(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムにおいて、
前記予備系のパケット交換装置は、
前記現用系のパケット交換装置の稼働が確認されるまで転送対象のパケットを蓄積する蓄積部を備え、
前記現用系のパケット交換装置の稼働停止が検出されたときに自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記データリンクから新たに受信するパケットの転送処理を行うことを特徴とする冗長化パケット交換システム。
【請求項２】
同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムにおいて、
前記現用系のパケット交換装置は、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する転送部と、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する広告部とを備え、
前記予備系のパケット交換装置は、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信するパケットを一時的に蓄積する蓄積部と、前記インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを前記蓄積部へ出力する転送部と、前記インタフェース部を通じて前記広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信させる監視部とを備えることを特徴とする冗長化パケット交換システム。
【請求項３】
同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムにおいて、
前記現用系のパケット交換装置は、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する転送部と、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する広告部とを備え、
前記予備系のパケット交換装置は、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを受信時刻の情報を付加して一時的に蓄積する蓄積部と、前記インタフェース部を通じて前記現用系のパケット交換装置から広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットのうち、前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系のパケット交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替える監視部と、自パケット交換装置が現用系に切り替わったときに前記蓄積部に蓄積されていたパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部へ出力する転送部とを備えることを特徴とする冗長化パケット交換システム。
【請求項４】
前記予備系のパケット交換装置に、前記現用系のパケット交換装置が前記データリンクに送出したフレームを監視し、前記フレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを前記蓄積部から削除するパケット監視部を備えることを特徴とする請求項２または３記載の冗長化パケット交換システム。
【請求項５】
前記予備系のパケット交換装置は、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する広告部を備え、
前記予備系のパケット交換装置からの広告メッセージを監視する１以上の他のパケット交換装置を備え、
前記他のパケット交換装置のうち最も優先度の高いパケット交換装置は、前記予備系のパケット交換装置からの広告メッセージが途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を前記予備系のパケット交換装置として動作させることを特徴とする請求項２、３または４記載の冗長化パケット交換システム。
【請求項６】
前記予備系のパケット交換装置に、前記蓄積部に蓄積するパケットを判断するための蓄積規則を保持する蓄積規則保持部を備え、前記蓄積規則を満たすパケットだけを蓄積することを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の冗長化パケット交換システム。
【請求項７】
同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、
前記予備系のパケット交換装置が、前記現用系のパケット交換装置の稼働が確認されるまで転送対象のパケットを蓄積部に蓄積し、前記現用系のパケット交換装置の稼働停止が検出されたときに自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記データリンクから新たに受信するパケットの転送処理を行うことを特徴とする冗長化パケット交換システムの系切り替え方法。
【請求項８】
同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、
前記現用系のパケット交換装置が、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する転送処理と並行して、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信し、
前記予備系のパケット交換装置が、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行う前記インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを蓄積部へ蓄積し、前記インタフェース部を通じて前記広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信することを特徴とする冗長化パケット交換システムの系切り替え方法。
【請求項９】
同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、
前記現用系のパケット交換装置が、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する転送処理と並行して、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信し、
前記予備系のパケット交換装置が、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを受信時刻の情報を付加して蓄積部に蓄積し、前記インタフェース部を通じて前記現用系のパケット交換装置から広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットのうち、前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系のパケット交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されていたパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部へ出力することを特徴とする冗長化パケット交換システムの系切り替え方法。
【請求項１０】
前記予備系のパケット交換装置が、前記現用系のパケット交換装置から前記データリンクに送出されたフレームを監視し、前記フレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを前記蓄積部から削除することを特徴とする請求項８または９記載の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法。
【請求項１１】
前記予備系のパケット交換装置が、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信し、
１以上の他のパケット交換装置が、前記予備系のパケット交換装置からの広告メッセージを監視し、前記他のパケット交換装置のうち最も優先度の高いパケット交換装置が、前記予備系のパケット交換装置からの広告メッセージが途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を前記予備系のパケット交換装置として動作させることを特徴とする請求項８、９または１０記載の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法。
【請求項１２】
前記予備系のパケット交換装置が、蓄積規則保持部に保持された蓄積するパケットを判断するための蓄積規則を参照して、前記蓄積部へのパケットの蓄積可否を判断することを特徴とする請求項８乃至１１の何れか１項に記載の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法。
【請求項１３】
データリンクに接続された現用系のパケット交換装置の稼働が確認されるまで転送対象のパケットを蓄積する蓄積する蓄積部を備え、前記現用系のパケット交換装置の稼働停止が検出されたときに自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記データリンクから新たに受信するパケットの転送処理を行うことを特徴とするパケット交換装置。
【請求項１４】
現用系のパケット交換装置が接続されたデータリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信するパケットを一時的に蓄積する蓄積部と、前記インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを前記蓄積部へ出力する転送部と、前記インタフェース部を通じて前記現用系のパケット交換装置から周期的に前記データリンクに送信される広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信させる監視部とを備えることを特徴とするパケット交換装置。
【請求項１５】
現用系のパケット交換装置が接続されたデータリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを受信時刻の情報を付加して一時的に蓄積する蓄積部と、前記インタフェース部を通じて前記現用系のパケット交換装置から周期的に送信される広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットのうち、前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系のパケット交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替える監視部と、自パケット交換装置が現用系に切り替わったときに前記蓄積部に蓄積されていたパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部へ出力する転送部とを備えることを特徴とするパケット交換装置。
【請求項１６】
前記現用系のパケット交換装置が前記データリンクに送出したフレームを監視し、前記フレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを前記蓄積部から削除するパケット監視部を備えることを特徴とする請求項１４または１５記載のパケット交換装置。
【請求項１７】
予備系の他のパケット交換装置と優先度情報を交換し、自パケット交換装置が予備系のパケット交換装置のうちで最も優先度が高い場合に限り、前記現用系のパケット交換装置の稼働停止時に現用系のパケット交換装置として振る舞うよう動作を切り替える請求項１４、１５または１６記載のパケット交換装置。
【請求項１８】
前記蓄積部に蓄積するパケットを判断するための蓄積規則を保持する蓄積規則保持部を備え、前記蓄積規則を満たすパケットだけを蓄積することを特徴とする請求項１４乃至１７の何れか１項に記載のパケット交換装置。
【請求項１９】
現用系のパケット交換装置が接続されたデータリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクへ送信するパケットを一時的に蓄積する蓄積部を有する予備系のパケット交換装置を構成するコンピュータを、
前記インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを前記蓄積部へ出力する転送手段、
前記インタフェース部を通じて前記現用系のパケット交換装置から周期的に前記データリンクに送信される広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信させる監視手段、
として機能させるためのプログラム。
【請求項２０】
現用系のパケット交換装置が接続されたデータリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを受信時刻の情報を付加して一時的に蓄積する蓄積部を有する予備系のパケット交換装置を構成するコンピュータを、
前記インタフェース部を通じて前記現用系のパケット交換装置から周期的に送信される広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットのうち、前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系のパケット交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替える監視手段、
自パケット交換装置が現用系に切り替わったときに前記蓄積部に蓄積されていたパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部へ出力する転送手段、として機能させるためのプログラム。
【請求項２１】
前記コンピュータをさらに、前記現用系のパケット交換装置が前記データリンクに送出したフレームを監視し、前記フレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを前記蓄積部から削除するパケット監視手段、として機能させるための請求項１９または２０記載のプログラム。
【請求項２２】
前記コンピュータをさらに、予備系の他のパケット交換装置と優先度情報を交換し、自パケット交換装置が予備系のパケット交換装置のうちで最も優先度が高い場合に限り、前記現用系のパケット交換装置の稼働停止時に現用系のパケット交換装置として振る舞うよう動作を切り替える手段として機能させるための請求項１９、２０または２１記載のプログラム。
【請求項２３】
前記コンピュータをさらに、
蓄積規則保持部に保持された蓄積するパケットを判断するための蓄積規則を満たすパケットだけを蓄積する手段として機能させることを特徴とする請求項１９乃至２２の何れか１項に記載のプログラム。
【請求項２４】
同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムにおいて、
前記現用系のパケット交換装置は、
予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記データリンクへ送信する広告部とを備え、
前記予備系のパケット交換装置は、
前記データリンクへ送信するパケットを一時的に蓄積する蓄積部と、
前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを前記蓄積部へ出力する転送部と、
前記広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記データリンクから新たに受信したパケットを前記データリンクへ送信させる監視部とを備えることを特徴とする冗長化パケット交換システム。
【請求項２５】
同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムにおいて、
前記現用系のパケット交換装置は、
予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記データリンクへ送信する広告部とを備え、
前記予備系のパケット交換装置は、
前記データリンクから受信したパケットを受信時刻の情報を付加して一時的に蓄積する蓄積部と、
前記現用系のパケット交換装置から広告メッセージを受信する毎に、前記蓄積部に蓄積されているパケットのうち、前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系のパケット交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替える監視部と、
自パケット交換装置が現用系に切り替わったときに前記蓄積部に蓄積されていたパケットおよび前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し転送対象パケットを出力する転送部とを備えることを特徴とする冗長化パケット交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、冗長化パケット交換システムに関し、特に系切り替え時にパケットを消失しないパケット交換システムに関する。
【背景技術】  従来、この種の冗長化パケット交換システムは、例えば特開２００１−３３３０９８号公報（以下、特許文献１）に示されるように、ネットワーク中継装置の冗長化により、ネットワークの可用性を改善するために用いられている。
特許文献１を参照すると、同文献に記載されたパケット交換装置では、同一処理を実行可能なパケット処理装置を２組用意し、上流側の回線終端部より入力されるパケットを各々が処理する。
処理されたパケットは下流側の回線終端部に送られる前に、切り替え制御部の選択処理により予備側で処理されたパケットが破棄され、現用側のものだけが送出される。
また、同文献記載のパケット交換装置は、両装置が共有するクロック信号発生器から入力されるクロック信号に基づき、同一タイミングでパケットの交換処理を行うよう、装置を制御するＳＹＮＣ信号発生器を備えている（同文献図２に記載）。
これを利用して、上流側の回線終端部より入力されるパケットを、各々のパケット交換装置が同一タイミングで処理し、送出側の伝送路終端部にパケットを受け渡す。
これにより、０系と１系との間で現用系を切り替える場合でも、切り替え前後に送出されるパケットに抜けがないため、切り替え時のパケットの消失を防ぐことができる。
このように、従来の冗長化パケット交換システムでは、パケットの消失を防ぐためには、動作状態やタイミングを冗長化された各装置の間で同期させながら処理を行うように構成されている。
一方、同期処理を伴わない、より簡易な冗長化パケット交換システムとして、例えばＶｉｒｔｕａｌ  Ｒｏｕｔｅｒ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＶＲＲＰ）．Ｒ．Ｈｉｎｄｅｎ，Ｅｄ．．Ａｐｒｉｌ  ２００４．ＲＦＣ３７６８（以下、非特許文献１）に示される方式がある。図１により非特許文献１に示されるＶＲＲＰの方式を説明する。
すなわち、ＶＲＲＰでは、同一の処理を実行可能なｍ台のルータ装置１１−１〜１１−ｍを、データリンク１２１および１２２に対して並列に接続し、隣接ノード１３１および１３２に対して単一のルータ装置１１０として振る舞う。
通常は、そのうちの１台（マスター１１−１）のみが処理を行い、他の装置（バックアップ１１−２〜１１−ｍ）はマスター１１−１の死活監視を行う。マスター１１−１が処理を停止すると、バックアップ１１−２〜１１−ｍのうち１台がマスターとして振る舞うように動作を切り替える。これにより冗長化が実現される。
さらに、図２にマスター装置２１とバックアップ装置２２の詳細な構成を示す。各ルータ装置２１，２２にはインタフェース部２１１−１〜２１１−ｎ，２２１−１〜２２１−ｎがあり、それぞれが単一のマルチアクセスデータリンク２３−１〜２３−ｎと接続している。
また、マスター装置２１は広告部２１３を備え、自身が稼働していることを示す広告を、所定の間隔で、インタフェース部２１１−１〜２１１−ｎを経由してデータリンク２３−１〜２３−ｎへ送信する。送信間隔を制御するために広告部２１３は広告タイマ２１４を備える。
また、バックアップ装置２２は監視部２２２を備え、マスター装置２１から到着する広告によりマスターの死活を監視する。到着間隔を測定するために監視部２２２は監視タイマ２２３を備える。
各ルータ装置２１，２２は、パラメータとして、次の値を保持する。
ａ）冗長化された仮想的なルータの識別子ＶＲＩＤを持つ。同一のＶＲＩＤを持つルータ装置により、一つの仮想ルータを構成する。ＶＲＩＤは２５６未満の自然数である。
ｂ）各ルータ装置２１，２２の処理優先度Ｐｒｉｏｒｉｔｙをもつ。Ｐｒｉｏｒｉｔｙにより、仮想ルータ内での各ルータの処理優先度を順序づける。Ｐｒｉｏｒｉｔｙは０以上２５６未満の整数値で、大きいほど高優先度である。数値０２５５をもつルータ装置はマスターとして振る舞う。
ｃ）各ルータ装置２１，２２は、広告送信間隔Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌ，死活監視タイマーの初期値Ｍａｓｔｅｒ＿Ｄｏｗｎ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌを持つ。
ｄ）各ルータ装置２１，２２は、冗長化された仮想的なルータに割り当てるＩＰアドレスＩＡを持つ。
各ルータ装置２１，２２は、次の式によりＶＲＩＤから仮想ＭＡＣアドレスを得る。
０：０：５ｅ：０：１：ＶＲＩＤ    …（１）
このＭＡＣアドレスは、一つの仮想ルータに属する全ルータ装置２１，２２が受け取るよう、各ルータ装置２１，２２がインタフェース部２１１−１〜２１１−ｎ，２２１−１〜２２１−ｎに設定する。冗長ルータに割り当てられたＩＰアドレスＩＡは、マスター装置２１だけが実際にインタフェース部２１１−１〜２１１−ｎに設定する。マスター装置２１は、ＩＰアドレスＩＡをターゲットとする隣接装置からのＡＲＰ要求に対して仮想ＭＡＣアドレスを応答する。
マスター装置２１は、あらかじめＰｒｉｏｒｉｔｙが２５５に設定されている。バックアップ装置２２は、あらかじめ２５５以外のＰｒｉｏｒｉｔｙが設定されている。マスター装置２１は、自身が稼働していることを示す広告を所定の間隔でデータリンクへ送信する。送信にはＩＰマルチキャストを利用し、宛先グループは２２４．０．０．１８である。バックアップ装置２２は同グループ宛パケットを受信し、監視部２２２は監視タイマ２２３を初期値へとリセットする。
マスター装置２１は、仮想ＭＡＣアドレス宛のデータリンクフレームに含まれるパケットを転送する。バックアップ装置２２は、仮想ＭＡＣアドレス宛フレームを受信しても、転送せずに破棄する。
マスター装置２１からの広告がＭａｓｔｅｒ＿Ｄｏｗｎ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌの時間に受信できないと、バックアップ装置２２はマスター装置２１の停止を検知する。マスター装置２１の停止をバックアップ装置２２が検知すると、バックアップ装置２２はマスターとして振る舞うように動作を切り替える。すなわち、所定の広告間隔により広告を送信し、冗長ルータのＩＰアドレスをインタフェースに設定し、仮想ＭＡＣアドレス宛パケットを破棄せずに転送する。
複数台のバックアップ装置２２がある場合、それらのうち、もっとも優先度の高い装置がマスター装置に切り替わる。
本方式により、隣接ノードからは単一の仮想ＭＡＣアドレスにより識別されるルータが、複数台のルータ装置により構成され、かつ、マスター装置が停止しても、バックアップ装置が処理を引き継ぐことにより、処理を継続することができる。
非特許文献１に記載される冗長化パケット交換システムに類似するシステムは、特開２００３−２４４１９７号公報（以下、特許文献２）にも記載されている。特許文献２に記載される冗長化パケット交換システムは、ＩＰルーティングプロトコル処理部と二重化されたパケット転送部を備え、現用系のパケット転送部はルーティングテーブルの設定に基づいてパケット転送を行い、予備系（待機系）のパケット転送部では、パケット転送は行われていないが、現用系のパケット転送部の故障によりパケット転送部の切り替えが発生した際に、即座にパケット転送が開始できる状態にて待機している（００１６段落参照）。
非特許文献１に見られるような現用系と予備系との間に同期処理部を持たない構成の冗長化パケット交換システムでは、稼働装置の切り替え期間中の転送対象パケットが失われるという問題がある。その理由は、マスター装置が停止してから切り替え処理が終了するまでの期間（最大で、Ｍａｓｔｅｒ＿Ｄｏｗｎ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌだけの時間）、パケットの転送が中断し、その期間に仮想ＭＡＣアドレス宛に送られたフレームに含まれるパケットはどのルータ装置によっても転送されないためである。
たとえば、図３を参照すると、現用装置３１が停止した時点から、予備装置３２が停止を検知するまでの期間に、冗長化されたルータ装置へ向けて送出されたパケット３３２は、いずれの装置にも受信されない。
特許文献２に記載される冗長化パケット交換システムでも事情は同じであり、現用系のパケット転送部の故障検出時点とパケット転送部の切り替え時点との間に少なからず時間差が発生するために、系の切り替え時に何れの装置によっても転送されないパケットが発生する。
また、稼働装置の切り替え期間中にパケットが失われることにより、他の問題を引き起こす。つまり、該当パケットが伝送する上位層プロトコル、たとえばＴＣＰの性能を低下させることである。その理由は、ＴＣＰ再送タイマーがタイムアウトするまで該当パケットが送信されないこと、再送によりＴＣＰが輻輳制御を行い、送出帯域を削減する処理を行うためである。
系切り替え時におけるパケット消失を防止するために、特許文献１に見られるように動作状態やタイミングを冗長化された各装置の間で同期させながら処理を行う構成では、装置の実装規模が大きくなり、価格が高価になるという問題がある。従って、非特許文献１に見られるような現用系と予備系との間に同期処理部を持たない簡易な構成の冗長化パケット交換システムにおいて、系切り替え時のパケット消失を防止する技術が切望される。
本発明の目的は、稼働装置の切り替え期間中の転送対象パケットの消失を簡易な構成で防止することのできる冗長化パケット交換システムおよびその系切り替え方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、パケットのロスによる性能の低下が顕著な、ＴＣＰなどの上位層プロトコルにおける、冗長系切り替えによる性能低下を防ぐことである。
【発明の開示】
本発明の第１の冗長化パケット交換システムは、同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムにおいて、前記予備系のパケット交換装置は、処理過程のパケットを前記現用系のパケット交換装置の稼働が次に確認されるまで蓄積する蓄積部を備え、前記現用系のパケット交換装置の稼働停止が検出されたときに自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記データリンクから新たに受信するパケットの転送を行うことを特徴とする。
本発明の第２の冗長化パケット交換システムは、同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムにおいて、前記現用系のパケット交換装置は、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する転送部と、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する広告部とを備え、前記予備系のパケット交換装置は、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信するパケットを一時的に蓄積する蓄積部と、前記インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを前記蓄積部へ出力する転送部と、前記インタフェース部を通じて前記広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信させる監視部とを備えることを特徴とする。
本発明の第３の冗長化パケット交換システムは、同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムにおいて、前記現用系のパケット交換装置は、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する転送部と、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する広告部とを備え、前記予備系のパケット交換装置は、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを受信時刻の情報を付加して一時的に蓄積する蓄積部と、前記インタフェース部を通じて前記現用系のパケット交換装置から広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットのうち、前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系のパケット交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替える監視部と、自パケット交換装置が現用系に切り替わったときに前記蓄積部に蓄積されていたパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部へ出力する転送部とを備えることを特徴とする。
本発明の第４の冗長化パケット交換システムは、第２または第３の冗長化パケット交換システムにおいて、前記予備系のパケット交換装置に、前記現用系のパケット交換装置が前記データリンクに送出したフレームを監視し、前記フレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを前記蓄積部から削除するパケット監視部を備えることを特徴とする。
本発明の第５の冗長化パケット交換システムは、第２、第３または第４の冗長化パケット交換システムにおいて、前記予備系のパケット交換装置は、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する広告部を備え、前記予備系のパケット交換装置からの広告メッセージを監視する１以上の他のパケット交換装置を備え、前記他のパケット交換装置のうち最も優先度の高いパケット交換装置は、前記予備系のパケット交換装置からの広告メッセージが途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を前記予備系のパケット交換装置として動作させることを特徴とする。
本発明の第６の冗長化パケット交換システムは、第２乃至第５の冗長化パケット交換システムにおいて、前記予備系のパケット交換装置に、前記蓄積部に蓄積するパケットを判断するための蓄積規則を保持する蓄積規則保持部を備え、前記蓄積規則を満たすパケットだけを蓄積することを特徴とする。
本発明の第１の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法は、同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、前記予備系のパケット交換装置が、処理過程のパケットを前記現用系のパケット交換装置の稼働が次に確認されるまで蓄積部に蓄積し、前記現用系のパケット交換装置の稼働停止が検出されたときに自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記データリンクから新たに受信するパケットの転送を行うことを特徴とする。
本発明の第２の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法は、同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、前記現用系のパケット交換装置が、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する転送処理と並行して、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信し、前記予備系のパケット交換装置が、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行う前記インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを蓄積部へ蓄積し、前記インタフェース部を通じて前記広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信することを特徴とする。
本発明の第３の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法は、同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、前記現用系のパケット交換装置が、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する転送処理と並行して、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信し、前記予備系のパケット交換装置が、前記データリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを受信時刻の情報を付加して蓄積部に蓄積し、前記インタフェース部を通じて前記現用系のパケット交換装置から広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットのうち、前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系のパケット交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されていたパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部へ出力することを特徴とする。
本発明の第４の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法は、第２または第３の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、前記予備系のパケット交換装置が、前記現用系のパケット交換装置から前記データリンクに送出されたフレームを監視し、前記フレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを前記蓄積部から削除することを特徴とする。
本発明の第５の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法は、第２、第３または第４の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、前記予備系のパケット交換装置が、予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信し、１以上の他のパケット交換装置が、前記予備系のパケット交換装置からの広告メッセージを監視し、前記他のパケット交換装置のうち最も優先度の高いパケット交換装置が、前記予備系のパケット交換装置からの広告メッセージが途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を前記予備系のパケット交換装置として動作させることを特徴とする。
本発明の第６の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法は、第２乃至第５の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、前記予備系のパケット交換装置が、蓄積規則保持部に保持された蓄積するパケットを判断するための蓄積規則を参照して、前記蓄積部へのパケットの蓄積可否を判断することを特徴とする。
本発明の第１のパケット交換装置は、現用系のパケット交換装置が接続されたデータリンクに接続され、処理過程のパケットを前記現用系のパケット交換装置の稼働が次に確認されるまで蓄積する蓄積部を備え、前記現用系のパケット交換装置の稼働停止が検出されたときに自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記データリンクから新たに受信するパケットの転送を行うことを特徴とする。
本発明の第２のパケット交換装置は、現用系のパケット交換装置が接続されたデータリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信するパケットを一時的に蓄積する蓄積部と、前記インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを前記蓄積部へ出力する転送部と、前記インタフェース部を通じて前記現用系のパケット交換装置から周期的に前記データリンクに送信される広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信させる監視部とを備えることを特徴とする。
本発明の第３のパケット交換装置は、現用系のパケット交換装置が接続されたデータリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、該インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを受信時刻の情報を付加して一時的に蓄積する蓄積部と、前記インタフェース部を通じて前記現用系のパケット交換装置から周期的に送信される広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットのうち、前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系のパケット交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替える監視部と、自パケット交換装置が現用系に切り替わったときに前記蓄積部に蓄積されていたパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部へ出力する転送部とを備えることを特徴とする。
本発明の第４のパケット交換装置は、第２または第３のパケット交換装置において、前記現用系のパケット交換装置が前記データリンクに送出したフレームを監視し、前記フレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを前記蓄積部から削除するパケット監視部を備えることを特徴とする。
本発明の第５のパケット交換装置は、第２、第３または第４のパケット交換装置において、予備系の他のパケット交換装置と優先度情報を交換し、自パケット交換装置が予備系のパケット交換装置のうちで最も優先度が高い場合に限り、前記現用系のパケット交換装置の稼働停止時に現用系のパケット交換装置として振る舞うよう動作を切り替えることを特徴とする。
本発明の第６のパケット交換装置は、第２乃至第５のパケット交換装置において、前記蓄積部に蓄積するパケットを判断するための蓄積規則を保持する蓄積規則保持部を備え、前記蓄積規則を満たすパケットだけを蓄積することを特徴とする。
本発明にあっては、予備系のパケット交換装置が、処理過程のパケットを現用系のパケット交換装置の稼働が次に確認されるまで蓄積部に蓄積し、現用系のパケット交換装置の稼働停止が検出されたときに自パケット交換装置を現用系に切り替え、蓄積部に蓄積されているパケットおよびデータリンクから新たに受信するパケットの転送を行う。このため、たとえば、図４に示されるように、現用系のパケット交換装置４１が停止した時点から、予備系のパケット交換装置４２が停止を検知するまでの期間に、冗長化されたパケット交換システムへ向けて送出されたパケット４３２は、予備系のパケット交換装置４２により受信されて蓄積部に蓄積され、現用系のパケット交換装置４１の停止の検知により送出されるため、系切り替え時のパケットの消失が防止される。
【図面の簡単な説明】  図１は、従来の冗長化パケット交換システムを説明するためのブロック図である。
図２は、従来のパケット交換装置を説明するためのブロック図である。
図３は、従来の冗長化パケット交換システムの課題を説明するためのタイムチャートである。
図４は、本発明の効果を説明するためのタイムチャートである。
図５は、本発明の第１の実施の形態のブロック図である。
図６は、本発明の第１の実施の形態における現用装置でのパケット処理の一例を示す流れ図である。
図７は、本発明の第１の実施の形態における予備装置でのパケット処理の一例を示す流れ図である。
図８は、本発明の第１の実施の形態における現用装置での広告送信処理の一例を示す流れ図である。
図９は、本発明の第１の実施の形態における予備装置での死活監視処理の一例を示す流れ図である。
図１０は、本発明の第２の実施の形態のブロック図である。
図１１は、本発明の第３の実施の形態のブロック図である。
図１２は、本発明の第３の実施の形態における予備装置でのパケット監視処理の一例を示す流れ図である。
図１３は、本発明の第３の実施の形態の変形例のブロック図である。
図１４は、本発明の第４の実施の形態のブロック図である。
図１５は、本発明の第４の実施の形態における予備装置でのパケット処理の一例を示す流れ図である。
図１６は、本発明の第４の実施の形態における予備装置での死活監視処理の一例を示す流れ図である。
図１７は、本発明の第５の実施の形態のブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】  次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態の構成］
図５を参照すると、本発明の第１の実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムは、１台の現用系のパケット交換装置（現用装置と称す）５１と、１台の予備系のパケット交換装置（予備装置と称す）５２とから構成され、現用装置５１と予備装置５２は、それぞれ独立に、マルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎに対して接続されている。同データリンク５３−１〜５３−ｎには隣接ノード（図示せず）が各々接続されている。
現用装置５１は、マルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎと１対１に対応する複数のインタフェース部５１１−１〜５１１−ｎと、転送部５１２と、広告部５１３と、広告タイマ５１４とを備える。
インタフェース部５１１−１〜５１１−ｎは、対応するマルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎとの間のフレームの送受信に用いる。何れかのインタフェース部５１１−１〜５１１−ｎから到達したフレーム中のパケットは、転送部５１２により送出インタフェースが決定され、該当するインタフェース部５１１−１〜５１１−ｎ経由でデータリンクへ送出されることで転送される。これにより現用装置５１は、パケット中継装置として動作する。
インタフェース部５１１−１〜５１１−ｎには、実データリンクアドレス以外に、冗長化パケット交換システムに割り当てられた所定の仮想データリンクアドレスが割り当てられている。インタフェース部５１１−１〜５１１−ｎでは、同アドレス宛のフレームを受け取るように予め設定がなされている。前記所定のデータリンクアドレスは、データリンクがイーサネット（登録商標）の場合には、所定のマルチキャストイーサネットアドレスを用いる。
転送部５１２は、各インタフェース部５１１−１〜５１１−ｎから入力された転送対象パケットの宛先情報と転送部５１２が保有する経路情報とを利用して、次ホップおよび送出インタフェースを決定し、該当送出インタフェース部５１１−１〜５１１−ｎへ当該パケットを受け渡す機能を持つ。
広告部５１３は、所定の形式の広告メッセージをインタフェース部５１１−１〜５１１−ｎを経由して送出することにより、予備装置５２に対して現用装置５１が稼働状態であることを通知する機能を持つ。
広告部５１３には、送信する広告メッセージに含めるため、現用装置５１が属する冗長化パケット交換システムの識別子が含まれている。
広告部５１３は広告タイマ５１４を備える。広告タイマ５１４は所定の広告送信間隔Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌでタイムアウトを起こす。これにより、広告部５１３に広告送信タイミングを通知する機能を持つ。
予備装置５２は、マルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎに１対１に対応するインタフェース部５２１−１〜５２１−ｎと、転送部５２２と、監視部５２３と、監視タイマ５２４と、インタフェース部５２１−１〜５２１−ｎに１対１に対応する複数の蓄積部５２５−１〜５２５−ｎとを備える。
インタフェース部５２１−１〜５２１−ｎは、現用装置５１のインタフェース部５１１−１〜５１１−ｎと同様の機能を持つものであるが、マルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎに送出するパケットは蓄積部５２５−１〜５２５−ｎから受け取る。転送部５２２は、働きは現用装置５１の転送部５１２と同じであるが、送出するパケットをインタフェース部５２１−１〜５２１−ｎではなく、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎに渡す。
複数の蓄積部５２５−１〜５２５−ｎは、転送部５２２から受け取ったパケットを蓄積するメモリを持ち、転送対象パケットを所定の時点まで（現用装置５１の稼働が次に確認されるまで）、装置内に保持するために用いられる。また蓄積部５２５−１〜５２５−ｎは、監視部５２３からの指示に従って、蓄積しているパケットを破棄する機能と、蓄積しているパケットを蓄積した順、つまり先入れ先出し方式でインタフェース部５２１−１〜５２１−ｎに送出する機能を持つ。
蓄積部５２５−１〜５２５−ｎが保持できるパケットの量は、後述する監視タイマ５２４のタイムアウト時間Ｍａｓｔｅｒ＿Ｄｏｗｎ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌと、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎが対応するインタフェース部５２１−１〜５２１−ｎの最大転送帯域幅とを乗じた値よりも大きな量でなければならない。
たとえば、監視タイマ５２４のタイムアウト時間が５０ミリ秒であるとすると、毎秒１００メガビットの送信帯域を持つインタフェース部５２１−１〜５２１−ｎに接続する蓄積部５２５−１〜５２５−ｎは、少なくとも５メガビットのパケット保持容量を持つ必要がある。
監視部５２３は、インタフェース部５２１−１〜５２１−ｎ経由で受信する現用装置５１が送信した広告メッセージを分析し、現用装置５１の死活を判断する機能を持つ。監視部５２３は、広告メッセージの受信間隔を計測するために、監視タイマ５２４を備える。
監視タイマ５２４は、所定の間隔Ｍａｓｔｅｒ＿Ｄｏｗｎ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌでタイムアウトを起こす。監視部５２３は、広告メッセージ受信により、同タイマ５２４を初期値にリセットする機能をもつ。定期的な広告メッセージの受信により監視タイマ５２４をリセットさせ、タイムアウトを起こさないことにより、現用装置５１の死活監視（稼動状態と停止状態の監視）を行うため、値Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌは値Ｍａｓｔｅｒ＿Ｄｏｗｎ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌよりも短い値に設定されている。
また監視部５２３には、受信した広告メッセージを、識別・分析するため自装置が属する冗長化パケット交換システムの識別子が含まれている。
監視部５２３は、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎに対して、蓄積したパケットの破棄と、送出を指示する機能を持つ。
監視部５２３は、現用装置５１の死活監視により現用装置５１が稼働していることを検知したとき、つまり現用装置５１からの広告メッセージを受信したときに、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎに対して、蓄積したパケットの破棄を指示する。
また監視部５２３は、現用装置５１の死活監視により現用装置５１が稼働していないことを検知したとき、つまり監視タイマ５２４がタイムアウトを起こしたとき、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎに対して、蓄積したパケットのインタフェース部５２１−１〜５２１−ｎへの送出を指示する。
［第１の実施の形態の動作］
次に、第１の実施の形態による冗長化パケット交換システムの動作について詳細に説明する。
［冗長化パケット交換システムでのユーザーパケット処理］
まず、隣接ノードから、冗長パケット交換システムを次ホップとして送られるパケット（以降これをユーザーパケットと書くことがある）の処理について説明する。
隣接ノードは、冗長化されたパケット交換システムに割り当てられたアドレスを次ホップとするパケットについては、上記冗長化パケット交換システム用アドレスに対応する仮想データリンクアドレス宛に送信する。同仮想データリンクアドレスは、現用、予備両方のパケット交換装置が受け取れるよう、設定されている。
たとえば、マルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎがイーサネットの場合には、隣接ノードは、ユーザーパケットを、宛先がマルチキャストアドレスであるような、データリンクフレームに格納して、データリンク５３−１〜５３−ｎに送出する。同フレームは、冗長化パケット交換システムを構成する全装置、つまり現用装置５１および予備装置５２が受信する。
［現用装置での転送処理］
次に、図６を参照して本実施の形態における現用装置５１のパケット受信時の動作を説明する。
現用装置５１で受信したパケットは、ステップＳ６１において、まず転送対象のパケットか、それ以外のパケットかを判別し、以降の処理を振り分ける。転送対象パケットであるか否かの判断は、
ａ）データリンクフレームの宛先が、自身が現用処理を行っている冗長化パケット交換システムの、所定の仮想データリンクアドレスであるか否か、
ｂ）その他所定の受信条件を満たすか否か、
に基づいて行う。
上記ｂ）における所定の受信条件は、ＩＰネットワークの場合には、パケットの宛先アドレスが、自ノードに割り当てられたアドレスと等しいかどうかにより行われるが、それを満たさなくても、本実施の形態の動作には差し支えない。
ステップＳ６１において転送対象である（Ｙｅｓ側）と判断されたパケットは、ステップＳ６２において、転送部５１２により、次ホップのアドレスと送出インタフェースが決定される。
送出インタフェースが決定されると、ステップＳ６３において、出力用パケットとして、該当インタフェース部５１１−１〜５１１−ｎにパケットが渡され、マルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎへ送出される。以上のようにして現用装置５１での転送処理が行われる。
ステップＳ６１において、転送対象でない（Ｎｏ側）と判断されたパケットは、ステップＳ６４において、その他のプロトコルの受信処理に回される。このようなパケットの例として、ルーティングプロトコルによるパケットなどがある。
［予備装置での蓄積処理］
次に、図７を参照して本実施の形態における予備装置５２のパケット受信時の動作を説明する。
予備装置５２が受信したパケットは、ステップＳ７１において、まず転送対象のパケットか、それ以外のパケットかを判別し、以降の処理を振り分ける。振り分け手順は、現用装置５１の場合における受信条件に、広告メッセージが転送対象に含まれないよう、条件を加えたものである。
転送対象である（Ｓ７１のＹｅｓ側）と判断されたパケットは、ステップＳ７２において、転送部５２２により、次ホップのアドレスと送出インタフェースが決定される。
送出インタフェースが決定されると、ステップＳ７３において、該当インタフェース部５２１−１〜５２１−ｎからの出力用パケットとして、該当インタフェース部５２１−１〜５２１−ｎに対応する蓄積部５２５−１〜５２５−ｎにパケットは蓄積される。以上により、転送対象パケットの受信時点での処理が終わる。
転送対象でない（Ｓ７１のＮｏ側）パケットは、ステップＳ７４において、所定の広告メッセージか、広告でないメッセージかで以降の処理を振り分ける。広告メッセージか否かの判断は、パケットのヘッダやペイロードの内容などを所定の条件に照らし合わせることにより判断する。
広告メッセージである（Ｓ７４のＹｅｓ側）と判断されたパケットは、それが含む冗長化パケット交換システムの識別子を検査し、監視部５２３が保持しているものと同一であれば、以降の処理が継続される。もし識別子が異なれば、広告メッセージは破棄される。
ステップＳ７５において、広告受信処理では、広告メッセージの受信により、監視部５２３が備える監視タイマ５２４を初期値にリセットする。また、ステップＳ７６において、すべての蓄積部５２５−１〜５２５−ｎに対して、蓄積しているパケットを破棄するよう指示する。これにより、広告メッセージの受信時に監視タイマ５２４がリセットされ、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎのパケットはすべて破棄される。
監視タイマのタイムアウト時間Ｍａｓｔｅｒ＿Ｄｏｗｎ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌは現用装置５１の広告タイマＡｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌよりも長いため、現用装置５１が広告を送信し続けている限り、監視タイマ５２４がタイムアウトすることはない。
広告メッセージでない（Ｓ７４のＮｏ側）と判断されたパケットは、ステップＳ７７において、その他のプロトコルの受信処理に回される。
［現用装置での広告メッセージ送信］
次に、図８を参照して、本実施の形態における現用装置５１の広告メッセージの送信処理について説明する。
現用装置５１が備える広告タイマ５１４は、リセットしてから所定の時間Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌでタイムアウトする。広告送信処理では、ステップ３８１において、同タイマ５１４のタイムアウトを監視しており、ステップＳ８２において、タイムアウトが発生すると（Ｓ８２のＹｅｓ側）、まず、ステップＳ８３において広告タイマ５１４を初期値にリセットし、次に、ステップＳ８４において、所定の形式の広告メッセージをマルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎへ送出する。
同広告メッセージは、現用装置５１が稼働していることを示すために送信され、少なくとも、現用装置５１を識別するために必要な、自装置の優先度と、冗長化パケット交換システムの識別子を含む。
［予備装置での監視処理］
次に、図９を参照して、本実施の形態における予備装置５２の監視部５２３が行う現用装置５１の死活監視と現用系への切り替え動作を説明する。
予備装置５２が備える監視タイマ５２４は、リセットしてから所定の時間Ｍａｓｔｅｒ＿Ｄｏｗｎ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌでタイムアウトする。死活監視処理では、ステップＳ９１において同タイマ５２４のタイムアウトを監視しており、ステップＳ９２においてタイムアウトが発生すると（Ｓ９２のＹｅｓ側）、現用装置５１が停止したものと判断し、次の処理を行う。
まず、ステップＳ９３において、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎに保持しているユーザーパケットを、蓄積部５２５−ｉ（１≦ｉ≦ｎ）が対応するインタフェース部５２１−ｉを経由して送出させる。蓄積部５２５−ｉがパケットを排出している間、同蓄積部５２５−ｉに転送部５２２から受け渡されるパケットは、排出処理が終わるまで、蓄積部５２５−ｉで保持され、排出処理の後に送出される。
予備装置５２は、ステップ９４において、処理手順を変更して、これ以降現用装置として振る舞うようになる。すなわち、パケットの転送と広告メッセージの送信を行うようになる。この場合、マルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎに送出するパケットが蓄積部５２５−１〜５２５−ｎに蓄積後、直ちに送出される状態になったら、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎを使用せずに転送部５２２からインタフェース部５２１−１〜５２１−ｎにパケットを直接送信するようにしてもよい。
次に第１の実施の形態の効果を説明する。
本実施の形態では、現用装置５１からの広告メッセージが途絶え監視タイマ５２４がタイムアウトした時、予備装置５２の蓄積部５２５−１〜５２５−ｎに蓄積されている全てのパケットがデータリンク５３−１〜５３−ｎに送出され、以後、予備装置５２が現用系として振る舞うため、系切り替え時におけるパケット消失を防ぐことができる。その理由は、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎには現用装置５１の稼働が最後に確認された時点（直前の広告メッセージ受信時点）以降、現用装置５１の稼働停止が検出されるまでの期間（Ｍａｓｔｅｒ＿Ｄｏｗｎ＿Ｉｎｔｅｒｖａｌの時間に相当する）内に現用装置５１から出力されるべき転送対象パケットの全てが含まれているからである。
また、系切り替え時におけるパケット消失が防止されるため、ＴＣＰなどの上位層のプロトコルの性能低下を防ぐことができる。
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態による冗長化パケット交換システムについて説明する。
図１０を参照すると、本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムは、予備系のパケット交換装置として予備装置Ａ１を備えている点で、図５に示される第１の実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムと相違する。
本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムの現用系のパケット交換装置は、図５に示される現用装置５１と同一であるので、図１０では図示を省略している。
本実施の形態では、予備装置Ａ１は、マルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部Ａ１１−１〜Ａ１１−ｎと、インタフェース部Ａ１１−１〜Ａ１１−ｎを通じてデータリンク５３−１〜５３−ｎから受信したパケットに受信時刻を付加して一時的に蓄積する蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎと、インタフェース部Ａ１１−１〜Ａ１１−ｎを通じて現用装置５１から広告メッセージを受信する毎に蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎに蓄積されているパケットの一部を破棄し、広告メッセージの受信が途絶えたことを監視タイマＡ１４のタイムアウトで検知した時に予備装置Ａ１を現用系に切り替える監視部Ａ１３と、予備装置Ａ１が現用系に切り替わったときに蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎに蓄積されていたパケットおよびインタフェース部Ａ１１−１〜Ａ１１−ｎを通じてデータリンク５３−１〜５３−ｎから新たに受信したパケットを分析し送出方路のインタフェース部Ａ１１−１〜Ａ１１−ｎへ出力する転送部Ａ１２とを備えている。
また、蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎが保持できるパケットの量は、第１の実施の形態の予備装置５２における蓄積部５２５−１〜５２５−ｎよりも、現用装置５１の転送処理にかかる時間Δｔの分だけ多く、さらに、保持するパケットを蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎから破棄するときは、転送処理にかかる時間Δｔよりも以前に蓄積した分のみとする。
つまり、広告メッセージの受信時刻Ｔから現用装置５１の転送部５１２が１つのパケットを転送処理するのにかかる時間Δｔだけ遡った時刻Ｔ−Δｔより古い受信時刻のパケットを破棄する。これは、現用装置５１が停止したとき、現用装置５１の転送部５１２に滞留しているパケットについては現用装置５１からは最早送出されないので、予備装置Ａ１で蓄積しておいて代わりに送出する必要があるためである。前記時間Δｔは予めシステムによって定められて監視部Ａ１３に設定される。
次に本実施の形態の動作を第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
予備装置Ａ１でパケットが受信され、転送対象パケットが選別されると、該当パケットは転送部Ａ１２に送られる前に蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎに蓄積される。監視部Ａ１３が現用装置５１から広告メッセージを受信し続けている限り、監視部Ａ１３は蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎのパケットを破棄し続けるため、転送部Ａ１２にパケットが受け渡されることはない。
また、現用装置５１が停止して監視タイマＡ１４がタイムアウトした場合、蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎには、現用装置５１が停止した時点から予備装置Ａ１が停止を検知するまでのパケットが保持されているため、監視部Ａ１３は、予備装置Ａ１を予備系から現用系に切り替え、蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎが保持するパケットを排出させ、それを受け取った転送部Ａ１２は転送処理を行い、同パケットを送出側のインタフェース部Ａ１１−１〜Ａ１１−ｎから送出させる。また、蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎがパケットを排出している間、インタフェース部Ａ１１−１〜Ａ１１−ｎにおいてマルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎから新たに受信されたパケットは、排出処理が終わるまで蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎで保持され、排出処理の後に送出される。この場合、蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎに蓄積されるパケットがなくなって素通りする状態になったら、蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎを使用せずにインタフェース部Ａ１１−１〜Ａ１１−ｎから転送部Ａ１２にパケットを直接送信するようにしてもよい。
次に第２の実施の形態の効果を説明する。
本実施の形態では、現用装置５１からの広告メッセージが途絶え監視タイマＡ１４がタイムアウトした時、予備装置Ａ１の蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎに蓄積されている全てのパケットが転送部Ａ１２に送出され、以後、予備装置Ａ１が現用装置として振る舞うため、系切り替え時におけるパケット消失を防ぐことができる。その理由は、蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎには、現用装置５１が停止した時点から予備装置Ａ１が停止を検知するまでのパケットの全てが保持されているからである。
また、系切り替え時におけるパケット消失が防止されるため、ＴＣＰなどの上位層のプロトコルの性能低下を防ぐことができる。
さらに、予備装置Ａ１は予備系として稼働している際には、転送部Ａ１２の処理を行わないため、第１の実施の形態に比べて計算量を削減することができる。ただし、蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎに保持しているパケットの転送処理が現用系停止の検知後に行われるため、現用装置５１が停止してから、予備装置Ａ１がパケットの送出を始めるまでにかかる時間は、第１の実施の形態よりも長くなる。
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態による冗長化パケット交換システムについて説明する。
第１および第２の実施の形態では、予備装置５２、Ａ１が送出するパケットは、停止の検知にかかる時間の間に蓄積部５２５−１〜５２５−ｎ、Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎに溜ったものである。現用装置５１が広告メッセージを最後に送信してから、稼働停止によりパケットの送出が停止するまでの期間は、現用装置５１からパケットが送出されており、かつ予備装置５２、Ａ１でもパケットを蓄積している。このため、停止検知後に予備装置５２、Ａ１が保持しているパケットを排出すると、現用装置５１が送出したパケットと一部のパケットが重複することがある。
ＴＣＰプロトコルなどでは受信側は重複パケットが来ても廃棄するだけなのでパケット消失に比べるとプロトコル上は問題は少ない。しかし、ネットワークのトラフィックが増加すること、予備系が現用系に切り替わった際に重複パケットの排出時間分だけ非重複パケットの中継が遅れるという問題が生じるため、パケットの重複はない方が好ましい。
本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムにおいては、予備装置で、現用装置が送出したパケットを監視して蓄積部から同じパケットを除去することにより、予備装置が排出するパケットが、現用装置が送出したパケットと重複しないようにする。
図１１を参照すると、本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムは、予備系のパケット交換装置として予備装置５２’を備えている点で、図５に示される第１の実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムと相違する。本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムの現用系のパケット交換装置は、図５に示される現用装置５１と同一であり、図１１では図示を省略している。
予備装置５２’は、図５の予備装置５２が備える構成要素に加えてさらに、パケット監視部５４を備えている。パケット監視部５４は、マルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎと接続され、現用装置５１がマルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎに送出したフレームを監視し、そのフレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを蓄積部５２５−１〜５２５−ｎから削除する機能を持つ。パケット監視部５４は、現用装置５１のインタフェース部５１１−１〜５１１−ｎに割り当てられた実データリンクアドレス（ＭＡＣアドレスなど）を保持し、この保持した実データリンクアドレスを送信元アドレスとするフレームを検知する。なお、パケット監視部５４は、インタフェース部５２１−１〜５２１−ｎを通じてマルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎに接続するようにしてもよい。
次に本実施の形態の動作を第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
図１２は、本実施の形態における予備装置５２’のパケット監視部５４の動作を示す流れ図である。予備装置５２’のパケット監視部５４は、何れかのデータリンク５３−１〜５３−ｎからフレームを受信すると、ステップＳＢ１において、受信したフレームを検査し、送信元データリンクアドレスが現用装置５１のアドレスと等しければ（ＳＢ１がＹｅｓ）、さらに、ステップＳＢ２において、そのフレームが含むパケットが転送対象であるかどうか検査する。転送対象パケットであるかどうかの判断は、第１の実施の形態における予備装置５２の蓄積処理のステップＳ７１の処理と同一である。受信したフレームの送信元データリンクアドレスが現用装置５１のアドレスと一致しない場合（ＳＢ１がＮｏ）、またはフレームが含むパケットが転送対象でない場合（ＳＢ２がＮｏ）、ステップＳＢ６に進む。
現用装置５１が送信し、かつ転送対象であるパケット（ＳＢ２のＹｅｓ側）は、現用装置５１がすでに転送してしまったことを示しているため、蓄積は不要である。そこで、ステップＳＢ３において、同パケットを蓄積部５２５−１〜５２５−ｎから検索する。受信フレームがデータリンク５３−ｉから受信した場合、そのデータリンク５３−ｉに対応する蓄積部５２５−ｉだけを検索すれば十分である。ステップＳＢ４において検索結果を判断し、該当するパケットが見つかれば（Ｙｅｓ側）、ステップＳＢ５において、該当パケットを蓄積部より削除する。万が一、見つからなければ（Ｎｏ側）、ステップＳＢ６に進む。
ステップＳＢ６においては、受信したフレームを破棄し、受信待ちに戻る。
その他の動作は第１の実施の形態と同じである。
次に第３の実施の形態の効果を説明する。
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られるのに加え、現用装置の稼働停止に伴う系切り替え時に、現用装置が既に送出したパケットと同じパケットが予備装置からデータリンクに送出されるのを防止することができる。その理由は、パケット監視部５４がマルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎに送出されたフレームを監視し、現用装置５１が送信したフレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを検知すると、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎから削除するからである。
また本実施の形態によれば、第１の実施の形態に比べて系切り替え時におけるパケット中継の遅延時間を改善することができる。その理由は、蓄積部５２５−１〜５２５−ｎに重複パケットが残らないように削除しているため、予備系が現用系に切り替わった際に速やかに非重複パケットの中継が開始されるからである。
ただし、本実施の形態では、現用装置５１が送出したパケットを予備装置５２’ですべて検査する必要があり、また、蓄積しているパケットの検索処理も必要であるため、第１の実施の形態よりも予備装置の処理量が多くなる。
本実施の形態は第１の実施の形態を前提としたが、第２の実施の形態を前提とすることもできる。以下、第２の実施の形態を前提とした例を第３の実施の形態の変形例として説明する。
図１３を参照すると、第３の実施の形態の変形例にかかる冗長化パケット交換システムは、予備系のパケット交換装置として予備装置Ａ１’を備えている点で、図１０に示される第２の実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムと相違する。本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムの現用系のパケット交換装置は、第２の実施の形態と同様に図５に示される現用装置５１と同一であり、図１２では図示を省略している。
予備装置Ａ１’は、図１０の予備装置Ａ１が備える構成要素に加えてさらに、パケット監視部Ａ１６を備えている。パケット監視部Ａ１６は、マルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎと接続され、現用装置５１がマルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎに送出したフレームを監視し、そのフレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎから削除する機能を持つ。パケット監視部Ａ１６は、現用装置５１のインタフェース部５１１−１〜５１１−ｎに割り当てられた実データリンクアドレス（ＭＡＣアドレスなど）を保持し、この保持した実データリンクアドレスを送信元アドレスとするフレームを検知する。なお、パケット監視部Ａ１６は、インタフェース部Ａ１１−１〜Ａ１１−ｎを通じてマルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎに接続するようにしてもよい。
次に本変形例の動作を第２の実施の形態との相違点を中心に説明する。
本変形例における予備装置Ａ１’のパケット監視部Ａ１６の動作を図１２を借用して説明する。予備装置Ａ１’のパケット監視部Ａ１６は、何れかのデータリンク５３−１〜５３−ｎからフレームを受信すると、ステップＳＢ１において、受信したフレームを検査し、送信元データリンクアドレスが現用装置５１のアドレスと等しければ（ＳＢ１がＹｅｓ）、さらに、ステップＳＢ２において、そのフレームが含むパケットが転送対象であるかどうか検査する。転送対象パケットであるかどうかの判断は、第１の実施の形態における予備装置５２の蓄積処理のステップＳ７１の処理と同一である。受信したフレームの送信元データリンクアドレスが現用装置５１のアドレスと一致しない場合（ＳＢ１がＮｏ）、またはフレームが含むパケットが転送対象でない場合（ＳＢ２がＮｏ）、ステップＳＢ６に進む。
現用装置５１が送信し、かつ転送対象であるパケット（ＳＢ２のＹｅｓ側）は、現用装置５１がすでに転送してしまったことを示しているため、蓄積は不要である。そこで、ステップＳＢ３において、同パケットを蓄積部５２５−１〜５２５−ｎから検索する。本変形例の場合、すべての蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎを検索する必要がある。ステップＳＢ４において検索結果を判断し、該当するパケットが見つかれば（Ｙｅｓ側）、ステップＳＢ５において、該当パケットを蓄積部より削除する。万が一、見つからなければ（Ｎｏ側）、ステップＳＢ６に進む。
ステップＳＢ６においては、受信したフレームを破棄し、受信待ちに戻る。
その他の動作は第２の実施の形態と同じである。
次に本変形例の効果を説明する。
本変形例によれば、第２の実施の形態と同様の効果が得られるのに加え、現用装置の稼働停止に伴う系切り替え時に、現用装置が既に送出したパケットと同じパケットが予備装置からデータリンクに送出されるのを防止することができる。その理由は、パケット監視部Ａ１６がマルチアクセスデータリンク５３−１〜５３−ｎに送出されたフレームを監視し、現用装置５１が送信したフレームに格納された転送対象パケットと同じパケットを検知すると、蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎから削除するからである。
また本変形例によれば、第２の実施の形態に比べて系切り替え時におけるパケット中継の遅延時間を改善することができる。その理由は、蓄積部Ａ１５−１〜Ａ１５−ｎに重複パケットが残らないように削除しているため、予備系が現用系に切り替わった際に速やかに非重複パケットの中継が開始されるからである。
ただし、本変形例では、現用装置５１が送出したパケットを予備装置Ａ１’ですべて検査する必要があり、また、蓄積しているパケットの検索処理も必要であるため、第２の実施の形態よりも予備装置の処理量が多くなる。
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態による冗長化パケット交換システムについて説明する。
第１から第３までの実施の形態（第３の実施の形態の変形例を含む。以下同じ）では、現用装置１台に対して、予備装置は１台のみである。現用装置が停止すると、当初予備装置として稼働していた装置が代替の現用装置として稼働するように切り替わるが、切り替え後は予備装置が存在しなくなるため、冗長性が失われる。それに対処するため、本実施の形態では予備装置を複数設置し、冗長度を高める。
ただし、第１から第３までの実施の形態に記載した予備装置を複数設置すると、現用の停止時にそれらの予備装置が一斉に蓄積パケットを送出するため、重複してパケットが送出されることになる。このため本実施の形態では、優先度を設けてパケットを蓄積しかつ現用装置の停止時に自らが現用装置として振る舞う予備装置を１台にすることにより、重複した送出を避ける。本明細書において、複数の予備装置のうち、現用装置の停止時に自らが現用装置として振る舞う予備装置を筆頭予備装置と呼ぶ。
筆頭予備装置を決定するため、本実施の形態では予備装置間で情報を交換する。このため、予備装置には広告メッセージ送信の機能が追加されている。一度筆頭予備装置が決定されると、通信量と処理負荷の削減のため、以降、筆頭でない予備装置は広告メッセージの送信を停止させる。
図１４を参照すると、本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムは、予備系のパケット交換装置として複数の予備装置Ｃ１、Ｃ２、…、Ｃｍを備えている点で、図５に示される第１の実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムと相違する。本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムの現用系のパケット交換装置は、図５に示される現用装置５１と同一であり、図１４では図示を省略している。
予備装置Ｃ１のブロック内に図示されるように、本実施の形態では、予備装置Ｃ１に広告部Ｃ１６と広告タイマＣ１７を備え、広告部Ｃ１６に予備装置として動作していることを示すフラグと、冗長化パケット交換システム内の各装置Ｃ１〜Ｃｍの優先度情報を保持し、広告メッセージに予備装置であることを示すフラグと、優先度とを含める機能と、広告タイマＣ１７に動作・停止を制御する機能とを備える。ここで、各装置Ｃ１〜Ｃｍの優先度は、全順序がつくよう、あらかじめ設定されている。
また、インタフェース部Ｃ１１−１〜Ｃ１１−ｎでは、広告メッセージのみを受信し、他のパケットは破棄する機能を追加で備え、監視部Ｃ１３には、インタフェース部Ｃ１１−１〜Ｃ１１−ｎに対して、受信パケットを広告メッセージのみに限るか、第１の実施の形態におけるインタフェース部５２１−１〜５２１−ｎと同様に制限なしで受信するかを制御する機能と、広告タイマＣ１７の稼働・停止を制御する機能とを備え、また、現用と筆頭予備の装置用に、監視タイマＣ１４と、広告メッセージに含まれる情報を記録する機能（図示せず）とを個別に備えている。
他の予備装置Ｃ２〜Ｃｍも、予備装置Ｃ１と同様の構成を備えている。
図１５は、本実施の形態における予備装置Ｃ１〜Ｃｍのパケット受信の動作を示す流れ図である。パケットを受信すると、ステップＳＤ１において、広告メッセージか否かを判断する。もし広告メッセージであれば、まず、ステップＳＤ２において、同広告メッセージの優先度と自身の優先度とを比較する。
広告メッセージの送信元が自身よりも高優先度の予備装置であれば、自身は筆頭予備ではない。よって、ステップＳＤ３において、自身はパケットの蓄積と広告メッセージの送信を停止する。このため、インタフェース部Ｃ１１−１〜Ｃ１１−ｎを広告メッセージのみ受信するモードに設定し、広告タイマＣ１７を停止させ、蓄積部Ｃ１５−１〜Ｃ１５−ｎに保持しているパケットがあれば破棄する。これ以降、当該予備装置は、現用と、筆頭予備装置からの、広告メッセージの受信による死活監視のみを行うようになる。
次に、ステップＳＤ４において、広告メッセージの優先度と、監視部Ｃ１３に記録されている筆頭予備装置の優先度を比較する。もし現在記録されている筆頭予備装置の優先度よりも広告メッセージが含む優先度が高ければ（Ｙｅｓ側）、同広告メッセージの送信元を筆頭予備に入れ替えるべく、監視部Ｃ１３の記録を更新する（ステップＳＤ５）。もし広告メッセージの優先度が低ければ（Ｎｏ側）、広告送信元は筆頭ではないため、ここで処理を終わる。
次に、広告メッセージの送信元が自身よりも高優先度の予備装置ではないとき（ＳＤ２のＮｏ側）、ステップＳＤ６において、送信元が現用装置であれば（Ｙｅｓ側）、自身が筆頭予備装置であるとして広告メッセージの受信処理を行う。すなわち、ステップＳＤ７において、第１の実施の形態と同一の手順で、蓄積部Ｃ１５−１〜Ｃ１５−ｎに保持しているパケットを破棄する。
このあと、ステップＳＤ５において、受信した広告メッセージにしたがって、該当する監視タイマＣ１４を初期値にリセットし、広告メッセージに含まれる優先度と予備フラグ情報を記録して、現用および筆頭予備からの広告受信処理を終わる。
次に、広告メッセージの送信元が現用装置でも高優先度の予備装置でもないとき（ステップＳＤ６がＮｏ）、その広告メッセージの送信元の優先度は自身以下であることを示している。この場合は、とくに追加の処理を行わず動作を終える。
次に、受信したパケットが広告メッセージでないとき（ＳＤ１のＮｏ側）の処理を説明する。ステップＳＤ８において、インタフェース部Ｃ１１−１〜Ｃ１１−ｎの受信モードが、広告メッセージのみを受信するか、全パケットを受信するかで処理を振り分ける。
広告メッセージのみを受信する動作モードの場合（ＳＤ８のＹｅｓ側）、ステップＳＤ９において、広告メッセージ以外のパケットはすべて破棄し、処理を終える。
全パケットを受信する動作モードの場合（ＳＤ８のＮｏ側）、ステップＳＤ１０において、パケットは転送対象か、それ以外かで処理を振り分ける。転送対象パケットである場合（Ｙｅｓ側）は、第１の実施の形態の場合と同様に処理する（ＳＤ１１，ＳＤ１２）。
転送対象でないパケットの場合（ＳＤ１０のＮｏ側）、自身が受信すべきパケットであるが、ただし広告メッセージではないことを示しているため、ステップＳＤ１３において、他のプロトコルの受信処理にパケットを回し、処理を終える。
以上により、予備装置が最高優先度であれば、蓄積処理を行い、それ以外の優先度であれば、広告メッセージの送信と蓄積処理を停止し、現用および高優先度の予備装置からの広告メッセージの受信のみを行うような、予備装置のパケット受信処理が実現できる。
次に、本実施の形態での死活監視処理を説明する。
図１６は、本実施の形態における予備装置Ｃ１〜Ｃｍの死活監視の動作を示す流れ図である。予備装置Ｃ１〜Ｃｍは、広告メッセージの送信元ごとに、現用と筆頭予備各々監視タイマＣ１４を備えている。図１６の処理は、これらに共通になるよう、記載したものであり、実際には本処理が現用と筆頭予備のために個別に行われる。また、筆頭予備装置自身が筆頭予備の死活監視をすることは意味がないが、手順の簡単化のため、筆頭予備も同じ動作をするよう、記載してある。
まずステップＳＥ１において、広告メッセージの送信元が装置Ｎであるような監視タイマＣ１４に注目する。ステップＳＥ２において、同タイマのタイムアウトの有無を調べ、もしタイムアウトしていれば（Ｙｅｓ側）、ステップＳＥ３において、さらに装置Ｎの動作モードを調べる。タイムアウトしたのが筆頭予備の監視タイマＣ１４ならば（Ｙｅｓ側）、自身が次に筆頭予備になる可能性がある。したがって、ステップＳＥ４において、インタフェース部Ｃ１１−１〜Ｃ１１−ｎの受信モードを全パケット受信に切り替え、ステップＳＥ５において、広告メッセージの送信を行う。また継続的な広告メッセージの送信を開始するために、広告タイマＣ１７を稼働させ、値を初期値にリセットする。
もし、ステップＳＥ３〜ＳＥ５の手順により、自装置が筆頭予備として動作を始めたにも関わらず、他の予備装置のほうが優先度が高く設定されていた場合には、図１５のステップＳＤ２〜ＳＤ３の手順により、自装置は筆頭予備としての処理を停止するため、複数の装置が筆頭予備として動作し続けることはない。
次に、タイムアウトした監視タイマＣ１４が筆頭予備でなければ（ＳＥ３のＮｏ側）、それは現用の監視タイマＣ１４である。この場合、ステップＳＥ６において、まず自身が筆頭予備装置であるかどうかを判断する。これは広告タイマＣ１７が稼働しているか否かと、インタフェース部Ｃ１１−１〜Ｃ１１−ｎが全パケット受信モードになっているか否かにより判断する。もし自身が筆頭予備であれば（Ｙｅｓ側）、自身がパケットの蓄積処理を行っているため、ステップＳＥ７において、蓄積部Ｃ１５−１〜Ｃ１５−ｎに保持しているパケットの排出を行い、ステップＳＥ８において、動作モードを現用に切り替える。
次に、自身が最高優先度の予備装置ではない場合（ＳＥ６のＮｏ側）、自身はパケットの蓄積を行っていないため、とくに動作は行わない。
以上により、複数の予備装置をもつ冗長化パケット交換システムを構成できる。
次に第４の実施の形態の効果を説明する。
本実施の形態では、現用装置が停止してもパケット交換処理を継続でき、しかも冗長性を維持することができる。その理由は、現用装置が停止すると、筆頭予備装置が新たに現用装置として振る舞うことでパケット交換処理を継続し、残りの予備装置のうちの優先度の高い予備装置が新たな筆頭予備装置として振る舞うからである。
筆頭予備装置以外の予備装置の処理量を削減することができる。その理由は、予備装置間で広告メッセージ送信によって優先度情報を交換することで筆頭予備装置が決定されると、筆頭予備装置以外の予備装置は広告メッセージの送信を停止し、さらにパケットの蓄積を行わないためである。
ただし、本実施の形態では、筆頭予備装置も広告メッセージを送信する必要があるため、第１の実施の形態と比較すると、広告メッセージによる通信量が増え、また各装置での処理手順が複雑になるため、装置を実現する費用がより多くかかることになる。
なお、本実施の形態は、第１の実施の形態における予備装置を多重化したが、第２、第３の実施の形態あるいは第３の実施の形態の変形例における予備装置を本実施の形態と同様に多重化した実施の形態も考えられる。また、筆頭予備装置以外の予備装置でもパケットの蓄積を行うようにしてもよい。
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態による冗長化パケット交換システムについて説明する。
第１から第４の実施の形態では、予備装置の蓄積部には、転送対象のパケットが運ぶペイロードのプロトコル（以下上位層プロトコル）によらず、転送対象のすべてのパケットが蓄積される。
ＴＣＰのように、再送時に輻輳制御が行われるプロトコルでは、冗長化パケット交換システムにおける系切り替え時におけるパケットの消失を防ぐことによる効果は大きいが、一方で、例えばＲＴＰ（Ｒｅａｌｔｉｍｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のようにパケットロスが性能に大きな影響を与えないプロトコルもある。
そこで、本実施の形態では、パケットの上位層プロトコルを調べ、特定のプロトコルのペイロードをもつパケットのみを蓄積することにより、より効率的な蓄積処理を可能にする。
図１７を参照すると、本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムは、予備系のパケット交換装置として予備装置Ｆ１を備えている点で、図５に示される第１の実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムと相違する。本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムの現用系のパケット交換装置は、図５に示される現用装置５１と同一であり、図１７では図示を省略している。
予備装置Ｆ１は、蓄積規則保持部Ｆ１６を備え、蓄積部Ｆ１５−１〜Ｆ１５−ｎから蓄積規則を参照できる点が、第１の実施の形態の予備装置５２と異なる。蓄積規則は、上位層プロトコルの種類（プロトコル識別子）と、また、ＴＣＰやＵＤＰなど、ポート番号をもつプロトコルについては、さらにポート番号の種類ごとに、また、ＩＣＭＰなどのようにメッセージ・タイプをもつプロトコルについては、さらにメッセージ・タイプの種類ごとに、および、上記の組み合わせにより、パケットの蓄積の可否が記載されている。
次に本実施の形態の動作を説明する。
本実施の形態では、予備装置Ｆ１で転送対象パケットを蓄積する場合、該当パケットのヘッダやペイロードを参照して、上位層プロトコル，ポート番号，メッセージ・タイプなどを抽出し、蓄積部Ｆ１５−１〜Ｆ１５−ｎから蓄積規則保持部Ｆ１６を参照し、該当するパケットの蓄積可否を判断し、蓄積可能なものだけを保持し、それ以外は破棄する。
上記以外の動作は第１の実施の形態と同じである。
次に第５の実施の形態の効果を説明する。
本実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、蓄積部Ｆ１５−１〜Ｆ１５−ｎに蓄積するパケットの量を減らすことができる。その理由は、パケットの上位層プロトコルを調べ、特定のプロトコルのペイロードをもつパケットのみを蓄積するからである。
また、第１の実施の形態に比べて系切り替え時におけるパケット中継の遅延時間を改善することができる。その理由は、蓄積部Ｆ１５−１〜Ｆ１５−ｎに蓄積されるパケットの量が少なくなるため、予備系が現用系に切り替わった際に速やかにパケットの中継が開始されるからである。
ただし、本実施の形態の場合、蓄積処理の際にパケットの上位層プロトコルなどを調査する必要があるため、処理量は他の実施の形態よりも多くなる。
なお、本実施の形態は、第１の実施の形態における予備装置に蓄積規則保持部Ｆ１６を設け、特定のプロトコルのペイロードをもつパケットのみを蓄積するようにしたが、第２乃至第４の実施の形態における予備装置に蓄積規則保持部を設け、本実施の形態と同様に特定のプロトコルのペイロードをもつパケットのみを蓄積するようにする実施の形態も考えられる。
以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明は以上の実施の形態にのみ限定されず、その他各種の付加変更が可能である。また、本発明の現用系および予備系のパケット交換装置は、その有する機能をハードウェア的に実現することは勿論、コンピュータとプログラムとで実現することができる。プログラムは、磁気ディスクや半導体メモリ等のコンピュータ可読記録媒体に記録されて提供され、コンピュータの立ち上げ時などにコンピュータに読み取られ、そのコンピュータの動作を制御することにより、そのコンピュータを前述した各実施の形態における現用系のパケット交換装置（現用装置）の各機能手段、予備系のパケット交換装置（予備装置）の各機能手段として機能させる。
本発明によれば、冗長化パケット交換システムの系切り替え期間中の転送対象パケットの消失を簡易な構成で防止することができる。その理由は、現用系のパケット交換装置の稼働が次に確認されるまでの期間、現用系のパケット交換装置と同一のパケットを予備系のパケット交換装置が蓄積部に保持しており、現用系のパケット交換装置の稼働が確認されなくなって稼働が停止したと判断されたときは、予備系のパケット交換装置が、蓄積部に保持しているパケットを送出し、以降現用系として稼働することで、現用系が継続して動作していたときに転送していた可能性のあるパケットがすべて転送されるからである。
また本発明によれば、系切り替え期間中におけるパケット消失が防止されるため、パケット消失の影響が大きいＴＣＰなどのプロトコルの性能低下を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】  本発明によれば、ＩＰネットワークを構成するルータ装置や、ルータの機能を持つファイアウォール装置などのアクセス制御装置，ＩＰｓｅｃゲートウエイなどのＶＰＮ終端装置に適用できる。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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