JP5954042B2 - ネットワークシステム - Google Patents

Description

この発明は、ネットワークシステムに関し、例えば、冗長構成のネットワークシステムに関する。

従来、通信キャリアで用いられるサーバ（例えば、音声データや映像データ等のメディアパケットの処理を行うメディアサーバ）については、冗長構成が採用されることが多い。そして、冗長構成を採用されたサーバは、冗長構成を採用したネットワークに接続することにより、より高い可用性（アベイラビリティ）を確保することができる。

また、メディアサーバ等のリアルタイム通信を行う装置を収容するネットワークでは、冗長構成を採用する場合に、系切替の際等に瞬断が発生しない構成とすることが望ましい。

そこで、無瞬断で系切替を行うことが可能なネットワークシステムとして特許文献１の記載技術がある。特許文献１の記載技術では、冗長構成を採用したＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）スイッチにおいて、系切替が発生した場合に、２系統のスイッチ間で滞留しているセルの数等を調整する制御を行うことにより、無瞬断の系切替を実現している。

特開平９−８３５３０号公報

しかしながら、固定長のセル単位でデータ処理を行うＡＴＭでは、特許文献１の記載技術のように、冗長構成の各系統で滞留（バッファ）するセルの数等を調整するだけで、無瞬断の系切替を実現することができるが、可変長のパケット単位でデータ処理を行うＩＰやイーサネット（登録商標）の環境下では特許文献１の技術を適用することができない。

また、冗長構成を採用する従来のネットワークシステムでは、無瞬断での系切替を実現するために、実際の通信には使用されない予備系の通信パスについても現用系と同様のデータを流す必要があるが、予備系の通信パスが複数存在する場合には、ネットワークシステム全体の処理量が増大し、システムコスト、消費電力が増大することとなる。

以上のような問題に鑑みて、無瞬断での冗長構成を実現しつつ、効率的なデータ通信を行うことができるネットワークシステムが望まれている。

本発明のネットワークシステムは、（１）同一の内容のデータ列を出力するものであって、出力するデータのそれぞれに、当該データの宛先を示す宛先識別子と、当該データの処理に関して記述された処理情報とを挿入する複数のデータ列出力手段と、（２）上記データ列出力手段から出力されたデータを、当該データに設定された宛先識別子に従った宛先に転送するデータ転送手段と、（３）上記データ列出力手段から、上記データ転送手段を介して供給されたデータについて、当該データに挿入された処理情報に従って、他のデータ処理手段及び又はネットワーク上に出力する処理、又は廃棄する処理を行い、他のデータ処理手段から供給されたデータについては、当該データに挿入された処理情報に従って、廃棄又は上記ネットワーク上に出力する複数のデータ処理手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、無瞬断での冗長構成を実現しつつ、効率的なデータ通信を行うことができるネットワークシステムを提供することができる。

実施形態に係るネットワークシステムの全体構成について示したブロック図である。 実施形態に係る制御部で記憶される制御信号定義テーブルの構成例について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの動作について示したシーケンス図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号２に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号３に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号４に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号５に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号６に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号７に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号８に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号９に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１０に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１１に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１２に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１３に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１４に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１５に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１６に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１７に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１８に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号１９に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号２０に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号２１に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号２２に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号２３に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号２４に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号２５に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号２６に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態に係るネットワークシステムの各ブレードの動作状態が、ケース番号２７に該当する場合の通信パスの構成について示した説明図である。 実施形態の変形例に係るネットワークシステムの全体構成について示したブロック図である。

（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明によるネットワークシステムの一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。

（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、この実施形態のネットワークシステム１の全体構成を示すブロック図である。

図１に示すように、ネットワークシステム１は、２つのＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）、２つのＳＷブレード２００（２００−１、２００−２）、２つのＮＷブレード３００（３００−１、３００−２）、及び制御部４００を有している。すなわち、ネットワークシステム１では、ＩＰブレード１００、ＳＷブレード２００、及びＮＷブレード３００のセットが２系統配置された冗長構成となっている。

ネットワークシステム１は、いわゆるブレード型のネットワーク装置であり、例えば、１又は複数のシェルフ（シャーシ；筐体）に、複数のブレード（ＩＰブレード１００、ＳＷブレード２００、及びＮＷブレード３００等）を挿入することにより構築されているものとするが、機能的（論理的）な構成は、図１のように示すことができる。制御部４００についても、同様にネットワークシステム１のシェルフに挿入された制御用ブレード（ＣＰＵブレード）を用いて構成するようにしてもよい。

ＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）は、音声データや映像データ等のメディアデータの供給を受け、供給されたメディアデータを所定の符号化方式で符号化したパケット列を生成して出力するものである。

そして、ＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）は、パケット生成部１０１（１０１−１、１０１−２）及びフラグ付与部１０２（１０２−１、１０２−２）を有している。

それぞれのパケット生成部１０１−１、１０１−２には、メディアデータの供給元（例えば、メディアデータを蓄積したストレージ等）から、同一のメディアデータが供給される。そして、パケット生成部１０１−１、１０１−２は、供給されたメディアデータを符号化したＩＰパケットのパケット列（データ列）を生成して、フラグ付与部１０２−１、１０２−２に供給する。例えば、パケット生成部１０１−１、１０１−２は、メディアデータに基づいて、図示しないＳＩＰのシグナリングサーバの呼制御に基づいた宛先ＩＰアドレスに送信するためのＲＴＰ／ＲＴＣＰ（Ｒｅａｌ-ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／ＲＴＰ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に従ったＩＰパケット列を生成する。なお、パケット生成部１０１−１、１０１−２が対応する伝送プロトコルについては限定されないものである。

なお、パケット生成部１０１−１、１０１−２には、同じタイミングで、同じ内容の同期したメディアデータが入力されているものとする。すなわち、パケット生成部１０１−１、１０１−２では、同一のパケット列が生成されることになる。そして、パケット生成部１０１−１、１０１−２の間には、同一のパケット（例えば、同一のシーケンス番号のパケット）を、同一のタイミングで送出するための同期用の通信路（以下、「パケット同期通信路」と呼ぶ）５００が配設されているものとする。なお、パケット生成部１０１−１、１０１−２で、同期したパケット列を生成して送出する処理構成については、例えば、既存のメディアサーバと同様の処理を適用することができるため、詳しい説明については省略する。また、パケット生成部１０１−１、１０１−２間の接続構成についても限定されないものであるが、例えば、ネットワークシステム１を構成するシェルフにおけるブレード間通信バス（内部バス）により接続するようにしてもよい。

フラグ付与部１０２（１０２−１、１０２−２）は、パケット生成部１０１（１０１−１、１０１−２）から供給されたＩＰパケットを挿入したイーサネットフレーム（データ）を生成して、ＳＷブレード２００（２００−１、２００−２）（レイヤ２のネットワーク）に供給する。フラグ付与部１０２（１０２−１、１０２−２）が生成するイーサネットフレームには、制御部４００の制御に基づく宛先ＭＡＣアドレスが設定されている。また、フラグ付与部１０２（１０２−１、１０２−２）が生成するイーサネットフレームには、当該イーサネットフレーム（ＩＰパケット）の経路制御等の処理に関するフラグ形式の処理情報（以下、「装置内ルート選択フラグ」と呼ぶ）が挿入されている。ここでは、装置内ルート選択フラグは、３ビットのフラグ情報で表現されるものとする。フラグ付与部１０２（１０２−１、１０２−２）が生成するイーサネットフレームで、装置内ルート選択フラグを挿入する位置については限定されないものであるが、例えば、イーサネットフレームのヘッダ部で通信に支障の無い位置（例えば、タイプ値のフィールドの先頭３ビット等）や、データ部（コンテナ部）の所定位置としてもよい。なお、装置内ルート選択フラグ及び制御部４００の詳細については後述する。イーサネットフレームのデータ部に装置内ルート選択フラグを挿入する場合には、例えば、データ部の先頭の３ビットや、データ部に格納されたＩＰパケットのヘッダ部（例えば、オプション部等の通信への影響の少ないフィールド）に挿入するようにしてもよい。

なお、以下では、装置内ルート選択フラグを構成する３ビットのデータにおいて、先頭のビットを第１のビットＢ１、先頭から２番目のビットを第２のビットＢ２、先頭から３番目のビット（最後尾のビット）を第３のビットＢ３と呼ぶものとする。

そして、フラグ付与部１０２（１０２−１、１０２−２）は、ＳＷブレード２００−１と接続するポート１０３Ａ（１０３Ａ−１、１０３Ａ−２）と、ＳＷブレード２００−２と接続するポート１０３Ｂ（１０３Ｂ−１、１０３Ｂ−２）を有している。すなわち、ポート１０３Ａ（１０３Ａ−１、１０３Ａ−２）は、直接または間接的にＳＷブレード２００−１と接続している。また、ポート１０３Ｂ（１０３Ｂ−１、１０３Ｂ−２）は、直接または間接的にＳＷブレード２００−２と接続している。

ＳＷブレード２００（２００−１、２００−２）は、ＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）から供給されたイーサネットフレームについて、宛先ＭＡＣアドレスに応じた宛先（ＮＷブレード３００）に転送することができるスイッチ（レイヤ２スイッチ）である。すなわち、ＳＷブレード２００−１は、ＮＷブレード３００−１、３００−２に接続している。また、ＳＷブレード２００−２も、ＮＷブレード３００−１、３００−２に接続している。

ＮＷブレード３００（３００−１、３００−２）は、ＳＷブレード２００（２００−１、２００−２）を介して、ＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）から供給されたイーサネットフレームから、ＩＰパケットを取出して、ＩＰネットワークＮに送出する機能（ルーティング機能等）等を担っている。

ＮＷブレード３００（３００−１、３００−２）は、データ処理部ＳＥＬ１（ＳＥＬ１−１、ＳＥＬ１−２）、データ処理部ＳＥＬ２（ＳＥＬ２−１、ＳＥＬ２−２）、及びデータ処理部ＳＥＬ３（ＳＥＬ３−１、ＳＥＬ３−２）を有している。

ＮＷブレード３００（３００−１、３００−２）では、ＳＷブレード２００（２００−１、２００−２）から供給されたイーサネットフレームについて、データ処理部ＳＥＬ１（ＳＥＬ１−１、ＳＥＬ１−２）、データ処理部ＳＥＬ２（ＳＥＬ２−１、ＳＥＬ２−２）、及びデータ処理部ＳＥＬ３（ＳＥＬ３−１、ＳＥＬ３−２）により廃棄又は後段への転送が行われる。具体的には、データ処理部ＳＥＬ１（ＳＥＬ１−１、ＳＥＬ１−２）、データ処理部ＳＥＬ２（ＳＥＬ２−１、ＳＥＬ２−２）、及びデータ処理部ＳＥＬ３（ＳＥＬ３−１、ＳＥＬ３−２）では、装置内ルート選択フラグの内容に応じた処理が行われる。

データ処理部ＳＥＬ１（ＳＥＬ１−１、ＳＥＬ１−２）は、装置内ルート選択フラグの第１のビットＢ１が「０」のイーサネットフレームについては廃棄し、第１のビットＢ１が「１」のイーサネットフレームについては後段の構成要素に転送する処理を行う。データ処理部ＳＥＬ２（ＳＥＬ２−１、ＳＥＬ２−２）は、装置内ルート選択フラグの第２のビットＢ２が「０」のイーサネットフレームについては廃棄し、第２のビットＢ２が「１」のイーサネットフレームについては後段の構成要素に転送する処理を行う。データ処理部ＳＥＬ３（ＳＥＬ３−１、ＳＥＬ３−２）は、装置内ルート選択フラグの第３のビットＢ３が「０」のイーサネットフレームについては廃棄し、第３のビットＢ３が「１」のイーサネットフレームについては後段の構成要素に転送する処理を行う。

ＮＷブレード３００−１のデータ処理部ＳＥＬ１−１は、ＳＷブレード２００−１から供給されたイーサネットフレームの供給を受けるためのポート３０２−１と、ＳＷブレード２００−２から供給されたイーサネットフレームの供給を受けるためのポート３０２−２とを有する。ＮＷブレード３００−１では、ポート３０２−１、３０２−２に対して、それぞれ、ＭＡＣ１、ＭＡＣ２というＭＡＣアドレスが付与されているものとする。

ＮＷブレード３００−２のデータ処理部ＳＥＬ１−２は、ＳＷブレード２００−１から供給されたイーサネットフレームの供給を受けるためのポート３０２−３と、ＳＷブレード２００−２から供給されたイーサネットフレームの供給を受けるためのポート３０２−４とを有する。ＮＷブレード３００−２では、ポート３０２−３、３０２−４に対して、それぞれ、ＭＡＣ３、ＭＡＣ４というＭＡＣアドレスが付与されているものとする。

ＮＷブレード３００−１のデータ処理部ＳＥＬ１−１は、イーサネットフレームが供給されると、装置内ルート選択フラグを構成する第１のビットＢ１を参照する。そして、データ処理部ＳＥＬ１−１は、第１のビットＢ１が０の場合、当該イーサネットフレームを廃棄する。また、データ処理部ＳＥＬ１−１は、第１のビットＢ１が１の場合、当該イーサネットフレームを、データ処理部ＳＥＬ２−１、及び、ＮＷブレード３００−２のデータ処理部ＳＥＬ３−２に供給（転送）する。

また、ＮＷブレード３００−２のデータ処理部ＳＥＬ１−２は、イーサネットフレームが供給されると、装置内ルート選択フラグを構成する第１のビットＢ１を参照する。そして、データ処理部ＳＥＬ１−２は、第１のビットＢ１が０の場合、当該イーサネットフレームを廃棄する。また、データ処理部ＳＥＬ１−２は、第１のビットＢ１が１の場合、当該イーサネットフレームを、データ処理部ＳＥＬ２−２、及び、ＮＷブレード３００−１のデータ処理部ＳＥＬ３−１に供給（転送）する。

データ処理部ＳＥＬ１−１とデータ処理部ＳＥＬ３−２との間の接続、及び、データ処理部ＳＥＬ１−２とデータ処理部ＳＥＬ３−１との間の接続構成については限定されないものであるが、例えば、ネットワークシステム１を構成するシェルフにおけるブレード間通信バス（内部バス）により接続するようにしてもよいし、イーサネットにより接続するようにしてもよい。

ＮＷブレード３００−１のデータ処理部ＳＥＬ２−１は、データ処理部ＳＥＬ１−１からイーサネットフレームが供給されると、装置内ルート選択フラグを構成する第２のビットＢ２を参照する。そして、データ処理部ＳＥＬ２−１は、第２のビットＢ２が０の場合、当該イーサネットフレームを廃棄する。また、データ処理部ＳＥＬ２−１は、第２のビットＢ２が１の場合、当該イーサネットフレームを、フラグ削除部３０１−１に供給する。

一方、ＮＷブレード３００−２のデータ処理部ＳＥＬ２−２は、データ処理部ＳＥＬ１−２からイーサネットフレームが供給されると、装置内ルート選択フラグを構成する第２のビットＢ２を参照する。そして、データ処理部ＳＥＬ２−２は、第２のビットＢ２が０の場合、当該イーサネットフレームを廃棄する。また、データ処理部ＳＥＬ２−２は、第２のビットＢ２が１の場合、当該イーサネットフレームを、フラグ削除部３０１−２に供給する。

ＮＷブレード３００−１のデータ処理部ＳＥＬ３−１は、ＮＷブレード３００−２のデータ処理部ＳＥＬ１−２からイーサネットフレームが供給されると、装置内ルート選択フラグを構成する第３のビットＢ３を参照する。そして、データ処理部ＳＥＬ３−１は、第３のビットＢ３が０の場合、当該イーサネットフレームを廃棄する。また、データ処理部ＳＥＬ３−１は、第３のビットＢ３が１の場合、当該イーサネットフレームを、フラグ削除部３０１−１に供給する。

ＮＷブレード３００−２のデータ処理部ＳＥＬ３−２は、ＮＷブレード３００−１のデータ処理部ＳＥＬ１−１からイーサネットフレームが供給されると、装置内ルート選択フラグを構成する第３のビットＢ３を参照する。そして、データ処理部ＳＥＬ３−２は、第３のビットＢ３が０の場合、当該イーサネットフレームを廃棄する。また、データ処理部ＳＥＬ３−２は、第３のビットＢ３が１の場合、当該イーサネットフレームを、フラグ削除部３０１−２に供給する。

フラグ削除部３０１（３０１−１、３０１−２）は、データ処理部ＳＥＬ２（ＳＥＬ２−１、ＳＥＬ２−２）、又は、データ処理部ＳＥＬ３（ＳＥＬ３−１、ＳＥＬ３−２）から供給されたイーサネットフレーム（ＩＰパケット）から、装置内ルート選択フラグの削除及びＩＰパケットの抽出（イーサネットフレームのデータ部の抽出）を行って、そのＩＰパケットをＩＰネットワークＮに送出する。なお、ＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）から供給されるイーサネットフレームにおいて、装置内ルート選択フラグが当該イーサネットフレームのヘッダ部に挿入されている場合には、フラグ削除部３０１（３０１−１、３０１−２）は、当該イーサネットフレームからＩＰパケット（データ部）を抽出するだけで、装置内ルート選択フラグの削除を行うことが可能である。

以上のように、ＳＷブレード２００（２００−１、２００−２）は、ＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）から供給されたイーサネットフレームについて、宛先ＭＡＣアドレスに応じた宛先（ＮＷブレード３００−１又はＮＷブレード３００−２）に転送する。また、ＮＷブレード３００（３００−１、３００−２）は、イーサネットフレームの装置内ルート選択フラグに応じた経路で当該イーサネットフレームの転送を行い、ＩＰネットワークＮへ送出する。すなわち、ネットワークシステム１では、イーサネットフレームの宛先ＭＡＣアドレス及び装置内ルート選択フラグにより、当該イーサネットフレーム（ＩＰパケット）の通信パスの経路が定まる。

以下では、ＩＰブレード１００−１のポート１０３Ａ−１、１０３Ｂ−１から出力されるイーサネットフレームの通信パス（通信経路）を、それぞれ通信パスＰＡ−１、ＰＢ−１と表すものとする。また、ＩＰブレード１００−２のポート１０３Ａ−２、１０３Ｂ−２から出力されるイーサネットフレームの通信パス（通信経路）を、それぞれ通信パスＰＡ−２、ＰＢ−２と表すものとする。

次に、制御部４００の詳細について説明する。

制御部４００は、ＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）のフラグ付与部１０２（１０２−１，１０２−２）に、制御信号Ｓ（Ｓ−１、Ｓ−２）を供給する。そして、フラグ付与部１０２（１０２−１，１０２−２）は、供給された制御信号Ｓ（Ｓ−１、Ｓ−２）に基づいて、次回以後にポート１０３Ａ（１０３Ａ−１、１０３Ａ−２）及びポート１０３Ｂ（１０３Ｂ−１、１０３Ｂ−２）から送出するイーサネットフレームに設定する宛先ＭＡＣアドレス及び装置内ルート選択フラグの内容を設定する。

すなわち、ネットワークシステム１では、ＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）から送出されるイーサネットフレームの経路（各通信パスの経路）が、制御部４００により制御される。

制御部４００が、制御信号Ｓ（Ｓ−１、Ｓ−２）の内容を決定する方式や変更するタイミングについては限定されないものである。ここでは、制御部４００は、ネットワークシステム１内の各ブレードの動作状態を監視し、エラー（障害）の発生状況や運転状況に応じて変更するものとする。具体的には、この実施形態において、制御部４００は、制御信号定義テーブル４０１の内容にしたがって、制御信号Ｓ（Ｓ−１、Ｓ−２）の内容を決定する。例えば、制御部４００は、ネットワークシステム１内の各ブレードの動作状態が変化した場合に、制御信号定義テーブル４０１を参照し、現在の各ブレードの動作状態に基づいた制御信号Ｓ（Ｓ−１、Ｓ−２）を決定して、フラグ付与部１０２（１０２−１、１０２−２）に供給する。そして、新たに制御信号Ｓ（Ｓ−１、Ｓ−２）の供給を受けたフラグ付与部１０２（１０２−１、１０２−２）は、送出するイーサネットフレームに設定する宛先ＭＡＣアドレス及び装置内ルート選択フラグの内容を変更する。

図２は、制御信号定義テーブル４０１の内容例について示した説明図である。

制御信号定義テーブル４０１では、図２に示すようにネットワークシステム１を構成する各ブレード（ＩＰブレード１００−１、１００−２、ＳＷブレード２００−１、２００−２、ＮＷブレード３００−１、３００−２）の動作状態の組み合わせごとに、制御信号Ｓ−１、Ｓ−２の内容が定義されている。

図２に示す制御信号定義テーブル４０１では、動作状態の項目で、ネットワークシステム１を構成する各ブレードの動作状態の組み合わせを定義している。制御信号定義テーブル４０１の動作状態の項目では、ネットワークシステム１を構成する各ブレードについて、空欄（ブランク）又は「×」が設定されている。図２に示す制御信号定義テーブル４０１では、「×」が設定されているブレードは停止状態（故障状態の場合も含む）であることを表している。また、図２に示す制御信号定義テーブル４０１では、空欄となっているブレードは運用状態（動作している状態）であることを示している。

図２に示す制御信号定義テーブル４０１では、説明を簡易にするために、ネットワークシステム１を構成する各ブレードの動作状態の組み合わせごとにケース番号が付与されている。例えば、ケース番号１の動作状態は、すべてのブレードについて空欄となっているので、すべてのブレードが運用状態となっていることを示している。また、例えば、ケース番号２の動作状態は、ＩＰブレード１００−１だけが停止状態で、その他のブレードは運用状態であることを示している。

そして、図２に示す制御信号定義テーブル４０１では、制御信号の項目で、制御信号Ｓ−１、Ｓ−２の内容を記述している。具体的には、図２に示す制御信号定義テーブル４０１では、ケース番号ごとに、制御信号Ｓ−１に含まれるポート１０３Ａ−１、１０３Ｂ−１に設定するデータ（ＭＡＣアドレス／装置内ルート選択フラグ）、及び、制御信号Ｓ−２に含まれるポート１０３Ａ−２、１０３Ｂ−２に設定するデータ（ＭＡＣアドレス／装置内ルート選択フラグ）が記述されている。

例えば、図２では、ケース番号１（すべてのブレードが運用状態の場合）に対する制御信号Ｓ−１の内容として、ポート１０３Ａ−１について「ＭＡＣ１／１１０」と設定されている。これは、動作状態がケース番号１に該当する場合には、ＩＰブレード１００−１に対して、ポート１０３Ａ−１から送出するイーサネットフレームの宛先ＭＡＣアドレスを「ＭＡＣ１」とし、さらに、 ポート１０３Ａ−１から送出するイーサネットフレームに設定する装置内ルート選択フラグを「１１０」とすることを示している。

また、例えば、図２では、ケース番号２（ＩＰブレード１００−１のみが停止状態の場合）に対する制御信号Ｓ−１の内容として、ポート１０３Ａ−１及びポート１０３Ｂ−１対して「送信不可」と設定されている。これは、動作状態が、ケース番号２に該当する場合には、ポート１０３Ａ−１及びポート１０３Ｂ−１を有するＩＰブレード１００−１自体が停止しているため、当該ポートからはイーサネットフレームの送出ができないことを示している。同様に、制御信号定義テーブル４０１において、ＩＰブレード１００−１又はＩＰブレード１００−２が停止状態となる他のケース番号についても、停止状態のＩＰブレード１００に対応するポート１０３について「送信不可」が設定されている。

さらに、例えば、図２では、ケース番号４（ＳＷブレード２００−１のみが停止状態の場合）に対する制御信号Ｓ−１の内容として、ポート１０３Ａ−１対して「送信停止」と設定されている。これは、動作状態が、ケース番号４に該当する場合には、ポート１０３Ａ−１が接続されているＳＷブレード２００−１が停止しているため、ポート１０３Ａ−１からはイーサネットフレームの送出を停止することを示している。同様に、制御信号定義テーブル４０１において、ＳＷブレード２００−１及び又はＳＷブレード２００−２が停止状態となる他のケース番号についても、停止状態のＳＷブレード２００に接続されたポート１０３について「送信停止」が設定されている。

そして、制御信号定義テーブル４０１では、停止状態のブレードが存在するケース番号（２〜２７）について、停止状態のブレードを迂回し、運用中のブレードだけで、ＩＰブレード１００−１及び又はＩＰブレード１００−２から送出されたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットが、少なくとも１系統（可能な限り２系統）についてＩＰネットワークＮに到達するように、装置内ルート選択フラグが設定されている。また、図２に示す制御信号定義テーブル４０１では、デフォルト設定として、ＳＷブレード２００−１を現用系、ＳＷブレード２００−２を予備系として取り扱うことを前提とした内容になっている。

なお、装置内ルート選択フラグの第１のビットＢ１が０のイーサネットフレーム（ＩＰパケット）については、データ処理部ＳＥＬ２（ＳＥＬ２−１、ＳＥＬ２−２）及びデータ処理部ＳＥＬ３（ＳＥＬ３−１、ＳＥＬ３−２）に供給されない。選択フラグの第１のビットＢ１が０の装置内ルート選択フラグにおいて、第２のビットＢ２及び第３のビットＢ３には任意の内容を設定することができる。

（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態のネットワークシステム１の動作を説明する。

（Ａ−２−１）ケース番号ごとの通信パスについて
まず、制御信号定義テーブル４０１について図２に示す内容とした場合の、ケース番号１〜２７のそれぞれの通信パスの構成について説明する。

図４〜図３０は、それぞれケース番号１〜２７に該当する場合の、制御信号Ｓ−１、Ｓ−２に基づく各通信パスＰ（ＰＡ−１、ＰＢ−１、ＰＡ−２、ＰＢ−２）の経路について示している。図４〜図３０では、説明を簡易にするために、各構成要素の間の接続構成を示す線や、直接経路制御に関連しない構成要素（パケット生成部１０１、フラグ削除部３０１等）の図示を省略し、各通信パスＰの経路を破線で示している。また、図４〜図３０では、制御信号定義テーブル４０１で、送信停止又は送信不可となっているポート１０３に係る通信パスＰについては、図示を省略している。

まず、ケース番号１の場合（すべてのブレードが運用状態）の場合の各通信パスＰの構成について、図４を用いて説明する。

ケース番号１の場合は、すべてのブレードが運用状態であるので、すべての通信パスＰＡ−１、ＰＢ−１、ＰＡ−２、ＰＢ−２が利用されることになる。

図２に示すように、ケース番号１では、ポート１０３Ａ−１に対応する宛先ＭＡＣアドレスがＭＡＣ１、装置内ルート選択フラグが１１０に設定されている。したがって、図４に示すように、ケース番号１において、ポート１０３Ａ−１から送出されるイーサネットフレーム（通信パスＰＡ−１）は、ＳＷブレード２００−１、データ処理部ＳＥＬ１−１、及びデータ処理部ＳＥＬ２−１を経由してＩＰネットワークＮに到達する経路となる。

また、図２に示すように、ケース番号１では、ポート１０３Ｂ−１に対応する宛先ＭＡＣアドレスがＭＡＣ２、装置内ルート選択フラグが０１０に設定されている。したがって、図４に示すように、ケース番号１において、ポート１０３Ｂ−１から送出されるイーサネットフレーム（通信パスＰＢ−１）は、ＳＷブレード２００−２を経由してデータ処理部ＳＥＬ１−１に到達するが、装置内ルート選択フラグの第１のビットＢ１が「０」であるため、データ処理部ＳＥＬ１−１で廃棄されることになる。

さらに、図２に示すように、ケース番号１では、ポート１０３Ａ−２に対応する宛先ＭＡＣアドレスがＭＡＣ３、装置内ルート選択フラグが１１０に設定されている。したがって、図４に示すように、ケース番号１において、ポート１０３Ａ−２から送出されるイーサネットフレーム（通信パスＰＡ−２）は、ＳＷブレード２００−１、データ処理部ＳＥＬ１−２、及びデータ処理部ＳＥＬ２−２を経由してＩＰネットワークＮに到達する経路となる。

さらにまた、図２に示すように、ケース番号１では、ポート１０３Ｂ−２に対応する宛先ＭＡＣアドレスがＭＡＣ４、装置内ルート選択フラグが０１０に設定されている。したがって、図４に示すように、ケース番号１において、ポート１０３Ｂ−２から送出されるイーサネットフレーム（通信パスＰＢ−２）は、ＳＷブレード２００−２を経由してデータ処理部ＳＥＬ１−２に到達するが、装置内ルート選択フラグの第１のビットＢ１が「０」であるため、データ処理部ＳＥＬ１−２で廃棄されることになる。

次に、ケース番号２の場合（ＩＰブレード１００−１のみが停止状態）の場合の各通信パスＰの構成について、図５を用いて説明する。

ケース番号２の場合は、ＩＰブレード１００−１が停止状態であるので、通信パスＰＡ−２、ＰＢ−２のみが利用されることになる。

図２に示すように、ケース番号２では、ポート１０３Ａ−２に対応する宛先ＭＡＣアドレスがＭＡＣ３、装置内ルート選択フラグが１１１に設定されている。したがって、図５に示すように、ケース番号２において、ポート１０３Ａ−２から送出されるイーサネットフレーム（通信パスＰＡ−２）は、ＳＷブレード２００−１を経由してデータ処理部ＳＥＬ１−２に到達する。そして、当該イーサネットフレーム（ＩＰパケット）が通る通信パスＰＡ−２は、データ処理部ＳＥＬ１−２から、データ処理部ＳＥＬ３−１及びデータ処理部ＳＥＬ２−２に分岐して、それぞれの分岐がＩＰネットワークＮに到達する通信パス構成となる。

また、図２に示すように、ケース番号２では、ポート１０３Ｂ−２に対応する宛先ＭＡＣアドレスがＭＡＣ４、装置内ルート選択フラグが０１１に設定されている。したがって、図５に示すように、ケース番号２において、ポート１０３Ｂ−２から送出されるイーサネットフレーム（通信パスＰＢ−２）は、ＳＷブレード２００−２を経由してデータ処理部ＳＥＬ１−２に到達するが、装置内ルート選択フラグの第１のビットＢ１が「０」であるため、データ処理部ＳＥＬ１−２で廃棄されることになる。

（Ａ−２−２）制御部４００による切替動作について
次に、制御部４００により、制御信号Ｓ−１、Ｓ−２が切り替わる際の動作について、図３のシーケンス図を用いて説明する。

図３では、ネットワークシステム１が起動して、動作状態がケース番号１に該当する状態（全てのブレードが運用状態）となり、その後、ＳＷブレード２００−１が故障等により停止状態となった場合の動作について説明している。

まず、ネットワークシステム１が起動して、制御部４００により各ブレードへの初期設定等が行われたものとする。そして、その起動の過程で、制御部４００により、各ブレード（ＩＰブレード１００−１、１００−２、ＳＷブレード２００−１、２００−２、ＮＷブレード３００−１、３００−２）の動作状態を確認が確認されたものとする。そして、制御部４００は、制御信号定義テーブル４０１の内容を参照し、現在の各ブレードの動作状態がいずれのケース番号に該当するかを確認する（Ｓ１０１）。制御部４００が、各ブレードの動作状態を確認する処理については、例えば、既存のブレード型のネットワーク装置と同様の処理を適用することができるため、詳しい説明については省略する。ここでは、制御部４００は、各ブレードが正常に動作し運用状態となっているか否かを確認した結果、各ブレードは正常に動作していたものとする。したがって、ここでは、制御部４００は、現在の各ブレードの動作状態について、ケース番号１に該当する状態であると判定することになる。

そして、制御部４００は、制御信号定義テーブル４０１の内容に基づいて、ケース番号１に対応する制御信号Ｓ−１、Ｓ−２を生成して、それぞれ、ＩＰブレード１００−１、１００−２に供給する（Ｓ１０２、Ｓ１０３）、
そして、ＩＰブレード１００−１、１００−２では供給された制御信号Ｓ−１、Ｓ−２に従って、各ポート１０３Ａ−１、１０３Ｂ−１、１０３Ａ−２、１０３Ｂ−２の設定（宛先ＭＡＣアドレス、及び、装置内ルート選択フラグの設定）が行われる（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。

以後、ネットワークシステム１では、ケース番号１の動作状態に対応する設定（上述の図４の通信パス構成）で動作することになる。

そして、その後、制御部４００により、全てのブレードへの定期動作確認処理（ポーリング処理）が行われ、ＳＷブレード２００−１が停止状態であることを検知したものとする。そして、制御部４００は、ＳＷブレード２００−１の動作状態に変化に伴って、制御信号定義テーブル４０１の内容を参照し、現在の各ブレードの動作状態がいずれのケース番号に該当するかを確認する（Ｓ１０７）。制御部４００による各ブレードの監視処理の方式や監視タイミングについては限定されないものである。そして、ここでは、制御部４００による各ブレードへのポーリング処理の結果、ＳＷブレード２００−１だけが停止状態となっていたものとする。したがって、ここでは、制御部４００は、現在の各ブレードの動作状態について、ケース番号４に該当する状態であると判定することになる。

そして、制御部４００は、制御信号定義テーブル４０１の内容に基づいて、ケース番号４に対応する制御信号Ｓ−１、Ｓ−２を生成して、それぞれ、ＩＰブレード１００−１、１００−２に供給する（Ｓ１０８、Ｓ１０９）。

そして、ＩＰブレード１００−１、１００−２では供給された制御信号Ｓ−１、Ｓ−２に従って、各ポート１０３Ａ−１、１０３Ｂ−１、１０３Ａ−２、１０３Ｂ−２の設定（宛先ＭＡＣアドレス、及び、装置内ルート選択フラグの設定）が行われる（Ｓ１１０、Ｓ１１１）。

そして、ネットワークシステム１では、ケース番号４の動作状態に対応する設定（上述の図７の通信パス構成）に遷移することになるが、ＩＰブレード１００−１、１００−２では、ＳＷブレード２００−１に係る通信パスＰＡ−１、ＰＡ−２の送信停止、及び、通信パスＰＢ−１、ＰＢ−２に送出するイーサネットフレームに設定する装置内ルート選択フラグが変更になるだけである。したがって、ネットワークシステム１では、上述のような系切替が発生する場合でも、無瞬断で送信処理を継続することができる。

（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

（Ａ−３−１）ネットワークシステム１では、制御信号Ｓ（Ｓ−１、Ｓ−２）に従って、ＩＰブレード１００の個々のポート１０３から、いずれかのＮＷブレード３００の特定のポート３０２宛に送信するイーサネットフレーム（ＩＰパケット）に、装置内ルート選択フラグを挿入している。これにより、ＮＷブレード３００で、処理対象のイーサネットフレーム（ＩＰパケット）を選択している。

また、ＮＷブレード３００−１と、ＮＷブレード３００−２との間で、相互にイーサネットフレーム（ＩＰパケット）を供給し、自系で受信したイーサネットフレーム（ＩＰパケット）と、他系で受信したイーサネットフレーム（ＩＰパケット）とのうちいずれかを選択して処理している。

以上のように、ネットワークシステム１では、ＩＰブレード１００が送出するイーサネットフレーム（ＩＰパケット）に設定する宛先ＭＡＣアドレス、及び、装置内ルート選択フラグを制御することにより、無瞬断での系の切替を実現している。

仮に、上記の実施形態のように宛先ＭＡＣアドレス、及び、装置内ルート選択フラグの制御を用いずに、無瞬断での系の切替を実現しようとする場合、図３１に示すように、ＳＷブレード２００に、上記の実施形態の倍の数の通信パスを伝送させる必要がある。

図３１は、上記の実施形態のネットワークシステム１において、上記の実施形態のように宛先ＭＡＣアドレス、及び、装置内ルート選択フラグの制御を用いずに、無瞬断での系の切替を実現する変形例（ネットワークシステム１Ａ）について示したブロック図である。なお、図３１では、上述の図１と同一又は対応する部分には、同一又は対応する符号を付している。ネットワークシステム１ＡのＩＰブレード１００Ａ（１００Ａ−１、１００Ａ−２）は、パケット生成部１０１Ａ（１０１Ａ−１、１０１Ａ−２）を有している。パケット生成部１０１Ａ（１０１Ａ−１、１０１Ａ−２）の基本的な動作は上記の実施形態とほぼ同様であるが、図３１に示すように、ＩＰブレード１００Ａ（１００Ａ−１、１００Ａ−２）から、ＮＷブレード３００（３００−１、３００−２）に到達するすべての経路についてイーサネットフレーム（ＩＰパケット）を出力する点で異なっている。そして、図３１に示すＮＷブレード３００Ａ（３００Ａ−１、３００Ａ−２）では、複数の通信パスから受信したイーサネットフレーム（ＩＰパケット）のうちのいずれかを選択してＩＰネットワークＮに送出するパケット選択部３０４（３０４−１、３０４−２）を有している。

そして、図３１の変形例の場合、パケット生成部１０１Ａ−１、１０１Ａ−２は、それぞれ４本の通信パスにイーサネットフレーム（ＩＰパケット）を出力する。したがって、この場合、図３１に示すように、それぞれのＳＷブレード２００−１、２００−２にも４本の通信パスのイーサネットフレーム（ＩＰパケット）が流れることになる。これは、上記の実施形態で、ＳＷブレード２００−１、２００−２に流れる通信パスの倍の数である。

すなわち、上記の実施形態では、ＩＰブレード１００が送出するイーサネットフレーム（ＩＰパケット）に設定する宛先ＭＡＣアドレス、及び、装置内ルート選択フラグを制御することにより、ＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）からＮＷブレード３００（３００−１、３００−２）に到達するすべての経路について、常時通信パスを維持する必要がない。これにより、上記の実施形態では、図３１の例と比較して、ＳＷブレード２００−１、２００−２で必要となる伝送帯域を半分とし、効率的なデータ通信を実現することができる。そして、上記の実施形態では、結果として、ネットワークシステム１に必要となるシステムコスト、消費電力を抑えた冗長構成をとることが可能となる。

（Ａ−３−２）制御部４００では、各ブレードの動作状況に応じて、各ＩＰブレード１００に供給する制御信号Ｓの内容を変化させている。また、制御信号定義テーブル４０１では、停止状態の装置が存在するケース番号（２〜２７）について、停止状態の装置を迂回し、運用中の装置だけで、ＩＰブレード１００−１及び又はＩＰブレード１００−２から送出されたイーサネットフレームに含まれるＩＰパケットが、少なくとも１系統（可能な限り２系統）についてＩＰネットワークＮに到達するように、装置内ルート選択フラグが設定されている。

これにより、ネットワークシステム１では、ブレード構成が変わった場合でも、制御信号定義テーブル４０１を変更することで、容易に無瞬断での冗長構成を実現することができる。

（Ａ−３−３）ネットワークシステム１において、ＳＷブレード２００は、特別な機能に対応する必要がない。したがって、ネットワークシステム１のような構成を採用することにより、可用性の高いシステム構築が可能となる。

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｂ−１）上記の実施形態のネットワークシステム１では、データ処理の単位として、ＩＰパケット又はＩＰパケットを挿入したイーサネットフレームを用いているが、その他のデータ単位（例えば、ＭＰＬＳのフレーム等）を処理するシステムとして構築するようにしてもよい。

（Ｂ−２）上記の実施形態では、ＳＷブレード２００はレイヤ２スイッチ（レイヤ２のネットワーク）であるものとして説明したが、レイヤ３スイッチ（レイヤ３のネットワーク）としてもよい。その場合、制御信号定義テーブル４０１において定義する宛先ＭＡＣアドレス（レイヤ２アドレス）は、ＩＰアドレス（レイヤ３アドレス）とする必要がある。

また、上記の実施形態では、フラグ削除部３０１（３０１−１、３０１−２）でイーサネットフレームからＩＰパケットを抽出する処理を行っているが、装置内ルート選択フラグが、当該イーサネットフレームに挿入されたＩＰパケット自体に設定されている場合には、データ処理部ＳＥＬ１（ＳＥＬ１−１、ＳＥＬ１−２）で、ＩＰパケットを抽出して、後段に引き渡すようにしてもよい。

（Ｂ−３）上記の実施形態において、待機系のＳＷブレード２００から送出されるイーサネットフレーム（ＩＰパケット）は、ＮＷブレード３００で破棄されることになる。したがって、このような場合、送信側のＩＰブレード１００からイーサネットフレーム（ＩＰパケット）の送出自体を行わない動作とするようにしてもよい。

ただし、待機系に係る通信パス（待機系のＳＷブレード２００に係る通信パス）について、送信側のＩＰブレード１００からイーサネットフレーム（ＩＰパケット）の送出自体を行わない場合、ＳＷブレード２００等の系切替時において、待機系ＳＷブレード２００に関連する通信パスのサイレント障害（エラー発生等無くても正常に動作していない障害）により切替ができなくなる場合がある。また、系切替が発生した場合に、ＳＷブレード２００の切替処理（例えば、ＡＲＰテーブルの更新等）に時間がかかる場合もあり得る。そのため、常時ＩＰブレード１００からＮＷブレード３００宛にイーサネットフレーム（ＩＰパケット）を送信し、ＮＷブレード３００側でイーサネットフレーム（ＩＰパケット）到着を監視することで、待機系に係る通信パスの正常性を確認するようにしてもよい。

（Ｂ−４）上記の実施形態において、ＩＰブレード１００（１００−１、１００−２）とＮＷ−ブレード３００（３００−１、３００−２）との間のイーサネットフレーム転送（データ転送）については、ＳＷブレード２００（２００−１、２００−２）を用いている。しかし、イーサネットフレーム転送（データ転送）に用いるネットワーク構成は上記の構成に限定されないものであり、種々のネットワーク構成（冗長化されている必要がある）を適用することができる。その場合、イーサネットフレーム転送（データ転送）に用いるネットワークの各装置（ブレード）についても、制御信号定義テーブル４０１の動作状況の項目に記述する必要がある。

１…ネットワークシステム、１００、１００−１、１００−２…ＩＰブレード、１０１、１０１−１、１０１−２…パケット生成部、１０２、１０２−１、１０２−２…フラグ付与部、１０２Ａ、１０２Ａ−１、１０２Ａ−２、ポート１０２Ｂ、１０２Ｂ−１、１０２Ｂ−２…ポート、２００、２００−１、２００−２…ＳＷブレード、３００、３００−１、３００−２…ＮＷブレード、ＳＥＬ１、ＳＥＬ１−１、ＳＥＬ１−２、ＳＥＬ２、ＳＥＬ２−１、ＳＥＬ２−２、ＳＥＬ３、ＳＥＬ３−１、ＳＥＬ３−２…データ処理部、３０１、３０１−１、３０１−２…フラグ削除部、４００…制御部、４０１…制御信号定義テーブル。

Claims (4)

1. 同一の内容のデータ列を出力するものであって、出力するデータのそれぞれに、当該データの宛先を示す宛先識別子と、当該データの処理に関して記述された処理情報とを挿入する複数のデータ列出力手段と、
   上記データ列出力手段から出力されたデータを、当該データに設定された宛先識別子に従った宛先に転送するデータ転送手段と、
   上記データ列出力手段から、上記データ転送手段を介して供給されたデータについて、当該データに挿入された処理情報に従って、他のデータ処理手段及び又はネットワーク上に出力する処理、又は廃棄する処理を行い、他のデータ処理手段から供給されたデータについては、当該データに挿入された処理情報に従って、廃棄又は上記ネットワーク上に出力する複数のデータ処理手段と
   を有することを特徴とするネットワークシステム。
2. それぞれの上記データ処理手段は、データを上記ネットワーク上に出力する場合、当該データから少なくとも処理情報を削除することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
3. それぞれの上記データ列出力手段に対して、出力するデータに設定する宛先識別子と、出力するデータに挿入する処理情報とを含む制御情報を供給する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のネットワークシステム。
4. 上記データ列出力手段、上記データ転送手段、及び、上記データ処理手段の動作状態の組み合わせごとに、それぞれの上記データ列出力手段に供給する制御情報の内容を定義した定義情報を記憶する定義情報記憶手段をさらに有し、
   上記制御手段は、上記データ列出力手段、上記データ転送手段、及び、上記データ処理手段の動作状態に対応する制御情報を上記定義情報記憶手段から取得して、それぞれの上記データ列出力手段に供給することを特徴とする請求項３に記載のネットワークシステム。

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