JP4616399B2 - 転送装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信経路を冗長化し、故障状況に応じて通信回線の切り替えを行う回線制御技術に関わり、特に、リング型冗長通信路によって冗長化を実現する網に好適な転送装置に関するものである。

現在、通信事業者が提供するWAN（Wide Area Network）サービスでは、ユーザの通信の信頼性を向上させるため、通信事業者網内の経路を冗長化し、故障が発生した場合に回線を切り替えてユーザによる通信を保護する１＋Ｎ型や１：Ｎ型の冗長構成が広く採用されている。しかし、これらの方式で冗長経路を構成するためには、リンク本数の増加による網コストの増大が問題となる。そこで、少ないリンク本数で冗長化が可能となるリング型冗長通信路の採用が進んでいる。

しかし、リング型冗長通信路では、広域イーサネット（登録商標）のようなマルチポイントトゥマルチポイントの通信路を提供する場合、論理的にループを解除し、故障時には経路切替を行うリング制御が必要となる。

そこで、非特許文献１に記載のSTP（Spanning Tree Protocol）や、非特許文献２に記載のRSTP（Rapid Spanning Tree Protocol）等のスパニングツリー系制御方法では、リング型冗長通信路上の単一のポートをブロッキング状態にすることにより、論理的にループ構成を解除している。

しかし、スパニングツリー系制御方法では、網構成を決定する経路計算のために、多種のパラメータを扱う必要がある。このため、故障時の経路切替のための経路再計算コストが大きくなり、経路切替に時間がかかるという問題がある。

そこで、非特許文献３，４に記載のリング制御方式によるEAPS(Ethernet（登録商標） Automatic Protection Switch)や、非特許文献５に記載のスイッチングノード制御方法では、リング型冗長通信路の主転送装置において、片方の制御ポートを閉塞して論理的にループを解除し、リング型冗長通信路を巡回する検査フレームを送信し、該検査フレームを受信しなくなった場合に故障を検出し、閉塞していた制御ポートを開放して経路切替を行うことにより、迅速な経路切替を実現している。

IEEE 802.1D-1998 Edition MAC bridges（８章） IEEE 802.1D-2004 Edition MAC bridges（１７章） RFC3619 Extreme Networks’ Ethernet（登録商標） Automatic Protection Switching(EAPS) Version1 安藤雅人，"LAN Switch技術〜冗長化手法と最新技術〜"，pp.7-pp.9，Internet week 2003，［平成１９年３月１６日検索］，インターネット＜https://www.soi.wide.ad.jp/class/20030038/slides/40/index_1.html＞ 安藤雅人，"LAN Switch技術〜冗長化手法と最新技術〜"，pp.16-pp.19，Internet week 2003，［平成１９年３月１６日検索］，インターネット＜https://www.soi.wide.ad.jp/class/20030038/slides/40/index_1.html＞

しかし、従来のリング制御方式では、故障を検出した場合、故障箇所においてループが解除されているものとして、主転送装置の制御ポートを開放していた。これにより、片方向回線断が発生している場合は、逆方向回線が導通しているにも関わらず制御ポートを開放するため、片方向ループが発生してしまう。また、転送遅延や転送装置内での転送バッファの溢れによって検査フレームを受信できない場合は、実際には故障が発生していないにも関わらず、故障を誤検出し制御ポートを開放する。これにより、ループが発生してしまう。

この問題を解決するために、以下の方式が考えられる。すなわち、リング型冗長通信路を構成する転送装置から主転送装置及び副転送装置を決定し、正常時は主転送装置の制御ポートを閉塞し副転送装置の制御ポートを開放しておき、故障を検出した場合に副転送装置が制御ポートを閉塞し主転送装置に対して開放命令を通知し、主転送装置は開放命令を受信してから制御ポートを開放する。これにより、片方向の回線が切断した場合や検査フレームを廃棄した場合において、故障の誤検出によるループの発生を防ぐことができる。

しかし、この方式では、故障発生時には故障箇所及び副転送装置の制御ポートの２箇所で論理的に閉塞されることになるため、経路が２つに分断される。リング型冗長通信路の複数の回線のうちの１つの回線を主経路とし、他の回線を故障時にのみ使用すればよいラダー型冗長通信路では好適であるが、全ての転送装置間で経路を確保すべきリング型冗長通信路では通信断の原因となる。

そこで、本発明は、片方向の回線が切断した場合や、転送遅延または転送バッファの溢れ等により検査フレームを廃棄した場合であっても、ループの発生を防止し、かつ、故障発生時における経路の分断の発生を防止可能な転送装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明にかかるリング型冗長通信路を構成する転送装置は、前記リング型冗長通信路に属する第１のポートおよび第２のポートと、前記第１のポートおよび前記第２のポートを、通常フレームおよび制御フレームの双方を転送することを示す第１状態と少なくとも前記通常フレームを転送しないことを示す第２状態とのいずれかに設定する制御部を備え、前記制御部は、前記第１のポートにおいて、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを一定時間受信しなかった際に、前記第１のポートおよび前記第２のポートの少なくとも一方から、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームであって自ら生成した制御フレームを送信することを特徴とする。

これにより、故障が発生した回線または転送装置を接続するポートを閉塞し、正常時に閉塞していたポートを開放するようにしたから、故障時にポートを閉塞したとしてもリング型冗長通信路が分断されることなく経路の切り替えを行うことができる。また、検査フレームを一定時間受信しない際に故障を検出し、隣接する転送装置に検査フレーム未着通知を送信するようにしたから、片方向回線断が発生した回線において、その回線を接続する両端の転送装置が共に回線の故障を検出することができる。また、故障を検出した転送装置がその検出したポートを閉塞するようにしたから、片方向回線断を両方向回線断と同様に扱うことができ、片方向ループの発生を防ぐことができる。また、故障を検出転送装置が、その検出したポートを閉塞した後、他のポートから開放命令フレームを送信し、開放命令フレームを受信した転送装置が、閉塞ポートを保持している場合に、その閉塞ポートを開放するようにしたから、常にリングの論理的な終端点を設けたままで、経路を切り替えることができ、ループの発生を防止することができる。

また、上記転送装置において、前記第１のポートが前記第１状態に設定されている場合に当該第１のポートで受信した前記通常フレームおよび前記制御フレームを前記第２のポートに転送し、前記第１のポートが前記第２状態に設定されている場合に当該第１のポートで受信した前記通常フレームおよび前記制御フレームのうち少なくとも当該通常フレームを前記第２のポートに転送しない管理部をさらに備えてもよい。

また、上記転送装置において、前記制御部は、前記第１のポートから、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを周期的に送信してもよい。

また、上記転送装置において、前記制御部は、前記第１のポートにおいて、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを一定時間受信しなかった際に、前記第１のポートを前記第２状態に設定してもよい。

また、上記転送装置において、前記制御部は、前記第１のポートにおいて、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを一定時間受信しなかった際に、当該第１のポートから、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームとして、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを一定時間受信しなかったことを示す制御フレームを送信してもよい。

また、上記転送装置において、前記制御部は、前記第１のポートにおいて、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを一定時間受信しなかったことを示す制御フレームを受信した際に、前記第２のポートから、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームを送信してもよい。

また、上記転送装置において、前記制御部は、前記第１のポートにおいて、故障したポートの復旧検査を示す制御フレームを送信し、前記第２のポートにおいて、当該故障したポートの復旧検査を示す制御フレームを受信した際に、前記第１のポートまたは前記第２のポートを前記第２の状態に設定し、前記第１のポートおよび前記第２のポートの少なくとも一方から、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームをさらに送信してもよい。

また、上記転送装置において、前記制御部は、前記第１のポートにおいて、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームを受信した際に、当該第１のポートまたは前記第２のポートが前記第２状態に設定されている場合、当該第２状態の前記第１のポートまたは前記第２のポートを前記第１状態に設定してもよい。

また、上記転送装置において、前記制御フレーム及び前記通常フレームの転送先ポートを学習した転送テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームを受信した際に、前記転送テーブルを初期化してもよい。

また、上記転送装置において、前記リング型冗長通信路とは異なるリング型冗長通信路に属し、前記第１のポートと同様に機能する第３のポートを備え、前記第２のポートは、前記異なるリング型冗長通信路の双方に属する共用ポートとして使用されてもよい。

また、上記転送装置において、前記第１のポートが属する前記リング型冗長通信路または前記第３のポートが属する前記リング型冗長通信路を優先リングとして設定した優先リング情報記憶部をさらに備え、前記制御部によって前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームが送信される前記第１のポートは、前記優先リングに属してもよい。

以上のように、本発明によれば、片方向の回線が切断した場合や、転送遅延及び転送バッファの溢れ等により検査フレームを廃棄した場合であっても、ループの発生を防止することが可能となる。また、故障発生時における経路の分断の発生を防止することが可能となる。

図１は、本発明の一実施形態であるリング制御システムの適用場面を示す図である。 図２は、転送装置の内部構成を示す図である。 図３は、ポート情報記憶部、優先リング情報記憶部及び転送テーブル記憶部に記憶される情報の構成を示す図である。 図４は、転送装置間で転送され、かつ、リングを制御するための制御フレームのフォーマットを示す図である。 図５は、本発明の一実施形態であるリング制御システムの動作概要を示す図である。 図６は、故障が発生した際の転送装置の動作を示すフローチャート図である。 図７は、復旧時に、切り戻し指示を受けた転送装置の動作を示すフローチャート図である。 図８は、復旧時に、切り戻し指示を受けた転送装置以外の転送装置の動作を示すフローチャート図である。 図９は、共用ポートを有するマルチリング型冗長通信路の接続形態を示す図である。 図１０−１は、正常時における各転送装置のポート情報記憶部及び優先リング情報記憶部に記憶された情報を示す図である。 図１０−２は、正常時における各転送装置のポート情報記憶部及び優先リング情報記憶部に記憶された情報を示す図である。 図１１は、転送装置間で故障が発生した場合を説明する図である。 図１２は、共用回線で故障が発生した場合を説明する図である。 図１３−１は、故障時における各転送装置のポート情報記憶部に記憶された情報を示す図である。 図１３−２は、故障時における各転送装置のポート情報記憶部に記憶された情報を示す図である。 図１４は、転送装置間で発生していた故障が復旧した場合を説明する図である。 図１５は、復旧時における各転送装置のポート情報記憶部に記憶された情報を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔構成〕
まず、本発明の実施の形態によるリング制御システムの構成について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態であるリング制御システムの適用場面を示す図である。このリング制御システムは、６台の転送装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆにより構成され、各転送装置は、それぞれ２つのポート１Ａ−１，１Ａ−２，〜，１Ｆ−２を備えている。尚、図１のリング制御システムは一例であり、本発明は、転送装置の台数やポートの数により限定されるものではない。

転送装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆに備えたそれぞれのポート１Ａ−１，１Ａ−２，〜，１Ｆ−２は、リング型冗長通信路Ｒ１（リングＲ１）に属するポートであり、それぞれのポートが、隣接する転送装置に接続されることにより、リングＲ１が構成される。

図２は、図１に示した転送装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆの内部構成を示す図である。本実施形態においては、転送装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆの内部構成は同一であるものとし、以下、これらを総称して転送装置１という。転送装置１は、ポート１−１，１−２，１−３、リング制御部２及び制御フレーム管理部３−１，３−２，３−３を備えている。リング制御部２は、ポート情報記憶部４、優先リング情報記憶部５、及び図示しない転送テーブル記憶部を有しており、制御フレーム管理部３−１，３−２，３−３は、ポート１−１，１−２,１−３にそれぞれ対応し、ポート１−１，１−２，１−３を介して制御フレーム及び通常フレーム（リング型冗長通信路を利用するユーザにより送受信されるユーザデータを含むフレーム）を送受信する。

なお、図２では、転送装置１が、ポート１−１，１−２，１−３の３つのポートを備えている構成を例示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、転送装置１が、図１に示すような単一のリング制御システムにおける転送装置として利用される場合には、転送装置１は、少なくとも２つのポートを備えていればよい。一方、後述するように、転送装置１が、マルチリング型冗長通信路のリング制御システムにおける共用転送装置として利用される場合には、転送装置１は、少なくとも３つのポートを備えていればよい。また、図２では、転送装置１のリング制御部２が、優先リング情報記憶部５を有している構成を例示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、転送装置１が、図１に示すような単一のリング制御システムにおける転送装置として利用される場合には、優先リング情報記憶部５を必ずしも有している必要はない。一方、後述するように、転送装置１が、マルチリング型冗長通信路のリング制御システムにおける共用転送装置として利用される場合には、優先リング情報記憶部５を有していることが望ましい。

図３は、図２に示したポート情報記憶部４及び優先リング情報記憶部５に記憶される情報の構成と、図２では図示していなかった転送テーブル記憶部に記憶される情報の構成とを示す図である。ポート情報記憶部４にはポート情報が保持され、ポート情報は、ポートＩＤ毎に、当該ポートに接続される隣接装置ＩＤ（隣接する転送装置のＩＤ）、当該ポートの転送状態（例えば、閉塞、開放、主閉塞、復旧、ＮＵＬＬ）、及び当該ポートが属するリングＩＤｓにより構成される。また、優先リング情報記憶部５には優先リング情報が保持され、優先リング情報は、装置ＩＤ（転送装置ＩＤ）に対する優先リングＩＤにより構成される。尚、転送テーブル記憶部に記憶される転送テーブルは、制御フレーム及び通常フレームを転送するために必要な情報から構成され、学習されたフレームの転送先ポートを含む。

例えば、図３に示すように、転送テーブル記憶部は、転送装置１が制御フレーム及び通常フレームを受信するポートである受信ポートＩＤ、制御フレーム及び通常フレームを送信する宛先に関する情報、及びこれらのフレームを出力するポートである出力ポートＩＤにより構成される。また、本実施形態が想定する事例とは異なるが、リング型冗長通信路で運用されるプロトコルによっては、転送テーブル記憶部は、ホップ数やコストに関する情報などによって構成される場合も考えられる。

なお、ここで、ポートの転送状態を示す言葉について説明しておくと、「閉塞」とは、ポートが閉じており、制御フレームのみを転送し、通常フレームを転送しない状態である。本実施形態では、ポートにおいて通信路の故障が検出されると、当該ポートは「閉塞」される。また、「開放」とは、ポートが開いており、制御フレームのみならず、通常フレームをも転送する状態である。本実施形態では、後述する「主閉塞」のポート以外のポートは、当該リング型冗長通信路の正常状態においては「開放」のポートとされる。また、「主閉塞」とは、「閉塞」と同様、ポートが閉じており、制御フレームのみを転送し、通常フレームを転送しない状態のことである。もっとも、「主閉塞」は、「閉塞」とは異なり、フレーム転送経路を一意に選択させることを目的として、当該リング型冗長通信路の正常状態においても閉塞しているものである。また、「復旧」とは、「閉塞」や「主閉塞」と同様、ポートが閉じており、制御フレームのみを転送し、通常フレームを転送しない状態のことである。本実施形態では、故障を検出したポートについて復旧を検出すると、当該ポートを「復旧」のポートとするが、当該リング型冗長通信路全体としては未だ完全に復旧しているわけではないので、通常フレームの転送をしない状態としている。

図４は、図１及び図２に示した転送装置間で転送され、かつ、リングを制御するための制御フレームのフォーマットを示す図である。検査フレーム６は、イーサフレームヘッダ（ＤＡ／送信先アドレス、ＳＡ／送信元アドレス）、自らの転送装置のＩＤ、未着フラグ、優先リングＩＤ、非優先リングＩＤｓを保持する。ここで、転送装置１は、検査フレームを送信する場合、未着フラグを「ＯＦＦ」に設定して送信し、検査フレーム未着通知を送信する場合、未着フラグを「ＯＮ」に設定して送信する。すなわち、転送装置１は、未着フラグ「ＯＮ」に設定した検査フレームを、検査フレーム未着通知６−１として送信する。また、開放命令フレーム７、復旧検査フレーム８及び復旧開放命令フレーム９は、それぞれ、イーサフレームヘッダ（ＤＡ／送信先アドレス、ＳＡ／送信元アドレス）、種別、送信先の転送装置のＩＤ、自らの転送装置のＩＤ、優先リングＩＤ、非優先リングフラグを保持する。この種別により、開放命令フレーム７、復旧検査フレーム８及び復旧開放命令フレーム９が区別される。尚、図４に示していないが、制御フレームには復旧検査失敗フレームもある。

図２において、転送装置１のリング制御部２は、以下の機能を有する。
（１）ポート１−１〜１−３を「閉塞」「開放」「主閉塞」「復旧」の状態に制御する機能
（２）ポート制御の結果を、ポート情報記憶部４の転送状態に記憶させる機能
（３）制御フレームを受信したポートと同じリングに属する他方のポートから、その制御フレームを転送する機能（例えば図１において、転送装置１Ａのポート１Ａ−１が制御フレームを受信した場合、ポート１Ａ−２からその制御フレームを転送する。）
（４）図示しない転送テーブル記憶部に記憶された転送テーブルを初期化する機能
（５）ポートにおいて検査フレーム６を受信しなかった際に、または検査フレーム未着通知６−１を受信した際に、当該ポートを閉塞してから、当該ポートと同じリングに属する他方のポートから開放命令フレーム７を送信する機能
（６）開放命令フレーム７を受信した際に、ポート情報記憶部４の転送状態が「主閉塞」であるポートを開放する機能
（７）ユーザのオペレーションによりポートを指定して切り戻し指示を入力した際に、復旧検査フレーム８を送信して他方のポートからその復旧検査フレーム８を受信し、その指定されたポートを「主閉塞」に設定した後に、当該ポートから復旧開放命令フレーム９を送信する機能
（８）復旧開放命令フレーム９を受信した際に、ポート情報記憶部４の転送状態が「復旧」であるポートを開放する機能

また、転送装置１の制御フレーム管理部３（以下、制御フレーム管理部３−１，３−２，３−３を総称して制御フレーム管理部３という。）は、以下の機能を有する。
（１）ポートから制御フレームを受信した際に、当該制御フレームをリング制御部２に通知する機能
（２）リング制御部２からの制御フレーム送信指示に応じて、ポートから当該制御フレームを送信する機能
（３）ポートの転送状態が「開放」の際に、同じリングに属する他方のポートから制御フレーム及び通常フレームを転送し、ポートの転送状態が「主閉塞」「閉塞」「復旧」の際に、制御フレームのみを転送し、通常フレームを転送しない機能

〔動作〕
次に、本発明の実施の形態によるリング制御システムの動作について詳細に説明する。図５は、図１に示したリング制御システムの動作の概要を示す図である。図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、正常状態時、故障検出時、経路切替時の動作状態をそれぞれ示している。

図５（ａ）において、各転送装置は、隣接する転送装置との間で相互に、検査フレーム６を送受信する。尚、転送装置１Ｅのポート１Ｅ−１が「主閉塞」の状態であるとする。前述した転送装置１の制御フレーム管理部３の機能（３）に示したように、転送装置１Ｅは、「主閉塞」されたポート１Ｅ−１を介して、検査フレーム６及び開放命令フレーム７等の制御フレームを転送装置１Ｄとの間で送受信するが、通常フレームは送受信しない。これにより、リング制御システムを構成する物理的なリングＲ１は、論理的に終端点を有することになるから、通常フレームによるループは発生しない。

図５（ｂ）において、転送装置１Ａと転送装置１Ｂとの間で、転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となった場合の動作を、図６を参照して説明する。以下の説明では、図５と図６との間では付番が異なっており、図６は図２の付番に従っている点に留意されたい。転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向の回線断が発生すると、転送装置１Ａは、ポート１Ａ−２を介して検査フレーム６を一定時間の間受信しないから（ステップＳ６−２）、ポート１Ａ−２において故障を検出する。この場合、検査フレーム６の転送遅延や転送装置１Ａ内での転送バッファの溢れが発生した場合も、故障が検出される。そして、転送装置１Ａは、故障を検出したポート１Ａ−２から検査フレーム未着通知６−１を送信する（ステップＳ６−３）。そして、転送装置１Ａは、故障を検出したポート１Ａ−２を閉塞し、ポート情報記憶部４の転送状態を「閉塞」に書き換える（ステップＳ６−５）。一方、転送装置１Ｂは、ポート１Ｂ−１を介して検査フレーム未着通知６−１を受信すると（ステップＳ６−１２，６−４）、ポート１Ｂ−１において故障を検出する。そして、転送装置１Ｂは、故障を検出したポート１Ｂ−１を閉塞し、ポート情報記憶部４の転送状態を「閉塞」に書き換える（ステップＳ６−５）。

図５（ｃ）において、経路切替を行う動作を、図６を参照して説明する。転送装置１Ａ及び転送装置１Ｂは、故障を検出したポート１Ａ−２，１Ｂ−１と同じリングＲ１に属する他のポート１Ａ−１，１Ｂ−２を介して、開放命令フレーム７を送信する（ステップＳ６−６〜６−１１）。一方、開放命令フレーム７を受信した転送装置は、転送テーブルを初期化し、受信したポートを同じリングＲ１に属する他ポートを介して当該開放命令フレーム７を転送する（ステップＳ６−１５〜６−２６）。この場合、「主閉塞」ポート１Ｅ−１を保持する転送装置１Ｅは、開放命令フレーム７を受信すると、前述のように転送テーブルを初期化し（ステップＳ６−１９）、他ポートを介して開放命令フレーム７を転送することに加えて（ステップＳ６−２６）、「主閉塞」ポート１Ｅ−１を「開放」し、ポート情報記憶部４の転送状態を「開放」に書き換える（ステップＳ６−２０〜６−２３）。

ここで、検査フレーム６を一定時間の間受信しないことにより故障が検出されたポート１Ａ−２において、その後に検査フレーム６を受信するようになると、転送装置１Ａのリング制御部２は、故障の復旧を検出し、ポート情報記憶部４の転送状態を「復旧」に書き換える。この場合、故障が復旧すると、転送装置１Ａの制御フレーム管理部３−１は、ポート１Ａ−２からの検査フレーム未着通知６−１の送信を中止する。一方、検査フレーム未着通知６−１を受信したことにより故障を検出した転送装置１Ｂは、その後、検査フレーム未着通知６−１をポート１Ｂ−１を介して一定時間の間受信しないようになると、転送装置１Ｂのリング制御部２は、故障の復旧を検出し、ポート情報記憶部４の転送状態を「復旧」に書き換える。

図５及び図６に示した動作によれば、転送装置１Ｂのポート１Ｂ−１から転送装置１Ａのポート１Ａ−２の方向に回線断が発生した場合には、ポート１Ｂ−１，１Ａ−２を閉塞すると共に、転送装置１Ｅの「主閉塞」ポート１Ｅ−１を「開放」するようにした。これにより、片方向回線断が発生した場合に、片方向ループの発生を防ぎながら経路の切り替えを行うことができる。また、経路の分断の発生を副次的に防止することができ、リング型冗長通信路において、全ての転送装置間で経路を確保することができる。

次に、図５（ｂ）において、転送装置１Ａと転送装置１Ｂとの間で、転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となった場合の動作、並びに、経路切替を行う動作を、図６を参照しながら、さらに詳細に説明する。以下では、転送装置１Ａにおける動作、転送装置１Ｂにおける動作、転送装置１Ａ、１Ｂおよび１Ｅ以外の他の転送装置における動作、主閉塞ポートを有する転送装置１Ｅにおける動作について、順に説明する。なお、以下では、図５に示すところの転送装置１Ａのポート１Ａ−２が、「ポート１−１」であり、図５に示すところの転送装置１Ａのポート１Ａ−１が、「ポート１−２」であり、図５に示すところの転送装置１Ｂのポート１Ｂ−１が、「ポート１−１」であり、図５に示すところの転送装置１Ｂのポート１Ｂ−２が、「ポート１−２」であり、図５に示すところの転送装置１Ｅのポート１Ｅ−１が、「ポート１−１」であり、図５に示すところの転送装置１Ｅのポート１Ｅ−２が、「ポート１−２」であるものとする。また、以下に説明する動作は、あくまで一例にすぎず、本発明の動作はこれに限られるものではない。

まず、転送装置１Ａにおける動作について説明すると、転送装置１Ａは、ポート１−１（ポート１Ａ−２）を介して、隣接する転送装置１Ｂとの間で相互に、検査フレーム６を送受信している（ステップＳ６−１）。ここで、転送装置１Ａは、ポート１−１（ポート１Ａ−２）が検査フレーム６を受信したか否かを判定しているので（ステップＳ６−２）、転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となった場合には、転送装置１Ａは、ポート１−１（ポート１Ａ−２）が検査フレーム６を受信していないと判定することになる（ステップＳ６−２否定）。

すると、転送装置１Ａは、制御フレーム管理部３−１において、ポート１−１（ポート１Ａ−２）から、検査フレームが未だ到着しないことを通知する未着通知フレーム６−１を、転送装置１Ｂに対して送信する（ステップＳ６−３）。そして、転送装置１Ａは、制御フレーム管理部３−１において、リング制御部２に、未着通知フレーム６−１を送信したことを通知する（ステップＳ６−４）。すると、転送装置１Ａは、リング制御部２において、故障を検出したポート１−１（ポート１Ａ−２）を閉塞し、ポート情報記憶部４のポート１−１（ポート１Ａ−２）の転送状態を、「閉塞」に書き換える（ステップＳ６−５）。

続いて、転送装置１Ａは、ポート情報記憶部４のポート１−１（ポート１Ａ−２）のリングＩＤｓが、優先リング情報記憶部５の優先リングＩＤを保持しているか否かを判定する（ステップＳ６−６）。ここで、本実施形態においては、ポート情報記憶部４のリングＩＤｓと優先リング情報記憶部５の優先リングＩＤとがいずれも「Ｒ１」であるので（ステップＳ６−６肯定）、転送装置１Ａは、ポート情報記憶部４のリングＩＤｓに、「Ｒ１」を保持するポート１−２（ポート１Ａ−１）を取得する（ステップＳ６−１３）。

そして、転送装置１Ａは、取得したポート１−２（ポート１Ａ−１）の転送状態が「主閉塞」であるか否かを判定する（ステップＳ６−８）。本実施形態においては、ポート１−２（ポート１Ａ−１）の転送状態は、「主閉塞」ではないので（ステップＳ６−８否定）、転送装置１Ａは、リング制御部２において、転送テーブル記憶部を初期化し（ステップＳ６−９）、続いて、制御フレーム管理部３−２に、主閉塞ポートを開放することを命令する開放命令フレーム７を、ポート１−２（ポート１Ａ−１）から送信するように指示する（ステップＳ６−１０）。なお、この時、宛先は、ポート１−１（ポート１Ａ−２）の隣接装置である転送装置１Ｂであるものとする。その後、転送装置１Ａは、制御フレーム管理部３−２において、ポート１−２（ポート１Ａ−１）から、開放命令フレーム７を送信する（ステップＳ６−１１）。

次に、転送装置１Ｂにおける動作について説明すると、転送装置１Ｂは、転送装置１Ａと同様、ポート１−１（ポート１Ｂ−１）を介して、隣接する転送装置１Ａとの間で相互に、検査フレーム６を送受信しており（ステップＳ６−１）、ポート１−１（ポート１Ｂ−１）が検査フレーム６を受信したか否かを判定している（ステップＳ６−２）。ところで、転送装置１Ｂは、ポート１−１（ポート１Ｂ−１）が未着通知フレーム６−１を受信したか否かも判定しており（ステップＳ６−１２）、転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となった場合には、転送装置１Ｂは、ポート１−１（ポート１Ｂ−１）が未着通知フレーム６−１を受信したと判定することになる（ステップＳ６−１２肯定）。

その後は、転送装置１Ａと同様に、転送装置１Ｂは、制御フレーム管理部３−１において、リング制御部２に、未着通知フレーム６−１を受信したことを通知し（ステップＳ６−４）、リング制御部２において、故障を検出したポート１−１（ポート１Ｂ−１）を閉塞し、ポート情報記憶部４のポート１−１（ポート１Ｂ−１）の転送状態を、「閉塞」に書き換え（ステップＳ６−５）、ポート情報記憶部４のポート１−１（ポート１Ｂ−１）のリングＩＤｓが、優先リング情報記憶部５の優先リングＩＤを保持しているか否かを判定し（ステップＳ６−６）、ポート情報記憶部４のリングＩＤｓに、「Ｒ１」を保持するポート１−２（ポート１Ｂ−２）を取得し（ステップＳ６−１３）、取得したポート１−２（ポート１１Ｂ−２）の転送状態が「主閉塞」であるか否かを判定し（ステップＳ６−８）、リング制御部２において、転送テーブル記憶部を初期化し（ステップＳ６−９）、制御フレーム管理部３−２に、主閉塞ポートを開放することを命令する開放命令フレーム７を、ポート１−２（ポート１Ｂ−２）から送信するように指示し（ステップＳ６−１０）、制御フレーム管理部３−２において、ポート１−２（ポート１Ｂ−２）から、開放命令フレーム７を送信する（ステップＳ６−１１）。なお、この時、宛先は、ポート１−１（ポート１Ｂ−１）の隣接装置である転送装置１Ａであるものとする。

次に、転送装置１Ａ、１Ｂおよび１Ｅ以外の他の転送装置における動作について説明すると、他の転送装置は、ポート１−２（もしくは、ポート１−１でもよいが、以下では、ポート１−２で受信したものとする）が、開放命令フレーム７を受信したか否かを判定しているので（ステップＳ６−１５）、転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となった場合には、受信したと判定することになる（ステップＳ６−１５肯定）。

すると、他の転送装置は、制御フレーム管理部３−２において、リング制御部２に、開放命令フレーム７を受信したことを通知する（ステップＳ６−１６）。すると、他の転送装置は、リング制御部２において、ポート情報記憶部４から、開放命令フレーム７の優先リングＩＤと同じリングＩＤを持つポート１−１を取得する（ステップＳ６−１７）。

続いて、他の転送装置は、開放命令フレーム７において主閉塞ポートの開放が命令される優先リングが、自装置の優先リングと同じであるか否かを判定し（ステップＳ６−１８）、本実施形態においては、同じであるので（ステップＳ６−１８肯定）、他の転送装置は、リング制御部２において、転送テーブル記憶部を初期化する（ステップＳ６−１９）。

そして、他の転送装置は、ポート１−１の転送状態が主閉塞であるか否かを判定し（ステップＳ６−２０）、本実施形態においては、主閉塞ではないので（ステップＳ６−２０否定）、次に、ポート１−２の転送状態が主閉塞であるか否かを判定し（ステップＳ６−２２）、本実施形態においては、主閉塞ではないので（ステップＳ６−２２否定）、他の転送装置は、続いて、開放命令フレーム７の送信先装置ＩＤが、自装置ＩＤであるか否かを判定する（ステップＳ６−２４）。

本実施形態においては、開放命令フレーム７の送信先ＩＤは、上記してきたように、転送装置１Ｂであるか、もしくは、転送装置１Ａであるので、他の転送装置は、自装置ＩＤではないと判定することになる（ステップＳ６−２４否定）。すると、他の転送装置は、リング制御部２において、制御フレーム管理部３−１に開放命令フレーム７を転送するように指示する（ステップＳ６−２５）。その後、他の転送装置は、制御フレーム管理部３−１において、ポート１−１から、開放命令フレーム７を転送する（ステップＳ６−２６）。

次に、主閉塞ポートを有する転送装置１Ｅにおける動作について説明すると、転送装置１Ｅは、他の転送装置と同様に、ポート１−２（もしくは、ポート１−１でもよいが、以下では、ポート１−２で受信したものとする）が、開放命令フレーム７を受信したか否かを判定し（ステップＳ６−１５）、転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となった場合には、受信したと判定することになる（ステップＳ６−１５肯定）。すると、転送装置１Ｅは、他の転送装置と同様に、制御フレーム管理部３−２において、リング制御部２に、開放命令フレーム７を受信したことを通知し（ステップＳ６−１６）、リング制御部２において、ポート情報記憶部４から、開放命令フレーム７の優先リングＩＤと同じリングＩＤを持つポート１−１（ポート１Ｅ−１）を取得し（ステップＳ６−１７）、開放命令フレーム７において主閉塞ポートの開放が命令される優先リングが、自装置の優先リングと同じであるか否かを判定し（ステップＳ６−１８）、リング制御部２において、転送テーブル記憶部を初期化する（ステップＳ６−１９）。

そして、転送装置１Ｅは、他の転送装置と同様に、ポート１−１（ポート１Ｅ−１）の転送状態が主閉塞であるか否かを判定するが（ステップＳ６−２０）、本実施形態においては、主閉塞であるので（ステップＳ６−２０肯定）、転送装置１Ｅは、ポート１−１（ポート１Ｅ−１）を開放し、ポート情報記憶部４のポート１−１（ポート１Ｅ−１）の転送状態を、「開放」に書き換える（ステップＳ６−２１）。

その後は、転送装置１Ｅは、１−２ポートの転送状態が主閉塞であるか否かを判定するが（ステップＳ６−２２）、主閉塞ではないので（ステップＳ６−２２否定）、他の転送装置と同様、開放命令フレーム７の送信先装置ＩＤが、自装置ＩＤであるか否かを判定し（ステップＳ６−２４）、自装置ＩＤではないと判定することになるので（ステップＳ６−２４否定）、２リング制御部において、３−１制御フレーム管理部に開放命令フレーム７を転送するように指示し（ステップＳ６−２５）、３−１制御フレーム管理部において、１−１ポート（１Ｅ−１ポート）から、開放命令フレーム７を転送する（ステップＳ６−２６）。

以上、図６のフローチャート図により、回線断の故障が発生した場合の経路切替の動作について説明した。次に、図７のフローチャート図により、故障から復旧して正常状態に戻るまでの動作について説明する。

ここで、本発明に係るリング型冗長通信路制御方法においては、リング型冗長通信路を構成する複数の転送装置のうち、いずれかの転送装置のいずれかのポートが、主閉塞ポートとするように指定されることになるが、この指定については、オペレータの操作によって指定される場合もあれば、復旧時にはどのポートを主閉塞ポートとすべきかが予め指定されている場合もある。以下では、オペレータの操作によって指定される場合について説明しているが、いずれの場合にも、本発明を同様に適用することができる。なお、前者の場合には、オペレータの操作によって行われる指定を契機に、復旧のための動作が開始されると考えられ、一方、後者の場合には、指定されたポートを有する転送装置が、以下に説明する復旧のための動作を自動的に開始したり、何らかの条件下で開始すると考えられる。また、オペレータの操作によって指定される場合、オペレータが、直接、主閉塞ポートとするように指定するポートを有する転送装置を操作する場合もあれば、遠隔からの通信によって、当該転送装置を操作する場合もあるが、いずれの場合にも、本発明を同様に適用することができる。

さらに、主閉塞ポートとするように指定するポートを有する転送装置として、いずれの転送装置が選択されるかについてであるが、例えば、上記してきた事例における転送装置１Ｅのように、もともと主閉塞ポートを有していた転送装置を再び選択する手法もあれば、その他の転送装置を選択する手法もあるが、いずれの手法にも、本発明を同様に適用することができる。以下では、主閉塞ポートとするように指定するポートを有する転送装置として、いずれの転送装置が選択されるかについて明示するものではないが、最初に、選択された転送装置における動作について説明し、次に、その他の転送装置における動作について説明する。

この動作は、図２において、故障の検出により転送装置１のポート１−１の転送状態が「閉塞」となった後「復旧」になったものとする。図７において、リング制御部２は、オペレータの操作によりポート１−１を指定した切り戻し指示を受信すると（ステップＳ７−１）、復旧検査フレーム８の送信指示を制御フレーム管理部３−１に通知する（ステップＳ７−２）。制御フレーム管理部３−１は、ポート１−１を介して、自らの転送装置宛の復旧検査フレーム８を送信する（ステップＳ７−３）。

そして、制御フレーム管理部３−１は、ポート１−１を介して復旧検査失敗フレームを受信したか否か、及び、自らの転送装置宛の復旧検査フレーム８を受信したか否かを判断し（ステップＳ７−４，７−５）、復旧検査失敗フレームを受信した場合は、同じリング型冗長通信路は故障の発生から復旧していないものと判断してエラー処理を行う。また、ポート１−２を介して復旧検査フレーム８を受信した場合は（ステップＳ７−５）、復旧検査フレーム８を受信したことをリング制御部２に通知する（ステップＳ７−６）。

なお、復旧検査失敗フレームとは、後述するように、故障を検出した転送装置において、故障を検出したことで転送状態を「閉塞」としていたポートが、未だ「復旧」に書き換えられておらず、「閉塞」のままであることから、当該転送装置によって、未だ復旧していないことを通知する意味で送信されるものである。

制御フレーム管理部３は、ポート情報記憶部４のポート１−１のリングＩＤｓとポート１−２のリングＩＤｓとが同じリングＩＤを保持しているか否かを判断し（ステップＳ７−７）、保持していない場合はエラー処理を行う。保持している場合は、リング制御部２は、ポート１−１を「主閉塞」に設定し、ポート情報記憶部４のポート１−１の転送状態を「主閉塞」に書き換える（ステップＳ７−８）。リング制御部２は、転送テーブルを初期化し（ステップＳ７−９）、復旧開放命令フレーム９の送信指示を制御フレーム管理部３−１に通知し（ステップＳ７−１０）、制御フレーム管理部３−１は、ポート１−１を介して、自らの転送装置宛の復旧開放命令フレーム９を送信する（ステップＳ７−１１）。これにより、故障状態から正常状態に復旧する。

次に、図８のフローチャート図により、図７に示した復旧動作において、故障から復旧して正常状態に戻るまでの、他の転送装置１の動作について説明する。この動作は、図７に示したステップ７−３，７−１０により送信された復旧検査フレーム８及び復旧開放命令フレーム９を、転送装置１（この転送装置１は、図７における転送装置１とは異なる装置である。）のポート１−１を介して受信する場合を示す。図８において、制御フレーム管理部３−１は、ポート１−１を介して復旧検査フレーム８を受信すると（ステップＳ８−１）、復旧検査フレーム８を受信したことを制御フレーム管理部３−１に通知する（ステップＳ８−２）。リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、復旧検査フレーム８のリングＩＤと同じＩＤを保持しているポートＩＤ（ポート１−２）を取得する（ステップＳ８−３）。

リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、ポート１−２の転送状態が「閉塞」であるか否かを判断する（ステップＳ８−４）。「閉塞」である場合は、リング制御部２は、復旧検査失敗フレームを送信することを制御フレーム管理部３−１に通知し（ステップＳ８−５）、制御フレーム管理部３−１は、ポート１−１を介して、復旧検査失敗フレームを送信する（ステップＳ８−６）。「閉塞」でない場合（すなわち故障を検出していないため「開放」である場合または「復旧」である場合）は、リング制御部２は、復旧検査フレーム８を転送することを制御フレーム管理部３−２に通知し（ステップＳ８−７）、制御フレーム管理部３−２は、ポート１−２を介して、復旧検査フレーム８を転送する（ステップＳ８−８）。

そして、制御フレーム管理部３−１は、ポート１−１を介して復旧開放命令フレーム９を受信した場合に（ステップＳ８−９）、復旧開放命令フレーム９を受信したことをリング制御部２に通知する（ステップＳ８−１０）。リング制御部２は、転送テーブルを初期化し（ステップＳ８−１１）、ポート情報記憶部４からポート１−１の転送状態が「復旧」であるか否かを判断し（ステップＳ８−１２）、「復旧」である場合に、ポート１−１を開放し、ポート情報記憶部４の当該転送状態を「開放」に書き換える（ステップＳ８−１３）。そして、ポート１−２の転送状態が「復旧」であるか否かを判断し（ステップＳ８−１４）、「復旧」である場合に、ポート１−２を開放し、ポート情報記憶部４の当該転送状態を「開放」に書き換える（ステップＳ８−１５）。そして、リング制御部２は、復旧開放命令フレーム９の転送を制御フレーム管理部３−２に通知し（ステップＳ８−１６）、制御フレーム管理部３−２は、ポート１−２を介して、復旧開放命令フレーム９を転送する（ステップＳ８−１７）。

なお、上記の例では、故障を検出した転送装置において、未だ復旧していない場合には、当該転送装置が、復旧検査失敗フレームを送信し、復旧検査フレームを送信した転送装置側は、当該復旧検査失敗フレームを受信することで、エラー処理を行う例を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、故障を検出した転送装置において、未だ復旧していない場合には、当該転送装置は、復旧検査失敗フレームを送信することはせずに、単に、受信した復旧検査フレームを破棄してもよい。すると、復旧検査フレームは、当該転送装置以降の転送装置に転送されないことになり、結局、復旧検査フレームを送信した転送装置側は、当該復旧検査フレームを受信しないことになるので、復旧のための処理（指定されたポートを主閉塞ポートにする処理など）を行うことはない。この手法によれば、例えば、復旧検査フレームを送信する転送装置側が、復旧検査フレームを周期的に送信し、復旧検査フレームを受信した場合に、復旧のための処理を行う、といった構成をとることで、常に復旧できるか否かの状況を監視することも可能になる。

〔動作／マルチリング型冗長通信路〕
以上、図１〜図８を用いて、単一のリング型冗長通信路のリング制御システムの動作について説明した。次に、図９〜図１５を用いて、マルチリング型冗長通信路のリング制御システムの動作について説明する。図９は、マルチリング型冗長通信路のリング制御システムの正常時の動作の概要を示す図である。このリング制御システムは、１０台の転送装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ，１Ｋから構成され、各転送装置は、それぞれ図９に示すポートを備えている。尚、このリング制御システムは一例であり、本発明は、転送装置の台数やポートの数により限定されるものではない。

転送装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｆに備えたそれぞれのポート、転送装置１Ｄに備えたポート１Ｄ−１，１Ｄ−２、及び転送装置１Ｅに備えたポート１Ｅ−１，１Ｅ−２は、マルチリング型冗長通信路のうちの一つのリングＲ１に属するポートであり、それぞれのポートが隣接する転送装置に接続されることにより、リングＲ１が構成される。また、転送装置１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ，１Ｋに備えたそれぞれのポート、転送装置１Ｄに備えたポート１Ｄ−３，１Ｄ−２、及び転送装置１Ｅに備えたポート１Ｅ−１，１Ｅ−３は、マルチリング型冗長通信路のうちの一つのリングＲ２に属するポートであり、それぞれのポートが隣接する転送装置に接続されることにより、リングＲ２が構成される。尚、このリング制御システムにより構成されるリング数は２であるが、本発明は、このリング数により限定されるものでない。

ここで、転送装置１Ｄのポート１Ｄ−２及び転送装置１Ｅのポート１Ｅ−１が共用ポートであり、リングＲｌにおいて主閉塞ポートを転送装置１Ｃのポート１Ｃ−２、リングＲ２において主閉塞ポートを転送装置１Ｋのポート１Ｋ−２とすることにより、全ての転送装置の通信経路が一意に制御されているものとする。

図１０−１及び図１０−２は、図９に示した正常時における各転送装置のポート情報記憶部４及び優先リング情報記憶部５に記憶された各情報を示す図である。ポート情報記憶部４において、図９に示したポートのうち、転送装置１Ｃの主閉塞ポート１Ｃ−２及び転送装置１Ｋの主閉塞ポート１Ｋ−２の転送状態が「主閉塞」であり、その他のポートの転送状態が「開放」であることがわかる。

また、図１１は、転送装置１Ａと転送装置１Ｂとの間で、転送装置１Ｂから転送装置１Ａの方向が回線断となり、故障が発生した場合の動作を示す図であり、図１２は、転送装置１Ｄと転送装置１Ｅとの間の共用回線において、故障が発生した場合の動作を示す図である。図１３−１及び図１３−２は、図１１及び図１２に示す故障時における各転送装置のポート情報記憶部４に記憶された各情報を示す図である。ポート情報記憶部４において、図１１の故障時には、転送装置１Ａのポート１Ａ−２及び転送装置１Ｂのポート１Ｂ−１の転送状態が「開放」から「閉塞」に書き換わり、転送装置１Ｃのポート１Ｃ−２の転送状態が「主閉塞」から「開放」に書き換わっていることがわかる。また、図１２の故障時には、転送装置１Ｄのポート１Ｄ−２及び転送装置１Ｅのポート１Ｅ−１の転送状態が「開放」から「閉塞」に書き換わり、転送装置１Ｃのポート１Ｃ−２の転送状態が「主閉塞」から「開放」に書き換わっていることがわかる。

また、図１４は、図１１に示した、転送装置１Ａと転送装置１Ｂとの間の転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となり故障が発生した後に、その故障が復旧した場合の動作を示す図である。図１５は、図１４に示す復旧時における転送装置１Ａ，１Ｂのポート情報記憶部４に記憶された各情報を示す図である。ポート情報記憶部４において、図１４の復旧時には、転送装置１Ａのポート１Ａ−２及び転送装置１Ｂのポート１Ｂ−１の転送状態が「閉塞」から「復旧」に書き換わっていることがわかる。

図１１、図１３−１及び図１０−１を参照して、転送装置１Ａと転送装置１Ｂとの間で、転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となり故障が発生した場合の、転送装置１Ａの動作について説明する。転送装置１Ａが、ポート１Ａ−２を介して検査フレーム６を受信しなくなるから、制御フレーム管理部３−２は、ポート１Ａ−２を介して、検査フレーム未着通知６−１を送信する。また、制御フレーム管理部３−２は、検査フレーム未着通知６−１を送信したことをリング制御部２に通知し、リング制御部２は、ポート１Ａ−２を閉塞し、ポート情報記憶部４のポート１Ａ−２の転送状態を「閉塞」に書き換える（図１３−１を参照）。リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、ポート１Ａ−２のリングＩＤｓが「Ｒ１」であり、転送装置１Ａの優先リング情報記憶部５の優先リングＩＤも「Ｒ１」であるため（図１０−１、図１３−１を参照）、ポート情報記憶部４から、リングＩＤｓに「Ｒ１」を保持するポート１Ａ−２以外の「ポート１Ａ−１」、及びポート１Ａ−２の隣接装置ＩＤの「１Ｂ」を取得する。さらに、リング制御部２は、転送テーブルを初期化する。そして、リング制御部２は、転送装置１Ｂ宛に優先リングＩＤをＲ１とした開放命令フレーム７を送信することを制御フレーム管理部３−１に通知し、制御フレーム管理部３−１は、ポート１Ａ−１を介して、開放命令フレーム７［１Ｂ宛］［Ｒ１］を送信する。

同様に、図１１、図１３−１及び図１０−１を参照して、転送装置１Ａと転送装置１Ｂとの間で、転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となり故障が発生した場合の、転送装置１Ｂの動作について説明する。転送装置１Ｂの制御フレーム管理部３−１が、ポート１Ｂ−１を介して検査フレーム未着通知６−１を受信すると、検査フレーム未着通知６−１を受信したことをリング制御部２に通知する。リング制御部２は、ポート１Ｂ−１を閉塞し、ポート情報記憶部４のポート１Ｂ−１の転送状態を「閉塞」に書き換える（図１３−１を参照）。リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、ポート１Ｂ−１のリングＩＤｓが「Ｒ１」であり、転送装置１Ｂの優先リング情報記憶部５の優先リングＩＤも「Ｒ１」であるため（図１０−１、図１３−１を参照）、ポート情報記憶部４から、リングＩＤｓに「Ｒ１」を保持するポート１Ｂ−１以外の「ポート１Ｂ−２」、及びポート１Ｂ−１の隣接装置ＩＤの「１Ａ」を取得する。さらに、リング制御部２は、転送テーブルを初期化する。そして、リング制御部２は、転送装置１Ａ宛に優先リングＩＤをＲ１とした開放命令フレーム７を送信することを制御フレーム管理部３−２に通知し、制御フレーム管理部３−２は、ポート１Ｂ−２を介して、開放命令フレーム７［１Ａ宛］［Ｒ１］を送信する。

同様に、図１１、図１３−１及び図１０−１を参照して、転送装置１Ａと転送装置１Ｂとの間で、転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となり故障が発生した場合において、転送装置１Ｂからの開放命令フレーム７［１Ａ宛］［Ｒｌ］を受信した際の転送装置１Ｃの動作について説明する。転送装置１Ｃの制御フレーム管理部３−１が、ポート１Ｃ−１を介して開放命令フレーム７［１Ａ宛］［Ｒｌ］を受信すると、開放命令フレーム７を受信したことをリング制御部２に通知する。リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、リングＩＤｓに「Ｒ１」を保持するポートであって、開放命令フレーム７を受信したポート１Ｃ−１以外のポートであるポートＩＤ「ポート１Ｃ−２」を取得する（図１０−１、図１３−１を参照）。そして、ポート１Ｃ−２の転送状態が「閉塞」ではなく、開放命令フレーム７の優先リングＩＤ「Ｒ１」と転送装置１Ｃの優先リング情報記憶部５の優先リングＩＤ「Ｒ１」とが一致するため（図１３−１を参照）、転送テーブルを初期化する。さらに、リング制御部２は、ポート１Ｃ−２の転送状態が「主閉塞」であるため、ポート１Ｃ−２を開放し、ポート情報記憶部４のポート１Ｃ−２の転送状態を「開放」に書き換える（図１３−１を参照）。そして、リング制御部２は、転送装置１Ａ宛に優先リングＩＤをＲ１とした開放命令フレーム７を転送することを制御フレーム管理部３−２に通知し、制御フレーム管理部３−２は、ポート１Ｃ−２を介して、開放命令フレーム７［１Ａ宛］［Ｒ１］を転送する。

同様に、図１１及び図１０−２を参照して、転送装置１Ａと転送装置１Ｂとの間で、転送装置１Ｂから転送装置１Ａへの方向が回線断となり故障が発生した場合において、転送装置１Ｃからの開放命令フレーム７［１Ａ宛］［Ｒｌ］を受信した際の転送装置１Ｄの動作について説明する。転送装置１Ｄの制御フレーム管理部３−１が、ポート１Ｄ−１を介して開放命令フレーム７［１Ａ宛］［Ｒ１］を受信すると、開放命令フレーム７を受信したことをリング制御部２に通知する。リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、リングＩＤｓに「Ｒ１」を保持するポートであって、開放命令フレーム７を受信したポート１Ｄ−１以外のポートであるポートＩＤ「ポート１Ｄ−２」を取得する（図１０−２を参照）。そして、ポート１Ｄ−２の転送状態が「閉塞」ではなく、開放命令フレーム７の優先リングＩＤ「Ｒ１」と転送装置１Ｄの優先リング情報記憶部５の優先リングＩＤ「Ｒ１」とが一致するため（図１０−２を参照）、転送テーブルを初期化する。そして、リング制御部２は、転送装置１Ａ宛に優先リングＩＤをＲ１とした開放命令フレーム７を転送することを制御フレーム管理部３−２に通知し、制御フレーム管理部３−２は、ポート１Ｄ−２を介して、開放命令フレーム７［１Ａ宛］［Ｒ１］を転送する。転送装置１Ｅ，１Ｆについては、転送装置１Ｄと同様に動作する。

以上の動作により、共用ポート１Ｄ−２，１Ｅ−１以外で故障を検出した際に経路切替を行うことにより、図１１に示したマルチリング型冗長通信路の全ての転送装置間で通信可能な状態を保つことが可能となる。また、片方向回線断を検出したポート１Ａ−２，１Ｂ−１を閉塞し、開放命令フレーム７によって主閉塞ポート１Ｃ−２を開放することにより、片方向回線断による片方向ループの発生や故障の誤検出による両方向ループの発生を防止することが可能となる。

次に、図１２、図１３−２及び図１０−２を参照して、転送装置１Ｅと転送装置１Ｄとの間で、双方向が回線断となり故障が発生した場合の、転送装置１Ｄの動作について説明する。転送装置１Ｄが、ポート１Ｄ−２を介して検査フレーム６を受信しなくなるから、制御フレーム管理部３−２は、ポート１Ｄ−２を介して、検査フレーム未着通知６−１を送信する。また、制御フレーム管理部３−２は、検査フレーム未着通知６−１を送信したことをリング制御部２に通知し、リング制御部２は、ポート１Ｄ−２を閉塞し、ポート情報記憶部４のポート１Ｄ−２の転送状態を「閉塞」に書き換える（図１３−２を参照）。リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、ポート１Ｄ−２のリングＩＤｓが「Ｒ１，Ｒ２」であり、転送装置１Ｄの優先リング情報記憶部５の優先リングＩＤが「Ｒ１」であるため（図１０−２を参照）、ポート情報記憶部４から、リングＩＤｓに「Ｒ１」を保持するポート１Ｄ−２以外の「ポート１Ｄ−１」、及びポート１Ｄ−２の隣接装置ＩＤの「１Ｅ」を取得する。さらに、リング制御部２は、転送テーブルを初期化する。そして、リング制御部２は、転送装置１Ｅ宛に優先リングＩＤをＲ１とした開放命令フレーム７を送信することを制御フレーム管理部３−１に通知し、制御フレーム管理部３−１は、ポート１Ｄ−１を介して、開放命令フレーム７［１Ｅ宛］［Ｒ１］を送信する。転送装置１Ｅは、転送装置１Ｄと同様に動作する。

同様に、図１２、図１３−１及び図１０−１を参照して、転送装置１Ｅと転送装置１Ｄとの間で、双方向が回線断となり故障が発生した場合において、転送装置１Ｄからの開放命令フレーム７を［１Ｅ宛］［Ｒｌ］を受信した際の転送装置１Ｃの動作について説明する。転送装置１Ｃの制御フレーム管理部３−２が、ポート１Ｃ−２を介して開放命令フレーム７［１Ｅ宛］［Ｒｌ］を受信すると、開放命令フレーム７を受信したことをリング制御部２に通知する。リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、リングＩＤｓに「Ｒ１」を保持するポートであって、開放命令フレーム７を受信したポート１Ｃ−２以外のポートであるポートＩＤ「ポート１Ｃ−１」を取得する（図１０−１を参照）。そして、ポート１Ｃ−１の転送状態が「閉塞」ではなく、開放命令フレーム７の優先リングＩＤ「Ｒ１」と転送装置１Ｃの優先リング情報記憶部５の優先リングＩＤ「Ｒ１」とが一致するため（図１０−１を参照）、転送テーブルを初期化する。さらに、リング制御部２は、ポート１Ｃ−２の転送状態が「主閉塞」であるため、ポート１Ｃ−２を開放し、ポート情報記憶部４のポート１Ｃ−２の転送状態を「開放」に書き換える（図１３−１を参照）。そして、リング制御部２は、転送装置１Ｅ宛に優先リングＩＤをＲ１とした開放命令フレーム７を転送することを制御フレーム管理部３−１に通知し、制御フレーム管理部３−１は、ポート１Ｃ−１を介して、開放命令フレーム７［１Ｅ宛］［Ｒ１］を転送する。

以上の動作により、マルチリング型冗長通信路の共用ポート１Ｄ−２，１Ｅ−１間で故障が発生した際に、図１２に示したように優先リングＲｌにおいてのみ経路切替を行うことにより、リングＲ２では主閉塞ポート１Ｋ−２を開放しないから、複数のリング型冗長通信路を跨ぐスーパーループの発生を防止することが可能となる。

次に、図１４を参照して、転送装置１Ａと転送装置１Ｂとの間で発生した故障が復旧し、ポート１Ａ−２，１Ｂ−１が復旧状態になった際に、ポート１Ｃ−２を指定した切り戻し指示が入力された場合の、転送装置１Ｃの動作を説明する。転送装置１Ｃのリング制御部２は、オペレータの操作によりポート１Ｃ−２に対する切り戻し指示を入力すると、転送装置１Ｃ宛の復旧検査フレーム８を送信することを制御フレーム管理部３−２に通知し、制御フレーム管理部３−２は、ポート１Ｃ−２を介して、復旧検査フレーム８［１Ｃ宛］を送信する。この復旧検査フレーム８［１Ｃ宛］が他の転送装置で転送された結果、転送装置１Ｃの制御フレーム管理部３−１は、ポート１Ｃ−１を介して、復旧検査フレーム８［１Ｃ宛］を受信すると、復旧検査フレーム８を受信したことをリング制御部２に通知する。リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、ポート１Ｃ−１のリングＩＤｓ「Ｒｌ」とポート１Ｃ−２のリングＩＤｓ「Ｒｌ」が一致するため、ポート１Ｃ−２を主閉塞にし、ポート情報記憶部４のポート１Ｃ−２の転送状態を「主閉塞」に書き換える。そして、リング制御部２は、転送装置１Ｃ宛の復旧開放命令フレーム９を送信することを制御フレーム管理部３−２に通知し、制御フレーム管理部３−２は、ポート１Ｃ−２を介して、復旧開放命令フレーム９［１Ｃ宛］を送信する。

同様に、図１４及び図１５を参照して、転送装置１Ａと転送装置１Ｂとの間で発生した故障が復旧し、ポート１Ａ−２，１Ｂ−１が復旧状態になった際に、ポート１Ｃ−２に対する切り戻し指示が入力された場合の、転送装置１Ａの動作を説明する。転送装置１Ａの制御フレーム管理部３−１は、ポート１Ａ−１を介して、復旧検査フレーム８［１Ｃ宛］を受信すると、復旧検査フレーム８を受信したことをリング制御部２に通知する。リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、復旧検査フレーム８に保持されたリングＩＤ「Ｒ１」と同じＩＤを保持するポートＩＤ「ポート１Ａ−２」を取得する。そして、リング制御部２は、ポート情報記憶部４から、ポート１Ａ−２の転送状態が「閉塞」ではないため、転送装置１Ｃ宛に優先リングＩＤをＲ１とした復旧検査フレーム８を転送することを制御フレーム管理部３−２に通知し、制御フレーム管理部３−２は、ポート１Ａ−２を介して、復旧検査フレーム８［１Ｃ宛］を転送する。

また、転送装置１Ａの制御フレーム管理部３−１は、ポート１Ａ−１を介して、復旧開放命令フレーム９［１Ｃ宛］を受信すると、復旧開放命令フレーム９を受信したことをリング制御部２に通知する。リング制御部２は、転送テーブルを初期化し、ポート情報記憶部４から、ポート１Ａ−２の転送状態が「復旧」であるため、ポート１Ａ−２を開放し、転送装置Ａのポート情報記憶部４のポート１Ａ−２の転送状態を「開放」に書き換える。さらに、リング制御部２は、転送装置１Ｃ宛の復旧開放命令フレーム９を転送することを制御フレーム管理部３−２に通知し、制御フレーム管理部３−２は、ポート１Ａ−２を介して、復旧開放命令フレーム９［１Ｃ宛］を転送する。転送装置１Ｂは、転送装置１Ａと同様に動作する。

以上の動作により、故障が復旧した場合に、指定したポート１Ｃ−２を主閉塞してから、故障箇所で閉塞していたポート１Ａ−２，１Ｂ−１を開放するようにしたから、ループの発生を防止すると共に、正常時の状態に切り戻すことが可能となる。

以上のように、本発明の実施の形態によれば、故障発生による経路切替時に、故障を検出したポートを閉塞してから、主閉塞ポートの開放を行うようにした。これにより、両方向回線断及び片方向回線断によらず、故障発生時にループを発生させることなく切り替えを行うことが可能となる。また、故障の誤検出時に経路切替を行っても、ループの発生を防ぐことが可能となる。

また、本発明の実施の形態によれば、故障が発生した回線または装置を接続するポートを閉塞するようにした。これにより、経路を分断することなく故障発生による経路切替を行うことが可能となる。

また、本発明の実施の形態によれば、故障が復旧した際には、指定のポートを閉塞してから、故障による閉塞ポートを開放するようにした。これにより、ループを発生させることなく、切り戻しを行うことが可能となる。

また、本発明の実施の形態によれば、共用ポートにおいて故障を検出した際には、一つの優先リングにより経路切替を行うようにした。これにより、マルチリング型冗長通信路において、経路切替によるスーパーループの発生を防ぐことが可能となる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の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が可能である。また、本発明の目的を達し、効果を奏する範囲において、適宜変更して実装することが可能である。例えば、上記実施の形態では、一つのリングの転送装置の数を６としたが、この数に制限されることはない。また、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）等の識別子を用いて、リング型冗長通信路を論理的に多重化するようにしてもよい。この場合、主閉塞ポートの位置は、ＶＬＡＮ毎に異なっていてもよい。また、開放命令フレーム７または復旧開放命令フレーム９は、必ずしも通常の通信路を経由する必要はなく、管理者による操作やその他の手法により外部からの指示によって、経由する通信路情報が与えられるようにしてもよい。

また、上記の実施形態では、検査フレームを受信しないことにより故障を検出した転送装置と、未着通知フレームを受信したことにより故障を検出した転送装置との双方が、故障を検出したポートを各々閉塞し、また、開放命令フレームを各々送信する手法について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、検査フレームを受信しないことにより故障を検出した転送装置のみが（上記の例でいえば、転送装置１Ａのみが）、故障を検出したポート（１Ａ−２ポート）を閉塞し、開放命令フレームを転送装置１Ｂ宛に送信する手法や、検査フレームを受信しないことにより故障を検出する転送装置と、未着通知フレームを受信したことにより故障を検出する転送装置との間に予め優先順位付けがされることで、例えば、どのような状況においていずれの転送装置が開放命令フレームを送信するか等について決定されており、当該決定に従って転送装置が開放命令フレームを送信する手法などにも、本発明を同様に適用することができる。

なお、故障を検出した転送装置の双方が、ポートを閉塞して開放命令フレームを送信する手法の利点としては、当該リング型冗長通信路を運用管理する運用管理者が、通信路の故障箇所を特定しやすくなる点や、また、開放命令フレームが２系統で送信されることから、確実に送信されやすくなる点などを挙げることができる。

以上のように、本発明に係る転送装置は、リング型冗長通信路の下で、複数の転送装置を環状に接続したポートのうちの少なくとも１つのポートを、当該リング型冗長通信路の正常状態においても閉塞している主閉塞ポートとすることによって、前記フレーム転送経路を一意に選択させることに有用であり、特に、片方向の回線が切断した場合や、転送遅延または転送バッファの溢れ等により検査フレームを廃棄した場合であっても、ループの発生を防止し、かつ、故障発生時における経路の分断の発生を防止することに適する。

１ 転送装置
１−１，１−２，１−３ ポート
２ リング制御部
３，３−１，３−２，３−３ 制御フレーム管理部
４ ポート情報記憶部
５ 優先リング情報記憶部
６ 検査フレーム
６−１ 検査フレーム未着通知フレーム
７ 開放命令フレーム
８ 復旧検査フレーム
９ 復旧開放命令フレーム

Claims (11)

1. リング型冗長通信路を構成する転送装置であって、
   前記リング型冗長通信路に属する第１のポートおよび第２のポートと、
   前記第１のポートおよび前記第２のポートを、通常フレームおよび制御フレームの双方を転送することを示す第１状態と少なくとも前記通常フレームを転送しないことを示す第２状態とのいずれかに設定する制御部を備え、
   前記制御部は、前記第１のポートにおいて、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを一定時間受信しなかった際に、前記第１のポートおよび前記第２のポートの少なくとも一方から、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームであって自ら生成した制御フレームを送信することを特徴とする転送装置。
2. 請求項１に記載の転送装置において、
   前記第１のポートが前記第１状態に設定されている場合に当該第１のポートで受信した前記通常フレームおよび前記制御フレームを前記第２のポートに転送し、前記第１のポートが前記第２状態に設定されている場合に当該第１のポートで受信した前記通常フレームおよび前記制御フレームのうち少なくとも当該通常フレームを前記第２のポートに転送しない管理部をさらに備えたことを特徴とする転送装置。
3. 請求項１または２に記載の転送装置において、
   前記制御部は、前記第１のポートから、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを周期的に送信することを特徴とする転送装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の転送装置において、
   前記制御部は、前記第１のポートにおいて、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを一定時間受信しなかった際に、前記第１のポートを前記第２状態に設定することを特徴とする転送装置。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の転送装置において、
   前記制御部は、前記第１のポートにおいて、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを一定時間受信しなかった際に、当該第１のポートから、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームとして、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを一定時間受信しなかったことを示す制御フレームを送信することを特徴とする転送装置。
6. 請求項１から５までのいずれか一項に記載の転送装置において、
   前記制御部は、前記第１のポートにおいて、前記リング型冗長通信路の検査を示す制御フレームを一定時間受信しなかったことを示す制御フレームを受信した際に、前記第２のポートから、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームを送信することを特徴とする転送装置。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の転送装置において、
   前記制御部は、前記第１のポートにおいて、故障したポートの復旧検査を示す制御フレームを送信し、前記第２のポートにおいて、当該故障したポートの復旧検査を示す制御フレームを受信した際に、前記第１のポートまたは前記第２のポートを前記第２の状態に設定し、前記第１のポートおよび前記第２のポートの少なくとも一方から、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームをさらに送信することを特徴とする転送装置。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の転送装置において、
   前記制御部は、前記第１のポートにおいて、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームを受信した際に、当該第１のポートまたは前記第２のポートが前記第２状態に設定されている場合、当該第２状態の前記第１のポートまたは前記第２のポートを前記第１状態に設定することを特徴とする転送装置。
9. 請求項１から８までのいずれか一項に記載の転送装置において、
   前記制御フレーム及び前記通常フレームの転送先ポートを学習した転送テーブルを記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームを受信した際に、前記転送テーブルを初期化することを特徴とする転送装置。
10. 請求項１から９までのいずれか一項に記載の転送装置において、
    前記リング型冗長通信路とは異なるリング型冗長通信路に属し、前記第１のポートと同様に機能する第３のポートを備え、
    前記第２のポートは、前記異なるリング型冗長通信路の双方に属する共用ポートとして使用されることを特徴とする転送装置。
11. 請求項１０に記載の転送装置において、
    前記第１のポートが属する前記リング型冗長通信路または前記第３のポートが属する前記リング型冗長通信路を優先リングとして設定した優先リング情報記憶部をさらに備え、
    前記制御部によって前記第２状態から前記第１状態への設定変更を行うための制御フレームが送信される前記第１のポートは、前記優先リングに属することを特徴とする転送装置。

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