JP3676243B2

JP3676243B2 - Network system and network connection device

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Publication number: JP3676243B2
Application number: JP2001027184A
Authority: JP
Inventors: 克佳高橋; 圭一曽田; 立機市橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2001-02-02
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2021-02-02
Also published as: JP2002232448A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックボーンネットワークとサブネットとを冗長接続する複数のネットワーク接続装置を備えたネットワークシステムに関するものであり、特に、サブネット分断時の端末間の通信を救済可能なネットワークシステムおよびネットワーク接続装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来技術について説明する。ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークにおいて、ルータによって他のネットワークと区切られたサブネットは、ルータを経由して当該サブネットの外部と通信を行う。しかしながら、ルータが故障した場合にはサブネットの外部と通信が行えなくなるため、たとえば、複数のルータを用いて通信経路の冗長化を行うことが一般的に知られている。
【０００３】
複数のルータを用いて通信経路の冗長化を行うシステムとしては、たとえば、特開平１１−２６１６２０号公報に記載の「ルータ障害における配下ＬＡＮの救済機能を有するルータネットワーク」がある。図２８は、従来のシステムの構成を示す図である。図２８において、１０は現用ルータであり、１１は代理ルータであり、１２は他のルータであり、１３はＡＴＭネットワークであり、１４はルータが冗長化されたサブネットである。
【０００４】
上記公報記載の技術では、サブネット１４に１つの現用ルータ１０と現用ルータ１０とは別の代理ルータ１１とを用意する。このとき、現用ルータ１０のネットワーク環境を代理ルータ１１にもあらかじめ設定しておき、代理ルータ１１では、ｐｉｎｇパケット等により現用ルータ１０を監視する。そして、現用ルータ１０が障害となった場合には、現用ルータ１０で使用していたＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを代理ルータ１１が引き継ぎ、代理ルータ１１が、現用ルータ１０に成り代わって動作する。具体的にいうと、現用ルータ１０が障害となった場合には、代理ルータ１１が、現用ルータ１０にて使用している物理アドレスを引き継ぎ、サブネット外への通信フレームの中継を代行する。これにより、サブネット１４と他のサブネットとの接続性を確保できる。
【０００５】
また、複数のルータを用いて通信経路の冗長化を行うシステムとしては、上記以外に、ＶＲＲＰ（Virtual Router Redundancy Protocol，Internet Engineering Task Force:IETF RFC2338）を用いたネットワークシステムがある。
【０００６】
ＶＲＲＰでは、複数のルータが仮想ルータを構成し、仮想ＭＡＣアドレスと共通のＩＰアドレスを共有する。現用ルータは、定期的にＶＲＲＰメッセージをサブネット内に送信することで仮想ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを待機ルータに通知し、現用ルータの健在を知らしめる。一方、待機ルータは、一定時間、現用ルータからのＶＲＲＰメッセージの到着がないことをもって現用ルータの障害を検知し、仮想ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスを使用して代理動作を行う。
【０００７】
図２９は、ＶＲＲＰを用いたネットワークシステムの構成を示す図である。図２９において、２０，２１はルータであり、２３，２４，２５はスイッチングハブであり、２６，２７は端末装置であり、２８はサブネットであり、２９はバックボーンネットワークである。
【０００８】
また、図３０は、ＶＲＲＰで用いられるＡＲＰ（Address Resolution Protocol）リプライパケットフォーマットの概略を示す図である。図３０において、３０ａは宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿ＤＡ）であり、３０ｂは送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿ＳＡ）であり、３０ｃはソースハードウェアアドレス（ＳＲＣ＿ＭＡＣ＿ＡＤＤＲ）であり、３０ｄはソースプロトコルアドレス（ＳＲＣ＿ＩＰ＿ＡＤＤＲ）であり、３０ｅはターゲットハードウェアアドレス（ＴＡＧＴ＿ＭＡＣ＿ＡＤＤＲ）であり、３０ｆはターゲットプロトコルアドレス（ＴＡＧＴ＿ＩＰ＿ＡＤＤＲ）である。
【０００９】
端末装置２６および２７では、デフォルトルートとして仮想ＭＡＣアドレスを設定しておくと、サブネット外への通信フレームを仮想ＭＡＣアドレス宛に送信する。たとえば、ルータ２０が現用ルータとして、ルータ２１が待機ルータとして動作している場合、通信フレームは、ルータ２０が中継する。
【００１０】
そして、現用ルータ２０が故障すると、待機ルータ２１では、図３０に示すＡＲＰリプライパケットをサブネット２８に対して送信する。すなわち、待機ルータ２１では、仮想ＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレス３０ｂおよびソースハードウェアアドレス３０ｃに格納し、共有ＩＰアドレスをソースプロトコルアドレス３０ｄに格納し、ブロードキャストアドレスを宛先ＭＡＣアドレス３０ａに格納し、この状態でＡＲＰリプライパケットをサブネット２８に対して送信する。
【００１１】
また、各スイッチングハブでは、上記ＡＲＰリプライパケットを受信および転送し、仮想ＭＡＣアドレスの装置がルータ２１の方向のポートにあることを学習し、以後、仮想ＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームをルータ２１の方向に転送する。これにより、現用ルータ２０が故障した場合においても、サブネット２７と他のサブネットとの接続性を確保できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記、複数のルータが冗長接続されたシステムでは、サブネットが分断された場合に、別々のセグメントに接続する各端末装置が物理的には他のネットワークを経由して接続されているにもかかわらず、相互の通信を行うことができなくなる、という問題があった。
【００１３】
たとえば、図２９において、スイッチングハブ２４が故障した場合は、端末装置２６から端末装置２７へのＡＲＰリクエストパケットが導通不能となり、通信を行うことができない。また、端末装置２６のＡＲＰテーブルに端末装置２７のエントリが格納されていた場合については、端末装置２６が宛先ＭＡＣアドレスに端末装置２７のＭＡＣアドレスを設定し端末装置２７へのパケットを送信するが、スイッチングハブ２４の故障により当該パケットの中継が不可能となり、通信が途絶えてしまう。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、サブネットと他のネットワークとが冗長接続されたシステムにおいて、たとえば、故障によりサブネット内で各端末が分断された場合においても、端末間の通信を継続可能なネットワーク接続装置を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるネットワークシステムにあっては、バックボーンネットワークと、複数の端末装置を収容するサブネットと、バックボーンネットワークとサブネットとを冗長接続する複数のネットワーク接続装置と、を備え、前記各ネットワーク接続装置は、サブネットおよびバックボーンネットワークを用いて同一サブネットに接続された他のネットワーク接続装置との導通状態を監視し、サブネット内の各端末装置が分断されている状態を認識した場合に接続装置情報の収集を指示する状態監視手段（後述する実施の形態の状態確認部１０１に相当）と、接続装置情報の収集指示により、同一サブネット上の全端末装置のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを接続装置情報として収集する接続装置情報収集手段（接続装置情報収集部１０２に相当）と、収集した接続装置情報を、バックボーンネットワークを用いて同一サブネットに接続される他のネットワーク接続装置と交換する接続装置情報交換手段（接続装置情報交換部１０３に相当）と、他のネットワーク接続装置から受け取った装置接続情報に基づいてサブネットを選択するサブネット選択手段（サブネット選択部１７４に相当）と、前記接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成し、当該ＡＲＰリプライパケットを選択されたサブネットに送信するＡＲＰリプライパケット生成／送信手段（パケット生成部１７３、パケット送信部１０４に相当）と、端末装置からＩＰパケットを受け取った場合に、宛先ＩＰアドレスと自装置のもつＩＰアドレスとを比較する比較手段（比較部１０６に相当）と、各ＩＰアドレスが異なる場合に、前記ＩＰパケットを、バックボーンネットワークを介して他のネットワーク装置に対して送信するＩＰパケット送信手段（中継部１０５に相当）と、を備え、前記各端末装置は、受け取ったＡＲＰリプライパケットに基づいてＡＲＰテーブルを更新し、以降、分断された端末装置とはバックボーンネットワークを介して通信を行うことを特徴とする。
【００１６】
つぎの発明にかかるネットワークシステムにあっては、さらに、サブネットからＡＲＰリクエストパケットまたはＡＲＰリプライパケットを受信し、当該パケットからターゲットプロトコルアドレスを抽出するＡＲＰパケット受信手段（ＡＲＰパケット受信部５１８に相当）と、前記ＡＲＰパケット受信手段がＡＲＰリクエストパケットを受信した場合に、前記収集した接続装置情報の中に当該ターゲットプロトコルアドレスに該当する情報が含まれていたかどうかを検索する第１の検索手段（検査部５１９に相当）と、前記情報が含まれていない場合に、バックボーンネットワークに前記ＡＲＰリクエストパケットを送信するリクエスト転送手段（リクエスト転送部５２０に相当）と、前記ＡＲＰパケット受信手段がＡＲＰリプライパケットを受信した場合に、バックボーンネットワークに当該ＡＲＰリプライパケットを送信するリプライ転送手段（リプライ転送部５２７に相当）と、バックボーンネットワークからＡＲＰリクエストパケットまたはＡＲＰリプライパケットを受信するバックボーンパケット受信手段（バックボーンパケット受信部５２１に相当）と、受信したＡＲＰパケットからターゲットプロトコルアドレスを抽出し、収容する単一または複数のサブネットの中から当該ターゲットプロトコルアドレスが含まれるサブネットを選択するサブネット選択手段（サブネット選択部５２４に相当）と、前記バックボーンパケット受信手段がＡＲＰリクエストパケットを受信した場合に、当該パケットの送信元ＭＡＣアドレスとソースハードウェアアドレスとを仮想ＭＡＣアドレスに書き換えるリクエストパケット変換手段（リクエストパケット変換部５２５に相当）と、書き換え後のＡＲＰリクエストパケットを選択されたサブネットに送信するリクエストパケット送信手段（リクエストパケット送信部５２６に相当）と、前記バックボーンパケット受信手段がＡＲＰリプライパケットを受信した場合に、前記サブネット選択手段が抽出したターゲットプロトコルアドレスに基づいてＭＡＣアドレスを検索する第２の検索手段（検索部５１９に相当）と、宛先ＭＡＣアドレスおよびターゲットハードウェアアドレスを検索結果であるＭＡＣアドレスに書き換え、ソースハードウェアアドレスを仮想ＭＡＣアドレスに書き換えるリプライパケット変換手段（リプライパケット変換部５２２に相当）と、書き換え後のＡＲＰリプライパケットを選択されたサブネットに送信するリプライパケット送信手段（リプライパケット送信部５２３に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
つぎの発明にかかるネットワークシステムにあっては、バックボーンネットワークと、複数の端末装置を収容するサブネットと、バックボーンネットワークとサブネットとを冗長接続する複数のネットワーク接続装置と、を備え、前記各ネットワーク接続装置は、サブネットおよびバックボーンネットワークを用いて同一サブネットに接続された他のネットワーク接続装置との導通状態を監視し、サブネット内の各端末装置が分断されている状態を認識した場合に接続装置情報の収集を指示する状態監視手段（状態確認部１０１ａに相当）と、接続装置情報の収集指示により、同一サブネット上の全端末装置のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを接続装置情報として収集する接続装置情報収集手段と、収集した接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成するパケット生成手段（転送パケット生成部１７５ａに相当）と、生成したＡＲＰリプライパケットを、バックボーンネットワークを用いて同一サブネットに接続される他のネットワーク接続装置と交換するパケット交換手段（接続装置情報交換部１０３ａに相当）と、他のネットワーク接続装置から受け取ったＡＲＰリプライパケットに基づいてサブネットを選択するサブネット選択手段（サブネット選択部１７４ａに相当）と、前記ＡＲＰリプライパケットを選択されたサブネットに送信するＡＲＰリプライパケット送信手段（パケット送信部１０４に相当）と、端末装置からＩＰパケットを受け取った場合に、宛先ＩＰアドレスと自装置のもつＩＰアドレスとを比較する比較手段と、各ＩＰアドレスが異なる場合に、前記ＩＰパケットを、バックボーンネットワークを介して他のネットワーク装置に対して送信するＩＰパケット送信手段と、を備え、前記各端末装置は、受け取ったＡＲＰリプライパケットに基づいてＡＲＰテーブルを更新し、以降、分断された端末装置とはバックボーンネットワークを介して通信を行うことを特徴とする。
【００１８】
つぎの発明にかかるネットワークシステムにあっては、さらに、サブネットが回復した場合に、当該サブネットに接続された端末装置のＡＲＰテーブルをもとに戻すためのＡＲＰリプライパケットを生成する回復パケット生成手段（回復パケット生成部６４１ｃに相当）、を備え、前記ＡＲＰリプライパケット送信手段は、前記回復パケット生成手段により生成されたＡＲＰリプライパケット、およびバックボーンネットワークから受信した、当該サブネットに接続された端末装置のＡＲＰテーブルをもとに戻すためのＡＲＰリプライパケット、をサブネットに送信し、前記各端末装置は、受け取ったＡＲＰリプライパケットに基づいてＡＲＰテーブルをもとに戻し、以降、同一サブネット上の端末装置間ではお互いのＭＡＣアドレスを直接指定して通信を行うことを特徴とする。
【００１９】
つぎの発明にかかるネットワークシステムにあっては、さらに、サブネットが回復した場合に、当該サブネットに接続された端末装置のＡＲＰテーブルをもとに戻すためのＡＲＰリプライパケットを生成する第１の回復パケット生成手段（回復パケット生成部６４１ｃに相当）と、バックボーンネットワークから、当該サブネットに接続された端末装置のＡＲＰテーブルをもとに戻すための接続装置情報を受け取った場合に、当該接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する第２の回復パケット生成手段（パケット生成部１７３ｄに相当）と、を備え、前記ＡＲＰリプライパケット生成／送信手段は、前記第１の回復パケット生成手段により生成されたＡＲＰリプライパケット、および第２の回復パケット生成手段により生成されたＡＲＰリプライパケット、をサブネットに送信し、前記各端末装置は、受け取ったＡＲＰリプライパケットに基づいてＡＲＰテーブルをもとに戻し、以降、同一サブネット上の端末装置間ではお互いのＭＡＣアドレスを直接指定して通信を行うことを特徴とする。
【００２０】
つぎの発明にかかるネットワークシステムにおいて、前記接続装置情報収集手段は、ＩＣＭＰエコーリクエストメッセージをブロードキャストアドレスで送信するリクエスト送信手段（リクエスト送信部４４１に相当）と、前記リクエストに対する応答としてＩＣＭＰエコーリプライメッセージを受信する受信手段（受信部４４２に相当）と、前記ＩＣＭＰエコーリプライメッセージに基づいてサブネット内の端末装置のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの組み合わせを学習する学習手段（学習部４４３に相当）と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
つぎの発明にかかるネットワーク接続装置にあっては、バックボーンネットワークと複数の端末装置を収容するサブネットとを冗長接続し、たとえば、サブネットおよびバックボーンネットワークを用いて同一サブネットに接続された他のネットワーク接続装置との導通状態を監視し、サブネット内の各端末装置が分断されている状態を認識した場合に接続装置情報の収集を指示する状態監視手段と、接続装置情報の収集指示により、同一サブネット上の全端末装置のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを接続装置情報として収集する接続装置情報収集手段と、収集した接続装置情報を、バックボーンネットワークを用いて同一サブネットに接続される他のネットワーク接続装置と交換する接続装置情報交換手段と、他のネットワーク接続装置から受け取った装置接続情報に基づいてサブネットを選択するサブネット選択手段と、前記接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成し、当該ＡＲＰリプライパケットを選択されたサブネットに送信するＡＲＰリプライパケット生成／送信手段と、端末装置からＩＰパケットを受け取った場合に、宛先ＩＰアドレスと自装置のもつＩＰアドレスとを比較する比較手段と、各ＩＰアドレスが異なる場合に、前記ＩＰパケットを、バックボーンネットワークを介して他のネットワーク装置に対して送信するＩＰパケット送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
つぎの発明にかかるネットワーク接続装置にあっては、さらに、サブネットからＡＲＰリクエストパケットまたはＡＲＰリプライパケットを受信し、当該パケットからターゲットプロトコルアドレスを抽出するＡＲＰパケット受信手段と、前記ＡＲＰパケット受信手段がＡＲＰリクエストパケットを受信した場合に、前記収集した接続装置情報の中に当該ターゲットプロトコルアドレスに該当する情報が含まれていたかどうかを検索する第１の検索手段と、前記情報が含まれていない場合に、バックボーンネットワークに前記ＡＲＰリクエストパケットを送信するリクエスト転送手段と、前記ＡＲＰパケット受信手段がＡＲＰリプライパケットを受信した場合に、バックボーンネットワークに当該ＡＲＰリプライパケットを送信するリプライ転送手段と、バックボーンネットワークからＡＲＰリクエストパケットまたはＡＲＰリプライパケットを受信するバックボーンパケット受信手段と、受信したＡＲＰパケットからターゲットプロトコルアドレスを抽出し、収容する単一または複数のサブネットの中から当該ターゲットプロトコルアドレスが含まれるサブネットを選択するサブネット選択手段と、前記バックボーンパケット受信手段がＡＲＰリクエストパケットを受信した場合に、当該パケットの送信元ＭＡＣアドレスとソースハードウェアアドレスとを仮想ＭＡＣアドレスに書き換えるリクエストパケット変換手段と、書き換え後のＡＲＰリクエストパケットを選択されたサブネットに送信するリクエストパケット送信手段と、前記バックボーンパケット受信手段がＡＲＰリプライパケットを受信した場合に、前記サブネット選択手段が抽出したターゲットプロトコルアドレスに基づいてＭＡＣアドレスを検索する第２の検索手段と、宛先ＭＡＣアドレスおよびターゲットハードウェアアドレスを検索結果であるＭＡＣアドレスに書き換え、ソースハードウェアアドレスを仮想ＭＡＣアドレスに書き換えるリプライパケット変換手段と、書き換え後のＡＲＰリプライパケットを選択されたサブネットに送信するリプライパケット送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
つぎの発明にかかるネットワーク接続装置にあっては、バックボーンネットワークと複数の端末装置を収容するサブネットとを冗長接続し、たとえば、サブネットおよびバックボーンネットワークを用いて同一サブネットに接続された他のネットワーク接続装置との導通状態を監視し、サブネット内の各端末装置が分断されている状態を認識した場合に接続装置情報の収集を指示する状態監視手段と、接続装置情報の収集指示により、同一サブネット上の全端末装置のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを接続装置情報として収集する接続装置情報収集手段と、収集した接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成するパケット生成手段と、生成したＡＲＰリプライパケットを、バックボーンネットワークを用いて同一サブネットに接続される他のネットワーク接続装置と交換するパケット交換手段と、他のネットワーク接続装置から受け取ったＡＲＰリプライパケットに基づいてサブネットを選択するサブネット選択手段と、前記ＡＲＰリプライパケットを選択されたサブネットに送信するＡＲＰリプライパケット送信手段と、端末装置からＩＰパケットを受け取った場合に、宛先ＩＰアドレスと自装置のもつＩＰアドレスとを比較する比較手段と、各ＩＰアドレスが異なる場合に、前記ＩＰパケットを、バックボーンネットワークを介して他のネットワーク装置に対して送信するＩＰパケット送信手段と、を備えることを特徴とする。
【００２４】
つぎの発明にかかるネットワーク接続装置にあっては、さらに、サブネットが回復した場合に、当該サブネットに接続された端末装置のＡＲＰテーブルをもとに戻すためのＡＲＰリプライパケットを生成する回復パケット生成手段、を備え、前記ＡＲＰリプライパケット送信手段は、前記回復パケット生成手段により生成されたＡＲＰリプライパケット、およびバックボーンネットワークから受信した、当該サブネットに接続された端末装置のＡＲＰテーブルをもとに戻すためのＡＲＰリプライパケット、をサブネットに送信することを特徴とする。
【００２５】
つぎの発明にかかるネットワーク接続装置にあっては、さらに、サブネットが回復した場合に、当該サブネットに接続された端末装置のＡＲＰテーブルをもとに戻すためのＡＲＰリプライパケットを生成する第１の回復パケット生成手段と、バックボーンネットワークから、当該サブネットに接続された端末装置のＡＲＰテーブルをもとに戻すための接続装置情報を受け取った場合に、当該接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する第２の回復パケット生成手段と、を備え、前記ＡＲＰリプライパケット生成／送信手段は、前記第１の回復パケット生成手段により生成されたＡＲＰリプライパケット、および第２の回復パケット生成手段により生成されたＡＲＰリプライパケット、をサブネットに送信することを特徴とする。
【００２６】
つぎの発明にかかるネットワーク接続装置において、前記接続装置情報収集手段は、ＩＣＭＰエコーリクエストメッセージをブロードキャストアドレスで送信するリクエスト送信手段と、前記リクエストに対する応答としてＩＣＭＰエコーリプライメッセージを受信する受信手段と、前記ＩＣＭＰエコーリプライメッセージに基づいてサブネット内の端末装置のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの組み合わせを学習する学習手段と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかるネットワークシステムおよびネットワーク接続装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２８】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるネットワーク接続装置の実施の形態１の構成を示す図である。図１において、１００はネットワーク接続装置であり、１０１は状態確認部であり、１０２は接続装置情報収集部であり、１０３は接続装置情報交換部であり、１０４はパケット送信部であり、１０５は中継部であり、１０６は比較部であり、１０７は接続装置情報を記録する記録部であり、１０８はＡＲＰテーブルであり、１７３はパケット生成部であり、１７４はサブネット選択部であり、２１０はバックボーンネットワークであり、２１１はネットワーク接続装置間を結ぶ通信パスであり、２３０はサブネットであり、２９１はサブネットの入出力ポートであり、２９３はバックボーンネットワークの入出力ポートである。
【００２９】
また、図２は、実施の形態１のネットワーク接続装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図である。図２において、２００は上記ネットワーク接続装置１００と同様の構成を持つネットワーク接続装置であり、２３１，２３２，２３３，２３４はスイッチングハブであり、２２１，２２２，２２７は端末装置であり、２２３は端末装置２２１のＡＲＰテーブルであり、２２４は端末装置２２２のＡＲＰテーブルであり、２８１，２８２，２８３はスイッチングハブ２３１の入出力ポートであり、２８４，２８５はスイッチングハブ２３２の入出力ポートであり、２８６，２８７，２８８，２８９はスイッチングハブ２３３の入出力ポートである。
【００３０】
ここで、図１および図２を用いて上記ネットワーク接続装置の動作を説明する。なお、本実施の形態では、ネットワーク接続装置１００と２００が冗長な構成をとり、バックボーンネットワーク２１０とサブネット２３０とを接続する。また、ネットワーク接続装置１００が待機ルータとして、ネットワーク接続装置２００が現用ルータとして、それぞれ動作しているものとする。
【００３１】
まず、ネットワーク接続装置１００では、状態確認部１０１が、サブネット２３０を経由してネットワーク接続装置２００との導通状態を監視する。この監視は、ｐｉｎｇを用いて行うこととしてもよいし、ＶＲＲＰメッセージ等の監視により行うこととしてもよい。また、ネットワーク接続装置１００の状態確認部１０１では、バックボーンネットワーク２１０上の通信パス２１１を用い、ネットワーク接続装置２００の状態確認部１０１に対して定期的に自装置の動作状態を送信する。ここでいう動作状態とは、待機ルータとして動作しているか、または現用ルータとして動作しているか、を示す情報を意味する。
【００３２】
なお、バックボーンネットワーク２１０がＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）ネットワークの場合には、通信パス２１１の一例として、ＶＣ（virtual channel）を利用する。
【００３３】
この状態で、端末装置２２１と端末装置２２２がデータ通信を行う場合、各端末装置では、あらかじめ認識しているお互いのＩＰアドレスと、ＡＲＰにより学習した互いのＭＡＣアドレスと、をＡＲＰテーブルに登録する。なお、図３は、端末装置２２１のＡＲＰテーブルに記録されるエントリ（ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス）の一例を示す図であり（（ａ）は正常時を（ｂ）は障害時を表す）、４８１ａはＩＰアドレス（ＩＰ＿２２２）であり、４８１ｂはＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２２２）であり、４８２ａはＩＰアドレス（ＩＰ＿２２２）であり、４８２ｂはＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿１００）である。また、図４は、端末装置２２２のＡＲＰテーブルに記録されるエントリの一例を示す図であり（（ａ）は正常時を（ｂ）は障害時を表す）、４８６ａはＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）であり、４８６ｂはＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２２１）であり、４８７ａはＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）であり、４８７ｂはＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２００）である。
【００３４】
スイッチングハブ２３１では、端末装置２２１から送信されるＡＲＰパケットをポート２８２で受信し、送信元ＭＡＣアドレスに基づいて、端末装置２２１がポート２８２の先に接続されていることを学習する。また、端末装置２２２から送信されるＡＲＰパケットをポート２８３で受信し、送信元ＭＡＣアドレスに基づいて、端末装置２２２がポート２８３の先に接続されていることを学習する。同様に、スイッチングハブ２３２においては、端末装置２２１がポート２８４の先に接続され、端末送信２２２がポート２８５の先に接続されていることを学習し、さらに、スイッチングハブ２３３においては、端末装置２２１がポート２８６の先に接続され、端末装置２２２がポート２８７の先に接続されていることを学習する。
【００３５】
上記のように学習した後は、スイッチングハブ２３１では、端末装置２２１のＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームをポート２８２から出力し、端末装置２２２のＭＡＣアドレス宛のＭＡＣフレームをポート２８３から出力する。図５は、端末装置２２１から端末装置２２２への送信ＭＡＣフレームを示す図である。図５において、３００ａはＭＡＣヘッダ部であり、３００ｂはＩＰフレーム部であり、３０１は宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２２２）であり、３０２は送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２２１）であり、３０３は宛先ＩＰアドレス（ＩＰ＿２２２）であり、３０４は送信元ＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）である。ここでは、端末装置２２２のＩＰアドレスを宛先ＩＰアドレス３０３に設定し、学習したＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレス３０１に設定し、自端末のＩＰアドレスを送信元ＩＰアドレス３０４に設定し、自端末のＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレス３０２に設定し、その後、ＭＡＣフレームをネットワークへ送信する。
【００３６】
そして、上記ＭＡＣフレームは、宛先ＭＡＣアドレス３０１に基づいて、スイッチングハブ２３１のポート２８２および２８３、スイッチングハブ２３２のポート２８４および２８５、スイッチングハブ２３３のポート２８６および２８７、を経由して端末装置２２２に通知される。
【００３７】
一方、スイッチングハブ２３２が故障し、中継動作を行えなくなった場合、ネットワーク接続装置１００の状態確認部１０１では、ｐｉｎｇの失敗やＶＲＲＰメッセージの未到着などにより障害発生を認識し、接続装置情報収集部１０２に対して接続装置情報の収集を指示する。そして、通信パス２１１を経由して、ネットワーク接続装置２００に対して、自装置が、以後、現用ルータとして動作する旨を通知する。
【００３８】
図６は、接続装置情報収集部１０２の構成を示す図である。図６において、４４１はＩＣＭＰエコーリクエストメッセージをブロードキャストで送信するリクエスト送信部であり、４４２はＩＣＭＰエコーリプライメッセージを受信する受信部であり、４４３はＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとの組み合わせを学習する学習部である。ここでは、ネットワーク接続装置１００内の接続装置情報収集部１０２の動作について説明する。なお、ネットワーク接続装置２００内の接続装置情報収集部１０２についても同様に動作する。
【００３９】
また、図７は、接続装置情報収集のために用いられるＩＣＭＰエコーリクエストメッセージを格納するＭＡＣフレームフォーマットの一例を示す図である。図７において、４５１はＭＡＣヘッダ部であり、４５２はＩＰヘッダ部であり、４５３はＩＣＭＰメッセージ部であり、４５４は宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）であり、４５５は送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿１００）であり、４５６は宛先ＩＰアドレス（ＩＰ＿ＳｕｂｎｅｔＢｒｏａｄｃａｓｔ）であり、４５７は送信元ＩＰアドレス（ＩＰ＿１００）である。
【００４０】
ネットワーク接続装置１００内の接続装置情報収集部１０２では、リクエスト送信部４４１が、宛先ＭＡＣアドレス４５４をブロードキャストアドレスとし、宛先ＩＰアドレス４５６をサブネット２３０へのブロードキャストアドレスとすることで生成したＩＣＭＰエコーリクエストメッセージを、サブネット２３０のポート２９１に送信する。このメッセージは、スイッチングハブ２３１で中継され、端末装置２２１に通知される。
【００４１】
ＩＣＭＰエコーリクエストメッセージを受け取った端末装置２２１では、応答として、ＩＣＭＰエコーリプライメッセージを送信する。図８は、接続装置情報収集のために用いられるＩＣＭＰエコーリプライメッセージを格納するＭＡＣフレームフォーマットの一例を示す図である。図８において、４６１はＭＡＣヘッダ部であり、４６２はＩＰヘッダ部であり、４６３はＩＣＭＰメッセージ部であり、４６４は宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿１００）であり、４６５は送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２２１）であり、４６６は宛先ＩＰアドレス（ＩＰ＿１００）であり、４６７は送信元ＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）である。ここでは、ＩＣＭＰエコーリクエストメッセージに対する応答として、送信元ＩＰアドレス４６７に自端末のＩＰアドレスを設定し、送信元ＭＡＣアドレス４６５に自装置のＭＡＣアドレスを設定することで生成したＩＣＭＰエコーリプライメッセージを送信する。このリプライメッセージは、ネットワーク接続装置１００の受信部４４２により受信され、学習部４４３に通知される。
【００４２】
学習部４４３では、受け取ったリプライメッセージを精査し、送信元ＩＰアドレス４６７と送信元ＭＡＣアドレス４６５の組み合わせを学習し、その学習結果を接続装置情報として記録部１０７およびＡＲＰテーブル１０８に格納する。
【００４３】
上記のように接続装置情報収集部１０２により接続装置情報を収集したネットワーク接続装置１００では、接続装置情報交換部１０３が、収集したＩＰアドレスをバックボーンネットワーク２１０上の通信パス２１１に送信する。この接続装置情報は、ネットワーク接続装置２００の接続装置情報交換部１０３に通知され、さらに、サブネット選択部１７４に転送される。
【００４４】
ネットワーク接続装置２００のサブネット選択部１７４では、受け取った接続装置情報に基づいて、端末装置２２１と通信を行う可能性のある通信端末２２２を収容するサブネット２３０を選択し、さらに、当該接続装置情報をパケット生成部１７３に対して通知する。
【００４５】
ネットワーク接続装置２００のパケット生成部１７３では、受け取った接続装置情報に基づいて、ＡＲＰリプライパケットを生成し、当該パケットをサブネット２３０に送信する。図９（ａ）は、ＡＲＰリプライパケットフォーマットの一例を示す図である。図９（ａ）において、４７０ａは宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）であり、４７０ｂは送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２００）であり、４７０ｃはソースハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿２００）であり、４７０ｄはソースプロトコルアドレス（ＩＰ＿２００）であり、４７０ｅはターゲットハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿２００）であり、４７０ｆはターゲットプロトコルアドレス（ＩＰ＿２２１）である。ここでは、受け取った接続装置情報に含まれるＩＰアドレスをターゲットプロトコルアドレス４７０ｆに設定し、自ネットワーク接続装置２００がポート２９２で使用しているＩＰアドレスをソースプロトコルアドレス４７０ｄに設定し、自ネットワーク接続装置２００がポート２９２で使用しているＭＡＣアドレスをソースハードウェアアドレス４７０ｃとターゲットハードウェアアドレス４７０ｅと送信元ＭＡＣアドレス４７０ｂに設定し、ブロードキャストアドレスを宛先ＭＡＣアドレス４７０ａに設定し、パケット送信部１０４が、生成されたＡＲＰリプライパケットをサブネット２３０に送信する。このとき、ＡＲＰリプライパケットは、スイッチングハブ２３３を経由して端末装置２２２に通知される。
【００４６】
ＡＲＰリプライパケットを受け取った端末装置２２２では、当該パケットに含まれるターゲットプロトコルアドレス４７０ｆとターゲットハードウェアアドレス４７０ｅに基づいて、ＡＲＰテーブル２２４を更新する。具体的にいうと、たとえば、図４（ａ）に示すエントリを（ｂ）に示すエントリのように更新する。なお、上記のような端末装置２２２のＡＲＰテーブル更新動作は、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force），ＲＦＣ８２６に規定されたＡＲＰの一般的な動作である。また、更新動作完了後、端末装置２２２では、端末装置２２１に対してＩＰパケットを送信する場合、宛先ＭＡＣアドレスにＭＡＣアドレス４８７ｂを設定し、スイッチングハブ２３３では、受け取った当該ＩＰパケットを、ポート２８８を中継してネットワーク接続装置２００に対して送信することになる。
【００４７】
また、ネットワーク接続装置２００では、ネットワーク接続装置１００の状態確認部１０１から送られてきた「現用ルータとして動作する旨の通知」を、状態確認部１０１が受け取ることで、サブネット２３０に障害が発生したことを認識する。そして、上記ネットワーク接続装置１００と同様の手順で、ネットワーク接続装置２００の接続装置情報収集部１０２が、端末装置２２２および２２７のＩＰアドレスを接続装置情報として収集し、接続装置情報交換部１０３が、当該接続装置情報をネットワーク接続装置１００に対して送信する。
【００４８】
そして、接続装置情報を受け取ったネットワーク接続装置１００では、上記ネットワーク接続装置２００と同様の手順で、接続装置情報交換部１０３，サブネット選択部１７４，パケット生成部１７３，およびパケット送信部１０４を用いて、図９（ｂ）に示すＡＲＰリプライパケットおよび（ｃ）に示すＡＲＰリプライパケットを生成／送信し、端末装置２２１のＡＲＰテーブル２２３を更新する。具体的にいうと、たとえば、図３（ａ）に示すエントリを（ｂ）に示すエントリのように更新する。なお、図９（ｂ）において、４７１ａは宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）であり、４７１ｂは送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿１００）であり、４７１ｃはソースハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿１００）であり、４７１ｄはソースプロトコルアドレス（ＩＰ＿１００）であり、４７１ｅはターゲットハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿１００）であり、４７１ｆはターゲットプロトコルアドレス（ＩＰ＿２２２）であり、図９（ｃ）において、４７２ａは宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）であり、４７２ｂは送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿１００）であり、４７２ｃはソースハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿１００）であり、４７２ｄはソースプロトコルアドレス（ＩＰ＿１００）であり、４７２ｅはターゲットハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿１００）であり、４７２ｆはターゲットプロトコルアドレス（ＩＰ＿２２７）である。
【００４９】
ただし、端末装置２２１と端末装置２２７が通信を行っておらず、端末装置２２１のＡＲＰテーブル２２３に端末装置２２７に相当するエントリがない場合には、端末装置２２１が図９（ｃ）に示すＡＲＰリプライパケットを受信した場合でも、ＡＲＰテーブル２２３の更新および追加は行われない。
【００５０】
つぎに、端末装置２２１が端末装置２２２に対してＩＰパケットを送信する場合、ＭＡＣフレームの宛先ＭＡＣアドレスにはＭＡＣアドレス４８２ｂが設定されるため、スイッチングハブ２３１では、受け取ったＭＡＣフレームを、ポート２８１を中継してネットワーク接続装置１００に対して送信する。
【００５１】
ＭＡＣフレームを受け取ったネットワーク接続装置１００では、比較部１０６が、ポート２９１で使用しているＩＰアドレスと当該ＭＡＣフレーム中の宛先ＩＰアドレス、およびポート２９１で使用しているＭＡＣアドレスと当該ＭＡＣフレーム中の宛先ＭＡＣアドレス、をそれぞれ比較する。そして、ＭＡＣアドレスが等しくかつＩＰアドレスが異なる場合には、中継部１０５が、ＭＡＣフレーム内のＩＰパケット部をネットワーク接続装置２００へ中継する。
【００５２】
ＩＰパケットを受け取ったネットワーク接続装置２００では、当該ＩＰパケットをＭＡＣフレームに設定し、さらに、宛先ＩＰアドレスに基づいてＡＲＰテーブルを検索することで対応するＭＡＣアドレスを獲得し、その検索結果をＭＡＣフレームの宛先ＭＡＣアドレスに設定し、ここで生成されたＭＡＣフレームをポート２９２へ中継する。このとき、ＭＡＣフレームは、スイッチングハブ２３３を経由して端末装置２２２に通知される。なお、端末装置２２２が端末装置２２１に対してＩＰパケットを送信する場合も、ＩＰパケットは、上記と同様の手順でネットワーク接続装置２００およびネットワーク接続装置１００を中継され、端末装置２２１へ通知される。
【００５３】
ただし、各ネットワーク接続装置が使用するＩＰアドレスとＭＡＣアドレスは、それぞれの装置で異なるアドレスを用いることとしてもよいし、ＶＲＲＰ等のプロトコルにより共通のアドレスを用いることとしてもよい。また、共通のアドレスを用いる場合で、かつ現用ルータとして動作するネットワーク接続装置が健全である間、待機ルータとして動作するネットワーク接続装置は、当該アドレスを用いて通信を行わない。
【００５４】
このように、本実施の形態においては、故障等によりサブネット２３０内の各端末装置が分断された場合でも、バックボーンネットワーク２１０を経由して通信を行う構成としたため、分散された端末装置間の通信を継続させることができる。また、上記と同様の場合に、サブネットに接続された端末装置が、自身に接続されたネットワーク接続装置にて生成したＡＲＰリプライパケットを受け取り、ＡＲＰの一般的な動作でＡＲＰテーブルを書き換える構成としたため、特別な処理を追加することなく通信経路を変更できる。また、本実施の形態においては、接続装置情報収集時に、ＩＣＭＰエコーリクエストメッセージをブロードキャストアドレスで送信し、サブネットに接続されている各端末装置からのＩＣＭＰエコーリプライメッセージを同時に収集する構成としたため、効率良く接続装置情報を収集できる。
【００５５】
実施の形態２．
図１０は、本発明にかかるネットワーク接続装置の実施の形態２の構成を示す図である。図１０において、１００ａはネットワーク接続装置であり、１０１ａは状態確認部であり、１０３ａは接続装置情報交換部であり、１７４ａはサブネット選択部であり、１７５ａは転送パケット生成部である。また、図１１は、実施の形態２のネットワーク接続装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図である。図１１において、２００ａは上記ネットワーク接続装置１００ａと同様の構成を持つネットワーク接続装置である。なお、前述の実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
ここで、図１０および図１１を用いて上記ネットワーク接続装置の動作を説明する。なお、本実施の形態では、前述の実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。また、本実施の形態のネットワークシステムは、ネットワーク接続装置１００ａと２００ａが冗長な構成をとり、バックボーンネットワーク２１０とサブネット２３０とを接続する。また、ネットワーク接続装置１００ａが待機ルータとして、ネットワーク接続装置２００ａが現用ルータとして、それぞれ動作しているものとする。また、各ネットワーク接続装置は、仮想ＭＡＣアドレス（以後、ＭＡＣ＿Ｖと呼ぶ）とＩＰアドレス（以後、ＩＰ＿Ｖと呼ぶ）とを共有しているものとする。
【００５７】
まず、ネットワーク接続装置１００ａでは、状態確認部１０１ａが、サブネット２３０を経由してネットワーク接続装置２００ａとの導通状態を監視する。この監視は、ＶＲＲＰメッセージ等を用い、現用ルータから送信される定期的なパケットを受信することで行う。また、ネットワーク接続装置１００ａの状態確認部１０１ａでは、バックボーンネットワーク２１０上の通信パス２１１を用い、ネットワーク接続装置２００ａの状態確認部１０１ａに対して定期的に自装置の動作状態を送信する。ここでいう動作状態とは、待機ルータとして動作しているか、または現用ルータとして動作しているか、を示す情報を意味する。
【００５８】
たとえば、スイッチングハブ２３２が故障し、中継動作を行えなくなった場合、ネットワーク接続装置１００ａの状態確認部１０１ａでは、ＶＲＲＰメッセージの未到着により障害発生を認識し、接続装置情報収集部１０２に対して接続装置情報の収集を指示する。そして、通信パス２１１を経由してネットワーク接続装置２００ａに対して、自装置が、以後、現用ルータとして動作する旨を通知する。
【００５９】
接続装置情報収集部１０２（図６参照）では、実施の形態１の場合と同様の手順で、送信元ＩＰアドレスと送信元ＭＡＣアドレスの組み合わせを学習し、その結果を接続装置情報として記録部１０７およびＡＲＰテーブル１０８に格納する。
【００６０】
上記のように接続装置情報収集部１０２により接続装置情報を収集したネットワーク接続装置１００ａでは、転送パケット生成部１７５ａが、当該接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する。図１２（ａ）は、ＡＲＰリプライパケットフォーマットの一例を示す図である。図１２（ａ）において、４７５ａは宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）であり、４７５ｂは送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）であり、４７５ｃはソースハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）であり、４７５ｄはソースプロトコルアドレス（ＩＰ＿Ｖ）であり、４７５ｅはターゲットハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）であり、４７５ｆはターゲットプロトコルアドレス（ＩＰ＿２２１）である。ここでは、格納された接続装置情報に含まれるＩＰアドレスをターゲットプロトコルアドレス４７５ｆに設定し、仮想ＭＡＣアドレスであるＭＡＣ＿Ｖをターゲットハードウェアアドレス４７５ｅ，ソースハードウェアアドレス４７５ｃおよび送信元ＭＡＣアドレス４７５ｂにそれぞれ設定し、共有ＩＰアドレスであるＩＰ＿Ｖをソースプロトコルアドレス４７５ｄに設定し、ブロードキャストアドレスを宛先ＭＡＣアドレス４７５ａに設定することで、ＡＲＰリプライパケットを生成する。
【００６１】
そして、接続装置情報交換部１０３ａでは、生成されたＡＲＰリプライパケットの形式で接続装置情報をバックボーンネットワーク２１０の通信パス２１１に送信する。このＡＲＰリプライパケット形式の接続装置情報（以降、単にＡＲＰリプライパケットと呼ぶ）は、ネットワーク接続装置２００ａの接続装置情報交換部１０３ａに通知され、さらに、サブネット選択部１７４ａに転送される。
【００６２】
ネットワーク接続装置２００ａのサブネット選択部１７４ａでは、受け取ったＡＲＰリプライパケットに基づいて、端末装置２２１と通信を行う可能性のある通信端末２２２を収容するサブネット２３０を選択し、さらに、パケット送信部１０４では、当該ＡＲＰリプライパケットをサブネット２３０に送信する。このとき、ＡＲＰリプライパケットは、スイッチングハブ２３３を経由して端末装置２２２に通知される。
【００６３】
ＡＲＰリプライパケットを受け取った端末装置２２２では、当該パケットに含まれるターゲットプロトコルアドレス４７５ｆとターゲットハードウェアアドレス４７５ｅに基づいて、ＡＲＰテーブル２２４を更新する。図１３は、更新後のエントリ（ＡＲＰテーブル２２４）の一例を示す図であり、４８８ａはＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）であり、４８８ｂはＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）である。
【００６４】
また、ネットワーク接続装置２００ａでは、ネットワーク接続装置１００ａの状態確認部１０１ａから送られてきた「現用ルータとして動作する旨の通知」を、状態確認部１０１ａが受け取ることで、サブネット２３０に障害が発生したことを認識する。そして、上記ネットワーク接続装置１００ａと同様の手順で、ネットワーク接続装置２００ａの接続装置情報収集部１０２が、端末装置２２２および２２７のＩＰアドレスを接続装置情報として収集し、転送パケット生成部１７５ａが、当該接続装置情報に基づいて図１２（ｂ）に示すＡＲＰリプライパケットおよび（ｃ）に示すＡＲＰリプライパケットを生成し、接続装置情報交換部１０３ａが、当該ＡＲＰリプライパケットの形式で接続装置情報をネットワーク接続装置１００ａに対して送信する。なお、図１２（ｂ）において、４７６ａは宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）であり、４７６ｂは送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）であり、４７６ｃはソースハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）であり、４７６ｄはソースプロトコルアドレス（ＩＰ＿Ｖ）であり、４７６ｅはターゲットハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）であり、４７６ｆはターゲットプロトコルアドレス（ＩＰ＿２２２）であり、図１２（ｃ）において、４７７ａは宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）であり、４７７ｂは送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）であり、４７７ｃはソースハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）であり、４７７ｄはソースプロトコルアドレス（ＩＰ＿Ｖ）であり、４７７ｅはターゲットハードウェアアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）であり、４７７ｆはターゲットプロトコルアドレス（ＩＰ＿２２７）である。
【００６５】
そして、ＡＲＰリプライパケットを受け取ったネットワーク接続装置１００ａでは、上記ネットワーク接続装置２００ａと同様の手順で、接続装置情報交換部１０３ａ，サブネット選択部１７４ａおよびパケット送信部１０４を用いて、当該ＡＲＰリプライパケットを送信し、端末装置２２１のＡＲＰテーブルを更新する。図１４は、更新後のエントリ（ＡＲＰテーブル２２３）の一例を示す図であり、４８３ａはＩＰアドレス（ＩＰ＿２２２）であり、４８３ｂはＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）である。
【００６６】
このように、本実施の形態においては、故障等によりサブネット２３０内の各端末装置が分断された場合でも、各端末装置内のＡＲＰテーブルを書き換え、バックボーンネットワーク２１０を経由して通信を行う構成としたため、分散された端末装置間の通信を継続させることができる。また、上記と同様の場合に、サブネットに接続された端末装置が、分断された端末装置に接続されたネットワーク接続装置にて生成したＡＲＰリプライパケットを受け取り、ＡＲＰの一般的な動作でＡＲＰテーブルを書き換える構成としたため、特別な処理を追加することなく通信経路を変更できる。
【００６７】
実施の形態３．
図１５は、本発明にかかるネットワーク接続装置の実施の形態３の構成を示す図である。図１５において、１００ｂはネットワーク接続装置であり、５０１ｂはＡＲＰパケット中継部であり、１０７ｂは接続装置情報を記録する記録部であり、２１０ｂはバックボーンネットワークであり、２１１ｂはネットワーク接続装置間を結ぶ通信パスであり、２３０ｂはサブネットであり、２９１ｂはサブネット２３０ｂに接続する入出力ポートであり、２９３ｂはバックボーンネットワーク２１０に接続する入出力ポートである。
【００６８】
また、図１６は、上記ＡＲＰパケット中継部５０１ｂの構成を示す図である。図１６において、５１８はＡＲＰパケット受信部であり、５１９は検索部であり、
５２０はリクエスト転送部であり、５２１はバックボーンパケット受信部であり、５２２はリプライパケット変換部であり、５２３はリプライパケット送信部であり、５２４はサブネット選択部であり、５２５はリクエストパケット変換部であり、５２６はリクエストパケット送信部であり、５２７はリプライ転送部である。
【００６９】
また、図１７は、実施の形態３のネットワーク接続装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図である。図１７において、２００ｂはネットワーク接続装置であり、２４０ｂ，２５０ｂはサブネットであり、５０４はサブネット分断箇所であり、２１１ｂはネットワーク接続装置間を結ぶ通信パスであり、５３１は端末装置２２１から送信されるＡＲＰリクエストパケットであり、５３２はネットワーク接続装置１００ｂから送信されるＡＲＰリクエストパケットであり、５３３はネットワーク接続装置２００ｂから送信されるＡＲＰリクエストパケットであり、５３４は端末装置２２２から送信されるＡＲＰリプライパケットであり、５３５はネットワーク接続装置２００ｂから送信されるＡＲＰリプライパケットであり、５３６はネットワーク接続装置１００ｂから送信されるＡＲＰリプライパケットでり、２９１ｂはネットワーク接続装置１００ｂのサブネット２３０ｂに接続する入出力ポートであり、２９２ｂはネットワーク接続装置２００ｂのサブネット２３０ｂに接続する入出力ポートである。なお、先に説明した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７０】
ここで、図１５、図１６および図１７を用いて、上記ネットワーク接続装置の動作を説明する。なお、本実施の形態では、前述の実施の形態１と異なる動作についてのみ説明する。また、本実施の形態のネットワークシステムは、ネットワーク接続装置１００ａと１００ｂが冗長な構成をとり、バックボーンネットワーク２１０ｂとサブネット２３０ｂとを接続する。また、ネットワーク接続装置１００ｂが待機ルータとして、ネットワーク接続装置２００ｂが現用ルータとして、それぞれ動作しているものとし、仮想ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとを共有しているものとする。
【００７１】
まず、ネットワーク接続装置１００ｂでは、状態確認部１０１が、実施の形態１と同様に、サブネット２３０ｂを経由してネットワーク接続装置２００ｂとの導通状態を監視する。そして、たとえば、サブネット２３０ｂがサブネット分断箇所５０４で分断され、図示のＡ部とＢ部のように分断された場合、ネットワーク接続装置１００ｂでは、状態確認部１０１が障害を検知し、先に説明した実施の形態１と同様の手順で、記録部１０７ｂおよびＡＲＰテーブル１０８に、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの組み合わせを接続装置情報として記録する。その後、ネットワーク接続装置１００ｂは、現用ルータとしての動作を行う。
【００７２】
たとえば、端末装置２２１が端末装置２２２と通信を行っていない場合、各端末装置のＡＲＰテーブルには互いの端末装置に相当するエントリが登録されておらず、各端末装置では、パケット送信部１０４から送信されたＡＲＰリプライパケットを受信した場合でも、ＡＲＰテーブルにエントリを追加しない。
【００７３】
一方、端末装置２２１が新たに端末装置２２２と通信を行う場合、端末装置２２１では、端末装置２２２に対してＡＲＰリクエストパケット５３１を送信する。図１８は、ＡＲＰリクエストパケットおよびＡＲＰリプライパケットのフォーマットの一例を示す図であり、特に、図１８（ａ）は、ＡＲＰリクエストパケット５３１の一例を示す図である。図１８（ａ）において、５３１ａは宛先ＭＡＣアドレスであり、５３１ｂは送信元ＭＡＣアドレスであり、５３１ｃはソースハードウェアアドレスであり、５３１ｄはソースプロトコルアドレスであり、５３１ｅはターゲットハードウェアアドレスであり、５３１ｆはターゲットプロトコルアドレスである。ここでは、宛先ＭＡＣアドレス５３１ａにブロードキャストアドレス（ＭＡＣ＿ＢＣ）を設定し、送信元ＭＡＣアドレス５３１ｂおよびソースハードウェアアドレス５３１ｃに端末装置２２１のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２２１）を設定し、ソースプロトコルアドレス５３１ｄに端末装置２２１のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）を設定し、ターゲットプロトコルアドレス５３１ｆに端末装置２２２のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２２）を設定する。
【００７４】
ＡＲＰリクエストパケット５３１を受け取ったネットワーク接続装置１００ｂのＡＰＲパケット中継部５０１ｂでは、ＡＲＰパケット受信部５１８が、当該ＡＲＰリクエストパケット５３１中のターゲットプロトコルアドレス５３１ｆを抽出する。そして、そのＩＰアドレスがポート２９１ｂで使用しているＩＰアドレスでなければ、検索部５１９が、記録部１０７ｂに記録されたエントリに、ターゲットプロトコルアドレス５３１ｆに該当するエントリがあるかどうかを検索する。なお、端末装置２２２がネットワーク接続装置２００ｂ側のＢ部に接続しているため、ここでの検索結果は該当エントリ無しとなる。
【００７５】
該当エントリが無い場合、検索部５１９では、リクエスト転送部５２０にＡＲＰリクエストパケット５３１を転送し、リクエスト転送部５２０では、受け取ったＡＲＰリクエストパケット５３１に相当するＡＲＰリクエストパケット５３２を、バックボーンネットワーク２１０ｂ上に設定された通信パス２１１ｂを介してネットワーク接続装置２００ｂに対して送信する。図１８（ｂ）は、ＡＲＰリクエストパケット５３２の一例を示す図である。図１８（ｂ）において、５３２ａは宛先ＭＡＣアドレスであり、５３２ｂは送信元ＭＡＣアドレスであり、５３２ｃはソースハードウェアアドレスであり、５３２ｄはソースプロトコルアドレスであり、５３２ｅはターゲットハードウェアアドレスであり、５３２ｆはターゲットプロトコルアドレスである。ここでは、宛先ＭＡＣアドレス５３２ａにブロードキャストアドレス（ＭＡＣ＿ＢＣ）を設定し、送信元ＭＡＣアドレス５３２ｂおよびソースハードウェアアドレス５３２ｃに端末装置２２１のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２２１）を設定し、ソースプロトコルアドレス５３２ｄに端末装置２２１のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）を設定し、ターゲットプロトコルアドレス５３２ｆに端末装置２２２のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２２）を設定する。
【００７６】
ＡＲＰリクエストパケット５３２を受け取ったネットワーク接続装置２００ｂでは、バックボーンパケット受信部５２１が、サブネット選択部５２４に対して当該ＡＲＰリクエストパケット５３２を通知する。サブネット選択部５２４では、受け取ったＡＲＰリクエストパケット５３２からターゲットプロトコルアドレス５３２ｆを抽出し、ネットワーク接続装置２００ｂの収容するサブネットのなかから当該アドレスを含むサブネット２３０ｂを選択する。そして、リクエストパケット変換部５２５に対してＡＲＰリクエストパケット５３２を通知する。
【００７７】
ネットワーク接続装置２００ｂのリクエストパケット変換部５２５では、ＡＲＰリクエストパケット５３２の送信元ＭＡＣアドレス５３２ｂとソースハードウェアアドレス５３２ｃとを仮想ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）に書き換える。そして、リクエストパケット送信部５２６では、書き換え後のＡＲＰリクエストパケット５３３をサブネット２３０ｂに接続するポート２９２ｂから送信する。図１８（ｃ）は、ＡＲＰリクエストパケット５３３の一例を示す図である。図１８（ｃ）において、５３３ａは宛先ＭＡＣアドレスであり、５３３ｂは送信元ＭＡＣアドレスであり、５３３ｃはソースハードウェアアドレスであり、５３３ｄはソースプロトコルアドレスであり、５３３ｅはターゲットハードウェアアドレスであり、５３３ｆはターゲットプロトコルアドレスである。ここでは、宛先ＭＡＣアドレス５３３ａにブロードキャストアドレス（ＭＡＣ＿ＢＣ）を設定し、送信元ＭＡＣアドレス５３３ｂおよびソースハードウェアアドレス５３３ｃに仮想ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）を設定し、ソースプロトコルアドレス５３３ｄに端末装置２２１のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）を設定し、ターゲットプロトコルアドレス５３３ｆに端末装置２２２のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２２）を設定する。
【００７８】
ＡＲＰリクエストパケット５３３を受け取った端末装置２２２では、ソースプロトコルアドレス５３３ｄに格納された端末装置２２１のＩＰアドレスと、ソースハードウェアアドレス５３３ｃに格納された仮想ＭＡＣアドレスと、を学習し、その学習結果をＡＲＰテーブルに登録する。そして、受け取ったパケットに対する応答として、ＡＲＰリプライパケット５３４を送信する。図１８（ｄ）は、ＡＲＰリプライパケット５３４の一例を示す図である。図１８（ｄ）において、５３４ａは宛先ＭＡＣアドレスであり、５３４ｂは送信元ＭＡＣアドレスであり、５３４ｃはソースハードウェアアドレスであり、５３４ｄはソースプロトコルアドレスであり、５３４ｅはターゲットハードウェアアドレスであり、５３４ｆはターゲットプロトコルアドレスである。ここでは、宛先ＭＡＣアドレス５３４ａおよびターゲットハードウェアアドレス５３４ｅに仮想ＭＡアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）を設定し、送信元ＭＡＣアドレス５３４ｂおよびソースハードウェアアドレス５３４ｃに端末装置２２２のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２２２）を設定し、ソースプロトコルアドレス５３４ｄに端末装置２２２のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２２）を設定し、ターゲットプロトコルアドレス５３４ｆに端末装置２２１のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）を設定する。
【００７９】
ＡＲＰリプライパケット５３４を受け取ったネットワーク接続装置２００ｂのＡＰＲパケット中継部５０１ｂでは、ＡＲＰパケット受信部５１８が、当該ＡＲＰリプライパケット５３４中のターゲットプロトコルアドレス５３４ｆを抽出する。そして、そのＩＰアドレスがポート２９２ｂで使用しているＩＰアドレスでなければ、リプライ転送部５２７に対してＡＲＰリプライパケット５３４を転送する。リプライ転送部５２７では、受け取ったＡＲＰリプライパケット５３４に相当するＡＲＰリプライパケット５３５を、バックボーンネットワーク２１０ｂ上に設定された通信パス２１１ｂを介してネットワーク接続装置１００ｂに対して送信する。図１８（ｅ）は、ＡＲＰリプライパケット５３５の一例を示す図である。図１８（ｅ）において、５３５ａは宛先ＭＡＣアドレスであり、５３５ｂは送信元ＭＡＣアドレスであり、５３５ｃはソースハードウェアアドレスであり、５３５ｄはソースプロトコルアドレスであり、５３５ｅはターゲットハードウェアアドレスであり、５３５ｆはターゲットプロトコルアドレスである。ここでは、宛先ＭＡＣアドレス５３５ａおよびターゲットハードウェアアドレス５３５ｅに仮想ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）を設定し、送信元ＭＡＣアドレス５３５ｂおよびソースハードウェアアドレス５３５ｃに端末装置２２２のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２２２）を設定し、ソースプロトコルアドレス５３５ｄに端末装置２２２のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２２）を設定し、ターゲットプロトコルアドレス５３５ｆに端末装置２２１のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）を設定する。
【００８０】
ＡＲＰリプライパケット５３５を受け取ったネットワーク接続装置１００ｂでは、バックボーンパケット受信部５２１が、サブネット選択部５２４に対して当該ＡＲＰリプライパケット５３５を通知する。サブネット選択部５２４では、受け取ったＡＲＰリプライパケット５３５からターゲットプロトコルアドレス５３５ｆを抽出し、ネットワーク接続装置１００ｂの収容するサブネットのなかから当該アドレスを含むサブネット２３０ｂを選択する。そして、リプライパケット変換部５２２に対してＡＲＰリプライパケット５３５を通知する。
【００８１】
ネットワーク接続装置１００ｂのリプライパケット変換部５２２では、ＡＲＰリプライパケット５３５のターゲットプロトコルアドレス５３５ｆを抽出する。その後、検索部５１９が、当該ターゲットプロトコルアドレス５３５ｆに対応するＭＡＣアドレスを獲得し、その獲得結果に基づいて宛先ＭＡＣアドレス５３５ａおよびターゲットハードウェアアドレス５３５ｅを書き換える。また、リプライパケット変換部５２２では、送信元ＭＡＣアドレス５３５ｂとソースハードウェアアドレス５３５ｃとを、ポート２９１ｂで使用している仮想ＭＡＣアドレスＭＡＣ＿Ｖに書き換える。そして、リプライパケット送信部５２３では、書き換え後のＡＲＰリプライパケット５３６をサブネット２３０ｂに接続するポート２９１ｂから送信する。図１８（ｆ）は、ＡＲＰリプライパケット５３６の一例を示す図である。図１８（ｆ）において、５３６ａは宛先ＭＡＣアドレスであり、５３６ｂは送信元ＭＡＣアドレスであり、５３６ｃはソースハードウェアアドレスであり、５３６ｄはソースプロトコルアドレスであり、５３６ｅはターゲットハードウェアアドレスであり、５３６ｆはターゲットプロトコルアドレスである。ここでは、宛先ＭＡＣアドレス５３６ａおよびターゲットハードウェアアドレス５３６ｅに端末装置２２１のＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿２２１）を設定し、送信元ＭＡＣアドレス５３６ｂおよびソースハードウェアアドレス５３６ｃに仮想ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）を設定し、ソースプロトコルアドレス５３６ｄに端末装置２２２のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２２）を設定し、ターゲットプロトコルアドレス５３６ｆに端末装置２２１のＩＰアドレス（ＩＰ＿２２１）を設定する。
【００８２】
ＡＲＰリプライパケット５３６を受け取った端末装置２２１では、端末装置２２２のＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスとして、ソースハードウェアアドレス５３６ｃに格納された仮想ＭＡＣアドレスを学習し、ＡＲＰテーブルに登録する。
【００８３】
以降、端末装置２２１から端末装置２２２へのパケット送信は、仮想ＭＡＣアドレス宛に行われ、実施の形態１と同様の手順で、ネットワーク接続装置１００ｂおよび２００ｂに中継される。また、端末装置２２２から端末装置２２１へのパケット送信についても、ＡＲＰテーブルに仮想ＭＡＣアドレスが登録されているため、仮想ＭＡＣアドレス宛に行われる。これにより、相互の通信が可能となる。
【００８４】
このように、本実施の形態においては、サブネット２３０ｂが分断された場合でも、各ネットワーク接続装置がバックボーンネットワークを経由してＡＲＰパケットを中継する構成としたため、もともとエントリが登録されていない分断された端末装置間においても新たに通信を行うことができる。また、本実施の形態においては、ブロードキャストアドレス宛に送信されたＩＣＭＰリクエストメッセージに対して応答しないように設定された端末装置についても、バックボーンネットワークを介してアドレス解決を行うことができる。また、サブネットに接続された端末装置においては、ＡＲＰリクエストパケットおよびＡＲＰレスポンスパケットを送受信することで、ＡＲＰテーブルを更新するため、特別な処理を追加することなくバックボーンネットワークを用いた通信が可能となる。
【００８５】
実施の形態４．
図１９は、本発明にかかるネットワーク接続装置の実施の形態４の構成を示す図である。図１９において、１００ｃはネットワーク接続装置であり、１０１ｃは状態確認部であり、１０３ｃは接続装置情報交換部であり、１０４ｃはパケット送信部であり、１０７ｃは記録部であり、１７４ｃはサブネット選択部であり、１７５ｃは転送パケット生成部であり、６４１ｃは回復パケット生成部である。なお、上記ネットワーク接続装置１００ｃ，状態確認部１０１ｃ，接続装置情報交換部１０３ｃ，パケット送信部１０４ｃ，記録部１０７ｃ，サブネット選択部１７４ｃ，転送パケット生成部１７５ｃについては、本実施の形態における特徴的な機能以外に、それぞれ先に説明した実施の形態１または２における状態確認部，接続装置情報交換部，パケット送信部，記録部，サブネット選択部，転送パケット生成部と同様の機能を含むことを前提とする。
【００８６】
また、図２０は、実施の形態４のネットワーク接続装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図である。図２０において、２００ｃはネットワーク接続装置である。なお、先に説明した実施の形態１または２と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８７】
ここで、図１９および図２０を用いて上記ネットワーク接続装置の動作を説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１または２と異なる動作についてのみ説明する。また、本実施の形態のネットワークシステムは、ネットワーク接続装置１００ｃと２００ｃが冗長な構成をとり、バックボーンネットワーク２１０とサブネット２３０とを接続する。また、本実施の形態では、ネットワーク接続装置１００ｃが待機ルータとして、ネットワーク接続装置２００ｃが現用ルータとして、それぞれ動作し、さらに、スイッチングハブ２３２が故障した状態を前提とする。すなわち、実施の形態２と同様の手順で、端末装置２２１のＡＲＰテーブル２２３に図２１（ａ）に示すエントリが登録され、端末装置２２２のＡＲＰテーブル２２４に図２２（ａ）に示すエントリが登録され、ネットワーク接続装置１００ｃの記録部１０７ｃに図２３に示すエントリが登録され、ネットワーク接続装置２００ｃの記録部１０７ｃに図２４に示すエントリが登録された状態を前提とする。
【００８８】
ただし、図２１は、端末装置２２１のＡＲＰテーブルに記録されるエントリの一例を示す図であり、図２１（ａ）に示す障害発生時のエントリにおいて、６２５ａはＩＰアドレスであり、６２５ｂはＭＡＣアドレスであり、図２１（ｂ）に示す正常時のエントリにおいて、６２６ａはＩＰアドレスであり、６２６ｂはＭＡＣアドレスである。また、図２２は、端末装置２２２のＡＲＰテーブルに記録されるエントリの一例を示す図であり、図２２（ａ）に示す障害発生時のエントリにおいて、６２７ａはＩＰアドレスであり、６２７ｂはＭＡＣアドレスであり、図２２（ｂ）に示す正常時のエントリにおいて、６２８ａはＩＰアドレスであり、６２８ｂはＭＡＣアドレスである。また、図２３は、ネットワーク接続装置１００ｃの記録部１０７ｃに記録されるエントリの例であり、図２３において、６５２ａはＩＰアドレスであり、６５２ｂはＭＡＣアドレスである。また、図２４は、ネットワーク接続装置２００ｃの記録部１０７ｃに記録されるエントリの例であり、図２４において、６５３ａはＩＰアドレスであり、６５３ｂはＭＡＣアドレスである。
【００８９】
この状態で、スイッチングハブ２３２が回復すると、ネットワーク接続装置１００ｃの状態確認部１０１ｃでは、ｐｉｎｇの導通やネットワーク接続装置２００ｃからのＶＲＲＰメッセージ受信などによりサブネット２３０の障害回復を検出し、通信パス２１１を経由してネットワーク接続装置２００ｃに対して自装置が待機ルータとして動作する旨を通知する。
【００９０】
上記通知を受け取ったネットワーク接続装置２００ｃでは、状態確認部１０１ｃが、その旨を回復パケット生成部６４１ｃに通知する。回復パケット生成部６４１ｃでは、自装置の記録部１０７ｃを参照し、エントリに基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する。図２５は、ＡＲＰリプライパケットフォーマットの一例を示す図である。図２５（ａ）に示すネットワーク接続装置１００ｃのＡＲＰリプライパケットおいて、６６０ａは宛先ＭＡＣアドレスであり、６６０ｂは送信元ＭＡＣアドレスであり、６６０ｃはソースハードウェアアドレスであり、６６０ｄはソースプロトコルアドレスであり、６６０ｅはターゲットハードウェアアドレスであり、６６０ｆはターゲットプロトコルアドレスである。図２５（ｂ）に示すネットワーク接続装置２００ｃのＡＲＰリプライパケットおいて、６６１ａは宛先ＭＡＣアドレスであり、６６１ｂは送信元ＭＡＣアドレスであり、６６１ｃはソースハードウェアアドレスであり、６６１ｄはソースプロトコルアドレスであり、６６１ｅはターゲットハードウェアアドレスであり、６６１ｆはターゲットプロトコルアドレスである。
【００９１】
ここでは、図２５（ｂ）に示すように、ターゲットプロトコルアドレス６６１ｆにＩＰアドレス６５３ａ（ＩＰ＿２２２）を設定し、ターゲットハードウェアアドレス６６１ｅにＭＡＣアドレス６５３ｂ（ＭＡＣ＿２２２）を設定し、ソースプロトコルアドレス６６１ｄにポート２９２で使用しているＩＰアドレス（ＩＰ＿Ｖ）を設定し、ソースハードウェアアドレス６６１ｃと送信元ＭＡＣアドレス６６１ｂにポート２９２で使用している仮想ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）を設定し、宛先ＭＡＣアドレス６６１ａにブロードキャストアドレス（ＭＡＣ＿Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）を設定する。
【００９２】
ネットワーク接続装置２００ｃのパケット送信部１０４ｃでは、上記のように生成したＡＲＰリプライパケットをポート２９２から送信する。
【００９３】
このとき、ＡＲＰリプライパケットを受け取った端末装置２２１では、当該パケットに含まれるターゲットハードウェアアドレス６６１ｅとターゲットプロトコルアドレス６６１ｆに基づいて、図２１（ａ）に示すＡＲＰテーブルのエントリを図２１（ｂ）のように更新する。
【００９４】
一方、ネットワーク接続装置１００ｃは、待機ルータとなるのでサブネット２３０上で仮想アドレスを使用した通信ができない。そこで、ネットワーク接続装置１００ｃの保有する情報をネットワーク接続装置２００ｃに転送し、ネットワーク接続装置２００ｃからＡＲＰリプライパケットを送信する。具体的にいうと、ネットワーク接続装置１００ｃでは、状態確認部１０１ｃがサブネット２３０の障害回復を検出すると、転送パケット生成部１７５ｃが、記録部１０７ｃに記録されているエントリに基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する。ここでは、図２５（ａ）に示すように、ターゲットプロトコルアドレス６６０ｆにＩＰアドレス６５２ａ（ＩＰ＿２２１）を設定し、ターゲットハードウェアアドレス６６０ｅにＭＡＣアドレス６５２ｂ（ＭＡＣ＿２２１）を設定し、ソースプロトコルアドレス６６０ｄに仮想ＩＰアドレス（ＩＰ＿Ｖ）を設定し、ソースハードウェアアドレス６６０ｃと送信元ＭＡＣアドレス６６０ｂに仮想ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＿Ｖ）を設定し、宛先ＭＡＣアドレス６６０ａにブロードキャストアドレス（ＭＡＣ＿Ｂｒｏａｄｃａｓｔ）を設定する。
【００９５】
ネットワーク接続装置１００ｃの接続装置情報交換部１０３ｃでは、上記のように生成したＡＲＰリプライパケットの形式で接続装置情報をネットワーク接続装置２００ｃに対して送信する。
【００９６】
上記接続装置情報、すなわち、ＡＲＰリプライパケットを受け取ったネットワーク接続装置２００ｃでは、サブネット選択部１７４ｃが、バックボーンネットワーク２１０からの受信でありかつ送信元ＭＡＣアドレスがポート２９２の仮想ＭＡＣアドレスであることから、宛先がサブネット２３０であることを識別する。そして、パケット送信部１０４ｃでは、当該パケットをポート２９２から送信する。
【００９７】
ＡＲＰリプライパケットを受け取った端末装置２２２では、当該パケットに含まれるターゲットハードウェアアドレス６６０ｅとターゲットプロトコルアドレス６６０ｆに基づいて、図２２（ａ）に示すＡＲＰテーブルのエントリを図２２（ｂ）のように更新する。
【００９８】
このように、本実施の形態においては、サブネット２３０の障害が回復した場合に、各端末装置が、障害により更新されたＡＲＰテーブルのエントリをもとの状態（正常時）に書き換える構成としたため、以降、互いのＭＡＣアドレスの直接指定により、端末装置間の通信を継続することができる。また、本実施の形態においては、サブネット２３０に接続された各端末装置が、ＡＲＰの一般的な動作によりＡＲＰテーブルを書き換える構成としたため、特別な処理を追加することなく通信経路を選択できる。
【００９９】
実施の形態５．
図２６は、本発明にかかるネットワーク接続装置の実施の形態５の構成を示す図である。図２６において、１００ｄはネットワーク接続装置であり、１０３ｄは接続装置情報交換部であり、１７３ｄはパケット生成部であり、１７４ｄはサブネット選択部である。
【０１００】
また、図２７は、実施の形態５のネットワーク接続装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図である。図２７において、２００ｄはネットワーク接続装置である。なお、先に説明した実施の形態１〜４と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０１】
ここで、図２６および図２７を用いて上記ネットワーク接続装置の動作を説明する。なお、本実施の形態では、先に説明した実施の形態１〜４と異なる動作についてのみ説明する。また、本実施の形態のネットワークシステムは、ネットワーク接続装置１００ｄと２００ｄが冗長な構成をとり、バックボーンネットワーク２１０とサブネット２３０とを接続する。また、本実施の形態では、ネットワーク接続装置１００ｄが待機ルータとして、ネットワーク接続装置２００ｄが現用ルータとして、それぞれ動作し、さらに、スイッチングハブ２３２が故障した状態を前提とする。すなわち、実施の形態２と同様の手順で、端末装置２２１のＡＲＰテーブル２２３に図２１（ａ）に示すエントリが登録され、端末装置２２２のＡＲＰテーブル２２４に図２２（ａ）に示すエントリが登録され、ネットワーク接続装置１００ｃの記録部１０７ｃに図２３に示すエントリが登録され、ネットワーク接続装置２００ｃの記録部１０７ｃに図２４に示すエントリが登録された状態を前提とする。
【０１０２】
この状態で、スイッチングハブ２３２が回復すると、ネットワーク接続装置１００ｄでは、前述の実施の形態４と同様に、図２５に示すＡＲＰリプライパケットを生成し、当該ＡＲＰリプライパケットをポート２９２から送信する。そして、端末装置２２１では、図２１（ａ）に示すＡＲＰテーブルのエントリを図２１（ｂ）のように更新する。
【０１０３】
一方、ネットワーク接続装置１００ｄは、待機ルータとなるのでサブネット２３０上で仮想アドレスを使用した通信ができない。そこで、ネットワーク接続装置２００ｄでは、状態確認部１０１ｃがサブネット２３０の障害回復を検出すると、接続装置情報交換部１０３ｄが、記録部１０７ｃに記録されているエントリに基づいて接続装置情報を生成し、当該接続装置情報をネットワーク接続装置２００ｄに対して送信する。すなわち、図２３のエントリの内容を参照し、ＩＰアドレス６５２ａとＭＡＣアドレス６５２ｂを接続装置情報として送信する。
【０１０４】
接続装置情報を受け取ったネットワーク接続装置２００ｄの接続装置情報交換部１０３ｄでは、当該情報に含まれるＩＰアドレスをサブネット選択部１７４ｄに転送し、サブネット選択部１７４ｄでは、ネットワーク接続装置１００ｄが収容するサブネットの中から、受け取ったＩＰアドレスが含まれるサブネット２３０を選択し、パケット生成部１７３ｄに通知する。
【０１０５】
ネットワーク接続装置２００ｄのパケット生成部１７３ｄでは、図２５（ａ）に示すように、ＡＲＰリプライパケットを生成する。そして、パケット送信部１０４ｃでは、受け取ったＡＲＰリプライパケットをポート２９２から送信する。
【０１０６】
ＡＲＰリプライパケットを受け取った端末装置２２２では、当該パケットに含まれるターゲットハードウェアアドレス６６０ｅとターゲットプロトコルアドレス６６０ｆに基づいて、図２２（ａ）に示すＡＲＰテーブルのエントリを図２２（ｂ）のように更新する。
【０１０７】
このように、本実施の形態においては、接続装置情報として、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの組み合わせのみを送る構成としたため、前述の実施の形態４と同様の効果が得られるとともに、さらに、ＡＲＰパケットを送信する場合と比較してバックボーンネットワークのトラヒック量を大幅に削減することができる。また、本実施の形態においては、自装置の記録部に記録されたエントリに基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する場合と、他のネットワーク接続装置から得た接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する場合で、処理が同じであるため、実装を簡単にすることができる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、故障等によりサブネット内の各端末装置が分断された場合でも、バックボーンネットワークを経由して通信を行う構成としたため、分散された端末装置間の通信を継続させることができる、という効果を奏する。また、上記と同様の場合に、サブネットに接続された端末装置が、自身に接続されたネットワーク接続装置にて生成したＡＲＰリプライパケットを受け取り、ＡＲＰの一般的な動作でＡＲＰテーブルを書き換える構成としたため、特別な処理を追加することなく通信経路を変更することができる、という効果を奏する。
【０１０９】
つぎの発明によれば、サブネットが分断された場合でも、各ネットワーク接続装置がバックボーンネットワークを経由してＡＲＰパケットを中継する構成としたため、もともとエントリが登録されていない分断された端末装置間においても新たに通信を行うことができる、という効果を奏する。また、ブロードキャストアドレス宛に送信されたＩＣＭＰリクエストメッセージに対して応答しないように設定された端末装置についても、バックボーンネットワークを介してアドレス解決を行うことができる、という効果を奏する。また、サブネットに接続された端末装置においては、ＡＲＰリクエストパケットおよびＡＲＰレスポンスパケットを送受信することで、ＡＲＰテーブルを更新するため、特別な処理を追加することなくバックボーンネットワークを用いた通信が可能となる、という効果を奏する。
【０１１０】
つぎの発明によれば、故障等によりサブネット内の各端末装置が分断された場合でも、各端末装置内のＡＲＰテーブルを書き換え、バックボーンネットワークを経由して通信を行う構成としたため、分散された端末装置間の通信を継続させることができる、という効果を奏する。また、上記と同様の場合に、サブネットに接続された端末装置が、分断された端末装置に接続されたネットワーク接続装置にて生成したＡＲＰリプライパケットを受け取り、ＡＲＰの一般的な動作でＡＲＰテーブルを書き換える構成としたため、特別な処理を追加することなく通信経路を変更できる、という効果を奏する。
【０１１１】
つぎの発明によれば、サブネットの障害が回復した場合に、各端末装置が、障害により更新されたＡＲＰテーブルのエントリをもとの状態（正常時）に書き換える構成としたため、以降、互いのＭＡＣアドレスの直接指定により、端末装置間の通信を継続することができる、という効果を奏する。また、サブネットに接続された各端末装置が、ＡＲＰの一般的な動作によりＡＲＰテーブルを書き換える構成としたため、特別な処理を追加することなく通信経路を選択できる、という効果を奏する。
【０１１２】
つぎの発明によれば、接続装置情報として、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの組み合わせのみを送る構成としたため、さらに、ＡＲＰパケットを送信する場合と比較してバックボーンネットワークのトラヒック量を大幅に削減することができる、という効果を奏する。また、自装置で収集した接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する場合と、他のネットワーク接続装置から得た接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する場合で、処理が同じであるため、実装を簡単にすることができる、という効果を奏する。
【０１１３】
つぎの発明によれば、接続装置情報収集時に、ＩＣＭＰエコーリクエストメッセージをブロードキャストアドレスで送信し、サブネットに接続されている各端末装置からのＩＣＭＰエコーリプライメッセージを同時に収集する構成としたため、効率良く接続装置情報を収集できる、という効果を奏する。
【０１１４】
つぎの発明によれば、故障等によりサブネット内の各端末装置が分断された場合でも、バックボーンネットワークを経由して通信を行う構成としたため、分散された端末装置間の通信を継続させることができる、という効果を奏する。
【０１１５】
つぎの発明によれば、サブネットが分断された場合でも、各ネットワーク接続装置がバックボーンネットワークを経由してＡＲＰパケットを中継する構成としたため、もともとエントリが登録されていない分断された端末装置間においても新たに通信を行うことができる、という効果を奏する。また、ブロードキャストアドレス宛に送信されたＩＣＭＰリクエストメッセージに対して応答しないように設定された端末装置についても、バックボーンネットワークを介してアドレス解決を行うことができる、という効果を奏する。
【０１１６】
つぎの発明によれば、故障等によりサブネット内の各端末装置が分断された場合でも、各端末装置内のＡＲＰテーブルを書き換え、バックボーンネットワークを経由して通信を行う構成としたため、分散された端末装置間の通信を継続させることができる、という効果を奏する。
【０１１７】
つぎの発明によれば、サブネットの障害が回復した場合に、各端末装置が障害により更新されたＡＲＰテーブルのエントリをもとの状態（正常時）に書き換えるように制御する構成としたため、以降、互いのＭＡＣアドレスの直接指定により、端末装置間の通信を継続することができる、という効果を奏する。
【０１１８】
つぎの発明によれば、接続装置情報として、ＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの組み合わせのみを送る構成としたため、さらに、ＡＲＰパケットを送信する場合と比較してバックボーンネットワークのトラヒック量を大幅に削減することができる、という効果を奏する。また、自装置で収集した接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する場合と、他のネットワーク接続装置から得た接続装置情報に基づいてＡＲＰリプライパケットを生成する場合で、処理が同じであるため、実装を簡単にすることができる、という効果を奏する。
【０１１９】
つぎの発明によれば、接続装置情報収集時に、ＩＣＭＰエコーリクエストメッセージをブロードキャストアドレスで送信し、サブネットに接続されている各端末装置からのＩＣＭＰエコーリプライメッセージを同時に収集する構成としたため、効率良く接続装置情報を収集できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるネットワーク接続装置の実施の形態１の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１のネットワーク接続装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図である。
【図３】端末装置２２１のＡＲＰテーブルに記録されるエントリの一例を示す図である。
【図４】端末装置２２２のＡＲＰテーブルに記録されるエントリの一例を示す図である。
【図５】端末装置２２１から端末装置２２２へのＭＡＣフレームを示す図である。
【図６】接続装置情報収集部１０２の構成を示す図である。
【図７】ＩＣＭＰエコーリクエストメッセージを格納するＭＡＣフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図８】ＩＣＭＰエコーリプライメッセージを格納するＭＡＣフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図９】ＡＲＰリプライパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図１０】本発明にかかるネットワーク接続装置の実施の形態２の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態２のネットワーク接続装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図である。
【図１２】ＡＲＰリプライパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図１３】更新後のエントリ（ＡＲＰテーブル２２４）の一例を示す図である。
【図１４】更新後のエントリ（ＡＲＰテーブル２２３）の一例を示す図である。
【図１５】本発明にかかるネットワーク接続装置の実施の形態３の構成を示す図である。
【図１６】ＡＲＰパケット中継部５０１ｂの構成を示す図である。
【図１７】実施の形態３のネットワーク接続装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図である。
【図１８】ＡＲＰリクエストパケットおよびＡＲＰリプライパケットのフォーマットの一例を示す図である。
【図１９】本発明にかかるネットワーク接続装置の実施の形態４の構成を示す図である。
【図２０】実施の形態４のネットワーク接続装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図である。
【図２１】端末装置２２１のＡＲＰテーブルに記録されるエントリの一例を示す図である。
【図２２】端末装置２２２のＡＲＰテーブルに記録されるエントリの一例を示す図である。
【図２３】ネットワーク接続装置１００ｃの記録部１０７ｃに記録されるエントリの例である。
【図２４】ネットワーク接続装置２００ｃの記録部１０７ｃに記録されるエントリの例である。
【図２５】ＡＲＰリプライパケットフォーマットの一例を示す図である。
【図２６】本発明にかかるネットワーク接続装置の実施の形態５の構成を示す図である。
【図２７】実施の形態５のネットワーク接続装置を用いたネットワークシステムの一例を示す図である。
【図２８】従来のシステムの構成を示す図である。
【図２９】ＶＲＲＰを用いたネットワークシステムの構成を示す図である。
【図３０】ＶＲＲＰで用いられるＡＲＰリプライパケットフォーマットの概略を示す図である。
【符号の説明】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，２００，２００ａ，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄネットワーク接続装置、１０１，１０１ａ，１０１ｃ状態確認部、１０２接続装置情報収集部、１０３，１０３ａ，１０３ｃ，１０３ｄ接続装置情報交換部、１０４，１０４ｃパケット送信部、１０５中継部、１０６比較部、１０７，１０７ｂ，１０７ｃ記録部、１０８ＡＲＰテーブル、１７３，１７３ｄパケット生成部、１７４，１７４ａ，１７４ｃ，１７４ｄサブネット選択部、１７５ａ，１７５ｃ転送パケット生成部、２１０，２１０ｂバックボーンネットワーク、２１１，２１１ｂ通信パス、２２１，２２２，２２７端末装置、２２３，２２４ＡＲＰテーブル、２３０，２３０ｂ，２４０ｂ，２５０ｂサブネット、２３１，２３２，２３３，２３４スイッチングハブ、２８１，２８２，２８３，２８４，２８５，２８６，２８７，２８８，２８９，２９１，２９１ｂ，２９２，２９２ｂ，２９３，２９３ｂポート、４４１リクエスト送信部、４４２受信部、４４３学習部、５０１ｂＡＲＰパケット中継部、５０４サブネット分断箇所、５１８ＡＲＰパケット受信部、５１９検索部、５２０リクエスト転送部、５２１バックボーンパケット受信部、５２２リプライパケット変換部、５２３リプライパケット送信部、５２４サブネット選択部、５２５リクエストパケット変換部、５２６リクエストパケット送信部、５２７リプライ転送部、６４１ｃ回復パケット生成部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a network system including a plurality of network connection devices that redundantly connect a backbone network and a subnet, and particularly to a network system and a network connection device capable of relieving communication between terminals when the subnet is divided. It is.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, the prior art will be described. In an IP (Internet Protocol) network, a subnet separated from another network by a router communicates with the outside of the subnet via the router. However, since communication with the outside of a subnet cannot be performed when a router fails, it is generally known that communication routes are made redundant using a plurality of routers, for example.
[0003]
As a system for performing communication path redundancy using a plurality of routers, for example, there is a “router network having a subordinate LAN relieving function in case of router failure” described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-261620. FIG. 28 is a diagram showing a configuration of a conventional system. In FIG. 28, 10 is a working router, 11 is a proxy router, 12 is another router, 13 is an ATM network, and 14 is a subnet in which the router is made redundant.
[0004]
In the technique described in the above publication, one active router 10 and a proxy router 11 different from the active router 10 are prepared in the subnet 14. At this time, the network environment of the working router 10 is also set in the proxy router 11 in advance, and the proxy router 11 monitors the working router 10 using a ping packet or the like. When the working router 10 becomes a failure, the proxy router 11 takes over the MAC (Media Access Control) address used by the working router 10, and the proxy router 11 operates on behalf of the working router 10. . More specifically, when the working router 10 becomes a failure, the proxy router 11 takes over the physical address used by the working router 10 and acts as a relay for communication frames outside the subnet. Thereby, the connectivity between the subnet 14 and other subnets can be secured.
[0005]
In addition to the above, there is a network system using VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol, Internet Engineering Task Force: IETF RFC2338) as a system for performing communication path redundancy using a plurality of routers.
[0006]
In VRRP, a plurality of routers constitute a virtual router and share a common IP address with a virtual MAC address. The working router periodically notifies the standby router of the virtual MAC address and the IP address by transmitting a VRRP message in the subnet, thereby informing the health of the working router. On the other hand, the standby router detects a failure of the working router when there is no arrival of the VRRP message from the working router for a certain time, and performs a proxy operation using the virtual MAC address and the IP address.
[0007]
FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of a network system using VRRP. In FIG. 29, 20 and 21 are routers, 23, 24 and 25 are switching hubs, 26 and 27 are terminal devices, 28 is a subnet, and 29 is a backbone network.
[0008]
FIG. 30 is a diagram showing an outline of an ARP (Address Resolution Protocol) reply packet format used in VRRP. In FIG. 30, 30a is a destination MAC address (MAC_DA), 30b is a source MAC address (MAC_SA), 30c is a source hardware address (SRC_MAC_ADDR), 30d is a source protocol address (SRC_IP_ADDR), 30e is a target hardware address (TAGT_MAC_ADDR), and 30f is a target protocol address (TAGT_IP_ADDR).
[0009]
In the terminal devices 26 and 27, when a virtual MAC address is set as a default route, a communication frame outside the subnet is transmitted to the virtual MAC address. For example, when the router 20 is operating as a working router and the router 21 is operating as a standby router, the communication frame is relayed by the router 20.
[0010]
When the active router 20 fails, the standby router 21 transmits the ARP reply packet shown in FIG. That is, in the standby router 21, the virtual MAC address is stored in the source MAC address 30b and the source hardware address 30c, the shared IP address is stored in the source protocol address 30d, and the broadcast address is stored in the destination MAC address 30a. In the state, an ARP reply packet is transmitted to the subnet 28.
[0011]
Each switching hub receives and forwards the ARP reply packet, learns that the device of the virtual MAC address is in the port in the direction of the router 21, and thereafter transmits the MAC frame addressed to the virtual MAC address in the direction of the router 21. Forward to. Thereby, even when the working router 20 fails, the connectivity between the subnet 27 and other subnets can be secured.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described system in which a plurality of routers are redundantly connected, when a subnet is divided, each terminal device connected to a different segment is physically connected via another network. Regardless, there was a problem that mutual communication could not be performed.
[0013]
For example, in FIG. 29, when the switching hub 24 fails, the ARP request packet from the terminal device 26 to the terminal device 27 cannot be conducted, and communication cannot be performed. In the case where the entry of the terminal device 27 is stored in the ARP table of the terminal device 26, the terminal device 26 sets the MAC address of the terminal device 27 as the destination MAC address and transmits a packet to the terminal device 27. If the switching hub 24 fails, the packet cannot be relayed and communication is interrupted.
[0014]
The present invention has been made in view of the above, and in a system in which a subnet and another network are redundantly connected, for example, even when each terminal is disconnected in the subnet due to a failure, communication between terminals is performed. An object of the present invention is to obtain a network connection device capable of continuing the process.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the network system according to the present invention includes a backbone network, a subnet accommodating a plurality of terminal devices, and a plurality of redundant connections between the backbone network and the subnet. A network connection device, and each network connection device monitors a conduction state with other network connection devices connected to the same subnet using a subnet and a backbone network, and each terminal device in the subnet is divided. All the terminal devices on the same subnet by means of status monitoring means (corresponding to the status confirmation unit 101 in the embodiment described later) for instructing the collection of connected device information when the status is recognized That collects the IP address and MAC address of the device as connection device information Location information collection means (corresponding to the connection device information collection unit 102) and connection device information exchange means (connection device) for exchanging the collected connection device information with other network connection devices connected to the same subnet using the backbone network Information exchange unit 103), subnet selection means for selecting a subnet based on device connection information received from another network connection device (corresponding to subnet selection unit 174), and ARP reply packet based on the connection device information ARP reply packet generation / transmission means (corresponding to the packet generation unit 173 and the packet transmission unit 104) that transmits the ARP reply packet to the selected subnet, and the destination when the IP packet is received from the terminal device Compare IP address with IP address of own device Comparing means (corresponding to the comparing section 106) and IP packet transmitting means (corresponding to the relay section 105) for transmitting the IP packet to another network device via the backbone network when each IP address is different The terminal devices update the ARP table based on the received ARP reply packet, and thereafter communicate with the divided terminal devices via the backbone network.
[0016]
The network system according to the next invention further includes an ARP packet receiving means (corresponding to the ARP packet receiving unit 518) that receives the ARP request packet or the ARP reply packet from the subnet and extracts the target protocol address from the packet. When the ARP packet receiving unit receives an ARP request packet, a first search unit (inspection unit) that searches whether the collected connection device information includes information corresponding to the target protocol address 519) and a request transfer means (corresponding to the request transfer unit 520) for transmitting the ARP request packet to the backbone network when the information is not included, and the ARP packet receiving means are ARP reply packets. , A reply transfer means (corresponding to the reply transfer unit 527) for transmitting the ARP reply packet to the backbone network, and a backbone packet reception means (backbone packet reception) for receiving the ARP request packet or ARP reply packet from the backbone network. And a subnet selection unit (extracting to the subnet selection unit 524) that extracts a target protocol address from the received ARP packet and selects a subnet including the target protocol address from a single or a plurality of subnets accommodated. When the backbone packet receiving means receives an ARP request packet, the source MAC address and the source hardware address of the packet are set to the virtual M Request packet converting means (corresponding to the request packet converting section 525) for rewriting to the C address, request packet transmitting means (corresponding to the request packet transmitting section 526) for transmitting the rewritten ARP request packet to the selected subnet, and the backbone A second search unit (corresponding to the search unit 519) that searches for a MAC address based on the target protocol address extracted by the subnet selection unit when the packet reception unit receives an ARP reply packet; a destination MAC address and a target Reply packet converting means (corresponding to the reply packet converting unit 522) for rewriting the hardware address to the MAC address as the search result and rewriting the source hardware address to the virtual MAC address, and rewriting Reply packet transmission means (corresponding to the reply packet transmission unit 523) for transmitting a subsequent ARP reply packet to the selected subnet.
[0017]
The network system according to the next invention includes a backbone network, a subnet that accommodates a plurality of terminal devices, and a plurality of network connection devices that redundantly connect the backbone network and the subnet, and each of the network connection devices Monitors the continuity with other network connection devices connected to the same subnet using the subnet and backbone network, and collects connection device information when it recognizes that each terminal device in the subnet is disconnected State monitoring means (equivalent to the state confirmation unit 101a), and connection device information collection means for collecting the IP addresses and MAC addresses of all terminal devices on the same subnet as connection device information in response to a connection device information collection instruction; Based on the collected connected device information Packet generating means (corresponding to the transfer packet generating unit 175a) for generating live packets, and packet exchanging means (connection) for exchanging the generated ARP reply packets with other network connection devices connected to the same subnet using the backbone network Device information exchange unit 103a), subnet selection means for selecting a subnet based on an ARP reply packet received from another network connection device (corresponding to subnet selection unit 174a), and subnet in which the ARP reply packet is selected ARP reply packet transmitting means (corresponding to the packet transmitting section 104) for transmitting to the IP address, comparing means for comparing the destination IP address with the IP address of the own apparatus when receiving an IP packet from the terminal device, and each IP address If is different IP packet transmitting means for transmitting the IP packet to another network device via the backbone network, and each terminal device updates the ARP table based on the received ARP reply packet, and thereafter Communicating with the divided terminal device via a backbone network.
[0018]
In the network system according to the next invention, when the subnet is recovered, the recovery packet generating means for generating the ARP reply packet for returning the ARP table of the terminal device connected to the subnet to the original state ( The ARP reply packet transmitting means includes the ARP reply packet generated by the recovery packet generating means, and the ARP of the terminal device connected to the subnet received from the backbone network. An ARP reply packet for returning the table to the original is transmitted to the subnet, and each of the terminal devices restores the ARP table based on the received ARP reply packet. Thereafter, between the terminal devices on the same subnet, Direct each other's MAC address And performing constant to communicate.
[0019]
In the network system according to the next invention, when the subnet is recovered, the first recovery packet for generating an ARP reply packet for restoring the ARP table of the terminal device connected to the subnet is restored. When receiving connection device information for returning the ARP table of the terminal device connected to the subnet from the generation means (corresponding to the recovery packet generation unit 641c) and the backbone network, based on the connection device information Second recovery packet generation means (corresponding to the packet generation unit 173d) for generating an ARP reply packet, wherein the ARP reply packet generation / transmission means is an ARP generated by the first recovery packet generation means Generated by reply packet and second recovery packet generation means The ARP reply packet is transmitted to the subnet, and each of the terminal devices returns the ARP table to the original state based on the received ARP reply packet. It is characterized by specifying and performing communication.
[0020]
In the network system according to the next invention, the connection device information collecting means sends a request sending means (corresponding to the request sending unit 441) for sending an ICMP echo request message with a broadcast address, and an ICMP echo reply message as a response to the request. Receiving means (corresponding to the receiving unit 442) for receiving, and learning means (corresponding to the learning unit 443) for learning a combination of the IP address and MAC address of the terminal device in the subnet based on the ICMP echo reply message. It is characterized by that.
[0021]
In the network connection device according to the next invention, the backbone network and the subnet accommodating a plurality of terminal devices are redundantly connected, for example, another network connection device connected to the same subnet using the subnet and the backbone network. The state monitoring means for instructing the collection of connected device information when each terminal device in the subnet is recognized as being disconnected, and the connection device information collection instruction in accordance with the instruction for collecting the connected device information. Connection device information collection means for collecting the IP addresses and MAC addresses of all terminal devices as connection device information, and a connection for exchanging the collected connection device information with other network connection devices connected to the same subnet using a backbone network Device information exchange means and other network connection devices Subnet selection means for selecting a subnet based on the received apparatus connection information, and ARP reply packet generation / transmission means for generating an ARP reply packet based on the connection apparatus information and transmitting the ARP reply packet to the selected subnet When the IP packet is received from the terminal device, the comparison means for comparing the destination IP address with the IP address of the own device, and when each IP address is different, the IP packet is transferred via the backbone network. IP packet transmitting means for transmitting to the network device.
[0022]
In the network connection device according to the next invention, the ARP packet receiving means for receiving the ARP request packet or the ARP reply packet from the subnet and extracting the target protocol address from the packet, and the ARP packet receiving means are ARP When a request packet is received, a first search means for searching whether or not information corresponding to the target protocol address is included in the collected connection device information, and when the information is not included A request transfer means for transmitting the ARP request packet to the backbone network, and a reply for transmitting the ARP reply packet to the backbone network when the ARP packet receiving means receives the ARP reply packet. Sending means, backbone packet receiving means for receiving an ARP request packet or ARP reply packet from the backbone network, and extracting the target protocol address from the received ARP packet and accommodating the target protocol address from one or a plurality of subnets accommodated A subnet selection means for selecting a subnet including a request packet conversion means for rewriting the source MAC address and the source hardware address of the packet to a virtual MAC address when the backbone packet receiving means receives an ARP request packet A request packet transmitting means for transmitting the rewritten ARP request packet to the selected subnet, and the backbone packet receiving means. A second search unit that searches for a MAC address based on the target protocol address extracted by the subnet selection unit when a live packet is received, and rewrites the destination MAC address and the target hardware address into a MAC address as a search result And a reply packet converting means for rewriting the source hardware address to the virtual MAC address, and a reply packet transmitting means for transmitting the rewritten ARP reply packet to the selected subnet.
[0023]
In the network connection device according to the next invention, the backbone network and the subnet accommodating a plurality of terminal devices are redundantly connected, for example, another network connection device connected to the same subnet using the subnet and the backbone network. The state monitoring means for instructing the collection of connected device information when each terminal device in the subnet is recognized as being disconnected, and the connection device information collection instruction in accordance with the instruction for collecting the connected device information. Connection device information collection means for collecting IP addresses and MAC addresses of all terminal devices as connection device information, packet generation means for generating an ARP reply packet based on the collected connection device information, and the generated ARP reply packet as a backbone Connect to the same subnet using a network Packet exchange means for exchanging with other network connection apparatus, subnet selection means for selecting a subnet based on the ARP reply packet received from the other network connection apparatus, and transmitting the ARP reply packet to the selected subnet When the ARP reply packet transmitting means, the comparison means for comparing the destination IP address with the IP address of the own apparatus when the IP packet is received from the terminal device, and the IP packet when the IP address is different, And an IP packet transmitting means for transmitting to another network device via the network.
[0024]
In the network connection device according to the next invention, when the subnet is recovered, the recovery packet generation means for generating the ARP reply packet for returning the ARP table of the terminal device connected to the subnet to the original state. The ARP reply packet transmitting means returns the ARP reply packet generated by the recovery packet generating means and the ARP table of the terminal device connected to the subnet received from the backbone network. An ARP reply packet is transmitted to the subnet.
[0025]
In the network connection device according to the next invention, when the subnet is recovered, the first recovery for generating the ARP reply packet for returning the ARP table of the terminal device connected to the subnet to the original state. When the connection device information for returning the ARP table of the terminal device connected to the subnet is received from the packet generation means and the backbone network, the ARP reply packet is generated based on the connection device information. Recovery packet generation means, and the ARP reply packet generation / transmission means includes an ARP reply packet generated by the first recovery packet generation means and an ARP generated by the second recovery packet generation means A reply packet is transmitted to the subnet.
[0026]
In the network connection device according to the next invention, the connection device information collection unit includes a request transmission unit that transmits an ICMP echo request message with a broadcast address, a reception unit that receives an ICMP echo reply message as a response to the request, Learning means for learning a combination of an IP address and a MAC address of a terminal device in a subnet based on an ICMP echo reply message.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a network system and a network connection apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
[0028]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a network connection device according to the present invention. In FIG. 1, 100 is a network connection device, 101 is a status confirmation unit, 102 is a connection device information collection unit, 103 is a connection device information exchange unit, 104 is a packet transmission unit, and 105 is A relay unit; 106 a comparison unit; 107 a recording unit that records connection device information; 108 an ARP table; 173 a packet generation unit; 174 a subnet selection unit; A backbone network, 211 is a communication path connecting network connection devices, 230 is a subnet, 291 is an input / output port of the subnet, and 293 is an input / output port of the backbone network.
[0029]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a network system using the network connection device according to the first embodiment. In FIG. 2, reference numeral 200 denotes a network connection device having the same configuration as the network connection device 100, 231, 232, 233 and 234 are switching hubs, 221, 222 and 227 are terminal devices, and 223 is a terminal. ARP table of the device 221, 224 is an ARP table of the terminal device 222, 281, 282, 283 are input / output ports of the switching hub 231, 284, 285 are input / output ports of the switching hub 232, 286 , 287, 288, 289 are input / output ports of the switching hub 233.
[0030]
Here, the operation of the network connection apparatus will be described with reference to FIG. 1 and FIG. In the present embodiment, the network connection devices 100 and 200 have a redundant configuration and connect the backbone network 210 and the subnet 230. Further, it is assumed that the network connection device 100 is operating as a standby router and the network connection device 200 is operating as a working router.
[0031]
First, in the network connection device 100, the state confirmation unit 101 monitors the conduction state with the network connection device 200 via the subnet 230. This monitoring may be performed using ping, or may be performed by monitoring a VRRP message or the like. In addition, the state confirmation unit 101 of the network connection device 100 periodically transmits the operation state of the own device to the state confirmation unit 101 of the network connection device 200 using the communication path 211 on the backbone network 210. Here, the operation state means information indicating whether the router is operating as a standby router or a working router.
[0032]
When the backbone network 210 is an ATM (Asynchronous Transfer Mode) network, a VC (virtual channel) is used as an example of the communication path 211.
[0033]
In this state, when the terminal device 221 and the terminal device 222 perform data communication, each terminal device registers the mutual IP address recognized in advance and the mutual MAC address learned by ARP in the ARP table. . FIG. 3 is a diagram illustrating an example of entries (IP address, MAC address) recorded in the ARP table of the terminal device 221 ((a) indicates a normal time and (b) indicates a failure time), 481a Is an IP address (IP_222), 481b is a MAC address (MAC_222), 482a is an IP address (IP_222), and 482b is a MAC address (MAC_100). FIG. 4 is a diagram showing an example of entries recorded in the ARP table of the terminal device 222 ((a) shows normal time and (b) shows failure time), and 486a is an IP address (IP_221). Yes, 486b is a MAC address (MAC_221), 487a is an IP address (IP_221), and 487b is a MAC address (MAC_200).
[0034]
The switching hub 231 receives the ARP packet transmitted from the terminal device 221 at the port 282 and learns that the terminal device 221 is connected to the end of the port 282 based on the transmission source MAC address. Further, the ARP packet transmitted from the terminal device 222 is received by the port 283, and it is learned that the terminal device 222 is connected to the end of the port 283 based on the transmission source MAC address. Similarly, in the switching hub 232, it is learned that the terminal device 221 is connected to the end of the port 284 and the terminal transmission 222 is connected to the end of the port 285. Further, in the switching hub 233, the terminal device 221 is connected. Is connected to the end of the port 286, and the terminal device 222 is connected to the end of the port 287.
[0035]
After learning as described above, the switching hub 231 outputs the MAC frame addressed to the MAC address of the terminal device 221 from the port 282, and outputs the MAC frame addressed to the MAC address of the terminal device 222 from the port 283. FIG. 5 is a diagram illustrating a transmission MAC frame from the terminal device 221 to the terminal device 222. In FIG. 5, 300a is a MAC header part, 300b is an IP frame part, 301 is a destination MAC address (MAC_222), 302 is a source MAC address (MAC_221), and 303 is a destination IP address (IP_222). 304 is a source IP address (IP_221). Here, the IP address of the terminal device 222 is set as the destination IP address 303, the learned MAC address is set as the destination MAC address 301, the IP address of the own terminal is set as the source IP address 304, and the MAC of the own terminal is set. The address is set to the source MAC address 302, and then the MAC frame is transmitted to the network.
[0036]
Based on the destination MAC address 301, the MAC frame is sent to the terminal device 222 via the ports 282 and 283 of the switching hub 231, the ports 284 and 285 of the switching hub 232, and the ports 286 and 287 of the switching hub 233. Be notified.
[0037]
On the other hand, when the switching hub 232 breaks down and the relay operation cannot be performed, the state confirmation unit 101 of the network connection apparatus 100 recognizes the occurrence of a failure due to a ping failure or the arrival of a VRRP message, and the connection apparatus information collection unit 102 is instructed to collect connection device information. Then, via the communication path 211, the network connection apparatus 200 is notified that the own apparatus will subsequently operate as a working router.
[0038]
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the connection device information collection unit 102. In FIG. 6, 441 is a request transmission unit that transmits an ICMP echo request message by broadcast, 442 is a reception unit that receives an ICMP echo reply message, and 443 is a learning unit that learns a combination of an IP address and a MAC address. It is. Here, the operation of the connection device information collection unit 102 in the network connection device 100 will be described. The connection device information collection unit 102 in the network connection device 200 operates in the same manner.
[0039]
FIG. 7 is a diagram showing an example of a MAC frame format for storing an ICMP echo request message used for collecting connection device information. In FIG. 7, 451 is a MAC header part, 452 is an IP header part, 453 is an ICMP message part, 454 is a destination MAC address (MAC_Broadcast), and 455 is a source MAC address (MAC_100). 456 is a destination IP address (IP_SubnetBroadcast), and 457 is a source IP address (IP_100).
[0040]
In the connection device information collection unit 102 in the network connection device 100, the request transmission unit 441 uses an ICMP echo request message generated by setting the destination MAC address 454 as a broadcast address and the destination IP address 456 as a broadcast address to the subnet 230. Is transmitted to the port 291 of the subnet 230. This message is relayed by the switching hub 231 and notified to the terminal device 221.
[0041]
The terminal device 221 that has received the ICMP echo request message transmits an ICMP echo reply message as a response. FIG. 8 is a diagram showing an example of a MAC frame format for storing an ICMP echo reply message used for collecting connection device information. In FIG. 8, 461 is a MAC header part, 462 is an IP header part, 463 is an ICMP message part, 464 is a destination MAC address (MAC_100), and 465 is a source MAC address (MAC_221). Reference numeral 466 denotes a destination IP address (IP_100), and reference numeral 467 denotes a transmission source IP address (IP_221). Here, as a response to the ICMP echo request message, an ICMP echo reply message generated by setting the IP address of its own terminal in the source IP address 467 and the MAC address of its own device in the source MAC address 465 is transmitted. To do. This reply message is received by the receiving unit 442 of the network connection apparatus 100 and notified to the learning unit 443.
[0042]
The learning unit 443 examines the received reply message, learns a combination of the transmission source IP address 467 and the transmission source MAC address 465, and stores the learning result in the recording unit 107 and the ARP table 108 as connection device information.
[0043]
In the network connection device 100 that has collected the connection device information by the connection device information collection unit 102 as described above, the connection device information exchange unit 103 transmits the collected IP address to the communication path 211 on the backbone network 210. The connection device information is notified to the connection device information exchange unit 103 of the network connection device 200 and further transferred to the subnet selection unit 174.
[0044]
Based on the received connection device information, the subnet selection unit 174 of the network connection device 200 selects the subnet 230 that accommodates the communication terminal 222 that may communicate with the terminal device 221, and further selects the connection device information. The packet generation unit 173 is notified.
[0045]
The packet generation unit 173 of the network connection device 200 generates an ARP reply packet based on the received connection device information, and transmits the packet to the subnet 230. FIG. 9A shows an example of the ARP reply packet format. In FIG. 9A, 470a is a destination MAC address (MAC_Broadcast), 470b is a source MAC address (MAC_200), 470c is a source hardware address (MAC_200), and 470d is a source protocol address (IP_200). 470e is a target hardware address (MAC_200), and 470f is a target protocol address (IP_221). Here, the IP address included in the received connection device information is set as the target protocol address 470f, the IP address used by the own network connection device 200 at the port 292 is set as the source protocol address 470d, and the own network connection device is set. 200 sets the MAC address used by the port 292 to the source hardware address 470c, the target hardware address 470e, and the source MAC address 470b, sets the broadcast address to the destination MAC address 470a, and the packet transmission unit 104 The generated ARP reply packet is transmitted to the subnet 230. At this time, the ARP reply packet is notified to the terminal device 222 via the switching hub 233.
[0046]
The terminal device 222 that has received the ARP reply packet updates the ARP table 224 based on the target protocol address 470f and the target hardware address 470e included in the packet. More specifically, for example, the entry shown in FIG. 4A is updated like the entry shown in FIG. Note that the ARP table update operation of the terminal device 222 as described above is a general operation of the ARP defined in IETF (Internet Engineering Task Force), RFC826. Further, after the update operation is completed, when the terminal device 222 transmits an IP packet to the terminal device 221, the MAC address 487b is set as the destination MAC address, and the switching hub 233 transmits the received IP packet to the port 288. Is transmitted to the network connection apparatus 200 via the relay.
[0047]
Further, in the network connection device 200, a failure has occurred in the subnet 230 when the state confirmation unit 101 receives the “notification of operating as a working router” sent from the state confirmation unit 101 of the network connection device 100. Recognize that. Then, in the same procedure as the network connection device 100, the connection device information collection unit 102 of the network connection device 200 collects the IP addresses of the terminal devices 222 and 227 as connection device information, and the connection device information exchange unit 103 The connection device information is transmitted to the network connection device 100.
[0048]
The network connection device 100 that has received the connection device information uses the connection device information exchange unit 103, the subnet selection unit 174, the packet generation unit 173, and the packet transmission unit 104 in the same procedure as the network connection device 200. The ARP reply packet shown in FIG. 9B and the ARP reply packet shown in FIG. 9C are generated / transmitted, and the ARP table 223 of the terminal device 221 is updated. More specifically, for example, the entry shown in FIG. 3A is updated like the entry shown in FIG. In FIG. 9B, 471a is a destination MAC address (MAC_Broadcast), 471b is a source MAC address (MAC_100), 471c is a source hardware address (MAC_100), and 471d is a source protocol address ( IP_100), 471e is the target hardware address (MAC_100), 471f is the target protocol address (IP_222), in FIG. 9C, 472a is the destination MAC address (MAC_Broadcast), and 472b is the source MAC address (MAC_100), 472c is a source hardware address (MAC_100), 472d is a source protocol address (IP_100), and 472e. A target hardware address (MAC_100), 472f is the target protocol address (IP_227).
[0049]
However, when the terminal device 221 and the terminal device 227 are not communicating and there is no entry corresponding to the terminal device 227 in the ARP table 223 of the terminal device 221, the terminal device 221 displays the ARP shown in FIG. Even when the reply packet is received, the ARP table 223 is not updated or added.
[0050]
Next, when the terminal device 221 transmits an IP packet to the terminal device 222, the MAC address 482b is set as the destination MAC address of the MAC frame, so the switching hub 231 uses the received MAC frame as the port 281. Is transmitted to the network connection apparatus 100.
[0051]
In the network connection device 100 that has received the MAC frame, the comparison unit 106 uses the IP address used in the port 291 and the destination IP address in the MAC frame, and the MAC address used in the port 291 and the MAC frame. Are compared with each other. When the MAC addresses are the same and the IP addresses are different, the relay unit 105 relays the IP packet unit in the MAC frame to the network connection device 200.
[0052]
In the network connection device 200 that has received the IP packet, the IP packet is set in the MAC frame, and the corresponding MAC address is acquired by searching the ARP table based on the destination IP address, and the search result is obtained as the MAC frame. The MAC frame generated here is relayed to the port 292. At this time, the MAC frame is notified to the terminal device 222 via the switching hub 233. Even when the terminal device 222 transmits an IP packet to the terminal device 221, the IP packet is relayed through the network connection device 200 and the network connection device 100 in the same procedure as described above, and is notified to the terminal device 221. .
[0053]
However, the IP address and MAC address used by each network connection device may be different for each device, or may be a common address using a protocol such as VRRP. In addition, when a common address is used and the network connection device operating as the active router is healthy, the network connection device operating as the standby router does not perform communication using the address.
[0054]
As described above, in the present embodiment, even when each terminal device in the subnet 230 is disconnected due to a failure or the like, the communication is performed via the backbone network 210, so communication between distributed terminal devices is performed. Can be continued. In the same case as described above, the terminal device connected to the subnet receives the ARP reply packet generated by the network connection device connected to itself, and rewrites the ARP table by the general operation of ARP. The communication path can be changed without adding special processing. In the present embodiment, when connecting device information is collected, an ICMP echo request message is transmitted by a broadcast address, and an ICMP echo reply message from each terminal device connected to the subnet is collected at the same time. The connected device information can be collected well.
[0055]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the network connection apparatus according to the present invention. In FIG. 10, 100a is a network connection device, 101a is a status confirmation unit, 103a is a connection device information exchange unit, 174a is a subnet selection unit, and 175a is a transfer packet generation unit. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a network system using the network connection device according to the second embodiment. In FIG. 11, reference numeral 200a denotes a network connection apparatus having the same configuration as that of the network connection apparatus 100a. In addition, about the structure similar to the above-mentioned Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0056]
Here, the operation of the network connection apparatus will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In the present embodiment, only operations different from those in the first embodiment will be described. In the network system of the present embodiment, the network connection devices 100a and 200a have a redundant configuration, and connect the backbone network 210 and the subnet 230. Further, it is assumed that the network connection device 100a operates as a standby router and the network connection device 200a operates as a working router. Each network connection device is assumed to share a virtual MAC address (hereinafter referred to as MAC_V) and an IP address (hereinafter referred to as IP_V).
[0057]
First, in the network connection device 100a, the state confirmation unit 101a monitors the conduction state with the network connection device 200a via the subnet 230. This monitoring is performed by using a VRRP message or the like and receiving periodic packets transmitted from the working router. Further, the state confirmation unit 101a of the network connection apparatus 100a periodically transmits the operation state of the own apparatus to the state confirmation unit 101a of the network connection apparatus 200a using the communication path 211 on the backbone network 210. Here, the operating state means information indicating whether the router is operating as a standby router or an active router.
[0058]
For example, when the switching hub 232 fails and the relay operation cannot be performed, the status confirmation unit 101a of the network connection device 100a recognizes the occurrence of the failure due to the non-arrival of the VRRP message and connects to the connection device information collection unit 102. Instructs device information collection. Then, it notifies the network connection device 200a via the communication path 211 that it will operate as a working router thereafter.
[0059]
The connection device information collection unit 102 (see FIG. 6) learns the combination of the transmission source IP address and the transmission source MAC address in the same procedure as in the first embodiment, and records the result as connection device information in the recording unit 107 And stored in the ARP table 108.
[0060]
In the network connection device 100a that has collected the connection device information by the connection device information collection unit 102 as described above, the transfer packet generation unit 175a generates an ARP reply packet based on the connection device information. FIG. 12A shows an example of the ARP reply packet format. In FIG. 12A, 475a is a destination MAC address (MAC_Broadcast), 475b is a source MAC address (MAC_V), 475c is a source hardware address (MAC_V), and 475d is a source protocol address (IP_V). 475e is a target hardware address (MAC_V), and 475f is a target protocol address (IP_221). Here, the IP address included in the stored connection device information is set to the target protocol address 475f, and the virtual MAC address MAC_V is set to the target hardware address 475e, the source hardware address 475c, and the source MAC address 475b, respectively. Then, the shared IP address IP_V is set to the source protocol address 475d, and the broadcast address is set to the destination MAC address 475a, thereby generating an ARP reply packet.
[0061]
Then, the connection device information exchange unit 103a transmits the connection device information to the communication path 211 of the backbone network 210 in the form of the generated ARP reply packet. The connection device information in the ARP reply packet format (hereinafter simply referred to as ARP reply packet) is notified to the connection device information exchange unit 103a of the network connection device 200a and further transferred to the subnet selection unit 174a.
[0062]
Based on the received ARP reply packet, the subnet selection unit 174a of the network connection device 200a selects the subnet 230 that accommodates the communication terminal 222 that may communicate with the terminal device 221. Further, the packet transmission unit 104 The ARP reply packet is transmitted to the subnet 230. At this time, the ARP reply packet is notified to the terminal device 222 via the switching hub 233.
[0063]
The terminal device 222 that has received the ARP reply packet updates the ARP table 224 based on the target protocol address 475f and the target hardware address 475e included in the packet. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the updated entry (ARP table 224), in which 488a is an IP address (IP_221) and 488b is a MAC address (MAC_V).
[0064]
Further, in the network connection device 200a, a failure has occurred in the subnet 230 when the state confirmation unit 101a receives the "notification of operating as a working router" sent from the state confirmation unit 101a of the network connection device 100a. Recognize that. Then, in the same procedure as the network connection device 100a, the connection device information collection unit 102 of the network connection device 200a collects the IP addresses of the terminal devices 222 and 227 as connection device information, and the transfer packet generation unit 175a Based on the connection device information, the ARP reply packet shown in FIG. 12B and the ARP reply packet shown in FIG. 12C are generated, and the connection device information exchange unit 103a connects the connection device information in the form of the ARP reply packet to the network. It transmits with respect to the apparatus 100a. In FIG. 12B, 476a is a destination MAC address (MAC_Broadcast), 476b is a source MAC address (MAC_V), 476c is a source hardware address (MAC_V), and 476d is a source protocol address ( IP_V), 476e is the target hardware address (MAC_V), 476f is the target protocol address (IP_222), 477a is the destination MAC address (MAC_Broadcast), and 477b is the source MAC address (MAC_V), 477c is a source hardware address (MAC_V), 477d is a source protocol address (IP_V), and 477e is target hardware Is a dress (MAC_V), 477f is the target protocol address (IP_227).
[0065]
Then, in the network connection device 100a that has received the ARP reply packet, the connection device information exchange unit 103a, the subnet selection unit 174a, and the packet transmission unit 104 are used to transmit the ARP reply packet in the same procedure as the network connection device 200a. And update the ARP table of the terminal device 221. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the updated entry (ARP table 223), where 483a is an IP address (IP_222) and 483b is a MAC address (MAC_V).
[0066]
Thus, in this embodiment, even when each terminal device in the subnet 230 is divided due to a failure or the like, the ARP table in each terminal device is rewritten and communication is performed via the backbone network 210. Therefore, communication between distributed terminal devices can be continued. In the same case as described above, the terminal device connected to the subnet receives the ARP reply packet generated by the network connection device connected to the divided terminal device, and stores the ARP table in the general operation of ARP. Since the configuration is rewritten, the communication path can be changed without adding special processing.
[0067]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 15 is a diagram showing the configuration of the third embodiment of the network connection apparatus according to the present invention. In FIG. 15, 100b is a network connection device, 501b is an ARP packet relay unit, 107b is a recording unit for recording connection device information, 210b is a backbone network, and 211b is a communication connecting the network connection devices. Reference numeral 230b denotes a subnet, reference numeral 291b denotes an input / output port connected to the subnet 230b, and reference numeral 293b denotes an input / output port connected to the backbone network 210.
[0068]
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of the ARP packet relay unit 501b. In FIG. 16, 518 is an ARP packet receiving unit, 519 is a search unit,
520 is a request transfer unit, 521 is a backbone packet receiving unit, 522 is a reply packet converting unit, 523 is a reply packet transmitting unit, 524 is a subnet selecting unit, and 525 is a request packet converting unit. Yes, 526 is a request packet transmission unit, and 527 is a reply transfer unit.
[0069]
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a network system using the network connection device according to the third embodiment. In FIG. 17, 200b is a network connection device, 240b and 250b are subnets, 504 is a subnet division point, 211b is a communication path connecting the network connection devices, and 531 is transmitted from the terminal device 221. An ARP request packet, 532 is an ARP request packet transmitted from the network connection apparatus 100b, 533 is an ARP request packet transmitted from the network connection apparatus 200b, and 534 is an ARP reply packet transmitted from the terminal apparatus 222. 535 is an ARP reply packet transmitted from the network connection apparatus 200b, 536 is an ARP reply packet transmitted from the network connection apparatus 100b, and 291b is a network connection apparatus. A output port for connection to the subnet 230b of 00b, 292b are input and output ports to connect to the subnet 230b of the network connection device 200b. In addition, about the structure similar to Embodiment 1 demonstrated previously, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0070]
Here, the operation of the network connection apparatus will be described with reference to FIGS. 15, 16 and 17. In the present embodiment, only operations different from those in the first embodiment will be described. In the network system according to the present embodiment, the network connection devices 100a and 100b have a redundant configuration, and connect the backbone network 210b and the subnet 230b. Further, it is assumed that the network connection device 100b operates as a standby router and the network connection device 200b operates as a working router, and shares a virtual MAC address and an IP address.
[0071]
First, in the network connection device 100b, the state confirmation unit 101 monitors the conduction state with the network connection device 200b via the subnet 230b, as in the first embodiment. Then, for example, when the subnet 230b is divided at the subnet division point 504 and divided as shown in the A part and the B part in the figure, in the network connection device 100b, the state confirmation unit 101 detects the failure and has been described above. The combination of the IP address and the MAC address is recorded as connection device information in the recording unit 107b and the ARP table 108 in the same procedure as in the first embodiment. Thereafter, the network connection device 100b performs an operation as a working router.
[0072]
For example, when the terminal device 221 is not communicating with the terminal device 222, an entry corresponding to each other's terminal device is not registered in the ARP table of each terminal device. Even when the transmitted ARP reply packet is received, no entry is added to the ARP table.
[0073]
On the other hand, when the terminal device 221 newly communicates with the terminal device 222, the terminal device 221 transmits an ARP request packet 531 to the terminal device 222. FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the format of the ARP request packet and the ARP reply packet. In particular, FIG. 18A is a diagram illustrating an example of the ARP request packet 531. In FIG. 18A, 531a is a destination MAC address, 531b is a source MAC address, 531c is a source hardware address, 531d is a source protocol address, and 531e is a target hardware address. Reference numeral 531f denotes a target protocol address. Here, the broadcast address (MAC_BC) is set as the destination MAC address 531a, the MAC address (MAC_221) of the terminal device 221 is set as the source MAC address 531b and the source hardware address 531c, and the terminal device 221 is set as the source protocol address 531d. The IP address (IP_221) of the terminal device 222 is set as the target protocol address 531f.
[0074]
In the APR packet relay unit 501b of the network connection device 100b that has received the ARP request packet 531, the ARP packet receiving unit 518 extracts the target protocol address 531f in the ARP request packet 531. If the IP address is not the IP address used in the port 291b, the search unit 519 searches for an entry corresponding to the target protocol address 531f in the entry recorded in the recording unit 107b. Since the terminal device 222 is connected to the B section on the network connection device 200b side, the search result here has no corresponding entry.
[0075]
When there is no corresponding entry, the search unit 519 transfers the ARP request packet 531 to the request transfer unit 520, and the request transfer unit 520 transmits the ARP request packet 532 corresponding to the received ARP request packet 531 on the backbone network 210b. The data is transmitted to the network connection device 200b via the set communication path 211b. FIG. 18B is a diagram illustrating an example of the ARP request packet 532. In FIG. 18B, 532a is a destination MAC address, 532b is a source MAC address, 532c is a source hardware address, 532d is a source protocol address, and 532e is a target hardware address. Reference numeral 532f denotes a target protocol address. Here, the broadcast address (MAC_BC) is set as the destination MAC address 532a, the MAC address (MAC_221) of the terminal device 221 is set as the source MAC address 532b and the source hardware address 532c, and the terminal device 221 is set as the source protocol address 532d. The IP address (IP_221) of the terminal device 222 is set as the target protocol address 532f.
[0076]
In the network connection device 200b that has received the ARP request packet 532, the backbone packet reception unit 521 notifies the subnet selection unit 524 of the ARP request packet 532. The subnet selection unit 524 extracts the target protocol address 532f from the received ARP request packet 532, and selects the subnet 230b including the address from the subnets accommodated by the network connection device 200b. Then, the ARP request packet 532 is notified to the request packet conversion unit 525.
[0077]
The request packet conversion unit 525 of the network connection device 200b rewrites the transmission source MAC address 532b and the source hardware address 532c of the ARP request packet 532 with a virtual MAC address (MAC_V). Then, the request packet transmission unit 526 transmits the rewritten ARP request packet 533 from the port 292b connected to the subnet 230b. FIG. 18C is a diagram illustrating an example of the ARP request packet 533. In FIG. 18C, 533a is a destination MAC address, 533b is a source MAC address, 533c is a source hardware address, 533d is a source protocol address, and 533e is a target hardware address. Reference numeral 533f denotes a target protocol address. Here, the broadcast address (MAC_BC) is set as the destination MAC address 533a, the virtual MAC address (MAC_V) is set as the source MAC address 533b and the source hardware address 533c, and the IP address of the terminal device 221 is set as the source protocol address 533d. (IP_221) is set, and the IP address (IP_222) of the terminal device 222 is set as the target protocol address 533f.
[0078]
The terminal device 222 that has received the ARP request packet 533 learns the IP address of the terminal device 221 stored in the source protocol address 533d and the virtual MAC address stored in the source hardware address 533c, and the learning result is obtained. Register in the ARP table. Then, an ARP reply packet 534 is transmitted as a response to the received packet. FIG. 18D is a diagram illustrating an example of the ARP reply packet 534. In FIG. 18D, 534a is a destination MAC address, 534b is a source MAC address, 534c is a source hardware address, 534d is a source protocol address, and 534e is a target hardware address, Reference numeral 534f denotes a target protocol address. Here, the virtual MA address (MAC_V) is set in the destination MAC address 534a and the target hardware address 534e, the MAC address (MAC_222) of the terminal device 222 is set in the source MAC address 534b and the source hardware address 534c, and the source The IP address (IP_222) of the terminal device 222 is set as the protocol address 534d, and the IP address (IP_221) of the terminal device 221 is set as the target protocol address 534f.
[0079]
In the APR packet relay unit 501b of the network connection device 200b that has received the ARP reply packet 534, the ARP packet receiving unit 518 extracts the target protocol address 534f in the ARP reply packet 534. If the IP address is not the IP address used at the port 292 b, the ARP reply packet 534 is transferred to the reply transfer unit 527. The reply transfer unit 527 transmits the ARP reply packet 535 corresponding to the received ARP reply packet 534 to the network connection apparatus 100b via the communication path 211b set on the backbone network 210b. FIG. 18E is a diagram illustrating an example of the ARP reply packet 535. In FIG. 18E, 535a is a destination MAC address, 535b is a source MAC address, 535c is a source hardware address, 535d is a source protocol address, and 535e is a target hardware address. 535f is a target protocol address. Here, the virtual MAC address (MAC_V) is set to the destination MAC address 535a and the target hardware address 535e, the MAC address (MAC_222) of the terminal device 222 is set to the source MAC address 535b and the source hardware address 535c, and the source The IP address (IP_222) of the terminal device 222 is set as the protocol address 535d, and the IP address (IP_221) of the terminal device 221 is set as the target protocol address 535f.
[0080]
In the network connection device 100b that has received the ARP reply packet 535, the backbone packet receiving unit 521 notifies the subnet selection unit 524 of the ARP reply packet 535. The subnet selection unit 524 extracts the target protocol address 535f from the received ARP reply packet 535, and selects the subnet 230b including the address from the subnets accommodated in the network connection device 100b. Then, the ARP reply packet 535 is notified to the reply packet conversion unit 522.
[0081]
The reply packet conversion unit 522 of the network connection device 100b extracts the target protocol address 535f of the ARP reply packet 535. Thereafter, the search unit 519 acquires a MAC address corresponding to the target protocol address 535f, and rewrites the destination MAC address 535a and the target hardware address 535e based on the acquisition result. In addition, the reply packet conversion unit 522 rewrites the source MAC address 535b and the source hardware address 535c with the virtual MAC address MAC_V used in the port 291b. Then, the reply packet transmission unit 523 transmits the rewritten ARP reply packet 536 from the port 291b connected to the subnet 230b. FIG. 18F shows an example of the ARP reply packet 536. In FIG. 18 (f), 536a is a destination MAC address, 536b is a source MAC address, 536c is a source hardware address, 536d is a source protocol address, and 536e is a target hardware address. Reference numeral 536f denotes a target protocol address. Here, the MAC address (MAC_221) of the terminal device 221 is set to the destination MAC address 536a and the target hardware address 536e, the virtual MAC address (MAC_V) is set to the source MAC address 536b and the source hardware address 536c, and the source The IP address (IP_222) of the terminal device 222 is set as the protocol address 536d, and the IP address (IP_221) of the terminal device 221 is set as the target protocol address 536f.
[0082]
Upon receiving the ARP reply packet 536, the terminal device 221 learns the virtual MAC address stored in the source hardware address 536c as the MAC address corresponding to the IP address of the terminal device 222, and registers it in the ARP table.
[0083]
Thereafter, packet transmission from the terminal device 221 to the terminal device 222 is performed to the virtual MAC address and relayed to the network connection devices 100b and 200b in the same procedure as in the first embodiment. Also, packet transmission from the terminal device 222 to the terminal device 221 is performed to the virtual MAC address because the virtual MAC address is registered in the ARP table. Thereby, mutual communication becomes possible.
[0084]
As described above, in the present embodiment, even when the subnet 230b is divided, each network connection device is configured to relay the ARP packet via the backbone network. New communication can be performed between terminal devices. Further, in the present embodiment, it is possible to perform address resolution via the backbone network even for a terminal device set not to respond to an ICMP request message transmitted to a broadcast address. In addition, since the terminal device connected to the subnet updates the ARP table by transmitting and receiving the ARP request packet and the ARP response packet, communication using the backbone network is possible without adding special processing. .
[0085]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of the network connection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. 19, 100c is a network connection device, 101c is a status confirmation unit, 103c is a connection device information exchange unit, 104c is a packet transmission unit, 107c is a recording unit, and 174c is a subnet selection unit. 175c is a transfer packet generator, and 641c is a recovery packet generator. Note that the network connection device 100c, the status confirmation unit 101c, the connection device information exchange unit 103c, the packet transmission unit 104c, the recording unit 107c, the subnet selection unit 174c, and the transfer packet generation unit 175c are characteristic in this embodiment. In addition to the functions, it is assumed that the same functions as those of the state confirmation unit, the connection device information exchange unit, the packet transmission unit, the recording unit, the subnet selection unit, and the transfer packet generation unit in the first or second embodiment described above are included. And
[0086]
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a network system using the network connection device according to the fourth embodiment. In FIG. 20, reference numeral 200c denotes a network connection device. In addition, about the structure similar to Embodiment 1 or 2 demonstrated previously, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0087]
Here, the operation of the network connection apparatus will be described with reference to FIGS. 19 and 20. Note that in this embodiment, only operations different from those of the first and second embodiments described above will be described. In the network system of the present embodiment, the network connection devices 100c and 200c have a redundant configuration and connect the backbone network 210 and the subnet 230. Further, in the present embodiment, it is assumed that the network connection device 100c operates as a standby router, the network connection device 200c operates as a working router, and the switching hub 232 has failed. That is, the entry shown in FIG. 21A is registered in the ARP table 223 of the terminal device 221 and the entry shown in FIG. 22A is registered in the ARP table 224 of the terminal device 222 in the same procedure as in the second embodiment. It is assumed that the entry shown in FIG. 23 is registered in the recording unit 107c of the network connection apparatus 100c and the entry shown in FIG. 24 is registered in the recording unit 107c of the network connection apparatus 200c.
[0088]
However, FIG. 21 is a diagram showing an example of entries recorded in the ARP table of the terminal device 221. In the entry at the time of failure shown in FIG. 21A, 625a is an IP address, and 625b is a MAC address. In the normal entry shown in FIG. 21B, 626a is an IP address and 626b is a MAC address. 22 is a diagram showing an example of entries recorded in the ARP table of the terminal device 222. In the entry at the time of failure shown in FIG. 22A, 627a is an IP address, and 627b is a MAC address. In the normal entry shown in FIG. 22B, 628a is an IP address and 628b is a MAC address. FIG. 23 shows an example of entries recorded in the recording unit 107c of the network connection apparatus 100c. In FIG. 23, 652a is an IP address and 652b is a MAC address. FIG. 24 shows an example of entries recorded in the recording unit 107c of the network connection apparatus 200c. In FIG. 24, 653a is an IP address and 653b is a MAC address.
[0089]
In this state, when the switching hub 232 recovers, the state confirmation unit 101c of the network connection device 100c detects failure recovery of the subnet 230 by continuity of ping, reception of a VRRP message from the network connection device 200c, and the like. And notifies the network connection apparatus 200c that the own apparatus operates as a standby router.
[0090]
In the network connection device 200c that has received the notification, the state confirmation unit 101c notifies the recovery packet generation unit 641c to that effect. The recovery packet generation unit 641c refers to the recording unit 107c of the own device and generates an ARP reply packet based on the entry. FIG. 25 is a diagram illustrating an example of an ARP reply packet format. In the ARP reply packet of the network connection device 100c shown in FIG. 25A, 660a is a destination MAC address, 660b is a source MAC address, 660c is a source hardware address, and 660d is a source protocol address. Yes, 660e is the target hardware address, and 660f is the target protocol address. In the ARP reply packet of the network connection device 200c shown in FIG. 25B, 661a is a destination MAC address, 661b is a source MAC address, 661c is a source hardware address, and 661d is a source protocol address. Yes, 661e is the target hardware address, and 661f is the target protocol address.
[0091]
Here, as shown in FIG. 25B, the IP address 653a (IP_222) is set to the target protocol address 661f, the MAC address 653b (MAC_222) is set to the target hardware address 661e, and the port is set to the source protocol address 661d. Set the IP address (IP_V) used in 292, set the virtual MAC address (MAC_V) used in port 292 to the source hardware address 661c and the source MAC address 661b, and broadcast to the destination MAC address 661a An address (MAC_Broadcast) is set.
[0092]
The packet transmission unit 104c of the network connection device 200c transmits the ARP reply packet generated as described above from the port 292.
[0093]
At this time, in the terminal device 221 that has received the ARP reply packet, based on the target hardware address 661e and the target protocol address 661f included in the packet, the entry in the ARP table shown in FIG. Update like this.
[0094]
On the other hand, since the network connection device 100c is a standby router, communication using a virtual address on the subnet 230 is not possible. Therefore, information held by the network connection device 100c is transferred to the network connection device 200c, and an ARP reply packet is transmitted from the network connection device 200c. Specifically, in the network connection device 100c, when the state confirmation unit 101c detects failure recovery of the subnet 230, the transfer packet generation unit 175c generates an ARP reply packet based on the entry recorded in the recording unit 107c. To do. Here, as shown in FIG. 25A, the IP address 652a (IP_221) is set to the target protocol address 660f, the MAC address 652b (MAC_221) is set to the target hardware address 660e, and the virtual address is set to the source protocol address 660d. An IP address (IP_V) is set, a virtual MAC address (MAC_V) is set for the source hardware address 660c and the source MAC address 660b, and a broadcast address (MAC_Broadcast) is set for the destination MAC address 660a.
[0095]
The connection device information exchange unit 103c of the network connection device 100c transmits the connection device information to the network connection device 200c in the format of the ARP reply packet generated as described above.
[0096]
In the network connection device 200c that has received the connection device information, that is, the ARP reply packet, the subnet selection unit 174c receives from the backbone network 210 and the source MAC address is the virtual MAC address of the port 292. It identifies that the destination is the subnet 230. Then, the packet transmission unit 104c transmits the packet from the port 292.
[0097]
In the terminal device 222 that has received the ARP reply packet, based on the target hardware address 660e and the target protocol address 660f included in the packet, the entry in the ARP table shown in FIG. 22A is as shown in FIG. Update.
[0098]
As described above, in the present embodiment, when the failure of the subnet 230 is recovered, each terminal device is configured to rewrite the entry in the ARP table updated due to the failure to the original state (normal time). Thereafter, the communication between the terminal devices can be continued by direct designation of each other's MAC address. In the present embodiment, each terminal device connected to the subnet 230 is configured to rewrite the ARP table by a general operation of the ARP, so that a communication path can be selected without adding special processing.
[0099]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 26 is a diagram showing the configuration of the network connection apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 26, 100d is a network connection device, 103d is a connection device information exchange unit, 173d is a packet generation unit, and 174d is a subnet selection unit.
[0100]
FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a network system using the network connection device according to the fifth embodiment. In FIG. 27, 200d is a network connection device. In addition, about the structure similar to Embodiment 1-4 demonstrated previously, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
[0101]
Here, the operation of the network connection apparatus will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, only operations different from those of the first to fourth embodiments described above will be described. In the network system of the present embodiment, the network connection devices 100d and 200d have a redundant configuration, and connect the backbone network 210 and the subnet 230. In the present embodiment, it is assumed that the network connection device 100d operates as a standby router, the network connection device 200d operates as a working router, and the switching hub 232 has failed. That is, the entry shown in FIG. 21A is registered in the ARP table 223 of the terminal device 221 and the entry shown in FIG. 22A is registered in the ARP table 224 of the terminal device 222 in the same procedure as in the second embodiment. It is assumed that the entry shown in FIG. 23 is registered in the recording unit 107c of the network connection apparatus 100c and the entry shown in FIG. 24 is registered in the recording unit 107c of the network connection apparatus 200c.
[0102]
When the switching hub 232 recovers in this state, the network connection device 100d generates the ARP reply packet shown in FIG. 25 and transmits the ARP reply packet from the port 292, as in the fourth embodiment. Then, the terminal device 221 updates the entry in the ARP table shown in FIG. 21A as shown in FIG.
[0103]
On the other hand, since the network connection device 100d is a standby router, communication using a virtual address on the subnet 230 is not possible. Therefore, in the network connection device 200d, when the state confirmation unit 101c detects failure recovery of the subnet 230, the connection device information exchange unit 103d generates connection device information based on the entries recorded in the recording unit 107c, and The connection device information is transmitted to the network connection device 200d. That is, referring to the contents of the entry in FIG. 23, the IP address 652a and the MAC address 652b are transmitted as connection device information.
[0104]
The connection device information exchange unit 103d of the network connection device 200d that has received the connection device information transfers the IP address included in the information to the subnet selection unit 174d, and the subnet selection unit 174d transmits the subnet address that the network connection device 100d accommodates. The subnet 230 including the received IP address is selected from the inside and notified to the packet generation unit 173d.
[0105]
The packet generation unit 173d of the network connection device 200d generates an ARP reply packet as shown in FIG. The packet transmitting unit 104c transmits the received ARP reply packet from the port 292.
[0106]
In the terminal device 222 that has received the ARP reply packet, based on the target hardware address 660e and the target protocol address 660f included in the packet, the entry in the ARP table shown in FIG. 22A is as shown in FIG. Update.
[0107]
As described above, in the present embodiment, since only the combination of the IP address and the MAC address is transmitted as the connection device information, the same effect as in the above-described fourth embodiment can be obtained, and further, the ARP packet can be changed. Compared to transmission, the traffic volume of the backbone network can be greatly reduced. In the present embodiment, the ARP reply packet is generated based on the entry recorded in the recording unit of the own device and the connection device information obtained from another network connection device. Since the process is the same, the implementation can be simplified.
[0108]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even when each terminal device in the subnet is divided due to a failure or the like, the communication is performed via the backbone network. There is an effect that it can be continued. In the same case as described above, the terminal device connected to the subnet receives the ARP reply packet generated by the network connection device connected to itself, and rewrites the ARP table by the general operation of ARP. There is an effect that the communication path can be changed without adding a special process.
[0109]
According to the next invention, even when the subnet is divided, each network connection device relays the ARP packet via the backbone network. Therefore, even between divided terminal devices in which no entry is originally registered. There is an effect that communication can be newly performed. In addition, the terminal device that is set not to respond to the ICMP request message transmitted to the broadcast address also has an effect that address resolution can be performed via the backbone network. In addition, since the terminal device connected to the subnet updates the ARP table by transmitting and receiving the ARP request packet and the ARP response packet, communication using the backbone network is possible without adding special processing. , Has the effect.
[0110]
According to the next invention, even if each terminal device in the subnet is divided due to a failure or the like, the ARP table in each terminal device is rewritten and communication is performed via the backbone network. There is an effect that communication between devices can be continued. In the same case as described above, the terminal device connected to the subnet receives the ARP reply packet generated by the network connection device connected to the divided terminal device, and stores the ARP table in the general operation of ARP. Since the configuration is rewritten, the communication path can be changed without adding special processing.
[0111]
According to the next invention, when the failure of the subnet is recovered, each terminal device is configured to rewrite the entry in the ARP table updated due to the failure to the original state (normal time). There is an effect that communication between terminal devices can be continued by direct designation of the address. Further, since each terminal device connected to the subnet is configured to rewrite the ARP table by a general operation of ARP, there is an effect that a communication path can be selected without adding special processing.
[0112]
According to the next invention, since only the combination of the IP address and the MAC address is transmitted as the connection device information, the traffic amount of the backbone network can be greatly reduced as compared with the case of transmitting the ARP packet. There is an effect that it is possible. Also, the process is the same when generating an ARP reply packet based on connection device information collected by the own device and when generating an ARP reply packet based on connection device information obtained from another network connection device. Therefore, there is an effect that the mounting can be simplified.
[0113]
According to the next invention, at the time of collecting connection device information, an ICMP echo request message is transmitted with a broadcast address, and an ICMP echo reply message from each terminal device connected to the subnet is collected at the same time. There is an effect that device information can be collected.
[0114]
According to the next invention, even if each terminal device in the subnet is disconnected due to a failure or the like, the communication between the distributed terminal devices can be continued because the communication is performed via the backbone network. , Has the effect.
[0115]
According to the next invention, even when the subnet is divided, each network connection device relays the ARP packet via the backbone network. Therefore, even between divided terminal devices in which no entry is originally registered. There is an effect that communication can be newly performed. In addition, the terminal device that is set not to respond to the ICMP request message transmitted to the broadcast address also has an effect that address resolution can be performed via the backbone network.
[0116]
According to the next invention, even if each terminal device in the subnet is divided due to a failure or the like, the ARP table in each terminal device is rewritten and communication is performed via the backbone network. There is an effect that communication between apparatuses can be continued.
[0117]
According to the next invention, when the failure of the subnet is recovered, the terminal device is configured to control to rewrite the entry of the ARP table updated due to the failure to the original state (normal time). By direct specification of each other's MAC address, there is an effect that communication between terminal devices can be continued.
[0118]
According to the next invention, since only the combination of the IP address and the MAC address is transmitted as the connection device information, the traffic amount of the backbone network can be greatly reduced as compared with the case of transmitting the ARP packet. There is an effect that it is possible. Also, the process is the same when generating an ARP reply packet based on connection device information collected by the own device and when generating an ARP reply packet based on connection device information obtained from another network connection device. Therefore, there is an effect that the mounting can be simplified.
[0119]
According to the next invention, at the time of collecting connection device information, an ICMP echo request message is transmitted with a broadcast address, and an ICMP echo reply message from each terminal device connected to the subnet is collected at the same time. There is an effect that device information can be collected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a network connection device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a network system using the network connection device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an example of entries recorded in an ARP table of the terminal device 221.
4 is a diagram illustrating an example of entries recorded in an ARP table of the terminal device 222. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a MAC frame from the terminal device 221 to the terminal device 222;
6 is a diagram showing a configuration of a connection device information collection unit 102. FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a MAC frame format for storing an ICMP echo request message.
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a MAC frame format for storing an ICMP echo reply message.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an ARP reply packet format.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a network connection apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a network system using the network connection device according to the second embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an ARP reply packet format.
FIG. 13 is a diagram showing an example of an updated entry (ARP table 224).
FIG. 14 is a diagram showing an example of an updated entry (ARP table 223).
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a network connection apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of an ARP packet relay unit 501b.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a network system using the network connection device according to the third embodiment.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the format of an ARP request packet and an ARP reply packet.
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a network connection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a network system using the network connection device according to the fourth embodiment.
FIG. 21 is a diagram showing an example of entries recorded in the ARP table of the terminal device 221.
22 is a diagram showing an example of entries recorded in the ARP table of the terminal device 222. FIG.
FIG. 23 is an example of an entry recorded in the recording unit 107c of the network connection apparatus 100c.
FIG. 24 is an example of entries recorded in the recording unit 107c of the network connection apparatus 200c.
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of an ARP reply packet format.
FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a network connection apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a network system using the network connection device according to the fifth embodiment.
FIG. 28 is a diagram showing a configuration of a conventional system.
FIG. 29 is a diagram showing a configuration of a network system using VRRP.
FIG. 30 is a diagram showing an outline of an ARP reply packet format used in VRRP.
[Explanation of symbols]
100, 100a, 100b, 100c, 100d, 200, 200a, 200b, 200c, 200d Network connection device, 101, 101a, 101c Status confirmation unit, 102 Connection device information collection unit, 103, 103a, 103c, 103d Connection device information exchange Unit 104, 104c packet transmission unit 105 relay unit 106 comparison unit 107 107b 107c recording unit 108 ARP table 173 173d packet generation unit 174 174a 174c 174d subnet selection unit 175a 175c Transfer packet generation unit, 210, 210b backbone network, 211, 211b communication path, 221, 222, 227 terminal device, 223, 224 ARP table, 230, 230b, 240b, 250b subnet, 31, 232, 233, 234 switching hub, 281, 282, 283, 284, 285, 286, 287, 288, 289, 291, 291b, 292, 292b, 293, 293b port, 441 request transmitter, 442 receiver, 443 Learning unit, 501b ARP packet relay unit, 504 Subnet division point, 518 ARP packet receiving unit, 519 search unit, 520 request forwarding unit, 521 backbone packet receiving unit, 522 reply packet converting unit, 523 reply packet transmitting unit, 524 subnet Selection unit, 525 request packet conversion unit, 526 request packet transmission unit, 527 reply transfer unit, 641c recovery packet generation unit.

Claims

In a network system comprising a backbone network, a subnet that accommodates a plurality of terminal devices, and a plurality of network connection devices that redundantly connect the backbone network and the subnet,
Each of the network connection devices is
Monitors continuity with other network connection devices connected to the same subnet using the subnet and backbone network, and instructs collection of connection device information when it recognizes that each terminal device in the subnet is disconnected State monitoring means to perform,
A connection device information collection unit that collects the IP addresses and MAC addresses of all terminal devices on the same subnet as the connection device information according to the collection instruction of the connection device information;
Connection device information exchanging means for exchanging the collected connection device information with other network connection devices connected to the same subnet using the backbone network;
Subnet selection means for selecting a subnet based on device connection information received from another network connection device;
ARP reply packet generation / transmission means for generating an ARP reply packet based on the connection device information and transmitting the ARP reply packet to a selected subnet;
A comparison means for comparing the destination IP address and the IP address of the own device when an IP packet is received from the terminal device;
IP packet transmitting means for transmitting the IP packet to another network device via a backbone network when each IP address is different;
With
Each of the terminal devices updates an ARP table based on the received ARP reply packet, and thereafter communicates with the divided terminal device via a backbone network.

Furthermore, an ARP packet receiving means for receiving an ARP request packet or an ARP reply packet from the subnet and extracting a target protocol address from the packet;
First search means for searching whether or not information corresponding to the target protocol address is included in the collected connection device information when the ARP packet receiving means receives an ARP request packet;
A request transfer means for transmitting the ARP request packet to a backbone network when the information is not included;
A reply transfer means for transmitting the ARP reply packet to the backbone network when the ARP packet receiving means receives the ARP reply packet;
Backbone packet receiving means for receiving an ARP request packet or an ARP reply packet from the backbone network;
A subnet selection means for extracting a target protocol address from the received ARP packet and selecting a subnet including the target protocol address from a single or a plurality of subnets to be accommodated;
When the backbone packet receiving means receives an ARP request packet, a request packet converting means for rewriting the source MAC address and source hardware address of the packet to a virtual MAC address;
Request packet transmission means for transmitting the rewritten ARP request packet to the selected subnet;
Second search means for searching for a MAC address based on a target protocol address extracted by the subnet selection means when the backbone packet receiving means receives an ARP reply packet;
Reply packet conversion means for rewriting the destination MAC address and the target hardware address to a MAC address as a search result, and rewriting the source hardware address to a virtual MAC address;
A reply packet transmitting means for transmitting the rewritten ARP reply packet to the selected subnet;
The network system according to claim 1, further comprising:

In a network system comprising a backbone network, a subnet that accommodates a plurality of terminal devices, and a plurality of network connection devices that redundantly connect the backbone network and the subnet,
Each of the network connection devices is
Monitors continuity with other network connection devices connected to the same subnet using the subnet and backbone network, and instructs collection of connection device information when it recognizes that each terminal device in the subnet is disconnected State monitoring means to perform,
A connection device information collection unit that collects the IP addresses and MAC addresses of all terminal devices on the same subnet as the connection device information according to the collection instruction of the connection device information;
Packet generation means for generating an ARP reply packet based on the collected connection device information;
A packet switching means for exchanging the generated ARP reply packet with another network connection device connected to the same subnet using the backbone network;
Subnet selection means for selecting a subnet based on an ARP reply packet received from another network connection device;
ARP reply packet transmitting means for transmitting the ARP reply packet to a selected subnet;
A comparison means for comparing the destination IP address and the IP address of the own device when an IP packet is received from the terminal device;
IP packet transmitting means for transmitting the IP packet to another network device via a backbone network when each IP address is different;
With
Each of the terminal devices updates an ARP table based on the received ARP reply packet, and thereafter communicates with the divided terminal device via a backbone network.

Further, when the subnet is recovered, recovery packet generating means for generating an ARP reply packet for returning the ARP table of the terminal device connected to the subnet to the original state;
With
The ARP reply packet transmitting means includes: an ARP reply packet generated by the recovery packet generating means; and an ARP reply packet for returning the ARP table of the terminal device connected to the subnet received from the backbone network; To the subnet,
Each of the terminal devices restores the ARP table based on the received ARP reply packet, and thereafter performs communication by directly specifying each other's MAC address between the terminal devices on the same subnet. Item 4. The network system according to Item 3.

A first recovery packet generating unit configured to generate an ARP reply packet for restoring the ARP table of the terminal device connected to the subnet when the subnet is recovered;
Second recovery packet generation for generating an ARP reply packet based on the connection device information when receiving the connection device information for restoring the ARP table of the terminal device connected to the subnet from the backbone network Means,
With
The ARP reply packet generation / transmission means transmits the ARP reply packet generated by the first recovery packet generation means and the ARP reply packet generated by the second recovery packet generation means to the subnet;
Each of the terminal devices restores the ARP table based on the received ARP reply packet, and thereafter performs communication by directly specifying each other's MAC address between the terminal devices on the same subnet. Item 4. The network system according to Item 1.

The connection device information collection means includes:
Request sending means for sending an ICMP echo request message by a broadcast address;
Receiving means for receiving an ICMP echo reply message as a response to the request;
Learning means for learning a combination of an IP address and a MAC address of a terminal device in the subnet based on the ICMP echo reply message;
The network system according to claim 1, further comprising:

In each network connection device that redundantly connects the backbone network and subnets that accommodate multiple terminal devices,
Monitors continuity with other network connection devices connected to the same subnet using the subnet and backbone network, and instructs collection of connection device information when it recognizes that each terminal device in the subnet is disconnected State monitoring means to perform,
A connection device information collection unit that collects the IP addresses and MAC addresses of all terminal devices on the same subnet as the connection device information according to the collection instruction of the connection device information;
Connection device information exchanging means for exchanging the collected connection device information with other network connection devices connected to the same subnet using the backbone network;
Subnet selection means for selecting a subnet based on device connection information received from another network connection device;
ARP reply packet generation / transmission means for generating an ARP reply packet based on the connection device information and transmitting the ARP reply packet to a selected subnet;
A comparison means for comparing the destination IP address and the IP address of the own device when an IP packet is received from the terminal device;
IP packet transmitting means for transmitting the IP packet to another network device via a backbone network when each IP address is different;
A network connection device comprising:

Furthermore, an ARP packet receiving means for receiving an ARP request packet or an ARP reply packet from the subnet and extracting a target protocol address from the packet;
First search means for searching whether or not information corresponding to the target protocol address is included in the collected connection device information when the ARP packet receiving means receives an ARP request packet;
A request transfer means for transmitting the ARP request packet to a backbone network when the information is not included;
A reply transfer means for transmitting the ARP reply packet to the backbone network when the ARP packet receiving means receives the ARP reply packet;
Backbone packet receiving means for receiving an ARP request packet or an ARP reply packet from the backbone network;
A subnet selection means for extracting a target protocol address from the received ARP packet and selecting a subnet including the target protocol address from a single or a plurality of subnets to be accommodated;
When the backbone packet receiving means receives an ARP request packet, a request packet converting means for rewriting the source MAC address and source hardware address of the packet to a virtual MAC address;
Request packet transmission means for transmitting the rewritten ARP request packet to the selected subnet;
Second search means for searching for a MAC address based on a target protocol address extracted by the subnet selection means when the backbone packet receiving means receives an ARP reply packet;
Reply packet conversion means for rewriting the destination MAC address and the target hardware address to a MAC address as a search result, and rewriting the source hardware address to a virtual MAC address;
A reply packet transmitting means for transmitting the rewritten ARP reply packet to the selected subnet;
The network connection device according to claim 7, further comprising:

In each network connection device that redundantly connects the backbone network and subnets that accommodate multiple terminal devices,
Monitors continuity with other network connection devices connected to the same subnet using the subnet and backbone network, and instructs collection of connection device information when it recognizes that each terminal device in the subnet is disconnected State monitoring means to perform,
A connection device information collection unit that collects the IP addresses and MAC addresses of all terminal devices on the same subnet as the connection device information according to the collection instruction of the connection device information;
Packet generation means for generating an ARP reply packet based on the collected connection device information;
A packet switching means for exchanging the generated ARP reply packet with another network connection device connected to the same subnet using the backbone network;
Subnet selection means for selecting a subnet based on an ARP reply packet received from another network connection device;
ARP reply packet transmitting means for transmitting the ARP reply packet to a selected subnet;
A comparison means for comparing the destination IP address and the IP address of the own device when an IP packet is received from the terminal device;
IP packet transmitting means for transmitting the IP packet to another network device via a backbone network when each IP address is different;
A network connection device comprising:

Further, when the subnet is recovered, recovery packet generating means for generating an ARP reply packet for returning the ARP table of the terminal device connected to the subnet to the original state;
With
The ARP reply packet transmitting means includes: an ARP reply packet generated by the recovery packet generating means; and an ARP reply packet for returning the ARP table of the terminal device connected to the subnet received from the backbone network; The network connection device according to claim 9, wherein:

A first recovery packet generating unit configured to generate an ARP reply packet for restoring the ARP table of the terminal device connected to the subnet when the subnet is recovered;
Second recovery packet generation for generating an ARP reply packet based on the connection device information when receiving the connection device information for restoring the ARP table of the terminal device connected to the subnet from the backbone network Means,
With
The ARP reply packet generation / transmission unit transmits the ARP reply packet generated by the first recovery packet generation unit and the ARP reply packet generated by the second recovery packet generation unit to the subnet. The network connection device according to claim 7.

The connection device information collection means includes:
Request sending means for sending an ICMP echo request message by a broadcast address;
Receiving means for receiving an ICMP echo reply message as a response to the request;
Learning means for learning a combination of an IP address and a MAC address of a terminal device in the subnet based on the ICMP echo reply message;
The network connection device according to claim 7, further comprising: