[发明专利]通信设备、通信方法和计算机程序

说明书

技术领域

本发明涉及用于根据OSI(开放式系统互连)参考模型的层2协议来执行数据转送的通信设备、通信方法和计算机程序。更具体地，本发明涉及用于在层2网络环境中在从发送侧到接收侧的网络路径上执行数据转送的通信设备、通信方法和计算机程序。

背景技术

根据作为由国际标准化组织(ISO)关于网络结构建立的设计原理的OSI参考模型，通信功能被划分为7层。在这些层中，层2是数据链路层，其对应于规定在直接地或邻接地连接的通信设备之间的信号转送的协议。数据链路层地址服务于来自诸如TCP/IP之类的上层的请求，并且对正下方的物理层请求服务。典型的层2协议包括以太网(注册商标)和令牌环。

层2被细分成逻辑链路控制(LLC)子层和其下的媒体访问控制(MAC)子层。层2不具备路径控制功能。因此，层2网络被限制在同一网络地址以内。也可以认为层2网络是这样的网络，该网络被限制在可以使用ARP(地址解析协议)命令获得MAC地址的范围内或者被限制在广播域内。

近年来，增加的传输内容量使得有必要采用通常范围从40到100Gbps不等的更大带宽。然而，市场上，如今被广泛接受的是带宽10Gbps左右的合理价位的通信介质。因此，单个通信链路不足以满足以更大的宽带机构的使用为前提的需求。作为针对处理为宽带准备的内容的需求的一个解决方案，本发明的发明人构思了以提供超过40Gbps的性能的方式来聚合10Gbps左右的低应用技术要求的通信链路。

聚合多个通信链路对应于所谓的“多链路”和“链路聚合”的技术。例如，存在有关多链路通信方法的技术提议，该方法静态地提供路径，其中每个路径以允许发送侧和接收侧都聚合每外部连接路径地执行的通信的方式来应对网络层上的多个外部通信，该方法还将聚合的通信作为单个通信提供给应用层(参见日本专利特开2001-60956号公报)。

在广播域内，多链路仅需要基于层2或层2以下的层(例如MAC层)上的网络协议来实现。根据有关网络多链路技术“IEEE 802.1AX-2008链路聚合”的典型标准中的定义，链路聚合允许一个或多个链路被聚合到一起来形成链路聚合组，使得媒体访问控制(MAC)客户端可以将链路聚合组看成就像它是单个链路一样。

还是根据上述标准，链路聚合允许建立全双工点对点链路的建立，全双工点对点链路比形成该聚合的单个链路具有更高的聚合带宽。这使得能够更好地利用桥接的LAN环境中的可用链路，并且在面对各个链路故障时能够更好地恢复。

然而，以上标准规定了对分段技术和对发送帧的修改的约束。为此，不能进行同一对话的多链路转送。并且，这些标准不允许以太网(注册商标)交换机之间或以太网交换机和目的地通信设备之间的多链路转送。

进一步根据以上标准，为了简易和可扩展性，(层2网络上的)连接功能不应执行组装功能、对接收帧重新排序或修改接收帧。因此，分发功能不利用分段技术、不标记或以任何其他方式修改发送帧，并且必须以将利用指定的收集器内在地确保接收帧的恰当排序的方式来操作。

在当前语境中，“对话”对应于基于的TCP下会话并且等同于受具有单个目的的应用影响的单个流。例如，对话可以用目的地IP地址和目的地端口号的组合来定义。传统上，链路和客户端逐个相互对应。不假定一个客户端使用多个链路。由于分段技术受到约束，一个流不能被划分到多个链路中(即，不能被多链路化)。

因此，根据由以上标准规定的链路聚合技术，难以提高每对话的吞吐量。

在诸如普通的服务器-客户端模型(大量客户端借助该模型连接到单个服务器)之类的通信系统配置中，仅需要增强多个对话的总吞吐量。即，每个对话被连接到一个链路，并且该链路不被划分和分发到多个链路。在该情况中，由以上标准定义的链路聚合不加修改地适用。

在图10中图示的服务器-客户端型网络系统中，在服务器侧操作的应用(AP)通过网络接口卡(NIC)和层2交换机经由多个链路连接到多个客户端C1、C2、C3等。当应用请求每个客户端C1、C2、C3等转送多个对话(a、b、c等)时，每个对话被分发给单个链路。

同时，在需要通过网络来转送超大尺寸内容的广播和运动图像业中，每对话需要高吞吐量。然而，由没有规定将每个对话划分成部分以便分发给多个链路的以上标准规定的链路聚合不能满足该需求。