專利名稱：網絡中繼系統和網絡中繼裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及網絡中繼系統和網絡中繼裝置，特別涉及使用因特網協議(IP)或Ethernet (注冊商標)的計算機網絡中的進行包交換的路由器或交換機的虛擬化和冗長技術，特別涉及應用了控制平面(控制系統)的虛擬化和冗長技術的網絡中繼系統和網絡中繼裝置。并且，本發明涉及能夠實現網絡中繼裝置的虛擬化和冗長化的技術。
背景技術：
作為計算機網絡中的現有的裝置冗長技術，例如如非專利文獻I (VSS =VirtualSwitching System)和非專利文獻2 (vPC:Virtual Port Channel)所示，公知有如下方式:準備用于使跨越裝置間的數據平面業務和控制平面業務通過的專用線路，在控制平面間根據協議進行交換，由此，以虛擬的方式實現裝置冗長。非專利文獻I和非專利文獻2的技術均是在2臺裝置間組入鏈路聚合(LA:Link-Aggregation)而實現裝置冗長的技術,各文獻的差異在于，例如從網絡觀察，控制平面發現I臺(非專利文獻I)還是發現2臺(非專利文獻2)。伴隨ICT (Information and Communication Technology)技術的進步，要求具有高處理性能的路由器。作為用于提供具有高處理性能的路由器的I個方法，存在路由器的虛擬化。路由器的虛擬化是指，捆綁多臺路由器而使其作為虛擬的I臺路由器發揮功能。這樣虛擬化的路由器不僅具有高處理性能，而且，例如在一部分路由器(例如3臺中的I臺)產生障礙的情況下，能夠由除了產生障礙的路由器以外的其他路由器繼續進行處理，所以，還具有能夠實現網絡系統的冗長化的優點。作為實現上述路由器的虛擬化的方法的一例，例如公知有如下方法:經由交換機專用的裝置相互連接多臺路由器，作為虛擬的I個路由器進行動作，由此，提供具有高處理性能的路由器(例如參照非專利文獻3)。并且，作為實現路由器的虛擬化的方法的其他例子，例如公知有如下方法:例如使用LAN纜線連接多臺路由器的外部端口(用于與外部終端等連接的端口)彼此，作為虛擬的I個路由器進行動作，由此，提供具有高處理性能的路由器。現有技術文獻非專利文獻非專利文獻I:VSS (Virtual Switching System)、[online]、[平成 23 年 5 月 5日檢索]、因特網(URL:http://www.cisco, com/web/JP/news/cisco_news_letter/tech/vss/index, html)非專利文獻2:vPC (Virtual Port Channel)、[online]、[平成 23 年 5 月 5 日檢索]、因特網(URL:http://www.cisc0.com/web/JP/product/hs/switches/nexus7000/prodlit/white_paper_cll-516396.html)非專利文獻3:“Cisco CRS-1載波路由系統多架系統概要”、http://www.cisc0.com/japanese/warp/public/3/jp/service/manual_j/rt/crs/crsmcg/inde x.shtml
發明內容
發明要解決的課題但是，在經由交換機專用的裝置相互連接多臺路由器的方法中，由于需要交換機專用的裝置，所以成本增加，存在無法以低成本實現的問題。并且，在連接多臺路由器的外部端口彼此的方法中，可使用的路由器的外部端口的個數減少，而且，連接端口彼此的LAN纜線的數據轉送速度成為瓶頸，存在產生無法實現非阻塞的通信的情況的問題。并且，這種問題不限于路由器，例如是層3交換機等的其他網絡中繼裝置全體共同的問題。接著，作為冗長化裝置，參照附圖對單機箱和多機箱進行說明。另外，各附圖和以下的說明用于幫助理解本發明著眼的課題和目的，不是承認現有技術。I)單機箱(Single-Chassis、以下有時簡化為SC)圖19是單機箱的說明圖。一般地，機箱型通信裝置的數據平面具有搭載多個轉送引擎并以“非阻塞”的方式在該轉送引擎間進行轉送的背板。基于SC的高可靠化裝置2000是如下技術(系統):將多個轉送引擎二分割而成為轉送引擎#1和轉送引擎#2，使各平臺交換機與轉送引擎#1和轉送引擎#2的雙方連接，通過以網絡方式冗長化而實現高可靠化。例如，使用被稱為鏈路聚合(Link-Aggregation)的技術，連接轉送引擎和平臺交換機。(SC 的優點)由于是對原本I臺裝置進行二分割并使其與平臺交換機協作來實現高可靠化的技術，所以，不需要面向高可靠化而采取特別的手段。由此，揭示下述優點。a)關于從控制平面到數據平面的路徑設定，在轉送引擎#1和轉送引擎#2中均設定相同值即可。即，沒有針對轉送引擎的設定差分。并且，控制平面能夠按照相同順序在各轉送引擎中進行路徑設定。b)關于控制平面的CPU冗長，可以使用現有的基于硬件的系統控制。S卩，雙動的風險較低。(SC 的課題)另一方面，SC還存在下述課題。A) 一重化部分的故障(例如前電源等)導致網絡系統的死機。B)不具有用戶端口數的擴展性。2)多機箱(Mult1-Chassis、以下有時簡化為MC)圖20是多機箱的說明圖。基于MC的高可靠化裝置是如下技術(系統):為了解決基于SC的高可靠化裝置2000的課題，數據平面(也包括控制平面)區分裝置進行冗長化，從而實現高可靠化。經由對用戶端口的一部分進行冗長專用化后的端口 3100轉送跨越裝置間的業務。該冗長專用化端口 3100的頻帶成為背板的1/10左右的 “阻塞”。(MC 的優點)
在該技術中，例如并列2臺機箱型通信裝置3000來構成高可靠化裝置。由此，揭示下述優點，能夠解決SC的課題。c)即使一個通信裝置3000死機，也能夠通過另一個通信裝置3000得以繼續運用網絡系統。d)用戶端口數擴展到大約2倍。(MC 的課題)另一方面，MC還存在下述課題。C)關于跨越通信裝置3000間的業務的路由，由于跨越裝置間的數據平面的頻帶為“阻塞”，所以，關于從控制平面到數據平面的路徑設定，需要在裝置#1和裝置#2中設定不同值。即，存在設定差分。通過圖19和圖20的例子進行詳細說明。如圖19所示，在SC中，控制平面(例如CPU)在轉送引擎#1和轉送引擎#2中設定目的地為終端A、Next Hop (下一跳)為端口 3、端口 6的路徑學習內容(路由信息)。這里，能夠以相等的成本設定端口 3和端口 6。轉送引擎#1例如根據所設定的路由信息將從終端B接收到的以終端A為目的地的包輸出到端口 3或端口 6 (圖中圓圈數字I和2所示的路徑)。在輸出到端口 6的情況下，通過跨越裝置間的非阻塞的端口和線路。另一方面，如圖20所示，在MC中，例如，在轉送引擎#1中，設NextHop第一級為port6來設定目的地為終端A、Next Hop為端口 6、端口 12的路徑學習內容(路由信息)，在轉送引擎#2中，設Next Hop第一級為portl2來設定目的地為終端A、Next Hop為端口 6、端口 12的路徑學習內容(路由信息)。這樣，具有設定差分。假設利用Equal Cost (等價)對轉送引擎#1、#2設定同樣的路徑學習內容時，包容易通過阻塞的冗長專用化端口 3100，根據業務量，超過冗長專用化端口 3100的頻帶，可能產生通信的延遲或丟包。D)在MC中，關于從運用系統的控制平面到遠程側數據平面的路徑設定，經由與待機系統的控制平面之間的CPU間通信而間接設定。因此，存在設定性能比本地側數據平面差的課題。例如，與本地側數據平面相比，設定花費時間。并且，存在軟件的視度與本地側數據平面不同的課題。例如，從運用系統的控制平面看到本地側數據平面的轉送引擎和遠程側控制平面，不是相同接口。這樣，結合上述課題C)，針對數據平面的路徑設定性能劣化，并且，在軟件方面，本地側和遠程側的數據平面的視度不同。E)關于控制平面的CPU冗長，不使用現有的基于硬件的系統控制，需要使用基于軟件的系統控制。由此，依然存在雙動的危險性、系統的高速切換困難的風險。在MC中，雖然解決了 SC中的課題，但是，損害了 SC中的優點。并且，如上所述，在現有的Mult1-Chassis/Virtual-Chassis技術中，從控制平面觀察，不可能看到同樣的本地側和遠程側數據平面。因此，關于裝置冗長的實現，需要在控制平面間根據協議進行交換，在裝置冗長的實現與控制的復雜化或設定性能的劣化之間存在折中。這樣，與SC/MC —起，在現有的高可靠化裝置中依然存在重要課題。鑒于以上情況，本發明的目的在于，提供如下的網絡中繼裝置:能夠使用全部的外部端口，并且，不需要 追加裝置，就能夠構筑能夠實現非阻塞的通信的虛擬的網絡中繼裝置。
并且，本發明的目的之一在于，從控制平面觀察，看到同樣的本地側和遠程側數據平面，實現控制的簡單化并防止設定性能的劣化。用于解決課題的手段在本發明中，作為用于解決上述課題的手段，通過使各裝置的轉送引擎間非阻塞化、并新設置控制系統中繼器，從而解決課題。該控制系統中繼器連接多個控制平面間，實現從運用系統控制平面看到同樣的全部數據平面的情況。由此，在控制平面間不需要提出協議，優點在于，實現控制的簡單化并防止設定性能的劣化。根據本發明的第I解決手段，提供一種網絡中繼系統，由多個通信裝置構成，其中，所述通信裝置分別具有:轉送處理部，依據路由信息對所輸入的包進行轉送；以及控制部，設定在運用系統或待機系統中，具有學習路由信息的處理部和控制系統中繼器，所述多個通信裝置的各轉送處理部之間構成為能夠實現非阻塞的通信，運用系統的所述控制部的所述控制系統中繼器從所述處理部接收路由信息，在本通信裝置的所述轉送處理部中設定該路由信息，并且對其他通信裝置的所述控制系統中繼器發送該路由信息，待機系統的所述控制部的所述控制系統中繼器從其他通信裝置的所述控制系統中繼器接收路由信息，在本通信裝置的所述轉送處理部中設定該路由信息。根據這種結構，從控制部(控制平面)觀察，能夠看到同樣的本地側和遠程側轉送處理部(數據平面)，能夠實現控制的簡單化并防止設定性能的劣化。并且，從運用系統控制平面觀察，由于不需要在意遠程側數據平面的裝置數量，所以，還具有對可擴展性進行擴展的效果。在上述網絡中繼系統中，也可以是，所述轉送處理部具有:連接部，具有作為與外部連接的連接接口的外部接口 ；以及轉送部，對經由所述連接部接收到的接收包進行轉送，所述多個通信裝置的各轉送處理部之間通過外部信號線連接，從而構成為能夠實現非阻塞的通信，所述外部信號線具有規定通信裝置的所述連接部中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。根據這種結構，能夠實現多個通信裝置的各轉送處理部間的非阻塞的通信。在上述網絡中繼系統中，也可以是，從第I裝置到第2裝置的中繼路徑通過經由所述通信裝置的所述轉送處理部中的任意一方的路徑、和經由多個所述通信裝置的所述轉送處理部和所述外部信號線的路徑而冗長化。在這種冗長結構中，能夠對各轉送處理部設定相同的路由信息。在上述網絡中繼系統中，也可以是，各通信裝置的所述控制部經由控制系統中繼器，以硬件的方式實施運用系統和待機系統的系統控制。根據這種結構，在多機箱結構中，能夠實現雙動的危險排除和系統切換的高速化。在上述網絡中繼系統中，也可以是，所述多個通信裝置中的一個通信裝置的所述控制部為運用系統，其他通信裝置的所述控制部為待機系統，所述多個通信裝置的所述轉送處理部為運用系統。這樣，能夠采取1+m冗長的結構。在上述網絡中繼系統中，也可以是，所述多個通信裝置中的兩個以上的通信裝置的所述控制部為運用系 統，其他通信裝置的所述控制部為待機系統，所述多個通信裝置的所述轉送處理部為運用系統。
根據這種結構，能夠采取n+m冗長的結構。在上述網絡中繼系統中，也可以是，所述多個通信裝置的各控制系統中繼器以環結構進行連接，待機系統的所述通信裝置的所述控制系統中繼器當從其他通信裝置的控制系統中繼器接收到路由信息時，在本通信裝置的所述轉送處理部中設定該路由信息，并且對其他通信裝置的控制系統中繼器發送該路由信息。根據這種結構，以環結構連接控制系統中繼器，能夠成為重視成本的結構。在上述網絡中繼系統中，也可以是，所述多個通信裝置的各控制系統中繼器以全網結構進行連接。根據這種結構，以全網結構連接控制系統中繼器,能夠成為重視可靠性的結構。根據本發明的第2解決手段，提供一種通信裝置，是由多個所述通信裝置構成的網絡中繼系統中的通信裝置，其中，所述通信裝置具有:轉送處理部，依據路由信息對所輸入的包進行轉送；以及控制部，設定在運用系統或待機系統中，具有學習路由信息的處理部和控制系統中繼器，所述轉送處理部和其他通信裝置的轉送處理部構成為能夠實現非阻塞的通信，所述控制部的所述控制系統中繼器在被設定為運用系統的情況下，從所述處理部接收路由信息，在本通信裝置的所述轉送處理部中設定該路由信息，并且對其他通信裝置的控制系統中繼器發送該路由信息，所述控制部的所述控制系統中繼器在被設定為待機系統的情況下，從其他通信裝置的控制系統中繼器接收路由信息，在本通信裝置的所述轉送處理部中設定該路由信息。根據這種結構，能夠提供構成如下的網絡中繼裝置的通信裝置:從控制部(控制平面)觀察，能夠看到同樣的本地側和遠程側轉送處理部(數據平面)，能夠實現控制的簡單化并防止設定性能的劣化。轉送引擎間的非阻塞的通信例如能夠作為以下的應用例來實現。[應用例I]一種網絡中繼裝置(通信裝置)，其中，所述網絡中繼裝置(通信裝置)具有:連接部，具有作為與外部連接的連接接口的第I外部接口 ；內部信號線，具有所述連接部中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶；以及轉送部，通過所述內部信號線而與所述連接部連接，對經由所述連接部接收到的接收包進行轉送，所述轉送部具有用于與其他網絡中繼裝置連接的第2外部接口，所述第2外部接口和其他網絡中繼裝置的所述第2外部接口能夠通過外部信號線進行連接，所述外部信號線具有所述連接部中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。如果采用這種結構，則能夠提供如下的網絡中繼裝置:能夠使用全部的外部端口，并且，不需要追加裝置，就能夠構筑能夠實現非阻塞的通信的虛擬的網絡中繼裝置。并且，由于網絡中繼裝置的轉送部所具有的第2外部接口和其他網絡中繼裝置的轉送部所具有的第2外部接口能夠通過外部信號線進行連接，所述外部信號線具有連接部中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶，所以，能夠提供如下的網絡中繼裝置:能夠使用全部的外部端口，并且，不需要追加裝置，就能夠構筑能夠實現非阻塞的通信的虛擬的網絡中繼裝置。[應用例2]如應用例I所 述的網絡中繼裝置，其中，所述轉送部具有:第I轉送模式，從預先與接收到所述接收包的所述第I外部接口對應的所述第2外部接口輸出所述接收包；以及第2轉送模式，從根據所述接收包的目的地而決定的所述第I外部接口或所述第2外部接口輸出所述接收包，所述轉送部還具有對所述第I轉送模式和所述第2轉送模式進行切換的模式控制部。如果采用這種結構，則轉送部能夠對第I轉送模式和第2轉送模式進行切換，所述第I轉送模式從預先與接收到接收包的第I外部接口對應的第2外部接口輸出接收包，所述第2轉送模式從根據接收包的目的地而決定的第I外部接口或第2外部接口輸出接收包。[應用例3]如應用例I或2所述的網絡中繼裝置，其中，所述網絡中繼裝置還具有多個所述轉送部，多個所述轉送部分別通過所述內部信號線而與所述連接部連接，所述第2外部接口和其他網絡中繼裝置的所述第2外部接口能夠分別通過所述外部信號線進行連接。如果采用這種結構，則在具有多個轉送部的結構中，也能夠得到與應用例I相同的效果。[應用例4]如應用例3所述的網絡中繼裝置，其中，在多個所述轉送部中包含:被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部；以及被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部。如果采用這種結構，則在網絡中繼裝置中包含被設定為消耗電力少的第I轉送模式的轉送部和被設定為消耗電力大的第2轉送模式的轉送部，所以，作為網絡中繼裝置全體，能夠削減消耗電力。[應用例5]如應用例I 4中的任意一項所述的網絡中繼裝置，其中，所述連接部還具有負載分散處理部，該負載分散處理部在存在多個從所述連接部到所述轉送部的路徑的情況下，對多個所述路徑分配所述接收包。如果采用這種結構，則負載分散處理部在存在多個從連接部到轉送部的路徑的情況下，對該多個路徑分配接收包，所以，能夠分散網絡中繼裝置內部的業務。[應用例6]如應用例5所述的網絡中繼裝置，其中，所述負載分散處理部大致均等地對多個所述路徑分配所述接收包。如果采用這種結構，則負載分散處理部大致均等地對多個路徑分配接收包，所以，能夠大致均等地分散網絡中繼裝置內部的業務。[應用例7]如從屬于應用例3或4的應用例5所述的網絡中繼裝置，其中，所述負載分散處理部對針對一部分所述轉送部的所述路徑分配所述接收包。如果采用這種結構，則負載分散處理部僅對針對一部分轉送部的路徑分配接收包，所以，能夠使不進行接收包的分配的轉送部成為睡眠狀態。其結果，能夠在網絡中繼裝置內部具有預備系統(待機系統)的轉送部。[應用例8]如從屬于應用 例3或4的應用例5所述的網絡中繼裝置，其中，在根據所述接收包的目的地而決定的所述接收包的輸出目的地屬于所述第I外部接口的情況下，所述負載分散處理部對針對被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部的路徑分配所述接收包，在根據所述接收包的目的地而決定的所述接收包的輸出目的地屬于所述其他網絡中繼裝置的情況下，所述負載分散處理部對針對被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部的路徑分配所述接收包。如果采用這種結構，則在根據接收包的目的地而決定的接收包的輸出目的地屬于第I外部接口的情況下，負載分散處理部對針對被設定為第2轉送模式的轉送部的路徑分配接收包，在根據接收包的目的地而決定的接收包的輸出目的地屬于其他網絡中繼裝置的情況下，負載分散處理部對針對被設定為第I轉送模式的轉送部的路徑分配接收包，所以，能夠在具有接收包的輸出目的地的網絡中繼裝置中進行第2轉送模式的處理。[應用例9]如應用例2 8中的任意一項所述的網絡中繼裝置，其中，所述網絡中繼裝置還具有模式變更部，該模式變更部在檢測到所述其他網絡中繼裝置的障礙的情況下，將被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部變更為所述第2轉送模式。如果采用這種結構，則模式變更部在檢測到其他網絡中繼裝置的障礙的情況下，將被設定為第I轉送模式的轉送部變更為第2轉送模式，所以，能夠自動進行產生障礙的網絡中繼裝置的切斷。[應用例10]一種網絡系統，其中，所述網絡系統包括 第I網絡中繼裝置；以及第2網絡中繼裝置，所述第I網絡中繼裝置和所述第2網絡中繼裝置分別具有:連接部，具有作為與外部連接的連接接口的第I外部接口 ；內部信號線，具有所述連接部中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶；以及轉送部，通過所述內部信號線而與所述連接部連接，對經由所述連接部接收到的接收包進行轉送，并且具有用于與其他網絡中繼裝置連接的第2外部接口，所述第I網絡中繼裝置的所述第2外部接口和所述第2網絡中繼裝置的所述第2外部接口通過外部信號線進行連接，所述外部信號線具有所述第I網絡中繼裝置的所述連接部中的線路的頻帶的合計或所述第2網絡中繼裝置的所述連接部中的線路的頻帶的合計中的任意一個較大值以上的合計頻帶。如果采用這種結構，則第I網絡中繼裝置的第2外部接口和第2網絡中繼裝置的第2外部接口通過外部信號線進行連接，所述外部信號線具有第I網絡中繼裝置的連接部中的線路的頻帶的合計或第2網絡中繼裝置的連接部中的線路的頻帶的合計中的任意一個較大值以上的合計頻帶，所以，能夠提供如下虛擬的網絡中繼裝置(網絡系統):不需要追加裝置，能夠使用全部的外部端口，并且能夠實現非阻塞的通信。[應用例11]如應用例10所述的網絡系統，其中，所述第I網絡中繼裝置的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的所述轉送部分別具有:第I轉送模式，從預先與接收到所述接收包的所述第I外部接口對應的所述第2外部接口輸出所述接收包；以及第2轉送模式，從根據所述接收包的目的地而決定的所述第I外部接口或所述第2外部接口輸出所述接收包，所述第I網絡中繼裝置的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的所述轉送部還具有對所述第I轉送模式和所述第2轉送模式 進行切換的模式控制部。
如果采用這種結構，則能夠在第I網絡中繼裝置的轉送部和第2網絡中繼裝置的轉送部中，分別對第I轉送模式和第2轉送模式進行切換。[應用例12]如應用例10或11所述的網絡系統，其中，所述第I網絡中繼裝置和所述第2網絡中繼裝置還分別具有多個所述轉送部，多個所述轉送部分別通過所述內部信號線而與所述連接部連接，所述第I網絡中繼裝置的所述第2外部接口和所述第2網絡中繼裝置的所述第2外部接口分別通過所述外部信號線進行連接。如果采用這種結構，則在第I網絡中繼裝置和第2網絡中繼裝置具有多個轉送部的結構中，也能夠得到與應用例10相同的效果。[應用例13]如應用例12所述的網絡系統，其中，在所述第I網絡中繼裝置的多個所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的多個所述轉送部中分別包含:被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部；以及被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部，所述第I網絡中繼裝置的被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部通過所述外部信號線進行連接，所述第I網絡中繼裝置的被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部通過所述外部信號線進行連接。如果采用這種結構，則在第I網絡中繼裝置的多個轉送部和第2網絡中繼裝置的多個轉送部中，分別包含被設定為消耗電力少的第I轉送模式的轉送部和被設定為消耗電力大的第2轉送模式的轉送部，所以，能夠削減網絡系統全體的消耗電力。[應用例14]如應用例12所述的網絡系統，其中，所述第I網絡中繼裝置的多個所述轉送部全部被設定為所述第I轉送模式，所述第2網絡中繼裝置的多個所述轉送部全部被設定為所述第2轉送模式，所述第I網絡中繼裝置的被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部分別通過所述外部信號線進行連接。如果采用這種結構，則第I網絡中繼裝置的多個轉送部全部被設定為消耗電力少的第I轉送模式，所以，能夠削減網絡系統全體的消耗電力。[應用例15]如應用例12所述的網絡系統，其中，所述第I網絡中繼裝置的多個所述轉送部全部被設定為所述第2轉送模式，所述第2網絡中繼裝置的多個所述轉送部全部被設定為所述第2轉送模式，所述第I網絡中繼裝置的被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部分別通過所述外部信號線進行連接。如果采用這種結構，則第I網絡中繼裝置的多個轉送部和第2網絡中繼裝置的多個轉送部全部被設定為能夠進行與接收包的目的地對應的輸出的第2轉送模式，所以，能夠提高網絡系統全體的處理性能。另外，本發明能夠以各種形式實現。例如，能夠以網絡中繼裝置、網絡中繼裝置的控制方法、網絡系統、網絡 系統的控制方法、用于實現這些方法或裝置的功能的計算機程序、記錄了該計算機程序的存儲媒體等的形式實現。發明效果根據本發明，能夠提供如下的網絡中繼裝置:能夠使用全部的外部端口，并且，不需要追加裝置，就能夠構筑能夠實現非阻塞的通信的虛擬的網絡中繼裝置。根據本發明，從控制平面觀察，能夠看到同樣的本地側和遠程側數據平面，能夠實現控制的簡單化并防止設定性能的劣化。并且，根據本發明，不僅能夠實現控制的簡單化并防止設定性能的劣化，通過在本發明的控制系統中繼器中安裝下述追加功能，還能夠期待下述效果。I)控制系統中繼器具有在遠程側復制本地側的路徑設定的功能。由此，從運用系統控制平面觀察，不需要在意遠程側數據平面的裝置數量，所以，還具有對可擴展性進行擴展的效果。2)通過經由控制系統中繼器對現有的相當于Single-Chassis的系統控制信號進行交換，實現基于硬件的系統控制。由此，在MC中，也能夠實現雙動的危險排除和系統切換的高速化。
圖1是示出數據平面的概略結構的說明圖。圖2是示出線卡的概略結構的說明圖。圖3是示出負載分散處理的順序的流程圖。圖4是示出賦予了裝置內轉送頭后的包的構造的說明圖。圖5是示出交換機模塊的概略結構的說明圖。圖6是示出中繼器模式動作定義表的一例和中繼器模式的動作的說明圖。圖7是示出在網絡系統中轉送包的狀況的一例的說明圖。圖8是示出在網絡系統中轉送包的狀況的其他例子的說明圖。圖9是用于說明順序控制的概略圖。圖10是示出在構成網絡系統的路由器中產生障礙的情況下的一例的說明圖。圖11是示出網絡系統的其他結構的一例的說明圖。圖12是示出網絡系統的其他結構的一例的說明圖。圖13是示出非阻塞化的第2實施例的網絡系統的概略結構的說明圖。圖14是示出非阻塞化的第2實施例的交換機模塊的概略結構的說明圖。圖15是示出非阻塞化的第3實施例的網絡系統的概略結構的說明圖。圖16是示出非阻塞化的第4實施例的網絡系統的概略結構的說明圖。圖17是示出非阻塞化的第5實施例的網絡系統的概略結構的說明圖。圖18是示出非阻塞化的第6實施例的網絡系統的概略結構的說明圖。圖19是單機箱的說明圖。圖20是多機箱的說明圖。圖21是本發明的第I實施方式的網絡中繼系統的結構圖。圖22是路徑學習內容的設定的說明圖。圖23是本發 明的第2實施方式的網絡中繼系統的結構圖。
具體實施例方式1.第1實施方式圖21是第I實施方式的網絡中繼系統的結構圖。圖22是路徑學習內容的設定的說明圖。網絡中繼系統(高可靠虛擬化裝置)具有多個通信裝置(網絡中繼裝置)1000。這里，作為例子，以通信裝置1000-1、1000-2的2臺冗長進行說明。通信裝置1000分別包括具有轉送引擎的數據平面(轉送處理部)20、以及具有CPU(處理部)1110和控制系統中繼器1120的控制平面(控制部)1100。轉送引擎例如經由平臺交換機1200而與終端1300連接。通信裝置#1 (1000-1)的轉送引擎#1和通信裝置#2(1000-2)的轉送引擎#2與共同的平臺交換機1200連接，通信路徑冗長化。數據平面20根據路由信息對所輸入的包進行轉送。各通信裝置1000的各數據平面20之間通過外部信號線1500進行連接，構成為能夠實現非阻塞的通信。詳細情況在后面敘述，但是，數據平面20具有:連接部(在圖示的例子中是用于與平臺交換機連接的接口)，具有作為與外部連接的連接接口的外部接口 ；以及轉送部，對經由連接部接收到的接收包進行轉送，通信裝置1000的各轉送部間通過外部信號線1500進行連接(非阻塞化)，該外部信號線1500具有規定通信裝置1000的連接部中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。從終端B (第I裝置)到終端A (第2裝置)的業務例如通過從轉送引擎#1的端口I輸入并從轉送引擎#1的端口 6輸出的路徑(圖中圓圈數字I)、從轉送引擎#1的端口 I輸入并經由外部信號線(冗長專用化線路)1500從轉送引擎#2的端口 12輸出的路徑(圖中圓圈數字2)、從轉送引擎#2的端口 7輸入并從轉送引擎#2的端口 12輸出的路徑(圖中圓圈數字3)、從轉送引擎#2的端口 7輸入并經由外部信號線1500從轉送引擎#1的端口 6輸出的路徑(圖中圓圈數字4)中的任意一方到達終端A。控制平面1100的CPU1110設定在運用系統或待機系統中，學習路由信息。控制系統中繼器1120設定在運用系統或待機系統中。在運用系統的控制平面1100-1中，將由CPU1110學習的路由信息輸出到控制系統中繼器1120，控制系統中繼器1120設定在本通信裝置1000-1的數據平面20 (例如后述的路徑表160)中，并且，例如復制該路由信息并發送到其他通信裝置1000-2的控制系統中繼器1120。待機系統的控制平面1100-2的控制系統中繼器1120從其他通信裝置1000-1的控制系統中繼器1120接收路由信息，在本通信裝置1000-2的數據平面20 (例如后述的路徑表160)中設定該路由信息。另外，控制部1100也可以具有系統切換部，該系統切換部對CPU1110和控制系統中繼器1120的運用系統/待機系統進行切換。如上所述，在本實施方式的網絡中繼系統中，為了解決現有的基于MC的高可靠化裝置的課題，跨越通信裝置間的業務通過延長背板的轉送技術來確保“非阻塞”。這在之前申請的專利申請(作為本申請的優先權基礎的申請。下面稱為現有申請)中進行公開，后面進行詳細說明。另外，也可以通過適當的手法，針對通信裝置間的業務確保非阻塞。通過確保非阻塞，解決現有的基于MC的高可靠化技術的課題C)。即，關于從控制平面到數據平面的路徑設定，在通信裝置#1 (1000-1)和通信裝置#2 (1000-2)中設定相同值即可(圖22)。其他課題為課題D)路徑設定性能和課題E)系統控制，但是，其能夠通過在通信裝置1000中設置控制系統中繼器1120來解決。在本實施方式的控制系統中繼器1120中，關于課題D)，具有在遠程側(通信裝置#2側、待機系統側)復制本地側(通信裝置#1側、運用系統側)的路徑設定的功能。通過該復制功能，能夠高速實施針對遠程側數據平面的路徑設定。這意味著，從運用系統的控制平面1100觀察，不需要在意遠程側數據平面。因此，也可以說，運用系統的控制平面1100可以不用在意遠程側的通信裝置1000的臺數(可擴展性的確保)。關于課題E)，能夠經由本實施方式的控制系統中繼器1120，以硬件方式實施現有的相當于SC的系統控制(運用系統/待機系統的控制)。在現有的MC中，通過協議發送例如正常檢查包，確認在超時之前是否能夠接收到應答包，在超時的情況下，將待機系統切換為運用系統，但是，即使超時，運用系統有時也正常動作，有時成為雙動。在本實施方式中，能夠以硬件方式實現系統控制，能夠實現雙動的危險排除和系統切換的聞速化。下面，對基于本實施方式的控制系統中繼器1120的系統切換控制(上述系統控制)的具體例進行說明。在現有的MC中的系統切換控制中，針對對控制平面1100和對控制平面進行控制的CPU1110中的裝置的運用繼續或控制平面的正常運用造成影響的障礙(例如電源障礙、時鐘障礙、CPU失控(包含由于軟件而引起的失控)等。以下稱為特定障礙)，無法高速進行系統切換。S卩，現有的MC采用通過控制平面間的協議將待機系統切換為運用系統的方式，無法直接得知相互的裝置內有無特定障礙。作為特定障礙的檢測/系統切換方法的例子，具有如下的控制方法:在控制平面間，軟件相互定期發送正常檢查包，通過確認是否從對方返回應答包，實現檢測/系統切換，在該控制方式中，當無法接收到來自對方的應答包時，產生應答等待超時，在該應答等待超時達到規定條件的情況下(為了防止誤判定，例如連續3次)，判定為運用系統障礙，然后，將待機系統切換為運用系統。因此，存在從產生特定障礙到系統切換位置需要時間的課題。在本實施方式的控制系統中繼器1120的系統切換控制中，針對控制平面1100和對控制平面進行控制的CPUl110中的特定障礙(電源障礙、時鐘障礙、CPU失控)，通過控制系統中繼器1120，能夠直接得知相互的裝置內有無特定障礙。具體而言，具有如下功能:利用控制系統中繼器1120，通過硬件方式高速檢測特定障礙，在相互的控制系統中繼器間通過硬件方式高速通知該檢測結果，并且高速執行系統切換。如上所述，根據控制系統中繼器1120，在MC中也能夠實現系統切換控制的聞速化，能夠實現與SC并列的系統切換性能。另外，在本實施方式的網絡中繼系統中，依然具有MC中的優點c)即使一個通信裝置死機，也能夠通過另一個通信裝置得以繼續運用網絡系統、以及d)對用戶端口數進行擴展。因此，本實施方式的網絡中繼系統具有MC中的優點c)和d)，并且，能夠解決MC中的課題C) E)。另一方面，與現有的SC進行對比時，解決了 SC中的課題A)—重化部分的故障(例如前電源等)導致網絡系統的死機、 以及B)不具有用戶端口數的擴展性，并且，不會損害SC的優點a)沒有針對轉送引擎的設定差分、以及b)關于控制平面的CPU冗長，使用基于硬件的系統控制。2.第2實施方式圖23是第2實施方式的網絡中繼系統的結構圖。本實施方式的網絡中繼系統具有3臺以上的通信裝置1000。關于各通信裝置1000的結構，省略與第I實施方式相同的結構的說明，說明不同之處。另外，數據平面和平臺交換機的連接采用適當的連接形式即可。可以如第I實施方式那樣，各平臺交換機與各轉送引擎連接，但是，由于圖中變得煩雜而省略。在網絡中繼系統中，例如多個控制平面1100中的一個控制平面1100為運用系統，其他控制平面1100為待機系統，m臺(m為2以上的自然數)通信裝置的數據平面均為運用系統(1+m冗長)。并且，除了 1+m冗長以外，也可以是n+m冗長(η為2以上的自然數)。也可以是，例如多個控制平面1100中的η臺控制平面1100為運用系統，其他控制平面1100為待機系統，m臺通信裝置的數據平面均為運用系統。在圖示的例子中，關于控制系統中繼器間的連接，重視成本而成為環結構。在環結構中，例如，待機系統的控制系統中繼器1120從其他通信裝置1000的控制系統中繼器1120接收到路由信息時，在本通信裝置1000的數據平面20中設定該路由信息，并且，對其他通信裝置1000的控制系統中繼器1120發送該路由信息。運用系統的控制系統中繼器1120也可以將接收到的路由信息作為終端。另外，也可以設控制系統中繼器間的連接為全網，成為重視可靠性的結構。在全網結構中，例如，可以分別從運用系統的控制系統中繼器1120對待機系統的控制系統中繼器1120發送路由信息。另外，關于轉送引擎間的連接，除了圖示的環結構以外，也可以是適當的連接形式。3.實現非阻塞的通信的數據平面的實施例下面，對轉送引擎間的非阻塞化進行說明。關于非阻塞的通信的實現例，在現有申請中進行了公開，使用現有申請的附圖(圖1 圖18)進行說明。在現有申請和本申請中，根據申請權利要求內容的差異(現有申請涉及轉送部，本申請涉及控制部)，在現有申請即非阻塞的實施例的說明時，與本申請的附圖(圖21)之間的關聯如下所示。現有申請的附圖所示的路由器20不是作為包含控制部和轉送部的通信裝置的廣義的路由器，而是記載為僅示出轉送部的狹義的路由器，具有與本申請的附圖(圖21)所示的數據平面20相同的結構和動作。3-A.非阻塞化的第I實施例:(A-1)數據平面的概略結構:圖1是示出網絡中繼系統(以下為網絡系統)10的數據平面的概略結構的說明圖。2臺通信裝置1000 (圖中表記為路由器#1、路由器#2)的數據平面20具有相同結構并進行相同動作。另外，在以后的說明和附圖中，將通信裝置1000稱為路由器。并且，以后，僅在需要相互識別路由器#1 (通信 裝置1000-1)的數據平面20和路由器#2 (通信裝置1000-2)的數據平面20的情況下，將一方稱為數據平面#1，將另一方稱為數據平面#2，在數據平面20本身的結構和動作的說明等中稱為“數據平面20”。在圖1中相互標注相同標號的其他結構部(例如線卡、交換機器件等)也同樣。路由器是對與自身連接的其他路由器或終端之間的基于包的通信進行中繼的層3的網絡中繼裝置。數據平面20具有4個線卡100(線卡#1 #4)和交換機模塊200。另外，后述的數據平面20內的各功能部(詳細情況在后面敘述)由包含CPU(Central ProcessingUnit)、RAM (Random Access Memory)> ROM (Read Only Memory)的電路構成。CPU 通過將ROM中存儲的控制程序下載到RAM并執行，作為各功能部進行動作。數據平面20內的各功能部也可以通過 ASIC (Application Specific Integrated Circuit)或 FPGA (FieldProgrammable Gate Array)實現。另外,在圖1中，為了簡便，省略不需要說明的數據平面20的結構部的圖示。在后述附圖中也同樣。作為連接部的線卡100具有多個作為與外部連接的連接接口的端口，并且，具有對接收包進行分配的負載分散處理部140。線卡100的其他結構部等的詳細情況在后面敘述。交換機模塊200例如能夠構成為對包進行中繼的交換機電路即縱橫交換機。交換機模塊200例如具有2個交換機器件300 (交換機器件#1、#2)。交換機器件300是交換機用的集成電路。作為轉送部的交換機器件300具有對經由線卡100接收到的接收包進行轉送的功能。交換機器件300包含端口 301和端口 302。端口 301是由端口 #1 #4識別的連接接口的總稱。作為第2外部接口的端口 302是由端口 #5 #8識別的連接接口的總稱。端口302用于與其他通信裝置的交換機模塊200進行連接。交換機器件300的其他結構部等的詳細情況在后面敘述。另外，在圖1中，為了便于圖示，省略端口編號的“#”。線卡100分別通過內部信號線而與2個交換機器件300的端口 301連接。內部信號線是用于在線卡100與交換機器件300之間交換信息的信號線，例如可以使用銅線或光纖。該內部信號線只要具有線卡100中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶即可，可以是I條，也可以是多條。另外，“線路的頻帶”意味著上行線路/下行線路的速度的合計。在圖1的例子中，線卡#1分別通過內部信號線IL而與交換機器件#1的端口 #1和交換機器件#2的端口 #1連接。同樣，線卡#2分別通過內部信號線IL而與交換機器件#1的端口 #2和交換機器件#2的端口 #2連接，線卡#3分別通過內部信號線IL而與交換機器件#1的端口 #3和交換機器件#2的端口 #3連接，線卡#4分別通過內部信號線IL而與交換機器件#1的端口 #4和交換機器件#2的端口 #4連接。例如，在路由器20所具有的4個線卡(線卡#1 #4)中的線路的頻帶的合計為50Gbps的情況下,8條內部信號線IL的合計頻帶為50Gbps以上即可。交換機器件300的端口 302通過外部信號線OL (圖21的外部信號線1500)而與其他通信裝置(路由器)的端口 302 (第2外部接口)連接。外部信號線是用于在雙方的路由器的交換機器件300間交換信息的信號線，例如可以使用銅線或光纖。該外部信號線與內部信號線同樣，只要具有線卡100中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶即可，可以是I條，也可以是多條。在圖1的例子中，路由器#1的交換機器件#1的端口 #5和路由器#2的交換機器件#1的端口 #5通過外部信號線OL進行連接。同樣，路由器#1的交換機器件#1的端口 #6 #8和路由器#2的交換機器件#的端口 #6 #8分別通過外部信號線OL進行連接。同樣，路由器#1的交換機器件#2的端口 #5 #8和路由器#2的交換機器件#2的端口 #5 #8也分別通過外部信號線OL進行連接。例如，在路由器所具有的4個線卡100中的線路的頻帶的合計為50Gbps的情況下,8條外部信號線OL的合計頻帶為50Gbps以上即可。如上所述，路由器#1的交換機器件300的端口 302和路由器#2的交換機器件300的端口 302分別通過外部信號線OL進行連接，由此，路由器#1的交換機模塊200和路由器#2的交換機模塊200協作，作為虛擬的I個虛擬交換機模塊VS (以后也稱為“虛擬轉送部”。)發揮功能。詳細情況在后面敘述。(A-2)線卡的概略結構:圖2是示出線卡100的概略結構的說明圖。作為連接部的線卡100具有多個網絡接口(NIF) 110、包緩存120、目的地判定部130、負載分散處理部140、轉送處理部150、路徑表160。作為第I外部接口的網絡接口 110是為了與外部(例如其他路由器或終端)連接而具有輸入輸出端口的連接接口。網絡接口 110的種類和數量可以任意設定。例如能夠設置LAN用、WAN用、ATM用等的各種接口。包緩存120是用于臨時存儲針對網絡接口 110進行輸入輸出的包的緩存區域。目的地判定部130具有判定所輸入的包的目的地的功能。負載分散處理部140具有如下功能:在存在多個從線卡100到交換機器件300的路徑的情況下，對該多個路徑分配所輸入的包。目的地判定部130和負載分散處理部140中的處理的詳細情況在后面敘述。轉送處理部150具有對線卡100內的各部或交換機模塊200轉送包的功能。路徑表160是保持包的中繼目的地等的路徑彳目息的表，例如相當于MAC表或路由表。路徑表160的路徑信息通過控制平面來設定。(A-3)負載分散處理:圖3是示出負載分散處理的順序的流程圖。負載分散處理是數據平面20接收到來自外部的包時執行的處理。首先，線卡100經由網絡接口 110接收來自外部的包(步驟S102)。接收包臨時存儲在包緩存120中。目的地判定部130針對從包緩存120中讀出的包(以后也稱為“處理包”。)進行目的地判定處理(步驟S104)。具體而言，目的地判定部130根據處理包的頭信息檢索路徑表160，決定處理包的轉送目的地。在目的地判定處理后，負載分散處理部140進行裝置內轉送頭賦予處理。具體而言，負載分散處理部140根據目的地判定處理中決定的處理包的轉送目的地、即應該輸出處理包的線卡的標識符，判定是否存在多個針對該線卡的路徑(步驟S106)。另外，為了進行步驟S106的判斷，也可以預先在線卡100內保持存儲有輸入輸出線卡與路徑數之間的對應關系的表等。并且，可以在每次求出路徑數。在存在多個針對應該輸出處理包的線卡的路徑的情況下(步驟S106:是)，負載分散處理部140使內部的變量即順序編號加1(步驟S108)。然后，負載分散處理部140對處理包賦予裝置內轉送頭(步驟S110)。圖4是示出賦予裝置內轉送頭后的包的構造的說明圖。包PT包含裝置內轉送頭HD和實際包數據DT。裝置內轉送頭HD還包含輸出線卡標識符0C、輸入線卡標識符1C、順序編號SEQ。在輸出線卡標識符OC中存儲有應該輸出處理包的線卡的標識符(例如MAC地址等)。在輸入線卡標識符IC 中存儲有接收到處理包的線卡的標識符(例如MAC地址等)。在順序編號SEQ中存儲有負載分散處理(圖3)的步驟S108中管理的順序編號。在輸出線卡側進行的順序控制(詳細情況在后面敘述)中使用該順序編號SEQ。在實際包數據DT中直接存儲有經由網絡接口 110接收到的包的數據。在賦予了這種裝置內轉送頭后，在圖3的步驟S112中，負載分散處理部140經由轉送處理部150輸出處理包。另外，負載分散處理部140能夠進行控制，以使得在輸出處理包時使針對多個路徑的業務大致均等。例如，在接收目的地相同的多個包、并且存在2個針對目的地的路徑的情況下，負載分散處理部140能夠交替地對這2個路徑輸出包。并且，負載分散處理部140也可以通過存儲已經對這2個路徑輸出的包尺寸的總計，決定下一個輸出包的路徑。在圖3的步驟S106中僅存在一個針對應該輸出處理包的線卡的路徑的情況下(步驟S106:否)，負載分散處理部140賦予裝置內轉送頭(步驟S114)。此時，負載分散處理部140也可以省略圖4所示的包PT中的裝置內轉送頭HD的順序編號SEQ。并且，也可以存儲相同的順序編號(例如O等)。這是因為，由于針對輸出線卡的路徑僅為一個，所以不需要進行輸出線卡側的順序控制。在賦予了裝置內轉送頭后，在圖3的步驟S116中，負載分散處理部140經由轉送處理部150輸出處理包。(A-4)交換機模塊的概略結構:圖5是示出交換機模塊200的概略結構的說明圖。本實施例中的交換機模塊200構成為具有多個(2個)交換機器件300。作為轉送部的交換機器件300具有端口 301、端口302、模式控制部310、交換機處理部320、中繼器模式動作定義表330、模式設定部340。端口 301是由端口 #1 #4識別的連接接口的總稱。作為第2外部接口的端口 302是由端口#5 #8識別的連接接口的總稱。模式控制部310具有根據模式設定部340的設定內容對交換機器件300的轉送模式進行切換的功能。交換機器件300的轉送模式具有作為第I轉送模式的中繼器模式和作為第2轉送模式的交換機模式。并且，模式控制部310還作為后述模式變更部進行動作。交換機處理部320執行與各轉送模式對應的實際的轉送處理。中繼器模式動作定義表330是交換機處理部320作為中繼器模式進行動作時參照的表。模式設定部340是存儲用于確定交換機器件的轉送模式的設定值的存儲部。( A-5 )中繼器模式轉送處理:圖6是示出中繼器模式動作定義表330的一例和中繼器模式的動作的說明圖。圖6上段所示的中繼器模式動作定義表330具有輸入端口編號字段和輸出端口編號字段。在輸入端口編號字段中存儲有端口 301和端口 302所具有的全部端口的標識符(編號)。在輸出端口編號字段中，存儲有預先與根據輸入端口編號字段中存儲的標識符而確定的端口對應的端口的標識符。輸入端口編號與輸出端口編號之間的對應關系可以任意確定。但是，在如本實施例那樣配置信號線的環境中，優選輸入端口編號與輸出端口編號之間的對應關系為不與其他重復的I對I對應。圖6下段是交換機處理部320以中繼器模式(第I轉送模式)進行動作的情況下的說明圖。在轉送模式為中繼器模式的情況下，首先，交換機處理部320將對交換機器件300輸入處理包的端口的標識符作為關鍵字，檢索中繼器模式動作定義表330。然后，交換機處理部320從根據一致的入口 的輸出端口編號字段中存儲的標識符而確定的端口輸出處理包。具體而言，例如，交換機處理部320在從端口 #1輸入處理包的情況下，從中繼器模式動作定義表330中與端口 #I對應的端口 #5輸出該包。
S卩，中繼器模式動作定義表330中的輸入端口編號與輸出端口編號之間的對應關系表不交換機處理部320以中繼器模式(第I轉送模式)進行動作時的包的輸入輸出關系。另外，根據接收到包的網絡接口 110 (第I外部接口)確定對交換機器件300輸入處理包的端口的標識符(即輸入端口編號字段的值)，所以，也可以說，中繼器模式動作定義表330表示路由器20接收到包的網絡接口 110與應該輸出該包的端口 302 (第2外部接口)之間的對應關系。這樣，在交換機處理部320以中繼器模式進行動作的情況下，與處理包的目的地無關，從預先針對輸入端口確定的輸出端口輸出處理包即可，不需要進行復雜的處理。因此，能夠將交換機器件300的消耗電力抑制為較低。( A-6 )交換機模式轉送處理:對交換機處理部320以交換機模式(第2轉送模式)進行動作的情況下的處理進行說明。在轉送模式為交換機模式的情況下，交換機處理部320使用規定轉換圖案對與處理包一起從線卡100接收到的邏輯端口圖進行位圖轉換。具體而言，交換機處理部320使用未圖示的轉換電路將邏輯端口圖轉換為物理端口圖。然后，交換機處理部320從與轉換后的位圖(物理端口圖)對應的端口輸出處理包。另外，可以在上述目的地判定處理中，與路徑探索一起設定邏輯端口圖。這樣，在交換機處理部320以交換機模式進行動作的情況下，需要進行使用與處理包一起接收到的邏輯端口圖的交換機處理(即，對與處理包的目的地對應的輸出端口輸出包的處理)。因此，與中繼器模式相比，交換機器件300的消耗電力較大。(A-7)網絡系統的動作:圖7是示出在網絡系統10中轉送包的狀況的一例的說明圖。在圖7所示的網絡系統10中，路由器#1的交換機器件#1和路由器#2的交換機器件#2的轉送模式被設定為交換機模式。另一方面，路由器#1的交換機器件#2和路由器#2的交換機器件#1的轉送模式被設定為中繼器模式。即，在圖7的例子中，被設定為中繼器模式的交換機器件#1(路由器#2)和被設定為交換機模式的交換機器件#1 (路由器#1)通過外部信號線進行連接，被設定為交換機模式的交換機器件#2 (路由器#2)和被設定為中繼器模式的交換機器件#2 (路由器#1)通過外部信號線進行連接。換言之，構成為，通過外部信號線進行連接的交換機器件中的一方為交換機模式，另一方為中繼器模式。在這種情況下，對從路由器#1的線卡#1接收到將目的地設為路由器#1的線卡#4的多個包的情況下的動作進行說明。路由器#1的線卡#1的負載分散處理部140通過負載分散處理(圖3)，針對最初處理的包，對順序編號SEQ (圖4)賦予“I”后，例如輸出到路徑A。接收到輸出到路徑A的包的路由器#1的交換機器件#1的交換機處理部320進行上述交換機模式轉送處理，從與路徑探索結果對應的端口 #4輸出該包。接收到來自交換機器件#1的包的路由器#1的線卡#4將接收包存儲在包緩存120中。路由器#1的線卡#1的負載分散處理部140通過負載分散處理(圖3)，針對第2個處理的包，對順序編號SEQ (圖4)賦予“2”后，例如輸出到路徑B。接收到輸出到路徑B的包的路由器#1的交換機器件#2的交換機處理部320進行上述中繼器模式轉送處理，從預先與輸入端口 #1對應的端口 #5輸出包 。接收到來自路由器#1的包的路由器#2的交換機器件#2的交換機處理部320進行上述交換機模式轉送處理，從與路徑探索結果對應的端口#8輸出該包。接收到來自路由器#2的包的路由器#1的交換機器件#2的交換機處理部320進行上述中繼器模式轉送處理，從預先與輸入端口 #8對應的端口 #4輸出包。接收到來自交換機器件#2的包的路由器#1的線卡#4將接收包存儲在包緩存120中。在圖7的結構中，由于來自線卡的路徑數為2，所以，接收到包的負載分散處理部140反復進行針對上述路徑A、B的分配，使負載大致均等地分散到2個交換機器件中。圖8是示出在網絡系統10中轉送包的狀況的其他例子的說明圖。圖8的網絡系統10采用與圖7所示的網絡系統10相同的結構。在這種情況下，對從路由器#1的線卡#1接收到將目的地設為路由器#2的線卡#3的多個包的情況下的動作進行說明。路由器#1的線卡#1的負載分散處理部140通過負載分散處理(圖3)，針對最初接收到的包，對順序編號SEQ (圖4)賦予“I”后，例如輸出到路徑A。接收到輸出到路徑A的包的路由器#1的交換機器件#1的交換機處理部320進行上述交換機模式轉送處理，從與路徑探索結果對應的端口 #7輸出該包。接收到來自路由器#1的包的路由器#2的交換機器件#1的交換機處理部320進行上述中繼器模式轉送處理，從預先與輸入端口 #7對應的端口 #3輸出包。接收到來自交換機器件#1的包的路由器#2的線卡#3將接收包存儲在包緩存120中。路由器#1的線卡#1的負載分散處理部140通過負載分散處理(圖3)，針對第2個處理的包，對順序編號SEQ (圖4)賦予“2”后，例如輸出到路徑B。接收到輸出到路徑B的包的路由器#1的交換機器件#2的交換機處理部320進行上述中繼器模式轉送處理，從預先與輸入端口 #1對應的端口 #5輸出包。接收到來自路由器#1的包的路由器#2的交換機器件#2的交換機處理部320進行上述交換機模式轉送處理，從與路徑探索結果對應的端口#3輸出該包。接收到來自交換機器件#2的包的路由器#2的線卡#3將接收包存儲在包緩存120中。如上所述，根據本實施例，通信裝置(路由器#1)的轉送部(交換機器件#1、#2)所具有的第2外部接口(端口 302)和其他通信裝置(路由器#2)的轉送部(交換機器件#1、#2)所具有的第2外部接口(端口 302)通過外部信號線OL進行連接，該外部信號線OL具有連接部(線卡#1 #4)中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。并且，通過外部信號線OL進行連接的一個交換機器件是與處理包的目的地無關地轉送到包的其他路由器的第I轉送模式(中繼器模式)，另一個交換機器件是對與處理包的目的地對應的輸出端口轉送包的第2轉送模式(交換機模式)。這樣，路由器#1的交換機器件#1、#2和路由器#2的交換機器件#1、#2協作，作為虛擬的I個虛擬轉送部VS，能夠將接收包轉送到路由器#1或路由器#2的線卡#1 #4。其結果，能夠提供如下的通信裝置(路由器):不需要追加裝置(例如交換機專用的裝置等)就能夠構筑能夠使用全部外部端口(網絡接口 110)的虛擬的網絡中繼裝置(高可靠虛擬化裝置)。并且，在本實施例的虛擬的網絡中繼裝置(高可靠虛擬化裝置)中，由于各部通過具有線卡100中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶的內部信號線和外部信號線進行連接，所以，能夠實現非阻塞的通信。進而，在本實施例的網絡系統10中，通過外部信號線OL進行連接的一個交換機器件為不需要進行復雜處理的低消耗電力的中繼器模式，另一個交換機器件為進行交換機處理的交換機模式，構筑虛擬轉送部VS。因此，與使虛擬轉送部VS內的全部交換機器件作為交換機模式進行動作的情況相比，能夠降低虛擬轉送部VS的消耗電力。并且，在以路由器單體進行觀察的情況下，也能夠削減 消耗電力。
進而，在本實施例的網絡系統10中，各線卡具有負載分散處理部140。負載分散處理部140對多個路徑分配接收包，所以，能夠分散路由器#1、#2內的業務和路由器#1、#2間的業務。進而，如上所述，如果負載分散處理部140大致均等地對多個路徑分配接收包，則還能夠大致均等地分散路由器#1、#2內的業務和路由器#1、#2間的業務。(A-8)順序控制:圖9是用于說明順序控制的概略圖。順序控制是在接收到來自交換機器件300的包的線卡100中為了對接收包的順序進行整合而執行的控制。圖9示出在時刻tl、t2、t3由線卡100接收并存儲在包緩存120中的包PT。線卡100的負載分散處理部140以規定間隔讀出包緩存120中存儲的包，按照以下順序進行順序控制。另外，順序控制例如可以使用專用的順序電路等實現。順序8-1)負載分散處理部140將輸入線卡標識符IC (接收到包的線卡的標識符)作為關鍵字，對包緩存120中存儲的包進行分組。順序8-2)負載分散處理部140針對屬于相同組的包即接收線卡的標識符相同的包，使用順序編號SEQ進行重新排列。順序8-3)負載分散處理部140按照規定調度從網絡接口 110輸出重新排列后的包。在圖9的例子中，例如，在負載分散處理部140根據“按照輸入線卡標識符IC的升序輸出包”這樣的調度進行順序控制的情況下，按照時刻t2的接收包(輸入線卡#1、順序編號I)、時刻tl的接收包(輸入線卡#1、順序編號2)、時刻t3的接收包(輸入線卡#3、順序編號I)的順序進行輸出。這樣，能夠按照接收時的順序對通過負載分散處理(圖3)而發送到不同路徑的多個包進行排列，然后從網絡接口 110進行輸出。(A-9)網絡系統的動作(障礙產生時):圖10是示出在構成網絡系統10的路由器中產生障礙(影響數據平面的障礙)的情況下的一例的說明圖。在網絡系統10如圖7、圖8所述那樣進行動作的情況下，路由器#1、#2的各交換機器件的模式控制部310 (模式變更部)分別相互發送各自的生存確認用的信號。然后，在一定時間內無法接收到生存確認用的信號的情況下，模式控制部310 (模式變更部)視為對方路由器(或對方路由器的數據平面)產生障礙，進行以下處理。順序9-1)模式控制部310 (模式變更部)參照模式設定部340，確認當前的轉送模式。順序9-2)在當前的轉送模式為中繼器模式的情況下，模式控制部310 (模式變更部)將模式設定部340變更為交換機模式。圖10示出在路由器#2中產生障礙的情況下執行上述順序9-1、9_2后的狀況。在路由器#2的障礙產生前(圖7)被設定為中繼器模式的路由器#1的交換機器件#2被變更為交換機模式。與此相伴，對路徑B分配的處理包在路由器#1的交換機器件#2中進行交換機模式轉送處理，從與路徑探索結果對應的端口 #4進行輸出。即，通過上述轉送模式的切換，能夠使路由器#1的交換機器件#1和#2作為新的虛擬轉送部VS進行動作，所以，未產生障礙的路由器#1不會 縮小交換機頻帶(即保證處理性能)，能夠繼續進行處理。另外，在本實施例中，模式變更部被記載為包含在模式控制部310中(模式控制部310的功能的一部分)，但是，模式變更部的功能也可以通過其他結構來實現。例如，也可以在各路由器內設置獨立于線卡或交換機模塊的控制部(也可以是上述控制平面)，在該控制部中實現模式變更部的功能。并且，上述障礙檢測方法只不過是一例，可以采用各種方法。這樣，模式變更部在檢測到構成網絡系統10的其他通信裝置的障礙的情況下，將第I轉送模式(中繼器模式)的轉送部變更為第2轉送模式(交換機模式)。其結果，能夠自動切斷產生障礙的其他通信裝置。并且，未產生障礙的通信裝置不會縮小交換機頻帶，能夠繼續進行處理。這也牽扯網絡系統10的冗長化。(A-10)網絡系統的其他結構:圖11是示出網絡系統10的其他結構的一例的說明圖。在圖11所示的網絡系統10中，路由器#1的全部交換機器件(交換機器件#1、#2)的轉送模式被設定為中繼器模式。另一方面，路由器#2的全部交換機器件(交換機器件#1、#2)的轉送模式被設定為交換機模式。即使這樣構成，也能夠得到與圖1所示的結構相同的效果。進而，在以使網絡系統10的結構要素冗長化、提高網絡系統10的可靠性為目的的情況下，圖11所示的結構特別有效。具體而言，構成為使全部交換機器件被設定為中繼器模式的路由器#1的數據平面為待機系統，使全部交換機器件被設定為交換機模式的路由器#2的數據平面為運用系統，使來自外部的業務集中到路由器#2側。這樣，如圖11那樣，通常時，能夠僅在交換機器件以交換機模式進行動作的路由器#2側進行轉送處理，能夠實現效率優良的轉送處理。并且，由于作為待機系統的路由器#1的數據平面以消耗電力較小的中繼器模式進行動作，所以，能夠減小網絡系統10全體的消耗電力。進而，在路由器#2產生障礙的情況下，能夠通過圖10中說明的處理，將路由器#1的數據平面變更為運用系統，繼續進行處理。另外，在圖11所示的結構中，還可以降低待機系統(路由器#1)的數據平面的各處理部中的處理性能(例如降低CPU時鐘等)，進一步削減消耗電力。并且，使用鏈路聚合(LinkAggregation)功能將待機系統的路由器#1的外部端口和運用系統的路由器#2的外部端口作為I個邏輯端口進行處理的結構作為冗長化手段，也是非常有效的。另外，鏈路聚合功能是指，能夠捆綁多個外部端口(網絡接口 110)而使其作為I個邏輯外部端口進行處理的功倉泛。圖12是示出網絡系統10的其他結構的一例的說明圖。在圖12所示的網絡系統10中，路由器#1和路由器#2的全部交換機器件(交換機器件#1、#2)的轉送模式被設定為交換機模式。換言之，構成為通過外部信號線進行連接的交換機器件的雙方為交換機模式。即使這樣構成，也能夠得到與圖1所示的結構相同的效果。進而，在圖12所示的結構中，由于全部交換機器件以交換機模式進行動作，所以，能夠最大限度地活用網絡系統10的轉送性能，在主要以網絡系統10的高性能化為目的的情況下特別有效。3-B.非阻塞化的第2實施例:在非阻塞化的第2實施例中，對轉送部(交換機器件)單一的結構進行說明。下面，僅對具有與非阻塞化的第I實施例不同的結構和動作的部分進行說明。另外，在圖中，針對與第I實施例相同的結構部分標 注與之前說明的第I實施例相同的標號，并省略其詳細說明。
圖13是示出非阻塞化的第2實施例的網絡系統IOa的概略結構的說明圖。與圖1所示的第I實施例的不同之處在于，通信裝置1000代替數據平面20而具有數據平面20a。數據平面20a代替交換機模塊200而具有交換機模塊200a。圖14是示出非阻塞化的第2實施例的交換機模塊200a的概略結構的說明圖。本實施例的交換機模塊200a包含單一的交換機器件300a。與圖5所示的第I實施例的不同之處在于，代替端口 301而具有端口 301a，代替端口 302而具有端口 302a，代替模式控制部310而具有模式控制部310a，代替模式設定部340而具有模式設定部340a，其他結構和動作與第I實施例相同。端口 301a是由端口 #1 #8識別的連接接口的總稱。端口 302a是由端口 #9 #16識別的連接接口的總稱。模式控制部310a具有根據模式設定部340a的設定內容對交換機器件300a的轉送模式(中繼器模式/交換機模式)進行切換的功能。模式設定部340a是存儲用于分別對交換機器件300a的端口 301a、端口 302a確定交換機器件的轉送模式的設定值的存儲部。如上所述，根據非阻塞化的第2實施例，對交換機處理部320進行控制，以使得模式控制部310a使用分別對端口 301a、端口 302a確定的轉送模式進行接收包的轉送。因此，在通信裝置(路由器20a)僅具有單一的轉送部(交換機器件300a)的結構中，也能夠得到與第I實施例相同的效果。3-C.非阻塞化的第3實施例:在非阻塞化的第3實施例中，對通信裝置(路由器)具有多個交換機模塊的結構進行說明。下面，僅對具有與第I實施例不同的結構和動作的部分進行說明。另外，在圖中，針對與第I實施例相同的結構部分標注與之前說明的第I實施例相同的標號，并省略其詳細說明。圖15是示出非阻塞化的第3實施例的網絡系統IOb的概略結構的說明圖。與圖1所示的第I實施例的不同之處在于，代替數據平面20而具有數據平面20b。數據平面20b代替線卡100而具有線卡IOOb，進而，具有3個交換機模塊200。線卡IOOb分別通過內部信號線IL而與3個交換機模塊200中包含的6個交換機器件300的端口 301連接。例如，路由器#1所具有的24條(6條X4)的內部信號線IL具有線卡#1 #4中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。并且，交換機器件300的端口 302通過外部信號線OL而與其他路由器的端口 302連接。連接路由器#1和#2的24條外部信號線OL具有線卡#1 #4中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。線卡IOOb代替負載分散處理部140而具有負載分散處理部140b。負載分散處理部140b與負載分散處理部140同樣，在路由器20b接收到來自外部的包時進行負載分散處理。除了步驟S112的處理不同以外，負載分散處理部140b進行的負載分散處理與圖3中說明的負載分散處理相同。在圖3的步驟SI 12中，負載分散處理部140b經由轉送處理部150輸出處理包。此時，在存在多個針對多個交換機器件300的路徑的情況下，負載分散處理部140b對針對其一部分交換機器件300的路徑分配處理包。例如，在接收到目的地相同的多個包、并且存在6個針對目的地的路徑的情況下， 負載分散處理部140b能夠針對這6個路徑中的一部分路徑(例如4個)，按順序輸出包。
在圖15的例子中，以從路由器#1的線卡#1接收到將目的地設為路由器#1的線卡#4的多個包的情況為例進行說明。針對路由器#1的線卡#4，存在以下6個路徑。路徑1)經由交換機模塊#1的交換機器件#1的路徑路徑2)經由交換機模塊#1的交換機器件#2的路徑路徑3)經由交換機模塊#2的交換機器件#1的路徑路徑4)經由交換機模塊#2的交換機器件#2的路徑路徑5)經由交換機模塊#3的交換機器件#1的路徑路徑6)經由交換機模塊#3的交換機器件#2的路徑在負載分散處理(圖3)的步驟S112中，負載分散處理部140b例如針對上述路徑1 路徑4，按順序輸出處理包。這樣，負載分散處理部140b能夠使不進行接收包的分配的交換機器件300 (在上述例子中為交換機模塊#3的交換機器件#1、#2)成為消耗電力較少的待機狀態(睡眠狀態)。通過使睡眠狀態的交換機器件300成為預備系統(待機系統)，例如在其他交換機器件300故障的情況下等，通過使睡眠狀態的交換機器件300成為激活狀態，也能夠繼續進行路由器20b的處理。這樣，根據第3實施例，在通信裝置(路由器20b)的內部，通過實現交換機器件300的冗長化，能夠進一步提高路由器20b的可靠性。3-D.非阻塞化的第4實施例:在非阻塞化的第4實施例中，對網絡系統由3臺以上的通信裝置(路由器)構成的例子進行說明。例如，相當于上述第2實施方式的數據平面。下面，僅對具有與第I實施例不同的結構和動作的部分進行說明。另外，在圖中，針對與第I實施例相同的結構部分標注與之前說明的第I實施例相同的標號，并省略其詳細說明。圖16是示出非阻塞化的第4實施例的網絡系統IOc的概略結構的說明圖。與圖1所示的第I實施例的不同之處在于，具有3臺通信裝置。各通信裝置的數據平面20c代替交換機模塊200而具有交換機模塊200c。在該例子中，交換機模塊200c包含4個交換機器件 300c。線卡100分別通過內部信號線IL而與4個交換機器件300的端口 301連接。例如，路由器#1所具有的16條(4條X4)內部信號線IL具有線卡#1 #4中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。并且，交換機器件300的端口 302通過外部信號線而與其他路由器的端口 302連接。在圖16的例子中，路由器#1的交換機器件#1、#2和路由器#2的交換機器件#1、#2通過外部信號線OLl進行連接。同樣，路由器#1的交換機器件#3、#4和路由器#3的交換機器件#1、#2通過外部信號線0L2進行連接。路由器#2的交換機器件#3、M和路由器#3的交換機器件#3、#4通過外部信號線0L3進行連接。連接路由器#1和其他路由器(路由器#2、#3)的16條外部信號線0L1、2具有線卡#1 M中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。同樣，連接路由器#2和其他路由器(路由器#1、#3)的16條外部信號線0L1、3、以及連接路由器#3和其他路由器(路由器#1、#2)的16條外部信號線0L2、3分別具有線卡#1 #4中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。在圖16的例子中，例如，通過負載分散處理(圖3)，對路由器#1的交換機器件#1 #4分配從路由器#1的線卡#1接收到的將目的地設為路由器#1的線卡#4的多個包。對路由器#1的交換機器件#1分配的包通過該交換機器件進行交換機模式轉送處理，輸出到與路徑探索結果對應的目的地。對路由器#1的交換機器件#2分配的包被轉送到路由器#2，通過路由器#2的交換機器件#2進行交換機模式轉送處理，輸出到與路徑探索結果對應的目的地。對路由器#1的交換機器件#3分配的包通過該交換機器件進行交換機模式轉送處理，輸出到與路徑探索結果對應的目的地。對路由器#1的交換機器件#4分配的包被轉送到路由器#3，通過路由器#3的交換機器件#1進行交換機模式轉送處理，輸出到與路徑探索結果對應的目的地。這樣，根據非阻塞化的第4實施例，在網絡系統由2臺以上的通信裝置(路由器)構成的情況下，也能夠得到與第I實施例相同的效果。3-E.非阻塞化的第5實施例:在非阻塞化的第5實施例中，對內部信號線和外部信號線的條數不同的結構的一例進行說明。下面，僅對具有與第I實施例不同的結構和動作的部分進行說明。另外，在圖中，針對與第I實施例相同的結構部分標注與之前說明的第I實施例相同的標號，并省略其詳細說明。圖17是示出非阻塞化的第5實施例的網絡系統IOd的概略結構的說明圖。與圖1所示的第I實施例的不同之處在于，代替數據平面20而具有數據平面20d。與第I實施例的數據平面20的不同之處在于，數據平面20d具有3個線卡100，并且代替交換機模塊200而具有交換機模塊200d。交換機模塊200d包含I個交換機器件300d。交換機器件300d具有端口 301d、端口 302d、圖5所示的各部。端口 301d是由端口 #1 #3識別的連接接口的總稱。作為第2外部接口的端口302d是由端口 #4識別的連接接口。3個線卡100分別通過內部信號線IL而與交換機器件300的端口 301d連接。這3條內部信號線IL的合計頻帶可以任意確定，但是，優選具有3個線卡100中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。交換機器件300d的端口 302d通過I條外部信號線OL而與其他通信裝置(路由器)的端口 302d連接。本實施例的外部信號線OL與內部信號線同樣，優選具有3個線卡100中的線路的頻帶以上的合計頻帶。另外，在本實施例中，內部信號線和外部信號線的條數(鏈路數)不同。在圖17的例子中，例如，通過負載分散處理(圖3)，對全部路由器#1的交換機器件#1輸出從路由器#1的線卡#1接收到的將目的地設為路由器#2的線卡#2的多個包。輸出到路由器#1的交換機器件#1的包通過該交換機器件進行交換機模式轉送處理，輸出到與路徑探索結果對應的目的地。另外，在圖17的例子中，設全部交換機器件300d的轉送模式為交換機模式，但是，也可以設路由器#1的交換機器件#1、路由器#2的交換機器件#1中的任意一方為中繼器模式。如上所述，通過非阻塞化的第5實施例，路由器#1的交換機器件#1和路由器#2的交換機器件#2協作，作為虛擬的I個虛擬轉送部VS，能夠將接收包轉送到路由器#1或路由器#2的線卡#1 #3。其結果，與第I實施例同樣，能夠提供如下的通信裝置(路由器):不需要追加裝置就能夠構筑能夠使用全部外部端口(網絡接口 110)的虛擬的網絡中繼裝置(高可靠虛擬化裝置)。并且，在本實施例的結構中，與第I實施例同樣，也具有虛擬轉送部VS的消耗電力的降低效果、 網絡系統的冗長化效果。另一方面，在第5實施例中，在交換機器件300的交換機模式轉送處理中，在產生來自不同線卡的業務(圖17:虛線箭頭)的輸入的情況下、即在外部信號線OL具有比內部信號線IL小的合計頻帶的情況下，在連接路由器的外部信號線OL中可能產生阻塞。但是，在第5實施例的結構中，由于連接路由器20d的外部信號線OL為I條即可，所以，能夠以更低成本構筑虛擬的網絡中繼裝置(高可靠虛擬化裝置)。3-F.非阻塞化的第6實施例:在非阻塞化的第6實施例中，對內部信號線和外部信號線的條數不同的結構的一例進行說明。下面，僅對具有與第I實施例不同的結構和動作的部分進行說明。另外，在圖中，針對與第I實施例相同的結構部分標注與之前說明的第I實施例相同的標號，并省略其詳細說明。圖18是示出非阻塞化的第6實施例的網絡系統IOe的概略結構的說明圖。與圖1所示的第I實施例的不同之處在于，代替數據平面20而具有數據平面20e。與數據平面20的不同之處在于，數據平面20e代替交換機模塊200而具有交換機模塊200e。交換機模塊200e包含2個交換機器件300e。交換機器件300e具有端口 301、端口 302e、圖5所示的各部。作為第2外部接口的端口 302e是由端口 #5識別的連接接口。端口 302e通過I條外部信號線OL而與其他通信裝置(路由器)的端口 302e連接。與內部信號線同樣，優選本實施例的外部信號線OL具有3個線卡100中的線路的頻帶以上的合計頻帶。另外，在本實施例中，內部信號線和外部信號線的條數(鏈路數)不同。在圖18的例子中，例如，通過負載分散處理(圖3)，對路由器#1的交換機器件#1和路由器#1的交換機器件#2分配從路由器#1的線卡#1接收到的將目的地設為路由器#2的線卡#3的多個包。被分配的包通過各個交換機器件進行交換機模式轉送處理，輸出到與路徑探索結果對應的目的地。另外，在圖18的例子中，設全部交換機器件300e的轉送模式為交換機模式，但是，也可以設路由器#1的交換機器件#1和路由器#2的交換機器件#2、或路由器#1的交換機器件#2和路由器#2的交換機器件#1中的任意一組為中繼器模式。如上所述，通過非阻塞化的第6實施例，路由器#1的交換機器件#1、#2和路由器#2的交換機器件#1、#2協作，作為虛擬的I個虛擬轉送部VS，能夠將接收包轉送到路由器#1或路由器#2的線卡#1 #4。其結果，與第I實施例同樣，能夠提供如下的通信裝置(路由器):不需要追加裝置就能夠構筑能夠使用全部外部端口(網絡接口 110)的虛擬的網絡中繼裝置(高可靠虛擬化裝置)。并且，在本實施例的結構中，與第I實施例同樣，也具有虛擬轉送部VS的消耗電力的降低效果、網絡系統的冗長化效果。另一方面，在第6實施例中，在交換機器件300的交換機模式轉送處理中，在產生來自不同線卡的業務(圖17:虛線箭頭)的輸入的情況下、即在外部信號線OL具有比內部信號線IL小的合計頻帶的情況下，在連接路由器的外部信號線OL中可能產生阻塞。但是，在第6實施例的結構中，由于連接路由器的外部信號線OL為I條即可，所以，能夠以更低成本構筑虛擬的網絡中繼裝置(網絡系統IOe)。3-G.變形例:另外，本發明不限于上述實施例和實施方式，能夠在不脫離其主旨的范圍內采取各種結構。例如，通過軟件實現的功能也可以通過硬件來實現。除此之外，能夠進 行以下變形。
3-G 1.變形例 1:在上述實施例和實施方式中，示出網絡系統的結構的一例。但是，網絡系統的結構不限于上述形式，能夠在不脫離本發明主旨的范圍內任意確定。例如，構成網絡系統(網絡中繼系統)的路由器(通信裝置、網絡中繼裝置)的臺數可以任意變更。并且，作為構成網絡系統的通信裝置，可以使用路由器以外的裝置(例如層3交換機等)。例如，連接線卡和交換機器件的內部信號線以及連接不同路由器的交換機器件間的外部信號線的條數和合計頻帶可以不同。但是，在網絡系統中，為了能夠實現非阻塞的通信，如上所述，優選構成為，內部信號線和外部信號線具有線卡中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶，并且外部信號線具有內部信號線的合計頻帶以上的合計頻帶。3-G2.變形例 2:在上述實施例和實施方式中，示出作為通信裝置的路由器的結構的一例。但是，通信裝置的結構不限于上述形式，能夠在不脫離本發明主旨的范圍內任意確定。例如，路由器所具有的線卡和交換機器件的個數只不過是例示，能夠根據路由器要求的性能、線卡、交換機器件等的處理性能而任意變更。例如，在上述實施例和實施方式中，線卡中包含的目的地判定部和路徑表也可以包含在交換機模塊中。并且，也可以額外設置轉送處理專用的線卡，目的地判定部和路徑表包含在轉送處理專用的線卡中。3-G3.變形例 3:在上述實施例和實施方式中，關于負載分散處理部執行的負載分散處理的一例，舉出處理順序的一例進行說明。但是，上述實施例和實施方式的順序只不過是一例，能夠進行各種變形。例如，負載分散處理部在存在多個針對應該輸出處理包的線卡的路徑的情況下，依次對多個路徑輸出包(圖3:步驟S112)。但是，負載分散處理部能夠參照處理包的目的地進行如下控制:在目的地線卡是位于本路由器內的線卡的情況下(換言之，根據處理包的目的地而決定的處理包的輸出目的地屬于本路由器內的網絡接口的情況下)，將該包轉送到被設定為交換機模式的交換機器件，在目的地線卡是位于其他路由器內的線卡的情況下(換言之，根據處理包的目的地而決定的處理包的輸出目的地是其他路由器的情況下)，將該包轉送到被設定為中繼器模式的交換機器件。這樣，由于在具有目的地線卡的路由器中進行交換機模式轉送處理，所以，能夠進行高效的數據轉送。3-G4.變形例 4:在上述實施例和實施方式中，示出模式控制部(模式變更部)對交換機器件的轉送模式進行切換的情況的一例。但是，模式變更部能夠以任意條件對交換機器件的轉送模式進行切換。例如，模式變更部能夠參照處理包的目的地，在目的地線卡是位于本路由器內的線卡的情況下(換言之，根據處理包的目的地而決定的處理包的輸出目的地屬于本路由器內的網絡接口的情況下)，將輸出處理包的交換機器件的轉送模式變更為交換機器件，在目的地線卡是位于其他路由器內的線卡的情況下(換言之，根據處理包的目的地而決定的處理包的輸出目的地是其他路由器的情況下)，將輸出處理包的交換機器件的轉送模式變更為中繼器模式。這樣，由于在具有目的地線卡的路由器中進行交換機模式轉送處理，所以，能夠進行高效的數據轉送。3-G5.變形例 5:在上述實施例和實施方式中，對路由器所具有的各表進行說明。但是，上述實施例和實施方式的形式只不過是例示，能夠施加各種變形。例如，能夠對表所具有的字段的項目進行追加、刪除、變更。并且，各表也可以使用指示圖方式。3-G6.變形例 6:在上述非阻塞化的第I 第6實施例中，分別例示了網絡系統的結構的一例。但是，網絡系統的結構不限于上述形式，能夠在不脫離本發明主旨的范圍內任意確定。例如，能夠實現對交換機模塊內具有單一交換機器件的結構(第2實施例)和具有多個交換機模塊的結構(第3實施例)進行組合而得到的網絡系統。其他實施例也同樣能夠任意組合。產業上的可利用性本發明例如能夠利用于路由器和交換機等的網絡中繼裝置。標號說明20:數據平面；160:路徑表；1000:通信裝置(網絡中繼裝置)；1100:控制平面；1110 =CPU (處理部)； 1120:控制系統中繼器。
權利要求
1.一種網絡中繼系統，由多個通信裝置構成，其中， 所述通信裝置分別具有: 轉送處理部，依據路由信息對所輸入的包進行轉送；以及 控制部，設定在運用系統或待機系統中，具有學習路由信息的處理部和控制系統中繼器， 所述多個通信裝置的各轉送處理部之間構成為能夠實現非阻塞的通信， 運用系統的所述控制部的所述控制系統中繼器從所述處理部接收路由信息，在本通信裝置的所述轉送處理部中設 定該路由信息，并且對其他通信裝置的所述控制系統中繼器發送該路由信息， 待機系統的所述控制部的所述控制系統中繼器從其他通信裝置的所述控制系統中繼器接收路由信息，在本通信裝置的所述轉送處理部中設定該路由信息。
2.如權利要求1所述的網絡中繼系統,其中， 所述轉送處理部具有: 連接部，具有作為與外部連接的連接接口的外部接口 ；以及 轉送部，對經由所述連接部接收到的接收包進行轉送， 所述多個通信裝置的各轉送處理部之間通過外部信號線連接，從而構成為能夠實現非阻塞的通信，所述外部信號線具有規定通信裝置的所述連接部中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。
3.如權利要求2所述的網絡中繼系統，其中， 從第I裝置到第2裝置的中繼路徑通過經由所述通信裝置的所述轉送處理部中的任意一方的路徑、和經由多個所述通信裝置的所述轉送處理部和所述外部信號線的路徑而冗長化。
4.如權利要求1所述的網絡中繼系統，其中， 各通信裝置的所述控制部經由控制系統中繼器，以硬件的方式實施運用系統和待機系統的系統控制。
5.如權利要求1所述的網絡中繼系統，其中， 所述多個通信裝置中的一個通信裝置的所述控制部為運用系統，其他通信裝置的所述控制部為待機系統， 所述多個通信裝置的所述轉送處理部為運用系統。
6.如權利要求1所述的網絡中繼系統,其中， 所述多個通信裝置中的兩個以上的通信裝置的所述控制部為運用系統，其他通信裝置的所述控制部為待機系統， 所述多個通信裝置的所述轉送處理部為運用系統。
7.如權利要求1所述的網絡中繼系統，其中， 所述多個通信裝置的各控制系統中繼器以環結構進行連接， 待機系統的所述通信裝置的所述控制系統中繼器當從其他通信裝置的控制系統中繼器接收到路由信息時，在本通信裝置的所述轉送處理部中設定該路由信息，并且對其他通信裝置的控制系統中繼器發送該路由信息。
8.如權利要求1所述的網絡中繼系統，其中，所述多個通信裝置的各控制系統中繼器以全網結構進行連接。
9.一種通信裝置，是由多個所述通信裝置構成的網絡中繼系統中的通信裝置，其中，所述通信裝置具有: 轉送處理部，依據路由信息對所輸入的包進行轉送；以及 控制部，設定在運用系統或待機系統中，具有學習路由信息的處理部和控制系統中繼器， 所述轉送處理部和其他通信裝置的轉送處理部構成為能夠實現非阻塞的通信， 所述控制部的所述控制系統中繼器在被設定為運用系統的情況下，從所述處理部接收路由信息，在本通信裝置的所述轉送處理部中設定該路由信息，并且對其他通信裝置的控制系統中繼器發送該路由信息， 所述控制部的所述控制系統中繼器在被設定為待機系統的情況下，從其他通信裝置的控制系統中繼器接收路由信息，在本通信裝置的所述轉送處理部中設定該路由信息。
10.一種網絡中繼裝置，其中，所述網絡中繼裝置具有: 連接部，具有作為與外部連接的連接接口的第I外部接口 ； 內部信號線，具有所述連接部中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶；以及轉送部，通過所述內部信號線而與所述連接部連接，對經由所述連接部接收到的接收包進行轉送， 所述轉送部具有用于與其他網絡中繼裝置連接的第2外部接口， 所述第2外部接口和其他網絡中繼裝置的所述第2外部接口能夠通過外部信號線進行連接，所述外部信號線具有所述連接部中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶。
11.如權利要求10所述的網絡中繼裝置，其中， 所述轉送部具有: 第I轉送模式，從預先與接收到所述接收包的所述第I外部接口對應的所述第2外部接口輸出所述接收包；以及 第2轉送模式，從根據所述接收包的目的地而決定的所述第I外部接口或所述第2外部接口輸出所述接收包， 所述轉送部還具有對所述第I轉送模式和所述第2轉送模式進行切換的模式控制部。
12.如權利要求10所述的網絡中繼裝置，其中， 所述網絡中繼裝置還具有多個所述轉送部， 多個所述轉送部分別通過所述內部信號線而與所述連接部連接， 所述第2外部接口和其他網絡中繼裝置的所述第2外部接口能夠分別通過所述外部信號線進行連接。
13.如權利要求12所述的網絡中繼裝置，其中， 在多個所述轉送部中包含: 被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部；以及 被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部。
14.如權利要求10所述的網絡中繼裝置，其中， 所述連接部還具有負載分散處理部，該負載分散處理部在存在多個從所述連接部到所述轉送部的路徑的情況下，對多個所述路徑分配所述接收包。
15.如權利要求14所述的網絡中繼裝置，其中， 所述負載分散處理部大致均等地對多個所述路徑分配所述接收包。
16.如權利要求12所述的網絡中繼裝置，其中， 所述連接部還具有負載分散處理部，該負載分散處理部在存在多個從所述連接部到所述轉送部的路徑的情況下，對多個所述路徑分配所述接收包， 所述負載分散處理部對針對一部分所述轉送部的所述路徑分配所述接收包。
17.如權利要求12所述的網絡中繼裝置，其中， 所述連接部還具有負載分散處理部，該負載分散處理部在存在多個從所述連接部到所述轉送部的路徑的情況下，對多個所述路徑分配所述接收包， 在根據所述接收包的目的地而決定的所述接收包的輸出目的地屬于所述第I外部接口的情況下，所述負載分散處理部對針對被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部的路徑分配所述接收包， 在根據所述接收包的目的地而決定的所述接收包的輸出目的地屬于所述其他網絡中繼裝置的情況下，所述負載分散處理部對針對被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部的路徑分配所述接收包。
18.如權利要求11所述的網絡中繼裝置，其中， 所述網絡中繼裝置還具有模式變更部，該模式變更部在檢測到所述其他網絡中繼裝置的障礙的情況下，將被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部變更為所述第2轉送模式。
19.一種網絡系統，其中，所述網絡系統包括: 第I網絡中繼裝置；以及 第2網絡中繼裝置， 所述第I網絡中繼裝置和所述第2網絡中繼裝置分別具有: 連接部，具有作為與外部連接的連接接口的第I外部接口 ； 內部信號線，具有所述連接部中的線路的頻帶的合計以上的合計頻帶；以及轉送部，通過所述內部信號線而與所述連接部連接，對經由所述連接部接收到的接收包進行轉送，并且具有用于與其他網絡中繼裝置連接的第2外部接口， 所述第I網絡中繼裝置的所述第2外部接口和所述第2網絡中繼裝置的所述第2外部接口通過外部信號線進行連接，所述外部信號線具有所述第I網絡中繼裝置的所述連接部中的線路的頻帶的合計或所述第2網絡中繼裝置的所述連接部中的線路的頻帶的合計中的任意一個較大值以上的合計頻帶。
20.如權利要求19所述的網絡系統，其中， 所述第I網絡中繼裝置的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的所述轉送部分別具有: 第I轉送模式，從預先與接收到所述接收包的所述第I外部接口對應的所述第2外部接口輸出所述接收包；以及 第2轉送模式，從根據所述接收包的目的地而決定的所述第I外部接口或所述第2外部接口輸出所述接收包， 所述第I網絡中繼裝置的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的所述轉送部還具有對所述第I轉送模式和所述第2轉送模式進行切換的模式控制部。
21.如權利要求19所述的網絡系統，其中， 所述第I網絡中繼裝置和所述第2網絡中繼裝置還分別具有多個所述轉送部， 多個所述轉送部分別通過所述內部信號線而與所述連接部連接， 所述第I網絡中繼裝置的所述第2外部接口和所述第2網絡中繼裝置的所述第2外部接口分別通過所述外部信號線進行連接。
22.如權利要求21所述的網絡系統，其中， 在所述第I網絡中繼裝置的多個所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的多個所述轉送部中分別包含: 被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部；以及 被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部， 所述第I網絡中繼裝置的被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部通過所述外部信號線進行連接， 所述第I網絡中繼裝置 的被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部通過所述外部信號線進行連接。
23.如權利要求21所述的網絡系統，其中， 所述第I網絡中繼裝置的多個所述轉送部全部被設定為所述第I轉送模式， 所述第2網絡中繼裝置的多個所述轉送部全部被設定為所述第2轉送模式， 所述第I網絡中繼裝置的被設定為所述第I轉送模式的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部分別通過所述外部信號線進行連接。
24.如權利要求21所述的網絡系統，其中， 所述第I網絡中繼裝置的多個所述轉送部全部被設定為所述第2轉送模式， 所述第2網絡中繼裝置的多個所述轉送部全部被設定為所述第2轉送模式， 所述第I網絡中繼裝置的被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部和所述第2網絡中繼裝置的被設定為所述第2轉送模式的所述轉送部分別通過所述外部信號線進行連接。
全文摘要
本發明提供一種網絡中繼系統和網絡中繼裝置。從控制平面觀察，看到同樣的本地側和遠程側數據平面，實現控制的簡單化并防止設定性能的劣化。網絡中繼系統由多個通信裝置(1000)構成，各通信裝置具有數據平面(20)，依據路由信息對所輸入的包進行轉送；以及控制平面(1100)，具有學習路由信息的處理部(1110)和控制系統中繼器(1120)。各通信裝置的數據平面(20)之間構成為能夠實現非阻塞的通信。并且，運用系統的控制系統中繼器(1120)從處理部(1110)接收路由信息，將其設定在本通信裝置的數據平面(20)中，對其他通信裝置(1100-2)的控制系統中繼器(1120)發送該路由信息。待機系統的控制系統中繼器(1120)接收該路由信息，將其設定在本通信裝置的數據平面(20)中。
文檔編號H04L12/46GK103222236SQ201280003808
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月19日 優先權日2011年1月25日
發明者南云隆司, 打矢匡, 加賀野井晴大, 山本三夫, 松山信仁 申請人:阿拉克斯拉網絡株式會社