WO2006035575A1 - 冗長化パケット交換システムおよび冗長化パケット交換システムの系切り替え方法 - Google Patents

Abstract

　予備装置５２は、現用装置５１の稼働が最後に確認された時点より、次に確認される時点までの間、現用装置が転送処理するのと同一のパケットをインタフェース部５２１−１～５２１−ｎより受け取り、転送部５２２により処理して、蓄積部５２５−１～５２５−ｎに保持する。現用装置５１の稼働状態を、現用装置５１が送信する広告により監視し、広告が受信されれば、その時点で蓄積部５２５−１～５２５−ｎに保持したパケットを破棄する。所定の期間広告が不達になることにより現用装置５１が停止したと判断すれば、蓄積部５２５−１～５２５−ｎに保持したパケットを送出し、自身が現用装置として動作するよう処理を切り替える。

Description

明細書 冗長化バケツ卜交換システムおよび冗長化バケツト交換システムの系切り替え方 法 技術分野

本発明は、 冗長化パケット交換システムに関し、 特に系切り替え時にパケット を消失しないバケツト交換システムに関する。

背景技術

従来、 この種の冗長化パケット交換システムは、 例えば特開 2 0 0 1— 3 3 3

0 9 8号公報 （以下、 特許文献 1 ) に示されるように、 ネットワーク中継装置の 冗長化により、 ネットヮ一クの可用性を改善するために用いられている。

特許文献 1を参照すると、 同文献に記載されたパケット交換装置では、 同一処 理を実行可能なバケツト処理装置を 2組用意し、 上流側の回線終端部より入力さ れるパケットを各々が処理する。

処理されたパケットは下流側の回線終端部に送られる前に、 切り替え制御部の 選択処理により予備側で処理されたバケツトが破棄され、 現用側のものだけが送 出される。

また、 同文献記載のパケット交換装置は、 両装置が共有するクロック信号発生 器から入力されるクロック信号に基づき、 同一タイミングでパケットの交換処理 を行うよう、 装置を制御する S Y N C信号発生器を備えている （同文献図 2に記 載 )。

これを利用して、 上流側の回線終端部より入力されるパケットを、 各々のパケ ット交換装置が同一タイミングで処理し、 送出側の伝送路終端部にパケットを受 け渡す。

これにより、 0系と 1系との間で現用系を切り替える場合でも、 切り替え前後 に送出されるパケットに抜けがないため、 切り替え時のバケツトの消失を防ぐこ とができる。

このように、 従来の冗長化パケット交換システムでは、 パケットの消失を防ぐ ためには、 動作状態やタイミングを冗長化された各装置の間で同期させながら処 理を行うように構成されている。

一方、 同期処理を伴わない、 より簡易な冗長化パケット交換システムとして、 例えば V i r t u a 1 Rou t e r Re dund ancy P r o t oc o 1 (VRRP). . Hi nd en, E d.. Ap r i 1 2004. R

FC 3768 (以下、 非特許文献 1) に示される方式がある。 図 1により非特許 文献 1に示される VRRPの方式を説明する。

すなわち、 VRRPでは、 同一の処理を実行可能な m台のル一夕装置 11一 1 〜11— mを、 データリンク 121および 122に対して並列に接続し、 隣接ノ —ド 131および 132に対して単一のルータ装置 110として振る舞う。

通常は、そのうちの 1台（マスター 11— 1)のみが処理を行い、他の装置（バ ックアップ 11一 2〜 11一 m) はマスタ一 11— 1の死活監視を行う。 マス夕 -11-1が処理を停止すると、 バックアップ 11一 2〜 11— mのうち 1 ^が マスターとして振る舞うように動作を切り替える。 これにより冗長化が実現され る。

さらに、図 2にマスター装置 21とバックアップ装置 22の詳細な構成を示す。 各ルータ装置 21， 22にはインタフエ一ス部 211— 1〜211— n, 221 一；！〜 221—nがあり、 それぞれが単一のマルチアクセスデ一タリンク 23— 1〜23— nと接続している。

また、 マスター装置 21は広告部 213を備え、 自身が稼働していることを示 す広告を、 所定の間隔で、 インタフェース部 211— 1〜211— nを経由して データリンク _{2 3}— ;L〜23— nへ送信する。 送信間隔を制御するために広告部 213は広告夕イマ 214を備える。

また、 バックアップ装置 22は監視部 222を備え、 マスタ一 置 21から到 着する広告によりマスターの死活を監視する。 到着間隔を測定するために監視部 222は監視夕イマ 223を備える。

各ル一夕装置 21， 22は、 パラメ一夕として、 次の値を保持する。

a) 冗長化された仮想的なルータの識別子 VR I Dを持つ。 同一の VR IDを持 っル一夕装置により、 一つの仮想ルータを構成する。 VR IDは 256未満の自 然数である。

b) 各ルータ装置 2 1， 22の処理優先度 P r i o r i t yをもつ。 P r i o r i t yにより、 仮想ルータ内での各ルータの処理優先度を順序づける。 P r i o r i t yは 0以上 256未満の整数値で、 大きいほど高優先度である。 数値 02 55をもつルータ装置はマスターとして振る舞う。

c) 各ルータ装置 21， 22は、 広告送信間隔 Ad V e r t i s eme n t— I n t e r v a 1 , 死活監視タイマーの初期値 M a s t e r— D own— I n t e r v a 1を持つ。

d) 各ル一タ装置 2 1, 22は、 冗長化された仮想的なルータに割り当てる I P アドレス I Aを持つ。

各ルータ装置 21， 22は、 次の式により VR I Dから仮想 MACアドレスを 得る。

0 ： 0 ： 5 e ： 0 ： 1 ： V R I D … （1) この MACアドレスは、 一つの仮想ルータに属する全ルータ装置 21， 22が 受け取るよう、 各ルータ装置 21， 22がインタフェース部 211— 1〜21 1 一 n， 221— 1〜221— nに設定する。 冗長ルータに割り当てられた I Pァ ドレス I Aは、 マスター装置 21だけが実際にイン夕フエ一ス部 21 1—：！〜 2 1 1—nに設定する。 マスタ一装置 21は、 I Pアドレス I Aをターゲットとす る隣接装置からの A R P要求に対して仮想 M A Cアドレスを応答する。

マス夕一装置 21は、あらかじめ P r i o r i t yが 255に設定されている。 バックアップ装置 22は、 あらかじめ 255以外の P r i o r i t yが設定され ている。 マス夕一装置 21は、 自身が稼働していることを示す広告を所定の間隔 でデータリンクへ送信する。 送信には I Pマルチキャストを利用し、 宛先グルー プは 224. 0. 0. 18である。 パックアツプ装置 22は同グループ宛パケッ トを受信し、 監視部 222は監視タイマ 223を初期値へとリセッ卜する。

マス夕一装置 21は、 仮想 MACアドレス宛のデータリンクフレームに含まれ るパケットを転送する。 ノ ックアップ装置 22は、 仮想 MACアドレス宛フレー ムを受信しても、 転送せずに破棄する。

マスター装置 2 1からの広告が M a s t e r __D o w n— I n t e r v a 1の 時間に受信できないと、 バックアップ装置 2 2はマスター装置 2 1の停止を検知 する。 マスター装置 2 1の停止をバックアップ装置 2 2が検知すると、 バックァ ップ装置 2 2はマス夕一として振る舞うように動作を切り替える。 すなわち、 所 定の広告間隔により広告を送信し、 冗長ルータの I Pアドレスをインタフェース に設定し、 仮想 MA Cアドレス宛バケツトを破棄せずに転送する。

複数台のバックアップ装置 2 2がある場合、 それらのうち、 もっとも優先度の 高い装置がマスタ一装置に切り替わる。

本方式により、 隣接ノードからは単一の仮想 MA Cアドレスにより識別される ルータが、 複数台のルータ装置により構成され、 かつ、 マスタ一装置が停止して も、 バックアップ装置が処理を引き継ぐことにより、 処理を継続することができ る。

非特許文献 1に記載される冗長化バケツト交換システムに類似するシステムは、 特開 2 0 0 3— 2 4 4 1 9 7号公報 （以下、 特許文献 2 ) にも記載されている。 特許文献 2に記載される冗長化パケット交換システムは、 I Pルーティングプロ トコル処理部と二重化されたバケツト転送部を備え、 現用系のパケット転送部は ルーティングテーブルの設定に基づいてパケット転送を行い、 予備系 （待機系） のパケット転送部では、 パケット転送は行われていないが、 現用系のパケット転 送部の故障によりバケツト転送部の切り替えが発生した際に、 即座にバケツト転 送が開始できる状態にて待機している （0 0 1 6段落参照）。

非特許文献 1に見られるような現用系と予備系との間に同期処理部を持たない 構成の冗長化バケツト交換システムでは、 稼働装置の切り替え期間中の転送対象 パケットが失われるという問題がある。 その理由は、 マス夕一装置が停止してか ら切り替え処理が終了するまでの期間 （最大で、 M a s t e r— D o w n— I n t e r v a 1だけの時間）、パケットの転送が中断し、その期間に仮想 MA Cアド レス宛に送られたフレームに含まれるパケットはどのルータ装置によっても転送 されないためである。

たとえば、 図 3を参照すると、 現用装置 3 1が停止した時点から、 予備装置 3 2が停止を検知するまでの期間に、 冗長化されたルータ装置へ向けて送出された バケツト 3 3 2は、 いずれの装置にも受信されない。

特許文献 2に記載される冗長化バケツト交換システムでも事情は同じであり、 現用系のバケツト転送部の故障検出時点とパケット転送部の切り替え時点との間 に少なからず時間差が発生するために、 系の切り替え時に何れの装置によっても 転送されないパケットが発生する。

また、 稼働装置の切り替え期間中にパケットが失われることにより、 他の問題 を引き起こす。 つまり、 該当パケットが伝送する上位層プロトコル、 たとえば T C Pの性能を低下させることである。 その理由は、 T C P再送夕イマ一がタイム アウトするまで該当パケットが送信されないこと、 再送により T C Pが輻輳制御 を行い、 送出帯域を削減する処理を行うためである。

系切り替え時におけるバケツト消失を防止するために、 特許文献 1に見られる ように動作状態やタイミングを冗長化された各装置の間で同期させながら処理を 行う構成では、 装置の実装規模が大きくなり、 価格が高価になるという問題があ る。 従って、 非特許文献 1に見られるような現用系と予備系との間に同期処理部 を持たない簡易な構成の冗長化パケット交換システムにおいて、 系切り替え時の パケット消失を防止する技術が切望される。

本発明の目的は、 稼働装置の切り替え期間中の転送対象バケツトの消失を簡易 な構成で防止することのできる冗長化パケット交換システムおよびその系切り替 え方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、 パケットのロスによる性能の低下が顕著な、 T C Pなど の上位層プロトコルにおける、冗長系切り替えによる性能低下を防ぐことである。 発明の開示

本発明の第 1の冗長化バケツト交換システムは、 同じデータリンクに接続され た現用系および予備系のバケツト交換装置を備えた冗長化バケツト交換システム において、 前記予備系のパケット交換装置は、 処理過程のパケットを前記現用系 のバケツト交換装置の稼働が次に確認されるまで蓄積する蓄積部を備え、 前記現 用系のバケツト交換装置の稼働停止が検出されたときに自バケツト交換装置を現 用系に切り替え、 前記蓄積部に蓄積されているバケツトおよび前記データリンク から新たに受信するバケツトの転送を行うことを特徴とする。

本発明の第 2の冗長化パケット交換システムは、 同じデ一タリンクに接続され た現用系および予備系のバケツト交換装置を備えた冗長化バケツト交換システム において、 前記現用系のパケット交換装置は、 前記デ一夕リンクとの間でバケツ トの送受信を行うイン夕フェース部と、 該ィンタフェース部を通じて前記データ リンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタ フェース部を通じて前記デ一タリンクへ送信する転送部と、 予め定められた周期 で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通 じて前記データリンクへ送信する広告部とを備え、 前記予備系のバケツト交換装 置は、 前記デ一タリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、 該インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信するパケットを一時的に蓄 積する蓄積部と、 前記インタフェース部を通じて前記データリンクから受信した パケットを分析し転送対象パケットを前記蓄積部へ出力する転送部と、 前記イン タフエース部を通じて前記広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積され ているバケツトを破棄し、 前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した 時に自バケツト交換装置を現用系に切り替え、 前記蓄積部に蓄積されているパケ ットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信した パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記デ一タリンクへ送信さ せる監視部とを備えることを特徴とする。

本発明の第 3の冗長化パケッ卜交換システムは、 同じデータリンクに接続され た現用系および予備系のバケツト交換装置を備えた冗長化バケツト交換システム において、 前記現用系のパケット交換装置は、 前記データリンクとの間でパケッ トの送受信を行うインタフェース部と、 該インタフェース部を通じて前記データ リンクから受信したパケットを分析し転送対象バケツトを送出方路の前記インタ フェース部を通じて前記データリンクへ送信する転送部と、 予め定められた周期 で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通 じて前記デ一夕リンクへ送信する広告部とを備え、 前記予備系のバケツト交換装 置は、 前記デ一タリンクとの間でパケットの送受信を行うインタフェース部と、 該インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを受信時刻 の情報を付加して一時的に蓄積する蓄積部と、 前記インタフェース部を通じて前 記現用系のパケット交換装置から広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄 積されているバケツトのうち、 前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系の パケット交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパ ケットを破棄し、 広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自バケツ ト交換装置を現用系に切り替える監視部と、 自パケット交換装置が現用系に切り 替わったときに前記蓄積部に蓄積されていたパケットおよび前記インタフェース 部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し転送対象パケ ットを送出方路の前記ィン夕フェース部へ出力する転送部とを備えることを特徴 とする。

本発明の第 4の冗長化パケット交換システムは、 第 2または第 3の冗長化パケ ット交換システムにおいて、 前記予備系のパケット交換装置に、 前記現用系のパ ケット交換装置が前記データリンクに送出したフレームを監視し、 前記フレーム に格納された転送対象バケツ卜と同じパケットを前記蓄積部から削除するバケツ ト監視部を備えることを特徴とする。

本発明の第 5の冗長化パケット交換システムは、 第 2、 第 3または第 4の冗長 化パケット交換システムにおいて、 前記予備系のパケット交換装置は、 予め定め られた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセ一ジを前記インタフエ —ス部を通じて前記データリンクへ送信する広告部を備え、 前記予備系のパケッ ト交換装置からの広告メッセージを監視する 1以上の他のバケツト交換装置を備 え、 前記他のパケット交換装置のうち最も優先度の高いパケット交換装置は、 前 記予備系のパケット交換装置か ¾の広告メッセージが途絶えたことを検知した時 に自バケツト交換装置を前記予備系のバケツト交換装置として動作させることを 特徴とする。

本発明の第 6の冗長化バケツト交換システムは、 第 2乃至第 5の冗長化バケツ ト交換システムにおいて、 前記予備系のパケット交換装置に、 前記蓄積部に蓄積 するバケツトを判断するための蓄積規則を保持する蓄積規則保持部を備え、 前記 蓄積規則を満たすパケットだけを蓄積することを特徴とする。 本発明の第 1の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法は、 同じデータ リンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケ ット交換システムの系切り替え方法において、前記予備系のバケツト交換装置が、 処理過程のパケットを前記現用系のバケツト交換装置の稼働が次に確認されるま で蓄積部に蓄積し、 前記現用系のパケット交換装置の稼働停止が検出されたとき に自バケツト交換装置を現用系に切り替え、 前記蓄積部に蓄積されているパケッ トおよび前記デ一タリンクから新たに受信するパケットの転送を行うことを特徴 とする。

本発明の第 2の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法は、 同じデータ リンクに接続された現用系および予備系のバケツト交換装置を備えた冗長化パケ ット交換システムの系切り替え方法において、前記現用系のパケット交換装置が、 前記データリンクとの間でバケツ卜の送受信を行うインタフェース部を通じて前 記データリンクから受信したパケッ卜を分析し転送対象パケットを送出方路の前 記ィンタフェース部を通じて前記データリンクへ送信する転送処理と並行して、 予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセ一ジを前記ィ ンタフェース部を通じて前記データリンクへ送信し、 前記予備系のバケツト交換 装置が、 前記デ一タリンクとの間でパケットの送受信を行う前記ィンタフエース 部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを 蓄積部へ蓄積し、 前記ィンタフェース部を通じて前記広告メッセージを受信する 毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、 前記広告メッセージの受信 が途絶えたことを検知した時に自バケツト交換装置を現用系に切り替え、 前記蓄 積部に蓄積されているバケツトおよび前記イン夕フェース部を通じて前記デ一夕 リンクから新たに受信したパケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて 前記デ一夕リンクへ送信することを特徴とする。

本発明の第 3の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法は、 同じデ一夕 リンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置を備えた冗長化パケ ット交換システムの系切り替え方法において、前記現用系のバケツト交換装置が、 前記データリンクとの間でバケツトの送受信を行うインタフェース部を通じて前 記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケッ卜を送出方路の前 記インタフェース部を通じて前記デ一タリンクへ送信する転送処理と並行して、 予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセージを前記ィ ン夕フェース部を通じて前記データリンクへ送信し、 前記予備系のパケット交換 装置が、 前記データリンクとの間でバケツトの送受信を行うイン夕フェース部を 通じて前記デ一タリンクから受信したバケツトを受信時刻の情報を付加して蓄積 部に蓄積し、 前記インタフェース部を通じて前記現用系のバケツト交換装置から 広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットのうち、 前 記広告メッセージの受信時刻から前記現用系のバケツト交換装置の転送処理にか かる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、 広告メッセージ の受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、 前記蓄積部に蓄積されていたバケツトおよび前記インタフェース部を通じて前記 データリンクから新たに受信したバケツトを分析し転送対象パケットを送出方路 の前記インタフェース部へ出力することを特徴とする。

本発明の第 4の冗長化バケツト交換システムの系切り替え方法は、 第 2または 第 3の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、 前記予備系のパ ケット交換装置が、 前記現用系のバケツト交換装置から前記データリンクに送出 されたフレームを監視し、 前記フレームに格納された転送対象パケットと同じパ ケットを前記蓄積部から削除することを特徴とする。

本発明の第 5の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法は、 第 2、 第 3 または第 4の冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、 前記予備 系のパケット交換装置が、 予め定められた周期で自装置が稼働していることを示 す広告メッセ一ジを前記ィン夕フェース部を通じて前記データリンクへ送信し、 1以上の他のパケット交換装置が、 前記予備系のバケツト交換装置からの広告メ ッセージを監視し、 前記他のバケツト交換装置のうち最も優先度の高いバケツト 交換装置が、 前記予備系のパケット交換装置からの広告メッセージが途絶えたこ とを検知した時に自バケツト交換装置を前記予備系のパケット交換装置として動 作させることを特徴とする。

本発明の第 6の冗長化バケツト交換システムの系切り替え方法は、 第 2乃至第 5の冗長化バケツト交換システムの系切り替え方法において、 前記予備系のパケ ット交換装置が、 蓄積規則保持部に保持された蓄積するバケツトを判断するため の蓄積規則を参照して、 前記蓄積部へのバケツトの蓄積可否を判断することを特 徴とする。

本発明の第 1のバケツト交換装置は、 現用系のバケツト交換装置が接続された データリンクに接続され、 処理過程のパケットを前記現用系のバケツト交換装置 の稼働が次に確認されるまで蓄積する蓄積部を備え、 前記現用系のパケット交換 装置の稼働停止が検出されたときに自バケツト交換装置を現用系に切り替え、 前 記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記データリンクから新たに受信する バケツトの転送を行うことを特徴とする。

本発明の第 2のパケット交換装置は、 現用系のバケツト交換装置が接続された データリンクとの間でバケツ卜の送受信を行うインタフェース部と、 該インタフ エース部を通じて前記データリンクへ送信するバケツトを一時的に蓄積する蓄積 部と、 前記インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したバケツトを 分析し転送対象バケツトを前記蓄積部へ出力する転送部と、 前記インタフェース 部を通じて前記現用系のバケツト交換装置から周期的に前記データリンクに送信 される広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破 棄し、 前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自バケツト交換 装置を現用系に切り替え、 前記蓄積部に蓄積されているバケツトおよび前記イン タフエース部を通じて前記デ一タリンクから新たに受信したパケットを送出方路 の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信させる監視部とを備え ることを特徴とする。

本発明の第 3のバケツト交換装置は、 現用系のバケツト交換装置が接続された データリンクとの間でバケツトの送受信を行うイン夕フェース部と、 該インタフ エース部を通じて前記データリンクから受信したバケツ卜を受信時刻の情報を付 加して一時的に蓄積する蓄積部と、 前記インタフェース部を通じて前記現用系の パケット交換装置から周期的に送信される広告メッセージを受信する毎に前記蓄 積部に蓄積されているバケツトのうち、 前記広告メッセージの受信時刻から前記 現用系のバケツト交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信 時刻のパケットを破棄し、 広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に 自バケツト交換装置を現用系に切り替える監視部と、 自バケツト交換装置が現用 系に切り替わったときに前記蓄積部に蓄積されていたバケツトおよび前記インタ フェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し転送 対象バケツトを送出方路の前記インタフェース部へ出力する転送部とを備えるこ とを特徴とする。

本発明の第 4のバケツト交換装置は、 第 2または第 3のバケツト交換装置にお いて、 前記現用系のバケツト交換装置が前記データリンクに送出したフレームを 監視し、 前記フレームに格納された転送対象パケットと同じバケツトを前記蓄積 部から削除するパケット監視部を備えることを特徴とする。

本発明の第 5のパケット交換装置は、 第 2、 第 3または第 4のパケット交換装 置において、 予備系の他のパケット交換装置と優先度情報を交換し、 自パケット 交換装置が予備系のパケット交換装置のうちで最も優先度が高い場合に限り、 前 記現用系のバケツト交換装置の稼働停止時に現用系のバケツト交換装置として振 る舞うよう動作を切り替えることを特徴とする。

本発明の第 6のバケツト交換装置は、 第 2乃至第 5のパケット交換装置におい て、 前記蓄積部に蓄積するパケットを判断するための蓄積規則を保持する蓄積規 則保持部を備え、 前記蓄積規則を満たすバケツトだけを蓄積することを特徴とす る。

本発明にあっては、 予備系のパケット交換装置が、 処理過程のパケットを現用 系のバケツト交換装置の稼働が次に確認されるまで蓄積部に蓄積し、 現用系のパ ケット交換装置の稼働停止が検出されたときに自バケツト交換装置を現用系に切 り替え、 蓄積部に蓄積されているバケツトおよびデータリンクから新たに受信す るパケットの転送を行う。 このため、 たとえば、 図 4に示されるように、 現用系 のパケット交換装置 4 1が停止した時点から、 予備系のバケツト交換装置 4 2が 停止を検知するまでの期間に、 冗長化されたバケツト交換システムへ向けて送出 されたバケツト 4 3 2は、 予備系のバケツト交換装置 4 2により受信されて蓄積 部に蓄積され、 現用系のパケット交換装置 4 1の停止の検知により送出されるた め、 系切り替え時のパケットの消失が防止される。 図面の簡単な説明

図 1は、 従来の冗長化パケット交換システムを説明するためのプロック図であ る。

図 2は、 従来のバケツト交換装置を説明するためのブロック図である。

図 3は、 従来の冗長化パケット交換システムの課題を説明するためのタイムチ ャ一卜である。

図 4は、 本発明の効果を説明するためのタイムチャートである。

図 5は、 本発明の第 1の実施の形態のブロック図である。

図 6は、 本発明の第 1の実施の形態における現用装置でのバケツト処理の一例 を示す流れ図である。

図 7は、 本発明の第 1の実施の形態における予備装置でのパケッ卜処理の一例 を示す流れ図である。

図 8は、 本発明の第 1の実施の形態における現用装置での広告送信処理の一例 を示す流れ図である。

図 9は、 本発明の第 1の実施の形態における予備装置での死活監視処理の一例 を示す流れ図である。

図 1 0は、 本発明の第 2の実施の形態のブロック図である。

図 1 1は、 本発明の第 3の実施の形態のブロック図である。

図 1 2は、 本発明の第 3の実施の形態における予備装置でのバケツト監視処理 の一例を示す流れ図である。

図 1 3は、 本発明の第 3の実施の形態の変形例のブロック図である。

図 1 4は、 本発明の第 4の実施の形態のプロック図である。

図 1 5は、 本発明の第 4の実施の形態における予備装置でのパケット処理の一 例を示す流れ図である。

図 1 6は、 本発明の第 4の実施の形態における予備装置での死活監視処理の一 例を示す流れ図である。

図 1 7は、 本発明の第 5の実施の形態のブロック図である。 発明を実施するための最良の形態 次に、 本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明 する。

[第 1の実施の形態の構成]

図 5を参照すると、 本発明の第 1の実施の形態にかかる冗長化パケット交換シ ステムは、 1台の現用系のパケット交換装置 （現用装置と称す） 5 1と、 1台の 予備系のパケット交換装置 （予備装置と称す） 5 2とから構成され、 現用装置 5 1と予備装置 5 2は、 それぞれ独立に、 マルチアクセスデータリンク 5 3— 1〜 5 3— nに対して接続されている。 同データリンク 5 3— 1〜5 3— nには隣接 ノード （図示せず） が各々接続されている。

現用装置 5 1は、 マルチアクセスデータリンク 5 3— 1〜5 3— nと 1対 1に 対応する複数のインタフェース部 5 1 1—；！〜 5 1 1— nと、 転送部 5 1 2と、 広告部 5 1 3と、 広告タイマ 5 1 4とを備える。

インタフェース部 5 1 1— 1〜5 1 1— nは、 対応するマルチアクセスデータ リンク 5 3— 1〜5 3—nとの間のフレームの送受信に用いる。 何れかのインタ フエ一ス部 5 1 1— 1〜5 1 1— nから到達したフレーム中のパケットは、 転送 部 5 1 2により送出インタフェースが決定され、 該当するインタフェース部 5 1 1— 1〜5 1 1— n経由でデ一タリンクへ送出されることで転送される。 これに より現用装置 5 1は、 パケット中継装置として動作する。

インタフェース部 5 1 1 _ 1〜5 1 1— nには、 実データリンクアドレス以外 に、 冗長化パケット交換システムに割り当てられた所定の仮想デ一夕リンクアド レスが割り当てられている。 インタフェース部 5 1 1— 1〜5 1 1—nでは、 同 ァドレス宛のフレームを受け取るように予め設定がなされている。 前記所定のデ 一夕リンクアドレスは、 データリンクがイーサネット （登録商標） の場合には、 所定のマルチキャストイーサネットアドレスを用いる。

転送部 5 1 2は、 各インタフェース部 5 1 1— 1〜5 1 1— nから入力された 転送対象バケツトの宛先情報と転送部 5 1 2が保有する経路情報とを利用して、 次ホップおよび送出インタフェースを決定し、 該当送出インタフェース部 5 1 1 一：！〜 5 1 1— nへ当該パケットを受け渡す機能を持つ。 広告部 51 3は、 所定の形式の広告メッセ一ジをインタフェース部 51 1 - 1 〜51 1一 nを経由して送出することにより、 予備装置 52に対して現用装置 5 1が稼働状態であることを通知する機能を持つ。

広告部 513には、 送信する広告メッセージに含めるため、 現用装置 51が属 する冗長化バケツト交換システムの識別子が含まれている。

広告部 513は広告タイマ 514を備える。 広告夕イマ 514は所定の広告送 信間隔 Ad V e r t i s eme n t— I n t e r v a lでタイムァゥトを起こす。 これにより、 広告部 5 13に広告送信タイミングを通知する機能を持つ。

予備装置 52は、 マルチアクセスデ一タリンク 53— 1〜53— nに 1対 1に 対応するィン夕フェース部 521— l〜521—nと、 転送部 522と、 監視部

523と、 監視タイマ 524と、 インタフェース部 521— 1〜521— nに 1 対 1に対応する複数の蓄積部 525 _ 1〜525— nとを備える。

イン夕フエ一ス部 521—：！〜 521— nは、 現用装置 51のインタフェース 部 5 1 1— 1〜51 1— nと同様の機能を持つものであるが、 マルチアクセスデ —夕リンク 53— 1〜 53— nに送出するパケットは蓄積部 525— 1〜 525

—nから受け取る。 転送部 522は、 働きは現用装置 51の転送部 512と同じ であるが、 送出するバケツトをインタフェース部 521— 1〜521— nではな く、 蓄積部 525— 1〜525— nに渡す。

複数の蓄積部 525— 1〜525— nは、 転送部 522から受け取つたパケッ トを蓄積するメモリを持ち、 転送対象バケツトを所定の時点まで （現用装置 51 の稼働が次に確認されるまで）、装置内に保持するために用いられる。 また蓄積部 525— 1〜525— nは、 監視部 523からの指示に従って、 蓄積しているパ ケットを破棄する機能と、 蓄積しているパケットを蓄積した順、 つまり先入れ先 出し方式でインタフェース部 521— 1〜521— nに送出する機能を持つ。 蓄積部 525— 1〜 525— nが保持できるパケットの量は、 後述する監視夕 イマ 524のタイムァゥト時間 Ma s t e r— D own一 I n t e r v a 1と、 蓄積部 525— 1〜525— nが対応するインタフェース部 521— 1〜52 1 一 nの最大転送帯域幅とを乗じた値よりも大きな量でなければならない。

たとえば、監視夕イマ 524のタイムアウト時間が 50ミリ秒であるとすると、 5

15

毎秒 100メガビットの送信帯域を持つインタフェース部 521— 1〜521— nに接続する蓄積部 525— 1〜525— nは、 少なくとも 5メガビットのパケ ット保持容量を持つ必要がある。

監視部 523は、 インタフェース部 521一 1〜521一 n経由で受信する現 用装置 51が送信した広告メッセージを分析し、 現用装置 5 1の死活を判断する 機能を持つ。 監視部 523は、 広告メッセージの受信間隔を計測するために、 監 視タイマ 524を備える。

監視夕イマ 524は、 所定の間隔 Ma s t e r— D own— I n t e r v a 1 でタイムアウトを起こす。 監視部 523は、 広告メッセージ受信により、 同タイ マ 524を初期値にリセットする機能をもつ。 定期的な広告メッセージの受信に より監視タイマ 524をリセットさせ、 タイムアウトを起こさないことにより、 現用装置 51の死活監視 （稼動状態と停止状態の監視） を行うため、 値 Adv e r t i s eme n t一 I n t e r v a lは値 M a s t e r一 D own― I n t e r v a 1よりも短い値に設定されている。

また監視部 523には、 受信した広告メッセージを、 識別 ·分析するため自装 置が属する冗長化バケツト交換システムの識別子が含まれている。

監視部 523は、 蓄積部 525—：！〜 525— nに対して、 蓄積したバケツト の破棄と、 送出を指示する機能を持つ。

監視部 523は、 現用装置 51の死活監視により現用装置 51が稼働している ことを検知したとき、 つまり現用装置 51からの広告メッセージを受信したとき に、 蓄積部 525— 1〜525— nに対して、 蓄積したパケットの破棄を指示す る。

また監視部 523は、 現用装置 51の死活監視により現用装置 51が稼働して いないことを検知したとき、 つまり監視タイマ 524がタイムアウトを起こした とき、 蓄積部 525— 1〜525— nに対して、 蓄積したバケツトのイン夕フエ

—ス部 521— 1〜521— nへの送出を指示する。

[第 1の実施の形態の動作]

次に、 第 1の実施の形態による冗長化バケツト交換システムの動作について詳 細に説明する。

[冗長化バケツト交換システムでのユーザ一バケツト処理]

まず、 隣接ノードから、 冗長パケット交換システムを次ホップとして送られる パケット （以降これをユーザ一パケットと書くことがある） の処理について説明 する。

隣接ノードは、 冗長化されたパケット交換システムに割り当てられたアドレス を次ホップとするパケットにづいては、 上記冗長化パケット交換システム用アド レスに対応する仮想データリンクアドレス宛に送信する。 同仮想データリンクァ ドレスは、 現用、 予備両方のパケット交換装置が受け取れるよう、 設定されてい る。

たとえば、 マルチアクセスデータリンク 5 3— 1〜5 3— nがイーサネットの 場合には、 隣接ノードは、 ユーザ一パケットを、 宛先がマルチキャストアドレス であるような、 データリンクフレームに格納して、 データリンク 5 3— 1〜5 3 一 nに送出する。同フレームは、冗長化バケツト交換システムを構成する全装置、 つまり現用装置 5 1および予備装置 5 2が受信する。

[現用装置での転送処理]

次に、 図 6を参照して本実施の形態における現用装置 5 1のパケット受信時の 動作を説明する。

現用装置 5 1で受信したパケットは、 ステップ S 6 1において、 まず転送対象 のパケットか、 それ以外のパケットかを判別し、 以降の処理を振り分ける。 転送 対象バケツトであるか否かの判断は、

a ) データリンクフレームの宛先が、 自身が現用処理を行っている冗長化バケツ ト交換システムの、 所定の仮想データリンクァドレスであるか否か、

b ) その他所定の受信条件を満たすか否か、

に基づいて行う。

上記 b ) における所定の受信条件は、 I Pネットワークの場合には、 パケット の宛先ァドレスが、 自ノードに割り当てられたアドレスと等しいかどうかにより 行われるが、 それを満たさなくても、 本実施の形態の動作には差し支えない。 ステップ S 6 1において転送対象である （Y e s側） と判断されたパケットは、 ステップ S 6 2において、 転送部 5 1 2により、 次ホップのアドレスと送出イン 夕フエ一スが決定される。

送出インタフェースが決定されると、 ステップ S 6 3において、 出力用バケツ トとして、 該当インタフェース部 5 1 1— 1〜5 1 1— nにバケツ卜が渡され、 マルチアクセスデータリンク 5 3— 1〜5 3— nへ送出される。 以上のようにし て現用装置 5 1での転送処理が行われる。

ステップ S 6 1において、転送対象でない （N o側） と判断されたパケットは、 ステップ S 6 4において、 その他のプロトコルの受信処理に回される。 このよう なバケツ卜の例として、 ルーティングプロトコルによるバケツトなどがある。

[予備装置での蓄積処理]

次に、 図 7を参照して本実施の形態における予備装置 5 2のパケット受信時の 動作を説明する。

予備装置 5 2が受信したパケットは、 ステップ S 7 1において、 まず転送対象 のパケットか、 それ以外のパケットかを判別し、 以降の処理を振り分ける。 振り 分け手順は、 現用装置 5 1の場合における受信条件に、 広告メッセージが転送対 象に含まれないよう、 条件を加えたものである。

転送対象である （S 7 1の Y e s側） と判断されたバケツトは、 ステップ S 7 2において、 転送部 5 2 2により、 次ホップのアドレスと送出インタフェースが 決定される。

送出インタフェースが決定されると、 ステップ S 7 3において、 該当インタフ エース部 5 2 1— 1〜5 2 1—nからの出力用パケットとして、 該当インタフエ —ス部 5 2 1— 1〜5 2 1— nに対応する蓄積部 5 2 5— 1〜5 2 5— nにパケ ットは蓄積される。以上により、転送対象バケツトの受信時点での処理が終わる。 転送対象でない （S 7 1の N o側） パケットは、 ステップ S 7 4において、 所 定の広告メッセージか、 広告でないメッセ一ジかで以降の処理を振り分ける。 広 告メッセージか否かの判断は、 パケッ卜のヘッダやペイロードの内容などを所定 の条件に照らし合わせることにより判断する。 広告メッセージである （S 74の Ye s側） と判断されたパケットは、 それが 含む冗長化バケツト交換システムの識別子を検査し、 監視部 523が保持してい るものと同一であれば、 以降の処理が継続される。 もし識別子が異なれば、 広告 メッセージは破棄される。

ステップ S 75において、 広告受信処理では、 広告メッセージの受信により、 監視部 523が備える監視タイマ 524を初期値にリセットする。 また、 ステツ プ S 76において、 すべての蓄積部 525— 1〜525— nに対して、 蓄積して いるパケットを破棄するよう指示する。 これにより、 広告メッセ一ジの受信時に 監視夕イマ 524がリセットされ、 蓄積部 525— 1〜525— nのパケットは すべて破棄される。

監視夕イマのタイムァゥト時間 M a s t e r— D own— I n t e r v a 1は 現用装置 51の広告タイマ Ad v e r t i s eme n t— I n t e r v a lより も長いため、 現用装置 51が広告を送信し続けている限り、 監視タイマ 524が タイムァゥトすることはない。

広告メッセージでない （S 74の No側） と判断されたパケットは、 ステップ

S 77において、 その他のプロトコルの受信処理に回される。

[現用装置での広告メッセージ送信]

次に、 図 8を参照して、 本実施の形態における現用装置 51の広告メッセ一ジ の送信処理について説明する。

現用装置 51が備える広告タイマ 514は、 リセットしてから所定の時間 Ad v e r t i s eme n t— I n t e r v a lでタイムァゥトする。 広告送信処理 では、ステップ S 81において、 同タイマ 514のタイムアウトを監視しており、 ステップ S 82において、 タイムアウトが発生すると （S 82の Ye s側）、 まず、 ステップ S 83において広告タイマ 514を初期値にリセットし、 次に、 ステツ プ S 84において、 所定の形式の広告メッセージをマルチアクセスデータリンク 53— 1〜53— nへ送出する。

同広告メッセージは、現用装置 51が稼働していることを示すために送信され、 少なくとも、 現用装置 51を識別するために必要な、 自装置の優先度と、 冗長化 バケツト交換システムの識別子を含む。

[予備装置での監視処理]

次に、 図 9を参照して、 本実施の形態における予備装置 5 2の監視部 5 2 3が 行う現用装置 5 1の死活監視と現用系への切り替え動作を説明する。

予備装置 5 2が備える監視タイマ 5 2 4は、 リセットしてから所定の時間 M a s t e r— D o w n— I n t e r v a 1でタイムァゥトする。死活監視処理では、 ステップ S 9 1において同夕イマ 5 2 4のタイムアウトを監視しており、 ステツ プ S 9 2においてタイムアウトが発生すると （S 9 2の Y e s側）、現用装置 5 1 が停止したものと判断し、 次の処理を行う。

まず、 ステップ S 9 3において、 蓄積部 5 2 5— 1〜 5 2 5—nに保持してい るュ一ザ一パケットを、 蓄積部 5 2 5— i ( 1≤ i≤n ) が対応するインタフエ —ス部 5 2 1 - iを経由して送出させる。 蓄積部 5 2 5— iがパケットを排出し ている間、 同蓄積部 5 2 5 - iに転送部 5 2 2から受け渡されるバケツトは、 排 出処理が終わるまで、蓄積部 5 2 5 - iで保持され、排出処理の後に送出される。 予備装置 5 2は、 ステップ 9 4において、 処理手順を変更して、 これ以降現用 装置として振る舞うようになる。 すなわち、 パケットの転送と広告メッセージの 送信を行うようになる。 この場合、 マルチアクセスデータリンク 5 3 _ 1〜5 3 一 nに送出するパケッ卜が蓄積部 5 2 5— 1〜5 2 5— nに蓄積後、 直ちに送出 される状態になったら、 蓄積部 5 2 5— 1〜5 2 5— nを使用せずに転送部 5 2 2からインタフェース部 5 2 1— 1〜5 2 1— nにバケツトを直接送信するよう にしてもよい。

次に第 1の実施の形態の効果を説明する。

本実施の形態では、 現用装置 5 1からの広告メッセージが途絶え監視タイマ 5 2 4がタイムアウトした時、 予備装置 5 2の蓄積部 5 2 5— 1〜5 2 5— nに蓄 積されている全てのパケットがデータリンク 5 3— 1〜5 3— nに送出され、 以 後、 予備装置 5 2が現用系として振る舞うため、 系切り替え時におけるパケット 消失を防ぐことができる。 その理由は、 蓄積部 5 2 5— 1〜5 2 5— nには現用 装置 5 1の稼働が最後に確認された時点（直前の広告メッセージ受信時点）以降、 現用装置 5 1の稼働停止が検出されるまでの期間 （M a s t e r— D o w n— I n t e r v a 1の時間に相当する） 内に現用装置 5 1から出力されるべき転送対 象バケツトの全てが含まれているからである。

また、 系切り替え時におけるパケット消失が防止されるため、 T C Pなどの上 位層のプロトコルの性能低下を防ぐことができる。

[第 2の実施の形態]

次に、 本発明の第 2の実施の形態による冗長化バケツト交換システムについて 説明する。

図 1 0を参照すると、 本実施の形態にかかる冗長化バケツト交換システムは、 予備系のバケツト交換装置として予備装置 A 1を備えている点で、 図 5に示され る第 1の実施'の形態にかかる冗長化パケット交換システムと相違する。

本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムの現用系のバケツト交換装 置は、 図 5に示される現用装置 5 1と同一であるので、 図 1 0では図示を省略し ている。

本実施の形態では、 予備装置 A 1は、 マルチアクセスデータリンク 5 3— 1〜 5 3— nとの間でバケツトの送受信を行うインタフェース部 A 1 1— 1〜A 1 1 — nと、 インタフェース部 A 1 1— 1〜A 1 1— nを通じてデータリンク 5 3— 1〜5 3— nから受信したパケットに受信時刻を付加して一時的に蓄積する蓄積 部 A 1 5— 1〜A 1 5— nと、 インタフェース部 A 1 1一 1〜A 1 1— nを通じ て現用装置 5 1から広告メッセージを受信する毎に蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nに蓄積されているバケツトの一部を破棄し、 広告メッセージの受信が途絶えた ことを監視タイマ A 1 4のタイムァゥトで検知した時に予備装置 A 1を現用系に 切り替える監視部 A 1 3と、 予備装置 A 1が現用系に切り替わったときに蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nに蓄積されていたバケツトおよびインタフェース部 A 1 1一 1〜A 1 1 _ nを通じてデータリンク 5 3— 1〜5 3— nから新たに受信し たバケツトを分析し送出方路のインタフェース部 A l 1— 1〜A 1 1— nへ出力 する転送部 A 1 2とを備えている。

また、 蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nが保持できるパケットの量は、 第 1の実 施の形態の予備装置 5 2に άける蓄積部 5 2 5— 1〜5 2 5— ηよりも、 現用装 置 5 1の転送処理にかかる時間△ tの分だけ多く、 さらに、 保持するパケットを 蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nから破棄するときは、 転送処理にかかる時間 Δ t よりも以前に蓄積した分のみとする。

つまり、 広告メッセージの受信時刻 Tから現用装置 5 1の転送部 5 1 2が 1つ のパケットを転送処理するのにかかる時間 Δ tだけ遡った時刻 Τ— Δ tより古い 受信時刻のパケットを破棄する。 これは、 現用装置 5 1が停止したとき、 現用装 置 5 1の転送部 5 1 2に滞留しているパケットについては現用装置 5 1からは最 早送出されないので、 予備装置 A 1で蓄積しておいて代わりに送出する必要があ るためである。 前記時間 Δ tは予めシステムによって定められて監視部 A 1 3に 設定される。 次に本実施の形態の動作を第 1の実施の形態との相違点を中心に説明する。 予備装置 A 1でパケットが受信され、 転送対象パケットが選別されると、 該当 パケットは転送部 A 1 2に送られる前に蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nに蓄積さ れる。監視部 A 1 3が現用装置 5 1から広告メッセージを受信し続けている限り、 監視部 A 1 3は蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nのバケツトを破棄し続けるため、 転送部 A 1 2にバケツトが受け渡されることはない。

また、 現用装置 5 1が停止して監視タイマ A 1 4がタイムアウトした場合、 蓄 積部 A l 5 _ 1〜A 1 5— nには、 現用装置 5. 1が停止した時点から予備装置 A

1が停止を検知するまでのパケットが保持されているため、 監視部 A 1 3は、 予 備装置 A 1を予備系から現用系に切り替え、 蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nが保 持するパケットを排出させ、 それを受け取った転送部 A 1 2は転送処理を行い、 同バケツトを送出側のインタフェース部 A 1 1一 1〜A 1 1 _ nから送出させる。 また、 蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nがパケットを排出している間、 イン夕フエ

—ス部 A 1 1— 1〜A 1 1—nにおいてマルチアクセスデータリンク 5 3— 1〜 5 3— nから新たに受信されたパケットは、 排出処理が終わるまで蓄積部 A 1 5 一 1〜A 1 5— nで保持され、 排出処理の後に送出される。 この場合、 蓄積部 A 1 5 _ 1〜A 1 5— nに蓄積されるバケツ卜がなくなって素通りする状態になつ たら、 蓄積部 A l 5— 1〜A 1 5— nを使用せずにインタフェース部 A 1 1— 1 〜A 1 1— nから転送部 A 1 2にパケットを直接送信するようにしてもよい。 次に第 2の実施の形態の効果を説明する。

本実施の形態では、 現用装置 5 1からの広告メッセージが途絶え監視タイマ A 1 4がタイムアウトした時、 予備装置 A 1の蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nに蓄 積されている全てのパケットが転送部 A 1 2に送出され、 以後、 予備装置 A 1が 現用装置として振る舞うため、 系切り替え時におけるパケット消失を防ぐことが できる。 その理由は、 蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nには、 現用装置 5 1が停止 した時点から予備装置 A 1が停止を検知するまでのバケツトの全てが保持されて いるからである。

また、 系切り替え時におけるパケット消失が防止されるため、 T C Pなどの上 位層のプロトコルの性能低下を防ぐことができる。

さらに、 予備装置 A 1は予備系として稼働している際には、 転送部 A 1 2の処 理を行わないため、 第 1の実施の形態に比べて計算量を削減することができる。 ただし、 蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5—nに保持しているパケットの転送処理が現 用系停止の検知後に行われるため、 現用装置 5 1が停止してから、 予備装置 A 1 がパケッ卜の送出を始めるまでにかかる時間は、 第 1の実施の形態よりも長くな る。 [第 3の実施の形態]

次に、 本発明の第 3の実施の形態による冗長化パケット交換システムについて 説明する。

第 1および第 2の実施の形態では、予備装置 5 2、 A 1が送出するバケツトは、 停止の検知にかかる時間の間に蓄積部 5 2 5— 1〜5 2 5— n、 A 1 5— 1〜A 1 5 _ nに溜ったものである。 現用装置 5 1が広告メッセージを最後に送信して から、 稼働停止によりパケットの送出が停止するまでの期間は、 現用装置 5 1か らパケットが送出されており、 かつ予備装置 5 2、 A 1でもパケットを蓄積して いる。 このため、 停止検知後に予備装置 5 2、 A 1が保持しているパケットを排 出すると、 現用装置 5 1が送出したバケツトと一部のパケッ卜が重複することが ある。

T C Pプロトコルなどでは受信側は重複バケツトが来ても廃棄するだけなので パケット消失に比べるとプロトコル上は問題は少ない。 しかし、 ネットワークの トラフィックが増加すること、 予備系が現用系に切り替わった際に重複パケット の排出時間分だけ非重複バケツ卜の中継が遅れるという問題が生じるため、 パケ ットの重複はない方が好ましい。

本実施の形態にかかる冗長化バケツト交換システムにおいては、 予備装置で、 現用装置が送出したパケットを監視して蓄積部から同じバケツトを除去すること により、 予備装置が排出するパケットが、 現用装置が送出したパケットと重複し ないようにする。

図 1 1を参照すると、 本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムは、 予備系のパケット交換装置として予備装置 5 2 ' を備えている点で、 図 5に示さ れる第 1の実施の形態にかかる冗長化バケツ卜交換システムと相違する。 本実施 の形態にかかる冗長化パケッ卜交換システムの現用系のバケツ卜交換装置は、 図 5に示される現用装置 5 1と同一であり、 図 1 1では図示を省略している。 予備装置 5 2 ' は、 図 5の予備装置 5 2が備える構成要素に加えてさらに、 パ ケット監視部 5 4を備えている。 パケット監視部 5 4は、 マルチアクセスデータ リンク 5 3— 1〜5 3— nと接続され、 現用装置 5 1がマルチアクセスデータリ ンク 5 3— 1〜5 3— nに送出したフレームを監視し、 そのフレームに格納され た転送対象パケットと同じパケットを蓄積部 5 2 5 _ 1〜5 2 5 _ nから削除す る機能を持つ。 パケット監視部 5 4は、 現用装置 5 1のインタフェース部 5 1 1 一 1〜5 1 1— nに割り当てられた実データリンクアドレス （MA Cアドレスな ど） を保持し、 この保持した実データリンクアドレスを送信元アドレスとするフ レームを検知する。 なお、 パケット監視部 5 4は、 インタフェース部 5 2 1— 1 〜 5 2 1 — nを通じてマルチアクセスデータリンク 5 3— 1〜5 3— nに接続す るようにしてもよい。

次に本実施の形態の動作を第 1の実施の形態との相違点を中心に説明する。 図 1 2は、 本実施の形態における予備装置 5 2， のパケット監視部 5 4の動作 を示す流れ図である。 予備装置 5 2 ' のパケット監視部 5 4は、 何れかのデ一夕 リンク 5 3— 1〜 5 3—nからフレームを受信すると、ステップ S B 1において、 受信したフレームを検査し、 送信元デ一タリンクアドレスが現用装置 5 1のアド レスと等しければ（S B 1が Y e s )、 さらに、 ステップ S B 2において、 そのフ レームが含むパケットが転送対象であるかどうか検査する。 転送対象パケットで あるかどうかの判断は、 第 1の実施の形態における予備装置 5 2の蓄積処理のス テツプ S 7 1の処理と同一である。 受信したフレームの送信元データリンクアド レスが現用装置 5 1のアドレスと一致しない場合（S B 1が N o )、 またはフレー ムが含むバケツ卜が転送対象でない場合（S B 2が N o )、ステップ S B 6に進む。 現用装置 5 1が送信し、 かつ転送対象であるパケット （S B 2の Y e s側） は、 現用装置 5 1がすでに転送してしまったことを示しているため、 蓄積は不要であ る。 そこで、 ステップ S B 3において、 同パケットを蓄積部 5 2 5— 1〜5 2 5 一 nから検索する。 受信フレームがデータリンク 5 3— iから受信した場合、 そ のデータリンク 5 3 _ iに対応する蓄積部 5 2 5— iだけを検索すれば十分であ る。 ステップ S B 4において検索結果を判断し、 該当するパケットが見つかれば (Y e s側）、 ステップ S B 5において、 該当バケツトを蓄積部より削除する。 万 がー、 見つからなければ （N o側）、 ステップ S B 6に進む。

ステップ S B 6においては、 受信したフレームを破棄し、 受信待ちに戻る。 その他の動作は第 1の実施の形態と同じである。

次に第 3の実施の形態の効果を説明する。

本実施の形態によれば、 第 1の実施の形態と同様の効果が得られるのに加え、 現用装置の稼働停止に伴う系切り替え時に、 現用装置が既に送出したパケットと 同じバケツ卜が予備装置からデータリンクに送出されるのを防止することができ る。 その理由は、 パケット監視部 5 4がマルチアクセスデータリンク 5 3— 1〜 5 3— nに送出されたフレームを監視し、 現用装置 5 1が送信したフレームに格 納された転送対象パケットと同じパケットを検知すると、 蓄積部 5 2 5— 1〜5 2 5— nから削除するからである。

また本実施の形態によれば、 第 1の実施の形態に比べて系切り替え時における パケット中継の遅延時間を改善することができる。 その理由は、 蓄積部 5 2 5— 1〜5 2 5— nに重複バケツトが残らないように削除しているため、 予備系が現 用系に切り替わった際に速やかに非重複パケットの中継が開始されるからである。 ただし、本実施の形態では、現用装置 5 1が送出したバケツトを予備装置 5 2 ' ですベて検査する必要があり、 また、 蓄積しているパケットの検索処理も必要で あるため、 第 1の実施の形態よりも予備装置の処理量が多くなる。 本実施の形態は第 1の実施の形態を前提としたが、 第 2の実施の形態を前提と することもできる。 以下、 第 2の実施の形態を前提とした例を第 3の実施の形態 の変形例として説明する。

図 1 3を参照すると、 第 3の実施の形態の変形例にかかる冗長化パケット交換 システムは、予備系のバケツト交換装置として予備装置 A 1 ' を備えている点で、 図 1 0に示される第 2の実施の形態にかかる冗長化バケツト交換システムと相違 する。 本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムの現用系のパケット交 換装置は、第 2の実施の形態と同様に図 5に示される現用装置 5 1と同一であり、 図 1 2では図示を省略している。

予備装置 A 1 ' は、 図 1 0の予備装置 A 1が備える構成要素に加えてさらに、 バケツト監視部 A 1 6を備えている。 パケット監視部 A 1 6は、 マルチアクセス データリンク 5 3— 1〜5 3— nと接続され、 現用装置 5 1がマルチアクセスデ —夕リンク 5 3— 1〜5 3— nに送出したフレームを監視し、 そのフレームに格 納された転送対象パケットと同じバケツトを蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nから 削除する機能を持つ。 パケット監視部 A 1 6は、 現用装置 5 1のイン夕フェース 部 5 1 1— 1〜5 1 1—nに割り当てられた実データリンクアドレス （MA Cァ ドレスなど） を保持し、 この保持した実デ一夕リンクアドレスを送信元アドレス とするフレームを検知する。 なお、 パケット監視部 A 1 6は、 インタフェース部 A 1 1— 1〜A 1 1— nを通じてマルチアクセスデータリンク 5 3—；！〜 5 3— nに接続するようにしてもよい。

次に本変形例の動作を第 2の実施の形態との相違点を中心に説明する。

本変形例における予備装置 A 1 ' のパケット監視部 A 1 6の動作を図 1 2を借 用して説明する。 予備装置 A 1 ' のパケット監視部 A 1 6は、 何れかのデ一タリ ンク 5 3— 1〜5 3— nからフレームを受信すると、 ステップ S B 1において、 受信したフレームを検査し、 送信元デ一夕リンクアドレスが現用装置 5 1のアド レスと等しければ（S B 1が Y e s )、 さらに、 ステップ S B 2において、 そのフ レームが含むバケツトが転送対象であるかどうか検査する。 転送対象バケツトで あるかどうかの判断は、 第 1の実施の形態における予備装置 5 2の蓄積処理のス テツプ S 7 1の処理と同一である。 受信したフレームの送信元データリンクアド レスが現用装置 5 1のァドレスと一致しない場合（S B 1が N o )、 またはフレー ムが含むパケッ卜が転送対象でない場合（S B 2が N o )、ステップ S B 6に進む。 現用装置 5 1が送信し、 かつ転送対象であるパケット （S B 2の Y e s側） は、 現用装置 5 1がすでに転送してしまったことを示しているため、 蓄積は不要であ る。 そこで、 ステップ S B 3において、 同パケットを蓄積部 5 2 5— 1〜 5 2 5 一 nから検索する。 本変形例の場合、 すべての蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5 _ nを 検索する必要がある。 ステップ S B 4において検索結果を判断し、 該当するパケ ットが見つかれば（Y e s側）、 ステップ S B 5において、 該当パケットを蓄積部 より削除する。 万が一、 見つからなければ （N o側）、 ステップ S B 6に進む。 ステップ S B 6においては、 受信したフレームを破棄し、 受信待ちに戻る。 その他の動作は第 2の実施の形態と同じである。

次に本変形例の効果を説明する。

本変形例によれば、 第 2の実施の形態と同様の効果が得られるのに加え、 現用 装置の稼働停止に伴う系切り替え時に、 現用装置が既に送出したパケットと同じ パケットが予備装置からデータリンクに送出されるのを防止することができる。 その理由は、 バケツト監視部 A 1 6がマルチアクセスデータリンク 5 3— 1〜5 3 _ nに送出されたフレームを監視し、 現用装置 5 1が送信したフレームに格納 された転送対象バケツ.トと同じバケツトを検知すると、 蓄積部 A 1 5— 1〜A 1 5— nから削除するからである。

また本変形例によれば、 第 2の実施の形態に比べて系切り替え時におけるパケ ット中継の遅延時間を改善することができる。 その理由は、 蓄積部 A 1 5— 1〜 A 1 5— nに重複パケットが残らないように削除しているため、 予備系が現用系 に切り替わった際に速やかに非重複パケットの中継が開始されるからである。 ただし、 本変形例では、 現用装置 5 1が送出したパケットを予備装置 A 1 ' で すべて検査する必要があり、 また、 蓄積しているパケットの検索処理も必要であ るため、 第 2の実施の形態よりも予備装置の処理量が多くなる。 [第 4の実施の形態]

次に、 本発明の第 4の実施の形態による冗長化パケット交換システムについて 説明する。

第 1から第 3までの実施の形態（第 3の実施の形態の変形例を含む。以下同じ） では、 現用装置 1台に対して、 予備装置は 1台のみである。 現用装置が停止する と、 当初予備装置として稼働していた装置が代替の現用装置として稼働するよう に切り替わるが、 切り替え後は予備装置が存在しなくなるため、 冗長性が失われ る。 それに対処するため、 本実施の形態では予備装置を複数設置し、 冗長度を高 める。

ただし、第 1から第 3までの実施の形態に記載した予備装置を複数設置すると、 現用の停止時にそれらの予備装置が一斉に蓄積バケツトを送出するため、 重複し てパケットが送出されることになる。 このため本実施の形態では、 優先度を設け てバケツトを蓄積しかつ現用装置の停止時に自らが現用装置として振る舞う予備 装置を 1台にすることにより、 重複した送出を避ける。 本明細書において、 複数 の予備装置のうち、 現用装置の停止時に自らが現用装置として振る舞う予備装置 を筆頭予備装置と呼ぶ。

筆頭予備装置を決定するため、本実施の形態では予備装置間で情報を交換する。 このため、 予備装置には広告メッセ一ジ送信の機能が追加されている。 一度筆頭 予備装置が決定されると、 通信量と処理負荷の削減のため、 以降、 筆頭でない予 備装置は広告メッセージの送信を停止させる。

図 1 4を参照すると、 本実施の形態にかかる冗長化バケツト交換システムは、 予備系のパケット交換装置として複数の予備装置 C 1、 C 2、 ···、 C mを備えて いる点で、 図 5に示される第 1の実施の形態にかかる冗長化パケット交換システ ムと相違する。 本実施の形態にかかる冗長化バケツト交換システムの現用系のパ ケット交換装置は、 図 5に示される現用装置 5 1と同一であり、 図 1 4では図示 を省略している。 予備装置 C 1のブロック内に図示されるように、 本実施の形態では、 予備装置 (31に広告部( 16と広告タイマ C 17を備え、 広告部 C 16に予備装置として 動作していることを示すフラグと、 冗長化バケツト交換システム内の各装置 C 1 〜Cmの優先度情報を保持し、 広告メッセージに予備装置であることを示すフラ グと、 優先度とを含める機能と、 広告タイマ C 17に動作 ·停止を制御する機能 とを備える。 ここで、 各装置 C l〜Cmの優先度は、 全順序がつくよう、 あらか じめ設定されている。

また、 インタフェース部 C 1 1一 1〜C 1 1一 nでは、 広告メッセ一ジのみを 受信し、 他のパケットは破棄する機能を追加で備え、 監視部 C 13には、 インタ フェース部 C 1 1— 1〜C 1 1一 nに対して、 受信パケットを広告メッセージの みに限るか、 第 1の実施の形態におけるインタフェース部 521— 1〜521— nと同様に制限なしで受信するかを制御する機能と、 広告タイマ C 17の稼働 · 停止を制御する機能とを備え、 また、 現用と筆頭予備の装置用に、 監視夕イマ C 14と、 広告メッセージに含まれる情報を記録する機能 （図示せず） とを個別に 備えている。

他の予備装置 C2〜Cmも、 予備装置 C 1と同様の構成を備えている。

図 15は、 本実施の形態における予備装置 C l〜Cmのパケット受信の動作を 示す流れ図である。 パケットを受信すると、 ステップ SD 1において、 広告メッ セージか否かを判断する。 もし広告メッセ一ジであれば、 まず、 ステップ SD2 において、 同広告メッセージの優先度と自身の優先度とを比較する。

広告メッセージの送信元が自身よりも高優先度の予備装置であれば、 自身は筆 頭予備ではない。 よって、 ステップ SD 3において、 自身はパケットの蓄積と広 告メッセージの送信を停止する。 このため、 インタフェース部 C 1 1— 1〜C 1 1一 nを広告メッセ一ジのみ受信するモードに設定し、 広告タイマ C 17を停止 させ、蓄積部 C 15— 1〜(： 15—nに保持しているパケットがあれば破棄する。 これ以降、 当該予備装置は、 現用と、 筆頭予備装置からの、 広告メッセージの受 信による死活監視のみを行うようになる。

次に、 ステップ SD 4において、 広告メッセージの優先度と、 監視部 C 13に 記録されている筆頭予備装置の優先度を比較する。 もし現在記録されている筆頭 予備装置の優先度よりも広告メッセージが含む優先度が高ければ（Y e s側）、 同 広告メッセージの送信元を筆頭予備に入れ替えるべく、 監視部 C 13の記録を更 新する （ステップ SD 5)。 もし広告メッセージの優先度が低ければ （No側）、 広告送信元は筆頭ではないため、 ここで処理を終わる。

次に、 広告メッセージの送信元が自身よりも高優先度の予備装置ではないとき

(SD2の No側）、 ステップ SD 6において、 送信元が現用装置であれば（Ye s側）、 自身が筆頭予備装置であるとして広告メッセージの受信処理を行う。すな わち、 ステップ SD 7において、 第 1の実施の形態と同一の手順で、 蓄積部 C 1 5— 1〜C 15—nに保持しているパケットを破棄する。

このあと、 ステップ SD 5において、 受信した広告メッセージにしたがって、 該当する監視タイマ C 14を初期値にリセットし、 広告メッセージに含まれる優 先度と予備フラグ情報を記録して、 現用および筆頭予備からの広告受信処理を終 わる。

次に、 広告メッセージの送信元が現用装置でも高優先度の予備装置でもないと き（ステップ SD 6が No)、その広告メッセージの送信元の優先度は自身以下で あることを示している。 この場合は、 とくに追加の処理を行わず動作を終える。 次に、 受信したパケットが広告メッセージでないとき （SD 1の No側） の処 理を説明する。 ステップ SD 8において、 インタフェース部 C 1 1— 1〜C 1 1 一 nの受信モードが、 広告メッセージのみを受信するか、 全パケットを受信する かで処理を振り分ける。

広告メッセ一ジのみを受信する動作モードの場合（SD 8の Ye s側）、ステツ プ SD 9において、 広告メッセージ以外のパケットはすべて破棄し、 処理を終え る。

全パケットを受信する動作モードの場合（SD 8の No側）、ステップ SD 10 において、 パケットは転送対象か、 それ以外かで処理を振り分ける。 転送対象パ ケットである場合（Ye s側）は、第 1の実施の形態の場合と同様に処理する（S D 1 1 , SD 12)。

転送対象でないパケットの場合（SD 10の No側）、 自身が受信すべきバケツ トであるが、 ただし広告メッセージではないことを示しているため、 ステップ S D 13において、 他のプロトコルの受信処理にパケットを回し、 処理を終える。 以上により、 予備装置が最高優先度であれば、 蓄積処理を行い、 それ以外の優 先度であれば、 広告メッセージの送信と蓄積処理を停止し、 現用および高優先度 の予備装置からの広告メッセージの受信のみを行うような、 予備装置のバケツト 受信処理が実現できる。

次に、 本実施の形態での死活監視処理を説明する。

図 16は、 本実施の形態における予備装置 C l〜Cmの死活監視の動作を示す 流れ図である。 予備装置 C l〜Cmは、 広告メッセージの送信元ごとに、 現用と 筆頭予備各々監視タイマ C 14を備えている。 図 16の処理は、 これらに共通に なるよう、 記載したものであり、 実際には本処理が現用と筆頭予備のために個別 に行われる。 また、 筆頭予備装置自身が筆頭予備の死活監視をすることは意味が ないが、 手順の簡単化のため、 筆頭予備も同じ動作をするよう、 記載してある。 まずステップ SE 1において、 広告メッセージの送信元が装置 Nであるような 監視タイマ C 14に注目する。 ステップ SE 2において、 同タイマのタイムァゥ トの有無を調べ、 もしタイムアウトしていれば（Ye s側）、 ステップ SE 3にお いて、 さらに装置 Nの動作モードを調べる。 タイムアウトしたのが筆頭予備の監 視タイマ C 14ならば（Ye s側）、 自身が次に筆頭予備になる可能性がある。 し たがって、 ステップ SE 4において、 インタフエ一ス部 C 1 1一；！〜 C l l _n の受信モードを全パケット受信に切り替え、 ステップ SE 5において、 広告メッ セージの送信を行う。 また継続的な広告メッセージの送信を開始するために、 広 告タイマ C 17を稼働させ、 値を初期値にリセットする。

もし、 ステップ SE 3〜SE 5の手順により、 自装置が筆頭予備として動作を 始めたにも関わらず、 他の予備装置のほうが優先度が高く設定されていた場合に は、 図 15のステップ SQ2〜SD 3の手順により、 自装置は筆頭予備としての 処理を停止するため、 複数の装置が筆頭予備として動作し続けることはない。 次に、 タイムアウトした監視タイマ C 14が筆頭予備でなければ （SE 3のN o側）、 それは現用の監視タイマ C 14である。 この場合、 ステップ SE 6におい て、 まず自身が筆頭予備装置であるかどうかを判断する。 これは広告タイマ C 1 7が稼働しているか否かと、 インタフェース部 C 11一 1〜C 1 1—nが全パケ ット受信モードになっているか否かにより判断する。 もし自身が筆頭予備であれ ば（Y e s側）、 自身がパケットの蓄積処理を行っているため、 ステップ S E 7に おいて、 蓄積部 C 1 5— 1〜C 1 5—nに保持しているパケットの排出を行い、 ステップ S E 8において、 動作モードを現用に切り替える。 .

次に、 自身が最高優先度の予備装置ではない場合（S E 6の N o側）、 自身はパ ケットの蓄積を行っていないため、 とくに動作は行わない。

以上により、複数の予備装置をもつ冗長化パケット交換システムを構成できる。 次に第 4の実施の形態の効果を説明する。

本実施の形態では、 現用装置が停止してもパケット交換処理を継続でき、 しか も冗長性を維持することができる。 その理由は、 現用装置が停止すると、 筆頭予 備装置が新たに現用装置として振る舞うことでパケット交換処理を継続し、 残り の予備装置のうちの優先度の高い予備装置が新たな筆頭予備装置として振る舞う からである。

筆頭予備装置以外の予備装置の処理量を削減することができる。 その理由は、 予備装置間で広告メッセージ送信によって優先度情報を交換することで筆頭予備 装置が決定されると、 筆頭予備装置以外の予備装置は広告メッセージの送信を停 止し、 さらにパケットの蓄積を行わないためである。

ただし、 本実施の形態では、 筆頭予備装置も広告メッセージを送信する必要が あるため、第 1の実施の形態と比較すると、広告メッセージによる通信量が増え、 また各装置での処理手順が複雑になるため、 装置を実現する費用がより多くかか ることになる。

なお、 本実施の形態は、 第 1の実施の形態における予備装置を多重化したが、 第 2、 第 3の実施の形態あるいは第 3の実施の形態の変形例における予備装置を 本実施の形態と同様に多重化した実施の形態も考えられる。 また、 筆頭予備装置 以外の予備装置でもパケットの蓄積を行うようにしてもよい。

[第 5の実施の形態]

次に、 本発明の第 5の実施の形態による冗長化バケツト交換システムについて 説明する。 第 1から第 4の実施の形態では、 予備装置の蓄積部には、 転送対象のパケット が運ぶペイロードのプロトコル （以下上位層プロトコル） によらず、 転送対象の すべてのパケットが蓄積される。

TCPのように、 再送時に輻輳制御が行われるプロトコルでは、 冗長化バケツ ト交換システムにおける系切り替え時におけるパケットの消失を防ぐことによる 効果は大きいが、 一方で、 例えば R TP (Re a l t ime Tr an s p o r t P r o t o c o l ) のようにパケットロスが性能に大きな影響を与えないプ 口トコルもある。

そこで、 本実施の形態では、 パケットの上位層プロトコルを調べ、 特定のプロ トコルのペイロードをもつパケットのみを蓄積することにより、 より効率的な蓄 積処理を可能にする。

図 17を参照すると、 本実施の形態にかかる冗長化パケット交換システムは、 予備系のバケツト交換装置として予備装置 F 1を備えている点で、 図 5に示され る第 1の実施の形態にかかる冗長化バケツト交換システムと相違する。 本実施の 形態にかかる冗長化バケツト交換システムの現用系のパケット交換装置は、 図 5 に示される現用装置 51と同一であり、 図 17では図示を省略している。

予備装置 F 1は、 蓄積規則保持部 F 16を備え、 蓄積部 F 15 _ 1〜F 15— nから蓄積規則を参照できる点が、 第 1の実施の形態の予備装置 52と異なる。 蓄積規則は、 上位層プロトコルの種類 （プロトコル識別子） と、 また、 TCPや UDPなど、 ポート番号をもつプロトコルについては、 さらにポート番号の種類 ごとに、 また、 I CMPなどのようにメッセ一ジ ·タイプをもつプロトコルにつ いては、 さらにメッセージ ·タイプの種類ごとに、 および、 上記の組み合わせに より、 パケットの蓄積の可否が記載されている。

次に本実施の形態の動作を説明する。

本実施の形態では、 予備装置 F 1で転送対象パケットを蓄積する場合、 該当パ ケットのヘッダやペイロードを参照して、上位層プロトコル， ポート番号， メ ッセージ ·タイプなどを抽出し、 蓄積部 F 1 5— 1〜F 15— nから蓄積規則保 持部 F 16を参照し、 該当するパケットの蓄積可否を判断し、 蓄積可能なものだ けを保持し、 それ以外は破棄する。 上記以外の動作は第 1の実施の形態と同じである。

次に第 5の実施の形態の効果を説明する。

本実施の形態では、 第 1の実施の形態と比較して、 蓄積部 F 1 5— 1〜F 1 5 一 nに蓄積するパケットの量を減らすことができる。 その理由は、 パケットの上 位層プロトコルを調べ、 特定のプロトコルのペイロードをもつパケットのみを蓄 積するからである。

また、 第 1の実施の形態に比べて系切り替え時におけるバケツト中継の遅延時 間を改善することができる。 その理由は、 蓄積部 F 1 5— 1〜F 1 5— nに蓄積 されるバケツトの量が少なくなるため、 予備系が現用系に切り替わった際に速や かにパケットの中継が開始されるからである。

ただし、 本実施の形態の場合、 蓄積処理の際にパケットの上位層プロトコルな どを調査する必要があるため、 処理量は他の実施の形態よりも多くなる。

なお、 本実施の形態は、 第 1の実施の形態における予備装置に蓄積規則保持部 F 1 6を設け、 特定のプロトコルのペイロードをもつバケツトのみを蓄積するよ うにしたが、 第 2乃至第 4の実施の形態における予備装置に 積規則保持部を設 け、 本実施の形態と同様に特定のプロトコルのペイロードをもつバケツトのみを 蓄積するようにする実施の形態も考えられる。 以上本発明の実施の形態について説明したが、 本発明は以上の実施の形態にの み限定されず、 その他各種の付加変更が可能である。 また、 本発明の現用系およ び予備系のバケツト交換装置は、 その有する機能をハードウェア的に実現するこ とは勿論、 コンピュータとプログラムとで実現することができる。プログラムは、 磁気ディスクや半導体メモリ等のコンピュータ可読記録媒体に記録されて提供さ れ、 コンピュータの立ち上げ時などにコンピュータに読み取られ、 そのコンピュ 一夕の動作を制御することにより、 そのコンピュータを前述した各実施の形態に おける現用系のパケット交換装置 （現用装置） の各機能手段、 予備系のパケット 交換装置 （予備装置） の各機能手段として機能させる。

本発明によれば、 冗長化バケツト交換システムの系切り替え期間中の転送対象 パケットの消失を簡易な構成で防止することができる。 その理由は、 現用系のパ ケット交換装置の稼働が次に確認されるまでの期間、 現用系のパケット交換装置 と同一のバケツトを予備系のバケツト交換装置が蓄積部に保持しており、 現用系 のバケツト交換装置の稼働が確認されなくなつて稼働が停止したと判断されたと きは、 予備系のパケット交換装置が、 蓄積部に保持しているパケットを送出し、 以降現用系として稼働することで、 現用系が継続して動作していたときに転送し ていた可能性のあるバケツトがすべて転送されるからである。

また本発明によれば、 系切り替え期間中におけるバケツト消失が防止されるた め、 パケット消失の影響が大きい T C Pなどのプロトコルの性能低下を抑えるこ とができる。 産業上の利用可能性

本発明によれば、 I Pネットワークを構成するルー夕装置や、 ルー夕の機能を 持つファイアウォール装置などのアクセス制御装置， I P s e cゲートウェイな どの V P N終端装置に適用できる。

Claims

請求の範囲

1 . 同じデータリンクに接続された現用系および予備系のバケツト交換装置を 備えた冗長化パケット交換システムにおいて、

前記予備系のバケツト交換装置は、

前記現用系のパケット交換装置の稼働が確認されるまで転送対象のパケットを 蓄積する蓄積部を備え、

前記現用系のバケツト交換装置の稼働停止が検出されたときに自パケット交換 装置を現用系に切り替え、 前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記デ一 タリンクから新たに受信するバケツトの転送処理を行うことを特徴とする冗長化 パケッ卜交換システム。

2 . 同じデータリンクに接続された現用系および予備系のバケツト交換装置を 備えた冗長化バケツト交換システムにおいて、

前記現用系のパケット交換装置は、 前記データリンクとの間でパケットの送受 信を行うインタフェース部と、 該インタフェース部を通じて前記デ一タリンクか ら受信したバケツトを分析し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース 部を通じて前記データリンクへ送信する転送部と、 予め定められた周期で自装置 が稼働していることを示す広告メッセージを前記ィンタフェース部を通じて前記 デ一タリンクへ送信する広告部とを備え、

前記予備系のパケット交換装置は、 前記データリンクとの間でバケツトの送受 信を行うインタフェース部と、 該イン夕フェース部を通じて前記データリンクへ 送信するパケットを一時的に蓄積する蓄積部と、 前記インタフェース部を通じて 前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを前記蓄積部 へ出力する転送部と、 前記インタフェース部を通じて前記広告メッセージを受信 する毎に前記蓄積部に蓄積されているバケツトを破棄し、 前記広告メッセージの 受信が途絶えたことを検知した時に自バケツト交換装置を現用系に切り替え、 前 記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記イン夕フェース部を通じて前記デ —夕リンクから新たに受信したパケットを送出方路の前記インタフェース部を通 じて前記データリンクへ送信させる監視部とを備えることを特徴とする冗長化パ ゲッ卜交換システム。

3 . 同じデ一夕リンクに接続された現用系および予備系のバケツト交換装置を 備えた冗長化バケツト交換システムにおいて、

前記現用系のバケツト交換装置は、 前記データリンクとの間でパケットの送受 信を行うインタフェース部と、 該インタフエ一ス部を通じて前記データリンクか ら受信したパケットを分析し転送対象バケツトを送出方路の前記インタフェース 部を通じて前記データリンクへ送信する転送部と、 予め定められた周期で自装置 が稼働していることを示す広告メッセージを前記イン夕フェース部を通じて前記 データリンクへ送信する広告部とを備え、

前記予備系のパケット交換装置は、 前記データリンクとの間でバケツトの送受 信を行うインタフェース部と、 該ィン夕フェース部を通じて前記デ一夕リンクか ら受信したパケットを受信時刻の情報を付加して一時的に蓄積する蓄積部と、 前 記インタフェース部を通じて前記現用系のバケツト交換装置から広告メッセージ を受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットのうち、 前記広告メッセ一 ジの受信時刻から前記現用系のバケツ卜交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡 つた時刻より古い受信時刻のバケツトを破棄し、 広告メッセージの受信が途絶え たことを検知した時に自バケツト交換装置を現用系に切り替える監視部と、 自パ ケット交換装置が現用系に切り替わったときに前記蓄積部に蓄積されていたパケ ットおよび前記インタフェース部を通じて前記データリンクから新たに受信した バケツトを分析し転送対象バケツトを送出方路の前記インタフェース部へ出力す る転送部とを備えることを特徴とする冗長化バケツト交換システム。

4. 前記予備系のパケット交換装置に、 前記現用系のパケット交換装置が前記 データリンクに送出したフレームを監視し、 前記フレームに格納された転送対象 パケットと同じパケットを前記蓄積部から削除するパケット監視部を備えること を特徴とする請求項 2または 3記載の冗長化バケツト交換システム。

5 . 前記予備系のパケット交換装置は、 予め定められた周期で自装置が稼働し ていることを示す広告メッセージを前記ィンタフェース部を通じて前記データリ ンクへ送信する広告部を備え、

前記予備系のバケツト交換装置からの広告メッセージを監視する 1以上の他の パケット交換装置を備え、

前記他のバケツト交換装置のうち最も優先度の高いバケツト交換装置は、 前記 予備系のパケット交換装置からの広告メッセージが途絶えたことを検知した時に 自バケツト交換装置を前記予備系のバケツト交換装置として動作させることを特 徴とする請求項 2、 3または 4記載の冗長化パケット交換システム。

6 . 前記予備系のパケット交換装置に、 前記蓄積部に蓄積するパケットを判断 するための蓄積規則を保持する蓄積規則保持部を備え、 前記蓄積規則を満たすパ ケットだけを蓄積することを特徴とする請求項 2乃至 5の何れか 1項に記載の冗 長化バケツト交換システム。

7 . 同じデータリンクに接続された現用系および予備系のバケツト交換装置を 備えた冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、

前記予備系のバケツト交換装置が、 前記現用系のバケツト交換装置の稼働が確 認されるまで転送対象のパケットを蓄積部に蓄積し、 前記現用系のバケツト交換 装置の稼働停止が検出された.ときに自パケット交換装置を現用系に切り替え、 前 記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記デ一夕リンクから新たに受信する パケットの転送処理を行うことを特徴とする冗長化パケット交換システムの系切 り替え方法。

8 . 同じデータリンクに接続された現用系および予備系のバケツト交換装置を 備えた冗長化バケツト交換システムの系切り替え方法において、

前記現用系のバケツト交換装置が、 前記データリンクとの間でバケツトの送受 信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分 祈し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリ ンクへ送信する転送処理と並行して、 予め定められた周期で自装置が稼働してい ることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データリンク へ送信し、

前記予備系のパケット交換装置が、 前記データリンクとの間でパケットの送受 信を行う前記ィン夕フェース部を通じて前記データリンクから受信したパケット を分析し転送対象バケツトを蓄積部へ蓄積し、 前記インタフェース部を通じて前 記広告メッセ一ジを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、 前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自バケツト交換装置を 現用系に切り替え、 前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記インタフエ —ス部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを送出方路の前記 ィンタフェース部を通じて前記データリンクへ送信することを特徴とする冗長化 バケツト交換システムの系切り替え方法。

9 . 同じデータリンクに接続された現用系および予備系のバケツト交換装置を 備えた冗長化パケット交換システムの系切り替え方法において、

前記現用系のバケツト交換装置が、 前記データリンクとの間でバケツ卜の送受 信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したパケットを分 祈し転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部を通じて前記デ一タリ ンクへ送信する転送処理と並行して、 予め定められた周期で自装置が稼働してい ることを示す広告メッセ一ジを前記インタフェース部を通じて前記デ一タリンク へ送信し、

前記予備系のバケツト交換装置が、 前記データリンクとの間でバケツ卜の送受 信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したバケツトを受 信時刻の情報を付加して蓄積部に蓄積し、 前記イン夕フェース部を通じて前記現 用系のバケツト交換装置から広告メッセ一ジを受信する毎に前記蓄積部に蓄積さ れているバケツトのうち、 前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系のパケ ット交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のバケツ トを破棄し、 広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自バケツト交 換装置を現用系に切り替え、 前記蓄積部に蓄積されていたバケツトおよび前記ィ ン夕フェース部を通じて前記データリンクから新たに受信したパケットを分析し 転送対象パケットを送出方路の前記インタフェース部へ出力することを特徴とす る冗長化バケツト交換システムの系切り替え方法。

1 0 . 前記予備系のバケツト交換装置が、 前記現用系のバケツト交換装置から 前記デ一タリンクに送出されたフレームを監視し、 前記フレームに格納された転 送対象パケットと同じバケツトを前記蓄積部から削除することを特徴とする請求 項 8または 9記載の冗長化バケツト交換システムの系切り替え方法。

1 1 . 前記予備系のパケット交換装置が、 予め定められた周期で自装置が稼働 していることを示す広告メッセージを前記インタフェース部を通じて前記データ リンクへ送信し、

1以上の他のパケット交換装置が、 前記予備系のバケツト交換装置からの広告 メッセージを監視し、 前記他のパケット交換装置のうち最も優先度の高いバケツ 卜交換装置が、 前記予備系のパケッ卜交換装置からの広告メッセージが途絶えた ことを検知した時に自バケツト交換装置を前記予備系のバケツト交換装置として 動作させることを特徴とする請求項 8、 9または 1 0記載の冗長化パケット交換 システムの系切り替え方法。

1 2 . 前記予備系のバケツト交換装置が、 蓄積規則保持部に保持された蓄積す るパケットを判断するための蓄積規則を参照して、 前記蓄積部へのバケツトの蓄 積可否を判断することを特徴とする請求項 8乃至 1 1の何れか 1項に記載の冗長 化パケット交換システムの系切り替え

方法。 ·

1 3 . データリンクに接続された現用系のパケット交換装置の稼働が確認され るまで転送対象のバケツトを蓄積する蓄積する蓄積部を備え、 前記現用系のパケ ット交換装置の稼働停止が検出されたときに自バケツト交換装置を現用系に切り 替え、 前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記データリンクから新たに 受信するバケツトの転送処理を行うことを特徴とするパケット交換装置。

1 4 . 現用系のバケツト交換装置が接続されたデータリンクとの間でバケツト の送受信を行うインタフェース部と、 該ィン夕フェース部を通じて前記データリ ンクへ送信するパケットを一時的に蓄積する蓄積部と、 前記インタフェース部を 通じて前記データリンクから受信したパケットを分析し転送対象パケットを前記 蓄積部へ出力する転送部と、 前記インタフェース部を通じて前記現用系のバケツ ト交換装置から周期的に前記データリンクに送信される広告メッセージを受信す る毎に前記蓄積部に蓄積されているパケットを破棄し、 前記広告メッセージの受 信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切り替え、 前記 蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記インタフェース部を通じて前記デ一 タリンクから新たに受信したバケツトを送出方路の前記インタフェース部を通じ て前記データリンクへ送信させる監視部とを備えることを特徴とするパケット交 換装置。 ，

1 5 . 現用系のパケッ卜交換装置が接続されたデータリンクとの間でバケツト の送受信を行うインタフェース部と、 該インタフエ一ス部を通じて前記データリ ンクから受信したパケットを受信時刻の情報を付加して一時的に蓄積する蓄積部 と、 前記インタフエ一ス部を通じて前記現用系のパケット交換装置から周期的に 送信される広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているバケツト のうち、 前記広告メッセージの受信時刻から前記現用系の ケツト交換装置の転 送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、 広告 メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自バケツト交換装置を現用系に 切り替える監視部と、 自バケツト交換装置が現用系に切り替わったときに前記蓄 積部に蓄積されていたバケツトおよび前記インタフェース部を通じて前記データ リンクから新たに受信したパケットを分析し転送対象バケツトを送出方路の前記 インタフェース部へ出力する転送部とを備えることを特徴とするパケッ卜交換装 置。

1 6 . 前記現用系のバケツト交換装置が前記データリンクに送出したフレーム を監視し、 前記フレームに格納された転送対象バケツ卜と同じバケツトを前記蓄 積部から削除するパケット監視部を備えることを特徴とする請求項 1 4または 1 5記載のバケツト交換装置。

1 7 . 予備系の他のバケツト交換装置と優先度情報を交換し、 自バケツト交換 装置が予備系のパケット交換装置のうちで最も優先度が高い場合に限り、 前記現 用系のバケツト交換装置の稼働停止時に現用系のバケツト交換装置として振る舞 うよう動作を切り替える請求項 1 4、 1 5または 1 6記載のバケツト交換装置。

1 8 . 前記蓄積部に蓄積するパケットを判断するための蓄積規則を保持する蓄 積規則保持部を備え、 前記蓄積規則を満たすバケツトだけを蓄積することを特徴 とする請求項 1 4乃至 1 7の何れか 1項に記載のバケツト交換装置。

1 9 . 現用系のバケツト交換装置が接続されたデータリンクとの間でパケット の送受信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクへ送信するパケット を一時的に蓄積する蓄積部を有する予備系のバケツト交換装置を構成するコンビ ュ一タを、

前記インタフェース部を通じて前記データリンクから受信したバケツトを分析 し転送対象バケツトを前記蓄積部へ出力する転送手段、

前記インタフェース部を通じて前記現用系のバケツト交換装置から周期的に前 記デ一夕リンクに送信される広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積さ れているパケットを破棄し、 前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知し た時に自バケツト交換装置を現用系に切り替え、 前記蓄積部に蓄積されているパ ケットおよび前記インタフェース部を通じて前記デ一タリンクから新たに受信し たバケツ卜を送出方路の前記インタフェース部を通じて前記データリンクへ送信 させる監視手段、

として機能させるためのプログラム。

2 0 . 現用系のパケット交換装置が接続されたデータリンクとの間でバケツト の送受信を行うインタフェース部を通じて前記データリンクから受信したバケツ トを受信時刻の情報を付加して一時的に蓄積する蓄積部を有する予備系のパケッ ト交換装置を構成するコンピュータを、

前記インタフェース部を通じて前記現用系のバケツト交換装置から周期的に送 信される広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているバケツトの うち、 前記広告メッセ一ジの受信時刻から前記現用系のバケツト交換装置の転送 処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時刻のパケットを破棄し、 広告メ ッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換装置を現用系に切 り替える監視手段、

自バケツト交換装置が現用系に切り替わったときに前記蓄積部に蓄積されてい たパケットおよび前記イン夕フェース部を通じて前記データリンクから新たに受 信したパケットを分析し転送対象バケツトを送出方路の前記インタフェース部へ 出力する転送手段、 として機能させるためのプログラム。

2 1 . 前記コンピュータをさらに、 前記現用系のパケット交換装置が前記デ一 タリンクに送出したフレームを監視し、 前記フレームに格納された転送対象パケ ットと同じパケットを前記蓄積部から削除するバケツト監視手段、 として機能さ せるための請求項 1 9または 2 0記載のプログラム。

2 2 . 前記コンピュータをさらに、 予備系の他のパケット交換装置と優先度情 報を交換し、 自パケット交換装置が予備系のパケット交換装置のうちで最も優先 度が高い場合に限り、 前記現用系のバケツト交換装置の稼働停止時に現用系のパ ケット交換装置として振る舞うよう動作を切り替える手段として機能させるため の請求項 1 9、 2 0または 2 1記載のプログラム。

2 3 . 前記コンピュータをさらに、

蓄積規則保持部に保持された蓄積するパケットを判断するための蓄積規則を満 たすパケットだけを蓄積する手段として機能させることを特徴とする請求項 1 9 乃至 2 2の何れか 1項に記載のプログラム。

2 4 . 同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置 を備えた冗長化バケツト交換システムにおいて、

前記現用系のパケット交換装置は、

予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセ一ジを前記 デ一タリンクへ送信する広告部とを備え、

前記予備系のバケツト交換装置は、

前記データリンクへ送信するバケツトを一時的に蓄積する蓄積部と、 前記データリンクから受信したバケツトを分析し転送対象パケットを前記蓄積 部へ出力する転送部と、

前記広告メッセージを受信する毎に前記蓄積部に蓄積されているバケツトを破 棄し、 前記広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自パケット交換 装置を現用系に切り替え、 前記蓄積部に蓄積されているパケットおよび前記デー 夕リンクから新たに受信したパケットを前記データリンクへ送信させる監視部と を備えることを特徴とする冗長化バケツト交換システム。

2 5 . 同じデータリンクに接続された現用系および予備系のパケット交換装置 を備えた冗長化パケット交換システムにおいて、

前記現用系のバケツト交換装置は、

予め定められた周期で自装置が稼働していることを示す広告メッセ一ジを前記 データリンクへ送信する広告部とを備え、

前記予備系のバケツト交換装置は、

前記デー夕リンクから受信したパケットを受信時刻の情報を付加して一時的に 蓄積する蓄積部と、

前記現用系のバケツト交換装置から広告メッセ一ジを受信する毎に、 前記蓄積 部に蓄積されているバケツトのうち、.前記広告メッセージの受信時刻から前記現 用系のバケツト交換装置の転送処理にかかる時間だけ遡った時刻より古い受信時 刻のバケツトを破棄し、 広告メッセージの受信が途絶えたことを検知した時に自 バケツト交換装置を現用系に切り替える監視部と、

自パケット交換装置が現用系に切り替わったときに前記蓄積部に蓄積されてい たバケツトおよび前記データリンクから新たに受信したバケツトを分析し転送対 象パケットを出力する転送部とを備えることを特徴とする冗長化バケツト交換シ ステム。