JP2003122731A - ネットワークプロセッサの負荷分散装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】入力情報の振り分け先が特定のネットワークプ
ロセッサに偏った場合に、他のネットワークプロセッサ
に振り分けられた入力情報に影響を与えることなく偏り
を解消するネットワークプロセッサの負荷分散装置を提
供する。 【解決手段】ロードバランス制御部を直列に多段接続
し、あるロードバランス制御部による振り分けに偏りが
発生した場合に、偏りが発生している方路のフレームの
み、次段のロードバランス制御部において、フレームの
再振り分けを自動的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ルーティングやア
ドレス検索等の機能を持つ複数のネットワークプロセッ
サを実装した通信装置に適用され、個々のネットワーク
プロセッサに対するフレーム処理の負荷分散制御を行う
負荷分散装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のインターネット人口の急激な増加
に伴い、インターネット上で扱われるデータ量も急激に
増加している。これに伴い、ルータやスイッチ等の通信
装置においても、ＩＰ等の通信フレーム（パケット）の
ルーティング処理やスイッチング処理、及びアドレス検
索やルーティングテーブル検索等の処理に対する負荷が
急激に増加し、通信装置の性能向上、及びネットワーク
プロセッサの処理能力向上が要求されている。このた
め、通信装置に対して要求される処理能力を満足するネ
ットワークプロセッサを通信装置に実装する必要があ
る。

【０００３】しかし、ここ数年のインターネット通信量
の急激な増加に伴い、必ずしも個々のネットワークプロ
セッサの処理能力が装置開発時点において要求を満足出
来るとは限らない。この場合は、処理能力の劣るネット
ワークプロセッサを複数実装した並列処理を行うと共
に、個々のネットワークプロセッサの処理能力を超えな
いように、各ネットワークプロセッサに対してフレーム
処理量の負荷分散（ロードバランス）を行う必要があ
る。

【０００４】従来技術においては、並列実装されたネッ
トワークプロセッサに対して、ロードバランスの処理を
行う場合は、各フレームの持つアドレス等の情報から送
信する方路の振り分けを行い、各ネットワークプロセッ
サへフレーム送信を行っていた。また、この方路の振り
分けを計算する際の制御パラメータを予め複数設定して
おき、特定のネットワークプロセッサに対して、送信フ
レームが集中するようなフレーム振り分けの偏りが生じ
た場合には、この制御パラメータの変更を行い、フレー
ムの振り分け先を一括変更して、フレーム振り分けの偏
りの解消を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術では、フレームの振り分け先が一括変更され
るため、パラメータの変更の前後において、全てのフレ
ームに対するフレームの送信先変更が発生する可能性が
あった。このとき、フレーム振り分けの偏りが生じてい
ない方路のフレームが、制御パラメータの変更前後で異
なるネットワークプロセッサへ送信された場合には、フ
レームの連続性が破壊される。これによって、フレーム
の切断が発生し、フレームが正常に通信できない。この
ような制御パラメータの動的な変更が頻繁に行われる場
合には、通信装置の信頼性が低下する可能性があった。

【０００６】本発明の目的は、入力情報の振り分け先が
特定のネットワークプロセッサに偏った場合に、他のネ
ットワークプロセッサに振り分けられた入力情報に影響
を与えることなく偏りを解消可能なネットワークプロセ
ッサの負荷分散装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために以下の構成を採用する。即ち、本発明
は、受信手段と、この受信手段で受信された入力情報に
対する処理を行う複数のネットワークプロセッサとを含
む通信装置に設けられ、直列に多段接続され、受信手段
から入力情報を夫々受け取り、入力情報を所定の振り分
け条件に従ってネットワークプロセッサの何れかに振り
分ける振り分け処理を入力情報毎に実行する複数のロー
ドバランス制御部を含み、２段目以降の各ロードバラン
ス制御部は、前段のロードバランス制御部による振り分
け処理を監視し、入力情報の振り分け先が特定のネット
ワークプロセッサに偏っている場合には、自身に入力さ
れた入力情報であって前段のロードバランス制御部にて
前記特定のネットワークプロセッサに振り分けられた入
力情報を、前段のロードバランス制御部で使用された振
り分け条件と異なる振り分け条件に従って、他のネット
ワークプロセッサに振り分ける、ネットワークプロセッ
サの負荷分散装置である。

【０００８】本発明によると、ロードバランス制御部を
直列に多段接続し、入力情報(例えばフレーム)の振り分
けに偏りが発生した場合に、偏りが発生している振り分
け先(方路)の入力情報のみ、次段のロードバランス制御
部において、フレームの再振り分け処理を自動的に行う
ことにより、他の方路向けのフレームに影響を与えるこ
と無く、迅速にフレーム振り分けの偏りを解消すること
が可能となる。

【０００９】本発明による負荷分散装置は、最終段のロ
ードバランス制御部による振り分け処理を監視し、入力
情報の振り分け先が特定のネットワークプロセッサに偏
っている場合には、全てのロードバランス制御部で使用
されている振り分け条件を更新する更新制御部をさらに
含む、構成とするのが好ましい。

【００１０】このようにすれば、全段のロードバランス
制御部を使用してもロードバランスの偏りが解消されな
い場合は、全段のロードバランス制御部の振り分け条件
(パラメータ)を自動的に更新し、最終的にネットワーク
形態に適したロードバランス制御を提供することが可能
となる。

【００１１】本発明による負荷分散装置は、各ロードバ
ランス制御部が、受信手段から受け取った入力情報に対
し、前記振り分け処理を実行することなく所定のネット
ワークプロセッサに振り分けるように構成するのが好ま
しい。このようにすれば、本発明による負荷分散装置に
対し、開発評価を効率的に行う為の機能を付加すること
ができる。

【００１２】本発明による負荷分散装置は、各ロードバ
ランス制御部が、複数のネットワークプロセッサの何れ
かに障害が発生した場合に、自身が使用している振り分
け条件を、この障害が発生したネットワークプロセッサ
を除く振り分け先に対応する他の振り分け条件に変更す
る、ように構成するのが好ましい。

【００１３】このようにすれば、障害発生時においても
最適なロードバランス制御を継続させる機能も具備する
こととなり、ロードバランスシステム全体の信頼性を高
めることができる。

【００１４】また、本発明は、受信手段と、前記受信手
段で受信された入力情報に対する処理を行う複数のネッ
トワークプロセッサと、直列に多段接続され、前記受信
手段から入力情報を夫々受け取り、入力情報を所定の振
り分け条件に従ってネットワークプロセッサの何れかに
振り分ける振り分け処理を入力情報毎に実行する複数の
ロードバランス制御部を含み、２段目以降の各ロードバ
ランス制御部は、前段のロードバランス制御部による振
り分け処理を監視し、入力情報の振り分け先が特定のネ
ットワークプロセッサに偏っている場合には、自身に入
力された入力情報であって前段のロードバランス制御部
にて前記特定のネットワークプロセッサに振り分けられ
た入力情報を前段のロードバランス制御部で使用された
振り分け条件と異なる振り分け条件に従って他のネット
ワークプロセッサに振り分ける負荷分散装置と、を含む
通信装置として特定することもできる。

【００１５】本発明による通信装置は、前記受信手段で
受信された異常な入力情報を、前記ネットワークプロセ
ッサの何れかに与えることなく廃棄する、ように構成す
るのが好ましい。このようにすれば、ネットワークプロ
セッサに与えられる入力情報が減り、ネットワークプロ
セッサに対する負荷が軽減される。

【００１６】また、本発明は、受信手段と、前記受信手
段で受信された入力情報に対する処理を行う複数のネッ
トワークプロセッサと、直列に多段接続され、前記受信
手段から入力情報を夫々受け取り、入力情報を所定の振
り分け条件に従って前記複数のネットワークプロセッサ
の何れかに振り分ける振り分け処理を入力情報毎に実行
する複数のロードバランス制御部を含み、２段目以降の
各ロードバランス制御部が、前段のロードバランス制御
部による振り分け処理を監視し、入力情報の振り分け先
が特定のネットワークプロセッサに偏っている場合に
は、自身に入力された入力情報であって前段のロードバ
ランス制御部にて前記特定のネットワークプロセッサに
振り分けられた入力情報を、前段のロードバランス制御
部で使用された振り分け条件と異なる振り分け条件に従
って他のネットワークプロセッサに振り分ける、複数の
負荷分散装置とを含み、前記負荷分散装置の何れかが現
用系として使用され、他の負荷分散装置が予備系となっ
ている場合に、この現用系の負荷分散装置に含まれた各
ロードバランス制御部で使用される振り分け条件を、予
備系の負荷分散装置に含まれた各ロードバランス制御部
に設定する、通信装置として特定することもできる。

【００１７】このようにすれば、通信装置が冗長構成を
持つ場合においても最適なロードバランス制御を継続さ
せる機能も具備することとなり、ロードバランスシステ
ム全体の信頼性を高めることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】〔本発明の原理〕図１は、本発明
の原理説明図である。図１には、本発明による負荷分散
装置１００と、負荷分散装置１００が実装される通信装
置の主要な構成要素が示されている。通信装置は、外部
から送信されてきた入力情報としての通信データ(以
下、「フレーム」という)をその宛先に応じた出方路へ
出力するものであり、ルータ、レイヤ３スイッチ、ＭＰ
ＬＳラベルスイッチ、これらの組み合わせを例示するこ
とができる。

【００１９】図１では、通信装置の主要構成要素とし
て、受信手段としての回線インターフェイス部１と、負
荷分散装置１００と、位相補正部３と、分配部７と、複
数のネットワークプロセッサ(以下、「ＮＷＰ」と表記)
８と、スイッチ部(以下、「ＳＷ」と表記)９と、制御手
段としてのＣＰＵ１０が示されている。

【００２０】回線インターフェイス部１は、通信装置の
外部からのフレームを受信する。回線インターフェイス
部１にて受信されたフレームは、フレームを負荷分散装
置１００及び位相補正部３に与えられる。

【００２１】負荷分散装置１００は、回線インターフェ
イス部１から入力されるフレームが持つアドレス等の情
報を用い、ＮＷＰ８へフレームを送信する方路の振り分
け処理(ＮＷＰ８に対するフレーム処理の割り当て)を、
複数のＮＷＰ８に対する負荷が分散されるように行い、
この振り分け処理の結果に基づくフレーム送信許可信号
を位相補正部３に与えるとともに、方路選択信号を分配
部７に与える。

【００２２】位相補正部３は、内部にＦＩＦＯ(First-I
n-First-Out)を具備している。位相補正部３は、回線イ
ンタフェース部１から送信されるフレームを受信すると
共に、負荷分散装置１００(負荷分散装置１００のセレ
クタ４)からフレーム送信許可信号を受信するまで、Ｆ
ＩＦＯに一時的にフレームを蓄える。位相補正部３は、
負荷分散装置１００からのフレーム送信許可信号に従
い、分配部７へフレームを送信する。

【００２３】分配部７は、位相補正部３から受信したフ
レームを、負荷分散装置１００(負荷分散装置１００の
セレクタ５)から送信される方路選択信号に従い、任意
のＮＷＰ８に対して振り分ける。

【００２４】各ＮＷＰ８は、分配器７から受信したフレ
ームのルーティング処理やアドレスフィルタリング処理
等を行い、フレームにルーティングヘッダを付加し、Ｓ
Ｗ９へフレームを送信する。ここでは、ＮＷＰ８の１個
当たりの処理能力が、回線インタフェース部１からフル
レートで送信されるフレームに対する処理能力を下回る
ので、フルレートで送信されるフレームの処理を可能と
するために、Ｍ(Ｍは１以上の整数)個のＮＰＷ８が並列
に実装されている。以下、特定のＮＷＰ８を指す場合に
は、「ＮＷＰ８-＃Ｙ(Ｙ＝１,２,３,・・・,Ｍ−１,
Ｍ；Ｙは番目(ＮＷＰ８に割り当てられた番号)を指す１
以上の整数)」と表記する。

【００２５】ＳＷ９は、各ＮＷＰ８から入力されるフレ
ームに対し、フレームに付加されたルーティングヘッダ
等を用いてフレームのスイッチング処理を行う。ＣＰＵ
１０は、ＣＰＵバス経由で負荷分散装置１００内のロー
ドバランス制御部２に各種の設定を施す。

【００２６】本発明による負荷分散装置１００は、ＮＷ
Ｐ８に対する負荷を分散するため、複数個のロードバラ
ンス制御部２と、セレクタ４と、セレクタ５と、デコー
ド部６とを備えている。ロードバランス制御部２は、複
数個が多段（２段以上）接続されている。以下、特定の
ロードバランス制御部２を指す場合には、「ロードバラ
ンス制御部２-＃Ｘ(Ｘ＝１,２,３,・・・,Ｎ−１,Ｎ；
Ｘは段目を指す１以上の整数)」と表記する。図１で
は、Ｎ(Ｎは１以上の整数)個のロードバランス制御部２
が直列にＮ段接続されている。また、ロードバランス制
御部２は、ＣＰＵバスインタフェースを持ち、ＣＰＵ１
０から、ソフトウェアによる各種設定を施される。

【００２７】各ロードバランス制御部２は、回線インタ
ーフェイス部１から送信されるフレームを受信し、フレ
ームのヘッダに含まれたプロトコルＩＤ やアドレス値
をもとに、ＣＰＵ１０から設定されるパラメータに従
い、任意のＮＷＰ８へフレームを振り分ける処理(ロー
ドバランス制御)を行う。

【００２８】図１においては、前段のロードバランス制
御部２による振り分け処理の結果は、次段のロードバラ
ンス制御部２へ、振り分け情報として通知される。各ロ
ードバランス制御部２は、フレームの振り分け処理が完
了すると、フレーム送信許可信号をセレクタ４へ送信す
ると共に、方路選択信号をセレクタ５へ送信する。さら
に、各ロードバランス制御部２はステータス信号をデコ
ード部６に与える。

【００２９】セレクタ４は、各ロードバランス制御部２
から与えられるフレーム送信許可信号の中から何れか１
つを選択する。どれを選択するかはデコード部６から受
信するセレクタ信号に従う。

【００３０】セレクタ５は、各ロードバランス制御部２
から与えられる方路選択信号の中から何れか１つを選択
する。どれを選択するかはデコード部６から受信するセ
レクタ信号に従う。

【００３１】デコード部６は、各ロードバランス制御部
２のＯＮ／ＯＦＦ 状態を示すステータス信号を受信
し、ＯＮになっているロードバランス制御部２の中で一
番後段に存するロードバランス制御部２から送信される
フレーム送信許可信号及び方路選択信号がセレクタ４及
びセレクタ５にて夫々選択されるように、デコード処理
したセレクタ信号をセレクタ４及びセレクタ５に送信す
る。

【００３２】本発明による負荷分散装置１００の作用を
図１をもとに説明する。複数のロードバランス制御部２
による振り分け処理(ロードバランス制御)は、負荷分散
装置１００の動作開始時(例えば、通信装置の電源投入
後、またはリセット解除後)にスタートする。このと
き、１段目のロードバランス制御部２-＃１のロードバ
ランス制御のみＯＮ状態となり、その他はＯＦＦ状態と
なっている。各ロードバランス制御部２は、電源投入／
リセット解除後は、自身のロードバランス制御のＯＮ／
ＯＦＦ状態を示すステータス信号を常時デコード部６へ
通知する状態となる。

【００３３】また、電源投入／リセット解除後の初期設
定として、ＣＰＵ１０は、各ロードバランス制御部２に
対し、ＮＷＰ８の負荷分散に必要な設定を行う。ここで
行われる設定は、ロードバランス制御のＯＮ／ＯＦＦ設
定、フレームの振り分け時に使用するパラメータの設定
を含む。さらに、初期設定は、試験モードのＯＮ／ＯＦ
Ｆ設定を含むこともできる。

【００３４】フレームの振り分け処理(ロードバランス
制御)は、所定の振り分け条件に従って実行される。振
り分け条件は、ある条件式を演算することにより得るこ
とができる。例えば、受信フレーム内に格納されている
アドレスを、ある生成多項式で除算を行い、その余り値
を振り分け先を示す方路番号(方路選択番号)として選択
し、この方路選択番号に対応するＮＷＰ８の番号(予め
割り当てられている)を持つＮＷＰ８へフレームを振り
分けるという振り分け条件に従ってフレームの振り分け
を行う方法が挙げられる。

【００３５】この場合、パラメータは生成多項式を指
し、フレームの振り分け処理において、特定の方路に対
してフレームの振り分けが集中した時に、パラメータの
動的変更により振り分け条件を変更して異なるフレーム
の振り分け結果を得られるように、複数の異なる生成多
項式を各ロードバランス制御部２に対して設定する。

【００３６】回線インターフェイス部１は、フレームを
受信すると、そのフレームを各ロードバランス制御部２
及び位相補正部３に送信する。各ロードバランス制御部
２は、回線インターフェイス部１からフレームを受信す
ると、フレーム内に格納されているプロトコルＩＤやア
ドレスをチェックする。但し、この段階では、１段目の
ロードバランス制御部２-＃１のみがＯＮとなっている
ので、ロードバランス制御部２-＃１のみが、フレーム
のプロトコルＩＤ やアドレスのチェックを開始する。

【００３７】上記プロトコルＩＤは、例えば、回線イン
タフェースがＰＯＳ(Packet Over SONET/SDH)インタフ
ェースの場合は、ＰＰＰ(Point to Point Protocol)で
規定されているプロトコルＩＤを指す。また、上記アド
レスは、ＩＰｖ４(Internet Protocol version 4)やＩ
Ｐｖ６(Internet Protocol version 6)等のプロトコル
で夫々規定されている宛先アドレスや送信元アドレスを
指している。

【００３８】ロードバランス制御部２-＃１は、設定さ
れた生成多項式に従い、フレーム単位に、振り分け演算
処理を行う。即ち、ロードバランス制御部２-＃１は、
フレームのアドレスの格納領域をチェックし、そのアド
レス値を生成多項式で除算し、その結果得られる余り値
を方路選択番号として取得し、これを含む信号を方路選
択信号として、セレクタ５へ通知する。

【００３９】また、ロードバランス制御部２-＃１は、
上記振り分けの演算処理が完了した時点で、位相補正部
３にフレーム送信許可信号を送信する。なお、ＯＦＦ状
態となっている残りのロードバランス制御部２-＃２〜
Ｎは、受信したフレームに対する振り分け処理を行わな
い。

【００４０】デコード部６は、各ロードバランス制御部
２からステータス信号を受信し、ステータス信号をデコ
ードして、セレクタ信号を生成し、セレクタ４及びセレ
クタ５へそれぞれ送信する。ロードバランス制御部２-
＃１のみがＯＮであれば、ロードバランス制御部２-＃
１から送信される方路選択信号及びフレーム送信許可信
号が選択されるように、デコード部６はセレクタ信号を
生成する。

【００４１】位相補正部３は、受信したフレームをセレ
クタ４から送信されるフレーム送信許可信号を受信する
までＦＩＦＯへ一旦蓄積し、フレーム送信許可信号がＯ
Ｎになる(フレーム送信許可信号をセレクタ４から受け
取る)と、ＦＩＦＯに蓄積していたフレームを分配部７
へ送信する。分配部７は、セレクタ５から送信される方
路選択信号に従い、位相補正部３から受信したフレーム
を、該当するＮＷＰ８へ送信する。

【００４２】各ＮＷＰ８は、分配部７から受信したフレ
ームに対してルーティング等の処理やアドレスフィルタ
リング処理を行い、フレームにルーティングヘッダ等を
付加してＳＷ９へ送信する。ＳＷ９は、フレームのルー
ティングヘッダ等に従ったスイッチングを行い、フレー
ムを適宜の出方路へ送出する。

【００４３】以上の動作によって、回線インタフェース
部１で受信されたフレームは、ロードバランス制御部２
-＃１に設定されたパラメータに従って振り分けられ、
振り分け結果に該当するＮＷＰ８に与えられる。このよ
うにして、ＮＷＰ８によるフレーム処理の負荷分散が行
われる。

【００４４】次に、振り分けに偏りが生じた場合を説明
する。ロードバランス制御部２-＃１による振り分け処
理に偏りが発生し、特定のＮＷＰ８に対するフレーム振
り分けが集中した場合は、ロードバランス制御部２-＃
１のすぐ後段(次段)に存するロードバランス制御部２-
＃２は、ロードバランス制御部２-＃１から送信される
振り分け情報により振り分け先の偏りを認識する。

【００４５】ここで、ロードバランス制御部２-＃２
は、自身がＯＦＦ状態であり、前段のロードバランス制
御部２-＃１にてフレーム振り分けの偏りを検出した場
合は、自身のロードバランス制御をＯＮ状態に切り替
え、偏りが発生している方路のフレームに対してのみ振
り分け処理(再振り分け)を行う。

【００４６】後段に存するロードバランス制御部２(こ
こでは、ロードバランス制御部２-＃２)には、再振り分
け時に使用する生成多項式として、その前段のロードバ
ランス制御部２(ここでは、ロードバランス制御部２-＃
１)にて振り分け処理に使用される生成多項式と異なる
生成多項式が、ＣＰＵ１０により初期設定時に設定され
ている。この異なる生成多項式では、偏りが生じている
方路が選択される余り値が求められないようになってい
る。このため、次段の振り分け条件は前段の振り分け条
件と異なる。従って、再振り分けの結果は、前段の振り
分け結果と当然異なり、前段にて偏りが発生している方
路(振り分け先)へ振り分けられたフレームは、他の方路
に分散して振り分けられる。これによって、偏りが解消
される。

【００４７】一方、ロードバランス制御部２-＃２ は、
再振り分けの対象以外のフレームについては、ローバラ
ンス制御部２-＃１からの振り分け情報を使用して、セ
レクタ４にフレーム送信許可信号を、セレクタ５へ方路
選択信号を送信する。

【００４８】また、ロードバランス制御部２-＃２がＯ
Ｎとなった時点で、ロードバランス制御部２-＃２から
デコード部６に与えられるステータス信号は、ＯＦＦか
らＯＮに切り替わる。ここに、デコード部６は、ＯＮ状
態のロードバランス制御部２のうち最も後段に存するロ
ードバランス制御部２のフレーム送信許可信号及び方路
選択信号を選択するようになっている。このため、デコ
ード部６は、ロードバランス制御部２-＃２のフレーム
送信許可信号と方路選択信号を選択するセレクタ信号を
セレクタ４及びセレクタ５に送信する。

【００４９】さらに、ロードバランス制御部２-＃２に
よる再振り分け処理によっても偏りが解消されない場合
には、同様に、次段のロードバランス制御部２(ロード
バランス２-＃３)のロードバランス制御が、ロードバラ
ンス制御部２-＃２からの振り分け情報に基づいてＯＮ
となり、同様の再振り分け処理を行う。

【００５０】以上のようにして、前段のロードバランス
制御部２によるフレームの振り分けに偏りが生じた場合
に、次段のロードバランス制御部２が、偏りの発生した
方路のフレームのみ再度振り分けを行う。これによっ
て、偏りが解消されるとともに、偏りが発生していない
方路のフレームは、再振り分けによる影響を受けること
なく通信装置による処理が継続されるので、フレームの
連続性が維持され、そのフレームを用いた通信を継続す
ることができる。

【００５１】図２及び図３は、図１に示した負荷分散装
置が実装される通信装置２０の構成を示す図である。図
２において、通信装置２０は、例えばルータであり、ス
イッチ部(ＳＷ)９と、ＳＷ９に対して並列に接続される
１以上の(図２ではＬ個(Ｌは１以上の整数))回線インタ
ーフェイスカード２１とを備えている。

【００５２】各回線インターフェイスカード２１は、通
信装置２０の外部から入力される入力情報としての通信
データ(フレーム)を制御する通信データ入力制御部２２
と、ＳＷ９から出力されるフレームを制御する通信デー
タ出力制御部２３とを備えている。

【００５３】図３は、図２に示した回線インターフェイ
スカード２１(例として＃１)中の通信データ入力制御部
２２の構成を示しており、図１に示した構成は、通信デ
ータ入力制御部２２の構成に相当する。このように、負
荷分散装置１００は、例えば、通信装置に実装される回
線インターフェイスカードの通信データ入力制御部に設
けられる。なお、本発明の「通信装置」は、通信データ
入力制御部２２を持つ回線インターフェイスカード２１
のようなインターフェイス装置と、このインターフェイ
ス装置が実装されるルータ(通信装置２０)，レイヤ３ス
イッチ，ＭＰＬＳラベルスイッチのような交換機との双
方を指す。

【００５４】〔第１実施例〕次に、本発明の第１実施例
を、図４〜８を用いて説明する。図４は、第１実施例に
よる負荷分散装置１００が実装される通信装置２０の主
要な構成要素(回線インターフェイスカード２１の通信
データ入力制御部２２)を示すブロック図である。図５
は、１段目のロードバランス制御部による振り分け処理
を示すフローチャートである。図６は、２段目以降のロ
ードバランス制御部による振り分け処理(再振り分け処
理)を示すフローチャートである。図７は、第１実施例
で扱われるＰＯＳフレームのフォーマットを示す図であ
る。図８は、第１実施例で扱われるＰＯＳ−ＰＨＹイン
タフェースの構成図である。

【００５５】図４に示すように、第１実施例による負荷
分散装置１００は、図１に示した負荷分散装置１００と
ほぼ同じ構成を備えている。但し、第１実施例では、回
線上を転送されるフレームとしてＰＯＳフレームが適用
され、回線インターフェイスとしてＰＯＳインターフェ
イスが適用される。このため、第１実施例の通信装置
(通信データ入力制御部２２)は、回線インターフェイス
部１に相当する受信手段としてのＰＯＳインターフェイ
ス部(ＰＯＳ−ＰＨＹインターフェイス部)１Ａを有し、
ＰＯＳインターフェイス部１で受信されるＰＯＳフレー
ムに対する処理を行う。

【００５６】図７に示すように、ＰＯＳフレームは、Ｓ
ＯＮＥＴ／ＳＤＨフレームとＰＰＰフレームからなる。
ＰＯＳは、“Packet Over SONET/SDH”の略で、ＳＯＮ
ＥＴ／ＳＤＨ上でＰＰＰ(Point to Point Protocol)フ
レームを送信するためのプロトコルであり、ＲＦＣ−１
６６１等で規定されている(ＲＦＣはプロトコルを始め
とするインターネット関連の情報をまとめた文書であ
る)。

【００５７】簡単に説明すると、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフ
レームはＯＳＩ参照モデルのレイヤ１に当たり、ＰＰＰ
フレームはレイヤ２ に当たる。図７中のＳＯＨは“Sec
tionOver Head”の略で、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨフレーム
のレイヤ１の情報を格納する領域であり、ペイロードは
ユーザデータを格納する領域であり、ペイロードにＰＰ
Ｐフレームが格納されている。

【００５８】ＰＰＰフレームはＨＤＬＣ−ｌｉｋｅのフ
レーム構成を取っており、ＰＰＰパケット内のＩｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ領域にＩＰｖ４，ＩＰｖ６等のレイヤ３
のデータを格納している。またＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
領域に格納されているレイヤ３のプロトコルを示す情報
をＰｒｏｔｏｃｏｌ ＩＤ領域に格納している。プロト
コルＩＤは、例えば、ＩＰｖ４は“０ｘ００２１”に規
定され、ＩＰｖ６は“０ｘ００５７”に規定されてい
る。

【００５９】図４に戻って、ＰＯＳインターフェイス部
１Ａは、ＰＯＳフレームを受信すると、ＳＯＮＥＴ／Ｓ
ＤＨのフレームヘッダ(ＳＯＨ)を外し、ペイロード内に
格納されているＰＰＰフレームのＦｌａｇとＦＣＳを外
したフレームを、各ロードバランス制御部２と、位相補
正部３へＰＯＳ−ＰＨＹインタフェースを使用して送信
する。

【００６０】ＰＯＳ−ＰＨＹインターフェイスは、ＰＰ
Ｐフレームをパラレル伝送するための一般的なインタフ
ェースであり、通常、ＰＯＳインタフェースを持つ回線
インタフェース用デバイスは、ＰＯＳ−ＰＨＹインタフ
ェースを具備している。

【００６１】ＰＯＳ−ＰＨＹインタフェースは、ＰＨＹ
デバイスとＬＩＮＫデバイス間のデータ転送のためのイ
ンタフェースを規定したものであり、図４では、ＰＯＳ
インターフェイス部１ＡがＰＨＹデバイスに相当し、各
ロードバランス制御部２、及び位相補正部３がＬＩＮＫ
デバイスに相当する。

【００６２】図８(Ａ)は、ＰＯＳ−ＰＨＹインターフェ
イスの構成イメージを示す図であり、図８(Ｂ)は、ＰＨ
ＹデバイスからＬＩＮＫデバイスへ伝送される信号のタ
イムチャートを示す図であり、図８(Ｃ)は、ＭＯＤ
[１：０]の機能説明表である。

【００６３】図８(Ａ)において、ＣＬＫは、データ転送
のためのクロック信号であり、ＰＨＹ及びＬＩＮＫデバ
イスに夫々供給される。ＰＨＹデバイスは、ＣＬＫに従
って、ＬＩＮＫデバイスにＤＡＴＡ，ＳＯＰ，ＥＯＰ，
ＭＯＤ，ＶＡＬＩＤ，及びＥＲＲの各信号を伝送する。

【００６４】図８(Ｂ)に示すように、ＤＡＴＡ，ＳＯ
Ｐ，ＥＯＰ，ＭＯＤ，ＶＡＬＩＤ，及びＥＲＲの各信号
はＣＬＫの立ち上がりエッジに同期する。ＤＡＴＡ［３
１ ：０］は、データバスであり、ビット幅は３２ビッ
トである。ＳＯＰは“１(ＯＮ)”の時、ＤＡＴＡ［３
１：０］上にフレームの先頭データがあることを示す。
また、フレームの先頭バイトは、いつもＤＡＴＡ［３
１：２４］のＭＳＢ側に配置されることが決められてい
る。

【００６５】ＥＯＰは“１(ＯＮ)”の時、ＤＡＴＡ［３
１：０］上にフレームの最終データがあることを示す。
ＭＯＤ［１：０］は、ＥＯＰ＝１の時におけるＤＡＴＡ
［３１：０］上の無効バイト数を示す。

【００６６】ＥＲＲは、ＥＯＰ＝１の時にＥＲＲ＝１で
あれば、そのフレームがエラーフレームであることを示
す。エラーフレームは、ＰＯＳインターフェイス１Ａが
ＰＯＳフレーム受信時にＦＣＳ(Frame Check Sequence)
エラーを検出した障害発生フレームである。

【００６７】ＶＡＬＩＤは、“１”の時、ＤＡＴＡ，Ｓ
ＯＰ，ＥＯＰ，ＭＯＤが有効であることを示す。図８
(Ｂ)に示すタイムチャートは、１０バイト長の正常フレ
ーム（ＥＲＲ＝０）と１９バイト長のエラーフレーム
（ＥＲＲ＝１）とを転送したときを例として示してい
る。

【００６８】図８(Ｃ)に示すように、ＭＯＤ[１：０]
は、“００”,“０１”,“１０”,“１１”の４つの状
態をとり、“００”のときＤＡＴＡ[３１：０]が有効デ
ータであることを示し、“０１”のときＤＡＴＡ[７：
０]が無効データであることを示し、“１０”のときＤ
ＡＴＡ[１５：０]が無効データであることを示し、“１
１”のときＤＡＴＡ[２３：０]が無効データであること
を示す。第１実施例の構成は、上記した点を除き、図１
〜３とほぼ同じであるので、同じ点については説明を省
略する。

【００６９】次に、第１実施例における負荷分散装置１
００の動作を、図５及び図６に示したフローチャートと
併せて説明する。図５において、通信装置の電源投入又
はリセットが解除されると、ＣＰＵ１０は、ＣＰＵバス
を介して、各ロードバランス制御部２に対し、初期設定
を実施する(ステップ(以下、「Ｓ」と表記)０１)。即
ち、ＣＰＵ１０は、初期設定として、ロードバランス制
御部２-＃１に対し、ロードバランス制御のＯＮ／ＯＦ
Ｆ設定、ＤＢＧモードの設定、ＤＢＧモードＯＮ時の固
定振り分け先値、振り分け処理で使用する生成多項式を
設定する。

【００７０】もっとも、ＣＰＵ１０は、この初期設定
を、２段目以降のロードバランス制御部２に対しても行
う(図６のＳ０１)。但し、ＣＰＵ１０は、ロードバラン
ス制御部２-＃１のみにロードバランス制御のＯＮ設定
を行い、その他のロードバランス制御部２にはＯＦＦ設
定を行う。

【００７１】ＤＢＧモードはＤｅｂｕｇ（試験／評価）
モードを意味し、ＤＢＧモードがＯＮの時(Ｓ０２；Ｙ
ＥＳ)は、予め設定した固定振り分け先値(方路番号)
が、方路選択信号としてセレクタ５に送信される(Ｓ１
４)。これによりＤＢＧモードがＯＮ設定時は、ロード
バランス制御による振り分けは発生せず、固定的に設定
した方路に対してフレーム送信が可能となる。このた
め、評価時や試験時に効率良くフレームの負荷試験やロ
ードバランス制御部の動作評価等を実施することが可能
となる。このＤＢＧモードは、本発明の負荷分散装置に
対する付加的な構成であり、必要に応じて付加・削除で
きるものである。

【００７２】第１実施例で使用される振り分けアルゴリ
ズム(ロードバランス制御)は、ロードバランス制御部２
に入力されるフレームのアドレスビットを設定された生
成多項式で除算するものとし、ＮＷＰ８の実装数がＮ
(Ｎは１以上の整数)個の場合、余りがＮ−１以下になる
ような生成多項式が設定される。これは、生成多項式の
最高次数をＮにすることで実現可能である。また、余り
がＬ(Ｌは０以上の整数)であれば、Ｌ＋１番のＮＷＰ８
に対してフレーム送信を行う。例えば、ＮＷＰ８の実装
数が５個であれば、余りが４以下になるように最高次数
が５の生成多項式を設定する。この生成多項式によるア
ドレスビットの除算において、余りが０であればＮＷＰ
８-＃１へフレームを送信し、余りが４であれば、ＮＷ
Ｐ８-＃５へ送信する。

【００７３】ロードバランス制御部２-＃１は、ＰＯＳ
−ＰＨＹインタフェース上で、ＶＡＬＩＤ＝１且つＳＯ
Ｐ＝１を受信時(Ｓ０３；ＹＥＳ)に、ＤＡＴＡ上にフレ
ームの先頭バイトがあることを認識し、Ｉｎｆｏｒｍａ
ｔｉｏｎフィールドに格納されているレイヤ３のプロト
コルを示すプロトコルＩＤの検索を行う(Ｓ０４,Ｓ０
５,Ｓ０６)。

【００７４】このとき、位相補正部３は、ロードバラン
ス制御部２と同時にＶＡＬＩＤ＝１且つＳＯＰ＝１を受
信すると、セレクタ４経由で、ロードバランス制御部２
-＃１からのフレーム送信許可信号がＯＮとなる迄、こ
のフレームを位相補正部３の内部に設けられたＦＩＦＯ
に格納し、分配部７への送信を停止する。これは、ロー
ドバランス制御部２-＃１によるフレーム振り分け処理
による振り分け先が決定する前に、分配部７へフレーム
が送信されるのを防ぐ為である。

【００７５】ロードバランス制御部２は、プロトコル検
索として、入力されたフレームのプロトコルＩＤがＩＰ
ｖ４か否かの判定(Ｓ０４)、ＩＰｖ６か否かの判定(Ｓ
０５)、及びＭＰＬＳ(MultiProtocol Label Switching)
かそれ以外かの判定(Ｓ０６)を行う。ここで、ＭＰＬ
Ｓ，ＩＰｖ４，ＩＰｖ６であるか否かをチェックするの
は、ＰＯＳフレーム上では、ユーザデータとしてＭＰＬ
Ｓ，ＩＰｖ４，ＩＰｖ６が大半を占め、これら以外のプ
ロトコルのレートはＭＰＬＳ，ＩＰｖ４，及びＩＰｖ６
に比べて非常に低いことが予想されるので、特定のＮＷ
Ｐ８に集中して割り振るようにしても、通信品質に影響
を与えないと考えられる為である。

【００７６】ロードバランス制御部２-＃１は、ＭＰＬ
Ｓ，ＩＰｖ４，ＩＰｖ６以外の他プロトコルを検出した
場合(Ｓ０６；ＮＯ)には、振り分け先(割り振り先)の固
定によりハードウェアの制御を簡易にするために、該当
フレームが特定のＮＷＰ８(ここでは、ＮＷＰ８-＃１)
に常に送信されるようにする。これは、方路選択信号と
して、ＮＷＰ８-＃１への振り分けを意味する値(ここで
は、“０”)を送信することで実現される(Ｓ１１)。

【００７７】ロードバランス制御部２-＃１は、ＭＰＬ
Ｓ，ＩＰｖ４，ＩＰｖ６の各プロトコルを検出した場合
には、各プロトコルに対応する演算処理(フレームの振
り分け処理)を行う(Ｓ０７,Ｓ０８,Ｓ０９)。各演算処
理において、ロードバランス制御部２-＃１は、プロト
コルのアドレスフィールドを検索し、アドレスフィール
ドに格納されたアドレスビットに対して、設定された生
成多項式による除算を行う。

【００７８】続いて、ロードバランス制御部２-＃１
は、除算の結果により得られた余り値を、方路選択信号
として、セレクタ５へ送信する(Ｓ１０)。さらに、ロー
ドバランス制御部２-＃１は、除算の結果が得られた演
算終了時点，又は方路選択信号の送出が終わった時点
で、セレクタ４に対し、フレーム送信許可信号をＯＦＦ
→ＯＮ→ＯＦＦする送信制御を行う(Ｓ１２,Ｓ１３)。

【００７９】このとき、デコード部６は、ロードバラン
ス制御部２-＃１からのステータス信号がＯＮであり、
他のロードバランス制御部２からのステータス信号がＯ
ＦＦとなっているため、セレクタ信号“０”を各セレク
タ４,５に与える。

【００８０】セレクタ信号“Ｘ−１”は、各セレクタ４
及び５がＸ段目のロードバランス制御部２が出力した方
路選択信号及びフレーム許可信号を夫々選択することを
意味する。セレクタ信号が“０”であれば、ロードバラ
ンス制御部２-＃１から送信されたフレーム送信許可信
号がセレクタ４を経由して位相補正部３に与えられ、方
路選択信号がセレクタ５を経由して分配部７へ与えられ
る。

【００８１】その後、位相補正部３は、フレーム送信許
可信号がＯＮとなると、ＦＩＦＯに一旦蓄積していたフ
レームを分配部７へ送信する。分配部７は、方路選択信
号の値に従い、フレームを送信すべきＮＷＰ８を選択す
る。例えば方路選択信号が“１”であれば、ＮＷＰ８-
＃２へフレームが送信される制御を行う。これによっ
て、位相補正部３から送信されたフレームは、分配部７
を介して振り分け先に相当するＮＷＰ８に与えられる。
負荷分散装置１００は、１段目のロードバランス制御部
２-＃１による振り分け処理で偏りが発生しない場合に
は、上記の通り動作する。

【００８２】次に、１段目のロードバランス制御部２-
＃１によるフレームの振り分け処理によって、フレーム
振り分けの偏りが生じた場合には、負荷分散装置１００
は、以下のように動作する。

【００８３】図６において、２段目のロードバランス制
御部２-＃２は、１段目のロードバランス制御部２-＃１
のロードバランス制御がＯＮ状態の時に、ロードバラン
ス制御部２-＃１から送信される振り分け情報をモニタ
(監視)し、振り分けの偏りが発生しているか否かを判定
する(Ｓ１０１)。

【００８４】前段に相当するロードバランス制御部２
は、フレームに対する方路選択信号を生成する毎に、そ
の方路選択信号を振り分け情報(振り分け結果)として次
段のロードバランス制御部２に入力する。次段のロード
バランス制御部２は、前段のロードバランス制御部２か
らの振り分け情報に基づき、単位時間あたりの振り分け
数(方路選択信号の数)を方路(ＮＷＰ８)毎にカウントす
る。各単位時間あたりの振り分け数には、所定の閾値が
夫々設定(ＣＰＵ１０による初期設定で設定)されてい
る。２段目以降のロードバランス制御部２は、ある方路
に対する単位時間あたりの振り分け数が閾値を上回る
と、フレームの振り分け先がその方路に偏っているもの
と判定し、これを偏りとして検出する。

【００８５】ロードバランス制御部２-＃２は、フレー
ムの振り分けに偏りを検出した場合(Ｓ１０１；ＹＥＳ)
には、自身の振り分けアルゴリズム(ロードバランス制
御)をＯＮにし(Ｓ１０２)、その後、ＰＯＳインターフ
ェイス部１から入力されるフレームに対し、偏りの発生
した方路向けのフレームか否かを判定する(Ｓ１０３)。

【００８６】次段のロードバランス制御部２は、自身に
入力されるフレームに対する処理を、そのフレームに対
する前段のロードバランス制御部２による振り分け結果
(振り分け情報としての方路選択信号)と同期をとって行
う(フレームの振り分け処理をその振り分け結果を参照
して行う)ようになっており、そのフレームに対する振
り分け結果が、偏りの発生している方路の方路選択信号
であるか否かを判定することによって、当該フレームが
偏りの発生した方路向けか否かを判定する。

【００８７】ロードバランス制御部２-＃２は、入力さ
れたフレームが偏りの発生した方路向けである場合(Ｓ
１０３；ＹＥＳ)には、そのフレームに対してのみ、再
度のフレームの振り分け処理を行い、振り分け結果とし
て得た方路選択信号と異なる値の方路選択信号を生成し
セレクタ５に送出する(図６のＳ０４〜Ｓ１０)。

【００８８】これに対し、ロードバランス制御部２-＃
２は、入力されたフレームが偏りの発生した方路向けで
ない場合(Ｓ１０３；ＮＯ)には、そのフレームに対する
振り分け結果として得た方路選択信号をそのままセレク
タ５に送出する(Ｓ１０４)。

【００８９】ロードバランス制御部２-＃２からセレク
タ５へ送信される方路選択信号は、振り分け情報とし
て、次段のロードバランス制御部２-＃３に与えられ、
次段のロードバランス制御部２-＃３の監視及び偏りの
検出処理の利用に供される。

【００９０】ロードバランス制御部２-＃２は、方路選
択信号を送出した後に、フレーム送信許可信号のＯＦＦ
→ＯＮ→ＯＦＦ制御を行う(図６のＳ１２,Ｓ１３)。例
えば、ロードバランス制御部２-＃１によるフレーム振
り分けにおいて、ＮＷＰ８-＃１に対するフレーム振り
分けが集中し、偏りが発生した場合に、２段目のロード
バランス制御部２-＃２は、振り分け情報のモニタによ
り、ＮＷＰ８-＃１向けのフレームに偏りが生じている
ことを検出し、自身のロードバランス制御をＯＦＦから
ＯＮに自律的に切り替えて、ＮＷＰ８-＃１向けのフレ
ームに対してのみ、１段目のロードバランス制御部２-
＃１とは異なる生成多項式で除算を行い、フレームの再
振り分けを行う。一方、ＮＷＰ８-＃１向け以外のフレ
ームは偏りが発生していないため、ロードバランス制御
部２-＃２は、ロードバランス制御部２-＃１の振り分け
をそのまま使用し、振り分け情報として得た方路選択信
号を送信する。

【００９１】デコード部６は、ロードバランス制御部２
-＃２のステータス信号がＯＦＦからＯＮに切り替わっ
た時点で、セレクタ信号を“０”から“１”(ロードバ
ランス制御部２-＃２からの出力を選択することを意味
する)に変更し、セレクタ４及びセレクタ５ヘ送信す
る。

【００９２】従って、セレクタ４は、ロードバランス制
御部２-＃２からのフレーム送信許可信号を選択して位
相補正部３に入力し、セレクタ４は、ロードバランス制
御部２-＃２からの方路選択信号を選択して分配部７に
入力する。

【００９３】以上の動作によれば、フレームが集中して
いたＮＷＰ８-＃１向けのフレームは、ロードバランス
制御部２-＃２において、再度他の方路(他のＮＷＰ８)
に向けて散らばる。これによって、ＮＷＰ８-＃１へさ
らに負荷が集中することが防止されるとともに、振り分
け先が分散されることによって、特定の他の方路へ振り
分け先が集中することを防止することができる。一方、
１段目のロードバランス制御部２-＃１において、他の
方路へ振り分けられていたフレームは、その振り分け先
のままで、ロードバランス制御を継続して行うことが可
能となる。従って、この方路に対しては、再振り分けに
よる影響は生じず、通信の品質を維持することができ
る。

【００９４】その後、２段目のロードバランス制御部２
-＃２をＯＮにしてもフレーム振り分けの偏りが解消し
ない場合や、逆に他の方路でフレームの偏りが発生した
場合には、次段に相当する３段目のロードバランス制御
部２-＃３のロードバランス制御がＯＮとなる。ロード
バランス制御部２-＃３は、上記したロードバランス制
御部２-＃２と同様のロードバランス制御(図６参照)を
行う。このような形式で次段以降のロードバランス制御
が実施されることとなる。

【００９５】第１実施例による負荷分散装置１００によ
れば、ロードバランス制御部２を１段通過することで、
フレームは各方路へ散ることとなり、２段目以降は、偏
った方路のフレームのみ再度振り分けを行う。このた
め、他の方路に対する影響を最小限に抑えたまま、各段
を通過する度にフレームは均等な負荷分散に近づく。こ
のようにして、負荷が集中していないＮＷＰ８へのフレ
ームの振り分けは維持したままで、ＮＷＰ８に対する負
荷を均等に分散させることができる。

【００９６】〔第２実施例〕本発明による負荷分散装置
の第２実施例を、図９,１０及び１１を用いて説明す
る。図９は、負荷分散装置の第２実施例を実装した通信
装置の主要な構成要素(回線インターフェイスカード２
１の通信データ入力制御部２２)を示す図であり、図１
０は、第２実施例における１段目のロードバランス制御
部２の処理を示すフローチャートであり、図１１は、第
２実施例における２段目以降のロードバランス制御部２
の処理を示すフローチャートである。第２実施例は、第
１実施例と共通点を有するので、共通点については説明
を省略し、主として相違点について説明する。

【００９７】図９に示すように、第２実施例の負荷分散
装置１００Ａは、第１実施例の負荷分散装置１００に対
し、更新制御部１１を追加した構成となっている。更新
制御部１１は、Ｎ段目のロードバランス制御部２-＃Ｎ
のロードバランス動作(振り分け処理)のＯＮ／ＯＦＦ動
作を示すステータス信号と振り分け情報をモニタ(監視)
する。更新制御部１１による最終段のロードバランス制
御部２-＃Ｎの監視及び偏りの検出手法は、２段目以降
のロードバランス制御部２による手法と同様である。

【００９８】更新制御部１１は、ロードバランス制御部
２-＃Ｎのロードバランス制御がＯＮ状態で、且つロー
ドバランス制御部２-＃Ｎのフレーム振り分けに偏りが
生じた場合には、全てのロードバランス制御部２に対
し、更新制御信号を与える。この更新制御信号の付与
は、更新制御部１１が各ロードバランス制御部２に対
し、更新制御信号のＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦの送信制御を
行うことで実現される。

【００９９】第２実施例では、ロードバランス制御部２
-＃Ｎのロードバランス制御がＯＮ状態で、且つロード
バランス制御部２-＃Ｎのフレーム振り分けに偏りが生
じた場合には、更新制御部１１が、Ｎ段全てのロードバ
ランス制御部２を使用してもフレームの偏りが解消され
なかったものとして、全てのロードバランス制御部２に
対し、更新制御信号が与えられる。

【０１００】図９に示すように、１段目のロードバラン
ス制御部２-＃１は、更新制御部１１による更新制御信
号のＯＮを監視するようになっており(Ｓ２０１)、更新
制御信号のＯＮを検出した場合(Ｓ２０１；ＹＥＳ)に
は、フレームの振り分け処理に使用している生成多項式
を更新する(Ｓ２０２)。

【０１０１】一方、図１１に示すように、２段目以降の
ロードバランス制御部２-＃２〜Ｎの夫々は、ロードバ
ランス制御部２-＃１と同様に、更新制御部１１による
更新制御信号のＯＮを監視するようになっており(Ｓ２
０１)、更新制御信号のＯＮを検出した場合(Ｓ２０１；
ＹＥＳ)には、フレームの振り分け処理に使用している
生成多項式を更新するとともに、自身のロードバランス
制御(振り分け処理)をＯＦＦにする(Ｓ２０３)。

【０１０２】これによって、各ロードバランス制御部２
の生成多項式が更新されると共に、１段目のロードバラ
ンス制御部２-＃１のみＯＮとなりフレームの振り分け
が再度開始される。各ロードバランス制御部２には、初
期設定時にＣＰＵ１０より、それぞれ異なる更新用の複
数の生成他項式が設定されるようになっている。このた
め、最終的に最適なロードバランスを実施できる生成多
項式を選択することができる。

【０１０３】〔第３実施例〕次に、本発明による負荷分
散装置の第３実施例を、図４，５及び１２を用いて説明
する。図１２は、第３実施例における２段目以降のロー
ドバランス制御部２の処理を示すフローチャートであ
る。第３実施例は、第１実施例と共通点を有するので、
共通点については説明を省略し、主として相違点につい
て説明する。

【０１０４】第３実施例では、２段目以降のロードバラ
ンス制御部２の夫々は、図１２のフローチャートに示し
た動作を行う。ロードバランス制御部２-＃１は、第１
実施例と同様に、図５のフローチャートに示した動作を
行う。

【０１０５】第３実施例では、２段目以降のロードバラ
ンス制御部２は、前段のロードバランス制御部２による
フレーム振り分け状態の監視用のタイマを持つ。図１２
に示すように、ＣＰＵ１０は、初期設定において、タイ
マ値を設定する(Ｓ３０１)。タイマ値は、比較的大きな
値（例えば、１時間以上）を設定可能となっている。

【０１０６】２段目以降のロードバランス制御部２のロ
ードバランス制御は、前段のロードバランス制御部２に
おいて振り分けの偏りが生じた場合にＯＮとなる。しか
し、フレームの送信状態が時間経過とともに変化し、前
段のロードバランス制御部２の振り分け処理による振り
分け先(方路)の偏りが解消した場合(単位時間あたりの
振り分け数が閾値を下回った場合)には、２段目以降の
ロードバランス制御部２は、自身のロードバランス制御
によって、偏りの生じた方路のフレームの再振り分けを
する必要が無くなる。

【０１０７】このため、偏り解消の状態が、タイマ（例
えば、１時間周期）時間継続すれば(Ｓ３０２)、２段目
以降のロードバランス制御部２は、自身のロードバラン
ス制御をＯＮからＯＦＦに自律的に切り替える(Ｓ３０
３)。これによって、限りのあるロードバランス制御の
段数を有効的に使用することが可能となる。

【０１０８】〔第４実施例〕次に、本発明による負荷分
散装置の第４実施例を、図１３,１４,１５及び１６を用
いて説明する。図１３は、負荷分散装置の第４実施例
(負荷分散装置１００Ｂ)を実装した通信装置の主要な構
成要素(回線インターフェイスカード２１の通信データ
入力制御部２２)を示す図であり、図１４は、第４実施
例における１段目のロードバランス制御部２の処理を示
すフローチャートであり、図１５は、第４実施例におけ
る２段目以降のロードバランス制御部２の処理を示すフ
ローチャートである。第４実施例は、第１実施例と共通
点を有するので、共通点については説明を省略し、主と
して相違点について説明する。

【０１０９】図１３に示すように、第４実施例では、各
ＮＷＰ８がＣＰＵインタフェースを持ち、ＣＰＵバスを
介してＣＰＵ１０と通信を行う。ＣＰＵ１０は、ＣＰＵ
バスを介して、各ＮＷＰ８の正常性を監視しており、特
定のＮＷＰ８に障害が発生した場合には、直ちにそれを
認識する。例えば、ＣＰＵ１０は、障害が発生したＮＷ
Ｐ８からのアラームを検出することによって障害発生を
認識する。

【０１１０】第４実施例では、特定のＮＷＰ８が障害と
なった場合、そのＮＷＰ８に振り分けられたフレームが
通信不可となり廃棄されることを避ける為、ＣＰＵ１０
は、各ロードバランス制御部２に対し、リセットを起動
すると共に、正常なＮＷＰ８の数を意識した生成多項式
を新たに設定する。これは、正常時にＮ個のＮＷＰ８が
動作しているとすると、生成多項式は余りがＮ−１以下
になるように最高次数がＮの生成多項式が設定されてい
るが、ある１つのＮＷＰ８が障害になった場合には、余
りＮ−２以下となるように最高次数がＮ−１の生成多項
式を新たに更新することを指す。

【０１１１】また、複数のＮＷＰ８には、予め除算の余
り値と１対１に対応するように方路番号を割り振ってい
る為、この番号を変換する方法が必要となる。例えば、
ＮＷＰ８が５個実装されている場合には、ＮＷＰ８-＃
１〜５に対応して、０〜４の方路番号を割り振ると共
に、生成多項式で除算した余りも４以下になるように、
最高次数が５の生成多項式が初期時に設定される。

【０１１２】上記例でＮＷＰ８-＃４が障害になった場
合は、正常に動作可能なＮＷＰ８が４個となるため、除
算の余りが３以下になるように最高次数が４の生成多項
式に設定を変更する。ところが、正常なＮＷＰ８は、＃
１、＃２、＃３、＃５（＃４は障害）の４つであるの
で、生成多項式を変更するだけでは、余りが３の場合
に、フレームがＮＷＰ８-＃４へ送信されてしまう。こ
のため、余りが３の場合には、ＮＷＰ８-＃５へ送信さ
れるように、除算の余り値と方路選択信号の関係を正常
時と異常時で変換する必要がある。

【０１１３】第４実施例では、各ロードバランス制御部
２は、除算の余り値と方路選択信号の関係を変換するた
めの方路番号変換テーブルを持ち、リセット後の初期設
定時にＣＰＵ１０から初期設定(方路番号変換テーブル
の設定内容変更)を行う。

【０１１４】図１６は、方路番号変換テーブルの例を示
す。図１６の例では、ＮＷＰ８が通信装置に８個実際さ
れている場合で、全てのＮＷＰ８が正常な場合(図１６
(Ａ))、ＮＷＰ８-＃３が障害になった場合(図１６
(Ｂ))、ＮＷＰ８-＃及びＮＷＰ８-＃５が障害になった
場合(図１６(Ｃ))の方路番号変換テーブルの設定内容を
示している。

【０１１５】ＣＰＵ１０は、全ての障害発生パターン
(正常パターンを含む)の方路番号変換テーブルのマスタ
データを持ち、初期設定時において、障害発生パターン
に応じた設定内容を、各ロードバランス制御部２の方路
番号変換テーブルに書き込む(図１４,１５のＳ４０
１)。

【０１１６】一方、各ロードバランス制御部２は、Ｓ０
４,Ｓ０５,Ｓ０６の何れかの演算処理により除算の余り
値を求めた場合には、方路番号変換テーブルを参照し、
余り値に対応する値の方路選択信号を取得し、これを送
出する(図１４,１５のＳ４０２)。

【０１１７】以上により、ＮＷＰ８に障害が発生した場
合でも、速やかに他の正常なＮＷＰ８にフレームの割り
振りが可能となり、障害ＮＷＰ８が交換等で正常に戻る
までの間、障害による影響を最小限に抑えることが可能
となる。

【０１１８】なお、図１４,１５に示すフローチャート
では、ＩＰｖ４,ＩＰｖ６及びＭＰＬＳ以外のプロトコ
ルのフレームが割り振られるＮＷＰ８に障害が発生した
場合を考慮していないが、方路番号変換テーブルの設定
内容を、当該ＮＷＰ８に障害が発生した場合を想定して
作成し、ロードバランス制御部２が、Ｓ０６にてＮＯと
判定した場合に、Ｓ１１において方路番号変換テーブル
を参照し、ＩＰｖ４,ＩＰｖ６及びＭＰＬＳ以外のプロ
トコルのフレームが割り振られるＮＰＷ８の方路選択信
号の値(方路選択番号)を取得し、これを送出するように
すれば良い。また、ＤＢＧモードの固定振り分け先(Ｓ
１４)についても、同様にすることが可能である。

【０１１９】〔変形例〕本発明の原理及び第１〜４実施
例で示した通信装置(回線インターフェイスカード)は、
以下の変形が可能である。第１の変形例として、位相補
正部３は、不完全なフレーム長のフレームやエラーフレ
ームを受信した場合に、ＮＷＰ８に対する負荷を低減さ
せるために該当フレームの廃棄処理を行うようにしても
良い。

【０１２０】不完全なフレーム長とは、本来あるべきフ
レーム長さでないフレームを指し、これは各プロトコル
のヘッダ内に格納されているフレーム長フィールドの情
報(フレームに付加されている)により、各ロードバラン
ス制御部２においてチェックすることができる。また、
エラーフレームとはＰＯＳ−ＰＨＹインタフェース上で
ＥＯＰ＝１且つＥＲＲ＝１のフレームを指す。

【０１２１】第１の変形例では、位相補正部３は、ＳＯ
Ｐ＝１のフレームをＦＩＦＯに受信及び蓄積したときに
は、ＥＯＰ＝１となるまで、ＯＮのフレーム送信許可信
号を受け取ってもそのフレーム送信を待機する。その
後、ＥＯＰ＝１を受信した時に、フレーム長及びＥＲＲ
信号の状態をチェックし、正常であればそのフレームを
分配部７に送信し、フレ−ム長違反やエラーフレームを
受信した時は、そのフレーム全体を廃棄する。フレーム
廃棄は、ＳＯＰ＝１のデータを格納したＦＩＦＯアドレ
スの１つ前のアドレスに強制的にアドレスポインタを戻
すことにより容易に実現することができる。

【０１２２】第１の変形例によれば、異常なフレームを
受信した場合に、そのフレームをＮＷＰ８へ送信せず廃
棄することで、ＮＷＰ８に対する負荷を低減させること
が可能となる。

【０１２３】第２の変形例として、負荷分散装置１００
が２重化構成のような冗長構成を持つようにしても良
い。この場合には、現用系(アクティブ系)の負荷分散装
置の各ロードバランス制御部２に設定される生成多項式
と同じ生成多項式を予備系(スタンバイ系)の負荷分散装
置の各ロードバンス制御部２に設定する。この設定は、
例えば、ＣＰＵ１０が初期設定において行う。

【０１２４】第２の変形例によれば、系の切り替えが発
生した場合においても、新現用系の各ロードバランス制
御部２は、旧現用系において直前まで使用されていた生
成多項式を使用できる。このため、系の切り替え後であ
っても、瞬時に最適なロードバランス制御を提供するこ
とが可能となる。

【０１２５】第３の変形例として、ＣＰＵバスに表示手
段としての表示装置(ディスプレイ)を接続し、振り分け
処理を実行しているロードバランス制御部で使用されて
いる振り分け条件、各ネットワークプロセッサに対する
入力情報の振り分け状態、振り分け処理を実行する状態
となっているロードバランス制御部の数として、各段の
ロードバランス制御部２によるフレーム振り分け状況、
各方路への振り分け比率、方路単位の送信フレーム数、
現在ＯＮ状態のロードバランス制御部、現在選択されて
いる生成多項式等が、ＣＰＵ１０によるソフトウェアの
実行によってディスプレイに表示されるようにしても良
い。

【０１２６】第３の変形例によれば、システム全体(負
荷分散装置全体)としてのロードバランス状態をネット
ワーク管理者やユーザに対して公開し、運用管理を容易
に行うことが可能となる。

【０１２７】以上説明したように、本発明によれば、ロ
ードバランス制御部を多段接続することで、フレームの
振り分けに偏りが発生した場合でも、その偏りの生じた
方路向けのフレームのみ次段のロードバランス制御部で
再度振り分けを行うことより、他の方路のフレームに影
響を与えることなく、最適なロードバランス制御の提供
を行うことが可能となる。

【０１２８】また、ＮＷＰの障害発生時や負荷分散装置
の冗長構成時においても速やかに最適なロードバランス
制御の提供を行うことが可能となり、通信装置内のＮＷ
Ｐ８の能力を最大限に引き出すことができる。これによ
り、通信装置の性能向上、及び信頼度の高いネットワー
クの提供に大きく寄与することができる。

【０１２９】〔その他〕本発明は、以下のように特定す
ることができる。 （付記１） 受信手段と、この受信手段で受信された入
力情報に対する処理を行う複数のネットワークプロセッ
サとを含む通信装置に設けられ、直列に多段接続され、
受信手段から入力情報を夫々受け取り、入力情報を所定
の振り分け条件に従ってネットワークプロセッサの何れ
かに振り分ける振り分け処理を入力情報毎に実行する複
数のロードバランス制御部を含み、２段目以降の各ロー
ドバランス制御部は、前段のロードバランス制御部によ
る振り分け処理を監視し、入力情報の振り分け先が特定
のネットワークプロセッサに偏っている場合には、自身
に入力された入力情報であって前段のロードバランス制
御部にて前記特定のネットワークプロセッサに振り分け
られた入力情報を、前段のロードバランス制御部で使用
された振り分け条件と異なる振り分け条件に従って、他
のネットワークプロセッサに振り分ける、ネットワーク
プロセッサの負荷分散装置。 （付記２） 最終段のロードバランス制御部による振り
分け処理を監視し、入力情報の振り分け先が特定のネッ
トワークプロセッサに偏っている場合には、全てのロー
ドバランス制御部で使用されている振り分け条件を更新
する更新制御部をさらに含む、付記１記載のネットワー
クプロセッサの負荷分散装置。 （付記３） 前記２段目以降の各ロードバランス制御部
は、前段のロードバランス制御部の振り分け処理による
振り分け先の偏りが解消してから所定時間が経過した場
合に、自身が振り分け処理を実行しているときには、こ
の振り分け処理を停止する、付記１記載のネットワーク
プロセッサの負荷分散装置。 （付記４） 各ロードバランス制御部が、受信手段から
受け取った入力情報に対し、前記振り分け処理を実行す
ることなく所定のネットワークプロセッサに振り分け
る、付記１記載のネットワークプロセッサの負荷分散装
置。 （付記５） 各ロードバランス制御部は、複数のネット
ワークプロセッサの何れかに障害が発生した場合に、自
身が使用している振り分け条件を、この障害が発生した
ネットワークプロセッサを除く振り分け先に対応する他
の振り分け条件に変更する、付記１記載のネットワーク
プロセッサの負荷分散装置。 （付記６） 受信手段と、前記受信手段で受信された入
力情報に対する処理を行う複数のネットワークプロセッ
サと、直列に多段接続され、前記受信手段から入力情報
を夫々受け取り、入力情報を所定の振り分け条件に従っ
てネットワークプロセッサの何れかに振り分ける振り分
け処理を入力情報毎に実行する複数のロードバランス制
御部を含み、２段目以降の各ロードバランス制御部は、
前段のロードバランス制御部による振り分け処理を監視
し、入力情報の振り分け先が特定のネットワークプロセ
ッサに偏っている場合には、自身に入力された入力情報
であって前段のロードバランス制御部にて前記特定のネ
ットワークプロセッサに振り分けられた入力情報を前段
のロードバランス制御部で使用された振り分け条件と異
なる振り分け条件に従って他のネットワークプロセッサ
に振り分ける負荷分散装置と、を含む通信装置。 （付記７） 前記受信手段で受信された異常な入力情報
を、前記ネットワークプロセッサの何れかに与えること
なく廃棄する、付記６記載の通信装置。 （付記８） 前記振り分け処理を実行しているロードバ
ランス制御部で使用されている振り分け条件、各ネット
ワークプロセッサに対する入力情報の振り分け状態、前
記振り分け処理を実行する状態となっているロードバラ
ンス制御部の数のうち、少なくとも一つを表示する表示
手段をさらに含む、付記６記載の通信装置。 （付記９） 受信手段と、前記受信手段で受信された入
力情報に対する処理を行う複数のネットワークプロセッ
サと、直列に多段接続され、前記受信手段から入力情報
を夫々受け取り、入力情報を所定の振り分け条件に従っ
て前記複数のネットワークプロセッサの何れかに振り分
ける振り分け処理を入力情報毎に実行する複数のロード
バランス制御部を含み、２段目以降の各ロードバランス
制御部が、前段のロードバランス制御部による振り分け
処理を監視し、入力情報の振り分け先が特定のネットワ
ークプロセッサに偏っている場合には、自身に入力され
た入力情報であって前段のロードバランス制御部にて前
記特定のネットワークプロセッサに振り分けられた入力
情報を、前段のロードバランス制御部で使用された振り
分け条件と異なる振り分け条件に従って他のネットワー
クプロセッサに振り分ける、複数の負荷分散装置とを含
み、前記負荷分散装置の何れかが現用系として使用さ
れ、他の負荷分散装置が予備系となっている場合に、こ
の現用系の負荷分散装置に含まれた各ロードバランス制
御部で使用される振り分け条件を、予備系の負荷分散装
置に含まれた各ロードバランス制御部に設定する、通信
装置。

【０１３０】

【発明の効果】本発明によれば、入力情報の振り分け先
が特定のネットワークプロセッサに偏った場合に、他の
ネットワークプロセッサに振り分けられた入力情報に影
響を与えることなく偏りを解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の原理説明図である。

【図２】図２は、本発明による負荷分散装置が実装され
る通信装置の構成を示す図である。

【図３】図３は、本発明による負荷分散装置が実装され
る通信装置の構成を示す図である。

【図４】図４は、負荷分散装置の第１実施例を示すブロ
ック図である。

【図５】図５は、１段目のロードバランス制御部による
振り分け処理を示すフローチャートである。

【図６】図６は、２段目以降のロードバランス制御部に
よる振り分け処理(再振り分け処理)を示すフローチャー
トである

【図７】図７は、第１実施例で扱われるＰＯＳフレーム
のフォーマットを示す図である。

【図８】図８(Ａ)はＰＯＳ−ＰＨＹインターフェイスの
構成イメージを示す図であり、図８(Ｂ)はＰＨＹデバイ
スからＬＩＮＫデバイスへ伝送される信号のタイムチャ
ートを示す図であり、図８(Ｃ)はＭＯＤ[１：０]の機能
説明表である。

【図９】図９は、負荷分散装置の第２実施例を示すブロ
ック図である。

【図１０】図１０は、第２実施例における１段目のロー
ドバランス制御部の処理を示すフローチャートである。

【図１１】図１１は、第２実施例における２段目以降の
ロードバランス制御部の処理を示すフローチャートであ
る。

【図１２】図１２は、第３実施例における２段目以降の
ロードバランス制御部の処理を示すフローチャートであ
る。

【図１３】図１３は、負荷分散装置の第４実施例を示す
ブロック図である。

【図１４】図１４は、第４実施例における１段目のロー
ドバランス制御部の処理を示すフローチャートである。

【図１５】図１５は、第４実施例における２段目以降の
ロードバランス制御部の処理を示すフローチャートであ
る。

【図１６】図１６(Ａ)、(Ｂ)及び(Ｃ)は、方路番号変換
テーブルの例を示す図である。

【符号の説明】

１ 回線インターフェイス部 １Ａ ＰＯＳインターフェイス部 ２ ロードバランス制御部 ３ 位相補正部 ４，５ セレクタ ６ デコーダ部 ７ 分配部 ８ ネットワークプロセッサ(ＮＷＰ) ９ スイッチ部(ＳＷ) １０ ＣＰＵ １１ 更新制御部 ２０ 通信装置 ２１ 回線インターフェイスカード ２２ 通信データ入力制御部 １００ 負荷分散装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信手段と、この受信手段で受信された
   入力情報に対する処理を行う複数のネットワークプロセ
   ッサとを含む通信装置に設けられ、直列に多段接続さ
   れ、受信手段から入力情報を夫々受け取り、入力情報を
   所定の振り分け条件に従ってネットワークプロセッサの
   何れかに振り分ける振り分け処理を入力情報毎に実行す
   る複数のロードバランス制御部を含み、 ２段目以降の各ロードバランス制御部は、前段のロード
   バランス制御部による振り分け処理を監視し、入力情報
   の振り分け先が特定のネットワークプロセッサに偏って
   いる場合には、自身に入力された入力情報であって前段
   のロードバランス制御部にて前記特定のネットワークプ
   ロセッサに振り分けられた入力情報を、前段のロードバ
   ランス制御部で使用された振り分け条件と異なる振り分
   け条件に従って、他のネットワークプロセッサに振り分
   ける、ネットワークプロセッサの負荷分散装置。
2. 【請求項２】 各ロードバランス制御部は、複数のネッ
   トワークプロセッサの何れかに障害が発生した場合に、
   自身が使用している振り分け条件を、この障害が発生し
   たネットワークプロセッサを除く振り分け先に対応する
   他の振り分け条件に変更する、請求項１記載のネットワ
   ークプロセッサの負荷分散装置。
3. 【請求項３】 受信手段と、 前記受信手段で受信された入力情報に対する処理を行う
   複数のネットワークプロセッサと、 直列に多段接続され、前記受信手段から入力情報を夫々
   受け取り、入力情報を所定の振り分け条件に従ってネッ
   トワークプロセッサの何れかに振り分ける振り分け処理
   を入力情報毎に実行する複数のロードバランス制御部を
   含み、２段目以降の各ロードバランス制御部は、前段の
   ロードバランス制御部による振り分け処理を監視し、入
   力情報の振り分け先が特定のネットワークプロセッサに
   偏っている場合には、自身に入力された入力情報であっ
   て前段のロードバランス制御部にて前記特定のネットワ
   ークプロセッサに振り分けられた入力情報を前段のロー
   ドバランス制御部で使用された振り分け条件と異なる振
   り分け条件に従って他のネットワークプロセッサに振り
   分ける負荷分散装置と、を含む通信装置。
4. 【請求項４】 前記受信手段で受信された異常な入力情
   報を、前記ネットワークプロセッサの何れかに与えるこ
   となく廃棄する、請求項３記載の通信装置。
5. 【請求項５】 受信手段と、 前記受信手段で受信された入力情報に対する処理を行う
   複数のネットワークプロセッサと、 直列に多段接続され、前記受信手段から入力情報を夫々
   受け取り、入力情報を所定の振り分け条件に従って前記
   複数のネットワークプロセッサの何れかに振り分ける振
   り分け処理を入力情報毎に実行する複数のロードバラン
   ス制御部を含み、２段目以降の各ロードバランス制御部
   が、前段のロードバランス制御部による振り分け処理を
   監視し、入力情報の振り分け先が特定のネットワークプ
   ロセッサに偏っている場合には、自身に入力された入力
   情報であって前段のロードバランス制御部にて前記特定
   のネットワークプロセッサに振り分けられた入力情報
   を、前段のロードバランス制御部で使用された振り分け
   条件と異なる振り分け条件に従って他のネットワークプ
   ロセッサに振り分ける、複数の負荷分散装置とを含み、 前記負荷分散装置の何れかが現用系として使用され、他
   の負荷分散装置が予備系となっている場合に、この現用
   系の負荷分散装置に含まれた各ロードバランス制御部で
   使用される振り分け条件を、予備系の負荷分散装置に含
   まれた各ロードバランス制御部に設定する、通信装置。