网络中继系统和交换机装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种网络中继系统以及交换机装置，其能够实现通信带宽的提高。n台端口交换机PS[1]～PS[n]的每一个，对分别连接在其与m台光纤通道交换机FS[1]～FS[m]之间的m条链路(21)设定LAG。例如，端口交换机PS[1]，对于由预定端口接收的包含OSI参考模型第4层的端口号码的帧(FL2a)，利用该端口号码进行散列运算，并基于散列运算结果从设定了LAG(20a)的m条链路(21)中确定1条链路(21)，并向该1条链路(21)中继帧(FL2a)。
【专利说明】网络中继系统和交换机装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及网络中继系统和交换机装置，例如，涉及在应用了虚拟化环境的数据中心等中使用的网络中继系统和交换机装置。
【背景技术】
[0002]例如，在专利文献1中示出了在具备多个光纤通道中继器、多个接口中继器1-0^681:61-)的网络中继系统中，对于分别与各接口中继器和多个光纤通道中继器连接的多个链路，自动地设定的方式。在专利文献2中示出了，在由利用胖树
廿66)连接的3段结构的交换机构成的网络装置中，第一段与第二段之间的连接关系与通常的胖树连接关系不同的结构。在专利文献3中示出了，在具备多个叶交换机(16七'8界11:011)和对其间的通信进行中继的多个根交换机(1001: 8^11:011)的结构中，各叶交换机将从终端接收的数据包输送至基于其目的地地址的特定的根交换机，同时，将学习用的数据包输送至基于其发送源地址的特定的根交换机的方式。
[0003]近年来，例如，在数据中心等中不断推进使用了虚拟终端和虚拟交换机的虚拟化环境的应用。在这样的虚拟化环境中，要求将由预定的虚拟终端和虚拟交换机构成的逻辑(或虚拟的)第2层(以下简称为[2)网络，灵活地构建在现有的12和第3层(以下简称为[3)的物理网络上的技术。作为这样的技术之一，已知使用了 7X^^(^11^11211 6X^611811316100&1紅68切04:虚拟可扩展局域网〉、附⑶3 (他切04 ^11-118111?661161-10 2110叩8111511:1011:使用通用路由封装的网络虚拟化)、8X1 (81:^1:6168811-81181)01-1: 1皿1161丨叩:无状态传输通道)等叠加方式的网络虚拟化技术。
[0004]例如，7X1^^是能够通过将12帧进行封装化，在13网络上构建逻辑12网络的隧道协议。具体地，各虚拟终端被构成为适当地属于被称作(711-1:1181 111111161 ￡11(1 ？01111::虚拟隧道终点)的隧道终端部，属于不同712？的虚拟终端间的通信，通过对应的712？间的通信来进行。这时，对于712？，利用包含瓜?？出861~ 0社叫以111 ？1~0丨0⑶1:用户数据报协议)标题等的外部标题将从属于本身的虚拟终端发送的匕帧进行封装化，并向成为目的地的V丁2？发送。
[0005]另一方面，例如，如专利文献1等所示，已知代替机箱((^￡18818)式交换机装置，将多个盒式交换机装置进行组合来构建网络中继系统的技术。在该网络中继系统中，设置了多个盒式交换机装置(这里，称作端口交换机)、以及承担各端口交换机之间的帧的中继的多个盒式交换机装置(这里，称作光纤通道交换机)。各端口交换机在与多个光纤通道交换机之间分别具有链路，并对该多个链路设定链路聚合组([11^ 8^68^1011取'0即:以下称为。该本说明书中，将这样的网络中继系统称作盒式光纤通道架构系统。
[0006]在这样的盒式光纤通道架构系统中，端口交换机，在将由预定的端口接收的各帧向其他端口交换机中继时，使该各帧在设定了的多条链路内适当分散来进行中继。该I八6内的分散，基于预定的规则来进行。然而，通过本发明人等的研究，在端口交换机利用预定端口接收了来自前述”2？这样的隧道终端部的帧的情况下，无法高效率地进行内的分散，由此，可能会出现通信带宽的下降。
[0007]专利文献1日本特开2012-114644号公报
[0008]专利文献2日本特开2013-25505号公报
[0009]专利文献3日本特开2010-288168号公报
【发明内容】
[0010]本发明是鉴于这样的问题而做出的，其目的之一在于，提供一种能够实现通信带宽的提高的网络中继系统，以及用于该网络中继系统的交换机装置。
[0011]本发明的前述以及其他的目的和新颖的特征，根据本说明书的描述以及附图而变得清楚。
[0012]在本申请公开的发明中，如下述，简单地说明代表性的实施方式的概要。
[0013]本实施方式的网络中继系统，具备:=01为2以上的整数)台第1交换机装置满担II台第1交换机装置之间的帧的中继的111(111为2以上的整数)台第2交换机装置；以及分别连接在III台第2交换机装置和台第1交换机装置之间的多条链路。II台第1交换机装置的每一个，对于分别连接在其与III台第2交换机装置之间的III条链路设定链路聚合组。II台第1交换机装置的某一个，具备:对于由预定端口接收的、包含031参考模型的第4层的端口号码的帧，利用该端口号码进行散列运算，并基于散列运算结果从设定了链路聚合组的III条链路中确定1条链路的分散控制部。并且，该第1交换机装置的某一个，向由1^6分散控制部确定的1条链路中继帧。
[0014]在本申请公开的发明中，简单地说明了通过代表性实施方式而获得的效果，在网络中继系统和交换机装置中，能够实现通信带宽的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是表示在本发明的实施方式1的网络中继系统中，成为其应用例的虚拟化的网络系统的概要结构例的框图。
[0016]图2是表示图1的盒式光纤通道架构系统的结构例及成为其前提的动作例的框图。
[0017]图3(3)是表示图2中封装化的帧的结构例的图；图3(6)是表示图3(3)的具体例的图。
[0018]图4是表示图2的盒式光纤通道架构系统中其动作例的说明图。
[0019]图5是表示图2的网络中继系统中其端口交换机(即代洲1^10的主要部件的概要结构例的框图。
[0020]图6(3)是表不图5的地址表格的结构例的概要图；图6()3)是表不图5的表格的结构例的概要图。
[0021]图7是表示图5中的帧处理部的主要的动作例的流程图。
[0022]图8是表示图5中的[从；分散控制部的主要部件的概要结构例的图。
[0023]图9是表示在本发明的实施方式2的网络中继系统中其结构例的框图。
[0024]符号说明
[0025]10 [3 网络
[0026][3 交换机装置([331)
[0027]12、121126 盒式光纤通道架构系统
[0028]13、133?13(1 信息处理部
[0029]14 [2 交换机装置([231)
[0030]20、20已?200、608 ?601 1^6
[0031]21 链路
[0032]30外部标题
[0033]31 7X1 他标题
[0034]32 110？标题
[0035]33 I？标题
[0036]34以太网标题
[0037]40帧处理部
[0038]41 1^6分散控制部
[0039]42表格单元
[0040]43地址表格
[0041]44 表格
[0042]508?50？ 寄存器
[0043]51异或运算部
[0044]52求余运算部
[0045]53有效/无效切换命令
[0046]618^61? 子链路
[0047]2？ 隧道终端部
[0048]？11内部帧
[0049]帧
[0050]光线通道交换机
[0051]？8 端口交换机
[0052]光线通道交换机用端口
[0053]端口交换机用端口
[0054]？11 用户用端口
[0055]VI 虚拟终端
【具体实施方式】
[0056]在以下的实施方式中，为了方便，在需要时分割为多个部件或实施方式来进行说明，但是，除了特别地进行了明示的情况以外，它们并不是相互间无关系的，一方是另一方的一部分或全部的变形例、细节、补充说明等关系。此外，在以下的实施方式中，在提到要素的数等(包括个数、数值、量、范围等)时，除了特别地进行了明示的情况和原理上明显限定于特定数等情况外，并不限于该特定数，也可以是特定数以上或以下。
[0057]此外，在以下的实施方式中，其构成要素(也包括要素步骤等)，除了特别地进行了明示的情况和原理上明显必须等情况外，当然不一定是必须的。同样地，在以下的实施方式中，在提到构成要素等的形状、位置关系等时，除了特别地进行了明示的情况和原理上明显不是如此等情况外，包含了实质上与其形状等近似或类似的情况等。这对于上述数值和范围也是同样的。
[0058]以下，基于附图来详细说明本发明的实施方式。此外，在用于说明实施方式的全部附图中，对于相同部件原则上赋予相同符号，并省略了其重复的说明。
[0059](实施方式1)
[0060]《虚拟化的网络系统的概要》
[0061]图1是表示在本发明实施方式1的网络中继系统中，成为其应用例的虚拟化的网络系统的概要结构例的框图。图1所示的网络系统未特别的限定，但例如表示数据中心等的网络系统。该网络系统具备:13网络10 ；多个13交换机装置(1331)；盒式光纤通道架构系统12山2交换机装置仏231) 14 ；包含信息处理部133?13(1的多个信息处理部。本实施方式1的网络中继系统主要应用于盒式光纤通道架构系统12。
[0062]信息处理部13&具备隧道终端部2？1、以及由隧道终端部2？1管理的多台(1台)虚拟终端穩〔1，1]?穩〔1，1]。隧道终端部2？1例如在前述的乂义副的情况下相当于乂呢？。信息处理部133例如由机架型服务器装置等构成，隧道终端部能够利用软件库实现，也能够利用108(10？ 0？此土:网架顶端)的物理交换等实现。同样地，信息处理部130具备隧道终端部2？2、以及多台(1台)虚拟终端穩〔2，1]?穩〔2，1]，信息处理部13(1具备隧道终端部2？3、以及多台(1台)虚拟终端穩〔3，1]?穩〔3，1]。
[0063]以下，代表虚拟终端乂1〔1，1〕?71〔1，1〕、乂1〔2，1〕?乂1〔2，1〕以及乂1〔3，1〕?VI[3, 1]的每一个，称为虚拟终端VI，代表将隧道终端2？1?2？3的每一个，称为隧道终端部即。此外，代表信息处理部133?13(1的每一个，称为信息处理部13。
[0064]盒式光纤通道架构系统12在该例中连接包含信息处理部133?13。的多个信息处理部13和13交换机装置仏331)118，详细情况进行后述，但是承担它们之间的帧的中继。12交换机装置(1231) 14在该例中连接包含信息处理部13(1的多个信息处理部13和13交换机装置仏331) 1113,并承担它们之间的帧的中继。在12交换机装置仏231) 14中，也能够应用与盒式光纤通道架构系统12同样的结构。13网络10连接13交换机装置仏331) 11^1、11比并承担它们之间的帧(数据包的中继。尽管省略了图示，但是13网络10能够在内部适当地包含其他的[3交换机装置。
[0065]在这样的网络系统中，例如，有时想要在信息处理部133与信息处理部13(1之间跨越13网络10地构建逻辑的(虚拟的)12网络。这样的情况下，使用由7X1^^等代表的隧道协议是有益的。在7X1^^中，通过7X1^^识别符来区别逻辑的(虚拟的)12网络。^7X1八X中，预先针对每个该 7X1^^ 识别符，利用 161？ (1=1:611161: 61-0111) 1 册叫61116111: 9^01:0(301:^特网组管理协议)411(1^01:0(301 111(161)611(16111: 11111:10881::协议无关组播)等的组播协议来构建组播组，由此，跨越13网络10来构建逻辑的(虚拟的)12网络。
[0066]隧道终端部2？(即乂呢?)在接收由本身支配的虚拟终端VI发送的12帧(以下简称为帧)时，根据是否识别了成为其目的地的虚拟终端VI所属的隧道终端部2？来区别使用处理。在识别了目的地的隧道终端部的情况下，隧道终端部在利用仙？将该帧封装化之后，利用单播向目的地的隧道终端部2？发送。另一方面，在未识别目的地的隧道终端部2？的情况下，隧道终端部2？在利用组播地址将该帧封装化之后，利用组播向发送源的虚拟终端VI所属的组播组发送。
[0067]在这样的网络系统中，进行在大量虚拟终端VI间的通信，因此，高效率地进行负荷分散是重要的。因此，使用后述的本实施方式1的网络中继系统是有益的。
[0068]《网络中继系统的结构和前提动作》
[0069]图2是表示图1的盒式光纤通道架构系统的结构例其成为其前提的动作例的框图。图2所示的盒式光纤通道架构系统(网络中继系统)123具备:！！ 01为2以上的整数)台端口交换机(第1交换机装置#$[1]?？.0011为2以上的整数)台光纤通道交换机(第2交换机装置)511]?？$[111]、多条链路(1111021 III台光纤通道交换机？3 [1]?
[111]承担II台端口交换机？$[1]?？$[11]之间的巾贞的中继。多条链路21分别连接在III台光纤通道交换机和II台端口交换机之间。
[0070]11台端口交换机?和III台光纤通道交换机?…匕]的每一个由盒式交换机装置构成。II台端口交换机？$[1]?？3〔幻的每一个具备III个光纤通道交换机用端口 ？打1〕?？？[0]和&&为1以上的整数)个用户用端口 ?？11旧。0台光纤通道交换机？$[1]?？$[111]的每一个具备II个端口交换机用端口？￠[1]?？乂]!]。II台端口交换机？3 [1]?？3 [11]的每一个，对在与III台光纤通道交换机？3 [1]?？3 [111]之间分别连接的0条链路21设定[八6。
[0071]以下，代表端口交换机？3 [1]?？3 [11]的每一个，称为端口交换机？3 ；代表光纤通道交换机？$[1]?？34]的每一个，称为光纤通道交换机？3。此外，代表光纤通道交换机用端口？？[1]?？？[111]的每一个，称为光纤通道交换机用端口？。代表用户用端口？41]?
的每一个，称为用户用端口 ？11 ；代表性端口交换机用端口 ?？￠[11]的每一个，称为端口交换机用端口昨。
[0072]例如，以端口交换机？为例，在III个光纤通道交换机用端口？？[1]?？？[111]、与0台光纤通道交换机？3 [1]?？$[111]的端口交换机用端口？￠[1]之间，分别由III条链路21连接。端口交换机对该III条链路21设定此外，链路21意味着包含了通信线路、其两端的端口(即光纤通道交换机用端口时和端口交换机用端口？￠)的集合体。同样地，端口交换机？$[2]对在与III台光纤通道交换机？3 [1]?？34]之间分别连接的III条链路21设定1^(^2013，端口交换机？3 [11]对在与111台光纤通道交换机？3 [1]?？3 [111]之间分别连接的0条链路21设定[八620(3。
[0073]在使用这样的盒式光纤通道架构系统123时，能够伴随着“匕实现内的负荷分散和冗余性。例如，在想要扩大通信带宽的情况下，增设光纤通道交换机？3即可，能够容易且低成本地实现通信带宽的扩大。此外，通过端口交换机？3的增设，也能够容易且低成本地实现端口数(即用户用端口？11)的扩展。其结果，当使用该系统时，与使用由机箱(0^8818)式交换机装置构成的系统的情况相比较，能够低成本地构建对应于用户要求的灵活的系统。此外，图1所示的[3交换机装置1331) 118能够连接至图2的端口交换机
?？的任意一个用户用端口？11，或者，能够将端口交换机？$[1]?？的任意一个作为13交换机装置。
[0074]这里，在图2的例子中，分别向端口交换机？$[1]的用户用端口？41]和端口交换机？3 [11]的用户用端口 ？11〔幻连接图1中描述的信息处理部133和信息处理部130。此外，在信息处理部133中，在隧道终端部中设定因特网协议)地址“1？1”和嫩“媒体访问控制)地址“嫩1”，并在虚拟终端穩〔1，1]中设定虚拟嫩地址“嫩11”。在信息处理部130中，在隧道终端部2？2中设定I？地址“1？2”和嫩0地址“嫩2”，并在虚拟终端穩〔2，1]中设定虚拟嫩地址“嫩21 ”。
[0075]基于这样的前提下，说明将从虚拟终端穩〔1，1]发送的内部12帧(以下简称为内部帧)1^1中继至虚拟终端穩〔2，1]的情况下的动作例。以隧道终端部2？为7X1^^的乂丁2？的情况为例，并假定设定为虚拟终端穩〔1，1]和虚拟终端穩〔2，1]被预先分配了同一7X1^^识别符，并属于同一逻辑的(虚拟的12网络。
[0076]首先，隧道终端部2？1对从虚拟终端乂1〔1，1]发送的内部帧％1，判断其目的地的虚拟嫩地址属于哪一个隧道终端部2？。这里，假定通过过去的通信来预先学习:成为目的地的虚拟终端穩〔2，1]的虚拟嫩地址“嫩21 ”属于具有I？地址“ 1？2”和地址“嫩2”的隧道终端部2？2。这种情况下，隧道终端部2？1利用仙？将内部帧封装化，并将包含目的地I？地址“1？2”和目的地嫩地址“嫩2”的封装化的帧向端口交换机？$[1]发送。
[0077]盒式光纤通道架构系统123，将利用端口交换机？$[1]的用户用端口接收的封装化的帧％2，通过预定的光纤通道交换机？3向端口交换机？1=]中继。端口交换机将封装化的帧中继至用户用端口 ？11〔幻。隧道终端部2？2接收从端口交换机
发送的封装化的帧？12，并将拆除了该封装的内部帧？11向虚拟终端穩〔2，1〕发送。此外，尽管省略了图示，但是隧道终端部2？2学习成为发送源的虚拟终端穩〔1，1]的虚拟^0地址“嫩11 ”与其所属的隧道终端部即1的I？地址“ 1？1 ”和嫩0地址“嫩1 ”之间的关系。
[0078]图3 (幻是表示图2中封装化的帧的结构例的图；图3 (幻是表示图3 (^)的具体例的图。这里，以使用7X1^^的情况为例。如图3(8)所示，隧道终端部2？(这里是乂呢?)通过对来自本身管理的虚拟终端VI的内部帧(内部12帧)1^1附加外部标题30，来生成封装化的帧。内部帧几1包含发送源嫩地址和目的地嫩地址。
[0079]外部标题30包括7X1^^标题31、口0？标题32、I？标题33、和以太网(￡^611161(注册商标))标题34。7X1^^标题31是包含被称为州I恥切04网络识别符)的24比特的乂乂慮识别符的8字节信息。瓜?？标题32是包含16比特的目的地的端口号码和16比特的发送源的端口号码的8字节信息。该端口号码是031(开放系统互联)参考模型的第4层(1奶虹)(以下简称14)的端口号码。I？标题33是包含32比特的目的地I？地址和32比特的发送源I？地址的20字节的信息，以太网标题34是包含发送源^0地址和目的地嫩地址的14?18字节的信息。
[0080]图3(6)中，以图2所述的从虚拟终端乂1〔1，1]向虚拟终端乂1〔2，1]的通信为例，示出了图3(3)的具体例。如图3(6)所示，内部帧(内部12帧汗11的发送源嫩 ?:地址为虚拟终端穩〔1，1]的虚拟嫩地址“嫩11”；内部帧的目的地嫩地址为虚拟终端穩〔2，1]的虚拟嫩地址“嫩21”。7X1^^标题31的7X1^^识别符中，设定了预先分配给虚拟终端類1，1]的预定的识别符“10^”。
[0081]在口0？标题32的目的地端口号码中设定预定的端口号码“0？77” ；在口0？标题32的发送源端口号码中设定预定的端口号码“3？口”。这里。隧道终端部2？1不受特别的限定，但是作为“0？77”设定众所周知的端口号码，并作为“3？口”设定由内部帧的散列运算计算出的值。在I？标题33的目的地I？地址中设定隧道终端部2？2的I？地址“ 1？2”，在I？标题33的发送源I？地址中设定隧道终端部2？1的I？地址“1？1”。在以太网标题34的发送源嫩地址中设定隧道终端部2？1的嫩地址“嫩1 ”，在以太网标题34的目的地嫩〇地址中设定隧道终端部2？2的嫩地址“嫩2”。
[0082]《网络中继系统(比较例)的动作》
[0083]这里，作为比较例，设想不使用图2这样的虚拟化环境，而是图2的信息处理部138,130的部分由一般的12交换机装置和与其连接的多个终端等构成的情况。这种情况下，盒式光纤通道架构系统123内的例如端口交换机？3 [1]，在利用用户用端口接收了帧时，基于该帧内的I？地址或傲0地址来进行散列运算，从1^203中向基于该散列运算结果而确定的链路21进行中继即可。即，该帧内的I？地址或嫩地址成为终端的I？地址或嫩地址，因此，根据发送源终端和目的地终端的组合，能够在内实现高效率的负荷分散。
[0084]然而，在使用如图2这样的虚拟化环境的情况下，如图3(6)所示，由端口交换机的用户用端口？41]所接收的封装化的帧？12，作为发送源和目的地的I？地址、或发送源和目的地的嫩地址，被设定隧道终端部2？的地址。其结果，例如，在从虚拟终端穩〔1，1]?穩〔1，1]的任意一个向虚拟终端穩〔2，1]?穩〔2，1]的任意一个进行通信时，端口交换机从1^^203中始终选择同一链路21。
[0085]《网络中继系统(本实施方式1)的动作》
[0086]因此，本实施方式1的网络中继系统(盒式光纤通道架构系统12幻进行如下的动作。图4是表示图2的盒式光纤通道架构系统中动作例的说明图。相对于图2，为了方便起见，图4省略了盒式光纤通道架构系统123内的端口交换机？的图示。这里，以从信息处理部133中包含的虚拟终端穩〔1，1]?穩〔1，1]的任意一个向信息处理部13。中包含的虚拟终端穩〔2，1]?穩〔2，1]的任意一个进行通信的情况为例子。
[0087]I！台端口交换机？3的任意一个(该例中是端口交换机？3 [1])，针对由预定端口(这里是用户用端口？41])接收的封装化的帧，使用前述的[4(这里是口0？〉的端口号码来进行散列运算。并且，II台端口交换机的任意一个￠^[1])，从设定了 I八6203的III条链路21中，基于该散列运算结果来确定1条链路，并向该确定的1条链路中继封装化的帧。这样的处理主要在后述图5的IV；分散控制部41中进行。
[0088]结果，端口交换机？，例如，将以虚拟终端穩〔1，1]为发送源并在隧道终端部中被封装化的帧？123，经由光纤通道交换机？3[1]向端口交换机？$[11]中继。此外，端口交换机？$[1]，例如，与虚拟终端穩〔1，1]的情况不同地，经由光纤通道交换机？$[2]向端口交换机？3〔幻中继以虚拟终端穩〔1，1]为发送源并在隧道终端部2？1中被封装化的帧扎2匕
[0089]这样，端口交换机，基于031参考模型的14端口号码来进行散列运算，由此，在进行了基于隧道终端部2？(￡91)的封装化的情况下，也能够在内进行高效率的负荷分散。结果，能够实现网络中继系统中通信带宽的提高。虽然不特别的限定，但是，更具体地，例如，如果利用内部帧几1内的发送源嫩地址、目的地嫩地址等的散列运算来确定图3(6)示出的口0？标题32内的发送源的端口号码“3？22”，则“3？22”的值根据发送源的虚拟终端VI和目的地的虚拟终端VI的组合而变化。这种情况下，端口交换机？3〔 1〕)利用该“ 2 ”来进行散列运算即可。
[0090]此外，封装化的帧内的14端口号码的决定方法，也考虑了其他各种方法，并能够根据要使用的隧道协议发生变化。至少，如果是“的发送源端口号码与“的目的地端口号码的一方或两方根据发送源的虚拟终端V1、或目的地的虚拟终端V1、或其组合而变化的这样的决定方法，则决定方法不特别的限定。此外，用于散列运算的端口号码并不限于仙？(14)的端口号码，也可以使用14的扣？(传输控制协议)的端口号码。具体地，例如在3丁1'等的隧道协议中，使用利用扣？进行封装化的方式，在图1的网络系统中使用311的情况下，在散列运算中使用扣？的端口号码即可。
[0091]此外，图4中示出了 II台端口交换机？3的任意一个(端口交换机？$[1])使用14的端口号码进行散列运算的例子，但是，实际上希望构成为，II台端口交换机？$[1]?？1=]全部均以相同方法进行散列运算。即，希望将后述图5的[从；分散控制部41设置在台端口交换机？$[1]?？$[11]全部中。由此，在图4的II台端口交换机？3[1]?？的全部中，能够实现与端口交换机？3[1]的情况相同的负荷分散，因此进一步实现通信带宽的提高。此外，随着该负荷分散，III台光线通道交换机？$[1]?？的全部能够学习隧道终端部2？的嫩(:地址，因此在各光纤通道交换机中，难以出现伴随地址表格的老化(叫1118)的泛洪(￠100(11118)的发生等。
[0092]关于该地址表格的老化,更希望构成为,II台端口交换机？$[1]?？$[11]全部均以相同方法进行散列运算，且以相同规则从中确定1条链路21。由此，容易构成为2个虚拟终端VI间的双方向通信经由同一光纤通道交换机这种情况下，该光纤通道交换机
能够以比较高的频率来学习分别对应于该2个虚拟终端的2个隧道终端部2？的職地址，因此，更难以出现由目的地的歡地址老化而导致的泛洪的发生。
[0093]具体地，例如，利用内部帧内的发送源嫩地址和目的地嫩地址的散列运算确定了图3(6)示出的口 0？标题32内的发送源的端口号码“3？口”时，对于成为发送源和目的地的2个虚拟终端VI的组合，计算相同的端口号码“3？22”。这种情况下，如果II台端口交换机？3 [1]?⑷全部以相同规则来进行内的负荷分散，则该2个虚拟终端VI间的双方向的通信经由同一光纤通道交换机。
[0094]此外，图4中以图1的信息处理部13&与信息处理部13。之间的通信为例进行了说明，但是，例如信息处理部133与信息处理部136之间的通信也是同样的，此外，信息处理部133与信息处理部13(1之间的、跨越13网络10的通信也是同样的。
[0095]在信息处理部133与信息处理部13(1之间的通信中，在隧道终端部2？1与隧道终端部2？3之间中继封装化的帧。这时，该封装化的帧，在图1的13交换机仏331) 11^与13交换机(1381) 116之间，基于图3(4的I？标题33进行中继。13交换机(1381) 113连接至图4的端口交换机？3 [2]?？3 [=-1](图示省略)中的任意一个，或者，安装于端口交换机
?？3[=-1](图示省略)中的任意一个。当在端口交换机？$[1]与对应于该13交换机仏331) 113的端口交换机之间进行通信时，与图4的情况相同地，进行内的负荷分散。
[0096]《端口交换机(第1交换机装置)的概要》
[0097]图5是表示图2的网络中继系统中其端口交换机的主要部件的概要结构例的框图。图5所示的端口交换机(第1交换机装置)？3，例如具备:帧处理部40、表格单元42、多个端口(用户用端口？41]?？11?]以及光纤通道交换机用端口？？[1]?？？[111])等。向用户用端口？41]?？11〔幻经由通信线路适当连接图1的信息处理部13。向光纤通道交换机用端口？？[1]?？？[111]分别经由通信线路连接光纤通道交换机？$[1]?？换言之，在端口交换机？3与光纤通道交换机？3 [1]?…匕]之间以III条链路21连接。
[0098]表格单元42中包含地址表格43和[从；表格44。地址表格43是表示各端口与存在于该各端口目的地的嫩0地址之间的关系的表格。1^6表格44是表不在哪条链路21 (实际上是对应于该链路21的端口 )中设置IV；的表格。IV；表格44可以预先由管理者等固定地设定，也可以使用专利文献1这样的方式自动地进行设定。在该例中，对包含光纤通道交换机用端口 ？打1〕?？打111〕的III条链路21设定了 [八620。
[0099]帧处理部40具备[从；分散控制部41，并基于地址表格43和[从；表格44来控制在各端口间的帧的中继。这时，1^6分散控制部41基于表格44来识别设定了 1^20的端口，并利用图4中描述的这样的散列运算来控制内的帧的分散。即，1^6分散控制部41，对于包含由预定端口(用户用端口？幻接收的“的端口号码的帧，利用该端口号码来进行散列运算，并从设定了 “620的!II条链路21中，基于散列运算结果来确定一条链路21。
[0100]图6 (幻是表示图5中的地址表格的构造例的概要图，图6 (幻是表示图5中的I八表格的构造例的概要图。图6(13)表示的[从；表格44表示出:与作为标识符10)设定了 1^(^20的链路21对应的端口(以下称为端口 )是光纤通道交换机用端口 ？打1〕?？打111〕。此外，在该例中，表格44还表示出:与各光纤通道交换机用端口？？ [1]?？？ [0]对应的各链路21的状态(即，有无故障)。例如，图5的帧处理部40，在通过定期的控制帧的发送接收等检测出光纤通道交换机用端口？？[1]?？？[0]的故障的情况下，将该信息记录在表格44中。[从；分散控制部41基于该[从；表格44，从正常链路21中确定一条链路21。
[0101]图6 (￡1)表不的地址表格43表不了:端口号码10与存在于与该端口号码对应的端口的目的地和与该10对应的端口的目的地的嫩地址之间的关系。例如，以所述图2的端口交换机？为例，地址表格43表示了在用户用端口？41]的目的地中存在嫩地址“嫩1 ”，并在与对应的[从；端口的目的地中存在嫩地址“嫩2”。
[0102]图7是表示图5的帧处理部的主要动作例的流程图。如图7所示，帧处理部40在帧处理中继时，首先在端口接收帧(步骤3101)。接着，帧处理部40进行地址表格43的处理(步骤3102)0具体地，帧处理部40根据接收了帧的端口和该帧中包含的发送源嫩地址来更新地址表格43，或者，根据地址表格43来检索与该帧中包含的目的地歡地址对应的目的地端口。
[0103]这里，在目的地端口是用户用端口 ？1！的情况下(步骤3103)，帧处理部40向该目的地用户用端口如中继帧(步骤3104)。另一方面，在目的地端口是的情况下(步骤8105)，帧处理部40首先根据表格44来识别[从；端口(这里是多个光纤通道交换机用端口 (步骤3106)。接着，分散控制部41如前述进行使用仙?/!^?端口号码的散列运算，由此来计算分散标识符，并确定与该分散标识符对应的链路21 (光纤通道交换机用端口 (步骤3107)。帧处理部40向与该分散标识符对应的光纤通道交换机用端口？？中继帧(步骤8108)。
[0104]另一方面，在目的地端口不是用户用端口？11也不是[从；的情况下(步骤3103和8105)，换言之，在目的地监(:地址不存在于地址表格43中的情况下，帧处理部40进行泛洪(^100(1111?)(步骤 8109)。
[0105]《[从；分散控制部的概要结构》
[0106]图8是表示图5中的[从；分散控制部的主要部件的概要结构例的图。图8所示的1^6分散控制部41，例如，具备多个寄存器503?50？、异或运算部51、以及求余运算部52。在寄存器503和寄存器506中分别存储在接收的帧中包含的发送源I？地址的上位16比特和下位16比特。在寄存器50^和寄存器50(1中分别存储在接收的帧中包含的目的地I？地址的上位16比特和下位16比特。在寄存器506中存储瓜^/扣？发送源端口号码(16比特)，在寄存器50？中存储瓜^/扣？目的地端口号码(16比特)。
[0107]异或运算部51接受该多个寄存器503?50？的值，来运算各比特的异或。求余运算部52将该异或运算部51的运算结果(16比特)除以预定的常数“1”，并求出其余数。该余数的值是图7的步骤3106中描述的分散标识符。分散控制部41根据该分散标识符来从内的0条链路21中确定一条链路21。
[0108]此外，在图8的[从；分散控制部41中是如下的结构，即，能够通过有效/无效切换命令53来选择将异或运算部51的输入设为寄存器503?50？或者设为寄存器503?50(1。也就是说，成为如下的结构，即，能够选择除了仙?/!!:?端口号码之外，还使用发送源I？地址和目的地I？地址来进行散列运算的第一模式；或者，不使用该端口号码，使用发送源I？地址和目的地I？地址来进行散列运算的第二模式。有效/无效切换命令53例如使用带内
管理或图5未图示的管理用端口而从外部发出。
[0109]这样，通过设置能够从外部选择的第一模式和第二模式，能够容易地将图1的盒式光纤通道架构系统12应用于各种通信环境。例如，在未将图1的盒式光纤通道架构系统12应用于图1所示这样的虚拟化环境的情况下，有时，使用发送源I？地址和目的地I？地址(即第二模式)进行散列运算能够有效地进行内的分散。
[0110]这时，通过使用发送源I？地址和目的地I？地址，能够与图4中的说明同样地，在两个终端间的通信中经由相同的光纤通道交换机？3，因此，能够抑制由泛洪导致的通信带宽的降低。这种观点中，并不限于由发送源I？地址和目的地I？地址构成的组合(第一组合)，也可以是由发送源歡地址和目的地歡地址构成的组合(第二组合)。此外，图8的分散控制部41可以利用软件或利用硬件来实现，但是从高速化的观点来看，优选例如用？^1^0^1-811111181316 6^1:6八!'1^7:现场可编程门阵列)等硬件来实现。
[0111]以上，通过使用本实施方式1的网络中继系统和交换机装置，能够代表性地实现通信带宽的提高。
[0112](实施方式2)
[0113]《网络中继系统的结构和动作(变型例)》
[0114]图9是表示本发明实施方式2的网络中继系统中的结构例的框图。相比于图2的盒式光纤通道架构系统123，图9所示的盒式光纤通道架构系统(网络中继系统)126中，图2的各端口交换机？3与各光纤通道交换机？3之间的各链路21分别多条(这里是2条)子链路6匕、6113构成这一点不同。关于除此以外的结构，与图2的情况相同，因此省略了详细的说明。
[0115]图9中，图2的各端口交换机？3所具有的III个光纤通道交换机用端口？？ [1]?？打111〕的每一个，由2个光纤通道交换机用端口构成。例如，光纤通道交换机用端口？？[1]由2个光纤通道交换机用端口 ？打1，1〕、？打1,2]构成，光纤通道交换机用端口 ？打111〕由2个光纤通道交换机用端口？？ [111,1]、？？ [111,2]构成。同样地，图2的各光纤通道交换机…所具有的II个端口交换机用端口？￠[1]?？￠[11]的每一个，也由2个端口交换机用端口构成。例如，端口交换机用端口 [1]由2个端口交换机用端口 [1, 1]、？？ [1, 2]构成，端口交换机用端口由2个架构交换机用端口 [11, 1] [11, 2]构成。
[0116]与此对应地，端口交换机？3 [1]，在其与111个光纤通道交换机？3 [1]?？3 [111]之间分别以2条子链路6匕、6化为一组而连接，并在该子链路6匕、6的各组中设定1^6。例如，端口交换机[1]，在对光纤通道交换机[1]的子链路61^6113的组中设定在对光纤通道交换机的子链路61^6113的组中设定在对光纤通道交换机…[爪]的子链路61^6113的组中设定1^^600。
[0117]关于端口交换机？?？也是同样的。例如，端口交换机？3[2]，在对光纤通道交换机？$[1]的子链路61^6113的组中设定^^60(1，在对光纤通道交换机？3[2]的子链路61^6113的组中设定1^^606，在对光纤通道交换机？3匕]的子链路61^616的组中设定^^60？。端口交换机？3匕]，在对光纤通道交换机？3 [1]的子链路61^6113的组中设定1^660^,在对光纤通道交换机的子链路61^6113的组中设定1^(^6011，在对光纤通道交换机？$[111]的子链路61^6113的组中设定1^^601。此外，这里并不限于端口交换机？3侧，在光纤通道交换机？3[1]?？3[111]侧，也在分别对应于前述1^(^6021?1^(^601的子链路618,6113 的组中设定 1^(^6021 ?1^(^601。
[0118]利用这样的结构例时，例如，端口交换机？$[1]在对与111个光纤通道交换机？8^11?？1111]之间的111组子链路613、6113设定了 [八6203，进而对该III组子链路613、616的各组设定了 1^6(603?60(3等)的状态下动作。结果，端口交换机？$[1]能够向各光纤通道交换机？$[1]?？34]适当分散地中继所接收的帧，并且能够向各个光纤通道交换机也适当分散地进行中继。结果，能够实现通信带宽的进一步提高、耐故障性的进一步提高坐寸。
[0119]例如，在使用图2的盒式光纤通道架构系统123的情况下，在端口交换机？3[1]和光纤通道交换机？$[1]之间的链路21中出现故障时，有时其他的端口交换机？$[2]?？8^1无法检测该故障。这种情况下，为了防止从端口交换机？$[2]?？3〔幻向端口交换机？$[1]的帧经由光纤通道交换机？$[1]，有时需要将光纤通道交换机？本身的动作设定为无效。这样的状况能够招致通信带宽的降低和耐故障性的降低。另一方面，在使用图9的盒式光纤通道架构系统126的情况下，如果子链路61^6113的一方正常，则没有这样的需要。
[0120]此外，在使用图9的盒式光纤通道架构系统126的情况下，例如，端口交换机？3 [1]内的图5所示的[从；分散控制部41，对图7的步骤3107和步骤3108中的分散标识符适当分配图9的“^203中包含的(111^2)条子链路(61^616)即可。此外，这里以各链路由两条子链路构成的情况为例，但是，当然也可以由3条以上的子链路构成。
[0121]以上，基于实施方式对本发明人所作出发明进行了具体说明，但是，本发明并不限于所述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。例如，所述的实施方式是为了使本发明更易于理解而对本发明进行详细地说明，而并不一定限于具备所说明的全部结构。此外，能够将某实施方式的结构的一部分替换为其他实施方式的结构，或者，能够在某实施方式的结构上添加其他实施方式的结构。或者，对于各实施方式的结构的一部分，可以进行其他结构的追加/删除/置换。
【权利要求】
1.一种网络中继系统，其特征在于， 具备: II台第1交换机装置，II为2以上的整数； 承担所述II台第1交换机装置之间的帧的中继的砠台第2交换机装置，为2以上的整数；以及 分别连接在所述III台第2交换机装置和所述II台第1交换机装置之间的多条链路， 所述II台第1交换机装置的每一个，对分别连接在其与所述砠台第2交换机装置之间的III条链路设定链路聚合组， 所述II台第1交换机装置的某一个，具备:对于由预定端口接收的、包含031参考模型第4层的端口号码的帧，利用所述端口号码进行散列运算，并基于所述散列运算结果从设定了所述链路聚合组的III条链路中确定1条链路的分散控制部，并向由所述分散控制部确定的1条链路中继所述帧。
2.根据权利要求1所述的网络中继系统，其特征在于， 所述分散控制部设置在全部所述II台第1交换机装置中。
3.根据权利要求2所述的网络中继系统，其特征在于， 还具备:与所述第1交换机装置的某一个连接，并对多个虚拟终端进行管理的隧道终端部， 所述隧道终端部通过包含031参考模型第4层的标题的外部标题来将通过所述虚拟终端生成的内部帧封装化，然后向所述第1交换机装置发送。
4.根据权利要求2所述的网络中继系统，其特征在于， 所述分散控制部，除了所述端口号码之外，还利用由所述帧中包含的发送源I？地址和目的地I？地址构成的第一组合，或者由发送源傲0地址和目的地傲0地址构成的第二组合来进行散列运算。
5.根据权利要求4所述的网络中继系统，其特征在于， 所述分散控制部具备:除了所述端口号码之外，还利用所述第一组合或者所述第二组合来进行散列运算的第一模式；不利用所述端口号码，而利用所述第一组合和所述第二组合中与所述第一模式相同的组合来进行散列运算的第二模式， 所述第一模式能够选择所述第二模式。
6.一种交换机装置，在其与III台其他交换机装置之间分别利用III条链路连接，并对所述III条链路设定链路聚合组，III为2以上的整数， 所述交换机装置的特征在于， 具备:对于由预定端口接收的、包含031参考模型第4层的端口号码的帧，利用所述端口号码进行散列运算，并基于所述散列运算结果从设定了所述链路聚合组的砠条链路中确定1条链路的分散控制部，并向由所述分散控制部确定的1条链路中继所述帧。
7.根据权利要求6所述的交换机装置，其特征在于， 由所述预定端口接收的帧，是通过包含031参考模型第4层的标题的外部标题将通过虚拟终端生成的内部帧封装化而得的帧。
8.根据权利要求7所述的交换机装置，其特征在于， 所述分散控制部，除了所述端口号码之外，还利用由所述帧中包含的发送源I？地址和目的地I？地址构成的第一组合，或者由发送源监0地址和目的地监0地址构成的第二组合来进行散列运算。
9.根据权利要求8所述的交换机装置，其特征在于， 所述分散控制部具备:除了所述端口号码之外，还利用所述第一组合或者所述第二组合来进行散列运算的第一模式；不利用所述端口号码，而利用所述第一组合和所述第二组合中与所述第一模式相同的组合来进行散列运算的第二模式， 所述第一模式能够选择所述第二模式。
【文档编号】H04L12/741GK104426773SQ201410331623
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】巽知严 申请人:日立金属株式会社