專利名稱：具備網(wǎng)關(guān)負(fù)荷分散功能的數(shù)據(jù)包傳送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及構(gòu)成因特網(wǎng)接入網(wǎng)的數(shù)據(jù)包傳送裝置，特別涉及具 備了網(wǎng)關(guān)負(fù)荷分散功能的數(shù)據(jù)包傳送裝置，該網(wǎng)關(guān)負(fù)荷分散功能 為，選擇向因特網(wǎng)的中繼網(wǎng)上所連接的多個(gè)網(wǎng)關(guān)裝置中的一個(gè)，并 通過(guò)所選擇的網(wǎng)關(guān)裝置將用戶終端連接到上述中繼網(wǎng)。
背景技術(shù)：
目前，提供認(rèn)證式高速因特網(wǎng)連接服務(wù)，將用戶終端通過(guò)
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line:非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán) 線)、FTTH (Fiber To The Home:光纖到戶)、無(wú)線LAN等高速 接入線路連接到認(rèn)證服務(wù)器，并且只將認(rèn)證成功的用戶終端連接到 因特網(wǎng)。
在認(rèn)證式高速因特網(wǎng)連接服務(wù)中，用戶終端例如通過(guò)將高速接 入網(wǎng)作為終端的網(wǎng)關(guān)(GW)裝置即BAS (Broadband Access Server:寬帶接入服務(wù)器)等，連接到因特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商:ISR (Internet Services Provider)所管理的中繼網(wǎng)。在用戶終端為按 RFC2516 (非專利文獻(xiàn)1)規(guī)定的PPPoE (Point to Point Protocol over Ethernet:太網(wǎng)上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議)終端的情況下，BAS使作為 與用戶終端的連接協(xié)議的PPPoE和PPP成為終端，從而對(duì)中繼網(wǎng) 傳送第三層的數(shù)據(jù)包。
在上述高速接入網(wǎng)中，近年來(lái)，隨著IP電話服務(wù)的開始，被要 求已有電話網(wǎng)那樣高的通信質(zhì)量。因此，在發(fā)生了故障時(shí)，為了縮 短對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響度高的BAS中的服務(wù)停止時(shí)間，在中繼網(wǎng)的入口
設(shè)置被冗余化的多個(gè)BAS，并構(gòu)筑將各用戶終端和中繼網(wǎng)之間的連 接路徑冗余化的結(jié)構(gòu)的接入網(wǎng)。今后，期望提供在包含這樣冗余化 的多個(gè)BAS的接入網(wǎng)中能夠?qū)⒏鰾AS的連接負(fù)荷適當(dāng)?shù)胤稚⒌慕?入網(wǎng)。
除了上述第三層級(jí)別中的因特網(wǎng)連接服務(wù)以外，近年來(lái)，也開 始提供第二層級(jí)別中的認(rèn)證連接服務(wù)。在第二層級(jí)別的認(rèn)證連接服 務(wù)中，根據(jù)由RFC2248所規(guī)定的IEEE802.1X (非專利文獻(xiàn)2)中 的EAP (PPP Extensible Authentication Protocol:可擴(kuò)展認(rèn)證協(xié)議) 進(jìn)行用戶的認(rèn)證，中繼網(wǎng)由以太網(wǎng)(Ethernet:注冊(cè)商標(biāo))構(gòu)筑。 在EAP中，在客戶端(supplicant)(認(rèn)證請(qǐng)求者用戶終端)和 驗(yàn)證器(認(rèn)證者GW裝置)之間，通過(guò)進(jìn)行EAPOL (EAP over LAN)數(shù)據(jù)包的通信，進(jìn)行用戶認(rèn)證。驗(yàn)證器在從認(rèn)證完成用戶終 端接收了數(shù)據(jù)包時(shí)，將其作為第二層數(shù)據(jù)包傳送到中繼網(wǎng)。
在利用了上述IEEE802.1X的第二層級(jí)別的因特網(wǎng)連接服務(wù)中， 各用戶終端(客戶端)例如在完成EAP認(rèn)證階段(phase)時(shí)，在 EAP傳送階段中，對(duì)ISP管理的DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol:動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)服務(wù)器請(qǐng)求IP地址， 接受要使用的IP地址的分配。IEEE802.1X將以一對(duì)一方式連接客 戶端和驗(yàn)證器作為基礎(chǔ)，所以在作為驗(yàn)證器的GW裝置中，需要具 備與要收容的客戶端的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的多個(gè)連接端口。
但是，將多個(gè)用戶終端通過(guò)L2SW收容在驗(yàn)證器中，各用戶終 端在EAPOL數(shù)據(jù)包中采用組播用的特殊的MAC地址 ('01-80-C2-00-00-03),而L2SW使該組播用EAPOL數(shù)據(jù)包 通過(guò)，從而也可以在驗(yàn)證器的一個(gè)連接端口收容多個(gè)客戶端。
即使第二層級(jí)別的因特網(wǎng)連接服務(wù)，與上述第三層的連接服務(wù) 同樣，隨著IP電話服務(wù)的提供，尋求GW裝置(驗(yàn)證器)的冗余 化和負(fù)荷分散。 作為現(xiàn)有技術(shù)，例如，在日本特開2005-64936號(hào)公報(bào)(專利文 獻(xiàn)1)中，提出了下述PPPoE通話分散系統(tǒng)和方法，在分別被連接 到多個(gè)ISP的多個(gè)BRAS (Broadband Remote Access Server:寬帶遠(yuǎn) 程接入服務(wù)器)和PPPoE終端之間配置PPPoE通話管理裝置，在 從PPPoE終端接收到PADI數(shù)據(jù)包時(shí)，PPPoE通話管理裝置選擇應(yīng) 連接該P(yáng)PPoE終端的最合適的BRAS，并對(duì)該選擇出的BRAS傳送 PADI數(shù)據(jù)包。
為了對(duì)各用戶終端通過(guò)中繼網(wǎng)提供IP電話服務(wù)，需要將接入網(wǎng) 和中繼網(wǎng)的通信性能提高到已有的電話網(wǎng)那樣高。在依據(jù)PPPoE的 第三層的連接服務(wù)中，如上述那樣，能夠構(gòu)筑冗余化BAS結(jié)構(gòu)的 接入網(wǎng)。
在冗余化BAS結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于從PPPoE終端廣播的PADI (PPPoE Active Discovery Initiation: PPPoE激活發(fā)現(xiàn)起始分組)數(shù) 據(jù)包，多個(gè)BAS發(fā)回響應(yīng)數(shù)據(jù)包:PADO (PPPoE Active Discovery Offer: PPPoE激活發(fā)現(xiàn)提供分組)。PPPoE終端選擇這些PADO 數(shù)據(jù)包的發(fā)送源BAS中的一個(gè)，并與選擇出的BAS之間，按照 PPPoE的連接步驟執(zhí)行PADR (PPPoE Active Discovery Request: PPPoE激活發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求分組)數(shù)據(jù)包發(fā)送以后的通信控制步驟。
但是，PPPoE終端中的BAS的選擇，依賴于PADO數(shù)據(jù)包的接 收定時(shí)、或各PPPoE終端上所安裝的BAS選擇算法。因此，在 PPPoE終端選擇BAS的方式中，在運(yùn)營(yíng)中繼網(wǎng)的ISP (或通信事業(yè) 商) 一側(cè)，不能獨(dú)立地控制冗余化的多個(gè)BAS的負(fù)荷分散。因 此，例如，存在以下問題不能進(jìn)行決定PPPoE終端的連接目的地 BAS的負(fù)荷分散型的BAS管理或?qū)⑷哂嗷亩鄠€(gè)BAS分成現(xiàn)行系 統(tǒng)和預(yù)備系統(tǒng)的BAS運(yùn)用，以便在多個(gè)BAS中使連接負(fù)荷均等。
根據(jù)專利文獻(xiàn)1中提出的PPPoE通話分散系統(tǒng)，通過(guò)PPPoE通 話管理裝置，負(fù)荷被分散給多個(gè)BRAS。專利文獻(xiàn)1的PPPoE通話管理裝置包括存儲(chǔ)了各BRAS所具 有的每個(gè)ISP的IP地址的剩余數(shù)的BRAS IP地址管理表；以及表 示終端MAC地址和連接目的地ISP之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的ISP PPP通 話對(duì)應(yīng)表。
上述PPPoE通話管理裝置在接收了從用戶終端廣播的PADI數(shù) 據(jù)包時(shí)，參照ISP PPP通話對(duì)應(yīng)表而確定連接目的地ISP，并參照 BRAS IP地址管理表，選擇連接目的地ISP用的IP地址剩余數(shù)最多 的BRAS,對(duì)于選擇出的BRAS,發(fā)送已被變換為單播數(shù)據(jù)包的 PADI數(shù)據(jù)包。
參考文獻(xiàn)
日本特開2005—64936號(hào)公報(bào) RFC2516 (PPPoE)
IEEE802. IX (Port-Based Network Access Control) 但是，在專利文獻(xiàn)l中，為了將PPPoE通話管理裝置所參照的 BRAS IP地址管理表的內(nèi)容優(yōu)化，將PPPoE通話終端化的各BRAS 對(duì)PPPoE通話管理裝置報(bào)告當(dāng)前自身保持的PPPoE通話數(shù)和剩余 IP地址數(shù)，PPPoE通話管理裝置根據(jù)來(lái)自各BRAS的報(bào)告數(shù)據(jù)，將 BRAS IP地址管理表更新。因此，在專利文獻(xiàn)1的復(fù)合分散方式 中，需要在各BRAS中新追加PPPoE通話數(shù)和剩余IP地址數(shù)的報(bào) 告功能。
再有，在依據(jù)PPPoE的第三層(或依據(jù)IEEE802.1X的第二 層)的連接服務(wù)中，本發(fā)明人等提出了以下的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與多個(gè)用 戶終端連接的數(shù)據(jù)包中繼裝置將從各用戶終端接收的PADI數(shù)據(jù)包 (或EAPOL-Start數(shù)據(jù)包)對(duì)中繼網(wǎng)進(jìn)行組播，響應(yīng)該組播的多個(gè) GW裝置(BAS或驗(yàn)證器)發(fā)回PADO (或EAP-Request/ID請(qǐng) 求)數(shù)據(jù)包時(shí)，數(shù)據(jù)包中繼裝置只將來(lái)自所選擇的特定GW裝置的 響應(yīng)數(shù)據(jù)包傳送到連接請(qǐng)求源用戶終端(日本特愿2006-162074
號(hào))。根據(jù)上述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不用變更GW裝置的功能，就可進(jìn)行 GW裝置的冗余化。但是，在上述專利申請(qǐng)中，未論述數(shù)據(jù)包中繼 裝置的冗余化GW裝置的負(fù)荷分散控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)據(jù)包傳送裝置，在通過(guò)冗余化的 多個(gè)GW裝置(BAS、驗(yàn)證器等)連接了被連接有多個(gè)用戶終端的 接入網(wǎng)和向因特網(wǎng)的中繼網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，能夠分散這些GW裝置 的負(fù)荷而不對(duì)各GW裝置追加特別的功能，來(lái)連接用戶終端和GW 裝置。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)包傳送裝置被配置在多個(gè)用戶終端與向因特網(wǎng)的 中繼網(wǎng)上所連接的冗余化的多個(gè)網(wǎng)關(guān)(GW)裝置之間。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的數(shù)據(jù)包傳送裝置包括收容與各 用戶終端之間的連接線路或與各GW裝置之間的連接線路的多個(gè)線 路接口；以及控制所述多個(gè)線路接口間的用戶數(shù)據(jù)包和通信控制數(shù) 據(jù)包的傳送的協(xié)議處理部，
所述協(xié)議處理部具有負(fù)荷分散管理表，該負(fù)荷分散管理表與所 述各GW裝置的識(shí)別信息相對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)有連接負(fù)荷的狀態(tài)信息，所 述協(xié)議處理部將從所述各用戶終端接收到的對(duì)所述中繼網(wǎng)的連接開 始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包傳送到所述冗余化的多個(gè)GW裝置，在針對(duì)規(guī)定時(shí)間 內(nèi)接收到的所述連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的多個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包中，只將來(lái) 自依據(jù)所述負(fù)荷分散管理表表示的連接負(fù)荷狀態(tài)信息所選擇的特定 的GW裝置的響應(yīng)數(shù)據(jù)包，傳送到所述連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的請(qǐng)求 源用戶終端，并從所述請(qǐng)求源用戶終端將其后接收到的通信控制數(shù) 據(jù)包和用戶數(shù)據(jù)包傳送到所述特定GW裝置。
這里，例如在用戶終端為PPPoE終端的情況下，所述連接開始 請(qǐng)求數(shù)據(jù)包為PADI數(shù)據(jù)包，來(lái)自GW裝置(BAS)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包
為PADO數(shù)據(jù)包，PADI數(shù)據(jù)包的發(fā)送源終端與從數(shù)據(jù)包傳送裝置 傳送的PADO數(shù)據(jù)包的發(fā)送源GW裝置之間，依據(jù)PPPoE執(zhí)行其 后的通信控制步驟。
例如，在用戶終端為IEEE802.1X中的客戶端的情況下，上述連 接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包為EAPOL-Start數(shù)據(jù)包，來(lái)自GW裝置(驗(yàn)證 器)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包為EAP-Request/ID請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，EAPOL-Start數(shù) 據(jù)包的發(fā)送源客戶端在與從數(shù)據(jù)包傳送裝置傳送的EAP-Request/ID 請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的發(fā)送源GW裝置之間，依據(jù)IEEE802.1X執(zhí)行其后的 通信控制步驟。
在本發(fā)明中協(xié)議處理部參照的負(fù)荷分散管理表，作為上述連接 負(fù)荷狀態(tài)信息例如包含各GW裝置所允許的最大連接數(shù)和當(dāng)前連接 數(shù)。這種情況下，協(xié)議處理部基于由上述最大連接數(shù)和當(dāng)前連接數(shù) 決定的連接比率，選擇特定GW裝置。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述負(fù)荷分散管理表，作為連接負(fù)荷 狀態(tài)信息包含各GW裝置中所允許的最大連接數(shù)、當(dāng)前連接數(shù)、 由所述最大連接數(shù)和當(dāng)前連接數(shù)決定的連接比率以及連接優(yōu)先級(jí)。 這種情況下，協(xié)議處理部每次選擇特定GW裝置時(shí)，更新所述負(fù)荷 分散管理表表示的所述特定GW裝置的連接數(shù)和連接比率，并基于 所述特定GW裝置的更新后的連接比率與其他GW裝置的連接比 率，決定所述各GW裝置的新的選擇優(yōu)先級(jí)，并存儲(chǔ)在所述負(fù)荷分 散管理表中，基于所述負(fù)荷分散管理表表示的各GW裝置的選擇優(yōu) 先級(jí)，選擇與新的連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的新的特定GW裝置。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述負(fù)荷分散管理表的連接負(fù)荷狀態(tài) 信息包含表示了各GW裝置的應(yīng)用模式的應(yīng)用優(yōu)先級(jí)，協(xié)議處理部 從具有第一應(yīng)用優(yōu)先級(jí)的GW裝置中，選擇特定GW裝置。在所述 負(fù)荷分散管理表中，在具有第一應(yīng)用優(yōu)先級(jí)的所有GW裝置中連接 數(shù)達(dá)到了最大連接數(shù)時(shí)，所述協(xié)議處理部從具有第二應(yīng)用優(yōu)先級(jí)的GW裝置中，選擇特定GW裝置。這樣，通過(guò)在連接負(fù)荷狀態(tài)信息 中包含應(yīng)用優(yōu)先級(jí)，可進(jìn)行將冗余化GW裝置分為現(xiàn)行系統(tǒng)和待機(jī) 系統(tǒng)的應(yīng)用。
更詳細(xì)地說(shuō)，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，協(xié)議處理部包括多連接 管理表，該多連接管理表與各用戶終端的識(shí)別信息相對(duì)應(yīng)地表示對(duì) 該用戶終端所預(yù)先允許的最大連接數(shù)和當(dāng)前連接數(shù)。若利用上述多 連接管理表，則在接收到連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包時(shí)，在連接開始請(qǐng)求 數(shù)據(jù)包的發(fā)送源用戶終端的當(dāng)前連接數(shù)達(dá)到了最大連接數(shù)的情況 下，使協(xié)議處理部丟棄該連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，只在當(dāng)前連接數(shù)低 于最大連接數(shù)時(shí)，能夠?qū)⒃撨B接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包傳送到冗余化的多 個(gè)GW裝置。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述協(xié)議處理部包括連接管理表，該 連接管理表用于與作為各連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的發(fā)送源的用戶終端 的識(shí)別信息相對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)作為連接目的地候選的GW裝置所具有的 選擇優(yōu)先級(jí)。這種情況下，協(xié)議處理部在接收各連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù) 包時(shí)，將包含從接收數(shù)據(jù)包的報(bào)頭中提取出的用戶終端的識(shí)別信息 的新的表?xiàng)l目注冊(cè)在所述連接管理表中，在每次接收針對(duì)所述連接 開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的響應(yīng)數(shù)據(jù)包時(shí)，比較所述負(fù)荷分散管理表表示的 所述響應(yīng)數(shù)據(jù)包的發(fā)送源GW裝置的選擇優(yōu)先級(jí)和所述連接管理表 中與所述響應(yīng)數(shù)據(jù)包的目的地用戶終端相對(duì)應(yīng)的表?xiàng)l目所表示的選 擇優(yōu)先級(jí)，并在選擇優(yōu)先級(jí)未注冊(cè)在所述表?xiàng)l目中時(shí)，或在所述發(fā) 送源GW裝置的選擇優(yōu)先級(jí)比所述表?xiàng)l目中注冊(cè)的選擇優(yōu)先級(jí)高 時(shí)，將所述發(fā)送源GW裝置的選擇優(yōu)先級(jí)注冊(cè)在所述表?xiàng)l目中，并 保持所述響應(yīng)數(shù)據(jù)包，在經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間時(shí)，將所述響應(yīng)數(shù)據(jù)包傳 送到所述連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的請(qǐng)求源用戶終端。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)包傳送裝置，通過(guò)采用金屬線路接口、光線路接 口、無(wú)線線路接口、或具有無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)PON (Passive Optical
Network)的局端裝置OLT (Optical Line Terminal)功能的線路接 口來(lái)作為線路接口，可以具有L2SW、 PON系統(tǒng)、無(wú)線接入點(diǎn)或無(wú) 線網(wǎng)橋(bridge)的功能。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)包傳送裝置將從用戶終端接收的連接開始請(qǐng)求數(shù) 據(jù)包傳送到冗余化的多個(gè)GW裝置，并從這些GW裝置發(fā)回的多個(gè) 響應(yīng)數(shù)據(jù)包中，將來(lái)自基于各GW裝置的連接負(fù)荷狀態(tài)所選擇的特 定GW裝置的響應(yīng)數(shù)據(jù)包傳送到用戶終端，所以在用戶終端中不安 裝特殊的軟件，并且，在各GW裝置中不追加特殊的功能，就可進(jìn) 行冗余化GW裝置的負(fù)荷分散。此外，與各用戶終端連接的特定 GW裝置的選擇算法可根據(jù)ISP (或通信事業(yè)商)的要求而變更， 所以可進(jìn)行ISP (或通信事業(yè)商)所期望的負(fù)荷分散。


圖1是表示采用了本發(fā)明的數(shù)據(jù)包傳送裝置(GW選擇裝置) 的通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明的GW選擇裝置具備的GW選擇功能的圖。
圖3是表示在PPPoE中所使用的通信控制幀的格式的圖。 圖4是表示本發(fā)明的GW選擇裝置的一實(shí)施例的方框圖。 圖5是表示GW選擇裝置具備的連接管理表的結(jié)構(gòu)例和內(nèi)容的 轉(zhuǎn)變的圖。
圖6是表示GW選擇裝置具備的端口管理表的結(jié)構(gòu)例的圖。 圖7是表示GW選擇裝置具備的多連接管理表的結(jié)構(gòu)例的圖。 圖8是表示GW選擇裝置具備的負(fù)荷分散管理表的結(jié)構(gòu)例和內(nèi) 容的轉(zhuǎn)變的圖。
圖9是表示本發(fā)明的GW選擇裝置進(jìn)行的PPPoE連接控制的時(shí) 序圖。
圖10是GW選擇裝置執(zhí)行的PADT數(shù)據(jù)包接收處理例行程序 的流程圖。
圖11是GW選擇裝置執(zhí)行的PADO數(shù)據(jù)包接收處理例行程序 的流程圖。
圖12是GW選擇裝置執(zhí)行的負(fù)荷分散處理例行程序的流程圖。 圖13是GW選擇裝置執(zhí)行的定時(shí)器監(jiān)視例行程序的流程圖。 圖14是GW選擇裝置執(zhí)行的PADS數(shù)據(jù)包接收處理例行程序的 流程圖。
圖15是GW選擇裝置執(zhí)行的PADT數(shù)據(jù)包接收處理例行程序 的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的數(shù)據(jù)包傳送裝置的實(shí)施例。
圖1表示采用了本發(fā)明的數(shù)據(jù)包傳送裝置的通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)例。
這里所示的通信網(wǎng)絡(luò)包括有線接入網(wǎng)1L、無(wú)線接入網(wǎng)1W、 通信事業(yè)商或ISP管理的中繼網(wǎng)2、以及因特網(wǎng)3。
有線接入網(wǎng)1L和無(wú)線接入網(wǎng)1W分別通過(guò)具有例如 IEEE802.1X或PPPoE等不同種的協(xié)議的通信幀的終端功能的網(wǎng)關(guān) (GW)裝置20L (20L-l、 20L-m) 、 20W (20W-l、 20W-m)與 中繼網(wǎng)2連接。
有線接入網(wǎng)1L包括分別具備了 IEEE802.1X或PPPoE等的通 話連接功能的多個(gè)有線LAN終端40 (40-l~40-n);以及收容這 些有線LAN終端40的多個(gè)數(shù)據(jù)包傳送裝置10L (IOL-I、 lOL-n)。各數(shù)據(jù)包傳送裝置10L與冗余化的多個(gè)GW裝置20L (20L-1、 20L-m)連接。
如后述那樣，本發(fā)明的數(shù)據(jù)包傳送裝置10L除了將接收數(shù)據(jù)包
隨著第二層報(bào)頭信息傳送的一般性的L2SW功能以外，還具備將各 有線LAN終端40選擇性連接到冗余化的多個(gè)GW裝置20L中的一 個(gè)上的GW選擇功能。在以下說(shuō)明中，特別著眼于后者的功能，將 數(shù)據(jù)包傳送裝置IOL稱為^GW選擇裝置'。在本發(fā)明的第1實(shí)施 例，GW選擇裝置的特征是，具備使負(fù)荷分散在冗余化的多個(gè)GW 裝置20L (20L-l、 20L-m)上，并且控制與有線LAN終端40之 間的連接的負(fù)荷分散控制功能。
在該圖1所示的有線接入網(wǎng)1L中，GW選擇裝置10L-1分別通 過(guò)單獨(dú)的接入線路而收容多個(gè)有線LAN終端40 ( 40-1-40-k)， GW選擇裝置10L-n通過(guò)無(wú)源光網(wǎng)PON (Passive Optical Network) 收容多個(gè)有線LAN終端40 (40-m~40-n) 。 PON包括多個(gè)加入 者連接裝置ONU (Optical Network Unit:光網(wǎng)絡(luò)單元)42 (42-l~42-n) 、 GW選擇裝置lOL-n中內(nèi)置的局端裝置OLT (Optical Line Terminal:光線路終端)、以及將OLT中所收容的一 根光纖利用星形耦合器(S.C.) 43-1分支為多根支線光纖的結(jié)構(gòu)的 光纖網(wǎng)。
另一方面，無(wú)線接入網(wǎng)1W包括分別具備IEEE802.1X或 PPPoE等的通話連接功能的多個(gè)無(wú)線終端41 (41-l 41-n)、以及 收容這些無(wú)線終端41的多個(gè)數(shù)據(jù)包傳送裝置10W (IOW-I、 lOW-n)。在這里所示的例子中，數(shù)據(jù)包傳送裝置10W-1具備無(wú) 線-有線變換功能，與冗余化的多個(gè)GW裝置20L (20L-1、 20L-m)連接。此外，數(shù)據(jù)包傳送裝置10W-n具備無(wú)線集線器
(頻率、幀變換等)功能，與冗余化的多個(gè)GW裝置20W
(20W-1、 20W-m)連接。
構(gòu)成無(wú)線接入網(wǎng)IW的數(shù)據(jù)包傳送裝置10W (10W-l~10W-n) 也具備將各無(wú)線終端41選擇性連接到冗余化的多個(gè)GW裝置20中 的一個(gè)上的GW選擇功能，所以在以下說(shuō)明中，將這些數(shù)據(jù)包傳送
裝置10W也稱為'GW選擇裝置'。
中繼網(wǎng)2包括多個(gè)第二層交換機(jī)(L2SW ) 21 (21-l~21-n)、用戶認(rèn)證服務(wù)器(RADIUS服務(wù)器)22、用于對(duì) 用戶終端分配IP地址的DHCP服務(wù)器23、以及用于將該中繼網(wǎng)連 接到因特網(wǎng)3的路由器24。
在圖示的例子中，L2SW21-1連接到路由器24和冗余化的一組 GW裝置(20L-l~20L-m) ， L2SW21-n連接到路由器24和冗余化 的另一組GW裝置(20W-l~20W-m)。這里，RADIUS服務(wù)器22 和DHCP服務(wù)器23連接到L2SW21-n，但也可以將至少一方連接 到L2SW21-1。此外，L2SW21-l和21-n的一方也可以經(jīng)由另一方 的L2SW連接到路由器24。
圖2是用于說(shuō)明本發(fā)明的GW選擇裝置10L-1具備的GW選擇 功能的圖。其他GW選擇裝置10L-n、 10W-l~10W-n也具有與 GW選擇裝置10L-1同樣的GW選擇功能。這里，說(shuō)明GW選擇裝 置10L-1連接到冗余化的4臺(tái)GW裝置(20LP_l~20LP-4)，從執(zhí) 行依據(jù)PPPoE的通話連接步驟的有線LAN終端40-1~40-m，接收 了通話連接請(qǐng)求的情況下的動(dòng)作。再有，在圖中，終端塊和GW塊 上附帶的'MAC xx-xx-xx-xx-xx-xx，例示有線LAN終端或GW裝 置的MAC地址的值。
在從有線LAN終端40-1接收了 PPPoE的連接請(qǐng)求時(shí)，GW選 擇裝置10L-1將有線LAN終端40-1作為PPPoE終端，將GW選 擇裝置10L-1上所連接的GW裝置分別看作BAS20LP-1~20LP~4 (在圖1中為20L-l~20L-m)，執(zhí)行連接控制步驟。
從這些GW裝置(BAS)接收到與上述連接請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的響應(yīng) 時(shí)，GW選擇裝置10L-1將某一個(gè)GW裝置、例如GW裝置20L-1 選擇為有線LAN終端40-1用的有效BAS，并繼續(xù)進(jìn)行其后的連接 控制步驟。如果決定了要與PPPoE終端40-1通信的有效BAS，則
其他GW裝置20L-2 (20LP-2) ~20L-m (20LP-m)不干預(yù)PPPoE 終端40-l的數(shù)據(jù)包傳送。
以同樣的方法，GW選擇裝置10L-1對(duì)于來(lái)自PPPoE終端40-2 的連接請(qǐng)求，選擇GW裝置20L-1 (20LP-1)，對(duì)于來(lái)自PPPoE 終端40-m的連接請(qǐng)求，選擇GW裝置20L-3 (20LP-3)。各 PPPoE終端40通過(guò)由GW選擇裝置10L-1所選擇的GW裝置20， 與因特網(wǎng)3通信。后面詳細(xì)論述在接收了來(lái)自PPPoE終端的連接請(qǐng) 求時(shí)，GW選擇裝置IOL-I進(jìn)行的GW裝置的選擇(負(fù)荷分散)算 法。
圖3表示在PPPoE中所使用的通信控制幀的格式。
圖3 (A)表示從有線LAN終端40發(fā)送到GW裝置20的連接 開始數(shù)據(jù)包:PADI (PPPoE Active Discovery Initiation)的格式；圖3 (B)表示從GW裝置20發(fā)送到有線LAN終端40的連接開始響應(yīng) 數(shù)據(jù)包:PADO (PPPoE Active Discovery Offer)的格式；圖3 (C) 表示從GW裝置20發(fā)送到有線LAN終端40的通話ID通知數(shù)據(jù)包 :PADS (PPPoE Active Discovery Session-Confirmation)的格式；圖 3 (D)表示有線LAN終端40或GW裝置20發(fā)出的切斷通知數(shù)據(jù) 包:PADT (PPPoE Active Discovery Terminate)的格式。在這些通信 控制幀中，被附加有以太網(wǎng)報(bào)頭900和PPPoE報(bào)頭920。
如圖3 (A)所示，PADI在MAC-DA901中包含廣播MAC地 址(B.C),在MAC-SA902中包含作為發(fā)送源的有線LAN終端 40的MAC地址。在協(xié)議類型903中，例如被設(shè)定了表示 ^x8863，這樣的PPPoE的特定值，在PPPoE報(bào)頭的幀類型921 中，被設(shè)定了表示該幀為'PADI'的代碼。
如圖3 (B)所示，PADO在MAC-DA901中包含作為PADI的 發(fā)送源的有線LAN終端40的MAC地址，在MAC-SA902中包含 GW裝置20的MAC地址，協(xié)議類型903，被設(shè)定了表示PPPoE的
特定值<0x8863'。在PPPoE報(bào)頭的幀類型921中，被設(shè)定了表示 該幀為'PADO'的代碼。
如圖3 (C)所示，PADS在MAC-DA901中包含有線LAN終 端40的MAC地址，在MAC-SA902中包含GW裝置20的MAC 地址，在協(xié)議類型903中，被設(shè)定了表示PPPoE的特定值 <0x8863'。在PPPoE報(bào)頭的幀類型921中，被設(shè)定了表示該幀為 'PADS'的代碼，在通話ID922中，被設(shè)定了從GW裝置20對(duì)有 線LAN終端40分配的通話ID的值。
在PADT從有線LAN終端40發(fā)送到GW裝置20的情況下， 如圖3 (D)所示，在MAC-DA901中包含GW裝置20的MAC地 址，在MAC-SA902中包含有線LAN終端40的MAC地址，在協(xié) 議類型903中，被設(shè)定了表示<0x8863，等這樣的PPPoE的特定 值。在GW裝置20對(duì)有線LAN終端40發(fā)送PADT時(shí)， MAC-DA901和MAC-SA902之間的關(guān)系變?yōu)橄喾?。在PPPoE報(bào)頭 的幀類型921中，被設(shè)定了表示該幀為'PADT'的代碼，在通話 ID922中，被設(shè)定了應(yīng)切斷的通話ID。
圖4表示本發(fā)明的數(shù)據(jù)包傳送裝置(GW選擇裝置)10的第1 實(shí)施例。
GW選擇裝置10包括分別被分配了單獨(dú)的端口號(hào) (Port-l~Port-n)的多個(gè)線路接口 11 (ll-l~ll-n);連接到這些 線路接口的路由選擇部12;通信控制數(shù)據(jù)包用的發(fā)送緩沖器13T和 接收緩沖器13R;控制處理器14;以及存儲(chǔ)器15。
路由選擇部12和控制處理器14構(gòu)成用于控制上述線路接口間 的數(shù)據(jù)包傳送的協(xié)議處理部。在存儲(chǔ)器15中，存儲(chǔ)有處理器執(zhí)行 的通信控制例行程序16、監(jiān)視數(shù)據(jù)包表151、連接管理表152、端 口管理表153、多連接管理表154和負(fù)荷分散管理表155。
在通信控制例行程序16中，包含用圖10~圖15進(jìn)行后述的各
種控制數(shù)據(jù)包接收處理例行程序、負(fù)荷分散處理例行程序和定時(shí)器 監(jiān)視例行程序。
監(jiān)視數(shù)據(jù)包表151指定應(yīng)由控制處理器14處理的通信控制數(shù)據(jù) 包的種類。操作者通過(guò)對(duì)控制終端50進(jìn)行操作，將監(jiān)視數(shù)據(jù)包表 151的內(nèi)容重寫，可以變更控制處理器14的動(dòng)作模式。后面參照?qǐng)D 5、圖6論述連接管理表152和端口管理表153。此外，后面參照?qǐng)D 7、圖8論述多連接管理表154和負(fù)荷分散管理表155。
在GW選擇裝置10為圖1所示的有線接入網(wǎng)Ll的GW選擇裝 置10L-1時(shí)，線路接口 11-l~U-n具備與Ethernet、 ATM、 POS (PPP over SONET)等收容線路上所采用的通信協(xié)議相對(duì)應(yīng)的幀終 端功能。在GW選擇裝置10為收容PON的GW選擇裝置lOL-n 時(shí)，線路接口 11-1-11-n成為具備了例如使GE-PON、 G-PON、 WDM-PON等PON幀終端化的OLT功能。
在GW選擇裝置10為圖1所示的無(wú)線接入網(wǎng)1W的GW選擇裝 置10W-1時(shí)，無(wú)線終端41側(cè)的線路接口具備例如與 IEEE802.11a、 IEEE802.11b、 IEEE802.1g、 IEEE802.16a、 PHS等無(wú) 線線路中所采用的通信協(xié)議相對(duì)應(yīng)的無(wú)線接口功能，GW裝置20 側(cè)的線路接口具備與Ethemet、 ATM、 POS (PPP over SONET)、 GE-PON、 G-PON、 WDM-PON等在有線LAN區(qū)間中所采用的通 信協(xié)議相對(duì)應(yīng)的接口功能。
此外，在GW選擇裝置10為圖1所示的GW選擇裝置lOW-n 時(shí)，各線路接口與GW選擇裝置10W-1的無(wú)線終端41側(cè)的線路接 口同樣，具備與無(wú)線線路中所采用的通信協(xié)議相對(duì)應(yīng)的無(wú)線接口功 能。
圖5 (A) (F)表示連接管理表152的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的轉(zhuǎn)變。 連接管理表152由多個(gè)表?xiàng)l目構(gòu)成，該多個(gè)表?xiàng)l目具有連接終 端的線路接口的端口號(hào)(以下，稱為終端端口號(hào))1521。各表?xiàng)l目表示了終端端口號(hào)1521、終端MAC地址1522、連接GW的線路 接口的端口號(hào)(以下稱為GW端口號(hào))1523、 GW的MAC地址 1524、狀態(tài)1525、定時(shí)器值1526、優(yōu)先級(jí)1527之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
GW MAC1524表示作為與具有終端MAC1522地址的終端的連 接候選的GW裝置(以下稱為候選GW)的MAC地址，優(yōu)先級(jí) 1527表示在圖8說(shuō)明的負(fù)荷分散管理表155中所定義的候選GW 的選擇優(yōu)先級(jí)的值。狀態(tài)1525表示在具有上述終端MAC地址 1522的用戶終端中所正在執(zhí)行的通信控制步驟中的當(dāng)前狀態(tài)，在實(shí) 施例中，表示了在接收等待的通信控制數(shù)據(jù)包的種類或通話ID。
圖6表示端口管理表153的結(jié)構(gòu)。
端口管理表153由與線路接口 ll-l~ll-n的端口號(hào)1531對(duì)應(yīng)的 多個(gè)表?xiàng)l目構(gòu)成，各表?xiàng)l目表示了具有端口號(hào)1531的線路接口是 否為收容了與GW裝置的連接線路的線路接口的GW連接標(biāo)記
1532、 以及從上述線路接口所接收的各數(shù)據(jù)包的發(fā)送源MAC地址
1533。
這里例示的端口管理表153正如根據(jù)端口號(hào)1531的值、MAC 地址1533的值所理解的那樣，表示了圖2中示意地表示的網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)中的GW選擇裝置IOL-I、 PPPoE終端40-l~40-m、 GW裝置 20LP-l~20LP-m之間的連接關(guān)系。在實(shí)際的應(yīng)用中，既有GW選 擇裝置10L-1上所連接的各GW裝置具備驗(yàn)證器和BAS兩者的功 能的情況，又有只具備某一個(gè)功能的情況。在后者的情況下，作為 驗(yàn)證器(或BAS)動(dòng)作的GW裝置對(duì)于PPPoE (或EAPOL)的連 接開始數(shù)據(jù)包變?yōu)闊o(wú)響應(yīng)。
圖7表示多連接管理表154的結(jié)構(gòu)。
與用戶終端連接的GW裝置由連接開始請(qǐng)求發(fā)行時(shí)刻的各GW 裝置的負(fù)荷狀態(tài)來(lái)決定，在同一用戶終端錯(cuò)開時(shí)間地發(fā)行了多個(gè)連 接開始請(qǐng)求時(shí)，有該用戶終端按每個(gè)連接開始請(qǐng)求連接到不同的
GW裝置的情況，也有連續(xù)地連接到相同的GW裝置上的情況。
例如，假設(shè)20L-1和20L-2兩臺(tái)的GW裝置上所連接的GW選 擇裝置10對(duì)每個(gè)GW裝置，將各終端上所允許的最大連接數(shù)設(shè)定 為,從而進(jìn)行負(fù)荷分散(GW選擇)的情況。例如，在第1、 第2連接開始請(qǐng)求中與GW裝置20L-1連接的用戶終端40-1發(fā)行 了第3連接開始請(qǐng)求時(shí)，如果選擇了 GW裝置20L-2,則用戶終端 40-1通過(guò)GW裝置20L-2可接入因特網(wǎng)。但是，在本次還選擇了 GW裝置20L-1的情況下，用戶終端40-1的連接數(shù)己經(jīng)為最大連 接數(shù)，所以第3連接開始請(qǐng)求作為超過(guò)最大連接數(shù)的連接請(qǐng) 求而被拒絕。
本實(shí)施例的多連接管理表154用于限制同一終端的多連接的請(qǐng) 求數(shù)，由表示每個(gè)終端的連接數(shù)的多個(gè)表?xiàng)l目構(gòu)成。各表?xiàng)l目表示 終端MAC地址1541、每個(gè)終端所允許的最大連接數(shù)1542、每個(gè)終 端的當(dāng)前連接數(shù)1543之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣，通過(guò)與作為連接目 的地的GW裝置無(wú)關(guān)地對(duì)每個(gè)用戶終端管理多連接數(shù)，從而在無(wú)論 哪個(gè)GW裝置通過(guò)負(fù)荷分散而被選擇的情況下，也可以對(duì)用戶終端 允許公平的多連接。
再有，終端MAC1541和最大連接數(shù)1542的值通過(guò)控制終端50 而被事先設(shè)定。最大連接數(shù)1542基本上被指定給由終端MAC1541 確定的每個(gè)終端。但是，關(guān)于在某個(gè)表?xiàng)l目中使終端MAC1541為 D.C (Don't Care:無(wú)所謂)并預(yù)先指定最大連接數(shù)1542、在多連接 管理表154中未注冊(cè)終端MAC的終端來(lái)說(shuō)，也可以在上述D.C條 目表示的最大連接數(shù)的范圍內(nèi)管理連接數(shù)。在多連接管理表154中 未設(shè)置D.C條目時(shí)，丟棄來(lái)自未在多連接管理表154中注冊(cè)終端 MAC的終端的連接請(qǐng)求。
圖8 (A) (D)表示負(fù)荷分散管理表155的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容的轉(zhuǎn)變。
負(fù)荷分散管理表155由具有GW裝置20的MAC地址1551的 多個(gè)表?xiàng)l目構(gòu)成。各表?xiàng)l目表示了 GW MAC地址1551、應(yīng)用優(yōu)先 級(jí)1552、選擇優(yōu)先級(jí)1553、連接比率1554、最大連接數(shù)1555和連 接數(shù)1556之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。GW MAC1551、應(yīng)用優(yōu)先級(jí)1552、最 大連接數(shù)1555的值由控制終端50事先設(shè)定。選擇優(yōu)先級(jí)1553在 每次根據(jù)來(lái)自終端的連接開始請(qǐng)求所進(jìn)行的GW選擇時(shí)變?yōu)槠渲当?更新的可變值的優(yōu)先級(jí)。
使用上述負(fù)荷分散管理表155時(shí)，例如，通過(guò)應(yīng)用優(yōu)先級(jí)1552 的值，可以將作為負(fù)荷分散對(duì)象的多個(gè)GW裝置分組為高優(yōu)先級(jí) GW和低優(yōu)先級(jí)GW。這種情況下，通過(guò)不依賴于低優(yōu)先級(jí)GW的 連接數(shù)1556而在高優(yōu)先級(jí)GW組內(nèi)分散連接負(fù)荷，可進(jìn)行將高優(yōu) 先級(jí)GW作為現(xiàn)行系統(tǒng)、低優(yōu)先級(jí)GW作為預(yù)備系統(tǒng)的GW應(yīng) 用。
例如，如果將具有最高優(yōu)先級(jí)的GW作為現(xiàn)行系統(tǒng)，將應(yīng) 用優(yōu)先級(jí)為和'3'的GW作為預(yù)備系統(tǒng)，則在現(xiàn)行系統(tǒng)的某 一個(gè)GW中發(fā)生了故障時(shí)，可以在預(yù)備系統(tǒng)GW中以應(yīng)用優(yōu)先級(jí)從 高向低的順序，切換成現(xiàn)行系統(tǒng)。此外，也可以在應(yīng)用優(yōu)先級(jí)為 '1'的GW作為現(xiàn)行系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)荷分散、現(xiàn)行系統(tǒng)的全部GW裝 置中連接比率為100%時(shí)，選擇應(yīng)用優(yōu)先級(jí)為'2'的GW裝置，然 后與用戶終端連接。
在實(shí)施例中，每次選擇現(xiàn)行系統(tǒng)GW組內(nèi)的GW裝置時(shí)，例 如，根據(jù)連接比率1554或連接數(shù)1556的值，變更各GW裝置的選 擇優(yōu)先級(jí)1553的值，根據(jù)該選擇優(yōu)先級(jí)的值決定下一個(gè)GW裝 置，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分散型的GW選擇。
返回到圖4，路由選擇部12從線路接口 11-l U-n接收數(shù)據(jù)包 時(shí)，將接收數(shù)據(jù)包的接收端口的號(hào)碼和發(fā)送源MAC地址 (MAC-SA902)之間的關(guān)系注冊(cè)到端口管理表153中，從接收數(shù)
據(jù)包的報(bào)頭信息中，判斷接收數(shù)據(jù)包是否為圖3所示的PPPoE或未 圖示的IEEE802.1X等的通信控制數(shù)據(jù)包。
在接收數(shù)據(jù)包為通信控制數(shù)據(jù)包時(shí)，路由選擇部12將接收數(shù)據(jù) 包和接收端口號(hào)通過(guò)接收緩沖器13R傳送到控制處理器14?？刂?處理器14從接收緩沖器13R讀出通信控制數(shù)據(jù)包和接收端口號(hào)， 執(zhí)行要后述的GW選擇和依據(jù)通信協(xié)議的數(shù)據(jù)包處理。將要傳送到 外部線路的通信控制數(shù)據(jù)包從控制處理器14通過(guò)發(fā)送緩沖器13T 傳送到路由選擇部12。
路由選擇部12根據(jù)端口管理表153，對(duì)從線路接口 U-l U-n 接收的用戶數(shù)據(jù)包、以及通過(guò)發(fā)送緩沖器13T從控制處理器14接 收的通信控制數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由選擇。具體地說(shuō)，路由選擇部12從 端口管理表153中，檢索MAC地址1533與接收數(shù)據(jù)包的目的地 MAC地址(MAC-DA卯1) 一致的表?xiàng)l目，將接收數(shù)據(jù)包傳送到上 述表?xiàng)l目的端口號(hào)1531表示的特定的線路接口。
如果是端口管理表153中未注冊(cè)與目的地MAC地址相應(yīng)的表 條目的情況，或是接收數(shù)據(jù)包的目的地地址變?yōu)閺V播或組播地址的 情況，則路由選擇部12將接收數(shù)據(jù)包傳送到接收端口以外的所有 端口 (線路接口)。但是，在從發(fā)送緩沖器13T讀出的通信控制數(shù) 據(jù)包為連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包(EAPOL-Start數(shù)據(jù)包、或PADI數(shù)據(jù) 包)時(shí)，路由選擇部12對(duì)端口管理表153中GW連接標(biāo)記1532為 <1'狀態(tài)的全部端口進(jìn)行廣播。
控制處理器14要監(jiān)視的通信控制數(shù)據(jù)包的種類，由監(jiān)視數(shù)據(jù)包 表151指定。控制處理器14判斷從接收緩沖器13R讀出的通信控 制數(shù)據(jù)包是否為監(jiān)視對(duì)象，不是監(jiān)視對(duì)象的通信控制數(shù)據(jù)包直接輸 出到發(fā)送緩沖器13T。從接收緩沖器13R讀出的通信控制數(shù)據(jù)包為 監(jiān)視對(duì)象的情況下，控制處理器14根據(jù)通信控制例行程序16更新 了連接管理表152后，將通信控制數(shù)據(jù)包輸出到發(fā)送緩沖器13T。
如后述那樣，第1實(shí)施例的控制處理器14在響應(yīng)連接開始請(qǐng)求 而從GW裝置20發(fā)回的多個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包中，將特定的一個(gè)數(shù)據(jù)包 選擇性地傳送到用戶終端，并丟棄剩余數(shù)據(jù)包，由此實(shí)現(xiàn)GW選 擇。
作為數(shù)據(jù)包傳送裝置(GW選擇裝置)10中的GW選擇方法， 例如有
(1) 對(duì)于同一連接開始請(qǐng)求(EAPOL-Start或PADI)，在從 多個(gè)GW裝置接收了響應(yīng)數(shù)據(jù)包(EAP-Request/ID請(qǐng)求或PADO) 時(shí)，使首先接收的響應(yīng)數(shù)據(jù)包有效，丟棄其后接收的響應(yīng)數(shù)據(jù)包的 方法；
(2) 從規(guī)定時(shí)間內(nèi)接收的多個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包中，使來(lái)自與上次選 擇的GW裝置不同的其他GW裝置的響應(yīng)數(shù)據(jù)包有效，丟棄其他的 響應(yīng)數(shù)據(jù)包的方法；
(3) 對(duì)冗余化的一組GW裝置賦予優(yōu)先級(jí)，從預(yù)定的時(shí)間內(nèi)接 收的多個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包中，選擇優(yōu)先級(jí)最高的GW裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)包 的方法。
為了對(duì)冗余化的一組GW裝置分散負(fù)荷，(2)或(3)較為有 效。在以下說(shuō)明的實(shí)施例中，GW選擇裝置根據(jù)對(duì)各GW裝置賦予 的選擇優(yōu)先級(jí)，按(3)的方法選擇GW裝置。
下面，參照?qǐng)D5~圖15，說(shuō)明本發(fā)明的GW選擇裝置所進(jìn)行的 PPPoE的連接控制。
這里，說(shuō)明采用了以下GW算法的情況圖2所示的GW選擇 裝置10L-1通過(guò)使GW裝置20L-l 20L-4 (BAS20LP-l~20LP-4) 接收的響應(yīng)數(shù)據(jù)包(PADO)中的、從選擇優(yōu)先級(jí)最高的GW裝置 接收的數(shù)據(jù)包有效，并且，將本次選擇的GW裝置的選擇優(yōu)先級(jí)變 更為較低的值，由此在發(fā)生下一個(gè)連接開始請(qǐng)求時(shí)，使來(lái)自選擇優(yōu) 先級(jí)最高的其他GW裝置的響應(yīng)數(shù)據(jù)包有效。
如圖9所示，終端(PPPoE終端)40-2將PADI數(shù)據(jù)包進(jìn)行廣 播時(shí)(SQ110) , PPPoE連接階段SP1開始。GW選擇裝置IOL-I 的路由選擇部12若接收上述PADI數(shù)據(jù)包，則將其與接收端口號(hào) —起輸出到接收緩沖器13R。
控制處理器14若接收PADI數(shù)據(jù)包，則執(zhí)行圖10所示的PADI 數(shù)據(jù)包接收處理例行程序130。 PADI數(shù)據(jù)包接收處理例行程序130 與后述的PADO數(shù)據(jù)包接收處理例行程序140、 PADS數(shù)據(jù)包接收 處理例行程序150、 GW負(fù)荷分散處理例行程序160、定時(shí)器監(jiān)視 例行程序170、以及PADT數(shù)據(jù)包接收處理例行程序300 —起，構(gòu) 成通信控制例行程序16的一部分。
在PADI數(shù)據(jù)包接收處理例行程序130中，控制處理器14參照 監(jiān)視數(shù)據(jù)包表151，判斷PADI是否被指定作為監(jiān)視對(duì)象數(shù)據(jù)包 (131)。如果PADI未被指定為監(jiān)視對(duì)象，則控制處理器14將接 收的PADI數(shù)據(jù)包通過(guò)發(fā)送緩沖器13T傳送到路由選擇部12
(138) ，并結(jié)束該例行程序。
在本實(shí)施例，假設(shè)PADI被指定作為監(jiān)視對(duì)象。這種情況下， 控制處理器14從多連接管理表154中，檢索終端MAC地址154與 接收數(shù)據(jù)包的發(fā)送源MAC地址(MAC-SA902 )的值 <00-00-00-00-00-02， 一致的表?xiàng)l目(132)。
在表檢索的結(jié)果(133)為，沒有發(fā)現(xiàn)與接收數(shù)據(jù)包的 MAC-SA相應(yīng)的表?xiàng)l目時(shí)，控制處理器14丟棄接收數(shù)據(jù)包
(139) ，并結(jié)束該例行程序。在發(fā)現(xiàn)了與接收數(shù)據(jù)包的MAC-SA 相應(yīng)的表?xiàng)l目時(shí)，控制處理器14判斷為同一用戶發(fā)送了作為多連 接的其他連接請(qǐng)求，從而比較連接數(shù)1543和最大連接數(shù)1542
(134),在連接數(shù)1543變?yōu)樽畲筮B接數(shù)1542以上時(shí)，丟棄接收 數(shù)據(jù)包(139)，并結(jié)束該例行程序。
在連接數(shù)1543低于最大連接數(shù)1542時(shí)，控制處理器14進(jìn)行所
檢索出的表?xiàng)l目的連接數(shù)1543的值+1的加法運(yùn)算(135)，并在連 接管理表152中注冊(cè)新的表?xiàng)l目ENm (136)。上述表?xiàng)l目ENm， 如圖5 (A)所示，包括作為終端端口 1521從路由選擇部12通 知的接收端口號(hào)'m'、作為終端MAC1522的接收數(shù)據(jù)包的發(fā)送 源MAC地址'00-00-00-00-00"02'，狀態(tài)1525變?yōu)镻ADO等 待。接著，控制處理器14將上述表?xiàng)l目ENm的定時(shí)器值1526初 始化為規(guī)定值，在啟動(dòng)了圖13中后述的定時(shí)器監(jiān)視例行程序170 后(137)，將接收的PADI數(shù)據(jù)包傳送到發(fā)送緩沖器13T (138)，并結(jié)束該例行程序。
路由選擇部12從控制處理器14接收PADI數(shù)據(jù)包時(shí)，根據(jù)端 口管理表153表示的GW連接標(biāo)記1532為'l'的表?xiàng)l目，進(jìn)行將 PADI數(shù)據(jù)包廣播給GW所連接的多個(gè)線路接口 (SQ111-卜SQ1U-4)。
BAS20LP-1 20LP-4響應(yīng)上述PADI數(shù)據(jù)包，分別發(fā)回PADO 數(shù)據(jù)包(SQ112-l SQ112-4)。這些PADO數(shù)據(jù)包的目的地MAC 地址(MAC-DA901)變?yōu)镻PPoE終端40-2的MAC地址 '00-00-00-00-00-02，。
GW選擇裝置10L-1的路由選擇部12將從GW (BAS) 20LP-3 接收的最初的PADO數(shù)據(jù)包與接收端口號(hào)—起輸出到接收緩 沖器13R。來(lái)自第2次接收的GW (BAS) 20LP-2的PADO數(shù)據(jù)包 與接收端口號(hào)一起被輸出到接收緩沖器BR,來(lái)自第三次接 收的GW (BAS) 20LP-1的PADO數(shù)據(jù)包與接收端口號(hào)'4'—起 被輸出到接收緩沖器13R,來(lái)自最后接收的GW (BAS) 20LP-4的 PADO數(shù)據(jù)包與接收端口號(hào)'k' 一起被輸出到接收緩沖器13R。
MAC1522與上述PADO數(shù)據(jù)包的目的地MAC地址 (MAC-DA901 )的值'00-00-00-00-00-02 ， 一致的表?xiàng)l目 (141)。
在檢索的結(jié)果(142)為，發(fā)現(xiàn)了與目的地MAC地址一致的表 條目ENm的情況下，判斷表?xiàng)l目ENm的狀態(tài)1525是否變?yōu)?PADO等待狀態(tài)(144)。在狀態(tài)1525為PADO等待狀態(tài)以外的情 況下，控制處理器14將接收的PADO數(shù)據(jù)包判斷為非法數(shù)據(jù)包， 并丟棄接收數(shù)據(jù)包(145)，結(jié)束該例行程序。
在本次的情況中，如圖5 (A)所示，在從連接管理表152檢索 出的表?xiàng)l目ENm中，狀態(tài)1525變?yōu)镻ADO等待狀態(tài)。這種情況 下，控制處理器14執(zhí)行圖12所示的GW負(fù)荷分散處理例行程序 160。
再有，在PADI未被指定作為監(jiān)視對(duì)象數(shù)據(jù)包時(shí)，在圖10中說(shuō) 明的PADI數(shù)據(jù)包接收處理例行程序130中，具有終端MAC地址 '00-00-00-00-00-02，的表?xiàng)l目Enm沒有注冊(cè)到連接管理表 152。這種情況下，對(duì)與目的地MAC地址一致的目標(biāo)表?xiàng)l目的檢索 失敗。
在從連接管理表152中對(duì)目標(biāo)表?xiàng)l目的檢索失敗時(shí)，控制處理 器14基于PADO數(shù)據(jù)包生成新的表?xiàng)l目ENm，將其注冊(cè)在連接管 理表152 (143)后，執(zhí)行GW負(fù)荷分散處理160。
在該時(shí)刻生成的表?xiàng)l目ENm，將接收的PADO數(shù)據(jù)包的目的地 MAC地址(MAC-DA901)的值<00-00-00-00-00-02，作為終端 MAC1522 ，將上述PADO數(shù)據(jù)包的發(fā)送源MAC地址 (MAC-SA902 ) 的值 '00—00-00-22-22-03 ， 作為GW MAC1524,將與端口管理表153表示的上述目的地MAC地址 < 00-00-00-00-00-02'相對(duì)應(yīng)的端口號(hào)<m，作為終端端口 1521。但是，終端端口 1521的值也可以省略。如圖12所示，在GW負(fù)荷分散處理例行程序160中，控制處理 器14從負(fù)荷分散管理表155中，檢索GW MAC1551與接收數(shù)據(jù)包 (PADO )的發(fā)送源MAC地址(MAC-SA902 )的值 <00—00-00—22-22-23， 一致的表?xiàng)l目(161)。
在檢索的結(jié)果(162)為未發(fā)現(xiàn)與發(fā)送源MAC地址一致的表?xiàng)l 目的情況下，控制處理器14判斷為接收的PADO數(shù)據(jù)包為來(lái)自未 注冊(cè)的非法GW裝置的接收數(shù)據(jù)包，并丟棄接收數(shù)據(jù)包(167)， 結(jié)束GW負(fù)荷分散處理例行程序160。如果結(jié)束GW負(fù)荷分散處理 例行程序160,則圖11的PADO數(shù)據(jù)包接收處理例行程序也結(jié) 束。
在從負(fù)荷分散管理表155中發(fā)現(xiàn)了與接收數(shù)據(jù)包的發(fā)送源MAC 地址一致的表?xiàng)l目的情況下，控制處理器14在所檢索的表?xiàng)l目中 判斷應(yīng)用優(yōu)先級(jí)1552的值是否是最優(yōu)先值'T (163)。在應(yīng)用 優(yōu)先級(jí)的值不是時(shí)，控制處理器14判斷為接收數(shù)據(jù)包是從預(yù) 備系統(tǒng)的GW裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并丟棄接收數(shù)據(jù)包(167)。結(jié) 束GW負(fù)荷分散處理例行程序160。在應(yīng)用優(yōu)先級(jí)的值為'r 時(shí)，控制處理器14比較上述表?xiàng)l目表示的選擇優(yōu)先級(jí)1553的值和 連接管理表152表示的優(yōu)先級(jí)1527的值(164)。
在本次的情況中，應(yīng)用優(yōu)先級(jí)1552的值為最優(yōu)先值'T ，控 制處理器14比較上述表?xiàng)l目表示的選擇優(yōu)先級(jí)1553的值和連接管 理表152表示的優(yōu)先級(jí)1527的值(164)。
接收數(shù)據(jù)包為發(fā)往終端40-2 (終端MAC : <00-00-00-00-00-02')的最初的PADO數(shù)據(jù)包時(shí)，如圖5 (A) 所示，表?xiàng)l目ENm的優(yōu)先級(jí)1527的值為未設(shè)定。這種情況下，控 制處理器14判斷為選擇優(yōu)先級(jí)1553的值高于優(yōu)先級(jí)1527的值 (165),如圖5 (B)所示，在上述表?xiàng)l目ENm的GW MAC1524 中，注冊(cè)接收數(shù)據(jù)包(PADO )的發(fā)送源MAC地址
(MAC-SA902 ) 表示的 GW :20LP-3 的地址值 <00-00-00-22-22-03，，在優(yōu)先級(jí)1527中設(shè)定選擇優(yōu)先級(jí)1553 的值<12'，并在GW端口號(hào)1523中設(shè)定PADO數(shù)據(jù)包的接收端 口號(hào)'5， (166)。
在該時(shí)刻，GW (BAS) 20LP-3變?yōu)榻K端40-2的連接侯選 GW，控制處理器14在保持從GW (BAS) 20LP-3接收的PADO 數(shù)據(jù)包的狀態(tài)下，結(jié)束GW負(fù)荷分散處理例行程序。
在圖9所示的例子中，作為第二個(gè)PADO數(shù)據(jù)包，接收有來(lái)自 GW (BAS) 20LP-2的PADO數(shù)據(jù)包(SQ112-2)?？刂铺幚砥?4 從接收緩沖器13R中讀出GW (BAS) 20LP-2發(fā)送的PADO數(shù)據(jù) 包和接收端口號(hào)時(shí)，執(zhí)行PADO數(shù)據(jù)包接收處理例行程序140，并 經(jīng)由與最初的PADO數(shù)據(jù)包的處理時(shí)同樣的處理過(guò)程，執(zhí)行GW負(fù) 荷分散處理例行程序160。
這次，從負(fù)荷分散管理表155中，檢索GW MAC1551為 '00-00-00-22-22-02，的表?xiàng)l目(161)。在該表?xiàng)l目中，GW (BAS) 20LP-2的應(yīng)用優(yōu)先級(jí)1552為<2'，所以在步驟163中的 判斷結(jié)果變?yōu)?否"，控制處理器丟棄接收數(shù)據(jù)包(167)，并結(jié) 束GW負(fù)荷分散處理例行程序。
同樣，從接收緩沖器13R中，讀出來(lái)自GW (BAS) 20LP-1的 PADO數(shù)據(jù)包作為第三個(gè)PADO數(shù)據(jù)包時(shí)，從負(fù)荷分散管理表155 中，檢索圖8 (A)所示的GW MAC1551= '00-00-00-22-22-0r 的表?xiàng)l目。從上述表?xiàng)l目中可知，GW (BAS) 20LP-1的應(yīng)用優(yōu)先 級(jí)為"'，選擇優(yōu)先級(jí)1553為， GW (BAS) 20LP-1具有 比連接管理表152中注冊(cè)的侯選GW的優(yōu)先級(jí)1527的值<12'高 的選擇優(yōu)先級(jí)。
因此，在上述PADO數(shù)據(jù)包的接收時(shí)所執(zhí)行的GW負(fù)荷分散處 理例行程序160中，控制處理器14將GW (BAS) 20LP-1選擇為
取代GW (BAS) 20LP-3的新的侯選GW，并在連接管理表152的 表?xiàng)l目ENm中，將GW端口 1523、 GW MAC1524、優(yōu)先級(jí)1527 的值如圖5 (C)所示那樣進(jìn)行更新(166)。這種情況下，控制處 理器14丟棄至此保持的來(lái)自GW (BAS) 20LP-3的PADO數(shù)據(jù) 包，并在保持有從GW (BAS) 20LP-1接收的PADO數(shù)據(jù)包的狀 態(tài)下，結(jié)束GW負(fù)荷分散處理例行程序。
從接收緩沖器13R讀出來(lái)自GW (BAS) 20LP-4的PADO數(shù)據(jù) 包作為第四個(gè)PADO數(shù)據(jù)包時(shí)，從負(fù)荷分散管理表155中，檢索圖 8 (A)所示的GW MAC1551= <00-00-00-22-22-04，的表?xiàng)l目。 從上述表?xiàng)l目中可知，GW (BAS) 20LP-4的應(yīng)用優(yōu)先級(jí)為 <1'，選擇優(yōu)先級(jí)1553為<13， ， GW: 20LP-4的選擇優(yōu)先級(jí)低 于連接管理表152的表?xiàng)l目ENm表示的侯選GW的優(yōu)先級(jí)1527的 值"1，。
因此，在上述PADO數(shù)據(jù)包的接收時(shí)所執(zhí)行的GW負(fù)荷分散處 理例行程序160中，控制處理器14丟棄接收數(shù)據(jù)包(167)，并在 保持有從GW (BAS) 20UM接收的PADO數(shù)據(jù)包的狀態(tài)下，結(jié) 束GW負(fù)荷分散處理例行程序。
圖13表示定時(shí)器監(jiān)視例行程序170的流程。
PADI數(shù)據(jù)包接收時(shí)所起動(dòng)的定時(shí)器監(jiān)視例行程序170，通過(guò)控 制處理器14，與上述PADO數(shù)據(jù)包接收處理例行程序140和GW 負(fù)荷分散處理例行程序160并行周期性地被執(zhí)行。
在定時(shí)器監(jiān)視例行程序170中，控制處理器14等待連接管理表 152的表?xiàng)l目ENm中所設(shè)定的定時(shí)器值1526變?yōu)?lt;0'(超時(shí)) (171)。在定時(shí)器值1526超時(shí)(time out)時(shí)，控制處理器14在 負(fù)荷分散管理表155中，進(jìn)行將本次選擇的GW裝置的MAC地 址、即與連接管理表152的表?xiàng)l目ENm表示的侯選GW的MAC 地址相對(duì)應(yīng)的表?xiàng)l目的連接數(shù)1556的值+1的加法運(yùn)算，并再次計(jì)
算連接比率1554 (172)。
接著，控制處理器14在負(fù)荷分散管理表155中所注冊(cè)的應(yīng)用優(yōu) 先級(jí)1552為的多個(gè)表?xiàng)l目中，按連接比率1554 (或連接數(shù) 1556)減少的順序，再次分配選擇優(yōu)先級(jí)1553 (173)。
本次的情況中，通過(guò)執(zhí)行步驟172，如圖8 (B)所示，在作為 侯選GW而剩余的GW MAC1551= '00-00-00-22-22-01，的表?xiàng)l 目中，連接數(shù)1556的值從'999'被變更為'1000'，連接比率 1554的值從M9.98，被變更為'20.00，。而通過(guò)執(zhí)行步驟173， 如圖8 (B)所示，作為侯選GW而剩余的GW MAC1551= 《00-00-00-22-22-Or的選擇優(yōu)先級(jí)1553從被變更為 <13' ， GWMAC1551- <00-00-00-22-22-03， 、 GW MAC1551= <00-00-00-22-22-04，的選擇優(yōu)先級(jí)1553分別從<12，被變更為 、從"3'被變更為<12'。 將選擇優(yōu)先級(jí)1553再次分配結(jié)束時(shí)，控制處理器14如圖5 (D)所示，將連接管理表152的表?xiàng)l目ENm的狀態(tài)1525變更為 PADS等待(174)，將來(lái)自保持的侯選GW的PADO數(shù)據(jù)包傳送 到發(fā)送緩沖器13T (175)，然后結(jié)束該例行程序。
再有，通過(guò)執(zhí)行步驟172，負(fù)荷分散管理表155表示的侯選GW 的連接數(shù)1556達(dá)到了最大連接數(shù)1555時(shí)，侯選GW不能接受新的 連接請(qǐng)求。這種情況下，直至連接數(shù)1556減少為止，將選擇優(yōu)先 級(jí)1553的值設(shè)為最低等級(jí)值，在GW負(fù)荷分散處理例行程序160 的步驟163中，判斷選擇優(yōu)先級(jí)的值，并丟棄來(lái)自選擇優(yōu)先級(jí)為最 低等級(jí)值的GW的PADO即可。作為最低等級(jí)值，例如，如 、 <20'那樣，可以采用第一位為W的值。 在圖12所示的GW負(fù)荷分散處理例行程序160中，從應(yīng)用優(yōu)先 級(jí)1552不為'T的GW接收的PADO數(shù)據(jù)包全部被丟棄，但例如 在圖8 (C)所示那樣，也可以在應(yīng)用優(yōu)先級(jí)1552為的全部
GW (現(xiàn)行系統(tǒng)GW)中，在連接數(shù)1556達(dá)到了最大連接數(shù)1555 時(shí)(選擇優(yōu)先級(jí)為最低等級(jí)的情況)，將應(yīng)用優(yōu)先級(jí)為的 GW加入到負(fù)荷分散的對(duì)象GW組中。這意味著在GW負(fù)荷分散處 理例行程序160中判斷結(jié)果為"否"時(shí)，對(duì)于在GW負(fù)荷分散管理 表155中的應(yīng)用優(yōu)先級(jí)1552為'l'的表?xiàng)l目，對(duì)選擇優(yōu)先級(jí)1553 的值進(jìn)行校驗(yàn)，并在全部的表?xiàng)l目中為最低等級(jí)值的情況下，執(zhí)行 步驟164。
路由選擇部12通過(guò)發(fā)送緩沖器13T從控制處理器14接收 PADO數(shù)據(jù)包時(shí)，基于接收數(shù)據(jù)包的目的地MAC地址 (MAC-DA901),參照端口管理表153。在這次的例子中，PADO 數(shù)據(jù)包的目的地MAC地址為'00-00-00-00-00-02'，端口管理 表153如圖6所示，作為與MAC地址'00-00-00-00-00-02'相 對(duì)應(yīng)的端口號(hào)1531，表示了 PPPoE終端40-2的連接端口號(hào) <m'。因此，路由選擇部12從端口號(hào)<m，的線路接口發(fā)送上述 PADO數(shù)據(jù)包(SQ113)。
PPPoE終端40-2接收上述PADO數(shù)據(jù)包時(shí)，向作為該P(yáng)ADO 數(shù)據(jù)包的發(fā)送源的GW (BAS) 20LP-1發(fā)送PADR數(shù)據(jù)包 (SQ114)。在本實(shí)施例中，如圖5 (D)所示，在連接管理表152 中，與端口 40-2對(duì)應(yīng)的表?xiàng)l目Enm的狀態(tài)1525變?yōu)樽鳛閷?duì)PADR 的響應(yīng)數(shù)據(jù)包的PADS等待狀態(tài)。即，由于PADR數(shù)據(jù)包從GW選 擇裝置10L-1的監(jiān)視對(duì)象中被除去，所以GW選擇裝置10L-1的 控制處理器14在從路由選擇部12接收上述PADR數(shù)據(jù)包時(shí)，將其 直接傳送到路由選擇部12。路由選擇部12接收上述PADR數(shù)據(jù)包 時(shí)，根據(jù)端口管理表153對(duì)接收數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由選擇。
上述PADO數(shù)據(jù)包的目的地MAC地址(MAC-DA901)變?yōu)?GW (BAS) 20LP-1的MAC地址<00-00-00-22-22-01，，端口 管理表153中，與上述MAC地址相對(duì)應(yīng)，存儲(chǔ)有與GW (BAS)
20LP-1的連接線路的端口號(hào)<4，。因此，PADR數(shù)據(jù)包通過(guò)線路 接口 11-4,被傳送到GW (BAS) 20LP-1 (SQ115)。
GW (BAS) 20LP-1響應(yīng)上述PADR，發(fā)回PADS數(shù)據(jù)包 (SQ116) 。 GW選擇裝置10L-1路由選擇部12接收上述PADS數(shù) 據(jù)包時(shí)，將其與接收端口號(hào)M' —起輸出到接收緩沖器13R。
控制處理器14接收PADS數(shù)據(jù)包時(shí)，執(zhí)行圖14所示的PADS 數(shù)據(jù)包接收處理例行程序150。在PADS數(shù)據(jù)包接收處理例行程序 150中，控制處理器14將從路由選擇部12通知的接收端口號(hào) M，、接收數(shù)據(jù)包的目的地MAC地址(MAC-DA901)的值 <00-00—00-00-00-02，、發(fā)送源MAC地址(MAC-SA902)的值 <00-00-00-22-22-01，作為檢索關(guān)鍵字，從連接管理表152中， 檢索GW端口 1523、終端MAC1522、 GW MAC 1554與檢索關(guān)鍵字 一致的表?xiàng)l目(151)。
在檢索的結(jié)果(152)為發(fā)現(xiàn)與檢索關(guān)鍵字一致的表?xiàng)l目Enm 時(shí)，如圖5 (E)所示，控制處理器14將接收的PADS數(shù)據(jù)包表示 的通話ID的值(在本例子中，為"000')設(shè)定在上述表?xiàng)l目的 狀態(tài)1525中(153)，并將上述PADS通過(guò)發(fā)送緩沖器13T傳送到 路由選擇部12 (154),結(jié)束該路由選擇。
由于上述PADS數(shù)據(jù)包的目的地地址(MAC-DA901)為 '00-00-00-00-00-02'，所以路由選擇部12將上述PADS數(shù)據(jù)包 傳送到圖6的端口管理表153表示的端口號(hào)'m'的線路接口。由 此，PADS數(shù)據(jù)包被發(fā)送到PPPoE終端40-2 (SQ117)。
再有，在連接管理表152中沒有與檢索關(guān)鍵字一致的表?xiàng)l目 時(shí)，控制處理器將接收的PADS傳送到路由選擇部12 (154)，并 結(jié)束該例行程序。例如，在規(guī)定時(shí)間以上并檢測(cè)出通信中斷的通話 而表?xiàng)l目被自動(dòng)刪除的情況下，發(fā)生這種事件。
PPPoE終端40-2接收PADS數(shù)據(jù)包時(shí)，從PPPoE連接階段SP1
轉(zhuǎn)移到PPPoE傳送階段SP2。
在PPPoE傳送階段SP2中，GW選擇裝置10L-1進(jìn)行PPPoE終 端40-2和GW (BAS) 20LP-1之間所通信的用戶數(shù)據(jù)包的傳送 (SQ200)、以及Keepalive數(shù)據(jù)包的傳送(SQ210-213)。
在PPPoE傳送階段SP2中，GW (BAS) 20LP-1通過(guò)GW選擇 裝置10L-l，將從PPPoE終端40-2接收的PPPoE數(shù)據(jù)包 (SQ200)變換為IP數(shù)據(jù)包后傳送到路由器24 (SQ201)。而從路 由器24接收的IP數(shù)據(jù)包(SQ200)變換為PPPoE數(shù)據(jù)包，通過(guò) GW選擇裝置10L-1傳送到PPPoE終端40-2 (SQ201)。此外， GW (BAS) 20LP-1通過(guò)周期性地發(fā)行Keepalive request數(shù)據(jù)包 (SQ210 ),并接收來(lái)自終端的響應(yīng)數(shù)據(jù)包(Keepalive acknowledge),從而確認(rèn)PPPoE終端40-2的動(dòng)作狀態(tài)。
終端用戶結(jié)束因特網(wǎng)接入時(shí)，將連接結(jié)束數(shù)據(jù)包PADT從 PPPoE終端40-2發(fā)送到GW (BAS) 20LP-1 (SQ310)，并從 PPPoE傳送階段SP2轉(zhuǎn)移到PPPoE切斷階段SP3。
GW選擇裝置10L-1的路由選擇部12接收上述PADT數(shù)據(jù)包 時(shí)，執(zhí)行圖15所示的PADT數(shù)據(jù)包接收處理例行程序300。在 PADT數(shù)據(jù)包接收處理例行程序300中，控制處理器14將接收端口 號(hào)'m，、接收數(shù)據(jù)包的發(fā)送源MAC地址(MAC-DA902)的值
<00-00-00-00-00-02，、以及目的地MAC地址(MAC-DA901) 的值<00-00-00-22-22-01'作為檢索關(guān)鍵字，從連接管理表152 中，檢索終端端口 1521、終端MAC1522、 GW MAC1524與檢索關(guān) 鍵字一致的表?xiàng)l目ENm (301)。但是，接收端口號(hào)也可以從檢索 關(guān)鍵字條目中除去。
在檢索的結(jié)果(302)為發(fā)現(xiàn)與檢索關(guān)鍵字一致的表?xiàng)l目ENm 時(shí)，控制處理器14判斷上述表?xiàng)l目的狀態(tài)1525表示的通話ID的 值是否與接收的PADT數(shù)據(jù)包的通話ID922表示的通話ID值 <難， 一致(305)。
在判斷的結(jié)果(306)為兩個(gè)通話ID —致時(shí)，如圖5 (F)所
示，控制處理器14從連接管理表152中刪除上述表?xiàng)l目ENm (307),并在負(fù)荷分散管理表155中，在GW MAC1551為 <00-00-00-22-22-01'的表?xiàng)l目中，對(duì)連接數(shù)1556的值進(jìn)行減法
運(yùn)算(-1)，并對(duì)連接比率1554再次計(jì)算，按連接數(shù)1556或連接
比率1554減少的順序，執(zhí)行現(xiàn)行系統(tǒng)GW中的選擇優(yōu)先級(jí)1553的
再分配(308)。
負(fù)荷分散管理表155例如在圖8 (C)的狀態(tài)時(shí)，通過(guò)執(zhí)行上述 步驟308 , 如圖 8 ( D ) 所示，在GW MAC1551-'00-00-00-22-22-0r的表?xiàng)l目中，選擇優(yōu)先級(jí)從MO'被變更 為"1，。
然后，控制處理器14在多連接管理表154的終端MAC1541-
wo-oo-oo-oo-oo-or的條目中，對(duì)連接數(shù)1543的值進(jìn)行-i的
減法運(yùn)算(309)，將接收數(shù)據(jù)包通過(guò)發(fā)送緩沖器13T傳送到路由 選擇部12 (312)，并結(jié)束該例行程序。
再有，在判斷步驟306中，在通話ID不一致時(shí)，控制處理器 14 將目的地 MAC 地址 (MAC-DA901 ) 的值 <00-00-00-22-22-01'作為檢索關(guān)鍵字，從負(fù)荷分散管理表155 中，檢索GWMAC1551與檢索關(guān)鍵字一致的表?xiàng)l目(310)。在檢 索的結(jié)果(311)為發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)的表?xiàng)l目時(shí)，控制處理器14執(zhí)行上 述步驟309、 312。如果是未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的表?xiàng)l目的情況，則控制處理 器14判斷為接收了與本裝置沒有關(guān)系的PADT數(shù)據(jù)包，并丟棄接 收數(shù)據(jù)包(313)，結(jié)束該例行程序。
在接收數(shù)據(jù)包為從GW (BAS) 20LP-1側(cè)發(fā)行的PADT數(shù)據(jù)包 的情況下，在判斷步驟302中，可知檢索連接管理表152的結(jié)果是 目標(biāo)的表?xiàng)l目在連接管理表152中不存在。這種情況下，控制處理
器14改變檢索關(guān)鍵字項(xiàng)目的組合，將接收數(shù)據(jù)包的目的地MAC地 址(MAC-DA901)的值< 00-00-00—00-00-02 ，、接收端口號(hào) '4 ，、 發(fā)送源MAC地址 (MAC SA902 ) 的值 '00-00-00-22-22-Or作為檢索關(guān)鍵字，從連接管理表152中， 檢索終端MAC1522、 GW端口 1523、 GW MAC1524與檢索關(guān)鍵字 一致的表?xiàng)l目(303)。
在檢索的結(jié)果(304)為發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)的表?xiàng)l目時(shí)，控制處理器 14執(zhí)行上述步驟305-311。如果是未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的表?xiàng)l目的情況，則 控制處理器14將發(fā)送源MAC地址(MAC-SA902)的值 <00-00-00-22-22-01，作為檢索關(guān)鍵字，從負(fù)荷分散管理表155 中，檢索GW MAC1551與檢索關(guān)鍵字一致的表?xiàng)l目(310),根據(jù) 檢索的結(jié)果，執(zhí)行上述步驟309和312或步驟313，并結(jié)束該例行 程序。
路由選擇部12從控制處理器14接收PADT數(shù)據(jù)包時(shí)，從端口 管理表153確定輸出端口的端口號(hào)1531,并將上述PADT數(shù)據(jù)包傳 送到BAS20LP-1 (SQ311)。
在上述實(shí)施例中，控制處理器14參照監(jiān)視數(shù)據(jù)包表151，判斷 接收數(shù)據(jù)包是否為監(jiān)視對(duì)象的通信控制數(shù)據(jù)包，但也可以由路由選 擇部12進(jìn)行這種判斷，只將作為監(jiān)視對(duì)象的通信控制數(shù)據(jù)包選擇 性地傳送到控制處理器14。此外，在實(shí)施例中，由控制處理器14 進(jìn)行用于GW選擇的處理，但如果在路由選擇部12的處理性能上 沒有問題，則也可以將實(shí)施例中說(shuō)明的控制處理器14的功能安裝 在路由選擇部12上。
如從上述實(shí)施例可以理解的那樣，根據(jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)包傳送裝 置(GW選擇裝置)將從PPPoE終端40接收的連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù) 包對(duì)多個(gè)GW裝置(BAS)進(jìn)行廣播，僅使規(guī)定時(shí)間內(nèi)接收的多個(gè) 響應(yīng)數(shù)據(jù)包中的、來(lái)自根據(jù)GW選擇(負(fù)荷分散)算法所選擇的
定GW裝置的響應(yīng)數(shù)據(jù)包有效，并將其傳送到請(qǐng)求源終端。PPPoE 終端40與上述響應(yīng)數(shù)據(jù)包的發(fā)送源GW裝置之間，執(zhí)行其后的通 信控制步驟。因此，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)包傳送裝置(GW選擇裝 置)，不依賴于PPPoE終端40的安裝，就可進(jìn)行GW裝置 (BAS)的冗余化和負(fù)荷分散。此外，GW裝置(BAS)中，不需 要追加專利文獻(xiàn)1那樣的特殊功能。
在實(shí)施例中，說(shuō)明了 PPPoE終端40和冗余化GW裝置 (BAS)之間的連接控制步驟，但本發(fā)明的GW選擇裝置的特征也 能夠應(yīng)用于IEEE802.1X中的客戶端(用戶終端)和驗(yàn)證器(GW 裝置)之間的連接控制步驟。
這種情況下，連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包成為EAPOL-Start數(shù)據(jù)包， 來(lái)自GW裝置(驗(yàn)證器)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包成為EAP-Request/ID請(qǐng)求 數(shù)據(jù)包，切斷請(qǐng)求數(shù)據(jù)包成為EAPOL-Logoff數(shù)據(jù)包。因此，在協(xié) 議處理部中，只要準(zhǔn)備與PADI數(shù)據(jù)包接收處理例行程序130對(duì)應(yīng) 的EAPOL-Start數(shù)據(jù)包接收處理例行程序、與PADO數(shù)據(jù)包接收處 理例行程序140對(duì)應(yīng)的EAP-Request/ID請(qǐng)求數(shù)據(jù)包接收處理例行 程序、以及與PADT數(shù)據(jù)包接收處理例行程序300對(duì)應(yīng)的 EAPOL-Logoff數(shù)據(jù)包接收處理例行程序即可。
此外，使協(xié)議處理部具有通信協(xié)議的識(shí)別功能，例如，通過(guò)在 接收數(shù)據(jù)包為PADI那樣的PPPoE數(shù)據(jù)包時(shí)，執(zhí)行PPPoE用的處理 例行程序，在接收數(shù)據(jù)包為EAPOL-Start數(shù)據(jù)包那樣的 IEEE802.1X用的數(shù)據(jù)包時(shí)，執(zhí)行正EE802.1X用的處理例行程序， 從而在同一第二層接入網(wǎng)中，如PPPoE終端和IEEE802.1X中的 EAPOL (客戶端)那樣，可混雜通信協(xié)議不同的多個(gè)種類的用戶終 端。這種情況下，在連接管理表152中，除了圖5所示的PPPoE用 的表?xiàng)l目以外，還可以共存有IEE802.1X (EAPOL)用的表?xiàng)l目。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)包傳送裝置，配置在多個(gè)用戶終端和向因特網(wǎng)的中繼網(wǎng)上所連接的冗余化的多個(gè)網(wǎng)關(guān)裝置之間，其特征在于，包括多個(gè)線路接口，收容與所述各用戶終端之間的連接線路或與所述各網(wǎng)關(guān)裝置的連接線路；以及協(xié)議處理部，控制在所述多個(gè)線路接口間的用戶數(shù)據(jù)包和通信控制數(shù)據(jù)包的傳送，所述協(xié)議處理部具有負(fù)荷分散管理表，該負(fù)荷分散管理表與所述各網(wǎng)關(guān)裝置的識(shí)別信息相對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)有連接負(fù)荷的狀態(tài)信息，所述協(xié)議處理部將從所述各用戶終端接收到的對(duì)所述中繼網(wǎng)的連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包傳送到所述冗余化的多個(gè)網(wǎng)關(guān)裝置，在針對(duì)規(guī)定時(shí)間內(nèi)接收到的所述連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的多個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包中，只將來(lái)自依據(jù)所述負(fù)荷分散管理表表示的連接負(fù)荷狀態(tài)信息所選擇的特定的網(wǎng)關(guān)裝置的響應(yīng)數(shù)據(jù)包，傳送到所述連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的請(qǐng)求源用戶終端，并從所述請(qǐng)求源用戶終端將其后接收到的通信控制數(shù)據(jù)包和用戶數(shù)據(jù)包傳送到所述特定網(wǎng)關(guān)裝置。
2. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置，其特征在于， 所述負(fù)荷分散管理表的連接負(fù)荷狀態(tài)信息包含所述各網(wǎng)關(guān)裝置中所允許的最大連接數(shù)和當(dāng)前連接數(shù)，所述協(xié)議處理部基于由所述最大連接數(shù)和當(dāng)前連接數(shù)決定的連 接比率，選擇所述特定網(wǎng)關(guān)裝置。
3. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置，其特征在于， 所述負(fù)荷分散管理表的連接負(fù)荷狀態(tài)信息包含所述各網(wǎng)關(guān)裝置中所允許的最大連接數(shù)、當(dāng)前連接數(shù)、由所述最大連接數(shù)和當(dāng)前 連接數(shù)決定的連接比率以及連接優(yōu)先級(jí)，所述協(xié)議處理部每次選擇所述特定網(wǎng)關(guān)裝置時(shí)，，更新所述負(fù)荷分散管理表表示的所述特定網(wǎng)關(guān)裝置的連接數(shù)和連接比率，并基于所述特定網(wǎng)關(guān)裝置的更新后的連接比率與其他網(wǎng)關(guān)裝置的連接比率，決定所述各網(wǎng)關(guān)裝置的新的選擇優(yōu)先級(jí)，并存儲(chǔ)在所述負(fù)荷分 散管理表中，基于所述負(fù)荷分散管理表表示的各網(wǎng)關(guān)裝置的選擇優(yōu) 先級(jí)，選擇與新的連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的新的特定網(wǎng)關(guān)裝置。
4. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置，其特征在于， 所述負(fù)荷分散管理表的連接負(fù)荷狀態(tài)信息包含表示了所述各網(wǎng)關(guān)裝置的應(yīng)用模式的應(yīng)用優(yōu)先級(jí)，所述協(xié)議處理部從具有第一應(yīng)用優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)關(guān)裝置中，選擇所述特定網(wǎng)關(guān)裝置。
5. 如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置，其特征在于， 在所述負(fù)荷分散管理表中，在具有所述第一應(yīng)用優(yōu)先級(jí)的所有網(wǎng)關(guān)裝置中連接數(shù)達(dá)到了最大連接數(shù)時(shí)，所述協(xié)議處理部從具有第二應(yīng)用優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)關(guān)裝置中，選擇所述特定網(wǎng)關(guān)裝置。
6. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置，其特征在于， 所述協(xié)議處理部包括多連接管理表，該多連接管理表與所述各用戶終端的識(shí)別信息相對(duì)應(yīng)地表示對(duì)該用戶終端所預(yù)先允許的最大 連接數(shù)和當(dāng)前連接數(shù)，在接收到各連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包時(shí)，所述協(xié)議處理部參照所述 多連接管理表，并在所述連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的發(fā)送源用戶終端的當(dāng)前連接數(shù)達(dá)到了最大連接數(shù)時(shí)，丟棄該連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，在 當(dāng)前連接數(shù)低于最大連接數(shù)時(shí)，將該連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包傳送到所 述冗余化的多個(gè)網(wǎng)關(guān)裝置，并且更新所述用戶終端的當(dāng)前連接數(shù)。
7. 如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置，其特征在于， 所述協(xié)議處理部包括連接管理表，該連接管理表用于與作為所述各連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的發(fā)送源的用戶終端的識(shí)別信息相對(duì)應(yīng)地 存儲(chǔ)作為連接目的地候選的網(wǎng)關(guān)裝置所具有的選擇優(yōu)先級(jí)，在接收各連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包時(shí)，將包含從接收數(shù)據(jù)包的報(bào)頭 中提取出的用戶終端的識(shí)別信息的新的表?xiàng)l目注冊(cè)在所述連接管理 表中，在每次接收針對(duì)所述連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的響應(yīng)數(shù)據(jù)包時(shí)，比 較所述負(fù)荷分散管理表表示的所述響應(yīng)數(shù)據(jù)包的發(fā)送源網(wǎng)關(guān)裝置的 選擇優(yōu)先級(jí)和所述連接管理表中與所述響應(yīng)數(shù)據(jù)包的目的地用戶終 端相對(duì)應(yīng)的表?xiàng)l目所表示的選擇優(yōu)先級(jí)，并在選擇優(yōu)先級(jí)未注冊(cè)在 所述表?xiàng)l目中的情況下，或在所述發(fā)送源網(wǎng)關(guān)裝置的選擇優(yōu)先級(jí)比 所述表?xiàng)l目中注冊(cè)的選擇優(yōu)先級(jí)高的情況下，將所述發(fā)送源網(wǎng)關(guān)裝 置的選擇優(yōu)先級(jí)注冊(cè)在所述表?xiàng)l目中，并保持所述響應(yīng)數(shù)據(jù)包，在經(jīng)過(guò)了所述規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻，將所保持的所述響應(yīng)數(shù)據(jù)包傳 送到所述連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的請(qǐng)求源用戶終端。
8. 如權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置，其特征在于， 所述協(xié)議處理部在所述連接管理表中注冊(cè)新的表?xiàng)l目時(shí)，在該表?xiàng)l目中設(shè)定用于測(cè)量所述規(guī)定時(shí)間的定時(shí)器值，并在該定時(shí)器值 超時(shí)之時(shí)，將所述響應(yīng)數(shù)據(jù)包傳送到所述連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包的請(qǐng) 求源用戶終端。
9. 如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置，其特征在于，所述協(xié)議處理部包括路由選擇部，連接到所述多個(gè)線路接口；以及 控制處理器，與所述路由選擇部相耦合，所述路由選擇部將從所述各線路接口接收到的通信控制數(shù)據(jù)包 傳送到所述控制處理器，所述控制處理器參照所述負(fù)荷分散管理表，選擇所述特定網(wǎng)關(guān) 裝置，所述路由選擇部將從所述各線路接口接收到的用戶數(shù)據(jù)包和從 所述控制處理器接受的通信控制數(shù)據(jù)包根據(jù)各自的報(bào)頭信息而路由選擇給某個(gè)所述線路接口。
10.如權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)包傳送裝置，其特征在于， 所述路由選擇部包括監(jiān)視數(shù)據(jù)包表，該監(jiān)視數(shù)據(jù)包表表示作為監(jiān)視對(duì)象的通信控制數(shù)據(jù)包的種類，所述路由選擇部在從所述各線路接口接收到的通信控制數(shù)據(jù)包中，只將所述監(jiān)視數(shù)據(jù)包表所指定的通信控制數(shù)據(jù)包傳送到所述控制處理器，將沒有被所述監(jiān)視數(shù)據(jù)包表指定的通信控制數(shù)據(jù)包根據(jù)其報(bào)頭信息而路由選擇給某個(gè)所述線路接口 。
全文摘要
本發(fā)明是一種數(shù)據(jù)包傳送裝置，在包含了冗余化的多個(gè)GW裝置的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，不對(duì)各GW裝置追加特別功能地進(jìn)行負(fù)荷分散，并與用戶終端連接。具體地說(shuō)，在由收容了用戶終端和冗余化的多個(gè)GW裝置的多個(gè)線路接口、控制線路接口間的數(shù)據(jù)包傳送的協(xié)議處理部構(gòu)成的數(shù)據(jù)包傳送裝置中，協(xié)議處理部將從用戶終端接收的連接開始請(qǐng)求數(shù)據(jù)包傳送到上述多個(gè)GW裝置，只將規(guī)定時(shí)間內(nèi)從GW裝置接收到的多個(gè)響應(yīng)數(shù)據(jù)包中的、來(lái)自依據(jù)負(fù)荷分散管理表表示的各GW裝置的連接負(fù)荷狀態(tài)信息所選擇的特定GW裝置的響應(yīng)數(shù)據(jù)包傳送到請(qǐng)求源用戶終端。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101175034SQ20071010876
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者宮田裕章 申請(qǐng)人:日立通訊技術(shù)株式會(huì)社