通知する。カスケードＮＷ内のリング装置＃２−＃４は、二重障害発生の通知を受信すると、使用するＱｏＳテーブルを二重障害時用のＱｏＳテーブル３に切り替える。境界ノードであるリング装置＃１、＃５は、二重障害を通知する制御フレームを送信すると、使用するＱｏＳテーブルを二重障害時用のＱｏＳテーブル３に切り替える。
【０１４４】
各リング装置が二重障害時用のＱｏＳテーブルを備え、二重障害発生時には、二重障害時用のＱｏＳテーブルを使用することによって、複数のカスケードＮＷで迂回ＮＷを共有する場合の二重障害にも柔軟に適応する帯域制御を行うことができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１，１ｂ，２      リング装置
１１      ＲＰＲ処理部
１２      迂回ＮＷ処理部
１３      ＬＡＮ処理部
１４      宛先ノード判定部
１５      ノードリスト管理部
１６      ノードリストデータベース
１７      ＱｏＳ処理部
１６１    自ノード情報
１６２    対向ノード情報1
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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