(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1つの制御装置および少なくとも2つの転送装置を備えるクラスタルータであって、前記制御装置が前記転送装置に接続されており、前記転送装置が相互に接続されており、
前記制御装置が、それぞれの転送装置のルーティングテーブルならびにそれぞれの転送装置のパケット処理情報変換テーブルを生成および分配するように構成されており、前記パケット処理情報変換テーブルが、前記転送装置の内部で転送されるローカルフレームパケット処理情報と、前記転送装置間で転送されるクラスタパケット処理情報との間の対応関係を備え、
前記転送装置が、前記制御装置によって配信される前記転送装置の前記ルーティングテーブルおよび前記転送装置の前記パケット処理情報変換テーブルを受信して、前記パケット処理情報変換テーブルに従って、前記ローカルフレームパケット処理情報を前記クラスタパケット処理情報に変換して、外部から受信したデータパケット内へ前記クラスタパケット処理情報を入れて、外部から受信した前記データパケットを他の転送装置に送信するか、または、前記パケット処理情報変換テーブルに従って、前記クラスタパケット処理情報を前記ローカルフレームパケット処理情報に変換して、外部から受信したデータパケット内へ前記ローカルフレームパケット処理情報を入れて、外部から受信した前記データパケットを前記転送装置の内部に転送するように構成され、
前記転送装置が、前記パケット処理情報テーブルに従って、前記ローカルフレームパケット処理情報を前記クラスタパケット処理情報に変換する前に、前記クラスタルータの外部からデータパケットを受信して、前記受信したデータパケットを処理して前記ローカルフレームパケット処理情報を生成するようにさらに構成される、クラスタルータ。
【請求項２】
前記転送装置がカスケーディングカードモジュールおよびスイッチングモジュールを備え、前記スイッチングモジュールが前記カスケーディングカードモジュールに接続されており、前記転送装置がカスケーディングラインを通じて前記カスケーディングカードモジュールによって相互接続されており、
前記カスケーディングカードモジュールが、前記転送装置の前記パケット処理情報変換テーブルを受信および格納して、前記パケット処理情報変換テーブルに従って、前記ローカルフレームパケット処理情報と前記クラスタパケット処理情報との間で相互変換を実施して、前記カスケーディングラインでデータ交換を実施するように構成されており、
前記スイッチングモジュールが、前記転送装置の前記ルーティングテーブル、および前記カスケーディングカードモジュールによって変換された前記ローカルフレームパケット処理情報を受信および格納して、前記ルーティングテーブルおよび前記ローカルフレームパケット処理情報に従って、前記カスケーディングカードモジュール間でデータ交換を実行するように構成されている、請求項1に記載のクラスタルータ。
【請求項３】
前記転送装置が、前記スイッチングモジュールに接続されたラインカードモジュールをさらに備え、
前記ラインカードモジュールが、前記クラスタルータの外部からデータパケットを受信して、前記受信したデータパケットを処理して前記ローカルフレームパケット処理情報を生成するように構成され、
前記スイッチングモジュールが、前記ルーティングテーブルおよび前記ローカルフレームパケット処理情報に従って、前記ラインカードモジュール間で、および前記ラインカードモジュールと前記カスケーディングカードモジュールとの間でデータ交換を実行するようにさらに構成される、請求項2に記載のクラスタルータ。
【請求項４】
前記カスケーディングカードモジュールが、
前記パケット処理情報変換テーブルに従って、前記スイッチングモジュールから受信したデータパケット内で搬送された前記ローカルフレームパケット処理情報を前記クラスタパケット処理情報に変換するように構成されたダウンリンクパケット処理情報変換モジュールと、
前記パケット処理情報変換テーブルに従って、前記カスケーディングラインから受信したデータパケット内で搬送された前記クラスタパケット処理情報を前記ローカルフレームパケット処理情報に変換するように構成されたアップリンクパケット処理情報変換モジュールと、
前記カスケーディングラインでデータ交換を実施するように構成されたカスケーディングラインインターフェースモジュールとを備える、請求項2に記載のクラスタルータ。
【請求項５】
前記パケット処理情報変換テーブルが、フレーム間分配情報をさらに備え、
前記カスケーディングラインインターフェースモジュールが、前記フレーム間分配情報に従って、前記データパケットの送信ポートおよび前記送信の宛先転送装置を決定するようにさらに構成される、請求項4に記載のクラスタルータ。
【請求項６】
前記カスケーディングカードモジュールが、
前記制御装置のコマンドを受信して、前記パケット処理情報変換テーブルをアップデートするように構成された制御インターフェースモジュールをさらに備える、請求項2に記載のクラスタルータ。
【請求項７】
前記制御装置が、
前記クラスタルータのクラスタルーティングビューを取得するように構成されたルーティングビューモジュールと、
前記クラスタルータのクラスタインターフェースビューを取得するように構成されたインターフェースビューモジュールと、
前記クラスタルーティングビューおよび前記クラスタインターフェースビューを分割して、それぞれの転送装置に対応するルーティングテーブルおよびパケット処理情報変換テーブルを生成して、前記ルーティングテーブルおよび前記パケット処理情報変換テーブルをそれぞれの転送装置に分配するように構成された分割変換モジュールとを備える、請求項1から6のいずれか一項に記載のクラスタルータ。
【請求項８】
制御情報を送信するために、前記制御装置と前記転送装置との間に専用管理制御チャネルまたはパブリックデータチャネルが使用される、請求項1に記載のクラスタルータ。
【請求項９】
クラスタルータ内のそれぞれの転送装置のルーティングテーブルならびに前記クラスタルータ内のそれぞれの転送装置のパケット処理情報変換テーブルを生成および分配するステップであって、前記パケット処理情報変換テーブルが、前記転送装置の内部で転送されるローカルフレームパケット処理情報と、前記転送装置間で転送されるクラスタパケット処理情報との間の対応関係を備えるステップと、
前記パケット処理情報変換テーブルに従って、前記ローカルフレームパケット処理情報を前記クラスタパケット処理情報に変換するステップと、外部から受信したデータパケット内へ前記クラスタパケット処理情報を入れるステップと、外部から受信した前記データパケットを他の転送装置に配信するステップと、または、前記パケット処理情報変換テーブルに従って、前記クラスタパケット処理情報を前記ローカルフレームパケット処理情報に変換するステップと、外部から受信したデータパケット内へ前記ローカルフレームパケット処理情報を入れるステップと、外部から受信した前記データパケットを前記転送装置の内部で転送するステップとを含み、
前記パケット処理情報テーブルに従って、前記ローカルフレームパケット処理情報を前記クラスタパケット処理情報に変換する前記ステップの前に、
前記クラスタルータの外部からデータパケットを受信して、前記受信したデータパケットを処理して前記ローカルフレームパケット処理情報を生成するステップをさらに備える、クラスタルーティング方法。
【請求項１０】
前記パケット処理情報変換テーブルがフレーム間分配情報をさらに備え、外部から受信した前記データパケット内の前記クラスタパケット処理情報を搬送して外部から受信した前記データパケットを他の転送装置に送信する前記ステップの前に、
前記フレーム間分配情報に従って、前記データパケットの送信ポートおよび送信の宛先を決定するステップをさらに備える、請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
前記パケット処理情報変換テーブルおよび前記ルーティングテーブルをアップデートするステップをさらに備える、請求項9に記載の方法。
【請求項１２】
前記クラスタルータ内のそれぞれの転送装置の前記ルーティングテーブル、ならびに前記クラスタルータ内のそれぞれの転送装置の前記パケット処理情報変換テーブルを生成および分配する前記ステップが、
前記クラスタルータのクラスタルーティングビューを取得するステップと、
前記クラスタルータのクラスタインターフェースビューを取得するステップと、
前記クラスタルーティングビューおよび前記クラスタインターフェースビューを分割して、それぞれの転送装置に対応するルーティングテーブルおよびパケット処理情報変換テーブルを生成して、前記ルーティングテーブルおよび前記パケット処理情報変換テーブルをそれぞれの転送装置に分配するステップとを備える、請求項9に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信技術の分野に関し、より詳細には、クラスタルータおよびクラスタルーティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネット(Internet)トラフィックは常に急成長しており、トラフィックの成長によって、ルータ等のネットワークデバイスの大容量化への継続的な開発が推し進められている。以前のルータは中央処理のルータであり、パケット転送は1つのプロセッサによって実行されるが、中央ルータの処理能力は限られている。バスタイプ分配ルータの出現によってルータの処理能力が向上し、バスタイプ分配ルータは複数の挿入カードを有し、それぞれの挿入カードはパケットを処理できるプロセッサを有し、挿入カードはバスを通じて接続され、挿入カードは他の挿入カードにデータを送信する必要があるときにバスを使用するために適用され、バスは、システムが送信に合意したときから送信が完了するまでの間占有され、その間は他の挿入カードはデータを送信することができない。バスタイプ分配ルータの処理能力は全ての挿入カードの処理能力全体であり、バスの帯域幅はシステムの帯域幅である。中央ルータ、およびバスタイプ分配ルータの実際の製品は、通常シングルフレームデバイスである。
【０００３】
スイッチングネットワークの出現により、複数のペアの挿入カードが同時に相互通信することが可能になり、システムの容量をさらに増大させた。スイッチングネットワークと分配処理とを結合するアーキテクチャを通じてシングルフレームデバイスの容量は非常に増大したが、全体としては、トラフィックの成長スピードの方がシングルフレーム容量の開発スピードよりも速く、シングルフレームデバイスの容量は依然として需要を満たすことができない。したがって、マルチフレームまたは複数のデバイスを通じて、ネットワークノードの容量を増大させる必要がある。
【０００４】
従来技術では、ルータノードの容量を増大させるためのある方法は、複数のデバイスを使用することによってネットワーク化し、標準ラインを使用することによってデバイスを相互接続し、単一の装置をネットワークと置換することである。図1は、複数のデバイスを使用することによって相互接続するルータスキームである。図1に示されるように、4つの同じルータ(A、B、C、D)を使用することによってノードがセットアップされ、それぞれのルータは6つの標準10GEインターフェースを有する。たとえば、ルータAの6つのインターフェースは、A1、A2、A3、A4、A5、およびA6である。4つのデバイスのインターフェースはネットワーク化のために接続されており、すなわち、ルータAのA4インターフェースはルータBのB4インターフェースに接続されており、A5はルータDのインターフェースD5に接続されており、A6はルータCのインターフェースC6に接続されており、以下同様である。それぞれのデバイスは、内部相互接続(ルータAのインターフェースA4、A5、A6など)のために使用される3つのインターフェースを有し、他の3つのインターフェースは外側(ルータAのインターフェースA1、A2、A3など)に帯域幅を提供するために使用され、それぞれ60Gの容量を有する4つのデバイスが120Gの容量を備える非閉塞ネットワークを形成できるようになり、ノードの容量を増大させる。
【０００５】
図1における、複数のデバイスを使用することによってネットワーク化するスキームの主な欠点は以下の通りである。1.複数のデバイスによってネットワークが複雑になり、管理コストが高くなる。2.パケットは、ネットワークを通る際にパケット処理が複数回行われる必要があり、たとえば、インターフェースA1を通じてネットワークに入り、C1を通じてネットワークを出るパケットは、少なくとも2つのルータAおよびCによって実行されるパケット処理が行われる必要があり、作業は繰り返され、コストが高く、消費電力も高い。
【０００６】
従来技術では、ルータノードの容量を増大させるための他の方法は、専用中央スイッチングフレームを使用することによってクラスタルータをセットアップすることである。図2は、中央スイッチングフレームタイプのルータクラスタリングスキームである。図2に示されるように、専用相互接続ラインを使用することによって、1つまたは複数の専用中央スイッチングフレームが複数の転送フレームに接続されており、転送フレームはパケット転送処理を担当する。たとえば、転送フレーム1はパケットを受信して転送処理を実行し、転送フレーム3を通じてパケットを送出することを決定し、中央スイッチングフレームがパケットを転送フレーム3に送信するよう転送フレーム1が要求できるようにし、中央スイッチングフレームが転送フレームの要求に従って転送フレーム間のパケットを切替える。
【０００７】
図2における、中央スイッチングフレームタイプクラスタリングの欠点は以下の通りである。1.システムが複雑であり、スイッチングネットワークの実装が複雑であり、通常マルチステージスイッチングが必要であり、拡張が柔軟ではなく、コストがかかるために多くのデバイスはシングルステージスイッチングしか有さないので、クラスタリング方法を採用できない。2.スイッチングネットワークの拡張機能が限られており、転送フレームのサポート数およびラインカードのサポート数が限られているので、ノードの容量が依然として限られてしまう。3.スイッチングネットワークが高度にファームウェア化されるため、互換性が乏しくなり、スイッチングネットワークは、アップデートおよびアップグレードされると、スイッチングフレームと転送フレームとの間の相互接続プロトコルがアップグレードされるために従来の転送フレームに適合できず、したがってユーザの投資を保護できなくなってしまう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態は、クラスタルータおよびクラスタルーティング方法を提供する。
【０００９】
一態様によれば、本発明の実施形態はクラスタルータを提供し、クラスタルータは少なくとも1つの制御装置および少なくとも2つの転送装置を含む。制御装置は転送装置に接続されており、転送装置は相互に接続されている。制御装置は、それぞれの転送装置のルーティングテーブル、ならびにそれぞれの転送装置のパケット処理情報変換テーブルを生成および分配するように構成されている。パケット処理情報変換テーブルは、転送装置の内部で転送されるローカルフレームパケット処理情報と、転送装置間で転送されるクラスタパケット処理情報との間の対応関係を含む。転送装置は、制御装置によって配信される転送装置のルーティングテーブルおよび転送装置のパケット処理情報変換テーブルを受信して、パケット処理情報変換テーブルに従って、ローカルフレームパケット処理情報をクラスタパケット処理情報に変換して、外部から受信したデータパケット内のクラスタパケット処理情報を搬送して、外部から受信したデータパケットを他の転送装置に送信するか、または、パケット処理情報変換テーブルに従って、クラスタパケット処理情報をローカルフレームパケット処理情報に変換して、外部から受信したデータパケット内のローカルフレームパケット処理情報を搬送して、外部から受信したデータパケットを転送装置の内部に転送するように構成されている。
【００１０】
他の態様によれば、本発明の実施形態はクラスタルーティング方法を提供する。本方法は、クラスタルータ内のそれぞれの転送装置のルーティングテーブルならびにクラスタルータ内のそれぞれの転送装置のパケット処理情報変換テーブルを生成および分配するステップであって、パケット処理情報変換テーブルが、転送装置の内部で転送されるローカルフレームパケット処理情報と、転送装置間で転送されるクラスタパケット処理情報との間の対応関係を含むステップと、パケット処理情報変換テーブルに従って、ローカルフレームパケット処理情報をクラスタパケット処理情報に変換するステップと、外部から受信したデータパケット内のクラスタパケット処理情報を搬送するステップと、外部から受信したデータパケットを他の転送装置に送信するステップと、または、パケット処理情報変換テーブルに従って、クラスタパケット処理情報をローカルフレームパケット処理情報に変換するステップと、外部から受信したデータパケット内のローカルフレームパケット処理情報を搬送するステップと、外部から受信したデータパケットを転送装置の内部で転送するステップとを含む。
【００１１】
本実施形態におけるクラスタルータの転送装置は、外部データパケットを受信後にデータパケットを処理して転送情報を取得して、他の転送装置がデータパケットを繰り返し処理しないようにするために、転送装置は繰り返し処理される必要がある情報(ローカルフレームパケット処理情報)を転送装置間で転送されるクラスタパケット処理情報に変換して、クラスタパケット処理情報、およびリンク層フレーム内のデータパケットをカプセル化してリンク層フレームを他の転送装置に転送して、他の転送装置はクラスタパケット処理情報を転送装置にとって認識可能なローカルフレームパケット処理情報に変換する。このように、それぞれの転送装置は、データパケットに繰り返し転送処理を実行する必要がない。本実施形態におけるクラスタルーティング方法を採用することによって、クラスタルータ全体が、データパケットを受信する際に処理を一度実行するだけでよくなり、それぞれの転送装置がデータパケットに繰り返し転送処理を実行する必要がなくなり、クラスタルータ全体が外部にとって1つのノードに相当し、したがって、既存のクラスタルータはデータパケットに転送処理を複数回実行する必要があるという問題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来技術における、複数のデバイスを使用することによって相互接続するルータスキームを示す図である。
【図２】従来技術における、中央スイッチングフレームタイプのルータクラスタリングスキームを示す図である。
【図３】本発明のある実施形態による、クラスタルータの原理のブロック図である。
【図４】本発明のある実施形態による、クラスタルータの第1の概略的接続図である。
【図５】本発明のある実施形態による、クラスタルータの第2の概略的接続図である。
【図６】本発明のある実施形態による、クラスタルータの第3の概略的接続図である。
【図７】本発明のある実施形態による、カスケーディングカードモジュール321の詳細な機能ブロック図である。
【図８】本発明のある実施形態による、制御装置31の詳細な機能ブロック図である。
【図９】本発明のある実施形態による、実際のクラスタルータの原理のブロック図である。
【図１０】本発明のある実施形態による、クラスタルーティング方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態の目的、技術的ソリューション、および利点をより明らかにするために、以下で本発明の実施形態における添付の図面を参照して、本発明の実施形態による技術的ソリューションを明らかにかつ完全に説明する。以下の説明における実施形態は、本発明の実施形態の全てではなく、その一部に過ぎないことは明らかである。本発明の実施形態に基づいて、創造的努力なしに当業者によって取得される他の全ての実施形態は、本発明の保護範囲内である。
【００１４】
本発明の実施形態は、既存のネットワーキングスキームおよび中央スイッチングフレームタイプクラスタリングスキームの欠点を取り除くためのクラスタルータおよびクラスタルーティング方法を提供し、以下の有益な効果を得ることができる。a)相互接続のために標準ラインを使用することで柔軟な拡張性および互換性が得られ、それはスイッチングネットワークの拡張機能によって限定されず、アップデートおよびアップグレードされても、スイッチングネットワークは依然として従来のデバイスと互換性がある。b)単一のネットワークビューが提供される。複数の物理的フレームによって形成されているが、ノードは管理の観点から1つのデバイスと見なされ、したがって管理が簡略化される。c)ワンホップ転送方法が提供される。専用相互接続ラインカードが使用される。パケットがノードを通過する際、外部データパケットが受信される際に転送情報を取得するために実行される必要がある転送処理は1度だけであり、これはそれぞれの転送フレームがデータパケットに繰り返し転送処理を実行する必要がある既存のネットワーキングスキームとは異なる。
【００１５】
図3は、この実施形態によるクラスタルータの原理のブロック図である。図3に示されるように、この実施形態のクラスタルータは、少なくとも1つの制御装置31と少なくとも2つの転送装置32とを含み、制御装置31は転送装置32に接続されており、転送装置32は相互に接続されている。任意で、制御情報を送信するために、この実施形態の制御装置31と転送装置32との間に専用管理制御チャネルまたはパブリックデータチャネルが使用される。
【００１６】
制御装置31は、それぞれの転送装置32のルーティングテーブルならびにそれぞれの転送装置32のパケット処理情報変換テーブルを生成および分配するように構成されており、パケット処理情報変換テーブルは、転送装置32の内部で転送されるローカルフレームパケット処理情報と、転送装置32間で転送されるクラスタパケット処理情報との間の対応関係を含む。転送装置32は、制御装置31によって配信される転送装置のルーティングテーブルおよび転送装置のパケット処理情報変換テーブルを受信して、パケット処理情報変換テーブルに従って、ローカルフレームパケット処理情報をクラスタパケット処理情報に変換して、外部から受信したデータパケット内のクラスタパケット処理情報を搬送して、外部から受信したデータパケットを他の転送装置に送信するか、または、パケット処理情報変換テーブルに従って、クラスタパケット処理情報をローカルフレームパケット処理情報に変換して、外部から受信したデータパケット内のローカルフレームパケット処理情報を搬送して、外部から受信したデータパケットを転送装置の内部に転送するように構成されている。制御装置31がルーティングテーブルおよびパケット処理情報変換テーブルを生成する方法を、以下の例を通じて詳細に説明する。
【００１７】
任意で、この実施形態の制御装置31は、転送装置32ごとに対応するルーティングテーブルおよびパケット処理情報変換テーブルを生成して、生成されたテーブルを複数の転送装置32に配信する。制御装置31が起動された場合、配信方法は対応する転送装置32への統一配信でよい。任意で、制御装置31は、テーブルエントリのコンテンツがアップデートされたかどうかを定期的に検出でき、アップデートされたテーブルを転送装置32に能動的に配信する。
【００１８】
図3に示されるように、任意で、この実施形態の転送装置32はカスケーディングカードモジュール321およびスイッチングモジュール322を含む。スイッチングモジュール322はカスケーディングカードモジュール321に接続されており、転送装置32はカスケーディングラインを通じてカスケーディングカードモジュール321によって相互接続されている。カスケーディングラインは、転送装置32間でデータパケットを転送するように構成されており、また、制御情報を転送するように構成されている。カスケーディングラインは、互換性を改善しうる10GEおよび10G POSなどの標準ラインである。たとえ2つの転送装置内のスイッチングモジュールが異なっていても、この実施形態のクラスタリング方法も採用できる。
【００１９】
カスケーディングカードモジュール321は、転送装置32のパケット処理情報変換テーブルを受信および格納して、パケット処理情報変換テーブルに従って、ローカルフレームパケット処理情報とクラスタパケット処理情報との間で相互変換を実施して、カスケーディングラインでデータ交換を実施するように構成されている。スイッチングモジュール322は、転送装置32のルーティングテーブル、およびカスケーディングカードモジュール321によって変換されたローカルフレームパケット処理情報を受信および格納して、受信したルーティングテーブルおよびローカルフレームパケット処理情報に従って、カスケーディングカードモジュール321間でデータ交換を実行するように構成されている。
【００２０】
図3に示されるように、この実施形態の転送装置32は、任意でスイッチングモジュール322に接続されたラインカードモジュール323をさらに含み、クラスタルータの外部からデータパケットを受信して、受信したデータパケットを処理してローカルフレームパケット処理情報を生成するように構成されている。スイッチングモジュール322は、受信したルーティングテーブルおよびローカルフレームパケット処理情報に従って、ラインカードモジュール323間で、およびラインカードモジュール323とカスケーディングカードモジュール321との間でデータ交換を実行するようにさらに構成されている。
【００２１】
つまり、この実施形態の転送装置32は、少なくとも1つのカスケーディングカードモジュール321と、少なくとも1つのスイッチングモジュール322とを含み、複数のラインカードモジュール323をさらに含むことができる。スイッチングモジュール322は、ラインカードモジュール323間、カスケーディングカードモジュール321間、および転送装置32内のラインカードモジュール323とカスケーディングカードモジュール321との間のデータ交換を担当する。ラインカードモジュール323は、外部インターフェース、データ送受信、および転送などのパケット処理を担当する。カスケーディングカードモジュール321は、カスケーディングラインインターフェースの提供、およびクラスタルータのそれぞれの転送装置32の接続を担当する。
【００２２】
図3は転送装置の概略的接続図に過ぎず、転送装置は複数でもよく、接続方法は図3における方法に限定されず、図4から6に示されるようなピアメッシュ型またはセミメッシュ型、スター型、ツリー型、および階層型などの方法も採用されてもよい。図4から6では、転送装置の特定のアーキテクチャ、および転送装置の制御モジュールを省略して、転送装置の概略的な接続トポロジ図だけを示している。図4はマルチフレームピアメッシュ型、またはセミメッシュ型接続であり、図5はスター型接続であり、図6はツリー型または階層型接続である。図4から6の接続方法では、中央位置または高レベル位置の転送装置はラインカードモジュールを有さず、カスケーディングカードモジュールおよびスイッチングモジュールを有するだけでよい。転送装置は、全てがカスケーディングカードモジュールを通じて接続されてもよく、部分的にカスケーディングカードモジュールを通じて接続されてもよく、また部分的にラインカードモジュールを通じて接続されてもよい。
【００２３】
この実施形態における「アップリンク」は、データパケットが受信される流れの方向を指し、データパケットはラインカードモジュールまたはカスケーディングカードモジュールを通じてスイッチングモジュールに送信され、「ダウンリンク」はデータパケットがスイッチングモジュールからラインカードモジュールまたはカスケーディングカードモジュールを通じて他の転送装置に送信される流れの方向を指す。この実施形態のパケット処理情報変換テーブルは、ダウンリンクパケット処理情報変換テーブル(Table 1(表1))およびアップリンクパケット処理情報変換テーブル(Table 2(表2))にさらに分割されうる。
【００２４】
ダウンリンクパケット処理情報変換テーブルは、ローカルフレームパケット処理情報をクラスタパケット処理情報に変換するためのテーブルであり、検索キーワードはローカルフレームパケット処理情報であり、検索結果はクラスタパケット処理情報である。アップリンクパケット処理情報変換テーブルは、クラスタパケット処理情報をローカルフレームパケット処理情報に変換するためのテーブルであり、検索キーワードはクラスタパケット処理情報であり、検索結果はローカルフレームパケット処理情報である。クラスタパケット処理情報は転送モジュール間で転送された情報フォーマットであり、ローカルフレームパケット処理情報は転送モジュールにとって認識可能なフォーマットであり、すなわち転送モジュールの内部で転送される情報フォーマットである。転送モジュールは、パケット処理情報変換テーブルに従って、クラスタパケット処理情報とローカルフレームパケット処理情報との間でフォーマット変換を実施する必要がある。
【００２５】
任意で、この実施形態のダウンリンクパケット処理情報変換テーブルは、この転送装置からカスケーディングカードモジュールを通じて他のクラスタルータ内の転送装置にデータパケットが送信される際に使用される、フレーム間分配情報をさらに含むことができる。フレーム間分配情報は、データパケットが送信される転送装置、データパケットを送信するカスケーディングラインインターフェース、ならびにカスケーディングラインインターフェースモジュールがデータパケットを送信する際のトラフィック管理情報およびカプセル化情報などの情報を含むことができる。
【００２６】
【表１】
0005521258.tif 000002
【００２７】
【表２】
0005521258.tif 000003
【００２８】
図7は、この実施形態による、カスケーディングカードモジュール321の詳細な機能ブロック図である。図7に示されるように、カスケーディングカードモジュール321は、パケット処理情報変換テーブル(ダウンリンクパケット処理情報変換テーブル701)に従って、スイッチングモジュール322から受信したデータパケット内で搬送されたローカルフレームパケット処理情報をクラスタパケット処理情報に変換するように構成されたダウンリンクパケット処理情報変換モジュール70、パケット処理情報変換テーブル(アップリンクパケット処理情報変換テーブル711)に従って、カスケーディングラインから受信したデータパケット内で搬送されたクラスタパケット処理情報をローカルフレームパケット処理情報に変換するように構成されたアップリンクパケット処理情報変換モジュール71、およびカスケーディングラインでデータ交換を実施するように構成されたカスケーディングラインインターフェースモジュール72を含む。この実施形態のカスケーディングラインインターフェースは、10GEおよび10G POSなどの標準ラインインターフェースである。カスケーディングカードは、1つまたは複数のカスケーディングラインインターフェースを有することができ、また2つの転送フレームはカスケーディングカードの複数のペアを通じて相互接続されてよい。
【００２９】
任意で、パケット処理情報変換テーブル(Table 1(表1))は、フレーム間分配情報をさらに含み、カスケーディングラインインターフェースモジュール72は、フレーム間分配情報に従って、データパケットの送信ポートおよびその送信のターゲットとなる転送装置を決定するようにさらに構成される。任意で、カスケーディングカードモジュール321は、制御装置のコマンドを受信して、この転送装置のパケット処理情報変換テーブルおよびルーティングテーブルをアップデートするように構成された制御インターフェースモジュール73をさらに含む。たとえば、制御装置31がルーティングテーブルまたはパケット処理情報変換テーブルがアップデートされたことに気付くと、制御装置31はアップデートされたテーブルをアップデートコマンドを通じて制御インターフェースモジュール73に能動的に送信し、制御インターフェースモジュール73は、アップデートコマンド内に含まれるアップデートされたテーブルに従って、転送装置内のパケット処理情報変換テーブルおよびルーティングテーブルをアップデートする。
【００３０】
この実施形態の転送装置のカスケーディングカードモジュールの動作原理は、以下で詳細に説明する。
【００３１】
この実施形態において送信されたデータパケットは、IPパケット、MPLSパケット、または他のユーザデータパケットを含む。この実施形態のローカルフレームパケット処理情報は、これらに限定されないが、転送装置内のモジュール間のパケット処理を制御するための情報、パケット転送決定(ターゲットスロット番号およびアウトレットインターフェース番号など)、QoS決定(フロー識別およびQoSタイプなど)を含む。ローカルフレームパケット処理情報は、ラインカードモジュールが外部データパケットを処理する際に生成され、生成されたローカルフレームパケット処理情報はデータパケット内で搬送される。データパケットおよび対応するローカルフレームパケット処理情報は、この転送装置内のそれぞれのモジュール間で転送されて、パケットを処理するために後続のモジュールを制御する。ハードウェアの制限により、ローカルフレームパケット処理情報は、この転送装置のスイッチングモジュール、カスケーディングカードモジュール、およびラインカードモジュールによってのみ認識可能であり、他の転送装置によって認識することはできない。したがって、ローカルフレームパケット処理情報は、転送装置間で転送されるクラスタパケット処理情報に変換される必要があり、次いでそれぞれの転送装置は、それらのパケット処理情報変換テーブルに従って、クラスタパケット処理情報を転送装置にとって認識可能なローカルフレームパケット処理情報に変換する。
【００３２】
クラスタパケット処理情報に変換する目的は、データパケットが他の転送装置に入った後に、転送およびトラフィック分類が繰り返し実行されないようにすることであり、すなわち、転送決定およびQoS決定などの情報は、通過されるべき他の転送装置にIPパケットとともに送信される。ローカルフレームパケット処理情報とクラスタパケット処理情報との間の対応関係は制御装置によって生成され、カスケーディングカードモジュールのアップリンクパケット処理情報変換テーブル、およびカスケーディングカードモジュールのダウンリンクパケット処理情報変換テーブルに格納されて、アップリンクパケット処理情報変換モジュールおよびダウンリンクパケット処理情報変換モジュールによって使用される。クラスタパケット処理情報は、スカラーまたは構造化データの識別に過ぎない場合もある。
【００３３】
この実施形態のカスケーディングカードモジュールのダウンリンクパケット処理情報変換モジュール70は、この転送装置のスイッチングモジュールからダウンリンクデータパケットおよびローカルフレームパケット処理情報を受信して、ダウンリンクパケット処理情報変換テーブルを調べて、ローカルフレームパケット処理情報を他の転送フレームカスケーディングカードにとって認識可能なクラスタパケット処理情報に変換して、フレーム間分配情報を取得して、次いで、処理するためにデータパケットおよび情報をカスケーディングラインインターフェースモジュールに提供するように特に構成されている。
【００３４】
この実施形態のカスケーディングカードモジュールのアップリンクパケット処理情報変換モジュール71は、カスケーディングラインインターフェースモジュールから、クラスタパケット処理情報を搬送するアップリンクデータパケットを受信し、クラスタパケット処理情報を、この転送装置のスイッチングモジュール、スイッチングインターフェースモジュール、およびカスケーディングカードモジュールにとって認識可能なローカルフレームパケット処理情報に変換するように特に構成されている。
【００３５】
この実施形態のカスケーディングカードモジュールの制御インターフェースモジュール73は、アップリンクパケット処理情報変換テーブル、ダウンリンクパケット処理情報変換テーブル、およびルーティングテーブルをアップデートするために制御モジュールからコマンドを受信するように特に構成されている。
【００３６】
この実施形態のカスケーディングカードモジュールのローカルフレームスイッチングインターフェースモジュール74は、この転送装置のスイッチングモジュールインターフェースおよびトラフィック管理を担当する。
【００３７】
この実施形態のカスケーディングカードモジュールのカスケーディングラインインターフェースモジュール72は、リンク層フレームを形成するためにクラスタパケット処理情報およびデータパケットを共にカプセル化することを含む、カスケーディングカードモジュールからカスケーディングラインへのデータパケットの送受信を担当し、カスケーディングラインインターフェースモジュールはトラフィック管理の機能も含むことができる。
【００３８】
図8は、この実施形態による制御装置31の詳細な機能ブロック図である。制御装置31の機能は、それぞれの転送装置のアップリンクおよびダウンリンクパケット処理情報変換テーブルの構築および維持である。制御装置31の他の機能は、クラスタルータによって学習された統一ルーティングビューを、それぞれの転送装置にとって認識可能なルーティングに分割すること、クラスタインターフェースビューをそれぞれの転送装置にとって認識可能なインターフェースに分解すること、および情報をそれぞれの転送装置のルーティングテーブルに統合することである。
【００３９】
図8に示されるように、制御装置31は、クラスタルータのクラスタルーティングビューを取得するように構成されたルーティングビューモジュール80、クラスタルータのクラスタインターフェースビューを取得するように構成されたインターフェースビューモジュール81、ならびにクラスタルーティングビューおよびクラスタインターフェースビューを分割して、それぞれの転送装置に対応するルーティングテーブルおよびパケット処理情報変換テーブルを生成して、ルーティングテーブルおよびパケット処理情報変換テーブルをそれぞれの転送装置に分配するように構成された分割変換モジュール82を含む。
【００４０】
この実施形態の制御装置31は、クラスタルータ全体の統一制御および管理を担当し、複数の転送装置によって形成されたクラスタルータが単一のノードとして提示されるように、たとえば、ルーティングプロトコルに関してルーティングノードとして提示されるように、またネットワーク管理に関して単一のデバイスとして提示されるようにする。制御装置は転送装置の内部に配置されてもよく、複数の転送装置によって負担されてもよく、また独立した制御装置であってもよい。制御装置と転送装置との間の通信は、専用管理制御チャネルを使用してもよく、送信のためにアウトバンド方法を使用してもよく、データパケットとチャネルを共有して、送信のためにインバンド方法を使用してもよい。
【００４１】
データ交換を実行するためにこの実施形態のクラスタルータが使用される処理を、以下で例を通じて説明する。図9は実際のクラスタルータの原理のブロック図である。図9に示されるように、クラスタルータは3つの転送装置(転送装置3の特定の構造は図示されていない)、および制御装置31を有する。ネットワーク1は加入者回線を通じて転送装置1のラインカードモジュール1に接続されており、ネットワーク2は加入者回線を通じて転送装置2のラインカードモジュール1に接続されており、転送装置1および転送装置2は1組のカスケーディングカードモジュールを通じて接続されている。この実施形態のラインカードモジュールおよびカスケーディングカードモジュールは、複数のインターフェース(図面には示さず)をさらに含む。
【００４２】
この実施形態の制御装置31によって学習されたクラスタルーティングビューがTable 3(表3)に示されている。
【００４３】
【表３】
0005521258.tif 000004
【００４４】
制御装置はTable 3(表3)をそれぞれの転送装置にとって認識可能なルーティングテーブルに分割する必要があり、ルーティングテーブルはラインカードモジュールによって使用され、分割後のルーティングテーブルはTable 4(表4)およびTable 5(表5)に示されている。
【００４５】
【表４】
0005521258.tif 000005
【００４６】
【表５】
0005521258.tif 000006
【００４７】
制御装置31は、アップリンクパケット処理情報変換テーブルおよびダウンリンクパケット処理情報変換テーブルを生成および維持することも必要であり、それらはカスケーディングカードモジュールによって使用され、Table 1(表1)およびTable 2(表2)に示されている通りである。ルーティングテーブルの生成方法と同様、この実施形態では、制御モジュールは、クラスタルータの全ての転送モジュールのローカルフレームパケット処理情報とクラスタパケット処理情報との対応関係テーブルを事前に格納して、クラスタルータのインターフェースビューに従って、完全なテーブルを、それぞれの転送装置に対応するアップリンクパケット処理情報変換テーブルとダウンリンクパケット処理情報変換テーブルとに分割する。
【００４８】
ローカルフレームパケット処理情報からクラスタパケット処理情報への変換は、フレーム内ルーティングからフレーム間ルーティングに変換すること、およびフレーム内QoSからフレーム間QoSに変換することを含みうる。Table 1(表1)とTable 2(表2)におけるキーワードは変換インデックスでよく、変換インデックスに従って、転送装置32はパケット処理情報変換テーブル内の対応する変換テーブルエントリを検索して、繰り返し処理される必要がある情報(ローカルフレームパケット処理情報)を他の転送装置にとって認識可能なクラスタパケット処理情報に変換して、クラスタパケット処理情報、およびリンク層フレーム内のデータパケットをカプセル化してリンク層フレームを他の転送装置に転送して、他の転送装置はクラスタパケット処理情報を転送装置にとって認識可能なローカルフレームパケット処理情報に変換する。このように、それぞれの転送装置は、データパケットを処理する必要がない。
【００４９】
任意で、この実施形態のクラスタルータは、より大きなクラスタの転送装置としての機能を果たすことができ、すなわちこの実施形態の複数のクラスタルータは、カスケーディングカードクラスタ方法を通じてより大きなクラスタを形成できる。
【００５０】
この実施形態のクラスタルータは、カスケーディングカードを使用することによってマルチフレーム拡張を実行して、制御装置は単一のクラスタルーティングビューおよびクラスタインターフェースビューをそれぞれの転送装置にとって認識可能なパケット処理情報に変換して、それぞれの転送装置はカスケーディングカードモジュールによって接続されて、カスケーディングカードモジュールは、省略されるべき繰り返し処理された情報(ローカルフレームパケット処理情報)をクラスタパケット処理情報に変換して、クラスタパケット処理情報、およびリンク層フレーム内のデータパケットをカプセル化してリンク層フレームを他の転送装置に転送して、他の転送装置はクラスタ処理情報を転送装置にとって認識可能な情報に変換して、この実施形態のクラスタルータは、制御装置を通じて複数のカスケーデッド転送装置を制御してクラスタルータのデータ交換を実施する。
【００５１】
本発明の実施形態のクラスタルータは以下の有益な効果をもたらすことができる。1)クラスタノードビュー:この実施形態のクラスタルータは制御モジュールを有するので、クラスタ全体を単一のノードビューとして外部に提示できる。2)柔軟な拡張:この実施形態のクラスタルータは、ローカルフレームパケット処理情報をクラスタパケット処理情報に変換することによってノードを柔軟に拡張することを可能にし、またクラスタをサポートしない複数のデバイス、またはクラスタ能力が限られているデバイスのために、ノードは制御装置31を追加して、カスケーディングカードを用いてカスケーディングの方法を使用することによってノードの容量を増やすために拡張できる。3)低コスト:この実施形態では、カスケーディングカードが使用されるので、実行される必要があるのはローカルフレームパケット処理情報およびクラスタパケット処理情報の変換だけであり、これは転送よりも単純で、コストも低い。共通の回線カードを通じて接続することは、転送が複数回にわたることと、コストが高いという問題がある場合がある。この実施形態のクラスタルータは、ノード拡張能力を改善するために、レイヤ3スイッチ、ファイアウォール、およびGGSNなどの全てのIPパケット処理システムで使用できる。
【００５２】
ある実施形態は、クラスタルーティング方法をさらに提供する。図10は、本実施形態によるクラスタルーティング方法の流れ図である。図10に示されるように、本方法は以下を含む。
【００５３】
S1001:クラスタルータのそれぞれの転送装置のルーティングテーブルならびにクラスタルータのそれぞれの転送装置のパケット処理情報変換テーブルを生成および分配し、パケット処理情報変換テーブルは、転送装置の内部で転送されるローカルフレームパケット処理情報と転送装置間で転送されるクラスタパケット処理情報との間の対応関係を含む。
【００５４】
任意で、S1001は、クラスタルータのクラスタルーティングビューを取得するステップ、クラスタルータのクラスタインターフェースビューを取得するステップ、クラスタルーティングビューおよびクラスタインターフェースビューを分割するステップ、それぞれの転送装置に対応するルーティングテーブルおよびパケット処理情報変換テーブルを生成するステップ、ならびにルーティングテーブルおよびパケット処理情報変換テーブルをそれぞれの転送装置に分配するステップを特に含む。
【００５５】
任意で、S1001は、パケット処理情報変換テーブルおよびルーティングテーブルをアップデートするステップをさらに含む。
【００５６】
S1002:パケット処理情報変換テーブルに従って、ローカルフレームパケット処理情報をクラスタパケット処理情報に変換して、外部から受信したデータパケット内のクラスタパケット処理情報を搬送して、外部から受信したデータパケットを他の転送装置に送信するか、または、パケット処理情報変換テーブルに従って、クラスタパケット処理情報をローカルフレームパケット処理情報に変換して、外部から受信したデータパケット内のローカルフレームパケット処理情報を搬送して、外部から受信したデータパケットを転送装置の内部に転送する。
【００５７】
任意で、パケット処理情報変換テーブルは、フレーム間分配情報をさらに含み、S1002は、フレーム間分配情報に従って、データパケットの送信ポートおよび送信の宛先を決定するステップをさらに含む。
【００５８】
任意で、S1002は、クラスタルータの外部からデータパケットを受信するステップと、受信したデータパケットを処理して、ローカルフレームパケット処理情報を生成するステップとをさらに含む。
【００５９】
この実施形態のクラスタルーティング方法では、外部データパケットを受信後にクラスタルータの転送装置が転送情報を取得して、他の転送装置がデータパケットを繰り返し処理しないようにするために、転送装置は繰り返し処理される必要がある情報(ローカルフレームパケット処理情報)を他の転送装置にとって認識可能なクラスタパケット処理情報に変換して、クラスタパケット処理情報、およびリンク層フレーム内のデータパケットをカプセル化してリンク層フレームを他の転送装置に転送して、他の転送装置はクラスタパケット処理情報を転送装置にとって認識可能なローカルフレームパケット処理情報に変換する。本方法を採用することによって、クラスタルータ全体が、データパケットを受信する際に処理を一度実行するだけでよく、転送装置がデータパケットに処理を繰り返し実行する必要がなくなり、クラスタルータ全体が外部の1つのノードに相当し、したがって、既存のクラスタルータはデータパケットに転送処理を複数回実行する必要があるという問題が解決される。
【００６０】
当業者なら、上述の方法実施形態のステップの全てまたは一部は、プログラム命令関連ハードウェアによって実施できることを理解するはずである。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に格納できる。プログラムが実行されると、上述の方法実施形態のステップが実行される。記憶媒体は、ROM、RAM、磁気ディスク、または光ディスクなどの、プログラムコードを格納できるあらゆる媒体を含む。
【００６１】
最後に、上述の実施形態は本発明の実施形態による技術的ソリューションを説明するために提供されるに過ぎず、本発明の実施形態による技術的ソリューションを限定することを意図しない点に留意されたい。当業者は、実施形態において説明された技術的ソリューションにさらなる修正が行われてもよく、技術的ソリューションにおける技術的特徴の一部に同等の置換がさらに行われてもよいが、これらの修正または置換は、対応する技術的ソリューションの特性を、本発明の実施形態による技術的ソリューションの範囲から逸脱させるものではないことを理解するべきである。
【符号の説明】
【００６２】
321  カスケーディングカードモジュール
322  スイッチングモジュール
323  ラインカードモジュール
701  ダウンリンクパケット処理情報変換テーブル
711  アップリンクパケット処理情報変換テーブル
【図１】
0005521258.tif 000007
【図２】
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【図３】
0005521258.tif 000009
【図４】
0005521258.tif 000010
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005521258.tif 000014
【図９】
0005521258.tif 000015
【図１０】
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