JP2013214912A

JP2013214912A - パケット転送装置及びそれに用いるデータ転送方法並びにそのプログラム

Info

Publication number: JP2013214912A
Application number: JP2012085077A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Sato; 智昭佐藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2013-10-17

Abstract

【課題】複数経路にてパケットの順序が逆転してしまうような現象を防止し、かつ特定ポートにトラヒックが偏ることなく、ＬＡＧに設定されたポートの帯域をほぼ無駄なく使い切ることが可能なパケット転送装置を提供する。
【解決手段】パケット転送装置は、ＬＡＧポート向けのトラヒックを含む全ての情報をシーケンス番号付きのカプセルにカプセル化する手段（カプセル化部１１２及びシーケンス番号付与部１１３）と、当該シーケンス番号付きのカプセルをＬＡＧグループポートへ均等に送受信する手段（パケット受信部１０１）とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明はパケット転送装置及びそれに用いるデータ転送方法に関し、特にネットワーク内のある装置間において、広帯域化・冗長化を行うＬＡＧ（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ：リンクアグリゲーション）に関する。

ネットワーク内のある装置間において、広帯域化・冗長化を行う場合には、ＩＥＥＥ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．３ａｄで標準化されているＬＡＧ（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）等を利用することがある。

ＬＡＧが組まれた複数ポートのうち、どのポートをトラヒックが通過するかということは、各装置ベンダに委ねられているが、主な振分け方法としては、（１）特定ポートにトラヒックを送出する方法、（２）アドレス情報を元に演算等で出力ポートを決定し、トラヒックを送出する方法、（３）ＲＲ（ＲｏｕｎｄＲｏｂｉｎ）でトラヒックを送出する方法、という３つの方法がある。

上記以外の方法としては、近年、ＩＦＧ（ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＧａｐ）の一部に特殊な情報を挿入し、装置間で特殊な動作をさせる手法（例えば、特許文献１参照）、あるいは装置間にまたがったＬＡＧグループの出力ポートをＬＡＧグループ単位で管理する手法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

特開２００６−１６５８７５号公報特開２００９‐１０５７２３号公報

上述した装置間において広帯域化・冗長化を行う際に、（１）の方法をとる場合には、例えば、あるＬＡＧポートへのトラヒックが多くなることで、特定のポートにトラヒックが偏り、ＬＡＧとして束ねられた帯域を有効に活用することが難しい。

また、（２）の方法をとる場合には、例えば、別のアドレスにおける計算結果がある特定ポートに偏ってしまうと、特定のポートにトラヒックが偏り、ＬＡＧとして束ねられた帯域を有効に活用することが難しい。

さらに、（３）の方法をとる場合には、ＬＡＧとして束ねられた帯域を有効に活用することはできるが、ＬＡＧを構成している複数経路にてパケットの順序付けが保障されないといった課題がある。

さらにまた、特許文献１に記載の手法では、その方法に準拠した装置でしかネットワークを構成することができず、特許文献２に記載の手法では、（２）の方法の課題を解決することができるが、（１）の方法や（３）の方法の課題を解決することはできない。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、複数経路にてパケットの順序が逆転してしまうような現象を防止し、かつ特定ポートにトラヒックが偏ることなく、ＬＡＧに設定されたポートの帯域をほぼ無駄なく使い切ることができるパケット転送装置及びそれに用いるデータ転送方法並びにそのプログラムを提供することにある。

本発明によるパケット転送装置は、ＬＡＧ（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）ポート向けのトラヒックを含む全ての情報をシーケンス番号付きのカプセルにカプセル化する手段と、当該シーケンス番号付きのカプセルをＬＡＧグループポートへ均等に送受信する手段とを備えている。

本発明によるデータ転送方法は、パケット転送装置は、ＬＡＧ（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）ポート向けのトラヒックを含む全ての情報をシーケンス番号付きのカプセルにカプセル化する処理と、当該シーケンス番号付きのカプセルをＬＡＧグループポートへ均等に送受信する処理とを実行している。

本発明によるプログラムは、パケット転送装置の中央処理装置に実行させるプログラムであって、
ＬＡＧ（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）ポート向けのトラヒックを含む全ての情報をシーケンス番号付きのカプセルにカプセル化する処理と、当該シーケンス番号付きのカプセルをＬＡＧグループポートへ均等に送受信する処理とを含むことを特徴とする。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、複数経路にてパケットの順序が逆転してしまうような現象を防止し、かつ特定ポートにトラヒックが偏ることなく、ＬＡＧに設定されたポートの帯域をほぼ無駄なく使い切ることができるという効果が得られる。

本発明の実施の形態によるパケット転送装置の構成例を示すブロック図である。本発明の実施の形態によるパケット転送装置の入力時の動作を示す図である。本発明の実施の形態によるパケット転送装置の出力時の動作を示す図である。本発明の実施の形態によるパケット転送装置の動作例を示す図である。本発明の実施の形態によるパケット転送装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態によるパケット転送装置の動作を示すフローチャートである。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、本発明によるパケット転送装置の概要について説明する。

本発明によるパケット転送装置は、ＬＡＧ（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）において、ＬＡＧポート向けのトラヒックをシーケンス番号つき固定長カプセルにカプセル化し送受することで、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームの順序性を維持した状態で束ねられた帯域を最大限有効利用することを特徴とする。

本発明では、ＬＡＧポート向けのトラヒック、つまりＩＦＧ（ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＧａｐ）やそれに含まれるＩＤＬＥ（アイドル）信号等の入力される全ての情報をシーケンス番号つき固定長カプセルにカプセル化し、ＬＡＧグループポートへ均等に送信し、受信することで、複数経路にてパケットの順序が逆転してしまうような現象を防止し、かつ特定ポートにトラヒックが偏ることなく、ＬＡＧに設定されたポートの帯域をほぼ無駄なく使い切ることが可能となる。

図１は本発明の実施の形態によるパケット転送装置の構成例を示すブロック図である。図１において、本発明の実施の形態によるパケット転送装置は、パケット受信部１０１と、パケットスイッチング部１０２と、パケット送信部１０３とから構成されている。パケットスイッチング部１０２及びパケット送信部１０３については、一般的なＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）転送装置に具備されるような機能を具備する。

パケット受信部１０１については、一般的なＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）転送装置に具備されるような機能を具備し、さらに宛先解決部１１１と、カプセル化部１１２と、シーケンス番号付与部１１３と、カプセル解除部１１４と、シーケンス番号解析部１１５とを備えている。

宛先解決部１１１は、本発明によるＬＡＧポート宛ての情報かそうでないかを判断する機能を具備する。カプセル化部１１２は、入力された情報をある特定バイト数にカプセル化する。シーケンス番号付与部１１３は、カプセル化された情報にシーケンス番号を付与する。

カプセル解除部１１４は、シーケンス番号順に並べられたカプセルからシーケンス番号情報を外してカプセルを解除する。シーケンス番号解析部１１５は、シーケンス番号を付与されたカプセルを受信した際にシーケンス番号順に並べ直す。

本発明の実施の形態によるパケット転送装置では、パケット受信部１０１の宛先解決部１１１にて、本発明によるＬＡＧポート向けかそうでないかを判別し、本発明によるＬＡＧポート宛てであった場合、例えばＩＦＧやそれに含まれるＩＤＬＥ信号等の入力される全ての情報をカプセル化部１１２へ渡す。

カプセル化部１１２は、宛先解決部１１１から情報を受け取ると、その情報を特定バイト数毎に区切ってカプセル化を行い、シーケンス番号付与部１１３へ渡す。シーケンス番号付与部１１３では、カプセル化部１１２からカプセルを受け取ると、カプセル毎にシーケンス番号を付与し、本発明によるＬＡＧに設定されたポートへと順に送信する。

本発明によるＬＡＧに設定されたポートにて受信したデータは、シーケンス番号解析部１１５において、付与されているシーケンス番号順にカプセルデータを並べ替え、カプセル解除部１１４へと渡す。カプセル解除部１１４は、シーケンス番号解析部１１５からカプセルデータを受け取ると、付与されているシーケンス番号を取り外し、カプセルを解除して元のデータを復元する。

図２は本発明の実施の形態によるパケット転送装置の入力時の動作を示す図であり、図３は本発明の実施の形態によるパケット転送装置の出力時の動作を示す図である。

図２において、宛先解決部１１１は、本発明によるＬＡＧポート向けかそうでないかを判別し、本発明によるＬＡＧポート宛てであった場合、そのポートの情報を全てカプセル化部１１２に渡す。

カプセル化部１１２では、宛先解決部１１１から送られてきた情報を特定バイト数にカプセル化し、シーケンス番号付与部１１３へ渡す。シーケンス番号付与部１１３では、送られてきたカプセルにシーケンス番号を順々に付与し、予め本発明によるＬＡＧポートと設定された物理ポート（図示せず）に対してそのカプセル化したデータを送信する。

図３において、パケット受信部１０１は、予め本発明によるＬＡＧポートと設定された物理ポートから入力されたカプセルを受信すると、シーケンス番号解析部１１５にて、入力時に付与されたシーケンス番号順に並べ替え、並べ替えたデータをカプセル解除部１１４へ送信する。

カプセル解除部１１４では、シーケンス番号解析部１１５から送信されてきたカプセルからシーケンス番号を外し、カプセルを解除し、そのデータを装置内部のパケットスイッチング部１０２へ送信する。

図４は本発明の実施の形態によるパケット転送装置の動作例を示す図であり、図５及び図６は本発明の実施の形態によるパケット転送装置の動作を示すフローチャートである。これら図１〜図６を参照して本発明の実施の形態によるパケット転送装置の動作について説明する。尚、図５及び図６に示す処理動作は、パケット受信部１０１の処理を実行するＣＰＵ（中央処理装置）がプログラムを実行することで実現可能である。

図４において、本発明による装置２０２に４０Ｇｂｐｓの帯域２０１でパケット２０４が本発明によるＬＡＧポート２０６へ向けて流入してきているものとする。この情報は、パケットデータのないＩＦＧ等を含め、特定バイト長にカプセル化され（図４の２０３）、シーケンス番号付きのカプセル２０５に変更され、本発明によるＬＡＧポート２０６へ順に送出される。

本発明による対向装置２０７では、本発明による装置２０２から送られてきたシーケンス番号付きカプセル２０５を受け取ると、そのカプセルを当該カプセルに付与されているシーケンス番号順に並べ替え、付与されているシーケンス番号を取り外して元のデータ２０８を復元する。

本発明によるＬＡＧポート２０６へデータが入力される場合の動作は図５に示す通りとなる。まず、パケット受信部１０１は、データが入力される場合（図５ステップＳ１）、宛先解決部１１１にて、そのデータが本発明によるＬＡＧポート２０６向けかそうでないかを判別する（図５ステップＳ２）。

パケット受信部１０１は、本発明によるＬＡＧポート２０６宛てでなかった場合（図５ステップＳ２のＮＯ）、通常のＬ２（レイヤ２）スイッチと同様の処理を行ってパケットスイッチング部１０２へ転送する（図５ステップＳ３）。

パケット受信部１０１は、本発明によるＬＡＧポート宛てであった場合（図５ステップＳ２のＹＥＳ）、全ての情報をカプセル化部１１２へ渡す（図５ステップＳ４）。

カプセル化部１１２では、全ての情報を受け取ると、特定のバイト数毎にデータを切り分けてカプセル化を行い（図５ステップＳ５）、そのデータをシーケンス番号付与部１１３に渡す。

シーケンス番号付与部１１３では、受け取ったカプセルデータにシーケンス番号を付与し（図５ステップＳ６）、本発明のＬＡＧポートへ順に送信する［ＲＲ（ＲｏｕｎｄＲｏｂｉｎ）転送］（図５ステップＳ７，Ｓ８）。

本発明によるＬＡＧポート２０６からデータが出力される場合の動作は図６に示す通りとなる。まず、パケット受信部１０１は、データが入力されたポートが本発明によるＬＡＧポート２０６かそうでないかを判断する（図６ステップＳ１１，Ｓ１２）。

パケット受信部１０１は、入力されたポートが本発明によるＬＡＧポート２０６でない場合（図６ステップＳ１２のＮＯ）、通常のＬ２スイッチと同様の処理を行ってパケットスイッチング部１０２へ転送する（図６ステップＳ１３）。

パケット受信部１０１は、入力されたポートが本発明によるＬＡＧポート２０６であった場合（図６ステップＳ１２のＹＥＳ）、シーケンス番号解析部１１５においてバッファリングするとともに（図６ステップＳ１４）、同時にデータをシーケンス番号順に並び替え（図６ステップＳ１５）、その並び替えたデータをその順にカプセル解除部１１４へ渡す。

カプセル解除部１１４では、シーケンス番号解析部１１５から受け取ったカプセルデータのシーケンス番号を外し（図６ステップＳ１６）、カプセルの解除を行う（図６ステップＳ１７）。カプセル解除が完了して復元されたデータをパケットスイッチング部１０２へ転送する（図６ステップＳ１８）。

このように、本実施の形態では、ＬＡＧポート向けのトラヒックをシーケンス番号付きの固定長カプセルにカプセル化し、ＬＡＧグループポートへ均等に送信して受信することで、複数経路にてパケットの順序が逆転してしまうような現象を防止し、かつ特定ポートにトラヒックが偏ることなく、ＬＡＧに設定されたポートの帯域をほぼ無駄なく使い切ることができる。

さらには、近年、ＩＦＧの一部に特殊な情報を挿入し装置間で特殊な動作をさせる手法（特許文献１参照）も出てきており、その際はその方法に準拠した装置でしかネットワークを構成することができない。

しかしながら、本実施の形態では、ＩＦＧを含めてカプセル化することにより、特殊なＩＦＧを利用するネットワーク構成へ影響することなく、ＬＡＧの帯域を有効活用することができるという効果も得られる。

本発明は、カプセル化部１１２においてパケットデータに付随するプリアンブルや、パケットデータがない状態であるＩＦＧ等を圧縮してカプセル化を行うことで、ＬＡＧ帯域をさらに有効活用することもできる。特に、圧縮手法に関しては、実際のパケットデータ以外のみを対象とした差分圧縮法を用いることで、より大きな効果が得られる。

また、本発明は、上記の本発明の実施の形態において、カプセル化を行うバイト数を固定長としているが、シーケンス番号付与部１１３にて付与するシーケンス番号情報にカプセル化を行うバイト長の長さ情報を含め、シーケンス番号解析部１１５にてカプセルの長さも同時に解析し、カプセル解除等を行う手法をとることもできる。この場合、長さ情報は、「６４Ｂｙｔｅ＝‘００’、１２８Ｂｙｔｅ＝‘０１’、１９２Ｂｙｔｅ＝‘１０’、２５６Ｂｙｔｅ＝‘１１’」等のようにパタン化してもよい。

１０１パケット受信部
１０２パケットスイッチング部
１０３パケット送信部
１１１宛先解決部
１１２カプセル化部
１１３シーケンス番号付与部
１１４カプセル解除部
１１５シーケンス番号解析部
２０１帯域
２０２本発明による装置
２０４パケット
２０５シーケンス番号付きのカプセル
２０６本発明によるＬＡＧポート
２０７本発明による対向装置
２０８元のデータ

Claims

ＬＡＧ（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）ポート向けのトラヒックを含む全ての情報をシーケンス番号付きのカプセルにカプセル化する手段と、当該シーケンス番号付きのカプセルをＬＡＧグループポートへ均等に送受信する手段とを有することを特徴とするパケット転送装置。
前記全ての情報は、前記ＬＡＧポート向けのトラヒックと、少なくともＩＦＧ（ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＧａｐ）及びそれに含まれるＩＤＬＥ信号とを含むことを特徴とする請求項１記載のパケット転送装置。
前記カプセル化する手段は、予め設定された固定長毎にデータを切り分けてカプセル化を行うことを特徴とする請求項２記載のパケット転送装置。
前記カプセル化する手段は、前記シーケンス番号情報にカプセル化を行うバイト長の長さ情報を含めることを特徴とする請求項２記載のパケット転送装置。
パケット転送装置は、ＬＡＧ（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）ポート向けのトラヒックを含む全ての情報をシーケンス番号付きのカプセルにカプセル化する処理と、当該シーケンス番号付きのカプセルをＬＡＧグループポートへ均等に送受信する処理とを実行することを特徴とするデータ転送方法。
前記全ての情報は、前記ＬＡＧポート向けのトラヒックと、少なくともＩＦＧ（ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅＧａｐ）及びそれに含まれるＩＤＬＥ信号とを含むことを特徴とする請求項５記載のデータ転送方法。
前記パケット転送装置は、前記カプセル化する処理において、予め設定された固定長毎にデータを切り分けてカプセル化を行うことを特徴とする請求項６記載のデータ転送方法。
前記パケット転送装置は、前記カプセル化する処理において、前記シーケンス番号情報にカプセル化を行うバイト長の長さ情報を含めることを特徴とする請求項６記載のデータ転送方法。
パケット転送装置の中央処理装置に実行させるプログラムであって、
ＬＡＧ（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）ポート向けのトラヒックを含む全ての情報をシーケンス番号付きのカプセルにカプセル化する処理と、当該シーケンス番号付きのカプセルをＬＡＧグループポートへ均等に送受信する処理とを含むことを特徴とするプログラム。