JP2007053564A - ネットワークスイッチ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 本発明は、データを出力する物理ポートの輻輳を軽減するネットワークスイッチ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置であって、物理ポートに入力されたデータの一部を用いてデータを出力する物理ポートを決定しデータの振り分けを行う振り分け手段２２と、データを出力する複数の物理ポートのそれぞれに設けられたキューの使用率を監視してキューの使用率が所定の閾値を超えると振り分け手段に残量警報を通知するキュー使用率監視手段２５１，２５２を有し、振り分け手段は、データをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、残量警報の通知がない物理ポートに振り分ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ネットワークスイッチ装置に関し、特に、物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置に関する。
従来、ＩＥＥＥ８０２．３ａｄで規定されているリンクアグリゲーションは物理帯域を増やす技術として使用されることを目的としている。また、キャリアネットワークにおいては、リンクアグリゲーションを冗長技術として使用されることも多い。
リンクアグリゲーションとは、図１に示すように、ネットワークスイッチ装置１，２間の物理リンク３，４，５を束ね１つの論理リンク６として使用する設定である。
通常、リンクアグリゲーションを設定したトランク（物理ポートを束ねた論理ポート）からデータを出力する場合、データが入力される物理ポート側でハッシュ演算を行い、同一フロー（送信先アドレスおよび送信元アドレスが同一）のデータに関してはトランク内の同一物理ポートから出力するよう物理ポートを決定している。
なお、特許文献１には、複数系統の回線のうち、トラヒックが処理不能になったとき、フラグを立て、処理可能回線にて処理を依頼することが記載されている。
また、特許文献２には、リングアグリゲーション構成の回線の帯域が不足したとき、迂回回線の帯域を利用することが記載されている。
特開昭５７−４１０５５号公報 特開２００３−２４４２００号公報
従来のネットワークスイッチ装置は、同一フローのデータをトランク内の同一物理ポートから出力するよう物理ポートを決定しているため、ハッシュ演算の結果から、トランク内の複数の物理ポートのうち特定物理ポートが出力ポートとして決定されるようなデータフローが多い場合には、トランク内の他の物理ポートは空いているにもかかわらず、特定物理ポートだけが輻輳するおそれがあるという問題があった。
また、例えば最高優先、高優先、低優先の３クラスからなる優先制御サービスを適用した場合においても、同一フローの最高優先のデータは、ハッシュ演算の結果から、トランク内の複数の物理ポートのうち特定物理ポートを出力ポートとして決定され、トランク内の他の物理ポートでは最高優先のデータ格納領域は空いているにもかかわらず、特定物理ポートだけで最高優先のデータが輻輳するおそれがあるという問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、トランク内の特定物理ポートの輻輳を軽減するネットワークスイッチ装置を提供することを目的とする。
本発明は、物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置であって、
前記物理ポートに入力されたデータの一部を用いて前記データを出力する物理ポートを決定し前記データの振り分けを行う振り分け手段と、
前記データを出力する複数の物理ポートのそれぞれに設けられたキューの使用率を監視して前記キューの使用率が所定の閾値を超えると前記振り分け手段に残量警報を通知するキュー使用率監視手段を有し、
前記振り分け手段は、前記データを前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記残量警報の通知がない物理ポートに振り分けることにより、トランク内の特定物理ポートの輻輳を軽減することができる。
また、本発明のネットワークスイッチ装置において、
前記キューは、物理ポート毎に前記データの優先クラスに対応して設けられ、
前記キュー使用率監視手段は、優先クラス毎に残量警報を通知し、
前記振り分け手段は、前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記データの優先クラスに対応する優先クラスで残量警報の通知がない物理ポートに振り分けることができる。
また、本発明のネットワークスイッチ装置において、
前記残量警報は、バックプレッシャとすることができる。
また、本発明は、物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置であって、
前記物理ポートに入力されたデータの一部を用いて前記データを出力する物理ポートを決定し前記データの振り分けを行う振り分け手段と、
前記振り分け手段がデータを振り分けた各物理ポートの出力信号レートを算出して前記振り分け手段に通知する出力信号レート算出手段を有し、
前記振り分け手段は、前記データを前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記出力信号レートが当該物理ポートの最大出力信号レートの所定割合未満である物理ポートに振り分けることにより、トランク内の特定物理ポートの輻輳を軽減することができる。
また、本発明は、物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置であって、
前記物理ポートに入力されたデータの一部を用いて前記データを出力する物理ポートを決定し前記データの振り分けを行う振り分け手段と、
前記データを出力する複数の物理ポートそれぞれに設けられたキューの使用率を監視するキュー使用率監視手段と、
前記キュー使用率監視手段から供給される各キューの使用率を比較して前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのうち使用率の最も低い物理ポートを求め前記振り分け手段に通知するキュー使用率比較手段を有し、
前記振り分け手段は、前記データを前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記キュー使用率比較手段から通知された前記使用率の最も低い物理ポートに振り分けることにより、トランク内の特定物理ポートの輻輳を軽減することができる。
本発明によれば、トランク内の特定物理ポートの輻輳を軽減することができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
図２は、本発明を適用した広域ネットワークシステムの一実施形態のシステム構成図を示す。同図中、キャリアネットワーク１０は、例えばレイヤ２スイッチであるネットワークスイッチ装置１１，１２，１３等によりメッシュやツリーのトポロジーによって構成されている。キャリアネットワーク１０のネットワークスイッチ装置１１，１３それぞれにはエンドユーザ１５，１６が接続されている。
ここでは、加入者ＬＡＮなどのレイヤ２ＭＡＣフレームをそのままネットワークスイッチ装置１１，１２，１３によって、エンドユーザ１５から別のエンドユーザ１６に転送するサービスを行うことができる。
なお、レイヤ２スイッチの代りにレイヤ３スイッチを用いた場合は、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルを用いることによって、同様のサービスを行うことができる。
ネットワークスイッチ装置１１，１２，１３では、物理帯域を増加させるため、または、ネットワーク内の伝送路で障害が発生した際にもデータの迂回路を確保するために、リンクアグリゲーション設定を行っている。
＜第１実施形態＞
図３は、ネットワークスイッチ装置の第１実施形態のブロック図を示す。同図中、物理ポート２１にはエンドユーザ、または他のネットワークスイッチ装置からフレームが入力される。物理ポート２１は、入力されたフレームを受信して振り分け処理部２２に供給する。ここで、フレームがエンドユーザから供給されたものであれば、物理ポート２１はＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：仮想ＬＡＮ）タグを生成して付加する。なお、図中、入力ポートは物理ポート２１のみを図示しているが、実際には入力ポートとして複数の物理ポートが用意されている。
振り分け処理部２２は、入力フレームのハッシュ演算を行って出力ポートを決定し、出力ポートを指定するためのスイッチング用タグを上記フレームに付加してスイッチ部２３に供給する。
ハッシュ演算の方法としては、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定されている図４に示すＶＬＡＮタグヘッダフォーマットにおけるＤＡ−ＭＡＣ（送信先ＭＡＣアドレス）及びＳＡ−ＭＡＣ（送信元ＭＡＣアドレス）と、データ領域内の送信先ＩＰアドレス及び送信元ＩＰアドレスのハッシュ演算を行う第１の方法と、ＶＬＡＮタグヘッダのＶＩＤ（ＶＬＡＮ−ＩＤ：送信元エンドユーザのＩＤ）のハッシュ演算を行う第２の方法がある。
なお、図４に示すＶＬＡＮタグヘッダフォーマットは、ＶＬＡＮタグ内のＴＣＩ（Ｔａｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）に、３ビットのユーザプライオリティと、１ビットのＣＦＩ（Ｃａｎｏｎｉｃａｌ Ｆｏｒｍａｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）と、１２ビットのＶＩＤが設定されている。ユーザプライオリティは、値６，７が最高優先クラス、値４，５が高優先クラス、値０〜３が低優先クラスを表わしている。更に、値６，４，２，０は優先廃棄なし、値７，５，３，１は優先廃棄ありを指示している。
リンクアグリゲーション設定が行われている場合、上記ハッシュ演算結果に対し複数の出力ポートを割り当てる。図３においては所定のハッシュ演算結果に対して２つの物理ポート２６１，２６２がリンクアグリゲーション設定されているものとする。なお、図中、出力ポートは物理ポート２６１，２６２のみを図示しているが、実際には出力ポートとして３以上の物理ポートが用意されている。
スイッチ部２３ではスイッチング用タグを参照してフレームのスイッチングを行い、出力用の物理ポート毎に併設されたキューにフレームを供給する。各キューは複数の優先クラスに対応して設けられている。スイッチ部２３が物理ポート２６１，２６２に出力するフレームは物理ポート毎に設けられたキュー２４１ａ〜２４１ｃ，２４２ａ〜２４２ｃでキューイングされて物理ポート２６１，２６２に供給される。
キュー２４１ａ，２４２ａは最高優先クラスのフレーム（例えば音声データ等）を格納するものであり、キュー２４１ｂ，２４２ｂは高優先クラスのフレーム（例えば業務用データ等）を格納するものであり、キュー２４１ｃ，２４２ｃは低優先クラスのフレーム（例えば個人用データ等）を格納する。
キュー２４１ａ〜２４１ｃにキューイングされたフレームは優先クラスの高いキューから順（２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃの順）に物理ポート２６１から出力される。他の出力ポートである物理ポートについても同様である。なお、物理ポートからフレームが出力されるときに振り分け処理部２２でフレームに付加されたスイッチング用タグは外される場合と後段のスイッチのスイッチングのためにタグが付加されたままの場合がある。
物理ポート毎に併設されたキューにはキュー使用率監視部が併設されている。各キュー使用率監視部２５１，２５２はキュー２４１ａ〜２４１ｃ，２４２ａ〜２４２ｃそれぞれの使用率を監視しており、いずれか優先クラスのキューの使用率が例えば８０％程度の第１閾値を超えると残量警報を発生して優先クラスと共に振り分け処理部２２に通知する。
図５は、振り分け処理部２２が実行する振り分け処理の第１実施形態のフローチャートを示す。この処理はフレームが入力される毎に実行される。
同図中、ステップＳ１１で入力フレームのハッシュ演算を行って出力ポート候補を求める。このとき、リンクアグリゲーション設定が行われている場合、ハッシュ演算結果に対しｎ個の出力ポートが割り当てられる。例えば１つのトランクが２つの物理ポートで構成されている場合、ｎ＝２個の物理ポートが出力ポートとして割り当てられる。すなわち、ｎはリンクアグリゲーション設定が行われている物理ポート数を示している。
ここで、リンクアグリゲーション設定が行われている２個の物理ポートの識別子として、番号１，２を割り当てることにする。そして、一例として、ハッシュ演算で番号２の物理ポートが出力ポート候補になったとする。
振り分け処理部２２は前記ハッシュ演算で求めた出力ポート候補である物理ポートの番号を変数ｉの初期値として設定する。前記の例では番号２が出力ポート候補であるのでｉ＝２となる。
次に、ステップＳ１２でｉ番目の物理ポートに対応するキュー使用率監視部から当該入力フレームのＶＬＡＮタグヘッダのユーザプライオリティの値に対応する優先クラスのキューの残量警報通知を受け取っているか否かを判別し、残量警報通知を受け取っている場合にはステップＳ１３で変数ｉをインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）する。ただし、インクリメントの結果、ｉ＞ｎの場合にはｉ＝１とする。
前記の例では、インクリメントの結果、ｉ＝３となり、ｉ＞ｎとなるので、ｉ＝１とすることになる。
そして、ステップＳ１４で１〜ｎ番目の全てから当該入力フレームのＶＬＡＮタグヘッダのユーザプライオリティの値に対応する優先クラスのキューの残量警報通知を受け取っているか否かを判別し、１〜ｎ番目の全てから残量警報通知を受け取っている場合にはステップＳ１５に進み、そうでなければステップＳ１２に進む。なお、１〜ｎ番目の全てから残量警報通知を受け取っている場合にはステップＳ１５に進む代りに、当該フレームのユーザプライオリティの値が優先廃棄ありであれば、当該フレームを廃棄する構成としても良い。
ステップＳ１２において、当該入力フレームのＶＬＡＮタグヘッダのユーザプライオリティの値に対応する優先クラスのキューの残量警報通知を受け取っていない場合にはステップＳ１５に進み、ｉ番目の物理ポートを出力ポートに決定し、出力ポートを指定するためのスイッチング用タグを上記フレームに付加してスイッチ部２３に供給する。
このようにして、トランク内の特定物理ポートの輻輳を軽減することができる。なお、上記実施形態では、出力用の物理ポートに併設されるキューは複数の優先クラスに対応している場合について説明したが、優先クラスは１つのクラスであっても良いことはもちろんである。
＜第２実施形態＞
第２実施形態におけるネットワークスイッチ装置のブロック図は図３と同一である。図３に示すキュー使用率監視部２５１，２５２はキュー２４１ａ〜２４１ｃ，２４２ａ〜２４２ｃそれぞれの使用率を監視して、いずれかの優先クラスのキューの使用率が第１閾値より大きな値である第２閾値を超えるとバックプレッシャを発生して優先クラスと共に振り分け処理部２２に通知する。このバックプレッシャ発生機能はキュー使用率監視部が従来から持っている機能であり、振り分け処理部２２は上記バックプレッシャを通知された場合、入力フレームを廃棄している。
図６は、振り分け処理部２２が実行する振り分け処理の第２実施形態のフローチャートを示す。この処理はフレームが入力される毎に実行される。
同図中、ステップＳ２１で入力フレームのハッシュ演算を行って出力ポート候補を求める。このとき、リンクアグリゲーション設定が行われている場合、ハッシュ演算結果に対しｎ個の出力ポートが割り当てられる。例えば１つのトランクが２つの物理ポートで構成されている場合、ｎ＝２個の物理ポートが出力ポートとして割り当てられる。
振り分け処理部２２は前記ハッシュ演算で求めた出力ポート候補である物理ポートの番号を変数ｉの初期値として設定する。
次に、ステップＳ２２でｉ番目の物理ポートに対応するキュー使用率監視部から当該入力フレームのＶＬＡＮタグヘッダのユーザプライオリティの値に対応する優先クラスのキューのバックプレッシャ通知を受け取っているか否かを判別し、バックプレッシャ通知を受け取っている場合にはステップＳ２３で変数ｉをインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）する。ただし、インクリメントの結果、ｉ＞ｎの場合にはｉ＝１とする。
そして、ステップＳ２４で１〜ｎ番目の全てから当該入力フレームのＶＬＡＮタグヘッダのユーザプライオリティの値に対応する優先クラスのキューのバックプレッシャ通知を受け取っているか否かを判別し、１〜ｎ番目の全てからバックプレッシャ通知を受け取っている場合にはステップＳ２５に進み、そうでなければステップＳ２２に進む。なお、１〜ｎ番目の全てからバックプレッシャ通知を受け取っている場合にはステップＳ２５に進む代りに、当該フレームのユーザプライオリティの値が優先廃棄ありであれば、当該フレームを廃棄する構成としても良い。
ステップＳ２２において、当該入力フレームのＶＬＡＮタグヘッダのユーザプライオリティの値に対応する優先クラスのキューのバックプレッシャ通知を受け取っていない場合にはステップＳ２５に進み、ｉ番目の物理ポートを出力ポートに決定し、出力ポートを指定するためのスイッチング用タグを上記フレームに付加してスイッチ部２３に供給する。
このようにして、トランク内の特定物理ポートの輻輳を軽減することができる。
＜第３実施形態＞
図７は、ネットワークスイッチ装置の第３実施形態のブロック図を示す。同図中、図３と同一部分には同一符号を付す。
図７において、物理ポート２１にはエンドユーザ、または他のネットワークスイッチ装置からフレームが入力される。物理ポート２１は、入力されたフレームを受信して振り分け処理部２２に供給する。ここで、フレームがエンドユーザから供給されたものであれば、物理ポート２１はＶＬＡＮタグを生成して付加する。なお、図中、入力ポートは物理ポート２１のみを図示しているが、実際には入力ポートとして複数の物理ポートが用意されている。
振り分け処理部２２は、入力フレームのハッシュ演算を行って出力ポートを決定し、出力ポートを指定するためのスイッチング用タグを上記フレームに付加してスイッチ部２３に供給する。また、振り分け処理部２２は入力フレームのユーザプライオリティと、フレーム長と、指定した出力ポートを出口側帯域管理部３０に通知する。
ハッシュ演算の方法としては、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定されている図４に示すＶＬＡＮタグヘッダフォーマットにおけるＤＡ−ＭＡＣ及びＳＡ−ＭＡＣと、データ領域内の送信先ＩＰアドレス及び送信元ＩＰアドレスのハッシュ演算を行う第１の方法と、ＶＬＡＮタグヘッダのＶＩＤのハッシュ演算を行う第２の方法がある。
なお、図４に示すＶＬＡＮタグヘッダフォーマットは、ＶＬＡＮタグ内のＴＣＩに、３ビットのユーザプライオリティと、１ビットのＣＦＩと、１２ビットのＶＩＤが設定されている。ユーザプライオリティは、値６，７が最高優先クラス、値４，５が高優先クラス、値０〜３が低優先クラスを表わしている。更に、値６，４，２，０は優先廃棄なし、値７，５，３，１は優先廃棄ありを指示している。
リンクアグリゲーション設定が行われている場合、上記ハッシュ演算結果に対し複数の出力ポートを割り当てる。図７においては所定のハッシュ演算結果に対して２つの物理ポート２６１，２６２がリンクアグリゲーション設定されているものとする。なお、図中、出力ポートは物理ポート２６１，２６２のみを図示しているが、実際には出力ポートとして３以上の物理ポートが用意されている。
出口側帯域管理部３０は、振り分け処理部２２から通知された入力フレームのユーザプライオリティと、フレーム長と、指定した出力ポートの情報を基にして、出力ポート毎に出力信号レートを算出して振り分け処理部２２に通知する。
スイッチ部２３ではスイッチング用タグを参照してフレームのスイッチングを行い、出力用の物理ポート毎に併設されたキューにフレームを供給する。各キューは複数の優先クラスに対応して設けられている。スイッチ部２３が物理ポート２６１，２６２に出力するフレームは物理ポート毎に設けられたキュー２４１ａ〜２４１ｃ，２４２ａ〜２４２ｃでキューイングされて物理ポート２６１，２６２に供給される。
キュー２４１ａ，２４２ａは最高優先クラスのフレーム（例えば音声データ等）を格納するものであり、キュー２４１ｂ，２４２ｂは高優先クラスのフレーム（例えば業務用データ等）を格納するものであり、キュー２４１ｃ，２４２ｃは低優先クラスのフレーム（例えば個人用データ等）を格納する。
キュー２４１ａ〜２４１ｃにキューイングされたフレームは優先クラスの高いキューから順（２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃの順）に物理ポート２６１から出力される。他の出力ポートである物理ポートについても同様である。なお、物理ポートからフレームが出力されるときに振り分け処理部２２でフレームに付加されたスイッチング用タグは外される場合と後段のスイッチのスイッチングのためにタグが付加されたままの場合がある。
物理ポート毎に併設されたキューにはキュー使用率監視部が併設されている。各キュー使用率監視部２５１，２５２はキュー２４１ａ〜２４１ｃ，２４２ａ〜２４２ｃそれぞれの使用率を監視しており、いずれかの優先クラスのキューの使用率が第２閾値を超えるとバックプレッシャを発生して優先クラスと共に振り分け処理部２２に通知する。
図８は、振り分け処理部２２が実行する振り分け処理の第３実施形態のフローチャートを示す。この処理はフレームが入力される毎に実行される。
同図中、ステップＳ３１で入力フレームのハッシュ演算を行って出力ポート候補を求める。このとき、リンクアグリゲーション設定が行われている場合、ハッシュ演算結果に対しｎ個の出力ポートが割り当てられる。例えば１つのトランクが２つの物理ポートで構成されている場合、ｎ＝２個の物理ポートが出力ポートとして割り当てられる。振り分け処理部２２は前記ハッシュ演算で求めた出力ポート候補である物理ポートの番号を変数ｉの初期値として設定する。
次に、ステップＳ３２でｉ番目の物理ポートについて出口側帯域管理部３０で算出された出力信号レートが当該物理ポートの最大出力信号レートの所定割合（例えば８０％）を超えているか否かを判別し、所定割合を超えている場合にはステップＳ３３で変数ｉをインクリメント（ｉ＝ｉ＋１）する。ただし、インクリメントの結果、ｉ＞ｎの場合にはｉ＝１とする。
そして、ステップＳ３４で１〜ｎ番目の全ての物理ポートの算出された出力信号レートが最大出力信号レートの所定割合を超えているか否かを判別し、１〜ｎ番目の全ての物理ポートで所定割合を超えている場合にはステップＳ３５に進み、そうでなければステップＳ３２に進む。なお、１〜ｎ番目の全ての物理ポートで所定割合を超えている場合にはステップＳ３５に進む代りに、当該フレームのユーザプライオリティの値が優先廃棄ありであれば、当該フレームを廃棄する構成としても良い。
ステップＳ３２において、算出された出力信号レートが当該物理ポートの最大出力信号レートの所定割合を超えていない場合にはステップＳ３５に進み、ｉ番目の物理ポートを出力ポートに決定し、出力ポートを指定するためのスイッチング用タグを上記フレームに付加してスイッチ部２３に供給する。
このようにして、トランク内の特定物理ポートの輻輳を軽減することができる。なお、上記実施形態では、出力用の物理ポートに併設されるキューは複数の優先クラスに対応している場合について説明したが、優先クラスは１つのクラスであっても良いことはもちろんである。
＜第４実施形態＞
図９は、ネットワークスイッチ装置の第４実施形態のブロック図を示す。同図中、図３と同一部分には同一符号を付す。
図９において、物理ポート２１にはエンドユーザ、または他のネットワークスイッチ装置からフレームが入力される。物理ポート２１は、入力されたフレームを受信して振り分け処理部２２に供給する。ここで、フレームがエンドユーザから供給されたものであれば、物理ポート２１はＶＬＡＮタグを生成して付加する。なお、図中、入力ポートは物理ポート２１のみを図示しているが、実際には入力ポートとして複数の物理ポートが用意されている。
振り分け処理部２２は、入力フレームのハッシュ演算を行って出力ポートを決定し、出力ポートを指定するためのスイッチング用タグを上記フレームに付加してスイッチ部２３に供給する。
ハッシュ演算の方法としては、ＩＥＥＥ８０２．１Ｑで規定されている図４に示すＶＬＡＮタグヘッダフォーマットにおけるＤＡ−ＭＡＣ及びＳＡ−ＭＡＣと、データ領域内の送信先ＩＰアドレス及び送信元ＩＰアドレスのハッシュ演算を行う第１の方法と、ＶＬＡＮタグヘッダのＶＩＤのハッシュ演算を行う第２の方法がある。
なお、図４に示すＶＬＡＮタグヘッダフォーマットは、ＶＬＡＮタグ内のＴＣＩに、３ビットのユーザプライオリティと、１ビットのＣＦＩと、１２ビットのＶＩＤが設定されている。ユーザプライオリティは、値６，７が最高優先クラス、値４，５が高優先クラス、値０〜３が低優先クラスを表わしている。更に、値６，４，２，０は優先廃棄なし、値７，５，３，１は優先廃棄ありを指示している。
リンクアグリゲーション設定が行われている場合、上記ハッシュ演算結果に対し複数の出力ポートを割り当てる。図９においては所定のハッシュ演算結果に対して２つの物理ポート２６１，２６２がリンクアグリゲーション設定されているものとする。なお、図中、出力ポートは物理ポート２６１，２６２のみを図示しているが、実際には出力ポートとして３以上の物理ポートが用意されている。
スイッチ部２３ではスイッチング用タグを参照してフレームのスイッチングを行い、出力用の物理ポート毎に併設されたキューにフレームを供給する。各キューは複数の優先クラスに対応して設けられている。スイッチ部２３が物理ポート２６１，２６２に出力するフレームは物理ポート毎に設けられたキュー２４１ａ〜２４１ｃ，２４２ａ〜２４２ｃでキューイングされて物理ポート２６１，２６２に供給される。
キュー２４１ａ，２４２ａは最高優先クラスのフレーム（例えば音声データ等）を格納するものであり、キュー２４１ｂ，２４２ｂは高優先クラスのフレーム（例えば業務用データ等）を格納するものであり、キュー２４１ｃ，２４２ｃは低優先クラスのフレーム（例えば個人用データ等）を格納する。
キュー２４１ａ〜２４１ｃにキューイングされたフレームは優先クラスの高いキューから順（２４１ａ，２４１ｂ，２４１ｃの順）に物理ポート２６１から出力される。他の出力ポートである物理ポートについても同様である。なお、物理ポートからフレームが出力されるときに振り分け処理部２２でフレームに付加されたスイッチング用タグは外される場合と後段のスイッチのスイッチングのためにタグが付加されたままの場合がある。
物理ポート毎に併設されたキューにはキュー使用率監視部が併設されている。各キュー使用率監視部２５１，２５２はキュー２４１ａ〜２４１ｃ，２４２ａ〜２４２ｃそれぞれの使用率を監視しており、いずれかの優先クラスのキューの使用率が第２閾値を超えるとバックプレッシャを発生して優先クラスと共に振り分け処理部２２に通知する。また、各キューの使用率はキュー使用率比較部３２に供給される。
キュー使用率比較部３２は、リンクアグリゲーション設定によりハッシュ演算結果に対し割り当てられた複数の出力ポートについてキューの使用率を優先クラス毎に比較し、優先クラス毎に使用率の最も低い出力ポートを振り分け処理部２２に通知する。例えばキュー２４１ａ，２４２ａの使用率が４０％，５０％の場合、キュー使用率比較部３２はキュー２４１ａを最も低い出力ポートとして振り分け処理部２２に通知する。
図１０は、振り分け処理部２２が実行する振り分け処理の第４実施形態のフローチャートを示す。この処理はフレームが入力される毎に実行される。
同図中、ステップＳ４１で入力フレームのハッシュ演算を行って出力ポート候補を求める。このとき、リンクアグリゲーション設定が行われている場合、ハッシュ演算結果に対しｎ個の出力ポートが割り当てられる。例えば１つのトランクが２つの物理ポートで構成されている場合、ｎ＝２個の物理ポートが出力ポートとして割り当てられる。
次に、ステップＳ４２で出力ポートとして割り当てられたｎ個の物理ポートのうち、キュー使用率比較部３２から最も使用率が低いと通知されている物理ポートを出力ポートの候補とする。ステップＳ４３で候補の物理ポートに対応するキュー使用率監視部から当該入力フレームのＶＬＡＮタグヘッダのユーザプライオリティの値に対応する優先クラスのキューのバックプレッシャ通知を受け取っているか否かを判別する。
バックプレッシャ通知を受け取っている場合にはステップＳ４４で当該入力フレームを廃棄する。バックプレッシャ通知を受け取っていない場合にはステップＳ４５で候補の物理ポートを出力ポートに決定し、出力ポートを指定するためのスイッチング用タグを上記フレームに付加してスイッチ部２３に供給する。
このようにして、トランク内の特定物理ポートの輻輳を軽減することができる。なお、上記実施形態では、出力用の物理ポートに併設されるキューは複数の優先クラスに対応している場合について説明したが、優先クラスは１つのクラスであっても良いことはもちろんである。
なお、振り分け処理部２２が請求項記載の振り分け手段に相当し、キュー使用率監視手段２５１，２５２がキュー使用率監視手段に相当し、出口側帯域管理部３０が出力信号レート算出手段に相当し、キュー使用率比較部３２がキュー使用率監視手段に相当する。
（付記１）
物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置であって、
前記物理ポートに入力されたデータの一部を用いて前記データを出力する物理ポートを決定し前記データの振り分けを行う振り分け手段と、
前記データを出力する複数の物理ポートのそれぞれに設けられたキューの使用率を監視して前記キューの使用率が所定の閾値を超えると前記振り分け手段に残量警報を通知するキュー使用率監視手段を有し、
前記振り分け手段は、前記データを前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記残量警報の通知がない物理ポートに振り分けることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
（付記２）
付記１記載のネットワークスイッチ装置において、
前記キューは、物理ポート毎に前記データの優先クラスに対応して設けられ、
前記キュー使用率監視手段は、優先クラス毎に残量警報を通知し、
前記振り分け手段は、前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記データの優先クラスに対応する優先クラスで残量警報の通知がない物理ポートに振り分けることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
（付記３）
付記１または２記載のネットワークスイッチ装置において、
前記残量警報は、バックプレッシャであることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
（付記４）
物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置であって、
前記物理ポートに入力されたデータの一部を用いて前記データを出力する物理ポートを決定し前記データの振り分けを行う振り分け手段と、
前記振り分け手段がデータを振り分けた各物理ポートの出力信号レートを算出して前記振り分け手段に通知する出力信号レート算出手段を有し、
前記振り分け手段は、前記データを前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記出力信号レートが当該物理ポートの最大出力信号レートの所定割合未満である物理ポートに振り分けることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
（付記５）
物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置であって、
前記物理ポートに入力されたデータの一部を用いて前記データを出力する物理ポートを決定し前記データの振り分けを行う振り分け手段と、
前記データを出力する複数の物理ポートそれぞれに設けられたキューの使用率を監視するキュー使用率監視手段と、
前記キュー使用率監視手段から供給される各キューの使用率を比較して前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのうち使用率の最も低い物理ポートを求め前記振り分け手段に通知するキュー使用率比較手段を有し、
前記振り分け手段は、前記データを前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記キュー使用率比較手段から通知された前記使用率の最も低い物理ポートに振り分けることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
（付記６）
付記４記載のネットワークスイッチ装置において、
前記キューは、物理ポート毎に前記データの優先クラスに対応して設けられ、
前記出力信号レート算出手段は、優先クラス毎に各物理ポートの出力信号レートを算出し、
前記振り分け手段は、前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記データの優先クラスに対応する優先クラスで前記出力信号レートが当該物理ポートの最大出力信号レートの所定割合未満である物理ポートに振り分けることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
（付記７）
付記５記載のネットワークスイッチ装置において、
前記キューは、物理ポート毎に前記データの優先クラスに対応して設けられ、
前記キュー使用率監視手段は、優先クラス毎にキューの使用率を監視し、
前記振り分け手段は、前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記データの優先クラスに対応する優先クラスで前記使用率の最も低い物理ポートに振り分けることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
リンクアグリゲーションを説明するための図である。 本発明を適用した広域ネットワークシステムの一実施形態のシステム構成図である。 ネットワークスイッチ装置の第１実施形態のブロック図である。 ＶＬＡＮタグヘッダフォーマットを示す図である。 振り分け処理部が実行する振り分け処理の第１実施形態のフローチャートである。 振り分け処理部が実行する振り分け処理の第２実施形態のフローチャートである。 ネットワークスイッチ装置の第３実施形態のブロック図である。 振り分け処理部が実行する振り分け処理の第３実施形態のフローチャートである。 ネットワークスイッチ装置の第４実施形態のブロック図である。 振り分け処理部が実行する振り分け処理の第４実施形態のフローチャートである。
符号の説明
１０ キャリアネットワーク
１１，１２，１３ ネットワークスイッチ装置
１５，１６ エンドユーザ
２１，２６１，２６２ 物理ポート
２２ 振り分け処理部
２３ スイッチ部
２４１ａ〜２４１ｃ，２４２ａ〜２４２ｃ キュー
２５１，２５２ 使用率監視部
３０ 出口側帯域管理部
３２ キュー使用率比較部

Claims (5)

  1. 物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置であって、
    前記物理ポートに入力されたデータの一部を用いて前記データを出力する物理ポートを決定し前記データの振り分けを行う振り分け手段と、
    前記データを出力する複数の物理ポートのそれぞれに設けられたキューの使用率を監視して前記キューの使用率が所定の閾値を超えると前記振り分け手段に残量警報を通知するキュー使用率監視手段を有し、
    前記振り分け手段は、前記データを前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記残量警報の通知がない物理ポートに振り分けることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
  2. 請求項１記載のネットワークスイッチ装置において、
    前記キューは、物理ポート毎に前記データの優先クラスに対応して設けられ、
    前記キュー使用率監視手段は、優先クラス毎に残量警報を通知し、
    前記振り分け手段は、前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記データの優先クラスに対応する優先クラスで残量警報の通知がない物理ポートに振り分けることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
  3. 請求項１または２記載のネットワークスイッチ装置において、
    前記残量警報は、バックプレッシャであることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
  4. 物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置であって、
    前記物理ポートに入力されたデータの一部を用いて前記データを出力する物理ポートを決定し前記データの振り分けを行う振り分け手段と、
    前記振り分け手段がデータを振り分けた各物理ポートの出力信号レートを算出して前記振り分け手段に通知する出力信号レート算出手段を有し、
    前記振り分け手段は、前記データを前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記出力信号レートが当該物理ポートの最大出力信号レートの所定割合未満である物理ポートに振り分けることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
  5. 物理ポートに入力されたデータをリンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートに振り分けて出力するネットワークスイッチ装置であって、
    前記物理ポートに入力されたデータの一部を用いて前記データを出力する物理ポートを決定し前記データの振り分けを行う振り分け手段と、
    前記データを出力する複数の物理ポートそれぞれに設けられたキューの使用率を監視するキュー使用率監視手段と、
    前記キュー使用率監視手段から供給される各キューの使用率を比較して前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのうち使用率の最も低い物理ポートを求め前記振り分け手段に通知するキュー使用率比較手段を有し、
    前記振り分け手段は、前記データを前記リンクアグリゲーション設定された複数の物理ポートのいずれかに振り分ける際に、前記キュー使用率比較手段から通知された前記使用率の最も低い物理ポートに振り分けることを特徴とするネットワークスイッチ装置。
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