JP5596637B2 - 障害切替システム、障害切替装置および障害切替方法 - Google Patents
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Description
なお、以降の説明では、現用エッジ装置の設定を予備エッジ装置に常時設定している状態のことを、同期状態と称する。
また、ネットワークサービス用のインタフェースの閉塞によって、同期状態の予備のエッジ装置を待機状態にすることができ、また、ネットワークサービス用のインタフェースの閉塞解除によって、直ちに、予備のエッジ装置を現用運用状態にすることができる。つまり、従来、現用のエッジ装置が全故障となってから当該現用のエッジ装置のコンフィギュレーションを予備のエッジ装置に設定していた場合に比べて、切替時間を大幅に短縮することができる。
障害切替システム1は、障害切替装置100とエッジ装置10とで構成される。図1では、障害切替システム1は、前記第3の方法のN+m冗長化において、N=3、m=2の場合を表している。ただし、N>mであれば、図1に示すエッジ装置の台数に限られることはない。
また、保守端末20は、障害切替装置100と通信可能に接続され、保守者が現用エッジ装置10にSOを投入する際に用いられる。
障害切替システム1は、特定のイベントを契機として、現用エッジ装置10と予備エッジ装置10とを1対1で同期状態とし、当該予備エッジ装置10を待機状態(パケットの送受信は行わない状態)とする。特定のイベントとは、例えば、現用エッジ装置10の内部モジュール片系故障、現用エッジ装置10のアラーム、連続稼動時間の閾値超え、ファイル更新等のサービス断のリスクを伴う計画工事のオペレータ指示、である。つまり、特定のイベントとは、現用エッジ装置10が稼動しなくなる前兆を意味している。例えば、現用エッジ装置10が全故障となる前に特定のイベントが発生した時点で、現用エッジ装置10と予備エッジ装置10とを1対1で同期状態にしておくことで、切替時間を短縮することができる。
また、「新規SOおよびコンフィグ変更の対応」の他の一つは、同期状態の設定から解除までの間、新規SOおよびコンフィグ変更を受け付けないケースである。
「予備エッジ装置の待機状態制御」の他の一つは、VRRPを用いるケースである。VRRPを用いる場合には、同期状態となっている現用エッジ装置10と予備エッジ装置10とを同一のVRRPグループに設定し、現用エッジ装置10をActive、予備エッジ装置10をStandbyに設定する。仮に、現用エッジ装置10が全故障状態になると、現用エッジ装置10から所定の周期で送信されるはずのVRRPアドバタイズが送信されなくなるため、予備エッジ装置10がそのVRRPアドバタイズ不達を検知して、予備エッジ装置10自身が自動的に現用運用状態となる。
次に、障害切替装置100の機能例について、図3を用いて説明する(適宜、図1参照)。なお、障害切替装置100の機能は、IF閉塞を用いる場合と、VRRPを用いる場合とで若干異なるので、それぞれを、図3(a),(b)に示す。
コンフィグSO送信部112は、イベント検出部113の指示を受信して、図2(a)の表中の「新規SOおよびコンフィグ変更の対応」に適合するように、コンフィグSO受信部111が受信した新規SOやコンフィグ変更を、該当のエッジ装置10に送信する。
コンフィグ転送指示部116は、イベント検出部113の指示を受信して、コンフィグおよび動的情報を予備エッジ装置10に送信するための指示を、コンフィグ転送指示情報として、現用エッジ装置10に送信する。ただし、コンフィグ転送指示部116は、第1の切替処理では不要な機能であるので、図3では、破線で示してある。
反映指示部118は、予備エッジ装置10において現用エッジ装置10のコンフィグが反映されるようにするために、当該予備エッジ装置10に対して再起動の指示(コンフィギュレーションを反映するための指示)を送信する。
記憶部120は、ハードディスク等で構成され、コンフィグSO情報121やアプリケーションプログラム等を記憶している。コンフィグSO情報121は、現用エッジ装置10のコンフィグや、コンフィグSO受信部111によって受信された新規SOやコンフィグ変更を記憶している。
第1の切替処理の概要について、図4A,図4B,図4C,図4Dを用いて説明する(適宜、図2,3参照)。なお、障害切替システム1の構成は、図1に示した構成と同じもので示す。
図4Aは、通常時の処理を示している。障害切替装置100は、現用エッジ装置10a,10b,10cに投入される新規SOやコンフィグ変更を中継するとともに、記憶部120に記憶する。そして、現用エッジ装置10a,10b,10cは、障害切替装置100を介して受信した新規SOやコンフィグ変更を送信し、ネットワークサービスに用いられるプロトコルを終端することにより、ユーザのパケットを送受信している。
まず、ステップS1では、障害切替装置100は、現用エッジ装置10aの片系故障を検知する。
ステップS2では、障害切替装置100は、未同期状態の予備エッジ装置10d,10eの中から、優先度の高い方の予備エッジ装置10eを選択する。
ステップS3では、障害切替装置100は、現用エッジ装置10aのコンフィグを予備エッジ装置10eに送信する。
ステップS4では、予備エッジ装置10eは、現用エッジ装置10aと同期状態になるために、再起動する。
ステップS5では、障害切替装置100は、予備エッジ装置10eを待機状態とするために、IF閉塞の指示を送信する。
ステップS6では、障害切替装置100は、同期状態の設定中に記憶(バッファリング)しておいた新規SOやコンフィグ変更を、予備エッジ装置10eに送信する。また、障害切替装置100は、同期状態の設定後には、新規SOやコンフィグ変更を、現用エッジ装置10aと予備エッジ装置10eとの両方に送信する。したがって、現用エッジ装置10aと予備エッジ装置10eとは、常時同期状態を維持できる。
ステップS7では、障害切替装置100は、現用エッジ装置10aにおける両系故障を検知する。
ステップS8では、障害切替装置100は、IF閉塞解除の指示を、予備エッジ装置10eに送信する。
ステップS9では、予備エッジ装置10eは、IF閉塞解除の指示を受信して、待機状態から、パケットの送受信が可能な現用運用状態となる。
ステップS5aでは、障害切替装置100は、現用エッジ装置10aと予備エッジ装置10eとを同一のVRRPグループとする設定を実行する。なお、この設定では、現用エッジ装置10aはActive、予備エッジ装置10eはStandbyとされる。
ステップS7では、障害切替装置100は、現用エッジ装置10aにおける両系故障を検知する。
ステップS8aでは、現用エッジ装置10aは、両系故障となっているため、VRRPアドバタイズを送信することができない。そのため、ステップS8bでは、予備エッジ装置10eは、VRRPアドバタイズ不達を検知する。すなわち、予備エッジ装置10eは、現用エッジ装置10aの故障を知ることができる。
ステップS9bでは、予備エッジ装置10eは、現用運用状態となる。
まず、ステップS10では、障害切替装置100は、現用エッジ装置10bの全故障を検知する。
ステップS11では、障害切替装置100は、未同期状態の予備エッジ装置10dを選択する。
ステップS12では、障害切替装置100は、現用エッジ装置10bのコンフィグを、予備エッジ装置10dに送信する。
ステップS13では、予備エッジ装置10dは、現用エッジ装置10bのコンフィグを反映して、現用運用状態となる。
まず、ステップS20では、障害切替装置100は、現用エッジ装置10bの全故障を検知する。
ステップS21では、障害切替装置100は、未同期状態の予備エッジ装置10がないため、同期状態にある予備エッジ装置10d,10eのいずれかを選択する。この選択の仕方は、例えば、優先度の大きい予備エッジ装置10を選択するようにしても良いし、または、最も新しく同期状態となった予備エッジ装置10を選択するようにしても良い。ただし、図4D(e)では、予備エッジ装置10dが選択された場合を表している。
ステップS22では、障害切替装置100は、選択した予備エッジ装置10dの同期状態を破棄し、現用エッジ装置10bのコンフィグを、予備エッジ装置10dに送信する。
ステップS23では、予備エッジ装置10dは、現用エッジ装置10bのコンフィグを反映して、現用運用状態となる。
ステップS501では、現用エッジ装置10aは、片系故障となる。
ステップS502では、障害切替装置100のイベント検出部113は、現用エッジ装置10aの片系故障を特定のイベントとして検知する。
ステップS503では、障害切替装置100の予備エッジ装置選択部114は、未同期状態の予備エッジ装置10の中から、一台の予備エッジ装置10(図5Aでは予備エッジ装置10e)を選択する。
ステップS505では、障害切替装置100のコンフィグSO受信部111は、新規SOやコンフィグ変更を受け付けて、記憶部120のコンフィグSO情報121に記憶(バッファリング)する。
ステップS506では、予備エッジ装置10eは、障害切替装置100の反映指示部118からの再起動指示により、現用エッジ装置10aのコンフィグを反映するために、再起動する。
ステップS508では、障害切替装置100のIF閉塞制御部115は、予備エッジ装置10eにIF閉塞指示を送信し、予備エッジ装置10eを待機状態とする。
ステップS509では、障害切替装置100のコンフィグSO送信部112は、現用エッジ装置10aの新規SOやコンフィグ変更を、現用エッジ装置10aだけでなく、予備エッジ装置10eにも送信する。
ステップS511では、障害切替装置100のイベント検出部113は、両系故障を検知する。
ステップS512では、障害切替装置100のIF閉塞制御部115は、予備エッジ装置10eに、IF閉塞解除指示を送信する。
ステップS513では、予備エッジ装置10eは、現用運用状態となる。
ステップS508aでは、障害切替装置100のVRRP設定部117は、現用エッジ装置10aと予備エッジ装置10eとを同一のVRRPグループとする設定を実行する。なお、この設定では、現用エッジ装置10aはActive、予備エッジ装置10eはStandbyとされる。
ステップS512aでは、予備エッジ装置10eは、VRRPアドバタイズ不達を検知する。すなわち、予備エッジ装置10eは、現用エッジ装置10aの故障を知ることができる。
ステップS523では、障害切替装置100のイベント検出部113は、現用エッジ装置10bの両系故障を検知する。
ステップS524では、障害切替装置100の予備エッジ装置選択部114は、未同期状態の予備エッジ装置10の中から、一台の予備エッジ装置10(図5Cでは予備エッジ装置10d)を選択する。
ステップS525では、障害切替装置100のコンフィグSO送信部112は、現用エッジ装置10bのコンフィグを、予備エッジ装置10dに送信する。
ステップS526では、予備エッジ装置10dは、障害切替装置100の反映指示部118からの再起動指示により、現用エッジ装置10bのコンフィグを反映するために、再起動する。
ステップS527では、予備エッジ装置10eは、現用運用状態となる。
ステップS534では、障害切替装置100のイベント検出部113は、現用エッジ装置10bの両系故障を検知する。
ステップS535では、障害切替装置100の予備エッジ装置選択部114は、未同期状態の予備エッジ装置10がないため、同期状態にある一台の予備エッジ装置10(図5Cでは予備エッジ装置10d)を選択する。
ステップS536では、障害切替装置100のコンフィグSO送信部112は、同期状態を破棄し、現用エッジ装置10bのコンフィグを、予備エッジ装置10dに送信する。
ステップS537では、予備エッジ装置10dは、障害切替装置100の反映指示部118からの再起動指示により、現用エッジ装置10bのコンフィグを反映するために、再起動する。
ステップS538では、予備エッジ装置10eは、現用運用状態となる。
次に、図6A,図6Bを用いて、第2の切替処理の概要について説明する。なお、図6Aは、ケース(B−1)の場合を表し、図6Bは、ケース(B−2)の場合を表している。
ステップS32では、障害切替装置100は、未同期状態の予備エッジ装置10d,10eの中から、優先度の高い方の予備エッジ装置10eを選択する。
ステップS33では、障害切替装置100は、現用エッジ装置10aに対して、コンフィグおよび動的情報を予備エッジ装置10eに転送する指示を送信する。
ステップS34では、現用エッジ装置10aは、現用エッジ装置10aのコンフィグおよび動的情報を予備エッジ装置10eに送信する。
ステップS35では、予備エッジ装置10eは、現用エッジ装置10aと同期状態になるために、再起動する。
ステップS36では、障害切替装置100は、予備エッジ装置10eを待機状態とするために、IF閉塞の指示を送信する。
ステップS37では、現用エッジ装置10aは、同期状態の設定中に受信した新規SOやコンフィグ変更について差分を、予備エッジ装置10eに送信する。そして、予備エッジ装置10eは、受信した差分を受信する。したがって、現用エッジ装置10aと予備エッジ装置10eとは、常時同期状態を維持できる。
ステップS36aでは、障害切替装置100は、現用エッジ装置10aと予備エッジ装置10eとを同一のVRRPグループとする設定を実行する。なお、この設定では、現用エッジ装置10aはActive、予備エッジ装置10eはStandbyとされる。
そして、ステップS37より後の処理において、両系故障が発生した場合の処理は、図4C(c−2)と同じになるので、説明を省略する。
ステップS701では、現用エッジ装置10aは、片系故障となる。
ステップS702では、障害切替装置100のイベント検出部113は、現用エッジ装置10aの片系故障を特定のイベントとして検知する。
ステップS703では、障害切替装置100の予備エッジ装置選択部114は、未同期状態の予備エッジ装置10の中から、一台の予備エッジ装置10(図7Aでは予備エッジ装置10e)を選択する。
ステップS705では、現用エッジ装置10aは、自身のコンフィグおよび動的情報を、予備エッジ装置10eに送信する。
ステップS706では、予備エッジ装置10eは、障害切替装置100の反映指示部118からの再起動指示により、現用エッジ装置10aのコンフィグを反映するために、再起動する。
ステップS708では、障害切替装置100のIF閉塞制御部115は、予備エッジ装置10eにIF閉塞指示を送信し、予備エッジ装置10eを待機状態とする。
ステップS709では、現用エッジ装置10aは、現用エッジ装置10aの新規SOやコンフィグ変更について差分を、予備エッジ装置10eに送信する。これにより、現用エッジ装置10aと予備エッジ装置10eとは、常時同期状態を維持できる。
ステップS711では、障害切替装置100のイベント検出部113は、両系故障を検知する。
ステップS712では、障害切替装置100のIF閉塞制御部115は、予備エッジ装置10eに、IF閉塞解除指示を送信する。
ステップS713では、予備エッジ装置10eは、現用運用状態となる。
ステップS708aでは、障害切替装置100のVRRP設定部117は、現用エッジ装置10aと予備エッジ装置10eとを同一のVRRPグループとする設定を実行する。なお、この設定では、現用エッジ装置10aはActive、予備エッジ装置10eはStandbyとされる。
ステップS712aでは、予備エッジ装置10eは、VRRPアドバタイズ不達を検知する。すなわち、予備エッジ装置10eは、現用エッジ装置10aの故障を知ることができる。
そして、予備エッジ装置10eは、現用運用状態となる。
装置内二重化の構成を備えるエッジ装置10が片系モジュール故障となった時に、片系モジュール故障が発生した現用エッジ装置10と予備エッジ装置10とを同期状態にすることによって、両系モジュール稼動時と同等の可用性を確保することができる。
また、現用エッジ装置10のアラームや連続稼動時間の閾値超えにより、故障の可能性の高い現用エッジ装置10について、予め予備エッジ装置10を同期状態にしておくことにより、実際に故障が発生した際の切替時間を短縮することができる。
また、ファイル更新等のサービス断のリスクを伴う計画工事を実施する場合、予め予備エッジ装置10を同期状態にしておくことにより、実際にサービス断が発生した際に、切替時間を短縮できる。
また、コンフィグだけでなく、動的情報も同期状態にしておくことにより、切替時間をさらに短縮できる。
また、障害切替装置100は、予備エッジ装置10を選択する際に、優先度を用いて選択するように説明したが、保守者が指定して選択するようにしても構わない。
また、本実施形態では、障害切替装置100は、単独の装置として説明したが、エッジ装置10内に内蔵されていても構わない。
また、本実施形態では、コンフィギュレーションを反映する方法として再起動する場合について説明したが、例えば、コマンド(例えば、refresh等)によって行っても構わない。
10(10a,10b,10c,10d,10e) エッジ装置
100(100a,100b) 障害切替装置
110(110a,110b) 処理部
111 コンフィグSO送信部
112 コンフィグSO受信部
113 イベント検出部
114 予備エッジ装置選択部
115 IF閉塞制御部(待機状態設定部)
116 コンフィグ転送指示部
117 VRRP設定部(待機状態設定部)
118 反映指示部
120 記憶部
121 コンフィグSO情報
Claims (6)
- ネットワークサービスに用いられるプロトコルを終端しN+m冗長化された複数のエッジ装置と、現用のエッジ装置と予備のエッジ装置とのコンフィギュレーションを一致させて同期状態に設定する障害切替装置とで構成される障害切替システムであって、
前記障害切替装置は、
現用のエッジ装置が稼動しなくなる前兆を示すイベントを検知するイベント検出部と、
前記イベントが検知された現用のエッジ装置のコンフィギュレーションが予備のエッジ装置に送信された後に、当該予備のエッジ装置に前記イベントが検知された現用のエッジ装置のコンフィギュレーションを反映するための指示を送信する反映指示部と、
前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置が備えているネットワークサービス用のインタフェースを閉塞することによって前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置を待機状態に設定する処理、および前記イベントが検知された現用のエッジ装置が稼動していない状態となった場合に前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置が備えているネットワークサービス用のインタフェースの閉塞を解除することによって前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置の待機状態を解除する処理を実行する待機状態設定部と、
を備えており、
前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置は、
前記待機状態に設定する処理に基づいて、待機状態にされ、
前記待機状態を解除する処理に基づいて、待機状態を解除され、現用運用状態にされる
ことを特徴とする障害切替システム。 - 前記障害切替装置は、
さらに、前記イベントが検知された現用のエッジ装置のコンフィギュレーションおよびプロトコルを終端する際に生成されるコンフィギュレーションに記述されない動的情報を、前記予備のエッジ装置に送信する指示を、コンフィグ転送指示情報として、前記イベントが検知された現用のエッジ装置に送信するコンフィグ転送指示部を備えており、
前記イベントが検知された現用のエッジ装置に対して、前記コンフィグ転送指示情報を送信し、
前記イベントが検知された現用のエッジ装置は、
前記コンフィグ転送指示情報を受信して、自身のコンフィギュレーションおよび動的情報を、前記予備のエッジ装置に送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の障害切替システム。 - ネットワークサービスに用いられるプロトコルを終端しN+m冗長化された複数のエッジ装置に対して、現用のエッジ装置と予備のエッジ装置とのコンフィギュレーションを一致させて同期状態に設定する障害切替装置であって、
前記障害切替装置は、
現用のエッジ装置が稼動しなくなる前兆を示すイベントを検知するイベント検出部と、
前記イベントが検知された現用のエッジ装置のコンフィギュレーションが予備のエッジ装置に送信された後に、当該予備のエッジ装置に前記イベントが検知された現用のエッジ装置のコンフィギュレーションを反映するための指示を送信する反映指示部と、
前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置が備えているネットワークサービス用のインタフェースを閉塞することによって前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置を待機状態に設定する処理、および前記イベントが検知された現用のエッジ装置が稼動していない状態となった場合に前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置が備えているネットワークサービス用のインタフェースの閉塞を解除することによって前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置の待機状態を解除する処理を実行する待機状態設定部と、
を備えており、
前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置を、前記待機状態に設定する処理に基づいて、待機状態にし、前記待機状態を解除する処理に基づいて、待機状態を解除して現用運用状態にする
ことを特徴とする障害切替装置。 - 前記障害切替装置は、
さらに、前記イベントが検知された現用のエッジ装置のコンフィギュレーションおよびプロトコルを終端する際に生成されるコンフィギュレーションに記述されない動的情報を、前記予備のエッジ装置に送信する指示を、コンフィグ転送指示情報として、前記イベントが検知された現用のエッジ装置に送信するコンフィグ転送指示部を備えており、
前記イベントが検知された現用のエッジ装置に対して、前記コンフィグ転送指示情報を送信し、前記イベントが検知された現用のエッジ装置に、自身のコンフィギュレーションおよび動的情報を、前記予備のエッジ装置に送信させる
ことを特徴とする請求項3に記載の障害切替装置。 - 前記障害切替装置は、
前記同期状態の設定中に受信した新規のサービスオーダおよび/またはコンフィギュレーションの変更を、記憶部に記憶し、
前記同期状態の設定後には、記憶しておいた前記新規のサービスオーダおよび/または前記コンフィギュレーションの変更を、前記イベントが検知された現用のエッジ装置および前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置に送信する
ことを特徴とする請求項3に記載の障害切替装置。 - ネットワークサービスに用いられるプロトコルを終端しN+m冗長化された複数のエッジ装置に対して、現用のエッジ装置と予備のエッジ装置とのコンフィギュレーションを一致させて同期状態に設定する障害切替装置の障害切替方法であって、
前記障害切替装置は、
現用のエッジ装置が稼動しなくなる前兆を示すイベントを検知するステップと、
前記イベントが検知された現用のエッジ装置のコンフィギュレーションが予備のエッジ装置に送信された後に、当該予備のエッジ装置に前記イベントが検知された現用のエッジ装置のコンフィギュレーションを反映するための指示を送信するステップと、
前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置が備えているネットワークサービス用のインタフェースを閉塞することによって前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置を待機状態に設定する処理、および前記イベントが検知された現用のエッジ装置が稼動していない状態となった場合に前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置が備えているネットワークサービス用のインタフェースの閉塞を解除することによって前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置の待機状態を解除する処理を実行するステップと、
を実行して、
前記コンフィギュレーションを反映した予備のエッジ装置を、前記待機状態に設定する処理に基づいて、待機状態にし、前記待機状態を解除する処理に基づいて、待機状態を解除して、現用運用状態にする
ことを特徴とする障害切替方法。
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