JP2004135106A

JP2004135106A - パケット通信装置

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Publication number: JP2004135106A
Application number: JP2002298227A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Moriwaki; 森脇　紀彦; Koji Wakayama; 若山　浩二
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: JP4023281B2; US7298752B2; CN100488160C; US20040071142A1; CN1497911A

Abstract

【課題】機能追加が柔軟に可能でかつ信頼性の高いパケット通信装置を提供する。
【解決手段】パケット通信装置は，複数のインタフェースエレメント（ＩＦＥ）２，複数のＩＦＥ２を接続して，スイッチングを行うスイッチエレメント（ＳＷＥ）１，および，ルーティングマネジャエレメント（ＲＭＥ）４より構成され，各種高機能処理を行う機能拡張パケット処理部（ｘＦＰ）３は必要機能に応じて搭載可能な構成とする。インタフェースエレメント（ＩＦＥ）２と機能拡張パケット処理部（ｘＦＰ）３は論理バスを用いて接続し，論理バスの障害時には，スイッチエレメント（ＳＷＥ）１を経由して，インタフェースエレメント（ＩＦＥ）２と機能拡張パケット処理部（ｘＦＰ）３の接続が可能となるように，論理バス上のデータ形式は，スイッチエレメント（ＳＷＥ）１を通過するデータ形式と同一とし，インタフェースエレメント（ＩＦＥ）２には，論理バスもしくはスイッチエレメント（ＳＷＥ）１のどちらかに対して，データを選択的に送受信可能とする選択回路を設ける。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，イーサーネット（登録商標）などのレイヤ２フレーム，ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などのレイヤ３パケット，および更に上位レイヤのデータパケットに対してルーティング／フォワーディングを行うためのパケットデータ通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【非特許文献１】
Ｈｉｔａｃｈｉ　Ｒｅｖｉｅｗ　Ｖｏｌ．　４９　（２０００），　Ｎｏ．４
【非特許文献２】
ＵＳＰ６９０５７２５
【特許文献１】
特開２００２−６４５４２号
近年，インターネットをはじめとするデータトラヒックは急激に増加している。また，従来専用線を使用して行なわれていたトランザクション処理など，高品質で，高信頼のサービスをインターネットインフラ上で行おうとする動きも見られている。これに対応するため，伝送路だけでなく，パケットデータ通信装置の大容量化，高速化，高信頼化が必要とされる。さらに，今後は新たなルーティングプロトコルや新たなサービスに迅速に対応するために，あるいは，必要機能を簡単に追加可能とするために，パケットデータ通信装置には機能面での柔軟性が求められる。レイヤ３処理をおこなうパケットデータ通信装置の一例としては，ルータ装置がある。特に高性能なルータ装置は，ルーティング処理およびフォワーディング処理をハード化し高速化を図っているものが多い。ハードウエアルータの構造としては，非特許文献１非特許文献１に開示されているものがある。
図２に、非特許が開示するハードウエアルータの概要を示す。ネットワークインタフェース８１１を持つ複数のルーティングプロセッサ８０１は，クロスバスイッチ８００にて相互に接続される。各ルーティングプロセッサ８０１は転送制御部８１２，ルーティング制御部８１３，ルーティングテーブル８１５，およびパケットバッファ８１５より構成されている。ネットワークインタフェース８１１を通じて入力されたＩＰパケットは，転送制御部８１２にて，パケットのヘッダ部分が切り出され，ルーティング処理部８１３にてハードウエアによるルート検索が行われる。ルーティングテーブル８１５には，宛先ＩＰアドレスに応じた出力先情報や，セキュリティ向けのフィルタリング情報や，ＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）の情報がエントリされている。検索処理の終了したＩＰパケットは，パケットバッファ８１５に入力されて，他のルーティングプロセッサ８０１間での出力競合制御が行われた後，クロスバスイッチ８００を通じて所望の出力ポートへと出力される。また，ルーティングマネジャ８０２には，ルーティングプロトコルが実装されており，接続されている他のルータとルーティング情報の送受を行い，各ＩＰパケットの転送経路を決定する。決定した転送経路は，ルーティングプロセッサ８０１内のルーティングテーブル８１５へ反映される。このように，本構成は，ルーティング処理部およびパケットバッファが分散されている構造を取っている。
【０００３】
また，ハードウエアルータ構成の別の例としては，ＵＳＰ６９０５７２５（非特許文献２）に開示されているものがある。
図３に非特許文献２が開示するハードウエアルータの概要を示す。入力ポート９０１を通じて入力されたＩＰパケットは入力スイッチ９０２を通じてバッファメモリ９０３に格納される。入力スイッチ９０２においてＩＰパケットからは，宛先ＩＰアドレスなどのＫＥＹ情報９０４がコントローラ９０５に入力される。コントローラ９０５においては，パケット毎の宛先検索処理が行われた後，この結果（ＲＥＳＵＬＴ９０６）を出力スイッチ９０７に送信する。出力スイッチ９０７では，ＲＥＳＵＬＴ９０６をもとにして，バッファメモリ９０３に蓄えられたＩＰパケットを該当の出力ポート９０８に読み出す。このように，本構成は，ルーティング処理部およびパケットバッファが集中配備されている構造を取っている。
特開２００２−６４５４２号（特許文献１）には、入力回線インタフェースで、ラベル化パケットとＩＰパケットの判定処理を行い、判定結果に基づいてＩＰヘッダをフォワーディングエンジンに送って処理させるものが開示されているが、当該処理のスケーラビリティについては配慮されていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
非特許文献１で示したスイッチは，ルーティング機能および転送機能が分散配備されているため，処理能力のスケーラビリティが高い。しかし，非特許文献１で示されている構成においては，転送制御部とルーティング制御部が密に結合され，同一のルーティングプロセッサ部に搭載されている。これらがハードウエアで実現されていることを考えると，新たなルーティングプロトコルや，新たなサービスに迅速に対応するためには，それぞれに応じたハードウエアの作り直しを余儀なくされる。つまり，新機能の追加が容易に行える構造にはなっていない。
また，非特許文献２で示したスイッチは，ルーティング機能および転送機能が集中配備されているため，バッファメモリの使用効率が良く，装置をコンパクトに構成できる特徴を持つ。しかし，本方式を用いて構成を大規模化した場合には，ルーティング機能および転送機能のそれぞれの処理がネックになりやすく，スケーラビリティの点では劣る構成といえる。また，機能追加の柔軟性の点に関しては，本方式はルーティング機能と転送機能は分離されているものの，新たなプロトコルに対応するためにはルーティングハードウエアの作り直しが必須である。また，本方式は，上位レイヤパケットに対してのサービスが行える構成とはなっていない。
そこで，本発明の目的は，機能追加が柔軟に可能なパケット通信装置を提供することである。より具体的には，レイヤ２の単純転送機能のみにより，最小サブセット構成のパケット通信装置をベースモデルとして提供可能とすることである。また，機能拡張性，アップゲレーダビリティを実現するために，上位レイヤ処理や，高機能サービスなどの機能をベースモデルに追加可能な，パケット通信装置を提供することである。さらには，同一機能の必要性能に応じて，性能のエンハンスおよびアップグレードが容易に行えるような性能スケーラビリティを有するパケット通信装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
パケット通信装置は，基本スイッチエレメント，基本パケット転送部，機能拡張パケット処理部，および，ルーティング・マネージャより構成される。基本パケット転送部は，レイヤ２の単純転送機能を持つ。機能拡張パケット処理部は，レイヤ３以上の上位レイヤ処理および，各種サービスに応じた機能処理を行うものであり，必要に応じてベースとなるパケット通信装置に搭載する。つまり，最もシンプルな構成では，機能拡張パケット処理部は搭載されない。ルーティング・マネージャ内で処理されるルーティング情報は必要に応じて機能拡張パケット処理部に展開される。基本パケット転送部は，入力パケットに対して，これが，レイヤ２の単純転送を要求するものなのか，各種高機能を要求するものなのかを判定し，また，各種高機能を要求するものに対してはこのパケットが，該当する機能拡張パケット処理部で処理されるような転送先判定を行う。
より具体的には，機能拡張パケット処理部において，ヘッダの処理のみ要求されるものに対しては，ヘッダのみを機能拡張パケット処理部に転送し，また，一連のフローを構成する複数のパケットを組み立てて上位レイヤで処理すべきものについては，パケット全体を機能拡張パケット処理部に転送するための転送制御機能を有する。
本発明の好ましい態様では、入力パケットを受け取る複数の回線インタフェースと、入力パケットの転送経路を決定するルーティングマネジャーと、複数の回線インタフェースと第１の接続経路を介して接続されるクロスバスイッチと、複数の回線インタフェースと第２の接続経路を介して接続される高機能パケット処理部と、入力パケットが高機能処理を必要とするか否かを決定するための、高機能処理判定部を有し、高機能処理判定部の決定に基づいて、入力パケットの少なくとも一部を上記高機能パケット処理部に転送する。高機能モジュールへの接続のために、データパス（第１の接続経路）と異なり、クロスバススイッチを経由しない第２の接続経路を用いることにより、主信号データとの干渉を防ぐことができる。これらの接続経路は、バス構成、あるいは、１対１接続とすることができる。
さらに、第１の接続経路により第２の接続経路を冗長化することができる。このとき、基本パケット転送部から機能拡張パケット処理部に転送されるヘッダもしくはパケットの形式は，基本パケット転送部から基本スイッチエレメントに転送するパケットの形式と同一とするとよい。基本パケット転送部から機能拡張パケット処理部に転送されるパスに障害が発生した場合には，ヘッダもしくはパケットを，スイッチエレメントを経由して，機能拡張パケット処理部に転送するための，転送経路切替機能を有する。また，機能拡張パケット処理部の処理能力が不足した場合には，同種の機能拡張パケット処理部を追加搭載し，基本パケット転送部において負荷分散を行うための機能を有する。基本パケット転送部においては，負荷分散をおこなうため，（１）宛先ＩＰアドレスに基づくＨＡＳＨ関数振分け機能，（２）巡回選択振分け機能および順序逆転防止機能，もしくは（３）各機能拡張パケット処理部の負荷観測に基づく，負荷分散機能および順序逆転防止機能，のいずれかの機能を有する。
【０００６】
また，別の構成のパケット通信装置は，基本スイッチエレメント，基本パケット転送部，機能拡張スイッチエレメント，および，ルーティング・マネージャより構成される。機能拡張スイッチエレメントは，レイヤ３以上の上位レイヤ処理および，各種サービスに応じた機能処理，更にはスイッチング処理を行うものであり，必要に応じてベースとなるパケット通信装置に搭載する。機能拡張スイッチエレメントを搭載しない構成であってもよい。ルーティング・マネージャ内で処理されるルーティング情報は必要に応じて機能拡張スイッチエレメントに展開される。基本パケット転送部は，入力パケットに対して，これが，レイヤ２の単純転送を要求するものなのか，各種高機能を要求するものなのかを判定し，また，各種高機能を要求するものに対してはこのパケットが，該当する機能拡張スイッチエレメントで処理されるような転送先判定手段をもつ。基本スイッチエレメントはバッファリング手段をもたない単純クロスバスイッチで構成されるのに対して，機能拡張スイッチエレメントは，各基本パケット転送部からのパケットに対して高機能処理の順番待ちを行うための，待ち合わせ入力バッファを有し，さらに，高機能処理終了後のパケットに対して，これを，所望の基本パケット転送部に対して振分け行い，出力競合の吸収を行うための出力バッファを有する。機能拡張スイッチエレメントの処理能力が不足した場合には，同種の機能拡張スイッチエレメントを追加搭載し，基本パケット転送部において負荷分散を行うための機能を有する。基本パケット転送部においては，負荷分散をおこなうため，（１）宛先ＩＰアドレスに基づくＨＡＳＨ関数振分け機能，（２）巡回選択振分け機能および順序逆転防止機能，もしくは（３）各機能拡張パケット処理部の負荷観測に基づく，負荷分散機能および順序逆転防止機能，のいずれかの機能を有する。
本発明の他の形態では、複数の回線インタフェースと、複数の回線インタフェースと接続されるクロスバスイッチと、複数の回線インタフェースと接続される高機能ユニットを接続するための複数のスロットと、を有し、複数の回線インタフェースの各回線インタフェースは，レイヤ２処理機能および，入力パケットが高機能処理を必要とするか否かを決定するための，高機能処理判定機能を有し，高機能処理判定機能にて，高機能が必要でないと判定されたパケットは，直接，前記クロスバスイッチに転送され，高機能が必要と判定された入力パケットは，該当機能に対応する高機能ユニットに転送されて上位レイヤの処理が行われ，再び，もとの回線インタフェースに返送された後で，前記クロスバスイッチに転送されることを特徴とする。本形態によれば、高機能ユニットを必要に応じ増設・削減することが可能である。また、必要な機能のみを追加し、必要でない機能は削減することもでき、機能毎のスケーラビリティを持たせることができる。このような、高機能ユニットの増減に伴い、上述した負荷分散機能を併用することが望ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明によるパケット通信装置の実施例を説明する。
図１に本発明のパケット通信装置の全体構成を示す。このパケット通信装置は，複数のインタフェースエレメント（ＩＦＥ）２，各種高機能処理を行う機能拡張パケット処理部（ｘＦＰ）３，複数のＩＦＥ２を接続して，スイッチングを行うスイッチエレメント（ＳＷＥ）１，および，ルーティングマネジャエレメント（ＲＭＥ）４より構成される。ＲＭＥ４では，装置の管理およびＲＩＰ，ＯＳＰＦ等のルーティングプロトコルにより，接続される他の装置との間経路情報がやりとりされ，収集・登録される。ＩＦＥ２とｘＦＰとは論理バス５を用いて接続され，Ａｎｙ　ｔｏ　Ａｎｙの通信が可能な構成とする。
図４を用いて，まず，ＩＦＥ２の機能ブロックについて説明する。ＩＦＥ２の入力側は，ネットワークインタフェース２１，レイヤ２中継処理部２２，入力側転送処理部２３，パケットバッファ２４，ＳＷＥＩ／Ｆ２５および，ｘＦＰＩ／Ｆ２６より構成される。装置に入力されたフレームは，まず，ネットワークインタフェース２１にて，物理層処理が行われる。イーサネットの場合にはＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）層の処理が行われる。その後，レイヤ２中継処理部２２にて，フレーム内にある宛先アドレス，送信元アドレス，ＶＩＤ（ＶＬＡＮ　ＩＤ），ＦＤＢ（Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ　Ｄａｔａ　Ｂａｓｅ）などを利用して，判定作業が行われる。この判定作業により，宛先のＭＡＣアドレスの目的出力ポートを特定する。
その後，入力側転送処理部２３にて，入力フレーム（レイヤ３ではパケットと呼ばれる）に対して，高機能処理をするか否かの判定を行う。入力側転送処理部２３は，高機能処理判定部２３１，パケット処理／ヘッダ処理識別部２３２，宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３，ヘッダ抽出・解析部２３４，および，待合せバッファ２３５により構成される。まず，入力されたパケットは，パケットのヘッダを識別することにより高機能処理判定部２３１にて，高機能処理が必要か否かの判定が行われる。高機能処理が必要とされないパケット（フレーム）については，その後の処理をバイパスしてパケットバッファ２４に送信される。高機能処理判定部２３１にて，高機能処理が必要と判定されたパケットについては，パケット処理／ヘッダ処理識別部２３２にて，高機能処理がパケットのヘッダのみを必要とするか，パケット全体を必要とするかを判定する。パケットヘッダのみを必要とする場合には，ヘッダのみが宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３に送信され，パケットデータは待合せバッファ２３５にて，ヘッダの処理が終了するまで待機する。パケット全体を必要とする場合には，これを宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３に送信する。宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３においては，パケットヘッダもしくはパケット全体が所望の高機能に対応したｘＦＰ３に送信されるように，宛先ｘＦＰ３のヘッダが付与され，その後，ｘＦＰＩ／Ｆ２６を通して，出力される。所望のｘＦＰ３にて，高機能処理を施されたパケットヘッダもしくはパケット全体は，ヘッダ抽出・解析部２３４に入力される。ヘッダ抽出・解析部２３４に入力されたデータは，ｘＦＰ３で付与されたヘッダに基づき，これが，パケットヘッダもしくはパケット全体であるかの識別がなされ，パケット全体である場合には，これを次段のパケットバッファ２４に送信される。また，パケットヘッダである場合には，これを，待合せバッファ＋ヘッダ付与部２３５に送信し，待ちあわせを行っているパケットデータと結合した後に，パケットバッファ２４に送信する。パケットバッファ２４に入力されるパケットは，キューイングされて，他のＩＦＥ２との間での出力競合制御を行った後に，ＳＷＥＩ／Ｆ２５を通してＳＷＥ１へ出力される。
図５を用いて，次にレイヤ２パケット転送の例を示す。ＩＦＥ２−１に入力されるパケット６０は，データ部６１とヘッダ部６２より構成される。ＩＦＥ２内のレイヤ２中継処理部２２にて宛先のＳＷＥ１のポートを取得し，その後入力側転送処理部２３にて，高機能処理が不要と判定されると，パケットは装置内部ヘッダ６０Ｈに従って，所望の出力ＩＦＥ（本例の場合，ＩＦＥ２−ｎ）へと転送される。
図６は本発明の他のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。装置の適用先によって，全く高機能処理が必要とされず，単純なレイヤ２処理機能のみ必要とされる場合には，ｘＦＰ３を搭載しない図６に示すようなベースモデルでの運用が可能となる。
図２３を用いてＩＦＥ２の出力側の機能ブロックについて説明する。ＩＦＥ２の出力側の機能ブロックとしては，ＳＷＥＩ／Ｆ２５，パケットバッファ２７，出力側転送処理部２８，および，ネットワークインタフェース２１より構成される。ＳＷＥ１から転送されたパケットは，ＳＷＥＩ／Ｆ２５を通してパケットバッファ２７に入力される。ＳＷＥ１でのパケット転送形態がセル形式，つまり，固定長の複数パケット形式で行われる場合には，パケットバッファ２７にて元の可変長パケットへの再構成が行われる。また，パケットバッファ２７においては，品質クラス別の応じた優先出力制御が行われる場合もある。パケットバッファ２７から出力されたパケット（レイヤ３パケットの場合）は，出力側転送処理部２８にて，次に転送する宛先に向けてヘッダの書き換えが行われる。具体的には，宛先ＭＡＣアドレスをネクストホップ（Ｎｅｘｔ　Ｈｏｐ）と呼ばれるＭＡＣアドレスに書き換える。ネクストホップ（Ｎｅｘｔ　Ｈｏｐ）ＭＡＣアドレスは，宛先までの次の経路にあるルータ（スイッチ）のＭＡＣアドレスである。その後，パケットはネットワークインタフェース２１を通じて出力回線から次の宛先に向けて出力される。
図７〜図１０を用いて，次に，レイヤ３パケット転送の例を示す。
図７において，ＩＦＥ２−１に入力されたパケット７０は，データ部７１とヘッダ部７２より構成されている。ＩＦＥ２−１内の入力側転送処理部２３にて，レイヤ３処理が必要であると判定されると，パケットからはヘッダ部分７２のみが取り出され，レイヤ３処理専用のｘＦＰ３−１へと送信される。また，データ部分７１は待ちあわせバッファ２３５にてｘＦＰからのヘッダの受信を待つ。ヘッダ部分７４にはｘＦＰ３−１に向けた内部ヘッダ７２Ｈが付与され，この情報をもとに，ｘＦＰ３−１に到達する。レイヤ３処理向けｘＦＰ３Ａの構成を図１０に示す。ｘＦＰ３−１に入力されたヘッダ７２は，ヘッダ抽出・付与部３１にて，ヘッダが取り出され，ルーティング処理部にて，宛先ポート検索，フィルタリング，ＱｏＳなどの処理が行われる。
図８は本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
図９は本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
図１０本発明のパケット通信装置の機能拡張パケット処理部（ｘＦＰ）の構成例を示すブロック図である。
各ＩＰアドレスに対しての処理内容はルーティングテーブル３３に格納されている。ルーティング処理部３２により得られた情報を含むヘッダ７４はヘッダ抽出・処理部３１にて，図８に示すように，出力元のＩＦＥ２（本例ではＩＦＥ２−１）に返送されるように内部ヘッダ７４Ｈが付与される。出力元のＩＦＥ２（本例ではＩＦＥ２−１）に到着したヘッダ７４は図９に示すように，待合せバッファ２３５で待機しているデータ部７１と組合せて，さらに，所望の出力ＩＦＥを示す装置内部ヘッダ７０Ｈを付与した後，ＳＷＥ１経由で出力ＩＦＥ２（本例の場合，ＩＦＥ２−ｎ）へと転送される。なお，レイヤ３処理向けｘＦＰは，ＩＰプロトコルのバージョンの違いやプロトコルのエンハンス等により，新たなモジュールとして追加搭載することが可能である。
図１１〜図１４を用いて，次に，上位レイヤパケット転送の例を示す。
図１１において，ＩＦＥ２−１に入力されたパケット８０は，データ部８１とヘッダ部８２より構成されている。ＩＦＥ２−１内の入力側転送処理部２３にて，上位レイヤ処理が必要であると判定されると，パケット８０全体は，上位レイヤ処理専用のｘＦＰ３（本例ではｘＦＰ３−２）へと送信される。パケット８０にはｘＦＰ３−２に向けた装置内部ヘッダ８２Ｈが付与され，この情報をもとに，パケット８０はｘＦＰ３−２に到達する。上位レイヤ処理向けｘＦＰ３−２の構成例を図１４に示す。ｘＦＰ３−２に入力されたパケット８０は，バス変換部３４にて，ＰＣＩバスなどの汎用バスにて，ネットワークプロセッサ（ＮＰ）３７，もしくは，マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）３６に転送され，所望の上位レイヤ処理が行われる。
図１２に示すように，上位レイヤ処理後のパケットには，パケットヘッダ８３および出力元のＩＦＥ２（本例ではＩＦＥ２−１）に返送されるように内部ヘッダ８３Ｈが付与される。
図１３に示すように，出力元のＩＦＥ２（本例ではＩＦＥ２−１）に到着したパケット８０は，所望の出力ＩＦＥを示す装置内部ヘッダ８０Ｈを付与した後，ＳＷＥ１経由で所望の出力ＩＦＥ２（本例の場合，ＩＦＥ２−ｎ）へと転送される。なお，上位レイヤ処理の一般的なものとしては，ＲＴＰやＨＴＴＰのヘッダ，ＵＲＬ，クッキー，ＳＳＬＩＤ，アプリケーション識別子，ファイル拡張子などにより転送先を判断するものがあげられる。これらは，機能の違いや，エンハンス等により，異なるｘＦＰモジュールとして提供され，必要に応じて搭載される。
次に別の実施例として，ひとつの高機能モジュールの処理能力が不足してきた場合に，同一の高機能モジュールを追加搭載する場合など，性能に対するスケーラリティを実現する場合の例について説明する。
図１５には，ｘＦＰ３−１の処理能力を増強する場合に，ｘＦＰ３−１と同種の機能拡張パケット処理部であるｘＦＰ３−４を追加搭載して，この２つのｘＦＰ間で負荷分散処理を行う例を示している。ＩＦＥ２−１に入力したレイヤ３パケット９０（データ部９１およびパケットヘッダ部９２より構成される）および，パケット１００（データ部１０１およびパケットヘッダ部１０２より構成される）は，入力側転送処理部２３にて，それぞれのヘッダ部分が取り出されて，パケットヘッダ９２に対しては，ｘＦＰ３−１宛ての装置内部ヘッダ９２Ｈが，また，パケットヘッダ１０２に対しては，ｘＦＰ３−４宛ての装置内部ヘッダ１０２Ｈが付与される。装置内部ヘッダに従い，パケットヘッダ９２はｘＦＰ３−１にて処理され，パケットヘッダ１０２はｘＦＰ３−４にて負荷分散的に処理される。
ここで，ｘＦＰ間で負荷分散を実現する方法について３通りの方式を説明する。図１６を用いて，まず，第１の方式を説明する。入力側転送処理部２３内の宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３Ａは，ヘッダ解析・機能判定部２３３１，ハッシュテーブル２３３２，および，宛先ｘＦＰヘッダ付与・生成部２３３３より構成される。宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３Ａに入力されたＩＰパケットは，ヘッダ解析・機能判定部２３３１にて機能毎の判定が行われる。（本例では，レイヤ３処理に相当するｘＦＰ３−１，もしくは，ｘＦＰ３−４での機能であることが判定される）。その後，ハッシュテーブル２３３２にて，送信ＩＰアドレス（ソースＩＰアドレス：ＳＩＤ）もしくは，送信ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレス（ＤＩＤ）の組合せをベースとしたフロー情報をキーにしたハッシュ処理が行われ，対応するｘＦＰ（本例では，パケットヘッダ９２はｘＦＰ３−１，パケットヘッダ１０２はｘＦＰ３−４）に振分けられる。ハッシュテーブル２３３２の演算結果に基づき，パケットヘッダ９２に対しては，ｘＦＰ３−１宛ての装置内部ヘッダ９２Ｈが，また，パケットヘッダ１０２に対しては，ｘＦＰ３−４宛ての装置内部ヘッダ１０２Ｈが宛先ｘＦＰヘッダ付与・生成部２３３３にて付与される。この方式では，同一のフローは同一のｘＦＰにより処理されるため，負荷分散処理によるパケット順序の逆転は発生しないが，フローが偏った場合には，効率的な負荷分散が行えないという特徴を持つ。
図１７を用いて，次に，第２の負荷分散方式について説明する。入力側転送処理部２３内の宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３Ｂは，ヘッダ解析・機能判定部２３３１，シーケンスナンバ発生部２３３４，および，宛先ｘＦＰヘッダ付与・生成部２３３３より構成される。また，ヘッダ抽出解析部２３４Ｂは，ヘッダ抽出機能判定部２３５１およびリシーケンスバッファ２３５２より構成される。宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３Ｂに入力されたＩＰパケットは，ヘッダ解析・機能判定部２３３１にて機能の判定が行われる。本例では，レイヤ３処理に相当するｘＦＰ３−１，もしくは，ｘＦＰ３−４での機能であることが判定される。その後，シーケンスナンバ発生部２３３４にて，フロー毎のＩＰパケットに対してシーケンスナンバの生成が行われる。また，シーケンスナンバ発生部２３３４ではフロー毎のシーケンスナンバが管理されている。次に，宛先ｘＦＰヘッダ付与・生成部２３３３に入力されたパケットは，機能毎に，複数のｘＦＰ間で巡回的に振分けが行われる。（本例では，ｘＦＰ３−１，もしくは，ｘＦＰ３−４に対して巡回的に振分けが行われる。）この方式では，同一のフローは必ずしも同一のｘＦＰ３により処理されるとは限らないため，負荷分散処理によるパケット順序の逆転が発生する。そこで，ｘＦＰ３により処理が施されたパケットは，ヘッダ抽出解析部２３４Ｂにおいて，パケット順序の再構成が行われる。具体的には，パケットは，ヘッダ解析機能判定部２３５１により該当する機能およびフロー単位が識別され，これらを元にリシーケンスバッファ２３５２に格納され，宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３Ａで付与されたシーケンスナンバを元に順序制御が行われる。次に，第３の負荷分散方式について図１８，図１９を用いて説明する。
【０００８】
図１８は、本発明のパケット通信装置のインタフェースモジュールの別の構成例を示すブロック図である。
図１９は、本発明のパケット通信装置の機能拡張パケット処理部（ｘＦＰ）の別の構成例を示すブロック図である。
入力側転送処理部２３内の宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３Ｃは，ヘッダ解析・機能判定部２３３１，宛先ｘＦＰヘッダ付与・生成部２３３３より構成される。また，ヘッダ抽出解析部２３４Ｃは，ヘッダ解析機能判定部２３５１，リシーケンスバッファ２３５２，および管理パケット抽出部２３５３より構成される。さらに，入力側転送処理部２３は，ｘＦＰ負荷状態管理部２３６を有する。宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３Ｃに入力されたＩＰパケットは，ヘッダ解析・機能判定部２３３１にて機能毎の判定が行われる。機能が判定されると，これをｘＦＰ負荷状態管理部２３６に通知する。ｘＦＰ負荷状態管理部２３６では，各ｘＦＰ毎の負荷状態を管理しており，該当機能についてのｘＦＰ３が複数搭載されている場合には，最も負荷の軽いｘＦＰ３を選択してこれを宛先ｘＦＰヘッダ付与・生成部２３３３に通知する。宛先ｘＦＰヘッダ付与・生成部２３３３においては，ｘＦＰ負荷状態管理部２３６からの指示を受けたｘＦＰ３に該当する装置内ヘッダをパケットに付与する。この方式においても，同一のフローは必ずしも同一のｘＦＰ３により処理されるとは限らないため，負荷分散処理によるパケット順序の逆転が発生する。そこで，ｘＦＰ３により処理が施されたパケットは，ヘッダ抽出解析部２３４Ｂにおいて，パケット順序の再構成が行われる。具体的には，パケットは，ヘッダ解析機能判定部２３５１により該当する機能およびフロー単位が識別され，これらを元にリシーケンスバッファ２３５２に格納され，宛先ｘＦＰヘッダ付与部２３３Ｃで付与されたシーケンスナンバを元に順序制御が行われる。
また，本方式では，図１９に示すように各ｘＦＰにおいては，自身の負荷を観測し，定期的に負荷状態をＩＦＥ２に通知するための，負荷観測・管理パケット発生部３８を有する構成とする。各ＩＦＥでは，ｘＦＰから管理パケットを定期的に受信すると，これを管理パケット抽出部２３５３にて抽出し，負荷情報をｘＦＰ負荷状態管理部２３６に通知する。
図２０を用いて本発明の別の実施例を説明する。
ｘＦＰ３−２で説明した例のように，ｘＦＰ３において上位レイヤの処理を行う場合には，パケット全体をｘＦＰ３を送受信する必要があるので，上位レイヤ処理を希望するパケットが多数装置に入力された場合には，論理バス５の帯域がネックとなり，上位レイヤ処理の効率が低下する可能性がある。そこで，図２０に示すように，ｘＦＴＲ６（機能拡張パケット処理トランクモジュール）を追加する。ｘＦＴＲ６は，上位レイヤ処理専用のモジュールであり，ＩＦＥ２と同一のＳＷＥ１のインタフェースを持つ。ｘＦＴＲ６はＳＷＥ１を介してＩＦＥ２に接続されるため，上位レイヤ処理のパケットが増えた場合の論理バス５の帯域ネックが解消できる。ｘＦＴＲ６は上位レイヤの機能毎に複数毎搭載可能である（図２０では，ｘＦＴＲ６Ａ，ｘＦＴＲ６Ｂの２毎のモジュールが搭載されている。）。もちろん，図３０に示すようにｘＦＰモジュールが搭載されず，ｘＦＴＲモジュールのみを搭載する構成も可能である。また，前述の例で示したように，同機能のｘＦＴＲモジュールを複数毎搭載して，負荷分散を行うことにより，処理性能のスケーラビリティを実現することも可能である。負荷分散を行う場合に，ＩＦＥ２に搭載される必要機能については，図１６から図１９と同様であるため説明を省略する。以下，ＩＦＥ２，ｘＦＴＲの実装例について説明する。図３１は，バックプレーン２００に対して，複数のＩＦＥ（２−１〜２−６）およびＳＷＥ（１−２，１−２）が搭載されており，スロット２０１およびスロット２０２は空きの状態となっている例を示している。この空きスロット２０１，２０２に対しては，図３２に示すように新たなＩＦＥ（２−７，２−８）を搭載することも可能であり，また，図３３に示すようにｘＦＴＲ（６Ａ，６Ｂ）を搭載することも可能である。
本発明の別の実施例について，図３４，３５を用いて説明する。この実施例では、高機能パケット処理部は、スロットに搭載され、自らもスロットを有する第１のモジュールと、第１のモジュールのスロットに接続される第２のモジュールから構成されている。
図３４に示すように，ｘＦＰ２の実装形態として，ＩＦＥスロットに対して接続アダプター（ＡＤＰ７）を介して接続を行う。
図３５はアダプター部の斜視図を示している。ＡＤＰ７はＳＷＥ１から受信したパケットをヘッダに基づき複数のｘＦＰ（本例では，８Ａ−１〜８Ａ−３）に振分けを行い，また，複数のｘＦＰ（８Ａ−１〜８Ａ−３）から受信したパケットを多重してＳＷＥ１に送出する機能を有する。本実装形態を用いることで，ｘＦＰ２専用のスロットおよび配線５を予め用意しておく必要がなくなり，また，ｘＦＴＲを実装する場合のように，ＩＦＥのスロットが単一の高機能モジュールで専用されることなく，ひとつのＩＦＥスロットに対して，複数のｘＦＰを必要に応じて順次追加搭載することが可能となる。図２１を用いて本発明のさらに別の実施例を説明する。
ＩＦＥ２内の入出力転送処理部２３内に入出力Ｉ／Ｆ選択回路２３７を設ける。論理バス５を経由してｘＦＰ３と送受信が行われるパケットヘッダおよびパケットには，装置内部ヘッダが付与されるが，この装置内部ヘッダ形式はＳＷＥ１に対して，送受信されるパケットに付与される装置内部ヘッダ形式と同形式とする。図２２に示すように，論理バス５に障害が発生して，使用負荷になった場合，高機能処理を希望するパケットもしくはパケットヘッダは，入出力Ｉ／Ｆ選択回路２３７にて，パケットの送出先をｘＦＰＩ／Ｆ２６ではなく，パケットバッファ２４を介してＳＷＥ２５経由でｘＦＰ３にアクセスを行う。図２２においては，図８におけるパケット７０のパケットヘッダ７２が論理バス５ではなくＳＷＥ１を使用してｘＦＰ３−１にアクセスする例を示している。また，ｘＦＰ３においても，高機能処理後のパケットもしくはパケットヘッダは論理バス５を使用せずに，ＳＷＥ１経由で送信元のＩＦＥ２に返送する。以上のように，論理バス５においてのデータ転送形式をＳＷＥ１においてのデータ転送形式と同一にしておくことで，論理バス５障害時には，ＳＷＥ１経由を予備経路として使用することが可能となるため，論理バス５を二重化することなく，信頼性の高いシステムが，低コストで実現可能となる。
本発明のさらに別の実施例を図２４，図２５を用いて説明する。
前述の説明では，ＩＦＥ２とｘＦＰ３との間の通信は，論理バス５で接続されているが，本接続機構はイーサネットなどのバス形式の他，図２４に示すようにＣＰＳＷ（Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐａｔｈ　Ｓｗｉｔｃｈ）５１を用いる構成としても良い。ＣＰＳＷ５１を用いることで，ＩＦＥ２とｘＦＰ３のポイント・ポイント接続が可能となり通信帯域を有効に使用可能になる。
図２５は本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。図２５に示すように，ＳＷＥ１を複数枚使用してスイッチを構成する場合には，ＳＷＥ１の一枚を制御パス用に割り当てて，制御パス用スイッチ面（ＳＷＥ５２）としても良い。この場合には，物理的に同一のＳＷＥ１を制御パス用にも使用できるという利点がある。
本発明のさらに別の実施例について，図２６〜図２９を用いて説明する。
前述の実施例では，高機能処理を必要とするパケットに関しての処理は，機能拡張パケット処理部であるｘＦＰ３において行われているが，本処理の同等機能を，スイッチ部の一部に統合することによっても機能拡張性をもつパケット通信装置を提供することが可能である。
図２６で示すパケット通信装置においては，複数のＳＷＥ１に対して，複数のＦＳＷＥ（Ｆｕｎｃｔｏｎａｌ　Ｓｗｉｔｃｈ　Ｅｌａｍｅｎｔ）１０が追加搭載可能な構成となっている。インタフェースエレメントにおいて，単純レイヤ２パケットと判定されたものは，バッファレスのＳＷＥ１に転送され，高機能処理を必要とするパケットは，ＦＳＷＥ１０に転送される。この構成においては、機能拡張パケット処理部は、複数の回線インタフェース２−１と接続されるクロスバススイッチ１０を有している。機能拡張パケット処理部の有するクロスバススイッチ１０と通常のクロスバススイッチ１は、共通のスロットに接続可能である。回線インターフェイスからの接続経路は、機能拡張パケット処理部の有するクロスバススイッチ１０と通常のクロスバススイッチ１で別個独立になっている。
図２７を用いて本構成のインタフェースエレメントＩＦＥ２Ｂの入力側機能ブロックについて説明する。ＩＦＥ２Ｂの入力側は，ネットワークインタフェース２１，レイヤ２中継処理部２２，入力側転送処理部２３，パケットバッファ２４，ＳＷＥＩ／Ｆ２５および，ＦＳＷＥＩ／Ｆ２７より構成される。装置に入力されたフレームは，まず，ネットワークインタフェース２１にて，物理層処理が行われる。イーサネットの場合にはＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）層の処理が行われる。その後，レイヤ２中継処理部２２にて，フレーム内にある宛先アドレス，送信元アドレス，ＶＩＤ（ＶＬＡＮ　ＩＤ），ＦＤＢ（Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ　Ｄａｔａ　Ｂａｓｅ）などを利用して，判定作業が行われる。この判定作業により，宛先のＭＡＣアドレスの目的出力ポートを特定する。その後，入力側転送処理部２３にて，入力フレーム（レイヤ３ではパケットと呼ばれる）に対して，高機能処理をするか否かの判定を行う。入力側転送処理部２３は，高機能処理判定部２３１，機能別ヘッダ付与部２３８より構成される。まず，入力されたパケットは，パケットのヘッダを識別することにより高機能処理判定部２３１にて，高機能処理が必要か否かの判定が行われる。高機能処理が必要とされないパケット（フレーム）については，その後の処理をバイパスしてパケットバッファ２４に送信される。パケットバッファ２４に入力されるパケットは，キューイングされて，他のＩＦＥ２との間での出力競合制御を行った後に，ＳＷＥＩ／Ｆ２５を通してＳＷＥ１へ出力される。高機能処理判定部２３１において，高機能処理が必要と判定されたパケットについては，機能に対応したＦＳＷＥ１０に送信されるように，宛先ＦＳＷＥ１０行きのヘッダが付与され，その後，ＦＳＷＥＩ／Ｆ２７を通して，パケットバッファ２４は通らずに，ＦＳＷＥ１０に対して出力される。
以上のように、回線インターフェイスは、いずれのクロスバススイッチに入力パケットを振り分けるかを決定する振り分け機能を有する。また、回線インターフェイスはいずれのスイッチにも対応できるように，インターフェイスＦＳＷＥ　Ｉ／Ｆ，　ＳＷＥ　Ｉ／Ｆを有している。
図２８を用いて次にＦＳＷＥ１０の構成について説明する。ＦＳＷＥ１０は，機能処理部であるＦＰ１１，入力パケットバッファ１２および出力パケットバッファ１３より構成される。ＩＦＥ２から送信されたパケットは，入力パケットバッファ１２に入力される。入力パケットバッファ１２においては，入力されるパケットは，多重部１２０により，多重されてＦＩＦＯバッファ１２１にキューイングされる。ＦＩＦＯバッファにキューイングされたパケットは読み出されて，ＦＰ１１に入力される。ＦＰ１１入力されたパケットは，ルーティング処理部１１０にて，ヘッダが取り出され，宛先ポート検索，フィルタリング，Ｑｏｓなどの処理が行われる。各ＩＰアドレスに対しての処理内容はルーティングテーブル１１１に格納されている。ルーティングテーブル１１１により得られた情報を元にして，宛先ポート情報を含む装置内部ヘッダをパケットに付与する。その後パケットは出力パケットバッファ１３へ入力される。出力パケットバッファ１３に入力されたパケットは，ルーティング処理部１１０で付与された装置内ヘッダの情報を元に，出力ＩＦＥ２毎のＦＩＦＯバッファ１３１に格納された後，所望のＩＦＥ２に対して出力される。図２８の例においては，レイヤ３パケットに対する処理を行う例を示したが，ＦＳＷＥ１０は，図１４で説明したような上位レイヤ処理の機能等を持つ拡張機能パケット処理モジュールとして提供される。
図２９を用いて本構成のインタフェースエレメントＩＦＥ２Ｂの出力側機能ブロックについて説明する。ＩＦＥ２Ｂの出力側の機能ブロックとしては，ＳＷＥＩ／Ｆ２５，ＦＳＷＥＩ／Ｆ２６，パケットバッファ２７，出力側転送処理部２８，および，ネットワークインタフェース２１より構成される。ＳＷＥ１から転送されたパケットは，ＳＷＥＩ／Ｆ２５を通してパケットバッファ２７に入力される。ＦＳＷＥ１０から転送されたパケットは，ＦＳＷＥＩ／Ｆ２６を通してパケットバッファ２７に入力される。ＳＷＥ１でのパケット転送形態がセル形式，つまり，固定長の複数パケット形式で行われる場合には，パケットバッファ２７にて元の可変長パケットへの再構成が行われる。また，パケットバッファ２７においては，品質クラス別の応じた優先出力制御が行われる場合もある。パケットバッファ２７から出力されたパケット（レイヤ３パケットの場合）は，出力側転送処理部２８にて，次に転送する宛先に向けてヘッダの書き換えが行われる。具体的には，宛先ＭＡＣアドレスをネクストホップ（Ｎｅｘｔ　Ｈｏｐ）と呼ばれる，宛先までの次の経路にあるルータ（スイッチ）をＭＡＣアドレスに書き換える。その後，パケットはネットワークインタフェース２１を通じて出力回線から次の宛先に向けて出力される。
図３６により、最後に，前述のＩＦＥ２における高機能処理機能部分を選択搭載可能な構成について示す。本構成では，入力側転送処理部２３を追加搭載可能なソケット部２３０１および２つのセレクタ２３０３Ａ，２３０３Ｂを有する。入力側転送処理部２３が搭載されない場合には，ソケット部２３０１をバイパスして結線２３０２を使用するようにセレクタ２３０３Ａ，２３０３Ｂを切り替え，また，入力側転送処理部２３が搭載される場合には，これを使用するようにセレクタ２３０３Ａ，２３０３Ｂを切り替る。本構成により，Ｌ２単純転送のみ行うＩＦＥ２では，高機能処理部２３を搭載する必要が無く，低コストでのＩＦＥモジュール提供が可能になる。
このように，本実施例によれば，機能追加が柔軟に可能なパケット通信装置が提供できる。具体的には，レイヤ２の単純転送機能のみの提供によるパケット通信装置をベースモデルとし，上位レイヤ処理や，高機能サービスなどの機能が要求される場合には，必要に応じてこれらを，高機能パケット処理モジュールもしくは高機能スイッチモジュールとしてベースモデルに追加可能となるようなパケット通信装置が提供できる。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明した実施例によれば，次のような効果が期待できる。
（１）パケット通信装置を構成する場合に，レイヤ２の単純転送機能のみを有するパケット通信装置をベースモデルとし，上位レイヤ処理や，高機能サービスなどの機能を高機能モジュールとしてベースモデルに追加が可能であるような機能拡張性を有するパケット通信装置が提供できる。
（２）レイヤ２の単純転送機能のみを有するパケット通信装置をベースモデルとし，上位レイヤ処理や，高機能サービスなどの機能をベースモデルに高機能モジュールとして追加が可能であるような機能拡張性を有するパケット通信装置において，高機能モジュールへの通信パスの予備パスとしてスイッチ経由パスを使用することにより，低コストで信頼性の高いパケット通信装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパケット通信装置の機能ブロックを示すブロック図である。
【図２】従来のパケット通信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】従来のパケット通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明のパケット通信装置のインタフェースモジュールの一構成を示すブロック図である。
【図５】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明のパケット通信装置の機能拡張パケット処理部（ｘＦＰ）の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１２】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１４】本発明のパケット通信装置の機能拡張パケット処理部（ｘＦＰ）の別の構成例を示すブロック図である。
【図１５】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図１６】本発明のパケット通信装置のインタフェースモジュールの別の構成例を示すブロック図である。
【図１７】本発明のパケット通信装置のインタフェースモジュールの別の構成例を示すブロック図である。
【図１８】本発明のパケット通信装置のインタフェースモジュールの別の構成例を示すブロック図である。
【図１９】本発明のパケット通信装置の機能拡張パケット処理部（ｘＦＰ）の別の構成例を示すブロック図である。
【図２０】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２１】本発明のパケット通信装置のインタフェースモジュールの別の構成例を示すブロック図である。
【図２２】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２３】本発明のパケット通信装置のインタフェースモジュールの別の構成例を示すブロック図である。
【図２４】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２５】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２６】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図２７】本発明のパケット通信装置のインタフェースモジュールの別の構成例を示すブロック図である。
【図２８】本発明のパケット通信装置のスイッチモジュールの構成を示すブロック図である。
【図２９】本発明のパケット通信装置のインタフェースモジュールの別の構成例を示すブロック図である。
【図３０】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図３１】本発明のパケット通信装置の実装構成の例である。
【図３２】本発明のパケット通信装置の実装構成の例である。
【図３３】本発明のパケット通信装置の実装構成の例である。
【図３４】本発明のパケット通信装置の構成例を示すブロック図である。
【図３５】本発明のパケット通信装置の実装構成の例である。
【図３６】本発明のパケット通信装置のインタフェースモジュールの別の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１・・・スイッチエレメント（ＳＷＥ），２・・・インタフェースエレメント（ＩＦＥ），３・・・機能拡張パケット処理部（ｘＦＰ），４・・・ルーティングマネジャエレメント（ＲＭＥ），５・・・論理バス。

Claims

入力パケットを受け取る複数の回線インタフェースと、
入力パケットの転送経路を決定するルーティングマネジャーと、
上記複数の回線インタフェースと第１の接続経路を介して接続されるクロスバスイッチと、
上記複数の回線インタフェースと第２の接続経路を介して接続される高機能パケット処理部と、
上記入力パケットが高機能処理を必要とするか否かを決定するための、高機能処理判定部を有し、
上記高機能処理判定部の決定に基づいて、上記入力パケットの少なくとも一部を上記高機能パケット処理部に転送する通信装置。
上記高機能処理判定部は、上記複数の回線インタフェースの各回線インタフェースに付属する請求項１記載の通信装置。
上記高機能処理判定部にて、高機能が必要でないと判定されたパケットは、直接、前記クロスバスイッチに転送され、
高機能が必要と判定された前記入力パケットは、上記高機能パケット処理部に転送されて処理が行われ、再び，もとの回線インタフェースに返送された後、前記クロスバスイッチに転送されることを特徴とする請求項１または２記載の通信装置。
上記複数の回線インタフェースの各回線インタフェースは、レイヤ２処理機能を有し、
上記高機能パケット処理部は上位レイヤの処理機能を有する請求項１から３のうちのいずれかに記載の通信装置。
上記高機能パケット処理部は必要機能に応じて搭載可能な構成とする請求項１から４のうちのいずれかに記載の通信装置。
上記高機能パケット処理部として、第１の機能を有する第１の高機能パケット処理部と、第２の機能を有する第２の高機能パケット処理部を備える請求項１から５のうちのいずれかに記載の通信装置。
上記第１の接続経路と第２の接続経路のデータ形式は同一とし、
上記第２の接続経路の障害時には、上記第１の接続経路により上記クロスバススイッチを経由して回線インタフェースと高機能パケット処理部の接続を可能とし、
上記回線インタフェースは、第１及び第２の接続経路のどちらかに対して、データを選択的に送受信可能とする選択回路を有する請求項１から６のうちのいずれかに記載の通信装置。
上記高機能パケット処理部として、同一の機能を有する高機能パケット処理部を複数備える請求項１から７のうちいずれかに記載の通信装置。
上記高機能パケット処理部は、上記複数の回線インタフェースと第２の接続経路を介して接続される第２のクロスバススイッチを有し、
上記第２のクロスバススイッチと上記クロスバススイッチは、共通のスロットに接続可能であり、
上記回線インターフェイスは、上記第２のクロスバススイッチとクロスバススイッチのいずれかに上記入力パケットを振り分ける振り分け機能を有する請求項１から８のうちいずれかに記載の通信装置。
上記高機能パケット処理部は、スロットに脱着可能なモジュールとして構成される請求項１から９のうちいずれかに記載の通信装置。
上記高機能パケット処理部は、スロットに接続され、自らもスロットを有する第１のモジュールと、該第１のモジュールのスロットに接続される第２のモジュールを有する請求項１０記載の通信装置。
複数の回線インタフェースと、
上記複数の回線インタフェースと接続されるクロスバスイッチと、
上記複数の回線インタフェースと接続される高機能ユニットを接続するための複数のスロットと、を有し
上記複数の回線インタフェースの各回線インタフェースは，レイヤ２処理機能および，入力パケットが高機能処理を必要とするか否かを決定するための，高機能処理判定機能を有し，
上記高機能処理判定機能にて，高機能が必要でないと判定されたパケットは，直接，前記クロスバスイッチに転送され，高機能が必要と判定された前記入力パケットは，該当機能に対応する上記高機能ユニットに転送されて上位レイヤの処理が行われ，再び，もとの回線インタフェースに返送された後で，前記クロスバスイッチに転送されることを特徴とする，パケット通信装置。
上記複数のスロットは同一の形状であり、かつ、機能の異なる複数種類の高機能ユニットが接続可能に構成される請求項１２記載のパケット通信装置。
上記複数のスロットに、同一の機能の高機能ユニットが複数接続された場合、当該複数の高機能ユニットに負荷を分散する負荷分散部を有する請求項１３記載のパケット通信装置。
上記負荷分散部は、上記入力パケットの必要とする処理の種類を判定するヘッダ解析・機能判定部と、
上記入力パケットの、送信ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスの組合せをベースとしたフロー情報をキーにしたハッシュ処理を行うための、ハッシュテーブルと、上記判定の結果および上記ハッシュ処理の結果に基づいて、入力パケットを所定の上記高機能ユニットに振分ける宛先ヘッダ生成・付与部と、
を有する請求項１４記載のパケット通信装置。
上記負荷分散部は、上記入力パケットの必要とする処理の種類を判定するヘッダ解析・機能判定部と、
フロー毎のシーケンスナンバを管理するとともに、フロー毎のＩＰパケットに対してシーケンスナンバの生成を行うシーケンスナンバ発生部と、
入力パケットを、機能毎に、上記複数の高機能ユニット間に巡回的に振分けを行うための宛先ヘッダ付与・生成部とを有し、
さらに、上記パケット通信装置は、上記高機能ユニットにより処理が施された入力パケットの、パケット順序の再構成を行うヘッダ抽出解析を有する請求項１４記載のパケット通信装置。
上記負荷分散部は、上記入力パケットの必要とする処理の種類を判定するヘッダ解析・機能判定部と、
上記各高機能ユニット毎の負荷状態を管理し、上記ヘッダ解析・機能判定部から上記入力パケットの必要とする処理の通知を受け、当該処理を行う高機能ユニットが複数搭載されている場合には、最も負荷の軽い、あるいは、所定値よりも負荷の軽い高機能ユニットを選択する負荷状態管理部と、
上記負荷状態管理部で選択された高機能ユニットに該当する装置内ヘッダをパケットに付与する宛先ヘッダ付与・生成部と、
を有する請求項１４記載のパケット通信装置。
パケット通信装置であって，
複数の回線インタフェースと，上記複数の回線インタフェースと接続されるクロスバスイッチと，上記複数の回線インタフェースと接続される複数の高機能パケット処理部とを有し，
上記複数の回線インタフェースの各回線インタフェースは，レイヤ２処理機能および，入力パケットが高機能処理を必要とするか否かを決定するための，高機能処理判定機能を有し，
上記高機能処理判定機能にて，高機能が必要でないと判定されたパケットは，直接，前記クロスバスイッチに転送され，高機能が必要と判定された前記入力パケットは，該当機能に対応する高機能パケット処理部のいずれかに転送されて上位レイヤの処理が行われ，再び，もとの回線インタフェースに返送された後で，前記クロスバスイッチに転送されることを特徴とする，パケット通信装置。
パケットスイッチであって，
複数の回線インタフェースと，上記複数の回線インタフェースと接続されるクロスバスイッチと，上記複数の回線インタフェースと接続される複数の高機能パケット処理部とを有し，
上記複数の回線インタフェースの各回線インタフェースは，レイヤ２処理機能および，入力パケットが高機能処理を必要とするか否かを決定するための，高機能処理判定機能およびパケット待機バッファを有し，
上記高機能処理判定機能にて，高機能が必要でないと判定されたパケットは，直接，前記クロスバスイッチに転送され，高機能が必要と判定された前記入力パケットのパケットヘッダは，前記複数の高機能パケット処理部のいずれかに転送され，高機能処理が必要と判定された前記入力パケットのパケットデータは，前記パケット待機バッファに格納され，前記高機能パケット処理部により上位レイヤ処理が終了した前記パケットヘッダは，もとの回線インタフェースに返送された後，前記パケット待機バッファに格納されているパケットデータと併せて，前記クロスバスイッチに転送されることを特徴とする，パケットスイッチ。