(57)【要約】【課題】イーサネットネットワークに接続して、複数のポート間のパケットの転送を行うイーサネットスイッチにおいて、伝送路の故障発生時のポートの二重化切り替え動作を、ネットワークへの影響を少なく、かつ、高速に実行できるようにする。【解決手段】イーサネットネットワークに接続して、複数のポート間のパケットの転送を行うイーサネットスイッチにおいて、各ポートに運用系または予備系いずれかの運用モードの設定を行う切替制御手段と、運用系ポートで受信したパケットの宛先アドレスから転送先となる運用系ポートの識別情報を検索できる転送情報記憶手段と、該転送先となる運用系ポートの識別情報から該転送先となる運用系ポートと対をなす予備系ポートの識別情報を獲得する手段を備え、該運用系ポートで受信したパケットをその転送先となる運用系ポートおよび該転送先となる運用系ポートと対をなす予備系ポートに転送し、該予備系ポートで受信したパケットを廃棄する、ように構成して、受信側のイーサネットスイッチの動作により迅速にポートの切り替えが行えるようにする。【選択図】　　　図１
2004096460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イーサネットネットワークに接続して、複数のポート間のパケットの転送を行うイーサネットスイッチにおいて、
各ポートに運用系または予備系いずれかの運用モードの設定を行う切替制御手段と、運用系ポートで受信したパケットの宛先アドレスから転送先となる運用系ポートの識別情報を検索できる転送情報記憶手段と、該転送先となる運用系ポートの識別情報から該転送先となる運用系ポートと対をなす予備系ポートの識別情報を獲得する手段を備え、該運用系ポートで受信したパケットをその転送先となる運用系ポートおよび該転送先となる運用系ポートと対をなす予備系ポートに転送し、該予備系ポートで受信したパケットを廃棄する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載のイーサネットスイッチにおいて、
前記運用系ポートで受信したパケットを、前記運用系ポートと対をなす予備系ポートへ転送することを抑止する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
【請求項３】
請求項１に記載のイーサネットスイッチにおいて、
網構成制御のためのプロトコルパケットを受信時は、受信したポートが運用系のときは該プロトコルパケットをプロトコル処理手段に渡し、該ポートが予備系のときは該プロトコルパケットを廃棄する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
【請求項４】
請求項１に記載のイーサネットスイッチにおいて、
パケットを受信した第一の運用系ポートの識別情報と該パケットの送信元アドレスとから成る転送情報を第二の運用系ポートに送信する転送情報送信手段と、第二の運用系ポートの該転送情報送信手段により送信されてくる第二の運用系ポートの転送情報を受信する転送情報受信手段を備え、該転送情報受信手段により受信した転送情報に第二の運用系ポートと対をなす予備系ポートの識別情報を付加して前記転送情報記憶手段に格納し、受信したパケットの宛先アドレスから前記転送情報記憶手段を検索して転送先となる運用系および予備系ポートの識別情報を検索する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
【請求項５】
請求項１に記載のイーサネットスイッチにおいて、
該イーサネットスイッチのポートに対向接続されているイーサネットスイッチに対して、運用モードの設定変更を行った旨を通知する手段と、対向接続されているイーサネットスイッチからの運用モードの設定変更の通知を受信して前記切替制御手段に渡し、前記切替制御手段は該通知を受信したポートの運用モードを該通知の内容に従って設定変更する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はイーサネット技術により構成されるネットワークに接続して、複数のポート間のパケットの転送を行うイーサネットスイッチに係り、特に、リンク単位の故障切り替えを実現するイーサネットスイッチに関する。
なお、以降の記述において、単にスイッチと記述されている場合はイーサネットスイッチのことを意味している。
【０００２】
現在、イーサネット技術は装置が安価で管理が容易なため、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の分野で広く使われている。近年、イーサネットスイッチの大容量化に伴い、イーサネット技術を利用した広域ネットワーク（ＷＡＮ）が構築されるようになってきた。これに伴い、イーサネットで構築されるネットワークにも高信頼性が要求されるようになってきている。すなわち、故障が発生した場合でも、すみやかに故障を回避して通信を継続できるようにする必要がある。このため、高速でかつネットワークへの影響範囲を極力小さくして障害を回避できる技術が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
従来のイーサネット技術で障害を回避する技術としては、Ｒａｐｉｄ　Ｓｐａｎｎｉｎｇ
Ｔｒｅｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＲＳＴＰ）とＬｉｎｋ　Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ（ＬＡ）がある。
ＲＳＴＰについては、２００１年３月２６日発行のＩＥＥＥ　Ｄｒａｆｔ　Ｐ８０２．１ｗ／Ｄ１０の
”Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　−　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ
ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　−Ｌｏｃａｌ　ａｎｄ　ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ　ａｒｅａ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ　−
Ｃｏｍｍｏｎ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ−Ｐａｒｔ　３：　Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　（ＭＡＣ）　Ｂｒｉｄｇｅｓ：
Ａｍｅｎｄｍｅｎｔ　２　−　Ｒａｐｉｄ　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ”、に掲載されている。
【０００４】
また、ＬＡについては、ＩＥＥＥ　Ｓｔｄ　８０２．３，　２０００　Ｅｄｉｔｉｏｎの
”Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　−　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ａｎｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｅｘｃｈａｎｇｅ
ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　−Ｌｏｃａｌ　ａｎｄ　ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ　ａｒｅａ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ　−
Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　−Ｐａｒｔ　３：　Ｃａｒｒｉｅｒ　ｓｅｎｓｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ａｃｃｅｓｓ　ｗｉｔｈ
ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　（ＣＳＭＡ／ＣＤ）　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｌａｙｅｒ
ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ”、に掲載されている。
【０００５】
ＲＳＴＰはＳｐａｎｎｉｎｇ　Ｔｒｅｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＴＰ）を改良したもので、通常のＳＴＰではルートブリッジ（Ｒｏｏｔ　Ｂｒｉｄｇｅ）への経路をただ一つだけ選ぶが、ＲＳＴＰではルートブリッジへの経路を一番優れているものと二番目に優れているものの二つを選ぶ。一番優れている経路のルートブリッジへのポートをＲｏｏｔ　Ｐｏｒｔ（ＲＰ）、二番目に優れている経路のルートブリッジへのポートをＡｌｔｅｒｎａｔｅ　Ｐｏｒｔ（ＡＰ）とする。通常はＲＰのみを使用するが、ＲＰが利用できなくなると、ＡＰを利用して転送を行う。
【０００６】
ＬＡは、本来二つのイーサネットスイッチ間にあるリンクの帯域を増強する目的で使用されるもので、二つのイーサネットスイッチ間に複数の物理リンクを設定し、それらを一つの論理リンクとして扱うことができるものである。この二つのスイッチ間を転送されるパケットは、複数ある物理リンクのいずれか一本を、経由するように振り分けられる。振り分けの方法は任意に選択することができる。そこで、ある物理リンクに故障が発生したら、振り分けのアルゴリズムを変えて、障害が発生した物理リンクにはパケットを振り分けないように振り分けアルゴリズムを変更することで、その物理リンクの障害を回避することができる。
【０００７】
上記のＬＡを用いた障害回避の動作概要を、図２５の従来技術による動作概要を用いて説明する。
図２５では、スイッチ８００および９００が運用系と予備系の二重化構成のリンクＬ１およびＬ２で接続されており、スイッチ８００およびスイッチ９００には、それぞれ６個のポートが実装され、各ポートはスイッチ内の相対的なポート識別記号であるＰ１〜Ｐ６で表わされている。
【０００８】
いま、端末Ａから端末Ｄへパケットを送信する場合を想定する。
通常時は、図２５（イ）に示すように、端末Ａから送出されたパケットはスイッチ８００のポートＰ１で受信され、スイッチ８００に実装されている振り分けアルゴリズムによって、ポートＰ４がパケットの転送先ポートとして選択され、ポートＰ４から接続先であるスイッチ９００に送出される。
【０００９】
スイッチ８００のポートＰ４から送信されたパケットは、スイッチ９００のポートＰ１で受信される。スイッチ９００は、運用系となるポートＰ１から受信したパケットも、予備系となるポートＰ２から受信したパケットも下流に転送するように動作するが、この場合には、スイッチ８００がスイッチ９００のポートＰ１のみにパケットを流してくるので、スイッチ９００がパケットを受信するのはポートＰ１のみである。このようにして、通常時は、スイッチ８００のポートＰ４とスイッチ９００のポートＰ１を接続する運用系リンクＬ１を経由して、矢印に沿ってパケットが送信されていき、スイッチ９００のポートＰ４から送出されて端末Ｄに到達する。
【００１０】
ここで、図２５（ロ）に示すように、運用系リンクＬ１で故障が発生し利用できなくなったとする。故障は下流側にあるスイッチ９００が検出するので、その旨の情報を予備系リンクＬ２経由でスイッチ８００に通知する。スイッチ８００では、振り分けアルゴリズムを変更し、パケットが予備系リンクＬ２に接続されているポートＰ５に転送されるようにする。スイッチ９００では、ポートＰ１からのパケットもポートＰ２からのパケットも下流に転送するように動作するので、スイッチ８００のポートＰ５からスイッチ９００のポートＰ２に送信されたパケットを受信すると、それをポートＰ４経由で端末Ｄに送信し、障害回避を完了する。
【００１１】
以上、ＬＡを用いた場合を説明したが、ＲＳＴＰを用いた場合でも、パケットを送信する側のスイッチで経路を一つ選択して、その経路にのみパケットを送信する点は、上記図２５の説明と同じであり、伝送路に障害が発生した際の回避方法も同様である。
以上のように、図２５の従来技術の障害回避方法では、パケットの送信側となるスイッチ８００での転送先ポートは一つに限定されており、伝送路から受信したパケット内の宛先アドレスを抽出し、その宛先アドレスによって、宛先アドレスと転送先ポート識別情報の対応表を記憶している転送情報テーブルを検索することにより、転送先ポートを決定するように構成している。このため、伝送路の障害等で運用系リンクＬ１から予備系リンクＬ２にパケットの送出先を切り替えるときは、転送情報テーブルの書き換えが必要となる。
【００１２】
従来技術によるスイッチの構成は図２４に示すように、各ポート毎に設けられる受信処理部と送信処理部、およびスイッチ部５００、およびプロトコル処理部４００から構成される。図２４では便宜上ポートＰ１とポートＰ２の２ポートの構成に簡略化して表わしているが、２ポートに限定されるものではない。
ここで、障害回避処理については、主に図２４の構成で示す各ポートに設けられる受信処理部が関わっており、その構成例を図２３に示す。
【００１３】
まず、伝送路終端部１は、Ｏ／Ｅ（Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ）と復号部によって構成され、Ｏ／Ｅでは伝送路から受信した光信号を電気信号に変換後、伝送路の特性に合わせて符号化されている信号を復号部で復号する。例えば、イーサネットの１０００ＢＡＳＥ−Ｘ（１ギガのイーサネット）では、８Ｂ／１０Ｂと呼ばれる符号化が行われており、この符号化された信号を復号する。
【００１４】
次に、転送情報抽出部３では、パケットのヘッダに付加されている宛先アドレスを取り出し、その宛先アドレスは転送先ポート決定部６へ、パケット本体は転送複製情報付加部４にあるＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ　Ｉｎ　Ｆｉｒｓｔ　Ｏｕｔ）キユーであるＦＩＦＯ　５４に入れて、デコード部６０から、スイッチ部５００が認識できる形式のパケット転送先ポート情報であるタグが渡されるまで待ち合わせる。
【００１５】
一方、転送情報抽出部３から宛先アドレスを受け取った転送先ポート決定部６は、転送情報テーブル５を構成するＣＡＭ（Ｃｏｎｔｅｎｔ　Ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ　Ｍｅｍｏｒｙ）５６を検索して、該パケットを出力する出力ポートの識別情報となる出力ポート番号を取得し、この取得した出力ポート番号を転送複製情報付加部４のデコード部６０に引き渡し、デコード部６０は該出力ポート番号をスイッチ部５００が利用できる形のタグ値にデコードし、タグ付加部５５に渡す。タグ付加部５５は、ＦＩＦＯに待たせてあったパケットを読み出し、該パケットにデコード部６０から引き渡されたタグ値を付加して、スイッチ部５００に引き渡す。ここで、タグ値としては一般的には、ビットマップ形式の値を用いる場合が多い。
【００１６】
また、転送情報テーブル５は、受信したパケットの宛先アドレスと転送先ポートの識別情報との対応関係を記憶するテーブルで、そのエントリは、受信したパケットの送信元アドレスと該パケットを受信したポートの識別情報をもとに自動的に登録されるようになっており、この機能を「学習機能」と呼んでいる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＲＳＴＰおよびＬＡを使用する障害回避技術では、いずれもループを防止するためにパケットを送信する側において経路を選択し、選択された経路にだけパケットを送信している。
しかし、一般に障害を検出するのはパケットを受信する側なので、障害を回避するためには、パケットを受信する側から送信する側へ通知する手段が必要であった。また、リンク切り替えの際に、パケットを送信するスイッチ内部における転送先ポートの変更が必要となるため、一般には転送情報テーブルの書き換え等の煩雑な手順を必要としていた。このため、復旧には数秒から数分の時間を必要とする場合があり、ＷＡＮにおいて通信サービスに利用する場合においては許容できない時間である。また、ＳＴＰを利用すると、ネットワーク全体が論理トポロジーを再構築するために、一時的にデータの転送を止めてしまうという問題があった。
【００１８】
本発明は、接続されているイーサネットネットワークへの影響を最小限にし、効率的かつ高速に障害を回避するイーサネットスイッチ装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
第一の発明では、イーサネットネットワークに接続して、複数のポート間のパケットの転送を行うイーサネットスイッチにおいて、各ポートに運用系または予備系いずれかの運用モードの設定を行う切替制御手段と、運用系ポートで受信したパケットの宛先アドレスから転送先となる運用系ポートの識別情報を検索できる転送情報記憶手段と、該転送先となる運用系ポートの識別情報から該転送先となる運用系ポートと対をなす予備系ポートの識別情報を獲得する手段を備え、該運用系ポートで受信したパケットをその転送先となる運用系ポートおよび該転送先となる運用系ポートと対をなす予備系ポートに転送し、該予備系ポートで受信したパケットを廃棄する、ように構成している。
【００２０】
第一の発明によれば、運用系ポートと予備系ポートの両方にパケットを送信できるようになり、受信側では運用系ポートから受信したパケットだけを転送することができるようになり、従来の技術ではできなかったリンクの受信側だけの処理で切り替えを実現することができ、切り替え手順を大幅に簡略化するとともに、切り替えに必要な時間を短縮することが可能となる。
【００２１】
第二の発明では、前記第一の発明において、前記運用系ポートで受信したパケットを、前記運用系ポートと対をなす予備系ポートへ転送することを抑止する、ように構成している。
第二の発明によれば、ブロードキャスト通信情報に、予備系ポートヘのパケット転送を阻止することができ、ブロードキャスト転送を許容することが可能となる。
【００２２】
第三の発明では、前記第一の発明において、網構成制御のためのプロトコルパケットを受信時は、受信したポートが運用系のときは該プロトコルパケットをプロトコル処理手段に渡し、該ポートが予備系のときは該プロトコルパケットを廃棄する、ように構成している。
第三の発明によれば、プロトコル処理部に常に運用系のポートで受信したプロトコルパケットのみを転送することができ、切り替えを意識しないプロトコル処理部を構成できるようになる。
【００２３】
第四の発明では、前記第一の発明において、パケットを受信した第一の運用系ポートの識別情報と該パケットの送信元アドレスとから成る転送情報を第二の運用系ポートに送信する転送情報送信手段と、第二の運用系ポートの該転送情報送信手段により送信されてくる第二の運用系ポートの転送情報を受信する転送情報受信手段を備え、該転送情報受信手段により受信した転送情報に第二の運用系ポートと対をなす予備系ポートの識別情報を付加して前記転送情報記憶手段に格納し、受信したパケットの宛先アドレスから前記転送情報記憶手段を検索して転送先となる運用系および予備系ポートの識別情報を検索する、ように構成している。
【００２４】
第四の発明によれば、受信したパケットの転送時に、前記転送先情報記憶手段から転送先の運用系と予備系のポート識別情報を一度に獲得でき、転送時の手順の簡略化および処理時間の短縮を実現できるようになる。
第五の発明では、前記第一の発明において、前記イーサネットスイッチのポートに対向接続されているイーサネットスイッチに対して、運用モードの設定変更を行った旨を通知する手段と、対向接続されているイーサネットスイッチからの運用モードの設定変更の通知を受信して前記切替制御手段に渡し、前記切替制御手段は該通知を受信したポートの運用モードを該通知の内容に従って設定変更する、ように構成している。
【００２５】
第五の発明によれば、切り替えが発生した場合、自動的に切替情報を生成し、また、その切替情報を検出して自動的に切り替えを実行することができ、一方向のリンクを切り替えるだけで自動的に逆方向のリンクも切り替えることが可能となり、一方向ずつ切り替えを設定する手間を削減することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明によるスイッチの構成で、従来技術のスイッチの構成要素であるスイッチ部５００、プロトコル処理部４００、ポートＰ１、Ｐ２に加え、障害回避のための切り替え制御を行う切替制御部３００が新たに設けられている。
図１は本発明によるスイッチの動作概要であり、図１（イ）は通常時のパケットの流れを示し、図１（ロ）は伝送路故障時のパケットの流れを示している。
【００２７】
図１の構成では、それぞれスイッチ内の相対的な識別記号Ｐ１〜Ｐ６で表現される６個のポートを備えたスイッチ８００およびスイッチ９００が、二重化構成をとる運用系リンクＬ１および予備系リンクＬ２により接続されており、スイッチ８００には端末Ａ、Ｂ、Ｃが接続され、スイッチ９００には端末Ｄ，Ｅ，Ｆが接続されている。
いま、端末Ａから端末Ｄへパケットを送信する場合を考える。図１中の上半分の図において、端末Ａからのパケットはスイッチ８００のポートＰ１の受信処理部で受信される。受信したパケットを端末Ｄに送信するためには、該パケットをポートＰ４に転送すればよいが、ここではポートＰ４とポートＰ５が二重化構成をとっているため、該パケットをポートＰ４およびポートＰ５の両方に転送し、従って、運用系リンクＬ１および予備系リンクＬ２の両方のリンクに送出される。
【００２８】
スイッチ９００では、通常時は、ポートＰ１およびＰ２の両方でパケットを受信するが、そのうちの運用系リンクの接続されているポートＰ１から受信したパケットのみを使用して、ポートＰ４へ転送して端末Ｄに送出する。
ここで、運用系リンクＬ１の障害をスイッチ９００が検出したときは、図１（ロ）に示すように、スイッチ９００では転送対象とするパケットを、ポートＰ１にて受信したパケットから予備系リンクＬ２に接続されているポートＰ２にて受信したパケットに切り替え、ポートＰ２にて受信したパケットをポートＰ４に転送して、障害を回避するように構成している。
【００２９】
上記の障害回避のための切り替え処理は、図２のスイッチの構成の中で、主に各ポートの受信処理部と切替制御部３００により実行される。
図２ではポートＰ１とポートＰ２の２ポートのみ記述しているが、３ポート以上で構成される場合でも、各ポートの構成および動作は図２の場合と同様であり、各ポートの受信処理部は共通部である切替制御部３００、プロトコル処理部４００およびスイッチ部５００に接続され、各ポートの送信処理部は共通部であるスイッチ部５００に接続され、また、各ポートの受信処理部は他のポートの受信処理部と接続され、それぞれ通信を行うことができる。
【００３０】
以下の記述では、上記図１のスイッチの動作概要に示すパケットの流れを例にして、図２のスイッチの構成のポートＰ１の受信処理部１００を代表として、その構成方法別に図を用いて説明する。
（１）第１の構成と実施の形態
図２の構成における受信処理部の第１の構成を図３に示す。
【００３１】
ここで、図１において、端末Ａより端末Ｄ宛てのパケットをスイッチ８００のポートＰ１に送信するケースを考える。ポートＰ１の受信処理部では、図３の第１の構成に示すように、伝送路終端部１において、光伝送の場合は光から電気信号への変換や符号復号などの物理層の処理を行う。通常状態であれば、パケットは転送情報抽出部３において、転送処理に必要なパケットの宛先アドレスを抽出される。今の場合、パケットは端末Ｄ宛であるので、宛先アドレスとして端末ＤのＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスが取り出される。抽出された宛先アドレスは、転送先ポート決定部６に引き渡される。
【００３２】
転送情報テーブル５には、受信したパケットの宛先アドレスと、該パケットを出力すべきポートの識別情報との対応表が記憶されており、　転送先ポート決定部６は、引き渡された宛先アドレスをもとに転送情報テーブル５を検索して、該パケットを出力すべきポートの識別情報を得る。
ここで、本発明では、パケットの転送先となる運用系ポートの識別情報と、それと切り替えのためのペアになっている予備系ポートの識別情報との対応を記憶した切替ペアテーブル７を備えており、転送先ポート決定部６は、転送情報テーブル５をもとに得られた出力ポート識別情報をもとに切替ペアテーブル７を検索して、切り替えのペアとなっている予備系ポートの識別情報を得る。すなわち、図１の動作概要の例では、スイッチ８００のポートＰ４の識別情報であるポート番号”４”から、その予備系リンクであるポートＰ５の識別情報となるポート番号”５”を得る。
【００３３】
ここで、得られたポート番号”５”は、転送複製情報付加部４に引き渡され、該パケットがポート番号”４”および”５”が示すポートに転送されるように、スイッチ部５００が認識できる形のタグ値に変換し、それをパケットに付加して、スイッチ部５００へ引き渡す。
スイッチ部５００は、この引き渡されたタグ値に基づいてポートＰ４およびＰ５の送信処理部にパケットを転送することにより、該パケットは伝送路に送出される。
【００３４】
以上の手順で、図１の動作概要の例に示すように、スイッチ８００のポートＰ４から送信されたパケットは、運用系リンクＬ１を経由してスイッチ９００のポートＰ１で、スイッチ８００のポートＰ５から送信されたパケットは、予備系リンクＬ２を経由してスイッチ９００のポートＰ２で、それぞれ受信される。
スイッチ９００のポートＰ１の受信処理部の処理は、上記の如きスイッチ８００の処理と同様だが、スイッチ９００のポートＰ４は冗長構成をとっていないため、切替ペアテーブル７を検索した結果は予備系ポートなしとなる。従って、転送複製情報付加部４では、ポートＰ４のみにパケットが転送されるようにタグ値を付加する。
【００３５】
スイッチ９００のポートＰ２の受信処理部でも同様に処理されるが、ポートＰ２は予備系リンクに接続されているので、切替制御部３００から転送先ポート決定部６に対して予備系である旨の設定が行われる。これにより、転送先ポート決定部６では「転送先なし」と決定して、転送複製情報付加部４において該パケットは廃棄される。
【００３６】
以上の動作により、スイッチ９００ではポートＰ１で受信したパケットのみがポートＰ４から送信され端末Ｄに届けられる。
次に、ポートの運用モードを切り替える場合の動作を説明する。
切り替えは、図２の構成に示す切替制御部３００が図１スイッチ９００のポートＰ１の受信処理部の転送先ポート決定部６に予備系の設定をし、同じくスイッチ９００のポートＰ２の転送先ポート決定部６に運用系の設定を行うことで達成される。前記のとおり、運用系の設定が行われていれば通常の転送を行い、予備系の設定が行われていれば転送先ポート決定部は転送先なしと決定するため、これらの設定により、スイッチ９００のポートＰ１で受信したパケットは転送されなくなり、ポートＰ２で受信したパケットのみが転送されるようになり、切り替え動作は完了する。
【００３７】
上記の第１の構成の実施の形態を、図４に示す。
まず、伝送路終端部１は光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換部５１と、伝送路の特性に合わせて符号化された信号を復号するための復号部５２で構成され、物理層の終端処理を行う。
転送情報抽出部３は、宛先アドレス抽出部５３で構成され、パケットのヘッダに含まれている宛先アドレスを抽出し、抽出した宛先アドレスを転送先ポート決定部６の中のＣＡＭ制御部５７に渡す。
【００３８】
転送先ポート決定部６はＣＡＭ制御部５７、切替ペアテーブル制御部５８および運用予備切替部５９で構成され、ＣＡＭ制御部５７は宛先アドレス抽出部５３から受け取った宛先アドレスをキーとして、ＣＡＭで構成されている転送情報テーブル５を検索し、該宛先アドレスに対応する転送先ポートの識別情報としてポート番号を獲得し、切替ペアテーブル制御部５８に渡す。
【００３９】
切替ペアテーブル制御部５８は、受け取った転送先ポート番号をキーとして切替ペアテーブル７を検索し、切替ペアのポート番号を獲得する。
切替ペアテーブル７は、一般的なＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）を使用した切替ペアテーブルＲＡＭ６１で構成され、転送先ポート番号をテーブル先頭からの相対アドレスとして、対応するエントリに、該相対アドレスに対応する転送先ポート番号と切替ペアになっているポートの番号が格納されている構造になっている。本テーブルのエントリは、切替制御部３００において切替ペアの設定時に予め作成されたものが、コピーされる。
【００４０】
さて、切替ペアテーブル制御部５８は、切替ペアテーブル７から獲得した転送先ポート番号と、切替ペアポート番号を、運用予備切替部５９に渡す。
運用予備切替部５９は、運用モードを示す１ビットのレジスタを備えており、その値が”１”であれば運用系であり、渡された二つのポート番号はそのまま転送複製情報付加部４の中のデコード部６０に渡され、該レジスタの値が”０”であれば予備系であり、二つのポート番号は”０”となってデコード部６０に渡される。
【００４１】
転送複製情報付加部４は、デコード部６０、タグ付加部５５およびＦＩＦＯ　５４で構成される。デコード部６０では、転送先ポート決定部６の中の運用予備切替部５９から渡されたポート番号が”０”でなければ、スイッチ部５００でパケットが転送先ポートと切替ペアポートの両方に転送されるように、タグ値を生成し、運用予備切替部５９から渡されたポート番号が”０”であれば、転送なしを意味するタグを生成し、生成したタグをタグ付加部５５に渡す。ここで、タグの構成は、スイッチ部５００の構成に依存する。
【００４２】
一方、転送情報抽出部３の中の宛先アドレス抽出部５３で宛先アドレスを抽出した後のパケットは、転送複製情報付加部４の中のＦＩＦＯキューＦＩＦＯ　５４に渡されて待ち状態となり、転送先ポート決定部６での転送先が決定されて、デコーダ６０にポート番号が渡された時点で、タグ付加部５５により転送先を示すタグが付加されて、スイッチ部５００に渡される。ここで、「転送先なし」のタグ値を持つパケットは、スイッチ部５００には渡されないか、渡されてもスイッチ部５００で廃棄される。
【００４３】
以上のように、送信側スイッチ、つまり図１におけるスイッチ８００では切替ペアテーブル７を設定しておくことにより、運用系となる転送先ポートと予備系となる切替ペアポートの両方にパケットを送信することができ、受信側スイッチ、つまりスイッチ９００では、図４における運用予備切替部５９のレジスタを、切替制御部３００からの指示で運用系は”１”に、予備系は”０”に設定しておくことにより、運用系のパケットだけが流れるようにできる。
【００４４】
切り替え制御は、切替制御部３００により、この運用予備切替部５９のレジスタを予備系は”０”から”１”へ、運用系は”１”から”０”に変更することで実現できる。
（２）第２の構成と実施の形態
図２の構成におけるスイッチの受信処理部の第２の構成を図５に示す。
第２の構成は、前記第１の構成に警報検出部２を加えた構成である。
【００４５】
警報検出部２は、伝送路の光入力断や符号復号時の誤りを検出し、切替制御部３００に伝送路の故障を通知する手段を提供するもので、切替制御部３００では、現在の運用系リンクが故障でかつ現在の予備系リンクに故障がないという状態を検出したら、運用系ポートの受信処理部の転送先ポート決定部６に予備系移行の指示を通知し、予備系ポートの受信処理部の転送先ポート決定部６には運用系移行の指示を通知する。
【００４６】
以上の手順により、運用系リンクで故障を検出した場合の予備系への自動切替を、受信側スイッチだけの動作で迅速に行えるようになる。
第２の構成の実施の形態を図６に示す。
切り替えは、運用予備切替部５９の中にあるレジスタを切替制御部３００の指示で書き替えることにより行うが、本実施例では、ＯＲゲート６２とＲＳ−Ｆ／Ｆ　６３で構成される警報検出部２を追加し、切替制御部３００をＡＮＤゲート６４とＤ−Ｆ／Ｆ　６５で構成している。
【００４７】
伝送路終端部１のＯ／Ｅ変換部５１で検出される光入力断情報および符号の復号部　５２で検出される符号誤り情報などの故障情報をＯＲゲートでまとめ、ＲＳ−Ｆ／Ｆ　６３のＳ（セット端子）に入れる。これにより、故障が発生するとＲＳ−Ｆ／Ｆ　６３の出力は”１”になる。短時間の障害情報によって頻繁に切り替わるのを防ぐためにＲＳ−Ｆ／Ｆ　６３を使用し、ここでは図示していない装置制御部からリセットされるまで内容が変わらないようにしている。
【００４８】
図示されていないが、同じ警報検出部２は切替ペアとなるポートにも備えられる。ここでは説明のため、図６の実施例に示してある受信処理部が実装されているポートを図２の構成のポートＰ１とし、図６に示していないポートＰ１の予備系となる切替ペアポートを、図２の構成のポートＰ２として表示する。ＲＳ−Ｆ／Ｆ　６３の出力は、切替制御部３００の中にあるＡＮＤゲート６４に入る。このＡＮＤゲート６４は、ポートＰ１の受信処理部１００のＲＳ−Ｆ／Ｆ　６３の出力が”１”、すなわちポートＰ１が故障で、ポートＰ２のＲＳ−Ｆ／Ｆ　６３の出力が”０”、すなわちポートＰ２が正常なときには”１”を出力し、これがＤ−Ｆ／Ｆ　６５に入れられる。
【００４９】
Ｄ−Ｆ／Ｆ　６５の出力は、正転側がポートＰ１の運用予備切換部５９に、反転側がポートＰ２の運用予備切換部５９に入れられるため、Ｄ−Ｆ／Ｆ　６５の入力が”０”のときはポートＰ１が運用系となり、Ｄ−Ｆ／Ｆ　６５の入力が”１”のときはポートＰ２が運用系になる。
以上により、ポートＰ１が運用系として設定されている状態で、ポートＰ１で故障が検出され、かつそのときポートＰ２が故障していなければ、Ｄ−Ｆ／Ｆ　６５の出力が反転して切り替えが自動的に行われる。
（３）第３の構成と実施の形態
図２の構成におけるスイッチの受信処理部の第３の構成を図７に示す。
【００５０】
第３の構成は、前記第１の構成に、ＢＣ（Ｂｒｏａｄ　Ｃａｓｔ）制御部１３を加えた構成となっている。転送情報テーブル５は、受信したパケットの宛先アドレスと転送先ポートの識別情報との対応関係を記憶するテーブルで、そのエントリは学習機能により自動的に生成し登録されるが、学習する前や、エ−ジングによるエントリ削除などにより、宛先アドレスに対応する転送先ポート識別情報を一意に決定できない場合が発生する。イーサネットではその場合は、転送可能な全てのポートにパケットをコピ−して転送する。これを、ブロードキャストという。
【００５１】
例えば、図１の動作概要の例では、スイッチ９００のポートＰ１で受信したパケットを未接続のポートＰ３以外の全てのポートに転送すると、予備系となるポートＰ２にも転送されてしまい、スイッチ９００のポートＰ２に接続されているスイッチ８００のポートＰ５で受信された後、再びスイッチ８００のポートＰ４からスイッチ９００のポートＰ１に送信され、ループが生じることになる。
【００５２】
切換ペアを組むポートは構成上ル−プを形成してしまうので、切替ペアを組む一方のポートで受信したパケットは、切替ペアを組むもう一方のポートを除いた全ての転送可能なポートに転送する必要がある。そこで、図７の第３の構成では、転送複製情報付加部４の内部で転送先ポート情報をデコ−ドしてパケットに付加するタグ値を生成するときに、ＢＣ抑制部１３で切替ペアとなるポートへの転送指定を削除するように構成する。
【００５３】
第３の構成の実施の形態を図８に示す。
例えば、図１の動作概要の例に示すスイッチのように、ポートＰ１〜Ｐ６の６ポートで構成されるスイッチの場合は、転送先ポート情報のデコード結果がビットマップになる場合は、各ビットがＰ１〜Ｐ６に対応する６ビットの情報で構成され、
”１０００００”ならばＰ１に転送することを示す。このとき、パケットをブロードキャストする必要がある場合のデコード結果は、自分自身を除く全てのポートに転送するため、例えば、図１のスイッチ９００のポートＰ１から転送する場合は、ポートＰ１と未接続のポートＰ３を除く”０１０１１１”というビットパターンになる。ところが、スイッチ９００のポートＰ１とＰ２は切替ペアを構成しているため、ポートＰ１で受信したパケットをポートＰ２に転送してはいけない。そこで、図８の実施例に示すように、ＢＣ制御部１３の中に切替ペア情報レジスタ６６を設けて、切替ペアポートへの転送を抑止するためのマスク情報として、例えば”１０１１１１”という情報を書き込んでおく。そして、ＡＮＤゲート６７によってデコード結果と切替ペア情報レジスタ６６の内容をそれぞれビットで論理積をとる。結果のビットマップ形式の転送先ポート識別情報は”０００１１１”となり、これをタグ値としてスイッチ部５００に渡すことにより、ループを生じることなくブロードキャストを行うことができる。
（４）第４の構成と実施の形態
図２の構成におけるスイッチの受信処理部の第４の構成を図９に示す。
【００５４】
本構成は、前記第１の構成に、プロトコルパケット分離部１４とフィルタ部１５を追加した構成となっている。
プロトコルパケット分離部１４は、受信したパケットの宛先アドレスによって、例えば、スパニングツリーのプロトコルパケットであるＳＴＰ−ＢＰＤＵ（Ｂｒｉｄｇｅ
Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｄａｔａ　Ｕｎｉｔ）といったプロトコルパケットを分離し、プロトコル処理部４００に引き渡して、プロトコルパケット用の処理を行う。
【００５５】
本構成では、一つの論理リンクに対して二つの物理リンクが対応するため、例えばＳＴＰのようなプロトコルでは、運用系／予備系の両方のリンクに同一の内容を持つＳＴＰ−ＢＰＤＵを送信し、受信側で運用系からのＳＴＰ−ＢＰＤＵのみを処理する必要がある。この場合、運用系／予備系ともＳＴＰ−ＢＰＤＵをプロトコル処理部４００に渡し、プロトコル処理部４００で運用系／予備系のどちらのポートから来たパケットかを識別して処理する方法もあるが、切り替えが発生した場合には、切り替えに合わせてプロトコル処理部４００もＳＴＰ−ＢＰＤＵを取り込むポートを変えなければならず、切り替え動作にプロトコル処理部が影響を受けることになる。
【００５６】
本構成では、フィルタ部１５が運用系／予備系設定情報を持ち、運用系であればＳＴＰ−ＢＰＤＵなどのプロトコルパケットをプロトコル処理部に渡し、予備系であればプロトコルパケットを廃棄するように動作する。これにより、プロトコル処理部４００には常に運用系として設定されているポートからのプロトコルパケットしか受信されないため、プロトコル処理部４００は切り替えを意識することなく処理を行うことができる。
【００５７】
第４の構成の実施の形態を図１０に示す。
プロトコルパケット分離部１４はフィルタ９１で構成され、フィルタ部１５はＦＩＦＯキューＦＩＦＯ　６８と、それを制御するメモリ制御部９２とで構成される。フィルタ９１はパケットの宛先アドレスとなるＭＡＣアドレスやイーサネットタイプなどを識別し、特定のプロトコルのパケットを認識し、そのパケットをＦＩＦＯ　６８に格納する。そのときメモリ制御部９２が運用系に設定されていれば通常のメモリ制御動作を行うが、予備系に設定されている場合は読み出し動作を行わないように動作する。このような動作により、フィルタ９１から分離されたプロトコルパケットは、メモリ制御部９２が運用系に設定されていれば、ＦＩＦＯ　６８を通じてプロトコル処理部４００に転送されるが、メモリ制御部９２が予備系に設定されている場合、ＦＩＦＯ　６８に書き込まれても読み出されないため、プロトコル処理部４００には転送されない。
【００５８】
また、ここで、メモリ制御部９２が予備系に設定されている場合、読み出し動作を行わないとしたが、フィルタ９１によって分離されたプロトコルパケットを書き込む制御を行わない方法もある。この場合、メモリ制御部９２が予備系に設定されていると、フィルタ９１で分離されたプロトコルパケットはＦＩＦＯ　６８に送られても書き込まれないため、プロトコルパケットはプロトコル処理部４００に送られない。
【００５９】
以上の動作により、運用系に設定されたポートからのプロトコルパケットのみがプロトコル処理部４００に渡される。切り替えが生じた場合でも、切り替えの設定に連動して、新しく運用系に設定されたポートからのプロトコルパケットがプロトコル処理部４００に引き渡される。
（５）第５の構成と実施の形態
図２の構成におけるスイッチの受信処理部の第５の構成を図１１に示す。
【００６０】
第５の構成は、第１の構成に比較して、宛先アドレスから転送先ポートの識別情報を取り出す転送情報テーブル５のかわりに、宛先アドレスから後述するビットマップテーブル１７を検索するためのインデックスを取り出す転送情報テーブル１６が設けられ、また、転送先ポート識別情報から切替ペアポート識別情報をとる出す切替ペアテーブル７のかわりに、前記インデックスから、スイッチ部５００が認識し易いをビットマップ形式のパケット転送先ポート情報を取り出すビットマップテーブル１７が設けられている。
【００６１】
また、転送複製情報付加部１８は、第１の構成の転送複製情報付加部４とは異なり、ポート識別情報から転送複製情報へのデコード部を備えていない。第１の構成では、転送先ポート識別情報および転送先ポートと切替ペアを組んでいるポートの識別情報の両方をデコードすることによって、スイッチ部５００が認識できる形式のタグ値として転送複製情報を生成していたが、第５の構成では、この転送複製情報となるタグ値がビットマップ形式の場合に、直接このビットマップ情報を取り出せるようにしたものである。このため、転送複製情報付加部１８にはデコード機能が不要になる。ビットマップ形式の転送複製情報では、一般に出力ポートの数だけのビットが必要になるため、直接転送情報テーブル１６でビットマップ情報を検索しようとすると、転送情報テーブルを構成するＲＡＭ等のビット数が非常に大きくなってしまう。また、この転送情報テーブルは受信したパケットの送信元アドレスからの学習によってエントリを追加していくため、ビットマップ情報では学習処理が煩雑となる。そこで、本構成では、転送情報テーブル１６からビットマップテーブル１７を検索するためのインデックスを取り出し、そのインデックスを使って、ビットマップテーブル１７から転送先となる運用系と予備系のポートを示すビットマップ情報を取り出す。インデックスはビットマップテーブル１７を検索するためのものなので、システムで任意に決めることができる。転送情報テーブル１６ではこのインデックスを学習して記憶する。
【００６２】
第５の構成の実施の形態を図１２に示す。
転送情報抽出部３で抽出された宛先アドレスは、ＣＡＭ制御部７０に渡され、ＣＡＭ制御部７０はその宛先アドレスをキーとして転送情報テーブル１６を構成しているＣＡＭ　６９を検索し、対応するインデックスを獲得して、ビットマップテーブル制御部７１に渡す。ビットマップテーブル制御部７１は、渡されたインデックスをキーにしてビットマップテーブル１７を構成するビットマップテーブルＲＡＭ７２を検索し、転送複製情報となるビットマップ情報を獲得する。ビットマップ情報は、例えば、図１の動作概要で示す６ポートで構成されるスイッチを使用する場合、それぞれのポートが１ビットに対応し、６ビットで構成される。そして、各ポートに対応するビットが”１”の場合はそのポートに転送し、”０”の場合は転送しない。獲得したビットマップ情報は、運用予備切替部７３に渡される。運用予備切替部７３では、そのポートが運用系に設定されていれば、ビットマップをそのまま通過させ、予備系に設定されていたら、全てのビットを”０”にする。これにより、予備系に設定されているときは、どこにも転送されず、運用系に設定されているポートで受信したパケットだけを転送することができる。
（６）第６の構成と実施の形態
図２の構成におけるスイッチの受信処理部の第６の構成を図１３に示す。
【００６３】
本構成は、転送先の運用系と予備系のポート番号を合わせて転送情報テーブルに書き込んでおく方法である。こうすることで、受信パケットの転送時にテーブルアクセスを１回で済ますことができるようになる。
学習情報抽出部２１は受信したパケットから送信元アドレスと該パケットを受信したポートの識別情報をペアにして他のポートの学習制御部２２に渡す。逆に、他のポートの学習情報抽出部２１からは、そのポートが受信したパケットから抽出した送信元アドレスと該ポートの識別情報が学習制御部２２に渡される。学習制御部２２では、渡された情報のポート識別情報から、そのポートと切替ペアになっているポートの識別情報を、切替ペアテーブル７を検索して取り出す。この部分の動作は、第１の構成の切替ペアテーブルの検索と同じである。こうして得られた運用系と予備系のポート識別情報のペアと送信元アドレスを転送情報テーブル１９に書き込む。この際、転送情報テーブル１９に既に該送信元アドレスについてのエントリがあれば書き込まず、エントリがない場合に書き込む。
【００６４】
受信したパケットを転送する場合は、パケットから抽出した宛先アドレス等の転送情報から転送情報テーブル１９を検索し、転送先の運用系のポート識別情報と予備系のポート識別情報を同時に獲得する。
転送先の運用系ポート識別情報と予備系ポート識別情報を得た後の動作は、第１の構成の場合と同じである。
【００６５】
第６の構成の実施の形態を図１４に示す。
まず、伝送路からパケットを受信すると、転送するための転送情報を抽出すると同時に、送信元アドレス抽出部７４でパケットから送信元アドレスを抽出する。抽出した送信元アドレスはこのパケットを受信したポートの識別情報となるポート番号とともに、他のポートの学習制御部２２に渡される。
【００６６】
学習制御部２２の多重部７５では、他のそれぞれのポートから送られてきたアドレスと受信したポートの番号の対が多重化されてシ−ケンシャルに並べられ、切替ペアテーブル制御部７６に渡される。
切替ペアテーブル制御部７６では、受け取ったポート番号からそのポートと切り替えペアを組んでいるポートの番号を、切替ペアテーブルＲＡＭ６１をアクセスすることにより、取得する。
【００６７】
これで、そのアドレスに対する転送先の運用系と予備系のポート番号が得られたので、得られた運用系と予備系のポート番号とアドレスを組にしてＣＡＭ制御部７８に渡す。この情報はＣＡＭ７７に書き込まれるので図１３の第６の構成では転送情報テーブル１９に渡すように記述されているが、厳密にはパケット転送時の転送情報テーブル１９へのアクセスとの競合の調整が必要なため、ＣＡＭ制御部７８を経由してＣＡＭ７７に書き込まれる。書き込む際には、まずＣＡＭ制御部７８は受け取ったアドレスを用いてＣＡＭ７７をアクセスし、エントリがあるか否かを確認し、あれば処理を終了するが、なければ受け取った転送先の運用系と予備系のポート番号を同時にＣＡＭ７７に書き込む。
【００６８】
伝送路から受信したパケットを転送するばあいは、転送情報抽出部３で抽出した宛先アドレスをＣＡＭ制御部７８に渡し、ＣＡＭ制御部７８ではその渡された宛先アドレスをもとにＣＡＭ７７を検索し、転送先の運用系と予備系のポート番号を取得する。その後の処理は、第１の構成の場合と同様である。
（７）第７の構成と実施の形態
図２の構成におけるスイッチの受信処理部の第７の構成を図１５に示す。
【００６９】
前記第６の構成では、転送先の運用系ポート識別情報と予備系ポート識別情報を転送情報テーブルに書き込んでいたが、第７の構成では転送複製情報となるビットマップ情報を直接、転送情報テーブルに書き込む点が異なる。パケットの転送先情報の学習処理としては、学習情報抽出部２１までの処理は前記第６の構成と同じである。
【００７０】
学習制御部２３では、他のポートの学習情報抽出部２１から該ポートの識別情報と受信したパケットの送信元アドレスを受け取る。該ポートの識別情報からビットマップテーブル１７を検索し、転送複製情報となるビットマップ情報を得る。また、該送信元アドレスをもとに転送情報テーブル２４を検索し、該送信元アドレスに対応するエントリに該ビットマップ情報を書き込む。書き込む条件は、前記第６の構成の場合と同じで、転送情報テーブル２４にエントリがなければ書き込み、あれば書き込まない。
【００７１】
パケットを転送する場合は、受信したパケットから抽出した宛先アドレスから転送情報テーブル２４を検索し、転送複製情報となるビットマップ情報を得る。ビットマップ情報が得られた後の処理は、前記第５の構成の場合と同じである。
第７の構成の実施の形態を図１６に示す。
本実施の形態は、前記第６の構成による実施の形態で学習時に運用系と予備系のポート番号を学習するのを、転送複製情報となるビットマップ情報を学習するようにしたものである。
【００７２】
学習制御部２３の多重部７５までの処理は、前記第６の構成の実施の形態と同じである。
パケットから取り出した送信元アドレスとそれを受信したポート番号を受け取ったビットマップテーブル制御部７９では、ポート番号を使ってビットマップテーブルＲＡＭ　９３をアクセスし、そのアドレスに対する転送複製情報となるビットマップ情報を得る。その後、ＣＡＭ　８０にそのビットマップ情報を書き込む。書き込む動作は、前記第６の構成の実施例で転送先の運用系と予備系のポート番号の代わりにビットマップ情報を書き込むだけで、動作の内容は、前記第６の構成の実施例と同じである。
【００７３】
伝送路から受信したパケットを転送する場合は、転送情報抽出部３で抽出した宛先アドレスによってＣＡＭ制御部８１はＣＡＭ　８０からビットマップ情報を得る。その後の転送動作は、前記第５の構成の実施の形態と同じである。
（８）第８の構成と実施の形態
図２の構成におけるスイッチの受信処理部の第８の構成を図１７に示す。
【００７４】
前記第６の構成ではパケットの送信元アドレスと転送先の運用系ポートの識別情報を学習して転送情報テーブルに蓄積するためににポート間で転送先ポートの識別情報を交換するが、第８の構成では、予め転送先の運用系と予備系の両方のポート識別情報をアドレスと共に学習のためにポート間で交換する。従って、他のポートから送られてくる学習情報にはすでに運用系と予備系のポート識別情報が揃っているため、そのまま転送情報テーブルに書き込むことができ、切替ペアテーブルを参照する必要がない点が、前記第６の構成との違いである。ただし、ポート間で学習のために交換する情報量が増えるため、ポート数が大きい場合には前記第６の構成が望ましい。
【００７５】
第８の構成では、まず、ペアポート情報設定部２６には、予めそのポート自身の切替ペアポートの識別情報が設定される。学習情報抽出部２７では、パケットから抽出した送信元アドレスとパケットを受信したポートの識別情報、それにペアポート情報設定部２６からの切替ペアポート識別情報を組にして、他のポートの多重部２８に送る。逆に、他のポートからも同様な運用系と予備系のポート識別情報とアドレスの組が送られてくるので、それらを多重部２８で多重し、転送情報テーブル１９に書き込む。
【００７６】
多重部２８の出力から先の処理は、前記第６の構成の場合と同じである。
第８の構成の実施の形態を図１８に示す。
まず、学習の手順としては、学習情報抽出部２７の送信元アドレス抽出部７４で受信したパケットの送信元アドレスを抽出して、送信元アドレスとポート識別情報となるポート番号を組にし、多重部８３において、その組にさらに切替ペアポート番号レジスタ８２に設定されている切替ペアポート番号を加えた後、他のポートの多重部２８に送る。同様に、他のポートからはそのポートが受信したパケットの送信元アドレスと受信したポート番号およびそのポートと切替ペアを組むポートの番号が送られてくるので、多重部２８でそれらを多重する。多重した出力は、前記第６の構成の実施の形態の切替ペアテーブル制御部７６の出力と同じであり、この先の処理も前記第６の構成の場合と同じである。
【００７７】
また、パケット転送時の処理も前記第６の構成の場合と同じである。
（９）第９の構成と実施の形態
図２の構成におけるスイッチの受信処理部の第９の構成を図１９に示す。
前記第７の構成では、アドレスとパケット転送先の運用系ポート識別情報を学習のためポート間で交換するが、第９の構成では、転送複製情報となるビットマップ情報をアドレスと共に学習のためにポート間で交換する。前記第７の構成との違いは、学習情報がすでにビットマップ情報になっているため、転送情報テーブルに書き込む前にビットマップテーブルを参照する必要がないことであるが、ビットマップ情報の量が大きい場合には学習のために交換する情報が大きくなるため、前記第７の構成の方が望ましい。
【００７８】
第９の構成では、まずビットマップ情報設定部２９には、予め自分のポートの転送複製情報となるビットマップ情報を設定しておく。学習情報抽出部３０では、抽出した送信元アドレスの情報とビットマップ情報設定部２９に設定されているビットマップ情報を組にして他のポートの多重部３１に送る。逆に、他のポートからも同様にビットマップ情報とアドレスの組が送られてくるので、それらを、多重部３１で多重し、転送情報テーブル２４に書き込む。
【００７９】
多重部３１の出力から先の処理は、前記第７の構成の場合と同じである。
第９の構成の実施の形態を、図２０に示す。
パケットの転送先情報の学習の手順としては、まず学習情報抽出部３０にある送信元アドレス抽出部７４　　で受信したパケットの送信元アドレスを抽出する。前記第７の構成の実施例では、送信元アドレスとポート番号を組にしたが、第９の構成の実施例ではビットマップ情報レジスタ８４に設定されている転送複製情報となるビットマップ情報と送信元アドレスを多重部８５で組にする。できたアドレスとビットマップの組は、他のポートの多重部３１に送られる。他のポートからは、そのポートが受信したパケットの送信元アドレスとそのポートのビットマップ情報の組が送られてくるので、それらを多重部３１で多重する。
【００８０】
多重部３１の出力は、前記第７の構成の実施の形態のビットマップテーブル制御部７９の出力と同じで、この先の処理は第７の構成の実施の形態と同じである。
また、パケット転送時の処理も前記第７の構成の実施の形態と同じである。
（１０）第１０の構成と実施の形態
図２の構成におけるスイッチの受信処理部の第１０の構成を図２１に示す。
【００８１】
第１０の構成では、故障やネットワーク運用者からの指示等によって切り替えを行った場合、切り替えを行ったことを通知するための切替情報生成部３５と、その情報を主信号に多重するための多重部３４を送信処理部を備え、受信処理部には切替情報検出部３２を備える。
切り替えを行うと、切替制御部３００から切り替えが行われたことが切替情報生成部３５に通知される。切替情報生成部３５は、切替情報を対向接続のスイッチへ通知するための信号を生成する。ここでは、切替情報通知専用のパケットを生成する場合について説明する。
【００８２】
切替情報生成部３５は、切替制御部３００から切り替えが行われたことが通知されると、切替情報通知専用のパケットを生成し、そこにその通知情報をのせる。多重部３４でスイッチ部５００から流れてくるユーザパケットと切替情報生成部３５で生成されたパケットを多重化した後、伝送路終端部３３で符号化やＥ／Ｏ変換などが行われ、リンクの対向側スイッチに送られる。この切替情報通知専用のパケットは、対向側スイッチのポートの受信処理部１００に入ると、切替情報検出部３２で切替情報が取り出され、その情報が切替制御部３００に渡される。対向側スイッチの切替制御部３００は、この情報を受け取ると、転送先ポート決定部６に運用モードの設定を行い、切り替えが発生する。
【００８３】
切替情報を対向接続のスイッチから受信して切り替えを行った場合、切替制御部３００は切替情報生成部３５にたいして切り替えが行われた情報を通知しない。
以上の動作により、一方向のリンクで切り替えが行われた場合に、逆方向のリンクも自動的に切り替わることができる。
切り替えの動作は、前記第１の構成の場合と同じである。
【００８４】
第１０の構成の実施の形態を図２２に示す。
一方向のリンクについての切り替えは、前記第１の構成の実施の形態と同じである。例えば、図１の動作概要でスイッチ９００のポートＰ１とＰ２の受信処理部で切り替えが行われたとする。切り替えが完了した後、切替制御部３００は切り替え情報を切替情報パケット生成部８８に渡す。この情報は、切り替えが発生したという１ビットの情報で十分だが、その他に現在運用系になっているポートの識別情報などを含むこともできる。
【００８５】
切替情報パケット生成部８８では、切替情報通知用のパケットを生成し、その中に切替制御部３００から受け取った情報を挿入する。切替情報通知用パケットは転送対象のパケットとともに伝送されるため、パケット多重部８９で転送対象のパケットと多重する。その際に、切替情報通知用パケットとの競合を防ぐためにＦＩＦＯ９０があり、切替情報通知用パケットを送信している間は転送対象のパケットを待たせるようにしている。この情報は運用系リンクまたは予備系リンクのいずれか、または両方を使い、図１に示すスイッチ８００へ送信される。スイッチ８００の各ポートの受信処理部にはフィルタ部８６があり、宛先アドレスやパケットの内容を示すタイプフィールドなどを照合することにより、切替情報通知用パケットを転送対象パケットの流れから分離し、切替情報抽出部８７に渡す。
【００８６】
切替情報抽出部８７では、切替情報パケット生成部８８で入れられた切替情報を取り出し、切替制御部３００に渡す。切替制御部３００では、この情報により切り替えを実行する。ただし、切替制御部３００が切替情報抽出部８７から受け取った情報で切り替えを実行した場合は、切替情報パケット生成部８８に対し切替情報を渡さないようにする。
【００８７】
（付記１）　イーサネットネットワークに接続して、複数のポート間のパケットの転送を行うイーサネットスイッチにおいて、
各ポートに運用系または予備系いずれかの運用モードの設定を行う切替制御手段と、運用系ポートで受信したパケットの宛先アドレスから転送先となる運用系ポートの識別情報を検索できる転送情報記憶手段と、該転送先となる運用系ポートの識別情報から該転送先となる運用系ポートと対をなす予備系ポートの識別情報を獲得する手段を備え、該運用系ポートで受信したパケットをその転送先となる運用系ポートおよび該転送先となる運用系ポートと対をなす予備系ポートに転送し、該予備系ポートで受信したパケットを廃棄する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
（付記２）　付記１に記載のイーサネットスイッチにおいて、
伝送路の故障を検出して前記切替制御手段に通知する手段を備え、該切替制御手段は、故障を検出した運用系ポートを予備系に設定し、該運用系ポートと対をなす予備系ポートを運用系に設定する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
【００８８】
（付記３）　付記１に記載のイーサネットスイッチにおいて、
前記運用系ポートで受信したパケットを、前記運用系ポートと対をなす予備系ポートへ転送することを抑止する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
（付記４）　付記１に記載のイーサネットスイッチにおいて、
網構成制御のためのプロトコルパケットを受信時は、受信したポートが運用系のときは該プロトコルパケットをプロトコル処理手段に渡し、該ポートが予備系のときは該プロトコルパケットを廃棄する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
（付記５）　付記１に記載のイーサネットスイッチにおいて、
パケットの転送先ポートを識別できるビットマップ形式の転送先ポート情報を記憶する手段を備え、受信したパケットの宛先アドレスから、ビットマップ形式の該転送先ポート情報を検索する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
【００８９】
（付記６）　付記１に記載のイーサネットスイッチにおいて、
パケットを受信した第一の運用系ポートの識別情報と該パケットの送信元アドレスとから成る転送情報を第二の運用系ポートに送信する転送情報送信手段と、第二の運用系ポートの該転送情報送信手段により送信されてくる第二の運用系ポートの転送情報を受信する転送情報受信手段を備え、該転送情報受信手段により受信した転送情報に第二の運用系ポートと対をなす予備系ポートの識別情報を付加して前記転送情報記憶手段に格納し、受信したパケットの宛先アドレスから前記転送情報記憶手段を検索して転送先となる運用系および予備系ポートの識別情報を検索する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
（付記７）　付記６に記載のイーサネットスイッチにおいて、
パケットの転送先ポートを識別できるビットマップ形式の転送先ポート情報を記憶する手段を備え、前記転送情報受信手段により受信した転送情報の中の前記第二の運用系ポートの識別情報からビットマップ形式の該転送先ポート情報を検索して前記転送情報記憶手段に格納し、受信したパケットの宛先アドレスから、ビットマップ形式の該転送先ポート情報を検索する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
【００９０】
（付記８）　付記６に記載のイーサネットスイッチにおいて、
前記転送情報送信手段は、前記転送情報として、パケットを受信した前記第一の運用系ポートと対をなす予備系ポートの識別情報を付加して送信し、前記転送情報受信手段で受信した転送情報を前記転送情報記憶手段に格納する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
【００９１】
（付記９）　付記７に記載のイーサネットスイッチにおいて、
前記転送情報送信手段は、前記転送情報として、受信したパケットの送信元アドレスと、該パケットを受信した前記第一の運用系ポートおよび該第一の運用系ポートと対をなす予備系ポートを転送先とするビットマップ形式の転送先ポート情報とを送信し、前記転送情報受信手段により受信した転送情報に含まれるビットマップ形式の転送先ポート情報を前記転送情報記憶手段に格納し、受信したパケットの宛先アドレスから、ビットマップ形式の該転送先ポート情報を検索することを特徴とするイーサネットスイッチ。
【００９２】
（付記１０）　付記１に記載のイーサネットスイッチにおいて、
該イーサネットスイッチのポートに対向接続されているイーサネットスイッチに対して、運用モードの設定変更を行った旨を通知する手段と、対向接続されているイーサネットスイッチからの運用モードの設定変更の通知を受信して前記切替制御手段に渡し、前記切替制御手段は該通知を受信したポートの運用モードを該通知の内容に従って設定変更する
ことを特徴とするイーサネットスイッチ。
【００９３】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明によれば、イーサネットネットワークに接続して、複数のポート間のパケット転送を行うイーサネットスイッチにおいて、伝送路に故障が発生したとき、ネットワークへの影響を最小限に押さえた形で、高速に伝送ポートの切り替えを行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスイッチの概要
【図２】本発明によるスイッチの構成
【図３】本発明によるスイッチの受信処理部の第１の構成
【図４】本発明による第１の構成の実施の形態
【図５】本発明によるスイッチの受信処理部の第２の構成
【図６】本発明による第２の構成の実施の形態
【図７】本発明によるスイッチの受信処理部の第３の構成
【図８】本発明による第３の構成の実施の形態
【図９】本発明によるスイッチの受信処理部の第４の構成
【図１０】本発明による第４の構成の実施の形態
【図１１】本発明によるスイッチの受信処理部の第５の構成
【図１２】本発明による第５の構成の実施の形態
【図１３】本発明によるスイッチの受信処理部の第６の構成
【図１４】本発明による第６の構成の実施の形態
【図１５】本発明によるスイッチの受信処理部の第７の構成
【図１６】本発明による第７の構成の実施の形態
【図１７】本発明によるスイッチの受信処理部の第８の構成
【図１８】本発明による第８の構成の実施の形態
【図１９】本発明によるスイッチの受信処理部の第９の構成
【図２０】本発明による第９の構成の実施の形態
【図２１】本発明によるスイッチの受信処理部の第１０の構成
【図２２】本発明による第１０の構成の実施の形態
【図２３】従来技術によるスイッチの受信処理部の構成例
【図２４】従来技術によるスイッチの構成
【図２５】従来技術によるスイッチの動作概要
【符号の説明】
Ａ〜Ｆ　　端末装置
Ｐ１〜Ｐ６　イーサネットスイッチ内の相対的なポートの識別記号
１，３３　　伝送路終端部
２　　警報検出部
３　　転送情報抽出部
４　　転送複製情報付加部
５，１６，１９，２４　　転送情報テーブル
６，２０，２５　　転送先ポート決定部
７　　切替ペアテーブル
９，１４，１８　　転送複製情報付加部
１３　ＢＣ抑制部
１４　プロトコルパケット分離部
１５　フィルタ部
１７　ビットマップテーブル
２１，２７，３０　学習情報抽出部
２２，２３　学習制御部
２６　ペアポート情報設定部
２８，３１，３４，７５，８３　多重部
２９　ビットマップ情報設定部
３２　切替情報検出部
３５　切替情報生成部
５１　Ｏ／Ｅ
５２　復号部
５３　宛先アドレス抽出部
５４，９０　ＦＩＦＯ
５５　タグ付加部
５６，６９，７７，８０　ＣＡＭ
５７，７０，７８，８１　ＣＡＭ　制御部
５８，７６　切替ペアテーブル制御部
５９，７３　運用予備切替部
６０　デコード部
６１　切替ペアテーブルＲＡＭ
６２　ＯＲゲート
６３　ＲＳ　Ｆ／Ｆ
６４，６７　ＡＮＤゲート
６５　Ｄ−Ｆ／Ｆ
６６　切替ペア情報レジスタ
６８　切替ペアテーブル制御部
７１，７９　ビットマップテーブル制御部
７２，９３　ビットマップテーブルＲＡＭ
７４　送信元アドレス抽出部
８２　切替ペアポート番号レジスタ
８４　ビットマップ情報レジスタ
８７　切替情報抽出部
８８　切替情報パケット生成部
８９　パケット多重部
９１　フィルタ
９２　メモリ制御部
１００，２００　　受信処理部
１１０，２１０　　送信処理部
３００　　切替制御部
４００　　プロトコル処理部
５００　　スイッチ部
８００，９００　　スイッチ
【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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【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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