JP3989447B2

JP3989447B2 - 通信切替方法およびデータ通信装置

Info

Publication number: JP3989447B2
Application number: JP2004010734A
Authority: JP
Inventors: 秀明林
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2004-01-19
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2024-01-19
Also published as: JP2005204239A

Description

本発明は、通信切替方法およびデータ通信装置に関するものである。

従来、この種の装置では、ファームウェアの変更を行なって、たとえばプログラムのバージョンをアップする場合には、まずファームウェアの読み込みを行い、このファームウェアを利用するための装置の再起動を行い、次に、ファームウェアの更新処理を行い、さらに更新終了後の装置の起動処理を行なって、装置の起動が完了していた。このように、新しいファームウェアを利用するためには、装置の再起動が必須であり、そのため、装置の再起動を行ってから、起動が完了するまでの間は、装置では、通信が全く行うことができない通信断の状態が発生する。

そこで、装置内に、同じ機能、たとえばデータ中継を行うための中継機能などを持つＣＰＵやメモリを搭載したボードを２枚用意し、一方のボード（現用系のボード）で通常の運用を行っている間に、他方のボード（待機系のボード）でファームウェアの更新処理を行うことにより、ファームウェアの更新時間の短縮を図るものがあった。なお、この従来例では、ファームウェア更新後に、ボードを現用系のものから待機系のものに切り替えるボードの切り替えを行うと、他のルータとのセッションを一度落とす必要がある。また、ファームウェアの変更された待機系のボードでは、今まで学習した経路情報なども失われてしまうため、待機系のボードと他のルータ間で経路情報の交換を行っていた（たとえば特許文献１）。

特開２００３−２５８８７７号公報

しかしながら、上記装置では、ボード切り替え完了後から経路情報の交換が終了して、装置が安定状態になるまでに、時間がかかるとともに、この間は通信を全く行うことができない通信断の状態が発生するという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、通信断の状態を発生させることなく、データ通信が可能な状態で、データ通信の切り替えおよびファームウェアの更新を行うことができる通信切替方法およびデータ通信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信切替方法は、少なくとも２つの第１及び第２のデータ通信手段を有するデータ通信装置が、経路情報に基づいて、他のデータ通信装置とデータ通信を行うとともに、通信の切り替え指示に応じて、前記データ通信の通信主体を前記第１のデータ通信手段から前記第２のデータ通信手段に切り替える通信切替方法において、前記データ通信の切り替え指示を出力する指示工程と、前記切り替え指示に応じて、前記通信主体の前記第１のデータ通信手段が通信に必要な内部リソースの情報を前記第２のデータ通信手段に送信する送信工程と、前記第２のデータ通信手段が前記内部リソースの情報を受信し、内部メモリに登録する登録工程と、前記登録された内部リソースの情報に基づいて、前記第２のデータ通信手段が前記他のデータ通信装置とデータ通信を行う通信工程と、を含み、それぞれの前記データ通信手段が前記他のデータ通信装置から論理的に一つのデータ通信手段として認識可能なことを特徴とする。

また、請求項２の発明にかかる前記通信切替方法では、上記発明において、前記第２のデータ通信手段のプログラムを変更する変更工程を、さらに含み、前記指示工程では、前記プログラムの変更後に前記切替指示を出力することを特徴とする。

また、請求項３の発明にかかる通信切替方法では、上記発明において、前記送信工程で送信された前記内部リソースの情報に、識別情報を付与する付与工程を、さらに含むことを特徴とする。

また、請求項４の発明にかかる通信切替方法では、上記発明において、前記付与工程では、前記識別情報が付与された前記内部リソースの情報が変更された場合には、当該内部リソースの情報に付与された識別情報を削除し、前記送信工程では、識別情報が付与されていない前記内部リソースの情報を、前記第２のデータ通信手段に送信することを特徴とする。

また、請求項５の発明にかかるデータ通信装置は、経路情報に基づいて、他のデータ通信装置とデータ通信を行う少なくとも２つの第１及び第２のデータ通信手段を有するデータ通信装置において、前記データ通信装置は、前記通信の切り替え指示を行う指示手段を備えるとともに、前記データ通信手段は、通信主体の場合に、前記指示手段の切り替え指示に応じて、内部リソースの情報を他の前記データ通信手段に送信する送信手段と、前記通信主体でない場合に、前記他のデータ通信手段から送信される前記内部リソースの情報を受信する受信手段と、前記受信された内部リソースの情報を内部メモリに登録する登録手段と、前記登録された内部リソースの情報に基づいて、前記他のデータ通信装置とデータ通信を行う外部通信手段と、をそれぞれ備え、前記他のデータ通信装置からは論理的に一つのデータ通信手段として認識可能なことを特徴とする。

また、請求項６の発明にかかるデータ通信装置は、上記発明において、前記データ通信装置は、前記データ通信手段のプログラムを変更する変更手段を、さらに備えたことを特徴とする。

また、請求項７の発明にかかるデータ通信装置は、上記発明において、前記登録手段は、前記送信手段によって送信された前記内部リソースの情報に識別情報を付与することを特徴とする。

また、請求項８の発明にかかるデータ通信装置は、上記発明において、前記登録手段は、前記識別情報が付与された内部リソースの情報が変更された場合には、前記付与した識別情報を削除し、前記送信手段は、前記識別情報が付与されていない前記内部リソースの情報を、前記他のデータ通信手段に送信することを特徴とする。

また、請求項９の発明にかかるデータ通信装置は、上記発明において、前記内部リソースの情報は、前記経路情報および前記データ通信を行うために必要な情報からなることを特徴とする。

本発明にかかる通信切替方法は、通信切り替えの指示が入力すると、第１のデータ通信手段内に登録されている内部リソースの情報を、第２のデータ通信手段に送信して、前記第２のデータ通信手段内に登録させ、この登録終了後に、第２のデータ通信手段が、この内部リソースの情報に基づいて、他のデータ通信装置とデータ通信を行うので、物理的に２つのデータ通信手段を論理的に１つのデータ通信手段とみなして、通信断の状態を発生させることなく、データ通信が可能な状態で、データ通信の切り替えを行うことができるという効果を奏する。

本発明にかかるデータ通信装置は、送信主体のデータ通信手段においては、指示手段からの通信切り替え指示に応じて、通信手段が内部リソースの情報を他のデータ通信手段に送信しており、他方のデータ通信手段では、受信手段で受信された内部リソースの情報を、登録手段が内部メモリに登録し、さらに外部通信手段がこの内部リソースの情報に基づいて、他のデータ通信装置とデータ通信を行うことが可能となるので、物理的に２つのデータ通信手段を論理的に１つのデータ通信手段とみなして、通信断の状態を発生させることなく、データ通信が可能な状態で、データ通信の切り替えを行うことができるという効果を奏する。

以下に、本発明にかかる通信切替方法およびデータ通信装置の実施の形態を図１〜図５の図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。

（実施の形態１）
図１は、本発明にかかるデータ通信装置であるデータ中継装置が接続されたデータ中継システムの概略構成の一例を示すシステム構成図である。図において、このデータ中継システムでは、単一の自律システム（ＡＳ：ＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓＳｙｓｔｅｍ）内部のネットワーク１上に、たとえばＯＳＰＦ（ＯｐｅｎＳｈｏｒｔｅｓｔＰａｔｈＦｉｒｓｔ：ＲＦＣ２３２８）のプロトコルを用いたデータ中継装置である複数のルータ２，３が接続されており、これらルータ２，３がこのネットワーク全体の接続形態（以下、「トポロジー」という）の情報を持っている。これらルータ２，３は、このトポロジー情報に基づいて、最適経路の算出を行っている。

また、トポロジーが変化した場合には、ルータ２，３間で経路情報の交換が迅速に行われ、常に最新のトポロジー情報に基づいた最適経路の算出を行っている。このルータ２で算出された最適経路情報は、内部メモリである経路情報テーブル１１，２１内のフォワーディングテーブル（図示せず）に格納されており、この最適経路情報に基づいて、ルータ２，３間でＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）データの中継を行っている。

このルータ２は、システム運用時の安全対策として、ＯＳＰＦプロトコルの二重化が図られている。たとえば図１に示すように、ボードがそれぞれ異なるボードＡ，Ｂ上に構成されるデータ通信手段である、物理的に２つのルータ１０，２０を、外部のルータ３からは論理的には１つのルータと認識させるもので、外部からの通信の切り替え指示に応じて、いずれか一方が通信主体となって他のルータ３とルーティング制御データ（以下、「経路情報」という）の交換およびデータ中継を行うものである。なお、他のルータ３は、ネットワーク上に複数存在することが無論可能である。

このルータ２は、たとえば通信動作がアクティブ状態の現用系であり、中継処理を行うルータ１０と、通信動作がスタンバイ状態の待機系であり、中継処理を行うルータ２０とからなり、各ルータ１０，２０を他のルータ３と接続されている。この実施の形態では、たとえば他のルータ３から受信した経路情報を、ルータ１０の中継処理部１２にのみ転送して、装置全体の処理負荷を軽減している。また、ルータ１０で生成したデータに関しては、通信動作のアクティブ状態とスタンバイ状態を切り替えるときに、ルータ１０，２０（ボードＡ，Ｂ）間でＴＣＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）によりセッションを確立して、逐次データの転送４を行っており、同期がとれた時点で現在の状態を保持したままボードの切り替えを可能にしている。

ルータ１０，２０は、同一の構成からなるので、ここでは代表してルータ１０の構成を、図２の構成図に示す。図２において、ルータ１０は、上述した内部メモリである経路情報テーブル１１と、データの中継処理を行う外部通信手段である中継処理部１２と、バージョン変更の処理を行う変更手段であるバージョン変更処理部１３と、ネットワーク１を介して他のルータ３と接続される外部インターフェース１４と、内部リソース情報の転送処理を行う転送処理部１５と、プログラムの変更を検出するデータ変更検出部１６と、ルータ２０の内部インターフェース２７と接続される内部インターフェース１７とから構成され、ルータ２は、これらルータ１０，２０と、ルータ１０，２０に対して操作指示を行う操作部１８とを備える。なお、転送処理部１５は、特許請求の範囲に示した送信手段、受信手段および登録手段を構成している。

経路情報テーブル１１には、上述した内部リソースの情報である経路情報やトポロジー情報の他に、その他の内部リソースの情報、たとえば他のルータの情報として、ソケット（他のルータとの接続情報）、ルータＩＤおよびネゴシエーションの結果どのような経路の交換を行うかなどの情報、自ルータ１０の情報として、相手ルータから受ける経路や相手ルータに送る経路のフィルタリング設定、どのルータと経路交換を行っているかなどの情報が保持されている。これらの情報は、図３に示すように、所定単位の保持データとして経路情報テーブル１１内に格納されており、転送処理部１５は、転送済みの保持データに、識別情報であるフラグ（＊）を立てて、転送前の保持データと転送済みの保持データの識別を可能にしている。

この転送処理部１５による内部リソースの転送は、たとえばオペレータがキーボードなどを操作して、操作部１８から送信される切り替え指示に応じて行われ、しかも通常のルータ処理動作の一部として行われている。このため、ルータ本来の動作、たとえばデータ中継や経路情報の交換も、中継処理部１２によって通常通りに行われる。したがって、ルータ１０は、ルータとしてのプロトコル処理も行っているため、内部リソースの転送中に保持データの更新が行われる場合がある。このように、更新された保持データがあれば、データ変更検出部１６が、図４に示すように、更新された保持データを検出して、この保持データのフラグを削除して、転送処理部１５による再度の転送を可能にしている。

転送処理部１５は、全ての内部リソースの情報である保持データを転送し終えたら、ボードＡ，Ｂ間のＴＣＰセッションを切り、ボードの切り替えを行う。また、保持データの転送動作の途中に、たとえばルータ２０からのエラーメッセージを受信すると、転送処理部１５は、転送の失敗と判断して、現用系の保持データは保持されたままとなり、ボードの切り替え動作を行わない。

また、バージョン変更処理部１３は、たとえば中継処理部１２のデータ中継用のプログラムのバージョン変更の処理を行うための処理部であり、このバージョンを変更する場合には、たとえば動作状態をスタンバイ状態に切り替えておいた状態で、バージョンアップを行うのが好ましい。

次に、ルータ１０におけるボードの切り替え動作を、図５のフローチャートに基づいて説明する。図において、たとえばスタンバイ状態のルータ２０内のバージョン変更処理部によって、ルータ２０におけるプログラムがバージョンアップされた場合に、オペレータは、アクティブ状態のルータ１０からスタンバイ状態のルータ２０にボードの切り替えを行う。この場合に、オペレータは、操作部１８を操作して切替コマンドを内部インターフェース１７を介して転送処理部１５に送信する。この切替コマンドの受信によって、転送処理部１５によるボードの切り替え処理の動作が開始される。

まず、転送処理部１５は、この切替コマンドを受信すると、スタンバイ状態のルータ２０と互いの内部インターフェース１７，２７を介してＴＣＰセッションを確立して、ルータ２内部での通信が可能な状態に設定する（ステップ１０１）。そして、ＴＣＰセッションが確立されると、転送処理を行うかどうか判断する（ステップ１０２）。なお、内部インターフェース間で転送処理を行うか、データ変更に伴うプロトコル処理を行うか、または図示しないオペレータの操作に対する応答処理を行うかは、予め設定した処理の優先度に応じて決定される。通常では、基本的にプロトコル処理の方が転送処理よりも優先度が高いが、これらの処理状況に従い、スケジューリングされて転送処理の方がプロトコル処理よりも優先される場合がある。

ここで、転送処理を行う場合には、次に経路情報テーブル１１内に転送すべき内部リソースの情報（保持データ）があるかどうか判断する（ステップ１０３）。ここで、転送すべき保持データがある場合には、その保持データを経路情報テーブル１１から読み出して、内部インターフェース１７，２７を介してルータ２０に転送し（ステップ１０４）、さらに転送済みフラグを該当する保持データに立てる（ステップ１０５）。そして、全ての保持データを転送したかどうか判断し（ステップ１０６）、転送すべき保持データが残っている場合には、ステップ１０２に戻って転送処理を行うか判断し、また全ての保持データの転送が終った場合には、ルータ２０との間で確立したＴＣＰセッションを切断して（ステップ１０７）、上記動作を終了する。また、ステップ１０３において、転送すべきデータがない場合も、ＴＣＰセッションを切断して上記動作を終了し、ボードをボードＡからボードＢに切り替えて、バージョンアップされたルータ２０によるデータ中継を可能にする。

また、ステップ１０２において、転送処理を行わない場合、すなわちプロトコル処理を行う場合には、データ変更に伴って更新された保持データに更新用のフラグを立て（ステップ１０８）、更新された保持データがあるかどうか判断する（ステップ１０９）。

ここで、更新された保持データがない場合には、ステップ１０２に戻って転送処理を行うか判断し、また更新された保持データがある場合には、更新用フラグの立った保持データの転送済みフラグを削除して（ステップ１１０）、この保持データの転送処理を行った後に（ステップ１０２〜１０４）、再び転送済みフラグを立てる（ステップ１０５）。

このように、この実施の形態では、通信の切替指示が入力すると、アクティブ状態のルータからスタンバイ状態のルータに内部リソースの情報を転送して、全ての内部リソースの情報の転送が終了した時点で、ボードの切り替えを行なって、セッション断を発生させることなく、スタンバイ状態だったルータによるデータ中継や経路情報の交換を可能にするので、通信断の状態を発生させることなく、データ通信が可能な状態で、データ通信の切り替えおよびファームウェアの更新を行うことができる。

なお、この実施の形態では、２つのルータ１０，２０の切り替えの場合を説明したが、本発明はこれに限らず、ルータ２内には、３つ以上の物理的に異なるルータを設けて、これらのルータが他のルータ３からは１つのルータ２と認識するように構成することも可能である。

本発明にかかるデータ通信装置であるデータ中継装置が接続されたデータ中継システムの概略構成の一例を示すシステム構成図である。図１に示したルータの構成を示す構成図である。図２に示した経路情報テーブル内の保持データの格納状態を示す図である。図３に示した経路情報テーブル内の保持データが変更された場合の格納状態を示す図である。図２に示したルータにおけるボードの切り替え動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ネットワーク
２，３，１０，２０ルータ
１１，２１経路情報テーブル
１２，２２中継処理部
１３バージョン変更処理部
１４外部インターフェース
１５転送処理部
１６データ変更検出部
１７，２７内部インターフェース
１８操作部
Ａ，Ｂボード

Claims

少なくとも２つの第１及び第２のデータ通信手段を有するデータ通信装置が、経路情報に基づいて、他のデータ通信装置とデータ通信を行うとともに、通信の切り替え指示に応じて、前記データ通信の通信主体を前記第１のデータ通信手段から前記第２のデータ通信手段に切り替える通信切替方法において、
前記データ通信の切り替え指示を出力する指示工程と、
前記切り替え指示に応じて、前記通信主体の前記第１のデータ通信手段が通信に必要な経路情報、トポロジー情報、ソケット情報、ルータＩＤ情報、ネゴシエーションの結果どのような経路の交換を行うかの情報を含むプロトコル状態遷移情報、フィルタリング設定情報、および、どのルータと経路交換を行っているかを示す隣接ルータ情報を含む内部リソースの情報を前記第２のデータ通信手段に送信する送信工程と、
前記第２のデータ通信手段が前記内部リソースの情報を受信し、内部メモリに登録する登録工程と、
前記登録された内部リソースの情報に基づいて、前記第２のデータ通信手段が前記他のデータ通信装置とデータ通信を行う通信工程と、
を含み、それぞれの前記データ通信手段が前記他のデータ通信装置から論理的に一つのデータ通信手段として認識可能なことを特徴とする通信切替方法。
前記第２のデータ通信手段のプログラムを変更する変更工程をさらに含み、
前記指示工程では、前記プログラムの変更後に前記切替指示を出力することを特徴とする請求項１に記載の通信切替方法。
前記送信工程で送信された前記内部リソースの情報に、識別情報を付与する付与工程をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の通信切替方法。
前記付与工程では、前記識別情報が付与された前記内部リソースの情報が変更された場合には、当該内部リソースの情報に付与された識別情報を削除し、
前記送信工程では、識別情報が付与されていない前記内部リソースの情報を、前記第２のデータ通信手段に送信することを特徴とする請求項３に記載の通信切替方法。
経路情報に基づいて、他のデータ通信装置とデータ通信を行う少なくとも２つの第１及び第２のデータ通信手段を有するデータ通信装置において、
前記通信の切り替え指示を行う指示手段を備え、
前記データ通信手段は、
通信主体の場合に、前記指示手段の切り替え指示に応じて、通信に必要な経路情報、トポロジー情報、ソケット情報、ルータＩＤ情報、ネゴシエーションの結果どのような経路の交換を行うかの情報を含むプロトコル状態遷移情報、フィルタリング設定情報、および、どのルータと経路交換を行っているかを示す隣接ルータ情報を含む内部リソースの情報を他の前記データ通信手段に送信する送信手段と、
前記通信主体でない場合に、前記他のデータ通信手段から送信される前記内部リソースの情報を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された内部リソースの情報を内部メモリに登録する登録手段と、
前記登録手段によって登録された内部リソースの情報に基づいて、前記他のデータ通信装置とデータ通信を行う外部通信手段と、
を備え、前記他のデータ通信装置からは論理的に一つのデータ通信手段として認識可能なことを特徴とするデータ通信装置。
前記データ通信手段のプログラムを変更する変更手段をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載のデータ通信装置。
前記登録手段は、前記送信手段によって送信された前記内部リソースの情報に識別情報を付与することを特徴とする請求項５または６に記載のデータ通信装置。
前記登録手段は、前記識別情報が付与された内部リソースの情報が変更された場合には、前記付与した識別情報を削除し、
前記送信手段は、前記識別情報が付与されていない前記内部リソースの情報を、前記他のデータ通信手段に送信することを特徴とする請求項７に記載のデータ通信装置。