專利名稱：傳送路徑系統(tǒng)以及該系統(tǒng)中的幀傳送裝置、傳送路徑切換方法、程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有多個端口的多個節(jié)點經(jīng)由傳送路徑進行幀的傳送的傳送路徑系統(tǒng)以及該系統(tǒng)中的幀傳送裝置、傳送路徑切換方法、程序。
背景技術(shù)：
作為網(wǎng)絡的一種形式，有IEEE802.3所規(guī)定的環(huán)形結(jié)構(gòu)的第二層(OSIOpen Systems Interconnection參考模型7層中的第二層)的以太網(wǎng)(注冊商標)。另外，公知的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的協(xié)議有STP(Spanning Tree Protocol)(例如參照非專利文獻1)。
STP是在第二層網(wǎng)絡中，將網(wǎng)絡邏輯上設(shè)為樹結(jié)構(gòu)而不生成環(huán)的協(xié)議。該STP作為信息傳送根(root)，從包含有物理環(huán)路的拓撲中邏輯阻斷冗余的路徑(鏈路)，建立無環(huán)的邏輯樹結(jié)構(gòu)。另外，構(gòu)成樹結(jié)構(gòu)的節(jié)點間產(chǎn)生了物理或邏輯的阻斷(斷線)時，能夠?qū)⒃?jīng)建立的樹結(jié)構(gòu)再次建立起來。
為了建立上述樹結(jié)構(gòu)，將某一個節(jié)點決定為根，對于其他的節(jié)點，通過在相鄰的節(jié)點間交換拓撲信息，來對所有的節(jié)點執(zhí)行將節(jié)點的連接目的地距根近的節(jié)點決定為根端口，將距根遠的節(jié)點決定為代表端口的處理。這樣，將該上下關(guān)系的拓撲信息擴展到系統(tǒng)全體，建立樹結(jié)構(gòu)。
另外，為了重建樹結(jié)構(gòu)，使用拓撲恢復消息功能。該處理是為了在例如傳送路徑中發(fā)生了斷線時，迅速通知系統(tǒng)全體并促使再調(diào)停，對從斷線狀態(tài)的迅速恢復進行支持而準備的功能。調(diào)停為了建立邏輯的拓撲而在相鄰節(jié)點間進行，進行拓撲信息的交換、評價、端口狀態(tài)控制等一系列的處理(例如參照專利文獻1、2、3)。
但是，上述以前的STP的端口狀態(tài)控制以及拓撲修復的方法，分別有如下所述的問題。
其一是，在邏輯的拓撲建立之前，需要數(shù)十秒量級的較長時間。相鄰的節(jié)點之間，互相交換拓撲信息，并比較其優(yōu)先順序，通過這樣來決定節(jié)點間的上下關(guān)系，決定端口的邏輯作用。也即，如果是根端口，便維持禁止各個端口中幀的轉(zhuǎn)發(fā)的阻塞狀態(tài)，如果是代表端口就能夠遷移到允許的轉(zhuǎn)發(fā)(forwarding)狀態(tài)。但是，并不能夠在選擇了根端口或代表端口之后馬上遷移到轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，而是要經(jīng)過作為幀傳送的準備狀態(tài)的阻止暫時性的環(huán)路形成的監(jiān)聽狀態(tài)，與作為幀傳送的準備狀態(tài)的監(jiān)聽狀態(tài)中只允許幀的接收的學習(learning)狀態(tài)之后，才到達上述轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，所以在實際上傳送幀之前產(chǎn)生了相當?shù)难舆t時間。
另一是，在斷線等傳送路徑中發(fā)生了故障時，到修復邏輯拓撲之前需要更多的時間。在發(fā)生了斷線的情況下，必須建立迂回阻斷處的新邏輯拓撲。為了迅速建立邏輯拓撲，需要通知網(wǎng)絡全體發(fā)生了斷線處。
STP中，作為向網(wǎng)絡全體通知產(chǎn)生故障的手段，有TCN(TopologyChange Notification)消息，但這僅僅用來清空節(jié)點位置存儲高速緩存，并沒有作為拓撲信息交換的觸發(fā)的意思。另外，TCN消息方式中，需要一次將TCN消息通知給根節(jié)點，接下來，執(zhí)行由根節(jié)點通知網(wǎng)絡全體的這種步驟，因此有些情況下花費了過多的時間。
非專利文獻1ANSIIEEE Std802.ID the spanning tree algorithm andprotocol；專利文獻1特開2004-129100號公報(第“0023”～“0027”段，圖1)；專利文獻2特開2004-282409號公報(第“0056”～“0078”段，圖1)；專利文獻3特開2004-147172號公報(第“0029”～“0035”段，圖1)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供一種使得用于拓撲建立與拓撲修復的處理高速化的傳送路徑系統(tǒng)以及該系統(tǒng)中的幀傳送裝置、傳送路徑切換方法、程序。
為解決上述問題，本發(fā)明的傳送路徑系統(tǒng)，是一種具有多個端口的多個節(jié)點，經(jīng)由傳送路徑進行幀的傳送的傳送路徑系統(tǒng)，具備建立網(wǎng)絡的機構(gòu)，其將上述節(jié)點的狀態(tài)設(shè)定為一方終端狀態(tài)、中間局狀態(tài)和另一方終端狀態(tài)中的某一個狀態(tài)，建立網(wǎng)絡，其中上述一方終端狀態(tài)是對使用了上述多個端口中所特定的任一個的幀的發(fā)送進行阻塞，且對于上述幀的傳送使用與上述所特定的端口不同的端口來進行的狀態(tài)，上述中間局狀態(tài)是使用上述多個端口中的至少1個端口進行上述幀的傳送的狀態(tài)，另一方終端狀態(tài)是終結(jié)傳送路徑，使用上述多個端口中的與上述中間局連接的端口進行上述幀的傳送的狀態(tài)；在相鄰的節(jié)點間交換第一控制幀，監(jiān)視上述傳送路徑的故障的機構(gòu)；以及上述監(jiān)視的結(jié)果，通過使用傳送路徑發(fā)送第二控制幀，通知其他節(jié)點已遷移成一方的終端狀態(tài)，并使相鄰節(jié)點遷移到另一方終端狀態(tài)、使其他節(jié)點遷移到中間局狀態(tài)的機構(gòu)。
通過本發(fā)明，能夠提供一種實現(xiàn)拓撲建立與拓撲修復的處理的高速化的傳送路徑系統(tǒng)以及該系統(tǒng)中的幀傳送裝置、傳送路徑切換方法、程序。


圖1為表示本發(fā)明的實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的邏輯基本概念的圖。
圖2為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)中收發(fā)的幀的種類的圖。
圖3為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)中所使用的幀的數(shù)據(jù)形式的圖，(a)表示相鄰間幀的數(shù)據(jù)形式，(b)表示網(wǎng)絡控制幀的數(shù)據(jù)形式，(c)表示用戶幀的數(shù)據(jù)形式。
圖4為表示本實施方式的相關(guān)數(shù)據(jù)傳送裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的物理基本結(jié)構(gòu)的圖。
圖6為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的故障發(fā)生時的網(wǎng)絡控制的順序的圖。
圖7為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的故障發(fā)生時的網(wǎng)絡控制的順序的圖。
圖8為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的故障恢復時的網(wǎng)絡控制的順序的圖。
圖9為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的故障恢復時的網(wǎng)絡控制的順序的圖。
圖10為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的多個環(huán)路綜合時的網(wǎng)絡控制的順序的圖。
圖11為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的多個環(huán)路綜合時的網(wǎng)絡控制的順序的圖。
圖12為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的電源接通時的網(wǎng)絡控制的順序的圖。
圖13為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的電源接通時的網(wǎng)絡控制的順序的圖。
圖14為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的模式間的狀態(tài)遷移的圖。
圖中1～6...節(jié)點(幀傳送裝置)，7、8...終端，9、10...傳送路徑(A系環(huán)路、B系環(huán)路)，11...端口A(第一端口)，12...端口B(第二端口)，13...端口狀態(tài)控制部，14...接收緩沖器，15...接收幀控制部，16...發(fā)送緩沖器，17...發(fā)送幀控制部，18...網(wǎng)絡控制部。
具體實施例方式
圖1為表示本發(fā)明的實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)，這里為雙向雙重環(huán)形傳送路徑系統(tǒng)的邏輯基本概念的圖。
圖1中，符號1～6是作為幀傳送裝置的節(jié)點，分別被分配了唯一的節(jié)點編號和節(jié)點狀態(tài)，并經(jīng)由A系環(huán)路(順時針環(huán)路)與B系環(huán)路(逆時針環(huán)路)的兩個傳送路徑9、10適當互相連接，由此建立網(wǎng)絡。
圖1中，符號1為一方的終端狀態(tài)(主節(jié)點)(以下稱作A端局)，是阻塞第二端口(端口B)側(cè)的發(fā)送(圖中通過||標記來表示)的節(jié)點。因此，A端局1中將第一端口(端口A)側(cè)稱作網(wǎng)內(nèi)，將端口B側(cè)稱作網(wǎng)外。A端局1中，幀的傳送只在端口A側(cè)進行。另外，符號2為另一方的終端狀態(tài)(終端局節(jié)點)(以下稱作B端局)，是終結(jié)B系環(huán)路(逆時針環(huán)路)的傳送路徑10的節(jié)點。B端局2中將端口B側(cè)稱作網(wǎng)內(nèi)，將端口A側(cè)稱作網(wǎng)外。B端局2中，幀的傳送只在端口B側(cè)進行。
符號3～符號6均為中間局，是能夠?qū)系環(huán)路(順時針環(huán)路)的傳送路徑9與B系環(huán)路(逆時針環(huán)路)的傳送路徑10這兩個傳送路徑進行幀傳送的節(jié)點。中間局3～6均與端口A、端口B一起連接在網(wǎng)內(nèi)，幀傳送在終端A側(cè)、終端B側(cè)的雙方中雙向進行。
另外，符號7、8是與作為A端局1、B端局2、中間局3～6分配的各個節(jié)點相連接的終端(PCPersonal Computer)。終端7、8生成用戶幀，使用A系環(huán)路(順時針環(huán)路)的傳送路徑9或B系環(huán)路(逆時針環(huán)路)的傳送路徑10進行數(shù)據(jù)交換。另外，圖1中的粗線箭頭用來示意數(shù)據(jù)交換。
圖2為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)中所收發(fā)的幀的種類的圖。圖中，虛線表示環(huán)路型傳送路徑的環(huán)路圖像。
這里，除了A端局與B端局間傳送的用戶幀c之外，還準備作為在相鄰節(jié)點間使用的第一控制幀的相鄰間幀a；和A端局所生成并在網(wǎng)內(nèi)多播發(fā)送最終返回(接收)到A端局的、作為網(wǎng)絡控制用的第二控制幀的網(wǎng)絡控制幀b。
另外，用戶幀c，包括從未圖示的支線LAN(Local Area Network)所流入的幀的基礎(chǔ)上，還包括和由自節(jié)點收發(fā)的TCP(Transmission ControlProtocol)和UDP(User Datagram Protocol)幀。
相鄰間幀a是用來進行相鄰節(jié)點間的傳送路徑的健全性(斷開、連接)的確認的幀。具體而言，圖1的各個節(jié)點1～6，通過交換相鄰間幀而在相鄰的鄰接節(jié)點間互相通知現(xiàn)狀下的自己的狀態(tài)，進行握手(handshake)。這里，將完成了與相鄰節(jié)點間的邏輯握手的狀態(tài)定義為連線成功(link up)。通過該相鄰間幀，進行傳送路徑故障監(jiān)視以及對傳送品質(zhì)的降低的監(jiān)視。
網(wǎng)絡控制幀b包括競爭開始觸發(fā)幀、故障相鄰A聲明幀、故障相鄰A遷移幀、以及故障相鄰A遷移應答幀。
競爭開始觸發(fā)幀用來將網(wǎng)內(nèi)存在的1個以上的A端局調(diào)停給1個節(jié)點，具體而言，在故障恢復時多個A端局互相進行競爭，此時成為用來根據(jù)優(yōu)先級的調(diào)停而將1個以上的A終端調(diào)停給1個節(jié)點的契機。
故障相鄰A聲明幀，用來聲明自端局是故障相鄰A端局，具體而言，由于自端局作為A端局具有最高優(yōu)先級，因此對根據(jù)競爭開始觸發(fā)幀的競爭要求，中止競爭，要求其他節(jié)點遷移成中間局。
故障相鄰A遷移幀，用來聲明自端局已經(jīng)遷移成故障相鄰A端局，具體而言，由于自端局作為A端局具有最高優(yōu)先級，因此對根據(jù)競爭開始觸發(fā)幀的競爭要求，中止競爭，要求其他節(jié)點遷移成中間局。
故障相鄰A遷移應答幀，用作對發(fā)送過故障相鄰A遷移幀的節(jié)點的應答幀，具體而言，故障相鄰A遷移應答幀，通知故障相鄰A端局所發(fā)送的故障相鄰A遷移幀已經(jīng)發(fā)送到B端局，通過這樣能夠確保A端局～B端局間的傳送路徑。
圖3為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)中所使用的幀的數(shù)據(jù)形式的圖，(a)表示相鄰間幀，(b)表示網(wǎng)絡控制幀，(c)表示用戶幀。
如圖3(a)所示，相鄰幀由目的地地址、發(fā)送源地址、標簽(tag)、幀長/類型、數(shù)據(jù)區(qū)域、以及CRC(Cyclic Redundancy Check)的各字段構(gòu)成。另外，如圖3(b)所示，網(wǎng)絡控制幀由目的地地址、發(fā)送源地址、標簽、幀長/類型、數(shù)據(jù)區(qū)域、以及CRC的各字段構(gòu)成。
另外，分配給數(shù)據(jù)區(qū)域的幀識別編號用來進行競爭開始觸發(fā)幀、故障相鄰A聲明幀、故障相鄰A遷移幀、故障相鄰A遷移應答幀的識別，控制信息是在上述各個幀發(fā)生了競爭時，通過作為控制信息所附設(shè)的優(yōu)先級將某一個幀設(shè)為有效的信息。另外，標簽在用來讓任意的端口屬于多個VLAN(Virtual LAN)的識別中使用。另外，上述相鄰間幀、網(wǎng)絡控制幀的識別，通過固有的目的地地址的值來識別。
另外，如圖3(c)所示，用戶幀由目的地地址、發(fā)送源地址、幀長/類型、數(shù)據(jù)區(qū)域、以及CRC的各字段構(gòu)成。
另外，上述相鄰間幀以及網(wǎng)絡控制幀，使用多播來發(fā)送。因此，圖1的各個節(jié)點1～6，采用具有將多播區(qū)域虛擬地分割成多個的VLAN功能的節(jié)點。
圖4為表示本實施方式的相關(guān)數(shù)據(jù)傳送裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖，具體而言，表示圖1所示的各個節(jié)點1～6的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
本實施方式的相關(guān)數(shù)據(jù)傳送裝置，由端口A(11)、端口B(12)、端口狀態(tài)控制部13、接收緩沖器14、接收幀控制部15、發(fā)送緩沖器16、發(fā)送幀控制部17、以及網(wǎng)絡控制部18構(gòu)成。
端口狀態(tài)控制部13，在相鄰的節(jié)點1～6之間交換相鄰間幀，周期性地進行握手，監(jiān)視A系環(huán)路、B系環(huán)路的傳送路徑9、10(圖1)的故障。
另外，端口狀態(tài)控制部13，判別經(jīng)端口A(11)與端口B(12)所接收到的相鄰間幀或網(wǎng)絡控制幀的目的地地址，決定是轉(zhuǎn)發(fā)還是阻塞對端口B(12)和端口A(11)的相鄰間幀或網(wǎng)絡控制幀的傳送，經(jīng)接收幀控制部15保存到接收緩沖器14中。
網(wǎng)絡控制部18，對在通過調(diào)停一個以上的A端局而被決定的唯一個A端局、與相鄰于該唯一的A端局并遷移成對通過端口B進行幀的傳送的終結(jié)B系環(huán)路的傳送路徑10的故障相鄰B端局的節(jié)點之間的傳送路徑進行重建，其中上述一個以上的A端局從通過檢測出傳送路徑9(10)的故障而遷移成故障相鄰A端局的節(jié)點，接收使用A系環(huán)路的傳送路徑9多播發(fā)送過來的網(wǎng)絡控制幀，對在通過對使用端口B(12)的用戶幀的傳送進行阻塞。
另外，網(wǎng)絡控制部18在檢測到發(fā)生了故障的A系環(huán)路或B系環(huán)路的傳送路徑9(10)的恢復時，根據(jù)存儲在接收緩沖器14中的網(wǎng)絡控制幀中所包括的幀識別編號，判別網(wǎng)絡控制幀是競爭開始觸發(fā)幀、故障相鄰A聲明幀、故障相鄰A遷移幀、或故障相鄰A遷移應答幀中的哪一個，根據(jù)該判別結(jié)果控制各個節(jié)點的狀態(tài)遷移。
網(wǎng)絡控制部18，還根據(jù)各個節(jié)點狀態(tài)，在發(fā)送相鄰間幀、網(wǎng)絡控制幀的情況下，經(jīng)發(fā)送幀控制部17從發(fā)送緩沖器16讀取該幀并發(fā)送給端口狀態(tài)控制部13，此時，端口狀態(tài)控制部13判別所接收到的該幀中所包括的標簽，決定發(fā)送給端口A(11)或發(fā)送給端口B(12)。
也即，上述端口狀態(tài)控制部13和網(wǎng)絡控制部18，通過與其他節(jié)點中的端口狀態(tài)控制部以及網(wǎng)絡控制部協(xié)作，起到如下所述機構(gòu)(1)～(4)的功能。
(1)對自身的節(jié)點的狀態(tài)，設(shè)定為A端局、終端局節(jié)點和中間局中的某一個而建立網(wǎng)絡的機構(gòu)，其中該A端局對使用了端口B(12)的幀的發(fā)送進行阻塞，關(guān)于幀傳送使用端口A(11)進行，該終端局節(jié)點終結(jié)B系環(huán)路的傳送路徑10，使用端口B(12)進行幀的傳送，該中間局在傳送路徑上傳送幀，使用端口A(11)、端口B(12)雙方進行幀的雙向傳送。
(2)在相鄰的節(jié)點之間交換相鄰間幀，監(jiān)視A系環(huán)路的傳送路徑9和B系環(huán)路的傳送路徑10的故障的機構(gòu)。
(3)監(jiān)視的結(jié)果，檢測到故障的節(jié)點，使用B系環(huán)路的傳送路徑10以多播方式發(fā)送網(wǎng)絡控制幀，向其他節(jié)點通知自身遷移成了A端局，使與B系環(huán)路相鄰的節(jié)點遷移成終端局節(jié)點，使其他節(jié)點遷移成中間局的機構(gòu)。
(4)監(jiān)視的結(jié)果檢測到了故障的恢復的A端局，使用A系環(huán)路的傳送路徑9以多播方式發(fā)送網(wǎng)絡控制幀，對在基于接收到了該網(wǎng)絡控制幀的1個以上的A端局進行調(diào)停而所決定的唯一的A端局，與經(jīng)由調(diào)停的結(jié)果遷移成中間局的其他節(jié)點而遷移成終端局節(jié)點的節(jié)點之間的網(wǎng)絡進行重建的機構(gòu)。
上述任一個機構(gòu)將在后面詳細說明。
圖6～圖13為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)之動作的圖。均根據(jù)圖5所示的本發(fā)明的傳送路徑系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)來表示。
另外，圖6、圖7表示故障發(fā)生時的網(wǎng)絡控制的順序，圖8、圖9表示故障恢復時的網(wǎng)絡控制的順序，圖10、圖11表示多個環(huán)路綜合時的網(wǎng)絡控制的順序，圖12、圖13表示電源接通時的網(wǎng)絡控制的順序。另外，圖6～圖13中，○標記表示分配為中繼端口的端口，●表示分配為邏輯切換端口的端口，||表示阻塞(邏輯阻斷)狀態(tài)。另外，圖中賦予給各個節(jié)點的#1～#6的編號，分別相當于圖1中所示的各個節(jié)點的編號1～6。
下面對照圖6～圖13，對本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的動作進行詳細說明。
首先參照圖6、圖7，對故障發(fā)生時的網(wǎng)絡控制進行說明。這里，對于設(shè)為將節(jié)點#1分配給A端局并阻塞端口B，將節(jié)點#2分配給B端局并阻塞端口A，節(jié)點#3～#6分別作為中間局而建立成網(wǎng)絡的情況進行說明。
各個節(jié)點#1～#6，通過周期性地執(zhí)行相鄰間幀通信來確認傳送路徑9(10)的健全性(圖6(a))。設(shè)為相鄰間幀連續(xù)n次失敗而產(chǎn)生故障，這里設(shè)為通過檢測出3次連續(xù)失敗而在節(jié)點#4～#5間因斷線引起故障(圖6(b))。
通過這樣，檢測到故障的節(jié)點#4遷移成故障相鄰A端局模式，將聲明遷移成了故障相鄰A端局的幀(故障相鄰A遷移幀)多播發(fā)送給B系環(huán)路。接收到該幀的節(jié)點#5，遷移成故障相鄰B端局模式(圖6(c))。
另外，節(jié)點#1通過接收故障相鄰A遷移幀，識別出存在其他A端局，遷移成中間局并解除阻塞。另外，節(jié)點#2根據(jù)節(jié)點#1變?yōu)橹虚g局，而識別出自節(jié)點不是B端局后，遷移成中間局并解除阻塞(圖7(d))。
接下來，由于節(jié)點#5遷移成故障相鄰B端局模式，因此如果接收到故障相鄰A遷移幀，便將應答幀(故障相鄰A遷移應答幀)多播發(fā)送給A系環(huán)路(圖7(e))。
節(jié)點#4根據(jù)接收到故障相鄰A遷移應答幀而識別出有從B端局有應答，停止故障相鄰A遷移幀的發(fā)送。另外，各個節(jié)點#1～#6以后也周期通信相鄰間幀，繼續(xù)確認傳送路徑的健全性(圖7(f))。
接下來，參照圖8、圖9，對故障恢復時的網(wǎng)絡控制進行說明。這里，節(jié)點#4～#5間發(fā)生斷線等故障，節(jié)點#4變?yōu)楣收舷噜廇端局而端口B被阻塞，節(jié)點#5變?yōu)楣收舷噜廈端局而端口A被阻塞，節(jié)點#1～#3、#6作為中間，由此建立了網(wǎng)絡。
各個節(jié)點#1～#6，通過周期性地執(zhí)行相鄰間幀通信來確認傳送路徑9(10)的健全性(圖8(a))。
接下來，設(shè)為通過將節(jié)點#4～#5間所產(chǎn)生的斷線連接而恢復故障。這里，檢測出相鄰間幀通信連續(xù)3次成功，由此識別出節(jié)點#4～#5間的故障恢復(圖8(b))。
節(jié)點#4以端口B連接成功為契機，從故障相鄰A端局模式遷移成邏輯阻斷A端局競爭模式，將競爭開始觸發(fā)幀多播發(fā)送給A系環(huán)路。通過這樣，節(jié)點#5以端口A連接成功為契機，從故障相鄰B端局模式遷移成邏輯阻斷B端局模式(圖8(c))。
中間局和B端局，忽略從節(jié)點#4發(fā)送的競爭開始觸發(fā)幀。因此，節(jié)點#4通過接收到自身所發(fā)送的競爭開始觸發(fā)幀，由此識別出網(wǎng)內(nèi)只有自己這一個A端局。通過這樣，節(jié)點#4從邏輯阻斷A端局競爭模式遷移成邏輯阻斷A端局模式(圖9(d))。
另外，各個節(jié)點#1～#6以后也周期性地交換相鄰間幀，繼續(xù)確認傳送路徑9(10)的健全性(圖9(e))。
接下來，對照圖10、圖11對多個環(huán)路綜合時的網(wǎng)絡控制進行說明。這里，設(shè)為節(jié)點#1～#2間、節(jié)點#4～#5間發(fā)生了故障，節(jié)點#1和節(jié)點#4變?yōu)楣收舷噜廇端局而阻塞端口B，節(jié)點#2和節(jié)點#5變?yōu)楣收舷噜廈端局而阻塞端口A，節(jié)點#3和節(jié)點#6作為中間局，由此建立網(wǎng)絡。
各個節(jié)點#1～#6，通過周期性地執(zhí)行相鄰間幀通信來確認傳送路徑9(10)的健全性(圖10(a))。
這里，設(shè)為節(jié)點#1～#2間的故障已恢復。也即，通過檢測出相鄰間幀通信連續(xù)3次成功，由此成為故障相鄰A端局的節(jié)點#1，檢測出節(jié)點#1～#2間的故障恢復(圖10(b))。
接下來，節(jié)點#1以端口B連接成功為契機，從故障相鄰A端局模式遷移成邏輯阻斷A端局競爭模式，將競爭開始觸發(fā)幀多播發(fā)送給A系環(huán)路。再有，節(jié)點#2以端口A連接成功為契機，從故障相鄰B端局模式遷移成邏輯阻斷B端局模式(圖10(c))。
作為中間局的節(jié)點#3、#6和作為B端局的節(jié)點#2、#5，忽略從節(jié)點#1發(fā)送的競爭開始觸發(fā)幀。因此，節(jié)點#4雖然接收到競爭開始觸發(fā)幀，但此時節(jié)點#4為故障相鄰A端局模式，優(yōu)先級最大。因此向作為競爭開始觸發(fā)幀的發(fā)送源的節(jié)點#1發(fā)送故障相鄰A聲明幀，通知自節(jié)點的優(yōu)先級高(圖11(d))。
節(jié)點#1接收到故障相鄰A聲明幀，識別出網(wǎng)內(nèi)存在優(yōu)先級高的A端局。因此從邏輯阻斷A端局競爭模式遷移成中間局，而解除阻塞。另外，節(jié)點#2根據(jù)節(jié)點#1變?yōu)橹虚g局，識別出自節(jié)點不是B端局，遷移成中間局并解除阻塞。各個節(jié)點以后也周期性地交換相鄰間幀，繼續(xù)確認傳送路徑的健全性(圖11(e))。
最后，對照圖12、圖13，對電源接通時的網(wǎng)絡控制的順序進行說明。這里，設(shè)為將3個節(jié)點中節(jié)點#1和節(jié)點#2接通電源，節(jié)點#3保持電源關(guān)閉(圖12(a))。
首先，電源接通了的節(jié)點#1、#2從電源斷開的狀態(tài)遷移成孤立模式。接下來，以相鄰間幀連續(xù)3次成功，而節(jié)點#1、#2連接成功為契機，節(jié)點#1從孤立模式遷移成故障相鄰B端局，節(jié)點#2遷移成故障相鄰A端局模式(圖12(b))。
接下來，設(shè)為節(jié)點#3接通。通過這樣，節(jié)點#3從電源斷開狀態(tài)遷移成孤立模式(圖12(c))。
接下來，通過相鄰間幀連續(xù)3次成功，節(jié)點#3從孤立模式遷移成故障相鄰B端局模式。另外，節(jié)點#1以端口A連接成功為契機，從故障相鄰B端局模式遷移成中間局，解除阻塞(圖13(d))。
接下來，通過節(jié)點#2與節(jié)點#3間的相鄰間幀連續(xù)3次成功，由此節(jié)點#3從故障相鄰B端局模式遷移成邏輯阻斷B端局模式。另外，節(jié)點#2以端口B連接成功為契機，從故障相鄰A端局模式遷移成邏輯阻斷A端局競爭模式，將競爭開始觸發(fā)幀多播發(fā)送給A系環(huán)路(圖13(e))。
此時，作為中間局的節(jié)點#1和作為B端局的節(jié)點#3，忽略從節(jié)點#2發(fā)送的競爭開始觸發(fā)幀。再有，節(jié)點#2通過接收到自身所發(fā)送的競爭開始觸發(fā)幀，由此識別出網(wǎng)內(nèi)只有自己這一個A端局。這樣，節(jié)點#2從邏輯阻斷A端局競爭模式遷移成邏輯阻斷A端局模式。
另外，各個節(jié)點#1、#3以后也周期性地交換相鄰間幀，繼續(xù)確認傳送路徑的健全性(圖13(f))。
圖14為表示本實施方式的相關(guān)傳送路徑系統(tǒng)的模式間的狀態(tài)遷移的圖。示意表示使用圖6～圖13所說明的動作。圖中“通(up)”表示與相鄰點邏輯連接的狀態(tài)，“斷(down)”表示與相鄰點邏輯阻斷的狀態(tài)。
如上所述，本發(fā)明中，多個節(jié)點#1～#6使用A系環(huán)路的傳送路徑9、B系環(huán)路的傳送路徑10進行幀的傳送，各個節(jié)點被分配為A端局、終端局節(jié)點和中間節(jié)點中的任一個，來建立傳送路徑系統(tǒng)，其中該A端局對使用了端口B的控制幀的發(fā)送進行阻塞，使用端口A進行幀的發(fā)送，該終端局節(jié)點終結(jié)B系環(huán)路的傳送路徑，使用端口B進行幀傳送，該中間節(jié)點對(3)傳送路徑雙方收發(fā)幀，使用端口A、端口B雙方進行幀的雙向傳送。
此時，各個節(jié)點#1～#6(幀傳送裝置)，在相鄰節(jié)點之間交換第一控制幀，進行傳送路徑的故障監(jiān)視。之后，檢測到了故障的節(jié)點，使用B系環(huán)路的傳送路徑10以多播方式發(fā)送第二控制幀，由此向其他節(jié)點通知自身遷移成了A端局，使相鄰的節(jié)點遷移成終端局節(jié)點，使其他節(jié)點遷移成中間節(jié)點。另外，檢測到了故障的恢復的A端局，使用A系環(huán)路的傳送路徑9以多播方式發(fā)送第二控制幀，對在基于接收到了該第二控制幀的1個以上的A端局調(diào)停進行而所決定的唯一的A端局、與經(jīng)由調(diào)停的結(jié)果遷移成中間節(jié)點的其他節(jié)點而遷移成終端局節(jié)點的節(jié)點之間的網(wǎng)絡進行重建。
通過這樣，通過在相鄰節(jié)點間交換第一控制幀的握手，來能夠?qū)崿F(xiàn)雙向雙重環(huán)路型系統(tǒng)中的傳送路徑的故障發(fā)生和恢復的檢測，另外，檢測到發(fā)生故障的節(jié)點遷移成A端局，多播第二控制幀進行調(diào)停，重建網(wǎng)絡，通過這樣能夠縮短邏輯的拓撲建立所需要的時間。
另外，第二控制幀還具有作為拓撲信息交換的觸發(fā)器的意思，以多播方式將第二控制幀同時通知給各個節(jié)點，因此能夠?qū)崿F(xiàn)用于拓撲建立以及拓撲修復的處理的高速化。
另外，上述本發(fā)明的實施方式，僅僅例示了傳送路徑的斷線作為故障進行說明，但對于節(jié)點故障也一樣，相鄰的故障檢測節(jié)點作為A端局進行動作，能夠得到同樣的效果。
另外，圖5中所示的端口狀態(tài)控制部13、接收幀控制部15、發(fā)送幀控制部17、網(wǎng)絡控制部18分別所具有的功能能夠通過程序來實現(xiàn)，將該程序存儲到計算機可讀取的記錄介質(zhì)中，成為各個節(jié)點的控制中樞的CPU逐次讀出并執(zhí)行該程序，通過這樣也能夠建立本發(fā)明的雙向雙重環(huán)路型傳送路徑系統(tǒng)以及幀傳送裝置。
權(quán)利要求
1.一種傳送路徑系統(tǒng)，是具有多個端口的多個節(jié)點，經(jīng)傳送路徑進行幀的傳送的傳送路徑系統(tǒng)，具備建立部，其將所述節(jié)點的狀態(tài)設(shè)定為一方終端狀態(tài)、中間局狀態(tài)和另一方終端狀態(tài)中的某一個狀態(tài)，建立網(wǎng)絡，其中所述一方終端狀態(tài)是對使用了所述多個端口中所特定的任一個的幀的發(fā)送進行阻塞，且對于所述幀的傳送使用與所述所特定的端口不同的端口來進行的狀態(tài)，所述中間局狀態(tài)是使用所述多個端口中的至少1個端口進行所述幀的傳送的狀態(tài)，另一方終端狀態(tài)是終結(jié)傳送路徑，使用所述多個端口中的與所述中間局連接的端口進行所述幀的傳送的狀態(tài)；監(jiān)視部，其在相鄰的節(jié)點間交換第一控制幀，監(jiān)視所述傳送路徑的故障；以及遷移命令部，所述監(jiān)視的結(jié)果，通過使用傳送路徑發(fā)送第二控制幀，通知其他節(jié)點已遷移成一方的終端狀態(tài)，并使相鄰節(jié)點遷移成另一方終端狀態(tài)、使其他節(jié)點遷移成中間局狀態(tài)。
2.一種傳送路徑系統(tǒng)，是具有第一端口和第二端口的多個節(jié)點，使用A系環(huán)路和B系環(huán)路的傳送路徑進行幀的傳送的傳送路徑系統(tǒng)，具備建立部，其將所述節(jié)點的狀態(tài)設(shè)定為主節(jié)點、終端局節(jié)點和中間局節(jié)點中的某一個，建立網(wǎng)絡，其中所述主節(jié)點對使用了第二端口的幀的發(fā)送進行阻塞，并對于所述幀的傳送使用第一端口來進行，所述終端局節(jié)點終結(jié)B系環(huán)路的傳送路徑，并使用第二端口進行所述幀的傳送，所述中間局節(jié)點對傳送路徑傳送所述幀，并使用第一端口和第二端口的雙方進行幀的雙向傳送；監(jiān)視部，其在相鄰的節(jié)點間交換第一控制幀，監(jiān)視所述傳送路徑的故障；遷移命令部，所述監(jiān)視的結(jié)果，通過使用B系環(huán)路的傳送路徑以多播方式發(fā)送第二控制幀，通知其他節(jié)點已遷移成主節(jié)點，并使相鄰節(jié)點遷移成終端局節(jié)點、其他節(jié)點遷移成中間局節(jié)點；以及重建部，所述監(jiān)視的結(jié)果，檢測到了所述故障的恢復的所述主節(jié)點，使用A系環(huán)路的傳送路徑以多播方式發(fā)送第二控制幀，對基于接收到了所述第二控制幀的1個以上的主節(jié)點進行調(diào)停而決定的唯一的主節(jié)點、與經(jīng)由所述調(diào)停的結(jié)果遷移成中間局節(jié)點的其他節(jié)點而遷移成終端局節(jié)點的節(jié)點間的網(wǎng)絡進行重建。
3.如權(quán)利要求1或2所述的傳送路徑系統(tǒng)，其特征在于所述多個節(jié)點，通過第一控制幀，在相鄰節(jié)點之間周期性地進行握手，互相通知自節(jié)點的狀態(tài)而監(jiān)視傳送路徑的故障，并且以與相鄰節(jié)點之間的邏輯握手已完作為契機，允許所述節(jié)點的狀態(tài)遷移的執(zhí)行。
4.如權(quán)利要求1或2所述的傳送路徑系統(tǒng)，其特征在于所述多個節(jié)點識別各個所述第二控制幀，根據(jù)該識別結(jié)果控制各個節(jié)點的狀態(tài)遷移，其中所述第二控制幀由下述幀構(gòu)成(1)在檢測到發(fā)生了故障的傳送路的故障恢復時，成為用來促使1個以上的主節(jié)點競爭而進行調(diào)停的契機的競爭開始觸發(fā)幀；(2)由于自節(jié)點是具有最高優(yōu)先級的主節(jié)點，因此中止由所述競爭開始觸發(fā)幀所引起的競爭，要求其他節(jié)點遷移成中間局節(jié)點而進行聲明的故障相鄰A聲明幀；(3)由于自節(jié)點具有作為主節(jié)點的最高優(yōu)先級，因此中止由所述競爭開始觸發(fā)幀所引起的競爭，要求其他節(jié)點遷移成中間局節(jié)點，聲明檢測出所述故障而已遷移成故障相鄰A端局的情況的故障相鄰A遷移幀；以及(4)通知自節(jié)點所發(fā)送的所述故障相鄰A遷移幀已經(jīng)到達終端局節(jié)點，表示已經(jīng)確保了所述故障相鄰A端局與所述終端局節(jié)點間的傳送路徑的故障相鄰A遷移應答幀。
5.一種幀傳送裝置，用于具有第一端口和第二端口的多個節(jié)點，使用A系環(huán)路和B系環(huán)路的傳送路徑進行幀傳送的傳送路徑系統(tǒng)中，具備端口狀態(tài)控制部，其在相鄰的所述節(jié)點間交換第一控制幀而周期性地進行握手，從而監(jiān)視所述傳送路徑的故障；以及網(wǎng)絡控制部，其對接收第二控制幀并將阻塞使用了所述第二端口的用戶幀的傳送的1個以上的主節(jié)點調(diào)停而被決定的唯一的主節(jié)點、與相鄰于該唯一的主節(jié)點并通過第二端口進行所述幀的傳送且終結(jié)的B系環(huán)路的傳送路徑的終端局節(jié)點間的傳送路徑進行重建，其中所述第二控制幀是通過檢測出所述傳送路徑的故障而遷移成主節(jié)點的節(jié)點，使用A系環(huán)路的傳送路徑以多播方式所發(fā)送的幀。
6.如權(quán)利要求5所述的幀傳送裝置，其特征在于所述端口狀態(tài)控制部，判別經(jīng)由所述第一端口和所述第二端口所接收的所述第一控制幀和第二控制幀的目的地地址，決定對所述第二端口和所述第一端口的控制幀的傳送進行轉(zhuǎn)發(fā)還是進行阻塞，并將經(jīng)由接收幀控制部所接收的所述控制幀保存到接收緩沖器中。
7.如權(quán)利要求6所述的幀傳送裝置，其特征在于所述網(wǎng)絡控制部，根據(jù)所述第二控制幀中所包括的幀識別編號，判別所述第二控制幀是(1)在檢測到發(fā)生了故障的傳送路徑的故障恢復時，成為用來促使1個以上的主節(jié)點競爭從而進行調(diào)停的契機的競爭開始觸發(fā)幀；還是(2)由于自節(jié)點是檢測到了所述傳送路徑中發(fā)生了故障的具有最高優(yōu)先級的主節(jié)點，因此中止由競爭開始觸發(fā)幀所引起的競爭，要求其他節(jié)點遷移成中間局節(jié)點，而進行聲明的故障相鄰A聲明幀；還是(3)由于自節(jié)點具有作為主節(jié)點的最高優(yōu)先級，因此中止由競爭開始觸發(fā)幀所引起的競爭，要求其他節(jié)點遷移成中間局節(jié)點，聲明遷移成故障相鄰A端局的故障相鄰A遷移幀；還是(4)通知自節(jié)點所發(fā)送的所述故障相鄰A遷移幀已經(jīng)到達終端局節(jié)點，表示已經(jīng)確保了主節(jié)點與終端局節(jié)點間的傳送路徑的故障相鄰A遷移應答幀，根據(jù)所述判別結(jié)果，控制所述節(jié)點的狀態(tài)遷移。
8.如權(quán)利要求7所述的幀傳送裝置，其特征在于所述網(wǎng)絡控制部，在根據(jù)所述節(jié)點狀態(tài)發(fā)送所述第一、第二控制幀時，經(jīng)由發(fā)送幀控制部從發(fā)送緩沖器讀取，并將該控制幀發(fā)送給所述端口狀態(tài)控制部，所述端口狀態(tài)控制部判別所接收到的所述相應控制幀中所包括的標簽，決定發(fā)送給第一端口還是發(fā)送給第二端口后進行發(fā)送。
9.一種傳送路徑系統(tǒng)中的傳送路徑切換方法，用于具有第一端口與第二端口的多個節(jié)點使用A系環(huán)路和B系環(huán)路的傳送路徑進行幀的收發(fā)的傳送路徑系統(tǒng)中，具有所述各個節(jié)點，在相鄰的節(jié)點間交換第一控制幀進行握手，監(jiān)視所述傳送路徑中發(fā)生的故障的第一步驟；所述監(jiān)視的結(jié)果，(1)檢測到了故障的節(jié)點，對使用了第二端口的幀的發(fā)送進行阻塞，從第一端口使用B系環(huán)路的傳送路徑以多播方式發(fā)送第二控制幀，通知其他節(jié)點遷移成主節(jié)點，通過這樣，(2)與所述遷移過的主節(jié)點相鄰的節(jié)點，遷移成終結(jié)所述B系環(huán)路的傳送路徑、且使用第二端口進行幀傳送的終端局節(jié)點，(3)其他節(jié)點遷移成對所述傳送路徑傳送所述第二控制幀、且使用第一端口和第二端口雙方進行幀的傳送的中間局節(jié)點，的第二步驟；以及檢測到了所述故障的恢復的所述主節(jié)點，使用A系環(huán)路的傳送路徑以多播方式發(fā)送第二控制幀，促使基于接收到了所述第二控制幀的1個以上的主節(jié)點進行的調(diào)停，所述調(diào)停的結(jié)果所決定的唯一的主節(jié)點，對經(jīng)由所述調(diào)停的結(jié)果遷移成所述中間局節(jié)點的其他節(jié)點而遷移成終端局節(jié)點的節(jié)點與自己之間的網(wǎng)絡進行重建的第3步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的傳送路徑系統(tǒng)中的傳送路徑切換方法，其特征在于所述第二步驟具有通過所述握手的失敗而檢測出傳送路徑中的故障并遷移成故障相鄰A端局模式的主節(jié)點，將作為聲明遷移成故障相鄰A端局模式的第二控制幀的故障相鄰A遷移幀，使用B系環(huán)路的傳送路徑以多播方式發(fā)送給其他節(jié)點的子步驟；接收到了所述故障相鄰A遷移幀的與所述主節(jié)點相鄰的節(jié)點，遷移成故障相鄰B端局模式的子步驟；所述故障發(fā)生前作為主節(jié)點進行動作的節(jié)點，接收到所述故障相鄰A遷移幀而得知其他主節(jié)點的存在，為了遷移成中間局模式而解除第二端口的阻塞的子步驟；所述傳送路徑的故障發(fā)生前作為終端局節(jié)點進行動作的節(jié)點，接收到作為主節(jié)點進行動作的節(jié)點遷移成中間局節(jié)點的消息，遷移成中間局節(jié)點，為此解除第一端口的阻塞的子步驟；遷移成所述故障相鄰B端局模式的新的終端局節(jié)點，接收所述故障相鄰A遷移幀，將作為第二控制幀的故障相鄰A遷移應答幀，使用A系循環(huán)的傳送路徑以多播方式發(fā)送給其他節(jié)點的子步驟；以及遷移成所述故障相鄰A端局模式的所述主節(jié)點，接收到所述故障相鄰A遷移應答幀而識別出有來自終端局節(jié)點的應答，停止以多播方式發(fā)送所述故障相鄰A遷移幀的子步驟。
11.如權(quán)利要求9所述的傳送路徑系統(tǒng)中的傳送路徑切換方法，其特征在于所述第3步驟具有檢測到故障恢復的主節(jié)點，識別出在第二端口握手成功，從故障相鄰A端局模式遷移成進行1個以上的主節(jié)點的調(diào)停的邏輯阻斷A端局競爭模式，將成為競爭開始的契機的作為第二控制幀的競爭開始觸發(fā)幀，使用A系環(huán)路的傳送路徑以多播方式發(fā)送給其他節(jié)點的子步驟；與所述主節(jié)點相鄰的終端局節(jié)點，識別出在第一端口握手成功，從所述故障相鄰B端局模式遷移成邏輯阻斷B端局模式的子步驟；以及所述主節(jié)點通過接收到自身所發(fā)送的所述競爭開始觸發(fā)幀，而識別出網(wǎng)內(nèi)只有自己這一個主節(jié)點，從邏輯阻斷A端局競爭模式遷移成邏輯阻斷A端局模式的子步驟。
12.如權(quán)利要求9所述的傳送路徑系統(tǒng)中的傳送路徑切換方法，其特征在于所述第3步驟具有檢測到故障的恢復的第一主節(jié)點，識別出在第二端口握手成功，從故障相鄰A端局模式遷移成進行1個以上的主節(jié)點的調(diào)停的邏輯阻斷A端局競爭模式，將成為競爭開始的契機的作為第二控制幀的競爭開始觸發(fā)幀，使用A系環(huán)路的傳送路徑以多播方式發(fā)送給其他節(jié)點的子步驟；與所述第一主節(jié)點相鄰的第一終端局節(jié)點，識別出在第一端口握手成功，從所述故障相鄰B端局模式遷移成邏輯阻斷B端局模式的子步驟；接收到所述競爭開始觸發(fā)幀的第二主節(jié)點，將自身處于故障相鄰A端局模式并具有最高優(yōu)先級的消息，當作作為第二控制幀的故障相鄰A聲明幀，發(fā)送給作為所述競爭開始觸發(fā)幀的發(fā)送源的所述第一主節(jié)點的子步驟；接收到故障相鄰A聲明幀的所述第一主節(jié)點，識別出網(wǎng)內(nèi)存在優(yōu)先級高的第二主節(jié)點，從邏輯阻斷A端局模式遷移成中間局模式，解除第二端口的阻塞的子步驟；以及所述第一終端局節(jié)點，接收到所述第一主節(jié)點遷移成中間局模式的消息，識別出自身不是終端局節(jié)點，而遷移成中間局模式，解除第一端口的阻塞的子步驟。
13.一種程序，用于具有第一端口與第二端口的多個節(jié)點，使用A系環(huán)路與B系環(huán)路的傳送路徑進行幀的傳送的傳送路徑系統(tǒng)中的幀傳送裝置，使計算機執(zhí)行在相鄰的所述節(jié)點間交換第一控制幀而周期性地進行握手，監(jiān)視所述傳送路徑的故障的處理；對通過根據(jù)所述握手檢測出所述傳送路徑的故障而遷移成主節(jié)點的節(jié)點，使用A系環(huán)路的傳送路徑以多播方式發(fā)送的第二控制幀進行接收的處理；以及對通過調(diào)停將使用了第二端口的用戶幀的傳送阻塞的1個以上的主節(jié)點而被決定的唯一的主節(jié)點、與通過第二端口進行所述幀的傳送并終結(jié)B系環(huán)路的傳送路徑的終端局節(jié)點之間的傳送路徑進行重建的處理。
全文摘要
本發(fā)明通過獨自的網(wǎng)絡協(xié)議，實現(xiàn)拓撲建立和拓撲修復的處理的高速化。各個節(jié)點(幀傳送裝置)(1～6)，與相鄰的節(jié)點間交換第一控制幀進行傳送路徑的故障監(jiān)視。檢測到故障的節(jié)點，使用B系環(huán)路的傳送路徑(10)以多播方式發(fā)送第二控制幀，向其他節(jié)點通知自己已遷移成主節(jié)點，并使相鄰節(jié)點遷移成終端局節(jié)點、使其他節(jié)點遷移成中間局節(jié)點。檢測到故障的恢復的主節(jié)點，使用A系環(huán)路的傳送路徑(9)以多播方式發(fā)送第二控制幀，對在基于接收到了該第二控制幀的1個以上的主節(jié)點進行調(diào)停而被決定的唯一的主節(jié)點、與調(diào)停的結(jié)果遷移成終端局節(jié)點的節(jié)點間的網(wǎng)絡進行重建。
文檔編號H04L12/42GK1964307SQ20061014363
公開日2007年5月16日 申請日期2006年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月7日
發(fā)明者住谷浩二, 稻田俊司, 益子英昭, 關(guān)村淳一, 工藤辰美 申請人:株式會社日立制作所, 日立信息控制系統(tǒng)有限公司, 株式會社日立工程·并且·服務