CN101207573A - 中继装置和通信路径管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中继装置和通信路径管理方法。检查帧接收单元接收包含为发送方与接收方之间的通信分配的带宽的带宽数据的检查帧。带宽数据提取单元提取检查帧中的带宽数据，并与检查帧中的MAC地址一起输出所接收的带宽。带宽比较单元从带宽存储单元读出与目的地MAC地址相关联地设定的预设带宽，并将所接收的带宽与预设带宽进行比较。响应帧生成单元生成包含所接收的带宽、预设带宽以及通过比较所接收的带宽与预设带宽而获得的结果的响应帧。响应帧发送单元发送由响应帧生成单元生成的响应帧。

Description

中继装置和通信路径管理方法

技术领域

本发明涉及用于对发送方与接收方之间的通信进行中继的技术。

背景技术

近来，互联网协议(IP)网络被广泛采用，其中通过多个中继装置(例如路由器和交换机)将从发送方发送的数据中继到接收方。在这样的通信网络中，通常使用被称为数据包互联网探测器(ping)等的程序来检查发送方与接收方之间的网络可达性。具体地说，发送方向接收方发送预定的小数据，以使发送方可以基于接收方对所发送的数据的响应来检查网络可达性。

为了以有效的方式管理中继装置，在日本专利申请特开No.2004-23120中公开了一种技术。在上述技术中，如果发送装置在被称为虚拟局域网(VLAN)的网络中发出开始检查的指令，则单个中继装置(路由节点)发送测试数据包，以从同一网络中的其它中继装置收集作为响应数据包的VLAN设定数据。结果，可以提高中继装置的管理效率。

为了维护和管理这样的网络，还开发了一种技术，在该技术中，为各个网络设置的监测服务器收集被定义为装置的管理信息库(MIB)的状态数据。通过该技术，可以有效地管理网络配置以及设置在发送装置与接收装置之间的中继装置的操作状态，以及检查网络可达性。

但是，通过上述技术，当即使发送装置与接收装置之间的网络处于可达状态也不能获得期望的吞吐量时，几乎不能识别吞吐量降低的原因。换言之，如果由于中继装置中的错误设置而导致该中继装置的通信带宽变窄，则该中继装置与其它中继装置之间的通信带宽变得不一致，从而在接收装置中不能获得期望的吞吐量。在这种情况下，因为用户可以确认网络处于可达状态，并且可以在发送装置与接收装置之间发送和接收网络配置数据等，所以不能检测出错误。因此，问题在于，在根据带宽向用户收费的通信服务中，不能向用户提供适合订费的期望吞吐量。

另外，即使在检测到在接收装置中没有提供期望的吞吐量时，因为涉及到多个中继装置，所以也几乎不能识别吞吐量降低的原因。换言之，难以识别具有错误设置或故障的中继装置或网络线路。

如果使用上述MIB来收集各个中继装置的状态数据，则可以识别吞吐量降低的原因。然而，因为MIB没有被充分标准化，所以如果由不同的服务供应商提供中继装置，则有必要提供适合各个中继装置的监测服务器。因此，在发送装置和接收装置分别属于不同的网络时，难以控制和管理设置在网络中的所有中继装置。

发明内容

本发明的目的在于至少部分地解决传统技术中的问题。

根据本发明的一个方面的设备对发送装置与接收装置之间的通信进行中继，该设备包括：接收单元，该接收单元接收包含为所述通信分配的第一带宽的第一帧；获取单元，该获取单元从所述接收单元接收的所述第一帧获取所述第一带宽；比较单元，该比较单元将所述获取单元获取的所述第一带宽与所述设备中预先设定的第二带宽进行比较，以输出第一比较结果；生成单元，该生成单元生成包含从所述比较单元输出的所述第一比较结果的第二帧；以及发送单元，该发送单元发送所述生成单元生成的所述第二帧。

一种根据本发明的一个方面的通信路径管理方法，该方法用于对发送装置与接收装置之间的通信进行中继的设备，该方法包括以下步骤：接收包含为所述通信分配的第一带宽的第一帧；从在所述接收步骤接收的所述第一帧获取所述第一带宽；将在所述获取步骤获取的所述第一带宽与所述设备中预先设定的第二带宽进行比较，以输出第一比较结果；生成包含从所述比较步骤输出的所述第一比较结果的第二帧；以及发送所生成的第二帧。

通过结合附图阅读对本发明当前优选实施方式的如下详述，将更好地理解本发明的上述和其它目的、特征、优点以及技术和工业重要性。

附图说明

图1是用于说明根据本发明第一实施方式的通信系统的原理的示意图；

图2是用于说明由图1所示的通信系统执行的基本操作的顺序图；

图3是图1所示的中继装置的相关部分的结构的框图；

图4是根据第一实施方式的检查帧的内容的实施例的图；

图5是根据第一实施方式的响应帧的内容的实施例的图；

图6是由图1所示的中继装置执行的操作的流程图；

图7是由根据本发明第二实施方式的通信系统执行的基本操作的顺序图；

图8是图7所示的中继装置的相关部分的结构的框图；

图9是由图7所示的中继装置执行的接收检查帧的操作的流程图；

图10是由图7所示的中继装置执行的接收响应帧的操作的流程图；

图11是由根据本发明第三实施方式的通信系统执行的基本操作的顺序图；

图12是图11所示的中继装置的相关部分的结构的框图；

图13是图11所示的中继装置的操作的流程图；以及

图14是用于说明根据本发明实施方式的通信系统的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图详细说明本发明的示例性实施方式。描述与虚拟广域网(VWAN)相关的网络作为根据这些实施方式的实施例。然而，本发明可应用于其它通信系统，只要这些其它通信系统采用在发送方与接收方之间中继数据的方案即可。尽管根据这些实施方式，实施例描述了其中中继装置检查带宽一致性的情况，但是不具有中继数据的功能的接收装置也可以检查带宽一致性。

图1是用于说明根据本发明第一实施方式的通信系统的原理的示意图。如图1所示，在发送装置T与接收装置R之间设置有三个中继装置100-1至100-3。因此，当从发送装置T发送包含正常数据的数据帧时，通过各个中继装置100-1至100-3将该数据帧发送给接收装置R。

从发送装置T发送用于进行传输路径的检查的检查帧。各个中继装置100-1至100-3接收该检查帧以中继该检查帧，并生成响应帧以将该响应帧返回给发送装置T。在这种情况下，各个中继装置100-1至100-3将各个中继装置100-1至100-3中设定的带宽与存储在检查帧中的带宽进行比较，并将表示带宽是否一致的带宽比较数据存储在响应帧中。

图2是用于说明由图1所示的通信系统执行的基本操作的顺序图。发送装置T以多播的方式向接收装置R发送检查帧，该检查帧包含表示为发送装置T与接收装置R之间的通信分配的设定带宽的带宽数据(步骤S101)。在检查帧的多播传输期间，各个中继装置100-1至100-3接收检查帧，并响应于该检查帧向发送装置T返回响应帧。

换言之，中继装置100-1将与检查帧一起接收的设定带宽(以下称为“所接收的带宽”)与在中继装置100-1中预先设定的带宽(以下称为“预设带宽”)进行比较，并向发送装置T返回包含比较结果的响应帧(步骤S102)。类似地，各个中继装置100-2和100-3向发送装置T返回包含所接收的带宽与中继装置100-2和100-3中分别设定的各个预设带宽之间的比较结果的响应帧(步骤S103和S104)。

在接收到检查帧时，接收装置R将所接收的带宽与接收装置R中设定的预设带宽进行比较，并向发送装置T返回包含比较结果的响应帧(步骤S105)。

图3是根据第一实施方式的中继装置100的框图。中继装置100具有与中继装置100-1至100-3相同的结构。中继装置100包括数据帧接收单元101、数据帧发送单元102、检查帧接收单元103、接收确定单元104、复制单元105、检查帧发送单元106、带宽数据提取单元107、带宽存储单元108、带宽比较单元109、响应帧生成单元110、响应帧接收单元111、传送控制单元112和响应帧发送单元113。

数据帧接收单元101从发送装置或者位于中继装置100与发送装置之间的中继装置接收包含正常数据的数据帧，并向数据帧发送单元102输出该数据帧。

数据帧发送单元102中与接收从数据帧接收单元101输出的数据帧所通过的端口相关联地存储有该数据帧的源地址。随后，数据帧发送单元102检查该数据帧的目的地地址，并通过与目的地地址相关联地存储在其中的端口发送该数据帧。通过这种方式，中继装置100获取与地址相关联的端口并对数据帧进行中继。

检查帧接收单元103从发送装置或者位于中继装置100与发送装置之间的中继装置接收检查帧，该检查帧包含为发送装置与接收装置之间的通信分配的设定带宽的带宽数据，并向接收确定单元104输出该检查帧。

接收确定单元104检查从检查帧接收单元103输出的检查帧的目的地地址，并确定在中继装置100的控制下的接收装置是否属于该目的地地址所指定的多播组。仅当目标接收装置在中继装置100的控制下时，接收确定单元104才确定接收该检查帧，并向复制单元105和带宽数据提取单元107输出该检查帧。

复制单元105为了多播而复制从接收确定单元104输出的检查帧，并向检查帧发送单元106输出所复制的检查帧。具体地说，复制单元105复制与连接到中继装置100的中继装置的数量一样多的检查帧，并向检查帧发送单元106输出所复制的检查帧。

检查帧发送单元106以多播的方式发送从复制单元105输出的检查帧。具体地说，检查帧发送单元106向与中继装置100相连的所有中继装置发送检查帧。

参照图4描述根据第一实施方式的检查帧的内容的实施例。检查帧按顺序包含以下的域：目的地地址、源地址、VWAN数据、有效时间(TTL)、介质访问控制(MAC)地址、带宽数据和帧检查顺序(FCS)。

根据第一实施方式，检查帧的目的地地址包含多播地址。仅在中继装置100控制属于由多播地址所指定的多播组的接收装置时，接收确定单元104才接收检查帧。因此，中继装置100无需中继不必要的检查帧，从而防止了带宽的浪费。

检查帧的源地址包含发送装置的地址。VWAN数据包含发送装置所属的VWAN的识别数据。TTL是包含由发送装置设定的预定数量的连接级的数量，并且每次中继检查帧时，由包括中继装置100在内的各个中继装置逐一地减小该数量。MAC地址包含：作为发送源的发送装置的源MAC地址，其表示发送装置在网络中的绝对位置；以及作为发送目的地的接收装置的目的地MAC地址，其表示接收装置在该网络中的绝对位置。

带宽数据包含与为发送装置与接收装置之间的通信分配的设定带宽相关的信息。例如基于对接收装置的收费来设定该设定带宽，并且该设定带宽与为该接收装置保证的最小通信带宽相对应。因此，中继装置100必须分配大于或等于带宽数据中所包含的设定带宽的带宽。如果分配了比设定带宽窄的带宽，则吞吐量降低。FCS是用于检查该检查帧的错误的位序列。

返回参照图3，当从接收确定单元104输出检查帧时，带宽数据提取单元107提取检查帧的带宽数据，并向带宽比较单元109输出与检查帧一起接收的设定带宽(所接收的带宽)以及检查帧的目的地MAC地址。

带宽存储单元108中存储有在中继装置100中预先设定的带宽(预设带宽)。具体地说，带宽存储单元108中与目的地MAC地址相关联地存储有作为目的地的各个接收装置的预设带宽。

当从带宽数据提取单元107输出所接收的带宽和目的地MAC地址时，带宽比较单元109从带宽存储单元108读出与目的地MAC地址相关联地存储的预设带宽，并将该预设带宽与所接收的带宽进行比较。随后，带宽比较单元109向响应帧生成单元110通知所接收的带宽与预设带宽是否一致的比较结果。

在从带宽比较单元109接收到比较结果的通知时，响应帧生成单元110生成响应帧，该响应帧包含带宽比较数据以及所接收的带宽与预设带宽是否一致的比较结果，该带宽比较数据包含所接收的带宽和预设带宽。随后，响应帧生成单元110将发送装置的地址设定为响应帧的目的地地址，将中继装置100的地址设定为响应帧的源地址，并向响应帧发送单元113输出该响应帧。

参照图5来描述根据第一实施方式的响应帧的内容的实施例。响应帧包含以下的域：目的地地址、源地址、VWAN信息、TTL、带宽比较数据和FCS。

响应帧的目的地地址包含作为检查帧的发送源的发送装置的地址，而响应帧的源地址包含中继装置100的地址。VWAN数据包含中继装置100所属的VWAN的标识。TTL是与连接级的数量有关的数据，并且包含由发送装置设定的预定数量。每次中继检查帧时，由包括中继装置100在内的各个中继装置逐一地减小该数量。

带宽比较数据包含带宽比较单元109获得的带宽比较结果、所接收的带宽和预设带宽。对于带宽比较结果，带宽比较单元109在所接收的带宽与预设带宽一致时包含表示“一致”的位，而在所接收的带宽与预设带宽不一致时包含表示“不一致”的位。因此，当存储表示“一致”的位作为结果域时，存储相同的带宽作为所接收的带宽和预设带宽中的每一个。

返回参照图3，响应帧接收单元111从接收装置或者位于中继装置100与接收装置之间的中继装置接收响应帧，并向传送控制单元112输出该响应帧。

传送控制单元112检查从响应帧接收单元111输出的响应帧的目的地地址，并进行控制，以向目的地地址传送该响应帧。

响应帧发送单元113在传送控制单元112的控制下通过对目的地地址相对应的端口发送由响应帧生成单元110生成的响应帧。

参照图6所示的流程图来描述由具有上述结构的中继装置100执行的检查帧的接收操作。

根据第一实施方式，发送装置将为发送装置与接收装置之间的通信分配的设定带宽存储在带宽数据域中，并在预定的定时以多播的方式发送检查帧，在该检查帧中，将发送装置的地址设定为源MAC地址，并将接收装置的地址设定为目的地MAC地址。

与发送装置相连的中继装置100的检查帧接收单元103接收所发送的检查帧(步骤S201)。接收确定单元104确定属于与检查帧的目的地地址相对应的多播组的接收装置是否处于中继装置100的控制下(步骤S202)。如果目标接收装置没有处于中继装置100的控制下(步骤S202为“否”)，则丢弃所接收的检查帧(步骤S211)。因此，不会中继不必要的检查帧，从而防止了带宽的浪费。

如果属于多播组的接收装置处于中继装置100的控制下(步骤S202为“是”)，则向复制单元105和带宽数据提取单元107输出该检查帧。带宽数据提取单元107提取检查帧的带宽数据，并获取由发送装置存储并随检查帧一起接收的所接收的带宽(步骤S203)。将所获取的所接收的带宽与检查帧的目的地MAC地址一起输出给带宽比较单元109。

另一方面，当向复制单元105输出检查帧时，复制单元105复制与连接到中继装置100的装置的数量一样多的检查帧。检查帧发送单元106向各个节点发送所复制的检查帧(步骤S204)。属于与目的地地址相对应的多播组的接收装置或者控制该接收装置的中继装置接收以上述方式发送的检查帧。

当与检查帧的中继同时地向带宽比较单元109输出所接收的带宽和目的地MAC地址时，带宽比较单元109与目的地MAC地址相关联地读出预先存储在带宽存储单元108中的预设带宽(步骤S205)。带宽比较单元109将所接收的带宽与预设带宽进行比较(步骤S206)，并向响应帧生成单元110通知所接收的带宽与预设带宽是否一致的比较结果。

当带宽比较单元109获得的比较结果表示所接收的带宽与预设带宽一致(步骤S206为“是”)时，响应帧生成单元110将存储为图5所示的响应帧的带宽比较数据域的比较结果设定为“一致”(步骤S207)。当带宽比较单元109获得的比较结果表示所接收的带宽与预设带宽不一致(步骤S206为“否”)时，响应帧生成单元110将比较结果设定为“不一致”(步骤S208)。

根据第一实施方式，在将由发送装置存储为检查帧的带宽数据域的所接收的带宽与各个中继装置中预先设定的预设带宽进行比较之后，仅在所接收的带宽与预设带宽一致时才将结果设定为“一致”。因此，如果由于错误设置等使得在中继装置中带宽不一致，则在要从中继装置返回至发送装置的响应帧中存储表示“不一致”的位作为带宽比较数据域。

在将带宽比较结果设定为“一致”或“不一致”时，响应帧生成单元110继续生成响应帧(步骤S209)。换言之，在图5所示的响应帧中，将发送装置的地址设定为目的地地址，而将中继装置100的地址设定为源地址。将带宽比较的预先设定结果存储为带宽比较数据。具体地说，如果结果为“一致”，则在带宽比较数据域的头部设定“1”，如果结果为“不一致”，则在带宽比较数据域的头部设定“0”。在表示结果的位的随后位置设定所接收的带宽和预设带宽，作为带宽比较数据域。

将以上述方式生成的响应帧输出给响应帧发送单元113，并从响应帧发送单元113将该响应帧发送给由目的地地址指定的发送装置或者位于中继装置100与该发送装置之间的中继装置(步骤S210)。

由接收到检查帧的所有中继装置执行响应帧的上述响应操作，并且发送装置从设置在发送装置与接收装置之间的所有中继装置接收响应帧。因为响应帧包含由各个中继装置进行的带宽比较的结果，即表示带宽是否不一致的数据，所以发送装置可以容易地识别出由于带宽不一致而导致吞吐量降低的中继装置。

如上所述，根据第一实施方式，响应于以多播的方式从发送装置发送的检查帧，从设置在发送装置与接收装置之间的所有中继装置返回包含所接收的带宽与预设带宽是否一致的带宽比较结果的响应帧。因此，发送装置可以确定位于发送装置与接收装置之间的各个中继装置中设定的带宽是否不一致。因此，可以容易地识别出由于带宽不一致而导致吞吐量降低。

本发明的第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于，各个中继装置将前一节点中设定的带宽与目标装置中设定的带宽进行比较，并向后一节点发送比较结果。

根据第二实施方式的通信系统的总体结构与图1所示的第一实施方式的相同，因此省略对其的说明。根据第二实施方式的通信系统的基本操作与第一实施方式的不同。在第二实施方式中，将从发送装置T至接收装置R的通信称为上行(upstream)通信，而将从接收装置R至发送装置T的通信称为下行(downstream)通信。

图7是由根据第二实施方式的通信系统执行的基本操作的顺序图。发送装置T向中继装置100-1发送检查帧，该检查帧包含表示为从发送装置T至接收装置R的上行通信分配的上行带宽的带宽数据(步骤S301)。在接收到检查帧时，中继装置100-1将所接收的带宽(即，发送装置T的上行带宽)与中继装置100-1的预设上行带宽进行比较，并向中继装置100-2发送带有被存储为带宽数据域的比较结果和预设上行带宽的检查帧(步骤S302)。在接收到检查帧时，中继装置100-2将中继装置100-1的预设上行带宽(即，中继装置100-2的所接收的带宽)与中继装置100-2的预设上行带宽进行比较，并向中继装置100-3发送在带宽数据域中包含该比较结果、由中继装置100-1获得的比较结果以及中继装置100-2的预设上行带宽的检查帧(步骤S303)。

与上述类似的是，在接收到检查帧时，中继装置100-3向接收装置R发送包含由中继装置100-1和100-2获得的比较结果以及预设上行带宽(中继装置100-3的上行带宽)的检查帧(步骤S304)。接收装置R生成响应帧并向中继装置100-3发送该响应帧，该响应帧在带宽数据域中包含对于设置在发送装置T与接收装置R之间的各个中继装置之间的上行通信路径的带宽比较结果、以及对从接收装置R到发送装置T的下行通信分配的下行带宽(步骤S305)。

当接收到该响应帧时，中继装置100-3将被存储为带宽数据域的接收装置R的下行带宽与中继装置100-3的预设下行带宽进行比较，并向中继装置100-2发送在带宽数据域中包含该比较结果、上行通信路径的比较结果和中继装置100-3的预设下行带宽的响应帧(步骤S306)。与上述类似的是，中继装置100-2向中继装置100-1发送在带宽数据域中包含对各个上行通信路径的比较结果、对到中继装置100-2的各个下行通信路径的比较结果和中继装置100-2的预设下行带宽的响应帧(步骤S307)。中继装置100-1向发送装置T发送包含对从发送装置T经由接收装置R到中继装置100-1的所有通信路径的比较结果、以及中继装置100-1的预设下行带宽的响应帧(步骤S308)。

图8是中继装置100的框图。被赋予与图3所示相同附图标记的各个单元的功能与图3所示的单元相似，因此省略对其的说明。图8所示的中继装置100具有与中继装置100-1至100-3相同的构造。图8所示的中继装置100包括数据帧接收单元101、数据帧发送单元102、检查帧接收单元103、带宽数据提取单元107、检查帧生成单元201、检查帧发送单元202、带宽存储单元203、带宽比较单元204、响应帧接收单元111、带宽数据提取单元205、响应帧生成单元206和响应帧发送单元113。

检查帧生成单元201通过将由带宽比较单元204获得的带宽比较结果和中继装置100的预设上行带宽添加到由检查帧接收单元103接收到的检查帧中，来生成检查帧。换言之，检查帧生成单元201通过在带宽数据域中附加地存储中继装置100中的带宽比较结果以及为中继装置100的上行通信预先设定的预设上行带宽，来生成检查帧。

检查帧发送单元202将由检查帧生成单元201生成的检查帧发送给接收装置或者位于中继装置100与接收装置之间的中继装置。

带宽存储单元203中存储有分别为中继装置100的上行通信和下行通信预先设定的预设上行带宽和预设下行带宽。具体地说，带宽存储单元203中与目的地MAC地址相关联地存储有各个接收装置和发送装置的预设上行带宽和预设下行带宽。

带宽比较单元204从带宽存储单元203读出与目的地MAC地址相关联地存储的预设上行带宽，并在带宽数据提取单元107输出所接收的带宽和目的地MAC地址时将预设上行带宽与所接收的带宽进行比较。带宽比较单元204向检查帧生成单元201通知所接收的带宽和预设上行带宽是否一致的比较结果。

带宽比较单元204从带宽存储单元203读出与目的地MAC地址相关联地存储的预设下行带宽，并在带宽数据提取单元205输出所接收的带宽和目的地MAC地址时将预设下行带宽与所接收的带宽进行比较。带宽比较单元204向响应帧生成单元206通知所接收的带宽和预设下行带宽是否一致的比较结果。从带宽数据提取单元205输出的目的地MAC地址是包括在响应帧中的发送装置的MAC地址。

带宽数据提取单元205在响应帧接收单元111接收到响应帧时从响应帧中提取带宽数据，并且除了响应帧的目的地MAC地址之外，还向带宽比较单元204输出随响应帧一起接收的设定带宽(所接收的带宽)。

响应帧生成单元206通过将由带宽比较单元204获得的带宽比较结果和中继装置100的预设下行带宽添加到由响应帧接收单元111接收到的响应帧中，来生成响应帧。换言之，响应帧生成单元206通过在所接收的响应帧的带宽数据域中附加地存储中继装置100的带宽比较结果以及为中继装置100的下行通信预先设定的预设下行带宽，来生成响应帧。

根据第二实施方式，检查帧和响应帧的总体构造基本相同。换言之，与图4所示的检查帧相似，根据第二实施方式的检查帧和响应帧包含以下的域：目的地地址、源地址、VWAN数据、TTL、MAC地址、带宽数据和FCS。根据第二实施方式，带宽数据包含在设置于中继装置100与前面的装置之间的装置之间的所有通信路径的带宽比较结果、以及在中继装置100中预先设定的预设带宽。在这种情况下，如果帧是从发送装置发送至接收装置的检查帧，则其中存储有预设上行带宽，而如果帧是从接收装置发送至发送装置的响应帧，则其中存储有预设下行带宽。

根据第二实施方式，检查帧和响应帧中的每一个具有不同的MAC地址。换言之，对于检查帧，目的地MAC地址是接收装置的地址，源MAC地址是发送装置的地址。另一方面，对于响应帧，目的地MAC地址是发送装置的地址，源MAC地址是接收装置的地址。对于各个帧的起始处(top)的目的地MAC地址，在检查帧中设定接收装置或者位于中继装置100与接收装置之间的中继装置的地址。另一方面，在响应帧中设定发送装置或者位于中继装置100与发送装置之间的中继装置的地址。对于检查帧和响应帧，源地址对应于中继装置100的地址。

参照图9所示的流程图来描述由具有上述构造的中继装置100执行的检查帧的接收操作。使用与图6所示相同的附图标记来描述与图6所示相同的过程。

根据第二实施方式，发送装置在带宽数据域中存储为发送装置与接收装置之间的通信分配的设定带宽，将发送装置的地址设定为源MAC地址，将接收装置的地址设定为目的地MAC地址，并在预定的定时向最靠近发送装置的中继装置发送检查帧。在这种情况下，假设中继装置100最靠近发送装置。

通过与发送装置相连的中继装置100的检查帧接收单元103接收所发送的检查帧(步骤S201)。带宽数据提取单元107提取检查帧的带宽数据，并获取由发送装置存储并随检查帧一起接收的所接收的带宽(步骤S203)。将所接收的带宽与检查帧的目的地MAC地址一起输出给带宽比较单元204。在这种情况下，待输出的目的地MAC地址是接收装置的地址。

带宽比较单元204读出与MAC地址相关联地预先存储在带宽存储单元203中的预设上行带宽(步骤S401)。随后，带宽比较单元204将所接收的带宽与预设上行带宽进行比较(步骤S206)，并向检查帧生成单元201通知所接收的带宽与预设上行带宽是否一致的比较结果。

当由带宽比较单元204获得的比较结果表示所接收的带宽与预设上行带宽一致(步骤S206为“是”)时，响应帧生成单元201将被存储为响应帧中的带宽比较数据域的比较结果设定为“一致”(步骤S207)。当带宽比较单元204获得的比较结果表示所接收的带宽与预设上行带宽不一致(步骤S206为“否”)时，响应帧生成单元210将比较结果设定为“不一致”(步骤S208)。

根据第二实施方式，在将由发送装置存储为检查帧的带宽数据域的所接收的带宽与在各个中继装置中预先设定的预设上行带宽进行比较之后，仅在所接收的带宽与在各个中继装置中预先设定的预设上行带宽一致时该结果才为“一致”。因此，如果随后的中继装置之间的带宽不一致，则从该中继装置发送至后续中继装置的检查帧在带宽比较数据域中包含表示“不一致”的位。

在将带宽比较结果设定为“一致”或“不一致”时，检查帧生成单元201继续生成检查帧(步骤S402)。换言之，目的地地址与接收装置或者位于中继装置100的上游侧的上游中继装置的地址相对应，而源地址与中继装置100的地址相对应。将带宽比较的预先设定的结果和预设上行带宽附加地存储在带宽比较数据中。具体地说，将表示“一致”或“不一致”的结果以及存储在带宽存储单元203中的预设上行带宽添加到由检查帧接收单元103接收到的检查帧的带宽数据域中。因此，在检查帧生成单元201生成的检查帧中累积了对于到中继装置100的各个通信路径的带宽比较结果。

将以上述方式生成的检查帧输出给检查帧发送单元202，并从检查帧发送单元202发送给由目的地地址所指定的接收装置或者发送给位于中继装置100与接收装置之间的中继装置(步骤S403)。

由设置在发送装置与接收装置之间的所有中继装置执行检查帧的上述发送操作，并且接收装置接收包含设置在发送装置与接收装置之间的所有中继装置的带宽比较结果的检查帧。接收装置通过在带宽数据域中存储检查帧中所包含的带宽比较结果以及为接收装置与发送装置之间的通信分配的设定带宽，来生成响应帧，并在预定的定时向最靠近接收装置的中继装置发送该响应帧。在这种情况下，假设中继装置100最靠近接收装置，并且参照图10所示的流程图来描述由中继装置100执行的接收响应帧的操作。

由与接收装置相连的中继装置100的响应帧接收单元111接收所发送的响应帧(步骤S501)。带宽数据提取单元205提取响应帧的带宽数据，并且接收装置获取由发送装置存储并随响应帧一起接收的所接收的带宽(步骤S502)。将所获取的所接收的带宽与响应帧的目的地MAC地址一起输出给带宽比较单元204。待输出的目的地MAC地址是发送装置的地址。

带宽比较单元204读出与目的地MAC地址相关联地预先存储在带宽存储单元203中的预设下行带宽(步骤S503)。带宽比较单元204将所接收的带宽与预设下行带宽进行比较(步骤S504)，并向响应帧生成单元206通知所接收的带宽与预设下行带宽是否一致的比较结果。

当由带宽比较单元获得的比较结果表示所接收的带宽与预设下行带宽一致(步骤S504为“是”)时，响应帧生成单元206将存储在待生成的响应帧中的带宽数据域中的带宽比较结果设定为“一致”(步骤S505)。当带宽比较单元获得的比较结果表示所接收的带宽与预设下行带宽不一致(步骤S504为“否”)时，响应帧生成单元206将带宽比较结果设定为“不一致”(步骤S506)。

根据第二实施方式，将由接收装置或者位于中继装置100和接收装置之间的中继装置存储在响应帧的带宽数据域中的所接收的带宽与在各个中继装置中预先设定的预设下行带宽进行比较。仅在所接收的带宽与预设下行带宽一致时该结果才为“一致”。因此，如果随后的中继装置的带宽不一致，则从该中继装置发送给后续中继装置的响应帧在带宽数据域中包含表示“不一致”的位。

在将带宽比较结果设定为“一致”或“不一致”时，响应帧生成单元206继续生成响应帧(步骤S507)。换言之，目的地地址是发送装置或者位于发送装置与中继装置100之间的中继装置的地址，而源地址是中继装置100的地址。将带宽比较的预先设定的结果和预设下行带宽附加地存储在带宽比较数据中。具体地说，将表示“一致”或“不一致”的结果以及存储在带宽存储单元203中的预设下行带宽添加到由响应帧接收单元111接收到的响应帧的带宽数据域中。因此，在响应帧生成单元206生成的响应帧中累积了对于到中继装置100的各个通信路径的带宽比较结果。

将以上述方式生成的响应帧输出给响应帧发送单元113，并从响应帧发送单元113发送给由目的地地址所指定的发送装置或者位于中继装置100与发送装置之间的中继装置(步骤S508)。如果随后的中继装置中的设定带宽彼此相同，则即使当错误地设定了设定带宽时上述两个中继装置之间的带宽也一致。但是，由于错误带宽而使得这两个中继装置之一与上述两个中继装置之后的中继装置之间的带宽不一致。结果，可以获得足以识别其中带宽不一致的中继装置的数据。

由设置在发送装置与接收装置之间的所有中继装置执行响应帧的上述发送操作，并且发送装置接收包含设置在发送装置与接收装置之间的所有中继装置中的上行和下行通信的带宽比较的结果的响应帧。结果，可以容易地识别哪个中继装置导致带宽不一致并使得上行和下行通信中的每一个的吞吐量降低。

如上所述，根据第二实施方式，生成了检查帧和响应帧，其中累积了通过比较前面的中继装置的设定带宽与目标中继装置中设定的预设带宽而获得的比较结果。将检查帧和响应帧发送给随后的中继装置，并且发送装置接收包含所有上行和下行通信路径的带宽比较结果的响应帧。因此，发送装置可以确定在设置于发送装置与接收装置之间的中继装置之间的上行和下行通信中设定带宽是否不一致。结果，对于上行和下行通信中的每一个，可以容易地识别出由于带宽不一致而导致吞吐量降低。

本发明的第三实施方式与第一和第二实施方式的不同之处在于，仅在带宽比较结果被确定为“不一致”时，中继装置才对于以多播的方式发送的检查帧返回响应帧。

根据第三实施方式的通信系统的总体结构与图1所示的第一实施方式的相同，因此省略对其的说明。根据第三实施方式的通信系统的基本操作与第一实施方式的不同。

图11是由根据第三实施方式的通信系统执行的基本操作的顺序图。发送装置T以多播的方式向接收装置R发送检查帧，该检查帧包含表示为发送装置T与接收装置R之间的通信分配的设定带宽的带宽数据(步骤S601)。在检查帧的多播发送期间，各个中继装置100-1至100-3接收检查帧，并在所接收的带宽与预设带宽之间进行比较。基于通过比较获得的结果，如果仅在中继装置100-2中比较结果为“不一致”，则中继装置100-2向发送装置T返回包含该比较结果的响应帧(步骤S602)。

图12是根据第三实施方式的中继装置100的框图。被赋予与图3所示相同附图标记的各个单元的功能与图3所示相似的相似，因此省略对其的说明。图12所示的中继装置100具有与中继装置100-1至100-3相同的构造。图12所示的中继装置100包括数据帧接收单元101、数据帧发送单元102、检查帧接收单元103、接收确定单元104、复制单元105、检查帧发送单元106、带宽数据提取单元107、带宽存储单元108、带宽比较单元109、结果确定单元301、检查帧生成单元110、响应帧接收单元111和响应帧发送单元113。

结果确定单元301参考由带宽比较单元109获得的带宽比较的结果，并且仅在所接收的带宽与预设带宽不一致时才指示响应帧生成单元110生成响应帧。在这种情况下，除了用于生成响应帧的指令之外，结果确定单元301还向响应帧生成单元110通知所接收的带宽和预设带宽。

参照图13所示的流程图来描述由以上述方式构成的中继装置100执行的检查帧的接收操作。与图6所示相同的过程被赋予相同的步骤标号。

根据第三实施方式，发送装置在带宽数据域中存储为发送装置与接收装置之间的通信分配的设定带宽，将发送装置的地址设定为源MAC地址，将接收装置的地址设定为目的地MAC地址，并在预定的定时以多播的方式发送检查帧。

由与发送装置相连的中继装置100的检查帧接收单元103接收所发送的检查帧(步骤S201)。接收确定单元104确定属于与检查帧的目的地地址相对应的多播组的接收装置是否在中继装置100的控制下(步骤S202)。如果目标接收装置没有在中继装置100的控制下(步骤S202为“否”)，则丢弃所接收的检查帧(步骤S211)。因此，不会中继不必要的检查帧，从而防止了带宽的浪费。

如果属于该多播组的接收装置在中继装置100的控制下(步骤S202为“是”)，则向复制单元105和带宽数据提取单元107输出该检查帧。带宽数据提取单元107提取检查帧的带宽数据，并获取由发送装置存储并随检查帧一起接收的所接收的带宽(步骤S203)。将所获取的所接收的带宽与检查帧的目的地MAC地址一起输出给带宽比较单元109。

另一方面，当向复制单元105输出检查帧时，复制单元105复制与连接到中继装置100的装置的数量一样多的检查帧。检查帧发送单元106向各个节点发送所复制的检查帧(步骤S204)。属于与目的地地址相对应的多播组的接收装置或者控制该接收装置的中继装置接收以上述方式发送的检查帧。

当与检查帧的中继同时地向带宽比较单元109输出所接收的带宽和目的地MAC地址时，带宽比较单元109与目的地MAC地址相关联地读出预先存储在带宽存储单元108中的预设带宽(步骤S205)。带宽比较单元109将所接收的带宽与预设带宽进行比较(步骤S206)，并向结果确定单元301通知所接收的带宽与预设带宽是否一致的比较结果。

当带宽比较单元109获得的比较结果表示所接收的带宽与预设带宽一致(步骤S206为“是”)时，结果确定单元301不发出生成响应帧的指令。当带宽比较单元109获得的比较结果表示所接收的带宽与预设带宽不一致(步骤S206为“否”)时，向响应帧生成单元110发出生成响应帧的指令。换言之，当所接收的带宽与预设带宽不一致时，除了所接收的带宽和预设带宽之外，结果确定单元301还向响应帧生成单元110发出生成表示比较结果为“不一致”的响应帧的指令。

响应帧生成单元110将带宽比较结果设定为“不一致”(步骤S208)，并生成响应帧(步骤S701)。换言之，将发送装置的地址设定为目的地地址，而将中继装置100的地址设定为源地址。将表示“不一致”的带宽比较结果、所接收的带宽和预设带宽存储为带宽比较数据域，从而生成响应帧。

将以上述方式生成的响应帧输出给响应帧发送单元113，并从响应帧发送单元113发送给由目的地地址指定的发送装置或者位于中继装置100与发送装置之间的中继装置(步骤S702)。

由接收到检查帧的中继装置中的检测出带宽不一致的中继装置来执行根据第三实施方式的响应帧的返回操作，并且发送装置仅接收到来自带宽不一致的中继装置的响应帧。因此，发送装置可以容易地确定出由于带宽不一致而导致吞吐量降低的中继装置。没有从带宽一致的中继装置发送响应帧，从而可以减少整个通信系统中的带宽使用。

如上所述，根据第三实施方式，响应于从发送装置以多播的方式发送的检查帧，从其中所接收的带宽与预设带宽不一致的中继装置返回包含带宽比较结果的响应帧。因此，发送装置可以容易地确定在位于发送装置与接收装置之间的各个中继装置中是否出现带宽不一致，从而容易地识别吞吐量降低的原因。可以减小在通信系统中传送的响应帧的大小，从而减少整个通信系统中的带宽使用。

根据第一至第三实施方式，可接受的是设置监测装置，该监测装置管理同一VWAN中的中继装置，从而当在各个中继装置中检测到带宽不一致时，向监测装置发送通知该不一致的报警信号。图14中示出了上述情况下的通信系统的总体结构。在图14所示的通信系统中，在中继装置100-1至100-3当中，监测装置M-1在同一VWAN中与中继装置100-1和100-2相连，并且监测装置M-2与中继装置100-3相连。

在这样的通信系统中，如果在中继装置100-1中所接收的带宽与预设带宽不一致，则向监测装置M-1发送表示出现带宽不一致的报警信号。如果在中继装置100-3中所接收的带宽与预设带宽不一致，则向监测装置M-2发送报警信号。在这种情况下，可以按照与第一至第三实施方式所述相同的方式生成并发送响应帧和检查帧。

尽管根据第一实施方式，所有的中继装置都返回响应帧，并且根据第三实施方式，仅带宽不一致的中继装置返回响应帧，但发送装置可以选择返回响应帧的中继装置。换言之，可以存储表示所有的中继装置都返回响应帧的选项数据(选项“0”)或者表示仅带宽不一致的中继装置返回响应帧的选项数据(选项“1”)，作为待以多播的方式从发送装置发送的检查帧的带宽数据域，从而各个中继装置可以通过参考检查帧的选项数据来确定是否返回响应帧。

还可以设定表示在带宽不一致的中继装置进行了自动恢复之后返回响应帧的选项数据(选项“2”)。因此，接收到该选项的中继装置在进行了用于将目标装置的带宽调整为所接收的带宽的自动恢复之后返回响应帧。

如果系统中包括其中进行了不对检查帧进行响应的设置的中继装置，则可以在响应帧的带宽比较数据域中设定响应状态数据的位。在这种情况下，存储表示“响应”的位(例如，“1”)作为以正常方式进行响应的中继装置中的响应状态数据，而存储表示“不响应”的位(例如，“0”)作为不进行响应的中继装置中的响应状态数据。包含表示“不响应”的位作为响应状态数据的中继装置生成响应帧，而不在带宽比较数据域中存储所接收的带宽和预设带宽。

根据本发明的一方面，如果通过第一帧接收的所接收的带宽与预先存储在自身装置中的预设带宽不一致，则可以使用第二帧向发送装置和接收装置通知该不一致。因此，可以确定各个中继装置中带宽是否一致。结果，可以容易地识别出由于带宽不一致而导致吞吐量降低。

另外，根据本发明的一方面，可以确定中继装置的设定带宽是否过宽或过窄，从而在两个设定带宽不同时可以确定带宽不一致。

此外，根据本发明的一方面，除了比较结果之外，发送装置和接收第二帧的接收装置还可以检查待比较的两个设定带宽。

另外，根据本发明的一方面，各个中继装置可以比较设定带宽与发送装置中的预设带宽，从而可以保证检测到预设带宽的错误设定。

此外，根据本发明的一方面，各个中继装置可以比较设定带宽与直接发送和接收帧的装置中的预设带宽，从而可以检测与自身装置相连的装置之间带宽是否不一致。

另外，根据本发明的一方面，向发送装置通知各个中继装置中的带宽一致和不一致，从而发送装置可以容易地识别带宽不一致的中继装置。

此外，根据本发明的一方面，发送装置、中继装置和接收装置可以检查前一节点中的设定带宽的比较结果。

另外，根据本发明的一方面，可以在各个中继装置中生成包含与带宽一致/不一致相关的数据的第二帧，从而可以使用单个帧来检查各个中继装置中带宽的一致/不一致。

此外，根据本发明的一方面，即使在上行通信和下行通信的设定带宽彼此不同时，也可以容易地识别出由于带宽不一致而导致吞吐量降低。

另外，根据本发明的一方面，可以减小待在通信系统中发送的第二帧的大小，从而可以减少整个通信系统中的带宽的使用。

此外，根据本发明的一方面，可以向监测中继装置的监测装置通知带宽不一致，从而可以更快捷地校正设定带宽。

尽管为了完整和清楚地公开而针对特定的实施方式对本发明进行了描述，但所附权利要求并不因此而受到限制，而应理解为实施对于本领域技术人员显而易见的、完全落在这里阐述的基本教导内的所有修改和替换结构。

Claims (12)

1.一种对发送装置与接收装置之间的通信进行中继的设备，该设备包括：

接收单元，该接收单元接收包含为所述通信分配的第一带宽的第一帧；

获取单元，该获取单元从所述接收单元所接收的所述第一帧获取所述第一带宽；

比较单元，该比较单元将所述获取单元所获取的所述第一带宽与所述设备中预先设定的第二带宽进行比较，以输出第一比较结果；

生成单元，该生成单元生成包含从所述比较单元输出的所述第一比较结果的第二帧；以及

发送单元，该发送单元发送所述生成单元所生成的所述第二帧。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述比较单元比较所述第一带宽与所述第二带宽是否一致。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述比较单元对所述第一带宽与所述第二带宽进行比较之后，所述生成单元将所述第一带宽和所述第二带宽嵌入到所述第二帧中。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述接收单元接收以多播的方式从所述发送装置发送的、包含由所述发送装置嵌入的第一带宽的检查帧。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述接收单元接收包含在与所述设备相连的装置中设定的所述第一带宽的所述第一帧。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述生成单元生成待寻址到所述发送装置的响应帧。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述生成单元生成待寻址到与所述设备相连的装置的所述第二帧。

8.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述接收单元从与所述设备相连的装置接收包含带宽比较结果的所述第一帧；并且

所述生成单元通过将所述比较单元获得的第一比较结果添加到嵌入在所述接收单元接收的所述第一帧中的带宽比较结果中，来生成所述第二帧。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，对于从所述发送装置至所述接收装置的通信以及从所述接收装置至所述发送装置的通信中的每一个通信，所述比较单元将所述第一带宽与所述第二带宽进行比较。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，当在从所述比较单元输出的第一比较结果中所述第一带宽与所述第二带宽不一致时，所述生成单元生成所述第二帧。

11.根据权利要求1所述的设备，该设备还包括通知单元，当在从所述比较单元输出的第一比较结果中所述第一带宽与所述第二带宽不一致时，该通知单元发出表示出现带宽不一致的警报。

12.一种用于对发送装置与接收装置之间的通信进行中继的设备的通信路径管理方法，该方法包括以下步骤：

接收包含为所述通信分配的第一带宽的第一帧；

从在所述接收步骤接收的所述第一帧获取所述第一带宽；

将在所述获取步骤获取的所述第一带宽与所述设备中预先设定的第二带宽进行比较，以输出第一比较结果；

生成包含有从所述比较步骤输出的所述第一比较结果的第二帧；以及

发送在所述生成步骤生成的所述第二帧。

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