JP5542927B2

JP5542927B2 - ノード間リンク集合システムおよび方法

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Publication number: JP5542927B2
Application number: JP2012518565A
Authority: JP
Inventors: ナム，スコツト・ケイ; モハンダス，シンドウー・ケイ
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-06-28
Also published as: JP2012532530A; EP2449735A1; US8059638B2; CN102474454A; KR101317969B1; CN102474454B; US20100329147A1; WO2011002706A1; EP2449735B1; KR20120036903A

Description

本発明は一般に、通信ネットワークの分野に関し、より詳細には、同時に伝送帯域幅を増加しながら、冗長な通信経路を提供するリンク集合を行う方法および装置に関する。

以下の略語をここで規定し、その少なくともいくつかは、先行技術および本発明の以下の説明において言及されているものである。
ＣＰＵ中央処理装置
ＩＥＥＥ米国電気電子技術者協会
ＬＡＮローカルエリアネットワーク
Ｌ２レイヤ２（ネットワークに対するＯＳＩ参照モデルに対する言及）
ＭＡＣメディアアクセス制御
ＭＡＮメトロポリタンエリアネットワーク
ＯＳＩオープンシステムインターコネクション（イニシアティブ）
ＷＡＮワイドエリアネットワーク

データ通信ネットワークは、多くの異なるコンピュータ、および同様のデバイスが、互いに通信して、データおよび演算リソースを共有することを可能にする。このようなネットワークは通常、少なくとも１つの、しかし普通は多くの相互接続ノード、例えばスイッチまたはルータを使用して実施される。個別のユーザはパソコンで、例えば、他のユーザと通信する、またはサービスプロバイダに関連する可能性があるサーバと交信する目的で、ネットワークに接続することができる。事業および他の大きな機関は、商品またはサービスを販売するために、または単に情報を共有するために、コンピュータネットワークを使用することができる。しばしば、ＬＡＮなどのより小さいローカルネットワークは、ＭＡＮおよびＷＡＮなどのより大きなネットワークを介して他のＬＡＮと通信する。

ネットワークのノードは普通、ワイヤまたは光ファイバケーブルなどの物理媒体によって相互接続されている。１つのコンピュータから別のコンピュータに伝達されるデータは、その宛先に到着するまで、ネットワークを通してノードからノードに通過する。伝達の前に、データはパケットまたはフレームと呼ばれる個別のセグメントに分割され、それぞれデータのソースおよび意図する宛先を識別する情報を搬送する。ネットワークを通して各データパケットによってとられる通信経路は変更する可能性があり、いくつかのパケットは失われ、再送信しなければならない可能性がある。この理由により、パケットはまたシーケンス識別子を含んでおり、それによって、データをそのオリジナルのまたはいくつかの他の望ましい形に宛先で再組立てすることができる。パケットは普通、他の識別情報も搬送し、そのいくつかの例が以下の説明に含まれている。伝達情報を搬送するパケットの部分はしばしば、ヘッダと呼ばれる。

データパケットがネットワークを通して異なるルートをとる可能性がある１つの理由は、トラフィック関連であり、時々、ネットワークの特定の部分は混雑し、したがって、データトラフィックのいくつかは代替経路上にルーティングされる。別の理由はネットワークノードである、またはこれらの間の通信リンクが、何らかの方法で時に失敗する可能性がある。この失敗は、ノードをサービスから外すなど意図的である、またはコンポーネントが単に故障した場合など意図的でない可能性がある。

様々なソースとの間でデータを伝達することができるようにするために、ネットワークは典型的には、伝達プロセスの様々な態様に対処する特定の均一の規則、およびどのように様々なノードが互いに相互作用するべきであるかを採用する。これらの規則はしばしば、協調環境内で展開され、標準設定団体によって発表される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．３およびその多くの関連プロトコルは、イーサネット（登録商標）として知られるネットワーク通信のシステムを記載している。イーサネットは、大小、多くの実施に対する一般的なシステムとなった。

上記の混雑およびリンク故障問題を緩和することを試みる１つの方式は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｄおよび関連プロトコルで記載されており、リンク集合と呼ばれる。リンク集合では、ネットワークノード上の２つ以上の通信ポート、およびこれらと通信する物理リンクは、リンク集合グループ（ＬＡＧ）内に集合される。ＬＡＧ内の多数のポートは、単一の仮想ポートとなる。データは、トラフィックが実際の物理ポートそれぞれの上で均衡に分配されることを除いて、単一のポートであるように、仮想ポート上に送信され受信される。明らかであるように、これによりリンクの帯域幅が増加し、１つの物理リンクが故障した場合、１つまたは複数の残りは、ネットワークを再構築する必要なく、（小さな帯域幅にも関わらず）データトラフィックを搬送することができる。

リンク集合は単に、多数の物理リンクによって互いに接続された２つのネットワークノードの形をとることができる。これにより、２つの間により大きな帯域幅および冗長性が提供されるが、もちろん、ノードの１つが故障した場合、そのポートはアクティブにはならない。リンク集合方式の別の形が、図１に示されている。ここで図１および２、および添付の説明で提示された例は、本発明者が知っており、ここで本発明に関する従来技術としてその適用性に関連するあらゆる陳述または明示的または暗示的な承認を行うことなく、本発明を記載する背景技術として提示された技術であることに留意されたい。

図１は、リンク集合技術を実施するネットワーク１００を示す単純化した概略図である。ネットワーク１００は１０５、１１０、１１５、１２０および１２５と呼ばれる５つのソースを含んでいる。これらのソースは、パソコンまたはサーバなどの演算デバイスであってもよく、またはこれらは、ネットワークの別の部分などのデータトラフィックのあらゆる他のソースを示すと考えることもできる。これらのソースはそれぞれ、図１では１３０、１４０および１５０と呼ばれる、３つの相互接続されたノードによってその他それぞれに効果的に接続される。ソース１１０およびソース１１５は、ノード１３０と直接通信しており、ソース１２０およびソース１２５はノード１４０と直接通信しており、ソース１０５はノード１５０と直接通信している。ソース１０５とソース１１０の間の通信では、１つの例として、ノード間リンク集合を利用することができる。

図１の例では、ＬＡＧ１０が示されている。ＬＡＧ１０は、ノード１５０が２つの異なる物理経路に沿ってソース１０５からソース１１０までトラフィックを送信することを可能にするリンク集合である。第１の経路はリンク１およびノード１３０を含んでおり、第２の経路はリンク２、リンク３、およびノード１４０および１３０を含んでいる。同様のＬＡＧを、他のソース間のトラフィックのために確立することができる。上に記載したより単純な形のリンク集合と同様に、これによって、より大きな帯域幅が可能になり、経路の１つに沿った故障の場合、その他を排他的に使用することができる。

しかし、この構成の１つの問題は、間の経路内の各要素が、どのポートが特定のソースと関連させるか分かっていない場合に生じる。例えば、ソース１０５がソース１１０に向かうパケットを送信するが、ノード１３０および１４０が、パケットを転送するためにどのポートを使用するか分かっていない場合、（そこで受信されたポートを除いて）全てのポート上のパケットにフラッディング通常の手続きにしたがう。パケットに再度フラッディングしようと試みる場合に、ノード１５０がパケットを再び受信するループを作り出すことができる。

この問題を緩和する１つの方法が、図２に示されている。図２は、別のリンク集合技術を実施するネットワーク１００を示す単純化した概略図である。明らかであるように、この構成は、ＬＡＧ１０が次に、アクティブリンクとしてリンク１のみを使用し、リンク２が（破線によって図２に示されるように）スタンバイモードにあることを除いて、図１に示すようなネットワーク１００の構成と極めて同様である。この構成では、リンク１の故障が検出されている場合、ＬＡＧ１０は自動的にリンク２を代わりに使用し始め、典型的には、再構成に対する必要が明らかとなるまで、そうし続ける。

図２のネットワーク１００は、リンク１がアクティブである間に、ＩＥＥＥ８０２．１Ｄおよび関連するプロトコルで記載されたループ防止スキームである、ＳＴＰを実施するネットワークと同様に構成されていることに留意されたい。このシナリオで代わりにリンク集合を使用する利点は、リンク１のみの使用からリンク２のみの使用の変更を、はるかにより迅速に実行することができるということである。しかし、リンクの１つだけがアクティブである状態で、通常はリンク集合に関連する改善した帯域幅を得ることができないという欠点があるままである。

そこで、特にノード間環境において、増加した帯域幅、およびリンク集合の本来の冗長性の両方を利用する方法が必要である。

本発明は、リンク集合構成の冗長性を利用しながら、帯域幅を大きくすることを対象とした通信ネットワーク内のリンク集合方法および装置を提供する。特に、本発明は、本明細書では二重層リンク集合と呼ばれる、新しい構成を使用してデータ通信ネットワーク内のリンク集合を向上させる方法を対象としている。二重層リンク集合は、２つの集合層を含んでおり、ノード間リンク集合環境内で実施される場合に特に有利である。

一態様では、本発明は、ピアノードと考えることができる第２のノードと通信するために使用される複数の第１のノードポートを集合させるステップと、遠隔ノードと考えることができる第３のノードと通信するために使用される複数の第２のノードポートを集合させるステップとを含む、例えばスイッチまたはルータである可能性がある通信ネットワークノード内のリンク集合方法である。ピアリンク集合および遠隔リンク集合は、内層リンク集合であり、外層リンク集合は、複数の第３のノードポートを集合させることによって形成され、ここで複数の第３のノードポートは複数の第１のノードポートおよび複数の第２のノードポートを含む。ネットワークでは、遠隔リンク集合は２つのピアノードそれぞれを第３のノードに結合させる。好ましい一実施形態では、通信ネットワークノードは、少なくともソースポート番号およびパケットタイプを含むヘッダ情報をピアリンク集合上に転送された各パケットに加えるように構成されている。二重層リンク集合を使用して、トラフィックは、全てのリンクが同時にアクティブであることを可能にする方法で、ネットワークを通して伝達される。

別の態様では、本発明は、二重層リンクアグリゲータ、ならびに、二重層リンクアグリゲータ、ノードで受信されるパケットを記憶するバッファ、およびエンティティをノードのポートまたはリンク集合に関連させるためのＬ２ハードウェア検索テーブルに結合されたＣＰＵを含む、データ通信ネットワークで使用するスイッチまたはルータなどのノードである。二重層リンクアグリゲータは、やはり二重層リンクアグリゲータを含むピアノードと直接通信するピアリンク集合上にトラフィックを割り当てるピアリンクアグリゲータと、第３のノードと直接通信する遠隔リンク集合上にトラフィックを割り当てる遠隔リンクアグリゲータと、ピアリンク集合および遠隔リンク集合のポートを含む外層リンク集合上にトラフィックを割り当てるための外側リンクアグリゲータとを含む。好ましい一実施形態では、二重層リンクアグリゲータは、そのソースおよび宛先を判断するようにノード内で受信されたパケットを調べるように構成され、ピアアグリゲータは、ソースポート番号およびパケットタイプを含むヘッダ情報をピアリンク集合上に転送される各パケットに加えるように構成されている。本実施形態では、Ｌ２ハードウェア検索テーブルは、パケットが受信されるポートに関係なく、いずれのパケットソースも遠隔リンク集合に関連させず、ピアリンクアグリゲータは、ソースポート番号として外層リンク集合を示す値を遠隔リンク集合上で受信された任意のパケットのヘッダに挿入するように構成され、これに関して、宛先はＬ２ハードウェア検索テーブル上のいずれのポートにも関連付けられない。ピアリンクアグリゲータはまた、ソースポート番号として外層リンク集合を示す値を遠隔リンク集合上で受信された任意のパケットのヘッダに挿入するように構成され、これに関して、宛先はＬ２ハードウェア検索テーブル上のピアリンク集合に関連付けられることが好ましい。

別の態様では、本発明は、二重層リンク集合の形成を含む、第３のノードでスイッチ間リンク集合をサポートしたネットワークノードでの集合方法であり、二重層リンク集合は、第１のピアノードと第２のピアノードを結合させる複数のリンクを備えたピアリンク集合と、第３のノードで第１のピアノードからスイッチ間リンク集合までの少なくとも１つのリンクを含む第１の遠隔通信経路と、第３のノードでの第２のピアノードからスイッチ間リンク集合までの少なくとも１つのリンクを含む第２の遠隔通信経路と、ピアリンク集合および第１の遠隔通信経路を含む第１の外部リンク集合と、ピアリンク集合および第２の遠隔通信経路を含む第２の外部リンク集合とを含む。

本発明の追加の態様は、部分的に、以下の詳細な説明、図面およびそれに続くあらゆる特許請求の範囲に記載されており、部分的に、詳細な説明から導き出される、または本発明の実施によって習得することができる。前述の全体的説明および以下の詳細な説明は両方とも、例示的および説明的なものであり、開示するような本発明を限定するものではないことを理解されたい。

本発明のより完全な理解は、添付の図面と合わせて考えた場合に、以下の詳細な説明を参照することによって得ることができる。

リンク集合技術を実施するネットワークを示す単純化した概略図である。別のリンク集合技術を実施するネットワークを示す単純化した概略図である。本発明の一実施形態により構成された通信ネットワークを示す単純化した概略図である。本発明の一実施形態によるピアノードを示す単純化したブロック図である。本発明の別の実施形態による通信ネットワークを示す単純化した概略図である。本発明の一実施形態によるネットワーク内のパケットフローを示す単純化した概略図である。本発明の一実施形態によるネットワーク内のパケットフローを示す単純化した概略図である。本発明の一実施形態によるネットワーク内のパケットフローを示す単純化した概略図である。本発明の一実施形態によるネットワーク内のいくらか異なるパケットフローを示す単純化した概略図である。本発明の一実施形態によるネットワーク内のいくらか異なるパケットフローを示す単純化した概略図である。本発明の一実施形態による通信ネットワークノード内のリンク集合方法を示すフロー図である。

最新技術の欠点に対処するために、本発明は、リンク集合構成の冗長性を利用しながら、帯域幅を大きくすることを対象とした通信ネットワーク内のリンク集合方法および装置を提供する。特に、本発明は、本明細書では二重層リンク集合と呼ばれる、新しい構成を使用してデータ通信ネットワーク内のリンク集合を向上させる方法を対象としている。二重層リンク集合は、２つの集合層を含んでおり、ノード間リンク集合環境内で実施される場合に特に有利である。この二重層集合を次に、図３から８を参照してより詳細に説明する。

図３は、本発明の一実施形態による、通信ネットワーク２００を示す単純化した概略図である。明らかなように、ネットワーク２００の多くの構成要素は、図１および２のネットワーク１００に存在するものと同様であり、同様の構成要素は同じように番号を付している。しかし、明示的に記されている、または文脈から明らかである場合を除いて、ネットワークまたはネットワーク構成要素が同一であるということを暗示することを意図しているものではない。この観点から、ネットワーク２００の構成を次に、より詳細に説明する。

本実施形態では、ネットワーク２００は、２１０、２１５、２２０および２２５と呼ばれる４つのソースを含んでいる。ネットワーク１００と同様に、これらのソースは、パソコンまたはサーバなどの演算デバイスであってもよく、またはこれらは、ネットワークの別の部分などのデータトラフィックのあらゆる他のソースを示すと考えることもできる。ネットワーク２００の各ソースは、図２では２３０および２４０と呼ばれる、２つの相互接続されたノードによってその他それぞれに効果的に接続される。ソース２１０およびソース２１５は、ノード２３０と直接通信し、ソース２２０およびソース２２５はノード２４０と直接通信している。

図３に示すように、本実施形態では、ノード２３０および２４０は、リンク５およびリンク６と呼ばれる２つの物理リンクによって互いに接続されている。加えて、ノード２３０は、第３のノードに接続する目的で、リンク１およびリンク２の役に立つポートを含んでいる。同様に、ノード２４０は、また第３のノード、すなわち、ノード２３０に接続するのと同じノードに接続する目的で、リンク３およびリンク４の役に立つポートを含んでいる。ノードの間により多くの、またはいくつかの場合はより少ないリンクがあってもよく、上に記載していないエンティティと通信するいずれかのノード上に他のポートがあってもよいことに留意されたい。

図３に示す各リンクはもちろん、そのそれぞれのノードポートから別のノード上のあらゆるポートまでの独立した通信経路を形成することができる。しかし、本発明によると、新しい二重層リンク集合構成を実施することができる。二重層リンク集合は、２層のリンク集合、内層リンク集合および外層リンク集合からなり、前者はある意味において後者のサブセットである。内層リンク集合は、ピアリンク集合および遠隔リンク集合の両方を含んでいる。ピアリンク集合は、１つの二重層リンク集合を他の二重層リンク集合に接続し、遠隔リンク集合は２つの二重層リンク集合ノードのそれぞれを第３のノードに接続させる。

図３の実施形態では、二重層リンク集合は、ノード２３０およびノード２４０で起こり、したがって、ピアリンク集合２２はその間に配置されており、リンク５およびリンク６からなる。ピアリンク集合は、２つの別のリンク集合として考えることができ、１つはノード２３０の２つのポートにあり、１つはノード２４０の２つのポートにあることに留意されたい。ノード２３０に関して、遠隔リンク集合２１は、リンク１およびリンク２からなり、ノード２４０に関して、遠隔リンク集合２３は、リンク３およびリンク４からなる。ピアリンク統合および遠隔リンク統合は共に、外層リンク集合を構成する。すなわち、ノード２３０に関して、外層集合５０は、リンク１および２とリンク５および６からなり、ノード２４０に関して、外層リンク集合５０はリンク３と４およびリンク５と６からなる。

本発明の本実施形態によると、ピアリンク集合は、ノード２３０とノード２４０の間で伝達する各パケットが、ソースポート番号およびパケットタイプに対応する値を有するヘッダ情報を含んでいるという要件を含んでいる。パケットタイプは、本実施形態では、Ｌ２ユニキャストまたはＬ２ブロードキャストのいずれかである。

集合されると、各リンク集合は、単一の（仮想）ポートとしてそのそれぞれのノードによって処理することができる。各リンク集合は本実施形態では、リンク集合上に転送されるトラフィックを特定のポート上に割り当てるためのハッシュアルゴリズムを含むリンクアグリゲータに結合されている。ピア集合リンクでは、アグリゲータはまた、各パケットが適切な加えて必要なヘッダ情報を含んでいることを保証する。各ノードは、パケットソースと特定のポートまたはリンク集合の間の関連付けを記憶するためのＬ２ハードウェア検索テーブルを含んでいる。

図４は、本発明の一実施形態による、ピアノード３００を示す単純化したブロック図である。ピアノード３００はいわゆる、本発明によると二重層集合のピア集合リンク上にパケットを生成および転送することを意図した理由だけである。ピアノード３００はしたがって、ある種類の物理リンク上で第２のピアノードと通信するための、ポート３０５およびポート３０６を含んでいる。また、本明細書では時々「遠隔」ノードと呼ばれる、第３のノード（すなわち、二重層リンク集合ピアノードではないノード）と同様に通信するための、ポート３０１およびポート３０２が存在する。

図４の実施形態では、ポート３０７およびポート３０８は、二重層リンク集合自体の外側のデータソースと通信するためのものであり、したがって、しばしば必要とされていないが存在している（例えば、図３参照）。ノード３００内に存在する場合、もちろん、実際に別のデバイスに接続されている必要はない。図３の実施形態では、ポート３０７およびポート３０８は、それぞれネットワークインターフェイス３１７および３１８に結合されており、その後、ＣＰＵ３１０の制御の下で動作する。データパケットの受信および転送を容易にして、ネットワークインターフェイス３１７および３１８はまた、ソースおよび宛先情報のために各パケットを調べる。受信したパケットが、それを受信したポートが所与のソースに関連していることを示す場合、この関連付けはＬ２ハードウェア検索テーブル３３０上にＣＰＵ３１０によって記憶される。受信され、まだ転送されないパケットは、バッファ３１５内に記憶され、バッファはまたＣＰＵ３１０に結合されている。ＣＰＵ３１０はまた、内層および外層リンク集合上にトラフィックを割り当てる、二重層アグリゲータ３２０を制御する。

本発明の本実施形態によると、二重層アグリゲータ３２０は、ピアリンク集合上に転送されているトラフィックを割り当てる、ピアアグリゲータ３２２を含んでいる。上に記載するように、ピアリンクアグリゲータはまた、各パケットが適切な加えて必要なヘッダ情報を含んでいることを保証する。二重層アグリゲータ３２０はまた、二重層リンク集合の遠隔、すなわち非ピア内層リンク集合上にトラフィックを割り当てる、遠隔リンクアグリゲータ３２６を含んでいる。最後に、二重層アグリゲータ３２０は、二重層リンク集合の外層リンク集合上にトラフィックを割り当てる、外層リンクアグリゲータ３２４を含んでいる。明らかなように、外層リンク集合は、ピアリンク集合および遠隔ピア集合と同じポートを含んでいる。代替実施形態（図示せず）では、二重層アグリゲータ３２０は、別のサブ構成要素を含んでいる必要はないが、むしろ、ＣＰＵ３１０からの指示によってリンク集合のいずれかの上にトラフィックを割り当てるように構成された単一のアグリゲータを有することに留意されたい。

図４の実施形態では、二重層アグリゲータ３２０はまた、ピア、遠隔、外層リンク集合のそれぞれからパケットを受信し、ソースおよび宛先情報に対する各パケットを調べ、必要がなくなった場合に不必要なパケットヘッダ情報を取り除くことができる。

図５は、本発明の別の実施形態による、通信ネットワーク２００を示す単純化した概略図である。明らかであるように、本実施形態では、ノード２３０および２４０は、図３を参照して記載したように構成されている。加えて、本実施形態では、ネットワーク２００は、リンク１およびリンク２によってノード２３０に、リンク３およびリンク４によってノード２４０に接続された、遠隔ノード２５０を含んでいる。ノード間集合が、本実施形態では使用される。ノード２５０は、リンク１から４を含むノード間リンク集合上にトラフィックを割り当てる、ノード間アグリゲータ２５１を含んでいる。図３に示すのと同様の他の構成部品も存在する可能性があるが、簡潔にするために、図５には示さない。ノード間リンク集合１００は、ノード２５０が、トラフィックを、例えば２つの異なる経路に沿ってソース２０５からソース２１０まで送信することを可能にするリンク集合である。第１の経路は、リンク１と２およびノード２３０の集合を含んでおり、第２の経路は、リンク３と４およびリンク５と６、およびノード２４０と２３０の集合を含んでいる。二重層リンク集合は、ノード間集合環境において特に有利である。二重層リンク集合の動作を次に、より詳細に検討する。

図５のネットワーク２００を参照すると、パケットがソース２１０から受信された場合、調べられ、そのソースおよび意図する宛先が判断される。必要に応じて、Ｌ２ハードウェア検索テーブルは、受信ポートをパケットヘッダ情報内に示されたソースと関連させるために更新される。これはもちろん関連して、将来受信される他のパケットを転送するために使用される。Ｌ２ハードウェア検索テーブルはまた、どのポート上でソース２１０から受信したパケットを転送するかを判断するために参照される。宛先がノード２３０に分からないと、その後、パケットはピアリンク集合２２上および遠隔リンク集合２１上の両方でフラッディングされる。

転送ポート（または仮想ポート）がピアリンク集合２２であることが分かると、その後、本発明の本実施形態により、ノード２３０は、必要に応じてパケットタイプを示すヘッダ情報を加え、パケットをピアリンク集合２２に転送する。転送ポートが外層リンク集合５０であることが分かると、その後、本発明の本実施形態によると、ノード２３０はパケットを外層リンク集合５０に転送する。本発明の本実施形態によると、遠隔リンク集合との関連付けが行われず、したがって、上に記載したように、ソース２１０から受信したパケットは、宛先が分からず、パケットにフラッディングされる場合を除いて、遠隔リンク集合上に転送されないことに留意されたい。

本発明の本実施形態によると、ノード２３０内で遠隔リンク集合から受信したパケットは以下のように処理される。パケットは、そのソースおよび意図する宛先を判断するために調べられる。必要に応じて、ソースは、Ｌ２ハードウェア検索テーブル内で、外層集合５０と関連付けられる。ここでも、パケットソースは、Ｌ２ハードウェア検索テーブル内で遠隔リンク集合２１と関連付けられていないことに留意されたい。パケットの意図した宛先が分からない、すなわち、Ｌ２ハードウェア検索テーブル上のポートまたはリンク集合に関連付けられていない場合、パケットは、ピアリンク集合２２を含む、全てのポートにフラッディングされる。本実施形態では、パケットがピアリンク集合内に転送される場合、フラッディング制御制限は適用されず、パケットヘッダはソースポート番号として外層リンク集合５０を含んでいる。パケットの意図する宛先がピアリンク集合に関連していることが分かっている場合、パケットは、ソースポート番号として外側リンク集合５０を用いてピアリンク集合２２上に転送される。

本発明の本実施形態によると、ピアリンク集合２２からノード２３０内で受信したパケットは、以下のように処理される。パケットは、そのソースおよび意図した宛先を判断するために調べられる。パケットヘッダ内のソースポート番号が外層リンク集合５０を識別すると、その後、その関連付けがＬ２ハードウェア検索テーブル内で行われる、あるいは、ピアリンク集合２２との関連付けが行われる。意図したパケット宛先が分からない場合、パケットは遠隔リンク集合２１を除いた、全てのポートにフラッディングされる。意図した宛先が外層リンク集合５０に関連していると、その後、パケットは、遠隔リンクアグリゲータを使用しているだけで外層リンク集合上に、すなわち、遠隔リンクハッシュアルゴリズムにより選択されたポート上に転送される。本実施形態ではもちろん、これはリンク５またはリンク６を含んでいない。

本発明を記載する目的でノード２３０に言及しているが、ノード２４０は同様の方法でパケットを受信および転送することが明らかであることに留意されたい。

二重層リンク集合の動作を次に、図６ａから６ｃを参照してより詳細に検討する。図６ａから６ｃは、本発明の一実施形態によるネットワーク２００内のパケットフローを示す単純化した概略図である。図６ａは、この場合ソース２０５がネットワークに知られていないことを想定して、ソース２１０がパケットをソース２０５に送信している場合のパケットフローを示している。ソース２１０からのパケットがノード２３０内に到達すると、これらはそのソースおよび宛先を判断するために検討される。ノード２３０は、そのＬ２ハードウェア検索テーブル内に、ソース２１０と受信ポートの間の関連付けを記録する。ソース２０５が知られていないので、パケットはブロードキャストパケットとして（受信ポートを除いて）全てのポートにフラッディングされる。

同様のプロセスが、パケットがノード２４０に到達した場合に起こり、ここでソース２１０とピアリンク集合２２の間の関連付けが、Ｌ２ハードウェア検索テーブル内で行われる。ソース２０５がノード２４０に知られていないので、パケットはフラッディングされる。しかし、本発明の本実施形態によると、パケットは遠隔リンク集合２３を除いて全てのポートにフラッディングされる。上に記したように、ピアリンク集合２２上で受信されたパケットは、遠隔リンク集合２３上でフラッディングされない。

ここでまた、パケットがソース２１５、２２０および２２５に到達すると、それぞれが意図した宛先ではないことを認識し、本実施形態では、単にパケットを破棄することに留意されたい。

パケットがノード２５０内で受信される場合、そのソースおよび宛先を判断するために検討される。ソース２１０とノード間リンク集合１００の間の関連付けが、ノード２５０のＬ２ハードウェア検索テーブル内で行われる。ノード２５０はソース２０５をいかなるポートにも関連付けないので、パケットは全てのポート上にフラッディングされる。しかし、本実施形態では、パケットの受信に介するノード間リンク集合１００の一部をリンク３およびリンク４が形成するので、これはリンク３およびリンク４に関連するポートを含んでいないことに留意されたい。パケットはその後、その意図する宛先であるソース２０５に到達する。

図６ｂは、ソース２０５がソース２１０に応答する場合のパケットフローを示している。パケットがソース２０５からノード２５０に到達する場合、そのソースおよび宛先を判断するために検討される。ノード２５０は、そのＬ２ハードウェア検索テーブル内にソース２０５と受信ポートの間の関連付けを記録し、ソース２１０をノード間リンク集合１００に関連付けるので、その上でユニキャストパケットとしてパケットを転送する。これは、パケットをノード２３０またはノード２４０のいずれかに転送する間の選択を効果的に必要とし、図示する目的で、ノード２４０につながるポートが選択されると想定されることに留意されたい。パケットがノード２４０に到達すると、そのソースおよび宛先を判断するために検討される。ソース２０５と外層リンク集合５０の間の関連付けは、ノード２４０のＬ２ハードウェア検索テーブル内に記録され、ソース２１０とピア集合２２の間の関連付けが分かっているので、パケットはその上で転送される。

図６ｂの実施形態では、パケットがノード２３０内に到達すると、そのソースおよび宛先を判断するために検討される。ソース２０５と外層リンク集合５０の間の関連付けは、ノード２３０のＬ２ハードウェア検索テーブル内に記録され、ソース２１０は知られているポートに関連しているので、パケットはその上で転送される。パケットはその後、その意図する宛先であるソース２１０に到達する。

図６ｃは、ソース２１０が、パケットを、次に知られている宛先ソース２０５に送信する場合のパケットフローを示している。ソース２１０からのパケットがノード２３０内に到達すると、検討され、ソース２０５と外層リンク集合５０の間の関連付けが知られているので、パケットはその上で転送される。これは、これらをノード２４０またはノード２５０に送信する間の選択を効果的に必要とし、図示する目的で、ノード２４０につながるポートが選択されると想定されることに留意されたい。パケットが外層リンク集合５０からノード２４０に到達すると、検討される。ソース２０５と遠隔リンク集合２３の間の関連付けが知られているので、パケットはその上で転送される。パケットがノード２５０で受信されると、検討され、ソース２０５が知られているポートに関連しているので、パケットはその上で転送される。パケットはその後、その意図する宛先であるソース２０５に到達する。

図７ａおよび７ｂは、本発明の一実施形態によるネットワーク２００内のいくらか異なるパケットフローを示す単純化した概略図である。図７ａは、ソース２１０がパケットをソース２２０に送信している場合のパケットフローを示しており、この場合、ソース２２０はネットワークに知られていないと想定される。ソース２１０からのパケットがノード２３０内に到達すると、そのソースおよび宛先を判断するために検討され、ソース２１０と受信ポートの間の関連付けが、Ｌ２ハードウェア検索テーブル内で行われる。ポートがソース２２０にその時点で関連付けられていないので、パケットはブロードキャストパケットとして全てのポート上にフラッディングされる。パケットがノード２５０に到達すると、検討され、ソース２１０とノード間リンク集合１００の間の関連付けがＬ２ハードウェア検索テーブル内で行われる。ポートがソース２２０にその時点で関連付けられていないので、パケットはブロードキャストパケットとして全てのポート上にフラッディングされる。図７ｃの実施形態では、これはノード間リンク集合１００に関連するポートのいずれも含んでいないことに留意されたい。

図７ａの実施形態では、パケットがノード２４０で受信されると、検討され、ソース２１０とピア集合２２の間の関連付けが、Ｌ２ハードウェア検索テーブル内で行われる。ポートがソース２２０にその時点で関連付けられていないので、パケットは、本発明によると遠隔リンク集合２３を除いた全てのポート上にフラッディングされる。パケットはその後、その意図する宛先であるソース２２０に到達する。

図７ｂは、ソース２２０がソース２１０に応答する場合のパケットフローを示している。パケットがソース２１０からのノード２４０に到達すると、検討され、ソース２２０と受信ポートの間の関連付けがＬ２ハードウェア検索テーブル内で行われる。ソース２１０がピアリンク集合２２に関連しているので、パケットはその上で転送される。パケットがノード２３０内に到達すると、検討され、ソース２２０とピアリンク集合２２の間の関連付けがＬ２ハードウェア検索テーブル内で行われる。ソース２２０が知られているポートに関連しているので、パケットはその上で転送される。パケットはその後、意図する宛先であるソース２１０に到達する。

図８は、本発明の一実施形態による、通信ネットワークノード内のリンク集合方法４００を示すフロー図である。開始では、方法を行うために必要な構成部品は、本発明により利用可能であり、動作可能であることを想定している。プロセスはその後、複数の第１のノードポートを集合すること（ステップ４０５）で始まって、ピアリンク集合をピアノードに形成する。好ましい一実施形態では、ノードは、複数の第１のノード上に転送される各パケットにヘッダ情報を追加するように構成されており（図示しないステップ）、ヘッダ情報はソースポート番号およびパケットタイプを含んでいる。複数の第２のノードポートはその後、集合され（ステップ４１０）、複数の第２のノードポートは、ピアノードとも通信している第３のノードに遠隔リンク集合を形成する。複数の第３のノードポートはその後、集合され（ステップ４１５）、複数の第１のノードポートおよび複数の第２のノードポート内のポートの全てを含む外層リンク集合を形成する。方法４００のステップを、あらゆる論理的に一貫した順序で行うことができ、いくつかの実施形態では、本発明の趣旨から逸脱することなく他のステップを加えることができることに留意されたい。

本発明の多数の実施形態が添付の図面に示され、前述の詳細な説明に記載されているが、本発明は開示する実施形態に限るものではなく、以下の特許請求の範囲に記載され定義されているように、本発明から逸脱することなく多くの再構成、変更および置換を行うことが可能であることを理解されたい。

Claims

データ通信ネットワークで使用されるノードであって、
ノードのピアノードと通信するための、複数の第１のポートを含むピアリンク集合上にトラフィックを割り当てるピアリンクアグリゲータであって、ピアノードが、ピアノード二重層リンクアグリゲータを含み、ピアリンクアグリゲータが、ピアリンク集合上に転送される各パケットにソースポート番号およびパケットタイプを含むヘッダ情報を追加し、ソースポート番号として外層リンク集合を示す値を遠隔リンク集合上で受信された任意のパケットのヘッダに挿入するように構成され、これに関して、宛先がＬ２ハードウェア検索テーブル上のいずれのポートにも関連付けられない、ピアリンクアグリゲータ、
ピアノードとも通信している第３のノードと通信するための、複数の第２のポートを含む遠隔リンク集合上にトラフィックを割り当てる遠隔リンクアグリゲータ、および
複数の第１のポートおよび複数の第２のポートを含む外層リンク集合上にトラフィックを割り当てる外側リンクアグリゲータを備え、ノードで受信したパケットを検査してそのソースおよび宛先を判定するように構成される二重層リンクアグリゲータと、
二重層リンクアグリゲータに結合されたＣＰＵと、
ノードで受信されたパケットを記憶するためのバッファと、
パケットのソースをノードのポートまたはリンク集合と関連付けるためのＬ２ハードウェア検索テーブルとを備え、Ｌ２ハードウェア検索テーブルが、パケットが受信されたポートに関係なく、いずれのパケットソースも遠隔リンク集合に関連付けない、ノード。
ノードが、スイッチである、請求項１に記載のノード。
ノードが、ルータである、請求項１に記載のノード。
複数の第１のポートが、２つのポートを含む、請求項１に記載のノード。
複数の第２のポートが、２つのポートを含む、請求項１に記載のノード。
第３のノードが、ノードおよびピアノードと通信する第３のノードのポートを含むノード間リンク集合で集合された複数のノードを含む、請求項１に記載のノード。