JP5183613B2

JP5183613B2 - ネットワーク装置およびネットワークシステム

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Publication number: JP5183613B2
Application number: JP2009279040A
Authority: JP
Inventors: 賢介猪野; 信司野崎
Original assignee: Alaxala Networks Corp
Current assignee: Alaxala Networks Corp
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2029-12-09
Also published as: JP2011124667A

Description

本発明はネットワーク装置およびネットワークシステムに関し、特にネットワーク装置およびネットワークシステムにおいて障害発生時にパケットの転送経路を切り替える技術に関する。

ＩＰネットワークでは、ネットワークの信頼性を高めるため、あるパケットの転送経路上で障害が発生すると、障害が発生した箇所を避けた別の転送経路に切り替えて通信を継続する。この転送経路の切り替えを行うにあたり、ＩＰネットワークにおける一般的なルーティングプロトコルでは、ネットワークシステム内のネットワーク装置や回線に障害が発生したことを認識すると、経路情報の再計算を行い最適な経路を選択し直し、パケット転送に用いるフォワーディングテーブルに再計算した最適経路をインストールすることによって、新たな別の転送経路を用いてパケット転送を再開するのが一般的である。

しかし、経路の再計算を行う時間やフォワーディングテーブルへ経路をインストールする時間は、障害によって経路の再計算が必要となった経路数に比例して増大するため、ネットワーク規模が大きくなるほど、パケット転送が停止する時間が増大するという課題がある。

そこで、転送経路上に障害が発生した際に、パケット転送が停止する時間を短くし、別の転送経路によるパケット転送へ早く切り替える方法として、いくつかの方法が存在する。

一つめの方法として、非特許文献１に記載されているＩＰ−ＦＲＲ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌＦａｓｔＲｅｒｏｕｔｅ）が知られている。ＩＰ−ＦＲＲは、予備経路を事前に求めておくことで、ネットワークシステム内のネットワーク装置や回線に障害が発生した際に、予備経路にすばやく切り替えることができる手法である。

二つめの方法として、非特許文献２に記載されているＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−ＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）によるＦＲＲ（ＦａｓｔＲｅｒｏｕｔｅ）が知られている。ＭＰＬＳ−ＦＲＲは、ネットワークシステムを構成する各ルータにおいて、運用ＬＳＰ（ＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｅｄＰａｔｈ）とは別に予備ＬＳＰを予め設定しておくことで、ネットワークシステム内のネットワーク装置や回線に障害が発生した際、予備ＬＳＰに切り替えることでネットワークの信頼性を確保することができる。

三つめの方法として、特許文献１に記載されている手法が知られている。特許文献１では、ネットワーク装置がパケットの出力先回線に障害が発生したことを検知すると、受信したパケットに特殊ヘッダを付与し、予備経路を保持する他のネットワーク装置までパケットを折返すことで障害発生時の通信救済を提案している。

特開２００１−１８６１７８号公報

ＩＥＴＦ， "ＢａｓｉｃＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒＩＰＦａｓｔＲｅｒｏｕｔｅ：Ｌｏｏｐ−ＦｒｅｅＡｌｔｅｒｎａｔｅｓ"，ＲＦＣ５２８６ＩＥＴＦ， "ＦａｓｔＲｅｒｏｕｔｅＥｘｔｅｎｓｉｏｎｓｔｏＲＳＶＰ−ＴＥｆｏｒＬＳＰＴｕｎｎｅｌｓ"，ＲＦＣ４０９０

ＩＰ−ＦＲＲでは、予備経路を求めることが可能となる条件に制約があり、ネットワーク構成によっては、予備経路を求めることができない場合がある。また、予備経路を事前に求めるためのルーティングプロトコルの計算量が、隣接するルータ数に比例して増大するため、予備経路を決定するまでの計算時間を要するという課題もある。また、障害が発生した後、事前に計算してある予備経路をフォワーディングテーブルにインストールするまでは予備経路を用いたパケット転送は行われないため、その間はパケット転送が停止してしまう。

ＭＰＬＳ−ＦＲＲでは、ＭＰＬＳ機能に対応したルータでネットワークシステムを構成する必要があり、構築、増設コストが増大するという課題があるうえ、既設のＩＰネットワーク網への適用が困難であるという課題がある。

特許文献１の手法においては、パケットに特殊ヘッダを付与して折り返すため、ネットワークの回線帯域を圧迫するという課題があるうえ、ネットワークシステムを構成するネットワーク装置が特殊ヘッダを解析するための機能を新たに設ける必要があるため、処理負荷が高くなることに加えて、既存のＩＰネットワークへの適用が困難であるという課題がある。また、予備経路が複数存在するケースについては何ら考慮されていない。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、受信したパケットの出力インタフェースの中にパケットの入力インタフェースが含まれているか否かによって当該受信パケットが折返しパケットであるか否かを判定するネットワーク装置や、受信したパケットの出力インタフェースが通信不可状態の場合に受信したパケットを入力インタフェースからそのまま折り返して送信するネットワーク装置、またはこれらのネットワーク装置から構成されるネットワークシステムを提供する。

本発明によれば、従来よりも簡易で高信頼なネットワーク装置およびネットワークシステムを提供することができる。

本実施例におけるネットワークシステムの構成図である。ネットワーク装置の構成を示すブロック図である。端末のＩＰアドレスを示す図である。ネットワーク装置１０１のフォワーディングテーブル１１１の内容を示す図である。ネットワーク装置１０２のフォワーディングテーブル１１１の内容を示す図である。ネットワーク装置１０５のフォワーディングテーブル１１１の内容を示す図である。ネットワーク装置１０１の折返し判定テーブル１１６の内容を示す図である。ネットワーク装置１０２の折返し判定テーブル１１６の内容を示す図である。ネットワーク装置１０５の折返し判定テーブル１１６の内容を示す図である。折返し判定テーブル１１６の折返し判定フラグをＯＮに設定するフロを示す図である。折返し判定テーブル１１６の折返し判定フラグをＯＦＦに設定するフローを示す図である。ネットワーク装置１０１の出力パス優先度テーブル１１８の内容を示す図である。出力パス優先度テーブル１１８の出力優先度の決定方法を示す図である。ネットワーク装置のパケット受信時の処理内容を示すフローチャートである。障害が発生していない場合における端末３０２宛てのパケットの転送処理について説明する図である。障害が発生した場合における端末３０２宛てのパケットの転送処理について説明する図である。障害が発生した場合におけるネットワーク装置１０２の折返し判定テーブル１１６の内容を示す図である。多重障害が発生した場合における端末３０２宛てのパケットの転送処理について説明する図である。多重障害が発生した場合におけるネットワーク装置１０５の折返し判定テーブル１１６の内容を示す図である。障害が発生した後に経路再計算が完了した場合における端末３０２宛てのパケットの転送処理について説明する図である。障害が発生した後に経路再計算が完了した場合におけるネットワーク装置１０１のフォワーディングテーブル１１１の内容を示す図である。

以下、本発明の実施形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ａ−１．ネットワークの構成：
Ａ−２．障害検出前動作：
Ａ−３．障害検出時動作１：
Ａ−４．障害検出時動作２：
Ａ−５．経路復旧時の動作：
Ａ−６．実施例の効果：
Ｂ．変形例：
Ｂ−１．変形例１：
Ｂ−２．変形例２：
Ａ．実施例：
Ａ−１．ネットワークの構成：
まず、本発明の実施例におけるネットワークシステムの構成について説明する。
図１は、本発明の一実施例におけるネットワークシステムの構成図である。ネットワーク装置１０１，１０２，１０３，１０４，１０５はインターネット４００から端末３０１，３０２，３０３宛のパケットを中継する、レイヤ３ネットワーク装置である。また、端末３０１−３０３からインターネット４００へのパケットを中継することで、インターネット４００への接続を提供している。

ネットワーク装置１０１は、インタフェース２０１より回線を介してインターネット４００に、インタフェース２０２より回線を介してネットワーク装置１０５に、インタフェース２０３より回線を介してネットワーク装置１０２に接続されている。

ネットワーク装置１０２は、インタフェース２０４より回線を介してネットワーク装置１０４に、インタフェース２０５より回線を介してネットワーク装置１０１に、インタフェース２０６より回線を介してネットワーク装置１０３に接続されている。

ネットワーク装置１０３は、インタフェース２０７より回線を介してネットワーク装置１０５に、インタフェース２０８より回線を介してネットワーク装置１０２に、インタフェース２０９より回線を介して端末３０１に、インタフェース２１０より回線を介して端末３０２に、インタフェース２１１より回線を介して端末３０３に接続されている。

ネットワーク装置１０４は、インタフェース２１２より回線を介してインターネット４００に、インタフェース２１３より回線を介してネットワーク装置１０５に、インタフェース２１４より回線を介してネットワーク装置１０２に接続されている。

ネットワーク装置１０５は、インタフェース２１５より回線を介してネットワーク装置１０４に、インタフェース２１６より回線を介してネットワーク装置１０１に、インタフェース２１７より回線を介してネットワーク装置１０３に接続されている。

なお、このネットワークシステムはマルチパス構成となっており、例えばネットワーク装置１０１がインタフェース２０１から受信したパケットを端末３０１に転送する場合、ネットワーク装置１０２とネットワーク装置１０３を経由する経路で転送してもよいし、ネットワーク装置１０５とネットワーク装置１０３を経由する経路で転送することもできる構成となっている。つまり、ネットワーク装置１０１は、端末３０１の宛先ＩＰアドレスに対して複数の出力インタフェース２０２，２０３を備えている。ネットワーク装置１０４についても同様である。

なお、ネットワーク装置１０１−１０５はＯＳＰＦ（ＯｐｅｎＳｈｏｒｔｅｓｔＰａｔｈＦｉｒｓｔ）プロトコルを用いて経路制御を行っているものとする。

図２は、ネットワーク装置１０１の構成を示すブロック図である。なお、他のネットワーク装置１０２，１０３，１０４，１０５も同様の構成である。

ネットワーク装置１０１は、他のネットワーク中継装置や端末、インターネットなどに回線を介して接続するためのインタフェース２０１，２０２，２０３を備えている。インタフェースの数は３つに限らず更に多くのインタフェースを備えていてもよい。例えば、ネットワーク装置１０２の場合は、インタフェース２０４，２０５，２０６の少なくとも３つのインタエースを備えているし、ネットワーク装置１０３の場合は、インタフェース２０７，２０８，２０９，２１０，２１１の少なくとも５つのインタエースを備えている。

メモリ１２０は、フォワーディングテーブル１１１と、出力パス優先度テーブル１１８と、折返し判定テーブル１１６を格納している。

経路計算処理部１１０と、パケット転送処理部１１２と、マルチパス制御部１１３と、障害復旧検出処理部１１７は、いずれもメモリ１２０内に格納されているプログラムを、図示しないＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）が実行することにより実現される機能部である。なお、ＣＰＵとプログラムに代えて、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）を用いることも可能である。

経路計算処理部１１０は、ＯＳＰＦプロトコル制御を行い、フォワーディングテーブル１１１を管理する。フォワーディングテーブル１１１は、宛先ＩＰアドレスに対する出力インタフェースを特定するためのテーブルである。テーブルの内容は後述する図４、図５、図６で説明する。パケット転送処理部１１２は、受信したパケットをフォワーディングテーブル１１１に従って転送を行う。つまり、受信したパケットの宛先ＩＰアドレスを確認し、フォワーディングテーブル１１１を参照して対応する出力インタフェースからパケットを出力する処理を行う。マルチパス制御部１１３は、宛先ＩＰアドレスに対して複数の出力インタフェースが存在する場合に、出力パス優先度テーブル１１８を参照し、実際にパケットを出力するインタフェースを特定する処理を行う。出力パス優先度テーブル１１８は、宛先ＩＰアドレスに対する複数の各出力インタフェースに対してパケットを送信する優先度を設定したテーブルである。テーブルの内容は、後述する図１２、図１３で説明する。マルチパス制御部１１３は、パス選択処理部１１４と廃棄判定処理部１１５を含んでおり、それぞれの処理内容は後述する図１４で説明する。障害復旧検出処理部１１７は、インタフェースの障害および復旧を監視、検出する制御を行い、折返し判定テーブル１１６を管理する。折返し判定テーブル１１６の内容は後述する図７、図８、図９、図１０、図１１で説明する。

図３は、端末３０１−３０３のＩＰアドレスを示す図である。端末３０１は１０．０．０．２５４／２４、端末３０２は１０．０．１．２５４／２４、端末３０３は１０．０．２．２５４／２４のＩＰアドレスをそれぞれ保持している。端末３０１−３０３のＩＰアドレスはサブネット単位にＯＳＰＦルーティングプロトコルにより、ネットワーク装置１０１−１０５に経路として配布される。ネットワーク装置１０１−１０５に配布された経路は、経路計算処理部１１０により出力インタフェースが計算され、計算結果は、フォワーディングテーブル１１１にインストールされる。

図４は、ネットワーク装置１０１のフォワーディングテーブル１１１の内容を示す図である。フォワーディングテーブル１１１は、宛先ＩＰアドレス１１１１と対応する出力インタフェース１１１２の項目を含んでいる。宛先ＩＰアドレス１１１１は、受信したパケットの到達点である宛先ＩＰアドレスを示し、出力インタフェース１１１２は、受信したパケットを転送するインタフェースを示す。ネットワーク装置１０１の場合、端末３０１，３０２，３０３の３つのエントリを保持し、それぞれ、端末３０１のエントリは宛先ＩＰアドレス１１１１が１０．０．０．２５４、出力インタフェース１１１２がインタフェース２０２，２０３、端末３０２のエントリは宛先ＩＰアドレス１１１１が１０．０．１．２５４、出力インタフェース１１１２がインタフェース２０２，２０３、端末３０３のエントリは宛先ＩＰアドレス１１１１が１０．０．２．２５４、出力インタフェース１１１２がインタフェース２０２，２０３である。端末３０１，３０２，３０３宛の経路は全てマルチパスの経路となっており、インタフェース２０２，２０３どちらを選択しても宛先に到達可能であるため、出力インタフェース１１１２には複数のインタフェースが登録されている。

図５は、ネットワーク装置１０２のフォワーディングテーブル１１１の内容を示す図である。各項目の説明は図４と同様であるため省略する。端末３０１，３０２，３０３宛の経路は出力インタフェースが１つのみであり、インタフェース２０６のみが登録されている。

図６は、ネットワーク装置１０５のフォワーディングテーブル１１１の内容を示す図である。各項目の説明は図４と同様であるため省略する。端末３０１，３０２，３０３宛の経路は出力インタフェースが１つのみであり、インタフェース２１７のみが登録されている。

図７は、ネットワーク装置１０１の折返し判定テーブル１１６の内容を示す図である。折返し判定テーブル１１６は、インタフェース１１６１と折返しフラグ１１６２の項目を含んでいる。インタフェース１１６１は、パケットを送信するインタフェースを示し、折返しフラグ１１６２は、パケットを当該インタフェースから送信するか、受信インタフェースからパケットを折返し送信するかを判定するためのフラグである。折返しフラグ１１６２がＯＮの場合は、当該インタフェースからパケットを送信することができないため、受信したパケットを受信インタフェースから折返して送信する必要があることを示す。折返しフラグ１１６２がＯＦＦの場合は、当該インタフェースからパケットを送信可能であることを示す。ネットワーク装置１０１では、インタフェース２０１、２０２、２０３が通信可能状態であり、後述する図１１に示すように、インタフェースが通信可能状態の場合、当該インタフェースの折返しフラグ１１６２にはＯＦＦが設定される。このため、ネットワーク装置１０１では、パケットを出力するインタフェースがインタフェース２０１、２０２、２０３の場合、折返しフラグ１１６２がＯＦＦであり、当該インタフェースからパケットを送信可能であることを示している。

図８は、ネットワーク装置１０２の折返し判定テーブル１１６の内容を示す図である。各項目の説明は図７と同様であるため省略する。ネットワーク装置１０２では、インタフェース２０４、２０５、２０６が通信可能状態であり、折返しフラグ１１６２にはＯＦＦが設定されている。

図９は、ネットワーク装置１０５の折返し判定テーブル１１６の内容を示す図である。各項目の説明は図７と同様であるため省略する。ネットワーク装置１０５では、インタフェース２１５、２１６、２１７が通信可能状態であり、折返しフラグ１１６２にはＯＦＦが設定されている。

図１０は、折返し判定テーブル１１６の折返しフラグ１１６２をＯＮに設定するフローを示す図である。ネットワーク装置１０１−１０５は、インタフェースに障害が発生すると、障害復旧検出処理部１１７により障害が発生したことを検出する（Ｓ１０１）。障害復旧検出処理部１１７は、障害が発生したインタフェースが通信不可状態に変更したことを検知し（Ｓ１０２）、折返し判定テーブル１１６の中から通信不可状態となったインタフェースに該当する折返しフラグをＯＮに設定し、当該インタフェースに障害が発生したことを記憶する（Ｓ１０３）。

図１１は、折返し判定テーブル１１６の折返しフラグ１１６２をＯＦＦに設定するフローを示す図である。ネットワーク装置１０１−１０５は、インタフェースが障害から復旧すると、障害復旧検出処理部１１７により障害が復旧したことを検出する（Ｓ２０１）。障害復旧検出処理部１１７は、障害が復旧したインタフェースが通信可能状態に変更したことを検知し（Ｓ２０２）、折返し判定テーブル１１６の中から通信可能状態となったインタフェースに該当する折返しフラグをＯＦＦに設定し、当該インタフェースが障害から復旧したことを記憶する（Ｓ２０３）。

図１２は、ネットワーク装置１０１の出力パス優先度テーブル１１８の内容を示す図である。出力パス優先度テーブル１１８の宛先ＩＰアドレス１１８１と出力インタフェース１１８２の項目はフォワーディングテーブル１１１と同じであり、加えて出力優先度１１８３の項目を含んでいる。

ネットワーク装置１０１の出力パス優先度テーブル１１８の宛先ＩＰアドレス１１８１と出力インタフェース１１８２は、フォワーディングテーブル１１１に対応した内容であり、ネットワーク装置１０１のフォワーディングテーブル１１１については、図４で説明したため省略する。

出力パス優先度テーブル１１８の出力優先度１１８３は、宛先ＩＰアドレス１１８１に対して、マルチパス構成のため出力インタフェース１１８２が複数存在する場合、各インタフェースに対して優先度を括りつけ、最も優先度の高いインタフェースを出力インタフェースとして使用することを決めるものである。ネットワーク装置１０１の場合、端末３０１，３０２，３０３の３つのエントリを保持し、それぞれ、端末３０１のエントリは宛先ＩＰアドレスが１０．０．０．２５４、出力インタフェースがインタフェース２０２の出力優先度は１，出力インタフェース２０３の出力優先度は２、端末３０２のエントリは宛先ＩＰアドレスが１０．０．１．２５４、出力インタフェースがインタフェース２０２の出力優先度は２，出力インタフェース２０３の出力優先度は１、端末３０３のエントリは宛先ＩＰアドレスが１０．０．２．２５４、出力インタフェースがインタフェース２０２の出力優先度は１，出力インタフェース２０３の出力優先度は２である。出力優先度１１８３の決定方法は図１３で説明する。なお、出力優先度は１を最高優先とし、以降数値が大きくなるごとに優先度は低くなるものとする。

なお、出力優先度１１８３を決定する方法としては、図１２、１３に示す出力パス優先度テーブルを用いる方法以外であっても、マルチパスの各出力インタフェースにおいて優先度を決定する手段と、ある出力インタフェースが利用不可の場合に次の優先度の出力インタフェースを選択する手段を備えているものであればいかなる方法であってもよい。本実施例では、マルチパスの各出力インタフェースに固定的に出力優先度を括りつける方式を例に挙げ以下説明する。

図１３は、出力パス優先度テーブル１１８の出力優先度１１８３の決定方法を示す図である。マルチパスの各出力インタフェースに固定的に出力優先度を括りつける方式での、出力優先度１１８３の決定方法を示している。フォワーディングテーブル１１１に登録された複数の宛先ＩＰアドレスが、Ｎ個の出力インタフェースを含むマルチパスを共有した場合、一つ目の経路（宛先ＩＰアドレス）は図１３のケース１に該当する出力優先度出力インタフェースに括りつける。同様に二つ目の経路はケース２を、Ｎ個目の経路はケースＮを、Ｎ＋１個目の経路はケース１を括りつける。このように一つ一つの経路にケース１からケースＮをラウンドロビンで括りつけることで出力優先度を決定することができる。

図１２に示したネットワーク装置１０１の出力パス優先度テーブル１１８では、マルチパスの出力インタフェース数が、インタフェース２０２，２０３の２つである。一つ目の経路である１０．０．０．２５４はケース１が括りつけられ、出力インタフェース２０２が出力優先度１、出力インタフェース２０３が出力優先度２と決定する。同様に二つ目の経路である１０．０．１．２５４はケース２が括りつけられ、出力インタフェース２０２が出力優先度２、出力インタフェース２０３が出力優先度１、三つ目の経路である１０．０．２．２５４はケース１が括りつけられ、出力インタフェース２０２が出力優先度１、出力インタフェース２０３が出力優先度２と決定する。

図１４は、ネットワーク装置１０１−１０５のパケット受信時の処理内容を示すフローチャートである。なお、ネットワーク装置１０１−１０５を接続する回線はイーサネット（登録商標）として説明する。

Ｓ３０１では、ネットワーク装置がインタフェースを介してパケットを受信する。

Ｓ３０２では、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットの宛先ＩＰアドレスを用いて、フォワーディングテーブル１１１を検索し、当該宛先ＩＰアドレスに対応する出力インタフェースを求める。フォワーディングテーブル１１１に宛先ＩＰアドレスが存在し、出力インタフェースが求められれば、“経路あり”と判定しＳ３０３へ移行し、宛先ＩＰアドレスが存在せず、出力インタフェースが求められなければ“経路なし”と判定し、Ｓ３１１へ移行する。

Ｓ３１１では、パケット転送処理部１１２が、従来技術と同様に受信したパケットの宛先ＩＰアドレスに対応する経路がない場合の処理を行う。具体的には、パケットを廃棄したり、ＩＣＭＰプロトコルを用いてパケット送信元に対して経路がないことを通知したりする。

Ｓ３０３は、Ｓ３０２の次に実行される場合と、Ｓ３０７の次に実行される場合とがあるが、まずＳ３０２の次に実行された場合について説明する。

Ｓ３０３がＳ３０２の次に実行された場合は、マルチパス制御部１１３のパス選択処理部１１４が、Ｓ３０２でフォワーディングテーブル１１１を検索して求めた出力インタフェースを用いて出力パス優先度テーブル１１８を検索し、最も出力優先度１１８３の高い出力インタフェース１１８２を決定する。出力インタフェースが存在すれば“出力パスあり”と判定し、Ｓ３０４へ移行する。

Ｓ３０４では、パス選択処理部１１４が、Ｓ３０２においてフォワーディングテーブル１１１を検索した結果求められた出力インタフェースの中に、当該受信パケットを受信したインタフェースである入力インタフェースが含まれているか検索する。出力インタフェースの中に、受信パケットの入力インタフェースが含まれていれば当該受信パケットは“折返しパケット”であると判定しＳ３０５へ移行、含まれていなければ“通常パケット”であると判定しＳ３０６へ移行する。なお、Ｓ３０４処理は、１つのパケット受信において１回実施すれば十分であるため、既に実施済であれば処理を省略し、前回の処理結果を流用することが可能である。

Ｓ３０５では、パス選択処理部１１４が、Ｓ３０２においてフォワーディングテーブル１１１を検索した結果求められた出力インタフェースの中に、パケットの入力インタフェースが含まれる。このため、パス選択処理部１１４は、該当入力インタフェースと一致する出力インタフェースの出力優先度１１８３を入力優先度として決定し、この入力優先度と、Ｓ３０３で求められた出力優先度を比較する。入力優先度とＳ３０３で求められた出力優先度が等しい場合、および、Ｓ３０３で求められた出力優先度が入力優先度よりも高い場合は“転送不可”と判定し、Ｓ３０７へ移行、Ｓ３０３で求められた出力優先度が入力優先度より低い場合は“転送可”と判定し、Ｓ３０６へ移行する。なお、Ｓ３０５処理のうち、入力優先度の決定処理は１つのパケット受信において１回実施すれば十分であるため、既に実施済であれば処理を省略し、前回の処理結果を流用することが可能である。

Ｓ３０６では、パス選択処理部１１４が、Ｓ３０３で出力パス優先度テーブル１１８を検索した結果求められた出力インタフェースを用いて、折返し判定テーブル１１６を検索する。出力インタフェースに対応する折返しフラグがＯＮであれば、Ｓ３０７へ移行、ＯＦＦであればＳ３１２へ移行する。

Ｓ３０７では、現在の出力インタフェースが送信不可と判断されたため、現在の出力インタフェース情報を入力情報として、Ｓ３０３処理へ移行する。

Ｓ３０３がＳ３０７の次に実行された場合は、パス選択処理部１１４が、Ｓ３０２においてフォワーディングテーブル１１１を検索した結果求められた出力インタフェースを用いて出力パス優先度テーブル１１８を検索し、Ｓ３０７からの入力情報である現在の出力インタフェースの次に出力優先度１１８３の高い出力インタフェースを決定する。出力インタフェースが存在すれば“出力パスあり”と判定し、Ｓ３０４へ移行、存在しなければ“出力パスなし”と判定し、Ｓ３０８へ移行する。

Ｓ３０８は、マルチパス制御部１１３の廃棄判定処理部１１５が行う処理であるが、処理内容はＳ３０４と同様であるため説明は省略する。入力パケットが、”折返しパケット“と判定された場合はＳ３１４へ移行し、”通常パケット“と判定された場合はＳ３１０へ移行する。

Ｓ３１０では、廃棄判定処理部１１５が、受信したパケットのレイヤ２ヘッダのＤＭＡＣ（ＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）フィールドとＳＭＡＣ（ＳｏｕｒｃｅＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）フィールドを反転させる。ＭＡＣアドレスを反転させるのは、パケット送信元のレイヤ３ネットワーク装置に折返すためであり、この方法であれば、パケット長を変化させずに送信元にパケットを折返すことができる。なお、レイヤ３ヘッダの送信元ＩＰアドレスや宛先ＩＰアドレスは変更しない。

Ｓ３１２では、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを出力インタフェースにから送信する処理を行う。

Ｓ３１３では、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを入力インタフェースに対して折返す処理を行う。

Ｓ３１４では、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを廃棄する処理を行う。

Ａ−２．障害検出前動作：
ここでは、ネットワーク網に障害の発生していない状態で、インターネット４００から端末３０２宛のパケットが、端末３０２へ到達するまでのパケット転送ルートについて説明する。

図１５は、インターネット４００から端末３０２宛のパケットがネットワーク装置１０１を経由した場合のパケット転送処理について説明する図である。

端末３０２のＩＰアドレスは、図３に示すように１０．０．１．２５４である。ネットワーク装置１０１−１０５を接続する回線はイーサネット（登録商標）として説明する。

ネットワーク装置１０１は、インターネット４００から端末３０２宛てのパケットを、インタフェース２０１より受信する（図１４のＳ３０１）。ネットワーク装置１０１では、パケット転送処理部１１２が、図４に示したフォワーディングテーブル１１１を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースをインタフェース２０２またはインタフェース２０３と決定する（図１４のＳ３０２）。続いて、マルチパス制御部１１３のパス選択処理部１１４が、図１２に示した出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が１と最も高いインタフェース２０３を出力インタフェースに決定する（図１４のＳ３０３）。

パス選択処理部１１４は、更に、Ｓ３０２におけるフォワーディングテーブル１１１の検索結果より、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースであるインタフェース２０２及びインタフェース２０３の中に、パケットの入力インタフェースであるインタフェース２０１が含まれていないため、受信したパケットを“通常パケット”であると判定する（図１４のＳ３０４）。パス選択処理部１１４は、図７に示した折返し判定テーブル１１６を検索し、出力インタフェースであるインタフェース２０３に対応する折返しフラグがＯＦＦであると判定する（図１４のＳ３０６）。そして、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを出力インタフェースであるインタフェース２０３からネットワーク装置１０２へ送信する（図１４のＳ３１２）。

ネットワーク装置１０２は、ネットワーク装置１０１が送信したパケットを、インタフェース２０５より受信する（図１４のＳ３０１）。ネットワーク装置１０２では、パケット転送処理部１１２が、図５に示したフォワーディングテーブル１１１を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースをインタフェース２０６と決定する（図１４のＳ３０２）。続いて、マルチパス制御部１１３のパス選択処理部１１４が、出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が最も高い優先度のインタフェース２０６を出力インタフェースに決定する（図１４のＳ３０３）。なお、ネットワーク装置１０２の出力パス優先度テーブル１１８の説明図は省略するが、ネットワーク装置１０２の優先度テーブル１１８は、端末３０２の宛先ＩＰアドレスに対し、出力インタフェースが１つのみであり、出力優先度が最も高いインタフェースが、インタフェース２０６であるという内容になっている。

パス選択処理部１１４は、更に、Ｓ３０２におけるフォワーディングテーブル１１１の検索結果より、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースであるインタフェース２０６が、パケット入力インタフェースであるインタフェース２０５と一致しないため、受信したパケットを“通常パケット”であると判定する（図１４のＳ３０４）。パス選択処理部１１４は、図８に示した折返し判定テーブル１１６を検索し、出力インタフェースである、インタフェース２０６に対応する折返しフラグがＯＦＦであると判定する（図１４のＳ３０６）。そして、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを出力インタフェースであるインタフェース２０６からネットワーク装置１０３へ送信する（図１４のＳ３１２）。

ネットワーク装置１０３は、ネットワーク装置１０２が送信したパケットを、インタフェース２０８より受信する（図１４のＳ３０１）。ネットワーク装置１０３では、パケット転送処理部１１２が、フォワーディングテーブル１１１を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースをインタフェース２１０と決定する（図１４のＳ３０２）。なお、ネットワーク装置１０３のフォワーディングテーブル１１１の説明図は省略するが、ネットワーク装置１０３は端末３０２と直接接続されているため、ネットワーク装置１０３のフォワーディングテーブル１１１は、端末３０２に対応する宛先ＩＰアドレスとインタフェース出力インタフェース２１０が登録されているという内容となっている。続いて、マルチパス制御部１１３のパス選択処理部１１４が、出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が最も高い優先度のインタフェース２１０を出力インタフェースに決定する（図１４のＳ３０３）。なお、ネットワーク装置１０３の出力パス優先度テーブル１１８の説明図は省略するが、ネットワーク装置１０３の優先度テーブル１１８は、端末３０２の宛先ＩＰアドレスに対し、出力インタフェースが１つのみであり、出力優先度が最も高いインタフェースが、インタフェース２１０であるという内容になっている。

パス選択処理部１１４は、更に、Ｓ３０２におけるフォワーディングテーブル１１１の検索結果より、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースであるインタフェース２１０が、パケット入力インタフェースであるインタフェース２０８と一致しないため、受信したパケットを“通常パケット”であると判定する（図１４のＳ３０４）。パス選択処理部１１４は、折返し判定テーブル１１６を検索し、出力インタフェースであるインタフェース２１０に対応する折返しフラグがＯＦＦであると判定する（図１４のＳ３０６）。なお、ネットワーク装置１０３の折返し判定テーブル１１６の説明図は省略するが、ネットワーク装置１０３の折返し判定テーブル１１６は、端末３０２宛のパケットはインタフェース２１０が通信可能状態であり、インタフェース２１０に対応する折返しフラグもＯＦＦであるという内容になっている。そして、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを出力インタフェースであるインタフェース２１０から端末３０２へ送信する（図１４のＳ３１２）。

以上で説明したように、インターネット４００から端末３０２宛のパケットがネットワーク装置１０１を経由した場合、図１５の点線矢印１００１で示す転送ルートで端末３０２まで転送される。

Ａ−３．障害検出時動作１：
ここでは、ネットワーク装置１０２とネットワーク装置１０３を接続する回線に障害が発生した場合において、インターネット４００から端末３０２宛のパケットが、端末３０２へ到達するまでのパケット転送処理について説明する。

図１６は、インターネット４００から端末３０２宛のパケットがネットワーク装置１０１を経由した場合のパケット転送処理について説明する図である。

ネットワーク装置１０１が、インターネット４００からパケットを受信し、ネットワーク装置１０２へ転送する処理は、「Ａ−２．障害検出前動作」で説明した動作と同様であるため省略する。

なお、ネットワーク装置１０２とネットワーク装置１０３を接続する回線に障害５００が発生すると、ネットワーク装置１０２はインタフェース２０６からパケットを出力することができないため、ネットワーク装置１０３との間のパケット通信は停止する。この場合、ネットワーク装置１０２の折返し判定テーブル１１６のインタフェース２０６に対応する折返しフラグはＯＮに設定されることになる。

図１７は、障害５００が発生した場合におけるネットワーク装置１０２の折返し判定テーブル１１６の内容を示す図である。各項目の説明は図７と同様であるため省略する。ネットワーク装置１０２は、図１０に示すように、障害５００が発生すると、障害復旧検出処理部１１７により障害が発生したことを検出する（図１０のＳ１０１）。ネットワーク装置１０２の障害復旧検出処理部１１７は、インタフェース２０６が通信不可状態に変更したことを検知し（図１０のＳ１０２）、折返し判定テーブル１１６のインタフェース２０６に該当する折返しフラグをＯＮに設定する（図１０のＳ１０３）。

ネットワーク装置１０２は、ネットワーク装置１０１が送信したパケットをインタフェース２０５より受信すると（図１４のＳ３０１）、パケット転送処理部１１２が、図５に示したフォワーディングテーブル１１１を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースをインタフェース２０６と決定する（図１４のＳ３０２）。続いて、マルチパス制御部１１３のパス選択処理部１１４が、出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が最も高い優先度のインタフェース２０６を出力インタフェースに決定する（図１４のＳ３０３）。上述したように、ネットワーク装置１０２の出力パス優先度テーブル１１８の説明図は省略する。

パス選択処理部１１４は、更に、Ｓ３０２におけるフォワーディングテーブル１１１の検索結果より、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースであるインタフェース２０６が、パケットの入力インタフェースであるインタフェース２０５と一致しないため、受信したパケットを“通常パケット”であると判定する（図１４のＳ３０４）。パス選択処理部１１４は、図１７に示した折返し判定テーブル１１６を検索し、出力インタフェースである、インタフェース２０６に対応する折返しフラグがＯＮであると判定する（図１４のＳ３０６）。パス選択処理部１１４は、現在の出力インタフェースであるインタフェース２０６は折返しフラグがＯＮであるためパケットを送信することができないと判断し、他の送信可能インタフェースを検索するために、現在の出力インタフェースであるインタフェース２０６を入力情報として指定し（図１４のＳ３０７）、Ｓ３０３処理へ移行する。なお、Ｓ３０７で指定した入力情報は、Ｓ３０３で他の送信可能インタフェースを検索するための検索条件となる。続いて、パス選択処理部１１４は、出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が、検索条件に指定されたインタフェース２０６の次に高い出力インタフェースを検索するが、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースはインタフェース２０６のみであるため、“出力パスなし”と判定し（図１４のＳ３０３）、Ｓ３０８処理へ移行する。

受信パケットはＳ３０４において既に“通常パケット”であると判定済であるため、Ｓ３１０処理へ移行する（図１４のＳ３０８）。そして、マルチパス制御部１１３の廃棄判定処理部１１５が、受信したパケットのＤＭＡＣ（ＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）フィールドとＳＭＡＣ（ＳｏｕｒｃｅＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）フィールドを反転し（図１４のＳ３１０）、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを入力インタフェースであるインタフェース２０５からネットワーク装置１０１へ折返す（図１４のＳ３１３）。

ネットワーク装置１０１は、ネットワーク装置１０２が折返したパケットを、インタフェース２０３より受信すると（図１４のＳ３０１）、パケット転送処理部１１２が、図４に示したフォワーディングテーブル１１１を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースをインタフェース２０２またはインタフェース２０３と決定する（図１４のＳ３０２）。続いて、マルチパス制御部１１３のパス選択処理部１１４が、図１２に示した出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が１と最も高いインタフェース２０３を出力インタフェースに決定する（図１４のＳ３０３）。

パス選択処理部１１４は、更に、Ｓ３０２におけるフォワーディングテーブル１１１の検索結果より、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースであるインタフェース２０２及びインタフェース２０３の中に、パケットの入力インタフェースであるインタフェース２０３が含まれているため、受信したパケットは“折返しパケット”であると判定し（図１４のＳ３０４）、Ｓ３０５処理に移行する。

パス選択処理部１１４は、図１２に示した出力パス優先度テーブル１１８を検索し、パケットの入力インタフェースがインタフェース２０３であるため、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェース２０３の出力優先度である１を入力優先度として決定する。また、更に、パス選択処理部１１４は、Ｓ３０３で決定したパケットを送信する出力インタフェース２０３の出力優先度と、パケットを受信した入力インタフェースの入力優先度を比較し、これらがともに１で等しいため、“転送不可”と判定する（図１４のＳ３０５）。このように、受信したパケットの出力優先度と入力優先度が等しい場合は検索した出力インタフェースからは転送不可であると判定するため、折返しパケットを受信した場合に再度同じインタフェースから送信してしまうといったことを防ぐことができる。

パス選択処理部１１４は、現在の出力インタフェースであるインタフェース２０３からはパケットを送信することができないと判断し、他の送信可能インタフェースを検索するために、現在の出力インタフェースであるインタフェース２０３を入力情報として指定し（図１４のＳ３０７）、Ｓ３０３処理へ移行する。なお、Ｓ３０７で指定した入力情報は、Ｓ３０３で他の送信可能インタフェースを検索するための検索条件となる。続いて、パス選択処理部１１４は、図１２に示した出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が、検索条件に指定されたインタフェース２０３の次に高い出力インタフェースを検索し、出力優先度が２とインタフェース２０３の次に高いインタフェース２０２を出力インタフェースに決定し（図１４のＳ３０３）、Ｓ３０４処理に移行する。

受信パケットは既に“折返しパケット”であると判定済であるため、Ｓ３０５処理に移行する（図１４のＳ３０４）。パス選択処理部１１４は、既に１と算出済の入力優先度と、パケットを送信するインタフェースである出力インタフェース２０２の出力優先度を比較し、出力インタフェース２０２の出力優先度が２と入力優先度より低いため、“転送可”であると判定する（図１４のＳ３０５）。パス選択処理部１１４は、図７に示した折返し判定テーブル１１６を検索し、出力インタフェースであるインタフェース２０２に対応する折返しフラグがＯＦＦであると判定する（図１４のＳ３０６）。そして、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを出力インタフェースであるインタフェース２０２からネットワーク装置１０５へ送信する（図１４のＳ３１２）。

ネットワーク装置１０５は、ネットワーク装置１０１が送信したパケットを、インタフェース２１６より受信すると（図１４のＳ３０１）、パケット転送処理部１１２が、図６に示したフォワーディングテーブル１１１を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースをインタフェース２１７と決定する（図１４のＳ３０２）。マルチパス制御部１１３のパス選択処理部１１４が、出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が最も高い優先度のインタフェース２１７を出力インタフェースに決定する（図１４のＳ３０３）。なお、ネットワーク装置１０５の出力パス優先度テーブル１１８の説明図は省略するが、ネットワーク装置１０５の優先度テーブル１１８は、端末３０２の宛先ＩＰアドレスに対し、出力インタフェースが１つのみであり、出力優先度が最も高いインタフェースが、インタフェース２１７であるという内容になっている。

パス選択処理部１１４は、Ｓ３０２におけるフォワーディングテーブル１１１の検索結果より、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースであるインタフェース２１７が、パケット入力インタフェースであるインタフェース２１６と一致しないため、受信したパケットを“通常パケット”であると判定する（図１４のＳ３０４）。パス選択処理部１１４は、更に、図９に示した折返し判定テーブル１１６を検索し、出力インタフェースであるインタフェース２１７に対応する折返しフラグがＯＦＦであると判定する（図１４のＳ３０６）。そして、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを出力インタフェースであるインタフェース２１７からネットワーク装置１０３へ送信する（図１４のＳ３１２）。

ネットワーク装置１０３は、ネットワーク装置１０５が送信したパケットを、インタフェース２０７より受信すると（図１４のＳ３０１）、パケット転送処理部１１２が、フォワーディングテーブル１１１を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースをインタフェース２１０と決定する（図１４のＳ３０２）。なお、上述したようにネットワーク装置１０３のフォワーディングテーブル１１１の説明図は省略する。パス選択処理部１１４は、更に、出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が最も高い優先度のインタフェース２１０を出力インタフェースに決定する（図１４のＳ３０３）。なお、上述したようにネットワーク装置１０３の出力パス優先度テーブル１１８の説明図は省略する。

続いて、パス選択処理部１１４は、Ｓ３０２におけるフォワーディングテーブル１１１の検索結果より、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースであるインタフェース２１０が、パケット入力インタフェースであるインタフェース２０９と一致しないため、受信したパケットは“通常パケット”であると判定する（図１４のＳ３０４）。パス選択処理部１１４は、折返し判定テーブル１１６を検索し、出力インタフェースであるインタフェース２１０に対応する折返しフラグがＯＦＦであると判定する（図１４のＳ３０６）。なお、上述したようにネットワーク装置１０３の折返し判定テーブル１１６の説明図は省略する。そして、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを出力インタフェースであるインタフェース２１０から端末３０２へ送信する（図１４のＳ３１２）。

以上で説明したように、ネットワークに障害５００が発生している状況においてインターネット４００から端末３０２宛のパケットがネットワーク装置１０１を経由した場合、図１６の点線矢印１００２で示す転送ルートで端末３０２まで転送される。

Ａ−４．障害検出時動作２：
ここでは、ネットワーク装置１０２とネットワーク装置１０３を接続する回線に障害が発生し、さらに、ネットワーク装置１０５とネットワーク装置１０３を接続する回線にも障害が発生場合における、インターネット４００から端末３０２宛のパケットの転送処理について説明する。

図１８は、ネットワークに多重障害が発生した状況においてインターネット４００から端末３０２宛のパケットがネットワーク装置１０１を経由した場合のパケット転送処理について説明する図である。図１８を用いて、端末３０２へ到達可能なルートが無くなった際のネットワーク内のパケット転送ルートとパケットループ回避方式を説明する。

ネットワーク装置１０２が、ネットワーク装置１０１からパケットを受信し、障害５００が発生したため、ネットワーク装置１０１へパケットを折返す処理は、「Ａ−３．障害検出時動作１」で説明した動作と同様であるため省略する。

ネットワーク装置１０１が、ネットワーク装置１０２が折返したパケットを受信し、ネットワーク装置１０５へ転送する処理は、「Ａ−３．障害検出時動作１」で説明した動作と同様であるため省略する。

なお、ネットワーク装置１０５とネットワーク装置１０３を接続する回線に障害５０１が発生すると、ネットワーク装置１０５はインタフェース２１７からパケットを出力することができないため、ネットワーク装置１０３との間のパケット通信は停止する。この場合、ネットワーク装置１０５の折返し判定テーブル１１６のインタフェース２１７に対応する折返しフラグはＯＮに設定されることになる。

図１９は、障害５０１が発生した場合におけるネットワーク装置１０５の折返し判定テーブル１１６の内容を示す図である。各項目の説明は図８と同様であるため省略する。ネットワーク装置１０５は、図１０に示すように、障害５０１が発生すると、障害復旧検出処理部１１７により障害が発生したことを検出する（図１０のＳ１０１）。ネットワーク装置１０５の障害復旧検出処理部１１７は、インタフェース２１７が通信不可状態に変更したことを検知し（図１０のＳ１０２）、折返し判定テーブル１１６のインタフェース２１７に該当する折返しフラグをＯＮに設定する（図１０のＳ１０３）。

ネットワーク装置１０５は、ネットワーク装置１０１が送信したパケットを、インタフェース２１６より受信すると（図１４のＳ３０１）、パケット転送処理部１１２が、図６に示したフォワーディングテーブル１１１を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースをインタフェース２１７と決定する（図１４のＳ３０２）。マルチパス制御部１１３のパス選択処理部１１４は、出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が最も高い優先度のインタフェース２１７を出力インタフェースに決定する（図１４のＳ３０３）。なお、上述したように、ネットワーク装置１０５の出力パス優先度テーブル１１８の説明図は省略する。

パス選択処理部１１４は、Ｓ３０２におけるフォワーディングテーブル１１１の検索結果より、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースであるインタフェース２１７が、パケット入力インタフェースであるインタフェース２１６と一致しないため、受信したパケットは“通常パケット”であると判定する（図１４のＳ３０４）。パス選択処理部１１４は、更に、図１９に示した折返し判定テーブル１１６を検索し、出力インタフェースであるインタフェース２１７に対応する折返しフラグがＯＮであると判定する（図１４のＳ３０６）。パス選択処理部１１４は、現在の出力インタフェースであるインタフェース２１７は折返しフラグがＯＮであるためパケットを送信することができないと判断し、他の送信可能インタフェースを検索するために、現在の出力インタフェースであるインタフェース２１７を入力情報として指定し（図１４のＳ３０７）、Ｓ３０３処理へ移行する。なお、Ｓ３０７で指定した入力情報は、Ｓ３０３で他の送信可能インタフェースを検索するための検索条件となる。パス選択処理部１１４は、出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が、検索条件に指定されたインタフェース２１７の次に高い出力インタフェースを検索するが、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースはインタフェース２１７のみであるため、“出力パスなし”と判定し（図１４のＳ３０３）、Ｓ３０８処理へ移行する。

受信パケットはＳ３０４において既に“通常パケット”であると判定済であるため（図１４のＳ３０８）Ｓ３１０処理へ移行する。マルチパス制御部１１３の廃棄判定処理部１１５は、受信したパケットのＤＭＡＣフィールドとＳＭＡＣフィールドを反転する（図１４のＳ３１０）。そして、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットを入力インタフェースであるインタフェース２１６からネットワーク装置１０１へ折返す（図１４のＳ３１３）。

ネットワーク装置１０１は、ネットワーク装置１０５が折返したパケットを、インタフェース２０２より受信すると（図１４のＳ３０１）、パケット転送処理部１１２が、図４に示したフォワーディングテーブル１１１を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースをインタフェース２０２またはインタフェース２０３と決定する（図１４のＳ３０２）。マルチパス制御部１１３のパス選択処理部１１４は、図１２に示した出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が１と最も高いインタフェース２０３を出力インタフェースに決定する（図１４のＳ３０３）。

パス選択処理部１１４は、更に、Ｓ３０２におけるフォワーディングテーブル１１１の検索結果より、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースであるインタフェース２０２及びインタフェース２０３の中に、パケットの入力インタフェースであるインタフェース２０２が含まれているため、受信したパケットは“折返しパケット”であると判定する（図１４のＳ３０４）。続いて、パス選択処理部１１４は、図１２に示した出力パス優先度テーブル１１８を検索し、パケットの入力インタフェースがインタフェース２０２であるため、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェース２０２の出力優先度である２を入力優先度として決定する。また、更に、パス選択処理部１１４は、Ｓ３０３で決定したパケットを送信する出力インタフェース２０３の出力優先度と、パケットを受信した入力インタフェースの入力優先度を比較し、出力優先度が１と入力優先度より高いため、“転送不可”と判定する（図１４のＳ３０５）。このように、受信したパケットの出力優先度が入力優先度より高い場合は検索した出力インタフェースからは転送不可であると判定するため、既にパケットを送信して折り返されてしまったインタフェース２０３に再度パケットを送信してしまうといったことを防ぐことができる。

パス選択処理部１１４は、現在の出力インタフェースであるインタフェース２０３からは、パケットを送信することができないと判断し、他の送信可能インタフェースを検索するために、現在の出力インタフェースであるインタフェース２０３を入力情報として指定し（図１４のＳ３０７）、Ｓ３０３処理へ移行する。なお、Ｓ３０７で指定した入力情報は、Ｓ３０３で他の送信可能インタフェースを検索するための検索条件となる。パス選択処理部１１４は、図１２に示した出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が、検索条件に指定されたインタフェース２０３の次に高い出力インタフェースを検索し、出力優先度が２とインタフェース２０３の次に高いインタフェース２０２を出力インタフェースに決定し（図１４のＳ３０３）、Ｓ３０４処理に移行する。

受信パケットは既に“折返しパケット”であると判定済であるため、Ｓ３０５処理に移行する（図１４のＳ３０４）。パス選択処理部１１４は、既に２と算出済の入力優先度と、パケットを送信するインタフェースである出力インタフェース２０２の出力優先度を比較し、ともに２であるため、“転送不可”であると判定する（図１４のＳ３０５）。このように、受信したパケットの出力優先度と入力優先度が等しい場合は検索した出力インタフェースからは転送不可であると判定するため、折返しパケットを受信した場合に再度同じインタフェースから送信してしまうといったことを防ぐことができる。

パス選択処理部１１４は、現在の出力インタフェースであるインタフェース２０２からもパケットを送信することができないと判断し、更に他の送信可能インタフェースを検索するために、現在の出力インタフェースであるインタフェース２０２を入力情報として指定し（図１４のＳ３０７）、再びＳ３０３処理へ移行する。なお、Ｓ３０７で指定した入力情報は、Ｓ３０３で他の送信可能インタフェースを検索するための検索条件となる。パス選択処理部１１４は、出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が検索条件に指定されたインタフェース２０２の次に高い出力インタフェースを検索するが、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースはインタフェース２０２、インタフェース２０３のみであるため、“出力パスなし”と判定し（図１４のＳ３０３）、Ｓ３０８処理に移行する。

受信パケットは既に“折返しパケット”であると判定済であるため、Ｓ３１４処理に移行する（図１４のＳ３０８）。そして、パケット転送処理部１１２が、受信したパケット廃棄する（図１４のＳ３１４）。

以上で説明したように、多重障害により折返しパケットを複数回受信した場合、最も出力優先度の低いインタフェースから折返しパケットを受信した契機でパケットを廃棄するため、図１８の点線矢印１００３で示すように、ネットワーク内に多重障害が発生しても折返しパケットがループすることを回避することができる。

Ａ−５．経路復旧時の動作：
Ａ−３で説明した、ネットワーク装置１０２とネットワーク装置１０３を接続する回線に障害が発生すると、ネットワーク装置１０１−１０５の経路計算処理部１１０にて経路再計算が行われ、再計算後の経路がフォワーディングテーブル１１１にインストールされる。ここでは経路再計算が完了した後の、インターネット４００から端末３０２宛のパケットが、端末３０２へ到達するまでのパケット転送ルートについて説明する。

ネットワーク装置１０１−１０５の経路計算処理部１１０は、ＯＳＰＦルーティングプロトコルにより、回線障害５００が発生したことを広告し、端末３０２宛の経路を再計算する。そして、再計算した経路をフォワーディングテーブル１１１にインストールする。

図２１は、回線障害５００が発生し、ＯＳＰＦルーティングプロトコルにより経路の再計算が完了した後の、ネットワーク装置１０１のフォワーディングテーブル１１１の内容を示す図である。各項目の説明は図４と同様であるため省略する。端末３０１，３０２，３０３宛の経路は出力インタフェースが１つのみであり、インタフェース２０２のみが登録されている。

図２０は、ルーティングプロトコルによる経路の再計算が完了した後の、インターネット４００から端末３０２宛のパケットがネットワーク装置１０１を経由し、端末３０２へ到達するまでのパケット転送処理について説明する図である。

端末３０２のＩＰアドレスは、図３に示すように１０．０．１．２５４である。

ネットワーク装置１０１は、インターネット４００からのパケットを、インタフェース２０１より受信すると（図１４のＳ３０１）、パケット転送処理部１１２が、図２１のフォワーディングテーブル１１１を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースをインタフェース２０２に決定する（図１４のＳ３０２）。マルチパス制御部１１３のパス選択処理部１１４は、出力パス優先度テーブル１１８を検索し、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４の出力インタフェースのうち出力優先度が最も高い優先度のインタフェース２０２を出力インタフェースに決定する（図１４のＳ３０３）。なお、経路再計算後のネットワーク装置１０１の出力パス優先度テーブル１１８の説明図は省略するが、ネットワーク装置１０１の優先度テーブル１１８は、端末３０２の宛先ＩＰアドレスに対し、出力インタフェースが１つのみであり、出力優先度が最も高いインタフェースが、インタフェース２０２であるという内容になっている。

パス選択処理部１１４は、更に、Ｓ３０２におけるフォワーディングテーブル１１１の検索結果より、宛先ＩＰアドレス１０．０．１．２５４に対する出力インタフェースであるインタフェース２０２が、パケット入力インタフェースであるインタフェース２０１と異なるため、受信したパケットは“通常パケット”であると判定する（図１４のＳ３０４）。続いて、パス選択処理部１１４は、図７に示した折返し判定テーブル１１６を検索し、出力インタフェースであるインタフェース２０２に対応する折返しフラグがＯＦＦであると判定する（図１４のＳ３０６）。そして、パケット転送処理部１１２が、受信したパケットをインタフェース２０２からネットワーク装置１０５へ送信する（図１４のＳ３１２）。

ネットワーク装置１０５は、ルーティングプロトコルによる経路の再計算前後で端末３０２の経路情報に差分がない。このため、ネットワーク装置１０５が、ネットワーク装置１０１からパケットを受信し、ネットワーク装置１０３へ転送する処理は、「Ａ−３．障害検出時動作１」で説明した動作と同様であるため省略する。

ネットワーク装置１０３も、ルーティングプロトコルによる経路の再計算前後で端末３０２の経路情報に差分がない。このため、ネットワーク装置１０３が、ネットワーク装置１０５からパケットを受信し、端末３０２へ転送する処理は、「Ａ−３．障害検出時動作１」で説明した動作と同様であるため省略する。

以上で説明したように、インターネット４００から端末３０２宛のパケットがネットワーク装置１０１を経由した場合、図２０の点線矢印１００４で示す転送ルートで端末３０２まで転送される。経路再計算後の完了後のフォワーディングテーブルの内容に従った転送ルートでパケットを転送することを実現している。

Ａ−６．実施例の効果：
本実施例の効果を以下に示す。

第一の効果は、障害発生時においても、パケットを折り返して別経路で転送するため、経路の再計算が完了するまでの間にパケットの転送が停止することがなく、予備経路の計算を事前に行わなくてもパケットの通信停止を最小限に防ぐ信頼性の高いネットワークシステムを構築可能なことである。

第二の効果は、ＭＰＬＳのような特別なプロトコルを使用していないため、既設のＩＰｖ４／ＩＰｖ６ネットワーク網への適用が低コストで実現可能なことである。

第三の効果は、折返しパケットは特殊なカプセリングを施していないため、既設のＩＰネットワーク網の帯域を増やすことなく移設を可能としていることである。

第四の効果は、折返しパケットであるか否かの判断を、フォワーディングテーブルの検索結果と入力インタフェースとの比較により行うため、特殊なヘッダの解析処理などを行う必要がなく、通常のパケット転送で行われる処理の中で容易に折返しパケットであるか否かを判断できることである。これにより、折返しパケットであるか否かを判断するネットワーク装置の処理負荷が軽減される。

第五の効果は、障害発生時の通信が停止する時間は、障害発生から障害検出までの時間のみとなり、ルーティングプロトコルによる経路再計算や、障害によって変更された経路のインストール時間に依存しないことである。

第六の効果は、予備経路を備えるネットワーク装置において、出力インタフェースを決定する際に、既に送信した出力インタフェースを選択しないため、折返しパケットによりループが発生することを回避することができる。また、出力優先度に応じて順次出力するインタフェースを決定するため、複数の予備経路が存在するネットワークシステムにおいても適用することができる。

Ｂ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｂ−１．変形例１：
各ネットワーク装置は、パケットのＴＴＬ（ＴｉｍｅＴｏＬｉｖｅ）を減算するモードと、減算しないモードを備え、ＴＴＬを減算しないモードを適用した場合、折返しフラグがＯＮであるためパケットを折返すときと、折返されたパケットを別のインタフェースに転送するときは、ＴＴＬを減算しないようにしてもよい。ＴＴＬを減算しないモードの場合、障害の発生によりパケットが迂回ルートを経由して転送している間も、受信端末は障害発生前と変化なくパケットを受信することが可能である。

Ｂ−２．変形例２：
実施例ではイーサネット（登録商標）を例に説明したが、折返しパケットのレイヤ２ヘッダは、１つ手前のパケット送信元であるレイヤ３ネットワーク装置を宛先とするように変更するものであればどのような方式でも適用も可能である。ただし、折返すパケットはパケット長が変化しないことが望ましい。

１０１−１０５：ネットワーク装置、１１０：経路計算処理部、１１１：フォワーディングテーブル、１１２：パケット転送処理部、１１３：マルチパス制御部、１１４：パス選択処理部、１１５：廃棄判定処理部、１１６：折返し判定テーブル、１１７：障害復旧検出処理部、１１８：出力パス優先度テーブル、２０１−２１７：インタフェース、３０１−３０３：端末、４００：インターネット

Claims

ネットワーク装置であって、
パケットを送受信する複数のインタフェースと、
受信したパケットに含まれる宛先アドレスに基づいて、前記複数のインタフェースの中から前記パケットを送信すべきインタフェースである出力インタフェースを特定するパケット転送処理部と、
前記パケット転送処理部が特定した出力インタフェースの中に前記パケットを受信したインタフェースである入力インタフェースが含まれている場合は前記パケットが折返しパケットであると判定し、前記出力インタフェースの中から前記入力インタフェースとは異なるインタフェースを前記折返しパケットを送信するインタフェースとして選択し、前記出力インタフェースの中に前記パケットを受信した入力インタフェースが含まれていない場合は前記パケットが通常パケットであると判定し、前記出力インタフェースの中から特定のインタフェースを前記通常パケットを送信するインタフェースとして選択するパス選択処理部とを備えることを特徴とするネットワーク装置。
請求項１に記載のネットワーク装置であって、さらに、
前記複数のインタフェースが通信可能状態であるか否かを示す情報を記憶する折返し判定記憶部を備え、
前記パス選択処理部は、前記折返し判定記憶部を参照し、前記通常パケットを送信するインタフェースとして選択したインタフェースが通信可能状態であるか否かを判定し、
前記パケット転送処理部は、前記パス選択処理部が前記通常パケットを送信するインタフェースとして選択したインタフェースが通信不可状態であると判定すると、前記通常パケットを前記入力インタフェースから折り返して送信することを特徴とするネットワーク装置。
請求項２に記載のネットワーク装置であって、
前記入力インタフェースから折り返して送信するパケットは、前記通常パケットのレイヤ２ヘッダの宛先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスを反転した構成であることを特徴とするネットワーク装置。
請求項１乃至請求項３に記載のネットワーク装置であって、
前記パス選択処理部は、受信した前記折返しパケットを送信するインタフェースを選択する場合に、前記出力インタフェースの中から前記入力インタフェースよりも出力優先度が低いインタフェースを前記折返しパケットを送信するインタフェースとして選択することを特徴とするネットワーク装置。
請求項４に記載のネットワーク装置であって、
前記パケット転送処理部は、前記パス選択処理部が前記折返しパケットを送信するインタフェースとして選択する場合に前記出力インタフェースの中に前記入力インタフェースよりも出力優先度が低いインタフェースがないと判断した場合に、前記折返しパケットを廃棄することを特徴とするネットワーク装置。
請求項１乃至請求項５に記載のネットワーク装置であって、
前記パケット転送処理部は、前記折返しパケットを前記選択したインタフェースから送信する場合と、前記通常パケットを前記入力インタフェースから折り返して送信する場合の少なくとも一方の場合において、前記パケットのＴＴＬを減算しないことを特徴とするネットワーク装置。
第１のネットワーク装置および第２のネットワーク装置とそれぞれネットワークを介して接続されるネットワーク装置であって、
前記第１のネットワーク装置と接続するための第１のインタフェースと、
前記第２のネットワーク装置と接続するための第２のインタフェースと、
受信したパケットに含まれる宛先アドレスに基づいて、前記パケットを送信すべきインタフェースとして前記第１のインタフェースと前記第２のインタフェースを決定するパケット転送処理部と、
前記パケットを前記第１のインタフェースから受信した場合は前記パケットが折返しパケットであると判定し、前記第２のインタフェースを前記折返しパケットを送信するインタフェースとして選択し、前記パケットを第３のインタフェースから受信した場合は前記パケットが通常パケットであると判定し、前記第１のインタフェースを前記通常パケットを送信するインタフェースとして選択するパス選択処理部とを備えることを特徴とするネットワーク装置。
請求項７に記載のネットワーク装置であって、さらに、
前記第１および第２のインタフェースが通信可能状態であるか否かを示す情報を記憶する折返し判定記憶部を備え、
前記パス選択処理部は、前記折返し判定記憶部を参照し、前記通常パケットを送信するインタフェースとして選択した前記第１のインタフェースが通信不可状態であると判定した場合、前記第２のインタフェースを前記通常パケットを送信するインタフェースとして選択することを特徴とするネットワーク装置。
請求項８に記載のネットワーク装置であって、
前記パケット転送処理部は、前記パス選択処理部が前記第２のインタフェースが通信不可状態であると判定すると、前記通常パケットを前記第３のインタフェースから折り返して送信することを特徴とするネットワーク装置。
請求項９に記載のネットワーク装置であって、
前記第３のインタフェースから折り返して送信するパケットは、前記通常パケットのレイヤ２ヘッダの宛先ＭＡＣアドレスと送信元ＭＡＣアドレスを反転した構成であることを特徴とするネットワーク装置。
請求項７乃至請求項１０に記載のネットワーク装置であって、
前記第１のインタフェースは、前記第２のインタフェースよりも出力優先度の高いインタフェースであることを特徴とするネットワーク装置。
請求項１１に記載のネットワーク装置であって、
前記パケット転送処理部は、前記第２のインタフェースから折返しパケットを受信した場合に、前記折返しパケットを廃棄することを特徴とするネットワーク装置。
請求項７乃至請求項１２に記載のネットワーク装置であって、
前記パケット転送処理部は、前記折返しパケットを前記第２のインタフェースから送信する場合と、前記通常パケットを前記第３のインタフェースから折り返して送信する場合の少なくとも一方の場合において、前記パケットのＴＴＬを減算しないことを特徴とするネットワーク装置。
第１のネットワーク装置と、前記第１のネットワーク装置とそれぞれネットワークを介して接続される第２のネットワーク装置および第３のネットワーク装置とを含むネットワークシステムであって、
前記第１のネットワーク装置は、
前記第２のネットワーク装置と接続するための第１のインタフェースと、
前記第３のネットワーク装置と接続するための第２のインタフェースと、
受信したパケットに含まれる宛先アドレスに基づいて、前記パケットを送信すべきインタフェースとして前記第１のインタフェースと前記第２のインタフェースを決定する第１のパケット転送処理部と、
前記第１のインタフェースと前記第２のインタフェースの中から、前記受信したパケットを送信するインタフェースを選択する第１のパス選択処理部とを備え、
前記第２のネットワーク装置は、
前記第１のネットワーク装置と接続するための第３のインタフェースと、
他の装置と接続するための第４のインタフェースと、
前記第３のインタフェースから受信したパケットに含まれる宛先アドレスに基づいて、前記パケットを送信すべきインタフェースとして前記第４のインタフェースを決定する第２のパケット転送処理部と、
前記受信したパケット送信するインタフェースとして前記第４のインタフェースを選択する第２のパス選択処理部と、
前記第４のインタフェースが通信可能状態であるか否かを示す情報を記憶する折返し判定記憶部とを備え、
前記第２のネットワーク装置の前記第２のパケット転送処理部は、前記第２のパス選択処理部が前記折返し判定記憶部を参照し、前記第３のインタフェースから受信したパケットを送信するインタフェースとして選択した前記第４のインタフェースが通信不可状態であると判定した場合、前記第３のインタフェースから受信したパケットを前記第３のインタフェースから折り返して送信し、
前記第１のネットワーク装置の前記第１のパス選択処理部は、前記第１のインタフェースからパケットを受信すると、当該パケットは折返しパケットであると判定し、前記第２のインタフェースを前記折返しパケットを送信するインタフェースとして選択することを特徴とするネットワークシステム。