JP4181283B2 - 障害検出通知方法及びインターネットワーク装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、障害検出通知方法に係り、特に、装置Ａ及びＢを、装置Ａから装置Ｂへデータを送信するために使う伝送路と、装置Ｂから装置Ａへデータを送信するために使う伝送路の独立した２本の伝送路とにより対にして接続し、２台の装置間で相互にデータを通信するシステムにおける障害検出通知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ツイストペアケーブルや光ファイバケーブルを用いてＩＥＥＥ８０２．３（IEEE:The Institute of Electrical and Electronics Engineers）に規定された方式により通信をおこなう装置では、２台の装置を１本のケーブルを用いて１対１（point to point）に相互に接続する。ここで言う装置とは計算機や計算機を収容する集線装置、ルータ、ＬＡＮスイッチなどインターネットワーク装置のことを示しており、例えばＬＡＮスイッチと呼ばれるネットワーク接続装置にツイストペアケーブルを用いて計算機を収容するような場合を考える。ここでこの２台の装置を装置Ａ／装置Ｂと呼ぶこととすると、装置Ａと装置Ｂの間を接続するケーブルには複数の伝送路が内蔵され、装置Ａが装置Ｂと通信する際には装置Ａから装置Ｂへデータを送信する伝送路と装置Ａが装置Ｂからデータを受信する伝送路には独立した伝送路を用いる。例えば１０Ｂａｓｅ−Ｔ技術ではツイストペアケーブルを用いるが、ツイストペアケーブルでは２本の導線を１対の伝送路とし複数対の伝送路が１本のケーブルに内蔵されており、うち１対を送信用にもう１対を受信用に用いる。また、１００Ｂａｓｅ−ＦＸと呼ばれる技術では光ファイバケーブルを用いるが、光ファイバケーブルには複数本の光ファイバが内臓されており１本を送信用にもう１本を受信用に用いる。
【０００３】
上述の通信方式では、ケーブルによって接続された２台の装置が通信できる状態にあるかどうか検出するための仕組みを持っている。すなわち、装置Ａは装置Ｂにデータを送信するための伝送路上にデータを送信するだけでなくデータを送信していない期間にはデータとは違う特定の信号を定期的にまたは定常的に送信し、一方、装置Ｂではデータを受信する伝送路を常に監視し装置Ａが送信するデータまたはデータではない特定の信号を検出することにより、装置Ａから装置Ｂへデータを送信できる状態になっていることを確認する。データではない特定の信号としては、ツイストペアケーブルを用いる方式では主にリンクパルスと呼ばれる信号を用い、また、光ファイバーケーブルを用いる方式では受信クロックを再生するために送るアイドル信号を利用する方法がある。装置Ｂはこれらの信号を受信することにより、装置Ａおよび装置Ａから装置Ｂへデータを送信する伝送路が正常に動作していることを知ることができる。さらに、装置Ｂから装置Ａへデータを送信するための伝送路上でも同様の処理を行う。これにより装置Ａと装置Ｂ間の伝送路が正しく接続され、また相手装置に障害が発生しておらず、装置Ａと装置Ｂが相互に通信できる状態にあることを確認することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、装置Ａは装置Ｂから送信されるデータを受信する伝送路の信号を監視しているため装置Ｂから信号が送られて来なくなることを検出することで装置Ｂから装置Ａへデータを送信する伝送路の障害を知ることができる。しかし、装置Ａから装置Ｂへデータを送信する伝送路の障害は装置Ａ自身は検出することができない。ＩＥＥＥ８０２．３では装置Ｂが装置Ａからデータを受信する伝送路の障害を検出した場合、装置Ａにデータを送信する伝送路に流す信号を変えて装置Ａに障害を通知する手段をオートネゴシエーションの遠端障害通知機能として定義している。しかしこの障害通知機能は、例えば１００Ｂａｓｅ−ＴＸと呼ばれる技術ではオートネゴシエーション機能をオプションとして定義されており、また、１０００Ｂａｓｅ−Ｘと呼ばれる技術ではオートネゴシエーションを標準機能と定義しているがこれを無効にすることを許しているため、必ずしもこれらの伝送技術をサポートしている全ての装置で遠端障害通知機能が利用できるとは限らない。このため２台の装置間を接続する伝送路のうち一方向の伝送路だけに障害が発生した場合に、発生した障害を両端の装置で確実に検出する手段がない。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、回線の一部又は相手装置に障害が発生した場合でも確実に障害を検出できるようにすることを目的とする。本発明は、また、相手装置への障害通知手段として回線の動作状態を調べる既存技術のみを用いることにより、相互接続性を損なわず、また、新しい制御プロトコルも不要とした障害検出通知方法を提供することを目的とする。また、本発明は、障害が復旧された際に、簡単な信号の送受信のみで運用停止状態から正常運用状態に切り換えることを目的とする。
【０００６】
さらに、本発明を適用する装置を用いて二重化システムを組むことにより、システムの系全体を高速、確実に切替えることを目的とする。また、本発明は、装置内にインタフェースをグループ化して複数備えた場合、グループ内の他の回線又は装置の障害を検出すると、簡単な信号の送受信のみで、グループ毎に運用停止状態とし、障害が復旧されたとき正常運用状態に切り替えることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、２台の装置を接続する伝送路にはデータを送信していない時でも両装置の接続状態の確認やクロックの送信のために何らかの信号が送られている。また、伝送路に送信されている信号を受信側で監視して受信側伝送路がデータ送信をできる状態になっているかどうか検出する機能は全ての装置がサポートしている。そこで、例えば、装置Ａにおいて、装置Ｂからデータを受信する伝送路で障害が発生したことを検出した場合を考える。このとき、装置Ａは、装置Ｂへデータを送信する伝送路に対して一切の信号を送ることを意図的に停止する。このようにすることで、装置Ｂでは装置Ａからデータを受信する伝送路で障害が起きたと判断するため、２台の装置を１対１に接続する伝送路のうち一方向の伝送路だけに障害が発生した場合にでも確実に両装置において障害の発生を検出することができる。
【０００８】
本発明の解決手段によると、
第１及び第２の装置に内蔵された第１及び第２のネットワークインタフェース間を、送信用伝送路と受信用伝送路を有する回線で接続するシステムにおける障害検出通知方法であって、
第１及び第２のネットワークインタフェースは、回線又は自装置の障害を表すための利用可否信号を送信用伝送路に定期的に送信し、
第１の装置は、接続相手の第２の装置の第２のネットワークインタフェースから利用可否を示す信号を受信用伝送路から一定期間以上検出できないとき、障害が発生したと判断し、
第１の装置の第１のネットワークインタフェースは、第２の装置の第２のネットワークインタフェースへ送信すべき利用可否を示す信号の送信を停止することにより、
障害発生を通知するようにした障害検出通知方法を提供する。
【０００９】
また、本発明の特徴としては、以下の事項が例示される。
本発明の特徴１として、
２台の装置に内蔵されたネットワークインタフェース間を送信用伝送路と受信用伝送路が電気的に分離された回線で接続するシステムにおいて、
接続相手装置のネットワークインタフェースからデータを受信するための伝送路上で伝送路の利用可否を示す信号を一定期間以上検出できず障害が発生したと判断した場合に、該接続相手装置のネットワークインタフェースへデータを送信するために使う伝送路上に定期的に送信していた伝送路の利用可否を示す信号を意図的に送信停止し同時にデータ送信も停止することで、該接続相手装置に対して障害発生を通知することを特徴とする障害検出通知方式を提供する。
【００１０】
また、本発明の特徴２として、
特徴１記載の障害検出通知方式において、
接続相手装置のネットワークインタフェースからデータを受信するための伝送路上で伝送路の利用可否を示す信号を一定期間以上検出できず障害が発生したと判断し、該接続相手装置のネットワークインタフェースへデータを送信するために使う伝送路上に定期的に送信していた伝送路の利用可否を示す信号を意図的に送信停止し、
一定期間経過後、前記送信側伝送路上に前記利用可否を示す信号の定期的な送信を開始し、その後前記受信側伝送路上で前記利用可否を示す信号を検出できるかどうか監視し、
もし前記受信側伝送路上に一定期間以上前記利用可否を示す信号を検出できなかった場合には障害から復旧していないと判断し、前記送信側伝送路上に定期的に送信していた前記利用可否を示す信号を再び意図的に送信停止し、さらに一定期間経過後、前記送信側伝送路上に前記利用可否を示す信号の定期的な送信を開始し、前記受信側伝送路を監視する処理を受信側伝送路上に前記利用可否を示す信号を検出するまで繰り返し、
また、もし前記受信側伝送路上に前記利用可否を示す信号を一定期間以上連続して検出できた場合には障害から復旧したと判断し、以後、定期的な前記利用可否を示す信号の送信を続けると共にデータ通信を再開することを特徴とする障害復旧の復旧の検出通知方式を提供する。
【００１１】
また、本発明の特徴３として、
２台の装置にそれぞれ内蔵されたネットワークインタフェース間を送信用伝送路と受信用伝送路が電気的に分離された回線で接続するシステムであって、
特徴１記載の障害検出通知方式に従って伝送路の利用可否を示す信号の送信を停止し同時にデータ通信を停止する機能と、
特徴２記載の障害検出通知方式に従って伝送路の利用可否を示す信号の送信を再開し同時にデータ通信も再開する機能とを有するネットワークインタフェースおよび該ネットワークインタフェースを内蔵する装置を提供する。
【００１２】
また、本発明の特徴４として、
２台の装置に内蔵されたネットワークインタフェース間を送信用伝送路と受信用伝送路が電気的に分離された回線で接続するシステムにおいて、
特徴１記載の障害検出通知方式に従い、受信側伝送路で障害が発生したと判断した場合に外付けのプロセッサの介在を必要とせずに自動的に送信側伝送路に流す利用可否を示す信号の送信を停止する機能を１チップに集積したことを特徴とするネットワークインタフェース制御用半導体デバイスを提供する。
【００１３】
また、本発明の特徴５として、
特徴４記載の半導体デバイスであって、特徴４記載の機能に加えて、
特徴２記載の障害復旧検出通知方式に従い、受信側伝送路の障害が復旧したと判断した場合に外付けのプロセッサの介在を必要とせずに自動的にデータ送信を再開する機能とを有し、
これらの機能を１チップに集積したことを特徴とするネットワークインタフェース制御用半導体デバイスを提供する。
【００１４】
また、本発明の特徴６として、
２台の装置に内蔵されたネットワークインタフェース間を送信用伝送路と受信用伝送路が電気的に分離された回線で接続し該ネットワークインタフェースを１個以上有するネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークインタフェースをグループに分類し、各グループには該ネットワークインタフェースが少なくとも１個以上属し、単一の該ネットワークインタフェースが複数グループに重複して属することを許すものとし、
前記各ネットワークインタフェースは特徴１記載の障害検出通知方式に従い、受信側伝送路で障害が発生したと判断した場合に送信側伝送路に流す利用可否を示す信号の送信を停止する機能を有するものとし、
前記グループに属する少なくとも１個以上のネットワークインタフェースにおいて障害を検出した場合に該障害を検出したネットワークインタフェースと同じグループに属する全てのネットワークインタフェースにおいて送信側伝送路に伝送路の利用可否を示す信号の送信を停止する機能を有することを特徴とするネットワーク装置を提供する。
【００１５】
また、本発明の特徴７として、
特徴６記載のネットワーク装置であって、特徴６記載の機能に加えて、
前記各ネットワークインタフェースは特徴２記載の障害復旧の検出通知方式に従い、受信側伝送路の障害が復旧したと判断した場合に送信側伝送路に流す利用可否を示す信号の送信を継続すると同時にデータ通信を再開する機能を有するものとし、
特徴６記載の障害発生を検出したネットワークインタフェースにおいて、障害検出から一定期間後に障害復旧を検出した場合に該インタフェースと同じグループに属する全てのネットワークインタフェースにおいて送信側伝送路に伝送路の利用可否を示す信号を送信開始しデータ通信を再開する機能を有することを特徴とするネットワーク装置を提供する。
また、本発明の特徴８として、
特徴６記載の装置を用いて複数系統の冗長経路を有するネットワークシステムを構築し、障害発生時の切り替え単位に従って特徴６記載のグループを設定することにより、
障害発生時に障害発生部位を高速、確実に切り離し冗長経路の切り替えを支援することを特徴とするシステムを提供する。
【００１６】
また、本発明の特徴９として、
特徴７記載の装置を用いて複数系統の冗長経路を有するネットワークシステムを構築し、障害発生時の切り替え単位に従ってグループを設定することにより、障害発生時に障害発生部位を高速、確実に切り離し、また、障害復旧時に障害から復旧した部位を確実に再接続し直すことにより冗長経路の切り替えを支援することを特徴とするシステムを提供する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（１）第１の実施の形態
本発明を示す第１の実施の形態を説明する。本実施の形態では２台の装置Ａ、Ｂを複数の伝送路を内蔵する１本のケーブルで１対１に接続し、装置Ａから装置Ｂへデータを送信する伝送路と装置Ｂから装置Ａへデータを送信する伝送路に独立した伝送路を使用する場合について説明する。なお、ここで説明する装置は、例えば、計算機や、計算機を収容する集線装置、ルータ、ＬＡＮスイッチなどインターネットワーク装置のことを示している。
【００１８】
まず、図１を用いて装置Ａ、装置Ｂの構成を説明する。図１は、本発明の回線障害検出通知方式を備える装置およびその装置を用いた通信システムの例を示す図である。装置Ａ１０００、装置Ｂ１１００はそれぞれネットワークインタフェース１０１０、１１１０、および上位層制御部１０１６、１１１６を備える。両装置はどちらも１個以上のネットワークインタフェースを有し、他の装置と相互に接続しているが、図１には、一例として、そのうち装置Ａと装置Ｂを接続している１個のネットワークインタフェースのみを示す。ネットワークインタフェース１０１０、１１１０は以後インタフェース１０１０、１１１０と略記する。インタフェース１０１０、１１１０はデータ送受信制御部１０１５、１１１５、物理層制御部１０１１、１１１１、回線制御部１０１４、１１１４を備える。さらに、物理層制御部１０１１、１１１１は受信制御部１０１２、１１１２、送信制御部１０１３、１１１３を備える。装置Ａ１０００と装置Ｂ１１００は、装置Ａから装置Ｂへデータを送信する伝送路１２０１と装置Ｂから装置Ａへデータを送信する伝送路１２０２を収容する回線１２００で相互に接続されている。
【００１９】
上位層制御部１０１６、１１１６の機能は装置Ａ１０００、装置Ｂ１１００がどのような装置であるかによって適宜のものを採用することができ、例えば計算機であれば演算装置及び記憶手段を持ちインタフェース１０１０、１１１０へのデータ送受信をつかさどるプロトコル制御機能等を有することになり、また、インターネットワーク装置であれば中継エンジンを持ちインタフェース１０１０、１１１０から受信するデータを別のインタフェースへ中継する機能等を有する。どちらの場合でも上位層制御部１０１６、１１１６は、相手装置１１００、１０００または相手装置と相互に接続する回線１２００が正常に動作しなくなった場合、回線制御部１０１４、１１１４から報告を受け対応する処理を実行する機能を有していても良い。データ送受信制御部１０１５、１１１５は物理層制御部１０１１、１１１１と上位層制御部１０１６、１１１６の間に位置し、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）層に相当する機能の制御を行う。
【００２０】
物理層制御部１０１１、１１１１のうち送信制御部１０１３、１１１３はデータ送受信制御部１０１５、１１１５から受け取ったデータを物理層の仕様に従った符号化処理を行った後に回線１２００に出力し、また、受信制御部１０１２、１１１２は逆に回線１２００から受信した信号に物理層の仕様に従った復号化処理を施し、得られたデータをデータ送受信制御部１０１５、１１１５に渡す働きをする。また、伝送路１２０１の性質によっては、送信制御部１０１３、１１１３は回線制御部１０１４、１１１４の指示に従って、データを送信していない期間に伝送路１２０１に対して相手装置で接続性を確認するための信号や相手装置の物理層制御部１０１１、１１１１で使用するクロックを送ることを目的とした信号などのデータではない信号（各種制御信号）を送信する機能も有する。さらに受信制御部１０１２、１１１２は伝送路１２０２に流れている上述のような接続性の確認のための信号やクロックを送ることを目的とした信号を受信することにより相手装置との接続性や、伝送路又は装置に障害がないこと等の伝送路・装置・システムの利用可否を確認して、回線制御部１０１４、１１１４に通知する機能も有する。例えば、回線１２００にツイストペア線を用いる１０Ｂａｓｅ−Ｔ技術では、上述のデータではない信号（制御信号）はデータを送信していない期間に定期的に送信するリンクパルスに相当し、また、回線１２００に光ファイバを用いる１００Ｂａｓｅ−ＦＸと呼ばれる技術では上述のデータではない信号（制御信号）はデータを送信していない期間に連続して送信するアイドル信号に相当する。
【００２１】
これ以後、ここで述べた相手装置との接続性を確認することや、伝送路又は装置の障害がないことを確認することに利用可能な全ての伝送路・装置・システム等の利用可否を示す信号、例えば、リンクパルスのようなデータではない信号やアイドル信号、データ信号などのことを総称して「リンクアップ信号」と呼ぶ。「リンクアップ信号」は、必ずしも相手装置との接続性を確認することを目的として送信する信号とは限らないが、データ信号のようにデータが送られてくることで接続性を確認することができる信号も含む。また、リンクアップ信号を検出していない状態とは、相手装置との接続性を確認できる信号等の利用可否を示す信号を一切受信していない状態のことを示す。なお、この信号については１０Ｂａｓｅ−Ｔ技術や１００Ｂａｓｅ−ＦＸ技術などを利用する場合にはＩＥＥＥ８０２．３標準に従うものとする。回線制御部１０１４、１１１４は受信制御部１０１２、１１１２から相手装置との接続性確認情報を受け、また、送信制御部１０１３、１１１３に対して伝送路１２０１に相手装置で接続性を確認するための信号や相手装置の物理層制御部１０１１、１１１１で使用するクロックを送ることを目的とした信号を送信する指示を出す機能を有する。
【００２２】
本実施の形態では、一例として、装置Ａ１０００のインタフェース１０１０と装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０を回線１２００によって相互に接続しデータ通信を行っている場合についてのみ説明するが、これに限られるものでもない。装置Ａ１０００および装置Ｂ１１００の上記以外のインタフェースの動作は本実施の形態では規定せず、本実施の形態と同じ処理をしても構わないしまた、別の処理をしても構わないものとする。
【００２３】
次に装置Ａ１０００、装置Ｂ１１００が回線１２００の障害を検出する手順を説明する。
まずはじめに、図２を用いて両装置の電源が切れている状態から電源を投入する際の手順を説明する。図２は本発明の回線障害検出通知方式による装置電源投入から正常運用開始状態または運用停止状態に至る処理手順例を示す図である。この場合、装置Ａと装置Ｂは全く同じ動作をするため、図２では代表して装置Ａ１０００の場合を説明する。
【００２４】
まず、電源を投入する（処理２００１）と、回線制御部１０１４は物理層制御部１０１１の送信制御部１０１３に対してリンクアップ信号を接続相手装置Ｂ１１００に対して送信するよう指示し、これを受けて送信制御部１０１３はリンクアップ信号を接続相手装置Ｂ１１００に対して送信開始する（処理２００２）。この後、回線制御部１０１４は一定期間を監視する起動時タイマ１０１７を起動する（処理２００８）。この起動時タイマ１０１７は処理を開始してから一定時間が経過したかどうか判断するために用いるため、初期値としてある一定値を設定し時間の経過と共に減算し値が０になったら満了とみなす。初期値としては、装置の電源を入れてから準備が完了してデータ通信を開始できるまでに必要な時間、例えば、１０秒、３０秒、装置によっては１分程度の値を用いることができる。次に、回線制御部１０１４は物理層制御部１０１１の受信制御部１０１２の状態を調べ、伝送路１２０２からリンクアップ信号を受信したか確認する（処理２００３）。
【００２５】
そして、処理２００３の結果に従って次の判断をする（処理２００４）。すなわち、もしリンクアップ信号を受信していたらこれを回線制御部１０１４に通知し、回線制御部１０１４は相手装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０および回線１２００においてデータを送受信する準備が整ったと判断し、処理２００８で起動した起動時タイマ１０１７を停止し（処理２００９）、インタフェース１０１０は通常の運用状態に入る（処理２００５）。ただし、処理２００５においては、この時点では後述の運用状態の監視はまだ行わない。そして、一定時間経過後に、正常運用をしながら運用状態を監視する状態に入る（処理３００１）。この一定時間をここでは不感時間と呼ぶが、不感時間が必要な理由は後述する。また、処理２００４においてリンクアップ信号を受信していなければまだ準備が整っていないとして次の処理２００６に移る。処理２００６では処理２００８で起動した起動時タイマ１０１７が満了したかどうか調べる。もし満了していれば十分な時間が経過しても相手装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０または回線１２００の準備が完了していないものと判断し、処理２００８で起動した起動時タイマ１０１７を停止し（処理２００９）、インタフェース１０１０は運用を停止した状態に入る（処理２００７）。ただし、処理２００７においては、この時点では後述の運用状態の監視はまだ行わない。そして、一定時間経過後に、運用停止でありながら運用状態の監視を行う状態に入る（処理４００１）。この一定時間は前述の不感時間と同じである。また、処理２００６において処理２００８で起動した起動時タイマ１０１７がまだ満了していない場合には処理開始後まだ十分な時間が経過していないため、処理２００３に戻り、これまでの処理を繰り返す。
【００２６】
以上の説明のように、電源投入時には受信制御部１０１２（または１１１２）からリンクアップ信号を受信していなくても送信制御部１０１３（または１１１３）からリンクアップ信号を一定時間送信し続けることにより、相手装置１１００（または１０００）および回線１２００の準備が整いデータ通信をできるようになり次第、速やかに通常の運用状態に移行できるようにする。
【００２７】
次に図３を用いて、装置Ａ、装置Ｂ共に正常運用を開始した後、データを装置Ｂ１１００から装置Ａ１０００へ送信する伝送路１２０２または、装置Ｂ１１００の送信制御部１１１３において障害が発生しデータ通信ができなくなった場合に障害を検出する手順を説明する。図３は、本発明の回線障害検出通知方式による正常運用開始状態から障害を検出して運用停止状態に至る処理手順例を示す図である。本来装置Ａ１０００と装置Ｂ１１００は同じ機能を持っているためここでは装置Ａ１０００の処理手順のみを示すものとし、装置Ｂ１１００の処理手順は装置Ａ１０００の処理手順と同じとする。
【００２８】
まずはじめに、装置Ａ１０００が正常運用に入った時点（処理３００１）から説明する。処理３００１の後、まず回線制御部１０１４は物理層制御部１０１１の受信制御部１０１２の状態を調べ、伝送路１２０２からリンクアップ信号を受信したか確認する（処理３００３）。処理３００３の結果に従って次の判断をする（処理３００４）。すなわち、もしリンクアップ信号を受信していたら相手装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０および回線１２００が引き続きデータ転送をできる状態にあると判断し、一定時間待った後（処理３００５）処理３００３に戻る。また、処理３００４においてリンクアップ信号を受信していなければ相手装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０および回線１２００には何らかの障害が発生しデータ通信を継続できなくなったと判断し、処理３００６へ移る。処理３００６では、受信制御部１０１２等は、リンクアップ信号を受信しなくなったことを回線制御部１０１４に通知する（又は、回線制御部１０１４が、受信制御部１０１２の状態からこれを判断する）。回線制御部１０１４は、これを受けて送信制御部１０１３に対してリンクアップ信号の送信を停止するよう指示し（処理３００７）、送信制御部１０１３はリンクアップ信号の送信を停止する。これにより装置Ａ１０００のインタフェース１０１０は運用停止状態に入る（処理３００９）。ただし、処理３００９において、この時点では後述の運用状態の監視はまだ行わない。そして、一定時間経過後に、運用停止でありながら運用状態の監視を行う状態に入る（処理４００１）。この一定時間は前述の不感時間と同じである。なお、処理３００５において一定時間待つ理由は次の通りである。リンクアップ信号は送信制御部１１１３から定期的に送信される信号であり、受信制御部１０１２でリンクアップ信号を受信しなくなったことを検出するためには一定時間を要する。例えば、ツイストペアケーブルを用いる１０Ｂａｓｅ−Ｔ技術では５０〜１５０ミリ秒と規定されている。このため、処理３００３、３００４、３００５のループはこの時間よりも十分短い時間、例えば１０ミリ秒程度で実行できればリンクアップ信号を検出しなくなったことを即座に知ることができ、これ以上高速に実行しなくてもよい。
【００２９】
一方、装置Ｂ１１００でも上記の装置Ａの処理と同じ処理をおこなう。装置Ｂ１１００では伝送路１２０２の障害を直接検出することはできないが、装置Ａ１０００が伝送路１２０２の障害を検出して伝送路１２０１に対してリンクアップ信号を送信することを止めるため結果として障害を検出することができ、装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０は運用停止状態に入る。
【００３０】
以上の手順のように一方の伝送路１２０２で障害が発生したことを検出した場合、他方の伝送路１２０１に対して送信するリンクアップ信号の送信を強制的に停止することにより、回線１２００の一部にでも障害が発生した場合装置Ａ１０００のインタフェース１０１０、装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０両方で障害を検出できる。この後、障害の原因が取り除かれ正常運用に戻れる状態になった時、自動的に復帰するかオペレータが介在して手動で復帰するかは装置の運用方法に依存するが、ここではまず自動的に復帰する場合の手順を説明する。
【００３１】
図４を用いて自動的に復帰するよう装置Ａ１０００、装置Ｂ１１００を設定した場合の処理手順を説明する。図４は、本発明の回線障害検出通知方式による運用停止状態から正常運用開始状態に至る処理手順例を示す図である。まず両装置が運用停止状態にある場合を考える。装置Ａの処理４００１と装置Ｂの処理４１０１はどちらも、図２に示す処理の結果、処理４００１の運用停止状態になったものでも良いし、また、図３に示す処理の結果、処理４００１の運用停止状態になったものでも良い。
【００３２】
まずはじめに、装置Ａにおいては、処理４００１の次に回線制御部１０１４が物理層制御部１０１１の送信制御部１０１３に対してリンクアップ信号の送信開始を指示する（処理４００３）。これに従って送信制御部１０１３はリンクアップ信号を送信開始する（処理４００４）。この後再び一定時間待つ（処理４００５）。これも前述の不感時間と同じである。その後、回線制御部１０１４は受信制御部１０１２の状態を調べ、伝送路１２０２からリンクアップ信号を受信したか確認する（処理４００６）。
【００３３】
そして、処理４００６の結果に従って次の判断をする（処理４００７）。すなわち、もしリンクアップ信号を受信していたら相手装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０および回線１２００のいずれかで発生していた障害が解消し正常にデータ通信できる状態に戻ったと判断し、そのまま装置Ａ１０００は正常運用状態に戻る（処理４００８）。処理４００８は図２における処理２００５と同じであり、不感時間経過後、処理４００９（図２の処理３００１と同じ）に移行する。また、処理４００７においてリンクアップ信号を受信していなければ相手装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０および回線１２００のいずれかで発生していた障害は解消しておらず依然としてデータ通信できない状態にあると判断し、処理４０１１に移る。処理４０１１では回線制御部１０１４は送信制御部１０１３に対してリンクアップ信号送信の停止を指示する。これに従い送信制御部１０１３はリンクアップ信号の送信を停止する（処理４０１０）。つぎに、一定時間待った後（処理４００２）、処理４００３に戻る。この一定期間は前述の不感時間と同じである。
【００３４】
また、装置Ａ１０００の処理と並行して装置Ｂ１１００では次のような処理を行う。まずはじめに回線制御部１１１４は受信制御部１１１２の状態を調べ、伝送路１２０１からリンクアップ信号を受信したか確認する（処理４１０３）。処理４１０３の結果に従って次の判断をする（処理４１０４）。すなわち、もしリンクアップ信号を受信していたら相手装置Ａ１０００のインタフェース１０１０および回線１２００のいずれかで発生していた障害が解消し正常にデータ通信できる状態に戻ったと判断し処理４１０６に進む。処理４１０６では回線制御部１１１４が送信制御部１１１３に対してリンクアップ信号を送信開始するよう指示を出し、これに従い送信制御部１１１３はリンクアップ信号を送信開始する（処理４１０７）。そして装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０は正常運用状態に戻る（処理４１０８）。処理４１０８は図２における処理２００５と同じであり、不感時間経過後、処理４１０９（図２の処理３００１と同じ）に移行する。
【００３５】
また、処理４１０４においてリンクアップ信号を受信していなければ相手装置Ａ１０００のインタフェース１０１０および回線１２００のいずれかで発生していた障害が解消しておらず依然としてデータ通信できない状態にあると判断し、処理４１０５に移る。処理４１０５では一定時間待った後に処理４１０３へ移行する。一定時間待つ理由は次のとおりである。リンクアップ信号は送信制御部１０１３、１１１３から定期的に送信される信号であり、受信制御部１０１２、１１１２でリンクアップ信号を検出していない状態からリンクアップ信号を検出した状態に移行するには一定時間を要する。例えば、ツイストペアケーブルを用いる１０Ｂａｓｅ−Ｔ技術では２４ミリ秒から７２ミリ秒程度はかかる。このため、処理４１０３、４１０４、４１０５のループはこの時間より十分短い時間、例えば１０ミリ秒程度で実行できればリンクアップ信号を検出したことを即座に知ることができ、これ以上高速に実行しなくてもよい。
【００３６】
ここでは装置Ａ１０００では処理４００１から始まる処理フローを、装置Ｂ１１００では処理４１０１から始まる処理フローを実行するように説明したが、両処理フローは装置Ａ１０００、および装置Ｂ１１００両方で実行すべきものである。処理４００１から始まり自発的にリンクアップ信号を送信し相手装置の状態を確認する処理フローは、一定時間の周期を持って実行する。周期は、処理４００２と処理４００５の不感時間により決まる周期より長く、回線障害が解消した場合に速やかに検出できる程度の時間とする。例えば、ツイストペアケーブルを用いる１０Ｂａｓｅ−Ｔ技術では０．３〜０．５秒程度が良いと考えられる。これより長い周期にした場合には回線障害が解消しても検出が遅れて正常に通信できる状態に戻る時間が遅くなる。また、処理４１０１から始まり定期的にリンクアップ信号を受信していないか確認する処理もまた一定期間の周期を持って実行する。周期は処理４１０２の不感時間と処理４１０５の待ち時間により決まる周期より長く、回線障害が解消した場合に速やかに検出できる程度の時間とする。例えば、ツイストペアケーブルを用いる１０Ｂａｓｅ−Ｔ技術では０．３〜０．５秒程度が良いと考えられる。これより長い周期にした場合には回線障害が解消しても検出が遅れて正常に通信できる状態に戻る時間が遅くなる。この２系統の処理を並行して実行することにより速やかに障害からの復旧を検出して正常運用状態に戻ることができる。
【００３７】
図７に、第１の実施の形態の回線障害検出通知方式によるインタフェースの状態遷移例を表す図を示す。図７は、以上、図２から図４で説明した装置Ａ１０００のインタフェース１０１０および装置Ｂ１１００のインタフェース１１１０の状態遷移を示したものである。
図7では、図2の処理による、「電源オフ、運用停止状態」から「正常運用運転、運用状態の監視なし」を経て「正常運用状態、運用状態の監視あり」への状態遷移、及び、「電源オフ、運用停止状態」から「運用停止状態、運用状態の監視なし」を経て「運用停止状態、運用状態の監視あり」への状態遷移を示す。また、図３の処理による、「正常運用状態、運用状態の監視あり」から「運用停止状態、運用状態の監視なし」を経て「運用停止状態、運用状態の監視あり」への状態遷移を示す。また、図４の処理による、「運用停止状態、運用状態の監視あり」から「正常運用状態、運用状態の監視なし」を経て「正常運用状態、運用状態の監視あり」への状態遷移を示す。
【００３８】
ここで、前述の不感時間が必要な理由を説明する。例えば、装置Ａ１０００と装置Ｂ１１００が両方ともデータ通信できない運用停止状態にあり、この状態から装置Ａのインタフェース１０１０がリンクアップ信号を送信することをきっかけとして両装置が正常運用状態に復帰する場合、すなわち図４の場合を考える。まず、装置Ａ１０００の回線制御部１０１４の指示に従って送信制御部１０１３がリンクアップ信号を送信すると、リンクアップ信号は伝送路１２０１を伝わり装置Ｂ１１００の受信制御部１１１３がそれを受信して回線制御部１１１４がリンクアップ信号受信を認識する。これに対して装置Ｂ１１００の回線制御部１１１４は送信制御部１１２３にリンクアップ信号を送信することを指示し送信制御部１１１３はリンクアップ信号を送信する。このリンクアップ信号は伝送路１２０２を伝わり装置Ａ１０００の受信制御部１０１２がそれを受信して回線制御部１０１４がリンクアップ信号の受信を認識する。ここまで処理してはじめて両装置が正常運用状態に復帰することができる。受信制御部１０１２、１１１２ではリンクアップ信号を受信し始めてからリンクアップ信号を受信して伝送路が利用可能になったことを認識するまでに時間を要する。
【００３９】
例えば、ツイストペアケーブルを用いた１０Ｂａｓｅ−Ｔ技術では、データの転送が行われていない期間中はリンクパルスと呼ばれるパルスを１６ミリ秒±８ミリ秒間隔で送信し、これを定常的に受信していることで伝送路が利用可能であることを認識する。このため、上記復帰のシーケンスは装置Ａ１０００の送信制御部１０１２がリンクアップ信号を送信してから装置Ａ１０００の受信制御部１０１３がリンクアップ信号を受信するまでの周期は最大５０ミリ秒程度かかることになる。このため図４における処理４００４で装置Ａ１０００がリンクアップ信号を送信しその後すぐに処理４００６を実行すると、装置Ｂ１１００から返ってくる反応が間に合わず装置Ａ１０００はデータ通信の準備ができていないと判断しリンクアップ信号の送信を止めてしまい、両装置は正常運用状態に戻れない。処理４００４の後に不感時間だけ待ちそれから処理４００６を処理すれば装置Ｂ１１００がリンクアップ信号を認識して反応していれば装置Ａ１０００の受信確認処理に十分間に合い、両装置は正常運用状態に戻ることができる。
【００４０】
装置Ａ１０００、装置Ｂ１１００共に正常運用状態にあって、何らかの障害が発生したことにより運用停止状態に入る場合には本来はこの不感時間は不要としてもよい。例えば、装置Ａ１０００と装置Ｂ１１００を接続するケーブルが切断され、信号が通らなくなった場合などがこれに相当する。障害が発生しているため必ず一方の伝送路はリンクアップ信号を通さず、必ず両装置は運用停止状態になるからである。しかし、何らかの理由により強制的に運用停止状態にしたい場合、上記と同様にこの不感時間を設けないと運用停止状態にできない可能性がある。例えば、保守作業のために一時的に回線をダウンさせたい場合を考える。装置Ａ１０００が図７の状態遷移の「正常運用状態、運用状態の監視あり（処理３００１）」の状態で回線を意図的にダウンさせ運用停止に入るとすると、まず装置Ａ１０００は「運用停止状態、運用状態の監視無し（処理３００９）」の状態になる。この時装置Ａ１０００の不感時間を０とし装置Ａは即座に「運用停止状態、運用状態の監視あり（処理４００１）」に移行し、かつ、回線の状態を監視して自動的に復帰する設定とした場合、これまでに説明したように相手装置Ｂ１１００が完全に運用停止状態になるまでに時間がかかるため間違って装置Ａ１０００は装置Ｂが運用を再開したものと誤認し運用を再開してしまう可能性がある。すなわち、装置Ａ１０００が図７の状態遷移において、処置３００１→処理３００９→処理４００１→処理４００８→処理３００１と振動してしまう可能性がある。これを防ぐために不感時間を設定している。
【００４１】
以上のように、両装置の送信制御部１０１３、１１１３から定期的に一定期間リンクアップ信号を送信しこれに応答して相手装置の送信制御部１１１３、１０１３からリンクアップ信号が送信されてきたならば、障害が解消したものとして両装置とも正常運用状態に戻る。
【００４２】
なお、障害の原因を除去した後自動ではなく手動により復帰する場合には図２に示した電源投入時と同様の処理をおこなう方法も考えられ、また図４に示した自動復帰と同様の処理をおこなう方法も考えられる。必ずしも装置Ａ１０００と装置Ｂ１１００を同時に同じように復帰できるとは限らず、操作の都合により時間がずれる可能性があるが、どちらの方法でも正常に復帰することができる。電源投入と同様の処理をおこなう場合、起動時タイマ１０１７、１１１７が満了する時間は電源投入時の処理と同じにしても構わないし、また、人間が２台の装置を操作する時間のずれを見込んだ時間を別に設定しても構わない。
【００４３】
（２）第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態を説明する。第２の実施の形態では第１の実施の形態で説明した本発明の回線障害検出通知方式を備える装置を用いて二重化されたネットワークシステムを構築し、障害発生時に障害部位を切り離し運用を続けるシステムを説明する。
【００４４】
まずはじめに、図６を用いて本実施の形態のシステムに使用する装置の構成を説明する。図６は、本発明の回線障害検出通知方式を備える装置の例を示す図である。なお、ここで説明する装置は、第１の実施の形態と同様に、例えば、計算機を収容する集線装置、ルータ、ＬＡＮスイッチなどインターネットワーク装置のことを示している。
図６に示す装置の構成例は第１の実施の形態の説明で用いた図１に示した装置Ａ１０００が持つ機能は全て持っており、加えて次の３つの機能を追加したものである。第１はネットワークインタフェースをｎ個（ｎは２以上の整数）持つことである（ネットワークインタフェース１０１０、１０２０、・・、１０ｎ０）。図１の装置はネットワークインタフェースを１個以上持つとしていたが、本実施の形態では図６の装置がネットワークインタフェースをｎ個持つ場合を説明する。なお、図では説明の都合上ネットワークインタフェースは２個のみ記載しているが、実際にはｎ個のネットワークインタフェースを有するものとする。個々のネットワークインタフェース１０１０、１０２０、・・、１０ｎ０は回線１２１０、１２２０、・・、１２ｎ０を介して別個の装置に接続しているものとする。第２は回線制御部１０１４、１０２４がそれぞれ回線運用停止要因記憶手段１０１８、１０２８を持つことである。回線運用停止要因記憶手段１０１８、１０２８は自ネットワークインタフェース１０１０、１０２０が制御する回線１２１０、１２２０の運用を停止する際、運用を停止した要因を記憶しておく手段である。第３は上位層制御部１０１６には自装置に収容するインタフェース１０１０、１０２０、・・、１０ｎ０および各インタフェースに接続する回線１２１０、１２２０、・・、１０ｎ０の組をグループ分けしてこれを記憶しておくグループ記憶手段１０１９を持つことである。例えばここでは、図６の装置ではｎ本（ｎは整数）のインタフェース、回線が収容されているので、第１と第２のインタフェース１０１０、１０２０／回線１２１０、１２２０が第１のグループに属するものとし、第３〜第５のインタフェース１０３０〜１０５０／回線１２３０〜１２５０が第２のグループに属するものとし、第６〜第ｎのインタフェース１０６０〜１０ｎ０／回線１２６０〜１２ｎ０が第３のグループに属するものとして以後の説明をする。各インタフェースは少なくとも１個以上のグループに属し、各グループに属するインタフェースは少なくとも１個以上あるものとする。単一のインタフェースが複数のグループに属しても構わない。グループ記憶手段１０１９には、各グループ毎にどのインタフェースが属するか、および各インタフェースの運用状態を記憶しておく。
【００４５】
図１３に、グループ記憶手段１０１９のテーブル構成例を示す。なお、本実施の形態でもネットワークインタフェース１０１０、１０２０は以後インタフェース１０１０、１０２０と略記する。さらに、リンクアップ信号という言葉を実施の形態１で用いた内容と同じ意味で用いる。この例では、回路制御部１０１４、１０２４、…、１０ｎ４がどのグループに属するかを示したものである。「−」がグループメンバでないこと、「〇」がグループメンバで正常運用中であること、「×」がグループメンバで障害により運用停止中であること、また「△」がグループメンバでグループ内他回線の障害により運用停止中であることを示す。例えば、グループ２には、回線制御部１０３４、１０４４、１０５４、がグループメンバとして属し、正常運用されている。また、グループ１には、回線制御部１０１４、１０２４がグループメンバとして属するが、回線制御部１０１４は障害により運用停止中であり、回線制御部１０２４は正常運用中であることが示されている。
【００４６】
図６に示す装置１０００の各インタフェース１０１０、１０２０では、電源投入時の処理手順は実施の形態１記載の手順と全く同じである。また、各インタフェース１０１０、１０２０に直結している回線１２１０、１２２０において発生した障害に関しては、主に、正常運用状態から回線障害を検出してから運用停止状態に至るまでの処理手順、運用停止状態から障害の回復を検出し正常運用状態へ復帰するまでの手順が実施の形態１記載の手順と異なる点を以下に説明する。それぞれインタフェース１０１０に着目して図４、図９、図１０、図１１、図１２を用いて説明する。図４は、第１の実施の形態の回線障害検出通知方式による運用停止状態から正常運用開始状態に至る処理手順例を示す図であり、第２の実施の形態でもこの図を用いることができる。図９は、第２の実施の形態の回線障害検出通知方式による、正常運用状態から自インタフェースの障害を検出して運用停止状態に至る処理手順例を示す図である。図１０は、第２の実施の形態の回線障害検出通知方式による、正常運用状態から同一グループに属する他インタフェースの障害を検出して運用停止状態に至る処理手順例を示す図である。図１１は、第２の実施の形態の回線障害検出通知方式による、障害が発生した回線を収容するグループに属する全回線制御部が運用停止状態に至る際の上位層制御部の処理フローを示す図である。図１２は、第２の実施の形態の回線障害検出通知方式による、グループ全体の運用停止の要因となった障害発生回線において障害から復旧したことによりグループに属する全回線制御部が運用状態に至る際の上位層制御部の処理フローを示す図である。
【００４７】
まず、正常運用状態から回線障害を検出してから運用停止状態に至るまでの処理を説明する。今仮に装置１０００に接続するインタフェース／回線のうち少なくともインタフェース１０１０／回線１２１０および回線１２１０と同じグループに属するインタフェース１０２０／回線１２２０が正常に運用していた状態から、インタフェース１０１０に接続する伝送路１２１２において障害が発生したものとする。インタフェース１０１０は図９の処理手順で障害検出を始め、処理３００１から処理３００６までは実施の形態１と全く同様に処理する。処理３００７で回線制御部１０１４が送信制御部１０１３に対してリンクアップ信号の送信停止を指示した後、処理９００１で回線運用停止要因記憶手段１０１８に「自回線１２１０において障害が発生して運用を停止した」旨記録する。さらに処理９００２で、回線制御部１０１４は上位層制御部１０１６に障害発生を通知する。インタフェース１０１０におけるその後の処理３００８、３００９は実施の形態１と同じである。
【００４８】
一方、上位制御部１０１６は、図１１に示すフローで処理を行う。上位層制御部１０１６は、インタフェース１０１０の回線制御部１０１４から障害発生の通知を受けると（処理１１００１）、グループ記憶手段１０１９を参照し障害が発生したインタフェース１０１０／回線１２１０と同じグループに属する全部のインタフェース／回線の番号を調べる（処理１１００２）。仮に回線制御部１０１４が複数のグループに属しているならば、回線制御部１０１４が属する全てのグループについてグループに属しているインタフェース／回線の番号を調べる。その後、該当する全てのインタフェース／回線に対して強制的に運用停止状態に入るよう指示する（処理１１００３）。ここではインタフェース１０２０／回線１２２０が同じグループに属しているので、上位層制御部１０１６はインタフェース１０２０の回線制御部１０２４に対して強制的に運用停止状態に入るよう指示する。上位層制御部１０１６はグループ記憶手段１０１９のテーブルエントリを更新し、障害発生による停止状態、および強制停止停止状態であることを記録する（処理１１００４）。こうして、上位層制制部１０１６は処理を終了する（処理１１００５）。
【００４９】
また、強制的に運用停止状態に入るように指示された回線制御部１０２４は、図１０に示すフローで処理をおこなう。まず、回線制御部１０２４は、正常状態において上位層制御部１０１６より運用停止指示を受ける（処理３００１）。これにより、回線制御部１０２４は、自インタフェース１０２０に接続する回線１２２０に障害が発生しているかいないかに関わらず送信制御部１０２３にリンクアップ信号の送信停止を指示する（処理３００７）。この時同時に、回線制御部１０２４は回線運用停止要因記憶手段１０２８に「他インタフェース１０１０に属する回線１２１０の障害により強制的に運用を停止した」旨記録する（処理１０００１）。回線制御部１０２４からの指示に従って送信制御部１０２３はリンクアップ信号の送信を停止し、インタフェース１０２０は運用停止状態に入る（処理３００９）。すなわち、自回線の障害を検出して運用を停止するのではなく上位層制御部１０１６からの指示に従って運用を停止することとなる。インタフェース１０１０でもインタフェース１０２０でも運用停止状態（処理３００９）に入った直後不感時間を設けるのは実施の形態１の場合と同様である。
【００５０】
次に運用停止状態から障害の回復を検出し正常運用状態へ復帰するまでの処理を説明する。今仮に装置１０００に接続するインタフェース／回線のうち少なくともインタフェース１０１０／回線１２１０および回線１２１０と同じグループに属するインタフェース１０２０／回線１２２０が回線１２１２の障害により上記の説明の手順で運用を停止していた状態から、伝送路１２１２が障害から復旧したものとする。復帰処理は該当する回線制御部の回線運用停止要因記憶手段に記録されている運用停止の理由により異なる。
【００５１】
障害が発生した回線１２１０を収容するインタフェース１０１０では運用停止状態に入った後、回線制御部１０１４の回線運用停止要因記憶手段１０１８の内容を調べる。この場合には「自回線１２１０において障害が発生して運用を停止した」と記録されている。このため、インタフェース１０１０は図４に示した処理手順と全く同じ処理手順で障害からの復旧を検出し復旧処理をおこなう。回線制御部１０１４は回線１２１０が復旧し処理４００８または処理４１０８に達し正常運用を開始したら、その旨上位層制御部１０１６に通知する。
【００５２】
また、障害が発生した回線１２１０／インタフェース１０１０と同じグループに属しているインタフェース１０２０でも運用停止状態に入った後、回線制御部１０２４の回線運用停止要因記憶手段１０２８の内容を調べる。この場合は「他インタフェース１０１０に属する回線１２１０の障害により強制的に運用を停止した」と記録されている。このため、インタフェース１０２０は図４に示した処理手順を実行せず自発的な復旧処理をおこなわない。自発的な復旧処理を行わない理由は、本来インタフェース１０２０では障害が発生していないため、図４に示した処理手順を実行すると仮に同一グループに属するインタフェース１０１０の障害が復旧していなかったとしてもインタフェース１０２０は即座に復旧してしまうためである。
【００５３】
一方、上位層制御部１０１６は、図１２に示すフローで処理を行う。上位層制御部１０１６は、障害発生により運用停止状態にあったインタフェース１０１０から復旧した旨通知を受けたならば（処理１２００１）、グループ記憶手段１０１９を参照し障害から復旧したインタフェース１０１０と同じグループに属する全インタフェース／回線の番号を調べる（処理１２００２）。仮に回線制御部１０１４が複数のグループに属しているならば、回線制御部１０１４が属する全てのグループについてグループに属している回線制御部の番号を調べる。その後、該当する全てのインタフェース／回線に対して強制的な運用停止指示を解除し運用再開を指示する（処理１２００３）。ここではインタフェース１０２０が指示を受ける対象インタフェースに該当する。上位層制御部１０１６はグループ記憶手段１０１９のテーブルエントリを更新し、正常運用状態であることを記録する。インタフェース１０２０はこれまでは前述のように自発的な復旧処理をおこなっていなかったが、上位層制御部１０１６から指示を受けたことを契機として図４に示した処理手順と全く同じ処理手順を実行し障害からの復旧を検出し復旧処理をおこなう。こうして、上位層制御部１０１６は、処理を終了する（処理１２００５）。
【００５４】
図８は、第２の実施の形態の回線障害検出通知方式によるインタフェースの状態遷移例を表す図である。図８は、以上で説明した装置１０００のインタフェース１１１０の状態遷移を示す。
図８では、図２の処理のよる、「電源オフ、運用停止状態」から「正常運用運転、運用状態の監視なし」を経て「正常運用状態、運用状態の監視あり」への状態遷移、及び、「電源オフ、運用停止状態」から「運用停止状態、運用状態の監視なし」を経て「運用停止状態、運用状態の監視あり」への状態遷移を示す。また、図４の処理による、「運用停止状態、運用状態の監視あり」から「正常運用状態、運用状態の監視なし」を経て「正常運用状態、運用状態の監視あり」への状態遷移を示す。また、図９の処理による、「正常運用状態、運用状態の監視あり」から「運用停止状態、運用状態の監視なし」を経て、運用停止した要因が自回線障害の場合、「運用停止状態、運用状態の監視あり」への状態遷移を示す。
【００５５】
また、図１０の処理による、「正常運用状態、運用状態の監視あり」から「運用停止状態、運用状態の監視なし」への状態遷移を示し、また、運用停止した要因がグループ内他回線の障害の場合、強制的に運用が停止され、「運用停止状態、運用状態の監視なし、上位層制御部１０１６からの指示待ち」に遷移する。さらに、上位層制御部１０１６からの運用方向指示により「運用停止状態、運用状態の監視あり」への遷移し、以下図4の処理により正常運用状態に遷移する。
【００５６】
以上に説明した機能を追加した装置を用いてネットワークシステムを組み、回線障害の検出通知を行う処理手順を図５を用いて説明する。図５は図６で説明した本実施の形態の回線障害検出通知方式を備える装置を用いたネットワークシステム構成例を示す図である。まず、各部の説明をする。
【００５７】
装置Ｃ５００１、装置Ｄ５００２、装置Ｅ５００３、装置Ｆ５００４、装置Ｇ５００５、装置Ｈ５００６、装置Ｊ５００７はそれぞれ図６において説明した本発明の回線障害検出通知方式を備える装置である。伝送路５１０１〜５１２４は装置Ｃ５００１から装置Ｊ５００７を相互に接続する伝送路であり、図中伝送路の矢印はデータを伝送する方向を示す。奇数番号の伝送路とその番号より１多い番号の伝送路は同一組み合わせの装置を逆方向に接続する伝送路であり、この２本の伝送路１組で１本の回線を構成する。本実施の形態では例えば、装置Ｃ５００１から装置Ｅ５００３へデータを送信する伝送路５１０４を伝送路ＣＥ５１０４と呼び、逆に装置Ｅ５００３から装置Ｃ５００１へデータを送信する伝送路５１０３を伝送路ＥＣ５１０３と呼ぶこととする。また、伝送路ＣＥ５１０４と伝送路ＥＣ５１０３の組を回線ＥＣ５１０３または回線ＣＥ５１０４と呼ぶこととする。図５に示すシステムは装置Ｅ５００３、Ｆ５００４およびこの装置に接続する回線に着目し、装置Ｅ５００３およびこの装置に直接接続する全ての回線を０系とし、装置Ｆ５００４およびこの装置に直接接続する全ての回線を１系とする冗長構成を取る。図５では０系を太線で、１系を二重線で示している。通常は０系または１系どちらか一方だけを使って通信をおこない、他方を予備系として運用する。ここでは一例として、装置Ｃ５００１、Ｄ５００２、Ｅ５００３、Ｆ５００４のうちどの１台が壊れても、または装置Ｇ５００５、Ｈ５００６、Ｊ５００７と装置Ｅ５００３、Ｆ５００４とを相互に接続するどの回線が壊れても系全体が予備系に切り替わり、他の回線／装置を利用して迂回できデータ通信を継続できる構成としている。また、ここでは装置Ｇ５００５、Ｈ５００６、Ｊ５００７は計算機群を直接収容する装置であり、冗長構成とはしていない。なお、冗長構成の一方の系に障害が発生して系の切替えを必要とする時、本システムでは本発明の回線障害検出通知方式により障害を検出し、それに基き何らかの系切替えプロトコルが働き系を切り替えるものとする。系切替えプロトコルは本発明の範囲外とする。
【００５８】
本実施の形態における各装置内部のグループ分け設定を説明する。装置Ｃ５００１ではグループ０に回線ＥＣ５１０３が属し、グループ１に回線ＦＣ５１０５が属し、装置Ｄ５００２ではグループ０に回線ＥＤ５１１１が属し、グループ１に回線ＦＤ５１０９が属しているものとする。また、装置Ｅ５００３に直接接続する全ての回線はグループ０に属するものとし、装置Ｆ５００４に直接接続する全ての回線はグループ１に属するものとする。さらに、装置Ｇ５００５ではグループ０に回線ＧＥ５１１３が属し、グループ１に回線ＧＦ５１１９が属し、装置Ｈ５００６ではグループ０に回線ＨＥ５１１５が属し、グループ１に回線ＨＦ５１２１が属し、装置Ｊ５００７ではグループ０に回線ＪＥ５１１７が属し、グループ１に回線ＪＦ５１２３が属するものとする。これまでに述べなかった装置Ｃ５００１の回線５１０２、装置Ｄ５００２の回線５１０７、装置Ｇ５００５と装置Ｈ５００６と装置Ｊ５００７に計算機群を収容するための回線はグループ０にもグループ１にも属さないものとする。グループ０に属する回線およびインタフェースは前記の０系を構成し、グループ１に属する回線およびインタフェースは前記の１系を構成するものとする。なお、グループを識別する番号は装置内部で一貫した管理がなされているのであれば必ずしも各装置間で統一しておく必要はないが、ここでは統一した番号を用いて説明する。
【００５９】
まず、全ての装置および回線が正常に動作している時、図５のシステムでは実際には前述の系切替えプロトコルの働きによりグループ０に属する回線のみが使われているものとする。すなわち、装置Ｇ５００５と装置Ｃ５００１を経由してデータ通信を行う必要がある時、データは装置Ｇ５００５、回線ＧＥ５１１３、装置Ｅ５００３、回線ＥＣ５１０３、装置Ｃ５００１を通過するものとする。ここで装置Ｅ５００３と装置Ｇ５００５間の伝送路ＧＥ５１１３に障害が発生した場合の処理を説明する。
【００６０】
はじめに障害を検出するのは伝送路ＧＥ５１１３の受信側に位置する装置Ｅ５００３である。装置Ｅ５００３は障害を検出すると図８に示した状態遷移に従い、伝送路ＥＧ５１１４にリンクアップ信号を送信することをやめ装置Ｇ５００５に障害を通知すると共に、自装置の回線ＥＧ５１１４を収容するインタフェースを運用停止状態にし、装置内の上位層制御部に対して障害発生を通知する。装置Ｅ５００３内の上位層制御部はグループ０に属する回線ＥＧ５１１４が障害により運用を停止したため、装置内部の同一グループ内の他の全てのインタフェースを強制的に運用停止状態にするよう指示する。この場合、装置Ｇ５００３の全てのインタフェースはグループ０に属しているため、障害が発生した回線ＥＧ５１１４以外の全回線が強制的に運用停止状態になる。これを装置Ｇ５００３に直結している装置Ｃ５００１、装置Ｄ５００２、装置Ｈ５００６、装置Ｊ５００７では回線障害と認識し、それぞれ回線ＥＣ５１０３、回線ＥＤ５１１１、回線ＥＨ５１１６、回線ＥＪ５１１８の運用を停止する。これらの４台の装置ではそれぞれ上位層制御部が内部的に管理しているグループ０に属する回線は装置Ｅ５００３と直結する回線のみであるため、処理はここで終わる。しかしさらに、装置Ｇ５００５では装置Ｅ５００３による伝送路ＥＧ５１１４の運用停止を検出し回線ＥＧ５１１４を収容するインタフェースを運用停止状態にすると同時に装置内の上位層制御部に対して障害発生を通知する。装置Ｇ５００５内部では上位層制御部が管理しているグループ０に属する回線は回線ＥＧ５１１４以外には無いのでやはり処理はここで終わる。ここまでの処理で図５に示すシステムは、グループ０に属する全ての回線が運用を停止し装置Ｅ５００３はシステムから切り離された状態になる。伝送路ＧＥ５１１３で障害が発生してからこの状態になるまでの時間は、例えばツイストペアケーブルを用いる１０Ｂａｓｅ−Ｔ技術では約０．５秒程度以内と高速である。この後、このように回線障害が発生したことが系切替えプロトコルに伝えられ、システム全体の運用系が切替わり正常運転を続けることができる。なお、装置Ｅ５００３自体が故障により運用を停止した場合も同様の処理手順となる。
【００６１】
また、冗長構成システムを実現するための系切替えプロトコルはＯＳＩ（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）参照モデルにおいて物理層よりも比較的高い層、例えばネットワーク層やトランスポート層で実現されることが多いため、システムのごく一部で障害が発生した場合うまく働かず系全体が切替わるのに比較的長い時間を要する場合がある。しかし、本方式は物理層レベルで処理をおこなうため、本方式を適用した装置を利用することにより系の切替えを高速、確実に行うことができるようになる。
【００６２】
さらにまた、上記の例では１個所でも障害が発生したら系全体が切り替わるものとして説明したが、障害が発生した部位のみ切り離して部分的に系を切り替えるようにグループを設定する方法も考えられる。例えば、グループ０には回線ＣＥ５１０４、回線ＥＧ５１１４が属し、グループ１には回線ＣＦ５１０６、回線ＦＧ５１２０が属し、グループ２には回線ＣＥ５１０４、回線ＥＨ５１１６が属し、グループ３には回線ＣＦ５１０６、回線ＦＨ５１２２が属し、グループ４には回線ＣＥ５１０４、回線ＥＪ５１１８が属し、グループ５には回線ＣＦ５１０６、回線ＦＪ５１２４が属するよう設定し、通常はグループ０、２、４を使って運用するものとする。このとき、上記の例と同様伝送路ＧＥ５１１３に障害が発生した場合、グループ０だけをグループ１に切替え、その他のグループ２、４はそのまま運用を続けることにより、全体を切り替えること無く障害が発生したグループのみを切り替えて運用を継続できる。この場合、回線ＣＥ５１０４と回線ＣＦ５１１４は複数のグループに属することになるが、処理手順は同様である。
【００６３】
なお、これまで図５の装置Ｃ５００１〜Ｊ５００７をインターネットワーク装置であるかのように説明してきたが、実施の形態２の冒頭に述べたようにこれらは計算機であっても構わない。
【００６４】
以上本発明の２つの実施の形態を説明したが、この説明ではＩＥＥＥ８０２．３方式ネットワークに適用することだけを述べた。しかし本発明はＩＥＥＥ８０２．３方式ネットワークに限定するものではなく、送信側伝送路と受信側伝送路を独立して持ち、全ての装置に共通に適用できる受信側伝送路の障害検出機能は持つが、全ての装置に共通に適用できる送信側伝送路の障害検出機能を持たないデータ伝送システムであれば適用することで障害検出通知を確実にすることができる。また、全ての装置に共通に適用できる受信側伝送路の障害検出機能および送信側伝送路の障害検出機能を持つデータ伝送システムであっても、本発明の方式を適用することにより障害検出通知を高速確実に処理でき、また、処理系の切り代えを確実にできるようになる場合もある。
【００６５】
さらに、ＩＥＥＥ８０２．３ａｄにおいて標準化作業中の技術であるリンクアグリゲーションを利用すると２台の装置間を接続する複数の物理的な回線を１本の論理的な回線に集約して通信する機能が提供されるが、この技術を用いた回線に本発明の方式を適用する場合を考える。例えば、それぞれの物理回線には実施の形態１記載の障害検出通知処理を実行する機能ブロックを持たせ、これらを１つに集約した論理回線には実施の形態１または実施の形態２記載の障害検出通知処理を実行する機能ブロックを持たせる。物理回線の障害は実施の形態１記載と同様の方法で検出通知するものとし、また、論理回線においては、その論理回線に属する全物理回線で障害が発生し論理回線のレベルで通信を維持できなくなった時に論理回線での障害を検出するものとする。このようにすることで、物理回線が少なくとも１本以上正常に通信できている状態では論理回線を正常に動作させることができ、かつ、全ての物理回線が正常に通信できない状態になった場合には実施の形態１または実施の形態２に記載の障害検出通知方式に従った処理を行うことができる。
【００６６】
【発明の効果】
従来、２台の装置を複数の伝送路を内蔵する１本のケーブルを用いて相互に接続し通信をおこなうネットワークにおいて、ＩＥＥＥ８０２．３方式ネットワークのように障害通知機能が定義されていないか、または定義されていても全ての装置がサポートしているとは限らない場合には、回線の一部に障害が発生した場合にその障害を両端に接続している装置に確実に通知する方法が無かった。
【００６７】
このような場合に、本発明の障害検出通知方法を適用すれば、回線の一部だけに障害が発生した場合でもその回線の両端に接続している装置において確実に障害を検出できるようになる。また、相手装置に障害を通知する際に全ての装置がサポートしている回線が正常に動作しているかどうか調べるための機能を用いているため、既存の機器との相互接続性を損なわない。また、本発明を適用しても相互に接続している装置間で制御用フレームのやり取りをしないため、新たにプロトコルを作る必要が無く単純な動作だけで実現可能である。
【００６８】
また、本発明を適用する装置によって二重化システムを組むことにより、装置間の回線のごく一部で何らかの障害が発生しても系全体を高速、確実に切替えることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の回線障害検出通知方式を備える装置およびその装置を用いた通信システムの一例を示す図。
【図２】第１の実施の形態の回線障害検出通知方式による装置電源投入から正常運用開始状態または運用停止状態に至る処理手順例を示す図。
【図３】第１の実施の形態の回線障害検出通知方式による正常運用開始状態から障害を検出して運用停止状態に至る処理手順例を示す図。
【図４】第１の実施の形態の回線障害検出通知方式による運用停止状態から正常運用開始状態に至る処理手順例を示す図。
【図５】第２の実施の形態の回線障害検出通知方式を備える装置を用いたネットワークシステム構成例を示す図。
【図６】第２の実施の形態の回線障害検出通知方式を備える装置の構成例を示す図。
【図７】第１の実施の形態の回線障害検出通知方式によるインタフェースの状態遷移例を表す図。
【図８】第２の実施の形態の回線障害検出通知方式によるインタフェースの状態遷移例を表す図。
【図９】第２の実施の形態の回線障害検出通知方式による、正常運用状態から自インタフェースの障害を検出して運用停止状態に至る処理手順例を示す図。
【図１０】第２の実施の形態の回線障害検出通知方式による、正常運用状態から同一グループに属する他インタフェースの障害を検出して運用停止状態に至る処理手順例を示す図。
【図１１】第２の実施の形態の回線障害検出通知方式による、障害が発生した回線を収容するグループに属する全回線制御部が運用停止状態に至る際の上位層制御部の処理フローを示す図。
【図１２】第２の実施の形態の回線障害検出通知方式による、グループ全体の運用停止の要因となった障害発生回線において障害から復旧したことによりグループに属する全回線制御部が運用状態に至る際の上位層制御部の処理フローを示す図。
【図１３】第２の実施の形態の回線障害検出通知方式におけるグループ記憶手段１０１９のテーブル構成例を示す図。
【符号の説明】
１０００、１１００： 装置Ａ、装置Ｂ
１０１０、１１１０、１０２０： ネットワークインタフェース
１０１１、１１１１、１０２１： 物理層制御部
１０１２、１１１２、１０２２： 受信制御部
１０１３、１１１３、１０２３： 送信制御部
１０１４、１１１４、１０２４： 回線制御部
１０１５、１１１５、１０２５： データ送受信制御部
１０１６、１１１６： 上位層制御部
１０１７、１１１７、１０２７： 起動時タイマ
１０１８、１０２８： 回線運用停止要因記憶手段
１０１９： グループ記憶手段
１２００、１２１０、１２２０： 装置Ａ、装置Ｂを相互に接続する回線
１２０１： 装置Ａ１０００から装置Ｂ１１００へデータを送信する伝送路
１２０２： 装置Ｂ１１００から装置Ａ１０００へデータを送信する伝送路
５００１〜５００７： 装置Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ
５１０１〜５１２４： 装置Ｃ〜装置Ｊを相互に接続する伝送路

Claims (5)

1. 第１及び第２の装置に内蔵された第１及び第２のネットワークインタフェース間を、送信用伝送路と受信用伝送路を有する回線で接続するシステムにおける障害検出通知方法であって、
   第１及び第２のネットワークインタフェースは、回線又は自装置の障害を表すための利用可否信号を送信用伝送路に定期的に送信し、
   第１の装置は、接続相手の第２の装置の第２のネットワークインタフェースからの利用可否を示す信号を受信用伝送路から一定期間以上検出できないとき、障害が発生したと判断し、
   第１の装置の第１のネットワークインタフェースは、第２の装置の第２のネットワークインタフェースへ送信すべき利用可否を示す信号の送信を停止することにより、
   障害発生を通知し、
   第１又は第２の装置は、複数のネットワークインタフェースをグループ化して備え、
   グループ内のひとつのネットワークインタフェース又はそれに接続された受信側伝送路が障害となり、受信側伝送路から利用可否を示す信号を検出できなかった場合、グループ内の全てのネットワークインタフェースから利用可否を示す信号の送信を停止することを特徴とする障害検出通知方法。
2. 請求項１記載の障害検出通知方法において、
   第１の装置の第１のネットワークインタフェースから利用可否を示す信号の送信を停止した際、
   第１の装置は、一定期間経過後に、送信側伝送路上に利用可否を示す信号の定期的な送信を開始し、その後、受信側伝送路上で利用可否を示す信号を検出できるかどうか監視し、
   第１の装置は、受信側伝送路上に一定期間以上利用可否を示す信号を検出できなかった場合には、障害から復旧していないと判断し、送信側伝送路上に定期的に送信していた利用可否を示す信号を再び送信停止し、
   一方、受信側伝送路上に利用可否を示す信号を一定期間以上連続して検出できた場合には、障害から復旧したと判断し、以後、定期的な利用可否を示す信号の送信を続けると共にデータ通信を再開することを特徴とする障害検出通知方法。
3. ネットワークインタフェースに接続される回線を介して相手装置との間でデータの送受信を行うインターネットワーク装置であって、
   前記相手装置との接続性を監視し障害を検知するための信号を、前記回線を介して前記相手装置との間で送受信する複数のネットワークインタフェースと、
   前記複数ネットワークインタフェースに接続する各回線の組をグループ分けし、記憶する制御部とを有し、
   前記ネットワークインタフェースは、障害の発生を検知すると前記信号の送信を停止するとともにデータの送受信も停止し、かつ、該障害の発生を前記制御部に通知し、
   前記制御部は、前記障害の通知を受けると、前記障害の発生を検知したネットワークインタフェースに接続する回線と同じグループに属する他のネットワークインタフェースを調べ、該他のネットワークインタフェースに運用停止を指示し、
   前記他のネットワークインタフェースは、前記運用停止の指示を受けると、前記信号の送信を停止するとともにデータの送受信も停止することを特徴とするインターネットワーク装置。
4. 請求項３記載のインターネットワーク装置において、
   前記障害の発生を検知したネットワークインタフェースは、障害の復旧を検知すると前記信号の送信を開始するとともにデータの送受信も開始し、かつ、該障害の復旧を前記制御部に通知し、
   前記制御部は、前記復旧の通知を受けると、前記障害の復旧を検知したネットワークインタフェースに接続する回線と同じグループに属する他のネットワークインタフェースを調べ、該他のネットワークインタフェースに運用開始を指示し、
   前記他のネットワークインタフェースは、前記運用開始の指示を受けると、前記信号の送信を開始することを特徴とするインターネットワーク装置。
5. 請求項３記載のインターネットワーク装置において、
   前記障害の発生を検知したネットワークインタフェースは、一定期間経過後に、前記信号の送信を開始し、その後、前記相手装置から前記信号を受信できるかどうか監視し、受信できない場合には、障害から復旧していないと判断し、
   受信できた場合には、障害から復旧したと判断し、前記信号の送信を続けるとともにデータの送受信も開始することを特徴とするインターネットワーク装置。

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