JP4483335B2 - Ring network device - Google Patents

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本発明は、双方向のリングネットワークに接続されるリングネットワーク装置に関し、特に、リンクアグリゲーション処理を行いながらパケット通信を行うリングネットワーク装置に関する。   The present invention relates to a ring network device connected to a bidirectional ring network, and more particularly to a ring network device that performs packet communication while performing link aggregation processing.

双方向のリングネットワークに接続され、当該リングネットワークを介して、他のリングネットワーク装置とパケットの送受信を行うリングネットワーク装置が知られている。   2. Description of the Related Art A ring network device that is connected to a bidirectional ring network and transmits / receives a packet to / from another ring network device via the ring network is known.

また、リングネットワーク装置のなかには、リングネットワークを構成する複数のリンク(チャンネル)を理論的に一つのリンクとして取り扱うことにより、高速なパケット通信を可能にするリンクアグリゲーション機能を備えるものがある(例えば、特許文献1参照。)。   Some ring network devices have a link aggregation function that enables high-speed packet communication by theoretically treating a plurality of links (channels) constituting the ring network as one link (for example, (See Patent Document 1).

リンクアグリゲーション機能を備えるリングネットワーク装置は、他のリングネットワーク装置に送る送信データを、所定のリンクアグリゲーションアルゴリズムを用いて、複数のデータフローに分割するとともに、各データフローに含まれるデータパケットを、データフローごとに定められたリンク(送出方向)に送出するように構成されている。   A ring network device having a link aggregation function divides transmission data to be transmitted to another ring network device into a plurality of data flows using a predetermined link aggregation algorithm, and data packets included in each data flow are It is configured to send to a link (sending direction) determined for each flow.

また、特許文献1に示されるリングネットワーク装置では、リングネットワークを構成するいずれかのリンクに障害が発生した場合、リンクアグリゲート制御部のポートを強制的に切り換えることにより、障害発生箇所を迂回するパケット経路が確保されるようにしてある。
このような構成によれば、障害が発生していないときは、リンクアグリゲーション機能により高速なパケット通信を行うことができ、また、障害が発生したときは、リンクアグリゲート制御部を利用して、パケット経路を確保することが可能になる。
特開2002−359628号公報
Further, in the ring network device disclosed in Patent Literature 1, when a failure occurs in any of the links constituting the ring network, the failure occurrence point is bypassed by forcibly switching the port of the link aggregate control unit. A packet path is secured.
According to such a configuration, when no failure occurs, high-speed packet communication can be performed by the link aggregation function, and when a failure occurs, the link aggregate control unit is used, A packet path can be secured.
JP 2002-359628 A

ところで、リングネットワークでは、複数のリングネットワーク装置によるデータパケットの送出が集中し、部分的に輻輳が発生することがある。このような状況では、データパケットの送出が部分的に停滞するだけでなく、データパケットが破棄される可能性がある。   By the way, in a ring network, transmission of data packets by a plurality of ring network devices is concentrated, and congestion may partially occur. In such a situation, the transmission of the data packet may not only partially stagnate, but the data packet may be discarded.

そこで、リングネットワークが部分的に輻輳したとき、特許文献1に示される方法でデータパケットの送出方向を切り換え、輻輳発生箇所を迂回したパケット経路を確保することが提案される。
しかしながら、特許文献1に示される方法では、障害発生箇所に向けたデータパケットの送出を全て回避するように、送出方向を強制的に切り換えるため、この方法を輻輳発生箇所の回避に適用すると、リンクアグリゲーション機能が無効となり、通信効率が著しく低下するという問題がある。
Therefore, it is proposed that when the ring network is partially congested, the data packet transmission direction is switched by the method disclosed in Patent Document 1 to secure a packet path that bypasses the congestion occurrence point.
However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the transmission direction is forcibly switched so as to avoid the transmission of all data packets toward the failure occurrence location, when this method is applied to avoid the congestion occurrence location, the link There is a problem that the aggregation function is disabled and the communication efficiency is significantly reduced.

また、リンクアグリゲーションによって分割されたデータフローの送出中に、その送出方向を切り換えると、受信側のリングネットワーク装置でデータパケットの順序が乱れる可能性があるため、データパケットの順序保証が要求されるアプリケーションでは、送出方向の切り換えができないという問題がある。   In addition, if the transmission direction is switched during transmission of a data flow divided by link aggregation, the order of the data packets may be disturbed in the ring network device on the reception side, so that the order of the data packets is required. The application has a problem that the transmission direction cannot be switched.

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、リングネットワークが部分的に輻輳したとき、リンクアグリゲーション機能を無効にすることなく、輻輳発生箇所に向けたデータパケットの送出を抑制し、その結果、リンクアグリゲーションによる高速なパケット通信を維持しつつ、パケット送出の部分的な停滞や、データパケットの破棄を防止することができるリングネットワーク装置の提供を目的とする。   The present invention has been considered in view of the above circumstances, and when the ring network is partially congested, the transmission of data packets toward the congestion occurrence point is suppressed without invalidating the link aggregation function. As a result, an object of the present invention is to provide a ring network device capable of preventing partial stagnation of packet transmission and discarding of data packets while maintaining high-speed packet communication by link aggregation.

上記目的を達成するため本発明のリングネットワーク装置は、双方向のリングネットワークに接続され、当該リングネットワークを介して、他のリングネットワーク装置とパケットの送受信を行うリングネットワーク装置であって、他の前記リングネットワーク装置に送る送信データを、所定のリンクアグリゲーションアルゴリズムを用いて、複数のデータフローに分割するリンクアグリゲーション部と、複数の前記データフローに含まれるデータパケットを、前記データフローごとに定められた送出方向で、前記リングネットワークに送出するパケット送受信部と、前記リングネットワークの輻輳を検出するとともに、その検出結果に応じて、前記データパケットの送出方向を前記データフロー単位で部分的に切り換える輻輳検出部とを備える構成としてある。   In order to achieve the above object, a ring network device of the present invention is a ring network device that is connected to a bidirectional ring network and transmits / receives a packet to / from another ring network device via the ring network. A link aggregation unit that divides transmission data to be sent to the ring network device into a plurality of data flows using a predetermined link aggregation algorithm, and data packets included in the plurality of data flows are determined for each data flow. A packet transmission / reception unit for transmitting to the ring network in the transmission direction, and congestion for detecting congestion of the ring network and partially switching the transmission direction of the data packet in units of the data flow according to the detection result Equipped with a detector That it is constituted.

このようにすると、リングネットワークに輻輳が発生した場合、輻輳発生箇所に向けたデータパケットの送出が抑制されるので、データパケットの送出が部分的に停滞したり、データパケットが破棄されるという問題を解消することができる。
しかも、リングネットワークの輻輳に応じて、データパケットの送出方向をデータフロー単位で部分的に切り換えるので、リンクアグリゲーション機能が無効とならず、リンクアグリゲーションによる高速なパケット通信を維持することができる。
In this way, when congestion occurs in the ring network, transmission of the data packet toward the congestion occurrence point is suppressed, so that the transmission of the data packet partially stagnates or the data packet is discarded. Can be eliminated.
In addition, since the data packet transmission direction is partially switched in units of data flows according to the congestion of the ring network, the link aggregation function is not invalidated, and high-speed packet communication by link aggregation can be maintained.

また、本発明のリングネットワーク装置は、前記リンクアグリゲーション部が、IEEE802.3adで定義されるリンクアグリゲーションアルゴリズムを用いて、前記送信データを複数の前記データフローに分割する構成としてある。
このようにすると、リンクアグリゲーション部を容易に構成できるだけでなく、リングネットワーク装置の互換性を高めることができる。
In the ring network device of the present invention, the link aggregation unit divides the transmission data into a plurality of the data flows using a link aggregation algorithm defined by IEEE 802.3ad.
In this way, not only can the link aggregation unit be easily configured, but also the compatibility of the ring network device can be improved.

また、本発明のリングネットワーク装置は、前記輻輳検出部が、各前記データフローの送出待ちパケット量にもとづいて、前記リングネットワークの輻輳を検出し、送出待ちパケット量が所定の量を超えた前記データフローのパケット送出方向を反転方向に切り換える構成としてある。
このようにすると、リングネットワークにおける輻輳の発生を容易に検出できるだけでなく、データパケットの送出が停滞しているデータフローだけを対象として送出方向の切り換え、輻輳発生時でもリンクアグリゲーション機能を最大限に生かすことができる。
Further, in the ring network device of the present invention, the congestion detection unit detects congestion of the ring network based on a transmission waiting packet amount of each data flow, and the transmission waiting packet amount exceeds a predetermined amount. The data flow packet transmission direction is switched to the reverse direction.
In this way, it is possible not only to easily detect the occurrence of congestion in the ring network, but also to switch the transmission direction only for data flows where data packet transmission is stagnant, and to maximize the link aggregation function even when congestion occurs You can save it.

また、本発明のリングネットワーク装置は、前記輻輳検出部が、反転方向に切り換えた前記データフローのパケット送出方向を、所定の条件にもとづいて通常方向に戻す構成としてある。
このようにすると、パケット送出方向の切り換えによるリンクアグリゲーション機能の低下を最少限に抑えることができる。
In the ring network device of the present invention, the congestion detection unit returns the packet sending direction of the data flow switched to the reverse direction to the normal direction based on a predetermined condition.
In this way, the degradation of the link aggregation function due to switching of the packet transmission direction can be minimized.

また、本発明のリングネットワーク装置は、前記データフローのパケット送出方向を切り換えるとき、前記リングネットワークに切り換え要求パケットを送出し、その応答パケットを受信してからパケット送出方向の切り換えを行う構成としてある。
このようにすると、リンクアグリゲーションによって分割されたデータフローの送出中であっても、受信側のパケット順序に乱れを生じさせることなく、送出方向の切り換えを行うことが可能になる。これにより、データパケットの順序保証が要求されるアプリケーションにおいても、輻輳の発生に応じて送出方向の切り換えを行うことができる。
The ring network apparatus of the present invention is configured to switch the packet transmission direction after transmitting a switching request packet to the ring network and receiving a response packet when switching the packet transmission direction of the data flow. .
In this way, even when a data flow divided by link aggregation is being transmitted, it is possible to switch the transmission direction without disturbing the packet order on the receiving side. As a result, even in an application that requires guarantee of the order of data packets, the transmission direction can be switched according to the occurrence of congestion.

また、本発明のリングネットワーク装置は、前記切り換え要求パケットが、コントロールパケットで構成してある。
このようにすると、コントロールパケットを用いて、他のリングネットワーク装置に対する切り換え要求を行うことができる。
In the ring network device of the present invention, the switching request packet is composed of a control packet.
In this way, it is possible to make a switching request to another ring network device using the control packet.

また、本発明のリングネットワーク装置は、前記切り換え要求パケットが、切り換え要求情報を付加したデータパケットで構成してある。
このようにすると、データパケットを利用して、他のリングネットワーク装置に対する切り換え要求を行うことができる。
In the ring network device of the present invention, the switching request packet is a data packet to which switching request information is added.
In this way, it is possible to make a switching request to another ring network device using the data packet.

以上のように、本発明によれば、リングネットワークの輻輳に応じて、データパケットの送出方向をデータフロー単位で部分的に切り換えることにより、リンクアグリゲーション機能を生かしながら、輻輳発生箇所に向けたデータパケットの送出を抑制することができる。
これにより、リンクアグリゲーションによる高速なパケット通信を維持しながら、パケット送出の部分的な停滞や、データパケットの破棄を防止することが可能になる。
As described above, according to the present invention, the data directed to the congestion occurrence point is utilized while utilizing the link aggregation function by partially switching the transmission direction of the data packet in units of data flow according to the congestion of the ring network. Packet transmission can be suppressed.
As a result, it is possible to prevent partial stagnation of packet transmission and discard of data packets while maintaining high-speed packet communication by link aggregation.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、リングネットワークシステムの全体構成を示すブロック図、図2は、リングネットワークの具体的な構成例を示すブロック図である。
図1に示すように、リングネットワークシステムは、双方向のリングネットワーク10と、ここに接続される複数のリングネットワーク装置20とを備えて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ring network system, and FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration example of the ring network.
As shown in FIG. 1, the ring network system includes a bidirectional ring network 10 and a plurality of ring network devices 20 connected thereto.

具体的には、図2に示すように、複数のリンク0−1〜5、1−1〜5を介して、複数のリングネットワーク装置20をリング状に接続することにより、リングネットワーク10が構成される。
図2に示すリングネットワーク10は、リンク0−1〜5からなる右回りのリングレット0と、リンク1−1〜5からなる左回りのリングレット1とを有しており、リングネットワーク装置20は、リングレット0、1の選択により、パケットの送出方向を切り換えることができる。
Specifically, as shown in FIG. 2, a ring network 10 is configured by connecting a plurality of ring network devices 20 in a ring shape via a plurality of links 0-1 to 5 and 1-1 to 5. Is done.
The ring network 10 shown in FIG. 2 has a clockwise ringlet 0 composed of links 0-1 to 5 and a counterclockwise ringlet 1 composed of links 1-1 to 5, and a ring network device 20 The packet transmission direction can be switched by selecting ringlets 0 and 1.

図3は、リングネットワーク装置の構成を示すブロック図、図4は、パケットバッファ部の例を示すブロック図、図5は、パケット方向テーブルの例を示す説明図である。
図3に示すように、リングネットワーク装置20は、リングネットワーク10を介してパケットの送受信を行うために、リンクアグリゲーション部21、パケットバッファ部22、パケット方向テーブル23、パケット方向決定部24、パケット送受信部25、輻輳検出部26及びコントロールパケット送受信部27を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the ring network apparatus, FIG. 4 is a block diagram showing an example of a packet buffer unit, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a packet direction table.
As illustrated in FIG. 3, the ring network device 20 transmits and receives packets via the ring network 10, and includes a link aggregation unit 21, a packet buffer unit 22, a packet direction table 23, a packet direction determination unit 24, and packet transmission / reception. Unit 25, congestion detection unit 26, and control packet transmission / reception unit 27.

リンクアグリゲーション部21は、複数のリンクを理論的に一つのリンクとして取り扱うことにより、高速なパケット通信を可能にする部分である。
例えば、他のリングネットワーク装置20に送信データを送る場合、ンクアグリゲーション部21は、所定のリンクアグリゲーションアルゴリズムを用いて、送信データを複数のデータフローに分割する。このとき、各データフローのパケット送出方向も決められる。
The link aggregation unit 21 is a part that enables high-speed packet communication by treating a plurality of links theoretically as one link.
For example, when sending the transmission data to another ring network device 20, link aggregation unit 21, using a predetermined link aggregation algorithm, it divides the transmission data into a plurality of data flows. At this time, the packet transmission direction of each data flow is also determined.

リンクアグリゲーション部21が用いるリンクアグリゲーションアルゴリズムは、独自のものであってもよいが、IEEE802.3adで定義されるリンクアグリゲーションアルゴリズムを用いることが好ましい。
このようにすると、リンクアグリゲーション部21が容易に構成できるだけでなく、リングネットワーク装置20の互換性が高められる。
The link aggregation algorithm used by the link aggregation unit 21 may be unique, but it is preferable to use a link aggregation algorithm defined by IEEE 802.3ad.
In this way, not only the link aggregation unit 21 can be easily configured, but also the compatibility of the ring network device 20 is improved.

パケットバッファ部22には、パケットを蓄積する複数のパケットキューが構成されており、リンクアグリゲーション部21で分割されたデータフローに含まれるデータパケットは、対応するパケットキューに蓄積される。   The packet buffer unit 22 is configured with a plurality of packet queues for storing packets, and data packets included in the data flow divided by the link aggregation unit 21 are stored in the corresponding packet queues.

図4は、リンクアグリゲーション部21で分割されたデータフローが4個ある場合のパケットバッファ部22を示している。このパケットバッファ部22は、各データフローに属するデータパケットを、通常リングレット0方向に送出するか、あるいはリングレット1方向に送付するかによって、さらに2個のパケットキューに分配している。
例えば、データフローAに属するデータパケットのうち、通常リングレット0方向へ送出されるものをパケットキューA−0に蓄積し、通常リングレット1方向に送出されるものをパケットキューA−1に蓄積している。
FIG. 4 shows the packet buffer unit 22 when there are four data flows divided by the link aggregation unit 21. The packet buffer unit 22 further distributes the data packets belonging to each data flow to two packet queues depending on whether they are sent in the normal ringlet 0 direction or in the ringlet 1 direction.
For example, among data packets belonging to data flow A, those normally sent in the direction of ringlet 0 are stored in packet queue A-0, and those normally sent in the direction of ringlet 1 are stored in packet queue A-1. is doing.

パケット方向テーブル23には、データフローごとにデータパケットの送出方向を定める情報が記憶される。
例えば、図5に示すパケット方向テーブル23は、各データフローの名前を記憶するデータフロー名記憶領域と、各データフローの通常のパケット送出方向を記憶するパケット送出方向記憶領域と、各データフローのパケット送出方向を反転させるか否かを記憶する反転ビット記憶領域とから構成されている。
The packet direction table 23 stores information for determining the data packet sending direction for each data flow.
For example, the packet direction table 23 shown in FIG. 5 includes a data flow name storage area for storing the name of each data flow, a packet transmission direction storage area for storing a normal packet transmission direction of each data flow, and a data flow name storage area. It consists of an inverted bit storage area for storing whether or not to reverse the packet transmission direction.

パケット方向決定部24は、パケット方向テーブル23の記憶情報にしたがって、各データフローに属するデータパケットの送出方向を最終的に決定する機能を備えている。
パケット送受信部25は、リングネットワーク10を流れているデータパケットと、自装置20からリングネットワーク10に向けて新たに追加するデータパケットとを多重化して送信する機能や、自装置20あてのデータパケットを受信する機能を備えている。
そして、データフローに含まれるデータパケットを送信する場合は、データフローごとに定められた送出方向のリングレットにデータパケットが送出される。
The packet direction determination unit 24 has a function of finally determining the transmission direction of the data packet belonging to each data flow according to the stored information of the packet direction table 23.
The packet transmitting / receiving unit 25 multiplexes and transmits a data packet flowing through the ring network 10 and a data packet newly added from the own device 20 toward the ring network 10, and a data packet addressed to the own device 20. It has a function to receive.
When a data packet included in the data flow is transmitted, the data packet is transmitted to the ringlet in the transmission direction determined for each data flow.

輻輳検出部26は、リングネットワーク10内で輻輳が発生していることを検出し、パケット送出方向を切り換える命令を生成する機能と、反転方向に切り換えたデータフローのパケット送出方向を、所定の条件にもとづいて通常方向に戻す機能とを備えている。
例えば、パケットバッファ部22における各データフローの送出待ちパケット量にもとづいて、リングネットワーク10の輻輳を検出し、送出待ちパケット量が所定の量を超えたデータフローのパケット送出方向を反転方向に切り換えるように構成される。
The congestion detection unit 26 detects the occurrence of congestion in the ring network 10 and generates a command for switching the packet transmission direction and the packet transmission direction of the data flow switched to the reverse direction according to a predetermined condition. And a function to return to the normal direction based on the above.
For example, the congestion of the ring network 10 is detected based on the amount of packets waiting to be sent for each data flow in the packet buffer unit 22, and the packet sending direction of the data flow in which the amount of packets waiting to be sent exceeds a predetermined amount is switched to the reverse direction. Configured as follows.

コントロールパケット送受信部27は、各データフローのパケット送出方向を切り換える際に、パケット送出方向を切り換えて良いかどうかを他のリングネットワーク装置20に確認するために、切り換え要求コントロールパケットを送受信する機能を備えている。この機能は、リングネットワーク装置20が受信側のパケット順序を保証する必要がある場合に使用される。   The control packet transmission / reception unit 27 has a function of transmitting / receiving a switching request control packet to confirm with other ring network devices 20 whether or not the packet transmission direction can be switched when switching the packet transmission direction of each data flow. I have. This function is used when the ring network device 20 needs to guarantee the packet order on the receiving side.

つぎに、リングネットワーク装置20の動作について、図2〜図5を参照して説明する。
例えば、図2のリングネットワーク装置20Aからリングネットワーク装置20Bに向かって、所定のデータフローに属するデータパケットを送出するにあたり、リングネットワーク装置20Aが、リングレット0経由でリングネットワーク装置20Bに向かってデータパケットを送出しているとすると、リンク0−1もしくはリンク0−2に輻輳が発生した場合、リングネットワーク装置20Aは、リングネットワーク装置20Bにデータパケットを送信することが困難になる。このような場合、リングネットワーク装置20Aの輻輳検出部26は、輻輳を検出し、該当するデータフローのパケット送出方向を反転させる。これにより、輻輳箇所を迂回したパケット経路が確保され、リングネットワーク装置20Bにデータパケットを送信することが可能になる。
Next, the operation of the ring network device 20 will be described with reference to FIGS.
For example, when transmitting a data packet belonging to a predetermined data flow from the ring network apparatus 20A to the ring network apparatus 20B in FIG. 2, the ring network apparatus 20A transmits data to the ring network apparatus 20B via the ringlet 0. Assuming that a packet is transmitted, when congestion occurs in the link 0-1 or the link 0-2, it becomes difficult for the ring network device 20A to transmit a data packet to the ring network device 20B. In such a case, the congestion detection unit 26 of the ring network device 20A detects congestion and reverses the packet transmission direction of the corresponding data flow. As a result, a packet path that bypasses the congestion point is secured, and a data packet can be transmitted to the ring network device 20B.

具体的に説明すると、本実施形態の輻輳検出部26は、パケットバッファ部22における各データフロー(パケットキュー)の送出待ちパケット量を監視するとともに、送出待ちパケット量が所定の量を超えたデータフローから優先的にパケット送出方向を反転させる。
図4に示す例では、データフローBのリングレット0方向のパケットキューB−0に蓄積された送出待ちパケットの量がしきい値を越えているため、パケットキューB−0に属するデータフローB−0のパケット送出方向を反転させるべく、パケット方向テーブル23のデータフローB−0に係る反転ビット記憶領域を書き換えている。
More specifically, the congestion detection unit 26 of the present embodiment monitors the amount of packets waiting to be sent for each data flow (packet queue) in the packet buffer unit 22, and the data for which the amount of packets waiting to be sent exceeds a predetermined amount. The packet transmission direction is reversed preferentially from the flow.
In the example shown in FIG. 4, since the amount of packets waiting to be transmitted accumulated in the packet queue B-0 in the ringlet 0 direction of the data flow B exceeds the threshold value, the data flow B belonging to the packet queue B-0. In order to reverse the packet transmission direction of −0, the inverted bit storage area related to the data flow B-0 in the packet direction table 23 is rewritten.

つまり、リングネットワーク装置20は、通常、各パケットキューから送出されたデータパケットをパケット方向テーブル23の該当データフロー名に関連づけられたパケット送出方向に送信するが、上記の書き換えにより、パケット方向テーブル23の反転ビットが「反転」になると、可能な限り通常のパケット送出方向とは反対の方向にパケットデータを送信する。
例えば、図5に示す例では、データフローB−0の反転ビットが反転状態であるため、リングネットワーク装置20AはデータフローB−0に属するデータパケットを可能な限り、リングレット0ではなくリングレット1方向に送信することになる。
That is, the ring network device 20 normally transmits the data packet transmitted from each packet queue in the packet transmission direction associated with the corresponding data flow name in the packet direction table 23, but the packet direction table 23 is rewritten as described above. When the inversion bit of “” is “inversion”, the packet data is transmitted in the direction opposite to the normal packet transmission direction as much as possible.
For example, in the example shown in FIG. 5, since the inversion bit of the data flow B-0 is in the inversion state, the ring network device 20A can transmit data packets belonging to the data flow B-0 to the ringlet 0 instead of the ringlet 0 as much as possible. It is transmitted in one direction.

この手順を繰り返し、輻輳検出部26が輻輳を検出しなくなるまで、各データフローのパケット送出方向を反転させる。
このような動作によれば、リングネットワーク10の輻輳に応じて、データパケットの送出方向がデータフロー単位で部分的に切り換えられるので、リングネットワーク10が部分的に輻輳したとき、リンクアグリゲーション機能を無効にすることなく、輻輳発生箇所に向けたデータパケットの送出を抑制することが可能になる。これにより、リンクアグリゲーションによる高速なパケット通信を維持しつつ、パケット送出の部分的な停滞や、データパケットの破棄を防止できる。
This procedure is repeated, and the packet transmission direction of each data flow is reversed until the congestion detection unit 26 detects no congestion.
According to such an operation, the transmission direction of the data packet is partially switched in units of data flow according to the congestion of the ring network 10, and therefore the link aggregation function is disabled when the ring network 10 is partially congested. Therefore, it is possible to suppress the transmission of the data packet toward the congestion occurrence point. Thus, it is possible to prevent partial packet transmission stagnation and discard of data packets while maintaining high-speed packet communication by link aggregation.

また、輻輳検出部26が輻輳を検出しなくなった場合、反転しているデータフローのデータ送出方向を逆の手順で元に戻し、通常方向とする。例えば、送出待ちパケット量が多いデータフローから優先的にパケット送出方向を通常状態に戻すという方法を用いることができる。
このような動作によれば、パケット送出方向の切り換えによるリンクアグリゲーション機能の低下を最少限に抑えることができる。
If the congestion detection unit 26 no longer detects congestion, the data transmission direction of the inverted data flow is returned to the original direction in the reverse procedure, and the normal direction is set. For example, a method of preferentially returning the packet transmission direction to a normal state from a data flow with a large amount of transmission waiting packets can be used.
According to such an operation, it is possible to minimize the deterioration of the link aggregation function due to switching of the packet transmission direction.

図6は、コントロールパケット送受信部の処理手順を示すフローチャートである。
リングネットワーク装置20Aが受信側のパケット順序を保証する必要がある場合、以上の処理に加えて、図6に示す処理が使用される。
図6に示すように、コントロールパケット送受信部27は、輻輳検出部26が各データフローのパケット送出方向を反転状態から通常状態に切り換える際や、通常状態から反転状態に切り換える際に(S1)、切り換え要求コントロールパケットを該当するデータフローと同様の手順で隣接するリングネットワーク装置20に送信し(S2)、該当するデータフローのデータの送出を停止させる(S3)。隣接するリングネットワーク装置20は、切り換え要求コントロールパケットを受信すると、つぎのリングネットワーク装置20に転送する。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of the control packet transmission / reception unit.
When the ring network device 20A needs to guarantee the packet order on the receiving side, the processing shown in FIG. 6 is used in addition to the above processing.
As shown in FIG. 6, when the congestion detection unit 26 switches the packet transmission direction of each data flow from the inverted state to the normal state, or when switching from the normal state to the inverted state (S1), as shown in FIG. The switching request control packet is transmitted to the adjacent ring network device 20 in the same procedure as the corresponding data flow (S2), and the transmission of the data of the corresponding data flow is stopped (S3). When the adjacent ring network device 20 receives the switching request control packet, the adjacent ring network device 20 transfers the packet to the next ring network device 20.

この手順を繰り返し、切り換え要求コントロールパケットがリングネットワーク10を一周し、元のリングネットワーク装置20に受信されると(S4)、コントロールパケット送受信部27は、該当するデータフローの送出済みデータパケットが全て他のリングネットワーク装置20に受信されたと判断し、該当するデータフローのパケット送出方向を切り換えたうえでデータパケットの送出を再開する(S5)。
一方、元のリングネットワーク装置20が所定時間以内に切り換え要求コントロールパケットを受信できない場合は、該当するデータフローのパケット送出方向を切り換えることなく、データパケットの送出を再開する。
When this procedure is repeated and the switching request control packet goes around the ring network 10 and is received by the original ring network device 20 (S4), the control packet transmitting / receiving unit 27 determines that all the transmitted data packets of the corresponding data flow have been transmitted. It is determined that the packet has been received by another ring network device 20, and the transmission of the data packet is resumed after switching the packet transmission direction of the corresponding data flow (S5).
On the other hand, when the original ring network device 20 cannot receive the switching request control packet within a predetermined time, the transmission of the data packet is resumed without switching the packet transmission direction of the corresponding data flow.

このような動作によれば、リングネットワーク装置20は、パケット送出方向を切り換える際に、該当するデータフローの送出済みデータパケットが全て他のリングネットワーク装置20に受信されたことを確認したうえで、パケット送出方向を切り換えることができる。
これにより、通信経路の切り換えにより生じるデータパケットの追い越しを確実に防ぎ、受信側のパケット順序を保証することができる。
According to such an operation, the ring network device 20 confirms that all the transmitted data packets of the corresponding data flow have been received by other ring network devices 20 when switching the packet transmission direction. The packet transmission direction can be switched.
Thus, overtaking of data packets caused by switching of communication paths can be surely prevented, and the packet order on the receiving side can be guaranteed.

なお、データフローのパケット送出方向を切り換える際に、コントロールパケット送受信部27が切り換え要求コントロールパケットを新たに生成する代わりに、パケット送出を停止する直前のデータパケットに切り換え要求情報(識別子)を付加して切り換え要求コントロールパケットの代わりとして扱っても良い。
その場合には、例えば、リングネットワーク10を流れるデータパケットのヘッダー部分を書き換える方法、リングネットワーク10を流れるデータパケットのペイロード部分を書き換える方法、リングネットワーク10を流れるデータパケットにデータを追加する方法などを用いることができる。
When switching the packet transmission direction of the data flow, instead of the control packet transmitting / receiving unit 27 newly generating a switching request control packet, switching request information (identifier) is added to the data packet immediately before the packet transmission is stopped. May be treated as a substitute for the switching request control packet.
In that case, for example, a method of rewriting the header portion of the data packet flowing through the ring network 10, a method of rewriting the payload portion of the data packet flowing through the ring network 10, a method of adding data to the data packet flowing through the ring network 10, etc. Can be used.

以上のように構成された本実施形態のリングネットワーク装置20によれば、他のリングネットワーク装置20に送る送信データを、所定のリンクアグリゲーションアルゴリズムを用いて、複数のデータフローに分割するリンクアグリゲーション部21と、複数のデータフローに含まれるデータパケットを、データフローごとに定められた送出方向で、リングネットワーク10に送出するパケット送受信部25と、リングネットワーク10の輻輳を検出するとともに、その検出結果に応じて、データパケットの送出方向をデータフロー単位で部分的に切り換える輻輳検出部26とを備えるので、輻輳発生箇所に向けたデータパケットの送出が抑制される。これにより、データパケットの送出が部分的に停滞したり、データパケットが破棄されるという問題を解消することができる。   According to the ring network device 20 of the present embodiment configured as described above, a link aggregation unit that divides transmission data to be transmitted to another ring network device 20 into a plurality of data flows using a predetermined link aggregation algorithm. 21 and the packet transmission / reception unit 25 for sending data packets included in a plurality of data flows to the ring network 10 in the sending direction determined for each data flow, and the congestion of the ring network 10 is detected, and the detection result Accordingly, the congestion detection unit 26 that partially switches the transmission direction of the data packet in units of data flow is provided, so that the transmission of the data packet toward the congestion occurrence point is suppressed. Thereby, it is possible to solve the problem that the transmission of the data packet is partially stagnated or the data packet is discarded.

しかも、リングネットワーク10の輻輳に応じて、データパケットの送出方向をデータフロー単位で部分的に切り換えるので、リンクアグリゲーション機能が無効とならず、リンクアグリゲーションによる高速なパケット通信を維持することができる。   In addition, since the data packet transmission direction is partially switched in units of data flows in accordance with the congestion of the ring network 10, the link aggregation function is not disabled, and high-speed packet communication by link aggregation can be maintained.

また、リンクアグリゲーション部21は、IEEE802.3adで定義されるリンクアグリゲーションアルゴリズムを用いて、送信データを複数のデータフローに分割するので、リンクアグリゲーション部21を容易に構成できるだけでなく、リングネットワーク装置20の互換性を高めることができる。   Further, since the link aggregation unit 21 divides transmission data into a plurality of data flows using a link aggregation algorithm defined in IEEE 802.3ad, not only can the link aggregation unit 21 be easily configured, but also the ring network device 20 Can improve compatibility.

また、輻輳検出部26は、各データフローの送出待ちパケット量にもとづいて、リングネットワーク10の輻輳を検出し、送出待ちパケット量が所定の量を超えたデータフローのパケット送出方向を反転方向に切り換えるので、リングネットワーク10における輻輳の発生を容易に検出できるだけでなく、データパケットの送出が停滞しているデータフローだけを対象として送出方向の切り換えを行うことができる。これにより、輻輳発生時でもリンクアグリゲーション機能を最大限に生かすことができる。   Further, the congestion detection unit 26 detects congestion of the ring network 10 based on the amount of packets waiting to be sent for each data flow, and reverses the packet sending direction of the data flow in which the amount of packets waiting to be sent exceeds a predetermined amount. Since switching is performed, not only the occurrence of congestion in the ring network 10 can be easily detected, but also the transmission direction can be switched only for data flows in which the transmission of data packets is stagnant. As a result, the link aggregation function can be utilized to the maximum even when congestion occurs.

また、輻輳検出部26は、反転方向に切り換えたデータフローのパケット送出方向を、所定の条件にもとづいて通常方向に戻すので、パケット送出方向の切り換えによるリンクアグリゲーション機能の低下を最少限に抑えることができる。   In addition, the congestion detection unit 26 returns the packet transmission direction of the data flow switched to the reverse direction to the normal direction based on a predetermined condition, so that the degradation of the link aggregation function due to switching of the packet transmission direction is minimized. Can do.

また、データフローのパケット送出方向を切り換えるとき、リングネットワーク10に切り換え要求パケットを送出し、その応答パケットを受信してからパケット送出方向の切り換えを行うので、リンクアグリゲーションによって分割されたデータフローの送出中であっても、受信側のパケット順序に乱れを生じさせることなく、送出方向の切り換えを行うことが可能になる。これにより、データパケットの順序保証が要求されるアプリケーションにおいても、輻輳の発生に応じて送出方向の切り換えを行うことができる。   In addition, when switching the packet transmission direction of the data flow, the switching request packet is transmitted to the ring network 10 and the packet transmission direction is switched after receiving the response packet. Therefore, the data flow divided by link aggregation is transmitted. Even in the middle, it is possible to switch the transmission direction without disturbing the packet order on the receiving side. As a result, even in an application that requires guarantee of the order of data packets, the transmission direction can be switched according to the occurrence of congestion.

本発明は、双方向のリングネットワークに接続されるリングネットワーク装置に適用される。特に、リンクアグリゲーション処理を行いながらパケット通信を行うリングネットワーク装置に好適である。   The present invention is applied to a ring network device connected to a bidirectional ring network. In particular, it is suitable for a ring network device that performs packet communication while performing link aggregation processing.

リングネットワークシステムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of a ring network system. リングネットワークの具体的な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structural example of a ring network. リングネットワーク装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a ring network apparatus. パケットバッファ部の例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of a packet buffer part. パケット方向テーブルの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a packet direction table. コントロールパケット送受信部の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of a control packet transmission / reception part.

符号の説明Explanation of symbols

10 リングネットワーク
20 リングネットワーク装置
21 リンクアグリゲーション部
22 パケットバッファ部
23 パケット方向テーブル
24 パケット方向決定部
25 パケット送受信部
26 輻輳検出部
27 コントロールパケット送受信部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ring network 20 Ring network apparatus 21 Link aggregation part 22 Packet buffer part 23 Packet direction table 24 Packet direction determination part 25 Packet transmission / reception part 26 Congestion detection part 27 Control packet transmission / reception part

Claims (6)

双方向のリングネットワークに接続され、当該リングネットワークを介して、他のリングネットワーク装置とパケットの送受信を行うリングネットワーク装置であって、
他の前記リングネットワーク装置に送る送信データを、所定のリンクアグリゲーションアルゴリズムを用いて、複数のデータフローに分割するリンクアグリゲーション部と、
複数の前記データフローに含まれるデータパケットを、前記データフローごとに定められた送出方向で、前記リングネットワークに送出するパケット送受信部と、
前記リングネットワークの輻輳を検出するとともに、その検出結果に応じて、前記データパケットの送出方向を前記データフロー単位で部分的に切り換える輻輳検出部と
を備え
前記データフローのパケット送出方向を切り換えるとき、前記リングネットワークに切り換え要求パケットを送出し、その応答パケットを受信してからパケット送出方向の切り換えを行い、前記応答パケットを受信できない場合にはパケット送出方向の切り換えを行わないことを特徴とするリングネットワーク装置。
A ring network device that is connected to a bi-directional ring network and transmits / receives a packet to / from another ring network device via the ring network,
A link aggregation unit that divides transmission data to be transmitted to the other ring network device into a plurality of data flows using a predetermined link aggregation algorithm;
A packet transmission / reception unit that transmits data packets included in the plurality of data flows to the ring network in a transmission direction determined for each data flow;
A congestion detection unit that detects congestion of the ring network and switches a transmission direction of the data packet in units of the data flow according to the detection result ;
When switching the packet sending direction of the data flow, a switching request packet is sent to the ring network, the response packet is received, the packet sending direction is switched, and if the response packet cannot be received, the packet sending direction A ring network device characterized in that no switching is performed .
前記リンクアグリゲーション部が、IEEE802.3adで定義されるリンクアグリゲーションアルゴリズムを用いて、前記送信データを複数の前記データフローに分割することを特徴とする請求項1記載のリングネットワーク装置。   The ring network apparatus according to claim 1, wherein the link aggregation unit divides the transmission data into a plurality of the data flows using a link aggregation algorithm defined in IEEE 802.3ad. 前記輻輳検出部が、各前記データフローの送出待ちパケット量にもとづいて、前記リングネットワークの輻輳を検出し、送出待ちパケット量が所定の量を超えた前記データフローのパケット送出方向を反転方向に切り換えることを特徴とする請求項1又は2記載のリングネットワーク装置。   The congestion detection unit detects congestion of the ring network based on a transmission waiting packet amount of each data flow, and reverses the packet transmission direction of the data flow in which the transmission waiting packet amount exceeds a predetermined amount. 3. The ring network device according to claim 1, wherein the ring network device is switched. 前記輻輳検出部が、反転方向に切り換えた前記データフローのパケット送出方向を、所定の条件にもとづいて通常方向に戻すことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のリングネットワーク装置。   The ring network device according to claim 1, wherein the congestion detection unit returns the packet transmission direction of the data flow switched to the reverse direction to a normal direction based on a predetermined condition. 前記切り換え要求パケットが、コントロールパケットであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のリングネットワーク装置。 The switching request packet, ring network system according to claim 1, characterized in that a control packet. 前記切り換え要求パケットが、切り換え要求情報を付加したデータパケットであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のリングネットワーク装置。 The switching request packet, ring network system according to claim 1, characterized in that a data packet added with the change request information.
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