JP2008054070A - Packet switching apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、計算機ネットワークを構成するパケット交換装置に関し、特に制御パケットの優先処理を行うパケット交換装置に関する。 The present invention relates to a packet switching apparatus constituting a computer network, and more particularly to a packet switching apparatus that performs priority processing of control packets.
イーサネット(R)等のデータリンク技術により構成されるネットワークの応用範囲は拡大しており、広域イーサネット(R)サービス等も一般化してきている。そこで用いられるイーサネット(R)は、ギガビットイーサネット(R)、10ギガビットイーサネット(R)等、規格上のデータ転送速度が高速化しており、これらの回線インタフェースを収容するスイッチやルータ等のパケット交換装置もパケット処理能力の向上が求められている。 The application range of a network constituted by data link technology such as Ethernet (R) has been expanded, and wide area Ethernet (R) service and the like have also become common. Ethernet (R) used there is a standard data transfer speed such as Gigabit Ethernet (R), 10 Gigabit Ethernet (R), etc., and packet switching devices such as switches and routers that accommodate these line interfaces. However, improvement of packet processing capability is demanded.
パケット交換装置では、回線から回線へのパケットの転送が第一の機能であり、その処理能力の高速化が求められていた。しかし、一方で、装置自身の通信、あるいはパケット交換装置内で廃棄するパケットを生じる通信、パケット転送をハードウェアによる自律処理だけではできないパケットによる通信など、自装置宛てのパケットに対する処理ついても高速化が求められ始めている。すなわち、自装置宛てのパケットの処理を行う装置制御部でのパケット処理についても高速化が求められ始めている。 In the packet switching apparatus, the transfer of packets from line to line is the first function, and the processing capacity has been demanded to be increased. However, on the other hand, the processing for packets addressed to the device itself is also accelerated, such as the communication of the device itself, the communication that generates a packet to be discarded within the packet switching device, or the communication that uses a packet that cannot be transferred by hardware autonomous processing alone. Is starting to be demanded. In other words, higher speed is required for packet processing in the device control unit that processes packets addressed to the device itself.
そこで、パケット交換装置のパケット処理について説明する。一般的なネットワーク通信におけるパケット処理の説明は、非特許文献1に記載されている。以降は、OSI(Open System Interconnection)参照モデル(非特許文献1参照。)における第2層(以降、第2層と表す)以上の処理におけるパケット交換装置の内部処理について説明する。
Thus, packet processing of the packet switching apparatus will be described. Non-patent
一般にパケットとは、OSI参照モデルにおける第3層(以降、第3層と表す。)で取り扱うデータの単位を表す場合と、パケット交換装置で構成されるネットワーク通信で取り扱うデータ一般を表す場合がある。また一方で、第2層で取り扱うデータの単位をフレームと呼ぶ。 In general, a packet may represent a unit of data handled in the third layer (hereinafter referred to as the third layer) in the OSI reference model, or may represent data in general handled in network communication configured by a packet switching device. . On the other hand, the unit of data handled in the second layer is called a frame.
OSI参照モデルから分かるように、フレームとパケットは入れ子構造になった通信データの階層的な区別による名称である。従って、ここでいうパケット交換装置は、フレームの転送処理を行う装置も併せて、パケット交換装置と呼んでいる。また、以降ではパケット交換装置内で処理されるデータは、パケットと呼び、特に第2層の処理を説明する場合にフレームと呼ぶ。 As can be seen from the OSI reference model, frames and packets are names based on hierarchical distinction of communication data in a nested structure. Therefore, the packet switching device here is also called a packet switching device together with a device that performs frame transfer processing. Further, hereinafter, data processed in the packet switching apparatus is referred to as a packet, and particularly referred to as a frame when the processing of the second layer is described.
入力回線から受信したフレームは、第2層ヘッダ情報を解析し、フレーム転送処理として、第2層ヘッダ情報の示す宛先装置が属する出力回線に送信する場合や、第2層ヘッダ情報から自装置宛のフレームと判断し、ルータとしてパケットを転送する場合等がある。
The frame received from the input line analyzes the
ルータとして動作する場合もまた、第3層ヘッダ情報を解析し、パケット転送処理として、第3層ヘッダ情報の示す宛先に対して、第2層ヘッダ情報等を付加し、宛先出力回線に送信する場合や、第3層ヘッダ情報が自装置宛となるパケットの場合等がある。 Also when operating as a router, the third layer header information is analyzed and, as a packet transfer process, the second layer header information is added to the destination indicated by the third layer header information and transmitted to the destination output line. There are cases where the third layer header information is a packet addressed to the own apparatus.
入力されたフレームの第2層ヘッダ情報の一部である宛先MAC(Media Access Control)アドレスがプロトコルで定められた自装置を指定している場合、そのフレームを自宛フレームと呼ぶことにする。自宛フレームの宛先には、宛先MACアドレスが自装置に設定されたMACアドレスに一致する場合と、ネットワーク上の全ての装置が受取る様にプロトコルで定められたMACアドレスの場合等がある。また、パケットの第3層ヘッダ情報の一部である宛先IPアドレスがプロトコルで定められた自装置を指定している場合は、自宛パケットと呼ぶ。パケット交換装置は、自宛フレームや自宛パケットを装置制御部で処理している。(非特許文献2参照。)
装置制御部で処理する自宛フレームや自宛パケットには、ネットワーク上の他の装置との制御通信を行うための制御フレームや制御パケット等を含んでいる。制御フレームは、第2層ヘッダ情報等から判別する。制御パケットは、第3層以上のヘッダ情報あるいはパケットデータ等から判別する。制御フレームや制御パケット等は、装置制御部でのパケット処理を行う。
The self-addressed frame and the self-addressed packet processed by the device control unit include a control frame and a control packet for performing control communication with other devices on the network. The control frame is determined from the second layer header information and the like. The control packet is discriminated from the third layer or higher header information or packet data. Control frames, control packets, and the like are subjected to packet processing at the device control unit.
回線インタフェースの伝送速度が小さい場合や収容する回線数が少ないパケット交換装置では、装置制御部で処理する自宛フレームや自宛パケットの量が装置制御部での処理能力を超えて到着することが問題とはなっていなかった。しかし、回線インタフェースの伝送速度の増加や収容する回線数の増加に伴い、パケット交換装置では、装置制御部でのパケット処理に優先度を設け、装置制御部やパケット転送部等の装置内部に備えた記憶部にパケット処理のための待ち行列を備え、パケット種別に応じて優先処理を行うようになってきた。 When the transmission speed of the line interface is low or the packet switching apparatus has a small number of lines to be accommodated, the amount of self-addressed frames and self-addressed packets processed by the device control unit may exceed the processing capacity of the device control unit. It was not a problem. However, with an increase in the transmission speed of the line interface and the increase in the number of lines to be accommodated, in the packet switching device, priority is given to packet processing in the device control unit, and it is provided inside the device such as the device control unit and packet transfer unit. The storage unit has a queue for packet processing, and priority processing is performed according to the packet type.
従来のパケット交換装置では、装置制御部へのパケット転送量が増加すると、待ち行列に処理待ちパケットが滞留し、待ち行列の空き領域が無くなる場合が生じる。このとき、待ち行列の空き領域が一定量を下回ると装置制御部宛へのパケットの廃棄が生じる。パケットの廃棄により、その待ち行列中の制御パケットが廃棄されると、優先して処理すべき制御パケットによる装置制御部の機能が停止する問題があった。また、待ち行列中のパケットには、装置制御部での処理速度やその優先度から待ち行列入力時の優先度の変更を要するパケットやフレームが混在するが、それらの優先的に装置制御部での処理を要するパケットやフレームを待ち行列中から抜き出すことができないことで、パケットの廃棄が起こるという問題があった。 In the conventional packet switching device, when the amount of packet transfer to the device control unit increases, there are cases where waiting packets for processing stay in the queue and there is no free space in the queue. At this time, if the free space in the queue falls below a certain amount, the packet destined for the apparatus control unit is discarded. When the control packet in the queue is discarded due to the discard of the packet, there is a problem that the function of the device control unit by the control packet to be processed with priority is stopped. In addition, the packets in the queue contain a mixture of packets and frames that need to be changed when the queue is input based on the processing speed and priority of the device control unit. The packet or frame that requires the above processing cannot be extracted from the queue, causing a problem that the packet is discarded.
本発明の目的は、装置制御部で優先的に処理を要するパケットやフレームが廃棄される頻度を下げることで、パケット処理の信頼性、安全性を向上させるパケット交換装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a packet switching device that improves the reliability and security of packet processing by reducing the frequency of discarding packets and frames that require priority processing in the device control unit. To do.
上記目的を達成するために本発明は、パケットの送受信を行うパケット交換装置であって、前記パケット交換装置が受信したパケットに含まれる情報に基づいて前記パケットの処理優先度を判定する転送制御部と、前記パケット交換装置が受信したパケットに含まれる情報に基づいて前記パケットの宛先検索を行うパケット検索制御部と、前記パケット検索制御部が検索した宛先が自装置宛てであるパケットに対するパケット処理を行う装置制御部と、前記転送制御部が判定した前記処理優先度に応じて前記パケットを前記装置制御部へ転送するパケット転送部とを備え、前記転送制御部は、パケットの到着頻度や送信頻度に応じて前記パケットの処理優先度を変更し、前記装置制御部は、前記装置制御部自身のパケット処理速度やパケット処理頻度等に応じて前記パケットの処理優先度を変更する構成を採用した。 In order to achieve the above object, the present invention provides a packet switching device that transmits and receives packets, and determines a processing priority of the packet based on information included in the packet received by the packet switching device. A packet search control unit for searching for a destination of the packet based on information included in the packet received by the packet switching device, and packet processing for a packet whose destination searched by the packet search control unit is addressed to the own device. A device control unit that performs the packet control, and a packet transfer unit that transfers the packet to the device control unit in accordance with the processing priority determined by the transfer control unit. The processing priority of the packet is changed according to the device control unit, and the device control unit Employing a configuration for changing the processing priority of the packet in accordance with the sense frequency and the like.
本発明によれば、パケットの到着頻度や優先度等により、装置制御部でのパケット処理優先度や装置制御部へのパケット転送頻度を調節することが可能となるため、優先度の高いパケットの廃棄を低減し、それによりパケット交換装置の信頼性を高めることが可能となる。 According to the present invention, the packet processing priority in the device control unit and the packet transfer frequency to the device control unit can be adjusted according to the arrival frequency, priority, etc. of the packet. It is possible to reduce discards and thereby increase the reliability of the packet switching device.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
初めに本実施形態におけるパケット交換装置を含んだネットワークの構成を説明する。図1に、パケット交換装置を用いたネットワークの構成例を示す。パーソナルコンピュータ(PC)201,202やファイルサーバ(サーバ)203等の計算機が、ローカルエリアネットワーク(LAN)232を通じて、データの転送を行う場合を例とする。PC201,202とストレージ装置241とサーバ203がスイッチ211〜213やルータ221等のパケット交換装置によりそれぞれ接続されている。この時、ネットワークは、広域イーサネット(R)231を含んでいてもよい。スイッチ211〜213やルータ221等のパケット交換装置は、PC201,202やサーバ203やストレージ装置241等からのデータを転送するパケットの他に、スイッチ211〜213同士の間で通信する制御フレームやPC201,202とスイッチ211〜213間で通信する制御フレーム等を転送する。また、ルータ221は、図示していない他のルータやスイッチ211〜213等との間で、経路情報等の制御パケットを通信する。ネットワークの広域化により、ネットワーク上のパケット交換装置は増加し、また、それぞれのスイッチやルータに接続されるPC等の増加や回線の高速化により、パケット交換装置の受信するパケットは増加すると考えられる。
First, the configuration of the network including the packet switching apparatus in this embodiment will be described. FIG. 1 shows a configuration example of a network using a packet switching apparatus. As an example, a computer such as personal computers (PCs) 201 and 202 and a file server (server) 203 transfers data via a local area network (LAN) 232. The
次に本実施形態におけるパケット交換装置の構成について説明する。 Next, the configuration of the packet switching apparatus in this embodiment will be described.
図2は、パケット交換装置200の機能ブロック構成例を示したブロック図である。ここで、パケット交換装置200は図1におけるスイッチ211〜213やルータ221等に該当する。パケット交換装置200は、他の機器からのパケットを受け付ける入力回線インタフェース3011,3012と、他の機器へパケットを出力する出力回線インタフェース3021,3022と、受信パケットに対して転送処理を行うパケット転送部303と、装置全体を制御する装置制御部102と、パケット転送部と連携して受信パケットの宛先検索を行うパケット検索制御部304と、経路情報を保持する経路テーブル305と、パケット検索制御部304と連携してパケット処理を行う転送制御部101とを備える。
FIG. 2 is a block diagram showing a functional block configuration example of the
また、入力回線インタフェース3011,3012および出力回線インタフェース3021,3022は、それぞれ入力帯域制御部3013,3016および出力帯域制御部3023,3026を備える。ただし、入力帯域制御部3013,3016もしくは出力帯域制御部3023,3026のどちらかを備える構成としてもよい。入力帯域制御部3013,3016は受信するパケットの到着時刻を記録しパケットの到着時刻の間隔から入力回線の帯域を監視し、入力回線の設定帯域を超過したパケット種別を転送制御部101に通知することができる。出力帯域制御部3023,3026は、送信するパケットの送信時刻を管理し出力回線の帯域を制御し、出力回線の設定帯域を超過したパケット種別を転送制御部101に通知することできる。
The
ここで、入力回線インタフェース3011,3012と出力回線インタフェース3021,3022は同一の基板上に実装されることが多いが、ここではパケット処理の流れを簡便化するため、機能的に分割して示した。また、パケット転送部303、パケット検索制御部304、経路テーブル305、転送制御部101等は、一つの集積回路に構成されてもよい。
Here, the input line interfaces 3011 and 3012 and the output line interfaces 3021 and 3022 are often mounted on the same board, but here, in order to simplify the packet processing flow, they are shown functionally divided. . Further, the
図3は、パケット交換装置200の装置制御部102と転送制御部101の構成例を示したブロック図である。装置制御部102は、オペレーティングシステム等のプログラムを記憶する記憶部1022と、プログラムを実行する制御CPU1021と、装置制御部へ転送される制御パケットの優先度等を判定するためのパケット優先度テーブル1200とから構成される。また、転送制御部101は、パケット種別ごとの優先度等を決定する優先制御部1011と、パケット種別ごとの到着頻度などを計測し、パケット優先度テーブル1200の更新を行う転送帯域制御部1012と、パケット優先度テーブル1200とから構成される。装置制御部102と転送制御部101はそれぞれ同じパケット優先度テーブル1200を持ち、各々がテーブルを更新した場合には、パケット優先度テーブル1200をお互いに送信し合うことで同期をとっている。パケット優先度テーブル1200の詳細は、後述する図11で説明する。なお、ここではパケット優先度テーブル1200は装置制御部102と転送制御部101がそれぞれ持つ構成としたが、装置制御部102と転送制御部101が共有する一つのパケット優先度テーブルを持つ構成としてもよい。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the
図4は、パケット交換装置200が通信に用いるパケットの構造の一例を示す。パケットは、OSI参照モデルの各層のプロトコルに対応した階層化されたヘッダ情報とデータ44から構成される。ヘッダ情報は具体的には、第2層ヘッダ41、第3層ヘッダ42、第4層ヘッダデータ43等から構成される。第2層プロトコルとしては、イーサネット(R)、ATM(Asynchronous Transfer Mode)、MPLS(Multi-Protocol Label Switching)等のプロトコルを用いることができる。第3層のプロトコルとしては、Internet Protocol version 4(IPv4)、Internet Protocol version6(IPv6)等のプロトコルを用いることができる。第4層のプロトコルとしては、TCP(Transmission Control Protocol)やUDP(User Datagram Protocol)等のプロトコルを用いることができる。
FIG. 4 shows an example of a packet structure used by the
図5は、第2層ヘッダ41(図4)の一例として、イーサネット(R) version2(v2)フレームのヘッダフィールドを示す。イーサネット(R) v2フレームヘッダには、フィールドとして、フレームの開始を示すプリアンブル/SFD51、第2層での宛先端末のMAC(Media Access Control)アドレスである宛先MACアドレス52、第2層での送信元端末のMACアドレスである送信元MACアドレス53、第3層のプロトコルを示すタイプ54等がそれぞれヘッダフィールドとして定義されている。
FIG. 5 shows a header field of an Ethernet (R) version 2 (v2) frame as an example of the second layer header 41 (FIG. 4). The Ethernet (R) v2 frame header includes, as fields, a preamble /
図6は、第3層ヘッダ42(図4)の一例として、IPv4データグラムのヘッダフィールドを示す。IPv4ヘッダには、フィールドとして、パケットの転送品質を示すToS61、第4層のプロトコルを示すプロトコル62、送信元端末のIPアドレスを示す送信元IPアドレス63、宛先端末のIPアドレスを示す宛先IPアドレス64等がそれぞれヘッダフィールドとして定義されている。
FIG. 6 shows a header field of an IPv4 datagram as an example of the third layer header 42 (FIG. 4). The IPv4 header includes, as fields,
図7は、第3層ヘッダ42(図4)の一例として、IPv6データグラムのヘッダフィールドを示す。IPv6ヘッダには、フィールドとして、パケットの転送品質を示すクラス71、このヘッダが階層的に格納する次のヘッダ種別を示す次ヘッダ番号72、送信元端末のIPアドレスを示す送信元IPアドレス73、宛先端末のIPアドレスを示す宛先IPアドレス74等がそれぞれヘッダフィールドとして定義されている。
FIG. 7 shows a header field of an IPv6 datagram as an example of the third layer header 42 (FIG. 4). The IPv6 header includes, as fields, a
図8は、第4層ヘッダ43(図4)の一例として、TCPセグメントのヘッダフィールドを示す。TCPヘッダには、フィールドとして、アプリケーション等の上位レイヤがTCPセグメントを識別する為の送信元ポート番号81、宛先ポート番号82、TCPの通信状態を示すTCPフラグ83等がそれぞれヘッダフィールドとして定義されている。
FIG. 8 shows a header field of a TCP segment as an example of the fourth layer header 43 (FIG. 4). In the TCP header, a source port number 81, a
図9は、図8におけるTCPフラグ83の詳細を示す。TCPフラグ83は、受信端末が緊急にアプリケーションに受信データを渡すことを指示する緊急フラグ(URG)91、受信端末がデータを受信したことを送信端末へ通知する確認応答フラグ(ACK)92、送信端末および受信端末において遅滞無くデータをアプリケーションへ渡すことを指示するフラグ(PSH)93、TCPコネクションのリセットを支持するフラグ(RST)94、コネクションの確立を指示するフラグ(SYN)95、コネクションの終了を支持するフラグ(FIN)96の6つのフラグからなる。
FIG. 9 shows details of the
図10は、第4層ヘッダ43(図4)の一例として、UDPセグメントのヘッダフィールドを示す。UDPヘッダには、フィールドとして、アプリケーション等の上位レイヤがUDPセグメントを識別する為の送信元ポート番号1001、宛先ポート番号1002、メッセージ長1003、チェックサム1004がそれぞれヘッダフィールドとして定義されている。
FIG. 10 shows a header field of a UDP segment as an example of the fourth layer header 43 (FIG. 4). In the UDP header, a
図11は、パケット優先度テーブル1200(図3)の構成例を示す。優先度制御条件1202の各項目は、パケットの第2層ヘッダフィールドと第3層ヘッダフィールドと第4層ヘッダフィールドの情報などから構成されるが、それぞれの項目は、図4〜図10にて説明したパケットヘッダの各フィールドから任意に選択することが可能である。図11に示した構成例では、宛先MACアドレス、タイプ、宛先IPアドレス、プロトコル、Tos、送信元ポート番号、宛先ポート番号などを優先度制御条件としている。なお、各項目の値として設定されている「*」はワイルドカードを示しており、設定値は特に問わない。
FIG. 11 shows a configuration example of the packet priority table 1200 (FIG. 3). Each item of the
パケット優先度テーブル1200では、優先度制御条件1202の各項目の値の組み合わせによってパケット種別1201が決められており、パケット種別1201に応じて優先度12031、入力帯域判定12032、輻輳判定12034等の検索結果1203を得ることができる。優先度12031はパケット種別に応じた処理優先度を示しており、値が大きいほど優先度が高いパケット種別である。入力帯域判定12032はパケット交換装置200で受信するパケットの到着頻度などを示しており、値が大きいほど到着頻度などが高いパケット種別である。輻輳判定12034はパケット交換装置200から出力するパケットの輻輳状態を示しており、値が大きいほど輻輳状態が高いパケット種別である。
In the packet priority table 1200, the
図12は、転送制御部101(図3)におけるパケット処理手順を示す。転送制御部101はパケット転送部303からパケット情報を受信すると、まず優先制御部1011が受信したパケット情報からパケットヘッダの解析を行いパケットヘッダ情報を抽出する(ステップ1401)。なお、ステップ1401と並行して、パケット検索制御部304でもパケット転送部303からパケット情報を受信しており、経路テーブル305を使って該パケットの宛先情報の検索を行っている。検索によって得られた該パケットの宛先情報は転送制御部101に通知される。
FIG. 12 shows a packet processing procedure in the transfer control unit 101 (FIG. 3). When receiving the packet information from the
次に、転送帯域制御部1012が該パケットの到着時刻を記録しパケット到着時刻の間隔から到着頻度の計測を行い、同様に該パケットの送信頻度の計測も行う(ステップ1402)。到着頻度および送信頻度の計測は、ステップ1401にて取得したパケットヘッダ情報をもとにパケット種別ごとに行う。なお、ここではパケットの到着頻度及び送信頻度を転送帯域制御部1012が計測しているが、図2にて説明した入力帯域制御部3013,3016や出力帯域制御部3023,3026が計測を行い、計測結果を転送帯域制御部1012に通知してもよい。
Next, the transfer bandwidth control unit 1012 records the arrival time of the packet, measures the arrival frequency from the interval of the packet arrival times, and similarly measures the transmission frequency of the packet (step 1402). The arrival frequency and transmission frequency are measured for each packet type based on the packet header information acquired in
次に優先制御部1011は、パケット検索制御部304から通知される該パケットの宛先情報とステップ1401で抽出したパケットヘッダ情報を元に、パケット優先度テーブル1200を検索することで、パケット種別ごとの優先度を判定し、入力帯域判定や輻輳判定を取得する(ステップ1403)。
Next, the
次に、転送制御部101は、図示していないパケット転送部303のパケット記憶部にあるパケット処理待ち行列に該パケットを登録する(ステップ1404)。該待ち行列は、パケットの優先度ごとに分けられており、該パケットはステップ1403で判定した優先度に相当する待ち行列に登録される。該待ち行列では、優先度が高いパケットが優先的に装置制御部102へ送信されるため、優先度が高いパケット種別ほど装置制御部102への転送頻度が高くなる。
Next, the
次に、転送帯域制限部1012は、ステップ1403で優先制御部1011が判定・取得したパケット種別ごとの優先度や入力帯域判定や輻輳判定が、ステップ1402で計測したパケットの到着頻度や送信頻度に鑑みて妥当ではない場合には、パケット優先度テーブル1200が持つ該パケット種別の優先度12031や入力帯域判定12032や輻輳判定12033の値を更新する(ステップ1405)。例えば、ステップ1402にて計測したパケットの到着頻度が高くなっている場合には、入力帯域判定12032の値を1増やし、なおかつ優先度12031の値も1増やすことで、該パケット種別の処理優先度を高くすることができる。なお、パケット優先度テーブル1200の更新は、ステップ1403にて行ってもよい。
Next, the transfer bandwidth limiting unit 1012 determines the priority, input bandwidth determination, and congestion determination for each packet type determined and acquired by the
次に、転送制御部101は、更新したパケット優先度テーブル1200を装置制御部102へ送信する(ステップ1406)。装置制御部102は、パケット優先度テーブル1200を受信すると受信した内容でテーブルの更新を行う。
Next, the
以上説明した手順によって転送制御部101がパケット優先度テーブル1200の更新を適宜行うことで、転送制御部101は、パケット転送部303から装置制御部102へのパケット転送頻度をパケット種別ごとに調整することが可能となる。
The
図13は、装置制御部102におけるパケット処理手順を示す。まず、装置制御部102はパケット転送部303のパケット記憶部にあるパケット種別ごとの優先度に応じた待ち行列からパケットを受信する(ステップ1501)。
FIG. 13 shows a packet processing procedure in the
次に装置制御部102は受信したパケットからパケットヘッダの解析を行いパケットヘッダ情報を抽出する(ステップ1502)。
Next, the
次に、装置制御部102は図12におけるステップ1403と同じ手順によって、ステップ1501で受信したパケットの優先度を判定する(ステップ1503)。
Next, the
次に、パケット種別に応じて装置制御部で後述する処理を行い、その処理に要する時間を計測することで該パケット種別の処理速度を判定する。更に該パケットの処理時刻を記録しパケット処理時刻の間隔から該パケット種別の処理頻度の計測を行う(ステップ1504)。 Next, processing described later is performed by the apparatus control unit according to the packet type, and the processing speed of the packet type is determined by measuring the time required for the processing. Further, the processing time of the packet is recorded, and the processing frequency of the packet type is measured from the interval of the packet processing time (step 1504).
次に、計測したパケット種別ごとの処理速度や処理頻度を元に必要に応じてパケット優先度テーブル1200の更新を行う(ステップ1505)。例えば、処理速度が遅く、処理頻度が低いパケット種別であれば、パケット優先度テーブル1200の優先度12031の値を下げることで、該パケット種別の処理優先度を低くすることができる。
Next, the packet priority table 1200 is updated as necessary based on the measured processing speed and processing frequency for each packet type (step 1505). For example, if the packet type has a low processing speed and a low processing frequency, the processing priority of the packet type can be lowered by lowering the value of the
次に、装置制御部102は、更新したパケット優先度テーブル1200を転送制御部101へ送信する(ステップ1506)。転送制御部101では、パケット優先度テーブル1200を受信すると受信した内容でテーブルの更新を行う。
Next, the
以上説明した手順によって装置制御部101がパケット優先度テーブル1200の更新を適宜行うことで、装置制御部101は、パケットに対する自身の処理速度や処理頻度に応じてパケット転送部303から装置制御部102へのパケット転送頻度をパケット種別ごとに調整することが可能となる。
The
なお、パケット検索制御部304によって装置制御部102に宛先付けられたパケットは、装置制御部102に搭載した制御CPU1021上で動作しているパケット処理プロセスに対して転送される。制御CPU1021では、記憶部1022に格納されたオペレーティングシステム等が動作し、装置制御部102へ転送されるパケットを処理するパケット処理プロセスを実行する。装置制御部102へ転送されるパケット種別としては、BPDU(Bridge Protocol Data Unit)等の制御パケット、フラッディングパケット、TTL(Time To Live)オーバ等の要因によるパケット等がある。これらのパケットは、パケット種別に応じて異なる優先度で装置制御部102に転送される。
Note that the packet addressed to the
このように自装置宛てのパケットは装置制御部102にてパケット処理が行われるが、本実施形態によれば、装置制御部102でのパケット処理量を装置制御部102自身の処理速度や処理頻度に応じてパケット種別ごとに調節することが可能であるため、装置制御部へのパケット転送量が増大した場合であっても処理優先度の高いパケット種別が廃棄される頻度を下げることができる。
Thus, packets addressed to the device itself are processed by the
図14は、パケット優先度テーブル1200の別の構成例を示す。図14の例では検索結果の項目に送信ミラーポート12034を追加している以外は、図11のパケット優先度テーブルと同じである。送信ミラーポート12034の値に出力回線(ポート番号)が指定されている場合には、装置制御部102宛に転送されるパケットをパケット転送部303で複製し、複製した一方のパケットを指定された出力回線に出力するようにパケット転送部を制御することも可能である。パケット優先度テーブル1200の送信ミラーポート12034には任意の出力回線を指定できるため、出力回線に出力されるパケットは、装置制御部102宛に転送されるパケットの内、全てのパケット種別もしくは一部のパケット種別を選択することが可能である。このようにパケット優先度テーブル1200に送信ミラーポート12034を追加し、パケット転送部で装置制御部102宛に転送されるパケットを複製することで、パケット交換装置外部のPC等へパケットを転送し解析処理を行うことが可能となる。
FIG. 14 shows another configuration example of the packet priority table 1200. The example of FIG. 14 is the same as the packet priority table of FIG. 11 except that the
本実施形態によるパケット交換装置では、制御パケットの到着頻度や優先度等により、装置制御部でのパケット処理優先度や装置制御部へのパケット転送頻度を調節することが可能となり、優先度の低い装置制御部宛パケットの処理頻度を制限でき、優先度の高い制御パケットの廃棄を低減し、それによりパケット交換装置の信頼性を高めることが可能となる。 In the packet switching apparatus according to the present embodiment, it becomes possible to adjust the packet processing priority in the device control unit and the packet transfer frequency to the device control unit according to the arrival frequency and priority of the control packet, and the priority is low. It is possible to limit the processing frequency of packets addressed to the device control unit, and to reduce the discard of control packets with high priority, thereby improving the reliability of the packet switching device.
101:転送制御部,102:装置制御部,200:パケット交換装置,303:パケット転送部,304:パケット経路制御部,305:経路テーブル,1011:優先制御部,1012:転送帯域制御部,1200:パケット優先度テーブル,3011,3012:入力回線インタフェース,3021,3022:出力回線インタフェース
101: transfer control unit, 102: device control unit, 200: packet switching device, 303: packet transfer unit, 304: packet route control unit, 305: route table, 1011: priority control unit, 1012: transfer bandwidth control unit, 1200 : Packet priority table, 3011, 3012: Input line interface, 3021, 3022: Output line interface
Claims (6)
前記パケット交換装置が受信したパケットに含まれる情報に基づいて前記パケットの処理優先度を判定する転送制御部と、
前記パケット交換装置が受信したパケットに含まれる情報に基づいて前記パケットの宛先検索を行うパケット検索制御部と、
前記パケット検索制御部が検索した宛先が自装置宛てであるパケットに対するパケット処理を行う装置制御部と、
前記転送制御部が判定した前記処理優先度に応じて前記パケットを前記装置制御部へ転送するパケット転送部とを備え、
前記転送制御部は、パケットの到着頻度や送信頻度に応じて前記パケットの処理優先度を変更することを特徴とするパケット交換装置。 A packet switching device for transmitting and receiving packets,
A transfer control unit that determines processing priority of the packet based on information included in the packet received by the packet switching device;
A packet search control unit for searching for a destination of the packet based on information included in the packet received by the packet switching device;
A device control unit that performs packet processing on a packet whose destination searched by the packet search control unit is addressed to its own device;
A packet transfer unit that transfers the packet to the device control unit according to the processing priority determined by the transfer control unit;
The packet transfer apparatus, wherein the transfer control unit changes a processing priority of the packet according to a packet arrival frequency or a transmission frequency.
前記装置制御部は、前記装置制御部自身のパケット処理速度やパケット処理頻度等に応じて前記パケットの処理優先度を変更することを特徴とするパケット交換装置。 The packet switching apparatus according to claim 1, wherein
The device control unit changes the processing priority of the packet according to a packet processing speed, a packet processing frequency, or the like of the device control unit itself.
前記パケット交換装置は、パケットと該パケットの処理優先度を対応づけて記憶するパケット優先度テーブルを保持し、
前記転送制御部および前記装置制御部は、前記パケット優先度テーブルを更新することで、前記パケットの処理優先度を変更することを特徴とするパケット交換装置。 The packet switching device according to claim 2, wherein
The packet switching device holds a packet priority table that stores a packet and a processing priority of the packet in association with each other,
The packet switching device, wherein the transfer control unit and the device control unit change the processing priority of the packet by updating the packet priority table.
前記転送制御部および前記装置制御部は、前記パケットの処理優先度をパケット種別ごとに判定することを特徴とするパケット交換装置。 The packet switching device according to claim 3, wherein
The packet switching device, wherein the transfer control unit and the device control unit determine the processing priority of the packet for each packet type.
前記パケット転送部は、受信したパケットを複製し、前記複製したパケットを該パケット交換装置に接続される任意の出力回線に転送することを特徴とするパケット交換装置。 The packet switching device according to claim 4, wherein
The packet transfer unit, wherein the packet transfer unit duplicates a received packet and transfers the duplicated packet to an arbitrary output line connected to the packet exchange device.
前記パケット転送部は、前記装置制御部に転送されるパケットのうち任意のパケットを複製し、前記複製したパケットを該パケット交換装置に接続される前記出力回線に転送することを特徴とするパケット交換装置。
The packet switching device according to claim 5, wherein
The packet forwarding unit duplicates an arbitrary packet among the packets forwarded to the device control unit, and forwards the duplicated packet to the output line connected to the packet switching device. apparatus.
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