(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ethernet網内においてエッジ−エッジ間でP−P（Point to Point）の通信を行うためのEthernet制御方法であって、IEEE802.1QフレームのVLANタグ内のVLAN ID（Virtual LAN Identifier）を論理識別子としエッジ−エッジ間でのP−P（Point to Point）接続をP−Pの論理パスと定義し、隣接するEthernet装置間でVLAN ID、及びあらかじめ設定されているEthernet装置IDを交換し、隣接する装置間でVLAN IDを論理識別子としパスを確立し、この過程をそれぞれの装置で行い、さらにルーティングプロトコルのOSPF（Open Shortest Path First：RFC2328）で得たエッジ−エッジ間の最短経路情報とVLAN IDのマッピングを行うことでエッジ−エッジ間でのP−Pの論理パスの設定を自動化することを特徴とするEthernet制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の制御方法であって、Ethernet網内で双方向通信を同一経路で行うことを前提とし、Ethernet網内の中継装置であるEthernet装置では入出力の２ポートに対してパスの論理識別子であるVLAN ID、ポート＃のテーブルを構築し、そのVLAN IDテーブルに基づいて論理パスのスイッチングをすることを特徴とするEthernet制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載のEthernet制御方法において、自動的にP−Pの論理パスを設定するが、２経路のパスを設定することでそのうちの１つをバックアップパスと定義して各隣接装置間でプライマリパスの異常切断を感知すると互いに自立的にバックアップパスヘ切り替わり、プライマリパスには異常時にも常に一定時間間隔の制御パケットを投げ、一定時間以上正常に送受信された場合にプライマリパスが回復したと認識しバックアップパスからプライマリパスヘ切り戻しを行うことにより、Ethernet網のエッジ−エッジ間での論理パスの切り替えを行うことを特徴とするEthernet制御方法。
【請求項４】
エッジ−エッジ間でP−P（Point to Point）の通信を行うように制御されたEthernet網であって、IEEE802.1QフレームのVLANタグ内のVLAN ID（Virtual LAN Identifier）を論理識別子としエッジ−エッジ間でのP−P（Point to Point）接続をP−Pの論理パスと定義し、隣接するEthernet装置間でVLAN ID、及びあらかじめ設定されているEthernet装置IDを交換し、隣接する装置間でVLAN IDを論理識別子としパスを確立し、この過程をそれぞれの装置で行い、さらにルーティングプロトコルのOSPF（Open Shortest Path First：RFC2328）で得たエッジ−エッジ間の最短経路情報とVLAN IDのマッピングを行うことでエッジ−エッジ間でのP−Pの論理パスの設定を自動的に行うことを特徴とするEthernet網。
【請求項５】
請求項４に記載のEthernet網であって、Ethernet網内で双方向通信を同一経路で行うことを前提とし、Ethernet網内の中継装置であるEthernet装置では入出力の２ポートに対してパスの論理識別子であるVLAN ID、ポート＃のテーブルを構築し、そのVLAN IDテーブルに基づいて論理パスのスイッチングをすることを特徴とするEthernet網。
【請求項６】
請求項４に記載のEthernet網において、自動的にP−Pの論理パスを設定するが、２経路のパスを設定することでそのうちの１つをバックアップパスと定義して各隣接装置間でプライマリパスの異常切断を感知すると互いに自立的にバックアップパスヘ切り替わり、プライマリパスには異常時にも常に一定時間間隔の制御パケットを投げ、一定時間以上正常に送受信された場合にプライマリパスが回復したと認識しバックアップパスからプライマリパスヘ切り戻しを行うことにより、Ethernet網のエッジ−エッジ間での論理パスの切り替えを行うことを特徴とするEthernet網。
【請求項７】
請求項４に記載のEthernet網を構成するEthernet装置であって、
Ethernetパケットの送受を行うMACスイッチ、VLAN IDによりスイッチするスイッチファブリック、および制御部を備え、
前記制御部は、隣接するEthernet装置間でVLAN ID、及びあらかじめ設定されているEthernet装置IDを交換し、隣接する装置間でVLAN IDを論理識別子としパスを確立し、Ethernet網のエッジにある場合は、さらにルーティングプロトコルのOSPF（Open Shortest Path First：RFC2328）で得たエッジ−エッジ間の最短経路情報とVLAN IDのマッピングを行うことを特徴とするEthernet装置。
【請求項８】
請求項５に記載のEthernet網を構成するEthernet装置であって、
Ethernetパケットの送受を行うMACスイッチ、VLAN IDによりスイッチするスイッチファブリック、および制御部を備え、
前記制御部は、Ethernet網内で双方向通信を同一経路で行い、Ethernet網内で中継する場合は、入出力の２ポートに対してパスの論理識別子であるVLAN ID、ポート＃のテーブルを構築し、そのVLAN IDテーブルに基づいて論理パスのスイッチングをするように制御することを特徴とするEthernet装置。
【請求項９】
請求項６に記載のEthernet網を構成するEthernet装置であって、
Ethernetパケットの送受を行うMACスイッチ、VLAN IDによりスイッチするスイッチファブリック、および制御部を備え、
前記制御部は、自動的にP−Pの論理パスを設定するが、Ethernet網のエッジにある場合は、２経路のパスを設定することでそのうちの１つをバックアップパスと定義して各隣接装置間でプライマリパスの異常切断を感知すると互いに自立的にバックアップパスヘ切り替わり、プライマリパスには異常時にも常に一定時間間隔の制御パケットを投げ、一定時間以上正常に送受信された場合にプライマリパスが回復したと認識しバックアップパスからプライマリパスヘ切り戻しを行うことにより、Ethernet網のエッジ−エッジ間での論理パスの切り替えを行うことを特徴とするEthernet装置。
【請求項１０】
請求項７に記載のEthernet装置の制御方法であって、隣接するEthernet装置間でVLAN ID、及びあらかじめ設定されているEthernet装置IDを交換し、隣接する装置間でVLAN IDを論理識別子としパスを確立し、Ethernet網のエッジにある場合は、さらにルーティングプロトコルのOSPF（Open Shortest Path First：RFC2328）で得たエッジ−エッジ間の最短経路情報とVLAN IDのマッピングを行うことを特徴とするEthernet装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項８に記載のEthernet装置の制御方法であって、Ethernet網内で双方向通信を同一経路で行い、Ethernet網内で中継する場合は、入出力の２ポートに対してパスの論理識別子であるVLAN ID、ポート＃のテーブルを構築し、そのVLAN IDテーブルに基づいて論理パスのスイッチングをすることを特徴とするEthernet装置の制御方法。
【請求項１２】
請求項９に記載のEthernet装置の制御方法であって、自動的にP−Pの論理パスを設定するが、Ethernet網のエッジにある場合は、２経路のパスを設定することでそのうちの１つをバックアップパスと定義して各隣接装置間でプライマリパスの異常切断を感知すると互いに自立的にバックアップパスヘ切り替わり、プライマリパスには異常時にも常に一定時間間隔の制御パケットを投げ、一定時間以上正常に送受信された場合にプライマリパスが回復したと認識しバックアップパスからプライマリパスヘ切り戻しを行うことにより、Ethernet網のエッジ−エッジ間での論理パスの切り替えを行うことを特徴とするEthernet装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、VLAN（Virtual LAN Identifier）を使用するEthernet網に関し、特にP−P（Point to Point）の通信を行う場合のEthernet制御方法、Ethernet網、Ethernet装置、およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現状のEthernetではVLANを使用し、MACアドレスによるスイッチングを基に多地点接続を実現する技術である。そして、そのVLANの設定はそれぞれのEthernet装置に対して行う必要がある。そして、プロテクション技術では、STP（Spanning Tree Protocol：IEEE802.1d）というEthernetのループを防ぐために標準化された技術があり、それをEthernetのプロテクションに応用している。また各Ethernet網においてVLANは統一される必要があり、各ノードにおいてVLAN IDを書き換えてVLAN IDでスイッチングする方法はない。
【０００３】
一方、P−Pの論理パスの自動設定方法としてはMPLS（Multi Protocol Label Switching）の技術であるLDP（Label Distribution Protocol）を使用し、隣接する装置間でMPLSのラベル交換を行い、ルーティングプロトコルのOSPFを使用してエンド−エンド間での論理パス設定の自動化を行う方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一局集中型において、エッジ−エッジ間でP−Pの通信を行うEthernet網を考える時、現状はP−Pの論理パスの設定がない。そのため、P−Pの通信におけるプロテクション技術は多地点接続の技術を使用することになる。そのプロテクション技術であるSTPを使用する場合、Blocked Portの決定はポートコスト、プライオリティ等の複数のパラメータによって決定されるため、自動的にBlocked Portが決定される。アクティブのリンクが切断されるとBlocked Portが解除され迂回経路を確保する。その後アクティブのリンクが回復した際に再度Blocked Portの再計算を行うが、ループを防ぐためにトラフィックをダウンすることが課題である。またVLANの設定はそれぞれの装置において設定する必要があるため、運用の面において設定ミスやオペレーションコストが課題である。そして、VLANをスタックする時には同一ポートに入つてくる複数のVLAN多重されたパケットをまとめて１つのVLAN IDでスタックする方法であり、任意のVLANを選択してスタックすることが出来ないことが課題である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
Ethernet網内のエッジ−エッジ間でP−Pの通信を行うために、IEEE802.1Qフレーム内のVLAN IDを論理パス識別子としてエッジ−エッジ間でのP−Pの論理パスを設定することを特徴とするものを提案する。
【０００６】
本発明によれば、Ethernet網内においてP−Pの論理パスを定義することができ、それにより論理パスレベルの制御を行うことを可能にする。
【０００７】
請求項１では隣接するEthernet装置間でVLAN IDを交換し、前記のP−Pの論理パスの設定を自動化することを特徴とするものを提案する。パス設定の自動化の仕組みはMPLS（Multi Protocol Label Switching）のLDP（Label Distribution Protocol）があるが、MPLSラベルではなく、VLAN IDを隣接するEthernet装置間で交換するものである。また、その際交換する情報は識別子であるVLAN IDのみである。
【０００８】
本発明によれば、Ethernet装置間でVLAN ID値を交換し、自動で論理パスを設定することが可能となる。よって設定ミスやオペレーションコストを削減できる。
【０００９】
また、請求項２では請求項１に記載の制御方式によってEthernet網内で中継するEthernet装置は図２、図４のようにポート、VLAN IDから成るテーブルを構築し、そのあらかじめ構築されたVLAN IDテーブルに基づいてVLAN IDのついた通信パケットをスイッチングすることを特徴とするものを提案する。
【００１０】
本発明によれば、中継するEthernet装置でVLAN IDのテーブルを作成することでブロードキャストによるMACアドレス解決を必要とせず、MACアドレスによるスイッチングを必要としない。
【００１１】
また、請求項３では請求項１に記載のEthernet制御方式において、ルーティングプロトコルのOSPF、及びシグナリングプロトコルを使用し、２経路のパスを設定することでそのうちの１つをバックアップパスと定義する。切り替えの動作は制御用パケットをエッジ装置間で交換し、制御用パケットが一定時間届かなくなるとプライマリパスの異常とエッジ装置が認識し、プライマリパスからバックアップパスヘ切り替わる。プライマリパスには異常時にも一定間隔で制御用パケットを投げつづけ、一定時間以上、正常にパケットの送受信が行われるとプライマリパスが回復したとエッジ装置が認識し、バックアップパスからプライマリパスヘ切り戻しを行う。これらの動作よりEthernet網のエッジ−エッジ間での論理パスの切り替え、切り戻しを特徴とするものを提案する。
【００１２】
本発明によれば、プライマリパスが切断された時に自動的にバックアップパスに切り替わり、プライマリパスが回復した際にはプライマリパス、バックアップパスを共にパケットロスを最小限に押さえた状態で切り戻しを行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
図１は、シグナリングを使ってEthernet網内で論理パスを設定する方法を説明する図である。図１のように隣接するEthernet装置間でVLAN ID、及びあらかじめ設定されているEthernet装置IDを交換し、Ethernet装置IDが大きい装置側からのVLAN IDを取得し、その結果、隣接する装置間でVLAN IDを論理識別子としパスを確立し、この過程をそれぞれの装置で行い、さらにルーティングプロトコルのOSPF（Open Shortest Path First：RFC2328）で得たエッジ−エッジ間の最短経路情報とVLAN IDのマッピングを行うことでエッジ−エッジ間でのP−Pの論理パスの設定を自動化する。ここで、マッピングを行うとは、Ethernet網のエッジにあるEthernet装置においてポートをキーとしてVLAN IDを付与し経路情報を獲得することである。
【００１４】
図２は、Ethernet網内のEthernet装置においてVLANを使ってスイッチングを行う動作を説明する図である。図２のようにEthernet網内で双方向通信を同一経路で行うことを前提とし、Ethernet網内の中継装置であるEthernet装置では入出力の２ポートに対してパスの論理識別子であるVLAN ID、ポート＃のテーブルを構築し、そのVLAN IDテーブルに基づいて、ポート、VLAN IDをキーとして別のVLAN IDに書き換え、論理パスのスイッチングを行う。
【００１５】
図３は本発明のネットワーク構成図を説明する図である。本実施形態では図３のようにEthernet網（３−１）内のEthernet装置（３−２）、Ethernet装置（３−６）において複数のLANを収容し、Ethernet装置（３−３）が収容するLANとP−Pの通信を行う場合を想定している。ここでは、各LANは同一のVLAN IDを使用する場合を想定する。通常の場合、Ethernet網で折り返しEthernet装置（３−２）とEthernet装置（３−６）との間で通信が可能となってしまう。そこでEthernet装置（３−２）、Ethernet装置（３−３）との間にLAN＃A用のパスとして任意のVLANでスタックする。さらにそのパスに対してプライマリパスとバックアップパスを設定する。その設定方法はMPLSのLDPと同様の手順を行う。つまり、ルーティングプロトコルであるOSPFで最短経路の計算を行い、その最短経路をプライマリパスと設定する。その次に最短の経路をバックアップパスと設定する。
【００１６】
プライマリパスをEthernet装置（３−２）−Ethernet装置（３−４）−Ethernet装置（３−３）経由のパスとし、バックアップパスをEthernet装置（３−２）−Ethernet装置（３−５）−Ethernet装置（３−３）とする時、Ethernet装置（３−２）−Ethernet装置（３−３）間においてプライマリパス経由で制御用パケットを送受信する。制御用パケットを正常に受信できないプライマリパスの異常時にはEthernet装置（３−２）とEthernet装置（３−３）が独立に感知し、バックアップパスヘの切替を行う。そしてEthernet装置（３−２）−Ethernet装置（３−５）−Ethernet装置（３−３）で通信を行っている状態、バックアップパスを使った状態において、制御用パケットは常にEthernet装置（３−２）−Ethernet装置（３−４）−Ethernet装置（３−３）のプライマリパス経由でやり取りを行っている。リンク故障が回復すると、Ethernet装置（３−２）、Ethernet装置（３−３）は制御用パケットを正常に送受信できるようになる。その状態において一定時間経過後、バックアップパスからプライマリパスへと自立的に切り戻しを行う。
【００１７】
Ethernet装置は図４に示すような構成を持つシステムである。通信システム（４−１）は、MACスイッチ（４−２）、（４−４）、スイッチファブリック（４−３）、制御部（４−５）から構成される。制御部（４−５）は、隣接するEthernet装置間でVLAN ID、及びあらかじめ設定されているEthernet装置IDを交換し、Ethernet装置IDが大きい装置側からのVLAN IDを取得する。Ethernet網内の中継装置であるEthernet装置では入出力の２ポートに対してパスの論理識別子であるVLAN ID、ポート＃のテーブルを構築し、そのVLAN IDテーブルに基づいて論理パスのスイッチングをする。また、Ethernet装置がEthernet網のエッジにある場合は、ルーティングプロトコルのOSPF（Open Shortest Path First：RFC2328）で得たエッジ−エッジ間の最短経路情報とVLAN IDのマッピングを行うことでエッジ−エッジ間でのP−Pの論理パスの設定を自動的に行い、最短経路をプライマリパスと設定し、その次に最短の経路をバックアップパスと設定する。そして、プライマリパスの異常切断を感知するとバックアップパスに切り替え、プライマリパスには異常時にも常に一定時間間隔の制御パケットを投げ、一定時間以上正常に送受信された場合にプライマリパスが回復したと認識しバックアップパスからプライマリパスヘ切り戻しを行う。MACスイッチ（４−２）、（４−４）は、受信したEthernetパケットについて制御部（４−５）からどのポートに（どのVLAN IDを付与して）転送すべきかの情報を受けた後、VLAN IDを書き換え、スイッチファブリック（４−３）に送る。スイッチファブリック（４−３）は通常のEthernetのスイッチファブリックと同様にEthernetパケットを出力ポート側のMACスイッチ（４−４）、（４−２）に送る。
【００１８】
以下、Ethernet装置の動作を図４に示すテーブル例に基づいて説明する。通信システム（４−１）はEthernetパケットを送受信するが、ここでは、MACスイッチ（４−２）で受信し、MACスイッチ（４−４）で送信する場合について説明する。MACスイッチ（４−２）で受信したパケットは制御部（４−５）においてVLAN ID、ポートの組み合わせのテーブルと比較される。図４に示すテーブルにおいて、物理ポート１、７はEthernet網の外部の装置に接続されているので、VLAN IDは設定されていない。Ethernetパケットが物理ポート＃１から入ってきた場合はVLANタグを挿入し、そのVLAN ID＝２０と設定後、物理ポート＃５より送出する。そのパケットが物理ポート＃２から入ってきた場合にはVLAN IDを確認し、VLAN ID＝１００の場合はVLAN ID＝２００に書き換え、物理ポート＃６より送出する。また、そのパケットが物理ポート＃３から入ってきた場合はそのVLAN IDを確認し、そのVLAN ID＝３００の場合はVLANタグを外し、物理ポート＃７より送出する。
【００１９】
通常のEthernetスイッチでは、MACアドレス、ポート、VLANのテーブルを持ち、MACアドレスによりスイッチングを行うのに対して、本発明のEthernet装置は、以上の説明から明らかなように、制御部にVLAN IDとポートのテーブルを持ち、MACアドレスのテーブルではなく、VLAN IDによりスイッチングを行うものである。
【００２０】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上、詳述したようにEthernet網内でエッジ−エッジ間でP−Pの論理パスを設定可能にすることにより、論理パスの自動設定が可能になる。それにより設定ミスやオペレーションコストを削減することを可能にする。そして中継するEthernet装置ではMACアドレスによるスイッチングではなく、論理パスによるスイッチングを可能にする。またエッジ−エッジ間で論理パスを設定することによりバックアップパスを設定可能となり、パスレベルの切り替えを実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】シグナリングを使ってEthernet網内で論理パスを設定する方法を説明する図である。
【図２】  Ethernet網内のEthernet装置においてVLANを使ってスイッチングを行う動作を説明する図である。
【図３】本発明のネットワーク構成を説明する図である。
【図４】本発明の通信システムの構成を説明する図である。
【符号の説明】
３−１…Ethernet網、３−２〜６…Ethernet装置、４−１…通信システム、４−２、４…MACスイッチ、４−３…スイッチファブリック、４−５…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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