JP2012124700A - Packet switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パケットを転送するパケットスイッチに関する。 The present invention relates to a packet switch for transferring a packet.
現在、多様なサーバが多数の利用者に対してネットワークを介して様々な機能を提供するようになってきている。利用者数が増加し、また、提供される機能の重要性が高くなってきていることから、機能の提供の安定性や継続性に対する関心が高まっており、サーバの高信頼性が求められるようになってきている。 At present, various servers are providing various functions to a large number of users via a network. As the number of users has increased and the importance of functions provided has increased, interest in stability and continuity of function provision has increased, and high reliability of servers is required. It is becoming.
そこで、複数のサーバをパケットスイッチで接続しておき、通常運用中に機能を提供する運用サーバのソフトウェアやハードウェアを交換する場合や、運用サーバに障害等が発生した場合に、機能を提供するサーバを運用サーバからバックアップサーバへ切り替える。これにより、機能の提供が中断される時間を短くすることができる。 Therefore, when multiple servers are connected by packet switches and the software and hardware of the operation server that provides the function are replaced during normal operation, or when a failure occurs in the operation server, the function is provided. Switch the server from the active server to the backup server. Thereby, the time when provision of a function is interrupted can be shortened.
また、運用サーバに障害等が発生した場合に、複数のバックアップサーバのうちのどのサーバに対してどのソフトウェアの実行を委ねるか、というような機能の提供の継続に向けたサーバ群の管理を行うための技術も考えられている。このような技術が例えば、特許文献1に開示されている。
In addition, when a failure occurs on the primary server, the server group is managed to continue to provide functions such as which software to be delegated to which server among the multiple backup servers. Technology for this is also considered. Such a technique is disclosed in
特許文献1に開示されている技術では、複数のサーバによって機能の提供を行っているシステムにおいて、障害が検出された場合に障害の原因等に応じてどのサーバにどのプロセスの処理を実行させるかを管理している。これにより、機能の提供が中断される時間を可能な限り短くすることができる。
In the technology disclosed in
ここで、機能を提供するサーバを切り替えるときの動作の一例を説明する。なお、ここでは、運用サーバのソフトウェアやハードウェアを計画的に交換する場合について説明する。 Here, an example of operation | movement when switching the server which provides a function is demonstrated. Here, a case where the software and hardware of the operation server are systematically replaced will be described.
図5は、機能を提供するサーバを切り替えるときの動作の一例を説明するための図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining an example of an operation when switching a server that provides a function.
図5に示すパケットスイッチ100は、パケットを入出力するポート11a〜11cを有するスイッチ部101と、制御部102と、ルーチングテーブル部103とを備えている。サーバ20,30は、パケットスイッチ100を介してネットワーク50に接続されている。
A packet switch 100 shown in FIG. 5 includes a switch unit 101 having ports 11a to 11c for inputting and outputting packets, a
ルーチングテーブル部103は、ルーチングテーブルを記憶している。ルーチングテーブルは、ポート11a〜11cのうち、パケットを受け付けたポートとそのパケットを出力するポートとを、パケットの宛先アドレスに応じて対応付けて記憶している。
The
スイッチ部101は、ポート11a〜11cのそれぞれにてパケットが受け付けられると、受け付けられたポートとそのパケットの宛先アドレスとから、ルーチングテーブルを参照することによってそのパケットを出力するポートを決定する。そして、スイッチ部101は、決定したポートからそのパケットを出力する。 When a packet is received at each of the ports 11a to 11c, the switch unit 101 determines a port to output the packet by referring to the routing table from the received port and the destination address of the packet. Then, the switch unit 101 outputs the packet from the determined port.
制御部102は、パケットスイッチ100全体の動作を制御する。具体的には例えば、ルーチングテーブルの設定および更新や、スイッチ部11の状態管理を行う。
The
図5に示した構成においてサーバを切り替える動作は以下に説明するとおりである。なお、ここでは、サーバ20を運用サーバとし、サーバ30をバックアップサーバとする。
(手順a)サーバ20は、ネットワーク50に接続された端末等に対して機能を提供しながらサーバ30を起動させる。
(手順b)サーバ20は、機能の提供を継続しながら様々な環境データをサーバ30へコピーする。
(手順c)サーバ20は、ネットワーク50に接続された端末等に対する機能の提供を停止する。
(手順d)サーバ20は、処理中のサービスに関する状態データをサーバ30へコピーする。
(手順e)サーバ20は、サーバ30を運転状態に移行させる。
(手順f)パケットスイッチ100の制御部102は、ネットワーク50からサーバ20へ送信されたパケットが、サーバ30へ転送されるようにルーチングテーブルを設定する(図5における(A)から(B)への切り替え)。
The operation for switching servers in the configuration shown in FIG. 5 is as described below. Here, the
(Procedure a) The
(Procedure b) The
(Procedure c) The
(Procedure d) The
(Procedure e) The
(Procedure f) The
以降、サーバ30が、サーバ20の処理を引き継ぎ、ネットワーク50に接続された端末に対する機能の提供が再開される。
Thereafter, the
上述した(手順c)において、サーバ20は機能の提供を停止している。これは、サーバ20からサーバ30へ状態データのコピーを行っている間にサーバ20が何らかの処理を行うことにより、サーバ20の内部状態が変化してしまうことを回避するためである。例えば、サーバ20からサーバ30へ状態データのコピーを行っている間にサーバ20が何らかの処理を行うと、サーバ30にコピー済みの状態データとの不整合が生じること可能性がある。
In (procedure c) described above, the
機能を提供するサーバを切り替える動作において、上述した手順cから手順fまでの間は、運用サーバもバックアップサーバも機能を提供していない。そのため、この間に運用サーバへ送信されたパケットは処理されず、サーバによる機能の提供の高信頼性を確保できないという問題点がある。 In the operation of switching the server that provides the function, neither the operation server nor the backup server provides the function during the procedure c to the procedure f described above. For this reason, packets transmitted to the operation server during this period are not processed, and there is a problem that it is not possible to ensure high reliability in providing functions by the server.
なお、サーバ上のソフトウェアの処理を工夫することにより、運用サーバからバックアップサーバへコピーする状態データの量を少なくしたり、コピー処理の性能を改善したりするなどして、手順cから手順fまでにかかる時間を短縮する取り組みが行われている。しかし、この時間を0にすることは困難である。 By devising the software processing on the server, the amount of status data copied from the operation server to the backup server can be reduced, the performance of the copy processing can be improved, etc. Efforts are being made to reduce the time it takes. However, it is difficult to make this time zero.
また、運用サーバに障害等が発生した場合には、運用サーバのソフトウェアの再起動や、バックアップサーバのソフトウェアの起動などの処理が行われるが、機能の提供が再開されるまでの間に運用サーバへ送信されたパケットは処理されない。 In addition, when a failure occurs on the primary server, processing such as restarting the primary server software or backup server software is performed, but before the provision of functions is resumed, Packets sent to are not processed.
本発明は、サーバによる機能の提供の高信頼性を確保することを可能にするパケットスイッチを提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a packet switch that makes it possible to ensure high reliability in providing functions by a server.
上記目的を達成するために本発明のパケットスイッチは、パケットを入出力する複数のポートを備えたスイッチ部と、前記複数のポートのうちパケットを受け付けたポートと当該パケットを出力するポートとをパケットの宛先アドレスに応じて対応付けて記憶するルーチングテーブルとを有するパケットスイッチであって、
前記スイッチ部は、前記複数のポートのうちの少なくとも1つを示すポート情報、および、アドレスを含む第1のメッセージを前記複数のポートのいずれかを介して受信し、
前記複数のポートのうちの第1のポートを介して前記スイッチ部と接続され、前記第1のポートから出力されたパケットを受け付けて記憶するバッファ部と、
前記第1のメッセージが受信されると、前記複数のポートのうち当該第1のメッセージに含まれるポート情報が示すポート以外のポートにて受け付けられ、当該第1のメッセージに含まれるアドレスを宛先アドレスとするパケットを、前記第1のポートから出力するように前記ルーチングテーブルを設定する制御部と、を有する。
In order to achieve the above object, a packet switch according to the present invention includes a switch unit having a plurality of ports that input and output packets, a port that receives a packet among the plurality of ports, and a port that outputs the packet. A packet switch having a routing table stored in association with the destination address of
The switch unit receives port information indicating at least one of the plurality of ports and a first message including an address via any of the plurality of ports,
A buffer unit connected to the switch unit via a first port of the plurality of ports and receiving and storing a packet output from the first port;
When the first message is received, it is accepted by a port other than the port indicated by the port information included in the first message among the plurality of ports, and the address included in the first message is set as the destination address. And a control unit that sets the routing table so as to output the packet from the first port.
本発明は以上説明したように構成されているので、サーバによる機能の提供がされていない間にそのサーバへ送信されたパケットを一時的にバッファ部に記憶させることができる。 Since the present invention is configured as described above, a packet transmitted to a server while the function is not provided by the server can be temporarily stored in the buffer unit.
バッファ部に一時的に記憶されたパケットは、機能の提供が再開された後に、機能を提供するサーバに転送されて処理される。そのため、サーバによる機能の提供の高信頼性を確保することが可能となる。 The packet temporarily stored in the buffer unit is transferred to the server that provides the function and processed after the provision of the function is resumed. Therefore, it is possible to ensure the high reliability of the function provision by the server.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明のパケットスイッチの実施の一形態の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a packet switch of the present invention.
本実施形態のパケットスイッチ10は図1に示すように、パケットを入出力するポート11a〜11fを有するスイッチ部11と、制御部12と、ルーチングテーブル部13と、大規模バッファ部14とを備えている。なお、図1においては、スイッチ部11が有するポートの数を6個としているが、6個に限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the packet switch 10 of the present embodiment includes a switch unit 11 having ports 11 a to 11 f for inputting and outputting packets, a
ルーチングテーブル部13は、ルーチングテーブルを記憶している。ルーチングテーブルは、ポート11a〜11fのうち、パケットが受け付けられたポートとそのパケットを出力するポートとをパケットの宛先アドレスに応じて対応付けて記憶している。なお、アドレスとは例えば、IP(Internet Protocol)アドレスである。
The
スイッチ部11は、ルーチングテーブルに記憶された内容に従ってパケットを転送する。具体的には、スイッチ部11は、ポート11a〜11fのそれぞれにてパケットが受け付けられると、受け付けられたポートとそのパケットの宛先アドレスとから、ルーチングテーブルを参照することによってそのパケットを出力するポートを決定する。そして、スイッチ部11は、決定したポートからそのパケットを出力する。また、スイッチ部11は、ポート11a〜11dを介して接続された端末やサーバなどから送信され、制御部12を宛先とするメッセージを受信する。このメッセージの詳細については後述する。
The switch unit 11 transfers the packet according to the contents stored in the routing table. Specifically, when a packet is received at each of the ports 11a to 11f, the switch unit 11 outputs the packet by referring to the routing table from the received port and the destination address of the packet. To decide. Then, the switch unit 11 outputs the packet from the determined port. The switch unit 11 receives a message transmitted from a terminal or a server connected via the ports 11 a to 11 d and destined for the
制御部12は、パケットスイッチ10全体の動作を制御する。具体的には例えば、ルーチングテーブルの設定および更新や、スイッチ部11の状態管理、大規模バッファ部14の状態管理や制御を行う。また、制御部12は、ポート11eを介してスイッチ部11と接続されており、スイッチ部11にて受信されたメッセージをポート11eを介して受け付ける。メッセージには例えば、パケットの転送の停止を要求する第1のメッセージである停止要求メッセージや、停止したパケットの転送の再開を要求する第2のメッセージである停止解除要求メッセージがある。停止要求メッセージには、ポート11a〜11fのうちの少なくとも1つを示すポート情報およびアドレスが含まれている。制御部12は、停止要求メッセージを受け付けると、受け付けた停止要求メッセージに含まれるポート情報およびアドレスに応じてルーチングテーブルを設定する。また、制御部12は、停止解除要求メッセージを受け付けると、受け付けた停止解除要求メッセージに基づき、ポート11a〜11fの中から第2のポートを決定する。そして、制御部12は、ポート11fにて受け付けられたパケットを第2のポートから出力するようにルーチングテーブルを設定する。なお、制御部12がルーチングテーブルを設定する動作の詳細については、後述する動作フローで説明する。
The
大規模バッファ部14は、第1のポートであるポート11fを介してスイッチ部と接続されており、ポート11fから出力されたパケットを受け付けて記憶する。
The large-
図2は、図1に示した大規模バッファ部14の構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the large-
図1に示した大規模バッファ部14は図2に示すように、バッファメモリ141と、読み出し部142と、書き込み部143と、管理部144と、レートレジスタ145と、タイマ146と、最大記憶時間レジスタ147と、パターンテーブル148とを備えている。
As shown in FIG. 2, the large-
管理部144は、大規模バッファ部14の状態を管理する。なお、制御部12は、後述するレートレジスタ145や、最大記憶時間レジスタ147、パターンテーブル148の設定を管理部144を介して行う。また、制御部12は、管理部144を介してバッファメモリ141の空き状態を監視する。
The
書き込み部143は、ポート11fから出力されたパケットを受け付け、受け付けたパケットをバッファメモリ141の空きエリアに書き込む。
The
バッファメモリ141は、パケットを記憶するメモリである。バッファメモリ141のサイズは、ポート11a〜11fの転送速度とパケットを記憶する最長時間との積によって決定される。例えば、ポート11a〜11fの転送速度が1Gbpsで、最長で80秒間パケットを記憶する場合には、バッファメモリ141のサイズは10Gバイトとなる。なお、この場合、バッファメモリ141は、パケットの書き込みとパケットの読み出しとを1Gbpsの速度で並行して行える性能を有していなければならない。 The buffer memory 141 is a memory that stores packets. The size of the buffer memory 141 is determined by the product of the transfer rate of the ports 11a to 11f and the longest time for storing a packet. For example, when the transfer rate of the ports 11a to 11f is 1 Gbps and a packet is stored for a maximum of 80 seconds, the size of the buffer memory 141 is 10 Gbytes. In this case, the buffer memory 141 must have a performance capable of performing packet writing and packet reading in parallel at a speed of 1 Gbps.
読み出し部142は、管理部144を介して制御部12から読み出し開始の指示を受け付けると、バッファメモリ141に記憶されたパケットを読み出して出力する。
When the
ここで、大規模バッファ部14は図2に示すように、レートレジスタ145と、タイマ146と、最大記憶時間レジスタ147と、パターンテーブル148とを備えていてもよい。
Here, the large-
レートレジスタ145には、バッファメモリ141に記憶されたパケットを出力する際の所定のレートが制御部12によって予め設定されている。レートレジスタ145が備えられている場合、読み出し部142は、レートレジスタ145に設定された所定のレートでバッファメモリ141に記憶されたパケットを出力する。
In the
パターンテーブル148には、パケットのヘッダ部分の所定のパターンが制御部12によって予め設定されている。パターンテーブル148が備えられている場合、書き込み部143は、ポート11fから出力されたパケットを受け付けると、受け付けたパケットのヘッダ部分がパターンテーブル148に設定されている所定のパターンと一致するかどうかを判定する。この判定の結果、受け付けたパケットのヘッダ部分がパターンテーブル148に設定されている所定のパターンと一致する場合、書き込み部143は、受け付けたパケットをバッファメモリ141に書き込む。一方、受け付けたパケットのヘッダ部分がパターンテーブル148に設定されている所定のパターンと一致しない場合、書き込み部143は、受け付けたパケットを破棄する。なお、パターンテーブル148には、複数のパターンを設定しておくことも可能である。
In the pattern table 148, a predetermined pattern of the header portion of the packet is set in advance by the
タイマ146は、時刻を示すカウンタである。また、最大記憶時間レジスタ147には、パケットを記憶する最大の時間である最大記憶時間が制御部12によって予め設定されている。
The
タイマ146と最大記憶時間レジスタ147が備えられている場合、書き込み部143は、ポート11fから出力されたパケットを受け付けると、受け付けたときのタイマ146が示す時刻を、受け付けたパケットとともにバッファメモリ141の空きエリアに書き込む。この場合、受け付けたパケットを記憶させるのに必要なメモリのサイズは、時刻を記憶させる分だけ大きくなる。また、読み出し部142は、バッファメモリ141に記憶されたパケットを読み出すときに、時刻も合わせて読み出す。そして、読み出し部142は、パケットを読み出したときのタイマ146が示す時刻と、バッファメモリ141から読み出した時刻との差を算出する。算出した差が最大記憶時間レジスタ147に設定された最大記憶時間よりも小さな場合、読み出し部142は、読み出したパケットを出力する。一方、算出した差が最大記憶時間レジスタ147に設定された最大記憶時間以上である場合、読み出し部142は、読み出したパケットを破棄する。
When the
以下に、上記のように構成されたパケットスイッチ10の動作について説明する。ここでは、運用サーバのソフトウェアやハードウェアを計画的に交換する場合について説明する。 Hereinafter, the operation of the packet switch 10 configured as described above will be described. Here, a case where the operation server software and hardware are systematically replaced will be described.
図3は、図1および図2に示したパケットスイッチ10の動作の一例を説明するための図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the operation of the packet switch 10 shown in FIGS. 1 and 2.
図3に示すように、ネットワーク50、サーバ20、サーバ30およびサーバ40のそれぞれは、ポート11a,11b,11c,11dを介してスイッチ部11に接続されている。なお、ここでは、サーバ20を運用サーバとし、サーバ30をバックアップサーバとする。
As shown in FIG. 3, each of the
通常運用中は、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットがポート11a、ポート11c、ポート11dにて受け付けられると、受け付けられたパケットをポート11bから出力するようにルーチングテーブルが設定されている。これは、図3において(1)および(5)で示されている。
During normal operation, when a packet whose destination address indicates the
また、通常運用中は、バッファメモリ141にはパケットが記憶されておらず、読み出し部142は動作を停止している。
Further, during normal operation, no packet is stored in the buffer memory 141, and the
(手順1)サーバ20は、ネットワーク50に接続された端末等やサーバ40に対して機能を提供しながらサーバ30を起動させる。
(Procedure 1) The
(手順2)サーバ20は、機能の提供を継続しながら様々な環境データをサーバ30へコピーする。
(Procedure 2) The
ここまでの動作は、本実施形態のパケットスイッチ10を用いない場合でも同様である。 The operation so far is the same even when the packet switch 10 of this embodiment is not used.
(手順3)サーバ20は、ネットワーク50に接続された端末等やサーバ40に対する機能の提供を停止する。このとき、サーバ20は、ポート11cを示すポート情報とサーバ20のアドレスとを含む停止要求メッセージを制御部12へ送信する。制御部12は、サーバ20から送信された停止要求メッセージをポート11eを介して受け付けると、サーバ30,40およびネットワーク50と接続されたポート11a,11c,11dのうちポート11c以外のポート11a,11dにて受け付けられ、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットをポート11fから出力するようにルーチングテーブルを設定する。これにより、図3の(2)に示すように、ネットワーク50およびサーバ40から送信され、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットは、大規模バッファ部14へ転送されることになる。なお、受け付けた停止要求メッセージに含まれるポート情報が示すポート11cにて受け付けられ、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットは引き続き、図3の(5)に従って転送される。つまり、サーバ30から送信されたパケットは、大規模バッファ部14へ転送されることはない。従って、サーバ20とサーバ30との間では、通信を行うことが可能である。また、図3には明示的に示していないが、ポート11a〜11fと制御部12との間の通信については、制御部12が管理しており、サーバ20から送信された停止要求メッセージの有無によらず、転送の停止を行わないものとする。
(Procedure 3) The
(手順4)サーバ20は、処理中のサービスに関する状態データをサーバ30へコピーする。
(Procedure 4) The
(手順5)サーバ20は、サーバ30を運転状態に移行させる。
(Procedure 5) The
手順4および手順5の動作は、本実施形態のパケットスイッチ10を用いない場合でも同様である。
The operations of
(手順6)停止解除要求メッセージが制御部12へ送信される。このとき、サーバ20がポート11cを示すポート情報を含む停止解除要求メッセージを送信する方法と、サーバ30が停止解除要求メッセージを送信する方法とがある。前者の方法では、第2のポート、すなわちパケットの新たな転送先が明示的に指定されている。前者の方法では、運用サーバだけではなく、例えばサーバ群の運転状態やサーバの切り替えを管理するサーバなどから、パケットの転送の停止の解除を指示する場合に適している。一方、後者の方法において制御部12は、ポート11a〜11fのうち停止解除要求メッセージが受け付けられたポートを識別することによって第2のポート、すなわちパケットの新たな転送先を決定することになる。後者の方法では、バックアップサーバが接続されているポートを示すポート情報等をバックアップサーバに設定しておかなくても、パケットの転送を再開することができる。制御部12は、サーバ20またはサーバ30から送信された停止解除要求メッセージをポート11eを介して受け付けると、ポート11fにて受け付けられたパケットをポート11cから出力するようにルーチングテーブルを設定する。これは図3に示す(3)を設定することとなる。そして、制御部12は、読み出し開始の指示を大規模バッファ部14へ出力する。これにより、バッファメモリ141に記憶されているパケットが出力されてポート11fにて受け付けられ、受け付けられたパケットがポート11cから出力されることになる。つまり、バッファメモリ141に記憶されているパケットがサーバ30へ転送される。なお、この時点では、ポート11a,11dにて受け付けられ、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットは引き続き、ポート11fから出力される。これは、新たに受け付けられたパケットが、大規模バッファ部14に記憶されているパケットに引き続いて、サーバ30へ転送されるようにするためである。これにより、パケットの順序の逆転などを回避することができる。なお、ポート11bにて受け付けられ、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットについては、そのまま折り返してポート11bから出力する方法と、破棄する方法が考えられるが、いずれの処理を行うかはパケットスイッチ10の利用者が設定可能とする。
(Procedure 6) A stop cancellation request message is transmitted to the
上記の手順6により、サーバ20が運用サーバとして行っていた処理を引き継いだサーバ30は機能を提供できることとなる。
According to the
次に、大規模バッファ部14を経由しているパケット転送を、大規模バッファ部14を経由しないパケット転送の状態に戻すために、以下に示す手順7が実行される。
Next, in order to return the packet transfer via the large-
(手順7)制御部12は、バッファメモリ141の空き状況を監視する。そして、制御部12は、バッファメモリ141に記憶されたパケットがなくなると、ポート11aおよびポート11dにて受け付けられ、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットをポート11cから出力するようにルーチングテーブルを設定する。これにより、図3の(4)に示すように、ネットワーク50およびサーバ40から送信され、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットは、サーバ30へ転送されることになる。そして、制御部12は、読み出し部142の動作を停止させる。これにより、大規模バッファ部14は、別のサーバの切り替えなどに対応することが可能な状態となる。
(Procedure 7) The
このように本実施形態においてパケットスイッチ10は、停止要求メッセージが受信されると、複数のポートのうち当該停止要求メッセージに含まれるポート情報が示すポート以外のポートにて受け付けられ、当該停止要求メッセージに含まれるアドレスを宛先アドレスとするパケットを、ポート11fから出力するようにルーチングテーブルを設定する。 As described above, in the present embodiment, when the stop request message is received, the packet switch 10 is accepted by a port other than the port indicated by the port information included in the stop request message among the plurality of ports, and the stop request message The routing table is set so as to output from the port 11f a packet having the destination address as the destination address.
これにより、運用サーバおよびバックアップサーバがともに機能を提供していない間に運用サーバへ送信されたパケットを一時的に大規模バッファ部14に記憶させることができる。
Thereby, the packet transmitted to the operation server while the operation server and the backup server are not providing functions can be temporarily stored in the large-
大規模バッファ部14に一時的に記憶されたパケットは、バックアップサーバによる機能の提供が開始された後に、バックアップサーバに転送されて処理される。そのため、サーバによる機能の提供の高信頼性を確保することが可能となる。
The packet temporarily stored in the large-
また、バッファメモリ141を備える大規模バッファ部14は、スイッチ部11と接続されており、ポート11a〜11eのいずれにおいて受け付けられたパケットも一時的に記憶することができる。そのため、複数のサーバでバッファメモリ141を共有してサーバの切り替えを行うことが可能である。従って、例えば複数のポート毎に設けられているバッファの容量を拡張して一時的にパケットを記憶させる場合と比べ、サーバによる機能の提供の高信頼性を経済的に確保することが可能となる。
In addition, the large-
また、バックアップサーバが機能を提供するための準備を完了するまでの間には、非常に多くのパケットがバッファメモリ141に記憶される可能性がある。バックアップサーバが機能の提供を開始した直後に、バッファメモリ141に記憶された非常に多くのパケットが一斉に出力されると、バックアップサーバが輻輳状態に陥ってしまう。 In addition, a very large number of packets may be stored in the buffer memory 141 until the backup server completes preparation for providing the function. If a very large number of packets stored in the buffer memory 141 are output all at once immediately after the backup server starts providing the function, the backup server falls into a congestion state.
これは、レートレジスタ145に設定される所定のレートを、バックアップサーバが輻輳状態に陥らないようなレートにすることによって回避することができる。
This can be avoided by setting the predetermined rate set in the
また、バックアップサーバが機能を提供するための準備を完了するまでの間には、様々な種類のパケットが様々な端末から送信されている可能性がある。バックアップサーバが機能の提供を開始したときに、これらのパケットの全てを処理するのではなく、これらのパケットのうち機能の提供の継続に不可欠なパケットのみを処理するような対応を行うことも考えられる。 Further, various types of packets may be transmitted from various terminals until the backup server completes preparation for providing the function. When the backup server starts providing the function, it may be considered not to process all of these packets, but to handle only those packets that are indispensable for continuing the function. It is done.
パターンテーブル148に設定された所定のパターンと一致するヘッダ部分のパケットだけをバッファメモリ141に記憶させることにより、機能の提供の継続に不可欠なパケットだけをバックアップサーバに転送することが可能となる。 By storing in the buffer memory 141 only the header portion of the packet that matches the predetermined pattern set in the pattern table 148, it becomes possible to transfer only the packet indispensable for continuing the provision of the function to the backup server.
また、バックアップサーバが機能を提供するための準備を完了するまでの間に、端末等が運用サーバに向けてパケットを送信した場合、そのパケットを送信した端末等は、一定時間を経過してもそのパケットに対する応答がないと、そのパケットの再送することがある。 In addition, if a terminal or the like transmits a packet to the operation server before the backup server completes preparation for providing the function, the terminal or the like that transmitted the packet will not If there is no response to the packet, the packet may be retransmitted.
端末等がこのような動作を実行する場合、バックアップサーバが機能の提供を開始したときに、端末が再送を行うほど古いパケットについては処理をしないという対応方法も考えられる。 When the terminal or the like performs such an operation, there may be a corresponding method in which, when the backup server starts providing a function, a packet that is old enough to be retransmitted by the terminal is not processed.
タイマ146および最大記憶時間レジスタ147を備えることにより、バックアップサーバが処理をする必要のないパケットをバックアップサーバへ転送することを回避することができる。
By providing the
また、上述したように、停止要求メッセージにおいては、大規模バッファ部14へのパケットの転送を明示する必要がない。従って、大規模バッファ部14が接続されているポートを識別するポート情報を運用サーバ等に通知したり、運用サーバ等がポート情報を管理したりする必要がない。
Further, as described above, in the stop request message, it is not necessary to clearly indicate the transfer of the packet to the large-
また、停止要求メッセージは、大規模バッファ部14へのパケットの転送を指示するメッセージではなく、パケットの転送の停止を指示するメッセージである。これにより、大規模バッファ部14の有無に応じて停止要求メッセージの形式を変更しなくても済む。すなわち、パケットスイッチが停止要求メッセージを受信したとき、そのパケットスイッチが大規模バッファ部14を備えていれば大規模バッファ部14にパケットを転送し、大規模バッファ部14を備えていなければパケットを破棄するということが可能となる。
The stop request message is not a message for instructing packet transfer to the large-
なお、パケットが大規模バッファ部14に転送されているときに、バッファメモリ141に空きエリアがなくなったときには、バッファメモリ141に記憶されている複数のパケットうち最も早い時期に記憶されたパケットを破棄し、大規模バッファ部14に新たに転送されてきたパケットを記憶するようにしてもよい。これは、バッファメモリ141に記憶された時期が早いパケットについては、これを送信した端末が再送の手順などを開始している可能性があるためである。
When the packet is transferred to the large-
これにより、バックアップサーバが機能を提供する際に、機能の提供に必要な可能性が高いパケットを大規模バッファ部14に残しておくことができる。
Thus, when the backup server provides a function, a packet that is highly likely to be required for the function can be left in the large-
また、上述した実施形態において停止要求メッセージは、バックアップサーバが接続されたポートのポート情報を含むものとして説明した。ただし、機能を提供するサーバを切り替えるために運用サーバは、切り替えの工程を管理する運用管理サーバ等と通信をする可能性もある。そのため、停止要求メッセージは、バックアップサーバが接続されたポートを示すポート情報だけではなく、このような運用管理サーバ等が接続されたポートのポート情報等も含むようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the stop request message has been described as including the port information of the port to which the backup server is connected. However, in order to switch the server that provides the function, the operation server may communicate with an operation management server that manages the switching process. Therefore, the stop request message may include not only port information indicating the port to which the backup server is connected, but also port information of the port to which such an operation management server or the like is connected.
ここで、図3を参照しながら説明したのは、運用サーバのソフトウェアやハードウェアを計画的に交換する場合に、機能を提供するサーバを運用サーバからバックアップサーバへ切り替えるときのパケットスイッチ10の動作であった。 Here, what has been described with reference to FIG. 3 is the operation of the packet switch 10 when the server that provides the function is switched from the operation server to the backup server when the operation server software or hardware is systematically replaced. Met.
次に、運用サーバに障害等が発生したときのパケットスイッチ10の動作について説明する。 Next, the operation of the packet switch 10 when a failure or the like occurs in the operation server will be described.
図4は、図1および図2に示したパケットスイッチ10の動作の他の例を説明するための図である。ここでは、運用サーバがソフトウェア障害を検出し、運用サーバ内のソフトウェアが再起動されるときのパケットスイッチ10の動作について説明する。 FIG. 4 is a diagram for explaining another example of the operation of the packet switch 10 shown in FIGS. 1 and 2. Here, the operation of the packet switch 10 when the operation server detects a software failure and the software in the operation server is restarted will be described.
図4に示すように、ネットワーク50、サーバ20およびサーバ40のそれぞれは、ポート11a,11b,11dを介してスイッチ部11に接続されている。また、ここでは、サーバ20を運用サーバとする。
As shown in FIG. 4, each of the
通常運用中は、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットがポート11a、ポート11dにて受け付けられると、受け付けられたパケットをポート11bから出力するようにルーチングテーブルが設定されている。この状態は、図4において(6)で示されている。
During normal operation, when a packet whose destination address indicates the
また、通常運用中は、バッファメモリ141にはパケットが記憶されておらず、読み出し部142は動作を停止している。
Further, during normal operation, no packet is stored in the buffer memory 141, and the
サーバ20がソフトウェア障害を検出し、ソフトウェアの再起動を開始すると、再起動の開始時に停止要求メッセージを制御部12へ送信する。これにより、制御部12は、ポート11a,11dにて受け付けられ、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットをポート11fから出力するようにルーチングテーブルを設定する。これにより、図4の(7)に示すように、ネットワーク50およびサーバ40から送信され、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットは、大規模バッファ部14へ転送されることになる。
When the
次に、サーバ20がソフトウェアの再起動を完了すると、サーバ20は、停止解除要求メッセージを制御部12へ送信する。これにより、制御部12は、図4の(8)に示すように、ポート11fにて受け付けられたパケットをポート11bから出力するようにルーチングテーブルを設定する。そして、制御部12は、読み出し開始の指示を大規模バッファ部14へ出力する。これにより、サーバ20のソフトウェアを再起動している間にサーバ20へ送信されたパケットが、ソフトウェアの再起動後に処理される。
Next, when the
そして、制御部12は、バッファメモリ141の空き状態を監視する。制御部12は、バッファメモリ141に記憶されたパケットがなくなると、図4の(6)に示すように、ポート11a,11dにて受け付けられ、宛先アドレスがサーバ20を示すパケットをポート11bから出力するようにルーチングテーブルを設定する。これにより、通常運用中の状態に戻ることになる。
Then, the
図4を参照しながら説明した動作の場合、運用サーバにおいて障害が発生してから障害が検出されるまでの間にサーバ20が受信したパケットについては正常に処理されないが、障害が検出された後のパケットについては正常に処理される。
In the case of the operation described with reference to FIG. 4, a packet received by the
従って、ネットワーク50に接続された端末等から見ると、見掛け上の中断時間は、パケットスイッチ10を用いない場合に比べて大きく短縮されることになる。これは、運用サーバにおいてソフトウェアの再起動を行う場合だけでなく、運用サーバ内のデータの再初期化を行ったり、運用サーバ内の2重化した装置を切り替えたりするような場合でも同様である。
Therefore, when viewed from a terminal or the like connected to the
つまり、運用サーバに障害等が発生した場合にも、サーバによる機能の提供の高信頼性を確保することが可能となる。 That is, even when a failure or the like occurs in the operation server, it is possible to ensure the high reliability of the function provision by the server.
なお、本発明は、従来のパケットスイッチに大規模バッファ部14を追加し、制御部12のソフトウェアを変更するなどによって簡単に実現が可能であり、多様なパケットスイッチへの適用が可能である。
The present invention can be easily realized by adding the large-
特に、サーバ間での状態データの引き継ぎを行いながら、機能提供の継続性を実現するようなサーバを多数収容する可能性が高く、かつ、サーバの機能提供の中断により非常に多数の利用者に影響をあたえてしまう可能性が高い大規模データセンタを構成するパケットスイッチなどに適用されることが想定される。 In particular, it is highly possible to accommodate a large number of servers that realize continuity of function provision while handing over state data between servers, and to the large number of users due to interruption of server function provision. It is assumed that the present invention is applied to a packet switch or the like constituting a large-scale data center that is highly likely to be affected.
10 パケットスイッチ
11 スイッチ部
11a〜11f ポート
12 制御部
13 ルーチングテーブル部
14 大規模バッファ部
20,30,40 サーバ
50 ネットワーク
141 バッファメモリ
142 読み出し部
143 書き込み部
144 管理部
145 レートレジスタ
146 タイマ
147 最大記憶時間レジスタ
148 パターンテーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Packet switch 11 Switch part 11a-
Claims (9)
前記スイッチ部は、前記複数のポートのうちの少なくとも1つを示すポート情報、および、アドレスを含む第1のメッセージを前記複数のポートのいずれかを介して受信し、
前記複数のポートのうちの第1のポートを介して前記スイッチ部と接続され、前記第1のポートから出力されたパケットを受け付けて記憶するバッファ部と、
前記第1のメッセージが受信されると、前記複数のポートのうち当該第1のメッセージに含まれるポート情報が示すポート以外のポートにて受け付けられ、当該第1のメッセージに含まれるアドレスを宛先アドレスとするパケットを、前記第1のポートから出力するように前記ルーチングテーブルを設定する制御部と、を有するパケットスイッチ。 A switching unit having a plurality of ports for inputting and outputting packets; a routing table for storing a port that receives a packet and a port that outputs the packet among the plurality of ports in association with each other according to a destination address of the packet; A packet switch comprising:
The switch unit receives port information indicating at least one of the plurality of ports and a first message including an address via any of the plurality of ports,
A buffer unit connected to the switch unit via a first port of the plurality of ports and receiving and storing a packet output from the first port;
When the first message is received, it is accepted by a port other than the port indicated by the port information included in the first message among the plurality of ports, and the address included in the first message is set as the destination address. And a control unit that sets the routing table so as to output the packet from the first port.
前記スイッチ部は、前記複数のポートのいずれかを介して第2のメッセージを受信し、
前記制御部は、前記第2のメッセージが受信されると、該受信された第2のメッセージに基づいて前記複数のポートの中から第2のポートを決定し、前記第1のポートにて受け付けられたパケットを前記第2のポートから出力するように前記ルーチングテーブルを設定した後、前記バッファ部に記憶されたパケットを出力させるパケットスイッチ。 The packet switch according to claim 1,
The switch unit receives the second message via any of the plurality of ports;
When the second message is received, the control unit determines a second port from the plurality of ports based on the received second message, and accepts the second port from the first port. A packet switch configured to output the packet stored in the buffer unit after setting the routing table to output the received packet from the second port.
前記第2のメッセージは、前記複数のポートのうちのいずれかを示すポート情報を含み、
前記制御部は、前記受信された第2のメッセージに含まれるポート情報が示すポートを前記第2のポートとするパケットスイッチ。 The packet switch according to claim 2, wherein
The second message includes port information indicating one of the plurality of ports,
The control unit is a packet switch in which a port indicated by port information included in the received second message is the second port.
前記制御部は、前記複数のポートのうち前記第2のメッセージが受信されたポートを前記第2のポートとするパケットスイッチ。 The packet switch according to claim 2, wherein
The control unit is a packet switch in which the port from which the second message is received is the second port among the plurality of ports.
前記制御部は、前記バッファ部に記憶されたパケットがなくなると、前記複数のポートのうち前記第1のメッセージに含まれるポート情報が示すポート以外のポートにて受け付けられ、前記第1のメッセージに含まれるアドレスを宛先アドレスとするパケットを前記第2のポートから出力するように前記ルーチングテーブルを設定するパケットスイッチ。 The packet switch according to any one of claims 2 to 4, wherein
When the packet stored in the buffer unit is exhausted, the control unit is accepted by a port other than the port indicated by the port information included in the first message among the plurality of ports, and the first message A packet switch that sets the routing table so that a packet having a destination address as an included address is output from the second port.
前記バッファ部は、前記記憶したパケットを所定のレートで出力するパケットスイッチ。 The packet switch according to any one of claims 2 to 5,
The buffer unit is a packet switch that outputs the stored packets at a predetermined rate.
前記バッファ部は、前記記憶したパケットを出力する際、当該パケットが記憶されていた時間が所定の時間よりも短いかどうかを判定し、当該パケットが記憶されていた時間が前記所定の時間よりも短い場合に当該パケットを出力するパケットスイッチ。 The packet switch according to any one of claims 2 to 6,
When the buffer unit outputs the stored packet, the buffer unit determines whether the time in which the packet is stored is shorter than a predetermined time, and the time in which the packet is stored is shorter than the predetermined time. A packet switch that outputs the packet when it is short.
前記バッファ部は、前記受け付けたパケットのヘッダ部分が所定のパターンと一致する場合に当該受け付けたパケットを記憶するパケットスイッチ。 The packet switch according to any one of claims 1 to 7,
The buffer unit is a packet switch that stores a received packet when a header portion of the received packet matches a predetermined pattern.
前記バッファ部は、前記受け付けたパケットを記憶させるための空きエリアがない場合、当該バッファ部に記憶された複数のパケットのうち最も早い時期に記憶されたパケットを破棄し、当該受け付けたパケットを記憶するパケットスイッチ。 The packet switch according to any one of claims 1 to 8,
When there is no empty area for storing the received packet, the buffer unit discards the packet stored at the earliest time among the plurality of packets stored in the buffer unit and stores the received packet. Packet switch to do.
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