(57)【要約】  ネットワークトポロジにおいて、障害を回復する方法。第１のノードは、第１のカスタマの第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンクと、第１のアクティブルータに接続された第１のネットワークリンクを有するように与えられる。第２のノードは、第１のカスタマの第１のポートグループに接続された第1のアクセスリンクと、第２のスタンバイルータに接続された第１のネットワークリンクとを有している。第１のノードは、第２のノードの第２のネットワークリンクを経て、第２のノードに接続された第２のネットワークリンクを有してしている。第１のノードの第１のアクセスリンク、または第１のノードその物が障害を起こすと、第２のノードはアクティブ状態にスイッチする。第１のノードの第２のネットワークリンクが障害を起こすと、第２のノードはアクティブ状態にスイッチする。このように、トラフィックは第１のルータおよび／または第２のルータに送信される。
2007525895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークトポロジにおける障害を回復する方法であって、
第１のカスタマの第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンク、および第１のルータに接続された第１のネットワークリンクを有する第１のノードと、前記第１のカスタマの前記第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンクを有する第２のノードと、第２のルータに接続された第１のネットワークリンクとを与えるステップを含み、前記第１のノードは前記第２のノードに接続された第２のネットワークリンクを有し、
前記第１のポートグループに対して前記第１のノードをアクティブ状態に設定し、前記第１のポートグループに対して前記第２のノードをスタンバイ状態に設定するステップと、
前記第１のアクセスリンクによって前記第１のノードに情報を送信するステップと、
前記第１のノードは、前記情報を受信し、前記第１のネットワークリンクによって前記情報を前記第１のルータに送信するステップと、
前記第１のノードは、前記第２のネットワークリンクによって前記同じ情報を前記第２のノードに送信するステップと、
前記第２のノードは、前記第２のネットワークリンクによって前記第１のノードから前記情報を受信するステップと、
前記第２のノードは、前記第２のルータに、前記受信された情報を前記第２のノードの前記第１のネットワークリンクによって送信するステップと、
前記第１のノードの前記第１のアクセスリンク上の障害を検出するステップと、
前記第１のノードを前記アクティブ状態から前記スタンバイ状態にスイッチし、前記第２のノードを前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態にスイッチするステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードの前記第１のアクセスリンクによって情報を送信するステップと、前記第２のノードは前記情報を受信し、前記第１のネットワークリンクによって前記情報を前記第２ルータに送信するステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項３】
請求項１に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードは前記第１のノードに、前記第２のネットワークリンクによって前記同じ情報を送信するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項４】
請求項３に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第１のノードは前記第１のルータに、前記第２のノードから受信された前記情報を前記第１のネットワークリンクによって送信するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項５】
請求項１に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードは、前記第２のノードの前記第１のアクセスリンクにおける入力トラフィックと、前記第１のノードの前記第２のネットワークリンクにおける入力トラフィックとを比較するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項６】
請求項５に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードは、前記第１のノードの前記第１のアクセスリンク上に障害があること、または前記第２のノードの前記第１のアクセスリンクと前記第１のノードに接続された前記第２のネットワークリンクとの間に入力トラフィックにかなりの差がある場合、前記第１のノードにおける障害があることを決定するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項７】
請求項１に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第１のノードは、前記アクティブ状態から前記スタンバイ状態にスイッチする前に、前記第１のアクセスリンクによって受信される情報がないことを検出するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項８】
請求項１に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第１のノードは前記第２のノードに警報信号を送信し、第２のノードをトリガーして前記アクティブ状態にスイッチする前に、前記第１のノードの前記第１のアクセスリンクによって受信される誤情報があることを検出するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項９】
ネットワークトポロジにおける障害を回復する方法であって、
第１のカスタマの第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンク、および第１のルータに接続された第１のネットワークリンクを有する第１のノードと、前記第１のカスタマの前記第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンクを有する第２のノードと、第２のルータに接続された第１のネットワークリンクとを与えるステップを含み、前記第１のノードは前記第２のノードの第２のネットワークリンクを経て前記第２のノードに接続された第２のネットワークリンクを有し、
前記第１のポートグループに対して前記第１のノードをアクティブ状態に設定し、前記第１のポートグループに対して前記第２のノードをスタンバイ状態に設定するステップと、
前記第１のアクセスリンクによって前記第１のノードに情報を送信するステップと、
前記第１のノードは、前記情報を受信し、前記第１のネットワークリンクによって前記情報を前記第１のルータに送信するステップと、
前記第１のノードは、前記第２のネットワークリンクによって前記同じ情報を前記第２のノードに送信するステップと、
前記第２のノードは、前記第２のネットワークリンクによって前記第１のノードから前記情報を受信するステップと、
前記第２のノードは、前記第２のルータに、前記受信された情報を第１のネットワークノードによって送信するステップと、
前記第１のノードの前記第２のアクセスリンクでの障害を検出するステップと、
前記第２のノードを前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態にスイッチするステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第１のノードは、前記第１のノードの前記第２のネットワークリンクを経て、前記第２のノードと情報を交換するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の障害を回復する方法であって、
更に、情報が前記第１のノードの前記第２のネットワークリンクを経て前記第１のノードと交換されると、前記第２のノードはアクティブ状態にスイッチするステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードの前記第１のアクセスリンクによって情報を送信するステップと、前記第２のノードが前記情報を受信するステップと、前記情報を前記第２のルータに、前記第２のノードの前記第１のネットワークリンクによって送信するステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項１３】
ネットワークトポロジにおける障害を回復する方法であって、
第１のカスタマの第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンク、および第１のルータに接続された第１のネットワークリンクを有する第１のノードと、前記第１のカスタマの前記第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンクを有する第２のノードと、第２のルータに接続された第１のネットワークリンクとを与えるステップを含み、前記第１のノードは前記第２のノードの第２のネットワークリンクを経て前記第２のノードに接続された第２のネットワークリンクを有し、
前記第１のポートグループに対して前記第１のノードをアクティブ状態に設定し、前記第１のポートグループに対して前記第２のノードをスタンバイ状態に設定するステップと、
前記第１のアクセスリンクによって前記第１のノードに情報を送信するステップと、
前記第１のノードは、前記情報を受信し、前記第１のネットワークリンクによって前記情報を前記第１のルータに送信するステップと、
前記第１のノードは、前記第２のネットワークリンクによって前記同じ情報を前記第２のノードに送信するステップと、
前記第２のノードは、前記第１のノードから前記情報を受信するステップと、
前記第２のノードは、前記第２のルータに、前記受信された情報を前記第１の出力ノードによって送信するステップと、
前記第１のノードでの障害を検出するステップと、
前記第２のノードを前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態にスイッチするステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードに情報を前記第１のアクセスリンクによって送信するステップと、前記第２のノードは前記情報を受信するステップと、前記情報を前記第２のルータに前記第１の出力リンクによって送信するステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第１のルータが前記第２のルータとロジカルリンクを経て通信するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の障害を回復する方法であって、
更に、誤情報が前記第１のノードの前記第１のネットワークリンクによって受信されると、前記第１のルータをスタンバイ状態にスイッチするステップを含む、障害を回復する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークトポロジにおいて用いられる保護および回復機構に関する。ネットワークトポロジは、内部リンクに関する障害や、例えばＶＬＡＮに関係したアクセスネットワークにおけるノード障害などである。
【背景技術】
【０００２】
マーリン(Marlin)・ノード・ユニットから構築されるインフラストラクチャの論理的トポロジは、通常ハブ・スポークである。全てのトラフィックが、ハブに対してバックホール(back-haul)され、ハブを構成するルータまたはスイッチを通過することなく、2つのアクセスインタフェース間を通過するトラフィックの可能性は無い。図１における従来技術のインフラ１０は、インターネットに順次に接続される仲間となることができるカスタマＣ１〜Ｃ６に関係したアクセスネットワーク１６に接続されるルータ１２、１４を示している。ネットワーク１６は、ＶＬＡＮ構造に適した複数のイーサネットのスイッチを有するメトロアクセスシステムとなることができる。例えば、通信オペレータ（例えば電話会社）は、カスタマ間の直接の通信を完全に防げるために、特別な技術を加えるが、いくつかのイーサネットスイッチはこのような通信を可能にする。このようにして、通信オペレータはトラフィック(オペレータがこのトラフィックを監視し、適宜にカスタマに請求することを可能にし、カスタマをお互いから保護することを可能にする。) を監視することができる。ハブノードに接続しているそれぞれのトランクリンク1８、２０は、システムにおけるアクセスポートに接続されたそれぞれのカスタマからトラフィックを搬送することができる。
【０００３】
多くのメトロアクセスネットワークにおいて現在用いられているイーサネットスイッチは、企業環境向けに通常築かれ、非常に大きな構造には適していない。大半のイーサネットスイッチの自動機能は、イーサネットスイッチに関連して用いられるのに適した構造サイズを別々に限定する。現在使用されているイーサネットスイッチは、また、スイッチが前にスイッチされたアドレスを記憶しようとするのでオーバーロードされる場合、正常に機能しない傾向がある。上述の問題がない、アクセスネットワークにおいて機能できるシステムが必要である。
【発明の開示】
【０００４】
本発明のシステムは、上述の問題に対して解決を与える。特に、本発明の方法は、ネットワークトポロジにおける障害を回復するためにある。第１のカスタマの第１のポートグループに接続される第１のアクセスリンクと、第１のアクティブルータに接続される第１のネットワークリンクとを有する第１のノードが与えられる。第２のノードは、第１のカスタマの第１のポートグループに接続される第１のアクセスリンクと、第２のスタンバイルータに接続される第１のネットワークリンクとを有している。第１のノードの第１のアクセスリンクまたは第１のノード自体が障害を起こすと、第２のノードはアクティブ状態にスイッチする。第１のノードの第２のネットワークリンクが障害を起こすと、第２のノードはアクティブ状態にスイッチする。このようにトラフィックは、第１のルータおよび／または第２のルータに確実に送信される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図２に示されるように、物理上のトポロジ３０は、論理的ハブ・スポークと異なることができる。ツリー構造は、ハブノードの方へいくつかのステップで、カスタマトラフィックを集めるのに用いることができる。マーリンの多様なユニット３２、３４のデイジーチェーンは、ツリーが不適切である場合、ブイルドアウト(build out)を簡単にするか、ファイバまたは銅のリンクの量とルータまたはスイッチインタフェースの数とを減らすのに用いることができる。ユニット３２、３４は、異なるカスタマへのまたは、カスタマからのトラフィックが混合されないように、それぞれのカスタマラインをmTagsで分離しながら、複数のカスタマラインを接続し併合するために用いることができる。例えば、それぞれのユニットは１０個のカスタマポートと２個のネットワークリンクを有することができる。ユニット３２、３４はイーサネットフレームを受信し、送信する特徴を有し、このユニットはアクセスポートとネットワークポートとの間でのみ情報をスイッチし、異なるアクセスポート間および異なるネットワークポート間ではスイッチしない。タグは、仮想インタフェースをそれぞれのカスタマに対してセットアップできるように、カスタマとの間のトラフィックを区別するために用いられる。
【０００６】
望ましくは、タグは実施を容易にするように、多数のルータによって現在用いられているタイプのものである。タグが外されたトラフィックがカスタマから入力すると、マーリンユニットは、トラフィックが上流マーリンユニットまたはルータに送られる前にタグを付け、タグはトラフィックが正しい仮想インタフェース(最終的にタグを除去することができる)に送られることを確かめる。ルータは、このようにしてまた、このアクセスポートからトラフィックが送信されることを知る。ルータは順次、ＩＰネットワークか任意の他の適したネットワークに接続することができる。
【０００７】
多くの異なるアクセスネットワークサービスのアーキテクチャを、用いることができる。このアーキテクチャは、メトロコア(metro core)ネットワークとカスタマーサイトへの冗長な接続の数に基づくことができる。シングルおよびデュアル接続は、シングルネットワークに接続されるシングルのカスタマを有するシングルのネットワークを含む４つの可能なコンビネーションを与える。シングルネットワークのシングルカスタマアーキテクチャにおいて、アクセスネットワークは１つの接続を経てメトロコアに接続され、カスタマは1つの接続を経てアクセスサブシステムに接続される。アクセスシステムを経てネットワークコアから送信される全てのトラフィックは、重複化なしにカスタマに伝えられ、また逆の場合も同じである。全ての冗長性と回復機構が、アクセスサブシステム内に隠れている。このアーキテクチャにおいて、接続リンクまたは接続ノードを保護することが不可能である。
【０００８】
もう1つの状況は、デュアルネットワークに接続されるシングルカスタマを有するデュアルネットワークである。アクセスネットワークは、２つの独立した接続を経てメトロコアに接続され、カスタマは1つの接続を経てアクセスサブシステムに接続されている。このように、１つのルータが働かない場合、他のルータに対してバックアップとなることができるように、２つのルータをアクセスネットワークに接続することができる。２つのメトロコア接続リンクのいずれかを経て、ネットワークコアから送信される全てのトラフィックは、カスタマに送信される。カスタマからのトラフィックは、２つのメトロコアネットワークリンクの両方に送信される。メトロアクセスシステムの接続リンクまたは接続ノードを保護することは、このアーキテクチャにおいて可能であるが、メトロコアシステムまたはカスタマシステムにおいて付加的な機能を必要とする。要件をVRRP、HSRP、OSPFまたはその他の適したプロトコルによって満たすことができる。OSPFはまた、カスタマが保護手段に参加することを必要とするが、VRRPとHSRPのみが、メトロコアシステムに影響を及ぼす。
【０００９】
もう１つの分類は、シングルネットワークに接続されたデュアルカスタマを有するシングルネットワークである。アクセスネットワークは、１つの接続を経てメトロコアに接続され、カスタマはデュアル接続を経てアクセスサブシステムに接続される。アクセスシステムを経てネットワークコアから送信される全てのトラフィックは、重複化なしにカスタマ接続のどちらか一方に伝えられる。カスタマがそれぞれのフレームの内の１つのコピーを、両方の接続部に伝えるか、カスタマがシングルコピーを接続部の内の１つに伝える、このシステムの２つのモードが可能である。両方の場合において、アクセスネットワークは、重複化なしにトラフィックを送る。カスタマがアクセスリンクの内の１つのみにトラフィックを送信する選択をすれば、障害がある場合に、回復を成し遂げるために、アクセスシステム自身かメトロコアシステムのどちらか一方とインタラクティブするカスタマを必要とする。
【００１０】
最後の分類は、デュアルネットワークに接続されたデュアルカスタマを有するデュアルネットワークを含んでいる。アクセスネットワークは、デュアル接続を経てメトロコアに接続され、カスタマはもまた、デュアル接続を経てアクセスサブシステムに接続されている。これは、以上述べられた例のコンビネーションである。
【００１１】
全ての種類の回復機構に対して基本の要件は、冗長なリソースの存在である。１つの共通のモデルは、１つの特定のリソースを基本として用い、それを同じ種類のバックアップまたはスタンバイリソースによって保護することである。１つのリソースが、いくつかの主要なリソースのためのバックアップとなることができる。マーリンユニットで構築されたアクセスシステムにおいて重複化することができるリソースの種類は、視覚的で電気的なユニットを含む通信リンクである。高度な冗長性を与えるために、重複化されたリンクは、物理的に異なる通信経路を実現するために異なるケーブルにおいて設けられるべきである。マーリンユニットのようなノードは、ノード障害から保護し、サービスデリバリを妨げずにアップグレードとメンテナンスを実行する機構を与えるように重複化される。
【００１２】
以下、詳細に述べるように、ノードとリンクの冗長性によって、このシステムはアクセスネットワーク内の障害から保護することができる。コアネットワークの接続ユニットの障害から保護するために、ルータまたはスイッチのような接続ポイントは、重複化されるべきである。コアネットワークがＩＰネットワークであれば、ルータの重複化は、ルータ障害とアクセスネットワークに対する接続リンクの障害に対する保護の可能性を与える。ルータの重複化はまた、サービスデリバリを妨げずに、パフォーマンスメンテナンスとアップグレードを与える。ルータ障害の場合の回復を、障害ルータからバックアップルータに手動でスイッチすることによって、またはOSPFのようなダイナミックルーティングプロトコルあるいは、VRRP/HSRPのような他の機構を用いて、自動的にスイッチすることにより与えることができる。マーリンアクセスネットワークにおいて回復機構がどのようにサポートされるかを、以下詳細に説明する。コアネットワークがイーサネットをスイッチする純粋レイヤ２であれば、イーサネットスイッチのような冗長な接続ノードは、上記の冗長なルータと同じ種類の保護を与える。レイヤ２イーサネットシステムにおいて、障害が生じた主要なスイッチからバックアップの第２スイッチへの切り替えは、コアレイヤ２ネットワーク内で自動的に実行することができる。しかし、このことは、いくつかの特別な要件を、マーリンアクセスネットワークに与える。
【００１３】
マーリンアクセスネットワークはまた、デュアルで冗長な接続リンクを経て、カスタマーサイトを接続するのに用いることができる。これらの場合、カスタマ端末（CPE）は、デュアルリンクをカスタマから隠し、CPEとシングルで全二重のイーサネット接続を含むカスタマ設備との間のシンプルで十分定義されたインタフェースを有するために、ある要件を実現する必要がある。従って、CPEは、デュアルで冗長な接続リンクとシングルカスタマリンクとの間にマップする必要がある。CPEは、接続部のいずれかから、トラフィックを受信し、それらの双方を経て全てのデータを送信することができるべきである。これらの要件は、FSP150CPユニットのようなM1000ユニットと他のユニットの両方によって、実現することができる。
【００１４】
アクセスネットワークにおけるリンクとノードを含むリソースの障害から回復するためには、障害検出、保護手段と回復機構とを含む３つの機構は、適所に配置しなければならない。障害検出は、リソースをモニタリングすることによって、例えば、リンク上のCRCエラーのナンバーをモニタリングすることによって、またはある特定のノードが活動していることをモニターするワッチドックタイマを用いることにより、実現することができる。このような機構が適切な場所に設置され、マーリンノードが、ノードあるいはリンクの障害を検出すると、ネットワークポートの両方を経て送信されるイベントメッセージを発することができると考えられる。
【００１５】
保護手段は、特定の障害が発生すると、いかなる行動をとるべきかについて決定を与えることができる。このような決定を行うために、アクセスネットワークの物理的なトポロジについての知識が必要とされる。最終的に、回復機構は、保護手段に基づき行われる決定の実施である。
【００１６】
保護手段と回復を、マーリンアクセスネットワークにおいて多くの異なる方法で実施することができる。解決手段を、手動再構成による回復とタンデムノードを用いる自動回復とを含む２つのカテゴリに分けることができる。
【００１７】
手動再構成によって、回復を行うことが可能である。この方法を用いると、マーリンアクセスシステムは、リンクとノードの障害を検出し、これらについての情報を、障害についての情報を順次送るトポロジ知識を有するユニットに送り、および場合によっては障害についての情報を、ネットワーク管理中央ユニット(オペレータがサービスを回復するために、あるアクションをとることが要求される)に送る。
【００１８】
一例として、マーリンアクセスネットワークは、２つのルータに接続することができる。この２つのルータは、ダイナミックルーティングプロトコルまたはVRRP/HSRPを実行しないので、ルータ間に通信がない。ポート(ｐ)のような特別なリーフポートに対して、ルータAのようなルータの一方は第１のルータであり、ルータBのような他方のルータは、第２のルータである。第１のルータは、ポート(ｐ)との間でトラフィックを送信し、コアネットワークの残りは、ルータAを経てポート(ｐ)へのルートを有する。ルータAからポート(ｐ)への通信パスを無効にするアクセスネットワーク上で障害が発生すると、障害についての情報を含んだSNMPトラップのようなメッセージは、ネットワーク管理の中央ユニットへ送信することができる。中央のオペレータは、手動でルータBを第２の状態からポート(ｐ)の第１の状態にスイッチし、サービスを回復する。第２の状態から第１の状態へのスイッチは、ポート（ｐ）に対応したルータＢのバーチャルインタフェースをスタンバイモードから動作モードに設定し、その結果ルータＢがトラフィックをそのインタフェースとの間で送ることを可能にし、更にまた、ルータＢのルータ仲間であるバーチャルインタフェースに接続された全てのサブネットに到達可能性を通知することを含み、この動作によって、ルータＡからのポート（ｐ）へのトラフィックの送信をルータＢに移動する。
【００１９】
図３で最も示されるようにシステム４０の２つのマーリンユニット４２、４４
は、冗長性を与えるタンデムにおいて接続することができる。タンデムにおいて接続されると、２つのマーリンユニットのＵ２ネットワークポート４６、４８すなわちノード４２、４４は、共にＵ２リンク５０によって接続され、アクセスポート５２、５４はペアでグループ化される。すなわち、アクセスポート（ｉ）は、同じグループに属する２つのユニット４２、４４の（ｉ）＝５２／５４（１）；５２／５４（２）・・・；５２／５４（１０）を含んでいる。ポートグループのインデックスは、ポートのインデックスと同一にすることができる。パーポートに基づくタンデムノード４２、４４の働きを以下に説明する。カスタマ１〜１０からの入力トラフィックが、冗長性を与えるU1とU2の両リンクに送信することができる。ネットワークリンクU1とU2に接続されたIPルータは、同じメッセージがIPネットワークの残りに２回は送信されず、重複化されたメッセージが宛先アドレスに到達するのを避けることを確保するように構成される。
【００２０】
タンデムノード４２の出力トラフィックは、例えば、構成要素マーリンノードの内の1つのU1ネットワークポートのような、タンデムノード４２のネットワークポートリンクの1つを経て受信され、ポートグループのポートの1つに送信される。トラフィックが、ネットワークポートU2を経て同時に受信され、同じポートにもまたタグが付けられると、このトラフィックはポートグループ内のポートの1つに送信される。従って、タグが付けられたトラフィックが、タンデムノードのU1またはU2ネットワークリンクを経て到達するか否かは問題ではない。タンデムノード４２、４４の内のトラフィックのルーティンは、個々のマーリンノードにおけるのと同じようにmTagに基づくので、０xXX3のタグが付けられたフレームがポートグループ３内のポートの1つに送信される。
【００２１】
ポートグループにおけるアクセスポート５２、５４の内の1つを経て、受信される入力トラフィックは、タンデムノード４２、４４のネットワークポートU1とU2の両方に送信される。このグループにおける他のポートを経て受信される入力トラフィックは、むしろドロップされる。
【００２２】
従って、ポートグループが、ポートグループ内の特有のポートの独自性が無視されるために、抽象化したポートと考えられれば、タンデムモードの作用は、通常のマーリンノードの作用と同じとなることができる。
【００２３】
図４で最も示されるように、内部でタンデムノード５６は、U2ポートと２つのU1ポート５８、６０を接続した2つのマーリンユニット４２、４４から構成することができる。タンデムノード５６のポートグループ(ｉ)は、2つの構成要素ユニット４２、４４のアクセスポート(ｉ)から構成することができる。2つのマーリンユニット４２、４４のそれぞれは、タンデムモードにおいて動作する。タンデムモードの場合、マーリンユニットは、アクティブとスタンバイの状態を含むパーポートに基づく2つのタンデム状態の内の1つにあることができる。マーリンユニットが、第２のアクセスポートに対してスタンバイ状態である間、第１のアクセスポートに対するマーリンユニット状態は、アクティブとなることができる。すなわち、マーリンユニットの状態は、アクセスポートに関係がある。マーリンユニットが、アクセスポート(ｐ)に対してアクティブ状態であると、マーリンユニットは、普通のマーリンユニットと全く同じように動作する。すなわち、マーリンユニットは、任意のネットワークポートから受信される0xpでタグが付けられたデータをポート(ｐ)に送信し、アクセスポート(ｐ)を経て受信される全ての入力トラフィックをネットワークポート５８、６０の両方に送信する。アクセスポート(ｐ)に対してスタンバイ状態である場合、マーリンユニットは、出力トラフィック用のU2ポートに修正されたU1ポート５８または６０を経て受信される0xXXpでタグが付けられた全てのトラフィックをバイパスする。逆の場合の入力トラフィック用も同じである。更に、アクセスポート(ｐ)を経て、受信される入力トラフィックがドロップされる。
【００２４】
タンデムモードで動作するマーリンユニットはまた、パーアクセスとタグベイシス上で動作することができる。この場合、マーリンユニットの状態が、ｐ=ｐ′とt＝t′のどちらも保持することができる第２のアクセスポートと第２のタグ(ｐ´，ｔ´)に対してスタンバイとなることができる間、第１アクセスポートと第１タグ（ｐ ，ｔ）に対する状態は、アクティブとなることができる。マーリンユニットがアクセスポート(ｐ)とタグ(ｔ)に対してアクティブ状態である場合、マーリンユニットは、普通のマーリンユニットと全く同じように動作する。すなわち、マーリンユニットは、任意のネットワークポートから受信された０xptでタグが付けられたデータをポートｐに送信し、タグが０xtを読み込むように修正し、０xtでタグが付けられたアクセスポートｐを経て受信される全ての入力トラフィックを、そのネットワークポート５８、６０の両方に送信し、タグが０xptを読み込むように修正する。アクセスポート(ｐ)とタグ(ｔ)に対して、スタンバイ状態である場合、マーリンユニットは、出力トラフィック用のU2に修正されたU1ポート５８、６０を経て受信される０xptでタグが付けられた全てのトラフィックをバイパスする。逆の場合である入力トラフィック用も同じである。更に、０xtでタグが付けられたアクセスポート(ｐ)を経て受信される入力トラフィックはドロップされる。
【００２５】
このように、いずれのマーリンユニットにおける場合のように、ネットワークポートが重複化され、ノードそのものが重複化され、またアクセスポートが重複化されるため、タンデムノードは高度の冗長性を与える。保護されたアクセスネットワークは、デュアルネットワークポートを有するユニット（Ｕ）をタンデムノードに接続することによって、ユニット（Ｕ）の両ネットワークポートがタンデムノードの同じポートグループの２つのポートに接続されるように構築することができる。  いずれのシステムもタンデムノードのアクセスサイドに接続され、両ポートからデータを受け取り、全てのデータを両ポートに送信する限り、保護される。修正のない構想を指示できる２つのシステムは、マーリンユニットそのものと、FSP150CPユニットのようなADVAユニットである。マーリンまたはタンデムユニットから構築される複雑なサブツリーは、ポートグループに接続することができることが認められるべきである。マーリンユニットから構築される保護されないチェーンは、以上の要件を満たし、ポートグループに上述のように接続することができる。
【００２６】
アクセスリンク障害と、タンデムノードその物の内のノードの障害に対し保護を与えるために、使用される回復機構は、構成要素のマーリンユニットのタンデム状態をアクティブからスタンバイと、スタンバイからアクティブにスイッチすることである。タンデムノードで構築されたマーリンアクセスネットワークは、アクセスネットワークに対して内在的なリンクおよびマーリンノードの障害とタンデムノードの部分を構築するマーリンユニットの障害とに対して保護を与える。
【００２７】
タンデムノードの回復機構は、ツリーまたはチェーンがポートグループに接続される場合と全く同じである。タンデムノードは、それ自体、アクセスネットワークをメトロコアに接続するのに用いられるリンクの障害に対して保護を与え、ルータ障害に対して保護を与えないことが認められるべきである。しかし、タンデムノードは、これらの種類の障害に対して保護を与えるために、以下に記載されているように、他の冗長性機構(例えば、VRRP、HSRP、OSPFのようなダイナミックルーティンプロトコル)と合わせて働くことができる。
【００２８】
図５に最も示されるように、リンクがタンデムノード５６または普通のマーリンノードの下に設置されていると、タンデムノード５６は、マーリンアクセスネットワークの内部にあるリンクを有する。タンデムノード５６のマーリンユニット４２は、アクティブ状態であり、マーリンユニット４４は、リンク６４、６６によって示されるようなアクセスポートグループ(ｐ)に対してスタンバイ状態である。一般に、リンクグループ(ｐ)は、２つのリンク、マーリンユニット(M1)に接続された(ｐ1)とマーリンユニット(Mr)に接続されたポート(Pr)から成る。ポートグループ(ｐ)のリンク(ｐ1)が障害を起こした場合、イベントは、マーリンユニット(M1)とマーリンユニット(Mr)の両方に障害を知らせながら発生される。このイベントの受信において、マーリンユニット(M1)は、ポートグループ(ｐ)に対する状態を、アクティブからスタンバイに変更し、マーリンユニット(Mr)はグループ(ｐ)に対する状態を、スタンバイからアクティブ状態に変更する。これらの変更後、ポートグループ(p)に対するタンデムノード５６の動作は回復し、障害の前と回復の後の動作が同じになる。
【００２９】
より特別に、障害６２はリンク６４上で発生することができる。リンク６４上で受信されるトラフィックはないので、ノード４２は、アクティブモードからスタンバイ状態にスイッチする。タンデムリンク７０において、受信される情報はないので、ノード４４を、スタンバイモードからアクティブモードにスイッチすることができる。リンク６６における着信トラフィックと、タンデムリンク７０における着信トラフィックとを比較するために、ノード４４はまた、セットアップすることができる。大きな不一致があれば、ノード４４は、リンク障害があるか、ノード４２がシステム障害であることを断定する。リンク６４の障害６２はまた、リンク５８に警報メッセージを送信し、タンデムリンク７０を経てノード４４に警報メッセージを送信する結果、ノード４２がスタンバイノードにスイッチするノード４２によって発見することができる。この警報信号のレシート上で、ノード４４はアクティブノードにスイッチする。
【００３０】
ノード４４はアクティブノードであるため、ノード４４はリンク６６において送信される情報を受け入れ、この情報をリンク６０に送信する。ノード４４はまた、ノード４２によって受信され、リンク５８に送信されるタンデムリンク７０に情報を送信する。ノードにおいて流れる情報は従って逆行し、情報は両リンク５８，６０において送信される。
【００３１】
図６は、マーリンユニット４２、４４の間に拡大するタンデムリンク７０上でのタンデムリンク障害６８の回復の概略図である。図６の左部は、ポートグループ(ｐ)に対してアクティブ状態にあるマーリンユニット４２を有する通常状態を描いている。マーリンユニットを接続しているタンデムリンク６８が、機能しなくなると、両ユニット４２、４４は、リンクダウンのような直接検出機構、またはタンデムノードにおけるノード４２，４４間の通信または通信の欠如に基づく間接機構を経て、通知される。リンク７０が機能しなくなるか、スタンバイノードがアクティブ状態にスイッチするようにアクティブノードが機能しなくなる場合、ノード４２，４４は、スタンバイノードが通知されるようにリンク７０に亘る状態情報を規則正しく交換することができる。タンデムリンク障害６８の通知のレシートに、両マーリンユニット４２、４４は全てのポートグループに対するアクティブ状態をむしろ入力し、両リンク６４、６６は、トラフィックが両リンク５８，６０を経て送信されるように、トラフィックを送るためにアクティブである。この状態変化の後、タンデムノード５６の動作は、トラフィックがリンク５８，６０においてトラフィックが接続ルータに流れるように、タンデムリンク障害の前と同じである。
【００３２】
図７は、ノード障害７２の回復の例を示す。マーリンアクセスネットワーク内にあるノード障害(すなわち障害がルータの下位に直接ない)は、内部リンク障害と同じ方法で扱うことができる。ルータへのアップリンクが完全に失われるため、コアネットワークまたはルータに直接接続されるタンデムノードのノード障害は、いくつかの余分な説明を必要とすることができる。例えば、タンデムノード５６のノード４２は、ルータ１２に直接接続されているノード障害７２を検出することができ、障害７２とルータ１２との間のノードはない。ノード４４は、リンクダウン信号、またはノード４２からのリンク７０を経た通信の欠如によって、障害７２を検出し、全てのポートグループに対してアクティブ状態を入力するためにスタンバイ状態を変更する。この状態変更の後、タンデムノード５６の動作は、最も左のネットワークリンク６４を経て送信される入力トラフィックが、そのデスティネーションノード４２に到達しない例外によって、回復することができ、ネットワークリンク５８を経てルータ１２に受信できるトラフィックはない。トラフィックは、リンク６６において、マーリンユニット４４とリンク６０を経て、ルータ１４との間で流れる。マーリンアクセスネットワークは機能しなくなったコアネットワークに接続されたユニットであるため、マーリンアクセスネットワークは、唯一の機能接続ポイントによって左にある状態は、避けられない。これらの種類の障害に対するサービスを保護するために、アクセスネットワークは、重複化されたルータを経てコアネットワークに接続することができ、サービスの回復が自動であれば、ルータは、ルータ１２、１４がＵ２リンク７０とリンク５８、６０を経て通信できるように、OSPFのようないくつかの種類のダイナミックルーティングプロトコル、またはVRRPまたはHSRP７４のようないくつかの他の種類の一般的な保護ソフトウェアを実行する必要がある。ノード４２が障害を起こす場合、VRRP情報はノード４２を通過させないため、リンク７０とリンク６０を経てルータ１４に到達できるルータ１２によって送信されるVRRP情報はない。
【００３３】
図７におけるマーリンアクセスネットワークは、VRRP/HSRPを実行する２つのルータ１２、１４を用いるコアネットワークに接続されることが考えられる。ユニット４２に接続されたルータ１２は、ルータ１４がスタンバイ状態においてユニット４４に接続される間、アクティブ状態にある。
【００３４】
ノード４２に障害が起こると、ルータ１２は、接続リンク５８またはノード４２のどちらか一方が、ルータインタフェース上のリンクダウン信号によって障害が起こるという事実に気づく。ルータ１２は、該当インタフェースと、ルーティンテーブルからの全てのサブインタフェースを取り除くことができ、コアネットワークの残りに対し、接続されたサブネットワークの到達可能性を通知することを停止できる。ルータ１２は、アクティブ状態を終了させることができる。ルータ１４は、ルータ１２からのメッセージの不足を経て障害を検出することができ、アクティブ状態を入力することができる。この状態において、ルータ１４は、到達可能性を通知することを始めることが、マーリンアクセスネットワークを経て接続された全てのサブネットワークに通知することを開始でき、タンデムノード５６に接続されたリンクを経て受信される入力トラフィックを送信することを開始する。
【００３５】
リンクが既にアクティブであるが、マーリンノード４２がトラフィックを送信しない場合のように、ノード４２が、ルータ１２が直接障害に気づかないような方法でノード４２が障害をおこす場合、タンデム保護機構は、ノード４２からの通信の欠如を経るような障害を検出することができ、上述のような動作を回復することができる。
【００３６】
更に、VRRP/HSRPプロトコルは、バックアップ状態からアクティブ状態にスイッチするためにルータ１４を引き起こすことができる。目先の問題は、バックアップルータ１４が障害を起こすVRRP/HSRPトラフィックを逃す結果、ルータ１２はローカルノード障害に気づかず誤って終了する場合があることである。従って、ルータ１２は、アクティブ状態のままであることができる。ルータ１２からどんなトラフィックも受信できないため、バックアップルータ１４は、バックアップ状態からアクティブ状態にスイッチすることができる。この情報の流れは、両ルータ１２、１４がアクティブ状態でありサブネットワークに接続された両方の公示到達可能性である、図７の最も右側の部分のようなものである。しかし、ルータ１４のみが、アクセスネットワークとの間でトラフィックを受信し、送信することができる。カスタマポートを経てルータ１２によって受信される全ての入力トラフィックは、メトロコアネットワークに送信されるが、カスタマーサイトに定められたトラフィックのいくつかは、対象となるあて先にトラフィックを送ることができないルータ１２に送信することができる。すなわち、ノード４２で複雑な障害が起き、リンク５８において情報を全く送らない場合、アクティブ状態にあるルータ１２を有することは、問題ではない。ノード４２が部分的に機能しない問題が発生し、その結果所望の宛先に送信するルータ１２に、リンク５８におけるいくつかの情報を送る。カスタマは、ノード４２の障害によりルータ１２から到達することができないが、ルータ１２はアクティブで、それ故にトラフィックを受信することができ、その結果カスタマに送信されることをネットワークの残りにルータ１２が通知するというもう１つの問題がある。
【００３７】
この問題は、一般的に１つであり、イーサネットリンク用のラインプロトコルの欠如に基本的に基づいている。すなわち、イーサネットポートは、動作状態UPにあるが、レイヤの２つの通信パスは、依然として切断されたままである。以上に記載された状況は、SNMPトラップのような通知を、オペレータが構造ダウン信号７８を送信し、この問題を改善する作用によって非アクティブ状態にルータ１２を設定することができるネットワーク管理操作センター７６に発生することによって解決することができる。直接接続されたノードの内の１つが、いつ障害が生じるか、または障害が生じるか否かをルータが知るために、通常の状態信号をルータ１２、１４にそれぞれ送るようにノード４２，４４が設計されることがまた可能である。リンク７０を経て受信されるステータス通信の欠如の結果、ノード４４がこの障害を知るため、ノード４２が機能しなくなる場合、十分に機能するノード４４がルータ１４を経て管理センター７６に警報メッセージを送信することがまた可能である。
【００３８】
リンク５８、６０上での障害のようなアップリンク障害がある間、タンデムノード５６をコアネットワークに接続するネットワークリンクに障害が起きると、タンデムノード５６によって行われる作用はない。アップリンク５８、６０の内の１つにおける障害は、ルータ１２、１４に直接接続されているアッパーノード４２、４４の障害に同等である。回復が、OSPFのようなダイナミックルーティンプロトコルを用いることによって、VRRP/HSRPのようなルータ冗長性機構を経て達成されることができる。以上述べられた、リンク障害を検出するにあたっての問題は、このシナリオにおいてもまた存在している。タンデムノードは、回復を容易にするために、ネットワーク操作センタにイベント通知メッセージを出すことができる。
【００３９】
ルータ障害がある間、マーリンアクセスネットワークは、デュアルアップリンク５８、６０を与えることによって、ルータの冗長性に対してサポートを与えることができる。VRRP/HSRPのためのコントロールトラフィックは、デュアルアップリンク間において送信される。ルータ障害上のマーリンシステムによって、行われる具体的な作用はない。
【００４０】
タンデムノード５６が障害後のカスタマーサービスを回復するのに掛かる時間は、リンクまたはユニット障害を検出するのに必要な時間と、タンデムノード５６における２つのマーリンユニット４２、４４に障害通知を送るのに必要な時間と、パーポート状態をバックアップ側でパッシブからアクティブにスイッチするのに必要な時間に基づいている。リンク障害を検出する効率的な方法があれば、５０ms内にカスタマに対してサービスを回復することが可能である。
【００４１】
少なくとも３つの基礎トポロジが、ツリー、チェーン、そして２地点間接続（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ）トポロジを含むマーリンユニットで構築することができる。マルチレベルのマーリンネットワークにおいて、多くのコンビネーションが可能である。サポートされた、保護されないのと、保護されたトポロジは全て、以下の特徴を含んでいる。それは、サポートされたトポロジがせいぜい２つのアップリンクを有し、保護されたトポロジは、トップにおいて１つのマーリンあるいは、１つのタンデムノードがあるようにシングルにルーティングされ、ツリートポロジはトップにおいて１つのマーリンあるいは、１つのタンデムノードがあるように常にシングルにルーティングされ、ツリーとリングのトポロジにおいて、リーフポートは冗長性にかかわらず、１つのシングルポートＩＤと関連している。
【００４２】
サポートされたトポロジ、ツリー、チェーン、２地点間接続は、以下のように記載される。シングルマーリンは、ツリーを定義することによる。２つのレベルのツリーを、マーリンユニットのネットワークポートをもう１つのマーリンユニットのアクセスポートに接続することによって構築することができる。
【００４３】
図８において最も示されるように、保護のないツリートポロジ８０を構築することができるので、３レベルまでツリーを構築することが可能である。トップマーリンユニット８２は、ルータ８４、８６に接続されている。このように、接続されることができるカスタマの数は、かなり増加する。
【００４４】
図９において最も示されるように、１つのネットワークポート９０、または第１のマーリンユニット９２が、別のマーリンユニット９６、その他に接続されるデイジーチェーントポロジ８８において、マーリンユニットを配置することができる。タグの第１の部分は、タグの第２の部分がマーリンユニット上でポートをアドレスすることができる間、マーリンユニットをアドレスすることができる。このように、マーリンユニットは、タグの第１の部分において言及されるマーリンユニットでない限り、情報を送信する。マーリンユニットが、アクセスポートの１つによって情報を受信すると、マーリンユニットはマーリンユニットのタグナンバの第１の部分を加え、ポートナンバすなわちカスタマ（そこから情報が送られた）のタグナンバの第２の部分を加えることができる。上述のように、マーリンユニットは、両アップ-リンクスにおける情報を送信する。１２までのユニットをシングルチェーンで接続することできる。確かに、多からず少なからずのユニットを、必要なとき用いることができる。同じ、あるいは２つの独立したルータ９８、１００をチェーンの２つのエンドポイント１０２、１０４に接続することによって、チェーンにおけるルータの冗長性をサポートすることがまた可能である。遮断の他の誤り側のルータに到達するチェーンノードへの出力トラフィックが失われ、システムは決して回復しないため、チェーンが遮断すると、VRRP/HSRPシグナリングは、信頼的に働かなくなる。いくつかのカスタマが、このシナリオにおいて今なおサービスを有している。
【００４５】
これは、VRRP/HSRPに対する問題であり、タンデムノードに関連して以上に記載された問題と原理的に全く同じである。OSPFのような、他の機構は、チェーンが切断した後でさえ、完全に回復することができる。VRRP/HSRPは、ルータの冗長性を与え、ルータポートに直接接続されるリンクの保護を与えるが、他の障害から信頼的に回復できない。
【００４６】
図１０で最も示されるように、マーリンユニット１０６、１０８を、ユニット１０６のネットワークポート１１２を他のユニット１０８のネットワークポート１１４に接続することによって、２地点間接続トポロジ１１０において接続することができる。カスタマ１０９はユニット１０６に接続されており、カスタマ１１１は、ユニット１０８に接続されている。
【００４７】
保護されたツリートポロジは、保護されないツリーがマーリンユニットから構築されるのと同じように、タンデムノードを用いて構築することができる。タンデムノードは、保護されたツリーである。マルチレベルの保護されたツリーは、マーリンユニットの両ネットワークポート、すなわちタンデムノードをタンデムノードのポートグループの２つのポートに接続することによって、構築することができる。
【００４８】
以下の要件は、保護されたツリー上で設けることができる。ツリーは、レベル(ｉ-１)でも保護される場合に限り、レベル（ｉ）において保護される。この要件は、ルートからトップダウンを開始しながら、構築されることを意味する。例えば、第２のレベルがタンデムノード用いて構築されれば、それは、第１のレベルである。冗長なツリートポロジの例が、以下の図において与えられる。
【００４９】
図１１は、トップレベルがタンデムノード１１８を用いて構築される冗長なツリートポロジ１１６を示している。むしろ、それぞれのツリートポロジは、ルータに直接接続されるたった１つのトップノードを有している。図１２において、ツリートポロジ１２０が示され、第２のレベルもまた冗長なタンデムノード１２２、１２４、１２６を用いながら構築されている。ルータの冗長性は、保護されないツリーと同じように、すなわちデュアルで冗長なルータを保護されるツリーのデュアルなアップリンクに接続することによって、保護されるツリーにおいてサポートすることができる。
【００５０】
図１３において最も示されるように、保護されたチェーントポロジ１２８は、保護されないチェーン１３４のアップリンク１３０、１３２、をタンデムノード１４０のポートグループの２つのポート１３６、１３８に接続することによって、構築される。ルータの冗長性は、２つのデュアルで冗長なルータ１４２、１４４をタンデムノード１４０の2つのネットワークポートに接続することによって、与えることができる。タンデムノード１１８によって受信されるトラフィックは、どのノードがアクティブで、またはスタンバイモードであるか基づき、リンク１３０、１３２の内１つにおいて情報をドロップし、タンデム１１８は、両アップリンク１４１，１４３において情報を送信する。以上説明したように、タンデムノード１４０によって受信されるトラフィックは、リンク１３０またはリンク１３２において、チェーン１３４に送信される。
【００５１】
図１４において示されるように、２つのトランクリンク１４６、１４８が、２地点間構造１５０において用いられると、データは両リンク上で常に送信される。構造１５０がルータを有しないことに留意すべきである。例えば、ユニット１５２は、両リンク１４６、１４８上で送信されることができる。ユニット１５４のような受信側で、データはリンク１４６，１４８の内１つから受け入れられる。ユニットは、データを受信するために、アップリンクポートから１つを自動的に選択することができる。ユニットは、アクティブリンク上で障害がある場合、受信側で他のリンクに自動的に切り替わることができる。
【００５２】
本発明は、好適な構成および実施例に従って記載されるが、ある置換と変更が、以下の請求項の趣旨と範囲から離れることなく構成することができることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】VLANカスタマ分離を有する従来技術のアクセスネットワークの概略図である。
【図２】本発明のアクセスネットワークにおけるマーリンユニットの概略図である。
【図３】本発明のタンデムノードにおいて接続される2つのマーリンユニットの概略図である。
【図４】本発明のタンデムノードの抽象概念の概略図である。
【図５】本発明の内部リンク障害の回復の概略図である。
【図６】本発明のタンデムリンク障害の回復の概略図である。
【図７】本発明のノード障害の回復の概略図である。
【図８】本発明の保護されないツリートポロジの概略図である。
【図９】本発明の冗長なデイジーチェーンの概略図である。
【図１０】本発明の保護されない２地点間接続のトポロジの概略図である。
【図１１】本発明のタンデムノードを有する冗長なツリートポロジの概略図である。
【図１２】本発明の複数のタンデムノードを有する冗長なツリートポロジの概略図である。
【図１３】本発明のタンデムノードを有する冗長なリングトポロジの概略図である。
【図１４】本発明の冗長な２地点間接続の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成18年11月22日(2006.11.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークトポロジ内の障害を回復する方法であって、
第１のカスタマの第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンク、および第１のルータに接続された第１のネットワークリンクを有する第１のノードと、前記第１のカスタマの前記第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンクを有する第２のノードと、第２のルータに接続された第１のネットワークリンクとを与えるステップを含み、前記第１のノードは前記第２のノードに接続された第２のネットワークリンクを有し、
前記第１のポートグループに対して前記第１のノードをアクティブ状態に設定し、前記第１のポートグループに対して前記第２のノードをスタンバイ状態に設定するステップと、
前記第１のアクセスリンクによって前記第１のノードに情報を送信するステップと、
前記第１のノードは、前記情報を受信し、前記第１のネットワークリンクによって前記情報を前記第１のルータに送信するステップと、
前記第１のノードは、前記第２のネットワークリンクによって前記同じ情報を前記第２のノードに送信するステップと、
前記第２のノードは、前記第２のネットワークリンクによって前記第１のノードから前記情報を受信するステップと、
前記第２のノードは、前記第２のルータに、前記受信された情報を前記第２のノードの前記第１のネットワークリンクによって送信するステップと、
前記第１のノードの前記第１のアクセスリンク上の障害を検出するステップと、
前記第１のノードを前記アクティブ状態から前記スタンバイ状態にスイッチし、前記第２のノードを前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態にスイッチするステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードの前記第１のアクセスリンクによって情報を送信するステップと、前記第２のノードは前記情報を受信し、前記第１のネットワークリンクによって前記情報を前記第２ルータに送信するステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項３】
請求項１に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードは前記第１のノードに、前記第２のネットワークリンクによって前記同じ情報を送信するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項４】
請求項３に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第１のノードは前記第１のルータに、前記第２のノードから受信された前記情報を前記第１のネットワークリンクによって送信するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項５】
請求項１に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードは、前記第２のノードの前記第１のアクセスリンク内の入力トラフィックと、前記第１のノードの前記第２のネットワークリンク内の入力トラフィックとを比較するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項６】
請求項５に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードは、前記第１のノードの前記第１のアクセスリンク上に障害があること、または前記第２のノードの前記第１のアクセスリンクと前記第１のノードに接続された前記第２のネットワークリンクとの間に入力トラフィックにかなりの差がある場合、前記第１のノード内の障害があることを決定するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項７】
請求項１に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第１のノードは、前記アクティブ状態から前記スタンバイ状態にスイッチする前に、前記第１のアクセスリンクによって受信される情報がないことを検出するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項８】
請求項１に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第１のノードは前記第２のノードに警報信号を送信し、第２のノードをトリガーして前記アクティブ状態にスイッチする前に、前記第１のノードの前記第１のアクセスリンクによって受信される誤情報があることを検出するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項９】
ネットワークトポロジ内の障害を回復する方法であって、
第１のカスタマの第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンク、および第１のルータに接続された第１のネットワークリンクを有する第１のノードと、前記第１のカスタマの前記第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンクと、第２のルータに接続された第１のネットワークリンクとを有する第２のノードを与えるステップを含み、前記第１のノードは前記第２のノードに接続された第２のネットワークリンクを有し、
前記第１のポートグループに対して前記第１のノードをアクティブ状態に設定し、前記第１のポートグループに対して前記第２のノードをスタンバイ状態に設定するステップと、
前記第１のアクセスリンクによって前記第１のノードに情報を送信するステップと、
前記第１のノードは、前記情報を受信し、前記第１のネットワークリンクによって前記情報を前記第１のルータに送信するステップと、
前記第１のノードは、前記第２のネットワークリンクによって前記同じ情報を前記第２のノードに送信するステップと、
前記第２のノードは、前記第２のネットワークリンクによって前記第１のノードから前記情報を受信するステップと、
前記第２のノードは、前記第２のルータに、前記受信された情報を前記第２のノードの前記第１のネットワークリンクによって送信するステップと、
前記第１のノードの第２のアクセスリンクでの障害を検出するステップと、
前記第２のノードを前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態にスイッチするステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第１のノードは、前記第１のノードの前記第２のネットワークリンクを経て、前記第２のノードと情報を交換するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の障害を回復する方法であって、
更に、情報が前記第１のノードの前記第２のネットワークリンクを経て前記第１のノードと交換されると、前記第２のノードはアクティブ状態にスイッチするステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードの前記第１のアクセスリンクによって情報を送信するステップと、前記第２のノードが前記情報を受信するステップと、前記情報を前記第２のルータに、前記第２のノードの前記第１のネットワークリンクによって送信するステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項１３】
ネットワークトポロジ内の障害を回復する方法であって、
第１のカスタマの第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンク、および第１のルータに接続された第１のネットワークリンクを有する第１のノードと、前記第１のカスタマの前記第１のポートグループに接続された第１のアクセスリンクを有する第２のノードと、第２のルータに接続された第１のネットワークリンクとを与えるステップを含み、前記第１のノードは前記第２のノードの第２のネットワークリンクを経て前記第２のノードに接続された第２のネットワークリンクを有し、
前記第１のポートグループに対して前記第１のノードをアクティブ状態に設定し、前記第１のポートグループに対して前記第２のノードをスタンバイ状態に設定するステップと、
前記第１のアクセスリンクによって前記第１のノードに情報を送信するステップと、
前記第１のノードは、前記情報を受信し、前記第１のネットワークリンクによって前記情報を前記第１のルータに送信するステップと、
前記第１のノードは、前記第２のネットワークリンクによって前記同じ情報を前記第２のノードに送信するステップと、
前記第２のノードは、前記第１のノードから前記情報を受信するステップと、
前記第２のノードは、前記第２のルータに、前記受信された情報を第１の出力ノードによって送信するステップと、
前記第１のノードでの障害を検出するステップと、
前記第２のノードを前記スタンバイ状態から前記アクティブ状態にスイッチするステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第２のノードに情報を前記第１のアクセスリンクによって送信するステップと、前記第２のノードは前記情報を受信するステップと、前記情報を前記第２のルータに前記第１の出力リンクによって送信するステップとを含む、障害を回復する方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の障害を回復する方法であって、
更に、前記第１のルータが前記第２のルータとロジカルリンクを経て通信するステップを含む、障害を回復する方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の障害を回復する方法であって、
更に、誤情報が前記第１のノードの前記第１のネットワークリンクによって受信されると、前記第１のルータをスタンバイ状態にスイッチするステップを含む、障害を回復する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークトポロジで用いられる保護および回復機構に関する。ネットワークトポロジは、内部リンクに関する障害や、例えばＶＬＡＮに関係したアクセスネットワーク内のノード障害などである。
【背景技術】
【０００２】
マーリン(Marlin)・ノード・ユニットから構築されるインフラストラクチャの論理的トポロジは、通常、ハブ・スポークである。全てのトラフィックが、ハブにバックホール(back-haul)され、ハブを構成するルータまたはスイッチを通過することなく、2つのアクセスインタフェース間を通過するトラフィックの可能性は無い。図１における従来技術のインフラストラクチャ１０は、インターネットに順次に接続される仲間となり得るカスタマＣ１〜Ｃ６に関係したアクセスネットワーク１６に接続されるルータ１２、１４を示している。ネットワーク１６は、ＶＬＡＮ構造に適した複数のイーサネットスイッチを有するメトロアクセスシステムとなり得る。例えば、通信オペレータ（例えば電話会社）は、カスタマ間の直接の通信を完全に防げるために、特別な技術を加えるが、いくつかのイーサネットスイッチはこのような通信を許可する。このようにして、通信オペレータはトラフィックを監視することができる。このことは、オペレータがこのトラフィックを監視し、適宜にカスタマに課金することを可能にし、カスタマをお互いから保護することを可能にする。ハブノードに接続しているそれぞれのトランクリンク1８、２０は、システム内のアクセスポートに接続されたそれぞれのカスタマからトラフィックを搬送することができる。
【０００３】
多くのメトロアクセスネットワークで現在用いられているイーサネットスイッチは、企業環境向けに通常築かれ、非常に大きな構造には適していない。大半のイーサネットスイッチの自動機能は、イーサネットスイッチに関連して用いられるのに適した構造サイズを別々に限定する。現在使用されているイーサネットスイッチは、また、スイッチが前にスイッチされたアドレスを記憶しようとするので、オーバーロードされる場合、正常に機能しない傾向がある。上述の問題がない、アクセスネットワークで機能できるシステムが必要である。
【発明の開示】
【０００４】
本発明のシステムは、上述の問題に対して解決を与える。特に、本発明の方法は、ネットワークトポロジ内の障害を回復するためにある。第１のカスタマの第１のポートグループに接続される第１のアクセスリンクと、第１のアクティブルータに接続される第１のネットワークリンクとを有する第１のノードが与えられる。第２のノードは、第１のカスタマの第１のポートグループに接続される第１のアクセスリンクと、第２のスタンバイルータに接続される第１のネットワークリンクとを有している。第１のノードの第１のアクセスリンクまたは第１のノード自体に障害が生じると、第２のノードはアクティブ状態にスイッチする。第１のノードの第２のネットワークリンクに障害が生じると、第２のノードはアクティブ状態にスイッチする。このようにトラフィックは、第１のルータおよび／または第２のルータに確実に送信される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図２に示されるように、物理上のトポロジ３０は、論理的ハブ・スポークと異なることができる。ツリー構造は、ハブノードの方へいくつかのステップで、カスタマトラフィックを集めるのに用いることができる。マーリンのマルチプレックス・ユニット３２、３４のデイジーチェーンは、ツリーが不適切である場合、ブイルドアウト(build out)を簡略し、またはファイバあるいは銅のリンクの量と、ルータあるいはスイッチインタフェースの数とを減らすのに用いることができる。ユニット３２、３４は、異なるカスタマ、およびカスタマからのトラフィックが混合されないように、それぞれのカスタマラインをmTagsで分離しながら、複数のカスタマラインを接続し併合するために用いることができる。例えば、それぞれのユニットは、１０個のカスタマポートと２個のネットワークリンクを有することができる。ユニット３２、３４はイーサネットフレームを受信し、送信する特徴を有し、これらのユニットは、アクセスポートとネットワークポートとの間でのみ情報をスイッチし、異なるアクセスポート間および異なるネットワークポート間では情報をスイッチしない。タグは、仮想インタフェースをそれぞれのカスタマに対して構成できるように、カスタマとの間のトラフィックを区別するために用いられる。
【０００６】
好適には、タグは実施を容易にするように、多数のルータによって現在用いられているタイプのものである。タグが付けられていないトラフィックがカスタマから入力すると、マーリンユニットは、トラフィックが上流マーリンユニットまたはルータに送られる前にタグを付け、タグはトラフィックが正しい仮想インタフェース(最終的にタグを除去することができる)に送られることを確かめる。ルータは、このようにしてまた、どのアクセスポートからトラフィックが送信されたかを知る。ルータは、順次、ＩＰネットワークまたは任意の他の適したネットワークに接続することができる。
【０００７】
多くの種々のアクセスネットワークサービスのアーキテクチャを、用いることができる。アーキテクチャは、メトロコア(metro core)ネットワークとカスタマサイトへの冗長な接続の数に基づくことができる。シングル接続およびデュアル接続は、シングルカスタマが接続されたシングルネットワークを含む４つの可能な組み合せを与える。シングルネットワーク−シングルカスタマ・アーキテクチャで、アクセスネットワークは１つの接続部を経てメトロコアに接続され、カスタマは1つの接続部を経てアクセスサブシステムに接続される。アクセスシステムを経てネットワークコアから送信される全てのトラフィックは、重複化なしにカスタマに伝えられ、また逆の場合も同じである。全ての冗長性機構と回復機構とが、アクセスサブシステム内に隠れている。このアーキテクチャで、接続リンクまたは接続ノードを保護することが不可能である。
【０００８】
もう1つの状況は、シングルカスタマが接続されたデュアルネットワークである。アクセスネットワークは、２つの独立した接続部を経てメトロコアに接続され、カスタマは1つの接続部を経てアクセスサブシステムに接続されている。このようにして、２つのルータをアクセスネットワークに接続することができ、１つのルータが働かない場合、一方のルータを他方のルータのためのバックアップとすることができる。２つのメトロコア接続リンクのいずれかを経て、ネットワークコアから送信される全てのトラフィックは、カスタマに送信される。カスタマからのトラフィックは、２つのメトロコアネットワークリンクの両方に送信される。メトロアクセスシステムの接続リンクまたは接続ノードを保護することは、このアーキテクチャで可能であるが、メトロコアシステムまたはカスタマシステムで付加的な機能を必要とする。その要件をVRRP、HSRP、OSPFまたはその他の適したプロトコルによって満たすことができる。VRRPおよびHSRPのみが、メトロコアシステムに影響を及ぼすが、一方OSPFはまた、カスタマが保護手段に参加することを必要とする。
【０００９】
もう１つの分類は、デュアルカスタマが接続されたシングルネットワークである。アクセスネットワークは、１つの接続部を経てメトロコアに接続され、カスタマはデュアル接続部を経てアクセスサブシステムに接続される。アクセスシステムを経てネットワークコアから送信される全てのトラフィックは、重複化なしにカスタマ接続部のどちらか一方に伝えられる。カスタマがそれぞれのフレームの内の１つのコピーを、両方のアタッチメント接続部に伝えるか、カスタマがシングルコピーを接続部の内の１つに伝える、このシステムの２つのモードが可能である。両方の場合において、アクセスネットワークは、重複化なしにトラフィックを送る。カスタマがアクセスリンクの内の１つのみにトラフィックを送信する選択をすれば、障害がある場合に、回復を成し遂げるために、アクセスシステム自身かメトロコアシステムのどちらか一方とインタラクティブするカスタマを必要とする。
【００１０】
最後の分類は、デュアルカスタマが接続されたデュアルネットワークを含んでいる。アクセスネットワークは、デュアル接続部を経てメトロコアに接続され、カスタマもまた、デュアル接続部を経てアクセスサブシステムに接続されている。これは、以上略述した例の組み合せである。
【００１１】
全ての種類の回復機構に対して基本の要件は、冗長なリソースの存在である。１つの共通のモデルは、１つの特定のリソースを基本として用い、それを同じ種類のバックアップまたはスタンバイリソースによって保護することである。１つのリソースが、いくつかの主要なリソースのためのバックアップとなり得る。マーリンユニットで構築されたアクセスシステムで重複化することができるリソースの種類は、光学的ユニットおよび電気的ユニットを含む通信リンクである。高度な冗長性を与えるために、重複化されたリンクは、物理的に異なる通信パスを実現するために、異なるケーブルに設けられるべきである。マーリンユニットのようなノードは、ノード障害から保護し、サービスデリバリを妨げずにアップグレードとメンテナンスとを実行する機構を与えるように重複化される。
【００１２】
以下、詳細に述べるように、ノードおよびリンクの冗長性によって、システムはアクセスネットワーク内の障害から保護することができる。コアネットワークの接続ユニットの障害から保護するために、ルータまたはスイッチのような接続ポイントは、重複化されるべきである。コアネットワークがＩＰネットワークであれば、ルータの重複化は、ルータ障害と、アクセスネットワークに対する接続リンクの障害とに対する保護の可能性を与える。ルータの重複化はまた、サービスデリバリを妨げずに、パフォーマンスメンテナンスとアップグレードとを与える。ルータ障害の場合の回復を、障害ルータからバックアップルータに手動でスイッチすることによって、またはOSPFのようなダイナミック・ルーティング・プロトコル、あるいはVRRP/HSRPのような他の機構を用いて、自動的にスイッチすることにより与えることができる。マーリンアクセスネットワークで回復機構がどのようにサポートされるかを、以下詳細に説明する。コアネットワークがイーサネットをスイッチする純粋レイヤ２であれば、イーサネットスイッチのような冗長な接続ノードは、上記の冗長なルータと同じ種類の保護を与える。レイヤ２イーサネットシステムで、障害が生じた主要なスイッチからバックアップの第２スイッチへの切り替えは、コアレイヤ２ネットワーク内で自動的に実行することができる。しかし、このことは、いくつかの特別な要件を、マーリンアクセスネットワークに与える。
【００１３】
マーリンアクセスネットワークはまた、デュアル冗長接続リンクを経て、カスタマサイトを接続するのに用いることができる。これらの場合、カスタマ端末（CPE）は、デュアルリンクをカスタマから隠し、CPEとシングル全二重イーサネット接続部を含むカスタマ設備との間にシンプルで十分構成されたインタフェースを有するために、ある要件を実現する必要がある。従って、CPEは、デュアル冗長接続リンクとシングルカスタマリンクとの間にマップする必要がある。CPEは、接続部のいずれかから、トラフィックを受信し、それらの双方を経て全てのデータを送信することができるべきである。これらの要件は、M1000ユニットとFSP150CPユニットのような他のユニットとの両方によって、実現することができる。
【００１４】
アクセスネットワーク内にリンクとノードとを含むリソースの障害から回復するためには、障害検出と保護手段と回復機構とを含む３つの機構は、適所に配置しなければならない。障害検出は、リソースをモニタすることによって、例えば、リンク上のCRCエラーのナンバをモニタすることによって、またはある特定のノードが活動していることをモニタするワッチドックタイマを用いることにより、実現することができる。このような機構が適切な場所に設置され、マーリンノードが、ノードあるいはリンクの障害を検出すると、ネットワークポートの両方を経て送信されるイベントメッセージを発することができると考えられる。
【００１５】
保護手段は、特定の障害が生じると、いかなる行動をとるべきかについて決定を与えることができる。このような決定を行うために、アクセスネットワークの物理的なトポロジについての知識が必要とされる。最終的に、回復機構は、保護手段に基づき行われる決定を履行する。
【００１６】
保護手段と回復とを、マーリンアクセスネットワークで多くの種々の方法で実施することができる。解決手段を、手動再構成による回復とタンデムノードを用いる自動回復とを含む２つのカテゴリに分けることができる。
【００１７】
手動再構成によって、回復を行うことが可能である。この方法を用いると、マーリンアクセスシステムは、リンクとノードとの障害を検出し、これらについての情報を、障害についての情報を順次送るトポロジ知識を有するユニットに送り、および場合によっては障害についての情報を、ネットワーク管理中央ユニット(オペレータがサービスを回復するために、あるアクションをとることが要求される)に送る。
【００１８】
一例として、マーリンアクセスネットワークは、２つのルータに接続することができる。これらの２つのルータは、ダイナミック・ルーティング・プロトコルまたはVRRP/HSRPを実行しないので、ルータ間に通信がない。ポート(ｐ)のような特別なリーフポートに対して、ルータAのようなルータの一方は第１のルータであり、ルータBのような他方のルータは、第２のルータである。第１のルータは、ポート(ｐ)との間でトラフィックを送信し、コアネットワークの残りは、ルータAを経てポート(ｐ)へのルートを有する。ルータAからポート(ｐ)への通信パスを無効にするアクセスネットワーク上で障害が生じると、障害についての情報を含んだSNMPトラップのようなメッセージを、ネットワーク管理の中央ユニットへ送信することができる。中央のオペレータは、手動でルータBをポート（ｐ）に対して第２の状態からポート(ｐ)の第１の状態にスイッチし、サービスを回復する。第２の状態から第１の状態へのスイッチは、ポート（ｐ）に対応したルータＢの仮想インタフェースをスタンバイモードから動作モードに設定し、その結果ルータＢがトラフィックをそのインタフェースとの間で送ることを可能にし、更にまた、ルータＢのルータ仲間である仮想インタフェースに接続された全てのサブネットに到達可能性を通知することを含み、この動作によって、ルータＡからのポート（ｐ）へのトラフィックの送信をルータＢに移動する。
【００１９】
図３で最も明瞭に示されるように、システム４０の２つのマーリンユニット４２、４４は、冗長性を与えるためにタンデムに、接続することができる。タンデムに接続されると、２つのマーリンユニットすなわちノード４２、４４のＵ２ネットワークポート４６、４８は、共にＵ２リンク５０によって接続され、アクセスポート５２、５４は対でグループ化される。すなわち、アクセスポート（ｉ）は、２つのユニット４２、４４の同じグループに属する（ｉ）＝５２／５４（１）；５２／５４（２）・・・；５２／５４（１０）を含んでいる。ポートグループのインデックスは、ポートのインデックスと同一にすることができる。パーポートに基づくタンデムノード４２、４４の働きを以下に説明する。カスタマ１〜１０からの入力トラフィックを、冗長性を与えるU1とU2の両リンクに送信することができる。ネットワークリンクU1とU2に接続されたIPルータは、同じメッセージがIPネットワークの残りに２回は送信されず、重複化されたメッセージが宛先アドレスに到達するのを避けることを確保するように構成される。
【００２０】
タンデムノード４２の出力トラフィックは、例えば、構成要素マーリンノードの内の1つのU1ネットワークポートのような、タンデムノード４２のネットワークポートリンクの1つを経て受信され、ポートグループのポートの1つに送信される。トラフィックが、ネットワークポートU2を経て同時に受信され、同じポートについてもトラフィックにタグが付けられると、このトラフィックはポートグループ内のポートの1つに送信される。従って、タグが付けられたトラフィックが、タンデムノードのU1またはU2ネットワークリンクを経て到達してもよい。タンデムノード４２、４４の内のトラフィックのルーティングは、個々のマーリンノード内と同じようにmTagに基づくので、０xXX3のタグが付けられたフレームがポートグループ３内のポートの1つに送信される。
【００２１】
ポートグループ内のアクセスポート５２、５４の一方を経て、受信される入力トラフィックは、タンデムノード４２、４４のネットワークポートU1とU2との両方に送信される。グループ内の他方のポートを経て受信される入力トラフィックは、好適には処理されない。
【００２２】
従って、ポートグループが、ポートグループ内の個々のポートの独自性が無視されるために、観念上のポートとみなすならば、タンデムモードの作用は、通常のマーリンノードの作用と同じである。
【００２３】
図４で最も明瞭に示されるように、タンデムノード５６は、接続されたU2ポートと２つのU1ポート５８、６０とを有する2つのマーリンユニット４２、４４から内部的に構成することができる。タンデムノード５６のポートグループ(ｉ)は、2つの構成要素ユニット４２、４４のアクセスポート(ｉ)から構成することができる。2つのマーリンユニット４２、４４のそれぞれは、タンデムモードで動作する。タンデムモードの場合、マーリンユニットは、アクティブとスタンバイとの状態を含むパーポートに基づく2つのタンデム状態の内の1つになり得る。第１のアクセスポートに対するマーリンユニットの状態は、アクティブとなることができ、一方第２のアクセスポートに対して、マーリンユニットはスタンバイ状態となることができる。すなわち、マーリンユニットの状態は、アクセスポートに関係している。マーリンユニットが、アクセスポート(ｐ)に対してアクティブ状態であると、マーリンユニットは、普通のマーリンユニットと全く同じように動作する。すなわち、マーリンユニットは、任意のネットワークポートから受信される0xpのタグが付けられたデータをアクセスポート(ｐ)に送信し、アクセスポート(ｐ)を経て受信される全ての入力トラフィックをネットワークポート５８、６０の両方に送信する。アクセスポート(ｐ)に対してスタンバイ状態である場合、マーリンユニットは、出力トラフィックについて、変更されないU1ポート５８または６０を経て受信される0xXXpのタグが付けられた全てのトラフィックをＵ２ポートにバイパスする。これは、入力トラフィックについても同じである。更に、アクセスポート(ｐ)を経て受信される入力トラフィックが、処理されない。
【００２４】
タンデムモードで動作するマーリンユニットはまた、パーアクセスポートおよびタグベースで動作することができる。この場合、第１アクセスポートと第１タグ（ｐ ，ｔ）とに対する状態は、アクティブとなることができ、一方マーリンユニットの状態が、第２のアクセスポートと第２のタグ(ｐ´，ｔ´)とに対してスタンバイとなり得る。ここで、ｐ=ｐ′およびt＝t′のどちらか一方を保持することができる。マーリンユニットがアクセスポート(ｐ)とタグ(ｔ)とに対してアクティブ状態である場合、マーリンユニットは、普通のマーリンユニットと全く同じように動作する。すなわち、マーリンユニットは、任意のネットワークポートから受信された０xptのタグが付けられたデータをポートｐに送信し、タグが０xtと読めるように変更し、アクセスポートｐを経て受信される０xtのタグが付けられた全ての入力トラフィックを、そのネットワークポート５８、６０の両方に送信し、タグが０xptと読めるように変更する。アクセスポート(ｐ)およびタグ(ｔ)に対して、スタンバイ状態である場合、マーリンユニットは、出力トラフィックについて、変更されないU1ポート５８、６０を経て受信される０xptのタグが付けられた全てのトラフィックをU2ポートにバイパスする。これは、入力トラフィックについても同じである。更に、アクセスポート(ｐ)を経て受信される0xtのタグが付された入力トラフィックが処理されない。
【００２５】
このように、いずれのマーリンユニットにおける場合のように、ネットワークポートが重複化され、ノードそのものが重複化され、またアクセスポートが重複化されるため、タンデムノードは高度の冗長性を与える。保護されたアクセスネットワークは、デュアルネットワークポートを有するユニット（Ｕ）をタンデムノードに接続することによって、ユニット（Ｕ）の両ネットワークポートがタンデムノードの同じポートグループの２つのポートに接続されるように構築することができる。いずれのシステムも、全てのデータを両ポートに送信する限り、タンデムノードのアクセスサイドに接続でき、両ポートからデータを受け取り、保護できる。変更することなくコンセプトを支持できる２つのシステムは、マーリンユニットそのものと、FSP150CPユニットのようなADVAユニットである。マーリンすなわちタンデムユニットから構築される完全なサブツリーは、ポートグループに接続することを理解すべきである。マーリンユニットから構築された保護されないチェーンは、以上の要件を満たし、したがってポートグループに接続することができる。
【００２６】
アクセスリンク障害と、タンデムノード自体のノードの障害に対し保護を与えるために、使用される回復機構は、構成要素のマーリンユニットのタンデム状態を、アクティブからスタンバイに、およびスタンバイからアクティブにスイッチすることである。タンデムノードで構築されたマーリンアクセスネットワークは、アクセスネットワークに対して内在的なリンクおよびマーリンノードの障害と、タンデムノードの部分を構築するマーリンユニットの障害とに対して保護を与える。
【００２７】
タンデムノードの複数の回復機構は、ツリーまたはチェーンがポートグループに接続される場合には、全く同じである。タンデムノード自体、アクセスネットワークをメトロコアに接続するのに用いられるリンクの障害に対して保護を与え、ルータ障害に対して保護を与えないことを留意すべきである。しかし、タンデムノードは、これらの種類の障害に対して保護を与えるために、以下に記載されているように、他の冗長性機構(例えば、VRRP、HSRP、OSPFのようなダイナミック・ルーティング・プロトコル)と協力して働くことができる。
【００２８】
図５に最も明瞭に示されるように、リンクがタンデムノード５６または普通のマーリンノードの下に設置されていると、タンデムノード５６は、マーリンアクセスネットワークの内部にある前記リンクを有する。タンデムノード５６のマーリンユニット４２は、アクティブ状態であり、マーリンユニット４４は、リンク６４、６６によって示されるようなアクセスポートグループ(ｐ)に対してスタンバイ状態である。一般に、リンクグループ(ｐ)は、２つのリンク、すなわちマーリンユニット(M1)に接続された(ｐ1)およびマーリンユニット(Mr)に接続されたポート(Pr)から成る。ポートグループ(ｐ)のリンク(ｐ1)に障害が生じた場合、イベントが発生されて、マーリンユニット(M1)とマーリンユニット(Mr)との両方に障害を通知する。このイベントを受信すると、マーリンユニット(M1)は、ポートグループ(ｐ)に対する状態を、アクティブからスタンバイに変更し、マーリンユニット(Mr)はグループ(ｐ)に対する状態を、スタンバイからアクティブ状態に変更する。これらの変更後、ポートグループ(p)に対するタンデムノード５６の動作は回復し、障害の前と回復の後との動作が同じになる。
【００２９】
特に、障害６２がリンク６４上で生じ得る。リンク６４上で受信されるトラフィックはないので、ノード４２は、アクティブモードからスタンバイ状態にスイッチする。タンデムリンク７０で、受信される情報はないので、ノード４４を、スタンバイモードからアクティブモードにスイッチすることができる。リンク６６の着信トラフィックと、タンデムリンク７０の着信トラフィックとを比較するように、ノード４４はまた、構成することができる。大きな不一致があれば、ノード４４は、リンク障害があるか、ノード４２がシステム障害であることを断定できる。リンク６４の障害６２はまた、リンク５８に警報メッセージを送信し、タンデムリンク７０を経てノード４４に警報メッセージを送信して、ノード４２がスタンバイモードにスイッチすることを知らせるノード４２によって発見することができる。警報信号を受信すると、ノード４４はアクティブモードにスイッチする。
【００３０】
ノード４４はアクティブモードであるため、ノード４４はリンク６６で送信される情報を受け入れ、この情報をリンク６０に送信する。ノード４４はまたタンデムリンク７０に情報を送信する。この情報はノード４２によって受信され、リンク５８に送信される。従って、ノード内で流れる情報を戻し、情報は両リンク５８、６０に送信される。
【００３１】
図６は、マーリンユニット４２、４４の間に延在するタンデムリンク７０上でのタンデムリンク障害６８の回復を説明する図である。図６の左部分は、ポートグループ(ｐ)に対してアクティブ状態にあるマーリンユニット４２を有する通常状態を示している。マーリンユニットを接続しているタンデムリンク６８に障害が生じると、両ユニット４２、４４は、リンクダウンのような直接検出機構、またはタンデムノード内のノード４２、４４間の通信または通信の欠如に基づいて、間接機構を経て、通知される。ノード４２、４４はリンク７０を通じて状態情報を規則正しく交換することができ、その結果スタンバイノードは、リンク７０に障害が生じたとき、またはアクティブノードに障害が生じたときに通知されることができ、更にスタンバイノードはアクティブ状態にスイッチする。タンデムリンク障害６８を受信すると、両マーリンユニット４２、４４は全てのポートグループに対してアクティブ状態に好適に入り、両リンク６４、６６は、アクティブであってトラフィックを搬送して、トラフィックが両リンクを経て送信される。この状態変化の後、タンデムノード５６の動作は、タンデムリンク障害の前と同じであり、リンク５８、６０のトラフィックが接続ルータに流れる。
【００３２】
図７は、ノード障害７２の回復の例を示す。マーリンアクセスネットワーク内にあるノード障害(すなわち障害がルータの直下ではない)は、内部リンク障害と同じように扱うことができる。ルータへのアップリンクが完全に失われるため、コアネットワークまたはルータに直接接続されるタンデムノードのノード障害は、いくつかの余分な説明を必要とする。例えば、タンデムノード５６のノード４２は、ルータ１２に直接接続されているノードの障害７２を有し、障害７２とルータ１２との間にノードはない。ノード４４は、リンクダウン信号、またはノード４２からのリンク７０を経た通信の欠如によって、障害７２を検出し、スタンバイ状態を変更して、全てのポートグループに対してアクティブ状態に入る。この状態変更の後、タンデムノード５６の動作は、最も左のネットワークリンク６４を経て送信される入力トラフィックが、そのデスティネーションノード４２に到達しないこと、および、ネットワークリンク５８を経てルータ１２に受信できるトラフィックがないことを除いて、回復することができる。リンク６６のトラフィックは、マーリンユニット４４およびリンク６０を経て、ルータ１４との間で流れる。コアネットワークに接続された障害が生じたユニットであるため、マーリンアクセスネットワークは、ただ１つ動作接続ポイントを有するこの状態が生じる。これらの種類の障害に対するサービスを保護するために、アクセスネットワークは、重複化されたルータを経てコアネットワークに接続することができ、および、サービスの回復が自動的でなければならないならば、ルータは、ルータ１２、１４がＵ２リンク７０およびリンク５８、６０を経て通信できるように、ルータは、OSPFのようないくつかの種類のダイナミック・ルーティング・プロトコル、またはVRRPあるいはHSRP７４のようないくつかの他の種類の汎用保護ソフトウェアを実行する必要がある。ノード４２に障害が生じると、ルータ１２によって送信されるVRRP情報は、ノード４２を通過しないため、リンク７０およびリンク６０を経てルータ１４に到達できない。
【００３３】
図７におけるマーリンアクセスネットワークは、VRRP/HSRPを実行する２つのルータ１２、１４を用いるコアネットワークに接続されているとするならば、ユニット４２に接続されたルータ１２は、アクティブ状態にあり、一方、ユニット４４に接続されたルータは、スタンドバイ状態にある。
【００３４】
上述のように、ノード４２に障害が生じると、ルータ１２は接続リンク５８またはノード４２のどちらか一方に障害が生じたという事実を知る。これはルータインタフェース上のリンクダウン信号によって行うことができる。次にルータ１２は、ルーティングテーブルから割り当てられたインタフェースと、全てのそのサブインタフェースとを取り除くことができ、次にコアネットワークの残りに対し、接続されたサブネットワークの到達可能性を通知することを停止できる。ルータ１２は、アクティブ状態から出ることができる。ルータ１４は、次にルータ１２からのメッセージの欠如によって障害を検出することができ、アクティブ状態に入ることができる。この状態で、ルータ１４は、マーリンアクセスネットワークを経て接続された全てのサブネットワークに、到達可能性を通知することを開始でき、タンデムノード５６に接続されたリンクを経て受信される入力トラフィックを送信することを開始する。
【００３５】
リンクが既にアクティブであるが、マーリンノード４２がトラフィックを送信しない場合のように、ルータ１２が、障害を直接知らないように、ノード４２に障害が生じる場合、タンデム保護機構は、ノード４２からの通信の欠如によって障害を検出することができ、上述のように動作を回復することができる。
【００３６】
更に、VRRP/HSRPプロトコルは、ルータ１４がバックアップ状態からアクティブ状態にスイッチするようにできる。差し迫った問題は、ルータ１２がローカルノード障害を知らないで、VRRP/HSRPトラフィックの欠如の故に、バックアップルータ１４に障害が生じるという誤った結論を出す場合が起こり得ることである。従って、ルータ１２は、アクティブ状態のままであることができる。バックアップルータ１４は、ルータ１２からいかなるトラフィックも受信できないため、バックアップ状態からアクティブ状態にスイッチすることができる。情報の流れは、図７の右側の部分に示すように、両ルータ１２、１４はアクティブ状態であり、接続されたサブネットワークに到達可能性を知らせている。しかし、ルータ１４のみが、アクセスネットワークとの間でトラフィックを受信し、送信することができる。カスタマポートを経てルータ１２によって受信される全ての入力トラフィックは、メトロコアネットワークに送信されるが、カスタマサイトに予定されたトラフィックのいくつかを、意図する宛先にトラフィックを送ることができないルータ１２に送信することができる。すなわち、ノード４２で完全に障害が生じ、リンク５８で情報を全く送らない場合、アクティブ状態にあるルータ１２を有することは、問題ではない。ノード４２に部分的に障害が生じる場合、問題が発生し、所望の宛先に送信するルータ１２に、リンク５８内のいくつかの情報を送る。ルータ１２はアクティブであり、カスタマに送信すべきトラフィックを受信することができるが、カスタマには、ノード４２の障害によりルータ１２から到達することができないことを、ネットワークの残りに通知するという他の問題がある。
【００３７】
この問題は、一般的な問題であり、イーサネットリンク用のラインプロトコルの欠如に基本的に基づいている。すなわち、イーサネットポートは、動作状態 “up”にできるが、レイヤ２の通信パスは、依然として破断されたままとすることができる。上述した状況は、SNMPトラップのような通知をネットワーク管理オペレーション・センター７6に対し発生し、オペレータが構造ダウン信号７８を送信することによって、非アクティブ状態にルータ１２を設定し、問題を改善するこの作用によって、解決することができる。ノード４２、４４が通常の状態信号をルータ１２、１４にそれぞれ送り、直接接続されたノードの内の１つが、いつ障害が生じるか、または障害が生じるか否かをルータに知らせるように、構成することがまた可能である。リンク７０を経て受信される状態通信の欠如の結果、ノード４４がこの障害を知るので、ノード４２に障害が生じたときに、完全に機能するノード４４がルータ１４を経て管理センター７６に警報メッセージを送信することがまた可能である。
【００３８】
リンク５８、６０上での障害のようなアップリンク障害がある間、タンデムノード５６をコアネットワークに接続するネットワークリンクに障害が生じると、タンデムノード５６は処理を行わない。アップリンク５８、６０の内の１つの障害は、ルータ１２、１４に直接接続されているノード４２、４４の障害に同等である。VRRP/HSRPのようなルータ冗長性機構によって、またはOSPFのようなダイナミック・ルーティング・プロトコルを用いることによって達成される。既に検討してきた、リンク障害の検出についての問題は、この状況でもまた存在している。タンデムノードは、回復を容易にするために、ネットワーク・オペレーション・センタにイベント通知メッセージを発することができる。
【００３９】
ルータ障害がある間、マーリンアクセスネットワークは、デュアル・アップリンク５８、６０を設けることによって、ルータ冗長性のためのサポートを与えることができる。VRRP/HSRPのためのコントロールトラフィックは、デュアル・アップリンク間で送信される。ルータ障害時には、マーリンシステムによって、特定の処理は行なわれない。
【００４０】
障害後に、タンデムノード５６がカスタマサービスを回復するのに要する時間は、リンク障害またはユニット障害を検出するのに必要な時間と、タンデムノード５６内の２つのマーリンユニット４２、４４に障害通知を送るのに必要な時間と、パーポート状態をバックアップ側でパッシブからアクティブにスイッチするのに必要な時間とに主に基づいている。リンク障害を検出する効率的な方法があれば、５０ms内にカスタマに対してサービスを回復することが可能である。
【００４１】
少なくとも３つの基礎トポロジが、ツリー、チェーン、ポイント・ツー・ポイント（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ）・トポロジを含むマーリンユニットで構築することができる。マルチレベルのマーリンネットワークにおいて、多くの組み合せが可能である。全てのサポートされた、保護されないトポロジとにおいて、保護されたトポロジとは、以下の特徴を含んでいる。すなわち、サポートされたトポロジが多くとも２つのアップリンクを有し；保護されたトポロジは、複数のトポロジのトップに１つのマーリン、あるいは１つのタンデムノードがあるように、シングルにルーティングされ；ツリートポロジは常にシングルにルーティングされ；１つのマーリン、または１つのタンデムノードが、トポロジのトップに配置され；ツリーおよびリングのトポロジにおいて、リーフポートは冗長性にかかわらず、１つのシングルポートＩＤと関連している。
【００４２】
ツリー、チェーン、ポイント・ツー・ポイントを含むサポートされたトポロジを以下に説明する。全てのこれらの異なる種類のトポロジは、冗長性なしに保護されないように、および冗長性を有して保護されるように構成することができる。シングルマーリン・ネットワークは、ツリートポロジの定義による。２つのレベルのツリーを、マーリンユニットのネットワークポートをもう１つのマーリンユニットのアクセスポートに接続することによって構築することができる。
【００４３】
図８において最も明瞭に示されるように、保護のないツリートポロジ８０を構築することができるように、３レベルまでツリーを構築することが可能である。トップマーリンユニット８２は、ルータ８４、８６に接続されている。このように、接続されるカスタマの数は、かなり増加する。
【００４４】
図９において最も明瞭に示されるように、第１のマーリンユニット９２の１つのネットワークポート９０が、別のマーリンユニット９６のネットワークポート９４に、接続され、以下同様に接続されるデイジーチェーントポロジ８８で、マーリンユニットを配置することができる。タグの第１の部分は、マーリンユニットをアドレスすることができるタグの第２の部分はマーリンユニットのポートをアドレスすることができる。このように、マーリンユニットは、タグの第１の部分で指示されたマーリンユニットでない限り、情報を送信する。マーリンユニットが、アクセスポートの１つによって情報を受信すると、マーリンユニットは、マーリンユニットのタグナンバの第２の部分を付加し、ポートナンバすなわちカスタマ（そこから情報が送られた）のタグナンバの第２の部分を付加することができる。上述のように、マーリンユニットは、両アップ-リンクスに情報を送信する。１２個までのユニットをシングルチェーンで接続することができる。もちろん、１２個より多くのまたは１２個より少ないユニットを、必要に応じて用いることができる。同一の２つの独立したルータ９８、１００をチェーンの２つのエンドポイント１０２、１０４に接続することによって、チェーン内のルータ冗長性をサポートすることがまた可能である。チェーンが遮断すると、VRRP/HSRPシグナリングは、確実に働かなくなる。何故ならば、破断の他の誤り側のルータに到達するチェーンノードへの出力トラフィックが失われ、システムは決して回復できないからである。いくつかのカスタマが、このシナリオで今なおサービスを有している。
【００４５】
これは、VRRP/HSRPに対する問題であり、タンデムノードに関連して上述した問題とほぼ同じである。OSPFのような他の機構は、チェーンが破断した後でさえ、完全に回復することができる。VRRP/HSRPは、ルータ冗長性を与え、ルータポートに直接接続されたリンクの保護を与えるが、他の障害から確実に回復できない。
【００４６】
図１０で最も明瞭に示されるように、マーリンユニット１０６、１０８を、ユニット１０６のネットワークポート１１２を他のユニット１０８のネットワークポート１１４に接続することによって、ポイント・ツー・ポイント・トポロジ１１０で接続することができる。カスタマ１０９はユニット１０６に接続されており、カスタマ１１１はユニット１０８に接続されている。
【００４７】
保護されたツリートポロジは、保護されないツリーがマーリンユニットから構築されるのと同じように、タンデムノードを用いて構築することができる。タンデムノードは、保護されたツリーである。マルチレベルの保護されたツリーは、マーリンユニットすなわちタンデムノードの両ネットワークポート、をタンデムノードのポートグループの２つのポートに接続することによって、構築することができる。
【００４８】
以下の要件を、保護されたツリーに課することができる。ツリーは、レベル(ｉ-１)でも保護される場合に限り、レベル（ｉ）で保護される。この要件は、ルートから始めて綿密に組織的に構築されることを意味する。例えば、第２のレベルがタンデムノードを用いて構築されれば、第１のレベルもその様なものである。冗長なツリートポロジの例が、以下の図において示される。
【００４９】
図１１は、トップレベルがタンデムノード１１８を用いて構築される冗長なツリートポロジ１１６を示している。好適に、それぞれのツリートポロジは、ルータに直接接続されるたった１つのトップノードを有している。図１２において、ツリートポロジ１２０が示され、第２のレベルもまた冗長なタンデムノード１２２、１２４、１２６を用いて構築されている。デュアル冗長ルータを、保護されたツリーのデュアル・アップリンクに接続することによって、保護されないツリーと全く同じように、ルータ冗長性を保護されたツリーでサポートすることができる。
【００５０】
図１３において最も明瞭に示されるように、保護されたチェーントポロジ１２８は、保護されないチェーン１３４のアップリンク１３０、１３２をタンデムノード１４０のポートグループの２つのポート１３６、１３８に接続することによって、構築される。２つのデュアル冗長ルータ１４２、１４４をタンデムノード１４０の2つのネットワークポートに接続することによって、ルータ冗長性を与えることができる。タンデムノード１４０によって受信されるトラフィックは、どのノードがアクティブモードまたはスタンバイモードであるかに基づき、リンク１３０、１３２の内の１つにおける情報を処理せず、またタンデム１４０は、両アップリンク１４１、１４３に情報を送信する。以上説明したように、タンデムノード１４０によって受信されるトラフィックは、リンク１３０またはリンク１３２で、チェーン１３４に送信される。
【００５１】
図１４において示されるように、２つのトランクリンク１４６、１４８が、ポイント・ツー・ポイント構造１５０で用いられると、データは両リンク上で常に送信される。構造１５０がルータを有しないことに留意すべきである。例えば、ユニット１５２は、両リンク１４６、１４８に送信できる。ユニット１５４のような受信側で、データはリンク１４６、１４８の内の１つから受信される。ユニットは、アップリンクポートの一方を自動的に選択し、データを受信することができる。ユニットは、アクティブリンク上で障害がある場合、受信側で他方のリンクに自動的にスイッチすることができる。
【００５２】
本発明を好適な構成および実施例に従って説明したが、ある置換と変更とを、以下の請求項の趣旨および範囲から離れることなく構成することができることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】VLANカスタマ分離を有する従来技術のアクセスネットワークを説明する概略図である。
【図２】本発明のアクセスネットワーク内のマーリンユニットを説明する概略図である。
【図３】本発明のタンデムノードで接続される2つのマーリンユニットを説明する概略図である。
【図４】本発明のタンデムノードの抽象概念を説明する概略図である。
【図５】本発明の内部リンク障害の回復を説明する概略図である。
【図６】本発明のタンデムリンク障害の回復を説明する概略図である。
【図７】本発明のノード障害の回復を説明する概略図である。
【図８】発明の保護されないツリートポロジを説明する概略図である。
【図９】本発明の冗長なデイジーチェーンを説明する概略図である。
【図１０】本発明の保護されないポイント・ツー・ポイント・トポロジを説明する概略図である。
【図１１】本発明のタンデムノードを有する冗長なツリートポロジを説明する概略図である。
【図１２】本発明の複数のタンデムノードを有する冗長なツリートポロジを説明する概略図である。
【図１３】本発明のタンデムノードを有する冗長なリングトポロジを説明する概略図である。
【図１４】本発明の冗長なポイント・ツー・ポイント・トポロジを説明する概略図である。
【国際調査報告】
2007525895.tif 000017
2007525895.tif 000018