WO2013128483A1 - 中継装置、中継装置の制御方法、及び、ネットワークシステム - Google Patents

中継装置、中継装置の制御方法、及び、ネットワークシステム Download PDF

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WO2013128483A1
WO2013128483A1 PCT/JP2012/001344 JP2012001344W WO2013128483A1 WO 2013128483 A1 WO2013128483 A1 WO 2013128483A1 JP 2012001344 W JP2012001344 W JP 2012001344W WO 2013128483 A1 WO2013128483 A1 WO 2013128483A1
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relay device
data
failure
received
relay
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PCT/JP2012/001344
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英之 馬越
清藤　聡史
Original Assignee
アラクサラネットワークス株式会社
株式会社日立製作所
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    • H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
    • H04L69/163—In-band adaptation of TCP data exchange; In-band control procedures

Definitions

  • the present invention relates to a relay device arranged between terminals for relaying data, a control method for the relay device, and a network system including the terminal and the relay device.
  • WAN Wide Area Network
  • IP-VPN IP-VPN
  • TCP is generally used for communication between terminals.
  • the bandwidth of communication is controlled according to the size of RTT (Round Trip Time).
  • RTT Red Trip Time
  • communication via WAN it may be difficult to obtain high throughput.
  • Patent Document 1 As a technique for realizing high throughput, there is a technique described in Patent Document 1.
  • the transmission bandwidth is greatly affected by the RTT and the discard rate, so in an environment such as WAN where the RTT is large, the number of hops is large, and there are many discard locations, the transmission bandwidth is significantly lower than the contract bandwidth. There are cases where it can only be obtained.
  • a failure occurs in the relay device, the failure cannot be detected by the relay device that faces the relay device in which the failure has occurred, and various problems may occur. For example, a problem that it takes time until communication between communication devices (terminals) is disconnected, a problem that a session remains in the relay device and communication on the same port is obstructed, or a memory shortage occurs. Etc. may occur.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a technique capable of detecting the occurrence of a failure of an opposing relay device in an environment where stream-type communication using a sequence number is performed. With the goal.
  • the present invention has been made to solve at least a part of the above problems, and can be realized as the following forms or application examples.
  • Application Example 1 A first terminal for relaying data between two terminals that are arranged in series on a transmission path of the two terminals and two terminals that transmit data by stream-type communication using a sequence number And a second relay device, the first relay device arranged in a network, A transfer control unit for transferring received data; A detection unit that detects that a failure has occurred in the second relay device that faces the second relay device; The transfer control unit A transfer unit for transferring the received data; A processing unit that processes the received data to detect occurrence of a failure in the second relay device, and (i) data to be transferred when data is transferred to the second relay device And (ii) a transmission source when transmitting data to the opposite terminal, (ii) an option unit for adding to the data a mark for indicating data exchange between the first and second relay devices.
  • An adder for adding a predetermined value to a sequence number assigned to data transmitted from the terminal, and (iii) a confirmation response to the data transmitted from the terminal when data is received from the opposite terminal A subtraction unit that subtracts the predetermined value from the confirmation response number when a number is given, and a processing unit,
  • the detection unit is a first relay device that detects occurrence of a failure in the second relay device facing the mark based on at least one of the mark and the confirmation response number.
  • the processing unit can easily cause a failure of the second relay device facing the detection unit based on at least one of the mark and the confirmation response number. Can be detected.
  • the first relay device according to Application Example 1,
  • the detection unit is a first relay device that detects occurrence of a failure in the second relay device when the mark is not attached to the data transmitted and received from the second relay device.
  • the first relay device described in Application Example 2 it is possible to easily detect the occurrence of a failure in the second relay device by determining whether or not a mark is attached to the received data.
  • the first relay device according to Application Example 1, The detection unit, when the confirmation response number of the data transmitted and received from the second relay device is a number obtained by adding the predetermined value to a number that should be received originally, A first relay device that detects the occurrence of a device failure. According to the first relay device described in Application Example 3, by determining whether the confirmation response number in the received data is a number obtained by adding the predetermined value from a number that should be received originally. The occurrence of a failure in the second relay device can be easily detected.
  • the first relay device according to Application Example 1,
  • the detection unit is a case where the mark is not attached to the data transmitted and received from the second relay device, and the confirmation response number of the received data is a number that should be received originally
  • a first relay device that detects the occurrence of a failure in the second relay device when the number is a number obtained by adding the predetermined value to the first relay device.
  • the accuracy of the failure occurrence detection can be improved by performing the failure detection using the two elements of the mark and the confirmation response number.
  • the first relay device according to any one of Application Examples 1 to 4, The two terminals communicate using TCP, The transfer control unit If the received data includes a SYN packet for making a TCP connection establishment request when the detection unit detects a failure of the second relay device based on the received data, the function of the processing unit is A first relay device that transfers the received data without using it. According to the first relay device described in Application Example 5, data communication can be continued even when a failure is detected.
  • the first relay device according to any one of Application Examples 1 to 5, The two terminals communicate using TCP, The transfer control unit When the detection unit detects the occurrence of a failure of the second relay device based on the received data, if the received data includes an acknowledgment packet for a SYN packet for making a TCP connection establishment request, the processing A first relay device that transfers the received data without using the function of the unit. According to the first relay device described in Application Example 6, data communication can be continued even when a failure is detected.
  • the present invention can be realized in various modes.
  • a control method of the first relay device a function of the first control device, a computer program for realizing the control method, and a storage storing the computer program
  • a storage storing the computer program It can be realized in a mode such as a medium, a first and second relay device, and a network system including the first and second communication devices.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a network system 5w of a reference example.
  • the network system 5w includes a first communication device 20w as a terminal, a second communication device 21w as a terminal, a first relay device 10w, and a second relay device 11w.
  • the first and second communication devices 20w and 21w realize data communication with the first and second relay devices 10w and 11w via the Internet.
  • data communication between the first communication device 20w and the first relay device 10w and data communication between the second communication device 21w and the second relay device are managed by a TCP session.
  • data communication between the first relay device 10w and the second relay device 11w is performed by a unique TCP session between the relay devices 10w and 11w (“high-speed TCP session”). It is also managed by the relay devices 10w and 11w.
  • a sequence number (“original sequence number”) assigned to data transmitted from the first communication apparatus 20w or the second communication apparatus 21w
  • a sequence number (also referred to as “inter-relay device sequence number”) obtained by adding a certain value is used.
  • the second relay device 11w adds a certain value to the sequence number given to the data transmitted from the second communication device 21w. Then, the added sequence number is assigned to the data, and the data is transmitted to the first relay device 10w. Further, when data is transferred from the relay devices 10w and 11w to the communication devices 20w and 21w, the value added from the inter-relay device sequence number is subtracted to return to the original sequence number.
  • a TCP option for identifying that the communication is between the relay apparatuses 10w and 11w is given to the data.
  • the TCP option is deleted from the transmitted data when the data is transmitted from the relay devices 10w and 11w to the communication devices 20w and 21w.
  • occurrence of failure refers to a case where the function of transferring data (packets) is normal, but an abnormality has occurred in the function of transferring data using an accelerated TCP session.
  • occurrence of failure means that the second relay apparatus 11w cannot add a certain value to the original sequence number, or the second relay apparatus 11w cannot add or delete the TCP option data. State.
  • the first relay device 10w When a failure occurs, the first relay device 10w adds a certain value to the sequence number of the data transmitted from the first communication device 20w, and the data with the inter-relay device sequence number assigned to the second sequence number. Transmit to the relay device 11w.
  • the second relay device 11w transmits the data to the second communication device 21w without processing the inter-relay device sequence number assigned to the received data. Since the sequence number of the received data is different from the sequence number (original sequence number) in the TCP session, the second communication device 21w recognizes the received data as illegal data. Then, the second communication device 21w transmits a sequence number (original sequence number) used in the TCP session and ACK.
  • the first relay device 10w cannot recognize the sequence number transmitted from the second communication device 21w and cannot transfer data to the first communication device 20w. That is, there arises a problem that communication between the first and second communication devices 20w and 21w cannot be continued and the session cannot be disconnected.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a network system 5 as an embodiment of the present invention.
  • the network system 5 includes first and second communication devices 454 and 455 as terminals, and first and second communication devices that relay data communication between the first and second communication devices 454 and 455. 2 relay devices 441 and 442.
  • the first and second relay devices 441 and 442 are arranged in series on the transmission path of the first and second communication devices 454 and 455.
  • the first and second communication devices 454 and 455 perform data (packet) communication using TCP.
  • the Internet (not shown) exists between the first and second relay apparatuses 441 and 442.
  • the first relay device 441 includes input / output interfaces 41 and 48 that receive and transmit data with an external device (for example, the first communication device 454), and transfer control for controlling transfer of the received data.
  • the second relay device 442 has the same configuration, and thus the illustration of the internal configuration is omitted and the description thereof is omitted.
  • the transfer control unit 44 includes a processing unit 48 for processing data to be transmitted and received, and a transfer unit 49 for transferring data.
  • the transfer unit 49 transfers data based on an IP address or the like given to the received data.
  • the processing unit 48 includes an option unit 48a, an addition unit 48b, and a subtraction unit 48c.
  • the option unit 48a transfers data toward the second relay device 442 facing the option unit 48a
  • the option unit 48a adds a mark to the transferred data to indicate that the data is exchanged between the first and second relay devices. Give to data.
  • this mark uses the TCP option of the TCP header.
  • the adder 48b transmits data to the opposite communication device (here, the first communication device 454)
  • the adder 48b converts the data transmitted from the transmission source communication device (here, the second communication device 455) into data.
  • a predetermined value is added to the assigned sequence number (original sequence number).
  • An arbitrary value can be selected as the predetermined value, and in this embodiment, 1000000 is added to the original sequence number.
  • the subtraction unit 48c receives data from the opposite communication device (here, the first communication device 454), the subtraction unit 48c sets a predetermined value (this embodiment) to the confirmation response number assigned to the data transmitted from the communication device. In the example, 1000000) is subtracted.
  • the first and second relay devices 441 and 442 include a session management table (not shown) for managing unique communication between the relay devices 441 and 442.
  • the processing unit 48 may have a function for performing data communication between the first and second relay apparatuses 441 and 442 at high speed.
  • the content of the disclosure may be incorporated in International Publication Number WO2011 / 033894 (International Application Date: August 19, 2010).
  • the processing unit 48 of the first and second relay apparatuses 441 and 442 may include a band control unit that controls the transmission band in order to transmit data based on the data retransmission status.
  • the transfer unit 49 transfers data according to the controlled transmission band.
  • the detection unit 46 detects the occurrence of a failure in the opposing second relay device 442 based on at least one of the TCP option and the confirmation response number. Further, for example, the occurrence of a failure detected by the detection unit 46 is transmitted as failure occurrence information to a server (not shown). Then, the server performs processing such as analysis of failure occurrence information and notification to the outside.
  • FIG. 3 is a diagram showing a TCP header used in the embodiment.
  • the TCP header shown in FIG. 3 has a normal header configuration defined by TCP.
  • the field 101 stores a source port number and a destination port number.
  • a field 102 stores a sequence number.
  • the field 103 stores an acknowledgment number (ACK number).
  • the field 104 stores information such as a header length, various flags such as an ACK flag, and a window size.
  • the field 105 stores a checksum and an urgent pointer.
  • the field 106 stores an option type, an option length, and an option value. Specifically, the field 106 stores information on MSS (Maximum Segment Size).
  • the field 107 stores an option type, an option length, and an option value (version number). Specifically, information on the TCP option assigned to the data at the time of data communication between the first and second relay apparatuses 441 and 442 is stored.
  • the field 108 is a data field.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a change in the TCP head during data communication in the network system 5.
  • FIG. 4 shows an example of a part of communication performed at the time of connection establishment (at the time of 3-way handshake).
  • the first communication device 454 starts communication with normal TCP executed between terminals (step S30). For example, a SYN packet is transmitted with a sequence number (Seq #) 1000.
  • the option unit 48a of the first relay device 441 adds a TCP option to the received data, and the transfer unit 49 transmits the data to the second relay device 442 (step S32).
  • the option unit 48a of the second relay device 442 removes the TCP option from the received data, and the addition unit 48b of the second relay device adds 1000000 to the sequence number of the received data (step S33). Then, the transfer unit 49 transmits the processed data to the second communication device 455 (step S33).
  • the second communication device 455 performs normal TCP processing, and adds the sequence expected next to the sequence number in the received data to the ACK number and transmits it (step S34).
  • the ACK number is a value obtained by adding the predetermined values 1000000 and 1 to the original sequence number transmitted in step S30.
  • the subtraction unit 48c of the second relay apparatus 442 subtracts a predetermined value of 1000000 from the ACK number of the data transmitted from the transmission source second communication apparatus 455 so that the original sequence can be matched.
  • Process step S35.
  • the option unit 48a of the second relay device 442 gives a TCP option to the data (step S35).
  • the transfer unit 49 of the second relay device 442 transmits the processed data to the first relay device 441 (step S35).
  • the option unit 48a of the first relay device 441 removes the TCP option of the data received from the second relay device 442 and matches it with the original stream (step S36). Also, the first relay device 441 adds 1000000, which is a predetermined value, to the sequence number of the received data (step S36). Then, the transfer unit 49 of the first relay device 441 transmits the processed data to the first communication device 454 (step S36). Although illustration is omitted, after step S36, the first relay device 441 transmits an ACK packet to the first relay device 441 using the ACK number of the received SYN / ACK packet as a sequence number. And the process part 48 of the 1st relay apparatus 441 and the 2nd relay apparatus 441 performs a predetermined process with respect to each ACK packet. Eventually, the second communication device 455 receives the ACK packet and a connection is established.
  • FIG. 5 is a processing flow of a three-way handshake that is normally performed. That is, FIG. 5 is a general processing flow at the time of three-way handshake when the present invention is not applied.
  • the first communication device 454 transmits a SYN packet with an arbitrary sequence number A (an arbitrary number is input to A) to the second communication device 455 (step S40).
  • the second communication device 455 adds 1 to the received sequence number A by using an arbitrary sequence number B (an arbitrary number different from A is input to B).
  • the number is set to the ACK number and the SYN / ACK packet is transmitted to the first communication device 454 (step S41).
  • the first communication device 454 uses a value obtained by adding 1 to the sequence number A used in the SYN packet for the received SYN / ACK packet (that is, the ACK number transmitted in step S41) as a sequence number ( Step S42). Further, the first communication device 454 sets a value (B + 1) obtained by adding 1 to the sequence number B transmitted in step S41 as an ACK number (step S42). And the data which provided the sequence number and the ACK number are transmitted to the 2nd communication apparatus 455 (step S42). As a result, a connection is established between the first and second communication devices 454 and 455.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining communication after the connection of the network system 5 is established.
  • the first communication device 454 attaches a predetermined sequence number (sequence number 2001 in this embodiment) and transmits data to the first relay device 441 (step S50).
  • the first relay device 441 adds a TCP option to the received data and transmits the data to the second relay device 442 (step S51). By giving the TCP option to the data, it is possible to distinguish from communication using normal TCP.
  • the second relay device 442 When receiving the data transmitted from the first relay device 442, the second relay device 442 removes the TCP option from the received data and adds a predetermined value (1000000 in this embodiment) to the sequence number (step 1). S52). Then, the second relay device 442 transmits the processed data to the second communication device 455 (step S52).
  • the second communication device 455 transmits data to which the ACK number in a state where a predetermined value (1000000 in this embodiment) is added to the number expected to be received next is added to the second relay device 442 (step S53). ).
  • the first relay device 441 receives the data transmitted from the second relay device 442
  • the first relay device 441 adds a TCP option to the received data and subtracts a predetermined value (1000000 in this embodiment) from the acknowledgment number. (Step S54). Thereby, it becomes an ACK number with respect to the original sequence number transmitted at step S50.
  • the second relay device 442 transmits the processed data to the first relay device 441 (step S54).
  • the first relay device 441 When receiving the data transmitted from the second relay device 442, the first relay device 441 removes the TCP option from the received data and adds a predetermined value (1000000 in this embodiment) to the sequence number (step 1). S55). Then, the first relay device 441 transmits the processed data to the first communication device 454 (step S55).
  • the network system 5 performs the same processing for data communication (steps S56 to S58) after step S55. That is, the operation of step S56 is the same as the operation of step S50, the operation of step S57 is the same as the operation of step S51, and the operation of step S58 is the same as the operation of step S52.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining detection of the occurrence of a failure during a three-way handshake. That is, FIG. 7 shows that a failure occurs when a failure (specifically, a failure of the processing unit 48) occurs in either the first relay device 441 or the second relay device 442 during the three-way handshake. It is a figure for demonstrating the detection method of.
  • Step S60 A SYN packet is transmitted from the first communication device 454 to the first relay device 441.
  • Step S61 The data is transmitted from the first relay device 441 to the second relay device 442 with the TCP option added to the data.
  • Step S62 The TCP option is removed from the data, and a predetermined value of 1000000 is added to the sequence number, and the data is transmitted from the second relay device 442 to the second communication device 455.
  • Step S63 SYN / ACK is transmitted from the second communication device 455 to the second relay device 442.
  • ACK For the ACK number, 1 is added to the received sequence number.
  • Step S66 The received ACK number is set as a sequence number, 1 is added to the received sequence number, and ACK is transmitted from the first communication device 454 to the first relay device 441.
  • Step S67 The TCP option is added to the data, and the data is transmitted from the first relay device 441 to the second relay device 442.
  • Step S68 The TCP option is removed from the data, and a predetermined value of 1000000 is added to the sequence number, and the data is transmitted from the second relay device 442 to the second communication device 455.
  • the outline of the fault detection method when a fault occurs at each of the points 60p, 61p, 64p, 65p, 66p, and 67p shown in FIG. 7 is as follows.
  • the second relay device 442 can detect a failure.
  • the first relay device 441 can detect a failure.
  • the first relay device 441 can detect a failure.
  • the second relay device 442 can detect a failure.
  • a failure occurs at point 65p (fourth failure detection mode) Since the TCP option is not added to the ACK packet, the second relay device 442 can detect a failure.
  • a fault occurs at point 66p (fifth fault detection mode) Since the TCP option is not added to the ACK packet and the ACK number is not subtracted, the second relay device 442 can detect a failure.
  • a fault occurs at point 67p (sixth fault detection mode) Since the TCP option is not added to the retransmitted SYN / ACK packet and the ACK number is not subtracted, the first relay device 441 can detect a failure.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a first mode of failure detection during a three-way handshake.
  • FIG. 8 is a processing flow in the case where a failure has occurred in the first relay device 441 at the time point 60p when the first communication device 454 transmits a SYN packet.
  • Step S70 When the first communication device 454 transmits a SYN packet, the first relay device 441 cannot process the SYN packet by the processing unit 48, and passes through the SYN packet (step S70).
  • the detection unit 46 of the second relay device 442 can detect the occurrence of a failure in the first relay device 441 by detecting that the TCP option is not added to the received SYN packet (step S70a).
  • Steps subsequent to step S71 are unique sessions (accelerated speed) that can be used between the first and second relay apparatuses 441 and 442 between the first and second relay apparatuses 441 and 442 of the network system 5. Since no session is formed, data is transferred by a normal TCP session.
  • the second communication device 455 transmits a SYN / ACK packet to the second relay device 442, and the second relay device 442 and the first relay device 441 transmit the SYN / ACK packet. It transfers toward the 1st relay apparatus 441 (step S73, S73a).
  • the first relay device 441 that has received the SYN / ACK packet adds 1 to the sequence number 1000 used in the SYN packet to the received SYN / ACK packet (that is, the ACK number transmitted in step S72). ) Is transmitted as a sequence number to the second communication device 455 (step S74).
  • the first relay device 441 and the second relay device 442 pass through the ACK packet transmitted from the first communication device 454 and forward it to the second communication device 455 (steps S75 and S76). As a result, a connection is established between the first communication device 454 and the second communication device 455.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a second mode of failure detection during a three-way handshake.
  • FIG. 9 is a processing flow when a failure has occurred in the second relay device 442 at the time 61p when the SYN packet is transmitted from the first communication device 454.
  • a SYN packet is transmitted from the first communication device 454 to the first relay device 441 (step S80).
  • the first relay device 441 adds a TCP option to the SYN packet and transmits it to the second relay device 442 (step S81).
  • the second relay device 442 passes through the SYN packet and transmits it to the second communication device 455 (step S81a).
  • the second communication device 455 adds the TCP option to the received SYN packet.
  • the second communication device 455 does not support the TCP option and cannot interpret it, the TCP option is ignored (step S81b).
  • the second communication device 455 transmits a SYN / ACK packet to the second communication device 442 as a response to the received SYN packet (step S82).
  • the second relay device 442 transmits the SYN / ACK packet transmitted from the second communication device 455 to the first relay device 441 without being processed by the processing unit 48 (step S82a).
  • the first relay device 441 can detect the occurrence of a failure in the second relay device 442 by detecting that the TCP option is not added to the SYN / ACK packet received from the second relay device 441 (step S1). S82b).
  • the first relay device 441 deletes the session management table after detecting the occurrence of a failure, and passes through the subsequent communication.
  • the first relay device 441 transmits the SYN / ACK packet to the first communication device 454 without using the function of the processing unit 48 in step S83 (pass-through).
  • the first communication device 454 uses the value obtained by adding 1 to the sequence number 1000 used in the SYN packet to the received SYN / ACK packet (that is, the ACK number transmitted in step S83) as an ACK packet.
  • Is transmitted to the second communication device 455 step S84.
  • the ACK packet is sequentially transferred to the first relay device 441, the second relay device 442, and the second communication device 455 by pass-through through a normal TCP session (steps S85 and S86). As a result, a connection is established between the first communication device 454 and the second communication device 455.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a third mode of failure detection during a three-way handshake.
  • FIG. 10 shows a processing flow when a failure occurs in the second relay device 442 at the point 64p where the second relay device 442 transmits the SYN packet to the second communication device 455.
  • steps S90 to S92 are the same processing steps as steps S60 to S62 shown in FIG.
  • the second communication device 455 transmits a SYN / ACK packet to the second relay device 442 as a response to the SYN packet (step S93).
  • the second relay device 442 passes through the received SYN / ACK packet and transmits the SYN / ACK packet to the first relay device 441 (step S93a).
  • the first relay device 441 detects that the TCP option is not added to the received SYN / ACK packet and that the ACK number is not subtracted, so that the failure of the opposing second relay device 442 occurs. Can be detected (step S94).
  • the fact that the ACK number is not subtracted means that the value obtained by subtracting the predetermined value (1000000) from the received ACK number by the detection unit 46 of the second relay apparatus 442 is expected to be received. Judged by the number.
  • the first relay device 441 is reset to the second communication device 455 via the first communication device 454 and the second relay device 442.
  • a (RST) packet may be transmitted, and subsequent communication may be forcibly terminated.
  • the first relay device 441 passes through the received SYN / ACK packet and transmits the SYN / ACK packet to the first communication device 454. The three-way handshake process may be continued.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a fourth mode of failure detection during a three-way handshake.
  • FIG. 11 is a processing flow when a failure occurs in the first relay device 441 at a point 65p where the first relay device 441 transmits the SYN packet to the second relay device 442.
  • Steps S100 to S103 are the same processing steps as Steps S60 to S63 shown in FIG.
  • the second relay device 442 adds a TCP option and subtracts a predetermined value from the acknowledgment number to send the SYN / ACK packet to the first relay device. It transmits to 441 (step S104). Since the first relay device 441 has a fault in the processing unit 48, the first communication device 454 does not process the SYN / ACK packet received from the second relay device 442 by the processing unit 48. (Step S104a).
  • the SYN / ACK packet to which the TCP option is attached. Can be received (step S104b).
  • the first communication device 454 transmits an ACK packet to the first relay device 441 using the ACK number of the received SYN / ACK packet as a sequence number (step S105).
  • the first relay device 441 passes through the ACK packet transmitted from the first relay device 441 and transmits it to the second relay device 442 (step S105a).
  • the second relay device 442 can detect the occurrence of a failure in the opposing first relay device 441 by detecting that the TCP option is not added to the ACK packet transmitted from the first relay device 441 ( Step S106). After detecting the occurrence of a failure in the opposing first relay device 441, the second relay device 442 communicates with the first communication device 454 via the second communication device 445 and the first relay device 441. An RST packet may be transmitted to forcibly end subsequent communication. Further, after detecting the failure of the opposing first relay device 441, the second relay device 442 passes through the received ACK packet and transmits the ACK packet to the second communication device 455. The 3-way handshake process may be continued.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a fifth mode of failure detection during a three-way handshake.
  • FIG. 12 is a processing flow when a failure occurs in the first relay device 441 at the point 66p where the first relay device 441 transmits the SYN / ACK packet to the first communication device 454.
  • steps S110 to S115 are the same processing steps as steps S60 to S65 shown in FIG.
  • the first communication device 454 transmits an ACK packet to the first relay device 441 using the ACK number of the received SYN / ACK packet as a sequence number (step S116). Since the failure has occurred in the processing unit 48, the first relay device 441 transmits the received ACK packet to the second relay device 442 without being processed by the processing unit 48 (step S117).
  • the second relay device 442 detects the failure of the opposing first relay device 441 by detecting that the TCP option is not added to the received ACK packet and that the ACK number is not subtracted. Yes (step S118).
  • the second relay device 442 After detecting the failure of the opposing first relay device 441, the second relay device 442 is reset to the second communication device 455 via the second communication device 455 and the first relay device 442.
  • a (RST) packet may be transmitted, and subsequent communication may be forcibly terminated.
  • the second relay device 442 After detecting the failure of the opposing first relay device 441, the second relay device 442 passes through the received SYN / ACK packet and transmits the SYN / ACK packet to the first communication device 454. The three-way handshake process may be continued.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a sixth mode of fault detection during a three-way handshake.
  • FIG. 13 is a processing flow when a failure occurs in the second relay device 442 immediately after the second relay device 442 transmits a SYN / ACK packet to the first relay device 441.
  • steps S120 to S126 are the same processing steps as steps S60 to S66 shown in FIG.
  • the first relay device 441 adds a TCP option to the ACK packet transmitted from the first communication device 454, and subtracts a predetermined value of 1000000 from the ACK number to send the ACK packet to the second relay device 442.
  • Step S127 Since the processing unit 48 has a failure, the second relay device 442 transmits the ACK packet received from the first relay device 442 to the second communication device 455 without being processed by the processing unit 48 ( Step S128).
  • the second communication device 455 receives the ACK packet, but the sequence number of the received ACK packet is different from the expected sequence number (sequence number: 1000011).
  • the second relay device 442 passes through the retransmitted SYN / ACK packet and transmits it to the first relay device 441 (step S129a).
  • the first relay device 441 detects that the TCP option is not added to the received SYN / ACK packet and that the ACK number is not subtracted, so that the failure of the opposing second relay device 442 occurs. Can be detected (step S130). After detecting the failure of the opposing second relay device, the first relay device 441 resets to the second communication device 455 via the first communication device 454 and the second relay device 442 ( RST) packet may be transmitted, and subsequent communication may be forcibly terminated.
  • the first relay device 441 After detecting the failure of the opposing second relay device 442, the first relay device 441 passes through the received SYN / ACK packet and transmits the SYN / ACK packet to the first communication device 454.
  • the three-way handshake process may be continued.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a first failure detection mode when a failure occurs during data communication by TCP.
  • a failure occurs in the first relay device 441 at a point 140p where the transmission of the data with the sequence number 1001 to the second communication device 455 is completed (point after step S140 to step S142) 140p. It is a failure detection processing flow.
  • the ACK packet for the data of sequence number 10001 is not shown.
  • the first communication device 454 transmits the data with the sequence number 10001 to the first relay device 441, and then transmits the data with the sequence number 11461 to the first relay device 441 (step S150). Since the first relay device 441 has failed, the received data is transmitted to the second relay device 442 without being processed by the processing unit 48 (step S151). The second relay device 442 that has received the data with the sequence number 11461 detects that the TCP option is not added to the received data and that the ACK number is not subtracted, thereby opposing the first relay device. 441 faults can be detected (step S155).
  • the second relay device 442 After detecting the failure of the opposing first relay device 441, the second relay device 442 is reset to the first communication device 454 via the second communication device 455 and the first relay device 441 ( RST) packet may be transmitted, and subsequent communication may be forcibly terminated. Further, after detecting the occurrence of a failure in the opposing first relay device 441, the second relay device 442 may transmit the received data to the second communication device 455 by pass-through. When the second relay device 442 transmits the received data to the second communication device 455 by pass-through, the second communication device 455 expects the ACK number of the received data to be added to the main body. If it is different from the value obtained by adding the predetermined value 1000000 to the ACK number, it is determined as a sequence error. Then, the second communication device 455 transmits the expected ACK number (here, ACK number 20001) to the first communication device 454 via the second relay device 442 and the first relay device 441.
  • the expected ACK number here, ACK number 20001
  • FIG. 15 is a process for explaining a second failure detection mode when a failure occurs during data communication by TCP.
  • a failure detection flow when a failure occurs in the second relay device 442 after the transmission of the data with the sequence number 10001 to the second communication device 455 is completed (after steps S160 to S162). It is.
  • the first communication device 454 transmits the data with the sequence number 10001 to the first relay device 441, and then transmits the data with the sequence number 11461 to the first relay device 441 (step S170).
  • the first relay device 441 adds a TCP option to the data of the sequence number 11461, and subtracts a predetermined value of 1000000 from the ACK number and transmits the data to the second relay device 442 (step S171).
  • the second relay device 442 passes through the received data (step S172).
  • the second communication device 455 that has received the data from the second relay device 442 has received data with a sequence number different from the expected sequence number (sequence number 1011461).
  • the packet is returned (step S180).
  • the second relay device 442 passes through the ACK packet for the retransmission request because a failure has occurred (step S181).
  • the first relay device 441 detects the failure of the opposing second relay device 442 by detecting that the TCP option is not added to the ACK packet of the retransmission request and that the ACK number is not subtracted. Yes (step S185).
  • the first relay device 441 is reset to the second communication device 455 via the first communication device 454 and the second relay device 442 ( RST) packet may be transmitted, and subsequent communication may be forcibly terminated. Further, after detecting the failure of the opposing second relay apparatus 442, the first relay apparatus 441 may transmit the received data to the first communication apparatus 454 by pass-through.
  • the first relay apparatus 441 detects the occurrence of a failure based on the ACK packet for the data of sequence number 11461 (step S185), but the transmission of the ACK packet for the data of sequence number 10001 is performed more than in step S180. If it is processed first, the occurrence of a failure can be detected based on the ACK packet.
  • the first and second relay apparatuses 441 and 442 are based on at least one of the TCP option and the ACK number, and one of the relay apparatuses 441 and 442 generates a failure of the other relay apparatus 441 and 442. Can be easily detected. Thereby, for example, when a failure occurs in one of the first and second relay apparatuses 441 and 442, data transmission by pass-through, transmission of an RST packet, etc. without waiting for interruption of data communication due to timeout or the like The processing for advancing data communication can be executed promptly.
  • the occurrence of a failure in the relay apparatuses 441 and 442 is detected based on the TCP option and the ACK number (for example, FIGS. 10, 12, and 13).
  • the ACK number is also added to the determination element for detecting the occurrence of the failure, so that the opposite relay device 441, based on the packet to which the TCP option erroneously intruded from another network (connection) is added.
  • the possibility that the occurrence of the failure 442 cannot be detected by mistake can be reduced. That is, it is possible to construct the network system 5 that can detect the failure of the relay apparatuses 441 and 442 with higher accuracy.
  • the detection unit 46 when the detection unit 46 detects the failure of the opposing relay devices 441 and 442 based on the received data, the data received by the relay devices 441 and 442 that have detected the failure includes a SYN packet. In this case, the subsequent data is processed by pass-through (FIG. 8). This makes it possible to establish a connection without interrupting the 3-way handshake process.
  • the detection unit 46 when the detection unit 46 detects the failure of the opposing relay devices 441 and 442 based on the received data, the data received by the relay devices 441 and 442 that detected the failure is a TCP connection establishment request.
  • the ACK packet for the SYN packet for performing the process is included, the subsequent data is processed by pass-through (FIG. 9). This makes it possible to establish a connection without interrupting the 3-way handshake process.
  • the first relay device 441 and the second relay device 442 of the above embodiment correspond to the “first relay device” described in the means for solving the problem.
  • the second relay device 442 solves the problem. This corresponds to the “second relay device” described in the means for doing so.
  • the first relay device 441 solves the problem. This corresponds to the “second relay device” described in the means.
  • a mode in which the failure occurrence of the opposing relay devices 441 and 442 is detected by detecting that the TCP option is not added to the data and that the ACK number is not subtracted is detected.
  • B-2-4. Third failure detection mode but is not limited to this. That is, by detecting at least one of the fact that the TCP option is not added to the data and that the ACK number is not subtracted, one of the relay devices 441 and 442 makes the other relay device 441 opposite to the other.
  • the occurrence of a failure 442 may be detected. For example, in FIG.
  • the first relay device 441 by detecting that the TCP option is not added to the data received by the first relay device 441, the first relay device 441 detects the failure of the opposing second relay device 442. It may be detected. Further, for example, in FIG. 10, the first relay device 441 detects that the ACK number of the data received by the first relay device 441 is not subtracted by a predetermined value, so that the first relay device 441 A failure occurrence may be detected. That is, a relay device having the following modification may be used.
  • Two terminals that transmit data by stream-type communication using sequence numbers, and first and second relays that are arranged in series on the transmission path of the two terminals and relay data between the two terminals
  • a first relay device arranged in a network having a device,
  • a detection unit that detects that a failure has occurred in the second relay device that faces the second relay device;
  • the transfer control unit A transfer unit for transferring the received data;
  • a processing unit that processes the received data to detect occurrence of a failure in the second relay device, and (i) data to be transferred when data is transferred to the second relay device
  • the 1st relay apparatus containing the said mark as an element for detecting generation
  • the first relay device can detect the occurrence of a failure in the opposing second relay device based on the mark.
  • the detection unit can easily detect the occurrence of a failure in the second relay device when a mark is not attached to the data transmitted from the second relay device and received.
  • Second variant Two terminals that transmit data by stream-type communication using sequence numbers, and first and second relays that are arranged in series on the transmission path of the two terminals and relay data between the two terminals
  • the transfer control unit A transfer unit for transferring the received data;
  • a processing unit that processes the received data to detect the occurrence of a failure in the second relay device, and (i) transmitted from the terminal that is the transmission source when transmitting data to the opposite terminal
  • An adder that adds a predetermined value to the sequence number assigned to the data to be transmitted, and (ii) the confirmation response number assigned to the data transmitted from the terminal when the data is received from the opposite terminal
  • the 1st relay apparatus which contains the said confirmation response number as an element for detecting generation
  • the first relay device can detect a failure of the opposing second relay device based on the confirmation response number.
  • the acknowledgment number is the number obtained by adding a predetermined value to the number that should be received from the data that is transmitted from the second relay device and received
  • the detection unit may fail the second relay device. Can be easily detected.
  • the first and second communication devices 454 and 455 perform data communication by TCP, but the protocol used for data communication is not limited to TCP. That is, the present invention can be applied when the first and second communication devices 454 and 455 perform data communication by stream type communication using a sequence number. For example, the present invention can be applied to data communication using RTCP (Real-time Transport Control Protocol).
  • RTCP Real-time Transport Control Protocol
  • the first and second relay devices 441 and 442 detect the failure of the opposing relay devices 441 and 442, and the data communication is interrupted by transmitting the RST packet.
  • data communication may be interrupted. That is, when a control device newly connected to the network system 5 is newly provided and a failure is detected by the relay devices 441 and 442, the relay device that has detected the failure notifies the control device of the failure detection, and information relating to failure detection The control device that has received the data may interrupt the data communication.

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Abstract

　第１のネットワーク装置は、受信したデータの転送を行うための転送制御部と、対向する第２の中継装置に障害が発生したことを検知する検知部と、を備える。転送制御部は、受信したデータの転送を行う転送部と、第２の中継装置の障害の発生を検知するために受信したデータを加工する加工部であって、（ｉ）マークをデータに付与するオプション部と、（ｉｉ）シーケンス番号に所定値を加算する加算部と、（ｉｉｉ）確認応答番号に対し所定値を減算する減算部と、を有する加工部と、を有する。検知部は、マークと確認応答番号の少なくともいずれか一方に基づいて対向する第２の中継装置の障害の発生を検知する。

Description

中継装置、中継装置の制御方法、及び、ネットワークシステム
　本発明は、端末間に配置されデータを中継するための中継装置、中継装置の制御方法、及び、端末と中継装置とを備えるネットワークシステムに関する。
　グローバル拠点間の通信網として、IP-VPN技術などを用いたWAN(Wide Area Network)を用いることが一般的になっている。ある拠点にある端末が、別の海外の拠点にある端末と通信する場合は、各拠点間をWANで接続して通信する。WANでは通常、契約によって使用可能な帯域幅が制限されている。また、海外との通信ではとくに遅延が大きくなる。
　端末間の通信では一般にTCPが用いられる。TCPではRTT(Round Trip Time)の大きさに応じて通信の帯域が制御される。WAN経由での通信では、高スループットを得ることが困難な場合がある。ここで、高スループットを実現するための技術として、特許文献１に記載の技術等がある。
国際公開番号　ＷＯ２０１１／０３３８９４号公報
　TCPを用いた通信では、送信帯域がRTTと廃棄率に大きく左右されるため、WANのようなRTTが大きく、ホップ数が大きくて廃棄箇所が多い環境下では、契約帯域を大幅に下回る送信帯域しか得られない場合がある。
　これに対する対策として、TCPのようなシーケンス番号を用いたストリーム型の通信の伝送経路の途中において、複数の中継装置を用いて送信帯域がRTTと廃棄率に左右されないようにストリームを管理することで、送信帯域を改善することが考えられる。
　このとき、中継装置で障害が発生すると、障害が発生した中継装置に対向する中継装置で障害を検出することができず、種々の不具合が発生する場合があった。例えば、通信装置（端末）間の通信が切断するまでに時間が掛かるという不具合や、中継装置にセッションが残ったままになり同一ポートでの通信が阻害される不具合や、メモリ不足が生じるという不具合等が発生する場合がある。
　本発明は、上述の課題を解決するために成されたものであり、シーケンス番号を用いたストリーム型の通信を行う環境下において、対向する中継装置の障害の発生を検知できる技術を提供することを目的とする。
　本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することができる。
［適用例１］シーケンス番号を用いたストリーム型の通信によってデータを伝送する２つの端末と、前記２つの端末の伝送路上に直列に配置され前記２つの端末間のデータを中継するための第１と第２の中継装置と、を有するネットワークに配置される第１の中継装置であって、
　受信したデータの転送を行うための転送制御部と、
　対向する前記第２の中継装置に障害が発生したことを検知する検知部と、を備え、
　前記転送制御部は、
　　前記受信したデータの転送を行う転送部と、
　　前記第２の中継装置の障害の発生を検知するために前記受信したデータを加工する加工部であって、（ｉ）前記第２の中継装置に向けてデータを転送する場合に、転送するデータに前記第１と第２の中継装置間でのデータのやり取りであることを示すためのマークをデータに付与するオプション部と、（ｉｉ）データを対向する前記端末に送信する場合に、送信元の前記端末から送信されるデータに付与されているシーケンス番号に所定値を加算する加算部と、（ｉｉｉ）データを対向する前記端末から受信した場合に、前記端末から送信されたデータに確認応答番号が付与されているときに、前記確認応答番号に対し前記所定値を減算する減算部と、を有する加工部と、を有し、
　前記検知部は、前記マークと前記確認応答番号の少なくともいずれか一方に基づいて対向する前記第２の中継装置の障害の発生を検知する、第１の中継装置。
　適用例１に記載の第１の中継装置によれば、加工部を有することで検知部がマークと確認応答番号の少なくともいずれか一方に基づいて対向する第２の中継装置の障害の発生を容易に検知できる。
［適用例２］適用例１に記載の第１の中継装置であって、
　前記検知部は、前記第２の中継装置から送信されて受信したデータに前記マークが付与されていない場合に、前記第２の中継装置の障害の発生を検知する、第１の中継装置。
　適用例２に記載の第１の中継装置によれば、受信したデータにマークが付与されているか否かを判別することで第２の中継装置の障害の発生を容易に検知できる。
［適用例３］適用例１に記載の第１の中継装置であって、
　前記検知部は、前記第２の中継装置から送信されて受信したデータのうちの前記確認応答番号が、本来受信すべき番号から前記所定値を加算した番号である場合に、前記第２の中継装置の障害の発生を検知する、第１の中継装置。
　適用例３に記載の第１の中継装置によれば、受信したデータのうちの前記確認応答番号が、本来受信すべき番号から前記所定値を加算した番号であるか否かを判別することで第２の中継装置の障害の発生を容易に検知できる。
［適用例４］適用例１に記載の第１の中継装置であって、
　前記検知部は、前記第２の中継装置から送信されて受信したデータに前記マークが付与されていない場合であり、かつ、前記受信したデータのうちの前記確認応答番号が、本来受信すべき番号から前記所定値を加算した番号である場合に、前記第２の中継装置の障害の発生を検知する、第１の中継装置。
　適用例４に記載の第１の中継装置によれば、障害発生の検知をマークと確認応答番号の２つの要素により行なうことで、障害発生検知の精度を向上できる。
［適用例５］適用例１乃至適用例４のいずれか一つに記載の第１の中継装置であって、
　前記２つの端末はＴＣＰを用いて通信を行い、
　前記転送制御部は、
　　受信したデータによって前記検知部が前記第２の中継装置の障害の発生を検知した場合に、前記受信したデータがＴＣＰコネクション確立要求を行うためのＳＹＮパケットを含む場合は、前記加工部の機能を用いることなく前記受信したデータの転送を行う、第１の中継装置。
　適用例５に記載の第１の中継装置によれば、障害発生を検知した場合でも、データ通信を継続できる。
［適用例６］適用例１乃至適用例５のいずれか一つに記載の第１の中継装置であって、
　前記２つの端末はＴＣＰを用いて通信を行い、
　前記転送制御部は、
　　受信したデータによって前記検知部が前記第２の中継装置の障害の発生を検知した場合に、前記受信したデータがＴＣＰコネクション確立要求を行うためのＳＹＮパケットに対する確認応答パケットを含む場合は、前記加工部の機能を用いることなく前記受信したデータの転送を行う、第１の中継装置。
　適用例６に記載の第１の中継装置によれば、障害発生を検知した場合でも、データ通信を継続できる。
　なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、上記に記載の第１の中継装置に限らず、第１の中継装置の制御方法、第１の制御装置の機能や、制御方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記憶媒体、第１と第２の中継装置及び第１と第２の通信装置を備えたネットワークシステム等の態様で実現することができる。
参考例のネットワークシステム５ｗを説明するための図である。 実施例としてのネットワークシステム５を説明するための図である。 実施例で用いられるＴＣＰヘッダを示す図である。 ネットワークシステム５におけるデータ通信時のＴＣＰヘッドの変化について説明するための図である。 通常行なわれる３ウェイ・ハンドシェイクの処理フローである。 コネクション確立後の通信を説明するための図である。 ３ウェイ・ハンドシェイク時の障害発生の検知について説明するための図である。 ３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第１の態様を説明するための図である。 ３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第２の態様を説明するための図である。 ３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第３の態様を説明するための図である。 ３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第４の態様を説明するための図である。 ３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第５の態様を説明するための図である。 ３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第６の態様を説明するための図である。 ＴＣＰによるデータ通信中に障害が発生した場合の第１の障害検知態様を説明するための図である。 ＴＣＰによるデータ通信中に障害が発生した場合の第２の障害検知態様を説明するための処理である。
　次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
Ａ．参考例：
Ｂ．実施例：
Ｃ．変形例：
Ａ．参考例：
　実施例を説明する前に、理解の容易のために本発明を適用していない参考例について説明する。図１は、参考例のネットワークシステム５ｗを説明するための図である。ネットワークシステム５ｗは、端末としての第１の通信装置２０ｗと、端末としての第２の通信装置２１ｗと、第１の中継装置１０ｗと、第２の中継装置１１ｗと、を備える。第１と第２の通信装置２０ｗ，２１ｗは、第１と第２の中継装置１０ｗ，１１ｗとインターネットを介してデータ通信を実現させている。
　ネットワークシステム５ｗにおいて、第１の通信装置２０ｗと第１の中継装置１０ｗとの間のデータ通信、及び、第２の通信装置２１ｗと第２の中継装置との間のデータ通信はＴＣＰセッションで管理されている、また、ネットワークシステム５ｗにおいて、第１の中継装置１０ｗと第２の中継装置１１ｗとの間のデータ通信は、中継装置１０ｗ，１１ｗ間の固有のＴＣＰセッション（「高速化ＴＣＰセッション」ともいう。）として中継装置１０ｗ、１１ｗが管理している。
　第１と第２の中継装置１０ｗ，１１ｗ間の高速化ＴＣＰセッションでは、第１の通信装置２０ｗや第２の通信装置２１ｗから送信されるデータに付与されたシーケンス番号（「元のシーケンス番号」ともいう。）に一定の値を加算したシーケンス番号（「中継装置間シーケンス番号」ともいう。）が用いられる。例えば、第２の通信装置２１ｗから送信されたデータに付与されているシーケンス番号に対し、第２の中継装置１１ｗは一定の値を加算する。そして、加算したシーケンス番号をデータに付与して第１の中継装置１０ｗにデータを送信する。また、中継装置１０ｗ，１１ｗから通信装置２０ｗ，２１ｗにデータを転送する場合は、中継装置間シーケンス番号から加算された値を減算して元のシーケンス番号に戻す。また、第１と第２の中継装置１０ｗ，１１ｗ間の高速化ＴＣＰセッションでは、中継装置１０ｗ，１１ｗ間での通信であることを識別するためのＴＣＰオプションをデータに付与する。ＴＣＰオプションは、中継装置１０ｗ，１１ｗから通信装置２０ｗ，２１ｗにデータが送信される際に、送信されるデータから削除される。
　ここで、第２の中継装置１１ｗに障害が発生した場合（障害発生時）を考える。ここで、「障害の発生」とは、データ（パケット）を転送する機能は正常であるが、高速化ＴＣＰセッションを用いてデータを転送する機能に異常が生じた場合を指す。すなわち、「障害の発生」とは、第２の中継装置１１ｗが元のシーケンス番号に一定の値を加算できない状態、又は、第２の中継装置１１ｗがＴＣＰオプションのデータへの付与及び削除ができない状態をいう。
　障害発生時において、第１の通信装置２０ｗから送信されたデータのシーケンス番号に対し、第１の中継装置１０ｗは一定の値を加算して中継装置間シーケンス番号が付与されたデータを第２の中継装置１１ｗに送信する。第２の中継装置１１ｗは受信したデータに付与された中継装置間シーケンス番号を処理することなく第２の通信装置２１ｗにデータを送信する。第２の通信装置２１ｗは、受信したデータのシーケンス番号がＴＣＰセッションにおけるシーケンス番号（元のシーケンス番号）とは異なっているため、受信したデータを不正なデータとして認識する。そして、第２の通信装置２１ｗは、ＴＣＰセッションで用いられるシーケンス番号（元のシーケンス番号）とＡＣＫを送信する。しかしながら、第１の中継装置１０ｗでは第２の通信装置２１ｗから送信されたシーケンス番号を認識できず第１の通信装置２０ｗにデータを転送することができない。すなわち、第１と第２の通信装置２０ｗ，２１ｗ間における通信の継続や、セッションの切断ができないという問題が発生する。
Ｂ．実施例：
Ｂ－１．ネットワークシステム５の構成：
　図２は、本発明の実施例としてのネットワークシステム５を説明するための図である。図２に示すように、ネットワークシステム５は、端末としての第１と第２の通信装置４５４，４５５と、第１と第２の通信装置４５４，４５５間のデータ通信を中継する第１と第２の中継装置４４１，４４２と、を備える。第１と第２の中継装置４４１，４４２は、第１と第２の通信装置４５４，４５５の伝送路路上に直列に配置されている。第１と第２の通信装置４５４，４５５はＴＣＰを用いてデータ（パケット）通信を行う。なお、第１と第２の中継装置４４１，４４２との間にはインターネット（図示せず）が存在する。
　第１の中継装置４４１は、外部機器（例えば第１の通信装置４５４）との間でデータの受信及び送信を行う入出力インタフェース４１，４８と、受信したデータの転送を制御するための転送制御部４４と、他の中継装置４４２の障害を検知するための検知部４６と、を備える。なお、第２の中継装置４４２の構成も同様の構成であるため、内部構成の図示は省略すると共に説明を省略する。
　転送制御部４４は、送受信するデータに加工等を施すための加工部４８と、データの転送を行う転送部４９と、を備える。転送部４９は、受信したデータに付与されているＩＰアドレス等に基づいてデータの転送を行う。
　加工部４８は、オプション部４８ａと、加算部４８ｂと、減算部４８ｃと、を備える。オプション部４８ａは、対向する第２の中継装置４４２に向けてデータを転送する場合に、転送するデータに第１と第２の中継装置間でのデータのやり取りであることを示すためのマークをデータに付与する。本実施例では、このマークはＴＣＰヘッダのＴＣＰオプションを使用している。加算部４８ｂは、データを対向する通信装置（ここでは、第１の通信装置４５４）に送信する場合に、送信元の通信装置（ここでは、第２の通信装置４５５）から送信されるデータに付与されているシーケンス番号（元のシーケンス番号）に所定値を加算する。所定値は任意の値を選択可能であり、本実施例では、１００００００を元のシーケンス番号に加算する。減算部４８ｃは、データを対向する通信装置（ここでは、第１の通信装置４５４）から受信した場合に、通信装置から送信されたデータに付与されている確認応答番号に対し所定値（本実施例では、１００００００）を減算する。また、第１と第２の中継装置４４１，４４２は、中継装置４４１，４４２間の固有の通信を管理するためのセッション管理テーブル（図示せず）を備える。
　なお、加工部４８は、第１と第２の中継装置４４１，４４２間でのデータ通信を高速に行なうための機能を有していても良い。例えば、国際公開番号ＷＯ２０１１／０３３８９４（国際出願日：２０１０年８月１９日）に開示の内容を取り込んでも良い。例えば、第１と第２の中継装置４４１，４４２の加工部４８は、データの再送状況に基づいてデータを送信するために送信帯域を制御する帯域制御部を備えても良い。帯域制御部を備える場合、加工部４８が正常に機能している場合は、転送部４９は制御された送信帯域に従って、データを転送する。
　検知部４６は、ＴＣＰオプションと確認応答番号の少なくともいずれか一方に基づいて対向する第２の中継装置４４２の障害の発生を検知する。また、例えば、検知部４６によって検知された障害の発生は、図示しないサーバに障害発生情報として送信される。そして、サーバが、障害発生情報の解析や、外部への報知等の処理を行う。
　図３は、実施例で用いられるＴＣＰヘッダを示す図である。図３に示すＴＣＰヘッダはＴＣＰで定められている通常のヘッダ構成である。フィールド１０１には、送信元ポート番号及び宛先ポート番号が格納される。フィールド１０２には、シーケンス番号が格納される。フィールド１０３には、確認応答番号（ＡＣＫ番号）が格納される。フィールド１０４には、ヘッダ長、ＡＣＫフラグ等の各種フラグ、ウィンドウサイズ等の情報が格納される。フィールド１０５には、チェックサム、緊急ポインタが格納される。フィールド１０６には、オプション種別、オプション長、オプション値が格納される。詳細には、フィールド１０６には、ＭＳＳ（Maximum Segment Size）に関する情報が格納される。フィールド１０７は、オプション種別、オプション長、オプション値（バージョン番号）が格納される。詳細には、第１と第２の中継装置４４１，４４２間でのデータ通信の際にデータに付与されるＴＣＰオプションに関する情報が格納される。フィールド１０８は、データフィールドである。
　図４は、ネットワークシステム５におけるデータ通信時のＴＣＰヘッドの変化について説明するための図である。図４は、コネクション確立時（３ウェイ・ハンドシェイク時）に行なわれる通信の一部を例として示している。第１の通信装置４５４は、端末間で実行される通常のＴＣＰで通信を開始する（ステップＳ３０）。例えば、シーケンス番号（Ｓｅｑ♯）１０００でＳＹＮパケットを送信する。第１の中継装置４４１のオプション部４８ａは、受信したデータにＴＣＰオプションを付与し、転送部４９がデータを第２の中継装置４４２に送信する（ステップＳ３２）。第２の中継装置４４２のオプション部４８ａは、受信したデータからＴＣＰオプションを外し、第２の中継装置の加算部４８ｂは、受信したデータのシーケンス番号に１００００００を加算する（ステップＳ３３）。そして、処理後のデータを転送部４９が第２の通信装置４５５に送信する（ステップＳ３３）。
　第２の通信装置４５５は、通常のＴＣＰ処理を行い、受信したデータ中のシーケンス番号に対して次に期待するシーケンスをＡＣＫ番号に付与して送信する（ステップＳ３４）。本実施例では、ＡＣＫ番号はステップＳ３０で送信された元のシーケンス番号に所定値１００００００と１を加算した値となる。第２の中継装置４４２の減算部４８ｃは、送信元の第２の通信装置４５５から送信されたデータのＡＣＫ番号から所定値である１００００００を減算することで、元のシーケンスと整合が取れるように処理する（ステップＳ３５）。また、第２の中継装置４４２のオプション部４８ａは、データに対しＴＣＰオプションを付与する（ステップＳ３５）。そして、処理後のデータを第２の中継装置４４２の転送部４９が第１の中継装置４４１に送信する（ステップＳ３５）。第１の中継装置４４１のオプション部４８ａは、第２の中継装置４４２から受信したデータのＴＣＰオプションを外し、元のストリームと整合させる（ステップＳ３６）。また、第１の中継装置４４１は、受信したデータのシーケンス番号に所定値である１００００００を加算する（ステップＳ３６）。そして、第１の中継装置４４１の転送部４９は、処理後のデータを第１の通信装置４５４に送信する（ステップＳ３６）。なお、図示は省略するが、ステップＳ３６の後、第１の中継装置４４１は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットのＡＣＫ番号をシーケンス番号としてＡＣＫパケットを第１の中継装置４４１に送信する。そして、第１の中継装置４４１及び第２の中継装置４４１の加工部４８は、それぞれＡＣＫパケット対し所定の処理を施す。最終的には、第２の通信装置４５５がＡＣＫパケットを受信してコネクションが確立される。
　理解の容易にために、一般的に行なわれる３ウェイ・ハンドシェイクの処理について説明する。図５は、通常行なわれる３ウェイ・ハンドシェイクの処理フローである。すなわち、図５は、本発明を適用しない場合の３ウェイ・ハンドシェイク時の一般的な処理フローである。第１の通信装置４５４は、第２の通信装置４５５に対して任意のシーケンス番号Ａ（Ａには任意の番号が入力される。）でＳＹＮパケットを送信する（ステップＳ４０）。第２の通信装置４５５は、ＳＹＮパケットに対する応答として、任意のシーケンス番号Ｂ（ＢにはＡとは異なる任意の番号が入力される。）を用いて、受信したシーケンス番号Ａに１を加算した番号をＡＣＫ番号に設定してＳＹＮ／ＡＣＫパケットを第１の通信装置４５４に送信する（ステップＳ４１）。第１の通信装置４５４は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットに対して、ＳＹＮパケットで用いたシーケンス番号Ａに１を加算した値（すなわち、ステップＳ４１で送信されたＡＣＫ番号）をシーケンス番号とする（ステップＳ４２）。また、第１の通信装置４５４は、ステップＳ４１で送信されたシーケンス番号Ｂに１を加算した値（Ｂ＋１）をＡＣＫ番号とする（ステップＳ４２）。そして、シーケンス番号とＡＣＫ番号を付与したデータを第２の通信装置４５５に送信する（ステップＳ４２）。これにより、第１と第２の通信装置４５４，４５５間でコネクションが確立される。
　図６は、ネットワークシステム５のコネクション確立後の通信を説明するための図である。図６では、第１の通信装置４５４から送信されるデータ量は１４６０バイトと仮定する。第１の通信装置４５４は、所定のシーケンス番号（本実施例では、シーケンス番号２００１）を付してデータを第１の中継装置４４１に送信する（ステップＳ５０）。第１の中継装置４４１は、受信したデータにＴＣＰオプションを付与して第２の中継装置４４２にデータを送信する（ステップＳ５１）。ＴＣＰオプションをデータに付与することで、通常のＴＣＰを用いた通信と区別することができる。第２の中継装置４４２は、第１の中継装置４４２から送信されたデータを受信すると、受信したデータからＴＣＰオプションを外すと共に、シーケンス番号に所定値（本実施例では１００００００）を加算する（ステップＳ５２）。そして、第２の中継装置４４２は、処理後のデータを第２の通信装置４５５に送信する（ステップＳ５２）。
　第２の通信装置４５５は、次に受信を期待する番号に所定値（本実施例では１００００００）が加算された状態のＡＣＫ番号を付与したデータを第２の中継装置４４２に送信する（ステップＳ５３）。第１の中継装置４４１は、第２の中継装置４４２から送信されたデータを受信すると、受信したデータに対しＴＣＰオプションを付与すると共に、確認応答番号から所定値（本実施例では１００００００）を減算する（ステップＳ５４）。これにより、ステップＳ５０で送信された元のシーケンス番号に対するＡＣＫ番号となる。そして、第２の中継装置４４２は、処理後のデータを第１の中継装置４４１に送信する（ステップＳ５４）。第１の中継装置４４１は、第２の中継装置４４２から送信されたデータを受信すると、受信したデータからＴＣＰオプションを外すと共に、シーケンス番号に所定値（本実施例では１００００００）を加算する（ステップＳ５５）。そして、第１の中継装置４４１は、処理後のデータを第１の通信装置４５４に送信する（ステップＳ５５）。
　ネットワークシステム５は、ステップＳ５５以降のデータ通信（ステップＳ５６～Ｓ５８）ついても、同様の処理を行う。すなわち、ステップＳ５６の動作はステップＳ５０の動作と同様であり、ステップＳ５７の動作はステップＳ５１の動作と同様であり、ステップＳ５８の動作はステップＳ５２の動作と同様である。
　なお、以降において、ネットワークシステム５の第１と第２の中継装置４４１，４４２での各場面での障害発生の検知方法について詳細に説明する。
Ｂ－２．障害発生の検知について：
Ｂ－２－１．３ウェイ・ハンドシェイクにおける障害発生の検知：
　図７は、３ウェイ・ハンドシェイク時の障害発生の検知について説明するための図である。すなわち、図７は、３ウェイ・ハンドシェイク時において、第１の中継装置４４１と第２の中継装置４４２のいずれかに障害（詳細には、加工部４８の障害）が発生した場合の障害発生の検知方法について説明するための図である。
　ＴＣＰでは、コネクションを確立する際、ＳＹＮパケットに対してＳＹＮ／ＡＣＫパケットが返信され、ＳＹＮ／ＡＣＫパケットに対してＡＣＫパケットを返信すことでコネクションが確立される。詳細には以下に記載する工程によりコネクションが確立される。
・ステップＳ６０：第１の通信装置４５４から第１の中継装置４４１にＳＹＮパケットを送信する。
・ステップＳ６１：ＴＣＰオプションをデータに付与して第１の中継装置４４１から第２の中継装置４４２にデータを送信する。
・ステップＳ６２：ＴＣＰオプションをデータから外すと共に、シーケンス番号に所定値である１００００００を加算して第２の中継装置４４２から第２の通信装置４５５にデータを送信する。
・ステップＳ６３：第２の通信装置４５５から第２の中継装置４４２にＳＹＮ／ＡＣＫを送信する。ＡＣＫ番号は受信したシーケンス番号に１を加算する。
・ステップＳ６４：ＴＣＰオプションをデータに付与すると共に、ＡＣＫ番号から所定値である１００００００を減算して第２の中継装置４４２から第１の中継装置４４１にデータを送信する。
・ステップＳ６５：ＴＣＰオプションをデータから外すと共に、シーケンス番号に所定値である１００００００を加算して第１の中継装置４４１から第１の通信装置４５４にデータを送信する。
・ステップＳ６６：受信したＡＣＫ番号をシーケンス番号とし、受信したシーケンス番号に１を加算し、ＡＣＫを第１の通信装置４５４から第１の中継装置４４１に送信する。
・ステップＳ６７：ＴＣＰオプションをデータに付与して第１の中継装置４４１から第２の中継装置４４２にデータを送信する。
・ステップＳ６８：ＴＣＰオプションをデータから外すと共に、シーケンス番号に所定値である１００００００を加算して第２の中継装置４４２から第２の通信装置４５５にデータを送信する。
　ここで、図７に示す各地点６０ｐ，６１ｐ，６４ｐ，６５ｐ，６６ｐ，６７ｐにおいて障害が発生した場合の障害検知方法の概略は以下の通りとなる。
・地点６０ｐでの障害発生時（第１の障害検知態様）：
　ＳＹＮパケットにＴＣＰオプションが付与されていないため、第２の中継装置４４２で障害検知が可能である。
・地点６１ｐでの障害発生時（第２の障害検知態様）
　ＳＹＮ／ＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていないため、第１の中継装置４４１で障害検知が可能である。
・地点６４ｐでの障害発生時（第３の障害検知態様）
　ＳＹＮ／ＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていないことと、ＡＣＫ番号が減算されていないことによって、第１の中継装置４４１で障害検知が可能である。
・地点６５ｐでの障害発生時（第４の障害検知態様）
　ＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていなため、第２の中継装置４４２で障害検知が可能である。
・地点６６ｐでの障害発生時（第５の障害検知態様）
　ＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていないことと、ＡＣＫ番号が減算されていないことによって、第２の中継装置４４２で障害検知が可能である。
・地点６７ｐでの障害発生時（第６の障害検知態様）
　再送されたＳＹＮ／ＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていないことと、ＡＣＫ番号が減算されていないことによって、第１の中継装置４４１で障害検知が可能である。
　上記に挙げた各地点６０ｐ，６１ｐ，６４ｐ，６５ｐ，６６ｐ，６７ｐでの障害発生の詳細処理フローを障害検知の実施形態として以下に詳述する。
Ｂ－２－２．第１の障害検知態様：
　図８は、３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第１の態様を説明するための図である。図８は、第１の通信装置４５４がＳＹＮパケットを送信する時点６０ｐで、第１の中継装置４４１に障害が発生していた場合の処理フローである。
　第１の通信装置４５４がＳＹＮパケットを送信すると、第１の中継装置４４１は加工部４８によってＳＹＮパケットを処理できず、ＳＹＮパケットをパススルーする（ステップＳ７０）。第２の中継装置４４２の検知部４６は、受信したＳＹＮパケットにＴＣＰオプションが付与されていないことを検知することで、第１の中継装置４４１の障害発生を検知できる（ステップＳ７０ａ）。ステップＳ７１以降の工程は、ネットワークシステム５の第１と第２の中継装置４４１，４４２間において、第１と第２の中継装置４４１，４４２間で用いられることが可能な固有のセッション（高速化セッション）が形成されていない為に、通常のＴＣＰセッションによってデータを転送する。すなわち、ステップＳ７１の次に、第２の通信装置４５５は、ＳＹＮ／ＡＣＫパケットを第２の中継装置４４２に送信し、第２の中継装置４４２と第１の中継装置４４１はＳＹＮ／ＡＣＫパケットを第１の中継装置４４１に向けて転送する（ステップＳ７３，Ｓ７３ａ）。ＳＹＮ／ＡＣＫパケットを受信した第１の中継装置４４１は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットに対して、ＳＹＮパケットで使用したシーケンス番号１０００に１を加算した値（すなわち、ステップＳ７２で送信されたＡＣＫ番号）をシーケンス番号としてＡＣＫパケットを第２の通信装置４５５に向けて送信する（ステップＳ７４）。第１の中継装置４４１と第２の中継装置４４２は、第１の通信装置４５４から送信されたＡＣＫパケットをパススルーして第２の通信装置４５５に転送する（ステップＳ７５，Ｓ７６）。これにより、第１の通信装置４５４と第２の通信装置４５５との間でコネクションが確立される。
Ｂ－２－３．第２の障害検知態様：
　図９は、３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第２の態様を説明するための図である。図９では、第１の通信装置４５４からＳＹＮパケットを送信する時点６１ｐで、第２の中継装置４４２に障害が発生していた場合の処理フローである。
　コネクションを確立するために、第１の通信装置４５４からＳＹＮパケットが第１の中継装置４４１に送信される（ステップＳ８０）。第１の中継装置４４１は、第１の通信装置４５４からのＳＹＮパケットを受信すると、ＳＹＮパケットにＴＣＰオプションを付与し、第２の中継装置４４２に送信する（ステップＳ８１）。しかしながら、第２の中継装置４４２は、加工部４８（図２）において所定の処理ができないため、ＳＹＮパケットをパススルーし第２の通信装置４５５に送信する（ステップＳ８１ａ）。第２の通信装置４５５は、受信したＳＹＮパケットにＴＣＰオプションが付与されているが、第２の通信装置４５５はＴＣＰオプションをサポートしておらず解釈できない為、ＴＣＰオプションを無視する（ステップＳ８１ｂ）。第２の通信装置４５５は、受信したＳＹＮパケットに対する応答としてＳＹＮ／ＡＣＫパケットを第２の通信装置４４２に送信する（ステップＳ８２）。ここで、第２の中継装置４４２は、第２の通信装置４５５から送信されたＳＹＮ／ＡＣＫパケットを加工部４８で処理することなく第１の中継装置４４１に送信する（ステップＳ８２ａ）。第１の中継装置４４１は、第２の中継装置４４１から受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていないことを検知することで、第２の中継装置４４２の障害発生を検知できる（ステップＳ８２ｂ）。また、ステップＳ８２ｂにおいて、第１の中継装置４４１は、障害発生の検知後にセッション管理テーブルを削除して以降の通信をパススルーさせる。
　第１の中継装置４４１は、ステップＳ８３において加工部４８の機能を用いることなくＳＹＮ／ＡＣＫパケットを第１の通信装置４５４に送信する（パススルー）。第１の通信装置４５４は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットに対して、ＳＹＮパケットで使用したシーケンス番号１０００に１を加算した値（すなわち、ステップＳ８３で送信されたＡＣＫ番号）をシーケンス番号としてＡＣＫパケットを第２の通信装置４５５に向けて送信する（ステップＳ８４）。ステップＳ８４では、通常のＴＣＰセッションによってＡＣＫパケットが第１の中継装置４４１，第２の中継装置４４２，第２の通信装置４５５に順にパススルーによって転送される（ステップＳ８５，Ｓ８６）。これにより、第１の通信装置４５４と第２の通信装置４５５との間でコネクションが確立される。
Ｂ－２－４．第３の障害検知態様：
　図１０は、３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第３の態様を説明するための図である。図１０は、第２の中継装置４４２が第２の通信装置４５５にＳＹＮパケットを送信した地点６４ｐで第２の中継装置４４２に障害が発生した場合の処理フローを示している。
　図１０において、ステップＳ９０～ステップＳ９２は、図７に示すステップＳ６０～ステップＳ６２と同様の処理工程であるため説明を省略する。ステップＳ９２の後に、第２の通信装置４５５は、ＳＹＮパケットに対する応答としてＳＹＮ／ＡＣＫパケットを第２の中継装置４４２に送信する（ステップＳ９３）。ここで、第２の中継装置４４２は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットをパススルーして第１の中継装置４４１にＳＹＮ／ＡＣＫパケットを送信する（ステップＳ９３ａ）。第１の中継装置４４１は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていないことと、ＡＣＫ番号が減算されていないことを検知することで、対向する第２の中継装置４４２の障害発生を検知できる（ステップＳ９４）。本実施例では、ＡＣＫ番号が減算されていないことは、第２の中継装置４４２の検知部４６が、受信したＡＣＫ番号から所定値（１００００００）を減算した値が、本来受信すべき期待するＡＣＫ番号であることによって判別する。対向する第２の中継装置４４２の障害発生を検知した後に、第１の中継装置４４１は、第１の通信装置４５４、及び、第２の中継装置４４２を介して第２の通信装置４５５にリセット（ＲＳＴ）パケットを送信し、以降の通信を強制的に終了しても良い。また、対向する第２の中継装置４４２の障害発生を検知した後に、第１の中継装置４４１は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットをパススルーして第１の通信装置４５４にＳＹＮ／ＡＣＫパケットを送信し、３ウェイ・ハンドシェイクの処理を継続しても良い。
Ｂ－２－５．第４の障害検知態様：
　図１１は、３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第４の態様を説明するための図である。図１１は、第１の中継装置４４１がＳＹＮパケットを第２の中継装置４４２に送信した地点６５ｐで第１の中継装置４４１に障害が発生した場合の処理フローである。
　図１１において、ステップＳ１００～ステップＳ１０３は、図７に示すステップＳ６０～ステップＳ６３と同様の処理工程であるため説明を省略する。第２の通信装置４５５から受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットに対し、第２の中継装置４４２は、ＴＣＰオプションを付与すると共に確認応答番号から所定値を減算してＳＹＮ／ＡＣＫパケットを第１の中継装置４４１に送信する（ステップＳ１０４）。そして、第１の中継装置４４１は、加工部４８に障害が発生しているため、第２の中継装置４４２から受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットを加工部４８で処理することなく第１の通信装置４５４に送信する（ステップＳ１０４ａ）。第１の通信装置４５４に送信されたＳＹＮ／ＡＣＫパケットにはＴＣＰオプションが付与されたままであるが、第１の通信装置４５４は、ＴＣＰオプションを解釈できないためＴＣＰオプションが付与されたＳＹＮ／ＡＣＫパケットを受信できる（ステップＳ１０４ｂ）。第１の通信装置４５４は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットのＡＣＫ番号をシーケンス番号としてＡＣＫパケットを第１の中継装置４４１に送信する（ステップＳ１０５）。第１の中継装置４４１は第１の中継装置４４１から送信されたＡＣＫパケットをパススルーして第２の中継装置４４２に送信する（ステップＳ１０５ａ）。第２の中継装置４４２は、第１の中継装置４４１から送信されたＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていないことを検知することで、対向する第１の中継装置４４１の障害発生を検知できる（ステップＳ１０６）。対向する第１の中継装置４４１の障害発生を検知した後は、第２の中継装置４４２は、第２の通信装置４４５、及び、第１の中継装置４４１を介して第１の通信装置４５４にＲＳＴパケットを送信し、以降の通信を強制的に終了しても良い。また、対向する第１の中継装置４４１の障害発生を検知した後は、第２の中継装置４４２は、受信したＡＣＫパケットをパススルーして第２の通信装置４５５にＡＣＫパケットを送信することで、３ウェイ・ハンドシェイクの処理を継続しても良い。
Ｂ－２－６．第５の障害検知態様：
　図１２は、３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第５の態様を説明するための図である。図１２は、第１の中継装置４４１がＳＹＮ／ＡＣＫパケットを第１の通信装置４５４に送信した地点６６ｐで第１の中継装置４４１に障害が発生した場合の処理フローである。
　図１２において、ステップＳ１１０～ステップＳ１１５は、図７に示すステップＳ６０～ステップＳ６５と同様の処理工程であるため説明を省略する。ステップＳ１１５の後に、第１の通信装置４５４は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットのＡＣＫ番号をシーケンス番号としてＡＣＫパケットを第１の中継装置４４１に送信する（ステップＳ１１６）。第１の中継装置４４１は、加工部４８に障害が発生しているため、受信したＡＣＫパケットを加工部４８で処理することなく第２の中継装置４４２に送信する（ステップＳ１１７）。第２の中継装置４４２は、受信したＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていないことと、ＡＣＫ番号が減算されていないことを検知することで、対向する第１の中継装置４４１の障害発生を検知できる（ステップＳ１１８）。対向する第１の中継装置４４１の障害発生を検知した後に、第２の中継装置４４２は、第２の通信装置４５５、及び、第１の中継装置４４２を介して第２の通信装置４５５にリセット（ＲＳＴ）パケットを送信し、以降の通信を強制的に終了しても良い。また、対向する第１の中継装置４４１の障害発生を検知した後に、第２の中継装置４４２は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットをパススルーして第１の通信装置４５４にＳＹＮ／ＡＣＫパケットを送信し、３ウェイ・ハンドシェイクの処理を継続しても良い。
Ｂ－２－７．第６の障害検知態様：
　図１３は、３ウェイ・ハンドシェイク時の障害検知の第６の態様を説明するための図である。図１３は、第２の中継装置４４２がＳＹＮ／ＡＣＫパケットを第１の中継装置４４１に送信した直後に第２の中継装置４４２に障害が発生した場合の処理フローである。
　図１３において、ステップＳ１２０～ステップＳ１２６は、図７に示すステップＳ６０～ステップＳ６６と同様の処理工程であるため説明を省略する。第１の通信装置４５４から送信されたＡＣＫパケットに対し、第１の中継装置４４１はＴＣＰオプションを付与すると共に、ＡＣＫ番号から所定値である１００００００を減算してＡＣＫパケットを第２の中継装置４４２に送信する（ステップＳ１２７）。第２の中継装置４４２は、加工部４８に障害が発生しているため、第１の中継装置４４２から受信したＡＣＫパケットを加工部４８で処理することなく第２の通信装置４５５に送信する（ステップＳ１２８）。第２の通信装置４５５は、ＡＣＫパケットを受信するが受信したＡＣＫパケットのシーケンス番号が期待するシーケンス番号（シーケンス番号：１０１０００１）とは異なるためシーケンス違いによりステップＳ１２３と同様のＳＹＮ／ＡＣＫパケットを第２の中継装置４４２に再送する（ステップＳ１２９）。また、第２の中継装置４４２は、再送されたＳＹＮ／ＡＣＫパケットをパススルーし、第１の中継装置４４１に送信する（ステップＳ１２９ａ）。第１の中継装置４４１は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていないことと、ＡＣＫ番号が減算されていないことを検知することで、対向する第２の中継装置４４２の障害発生を検知できる（ステップＳ１３０）。対向する第２の中継装置の障害発生を検知した後に、第１の中継装置４４１は、第１の通信装置４５４、及び、第２の中継装置４４２を介して第２の通信装置４５５にリセット（ＲＳＴ）パケットを送信し、以降の通信を強制的に終了しても良い。また、対向する第２の中継装置４４２の障害発生を検知した後に、第１の中継装置４４１は、受信したＳＹＮ／ＡＣＫパケットをパススルーして第１の通信装置４５４にＳＹＮ／ＡＣＫパケットを送信し、３ウェイ・ハンドシェイクの処理を継続しても良い。
Ｂ－３．コネクション確立後の障害発生の検知について：
　図１４は、ＴＣＰによるデータ通信中に障害が発生した場合の第１の障害検知態様を説明するための図である。図１４では、シーケンス番号１００１におけるデータの第２の通信装置４５５への送信が完了した地点（ステップＳ１４０～ステップＳ１４２の後の地点）１４０ｐで、第１の中継装置４４１に障害が発生した場合の障害検知処理フローである。なお、図１４では、シーケンス番号１０００１のデータに対するＡＣＫパケットについては図示を省略している。
　第１の通信装置４５４は、シーケンス番号１０００１のデータを第１の中継装置４４１に送信後、シーケンス番号１１４６１のデータを第１の中継装置４４１に送信する（ステップＳ１５０）。第１の中継装置４４１は障害が発生しているため受信したデータを加工部４８で処理することなく第２の中継装置４４２に送信する（ステップＳ１５１）。シーケンス番号１１４６１のデータを受信した第２の中継装置４４２は、受信したデータにＴＣＰオプションが付与されていないこと、ＡＣＫ番号が減算されていないことを検知することで、対向する第１の中継装置４４１の障害を検知できる（ステップＳ１５5）。対向する第１の中継装置４４１の障害を検知した後に、第２の中継装置４４２は、第２の通信装置４５５、及び、第１の中継装置４４１を介して第１の通信装置４５４にリセット（ＲＳＴ）パケットを送信し、以降の通信を強制的に終了させても良い。また、対向する第１の中継装置４４１の障害発生を検知した後に、第２の中継装置４４２は、受信したデータをパススルーによって第２の通信装置４５５に送信しても良い。なお、第２の中継装置４４２は、受信したデータをパススルーによって第２の通信装置４５５に送信した場合において、第２の通信装置４５５は受信したデータのＡＣＫ番号が、本体付加されるべき期待するＡＣＫ番号に所定値である１００００００を加算した値と異なるときは、シーケンスエラーと判断する。そして、第２の通信装置４５５は、期待するＡＣＫ番号（ここでは、ＡＣＫ番号２０００１）を第２の中継装置４４２，第１の中継装置４４１を介して第１の通信装置４５４に送信する。
　図１５は、ＴＣＰによるデータ通信中に障害が発生した場合の第２の障害検知態様を説明するための処理である。図１５では、シーケンス番号１０００１のデータの第２の通信装置４５５への送信が完了した後（ステップＳ１６０～ステップＳ１６２の後）に、第２の中継装置４４２に障害が発生した場合の障害検知フローである。
　第１の通信装置４５４は、シーケンス番号１０００１のデータを第１の中継装置４４１に送信後、シーケンス番号１１４６１のデータを第１の中継装置４４１に送信する（ステップＳ１７０）。第１の中継装置４４１は、シーケンス番号１１４６１のデータにＴＣＰオプションを付与すると共に、ＡＣＫ番号から所定値である１００００００を減算して第２の中継装置４４２にデータを送信する（ステップＳ１７１）。第２の中継装置４４２は受信したデータをパススルーする（ステップＳ１７２）。第２の中継装置４４２からのデータを受信した第２の通信装置４５５は、期待したシーケンス番号（シーケンス番号１０１１４６１）とは異なるシーケンス番号が付与されたデータを受信したため、シーケンスエラーとして再送要求のＡＣＫパケットを返送する（ステップＳ１８０）。第２の中継装置４４２は、障害発生中の為、再送要求のＡＣＫパケットをパススルーする（ステップＳ１８１）。第１の中継装置４４１は、再送要求のＡＣＫパケットにＴＣＰオプションが付与されていないことと、ＡＣＫ番号が減算されていないことを検知することで、対向する第２の中継装置４４２の障害を検知できる（ステップＳ１８５）。対向する第２の中継装置４４２の障害を検知した後に、第１の中継装置４４１は、第１の通信装置４５４、及び、第２の中継装置４４２を介して第２の通信装置４５５にリセット（ＲＳＴ）パケットを送信し、以降の通信を強制的に終了させても良い。また、対向する第２の中継装置４４２の障害を検知した後に、第１の中継装置４４１は、受信したデータをパススルーによって第１の通信装置４５４に送信しても良い。なお、図１５では、第１の中継装置４４１は、シーケンス番号１１４６１のデータに対するＡＣＫパケットに基づき障害発生を検知したが（ステップＳ１８５）、シーケンス番号１０００１のデータに対するＡＣＫパケットの送信がステップＳ１８０よりも先に処理された場合は、該ＡＣＫパケットに基づき障害発生を検知できる。
Ｂ－４．効果：
　上記のように、第１と第２の中継装置４４１，４４２は、ＴＣＰオプションとＡＣＫ番号の少なくともいずれか一方に基づいて、一方の中継装置４４１，４４２が他方の中継装置４４１，４４２の障害発生を容易に検知できる。これにより、例えば、第１と第２の中継装置４４１，４４２のいずれかに障害が発生した場合に、タイムアウト等によるデータ通信の中断を待つことなく、パススルーによるデータ送信や、ＲＳＴパケットの送信等のデータ通信を進めるための処理を速やかに実行できる。
　上記実施例では、ＴＣＰオプションとＡＣＫ番号に基づいて中継装置４４１，４４２の障害発生を検知している（例えば、図１０，図１２，図１３）。ＴＣＰオプションに加え、ＡＣＫ番号も障害発生を検知するための判断要素に加えることで、他のネットワーク（コネクション）から誤って侵入したＴＣＰオプションが付与されたパケットを元に、対向する中継装置４４１，４４２の障害発生を誤って検知できない可能性を低減できる。すなわち、より精度良く中継装置４４１，４４２の障害発生を検知できるネットワークシステム５を構築できる。
　また、上記実施例では、受信したデータによって検知部４６が対向する中継装置４４１，４４２の障害発生を検知した場合に、障害発生を検知した中継装置４４１，４４２が受信したデータがＳＹＮパケットを含む場合は、パススルーによって以降のデータを処理している（図８）。これにより、３ウェイ・ハンドシェイクの処理を中断することなくコネクションを確立できる。
　また、上記実施例では、受信したデータによって検知部４６が対向する中継装置４４１，４４２の障害発生を検知した場合に、障害発生を検知した中継装置４４１，４４２が受信したデータがＴＣＰコネクション確立要求を行うためのＳＹＮパケットに対するＡＣＫパケットを含む場合は、パススルーによって以降のデータを処理している（図９）。これにより、３ウェイ・ハンドシェイクの処理を中断することなくコネクションを確立できる。
　ここで、上記実施例の第１の中継装置４４１と第２の中継装置４４２が課題を解決するための手段に記載の「第１の中継装置」に相当する。詳細には、上記実施例のうち、第１の中継装置４４１が課題を解決するための手段に記載の「第１の中継装置」に相当する場合は、第２の中継装置４４２が課題を解決するための手段に記載の「第２の中継装置」に相当する。また、上記実施例のうち、第２の中継装置４４２が課題を解決するための手段に記載の「第１の中継装置」に相当する場合は、第１の中継装置４４１が課題を解決するための手段に記載の「第２の中継装置」に相当する。
Ｃ．変形例：
　以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はこのような実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。例えば以下のような変形が可能である。
Ｃ－１．第１変形例：
　上記実施例の障害検知の一態様では、データにＴＣＰオプションが付与されていないことと、ＡＣＫ番号が減算されていないことを検知することで対向する中継装置４４１，４４２の障害発生を検知する態様を含んでいたが（例えば、Ｂ－２－４．第３の障害検知態様）、これに限定されるものではない。すなわち、データにＴＣＰオプションが付与されていないことと、ＡＣＫ番号が減算されていないことの少なくともいずれか一方を検知することで、一方の中継装置４４１，４４２が、他方の対向する中継装置４４１，４４２の障害発生を検知しても良い。例えば、図１０において、第１の中継装置４４１が受信したデータにＴＣＰオプションが付与されていないことを検知することで、第１の中継装置４４１は対向する第２の中継装置４４２の障害発生を検知しても良い。また、例えば図１０において、第１の中継装置４４１が受信したデータのＡＣＫ番号が所定値減算されていないことを検知することで、第１の中継装置４４１は対向する第２の中継装置４４２の障害発生を検知しても良い。すなわち、以下の変形態様の中継装置であっても良い。
・第１の変形態様：
　シーケンス番号を用いたストリーム型の通信によってデータを伝送する２つの端末と、前記２つの端末の伝送路上に直列に配置され前記２つの端末間のデータを中継するための第１と第２の中継装置と、を有するネットワークに配置される第１の中継装置であって、
　受信したデータの転送を行うための転送制御部と、
　対向する前記第２の中継装置に障害が発生したことを検知する検知部と、を備え、
　前記転送制御部は、
　　前記受信したデータの転送を行う転送部と、
　　前記第２の中継装置の障害の発生を検知するために前記受信したデータを加工する加工部であって、（ｉ）前記第２の中継装置に向けてデータを転送する場合に、転送するデータに前記第１と第２の中継装置間でのデータのやり取りであることを示すためのマークをデータに付与するオプション部と、を有する加工部と、を有し、
　前記検知部が対向する前記第２の中継装置の障害の発生を検知するための要素として前記マークを含む、第１の中継装置。
　上記第１の変形態様の第１の中継装置は、マークに基づいて対向する第２の中継装置の障害発生を検知できる。ここで、検知部は、第２の中継装置から送信されて受信したデータにマークが付与されていない場合に、第２の中継装置の障害の発生を容易に検知できる。
・第２の変形態様：
　シーケンス番号を用いたストリーム型の通信によってデータを伝送する２つの端末と、前記２つの端末の伝送路上に直列に配置され前記２つの端末間のデータを中継するための第１と第２の中継装置と、を有するネットワークに配置される第１の中継装置であって、
　受信したデータの転送を行うための転送制御部と、
　対向する前記第２の中継装置に障害が発生したことを検知する検知部と、を備え、
　前記転送制御部は、
　　前記受信したデータの転送を行う転送部と、
　　前記第２の中継装置の障害の発生を検知するために前記受信したデータを加工する加工部であって、（ｉ）データを対向する前記端末に送信する場合に、送信元の前記端末から送信されるデータに付与されているシーケンス番号に所定値を加算する加算部と、（ｉｉ）データを対向する前記端末から受信した場合に、前記端末から送信されたデータに付与されている確認応答番号に対し前記所定値を減算する減算部と、を有する加工部と、を有し、
　前記検知部が対向する前記第２の中継装置の障害の発生を検知するための要素として前記確認応答番号を含む、第１の中継装置。
　上記第２の変形態様の第１の中継装置は、確認応答番号に基づいて対向する第２の中継装置の障害発生を検知できる。ここで、検知部は、第２の中継装置から送信されて受信したデータのうち確認応答番号が、本来受信すべき番号から所定値を加算した番号である場合に、第２の中継装置の障害の発生を容易に検知できる。
Ｃ－２．第２変形例：
　上記実施例では、第１と第２の通信装置４５４，４５５はＴＣＰによってデータ通信を行っていたが、データ通信に用いられるプロトコルはＴＣＰに限定されるものではない。すなわち、第１と第２の通信装置４５４，４５５がシーケンス番号を用いたストリーム型の通信によってデータ通信を行う場合に、本発明を適用できる。例えば、ＲＴＣＰ(Real-time Transport Control Protocol)を用いたデータ通信にも本発明は適用できる。
Ｃ－３．第３変形例：
　上記実施例では、第１と第２の中継装置４４１，４４２が対向する中継装置４４１，４４２の障害発生を検知し、ＲＳＴパケットを送信することでデータ通信を中断していたが、以下のようにしてデータ通信を中断しても良い。すなわち、ネットワークシステム５に接続された制御装置を新たに備え、中継装置４４１，４４２によって障害が検知された場合に、障害を検知した中継装置が障害検知を制御装置に報知し、障害検知に関する情報を受信した制御装置がデータ通信の中断を実行しても良い。
　　５，５ｗ…ネットワークシステム
　　１０ｗ…第１の中継装置
　　１１ｗ…第２の中継装置
　　２０ｗ…第１の通信装置
　　２１ｗ…第２の通信装置
　　４１，４２…入出力インタフェース
　　４４…転送制御部
　　４６…検知部
　　４８…加工部
　　４８ａ…オプション部
　　４８ｂ…加算部
　　４８ｃ…減算部
　　４９…転送部
　　４４１…第１の中継装置
　　４４２…第２の中継装置
　　４５４…第１の通信装置
　　４５５…第２の通信装置

Claims (8)

  1. 　シーケンス番号を用いたストリーム型の通信によってデータを伝送する２つの端末と、前記２つの端末の伝送路上に直列に配置され前記２つの端末間のデータを中継するための第１と第２の中継装置と、を有するネットワークに配置される第１の中継装置であって、
    　受信したデータの転送を行うための転送制御部と、
    　対向する前記第２の中継装置に障害が発生したことを検知する検知部と、を備え、
    　前記転送制御部は、
    　　前記受信したデータの転送を行う転送部と、
    　　前記第２の中継装置の障害の発生を検知するために前記受信したデータを加工する加工部であって、（ｉ）前記第２の中継装置に向けてデータを転送する場合に、転送するデータに前記第１と第２の中継装置間でのデータのやり取りであることを示すためのマークをデータに付与するオプション部と、（ｉｉ）データを対向する前記端末に送信する場合に、送信元の前記端末から送信されるデータに付与されているシーケンス番号に所定値を加算する加算部と、（ｉｉｉ）データを対向する前記端末から受信した場合に、前記端末から送信されたデータに確認応答番号が付与されているときに、前記確認応答番号に対し前記所定値を減算する減算部と、を有する加工部と、を有し、
    　前記検知部は、前記マークと前記確認応答番号の少なくともいずれか一方に基づいて対向する前記第２の中継装置の障害の発生を検知する、第１の中継装置。
  2. 　請求項１に記載の第１の中継装置であって、
    　前記検知部は、前記第２の中継装置から送信されて受信したデータに前記マークが付与されていない場合に、前記第２の中継装置の障害の発生を検知する、第１の中継装置。
  3. 　請求項１に記載の第１の中継装置であって、
    　前記検知部は、前記第２の中継装置から送信されて受信したデータのうちの前記確認応答番号が、本来受信すべき番号から前記所定値を加算した番号である場合に、前記第２の中継装置の障害の発生を検知する、第１の中継装置。
  4. 　請求項１に記載の第１の中継装置であって、
    　前記検知部は、前記第２の中継装置から送信されて受信したデータに前記マークが付与されていない場合であり、かつ、前記受信したデータのうちの前記確認応答番号が、本来受信すべき番号から前記所定値を加算した番号である場合に、前記第２の中継装置の障害の発生を検知する、第１の中継装置。
  5. 　請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の第１の中継装置であって、
    　前記２つの端末はＴＣＰを用いて通信を行い、
    　前記転送制御部は、
    　　受信したデータによって前記検知部が前記第２の中継装置の障害の発生を検知した場合に、前記受信したデータがＴＣＰコネクション確立要求を行うためのＳＹＮパケットを含む場合は、前記加工部の機能を用いることなく前記受信したデータの転送を行う、第１の中継装置。
  6. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の第１の中継装置であって、
    　前記２つの端末はＴＣＰを用いて通信を行い、
    　前記転送制御部は、
    　　受信したデータによって前記検知部が前記第２の中継装置の障害の発生を検知した場合に、前記受信したデータがＴＣＰコネクション確立要求を行うためのＳＹＮパケットに対する確認応答パケットを含む場合は、前記加工部の機能を用いることなく前記受信したデータの転送を行う、第１の中継装置。
  7. 　シーケンス番号を用いたストリーム型の通信によってデータが伝送される２つの端末と、前記２つの端末の伝送路上に直列に配置され前記２つの端末間のデータを中継するための第１と第２の中継装置と、を有するネットワークに配置される第１の中継装置の制御方法であって、
    （ａ）受信したデータを転送する工程と、
    （ｂ）対向する前記第２の中継装置に障害が発生したことを検知する工程と、を備え、
    　前記工程（ａ）は、
    （ａ１）前記第２の中継装置に向けてデータを転送する場合に、転送するデータに前記第１と第２の中継装置間でのデータのやり取りであることを示すためのマークをデータに付与する工程と、
    （ａ２）データを対向する前記端末に送信する場合に、送信元の前記端末から送信されるデータに付与されているシーケンス番号に所定値を加算する工程と、
    （ａ３）データを対向する前記端末から受信した場合に、前記対向する端末から送信されるデータに確認応答番号が付与されているときに、前記確認応答番号に前記所定値を減算する工程と、を含み、
    前記工程（ｂ）は、
    　前記マークと前記確認応答番号の少なくともいずれか一方に基づいて対向する前記第２の中継装置の障害の発生を検知する工程を含む、制御方法。
  8. 　ネットワークシステムであって、
    　シーケンス番号を用いたストリーム型の通信によってデータを伝送する２つの端末と、
    　前記２つの端末の伝送路上に直列に配置され前記２つの端末間のデータを中継するための第１と第２の中継装置と、を備え、
    　前記１と第２の中継装置は、それぞれ、
    受信したデータの転送を行うための転送制御部と、
    　対向する他方の前記中継装置に障害が発生したことを検知する検知部と、を備え、
    　前記転送制御部は、
    　　前記受信したデータの転送を行う転送部と、
    　　前記他方の中継装置の障害の発生を検知するために前記受信したデータを加工する加工部であって、（ｉ）前記他方の中継装置に向けてデータを転送する場合に、転送するデータに前記第１と第２の中継装置間でのデータのやり取りであることを示すためのマークをデータに付与するオプション部と、（ｉｉ）データを対向する前記端末に送信する場合に、送信元の前記端末から送信されるデータに付与されているシーケンス番号に所定値を加算する加算部と、（ｉｉｉ）データを対向する前記端末から受信した場合に、前記端末から送信されたデータに確認応答番号が付与されているときに、前記確認応答番号に対し前記所定値を減算する減算部と、を有する加工部と、を有し、
    　前記検知部は、前記マークと前記確認応答番号の少なくともいずれか一方に基づいて対向する前記他方の中継装置の障害の発生を検知する、ネットワークシステム。
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