CN103873360A - 通信系统以及网络中继装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种通信系统以及网络中继装置，能够实现耐故障性的提高。通信系统例如具有：端口交换机（SWP1～SWP3）、光纤交换机（SWF1、SWF2）以及用户交换机（SWU1、SWU2），端口交换机（SWP1、SWP2）构成跨设备链路聚合装置（MLAGSW）。各光纤交换机（SWF1、SWF2）将构成跨设备链路聚合装置（MLAGSW）的端口交换机（SWP1、SWP2）逻辑上视为一台，并检测出在没有故障的状态下连接的端口交换机的台数（例如两台），并将该台数（两台）从端口（P1～P3）进行发送。各端口交换机（SWP1～SWP3）对接收到了最大台数（两台）的端口（P1、P2）设定链路聚合组（LAG）。

Description

通信系统以及网络中继装置

技术领域

本发明涉及通信系统以及网络中继装置，例如，涉及适用于以下通信系统以及包含于其中的网络中继装置的有效技术，该通信系统在由多个交换机装置构成的系统的一部分中使用了跨交换机装置的链路聚合（Link Aggregation）技术。

背景技术

例如，在专利文献1中示出了这样的结构，其具备：通过冗余用端口连接的一对盒式交换机装置（Box Switch）；以及与该一对盒式交换机装置连接的边缘交换机（Edge Switch）（盒式交换机）和汇聚交换机（框式交换机（ChassisSwitch））。边缘交换机与该一对盒式交换机装置中的同一端口号的接入端口（Access Port）以设定了链路聚合的状态连接，汇聚交换机与该一对盒式交换机装置中的同一端口号的网络端口（Network Port）以设定了链路聚合的状态连接。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2008-78893号公报

近年来，代替框式交换机装置而组合了多个盒式交换机装置来构建网络系统的技术备受关注。在该网络系统中，例如设置有：用于确保所需要的端口数的多个盒式交换机装置（这里称为端口交换机）、以及用于连接各端口交换机之间的多个盒式交换机装置（这里称为光纤交换机）。各端口交换机分别通过通信线路与各光纤交换机连接，以一个端口交换机为基准使各光纤交换机连接成星型，以一个光纤交换机为基准使各端口交换机也连接成星型。在本说明书中，将这样的网络系统称为盒式光纤系统。

在盒式光纤系统中，例如一个端口交换机在与各光纤交换机之间经不同的通信线路进行连接，能够对成为该通信线路的连接源的端口设定链路聚合。在设定了链路聚合的情况下，能够实现在其链路聚合内的负荷分散和冗余性。因此，例如在想要扩大通信频带的情况下，只要增设光纤交换机即可，能够容易且低成本地实现通信频带的扩大。并且，在该系统中，除了上述的通信频带的扩大，通过端口交换机的增设还能够容易且低成本地实现端口数的扩展。其结果是，若使用该系统，与使用由框式交换机装置构成的系统的情况相比，能够低成本地构建适应于用户的要求的灵活的系统。

但是，在盒式光纤系统中，例如在通信线路或光纤交换机发生了故障时，通过所述的链路聚合功能而能够确保冗余性，但是当端口交换机发生了故障时，有时难以确保冗余性。另一方面，例如与专利文献1同样地存在这样的方式：将两个盒式交换机装置之间连接起来，对该两个盒式交换机装置的例如同一端口号的接入端口设定链路聚合，由此来实现装置冗余。在本说明书中，将该方式称为跨设备链路聚合（Multi-chassis Link Aggregation）。

本发明的发明人等，着眼于它们的各优点，对在所述的盒式光纤系统中组合跨设备链路聚合来实现端口交换机的冗余性（耐故障性的提高）等进行了研究。其结果是，发现了如下的情况：当端口交换机和光纤交换机之间的通信路径发生了故障时，通信路径的设定产生不适合，无法实现耐故障性的提高。

发明内容

本发明是鉴于所述情况而完成的，其目的之一在于提供一种能够实现耐故障性提高的通信系统以及网络中继装置。本发明的所述以及其他目的和新特征参照本说明书的记述和附图能够更加明确。

在本申请所公开的发明中，对代表性的实施方式的概要进行简单说明，其内容如下。

本实施方式的通信系统具有：多个端口交换机，其包括第一和第二端口交换机；多个光纤交换机，其构建多个端口交换机之间的通信路径；以及用户交换机，其在与第一和第二端口交换机各自之间经不同的通信线路连接，并对成为其连接源的端口设定链路聚合。多个端口交换机分别在与多个光纤交换机中每一个光纤交换机之间经不同的通信线路连接。第一和第二端口交换机被设定为同一域组且将面向冗余端口之间用公共通信线路连接。这里，多个光纤交换机各自将第一和第二端口交换机逻辑上视为一台交换机，并从与多个端口交换机中每一个端口交换机之间的通信路径中检测出与没有故障的通信路径相应的端口交换机的台数，并将检测出的台数分别发送给多个端口交换机。多个端口交换机中的每一个端口交换机从多个光纤交换机分别接收检测出的台数，并对接收到了最大台数的单个或多个端口设定链路聚合。

在本申请所公开的发明中，简单说明通过代表性的实施方式而获得的效果，即能够实现耐故障性的提高。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式涉及的通信系统的结构例和主要动作例的概要图。

图2是在图1的通信系统中，表示通信路径有故障时的主要动作例的概要图。

图3是在图1的通信系统中，表示通信路径有与图2不同的故障时的主要动作例的概要图。

图4是表示成为图1的通信系统具有的功能的一例的域识别功能的概要动作例的说明图。

图5的（a）是表示图1的通信系统的光纤交换机的主要部分的概要结构例的框图，（b）是表示（a）的链路表具有的保持内容的一例的说明图。

图6是表示图5的（a）以及图5的（b）的光纤交换机的主要动作例的流程图。

图7的（a）是表示图1的通信系统的端口交换机的主要部分的概要结构例的框图，（b）是表示（a）的链路表具有的保持内容的一例的说明图。

图8是表示图7的（a）以及图7的（b）的端口交换机的主要动作例的流程图。

图9是表示作为本发明的前提而研究的盒式光纤系统的结构例的概要图。

图10是表示在图9的盒式光纤系统中应用了跨设备链路聚合时的结构例的概要图，同时是说明其问题点的一例的图。

图11是说明与图10不同的问题点的一例的图。

图12是图10以及图11的补充图。

符号说明

CFA：控制帧解析部

CFCTL：控制帧管理部

CF：控制帧

CFG：控制帧生成部

DBCTL：数据库管理部

DET：故障检测部

FDB：地址表

FFCTL：帧转发控制部

LAG：链路聚合组

LDB：链路表

LAGID：链路聚合组识别符

MLAG：跨设备链路聚合组

MLAGSW：跨设备链路聚合装置

P：端口

SLK：子链路

SLKID：子链路识别符

SWF：光纤交换机

SWFID：光纤交换机识别符

SWP：端口交换机

SWPID：端口交换机识别符

SWU：用户交换机

具体实施方式

在下面的实施方式中，为了方便起见，在必要的时候分成多个部分或者实施方式来进行说明，但是除了特别明示的情况之外，它们并非彼此无关联，而是一方是另一方的一部分或者全部的变形例、详细内容、补充说明等关系。并且，在下面的实施方式中，在涉及到要素的数等（包含个数、数值、量、范围等）的情况下，除了特别明示的情况和原理上明确限定为特定数的情况等之外，并非限定于其特定数，可以是特定数以上也可以是特定数以下。

并且，在下面的实施方式中，关于其构成要素（包含要素步骤等），除了特别明示的情况和原理上明确认为必须是这样的情况等之外，当然未必是必须这样。同样地，在下面的实施方式中，当涉及到构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别明示的情况和原理上明确认为不是这样的情况等之外，实质上包含与其形状等近似或者类似的情况等。这对于所述数值和范围也是一样的。

下面，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在用于说明实施方式的所有附图中，对同一部件标记同一符号，而省略其重复的说明。

首先，在说明本实施方式涉及的通信系统之前，使用图9～图11对作为其前提而研究的事项进行阐述。

盒式光纤系统的概要

图9是表示作为本发明的前提而研究的盒式光纤系统的结构例的概要图。如图9所示，盒式光纤系统具备：多个（这里为三个）端口交换机SWP1～SWP3、以及多个（这里为两个）光纤交换机SWF1、SWF2。SWP1～SWP3、SWF1、SWF2分别通过盒式交换机装置构成。SWF1、SWF2构建SWP1～SWP3之间的通信路径。

端口交换机SWP1～SWP3各自经不同的通信线路分别与光纤交换机SWF1、SWF2连接。即，SWP1的端口P1和端口P2分别经不同的通信线路与SWF1的端口P1和SWF2的端口P1连接。另外，SWP2的端口P1和端口P2分别经不同的通信线路与SWF1的端口P2和SWF2的端口P2连接，同样地，SWP3的端口P1和端口P2分别经不同的通信线路与SWF1的端口P3和SWF2的端口P3连接。各端口交换机和各光纤交换机都没有特别限定，但是，例如可以是通过同一结构的盒式交换机装置来构成，并通过其内部设定来选择是作为端口交换机发挥功能还是作为光纤交换机发挥功能。

在盒式光纤系统中，各端口交换机（例如SWP1）在与多个光纤交换机SWF1、SWF2之间经多条（这里为2条）通信线路进行连接，并能够对成为其连接源的端口P1、P2设定链路聚合。在本说明书中，将设定了该链路聚合的端口（这里为P1、P2）的集合体称为链路聚合组LAG。在设定了链路聚合（链路聚合组LAG）的情况下，能够在其LAG内实现负荷分散。例如，当从端口交换机SWP1朝向端口交换机SWP3发送帧时，该帧根据预定的规则被适当分散到从SWP1的端口P1经SWF1朝向SWP3的通信路径和从SWP1的端口P2经SWF2朝向SWP3的通信路径。

作为该预定的规则，没有特别限定，但是，例如可以列举使用帧内的报头信息来进行运算的方式。更具体来说，使用报头信息内的发送源和/或接收方的MAC（Media Access Control）地址、加上发送源和/或接收方的IP（InternetProtocol）地址等。另外，设定了链路聚合组LAG的端口逻辑上来说（假想来说）作为一个端口发挥功能。因此，例如，不会产生通过端口交换机SWP1的端口P1接收到的广播帧从SWP1的端口P2泛洪这样的信号折返。

这里，所述的链路聚合组LAG例如能够以如下的方式进行设定。首先，光纤交换机SWF1、SWF2各自检测出在没有故障的状态下与自身连接的端口交换机的台数，并将包含该检测出的台数的控制帧CF1从所有端口P1～P3进行发送。在该示例中，由于SWF1与三台端口交换机SWP1～SWP3在没有故障的状态下连接，因此将包含“三台”的控制帧CF1从所有端口P1～P3进行发送。同样地，由于SWF2也与SWP1～SWP3在没有故障的状态下连接，因此将包含“三台”的控制帧CF2从P1～P3进行发送。

接着，端口交换机SWP1通过端口P1接收到从光纤交换机SWF1发送的控制帧CF1，通过端口P2接收到从光纤交换机SWF2发送的控制帧CF2。SWP1从接收到的控制帧所包含的台数中识别出最大台数，并对接收到了该最大台数的端口设定链路聚合组LAG。在该示例中，由于CF1、CF2都包含“三台”，因此SWP1对接收到了CF1的P1和接收到了CF2的P2设定LAG。SWP2、SWP3也是同样的，SWP2、SWP3各自对端口P1、P2设定LAG。

盒式光纤系统和跨设备链路聚合的组合

图10以及图11是表示在图9的盒式光纤系统中应用了跨设备链路聚合时的结构例的概要图，同时是说明其问题点的一例的图。图12是图10以及图11的补充图。在图10中，在图9的结构例的基础上，端口交换机SWP1和端口交换机SWP2分别具有面向冗余端口Pr，SWP1、SWP2通过利用公共通信线路来连接该Pr之间而设定了跨设备链路聚合。在本说明书中，将设定了该跨设备链路聚合的SWP1、SWP2称为跨设备链路聚合装置MLAGSW。

并且，在图10中，用户交换机SWU1、SWU2与构成跨设备链路聚合装置MLAGSW的SWP1、SWP2连接。用户交换机SWU1在与端口交换机SWP1、SWP2各自之间经不同的通信线路连接，并对成为其通信线路的连接源的端口P1、P2设定链路聚合。在本说明书中，将成为这样通过跨两台交换机装置（SWP1、SWP2）设定的链路聚合的连接源的端口（SWU1的P1、P2）称为跨设备链路聚合组MLAG。SWU1对P1、P2设定MLAG。用户交换机SWU2也同样地在与SWP1、SWP2各自之间经不同的通信线路进行连接，并对成为其通信线路的连接源的端口P1、P2设定MLAG。

来自用户交换机SWU1的帧根据伴随跨设备链路聚合的预定规则被适当分散到SWU1的端口P1侧或端口P2侧进行发送。同样地，来自用户交换机SWU2的帧也根据预定的规则被适当分散到SWU2的端口P1侧或端口P2侧进行发送。构成跨设备链路聚合装置MLAGSW的端口交换机SWP1、SWP2，例如在面向冗余端口Pr之间进行彼此的状态、地址表（FDB：ForwardingDataBase）的信息等的收发，逻辑上来说（假想来说）作为一台交换机来发挥功能。若使用这样的跨设备链路聚合，除了负荷分散带来的通信频带的提高之外，还实现了耐故障性的提高。例如，即使SWP1发生了故障时，也能够将从SWU1、SWU2发送的帧汇聚到SWP2侧进行转发。

这里，如图10所示，例如假设在端口交换机SWP2和光纤交换机SWF1之间的通信路径（通信线路或者其连接源的端口）发生了故障的情况。该情况下，若使用图9阐述那样的链路聚合的设定方法，则SWF1伴随该故障而识别出在没有故障的状态下连接的端口交换机的台数为两台（SWP1、SWP3），并将包含该“两台”的控制帧CF1从所有端口（或者所有没有故障的端口P1、P3）进行发送。

由于“两台”包含在来自SWF1的控制帧CF1中，“三台”包含在来自光纤交换机SWF2的控制帧CF2中，所以端口交换机SWP3对接收到了包含最大台数的CF2的端口P2设定链路聚合组LAG，并且从LAG排除接收到了CF1的端口P1。设定了LAG的端口表示是正常的端口，SWP3只能够从端口P2进行帧的发送。另外，在图10的示例中，对SWP3的P2设定了LAG，但是设定了LAG的端口是一个，因此，严格来说不能称为LAG。但是，在本说明书中，以后也是同样的，为了方便起见，称为LAG。省略图示，但是，例如在还具有光纤交换机（设为SWF3）的情况下，与之对应地SWP3也还具有端口（设为P3），此时，SWP3对P2、P3设定LAG。

假设，在图10中，当端口交换机SWP1、SWP2不构成跨设备链路聚合装置MLAGSW时，像这样在端口交换机SWP3中设定了链路聚合组LAG的端口只是P2，也不会发生特别问题。即，由于故障，经光纤交换机SWF1的SWP1～SWP3之间的通信为局部不能通信，因此，实际上也可以与SWF1自身发生故障时同样地进行处理。

但是，当端口交换机SWP1、SWP2构成跨设备链路聚合装置MLAGSW时，该MLAGSW逻辑上来说（假设来说）作为一台交换机发挥功能。该情况下，逻辑上来说，该一台MLAGSW与SWF1之间通过两条通信线路（SWP1和SWF1之间的通信线路以及SWP2和SWF1之间的通信线路）连接，成为该两条通信线路的连接源的端口需要作为LAG（MLAG）发挥功能。SWF1的P1、P2需要作为LAG（MLAG）发挥功能，SWP1的P1和SWP2的P1也需要作为LAG（MLAG）发挥功能。

因此，即使当发生了图10那样的故障时，只要跨设备链路聚合装置MLAGSW和光纤交换机SWF1之间的两条通信线路都没有发生故障，就需要维持经SWF1的通信路径。即，端口交换机SWP3的端口P1需要留在链路聚合组LAG内。另外，端口交换机SWP1也与端口交换机SWP3的情况一样，从端口P1接收“两台”，从端口P2接收“三台”。因此，若直接应用图9阐述那样的链路聚合的设定方法，则从LAG中排除了本来不应该排除的端口P1。即，SWP1和SWP3之间的、即本来应该设定为有效的经SWF1的通信路径在双方向被设定为无效。

因此，作为其解决对策的一例，考虑对构成跨设备链路聚合装置MLAGSW的端口交换机SWP1、SWP2设定如下功能（设为功能A）：对接收到了从最大台数中减少了一台的台数的端口也设定链路聚合组LAG。由此，能够不将SWP1的端口P1从LAG排除而留下。但是，该情况下，可能产生图11所示那样的别的问题。

在图11中，在与图10同样的结构例中，在端口交换机SWP3和光纤交换机SWF1之间的通信路径（通信线路或者其连接源的端口）发生了故障。该情况下，与图10的情况同样地，端口交换机SWP1从端口P1接收到“两台”，从端口P2接收到“三台”。但是，该情况下，实际上，由于不可能从SWP1经SWF1向SWP3发送帧，所以不使用图10所述那样的功能A而需要从链路聚合组LAG排除端口P1。即，跨设备链路聚合装置MLAGSW，需要对如图10所示在与MLAGSW连接的通信线路发生了故障的情况、和如图11所示在除此之外的通信线路发生了故障的情况进行区别，适当地进行链路聚合组LAG的设定。

这里，假设，即使在跨设备链路聚合装置MLAGSW中能够适当地设定链路聚合组LAG，仍然，难以在端口交换机SWP3中适当地设定LAG。例如，由于端口交换机SWP1能够识别出自身是MLAGSW，所以能够区别开所述的功能A来使用（即，对与MLAGSW连接的通信线路发生了故障的情况、和除此之外的通信线路发生了故障的情况进行区别）。另一方面，如图12所示，以还具有端口交换机SWP4的情况为例，SWP3难以对与MLAGSW（SWP1、SWP2）连接的通信线路发生了故障的情况、与成为除此之外的SWP4和SWF1之间的通信线路发生了故障的情况进行区别。即，在图10的情况下，SWP3需要将端口P1留在LAG中，SWP3在图12的情况下需要从LAG中排除P1，但是，不具有区别它们的单元。

本实施方式涉及的通信系统的结构以及动作

图1是表示本发明的一实施方式涉及的通信系统的结构例和主要动作例的概要图。图1所示的通信系统具有与前述的图10同样的结构，其具备：多个（这里为两个）光纤交换机SWF1、SWF2；多个（这里为三个）端口交换机SWP1～SWP3；以及用户交换机SWU1、SWU2。SWF1、SWF2、SWP1～SWP3分别还是网络中继装置。如上所述，SWF1、SWF2、SWP1～SWP3分别通过盒式交换机装置构成，整体构成盒式光纤系统。另外，SWP1、SWP2设定了跨设备链路聚合（换言之，同一域组），使面向冗余端口Pr之间用公共通信线路连接，SWP1和SWP2逻辑上来说（假想来说）作为一台交换机装置（即跨设备链路聚合装置MLAGSW）发挥功能。

端口交换机SWP1在与光纤交换机SWF1、SWF2各自之间经不同的通信线路连接。同样地，SWP2、SWP3中的每一个也在与SWF1、SWF2各自之间经不同的通信线路进行连接。用户交换机SWU1在与SWP1、SWP2各自之间经不同的通信线路进行连接，并对成为该通信线路的连接源的端口P1、P2设定跨设备链路聚合组MLAG。同样地，用户交换机SWU2也在与SWP1、SWP2各自之间经不同的通信线路进行连接，并对成为该通信线路的连接源的端口P1、P2设定MLAG。

光纤交换机SWF1、SWF2构建端口交换机SWP1～SWP3之间的通信路径。例如，SWF1检测出从SWP1转发的帧的接收方MAC地址，当在自身的地址表（FDB）内该MAC地址与端口P3相关联时，将该帧从P3转发给SWP3。此时，实际上，SWP1经SWU1接收例如来自与用户交换机SWU1连接的未图示的终端（例如服务器）等的帧，并将该帧转发给SWF1，SWP3将从SWF1转发的帧转发给与自身连接的未图示的终端（例如服务器）等。

在这样的结构中，如图9所述，当光纤交换机SWF1从端口P1～P3与各端口交换机SWP1～SWP3各自之间的通信路径中检测与没有故障的通信路径相应的端口交换机的台数时，将SWP1、SWP2逻辑上来说视为一台交换机来检测台数。即，SWF1将设定了同一跨设备链路聚合（域组）的两台SWP1、SWP2的台数计数为一台跨设备链路聚合装置MLAGSW。并且，SWF1将该检测出的台数分别发送给SWP1～SWP3。

具体来说，光纤交换机SWF1预先检测在与端口交换机SWP1、SWP2各自之间的通信路径有无故障，并在所有该通信路径有故障的情况下，将MLAGSW（SWP1、SWP2）计数为零台，在除此之外的情况下将MLAGSW（SWP1、SWP2）计数为一台。在该示例中，在SWF1与SWP1、SWP2各自之间的通信路径中，在只有一条有故障的情况下和两条都没有故障的情况下，SWF1将MLAGSW计数为一台。同样地，在光纤交换机SWF2与SWP1、SWP2各自之间的通信路径中，在所有都有故障的情况下，SWF2将MLAGSW计数为零台，在除此之外的情况下将MLAGSW计数为一台。

其结果是，如图1所示在各通信路径没有故障的情况下，光纤交换机SWF1将MLAGSW（SWP1、SWP2）计数为一台，将端口交换机SWP3计数为一台，由此，检测出共计两台，同样地，光纤交换机SWF2也检测出两台。并且，SWF1将包含检测出的台数“两台”的控制帧CF1分别发送给SWP1～SWP3，SWF2也将包含检测出的台数“两台”的控制帧CF2分别发送给SWP1～SWP3。

另一方面，端口交换机SWP1、SWP2分别接收到来自光纤交换机SWF1、SWF2各自的控制帧CF1、CF2，并从其中提取出台数（这里都为两台）。由此，SWP1、SWP2分别对接收到了最大台数（这里为两台）的端口P1、P2设定链路聚合组LAG。设定了LAG的端口被作为正常的端口来进行处理。如图9所阐述那样，在LAG内适当进行负荷分散。

图2是在图1的通信系统中，表示通信路径有故障时的主要动作例的概要图。在图2中，与图10的情况一样，端口交换机SWP2和光纤交换机SWF1之间的通信路径（通信线路或者其连接源的端口）发生了故障。该情况下，在光纤交换机SWF1与设定了跨设备链路聚合（域组）的端口交换机SWP1、SWP2各自之间的通信路径中，只有一条有故障，因此，光纤交换机SWF1将MLAGSW（SWP1、SWP2）计数为一台。并且，SWF1检测出在该一台的基础上增加端口交换机SWP3的一台而得到的合计两台，并将包含“两台”的控制帧CF1分别发送给SWP1～SWP3（或者SWP1、SWP3）。

在光纤交换机SWF2与设定了跨设备链路聚合（域组）的端口交换机SWP1、SWP2各自之间的通信路径中，两条都没有故障，因此，光纤交换机SWF2将MLAGSW（SWP1、SWP2）计数为一台。并且SWF2检测出在该一台的基础上增加端口交换机SWP3的一台而得到的合计两台，并将包含“两台”的控制帧CF2分别发送给SWP1～SWP3。

端口交换机SWP1、SWP3分别接收到来自光纤交换机SWF1、SWF2各自的控制帧CF1、CF2，并从其中提取出台数（这里都是两台）。由此，SWP1、SWP2分别对接收到了最大台数（这里为两台）的端口P1、P2设定链路聚合组LAG。另一方面，端口交换机SWP2在从SWF2发送的CF2中提取出“两台”，但是，伴随故障而从SWF1接收不到包含台数的控制帧CF1，因此，对接收到了最大台数（这里为两台）的端口P2设定LAG，并从LAG排除端口P1。其结果是，与图10的情况不同，在SWP1和SWP3之间，能够在双方向将经SWF1的通信路径设定为有效。

图3是在图1的通信系统中，表示通信路径有与图2不同的故障时的主要动作例的概要图。图3中与图11的情况一样，在端口交换机SWP3和光纤交换机SWF1之间的通信路径（通信线路或其连接源的端口）发生了故障。该情况下，在光纤交换机SWF1、SWF2各自和设定了跨设备链路聚合（域组）的端口交换机SWP1、SWP2各自之间的通信路径中，两条都没有故障，因此，光纤交换机SWF1、SWF2分别将MLAGSW（SWP1、SWP2）计数为一台。

由于光纤交换机SWF1与端口交换机SWP3之间的通信路径发生了故障，因此光纤交换机SWF1只检测出伴随MLAGSW（端口交换机SWP1、SWP2）的一台，并将包含“一台”的控制帧CF1分别发送给SWP1～SWP3（或者SWP1、SWP2）。光纤交换机SWF2检测出在伴随MLAGSW（SWP1、SWP2）的一台的基础上增加了SWP3的一台而得到的合计两台，并将包含“两台”的控制帧CF2分别发送给SWP1～SWP3。

端口交换机SWP1、SWP2分别接收到来自光纤交换机SWF1、SWF2各自的控制帧CF1、CF2，并分别从CF1中提取出“一台”，从CF2中提取出“两台”。由此，SWP1、SWP2各自对接收到了最大台数（这里是两台）的端口P2设定链路聚合组LAG，并从LAG中排除端口P1。另外，端口交换机SWP3在从SWF2发送的CF2中提取出“两台”，但是，伴随故障不能从SWF1接收到包含台数的控制帧CF1。因此，SWP3对接收到了最大台数（这里是两台）的端口P2设定LAG，并从LAG中排除端口P1。其结果是，与图11的情况不同，除了从SWP3朝向SWP1的经SWF1的通信路径之外，也能够将其反方向的通信路径设定为无效。

如上所述，通过使用图1的通信系统，通过伴随跨设备链路聚合的应用的装置冗余，能够实现耐故障性的提高，并且能够消除由该应用而可能产生的链路聚合的设定的不适合，从而能够实现耐故障性的更进一步的提高。另外，图1中示出了具有三个端口交换机SWP1～SWP3和两个光纤交换机SWF1、SWF2的结构例，但是，当然不限于此，可以对端口交换机和光纤交换机的数量进行适当变更。另外，跨设备链路聚合装置MLAGSW的数量也可以为多个。例如，在图12的结构例中，在对SWP3、SWP4设定了跨设备链路聚合的情况下，分别与SWP1、SWP2同样地，SWF1、SWF2将SWP3、SWP4逻辑上来说计数为一台即可。

本实施方式涉及的通信系统的其他功能

图4是表示成为图1的通信系统具有的功能的一例的域识别功能的概要动作例的说明图。如图1所阐述那样，光纤交换机SWF1、SWF2为了逻辑上来说将跨设备链路聚合装置MLAGSW（端口交换机SWP1、SWP2）计数为一台，需要预先识别出该MLAGSW的存在。该识别例如通过在SWF1、SWF2中预先以手动的方式设定在端口P1、P2连接MLAGSW这一信息来实现，但是以自动设定的方式来实现是更加优选的。

因此，图4示出了基于该自动设定的实现方法的一例。在图4中，例如，将表示对自身设定了同一域组的同一域组识别符分别预先保持到构成跨设备链路聚合装置MLAGSW的两台端口交换机SWP1、SWP2中。在该状态下，SWP1、SWP2各自生成包含该域识别符的控制帧CFd，并将该控制帧CFd分别发送给与自身连接的光纤交换机SWF1、SWF2。

光纤交换机SWF1、SWF2各自接收到了包含同一域识别符的控制帧CFd时，对其接收端口P1、P2设定子链路SLK。SWF1、SWF2各自识别出设定了SLK的端口P1、P2以及对与其连接的端口交换机SWP1、SWP2设定了同一域组（跨设备链路聚合）。另外，设定了SLK的端口逻辑上来说（假想来说）作为一个端口来发挥功能。

这样，针对光纤交换机SWF1、SWF2，使其自动识别跨设备链路聚合装置MLAGSW的存在，由此，例如与手动设定的情况相比，能够使维护和管理等容易化。例如，即使在进一步追加光纤交换机的情况下，也能够针对该光纤交换机使其自动识别MLAGSW的存在。

光纤交换机（网络中继装置）的概要

图5的（a）是表示图1的通信系统的光纤交换机的主要部分的概要结构例的框图，图5的（b）是表示图5的（a）的链路表具有的保持内容的一例的说明图。图6是表示图5的（a）以及图5的（b）的光纤交换机的主要动作例的流程图。图5的（a）所示的光纤交换机（网络中继装置）SWF例如具有：帧转发控制部FFCTL和故障检测部DET、控制帧管理部CFCTL、数据库管理部DBCTL、以及多个端口（P1、P2、P3…）等。端口P1、P2、P3…是面向端口交换机端口，以图1的SWF1为例，P1、P2、P3分别与端口交换机SWP1、SWP2、SWP3连接。另外，这里，代表性地示出了三个面向端口交换机端口P1、P2、P3，但是，在具有四个以上端口交换机的情况下，与之对应地具有四个以上端口。

控制帧管理部CFCTL具有控制帧生成部CFG和控制帧解析部CFA，并对它们进行适当管理。CFG生成各种控制帧，并将该生成的控制帧经帧转发控制部FFCTL从各端口（P1、P2、P3…）进行发送。CFA以经各端口（P1、P2、P3…）通过FFCTL接收到的控制帧（即各端口交换机发送的控制帧）为对象，对该控制帧的内容进行解析（判别）。另外，控制帧与来自终端（例如服务器）等的包含实际数据信号的用户帧不同，是用于进行通信系统的设定和监视等的管理用的帧。

数据库管理部DBCTL具有地址表FDB和链路表LDB，并对它们进行管理，并且保持有预先对每一个光纤交换机固有地设定的光纤交换机识别符SWFID。地址表FDB中登记有各端口与存在于各端口的目的地的终端（服务器）等的MAC地址的对应关系。帧转发控制部FFCTL具有这样的功能：控制各端口（P1、P2、P3…）和控制帧管理部CFCTL之间的控制帧的收发。FFCTL还具有这样的功能：根据DBCTL的各表（FDB、LDB）具有的信息，来控制各端口（P1、P2、P3…）之间的帧（例如用户帧）的转发。故障检测部DET检测各端口（P1、P2、P3…）同与其连接的各端口交换机之间的通信路径有无故障。没有特别限定，但是，关于DET，例如在不能接收来自端口交换机的控制帧的时间达到预定时间的情况下，DET认为与其对应的端口有故障。

在这样的结构中，图5的（a）的光纤交换机SWF例如进行如图6所示的处理。首先，使SWF针对各端口交换机识别出自身的存在，为此，SWF从所有端口（P1、P2、P3…）发送光纤交换机识别符SWFID（步骤S101）。具体来说，图5的（a）的控制帧生成部CFG生成包含数据库管理部DBCTL内的SWFID的控制帧，帧转发控制部FFCTL将该控制帧从各端口（P1、P2、P3…）发送给各端口交换机。

接着，光纤交换机SWF接收包含端口交换机识别符SWPID、或加上子链路识别符（域识别符）SLKID的控制帧（步骤S102）。具体来说，图5的（a）的控制帧解析部CFA对经各端口（P1、P2、P3…）通过帧转发控制部FFCTL接收到的控制帧进行解析，并对其中所包含的SWPID、和SLKID进行判别。并且，数据库管理部DBCTL通过链路表LDB来保持各端口、SWPID和SLKID、以及来自故障检测部DET的是否有故障的关系。

图5的（b）所示的链路表LDB示出了各端口（P1、P2、P3…）、各端口接收到的端口交换机识别符SWPID和子链路识别符（域识别符）SLKID、以及各端口是否有故障的关系。图5的（b）的LDB示出了这样的情况：以图2的SWF1为例，分别从端口P1、P2、P3接收到不同的SWPID[1]、[2]、[3]，从P1、P2接收到同一SLKID[1]，此外，P2的通信路径有故障。这里，光纤交换机SWF使保持了这样的LDB的数据库管理部DBCTL作为域识别部发挥功能。域识别部（DBCTL），如图5的（b）所示，通过接收到同一SLKID[1]，对P1、P2设定如图4所阐述的子链路SLK。由此，域识别部（DBCTL）识别出P1、P2和对其目的地SWP1、SWP2设定了同一跨设备链路聚合（域组）。

接着，光纤交换机SWF使具有图5的（b）那样的链路表LDB的数据库管理部DBCTL作为台数检测部发挥功能。台数检测部（DBCTL）检测各端口交换机中的与没有故障的通信路径相应的端口交换机的台数。此时，台数检测部（DBCTL）将具有同一子链路识别符（域识别符）SLKID的端口交换机SWP视为一台，从而检测出与没有故障的通信路径相应的SWP的台数（K）（步骤S103）。

例如，在图5的（b）和图2的示例中，在设定了子链路识别符（域识别符）SLKID[1]的端口P1、P2和端口交换机SWP1、SWP2之间的两条通信路径中，只有一条（P2侧）有故障，因此，台数检测部（DBCTL）将SWP1、SWP2计数为一台。并且，台数检测部（DBCTL）检测出在该一台的基础上增加了端口P3的一台而合计两台的台数（K）。另外，如图1所阐述那样，在P1、P2和SWP1、SWP2之间的两条通信路径中，在两条都有故障的情况下，台数检测部（DBCTL）将SWP1、SWP2计数为零台，在两条都没有故障的情况下，台数检测部（DBCTL）将SWP1、SWP2计数为一台。

接着，光纤交换机SWF使控制帧生成部CFG和帧转发控制部FFCTL作为台数发送部来发挥功能，将包含台数（K）的控制帧从所有端口（P1、P2、P3…）进行发送（步骤S104）。具体来说，台数发送部（CFG）生成控制帧，该控制帧包含由台数检测部（DBCTL）检测出的台数（K）。并且，台数发送部（FFCTL）将该控制帧从各端口（P1、P2、P3…）发送给各端口交换机。

端口交换机（网络中继装置）

图7的（a）是表示图1的通信系统的端口交换机的主要部分的概要结构例的框图，图7的（b）是表示图7的（a）的链路表具有的保持内容的一例的说明图。图8是表示图7的（a）以及图7的（b）的端口交换机的主要动作例的流程图。与所述的图5的（a）的结构例相比，图7的（a）所示的端口交换机（网络中继装置）SWP的不同点在于，在数据库管理部DBCTL内，代替图5的（a）的SWFID而保持有端口交换机识别符SWPID、以及进一步保持了子链路识别符（域识别符）SLKID。并且，与图5的（a）相比，图7的（a）所示的SWP的不同点在于，作为端口具有：面向光纤交换机端口P1、P2…、面向用户交换机端口（用户端口）Pu1、Pu2…、以及面向冗余端口Pr。关于除此以外的结构与图5的（a）是一样的，因此，下面着眼于与图5（a）的不同进行说明。

以图1的端口交换机SWP1为例，在图7的（a）的面向光纤交换机端口P1、P2分别连接光纤交换机SWF1、SWF2，在用户端口Pu1、Pu2分别连接用户交换机SWU1、SWU2，在面向冗余端口Pr连接端口交换机SWP2。另外，这里，代表性地示出了两个面向光纤交换机端口P1、P2，但在具有三个以上光纤交换机的情况下，与之对应地具有三个以上端口。另外，这里，代表性地示出了两个用户端口Pu1、Pu2，但是在具有三个以上用户交换机的情况下，与之对应地具有三个以上端口。

在图1的示例中，面向冗余端口Pr设置于设定了跨设备链路聚合（域组）的端口交换机SWP1、SWP2。但是，例如在端口交换机SWP1～SWP3由同一结构的盒式交换机装置来实现的情况下，SWP3不需要特别具有Pr，在该情况下，还可以通过内部设定将Pr作为面向用户交换机端口或面向光纤交换机端口使用。另外，各端口的分配（例如，面向光纤交换机、面向用户交换机等）可以通过内部设定适当变更，图7的（a）的基本功能结构与图5的（a）的功能结构是一样的，因此，能够通过同一结构的盒式交换机装置构成光纤交换机和端口交换机。

针对每一个端口交换机预先固有地设定了图7（a）的端口交换机识别符SWPID。另外，子链路识别符（域识别符）SLKID是表示其自身在与其他端口交换机之间设定了同一跨设备链路聚合（域组）的识别符，并预先针对成为对象的端口交换机（图1的示例中为SWP1、SWP2）进行设定。

在这样的结构中，图7的（a）的端口交换机SWP例如进行如图8所示那样的处理。首先，SWP识别出光纤交换机SWF（步骤S201）。具体来说，与所述的图6的步骤S101相对应，图7的（a）的控制帧解析部CFA对经各端口（P1、P2、…）通过帧转发控制部FFCTL接收到的控制帧进行解析，并对其中所包含的光纤交换机识别符SWFID进行判别。图7的（a）的数据库管理部DBCTL通过链路表LDB来保持该SWFID和端口（P1、P2、…）的关系。

接着，端口交换机SWP使控制帧生成部CFG和帧转发控制部FFCTL作为域发送部来发挥功能。域发送部针对各光纤交换机SWF发送包含端口交换机识别符SWPID或加上子链路识别符（域识别符）SLKID的控制帧（步骤S202）。例如，在图1的SWP1、SWP2的情况下，域发送部（CFG）生成包含数据库管理部DBCTL内的SWPID和SLKID的控制帧。并且，域发送部（FFCTL）将该控制帧从面向光纤交换机端口P1、P2发送给通过步骤S201识别出的各光纤交换机SWF。

接着，端口交换机SWP使帧转发控制部FFCTL、控制帧解析部CFA和数据库管理部DBCTL作为链路设定部发挥功能。链路设定部接收包含与没有故障相应的SWP的台数（K）的控制帧（步骤S203），并对接收到了最大台数（K）的单个或多个端口设定链路聚合组LAG（步骤S204）。具体来说，与所述的图6的步骤S104相对应，链路设定部（CFA）对经各端口（P1、P2、…）通过FFCTL接收到的控制帧进行解析，并对其中所包含的台数（K）进行判别。并且，链路设定部（DBCTL）通过链路表LDB来保持各端口和该台数（K）的关系，并根据这些来设定LAG。

图7的（b）所示的链路表LDB示出了各端口（P1、P2、P3…）、在步骤S201中各端口接收到的光纤交换机识别符SWFID、在步骤S203中各端口接收到的台数（K）、以及链路聚合组识别符LAG的关系。在图7的（b）的LDB中，以图2的SWP1为例，分别从端口P1、P2接收不同的SWFID[1]、[2]，并从P1、P2都接收到两台的台数（K）。该情况下，由于最大台数（K）是两台，所以数据库管理部DBCTL通过对接收到了该两台的台数（K）的P1、P2分配同一LAGID[1]来设定链路聚合组LAG。设定了LAG的端口意味着是正常的端口。

以上，通过使用本实施方式的通信系统和网络中继装置，代表性地实现了耐故障性的提高。另外，这里，端口交换机SWP和光纤交换机SWF分别通过盒式交换机装置构成。通过采用使用了该盒式交换机装置的盒式光纤系统，与如上所述使用由端口交换机和光纤交换机的两种功能收纳在一个壳体内的框式交换机装置构成的系统的情况相比，能够得到各种有益效果。但是，本实施方式未必限定于盒式交换机装置的结构，即使在采用了框式交换机装置的结构的情况下，能够应用图9那样的链路聚合的设定方法，同时能够产生图10～图12所阐述的问题，因此，本发明能同样应用到框式交换机装置并获得同样的效果。

以上，根据实施方式对本发明者完成的发明具体进行了说明，但是本发明不限定于所述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。例如，所述的实施方式是为了使本发明容易理解而详细进行的说明，本发明并不一定限定于具有上文所说明的全部结构。另外，可以将某实施方式的结构的一部分置换成其他实施方式的结构，另外，也可以在某实施方式的结构中增加其他实施方式的结构。此外，对于各实施方式的结构的一部分，可以进行其他结构的追加、删除和置换。

例如，这里主要以使用了LAN交换机（L2交换机）的通信系统为例进行了说明，但是对于使用了L3交换机的通信系统也同样能够适用。

Claims (7)

1.一种通信系统，其特征在于，具有：

多个端口交换机，其包括第一和第二端口交换机；

多个光纤交换机，其构建所述多个端口交换机之间的通信路径；以及

用户交换机，其在与所述第一和第二端口交换机各自之间经不同的通信线路连接，并对成为该通信线路的连接源的端口设定链路聚合，

所述多个端口交换机分别在与所述多个光纤交换机中每一个光纤交换机之间经不同的通信线路连接，

所述第一和第二端口交换机被设定为同一域组且将面向冗余端口之间用公共通信线路连接，

所述多个光纤交换机各自将所述第一和第二端口交换机逻辑上视为一台交换机，并从与所述多个端口交换机中每一个端口交换机之间的通信路径中检测出与没有故障的通信路径相应的端口交换机的台数，并将所述检测出的台数分别发送给所述多个端口交换机，

所述多个端口交换机中的每一个端口交换机从所述多个光纤交换机分别接收所述检测出的台数，并对接收到了最大台数的单个或多个端口设定链路聚合。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，

所述多个光纤交换机各自具有：

故障检测部，其对与所述多个端口交换机各自之间的通信路径有无故障进行检测；

台数检测部，其检测所述多个端口交换机中的与没有所述故障的通信路径相应的端口交换机的台数；以及

台数发送部，其将所述检测出的台数分别发送给所述多个端口交换机，

所述多个端口交换机各自具有链路设定部，所述链路设定部对接收到了所述最大台数的单个或多个端口设定链路聚合，

在与所述第一和第二端口交换机各自之间的通信路径两条都有所述故障的情况下，所述台数检测部将所述第一和第二端口交换机的台数计数为零台，在只有一条有所述故障的情况下或两条都没有所述故障的情况下，所述台数检测部将所述第一和第二端口交换机的台数计数为一台。

3.根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于，

所述第一和第二端口交换机各自还具有域发送部，所述域发送部将表示设定了同一所述域组的同一域识别符分别发送给所述多个光纤交换机，

所述多个光纤交换机各自还具有域识别部，所述域识别部通过接收同一所述域识别符来识别出对所述第一和第二端口交换机设定了同一所述域组。

4.根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于，

所述多个端口交换机分别由盒式交换机装置构成，

所述多个光纤交换机分别由盒式交换机装置构成。

5.一种网络中继装置，其特征在于，具有：

多个端口，其用于分别与多个端口交换机连接；

故障检测部，其对所述多个端口和分别与所述多个端口连接的所述多个端口交换机之间的通信路径有无故障进行检测；

台数检测部，其检测所述多个端口交换机中的与没有所述故障的通信路径相应的端口交换机的台数；以及

台数发送部，其将所述检测出的台数从所述多个端口进行发送，

在对分别与所述多个端口中的第一和第二端口连接的两台端口交换机设定了同一域组的情况下，所述台数检测部将所述两台端口交换机逻辑上视为一台交换机来检测所述台数。

6.根据权利要求5所述的网络中继装置，其特征在于，

在所述第一和第二端口与所述两台端口交换机之间的两条通信路径都有所述故障的情况下，所述台数检测部将所述两台端口交换机的台数计数为零台，在只有一条有所述故障的情况下或两条都没有所述故障的情况下，所述台数检测部将所述两台端口交换机的台数计数为一台。

7.根据权利要求6所述的网络中继装置，其特征在于，

所述网络中继装置还具有域识别部，在通过所述第一和第二端口接收到同一域识别符时，所述域识别部识别出对分别与所述第一和第二端口连接的所述两台端口交换机设定了同一所述域组。

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