(57)【要約】 【課題】  １つのネットワーク上で複数の冗長化プロトコルに対する相互接続を提供し、柔軟なネットワークの構築を可能とし、ネットワーク全体の大きなループを防止し、通信経路の切り替えに伴うネットワークの負荷を軽減するために通信や装置への影響を局所化し、さらに、通信経路の切り替えを高速に行うことを実現することを課題とする。【解決手段】  冗長化プロトコルが動作するネットワーク４０１と、冗長化プロトコルが動作する別のネットワーク４０２を、相互接続装置４１１、４１２が接続する。相互接続装置は仮想ポート４３１、４３２を介して、仮想リンク４２１により下位ネットワークの冗長化プロトコルを制御し、下位ネットワークを上位ネットワークに冗長接続する。また、下位ネットワークの通信経路変更時に上位ネットワークのＭＡＣアドレス学習結果をクリアし、通信経路の切り替えを高速に行う。【選択図】  図４
2009105690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信経路の冗長化を提供する冗長化プロトコルを使用する上位ネットワークと、前記上位ネットワークの冗長化プロトコルと同じもしくは異なる冗長化プロトコルを使用する下位ネットワークとを接続する装置であって、
前記装置は、上位ネットワークに接続する上位ポートと、下位ネットワークに接続する下位ポートとを有し、
前記装置で動作する前記上位ネットワークの冗長化プロトコルは、前記上位ポートのみを制御し、
前記装置で動作する前記下位ネットワークの冗長化プロトコルは、全ての前記上位ポートを集約して仮想ポートとして認識し、前記仮想ポートおよび前記下位ポートを制御し、
前記上位ネットワークと前記下位ネットワークとを接続する他の装置との間を、前記仮想ポートを介して前記上位ネットワークを経由する仮想リンクにより接続し、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルを前記仮想ポートおよび前記仮想リンクを介して動作させ、前記仮想リンクの接続を上位ネットワークの冗長化プロトコルが確保することにより、前記下位ネットワークを前記上位ネットワークに冗長接続させることを特徴とする前記装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルが前記仮想ポートに送信する制御パケットを、前記上位ネットワークの冗長化プロトコルの制御する前記上位ポートの通信可否の状態に従い前記上位ポートに送信し、かつ、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルが該制御パケットを、前記上位ネットワークの冗長化プロトコルの制御する上位ポートの通信可否の状態に従い、前記仮想ポートから受信することを特徴とする前記装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルが有する前記仮想ポートの状態を常にアップ状態にし、かつ、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルは前記仮想ポートを通信経路の選択において最も優先度の高いポートとして制御することを特徴とする前記装置。
【請求項４】
請求項２記載の装置において、前記仮想ポートから受信した前記下位ネットワークの冗長化プロトコルの前記制御パケットを、受信したポート以外の上位ポートに、前記上位ネットワークの冗長化プロトコルの制御する上位ポートの通信可否の状態に従い中継することを特徴とする前記装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置において、前記仮想ポートから受信した前記下位ネットワークの冗長化プロトコルの前記制御パケットを、中継するか否かを選択できることを特徴とする前記装置。
【請求項６】
請求項１記載の装置において、
前記上位ネットワークと前記下位ネットワークは、前記装置と複数の前記他の装置とにより接続され、
前記装置は、前記複数の他の装置との間を、複数の前記仮想ポートを介して前記上位ネットワークを経由する複数の仮想リンクにより１対１に接続することを特徴とする前記装置。
【請求項７】
請求項２記載の装置において、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルは前記仮想ポートに制御パケットを送信し、かつ、前記上位ポートから受信するパケットの判定において、該装置が前記上位ポートから前記下位ネットワークの冗長化プロトコルの制御パケットに一致するパケットを受信すると、前記仮想ポートから受信したパケットであると判定することを特徴とする前記装置。
【請求項８】
請求項２記載の装置において、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルの制御パケット専用のＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ）を有し、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルは前記仮想ポートを介して前記上位ポートに制御パケットを送信する際に前記専用のＶＬＡＮに送信し、かつ、前記上位ポートから受信するパケットの判定において、前記専用のＶＬＡＮからパケットを受信すると、前記仮想ポートから受信したパケットであると判定することを特徴とする前記装置。
【請求項９】
請求項２記載の装置において、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルは制御パケットを送信する際に、前記下位ネットワークを識別する下位ネットワーク番号を前記制御パケットに格納して送信し、かつ、前記上位ポートから受信するパケットの判定において、前記パケットに格納された前記下位ネットワーク番号により前記仮想ポートから受信したパケットであると判定することを特徴とする装置
【請求項１０】
請求項２または請求項６記載の装置において、前記仮想リンクと１対１に対応する専用のＶＬＡＮを有し、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルは前記仮想ポートを介して前記上位ポートに制御パケットを送信する際に前記専用のＶＬＡＮに送信し、かつ、前記上位ポートから受信するパケットの判定において、前記専用のＶＬＡＮからパケットを受信すると、前記ＶＬＡＮによってどの仮想ポートに受信したパケットであるかを判定することを特徴とする前記装置。
【請求項１１】
請求項２または請求項６記載の装置において、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルは制御パケットを送信する際に、前記仮想リンクを識別する仮想リンク番号を前記制御パケットに格納して送信し、かつ、前記上位ポートから受信するパケットの判定において、前記パケットに格納された前記仮想リンク番号によってどの仮想ポートに受信したパケットであるかを判定することを特徴とする前記装置。
【請求項１２】
請求項１記載の装置において、
前記上位ネットワークは、前記下位ネットワークとは別の他の下位ネットワークとも接続され、
前記装置は、前記下位ネットワークおよび前記他の下位ネットワークごとに専用のＶＬＡＮを有し、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルは前記仮想ポートを介して前記上位ポートに制御パケットを送信する際に、該装置が属する前記下位ネットワークにおける専用のＶＬＡＮに送信し、かつ、前記上位ポートから受信するパケットの判定において、該装置が属する前記下位ネットワークにおける専用のＶＬＡＮからパケットを受信すると、前記仮想ポートから受信したパケットであると判定し、該装置が属するＶＬＡＮと異なるＶＬＡＮの場合は前記パケットを受信せず中継することを特徴とする前記装置。
【請求項１３】
請求項１記載の装置において、
前記上位ネットワークは、前記下位ネットワークとは別の他の下位ネットワークとも接続され、
前記下位ネットワークの冗長化プロトコルは制御パケットを送信する際に、前記下位ネットワークおよび前記他の下位ネットワークを識別する下位ネットワーク番号を前記制御パケットに格納して送信し、かつ、前記上位ポートから受信するパケットの判定において、前記パケットに格納された前記下位ネットワーク番号により該装置が属する前記下位ネットワークにおける前記下位ネットワーク番号である場合は前記仮想ポートから受信したパケットであると判定し、該装置が属する下位ネットワークと異なる下位ネットワーク番号の場合は前記パケットを受信せず中継することを特徴とする前記装置。
【請求項１４】
請求項１記載の装置において、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルにおいて通信経路の変更が発生した場合に、前記上位ポートからＭＡＣアドレス学習クリアパケットを送信し、前記ＭＡＣアドレス学習クリアパケットを前記上位ポートから受信した際に、前記上位ポートに関するＭＡＣアドレス学習結果をクリアすることを特徴とする前記装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の装置において、前記ＭＡＣアドレス学習クリアパケットを、前記上位ネットワークの冗長化プロトコルの制御する上位ポートの通信可否の状態に従い前記上位ポートに送信し、かつ、該ＭＡＣアドレス学習クリアパケットを、前記上位ネットワークの冗長化プロトコルの制御する前記上位ポートの通信可否の状態に従い受信することを特徴とする前記装置。
【請求項１６】
請求項２記載の装置において、前記仮想ポートを介して前記仮想リンクにおいてヘルスチェックパケットを定期的に送受信し、前記仮想リンクの通信到達性を確認し、前記通信到達性を確認している間は前記仮想ポートをアップ状態とし、一定時間前記ヘルスチェックパケットを受信しない場合に前記仮想ポートをダウン状態に変化させ、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルの通信経路を変更することを特徴とする前記装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の装置において、前記仮想ポートをダウン状態に変化した後に、前記ヘルスチェックパケットを受信した場合に、前記仮想ポートをアップ状態に変化させ、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルの通信経路を変更することを特徴とする前記装置。
【請求項１８】
請求項１６記載の装置において、前記仮想ポートをダウン状態に変化した後に、前記上位ネットワークの冗長化プロトコルにより前記上位ネットワークが復旧する際に、前記上位ネットワークの冗長化プロトコルは、前記仮想リンクを経由する下位ネットワークの冗長化プロトコルの前記制御パケットおよび前記ヘルスチェックパケットおよび前記ＭＡＣアドレス学習クリアパケットの通信のみを復旧し、該復旧後に前記仮想ポートの状態をアップ状態に変化させ、前記下位ネットワークの冗長化プロトコルの通信経路を変更し、その後に前記上位ネットワークの冗長化プロトコルにおけるデータ通信の復旧を行うことを特徴とする前記装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信経路の冗長化を提供する冗長化プロトコルを使用するネットワークにおいて、ネットワーク構成に応じて適切な冗長化プロトコルを適用するために、１つのネットワーク上で複数の冗長化プロトコルを同時に適用することを実現し柔軟なネットワークの構築を可能とする技術に関する。また、冗長化プロトコルを適用したネットワークにおいて、通信経路の切り替えに伴うネットワークの負荷を軽減するために通信や装置への影響の局所化を可能とし、さらに、通信経路の切り替えを高速に行うことを実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークを構築する際に、通信経路の冗長化を目的として冗長化プロトコルを使用する場合がある。通信経路を冗長化するプロトコルは、メッシュ構成やリング構成といったネットワーク構成を採用するもの、または構成に依存しないものなどさまざまなプロトコルがある。通信経路の冗長化は、通常の状態で通信経路となる装置や回線と、通常の通信経路上に障害が発生した場合に代替の通信経路として使用する装置や回線を用意し、冗長化プロトコルが障害の検出と代替経路への切り替えを制御することで通信の信頼性を確保する。
【０００３】
レイヤ２の冗長化プロトコルは、代替の通信経路を用意したネットワーク構成において、通常の状態では代替経路となる装置、回線の一部を論理的に通信不可であるブロッキング状態（以降、論理的なブロッキング状態とする箇所をブロッキングポイントとする）とするプロトコルであり、それによりネットワークループを防止する。通常時には代替経路となる部分にブロッキングポイントを配置しておき、通常経路の障害を検出するとブロッキングポイントを通信可の状態であるフォワーディング状態に変更し代替経路として使用する。
【０００４】
冗長化プロトコルはメッシュ構成やリング構成などプロトコルによって特徴があり、用途に応じて使用するプロトコルを決定する。例えば、既設のネットワークの流用や利用実績の長いものといった理由によりメッシュ構成や構成に依存しないプロトコルを適用する場合や、通信経路の配線量の違いや装置のCPU負荷への影響といった理由によりリング構成を適用する場合などがある。
【０００５】
レイヤ２ネットワークを構築する場合、１つの冗長化プロトコルでネットワーク全体を構築する事が容易な方法であり、ネットワークの規模、構成に応じて冗長化プロトコルを選択する。一方で、規模の大きなレイヤ２ネットワークを構築する際には、ネットワークの構成部位により適切な冗長化プロトコルが異なる場合がある。規模の大きなネットワークは例えば、ビル全体の通信を担うネットワークであり、地域毎の拠点間を接続する広域のネットワークである。これらについて、ビルの各フロア内や地域拠点におけるネットワーク構成（以降、エッジネットワークとする）と、ビルのフロア間や地域拠点間を接続するネットワーク構成（以降、コアネットワークとする）は求められるものが異なり、１例としては、エッジネットワークは多数あるため全体の再構築が困難であり既設ネットワークの流用が求められ、コアネットワークは距離の課題などから通信経路の配線量の削減が求められることとなる。そのため、１つの冗長化プロトコルでネットワーク全体を構築する方法のみでなく、ネットワークの構成部位によって適切なプロトコルが選択できることが望ましい。
【０００６】
また、エッジネットワークとコアネットワークは管理者が異なる場合があり、それぞれの運用方針に従いネットワークを構築するといった場合がある。このような時、１つの冗長化プロトコルでネットワーク全体を構築するとしてもネットワーク構成部位によって分離独立した運用が可能なことが望ましい場合もある。
【０００７】
エッジネットワークとコアネットワークのような構成部位によって異なるプロトコルを使用する方法として、冗長化プロトコルの制御パケットを中継する方式が考案されている。エッジネットワークの装置は冗長化プロトコルを動作させ、プロトコルの制御パケットをコアネットワークに向けて送信する。コアネットワークはエッジネットワークの制御パケットを受信するとそのプロトコル処理は行わずに中継のみを行う。中継された制御パケットは、コアネットワーク経由でエッジネットワークの別の装置に到達し、当該装置はプロトコル処理を行う。この方法により、エッジネットワークはコアネットワークに対し複数の通信経路を確保し、冗長化プロトコルによって通信経路の切り替えを実施するものである。
【０００８】
図１により、従来の、冗長化プロトコルの制御パケットを中継する方式について説明する。装置１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６はコアネットワークを構成する装置であり、これらの装置間で閉じた冗長化プロトコルが動作している。装置１１１はエッジネットワークを構成する装置であり、コアネットワークとは独立して冗長化プロトコルが動作している。装置１１１は冗長化プロトコルの制御パケット１２１を送信し、コアネットワークの各装置はこの制御パケットを受信せず中継のみ行う。制御パケット１２１はコアネットワークを経由し再びエッジネットワークに到達する。図１の例の場合、装置１１１が別のポートで受信することとなる。このように、コアネットワークの装置がエッジネットワークの制御パケットを中継することで、エッジネットワークの装置はコアネットワークを経由して論理的には接続されているかのように動作する。
【０００９】
非特許文献１に記述されたＬ２プロトコルフレーム透過機能では、レイヤ２冗長化プロトコルの１つであるスパニングツリープロトコルの制御パケットであるＢＰＤＵを中継する機能である。通常は中継しないパケットであるＢＰＤＵを中継する機能を備える。前述した図１の例においては、エッジネットワークでスパニングツリープロトコルを使用した 場合にコアネットワークに本機能を適用することで、エッジネットワークでスパニングツリープロトコルが動作可能となる。
【００１０】
非特許文献２に記述されたスパニングツリープロトコルでは、ループ構成を遮断するために、ネットワークを構成する装置間でＢＰＤＵと呼ばれる制御パケットを定期的に交換する。ＢＰＤＵには、プロトコルの動作を決定する複数のプロトコル情報が搭載され、これを受信した各装置はこの情報をもとに代替経路とする箇所のポートにブロッキングポイントを配置し、論理的にネットワークループを防止する。スパニングツリープロトコルは、通常経路の障害やネットワーク構成の変更が発生すると、ＢＰＤＵをネットワーク全体に伝搬し、全ての装置でプロトコルの処理とＭＡＣアドレス学習のクリアを実施することで通信経路を代替経路に切り替える。
【００１１】
【非特許文献１】「ＡＸ７８００Ｓ・ＡＸ５４００Ｓソフトウェアマニュアル 解説書Ｖｏｌ．１ Ｖｅｒ １０．５対応」、アラクサラネットワークス株式会社、２００７年４月、ｐ．１９３
【非特許文献２】ＩＥＥＥ８０２．１Ｄ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
レイヤ２の冗長化プロトコルにおいては、通信経路の変更が発生した場合にＭＡＣアドレス学習の結果を更新する必要があり、冗長化プロトコルは通信経路の変更を検出した時にＭＡＣアドレス学習結果をクリアすることによって代替経路への高速な切り替えを実現している。しかし、前述の従来技術においては、前述のエッジネットワークとコアネットワークのように相互に独立して冗長化プロトコルが動作した場合、一方の冗長化プロトコルにおいて通信経路の変更が発生しても他方の冗長化プロトコルには伝わらず、ＭＡＣアドレス学習がクリアされず更新されないため通信の回復が遅れるという問題がある。
【００１３】
図１の構成により、ＭＡＣアドレス学習の更新が行われずに通信の回復が遅れる場合の例を説明する。コアネットワークを構成する装置１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６と、エッジネットワークを構成する装置１１１は独立して冗長化プロトコルが動作している。装置１１１は通常時の通信経路を装置１１１、１０４間の回線を使用し、装置１１１、１０６間の回線は代替の通信経路として論理的にブロッキング状態であるとする。コアネットワークの冗長化プロトコルは、装置１０２、１０５間および装置１０４、１０５間を論理的にブロッキング状態とし、例えば、装置１０２から装置１１１に到達するための通信経路は、装置１０２、１０１、１０４、１１１と経由するものとする。この時、装置１０２のＭＡＣアドレス学習結果は、装置１０１の方向を向いたものとなる。装置１１１、１０４間の回線に障害が発生すると、エッジネットワークすなわち装置１１１の冗長化プロトコルにより、代替であった装置１１１、１０６間の回線をブロッキング状態からフォワーディング状態に変更し通信経路として使用し始める。しかし、コアネットワークの冗長化プロトコルは独立しており、装置１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６にはエッジネットワークの通信経路の変更が伝わらないため、コアネットワークにおいてＭＡＣアドレス学習のクリアによる更新は実行されない。そのため、例えば装置１０２のＭＡＣアドレス学習結果は装置１０１の方向を向いたままとなる。この動作により、ＭＡＣアドレス学習の結果が実際のネットワークと不一致となり、装置１１１は冗長化プロトコルにより通信経路を切り替えたにも関わらず通信が復旧しない問題が発生する。通信の復旧は、装置１０２のＭＡＣアドレス学習結果がタイムアウトして消去されるのを待つことになり、復旧に長い時間を要する。
【００１４】
また、近年のレイヤ２の冗長化プロトコルは、装置間を直接接続し回線の障害を直接検出することで、代替経路への通信経路の変更を高速に行うものが多い。これに対し、前述の従来技術においては、コアネットワークを経由して制御パケットを中継する方式であり、直接接続していないため、回線の障害を検出できず制御パケットに関わるタイマのタイムアウトを待つ方式となっている。そのため、通信経路の切り替えに通常より時間がかかるという問題がある。図１の例の場合、装置１０２と装置１０５に障害が発生しコアネットワークの通信経路が断絶した場合、エッジネットワークを成す装置１１１の制御パケットは到達不可能となる。しかし、装置１１１からは直接の検出ができない位置の障害であるため、障害の検出は制御パケットのタイムアウトを待つこととなる。
【００１５】
さらに、前述の従来技術で、コアネットワークにおいて二重以上に障害が発生した場合、エッジネットワークの冗長化プロトコルは、制御パケットは到達不可能となりタイムアウト後に通信経路の切り替えを行う。その結果、エッジネットワークからコアネットワークに対する接続は、コアネットワークへ到達可能な複数の通信経路が生じる場合がある。図１の例では、装置１１１から、装置１０４に向かう通信経路と装置１０６に向かう通信経路がいずれもフォワーディング状態となり利用可能な通信経路となる。コアネットワークが二重以上の障害から復旧する時に、前述の従来技術はコアネットワークの通信を復旧し、その後エッジネットワークの冗長化プロトコルの制御パケットの到達性が復旧することにより、エッジネットワークは通信経路を通常の経路に戻す。この時、コアネットワークの復旧以降からエッジネットワークの通信経路が戻るまでの間、エッジネットワークは復旧したコアネットワークに対する複数の通信経路を持ちつづけ、結果として一時的にネットワーク全体のループが発生するという問題がある。
【００１６】
前述の、従来技術の中継する方式において回線の障害を直接検出することができない問題を回避する容易に考案できる方法として、コアネットワークにおけるエッジネットワークに接続する装置で、コアネットワークの冗長化プロトコルを動作させると同時にエッジネットワークの冗長化プロトコルも動作させる方法が考えられる。
【００１７】
図２により、コアネットワークでエッジネットワークに接続する装置にてエッジネットワークの冗長化プロトコルを同時に動作させる構成を説明する。装置２０１、２０２、２０３、２０６はコアネットワークを構成する装置であり、装置２０４、２０５はコアネットワークを構成しエッジネットワークに接続する装置である。装置２０４、２０５はコアネットワークの冗長化プロトコルが動作すると同時にエッジネットワークの冗長化プロトコルも動作し、エッジネットワークの装置２１１を含めエッジネットワークの冗長化プロトコルの制御パケット２２１、２２２、２２３を送受信する。
【００１８】
コアネットワークでエッジネットワークに接続する装置にてエッジネットワークの冗長化プロトコルを同時に動作させる方法においては、前述の従来技術の中継する方式において回線の障害を直接検出することができない問題を解決するためには装置２０４、２０５が直接接続されていなければならず、ネットワーク構成に制限が生じ柔軟なネットワーク構成をとることができないという問題がある。
【００１９】
さらに、コアネットワークの冗長化プロトコルとエッジネットワークの冗長化プロトコルにおいてネットワークループを防止するブロッキングポイントの配置が同一の回線に重なる状態となった場合に、複数の冗長化プロトコルの制御範囲を跨る大きなループを防止できないという問題がある。図２は、回線２３１がコアネットワークの冗長化プロトコルがブロッキングポイントを配置する回線であり、回線２４１がコアネットワークの冗長化プロトコルとエッジネットワークの冗長化プロトコル双方がブロッキングポイントを配置する回線となる例である。このような状態では、コアネットワークおよびエッジネットワークの各々の冗長化プロトコルは各々の制御範囲のネットワークループを防止しているが、通信経路２５１のような大きなネットワークループが生じる。加えて、エッジネットワークの冗長化プロトコルのブロッキングポイントの配置とコアネットワークの冗長化プロトコルのブロッキングポイントの配置が同じ回線に重ならない場合も、エッジネットワークの冗長化プロトコルのブロッキングポイントがコアネットワークの回線に配置された場合、コアネットワークの通常の通信経路と重なることになり、コアネットワーク内の通信到達性が失われるという問題もある。
【００２０】
本発明が解決しようとする別の課題は、非特許文献２に示した、障害やネットワーク構成の変更が発生した場合にネットワーク全体の全ての装置においてプロトコル処理とＭＡＣアドレス学習のクリアを必要とすることである。障害や構成の変更による影響がネットワーク全体に伝搬するため、規模の大きなネットワークにおいて、末端の障害が構成上は無関係な離れた末端の装置にまで影響しネットワーク全体の装置の負荷が高まるという問題や、ネットワークへの装置の追加などの構成変更が全体に影響するため容易に構成変更ができないという問題がある。
【００２１】
そこで、本発明は、上記の課題を解決し、ネットワーク内で複数の冗長化プロトコルに対する相互接続を提供し、ネットワーク全体の大きなループを防止し、かつ各々の冗長化プロトコルが制御する構成部位の通信到達性を確保し、ＭＡＣアドレス学習の更新を可能とし、相互接続の提供に関しネットワーク構成上の制限が無く、制御パケットのタイムアウトに依存しない高速な通信経路の切り替えを実現することで、ネットワーク上の構成部位に応じて適切な冗長化プロトコルを採用した柔軟なネットワーク設計を実現する。また、１つの冗長化プロトコルでネットワークを構築する場合に、通信経路の切り替えに伴うプロトコルの処理を局所化することで、障害や構成変更に伴う負荷を軽減し、容易な構成変更を可能とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、ネットワークを階層構造に区分し、各階層において独立して冗長化プロトコルが動作するものとする。階層の上位にあたるプロトコル（以降、上位プロトコルとする）が動作する区分されたネットワーク（以降、上位ネットワークとする）と、階層の下位にあたるプロトコル（以降、下位プロトコルとする）が動作する区分されたネットワーク（以降、下位ネットワークとする）を接続する装置を相互のプロトコル間を接続する装置（以降、相互接続装置とする）とする。相互接続装置は、上位ネットワーク、上位プロトコルに接続するポート（以降、上位ポートとする）と下位ネットワーク、下位プロトコルに接続するポート（以降、下位ポートとする）を持つ。
【００２３】
なお、以降、上位ネットワークに属する装置と称した時は、相互接続装置の上位ポートおよび上位ネットワークのみに属する装置と、ネットワークの階層構造で上位ネットワークのさらに上位のネットワークが存在する場合において上位ネットワークとさらに上位のネットワークを接続する相互接続装置における下位ポート（ここでいう上位ネットワークに接続しているポート）を指すものとする。同様に、以降、下位ネットワークに属する装置と称した時は、相互接続装置の下位ポートおよび下位ネットワークのみに属する装置と、ネットワークの階層構造で下位ネットワークのさらに下位のネットワークが存在する場合において下位ネットワークとさらに下位のネットワークを接続する相互接続装置における上位ポート（ここでいう下位ネットワークに接続しているポート）を指すものとする。
【００２４】
ネットワークの階層構造の区分は、ネットワークを２つに区分し一方を上位ネットワーク、もう一方を下位ネットワークとしてもよく、１つの上位ネットワークに複数の下位ネットワークを接続しても良い。また、ある下位ネットワークに対する上位ネットワークは、別のより上位のネットワークに対する下位ネットワークといった３階層以上の階層構造を成してもよい。
【００２５】
図３により、ネットワークを階層構造に区分した構成を説明する。階層構造に区分したネットワーク３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６、３０７は冗長化プロトコルの制御範囲である。相互接続装置３１１、３１２は、階層の上位にあたるネットワーク３０１で動作する上位プロトコルである冗長化プロトコル１と、階層の下位にあたるネットワーク３０２で動作する下位プロトコルである冗長化プロトコル２を接続する。ネットワーク３０２で動作する冗長化プロトコル２は、相互接続装置３１５、３１６および３１７、３１８からは上位プロトコルとなり、その下位プロトコルはネットワーク３０４で動作する冗長化プロトコル４およびネットワーク３０５で動作する冗長化プロトコル５となる。同様に、相互接続装置３１３、３１４において上位プロトコルはネットワーク３０１で動作する冗長化プロトコル１であり、下位プロトコルはネットワーク３０３で動作する冗長化プロトコル３である。相互接続装置３１９、３２０および３２１、３２２からはネットワーク３０３で動作する冗長化プロトコル３が上位プロトコルとなり、その下位プロトコルはネットワーク３０６で動作する冗長化プロトコル６およびネットワーク３０７で動作する冗長化プロトコル７となる。
【００２６】
また、相互接続装置３１１において、上位ポート３３１は上位ネットワーク３０１に接続するポートであり、下位ポート３３２は下位ネットワーク３３２に接続するポートである。上位ポートおよび下位ポートは、ポート数はいくつあっても良い。他の相互接続装置においても、上位ポートは上位ネットワークに接続するポートであり、下位ポートは下位ネットワークに接続するポートである。
【００２７】
相互接続装置における上位プロトコルの動作について説明する。相互接続装置における上位プロトコルは、上位ポートのみを制御対象として動作する。上位ポートにおいて上位プロトコルの制御パケットを送受信し、上位ポートの論理的に通信不可とするブロッキング状態と、通信可とするフォワーディング状態を制御することで、上位ネットワークにおける通信経路の冗長性の確保とネットワークループの防止を行う。相互接続装置において上位プロトコルおよび上位ポートは、下位ポートおよび下位プロトコルには関知せず、独立して動作する。
【００２８】
下位ネットワークから上位ネットワークに接続する構成について説明する。下位ネットワークは、上位プロトコルの動作するネットワークに対する接続の冗長化のために、複数の相互接続装置により上位ネットワークへ接続する。この接続により、下位ポートおよび下位ネットワークに障害や構成変更が発生した場合、他の相互接続装置を経由して上位ネットワークへの通信経路を確保する。
【００２９】
相互接続装置における下位プロトコルの下位ポートに対する動作について説明する。相互接続装置における下位プロトコルは、下位ポートは従来と同様にプロトコルの制御対象とし、下位ポートにおいて下位プロトコルの制御パケットを送受信し、下位ポートを論理的に通信不可とするブロッキング状態と、通信可とするフォワーディング状態を制御する。
【００３０】
相互接続装置における下位プロトコルの上位ネットワークへの接続の構成について説明する。相互接続装置における下位プロトコルは、上位ネットワークを仮想の１回線とみなし、相互接続装置間を仮想の１回線（以降、仮想リンクとする）によって接続されているものとして動作する。相互接続装置は、仮想リンクへの接続に対応する、全ての上位ポートを集約した仮想のポート（以降、仮想ポートとする）を持つ。相互接続装置の下位プロトコルは、下位ポートと仮想ポートを制御対象として動作する。仮想ポートで送受信する下位プロトコルの制御パケットは、仮想ポートに対応する全ての上位ポートを介して送受信を行う。仮想リンクの通信経路となる上位ネットワークは、上位プロトコルによって相互接続装置間の唯一の通信経路が確立されており、下位プロトコルが仮想ポートを介して全ての上位ポートに送信した制御パケットは他の相互接続装置に１つだけ到達する。相互接続装置の下位プロトコルは仮想ポートと全ての下位ポートにおいて下位プロトコルの制御パケットを送受信し、仮想ポートおよび下位ポートを論理的に通信不可とするブロッキング状態と、通信可とするフォワーディング状態を制御する。
【００３１】
図４により、相互接続装置における下位プロトコルの仮想ポートおよび仮想リンクによる接続を説明する。相互接続装置４１１、４１２は、上位ネットワーク４０１と下位ネットワーク４０２の冗長化プロトコルを接続する装置である。相互接続装置４１１、４１２における上位ネットワーク４０１にて動作する冗長化プロトコルは、上位ポート４４１、４４２、４４３および上位ポート４４４、４４５、４４６にて動作し、上位ネットワーク内の通信経路と冗長性の確保とネットワークループの防止を制御する。相互接続装置４１１は、全ての上位ポート４４１、４４２、４４３に対応する仮想ポート４３１を持ち、仮想ポート４３１と下位ポート４５１、４５２、４５３にて下位プロトコルが動作する。相互接続装置４１２は全ての上位ポート４４４、４４５、４４６に対応する仮想ポート４３２を持ち、仮想ポート４３２と下位ポート４５４、４５５、４５６にて下位プロトコルが動作する。また、下位ネットワークに属する装置であり下位プロトコルが動作する装置４６１は相互接続装置４１１、４１２の下位ポートと接続し、この接続と、装置４１１、４１２の仮想ポート４３１、４３２によって接続する仮想リンク４２１を含めて下位プロトコルが動作する。
【００３２】
相互接続装置の下位プロトコルが仮想ポートを扱う方法について説明する。相互接続装置の下位プロトコルは、仮想ポートの状態を常にアップ状態とする。また、通信可否を示す論理的な状態はフォワーディング状態として動作する。仮想ポートをフォワーディング状態とするために、下位プロトコルは仮想ポートを通信経路選択において通信経路に選択される優先度が最も高いポートとして扱う。仮想リンクは上位ネットワークの冗長化プロトコルによって通信経路と冗長性の確保とネットワークループの防止が行われ、仮想リンク上の通信は信頼性が確保されており、仮想リンクを介し上位ネットワーク経由で送受信する下位プロトコルの制御パケットは到達性に関し信頼性がある。
【００３３】
同じ下位ネットワークに接続する相互接続装置間をつなぐ仮想リンクについて説明する。仮想リンクは、下位プロトコルの制御パケットを、上位ネットワークを経由して相互接続装置同士が送受信するためのリンクである。相互接続装置が仮想ポートを介して仮想リンクに送信する下位プロトコルの制御パケットは、仮想ポートに対応する全ての上位ポートに送信する。ただし、上位プロトコルによって論理的にブロッキング状態となっている上位ポートには送信しない。上位ネットワークに属する装置およびポートは当該制御パケットを受信すると、上位プロトコルのブロッキングポイントの配置に従い、フォワーディング状態となっているポートからのみ受信し、かつフォワーディング状態となっているポートにのみ中継する。同じ下位ネットワークに接続している他の相互接続装置は当該制御パケットを受信すると、上位プロトコルのブロッキングポイントの配置に従い、フォワーディング状態となっているポートからのみ受信し、下位プロトコルの制御に使用し、かつ上位プロトコルによりフォワーディング状態となっている上位ポートにのみ中継する。この送信、受信および中継の動作により、仮想ポートを介して仮想リンクに送出された下位プロトコルの制御パケットは、冗長化され信頼性の確保された上位ネットワークを経由し同じ下位ネットワークに属する全ての相互接続装置に重複することなく到達する。
【００３４】
同じ下位ネットワークに接続する相互接続装置が２台の場合、仮想リンクは相互接続装置間を直接接続している状態と論理的に等しくなる。この場合、相互接続装置は上位ポートから下位プロトコルの制御パケットを受信した場合、当該装置で受信するのみで他の上位ポートへの中継は行わなくても良い。上位ポートから受信した下位プロトコルの制御パケットを中継するか否かは選択することができる。中継するか否かの選択においては、装置の設定により選択する方法や、相互接続装置が仮想ポートを１つだけ有している場合は中継を行わず２つ以上有している場合は中継する方法などでも良い。
【００３５】
図５により、下位プロトコルの制御パケットの仮想リンクによる送受信について説明する。相互接続装置５１１、５１２は、上位ネットワーク５０１と下位ネットワーク５０２に接続している。相互接続装置５１１、５１２は仮想ポート５３１、５３２と、上位ポート５４１、５４２、５４３および５４４、５４５、５４６を持ち、仮想リンク５２１により構成されている。相互接続装置５１１の下位プロトコルは制御パケットを仮想ポート５３１に対し送信を行い、仮想ポート５３１に対応する上位ポート５４１、５４２、５４３から制御パケット５５１、５５２、５５３を送信する。相互接続装置５１１が送信した当該制御パケットは、上位プロトコルのブロッキングポイントの配置により、制御パケットパケット５５１、５５３はブロッキングポイントに到達し廃棄（５６１および５６２）され、制御パケット５５２は相互接続装置５１２に到達する。相互接続装置５１２の下位プロトコルは到達した制御パケット５５２に関する受信処理を行い、同時に制御パケット５５２を受信した上位ポート以外の上位ポートに中継する。同様に、相互接続装置５１２は制御パケット５５４、５５５、５５６を送信し、上位プロトコルのブロッキングポイントの配置により制御パケット５５４、５５６はブロッキングポイントに到達し廃棄（５６３および５６４）され、制御パケット５５５は相互接続装置５１１に到達する。相互接続装置５１１の下位プロトコルは到達した制御パケット５５５に関する受信処理を行い、同時に制御パケット５５５を受信した上位ポート以外の上位ポートに中継する。制御パケット５５１、５５３、５５４、５５６は、上位プロトコルのブロッキングポイントに到達し廃棄される前に、その他の同じ下位ネットワークに接続する相互接続装置に到達した場合は、その相互接続装置の下位プロトコルにより受信処理が行われると同時に中継が行われる。
【００３６】
下位ネットワークから上位ネットワークに相互接続装置を３台以上接続し、かつ、下位プロトコルとして装置間の回線を１対１で直接接続する構成を要求するプロトコルを使用する場合の構成について説明する。相互接続装置における下位プロトコルは、上位ネットワークを経由して他の相互接続装置に接続する仮想リンクを、同じ下位ネットワークに接続する他の相互接続装置の台数だけ用意する。相互接続装置は、全ての上位ポートを集約した仮想リンクへの接続に対応する仮想ポートを同じ下位ネットワークに接続する他の相互接続装置の数だけ持ち、複数の仮想ポートは複数の他の相互接続装置と仮想リンクによって１対１に接続する。相互接続装置の下位プロトコルは、下位ポートと複数の仮想ポートを制御対象として動作する。
【００３７】
図６により、下位ネットワークから上位ネットワークに相互接続装置を３台以上接続し、かつ、下位プロトコルとして装置間の回線を１対１で接続する構成を要求するプロトコルを使用する場合の構成における仮想ポートおよび仮想リンクについて説明する。相互接続装置６１１、６１２、６１３は上位ネットワーク６０１および下位ネットワーク６０２を接続する装置である。各相互接続装置の下位プロトコルは、各々が他の相互接続装置と１対１接続する仮想ポート６３１、６３２もしくは仮想ポート６３３、６３４もしくは仮想ポート６３５、６３６を持つ。仮想リンク６２１は相互接続装置６１１、６１３間を仮想ポート６３１、６３６によって１対１に接続し、仮想リンク６２２は相互接続装置６１１、６１２間を仮想ポート６３２、６３３によって１対１に接続し、仮想リンク６２３は相互接続装置６１２、６１３間を仮想ポート６３４、６３５によって１対１に接続する。
【００３８】
下位ネットワークから上位ネットワークに相互接続装置を３台以上接続し、かつ、下位プロトコルとして装置間の回線を１対１で接続する構成を要求するプロトコルを使用する場合の構成について説明する。相互接続装置は、仮想ポートの状態を常にアップ状態とする。下位プロトコルは、全ての相互接続装置の全ての仮想ポートを通信経路選択において通信経路に選択される優先度が下位ポートより高いポートとして扱う。仮想リンクを１対１に接続し、仮想ポートを優先度の高いポートとして扱うことで、上位ネットワーク内に位置する仮想リンク間の擬似的なネットワークループ構成は、下位ポートより優先度の高い仮想ポート同士によるプロトコルの通信経路選択により、唯一の下位ネットワーク側を経由せずに到達可能な通信経路に構成される。下位ネットワーク側のループ構成を仮想リンクによって遮断するブロッキングポイントの配置になることはない。つまり、下位プロトコルにおいて相互接続装置間の通信を行う経路は上位ネットワーク内にある仮想リンクを経由することとなり、下位ネットワークを経由しない。これは、上位ネットワークを上位プロトコルが上位ポートおよび上位ネットワークを経由した唯一の通信経路を確保することと完全に一致する。仮想ポートの論理的な状態は、当該通信経路選択に従い、フォワーディング状態もしくはブロッキング状態とする。ただし、仮想ポートのブロッキング状態は、下位プロトコルの制御による擬似的なものであり、実際の通信には無関係な状態である。
【００３９】
これまでに説明した仮想ポート、仮想リンクを持つ相互接続装置は、当該装置を通信経路として使用するデータパケットを、下位ポートにおいては下位プロトコルの論理的なフォワーディング状態、ブロッキング状態に従い、上位ポートにおいては上位プロトコルの論理的なフォワーディング状態、ブロッキング状態に従い送信、受信および中継する。
【００４０】
相互接続装置が上位ポートで送受信する上位プロトコルの制御パケットと、仮想ポートを介して上位ポートで送受信する下位プロトコルの制御パケットを識別する方法について説明する。上位プロトコルと下位プロトコルが異なるプロトコルであり、同じ上位ネットワークに同じ下位プロトコルを使用する別の下位ネットワークが接続していない場合、それぞれの制御パケットは異なるものであり、プロトコルの規定に従い識別することができる。
【００４１】
相互接続装置が上位ポートで送受信する上位プロトコルの制御パケットと、仮想ポートを介して上位ポートで送受信する下位プロトコルの制御パケットを識別する別の方法は、相互接続装置の上位ポートおよび上位ネットワークに属する装置およびポートを含む下位プロトコルの制御パケットを送受信するためのＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ ＬＡＮ）（以降、下位プロトコル専用ＶＬＡＮとする）を設定する。相互接続装置は仮想ポートに対応する上位ポートに下位プロトコルの制御パケットを送信する際に、下位プロトコル専用ＶＬＡＮに送信し、下位プロトコル専用ＶＬＡＮから到達した制御パケットは仮想ポートを介して下位プロトコルにより受信し処理する。相互接続装置以外の、上位ネットワークに属する装置およびポートは、下位プロトコル専用ＶＬＡＮのパケットは内容を識別せず全て中継処理を実施する。
【００４２】
相互接続装置が上位ポートで送受信する上位プロトコルの制御パケットと、仮想ポートを介して上位ポートで送受信する下位プロトコルの制御パケットを識別するさらに別の方法は、相互接続装置が下位プロトコルの制御パケットを仮想ポートに対応する上位ポートに送信する際に、下位ネットワークを識別する番号（以降、下位ネットワーク番号とする）を制御パケットに格納する。上位ネットワークに属する装置および相互接続装置の上位ポートは、受信したパケットに格納された下位ネットワーク番号により下位プロトコルの制御パケットであることを識別する。
【００４３】
下位ネットワークから上位ネットワークに相互接続装置を３台以上接続し、かつ、下位プロトコルとして装置間の回線を１対１で接続する構成を要求するプロトコルを使用する場合において複数の仮想ポートおよび仮想リンクを持つ場合、相互接続装置が上位ポートで送受信する上位プロトコルの制御パケットと、仮想ポートを介して上位ポートで送受信する下位プロトコルの制御パケットを識別する方法を説明する。１つの方法は、仮想リンク毎に、相互接続装置の上位ポートおよび上位ネットワークに属する装置およびポートを含む専用のＶＬＡＮ（以降、仮想リンク専用ＶＬＡＮとする）を設定し、相互接続装置は仮想リンク専用ＶＬＡＮを介して１対１に接続した仮想ポート間で下位プロトコルの制御パケットの送受信を行う。別の方法は、下位プロトコルの制御パケットに仮想リンクを識別する番号（以降、仮想リンク番号とする）を格納する。上位ネットワークに属する装置および相互接続装置の上位ポートは、受信したパケットに格納された仮想リンク番号によりどの仮想ポートの受信パケットであるかを識別する。
【００４４】
１つの上位ネットワークに複数の下位ネットワークを接続する方法について説明する。異なる下位ネットワークを１つの上位ネットワークに接続する場合、それぞれの相互接続装置は他の下位ネットワークとは無関係な仮想リンクを持ち、各々の仮想リンクを介して下位プロトコルの制御パケットを扱う。上位ネットワークに属する装置およびポートと相互接続装置の上位ポートが、下位プロトコルの制御パケットがどの下位ネットワークのものであるかを識別する方法は、前述した下位プロトコル専用ＶＬＡＮを下位ネットワーク毎に設定するか、前述した下位ネットワーク番号を制御パケットに格納することにより識別する。
【００４５】
図７により、下位プロトコルの制御パケットを仮想リンクにて送受信する時に、制御パケットに下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を格納する方法を説明する。１つの方法を７０１、７０２に示す。仮想リンク用のカプセル化ヘッダ７０１を下位プロトコルの制御パケットの先頭に追加し、下位プロトコルの制御パケット７０２はパケットのヘッダを含めてカプセル化ヘッダの後方に格納する。下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を、カプセル化ヘッダ７０１の宛先アドレス、送信元アドレスやその他のフィールドのいずれかに格納し、下位プロトコルの制御パケットはそのままにカプセル化ヘッダの後方とする。
【００４６】
下位プロトコルの制御パケットを仮想リンクにて送受信する時に、制御パケットに下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を格納する別の方法は、下位プロトコルの制御パケット７０３に含まれるパケットヘッダの送信元アドレスフィールド７０４に下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を格納する方法である。
【００４７】
下位プロトコルの制御パケットを仮想リンクにて送受信する時に、制御パケットに下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を格納するさらに別の方法は、下位プロトコルの制御パケット７０５をそのままパケットの先頭に配置し、制御パケットの後方に下位ネットワーク番号および仮想リンク番号７０６を格納する方法である。
【００４８】
下位プロトコルの制御パケットを仮想リンクにて送受信する時に、制御パケットに下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を格納する方法は、パケットに格納する位置において前述した方法でなくとも良い。下位プロトコルの制御パケットにおいて空いているフィールドや値に意味を成さないフィールドは、下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を格納するために使用して良い。
【００４９】
下位プロトコルにおいて通信経路の変更が発生した場合に、上位ネットワークのＭＡＣアドレス学習の結果を更新する方法について説明する。下位プロトコルにおいて障害や構成変更による通信経路の変更が発生した場合、通信経路の変更を検出した相互接続装置は上位ネットワークに対して、上位ネットワークのＭＡＣアドレス学習結果をクリアするパケット（以降、ＭＡＣアドレス学習クリアパケットとする）を送信する。ＭＡＣアドレス学習クリアパケットは相互接続装置の全ての上位ポートに対し送信する。ただし、上位プロトコルによって論理的にブロッキング状態となっている上位ポートには送信しない。
【００５０】
上位ネットワークに属する装置およびポートはＭＡＣアドレス学習クリアパケットを上位プロトコルにおいてフォワーディング状態となっているポートから受信すると、当該装置の持つＭＡＣアドレス学習結果をクリアし、かつ上位プロトコルによりフォワーディング状態となっている他の上位ポートに中継する。
【００５１】
他の相互接続装置は当該ＭＡＣアドレス学習クリアパケットを上位プロトコルにおいてフォワーディング状態となっているポートから受信すると、当該装置の上位ポートにおけるＭＡＣアドレス学習結果をクリアし、かつ上位プロトコルによりフォワーディング状態となっている他の上位ポートに中継する。ＭＡＣアドレス学習クリアパケットは、上位ネットワークに接続する全ての相互接続装置により取り扱う。異なる下位ネットワークの相互接続装置から送信されたＭＡＣアドレス学習クリアパケットであっても、同じ上位ネットワークに接続している相互接続装置はＭＡＣアドレス学習結果のクリアとＭＡＣアドレス学習クリアパケットの中継を実施する。
【００５２】
相互接続装置の下位プロトコルが仮想ポートを扱う別の方法について説明する。上位ネットワークを経由する仮想リンクは上位プロトコルにより信頼性の確保された回線であるが、上位ポートおよび上位ネットワークに属する装置およびポートにおいて二重以上に障害が発生した場合、代替経路も含めて通信到達性を失う場合があり、その場合に仮想リンクは通信到達性が失われる。その通信不可を検出するために、相互接続装置は仮想リンクに対し上位ネットワークの通信到達性を確認するパケット（以降、ヘルスチェックパケットとする）を定期的な間隔（以降、ヘルスチェックパケット送信間隔とする）により送信する。ヘルスチェックパケットは、仮想ポートに対応する全ての上位ポートに送信する。ただし、上位プロトコルによって論理的にブロッキング状態となっている上位ポートには送信しない。上位ネットワークに属する装置およびポートは当該ヘルスチェックパケットを受信すると、上位プロトコルのブロッキングポイントの配置に従い、フォワーディング状態となっているポートのみに中継する。同じ下位ネットワークに接続している他の相互接続装置は当該ヘルスチェックパケットを受信すると、上位プロトコルのブロッキングポイントの配置に従い、フォワーディング状態となっているポートからのみ受信し、かつ上位プロトコルによりフォワーディング状態となっている上位ポートにのみ中継する。この送信および中継の動作により、仮想ポートを介して仮想リンクに送出されたヘルスチェックパケットは、冗長化され信頼性の確保された上位ネットワークを経由し同じ下位ネットワークに属する全ての相互接続装置に重複することなく到達する。ヘルスチェックパケットを受信した相互接続装置は、仮想リンクの通信到達性を確認する。ヘルスチェックパケットは、同じ下位プロトコルに接続する全ての相互接続装置が送信する。仮想リンクの通信到達性が確認されている限り、相互接続装置は仮想ポートをアップ状態として動作する。上位ネットワーク内の二重以上の障害により、ある一定時間（以降、ヘルスチェックパケットタイムアウト時間とする）ヘルスチェックパケットを受信しない相互接続装置は、仮想リンクの障害を検出し、仮想ポートをダウン状態に変化させる。仮想ポートのダウン状態への変化は下位プロトコルに伝わり、下位プロトコルは通信経路の切り替えを行う。相互接続装置は仮想ポートがダウン状態に変化した後もヘルスチェックパケットの定期的な送信および受信を試み、上位ネットワークの二重以上の障害からの復旧により通信到達性が再び確認された場合は、仮想ポートをアップ状態に変化させる。アップ状態への変化はダウン状態への変化同様に下位プロトコルに伝わり、下位プロトコルは通常の通信経路への切り替えを行うことで通常の状態に戻る。ヘルスチェックパケットタイムアウト時間は下位プロトコルの制御に関するタイマとは無関係の時間で良い。
【００５３】
また、上位ネットワークが二重以上の障害から復旧する時に、上位プロトコルは、仮想リンクを経由する下位プロトコルの制御パケットのみの通信を先に復旧させ、下位プロトコルが通常経路への切り替えを行った事を確認し、その後に上位ネットワークのデータの通信を復旧させても良い。
【００５４】
上位ネットワークが二重以上の障害から復旧する事を検出する方法を説明する。相互接続装置は、仮想ポートがダウンしている状態において、上位プロトコルの通信経路変更を行う状態となった場合に、下位プロトコルの制御パケットやヘルスチェックパケット、ＭＡＣアドレス学習クリアパケットの通信のみ先に通信経路を変更し、その他のデータパケットについては実際に通信経路を変更する前にヘルスチェックタイムアウト時間だけ待つ。ヘルスチェックタイムアウト時間以内に他の相互接続装置からのヘルスチェックパケットを受信した場合は、仮想ポートの状態をアップ状態に変化させ、下位プロトコルの処理を上位プロトコルより先に実施する。ヘルスチェックタイムアウト時間以内に他の相互接続装置からのヘルスチェックパケットを受信しなかった場合は、仮想ポートをダウン状態に維持し、上位プロトコルの処理を行う。
【００５５】
下位プロトコルが通常経路への切り替えを行った事の確認は、下位プロトコル通信切り替えの完了を示すものであればいかなるものでもよい。例えば、下位プロトコルが行う高速な通信経路切り替えに要する短い時間のタイマによる一定の時間を待つ方法や、下位プロトコルの切り替え完了を示す制御パケットの受信を待つ方法などにより確認することができる。
【００５６】
仮想ポートを複数持つ相互接続装置において、上位ネットワークにおける複数の仮想リンクをヘルスチェックパケットにより監視する場合は、ヘルスチェックパケットに仮想リンク番号を格納する。
【００５７】
本発明の相互接続装置は、１台の相互接続装置が複数の下位ネットワークに接続しても良い。その場合、下位ネットワークの数だけ仮想ポートおよびそれに対応する仮想リンクを持ち、さらに、１つの下位ネットワークあたり複数の仮想ポートを備えても良い。このような構成においても、上位プロトコルの動作および下位ネットワーク毎の下位プロトコルの動作や仮想ポート、ＭＡＣアドレス学習の更新などの前述の動作は同様である。
【発明の効果】
【００５８】
本発明の相互接続装置は、下位ネットワークから上位ネットワークへ複数の相互接続装置により接続した構成において、仮想ポートおよび仮想リンクを介して下位プロトコルを動作させ、仮想リンクの信頼性を上位プロトコルが独立して確保し、仮想ポートの状態をフォワーディング状態とすることで、下位ネットワークにおける下位プロトコルのブロッキングポイントの配置を下位ネットワーク側、つまり相互接続装置の下位ポートもしくは下位ネットワークに属する装置に配置することができ、その結果として、下位プロトコルのブロッキングポイントの配置をコアネットワーク側、つまり相互接続装置の上位ポートもしくは上位ネットワークに属する装置に配置することを防止し、ネットワーク全体の大きなループや上位ネットワークの通信到達性の喪失を防止することを実現できる。
【００５９】
また、下位プロトコルが仮想ポートおよび仮想リンクを介して動作することで、上位ポートおよび上位ネットワーク内において障害が発生した場合の通信の回復を上位プロトコルが独立して行うことにより、上位ポートおよび上位ネットワーク内の障害による下位プロトコルの通信経路の切り替えが不要となる。その結果として、相互接続装置間が直接接続されていない構成での下位プロトコルの動作においてタイマのタイムアウトを待つ動作が不要となり、下位ポートおよび下位ネットワーク内の障害においてのみ下位プロトコルの通信経路を切り替えれば良く、下位プロトコルは高速に通信経路の切り替えを行うことが可能となる。
【００６０】
さらに、仮想リンクの通信到達性を上位プロトコルが制御することで、相互接続装置は上位ネットワークのどこに配置しても良く、下位ネットワークとの相互接続において構成に制限はない。その結果として、上位ネットワークのネットワーク構成に依存せず下位ネットワークを構成することができ、柔軟なネットワーク設計が可能となる。
【００６１】
下位ネットワークから上位ネットワークに相互接続装置を３台以上接続し、かつ、下位プロトコルとして装置間の回線を１対１で接続する構成を要求するプロトコルを使用する場合の構成において、相互接続装置は仮想ポートを他の相互接続装置の数だけ持ち、仮想リンクを相互接続装置間で１対１で接続し、仮想ポートの通信経路に選択される優先度が下位ポートより高いポートとして扱うことで、下位ネットワークにおける下位プロトコルのブロッキングポイントの配置を下位ネットワーク側に配置することができ、その結果として、ネットワーク全体の大きなループや上位ネットワークの通信到達性の喪失を防止することを実現できる。
【００６２】
さらに、下位ネットワークから上位ネットワークに相互接続装置を３台以上接続し、かつ、下位プロトコルとして装置間の回線を１対１で接続する構成を要求するプロトコルを使用する場合の構成において、相互接続装置は上位ネットワークのどこに配置しても良く、下位ネットワークとの相互接続において構成に制限はない。その結果として、上位ネットワークのネットワーク構成に依存せず下位ネットワークを構成することができ、柔軟なネットワーク設計が可能となる。
【００６３】
下位プロトコルにおいて通信経路の変更が発生した場合に、ＭＡＣアドレス学習クリアパケットを使用し上位ネットワークのＭＡＣアドレス学習の結果を更新することで、上位ネットワークにおける通信経路の切り替えの遅延を防止し、その結果として、ネットワーク全体の通信経路の切り替えを高速に行うことを実現する。
【００６４】
本発明の相互接続装置の仮想ポートを扱う方法において、上位ネットワーク、つまり仮想リンクの通信到達性をヘルスチェックパケットにより確認し、上位ポートおよび上位ネットワークにおいて二重以上の障害が発生しヘルスチェックパケットが到達しない場合に仮想ポートをダウン状態とすることで、下位プロトコルの通信経路を切り替えることができ、その結果として、上位ネットワーク経由の相互接続装置間の通信が不可となった場合にも下位ネットワーク経由により相互接続装置間の通信経路を確保する。それにより、上位ネットワークに二重以上の障害が発生した場合においても下位ネットワーク内の通信を維持することが可能となる。ヘルスチェックパケットタイムアウト時間は下位プロトコルの制御に関するタイマとは無関係であり、当該時間を短くすることで、下位プロトコルのタイムアウトを待つことなく上位ネットワークの二重以上の障害を検出することができ、その結果として、上位ネットワークの二重以上の障害において下位プロトコルは高速に通信経路の切り替えを行うことが可能となる。
【００６５】
また、上位ポートおよびネットワークにおいて二重以上の障害から復旧する時に、上位プロトコルが下位プロトコルの通常経路への切り替えを確認した後に上位ネットワークを復旧することで、上位ネットワークの復旧に伴う下位ネットワークのブロッキングポイントの配置をデータ通信の復旧前に行うことができ、その結果として二重以上の障害から復旧する時の一時的なネットワーク全体のループを防止することが可能となる。
【００６６】
本発明におけるほかの効果は、上位プロトコルと下位プロトコルに同じプロトコルを使用し、大規模なネットワークを１つの冗長化プロトコルで構成する場合に、相互接続装置により上位ネットワークを下位ネットワークに分割し接続することで、通信経路の切り替えに伴うプロトコルの処理を局所化することを実現する。具体的には、上位ネットワークにおける通信経路の切り替えは下位ネットワークには全く影響せず、また、下位ネットワークにおける通信の切り替えは、当該下位ネットワーク内と、接続する上位ネットワークのＭＡＣアドレス学習のクリアを行うのみに留まる。上位ネットワークのプロトコル処理は不要となり、また、同じ上位ネットワークに接続するほかの下位ネットワークには全く影響しない。その結果、上位ネットワークの構成を変更する際に下位ネットワークへの影響を考慮する必要がなく実施が容易にし、また、下位ネットワークを多数接続した場合においても一部の下位ネットワークの障害や構成変更がほかの下位ネットワークに影響しないため、ネットワークの安定性を高めることを可能とする。さらに、下位ネットワークを追加して接続する場合も同様に、影響範囲を接続先の上位ネットワークのＭＡＣアドレス学習のクリアのみとし、実施を容易にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
図８により、本発明の一実施形態について説明する。相互接続装置は、上位ネットワーク８０１に対し上位ポート８３１、８３２、８３３により接続し、下位ネットワーク８０２に対し下位ポート８５１、８５２により接続する。なお、上位ポート、下位ポートおよび仮想ポートの数は幾つでも良い。
【００６８】
上位プロトコル８１１は上位ポート８３１、８３２、８３３を制御対象として動作する。上位ポートにおいて上位プロトコルの制御パケット８２１、８２２、８２３を送受信し、上位ポートの論理的な通信可否であるフォワーディング状態、ブロッキング状態を制御する。上位プロトコルのブロッキングポイントは、相互接続装置の上位ポートになる場合や、上位ネットワークに属する装置およびポートのいずれかになる場合がある。相互接続装置が上位ポートにより送受信や中継を行うデータパケットや下位プロトコルの仮想リンクに対する制御パケット、ＭＡＣアドレス学習クリアパケット、ヘルスチェックパケットは、上位プロトコルが上位ポートに対して決定したフォワーディング状態、ブロッキング状態に従い、フォワーディング状態のポートのみ扱う。
【００６９】
下位プロトコル８１２は下位ポート８５１、８５２および仮想ポート８４１を制御対象として動作する。下位ポートにおいて下位プロトコルの制御パケット８６１、８６２を送受信し、下位ポートの論理的な通信可否であるフォワーディング状態、ブロッキング状態を制御する。また、仮想ポートにおいて下位プロトコルの制御パケット８７１を送受信する。下位プロトコルのブロッキングポイントは、相互接続装置の下位ポートになる場合や、下位ネットワークに属する装置およびポートのいずれかになる場合がある。仮想ポートはフォワーディング状態固定の場合と、ブロッキング状態になる場合もある。ただし、仮想ポートのブロッキング状態は仮想ポートのみに閉じた状態であり、上位ポートおよび下位ポートの通信には影響しない。相互接続装置が下位ポートにより送受信や中継を行うデータパケットは、下位プロトコルが下位ポートに対して決定したフォワーディング状態、ブロッキング状態に従い、フォワーディング状態のポートのみ扱う。
【００７０】
相互接続装置は、下位プロトコルの制御パケット８８２およびＭＡＣアドレス学習クリアパケット８８３を仮想ポートおよび仮想リンクを経由して送受信するパケット処理部８４３を備える。仮想ポートを複数備える場合は、パケット処理部は、仮想ポート１つに対し１つ備えられても良いし、１つのパケット処理部で複数の仮想ポートを制御しても良い。
【００７１】
パケット処理部８４３は、下位プロトコルが仮想ポートに対して送信する制御パケット８７２を、全ての上位ポート８３１、８３２、８３３に送信（８８２）する。ただし、上位プロトコルによってフォワーディング状態となっている上位ポートのみから送信する。
【００７２】
下位プロトコルの制御パケットの送信においては、下位プロトコルの制御パケットをそのまま変更せず送信する方法、下位プロトコルの制御パケットを送受信するための専用のＶＬＡＮを使用する方法、下位ネットワーク番号を制御パケットに格納する方法を選択できる。
【００７３】
また、下位プロトコルの制御パケットの送信において、仮想ポートを複数備える相互接続装置の場合、仮想リンク専用ＶＬＡＮを使用する方法、仮想リンク番号を制御パケットに格納する方法を選択できる。
【００７４】
下位プロトコルの制御パケットをそのまま変更せず送信する方法においては、上位プロトコルと下位プロトコルが異なるプロトコルであり、同じ上位ネットワークに同じ下位プロトコルを使用する別の下位ネットワークが接続していない場合に使用できる。
【００７５】
下位プロトコルの制御パケットを送受信するための専用のＶＬＡＮを使用する方法においては、相互接続装置の上位ポートと上位ネットワークに属する装置およびポートに下位プロトコル専用ＶＬＡＮを設定し、パケット処理部は、下位プロトコルが仮想ポートに対して送信する制御パケットを、全ての上位ポートの下位プロトコル専用ＶＬＡＮに下位プロトコル専用ＶＬＡＮのＶＬＡＮ ＴＡＧを付与して送信する。ただし、上位プロトコルによってフォワーディング状態となっている上位ポートのみから送信する。
【００７６】
下位プロトコルの制御パケットの送信において、仮想ポートを複数備える相互接続装置の場合に仮想リンク専用ＶＬＡＮを使用する方法を選択している場合、相互接続装置の上位ポートと上位ネットワークに属する装置およびポートに仮想リンク専用ＶＬＡＮを設定し、パケット処理部は、下位プロトコルが仮想ポートに対して送信する制御パケットを、全ての上位ポートの仮想リンク専用ＶＬＡＮに仮想リンク専用ＶＬＡＮのＶＬＡＮ ＴＡＧを付与して送信する。ただし、上位プロトコルによってフォワーディング状態となっている上位ポートのみから送信する。なお、下位プロトコル専用ＶＬＡＮを使用する方法を併せて選択している場合、仮想リンク専用ＶＬＡＮを優先して使用する。
【００７７】
下位ネットワーク番号を制御パケットに格納する方法においては、パケット処理部は、下位プロトコルが仮想ポートに対して送信する制御パケットに下位ネットワーク番号を格納し、全ての上位ポートに送信する。ただし、上位プロトコルによってフォワーディング状態となっている上位ポートのみから送信する。
【００７８】
下位プロトコルの制御パケットの送信において、仮想ポートを複数備える相互接続装置の場合に仮想リンク番号を制御パケットに格納する方法を選択している場合、パケット処理部は、下位プロトコルが仮想ポートに対して送信する制御パケットに仮想リンク番号を格納し、全ての上位ポートに送信する。ただし、上位プロトコルによってフォワーディング状態となっている上位ポートのみから送信する。
【００７９】
下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を制御パケットに格納する方法においては、下位ネットワーク番号および仮想リンク番号をカプセル化ヘッダを追加して格納するか、送信元ＭＡＣアドレスフィールドに格納するか、制御パケットの後方に追加して格納する方法を選択できる。
【００８０】
相互接続装置は、上位ポート８３１、８３２、８３３のいずれかから下位プロトコルの制御パケットが到達すると、上位ポートが上位プロトコルによりフォワーディング状態である場合に限り、当該制御パケットを受信する。
【００８１】
パケット処理部は、制御パケットを受信すると、下位プロトコルの制御パケットをそのまま変更せず送信する方法を選択している場合は、対応する仮想ポートから制御パケットを下位プロトコルに渡す。
【００８２】
パケット処理部は、制御パケットを受信すると、下位プロトコル専用ＶＬＡＮおよび仮想リンク専用ＶＬＡＮを使用する方法を選択している場合は、下位プロトコル専用ＶＬＡＮもしくは仮想リンク専用ＶＬＡＮのＶＬＡＮ ＴＡＧを削除し、対応する仮想ポートから制御パケットを下位プロトコルに渡す。
【００８３】
パケット処理部は、制御パケットを受信すると、下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を制御パケットに格納する方法を選択している場合は、制御パケットに格納されている下位ネットワーク番号および仮想リンク番号が当該相互接続装置のものと一致する場合は受信し、制御パケットに格納されている下位ネットワーク番号および仮想リンク番号に対応する仮想ポートがいずれであるかを判定し、制御パケットから下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を削除し、対応する仮想ポートから制御パケットを下位プロトコルに渡す。下位ネットワーク番号および仮想リンク番号が当該相互接続装置のものと一致しない場合は、下位プロトコルには当該制御パケットは渡さない。下位ネットワーク番号および仮想リンク番号の削除において、下位ネットワーク番号および仮想リンク番号をカプセル化ヘッダにより追加して格納する方法を選択している場合は、カプセル化ヘッダを削除し、制御パケットの後方に追加して格納する方法を選択した場合は、後方に追加された下位ネットワーク番号および仮想リンク番号のフィールドを削除する。
【００８４】
制御パケットを受信した相互接続装置は、パケット処理部で処理し下位プロトコルに渡す以外に、受信した上位ポート以外の上位プロトコルによりフォワーディング状態となっている上位ポートに中継するか否かを選択できる。同じ下位ネットワークに接続する相互接続装置が２台の場合は、中継しないことを選択できる。
【００８５】
上位ネットワークに属する装置およびポートで、下位ネットワークに接続する相互接続装置以外の装置は、下位プロトコルの制御パケットを受信すると上位ネットワーク内に中継を行う。中継は、上位プロトコルによりフォワーディング状態になっているポートのみに対して行う。この中継は、通常のデータ中継と同様であり、従来のパケット中継処理において新たな変更なく実行される。
【００８６】
パケット処理部における下位プロトコルの制御パケットの送受信処理における下位プロトコルの制御パケットをそのまま変更せず送信する方法は、上位プロトコルと下位プロトコルが異なるプロトコルであり、同じ上位ネットワークに同じ下位プロトコルを使用する別の下位ネットワークが接続していない場合において、パケット処理部でパケットを変更する処理が不要であることと、上位ネットワークにおけるパケットの中継処理において新たな変更なく実行できるという点で利点がある。
【００８７】
下位プロトコル専用ＶＬＡＮおよび仮想リンク専用ＶＬＡＮを設定する方法においては、制御パケットの中継および識別処理、特に上位ネットワークに属する相互接続装置以外の装置における中継と相互接続装置における上位ポートのみに中継する処理において従来のパケット中継処理を適用できる点で実装が容易である。
【００８８】
また、制御パケットに下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を格納する方法においては、ＶＬＡＮの数の消費量を抑えることができる点と上位ネットワークに属する相互接続装置以外の装置において下位ネットワーク毎の特別な設定が不要であるという点で利点がある。
【００８９】
下位プロトコルの制御パケットを上位ネットワークおよび相互接続装置のパケット処理部において識別する効率の良い方法の１つは、上位ネットワーク全体つまり上位ネットワークに属する装置およびポートと相互接続装置の上位ポートに１つの下位プロトコル専用ＶＬＡＮを設定し、全ての下位ネットワークおよび全ての仮想リンクが当該下位プロトコル専用ＶＬＡＮを共用することで、相互接続装置において上位ポートのみに中継する処理を下位プロトコル専用ＶＬＡＮにより従来のパケット中継処理にて実施し、下位プロトコル番号および仮想リンク番号を制御パケットに格納することで下位プロトコルが受信するかどうかの識別を行う。上位ネットワークに属する相互接続装置以外の装置は、下位プロトコル専用ＶＬＡＮのパケットは内容を識別せず全て中継処理を実施する。これにより、ＶＬＡＮの数の消費量と特別な設定の量を抑えつつ、パケット中継処理の実装を容易にすることが可能となる。
【００９０】
下位プロトコルの制御パケットに下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を格納する方法において、前述したカプセル化ヘッダを使用する方法は、パケットを仮想リンクに対するものであるかを判定する時に、パケットの先頭部分を参照するだけでよく、上位ネットワークに属する装置や相互接続装置の上位ポートにおいてパケットの判定を容易に行うことができる。それにより、上位ネットワークにおけるパケット送信、受信、中継に関する装置の負荷を抑えることができる。この方法は、下位プロトコルとして適用するプロトコルに依存せず、全てのプロトコルに使用できる方法である。
【００９１】
送信元アドレスのフィールドを使用する方法は、下位プロトコルの制御パケットの一部に直接値を格納するため、制御パケットの長さを変更不要である。そのため、扱うパケットの最大長に制限がある場合にも容易に適用することができる。冗長化プロトコルはパケットヘッダの送信元アドレスを参照しないプロトコルが多く、この方法は多くのプロトコルに使用できる方法である。
【００９２】
パケットの後方に下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を追加する方法は、制御パケットをパケットの先頭にそのまま格納するため、下位プロトコルの制御パケットに対し上位ネットワークにおいて優先制御などの特別な制御を行う場合にプロトコルパケットであるか否かの判定がし易い。それにより、優先制御などの特別な処理を行う場合に、例えば非特許文献１に示すようなパケットを中継する方式から装置の設定や実装を変更することなく行うことができる。
【００９３】
相互接続装置のパケット処理部８４３は、下位プロトコルにおいて通信経路の変更が発生した場合に、上位ネットワークのＭＡＣアドレス学習の結果を更新する機能を備える。下位プロトコルにおいて通信経路の変更が発生すると、下位プロトコルはパケット処理部に更新が発生した事を通知する。通知を受けたパケット処理部は、当該相互接続装置の上位ポートにおけるＭＡＣアドレス学習結果をクリアすると同時に、ＭＡＣアドレス学習クリアパケットを全ての上位ポート８３１、８３２、８３３に送信（８８３）する。ただし、上位プロトコルによって論理的にブロッキング状態となっている上位ポートには送信しない。
【００９４】
送信するＭＡＣアドレス学習クリアパケットは、ＭＡＣアドレス学習クリアパケットである事を識別することが可能なパケットであればいかなるものでも良い。例えば、宛先アドレス、イーサネット（登録商標）タイプや、その他のフィールドに特定の値を格納するなどで識別することができる。
【００９５】
ほかの相互接続装置に到達したＭＡＣアドレス学習クリアパケットは、到達した上位ポートが上位プロトコルによってフォワーディング状態となっている場合のみ受信し、パケット処理部によって上位ポートにおけるＭＡＣアドレス学習結果をクリアする。同時に、ＭＡＣアドレス学習クリアパケットは受信した上位ポート以外のフォワーディング状態の上位ポートに中継する。異なる下位ネットワークの相互接続装置から送信されたＭＡＣアドレス学習クリアパケットであっても、同じ上位ネットワークに接続している相互接続装置はＭＡＣアドレス学習結果のクリアを実施する。ＭＡＣアドレス学習クリアパケットは、上位ネットワークに接続する全ての相互接続装置により取り扱う。異なる下位ネットワークの相互接続装置から送信されたＭＡＣアドレス学習クリアパケットであっても、同じ上位ネットワークに接続している相互接続装置はＭＡＣアドレス学習結果のクリアとＭＡＣアドレス学習クリアパケットの上位ネットワーク内での中継を実施する。
【００９６】
上位ネットワークに属する装置およびポートはＭＡＣアドレス学習クリアパケットを上位プロトコルにおいてフォワーディング状態となっているポートから受信すると、当該装置の持つＭＡＣアドレス学習結果をクリアし、かつ上位プロトコルによりフォワーディング状態となっている他の上位ポートに中継する。
【００９７】
ＭＡＣアドレス学習クリアパケットを上位ネットワーク内で送受信および中継するための効率の良い方法の１つは、前述の下位プロトコル専用ＶＬＡＮによりＭＡＣアドレス学習クリアパケットを送受信および中継する方法である。相互接続装置において上位ポートのみに中継する処理を下位プロトコル専用ＶＬＡＮにより従来のパケット中継処理にて実施し、下位プロトコル専用ＶＬＡＮをほかの用途と共用することで、ＶＬＡＮ数の消費量と特別な設定の量を抑えつつ、パケット中継処理の実装を容易にすることが可能となる。
【００９８】
相互接続装置は、仮想ポート８４１の状態を制御する仮想ポート制御部８４２を備える。仮想ポートを複数備える場合は、仮想ポート制御部は、仮想ポート１つに対し１つ備えられても良いし、１つの仮想ポート制御部で複数の仮想ポートを制御しても良い。仮想ポート制御部は、状態を固定する方法と、ヘルスチェックパケットにより状態を制御する方法とを選択できる。
【００９９】
仮想ポート制御部が状態を固定する方法においては、仮想ポートを常にアップ状態とする。下位プロトコルは仮想ポート制御部の制御に従い仮想ポートをアップ状態とし、通信経路の選択において選択する優先度が最も高いポートとして扱うことで、フォワーディング状態に固定する。
【０１００】
仮想ポートを複数持つ構成で、複数の相互接続装置と仮想リンクを１対１接続する場合の仮想リンクによる擬似的なネットワークループが生じる構成においては、下位プロトコルの制御により仮想リンクのネットワークループ防止のために仮想ポートにブロッキングポイントが配置された場合は、仮想ポートをブロッキング状態とする。ただし、仮想ポートのブロッキング状態は対応する上位ポートには適用せず擬似的な状態とする。上位ポートは上位プロトコルが制御し、上位ネットワークにブロッキングポイントを配置することで、仮想リンクのネットワークループ防止に相当し、ネットワークループの防止という得られる効果は一致する。
【０１０１】
仮想ポート制御部がヘルスチェックパケットにより状態を制御する方法においては、仮想ポート制御部は、ヘルスチェックパケットタイムアウト時間を管理するタイマを、仮想ポート１つにつき１つ持つ。
【０１０２】
仮想ポート制御部はヘルスチェックパケット８８１を、定期的な間隔により全ての上位ポート８３１、８３２、８３３に送信する。ただし、上位プロトコルによってフォワーディング状態となっている上位ポートのみから送信する。
【０１０３】
送信するヘルスチェックパケットは、ヘルスチェックパケットである事を識別することが可能なパケットであればいかなるものでも良い。例えば、宛先アドレス、イーサネット（登録商標）タイプや、その他のフィールドに特定の値を格納するなどで識別することができる。
【０１０４】
ただし、仮想ポートを複数備える相互接続装置の場合、ヘルスチェックパケットに仮想リンク番号を格納する。
【０１０５】
相互接続装置は、上位ポート８３１、８３２、８３３のいずれかからヘルスチェックパケットが到達すると、上位ポートが上位プロトコルによりフォワーディング状態である場合に限り、当該ヘルスチェックパケットを受信する。ヘルスチェックパケットを受信すると、仮想ポート制御部はヘルスチェックパケットタイムアウト時間を管理するタイマを更新し、経過時間を初期値に戻す。仮想ポートを複数備える相互接続装置の場合、ヘルスチェックパケットに格納された仮想リンク番号を参照し、仮想リンク番号に対応する仮想ポートのヘルスチェックパケットタイムアウト時間を管理するタイマを更新し、経過時間を初期値に戻す。タイマの更新により、仮想ポート制御部は、仮想リンクの通信到達性を確認し、仮想ポートをアップ状態に維持する。
【０１０６】
ヘルスチェックパケットを受信した相互接続装置は、仮想ポート制御部で処理するだけでなく、受信した上位ポート以外の上位プロトコルによりフォワーディング状態となっている上位ポートに中継しても良い。
【０１０７】
上位ネットワークに属する下位ネットワークに接続する相互接続装置以外の装置は、ヘルスチェックパケットを受信すると上位ネットワーク内に中継を行う。中継は、上位プロトコルによりフォワーディング状態になっているポートのみに対して行う。この中継は、従来のパケット中継処理において新たな変更なく実行される。
【０１０８】
仮想ポート制御部は、一定時間ヘルスチェックパケットを受信せずヘルスチェックタイムアウト時間のタイマがタイムアウトすると、仮想ポートの状態をダウン状態に変更し、ダウン状態への変更を下位プロトコルに伝える。下位プロトコルは、その制御下にある仮想ポートのダウンへの変更を検出し、プロトコル処理を行い通信経路の切り替えを実施する。
【０１０９】
仮想ポート制御部は、仮想ポートの状態をダウン状態に変更した後にヘルスチェックパケットを受信すると、対応する仮想ポートの状態をアップ状態に変更し、アップ状態への変更を下位プロトコルに伝える。下位プロトコルは、その制御下にある仮想ポートのアップへの変更を検出し、プロトコル処理を行い通信経路の切り替えを実施する。
【０１１０】
また、仮想ポート制御部は、仮想ポートの状態をダウン状態に変更した後に、通信経路の切り替えの抑止を上位プロトコルに通知する。上位プロトコルは、当該通知を受けた後は、通信経路の切り替えを発生させる状態となった時に、仮想ポート制御部に切り替え発生を通知し、実際に切り替える前に仮想ポート制御部からの応答通知を待つ。ただし、仮想リンクを介するパケットである下位プロトコルの制御パケットやヘルスチェックパケット、ＭＡＣアドレス学習クリアパケットの通信のみ切り替えを行う。仮想ポート制御部は、上位プロトコルの切り替え発生通知を受けると、ヘルスチェックパケットの受信をヘルスチェックタイムアウト時間だけ待つ。ヘルスチェックタイムアウト時間以内にヘルスチェックパケットを受信すると、仮想ポートの状態をアップ状態に変更し、下位プロトコルに仮想ポートの状態の変更を通知する。下位プロトコルは、その制御下にある仮想ポートのアップへの変更を検出し、プロトコル処理を行い通信経路の切り替えを実施する。仮想ポート制御部は、下位プロトコルが行う高速な通信経路切り替えに要する時間だけ待ち、その後、上位プロトコルに通信経路の切り替え発生通知に対する応答通知を行う。応答通知を受けた上位プロトコルは、データ通信の切り替えを行う。
【実施例１】
【０１１１】
図９は、レイヤ２冗長化プロトコルの１つのリングプロトコルにより制御される上位ネットワークであるリングネットワーク９０１と、レイヤ２冗長化プロトコルの１つのスパニングツリープロトコルにより制御される下位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク９０２を接続した実施例を示している。上位ネットワークであるリングネットワークと、下位ネットワークであるスパニングツリーネットワークを相互接続装置９１１および９１２により接続している。スパニングツリーネットワークからは、２台の相互接続装置によりリングネットワークに対し冗長接続をしている。
【０１１２】
リングネットワーク９０１は、装置９１１、９１２、９２１、９２２と回線９３１、９３２、９３３、９３４によりリングトポロジを構成し、リングネットワークの装置９２１、９２２はリングプロトコルが動作し、相互接続装置９１１および９１２においてもリングプロトコルが上位プロトコルとして動作し上位ポート９４１、９４２と上位ポート９４３、９４４を制御している。制御を行っている対象のポートでは、リングプロトコルの制御パケットを送受信している。リングプロトコルの制御により、相互接続装置９１２の上位ポート９４３にブロッキングポイントが配置され、上位ポート９４３は論理的にブロッキング状態となり通信を遮断するポートとして動作している。
【０１１３】
スパニングツリーネットワーク９０２は、装置９１１、９１２、９７１と回線９８１、９８２、さらに相互接続装置９１１の仮想ポート９５１と相互接続装置９１２の仮想ポート９５２を論理的に接続する仮想リンク９９１を合わせて三角形トポロジを構成し、スパニングツリーの装置９７１はスパニングツリープロトコルが動作し、相互接続装置９１１および９１２においてもスパニングツリープロトコルが下位プロトコルとして動作し下位ポート９６１、９６２を制御している。また、仮想ポート９５１、９５２においても仮想リンク９９１を経由してスパニングツリープロトコルが動作している。制御を行っている対象のポートでは、スパニングツリープロトコルの制御パケットを送受信している。スパニングツリープロトコルの制御により、相互接続装置９１１の下位ポート９６１にブロッキングポイントが配置され、下位ポート９６１は論理的にブロッキング状態となり通信を遮断するポートとして動作している。
【０１１４】
相互接続装置９１１のスパニングツリープロトコルは、仮想ポート９５１により、上位ポート９４１、９４２にスパニングツリープロトコルの制御パケットを送信し、当該パケットは相互接続装置９１２の上位ポート９４４に到達し、相互接続装置９１２のスパニングツリープロトコルは仮想ポート９５２にて受信する。
【０１１５】
相互接続装置９１２のスパニングツリープロトコルは、仮想ポート９５２により、上位ポート９４３、９４４にスパニングツリープロトコルの制御パケットを送信し、実際には上位ポート９４３はリングプロトコルによりブロッキング状態であるため上位ポート９４４にのみ送信され、当該パケットは相互接続装置９１１の上位ポート９４１に到達し、相互接続装置９１１のスパニングツリープロトコルは仮想ポート９５１にて受信する。
【０１１６】
相互接続装置９１１、９１２の仮想ポート９５１、９５２の状態はアップ状態に固定されており、スパニングツリープロトコルは仮想ポートを通信経路選択の優先度が最も高いポートとして制御することで、ブロッキングポイントの配置を下位ポートとしている。
【０１１７】
図９において、仮想リンク９９１を経由するスパニングツリープロトコルの制御パケットとＭＡＣアドレス学習クリアパケットの送受信のために、下位プロトコル専用ＶＬＡＮを設定している。下位プロトコル専用ＶＬＡＮは、相互接続装置９１１の上位ポート９４１、９４２と、相互接続装置９１２の上位ポート９４３、９４４と、装置９２１の回線９３１、９３２を接続するポートと、装置９２２の回線９３２、９３３を接続するポートを含む。
【０１１８】
仮想リンク９９１を経由するスパニングツリープロトコルの制御パケットのフォーマットの１例を図１０に示す。相互接続装置９１１、９１２のスパニングツリープロトコルが仮想ポートに送信した制御パケット１００４を、宛先ＭＡＣアドレス１００１、送信元ＭＡＣアドレス１００２、イーサネット（登録商標）タイプ１００３によってカプセル化する。宛先ＭＡＣアドレスの中には、上位の５バイトには専用のアドレスを格納し、下位１バイトに下位ネットワーク番号を格納する。相互接続装置は、宛先ＭＡＣアドレスの上位バイトの専用アドレスまたはイーサネット（登録商標）タイプにより下位ネットワークのスパニングツリープロトコルの制御パケットであることを識別し、宛先ＭＡＣアドレスの下位１バイトにより下位ネットワーク番号を識別する。
【０１１９】
相互接続装置９１１、９１２は、スパニングツリープロトコルが仮想ポート９５１、９５２に制御パケットを送信すると、前述のカプセル化を行い、宛先ＭＡＣアドレスの下位１バイトに下位ネットワーク番号を格納し、上位ポートに対し送信する。当該パケットを受信する送信先の相互接続装置は、宛先ＭＡＣアドレスの下位１バイトによって下位ネットワーク番号を識別し、カプセル化された宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、イーサネット（登録商標）タイプを削除し、スパニングツリープロトコルの制御パケットを仮想ポートからスパニングツリープロトコルに受信させる。
【０１２０】
図９に示す通常の状態の通信経路において、ネットワーク全体のループは防止されており、かつ、ネットワーク全体の全ての装置に対する通信到達性が確保されている。
【０１２１】
図１１は、図９の構成において上位ネットワークであるリングネットワークに障害が発生した場合の例を示している。リングネットワーク内において、回線障害１１０１が発生し、リングネットワーク内の装置１１１１と装置１１１２間を接続した回線を経由する通信経路が遮断した場合である。この時、リングプロトコルの制御により、相互接続装置１１２２の上位ポート１１４３がフォワーディング状態に変化する。
【０１２２】
相互接続装置１１２１のスパニングツリープロトコルは、仮想ポート１１３１および仮想リンク１１５１を経由した制御パケットの送信において、図９に示す通常の状態と変化なく上位ポート１１４１、１１４２に送信する。相互接続装置１１２２は、リングプロトコルの通信経路変更により、相互接続装置１１２１が仮想ポート１１３１に送信した制御パケットを上位ポート１１４３にて受信する。
【０１２３】
同様に、相互接続装置１１２２のスパニングツリープロトコルが仮想ポート１１３２に送信した制御パケットは、相互接続装置１１２１の上位ポート１１４２に到達する。
【０１２４】
このように、リングネットワーク内の障害においてリングプロトコルが通信経路を切り替え、スパニングツリープロトコルの仮想ポートおよび仮想リンクを経由する制御パケットは途絶えることなく到達することで、リングネットワーク内の障害はリングネットワーク外には影響しない。
【０１２５】
リングネットワーク内における障害は、図１１に示す位置だけでなく、相互接続装置の上位ポートや、リングネットワーク内のその他の装置や回線に発生した場合も、同様にリングプロトコルの制御により仮想リンクの通信到達性は維持され、リングネットワーク外には影響しない。障害から復旧するときもまた同様である。
【０１２６】
図１２は、図９の構成において下位ネットワークであるスパニングツリーネットワークに障害が発生した場合の例を示している。スパニングツリーネットワーク内において、回線障害１２０１が発生し、スパニングツリーネットワーク内の装置１２５１と相互接続装置１２２２の下位ポート１２６２間を接続した回線を経由する通信経路が遮断した場合である。この時、スパニングツリープロトコルの制御により、相互接続装置１２２１の下位ポート１２６１がフォワーディング状態に変化する。
【０１２７】
この時、リングプロトコルによるプロトコル処理は発生しない。また、仮想リンク１２７１を経由するスパニングツリープロトコルの制御パケットの送受信は維持されている。
【０１２８】
相互接続装置１２２１は、スパニングツリーネットワークの通信経路変更を検出し、ＭＡＣアドレス学習クリアパケットを上位ポート１２４１、１２４２に送信する。上位ポート１２４１から送信されたＭＡＣアドレス学習クリアパケットは、装置１２１１、１２１２を経由し、相互接続装置１２２２の上位ポート１２４４に到達する。装置１２１１、１２１２は、当該パケットの受信によりＭＡＣアドレス学習の結果をクリアし、かつ当該パケットを中継する。相互接続装置１２２２は、当該パケットの受信により上位ポート１２４４、１２４３に関するＭＡＣアドレス学習の結果をクリアし、ほかの上位ポート１２４３はブロッキング状態であるため中継は行わない。この動作により、スパニングツリーネットワークの通信経路変更時にリングネットワーク内のＭＡＣアドレス学習結果を全てクリアし、ネットワーク全体において通信を高速に復旧する。
【実施例２】
【０１２９】
実施例２においては、１つの上位ネットワークに２つ以上の下位ネットワークを接続した場合の１つの実施例を示す。
【０１３０】
図１３は、実施例１の図９の構成に、下位ネットワークであるスパニングツリーネットワークを１つ追加した例を示している。上位ネットワークであるリングネットワーク１３０１に、下位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１３０２と１３０３が接続している。スパニングツリーネットワーク１３０２は、相互接続装置１３１１、１３１２によってリングネットワーク１３０１に接続している。スパニングツリーネットワーク１３０３は、相互接続装置１３１３、１３１４によってリングネットワーク１３０１に接続している。リングネットワークは、相互接続装置１３１１の上位ポート１３３１、１３３２および相互接続装置１３１２の上位ポート１３３３、１３３４および相互接続装置１３１３の上位ポート１３３５、１３３６および相互接続装置１３１４の上位ポート１３３７、１３３８により構成され、リングプロトコルの制御により、上位ポート１３３７にブロッキングポイントが配置されている。スパニングツリーネットワーク１３０２、１３０３はそれぞれの仮想ポート１３４１、１３４２、１３４３、１３４４を経由した仮想リンク１３２１および１３２２と、それぞれの相互接続装置の下位ポート１３５１、１３５２、１３５３、１３５４がスパニングツリープロトコルにより制御され、スパニングツリーネットワーク１３０２においては相互接続装置１３１１の下位ポート１３５１に、スパニングツリーネットワーク１３０３においては相互接続装置１３１３の下位ポート１３５３にブロッキングポイントが配置されている。
【０１３１】
スパニングツリーネットワーク１３０２の下位ネットワーク番号を１、スパニングツリーネットワーク１３０３の下位ネットワーク番号を２とする。
【０１３２】
スパニングツリーネットワーク１３０２において、相互接続装置１３１１、１３１２が仮想ポート１３４１、１３４２および仮想リンク１３２１を介して送受信するスパニングツリーの制御パケットは、下位ネットワーク番号１を格納し送受信する。相互接続装置１３１１、１３１２は、下位ネットワーク番号１が格納された制御パケットを送信し、また受信する。その他の下位ネットワーク番号、例えばスパニングツリーネットワーク１３０３の下位ネットワーク番号である２が格納された制御パケットは、相互接続装置１３１１、１３１２自身は受信せず上位ポートへの中継のみ実施する。相互接続装置１３１３、１３１４は同様に、下位ネットワーク番号２のみを送受信し、その他の下位ネットワーク番号は上位ポートへの中継のみ行う。
【０１３３】
リングネットワーク内の障害において、下位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１３０２、１３０３に影響が及ばないという点は実施例１と同様である。
【０１３４】
図１４は、図１３の構成において下位ネットワークであるスパニングツリーネットワークの１つに障害が発生した場合の例を示している。スパニングツリーネットワーク１４０２内において、回線障害１４７１が発生し、スパニングツリーネットワーク内の装置１４６１と相互接続装置１４１２の下位ポート１４５２間を接続した回線を経由する通信経路が遮断した場合である。この時、スパニングツリープロトコルの制御により、相互接続装置１４１１の下位ポート１４５１がフォワーディング状態に変化する。
【０１３５】
この時、リングプロトコルによるプロトコル処理は発生しない。また、スパニングツリーネットワーク１４０３においては、相互接続装置１４１３、１４１４が下位ネットワーク番号１の制御パケットを受信しないことと、仮想ポート１４４３、１４４４および仮想リンク１４２２を経由するスパニングツリープロトコルの制御パケットの送受信は維持されていることから、スパニングツリーネットワーク１４０３においてスパニングツリーのプロトコル処理は発生しない。さらに、仮想ポート１４４１、１４４２および仮想リンク１４２１を経由するスパニングツリープロトコルの制御パケットの送受信も維持されている。
【０１３６】
相互接続装置１４１１は、スパニングツリーネットワークの通信経路変更を検出し、ＭＡＣアドレス学習クリアパケットを上位ポート１４３１、１４３２に送信する。上位ポート１４３１から送信されたＭＡＣアドレス学習クリアパケットは、相互接続装置１４１３の上位ポート１４３５に到達し、相互接続装置１４１３は当該パケットの受信により上位ポート１４３５、１４３６に関するＭＡＣアドレス学習の結果をクリアし、さらに当該パケットをフォワーディング状態のほかの上位ポート１４３６に中継する。中継された当該パケットは相互接続装置１４１４の上位ポート１４３７に到達するが、上位ポート１４３７はブロッキング状態であるため受信せず、中継も行わない。同様に、相互接続装置１４１１の上位ポート１４３２から送信されたＭＡＣアドレス学習クリアパケットは、相互接続装置１４１２の上位ポート１４３３に到達し、相互接続装置１４１２は上位ポート１４３３、１４３４に関するＭＡＣアドレス学習結果をクリアし、上位ポート１４３４に当該パケットを中継する。相互接続装置１４１４は、上位ポート１４３８から当該パケットを受信し、上位ポート１４３７、１４３８に関するＭＡＣアドレス学習結果をクリアする。ほかの上位ポート１４３７はブロッキング状態であるため、当該パケットの中継は行わない。この動作により、スパニングツリーネットワーク１４０２の通信経路変更時にリングネットワーク内のＭＡＣアドレス学習結果を全てクリアし、ネットワーク全体において通信を高速に復旧する。
【０１３７】
また、ＭＡＣアドレス学習結果のクリアを含め、影響範囲はスパニングツリーネットワーク１４０２とリングネットワーク内のみで、ほかの下位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１４０３には一切影響しない。このことは、下位ネットワークにおける障害時にほかの下位ネットワークに影響を与えず、障害の影響範囲を局所化していることを示している。
【０１３８】
また、図１３において、相互接続装置の配置はリングネットワーク内のどの位置に配置しても本発明の動作は明らかに同様である。例えば、相互接続装置１３１１と１３１３の位置関係が入れ替わった場合や、相互接続装置の間にリングネットワークの装置が１台追加したとしても同様である。このことは、相互接続装置の配置に制限がなく、柔軟なネットワークを構成できることを示している。
【実施例３】
【０１３９】
図１５は、上位ネットワークであるリングネットワーク１５０１に、３台の相互接続装置１５１１、１５１２、１５１３を接続し、下位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１５０２から３種類の冗長な通信経路を用意した構成である。また、スパニングツリーは、高速な切り替えを行うためにはポート間を直接接続する必要があるプロトコルであるため、１つの相互接続装置に２つの仮想ポートを用意し、相互接続装置１５１１、１５１３間を仮想ポート１５４１と１５４６により仮想リンク１５５１にて接続し、相互接続装置１５１１、１５１２間を仮想ポート１５４２と１５４３により仮想リンク１５５２にて接続し、相互接続装置１５１２、１５１３間を仮想ポート１５４４、１５４５により仮想リンク１５５３にて接続している。それぞれの仮想リンクの通信はリングネットワークにより冗長化されている。
【０１４０】
リングネットワーク１５０１は、リングプロトコルの制御により、相互接続装置１５１２の上位ポート１５２３にブロッキングポイントが配置されている。
【０１４１】
スパニングツリーネットワーク１５０２は、仮想ポートは通信経路の選択において最も優先度の高いポートとなっており、スパニングツリープロトコルの制御により、相互接続装置１５１２の下位ポート１５３２、相互接続装置１５１３の下位ポート１５３３にブロッキングポイントが配置されている。これにより、下位ネットワーク側のループを仮想リンクにより防止するというブロッキングポイントの配置になることを防止し、下位ネットワーク側に配置している。また、スパニングツリープロトコルの制御により、仮想リンクによるネットワークループを防止するために仮想ポート１５４２がブロッキング状態となっている。ただし、仮想ポートのブロッキング状態は擬似的な状態であり、仮想ポートに対応する上位ポートや下位ポートには適用しない。
【０１４２】
相互接続装置１５１１、１５１２、１５１３は、それぞれの仮想ポートと対応する仮想リンクにスパニングツリーの制御パケットを送信する。送信する制御パケットは、相互接続装置１５１１、１５１２、１５１３の上位ポート１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６を含む下位プロトコル専用ＶＬＡＮを使用する。
【０１４３】
仮想リンク１５５１、１５５２、１５５３を経由するスパニングツリープロトコルの制御パケットのフォーマットの１例を図１６に示す。相互接続装置１５１１、１５１２、１５１３のスパニングツリープロトコルが仮想ポートに送信した制御パケット１６０４を、あて先ＭＡＣアドレス１６０１、送信元ＭＡＣアドレス１６０２、イーサネット（登録商標）タイプ１６０３によってカプセル化する。送信元ＭＡＣアドレスの中には、上位の５バイトには専用のアドレスを格納し、下位１バイトに仮想リンク番号を格納する。相互接続装置は、宛先アドレスまたはイーサネット（登録商標）タイプにより下位ネットワークのスパニングツリープロトコルの制御パケットであることを識別し、送信元ＭＡＣアドレスの下位１バイトにより仮想リンク番号を識別する。
【０１４４】
仮想リンク１５５１の仮想リンク番号を１、仮想リンク１５５２の仮想リンク番号を２、仮想リンク１５５３の仮想リンク番号を３とし、仮想リンク１５５１における制御パケットの送受信について説明する。相互接続装置１５１１、１５１３は、スパニングツリープロトコルが仮想ポート１５４１、１５４６に制御パケットを送信すると、前述のカプセル化を行い、送信元ＭＡＣアドレスの下位１バイトに仮想リンク番号１を格納し、上位ポートに送信する。当該パケットを受信する送信先の相互接続装置は、送信元ＭＡＣアドレスの下位１バイトによって仮想リンク番号１を識別し、カプセル化された宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、イーサネット（登録商標）タイプを削除し、スパニングツリープロトコルの制御パケットを仮想ポート１５４１および１５４６からスパニングツリーに受信させる。仮想リンク番号１によりカプセル化された制御パケットが相互接続装置１５１２の上位ポート１５２４に到達した場合、相互接続装置１５１２の仮想ポートに該当しない仮想リンク番号であることから、当該パケットは受信せず、他のフォワーディング状態の上位ポートがあれば中継する。図１５の場合、上位ポート１５２３はブロッキング状態であるため、中継は行わない。
【０１４５】
図１５の構成において、リングネットワークおよびスパニングツリーネットワークに障害が発生した場合の動作や、下位ネットワークであるスパニングツリープロトコルのネットワークを上位ネットワークであるリングネットワークに複数接続する場合の動作については、実施例１および実施例２に同様である。
【実施例４】
【０１４６】
実施例１において、仮想リンクの通信到達性をヘルスチェックパケットにより監視し、上位ネットワークであるリングネットワークに二重の障害が発生した場合に下位ネットワークであるスパニングツリーの通信経路を切り替える例を示す。図１７は、図９のネットワークにおいてリングネットワーク内に二重の障害が発生した場合の例である。
【０１４７】
図１７に示す相互接続装置１７２１は、仮想ポート１７３１を経由して相互接続装置１７２２の仮想ポート１７３２に接続している仮想リンク１７７１について、ヘルスチェックパケットによる通信到達性の監視を行っている。相互接続装置１７２２も、同様に仮想リンク１７７１についてヘルスチェックパケットによる通信到達性の監視を行っている。相互接続装置１７２１は、定期的な間隔にて全てのフォワーディング状態の上位ポート１７４１、１７４２にヘルスチェックパケットを送信し、当該ヘルスチェックパケットはリングネットワークを経由し相互接続装置１７２２が受信する。障害発生前の図９の状態において、リングプロトコルのブロッキングポイントの配置は相互接続装置１７２２の上位ポート１７４３であり、相互接続装置１７２２はヘルスチェックパケットを上位ポート１７４４から受信する。相互接続装置１７２１および１７２２は、仮想ポート１７３１および１７３２に関しヘルスチェックパケットタイムアウト時間を管理するタイマを持ち、ヘルスチェックパケットを受信する毎にタイマを初期値に更新する。ヘルスチェックパケットをタイムアウト時間以内に受信し続けている間、相互接続装置１７２１および１７２２は仮想ポート１７３１および１７３２をアップ状態に維持する。
【０１４８】
ヘルスチェックパケットに関し、リングネットワークに属する装置１７１１、１７１２は、リングネットワーク内への中継のみを行う。ただし、リングプロトコルによってフォワーディング状態となっているポートのみに中継する。相互接続装置１７２１、１７２２は、当該パケットを受信すると同時に、リングプロトコルによってフォワーディング状態となっている上位ポートのみに中継する。また、ブロッキング状態となっている上位ポートから到達した当該パケットは受信も中継もしない。
【０１４９】
リングネットワークにおいて回線障害１７０１と回線障害１７０２が発生すると、仮想リンク１７７１に関し到達可能な通信経路が失われた状態となる。相互接続装置１７２１は、ヘルスチェックパケットタイムアウト時間の間にヘルスチェックパケットを受信せずタイムアウトすると、仮想ポート１７３１の状態をダウン状態に変更し、ダウン状態への変更をスパニングツリープロトコルに伝える。ダウン状態への変更の通知を受けたスパニングツリープロトコルは、通信経路の変更を行い、相互接続装置１７２１の下位ポート１７５１、相互接続装置１７２２の下位ポート１７５２およびスパニングツリーネットワークに属する装置１７６１のポートのいずれもがフォワーディング状態となる。この通信経路の切り替えにより、リングネットワーク内における二重障害においても、相互接続装置１７２１と１７２２の間の通信は下位ポート１７５１、１７５２および装置１７６１により継続することができ、スパニングツリーネットワーク内の通信到達性を確保することができる。また、スパニングツリープロトコルにより通信経路の変更を行った時に、上位ポートからＭＡＣアドレス学習クリアパケットを送信し、リングネットワーク内のＭＡＣアドレス学習結果をクリアし、リングネットワーク内においても到達可能な通信経路が存在する箇所においてのみ通信到達性を維持する。
【０１５０】
リングネットワークにおいて回線障害１７０１、１７０２のいずれかが復旧すると、リングネットワーク内において通信経路が再構築され、仮想リンク１７７１に関する通信到達性が復旧する。相互接続装置１７２１、１７２２は、ダウン状態においてもヘルスチェックパケットの送信を試み続けており、仮想ポート１７３１、１７３２に関するヘルスチェックパケットを受信すると、仮想ポート１７３１、１７３２の状態をアップ状態に変更し、変更をスパニングツリープロトコルに伝える。アップ状態への変更の通知を受けたスパニングツリープロトコルは、通信経路の変更を行い、仮想ポート１７３１、１７３２は優先して通信経路に選択され、下位ポート１７５１や１７５２もしくは装置１７６１のいずれかのポートにブロッキングポイントを配置する。図９の状態では、相互接続装置１７２１の下位ポート１７５１がブロッキング状態となる。このことにより、リングネットワークの復旧により、スパニングツリープロトコルは通常の状態の通信経路に戻る。また、この時も、上位ポートからＭＡＣアドレス学習クリアパケットを送信し、リングネットワーク内のＭＡＣアドレス学習結果をクリアし、ネットワーク全体の通信を高速に復旧する。
【０１５１】
リングネットワークにおいて回線障害１７０１、１７０２が発生し、仮想リンク１７７１に関し到達可能な通信経路が失われた状態となり、相互接続装置が仮想ポート１７３１、１７３２の状態をダウン状態に変更した時に、相互接続装置１７２１、１７２２は、リングプロトコルの通信経路の切り替えの抑止を開始する。回線障害１７０１、１７０２のいずれかが復旧し通信経路の切り替えを発生させる状態になった時に、まず、仮想リンク１７７１を経由するスパニングツリーの制御パケットやＭＡＣアドレス学習クリアパケット、ヘルスチェックパケットの通信を先に復旧させる。その後、相互接続装置１７２１、１７２２はヘルスチェックパケットを送信する。当該パケット送信後のヘルスチェックパケットタイムアウト時間以内にヘルスチェックパケットを受信すると、仮想ポート１７３１、１７３２の状態をアップ状態に変更し、スパニングツリーの通信経路変更を行う。リングプロトコルは、通信経路の切り替えを発生させる状態になってからスパニングツリーの高速な通信経路切り替えに要する時間、１例としては２秒程度待ち、その後、全ての通信経路を切り替え復旧させる。このことにより、リングネットワークの二重障害から復旧する際に、まずスパニングツリーの通信経路変更によりスパニングツリーネットワーク側にブロッキングポイントを配置し、その後リングネットワークの通信を復旧することで、ネットワーク全体に一時的なループが発生することを防止する。
【０１５２】
回線障害１７０１、１７０２のいずれかが復旧し通信経路の切り替えを発生させる状態になった時に、まず、仮想リンク１７７１を経由するスパニングツリーの制御パケットやＭＡＣアドレス学習クリアパケット、ヘルスチェックパケットの通信を先に復旧させる事は、下位プロトコル専用ＶＬＡＮのみの通信を先に復旧させることである。
【実施例５】
【０１５３】
図１８は、上位ネットワーク、下位ネットワークともにスパニングツリープロトコルを使用する場合の例である。上位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１８０１に、下位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１８０２と１８０３が接続している。スパニングツリーネットワーク１８０２は、相互接続装置１８１１、１８１２によって上位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１８０１に接続している。スパニングツリーネットワーク１８０３は、相互接続装置１８１３、１８１４によって上位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１８０１に接続している。スパニングツリーネットワーク１８０１は、相互接続装置１８１１の上位ポート１８３１、１８３２および相互接続装置１８１２の上位ポート１８３３、１８３４および相互接続装置１８１３の上位ポート１８３５、１８３６および相互接続装置１８１４の上位ポート１８３７、１８３８およびスパニングツリーネットワーク１８０１に属する装置１８６１、１８６２により構成され、スパニングツリープロトコルの制御により、上位ポート１８３２、１８３４、１８３６、１８３８にブロッキングポイントが配置されている。スパニングツリーネットワーク１８０２、１８０３はそれぞれの仮想ポート１８４１、１８４２、１８４３、１８４４を経由した仮想リンク１８２１および１８２２と、それぞれの相互接続装置の下位ポート１８５１、１８５２、１８５３、１８５４がスパニングツリープロトコルにより制御され、スパニングツリーネットワーク１８０２においては相互接続装置の下位ポート１８５１に、スパニングツリーネットワーク１８０３においては相互接続装置の下位ポート１８５３にブロッキングポイントが配置されている。
【０１５４】
スパニングツリーネットワーク１８０２の下位ネットワーク番号を１、スパニングツリーネットワーク１８０３の下位ネットワーク番号を２とする。
【０１５５】
図１８に示す構成は、実施例２に比較し上位ネットワーク内を制御する上位プロトコルがリングプロトコルからスパニングツリープロトコルに置き換わり、上位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１８０１は、スパニングツリープロトコルに適した構成に置き換わっているのみで動作は同様である。スパニングツリーネットワーク１８０２、１８０３の制御パケットを仮想リンク１８２１、１８２２を介して送受信する際には、該当する下位ネットワーク番号を格納して送受信し、相互接続装置１８１１、１８１２は下位ネットワーク番号１の格納された制御パケットのみを受信し、相互接続装置１８１３、１８１４は下位ネットワーク番号２の格納された制御パケットのみを受信する。上位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１８０１での障害などによる通信経路の切り替えはスパニングツリーネットワーク１８０１内に閉じ、下位ネットワークには影響しない。下位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１８０２、１８０３での障害などによる通信経路の切り替えにおいては、障害の発生したスパニングツリーネットワーク１８０２もしくは１８０３における通信経路の切り替えと、上位ネットワークであるスパニングツリーネットワーク１８０１内および相互接続装置１８１１、１８１２、１８１３、１８１４の上位ポートに関するＭＡＣアドレス学習のクリアであり、障害が発生していないもう一方の下位ネットワークには影響しない。
【０１５６】
このような構成により、ネットワークを１つのプロトコルで構築する要求がある場合や、既設のネットワークを流用するような場合において、ネットワークの構成変更や障害における影響範囲を局所化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の背景技術である制御パケットを中継する方式を示した図である。
【図２】本発明が解決しようとする課題である、１つの装置において複数の冗長プロトコルを同時に動作させた場合の問題点を示した図である。
【図３】本発明における、ネットワークを階層構造に区分した構成である。
【図４】相互接続装置における下位プロトコルの仮想ポートおよび仮想リンクによる接続を説明した図である。
【図５】下位プロトコルの制御パケットの仮想リンクによる送受信について示した図である。
【図６】相互接続装置を３台以上接続した構成である。
【図７】制御パケットに下位ネットワーク番号および仮想リンク番号を格納する方法である。
【図８】相互接続装置を示した図である。
【図９】リングネットワークとスパニングツリーネットワークを接続した構成である。
【図１０】仮想リンクを経由するスパニングツリープロトコルの制御パケットの１例である。
【図１１】リングネットワークとスパニングツリーネットワークを接続した構成において、リングネットワークに障害が発生した場合の構成である。
【図１２】リングネットワークとスパニングツリーネットワークを接続した構成において、スパニングツリーネットワークに障害が発生した場合の構成である。
【図１３】リングネットワークに２つのスパニングツリーネットワークを接続した構成である。
【図１４】リングネットワークに２つのスパニングツリーネットワークを接続した構成において、スパニングツリーネットワークに障害が発生した場合の構成である。
【図１５】リングネットワークとスパニングツリーネットワークの接続において、３台の相互接続装置により接続した構成である。
【図１６】仮想リンクを経由するスパニングツリープロトコルの制御パケットの１例である。
【図１７】リングネットワークとスパニングツリーネットワークを接続した構成において、リングネットワークに二重の障害が発生した場合の構成である。
【図１８】上位ネットワーク、下位ネットワークともにスパニングツリープロトコルを使用する構成である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６  制御パケットを中継するコアネットワークを構成する装置
１１１  冗長化プロトコルが動作するエッジネットワークの装置
１２１  エッジネットワークの冗長化プロトコルの制御パケット
２０１、２０２、２０３、２０６  コアネットワークを構成する装置
２０４、２０５  コアネットワークを構成する装置であり、エッジネットワークの冗長化プロトコルが同時に動作する装置
２１１  エッジネットワークの装置
２２１、２２２、２２３  エッジネットワークの冗長化プロトコルの制御パケット
２３１  コアネットワークの冗長化プロトコルが論理的にブロッキング状態とする回線
２４１  コアネットワークの冗長化プロトコル、エッジネットワークの冗長化プロトコル双方が論理的にブロッキング状態とする回線
２５１  複数の冗長化プロトコルの制御範囲を跨る大きなループとなる通信経路
３０１  冗長化プロトコル１の動作するネットワーク
３０２  冗長化プロトコル２の動作するネットワーク
３０３  冗長化プロトコル３の動作するネットワーク
３０４  冗長化プロトコル４の動作するネットワーク
３０５  冗長化プロトコル５の動作するネットワーク
３０６  冗長化プロトコル６の動作するネットワーク
３０７  冗長化プロトコル７の動作するネットワーク
３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３１６、３１７、３１８、３１９、３２０、３２１、３２２  相互接続装置
３３１  上位ポート
３３２  下位ポート
４０１  上位ネットワーク
４０２  下位ネットワーク
４１１、４１２  相互接続装置
４２１  仮想リンク
４３１、４３２  仮想ポート
４４１、４４２、４４３、４４４、４４５、４４６  上位ポート
４５１、４５２、４５３、４５４、４５５、４５６  下位ポート
４６１  下位ネットワークに属し下位プロトコルが動作する装置
５０１  上位ネットワーク
５０２  下位ネットワーク
５１１、５１２  相互接続装置
５２１  仮想リンク
５３１、５３２  仮想ポート
５４１、５４２、５４３、５４４、５４５、５４６  上位ポート
５５１、５５２、５５３、５５４、５５５、５５６  下位プロトコルの制御パケット
５６１、５６２、５６３、５６４  廃棄パケット
６０１  上位ネットワーク
６０２  下位ネットワーク
６１１、６１２、６１３  相互接続装置
６２１、６２２、６２３  仮想リンク
６３１、６３２、６３３、６３４、６３５、６３６  仮想ポート
６４１、６４２、６４３、６４４、６４５、６４６、６４７、６４８、６４９  上位ポート
７０１  カプセル化ヘッダ
７０２  下位プロトコルの制御パケット
７０３  下位プロトコルの制御パケット
７０４  送信元アドレスフィールド
７０５  下位プロトコルの制御パケット
７０６  下位ネットワーク番号および仮想リンク番号
８０１  上位ネットワーク
８０２  下位ネットワーク
８１１  上位プロトコル
８１２  下位プロトコル
８２１、８２２、８２３  上位プロトコルの制御パケット
８３１、８３２、８３３  上位ポート
８４１  仮想ポート
８４２  仮想ポート制御部
８４３  パケット処理部
８５１、８５２  下位ポート
８６１、８６２  下位プロトコルの制御パケット
８７１、８７２  下位プロトコルの制御パケット
８８１  ヘルスチェックパケット
８８２  下位プロトコルの制御パケット
８８３  ＭＡＣアドレス学習クリアパケット
９０１  リングネットワーク
９０２  スパニングツリーネットワーク
９１１、９１２  相互接続装置
９２１、９２２  リングネットワークに属する装置
９３１、９３２、９３３、９３４  リングネットワークを構成する回線
９４１、９４２、９４３、９４４  上位ポート
９５１、９５２  仮想ポート
９６１、９６２  下位ポート
９７１  スパニングツリーネットワークに属する装置
９８１、９８２  スパニングツリーネットワークを構成する回線
９９１  仮想リンク
１００１  宛先ＭＡＣアドレスフィールド
１００２  送信元ＭＡＣアドレスフィールド
１００３  イーサネット（登録商標）タイプフィールド
１００４  スパニングツリープロトコルの制御パケット
１０１１  専用アドレス（宛先ＭＡＣアドレスの上位５バイト）
１０１２  下位ネットワーク番号（宛先ＭＡＣアドレスの下位１バイト）
１１０１  リングネットワークにおける回線障害
１１１１、１１１２  リングネットワークに属する装置
１１２１、１１２２  相互接続装置
１１３１、１１３２  仮想ポート
１１４１、１１４２、１１４３、１１４４  上位ポート
１１５１  仮想リンク
１２０１  スパニングツリーネットワークにおける回線障害
１２１１、１２１２  リングネットワークに属する装置
１２２１、１２２２  相互接続装置
１２３１、１２３２  仮想ポート
１２４１、１２４２、１２４３、１２４４  上位ポート
１２５１  スパニングツリーネットワークに属する装置
１２６１、１２６２  下位ポート
１２７１  仮想リンク
１３０１  リングネットワーク
１３０２、１３０３  スパニングツリーネットワーク
１３１１、１３１２、１３１３、１３１４  相互接続装置
１３２１、１３２２  仮想リンク
１３３１、１３３２、１３３３、１３３４、１３３５、１３３６、１３３７、１３３８  上位ポート
１３４１、１３４２、１３４３、１３４４  仮想ポート
１３５１、１３５２、１３５３、１３５４  下位ポート
１３６１、１３６２  スパニングツリーネットワークに属する装置
１４０１  リングネットワーク
１４０２、１４０３  スパニングツリーネットワーク
１４１１、１４１２、１４１３、１４１４  相互接続装置
１４２１、１４２２  仮想リンク
１４３１、１４３２、１４３３、１４３４、１４３５、１４３６、１４３７、１４３８  上位ポート
１４４１、１４４２、１４４３、１４４４  仮想ポート
１４５１、１４５２  下位ポート
１４６１  スパニングツリーネットワークに属する装置
１５０１  リングネットワーク
１５０２  スパニングツリーネットワーク
１５１１、１５１２、１５１３  相互接続装置
１５２１、１５２２、１５２３、１５２４、１５２５、１５２６  上位ポート
１５３１、１５３２、１５３３  下位ポート
１５４１、１５４２、１５４３、１５４４、１５４５、１５４６  仮想ポート
１５５１、１５５２、１５５３  仮想リンク
１５６１  スパニングツリーネットワークに属する装置
１６０１  宛先ＭＡＣアドレスフィールド
１６０２  送信元ＭＡＣアドレスフィールド
１６０３  イーサネット（登録商標）タイプフィールド
１６０４  スパニングツリープロトコルの制御パケット
１６１１  専用アドレス（宛先ＭＡＣアドレスの上位５バイト）
１６１２  仮想リンク番号（宛先ＭＡＣアドレスの下位１バイト）
１７０１  リングネットワークにおける回線障害
１７０２  リングネットワークにおける回線障害
１７１１、１７１２  リングネットワークに属する装置
１７２１、１７２２  相互接続装置
１７３１、１７３２  仮想ポート
１７４１、１７４２、１７４３、１７４４  上位ポート
１７５１、１７５２  下位ポート
１７６１  スパニングツリーネットワークに属する装置
１７７１  仮想リンク
１８０１、１８０２、１８０３  スパニングツリーネットワーク
１８１１、１８１２、１８１３、１８１４  相互接続装置
１８２１、１８２２  仮想リンク
１８３１、１８３２、１８３３、１８３４、１８３５、１８３６、１８３７、１８３８  上位ポート
１８４１、１８４２、１８４３、１８４４  仮想ポート
１８５１、１８５２、１８５３、１８５４  下位ポート
１８６１、１８６２  スパニングツリーネットワーク１８０１に属する装置
【図１】
2009105690.tif 000003
【図２】
2009105690.tif 000004
【図３】
2009105690.tif 000005
【図４】
2009105690.tif 000006
【図５】
2009105690.tif 000007
【図６】
2009105690.tif 000008
【図７】
2009105690.tif 000009
【図８】
2009105690.tif 000010
【図９】
2009105690.tif 000011
【図１０】
2009105690.tif 000012
【図１１】
2009105690.tif 000013
【図１２】
2009105690.tif 000014
【図１３】
2009105690.tif 000015
【図１４】
2009105690.tif 000016
【図１５】
2009105690.tif 000017
【図１６】
2009105690.tif 000018
【図１７】
2009105690.tif 000019
【図１８】
2009105690.tif 000020