JP4031500B2 - ノード冗長方法、インタフェースカード、インタフェースデバイス、ノード装置およびパケットリングネットワークシステム - Google Patents

Description

本発明は、ノード冗長方法、インタフェースカード、インタフェースデバイス、ノード装置およびパケットリングネットワークシステムに関するものであり、特に、通信ネットワークを構成する通信装置（以下、ノード装置という）のノード障害や、ノード装置が配置された局社の災害等による通信サービス停止等の信頼性の低下防止や、ノード障害発生時や局社災害発生時等におけるバックアップ用切替ノード等に用いて好適なノード冗長方法、インタフェースカード、インタフェースデバイス、ノード装置およびパケットリングネットワークシステムに関するものである。

近年では、Ethernet（登録商標）やＩＰ(Internet Protocol)パケットを主体としたインターネットのトラフィックの増加、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）ユーザの急増、ＶｏＩＰ（Voice over IP）技術の台頭等により、従来のＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ（Synchronous Optical Network/Synchronous Didgital Hierarchy）装置によるリングネットワークに代えて、リングネットワーク上で直接パケットを処理し、パケットの帯域管理や統計多重効果を引き出すパケットリングのネットワーク（以下、パケットリングネットワークと称する。単にリングと称する場合もある。）が注目されている。

特に、都市圏のネットワークにおいては、パケットリングネットワークへの注目が非常に高い。また、IEEEにおいては、２００３年１１月を目標にパケットリングの標準仕様をまとめたIEEE802.17 RPRの標準化作業が進められている。

近年のパケットリングは、トークンリングやＦＤＤＩ（Fiber Distributed Data Interface）リングと区別して、一般的にＲＰＲ（Resilient Packet Ring）と呼ばれている。

ＲＰＲは、都市間におけるネットワーク（ＭＡＮ／ＷＡＮ（Metoropolitan Area Network/Wide Area Network）に提供されることを主目的としたネットワークプロトコル技術である。

ＲＰＲは、過去にCisco社が発表したＳＲＰ（Spatial Reuse Protocol）をベースにしており、以下の特徴を有している。
１． 双方向二重リングネットワークをサポートしている。
２． ＭＡＣ(Media Access Control)レイヤ（レイヤ２）をサポートしている。
３． 使用帯域の有効利用率が高い。
４． Plug & Play（プラグ・アンド・プレイ）である。
５． 障害時の切り替え時間が５０ms以内である。

第３５図は、従来のＲＰＲネットワーク１０を示す図である。同図に示したＲＰＲネットワーク１０は、ノード装置＃ａ〜＃ｆが、双方向の内回り通信経路１１ｉおよび外回り通信経路１１ｏでリング状に接続されているネットワークである。すなわち、ＲＰＲネットワーク１０では、二重リング構成が採られており、内回り通信経路１１ｉ、外回り通信経路１１ｏのうち、一方で障害が発生しても、他方の通信経路でパケットデータを再送信することにより、通信の継続が可能とされる。

ノード装置＃ａ〜＃ｆは、パケットデータを伝送しノードを構成する装置であり、伝送装置や、ブリッジノード、ルータ、サーバ、ＲＰＲ専用装置等である。

また、Ethernetネットワーク等のようなパケット系ネットワークは、通常メッシュ型やツリー型のネットワークで構築されている。このようなパケット系ネットワークでノード冗長を構築する場合には、一般的に、ＳＴＰ（Spanning Tree Protocol=スパニング・ツリー・プロトコル）が用いられる。

米国特許第６３１４１１０号明細書 IEEE802.17 ドラフトV2.1

ところで、従来においては、メッシュ状やツリー型のネットワークでノード冗長を構築した場合には、各ノード装置と冗長ノード装置を接続するために、新たに多数の光ファイバを敷設しなければならないという問題があった。

また、ＳＴＰを用いた冗長ノード構成では、回線障害発生時やノード障害発生時に、迂回ルートへの切替迄に１分近い時間を要しており、通信事業者等が要求する５０ｍｓ以内という高速切替を全く満足できないという問題もあった。

なお、最近では、ＳＴＰを改良したＲＳＴＰ(Rapid Spanning Tree Protocol=高速スパニング・ツリー・プロトコル)が検討されているが、ＲＳＴＰを使用した場合であっても、数秒もの切替時間を今だに必要としており、かかる５０ｍｓという高速切り替えを実現できない。

ここで、上述した従来のＲＰＲネットワークに関する標準ＲＰＲ(IEEE802.17 ドラフトV2.1)においては、ノード冗長に関する機能が規定されていない。また、IETFのRFC2892(The Cisco SRP MAC Layer Protocol)においても、リングネットワークにおけるノード冗長について、何ら規定されていない。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、ノード冗長の構成を採るにあたって、ネットワーク全体のファイバ本数を削減し、高速切り替えを行うことができるノード冗長方法、インタフェースカード、インタフェースデバイス、ノード装置およびパケットリングネットワークシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、冗長ノードが配置されたパケットリングネットワークに適用されるノード冗長方法であって、冗長ノードとして配置されたノードは、前記パケットリングネットワーク上の他の冗長ノードと共通に使用する共通アドレスをメッセージパケットに設定し、当該パケットリングネットワーク上の各ノードに送信する第１の送信工程を含み、前記第１の送信工程によって送信された前記共通アドレスを受信した前記パケットリングネットワーク上の各ノードは、当該共通アドレスを宛先とするパケットには複数の前記冗長ノードの全てにパケットが到達し得るＴＴＬ値が設定されるように、当該共通アドレスと所定のホップ数と経路選択とを自ノード内のテーブルに設定する設定工程と、前記冗長ノードがノード冗長を採って接続する他のネットワーク宛にパケットを送信する時には、パケットの宛先アドレスとして前記共通アドレスを設定するとともに前記所定のホップ数から導かれるＴＴＬ値を設定し、当該パケットを前記経路選択に設定された経路で前記パケットリングネットワークへ送信する第２の送信工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明のノード冗長方法を実現するためのインタフェースカードである。

また、本発明は、上記発明のノード冗長方法を実現するためのインタフェースデバイスである。

また、本発明は、冗長ノードを含むパケットリングネットワークに配置されるノード装置であって、冗長ノードとして配置されたノードにおいて、前記パケットリングネットワーク上の他の冗長ノードと共通に使用する共通アドレスがメッセージパケットに設定され、当該冗長ノードによって送信された当該メッセージパケットを受信すると、当該共通アドレスを宛先とするパケットには複数の前記冗長ノードの全てにパケットが到達し得るＴＴＬ値が設定されるように、当該共通アドレスと所定のホップ数と経路選択とを自ノード内のテーブルに設定する設定手段と、前記冗長ノードがノード冗長を採って接続する他のネットワーク宛にパケットを送信する時には、パケットの宛先アドレスとして前記共通アドレスを設定するとともに前記所定のホップ数から導かれるＴＴＬ値を設定し、当該パケットを前記経路選択に設定された経路で前記パケットリングネットワークへ送信する送信手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、冗長ノードが配置されるパケットリングネットワークシステムであって、冗長ノードとして配置されたノードは、前記パケットリングネットワーク上の他の冗長ノードと共通に使用する共通アドレスをメッセージパケットに設定し、当該パケットリングネットワーク上の各ノードに送信する第１の送信手段を備え、前記第１の送信手段によって送信された前記共通アドレスを受信した前記パケットリングネットワーク上の各ノードは、当該共通アドレスを宛先とするパケットには複数の前記冗長ノードの全てにパケットが到達し得るＴＴＬ値が設定されるように、当該共通アドレスと所定のホップ数と経路選択とを自ノード内のテーブルに設定する設定手段と、前記冗長ノードがノード冗長を採って接続する他のネットワーク宛にパケットを送信する時には、パケットの宛先アドレスとして前記共通アドレスを設定するとともに前記所定のホップ数から導かれるＴＴＬ値を設定し、当該パケットを前記経路選択に設定された経路で前記パケットリングネットワークへ送信する第２の送信手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、ノード冗長の構成を採るにあたって、ネットワーク全体のファイバ本数を削減し、高速切り替えを行うことができる。

以下、図面を参照して本発明にかかる実施の形態１〜１２について詳細に説明する。

（実施の形態１）
第１図は、本発明にかかる実施の形態１の概要を説明する図である。同図には、ＲＰＲネットワーク＃１とＲＰＲネットワーク＃２との間をノード冗長を採った状態で接続してなるネットワークが図示されている。

ここで、本明細書において、冗長ノード装置と冗長ノードとは同義である。また、ノード装置とノードも、同義である。

ＲＰＲネットワーク＃１は、冗長ノード装置＃１Ａ、冗長ノード装置＃１Ｂ、ノード装置＃１Ｃ〜＃１Ｆが、双方向の内回り通信経路＃１Ｌｉおよび外回り通信経路＃１Ｌｏでリング状に接続されているネットワークである。

すなわち、ＲＰＲネットワーク＃１では、二重リング構成が採られており、内回り通信経路＃１Ｌｉ、外回り通信経路＃１Ｌｏのうち、一方で障害が発生しても、他方の通信経路でパケットデータを再送信することにより、通信の継続が可能とされる。

一方、ＲＰＲネットワーク＃２は、冗長ノード装置＃２Ａ、冗長ノード装置＃２Ｂ、ノード装置＃２Ｃ〜＃２Ｆが、双方向の内回り通信経路＃２Ｌｉおよび外回り通信経路＃２Ｌｏでリング状に接続されてなるネットワークである。

すなわち、ＲＰＲネットワーク＃２では、二重リング構成が採られており、内回り通信経路＃２Ｌｉ、外回り通信経路＃２Ｌｏのうち、一方で障害が発生しても、他方の通信経路でパケットデータを再送信することにより、通信の継続が可能とされる。

ＲＰＲネットワーク＃１とＲＰＲネットワーク＃２とは、冗長リンク＃Ａおよび冗長リンク＃Ｂを介して接続されている。冗長リンク＃Ａは、ＲＰＲネットワーク＃１の冗長ノード装置＃１Ａと、ＲＰＲネットワーク＃２の冗長ノード装置＃２Ａとの間を接続するリンクである。

一方、冗長リンク＃Ｂは、ＲＰＲネットワーク＃１の冗長ノード装置＃１Ｂと、ＲＰＲネットワーク＃２の冗長ノード装置＃２Ｂとの間を接続するリンクである。

ここで、冗長ノード装置＃１Ａおよび冗長ノード装置＃２Ａは、現用系に設定されている。この現用系では、冗長リンク＃Ａがフォワーディング状態とされ、冗長ノード装置＃１Ａと冗長ノード装置＃２Ａとの間で冗長リンク＃Ａを介してパケットデータが転送される。

一方、冗長ノード装置＃１Ｂおよび冗長ノード装置＃２Ｂは、予備系に設定されている。この予備系では、冗長リンク＃Ｂがブロッキング状態とされ、冗長ノード装置＃１Ｂと冗長ノード装置＃２Ｂとの間で冗長リンク＃Ｂを介して、パケットデータが転送されない。

このように、同図に示したネットワークでは、現用系と予備系という冗長構成により、ＲＰＲネットワーク＃１とＲＰＲネットワーク＃２とを接続する部分の信頼性を高めている。

また、同図に示したネットワークにおいては、同一のＲＰＲネットワーク上の冗長ノード装置間でKeepAliveと呼ばれるキープアライブパケット（制御パケット）を送受信し合い、常に相手の状態を監視している。具体的には、ＲＰＲネットワーク＃１においては、冗長ノード装置＃１Ａと冗長ノード装置＃１Ｂとの間でキープアライブパケットが送受信されており、相互に監視している。

一方、ＲＰＲネットワーク＃２においては、冗長ノード装置＃２Ａと冗長ノード装置＃２Ｂとの間でキープアライブパケットが送受信されており、相互に監視している。

本実施の形態１は、第２図に示したように、リング型ネットワーク上でノード冗長を構築することにより、ツリー型ネットワークと比較して光ファイバの本数を大きく削減することができる。

つぎに、実施の形態１の具体例について説明する。第３図は、実施の形態１の構成を示す図である。同図には、ＲＰＲネットワーク＃１０とＲＰＲネットワーク＃２０との間をノード冗長を採った状態で接続してなるネットワークが図示されている。

ＲＰＲネットワーク＃１０は、ノード装置＃Ａ、ノード装置＃Ｂ、冗長ノード装置＃Ｃ、ノード装置＃Ｄ、冗長ノード装置＃Ｅおよびノード装置＃Ｆが、双方向の内回り通信経路＃１０Ｌｉおよび外回り通信経路＃１０Ｌｏでリング状に接続されてなるネットワークである。

すなわち、ＲＰＲネットワーク＃１０では、二重リング構成が採られており、内回り通信経路＃１０Ｌｉ、外回り通信経路＃１０Ｌｏのうち、一方で障害が発生しても、他方の通信経路でパケットデータを再送信することにより、通信の継続が可能とされる。

一方、ＲＰＲネットワーク＃２０は、冗長ノード装置＃Ｇ、冗長ノード装置＃Ｈ、ノード装置＃Ｉおよびノード装置＃Ｊが、双方向の内回り通信経路および外回り通信経路（図示略）でリング状に接続されてなるネットワークである。

すなわち、ＲＰＲネットワーク＃２０では、二重リング構成が採られており、内回り通信経路、外回り通信経路のうち、一方で障害が発生しても、他方の通信経路でパケットデータを再送信することにより、通信の継続が可能とされる。クライアント＃Ｘは、ノード装置＃Ｉに接続されている。

ＲＰＲネットワーク＃１０とＲＰＲネットワーク＃２０とは、冗長リンク＃１０Ａおよび冗長リンク＃１０Ｂを介して接続されている。冗長リンク＃１０Ａは、ＲＰＲネットワーク＃１０の冗長ノード装置＃Ｃと、ＲＰＲネットワーク＃２０の冗長ノード装置＃Ｇとの間を接続するリンクである。

一方、冗長リンク＃１０Ｂは、ＲＰＲネットワーク＃１０の冗長ノード装置＃Ｅと、ＲＰＲネットワーク＃２０の冗長ノード装置＃Ｈとの間を接続するリンクである。

ここで、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｇは、現用系に設定されている。この現用系では、冗長リンク＃１０Ａがフォワーディング状態とされ、冗長ノード装置＃Ｃと冗長ノード装置＃Ｇとの間で冗長リンク＃１０Ａを介してパケットデータが転送される。

一方、冗長ノード装置＃Ｅおよび冗長ノード装置＃Ｈは、予備系に設定されている。この予備系では、冗長リンク＃１０Ｂがブロッキング状態とされ、冗長ノード装置＃Ｅと冗長ノード装置＃Ｈとの間で冗長リンク＃１０Ｂを介して、パケットデータが転送されない。

このように、同図に示したネットワークでは、現用系と予備系という冗長構成により、ＲＰＲネットワーク＃１０とＲＰＲネットワーク＃２０とを接続する部分の信頼性を高めている。

また、同図に示したネットワークにおいては、同一のＲＰＲネットワーク上の冗長ノード装置間でKeepAliveと呼ばれるキープアライブパケット（制御パケット）を送受信し合い、常に相手の状態を監視している。具体的には、ＲＰＲネットワーク＃１０においては、冗長ノード装置＃Ｃと冗長ノード装置＃Ｅとの間でキープアライブパケットが送受信されており、相互に監視している。

第４図は、実施の形態１における冗長ノード装置１００の構成を示すブロック図である。この冗長ノード装置１００は、第３図に示した冗長ノード装置＃Ｃ、冗長ノード装置＃Ｅ、冗長ノード装置＃Ｇ、冗長ノード装置＃Ｈとして適用される。

冗長ノード装置１００において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０は、ＲＰＲカード１２０およびＬＡＮカード１３０を制御する。ＲＰＲカード１２０は、リングネットワーク（例えば、内回り通信経路＃１０Ｌｉおよび外回り通信経路＃１０Ｌｏ：第３図参照）に接続され、通信インタフェース機能を備えたカードである。

ＬＡＮ（Local Area Network）カード１３０は、冗長リンク（冗長リンク＃１０Ａ、冗長リンク＃１０Ｂ等；第３図参照）を介して、当該ＲＰＲネットワーク外の冗長ノードと接続され、通信インタフェース機能を備えたカードである。ここで、ＬＡＮカード１３０の物理インタフェースは、EthernetでもＳＯＮＥＴ／ＳＤＨでもよい。従って、以下では、物理インタフェースの種別を特に問わない。

ＲＰＲカード１２０において、物理インタフェース１２１および物理インタフェース１２２は、内回り通信経路および外回り通信経路（例えば、内回り通信経路＃１０Ｌｉおよび外回り通信経路＃１０Ｌｏ：第３図参照）を収容している。 具体的には、物理インタフェース１２１は、パケットデータ受信用の外回り経路と、パケットデータ送信用の内回り経路とを収容している。一方、物理インタフェース１２２は、パケットデータ受信用の内回り経路と、パケットデータ送信用の外回り経路とを収容している。

ＲＰＲ・ＭＡＣ部１２３およびＲＰＲ・ＭＡＣ部１２４は、ＭＡＣアドレスをＲＰＲフォーマットに変換する。Ｌ２エンジン１２５は、リングネットワーク（内回り経路、外回り経路）へ送出すべきフレームの宛先ＭＡＣアドレスに従って、ＲＰＲ・ＭＡＣ部１２３、ＲＰＲ・ＭＡＣ部１２４のうち一方を選択し、選択先のＲＰＲ・ＭＡＣ部にフレームを渡す。

リングトポロジテーブル１２６は、後述するように、ＲＰＲネットワークのトポロジを定義するためのテーブルである。また、冗長ノード装置１００においては、リング回線、冗長リンク以外の回線収容に応じて必要となるカードの収容が可能である。

第５図は、実施の形態１におけるノード装置２００の構成を示すブロック図である。このノード装置２００は、第３図に示したノード装置＃Ａ、ノード装置＃Ｂ、ノード装置＃Ｄ、ノード装置＃Ｆ、ノード装置＃Ｉおよびノード装置＃Ｊとして適用される。

ノード装置２００において、ＣＰＵ２１０は、ＲＰＲカード２２０を制御する。ＲＰＲカード２２０は、リングネットワーク（例えば、内回り通信経路＃１０Ｌｉおよび外回り通信経路＃１０Ｌｏ：第３図参照）に接続され、通信インタフェース機能を備えたカードである。

ＲＰＲカード２２０において、物理インタフェース２２１および物理インタフェース２２２は、内回り通信経路および外回り通信経路（例えば、内回り通信経路＃１０Ｌｉおよび外回り通信経路＃１０Ｌｏ：第３図参照）を収容している。 具体的には、物理インタフェース２２１は、パケットデータ受信用の外回り経路と、パケットデータ送信用の内回り経路とを収容している。一方、物理インタフェース２２２は、パケットデータ受信用の内回り経路と、パケットデータ送信用の外回り経路とを収容している。

ＲＰＲ・ＭＡＣ部２２３およびＲＰＲ・ＭＡＣ部２２４は、ＭＡＣアドレスをＲＰＲフォーマットに変換する。Ｌ２エンジン２２５は、リングネットワーク（内回り経路、外回り経路）へ送出すべきフレームの宛先ＭＡＣアドレスに従って、ＲＰＲ・ＭＡＣ部２２３、ＲＰＲ・ＭＡＣ部２２４のうち一方を選択し、選択先のＲＰＲ・ＭＡＣ部にフレームを渡す。

リングトポロジテーブル２２６は、後述するように、ＲＰＲネットワークのトポロジを定義するためのテーブルである。また、ノード装置２００においては、リング回線以外の回線収容に応じて必要となるカードの収容が可能である。

第３図に戻り、各冗長ノード装置（冗長ノード装置＃Ｃ、＃Ｅ、＃Ｇおよび＃Ｈ）および各ノード装置（ノード装置＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｄ、＃Ｆ、＃Ｉおよび＃Ｊ）には、以下のパラメータが初期設定されている。
* 冗長ノードEnable / Disable
これは、ＲＰＲネットワーク上の全ての冗長ノード装置およびノード装置に設定され、自ノードが冗長ノードであるか否かを決定するためのパラメータである。冗長ノードである場合、Enableが設定される。一方、冗長ノードでない場合、Disableが設定される。
* 優先度
これは、冗長ノードEnable / DisableパラメータがEnableと設定された冗長ノード装置のみに設定され、現用系/予備系を決定するための優先度に関するパラメータである。
* 個別アドレス
これは、ＲＰＲネットワーク上の全ての冗長ノード装置およびノード装置に設定され、ＲＰＲネットワークにおける自ノードの場所を示すユニークな個別アドレスである。
* 共通アドレス
これは、ＲＰＲネットワークにおいて、冗長ノードEnable / DisableパラメータがEnableと設定された複数の冗長ノード装置（例えば、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅ：第３図参照）に設定され、複数の冗長ノード装置に共通のアドレスである。この共通アドレスは、上述した個別アドレスと重複してはならない。
* 送信タイマ値
これは、冗長ノードEnable / DisableパラメータがEnableと設定された冗長ノード装置のみに設定され、後述するキープアライブパケット（第７図参照）を送信する場合の送信間隔を表すタイマ値である。
* 受信タイムアウト値
これは、冗長ノードEnable / DisableパラメータがEnableと設定された冗長ノードのみに設定され、メイト系の冗長ノード装置（共通アドレスを有する装置）からのキープアライブパケットの受信をタイムアウトと判定するためのタイマアウト値である。

第６図は、ＲＰＲパケットのフォーマットを示す図である。このフォーマットは、IEEE802.17 RPR(ドラフト)で規定されている。上述したキープアライブパケットは、同図に示したＲＰＲパケットのフォーマットに準拠している。

第７図は、キープアライブパケットのフォーマットを示す図である。キープアライブパケットは、ＲＰＲパケット種別のコントロールパケットを使用している。 コントロールパケットは、ＲＰＲパケットの宛先アドレスが、自ノードのアドレスの場合、自ノードで終端される。

キープアライブパケットにＲＰＲのコントロールパケットを適用することより、キープアライブパケットの終端処理が簡易になり、またＲＰＲネットワーク外へのキープアライブパケットの流出を防ぐことが可能となる。

コントロールパケットは、トポロジディスカバリメッセージ、プロテクションメッセージ、ＯＡＭ（Operation Administration and Maintenance）メッセージに更に分けられる。キープアライブメッセージはＯＡＭメッセージを使用する。ＯＡＭメッセージを使用する理由は、コントロールパケットの中でもＯＡＭメッセージが、各ベンダが自由に使用可能なメッセージフォーマットを提供しているからである。

ＴＴＬ（Time To Live）には、ＭＡＸ値の２５５が設定される。パケットタイプには、コントロールパケットが設定される。宛先アドレスには、ブロードキャストアドレスが設定される。これにより、ＲＰＲネットワーク上の全ての冗長ノード装置およびノード装置がこのキープアライブパケットを受信することになる。

送信元アドレスには、キープアライブメッセージパケットを送信する送信元ノードの個別アドレスが設定される。Control Type（コントロールタイプ）には、ＯＡＭを示す0x03が設定される。Control Virsion（コントロールバージョン）には、0x00が設定される。キープアライブ情報は、ペイロード部にあたるＰＤＵ（プロトコルデータユニット）にＴＬＶ(Type-Length-Value)形式で設定される。

キープアライブ情報には、冗長ノード装置に関する情報である（１）優先度、（２）共通アドレス、（３）冗長ステータスが設定される。（１）優先度および（２）共通アドレスは、前述したものである。（３）冗長ステータスは、冗長ノード装置の現在の状態を示し、初期状態 / 現用状態 / 予備状態の３種類がある。

TypeはＰＤＵに設定されるデータの種別を示す。Lengthは、Typeを含めたＰＤＵのデータ長を示す。これにより、将来、収容するキープアライブ情報の変更を行った場合等でも新たなType値を定義することより機能エンハンスが可能とされる。また、機能エンハンスに伴い、キープアライブ情報のデータ長に変更が生じた場合でも、Lengthフィールドで新たにデータ長を指定し直すことより対応可能である。

実施の形態１では、Typeを１バイト長、Lengthを１バイト長、優先度を１バイト長、共通アドレスをＲＰＲが通常使用するＭＡＣアドレスを想定して６バイト長、冗長ステータスを１バイト長の構成としている。ただし、冗長ステータスは、３種類の状態を示すために２ビットあれば済むため、残り６ビットがリザーブ(予約)とされる。

なお、各フィールドのバイト長またはビット長は、一例であり、これらの数値により、本発明が限定されることは無い。

キープアライブパケットは、前述した送信タイマ値で設定された送信間隔で送信される。

また、実施の形態１では、現用系の冗長ノード装置（冗長ノード装置＃Ｃ、冗長ノード装置＃Ｇ：図３参照）が自ノードで障害を検出した場合には、早急に切替を実行するために、キープアライブパケットの送信を送信タイマ値の送信間隔を遵守せずに送信することも可能とする。

これにより、送信タイマ値に関わらず、現用系の冗長ノード装置が障害を検出した場合に、瞬時にキープアライブパケットを自律的に送信することより、高速に冗長ノード装置の切替を行うことができる。

さらに、冗長ノード装置（冗長ノード装置＃Ｃ、冗長ノード装置＃Ｇ：図３参照）は、送信タイマ値の送信間隔よりも長い送信間隔でキープアライブパケットの受信に関するタイムアウト監視を行う。この場合のタイムアウトは、前述した受信タイムアウト値に従う。

ここで、キープアライブパケットがビットエラー等によるパケット廃棄処理により、ＲＰＲネットワークから消失する可能性が十分にあるため、受信タイムアウト値については、１〜２パケットのパケットロス発生を予想して、送信タイマ値よりもある程度大きな値を設定しておく必要がある。

第８図は、冗長ノード装置の状態遷移を説明する図である。この冗長ノード装置は、前述した冗長ノードEnable/DisableがEnableと設定されており、同図に示した状態遷移に従って自ノードの初期状態 / 現用状態 / 予備状態を決定し、その状態に応じて動作する。

第９図は、実施の形態１におけるリングトポロジテーブルを示す図である。同図に示したリングトポロジテーブルは、各冗長ノード装置（冗長ノード装置＃Ｃ、＃Ｅ、＃Ｇ、＃Ｈ）、各ノード装置（ノード装置＃Ａ、＃Ｂ、＃Ｄ、＃Ｆ、＃Ｉ、＃Ｊ）に設定され、リングトポロジテーブル１２６（第４図参照）、リングトポロジテーブル２２６（第５図参照）に相当し、自ノードを起点としたＲＰＲネットワークのトポロジを表すテーブルである。

同図に示したリングトポロジテーブルは、一例として、ノード装置＃Ａに設定されている。

このリングトポロジテーブルは、各冗長ノード装置、各ノード装置がＲＰＲネットワーク上に配信するトポロジパケットにより作成される。すなわち、各冗長ノード装置および各ノード装置は、トポロジパケットをＲＰＲネットワークへ定期的にブロードキャスト送信する。

トポロジパケットは、ＲＰＲパケット（第６図参照）のフォーマットであり、送信元アドレスに自ノードの個別アドレスが、宛先アドレスにブロードキャストアドレスが、ＴＴＬに ＭＡＸ値(＝２５５)が設定される。トポロジパケットは、ＲＰＲネットワークにブロードキャスト送信され、全ての冗長ノード装置およびノード装置に受信される。

トポロジパケットを受信した冗長ノード装置およびノード装置は、送信元アドレスが自ノードの個別アドレスと一致せず、かつＴＴＬ値を１デクリメントした後ＴＴＬ値≠0であれば、当該トポロジパケットを再度ＲＰＲネットワークへ送信する。

また、トポロジパケットを受信した冗長ノード装置およびノード装置は、ＴＴＬの初期値が２５５であることから、トポロジパケットのＴＴＬ値をチェックすることで、当該トポロジパケットの送信元アドレスを示す冗長ノード装置またはノード装置と自ノードとの間のホップ数（距離）を算出することが可能となる。

また、各冗長ノード装置およびノード装置は、ＲＰＲネットワーク上の他の冗長ノード装置およびノード装置により送信された各トポロジパケットを全て受信し、各ホップ数を算出し、リングトポロジテーブルを作成する。

同図に示したノードアドレスにおいて、ノードアドレスには、ＲＰＲネットワーク上に存在する各冗長ノード装置および各ノード装置のアドレス（同図では、便宜的に＃Ａ〜＃Ｆ）と、共通アドレス（＃Ｔ）とが設定される。共通アドレスは、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅ（第３図参照）に共通のアドレスである。ノードアドレスは、上述したトポロジパケットの送信元アドレスから取得される。また、共通アドレス（＃Ｔ）は、キープアライブパケットの送信元アドレスから取得される。

冗長ノードEnableは、冗長ノード装置とノード装置とを区別するために設けられている。冗長ノード装置の場合、冗長ノードEnableには、ＯＮが設定される。一方、ノード装置の場合、冗長ノードEnableには、ＯＦＦが設定される。

内回りホップ数には、内回り（時計回り）で、自ノード(この場合、ノード装置＃Ａ：第３図参照)から対象ノードまでのホップ数が設定される。外回りホップ数には、外回り（反時計回り）で、自ノード(この場合、ノード装置＃Ａ：第３図参照)から対象ノードまでのホップ数が設定される。内回りホップ数および外回りホップ数は、前述したトポロジパケットのＴＴＬより算出される。

内回り経路選択／外回り経路選択には、当該ノード宛のパケットを内回り通信経路または外回り通信経路（内回り通信経路＃１０Ｌｉまたは外回り通信経路＃１０Ｌｏ：第３図参照）のいずれかの通信経路へ送信すべきかを表すＯＮ／ＯＦＦが設定される。ＯＮは、選択である。ＯＦＦは非選択である。

各冗長ノード装置および各ノード装置は、トポロジパケットを定期的に送受信し、リングトポロジテーブルを管理・維持することにより、常にＲＰＲネットワークのトポロジ状態を把握し、最短経路等のポリシに従ってパケット転送を行うことが可能となる。

つぎに、実施の形態１の動作について説明する。第３図において、冗長ノード装置＃Ｃには、（１）冗長ノードEnable、（２）冗長ノード用の共通アドレス＝＃Ｔ、（３）優先度＝５がパラメータとして初期設定されている。

同様にして、冗長ノード装置＃Ｅには、（１）冗長ノードEnable設定、（２）冗長ノード用の共通アドレス= ＃Ｔ、（３）優先度＝３がパラメータとして初期設定されている。

それ以外のＲＰＲネットワーク＃１０における他のノード装置ノード装置＃Ａ、ノード装置＃Ｂ、ノード装置＃Ｄおよびノード装置＃Ｆには、（１）冗長ノードDisableが初期設定されている。なお、これらのノード装置＃Ａ、ノード装置＃Ｂ、ノード装置＃Ｄおよびノード装置＃Ｆには、冗長ノードDisableが初期設定されているため、（２）冗長ノード用の共通アドレス、（３）優先度が設定されない。

ＲＰＲネットワーク＃１０において、ノード装置＃Ａ、ノード装置＃Ｂ、冗長ノード装置＃Ｃ、ノード装置＃Ｄ、冗長ノード装置＃Ｅおよびノード装置＃Ｆは、電源投入後、またはリセット等の初期化後に前述したトポロジパケットをブロードキャストで送信する。

これにより、ノード装置＃Ａ、ノード装置＃Ｂ、冗長ノード装置＃Ｃ、ノード装置＃Ｄ、冗長ノード装置＃Ｅおよびノード装置＃Ｆは、受信したトポロジパケットより、リングトポロジテーブル（第９図参照）を作成する。

また、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅは、トポロジパケットの送信処理以外に以下の処理を実行する。

すなわち、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅは、電源投入後、またはリセット等の初期化後に、第８図に従って、ノード冗長の状態遷移の動作を開始する。

同図において、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅは、最初に、初期状態へ遷移する。この時、冗長リンク＃１０Ａおよび冗長リンク＃１０Ｂは、共にブロッキング状態のままである。また、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅは、キープアライブパケットを送信する。

そして、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅは、自ノードが送信したキープアライブパケット以外の他のキープアライブパケットを受信し、当該キープアライブパケット内の（１）優先度、（２）共通アドレス、（３）冗長ステータスをチェックする。

ここで、キープアライブパケット内の（３）冗長ステータスが現用状態を示している場合には、既に現用系ノードが同一リングに存在するものと判断され、自ノードが予備状態に遷移される。

また、（３）冗長ステータスが初期状態を示している場合には、自ノードの優先度とキープアライブパケット内の（１）優先度を比較して、自ノードの優先度の方が大きければ、現用状態に遷移される。また、（３）冗長ステータスが予備状態を示している場合は、現用状態に遷移される。

この場合には、冗長ノード装置＃Ｃの優先度（＝５）が冗長ノード装置＃Ｅの優先度（＝３）よりも大きいため、冗長ノード装置＃Ｃは、現用状態に遷移し、冗長リンク＃１０Ａをフォワーディング状態にする。一方、冗長ノード装置＃Ｅは、予備状態に遷移し、冗長リンク＃１０Ｂのブロッキング状態を継続させる。

また、キープアライブパケットを受信した各ノード装置（ノード装置＃Ａ、ノード装置＃Ｂ、ノード装置＃Ｄ、冗長ノード装置＃Ｆ）は、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅの存在をトポロジテーブル（第９図参照）に反映させる。

トポロジテーブルには、個別アドレス以外に冗長ノード装置の共通アドレス＃Ｔが設定される。また共通アドレス＃Ｔに対応する内回りホップ数および外回りホップ数には、ＲＰＲネットワーク＃１０の総ホップ数である６が設定される。

そして、冗長ノード装置＃Ｃが現用系とされたことにより、冗長ノード装置＃Ｃは、冗長リンク＃１０Ａを介してＲＰＲネットワーク＃２０より受信したパケットを必要に応じてＲＰＲネットワーク＃１０へ送信する（フォワーディング状態）。冗長ノード装置＃Ｅは、予備系であるため、冗長リンク＃１０Ｂを介してのパケットの送受信を行わない（ブロッキング状態）。

ここで、第３図に示したクライアント＃ＸからＲＰＲパケットが送信されると、冗長ノード装置＃Ｃは、冗長リンク＃１０Ａから当該ＲＰＲパケットを受信した後、ＲＰＲネットワーク＃１０へ送信する。

この際、冗長ノード装置＃Ｃは、ＲＰＲパケットヘッダの送信元アドレスに自ノードの個別アドレスでは無く、冗長ノード用の共通アドレス＃Ｔを設定する。

これにより、冗長ノード装置＃Ｃから当該ＲＰＲパケットを受信したノード装置＃Ａは、冗長ノード装置＃Ｃが冗長ノード装置であることや、冗長ノード装置でかつ現用系であることを特に意識せず、通常動作として、当該ＲＰＲパケットに設定されているクライアント＃Ｘの送信元ＭＡＣアドレスと、ＲＰＲパケットヘッダの送信元アドレス（共通アドレス＃Ｔ）とを自ノード内のＭＡＣテーブル（図示略）に格納する。

つぎに、宛先ＭＡＣアドレスがクライアント＃ＸのＭＡＣアドレスであるクライアントパケットを受信したノード装置＃Ａは、クライアント＃ＸのＭＡＣアドレスをキーとして、自ノード内のＭＡＣテーブルを検索する。この場合には、ＭＡＣテーブルにクライアント＃ＸのＭＡＣアドレスと、共通アドレス＃Ｔとが設定済みであるため、共通アドレス＃Ｔが検索される。

つぎに、ノード装置＃Ａは、共通アドレス＃Ｔをキーとして、リングトポロジテーブル（第９図参照）を検索する。

この場合には、内回りホップ数＝６、外回りホップ数＝６、内回り経路選択＝ＯＮ、外回り経路選択＝ＯＦＦが検索される。

これにより、ノード装置＃Ａは、当該ＲＰＲパケットヘッダの宛先アドレスを＃Ｔ、送信元アドレスを＃Ａ、ＴＴＬ値＝６として、内回り通信経路＃１０ＬｉへＲＰＲパケットを送信する。このＲＰＲパケットを受信したノード装置（冗長ノード装置）は、自ノードのアドレスとＲＰＲパケットヘッダの宛先アドレス（＃Ｔ）を比較して、両アドレスが一致宛であれば、当該ＲＰＲパケットを受信する。

一方、両アドレスが不一致である場合、ノード装置は、ＲＰＲパケットを受信せず、内回り通信経路＃１０Ｌｉへスルーする。

この場合、宛先アドレス（＃Ｔ）が自ノードのアドレスと一致するのは、共通アドレスとして＃Ｔが設定されている冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅである。

これらの冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅは、パケットの宛先アドレスが自ノードに設定された共通アドレスと一致しているため、ＲＰＲパケットを受信した後、ＲＰＲパケットを内回り通信経路＃１０Ｌｉへ送信する。

また、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅは、ＲＰＲパケットのＴＴＬ値を１デクリメントする。

冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅに受信されたＲＰＲパケットは、内回り通信経路＃１０Ｌｉを周回し、最終的にノード装置＃Ａに受信される。ノード装置＃Ａは、１デクリメント後のＴＴＬ値が０であり、また、送信元アドレスが自ノードのアドレスであることから、ＲＰＲパケットをＲＰＲネットワーク＃１０からから削除する。

また、宛先アドレス（＝＃Ｔ）宛のＲＰＲパケットを受信した冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅは、以下のように動作する。

冗長ノード装置＃Ｃは、現用系であるため、受信したＲＰＲパケットを適切に処理し、冗長リンク＃１０Ａへパケットを送信する（フォワーディング状態）。一方、冗長ノード装置＃Ｅは、予備系であることから、当該ＲＰＲパケットを受信後、廃棄する（ブロッキング状態）。

つぎに、この状態で、冗長ノード装置＃Ｃと冗長ノード装置＃Ｅとの間で冗長ノード切替が発生した場合の動作について説明する。冗長リンク＃１０Ａまたは冗長ノード装置＃Ｃに障害が発生した場合、第８図および第１０図に示したように、冗長ノード装置＃Ｃは、冗長ステータスを現用状態から予備状態へ遷移させる。

また、冗長ノード装置＃Ｃは、キープアライブパケットの冗長ステータスを予備状態として、キープアライブパケットを送信するとともに、冗長リンク＃１０Ａをブロッキング状態とする。

そして、冗長ノード装置＃Ｃからのキープアライブパケットを受信した冗長ノード装置＃Ｅは、冗長ノード装置＃Ｃの冗長ステータスが予備状態であることより、自ノードの冗長ステータスを予備状態から現用状態へ遷移させる。

実施の形態１では、冗長ノード装置（冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅ）以外のノード装置＃Ａ、ノード装置＃Ｂ、ノード装置＃Ｄ,、ノード装置＃Ｆは、冗長ノード切替を意識する必要が無い。

冗長ノード切替後にクライアント＃Ｘ宛のＲＰＲパケットを送信する場合、ノード装置＃Ａは、ＭＡＣテーブル（図示略）に学習されている共通アドレス（＝＃Ｔ）が宛先アドレスに、ＴＴＬが６に設定されたＲＰＲパケットを送信すればよい。このＲＰＲパケットは、ノード切替前と同様に冗長ノード装置＃Ｃと冗長ノード装置＃Ｅに受信される。

ＲＰＲパケットを受信した冗長ノード装置＃Ｃは、自ノードが予備系であるため、このＲＰＲパケットを廃棄する。一方、冗長ノード装置＃Ｅは、現用系であるため、ＲＰＲパケットを受信し、冗長リンク＃１０ＢへＲＰＲパケットを送信する。これにより、ＲＰＲは、冗長リンク＃１０ＢおよびＲＰＲネットワーク＃２０を介してクライアント＃Ｘに受信される。

以上説明したように、実施の形態１によれば、ノード冗長の構成を採るにあたって、ネットワーク全体のファイバ本数を削減し、高速切り替えを行うことができる。

また、実施の形態１によれば、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅに共通アドレス（＝＃Ｔ）を付与し、各ノード装置のＭＡＣテーブルに、共通アドレスとクライアント＃ＸからのＲＰＲパケットの送信元アドレスを設定（学習）させることにより、冗長ノード切替の前後で、各ノード装置が、リングトポロジテーブルやＭＡＣテーブルの更新を不要とし、高速で確実な冗長ノード切替の実現が可能となる。

また、実施の形態１によれば、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅに個別アドレスと共通アドレスを付与することにより、各ノード装置から冗長ノード装置に対して、ポイント・ツー・ポイント通信とポイント・ツー・マルチポイント通信との双方を行うことができる。

また、実施の形態１によれば、冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅにおいても、各ノード装置に対して、個別アドレスをトポロジパケットを用いて、ブロードキャスト配信しているため、第９図に示したように、冗長ノード装置＃Ｃ、冗長ノード装置＃Ｅの個別アドレスをリングトポロジテーブルに設定することが可能となる。

これにより、ノード装置から冗長ノード装置＃Ｃ（冗長ノード装置＃Ｅ）に対しても、ポイント・ツー・ポイントの通信が可能となる。

例えば、ノード装置＃Ａから冗長ノード装置＃Ｃおよび冗長ノード装置＃Ｅに対して、PingパケットやOAMパケットのようなノード正常性確認用(テスト用)のパケットをポイント・ツー・ポイントで送信する必要がある場合には、ＲＰＲパケットの宛先アドレスに、それぞれ冗長ノード装置＃Ｃと冗長ノード装置＃Ｅの個別アドレスを設定すればよい。これにより、トポロジテーブルの検索により最適な内回り/外回り通信経路とＴＴＬ値とを読み出し、当該パケットを送信することができる。

（実施の形態１の変形例１）
さて、上述した実施の形態１（第３図参照）においては、共通アドレス宛（冗長ノード装置＃Ｃ、冗長ノード装置＃Ｅ）のＲＰＲパケットが、内回り通信経路＃１０Ｌｉまたは外回り通信経路＃１０Ｌｏのうちいずれかの通信経路へ送信され、当該通信経路を周回後、パケット送信元のノード装置で削除される。

例えば、ノード装置＃Ａが内回り通信経路＃１０Ｌｉへ共通アドレス＃Ｔ宛のＲＰＲパケットを送信した場合には、冗長ノード装置＃Ｅ→ノード装置＃Ｆ→ノード装置＃Ａの区間は、不必要にＲＰＲパケットを送信することになる。

そこで、実施の形態１の変形例１では、上記区間における不必要なパケットの送信を行わず、リング帯域（内回り通信経路＃１０Ｌｉや外回り通信経路＃１０Ｌｏの通信帯域）の利用効率を高めるための手段・方法について説明する。

同変形例１では、第９図に示したリングトポロジテーブルに代えて、第１１図に示したリングトポロジテーブルが用いられる。同図に示したリングトポロジテーブルは、ノード装置＃Ａに設定されるテーブルの例であり、内回りホップ数、外回りホップ数に、自ノード装置から最遠端の冗長ノード装置（共通アドレス）までのホップ数が設定される。

内回りホップ数には、第１２図に示した自ノード（ノード装置＃Ａ）から内回り通信経路＃１０Ｌｉで最遠端の冗長ノード装置＃Ｅまでのホップ数である４が設定される。

一方、外回りホップ数には、自ノード（ノード装置＃Ａ）から外回り通信経路＃１０Ｌｏで最遠端の冗長ノード装置＃Ｃまでのホップ数である４が設定される。

また、変形例１では、冗長ノード装置宛のＲＰＲパケットを送信する通信経路を内回り通信経路＃１０Ｌｉとし、リングトポロジテーブルにおける内回り経路選択がＯＮ、 外回り経路選択がＯＦＦに設定されている。

これにより、第１２図に示したノード装置＃Ａから内回り通信経路＃１０Ｌｉに送信された冗長ノード装置宛のＲＰＲパケットは、冗長ノード装置＃ＥでのＴＴＬ値の１インクリメント処理後、ＴＴＬ＝０となり、冗長ノード装置＃Ｅで削除される。

以上説明したように、実施の形態１の変形例１によれば、冗長ノード装置＃Ｅ→ノード装置＃Ｆ→ノード装置＃Ａの区間で、ノード装置＃Ａが送信した冗長ノード装置宛のＲＰＲパケットが送信されず、リング帯域の利用効率を高めることができる。

また、ノード装置＃Ａからみて、内回り通信経路＃１０Ｌｉ、外回り通信経路＃１０Ｌｏは、共に、最遠端の冗長ノード装置までのホップ数が４である。これに対して、ノード装置＃Ｂからみた場合には、内回り通信経路＃１０Ｌｉの最遠端の冗長ノード装置までのホップ数が３となり、外回り通信経路＃１０Ｌoの最遠端の冗長ノード装置までのホップ数が５となり、ホップ数の少ない内回り通信経路＃１０Ｌｉを選択することより、最短経路を選択することができる。

（実施の形態１の変形例２）
さて、上述した実施の形態１（第３図参照）や変形例１（第１２図参照）においては、共通アドレス宛（冗長ノード装置＃Ｃ、冗長ノード装置＃Ｅ）のＲＰＲパケットが、予め固定的に設定された内回り通信経路＃１０Ｌｉまたは外回り通信経路＃１０Ｌｏのうちいずれかの通信経路へ送信されていた。

これに対して、以下の実施の形態１の変形例２では、内回り通信経路＃１０Ｌｉと外回り通信経路＃１０Ｌｏの双方に冗長ノード装置宛のＲＰＲパケットの送信を可能とすることで、リング帯域の利用効率をさらに高めるための手段・方法について説明する。

同変形例２では、第９図に示したリングトポロジテーブルに代えて、第１３図に示したリングトポロジテーブルが用いられる。同図に示したリングトポロジテーブルは、ノード装置＃Ａに設定されるテーブルの例であり、内回りホップ数、外回りホップ数に、自ノード装置から最短の冗長ノード装置（共通アドレス）までのホップ数が設定される。

内回りホップ数には、第１４図に示した自ノード（ノード装置＃Ａ）から内回り通信経路＃１０Ｌｉで最短の冗長ノード装置＃Ｃまでのホップ数である２が設定される。

一方、外回りホップ数には、自ノード（ノード装置＃Ａ）から外回り通信経路＃１０Ｌｏで最短の冗長ノード装置＃Ｅまでのホップ数である２が設定される。

また、変形例２では、冗長ノード装置宛のＲＰＲパケットを送信する通信経路を内回り通信経路＃１０Ｌｉ、外回り通信経路＃１０Ｌｏとし、リングトポロジテーブルにおける内回り経路選択がＯＮ、 外回り経路選択もＯＮに設定されている。

これにより、宛先アドレス（＝＃Ｔ）でトポロジテーブルを検索時に、内回り経路選択＝ＯＮ、外回り経路選択＝ＯＮの場合には、ＲＰＲパケットをコピーし、トポロジテーブルから読み出したホップ数をそれぞれのＲＰＲパケットに格納し、内回り通信経路＃１０Ｌｉおよび外回り通信経路＃１０Ｌｏの双方へＲＰＲパケットが送信される。

送信されたＲＰＲパケットは、ＴＴＬ値＝２であることから、冗長ノード装置＃Ｃ、冗長ノード装置＃Ｅで、ＴＴＬ値＝０となり、それぞれ削除される。

これより、冗長ノード装置＃Ｃ→ノード装置＃Ｄ→冗長ノード装置＃Ｅの区間では、ノード装置＃Ａが内回り通信経路＃１０Ｌｉ、外回り通信経路＃１０Ｌｏへそれぞれ送信した冗長ノード装置宛のＲＰＲパケットが送信されず、リング帯域の利用効率を更に高めることができる。

（実施の形態１の変形例３）
実施の形態１の変形例３では、第９図、第１１図、第１３図に示した各リングトポロジテーブルの設定について、各ノードがネットワーク設計や、トポロジパケットにより収集したリングネットワーク状態を考慮した上で、最適な方法を選択することを可能とする。

冗長ノード装置＃Ｃや冗長ノード装置＃Ｅに対するＲＰＲパケットの送信においては、ＲＰＲネットワーク＃１０のノード数や、冗長ノード装置の配置位置、更には、あるノード装置を起点とした各冗長ノード装置までの距離（ホップ数）に左右される。

従って、変形例１または変形例２のどちらを用いた方がリング帯域の利用効率が高くなるかは、ノード装置毎に異なってくる。

例えば、第３図に示したノード装置＃Ｂについては、変形例１の方法を用いて、冗長ノード装置宛のＲＰＲパケットを送信する場合、内回り通信経路＃１０ＬｉかつＴＴＬ値＝３としたほうがリング帯域の利用効率が高い。

また、ノード装置＃Ｄについては、冗長ノード装置宛のＲＰＲパケットを送信する場合、変形例２の方法を用いて、内回り通信経路＃１０ＬｉかつＴＴＬ値＝１のＲＰＲパケットと、外回り通信経路＃１０ＬｏかつＴＴＬ＝１のＲＰＲパケットとをそれぞれ送信したほうがリング帯域の利用効率が高い。

そこで、変形例３では、ＲＰＲネットワーク＃１０上の各ノード装置が、上記の事柄を加味して、最適なリングトポロジテーブルを構築可能とし、さらにＲＰＲネットワーク＃１０上で変形例１および変形例２のトポロジテーブル設定の混在も可能とする。

（実施の形態１の変形例４）
さて、上述した実施の形態１では、第１図に示したようにＲＰＲネットワーク＃１とＲＰＲネットワーク＃２との間を冗長を持たせて接続する構成例について説明したが、ＲＰＲネットワークとツリー型ネットワークとの間を冗長を持たせて接続する構成例としてもよい。以下では、この構成例を実施の形態１の変形例４として説明する。

第１５図は、実施の形態１の変形例４の構成を示す図である。同図において、第１図の各部に対応する部分には同一の符号を付ける。第１５図においては、第１図に示したＲＰＲネットワーク＃１に代えてツリー型ネットワーク＃３がＲＰＲネットワーク＃２に接続されている。

同図は、ＲＰＲネットワーク＃２をコア網とし、ツリー型ネットワーク＃３をユーザデータの集約を行うアクセス網とした場合に、大容量のデータを処理するコア網の信頼性を高めるために、ＲＰＲノード冗長を適用したネットワーク形態を示している。

この場合、ツリー型ネットワーク＃３には、冗長ノード装置を持たず、冗長ノード装置＃２Ａおよび冗長ノード装置＃２Ｂと冗長を採るためのリンク冗長機能を持たせればよい。

冗長リンクがSONET/SDH回線であれば、冗長リンク＃Ａおよび冗長リンク＃ＢにASP(1+1)等の技術を適用することより、冗長ノードの高速切り替えが可能となる。

（実施の形態２）
第１６図は、本発明にかかる実施の形態２の構成を示す図である。同実施の形態２では、ＲＰＲネットワーク上で複数の冗長グループの実装を可能とする。

同図に示したＲＰＲネットワーク＃１１においては、冗長ノード装置＃１１Ｃと冗長ノード装置＃１１Ｄとが１組の冗長グループとして配置され、冗長ノード装置＃１１Ｈと冗長ノード＃１１Ｉが１組の冗長グループとして配置されている。

ＲＰＲネットワーク＃１１は、ＲＰＲネットワーク＃２１およびＲＰＲネットワーク＃３１に冗長接続されている。

冗長ノード装置＃１１Ｃと冗長ノード装置＃１１Ｄに関しては、冗長グループＩＤ＝１、共通アドレス＝＃Ｓが設定されている。冗長グループＩＤは、冗長グループを識別するための識別子である。

一方、冗長ノード装置＃１１Ｈと冗長ノード装置＃１１Ｉに関しては、冗長グループＩＤ＝２、共通アドレス＝＃Ｔが設定されている。このように、異なる冗長グループにおいては、異なる共通アドレスが設定される。

また、実施の形態２においては、第７図に示したキープアライブパケットのＰＤＵに、（１）優先度、（２）共通アドレス、（３）冗長ステータスの他に新たに（４）冗長グループＩＤが追加される。（４）冗長グループＩＤは、他のパラメータと同様に電源投入後やリセット時に初期設定される。

このように、実施の形態２では、冗長グループＩＤを新たに追加することにより、ＲＰＲネットワークにおける冗長ノード装置の組を明確にしている。

なお、冗長グループＩＤをキープアライブパケットに追加しなくても、共通アドレスが異なる為、冗長グループの差別化を図ることが可能であるが、実施の形態２では、信頼性の高いリングトポロジテーブルを作成する目的で、冗長グループＩＤもキープアライブパケットに追加している。

また、実施の形態２では、第９図に示したリングトポロジテーブルに代えて、第１７図に示したリングトポロジテーブルが用いられる。同図に示したリングトポロジテーブルにおいては、冗長グループＩＤが追加されているとともに、共通アドレスとして＃Ｓおよび＃Ｔが設定されている。

以上説明したように、実施の形態２によれば、１つのＲＰＲネットワーク＃１１に複数の冗長グループを定義することより、複数の組の冗長ノード装置を配置することができる。

（実施の形態３）
第１８図は、本発明にかかる実施の形態３の構成を示す図である。同実施の形態３では、ＲＰＲネットワーク上の１つの冗長ノード装置が複数の冗長グループに属することを可能とする。同図において、第１６図の各部に対応する部分には同一の符号を付ける。ただし、実施の形態３においては、第１６図に示した冗長ノード装置＃１１Ｈをノード装置＃１１とする。

同図に示したＲＰＲネットワーク＃１１において、冗長ノード装置＃１１Ｃと冗長ノード装置＃１１Ｄとが１組の冗長グループとして配置され、冗長ノード装置＃１１Ｃと冗長ノード装置＃１１Ｉとがもう１組の冗長グループとして配置されている。

冗長ノード装置＃１１Ｃと冗長ノード装置＃１１Ｄには、冗長グループＩＤ＝１、共通アドレス＝＃Ｓが設定されている。

一方、冗長ノード装置＃１１Ｄと冗長ノード装置＃１１Ｉには、冗長グループＩＤ＝２、共通アドレス＝＃Ｔが設定されている。

ここで、冗長ノード装置＃１１Ｄは、冗長グループＩＤ＝１と冗長ブループＩＤ＝２の両方に属している。この場合、冗長ノード装置＃１１Ｄには、冗長グループＩＤ＝１と冗長ブループＩＤ＝２に関する以下の情報が個別に設定される。

冗長グループＩＤ＝１の情報としては、（１）冗長グループＩＤ＝１、（２）共通アドレス＝＃Ｓ、（３）優先度＝３が設定される。

一方、冗長ブループＩＤ＝２の情報としては、（１）冗長グループＩＤ＝２、（２）共通アドレス= ＃Ｔ、（３）優先度＝５が設定される。

冗長ノード装置＃１１Ｄは、冗長グループＩＤ＝１と冗長ブループＩＤ＝２において、独自に現用系、予備系として動作させることが可能である。

また、実施の形態３においては、第７図に示したキープアライブパケットのＰＤＵに、複数の冗長グループに関する情報が設定される。

冗長ノード装置＃１１Ｄの場合には、キープアライブパケットに冗長グループＩＤ＝１および冗長ブループＩＤ＝２の両方に関する情報が設定され、ＲＰＲネットワーク＃１１へキープアライブパケットがブロードキャスト配信される。

これにより、キープアライブパケットを受信した各冗長ノード装置および各ノード装置は、第１９に示したリングトポロジテーブルを作成する。

（実施の形態４）
実施の形態４では、予備系の冗長ノード装置においても、ＲＰＲパケットの送信元ノードのアドレスとクライアントパケット（クライアントから送信されたＲＰＲパケット）の送信元アドレスをＭＡＣテーブルに学習させることにより、冗長ノード切替後に新規現用系ノードにおいて、ＭＡＣテーブルのパケット未学習によるフラッディング発生を回避させる。

以下では、実施の形態４について、第２０図〜第２２図を参照して説明する。第２０図は、実施の形態４におけるクライアント＃＃Ｘからクライアント＃＃Ｙへのパケット送信動作を説明する図である。

同図においては、ＲＰＲネットワーク＃＃１とＲＰＲネットワーク＃＃２とが冗長リンク１および冗長リンク２により接続されている。

ＲＰＲネットワーク＃＃１は、ノード装置＃＃１Ａ、ノード装置＃＃１Ｂ、冗長ノード装置＃＃１Ｃ、冗長ノード装置＃＃１Ｄ、ノード装置＃＃１Ｅ、内回り通信経路および外回り通信経路を備えている。冗長ノード装置＃＃１Ｃ（現用系）および冗長ノード装置＃＃１Ｄ（予備系）は、共通アドレスとして＃＃Ｓが付与されている。クライアント＃＃Ｘは、ノード装置＃＃１Ａに接続されている。

一方、ＲＰＲネットワーク＃＃２は、ノード装置＃＃２Ａ、ノード装置＃＃２Ｂ、冗長ノード装置＃＃２Ｃ、冗長ノード装置＃＃２Ｄ、ノード装置＃＃２Ｅ、内回り通信経路および外回り通信経路を備えている。冗長ノード装置＃＃２Ｃ（現用系）および冗長ノード装置＃＃２Ｄ（予備系）は、共通アドレスとして＃＃Ｔが付与されている。クライアント＃＃Ｙは、ノード装置＃＃２Ａに接続されている。

同図において、ＭＡＣアドレスＸが付与されたクライアント＃＃ＸからＭＡＣアドレスＹが付与されたクライアント＃＃ＹへＲＰＲパケットが送信されると、ノード装置＃＃１Ｃは、当該ＲＰＲパケットを受信し、ＭＡＣアドレスＸとノード装置＃＃１ＡとをセットとしてＭＡＣテーブルに学習させた後、ＲＰＲパケットを冗長リンク１へ送信する。

冗長ノード装置＃＃２Ｃは、ＭＡＣアドレスＸと冗長リンク１をセットとしてＭＡＣテーブルに学習させた後、ＲＰＲパケットをＲＰＲネットワーク＃＃２へ送信する。

ノード装置＃＃２Ａは、ＭＡＣアドレスＸと共通アドレス＃＃ＴをセットとしてＭＡＣテーブルに学習させ、ＲＰＲパケットをクライアント＃＃Ｙへ送信する。 以上のように、クライアント＃＃Ｘからクライアント＃＃Ｙへのパケット送信において、各冗長ノード装置および各ノード装置は、ＭＡＣアドレスＸを学習する。

第２１図は、実施の形態４におけるクライアント＃＃Ｙからクライアント＃＃Ｘへのパケット送信動作を説明する図である。同図において、ＭＡＣアドレスＹが付与されたクライアント＃＃ＹからＭＡＣアドレスＸが付与されたクライアント＃＃ＸへＲＰＲパケットが送信されると、各ノード装置、各冗長ノード装置は、既にクライアント＃＃ＸのＭＡＣアドレスＸを学習済みのため、つぎのように動作する。

クライアント＃＃ＹからＲＰＲパケットを受信したノード装置＃＃２Ａは、宛先ＭＡＣアドレスＸと共通アドレス＃＃Ｔを学習済みであるため、ＲＰＲヘッダの宛先アドレスを共通アドレス＃＃ＴとしてＲＰＲパケットをＲＰＲネットワーク＃＃２へ送信する。

ＲＰＲパケットを受信した冗長ノード装置＃＃２Ｃは、ＭＡＣアドレスＸと冗長リンク１を学習済みのため、ＲＰＲパケットを冗長リンク１へ送信する。ＲＰＲパケットを受信した冗長ノード装置＃＃１Ｃは、ＭＡＣアドレスＸと宛先アドレス＃＃１Ａを学習済みであるため、ＲＰＲヘッダの宛先アドレスを＃＃１ＡとしてＲＰＲパケットをＲＰＲネットワーク＃＃１へ送信する。ＲＰＲパケットを受信したノード装置＃＃１Ａは、パケットをクライアント＃＃Ｘへ送信する。

以上のように、クライアント＃＃Ｙからクライアント＃＃Ｘへのパケット送信において、各ノード装置および各冗長ノード装置は、ＭＡＣアドレスＸを学習済みのため、途中経路でパケット未学習によるフラッディングが発生することなく、効率的なパケット転送を行うことが可能となる。

第２２図は、実施の形態４における冗長ノード切替後の動作を説明する図である。以下では、冗長ノード切替後にＲＰＲパケットを送信する場合について説明する。

同図には、第２０図で説明したパケット送信後に冗長ノードの切替が発生した場合にクライアント＃＃Ｙからクライアント＃＃Ｘへのパケット送信動作の説明が図示されている。

クライアント＃＃ＹからＲＰＲパケットを受信したノード装置＃＃２Ａは宛先ＭＡＣアドレスＸと共通アドレス＃＃Ｔが学習済みであるため、ＲＰＲヘッダの宛先アドレスを＃＃ＴとしてＲＰＲパケットをＲＰＲネットワーク＃＃２へ送信する。

但し、この場合、冗長ノード装置＃＃２Ｄが現用系、冗長ノード装置＃＃２Ｃが予備系であるため、冗長ノード装置＃＃２Ｃは、受信したＲＰＲパケットを廃棄する。

一方、冗長ノード装置＃＃２Ｄは、受信したＲＰＲパケットの宛先アドレスであるＭＡＣアドレスＸでＭＡＣテーブルを検索する。

但し、この場合には、ＭＡＣテーブルにＭＡＣアドレスＸが未学習のため、フラッディング対象となる。但し、ノード装置のＲＰＲパケット二重受信防止のため、フラッディング時にリング（自ノードが属するＲＰＲネットワーク＃＃２）へのＲＰＲパケット送信が行われない。

冗長ノード装置＃＃２Ｄが冗長リンク以外に回線ポートをもっていれば、そのポートへはＲＰＲパケットがフラッディングされる。

冗長ノード装置＃＃２Ｄは、冗長リンク２しか持っていないため、ＲＰＲパケットが冗長リンク２へ送信される。ＲＰＲパケットを受信した冗長ノード装置＃＃１Ｄは、ＲＰＲパケットの宛先アドレスであるＭＡＣアドレスＸでＭＡＣテーブルを検索する。

但し、ＭＡＣテーブルにＭＡＣアドレスＸは未学習のため、フラッディング対象となる。ここでは冗長ノード装置＃＃１ＤはＲＰＲパケットの宛先アドレスをブロードキャストアドレスとして、ＲＰＲネットワーク＃＃１へＲＰＲパケットを送信する。

この場合、ＲＰＲネットワーク＃＃１上の各ノード装置および各冗長ノード装置は、ＲＰＲパケットの宛先アドレスがブロードキャストアドレスであるため、このＲＰＲパケットを受信して、自ノードの全ポートへフラッディングを行う。

このように、新規の現用系冗長ノード装置＃＃１ＤがＭＡＣアドレスＸを未学習のため、他のリングのノード装置へもＲＰＲパケットをフラッディングしてしまい、リング上の各ノード装置で一次的に負荷が高くなる。

ここでは、クライアント＃＃Ｘとクライアント＃＃Ｙとの間のＲＰＲパケット転送例しか示していないが、ノード装置＃＃１Ｂ、＃＃１Ｅ、＃＃２Ｂ、＃＃２Ｅの配下に接続される多数の端末間のＲＰＲパケットが、冗長ノード切替後、フラッディングと対象となる。

リング上のノード数、そのノードの配下に接続される端末数が多い程、冗長ノード切替後のフラッディングによるネットワーク上の負荷は高くなる。

（実施の形態５）
実施の形態５において、第２３図に示した予備系の冗長ノード装置＃＃１Ｄは、ＲＰＲネットワーク＃＃１から受信したＲＰＲパケットの廃棄を行わず、ＭＡＣアドレスＸとノード装置＃＃１ＡをセットとしてＭＡＣテーブルに学習し、冗長リンク２へＲＰＲパケットを送信する。

冗長リンク２からＲＰＲパケットを受信した冗長ノード装置＃＃２Ｄは、ＭＡＣアドレスＸと冗長リンク２を送信元ポートとしてＭＡＣテーブルに学習し、学習後、ＲＰＲパケットの廃棄を行う。

第２４図は、実施の形態５の動作を説明する図である。

同図において、クライアント＃＃ＹからＲＰＲパケットを受信したノード装置＃＃２Ａは、宛先ＭＡＣアドレスＸと共通アドレス＃＃Ｔが学習済みであるため、ＲＰＲヘッダの宛先アドレスを共通アドレス＃＃ＴとしてＲＰＲパケットをリングへ送信する。

ＲＰＲパケットを受信した冗長ノード装置＃＃２Ｄは、受信したＲＰＲパケットの宛先アドレスであるＭＡＣアドレスＸでＭＡＣテーブルを検索する。

冗長ノード装置＃＃２Ｄは、ＭＡＣテーブルにＭＡＣアドレスＸが学習済みのため、フラッディングすることなく、冗長リンク２へＲＰＲパケットを送信する。 つぎに、ＲＰＲパケットを受信した冗長ノード装置＃＃１Ｄは、ＲＰＲパケットの宛先アドレスであるＭＡＣアドレスＸでＭＡＣテーブルを検索する。

冗長ノード装置＃＃１Ｄは、ＭＡＣテーブルにＭＡＣアドレスＸが学習済みのため、宛先のリングにおけるノード装置を示すＭＡＣアドレス＃＃１ＡがＭＡＣテーブルから読み出される。

冗長ノード装置＃＃１Ｄは、ＲＰＲパケットの宛先ＭＡＣアドレスをノード装置＃＃１ＡとしてＲＰＲパケットをフラッディングすることなくリング上へ送信する。リング上へ送信されたＲＰＲパケットは、ＲＰＲパケットの宛先ＭＡＣアドレスがノード装置＃＃１Ａのため、リング上の他ノードへ受信されることなく、ノード装置＃＃１Ａ経由でクライアント＃＃Ｘに受信される。

以上説明したように、実施の形態５によれば、予備系の冗長ノード装置でもＲＰＲパケットを学習することより、冗長ノード切替後にＲＰＲパケット未学習によるフラッディングで生じるネットワークの一次的な負荷増加を回避することが可能となる。

（実施の形態６）
実施の形態６では、予備系のルートにおいてもＲＰＲパケットの取り込みとＲＰＲパケット送信を行うことより、予備系の冗長ノード装置や予備系の冗長リンクに実際にＲＰＲパケットを送信させ、予備系の冗長ノード装置において、自律的にＭＡＣテーブルの学習を行わせる。

実施の形態６では、予備系の冗長ノード装置は、実施の形態１と同様に受信したＲＰＲパケットを廃棄する。但し、予備系の冗長ノード装置は、第２５図に示したようにクライアント＃＃Ｘからクライアント＃＃Ｙへのパケット送信において、予備系の冗長ノード装置＃＃１Ｄ（＃＃２Ｄ）は、現用系の冗長ノード装置＃＃１Ｃ（＃＃２Ｃ）からＭＡＣテーブルの内容を制御ＲＰＲパケット（図示略）により受信し、現用系のＭＡＣテーブルと同じ内容に基づいて自ノードのＭＡＣテーブルを作成する。即ち、現用系の冗長ノード装置＃＃１Ｃ（＃＃２Ｃ）のＭＡＣテーブルが予備系の冗長ノード装置＃＃１Ｄ（＃＃２Ｄ）に複写される。

これにより、第２６図に示したように、冗長ノード切替後における新規の現用系ノード装置において、ＭＡＣアドレスの未学習によるフラッディングの発生が回避される。

（実施の形態７）
さて、冗長ノード切替前後では、ＲＰＲパケット送信のルートが異なるため、ＲＰＲパケットの二重受信や順序逆転の問題が発生する。そこで、実施の形態７では、冗長ノード装置から受信ＲＰＲパケットの送信元リング経路とＴＴＬ値をチェックする。また新たに、ＲＰＲパケット廃棄用のタイマも実装する。タイマ値は、設定パラメータとして、各ノードに対して、初期化時に設定される。

第２７図に示した冗長ノード切替前と第２８図に示した冗長ノード切替後では、当然ＲＰＲパケットの送信ルートが異なる。これにより、冗長ノード切替前後において、一時的にＲＰＲパケットの二重受信や順序逆転が発生する。

第２７図では、ノード装置＃＃２Ａ→＃＃２Ｂ→＃＃２Ｃ→＃＃１Ｃ→＃＃１Ｂ→＃＃１Ａという６つの冗長ノード装置およびノード装置を経由してクライアント＃＃Ｙからクライアント＃＃ＸへＲＰＲパケットが転送される。

第２８図では、ノード装置＃＃２Ａ→＃＃２Ｆ→＃＃２Ｅ→冗長ノード装置＃＃２Ｄ→冗長ノード装置＃＃１Ｄ→ノード装置＃＃１Ｅ→＃＃１Ｆ→＃＃１Ａという８つの冗長ノード装置およびノード装置を経由してクライアント＃＃Ｙからクライアント＃＃ＸへＲＰＲパケットが転送される。

例えば、このように切替後のノード数が多いと、ノード数が少ない場合と比較して、ＲＰＲパケット転送の遅延は単純に増加する。

冗長ノード切替前にクライアント＃＃ＹからＲＰＲパケットを送信した場合、ＲＰＲパケットが冗長ノード装置＃＃１ＣからＲＰＲネットワーク＃＃１へ送信後に冗長ノード切替が発生した場合、ノード装置＃＃２Ａが冗長ノード装置＃＃２Ｄへ送信したＲＰＲパケット＃１がまだＲＰＲネットワーク＃＃２上に存在していた場合は、切替後の新ルートからＲＰＲパケットがクライアント＃＃Ｘへ再度到達してしまい、クライアント＃＃Ｘは、ＲＰＲパケットの二重受信を行うことになる。

そこで、実施の形態７では、リング上の各ノードに新たにタイマを設け、リング上の各ノードがリングから受信するＲＰＲパケットの送信元ＭＡＣアドレスをチェックし、冗長ノード用の共通アドレスである場合は、その送信元リング経路とＴＴＬ値をチェックする。

冗長ノードの切替前後では、送信元リング経路やＴＴＬ値が変化するため、この変化を検出した場合は、タイマのカウントアップを起動し、タイムアップまでの間、該当の共通アドレスを持つＲＰＲパケットの廃棄を行う。

このように切替直後にＲＰＲパケット受信の保護時間を設けることより、冗長ノード切替前後でのＲＰＲパケットの二重受信が防止される。

（実施の形態８）
実施の形態８では、冗長ノード切替直後、新たに現用系となった冗長ノードがタイマ起動用のタイマ起動制御ＲＰＲパケットをリングへブロードキャスト転送する。この時、タイマ起動制御ＲＰＲパケットであるＲＰＲパケットの送信元ＭＡＣアドレスには冗長ノード用の共通アドレスを格納する。

このタイマ起動制御ＲＰＲパケットを受信したリング上の各ノードおよび各冗長ノードは、ＲＰＲパケットのヘッダにある送信元ＭＡＣアドレスをチェックし、自ノード内の該当共通アドレス用タイマのカウントアップを起動する。タイマがタイムアップするまでの間、ＲＰＲパケットの送信元ＭＡＣアドレスが、タイマ起動中の共通アドレスと一致する受信ＲＰＲパケットの廃棄を行う。

第２９図は、実施の形態８における状態遷移を説明する図である。同図においては、第８図に比して、新たに現用前状態が追加されている。現用前状態は、予備系状態から現用系状態に移行する前に起動される状態であり、この現用前状態に移行時に、冗長ノードはタイマ起動制御ＲＰＲパケットを送信する。

タイマ起動制御ＲＰＲパケットは、リングを周回して、各ノードおよび各冗長ノードに受信される必要があるため、冗長ノードは自ノードが送信したタイマ起動制御ＲＰＲパケットの受信チェックを行う。この時、冗長ノードは、受信用のタイマを起動する。

このタイマは、タイマ起動制御ＲＰＲパケットがリングを十分に周回可能な時間とする。このタイマのタイムアップまでに自ノード発のタイマ起動制御バケットを受信できない場合は、タイマ起動用制御ＲＰＲパケットがリング上で紛失したと見なし、再度、タイマ起動ＲＰＲパケットをリング上へブロードキャスト配信し、再度タイマ起動制御ＲＰＲパケットのタイマを起動し、自ノード発のタイマ起動制御ＲＰＲパケットの受信をチェックする。

この動作を最大Ｎ実施するようにＮの値を冗長ノードに設定しておく。Ｎ回前記動作をトライしても自ノード発のタイマ起動制御ＲＰＲパケットを受信出来ない場合は、予備状態に移行する。正常にタイマ起動制御ＲＰＲパケットを受信した場合は、現用状態へ移行する。

（実施の形態９）
実施の形態９では、第３０図に示したように、冗長ノード切替直後、新たに現用系となった冗長ノードで設定されたタイマがタイムアップするまでの間、リング上と冗長リンクへのＲＰＲパケット送信を停止し、送信ＲＰＲパケットの廃棄を行う。

すなわち、実施の形態９では、現用前状態から現用状態への移行までを計時するタイマを新たに実装する。この現用状態移行タイマ値は設定パラメータとして、装置の初期化時に設定される。

予備状態から現用前状態への移行時に冗長ノードは、この現用状態移行タイマを起動する。このタイマのタイムアップで現用状態へ移行する。現用前状態では、冗長ノードは、冗長リンクとリング上へのデータＲＰＲパケットの送信を停止するブロッキング状態を保持し、送信すべきデータＲＰＲパケットを廃棄し、現用状態に移行後初めて、冗長リンクとリング上へのデータＲＰＲパケットの送信すする。

実施の形態７および８では、リングノードの受信側で冗長切替後に一時的な受信ＲＰＲパケット廃棄を行うが、実施の形態９では、現用系へ移行する冗長ノード側で送信ＲＰＲパケットの廃棄を行う。

（実施の形態１０）
実施の形態１０では、冗長ノードの状態を強制的に切替る仕組みを新たに設ける。試験時や評価時、またはネットワーク運用時において、冗長ノードの状態を強制的に「現用状態から予備状態」または「予備状態から現用状態」へ移行する場合がある。

そこで、実施の形態１０では、このような場合において、装置の入出力部より、冗長ノードの状態を強制的に切替えるコマンドを投入することにより、冗長ノードの状態を切替えることを可能とする。

第３１図に示したように、現用状態から予備状態の移行条件に新たに「予備状態へのコマンド切替要求検出」を入れている。また予備状態から現用前状態の移行条件に新たに「現用前状態へのコマンド切替要求検出」を入れている。

これにより、装置の入出力部より、強制切替用のコマンドを投入することにより冗長ノードの状態を強制的に切替えることが可能となり、切替の試験や評価を効率的に進めることが可能となる。

（実施の形態１１）
実施の形態１１では、第３２図に示したように、第１７図に比してリングトポロジテーブルに新たに「冗長ノードステータス」の項目を設けている。すなわち、実施の形態１１では、冗長ノード装置が発行するキープアライブのＲＰＲパケットの冗長ステータス状態を各リングノードのトポロジテーブルに反映し、オペレータが必要に応じて、このトポロジテーブルを任意のタイミングで読み出し可能とする。

これにより、オペレータがリング上の冗長ノードの識別や冗長ノードの現状の状態を把握することが可能となり、冗長ノードの誤った設定や、冗長ノードの異常状態等を監視することが可能となる。

（実施の形態１２）
実施の形態１２では、第３３図（切替前動作図）に示したように、ＲＰＲネットワーク＃１、＃２、＃３がネットワーク上に存在している。ＲＰＲネットワーク＃１とＲＰＲネットワーク＃２において、冗長ノード装置＃１Ｄと冗長ノード装置＃２Ｅとは、冗長リンク１を介して接続されており、現用系として運用されている。冗長ノード装置＃１Ｃと冗長ノード装置＃２Ｆとの間は、冗長リンク２を介して接続されており、予備系として運用されている。

ＲＰＲネットワーク＃２とＲＰＲネットワーク＃３において、冗長ノード装置＃２Ｃと冗長ノード装置＃３Ｄとの間は、冗長リンク３を介して接続されており、現用系として運用されている。冗長ノード装置＃２Ｂと冗長ノード装置＃３Ｃとの間は、冗長リンク４を介して接続されており、予備系として運用されている。

第３４図は、冗長リンク１において障害発生による冗長ノード切替後の動作図である。同図では、冗長ノード装置＃１Ｃと冗長ノード装置＃２Ｆとの間の冗長リンク２が現用リンクとなっている。

この時、ＲＰＲネットワーク＃２とＲＰＲネットワーク＃３との間の冗長ノードの切り替えが発生しない。

以上説明したように、実施の形態１２によれば、ＲＰＲの機能に新たにノード冗長の機能を追加したため、ノード冗長を必要とするネットワークにおいて、ファイバ等のネットワークリソースを効率的に使用し、冗長ノードの切替時間が高速で行え、汎用性の高いＲＰＲノード冗長機能を実装することが可能となり、ネットワークの信頼性向上に寄与するところが大きい。

以上本発明にかかる実施の形態１〜１２について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成例はこれらの実施の形態１〜１２に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、前述した実施の形態１においては、前述した各機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することにより各機能を実現してもよい。

コンピュータは、上記プログラムを実行するＣＰＵと、キーボード、マウス等の入力装置と、各種データを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）と、演算パラメータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、記録媒体からプログラムを読み取る読取装置と、ディスプレイ、プリンタ等の出力装置と、装置各部を接続するバスとから構成されている。

ＣＰＵは、読取装置を経由して記録媒体に記録されているプログラムを読み込んだ後、プログラムを実行することにより、前述した各機能を実現する。なお、記録媒体としては、光ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク等が挙げられる。

また、本実施の形態においては、入出力部より入力されたコマンドに従い、強制的にノード冗長切替を行う構成としてもよい。

また、本実施の形態においては、冗長ノードが配信するメッセージパケットに、自ノードの現用また予備状態を示すフィールドを持ち、メッセージパケットを受信した各ノードがリングトポロジテーブルに冗長ノードの現用または予備状態を反映させ、オペレータによる冗長ノードの状態監視を行うように構成してもよい。

また、本実施の形態においては、任意の冗長グループから送信されるパケットにおいて、各ノードがパケット受信時に、そのパケットの送信元アドレスフィールドに格納された共通アドレスの情報以外に、任意の冗長グループ内のどの冗長ノードから送信されたパケットであるか判断し、受信パケット数の統計情報の集計を行う構成としてもよい。

また、本実施の形態においては、ある冗長グループから受信したＲＰＲパケットに関して、どの冗長ノードから送信されたＲＰＲパケットかを判断して、統計情報の受信ＲＰＲパケットカウント及び表示を行う構成としてもよい。

通常、受信ＲＰＲパケットの統計情報において、ＲＰＲパケット送信ノード単位に受信ＲＰＲパケットの統計を集計する場合は、ＲＰＲパケットの送信元アドレスからＲＰＲパケット送信ノードを識別する。

但し、冗長ノードからＲＰＲパケットが送信される場合は、送信元アドレスが共通アドレスであるため、冗長ノードから送信されたＲＰＲパケットであることは識別できるが、どの冗長ノードから送信されたＲＰＲパケットかは上記方式では判断できない。この場合は予備系ノードが障害等で誤ってＲＰＲパケット送信を行った場合等、端末間では通信障害が発生するが、ＲＰＲパケットリング上の統計情報から正解な情報を得ることができなくなる。

また、本実施の形態においては、ＲＰＲパケットフォーマットのＴＴＬ値 Baseを受信ＲＰＲパケットの統計情報に反映させる構成としてもよい。ＴＴＬ値 Baseには、ＴＴＬ値の初期値が格納される。ＴＴＬ値 Baseは、リングノードを通過時に減算されず、値が変わらないまま各ノードへ受信される。

これより、受信ＲＰＲパケットにおいて「ＴＴＬ値 Base − ＴＴＬ値」の計算を行えば送信元ノードまでのホップ数が算出される。この値とリングトポロジテーブルから、送信元アドレスがどのノードであるか認識することが可能である。

さらに「共通アドレス、 送信元ノード」の単位で受信ＲＰＲパケットの統計情報の集計及び、表示を行えば、本来ＲＰＲパケット送信すべきでない予備系ノードからの受信ＲＰＲパケット数の集計を行うことが可能となり、冗長ノードを配置したリングネットワークの監視機能が向上する。

また、本実施の形態においては、リングトポロジテーブルに反映した「冗長ノードステータス」機能と、冗長ノードからの受信ＲＰＲパケット時に送信元ノードを特定する機能により、各ノードが冗長ノードからＲＰＲパケットを受信時に、受信ＲＰＲパケットが現用系ノードから送信されたものか、予備系ノードから送信されたものかチェックし、予備系ノードから送信されたものであれば、統計情報に集計後、その受信ＲＰＲパケットを強制的に廃棄する構成としてもよい。

これにより、ＲＰＲパケットに現用系ノード発ＲＰＲパケットや予備系ノード発ＲＰＲパケット、送信元冗長ノードアドレス等を特に追加することなく、標準のＲＰＲパケットフォーマットを使用して、予備系発ＲＰＲパケットの強制廃棄を行うことが可能となる。

本来、予備系はリングへのＲＰＲパケット送信を行わないが、予備系ノード障害時や、ノード冗長切替後に旧現用系が予備系に遷移後、ＲＰＲパケットを送信し続けるような、発生頻度の低い障害が発生した場合においても、受信側で予備系発のＲＰＲパケットを強制的に廃棄することより、冗長ノードを配置したリングネットワークの信頼性を更に高めることが可能となる。

また、本実施の形態においては、特定ノードまでの経路情報をチェックする場合や、その経路の正常性を調べる場合、途中経路に冗長ノードが存在した場合、共通アドレスではなく、個別アドレスを経路情報としてＯＡＭパケット等に格納することにより、途中経路を明確に表示する構成としてもよい。

例えば、第２０図において、クライアント＃＃Ｙからクライアント＃＃ＸへTraceRout（トレースルート）等のコマンドを発行時、コマンド要求に対して、冗長ノードである冗長ノード装置＃＃２Ｃ、冗長ノード装置＃＃２Ｄが共通アドレスである＃Ｔを返答するのではなく、個別アドレスを返答することより、明確な経路情報を返すことが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、ノード冗長の構成を採るにあたって、ネットワーク全体のファイバ本数を削減し、高速切り替えを行うことができるという効果を奏する。

以上のように、本発明にかかるノード冗長方法、インタフェースカード、インタフェースデバイス、ノード装置およびパケットリングネットワークシステムは、ノード冗長切り替えに対して有用である。

第１図は、本発明にかかる実施の形態１の概要を説明する図である。 第２図は、同実施の形態１の概要を説明する図である。 第３図は、同実施の形態１の構成を示す図である。 第４図は、同実施の形態１における冗長ノード装置１００の構成を示すブロック図である。 第５図は、同実施の形態１におけるノード装置２００の構成を示すブロック図である。 第６図は、ＲＰＲパケットのフォーマットを示す図である。 第７図は、冗長ノード装置の状態遷移を説明する図である。 第８図は、キープアライブパケットのフォーマットを示す図である。 第９図は、同実施の形態１におけるリングトポロジテーブルを示す図である。 第１０図は、ノード冗長切替を説明する図である。 第１１図は、同実施の形態１の変形例１で用いられるリングトポロジテーブルを示す図である。 第１２図は、同実施の形態１の変形例１の動作を説明する図である。 第１３図は、同実施の形態１の変形例２で用いられるリングトポロジテーブルを示す図である。 第１４図は、同実施の形態１の変形例２の動作を説明する図である。 第１５図は、実施の形態１の変形例４の構成を示す図である。 第１６図は、実施の形態２の構成を示す図である。 第１７図は、実施の形態２におけるリングトポロジテーブルを示す図である。 第１８図は、実施の形態３の構成を示す図である。 第１９図は、実施の形態３におけるリングトポロジテーブルを示す図である。 第２０図は、実施の形態４におけるクライアント＃＃Ｘからクライアント＃＃Ｙへの送信動作を説明する図である。 第２１図は、実施の形態４におけるクライアント＃＃Ｙからクライアント＃＃Ｘへの送信動作を説明する図である。 第２２図は、実施の形態４における冗長ノード切替後の動作を説明する図である。 第２３図は、実施の形態５の動作を説明する図である。 第２４図は、実施の形態５の動作を説明する図である。 第２５図は、実施の形態６の動作を説明する図である。 第２６図は、実施の形態６の動作を説明する図である。 第２７図は、実施の形態７の動作を説明する図である。 第２８図は、実施の形態７の動作を説明する図である。 第２９図は、実施の形態８における状態遷移を説明する図である。 第３０図は、実施の形態９における状態遷移を説明する図である。 第３１図は、実施の形態１０における状態遷移を説明する図である。 第３２図は、実施の形態１１におけるリングトポロジテーブルを示す図である。 第３３図は、実施の形態１２を説明する図である。 第３４図は、実施の形態１２を説明する図である。 第３５図は、従来のＲＰＲネットワーク１０の構成を示す図である。

Claims (21)

1. 冗長ノードが配置されたパケットリングネットワークに適用されるノード冗長方法であって、
   冗長ノードとして配置されたノードは、
   前記パケットリングネットワーク上の他の冗長ノードと共通に使用する共通アドレスをメッセージパケットに設定し、当該パケットリングネットワーク上の各ノードに送信する第１の送信工程を含み、
   前記第１の送信工程によって送信された前記共通アドレスを受信した前記パケットリングネットワーク上の各ノードは、
   当該共通アドレスを宛先とするパケットには複数の前記冗長ノードの全てにパケットが到達し得るＴＴＬ値が設定されるように、当該共通アドレスと所定のホップ数と経路選択とを自ノード内のテーブルに設定する設定工程と、
   前記冗長ノードがノード冗長を採って接続する他のネットワーク宛にパケットを送信する時には、パケットの宛先アドレスとして前記共通アドレスを設定するとともに前記所定のホップ数から導かれるＴＴＬ値を設定し、当該パケットを前記経路選択に設定された経路で前記パケットリングネットワークへ送信する第２の送信工程と、
   を含むことを特徴とするノード冗長方法。
2. 前記パケットリングネットワーク上の各ノードの前記設定工程は、前記冗長ノードの配置位置をリングトポロジテーブルより把握し、内回りリング経路および外回りリング経路において、自ノードを起点として最遠端となる冗長ノードまでのホップ数を算出するとともに、最遠端となる冗長ノードまでのホップが小さい方のリング経路を選択することで、前記共通アドレスと前記ホップ数と前記経路選択とを前記テーブルに設定し、
   前記第２の送信工程は、最遠端となる冗長ノードまでのホップ数をＴＴＬ値としてパケットヘッダに格納することにより、冗長ノードまでの最短経路を選択して前記パケットを前記パケットリングネットワークへ送信することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
3. 前記パケットリングネットワーク上の各ノードの前記設定工程は、前記冗長ノードの配置位置をリングトポロジテーブルより把握し、内回りリング経路および外回りリング経路において、自ノードを起点として各冗長ノードまでのホップ数を算出するとともに、当該内回りリング経路および当該外回りリング経路の双方を選択することで、前記共通アドレスと前記ホップ数と前記経路選択とを前記テーブルに設定し、
   前記第２の送信工程は、各冗長ノードまでのホップ数をＴＴＬ値としてパケットヘッダに格納し、内回りリング経路および外回りリング経路を選択して前記パケットを前記パケットリングネットワークへ送信することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
4. 前記パケットリングネットワーク上の自ノードと各冗長ノードとの位置関係を算出後、その位置関係に応じて、フォワーディング状態を任意に選択する任意選択工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
5. 前記パケットリングネットワーク上で異なる複数の共通アドレスを設定する共通アドレス設定工程と、異なる共通アドレスを各冗長ノードに設定し、冗長ノードが送信するメッセージパケットに冗長グループＩＤフィールドを追加し、各冗長グループを冗長グループＩＤで管理する管理工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
6. 前記冗長ノードが送信するメッセージパケットに複数の冗長グループの情報を設定する冗長グループ設定工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
7. 予備系の冗長ノードが、受信したパケットの送信元アドレス情報をパケット送信管理テーブルに設定するパケット送信管理テーブル設定工程と、冗長ノード切替後に新たに現用系に移行した冗長ノードが、予備系動作時に前記パケット送信管理テーブルに登録した内容に従いパケット送信を行うパケット送信工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
8. 現用系の冗長ノードがパケット受信時に送信元アドレス情報から作成するパケット送信管理テーブルを予備系の冗長ノードへ対して複写する複写工程と、冗長ノード切替後に新たに現用系に移行した冗長ノードが、旧現用系ノードから複写したパケット送信管理テーブルに従いパケット送信を行うパケット送信工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
9. 各ノードで冗長ノードから受信したパケットの送信元リング経路とＴＴＬ値のチェックを行うチェック工程と、前記ＴＴＬ値の変化を検出した場合、設定されたタイマを起動し、タイムアップまでの間、冗長ノードから受信するパケットを廃棄する破棄工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
10. 冗長ノード切替直後、新たに現用系となった冗長ノードが冗長ノードの切替が発生したことを示す制御パケットを前記パケットリングネットワーク上へブロードキャスト送信するブロードキャスト送信工程と、前記制御パケットを受信した各ノードが自ノードに設定されたタイマを起動し、タイムアップまでの間、制御パケットが示す共通アドレスを送信元アドレスとするパケットを廃棄する破棄工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
11. 冗長ノード切替直後、新たに現用系となった冗長ノードが自ノード内に設定されているタイマ値を起動し、タイマがタイムアップするまでの間、前記パケットリングネットワークへのパケット送信を停止し、送信パケットを廃棄する破棄工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
12. 入出力部より入力されたコマンドに従い、強制的にノード冗長切替を行う強制切り替え工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
13. 冗長ノードが配信するメッセージパケットに、自ノードの現用または予備状態を示すフィールドを持ち、メッセージパケットを受信した各ノードがリングトポロジテーブルに冗長ノードの現用または予備状態を反映させる状態監視工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
14. 任意の冗長グループから送信されるパケットにおいて、
    各ノードがパケット受信時に、そのパケットの送信元アドレスフィールドに格納された共通アドレスの情報以外に、任意の冗長グループ内のどの冗長ノードから送信されたパケットであるか判断し、受信パケット数の統計情報の集計を行う集計工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
15. 各ノードが冗長ノードからのパケット受信時、そのパケットの送信元ノードが現用系か予備系かのチェックを行うチェック工程と、予備系からの受信パケットの強制廃棄を行うとともに、予備系からのパケット受信の警告を表示する強制廃棄工程と、を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
16. 特定ノードまでの到達経路の正常性の確認を行うＯＡＭパケットを送信する際に、特定ノードまでの到達経路を示すノードアドレス情報をＯＡＭパケットに設定する場合に、冗長ノードが共通アドレスでは無く、個別アドレスを設定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
17. 各冗長ノードが自ノードの冗長ノード状態を前記パケットリングネットワーク上の各ノードへブロードキャスト転送するパケットの形式に、パケットのコントロールパケットを適用し、冗長ノード情報の格納形式にＴＬＶ形式を採用することを特徴とする請求の範囲第１項に記載のノード冗長方法。
18. 前記請求の範囲第１項〜第１７項のいずれかに記載されたノード冗長方法を実現するためのインタフェースカード。
19. 前記請求の範囲第１項〜第１７項のいずれかに記載されたノード冗長方法を実現するためのインタフェースデバイス。
20. 冗長ノードを含むパケットリングネットワークに配置されるノード装置であって、
    冗長ノードとして配置されたノードにおいて、前記パケットリングネットワーク上の他の冗長ノードと共通に使用する共通アドレスがメッセージパケットに設定され、当該冗長ノードによって送信された当該メッセージパケットを受信すると、当該共通アドレスを宛先とするパケットには複数の前記冗長ノードの全てにパケットが到達し得るＴＴＬ値が設定されるように、当該共通アドレスと所定のホップ数と経路選択とを自ノード内のテーブルに設定する設定手段と、
    前記冗長ノードがノード冗長を採って接続する他のネットワーク宛にパケットを送信する時には、パケットの宛先アドレスとして前記共通アドレスを設定するとともに前記所定のホップ数から導かれるＴＴＬ値を設定し、当該パケットを前記経路選択に設定された経路で前記パケットリングネットワークへ送信する送信手段と、
    を備えたことを特徴とするノード装置。
21. 冗長ノードが配置されるパケットリングネットワークシステムであって、
    冗長ノードとして配置されたノードは、
    前記パケットリングネットワーク上の他の冗長ノードと共通に使用する共通アドレスをメッセージパケットに設定し、当該パケットリングネットワーク上の各ノードに送信する第１の送信手段を備え、
    前記第１の送信手段によって送信された前記共通アドレスを受信した前記パケットリングネットワーク上の各ノードは、
    当該共通アドレスを宛先とするパケットには複数の前記冗長ノードの全てにパケットが到達し得るＴＴＬ値が設定されるように、当該共通アドレスと所定のホップ数と経路選択とを自ノード内のテーブルに設定する設定手段と、
    前記冗長ノードがノード冗長を採って接続する他のネットワーク宛にパケットを送信する時には、パケットの宛先アドレスとして前記共通アドレスを設定するとともに前記所定のホップ数から導かれるＴＴＬ値を設定し、当該パケットを前記経路選択に設定された経路で前記パケットリングネットワークへ送信する第２の送信手段と、
    を備えた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。

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