CN103222236B - 网络中继系统和通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种网络中继系统和网络中继装置。从控制平面观察，看到同样的本地侧和远程侧数据平面，实现控制的简单化并防止设定性能的劣化。网络中继系统由多个通信装置（1000）构成，各通信装置具有：数据平面（20），依据路由信息对所输入的包进行转送；以及控制平面（1100），具有学习路由信息的处理部（1110）和控制系统中继器（1120）。各通信装置的数据平面（20）之间构成为能够实现非阻塞的通信。并且，运用系统的控制系统中继器（1120）从处理部（1110）接收路由信息，将其设定在本通信装置的数据平面（20）中，对其他通信装置（1100‑2）的控制系统中继器（1120）发送该路由信息。待机系统的控制系统中继器（1120）接收该路由信息，将其设定在本通信装置的数据平面（20）中。
Description
技术领域
本发明涉及网络中继系统和网络中继装置，特别涉及使用因特网协议(IP)或Ethernet(注册商标)的计算机网络中的进行包交换的路由器或交换机的虚拟化和冗长技术，特别涉及应用了控制平面(控制系统)的虚拟化和冗长技术的网络中继系统和网络中继装置。
并且，本发明涉及能够实现网络中继装置的虚拟化和冗长化的技术。
背景技术
作为计算机网络中的现有的装置冗长技术，例如如非专利文献1(VSS：VirtualSwitching System)和非专利文献2(vPC：Virtual Port Channel)所示，公知有如下方式：准备用于使跨越装置间的数据平面业务和控制平面业务通过的专用线路，在控制平面间根据协议进行交换，由此，以虚拟的方式实现装置冗长。非专利文献1和非专利文献2的技术均是在2台装置间组入链路聚合(LA：Link-Aggregation)而实现装置冗长的技术，各文献的差异在于，例如从网络观察，控制平面发现1台(非专利文献1)还是发现2台(非专利文献2)。
伴随ICT(Information and Communication Technology)技术的进步，要求具有高处理性能的路由器。作为用于提供具有高处理性能的路由器的1个方法，存在路由器的虚拟化。路由器的虚拟化是指，捆绑多台路由器而使其作为虚拟的1台路由器发挥功能。这样虚拟化的路由器不仅具有高处理性能，而且，例如在一部分路由器(例如3台中的1台)产生障碍的情况下，能够由除了产生障碍的路由器以外的其他路由器继续进行处理，所以，还具有能够实现网络系统的冗长化的优点。
作为实现上述路由器的虚拟化的方法的一例，例如公知有如下方法：经由交换机专用的装置相互连接多台路由器，作为虚拟的1个路由器进行动作，由此，提供具有高处理性能的路由器（例如参照非专利文献3）。并 且，作为实现路由器的虚拟化的方法的其他例子，例如公知有如下方法：例如使用LAN缆线连接多台路由器的外部端口（用于与外部终端等连接的端口）彼此，作为虚拟的1个路由器进行动作，由此，提供具有高处理性能的路由器。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：VSS（Virtual Switching System）、[online]、[平成23年5月5日检索]、因特网（URL：http：//www.cisco.com/web/JP/news/cisco_news_letter/tech/vss/index.html）
非专利文献2：vPC（Virtual Port Channel）、[online]、[平成23年5月5日检索]、因特网（URL：http：//www.cisco.com/web/JP/product/hs/switches/nexus7000/prodlit/white_paper_c11-516396.html）
非专利文献3：“Cisco CRS-1载波路由系统多架系统概要”、http：//www.cisco.com/japanese/warp/public/3/jp/service/manual_j/rt/crs/crsmcg/index.shtml
发明内容
发明要解决的课题
但是，在经由交换机专用的装置相互连接多台路由器的方法中，由于需要交换机专用的装置，所以成本增加，存在无法以低成本实现的问题。并且，在连接多台路由器的外部端口彼此的方法中，可使用的路由器的外部端口的个数减少，而且，连接端口彼此的LAN缆线的数据转送速度成为瓶颈，存在产生无法实现非阻塞的通信的情况的问题。
并且，这种问题不限于路由器，例如是层3交换机等的其他网络中继装置全体共同的问题。
接着，作为冗长化装置，参照附图对单机箱和多机箱进行说明。另外，各附图和以下的说明用于帮助理解本发明着眼的课题和目的，不是承认现有技术。
1）单机箱（Single-Chassis、以下有时简化为SC）
图19是单机箱的说明图。
一般地，机箱型通信装置的数据平面具有搭载多个转送引擎并以“非阻塞”的方式在该转送引擎间进行转送的背板。
基于SC的高可靠化装置2000是如下技术（系统）：将多个转送引擎二分割而成为转送引擎#1和转送引擎#2，使各平台交换机与转送引擎#1和转送引擎#2的双方连接，通过以网络方式冗长化而实现高可靠化。例如，使用被称为链路聚合（Link-Aggregation）的技术，连接转送引擎和平台交换机。
（SC的优点）
由于是对原本1台装置进行二分割并使其与平台交换机协作来实现高可靠化的技术，所以，不需要面向高可靠化而采取特别的手段。由此，揭示下述优点。
a）关于从控制平面到数据平面的路径设定，在转送引擎#1和转送引擎#2中均设定相同值即可。即，没有针对转送引擎的设定差分。并且，控制平面能够按照相同顺序在各转送引擎中进行路径设定。
b）关于控制平面的CPU冗长，可以使用现有的基于硬件的系统控制。即，双动的风险较低。
（SC的课题）
另一方面，SC还存在下述课题。
A）一重化部分的故障（例如前电源等）导致网络系统的死机。
B）不具有用户端口数的扩展性。
2）多机箱（Multi-Chassis、以下有时简化为MC）
图20是多机箱的说明图。
基于MC的高可靠化装置是如下技术（系统）：为了解决基于SC的高可靠化装置2000的课题，数据平面（也包括控制平面）区分装置进行冗长化，从而实现高可靠化。经由对用户端口的一部分进行冗长专用化后的端口3100转送跨越装置间的业务。该冗长专用化端口3100的频带成为背板的1/10左右的“阻塞”。
（MC的优点）
在该技术中，例如并列2台机箱型通信装置3000来构成高可靠化装置。由此，揭示下述优点，能够解决SC的课题。
c）即使一个通信装置3000死机，也能够通过另一个通信装置3000得以继续运用网络系统。
d）用户端口数扩展到大约2倍。
（MC的课题）
另一方面，MC还存在下述课题。
C）关于跨越通信装置3000间的业务的路由，由于跨越装置间的数据平面的频带为“阻塞”，所以，关于从控制平面到数据平面的路径设定，需要在装置#1和装置#2中设定不同值。即，存在设定差分。
通过图19和图20的例子进行详细说明。如图19所示，在SC中，控制平面（例如CPU）在转送引擎#1和转送引擎#2中设定目的地为终端A、Next Hop（下一跳）为端口3、端口6的路径学习内容（路由信息）。这里，能够以相等的成本设定端口3和端口6。转送引擎#1例如根据所设定的路由信息将从终端B接收到的以终端A为目的地的包输出到端口3或端口6（图中圆圈数字1和2所示的路径）。在输出到端口6的情况下，通过跨越装置间的非阻塞的端口和线路。
另一方面，如图20所示，在MC中，例如，在转送引擎#1中，设NextHop第一级为port6来设定目的地为终端A、Next Hop为端口6、端口12的路径学习内容（路由信息），在转送引擎#2中，设Next Hop第一级为port12来设定目的地为终端A、Next Hop为端口6、端口12的路径学习内容（路由信息）。这样，具有设定差分。假设利用Equal Cost（等价）对转送引擎#1、#2设定同样的路径学习内容时，包容易通过阻塞的冗长专用化端口3100，根据业务量，超过冗长专用化端口3100的频带，可能产生通信的延迟或丢包。
D）在MC中，关于从运用系统的控制平面到远程侧数据平面的路径设定，经由与待机系统的控制平面之间的CPU间通信而间接设定。因此，存在设定性能比本地侧数据平面差的课题。例如，与本地侧数据平面相比，设定花费时间。并且，存在软件的视度与本地侧数据平面不同的课题。例 如，从运用系统的控制平面看到本地侧数据平面的转送引擎和远程侧控制平面，不是相同接口。
这样，结合上述课题C），针对数据平面的路径设定性能劣化，并且，在软件方面，本地侧和远程侧的数据平面的视度不同。
E）关于控制平面的CPU冗长，不使用现有的基于硬件的系统控制，需要使用基于软件的系统控制。由此，依然存在双动的危险性、系统的高速切换困难的风险。
在MC中，虽然解决了SC中的课题，但是，损害了SC中的优点。并且，如上所述，在现有的Multi-Chassis/Virtual-Chassis技术中，从控制平面观察，不可能看到同样的本地侧和远程侧数据平面。因此，关于装置冗长的实现，需要在控制平面间根据协议进行交换，在装置冗长的实现与控制的复杂化或设定性能的劣化之间存在折中。这样，与SC/MC一起，在现有的高可靠化装置中依然存在重要课题。
鉴于以上情况，本发明的目的在于，提供如下的网络中继装置：能够使用全部的外部端口，并且，不需要追加装置，就能够构筑能够实现非阻塞的通信的虚拟的网络中继装置。
并且，本发明的目的之一在于，从控制平面观察，看到同样的本地侧和远程侧数据平面，实现控制的简单化并防止设定性能的劣化。
用于解决课题的手段
在本发明中，作为用于解决上述课题的手段，通过使各装置的转送引擎间非阻塞化、并新设置控制系统中继器，从而解决课题。该控制系统中继器连接多个控制平面间，实现从运用系统控制平面看到同样的全部数据平面的情况。由此，在控制平面间不需要提出协议，优点在于，实现控制的简单化并防止设定性能的劣化。
根据本发明的第1解决手段，提供一种网络中继系统，由多个通信装置构成，其中，所述通信装置分别具有：转送处理部，依据路由信息对所输入的包进行转送；以及控制部，设定在运用系统或待机系统中，具有学习路由信息的处理部和控制系统中继器，所述多个通信装置的各转送处理部之间构成为能够实现非阻塞的通信，运用系统的所述控制部的所述控制系统中继器从所述处理部接收路由信息，在本通信装置的所述转送处理部 中设定该路由信息，并且对其他通信装置的所述控制系统中继器发送该路由信息，待机系统的所述控制部的所述控制系统中继器从其他通信装置的所述控制系统中继器接收路由信息，在本通信装置的所述转送处理部中设定该路由信息。
根据这种结构，从控制部（控制平面）观察，能够看到同样的本地侧和远程侧转送处理部（数据平面），能够实现控制的简单化并防止设定性能的劣化。并且，从运用系统控制平面观察，由于不需要在意远程侧数据平面的装置数量，所以，还具有对可扩展性进行扩展的效果。
在上述网络中继系统中，也可以是，所述转送处理部具有：连接部，具有作为与外部连接的连接接口的外部接口；以及转送部，对经由所述连接部接收到的接收包进行转送，所述多个通信装置的各转送处理部之间通过外部信号线连接，从而构成为能够实现非阻塞的通信，所述外部信号线具有规定通信装置的所述连接部中的线路的频带的合计以上的合计频带。
根据这种结构，能够实现多个通信装置的各转送处理部间的非阻塞的通信。
在上述网络中继系统中，也可以是，从第1装置到第2装置的中继路径通过经由所述通信装置的所述转送处理部中的任意一方的路径、和经由多个所述通信装置的所述转送处理部和所述外部信号线的路径而冗长化。
在这种冗长结构中，能够对各转送处理部设定相同的路由信息。
在上述网络中继系统中，也可以是，各通信装置的所述控制部经由控制系统中继器，以硬件的方式实施运用系统和待机系统的系统控制。
根据这种结构，在多机箱结构中，能够实现双动的危险排除和系统切换的高速化。
在上述网络中继系统中，也可以是，所述多个通信装置中的一个通信装置的所述控制部为运用系统，其他通信装置的所述控制部为待机系统，所述多个通信装置的所述转送处理部为运用系统。
这样，能够采取1+m冗长的结构。
在上述网络中继系统中，也可以是，所述多个通信装置中的两个以上的通信装置的所述控制部为运用系统，其他通信装置的所述控制部为待机系统，所述多个通信装置的所述转送处理部为运用系统。
根据这种结构，能够采取n+m冗长的结构。
在上述网络中继系统中，也可以是，所述多个通信装置的各控制系统中继器以环结构进行连接，待机系统的所述通信装置的所述控制系统中继器当从其他通信装置的控制系统中继器接收到路由信息时，在本通信装置的所述转送处理部中设定该路由信息，并且对其他通信装置的控制系统中继器发送该路由信息。
根据这种结构，以环结构连接控制系统中继器，能够成为重视成本的结构。
在上述网络中继系统中，也可以是，所述多个通信装置的各控制系统中继器以全网结构进行连接。
根据这种结构，以全网结构连接控制系统中继器，能够成为重视可靠性的结构。
根据本发明的第2解决手段，提供一种通信装置，是由多个所述通信装置构成的网络中继系统中的通信装置，其中，所述通信装置具有：转送处理部，依据路由信息对所输入的包进行转送；以及控制部，设定在运用系统或待机系统中，具有学习路由信息的处理部和控制系统中继器，所述转送处理部和其他通信装置的转送处理部构成为能够实现非阻塞的通信，所述控制部的所述控制系统中继器在被设定为运用系统的情况下，从所述处理部接收路由信息，在本通信装置的所述转送处理部中设定该路由信息，并且对其他通信装置的控制系统中继器发送该路由信息，所述控制部的所述控制系统中继器在被设定为待机系统的情况下，从其他通信装置的控制系统中继器接收路由信息，在本通信装置的所述转送处理部中设定该路由信息。
根据这种结构，能够提供构成如下的网络中继装置的通信装置：从控制部（控制平面）观察，能够看到同样的本地侧和远程侧转送处理部（数据平面），能够实现控制的简单化并防止设定性能的劣化。
转送引擎间的非阻塞的通信例如能够作为以下的应用例来实现。
[应用例1]
一种网络中继装置（通信装置），其中，所述网络中继装置（通信装置）具有：连接部，具有作为与外部连接的连接接口的第1外部接口；内 部信号线，具有所述连接部中的线路的频带的合计以上的合计频带；以及转送部，通过所述内部信号线而与所述连接部连接，对经由所述连接部接收到的接收包进行转送，所述转送部具有用于与其他网络中继装置连接的第2外部接口，所述第2外部接口和其他网络中继装置的所述第2外部接口能够通过外部信号线进行连接，所述外部信号线具有所述连接部中的线路的频带的合计以上的合计频带。
如果采用这种结构，则能够提供如下的网络中继装置：能够使用全部的外部端口，并且，不需要追加装置，就能够构筑能够实现非阻塞的通信的虚拟的网络中继装置。
并且，由于网络中继装置的转送部所具有的第2外部接口和其他网络中继装置的转送部所具有的第2外部接口能够通过外部信号线进行连接，所述外部信号线具有连接部中的线路的频带的合计以上的合计频带，所以，能够提供如下的网络中继装置：能够使用全部的外部端口，并且，不需要追加装置，就能够构筑能够实现非阻塞的通信的虚拟的网络中继装置。
[应用例2]
如应用例1所述的网络中继装置，其中，所述转送部具有：第1转送模式，从预先与接收到所述接收包的所述第1外部接口对应的所述第2外部接口输出所述接收包；以及第2转送模式，从根据所述接收包的目的地而决定的所述第1外部接口或所述第2外部接口输出所述接收包，所述转送部还具有对所述第1转送模式和所述第2转送模式进行切换的模式控制部。
如果采用这种结构，则转送部能够对第1转送模式和第2转送模式进行切换，所述第1转送模式从预先与接收到接收包的第1外部接口对应的第2外部接口输出接收包，所述第2转送模式从根据接收包的目的地而决定的第1外部接口或第2外部接口输出接收包。
[应用例3]
如应用例1或2所述的网络中继装置，其中，所述网络中继装置还具有多个所述转送部，多个所述转送部分别通过所述内部信号线而与所述连接部连接，所述第2外部接口和其他网络中继装置的所述第2外部接口能够分别通过所述外部信号线进行连接。
如果采用这种结构，则在具有多个转送部的结构中，也能够得到与应用例1相同的效果。
[应用例4]
如应用例3所述的网络中继装置，其中，在多个所述转送部中包含：被设定为所述第1转送模式的所述转送部；以及被设定为所述第2转送模式的所述转送部。
如果采用这种结构，则在网络中继装置中包含被设定为消耗电力少的第1转送模式的转送部和被设定为消耗电力大的第2转送模式的转送部，所以，作为网络中继装置全体，能够削减消耗电力。
[应用例5]
如应用例1～4中的任意一项所述的网络中继装置，其中，所述连接部还具有负载分散处理部，该负载分散处理部在存在多个从所述连接部到所述转送部的路径的情况下，对多个所述路径分配所述接收包。
如果采用这种结构，则负载分散处理部在存在多个从连接部到转送部的路径的情况下，对该多个路径分配接收包，所以，能够分散网络中继装置内部的业务。
[应用例6]
如应用例5所述的网络中继装置，其中，所述负载分散处理部大致均等地对多个所述路径分配所述接收包。
如果采用这种结构，则负载分散处理部大致均等地对多个路径分配接收包，所以，能够大致均等地分散网络中继装置内部的业务。
[应用例7]
如从属于应用例3或4的应用例5所述的网络中继装置，其中，所述负载分散处理部对针对一部分所述转送部的所述路径分配所述接收包。
如果采用这种结构，则负载分散处理部仅对针对一部分转送部的路径分配接收包，所以，能够使不进行接收包的分配的转送部成为睡眠状态。其结果，能够在网络中继装置内部具有预备系统（待机系统）的转送部。
[应用例8]
如从属于应用例3或4的应用例5所述的网络中继装置，其中，在根据所述接收包的目的地而决定的所述接收包的输出目的地属于所述第1外 部接口的情况下，所述负载分散处理部对针对被设定为所述第2转送模式的所述转送部的路径分配所述接收包，在根据所述接收包的目的地而决定的所述接收包的输出目的地属于所述其他网络中继装置的情况下，所述负载分散处理部对针对被设定为所述第1转送模式的所述转送部的路径分配所述接收包。
如果采用这种结构，则在根据接收包的目的地而决定的接收包的输出目的地属于第1外部接口的情况下，负载分散处理部对针对被设定为第2转送模式的转送部的路径分配接收包，在根据接收包的目的地而决定的接收包的输出目的地属于其他网络中继装置的情况下，负载分散处理部对针对被设定为第1转送模式的转送部的路径分配接收包，所以，能够在具有接收包的输出目的地的网络中继装置中进行第2转送模式的处理。
[应用例9]
如应用例2～8中的任意一项所述的网络中继装置，其中，所述网络中继装置还具有模式变更部，该模式变更部在检测到所述其他网络中继装置的障碍的情况下，将被设定为所述第1转送模式的所述转送部变更为所述第2转送模式。
如果采用这种结构，则模式变更部在检测到其他网络中继装置的障碍的情况下，将被设定为第1转送模式的转送部变更为第2转送模式，所以，能够自动进行产生障碍的网络中继装置的切断。
[应用例10]
一种网络系统，其中，所述网络系统包括：第1网络中继装置；以及第2网络中继装置，所述第1网络中继装置和所述第2网络中继装置分别具有：连接部，具有作为与外部连接的连接接口的第1外部接口；内部信号线，具有所述连接部中的线路的频带的合计以上的合计频带；以及转送部，通过所述内部信号线而与所述连接部连接，对经由所述连接部接收到的接收包进行转送，并且具有用于与其他网络中继装置连接的第2外部接口，所述第1网络中继装置的所述第2外部接口和所述第2网络中继装置的所述第2外部接口通过外部信号线进行连接，所述外部信号线具有所述第1网络中继装置的所述连接部中的线路的频带的合计或所述第2网络中继装置的所述连接部中的线路的频带的合计中的任意一个较大值以上的合 计频带。
如果采用这种结构，则第1网络中继装置的第2外部接口和第2网络中继装置的第2外部接口通过外部信号线进行连接，所述外部信号线具有第1网络中继装置的连接部中的线路的频带的合计或第2网络中继装置的连接部中的线路的频带的合计中的任意一个较大值以上的合计频带，所以，能够提供如下虚拟的网络中继装置（网络系统）：不需要追加装置，能够使用全部的外部端口，并且能够实现非阻塞的通信。
[应用例11]
如应用例10所述的网络系统，其中，所述第1网络中继装置的所述转送部和所述第2网络中继装置的所述转送部分别具有：第1转送模式，从预先与接收到所述接收包的所述第1外部接口对应的所述第2外部接口输出所述接收包；以及第2转送模式，从根据所述接收包的目的地而决定的所述第1外部接口或所述第2外部接口输出所述接收包，所述第1网络中继装置的所述转送部和所述第2网络中继装置的所述转送部还具有对所述第1转送模式和所述第2转送模式进行切换的模式控制部。
如果采用这种结构，则能够在第1网络中继装置的转送部和第2网络中继装置的转送部中，分别对第1转送模式和第2转送模式进行切换。
[应用例12]
如应用例10或11所述的网络系统，其中，所述第1网络中继装置和所述第2网络中继装置还分别具有多个所述转送部，多个所述转送部分别通过所述内部信号线而与所述连接部连接，所述第1网络中继装置的所述第2外部接口和所述第2网络中继装置的所述第2外部接口分别通过所述外部信号线进行连接。
如果采用这种结构，则在第1网络中继装置和第2网络中继装置具有多个转送部的结构中，也能够得到与应用例10相同的效果。
[应用例13]
如应用例12所述的网络系统，其中，在所述第1网络中继装置的多个所述转送部和所述第2网络中继装置的多个所述转送部中分别包含：被设定为所述第1转送模式的所述转送部；以及被设定为所述第2转送模式的所述转送部，所述第1网络中继装置的被设定为所述第1转送模式的所述 转送部和所述第2网络中继装置的被设定为所述第2转送模式的所述转送部通过所述外部信号线进行连接，所述第1网络中继装置的被设定为所述第2转送模式的所述转送部和所述第2网络中继装置的被设定为所述第1转送模式的所述转送部通过所述外部信号线进行连接。
如果采用这种结构，则在第1网络中继装置的多个转送部和第2网络中继装置的多个转送部中，分别包含被设定为消耗电力少的第1转送模式的转送部和被设定为消耗电力大的第2转送模式的转送部，所以，能够削减网络系统全体的消耗电力。
[应用例14]
如应用例12所述的网络系统，其中，所述第1网络中继装置的多个所述转送部全部被设定为所述第1转送模式，所述第2网络中继装置的多个所述转送部全部被设定为所述第2转送模式，所述第1网络中继装置的被设定为所述第1转送模式的所述转送部和所述第2网络中继装置的被设定为所述第2转送模式的所述转送部分别通过所述外部信号线进行连接。
如果采用这种结构，则第1网络中继装置的多个转送部全部被设定为消耗电力少的第1转送模式，所以，能够削减网络系统全体的消耗电力。
[应用例15]
如应用例12所述的网络系统，其中，所述第1网络中继装置的多个所述转送部全部被设定为所述第2转送模式，所述第2网络中继装置的多个所述转送部全部被设定为所述第2转送模式，所述第1网络中继装置的被设定为所述第2转送模式的所述转送部和所述第2网络中继装置的被设定为所述第2转送模式的所述转送部分别通过所述外部信号线进行连接。
如果采用这种结构，则第1网络中继装置的多个转送部和第2网络中继装置的多个转送部全部被设定为能够进行与接收包的目的地对应的输出的第2转送模式，所以，能够提高网络系统全体的处理性能。
另外，本发明能够以各种形式实现。例如，能够以网络中继装置、网络中继装置的控制方法、网络系统、网络系统的控制方法、用于实现这些方法或装置的功能的计算机程序、记录了该计算机程序的存储媒体等的形式实现。
发明效果
根据本发明，能够提供如下的网络中继装置：能够使用全部的外部端口，并且，不需要追加装置，就能够构筑能够实现非阻塞的通信的虚拟的网络中继装置。
根据本发明，从控制平面观察，能够看到同样的本地侧和远程侧数据平面，能够实现控制的简单化并防止设定性能的劣化。
并且，根据本发明，不仅能够实现控制的简单化并防止设定性能的劣化，通过在本发明的控制系统中继器中安装下述追加功能，还能够期待下述效果。
1）控制系统中继器具有在远程侧复制本地侧的路径设定的功能。
由此，从运用系统控制平面观察，不需要在意远程侧数据平面的装置数量，所以，还具有对可扩展性进行扩展的效果。
2）通过经由控制系统中继器对现有的相当于Single-Chassis的系统控制信号进行交换，实现基于硬件的系统控制。
由此，在MC中，也能够实现双动的危险排除和系统切换的高速化。
附图说明
图1是示出数据平面的概略结构的说明图。
图2是示出线卡的概略结构的说明图。
图3是示出负载分散处理的顺序的流程图。
图4是示出赋予了装置内转送头后的包的构造的说明图。
图5是示出交换机模块的概略结构的说明图。
图6是示出中继器模式动作定义表的一例和中继器模式的动作的说明图。
图7是示出在网络系统中转送包的状况的一例的说明图。
图8是示出在网络系统中转送包的状况的其他例子的说明图。
图9是用于说明顺序控制的概略图。
图10是示出在构成网络系统的路由器中产生障碍的情况下的一例的说明图。
图11是示出网络系统的其他结构的一例的说明图。
图12是示出网络系统的其他结构的一例的说明图。
图13是示出非阻塞化的第2实施例的网络系统的概略结构的说明图。
图14是示出非阻塞化的第2实施例的交换机模块的概略结构的说明图。
图15是示出非阻塞化的第3实施例的网络系统的概略结构的说明图。
图16是示出非阻塞化的第4实施例的网络系统的概略结构的说明图。
图17是示出非阻塞化的第5实施例的网络系统的概略结构的说明图。
图18是示出非阻塞化的第6实施例的网络系统的概略结构的说明图。
图19是单机箱的说明图。
图20是多机箱的说明图。
图21是本发明的第1实施方式的网络中继系统的结构图。
图22是路径学习内容的设定的说明图。
图23是本发明的第2实施方式的网络中继系统的结构图。
具体实施方式
1.第1实施方式
图21是第1实施方式的网络中继系统的结构图。图22是路径学习内容的设定的说明图。
网络中继系统（高可靠虚拟化装置）具有多个通信装置（网络中继装置）1000。这里，作为例子，以通信装置1000-1、1000-2的2台冗长进行说明。
通信装置1000分别包括具有转送引擎的数据平面（转送处理部）20、以及具有CPU（处理部）1110和控制系统中继器1120的控制平面（控制部）1100。转送引擎例如经由平台交换机1200而与终端1300连接。通信装置#1（1000-1）的转送引擎#1和通信装置#2（1000-2）的转送引擎#2与共同的平台交换机1200连接，通信路径冗长化。
数据平面20根据路由信息对所输入的包进行转送。各通信装置1000的各数据平面20之间通过外部信号线1500进行连接，构成为能够实现非阻塞的通信。详细情况在后面叙述，但是，数据平面20具有：连接部（在图示的例子中是用于与平台交换机连接的接口），具有作为与外部连接的连接接口的外部接口；以及转送部，对经由连接部接收到的接收包进行转 送，通信装置1000的各转送部间通过外部信号线1500进行连接（非阻塞化），该外部信号线1500具有规定通信装置1000的连接部中的线路的频带的合计以上的合计频带。
从终端B（第1装置）到终端A（第2装置）的业务例如通过从转送引擎#1的端口1输入并从转送引擎#1的端口6输出的路径（图中圆圈数字1）、从转送引擎#1的端口1输入并经由外部信号线（冗长专用化线路）1500从转送引擎#2的端口12输出的路径（图中圆圈数字2）、从转送引擎#2的端口7输入并从转送引擎#2的端口12输出的路径（图中圆圈数字3）、从转送引擎#2的端口7输入并经由外部信号线1500从转送引擎#1的端口6输出的路径（图中圆圈数字4）中的任意一方到达终端A。
控制平面1100的CPU1110设定在运用系统或待机系统中，学习路由信息。控制系统中继器1120设定在运用系统或待机系统中。在运用系统的控制平面1100-1中，将由CPU1110学习的路由信息输出到控制系统中继器1120，控制系统中继器1120设定在本通信装置1000-1的数据平面20（例如后述的路径表160）中，并且，例如复制该路由信息并发送到其他通信装置1000-2的控制系统中继器1120。待机系统的控制平面1100-2的控制系统中继器1120从其他通信装置1000-1的控制系统中继器1120接收路由信息，在本通信装置1000-2的数据平面20（例如后述的路径表160）中设定该路由信息。
另外，控制部1100也可以具有系统切换部，该系统切换部对CPU1110和控制系统中继器1120的运用系统/待机系统进行切换。
如上所述，在本实施方式的网络中继系统中，为了解决现有的基于MC的高可靠化装置的课题，跨越通信装置间的业务通过延长背板的转送技术来确保“非阻塞”。这在之前申请的专利申请（作为本申请的优先权基础的申请。下面称为现有申请）中进行公开，后面进行详细说明。另外，也可以通过适当的手法，针对通信装置间的业务确保非阻塞。通过确保非阻塞，解决现有的基于MC的高可靠化技术的课题C）。即，关于从控制平面到数据平面的路径设定，在通信装置#1（1000-1）和通信装置#2（1000-2）中设定相同值即可（图22）。
其他课题为课题D）路径设定性能和课题E）系统控制，但是，其能够通过在通信装置1000中设置控制系统中继器1120来解决。在本实施方式的控制系统中继器1120中，关于课题D），具有在远程侧（通信装置#2侧、待机系统侧）复制本地侧（通信装置#1侧、运用系统侧）的路径设定的功能。通过该复制功能，能够高速实施针对远程侧数据平面的路径设定。这意味着，从运用系统的控制平面1100观察，不需要在意远程侧数据平面。因此，也可以说，运用系统的控制平面1100可以不用在意远程侧的通信装置1000的台数（可扩展性的确保）。
关于课题E），能够经由本实施方式的控制系统中继器1120，以硬件方式实施现有的相当于SC的系统控制（运用系统/待机系统的控制）。在现有的MC中，通过协议发送例如正常检查包，确认在超时之前是否能够接收到应答包，在超时的情况下，将待机系统切换为运用系统，但是，即使超时，运用系统有时也正常动作，有时成为双动。在本实施方式中，能够以硬件方式实现系统控制，能够实现双动的危险排除和系统切换的高速化。
下面，对基于本实施方式的控制系统中继器1120的系统切换控制（上述系统控制）的具体例进行说明。
在现有的MC中的系统切换控制中，针对对控制平面1100和对控制平面进行控制的CPU1110中的装置的运用继续或控制平面的正常运用造成影响的障碍（例如电源障碍、时钟障碍、CPU失控（包含由于软件而引起的失控）等。以下称为特定障碍），无法高速进行系统切换。
即，现有的MC采用通过控制平面间的协议将待机系统切换为运用系统的方式，无法直接得知相互的装置内有无特定障碍。
作为特定障碍的检测/系统切换方法的例子，具有如下的控制方法：在控制平面间，软件相互定期发送正常检查包，通过确认是否从对方返回应答包，实现检测/系统切换，在该控制方式中，当无法接收到来自对方的应答包时，产生应答等待超时，在该应答等待超时达到规定条件的情况下（为了防止误判定，例如连续3次），判定为运用系统障碍，然后，将待机系统切换为运用系统。
因此，存在从产生特定障碍到系统切换位置需要时间的课题。
在本实施方式的控制系统中继器1120的系统切换控制中，针对控制平面1100和对控制平面进行控制的CPU1110中的特定障碍（电源障碍、时钟障碍、CPU失控），通过控制系统中继器1120，能够直接得知相互的装置内有无特定障碍。
具体而言，具有如下功能：利用控制系统中继器1120，通过硬件方式高速检测特定障碍，在相互的控制系统中继器间通过硬件方式高速通知该检测结果，并且高速执行系统切换。
如上所述，根据控制系统中继器1120，在MC中也能够实现系统切换控制的高速化，能够实现与SC并列的系统切换性能。
另外，在本实施方式的网络中继系统中，依然具有MC中的优点c）即使一个通信装置死机，也能够通过另一个通信装置得以继续运用网络系统、以及d）对用户端口数进行扩展。因此，本实施方式的网络中继系统具有MC中的优点c）和d），并且，能够解决MC中的课题C）～E）。
另一方面，与现有的SC进行对比时，解决了SC中的课题A）一重化部分的故障（例如前电源等）导致网络系统的死机、以及B）不具有用户端口数的扩展性，并且，不会损害SC的优点a）没有针对转送引擎的设定差分、以及b）关于控制平面的CPU冗长，使用基于硬件的系统控制。
2.第2实施方式
图23是第2实施方式的网络中继系统的结构图。
本实施方式的网络中继系统具有3台以上的通信装置1000。关于各通信装置1000的结构，省略与第1实施方式相同的结构的说明，说明不同之处。另外，数据平面和平台交换机的连接采用适当的连接形式即可。可以如第1实施方式那样，各平台交换机与各转送引擎连接，但是，由于图中变得烦杂而省略。
在网络中继系统中，例如多个控制平面1100中的一个控制平面1100为运用系统，其他控制平面1100为待机系统，m台（m为2以上的自然数）通信装置的数据平面均为运用系统（1+m冗长）。并且，除了1+m冗长以外，也可以是n+m冗长（n为2以上的自然数）。也可以是，例如多个控制平面1100中的n台控制平面1100为运用系统，其他控制平面1100为待机系统，m台通信装置的数据平面均为运用系统。
在图示的例子中，关于控制系统中继器间的连接，重视成本而成为环结构。在环结构中，例如，待机系统的控制系统中继器1120从其他通信装置1000的控制系统中继器1120接收到路由信息时，在本通信装置1000的数据平面20中设定该路由信息，并且，对其他通信装置1000的控制系统中继器1120发送该路由信息。运用系统的控制系统中继器1120也可以将接收到的路由信息作为终端。
另外，也可以设控制系统中继器间的连接为全网，成为重视可靠性的结构。在全网结构中，例如，可以分别从运用系统的控制系统中继器1120对待机系统的控制系统中继器1120发送路由信息。
另外，关于转送引擎间的连接，除了图示的环结构以外，也可以是适当的连接形式。
3.实现非阻塞的通信的数据平面的实施例
下面，对转送引擎间的非阻塞化进行说明。关于非阻塞的通信的实现例，在现有申请中进行了公开，使用现有申请的附图（图1～图18）进行说明。在现有申请和本申请中，根据申请权利要求内容的差异（现有申请涉及转送部，本申请涉及控制部），在现有申请即非阻塞的实施例的说明时，与本申请的附图（图21）之间的关联如下所示。现有申请的附图所示的路由器20不是作为包含控制部和转送部的通信装置的广义的路由器，而是记载为仅示出转送部的狭义的路由器，具有与本申请的附图（图21）所示的数据平面20相同的结构和动作。
3-A.非阻塞化的第1实施例：
（A-1）数据平面的概略结构：
图1是示出网络中继系统（以下为网络系统）10的数据平面的概略结构的说明图。2台通信装置1000（图中表记为路由器#1、路由器#2）的数据平面20具有相同结构并进行相同动作。另外，在以后的说明和附图中，将通信装置1000称为路由器。并且，以后，仅在需要相互识别路由器#1（通信装置1000-1）的数据平面20和路由器#2（通信装置1000-2）的数据平面20的情况下，将一方称为数据平面#1，将另一方称为数据平面#2，在数据平面20本身的结构和动作的说明等中称为“数据平面20”。在图1中相互标注相同标号的其他结构部（例如线卡、交换机器件等）也同样。
路由器是对与自身连接的其他路由器或终端之间的基于包的通信进行中继的层3的网络中继装置。数据平面20具有4个线卡100（线卡#1～#4）和交换机模块200。另外，后述的数据平面20内的各功能部（详细情况在后面叙述）由包含CPU（Central ProcessingUnit）、RAM（Random Access Memory）、ROM（Read Only Memory）的电路构成。CPU通过将ROM中存储的控制程序下载到RAM并执行，作为各功能部进行动作。数据平面20内的各功能部也可以通过ASIC（Application Specific Integrated Circuit）或FPGA（FieldProgrammable Gate Array）实现。另外，在图1中，为了简便，省略不需要说明的数据平面20的结构部的图示。在后述附图中也同样。
作为连接部的线卡100具有多个作为与外部连接的连接接口的端口，并且，具有对接收包进行分配的负载分散处理部140。线卡100的其他结构部等的详细情况在后面叙述。
交换机模块200例如能够构成为对包进行中继的交换机电路即纵横交换机。交换机模块200例如具有2个交换机器件300（交换机器件#1、#2）。交换机器件300是交换机用的集成电路。
作为转送部的交换机器件300具有对经由线卡100接收到的接收包进行转送的功能。交换机器件300包含端口301和端口302。端口301是由端口#1～#4识别的连接接口的总称。作为第2外部接口的端口302是由端口#5～#8识别的连接接口的总称。端口302用于与其他通信装置的交换机模块200进行连接。交换机器件300的其他结构部等的详细情况在后面叙述。另外，在图1中，为了便于图示，省略端口编号的“#”。
线卡100分别通过内部信号线而与2个交换机器件300的端口301连接。内部信号线是用于在线卡100与交换机器件300之间交换信息的信号线，例如可以使用铜线或光纤。该内部信号线只要具有线卡100中的线路的频带的合计以上的合计频带即可，可以是1条，也可以是多条。另外，“线路的频带”意味着上行线路/下行线路的速度的合计。
在图1的例子中，线卡#1分别通过内部信号线IL而与交换机器件#1的端口#1和交换机器件#2的端口#1连接。同样，线卡#2分别通过内部信号线IL而与交换机器件#1的端口#2和交换机器件#2的端口#2连接，线卡#3分别通过内部信号线IL而与交换机器件#1的端口#3和交换机器件#2的 端口#3连接，线卡#4分别通过内部信号线IL而与交换机器件#1的端口#4和交换机器件#2的端口#4连接。例如，在路由器20所具有的4个线卡（线卡#1～#4）中的线路的频带的合计为50Gbps的情况下，8条内部信号线IL的合计频带为50Gbps以上即可。
交换机器件300的端口302通过外部信号线OL（图21的外部信号线1500）而与其他通信装置（路由器）的端口302（第2外部接口）连接。外部信号线是用于在双方的路由器的交换机器件300间交换信息的信号线，例如可以使用铜线或光纤。该外部信号线与内部信号线同样，只要具有线卡100中的线路的频带的合计以上的合计频带即可，可以是1条，也可以是多条。
在图1的例子中，路由器#1的交换机器件#1的端口#5和路由器#2的交换机器件#1的端口#5通过外部信号线OL进行连接。同样，路由器#1的交换机器件#1的端口#6～#8和路由器#2的交换机器件#的端口#6～#8分别通过外部信号线OL进行连接。同样，路由器#1的交换机器件#2的端口#5～#8和路由器#2的交换机器件#2的端口#5～#8也分别通过外部信号线OL进行连接。例如，在路由器所具有的4个线卡100中的线路的频带的合计为50Gbps的情况下，8条外部信号线OL的合计频带为50Gbps以上即可。
如上所述，路由器#1的交换机器件300的端口302和路由器#2的交换机器件300的端口302分别通过外部信号线OL进行连接，由此，路由器#1的交换机模块200和路由器#2的交换机模块200协作，作为虚拟的1个虚拟交换机模块VS（以后也称为“虚拟转送部”。）发挥功能。详细情况在后面叙述。
（A-2）线卡的概略结构：
图2是示出线卡100的概略结构的说明图。作为连接部的线卡100具有多个网络接口（NIF）110、包缓存120、目的地判定部130、负载分散处理部140、转送处理部150、路径表160。作为第1外部接口的网络接口110是为了与外部（例如其他路由器或终端）连接而具有输入输出端口的连接接口。网络接口110的种类和数量可以任意设定。例如能够设置LAN用、WAN用、ATM用等的各种接口。包缓存120是用于临时存储针对网络接口110进行输入输出的包的缓存区域。
目的地判定部130具有判定所输入的包的目的地的功能。负载分散处理部140具有如下功能：在存在多个从线卡100到交换机器件300的路径的情况下，对该多个路径分配所输入的包。目的地判定部130和负载分散处理部140中的处理的详细情况在后面叙述。转送处理部150具有对线卡100内的各部或交换机模块200转送包的功能。路径表160是保持包的中继目的地等的路径信息的表，例如相当于MAC表或路由表。路径表160的路径信息通过控制平面来设定。
（A-3）负载分散处理：
图3是示出负载分散处理的顺序的流程图。负载分散处理是数据平面20接收到来自外部的包时执行的处理。首先，线卡100经由网络接口110接收来自外部的包（步骤S102）。接收包临时存储在包缓存120中。目的地判定部130针对从包缓存120中读出的包（以后也称为“处理包”。）进行目的地判定处理（步骤S104）。具体而言，目的地判定部130根据处理包的头信息检索路径表160，决定处理包的转送目的地。
在目的地判定处理后，负载分散处理部140进行装置内转送头赋予处理。具体而言，负载分散处理部140根据目的地判定处理中决定的处理包的转送目的地、即应该输出处理包的线卡的标识符，判定是否存在多个针对该线卡的路径（步骤S106）。另外，为了进行步骤S106的判断，也可以预先在线卡100内保持存储有输入输出线卡与路径数之间的对应关系的表等。并且，可以在每次求出路径数。在存在多个针对应该输出处理包的线卡的路径的情况下（步骤S106：是），负载分散处理部140使内部的变量即顺序编号加1（步骤S108）。然后，负载分散处理部140对处理包赋予装置内转送头（步骤S110）。
图4是示出赋予装置内转送头后的包的构造的说明图。包PT包含装置内转送头HD和实际包数据DT。装置内转送头HD还包含输出线卡标识符OC、输入线卡标识符IC、顺序编号SEQ。在输出线卡标识符OC中存储有应该输出处理包的线卡的标识符（例如MAC地址等）。在输入线卡标识符IC中存储有接收到处理包的线卡的标识符（例如MAC地址等）。在顺序编号SEQ中存储有负载分散处理（图3）的步骤S108中管理的顺序编号。 在输出线卡侧进行的顺序控制（详细情况在后面叙述）中使用该顺序编号SEQ。在实际包数据DT中直接存储有经由网络接口110接收到的包的数据。
在赋予了这种装置内转送头后，在图3的步骤S112中，负载分散处理部140经由转送处理部150输出处理包。另外，负载分散处理部140能够进行控制，以使得在输出处理包时使针对多个路径的业务大致均等。例如，在接收目的地相同的多个包、并且存在2个针对目的地的路径的情况下，负载分散处理部140能够交替地对这2个路径输出包。并且，负载分散处理部140也可以通过存储已经对这2个路径输出的包尺寸的总计，决定下一个输出包的路径。
在图3的步骤S106中仅存在一个针对应该输出处理包的线卡的路径的情况下（步骤S106：否），负载分散处理部140赋予装置内转送头（步骤S114）。此时，负载分散处理部140也可以省略图4所示的包PT中的装置内转送头HD的顺序编号SEQ。并且，也可以存储相同的顺序编号（例如0等）。这是因为，由于针对输出线卡的路径仅为一个，所以不需要进行输出线卡侧的顺序控制。在赋予了装置内转送头后，在图3的步骤S116中，负载分散处理部140经由转送处理部150输出处理包。
（A-4）交换机模块的概略结构：
图5是示出交换机模块200的概略结构的说明图。本实施例中的交换机模块200构成为具有多个（2个）交换机器件300。作为转送部的交换机器件300具有端口301、端口302、模式控制部310、交换机处理部320、中继器模式动作定义表330、模式设定部340。端口301是由端口#1～#4识别的连接接口的总称。作为第2外部接口的端口302是由端口#5～#8识别的连接接口的总称。
模式控制部310具有根据模式设定部340的设定内容对交换机器件300的转送模式进行切换的功能。交换机器件300的转送模式具有作为第1转送模式的中继器模式和作为第2转送模式的交换机模式。并且，模式控制部310还作为后述模式变更部进行动作。交换机处理部320执行与各转送模式对应的实际的转送处理。中继器模式动作定义表330是交换机处理部320作为中继器模式进行动作时参照的表。模式设定部340是存储用于确定交换机器件的转送模式的设定值的存储部。
（A-5）中继器模式转送处理：
图6是示出中继器模式动作定义表330的一例和中继器模式的动作的说明图。图6上段所示的中继器模式动作定义表330具有输入端口编号字段和输出端口编号字段。在输入端口编号字段中存储有端口301和端口302所具有的全部端口的标识符（编号）。在输出端口编号字段中，存储有预先与根据输入端口编号字段中存储的标识符而确定的端口对应的端口的标识符。输入端口编号与输出端口编号之间的对应关系可以任意确定。但是，在如本实施例那样配置信号线的环境中，优选输入端口编号与输出端口编号之间的对应关系为不与其他重复的1对1对应。
图6下段是交换机处理部320以中继器模式（第1转送模式）进行动作的情况下的说明图。在转送模式为中继器模式的情况下，首先，交换机处理部320将对交换机器件300输入处理包的端口的标识符作为关键字，检索中继器模式动作定义表330。然后，交换机处理部320从根据一致的入口的输出端口编号字段中存储的标识符而确定的端口输出处理包。具体而言，例如，交换机处理部320在从端口#1输入处理包的情况下，从中继器模式动作定义表330中与端口#1对应的端口#5输出该包。
即，中继器模式动作定义表330中的输入端口编号与输出端口编号之间的对应关系表示交换机处理部320以中继器模式（第1转送模式）进行动作时的包的输入输出关系。另外，根据接收到包的网络接口110（第1外部接口）确定对交换机器件300输入处理包的端口的标识符（即输入端口编号字段的值），所以，也可以说，中继器模式动作定义表330表示路由器20接收到包的网络接口110与应该输出该包的端口302（第2外部接口）之间的对应关系。
这样，在交换机处理部320以中继器模式进行动作的情况下，与处理包的目的地无关，从预先针对输入端口确定的输出端口输出处理包即可，不需要进行复杂的处理。因此，能够将交换机器件300的消耗电力抑制为较低。
（A-6）交换机模式转送处理：
对交换机处理部320以交换机模式（第2转送模式）进行动作的情况下的处理进行说明。在转送模式为交换机模式的情况下，交换机处理部320 使用规定转换图案对与处理包一起从线卡100接收到的逻辑端口图进行位图转换。具体而言，交换机处理部320使用未图示的转换电路将逻辑端口图转换为物理端口图。然后，交换机处理部320从与转换后的位图（物理端口图）对应的端口输出处理包。另外，可以在上述目的地判定处理中，与路径探索一起设定逻辑端口图。
这样，在交换机处理部320以交换机模式进行动作的情况下，需要进行使用与处理包一起接收到的逻辑端口图的交换机处理（即，对与处理包的目的地对应的输出端口输出包的处理）。因此，与中继器模式相比，交换机器件300的消耗电力较大。
（A-7）网络系统的动作：
图7是示出在网络系统10中转送包的状况的一例的说明图。在图7所示的网络系统10中，路由器#1的交换机器件#1和路由器#2的交换机器件#2的转送模式被设定为交换机模式。另一方面，路由器#1的交换机器件#2和路由器#2的交换机器件#1的转送模式被设定为中继器模式。即，在图7的例子中，被设定为中继器模式的交换机器件#1（路由器#2）和被设定为交换机模式的交换机器件#1（路由器#1）通过外部信号线进行连接，被设定为交换机模式的交换机器件#2（路由器#2）和被设定为中继器模式的交换机器件#2（路由器#1）通过外部信号线进行连接。换言之，构成为，通过外部信号线进行连接的交换机器件中的一方为交换机模式，另一方为中继器模式。
在这种情况下，对从路由器#1的线卡#1接收到将目的地设为路由器#1的线卡#4的多个包的情况下的动作进行说明。路由器#1的线卡#1的负载分散处理部140通过负载分散处理（图3），针对最初处理的包，对顺序编号SEQ（图4）赋予“1”后，例如输出到路径A。接收到输出到路径A的包的路由器#1的交换机器件#1的交换机处理部320进行上述交换机模式转送处理，从与路径探索结果对应的端口#4输出该包。接收到来自交换机器件#1的包的路由器#1的线卡#4将接收包存储在包缓存120中。
路由器#1的线卡#1的负载分散处理部140通过负载分散处理（图3），针对第2个处理的包，对顺序编号SEQ（图4）赋予“2”后，例如输出到路径B。接收到输出到路径B的包的路由器#1的交换机器件#2的交换机处 理部320进行上述中继器模式转送处理，从预先与输入端口#1对应的端口#5输出包。接收到来自路由器#1的包的路由器#2的交换机器件#2的交换机处理部320进行上述交换机模式转送处理，从与路径探索结果对应的端口#8输出该包。接收到来自路由器#2的包的路由器#1的交换机器件#2的交换机处理部320进行上述中继器模式转送处理，从预先与输入端口#8对应的端口#4输出包。接收到来自交换机器件#2的包的路由器#1的线卡#4将接收包存储在包缓存120中。
在图7的结构中，由于来自线卡的路径数为2，所以，接收到包的负载分散处理部140反复进行针对上述路径A、B的分配，使负载大致均等地分散到2个交换机器件中。
图8是示出在网络系统10中转送包的状况的其他例子的说明图。图8的网络系统10采用与图7所示的网络系统10相同的结构。在这种情况下，对从路由器#1的线卡#1接收到将目的地设为路由器#2的线卡#3的多个包的情况下的动作进行说明。路由器#1的线卡#1的负载分散处理部140通过负载分散处理（图3），针对最初接收到的包，对顺序编号SEQ（图4）赋予“1”后，例如输出到路径A。接收到输出到路径A的包的路由器#1的交换机器件#1的交换机处理部320进行上述交换机模式转送处理，从与路径探索结果对应的端口#7输出该包。接收到来自路由器#1的包的路由器#2的交换机器件#1的交换机处理部320进行上述中继器模式转送处理，从预先与输入端口#7对应的端口#3输出包。接收到来自交换机器件#1的包的路由器#2的线卡#3将接收包存储在包缓存120中。
路由器#1的线卡#1的负载分散处理部140通过负载分散处理（图3），针对第2个处理的包，对顺序编号SEQ（图4）赋予“2”后，例如输出到路径B。接收到输出到路径B的包的路由器#1的交换机器件#2的交换机处理部320进行上述中继器模式转送处理，从预先与输入端口#1对应的端口#5输出包。接收到来自路由器#1的包的路由器#2的交换机器件#2的交换机处理部320进行上述交换机模式转送处理，从与路径探索结果对应的端口#3输出该包。接收到来自交换机器件#2的包的路由器#2的线卡#3将接收包存储在包缓存120中。
如上所述，根据本实施例，通信装置（路由器#1）的转送部（交换机器件#1、#2）所具有的第2外部接口（端口302）和其他通信装置（路由器#2）的转送部（交换机器件#1、#2）所具有的第2外部接口（端口302）通过外部信号线OL进行连接，该外部信号线OL具有连接部（线卡#1～#4）中的线路的频带的合计以上的合计频带。并且，通过外部信号线OL进行连接的一个交换机器件是与处理包的目的地无关地转送到包的其他路由器的第1转送模式（中继器模式），另一个交换机器件是对与处理包的目的地对应的输出端口转送包的第2转送模式（交换机模式）。这样，路由器#1的交换机器件#1、#2和路由器#2的交换机器件#1、#2协作，作为虚拟的1个虚拟转送部VS，能够将接收包转送到路由器#1或路由器#2的线卡#1～#4。其结果，能够提供如下的通信装置（路由器）：不需要追加装置（例如交换机专用的装置等）就能够构筑能够使用全部外部端口（网络接口110）的虚拟的网络中继装置（高可靠虚拟化装置）。并且，在本实施例的虚拟的网络中继装置（高可靠虚拟化装置）中，由于各部通过具有线卡100中的线路的频带的合计以上的合计频带的内部信号线和外部信号线进行连接，所以，能够实现非阻塞的通信。
进而，在本实施例的网络系统10中，通过外部信号线OL进行连接的一个交换机器件为不需要进行复杂处理的低消耗电力的中继器模式，另一个交换机器件为进行交换机处理的交换机模式，构筑虚拟转送部VS。因此，与使虚拟转送部VS内的全部交换机器件作为交换机模式进行动作的情况相比，能够降低虚拟转送部VS的消耗电力。并且，在以路由器单体进行观察的情况下，也能够削减消耗电力。
进而，在本实施例的网络系统10中，各线卡具有负载分散处理部140。负载分散处理部140对多个路径分配接收包，所以，能够分散路由器#1、#2内的业务和路由器#1、#2间的业务。进而，如上所述，如果负载分散处理部140大致均等地对多个路径分配接收包，则还能够大致均等地分散路由器#1、#2内的业务和路由器#1、#2间的业务。
（A-8）顺序控制：
图9是用于说明顺序控制的概略图。顺序控制是在接收到来自交换机器件300的包的线卡100中为了对接收包的顺序进行整合而执行的控制。 图9示出在时刻t1、t2、t3由线卡100接收并存储在包缓存120中的包PT。线卡100的负载分散处理部140以规定间隔读出包缓存120中存储的包，按照以下顺序进行顺序控制。另外，顺序控制例如可以使用专用的顺序电路等实现。
顺序8-1）负载分散处理部140将输入线卡标识符IC（接收到包的线卡的标识符）作为关键字，对包缓存120中存储的包进行分组。
顺序8-2）负载分散处理部140针对属于相同组的包即接收线卡的标识符相同的包，使用顺序编号SEQ进行重新排列。
顺序8-3）负载分散处理部140按照规定调度从网络接口110输出重新排列后的包。
在图9的例子中，例如，在负载分散处理部140根据“按照输入线卡标识符IC的升序输出包”这样的调度进行顺序控制的情况下，按照时刻t2的接收包（输入线卡#1、顺序编号1）、时刻t1的接收包（输入线卡#1、顺序编号2）、时刻t3的接收包（输入线卡#3、顺序编号1）的顺序进行输出。
这样，能够按照接收时的顺序对通过负载分散处理（图3）而发送到不同路径的多个包进行排列，然后从网络接口110进行输出。
（A-9）网络系统的动作（障碍产生时）：
图10是示出在构成网络系统10的路由器中产生障碍（影响数据平面的障碍）的情况下的一例的说明图。在网络系统10如图7、图8所述那样进行动作的情况下，路由器#1、#2的各交换机器件的模式控制部310（模式变更部）分别相互发送各自的生存确认用的信号。然后，在一定时间内无法接收到生存确认用的信号的情况下，模式控制部310（模式变更部）视为对方路由器（或对方路由器的数据平面）产生障碍，进行以下处理。
顺序9-1）模式控制部310（模式变更部）参照模式设定部340，确认当前的转送模式。
顺序9-2）在当前的转送模式为中继器模式的情况下，模式控制部310（模式变更部）将模式设定部340变更为交换机模式。
图10示出在路由器#2中产生障碍的情况下执行上述顺序9-1、9-2后的状况。在路由器#2的障碍产生前（图7）被设定为中继器模式的路由器#1 的交换机器件#2被变更为交换机模式。与此相伴，对路径B分配的处理包在路由器#1的交换机器件#2中进行交换机模式转送处理，从与路径探索结果对应的端口#4进行输出。即，通过上述转送模式的切换，能够使路由器#1的交换机器件#1和#2作为新的虚拟转送部VS进行动作，所以，未产生障碍的路由器#1不会缩小交换机频带（即保证处理性能），能够继续进行处理。
另外，在本实施例中，模式变更部被记载为包含在模式控制部310中（模式控制部310的功能的一部分），但是，模式变更部的功能也可以通过其他结构来实现。例如，也可以在各路由器内设置独立于线卡或交换机模块的控制部（也可以是上述控制平面），在该控制部中实现模式变更部的功能。并且，上述障碍检测方法只不过是一例，可以采用各种方法。
这样，模式变更部在检测到构成网络系统10的其他通信装置的障碍的情况下，将第1转送模式（中继器模式）的转送部变更为第2转送模式（交换机模式）。其结果，能够自动切断产生障碍的其他通信装置。并且，未产生障碍的通信装置不会缩小交换机频带，能够继续进行处理。这也牵扯网络系统10的冗长化。
（A-10）网络系统的其他结构：
图11是示出网络系统10的其他结构的一例的说明图。在图11所示的网络系统10中，路由器#1的全部交换机器件（交换机器件#1、#2）的转送模式被设定为中继器模式。另一方面，路由器#2的全部交换机器件（交换机器件#1、#2）的转送模式被设定为交换机模式。即使这样构成，也能够得到与图1所示的结构相同的效果。
进而，在以使网络系统10的结构要素冗长化、提高网络系统10的可靠性为目的的情况下，图11所示的结构特别有效。具体而言，构成为使全部交换机器件被设定为中继器模式的路由器#1的数据平面为待机系统，使全部交换机器件被设定为交换机模式的路由器#2的数据平面为运用系统，使来自外部的业务集中到路由器#2侧。这样，如图11那样，通常时，能够仅在交换机器件以交换机模式进行动作的路由器#2侧进行转送处理，能够实现效率优良的转送处理。并且，由于作为待机系统的路由器#1的数据平面以消耗电力较小的中继器模式进行动作，所以，能够减小网络系统10全 体的消耗电力。进而，在路由器#2产生障碍的情况下，能够通过图10中说明的处理，将路由器#1的数据平面变更为运用系统，继续进行处理。
另外，在图11所示的结构中，还可以降低待机系统（路由器#1）的数据平面的各处理部中的处理性能（例如降低CPU时钟等），进一步削减消耗电力。并且，使用链路聚合（LinkAggregation）功能将待机系统的路由器#1的外部端口和运用系统的路由器#2的外部端口作为1个逻辑端口进行处理的结构作为冗长化手段，也是非常有效的。另外，链路聚合功能是指，能够捆绑多个外部端口（网络接口110）而使其作为1个逻辑外部端口进行处理的功能。
图12是示出网络系统10的其他结构的一例的说明图。在图12所示的网络系统10中，路由器#1和路由器#2的全部交换机器件（交换机器件#1、#2）的转送模式被设定为交换机模式。换言之，构成为通过外部信号线进行连接的交换机器件的双方为交换机模式。即使这样构成，也能够得到与图1所示的结构相同的效果。
进而，在图12所示的结构中，由于全部交换机器件以交换机模式进行动作，所以，能够最大限度地活用网络系统10的转送性能，在主要以网络系统10的高性能化为目的的情况下特别有效。
3-B.非阻塞化的第2实施例：
在非阻塞化的第2实施例中，对转送部（交换机器件）单一的结构进行说明。下面，仅对具有与非阻塞化的第1实施例不同的结构和动作的部分进行说明。另外，在图中，针对与第1实施例相同的结构部分标注与之前说明的第1实施例相同的标号，并省略其详细说明。
图13是示出非阻塞化的第2实施例的网络系统10a的概略结构的说明图。与图1所示的第1实施例的不同之处在于，通信装置1000代替数据平面20而具有数据平面20a。数据平面20a代替交换机模块200而具有交换机模块200a。
图14是示出非阻塞化的第2实施例的交换机模块200a的概略结构的说明图。本实施例的交换机模块200a包含单一的交换机器件300a。与图5所示的第1实施例的不同之处在于，代替端口301而具有端口301a，代替端口302而具有端口302a，代替模式控制部310而具有模式控制部310a，代 替模式设定部340而具有模式设定部340a，其他结构和动作与第1实施例相同。
端口301a是由端口#1～#8识别的连接接口的总称。端口302a是由端口#9～#16识别的连接接口的总称。模式控制部310a具有根据模式设定部340a的设定内容对交换机器件300a的转送模式（中继器模式/交换机模式）进行切换的功能。模式设定部340a是存储用于分别对交换机器件300a的端口301a、端口302a确定交换机器件的转送模式的设定值的存储部。
如上所述，根据非阻塞化的第2实施例，对交换机处理部320进行控制，以使得模式控制部310a使用分别对端口301a、端口302a确定的转送模式进行接收包的转送。因此，在通信装置（路由器20a）仅具有单一的转送部（交换机器件300a）的结构中，也能够得到与第1实施例相同的效果。
3-C.非阻塞化的第3实施例：
在非阻塞化的第3实施例中，对通信装置（路由器）具有多个交换机模块的结构进行说明。下面，仅对具有与第1实施例不同的结构和动作的部分进行说明。另外，在图中，针对与第1实施例相同的结构部分标注与之前说明的第1实施例相同的标号，并省略其详细说明。
图15是示出非阻塞化的第3实施例的网络系统10b的概略结构的说明图。与图1所示的第1实施例的不同之处在于，代替数据平面20而具有数据平面20b。数据平面20b代替线卡100而具有线卡100b，进而，具有3个交换机模块200。
线卡100b分别通过内部信号线IL而与3个交换机模块200中包含的6个交换机器件300的端口301连接。例如，路由器#1所具有的24条（6条×4）的内部信号线IL具有线卡#1～#4中的线路的频带的合计以上的合计频带。并且，交换机器件300的端口302通过外部信号线OL而与其他路由器的端口302连接。连接路由器#1和#2的24条外部信号线OL具有线卡#1～#4中的线路的频带的合计以上的合计频带。
线卡100b代替负载分散处理部140而具有负载分散处理部140b。负载分散处理部140b与负载分散处理部140同样，在路由器20b接收到来自外部的包时进行负载分散处理。除了步骤S112的处理不同以外，负载分散处理部140b进行的负载分散处理与图3中说明的负载分散处理相同。
在图3的步骤S112中，负载分散处理部140b经由转送处理部150输出处理包。此时，在存在多个针对多个交换机器件300的路径的情况下，负载分散处理部140b对针对其一部分交换机器件300的路径分配处理包。例如，在接收到目的地相同的多个包、并且存在6个针对目的地的路径的情况下，负载分散处理部140b能够针对这6个路径中的一部分路径（例如4个），按顺序输出包。
在图15的例子中，以从路由器#1的线卡#1接收到将目的地设为路由器#1的线卡#4的多个包的情况为例进行说明。针对路由器#1的线卡#4，存在以下6个路径。
路径1）经由交换机模块#1的交换机器件#1的路径
路径2）经由交换机模块#1的交换机器件#2的路径
路径3）经由交换机模块#2的交换机器件#1的路径
路径4）经由交换机模块#2的交换机器件#2的路径
路径5）经由交换机模块#3的交换机器件#1的路径
路径6）经由交换机模块#3的交换机器件#2的路径
在负载分散处理（图3）的步骤S112中，负载分散处理部140b例如针对上述路径1～路径4，按顺序输出处理包。
这样，负载分散处理部140b能够使不进行接收包的分配的交换机器件300（在上述例子中为交换机模块#3的交换机器件#1、#2）成为消耗电力较少的待机状态（睡眠状态）。通过使睡眠状态的交换机器件300成为预备系统（待机系统），例如在其他交换机器件300故障的情况下等，通过使睡眠状态的交换机器件300成为激活状态，也能够继续进行路由器20b的处理。这样，根据第3实施例，在通信装置（路由器20b）的内部，通过实现交换机器件300的冗长化，能够进一步提高路由器20b的可靠性。
3-D.非阻塞化的第4实施例：
在非阻塞化的第4实施例中，对网络系统由3台以上的通信装置（路由器）构成的例子进行说明。例如，相当于上述第2实施方式的数据平面。下面，仅对具有与第1实施例不同的结构和动作的部分进行说明。另外，在图中，针对与第1实施例相同的结构部分标注与之前说明的第1实施例相同的标号，并省略其详细说明。
图16是示出非阻塞化的第4实施例的网络系统10c的概略结构的说明图。与图1所示的第1实施例的不同之处在于，具有3台通信装置。各通信装置的数据平面20c代替交换机模块200而具有交换机模块200c。在该例子中，交换机模块200c包含4个交换机器件300c。
线卡100分别通过内部信号线IL而与4个交换机器件300的端口301连接。例如，路由器#1所具有的16条（4条×4）内部信号线IL具有线卡#1～#4中的线路的频带的合计以上的合计频带。
并且，交换机器件300的端口302通过外部信号线而与其他路由器的端口302连接。在图16的例子中，路由器#1的交换机器件#1、#2和路由器#2的交换机器件#1、#2通过外部信号线OL1进行连接。同样，路由器#1的交换机器件#3、#4和路由器#3的交换机器件#1、#2通过外部信号线OL2进行连接。路由器#2的交换机器件#3、#4和路由器#3的交换机器件#3、#4通过外部信号线OL3进行连接。连接路由器#1和其他路由器（路由器#2、#3）的16条外部信号线OL1、2具有线卡#1～#4中的线路的频带的合计以上的合计频带。同样，连接路由器#2和其他路由器（路由器#1、#3）的16条外部信号线OL1、3、以及连接路由器#3和其他路由器（路由器#1、#2）的16条外部信号线OL2、3分别具有线卡#1～#4中的线路的频带的合计以上的合计频带。
在图16的例子中，例如，通过负载分散处理（图3），对路由器#1的交换机器件#1～#4分配从路由器#1的线卡#1接收到的将目的地设为路由器#1的线卡#4的多个包。对路由器#1的交换机器件#1分配的包通过该交换机器件进行交换机模式转送处理，输出到与路径探索结果对应的目的地。对路由器#1的交换机器件#2分配的包被转送到路由器#2，通过路由器#2的交换机器件#2进行交换机模式转送处理，输出到与路径探索结果对应的目的地。对路由器#1的交换机器件#3分配的包通过该交换机器件进行交换机模式转送处理，输出到与路径探索结果对应的目的地。对路由器#1的交换机器件#4分配的包被转送到路由器#3，通过路由器#3的交换机器件#1进行交换机模式转送处理，输出到与路径探索结果对应的目的地。
这样，根据非阻塞化的第4实施例，在网络系统由2台以上的通信装置（路由器）构成的情况下，也能够得到与第1实施例相同的效果。
3-E.非阻塞化的第5实施例：
在非阻塞化的第5实施例中，对内部信号线和外部信号线的条数不同的结构的一例进行说明。下面，仅对具有与第1实施例不同的结构和动作的部分进行说明。另外，在图中，针对与第1实施例相同的结构部分标注与之前说明的第1实施例相同的标号，并省略其详细说明。
图17是示出非阻塞化的第5实施例的网络系统10d的概略结构的说明图。与图1所示的第1实施例的不同之处在于，代替数据平面20而具有数据平面20d。与第1实施例的数据平面20的不同之处在于，数据平面20d具有3个线卡100，并且代替交换机模块200而具有交换机模块200d。交换机模块200d包含1个交换机器件300d。交换机器件300d具有端口301d、端口302d、图5所示的各部。
端口301d是由端口#1～#3识别的连接接口的总称。作为第2外部接口的端口302d是由端口#4识别的连接接口。3个线卡100分别通过内部信号线IL而与交换机器件300的端口301d连接。这3条内部信号线IL的合计频带可以任意确定，但是，优选具有3个线卡100中的线路的频带的合计以上的合计频带。交换机器件300d的端口302d通过1条外部信号线OL而与其他通信装置（路由器）的端口302d连接。本实施例的外部信号线OL与内部信号线同样，优选具有3个线卡100中的线路的频带以上的合计频带。另外，在本实施例中，内部信号线和外部信号线的条数（链路数）不同。
在图17的例子中，例如，通过负载分散处理（图3），对全部路由器#1的交换机器件#1输出从路由器#1的线卡#1接收到的将目的地设为路由器#2的线卡#2的多个包。输出到路由器#1的交换机器件#1的包通过该交换机器件进行交换机模式转送处理，输出到与路径探索结果对应的目的地。另外，在图17的例子中，设全部交换机器件300d的转送模式为交换机模式，但是，也可以设路由器#1的交换机器件#1、路由器#2的交换机器件#1中的任意一方为中继器模式。
如上所述，通过非阻塞化的第5实施例，路由器#1的交换机器件#1和路由器#2的交换机器件#2协作，作为虚拟的1个虚拟转送部VS，能够将接收包转送到路由器#1或路由器#2的线卡#1～#3。其结果，与第1实施例 同样，能够提供如下的通信装置（路由器）：不需要追加装置就能够构筑能够使用全部外部端口（网络接口110）的虚拟的网络中继装置（高可靠虚拟化装置）。并且，在本实施例的结构中，与第1实施例同样，也具有虚拟转送部VS的消耗电力的降低效果、网络系统的冗长化效果。
另一方面，在第5实施例中，在交换机器件300的交换机模式转送处理中，在产生来自不同线卡的业务（图17：虚线箭头）的输入的情况下、即在外部信号线OL具有比内部信号线IL小的合计频带的情况下，在连接路由器的外部信号线OL中可能产生阻塞。但是，在第5实施例的结构中，由于连接路由器20d的外部信号线OL为1条即可，所以，能够以更低成本构筑虚拟的网络中继装置（高可靠虚拟化装置）。
3-F.非阻塞化的第6实施例：
在非阻塞化的第6实施例中，对内部信号线和外部信号线的条数不同的结构的一例进行说明。下面，仅对具有与第1实施例不同的结构和动作的部分进行说明。另外，在图中，针对与第1实施例相同的结构部分标注与之前说明的第1实施例相同的标号，并省略其详细说明。
图18是示出非阻塞化的第6实施例的网络系统10e的概略结构的说明图。与图1所示的第1实施例的不同之处在于，代替数据平面20而具有数据平面20e。与数据平面20的不同之处在于，数据平面20e代替交换机模块200而具有交换机模块200e。交换机模块200e包含2个交换机器件300e。交换机器件300e具有端口301、端口302e、图5所示的各部。
作为第2外部接口的端口302e是由端口#5识别的连接接口。端口302e通过1条外部信号线OL而与其他通信装置（路由器）的端口302e连接。与内部信号线同样，优选本实施例的外部信号线OL具有3个线卡100中的线路的频带以上的合计频带。另外，在本实施例中，内部信号线和外部信号线的条数（链路数）不同。
在图18的例子中，例如，通过负载分散处理（图3），对路由器#1的交换机器件#1和路由器#1的交换机器件#2分配从路由器#1的线卡#1接收到的将目的地设为路由器#2的线卡#3的多个包。被分配的包通过各个交换机器件进行交换机模式转送处理，输出到与路径探索结果对应的目的地。另外，在图18的例子中，设全部交换机器件300e的转送模式为交换机模 式，但是，也可以设路由器#1的交换机器件#1和路由器#2的交换机器件#2、或路由器#1的交换机器件#2和路由器#2的交换机器件#1中的任意一组为中继器模式。
如上所述，通过非阻塞化的第6实施例，路由器#1的交换机器件#1、#2和路由器#2的交换机器件#1、#2协作，作为虚拟的1个虚拟转送部VS，能够将接收包转送到路由器#1或路由器#2的线卡#1～#4。其结果，与第1实施例同样，能够提供如下的通信装置（路由器）：不需要追加装置就能够构筑能够使用全部外部端口（网络接口110）的虚拟的网络中继装置（高可靠虚拟化装置）。并且，在本实施例的结构中，与第1实施例同样，也具有虚拟转送部VS的消耗电力的降低效果、网络系统的冗长化效果。
另一方面，在第6实施例中，在交换机器件300的交换机模式转送处理中，在产生来自不同线卡的业务（图17：虚线箭头）的输入的情况下、即在外部信号线OL具有比内部信号线IL小的合计频带的情况下，在连接路由器的外部信号线OL中可能产生阻塞。但是，在第6实施例的结构中，由于连接路由器的外部信号线OL为1条即可，所以，能够以更低成本构筑虚拟的网络中继装置（网络系统10e）。
3-G.变形例：
另外，本发明不限于上述实施例和实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内采取各种结构。例如，通过软件实现的功能也可以通过硬件来实现。
除此之外，能够进行以下变形。
3-G1.变形例1：
在上述实施例和实施方式中，示出网络系统的结构的一例。但是，网络系统的结构不限于上述形式，能够在不脱离本发明主旨的范围内任意确定。
例如，构成网络系统（网络中继系统）的路由器（通信装置、网络中继装置）的台数可以任意变更。并且，作为构成网络系统的通信装置，可以使用路由器以外的装置（例如层3交换机等）。
例如，连接线卡和交换机器件的内部信号线以及连接不同路由器的交换机器件间的外部信号线的条数和合计频带可以不同。但是，在网络系统中，为了能够实现非阻塞的通信，如上所述，优选构成为，内部信号线和 外部信号线具有线卡中的线路的频带的合计以上的合计频带，并且外部信号线具有内部信号线的合计频带以上的合计频带。
3-G2.变形例2：
在上述实施例和实施方式中，示出作为通信装置的路由器的结构的一例。但是，通信装置的结构不限于上述形式，能够在不脱离本发明主旨的范围内任意确定。
例如，路由器所具有的线卡和交换机器件的个数只不过是例示，能够根据路由器要求的性能、线卡、交换机器件等的处理性能而任意变更。
例如，在上述实施例和实施方式中，线卡中包含的目的地判定部和路径表也可以包含在交换机模块中。并且，也可以额外设置转送处理专用的线卡，目的地判定部和路径表包含在转送处理专用的线卡中。
3-G3.变形例3：
在上述实施例和实施方式中，关于负载分散处理部执行的负载分散处理的一例，举出处理顺序的一例进行说明。但是，上述实施例和实施方式的顺序只不过是一例，能够进行各种变形。
例如，负载分散处理部在存在多个针对应该输出处理包的线卡的路径的情况下，依次对多个路径输出包（图3：步骤S112）。但是，负载分散处理部能够参照处理包的目的地进行如下控制：在目的地线卡是位于本路由器内的线卡的情况下（换言之，根据处理包的目的地而决定的处理包的输出目的地属于本路由器内的网络接口的情况下），将该包转送到被设定为交换机模式的交换机器件，在目的地线卡是位于其他路由器内的线卡的情况下（换言之，根据处理包的目的地而决定的处理包的输出目的地是其他路由器的情况下），将该包转送到被设定为中继器模式的交换机器件。这样，由于在具有目的地线卡的路由器中进行交换机模式转送处理，所以，能够进行高效的数据转送。
3-G4.变形例4：
在上述实施例和实施方式中，示出模式控制部（模式变更部）对交换机器件的转送模式进行切换的情况的一例。但是，模式变更部能够以任意条件对交换机器件的转送模式进行切换。
例如，模式变更部能够参照处理包的目的地，在目的地线卡是位于本路由器内的线卡的情况下（换言之，根据处理包的目的地而决定的处理包的输出目的地属于本路由器内的网络接口的情况下），将输出处理包的交换机器件的转送模式变更为交换机器件，在目的地线卡是位于其他路由器内的线卡的情况下（换言之，根据处理包的目的地而决定的处理包的输出目的地是其他路由器的情况下），将输出处理包的交换机器件的转送模式变更为中继器模式。这样，由于在具有目的地线卡的路由器中进行交换机模式转送处理，所以，能够进行高效的数据转送。
3-G5.变形例5：
在上述实施例和实施方式中，对路由器所具有的各表进行说明。但是，上述实施例和实施方式的形式只不过是例示，能够施加各种变形。例如，能够对表所具有的字段的项目进行追加、删除、变更。并且，各表也可以使用指示图方式。
3-G6.变形例6：
在上述非阻塞化的第1～第6实施例中，分别例示了网络系统的结构的一例。但是，网络系统的结构不限于上述形式，能够在不脱离本发明主旨的范围内任意确定。例如，能够实现对交换机模块内具有单一交换机器件的结构（第2实施例）和具有多个交换机模块的结构（第3实施例）进行组合而得到的网络系统。其他实施例也同样能够任意组合。
产业上的可利用性
本发明例如能够利用于路由器和交换机等的网络中继装置。
标号说明
20：数据平面；160：路径表；1000：通信装置（网络中继装置）；1100：控制平面；1110：CPU（处理部）；1120：控制系统中继器。
Claims (24)
1.一种网络中继系统，由多个通信装置构成，其中，
所述通信装置分别具有：
转送处理部，依据路由信息对所输入的包进行转送；以及
控制部，设定在运用系统或待机系统中，具有学习路由信息并输出要设定到所述转送处理部的路由信息的处理部和控制系统中继器，
所述多个通信装置的各控制系统中继器能够通信地连接，
所述多个通信装置的各转送处理部之间构成为能够实现非阻塞的通信，
所述多个通信装置中的设定在运用系统中的通信装置的所述控制系统中继器接收从所述处理部输出的路由信息，在本通信装置的所述转送处理部中设定该路由信息，并且将该路由信息进行复制并向待机系统的通信装置的所述控制系统中继器发送，待机系统的通信装置的所述控制系统中继器从运用系统的通信装置的所述控制系统中继器接收路由信息，在本通信装置的所述转送处理部中设定该路由信息。
2.如权利要求1所述的网络中继系统，其中，
所述转送处理部具有：
连接部，具有作为与外部连接的连接接口的外部接口；以及
转送部，对经由所述连接部接收到的接收包进行转送，
所述多个通信装置的各转送处理部之间通过外部信号线连接，从而构成为能够实现非阻塞的通信，所述外部信号线的合计频带为规定通信装置的所述连接部中的线路的合计频带以上。
3.如权利要求2所述的网络中继系统，其中，
从第1装置到第2装置的中继路径通过经由所述通信装置的所述转送处理部中的任意一方的路径、和经由多个所述通信装置的所述转送处理部和所述外部信号线的路径而冗长化。
4.如权利要求1所述的网络中继系统，其中，
各通信装置的所述控制部经由控制系统中继器，以硬件的方式实施运用系统和待机系统的系统控制。
5.如权利要求1所述的网络中继系统，其中，
所述多个通信装置中的一个通信装置的所述控制部为运用系统，其他通信装置的所述控制部为待机系统，
所述多个通信装置的所述转送处理部为运用系统。
6.如权利要求1所述的网络中继系统，其中，
所述多个通信装置中的两个以上的通信装置的所述控制部为运用系统，其他通信装置的所述控制部为待机系统，
所述多个通信装置的所述转送处理部为运用系统。
7.如权利要求1所述的网络中继系统，其中，
所述多个通信装置的各控制系统中继器以环结构进行连接，
待机系统的所述通信装置的所述控制系统中继器当从其他通信装置的控制系统中继器接收到路由信息时，在本通信装置的所述转送处理部中设定该路由信息，并且对其他通信装置的控制系统中继器发送该路由信息。
8.如权利要求1所述的网络中继系统，其中，
所述多个通信装置的各控制系统中继器以全网结构进行连接。
9.如权利要求1所述的网络中继系统，其中，
所述通信装置的所述转送处理部分别具有：
连接部，具有作为与外部连接的连接接口的第1外部接口；
内部信号线，该内部信号线的合计频带为所述连接部中的线路的合计频带以上；以及
转送部，通过所述内部信号线而与所述连接部连接，对经由所述连接部接收到的接收包进行转送，并且具有用于与其他通信装置连接的第2外部接口。
10.如权利要求9所述的网络中继系统，其中，
所述通信装置各自的所述转送部具有：
第1转送模式，从预先与接收到所述接收包的所述第1外部接口对应的所述第2外部接口输出所述接收包；以及
第2转送模式，从根据所述接收包的目的地而决定的所述第1外部接口或所述第2外部接口输出所述接收包，
所述通信装置各自的所述转送部还具有对所述第1转送模式和所述第2转送模式进行切换的模式控制部。
11.如权利要求10所述的网络中继系统，其中，
所述通信装置还分别具有多个所述转送部，
多个所述转送部分别通过所述内部信号线而与所述连接部连接，
所述通信装置的所述第2外部接口之间通过外部信号线进行连接，所述外部信号线的合计频带为规定通信装置的所述连接部中的线路的合计频带以上。
12.如权利要求11所述的中继系统，其中，
所述转送部中分别包含：
被设定为所述第1转送模式的所述转送部；以及
被设定为所述第2转送模式的所述转送部，
至少一个所述通信装置的被设定为所述第1转送模式的所述转送部和其他所述通信装置的被设定为所述第2转送模式的所述转送部通过所述外部信号线进行连接，
至少一个所述通信装置的被设定为所述第2转送模式的所述转送部和其他所述通信装置的被设定为所述第1转送模式的所述转送部通过所述外部信号线进行连接。
13.如权利要求11所述的网络中继系统，其中，
至少一个通信装置的多个所述转送部全部被设定为所述第1转送模式，
其他通信装置的多个所述转送部全部被设定为所述第2转送模式，
至少一个通信装置的被设定为所述第1转送模式的所述转送部和其他通信装置的被设定为所述第2转送模式的所述转送部分别通过所述外部信号线进行连接。
14.如权利要求11所述的网络中继系统，其中，
至少一个通信装置的多个所述转送部全部被设定为所述第2转送模式，
其他通信装置的多个所述转送部全部被设定为所述第2转送模式，
至少一个通信装置的被设定为所述第2转送模式的所述转送部和其他通信装置的被设定为所述第2转送模式的所述转送部分别通过所述外部信号线进行连接。
15.一种通信装置，是由多个所述通信装置构成的网络中继系统中的通信装置，其中，所述通信装置具有：
转送处理部，依据路由信息对所输入的包进行转送；以及
控制部，设定在运用系统或待机系统中，具有学习路由信息并输出要设定到所述转送处理部的路由信息的处理部和控制系统中继器，
所述控制系统中继器与其他通信装置的控制系统中继器能够通信地连接，
所述转送处理部和其他通信装置的转送处理部构成为能够实现非阻塞的通信，
所述控制部的所述控制系统中继器在被设定在运用系统中的情况下，接收从所述处理部输出的路由信息，在本通信装置的所述转送处理部中设定该路由信息，并且将该路由信息进行复制并向设定在待机系统中的其他通信装置的控制系统中继器发送，所述控制部的所述控制系统中继器在被设定在待机系统中的情况下，从设定在运用系统中的其他通信装置的控制系统中继器接收路由信息，在本通信装置的所述转送处理部中设定该路由信息。
16.如权利要求15所述的通信装置，其中，
所述转送处理部具有：
连接部，具有作为与外部连接的连接接口的第1外部接口；
内部信号线，该内部信号线的合计频带为所述连接部中的线路的合计频带以上；以及
转送部，通过所述内部信号线而与所述连接部连接，对经由所述连接部接收到的接收包进行转送，
所述转送部具有用于与其他通信装置连接的第2外部接口。
17.如权利要求16所述的通信装置，其中，
所述转送部具有：
第1转送模式，从预先与接收到所述接收包的所述第1外部接口对应的所述第2外部接口输出所述接收包；以及
第2转送模式，从根据所述接收包的目的地而决定的所述第1外部接口或所述第2外部接口输出所述接收包，
所述转送部还具有对所述第1转送模式和所述第2转送模式进行切换的模式控制部。
18.如权利要求17所述的通信装置，其中，
所述通信装置还具有多个所述转送部，
多个所述转送部分别通过所述内部信号线而与所述连接部连接，
所述第2外部接口和其他通信装置的所述第2外部接口能够分别通过外部信号线进行连接，所述外部信号线的合计频带为所述连接部中的线路的合计频带以上。
19.如权利要求18所述的通信装置，其中，
在多个所述转送部中包含：
被设定为所述第1转送模式的所述转送部；以及
被设定为所述第2转送模式的所述转送部。
20.如权利要求16所述的通信装置，其中，
所述连接部还具有负载分散处理部，该负载分散处理部在存在多个从所述连接部到所述转送部的路径的情况下，对多个所述路径分配所述接收包。
21.如权利要求20所述的通信装置，其中，
所述负载分散处理部大致均等地对多个所述路径分配所述接收包。
22.如权利要求18所述的通信装置，其中，
所述连接部还具有负载分散处理部，该负载分散处理部在存在多个从所述连接部到所述转送部的路径的情况下，对多个所述路径分配所述接收包，
所述负载分散处理部对一部分到所述转送部的所述路径分配所述接收包。
23.如权利要求18所述的通信装置，其中，
所述连接部还具有负载分散处理部，该负载分散处理部在存在多个从所述连接部到所述转送部的路径的情况下，对多个所述路径分配所述接收包，
在根据所述接收包的目的地而决定的所述接收包的输出目的地属于所述第1外部接口的情况下，所述负载分散处理部对到被设定为所述第2转送模式的所述转送部的路径分配所述接收包，
在根据所述接收包的目的地而决定的所述接收包的输出目的地属于所述其他通信装置的情况下，所述负载分散处理部对到被设定为所述第1转送模式的所述转送处理部的路径分配所述接收包。
24.如权利要求17所述的通信装置，其中，
所述通信装置还具有模式变更部，该模式变更部在检测到所述其他通信装置的故障的情况下，将被设定为所述第1转送模式的所述转送部变更为所述第2转送模式。
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|---|---|---|---|---|
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| US9338055B2 (en) * | 2013-03-15 | 2016-05-10 | Cisco Technology, Inc. | Virtual router upgrade via graceful restart |
| JP5954248B2 (ja) * | 2013-04-30 | 2016-07-20 | 日立金属株式会社 | ネットワーク中継装置 |
| WO2015033726A1 (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | アラクサラネットワークス株式会社 | 通信装置及び通信システム |
| US10178599B2 (en) * | 2013-12-16 | 2019-01-08 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for data packet transmission |
| JP6263105B2 (ja) * | 2014-08-22 | 2018-01-17 | ＡＰＲＥＳＩＡ Ｓｙｓｔｅｍｓ株式会社 | 中継システムおよび中継装置 |
| ES2768575T3 (es) * | 2014-09-04 | 2020-06-23 | Huawei Tech Co Ltd | Método para sincronizar tablas de reenvío, dispositivo de red y sistema |
| FR3026255B1 (fr) * | 2014-09-24 | 2017-12-22 | Thales Sa | Architecture d'echange de donnees numeriques utilisable dans des applications avioniques |
| CN107634920B (zh) * | 2017-08-31 | 2020-02-21 | 华为技术有限公司 | 一种数据传输系统 |
| JP7205439B2 (ja) * | 2019-10-11 | 2023-01-17 | 株式会社デンソー | 電子制御装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1954559A (zh) * | 2003-10-17 | 2007-04-25 | Ip输入公司 | 网络节点群集的冗余路由能力 |
| US7518986B1 (en) * | 2005-11-16 | 2009-04-14 | Juniper Networks, Inc. | Push-based hierarchical state propagation within a multi-chassis network device |
| US7747999B1 (en) * | 2005-09-26 | 2010-06-29 | Juniper Networks, Inc. | Software installation in a multi-chassis network device |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3070588B2 (ja) | 1998-11-20 | 2000-07-31 | 日本電気株式会社 | Ａｔｍ ｓｖｃ二重化システム |
| US6587470B1 (en) * | 1999-03-22 | 2003-07-01 | Cisco Technology, Inc. | Flexible cross-connect with data plane |
| US6963575B1 (en) * | 2000-06-07 | 2005-11-08 | Yipes Enterprise Services, Inc. | Enhanced data switching/routing for multi-regional IP over fiber network |
| US20020176355A1 (en) * | 2001-05-22 | 2002-11-28 | Alan Mimms | Snooping standby router |
| KR20040069216A (ko) * | 2002-01-15 | 2004-08-04 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 라우팅 장치, 및 라우팅 장치의 설정 방법 |
| JP3692083B2 (ja) | 2002-01-24 | 2005-09-07 | 株式会社東芝 | ダイヤルアップ機能付き通信装置 |
| US7116665B2 (en) * | 2002-06-04 | 2006-10-03 | Fortinet, Inc. | Methods and systems for a distributed provider edge |
| JP2004064619A (ja) * | 2002-07-31 | 2004-02-26 | Fujitsu Ltd | スイッチング・システム |
| JP4257151B2 (ja) * | 2003-02-28 | 2009-04-22 | 富士通株式会社 | パケット制御システム、パケット制御装置、パケット中継装置およびパケット制御プログラム |
| JP4231773B2 (ja) | 2003-12-01 | 2009-03-04 | 株式会社日立コミュニケーションテクノロジー | Ｖｒの機密性を維持したｖｒｒｐ技術 |
| JP2005268833A (ja) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Meidensha Corp | ハブ |
| JP4427082B2 (ja) | 2004-06-04 | 2010-03-03 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | 通信ネットワーク上でデータ信号を伝送するための装置および方法 |
| US20060294211A1 (en) * | 2005-03-25 | 2006-12-28 | Nicholas Amato | Forwarding table synchronization for virtual environments |
| CN100450281C (zh) | 2005-03-31 | 2009-01-07 | 西门子（中国）有限公司 | 一种分布式多跳无线网络的接入方法 |
| WO2006103276A1 (en) | 2005-03-31 | 2006-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | An access method for a multi-hop wireless network |
| US7583590B2 (en) * | 2005-07-15 | 2009-09-01 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Router and method for protocol process migration |
| US8364843B2 (en) * | 2006-01-09 | 2013-01-29 | Cisco Technology, Inc. | Method and system for minimizing disruption during in-service software upgrade |
| JP4532421B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2010-08-25 | アラクサラネットワークス株式会社 | ネットワーク中継装置 |
-
2012
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-
2014
- 2014-02-28 JP JP2014037778A patent/JP5753917B2/ja active Active
-
2015
- 2015-05-25 JP JP2015105085A patent/JP2015167398A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1954559A (zh) * | 2003-10-17 | 2007-04-25 | Ip输入公司 | 网络节点群集的冗余路由能力 |
| US7747999B1 (en) * | 2005-09-26 | 2010-06-29 | Juniper Networks, Inc. | Software installation in a multi-chassis network device |
| US7518986B1 (en) * | 2005-11-16 | 2009-04-14 | Juniper Networks, Inc. | Push-based hierarchical state propagation within a multi-chassis network device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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