JP4409991B2 - リンクアグリゲーションを用いた伝送制御システム - Google Patents

Description

本発明は、複数のポートを１つの広帯域ポートとして扱うリンクアグリゲーションを用いたデータ伝送を制御する伝送制御システムに関する。

リンクアグリゲーションを用いたデータ伝送では、送信側で入力されたフレームを各ポートに振り分け、受信側でこれらのフレームを１本にまとめているが、受信側でのフレーム順序は保証しなければならない（例えば、特許文献１、２、および３参照）。ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers ）８０２．３ａｄではリンクアグリゲーション技術について規格化されており、受信側でのフレーム順序を保証するメカニズムが記述されている。

図１０は、このようなメカニズムを有する伝送制御システムの構成例を示している。図１０の伝送制御システムは、送信装置１００１および受信装置１００２からなり、これらの装置は３本のリンク１００３、１００４、および１００５により接続されている。

送信装置１００１は、入力バッファ（パケットバッファ）１０１１、ディストリビュータ１０１２、およびポート１０１３、１０１４、１０１５を備え、受信装置１００２は、ポート１０２１、１０２２、１０２３、コレクタ１０２４、および出力バッファ１０２５を備える。

送信側のポート１０１３、１０１４、および１０１５のポート番号は、それぞれ「１」、「２」、および「３」であり、受信側のポート１０２１、１０２２、および１０２３のポート番号は、それぞれ「１」、「２」、および「３」である。送信側のポート１０１３、１０１４、および１０１５は、それぞれリンク１００３、１００４、および１００５を介して、受信側のポート１０２１、１０２２、および１０２３と接続されている。

したがって、送信側のポート１０１３、１０１４、および１０１５を集約化して１つの広帯域ポートとして扱い、受信側のポート１０２１、１０２２、および１０２３を集約化して１つの広帯域ポートとして扱うことにより、リンク１００３、１００４、および１００５が１本の論理リンク（トランク）１００６に集約化される。

送信装置１００１において、まず、入力された可変長データフレームは入力バッファ１０１１に蓄積される。次に、ディストリビュータ１０１２は、入力バッファ１０１１に蓄積されたフレームを、ＩＰＳＡ（インターネットプロトコル送信元アドレス）、ＩＰＤＡ（インターネットプロトコル宛先アドレス）、ＰｏｒｔＮｏ．（ポート番号）等により識別されるフロー毎に各ポートへ振り分け、フローの変わり目にはマーカを挿入する。

このときに使用されるマーカプロトコルは、データリンク層（Ｌ２）のＭＡＣ（メディアアクセス制御）副層のスロープロトコル（Ｔｙｐｅ＝８８０９ｈ）であり、挿入されるマーカは、リンク制限付きの１２８バイト固定長ＭＡＣフレームである。

図１０の例では、以下の３種類のフローに属するフレームが入力バッファ１０１１に蓄積されている。

フローＡ：Ａ１、Ａ２、Ａ３
フローＢ：Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３
フローＣ：Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３

フローＡのフレームＡ１、Ａ２、およびＡ３はポート１０１５の送信キュー（送信バッファ）に転送され、フローＢのフレームＢ１、Ｂ２、およびＢ３はポート１０１４の送信キューに転送され、フローＣのフレームＣ１、Ｃ２、およびＣ３はポート１０１３の送信キューに転送される。このとき、フレームＡ１、フレームＡ３、フレームＢ１、フレームＢ２、フレームＣ１、およびフレームＣ２の前には、それぞれマーカ１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、および１０３６が挿入される。各ポートの送信キューに蓄積されたフレームは、順次、受信装置１００２へ送出される。

受信装置１００２において、ポート１０２１、１０２２、および１０２３のレシーバ（受信バッファ）は、送信装置１００１から送出されたフレームを受信する。コレクタ１０２４は、各ポートのレシーバに蓄積されたフレームの中からマーカを除去し、残りのフレームを、順次、後段の出力バッファ１０２５へと転送していく。

コレクタ１０２４は、マーカを検出するとマーカ応答１０３７を送信装置１００１に返送し、送信装置１００１のディストリビュータ１０１２は、マーカ応答１０３７の受信をトリガとして、入力バッファ１０１１のフレームを新たなポートに振り分ける。

このような伝送制御システムにおいて送信側でフレームの振り分けを行う際には、同一フロー内でのフレーム順序を保証するため、フレームの追い越しを防ぐ必要がある。このため、ポート１０１３のように、ある特定のフローがポート１本の帯域を超えて流入してきても、そのフローのフレームを他のポートへ振り分けることはできない。したがって、ポート１０１５のように、他のポートの帯域に余裕があるにもかかわらず、ポート１０１３では溢れたフレームを破棄せざるを得ず、複数ポートを集約化するメリットが小さくなる。

このようなオーバフローを防ぐ方法として、特許文献２に示されているようなルックアップテーブル（識別用データテーブル）を用いてフローと送出ポートを関連付けることが考えられる。この方法では、論理リンクの中のいくつかの物理リンクが特定のトラフィック専用に集約され、集約された物理リンクに対してサブ論理リンクが割り当てられる。これにより、フローをさらに細かく分類して各ポートへ振り分けることが可能になり、オーバフローの発生確率が低下する。

オーバフローを防ぐもう１つの方法は、各ポートの送信キューの容量を増加させることである。送信キューが大容量になればなるほど、オーバフローの発生確率が低下する。
特開２００１−０８６１２２号公報 特開２００２−２３２４２７号公報 特開２００２−００９８６６号公報

しかしながら、上述した従来の伝送制御システムには、次のような問題がある。
ポートのオーバフローを防ぐための従来の方法では、フローをさらに細かく分類するための大規模なルックアップテーブルや大容量の送信キューが必要となる。しかし、このような対策を行ったとしても、送出レートが偏った場合はオーバフローの発生を１００％防止することは難しい。また、ポート毎に送出レートが異なるため、必ずしも帯域を有効に利用することができず、ワイヤースピードの向上が期待できない。

本発明の課題は、リンクアグリゲーションを用いたデータ伝送において、大規模なルックアップテーブルや大容量の送信キューを用いることなくポートのオーバフローを防止し、帯域を有効に利用する伝送制御システムを提供することである。

図１は、本発明の伝送制御システムにおける送信装置および受信装置の原理図である。
本発明の第１の局面において、送信装置１０１は、振り分け手段１１１および送信手段１１２を備え、複数のポートを１つの広帯域ポートとして扱うリンクアグリゲーションを用いて、それらのポートに蓄積されたデータを送信する。このとき、振り分け手段１１１は、複数の可変長フレームを所定サイズ単位でユニット化して、ユニット毎に上記複数のポートの各々へ振り分け、送信手段１１２は、各ポートに接続されたリンクに対してユニット毎にフレームを送出する。

また、第１の局面において、受信装置１０２は、受信手段１２１および収集手段１２２を備え、複数のポートを１つの広帯域ポートとして扱うリンクアグリゲーションを用いて、受信したデータを複数のポートに蓄積する。このとき、受信手段１２１は、各ポートに接続されたリンクから、所定サイズ単位でユニット化された複数の可変長フレームを受信して、そのポートに蓄積し、収集手段１２２は、上記複数のポートの各々からユニット毎にフレームを収集する。

送信側の振り分け手段１１１により、送信すべき複数のフレームがユニット化されて所定サイズのユニットが生成され、各ユニットが各ポートに振り分けられて格納される。こうして各ポートにユニット毎に蓄積されたフレームは、送信手段１１２により、各リンク上に送出される。送出されたフレームは、受信側の受信手段１２１により受信されて、ユニット毎に各ポートに蓄積される。こうして蓄積されたフレームは、収集手段１２２により、各ポートからユニット毎に収集される。

本発明の第２の局面において、第１の局面における送信装置１０１は、各ユニットにシーケンス番号を含むマーカ情報を付加する付加手段１１３をさらに備える。振り分け手段１１１は、そのシーケンス番号に応じて複数のポートをシーケンシャルに切り替えながら、各ユニットに属するフレームを各ポートに振り分ける。

また、第２の局面において、第１の局面における受信装置１０２は、各ユニットに付加されたマーカ情報を抽出する抽出手段１２３をさらに備える。収集手段１２１は、そのマーカ情報に含まれるシーケンス番号に応じて複数のポートをシーケンシャルに切り替えながら、各ポートから各ユニットに属するフレームを収集する。

送信側の付加手段１１３により、送信される各ユニットにマーカ情報が付加され、振り分け手段１１１により、マーカ情報に含まれるシーケンス番号に応じて振り分け先のポートが切り替えられる。各ユニットに付加されたマーカ情報は、送信手段１１２により、各ユニットに属するフレームとともに送出される。送出されたマーカ情報は、受信側の受信手段１２１によりフレームとともに受信され、抽出手段１２３により抽出される。そして、収集手段１２１により、抽出されたマーカ情報に含まれるシーケンス番号に応じて収集元のポートが切り替えられる。

振り分け手段１１１は、例えば、後述する図２のディストリビュータ２１２または図７のディストリビュータ７１１に対応し、送信手段１１２は、例えば、図２のポート２１３、２１４、２１５およびマーカ多重部２１６、２１７、２１８、または図７のマーカ多重部７１２、７１３、７１４およびポート２１３、２１４、２１５に対応する。付加手段１１３は、例えば、図２のディストリビュータ２１２または図７のマーカ多重部７１２、７１３、７１４に対応する。

受信手段１２１は、例えば、図２のマーカ分離部２２１、２２２、２２３およびポート２２４、２２５、２２６、または図７のポート２２４、２２５、２２６およびマーカ分離部７１５、７１６、７１７に対応し、収集手段１２２は、例えば、図２のコレクタ２２７または図７のコレクタ７１８に対応する。抽出手段１２３は、例えば、図２のマーカ分離部２２１、２２２、２２３または図７のマーカ分離部７１５、７１６、７１７に対応する。

本発明によれば、可変長フレームをユニット毎に振り分けることにより、各ポートの送出レートを平均化することができる。したがって、フローと送出ポートを関連付ける大規模なルックアップテーブルや大容量の送信キューを設けなくても、各ポートにおけるフレームの破棄を防ぐことができるとともに、所有する帯域を有効に利用したリンクアグリゲーションが可能となる。また、マーカ情報を用いることにより、受信側でのフレーム順序が保証され、フレームの追い越しを防ぐことができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
以下に説明する実施形態では、送信側において、フロー毎ではなく、フレームをユニット化するための所定サイズ（ユニットサイズ）毎に、各ポートの送信キューへフレームを振り分ける。したがって、各ユニット内には、複数の異なるフローに属するフレームが混在することになる。これにより、各ポートの送出レートが近似するため、送信側ではオーバフローによるフレームの破棄がほとんどなくなり、フローを識別するためにＩＰＳＡ、ＩＰＤＡ、ＰｏｒｔＮｏ．等のパケットの内容をチェックする必要もなくなる。

また、送信側において、「マーカ認識パターン」と「シーケンス番号」の組み合わせで形成したマーカをフレームに付加して、受信側へ送出する。受信側では、フレームに付加されたマーカにより、ユニット化されたフレームの順序を認識できるので、送信側に入力されたフレーム群と同じ順序で再構築が可能となり、フレームの追い越しが防止される。

図２は、第１の実施形態の伝送制御システムの構成図である。図２の伝送制御システムは、送信装置２０１および受信装置２０２からなり、これらの装置は３本のリンク２０３、２０４、および２０５により接続されている。これらのリンクは１本のトランク２０６に集約化される。

送信装置２０１は、入力バッファ２１１、ディストリビュータ２１２、ポート２１３、２１４、２１５、およびマーカ多重部２１６、２１７、２１８を備え、受信装置２０２は、マーカ分離部２２１、２２２、２２３、ポート２２４、２２５、２２６、コレクタ２２７、および出力バッファ２２８を備える。

送信側のポート２１３、２１４、および２１５のポート番号は、それぞれ「１」、「２」、および「３」であり、受信側のポート２２４、２２５、および２２６のポート番号は、それぞれ「１」、「２」、および「３」である。

マーカ多重部２１６、２１７、および２１８は、それぞれ送信側のポート２１３、２１４、および２１５の後段に設けられており、マーカ分離部２２１、２２２、および２２３は、それぞれ受信側のポート２２４、２２５、および２２６の前段に設けられている。マーカ多重部２１６、２１７、および２１８は、それぞれリンク２０３、２０４、および２０５を介して、マーカ分離部２２１、２２２、および２２３と接続されている。

送信装置２０１において、まず、入力されたフレームは入力バッファ２１１に蓄積される。図２の例では、図１０と同様のフレームが入力バッファ２１１に蓄積されている。
次に、ディストリビュータ２１２は、入力バッファ２１１に蓄積されたフレームを、例えば、ポート２１５の送信キューへ順に転送していく。このとき、最初に転送されるフレームより先に、「マーカ認識パターン」と「シーケンス番号」の組み合わせで形成した独自フォーマットの開始マーカを挿入する。

開始マーカの「マーカ認識パターン」は、例えば、開始を表す「固定パターン」と「ポート番号」の組み合わせからなるパターンであり、「シーケンス番号」は、入力バッファ２１１におけるフレーム順序を表す番号である。この場合、開始マーカのフォーマットは、「固定パターン（開始）」＋「ポート番号」＋「シーケンス番号」のようになる。

ここでは、ポート２１５の送信キューの開始マーカ２３１として、「固定パターン（開始）」＋「３」＋「１」の制御データが挿入される。
その後、ポート２１５の送信キューに転送され蓄積されたデータフレーム量があらかじめ設定されたユニットサイズの閾値を超えると、ディストリビュータ２１２は、閾値を超えたフレームの後に、「マーカ認識パターン」と「シーケンス番号」の組み合わせで形成した独自フォーマットの終了マーカを挿入する。これにより、ポート２１５の送信キューへの転送が終了する。

終了マーカの「マーカ認識パターン」は、例えば、終了を表す「固定パターン」と「ポート番号」の組み合わせからなるパターンであり、「シーケンス番号」は、入力バッファ２１１におけるフレーム順序を表す番号である。この場合、終了マーカのフォーマットは、「固定パターン（終了）」＋「ポート番号」＋「シーケンス番号」のようになる。

ここでは、開始マーカ２３１に続いて、フレームＡ１、Ａ２、およびＢ１がポート２１５の送信キューに転送された後、終了マーカ２３２として「固定パターン（終了）」＋「３」＋「１」の制御データが挿入される。これにより、フレームＡ１、Ａ２、およびＢ１がユニット化される。

なお、ユニットサイズの閾値は、受信側ポートのレシーバの容量および処理能力によって決定される。
次に、ディストリビュータ２１２は、入力バッファ２１１に蓄積されたフレームを、例えば、ポート２１４の送信キューへ順に転送していく。このとき、上述のポート２１５の場合と同様に、開始マーカの後にフレームを順に転送し、送信キューに蓄積されたデータフレーム量がユニットサイズの閾値を超えると、閾値を超えたフレームの後に終了マーカを挿入する。

ここでは、ポート番号は「２」であり、シーケンス番号は１だけ増加して「２」となる。したがって、ポート２１４の送信キューの開始マーカ２３３は、「固定パターン（開始）」＋「２」＋「２」となり、終了マーカ２３４は、「固定パターン（終了）」＋「２」＋「２」となる。これにより、フレームＣ１、Ａ３、およびＣ２がユニット化される。

次に、ディストリビュータ２１２は、入力バッファ２１１に蓄積されたフレームを、例えば、ポート２１３の送信キューへ順に転送していく。
ここでは、ポート番号は「１」であり、シーケンス番号はさらに１だけ増加して「３」となる。したがって、ポート２１３の送信キューの開始マーカ２３５は、「固定パターン（開始）」＋「１」＋「３」となり、終了マーカ２３６は、「固定パターン（終了）」＋「１」＋「３」となる。これにより、フレームＣ３、Ｂ２、およびＢ３がユニット化される。

このようにして、ディストリビュータ２１２は、マーカのシーケンス番号を１ずつ増やしながら、ポート２１５→ポート２１４→ポート２１３→ポート２１５の順に、ラウンドロビン方式でフレームの振り分けを繰り返す。

各ポートの送信キューに開始／終了マーカおよびそれらに挟まれたフレーム群が蓄積されると、受信装置２０２へフレームが送出される。このとき、マーカ多重部２１６、２１７、および２１８は、物理層（Ｌ１）を使用し、フレーム間ギャップの期間を利用して開始／終了マーカを送出する。

なお、入力フレームのトラフィック量が少なくなり、ポートの送信キューに蓄積されたデータフレーム量がユニットサイズの閾値まで達しない場合は、フレーム送出が止まってしまうため、送信装置２０１は、一定時間を過ぎると終了マーカを送信キューに挿入した後、受信装置２０２へフレームを送出する。

受信装置２０２において、ポート２２４、２２５、および２２６のレシーバは、送信装置２０１から送出されたフレームを受信する。
開始／終了マーカは、フレーム間ギャップの期間に送出されるので、図１０の構成では受信側においてＭＡＣフレームとして認識されず、受信側の各ポートの前段で破棄されてしまう。

これに対して、図２の構成では、ポート２２４、２２５、および２２６の前段のマーカ分離部２２１、２２２、および２２３が、受信したデータの中からマーカ認識パターンを検出すると、「マーカ認識パターン」＋「シーケンス番号」をマーカとして認識し、ポート２２４、２２５、および２２６のレシーバへ転送する。

次に、コレクタ２２７は、開始／終了マーカの整合性をチェックをした後、マーカのシーケンス番号の昇順にポートを切り替え、受信したフレームを、順次、後段の出力バッファ２２８へと転送していく。

ここでは、送信側と受信側の間で同じポート番号のポート同士が送受信を行うので、例えば、ポート２２６→ポート２２５→ポート２２４→ポート２２６の順に、ポートが切り替えられる。シーケンス番号の昇順の代わりに、マーカ認識パターンに含まれているポート番号の降順にポートを切り替えてもよい。ただし、この場合、「１」の次のポート番号は「３」であるものとして、ポートが順に切り替えられる。

また、コレクタ２２７は、タイマによる保護回路を有し、シーケンス番号の抜けがある場合は、期待するシーケンス番号を受信するまで出力バッファ２２８へのフレーム送出を一時停止する。なお、マーカは出力バッファ２２８へ転送されずに、コレクタ２２７にて終端される。

次に、図３から図６までを参照しながら、図２の伝送制御システムの動作をより詳細に説明する。
図３は、送信装置２０１のディストリビュータ２１２の動作フローチャートである。図３において、制御変数Ｎ（１≦Ｎ≦ポートの総数）は、フレームの振り分け先となるポートのポート番号を表す。

フレームが入力バッファ２１１に入力されると、ディストリビュータ２１２は、まず、ポート番号Ｎのポートの送信キューのフレーム量が０か否かをチェックする（ステップ３０１）。フレーム量が０であれば、そのポートの送信キューに開始マーカを送出し（ステップ３０２）、続いて入力されたフレームをその送信キューに送出する（ステップ３０３）。フレーム量が０でなければ、開始マーカを送出せずにステップ３０３の動作を行う。

次に、ポート番号Ｎのポートの送信キューのフレーム量がユニットサイズの閾値を超えたか否かをチェックする（ステップ３０４）。フレーム量が閾値を超えていなければ、次のフレームが入力バッファ２１１に入力されたか否かをチェックする（ステップ３０５）。次のフレームが入力されれば、ステップ３０３以降の動作を繰り返す。

次のフレームが入力されなければ、一定時間が経過したか否かをチェックし（ステップ３０６）、一定時間が経過していなければ、ステップ３０５以降の動作を繰り返す。一定時間が経過すれば、ポート番号Ｎのポートの送信キューに終了マーカを送出し（ステップ３０７）、振り分け先をポート番号Ｎ−１のポートに切り替える（ステップ３０８）。

そして、Ｎ＝Ｎ−１とおいて（ステップ３０９）、シーケンス番号に１を加算し（ステップ３１０）、動作を終了する。ステップ３０４においてフレーム量が閾値を超えていれば、直ちにステップ３０７以降の動作を行う。

図４は、送信装置２０１のマーカ多重部２１６、２１７、および２１８の動作フローチャートである。前のフレームが送出されると、フレーム間ギャップの期間が開始され（ステップ４０１）、マーカ多重部は、ポートの送信キューに格納された次の送信データが開始／終了マーカであるか否かをチェックする（ステップ４０２）。次の送信データがマーカであれば、そのマーカをリンクに送出する（ステップ４０３）。このとき、前のユニットの終了マーカに続いて次のユニットの開始マーカが送出される。次の送信データがマーカでなければ、そのままステップ４０４の動作を行う。

次に、フレーム間ギャップの期間が終了したか否かをチェックする（ステップ４０４）。フレーム間ギャップの期間が終了していなければ、ステップ４０４の動作を繰り返し、フレーム間ギャップの期間が終了すれば、次のフレームの送信を開始する（ステップ４０５）。

図５は、受信装置２０２のマーカ分離部２２１、２２２、および２２３の動作フローチャートである。リンクから受信データが入力されると、マーカ分離部は、受信データから開始マーカが検出されたか否かをチェックする（ステップ５０１）。開始マーカが検出されれば、入力データをポートのレシーバへ転送する（ステップ５０２）。開始マーカが検出されなければ、そのまま動作を終了する。

次に、受信データから終了マーカが検出されたか否かをチェックする（ステップ５０３）。終了マーカが検出されなければ、ステップ５０２以降の動作を繰り返し、終了マーカが検出されれば、ポートのレシーバへのデータ転送を停止する（ステップ５０４）。

図６は、受信装置２０２のコレクタ２２７の動作フローチャートである。図６において、制御変数Ｎは、受信データの転送元となるポートのポート番号を表す。
ポートのレシーバから開始マーカが入力されると、コレクタ２２７は、まず、開始マーカの整合性チェックを行う（ステップ６０１）。この整合性チェックでは、開始マーカのシーケンス番号が直前に入力された終了マーカのシーケンス番号の次の番号に一致するか否か、シーケンス番号とポート番号が対応しているか否か等がチェックされる。

開始マーカの整合性が保たれていれば、次に、開始マーカのポート番号Ｎに対応するポートを選択し（ステップ６０３）、そのポートのレシーバにフレームが格納されているか否かをチェックする（ステップ６０４）。

開始マーカの整合性が保たれていなければ、次に、一定時間が経過したか否かをチェックし（ステップ６０２）、一定時間が経過していなければ、ステップ６０１以降の動作を繰り返す。そして、一定時間が経過すれば、ステップ６０３以降の動作を行う。

ステップ６０４においてフレームが格納されていなければ、次に、一定時間が経過したか否かをチェックし（ステップ６０７）、一定時間が経過していなければ、ステップ６０４以降の動作を繰り返す。一定時間が経過すれば、アラームを通知して（ステップ６０９）、動作を終了する。

ステップ６０４においてフレームが格納されていれば、そのフレームを出力バッファ２２８に転送し、次に、ポート番号Ｎのポートのレシーバが終了マーカを受信したか否かをチェックする（ステップ６０６）。そのポートのレシーバが終了マーカを受信していなければ、ステップ６０７以降の動作を繰り返す。

ポート番号Ｎのポートのレシーバが終了マーカを受信すれば、次に、その終了マーカの整合性チェックを行う（ステップ６０８）。この整合性チェックでは、終了マーカのシーケンス番号が直前に入力された開始マーカのシーケンス番号に一致するか否か、シーケンス番号とポート番号が対応しているか否か等がチェックされる。

終了マーカの整合性が保たれていれば、そのまま動作を終了し、終了マーカの整合性が保たれていなければ、アラームを通知して（ステップ６０９）、動作を終了する。
図７は、第２の実施形態の伝送制御システムの構成図である。図７の伝送制御システムは、送信装置７０１および受信装置７０２からなる。

送信装置７０１は、入力バッファ２１１、ディストリビュータ７１１、マーカ多重部７１２、７１３、７１４、およびポート２１３、２１４、２１５を備え、受信装置７０２は、ポート２２４、２２５、２２６、マーカ分離部７１５、７１６、７１７、コレクタ７１８、および出力バッファ２２８を備える。送信側のポート２１３、２１４、および２１５は、それぞれリンク２０３、２０４、および２０５を介して、受信側のポート２２４、２２５、および２２６と接続されている。

マーカ多重部７１２、７１３、および７１４は、それぞれ送信側のポート２１３、２１４、および２１５の前段に設けられており、マーカ分離部７１５、７１６、および７１７は、それぞれ受信側のポート２２４、２２５、および２２６の後段に設けられている。

送信装置７０１において、まず、入力されたフレームは入力バッファ２１１に蓄積される。図７の例では、図２と同様のフレームが入力バッファ２１１に蓄積されている。
次に、ディストリビュータ７１１は、入力バッファ２１１に蓄積されたフレームを、例えば、マーカ多重部７１４を介してポート２１５の送信キューへ順に転送していく。このとき、マーカ多重部７１４は、最初に転送されるフレームより先に開始マーカを挿入する。

この開始マーカは、「マーカ認識パターン」と「シーケンス番号」が挿入された、リンク制限付きの１２８バイト固定長ＭＡＣフレームである。開始マーカの「マーカ認識パターン」は、図２の場合と同様に、例えば、開始を表す「固定パターン」と「ポート番号」の組み合わせからなる。

その後、ポート２１５の送信キューに転送され蓄積されたデータフレーム量があらかじめ設定されたユニットサイズの閾値を超えると、マーカ多重部７１４は、閾値を超えたフレームの後に終了マーカを挿入する。これにより、ポート２１５の送信キューへの転送が終了する。

この終了マーカは、開始マーカと同様に、「マーカ認識パターン」と「シーケンス番号」が挿入された、リンク制限付きの１２８バイト固定長ＭＡＣフレームである。終了マーカの「マーカ認識パターン」は、図２の場合と同様に、例えば、終了を表す「固定パターン」と「ポート番号」の組み合わせからなる。

なお、ユニットサイズの閾値は、図２の場合と同様に、受信側ポートのレシーバの容量および処理能力によって決定される。
以降は図２の場合と同様に、ディストリビュータ７１１は、マーカのシーケンス番号を１ずつ増やしながら、ポート２１５→ポート２１４→ポート２１３→ポート２１５の順に、ラウンドロビン方式でフレームの振り分けを繰り返す。

これにより、フレームＡ１乃至Ｂ３が図２の場合と同様にユニット化され、フレームＡ１、Ｃ１、およびＣ３の前に、それぞれ開始マーカ７２１、７２３、および７２５が挿入され、フレームＢ１、Ｃ２、およびＢ３の後に、それぞれ終了マーカ７２２、７２４、および７２６が挿入される。

各ポートの送信キューに開始マーカから終了マーカまでのフレーム群が蓄積されると、受信装置７０２へフレームが送出される。このとき、ポート２１３、２１４、および２１５は、図１０の場合と同様に、データリンク層を使用して開始／終了マーカのフレームを送出する。

受信装置７０２において、ポート２２４、２２５、および２２６のレシーバは、送信装置７０１から送出されたフレームを受信する。この場合、図２の構成とは異なり、開始／終了マーカはＭＡＣフレームとして送出されるため、そのまま各ポートのレシーバで受信することができる。

次に、コレクタ７１８は、受信したフレームをマーカ分離部７１５、７１６、および７１７を介して受け取る。そして、開始／終了マーカの整合性をチェックをした後、マーカのシーケンス番号の昇順にポートを切り替え、受信したフレームを、順次、後段の出力バッファ２２８へと転送していく。シーケンス番号の昇順の代わりに、マーカ認識パターンに含まれているポート番号の降順にポートを切り替えてもよい。

また、コレクタ７１８は、図２のコレクタ２２７と同様に、タイマによる保護回路を有し、シーケンス番号の抜けがある場合は、期待するシーケンス番号を受信するまで出力バッファ２２８へのフレーム送出を一時停止する。なお、マーカは出力バッファ２２８へ転送されずに、コレクタ７１８にて終端される。

次に、図８および図９を参照しながら、図７のマーカ多重部７１２、７１３、および７１４とマーカ分離部７１５、７１６、および７１７の動作をより詳細に説明する。
図７のディストリビュータ７１１およびコレクタ７１８の動作は、基本的に図３および図６に示した動作と同様である。ただし、ディストリビュータ７１１は、各ポートの送信キューに開始／終了マーカを送出する代わりに、各マーカ多重部に対して開始／終了マーカの送出要求を転送する。また、各ポートの送信キューにフレームを送出する代わりに、各マーカ多重部にフレームを送出する。一方、コレクタ７１８は、各ポートのレシーバの代わりに各マーカ分離部から受信フレームのデータを受け取る。

図８は、送信装置７０１のマーカ多重部７１２、７１３、および７１４の動作フローチャートである。マーカ多重部は、ディストリビュータ７１１から開始マーカの送出要求を受け取ったか否かをチェックし（ステップ８０１）、その送出要求を受け取るまでステップ８０１の動作を繰り返す。開始マーカの送出要求を受け取ると、開始マーカのフレームを生成して（ステップ８０２）、ポートの送信キューに送出し（ステップ８０３）、ディストリビュータ７１１から転送されるフレームをポートの送信キューに送出する（ステップ８０４）。

次に、ディストリビュータ７１１から終了マーカの送出要求を受け取ったか否かをチェックし（ステップ８０５）、終了マーカの送出要求を受け取っていなければ、ステップ８０４以降の動作を繰り返す。そして、終了マーカの送出要求を受け取ると、終了マーカのフレームを生成して（ステップ８０６）、ポートの送信キューに送出し（ステップ８０７）、ステップ８０１以降の動作を繰り返す。

図９は、受信装置７０２のマーカ分離部７１５、７１６、および７１７の動作フローチャートである。ポートのレシーバから受信フレームが入力されると、マーカ分離部は、受信フレームから開始／終了マーカが検出されたか否かをチェックする（ステップ９０１）。開始／終了マーカが検出されれば、マーカからシーケンス番号およびポート番号を抽出し（ステップ９０２）、コレクタ７１８へ転送する（ステップ９０３）。開始マーカ／終了マーカが検出されなければ、受信フレームをコレクタ７１８へ送出する（ステップ９０４）。

以上説明した実施形態では、送信側および受信側の対応する２つのポートに同じポート番号が割り当てられているが、２つのポートに必ずしも同じポート番号を割り当てる必要はない。送信側と受信側でポート番号が異なる場合は、あらかじめポート番号の対応テーブルを受信装置に格納しておき、コレクタはそのテーブルを参照しながら図６の動作を行う。

また、送信側および受信側のポートの数は３個に限られることはなく、２つ以上の任意の数のポートを設けることができる。さらに、開始マーカと終了マーカは必ずしも併用する必要はなく、いずれか一方のみを用いて伝送制御を行ってもよい。

（付記１） 複数のポートを１つの広帯域ポートとして扱うリンクアグリゲーションを用いて、該複数のポートに蓄積されたデータを送信する送信装置であって、
複数の可変長フレームを所定サイズ単位でユニット化して、ユニット毎に前記複数のポートの各々へ振り分ける振り分け手段と、
各ポートに接続されたリンクに対してユニット毎にフレームを送出する送信手段と
を備えることを特徴とする送信装置。

（付記２） 前記送信手段は、各ポートの送信キューに蓄積されたフレーム量が前記所定サイズの閾値を超えたとき、蓄積されたフレームをユニットとして送出することを特徴とする付記１記載の送信装置。

（付記３） 前記送信手段は、各ポートの送信キューに蓄積されたフレーム量が前記所定サイズの閾値を超えない場合、一定時間経過後に、蓄積されたフレームをユニットとして送出することを特徴とする付記１または２記載の送信装置。

（付記４） 各ユニットにシーケンス番号を含むマーカ情報を付加する付加手段をさらに備え、前記振り分け手段は、該シーケンス番号に応じて前記複数のポートをシーケンシャルに切り替えながら、各ユニットに属するフレームを各ポートに振り分けることを特徴とする付記１記載の送信装置。

（付記５） 前記マーカ情報はマーカ認識パターンを含むことを特徴とする付記４記載の送信装置。
（付記６） 各ユニットに、ユニットの開始を表す開始マーカ情報と、該ユニットの終了を表す終了マーカ情報を付加する付加手段をさらに備え、前記送信手段は、開始マーカ情報、該ユニットに属するフレーム、終了マーカ情報の順に送出することを特徴とする付記１記載の送信装置。

（付記７） 前記送信手段は、前記開始マーカ情報および終了マーカ情報を、物理層におけるフレーム間ギャップの期間を利用して送出することを特徴とする付記６記載の送信装置。

（付記８） 前記送信手段は、前記開始マーカ情報および終了マーカ情報を、データリンク層における固定長の制御フレームとして送出することを特徴とする付記６記載の送信装置。

（付記９） 複数のポートを１つの広帯域ポートとして扱うリンクアグリゲーションを用いて、受信したデータを該複数のポートに蓄積する受信装置であって、
各ポートに接続されたリンクから、所定サイズ単位でユニット化された複数の可変長フレームを受信し、該ポートに蓄積する受信手段と、
前記複数のポートの各々からユニット毎にフレームを収集する収集手段と
を備えることを特徴とする受信装置。

（付記１０） 各ユニットに付加されたマーカ情報を抽出する抽出手段をさらに備え、前記収集手段は、前記マーカ情報に含まれるシーケンス番号に応じて前記複数のポートをシーケンシャルに切り替えながら、各ポートから各ユニットに属するフレームを収集することを特徴とする付記９記載の受信装置。

（付記１１） 前記マーカ情報はマーカ認識パターンを含み、前記抽出手段は、該マーカ認識パターンにより該マーカ情報を認識することを特徴とする付記１０記載の受信装置。

（付記１２） 抽出手段をさらに備え、前記受信手段は、ユニットの開始を表す開始マーカ情報、該ユニットに属するフレーム、該ユニットの終了を表す終了マーカ情報の順に受信し、前記抽出手段は、各ユニットに付加された開始マーカ情報および終了マーカ情報を抽出し、前記収集手段は、抽出された開始マーカ情報および終了マーカ情報を用いて各ユニットに属するフレームを収集することを特徴とする付記９記載の受信装置。

（付記１３） 前記受信手段は、物理層におけるフレーム間ギャップの期間を利用して送出された開始マーカ情報および終了マーカ情報を受信することを特徴とする付記１２記載の受信装置。

（付記１４） 前記受信手段は、データリンク層における固定長の制御フレームとして送出された開始マーカ情報および終了マーカ情報を受信することを特徴とする付記１２記載の受信装置。

（付記１５） 複数のポートを１つの広帯域ポートとして扱うリンクアグリゲーションを用いて、該複数のポートに蓄積されたデータを送信する送信方法であって、
複数の可変長フレームを所定サイズ単位でユニット化して、ユニット毎に前記複数のポートの各々へ振り分け、
各ポートに接続されたリンクに対してユニット毎にフレームを送出する
ことを特徴とする送信方法。

（付記１６） 複数のポートを１つの広帯域ポートとして扱うリンクアグリゲーションを用いて、受信したデータを該複数のポートに蓄積する受信方法であって、
各ポートに接続されたリンクから、所定サイズ単位でユニット化された複数の可変長フレームを受信し、
受信したフレームを各ポートに蓄積し、
前記複数のポートの各々からユニット毎にフレームを収集する
ことを特徴とする受信方法。

本発明は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークを介して接続された装置間における伝送制御だけでなく、同一装置内に設けられたユニット間や、同一ボード上に実装されたデバイス間における伝送制御に対しても適用可能である。

本発明の送信装置および受信装置の原理図である。 第１の伝送制御システムの構成図である。 ディストリビュータの動作フローチャートである。 第１のマーカ多重部の動作フローチャートである。 第１のマーカ分離部の動作フローチャートである。 コレクタの動作フローチャートである。 第２の伝送制御システムの構成図である。 第２のマーカ多重部の動作フローチャートである。 第２のマーカ分離部の動作フローチャートである。 従来の伝送制御システムの構成図である。

符号の説明

１０１、２０１、７０１、１００１ 送信装置
１０２、２０２、７０２、１００２ 送信装置
１１１ 振り分け手段
１１２ 送信手段
１１３ 付加手段
１２１ 受信手段
１２２ 収集手段
１２３ 抽出手段
２０３、２０４、２０５、１００３、１００４、１００５ 送信装置
２０６、１００６ トランク
２１１、７１１、１０１１ 入力バッファ
２１２、７１２、１０１２ ディストリビュータ
２１３、２１４、２１５、２２４、２２５、２２６、１０１３、１０１４、１０１５、１０２１、１０２２、１０２３ ポート
２１６、２１７、２１８、７１２、７１３、７１４ マーカ多重部
２２１、２２２、２２３、７１５、７１６、７１７ マーカ分離部
２２７、７１８、１０２４ コレクタ
２２８、１０２５ 出力バッファ
２３１、２３３、２３５、７２１、７２３、７２５ 開始マーカ
２３２、２３４、２３６、７２２、７２４、７２６ 終了マーカ
１０３１、１０３２、１０３３、１０３４、１０３５、１０３６ マーカ

Claims (5)

1. 複数のポートを１つの広帯域ポートとして扱うリンクアグリゲーションを用いて、該複数のポートに蓄積されたデータを送信する送信装置であって、
   それぞれ異なるフローに属する複数の可変長フレームを所定サイズ単位でユニット化して、該複数の可変長フレームが各ユニット内に混在するユニット毎に前記複数のポートの各々へ振り分ける振り分け手段と、
   各ポートに接続されたリンクに対して、ユニット毎にフレームを送出する送信手段とを備え、
   前記振り分け手段は、前記複数のポートのうち第１のポートに蓄積されたフレーム量が前記所定サイズの閾値を超えなければ、該第１のポートを振り分け先として選択し、該第１のポートに蓄積されたフレーム量が該閾値を超えれば、前記複数のポートのうち第２のポートを該振り分け先として選択することを特徴とする送信装置。
2. 前記送信手段は、各ポートの送信キューに蓄積されたフレーム量が前記所定サイズの閾値を超えたとき、蓄積されたフレームをユニットとして送出することを特徴とする請求項１記載の送信装置。
3. 各ユニットにシーケンス番号を含むマーカ情報を付加する付加手段をさらに備え、前記振り分け手段は、該シーケンス番号に応じて前記複数のポートをシーケンシャルに切り替えながら、各ユニットに属するフレームを各ポートに振り分けることを特徴とする請求項１又は２記載の送信装置。
4. 複数の受信ポートを１つの広帯域ポートとして扱うリンクアグリゲーションを用いて、送信装置の複数の送信ポートから受信したデータを該複数の受信ポートに蓄積する受信装置であって、
   各受信ポートに接続されたリンクから、それぞれ異なるフローに属する複数の可変長フレームが所定サイズ単位でユニット化された該複数の可変長フレームを受信し、該複数の可変長フレームが各ユニット内に混在するユニット毎に該受信ポートに蓄積する受信手段と、
   前記複数の受信ポートの各々からユニット毎にフレームを収集する収集手段と
   を備え、
   前記収集手段は、前記複数の送信ポートのうち第１の送信ポートに蓄積されたフレーム量が前記所定サイズの閾値を超えなければ、前記複数の受信ポートのうち該第１の送信ポートとリンクを介して接続された第１の受信ポートからフレームを収集し、該第１の送信ポートに蓄積されたフレーム量が該閾値を超えれば、前記複数の受信ポートの中で、前記複数の送信ポートのうち第２の送信ポートとリンクを介して接続された第２の受信ポートからフレームを収集することを特徴とする受信装置。
5. 各ユニットに付加されたマーカ情報を抽出する抽出手段をさらに備え、前記収集手段は、前記マーカ情報に含まれるシーケンス番号に応じて前記複数の受信ポートをシーケンシャルに切り替えながら、各受信ポートから各ユニットに属するフレームを収集することを特徴とする請求項４記載の受信装置。

Images