JP2010504680A - ネットワークエレメントにおける耐障害性媒体アクセス制御（ｍａｃ）アドレス割り当て - Google Patents

Abstract

ネットワークエレメント（ＮＥ）２０は、第１の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス値を保持するバックプレーン記憶装置５６を有するバックプレーン３６を有する。さらにＮＥは、ネットワークインタフェースにそれぞれ割り当てるＭＡＣアドレスを使用してネットワーク中継線３２によって通信するように構成されるネットワークインタフェース３０を有し、バックプレーンと接続される複数のトリビュタリ・モジュール２８を有する。さらにＮＥは、バックプレーンを介してトリビュタリ・モジュールとバックプレーン記憶装置と通信し、第２のＭＡＣアドレス値を保持するＣＦＭ記憶装置５６を有する共通機能モジュール（ＣＦＭ）４４を有する。ＣＦＭは、ＣＦＭがバックプレーン記憶装置にアクセスできないときは第２のＭＡＣアドレス値の中からＭＡＣアドレスを選択することによって、ＭＡＣアドレスをネットワークインタフェースに割り当てるようにされる。

Description

本発明は、通信ネットワークに関する。特に、ネットワークエレメントにおける媒体アクセス制御（ＭＡＣ）割り当て方法およびシステムに関する。

通信ネットワークにおける耐障害性およびバックアップを提供する技術において多くの方法が周知である。一例では、開示内容が参考として本出願に組み込まれる米国特許６，７７５，２７８には、ＩＰネットワークと接続したシステムにおけるアドレス解決プロトコル（address resolution protocol、ＡＰＲ）要求に対して、単一かつ一貫した応答を構成することを保証する方法が記載されている。アダプタＡがアクティブになると、所有するホストは、ＡＰＲの通知をアダプタによってネットワーク内に送信する。異なるアダプタＢを介して送信したホストが通知を受信すると、そのホストは、アダプタＢがアダプタＡと同じ物理ネットワークに置かれていることを認識する。アダプタＢを、アダプタＡのバックアップアダプタに指定することができるとともに、アダプタＡを、アダプタＢのバックアップアダプタに指定することができる。

アダプタＡが故障したときやアクティブでなくなったときは、ホストは、アダプタＡをバックアップアダプタとしてマークしたアダプタのバックアップアダプタフィールドをリセットする。また、アダプタＢをアダプタＡのバックアップのために指定していたときは、ホストは、アダプタＢの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス（ＭＡＣ-Ｂ）とアダプタＡのインターネット・プロトコル（ＩＰ）アドレス（ＩＰ-Ａ）とを関連付けるＡＰＲ通知を送信する。この方法により、当初はアダプタＡを介して働いていたネットワーク接続は混乱を生ずることなくアダプタＢによって機能し続けるようになり、次の新しい接続のホストへのアクセスも提供される。

別の一例では、開示内容が参考として本出願に組み込まれる米国特許６，７６０，８５９には、データ処理システムと構内通信網（local area network、ＬＡＮ）とを接続するアダプタ群のあるアダプタが故障したときに、混乱を生じることがない切り替えをバックアップアダプタによって提供する方法、プログラム製品および装置について記載されている。アダプタは、１以上の群に配置し、それぞれの群は、少なくとも２つの要素を有し、１つの要素は、アイドル状態でバックアップアダプタとなる。IEEE８０２．２標準に従って、それぞれのアダプタについてアイドル状態を監視する。故障を検出すると、故障したアダプタの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスがバックアップアダプタにロードされ、バックアップアダプタがアクティブ状態におかれて、混乱を生ずることなく故障したアダプタから切り替わる。

本発明の実施形態にしたがって提供するネットワークエレメントは、
第１の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス値を保持するバックプレーン記憶装置を有するバックプレーンと、
ネットワークインタフェースにそれぞれ割り当てるＭＡＣアドレスを使用してネットワーク中継線（network trunks）によって通信するように構成されるネットワークインタフェースを有し、バックプレーンと接続される複数のトリビュタリ・モジュールと、
共通機能モジュール（ＣＦＭ）であって、バックプレーンを介してトリビュタリ・モジュールとバックプレーン記憶装置に通信するように接続され、第２のＭＡＣアドレス値を保持するＣＦＭ記憶装置を有し、ＣＦＭがバックプレーン記憶装置にアクセスできるときは第１のＭＡＣアドレス値の中からＭＡＣアドレスを選択し、ＣＦＭがバックプレーン記憶装置にアクセスできないときは第２のＭＡＣアドレス値の中からＭＡＣアドレスを選択することによって、ＭＡＣアドレスをネットワークインタフェースに割り当てるようにされるＣＦＭと、
を有する。

ある実施形態では、トリビュタリ・モジュールは、少なくとも第１のトリビュタリ・モジュールと第２のトリビュタリ・モジュールとを有し、第１のトリビュタリ・モジュールは、第２のトリビュタリ・モジュールをバックアップするように構成され、ＣＦＭは、第２のトリビュタリ・モジュールが故障したときに、第２のトリビュタリ・モジュールが使用したＭＡＣアドレスを第１のトリビュタリ・モジュールに割り当てるようにされる。

開示する実施形態では、ＣＦＭは第１のＣＦＭと第２のＣＦＭとを有し、第１のＣＦＭは主要なＣＦＭとして働くように選択され、第２のＣＦＭは補助的なＣＦＭとして働き、主要なＣＦＭが故障したときに主要なＣＦＭに置き換わるように選択される。

他の実施形態では、第１のＣＦＭと第２のＣＦＭのそれぞれは、第１のＣＦＭと第２のＣＦＭのうちの１つのＣＦＭのみがバックプレーン記憶装置とアクセスできることを検知し、第１のＣＦＭと第２のＣＦＭのうちの、バックプレーン記憶装置にアクセスできる１つのＣＦＭを主要なＣＦＭとして選択するようにされる。

また、他の実施形態では、主要なＣＦＭは、主要なＣＦＭが故障したときに補助的なＣＦＭを主要なＣＦＭに置き換えられるように、ネットワークインタフェースに割り当てるように選択したＭＡＣアドレスと、先に行われたＭＡＣアドレス割り当てとに補助的なＣＦＭを書き換えるようにする。

ある実施形態では、ネットワークエレメントは、第１のＣＦＭと第２のＣＦＭとを相互に接続するハンドシェイク・インタフェースを有し、第１のＣＦＭと第２のＣＦＭとはそれぞれ、バックプレーン記憶装置とアクセス可能か否かを表すメッセージをハンドシェイク・インタフェースによって送信するようにされる。他の実施形態では、バックプレーン記憶装置は、第１の記憶装置と第２の記憶装置とを有し、第１のＣＦＭと第２のＣＦＭのそれぞれは、第１の記憶装置と第２の記憶装置とアクセスするようにされる。

また、他の実施形態では、第１のＣＦＭと第２のＣＦＭとはそれぞれ、第１のＣＦＭと第２のＣＦＭとの双方がバックプレーン記憶装置にアクセスできないという判定に応答してバックプレーン故障警報を生成するようにされる。追加的または代替的には、第１のＣＦＭと第２のＣＦＭとはそれぞれ、第１のＣＦＭと第２のＣＦＭのただ１つのＣＦＭのみがバックプレーン記憶装置にアクセスできないという判定に応答してＣＦＭ故障警報を生成するようにされる。

さらに、本発明の実施形態にしたがって提供するネットワークエレメントにおけるアドレス割り当て方法は、
ネットワークエレメントのバックプレーンのバックプレーン記憶装置に第１の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス値を記憶するステップと、
バックプレーンと接続した共通機能モジュール（ＣＦＭ）のＣＦＭ記憶装置に第２のＭＡＣアドレス値を記憶するステップと、
ＣＦＭを使用し、ネットワークエレメントのトリビュタリ・モジュールのネットワークインタフェースにそれぞれ割り当てるＭＡＣアドレスを、ＣＦＭがバックプレーン記憶装置にアクセスできるときはＭＡＣアドレスを第１のＭＡＣアドレス値の中から選択し、ＣＦＭがバックプレーン記憶装置にアクセスできないときはＭＡＣアドレスを第２のＭＡＣアドレス値の中から選択するステップと、
バックプレーンを介するＣＦＭとトリビュタリ・モジュールとの間の通信によって、選択したＭＡＣアドレスをネットワークインタフェースに割り当てるステップと、
割り当てたＭＡＣアドレスを使用してネットワーク中継線によって、ネットワークインタフェースを介する通信を確立するステップと、
を有する。

また、本発明の実施形態にしたがって提供するネットワークエレメントの共通機能モジュール（ＣＦＭ）で使用するアドレス割り当てのためのコンピュータソフトウェア製品は、
第１のＭＡＣアドレス値を保持するバックプレーン記憶装置を有するバックプレーンと、バックプレーンと接続する複数のトリビュタリ・モジュールとを有し、
ＣＦＭは、第２のＭＡＣアドレス値を保持するＣＦＭ記憶装置を有し、製品は、コンピュータが読み取り可能な、プログラム命令が記憶される媒体を有し、プログラム命令は、コンピュータに読み取られたときに、バックプレーンを介してトリビュタリ・モジュールと通信することにより、トリビュタリ・モジュールのそれぞれのネットワークインタフェースにＭＡＣアドレスをコンピュータに割り当てさせ、ＣＦＭがバックプレーン記憶装置にアクセスできるときは割り当てたＭＡＣアドレスを第１のＭＡＣアドレス値の中からコンピュータに選択させ、ＣＦＭがバックプレーン記憶装置にアクセスできないときは割り当てたＭＡＣアドレスを第２のＭＡＣアドレス値の中からコンピュータに選択させる。

本発明は、以下の本発明に係る実施形態の詳細な説明を図面とともに解釈することにより十分に理解されることになる。

本発明の実施形態に関するネットワークエレメントを概略的に説明するブロック図を示す図である。 本発明の実施形態に関するＭＡＣアドレスの割り当て方法を概略的に説明するフローチャートを示す図である。

概説
本発明の実施形態は、ネットワークエレメントにおいて媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスを割り当てる改良されたシステムおよび方法を提供する。ある実施形態では、ネットワークエレメントは、バックプレーンによって相互に接続する複数のトリビュタリ・モジュールを有する。それぞれのトリビュタリ・モジュールは１つ以上のネットワークインタフェースを有する。ＭＡＣアドレスは、所定のアドレスのセットからネットワークインタフェースに弾力的に割り当てる。このように弾力的にアドレスを割り当てることにより、例えば故障の際に、故障したモジュールが使用したアドレスを保持したまま、トリビュタリ・モジュールを他のモジュールに置き換えることができる。

ＭＡＣアドレスは、共通機能モジュール（common function module、ＣＦＭ）が割り当てる。ある実施形態では、ネットワークエレメントは、保護構成となる２つのＣＦＭを有し、１つのモジュールは主要なＣＦＭとして働き、他のモジュールは補助的なＣＦＭとして働く。種々のネットワークインタフェースに割り当てるＭＡＣアドレスのセットは、インベントリと呼ばれる記憶装置に記憶される。１つのインベントリはバックプレーンに位置し、他のインベントリはそれぞれのＣＦＭに位置する。それぞれのインベントリは、一般的には異なるＭＡＣアドレスのセットを保持するが、必ずしも異なるＭＡＣアドレスのセットを保持する必要はない。

標準の動作状態では、ＣＦＭ（２つのＣＦＭを使用しているときは、主要なＣＦＭ）は、バックプレーン・インベントリに記憶したＭＡＣアドレスを読み取り、そのアドレスをネットワークエレメントの種々のネットワークインタフェースに割り当てる。ＣＦＭがバックプレーン・インベントリにアクセスできない場合は、ローカルなインベントリに記憶したＭＡＣアドレスを使用する。ある実施形態では、ネットワークエレメントにインストールしたＣＦＭの１つだけしかバックプレーン・インベントリにアクセスできない場合は、このＣＦＭを主要なＣＦＭに選択する。一般的には、主要なＣＦＭは、使用したＭＡＣアドレスと既に実行したＭＡＣアドレス割り当てに、補助的なＣＦＭを書き換える。この結果、主要なＣＦＭが故障して補助的なCMFに置き換わったとき、補助的なＣＦＭは、同じＭＡＣアドレスと同じアドレス割り当てとを使用し続けることができる。

本明細書で説明するシステムおよび方法によって、ネットワークエレメントにおいて弾力的かつ耐障害性を有するＭＡＣアドレス割り当てが可能になる。このシステムおよび方法を使用して、ＣＦＭ、バックプレーンおよびトリビュタリ・モジュールに故障が生じたときにＭＡＣアドレスを割り当て続けることができる。トリビュタリ・モジュールとＣＦＭの切り替え保護において、現在使用するＭＡＣアドレスとＭＡＣアドレス割り当てとを維持する。

ＣＦＭインベントリにＭＡＣアドレスを記憶することにより、故障したバックプレーンを置き換えなければならない可能性も減少する。通常は現場交換可能であるＣＦＭやトリビュタリ・モジュールの交換と異なり、バックプレーンの交換は、より複雑で、長期間サービスが途絶することもある。

本明細書で説明するシステムおよび方法によって、簡易かつ制約がない製造プロセスおよび構成プロセスが可能になる。例えば、それぞれのＣＦＭとバックプレーンのインベントリは一般的には、ＣＦＭまたはバックプレーンを設置するネットワークエレメント、あるいは他のモジュールにかかわらず、製造中に固有のＭＡＣアドレスのセットにプリプログラムされる（pre-programmed）。

システムの説明
図１は、本発明の実施形態に関するネットワークエレメント（ＮＥ）２０を概略的に説明するブロック図を示す図である。ＮＥ２０は、スイッチ、ルータ、コンセントレータまたは通信ネットワークで使用する他の素子を有することができる。ＮＥ２０は、複数のトリビュタリ・モジュール２８を有し、それぞれのモジュールは１つ以上の中継線３２を供給している。トリビュタリ・モジュール２８は、音声サービスおよび映像サービスを提供する時分割多重装置（ＴＤＭ）モジュール、データサービスを提供するイーサーネットモジュール、ＲＰＲ（resilient packet ring）インタフェースを提供するモジュールまたは他の適当なモジュールを有することができる。トリビュタリ・モジュール２８は、種々のモジュールと相互に接続する高速バックプレーン配線４０を有するバックプレーン３６と接続する。ある実施形態では、ＮＥ２０は、シェルフ・ユニットにまとめられて、モジュール２８は、シェルフのスロットに差し込むことによりバックプレーンと接続する。

それぞれのトリビュタリ・モジュール２８は、中継線３２によって通信するために使用する１つ以上のネットワークインタフェース３０を有する。ネットワークインタフェースはそれぞれ、固有のＭＡＣアドレスにより識別する。一般的には、ある特定のトリビュタリ・モジュールをバックプレーンに差し込んだときに、ネットワークエレメントは、そのモジュールに適当なＭＡＣアドレスを割り当てる。ある実施形態では、それぞれのネットワークエレメント２０は、固有のアドレスのセットから種々のトリビュタリ・モジュールにＭＡＣアドレスを選択して割り当てる。以下の説明では、アドレスのセットは、連続するＭＡＣアドレスのブロックを有することを前提とする。しかしながら、他の実施形態では、他の適当なアドレスのセットを使用することができる。

ＮＥ２０は、高度の信頼性を提供することが期待される。ネットワークエレメントは、しばしばキャリアクラスの装置として分類されて、単一障害点を避けるように十分な冗長性を有するように設計される。さらに、ＮＥ２０の種々のモジュールは、現場交換が可能であり、故障の際には活線状態で交換することができる。

いくつかのモジュール２８またはすべてのモジュール２８は、特定のモジュール２８が１つ以上の他のモジュールを保護する保護構造に構成する場合がある。保護するある特定のモジュールが故障したとき、バックアップモジュールは、自動的に切り替わって故障したモジュールと置き換わる。以下で説明するように、本明細書で説明する方法およびシステムは、現在使用中のＭＡＣアドレス割り当てを変更しないで、故障したトリビュタリ・モジュールからバックアップモジュールに切り替えることができる。

バックプレーン３６は、バックプレーン・インベントリと呼ばれるインベントリ５６を有する。バックプレーン・インベントリは、ＮＥ２０の種々のネットワークインタフェースに割り当てるＭＡＣアドレスのセットの定義を保持する適当な不揮発性記憶装置を有する。インベントリ５６は、フラッシュメモリ、電気的に書き込み消去可能なＲＯＭ（E²PROM）または他の適当な不揮発性記憶装置などを有する。

ＭＡＣアドレスのセットが連続したＭＡＣアドレスのブロックを有するときは、ベースアドレスやブロックサイズのようなより小さいアドレスのセットの表現でアドレスを保持する。ある実施形態では、インベントリは、バックプレーンのシリアルナンバや製造日のような追加的な情報を保持する。情報は一般的には、バックプレーンを製造する際にバックプレーン・インベントリに書き込まれる。

インベントリは、任意の適当な記憶容量を有する大きさとすることができる。記憶容量は、セット内のＭＡＣアドレスの数やＭＡＣアドレスの表現方法、追加的な情報の量により決まる。例えば、６４〜２０４８バイトの範囲の標準的な不揮発性記憶装置を使用できる。通常の用途では、２５６バイトのインベントリに記録した５１２の連続したＭＡＣアドレスのセットを使用することができる。

ある実施形態では、ＮＥ２０は、２つの共通機能モジュール（ＣＦＭ）４４を有する。ＣＦＭはそれぞれ、ネットワークエレメントの種々のモジュールを制御して、ネットワーク管理要求を処理する管理プロセッサ４８を有する。特に、プロセッサ４８は、トリビュタリ・モジュール２８の種々のネットワークインタフェースにＭＡＣアドレスを割り当てる。ＣＦＭ４４は、バックプレーン３６に差し込まれ、通常は現場交換が可能である。１つのＣＦＭ４４は、常時、アクティブなまたは主要なＣＦＭとして働く。もう１つのＣＦＭ４４は、主要なＣＦＭをバックアップする補助的なＣＦＭとして働く。

ＣＦＭは、バックプレーン配線４０を介してモジュール２８と通信する。ＣＦＭは、ＣＦＭハンドシェイク・インタフェース５２を使用してお互いに通信する。インタフェース５２は一般的に、バックプレーン配線４０と分離した、バックプレーン４０にある専用のバックプレーン配線とつながる別個の信号線を有する。ある実施形態では、ＣＦＭは、大抵冗長化のために２重化するイーサーネット制御バス（図では表されていない）を利用して相互に接続する。

本明細書で説明する実施形態は、主に２つのＣＦＭを有する構造に言及しているが、本明細書で説明する方法およびシステムは、任意の数のＣＦＭを使用できる。特に、ネットワークエレメントは単一のＣＦＭのみで動作できる。

それぞれのプロセッサ４８は一般的には、本明細書で説明する機能を実効するようにソフトウェアでプログラムした汎用のプロセッサを有する。ソフトウェアは、ネットワークなどから電子的な形でプロセッサにダウンロードできる。また、代替的には、CD-ROMのような有形のメディアによりプロセッサに提供できる。さらに代替的には、プロセッサ４８のいくつかの要素は、ハードウェアを利用して実現でき、またハードウェアとソフトウェアの要素を組み合わせて使用して実現できる。

信頼性があるＭＡＣアドレス割り当てを提供し、単一障害点を避けるために、２つのＣＦＭは、それぞれＣＦＭインベントリと呼ばれる付加的なインベントリを有する。ＣＦＭインベントリは一般的には、バックプレーン・インベントリと同様に不揮発性の記憶装置を有する。３つのインベントリのそれぞれのアドレス値は変更でき、場合によってはそのアドレスブロックの大きさも変更できるが、ＣＦＭインベントリは、内部に記憶したアドレスブロックと同様にＭＡＣアドレスのブロックを保持する。

通常の動作状態（すなわち、故障が生じてないとき）では、主要なＣＦＭは、バックプレーン・インベントリの内容を読み取ってＮＥ２０に割り当てたアドレスブロックを獲得する。主要なＣＦＭは、バックプレーン・インベントリから読み取ったアドレスブロックからネットワークエレメントのネットワークインタフェースにＭＡＣアドレスを割り当てる。しかしながら、ある場合には、主要なＣＦＭは、当該ＣＦＭ内の故障および／またはバックプレーン内の故障が原因で、バックプレーン・インベントリからアドレスを読み取れない場合がある。このような場合は以下で説明するように、主要なＣＦＭは、自身のローカルなインベントリに記憶したアドレスブロックを使用する。

ＭＡＣアドレスのブロックおよび付加的な情報は通常、製造中にＣＦＭインベントリおよびバックプレーン・インベントリに書き込まれる。実際的な事例の多くでは、ＣＦＭとバックプレーンは、別々に製造されて設定され、どのバックプレーンがある特定のネットワークエレメントにインストールされるか、どの２つのＣＦＭがある特定のネットワークエレメントにインストールされるかについて事前に知ることはない。さらに、ＣＦＭおよび／またはバックプレーンは、故障によって置き換えられる可能性がある。ＣＦＭのみならずバックプレーンもある程度までは、１つのネットワークエレメントから他のネットワークエレメントに移される可能性がある。したがってＣＦＭおよびバックプレーンの設定に物流上の制約を負わさないために、バックプレーンとＣＦＭインベントリは通常、異なった固有のアドレスブロックが割り当てられる。

ＭＡＣアドレス割り当て方法
上述のように、ＣＦＭ４４の１つは、主要なＣＦＭとして働き、ＭＡＣアドレス割り当てを行う。通常の動作状態では、主要なＣＦＭは、電源を入れて、バックプレーン・インベントリにアクセスし、バックプレーン・インベントリに記憶したアドレスのバックアップを使用してＭＡＣアドレスをネットワークエレメント内部の各種のネットワークインタフェースに割り当てる。主要なＣＦＭがバックプレーン・インベントリの内容を読み込めないときは、さまざまな方法と方策によって、２つのＣＦＭのローカルなＣＦＭインベントリを使用してＭＡＣアドレスを割り当てる。典型的なアドレス割り当て方法を、図２により以下に説明する。

図２は、本発明の実施形態にしたがってＭＡＣアドレス割り当て方法を概略的に説明するフローチャートである。この方法は、ある特定のＣＦＭが実行する動作のシーケンスを説明する。ネットワークエレメント内の２つのＣＦＭが図２の方法を実行すると、一体化した動作により耐障害性のＭＡＣアドレス割り当てが可能である。

この方法は、電源を入れるステップ７０において、ＣＦＭの電源を入れることから開始する。ＣＦＭは通常、バックプレーン３６の適当なスロットに差し込むと自動的に電源が入る。この時点では、新しく電源を入れたＣＦＭは、ネットワークエレメント内の隣接するＣＦＭの存在や状態を認識しない。したがって、ＣＦＭは、補助的セットステップ７２で、当初は補助的なＣＦＭとして動作するようにセットされる。

バックプレーン読み取りステップ７４で、ＣＦＭは、バックプレーン・インベントリの内容を読み取り、チェックステップ７６で、インベントリの内容の読み取りに成功できたか否かをチェックする。バックプレーン・インベントリの内容の読み取りに成功したときは、成功通知ステップ７８で、ＣＦＭは、ＣＦＭハンドシェイク・インタフェース５２で読み取りに成功したことを通知する。ＣＦＭは、バックプレーン・インベントリの内容をローカルな記憶装置の空きスペースなどのキャッシュに格納する。しかしながら、ＣＦＭは通常、自身のローカルなＣＦＭインベントリの内容を上書きしない。

第１の隣接チェックステップ８０で、ＣＦＭは、インタフェース５２による通信で隣接するＣＦＭがアクティブであるか（すなわち、主要なＣＦＭとして働くか）否かをチェックする。隣接するＣＦＭがアクティブでないときは、第１の起動ステップ８２で、ＣＦＭは、主要なＣＦＭとして働き始める。ＣＦＭは、上述のステップ７４において、ＭＡＣアドレス割り当てをするためにバックプレーン・インベントリから読み取ったアドレスブロックを使用する。ある実施形態では、ＣＦＭは、例えばネットワークの管理システムにメッセージの送信および／または前面操作盤の発光ダイオード（ＬＥＤ）などのローカルな表示により、主要なＣＦＭの役割を果たすことを報告する。一方、近接するＣＦＭが既にアクティブであるときは、補助的動作ステップ８４で、このＣＦＭは、補助的なＣＦＭとして働き始める。

上述の読み取りチェックステップ７６の結果として、ＣＦＭがバックプレーン・インベントリの内容の読み取りに失敗したときは、失敗通知ステップ８６で、ＣＦＭは、ＣＦＭハンドシェイクによって失敗情報を送信する。ＣＦＭは、適当な警報を生成することもできる。その後第２の近接チェックステップ８８で、ＣＦＭは、近接するＣＦＭがアクティブであるか否かをチェックする。近接するＣＦＭが既にアクティブであれば、補助的動作ステップ８４で、ＣＦＭは、補助的なＣＦＭの動作に戻る。

アクティブな近接するＣＦＭが見つからないときは、近接存在チェックステップ９０で、ＣＦＭは、近接するＣＦＭが存在するか否かをチェックする。すなわち、コンセントが入っているか、電源が入っているかをチェックする。近接するＣＦＭが存在しないときは、第２の起動ステップ９２で、ＣＦＭは、主要なＣＦＭとして動作し始める。しかしながら、この場合は、バックプレーン・インベントリに記憶した情報にアクセスしていない。したがって、ＣＦＭは、ＭＡＣアドレス割り当てをするためにローカルのＣＦＭインベントリに記憶したアドレスブロックを使用する。

上述のステップ９０によって近接するＣＦＭは存在するがアクティブではないと判断されると、待機ステップ９４で、ＣＦＭは、所定の中断時間の間、待機する。起動および／またはバックプレーン・インベントリの読み取りにおいて他のＣＦＭより遅いＣＦＭがあるので、ＣＦＭは、近接するＣＦＭが初期化プロセスを完了し、主要なＣＦＭになるようにする。中断時間は一般的には、起動からバックプレーン・インベントリの読み取りに成功するまでの最大時間に基づいて規定する。

中断期間が満了すると、第３の近接チェックステップ９６で、ＣＦＭは、近接するＣＦＭがアクティブであるか否かを再びチェックする。ここで近接するＣＦＭがアクティブであるときは、補助的動作ステップで、ＣＦＭは、自身が補助的なＣＦＭになるようにセットする。

そうでなければ、近接読み取りチェックステップ９８で、ＣＦＭは、近接するＣＦＭがバックプレーン・インベントリの内容の読み取りに成功したか否かをチェックする。近接するＣＦＭがバックプレーン・インベントリからアドレスブロックの獲得に成功しているときは、上述のステップ８４で、近接するＣＦＭを主要なＣＦＭとして、このＣＦＭは補助的なＣＦＭの動作に戻る。

近接するＣＦＭがバックプレーン・インベントリからアドレスブロックを読み取れてないときは、ＣＦＭは、ＣＦＭが双方とも現在同じ状態であると判断する。すなわち、ＣＦＭが双方とも電源が入り潜在的には主要なＣＦＭになる状態にあるが、双方のＣＦＭは、ともにバックプレーン・インベントリにアクセスしていない。このような場合には、ＣＦＭは、タイブレーク機構を使用して２つのどちらが主要なＣＦＭになるかを決定する。本実施例では、バックプレーンのスロットは番号がついており、ＣＦＭは、隣接するスロットに差し込まれている。そして、奇数番号のスロットに差し込まれたＣＦＭが主要なＣＦＭになるように適宜選択する。代替的には、スロット番号やＣＦＭのシリアル番号や他のパラメータなどの他の適当なパラメータに基づいたタイブレークの判断基準を使用できる。

本実施例では、スロット番号チェックステップ１００で、ＣＦＭは、差し込まれたスロット番号が偶数であるか否かをチェックする。スロット番号が偶数ならば上述のステップ８４で、ＣＦＭは、補助的な動作に戻る。そうでなければ、第２の起動ステップ９２で、ＣＦＭは、主要なＣＦＭとして動作するようにセットする。これまで説明したように、この場合ＣＦＭは、自身のローカルのＣＦＭインベントリに記憶したアドレスブロックを使用する。

図２の方法は、ＣＦＭにより行える典型的なシーケンスのステップである。代替的な実施形態では、他の適当な動作シーケンスにより、ＣＦＭの１つが主要なＣＦＭとして動作し始めて、他のＣＦＭが補助的なＣＦＭとして動作することを保証することができる。主要なＣＦＭは、バックプレーン・インベントリに記憶したＭＡＣアドレスを読み取れる限りは、バックプレーン・インベントリに記憶したＭＡＣアドレスを使用する。そうでなければ、自身のローカルなインベントリに記憶したアドレスを使用する。

ある実施形態では、ＣＦＭの１つが主要なＣＦＭとして動作し始めると、そのＣＦＭは、使用するＭＡＣアドレスブロックと既になされたＭＡＣアドレス割り当てを補助的なＣＦＭにミラーリングする。主要なＣＦＭがその後故障して補助的なＣＦＭが置き換わるときは、補助的なＣＦＭは、同じアドレスブロックを使用し続けて現在のアドレス割り当てを保持できる。ＭＡＣアドレスと先のアドレス割り当てのミラーリングは、２つのＣＦＭを接続するイーサーネット制御バスなどによって行う。

したがって、本明細書で説明する方法により、ネットワークエレメントにおいて途切れなく耐故障性のＭＡＣアドレス割り当てが可能になる。ＭＡＣアドレス割り当ては、種々のトリビュタリ・モジュールの間での保護切り替えや２つのＣＦＭの間での保護切り替えにとらわれない。さらに、本実施例では、バックプレーン・インベントリまたはＣＦＭインベントリのいずれかから、ある特定のアドレスブロックを選択すると、ネットワークエレメントは、時間とともにＣＦＭが置き換わってもそのアドレスブロックを使用し続けることになる。

ある実施形態では、故障を検出すると、２つのＣＦＭが読み取りを試みることによって、故障したモジュールを決定して分離する。例えばＣＦＭの双方がバックプレーン・インベントリへのアクセスを失敗したときは、バックプレーンの故障であると想定する。ＣＦＭの１つのみがバックプレーン・インベントリの読み取りを失敗したときは、このＣＦＭが故障していると想定する。

故障したモジュールの正確に特定することに失敗する場合は、ＭＡＣアドレスが重複していることが原因であることがある。例えば、ある特定のＣＦＭが故障したバックプレーン・インタフェースを有すると仮定したが、このインタフェースは故障してないことが確認されたとする。このＣＦＭがある特定のネットワークエレメント内にインストールされた第１のＣＦＭであるときは、このＣＦＭは、自らのローカル・インベントリのアドレスブロックからＭＡＣアドレスを割り当てることになる。このアドレスブロックは、他のＣＦＭをインストールするとき保持されることになる。故障したＣＦＭが取り除かれて第２のネットワークエレメントに移されるとき、このＣＦＭは、自身のローカルに記憶したＭＡＣアドレスブロックを再び使用し始めることになる。このＭＡＣアドレスブロックは、第１のネットワークエレメントで使用したアドレスブロックと同じである。この一連の出来事の結果として、２つのネットワークエレメントは、同じアドレスブロックからＭＡＣアドレスを割り当てることになる。予防措置として、ＣＦＭは、故障しているか否かにかかわらず、他のネットワークエレメントにインストールする前に新しいアドレスブロックを持つようにプログラムすることができる。

ネットワークエレメントの耐故障性は、２重化したバックプレーン・インベントリを使用することによりさらに改良できる。例えばある実施形態では、バックプレーンは、分離した２つのデータバスを使用する分離した２つのインベントリを有することができる。それぞれのＣＦＭは、異なるバックプレーン・インベントリにアクセスする。一般的には、２つのバックプレーン・インベントリを製造中に同じアドレスブロックを有するようにプログラムする。しかし、必ずしも同じアドレスブロックを有するようにプログラムする必要はない。

本明細書で説明する実施形態は、ネットワークエレメント内のＭＡＣアドレスを主に扱うが、本発明の原理は、ネットワークエレメントをある特定の設定値で起動しなければならない他のシナリオにおいて耐故障性構造を提供することにも使用できる。例えば、ネットワークエレメントは、周知のトランザクション言語1（ＴＬ１）管理プロトコルを使用して管理することがある。ＴＬ１では、それぞれのネットワークエレメントは、固有の端子識別子（terminal identifier、ＴＩＤ）を割り当てる。本明細書で説明する方法およびシステムは、耐故障性のＴＩＤ割り当てを提供するために使用できる。例えば、ＴＩＤのデフォルト値は、バックプレーンのシリアル番号に基づくものにできる。このデフォルト値をＣＦＭが読み取れないときは、主要なＣＦＭに記憶したＴＩＤの代替値を代わりに使用できる。

このように上で説明した実施形態は、一例として引用しており、本発明は本明細書中で特に先に図示し説明したものに限定されない。むしろ本発明の範囲には、本明細書中で先に説明した多用な特徴のコンビネーションとサブコンビネーションの双方を含む。さらに当業者が上述の説明を読んで思いつく事項であり、先行技術に開示されていないである、本発明の特徴の変更や修正を含む。

Claims (19)

1. 第１の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス値を保持するバックプレーン記憶装置を有するバックプレーンと、
   ネットワークインタフェースにそれぞれ割り当てるＭＡＣアドレスを使用してネットワーク中継線によって通信するように構成される前記ネットワークインタフェースを有し、前記バックプレーンと接続される複数のトリビュタリ・モジュールと、
   共通機能モジュール（ＣＦＭ）であって、前記バックプレーンを介して前記トリビュタリ・モジュールと前記バックプレーン記憶装置と通信するように接続され、第２のＭＡＣアドレス値を保持するＣＦＭ記憶装置を有し、前記ＣＦＭが前記バックプレーン記憶装置にアクセスできるときは前記第１のＭＡＣアドレス値の中から前記ＭＡＣアドレスを選択し、前記ＣＦＭが前記バックプレーン記憶装置にアクセスできないときは前記第２のＭＡＣアドレス値の中から前記ＭＡＣアドレスを選択することによって、前記ＭＡＣアドレスを前記ネットワークインタフェースに割り当てるようにされる、ＣＦＭと、
   を有するネットワークエレメント。
2. 前記トリビュタリ・モジュールは、少なくとも第１のトリビュタリ・モジュールと第２のトリビュタリ・モジュールとを有し、前記第１のトリビュタリ・モジュールは、前記第２のトリビュタリ・モジュールをバックアップするように構成され、前記ＣＦＭは、前記第２のトリビュタリ・モジュールが故障したときに、前記第２のトリビュタリ・モジュールが使用した前記ＭＡＣアドレスを前記第１のトリビュタリ・モジュールに割り当てるようにされる、請求項１に記載のネットワークエレメント。
3. 前記ＣＦＭは第１のＣＦＭと第２のＣＦＭとを有し、前記第１のＣＦＭは主要なＣＦＭとして働くように選択され、前記第２のＣＦＭは補助的なＣＦＭとして働き、前記主要なＣＦＭが故障したときに前記主要なＣＦＭに置き換わるように選択される、請求項１または２に記載のネットワークエレメント。
4. 前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭのそれぞれは、前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭのうちの１つのＣＦＭのみが前記バックプレーン記憶装置とアクセスできることを検知し、前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭのうちの前記バックプレーン記憶装置にアクセスできる前記１つのＣＦＭを前記主要なＣＦＭとして選択するようにされる、請求項３に記載のネットワークエレメント。
5. 前記主要なＣＦＭは、前記主要なＣＦＭが故障したときに前記補助的なＣＦＭを前記主要なＣＦＭに置き換えられるように、前記ネットワークインタフェースに割り当てるように選択した前記ＭＡＣアドレスと、先に行われたＭＡＣアドレス割り当てとに前記補助的なＣＦＭを書き換えるようにする、請求項３に記載のネットワークエレメント。
6. 前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭとを相互に接続するハンドシェイク・インタフェースを有し、前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭはそれぞれ、前記バックプレーン記憶装置とアクセス可能か否かを表すメッセージを前記ハンドシェイク・インタフェースによって送信するようにされる、請求項３に記載のネットワークエレメント。
7. 前記バックプレーン記憶装置は第１の記憶装置と第２の記憶装置とを有し、前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭのそれぞれは、前記第１の記憶装置と前記第２の記憶装置とアクセスするようにされる、請求項３に記載のネットワークエレメント。
8. 前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭとはそれぞれ、前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭとの双方が前記バックプレーン記憶装置にアクセスできないという判定に応答してバックプレーン故障警報を生成するようにされる、請求項３に記載のネットワークエレメント。
9. 前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭとはそれぞれ、前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭのただ１つのＣＦＭのみが前記バックプレーン記憶装置にアクセスできないという判定に応答してＣＦＭ故障警報を生成するようにされる、請求項３に記載のネットワークエレメント。
10. ネットワークエレメントのバックプレーンのバックプレーン記憶装置に第１の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス値を記憶するステップと、
    前記バックプレーンと接続した共通機能モジュール（ＣＦＭ）のＣＦＭ記憶装置に第２のＭＡＣアドレス値を記憶するステップと、
    前記ＣＦＭを使用し、前記ネットワークエレメントのトリビュタリ・モジュールのネットワークインタフェースにそれぞれ割り当てるＭＡＣアドレスを、前記ＣＦＭが前記バックプレーン記憶装置にアクセスできるときは前記第１のＭＡＣアドレス値の中から選択し、前記ＣＦＭが前記バックプレーン記憶装置にアクセスできないときは前記第２のＭＡＣアドレス値の中から選択するステップと、
    前記バックプレーンを介する前記ＣＦＭと前記トリビュタリ・モジュールとの間の通信によって、前記選択したＭＡＣアドレスを前記ネットワークインタフェースに割り当てるステップと、
    前記割り当てたＭＡＣアドレスを使用してネットワーク中継線によって、前記ネットワークインタフェースを介する通信を確立するステップと、
    を有する、ネットワークエレメントにおけるアドレス割り当て方法。
11. 前記トリビュタリ・モジュールは、少なくとも第１のトリビュタリ・モジュールと第２のトリビュタリ・モジュールとを有し、前記第１のトリビュタリ・モジュールは、前記第２のトリビュタリ・モジュールをバックアップするように構成され、前記選択されたＭＡＣアドレスを割り当てるステップは、前記第２のトリビュタリ・モジュールが故障したときに前記第２のトリビュタリ・モジュールが使用した前記ＭＡＣアドレスを前記第１のトリビュタリ・モジュールに割り当てるステップを有する、請求項１０に記載のネットワークエレメントにおけるアドレス割り当て方法。
12. 前記ＣＦＭは第１のＣＦＭと第２のＣＦＭとを有し、前記第１のＣＦＭが主要なＣＦＭとして働くように選択するステップと、前記第２のＣＦＭが補助的なＣＦＭとして働くように選択するステップと、前記主要なＣＦＭが故障したときに前記主要なＣＦＭを前記補助的なＣＦＭと置き換えるステップと、を有する、請求項１０または１１に記載のネットワークエレメントにおけるアドレス割り当て方法。
13. 前記第１のＣＦＭが前記主要なＣＦＭとして働くように選択するステップは、前記第１のＣＦＭのみが前記バックプレーン記憶装置とアクセスできることの検知に応答して前記第１のＣＦＭを選択するステップを有する、請求項１２に記載のネットワークエレメントにおけるアドレス割り当て方法。
14. 前記主要なＣＦＭが故障したときに前記補助的なＣＦＭを前記主要なＣＦＭに置き換えられるように、前記ネットワークインタフェースに割り当てるように選択した前記ＭＡＣアドレスと先に行われたＭＡＣアドレス割り当てとに、前記主要なＣＦＭによって前記補助的なＣＦＭを書き換えるステップを有する、請求項１２に記載のネットワークエレメントにおけるアドレス割り当て方法。
15. ハンドシェイク・インタフェースによって前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭとを相互に接続するステップと、前記第１のＣＦＭと第前記２のＣＦＭとはそれぞれ、前記バックプレーン記憶装置とアクセス可能か否かを表すメッセージを前記ハンドシェイク・インタフェースによって送信するステップと、を有する請求項１２に記載のネットワークエレメントにおけるアドレス割り当て方法。
16. 前記第１のＭＡＣアドレス値を記憶するステップは、前記バックプレーンの第１の記憶装置と第２の記憶装置とに別々の値のセットを記憶するステップと、前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭにより前記第１の記憶装置と前記第２の記憶装置とにそれぞれアクセスするステップと、を有する請求項１２に記載のネットワークエレメントにおけるアドレス割り当て方法。
17. 前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭとの双方が前記バックプレーン記憶装置にアクセスできないという判定に応答してバックプレーン故障警報を生成するステップを有する請求項１２に記載のネットワークエレメントにおけるアドレス割り当て方法。
18. 前記第１のＣＦＭと前記第２のＣＦＭのただ１つのＣＦＭのみが前記バックプレーン記憶装置にアクセスできないという判定に応答してＣＦＭ故障警報を生成するステップを有する請求項１２に記載のネットワークエレメントにおけるアドレス割り当て方法。
19. ネットワークエレメントの共通機能モジュール（ＣＦＭ）で使用するアドレス割り当てのためのコンピュータソフトウェア製品であって、
    第１のＭＡＣアドレス値を保持するバックプレーン記憶装置を有するバックプレーンと、前記バックプレーンと接続する複数のトリビュタリ・モジュールとを有し、
    前記ＣＦＭは、第２のＭＡＣアドレス値を保持するＣＦＭ記憶装置を有し、前記製品は、コンピュータが読み取り可能な、プログラム命令が記憶される媒体を有し、前記プログラム命令は、コンピュータに読み取られたときに、前記バックプレーンを介して前記トリビュタリ・モジュールと通信することにより、前記トリビュタリ・モジュールのそれぞれのネットワークインタフェースにＭＡＣアドレスを前記コンピュータに割り当てさせ、前記ＣＦＭが前記バックプレーン記憶装置にアクセスできるときは前記割り当てたＭＡＣアドレスを前記第１のＭＡＣアドレス値の中から前記コンピュータに選択させ、前記ＣＦＭが前記バックプレーン記憶装置にアクセスできないときは前記割り当てたＭＡＣアドレスを前記第２のＭＡＣアドレス値の中から前記コンピュータに選択させる、
    アドレス割り当てのためのコンピュータソフトウェア製品。

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