JP4747758B2 - ネットワーク装置 - Google Patents

Description

本発明は、管理カードを二重化したネットワーク装置に係り、管理カードのアクティブ／スタンバイ切り換えむだを無くするネットワーク装置に関する。

スイッチングハブ等のネットワーク装置では、ネットワークの伝送路が接続される通信ポートを複数有し、それぞれの通信ポートで送受信するフレームが適切に中継されるよう様々の設定がなされる。これらの設定されている内容や各通信ポートにおける通信の状態をネットワーク装置自身で把握すると共に、外部の管理装置からも制御あるいは把握できるように、ネットワーク装置にはネットワーク通信を行うラインカードとは別途に管理カードが設けられる。管理カードは、ラインカードの設定や状態を管理すると共に、外部の管理装置と設定や状態の情報を通信する機能を有する。管理カードと外部の管理装置との通信は、ネットワーク通信用の通信ポートとは別の管理ポートを介して行われる。

管理カードを二重化したネットワーク装置は、複数のラインカードと２枚の管理カードを設けたものである。ラインカードはそれぞれが複数の通信ポートを有し、それぞれがスイッチングハブの機能を有するもので、ネットワーク装置は複数のスイッチングハブを複合した機能を有する。

管理カードは、それぞれ１対１で各ラインカードと管理カードラインカード間通信線で相互に結ばれ、各々の管理カードが全てのラインカードを管理することができる。もちろん、２枚の管理カードが同時に同じ仕事をする必要はなく、一方の管理カードをアクティブ、他方の管理カードをスタンバイとして、アクティブの管理カードがラインカードの設定や状態を管理し、かつ管理ポートを介して外部の管理装置と設定や状態の情報を通信する。スタンバイの管理カードは、アクティブの管理カードが故障したときの予備であり、アクティブの管理カードが故障すると、故障検出手段の働きにより自動的にスタンバイの管理カードがアクティブに切り換えられる。

このように、管理カードの冗長化を図ることで、一方の管理カードが万一故障した場合にも、管理不能・通信不能に陥ることなく、管理とネットワーク通信を継続させることができる。

特開平１０−１４５４５９号公報

ところで、アクティブの管理カードは現在のラインカードの設定や状態を把握（つまり情報として記憶）している。スタンバイの管理カードは休眠状態であるから、現在のラインカードの設定や状態を把握していない。アクティブの管理カードが故障した後も、継続的な管理が行われるためには、故障した管理カードから新たにアクティブになった管理カードへ現在のラインカードの設定や状態の情報をコピーしなくてはならない。このために、両管理カード間を繋ぐ管理カード間通信線が使用される。

しかし、多数存在する通信ポートのひとつひとつについて、様々な設定や状態の情報があるので、こうした大量の情報をコピーするのに時間を要する。従って、アクティブの管理カードが故障したことが検出されてからこのコピーが完全に終わるまでの間、新たなアクティブの管理カードは、管理機能を発揮することができない。つまり、管理カードを冗長化したとはいえども、管理機能が空白になる時間帯が存在することは避けられない。

従って、アクティブの管理カードが故障に至っていない状況でスタンバイの管理カードに管理が移行するような事態は回避しなくてはいけない。

ここで、アクティブの管理カードの管理ポートに障害が発生した場合（伝送路に障害が発生した場合も含む）について考察する。

図７は、正常時を示し、アクティブの管理カードの全体が健全で、その管理ポートも健全な場合である。一方、図８は、異常時を示し、アクティブの管理カードのほぼ全体が健全であるけれども、その管理ポートに限って障害が発生している場合である。

図７の状態から図８のように管理ポートに障害が発生すると、管理ポート以外が全て健全であっても、外部の管理装置と通信ができないため、スタンバイの管理カードに管理を移行させるしかない。その結果、前述したように管理カード間での情報コピーのために管理機能が空白になる時間帯が生じてしまう。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、管理カードのアクティブ／スタンバイ切り換えむだを無くするネットワーク装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、ネットワーク通信を行うラインカードの設定や状態を管理する管理カードを２枚設けると共に、それぞれの管理カードに管理ポートを設け、一方の管理カードをアクティブ、他方の管理カードをスタンバイとして、アクティブの管理カードがラインカードの設定や状態を管理し、かつ管理ポートを介して外部の管理装置と設定や状態の情報を通信するネットワーク装置において、管理ポートに障害が発生したことを検出する障害発生検出手段と、両管理カード間を繋ぐ管理カード間通信線と、上記２枚の管理カードがそれぞれ有する、管理カードのＣＰＵと、相手の管理カードへの管理カード間通信線に臨む物理インタフェースと、管理ポートに接続された物理インタフェースとの三者のうち任意の二者を接続することができる切り換え手段としての切り換えスイッチと、を備え、アクティブの管理カードの上記切り換え手段は、管理カードのＣＰＵと管理ポートに接続された物理インタフェースとの間を接続する状態とし、スタンバイの管理カードの上記切り換え手段はあらかじめ管理ポートに接続された物理インタフェースと管理カード間通信線に臨む物理インタフェースとの間を接続する状態とし、アクティブの管理カードの管理ポートに障害が発生したとき、アクティブの管理カードの上記切り換え手段は、管理カードのＣＰＵと管理カード間通信線に臨む物理インタフェースとの間を接続する状態に切り換えて、上記管理カード間通信線を介し、さらにスタンバイの管理カードの管理ポートを介して外部の管理装置と通信できるように通信経路を切り換えるものである。

上記障害発生検出手段は管理ポートに接続された物理インタフェースからなり、該物理インタフェースが検出するリンク状態により、管理ポートに障害が発生したことを検出してもよい。

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。

（１）管理カードのアクティブ／スタンバイ切り換えむだを無くすることができる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に示されるように、本発明に係るネットワーク装置１は、複数のラインカード２（２ａ，２ｂ，２ｃ，…）と２枚の管理カード３ａ，３ｂを設けたものである。ラインカード２はそれぞれが複数の通信ポート（図示せず）を有し、それぞれがスイッチングハブの機能を有するもので、ネットワーク装置１は複数のスイッチングハブを複合した機能を有し、シャーシ型スイッチングハブとも呼ばれる。

管理カード３ａ，３ｂは、それぞれ１対１で各ラインカード２と管理カードラインカード間通信線４で相互に結ばれ、各々の管理カード３ａ，３ｂが全てのラインカード２を管理することができる。ここでは、管理カード３ａがアクティブ、管理カード３ｂがスタンバイである状態を想定する。図示しない故障検出手段によって、アクティブの管理カード３ａの故障が検出されるとスタンバイの管理カード３ｂがアクティブに切り換えられる点は従来と同じである。

管理カード３ａ，３ｂには、それぞれ管理ポート５ａ，５ｂが設けられている。

本発明においては、ネットワーク装置１は、管理ポート５ａに障害が発生したことを検出する障害発生検出手段と、両管理カード間を繋ぐ管理カード間通信線６と、アクティブの管理カード３ａの管理ポート５ａに障害が発生したとき、アクティブの管理カード３ａが管理カード間通信線６を介し、さらにスタンバイの管理カード３ｂの管理ポート５ｂを介して外部の管理装置（図示せず）と通信できるように通信経路を切り換える切り換え手段とを備えたものである。

障害発生検出手段は後述するように従来からあるものを使用してよい。管理カード間通信線６は、従来から管理カード間での情報コピーのために設けられていたものを管理装置との通信経路の一部に共用する。

図２に示されるように、管理カード３ａの切り換え手段２１ａは切り換えスイッチ２２ａからなり、この切り換えスイッチ２２ａは、管理カード３ａのＣＰＵ２３ａと、相手の管理カード３ｂへの管理カード間通信線６に臨む物理インタフェース（ＰＨＹ）２４１ａと、管理ポート５ａに接続された物理インタフェース（ＰＨＹ）２４２ａとの三者のうち任意の二者を接続することができるようになっている。管理カード３ｂの切り換え手段２１ｂも同様の構成であり、図２では、切り換えスイッチ２２ａはＣＰＵ２３ａとＰＨＹ２４２ａとを接続し、切り換えスイッチ２２ｂはＰＨＹ２４１ｂとＰＨＹ２４２ｂとを接続し、図３では、切り換えスイッチ２２ａはＣＰＵ２３ａとＰＨＹ２４１ａとを接続している。

障害発生検出手段としては管理ポート５ａに接続されたＰＨＹ２４２ａを用いるとよい。ＰＨＹ２４２ａは、従来より伝送路のリンク状態を監視して管理ポート５ａに障害が発生したことを検出することができるからである。

図４及び図５は、図１の部分を取り出して通信経路及び障害の有無を書き込んだものである。図２〜図５を用いて動作を説明する。ただし、管理カード３ａ自体に障害があるときは従来と同じであるので、管理ポート５ａに障害が無いとき（正常時）と管理ポート５ａに障害が発生したとき（異常時）について説明する。

まず、正常時は、図２に示されるように、切り換えスイッチ２２ａはＣＰＵ２３ａとＰＨＹ２４２ａとを接続し、切り換えスイッチ２２ｂはＰＨＹ２４１ｂとＰＨＹ２４２ｂとを接続している。従って、アクティブの管理カード３ａでは、ＣＰＵ２３ａが管理ポート５ａを介して外部の管理装置と通信を行う。

管理カード３ｂは、スタンバイであるので、内部の動作は特に規定する必要ないが、ここでは、あらかじめ切り換えスイッチ２２ｂがＰＨＹ２４１ｂとＰＨＹ２４２ｂとを接続しているものとしている。従って、外部の管理装置との通信は、ＣＰＵ２３ｂには行かず、管理カード間通信線６を介してＰＨＹ２４１ａまで届いている。ＰＨＹ２４１ａはＣＰＵ２３ａに繋がっていないので、外部の管理装置との通信はここで切れている状態である。

以上の動作により、図４に示されるように、アクティブの管理カード３ａは、外部の管理装置との通信が２経路可能な状態であって、管理カード間通信線６を通るほうの経路を内部で遮断して管理ポート５ａの経路を使用していることになる。

このようにして、管理カード３ａは、管理を実行する。詳しくは、管理装置からの指示に基づいて各ラインカード２内の個々の通信ポートに種々の設定をしたり、各ラインカード２の学習内容のクリアを行うと共に、ラインカード２の種類を認識したり、各ラインカード２内の個々の通信ポートの状態を収集して、その情報を内部のメモリに記憶し、管理装置からの指示に基づいてその情報を管理装置に送信する。

次に、異常時は、図３に示されるように、切り換えスイッチ２２ａはＣＰＵ２３ａとＰＨＹ２４１ａとを接続する。これにより、ＣＰＵ２３ａ、ＰＨＹ２４１ａ、ＰＨＹ２４１ｂ、ＰＨＹ２４２ｂが繋がり、図５に示されるように、アクティブの管理カード３ａは管理カード間通信線６を介し、さらにスタンバイの管理カード３ｂの管理ポート５ｂを介して外部の管理装置と通信できる状態となる。

この動作により、管理ポート５ａに障害があっても、依然として管理カード３ａがアクティブであり続けることができる。管理カード３ａから管理カード３ｂへラインカード２の設定や状態の情報をコピーする必要はない。よって、従来のような管理カード間での情報コピーのために管理機能が空白になる時間帯が生じることがない。

管理カードの内部構成は図６のようにしてもよい。図６の管理カード６１ａ，６１ｂは、ＣＰＵ６２ａ，６２ｂとＭＡＣ（通信制御回路）６３ａ，６３ｂと複数のＰＨＹ６４ａ，６４ｂとを備える。ＭＡＣ６３ａ，６３ｂは、ＩＥＥＥ（米国電気電子学会）８０２．３に基づく動作をするものである。ここでは、図左側のアクティブの管理カード６１ａにおいて、ＭＡＣ６３ａは、管理ポート６５ａのＰＨＹ６４ａとＣＰＵ６２ａ間でデータを転送するようになっており、図右側のスタンバイの管理カード６１ｂにおいて、ＭＡＣ６３ｂは、管理ポート６５ｂのＰＨＹ６４ｂとカード間通信ポート６６のＰＨＹ６４ｂ間でデータを転送するようになっている。

アクティブの管理カード６１ａの管理ポート６５ａに障害が発生し、ＰＨＹ６４ａがこれを検知すると、ＭＡＣ６３ａは、ＣＰＵ６２ａとカード間通信ポート６６のＰＨＹ６４ａ間でデータを転送するように切り換えられる。つまり、切り換えの動作は、図２の管理カード３ａ，３ｂと同じである。

本発明の一実施形態を示すネットワーク装置の内部構成図である。 図１のネットワーク装置の管理カードの内部構成図である。 図１のネットワーク装置の管理カードの内部構成図である。 図１のネットワーク装置における内部通信経路の図である。 図１のネットワーク装置における内部通信経路の図である。 図１のネットワーク装置の管理カードの内部構成図である。 従来のネットワーク装置における内部通信経路の図である。 従来のネットワーク装置における内部通信経路の図である。

符号の説明

１ ネットワーク装置
２，２ａ，２ｂ，２ｃ ラインカード
３，３ａ，３ｂ 管理カード
４ 管理カードラインカード間通信線
５，５ａ，５ｂ 管理ポート
６ 管理カード間通信線

Claims (2)

1. ネットワーク通信を行うラインカードの設定や状態を管理する管理カードを２枚設けると共に、それぞれの管理カードに管理ポートを設け、一方の管理カードをアクティブ、他方の管理カードをスタンバイとして、アクティブの管理カードがラインカードの設定や状態を管理し、かつ管理ポートを介して外部の管理装置と設定や状態の情報を通信するネットワーク装置において、
   管理ポートに障害が発生したことを検出する障害発生検出手段と、
   両管理カード間を繋ぐ管理カード間通信線と、
   上記２枚の管理カードがそれぞれ有する、管理カードのＣＰＵと、相手の管理カードへの管理カード間通信線に臨む物理インタフェースと、管理ポートに接続された物理インタフェースとの三者のうち任意の二者を接続することができる切り換え手段としての切り換えスイッチと、
   を備え、
   アクティブの管理カードの上記切り換え手段は、管理カードのＣＰＵと管理ポートに接続された物理インタフェースとの間を接続する状態とし、スタンバイの管理カードの上記切り換え手段はあらかじめ管理ポートに接続された物理インタフェースと管理カード間通信線に臨む物理インタフェースとの間を接続する状態とし、
   アクティブの管理カードの管理ポートに障害が発生したとき、アクティブの管理カードの上記切り換え手段は、管理カードのＣＰＵと管理カード間通信線に臨む物理インタフェースとの間を接続する状態に切り換えて、上記管理カード間通信線を介し、さらにスタンバイの管理カードの管理ポートを介して外部の管理装置と通信できるように通信経路を切り換える、
   ことを特徴とするネットワーク装置。
2. 上記障害発生検出手段は管理ポートに接続された物理インタフェースからなり、該物理インタフェースが検出するリンク状態により、管理ポートに障害が発生したことを検出することを特徴とする請求項１記載のネットワーク装置。

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