(57)【要約】  フォールトトレラントネットワーク上の通信トラフィックを管理するための装置、システムおよび方法が開示される。例示的なシステムには、少なくとも２つのノードおよび少なくとも２つの通信チャネルを備えたフォールトトレラントネットワークを含んでもよい。各通信チャネルは、２つのノードのそれぞれと通信する。各ノードは、複数のチャネルのうちの１つで選択的に通信する。スイッチが、少なくとも２つのチャネルと通信する。スイッチはネットワークトラフィックを受信し、１つまたは複数のチャネルでネットワークトラフィックを終了する。ネットワークトラフィックの終了によって、フォールトトレランスマネージャは、受信したネットワークトラフィックに基づいて２つの通信チャネルのうちの１つのネットワークトラフィックのルートを変更することになる。
2009506592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのノード（Ａ、Ｂ）と、
前記少なくとも２つのノード（Ａ、Ｂ）とそれぞれが通信する少なくとも２つのチャネル（１０２、１０４）であって、各ノード（Ａ、Ｂ）が、前記複数のチャネル（１０２、１０４）のうちの１つで選択的に通信する少なくとも２つのチャネル（１０２、１０４）と、
前記少なくとも２つのチャネル（１０２、１０４）と通信するスイッチ（１０６）であって、ネットワークトラフィックを受信し、前記チャネル（１０２、１０４）の１つまたは複数でネットワークトラフィックを終了し、受信したネットワークトラフィックに基づいて、フォールトトレランスマネージャ（２０２）に、前記少なくとも２つのチャネル（１０２、１０４）のうちの１つでネットワークトラフィックのルートを変更させるスイッチ（１０６）と、
を含むフォールトトレラントネットワーク。
【請求項２】
前記スイッチ（１０６）が、受信したネットワークトラフィックエラーに基づいてネットワークトラフィックを終了する、請求項１に記載のフォールトトレラントネットワーク。
【請求項３】
前記スイッチ（１０６）が、ネットワークトラフィック量に基づいてネットワークトラフィックを終了する、請求項１に記載のフォールトトレラントネットワーク。
【請求項４】
スイッチ（１０６）が、ネットワークトラフィック統計データを決定するためのネットワークトラフィック分析をさらに含む、請求項１に記載のフォールトトレラントネットワーク。
【請求項５】
前記スイッチ（１０６）が、前記ネットワークトラフィック統計データを前記フォールトトレランスマネージャ（２０２）に通信する、請求項４に記載のフォールトトレラントネットワーク。
【請求項６】
前記スイッチ（１０６）によるネットワークトラフィックの前記終了が、前記フォールトトレランスマネージャ（２０２）によって制御される、請求項１に記載のフォールトトレラントネットワーク。
【請求項７】
前記スイッチ（１０６）によるネットワークトラフィックの前記終了が、前記フォールトトレランスマネージャ（２０２）によって命令される、請求項１に記載のフォールトトレラントネットワーク。
【請求項８】
前記スイッチ（１０６）によるネットワークトラフィックの前記終了が、選択されたノード（Ａ、Ｂ）からのトラフィックを終了する、請求項１に記載のフォールトトレラントネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にコンピュータネットワークに関し、特にフォールトトレラントネットワーク上の通信トラフィックを管理することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークは、ネットワーク上のあるノードからネットワーク上の他のノードに通信を提供する。ノードには、ネットワーク上の他の機器に情報を通信するためにネットワークを利用する様々な機器を含んでもよい。たとえば、ネットワーク上のワークステーションは、ネットワーク上でサーバまたはプリンタと通信し得る。より基本的なネットワークでは、センサがベースコンピュータに情報を通信し、ベースコンピュータが機械的アクチュエータに情報を通信し得る。ベースコンピュータは、様々なセンサおよび機械的アクチュエータと通信して、所望の動作を実行し得る。
【０００３】
通信チャネルによって、ネットワークがネットワークノードと通信できるようにする媒体が、提供される。通信チャネルは、１つまたは複数の導線もしくは光ケーブルであり得る。通信チャネルは、たとえば、無線周波数、マイクロ波または赤外線を用いた無線通信チャネルであり得る。
【０００４】
ネットワークは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）であり得る。ＬＡＮ上のノードは、ワイドエリアネットワークを介して他のＬＡＮと通信し得る。ネットワーク内のデータおよび他の様々な接続されたネットワークへのデータのルーティングを提供するために、ネットワークは、データのルーティングを容易にする機器を用い得る。たとえば、スイッチ、ルータ、ハブ、ブリッジを用いて、ノードとネットワークとの間でデータを送信および通信し得る。
【０００５】
ネットワークは、ノードがデータを送受信できるようにするプロトコルを用い得る。最も一般的に用いられるプロトコルの１つが、イーサネットである。イーサネットによって、ノードは、データをパッケージ化し、そのデータを所望のノードに送信し、所望のノードでそのデータをアンパッケージすることが可能になる。イーサネットネットワーク上のノードは、ネットワークインタフェースカードを用いて、ノードから通信チャネルにデータを供給し得る。
【０００６】
イーサネットプロトコルはまた、送信中に破損されるかまたは失われる可能性があるデータを回復する。しかしながら、このプロトコルは、ネットワーク上のノードまたは機器がネットワークとの接続を失った場合には回復させることができない。フォールトトレランスは、継続したノード対ノード通信を保証するために提供されることが多い。ネットワーク上の構成要素の冗長性によって、ノードは、主な構成要素が故障した場合に、二次的な構成要素の上で通信することが可能になる。フォールトトレラントネットワークのノードは、２つ以上のネットワークインタフェースカードを有してもよく、多重通信経路を有するノードを含んでもよい。ネットワークフォールトトレランスマネージャは、故障の検出および故障回復操作を管理する。故障回復には、故障を示すノードまたは構成要素のデータ送信をリダイレクトすることが含まれる。フォールトトレランスマネージャは、主なネットワークインタフェースカードまたは通信経路を通じた通信を終了し得る。
【０００７】
たとえフォールトトレラントネットワークが、ネットワークの二次的な構成要素の上で通信を回復できるとしても、イーサネットネットワークに接続されたノードは、ノードに過度のトラフィック量を生成させるか、ネットワークに接続された他のノードの電子アイデンティティを用いさせるか、さもなければネットワークの所望の動作を妨げさせる状態に陥る可能性がある。重要な用途に導入されたフォールトトレラントネットワークにおいて、この故障モードは、ネットワーク上のそのノードまたは他のノードの可視性の喪失を引き起こす可能性がある。場合によっては、この故障は、ノードに関連する機器の制御不能を引き起こす可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、故障ノードまたは機器からのエラー通信が、ネットワーク上の他のノードによる正当な通信に干渉および／または妨害するのを防ぐための効率的ならびに効果的なシステムおよび方法が必要とされる。さらに、このシステムおよび方法は、ネットワークノードのどの構成要素または機器がエラー通信を発生しているかに関しての情報を、フォールトトレランスマネージャに供給することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、フォールトトレラントネットワーク上の通信トラフィックを管理する装置、システムおよび方法を提供することである。本発明の例示的な実施形態によれば、フォールトトレラントネットワークは、２つ以上のノードを有し得る。システムは、２つ以上の通信チャネルを有し得る。各通信チャネルは、２つ以上のノードを結合する。各ノードは、２つ以上の通信チャネルのうちの１つで選択的に通信する。システムはまた、２つ以上のチャネルと通信するスイッチを有する。スイッチは、２つ以上の通信チャネルにおいて、ネットワークトラフィックを受信および終了する。ネットワークトラフィックの終了によって、フォールトトレランスマネージャは、２つ以上の通信チャネルのうちの１つにおいてネットワークトラフィックのルートを変更することになる。
【００１０】
代替実施形態において、スイッチは、受信したネットワークトラフィックエラーまたはネットワークトラフィック量に基づいて、ネットワークトラフィックを終了し得る。別の実施形態において、スイッチは、ネットワークトラフィック統計データを決定するために、ネットワークトラフィック分析を行なう。スイッチは、ネットワークトラフィック統計データをフォールトトレランスマネージャに通信し得る。別の実施形態において、スイッチによるネットワークトラフィックの終了は、フォールトトレランスマネージャによって制御または命令される。さらに別の実施形態において、スイッチによるネットワークトラフィックの終了が、選択的なノードからのトラフィックを終了する。
【００１１】
本発明の上記ならびに他の目的および利点は、添付の図面と共に下記の詳細な説明に基づいて明らかになるであろう。添付の図面において、同様の参照番号は、全体を通して同様の部分を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に示すように、フォールトトレラントネットワーク１００は、ネットワーク通信のための追加機器および通信チャネルをノードに提供する。ネットワーク通信が、２つ以上の通信チャネルを通じて送信および受信される。第１の通信チャネル１０２は、ノード間のネットワーク通信を提供する。万一、第１の通信チャネル１０２が故障した場合には、フォールトトレランスマネージャ（図示せず）は、第２の通信チャネル１０４上に通信のルートを変更し得る。
【００１３】
フォールトトレラントネットワーク１００は、たとえば図１に示すようなノードＡおよびノードＢなど、多数のネットワークインタフェースカードを備えたいくつかのノードを有し得る。フォールトトレラントネットワーク１００はまた、たとえばノードＣおよびノードＤなど、ネットワークの通信チャネルに結合された単一ネットワークインタフェースカードを備えたいくつかのノードを有し得る。例示的な実施形態によれば、スイッチ１０６は、ネットワーク通信チャネル１０２および１０４上で通信トラフィックを制御するために設けられている。スイッチ１０６は、第１の通信チャネル１０２または第２の通信チャネル１０４上でネットワークトラフィックを終了し、フォールトトレランスマネージャに、ネットワークトラフィックのルートを変更させ得る。
【００１４】
使用する場合に、フォールトトレラントネットワーク１００は、機器故障を補償するために冗長機器を設ける。たとえば、万一、ノードＡを第１の通信チャネル１０２に結合するネットワークインタフェースカードが故障した場合には、フォールトトレランスマネージャは、そのネットワークインタフェースカードを通したノードＡへの通信を終了し得る。フォールトトレランスマネージャは、ノードＡ向けの通信を、第２の通信チャネル１０４を介して、第２のネットワークインタフェースカードに送信し始める。フォールトトレラントネットワークはまた、通信チャネルの故障を補償することができる。たとえば、万一、第１の通信チャネル１０２が、ノードＢとノードＡとの間の箇所で故障した場合には、フォールトトレランスマネージャは、第１の通信チャネル１０２を介してノードＢへの通信を送信し続け得る。第１の通信チャネル１０２上で、ノードＢを越えた通信を送信できないことに関連する問題を修復するために、フォールトトレランスマネージャは、第２の通信チャネル１０４上で通信を送信し始め得る。ネットワーク機器が故障するか、またはマネージャノードが、ある構成要素へのネットワーク通信を終了した場合には、エラーメッセージが、故障しているかまたは終了された構成要素によって引き続き送信される場合がある。これらのエラーメッセージは、不必要な輻輳を発生するか、または正当なネットワークトラフィックを妨害する可能性がある。
【００１５】
本発明の例示的な実施形態によれば、スイッチ１０６は、終了されたノードＡからのエラー通信の増加を検出し得る。スイッチ１０６は、第１の通信チャネル１０２上の通信を独立して終了し得る。フォールトトレランスマネージャは、ノードＡおよびノードＢの第２のネットワークインタフェースカードと通信することによって、ノードＡおよびノードＢへの通信不能を修復し得る。スイッチ１０６は、エラー通信が正当な通信を妨害するのをうまく防ぐことができ、かつフォールトトレランスマネージャが、ノードＡおよびノードＢ向けの通信を第２の通信経路１０４へルートを変更できるようにし得る。
【００１６】
ハードウェアアーキテクチャの点では、スイッチ１０６には、プロセッサ、メモリ、ならびに１つまたは複数の入力および出力インタフェース装置を含んでもよい。ローカルインタフェースは、コントローラ、バッファ（キャッシュ）、ドライバ、中継器および受信機などの追加要素（これらは簡略化のために省略されている）を有して、通信を可能にし得る。さらに、ローカルインタフェースには、アドレス部、制御部および／またはデータ接続部を含んで、ネットワークの構成要素間における適切な通信を可能にし得る。
【００１７】
これらのシステムおよび方法はまた、コンピュータ、またはスイッチの他の適切な動作装置と共に用いられるソフトウェアに組み込んでもよい。メモリに格納されるかまたはロードされるソフトウェアには、１つまたは複数の別個のプログラムを含んでもよく、これらのそれぞれには、本発明の方法およびシステムを実施するための実行可能命令の順序付けられたリストが含まれる。ソフトウェアは、オペレーティングシステムと共に動作することができる。オペレーティングシステムは、メモリ内に格納されたソフトウェアなどのコンピュータプログラムの実行を実質的に制御し、スケジューリング、入出力制御、ファイルおよびデータ管理、メモリ管理、ならびに通信制御および関連サービスを提供する。システムおよび方法にはまた、フォールトトレラントネットワーク上の通信トラフィックを管理するスイッチ１０６に関連する制約を、管理者またはユーザが入力できるようにするグラフィックユーザインタフェース（ＧＵＩ）を含んでもよいが、これについては、後で本明細書で論じる。
【００１８】
図２は、本発明の実施形態を実施するために用いられる通信ネットワークのブロック図である。フォールトトレラントネットワーク２００には、フォールトトレランスマネージャ２０２が含まれる。フォールトトレランスマネージャ２０２は、オープンリング構成において、第１のネットワークスイッチ２０４、第２のネットワークスイッチ２０６および第３のネットワークスイッチ２０８に接続される。様々な通信チャネルが、ネットワークスイッチならびにノードＡ、Ｂ、ＣおよびＤを接続する。図２は、通信チャネルに接続された３つのネットワークスイッチおよび４つのノードだけを示すが、任意の数のノードを任意の数のスイッチ（これらの数が、ネットワークプロトコルおよびスイッチポート数の制限に準拠する限り）に接続し得る。さらに、ノードは、図１に示す方法と類似の方法で、通信チャネルに直接接続し得る。
【００１９】
フォールトトレランスマネージャ２０２は、ネットワークノード用の通信チャネルを制御する。フォールトトレラントネットワーク２００における局所的故障は、ノードの１つのネットワークインタフェースカードへの通信に影響する装置故障によって特徴付けられる場合がある。たとえば、ノードＤのネットワークインタフェースカードＤ１の局所的故障は、フォールトトレランスマネージャが、ネットワークインタフェースカードＤ２へ切り替えることに帰着する場合がある。今やノードＤは、ネットワークインタフェースカードＤ２および第３のスイッチ２０８を介して通信することができる。
【００２０】
ノードＤは、もはや、ネットワークインタフェースカードＤ１を通じてはトラフィックを通信しないが、第２のスイッチ２０６はまだ、ネットワークインタフェースカードＤ１の故障または故障に関連したネットワークの構成要素によって発生される多量のエラートラフィックを受信する可能性がある。本発明の例示的な実施形態によれば、第２のスイッチ２０６は、ネットワークインタフェースカードＤ１によって発生された多量のエラートラフィックを認識することができる。第２のスイッチ２０６は、ネットワークインタフェースカードＤ１から受信されるネットワークトラフィックを終了し得る。この処置を取ることによって、第２のスイッチ２０６は、エラーメッセージが、通信ネットワークを通して伝搬し、通信における不必要な輻輳またはさらなるエラーを生成するのを防ぐ。
【００２１】
スイッチはまた、スイッチを介する全てのネットワークトラフィックを終了し、かつフォールトトレランスマネージャが適切な処置を取れるようにすることによって、追加的対策を講じ得る。上記の例によれば、第２のスイッチ２０６は、全ての通信を終了し得る。フォールトトレランスマネージャ２０２は、ノードＢからの通信を、第１のネットワークインタフェースカードＢ１および第１のスイッチ２０４へ向け得る。フォールトトレランスマネージャ２０２はまた、ノードＣからの通信を、第２のネットワークインタフェースカードＣ２および第３のスイッチ２０８へ向け得る。第２のスイッチ２０６が全てのトラフィックを終了する結果として、ノードＣの第１のネットワークインタフェースカードＣ１によって発生されたエラーが、ネットワークを通して伝搬し、さらなる問題を引き起こすのが防止される一方で、通信ネットワークは、通信を継続することが可能になる。
【００２２】
上記の例は、例示を目的としている。当業者が理解されるであろうように、スイッチによって種々の複雑な処置を取ることが可能である。たとえば、スイッチは、フォールトトレランスマネージャと通信するか、またはフォールトトレランスマネージャの所定の手順を格納するメモリを有し得る。これらの所定の手順は、特定のネットワーク構成要素の故障に基づいて、フォールトトレランスマネージャが取る処置である。スイッチは、これらの処置を分類および分析し、フォールトトレランスマネージャに対応させるために、ある処置を実行し得る。スイッチはまた、スイッチがいつ、どの処置を実行すべきかを決定する様々な所定の閾値レベルを有し得る。たとえば、スイッチが所定のネットワークトラフィック量を受信した場合には、スイッチは通信を終了し得る。
【００２３】
スイッチは、様々な格納された閾値および処置を用いて、ネットワーク内のエラートラフィックを制御し得る。これらの処置および閾値は、特定の全体的ネットワーク構成およびフォールトトレランスマネージャに基づいて、統一および設定し得る。処置および閾値は、前述のように、ユーザまたは管理者によって入力されたパラメータに基づいてカスタマイズし得る。スイッチはまた、スイッチによってサポートされる構成要素を認識し、サポートされる構成要素に基づいて処置を定義し得る。
【００２４】
図２の例示的なシステムでは、第１のスイッチ２０４は、管理者による命令または別の識別プロセスのどちらかを介して、ノードＡが第１のスイッチ２０４を介して通信しなければならないことを認識することができる。第１のスイッチ２０４は、通信を終了する前に、エラートラフィックの比較的高い閾値が必要であると決定し得る。その理由は、第１のスイッチが全ての通信を終了した場合には、ノードＡへ通信できないからである。閾値は、全体としてネットワークトラフィックを遮断するエラーおよびノードＡとの通信の必要性を考慮し得る。これは比較的単純な例であるが、当業者は、現実的な通信ネットワークにおいてスイッチが認知するノードおよびネットワーク構成要素の数を考慮した場合に、スイッチが実行するであろう複雑なアルゴリズムを理解されよう。
【００２５】
スイッチは、フォールトトレランスマネージャが用いる様々な故障検出モードを考慮することができる。フォールトトレラントネットワークが用いる様々な故障検出モードは、周知である。スイッチを、これらの様々な故障検出モードと共に用いて、少なくとも１つのネットワーク構成要素の故障を検出しかつその故障に対応する際にフォールトトレラントネットワークを支援することができる。
【００２６】
代替実施形態において、スイッチはまた、ネットワーク通信統計データを収集し、その統計データをフォールトトレランスマネージャに報告し得る。フォールトトレランスマネージャは、これらの統計データを用いて、利用すべき適切な通信チャネルおよび機器を決定することができる。スイッチは、ネットワークのプロトコルを用い、ネットワークの通信チャネルを介して、フォールトトレランスマネージャにエラートラフィックを通信し得る。代替として、スイッチは、フォールトトレランスマネージャと通信する独立した通信チャネルを有し得る。
【００２７】
スイッチが収集した統計データは、フォールトトレランスマネージャによって認識されない場合がある。たとえば、エラーメッセージがスイッチによって伝搬されず、フォールトトレランスマネージャによって見られない可能性がある。本発明は、スイッチが、この情報を収集し、それをフォールトトレランスマネージャに通信できるようにする。この実施形態の態様は、後で本明細書においてより詳細に説明する。
【００２８】
図３は、本発明の第１の例示的な方法３００を示すフローチャートである。第１の例示的な方法３００によれば、スイッチは、第１のチャネル上で、第１のノードから第２のノードに通信を提供する（ブロック３０２）。スイッチは、第１のノードから第２のノードへの通信の故障モードを判定する（ブロック３０４）。前述のように、スイッチは、いつ処置を取るべきかを決定するために、様々な要因を考慮し得る。これには、たとえば、トラフィック閾値、ネットワークに利用可能な機器、およびフォールトトレランスマネージャのモードまたは処置を含んでもよい。
【００２９】
スイッチは、第２のチャネルを通じて、第１のノードから第２のノードに通信を提供する（ブロック３０６）。スイッチは、第１のチャネルまたは第２のチャネルのどちらかにおけるネットワークトラフィックを終了し得る（ブロック３０８）。ネットワークトラフィックの終了またはスイッチが取る処置によって、フォールトトレランスマネージャは、ネットワークトラフィックのルートを変更することになる（ブロック３１０）。これによって、スイッチは、フォールトトレランスマネージャが見られないローカルネットワークトラフィックに基づいて、ネットワークトラフィックを制御および変更することが可能になる。前述のように、スイッチは、フォールトトレランスマネージャに特有の要因およびフォールトトレランスマネージャが取る処置と同様に、様々なネットワーク要因を考慮するように事前プログラムが可能である。
【００３０】
図４は、本発明の第２の例示的な実施形態４００を示すフローチャートである。第２の例示的な方法４００によれば、スイッチは、第１のチャネル上で、第１のノードから第２のノードに通信を提供する（ブロック４０２）。第１の例示的な方法３００と同様に、スイッチは、第１のノードから第２のノードへの通信の故障モードを判定する（ブロック４０４）。スイッチはまた、第２のチャネル上で、第１のノードから第２のノードに通信を提供する（ブロック４０６）。スイッチは、第１のチャネルまたは第２のチャネルのどちらかにおけるネットワークトラフィックを終了し得る（ブロック４０８）。第１の例示的な方法３００に関連して前述したように、ネットワークトラフィックの終了またはスイッチが取る処置によって、フォールトトレランスマネージャは、ネットワークトラフィックのルートを変更することになる（ブロック４１０）。
【００３１】
スイッチは、ネットワークトラフィック統計データを決定し得る（ブロック４１２）。たとえば、スイッチは、その量およびネットワークトラフィックを発生する構成要素を記録し得る。スイッチは、これらの統計データを計算および分析し得る。統計データは、スイッチが送信するトラフィックの総量を考慮し得る。スイッチは、これらの統計データを用いて、どんな処置を取るべきかを決定し得る。代替として、スイッチは、ネットワークトラフィック統計データをフォールトトレランスマネージャに通信し得る（ブロック４１４）。ネットワークトラフィック統計データには、スイッチが収集した全てのデータまたは統計データの要約版を含んでもよい。フォールトトレランスマネージャは、これらの統計データを利用して、適切なフォールトトレランスモードまたは他の処置を決定し得る。
【００３２】
前述のものがあくまでも本発明の原理の例示であり、本発明の範囲および趣旨から逸脱せずに、当業者が様々な修正をなし得ることが理解されよう。したがって、かかる実施形態は、本発明の範囲内として認められよう。たとえば、例示的な実施形態は、ネットワークのスイッチ内で実施されるように示されているが、当業者は、本発明の実施形態が、たとえばルータ、ハブおよびサーバなどの様々なネットワーク構成要素で実行可能であることを理解されよう。
【００３３】
当業者は、限定するというよりもむしろ、例示する目的で提示され、記載された実施形態以外によって本発明を実施できること、および本発明が特許請求の範囲によってのみ限定されることを理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態を実施するために用いられる例示的な通信ネットワークの一般概略図である。
【図２】本発明の実施形態を実施するために用いられる通信ネットワークのブロック図である。
【図３】本発明の第１の例示的な実施形態を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の例示的な実施形態を示すフローチャートである。
【図１】
2009506592.tif 000003
【図２】
2009506592.tif 000004
【図３】
2009506592.tif 000005
【図４】
2009506592.tif 000006
【国際調査報告】
2009506592.tif 000007
2009506592.tif 000008