JP6429188B2 - 中継装置 - Google Patents
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Description
図1は、一実施の形態の中継装置1を含む通信システムの構成例を示す。図1の通信システムにおいて、中継装置1は、広域通信網であるネットワーク3と、他の中継装置2とに接続される。他の中継装置2は、本実施の形態の中継装置1と同じ種類の装置でもよいし、他の種類の装置でもよい。他の中継装置2は、更に他の中継装置2やユーザの端末4に接続される。図1の中継装置1と2つの他の中継装置2とはリング型の接続である。
図2は、一実施の形態のシャーシ型の中継装置1におけるカードの着脱による接続の構成を示す。中継装置1は、筐体内に配線基板201を有する。配線基板201は複数のスロット202を有する。ユーザによる着脱の操作に基づいて、複数の各々のスロット202に対し、複数の各々のカードである、管理カード10、スイッチファブリックカード20、及びラインカード30が、物理的及び電気的に接続される。各カードは、ケーブルを接続するポート203を有する。
図3は、一実施の形態のシャーシ型の中継装置1における複数のカードの接続の構成例を示す。図3の中継装置1は、2枚の管理カード10、3枚のスイッチファブリックカード、及び10枚のラインカード30が接続される。各管理カード10と各スイッチファブリックカード20との間は、第1の通信網40のパス41で接続される。各スイッチファブリックカード20と各ラインカード30との間は、第2の通信網50のパス51で接続される。
図4は、一実施の形態の中継装置1の機能ブロック構成を示す。図4の中継装置1は、2枚の管理カード10、2枚のスイッチファブリックカード、及び3枚のラインカード30が接続された構成例である。以下の説明ではこの構成例を用いる。
図5は、中継装置1のスイッチファブリックカード20の機能ブロック構成を示す。PCIeSW21は、複数のポート211として、PT1,PT2,PT3を含む。PT1は、管理カード10であるMC1とのパス41に接続される。PT2は、MC2とのパス41に接続される。PT3は、SWLSI22とのパス26に接続される。これらの各ポート間は接続され、制御用のパケットが転送される。
図6,図7は、本実施の形態の中継装置1におけるスイッチファブリックカード20とラインカード30との間の接続の正常性の確認の方式として制御フレーム通信を示す。この制御フレーム通信は、スイッチファブリックカード20とラインカード30との間の接続の正常性を確認する方式の1つである。この制御フレーム通信は、スイッチファブリックカード20とラインカード30との間で、双方向で、互いに、定常的に制御フレームを送受信する。本実施の形態の中継装置1は、双方向での制御フレーム通信を行う機能を備える。なおこの制御フレーム通信は、ハードウェアの回路のレベル、即ちSWLSI22やTMLSI32のレベルで自動的に実行される。
図7は、ラインカード30からスイッチファブリックカード20への方向での制御フレーム通信を示す。ラインカード30のTMLSI32は、ポートからパス51上に、データフレームの送信の間に混ぜて、一定時間間隔で、制御フレーム412を送信し続ける。相手であるスイッチファブリックカード20は、パス51に接続されるポート221から、制御フレーム412を一定時間間隔で受信する。
図6,図7を用いて、第2の通信網50におけるスイッチファブリックカード20とラインカード30との間の接続の異常時におけるデータ転送の経路の選択及び切り替えに関する例を説明する。
図7中に、ラインカード30からの方向の制御フレーム通信に対応した、接続の異常時の経路の切り替えの例を示す。正常時の経路は同じ600とする。
図8は、一実施の形態の中継装置1bとして、エラー制御機能が無い場合の構成、及び当該構成における第1の通信網40の障害時における課題について示す。図8の中継装置1bの構成は、図4等の中継装置1の構成に比べ、スイッチファブリックカード20においてSoC23等によるエラー制御機能を備えない点が異なる。
図9は、前述のエラー制御機能を備える一実施の形態の中継装置1の構成における、第1の通信網40の障害時のスイッチファブリックカード20の制御について示す。図4,図10等に示す中継装置1は、図8の構成から更に工夫して、SoC23等によるエラー制御機能を備えた構成である。これにより、中継装置1は、図8の91〜94の例のような障害の場合でも、当該スイッチファブリックカード20を異常の状態としてラインカード30とのデータ転送を停止させることができる。
中継装置1のスイッチファブリックカード20における上記障害の検出及びエラー信号401の出力の仕組みについて補足する。PCIeSW21、特にエラー検出部212は、PCIeのパス41の障害を検出する機能を持つ。91〜94の例のような障害の発生時、エラー検出部212による検出により、ハードウェア線であるエラー信号線24は、アサートの状態になる。即ち、エラー信号401が出力された状態になる。なおPCIeにおいて、信号線が有効、例えば電圧レベルがHighの状態をアサート、無効、例えば電圧レベルがLowの状態をディアサートまたはネゲートという。同様に停止信号線25のアサートにより停止信号402が出力された状態になる。これにより自動的にSWLSI22の制御フレーム通信が停止される。
上記第1の通信網40におけるパス41の障害や、スイッチファブリックカード20の内部の回路の故障等の障害の場合、エンドユーザにより中継装置1の全体のリセットもしくは電源の再投入が行われても当該障害が解消しない場合は、致命的なエラーである。そのため、本実施の形態の中継装置1では、このエラーの場合、復旧の手段としては、エンドユーザによる復旧ではなく、サポート即ち運用保守管理を行うユーザにより、対応が行われる。運用保守管理を行うユーザは、スイッチファブリックカード20のSoC23に蓄積されたログ情報を参照することにより、当該障害の箇所や種類を含むエラーの状態を確認する。そしてユーザは、当該障害の箇所に該当するPCIeのケーブルや、スイッチファブリックカード20のPCIeSW21等を交換する。
第2の通信網50におけるスイッチファブリックカード20とラインカード30との間のフレームのデータ転送の分散処理を行う場合について説明する。中継装置1は、各カードの冗長構成による高信頼性と共に、当該フレームのデータ転送の分散処理を行う機能を有する。例えば図6の2枚のスイッチファブリックカード20と3枚のラインカード30との間で、転送対象の複数のデータフレームについて、転送先としてFC1,FC2の両方を用いて分散される。即ち現用の状態が設定されたFC1,FC2が分散先となる。
図10は、中継装置1の接続部であるPCIeSW21の内部のより詳しい構成例を示す。PCIeSW21は、ポート211として、ホストである管理カード10と接続される上流側の2つのPCIeポートであるPT1,PT2と、SWLSI22と接続される下流側の1つのPCIeポートであるPT3とを有する。PT1は第1のホストであるMC1とのパス41に接続され、PT2は第2のホストであるMC2とのパス41に接続される。PT3は、SWLSI22とのパス26に接続される。
図11は、中継装置1のスイッチ部であるSWLSI22の内部のより詳しい構成例を示す。SWLSI22は、ポート221として、PCIeSW21とのパス26に接続されるPCIeポートであるSP0と、ラインカード30側のパス51に接続される通信ポート部224の複数のポートであるSP1,SP2,SP3等とを有する。またSWLSI22は、データフレームSWブロック225、ルーティングプロセッサ226、制御フレームSWブロック227、外部制御用コントローラ228、及び汎用信号入力インタフェース部229を有する。
図12は、中継装置1のエラー制御部であるSoC23の内部のより詳しい構成例を示す。SoC23は、障害情報監視インタフェース部234、内部ロジック235、内部レジスタ236、外部制御用インタフェース部237、汎用信号出力インタフェース部238、及びその他信号出力インタフェース部239を有する。
以上説明したように、本実施の形態の中継装置1によれば、管理カード10とスイッチファブリックカード20との間の障害等の場合にも、当該スイッチファブリックカード20を異常の状態として制御でき、高い可用性を実現できる。特にCPU11とSWLSI22との間で障害により制御用の通信ができない場合にも、当該スイッチファブリックカード20によるラインカード30とのデータ転送を停止させることができる。
図13は、他の実施の形態の中継装置1cにおけるスイッチファブリックカード20の構成を示す。この中継装置1cの構成は、前述の中継装置1の構成に対し、SoC23等の要素及び機能を、PCIeSW21及びSWLSI22の内部に統合した構成である。PCIeSW21は、図5の構成と同様であり、エラー検出部212により、第1の通信網40の障害をエラーとして検出し、制御信号としてエラー信号401をエラー信号線24へ出力する。エラー信号線24は、SWLSI22内に設けられたエラー信号入力部231に接続される。
Claims (7)
- 外部とのデータ転送を行う複数のラインカードと、
前記データ転送のスイッチを行う複数のスイッチファブリックカードと、
前記複数のスイッチファブリックカードを制御するプロセッサを含む管理カードと、
を備え、
前記管理カードと前記複数のスイッチファブリックカードとは、第1の通信網で接続され、
前記複数のスイッチファブリックカードと前記複数のラインカードとは、第2の通信網で接続され、
前記管理カードは、前記第1の通信網のパスに接続される通信部を有し、
前記スイッチファブリックカードは、
前記第2の通信網のパスに接続されるポートを含み前記データ転送のスイッチを行うスイッチ部と、
前記第1の通信網のパスに接続されるポートとエラー検出部を有し、前記通信部と前記スイッチ部とを接続し、前記通信部と前記スイッチ部の間で制御用のパケットを中継する接続部と、
前記接続部と第1のハードウェア線で接続され、前記スイッチ部と第2のハードウェア線で接続されるエラー制御部と、
を有し、
前記エラー検出部は、前記第1の通信網の障害または当該スイッチファブリックカードの内部の障害をエラーとして検出してエラー信号を前記第1のハードウェア線により前記エラー制御部へ出力し、
前記エラー制御部は、前記エラー信号を入力した場合、停止信号を前記第2のハードウェア線により前記スイッチ部へ出力する停止信号出力部を有し、
前記スイッチ部は、前記停止信号を入力した場合、当該スイッチファブリックカードを異常の状態と認識し、前記第2の通信網のパスに接続されるポートを用いた前記データ転送のスイッチを停止する、中継装置。 - 請求項1記載の中継装置において、
前記管理カードを複数有し、
前記ラインカードは、外部とのパスに接続されるポート及び前記第2の通信網のパスに接続されるポートを含む転送部を有する、中継装置。 - 請求項1または2に記載の中継装置において、
前記エラー制御部は、前記エラー信号を含むログ情報を記録し、外部から参照可能とするログ記録部を有する、中継装置。 - 請求項1〜3いずれかに記載の中継装置において、
前記エラー検出部は、前記接続部とスイッチ部とのパスを含む前記第1の通信網のパスに接続されるポートにおけるデータの検査により、当該パスの障害をエラーとして検出する、中継装置。 - 請求項1〜4いずれかに記載の中継装置において、
前記エラー検出部は、前記接続部の内部の回路のデータの誤り検出により、当該接続部の内部の回路の故障を含む障害をエラーとして検出する、中継装置。 - 請求項1〜5いずれかに記載の中継装置において、
前記スイッチ部は、前記複数のラインカードの各々の転送部との間で、前記第2の通信網のパスにおける接続の正常性の確認のための通信を行う制御通信部を有し、前記停止信号を入力した場合、前記制御通信部による通信により、前記ラインカードに対して当該スイッチファブリックカードの異常の状態を認識させ、当該スイッチファブリックカードとの前記第2の通信網のパスを用いたデータ転送を停止させる、中継装置。 - 請求項6記載の中継装置において、
前記スイッチ部は、通常時、前記制御通信部による通信により、前記複数のラインカードの各々の転送部に対して、前記第2の通信網のパスを用いて、一定時間間隔で制御フレームを送信し、前記停止信号を入力した場合、当該制御フレームの送信を停止し、
前記ラインカードは、前記転送部により前記第2の通信網のパスで前記制御フレームを受信した場合、当該パスを正常と判断し、受信しない場合、当該パスを異常と判断し、当該異常と判断したパスをデータ転送に使用しないようにする、中継装置。
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