(57)【要約】 【目的】  複数ポートを収容する２つのＩＦカードに１＋１冗長回線をそれぞれ収容した場合に、現用側の回線障害時のみならず、カード内のトラフィック量の急増に対しても迅速に救済可能なことを課題とする。【構成】  複数のポートを収容するインタフェース部２０であって、複数の入力ポートＩＰ１〜ＩＰｍより所定の出力ポートＯＰに転送される受信フレームをバッファにキューイングすることによりトラフィックの輻輳を吸収可能な輻輳吸収バッファ２４を備えるものと、２つのインタフェース部２０１，２０２にそれぞれを収容された１＋１冗長回線の切替制御を行う制御部１０であって、現用回線Ｗを収容するインタフェース部２０１の輻輳吸収バッファが所定の輻輳状態を検出したことにより予備回線Ｐへの切替制御を行うもの、とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のポートを収容するインタフェース部であって、複数の入力ポートより所定の出力ポートに転送される受信フレームをバッファにキューイングすることによりトラフィックの輻輳を吸収可能な輻輳吸収バッファを備えるものと、
２つのインタフェース部にそれぞれを収容された１＋１冗長回線の切替制御を行う制御部であって、現用回線を収容するインタフェース部の輻輳吸収バッファが所定の輻輳状態を検出したことにより予備回線への切替制御を行うもの、とを備えることを特徴とするネットワーク装置。
【請求項２】
制御部は、現用回線の回線障害が存在しない場合にのみ、前記輻輳検出に基づく切替制御を行うことを特徴とする請求項１記載のネットワーク装置。
【請求項３】
輻輳吸収バッファは、トラフィックの優先度に応じた複数の廃棄プロファイルに従って各対応するトラフィックのフレーム廃棄制御を行うと共に、制御部は、特定の優先度のトラフィックについて所定の輻輳状態を検出したことにより予備回線への切替制御を行うことを特徴とする請求項１又は２記載のネットワーク装置。
【請求項４】
輻輳吸収バッファは、現用回線のトラフィックによるバッファ占有率を検出すると共に、制御部は、前記検出されたバッファ占有率が所定以下であることにより予備回線への切替制御を行うことを特徴とする請求項１又は３記載のネットワーク装置。
【請求項５】
輻輳吸収バッファは、トラフィックの輻輳状態を検出するための第１の閾値と、非輻輳状態を検出するための前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値を備え、制御部は、現用側回線のトラフィックが第１の閾値を超え、かつ予備回線のトラフィックが第２の閾値を下回っていることにより予備回線への切替制御を行うことを特徴とする請求項１又は４記載のネットワーク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネットワーク装置に関し、ＩＰパケットやレイヤ２フレーム等を伝送するネットワークにおいて、イーサネット（登録商標）回線による１＋１冗長切替制御に適用して好適なるものである。
【背景技術】
【０００２】
パケット・ベースのネットワークでは障害時におけるネットワークの堅牢性を上げるために回線の１＋１冗長構成を採用する場合がある。１＋１冗長構成は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ網のＯＣ−ｎ（ｎ＝３，１２，４８，１９２等）に限らず、ファースト（10/100Mbps）、ギガビット（1Gbps）、１０ギガビット（10Gbps）の各イーサネット（登録商標）回線で使用される場合が多い。
【０００３】
従来の１＋１冗長切替方式は、ＬＯＳ（Loss of Signal）、ＬＤ（Link Down）、受信フレームエラー廃棄数等の回線障害（回線エラー）に対する救済処理にとどまっていた（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−３２４４３８（要約、図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、実際のパケット伝送装置におけるインタフェース（ＩＦ）カードでは、１枚のＩＦカード内に複数の回線（ポート）を収容すると共に、その内の一部のポートのみが１＋１冗長構成として使用されており、残りのポートは個別の独立したポートとして使用されている。このため、受信局側で１＋１回線を収容する現用側カードと予備側カードでは、各カード中の残りのポートがそれぞれに独立した異なるトラフィックを受信することになり、そのトラフィック量も現用側カードと予備側カードとでは異なることになる。従って、現用側カードと予備側カードでは輻輳状態が異なっており、予備側カードでは輻輳が発生していない場合でも、現用側カードではトラフィック輻輳によりフレーム廃棄が発生し、無駄にフレーム廃棄を発生させているケースがある。以下、これを図に従って具体的に説明する。
【０００５】
図４は１＋１回線を収容するネットワークのスパニング（ＳＴＰ）ツリー変化を示しており、図４（Ａ）はネットワーク上に障害が無い場合を示している。図において、Ｂ局は４枚のＩＦカードＣ１〜Ｃ４を備えており、各カードはそれぞれ８つのポートを収容可能である。更に、Ｅ局とＢ極の間は１＋１冗長回線で接続されており、リンクＬ１ａはＩＦカードＣ３のポート１に収容され、またリンクＬ１ｂはＩＦカードＣ４のポート１に収容されている。
【０００６】
更に図４（Ａ）では、ＩＦカードＣ３，Ｃ４の各残りのポート５〜８に収容されているネットワークのＳＴＰツリーを太線で示している。ＩＦカードＣ３のポート５〜８はＡ局に接続するリンクＬ５を収容しており、ＩＦカードＣ４のポート５〜８はＤ局に接続するリンクＬ４を収容している。ネットワーク上に障害が無い状態では、Ａ−Ｂ極間の通信はリンクＬ２，Ｌ３，Ｌ４を介して行われるように設定されており、そのトラフィックはＩＦカードＣ４によって処理される。
【０００７】
この状態で、今、１＋１回線のリンクＬ１ａが現用側（Ｗ）、リンクＬ１ｂが予備側（Ｐ）であるとすると、現用リンクＬ１ａを収容するＩＦカードＣ３では、リンクＬ５が予
備（点線で示す）に設定されており、これらを収容するポートＰ５〜Ｐ８等における通信トラフィック量が比較的少ないため、カード全体としては輻輳状態にない。
【０００８】
図４（Ｂ）はリンクＬ４で回線障害が発生した場合を示しており、かつこの図は該回線障害を回避した後のＳＴＰツリーの再構築結果を示している。この状態では、Ａ局等との通信は、上記のリンクＬ２，Ｌ３，Ｌ４に代えて、リンクＬ５（実線で示す）を収容するＩＦカードＣ３のポート５〜８を介して行われることになり、このため、Ｂ局のＩＦカードＣ３ではトラフィック量が急増し、トラフィック輻輳によるフレーム廃棄が発生する可能性がある。
【０００９】
通常、ＳＴＰツリーはネットワークにて収容されるドメイン（顧客）毎に別々のツリーが構成・管理されていると共に、ＳＴＰツリーの変更はドメイン毎に独立して行われるため、１＋１回線をツリーに持つ顧客は、他の顧客のＳＴＰツリーの変化による影響を受けてしまい、サービスが低下する事が考えれられる。
【００１０】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、複数ポートを収容する２つのＩＦカードに１＋１冗長回線をそれぞれ収容した場合に、現用側の回線障害時のみならず、カード内のトラフィック量の急増に対しても迅速に救済可能なネットワーク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題は例えば図１の構成により解決される。即ち、本発明（１）のネットワーク装置は、複数のポートを収容するインタフェース部２０であって、複数の入力ポートＩＰ１〜ＩＰｍより所定の出力ポートＯＰに転送される受信フレームをバッファにキューイングすることによりトラフィックの輻輳を吸収可能な輻輳吸収バッファ２４を備えるものと、２つのインタフェース部２０１，２０２にそれぞれを収容された１＋１冗長回線の切替制御を行う制御部１０であって、現用回線Ｗを収容するインタフェース部２０１の輻輳吸収バッファが所定の輻輳状態を検出したことにより予備回線Ｐへの切替制御を行うもの、とを備える。
【００１２】
本発明（１）によれば、各複数ポートを収容する２つのインタフェース部２０１，２０２に１＋１冗長回線をそれぞれ収容した場合に、従来のような現用回線の回線障害時のみならず、現用回線を収容するインタフェース部２０１のトラフィック（即ち、共通のリソース）が輻輳した場合でも予備回線に切り替える構成により、トラフィック輻輳時の高速救済が可能となると共に、ネットワークの信頼性及び伝送効率が向上する。
【００１３】
本発明（２）では、上記本発明（１）において、制御部１０は、現用回線の回線障害（回線エラー）が存在しない場合にのみ、前記輻輳検出に基づく切替制御を行う。従って、従来の回線エラー時の救済能力をそのままに保ちながら、１＋１回線の伝送効率を向上する事が可能となる。
【００１４】
本発明（３）では、上記本発明（１）又は（２）において、輻輳吸収バッファは、トラフィックの優先度に応じた複数の廃棄プロファイルに従って各対応するトラフィックのフレーム廃棄制御を行うと共に、制御部は、特定の優先度のトラフィックについて所定の輻輳状態を検出したことにより予備回線への切替制御を行う。従って、特定の優先度（好ましくは高い優先度）のトラフィックの輻輳状態を優先的に救済できる。
【００１５】
本発明（４）では、上記本発明（１）又は（３）において、輻輳吸収バッファは、現用回線のトラフィックによるバッファ占有率を検出すると共に、制御部は、前記検出されたバッファ占有率が所定以下であることにより予備回線への切替制御を行う。
【００１６】
現用側インタフェース部の輻輳の主原因が１＋１現用回線側にある場合は、これを単に１＋１予備回線側に切り替えても、輻輳の主原因が予備側に移るだけである。そこで、本発明（４）では、現用側輻輳吸収バッファにおける１＋１現用回線トラフィックのバッファ占有率が所定以下であることにより予備回線への切替制御を行うこととしている。従って、１＋１回線のみならず、これらを含む両インタフェース部（ネットワーク）の伝送効率が向上する。
【００１７】
本発明（５）では、上記本発明（１）又は（４）において、輻輳吸収バッファは、トラフィックの輻輳状態を検出するための第１の閾値と、非輻輳状態を検出するための前記第１の閾値よりも小さい第２の閾値を備え、制御部は、現用側回線のトラフィックが第１の閾値を超え、かつ予備回線のトラフィックが第２の閾値を下回っていることにより予備回線への切替制御を行う。従って、トラフィック量がダイナミックに変化するようなネットワークにおいて、現用／予備の切替制御がバタついてしまうのを有効に回避できる。
【発明の効果】
【００１８】
以上述べた如く本発明によれば、従来のような１＋１回線障害時の救済手段のみならず、インタフェース部におけるトラフィック量の増加に対する高速救済手段をも提供できるため、１＋１回線を含むネットワークの伝送効率を向上させる事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。図１は実施の形態による１＋１冗長切替方式の構成を示す図で、上記図４で述べたネットワーク構成への適用例を示している。但し、図はネットワーク中のある送信局５０と受信局１００の間に設けられた１＋１冗長切替に係る構成を主に示している。また、受信局１００内ではｍ個の入力ポートＩＰ１〜ＩＰｍと、これらにおける受信フレームが転送・多重される出力ポートＯＰとの関係を詳細に示している。
【００２０】
送信局５０において、５１１，５１２はイーサフレーム（ＩＰパケットを内挿）を送信するラインカード（ＬＣ）であり、本実施の形態では１＋１冗長回線に同一内容のフレームを送信するものとする。
【００２１】
受信局１００において、２０１〜２０ｎはイーサネット（登録商標）回線を終端するＩＦカード、２１１〜２１ｍは各入力ポートＩＰ１〜ＩＰｍにおける受信光信号を電気信号に変換すると共に、光信号遮断（ＬＯＳ：Loss of Signal）の状態を検出して出力可能な光電変換回路（Ｏ／Ｅ）、２２は各ポートのイーサフレームを終端すると共に、リンクダウン（ＬＤ：Link Down）や受信フレームのエラー廃棄数を検出して出力可能な物理インタフェース（ＰＨＹ）、２３は１＋１回線の受信パケットを現用／予備の設定に従って出力ポートに転送／停止させるパケットフォワーディング部（ＦＷＤ）、２４はトラフィック輻輳時における出力ポートＯＰへのパケットをその優先度やサービス品質（ＱｏＳ）に従ってバッファに別々にキューイングし、かつ必要なら破棄すると共に、１＋１トラフィックによるバッファの使用率を測定して出力可能な輻輳吸収バッファ（ＢＵＦ）、２５は回線障害（ＬＯＳ，ＬＤ，フレームエラー廃棄数等）や輻輳フレーム廃棄率等からなる１＋１回線の切替トリガ情報を収集して後述のＣＰＵカード１０に通知すると共に、ＣＰＵカード１０からの切替命令に従って１＋１回線の切替制御を行う１＋１切替トリガ制御部、１０は各ＩＦカードからの切替トリガ情報を監視すると共に、回線切替の必要有無の判定及び切替制御を行うＣＰＵカード、１１はＣＰＵカード１０と各ＩＦカード２０１〜２０ｎとの間を接続するバスラインである。
【００２２】
係る構成により、送信局５０と受信局１００との間を１＋１冗長回線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂで接続すると共に、他の残りの回線については上記図４で述べたと同様に独立した回線で使用されている。以下、１＋１冗長回線の切替制御の動作を主に説明する。この場合に、輻輳吸収バッファ２４は、好ましくは、優先度やサービス品質の異なるトラフィックのアクティブキュー管理を、例えば公知のＷＲＥＤ（Weighted Random Early Drop）方式により別々に行う。
【００２３】
図３（Ａ）にＷＲＥＤ（Weighted Random Early Drop）方式による輻輳廃棄プロファイルを示す。横軸は輻輳吸収バッファ２４のキュー占有率、縦軸は輻輳によるフレーム廃棄率である。図は同一のＩＦカード内に混在するトラフィックの優先度に対応した２つの輻輳廃棄プロファイルを示しており、Ｐ１は優先度の高いトラフィックに対する廃棄プロファイル、Ｐ２は優先度の低いトラフィックに対する廃棄プロファイルである。
【００２４】
本実施の形態では、プロファイルＰ１，Ｐ２による輻輳フレーム廃棄率を別々に監視することにより、低優先トラフィックが主となった輻輳状態と、高優先トラフィックが主となった輻輳状態とを区別する事ができ、好ましくは、高優先トラフィックの輻輳廃棄率を１＋１切替トリガに連携させる事により、高優先トラフィックが主となる輻輳状態を優先的に救済可能となる。
【００２５】
図３（Ｂ）に輻輳／非輻輳検出のヒシテリス特性を示す。横軸は時間ｔ、縦軸は例えば上記の輻輳廃棄プロファイルＰ１によって管理されるパケットのフレーム廃棄率である。各ＩＦカード２０（即ち、輻輳吸収バッファ２４）におけるフレーム廃棄率は時間経過と共に図示の如くダイナミックに変化する。予め、所定間隔をあけて２つの閾値ＴＨ１，ＴＨ２（＜ＴＨ１）を設定しておくと共に、フレーム廃棄率が閾値ＴＨ１を超えたことにより輻輳状態を検出し、該フレーム廃棄率が所定閾値ＴＨ２を下回ったことにより非輻輳状態を検出する。これにより、ネットワークの輻輳状態がダイナミックに変化しても、不必要な回線切替によるバタツキを有効に回避できる。
【００２６】
図２は実施の形態による１＋１冗長切替処理のフローチャートで、ＣＰＵカード１０において実行される。この処理には定期的に入力する。ステップＳ１１では切替トリガ情報に基づき現用側の回線障害（ＬＯＳ，ＬＤ又は受信フレームエラー廃棄数による障害）か否かを判別すると共に、回線障害の場合は、ステップＳ１２に進み、公知の回線障害に基づく１＋１切替処理を行って後、この処理を抜ける。従って、従来の回線エラー時の救済能力をそのままに保てる。
【００２７】
また上記ステップＳ１１の判別で回線障害でない場合は、更にステップＳ１３で現用回線の輻輳フレーム廃棄率が閾値ＴＨ１を超えているか否かを判別する。このように、回線障害に基づく切替トリガが存在しない場合にのみ、輻輳有無の状態を判定することにより、従来の回線エラー時の救済能力を保ちながら、１＋１回線の伝送効率を向上する事が可能となる。但し、輻輳フレーム廃棄率が閾値ＴＨ１を超えていない場合はこの処理を抜ける。
【００２８】
また、超えている場合は更にステップＳ１４で輻輳吸収バッファの１＋１トラフィックによる使用率が閾値ｔｈ１を下回っているか否かを判別し、下回っている場合はステップＳ１５に進む。１＋１トラフィック自体の増加による輻輳状態では、現用から予備に切替たとしても、カード内輻輳はそのまま予備側カードに遷移するのみであり、切替する意味がない。本実施の形態では１＋１トラフィックが主要因の輻輳状態ではない時にのみ切替処理を可能とする構成により、他の回線のトラフィック急増によるフレーム廃棄を有効に回避できる。但し、１＋１トラフィックによる使用率が閾値ｔｈ１を下回っていない場合はこの処理を抜ける。
【００２９】
また、下回っている場合は、更にステップＳ１５で予備側の輻輳フレーム廃棄率が所定閾値ＴＨ２を下回っているか否かを判別し、下回っていない場合はこの処理を抜ける。また下回っている場合はステップＳ１６で１＋１回線を予備側に切り替え、この処理を抜ける。従って、ネットワークのトラフィック量がダイナミックに変化する状況下でも、切替のバタツキを有効に回避できる。
【００３０】
以上を図１の状態で具体的に説明すると、１＋１回線を現用側Ｌ１ａから予備側Ｌ１ｂに切り替える条件は、現用側カード２０１の輻輳フレーム廃棄率が所定閾値ＴＨ１を超えており、かつその際の現用側輻輳吸収バッファ２４における１＋１トラフィックの使用率が所定閾値ｔｈ１を下回っており、かつその際の予備側の輻輳フレーム廃棄率が所定閾値ＴＨ２を下回っていること、である。このように、予備カード側では輻輳は発生していないため、予備カード側へ切替ることにより、１＋１回線上のトラフィックの伝送効率を向上させる事が可能となる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では１＋１冗長回線の切替制御への適用例を述べたが、これに限らない。本発明はｎ＋１冗長回線の切替制御にも適用できる。
また、上記本発明に好適なる実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、処理及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施の形態による１＋１冗長切替方式の構成を示す図である。
【図２】実施の形態による１＋１冗長切替処理のフローチャートである。
【図３】実施の形態による輻輳判定処理を説明する図である。
【図４】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ＣＰＵカード
１１  バスライン
２０１〜２０ｎ  ＩＦカード
２１１〜２１ｍ  光電変換回路（Ｏ／Ｅ）
２２  物理インタフェース（ＰＨＹ）
２３  パケットフォワーディング部（ＦＷＤ）
２４  輻輳吸収バッファ（ＢＵＦ）
２５  １＋１切替トリガ制御部
５０  送信局
５１１，５１２  ラインカード（ＬＣ）
１００  受信局
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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