JP5029612B2 - パケットリングネットワークシステム、パケット転送方法およびインタリンクノード - Google Patents

Description

本発明は、パケットリングを分割し、また、複数のパケットリングを統合するパケットリングネットワークシステム、パケット転送方法およびインタリンクノードに関する。

パケットリングネットワークシステムとしてＩＥＥＥ８０２．１７で標準化されているＲＰＲ（Ｒｅｓｉｓｉｌｉｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｒｉｎｇ）が知られている。ＲＰＲは、リング状の伝送媒体へのアクセスを提供するＭＡＣ層プロトコルであり、キャリアクラスの高速障害回復、ネットワーク帯域の有効活用化および最短経路転送などを提供する。

図１２は、特許文献１に開示されたＲＰＲのネットワーク構成例を説明するための図である。図１２に示すように、ＲＰＲネットワークに含まれるパケットリングは、互いに逆方向にパケットを転送する２つのリングレット（Ｒｉｎｇｌｅｔ）１０１，１０２を有する。パケットリングには、複数のノードが接続される。図１２に示す例では、４つのノード１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄがパケットリングに接続されている。各ノードには、それぞれＲＰＲ ＭＡＣアドレスが付与されている。各ノードは、相互に制御パケットをやり取りし、各ノード間のホップ数などの情報を収集し、ネットワークのトポロジ情報を獲得する。

また、各ノード１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄには、ユーザ端末が接続される場合もある。図１２に示す例では、ノード１０３ａにユーザ端末１０４ａが接続され、ノード１０３ｂにユーザ端末１０４ｂが接続されている。

ここで、ＩＥＥＥ８０２．１７で標準化されているＲＰＲデータパケットについて説明する。
図１３は、ＲＰＲのパケットフォーマットを示す図である。ユーザ端末は、クライアントパケット２１１をノードに送信する。クライアントパケット２１１は、送信先のユーザ端末のＭＡＣアドレスを示す送信先端末アドレス（ＭＡＣ ＤＡ）２１２、そのクライアントパケットの送信元ユーザ端末のＭＡＣアドレスを示す送信元端末アドレス（ＭＡＣ ＳＡ）２１３、データ（ＤＡＴＡ）２１４、およびフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ））２１５を含んでいる。ノードは、ユーザ端末からクライアントパケットを受信した場合に、そのクライアントパケットをカプセル化してＲＰＲデータパケット２２１を生成し、生成したＲＰＲデータパケット２２１を他のノードに送信する。クライアントパケット２１１はカプセル化され、ＰＲＲデータパケット２２１中にデータ２２６として格納される。

また、ＲＰＲパケット２２１は、送信先ノードのＭＡＣアドレスを示す送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４、送信元ノードのＭＡＣアドレスを示す送信元ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＳＡ）２２５、ベースコントロールフィールド（Ｂａｓｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）２２３、ＴＴＬフィールド（Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｌｉｖｅ）２２２、ＦＣＳ２２７を含む。ベースコントロールフィールド２２３には、転送に用いるリングレットを指定する情報や、制御パケット等のパケットの種類を識別する識別情報が含まれる。ＴＴＬフィールド２２２は、パケットが永久にリングを周回することを防ぐために利用される。ＲＰＲデータパケットフォーマットの詳細については、例えば非特許文献１に記載されている。

以下、リング上の各ノードにおけるＲＰＲデータパケットの送信、受信および転送動作について説明する。
まず、ＲＰＲデータパケットがユニキャスト・データパケットである場合の各ノードの動作について説明する。送信元ノードは、ユニキャスト・データパケットであるＲＰＲデータパケットをリングレットに送出する。各ノードは、リングレットからＲＰＲデータパケットを受信すると、受信したＲＰＲデータパケットが自ノード向けのパケットであるか否かを判別する。

具体的には、各ノードは、受信したＲＰＲデータパケットに含まれる送信先ノードアドレス２２４が自ノードのＲＰＲ ＭＡＣアドレスと一致する場合に自ノード向けのパケットであると判別する。各ノードは、受信したＲＰＲデータパケットが自ノード向けのパケットであると判別した場合には、そのＲＰＲデータパケットをリングレットから取り出し、そのＲＰＲデータパケットをリング上から削除する。また、各ノードは、受信したＲＰＲデータパケットが自ノード向けのパケットではないと判別した場合には、ＴＴＬをデクリメントした後、そのＲＰＲデータパケットを受信したリングレットと同一のリングレットにそのＲＰＲデータパケットを再び送出する。送信元ノードは、自らが送出したＲＰＲデータパケットを受信すると、そのＲＰＲデータパケットをリング上から削除する。また、各ノードは、ＴＴＬが０となった時点で、そのＲＰＲデータパケットをリング上から削除する。

次に、ＲＰＲデータパケットがブロードキャスト・データパケットである場合の各ノードの動作について説明する。送信元ノードは、ブロードキャスト・データパケットであるＲＰＲデータパケットをリングレットに送出する。各ノードは、受信したＲＰＲデータパケットのＴＴＬをデクリメントした後に次のノードに転送する。ＲＰＲデータパケットの送信元ノードは、自らが送信したＲＰＲデータパケットを受信したら、そのＲＰＲデータパケットをリング上から削除する。また、各ノードは、ＴＴＬが０となった時点で、そのＲＰＲパケットをリング上から削除する。

次に、ＩＥＥＥ８０２．１７で標準化されているＲＰＲ制御パケット（以下、制御パケットとする。）について説明する。

ＲＰＲネットワークに属するすべてのノードにおいてトポロジ・ディスカバリ機能、プロテクション機能、ＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）機能などの自律的な動作を可能にするために、それぞれのＲＰＲノードが制御パケットをデータパス経由で送受信する。

ＩＥＥＥ８０２．１７において制御パケットは上記の各機能に対してそれぞれ個別に定義されている。制御パケットの転送方法は、ＲＰＲデータパケットの転送方法と同様である。

図１２に示すＲＰＲネットワークにおいて、ノード１０３ａに接続されているユーザ端末１０４ａからノード１０３ｂに接続されているユーザ端末１０４ｂにデータを送信する場合の各ノード及び各端末の動作について説明する。

なお、各ノードは、受信したＲＰＲデータパケットにおいてカプセル化されている送信元端末アドレス（ＭＡＣ ＳＡ）２１３と、送信元ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＳＡ）２２５とを対応付けて記憶（学習）するデータベースであるＦＤＢを保持している。このため、各ノードは、ユーザ端末のＭＡＣアドレスを検索キーとしてＲＰＲ ＭＡＣアドレスを検索できる。

ユーザ端末１０４ａがクライアントパケット（データ）を送出すると、ノード１０３ａは、そのクライアントパケットを受信する。ノード１０３ａは、受信したクライアントパケットに含まれる送信先端末アドレス（ＭＡＣ ＤＡ）２１２を検索キーとしてＦＤＢを検索し、その結果を送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４としてＲＰＲデータパケットに設定する。また、ノード１０３ａは、自身のＭＡＣアドレスを送信元ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＳＡ）２２５としてＲＰＲデータパケットに設定する。そして、ユーザ端末１０４ａから受信したクライアントパケットをデータ２２６としてＲＰＲデータパケットに設定する。さらに、ノード１０３ａは、トポロジ・データベースを検索して、送信元ノードから送信先ノードへデータを転送するためのリングレットを選択してベースコントロールフィールド２２３に設定し、また、ＴＴＬ値も設定する。ノード１０３ａは、各種のデータが設定されたＲＰＲデータパケットを選択したリングレットに送出する。

また、ノード１０３ａは、ＦＤＢを検索した結果、送信先のユーザ端末のＭＡＣアドレスと、そのＭＡＣアドレスに対応するＲＰＲ ＭＡＣアドレスとの対応付けがされていない場合（未学習の場合）、フラッディングを行う。フラッディングにより送信されるＲＰＲデータパケットの送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４にはブロードキャストアドレスが設定され、そのＲＰＲデータパケットは、リング上のすべてのノードで受信される。フラッディングにより、ユーザ端末１０４ａが送信したクライアントパケットを送信先ユーザ端末１０４ｂが受信できる。通常、上位レイヤにおいてユーザ端末１０４ｂがユーザ端末１０４ａに返信を行う。返信時には、ユーザ端末１０４ｂがクライアントパケットの送信元となり、ユーザ端末１０４ａが送信先になる。また、ノード１０３ｂがＲＰＲパケットの送信元になる。

ユーザ端末１０４ｂからＲＰＲパケットが返信されると、ノード１０３ａは、ユーザ端末１０４ｂのＭＡＣアドレスとノード１０３ｂのＲＰＲ ＭＡＣアドレスとを対応付けてＦＤＢに記憶する（学習する）。従って、再度、ユーザ端末１０４ａがユーザ端末１０４ｂにクライアントパケットを送信する場合、ノード１０３ａは、クライアントパケットに含まれる送信先端末アドレス（ＭＡＣ ＤＡ）２１２をキーにして、ノード１０３ｂのＲＰＲ ＭＡＣアドレスを検索し、その検索結果を送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４として、ユニキャスト転送を行えるようになる。

また、ブロードキャストパケットをリングにフラッディングする方法として、送信元ノードが任意の片方のリングレットにブロードキャストパケットを送出する方法と、送信元ノードが双方のリングレットにブロードキャストパケットを送出する方法（双方向フラッディング）がある。送信元ノードは、双方向フラッディングにおいては、多重転送を防ぐため、あらかじめリングレット毎にブロードキャストパケットの到達点を設定する。なお、多重転送を防ぐためにあらかじめリング上に設定されたパケットの到達点をクリーブポイントという。双方向フラッディングの場合、リング内のノード数が偶数であるか奇数であるかによって、パケットがすべてのノードに転送され、かつ二重到着が起きないようＴＴＬの計算方法を変える必要がある。ただし、ＴＴＬ計算方法は、本発明に関連しないので説明を省略する。

次に、ＴＰフレームについて説明する。ＴＰフレームは、固定長フレームであり、ノードのスパンプロテクションおよびエッジの状態、シーケンス番号などの情報を自ノード以外のすべてのパケットリングノードに伝達するための制御フレームである。ＴＴＬにはパケットリングネットワークシステムを構成するノード数が設定され、ＴＰフレームは、リングレット−０および１の双方にブロードキャストされる。また、各ノードは、自ノード以外のすべてのノードから受信したＴＰフレームの情報を収集し、トポロジ・データベースを構築する。

次に、図１４を参照してリンク障害時のＲＰＲのプロテクション動作について説明する。

ＩＥＥＥ８０２．１７では、障害発生時のプロテクション動作としてステアリングモードとラップモードが規定されている。ステアリングモードは必須機能として規定され、ラップモードは選択機能として規定されている。

図１４（Ａ）は、通常時のネットワーク動作を示す説明図である。図１４（Ａ）には、ノード３０３ａからノード３０３ｂにリングレット３０１上でパケットが転送されている状態を示す。

図１４（Ｂ）は、ステアリングモードの動作を示す説明図である。図１４（Ｂ）に示すように障害点３０４が発生した場合、リング内のすべてのノードは障害点３０４の位置情報を得る。具体的には、障害点３０４となったリンクに接続するノード３０３ｃ，３０３ｄが、障害点３０４の位置情報を他のすべてのノードに通知する。この結果、各ノードは障害点３０４の位置を認識する。そして、ユニキャストパケットを送信する場合、送信元ノードは、ＲＰＲパケットの送信先ノードとの間に障害点３０４を含まないリングレットを選択してユニキャストパケットを送出する。

例えば、ノード３０３ａがノード３０３ｂにユニキャストパケットを送信する場合、ノード３０３ａは、障害点３０４の位置を認識することにより、ユニキャストパケットを送信するリングレットをリングレット３０１からリングレット３０２に変更し、ノード３０３ｂにパケットを転送する。また、ブロードキャストパケットを送信する場合には、ノード３０３ａは、双方のリングレット３０１、３０２を選択して、各リングレット３０１、３０２にブロードキャストパケットを送出する。この結果、リング内の各ノードにブロードキャストパケットが送信される。

図１４（Ｃ）は、ラップモードの動作を示す説明図である。ラップモードでは、送信元ノードは、通常時と同じリングレットを選択してＲＰＲパケットを送出する。例えば、ノード３０３ａがノード３０３ｂにＲＰＲパケットを送信する場合、通常時と同様にリングレット３０１を選択してＲＰＲパケットを送信する。障害点３０４となったリンクに接続していて障害を検知したノード３０３ｃは、ＲＰＲパケットを受信した場合、そのパケットが送られてきたリングレット３０１とは異なるリングレット３０２を選択し、リングレット３０２を用いてＲＰＲパケットを転送する。すなわち、ノード３０３ｃは、障害点３０４が存在しないリングレットを用いてＲＰＲパケットを転送する。このパケットは、リングレット３０２上を転送され、障害点３０４となったリンクに接続していて障害を検知したノード３０３ｄまで転送される。ノード３０３ｄも、パケットが送られてきたリングレットとは異なるリングレットを選択し、そのリングレットを用いてＲＰＲパケットを転送する。この結果、送信先ノード３０３ｂは、ＲＰＲパケットを受信する。

図１５は、ノード障害時のＲＰＲのプロテクション動作を説明するための説明図である。図１５（Ａ）に、通常時のネットワーク動作を示す。図１５（Ｂ）に、障害点３０４がノード上である場合のステアリングモードの動作を示す。図１５（Ｃ）に、ラップモードの動作を示す。障害点３０４がノード上である場合の具体的な動作は、図１４（Ａ）〜（Ｃ）に示したリンクにおいて障害が発生した場合の動作と同様である。

次に、図１６を参照してＦＳ（Ｆｏｒｃｅｄ Ｓｗｉｔｃｈ）について説明する。
ＩＥＥＥ８０２．１７において、特定のスパン（隣接ノード間の双方向のリンク）の運用を停止するための、すなわち、そのスパンを転送されるパケットのトラヒックを停止するためのＦｏｒｃｅｄ Ｓｗｉｔｃｈと呼ばれるプロテクション階層が定義されている。階層は、運用管理者の要求に応じて設定される。ＦＳはインサービスでのノード増設もしくは減設、設備交換などの要求に対応する。ＦＳ設定時のＲＰＲネットワークの動作は、ＦＳ対象のスパンにおいて、既に説明したスパン障害が発生した場合と同様である。すなわち、ステアリングもしくはラッピングモードでＦＳ対象スパンにおけるトラヒック転送を回避する。

なお、本明細書においてはリング分割について説明するが、リング統合についても逆の手順をたどれば実現できるため、説明を省略する。

特開２００４−２４２１９４ ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１７−２００４ "ＰＡＲＴ１７：ＲＰＲ ＡＣＣＥＳＳ ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＰＨＹＳＩＣＡＬ ＬＡＹＥＲ ＳＰＥＣＩＦＩＣＡＴＩＯＮ"

図１７は、トポロジ・ディスカバリ機能、プロテクション機能、ＯＡＭ機能などの動作を実現可能なＲＰＲノードの構成例を示すブロック図である。図１７に示すＲＰＲノードは、リングレット−０上を転送されるパケットを処理するためのＲＰＲスパン接続ポート（パケットリングスパンポート）４１３−１、４１４−１、フォワーディング回路４０１および多重化回路４０３を備える。また、ＲＰＲノードは、リングレット−１上を転送されるパケットを処理するためのＲＰＲスパン接続ポート４１３−２、４１４−２、フォワーディング回路４０２および多重化回路４０４を備えている。また、クライアントポート４１２−１，４１２−２は、クライアント装置または対向するインタリンクノードのクライアントポートに接続される。

フォワーディング回路４０１、４０２は、転送されてきたＲＰＲパケットの送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４が、自ノードのＲＰＲ ＭＡＣアドレスと一致している場合に、そのＲＰＲパケットをクライアントに転送する。多重化回路４０５は、各リングレットから（具体的には各フォワーディング回路４０１、４０２から）クライアントに転送されるパケットを多重する。

パケット変換回路４１１は、ＲＰＲパケットの状態のパケットを受け取り、そのＲＰＲパケットからクライアントパケットを取り出す。パケット変換回路４１１は、そのクライアントパケットをクライアントポート４１２−２に転送する。また、パケット変換回路４１１は、受け取ったＲＰＲパケットにおける送信元ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＳＡ）２２５と、取り出したクライアントパケットにおける送信元端末アドレス（ＭＡＣ ＳＡ）２１３との対応関係をアドレステーブル４１０に記録する（学習する）。リングレット選択回路４０６は、パケット変換回路４１１から送られてきたパケットがユニキャストパケットである場合、トポロジ管理回路４０７を参照して、最短経路で宛先ノードへ到達可能なリングレットを選択し、ＴＴＬを設定してパケットを出力する。

また、制御パケットは、ＲＰＲノード内の制御パケット処理回路４２０において生成され、多重化回路４０３，４０４からＲＰＲスパン接続ポート４１４−１、４１３−２を介して、リングレット−０、リングレット−１に送信される。フォワーディング回路４０１、４０２は、ＲＰＲスパン接続ポート４１３−１、４１４−２を介して、リングレット−０、リングレット−１から、制御パケットを受信する。ＩＥＥＥ８０２．１７において制御パケットは上記の各機能に対してそれぞれ個別に定義されている。多重化回路４０３、４０４から送信され、他のＲＰＲノードのフォワーディング回路４０１、４０２にて受信されるまでの制御パケットの転送方法は、ＲＰＲデータパケットの転送と同様である。

次に、図１８および図１９を参照してパケットリングの分割について説明する。
図１８（Ａ）に示すようにシングルリングで運用しているＲＰＲリング１００１において、運用開始後に運用ノード数の増加、トラヒックの増加、トラヒックパタンの変化などの運用環境が変化する場合がある。かかる場合、運用管理者は、リング帯域の増加を抑制する、障害波及範囲を限定する、トラヒック変動の影響波及範囲を限定する、障害発生時を考慮したトラヒック設計を最適化する、などの対応処置を実施したいことがある。この処置の手段としてパケットリングを複数のリングに分割することが有効である。この場合、サービス提供状態を維持したまま、通信断などのサービス障害を回避しつつ、リングを分割する必要がある。以下、図１８（Ａ）、（Ｂ）及び図１９（Ａ）、（Ｂ）を用いて、リングを分割する手順を説明する。

図１８（Ａ）に示された構成のＲＰＲリングを、図１８（Ｂ）に示す２つの独立したＲＰＲリング１００２およびＲＰＲリング１００３に分割するために、図１８（Ｂ）に示すように、リング分割機能を具備した２つのインタリンク専用ノード１００４およびインタリンク専用ノード１００５を任意のスパンに追加する。この場合、インタリンク専用ノード以外のノードはＩＥＥＥ８０２．１７に準拠していればリング分割に適用することが可能であり、ベンダの異なるＩＥＥＥ８０２．１７準拠装置に対しても適用できる。

図１９（Ａ）に示す構成では、全てのノードに、リング分割およびインタリンク接続のための機能が実装されている。そして、図１９（Ｂ）に示すように、任意の２つのノードを選定（たとえばノード２００４，２００５）し、それらをインタリンクノードとして２つの独立したＲＰＲリング２００２および２００３に分割する。この場合、図１８（Ｂ）に示す構成のようなインタリンク接続専用のノードを新たに増設する必要がないが、少なくともインタリンク接続ノードになる可能性があるノード全てにリング分割およびインタリンク接続のための機能を実装する必要がある。

リングを分割する手順として、リングを物理的に分割した後にインタリンクノードを挿入する手順と、インタリンクノードを挿入した後にリングを物理的に分割する手順とが考えられる。しかし、いずれの手順においても、リング分割後に別のリングに属するノード間の通信（例えば図１８（Ａ）に示されたノード１００６とノード１００７間の通信）において、リング分割処理の前後で必ずＲＰＲフレームの転送が遮断されてしまう。すなわち、図１８（Ａ）に示す構成でも図１９（Ａ）に示す構成でも、ＩＥＥＥ８０２．１７準拠のＲＰＲ機能のみでは通信断を伴わずにインサービスでリングを分割することは不可能である。

そこで、本発明は、ノード間の通信断を伴わずにパケットリングの分割、統合が可能なパケットリングネットワークシステム、パケット転送方法およびインタリンクノードを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るパケットリングネットワークシステムは、
互いに反対方向にパケットを転送する２つのリングレットによって複数のノードが接続されたパケットリングネットワークシステムにおいて、
互いに接続される２つのインタリンクノードのそれぞれのノードを、第１のスパンにより接続された接続相手のインタリンクノードと第２のスパンにより接続された第１のノードとの間でパケットを送受信する第１の接続状態と、第２のスパンにより接続された第１のノードと第３のスパンにより接続された第２のノードとの間でパケットを送受信する第２の接続状態とに排他的に切り替える選択手段と、
各ノードから他のノードまでのホップ数を示す情報が記憶されたトポロジ・データベース中の、障害点の存在しない経路を経由し、且つ、前記２つのインタリンクノードを超えてパケットが到達する宛先ノードのアドレス・エントリを、前記２つのインタリンクノードのうち、前記パケットが先に到達するインタリンクノードのアドレスに読み替えるアドレス・エントリ読替手段と、を備え、
前記選択手段は、前記アドレス・エントリ読替手段により読み替えられたアドレス・エントリを用いて各ノードが互いにパケットを送受信している状態において、互いに接続される２つのインタリンクノードのそれぞれのノードの接続状態を切り替える、
ことを特徴とする。

前記アドレス・エントリ読替手段は、リング分割またはリング統合により接続先が変更されるノード同士を接続しているスパンのパケット転送が停止した後に、アドレス・エントリの読み替えを行うことが望ましい。

パケットリングネットワークシステムに含まれる全部又は一部のノードが、前記インタリンクノードを構成してもよい。

インタリンク冗長化方式によりインタリンクが冗長化されていてもよい。

リング分割前またはリング統合後に複数のリングから構成されていてもよい。

上記の目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るパケット転送方法は、
互いに反対方向にパケットを転送する２つのリングレットによって複数のノードが接続されたパケットリングネットワークシステムに適用されるパケット転送方法であって、
互いに接続される２つのインタリンクノードのそれぞれのノードを、第１のスパンにより接続された接続相手のインタリンクノードと第２のスパンにより接続された第１のノードとの間でパケットを送受信する第１の接続状態と、第２のスパンにより接続された第１のノードと第３のスパンにより接続された第２のノードとの間でパケットを送受信する第２の接続状態とに排他的に切り替える選択ステップと、
各ノードから他のノードまでのホップ数を示す情報が記憶されたトポロジ・データベース中の、障害点の存在しない経路を経由し、且つ、前記２つのインタリンクノードを超えてパケットが到達する宛先ノードのアドレス・エントリを、前記２つのインタリンクノードのうち、前記パケットが先に到達するインタリンクノードのアドレスに読み替えるアドレス・エントリ読替ステップと、を備え、
前記選択ステップは、前記アドレス・エントリ読替ステップで読み替えられたアドレス・エントリを用いて各ノードが互いにパケットを送受信している状態において、互いに接続される２つのインタリンクノードのそれぞれのノードの接続状態を切り替える、
ことを特徴とする。

前記アドレス・エントリ読替ステップを、リング分割またはリング統合により接続先が変更されるノード同士を接続しているスパンのパケット転送が停止した後に行うことが望ましい。

上記の目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るインタリンクノードは、
互いに反対方向にパケットを転送する２つのリングレットによって複数のノードが接続されたパケットリングネットワークシステムにおいて適用されるインタリンクノードであって、
第１のスパンにより接続された接続相手のインタリンクノードと第２のスパンにより接続された第１のノードとの間でパケットを送受信する第１の接続状態と、第２のスパンにより接続された第１のノードと第３のスパンにより接続された第２のノードとの間でパケットを送受信する第２の接続状態とに排他的に切り替える選択手段、を備え、
前記選択手段は、各ノードから他のノードまでのホップ数を示す情報が記憶されたトポロジ・データベース中の、障害点の存在しない経路を経由し、且つ、自インタリンクノードと、前記接続相手のインタリンクノードとを超えてパケットが到達する宛先ノードのアドレス・エントリが、自インタリンクノードと、前記接続相手のインタリンクノードとのうち、前記パケットが先に到達するインタリンクノードのアドレスに読み替えられたアドレス・エントリを用いて各ノードが互いにパケットを送受信している状態において、接続状態を切り替える、
ことを特徴とする。

前記アドレス・エントリの読替は、リング分割またはリング統合により接続先が変更されるノード同士を接続しているスパンのパケット転送が停止した後に行うことが望ましい。

本発明によれば、通信断を伴うことなくパケットリングの分割、統合が可能である。

本発明の第１の実施形態に係るインタリンクノードの機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るインタリンクノードの機能ブロック図である。 パケットリングの分割前のパケットリングネットワークシステムの一例を示した図である。 （Ａ）は、インタリンクノードのポートを説明するための図である。（Ｂ）は、パケットリングネットワークシステムに一組のインタリンクノードを追加する手順を説明するための図である。 一組のインタリンクノードの追加後のパケットリングネットワークシステムの一例を示す図である。 トポロジ・データベースのアドレス参照値の読み替え処理を説明するための図である。 パケットリングの分割後のパケットリングネットワークシステムの一例を示した図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係るパケットリングネットワークシステムを説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係るインタリンクノードの機能ブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係るパケットリングネットワークシステムを説明するための図である。 本発明の第５の実施形態に係るパケットリングネットワークシステムを説明するための図である。 パケットリングネットワークシステムの構成図である。 パケットリングのパケットフォーマットを示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、パケットリングのリンク障害時のプロテクション動作を説明するための図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、パケットリングのノード障害時のプロテクション動作を説明するための図である。 ＦＳ（Ｆｏｒｃｅｄ Ｓｗｉｔｃｈ）を説明するための図である。 従来のパケットリングノードの機能ブロック図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、従来のパケットリングの分割手順を説明するための図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、従来のパケットリングの分割手順を説明するための図である。

符号の説明

３００ ＲＰＲインタリンクノード
３００１、３００２ フォワーディング回路
３００３、３００４、３００５ 多重化回路
３００６ リングレット選択回路
３００７ トポロジ管理回路
３０１０ アドレステーブル
３０１１ パケット変換回路
３０１２−１、３０１２−２ クライアントポート（ＲＰＲ基本ノードのトリビュタリポート）
３０１３−１、３０１３−２ ＲＰＲスパン接続ポート（パケットリングスパンポート）
３０１４−１、３０１４−２ ＲＰＲスパン接続ポート（パケットリングスパンポート）
３０１５、３０１６ ＰＨＹ選択回路
３０１７ フレーム選択出力回路
３０１８ 多重化回路
３０１９ ＲＰＲ基本ノード部
３０２１−１、３０２１−２ トリビュタリポート
３０２２−１、３０２２−２ ＲＰＲスパン接続ポート（パケットリングスパンポート）

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係るＲＰＲインタリンクノードの機能ブロック図である。図１に示すＲＰＲインタリンクノードは、互いに反対方向にパケットを転送するリングレット−０とリングレット−１を含むパケットリングネットワークシステムにおいてＲＰＲパケット転送機能を実現する。図１に示すように、ＲＰＲインタリンクノード３００は、ＲＰＲ基本ノード部３０１９、ＰＨＹ選択回路（物理的選択回路）３０１５、３０１６、フレーム選択出力回路３０１７、多重化回路３０１８、ＲＰＲスパン接続ポート３０１３（３０１３−１、３０１３−２）、ＲＰＲスパン接続ポート３０１４（３０１４−１、３０１４−２）、及びトリビュタリポート３０２１（３０２１−１、３０２１−２）から構成される。

最初に、ＲＰＲ基本ノード部３０１９の構成を図１を参照して説明する。
ＲＰＲ基本ノード部３０１９は、フォワーディング回路３００１、３００２、多重化回路３００３、３００４、３００５、リングレット選択回路３００６、トポロジ管理回路３００７、アドレステーブル３０１０、パケット変換回路３０１１、クライアントポート３０１２（３０１２−１、３０１２−２）、及び制御パケット処理回路３０２０を備える。

フォワーディング回路３００１は、リングレット−０から転送されてきたＲＰＲパケットの送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４を参照する。そして、フォワーディング回路３００１は、その送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４が、自ノードのＲＰＲ ＭＡＣアドレスと一致している場合には、そのＲＰＲパケットをリングレット−０から取り出し（削除し）、多重化回路３００５を介してクライアントに転送する。なお、リングレットから転送されてきたパケットをリング内から取り出し、クライアントに転送することを“Ｓｔｒｉｐ”と記す。

一方、フォワーディング回路３００１は、その送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４が、自ノードのＲＰＲ ＭＡＣアドレスと一致していない場合には、転送されてきたパケットを同一リングレットに送信する。なお、リングレットから転送されてきたパケットをそのリングレットに転送することを“Ｔｒａｎｓｉｔ”と記す。

また、転送されてきたＲＰＲパケットがブロードキャストパケットである場合には、フォワーディング回路３００１は、ブロードキャストパケットをクライアントに転送するとともに、リングレット−０にも転送する。なお、リングレットから転送されてきたパケットをそのリングレットに転送しつつ、そのパケットをクライアントにも転送することを“Ｃｏｐｙ”と記す。

フォワーディング回路３００２は、ＲＰＲパケットが転送されてくるリングレット、及び、ＲＰＲパケットを転送するリングレットが、リングレット−０ではなくリングレット−１であること以外はフォワーディング回路３００１と同様に動作する。

多重化回路３００３は、クライアントポート３０１２−１から供給されるパケットと、リングから供給されるパケット（フォワーディング回路３００１が出力したパケット）を多重して、リングレット−０に送信する。同様に、多重化回路３００４は、クライアントポート３０１２−１から供給されるパケットと、リングからのパケット（フォワーディング回路３００２が出力したパケット）を多重して、リングレット−１に送信する。

多重化回路３００５は、各リングレットから（具体的には各フォワーディング回路３００１，３００２から）クライアントに転送されるパケットを多重する。

リングレット選択回路３００６は、パケット変換回路３０１１から供給されたパケットがユニキャストパケットである場合には、トポロジ管理回路３００７を参照して、最短経路で宛先ノードへ到達可能なリングレットを選択し、ＴＴＬを設定してパケットを出力する。また、リングレット選択回路３００６は、パケット変換回路３０１１から送られてきたパケットがブロードキャストパケット（Ｕｎｋｎｏｗｎユニキャストパケットも含む。）である場合には、あらかじめ定められた転送方法（片方向フラッディングもしくは双方向フラッディング）に従ってリングレットを選択し、ＴＴＬを設定してパケットを出力する。

トポロジ管理回路３００７は、自ノードを含むリングにおいて時計回り方向に並ぶ各ノードのＲＰＲ ＭＡＣアドレスと、反時計回り方向に並ぶ各ノードのＲＰＲ ＭＡＣアドレスを記憶して管理する。

アドレステーブル３０１０は、ユーザ端末のＭＡＣアドレスと、リング内のノードのＲＰＲ ＭＡＣアドレスとを対応付けて記憶する。アドレステーブル３０１０は、ＦＤＢとして機能する。

パケット変換回路３０１１は、各リングレットから（具体的には各フォワーディング回路３００１，３００２を介して多重化回路３００５から）クライアントに転送すべきパケットを受け取る。パケット変換回路３０１１は、ＲＰＲパケットの状態のパケットを受け取り、そのＲＰＲパケットからクライアントパケットを取り出す。すなわち、デカプセル化を行う。パケット変換回路３０１１は、そのクライアントパケットをクライアントポート３０１２−２に転送する。また、パケット変換回路３０１１は、受け取ったＲＰＲパケットに含まれる送信元ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＳＡ）２２５と、取り出したクライアントパケットに含まれる送信元端末アドレス（ＭＡＣ ＳＡ）２１３とを対応付けてアドレステーブル３０１０に記憶する（学習する）。

また、パケット変換回路３０１１は、クライアントポート３０１２−１を介して、クライアント装置からクライアントパケットを受け取る。このとき、パケット変換回路３０１１は、アドレステーブル３０１０を参照して、受け取ったクライアントパケットに含まれる送信先端末アドレス（ＭＡＣ ＤＡ）２１２に対応するＲＰＲ ＭＡＣアドレスを検索する。エントリがあれば、すなわち、検索に成功した場合には、パケット変換回路３０１１は、検索したＲＰＲ ＭＡＣアドレスを送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４とする。

また、エントリがなければ、すなわち、検索に失敗した場合には、パケット変換回路３０１１は、ブロードキャストアドレスを送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４とする。この場合、パケット変換回路３０１１は、Ｕｎｋｎｏｗｎユニキャストパケットを作成することになる。そして、パケット変換回路３０１１は、送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４を設定し、クライアントパケットをカプセル化したパケットをリングレット選択回路３００６に出力する。

クライアントポート３０１２は、クライアント装置から供給されるクライアントパケットを受け取るクライアントポート３０１２−１と、クライアント装置にクライアントパケットを供給するクライアントポート３０１２−２と、から構成される。

次に、図１と図２を用いて、ＰＨＹ選択回路３０１５、３０１６、フレーム選択出力回路３０１７、および多重化回路３０１８について説明する。図２は、２つのＲＰＲインタリンクノード３００を示し、一方（Ａ側）のＲＰＲインタリンクノード３００のトリビュタリポート３０２１−１、３０２１−２が、それぞれ他方（Ｂ側）のＲＰＲインタリンクノード３００のトリビュタリポート３０２１−２，３０２１−１に接続されている状態を示す。２つのＲＰＲインタリンクノード３００の構成は同じであるから、それぞれのＲＰＲインタリンクノード３００における構成要素には、同じ符号を付している。

ＰＨＹ選択回路３０１５、３０１６はそれぞれ電気信号スイッチである。ＰＨＹ選択回路３０１５、３０１６は、インタリンクノードとなる２つのノードのそれぞれ一方のスパン端と対向インタリンクノードのスパン端との間でパケットを送受信する状態と、一方のスパン端と対向するインタリンクノード以外のスパン端との間でパケットを送受信する状態とを切り替える選択手段を実現する。

ＰＨＹ選択回路３０１５は、フレーム選択出力回路３０１７から供給されたパケットをフォワーディング回路３００１に供給する状態と、ＲＰＲスパン接続ポート３０１３−１から供給されたパケットをフォワーディング回路３００１に供給する状態のうちいずれか一方の状態を確立する。ＰＨＹ選択回路３０１６は、多重化回路３００４から供給されたパケットをＲＰＲスパン接続ポート３０１３−２に供給する状態と、多重化回路３００４から供給されたパケットを多重化回路３０１８に供給する状態のうちいずれか一方の状態を確立する。

フレーム選択出力回路３０１７は、トリビュタリポート３０２１−１から供給されたパケットがＲＰＲパケットかクライアントパケットかを判別し、ＲＰＲパケットをＰＨＹ選択回路３０１５に、クライアントパケットをパケット変換回路３０１１に供給する。多重化回路３０１８は、ＰＨＹ選択回路３０１６から供給されたＲＰＲパケットおよびパケット変換回路３０１１から供給されたクライアントパケットをパケット多重し、トリビュタリポート３０２１−２に供給する。

次に、ＲＰＲスパン接続ポート３０１３、３０１４及びトリビュタリポート３０２１について説明する。

ＲＰＲスパン接続ポート３０１３は、リングレット−０から供給されたＲＰＲパケットをＰＨＹ選択回路３０１５に供給するＲＰＲスパン接続ポート３０１３−１と、ＰＨＹ選択回路３０１６から供給されたＲＰＲパケットをリングレット−０に供給するＲＰＲスパン接続ポート３０１３−２と、から構成される。

ＲＰＲスパン接続ポート３０１４は、多重化回路３００３から供給されたＲＰＲパケットをリングレット−０に供給するＲＰＲスパン接続ポート３０１４−１と、リングレット−１から供給されたＲＰＲパケットをフォワーディング回路３００２に供給するＲＰＲスパン接続ポート３０１４−２と、から構成される。

トリビュタリポート３０２１は、クライアント装置又は対向するＲＰＲインタリンクノード３００からパケットを供給されるトリビュタリポート３０２１−１と、クライアント装置又は対向するＲＰＲインタリンクノード３００にパケットを供給するトリビュタリポート３０２１−２と、から構成される。

次に、本発明の第一の実施形態に係るＲＰＲインタリンクノードの動作を図面を参照して説明する。
図３は、パケットリングの分割前のパケットリングネットワークシステムの一例として、６ノードから構成されるパケットリングネットワークシステムを示した図である。トポロジ・データベース４００７は、ノード（Ａ１）４００７がトポロジ・ディスカバリによって構築するトポロジ・データベースを簡略表記したものである。トポロジ・データベース４００７は、トポロジ管理回路３００７において管理される。トポロジ・データベース４００７には、自ノード以外の全てのノードおよび双方のリングレットについて収集された情報、具体的には、自ノードから各リングレットを経由しての各ノードまでのホップ数を示す情報やスパン障害情報等が設定される。図３に示すように、ノード（Ａ１）４００１のトポロジ・データベースの場合、ノード（Ａ１）４００１からノード（Ａ２）４００２へはリングレット−０上では４ホップ、リングレット−１上では２ホップで到達可能であることを示す。

トポロジ管理回路３００７は、以下に説明するように、トポロジ・データベース４００７における、インタリンクノードを超えてパケットが到達する宛先ノードのアドレス・エントリを全て近傍のインタリンクノードのアドレスに変換して宛先アドレスを設定する。

以下、図４〜図７を参照して、ＲＰＲリングをノード（Ａ１）４００１、（Ａ２）４００３および（Ａ３）４００２から構成されるパケットリングＲＰＲ−ａと、ノード（Ｂ１）４００４、（Ｂ２）４００６および（Ａ３）４００５から構成されるパケットリングＲＰＲ−ｂの２つのパケットリングに分割する手順を説明する。

図４（Ａ）は、インタリンクノードのポートを説明するための図である。インタリンクノード５００１は、図１に示すインタリンクノード３００と同様の構成であり、図４（Ａ）に示すように、ＲＰＲスパン接続ポート３０１３、３０１４およびトリビュタリポート３０２１を有している。なお、インタリンクノード５００２はインタリンクノード５００１と同様の構成である。

図４（Ｂ）は、パケットリングネットワークシステムに一組のインタリンクノードを追加する手順を説明するための図である。図４（Ｂ）に示すように、まず、ノード（Ａ１）４００１およびノード（Ｂ１）４００４の間のリンク（スパン５００８）をＦＳ（Ｆｏｒｃｅｄ Ｓｗｉｔｃｈ）に設定し、通信断とする。

このとき、パケットリングネットワークシステムの全てのノードは、スパン５００８にＦＳが設定されたことを認識すると直ちに自ノードからの送信モードをステアリングモード（またはラップモード）にすることにより、スパン５００８を通過するパケットが生じないように制御する。具体的には、全てのノードのトポロジ・ディスカバリは、自ノードからパケットを送信する際にスパン５００８を経由するノード（到達性がないノード）をリングレット毎に検索し、トポロジ・データベースに記録する。各ノードは、トポロジ・データベースに到達性がないノードとして記録されているノードに対しては、そのリングレットを用いてパケットを送信しないように制御する。

例えばノード（Ａ１）４００１の場合、リングレット−０に関してはいずれのノードについても到達性がないノードとして記録されるが、リングレット−１に関しては全てのノードについて到達性がないノードとして記録されない。このため、ノード（Ａ１）４００１から他のノードにパケットを送信する場合、リングレット−１を使用できないが、リングレット−０を使用して全てのノードにパケットを送信することは可能である。このように、ＦＳ設定下においても、各ノード間の通信は確保されている。なお、図４（Ｂ）等に示す各トポロジ・データベースにおいて、×印が付されている箇所は、データが到達し得ないノード（到達性がないノード）を意味する。

図４（Ｂ）に示すように、スパン５００８をＦＳに設定した状態において、それぞれのトリビュタリポート３０２１を相互に接続したインタリンクノード５００１および５００２を、ＦＳを設定しているスパン５００８に挿入する。そして、インタリンクノード５００１のＲＰＲスパン接続ポート３０１４とノード（Ａ１）４００１のＲＰＲスパン接続ポートを、同様にインタリンクノード５００２のＲＰＲスパン接続ポート３０１４とノード（Ｂ１）４００４のＲＰＲスパン接続ポートを接続する。このとき、インタリンクノード５００１およびインタリンクノード５００２の他方のＲＰＲスパン接続ポート３０１３は未接続のままにする。

具体的には、インタリンクノード５００１のＰＨＹ選択回路３０１５、３０１６は、それぞれフォワーディング回路３００１および多重化回路３００４がトリビュタリポート３０２１と接続されるようにＩｎ／Ｏｕｔを設定する。すなわち、ＰＨＹ選択回路３０１５においてＩｎ−２からの入力信号をＯｕｔに出力し、ＰＨＹ選択回路３０１６においてＩｎからの入力信号をＯｕｔ−１に出力するよう設定する。インタリンクノード５００２についても同様である。

そして、図５に示すように、インタリンクノード５００１およびインタリンクノード５００２以外の全てのノードは、通常の転送モードに切り替える。具体的には、インタリンクノード５００１および５００２を含む全てのノードは、図４（Ｂ）におけるスパン５００８のＦＳ解除を認識すると同時に、自ノードのトポロジ・ディスカバリを起動し、トポロジ・データベースを再構築する。

例えば、ノード（Ａ１）４００１、ノード（Ｂ１）４００４のトポロジ・データベース６００７，６００６の場合、図５に示すように、６ノードのパケットリングネットワークシステムにおけるエントリにインタリンクノード５００１（ａ１）および５００２（ｂ１）を追加する。なお、図４（Ｂ）には、インタリンクノード５００１（ａ１）および５００２（ｂ１）を追加する前のノード（Ａ１）４００１、ノード（Ｂ１）４００４のトポロジ・データベース５００７、５００６を示している。

トポロジ・データベースの再構築により、全てのノードがインタリンクノードを含む８ノードのパケットリングネットワークシステムとしてトポロジを認識する。互いに接続されているインタリンクノード５００１およびインタリンクノード５００２のトリビュタリポート３０２１には、ＲＰＲパケットが転送される。すなわち、この時点でのインタリンクノード５００１およびインタリンクノード５００２のトリビュタリポート間のスパンは、ＲＰＲリングのスパンとして機能する。

ただし、インタリンクノード５００１およびインタリンクノード５００２にはクライアント装置などクライアントパケットを送受信する装置が接続されていない。このため、インタリンクノード５００１およびインタリンクノード５００２をＤＡ（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）／ＳＡ（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）とするクライアントパケットは存在せず、インタリンクノード５００１およびインタリンクノード５００２によるＲＰＲパケット転送処理はＴｒａｎｓｉｔのみになる。

次に、図６に示すように、ノード（Ａ２）４００２とノード（Ｂ２）４００５との間のスパン７０１２をＦＳに設定する。スパン５００８のＦＳ設定の場合と同様に全てのノードのトポロジ・ディスカバリが起動し、トポロジ・データベースを再構築すると同時に全てのノードがステアリングモード（または、ラップモード）に移行し、スパン７０１２におけるパケット転送が停止する。このように、ＲＰＲ基本ノード部３０１９は、アドレス・エントリ読み替え設定の直前に、あらかじめリング分割またはリング統合により接続先が変更となるノード同士を接続しているスパンのパケット転送を停止させる。

例えば、ノード（Ａ１）４００１が自ノードのトポロジ・データベース７００７を参照してパケットを送信する場合について説明する。ノード（Ａ１）４００１は、自ノードがリングレット−０上で到達可能なノードを示すトポロジ・データベースのエントリについて読み替えを行う。具体的には、トポロジ管理回路３００７は、インタリンクノード（ａ１）５００１、（ｂ１）５００２の順で通過してパケットが到達するノード、すなわち、リングレット−０上のノード（Ｂ１）、（Ｂ３）、（Ｂ２）については、全てそれぞれのエントリ参照値をインタリンクノードのアドレス（ａ１）と読み替える。ノード（Ａ１）４００１は、読み替え後のエントリ参照値に基づいてＲＰＲパケットを生成する。

例えば、クライアントから供給されたパケットを送信する際に宛先のノードのＲＰＲアドレスが（Ｂ３）であるとすると、トポロジ管理回路３００７は、図６のブロック７００７に示すように、リングレット−０上のエントリ（Ｂ３）を（ａ１）と読み替える。ノード（Ａ１）４００１は、ＲＰＲパケットの送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４に格納する。ノード（Ａ１）４００１以外の全てのノード（ただし、インタリンクノード５００１およびインタリンクノード５００２を除く）についても、リングレット−０上で到達可能なトポロジ・データベースのエントリに対して同様の規則を適用する。

リングレット−１についても同様に、例えば、ノード（Ｂ３）４００６が自ノードのトポロジ・データベース７０１１を参照してパケットを送信する場合について説明する。ノード（Ｂ３）４００６は、自ノードがリングレット−１上で到達可能なノードを示すトポロジ・データベースのエントリについて読み替えを行う。具体的には、インタリンクノード（ｂ１）５００２、（ａ１）５００１の順で通過してパケットが到達するノードについてのエントリ、すなわち、リングレット−１上のノード（Ａ１）、（Ａ３）、（Ａ２）については、全てそれぞれのエントリ参照値をインタリンクノードのアドレス（ｂ１）と読み替えてＲＰＲパケットを生成する。

より具体的には、例えば、クライアントパケットを送信する際に宛先のノードのＲＰＲアドレスが（Ａ１）であるとすると、リングレット−０上のエントリ（Ａ１）を（ｂ１）と読み替えてＲＰＲパケットの送信先ノードアドレス（ＲＰＲ ＭＡＣ ＤＡ）２２４に格納する。ノード（Ｂ３）４００６以外の全てのノード（ただし、インタリンクノード５００１およびインタリンクノード５００２を除く）についても、リングレット−１上で到達可能なトポロジ・データベースのエントリに対して同様の規則を適用する。

次に、インタリンクノードのＲＰＲデータパケット転送動作について説明する。
インタリンクノード（ａ１）５００１は、リングレット−０から供給されたＲＰＲデータパケットが自ノード宛のＲＰＲデータパケットである場合と自ノード宛以外のＲＰＲデータパケットである場合とで異なる転送処理を行う。

インタリンクノード（ａ１）５００１は、自ノード宛のＲＰＲデータパケットに対しては、フォワーディング回路３００２でドロップ（Ｄｒｏｐ）する。そのＲＰＲデータパケットは、多重化回路３００５を経てパケット変換回路３０１１に供給される。パケット変換回路３０１１は、ＲＰＲヘッダをデカプセル化する。その後、ＲＰＲデータパケットは、多重化回路３０１８を経てトリビュタリポート３０２１−２からクライアントパケットとして出力される。

接続先であるインタリンクノード（ｂ１）５００２は、トリビュタリポート３０２１−１から受信したクライアントパケットを通常のＲＰＲノードの動作に準拠してＲＰＲデータパケットとしてリングレット−０に送信する。このときインタリンクノード（ｂ１）５００２において、送信先端末アドレス２１２に対応するＲＰＲ ＭＡＣアドレスが対応付けされていないため（アドレス未学習のため）ＲＰＲパケットがブロードキャストパケットなることがある。この場合であっても、あらかじめノード（Ａ２）４００２およびノード（Ｂ２）４００５の間のスパン７０１２をＦＳに設定しているためＦＳ設定スパンを超えてパケットは転送されず、パケット重複到着などの不都合は起きない。

インタリンクノード（ｂ１）５００２が、リングレット−１から供給された自ノード宛のＲＰＲデータパケットを、インタリンクノード（ａ１）５００１を介してリングレット−１上に供給するまでのパケット転送についても同様である。

一方、インタリンクノード（ａ１）５００１は、自ノード宛以外のＲＰＲデータパケットに対しては、ＲＰＲ基本ノード部３０１９内でＴｒａｎｓｉｔ転送処理する。既に説明したＰＨＹ選択回路３０１５，３０１６の経路設定によって、ＲＰＲデータパケットは、多重化回路３０１８にＲＰＲデータパケットのまま供給される。多重化回路３０１８は、ＲＰＲデータパケットをパケット変換回路３０１１から出力されるクライアントパケットと多重し、トリビュタリポート３０２１−２に出力する。そして、トリビュタリポート３０２１−２から、接続先であるインタリンクノード（ｂ１）５００２のトリビュタリポート３０２１−１に供給される。

インタリンクノード（ｂ１）５００２のトリビュタリポート３０２１−１は、供給されたＲＰＲデータパケットをフレーム選択出力回路３０１７に供給する。フレーム選択出力回路３０１７は、ＲＰＲデータパケットをＰＨＹ選択回路３０１５に供給する。ここで、ＰＨＹ選択回路３０１５のポートＩｎ−２に供給されたパケットをＯｕｔポートに出力するように設定されている。このため、ＲＰＲデータパケットは、ＲＰＲ基本ノード部３０１９のフォワーディング回路３００１に供給され、通常のＲＰＲデータパケットとしてパケット転送処理がなされ、リングレット−０に供給される。インタリンクノード（ｂ１）５００２が、リングレット−１から供給された自ノード宛以外のＲＰＲデータパケットを、インタリンクノード（ａ１）５００１を介してリングレット−１上に供給するまでのパケット転送についても同様である。

次に、インタリンクノードの制御パケット転送動作について説明する。
インタリンクノード（ａ１）５００１のフォワーディング回路３００２は、リングレット−０から供給された自ノード宛の制御パケットを制御パケット処理回路３０２０に転送する。制御パケット処理回路３０２０は、制御パケットの種類に応じた処理を行う。インタリンクノード（ｂ１）５００２のフォワーディング回路３００２が、リングレット−１から自ノード宛のＲＰＲ制御パケットを供給された場合についても同様である。

一方、インタリンクノード（ａ１）５００１が、リングレット−０から供給された自ノード宛以外のＲＰＲ制御パケットに対しては、ＲＰＲ基本ノード部３０１９内でＴｒａｎｓｉｔ転送処理される。具体的には、ＲＰＲ制御パケットは、ＲＰＲデータパケットと同様に、ＰＨＹ選択回路３０１５、３０１６の経路設定によって多重化回路３０１８にＲＰＲ制御パケットのまま供給される。多重化回路３０１８は、ＲＰＲ制御パケットを、パケット変換回路３０１１から供給されるクライアントパケットと多重し、トリビュタリポート３０２１−２に供給する。そして、ＲＰＲ制御パケットは、トリビュタリポート３０２１−２から、接続先であるインタリンクノード（ｂ１）５００２のトリビュタリポート３０２１−１に供給される。

インタリンクノード（ｂ１）５００２のトリビュタリポート３０２１−１は、供給されたＲＰＲ制御パケットをフレーム選択出力回路３０１７に供給する。フレーム選択出力回路３０１７は、ＲＰＲ制御パケットをＰＨＹ選択回路３０１５に供給する。ここで、ＰＨＹ選択回路３０１５のポートＩｎ−２から供給されたパケットはＯｕｔポートに出力するように設定されている。このため、ＲＰＲ制御パケットは、ＲＰＲ基本ノード部３０１９のフォワーディング回路３００１に供給され、通常のＲＰＲ制御パケットとしてパケット転送処理がなされ、リングレット−０に供給される。

インタリンクノード（ｂ１）５００２が、リングレット−１から供給された自ノード宛以外のＲＰＲ制御パケットをインタリンクノード（ａ１）５００１を介してリングレット−１に供給するまでのパケット転送についても同様である。

既に説明したように、リング分割中は、インタリンクノード（ａ１）５００１およびインタリンクノード（ｂ１）５００２のそれぞれのトリビュタリポート３０２１を互いに接続したスパン７０１３において、クライアントパケットとＲＰＲパケットが混在して転送される。具体的には、トポロジ・データベースのアドレス参照値のインタリンクノードのアドレスへの読み替えの設定を行ったノードから供給されたインタリンクノード宛のＲＰＲパケットは、スパン７０１３をクライアントパケットとして転送される。一方、未だ上記アドレスの読み替え設定を行っていないノードから供給されたパケットは、依然としてトポロジ・データベースにエントリされているＲＰＲノードが宛先として設定されているため、スパン７０１３をＲＰＲパケットとして転送される。全てのノードにおいて上記アドレスの読み替え設定が完了すると、スパン７０１３を転送されるＲＰＲパケットは消滅し、全てクライアントパケットになる。

次に、インタリンクノードにおけるパケット転送モードの切り替えについて説明する。

全てのノードにおいて上記アドレスの読み替え設定が完了した後、図７に示すように、ノード（Ａ２）４００２のＦＳ設定ポートおよびインタリンクノード（ａ１）５００１の未接続ポートをスパン８０１４で接続し、同様にノード（Ｂ２）４００５のＦＳ設定ポートおよびインタリンクノード（ｂ１）５００２をスパン８０１５で接続する。既に説明したように、インタリンクノード間スパン７０１３を超えて転送されるパケットは全てクライアントパケットになるので、ＲＰＲパケットは存在しない。

この状態でインタリンクノード（ａ１）５００１およびインタリンクノード（ｂ１）５００２のＰＨＹ選択回路３０１５、３０１６とＲＰＲスパン接続ポート３０２２−１、３０２２−２とがそれぞれ接続されているスパンのエッジステータスをＦＳに設定する。インタリンクノード間スパン７０１３を超えて転送されるパケットは全てインタリンクノード（ａ１）５００１宛またはインタリンクノード（ｂ１）５００２宛になり、それぞれのノードのフォワーディング回路３００２でＤｒｏｐ処理され、トリビュタリポート３０２１−２にクライアントパケットとして供給される。従って、ＰＨＹ選択回路３０１５，３０１６を経由してトリビュタリポート３０２１に出力されるＲＰＲパケットは存在しない。よって、当該スパンをＦＳに設定してもパケット転送に影響はない。

次に、インタリンクノード（ａ１）５００１のＰＨＹ選択回路３０１５，３０１６のパケット転送ルートをトリビュタリポート３０２１からＲＰＲスパン３０１３に切り替える。すなわち、ＰＨＹ選択回路３０１５において、Ｉｎ−１ポートからのパケット入力をＯｕｔポートに転送し、ＰＨＹ選択回路３０１６においてＩｎポートからのパケット入力をＯｕｔ−２ポートに転送するように設定する。この設定によって、ＲＰＲ基本ノード部３０１９からＰＨＹ選択回路３０１６およびスパンポート３０１３−２を経て隣接ＲＰＲノード（Ａ２）４００２にＲＰＲパケットを転送することが可能になる。また、この設定によって、隣接ＲＰＲノード（Ａ２）４００２から供給されたＲＰＲパケットをスパンポート３０１３−１およびＰＨＹ選択回路３０１５を経てＲＰＲ基本ノード部３０１９で受信することが可能になる。

インタリンクノード（ａ１）５００１からブロードキャスト送信されるＴＰフレームは、分割後のＲＰＲリングを構成する自ノード以外の全てのノード（Ａ１）４００１、ノード（Ａ３）４００３、およびノード（Ａ２）４００２において受信される。また、ノード（Ａ１）４００１、ノード（Ａ３）４００３、およびノード（Ａ２）４００２が送信するＴＰフレームは、インタリンクノード（ａ１）５００１で受信される。すなわち、リング分割後のＲＰＲリングＲＰＲ−ａ８０１６を構成する４つの全てノードのトポロジ・ディスカバリは、１つのＲＰＲリングとしてトポロジ・データベースを構築する。

ＲＰＲ−ａを構成するノード以外のノード、すなわちインタリンクノード（ｂ１）５００２、ノード（Ｂ１）４００４、（Ｂ３）４００６、（Ｂ２）４００５は、ＲＰＲリングＲＰＲ−ａ８０１６を構成する４つノードにおいてパケットリングネットワークシステムを構成するＲＰＲノードとして認識されない。すなわち、リング分割後のＲＰＲリングを構成するノードのトポロジ・データベースから、リング分割後に別のＲＰＲリングになるノードのトポロジ・エントリを、通信断を伴うことなしに排除することができる。ＲＰＲリングＲＰＲ−ｂ８０１７についても同様である。

上記のように、図１に示すＲＰＲ基本ノード部３０１９を含むＲＰＲインタリンクノード３００のような機能配備を有するインタリンクノード（ａ１）５００１およびインタリンクノード（ｂ１）５００２を用いることにより、１つのＲＰＲリングを、通信断を伴うことなく分割することができる。

なお、図１に示す機能配備を有するインタインクノードを用いて上述したリング分割手順の逆の手順をたどることによって、２つのＲＰＲリングを１つに統合することも可能である。すなわち、この実施の形態では、実質的に、通信断を伴うことなく２つのＲＰＲリングを１つに統合する手順も開示されている。

（第２の実施形態）
第１の実施形態としては、図１８に示すような既存のノードで構成されるＲＰＲリングに対してインタリンクノード１００４，１００５を追加してリング分割を実施する操作手順、およびインタリンクノード１００４，１００５の構成を示した。しかし、図１９に示したような分割対象のＲＰＲリングを構成する全てのノードまたは一部のノードにリング分割およびインタリンク接続のための機能が実装されている場合にも、通信断を伴うことなくＲＰＲリングを分割することができる。

この場合には、全てのノードまたは一部のノードが、あらかじめ図１に示したインタリンクノードの機能を備えるように構成される。この構成の場合には、インタリンクノードとしてノードを追加することなく、既存のノードをインタリンクノードとして指定し、リングを分割及び統合することができる。その理由は、インタリンクノード内にＲＰＲスパン接続ポートとトリビュタリポートとを切り替えてＲＰＲ基本ノード部に接続する手段と、トリビュタリポートにＲＰＲパケットとクライアントパケットとを多重して供給する手段と、トリビュタリポートに供給されたＲＰＲパケットとクライアントパケットとを分離する手段とを有しているためである。

図８に、全てのノードが図１に示したインタリンクノード機能を具備している例を示す。この場合、どのノードもインタリンクノードとして扱えるので、いずれのスパンでもリング分割を行うことができる。なお、図８は、スパン２００７でリングを分割する例を示している。すなわち、スパン２００７にＦＳ設定を施し、ノード（Ａ１）２００４のトリビュタリポート３０２１とノード（Ｂ１）２００５のトリビュタリポート３０２１とを接続する。以降の操作手順は第１の実施形態の場合と同様である。

（第３の実施形態）
図９は、本発明に係るインタリンクノードの他の実施形態を示す機能ブロック図である。図９は、２つのＲＰＲインタリンクノード３１０のそれぞれのＰＨＹ選択回路３０１５，３０１６を直接接続し、それぞれのトリビュタリポート３０２４を直接接続した構成例を示す。具体的には、Ａ側のＲＰＲインタリンクノード３１０のトリビュタリポート３０２４−１をＢ側のＲＰＲインタリンクノード３１０のトリビュタリポート３０２４−２に接続し、Ａ側のＲＰＲインタリンクノード３１０のトリビュタリポート３０２４−２をＢ側のＲＰＲインタリンクノード３１０のトリビュタリポート３０２４−１に接続する。リング分割の操作手順は第１の実施形態における操作手順と同様である。本実施形態は、インタリンクノード間に本発明に係るリング分割手順を実施する際に輻輳が生じずにＲＰＲパケットを転送できる程度に十分高速なポートの実装が許容できる場合に有効である。そして、本実施形態では、フレーム選択出力回路３０１７および多重化回路３０１８を排除し、実装を簡略化できるという効果を有する。

（第４の実施形態）
図１０は、パケットリングネットワークシステムに対してインタリンク冗長化方式を適用し、かつ、本発明を適用した場合のパケットリングネットワークシステムを説明するための図である。インタリンク冗長化方式とは、パケットリングネットワークシステムにおいて、１つの経路に対して複数のリンクを設けたり、複数のノードを設けたりすることである。図１０に示す構成では、図７に示すインタリンクノード５００１およびインタリンクノード５００２にインタリンク冗長化方式が適用されている。すなわち、スパン８０１４にインタリンク冗長化対応インタリンクノード（インタリンクノード５００１Ｂ）をインサービス増設し、スパン８０１５にインタリンク冗長化対応インタリンクノード（インタリンクノード５００２Ｂ）をインサービス増設している。これにより、分割後のＲＰＲリングのインタリンクを冗長化することができる。本実施形態に係るパケットリングネットワークシステムでは分割後のＲＰＲリングのインタリンクの高信頼化が実現できるという効果がある。

（第５の実施形態）
例えば図１１に示すように、すでにマルチリングを構成している複数のＲＰＲリング（図１１に示す例では３つ）のうちのいずれか１つのＲＰＲリングに対して上記に示した構成および操作手順を適用することができる。このように、本実施形態ではＲＰＲリングに対して、必要に応じてリング分割・統合を繰り返し実施できるという効果がある。

以上の例では、リング分割の構成および動作について説明した。リング統合については、上記のリング分割の場合とは逆の手順をたどることによって実現することができる。

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２００６年１１月２日に出願された日本出願特願２００６−２９８４２２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

本発明は、例えば、サービスの提供を維持したまま、パケットリングを分割、統合する必要があるパケットリングネットワークシステムに利用できる。

Claims (9)

1. 互いに反対方向にパケットを転送する２つのリングレットによって複数のノードが接続されたパケットリングネットワークシステムにおいて、
   互いに接続される２つのインタリンクノードのそれぞれのノードを、第１のスパンにより接続された接続相手のインタリンクノードと第２のスパンにより接続された第１のノードとの間でパケットを送受信する第１の接続状態と、第２のスパンにより接続された第１のノードと第３のスパンにより接続された第２のノードとの間でパケットを送受信する第２の接続状態とに排他的に切り替える選択手段と、
   各ノードから他のノードまでのホップ数を示す情報が記憶されたトポロジ・データベース中の、障害点の存在しない経路を経由し、且つ、前記２つのインタリンクノードを超えてパケットが到達する宛先ノードのアドレス・エントリを、前記２つのインタリンクノードのうち、前記パケットが先に到達するインタリンクノードのアドレスに読み替えるアドレス・エントリ読替手段と、を備え、
   前記選択手段は、前記アドレス・エントリ読替手段により読み替えられたアドレス・エントリを用いて各ノードが互いにパケットを送受信している状態において、互いに接続される２つのインタリンクノードのそれぞれのノードの接続状態を切り替える、
   ことを特徴とするパケットリングネットワークシステム。
2. 前記アドレス・エントリ読替手段は、リング分割またはリング統合により接続先が変更されるノード同士を接続しているスパンのパケット転送が停止した後に、アドレス・エントリの読み替えを行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパケットリングネットワークシステム。
3. パケットリングネットワークシステムに含まれる全部又は一部のノードが、前記インタリンクノードを構成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパケットリングネットワークシステム。
4. インタリンク冗長化方式によりインタリンクが冗長化されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパケットリングネットワークシステム。
5. リング分割前またはリング統合後に複数のリングから構成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のパケットリングネットワークシステム。
6. 互いに反対方向にパケットを転送する２つのリングレットによって複数のノードが接続されたパケットリングネットワークシステムに適用されるパケット転送方法であって、
   互いに接続される２つのインタリンクノードのそれぞれのノードを、第１のスパンにより接続された接続相手のインタリンクノードと第２のスパンにより接続された第１のノードとの間でパケットを送受信する第１の接続状態と、第２のスパンにより接続された第１のノードと第３のスパンにより接続された第２のノードとの間でパケットを送受信する第２の接続状態とに排他的に切り替える選択ステップと、
   各ノードから他のノードまでのホップ数を示す情報が記憶されたトポロジ・データベース中の、障害点の存在しない経路を経由し、且つ、前記２つのインタリンクノードを超えてパケットが到達する宛先ノードのアドレス・エントリを、前記２つのインタリンクノードのうち、前記パケットが先に到達するインタリンクノードのアドレスに読み替えるアドレス・エントリ読替ステップと、を備え、
   前記選択ステップは、前記アドレス・エントリ読替ステップで読み替えられたアドレス・エントリを用いて各ノードが互いにパケットを送受信している状態において、互いに接続される２つのインタリンクノードのそれぞれのノードの接続状態を切り替える、
   ことを特徴とするパケット転送方法。
7. 前記アドレス・エントリ読替ステップを、リング分割またはリング統合により接続先が変更されるノード同士を接続しているスパンのパケット転送が停止した後に行う、
   ことを特徴とする請求項６に記載のパケット転送方法。
8. 互いに反対方向にパケットを転送する２つのリングレットによって複数のノードが接続されたパケットリングネットワークシステムにおいて適用されるインタリンクノードであって、
   第１のスパンにより接続された接続相手のインタリンクノードと第２のスパンにより接続された第１のノードとの間でパケットを送受信する第１の接続状態と、第２のスパンにより接続された第１のノードと第３のスパンにより接続された第２のノードとの間でパケットを送受信する第２の接続状態とに排他的に切り替える選択手段、を備え、
   前記選択手段は、各ノードから他のノードまでのホップ数を示す情報が記憶されたトポロジ・データベース中の、障害点の存在しない経路を経由し、且つ、自インタリンクノードと、前記接続相手のインタリンクノードとを超えてパケットが到達する宛先ノードのアドレス・エントリが、自インタリンクノードと、前記接続相手のインタリンクノードとのうち、前記パケットが先に到達するインタリンクノードのアドレスに読み替えられたアドレス・エントリを用いて各ノードが互いにパケットを送受信している状態において、接続状態を切り替える、
   ことを特徴とするインタリンクノード。
9. 前記アドレス・エントリの読替は、リング分割またはリング統合により接続先が変更されるノード同士を接続しているスパンのパケット転送が停止した後に行われる、
   ことを特徴とする請求項８に記載のインタリンクノード。

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