JP2010109426A

JP2010109426A - ネットワーク中継装置

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Publication number: JP2010109426A
Application number: JP2008276586A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Akaha; 真一赤羽
Original assignee: Alaxala Networks Corp
Current assignee: Alaxala Networks Corp
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-05-13
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: JP4913110B2; US20100103933A1; US8705540B2

Abstract

【課題】ネットワーク中継装置において、その処理性能を確保しつつ、低消費電力を実現することのできる技術を提供する。
【解決手段】ネットワーク中継装置は、複数の分散処理部と、集中処理部と、モード切替部とを備える。ネットワーク中継装置は、（ｉ）複数の分散処理部のそれぞれが、受信したパケットの宛先検索を実行してパケットを外部装置に転送する分散処理モードと、（ｉｉ）複数の分散処理部のそれぞれが、受信したパケットの宛先検索を実行すること無くパケットを集中処理部に転送する集中処理モードとを有する。モード切替部は、ネットワーク中継装置の負荷と、受信したパケットのヘッダ情報から決定されるパケットタイプとのうちの少なくとも一方に基づいて、分散処理モードと集中処理モードの切り替えを実行する。
【選択図】図１５

Description

本発明は、ネットワークの中継を行うネットワーク中継装置に関する。

ＩＣＴ（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）技術の進展に伴うインターネットトラフィックの増加を背景として、ネットワーク中継装置（例えば、ＬＡＮスイッチやルータ）の消費電力が急増している。また、従来のネットワーク中継装置は、低消費電力であることよりも、その処理性能の向上が重視されていた（例えば、特許文献１）。

ＵＳ７，２８９，５０３-Ｂ1

しかし、近年では、環境保護の観点から、ネットワーク中継装置に対する電力削減の要請が高まっている。

本発明は、ネットワーク中継装置において、その処理性能を確保しつつ、低消費電力を実現することのできる技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
ネットワーク中継装置であって、
外部装置との間でパケットの送受信を実行する複数の分散処理部と、
前記複数の分散処理部に接続された集中処理部と、
前記ネットワーク中継装置の処理モードを切り替えるモード切替部と、
を備え、
前記ネットワーク中継装置は、
（ｉ）前記複数の分散処理部のそれぞれが、受信したパケットの宛先検索を実行して前記パケットを外部装置に転送する分散処理モードと、
（ｉｉ）前記複数の分散処理部のそれぞれが、受信したパケットの宛先検索を実行すること無く前記パケットを前記集中処理部に転送するとともに、前記集中処理部が前記パケットの宛先検索を実行して前記複数の分散処理部のいずれかを介して前記パケットを外部装置に転送する集中処理モードと、
を有し、
前記モード切替部は、前記ネットワーク中継装置の負荷と、前記受信したパケットのヘッダ情報から決定されるパケットタイプとのうちの少なくとも一方に基づいて、前記分散処理モードと前記集中処理モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
こうすれば、ネットワーク中継装置の負荷、もしくは、ネットワーク中継装置が受信したパケットのパケットタイプによって、低消費電力な集中処理モードと、処理性能が高い分散処理モードとを切り替えることができる。この結果、ネットワーク中継装置において、その処理性能を確保しつつ、低消費電力を実現することが可能となる。

［適用例２］
適用例１記載のネットワーク中継装置であって、
前記モード切替部は、前記パケットタイプ毎に前記分散処理モードと前記集中処理モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
こうすれば、パケットタイプの性質に応じて、低消費電力な集中処理モードと処理性能が高い分散処理モードとを切り替えることができる。

［適用例３］
適用例２記載のネットワーク中継装置であって、
前記モード切替部は、前記パケットタイプ毎の負荷に応じて、当該パケットタイプに関する前記分散処理モードと前記集中処理モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
こうすれば、パケットタイプ毎の負荷に応じて、低消費電力な集中処理モードと処理性能が高い分散処理モードとを切り替えることができる。

［適用例４］
適用例１ないし３のいずれかに記載のネットワーク中継装置であって、
各分散処理部は、
受信したパケットに対して装置内シーケンス番号を付与し、
前記装置内シーケンス番号が付与されたパケットを一時的に格納するキューとして、前記分散処理モードにおいて受信したパケットのための分散処理キューと、前記集中処理モードにおいて受信したパケットのための集中処理キューと、を有し、
前記分散処理モードから前記集中処理モードへの移行時に、前記集中処理キューからのパケットの取り出しを優先的に実行して、前記分散処理キューに格納されているパケットよりも小さな装置内シーケンス番号を有するパケットが前記集中処理キューからすべて取り出された後に、前記分散処理キューからのパケットの取り出しを開始する、ネットワーク中継装置。
こうすれば、ネットワーク中継装置から送信されるパケットの送信順序の逆転を抑制することができる。

［適用例５］
適用例１ないし４のいずれかに記載のネットワーク中継装置であって、
前記集中処理モードにおいて、
前記複数の分散処理部のうちから予め選択された処理部が前記集中処理部として機能するとともに、
前記集中処理部が外部装置から受信したパケットは、前記集中処理部自身がパケットの宛先検索を実行する、ネットワーク中継装置。
こうすれば、適用例１の集中処理部が有する機能の一部を、複数の分散処理部のうちから予め選択された分散処理部が担うこととなる。この結果、ネットワーク中継装置の製造コストを抑えることができる。

［適用例６］
ネットワーク中継装置であって、
外部装置との間でパケットの送受信を実行する複数の分散処理部と、
前記複数の分散処理部に接続されたクロスバスイッチと、
前記ネットワーク中継装置の処理モードを切り替えるモード切替部と、
を備え、
前記ネットワーク中継装置は、
（ｉ）前記複数の分散処理部のそれぞれが、受信したマルチキャストパケットの宛先検索を実行し、前記マルチキャストパケットをコピーしたコピーパケットを配布先の数だけ生成し、前記コピーパケットを外部装置に転送する低負荷モードと、
（ｉｉ）前記複数の分散処理部のそれぞれが、受信したマルチキャストパケットの宛先検索を実行し、前記クロスバスイッチは、前記分散処理部の指示に基づき、前記マルチキャストパケットをコピーしたコピーパケットを配布先までに中継する分散処理部の数だけ生成後、前記コピーパケットを前記配布先までに中継する分散処理部に転送し、前記コピーパケットを受信した分散処理部は、前記コピーパケットを再コピーしたパケットを配布先の数だけ生成し、前記パケットを外部装置へ転送する高負荷モードと、
を有し、
前記モード切替部は、前記ネットワーク中継装置の負荷と、前記受信したパケットのヘッダ情報から決定されるパケットタイプとのうちの少なくとも一方に基づいて、前記低負荷モードと前記高負荷モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
こうすれば、ネットワーク中継装置の負荷、もしくは、ネットワーク中継装置が受信したマルチキャストパケットのパケットタイプによって、低消費電力な低負荷モードと、処理性能が高い高負荷モードとを切り替えることができる。この結果、ネットワーク中継装置において、その処理性能を確保しつつ、低消費電力を実現することが可能となる。

［適用例７］
適用例６記載のネットワーク中継装置であって、
前記モード切替部は、前記パケットタイプ毎に前記低負荷モードと前記高負荷モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
こうすれば、パケットタイプの性質に応じて、低消費電力な低負荷モードと、処理性能が高い高負荷モードとを切り替えることができる。

［適用例８］
適用例７記載のネットワーク中継装置であって、
前記モード切替部は、前記パケットタイプ毎の負荷に応じて、当該パケットタイプに関する前記低負荷モードと前記高負荷モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
こうすれば、パケットタイプ毎の負荷に応じて、低消費電力な低負荷モードと、処理性能が高い高負荷モードとを切り替えることができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、ネットワーク中継装置および方法、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記憶媒体等の形態で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例１：
Ｂ．実施例２：
Ｃ．実施例３：
Ｄ．変形例：

Ａ．実施例１：
（Ａ１）ネットワーク中継装置の概略構成：
図１は、本発明の一実施例としてのネットワーク中継装置１０の概略構成を示す説明図である。本実施例のネットワーク中継装置１０は、いわゆるＬＡＮスイッチであり、ブリッジ機能やルータ機能を備えている。このネットワーク中継装置１０は、２つの集中処理部１００（ＩＰＵ＃１、＃２）と、３つの分散処理部２００（ＤＰＵ＃１、＃２、＃３）と、クロスバスイッチ３００（ＣＳＷ）とを備えている。この２つの集中処理部１００のうち、集中処理部ＩＰＵ＃１はマスタ、集中処理部ＩＰＵ＃２はバックアップであるものとする。マスタの集中処理部ＩＰＵ＃１は、分散処理部２００から受信したパケットの経路情報を検索するほか、プロトコル管理や、全体制御、テーブルの同期・更新等を行う。バックアップの集中処理部ＩＰＵ＃２は、集中処理部ＩＰＵ＃１の予備系である。分散処理部２００は、それぞれ３つの物理回線（＃０、＃１、＃２）を備え、外部からのパケットの受信・送信を行う。クロスバスイッチ３００は、集中処理部１００や分散処理部２００からの指示に基づいてパケットの中継を行うスイッチである。２つの集中処理部１００と、３つの分散処理部２００とは、クロスバスイッチ３００を介して接続されている。ただし、クロスバスイッチ３００以外の接続回路を用いて、各処理部を相互に接続してもよい。

ネットワーク中継装置１０は、集中処理モードと、分散処理モードの２つの処理モードを有している。以下で説明するように、集中処理モードでは、パケットを受信した分散処理部２００において宛先検索を行わず、集中処理部１００が宛先検索を実行する。一方、分散処理モードでは、パケットを受信した分散処理部２００自身が宛先検索を実行する。

（Ａ２）各動作モードの概要：
図２は、ネットワーク中継装置１０の集中処理モードを示す説明図である。この図は、分散処理部ＤＰＵ＃１の物理回線＃０からパケットが受信され、分散処理部ＤＰＵ＃２の物理回線＃２からパケットを外部装置へ送信する場合の動作を示している。なお、ネットワーク中継装置１０が物理回線からパケットを受信することを「入力」とも呼び、ネットワーク中継装置１０が物理回線からパケットを送信することを「出力」とも呼ぶ。

集中処理モードでは、分散処理部ＤＰＵ＃１は、受信したパケットの宛先検索を実行することなく、当該パケットを集中処理部ＩＰＵ＃１へ転送する。パケットを受信した集中処理部ＩＰＵ＃１は、経路情報から図示しないテーブルを用いて、宛先検索を実行する。宛先検索では、ｉ）当該パケットの出力先回線がある分散処理部２００と、ｉｉ）その出力先物理回線と、が検索される。その後、集中処理部ＩＰＵ＃１は、パケットのヘッダ情報を更新し、当該パケットを出力先回線がある分散処理部ＤＰＵ＃２へ転送する。これを受信した分散処理部ＤＰＵ＃２は、パケットのヘッダ情報をもとに、該当する物理回線＃２からパケットを出力する。また、このときの集中処理部１００、分散処理部２００、および、各処理の詳細については後述する。

このように、集中処理モードでは、分散処理部ＤＰＵ＃１に代わって、集中処理部１００が入力パケットの宛先検索を実行する。したがって、分散処理部ＤＰＵ＃１は、その機能の一部（例えば、パケットを転送する機能）のみを作動させればよい。このため、例えば、集中処理部１００が、分散処理部２００に比べて宛先検索で消費する電力が小さい検索回路を使用しているような場合、ネットワーク中継装置１０全体として消費電力を低減することができる。

図３は、ネットワーク中継装置１０の分散処理モードを示す説明図である。分散処理モードでは、パケットを受信した分散処理部ＤＰＵ＃１は、自身が宛先検索を実行する。その後、分散処理部ＤＰＵ＃１は、パケットのヘッダ情報を更新し、当該パケットを出力先回線がある分散処理部ＤＰＵ＃２へ転送する。これを受信した分散処理部ＤＰＵ＃２は、パケットのヘッダ情報をもとに、該当する物理回線＃２からパケットを出力する。なお、このときの分散処理部２００、および、各処理の詳細については後述する。また、この場合において集中処理部ＩＰＵ＃１は、宛先検索以外の処理（プロトコル管理、全体制御、テーブルの同期・更新等）を行う。

このように、分散処理モードでは、パケットが集中処理部ＩＰＵ＃１を経由する必要がないため、高速に入力パケットを処理することができる。

なお、集中処理モードと分散処理モードの選択は、分散処理部２００内に設けられた宛先判定処理切替部（後述）によって実行される。このモード選択処理については後述する。

（Ａ３）分散処理部と集中処理部の構成：
図４は、集中処理部１００の概略構成を示す説明図である。集中処理部１００は、パケット転送処理部１１０と、宛先判定部１３０と、装置管理部１４０と、パケットバッファ１５０とを備えている。パケットバッファ１５０は、一時的にパケットを格納しておくためのバッファメモリ領域である。

パケット転送処理部１１０は、クロスバスイッチ３００や、集中処理部１００内の各部に対してパケットを転送する機能を有する。パケット転送処理部１１０は、さらに、バッファ処理部１２０を備えている。バッファ処理部１２０は、パケット読出制御部１２２を備え、宛先判定処理切替部１３４とのヘッダ情報の交換や、パケットバッファ１５０へのパケットの入出力を行う。

宛先判定部１３０は、入力されたパケットの宛先を判定する機能を有する。この宛先判定部１３０は、宛先判定テーブル１３２と、宛先判定処理切替部１３４とを備えている。宛先判定テーブル１３２は、パケットの中継先等の経路情報を保持するテーブルであり、例えば、ＭＡＣテーブルやルーティングテーブルがこれに該当する。宛先判定処理切替部１３４は、パケットのヘッダ情報をもとに宛先判定テーブル１３２を検索し、当該パケットの転送先を決定する。

装置管理部１４０は、ネットワーク中継装置１０の管理機能を有する。この装置管理部１４０は、プロトコル制御部１４２と、障害監視部１４４と、モード設定部１４６とを備えている。プロトコル制御部１４２は、例えば、ＯＳＰＦやＲＩＰ等の制御、ダイナミックルーティングにおけるルーティングテーブルの作成、およびネットワーク中継装置１０間の生存確認を含むレイヤ３に関する処理を行う。障害監視部１４４は、ネットワーク中継装置１０内の各部の状態を監視する。モード設定部１４６は、分散処理部２００の統計情報テーブルを定期的に監視し、その内容に応じて、分散処理部２００の分散／集中処理切替テーブルを更新する。なお、この処理についての詳細は後述する。

図５は、分散処理部２００の概略構成を示す説明図である。分散処理部２００は、パケット転送処理部２１０と、宛先判定部２３０と、パケットバッファ２５０と、回線ＩＦ部２６０と、統計情報テーブル２８０とを備えている。パケットバッファ２５０は、分散処理キュー２５２と、集中処理キュー２５４とを備える。分散処理キュー２５２は、分散処理されるパケットを格納しておくためのキューである。集中処理キュー２５４は、集中処理されるパケットを格納しておくためのキューである。なお、パケットバッファ２５０は、物理的な領域として分散処理キュー２５２および集中処理キュー２５４を備えるものとしたが、これらは論理領域としても良い。

パケット転送処理部２１０は、クロスバスイッチ３００や、分散処理部２００内の各部に対してパケットを転送する機能を有する。パケット転送処理部２１０は、さらに、パケット順序制御部２７０と、バッファ処理部２２０とを備えている。バッファ処理部２２０は、パケット読出制御部２２２と、パケットキューイング処理部２２４とを備えている。パケット読出制御部２２２は、分散処理キュー２５２および集中処理キュー２５４からパケットを読み出す。パケットキューイング処理部２２４は、処理種別に応じて、該当するキューへパケットを格納する。具体的には、分散処理時にはパケットを分散処理キュー２５２へ格納し、集中処理時にはパケットを集中処理キュー２５４へ格納する。パケット順序制御部２７０は、処理種別の状態に応じたパケットの読み出しを行うために、パケット読出制御部２２２を制御する。詳細については後述する。

宛先判定部２３０は、入力されたパケットの宛先を判定する機能を有する。この宛先判定部２３０は、宛先判定テーブル２３２と、宛先判定処理切替部２３４と、分散／集中処理切替テーブル２３６とを備えている。宛先判定テーブル２３２は、パケットの中継先等の経路情報を保持するテーブルであり、例えば、ＭＡＣテーブルやルーティングテーブルがこれに該当する。分散／集中処理切替テーブル２３６は、入力パケットに対して、その処理を分散処理とするか集中処理とするかを判定するためのテーブルである。詳細は後述する。宛先判定処理切替部２３４は、入力パケットに対して分散／集中処理切替テーブル２３６を検索し、その処理種別を決定する。さらに、分散処理の場合、宛先判定処理切替部２３４は、パケットのヘッダ情報をもとに宛先判定テーブル２３２を検索し、当該パケットの転送先を決定する。統計情報テーブル２８０は、入力パケットの流量等の統計情報を格納しておくためのテーブルであり、後述のモード切替処理にて用いられる。詳細については後述する。回線ＩＦ部２６０は、物理回線とのインタフェースである。

（Ａ４）各テーブルの構造：
図６は、分散／集中処理切替テーブル２３６の一例を示す説明図である。分散／集中処理切替テーブル２３６は、フロータイプＦＴＹと、レイヤ２ヘッダ情報Ｌ２ＨＤと、レイヤ３ヘッダ情報Ｌ３ＨＤと、レイヤ４ヘッダ情報Ｌ４ＨＤと、処理モードＤＤとを含んでいる。

フロータイプＦＴＹには、フローの種類を一意に識別可能な記号が格納される。なお、本実施例において「フロー」とは、パケットのヘッダ情報からグループ分け可能なパケットの集合を意味するものとして使用する。レイヤ２ヘッダ情報Ｌ２ＨＤは、さらに、ＶＬＡＮＩＤと、ＵＰＲＩと、付加情報Ｌ２ＯＴと、レイヤ２マルチキャスト区分Ｌ２ＵＭとを含んでいる。ＶＬＡＮＩＤには、フローを識別する情報として、所属しているＶＬＡＮ（ＶｉｒｔｕａｌＬＡＮ、仮想的にグループ分けしたＬＡＮ）の識別記号を格納することができる。ＵＰＲＩには、レイヤ２でのパケットの優先度（ＵｓｅｒＰｒｉｏｒｉｔｙ）を格納することができる。付加情報Ｌ２ＯＴには、例えば、タイプ（上位のレイヤ３のプロトコルを識別するための情報）等を格納することができる。レイヤ２マルチキャスト区分Ｌ２ＵＭには、レイヤ２におけるユニキャスト／マルチキャスト区分を格納することができる。レイヤ３ヘッダ情報Ｌ３ＨＤは、さらに、ＴＯＳと、付加情報Ｌ３ＯＴと、レイヤ３マルチキャスト区分Ｌ３ＵＭとを含んでいる。ＴＯＳには、フローを識別する情報として、パケット送信の優先順位等を指定するための情報（ＴｙｐｅＯｆＳｅｒｖｉｃｅ）を格納することができる。付加情報Ｌ３ＯＴには、例えば、プロトコル（上位のレイヤ４のプロトコルを識別するための情報）等を格納することができる。レイヤ３マルチキャスト区分Ｌ３ＵＭには、レイヤ３におけるユニキャスト／マルチキャスト区分を格納することができる。レイヤ４ヘッダ情報Ｌ４ＨＤには、フローを識別する情報として、例えば、ポート番号（レイヤ５〜７のアプリケーションを識別するための情報）等を格納することができる。処理モードＤＤには、フロータイプＦＴＹ毎に定められた処理種別（集中処理モード／分散処理モード）が格納される。この処理モードＤＤの更新制御（モード切替処理）については後述する。なお、上記はあくまで一例であり、これら条件となる項目は任意に設定することができる。例えば、パケットが入力された物理回線などの条件を加えてもよい。

このようにして、フローをグルーピングするための条件を各フィールドに入力することによって、任意のフロータイプＦＴＹを定めることができる。図６では、条件フィールドには全て「*」が格納されている。この「*」は、どのような値であっても一致するという意味である。したがって、ネットワーク中継装置１０に入力されるパケットは全て「フロータイプＦＴＹ＝ｆ１」に該当し、処理モードＤＤは「集中」となる。

図６のように、ネットワーク中継装置１０に入力されるパケットがすべて同じフロータイプに属するものと設定されている場合には、処理モードＤＤの切り替えは、ネットワーク中継装置１０の負荷（具体的にはパケットの受信量）に基づいて実行される。この処理モードＤＤの切り替えについては後述する。

図７は、分散／集中処理切替テーブル２３６の他の例を示す説明図である。図７では、「ＶＬＡＮＩＤ＝ＶＩＤ１」のパケットは、「フロータイプＦＴＹ＝ｆ１」に該当し、処理モードＤＤは「集中」となる。また、「ＶＬＡＮＩＤ＝ＶＩＤ２」のパケットは、「フロータイプＦＴＹ＝ｆ２」に該当し、処理モードＤＤは「分散」となる。

このように、ネットワーク中継装置１０に入力されるパケットが複数のフロータイプに分類される場合には、各フロータイプの処理モードＤＤの切り替えは、フロータイプ毎の負荷に基づいて実行される。

このように、分散／集中処理切替テーブル２３６を利用すれば、パケットのタイプごとの性質に応じて、或いは、パケットタイプ毎の負荷に応じて、低消費電力な集中処理モードと、処理性能が高い分散処理モードとを切り替えることができる。この結果、ネットワーク中継装置において、その処理性能を確保しつつ、低消費電力を実現することが可能となる。

図８は、統計情報テーブル２８０の一例を示す説明図である。統計情報テーブル２８０は、フロータイプ毎に、統計情報ＳＩと、上限閾値ＵＢと、下限閾値ＬＢとを含んでいる。フロータイプＦＴＹは、図６および図７で説明した通りである。統計情報ＳＩは、積算パケット数ＳＰＣと、積算バイト数ＳＢＣと、前回到着時刻ＳＬＴと、平均パケット数ＳＰＰＳと、平均バイト数ＳＢＰＳとを含んでいる。積算パケット数ＳＰＣは、フロータイプＦＴＹごとの受信パケット数の積算値である。積算バイト数ＳＢＣは、フロータイプＦＴＹごとの受信パケットのバイト数の積算値である。前回到着時刻ＳＬＴは、前回パケットが入力された時刻である。平均パケット数ＳＰＰＳは、１秒あたりに入力されたパケット数である。平均バイト数ＳＢＰＳは、１秒あたりに入力されたパケットのバイト数である。

上限閾値ＵＢと、下限閾値ＬＢとは、後述のモード切替処理にて用いられる、平均パケット数ＳＰＰＳの閾値である。すなわち、図８においては、平均パケット数ＳＰＰＳをネットワーク中継装置１０に対する負荷を示す指標としている。この代わりに、平均バイト数ＳＢＰＳを、負荷を示す指標として用いても良い。さらには、平均パケット数ＳＰＰＳと平均バイト数ＳＢＰＳとの組み合わせを、負荷を示す指標として用いることもできる。なお、上記統計情報テーブル２８０の項目はあくまで一例であり、これらは任意に設定することができる。

（Ａ５）フレームの構造：
図９は、ネットワーク中継装置１０で用いられるフレームの構造を示す説明図である。このフレームＦＭは、装置内ヘッダＩＮＨと、レイヤ２ヘッダＬ２ＨＤと、レイヤ３ヘッダＬ３ＨＤと、レイヤ４ヘッダＬ４ＨＤと、データＤＴとを含んでいる。装置内ヘッダＩＮＨは、処理識別子ＩＮＩと、フロータイプＩＮＴと、装置内シーケンス番号ＩＮＳと、宛先処理部ＩＮＡと、宛先回線ＩＮＤと、装置内優先度ＩＮＰと、付加情報ＩＮＯとを含んでいる。

処理識別子ＩＮＩは、当該パケットの処理種別（集中処理モード／分散処理モード）を識別するための記号である。フロータイプＩＮＴは、当該パケットのフロータイプＦＴＹを識別するための記号である。装置内シーケンス番号ＩＮＳは、パケット入力のあった分散処理部が付与するシーケンス番号である。宛先処理部ＩＮＡは、パケットの転送先となる処理部を識別するための記号である。宛先回線ＩＮＤは、パケットの出力先となる物理回線を識別するための記号である。装置内優先度ＩＮＰは、ネットワーク中継装置１０内部でのパケットの優先度である。

（Ａ６）パケット処理の流れ：
ネットワーク中継装置１０にパケットが入力され、ネットワーク中継装置１０内での処理を経て出力されるまでの処理の流れを、図２（集中処理時）および図３（分散処理時）を用いつつ説明する。

図１０は、パケット受信時の処理手順を示すフローチャートである。まず、分散処理部ＤＰＵ＃１の物理回線＃０からパケットを受信する（図２、図３）。回線ＩＦ部２６０は、パケットのヘッダ内に含まれるパケット処理優先度にしたがって、当該パケットをバッファ処理部２２０へ転送する（ステップＳ１００）。バッファ処理部２２０は、当該パケットに対して空の装置内ヘッダＩＮＨを付与し、パケットをパケットバッファ２５０へ蓄積する（ステップＳ１０２）。また、並行して、当該パケットのヘッダ情報（Ｌ２ＨＤ、Ｌ３ＨＤ、Ｌ４ＨＤ）を宛先判定処理切替部２３４へ送信する（ステップＳ１０４）。宛先判定処理切替部２３４は、受信したヘッダ情報をキーとして分散／集中処理切替テーブル２３６を検索する（ステップＳ１０６）。そして、処理種別となる処理モードＤＤを選択するとともに、フロータイプＦＴＹの値と、シーケンス番号とを決定する（ステップＳ１０８）。その後、処理種別毎の処理フローへ分岐する（ステップＳ１１０）。

図１１は、集中処理時の処理手順を示すフローチャートである。まず、分散処理部ＤＰＵ＃１（図２）の宛先判定処理切替部２３４は、図１０のステップＳ１０８において決定した処理モードＤＤと、フロータイプＦＴＹと、シーケンス番号とをバッファ処理部２２０へ通知する（ステップＳ２００）。バッファ処理部２２０は、通知された情報に対応するパケットをパケットバッファ２５０から読み出す。そして、当該パケットの装置内ヘッダＩＮＨを更新する。具体的には、処理識別子ＩＮＩに処理モードＤＤの値を格納する。同様に、フロータイプＩＮＴにフロータイプＦＴＹの値を、装置内シーケンス番号ＩＮＳにシーケンス番号を格納する。バッファ処理部２２０は、ヘッダを更新したパケットをクロスバスイッチ３００へ転送する（ステップＳ２０２）。クロスバスイッチ３００は、装置内ヘッダＩＮＨの宛先処理部ＩＮＡから特定した処理部（集中処理部ＩＰＵ＃１）へパケットを転送する（ステップＳ２０４）。

集中処理部ＩＰＵ＃１（図２）のバッファ処理部１２０は、受信パケットをパケットバッファ１５０へ蓄積する。そして、受信パケットのヘッダ情報を宛先判定処理切替部１３４へ送信する。宛先判定処理切替部１３４は、受信したヘッダ情報をキーとして宛先判定テーブル１３２検索し、以下に例示する各項目を決定する。
ａ）パケットの通過／廃棄判定
ｂ）装置内の処理優先度
ｃ）パケットの転送先となる処理部
ｄ）パケットの出力先となる物理回線
ｅ）その他
その後、宛先判定処理切替部１３４は、これらの項目をバッファ処理部１２０へ通知する（ステップＳ２０６）。バッファ処理部１２０は、通知された情報に対応するパケットをパケットバッファ１５０から読み出す。そして、当該パケットの装置内ヘッダＩＮＨを更新する。具体的には、装置内優先度ＩＮＰに装置内の処理優先度の値を格納する。同様に、宛先処理部ＩＮＡにパケットの転送先となる処理部の値を、宛先回線ＩＮＤにパケットの出力先となる物理回線の値を格納する。バッファ処理部１２０は、ヘッダを更新したパケットをクロスバスイッチ３００へ転送する（ステップＳ２０８）。クロスバスイッチ３００は、装置内ヘッダＩＮＨの宛先処理部ＩＮＡから特定した処理部（分散処理部ＤＰＵ＃２）へパケットを転送する（ステップＳ２１０）。

分散処理部ＤＰＵ＃２（図２）のパケットキューイング処理部２２４は、受信したパケットを、パケットバッファ２５０内の集中処理キュー２５４に格納する（ステップＳ２１２）。また、パケットキューイング処理部２２４は、パケット読出制御部２２２に対して送信準備完了を通知する（ステップＳ２１４）。その後、パケット送信処理へ遷移する。

このように、集中処理モードにおいては、パケットの出力先となる処理部および物理回線の検索は、集中処理部１００が一括して行う。このため、パケットを受信した分散処理部ＤＰＵ＃１は、その処理種別の決定後は、当該パケットを単に集中処理部ＩＰＵ＃１へ転送すればよい。

図１２は、分散処理時の処理手順を示すフローチャートである。まず、分散処理部ＤＰＵ＃１（図３）の宛先判定処理切替部２３４は、受信したヘッダ情報をキーとして宛先判定テーブル２３２を検索し、図１１で説明したａ）〜ｅ）の各項目を決定する。その後、宛先判定処理切替部２３４は、これらの項目をバッファ処理部２２０へ通知する（ステップＳ３００）。バッファ処理部２２０は、通知された情報に対応するパケットをパケットバッファ２５０から読み出す。そして、当該パケットの装置内ヘッダＩＮＨを更新する。この更新についての詳細は図１１で説明したとおりである。バッファ処理部２２０は、ヘッダを更新したパケットをクロスバスイッチ３００へ転送する（ステップＳ３０２）。クロスバスイッチ３００は、装置内ヘッダＩＮＨの宛先処理部ＩＮＡから特定した処理部（分散処理部ＤＰＵ＃２）へパケットを転送する（ステップＳ３０４）。

分散処理部ＤＰＵ＃２（図３）のパケットキューイング処理部２２４は、受信したパケットを、パケットバッファ２５０内の分散処理キュー２５２に格納する。また、当該パケットのヘッダ情報を宛先判定処理切替部２３４へ送信する（ステップＳ３０６）。宛先判定処理切替部２３４は、受信したヘッダ情報をキーとして宛先判定テーブル２３２を検索し、図１１で説明したａ）、ｂ）、ｅ）の各項目を決定する。その後、宛先判定処理切替部２３４は、これらの項目をバッファ処理部２２０へ通知する（ステップＳ３０８）。バッファ処理部２２０は、通知された情報に対応するパケットをパケットバッファ２５０から読み出し、装置内ヘッダＩＮＨを更新する。この更新についての詳細は図１１で説明したとおりである。そして、バッファ処理部２２０は、パケット読出制御部２２２に対して送信準備完了を通知する（ステップＳ３１０）。その後、パケット送信処理へ遷移する。

このように、分散処理モードにおいては、パケットの出力先となる処理部および物理回線の検索は、パケットの入力があった分散処理部（分散処理部ＤＰＵ＃１）が自ら行うこととなる。

図１３は、外部装置へのパケット送信処理の処理手順を示すフローチャートである。分散処理部ＤＰＵ＃２（図２、３）のパケット順序制御部２７０は、パケット読出制御部２２２に対して読み出し制御信号を送信する。この読み出し制御信号に従い、パケット読出制御部２２２は、処理毎のキューからパケットを読み出し、回線ＩＦ部２６０へ送信する（ステップＳ４００）。この読み出し制御信号を発する処理（以降、「送信順序制御」とも呼ぶ。）については、後述する。回線ＩＦ部２６０は、受信したパケットを、宛先となる物理回線＃２から出力する（ステップＳ４０２）。

図１４は、パケット順序制御部２７０による送信順序制御についての説明図である。この送信順序制御は、集中処理状態ＣＰＭと、分散処理移行状態ＣＤＭと、分散処理状態ＤＰＭとを含んでいる。

集中処理状態ＣＰＭは、集中処理モードにおけるパケット順序制御部２７０の振る舞いを示している。具体的には、集中処理状態ＣＰＭにおいてパケット順序制御部２７０は、集中処理キュー２５４からのパケット読み出しを指示する。一方、分散処理キュー２５２からのパケット読み出しは抑止される。なお、この読み出し指示は、図１３で説明したとおりパケット読出制御部２２２に対して行われる。そして、後述のモード切替処理によって、処理種別が集中処理から分散処理へと切り替わった場合、パケット順序制御部２７０に対して処理種別変更通知「集中→分散」がなされる。この処理種別変更通知「集中→分散」があった場合、処理状態は分散処理移行状態ＣＤＭへと移行する。

分散処理移行状態ＣＤＭは、集中処理モードから分散処理モードへの移行時におけるパケット順序制御部２７０の振る舞いを示している。具体的には、分散処理移行状態ＣＤＭにおいてパケット順序制御部２７０は、集中処理キュー２５４からのパケット読み出しを優先的に実行する。すなわち、集中処理キュー２５４からパケットを読み出し、分散処理キュー２５２からのパケット読み出しは抑止される。分散処理移行状態ＣＤＭにおいて、以下の条件１、２のうちのいずれかが成立した場合、処理状態は分散処理状態ＤＰＭへと移行する。
（条件１）分散処理キュー２５２の先頭パケットの装置内シーケンス番号ＩＮＳよりも小さいシーケンス番号を持つ集中処理キュー２５４内パケットを送信完了した場合
（条件２）処理時間が所定のタイムアウト時間を超過した場合

分散処理状態ＤＰＭは、分散処理モードにおけるパケット順序制御部２７０の振る舞いを示している。具体的には、分散処理状態ＤＰＭにおいてパケット順序制御部２７０は、分散処理キュー２５２からのパケット読み出しを指示する。一方、集中処理キュー２５４からのパケット読み出しは抑止される。そして、後述のモード切替処理によって、処理種別が分散処理から集中処理へと切り替わった場合、パケット順序制御部２７０に対して処理種別変更通知「分散→集中」がなされる。この処理種別変更通知「分散→集中」があった場合、処理状態は集中処理状態ＣＰＭへと移行する。

このように、集中処理モードから分散処理モードへの移行状態（分散処理移行状態ＣＤＭ）を設けることによって、集中処理と分散処理との処理速度の違いから生じるパケットの送信順序逆転を抑制することができる。なお、集中処理モードと分散処理モードとでは、通常、分散処理モードの処理速度の方が速いことから、集中処理移行状態（分散処理モードから集中処理モードへの移行状態）は設けていない。しかし、この集中処理移行状態を設けることも可能である。

（Ａ７）中継モードの切り替え：
図１５は、フロータイプ毎のモード切替処理の処理手順を示すフローチャートである。図１５における処理主体は、マスタ集中処理部である集中処理部ＩＰＵ＃１のモード設定部１４６である（図４）。まず、モード設定部１４６は、現在の処理モードをチェックする（ステップＳ５００）。具体的には、分散処理部ＤＰＵ＃１の分散／集中処理切替テーブル２３６（図６、図７）の処理モードＤＤフィールドの値を確認する（ステップＳ５０２）。

処理モードＤＤが「集中」の場合、モード設定部１４６は、統計情報テーブル２８０（図８）の統計情報の値と、上限閾値ＵＢの値とを比較する（ステップＳ５１０）。図８の例では、平均パケット数ＳＰＰＳの値と、上限閾値ＵＢの値とを比較する。ステップＳ５１２において統計情報の値が上限閾値ＵＢ以上でない場合、モード設定部１４６は、一定時間待機後ステップＳ５００へ戻り、監視を継続する（ステップＳ５３０）。一方、統計情報の値が上限閾値ＵＢ以上の場合、モード設定部１４６は、分散／集中処理切替テーブル２３６の処理モードＤＤの値を「分散」へと更新する（ステップＳ５１４）。次にモード設定部１４６は、分散処理部ＤＰＵ＃１、＃２、＃３のパケット順序制御部２７０に対して、処理種別変更通知「集中→分散」を通知する（ステップＳ５１６）。モード設定部１４６は、一定時間待機後ステップＳ５００へ戻り、監視を継続する（ステップＳ５３０）。

処理モードＤＤが「分散」の場合、モード設定部１４６は、統計情報テーブル２８０の統計情報の値と、下限閾値ＬＢの値とを比較する（ステップＳ５２０）。図８の例では、平均パケット数ＳＰＰＳの値と、下限閾値ＬＢの値とを比較する。ステップＳ５２２において統計情報の値が下限閾値ＬＢ以下でない場合、モード設定部１４６は、一定時間待機後ステップＳ５００へ戻り、監視を継続する（ステップＳ５３０）。一方、統計情報の値が下限閾値ＬＢ以下の場合、モード設定部１４６は、分散／集中処理切替テーブル２３６の処理モードＤＤの値を「集中」へと更新する（ステップＳ５２４）。次にモード設定部１４６は、分散処理部ＤＰＵ＃１、＃２、＃３のパケット順序制御部２７０に対して、処理種別変更通知「分散→集中」を通知する（ステップＳ５２６）。モード設定部１４６は、一定時間待機後ステップＳ５００へ戻り、監視を継続する（ステップＳ５３０）。

なお、上記では、各分散処理部が、図６に示した分散／集中処理切替テーブル２３６を有する場合の、分散処理部ＤＰＵ＃１の処理モードの設定を例として説明した。しかし、このモード切替処理をフロータイプ毎に行うことで、図７に示した分散／集中処理切替テーブル２３６を有する場合の、処理モードの設定についても対応可能である。

なお、図６の例ではネットワーク中継装置１０に入力されるパケットがすべて同じフロータイプに属するので、処理モードの切り替えは、ネットワーク中継装置１０の負荷のみに基づいて実行される。一方、図７の例では、ネットワーク中継装置１０に入力されるパケットが複数のフロータイプに分類されるので、処理モードの切り替えは、各フロータップ毎の負荷に基づいて実行される。さらに、特定のフロータイプ（例えばマルチキャストやブロードキャスト）のパケットについては、そのフロータイプの負荷の大小に拘わらず、常に一定の処理モード（例えば分散処理モード）が実行されるように切替テーブル２３６を設定してもよい。したがって、本実施例においては、モード設定部１４６と、宛先判定処理切替部２３４とが協働して、モード切替部としての機能を実現している。これらの説明から理解できるように、本実施例における処理モードの切り替えは、ネットワーク中継装置の負荷と、フロータイプ（すなわちパケットタイプ）とのうちの少なくとも一方に基づいて実行されることが好ましい。

以上のように、第１実施例におけるネットワーク中継装置は、ネットワーク中継装置の負荷の高低、もしくは、ネットワーク中継装置が受信したパケットのパケットタイプに応じて、低消費電力な集中処理モードと処理性能が高い分散処理モードとを切り替える。この結果、ネットワーク中継装置において、その処理性能を確保しつつ、低消費電力を実現することが可能となる。

Ｂ．実施例２：
図１６は、第２実施例におけるネットワーク中継装置１０ａを示す説明図である。図１および図２で示した第１実施例との違いは、集中処理部１００の代わりに、プロトコル処理部４００と、統括分散処理部２００ａとを備える点である。プロトコル処理部４００は、図１において説明した集中処理部１００の機能のうち、プロトコル管理、全体制御、テーブルの同期・更新等を行う。一方、統括分散処理部２００ａとしての分散処理部ＤＰＵ＃３は、図１において説明した集中処理部１００の機能のうち、パケットの宛先検索を行う。したがって、統括分散処理部２００ａは、一種の集中処理部として機能している。

集中処理モード時において、分散処理部ＤＰＵ＃１では、入力パケットの処理種別を決定する。処理種別が「集中処理」の場合は、分散処理部ＤＰＵ＃１からクロスバスイッチＣＳＷを経由して、当該パケットは統括分散処理部２００ａへ転送される。パケットを受信した分散処理部ＤＰＵ＃３は、図２において説明した集中処理部ＩＰＵ＃１の処理と同様の処理を行う。なお、ネットワーク中継装置１０ａの分散処理モード時の動作は図３と同様である。

このような構成としても、第１実施例と同様に、ネットワーク中継装置の処理性能を確保しつつ、低消費電力を実現することが可能となる。さらに、第２実施例においては、集中処理部が有する機能の一部を統括分散処理部が担うこととなる。この結果、ネットワーク中継装置の製造コストを抑えることができる。

Ｃ．実施例３：
図１７は、第３実施例におけるネットワーク中継装置１０ｂを示している。第３実施例におけるネットワーク中継装置１０ｂの各部（集中処理部１００、分散処理部２００、クロスバスイッチ３００）の構成は、第１実施例と同じである。しかし、第３実施例におけるネットワーク中継装置１０ｂは、分散処理時において、低負荷モードと、高負荷モードとを有する点で第１実施例とは異なる。図１７は、分散処理部ＤＰＵ＃１の物理回線＃０からマルチキャストパケットが入力された場合の動作を示す説明図である。なお、このマルチキャストパケットの配布先は分散処理部ＤＰＵ＃２の物理回線＃０、＃１、および、分散処理部ＤＰＵ＃３の物理回線＃１、＃２である。

まず、分散処理部ＤＰＵ＃１において、入力パケットの複製種別を決定する。この複製種別は、低負荷モードと、高負荷モードの２つのモードがあり、処理すべきパケットの数に応じて決定される。なお、詳細については後述する。複製種別が低負荷モードの場合、分散処理部ＤＰＵ＃１は、マルチキャストパケットの出力先となる分散処理部と物理回線とを、経路情報から検索する。そして、分散処理部ＤＰＵ＃１は、マルチキャストパケットを複製したうえで、ヘッダ情報を更新し、当該複製パケットを、宛先分散処理部へ転送する。分散処理部ＤＰＵ＃１は、パケットの複製と転送の処理を、マルチキャストパケットの出力先となる物理回線の数（図１７の例では４回）だけ繰り返す。

図１８は、ネットワーク中継装置１０ｂの高負荷モードを示す説明図である。高負荷モードの場合、分散処理部ＤＰＵ＃１は、マルチキャストパケットの出力先となる分散処理部を経路情報から検索する。なお、ここでは、出力先物理回線まで検索する必要はない。そして、分散処理部ＤＰＵ＃１は、クロスバスイッチＣＳＷへパケットを転送する。クロスバスイッチＣＳＷは、分散処理部ＤＰＵ＃１からの指示に基づき、マルチキャストパケットを複製し、出力先分散処理部に転送する。当該複製パケットを受け取った分散処理部は、出力先となる物理回線を経路情報から検索する。そして、マルチキャストパケットの出力先となる物理回線の数だけパケットを複製し、当該複製パケットを出力する。

図１９は、低負荷モードと高負荷モードの切り替えの方法を示すグラフである。縦軸は消費電力を、横軸は負荷を示している。この負荷は、単位時間当たりの処理パケット数により決定される。そして、この処理パケット数は、例えば、マルチキャストテーブルを作成する際の情報から知ることができる。

高負荷モード（図１８）では、クロスバスイッチＣＳＷをコピーモードで動作させるため、処理パケット数が少ない場合であっても高消費電力となる。しかし、クロスバスイッチＣＳＷの特性を生かした高速な複製処理ができるという利点がある。一方、低負荷モード（図１７）では、パケット入力があった分散処理部２００（分散処理部ＤＰＵ＃１）のみでパケットのコピーを行うため、処理パケット数が少ない場合は低消費電力である。しかし、分散処理部２００の処理性能には限界があるため、処理パケット数が増大すると、パケットを処理しきれないという問題がある。

そこで、低負荷モードにおける分散処理部２００の処理性能の限界に多少の余裕を持たせたＢＶ地点において、低負荷モードから高負荷モードへと、複製種別の切り替えを行うことが好ましい。なお、図１９では、ネットワーク中継装置１０ｂの入力パケット数から求めた負荷によって、低負荷モードと、高負荷モードとを切り替えるものとした。しかし、この切り替え指針は任意のものを採用することができる。例えば、ネットワーク中継装置１０ｂに対する出力パケット数から求めた負荷によって各モードを切り替えるものとしても良い。

図２０は、第３実施例における分散／集中処理切替テーブル２３６の例を示す説明図である。このテーブルについては図６で説明したとおりである。図２０では、レイヤ２および３におけるユニキャストパケットは「フロータイプＦＴＹ＝ｆ１」に該当し、処理モードＤＤは「分散」となる。また、レイヤ２および３におけるマルチキャストパケットは「フロータイプＦＴＹ＝ｆ２」に該当し、処理モードＤＤは「低負荷モード」となる。なお、高負荷モードと低負荷モードとの間のモード切替は、図１５で説明した方法と同様の方法で行うことができる。

このような構成としても、第１実施例と同様に、ネットワーク中継装置の処理性能を確保しつつ、低消費電力を実現することが可能となる。さらに、第３実施例においては、低消費電力な低負荷モードと、処理性能が高い高負荷モードとを切り替えることができる。この結果、マルチキャストパケットの中継時における、ネットワーク中継装置の消費電力をより低減することができる。

Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｄ１．変形例１：
上記実施例では、ネットワーク中継装置がレイヤ２のブリッジとして機能する場合と、レイヤ３のルータとして機能する場合との区別をせずに、いずれの場合であっても集中処理モードと分散処理モードとを切り替えるものとして記載した。しかし、上記実施例において記載した態様に限らず、任意の態様を採用することができる。例えば、レイヤ２においては分散処理を行うものとし、レイヤ３において集中処理と分散処理とを切り替える構成とすることも可能である。

Ｄ２．変形例２：
上記実施例では、モード設定部は集中処理部内に配置するものとしたが、モード設定部は、集中処理部内に限らず任意の位置に配置することができる。例えば、各分散処理部内に配置する構成としてもよいし、ネットワーク中継装置内に独立して配置する構成としてもよい。なお、分散処理部内に配置する構成とした場合、処理部間の監視負荷が軽減される点において好ましい。

Ｄ３．変形例３：
上記第３実施例のネットワーク中継装置は、２つの中継モード（集中処理モード／分散処理モード）に加えて、さらに２つの複製モード（低負荷モード／高負荷モード）を有するものとした。しかし、上記実施例において記載した態様に限らず、任意の態様を採用することができる。具体的には、これら中継モードと複製モードとは、ネットワーク中継装置に対して独立に搭載することができる。例えば、２つの複製モードのみを有するネットワーク中継装置を構成することも可能である。

Ｄ４．変形例４：
上記実施例においては、各分散処理部が同じ内容の分散／集中処理切替テーブルを持つものとして記載した。しかし、上記実施例において記載した態様に限らず、任意の態様を採用することができる。具体的には、例えば、各分散処理部が異なる内容の分散／集中処理切替テーブルを持ち、各分散処理部毎の負荷に応じた処理種別を決定するものとしても良い。また、各分散処理部が、複数の分散／集中処理切替テーブルを有するものとしても良い。

Ｄ５．変形例５：
上記実施例においては、ネットワーク中継装置の負荷に応じて、処理種別を切り替えるものとした。しかし、ネットワーク中継装置の負荷に限らず、処理種別を切り替えるための条件は、任意の条件とすることができる。例えば、集中処理モードにおいて、集中処理部が故障した場合に、集中処理モードから分散処理モードへ切り替える構成とすることができる。

本発明の一実施例としてのネットワーク中継装置１０の概略構成を示す説明図である。ネットワーク中継装置１０の集中処理モードを示す説明図である。ネットワーク中継装置１０の分散処理モードを示す説明図である。集中処理部１００の概略構成を示す説明図である。分散処理部２００の概略構成を示す説明図である。分散／集中処理切替テーブル２３６の一例を示す説明図である。分散／集中処理切替テーブル２３６の他の例を示す説明図である。統計情報テーブル２８０の一例を示す説明図である。ネットワーク中継装置１０で用いられるフレームの構造を示す説明図である。パケット受信時の処理手順を示すフローチャートである。集中処理時の処理手順を示すフローチャートである。分散処理時の処理手順を示すフローチャートである。外部装置へのパケット送信処理の処理手順を示すフローチャートである。パケット順序制御部２７０による送信順序制御についての説明図である。フロータイプ毎のモード切替処理の処理手順を示すフローチャートである。第２実施例におけるネットワーク中継装置１０ａを示す説明図である。第３実施例におけるネットワーク中継装置１０ｂを示している。ネットワーク中継装置１０ｂの高負荷モードを示す説明図である。低負荷モードと高負荷モードの切り替えの方法を示すグラフである。第３実施例における分散／集中処理切替テーブル２３６の例を示す説明図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ…ネットワーク中継装置
１００…集中処理部
１１０…パケット転送処理部
１２０…バッファ処理部
１２２…パケット読出制御部
１３０…宛先判定部
１３２…宛先判定テーブル
１３４…宛先判定処理切替部
１４０…装置管理部
１４２…プロトコル制御部
１４４…障害監視部
１４６…モード設定部
１５０…パケットバッファ
２００…分散処理部
２００ａ…統括分散処理部
２１０…パケット転送処理部
２２０…バッファ処理部
２２２…パケット読出制御部
２２４…パケットキューイング処理部
２３０…宛先判定部
２３２…宛先判定テーブル
２３４…宛先判定処理切替部
２３６…切替テーブル
２５０…パケットバッファ
２５２…分散処理キュー
２５４…集中処理キュー
２７０…パケット順序制御部
２８０…統計情報テーブル
３００…クロスバスイッチ
４００…プロトコル処理部

Claims

ネットワーク中継装置であって、
外部装置との間でパケットの送受信を実行する複数の分散処理部と、
前記複数の分散処理部に接続された集中処理部と、
前記ネットワーク中継装置の処理モードを切り替えるモード切替部と、
を備え、
前記ネットワーク中継装置は、
（ｉ）前記複数の分散処理部のそれぞれが、受信したパケットの宛先検索を実行して前記パケットを外部装置に転送する分散処理モードと、
（ｉｉ）前記複数の分散処理部のそれぞれが、受信したパケットの宛先検索を実行すること無く前記パケットを前記集中処理部に転送するとともに、前記集中処理部が前記パケットの宛先検索を実行して前記複数の分散処理部のいずれかを介して前記パケットを外部装置に転送する集中処理モードと、
を有し、
前記モード切替部は、前記ネットワーク中継装置の負荷と、前記受信したパケットのヘッダ情報から決定されるパケットタイプとのうちの少なくとも一方に基づいて、前記分散処理モードと前記集中処理モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
請求項１記載のネットワーク中継装置であって、
前記モード切替部は、前記パケットタイプ毎に前記分散処理モードと前記集中処理モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
請求項２記載のネットワーク中継装置であって、
前記モード切替部は、前記パケットタイプ毎の負荷に応じて、当該パケットタイプに関する前記分散処理モードと前記集中処理モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載のネットワーク中継装置であって、
各分散処理部は、
受信したパケットに対して装置内シーケンス番号を付与し、
前記装置内シーケンス番号が付与されたパケットを一時的に格納するキューとして、前記分散処理モードにおいて受信したパケットのための分散処理キューと、前記集中処理モードにおいて受信したパケットのための集中処理キューと、を有し、
前記分散処理モードから前記集中処理モードへの移行時に、前記集中処理キューからのパケットの取り出しを優先的に実行して、前記分散処理キューに格納されているパケットよりも小さな装置内シーケンス番号を有するパケットが前記集中処理キューからすべて取り出された後に、前記分散処理キューからのパケットの取り出しを開始する、ネットワーク中継装置。
請求項１ないし４のいずれかに記載のネットワーク中継装置であって、
前記集中処理モードにおいて、
前記複数の分散処理部のうちから予め選択された処理部が前記集中処理部として機能するとともに、
前記集中処理部が外部装置から受信したパケットは、前記集中処理部自身がパケットの宛先検索を実行する、ネットワーク中継装置。
ネットワーク中継装置であって、
外部装置との間でパケットの送受信を実行する複数の分散処理部と、
前記複数の分散処理部に接続されたクロスバスイッチと、
前記ネットワーク中継装置の処理モードを切り替えるモード切替部と、
を備え、
前記ネットワーク中継装置は、
（ｉ）前記複数の分散処理部のそれぞれが、受信したマルチキャストパケットの宛先検索を実行し、前記マルチキャストパケットをコピーしたコピーパケットを配布先の数だけ生成し、前記コピーパケットを外部装置に転送する低負荷モードと、
（ｉｉ）前記複数の分散処理部のそれぞれが、受信したマルチキャストパケットの宛先検索を実行し、前記クロスバスイッチは、前記分散処理部の指示に基づき、前記マルチキャストパケットをコピーしたコピーパケットを配布先までに中継する分散処理部の数だけ生成後、前記コピーパケットを前記配布先までに中継する分散処理部に転送し、前記コピーパケットを受信した分散処理部は、前記コピーパケットを再コピーしたパケットを配布先の数だけ生成し、前記パケットを外部装置へ転送する高負荷モードと、
を有し、
前記モード切替部は、前記ネットワーク中継装置の負荷と、前記受信したパケットのヘッダ情報から決定されるパケットタイプとのうちの少なくとも一方に基づいて、前記低負荷モードと前記高負荷モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
請求項６記載のネットワーク中継装置であって、
前記モード切替部は、前記パケットタイプ毎に前記低負荷モードと前記高負荷モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。
請求項７記載のネットワーク中継装置であって、
前記モード切替部は、前記パケットタイプ毎の負荷に応じて、当該パケットタイプに関する前記低負荷モードと前記高負荷モードの切り替えを実行する、ネットワーク中継装置。