(57)【要約】【課題】ネットワーク中継装置の消費電力を、必要な性能を犠牲とすることなく、抑制する。【解決手段】ネットワーク中継装置は、パケット中継手段と、クロック信号供給手段と、を備える。パケット中継手段は、複数の回線のいずれかから送信されてくるパケットを受信すると共に、受信されたパケットの転送先を決定し、受信されたパケットを転送する。さらに、パケット中継手段は、供給されるクロック信号に同期して動作する。クロック信号供給手段は、パケット中継手段に対して、クロック信号を供給する。さらに、クロック信号供給手段は、パケット中継手段に対して供給されるクロック信号のうちの少なくとも一部の信号の周波数を、複数の異なる値に切り換え可能である。【選択図】図３
2011172263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク中継装置であって、
１または複数の回線とそれぞれ接続され、宛先情報が関連付けられているパケットを受信すると共に、パケットを転送先に対して送信する、１または複数のインターフェース部であって、複数の消費電力レベルの異なる動作モードに動作を切換可能である、前記１または複数のインターフェース部と、
前記パケットに関連付けられた宛先情報に基づいて、前記受信されたパケットの前記転送先を決定する、１または複数の中継処理部であって、複数の消費電力レベルの異なる動作モードに動作を切換可能である、前記１または複数の中継処理部と、
前記インターフェース部の動作モードを前記インターフェース部の処理負荷に応じて切り換え、前記中継処理部の動作モードを前記中継処理部の処理負荷に応じて切り換える動作モード変更部と、
を備えるネットワーク中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記中継処理部は、
周波数の異なる複数種類の第１のクロック信号を選択的に生成する１または複数の第１のクロック生成部と、
前記生成された第１のクロック信号に同期して動作する１または複数の構成回路と、
を備え、
前記動作モード変更部は、前記１または複数の第１のクロック生成部を制御し、生成される前記第１のクロック信号の周波数を変更することにより、前記中継処理装置の動作モードを変更する、ネットワーク中継装置。
【請求項３】
請求項２に記載のネットワーク中継装置において、
前記中継処理部は、
周波数の異なる複数種類の第２のクロック信号を選択的に生成する１または複数の第２のクロック生成部と、
複数の前記構成回路と、
各構成回路間においてデータを伝送するための第１のバスであって、前記生成された第２のクロック信号に同期して動作する、前記第１のバスと、
を備え、
前記動作モード変更部は、さらに、前記第２のクロック生成部を制御し、生成される前記第２のクロック信号の周波数を変更することにより、前記中継処理装置の動作モードを変更する、ネットワーク中継装置。
【請求項４】
請求項３に記載のネットワーク中継装置において、
複数の前記構成回路は、前記１または複数のインターフェース部に対して、前記パケットを含むデータの送受信を実行するパケット処理回路と、前記パケット処理回路により受信されたパケットについて前記転送先を決定する転送先決定回路と、を含み、
前記第１のバスは、前記パケット処理回路と前記転送先決定回路との間においてデータを伝送するためのバスであり、
前記動作モード変更部は、前記パケット処理回路のために生成される前記第１のクロック信号と、前記転送先決定回路のために生成される前記第１のクロック信号と、前記パケット処理回路と前記転送先決定回路との間においてデータを伝送するためのバスのために生成される前記第２のクロック信号と、の各周波数をセットで変更する、ネットワーク中継装置。
【請求項５】
請求項１に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
周波数の異なる複数種類の第３のクロック信号を選択的に生成する１または複数の第３のクロック生成部と、
前記１または複数のインターフェース部と前記１または複数の中継処理部との間においてデータを伝送するための第２のバスであって、前記生成された第３のクロック信号に同期して動作する、前記第２のバスと、
を備え、
前記動作モード変更部は、さらに、
前記第３のクロック生成部を制御し、生成される前記第３のクロック信号の周波数を変更することにより、前記第２のバスの動作モードを変更する、ネットワーク中継装置。
【請求項６】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記インターフェース部は、
周波数の異なる複数種類の第４のクロック信号を選択的に生成する１または複数の第４のクロック生成部と、
前記生成された第４のクロック信号に同期して動作する１または複数の送受信処理回路であって、前記１または複数の回線から受信した前記パケットを前記１または複数の中継処理部に転送し、前記中継処理部から折り返された前記パケットを前記１または複数の回線に振り分ける、前記１または複数の送受信処理回路と、
を備え、
前記動作モード変更部は、さらに、
前記第４のクロック生成部を制御し、生成される前記第４のクロック信号の周波数を変更することにより、前記インターフェース部の動作モードを変更する、ネットワーク中継装置。
【請求項７】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記ネットワーク中継装置は、前記インターフェース部と前記中継処理部の一部または全部の動作モードを切り換ることにより、複数種類の運転モードに切り換え可能であり、
前記複数種類の運転モードは、前記ネットワーク中継装置の処理負荷に応じて切り換えられる、ネットワーク中継装置。
【請求項８】
請求項７に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記ネットワーク中継装置により受信または送信される前記パケットの量を検出するパケット量検出部を備え、
前記複数種類の運転モードの切り換えは、前記検出されたパケットの量に応じて実行される、ネットワーク中継装置。
【請求項９】
請求項７に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記処理負荷の高い時間帯と、前記処理負荷の低い時間帯に関する時間情報を記憶した記憶部を備え、
前記複数種類の運転モードの切り換えは、前記時間情報を参照して実行される、ネットワーク中継装置。
【請求項１０】
請求項７に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記接続された前記１または複数の回線の通信速度を検出する通信速度検出部を備え、
前記複数種類の運転モードの切り替えは、前記通信速度に応じて実行される、ネットワーク中継装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記インターフェース部は、複数備えられ、
複数の前記インターフェース部のうち、動作させないインターフェース部を予め登録しておき、前記登録されたインターフェース部に供給される電力を低下または停止する、ネットワーク中継装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記１または複数のインターフェース部は、前記回線と接続するための複数の物理インターフェース部を有し、
動作させない前記回線を予め登録しておき、前記複数の物理インターフェース部のうち、前記登録された回線に対応する物理インターフェース部に供給される電力を低下または停止する、ネットワーク中継装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記中継処理部は、複数備えられ、
前記複数の中継処理部のうちの少なくとも１つは、他の中継処理部に異常が発生した場合に用いられる冗長中継処理部であり、
前記冗長中継処理部が用いられない期間において、前記冗長中継処理部に対するクロック信号の供給の少なくとも一部が停止される、ネットワーク中継装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記中継処理部は、同一の機能を有する複数の構成回路を有し、
前記ネットワーク中継装置の処理負荷に応じて、前記同一の機能を有する複数の構成回路のうち、少なくとも一部の回路に対するクロック信号の供給が停止される、ネットワーク中継装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記中継処理部は、複数備えられ、
前記複数の中継処理部は、並行して前記パケットに対する処理を実行可能であり、
前記ネットワーク中継装置の処理負荷に応じて、前記複数の中継処理部のうちの一部に対するクロック信号の供給の少なくとも一部が停止される、ネットワーク中継装置。
【請求項１６】
複数の回線と接続されるネットワーク中継装置であって、
前記複数の回線とそれぞれ接続され、宛先情報が関連付けられているパケットを受信すると共に、パケットを転送先に対して送信し、複数の消費電力レベルの異なる動作モードに動作を切換可能である１または複数のインターフェース部と、
前記インターフェース部から送信されてくるパケットを受信すると共に、前記受信されたパケットの転送先を決定して転送し、供給されるクロック信号に同期して動作するパケット中継手段と、
前記パケット中継手段と前記インターフェース部を停止ではない異なる動作モードに切り換え可能なクロック信号供給手段と、
を備える、ネットワーク中継装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のネットワーク中継装置において、
前記パケット中継手段は、前記パケット中継手段の機能の少なくとも一部を実現する第１の回路および第２の回路と、前記第１の回路と第２の回路との間においてデータを伝送するための伝送手段と、を含み、
前記クロック信号供給手段は、前記第１の回路に対して供給されるクロック信号の周波数と、前記第２の回路に対して供給されるクロック信号の周波数と、前記伝送手段に対して供給されるクロック信号の周波数と、をセットで切り換える、ネットワーク中継装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記パケット中継手段により受信または転送される前記パケットの量を検出するパケット量検出手段を備え、
前記クロック信号供給手段は、前記検出されたパケットの量に応じて、前記パケット中継手段に対して供給されるクロック信号のうちの少なくとも一部の信号の周波数を切り換える、ネットワーク中継装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記処理負荷の高い時間帯と、前記処理負荷の低い時間帯に関する時間情報を記憶した記憶手段を備え、
前記クロック信号供給手段は、前記時間情報を参照して、前記パケット中継手段に対して供給されるクロック信号のうちの少なくとも一部の信号の周波数を切り換える、ネットワーク中継装置。
【請求項２０】
請求項１７に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記接続された回線の通信速度を検出する通信速度検出手段を備え、
前記クロック信号供給手段は、前記通信速度に応じて、前記パケット中継手段に対して供給されるクロック信号のうちの少なくとも一部の信号の周波数を切り換える、ネットワーク中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク中継装置に関し、特に、ネットワーク中継装置の消費電力の低減に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチや、ルータを始めとするネットワーク中継装置は、ネットワークの構築において、重要なデバイスとなっている。近年、ネットワークの大規模化およびネットワークを介して伝送されるデータ量の増加に伴い、ネットワーク中継装置の高性能化、大容量化が著しい。一方で、高性能化、大容量化に伴って、ネットワーク中継装置の消費電力は、上昇する傾向にあり、システム維持コストや、環境保護の観点から、ネットワーク中継装置の消費電力の抑制が課題となっている。
【０００３】
ここで、ケーブルを用いて互いに接続される装置において、通常モードと省電力モードを備える技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２０１１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、ネットワーク中継装置の省電力化については、何ら考慮されていない。一般的に、ネットワーク中継装置の性能（例えば、スイッチング容量）を上げるためには、デバイスを構成する半導体集積回路の集積度／動作クロック周波数を上げて単位時間当たりのパケット処理能力を向上する手段が一般的であるが、集積度／動作クロック周波数の上昇に伴い、半導体集積回路の消費電力も上昇する。従来のネットワーク中継装置では、性能や機能の縮退させた半導体集積回路を設計することで、低消費電力を達成していたが、このアプローチでは必要な性能を満足しつつ省電力を実現することはできないおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ネットワーク中継装置において、必要な時に必要な性能を維持しつつ、消費電力量を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第１の態様は、ネットワーク中継装置を提供する。本発明の第１の態様に係るネットワーク中継装置は、１または複数のインターフェース部と、１または複数の中継処理部と、動作モード変更部と、を備える。前記インターフェース部は、１または複数の回線とそれぞれ接続され、宛先情報が関連付けられているパケットを受信すると共に、パケットを転送先に対して送信する。前記インターフェース部は、さらに、１または複数の消費電力レベルの異なる動作モードに動作を切換可能である。前記中継処理部は、前記パケットに関連付けられた宛先情報に基づいて、前記受信されたパケットの前記転送先を決定する。前記中継処理部は、さらに、１または複数の消費電力レベルの異なる動作モードに動作を切換可能である。前記動作モード変更部は、前記インターフェース部の動作モードと、前記中継処理部の動作モードとを、独立して変更することが可能である。
【０００８】
本発明の第１の態様に係るネットワーク中継装置によれば、中継処理部と、インターフェース部とは、それぞれに、消費電力レベルの異なる動作モードに切換可能であり、それぞれ独立して動作モードを変更できる。これにより、消費電力レベルを高くしてネットワーク中継装置の性能を向上させることと、消費電力レベルを低くしてネットワーク中継装置の消費電力を低減することとを、柔軟に変更することができる。この結果、ネットワーク中継装置において、必要な時に必要な性能を維持しつつ、消費電力量を抑制することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、複数の回線と接続されるネットワーク中継装置を提供する。本発明の第２の態様に係るネットワーク中継装置は、パケット中継手段と、クロック信号供給手段と、を備える。前記パケット中継手段は、前記複数の回線のいずれかから送信されてくるパケットを受信すると共に、前記受信されたパケットの転送先を決定し、前記受信されたパケットを転送する。さらに、前記パケット中継手段は、供給されるクロック信号に同期して動作する。前記クロック信号供給手段は、前記パケット中継手段に対して、クロック信号を供給する。さらに、前記クロック信号供給手段は、前記パケット中継手段に対して供給されるクロック信号のうちの少なくとも一部の信号の周波数を、複数の異なる値に切り換え可能である。
【００１０】
本発明の第２の態様に係るネットワーク中継装置によれば、パケット中継手段に供給されるクロック信号のうちの少なくとも一部の周波数を異なる値に変更することができる。これにより、周波数を大きくすれば、そのクロック信号に同期して動作するパケット中継手段の動作速度を高速にし、ネットワーク中継装置の性能を向上させることができる。そして、周波数を小さくすれば、パケット中継手段の動作速度を低下させ、ネットワーク中継装置の消費電力を低減することができる。この結果、ネットワーク中継装置において、必要な時に必要な性能を維持しつつ、消費電力量を抑制することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様は、ネットワーク中継装置を提供する。本発明の第３の態様に係るネットワーク中継装置は、１または複数のインターフェース部と、１または複数の中継処理部と、動作モード変更部と、を備える。１または複数のインターフェース部は、１または複数の回線とそれぞれ接続され、宛先情報が関連付けられているパケットを受信すると共に、パケットを転送先に対して送信すると共に、複数の消費電力レベルの異なる動作モードに動作を切換可能である。１または複数の中継処理部は、前記パケットに関連付けられた宛先情報に基づいて、前記受信されたパケットの前記転送先を決定すると共に、複数の消費電力レベルの異なる動作モードに動作を切換可能である。動作モード変更部は、前記インターフェース部の動作モードを前記インターフェース部の処理負荷に応じて切り換え、前記中継処理部の動作モードを前記中継処理部の処理負荷に応じて切り換える。
【００１２】
本発明の第４の態様は、複数の回線と接続されるネットワーク中継装置を提供する。本発明の第４の態様に係るネットワーク中継装置は、１または複数のインターフェース部と、パケット中継手段と、クロック信号供給手段と、を備える。１または複数のインターフェース部は、前記複数の回線とそれぞれ接続され、宛先情報が関連付けられているパケットを受信すると共に、パケットを転送先に対して送信し、複数の消費電力レベルの異なる動作モードに動作を切換可能である。パケット中継手段は、前記インターフェース部から送信されてくるパケットを受信すると共に、前記受信されたパケットの転送先を決定して転送し、供給されるクロック信号に同期して動作する。クロック信号供給手段は、前記パケット中継手段と前記インターフェース部を停止ではない異なる動作モードに切り換え可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例に係るネットワーク装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】装置制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】インターフェースボードと中継処理ボードを中心とした構成を示すブロック図である。
【図４】設定ファイルの内容の一部を示す説明図である。
【図５】起動処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】流量切換モードと定期切換モードについて説明する説明図である。
【図７】流量切換モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】定期切換モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】対向装置との間で回線の通信速度／通信モードを自動的に調整するオートネゴシエーション機能を説明する図である。
【図１０】通信速度切換運転モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】第１変形例に係るネットワーク中継装置１０００ａの基本構成を示すブロック図である。
【図１２】第２変形例に係るネットワーク中継装置１０００ｂの基本構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。
【００１５】
Ａ．実施例：
・ネットワーク中継装置の構成：
図１〜図３を参照して、実施例に係るネットワーク中継装置の構成について説明する。図１は、実施例に係るネットワーク装置の基本構成を示すブロック図である。図２は、装置制御部の内部構成を示すブロック図である。図３は、インターフェースボードと、中継処理ボードを中心とした構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施例に係るネットワーク中継装置１０００は、主として、制御ボード１０と、中継処理ボード１００と、インターフェースボード３００とを備える。制御ボード１０には、装置制御部１１が搭載されている。制御ボード１０と、中継処理ボード１００と、インターフェースボード３００とは、制御バス４００によって通信可能に接続されている。制御バス４００を介して、制御ボード１０の装置制御部１１は、インターフェースボード３００および中継処理ボード１００の各構成要素に制御信号を送信したり、各構成要素から各種情報を取得することができる。図１において、制御ボード１０は、冗長化により信頼性を向上するため２つ備えられ、１つは、通常時に用いられる運用系の制御ボードであり、もう一つは、運用系の制御ボード１０に障害が発生した場合に用いられる待機系の制御ボードである。
【００１７】
装置制御部１１は、ネットワーク中継装置１０００全体を管理する制御部であり、図２に示すように、中央演算装置（ＣＰＵ）１２およびメモリ１３を備えている。メモリ１３には、制御プログラム１４および設定ファイル１７が格納されている。ＣＰＵ１２は、制御プログラム１４を実行することにより、装置制御部としての機能を実現する。制御プログラム１４は、ＲＩＰ（Routing Information Protocol）や、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）などのルーティングプロトコルの処理を行うモジュールなど、各種モジュールを含んでいるが、図２においては、本実施例の説明に必要な構成を選択的に図示し、本明細書においては、図示された構成について説明する。制御プログラム１４は、流量管理モジュール１５と、周波数変更モジュール１６と、通信速度管理モジュール１８とを備えている。流量管理モジュール１５は、中継処理ボード１００と通信することにより、中継処理ボード１００により処理されたパケットの流量を取得する。周波数変更モジュール１６は、中継処理ボード１００およびインターフェースボード３００に搭載された回路や、各種バス（後述）の動作周波数（クロック信号の周波数）の設定・変更を制御する。例えば、後述する起動処理において、動作モードに応じた動作周波数を設定する。通信速度管理モジュール１８は、各物理インターフェース部３２０に接続された各回線６００の通信速度を管理する。これらのモジュールが行う処理については、さらに、後述する。
【００１８】
本実施例では、ネットワーク中継装置１０００は、２つの中継処理ボード１００を備えている。２つの中継処理ボード１００は、それぞれ、同一の構成を有しているので、図１においては、同一の構成要素については同一の符号を付している。中継処理ボード１００は、パケット処理回路１２０と、転送先決定回路１３０とを備えている。パケット処理回路１２０と、転送先決定回路１３０との間は、内部バス１４０によって通信可能に接続されている。パケット処理回路１２０および転送先決定回路１３０は、後述するこれらの回路の機能を実現するために設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）である。
【００１９】
本実施例では、ネットワーク中継装置１０００は、３つのインターフェースボード３００を備えている。３つのインターフェースボード３００は、それぞれ、同一の構成を有しているので、図１においては、１つのインターフェースボード３００について、その内部構成を図示し、残りのインターフェースボード３００については、内部構成の図示を省略している。各インターフェースボード３００は、送受信処理回路３１０と、複数の物理インターフェース部３２０とを備えている。送受信処理回路３１０は、パケット処理回路１２０および転送先決定回路１３０と同様に、専用に設計されたＡＳＩＣである。物理インターフェース部３２０は、回線６００を介してネットワークに接続され、回線６００上を流れるパケットに対して光／電気変換、電気レベル変換などの物理インターフェース変換を行い、インターフェースボード内で処理できる情報に変換する。回線６００には、同軸ケーブルや、光ファイバなどが用いられる。
【００２０】
ここで、上述した中継処理ボード１００のパケット処理回路１２０と、インターフェースボード３００の送受信処理回路３１０とは、外部バス５００によって通信可能に接続されている。各パケット処理回路１２０は、３つのインターフェースボード３００全ての送受信処理回路３１０と通信可能とされている。
【００２１】
図３を参照して、中継処理ボード１００およびインターフェースボード３００を中心にネットワーク中継装置１０００の構成について、さらに、詳しく説明する。中継処理ボード１００は、上述したパケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０に加えて、オンボード電源（OBP）１６０と、クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ５を備えている。また、インターフェースボード３００は、上述した送受信処理回路３１０、物理インターフェース部３２０に加えて、オンボード電源（OBP）３６０と、クロック生成部ＣＬ６、ＣＬ７を備えている。
【００２２】
オンボード電源１６０は、中継処理ボード１００に備えられた各構成要素に対して、オンボード電源３６０は、インターフェースボード３００に備えられた各構成要素に対して、それぞれ、電力を供給する装置であり、主電源部７００と接続されている。
【００２３】
各クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７は、図３においてクロック生成部ＣＬ１について代表して図示するように、高周波数発振器２２と、低周波数発振器２３と、セレクタ２１とを備えている。高周波数発振器２２および低周波数発振器２３は、例えば、水晶振動子などを用いて、所定の周波数のクロック信号を生成する。高周波数発振器２２により生成されるクロック信号の周波数は、低周波数発振器２３により生成されるクロック信号の周波数より高い。以下、高周波数発振器２２により生成されるクロック信号を高クロック信号ＨＨ、低周波数発振器２３により生成されるクロック信号を低クロック信号ＨＬと呼ぶ。例えば、高クロック信号ＨＨの周波数は、低クロック信号ＨＬの周波数の１．５倍から３倍程度に設定される。セレクタ２１は、装置制御部１１の制御に従い、高周波数発振器２２および低周波数発振器２３のいずれかにクロック信号を生成させ、そのクロック信号を出力する。以上の説明から解るように、各クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７は、装置制御部１１の制御に従って、高クロック信号ＨＨまたは低クロック信号ＨＬのうちのいずれかのクロック信号を選択的に出力することができる。
【００２４】
クロック生成部ＣＬ１は、上述した中継処理ボード１００の転送先決定回路１３０にクロック信号を供給し、転送先決定回路１３０は、供給されたクロック信号に同期して動作する。クロック生成部ＣＬ２と、クロック生成部ＣＬ３は、上述した転送先決定回路１３０とパケット処理回路１２０とを接続する内部バス１４０にクロック信号を供給し、内部バス１４０は、供給されたクロック信号に同期して動作する。クロック生成部ＣＬ４は、上述した中継処理ボード１００のパケット処理回路１２０にクロック信号を供給し、パケット処理回路１２０は、供給されたクロック信号に同期して動作する。クロック生成部ＣＬ５と、クロック生成部ＣＬ６は、上述した中継処理ボード１００のパケット処理回路１２０とインターフェースボード３００の送受信処理回路３１０とを接続する外部バス５００にクロック信号を供給し、外部バス５００は、供給されたクロック信号に同期して動作する。クロック生成部ＣＬ７は、インターフェースボード３００の送受信処理回路３１０にクロック信号を供給し、送受信処理回路３１０は、供給されたクロック信号に同期して動作する。
【００２５】
送受信処理回路３１０、パケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０の構成について、さらに説明する。図３に示すように、送受信処理回路３１０は、送受信エンジン３１１と、メモリ３１２とを備えている。パケット処理回路１２０は、転送エンジン１２１と、メモリ１２２とを備えている。転送先決定回路１３０は、転送先検索エンジン１３１と、メモリ１３２と、高速検索メモリ１３３とを備えている。高速検索メモリ１３３には、例えば、ＣＡＭ（Content Addressable Memory）を適用することができる。メモリ１３２には、フォワーディングテーブル１３４が格納されている。高速検索メモリ１３３には、ＩＰアドレステーブル１３５が格納されている。高速検索メモリ１３３は、検索機能を備えたメモリであり、ＩＰアドレステーブル１３５に登録されたＩＰアドレスを高速に検索することができる。なお、フォワーディングテーブル１３４や、ＩＰアドレステーブル１３５は、装置制御部１１によって、配布される。
【００２６】
次に、以上説明したネットワーク中継装置１０００によるパケット中継処理について簡単に説明する。回線６００を介して、送信されてきたデータの電気信号は、物理インターフェース部３２０によって、ビットデータに変換される（ＯＳＩ（Open System Interconnection）参照モデルにおける物理層に相当する処理である）。送受信処理回路３１０の送受信エンジン３１１は、ビットデータを解釈して、ＯＳＩ参照モデルにおけるデータリンク層において用いられるデータの固まり（以下、フレームと呼ぶ。イーサネット（登録商標）・フレームなどがある。）単位で認識する。送受信処理回路３１０の送受信エンジン３１１は、さらに、認識されたフレームから、ネットワーク層において用いられるデータの固まり（以下、パケットと呼ぶ。ＩＰパケットなどがある。）を抽出し、抽出されたパケットを外部バス５００を介してパケット処理回路１２０に送信する。あるいは、送受信エンジン３１１は、パケットを抽出せずにフレームを送信し、パケット処理回路１２０においてフレームからパケットを抽出する構成としても良い。メモリ３１２は、送受信エンジン３１１がこれらの処理を行う際に、フレームなどのデータを一時的に格納するためのバッファ領域として用いられる。送受信処理回路３１０の送受信エンジン３１１が、複数あるパケット処理回路１２０のうち、どのパケット処理回路１２０にパケットを送信するかは、予め装置制御部１１により送受信処理回路３１０に設定されていたり、あるいは、フレームのヘッダ情報に基づいて決定される。
【００２７】
パケット処理回路１２０の転送エンジン１２１は、送受信エンジン３１１から送信されてきたパケットを、メモリ１２２に一時的に格納する。転送エンジン１２１は、送られてきたパケットに関連付けられている宛先情報を抽出する。宛先情報は、例えば、ＩＰアドレスを含むヘッダ情報である。転送エンジン１２１は、抽出された宛先情報を、内部バス１４０を介して、同じ中継処理ボード１００内の転送先決定回路１３０に送信する。
【００２８】
転送先決定回路１３０は、送信されてきた宛先情報としてのＩＰアドレスを検索キーとして、高速検索メモリ１３３に格納されたＩＰアドレステーブル１３５を検索する。ＩＰアドレステーブル１３５には、登録されたＩＰアドレスごとに、ポインタが関連付けられているので、転送先決定回路１３０は、検索によって、検索キーとしてのＩＰアドレスに対応するポインタを取得することができる。転送先決定回路１３０は、メモリ１３２に格納されたフォワーディングテーブル１３４を参照して、ポインタに対応付けられたパケット処理情報を取得する。パケット処理情報には、パケットの転送先を特定する情報、すなわち、パケットを送出すべき回線を特定する情報が記述されている。回線を特定する情報は、例えば、対象の回線に接続されている物理インターフェース部３２０の番号と送受信処理回路３１０の番号である。
【００２９】
転送先決定回路１３０は、取得されたパケット処理情報を内部バス１４０を介して、パケット処理回路１２０に送信する。パケット処理回路１２０の転送エンジン１２１は、パケット処理情報を取得すると、パケット処理情報に基づいて、ネットワーク中継装置１０００に備えられた複数の送受信処理回路３１０の中からパケットを転送すべき送受信処理回路３１０を特定する。転送エンジン１２１は、特定された送受信処理回路３１０に対して、外部バス５００を介して、対応するパケット処理情報と共にパケットを転送する。送受信処理回路３１０は、パケットとパケット処理情報とを受信すると、パケット処理情報に基づいて特定される物理インターフェース部３２０からパケットを送出する。以上説明した一連のパケット中継処理が、回線６００を介して、ネットワーク中継装置１０００に送信されてきた各パケットに対して実行される。
【００３０】
次に、図４および図５を参照して、ネットワーク中継装置１０００の起動処理について説明する。図４は、設定ファイルの内容の一部を示す説明図である。図５は、起動処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。起動処理は、電源ＯＮ時や、障害時に再起動されるときに、実行される。起動処理が開始されると、まず、制御ボード１０が起動される（ステップＳ１１０）。
【００３１】
制御ボード１０が起動されると、制御ボード１０の装置制御部１１は、メモリ１３に格納された設定ファイル１７を読み込む（ステップＳ１２０）。設定ファイル１７は、ユーザがネットワーク中継装置１０００の設定を行うために、各種設定情報を記録するファイルである。設定ファイル１７は、図４に示す以外にも、回線の種別やリンクアグリゲーション機能の定義などの回線情報や、ルーティングプロトコルに関する定義などのルーティングプロトコル情報など、各種情報を含んでいる。図４には、本実施例の説明に必要な部分を選択的に図示している。設定ファイル１７は、図４に示すように、ネットワーク中継装置１０００の運転モードを指定する運転モード指定情報を含んでいる。本実施例に係るネットワーク中継装置１０００は、以下の５つの運転モードにて運転可能である。
１．通常電力固定運転モード
２．低電力固定運転モード
３．流量切換運転モード
４．定期切換運転モード
５．通信速度切換運転モード
【００３２】
さらに、設定ファイル１７は、流量切換運転モードでの運転に関する設定値として、流量範囲の指定と、流量範囲に対応する動作モードの指定を含むことができる。設定ファイル１７は、定期切換運転モードでの運転に関する設定値として、時間帯の指定と、時間帯に対応する動作モードの指定を含むことができる。さらに、設定ファイル１７は、通信速度切換運転モードでの運転に関する設定値として、通信速度範囲の指定と、通信速度範囲に対応する動作モードの指定を含むことができる。これらの運転モードについては、後述する。
【００３３】
設定ファイル１７は、さらに、不使用登録情報を含むことができる。不使用登録情報は、不使用インターフェースおよび情報と、不使用ポート情報を含むことができる。不使用登録情報は、不使用インターフェースボードと、不使用物理インターフェース部を予め登録しておくための情報である。不使用登録情報は、例えば、複数のインターフェースボード３００のうち、使用されないインターフェースボード（不使用インターフェースボード）がある場合に、その不使用インターフェースボードを特定するための情報であり、例えば、インターフェースボード３００の識別番号（図４に示す例では、＃３）が用いられる。また、不使用登録情報は、例えば、複数のインターフェースボード３００がそれぞれ有する複数の物理インターフェース部３２０のうち、使用されないもの（不使用物理インターフェース部）がある場合に、その不使用物理インターフェース部を特定するための情報であり、例えば、不使用物理インターフェース部の属するインターフェースボード３００の識別番号と、不使用物理インターフェース部の識別番号の組み合わせ（図４に示す例では、＃４−２および＃２−３）が用いられる。
【００３４】
設定ファイル１７が読み込まれると、装置制御部１１は、設定ファイル１７に記録された情報に基づいて、ネットワーク中継装置１０００の各構成要素の起動・設定を実行する（ステップＳ１３０）。ここで、起動・設定を実行される各構成要素は、装置制御部１１以外の全ての構成要素、例えば、中継処理ボード１００のパケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０およびインターフェースボード３００の送受信処理回路３１０および外部バス５００が含まれる。
【００３５】
具体的に説明すると、装置制御部１１は、中継処理ボード１００のオンボード電源１６０を制御して、パケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０に対して、電力を供給する。同様にして、装置制御部１１は、インターフェースボード３００のオンボード電源３６０を制御して、送受信処理回路３１０および物理インターフェース部３２０に対して、電力を供給する。同様にして、外部バス５００にもオンボード電源３６０を介して、電力が供給される。ただし、装置制御部１１は、設定ファイル１７に不使用登録情報として、不使用インターフェースボードが登録されている場合には、登録されているインターフェースボード３００のオンボード電源３６０からの出力をオフにする。その結果、当該インターフェースボード３００に含まれる各要素（送受信処理回路３１０、物理インターフェース部３２０、クロック生成部ＣＬ６、ＣＬ７を含む）は、電力の供給が停止されたた状態になる。同様に、装置制御部１１は、設定ファイル１７に不使用登録情報として、不使用物理インターフェース部が登録されている場合には、登録されている物理インターフェース部３２０に、オンボード電源３６０から電力を供給しない、もしくは既知の技術を用いて消費電力を抑制した状態に設定する。
【００３６】
さらに、設定ファイル１７において、通常電力固定運転モードが設定されている場合は、装置制御部１１は、各クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７を制御して、高クロック信号ＨＨを生成・出力させる。これにより、上述したパケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０、外部バス５００、送受信処理回路３１０は、それぞれ、高クロック信号ＨＨに同期して起動される。同様にして、設定ファイル１７において、３種類の切換運転モード（流量切換、定期切換、通信速度切換）のいずれかが設定されている場合は、初期状態として、上述したパケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０、外部バス５００、送受信処理回路３１０は、それぞれ、高クロック信号ＨＨに同期して起動される。
【００３７】
一方で、設定ファイル１７において、低電力固定運転モードが設定されている場合は、装置制御部１１は、各クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７を制御して、低クロック信号ＨＬを生成・出力させる。これにより、上述したパケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０、外部バス５００、送受信処理回路３１０は、それぞれ、低クロック信号ＨＬに同期して起動される。以下、ネットワーク中継装置１０００の動作のうち、各構成要素１２０、１３０、１４０、５００、３１０が、高クロック信号ＨＨに同期した動作モードを、高クロック動作と呼び、各構成要素１２０、１３０、１４０、５００、３１０が、低クロック信号ＨＬに同期した動作モードを、低クロック動作と呼ぶ。一般的な概念として、高速なパケット処理を可能とするには、各構成要素の動作速度を決定する主要因の一つであるクロック信号を高速にすることが一つの手段であるが、内部の半導体集積回路の動作高速化のために消費電力も上昇する。このような設計手法を用いた各構成要素を適用したネットワーク中継装置１０００では、各構成要素に供給する動作クロック信号を高速化させれば、スイッチング容量は増大するが消費電力も上昇する。逆に、クロック信号が低速であれば、消費電力を抑止できるがスイッチング容量が減少する。
【００３８】
装置制御部１１により、ネットワーク中継装置１０００の各構成要素が起動・設定されて、上述したパケット中継処理を運用できる状態になると、パケット中継処理の運用が開始され（ステップＳ１４０）、起動処理は、終了される。
【００３９】
ここで、上述したように、設定ファイル１７において、２種類の固定運転モード（通常電力、低電力）と３種類の切換運転モード（流量切換、定期切換、通信速度切換）のうち、いずれかが設定可能になっている。通常電力固定運転モードは、運用開始後、常に、高クロック動作で運転される運転モードであり、低電力固定運転モードは、運用開始後、常に、低クロック動作で運転される運転モードである。一方、切換運転モードは、運用開始後、パケット中継処理の実際の処理負荷、および、予想される処理負荷に応じて、高クロック動作と、低クロック動作とを自動的に変更する運転モードである。
【００４０】
図６〜図８を参照して、流量切換運転モードと、定期切換運転モードについて説明する。図６は、流量切換モードと、定期切換モードについて説明する説明図である。図７は、流量切換モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図８は、定期切換モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図６において、横軸は、一日の時間経過を示し、縦軸は、単位時間辺りの通信量(パケットの流量)を示している。ネットワーク中継装置に要求されるスイッチング容量は、必ずしも常に高い値が要求されるとは限らず、ネットワークの運用環境によって比較的に規則正しく変化することも多い。例えば、図６に示す例では、７時頃から急速に通信量が増加し、８時頃から１８時頃まで平均して通信量が大きくなっている。一方、１８時頃から２０時頃にかけて急速に通信量が減少し、２０時頃から翌日の７時頃までは、平均して通信量が少なく、８時頃から１８時頃までの通信量の約１／３程度になっている。
【００４１】
このような通信量の変化が定期的に繰り返されることが解っている場合、ユーザは、例えば、流量切換運転モードを選択する。流量切換設定において、図４に示すように、パケットの単位時間当たりの流量（パケット流量：packets/sec）が０以上Ｍ未満である場合に対応する動作を低クロック動作に設定し、Ｍ以上である場合に対応する動作を高クロック動作に設定しておく。Ｍの値は、例えば、８時頃から１８時頃までの平均通信量と、２０時頃から翌日の７時頃までの平均通信量との中間値に設定される。図７を参照して、ネットワーク中継装置１０００を流量切換運転モードにて運用する場合における周波数切換処理について説明する。運用が開始されると、装置制御部１１の流量管理モジュール１５は、現在のパケット流量を検出する（ステップＳ２０２）。現在のパケット流量として用いられる値は、例えば、所定時間（例えば、５分）前から現在までの平均パケット流量が用いられる。現在のパケット流量が検出されると、装置制御部１１の周波数変更モジュール１６は、図４に示す設定ファイル１７に記述された流量切換設定を参照して、検出された現在のパケット流量に対応する動作モード（図４に示す例では、低クロック動作、または、高クロック動作）を選択する（ステップＳ２０４）。周波数変更モジュール１６は、続いて、ネットワーク中継装置１０００の現在の動作モードが、ステップＳ２０４において選択された動作モードと同じか否かを判断する（ステップＳ２０６）。周波数変更モジュール１６は、現在の動作モードが、ステップＳ２０４において選択された動作モードと同じであると判断すると（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２に処理をリターンして、上述の処理を繰り返す。
【００４２】
一方、周波数変更モジュール１６は、現在の動作モードが、ステップＳ２０４において選択された動作モードと同じでないと判断すると（ステップＳ２０６：ＮＯ）、ネットワーク中継装置１０００の動作モードを、ステップＳ２０４において選択された動作モードに変更する（ステップＳ２０８）。具体例として、図４に示す流量切換設定がなされており、ステップＳ２０２において現在のパケット流量がＭ未満であり、ステップＳ２０４において低クロック動作が、対応する動作モードとして選択された場合を説明する。係る場合において、ネットワーク中継装置１０００が既に低クロック動作で運転されている場合には、ステップＳ２０２にリターンされ、ネットワーク中継装置１０００が高クロック動作で運転されている場合には、高クロック動作から低クロック動作に動作モードが変更される。高クロック動作から低クロック動作への動作モードの変更は、上述したクロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７からクロック信号が供給される各構成要素１２０、１３０、１４０、５００、３１０を再起動し、これらのクロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７から生成されるクロック信号を高クロック信号ＨＨから低クロック信号ＨＬに変更することにより行われる。
【００４３】
以上のような周波数切換処理を実行すると、図６に示すように、通信量が大きく、大きなスイッチング容量が要求される時間帯（図６の例では、８時頃から１８時頃）においては、ネットワーク中継装置１０００は高クロック動作で運用される。一方で、通信量が小さく、あまりスイッチング容量が要求されない時間帯（図６の例では、２０時頃から翌７時頃）においては、ネットワーク中継装置１０００は、低クロック動作で運用される。
【００４４】
また、図６に示すような通信環境である場合、ユーザは、定期切換運転モードを選択することもできる。図８を参照して、ネットワーク中継装置１０００を定期切換運転モードにて運用する場合における周波数切換処理について説明する。運用が開始されると、装置制御部１１の周波数変更モジュール１６は、現在の時刻が設定ファイル１７に記述された時刻Ｔ１になったか否かを判断する（ステップＳ３０２）。周波数変更モジュール１６は、現在の時刻が、Ｔ１であると判断すると（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、設定ファイル１７を参照して、ネットワーク中継装置１０００の動作を、時刻Ｔ１〜Ｔ２の時間範囲に指定された動作モードに変更し（ステップＳ３０４）、ステップＳ３０２にリターンする。図４に示す例では、時刻Ｔ１〜Ｔ２の時間範囲に指定された動作モードは、低クロック動作であるので、ステップＳ３０４において、ネットワーク中継装置１０００の動作は、高クロック動作から低クロック動作に変更される。
【００４５】
周波数変更モジュール１６は、現在の時刻が、Ｔ１でないと判断すると（ステップＳ３０２：ＮＯ）、現在の時刻が設定ファイル１７に記述された時刻Ｔ２になったか否か判断する（ステップＳ３０６）。周波数変更モジュール１６は、現在の時刻が、Ｔ２であると判断すると（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）、設定ファイル１７を参照して、ネットワーク中継装置１０００の動作を、時刻Ｔ２〜Ｔ１の時間範囲に指定された動作モードに変更し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０２にリターンする。図４に示す例では、時刻Ｔ２〜Ｔ１の時間範囲に指定された動作モードは、高クロック動作であるので、ステップＳ３０８において、ネットワーク中継装置１０００の動作は、低クロック動作から高クロック動作に変更される。周波数変更モジュール１６は、現在の時刻が、Ｔ２でないと判断すると（ステップＳ３０６：ＮＯ）、ステップＳ３０２にリターンする。
【００４６】
以上のような周波数切換処理を実行すると、図６に示すように、ネットワーク中継装置１０００は、流量切換運転モードが選択された場合と同様に、大きなスイッチング容量が要求される時間帯では、高クロック動作で、あまりスイッチング容量が要求されない時間帯では、低クロック動作で運用される。
【００４７】
続いて、図９〜図１０を参照して、通信速度切換運転モードについて説明する。図９は、対向装置との間で、回線の通信速度／通信モードを自動的に調整するオートネゴシエーション機能を説明する図である。図１０は、通信速度切換運転モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。オートネゴシエーション機能は、対向装置との間で、回線の通信速度／通信モードを自動的に調整する機能である。IEEE(米国電気電子学会)により策定されている通信方式の中に、オートネゴシエーション機能を有するインターフェースがある。オートネゴシエーション機能を有する代表的な通信方式には、10BASE-T/100BASE-TX(IEEE802.3uにて規定)、1000BASE-T(IEEE802.3abにて規定)、1000BASE-X(IEEE802.3zにて規定)が知られている。ネットワーク中継装置１０００の物理インターフェース部３２０がこれらの通信方式をサポートしている場合、図９に示すように、回線６００により対向装置２０００の物理インターフェース部２０２０と相互に接続すると、物理インターフェース部３２０は、回線６００を介して接続する対向装置２０００の物理インターフェース部２０２０との間で、互いの伝送能力を確認し、通信速度／通信モードを自動的に調整することができる。具体的には、両装置間で伝送の能力の情報を伝えるための制御信号ＳＧをやり取りすることにより、互いの伝送能力を確認する。そして、両装置で共通してサポートできるもののうち最も優先度の高い通信速度／通信モードを自動的に設定する。また、通信速度／通信モードは手動設定することも可能である。このような物理インターフェース部３２０がオートネゴシエーション機能を備えている場合、ネットワーク中継装置１０００に流入するパケット量は、各物理インターフェース部３２０において調整された通信速度によって決まる。例えば、１０本の回線６００が接続されたネットワーク中継装置１０００において、全ての回線６００の通信速度が１０Mbpsで調整された場合、ネットワーク中継装置１０００は、１０Mbps×１０本＝１００Mbpsのスイッチング容量があれば全てのパケットを処理することが可能となる。また、全ての回線６００の通信速度が１０００Mbpsで調整された場合、ネットワーク中継装置１０００は、１０００Mbps×１０本＝１０Gbpsのスイッチング容量が必要となる。
【００４８】
このように、物理インターフェース部３２０による通信速度の調整結果によって、ネットワーク中継装置１０００に要求されるスイッチング容量は、必ずしも高い値になるとは限らない。ユーザは、通信速度切換運転モードを選択する場合、設定ファイル１７において、通信速度範囲とこれに対応する動作モードを、動作モードが提供可能なスイッチング容量を考慮して設定しておく。図４に示す例では、全ての回線６００の通信速度の合計値（以下、合計通信速度と呼ぶ）が０以上Ｎ未満である場合に対応する動作モードを、低クロック動作に設定し、合計通信速度がＮ以上である場合に対応する動作モードを、高クロック動作に設定している。
【００４９】
図１０を参照して、ネットワーク中継装置１０００を通信速度切換運転モードにて運用する場合における周波数切換処理について説明する。運用が開始されると、装置制御部１１の通信速度管理モジュール１８は、現在の各回線６００の通信速度を取得し、合計の通信速度の変更が発生したか否かを判断する（ステップ４０２）。例えば、回線６００が新規に接続された場合に、通信速度の変更が発生する。通信速度管理モジュール１８は、通信速度の変更が発生していないと判断すると（ステップＳ４０２：ＮＯ）、通信速度の変更の発生の監視を続ける。通信速度管理モジュール１８は、通信速度の変更が発生したと判断すると（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、全ての回線６００の通信速度の合計値（合計通信速度）を計算・検出する（ステップＳ４０４）。装置制御部１１の周波数変更モジュール１６は、設定ファイル１７を参照して、検出された合計通信速度に対応する動作モードを選択する（ステップ４０６）。周波数変更モジュール１６は、ネットワーク中継装置１０００の現在の動作モードが、ステップＳ４０６において選択された動作モードと同じか否かを判断する（ステップＳ４０８）。
【００５０】
周波数変更モジュール１６は、現在の動作モードが、ステップＳ４０６において選択された動作モードと同じであると判断すると（ステップＳ４０８：ＹＥＳ）、ステップＳ４０２にリターンして、上述の処理を繰り返す。一方、周波数変更モジュール１６は、現在の動作モードが、ステップＳ４０６において選択された動作モードと同じでないと判断すると（ステップＳ４０８：ＮＯ）、ネットワーク中継装置１０００の動作モードを、ステップＳ４０６において選択された動作モードに変更する（ステップＳ４１０）。具体例として、図４に示す通信速度切換設定がなされており、ステップＳ４０４において現在の合計通信速度がＮ未満であり、ステップＳ４０６において低クロック動作が、対応する動作モードとして選択された場合を説明する。係る場合において、ネットワーク中継装置１０００が既に低クロック動作で運転されている場合には、ステップＳ４０２にリターンされ、ネットワーク中継装置１０００が高クロック動作で運転されている場合には、高クロック動作から低クロック動作に動作モードが変更される。動作モードの変更は、上述した流量切換運転モードにおける動作モードの変更と同様に行われる。
【００５１】
以上のような周波数切換処理を実行すると、通信速度の合計が大きく、大量のパケット流入が予想される状態においては、ネットワーク中継装置は高クロック動作で運用される。一方で、通信速度の合計が小さく、あまりスイッチング容量が要求されない状態においては、ネットワーク中継装置は低クロック動作で運用される。
【００５２】
以上の説明から解るように、本実施例では、周波数変更モジュール１６が、生成されるクロック信号の周波数を変更することにより、ネットワーク中継装置１０００の動作モードを変更している。すなわち、本実施例における周波数変更モジュール１６が、請求項における動作モード変更部に相当する。
【００５３】
以上説明した本実施例のネットワーク中継装置１０００によれば、ユーザの設定により、各構成要素に供給されるクロック信号の周波数を変更する。これにより、周波数を高速化すれば、半導体集積回路（例えば、パケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０）の処理速度を向上してネットワーク中継装置１０００の性能を向上させることができ、また周波数を低速化すれば、半導体集積回路の処理速度を落としてネットワーク中継装置１０００の消費電力を低減することができる。この結果、ネットワーク中継装置１０００において、必要な時に必要な性能を維持しつつ、消費電力量を抑制することができる。
【００５４】
さらに、定期切換運転モード、流量切換運転モードおよび通信速度切換運転モードのように、処理負荷に応じて自動的に高クロック動作と、低クロック動作とを切り換えるので、スイッチング容量が必要なときには、大きいスイッチング容量を確保すると共に、スイッチング容量が必要ないときには、消費電力を低減させることができる。この結果、スイッチング性能を犠牲にすることなく、全体の消費電力量を抑制することができる。
【００５５】
さらに、ユーザは、使用されないインターフェースボード３００を予め設定ファイル１７に登録しておくことができる。装置制御部１１は、登録されている不使用のインターフェースボード３００については、起動時に、設定ファイル１７を参照して、選択的に電力の供給を停止する。この結果、さらに消費電力量を抑制することができる。
【００５６】
さらに、ユーザは、使用されない物理インターフェース部３２０を予め設定ファイル１７に登録しておくことができる。装置制御部１１は、設定ファイル１７に不使用の物理インターフェース部３２０が登録されている場合には、登録されている物理インターフェース部３２０に、オンボード電源３６０から電力を供給しない、もしくは既知の技術を用いて消費電力を抑止した状態に設定する。この結果、さらに、消費電力量を抑制することができる。
【００５７】
Ｂ．変形例：
上記実施例におけるネットワーク中継装置１０００のハードウェア構成は、一例であり、これに限られるわけではない。以下に、他のハードウェア構成の例を、第１変形例および第２変形例として示す。
・第１変形例：
図１１は、第１変形例に係るネットワーク中継装置１０００ａの基本構成を示すブロック図である。上記実施例に係るネットワーク中継装置１０００においては、制御ボード１０と、中継処理ボード１００とが分離していたが、第１変形例に係るネットワーク中継装置１０００ａにおいては、制御ボード１０が無く、装置制御部１１は中継処理ボード１００に搭載されている。それ以外の構成および各部の機能は、実施例と同一であるので、図１１において、図１と同一の符号を付し、その説明を省略する。変形例に係るネットワーク中継装置１０００ａにおいても、実施例と同様の作用・効果を得ることができる。また、図示は、省略するが、１つのボードに、図１１における中継処理ボード１００の構成要素と、インターフェースボード３００の構成要素を搭載することもできる。
【００５８】
・第２変形例：
図１２は、第２変形例に係るネットワーク中継装置１０００ｂの基本構成を示すブロック図である。上記実施例に係るネットワーク中継装置１０００においては、中継処理ボード１００が２つであったが、第２変形例に係るネットワーク中継装置１０００ｂにおいては、中継処理ボード１００が３つ備えられている。３つの中継処理ボード１００のうちの２つは、通常時にパケット中継処理を行う運用系のボードであり、残りの１つは、運用系の中継処理ボード１００に異常が発生した場合に、異常が発生した中継処理ボード１００の代わりに中継パケット処理を行う待機系のボードである。すなわち、中継処理ボード１００の１つは、冗長な中継処理ボード１００である。
【００５９】
ここで、通常の運転時、すなわち、待機系の中継処理ボード１００がパケット中継処理に用いられない期間には、装置制御部１１は、待機系の中継処理ボード１００の各構成要素（パケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０など）に対するクロック信号の供給を停止する。こうすることによって、ネットワーク中継装置１０００全体の消費電力が抑制される。なお、運用系の中継処理ボード１００の１つに異常が発生した場合には、待機系の中継処理ボード１００の各構成要素に対するクロックの供給を再開して起動し、異常が発生していない運用系の中継処理ボード１００の設定（フォワーディングテーブル１３４や、ＩＰアドレステーブル１３５の内容など）を、制御バス４００を介して、待機系の中継処理ボード１００にコピーする。これにより、異常発生時には、速やかに、待機系の中継処理ボード１００を、運用系に交替させることができる。なお、この系交替を問題なく行うために、通常の運転時に、待機系の中継処理ボード１００において、制御ボード１０が待機系の中継処理ボード１００と通信するための制御バス４００の制御回路だけは、クロック信号を供給され動作できる状態にされていることが好ましい。そして、制御バス４００を介した通信については、通常の運転時において、正常であることを確認する処理を、定期的に行っておくことが好ましい。
【００６０】
上記実施例におけるネットワーク中継装置１０００は、中継処理ボード１００を２つ搭載しているが、第２変形例におけるネットワーク中継装置１０００ｂは、図１２に示すように、３つの中継処理ボード１００を搭載している。３つの中継処理ボード１００のうちの２つが運用系として並行してパケット中継処理を行うことにより、スイッチング容量を増大させることができる。３つの中継処理ボード１００のうちの１つは、運用系の２つの中継処理ボード１００のいずれかに障害が発生した場合に、障害が発生した中継処理ボード１００に代替して用いられる待機系の中継処理ボード１００である。
【００６１】
第２変形例におけるネットワーク中継装置１０００ｂにおいて、スイッチング容量があまり必要でない場合（例えば、図６における２０時頃から翌日７時頃まで）には、装置制御部１１は、運用系の中継処理ボード１００を１つにして、残りの２つを待機系の中継処理ボード１００とする。かかる場合において、待機系の中継処理ボードの各構成要素に対するクロック信号の供給を停止しても良い。こうすれば、１つの運用系の中継処理ボード１００が、単独で、パケット中継処理を行うため、ネットワーク中継装置１０００ｂ全体のスイッチング容量は小さくなるが、消費電力を抑制することができる。このような運用系と待機系との切換は、ネットワーク中継装置１０００ｂ全体のパケット流量の監視に基づいて、動的に実行されても良い。例えば、パケット流量が所定の閾値以上である場合には、２つの中継処理ボード１００を運用系として動作させ、パケット流量が所定の閾値未満である場合には、１つの中継処理ボード１００を運用系として動作させる。こうすれば、スイッチング容量が必要なときには、大きいスイッチング容量を確保すると共に、スイッチング容量が必要ないときには、消費電力を低減させることができる。
【００６２】
上記実施例における中継処理ボード１００は、パケット処理回路１２０と転送先決定回路１３０と内部バス１４０のセット（以下、中継処理セットと呼ぶ）を１つ搭載しているが、第２変形例における中継処理ボード１００は、図１２に示すように、２つの中継処理セットを搭載している。２つの中継処理セットが並行してパケット中継処理を行うことにより、スイッチング容量を増大させることができる。
【００６３】
第２変形例に係るネットワーク中継装置１０００において、スイッチング容量があまり必要でない場合（例えば、図６における２０時頃から翌日７時頃まで）には、装置制御部１１は、１つの中継処理セットに対するクロック信号の供給を停止しても良い。こうすれば、残りの１つの中継処理セットが、単独で、パケット中継処理を行うため、装置全体のスイッチング容量は小さくなるが、消費電力を抑制することができる。このようなクロック信号の停止・供給の切換は、ネットワーク中継装置１０００全体のパケット流量の監視に基づいて、動的に実行されても良い。例えば、パケット流量が閾値以上である場合には、２つの中継処理セットにそれぞれクロック信号を供給して動作させ、パケット流量が閾値以下である場合には、１つの中継セットに対するクロック信号の共有を停止する。こうすれば、スイッチング容量が必要なときには、大きいスイッチング容量を確保すると共に、スイッチング容量が必要ないときには、消費電力を低減させることができる。
【００６４】
・第３変形例：
上記実施例では、クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７に、２つの周波数発振器２２、２３を備えることにより、２種類の周波数のクロック信号を生成しているが、クロック信号の生成方法は、これに限られない。例えば、クロック生成部は、１つの周波数発振器と、クロック信号を所定の逓倍率で逓倍する逓倍回路を備えても良い。逓倍回路は、装置制御部１１の制御に応じて、逓倍率を変更することにより、２種類の周波数のクロック信号を生成することができる。なお、逓倍回路は、クロック信号の供給対象である要素（例えば、パケット処理回路１２０）の内部に備えられても良い。なお、装置制御部１１による逓倍回路の制御は、信号線を介して、ハイまたはローの制御信号を逓倍回路に対して送信することによって行われても良いし、逓倍回路に対するコントロールレジスタにフラグを書き込むことによって行われても良い。
【００６５】
・第４変形例：
上記実施例では、ネットワーク中継装置１０００の動作モードを、高クロック動作と低クロック動作の２段階に制御しているが、さらに、多段階の動作モードに制御しても良い。具体的には、クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７の全部または一部を、３種類以上の異なる周波数が生成できるように構成し、処理負荷あるいはユーザの設定に応じて、ネットワーク中継装置１０００を動作させるクロック信号の周波数を多段階に変更しても良い。あるいは、クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７を同時に変更せず、一部ずつ段階的に変更することによって、多段階の動作モードに制御しても良い。具体的には、クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７の全てに高クロック信号ＨＨを生成させて動作させる状態を第１の動作モードとする。パケット処理回路１２０と転送先決定回路１３０と内部バス１４０にクロック信号を供給するクロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ４に低クロック信号ＨＬを生成させ、外部バス５００および送受信処理回路３１０にクロック信号を供給するクロック生成部ＣＬ５〜ＣＬ７に高クロック信号ＨＨを生成させて動作させる状態を第２の動作モードとする。クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７の全てに低クロック信号ＨＬを生成させて動作させる状態を第３の動作モードとする。そして、処理負荷またはユーザの設定に応じて、ネットワーク中継装置１０００を、第１〜第３の動作モードのいずれかで、選択的に運用することとしても良い。このように、中継処理ボード１００の動作、インターフェースボード３００の動作、さらには、外部バス５００の動作を、それぞれに供給されるクロック信号を独立して変更することができることにより、ネットワーク中継装置１０００の処理性能と、消費電力とのバランスを柔軟に変更することができる。
【００６６】
・その他の変形例：
上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えてもよい。例えば、上記実施例において、パケット処理回路１２０や転送先決定回路１３０は、ＡＳＩＣにより構成されているが、汎用プロセッサとプログラムにより構成されていても良い。
【００６７】
以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１０…制御ボード
１１…装置制御部
１２…ＣＰＵ
１３…メモリ
１４…制御プログラム
１５…流量管理モジュール
１６…周波数変更モジュール
１７…設定ファイル
２１…セレクタ
２２…高周波数発振器
２３…低周波数発振器
１００…中継処理ボード
１２０…パケット処理回路
１２１…転送エンジン
１２２…メモリ
１３０…転送先決定回路
１３１…転送先検索エンジン
１３２…メモリ
１３３…高速検索メモリ
１３４…フォワーディングテーブル
１３５…ＩＰアドレステーブル
１４０…内部バス
１６０…オンボード電源
３００…インターフェースボード
３１０…送受信処理回路
３１１…送受信エンジン
３１２…メモリ
３２０…物理インターフェース部
３６０…オンボード電源
４００…制御バス
５００…外部バス
６００…回線
７００…主電源部
１０００、１０００ａ、１０００ｂ…ネットワーク中継装置
ＣＬ１〜ＣＬ７…クロック生成部
【図１】
2011172263.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011172263.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011172263.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年6月27日(2011.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク中継装置であって、
１または複数の回線とそれぞれ接続され、宛先情報が関連付けられているパケットを受信すると共に、パケットを転送先に対して送信する１または複数のインターフェース部と、
前記パケットに関連付けられた宛先情報に基づいて、前記受信されたパケットの前記転送先を決定する、１または複数の中継処理部であって、複数の消費電力レベルの異なる動作モードに動作を切換可能である、前記１または複数の中継処理部と、
前記中継処理部の動作モードを、前記インターフェース部の動作モードに依存せず変更することが可能である動作モード変更部と、
を備えるネットワーク中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記中継処理部は、
周波数の異なる複数種類の第１のクロック信号を選択的に生成する１または複数の第１のクロック生成部と、
前記生成された第１のクロック信号に同期して動作する１または複数の構成回路と、
を備え、
前記動作モード変更部は、前記１または複数の第１のクロック生成部を制御し、生成される前記第１のクロック信号の周波数を変更することにより、前記中継処理装置の動作モードを変更する、ネットワーク中継装置。
【請求項３】
請求項２に記載のネットワーク中継装置において、
前記中継処理部は、
周波数の異なる複数種類の第２のクロック信号を選択的に生成する１または複数の第２のクロック生成部と、
複数の前記構成回路と、
各構成回路間においてデータを伝送するための第１のバスであって、前記生成された第２のクロック信号に同期して動作する、前記第１のバスと、
を備え、
前記動作モード変更部は、さらに、前記第２のクロック生成部を制御し、生成される前記第２のクロック信号の周波数を変更することにより、前記中継処理装置の動作モードを変更する、ネットワーク中継装置。
【請求項４】
請求項３に記載のネットワーク中継装置において、
複数の前記構成回路は、前記１または複数のインターフェース部に対して、前記パケットを含むデータの送受信を実行するパケット処理回路と、前記パケット処理回路により受信されたパケットについて前記転送先を決定する転送先決定回路と、を含み、
前記第１のバスは、前記パケット処理回路と前記転送先決定回路との間においてデータを伝送するためのバスであり、
前記動作モード変更部は、前記パケット処理回路のために生成される前記第１のクロック信号と、前記転送先決定回路のために生成される前記第１のクロック信号と、前記パケット処理回路と前記転送先決定回路との間においてデータを伝送するためのバスのために生成される前記第２のクロック信号と、の各周波数をセットで変更する、ネットワーク中継装置。
【請求項５】
請求項１に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
周波数の異なる複数種類の第３のクロック信号を選択的に生成する１または複数の第３のクロック生成部と、
前記１または複数のインターフェース部と前記１または複数の中継処理部との間においてデータを伝送するための第２のバスであって、前記生成された第３のクロック信号に同期して動作する、前記第２のバスと、
を備え、
前記動作モード変更部は、さらに、
前記第３のクロック生成部を制御し、生成される前記第３のクロック信号の周波数を変更することにより、前記第２のバスの動作モードを変更する、ネットワーク中継装置。
【請求項６】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記ネットワーク中継装置は、前記中継処理部の一部または全部の動作モードを切り換ることにより、複数種類の運転モードに切り換え可能であり、
前記複数種類の運転モードは、前記ネットワーク中継装置の処理負荷に応じて切り換えられる、ネットワーク中継装置。
【請求項７】
請求項６に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記ネットワーク中継装置により受信または送信される前記パケットの量を検出するパケット量検出部を備え、
前記複数種類の運転モードの切り換えは、前記検出されたパケットの量に応じて実行される、ネットワーク中継装置。
【請求項８】
請求項６に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記処理負荷の高い時間帯と、前記処理負荷の低い時間帯に関する時間情報を記憶した記憶部を備え、
前記複数種類の運転モードの切り換えは、前記時間情報を参照して実行される、ネットワーク中継装置。
【請求項９】
請求項６に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記接続された前記１または複数の回線の通信速度を検出する通信速度検出部を備え、
前記複数種類の運転モードの切り替えは、前記通信速度に応じて実行される、ネットワーク中継装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記インターフェース部は、複数備えられ、
複数の前記インターフェース部のうち、動作させないインターフェース部を予め登録しておき、前記登録されたインターフェース部に供給される電力を低下または停止する、ネットワーク中継装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記１または複数のインターフェース部は、前記回線と接続するための複数の物理インターフェース部を有し、
動作させない前記回線を予め登録しておき、前記複数の物理インターフェース部のうち、前記登録された回線に対応する物理インターフェース部に供給される電力を低下または停止する、ネットワーク中継装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記中継処理部は、複数備えられ、
前記複数の中継処理部のうちの少なくとも１つは、他の中継処理部に異常が発生した場合に用いられる冗長中継処理部であり、
前記冗長中継処理部が用いられない期間において、前記冗長中継処理部に対するクロック信号の供給の少なくとも一部が停止される、ネットワーク中継装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記中継処理部は、同一の機能を有する複数の構成回路を有し、
前記ネットワーク中継装置の処理負荷に応じて、前記同一の機能を有する複数の構成回路のうち、少なくとも一部の回路に対するクロック信号の供給が停止される、ネットワーク中継装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のネットワーク中継装置において、
前記中継処理部は、複数備えられ、
前記複数の中継処理部は、並行して前記パケットに対する処理を実行可能であり、
前記ネットワーク中継装置の処理負荷に応じて、前記複数の中継処理部のうちの一部に対するクロック信号の供給の少なくとも一部が停止される、ネットワーク中継装置。
【請求項１５】
複数の回線と接続されるネットワーク中継装置であって、
前記複数の回線とそれぞれ接続され、宛先情報が関連付けられているパケットを受信すると共に、パケットを転送先に対して送信する１または複数のインターフェース部と、
前記インターフェース部から送信されてくるパケットを受信すると共に、前記受信されたパケットの転送先を決定して転送し、供給されるクロック信号に同期して動作するパケット中継手段と、
前記パケット中継手段の動作モードを、前記インターフェース部の動作モードに依存せずに停止ではない異なる動作モードに切り換え可能なクロック信号供給手段と、
を備える、ネットワーク中継装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のネットワーク中継装置において、
前記パケット中継手段は、前記パケット中継手段の機能の少なくとも一部を実現する第１の回路および第２の回路と、前記第１の回路と第２の回路との間においてデータを伝送するための伝送手段と、を含み、
前記クロック信号供給手段は、前記第１の回路に対して供給されるクロック信号の周波数と、前記第２の回路に対して供給されるクロック信号の周波数と、前記伝送手段に対して供給されるクロック信号の周波数と、をセットで切り換える、ネットワーク中継装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記パケット中継手段により受信または転送される前記パケットの量を検出するパケット量検出手段を備え、
前記クロック信号供給手段は、前記検出されたパケットの量に応じて、前記パケット中継手段に対して供給されるクロック信号のうちの少なくとも一部の信号の周波数を切り換える、ネットワーク中継装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記処理負荷の高い時間帯と、前記処理負荷の低い時間帯に関する時間情報を記憶した記憶手段を備え、
前記クロック信号供給手段は、前記時間情報を参照して、前記パケット中継手段に対して供給されるクロック信号のうちの少なくとも一部の信号の周波数を切り換える、ネットワーク中継装置。
【請求項１９】
請求項１６に記載のネットワーク中継装置は、さらに、
前記接続された回線の通信速度を検出する通信速度検出手段を備え、
前記クロック信号供給手段は、前記通信速度に応じて、前記パケット中継手段に対して供給されるクロック信号のうちの少なくとも一部の信号の周波数を切り換える、ネットワーク中継装置。