JP6387603B2 - 冗長通信装置及びその系切替え方法 - Google Patents

Description

本発明は冗長通信装置及びその系切替え方法に関し、例えば、２重化冗長構成（運用系（ＡＣＴ系）／待機系（ＳＢＹ系））のＩＰ交換機を有するＩＰ交換装置における系の切替えに適用し得るものである。

図８は、運用系及び待機系のＩＰ交換機（例えば、ＩＰ−ＰＢＸ）を有するＩＰ交換装置を含む通信システムの構成を示すブロック図である。

図８において、メタルＵＮＩ（Ｕｓｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）でＩＰ通信端末１を収容しているＩＰ交換装置２は、運用系のＩＰ交換機２Ａと待機系のＩＰ交換機２Ｓとを備えている。運用系のＩＰ交換機２Ａ及び待機系のＩＰ交換機２Ｓは、短時間での系切替えを実現できるように通常動作時においても、定期的に、待機系ＩＰ交換機２Ｓにおけるデータを、運用系ＩＰ交換機２Ａにおけるデータに一致させるデータ同期のためのデータ授受を、運用系のＩＰ交換機２Ａ及び待機系のＩＰ交換機２Ｓ間の直接通信（以下、系間通信と呼ぶ）によって行っている。

運用系のＩＰ交換機２Ａは、ＩＰネットワークを介して他のＩＰ通信装置と通信し、かつ、連携してＩＰ通信サービスを提供する。他のＩＰ通信装置は、対向するＩＰ交換機３、呼の接続制御を行うソフトスイッチとして機能するコールエージェント（以下、ＣＡと略称する）４、網を監視、制御するオペレーションシステム（ＯｐＳ）として設けられているエレメントマネジメントシステム（以下、ＥＭＳと略称する）５などであり、以下の説明では、他のＩＰ通信装置がこれら３種類であるとして行う。

運用系のＩＰ交換機２Ａ及び待機系のＩＰ交換機２Ｓは同様な構成を有する。運用系のＩＰ交換機２Ａ及び待機系のＩＰ交換機２Ｓは共に、対向ＩＰ交換機通信用ポートＰＡ、ＣＡ通信用ポートＰＢ、ＥＭＳ通信用ポートＰＣを有している。

図８（Ａ）に示すように、運用系ＩＰ交換機２Ａが他のＩＰ通信装置３、４、５と通信を行っている場合において、ある他のＩＰ通信装置（図８の場合はＥＭＳ５の例）との通信経路に障害が発生した場合には、系切替えが実行され、図８（Ｂ）に示すように、待機系から運用系に切り替えられたＩＰ交換機２Ｓが全ての他のＩＰ通信装置３、４、５と通信を行う状態に移行する。

すなわち、運用系ＩＰ交換機２Ａ及び対向ＩＰ交換機３間の通信が正常、運用系ＩＰ交換機２Ａ及びＣＡ４間の通信が正常であっても、運用系ＩＰ交換機２Ａ及びＥＭＳ５間の通信にのみ障害が生じると、待機系ＩＰ交換機２Ｓ及び対向ＩＰ交換機３間、待機系ＩＰ交換機２Ｓ及びＣＡ４間、待機系ＩＰ交換機２Ｓ及びＥＭＳ５間で通信を行う状態に切り替わる。

なお、現用系及び予備系のＩＰ通信装置を有する冗長構成については、特許文献１に記載されている。しかし、特許文献１の記載技術では、他のＩＰ通信装置は対向するＩＰ通信装置の１個だけであり、上述した図８に示す前提構成とは異なっている。

特開２００７−１８９３２１号構成

図８を用いて説明した従来のＩＰ交換装置は、複数の他のＩＰ通信装置との通信中に、いずれかの他のＩＰ通信装置との通信で障害が発生した場合に、運用系ＩＰ交換機２Ａから待機系ＩＰ交換機２Ｓへ切り替えるため、正常な通信が行われている他のＩＰ通信装置との通信において切替えによる不都合が生じる恐れ（例えば、切替えに伴うパケットロスの発生）がある。

また、運用系ＩＰ交換機２Ａから待機系ＩＰ交換機２Ｓへの系の切替えは、全ての他のＩＰ通信装置との通信に対して実行されるため、切替えに長時間がかかってしまう。例えば、ＳＩＰ（Ｓｅｓｓｉｏｎ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）信号のような呼制御信号はメディア信号に比べて授受の回数が少ないので切替えが長時間になっても受ける影響が小さく、仮に、ロスしても再送で対応することができる。一方、ＲＴＰ（Ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）信号などのリアルタイム性が要求されるメディア信号の場合は、切替えが長時間になるとその時間分だけロスして、通信サービスに大きく影響が出てしまう可能性がある。

そのため、ある他通信装置との通信に障害が生じて系を切り替える際に、正常通信の他通信装置との通信に悪影響を与えず、しかも、系切替えを短時間で実行できる冗長通信装置及びその系切替え方法が望まれている。

第１の本発明は、複数の他通信装置とそれぞれネットワークを介して通信する、運用系通信装置及び待機系通信装置を少なくとも１つずつ有する冗長通信装置において、（１）上記運用系通信装置と上記各他通信装置との間の通信経路の障害を監視する経路障害監視手段と、（２）上記運用系通信装置と上記各他通信装置との間の通信経路に障害が生じたときに、上記待機系通信装置と通信経路に障害が生じた上記各他通信装置との間に代替通信経路を設定し、通信経路に障害が生じていない上記各他通信装置との間の今までの通信経路を継続させる代替通信経路個別設定手段と、（３）上記運用系通信装置の通信処理部を、上記運用系通信装置及び上記待機系通信装置間の系間通信経路、上記待機系通信装置内部及び上記代替通信経路を介して、通信経路に障害が生じた上記各他通信装置に接続させる接続制御手段とを有し、（４）上記運用系通信装置及び上記待機系通信装置がＩＰ交換機であり、複数の上記他通信装置として、対向するＩＰ交換機、コールエージェント及びエレメントマネジメントシステムを含み、（５）上記接続制御手段は、上記代替通信経路が設定された後、上記経路障害監視手段により、上記運用系通信装置と通信経路に障害が生じた上記各他通信装置との間の通信経路の障害の復旧が検知された場合には、上記運用系通信装置の通信処理部を、障害の復旧が検知された通信経路を介して、上記各他通信装置に接続させることを特徴とする。

第２の本発明は、複数の他通信装置とそれぞれネットワークを介して通信する、運用系通信装置及び待機系通信装置を少なくとも１つずつ有する冗長通信装置における通信経路に接続中の通信装置を切り替える冗長通信装置の系切替方法において、（１）経路障害監視手段は、上記運用系通信装置と上記各他通信装置との間の通信経路の障害を監視し、（２）代替通信経路個別設定手段は、上記運用系通信装置と上記各他通信装置との間の通信経路に障害が生じたときに、上記待機系通信装置と通信経路に障害が生じた上記各他通信装置との間に代替通信経路を設定し、通信経路に障害が生じていない上記各他通信装置との間の今までの通信経路を継続させ、（３）接続制御手段は、上記運用系通信装置の通信処理部を、上記運用系通信装置及び上記待機系通信装置間の系間通信経路、上記待機系通信装置内部及び上記代替通信経路を介して、通信経路に障害が生じた上記各他通信装置に接続させ、（４）上記運用系通信装置及び上記待機系通信装置がＩＰ交換機であり、複数の上記他通信装置として、対向するＩＰ交換機、コールエージェント及びエレメントマネジメントシステムを含み、（５）上記接続制御手段は、上記代替通信経路が設定された後、上記経路障害監視手段により、上記運用系通信装置と通信経路に障害が生じた上記各他通信装置との間の通信経路の障害の復旧が検知された場合には、上記運用系通信装置の通信処理部を、障害の復旧が検知された通信経路を介して、上記各他通信装置に接続させることを特徴とする。

本発明によれば、ある他通信装置との通信に障害が生じて系を切り替える際に、正常通信の他通信装置との通信に悪影響を与えず、しかも、系切替えを短時間で実行できる冗長通信装置及びその系切替え方法を提供できる。

実施形態のＩＰ交換装置を構成している２つのＩＰ交換機の一方の機能的な内部構成を示すブロック図である。 実施形態のＩＰ交換装置が実行する導通確認種類の説明図である。 実施形態のＩＰ交換装置が冗長構成で利用するＩＰアドレスの説明図である。 実施形態のＩＰ交換装置がＩＰ交換機を切り替える際に導通状態が正常か確認する通信経路の説明図である。 実施形態のＩＰ交換装置の動作を示すフローチャートである。 図５におけるステップ１０３の切替え処理の詳細を示すフローチャートである。 実施形態のＩＰ交換装置における他のＩＰ通信装置との個別通信経路の切替えの様子を示す説明図である。 運用系及び待機系ＩＰ交換機を有する従来のＩＰ交換装置を含む通信システムの構成を示すブロック図である。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による冗長通信装置及びその系切替え方法の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。

ここで、実施形態の冗長通信装置は、冗長構成をなしている２つのＩＰ交換機を備えるＩＰ交換装置である。また、実施形態のＩＰ交換装置は、対向ＩＰ交換機、ＣＡ及びＥＭＳと通信するものとし、以下、対向ＩＰ交換機、ＣＡ及びＥＭＳに対する符号として、上述した図８と同様に、３、４及び５を用いる。

（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、実施形態のＩＰ交換装置を構成している２つのＩＰ交換機の一方の機能的な内部構成を示している。２つのＩＰ交換機１０−Ａ及び１０−Ｓはそれぞれ、図１に示す構成を有する。この実施形態の場合、後述するように、通信相手となっている他のＩＰ通信装置（との通信経路）毎に、適用する通信ポートを有するＩＰ交換機が異なっていても良いが、基本的には（障害が全く発生していないときには）、ＩＰ交換機１０−Ａの通信ポートが全ての他のＩＰ通信装置との通信に適用されるので、以下では、ＩＰ交換機１０−Ａを運用系ＩＰ交換機、ＩＰ交換機１０−Ｓを待機系ＩＰ交換機と呼ぶこととする。なお、以下の説明において、「運用系」と「運用側」、「待機系」と「待機側」を使い分けているので、注意を要する。

図１において、ＩＰ交換機１０（１０−Ａ若しくは１０−Ｓ）は、対向交換機用レイヤ１・２終端部１１、ＣＡ用レイヤ１・２終端部１２、ＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３、網側メディア転送部１４、網側呼設定部１５、網監視・制御対応部１６、端末用レイヤ１・２終端部１７、端末側呼設定・メディア転送部１８、スイッチ部１９、系間通信部２０、切替制御部２１及び主制御部２２を備えている。なお、対向交換機用レイヤ１・２終端部１１、ＣＡ用レイヤ１・２終端部１２、ＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３、網側メディア転送部１４、網側呼設定部１５及び網監視・制御対応部１６についての以下の基本的な機能説明は、運用系が運用状態にある場合の機能で説明している。

対向交換機用レイヤ１・２終端部１１は、対向するＩＰ交換機３との通信においてレイヤ１やレイヤ２の終端処理を行う部分である。本来、レイヤ１処理部とレイヤ２処理部とは別個のものであるが、紙面の都合上、図１では１つのブロックにまとめて記述している（他のレイヤ１・２終端部のブロックも同様である）。対向交換機用レイヤ１・２終端部１１は、上述したような対向ＩＰ交換機通信用ポートを備え（後述する図７参照）、この対向ＩＰ交換機通信用ポートには固有なＭＡＣアドレスが割り当てられており、対向交換機用レイヤ１・２終端部１１はこのＭＡＣアドレスを保持している。

なお、後述するように、他系のＩＰ交換機から系間通信により与えられたメディア信号パケットが、主制御部２２から対向交換機用レイヤ１・２終端部１１に直接与えられることがあり、この場合には対向交換機用レイヤ１・２終端部１１はそのメディア信号パケットを対向ＩＰ交換機通信用ポートからＩＰネットワークに送出し、逆に、対向交換機用レイヤ１・２終端部１１は対向ＩＰ交換機通信用ポートに与えられたＩＰネットワークからのメディア信号パケットを主制御部２２に与え、系間通信により他系のＩＰ交換機に転送させる。

ＩＰ交換機１０がＩＰ−ＰＢＸであり、他の拠点が複数あるような場合においては対向ＩＰ交換機３が複数あっても良く、この場合において、対向交換機用レイヤ１・２終端部１１も複数設けられていても良い。

ＣＡ用レイヤ１・２終端部１２は、ＣＡ４との通信においてレイヤ１やレイヤ２の終端処理を行う部分である。ＣＡ用レイヤ１・２終端部１２は、上述したようなＣＡ通信用ポートを備え（後述する図７参照）、このＣＡ通信用ポートには固有なＭＡＣアドレスが割り当てられており、ＣＡ用レイヤ１・２終端部１２はこのＭＡＣアドレスを保持している。

なお、後述するように、他系のＩＰ交換機から系間通信により与えられた呼制御信号パケットが、主制御部２２からＣＡ用レイヤ１・２終端部１２に直接与えられることがあり、この場合にはＣＡ用レイヤ１・２終端部１２はその呼制御信号パケットをＣＡ通信用ポートからＩＰネットワークに送出し、逆に、ＣＡ用レイヤ１・２終端部１２は、ＣＡ通信用ポートに与えられたＩＰネットワークからの呼制御信号パケットを主制御部２２に与え、系間通信により他系のＩＰ交換機に転送させる。

ＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３は、ＥＭＳ５との通信においてレイヤ１やレイヤ２の終端処理を行う部分である。ＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３は、上述したようなＥＭＳ通信用ポートを備え（後述する図７参照）、このＥＭＳ通信用ポートには固有なＭＡＣアドレスが割り当てられており、ＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１２はこのＭＡＣアドレスを保持している。

なお、後述するように、他系のＩＰ交換機から系間通信により与えられた網監視・制御信号パケットが、主制御部２２からＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３に直接与えられることがあり、この場合にはＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３はその網監視・制御信号パケットをＥＭＳ通信用ポートからＩＰネットワークに送出し、逆に、ＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３は、ＥＭＳ通信用ポートに与えられたＩＰネットワークからの網監視・制御信号パケットを主制御部２２に与え、系間通信により他系のＩＰ交換機に転送させる。

網側メディア転送部１４は、対向交換機用レイヤ１・２終端部１１とスイッチ部１９との間に位置し、対向するＩＰ交換機３とのメディア信号（のパケット）の転送処理を行うものである。

網側呼設定部１５は、対向交換機用レイヤ１・２終端部１１と主制御部２２との間に位置し、当該ＩＰ交換機１０に収容されているＩＰ通信端末と、対向するＩＰ交換機３に収容されているＩＰ通信端末との呼を設定するための通信を、対向交換機用レイヤ１・２終端部１１を介してＣＡ４との間で実行するものである。

網監視・制御対応部１６は、ＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３と主制御部２２との間に位置し、ＥＭＳ５からの網監視・制御信号を受信して得た情報を主制御部２２に与えたり、主制御部２２からＥＭＳ５への情報をＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３から送信させたりするものである。

端末用レイヤ１・２終端部１７は、例えば、当該ＩＰ交換機１０が収容可能なＩＰ通信端末の数だけ設けられており、ＩＰ通信端末との通信においてレイヤ１やレイヤ２の終端処理を行う部分である。

端末側呼設定・メディア転送部１８は、当該ＩＰ交換機１０が収容しているＩＰ通信端末との間で、呼設定信号の授受やメディア信号の転送を行うものである。

スイッチ部１９は、当該ＩＰ交換機１０が収容しているＩＰ通信端末と、対向するＩＰ交換機３が収容しているＩＰ通信端末との間で授受するメディア信号を、その宛先などに応じて交換処理するものである。

系間通信部２０は、切替制御部２１の制御下で、同一のＩＰ交換装置の構成要素となっている他系のＩＰ交換機（例えば、自系のＩＰ交換機が運用系のＩＰ交換機１０−Ａであれば待機系のＩＰ交換機１０−Ｓが他系のＩＰ交換機である）と直接通信するものである。

切替制御部２１は、主制御部２２と協働して、運用側及び待機側の切替えに関係する各種の制御を実行するものである。

主制御部２２は、当該ＩＰ交換機１０の全体の制御を司るものであり、運用側及び待機側の切替えの制御も、切替制御部２１と協働して行うものである。

切替制御部２１及び主制御部２２は、例えば、同一のＣＰＵが行うソフトウェアとして実現されるが、図１では機能的に分けて示している。

ここで、この実施形態の場合、ＩＰ交換機１０は、他のＩＰ通信装置毎に、適用する通信ポートを有するＩＰ交換機の切替え（系の切替え）を実行できることを特徴としている。すなわち、対向するＩＰ交換機３との通信経路（以下、対向通信経路と呼ぶ）、ＣＡ４との通信経路（以下、ＣＡ通信経路と呼ぶ）、ＥＭＳ５との通信経路（以下、ＥＭＳ通信経路と呼ぶ）毎に、運用側（自己の通信ポートが適用されているＩＰ交換機）及び待機側（自己の通信ポートが適用されていないＩＰ交換機）のＩＰ交換機を切替えることができるようになされている。例えば、対向通信経路とＥＭＳ通信経路とに関して、運用系ＩＰ交換機１０−Ａが運用側で待機系ＩＰ交換機１０−Ｓが待機側となり、ＣＡ通信経路だけに関して、運用側の切替えにより、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓが運用側となることもあり得る。

切替制御部２１は、運用系ＩＰ交換機１０−Ａ及び待機系ＩＰ交換機１０−Ｓのデータを一致させるデータ同期の制御を行う。運用系ＩＰ交換機１０−Ａの切替制御部２１は、主制御部２２が管理しているデータを、所定周期で取出して（若しくは予め定まっている種類のデータが変更されたときに取出して）、系間通信部２０から待機系ＩＰ交換機１０−Ｓへ送信する。また、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓの切替制御部２１は、系間通信部２０を介して同期用データが運用系ＩＰ交換機１０−Ａから到来し、受信した際には、主制御部２２に与えて管理させる。

切替制御部２１は、対向通信経路、ＥＭＳ通信経路及びＣＡ通信経路のそれぞれに関し、当該ＩＰ交換機１０（自系のＩＰ交換機）が運用側であるか待機側であるかを管理している。

切替制御部２１は、図２に示すように、対向通信経路、ＥＭＳ通信経路及びＣＡ通信経路と、当該ＩＰ交換機１０（自系のＩＰ交換機）の系間通信部２０と他系のＩＰ交換機の系間通信部との通信経路（以下、系間通信経路と呼ぶ）とについて、所定周期で導通状態（障害発生の有無）を確認し（所定周期ではなく、所定の他の条件を満たした場合に確認するようにしても良い）、確認結果を内部に保持すると共に、系間通信経路が正常な場合には系間通信経路を介して他系のＩＰ交換機にも与える。

なお、切替制御部２１は、各通信経路に対し、障害からの復旧を確認するために導通状態の確認（以下、導通確認と略することもある）を制御することもある。

切替制御部２１は、対向通信経路、ＥＭＳ通信経路及びＣＡ通信経路に関する導通確認では、主制御部２２が管理する図３に示すような通信経路毎に異なる６種類のＩＰアドレスを適用する。主制御部２２は、ＣＡ用運用側ＩＰアドレス、ＣＡ用待機側ＩＰアドレス、対向交換機用運用側ＩＰアドレス、対向交換機用待機側ＩＰアドレス、ＥＭＳ用運用側ＩＰアドレス及びＥＭＳ用待機側ＩＰアドレスを管理している。当該ＩＰ交換機１０が運用系ＩＰ交換機１０−Ａであっても待機系ＩＰ交換機１０−Ｓであっても、切替制御部２１は、当該ＩＰ交換機１０が運用側として動作する通信経路に対しては、運用側ＩＰアドレスを適用して導通確認を行い、当該ＩＰ交換機１０が待機側として待機している通信経路に対しては、待機側ＩＰアドレスを適用して導通確認を行う。

当該ＩＰ交換機１０が運用側となって行う他のＩＰ通信装置との通信経路の導通確認は、例えば、一般的な信号を確認信号として用いて行う。一方、当該ＩＰ交換機１０が待機側となって行う他のＩＰ通信装置との通信経路の導通確認は、ｐｉｎｇなどの導通確認プロトコルに従って行う。

なお、系間通信経路の導通確認は、運用系ＩＰ交換機１０−Ａの切替制御部２１側が主導権をとって、系間通信経路を介してデータを授受できたかを確認することで行う。

切替制御部２１は、導通確認により、運用側であった他のＩＰ通信装置との通信経路に障害が発生したことを認識したときには、他系のＩＰ交換機の切替制御部と連携し、図４に示すように、運用側切替え後に適用する経路の導通状態が正常であることを確認した上で、障害が発生した通信経路に対し、他系のＩＰ交換機を運用側にするように切替え若しくは切り戻す。

主制御部２２は、上述したように、切替制御部２１と協働して、データ同期機能、導通確認機能を実現する。

また、主制御部２２は、対向通信経路、ＥＭＳ通信経路及びＣＡ通信経路のそれぞれに関し、当該ＩＰ交換機１０が運用側であるか待機側であるかの、切替制御部２１の管理情報に基づき、各部の状態を制御する。この主制御部２２の制御は、当該ＩＰ交換機１０が運用系ＩＰ交換機１０−Ａか待機系ＩＰ交換機１０−Ｓによって異なる。

運用系ＩＰ交換機１０−Ａの主制御部２２は、例えば、対向通信経路、ＥＭＳ通信経路及びＣＡ通信経路のそれぞれに関し、当該ＩＰ交換機１０が運用側であるか待機側であるかに応じて、以下のように制御する。

例えば、対向通信経路に関し、運用系ＩＰ交換機１０−Ａが運用側であれば、対向交換機用レイヤ１・２終端部１１、網側メディア転送部１４及びスイッチ部１９を有効動作させ、自己の対向交換機用レイヤ１・２終端部１１における通信ポートを介してメディア信号パケットをＩＰネットワーク側と授受し、運用系ＩＰ交換機１０−Ａが待機側であれば、対向交換機用レイヤ１・２終端部１１、網側メディア転送部１４及びスイッチ部１９を有効動作させ、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓの対向交換機用レイヤ１・２終端部における通信ポートを介してメディア信号パケットをＩＰネットワーク側と授受するように、切替制御部２１及び系間通信部２０を介して、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓとメディア信号パケットを授受する。すなわち、対向通信経路に関して運用系ＩＰ交換機１０−Ａが待機側の場合には、収容されているＩＰ通信端末は、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓから運用系ＩＰ交換機１０−Ａを介して、対向するＩＰ交換機３とメディア信号を授受する。

また例えば、ＣＡ通信経路に関し、運用系ＩＰ交換機１０−Ａが運用側であれば、ＣＡ用レイヤ１・２終端部１２及び網側呼設定部１５を有効動作させ、自己のＣＡ用レイヤ１・２終端部１２における通信ポートを介して呼制御信号パケットをＩＰネットワーク側と授受し、運用系ＩＰ交換機１０−Ａが待機側であれば、ＣＡ用レイヤ１・２終端部１２及び網側呼設定部１５を有効動作させ、待機系ＩＰ交換機１０−ＳのＣＡ用レイヤ１・２終端部における通信ポートを介して呼制御信号パケットをＩＰネットワーク側と授受するように、切替制御部２１及び系間通信部２０を介して、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓと呼制御信号パケットを授受する。すなわち、ＣＡ通信経路に関して運用系ＩＰ交換機１０−Ａが待機側の場合には、運用系ＩＰ交換機１０−Ａの主制御部２２は、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓを介してＣＡ４と呼制御信号を授受する。

さらに例えば、ＥＭＳ通信経路に関し、運用系ＩＰ交換機１０−Ａが運用側であれば、ＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３及び網監視・制御対応部１６を有効動作させ、自己のＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３における通信ポートを介して網監視・制御信号パケットをＩＰネットワーク側と授受し、運用系ＩＰ交換機１０−Ａが待機側であれば、ＥＭＳ用レイヤ１・２終端部１３及び網監視・制御対応部１６を有効動作させ、待機系ＩＰ交換機１０−ＳのＥＭＳ用レイヤ１・２終端部における通信ポートを介して網監視・制御信号パケットをＩＰネットワーク側と授受するように、切替制御部２１及び系間通信部２０を介して、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓと網監視・制御信号パケットを授受する。すなわち、ＥＭＳ通信経路に関して運用系ＩＰ交換機１０−Ａが待機側の場合には、運用系ＩＰ交換機１０−Ａの主制御部２２は、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓを介してＥＭＳ５と網監視・制御信号を授受する。

待機系ＩＰ交換機１０−Ｓの主制御部２２が、運用側か待機側に応じて行う各部の制御は、運用系ＩＰ交換機１０−Ａについての上記説明から理解できるので、その説明は省略する。

主制御部２２は、待機側から運用側への切替え（障害発生に伴う切替え及び障害復旧に伴う切り戻しの双方を含む）を行う際には、それまでの待機側のレイヤ１・２終端部１１、１２又は１３が有する通信ポートから、運用側のＩＰアドレスでＧＡＲＰ（Ｇｒａｔｕｉｔｏｕｓ ＡＲＰ）パケットを送信することにより、直近のネットワーク機器（Ｌ２スイッチやＬ３スイッチなど）のＭＡＣアドレステーブルを、今までの待機側ＩＰ交換機の該当ポートに係るＭＡＣアドレスに切替える。これは、ネットワーク機器に対し、他のＩＰ通信装置との通信パケットを運用側のＩＰ交換機の障害発生した通信経路に繋がっていた通信ポートから、待機側のＩＰ交換機の正常通信経路に繋がっている通信ポートに転送するようにさせるための措置である。

ここで、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓが、図１に示す全ての構成要素を備えているのは、運用系ＩＰ交換機１０−Ａを切り離して保守点検する場合には待機系ＩＰ交換機１０−Ｓが全ての通信経路や収容端末に対して運用側として動作するためである。なお、運用系ＩＰ交換機１０−Ａに係る全ての通信経路に障害が生じた場合や、運用系ＩＰ交換機１０−Ａ自体に障害が発生したときにも、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓが全ての通信経路や収容端末に対して運用側として動作する。

但し、運用系ＩＰ交換機１０−Ａと待機系ＩＰ交換機１０−Ｓ間の系間通信経路の他に、運用系ＩＰ交換機１０−Ａの電源断による故障等の障害情報を待機系ＩＰ交換機１０−Ｓに通知するための系間障害情報通信経路を設けておき、運用系ＩＰ交換機１０−Ａに障害が発生したときには、系間障害情報通信経路を介して、運用系ＩＰ交換機１０−Ａに障害が発生したことを待機系ＩＰ交換機１０−Ｓが検出できる場合には、従来のような運用系ＩＰ交換機１０−Ａ及び待機系ＩＰ交換機１０−Ｓ間の系切替えが実行されるようにしても良い。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような内部構成を有する運用系ＩＰ交換機１０−Ａ及び待機系ＩＰ交換機１０−Ｓを有する実施形態のＩＰ交換装置の動作、特に、通信経路の障害発生時の切替えに関係する動作を、図５のフローチャートを参照しながら説明する。但し、初期状態では、対向通信経路、ＥＭＳ通信経路及びＣＡ通信経路の全てについて、運用系ＩＰ交換機１０−Ａが運用側であるとする。また、所定周期でデータ同期動作が正常に行われているとする。

運用系ＩＰ交換機１０−Ａ及び待機系ＩＰ交換機１０−Ｓは、導通確認タイミングになるのを待ち受け（ステップ１００）、導通確認タイミングになると、図２に示した通信経路について導通確認を実施する（ステップ１０１）。そして、障害が新たに生じた通信経路があるか否かを判別する（ステップ１０２）。

運用系ＩＰ交換機１０−Ａにおいて、障害が新たに生じた通信経路があれば、発生した各通信経路についてそれぞれ、運用側を、他系（待機系）のＩＰ交換機に切り替える処理（ステップ１０３）を実行する。

この切替え処理は、図６に詳細を示すように、４つの処理（ステップ１５０〜１５３）からなっている。

まず、図４に従って、切替え後の通信経路で正常な通信が実行できること、言い換えると、通信経路の切替えが可能であることを確認する（ステップ１５０）。例えば、運用系ＩＰ交換機１０−ＡからのＣＡ通信経路に障害が発生した場合には、待機系ＩＰ交換機１０−ＳからのＣＡ通信経路と系間通信経路とが正常通信実行できることを確認する。なお、通信経路の切替えが不可能であれば、エラー通知等の処理を行う。

通信経路の切替えが可能ならば、待機側ＩＰ交換機１０−Ｓの該当通信ポートから、運用側ＩＰアドレスを適用したＧＡＲＰパケットを送信し、直近ネットワーク機器のＭＡＣアドレステーブルを、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓの該当ポートのＭＡＣアドレスに切替える（ステップ１５１）。

その後、運用系ＩＰ交換機１０−Ａにおいて、障害発生した通信経路に接続されている通信ポートから送受信していた通信パケットを、系間通信ポートから待機系ＩＰ交換機１０−Ｓに送受信するように変更すると共に（ステップ１５２）、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓにおいて、系間通信ポートからの通信パケットを、今までの通信ポートから切り替わる通信ポートへ転送し、その通信ポートからの通信パケットを系間通信ポートから運用系ＩＰ交換機１０−Ａに転送するようにする（ステップ１５３）。

障害が新たに生じた通信経路がない場合や、障害が新たに生じた通信経路があって利用する通信ポートの切替えを実行した場合には、運用系ＩＰ交換機１０−Ａ及び待機系ＩＰ交換機１０−Ｓは、運用系ＩＰ交換機１０−Ａから他のＩＰ通信経路への通信経路で障害が発生していたが、障害が復旧したものがあるか否かを判別する（ステップ１０４）。

障害が復旧した通信経路がなければ（障害が生じている通信経路そのものがない場合を含む）、運用系ＩＰ交換機１０−Ａ及び待機系ＩＰ交換機１０−Ｓは、ステップ１００に戻って次の導通確認タイミングになるのを待ち受ける。

これに対して、障害が復旧した通信経路があれば、復旧した各通信経路についてそれぞれ、運用側を、他系（運用系）のＩＰ交換機に切り戻す処理（ステップ１０５）を実行し、その後、ステップ１００に戻って次の導通確認タイミングになるのを待ち受ける。

ステップ１０５の切り戻す処理は、フローチャートの図示は省略するが、以下の通りである。

運用系ＩＰ交換機１０−Ａの切り戻しに係る通信ポートから、運用側ＩＰアドレスを適用したＧＡＲＰパケットを送信し、直近ネットワーク機器のＭＡＣアドレステーブルを、運用系ＩＰ交換機１０−Ａの該当ポートのＭＡＣアドレスに切替え、その後、運用系ＩＰ交換機１０−Ａにおいて、切り戻し後の通信ポートから通信パケットを送受信するように変更すると共に、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓを待機状態に復帰させる。

なお、復旧した各通信経路についてそれぞれ、運用側を、他系（運用系）のＩＰ交換機に切り戻す処理（ステップ１０５）については、運用系ＩＰ交換機１０−Ａ及び待機系ＩＰ交換機１０−Ｓが自動で切り戻すようにしても良く、保守者の判断により、保守端末から切り戻す処理のコマンドを運用系ＩＰ交換機１０−Ａ及び待機系ＩＰ交換機１０−Ｓに送信することにより、手動で切り戻すようにしても良い。なお、保守者の判断により、手動で切り戻す場合には、障害が復旧した通信経路があっても、必ずしも切り戻す処理を実行する必要はない。

図７は、ＥＭＳ通信経路に障害が発生した場合の、実施形態による切替え前後の全ての通信経路を示す説明図である。

図７（Ａ）に示すように、対向通信経路、ＣＡ通信経路及びＥＭＳ通信経路の全てが正常な状態において、ＥＭＳ通信経路に障害が発生すると、この実施形態では、図７（Ｂ）に示すように、対向ＩＰ交換機３及びＣＡ４との間は、運用系ＩＰ交換機１０−Ａが今までと同じ対向通信経路、ＣＡ通信経路によって通信を行う一方、ＥＭＳ５との間は、運用系ＩＰ交換機１０−Ａが、系間通信経路と、待機系ＩＰ交換機１０−Ｓの通信ポートを適用したＥＭＳ通信経路とを介して通信を行う。

（Ａ−３）実施形態の効果
上記実施形態によれば、対向通信経路、ＥＭＳ通信経路及びＣＡ通信経路のうちのいずれかの通信経路に障害が生じたときに、障害が生じた通信経路だけ、待機系ＩＰ交換機の通信ポートに繋がる通信経路に切替え、障害が発生していない正常な通信経路はそのまま適用を継続するようにしたので、言い換えると、正常な通信経路の切替えを実行しないようにしたので、いずれかの通信経路の障害が通信サービスへ与える影響を最小限にすることができると共に、切替え時間を短くすることができる。

仮に、正常な通信経路をも切替えた場合には、パケットロスが発生する可能性が非常に高いが、上記実施形態によれば、このような不都合を回避することができる。例えば、ＥＭＳ通信経路に障害が発生しても、リアルタイム性の要求が高いメディア信号パケット（ＲＴＰパケット）を通信している対向通信経路の切替えは実行されない。また例えば、対向通信経路に障害が発生し、待機系ＩＰ交換機の通信ポートに繋がっている対向通信経路に切替えたとしても、全ての通信経路の切替えではないので、切替えに要する時間はごく短時間であり、パケットロスをほとんど生じさせないで済む。

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記実施形態に限定されない。以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。

上記実施形態では、待機系ＩＰ交換機からの通信経路に切り替える際、待機系ＩＰ交換機内では通信パケットを単に転送するものを示したが、データから通信パケットの組立てや通信パケットの分解などの転送処理以外の処理も、運用系ＩＰ交換機に代わって待機系ＩＰ交換機が実行するようにしても良い。

上記実施形態では、他のＩＰ通信装置が、対向ＩＰ交換機、ＣＡ、ＥＭＳの３つの場合を示したが、他のＩＰ通信装置の種類は対向ＩＰ交換機、ＣＡ、ＥＭＳに限定されず、他のＩＰ通信装置の数も２以上あれば、本発明の技術思想を適用することができる。

上記実施形態では、運用系及び待機系が１対１の冗長通信装置を示したが、運用系及び待機系の比率は１対１に限定されず、Ｍ対１やＭ対Ｎであっても良い。例えば、複数の運用系に対して共通な１つの待機系を有する冗長通信装置に本発明の技術思想を適用することができる。

上記実施形態では、冗長通信装置がＩＰ交換装置である場合を示したが、本発明の冗長通信装置はＩＰ交換装置に限定されるものではない。ネットワークを介して通信を行う他装置が複数あり、他装置毎に異なる通信ポートを有する冗長構成を採用している通信装置であれば、本発明の技術思想を適用することができる。

１０、１０−Ａ、１０−Ｓ…ＩＰ交換機、１１…対向交換機用レイヤ１・２終端部、１２…ＣＡ用レイヤ１・２終端部、１３…ＥＭＳ用レイヤ１・２終端部、１４…網側メディア転送部、１５…網側呼設定部、１６…網監視・制御対応部、１７…端末用レイヤ１・２終端部、１８…端末側呼設定・メディア転送部、１９…スイッチ部、２０…系間通信部、２１…切替制御部、２２…主制御部。

Claims (2)

1. 複数の他通信装置とそれぞれネットワークを介して通信する、運用系通信装置及び待機系通信装置を少なくとも１つずつ有する冗長通信装置において、
   上記運用系通信装置と上記各他通信装置との間の通信経路の障害を監視する経路障害監視手段と、
   上記運用系通信装置と上記各他通信装置との間の通信経路に障害が生じたときに、上記待機系通信装置と通信経路に障害が生じた上記各他通信装置との間に代替通信経路を設定し、通信経路に障害が生じていない上記各他通信装置との間の今までの通信経路を継続させる代替通信経路個別設定手段と、
   上記運用系通信装置の通信処理部を、上記運用系通信装置及び上記待機系通信装置間の系間通信経路、上記待機系通信装置内部及び上記代替通信経路を介して、通信経路に障害が生じた上記各他通信装置に接続させる接続制御手段とを有し、
   上記運用系通信装置及び上記待機系通信装置がＩＰ交換機であり、複数の上記他通信装置として、対向するＩＰ交換機、コールエージェント及びエレメントマネジメントシステムを含み、
   上記接続制御手段は、上記代替通信経路が設定された後、上記経路障害監視手段により、上記運用系通信装置と通信経路に障害が生じた上記各他通信装置との間の通信経路の障害の復旧が検知された場合には、上記運用系通信装置の通信処理部を、障害の復旧が検知された通信経路を介して、上記各他通信装置に接続させる
   ことを特徴とする冗長通信装置。
2. 複数の他通信装置とそれぞれネットワークを介して通信する、運用系通信装置及び待機系通信装置を少なくとも１つずつ有する冗長通信装置における通信経路に接続中の通信装置を切り替える冗長通信装置の系切替方法において、
   経路障害監視手段は、上記運用系通信装置と上記各他通信装置との間の通信経路の障害を監視し、
   代替通信経路個別設定手段は、上記運用系通信装置と上記各他通信装置との間の通信経路に障害が生じたときに、上記待機系通信装置と通信経路に障害が生じた上記各他通信装置との間に代替通信経路を設定し、通信経路に障害が生じていない上記各他通信装置との間の今までの通信経路を継続させ、
   接続制御手段は、上記運用系通信装置の通信処理部を、上記運用系通信装置及び上記待機系通信装置間の系間通信経路、上記待機系通信装置内部及び上記代替通信経路を介して、通信経路に障害が生じた上記各他通信装置に接続させ、
   上記運用系通信装置及び上記待機系通信装置がＩＰ交換機であり、複数の上記他通信装置として、対向するＩＰ交換機、コールエージェント及びエレメントマネジメントシステムを含み、
   上記接続制御手段は、上記代替通信経路が設定された後、上記経路障害監視手段により、上記運用系通信装置と通信経路に障害が生じた上記各他通信装置との間の通信経路の障害の復旧が検知された場合には、上記運用系通信装置の通信処理部を、障害の復旧が検知された通信経路を介して、上記各他通信装置に接続させる
   ことを特徴とする冗長通信装置の系切替方法。

Images