(57)【要約】【課題】  サービス処理を行うに際し、サービス需要の変化に柔軟に対応可能で、かつ小型で経済的なサービスノードを提供する。【解決手段】  インタフェースカード１２は、外部から入力したパケットに対してパケット分類処理を行い、必要なサービス処理の有無及び種類を判断し、リコンフィギャラブルサービスモジュール１３のスイッチ収容位置及び処理負荷状況に基づいて、ｓ個のリコンフィギャラブルサービスモジュール１３−１〜１３−ｓの中から転送先のリコンフィギャラブルサービスモジュールを決定する。リコンフィギャラブルサービスモジュール１３は、パケット毎に処理すべきサービス処理を判断し、コンフィギュレーションデータ２２−４−１〜２２−４−ｊの中から一つのコンフィギュレーションデータを選択し、処理回路を瞬時に変更し、サービス処理を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力したパケットを用いて所定のサービス処理を行い、当該サービス処理を行った後にパケットを外部へ出力するサービスノードにおいて、
前記サービス処理を行う回路をそれぞれ構成するための複数のハードウェア回路記述情報と、
前記入力したパケットに基づいて複数のハードウェア回路記述情報の中から一つのハードウェア回路記述情報を選択し、当該ハードウェア回路記述情報を用いて回路を構成し、当該回路によりサービス処理をそれぞれ行う複数のサービスモジュールと、
当該サービスモジュールのそれぞれの処理負荷状況に基づいて、一つのサービスモジュールを選択し、当該サービスモジュールへパケットを転送するインタフェースとを備えたことを特徴とするサービスノード。
【請求項２】
外部から入力したパケットを用いて所定のサービス処理を行い、当該サービス処理を行った後にパケットを外部へ出力するサービスノードにおいて、
前記サービス処理を行う回路をそれぞれ構成するための複数のハードウェア回路記述情報と、
前記入力したパケットに基づいて複数のハードウェア回路記述情報の中から一つのハードウェア回路記述情報を選択し、当該ハードウェア回路記述情報を用いて回路を構成し、当該回路によりサービス処理をそれぞれ行う複数のサービスモジュールと、
前記入力したパケットをサービスモジュールへ転送するスイッチと、
前記複数のサービスモジュールの処理負荷状況及びスイッチの収容位置状況を監視する制御部と、
前記外部から入力したパケットに対するパケット分類処理により必要なサービス処理の存在の有無を判断し、必要なサービス処理が存在すると判断した場合には、前記制御部が監視したサービスモジュールの処理負荷状況及びスイッチの収容位置状況に基づいて一つのサービスモジュールを選択し、当該選択したサービスモジュールへ前記スイッチを介してパケットを転送する複数のインタフェースとを備えたことを特徴とするサービスノード。
【請求項３】
所定のサービス処理を行う回路をそれぞれ構成するための複数のハードウェア回路記述情報と、前記構成された回路によりサービス処理をそれぞれ行う複数のサービスモジュールとを備え、外部から入力したパケットを用いて前記サービス処理を行い、当該サービス処理を行った後にパケットを外部へ出力するサービスノードにおけるサービス処理方法であって、
前記サービスモジュールの処理負荷状況をそれぞれ監視し、当該処理負荷状況に基づいて一つのサービスモジュールを選択し、当該サービスモジュールへパケットを転送し、転送されたパケットに基づいて複数のハードウェア回路記述情報の中から一つのハードウェア回路記述情報を選択し、当該選択したハードウェア回路記述情報を用いて回路を構成し、当該回路によりサービス処理を行うことを特徴とするサービス処理方法。
【請求項４】
所定のサービス処理を行う回路をそれぞれ構成するための複数のハードウェア回路記述情報と、前記構成された回路によりサービス処理をそれぞれ行う複数のサービスモジュールと、外部から入力したパケットをサービスモジュールへ転送するスイッチとを備え、外部から入力したパケットを用いて前記サービス処理を行い、当該サービス処理を行った後にパケットを外部へ出力するサービスノードにおけるサービス処理方法であって、
前記外部から入力したパケットに対するパケット分類処理により必要なサービス処理の存在の有無を判断し、必要なサービス処理が存在すると判断した場合には、前記サービスモジュールの処理負荷状況及びスイッチの収容位置状況をそれぞれ監視し、当該処理負荷状況及び収容位置状況に基づいて一つのサービスモジュールを選択し、当該サービスモジュールへパケットを転送し、転送したパケットに基づいて複数のハードウェア回路記述情報の中から一つのハードウェア回路記述情報を選択し、当該選択したハードウェア回路記述情報を用いて回路を構成し、当該回路によりサービス処理を行うことを特徴とするサービス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サービス機能を有するスイッチやルータ等のサービスノードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信ネットワークを介して外部からパケットを受信し、当該パケットを用いて所定のサービス処理を行い（サービス機能を実現し）、当該サービス処理を行った後にパケットを外部の通信ネットワークへ送信するノード装置が知られている。図３は、サービス機能を有する従来のノード装置であるサービスノード３の構成を示すブロック図である。本サービスノード３は、ｍ個のインタフェースカード３２−１〜３２−ｍ、ｎ個のサービスモジュール３３−１〜３３−ｎ、スイッチ３４、制御部３５、及び外部のｍ本の入出力信号線３１−１〜３１−ｍにそれぞれ接続されるｍ個の入出力ポート（図示せず）を備えている。サービスモジュール３３−１〜３３−ｎは、サービス機能を有し、サービス機能の種類に応じてそれぞれ異なるサービスモジュールとして管理される。また、そのサービス機能は２種類以上存在し、サービス機能の種類に対応するサービスモジュールは任意に割り当てられている。例えば、サービスモジュール３３−１が種類Ａのサービス機能を有し、サービスモジュール３３−２，３３−３が種類Ｂのサービス機能を有し、サービスモジュール３３−４〜３３−６が種類Ｃのサービス機能を有する。
【０００３】
次に、図３を参照して、従来のサービスノード３の動作について説明する。インタフェースカード３２（３２−１〜３２−ｍ）は、入出力信号線３１（３１−１〜３１−ｍ）及び図示しない入力ポートを介して、外部の通信ネットワークからパケットをそれぞれ入力する。インタフェースカード３２は、パケットの転送先が定義されているパケットフォワーディングテーブル等を用いて、パケットを外部へ出力するインタフェースカード３２を決定する。同時に、インタフェースカード３２は、入力したパケットに対してパケット分類処理を行い、必要なサービス処理の有無及び種類を判断する。また、インタフェースカード３２は、サービスモジュール３３−１〜３３−ｎが有するサービス機能の種類に応じたスイッチ収容位置及び処理負荷状況を、制御部３５から受信し、スイッチ収容位置及び処理負荷状況に基づいて、ｎ個のサービスモジュール３３−１〜３３−ｎの中から転送先のサービスモジュールを決定する。そして、インタフェースカード３２は、決定したサービスモジュールへスイッチ３４を介してパケットを転送する。
【０００４】
サービスモジュール３３は、パケットを受信すると、所定のサービス処理を行う。サービスモジュール３３は、サービス処理を行った後に、最終的に外部へ出力すべきインタフェースカード３２へスイッチ３４を介してパケットを転送する。
【０００５】
このように、サービスノード３は、外部からパケットを入力し、所定のサービス処理を行い、所定の出力ポートを介して外部へパケットを出力する。尚、サービスノード３のサービスモジュール３３−１〜３３−ｎが有するサービス機能の例として、所定の条件の下でパケットの通過を許可しないことにより、不正なアクセスを防止するファイアウォールの機能や、汎用の通信回線を用いてプライベートネットワークを実現するＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ／仮想専用回線）ゲートウェイの機能がある。
【０００６】
このようなサービスノード３の例として、コントロールモジュールが、Ｉ／Ｏモジュールとサービス処理を行う多種のプロセッサモジュールとの間のスイッチ接続を制御する技術が開示されている（例えば、非特許文献１を参照。）。また、基本機能部とネットワークプロセッサを用いて実現する専用（単一）機能を有する機能拡張部との間を、疎結合ネットワークにより接続する技術が開示されている（例えば、非特許文献２を参照。）。さらに、転送処理部とサービス処理部との間を、内部スイッチ部により接続する技術が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００７】
【非特許文献１】Ｄａｖｉｄ  Ｇｉｎｓｂｕｒｇ，Ｍａｒｉｅ  Ｈａｔｔａｒ，“Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ  ＩＰ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓ  ａｔ  ｔｈｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｅｄｇｅ”，Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｅｙ  ＩＳＢＮ  ０−２０１−７１０７９−Ｘ
【非特許文献２】東村他，“モジュール化ＩＰノード・アーキテクチャの検討”，信学技法，ＮＳ２００３−１５８，２００３年１１月
【特許文献１】特開２０００−２５３０５３号公報（図２、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図３に示したサービスノード３では、サービス機能の種類毎に異なるサービスモジュールが必要となることから、サービスの需要に応じてサービス機能の種類毎にサービスモジュールの数を設置する必要がある。
【０００９】
また、前述した非特許文献１及び２並びに特許文献１の技術では、サービス処理を行う機能ブロックが、マルチプロセッサ、ネットワークプロセッサまたは汎用プロセッサにより構成される。この場合、サービス処理を行うハードウェアは同一であっても、サービス処理を行うソフトウェアはサービス処理毎に異なるため、サービス処理毎にソフトウェアを用意する必要がある。従って、ソフトウェアを設備としてみると、設備がサービス処理毎に設置されているに等しいことになる。
【００１０】
このような従来の技術において、短期または長期の需要の変化に対応するために、サービスモジュールの設備としては、サービス機能の種類毎に余裕をもった数を予め確保しておく必要がある。そのため、当該余裕の数のサービスモジュールの設備がサービス機能の種類毎に必要となることから、トータルとしてサービスモジュールの設備の数が増加するという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、サービス処理を行うに際し、サービス需要の変化に柔軟に対応可能で、かつ小型で経済的なサービスノードを提供することにある。また、サービス需要の変化に柔軟に対応可能なサービス処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のサービスノードは、外部から入力したパケットを用いて所定のサービス処理を行い、当該サービス処理を行った後にパケットを外部へ出力するサービスノードにおいて、前記サービス処理を行う回路をそれぞれ構成するための複数のハードウェア回路記述情報と、前記入力したパケットに基づいて複数のハードウェア回路記述情報の中から一つのハードウェア回路記述情報を選択し、当該ハードウェア回路記述情報を用いて回路を構成し、当該回路によりサービス処理をそれぞれ行う複数のサービスモジュールと、当該サービスモジュールのそれぞれの処理負荷状況に基づいて、一つのサービスモジュールを選択し、当該サービスモジュールへパケットを転送するインタフェースとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のサービスノードは、外部から入力したパケットを用いて所定のサービス処理を行い、当該サービス処理を行った後にパケットを外部へ出力するサービスノードにおいて、前記サービス処理を行う回路をそれぞれ構成するための複数のハードウェア回路記述情報と、前記入力したパケットに基づいて複数のハードウェア回路記述情報の中から一つのハードウェア回路記述情報を選択し、当該ハードウェア回路記述情報を用いて回路を構成し、当該回路によりサービス処理をそれぞれ行う複数のサービスモジュールと、前記入力したパケットをサービスモジュールへ転送するスイッチと、前記複数のサービスモジュールの処理負荷状況及びスイッチの収容位置状況を監視する制御部と、前記外部から入力したパケットに対するパケット分類処理により必要なサービス処理の存在の有無を判断し、必要なサービス処理が存在すると判断した場合には、前記制御部が監視したサービスモジュールの処理負荷状況及びスイッチの収容位置状況に基づいて一つのサービスモジュールを選択し、当該選択したサービスモジュールへ前記スイッチを介してパケットを転送する複数のインタフェースとを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のサービ処理方法は、所定のサービス処理を行う回路をそれぞれ構成するための複数のハードウェア回路記述情報と、前記構成された回路によりサービス処理をそれぞれ行う複数のサービスモジュールとを備え、外部から入力したパケットを用いて前記サービス処理を行い、当該サービス処理を行った後にパケットを外部へ出力するサービスノードにおけるサービス処理方法であって、前記サービスモジュールの処理負荷状況をそれぞれ監視し、当該処理負荷状況に基づいて一つのサービスモジュールを選択し、当該サービスモジュールへパケットを転送し、転送されたパケットに基づいて複数のハードウェア回路記述情報の中から一つのハードウェア回路記述情報を選択し、当該選択したハードウェア回路記述情報を用いて回路を構成し、当該回路によりサービス処理を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のサービス処理方法は、所定のサービス処理を行う回路をそれぞれ構成するための複数のハードウェア回路記述情報と、前記構成された回路によりサービス処理をそれぞれ行う複数のサービスモジュールと、外部から入力したパケットをサービスモジュールへ転送するスイッチとを備え、外部から入力したパケットを用いて前記サービス処理を行い、当該サービス処理を行った後にパケットを外部へ出力するサービスノードにおけるサービス処理方法であって、前記外部から入力したパケットに対するパケット分類処理により必要なサービス処理の存在の有無を判断し、必要なサービス処理が存在すると判断した場合には、前記サービスモジュールの処理負荷状況及びスイッチの収容位置状況をそれぞれ監視し、当該処理負荷状況及び収容位置状況に基づいて一つのサービスモジュールを選択し、当該サービスモジュールへパケットを転送し、転送したパケットに基づいて複数のハードウェア回路記述情報の中から一つのハードウェア回路記述情報を選択し、当該選択したハードウェア回路記述情報を用いて回路を構成し、当該回路によりサービス処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、サービスモジュールが、入力したパケットに基づいて回路を変更し、そのパケットに応じたサービス処理を行うようにした。これにより、サービスモジュールは、複数のサービス機能を有しているとみなすことができ、その結果、サービス設備設計において、サービス需要に柔軟に対応するための余裕をサービス毎に用意する必要がなく、サービス設備トータルで余裕をとる設計が可能となる。従って、サービスモジュールの設備数の削減を図ることができる。これにより、サービス需要の変化に対する柔軟性が高くなり、かつ小型で経済的なサービスノードを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るサービスノード１の構成を示すブロック図である。本サービスノード１は、ｍ個のインタフェースカード１２−１〜１２−ｍ、ｓ個のリコンフィギャラブルサービスモジュール１３−１〜１３−ｓ、スイッチ１４、制御部１５、及び外部のｍ本の入出力信号線１１−１〜１１−ｍにそれぞれ接続されるｍ個の入出力ポート（図示せず）を備えている。リコンフィギャラブルサービスモジュール１３−１〜１３−ｓは、それぞれが複数のサービス機能を有した一つのモジュールとして管理される。また、インタフェースカード１２−１〜１２−ｍは、それぞれ、パケットを入力する入力用インタフェースとパケットを出力する出力用インタフェースを兼ねる。また、インタフェースカード１２−１〜１２−ｍは、スイッチ１４がパケットを転送できるようにするために、出力先であるリコンフィギャラブルサービスモジュール及び出力用インタフェースのインタフェースカードを特定するためのスイッチ収容位置情報を、入力したパケットに付加する。
【００１８】
スイッチ１４は、インタフェースカード１２−１〜１２−ｍとリコンフィギャラブルサービスモジュール１３−１〜１３−ｓとの間でパケット転送を行う。例えば、スイッチ１４は、インタフェースカード１２−１〜１２−ｍとリコンフィギャラブルサービスモジュール１３−１〜１３−ｓとの間におけるパケット転送を、インタフェースカード１２−１〜１２−ｍにより付加されたスイッチ収容位置情報に基づいて行い、当該スイッチ収容位置情報が示す出力先に出力可能な自己ルーチングスイッチである。制御部１５は、リコンフィギャラブルサービスモジュール１３−１〜１３−ｓの処理負荷状況、スイッチ１４に収容されているインタフェースカード１２−１〜１２−ｍとリコンフィギャラブルサービスモジュール１３−１〜１３−ｓの収容位置状況、及びインサービス（サービス中）情報やアウトサービス（故障中、待機中等の非サービス中）情報等を監視、管理すると共に、これらの情報をインタフェースカード１２−１〜１２−ｍへ通知する。ここで、リコンフィギャラブルサービスモジュール１３−１〜１３−ｓの処理負荷状況は、リコンフィギャラブルサービスモジュールで処理中のパケット数のカウント等により監視する。このように構成されたサービスノード１は、外部の通信ネットワークを介してパケットを受信し、当該パケットのサービス要求に適応するリコンフィギャラブル回路を構成し、サービス処理を行った後にパケットを外部の通信ネットワークへ送信する。
【００１９】
図２は、図１に示したサービスノード１におけるリコンフィギャラブルサービスモジュール１３（１３−１〜１３−ｓ）すなわちリコンフィギャラブルサービスモジュール２の構成を示すブロック図である。リコンフィギャラブルサービスモジュール２は、サービス要求抽出部２２−１、リコンフィギャラブル回路２２−２、セレクタ２２−３及びコンフィギュレーションデータ２２−４−１〜２２−４−ｊを有するリコンフィギャラブルデバイス２２を備えている。リコンフィギャラブルサービスモジュール２と図１に示したスイッチ１４とは、入出力信号線２１を介して接続される。
【００２０】
サービス要求抽出部２２−１は、入力したパケット毎に処理すべきサービス機能を判断し、セレクタ２２−３にコンフィギュレーションデータ２２−４（２２−４−１〜２２−４−ｊ）を選択させる。リコンフィギャラブル回路２２−２は、選択されたコンフィギュレーションデータ２２−４を用いて処理回路を瞬時に変更し、入力したパケットを用いてサービス処理を行う。セレクタ２２−３は、サービス要求抽出部２２−１からの指示によりコンフィギュレーションデータ２２−４を選択する。コンフィギュレーションデータ２２−４は、回路記述に対応した複数のデータ（図２ではｊ個のデータ）であり、それぞれがサービス機能に対応している。従って、リコンフィギャラブルデバイス２２は、マルチコンテキスト型を用いている。
【００２１】
次に、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係るサービスノード１の動作について説明する。インタフェースカード１２（１２−１〜１２−ｍ）は、入出力信号線１１（１１−１〜１１−ｍ）及び図示しない入力ポートを介して、外部の通信ネットワークからパケットをそれぞれ入力する。インタフェースカード１２は、パケットの転送先が定義されているパケットフォワーディングテーブル等を用いて、パケットを外部へ出力するインタフェースカード１２を決定する。同時に、インタフェースカード１２は、入力したパケットに対してパケット分類処理を行い、必要なサービス処理の有無及び種類を判断する。また、インタフェースカード１２は、リコンフィギャラブルサービスモジュール１３のスイッチ収容位置、及びリコンフィギャラブルサービスモジュール１３の処理負荷状況を制御部１５から受信し、スイッチ収容位置状況及び処理負荷状況に基づいて、ｓ個のリコンフィギャラブルサービスモジュール１３−１〜１３−ｓの中から転送先のリコンフィギャラブルサービスモジュールを決定する。例えば、スイッチ収容位置状況に基づいて、インサービス中でかつパケットが転送されていないリコンフィギャラブルサービスモジュールを特定し、当該リコンフィギャラブルサービスモジュールを転送先のモジュールに決定する。また、処理負荷状況に基づいて、処理負荷の小さいリコンフィギャラブルサービスモジュールを特定し、当該リコンフィギャラブルサービスモジュールを転送先のモジュールに決定する。つまり、インタフェースカード１２は、スイッチ収容位置状況及び処理負荷状況の程度等を考慮して総合的に判断することにより、転送先のリコンフィギャラブルサービスモジュールを決定する。そして、インタフェースカード１２は、決定したサービスモジュールへスイッチ１４を介してパケットを転送する。
【００２２】
リコンフィギャラブルサービスモジュール１３がパケットを入力すると、サービス要求抽出部２２−１は、パケット毎に処理すべきサービス処理を判断し、必要に応じてコンフィギュレーションデータの変更をセレクタ２２−３へ指示する。セレクタ２２−３は、サービス要求抽出部２２−１から変更の指示を受けると、コンフィギュレーションデータ２２−４−１〜２２−４−ｊの中からコンフィギュレーションデータを選択する。そして、リコンフィギャラブル回路２２−２は、セレクタ２２−３により選択されたコンフィギュレーションデータ２２−４を用いて処理回路を瞬時に変更し、入力したパケットを用いてサービス処理を行う。リコンフィギャラブルサービスモジュール１３は、サービス処理を行った後に、最終的に外部へ出力すべきインタフェースカード１２へスイッチ１４を介してパケットを転送する。これにより、サービスノード１は、入力したパケットを用いて所定のサービス処理を行い、所定の出力ポートを介して出力する。
【００２３】
以上のように、本発明の実施の形態に係るサービスノード１によれば、リコンフィギャラブルサービスモジュール１３が、入力したパケットに基づいて複数のサービス処理から特定のサービス処理を選択し、当該サービス処理を行うようにした。これにより、単一のリコンフィギャラブルサービスモジュールによって、パケットに応じて異なるサービス処理を行うことができる。この結果、サービス需要に柔軟に対応するために、リコンフィギャラブルサービスモジュール１３の設備を、サービス機能の種類毎に予め確保しておく必要がなく、トータルの設備としての余裕を確保できる設計が可能となる。従って、リコンフィギャラブルサービスモジュール１３の設備数の削減を図ることができるから、サービス需要に対する柔軟性が高くなり、サービスノード１の小型化を実現することができる。さらに、リコンフィギャラブルサービスモジュール１３の高信頼化のための冗長設計においても、サービス種類毎に冗長のリコンフィギャラブルサービスモジュール１３を準備する必要はなく、トータルの設備としてリコンフィギャラブルサービスモジュール１３を準備できるという利点もある。
【００２４】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、上記の説明は、本発明の理解を助けるものであって、本発明の特許請求の範囲を制限するものではない。従って、本発明の要旨を逸脱しない限り、種々変形が可能であり、本発明の目的を達し、効果を奏する範囲において、適宜変更して実装等することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係るサービスノードの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したサービスノードにおけるリコンフィギャラブルサービスモジュールの構成を示すブロック図である。
【図３】従来のサービスノードの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，３  サービスノード
２，１３−１〜１３−ｓ  リコンフィギャラブルサービスモジュール
１１，１１−１〜１１−ｍ，２１，３１，３１−１〜３１−ｍ  入出力信号線
１２，１２−１〜１２−ｍ，３２，３２−１〜３２−ｍ  インタフェースカード
１４，３４  スイッチ
１５，３５  制御部
２２  リコンフィギャラブルデバイス
２２−１  サービス要求抽出部
２２−２  リコンフィギャラブル回路
２２−３  セレクタ
２２−４，２２−４−１〜２２−４−ｊ  コンフィギュレーションデータ
３３，３３−１〜３３−ｎ  サービスモジュール
【図１】
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【図２】
2005260679.tif 000004
【図３】
2005260679.tif 000005