JP2009500979A - パケット交換ネットワーク上におけるファイバチャネルトラフィックのトランスペアレントな搬送 - Google Patents
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Abstract
パケット交換通信ネットワーク(28)上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送する方法は、発信元FC装置(24A)からFCリンク上において受領したFCワードの第1のシーケンス内において反復的FC信号のサブシーケンスを識別する段階を含んでいる。パケット交換通信ネットワークによってサポートされている通信プロトコルに従って、FCワードの第1のシーケンスをデータパケットの第2のシーケンスに変換する。第2のシーケンスは、反復的FC信号のサブシーケンスを識別する反復通知パケットを含んでいる。通信プロトコルを使用し、データパケットの第2のシーケンスをパケット交換通信ネットワーク上においてレシーバ(24B)に搬送している。
Description
本発明は、一般に、通信システムに関するものであり、更に詳しくは、パケット交換通信ネットワーク上においてファイバチャネル(Fibre channel:FC)トラフィックを搬送する方法及びシステムに関するものである。
(関連出願に対する相互参照)
本出願は、2005年7月11日付けで出願された米国仮特許出願第60/698,538号の利益を主張するものであり、この内容は、本引用により、本明細書に包含される。
(関連出願に対する相互参照)
本出願は、2005年7月11日付けで出願された米国仮特許出願第60/698,538号の利益を主張するものであり、この内容は、本引用により、本明細書に包含される。
ファイバチャネル(FC)は、高速シリアル相互接続インターフェイスであり、これは、様々な保存(storage)及びネットワーク接続アプリケーションにおいて使用されている。FCは、INCITS(International Committee for Information Technology Standards)のワーキンググループであるT11によって標準化されている。FC規格については、www.t11.orgにおいて入手可能である。
いくつかのFC規格及びドラフトは、様々なバックボーンネットワーク上におけるFCトラフィックの搬送について規定している。例えば、2006年1月17日付けでINCITSのタスクグループであるT11.3によって公開されたFC−BB−3(Fibre Channel Backbone 3)ドラフトの第7.0版は、ワイドエリアネットワーク(WAN)において、ファイバチャネルリンクをトンネリングする、即ち、ファイバチャネルネットワークをブリッジングするのに必要な機能及びマッピングについて規定しており、この内容は、本引用により、本明細書の包含される。この文献は、ATM(Asynchronous Transfer Mode)、SONET(Synchronous Optical Network)、TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)、及びGFP−T(Transparent Generic Framing Procedure)に対するFCのマッピングモデルについて記述している。
又、IPネットワーク上においてFCトラフィックを搬送する方法については、「Fibre Channel over TCP/IP(FCIP)」という名称の2004年7月のIETF(Internet Engineering Task Force)のRFC(Request for Comments)3821においてRajagopal他によって記述されており、この内容は、本引用により、本明細書に包含される。FCIPメカニズムによれば、IPに基づいたネットワーク上におけるFCストレージエリアネットワークのアイランドの相互接続により、単一のFCファブリック内において統合されたストレージエリアネットワークを形成可能である。尚、このRFC、並びに、以下において引用するその他のIETFのRFCについては、www.ietf.org/rfcにおいて入手可能である。
本発明の実施例は、パケット交換ネットワーク上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送(transport)する改善された方法及びシステムを提供している。パケット交換ネットワークの端部に配置されたFC変換器が、発信元及び宛先FC装置間においてFCトラフィックのトラスペアレント(transparent)な搬送を実行している。
入力FC変換器が、通常、FCデータフレーム及び順序付けされた組(ordered set)を有するFCワード(FC word)のシーケンス(sequence)を発信元FC装置から受領する。FCワードを、マルチプロトコルラベルスイッチング(MultiProtocol Label Switching:MPLS)プロトコルなどのパケット交換ネットワークによって使用されている通信プロトコルのパケットに変換する。通常、変換は、FCデータフレーム及び/又は順序付けされた組を通信プロトコルのデータパケット内にカプセル化する段階を有している。これらのパケットをパケット交換ネットワーク上において搬送し、搬送されたパケットからFCワードのシーケンスを、宛先FC装置に接続された出力FC変換器によって再生成している。
パケット交換ネットワーク上において送信されるトラフィックを低減するべく、入力FC変換器は、FCワードのシーケンス内においてプリミティブシーケンス及びIDLEシーケンスなどの反復的信号(repetitive signal)を識別している。入力FC変換器は、パケット交換ネットワーク上における反復的信号の送信を抑制し、この代わりに、反復的信号を識別する反復通知パケット(repetition indication packet)を送信している。出力FC変換器は、反復通知パケットに応答して反復的信号のシーケンスを再生成し、これにより、パケット交換ネットワーク上において余分なデータを送信することなしに、真正なFCトラフィックシーケンスを宛先FC装置に供給している。
いくつかの実施例においては、入力及び出力FC変換器間においてパケットを搬送するのに使用される通信経路は、特定のパケットロス確率を具備している。例えば、帯域幅を通信経路に割り当てる際には、ネットワークリソースの使用効率を向上させるべく、統計的な多重化を使用可能である。これらの実施例においては、入力及び出力FC変換器は、消失パケットを選択的に再伝送している。更には、又は、この代わりに、入力FC変換器は、通信経路のパケットロス性能に基づいてパケット伝送レートを適応的に調節することも可能である。
従って、本明細書に記述されている方法及びシステムは、信頼性が高く、効率的であって、トランスペアレントなパケット交換ネットワーク上におけるFCトラフィックの搬送を実現している。更には、単一の終了しないFCリンクのみが発信元及び宛先FC装置間に規定されているため、本明細書に記述されている方法及びシステムは、多くの場合に異なる組織によって運営されているFCドメインとパケットドメインの間の論理的及び機能的な分離を実現している。
従って、本発明の一実施例によれば、パケット交換通信ネットワーク上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送する方法が提供されており、この方法は、発信元FC装置からFCリンク上において受領したFCワードの第1のシーケンス内における反復的FC信号のサブシーケンス(sub−sequence)を識別する段階と、FCワードの第1のシーケンスをパケット交換通信ネットワークによってサポートされている通信プロトコルに従ってデータパケットの第2のシーケンスに変換する段階であって、第2のシーケンスは、反復的FC信号のサブシーケンスを識別する反復通知パケットを含んでいる、段階と、データパケットの第2のシーケンスを通信プロコルを使用してパケット交換通信ネットワーク上においてレシーバ(receiver)に搬送する段階と、を含んでいる。
本方法は、搬送されたデータパケットをパケット交換通信ネットワークから受信する段階と、反復通知パケットに応答し、反復的FC信号のサブシーケンスを再生成することによってFCワードの第1のシーケンスを再生成する段階と、再生成されたFCワードを宛先FC装置に供給する段階と、を更に包含可能である。
一実施例においては、搬送されたデータパケットを受信する段階は、消失データパケットを識別する段階を含んでおり、第2のシーケンスを搬送する段階は、消失データパケットを再伝送する段階を含んでいる。更には、又は、この代わりに、搬送されたデータパケットを受信する段階は、搬送されたデータパケットのパケットロス性能を監視する段階を含んでおり、第2のシーケンスを搬送する段階は、監視対象のパケットロス性能に応答してデータパケットの伝送レートを調節する段階を含んでいる。
別の実施例においては、再生成されたFCワードを宛先FC装置に供給する段階は、リモートストレージ装置(remote storage device)内における保存のためにデータを供給する段階を含んでいる。
更に別の実施例においては、通信プロトコルは、MPLSプロトコルを含んでおり、第2のシーケンスを搬送する段階は、パケット交換通信ネットワークを通じて確立されたMPLSのラベルスイッチドパス(Label Switched Path:LSP)を介してデータパケットを送信する段階を含んでいる。
更に別の実施例においては、第1のシーケンスは、FCデータフレーム及び順序付けされた組を含んでおり、第1のシーケンスを第2のシーケンスに変換する段階は、FCデータフレーム及び順序付けされた組の中の少なくとも1つを通信プロトコルに従ってカプセル化してデータパケットを生成する段階を含んでいる。
一実施例においては、第1のシーケンスを第2のシーケンスに変換する段階は、パケット交換通信ネットワーク上において反復的FC信号のサブシーケンスの送信を抑制しつつ、反復通知パケットを送信する段階を含んでいる。
別の実施例においては、本方法は、宛先FC装置にログインするべく発信元FC装置からログインシグナリング(login signaling)を受領する段階と、ログインシグナリングをパケット交換通信ネットワーク上において宛先FC装置に搬送する段階と、ログインシグナリングに応答し、宛先FC装置のFCアドレスをパケット交換通信ネットワーク上において受信する段階と、FCアドレスを発信元FC装置に供給する段階と、FCワードをFCアドレス宛に送付することにより、確立された接続上においてFCワードを搬送する段階と、により、発信元及び宛先FC装置間において終了しないパケット交換通信ネットワークを介した発信元及び宛先FC装置間のFC接続を確立する段階を含んでいる。
更に別の実施例においては、データパケットの第2のシーケンスを搬送する段階は、共有リソースと通信する段階、共有コンテンツにアクセスする段階、及びサーバクラスタ内のサーバと通信する段階の中の少なくとも1つを含んでいる。
本発明の一実施例によれば、パケット交換通信ネットワーク上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送する方法が更に提供されており、この方法は、第2FC装置にログインするべくFCリンク上において第1FC装置からログインシグナリングを受領する段階と、ログインシグナリングをパケット交換通信ネットワーク上において第2FC装置に搬送する段階と、ログインシグナリングに応答し、パケット交換通信ネットワーク上において第2FC装置のFCアドレスを受信する段階と、第1及び第2FC装置間において終了しない第1及び第2FC装置間のFC接続をパケット交換通信ネットワークを介して確立するべく、FCアドレスをFCリンク上において第1FC装置に供給する段階と、FCアドレス宛のFCワードのシーケンスをFCリンク上において第1FC装置から受領する段階と、FCワードをパケット交換通信ネットワークを介して接続上において第2FC装置に搬送する段階と、を含んでいる。
本発明の一実施例によれば、パケット交換通信ネットワーク上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを発信元及び宛先FC装置間における搬送するシステムが更に提供されており、このシステムは、発信元FC装置からFCワードの第1のシーケンスを受領し、FCワードの第1のシーケンス内において反復的FC信号のサブシーケンスを識別し、パケット交換通信ネットワークによってサポートされている通信プロトコルに従って、FCワードの第1のシーケンスを、反復的FC信号のサブシーケンスを識別する反復通知パケットを含むデータパケットの第2のシーケンスに変換し、且つ、データパケットの第2のシーケンスを通信プロトコルを使用してパケット交換ネットワーク上において搬送するべく、構成された第1変換器と、搬送されたデータパケットをパケット交換通信ネットワークから受信し、反復通知パケットに応答して反復的FC信号のサブシーケンスを再生成することによってFCワードの第1のシーケンスを再生成し、且つ、再生成されたFCワードを宛先FC装置に供給するべく、構成された第2変換器と、を含んでいる。
又、本発明の一実施例によれば、パケット交換通信ネットワーク上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送する装置も提供されており、この装置は、FCリンク上においてFCワードを第1FC装置との間において交換するべく構成された入力インターフェイスと、第2FC装置にログインするべくFCリンク上において第1FC装置からログインシグナリングを受領し、ログインシグナリングをパケット交換通信ネットワーク上において第2FC装置に搬送し、ログインシグナリングに応答してパケット交換通信ネットワーク上において第2FC装置のFCアドレスを受信し、第1及び第2FC装置間において終了しない第1及び第2FC装置間のFC接続をパケット交換通信ネットワークを介して確立するべくFCアドレスをFCリンク上において第1FC装置に供給し、FCアドレス宛のFCワードのシーケンスをFCリンク上において第1FC装置から受領し、接続上においてパケット交換通信ネットワークを介してFCワードを第2FC装置に搬送するべく、構成された変換器と、を含んでいる。
本発明の一実施例によれば、パケット交換通信ネットワーク上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送する装置が更に提供されており、この装置は、発信元FC装置からFCワードの第1のシーケンスを受領するべく構成された入力インターフェイスと、FCワードの第1のシーケンス内において反復的FC信号のサブシーケンスを識別し、パケット交換通信ネットワークによってサポートされている通信プロトコルに従って、FCワードの第1のシーケンスを、反復的FC信号のサブシーケンスを識別する反復通知パケットを含むデータパケットの第2のシーケンスに変換し、FCワードを宛先FC装置に対して供給するべくデータパケットの第2のシーケンスを通信プロトコルを使用してパケット交換ネットワーク上においてレシーバに搬送するべく、構成された変換器と、を含んでいる。
本発明については、添付の図面との関連において、その実施例に関する以下の詳細な説明を参照することにより、更に十分に理解することができよう。
図1は、本発明の一実施例による通信システム20を概略的に示すブロックダイアグラムである。システム20は、複数のファイバチャネル(FC)装置24を有しており、これらは、パケット交換ネットワーク28上において互いに通信している。例えば、システム20は、第1演算サイトにおいて生成されたデータをリモートストレージ装置内に保存するべく送信するリモートストレージアプリケーションにおいて使用可能である。或いは、この代わりに、システム20は、2次バックアップサイト内におけるデータのミラーリングや遠隔地に保存されたデータの回復などのFC通信を使用した任意のその他のシステム又はアプリケーションを有することも可能である。
FC装置24は、演算プラットフォーム、ストレージ装置(storage device)、又はFCトラフィックを使用して通信する能力を有する任意のその他の装置を有することができる。ネットワーク28は、インターネットなどのWAN(Wide Area Network)、MAN(Metropolitan Area Network)、LAN(Local Area Network)、又は任意のその他の適切なパケット交換ネットワークを有することができる。通常、ネットワーク28は、IPネットワークを有している。図1の模範的な実施例においては、ネットワークは、MPLS(MultiProtocol Label Switching)用に構成されている。MPLSについては、2001年1月付けのIETFのRFC3031「Multiprotocol Label Switching Architecture」に、Rosen他によって記述されている。
FC装置は、FC変換器32を使用してネットワーク28に接続されており、これらの変換器は、パケット交換ネットワークの端部に配置されている。変換器は、この例においては、MPLSプロトコルであるパケットネットワークによって使用されている通信プロトコルへのFCトラフィックのトランスペアレントな双方向変換を実行している。図1においては、システム20は、24A及び24Bと表記された2つのFC装置を有している。32A及び32Bと表記された2つの変換器は、それぞれ、FC装置24A及び24BをMPLSネットワークに接続している。変換器32A及び32Bの間には、MPLSトンネルとも呼ばれるLSP(Label Switched Path)36が確立されている。
変換器32は、トラフィックの入力及び出力処理の両方を実行している。「入力処理(ingress processing)」という用語は、変換器にローカルに接続された発信元FC装置からFCトラフィックを受領し、トラフィックを処理し、且つ、これをネットワーク28上において遠隔地の宛先FC装置に対して送信するプロセスを意味している。「出力処理(egress processing)」という用語は、ネットワーク28上において遠隔地の発信元FC装置から到来するデータパケットを受領し、FCトラフィックを再生成し、これを変換器にローカルに接続された宛先FC装置に供給するプロセスを意味している。入力処理を実行する変換器を入力変換器と呼び、出力処理を実行する変換器を出力変換器と呼んでいる。通常、それぞれの変換器32は、入力及び出力処理の両方を同時に実行している。それぞれのFC装置24は、通常、いくつかのFCフレームについては、発信元FC装置として機能し、その他のものについては、宛先FC装置として機能している。
原則的に、入力変換器は、発信元FC装置からFCワードのシーケンスを受領している。このシーケンスは、通常、FCデータフレームと、順序付けされた組と、を有している(「順序付けされた組」という用語は、FC規格に規定されているFCプリミティブ信号(FC primitive signal)及びプリミティブシーケンスを集合的に意味している)。入力変換器は、データフレーム及び順序付けされた組をMPLSパケット内にカプセル化している。次いで、入力変換器は、このMPLSパケットをMPLSトンネル36を介して宛先変換器に送信する。宛先変換器は、MPLSパケットのカプセルを解除し、カプセル化されたFCデータフレーム及び順序付けされた組を再生成し、再生成したトラフィックを宛先FC装置に供給している。
FCリンクがパケットネットワークの端部において終了しているいくつかの既知のFC搬送法とは異なり、本明細書に記述されている方法及びシステムにおいては、変換器は、FCエンティティとして規定されてはおらず、即ち、これは、FCアドレスを具備してはいない。本明細書に記述されている方法及びシステムは、多くの場合に異なる組織によって運営されているFCドメインとパケットドメインの間の完全な論理的及び機能的分離を提供している。例えば、ストレージエリアネットワーク(Storage Area Network:SAN)アプリケーションおいては、SANとパケットネットワークを別個の独立した管理ドメインとして管理可能である。
更には、本明細書に記述されている方法及びシステムは、FCトラフィックを搬送するのに必要なネットワーク28内における帯域幅の割り当てを低減するメカニズムを有している。FCトラフィックは、しばしば、本明細書において反復的信号と呼んでいる反復的データパターン及び命令を含んでいる。例えば、FCリンクがアイドル状態にある際には、発信元FC装置は、定期的にIDLE信号を宛先FC装置に対して送信している。又、IDLE信号のシーケンスは、連続したFCフレーム間のインターフレームギャップ(Inter−Frame Gap:IFG)内においても伝送(transmit)されている。反復的信号の更なる例、即ち、規則的なインターバルにおける同一プリミティブの周期的な反復的伝送は、オフライン(OLS)、非動作(NOS)、リンクリセット(LR)、及びリンクリセット応答(LRR)などのプリミティブシーケンスを有することができる。
パケットネットワーク上において送信されるトラフィック量を低減するべく、入力変換器は、発信元FC装置によって生成された反復的信号を識別している。入力変換器は、反復的信号を抑圧し、これらのネットワーク28上における送信を抑制している。この代わりに、入力変換器は、反復的信号を識別する反復通知パケットのみをネットワーク28上において出力変換器に送信している。出力変換器は、受信した反復通知パケットに応答して反復的信号を再生成し、反復的信号を宛先FC装置に供給している。このプロセスを使用することにより、発信元及び宛先FC装置は、余分なデータをパケットネットワーク上において搬送する必要性なしに、FC規格に規定された反復的信号を交換している。
更には、FCトラフィックをMPLSを使用してネットワーク28上において搬送しているため、入力及び出力変換器間における通信経路は、MPLSのトラフィックエンジニアリング(Traffic Engineering:TE)及びサービス品質(Quality of Service:QoS)メカニズムを使用可能である。例えば、MPLSにおいては、通常、既定のサービスクラスに従ってMPLSトンネル36に沿ってネットワークリソース(例えば、ネットワークセグメント又はリンクの帯域幅)を予約している。認定情報速度(Committed Information Rate:CIR)及び/又はピーク情報速度(Peak Information Rate:PIR)仕様を使用するなど、帯域幅要件を統計的に規定可能である。
MPLSネットワーク内におけるリソース予約は、しばしば、「RSVP−TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels」(2001年12月)という名称のIETFのRFC3209においてAwduche他が記述しているRSVP−TEと呼ばれる予約プロトコルに従って実行されており、この内容は、本引用により、本明細書に包含される。RSVP−TEは、周知のリソース予約プロトコル(Resource Reservation Protocol:RSVP)を拡張することにより、シグナリングプロトコルとしてRSVPを使用した明示的にルーティングされたLSPの確立を可能にしている。RSVP自体については、「Resource ReSerVation Protocol(RSVP)−Version 1 Functional Specification」(1997年9月)という名称のIETFのRFC2205に、Braden他によって記述されており、この内容は、本引用により、本明細書に包含される。
特定のトンネルが実際に使用する帯域幅は、時間と共に変化可能であるため、ネットワークリソースをMPLSトンネルに予約する際には、しばしば、特定量の統計的過剰収容(statistical oversubscription)が許容されている。過剰収容は、ネットワークリソースの使用の効率性を著しく向上させる。その一方で、過剰収容は、実際に使用される帯域幅が、予約された帯域幅を超過した際には、有限なパケットロスの可能性が存在することを意味している。
トラフィックは、有限なパケットロス確率を具備した通信経路を通過しているが、発信元FC装置によって生成されたすべてのFCトラフィックが宛先FC装置に到達することを保証するべく、本明細書に記述された方法及びシステムは、選択的な再伝送及びパケットレート適合を使用している。これらのメカニズムについては、後程詳述する。本明細書に記述されている方法及びシステムは、FC規格が要求しているように、発信元FC装置によって生成されFCトラフィックのオリジナルの順序を保持していることに留意されたい。
従って、本明細書に記述されている方法及びシステムは、信頼性が高く、効率的であって、トランスペアレントなパケット交換ネットワーク上におけるFCトラフィックの搬送を実現している。図1のシステム構成は、純粋に概念的にわかりやすくするべく選択された模範的な構成である。代替実施例においては、システム20は、任意の数のFC装置、変換器、及びMPLSトンネルを有することができる。それぞれの変換器は、1つ又は複数のFC装置に対してサービス可能である。例えば、本明細書に記述されている方法及びシステムを使用することにより、パケット交換ネットワークを使用して複数のリモートFC「アイランド(island)」を相互接続可能である。図1は、ポイントツーポイント構成を示しているが、本明細書に記述された方法及びシステムは、ノードツーファブリック(node to fabric)及びファブリックツーファブリック(fabric to fabric)接続などの任意のその他のFCトポロジーにおいて使用することも可能である。
MPLSを使用する代わりに、ネットワーク28は、非同期転送モード(Asynchronous Transer Mode:ATM)プロトコルなどの変換器間の通信経路に割り当てられたネットワークリソースに対する制御を提供する任意のその他の適切な通信規格又はプロトコルを使用することも可能である。
図2は、本発明の一実施例によるFC変換器32を概略的に示すブロックダイアグラムである。変換器32は、光ファイバ及び光トランシーバ40を介して1つ又は複数のFC装置に接続されている。トランシーバ40は、光学FC信号を電気信号に変換すると共に、この逆を実行している。
入力方向(即ち、FC装置からパケットネットワークに向かう方向)においては、トランシーバ40によって生成された高速シリアル電気信号をSERDES(SERializer−DESerializer)44を使用してパラレルデータに変換している。FCコントローラ56は、バイト、ワード、及びフレーム同期化などのMAC(Media Access Control)機能を実行している。FCコントローラは、FCプリミティブ信号及びその他の順序付けされた組(FCデータ及び命令をエンコードするべく使用される4バイトワード)を検出及び識別している。具体的には、FCコントローラ56は、図3において後述するように、ネットワーク帯域幅を保全するべく、FCトラフィックを分類し、反復的信号を識別すると共に、それらを抑圧している。
FCコントローラ56によって生成されたFCトラフィック(これは、FCデータフレーム及び/又は順序付けされた組を有することができる)は入力キュー60内の待ち行列に入れられ、パケットプロセッサ64に供給されている。パケットプロセッサは、FCトラフィックをMPLSパケット内にカプセル化している。次いで、これらのMPLSパケットをネットワーク28上において送信し、これらは、遠隔地の出力変換器によって受領されることになる。入力処理の模範的な方法については、図3において後述する。
プロトコル管理モジュール72は、ネットワーク上におけるMPLSの伝送を制御している。モジュール72は、消失(欠落)したパケットをパケットネットワーク上において再伝送する選択的再伝送プロセスを実行している。更には、モジュール72は、パケット伝送を適応的に調節することにより、許容可能なパケットロス確率を保証している。模範的な選択的再伝送及びパケットレート適合法については、図7において後述する。
FCコントローラ56によって生成されたFCデータフレーム及びプリミティブ(primitive)には、通常、連続シーケンス番号が付与されており、これらは、選択的再伝送プロセスの一部としてバッファメモリ74内に記憶される。特定のMPLSデータパケットがパケットネットワークによって欠落した場合には、記憶済みの対応したFCデータフレーム又はプリミティブをメモリ74から読み取り、再伝送可能である。バッファメモリ74のサイズは、通常、選択的再伝送メカニズム用に規定されている最大時間ウィンドウ、トンネル36上における予想遅延、及び/又は予想パケットレートなどの要因に基づいて決定されている。
出力方向(即ち、パケットネットワークからFC装置に向かう方向)においては、MPLSデータパケットをパケットプロセッサ64によって受領している。パケットプロセッサが、MPLSパケットのカプセルを解除し、FCトラフィックを抽出する。これらのFCトラフィックは出力キュー76内の待ち行列に入れられ、FCコントローラ56に供給される。FCコントローラは、ローカル接続された宛先FC装置に対してSERDES44及び光学トランシーバ40を介してFCトラフィックを送信している。具体的には、FCコントローラは、入力変換器によって抑圧された反復的信号を再生成し、再生成した信号を宛先FC装置に送信している。出力処理の模範的な方法については、図4において後述する。
変換器32は、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field−Programmable Gate Array:FPGA)や特定用途向け集積回路(Application−Specific Integrated Circuit:ASIC)などの専用のハードウェア又はファームウェアを使用して実装可能である。例えば、プロトコル管理モジュール72の機能などの変換器のいくつかの機能をソフトウェアを使用して、又はハードウェア及びソフトウェア要素の組み合わせとして実装可能である。変換器は、スタンドアロンのプロバイダエッジ(Provider Edge:PE)ユニットとして、又は異なるタイプのユーザー及びサービスをパケットネットワークに接続するネットワーク要素(Network Element:NE)内のユーザインターフェースモジュール(User Interface Module:UIM)として実装可能である。
図3は、本発明の一実施例による入力処理の方法を概略的に示すフローチャートである。本方法は、入力変換器として機能するFC変換器によって実行されている。本方法は、入力部の入力段階80において、変換器32が、ローカル接続された発信元FC装置からFCトラフィックを受領することによって始まっている。入力分類段階82において、入力変換器のFCコントローラ56がFCトラフィックを分類している。一般に、FCトラフィックは、データフレーム、プリミティブ信号、又はプリミティブシーケンスを有することができる。
FCコントローラがFCデータフレームを識別した際には、入力変換器のパケットプロセッサ64は、データカプセル化段階84において、そのフレームをMPLSデータパケット内にカプセル化する。MPLSパケット内にカプセル化された模範的なFCデータフレームについては、図5において後述する。次いで、入力伝送段階86において、パケットプロセッサは、そのMPLSパケットをMPLSトンネル36を介して出力変換器に送信している。
FCコントローラがFCプリミティブ信号を識別した際には、プリミティブ信号カプセル化段階88において、入力変換器のパケットプロセッサ64は、プリミティブ信号をMPLSデータパケット内にカプセル化する。MPLSパケット内にカプセル化された模範的なプリミティブ信号については、図6において後述する(いくつかの実施例においては、後程更に説明するように、IDLE及びレシーバレディ(RーRDY)プリミティブを異なる方式において処理している)。次いで、入力伝送段階86において、パケットプロセッサは、そのMPLSパケットをMPLSトンネル36を介して出力変換器に送信している。
FCコントローラが反復的信号を識別した際には、抑圧段階90において、FCコントローラは、反復的信号を抑圧(suppress)する。反復的信号は、前述のように、例えば、IDLEフレームのシーケンス及びその他のプリミティブシーケンスを有することができる。通常、FCコントローラは、3つの連続した同一のプリミティブ信号を識別した際に、特定のフレームシーケンスが反復的シーケンスであると見なしている。
前述の段階82において、FCコントローラが反復的信号を識別した際には、FCコントローラは、反復的信号を識別する単一の反復通知フレームを生成する。段階88において、この反復通知フレームをパケットプロセッサ64によってMPLSパケット内にカプセル化している。段階86において、このパケットをネットワーク28上において出力変換器に伝送している。次いで、図4において後述するように、出力変換器のFCコントローラは、反復通知フレームを使用して反復的信号を再生成している。
いくつかのケースにおいては、異なる反復的信号を異なる方式において抑圧可能である。例えば、FCリンクの初期化の際には、発信元及び宛先FC装置は、IDLEシーケンスを互いに送信している。これらのIDLEシーケンスは、通常、前述のように、入力変換器により、反復通知フレームによって置換されている。FC接続の正常な動作の際には、発信元FC装置は、IFG内に、即ち、連続したデータフレームの間に、IDLE信号のシーケンスを生成している。いくつかの実施例においては、反復通知フレームを伝送することなしに、これらのIFG内のIDLEシーケンスを入力変換器によって抑圧している。出力変換器がIFG内において反復的IDLE信号を自動的に生成している。
別の例として、FC装置は、RーRDY信号を交換することにより、レシーバがトラフィックを受領する準備が整っていることを通知している。いくつかの実施例においては、入力及び出力変換器は、ネットワーク28上において伝送することなしに、RーRDY信号をローカルに終了させている。変換器は、RーRDY信号の数をカウントし、これらをバッファ及びクレジット管理のために使用している。
更には、又は、この代わりに、FCコントローラは、特定のプリミティブ信号又はその他の順序付けされた組を識別し、これらの信号に特殊な処理を適用可能である。例えば、FCコントローラは、FC規格に規定されているように、スタートオブフレーム(Start−Of−Frame:SOF)及びエンドオブフレーム(End−Of−Frame:EOF)プリミティブを識別することにより、FCデータフレームの開始点と終了点を識別可能である。
図4は、本発明の一実施例による出力処理の方法を概略的に示すフローチャートである。本方法は、出力変換器として機能するFC変換器によって実行されている。本方法は、出力部の入力段階90において、変換器32が、MPLSトンネル36からMPLSパケットを受領することによって始まっている。MPLSパケットは、前述のように、カプセル化されたFCトラフィックを有している。出力変換器のパケットプロセッサ64は、カプセル解除段階92において、MPLSパケットのカプセルを解除し、FCトラフィックを抽出している。このFCトラフィックを出力プロセッサのFCコントローラ56に供給している。
FCコントローラは、出力分類段階94において、FCトラフィックを分類している。FCコントローラがFCデータフレームを識別した際には、出力伝送段階96において、FCコントローラは、FCデータフレームをローカル接続された宛先FC装置に対して伝送する。さもなければ、反復チェック段階98において、FCコントローラは、分類されたトラフィックが、反復的信号を示す反復通知フレームを有しているかどうかをチェックする。分類されたトラフィックが、反復的信号を表していないプリミティブ信号を有している場合には、前述の段階96において、FCコントローラは、プリミティブ信号を宛先FC装置に伝送する。
前述の図3の段階90において入力変換器によって生成されている場合などのように、分類されたトラフィックが反復通知フレームを有している場合には、再生成段階100において、出力変換器のFCコントローラは、抑圧された信号に類似した反復的信号を再生成する。FCコントローラは、反復通知フレームから反復的信号のタイプを識別し、対応した反復的信号を生成する。段階96において、この再生成された反復的信号を宛先FC装置に送信している。出力変換器のFCコントローラは、通常、異なるFCフレーム又はプリミティブが識別される時点まで反復的信号の伝送を継続する。
FC規格によれば、発信元FC装置は、FCトラフィックを交換する前に、宛先FC装置にログインする必要があることに留意されたい。ログインプロセスにおいては、宛先FC装置は、そのアドレスを(恐らくは、宛先FC装置の更なる動作特性と共に)発信元FC装置に供給している。発信元FC装置は、供給されたアドレスを後続のFCフレームの宛先アドレスとして使用している。いくつかの実施例においては、入力及び出力変換器は、ログインプロセスの際に発信元及び宛先FC装置間において交換されるシグナリングフレームをカプセル化及び搬送している。このカプセル化及び搬送は、FC装置にとってトランスペアレントであり、結果的に得られる接続は、発信元及び宛先FC装置間におけるエンドツーエンドの終了しない接続であって、これは、パケット交換ネットワークを横断している。
図5は、本発明の一実施例に従ってFCデータフレーム114をカプセル化した模範的なMPLSデータパケット110を示す図である。FCデータフレームは、4バイトのSOF(Start−Of−Frame)デリミタ(delimiter)116と、24バイトのフレームヘッダ118を有している。ペイロードフィールド120がFCフレームのデータを搬送している。このペイロードは、通常、サイズが最大2112バイトであり、4バイトのFCワードにより構成されている。ペイロードの後には、4バイトの巡回冗長検査(Cyclic Redundancy Check:CRC)122及び4バイトのEOF(End−Of−Frame)デリミタが続いている。
FCデータフレームをカプセル化するMPLSパケットは、MPLSラベル126、仮想回線(Vertual Circuit:VC)ラベル128、制御ワード(Control Word:CW)130、及び8バイトのカプセル化ヘッダ132を有している。制御ワードは、通常、パケットの長さをエンコードしており、且つ、選択的再伝送に使用されるシーケンス番号をエンコード可能である。カプセル化ヘッダは、FCフレームタイプ(例えば、プリミティブ信号又はデータフレーム)を識別するフラグと、選択的再伝送に使用されるシーケンス番号などのその他の制御情報を有することができる。
いくつかの実施例においては、CW130内のシーケンス番号を使用していない。その代わりに、カプセル化ヘッダが、現在のパケットのシーケンス番号と、最後に正しく受信されたパケットのシーケンス番号という2つの異なるシーケンス番号を有している。出力変換器は、これらの番号を使用することにより、再伝送するべきフレームを判定している。
図6は、本発明の一実施例に従ってFCの順序付けされた組をカプセル化した模範的なMPLSデータパケット140を示す図である。パケット140は、MPLSヘッダ142を有しており、これは、前述の図5のフレーム110内の個々のフィールドと同様に、MPLSラベル、VCラベル、及び制御ワードを有している。MPLSヘッダの後には、前述の図5のカプセル化ヘッダ132と同様に、8バイトのカプセル化ヘッダ144が続いている。このヘッダの後には、制御ペイロード146が続いており、これは、通常、サイズが最大で44バイトのカプセル化済みの順序付けされた組を有している。
図7は、本発明の一実施例に従ってネットワーク28上におけるパケット伝送を制御する方法を概略的に示すフローチャートである。本方法は、トンネル36を介したMPLSパケットの信頼性の高い搬送を保証するべく、選択的再伝送プロセスとパケットレート適合プロセスという2つの別個のプロセスを組み合わせている。
本方法は、監視段階150において、出力変換器のプロトコル管理モジュール72が、消失MPLSパケットを監視及び検出することによって始まっている。MPLSパケットを出力変換器のパケットプロセッサによって受領した際に、モジュール72は、受信したパケット内のシーケンス番号を追跡している。欠落パケットチェック段階152において、モジュール72は、これらのシーケンス番号を使用することにより、パケットが消失しているかどうかをチェックしている。パケットの消失を検出した場合には、再伝送段階154において、パケットが再伝送される。出力変換器のモジュール72が消失パケットのシーケンス番号を(ネットワーク28上において)入力変換器に報告している。入力変換器は、対応したFCフレーム又はプリミティブ信号をバッファメモリ74から読み取り、MPLSパケット内にカプセル化した後に、そのパケットを再伝送している。
入力変換器のモジュール72は、出力変換器から報告された欠落パケットに関する情報を使用することにより、前述の監視段階150においてパケットロス率を監視している。過大なパケットロス率は、通常、パケットの再伝送率を増大させ、これにより、通信及び演算オーバーヘッドを増大させると共に、ネットワーク効率を低下させる。高い再伝送率と共に、通信レイテンシー(latency:待ち時間)も増大し得る。入力変換器のモジュール72は、監視対象のパケットロス率に基づいてパケット伝送レートを制御している。通常、入力変換器のモジュール72は、パケットロスを極小化しつつ、パケット伝送レートを極大化するべく試みている。代替実施例においては、パケットロス率を既定のレンジ内に維持するべく、レート適合プロセスによってパケット伝送レートを調節可能である。
上限チェック段階156においてチェックされたパケットロス率が既定の上限を上回っている場合には、レート低減段階158において、入力変換器のモジュール72は、トンネル36を通じたパケット伝送レートを低減する。一方、パケットロス率が許容可能なものである場合には、レート増大段階160において、モジュール72は、パケット伝送レートを増大させるべく試みる。
通常、欠落パケットは、出力変換器によって検出及び報告されている。入力変換器は、欠落パケットの比率を算出し、それを上限と比較することにより、適切なパケット伝送レートの変更を実行している。代替実施例においては、入力及び出力変換器の間において、これらの機能を異なる方式で分担可能である。
以上において説明した実施例は、主にストレージアプリケーションを参照したものであるが、本明細書に記述されている方法及びシステムは、例えば、リソース共有(例えば、ディスク、テープ、及びサーバ演算リソースの共有)、コンテンツ共有(例えば、データベースコンテンツ及び媒体生成ファイルの共有)、高可用性アプリケーション(例えば、システム回復のためのサーバの相互接続体系)、及びクラスタリングアプリケーション(大きな処理パワーを得るためのサーバの相互接続)などの任意のその他の適切なFCアプリケーションにおいて使用可能である。
従って、前述の実施例は、一例として引用されたものであり、本発明は、以上において図示及び説明されたものに限定されるものではないことを理解されたい。むしろ、本発明の範囲は、以上の説明を参照することによって当業者が想起し、且つ、従来技術には開示されていない前述の様々な特徴の組み合わせ及びサブ組み合わせ、並びに、その変形及び変更の両方を包含するものである。
Claims (22)
- パケット交換通信ネットワーク上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送する方法であって、
発信元FC装置からFCリンク上において受領したFCワードの第1のシーケンス内における反復的FC信号のサブシーケンスを識別する段階と、
前記パケット交換通信ネットワークによってサポートされている通信プロトコルに従って前記FCワードの第1のシーケンスをデータパケットの第2のシーケンスに変換する段階であって、前記第2のシーケンスは、前記反復的FC信号のサブシーケンスを識別する反復通知パケットを有している、段階と、
前記通信プロトコルを使用し、前記データパケットの第2のシーケンスを前記パケット交換通信ネットワーク上においてレシーバに搬送する段階と、
を有することを特徴とする方法。 - 前記搬送されたデータパケットを前記パケット交換通信ネットワークから受信する段階と、
前記反復通知パケットに応答して前記反復的FC信号のサブシーケンスを再生成することにより、前記FCワードの第1のシーケンスを再生成する段階と、
前記再生成したFCワードを宛先FC装置に供給する段階と、
を有する請求項1記載の方法。 - 前記搬送されたデータパケットを受信する段階は、消失データパケットを識別する段階を有しており、前記第2のシーケンスを搬送する段階は、前記消失データパケットを再伝送する段階を有する請求項2記載の方法。
- 前記搬送されたデータパケットを受信する段階は、前記搬送されたデータパケットのパケットロス性能を監視する段階を有しており、前記第2のシーケンスを搬送する段階は、前記監視対象のパケットロス性能に応答して前記データパケットの伝送レートを調節する段階を有する請求項2記載の方法。
- 前記再生成したFCワードを前記宛先FC装置に供給する段階は、リモートストレージ装置内における保存のためにデータを供給する段階を有する請求項2記載の方法。
- 前記通信プロトコルは、マルチプロトコルラベルスイッチング(MPLS)プロトコルを有しており、前記第2のシーケンスを搬送する段階は、前記パケット交換通信ネットワークを通じて確立されたMPLSのラベルスイッチドパス(LSP)を介して前記データパケットを送信する段階を有する請求項1〜5の中のいずれか一項記載の方法。
- 前記第1のシーケンスは、FCデータフレームと、順序付けされた組と、を有しており、前記第1のシーケンスを前記第2のシーケンスに変換する段階は、前記FCデータ及び前記順序付けされた組の中の少なくとも1つを前記通信プロトコルに従ってカプセル化することにより、前記データパケットを生成する段階を有する請求項1〜5の中のいずれか一項記載の方法。
- 前記第1のシーケンスを前記第2のシーケンスに変換する段階は、前記パケット交換通信ネットワーク上において前記反復的FC信号のサブシーケンスの送信を抑制しつつ、前記反復通知パケットを送信する段階を有する請求項1〜5の中のいずれか一項記載の方法。
- 前記宛先FC装置にログインするべく前記発信元FC装置からログインシグナリングを受領する段階と、
前記ログインシグナリングを前記パケット交換通信ネットワーク上において前記宛先FC装置に対して搬送する段階と、
前記ログインシグナリングに応答し、前記宛先FC装置のFCアドレスを前記パケット交換通信ネットワーク上において受信する段階と、
前記FCアドレスを前記発信元FC装置に供給する段階と、
前記FCワードを前記FCアドレス宛に送付することにより、前記FCワードを前記確立された接続上において搬送する段階と、
により、前記発信元及び宛先FC装置間において終了しない前記パケット交換通信ネットワークを介した前記発信元及び宛先FC装置間のFC接続を確立する段階を有する請求項1〜5の中のいずれか一項記載の方法。 - 前記データパケットの第2のシーケンスを搬送する段階は、共有リソースとの通信、共有コンテンツへのアクセス、及びサーバクラスタ内のサーバとの通信の中の少なくとも1つを有する請求項1〜5の中のいずれか一項記載の方法。
- パケット交換通信ネットワーク上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送する方法であって、
第2FC装置にログインするべくFCリンク上において第1FC装置からログインシグナリングを受領する段階と、
前記ログインシグナリングを前記パケット交換通信ネットワーク上において前記第2FC装置に搬送する段階と、
前記ログインシグナリングに応答し、前記第2FC装置のFCアドレスを前記パケット交換通信ネットワーク上において受信する段階と、
前記第1及び第2FC装置間において終了しない前記第1及び第2FC装置間の接続を前記パケット交換通信ネットワークを介して確立するべく、前記FCアドレスを前記FCリンク上において前記第1FC装置に供給する段階と、
前記FCアドレス宛の前記FCワードのシーケンスを前記第1FC装置から前記FCリンク上において受領する段階と、
前記FCワードを前記接続上において前記パケット交換通信ネットワークを介して前記第2FC装置に搬送する段階と、
を有することを特徴とする方法。 - パケット交換通信ネットワーク上において発信元及び宛先FC装置間におけるファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送するシステムであって、
前記発信元FC装置からFCワードの第1のシーケンスを受領し、前記FCワードの第1のシーケンス内において反復的FC信号のサブシーケンスを識別し、前記パケット交換通信ネットワークによってサポートされた通信プロトコルに従って、前記FCワードの第1のシーケンスを、前記反復的FC信号のサブシーケンスを識別する反復通知パケットを有するデータパケットの第2のシーケンスに変換し、且つ、前記通信プロトコルを使用して前記データパケットの第2のシーケンスを前記パケット交換通信ネットワーク上において搬送するべく、構成された第1変換器と、
前記搬送されたデータパケットを前記パケット交換通信ネットワークから受信し、前記反復通知パケットに応答して前記反復的FC信号のサブシーケンスを再生成することによって前記FCワードの第1のシーケンスを再生成し、且つ、前記再生成したFCワードを前記宛先FC装置に供給するべく、構成された第2変換器と、
を有することを特徴とするシステム。 - 前記第2変換器は、消失データパケットを識別し、前記消失データパケットを識別する通知を前記第1変換器に送信するべく構成されており、前記第1変換器は、前記通知に応答して前記消失データパケットを再伝送するべく構成されている請求項12記載のシステム。
- 前記第1及び第2変換器の中の少なくとも1つは、前記搬送されたデータパケットのパケットロス性能を監視するべく構成されており、前記第1変換器は、前記監視対象のパケットロス性能に応答して前記データパケットの伝送レートを調節するべく構成されている請求項12記載のシステム。
- 前記FCのフレームは、前記発信元及び宛先FC装置間におけるFCリンクと関連付けられており、前記第1変換器は、前記FCリンクを終了させることなしに、前記第1のシーケンスを前記第2のシーケンスに変換するべく構成されている請求項12〜14の中のいずれか一項記載のシステム。
- 前記第1及び第2変換器は、前記宛先FC装置にログインするべく前記発信元FC装置からログインシグナリングを受領し、前記ログインシグナリングを前記パケット交換通信ネットワーク上において前記宛先FC装置に搬送し、前記ログインシグナリングに応答して前記宛先FC装置のFCアドレスを前記パケット交換通信ネットワーク上において受信し、前記発信元及び宛先FC装置間において終了しない前記発信元及び前記宛先FC装置間のFC接続を前記パケット交換通信ネットワークを介して確立するために前記FCアドレスを前記発信元FC装置に供給するべく、構成されている請求項12〜14の中のいずれか一項記載のシステム。
- パケット交換通信ネットワーク上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送する装置であって、
FCワードを第1FC装置との間においてFCリンク上において交換するべく構成された入力インターフェイスと、
第2FC装置にログインするべく前記FCリンク上において第1FC装置からログインシグナリングを受領し、前記ログインシグナリングを前記パケット交換通信ネットワーク上において前記第2FC装置に搬送し、前記ログインシグナリングに応答して前記パケット交換通信ネットワーク上において前記第2FC装置のFCアドレスを受信し、前記第1及び第2FC装置間において終了しない前記第1及び第2FC装置間のFC接続を前記パケット交換通信ネットワークを介して確立するために前記FCアドレスを前記FCリンク上において前記第1FC装置に供給し、前記FCアドレス宛の前記FCワードのシーケンスを前記FCリンク上において前記第1FC装置から受領し、且つ、前記FCワードを前記接続上において前記パケット交換通信ネットワークを介して前記第2FC装置に搬送するべく、構成された変換器と、
を有することを特徴とする装置。 - パケット交換通信ネットワーク上においてファイバチャネル(FC)トラフィックを搬送する装置であって、
発信元FC装置からFCワードの第1のシーケンスを受領するべく構成された入力インターフェイスと、
前記FCワードの第1のシーケンス内において反復的FC信号のサブシーケンスを識別し、前記パケット交換通信ネットワークによってサポートされている通信プロトコルに従って、前記FCワードの第1のシーケンスを、前記反復的FC信号のサブシーケンスを識別する反復通知パケットを有するデータパケットの第2のシーケンスに変換し、且つ、前記FCワードを宛先FC装置に供給するために前記データパケットの第2のシーケンスを前記通信プロトコルを使用して前記パケット交換ネットワーク上においてレシーバに搬送するべく、構成された変換器と、
を有することを特徴とする装置。 - 前記FCワードの第1のシーケンスは、リモートストレージ装置内における保存のために送信されるデータを有する請求項18記載の装置。
- 前記通信プロトコルは、マルチプロトコルラベルスイッチング(MPLS)プロトコルを有しており、前記変換器は、前記パケット交換通信ネットワークを通じて確立されたMPLSのラベルスイッチドパス(LSP)を介して前記データパケットを送信するべく構成されている請求項18記載の装置。
- 前記FCワードの第1のシーケンスは、FCデータパケットと、順序付けされた組と、を有しており、前記変換器は、前記FCデータフレーム及び前記順序付けされた組の中の少なくとも1つを前記通信プロトコルに従ってカプセル化することにより、前記第1のシーケンスを第2のシーケンスに変換して前記データパケットを生成するべく構成されている請求項18記載の装置。
- 前記変換器は、前記パケット交換通信ネットワーク上において前記反復的FC信号のサブシーケンスの送信を抑制しつつ、前記反復通知パケットを送信するべく構成されている請求項18〜21の中のいずれか一項記載の装置。
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