JP2006203735A - Communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、通信装置に関するもので、特に、異速度回線を仮想的に集線したとき、物理回線の回線速度に沿ったフレーム振分けを実施する通信装置に関する。 The present invention relates to a communication apparatus, and more particularly to a communication apparatus that performs frame distribution according to the line speed of a physical line when different speed lines are virtually collected.
リンクアグリゲーションは、複数の物理回線(データリンク)を仮想的に1本の回線として扱う技術である。この技術によれば、高速な回線を用いなくとも帯域幅を広げることが可能である。また、物理回線に障害が発生した場合も、他の物理回線を使用して、回線全体としては停止することなく、動作し続けられるため、障害に対しても強いという特徴がある。 Link aggregation is a technique for handling a plurality of physical lines (data links) virtually as one line. According to this technique, the bandwidth can be expanded without using a high-speed line. Further, even when a failure occurs in a physical line, another physical line is used, and the entire line can continue to operate without being stopped.
しかし、リンクアグリゲーションの規格(IEEE802.1ad)では、異速度の物理回線をアグリゲートしたときのフレーム振分けに対しては、記載が無い。また、特許文献1には、フレームの振分けをIPアドレス、MACアドレス、宛先ポートなどにより行なう発明が記載されているが、物理回線の回線速度によりフレームを振分ける方法は記載されていない。したがって、従来のルータ装置では、リンクアグリゲーション機能でのフレームの振分けは、物理回線の回線速度に関係なく送受信のIPアドレスとMACアドレスまたは論理ポート番号で決定し実施している。送受信のIPアドレスとMACアドレスを使う場合、両アドレスを加算して、物理回線の数で割った残余によって、物理回線を割り振る。この場合、同一組み合わせの端末間の通信は、常に同じ物理回線を通ることになる。 However, in the link aggregation standard (IEEE802.1ad), there is no description for frame allocation when different speed physical lines are aggregated. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes an invention in which frame distribution is performed by an IP address, a MAC address, a destination port, and the like, but does not describe a method of distributing frames according to the line speed of a physical line. Therefore, in the conventional router device, the frame distribution in the link aggregation function is determined and performed by the transmission / reception IP address and MAC address or logical port number regardless of the line speed of the physical line. When sending and receiving IP addresses and MAC addresses are used, physical addresses are allocated by adding both addresses and dividing by the number of physical lines. In this case, communication between terminals of the same combination always passes through the same physical line.
リンクアグリゲーションでは、受信したフレームをアグリゲートしている物理回線に振分けて送信するため、異速度の物理回線をアグリゲートした場合、回線速度が大きい物理回線においても回線速度の小さい物理回線の帯域しか使用できないケースが発生し、物理回線の帯域を効率的に使用できない。
一方、QoSの帯域制御機能を使用してもリンクアグリゲーショングループに対しての帯域制御は可能だが、リンクアグリゲーショングループ内の個々の物理回線に対して送信するポートの選択はできない。
In link aggregation, received frames are distributed and transmitted to the physical line that is being aggregated. Therefore, when a physical line with a different speed is aggregated, only a physical line with a low line speed can be used even on a physical line with a high line speed. There are cases where it cannot be used, and the bandwidth of the physical line cannot be used efficiently.
On the other hand, even if the QoS bandwidth control function is used, bandwidth control for the link aggregation group is possible, but it is not possible to select a port to be transmitted to each physical line in the link aggregation group.
上述したとおり、従来技術では、異速度の物理回線をアグリゲートした場合、アグリゲートしている複数の回線の回線速度を効率的に使用できない問題がある。 As described above, in the prior art, when physical lines having different speeds are aggregated, there is a problem that the line speeds of a plurality of aggregated lines cannot be used efficiently.
本発明は、プロトコル識別子と物理回線の回線速度との対応テーブルを持ち、その対応テーブルから出力する物理回線を決定しフレームを送信することにより、異速度の物理回線をアグリゲートした場合でも物理回線の回線速度を効率的に使用することを可能とする。 The present invention has a correspondence table between protocol identifiers and line speeds of physical lines, determines a physical line to be output from the correspondence table, and transmits a frame so that a physical line can be obtained even when different speed physical lines are aggregated. Can be used efficiently.
本発明によれば、異なった速度の物理回線をアグリゲートした場合でも、アグリゲートしたグループ内の物理回線の帯域を効率的に使用できる。また、優先度の低いフレームを回線速度の小さい物理回線に振分ける事ができるため、アグリゲートしたグループ内の物理回線単位に帯域制御をすることが可能となる。 According to the present invention, even when physical lines having different speeds are aggregated, the bandwidth of the physical lines in the aggregated group can be used efficiently. In addition, since frames with low priority can be distributed to physical lines with a low line speed, bandwidth control can be performed for each physical line in the aggregated group.
以下、本発明の実施の形態を、実施例を用いて図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described using examples with reference to the drawings.
実施例1において、図1は、ネットワークを説明するブロック図である。図2は、リンクアグリゲーションを説明するブロック図である。図3は、ルータの機能ブロック図である。図4は、フレーム識別子と使用する回線速度の対応テーブルである。図5は、回線速度と物理回線の対応と使用可否のテーブルである。図6は、ルータのハードウェアのブロック図である。図7は、IPv4のデータグラムフォーマットを説明する図である。図8は、Etherフレームを説明する図である。図9は、IPヘッダのバージョンフィールドの割付を説明する図である。図10は、IPヘッダのプロトコルフィールドの割付を説明する図である。図11は、Etherヘッダのタイプフィールドの割付を説明する図である。 In the first embodiment, FIG. 1 is a block diagram illustrating a network. FIG. 2 is a block diagram for explaining link aggregation. FIG. 3 is a functional block diagram of the router. FIG. 4 is a correspondence table between frame identifiers and line speeds to be used. FIG. 5 is a table of correspondence between line speed and physical line and availability. FIG. 6 is a block diagram of router hardware. FIG. 7 is a diagram for explaining an IPv4 datagram format. FIG. 8 is a diagram for explaining an Ether frame. FIG. 9 is a diagram for explaining the assignment of the version field of the IP header. FIG. 10 is a diagram for explaining the assignment of the protocol field of the IP header. FIG. 11 is a diagram for explaining the assignment of the type field of the Ether header.
図1を用いて、本発明を適用したネットワーク1000を説明する。ネットワーク1000は、4台のルータ装置100、200、300、400で構成されている。ルータ装置100には、PC等の5台の端末10〜14がハブ30を介して接続されている。同様に、ルータ装置200には、PC等の4台の端末15〜18がハブ31を介して接続されている。ルータ装置300には、端末19が、ルータ装置400には、端末20が直接接続されている。
A
ルータ装置200とルータ装置400の間には、物理回線90が張られている。一方、ルータ装置100とルータ装置200との間には、速度の異なる3本の物理回線(α,β,γ)が張られ、それらはリンクアグリゲーションX40を構成している。同様に、ルータ装置100とルータ装置300との間には、リンクアグリゲーションY50が張られている。また、ルータ装置100とルータ装置400との間には、リンクアグリゲーションZ60が張られている。
A
ここで、ハブ30を介してルータ装置100に接続している端末10と、ハブ31を介してルータ装置200に接続している端末15との間の通信を、図2を用いて説明する。以下、ルータ装置を単にルータと呼ぶ。以下の実施例では、ルータを用いて説明するが、ルータはスイッチであっても良い。通信装置は、ルータとスイッチとを含む概念である。また、図2では、ハブの記載を省略した。
Here, communication between the
図2において、リンクアグリゲーションネットワークを使用する端末10、15は、リンクアグリゲーション機能を有するルータ100、200とを介して接続されている。端末10とルータ100とは、物理回線70が接続し、同様に、端末15とルータ200とは、物理回線80が接続している。ルータ100とルータ200との間は、異なる回線速度の物理回線α41、β42、γ43をアグリゲートしたリンクアグリゲーショングループX40で接続している。
In FIG. 2, the
ルータ100およびルータ200はリンクアグリゲーション機能を実装しており、ルータ100のリンクアグリゲーション機能の送受信に関する機能ブロック構成を図3に示す。
The
図3において、ルータ100は、フレーム受信部111〜114と、フレーム送信部121〜124、受信フレーム制御部110、送信フレーム制御部120で構成されている。フレーム受信部111〜114は、図示しないタイミング抽出部と信号識別部とを有しているので、信号のビットレートに拠らず10Gbit/sまでの信号を受信できる。同様に、フレーム送信部121〜124は、10Gbit/sまでの信号を送信可能である。ここで、物理回線70のフレーム受信部は符号111、フレーム送信部は符号121;物理回線α41のフレーム受信部が符号112、フレーム送信部が符号122;物理回線β42のフレーム受信部が符号113、フレーム送信部が符号123;物理回線γ43のフレーム受信部が符号114、フレーム送信部が符号124である。
In FIG. 3, the
受信フレーム制御部110は、フレーム入力部115とフレーム識別子取得部116とで構成されている。また、送信フレーム制御部120は、回線速度判定部127と、出力回線判定部126と、フレーム出力部125と、識別子−回線速度テーブル130と、回線速度−物理回線対応テーブル140とで構成される。ここで、識別子−回線速度テーブル130を図4に、回線速度−物理回線対応テーブル140を図5に示す。
The reception
図4において、リンクアグリゲーションコラム131は、図1のルータ100に接続するリンクアグリゲーション符号(X,Y,Z)である。フレーム識別子コラム132は、フレーム識別子(A,B,…,N)が記録され、回線速度コラム133は、フレーム識別子毎に回線速度が記録されている。また、図5において、リンクアグリゲーションコラム141は、図1のルータ100に接続するリンクアグリゲーション符号(X,Y,Z)である。物理回線コラム142は、リンクアグリゲーションに収容される物理回線符号(α,β,γ,…)、回線速度コラム143と使用可否コラム144とは、当該物理回線の回線速度と使用可否を記録する。
In FIG. 4, a
なお、図4および図5は、ルータをどのような構成で使用するかという構成定義である。したがって、フレーム識別子と回線速度との関係は、リンクアグリゲーショングループごとに異なる場合がある。また、物理回線の速度向上等により、適宜更新される。さらに、図4のテーブルと図5のテーブルを一面のテーブルとして構成し、識別子と物理回線とを直接対応付けてもよい。この場合には、回線速度判定部127と出力回線判定部126とを一体化する。
4 and 5 are configuration definitions for the configuration in which the router is used. Therefore, the relationship between the frame identifier and the line speed may be different for each link aggregation group. Also, it is updated as appropriate due to the speed improvement of the physical line. Furthermore, the table of FIG. 4 and the table of FIG. 5 may be configured as a single table, and the identifier and the physical line may be directly associated with each other. In this case, the line
図6を用いて、ルータ100のハードウェア構成を説明する。ルータ100は、バス160に接続する中央処理装置(CPU)180と、メモリ190と、4台のフレーム送受信IF150〜153とから構成されている。図3で説明した機能ブロックと対比すれば明確なように、図3のフレーム受信部とフレーム送信部とは、それらの機能を併せ持つフレーム送受信IFとして、ハードウェアで実現されている。また、図3の受信フレーム制御部と送信フレーム制御部は、メモリ190に書き込まれたプログラムまたはテーブルのとして実現されている。すなわち、図3に戻って、フレーム入力部115はフレーム入力プログラム、識別子取得部116はフレームの識別子を取得するプログラム、回線速度判定部127は識別子−回線速度テーブル130を参照して回線速度を判定するプログラム、出力回線判定部126は回線速度−物理回線対応テーブル140を参照してフレームを送信する物理回線を決定するプログラムである。
The hardware configuration of the
次に、図2ないし図5を参照して、ルータ100を中心とする動作を説明する。
端末10から端末15へ向けて、リンクアグリゲーションネットワークを使用して、プロトコルが違う等のフレーム識別子の異なったフレームA(識別子「A」)とフレームB(識別子「B」)の通信をした場合を考える。
Next, the operation centering on the
A case where frame A (identifier “A”) and frame B (identifier “B”) having different frame identifiers such as different protocols are communicated from the terminal 10 to the terminal 15 using a link aggregation network. Think.
フレームAは、端末10から送信され、物理回線70を介してルータ100のフレーム受信部111で受信される。フレームAを受信したフレーム受信部111は、リンクアグリゲーショングループX40の回線にフレームを送信するためにフレーム入力部115経由で識別子取得部116に受信フレームを渡す。識別子取得部116は、受信フレームの識別子を含むフィールドからフレーム識別子を取得し、その識別子と受信フレームを回線速度判定部127に渡す。回線速度判定部127は、図4の識別子−回線速度対応テーブル130から、リンクアグリゲーショングループコラム131の「X」とフレーム識別子コラム132の「A」とをキーに、回線速度コラム133に記載された使用する回線速度(この場合10Mbit/s)を割り出す。回線速度判定部127は、割り出した使用する回線速度と受信フレームを出力回線判定部126に渡す。出力回線判定部126は、図5の回線速度−物理回線対応テーブル140から、リンクアグリゲーショングループコラム141の「X」と回線速度コラム143の「10Mbit/s」とをキーに、使用可否コラム144が「使用可」の、物理回線(この場合α)を割り出す。なお、識別子は、図7に示すIPv4のデータグラムフォーマットのバージョンフィールド701またはプロトコルフィールド702、もしくは図8に示すEtherフレームのフレームタイプフィールド801等から取得する。バージョンフィールド701は、4ビットで構成され、図9のデシマル(十進数)の値でバージョンを表している。また、プロトコルフィールド702は、8ビットで構成され、図10のデシマルの値でプロトコルを表している。フレームタイプフィールド801は、2オクテットで構成され、図11の16進数値でプロトコルを表している。本明細書では、上記フィールドに記載された数値が、識別子である。
The frame A is transmitted from the terminal 10 and is received by the
出力回線判定部126は、「使用可」の同一回線速度の物理回線がない場合、指定された回線速度より大きくて一番近い回線速度の物理回線を次善の候補とする。それも無い場合は、指定された回線速度に一番近い回線速度の遅い物理回線を次の候補とする。
When there is no physical line with the same line speed of “available”, the output
出力回線判定部126は、判定した物理回線と受信フレームをフレーム出力部125に送信する。フレーム出力部125は、フレーム送信部122経由でリンクアグリゲーショングループX40内の物理回線α41を用いてフレームをルータ200に送信する。
The output
ルータ200は、リンクアグリゲーショングループX40内の物理回線α41からフレームを受信し、物理回線80を介して端末15にフレームを送信する。これにより、端末10と端末15との間でフレームAの通信が完了する。なお、ルータ200の機能ブロック、ハードウェアブロックは、ルータ100と同様であるが、接続するリンクアグリゲーションの違いから識別子−回線速度対応テーブルと回線速度−物理回線対応テーブルとは、図4、図5とは異なる(リンクアグリゲーショングループXの部分は、同一である)。
The
同様に、フレームBに関しても同様にルータ100とルータ200を経由して通信をする。しかし、ルータ100の識別子−速度判定テーブル130では、フレーム「B」に対して、回線速度100Mbit/sを割り出すことになる。また、回線速度−物理回線対応テーブル140で、回線速度100Mbit/sに対して、物理回線γを割り出す。したがって、ルータ100は、リンクアグリゲーショングループX40内の物理回線γ43から送信するようになる。これによって、図2に示すように、同じ組み合わせの端末間でも、フレーム識別子が異なれば、リンクアグリゲートされた複数の物理回線のうち、フレームに最適な異なる物理回線を介して通信することができる。
Similarly, the frame B is similarly communicated via the
本実施例に拠れば、異なった速度の物理回線をアグリゲートした場合でも、アグリゲートしたグループ内の物理回線の帯域を効率的に使用できる。 According to this embodiment, even when physical lines having different speeds are aggregated, the bandwidth of the physical lines in the aggregated group can be used efficiently.
実施例1で説明した識別子−回線速度対応テーブルを用いて、リンクアグリゲートされた物理回線単位で帯域制御することが、可能である。
TCP/IPにおけるトランスポート層のパケットの種別で、図10のTCPはコネクション型で信頼性があり、優先度が高いデータである。一方、UDPはコネクションレスで信頼性がなく、優先度が低いデータである。こうした場合、識別子−回線速度対応テーブルで、識別子tcpには、回線速度の大きい回線に割り振り、識別子udpには、回線速度の小さい物理回線に割り振る。
また、実施例1の変形例のように、識別子と物理回線とを直接対応付けてもよい。
Using the identifier-line speed correspondence table described in the first embodiment, it is possible to perform bandwidth control in units of link-aggregated physical lines.
As a type of transport layer packet in TCP / IP, TCP in FIG. 10 is connection type, reliable, and high-priority data. On the other hand, UDP is connectionless, unreliable, and low-priority data. In such a case, in the identifier-line speed correspondence table, the identifier tcp is assigned to a line with a high line speed, and the identifier udp is assigned to a physical line with a low line speed.
Further, as in the modification of the first embodiment, the identifier and the physical line may be directly associated with each other.
本実施例に拠れば、優先度の低いフレームを回線速度の小さい物理回線に振分ける事ができるため、アグリゲートしたグループ内の物理回線単位に帯域制御をすることができる。 According to the present embodiment, a frame having a low priority can be distributed to a physical line with a low line speed, and thus band control can be performed for each physical line in the aggregated group.
10〜20…端末装置、30…ハブ、31…ハブ、40…リンクアグリゲーショングループ、41〜43…物理回線、50…リンクアグリゲーショングループ、60…リンクアグリゲーショングループ、70…物理回線、80…物理回線、90…物理回線、100…ルータ、110…受信フレーム制御部、111〜114…フレーム受信部、115…フレーム入力部、116…識別子取得部、120…送信フレーム制御部、121〜124…フレーム送信部、125…フレーム出力部、126…出力回線判定部、127…回線速度判定部、130…識別子−回線速度対応テーブル、140…回線速度−物理回線対応テーブル、150〜170…フレーム送受信IF、180…CPU、190…メモリ、200…ルータ、300…ルータ、400…ルータ、701…バージョンフィールド、702…プロトコルフィールド、801…フレームタイプフィールド、1000…ネットワーク。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10-20 ... Terminal device, 30 ... Hub, 31 ... Hub, 40 ... Link aggregation group, 41-43 ... Physical line, 50 ... Link aggregation group, 60 ... Link aggregation group, 70 ... Physical line, 80 ... Physical line, DESCRIPTION OF
Claims (6)
受信したフレームからプロトコル情報を含む識別子を識別し、
識別子と回線との対応テーブルとを参照して回線を決定し、
決定された前記回線に前記フレームを転送することを特徴とする通信装置。 A communication device that aggregates a plurality of lines as a virtual line and transfers a frame using the virtual line,
Identify the identifier containing protocol information from the received frame,
Determine the line by referring to the correspondence table between the identifier and the line,
A communication apparatus that transfers the frame to the determined line.
前記複数の回線には、回線速度の異なる二つの回線を含むことを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 1,
The communication device, wherein the plurality of lines include two lines having different line speeds.
前記対応テーブルは、識別子と回線速度の対応を記録した第1のテーブルと、回線速度と回線との対応を記録した第2のテーブルとから構成されていることを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 1 or 2,
The correspondence table is composed of a first table in which correspondence between identifiers and line speed is recorded, and a second table in which correspondence between line speed and line is recorded.
前記対応テーブルは、優先度が高いデータを回線速度の高い回線に割り振るように記載されていることを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 1,
The communication apparatus is characterized in that the correspondence table is described so that data with high priority is allocated to a line with a high line speed.
識別子とこの識別子に対応する回線速度とを記載した第1のテーブルと、回線とこの回線に対応する回線速度とを記載した第2のテーブルとを含み、
受信したフレームからプロトコルの識別子を検出して、前記第1のテーブルを参照して前記識別子に対応する回線速度を求め、回線速度から前記第2のテーブルを参照して前記回線速度に対応する回線を求めることを特徴とする通信装置。 A communication device connected to a plurality of lines and transferring a frame to any one of the plurality of lines,
A first table describing an identifier and a line speed corresponding to the identifier; and a second table describing a line and a line speed corresponding to the line;
A protocol identifier is detected from the received frame, a line speed corresponding to the identifier is obtained by referring to the first table, and a line corresponding to the line speed is obtained from the line speed by referring to the second table. A communication device characterized by:
前記複数の回線の少なくとも二つはリンクアグリゲートされていることを特徴とする通信装置。 The communication device according to claim 5,
A communication apparatus, wherein at least two of the plurality of lines are link aggregated.
Priority Applications (1)
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