JP4532421B2 - ネットワーク中継装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク中継装置に関し、特に、ネットワーク中継装置の消費電力の低減に関する。

スイッチや、ルータを始めとするネットワーク中継装置は、ネットワークの構築において、重要なデバイスとなっている。近年、ネットワークの大規模化およびネットワークを介して伝送されるデータ量の増加に伴い、ネットワーク中継装置の高性能化、大容量化が著しい。一方で、高性能化、大容量化に伴って、ネットワーク中継装置の消費電力は、上昇する傾向にあり、システム維持コストや、環境保護の観点から、ネットワーク中継装置の消費電力の抑制が課題となっている。

ここで、ケーブルを用いて互いに接続される装置において、通常モードと省電力モードを備える技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０００−２０１１６６号公報 特開２００５−１２３７１５号公報

ところが、ネットワーク中継装置のモードを設定すると、モード設定に起因して中継処理に不具合（例えば、モード設定の最中の中継処理の中断）が生じる場合があり、その結果、中継処理の中断時間が長くなる場合があった。

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、中継処理の中断時間が過剰に長くなることを抑制しつつ、消費電力を制御することができる技術を提供することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明のネットワーク中継装置は、回線との接続のための物理インターフェース部を複数有するとともに、宛先情報が関連付けられているパケットを、前記回線を介して送受信するインターフェース部と、受信されたパケットに関連付けられた宛先情報に基づいて、前記受信されたパケットを送出すべき回線を決定する中継決定処理を実行する第１中継処理部と、前記第１中継処理部の代わりに前記中継決定処理を実行可能な１つ以上の第２中継処理部と、前記各部の動作を制御する装置制御部と、を備え、前記第１中継処理部および前記第２中継処理部は、前記中継決定処理の動作モードとして、第１決定動作モードと、前記第１決定動作モードよりも消費電力の少ない第２決定動作モードとを含む複数の切り替え可能な決定動作モードを有し、前記装置制御部は、（Ａ）前記第１中継処理部が前記中継決定処理を担当している間に、前記第２中継処理部の中から選択された１つの中継処理部である対象中継処理部の決定動作モードを前記第１中継処理部の決定動作モードとは異なる決定動作モードに設定する処理を含むモード処理を実行し、（Ｂ）前記対象中継処理部の決定動作モード設定処理の完了の後に、前記第１中継処理部の代わりに前記対象中継処理部による前記中継決定処理を開始させる交替処理を実行する。

このネットワーク中継装置によれば、第１中継処理部が中継決定処理を担当している間に、対象中継処理部の決定動作モードが第１中継処理部の決定動作モードとは異なる決定動作モードに設定され、対象中継処理部の決定動作モード設定処理の完了の後に、第１中継処理部の代わりに対象中継処理部による中継決定処理が開始されるので、中継決定処理を実行している最中の中継処理部の動作モードを設定せずに、中継決定処理を中断することなく、中継決定処理の実行に利用される決定動作モードを切り替えることが可能となる。従って、中継処理の中断時間が過剰に長くなることを抑制しつつ、消費電力を制御することが可能となる。

上記ネットワーク中継装置において、前記１つ以上の第２中継処理部は、前記第１中継処理部に不具合が生じたときに前記中継決定処理を実行するために前記第１中継処理部と同じ決定動作モードで起動しているとともに前記中継決定処理を実行していない待機中継処理部を少なくとも１つ含むことが好ましい。

この構成によれば、第１中継処理部に不具合が生じた場合に、待機中継処理部によって、同じ決定動作モードを利用した中継決定処理を継続することが可能となる。

上記ネットワーク中継装置において、前記装置制御部は、前記対象中継処理部として、前記待機中継処理部を利用することとしてもよい。

この構成によれば、第１中継処理部に不具合がない場合にも、待機中継処理部を有効に利用することができる。

上記ネットワーク中継装置において、前記第２中継処理部は、さらに、前記待機中継処理部よりも消費電力が小さい決定動作モードに設定されている予備中継処理部を少なくとも１つ含み、前記装置制御部は、前記対象中継処理部として、前記予備中継処理部を利用することとしてもよい。

この構成によれば、対象中継処理部としての予備中継処理部の決定動作モードが設定されている最中であっても、待機中継処理部が第１中継処理部の代わりに中継決定処理を実行できるバックアップ状態にあるので、決定動作モードの変更中でも中継処理部の不具合に関する信頼性を向上させることができる。

上記各ネットワーク中継装置において、前記装置制御部は、前記対象中継処理部の決定動作モードを設定する処理において、前記決定動作モードの設定の後に、前記対象中継処理部を論理リセットすることとしてもよい。

このように、対象中継処理部を論理リセットすれば、動作モードの設定に起因する不具合が、対象中継処理部の動作に生じることを抑制できる。

上記各ネットワーク中継装置において、前記装置制御部は、（Ｃ）前記交替処理の完了の後に、前記第１中継処理部の決定動作モードを、前記対象中継処理部と同じ決定動作モードに切り替える処理を実行することとしてもよい。

この構成によれば、中継決定処理を実行している対象中継処理部に不具合が生じた場合に、第１中継処理部によって、同じ決定動作モードを利用した中継決定処理を継続することが可能となる。

上記各ネットワーク中継装置において、前記インターフェース部は、前記パケットの送受信の動作モードとして、第１転送動作モードと、前記第１転送動作モードよりも消費電力の少ない第２転送動作モードとを含む複数の切り替え可能な転送動作モードを有し、前記モード処理は、前記転送動作モードの変更を伴う第１変更モードと、前記転送動作モードの変更無しの第２変更モードと、を有し、前記装置制御部は、前記第１変更モードによるモード処理において、（Ａ１−１）前記対象中継処理部の決定動作モードが前記第１決定動作モードに設定される場合には、前記インターフェース部の転送動作モードを前記第１転送動作モードに設定し、（Ａ１−２）前記対象中継処理部の決定動作モードが前記第２決定動作モードに設定される場合には、前記インターフェース部の転送動作モードを前記第２転送動作モードに設定することとしてもよい。

この構成によれば、転送動作モードの変更を伴う第１変更モードと、転送動作モードの変更無しの第２変更モードとが、利用可能であるので、消費電力低減を優先した動作と、中継処理の継続を優先した動作との、それぞれが可能となる。

上記各ネットワーク中継装置において、前記第１中継処理部と前記第２中継処理部は、前記中継決定処理に利用される中継情報であって、前記宛先情報と前記回線とを対応付ける中継情報を格納する第１のメモリと第２のメモリをそれぞれ含み、前記装置制御部は、（Ｄ）前記対象中継処理部の決定動作モード設定処理が完了した後の、前記対象中継処理部による前記中継決定処理の開始の前に、前記第１中継処理部の第１メモリに格納された前記中継情報を、前記対象中継処理部の第２メモリにコピーすることとしてもよい。

この構成によれば、対象中継処理部の決定動作モード設定処理が完了した後の、対象中継処理部による中継決定処理の開始の前に、第１中継処理部の第１メモリに格納された中継情報が、対象中継処理部の第２メモリにコピーされるので、対象中継処理部は、第１中継処理部と同じ中継決定処理を実行することが可能となる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、ネットワーク中継装置の制御方法および装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の形態で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施例：
Ｂ．第２実施例：
Ｃ．第３実施例：
Ｄ．変形例：

Ａ．実施例：
・ネットワーク中継装置の構成：
図１〜図３を参照して、実施例に係るネットワーク中継装置の構成について説明する。図１は、実施例に係るネットワーク装置の基本構成を示すブロック図である。図２は、装置制御部の内部構成を示すブロック図である。図３は、インターフェースボードと、中継処理ボードを中心とした構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施例に係るネットワーク中継装置１０００は、主として、制御ボード１０と、中継処理ボード１００と、インターフェースボード３００とを備える。制御ボード１０には、装置制御部１１が搭載されている。制御ボード１０と、中継処理ボード１００と、インターフェースボード３００とは、制御バス４００によって通信可能に接続されている。制御バス４００を介して、制御ボード１０の装置制御部１１は、インターフェースボード３００および中継処理ボード１００の各構成要素に制御信号を送信したり、各構成要素から各種情報を取得することができる。図１において、制御ボード１０は、冗長化により信頼性を向上するため２つ備えられ、１つは、通常時に用いられる運用系の制御ボードであり、もう一つは、運用系の制御ボード１０に障害が発生した場合に用いられる待機系の制御ボードである。

装置制御部１１は、ネットワーク中継装置１０００全体を管理する制御部であり、図２に示すように、中央演算装置（ＣＰＵ）１２およびメモリ１３を備えている。メモリ１３には、制御プログラム１４および設定ファイル１７が格納されている。ＣＰＵ１２は、制御プログラム１４を実行することにより、装置制御部としての機能を実現する。制御プログラム１４は、ＲＩＰ（Routing Information Protocol）や、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）などのルーティングプロトコルの処理を行うモジュールなど、各種モジュールを含んでいるが、図２においては、本実施例の説明に必要な構成を選択的に図示し、本明細書においては、図示された構成について説明する。制御プログラム１４は、流量管理モジュール１５と、周波数変更モジュール１６と、通信速度管理モジュール１８とを備えている。流量管理モジュール１５は、中継処理ボード１００と通信することにより、中継処理ボード１００により処理されたパケットの流量を取得する。周波数変更モジュール１６は、中継処理ボード１００およびインターフェースボード３００に搭載された回路や、各種バス（後述）の動作周波数（クロック信号の周波数）の設定・変更を制御する。例えば、後述する起動処理において、動作モードに応じた動作周波数を設定する。通信速度管理モジュール１８は、各物理インターフェース部３２０に接続された各回線６００の通信速度を管理する。これらのモジュールが行う処理については、さらに、後述する。

本実施例では、ネットワーク中継装置１０００は、２つの中継処理ボード１００を備えている。２つの中継処理ボード１００は、それぞれ、同一の構成を有しているので、図１においては、同一の構成要素については同一の符号を付している。中継処理ボード１００は、パケット処理回路１２０と、転送先決定回路１３０とを備えている。パケット処理回路１２０と、転送先決定回路１３０との間は、内部バス１４０によって通信可能に接続されている。パケット処理回路１２０および転送先決定回路１３０は、後述するこれらの回路の機能を実現するために設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：特定用途向け集積回路）である。

本実施例では、ネットワーク中継装置１０００は、３つのインターフェースボード３００を備えている。３つのインターフェースボード３００は、それぞれ、同一の構成を有しているので、図１においては、１つのインターフェースボード３００について、その内部構成を図示し、残りのインターフェースボード３００については、内部構成の図示を省略している。各インターフェースボード３００は、送受信処理回路３１０と、複数の物理インターフェース部３２０とを備えている。送受信処理回路３１０は、パケット処理回路１２０および転送先決定回路１３０と同様に、専用に設計されたＡＳＩＣである。物理インターフェース部３２０は、回線６００を介してネットワークに接続され、回線６００上を流れるパケットに対して光／電気変換、電気レベル変換などの物理インタフェース変換を行い、インタ フェースボード内で処理できる情報に変換する。回線６００には、同軸ケーブルや、光ファイバなどが用いられる。

ここで、上述した中継処理ボード１００のパケット処理回路１２０と、インターフェースボード３００の送受信処理回路３１０とは、外部バス５００によって通信可能に接続されている。各パケット処理回路１２０は、３つのインターフェースボード３００全ての送受信処理回路３１０と通信可能とされている。

図３を参照して、中継処理ボード１００およびインターフェースボード３００を中心にネットワーク中継装置１０００の構成について、さらに、詳しく説明する。中継処理ボード１００は、上述したパケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０に加えて、オンボード電源（OBP）１６０と、クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ５を備えている。また、インターフェースボード３００は、上述した送受信処理回路３１０、物理インターフェース部３２０に加えて、オンボード電源（OBP）３６０と、クロック生成部ＣＬ６、ＣＬ７を備えている。

オンボード電源１６０は、中継処理ボード１００に備えられた各構成要素に対して、オンボード電源３６０は、インターフェースボード３００に備えられた各構成要素に対して、それぞれ、電力を供給する装置であり、主電源部７００と接続されている。

各クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７は、図３においてクロック生成部ＣＬ１について代表して図示するように、高周波数発振器２２と、低周波数発振器２３と、セレクタ２１とを備えている。高周波数発振器２２および低周波数発振器２３は、例えば、水晶振動子などを用いて、所定の周波数のクロック信号を生成する。高周波数発振器２２により生成されるクロック信号の周波数は、低周波数発振器２３により生成されるクロック信号の周波数より高い。以下、高周波数発振器２２により生成されるクロック信号を高クロック信号ＨＨ、低周波数発振器２３により生成されるクロック信号を低クロック信号ＨＬと呼ぶ。例えば、高クロック信号ＨＨの周波数は、低クロック信号ＨＬの周波数の１．５倍から３倍程度に設定される。セレクタ２１は、装置制御部１１の制御に従い、高周波数発振器２２および低周波数発振器２３のいずれかにクロック信号を生成させ、そのクロック信号を出力する。以上の説明から解るように、各クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７は、装置制御部１１の制御に従って、高クロック信号ＨＨまたは低クロック信号ＨＬのうちのいずれかのクロック信号を選択的に出力することができる。

クロック生成部ＣＬ１は、上述した中継処理ボード１００の転送先決定回路１３０にクロック信号を供給し、転送先決定回路１３０は、供給されたクロック信号に同期して動作する。クロック生成部ＣＬ２と、クロック生成部ＣＬ３は、上述した転送先決定回路１３０とパケット処理回路１２０とを接続する内部バス１４０にクロック信号を供給し、内部バス１４０は、供給されたクロック信号に同期して動作する。クロック生成部ＣＬ４は、上述した中継処理ボード１００のパケット処理回路１２０にクロック信号を供給し、パケット処理回路１２０は、供給されたクロック信号に同期して動作する。クロック生成部ＣＬ５と、クロック生成部ＣＬ６は、上述した中継処理ボード１００のパケット処理回路１２０とインターフェースボード３００の送受信処理回路３１０とを接続する外部バス５００にクロック信号を供給し、外部バス５００は、供給されたクロック信号に同期して動作する。クロック生成部ＣＬ７は、インターフェースボード３００の送受信処理回路３１０にクロック信号を供給し、送受信処理回路３１０は、供給されたクロック信号に同期して動作する。

送受信処理回路３１０、パケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０の構成について、さらに説明する。図３に示すように、送受信処理回路３１０は、送受信エンジン３１１と、メモリ３１２とを備えている。パケット処理回路１２０は、転送エンジン１２１と、メモリ１２２とを備えている。転送先決定回路１３０は、転送先検索エンジン１３１と、メモリ１３２と、高速検索メモリ１３３とを備えている。高速検索メモリ１３３には、例えば、ＣＡＭ（Content Addressable Memory）を適用することができる。メモリ１３２には、フォワーディングテーブル１３４が格納されている。高速検索メモリ１３３には、ＩＰアドレステーブル１３５が格納されている。高速検索メモリ１３３は、検索機能を備えたメモリであり、ＩＰアドレステーブル１３５に登録されたＩＰアドレスを高速に検索することができる。なお、フォワーディングテーブル１３４や、ＩＰアドレステーブル１３５は、装置制御部１１によって、配布される。

次に、以上説明したネットワーク中継装置１０００によるパケット中継処理について簡単に説明する。回線６００を介して、送信されてきたデータの電気信号は、物理インターフェース部３２０によって、ビットデータに変換される（ＯＳＩ（Open System Interconnection）参照モデルにおける物理層に相当する処理である）。送受信処理回路３１０の送受信エンジン３１１は、ビットデータを解釈して、ＯＳＩ参照モデルにおけるデータリンク層において用いられるデータの固まり（以下、フレームと呼ぶ。イーサネット（登録商標）・フレームなどがある。）単位で認識する。送受信処理回路３１０の送受信エンジン３１１は、さらに、認識されたフレームから、ネットワーク層において用いられるデータの固まり（以下、パケットと呼ぶ。ＩＰパケットなどがある。）を抽出し、抽出されたパケットを外部バス５００を介してパケット処理回路１２０に送信する。あるいは、送受信エンジン３１１は、パケットを抽出せずにフレームを送信し、パケット処理回路１２０においてフレームからパケットを抽出する構成としても良い。メモリ３１２は、送受信エンジン３１１がこれらの処理を行う際に、フレームなどのデータを一時的に格納するためのバッファ領域として用いられる。送受信処理回路３１０の送受信エンジン３１１が、複数あるパケット処理回路１２０のうち、どのパケット処理回路１２０にパケットを送信するかは、予め装置制御部１１により送受信処理回路３１０に設定されていたり、あるいは、フレームのヘッダ情報に基づいて決定される。

パケット処理回路１２０の転送エンジン１２１は、送受信エンジン３１１から送信されてきたパケットを、メモリ１２２に一時的に格納する。転送エンジン１２１は、送られてきたパケットに関連付けられている宛先情報を抽出する。宛先情報は、例えば、ＩＰアドレスを含むヘッダ情報である。転送エンジン１２１は、抽出された宛先情報を、内部バス１４０を介して、同じ中継処理ボード１００内の転送先決定回路１３０に送信する。

転送先決定回路１３０は、送信されてきた宛先情報としてのＩＰアドレスを検索キーとして、高速検索メモリ１３３に格納されたＩＰアドレステーブル１３５を検索する。ＩＰアドレステーブル１３５には、登録されたＩＰアドレスごとに、ポインタが関連付けられているので、転送先決定回路１３０は、検索によって、検索キーとしてのＩＰアドレスに対応するポインタを取得することができる。転送先決定回路１３０は、メモリ１３２に格納されたフォワーディングテーブル１３４を参照して、ポインタに対応付けられたパケット処理情報を取得する。パケット処理情報には、パケットの転送先を特定する情報、すなわち、パケットを送出すべき回線を特定する情報が記述されている。回線を特定する情報は、例えば、対象の回線に接続されている物理インターフェース部３２０の番号と送受信処理回路３１０の番号である。

転送先決定回路１３０は、取得されたパケット処理情報を内部バス１４０を介して、パケット処理回路１２０に送信する。パケット処理回路１２０の転送エンジン１２１は、パケット処理情報を取得すると、パケット処理情報に基づいて、ネットワーク中継装置１０００に備えられた複数の送受信処理回路３１０の中からパケットを転送すべき送受信処理回路３１０を特定する。転送エンジン１２１は、特定された送受信処理回路３１０に対して、外部バス５００を介して、対応するパケット処理情報と共にパケットを転送する。送受信処理回路３１０は、パケットとパケット処理情報とを受信すると、パケット処理情報に基づいて特定される物理インターフェース部３２０からパケットを送出する。以上説明した一連のパケット中継処理が、回線６００を介して、ネットワーク中継装置１０００に送信されてきた各パケットに対して実行される。

次に、図４および図５を参照して、ネットワーク中継装置１０００の起動処理について説明する。図４は、設定ファイルの内容の一部を示す説明図である。図５は、起動処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。起動処理は、電源ＯＮ時や、障害時に再起動されるときに、実行される。起動処理が開始されると、まず、制御ボード１０が起動される（ステップＳ１１０）。

制御ボード１０が起動されると、制御ボード１０の装置制御部１１は、メモリ１３に格納された設定ファイル１７を読み込む（ステップＳ１２０）。設定ファイル１７は、ユーザがネットワーク中継装置１０００の設定を行うために、各種設定情報を記録するファイルである。設定ファイル１７は、図４に示す以外にも、回線の種別やリンクアグリゲーション機能の定義などの回線情報や、ルーティングプロトコルに関する定義などのルーティングプロトコル情報など、各種情報を含んでいる。図４には、本実施例の説明に必要な部分を選択的に図示している。設定ファイル１７は、図４に示すように、ネットワーク中継装置１０００の運転モードを指定する運転モード指定情報を含んでいる。本実施例に係るネットワーク中継装置１０００は、以下の５つの運転モードにて運転可能である。
１．通常電力固定運転モード
２．低電力固定運転モード
３．流量切換運転モード
４．定期切換運転モード
５．通信速度切換運転モード

さらに、設定ファイル１７は、流量切換運転モードでの運転に関する設定値として、流量範囲の指定と、流量範囲に対応する動作モードの指定を含むことができる。設定ファイル１７は、定期切換運転モードでの運転に関する設定値として、時間帯の指定と、時間帯に対応する動作モードの指定を含むことができる。さらに、設定ファイル１７は、通信速度切換運転モードでの運転に関する設定値として、通信速度範囲の指定と、通信速度範囲に対応する動作モードの指定を含むことができる。これらの運転モードについては、後述する。

設定ファイル１７は、さらに、不使用登録情報を含むことができる。不使用登録情報は、不使用インターフェースおよび情報と、不使用ポート情報を含むことができる。不使用登録情報は、不使用インターフェースボードと、不使用物理インターフェース部を予め登録しておくための情報である。不使用登録情報は、例えば、複数のインターフェースボード３００のうち、使用されないインターフェースボード（不使用インターフェースボード）がある場合に、その不使用インターフェースボードを特定するための情報であり、例えば、インターフェースボード３００の識別番号（図４に示す例では、＃３）が用いられる。また、不使用登録情報は、例えば、複数のインターフェースボード３００がそれぞれ有する複数の物理インターフェース部３２０のうち、使用されないもの（不使用物理インターフェース部）がある場合に、その不使用物理インターフェース部を特定するための情報であり、例えば、不使用物理インターフェース部の属するインターフェースボード３００の識別番号と、不使用物理インターフェース部の識別番号の組み合わせ（図４に示す例では、＃４−２および＃２−３）が用いられる。

設定ファイル１７が読み込まれると、装置制御部１１は、設定ファイル１７に記録された情報に基づいて、ネットワーク中継装置１０００の各構成要素の起動・設定を実行する（ステップＳ１３０）。ここで、起動・設定を実行される各構成要素は、装置制御部１１以外の全ての構成要素、例えば、中継処理ボード１００のパケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０およびインターフェースボード３００の送受信処理回路３１０および外部バス５００が含まれる。

具体的に説明すると、装置制御部１１は、中継処理ボード１００のオンボード電源１６０を制御して、パケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０に対して、電力を供給する。同様にして、装置制御部１１は、インターフェースボード３００のオンボード電源３６０を制御して、送受信処理回路３１０および物理インターフェース部３２０に対して、電力を供給する。同様にして、外部バス５００にもオンボード電源３６０を介して、電力が供給される。ただし、装置制御部１１は、設定ファイル１７に不使用登録情報として、不使用インターフェースボードが登録されている場合には、登録されているインターフェースボード３００のオンボード電源３６０からの出力をオフにする。その結果、当該インターフェースボード３００に含まれる各要素（送受信処理回路３１０、物理インターフェース部３２０、クロック生成部ＣＬ６、ＣＬ７を含む）は、電力の供給が停止されたた状態になる。同様に、装置制御部１１は、設定ファイル１７に不使用登録情報として、不使用物理インターフェース部が登録されている場合には、登録されている物理インターフェース部３２０に、オンボード電源３６０から電力を供給しない、もしくは既知の技術を用いて消費電力を抑制した状態に設定する。

さらに、設定ファイル１７において、通常電力固定運転モードが設定されている場合は、装置制御部１１は、各クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７を制御して、高クロック信号ＨＨを生成・出力させる。これにより、上述したパケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０、外部バス５００、送受信処理回路３１０は、それぞれ、高クロック信号ＨＨに同期して起動される。同様にして、設定ファイル１７において、３種類の切換運転モード（流量切換、定期切換、通信速度切換）のいずれかが設定されている場合は、初期状態として、上述したパケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０、外部バス５００、送受信処理回路３１０は、それぞれ、高クロック信号ＨＨに同期して起動される。

一方で、設定ファイル１７において、低電力固定運転モードが設定されている場合は、装置制御部１１は、各クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７を制御して、低クロック信号ＨＬを生成・出力させる。これにより、上述したパケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０、外部バス５００、送受信処理回路３１０は、それぞれ、低クロック信号ＨＬに同期して起動される。以下、ネットワーク中継装置１０００の動作のうち、各構成要素１２０、１３０、１４０、５００、３１０が、高クロック信号ＨＨに同期した動作モードを、高クロック動作と呼び、各構成要素１２０、１３０、１４０、５００、３１０が、低クロック信号ＨＬに同期した動作モードを、低クロック動作と呼ぶ。一般的な概念として、高速なパケット処理を可能とするには、各構成要素の動作速度を決定する主要因の一つであるクロック信号を高速にすることが一つの手段であるが、内部の半導体集積回路の動作高速化のために消費電力も上昇する。このような設計手法を用いた各構成要素を適用したネットワーク中継装置１０００では、各構成要素に供給する動作クロック信号を高速化させれば、スイッチング容量は増大するが消費電力も上昇する。逆に、クロック信号が低速であれば、消費電力を抑止できるがスイッチング容量が減少する。

装置制御部１１により、ネットワーク中継装置１０００の各構成要素が起動・設定されて、上述したパケット中継処理を運用できる状態になると、パケット中継処理の運用が開始され（ステップＳ１４０）、起動処理は、終了される。

ここで、上述したように、設定ファイル１７において、２種類の固定運転モード（通常電力、低電力）と３種類の切換運転モード（流量切換、定期切換、通信速度切換）のうち、いずれかが設定可能になっている。通常電力固定運転モードは、運用開始後、常に、高クロック動作で運転される運転モードであり、低電力固定運転モードは、運用開始後、常に、低クロック動作で運転される運転モードである。一方、切換運転モードは、運用開始後、パケット中継処理の実際の処理負荷、および、予想される処理負荷に応じて、高クロック動作と、低クロック動作とを自動的に変更する運転モードである。

図６〜図８を参照して、流量切換運転モードと、定期切換運転モードについて説明する。図６は、流量切換モードと、定期切換モードについて説明する説明図である。図７は、流量切換モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図８は、定期切換モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図６において、横軸は、一日の時間経過を示し、縦軸は、単位時間辺りの通信量(パケットの流量)を示している。ネットワーク中継装置に要求されるスイッチング容量は、必ずしも常に高い値が要求されるとは限らず、ネットワークの運用環境によって比較的に規則正しく変化することも多い。例えば、図６に示す例では、７時頃から急速に通信量が増加し、８時頃から１８時頃まで平均して通信量が大きくなっている。一方、１８時頃から２０時頃にかけて急速に通信量が減少し、２０時頃から翌日の７時頃までは、平均して通信量が少なく、８時頃から１８時頃までの通信量の約１／３程度になっている。

このような通信量の変化が定期的に繰り返されることが解っている場合、ユーザは、例えば、流量切換運転モードを選択する。流量切換設定において、図４に示すように、パケットの単位時間当たりの流量（パケット流量：packets/sec）が０以上Ｍ未満である場合に対応する動作を低クロック動作に設定し、Ｍ以上である場合に対応する動作を高クロック動作に設定しておく。Ｍの値は、例えば、８時頃から１８時頃までの平均通信量と、２０時頃から翌日の７時頃までの平均通信量との中間値に設定される。図７を参照して、ネットワーク中継装置１０００を流量切換運転モードにて運用する場合における周波数切換処理について説明する。運用が開始されると、装置制御部１１の流量管理モジュール１５は、現在のパケット流量を検出する（ステップＳ２０２）。現在のパケット流量として用いられる値は、例えば、所定時間（例えば、５分）前から現在までの平均パケット流量が用いられる。現在のパケット流量が検出されると、装置制御部１１の周波数変更モジュール１６は、図４に示す設定ファイル１７に記述された流量切換設定を参照して、検出された現在のパケット流量に対応する動作モード（図４に示す例では、低クロック動作、または、高クロック動作）を選択する（ステップＳ２０４）。周波数変更モジュール１６は、続いて、ネットワーク中継装置１０００の現在の動作モードが、ステップＳ２０４において選択された動作モードと同じか否かを判断する（ステップＳ２０６）。周波数変更モジュール１６は、現在の動作モードが、ステップＳ２０４において選択された動作モードと同じであると判断すると（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２に処理をリターンして、上述の処理を繰り返す。

一方、周波数変更モジュール１６は、現在の動作モードが、ステップＳ２０４において選択された動作モードと同じでないと判断すると（ステップＳ２０６：ＮＯ）、ネットワーク中継装置１０００の動作モードを、ステップＳ２０４において選択された動作モードに変更する（ステップＳ２０８）。具体例として、図４に示す流量切換設定がなされており、ステップＳ２０２において現在のパケット流量がＭ未満であり、ステップＳ２０４において低クロック動作が、対応する動作モードとして選択された場合を説明する。係る場合において、ネットワーク中継装置１０００が既に低クロック動作で運転されている場合には、ステップＳ２０２にリターンされ、ネットワーク中継装置１０００が高クロック動作で運転されている場合には、高クロック動作から低クロック動作に動作モードが変更される。高クロック動作から低クロック動作への動作モードの変更は、上述したクロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７からクロック信号が供給される各構成要素１２０、１３０、１４０、５００、３１０を再起動し、これらのクロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７から生成されるクロック信号を高クロック信号ＨＨから低クロック信号ＨＬに変更することにより行われる。

以上のような周波数切換処理を実行すると、図６に示すように、通信量が大きく、大きなスイッチング容量が要求される時間帯（図６の例では、８時頃から１８時頃）においては、ネットワーク中継装置１０００は高クロック動作で運用される。一方で、通信量が小さく、あまりスイッチング容量が要求されない時間帯（図６の例では、２０時頃から翌７時頃）においては、ネットワーク中継装置１０００は、低クロック動作で運用される。

また、図６に示すような通信環境である場合、ユーザは、定期切換運転モードを選択することもできる。図８を参照して、ネットワーク中継装置１０００を定期切換運転モードにて運用する場合における周波数切換処理について説明する。運用が開始されると、装置制御部１１の周波数変更モジュール１６は、現在の時刻が設定ファイル１７に記述された時刻Ｔ１になったか否かを判断する（ステップＳ３０２）。周波数変更モジュール１６は、現在の時刻が、Ｔ１であると判断すると（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、設定ファイル１７を参照して、ネットワーク中継装置１０００の動作を、時刻Ｔ１〜Ｔ２の時間範囲に指定された動作モードに変更し（ステップＳ３０４）、ステップＳ３０２にリターンする。図４に示す例では、時刻Ｔ１〜Ｔ２の時間範囲に指定された動作モードは、低クロック動作であるので、ステップＳ３０４において、ネットワーク中継装置１０００の動作は、高クロック動作から低クロック動作に変更される。

周波数変更モジュール１６は、現在の時刻が、Ｔ１でないと判断すると（ステップＳ３０２：ＮＯ）、現在の時刻が設定ファイル１７に記述された時刻Ｔ２になったか否か判断する（ステップＳ３０６）。周波数変更モジュール１６は、現在の時刻が、Ｔ２であると判断すると（ステップＳ３０６：ＹＥＳ）、設定ファイル１７を参照して、ネットワーク中継装置１０００の動作を、時刻Ｔ２〜Ｔ１の時間範囲に指定された動作モードに変更し（ステップＳ３０８）、ステップＳ３０２にリターンする。図４に示す例では、時刻Ｔ２〜Ｔ１の時間範囲に指定された動作モードは、高クロック動作であるので、ステップＳ３０８において、ネットワーク中継装置１０００の動作は、低クロック動作から高クロック動作に変更される。周波数変更モジュール１６は、現在の時刻が、Ｔ２でないと判断すると（ステップＳ３０６：ＮＯ）、ステップＳ３０２にリターンする。

以上のような周波数切換処理を実行すると、図６に示すように、ネットワーク中継装置１０００は、流量切換運転モードが選択された場合と同様に、大きなスイッチング容量が要求される時間帯では、高クロック動作で、あまりスイッチング容量が要求されない時間帯では、低クロック動作で運用される。

続いて、図９〜図１０を参照して、通信速度切換運転モードについて説明する。図９は、対向装置との間で、回線の通信速度／通信モードを自動的に調整するオートネゴシエーション機能を説明する図である。図１０は、通信速度切換運転モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。オートネゴシエーション機能は、対向装置との間で、回線の通信速度／通信モードを自動的に調整する機能である。IEEE(米国電気電子学会)により策定されている通信方式の中に、オートネゴシエーション機能を有するインターフェースがある。オートネゴシエーション機能を有する代表的な通信方式には、10BASE-T/100BASE-TX(IEEE802.3uにて規定)、1000BASE-T(IEEE802.3abにて規定)、1000BASE-X(IEEE802.3zにて規定)が知られている。ネットワーク中継装置１０００の物理インターフェース部３２０がこれらの通信方式をサポートしている場合、図９に示すように、回線６００により対向装置２０００の物理インターフェース部２０２０と相互に接続すると、物理インターフェース部３２０は、回線６００を介して接続する対向装置２０００の物理インターフェース部２０２０との間で、互いの伝送能力を確認し、通信速度／通信モードを自動的に調整することができる。具体的には、両装置間で伝送の能力の情報を伝えるための制御信号ＳＧをやり取りすることにより、互いの伝送能力を確認する。そして、両装置で共通してサポートできるもののうち最も優先度の高い通信速度／通信モードを自動的に設定する。また、通信速度／通信モードは手動設定することも可能である。このような物理インターフェース部３２０がオートネゴシエーション機能を備えている場合、ネットワーク中継装置１０００に流入するパケット量は、各物理インターフェース部３２０において調整された通信速度によって決まる。例えば、１０本の回線６００が接続されたネットワーク中継装置１０００において、全ての回線６００の通信速度が１０Mbpsで調整された場合、ネットワーク中継装置１０００は、１０Mbps×１０本＝１００Mbpsのスイッチング容量があれば全てのパケットを処理することが可能となる。また、全ての回線６００の通信速度が１０００Mbpsで調整された場合、ネットワーク中継装置１０００は、１０００Mbps×１０本＝１０Gbpsのスイッチング容量が必要となる。

このように、物理インターフェース部３２０による通信速度の調整結果によって、ネットワーク中継装置１０００に要求されるスイッチング容量は、必ずしも高い値になるとは限らない。ユーザは、通信速度切換運転モードを選択する場合、設定ファイル１７において、通信速度範囲とこれに対応する動作モードを、動作モードが提供可能なスイッチング容量を考慮して設定しておく。図４に示す例では、全ての回線６００の通信速度の合計値（以下、合計通信速度と呼ぶ）が０以上Ｎ未満である場合に対応する動作モードを、低クロック動作に設定し、合計通信速度がＮ以上である場合に対応する動作モードを、高クロック動作に設定している。

図１０を参照して、ネットワーク中継装置１０００を通信速度切換運転モードにて運用する場合における周波数切換処理について説明する。運用が開始されると、装置制御部１１の通信速度管理モジュール１８は、現在の各回線６００の通信速度を取得し、合計の通信速度の変更が発生したか否かを判断する（ステップ４０２）。例えば、回線６００が新規に接続された場合に、通信速度の変更が発生する。通信速度管理モジュール１８は、通信速度の変更が発生していないと判断すると（ステップＳ４０２：ＮＯ）、通信速度の変更の発生の監視を続ける。通信速度管理モジュール１８は、通信速度の変更が発生したと判断すると（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、全ての回線６００の通信速度の合計値（合計通信速度）を計算・検出する（ステップＳ４０４）。装置制御部１１の周波数変更モジュール１６は、設定ファイル１７を参照して、検出された合計通信速度に対応する動作モードを選択する（ステップ４０６）。周波数変更モジュール１６は、ネットワーク中継装置１０００の現在の動作モードが、ステップＳ４０６において選択された動作モードと同じか否かを判断する（ステップＳ４０８）。

周波数変更モジュール１６は、現在の動作モードが、ステップＳ４０６において選択された動作モードと同じであると判断すると（ステップＳ４０８：ＹＥＳ）、ステップＳ４０２にリターンして、上述の処理を繰り返す。一方、周波数変更モジュール１６は、現在の動作モードが、ステップＳ４０６において選択された動作モードと同じでないと判断すると（ステップＳ４０８：ＮＯ）、ネットワーク中継装置１０００の動作モードを、ステップＳ４０６において選択された動作モードに変更する（ステップＳ４１０）。具体例として、図４に示す通信速度切換設定がなされており、ステップＳ４０４において現在の合計通信速度がＮ未満であり、ステップＳ４０６において低クロック動作が、対応する動作モードとして選択された場合を説明する。係る場合において、ネットワーク中継装置１０００が既に低クロック動作で運転されている場合には、ステップＳ４０２にリターンされ、ネットワーク中継装置１０００が高クロック動作で運転されている場合には、高クロック動作から低クロック動作に動作モードが変更される。動作モードの変更は、上述した流量切換運転モードにおける動作モードの変更と同様に行われる。

以上のような周波数切換処理を実行すると、通信速度の合計が大きく、大量のパケット流入が予想される状態においては、ネットワーク中継装置は高クロック動作で運用される。一方で、通信速度の合計が小さく、あまりスイッチング容量が要求されない状態においては、ネットワーク中継装置は低クロック動作で運用される。

以上の説明から解るように、本実施例では、周波数変更モジュール１６が、生成されるクロック信号の周波数を変更することにより、ネットワーク中継装置１０００の動作モードを変更している。すなわち、本実施例における周波数変更モジュール１６が、請求項における動作モード変更部に相当する。

以上説明した本実施例のネットワーク中継装置１０００によれば、ユーザの設定により、各構成要素に供給されるクロック信号の周波数を変更する。これにより、周波数を高速化すれば、半導体集積回路（例えば、パケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０）の処理速度を向上してネットワーク中継装置１０００の性能を向上させることができ、また周波数を低速化すれば、半導体集積回路の処理速度を落としてネットワーク中継装置１０００の消費電力を低減することができる。この結果、ネットワーク中継装置１０００において、必要な時に必要な性能を維持しつつ、消費電力量を抑制することができる。

さらに、定期切換運転モード、流量切換運転モードおよび通信速度切換運転モードのように、処理負荷に応じて自動的に高クロック動作と、低クロック動作とを切り換えるので、スイッチング容量が必要なときには、大きいスイッチング容量を確保すると共に、スイッチング容量が必要ないときには、消費電力を低減させることができる。この結果、スイッチング性能を犠牲にすることなく、全体の消費電力量を抑制することができる。

さらに、ユーザは、使用されないインターフェースボード３００を予め設定ファイル１７に登録しておくことができる。装置制御部１１は、登録されている不使用のインターフェースボード３００については、起動時に、設定ファイル１７を参照して、選択的に電力の供給を停止する。この結果、さらに消費電力量を抑制することができる。

さらに、ユーザは、使用されない物理インターフェース部３２０を予め設定ファイル１７に登録しておくことができる。装置制御部１１は、設定ファイル１７に不使用の物理インターフェース部３２０が登録されている場合には、登録されている物理インターフェース部３２０に、オンボード電源３６０から電力を供給しない、もしくは既知の技術を用いて消費電力を抑止した状態に設定する。この結果、さらに、消費電力量を抑制することができる。

・動作モード変更処理：
図１１〜図１５は、本実施例における動作モード変更処理のより詳しい内容を示す概略図である。各図１１〜図１５には、ネットワーク中継装置１０００の動作状況が示されている。各図中では、複数のインターフェースボード３００の内の１つが代表して示されている。

なお、図１に示すように、ネットワーク中継装置１０００は、制御ボード１０と中継処理ボード１００とをそれぞれ２つずつ有している。そこで、以下の説明では、制御ボード１０および中継処理ボード１００の本体と、各構成要素と、各種情報とを表す符号の末尾に、個体を識別する符号を付加している。すなわち、それぞれを表す符号の末尾に、「第１」のボードに関するものには「ａ」の符号を、「第２」のボードに関するものには「ｂ」の符号を、それぞれ付加している。また、個別の制御ボードや個別の中継処理ボード等を区別する必要のないときは、符号の末尾に付加した個体を識別する符号を省略している。

第１実施例では、２つの中継処理ボード１００ａ、１００ｂのうちの、一方が「運用系」として利用され、他方が「待機系」として利用される。図１１に示す例では、第１中継処理ボード１００ａが運用系として機能し、第２中継処理ボード１００ｂが待機系として機能している。制御ボード１０についても同様である。ただし、以下の説明では、第１制御ボード１０ａが正常に機能しており、第２制御ボード１０ｂは利用されないことと仮定して、説明を行う。また、以下の説明では、運用系として機能する中継処理ボード１００のことを、単に「運用系１００」とも呼ぶ。待機系についても同様である。

通常時には、運用系１００ａのみがパケット中継処理（より具体的には、パケットを送出すべき回線を決定する処理。以下「中継決定処理」とも呼ぶ）を実行し、待機系１００ｂは中継決定処理を実行しない。待機系１００ｂは、運用系１００ａに不具合が生じた場合に、運用系１００ａの代わりに中継決定処理を継続する。このように、第１実施例では、中継処理ボード１００が冗長化されているので、中継処理ボード１００の不具合に関する信頼性を向上させることができる。また、後述するように、待機系１００ｂは、ネットワーク中継装置１０００の動作モードの変更処理にも利用される。

待機系１００ｂによる中継決定処理の継続を実現するために、制御ボード１０（装置制御部１１）は、運用系１００ａにおけるフォワーディングテーブル１３４（図３）とＩＰアドレステーブル１３５との更新を、待機系１００ｂにも反映させる（以下、これらのテーブル１３４、１３５のことを、合わせて「中継情報１３４、１３５」とも呼ぶ）。制御ボード１０は、運用系１００ａの中継情報１３４、１３５を変更する場合には、待機系１００ｂの中継情報１３４、１３５も同様に変更する。このような中継情報の変更は、例えば、ユーザの指示に応じて行われる。また、制御ボード１０（装置制御部１１）は、ＲＩＰやＯＳＰＦを利用することによって自発的１３４、１３５に中継情報を更新する。

図１１〜図１５には、ネットワーク中継装置１０００の動作モードが「通常モード」から「低電力モード」へ変更される場合の動作状況の変化が示されている。ネットワーク中継装置１０００の動作状況は、図１１〜図１５の順番に変化する。図１１に示す最初のステップＳ１では、ネットワーク中継装置１０００は、「通常モード」で動作している。この「通常モード」では、各中継処理ボード１００ａ、１００ｂと、インターフェースボード３００とのそれぞれが「通常モード」で動作している。

本実施例では、中継処理ボード１００の「通常モード」は、その中継処理ボード１００に関する各クロック（各回路１２０、１３０のコアクロックＣＣと、内部バス１４０のバスクロックＲＣと、そのパケット処理回路１２０と送受信処理回路３１０との間の外部バス５００のバスクロックＮＣ）が、それぞれ「高」である状態を意味している。逆に、中継処理ボード１００の「低電力モード」は、これらの各クロックがそれぞれ「低」である状態を意味している。また、インターフェースボード３００の「通常モード」は、送受信処理回路３１０のコアクロックＣＣが「高」である状態を意味している。逆に、インターフェースボード３００の「低電力モード」とは、送受信処理回路３１０のコアクロックＣＣが「低」である状態を意味している。なお、外部バス５００には、インターフェースボード３００側からもクロック信号が供給されるが（図３：クロック生成部ＣＬ６）、このクロック信号の周波数は、中継処理ボード１００の動作モード切り替えに応じて、変更される（後述）。

次のステップＳ２では（図１２）、第１装置制御部１１ａ（周波数変更モジュール１６（図２））が、第２中継処理ボード１００ｂの動作モードを「通常モード」から「低電力モード」に変更する。第１装置制御部１１ａは、待機系１００ｂへの電源供給を一旦オフのち再度オンにしたり、あるいは論理リセットをかけたりして、待機系１００ｂを再起動する。そして、図５のステップS１３０で説明された手順に従い、待機系１００ｂの各クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ５（図３）を制御して、低クロック信号ＨＬを生成・出力させる。これにより、待機系１００ｂに関する各回路１２０ｂ、１３０ｂのコアクロックＣＣと、内部バスクロックＲＣｂと、外部バスクロックＮＣｂとの、それぞれが「高」から「低」に変更され、待機系１００ｂは、変更後の低クロック信号に同期して動作する。なお、中継決定処理は、待機系１００ｂとは異なる運用系１００ａによって実行されているので、中継決定処理は、待機系１００ｂの再起動の影響を受けずに、継続される。

なお、「論理リセット」とは、電子回路の電源をオフにせずに、その電子回路の動作をリセットする処理を意味している。論理リセットによって、電子回路の動作が初期化される。例えば、論理リセットによって、電子回路のメモリ（例えば、ＡＳＩＣのレジスタ）に格納されている値が所定の値に設定される。また、論理リセットは、種々の方法によって行われ得る。例えば、第１装置制御部１１ａが、電子回路に所定のリセット信号を供給することによって、その電子回路の論理リセットが行われる。このような論理リセットは、電子回路の動作モードを変更する場合にしばしば利用される。ここで、新たな動作モードを設定した後に、論理リセットを行うことが好ましい。こうすれば、電子回路の動作の初期化が、設定された動作モードで行われるので、動作モードの変更に起因して電子回路の動作が不安定になることを抑制できる。本実施例では、各クロックＣＣ、ＲＣｂ、ＮＣｂを変更した後に待機系１００ｂの論理リセットを行えばよい。ただし、論理リセットの後に新たな動作モードの設定を行うこととしてもよい。なお、動作モードの変更と論理リセットとの以上の説明は、他の電子回路（例えば、他の中継処理ボード１００やインターフェースボード３００）に関しても、同様である。

待機系１００ｂが再起動した後に、第１装置制御部１１ａは、中継情報１３４、１３５を、運用系１００ａから待機系１００ｂへコピーする。これにより、待機系１００ｂは、運用系１００ａと同じ中継情報を格納する。その結果、待機系１００ｂは、運用系１００ａと同じ中継決定処理を実行可能となる。なお、中継情報１３４、１３５のコピーは、制御バス４００（図１）を介して行われる。また、このように、中継情報のコピーは、待機系１００ｂの再起動が完了した後、すなわち、待機系１００ｂの動作モードの変更が完了した後に行われる。従って、動作モードの変更に起因してメモリ１３２、１３３（図３）がクリアされる場合であっても、待機系１００ｂは、適切な中継情報を保持することができる。

また、第１装置制御部１１ａは、インターフェースボード３００のクロック生成部ＣＬ６（図３）を制御して、低クロック信号ＨＬを生成・出力させる。これにより、インターフェースボード３００における外部バス５００の外部バスクロックＮＣｂも、「高」から「低」に変更される。この外部バスクロックＮＣｂの切り替えは、送受信処理回路３１０を再起動することなく、実行される。例えば、第１装置制御部１１ａは、送受信処理回路３１０の内の、待機系１００ｂとの通信を行うインターフェース回路（例えば、いわゆるＳｅｒＤｅｓ（Serializer/Deserializer）回路。図示せず）をリセットする。そして、第１装置制御部１１ａは、このリセットの最中に、外部バスクロックＮＣｂ（クロック生成部ＣＬ６によるクロック（図３））を切り替える。なお、パケット中継処理（より、具体的にはパケットの送受信処理。以下「転送処理」とも呼ぶ）は、リセット対象のインターフェース回路とは異なる運用系１００ａ用のインターフェース回路（図示せず）によって実行されているので、転送処理は、外部バスクロックＮＣｂの切り替えの影響を受けずに、継続される。

次のステップＳ３では（図１３）、第１装置制御部１１ａは、現行の運用系１００ａと現行の待機系１００ｂとを交替させる。具体的には、第１装置制御部１１ａは、送受信処理回路３１０に、第１パケット処理回路１２０ａの代わりに第２パケット処理回路１２０ｂにパケットを送信する命令を送信する。この命令に応じて、送受信処理回路３１０は、新たな運用系１００ｂへのパケット送信を開始する。その結果、第２中継処理ボード１００ｂとインターフェースボード３００とによるパケット中継処理が開始される。一方、第１中継処理ボード１００ａにはパケットが送られなくなるので、第１中継処理ボード１００ａはパケット中継処理（中継決定処理）を実行しなくなる。

上述したように、第２中継処理ボード１００ｂは、第１中継処理ボード１００ａの中継情報と同じ情報を有している（ステップＳ２：図１２）。従って、第２中継処理ボード１００ｂは、第１中継処理ボード１００ａによって実行されていた中継決定処理と同じ処理を、開始することができる。また、第２中継処理ボード１００ｂ（新たな運用系）による中継決定処理は、中継情報のコピー完了の後に開始されるので、この中継処理ボード１００の交替に起因して、中継決定処理が中断することを防止できる。

次のステップＳ４では（図１４）、第１装置制御部１１ａは、第１中継処理ボード１００ａの動作モードを「通常モード」から「低電力モード」に変更する。この変更処理は、図１２を用いて説明した第２中継処理ボード１００ｂの動作モード変更処理と同様に行われる。このように、新たな待機系（待機中の中継処理ボード１００）の動作モードを、新たな運用系（運用中の中継処理ボード１００）の動作モードと同じモードに変更する理由は、仮に新たな運用系に不具合が生じた場合に、この運用系と同じ動作モードで動作する待機系を利用するためである。

次のステップＳ５では（図１５）、第１装置制御部１１ａは、インターフェースボード３００の動作モードを「通常モード」から「低電力モード」に変更する。第１装置制御部１１ａは、インターフェースボード３００への電源供給を一旦オフのち再度オンにしたり、あるいは論理リセットをかけたりして、インターフェースボード３００を再起動する。そして、図５のステップＳ１３０で説明された手順に従い、インターフェースボード３００のクロック生成部ＣＬ７（図３）を制御して、低クロック信号ＨＬを生成・出力させる。これにより、送受信処理回路３１０のコアクロックＣＣは、「高」から「低」に変更され、送受信処理回路３１０は、変更後の低クロック信号に同期して動作する。このモード変更の最中は、モード変更中のインターフェースボード３００を介した転送処理が中断する。

以上説明した処理によって、ネットワーク中継装置１０００の動作モードは「通常モード」から「低電力モード」に切り替えられる。逆に、ネットワーク中継装置１０００の動作モードを「低電力モード」から「通常モード」へ切り替える処理は、逆の手順に従って実行される。

以上のように、第１実施例では、待機系の動作モード変更が完了した後に、待機系と運用系とが切り替えられるので、中継決定処理を実行している最中の中継処理ボード１００の動作モードを切り替えずに、中継決定処理の実行に利用される中継処理ボード１００の動作モードを変更することが可能となる。その結果、パケット中継処理の中断時間が過剰に長くなることを抑制しつつ、消費電力を制御することが可能となる。また、本実施例では、待機系と運用系との交替直前に、中継情報が、運用系から待機系へコピーされる。従って、待機系が新運用系になった場合には、新運用系は、旧運用系と同じ中継決定処理を直ぐに実行可能である。また、待機系が中継処理ボード１００の動作モードの変更に利用されるので、運用系に不具合が無い場合であっても、待機系を有効に利用することができる。

また、第１実施例では、新待機系の動作モードも、新運用系の動作モードと同じモードに変更される。従って、仮に新運用系に不具合が生じた場合であっても、新待機系を利用することによって、同じ動作モードでの中継決定処理の継続が可能となる。その結果、パケット中継処理能力が不適切に低下することを抑制できる。また、ネットワーク中継装置１０００の消費電力が不適切に高くなることを抑制できる。

なお、第１実施例におけるモード変更処理は、設定ファイル１７に記録されたいずれの運転モードにて生じたモード変更の契機にも適用できる。

Ｂ．第２実施例：
図１６〜図２０は、第２実施例におけるネットワーク中継装置１００１の動作モード変更処理の概要を示す概略図である。このネットワーク中継装置１００１の構成は、上述の第１実施例のネットワーク中継装置１０００に第３中継処理ボード１００ｃを追加した構成と同じである。この第３中継処理ボード１００ｃは、他のボード１００ａ、１００ｂと同様に、制御ボード１０とインターフェースボード３００とに接続されている。また、第３中継処理ボード１００ｃの構成は、他のボード１００ａ、１００ｂのものと同じである。なお、図１６〜図２０では、ネットワーク中継装置１００１の構成要素として、３つの中継処理ボード１００ａ〜１００ｃと、代表のインターフェースボード３００と、第１制御ボード１０ａと、のみが示されており、他の構成要素は図示が省略されている。また、以下、「第３」の中継処理ボード１００ｃに関するものには、その符号の末尾に「ｃ」の符号を付加して説明を行う。

第２実施例では、３つの中継処理ボード１００ａ〜１００ｃの内の２つが「運用系」として利用され、残りの１つが「待機系」として利用される。図１６に示す例では、第１中継処理ボード１００ａと第２中継処理ボード１００ｂとが運用系として機能し、第３中継処理ボード１００ｃが待機系として機能している。中継決定処理は、これら２つの運用系に分散される。例えば、複数のインターフェースボード３００は、それぞれ、複数のパケットを受信した場合に２つの運用系１００ａ、１００ｂを交互に利用する。このように、中継決定処理が２つの運用系に分散される理由は、中継決定処理の速度、すなわち、パケット中継処理の速度を高めるためである。

図１６〜図２０には、ネットワーク中継装置１００１の動作モードが「通常モード」から「低電力モード」へ変更される場合の動作状況の変化が示されている。ネットワーク中継装置１００１の動作状況は、図１６〜図２０の順番に変化する。第１装置制御部１１ａ（周波数変更モジュール１６（図２））は、第１実施例と同様に、設定ファイル１７（図４）に記録された設定に従って、ネットワーク中継装置１００１の動作モードを変更する。

図１６に示す最初のステップＳ１１では、ネットワーク中継装置１００１は「通常モード」で動作している。この「通常モード」では、各中継処理ボード１００ａ〜１００ｃと、インターフェースボード３００とのそれぞれが「通常モード」で動作している。

次のステップＳ１２では（図１７）、待機系１００ｃの動作モードが「通常モード」から「低電力モード」に切り替えられる。この際、一方の運用系１００ａの中継情報１３４、１３５が、待機系１００ｃにコピーされる。さらに、インターフェースボード３００における待機系１００ｃ用の外部バスクロックＮＣｃも、「高」から「低」に変更される。これらの処理は、図１２の処理と同様に実行される。

次のステップＳ１３では（図１８）、待機系１００ｃと一方の運用系１００ａとが交替される。この処理は、図１３の処理と同様に実行される。なお、交替の対象となる現行の運用系としては、任意の中継処理ボードを採用可能である。例えば、予め設定されたボードを採用してもよい。

次のステップＳ１４では（図１９）、新たな待機系１００ａの動作モードが「通常モード」から「低電力モード」に切り替えられる。この際、通常モードで動作している残りの運用系１００ｂの中継情報１３４、１３５が、新待機系１００ａにコピーされる。さらに、インターフェースボード３００における新待機系１００ａ用の外部バスクロックＮＣａも、「高」から「低」に変更される。これらの処理は、図１２の処理と同様に実行される。

以下、同様に、残りの運用系１００ｂの動作モードも、この運用系１００ｂと新たな待機系１００ａとの交替によって、「通常モード」から「低電力モード」に切り替えられる。このようにして、全ての中継処理ボード１００ａ〜１００ｃの動作モードが「通常モード」から「低電力モード」に切り替えられる。なお、これらの切り替えは、いずれも待機系を利用して行われるので、パケット中継処理は、中断することなく継続される。

次のステップＳ１５では（図２０）、インターフェースボード３００の動作モードが「通常モード」から「低電力モード」に切り替えられる。この処理は、図１５の処理と同様に実行される。

以上説明した処理によってネットワーク中継装置１００１の動作モードは「通常モード」から「低電力モード」に切り替えられる。逆に、ネットワーク中継装置１００１の動作モードを「低電力モード」から「通常モード」へ切り替える処理は、逆の手順に従って実行される。

以上のように、第２実施例では、待機系の動作モード変更が完了した後に、待機系と運用系とを交替させる一連の処理が、繰り返し実行される。従って、３つの中継処理ボード１００ａ〜１００ｃのそれぞれの動作モードを変更する場合であっても、動作モードの変更に起因してパケット中継処理の中断時間が過剰に長くなることを抑制できる。

なお、運用系の総数としては、１つや２つに限らず３以上の任意の数を採用可能である。また、待機系の数としては、１つに限らず、２以上の任意の数を採用可能である。いずれの場合も、複数の中継処理ボード１００のうちの少なくとも１つを、通常時には中継決定処理を実行しておらず、かつ、運用系１００と同じ動作モードで起動している待機中継処理部（本実施例における待機系１００）として利用することが好ましい。こうすれば、運用系１００に不具合が生じた場合に、待機中継処理部によって、同じ動作モードを利用した中継決定処理を継続することが可能となる。さらに、中継決定処理の実行に利用される中継処理ボード１００の動作モードを変更する場合には、この待機中継処理部（待機系１００）と運用系１００とを交替させる上述の一連の処理を繰り返し実行することが好ましい。こうすれば、中継決定処理を実行している最中の中継処理ボード１００の動作モードを切り替えずに、中継決定処理の実行に利用される中継処理ボード１００の動作モードを変更することが可能となる。その結果、パケット中継処理の中断時間が長くなることを抑制しつつ、複数の中継処理ボード１００の動作モードを変更することが可能となる。

なお、第２実施例におけるモード変更処理は、設定ファイル１７に記録されたいずれの運転モードにて生じたモード変更の契機にも適用できる。

Ｃ．第３実施例：
図２１〜図２５は、第３実施例におけるネットワーク中継装置１００２の動作モード変更処理の概要を示す概略図である。図１６〜図２０に示した第２実施例のネットワーク中継装置１００１との差異は、３つの中継処理ボード１００ａ〜１００ｃのうちの１つが「予備系」として用いられる点である。また、本実施例では、運用系の総数は１であり、待機系の総数も１である。図２１に示す例では、第１中継処理ボード１００ａが運用系として機能し、第２中継処理ボード１００ｂが待機系として機能し、第３中継処理ボード１００ｃが予備系として利用されている。「予備系」は、通常時には、電源の供給が停止されていることが好ましい。また、「待機系」よりも消費電力の低い動作モードに設定されていてもよい。「予備系」は、「運用系」と「待機系」との少なくとも一方に不具合が生じた場合に、電源が入れられて、新たな待機系として利用される。また、本実施例では、後述するように、予備系は、ネットワーク中継装置１００２の動作モードの変更処理にも利用される。なお、ネットワーク中継装置１００２の構成は、上述の第２実施例のネットワーク中継装置１００１の構成と、同じである。

図２１〜図２５には、ネットワーク中継装置１００２の動作モードが「通常モード」から「低電力モード」へ変更される場合の動作状況の変化が示されている。ネットワーク中継装置１００２の動作状況は、図２１〜図２５の順番に変化する。第１装置制御部１１ａ（周波数変更モジュール１６（図２））は、第１実施例と同様に、設定ファイル１７（図４）に記録された設定に従って、ネットワーク中継装置１００２の動作モードを変更する。

図２１に示す最初のステップＳ２１では、ネットワーク中継装置１００２は「通常モード」で動作している。この「通常モード」では、運用系１００ａと待機系１００ｂとインターフェースボード３００とのそれぞれが「通常モードで動作している。また、本実施例では、通常時には、予備系１００ｃの電源が切られていることとしている。そこで、ステップＳ２１では、第１装置制御部１１ａは、動作モード変更処理のために、予備系１００ｃの電源を入れる。この際、予備系１００ｃの動作モードが「低電力モード」に設定される。そして、第１装置制御部１１ａは、運用系１００ａの中継情報１３４、１３５を、予備系１００ｃにコピーする。また、インターフェースボード３００における予備系１００ｃ用の外部バスクロックＮＣｃが「高」である場合には、第１装置制御部１１ａは、この外部バスクロックＮＣｃを「低」に変更する。これらの処理は、図１２の処理と同様に実行される。また、これらの処理により、予備系１００ｃは、新たな待機系として機能する。その結果、ネットワーク中継装置１００２の状態は、１つの運用系１００ａと、２つの待機系１００ｂ、１００ｃとが動作する状態となる。ただし、新たな待機系１００ｃの動作モードは、他の系１００ａ、１００ｂの動作モード（通常モード）とは異なる「低電力モード」である。

次のステップＳ２２では（図２２）、新たな待機系１００ｃと運用系１００ａとが交替される。この処理は、図１３の処理と同様に実行される。

次のステップＳ２３では（図２３）、旧待機系１００ｂの動作モードが「通常モード」から「低電力モード」に切り替えられる。さらに、インターフェースボード３００における旧待機系１００ｂ用の外部バスクロックＮＣｂも、「高」から「低」に変更される。これらの処理は、図１２の処理と同様に実行される。なお、このステップＳ２３では、旧待機系１００ｂの動作モードが切り替えられる最中であっても、新待機系１００ａが新運用系１００ｃの代わりに中継決定処理を実行可能である。

次のステップＳ２４では（図２４）、第１装置制御部１１ａは、新待機系１００ａを新たな予備系として利用する。具体的には、第１装置制御部１１ａは、新予備系１００ａの電源を切る。この際、新予備系１００ａ用の外部バスクロックＮＣａについては、変更されずに「高」に維持されてもよく、この代わりに、「高」から「低」に変更されてもよい。外部バスクロックＮＣａを「高」に維持すれば、次回にネットワーク中継装置１００２の動作モードを通常モードに切り替える際に、外部バスクロックＮＣａを切り替えずに済むので、動作モードの切り替えを高速に行うことができる。また、外部バスクロックＮＣａを「低」に変更すれば、インターフェースボード３００の消費電力を抑えることが可能となる。また、送受信処理回路３１０の内の新予備系１００ａ用のインターフェース回路（図示せず）に対する外部バスクロックＮＣａの供給を停止してもよい。

次のステップＳ２５では（図２５）、インターフェースボード３００の動作モードが「通常モード」から「低電力モード」に切り替えられる。この処理は、図１５の処理と同様に実行される。

以上説明した処理によってネットワーク中継装置１００２の動作モードは「通常モード」から「低電力モード」に切り替えられる。逆に、ネットワーク中継装置１００２の動作モードを「低電力モード」から「通常モード」へ切り替える処理は、逆の手順に従って実行される。

以上のように、第３実施例では、予備系の動作モードの設定が完了した後に、予備系と他の中継処理ボード１００（運用系と待機系）とを交替させる一連の処理が実行される。従って、３つの中継処理ボード１００ａ〜１００ｃのそれぞれの動作モードを変更する場合であっても、動作モードの変更に起因してパケット中継処理の中断時間が過剰に長くなることを抑制できる。

また、第３実施例では、ネットワーク中継装置１００２の動作モードを変更するために、運用系と待機系とに加えて予備系が用いられるので、予備系が再起動される最中であっても、運用系と待機系とを確保することが可能である。従って、動作モード変更の最中に運用中の中継処理ボード１００に不具合が生じた場合であっても、待機系の中継処理ボード１００を利用することにより、パケット中継処理が長時間止まることが抑制される。

なお、第３実施例では、通常時には予備系の中継処理ボード１００の電源が切れていることとしていたが、この代わりに、通常時において、予備系の中継処理ボード１００の電源を入れておいてもよい。より具体的には、３つの中継処理ボード１００ａ、１００ｂ、１００ｃのうちの２つのボードを待機系として利用してもよい。こうすれば、中継処理ボード１００の不具合に関する信頼性をさらに向上させることができる。

一般には、複数の中継処理ボード１００のうちの、少なくとも２つを、通常時には中継決定処理を実行しない代替用の中継処理ボード１００として利用することが好ましい。さらに、代替用の中継処理ボード１００のうちの一部（少なくとも１つ）が、運用中の中継処理ボード１００（運用系）と同じ動作モードで起動していることが好ましい（待機中継処理部に相当する）。ここで、第３実施例のように、待機中継処理部以外の代替中継処理ボード１００（図２１〜図２５の例では予備系）の動作モードを変更（設定）し、この変更（設定）の完了後に、この変更済代替中継処理ボード１００と他の中継処理ボード１００とを交替させる一連の処理を繰り返し実行すればよい。こうすれば、動作モードの変更の最中であっても、待機中継処理部は、運用系１００の代わりに中継決定処理を実行可能である。その結果、中継処理ボード１００の不具合に関する信頼性を向上させることができる。ここで、待機中継処理部以外の代替中継処理ボード１００の動作モードが、通常時には、待機中継処理部よりも消費電力の小さい動作モードに設定されていることが好ましい。こうすれば、ネットワーク中継装置の消費電力を抑制することができる。なお、このような動作モードとしては、待機中継処理部よりも消費電力の小さい任意の動作モードを採用可能である。例えば、電源が切られている「停止モード」を採用してもよい。

なお、第３実施例では、予備系１００ｃを「低電力モード」に設定した後、新たな待機系１００ｃと運用系１００ａとを交替させ、旧待機系１００ｂを「低電力モード」に変更し、新待機系１００ａを新予備系としてその電源を切る手順を採用したが、その順序を変更してもよい。

例えば、予備系１００ｃを「低電力モード」に設定した後、新待機系１００ｃと運用系１００ａとを交替させ、新待機系１００ａを「低電力モード」に変更し、旧待機系１００ｂを新予備系としてその電源を切る手順を採用してもよい。なお、この場合には、新待機系１００ａの動作モードが切り替えられる最中であっても、旧待機系１００ｂが新運用系１００ｃの代わりに中継決定処理を実行可能である。

また、以下のような手順を採用してもよい。例えば、予備系１００ｃを「低電力モード」に設定して新待機系とした後、旧待機系１００ｂを「低電力モード」に設定する。この際、旧待機系１００ｂの動作モードが切り替えられる最中であっても、新待機系１００ｃが運用系１００ａの代わりに中継決定処理を実行可能である。その後、待機系１００ｂあるいは待機系１００ｃと運用系１００ａを交替させ、新待機系１００ａを新予備系としてその電源を切る。

なお、第３実施例におけるモード変更処理は、設定ファイル１７に記録されたいずれの運転モードにて生じたモード変更の契機にも適用できる。

Ｄ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

上記実施例におけるネットワーク中継装置１０００のハードウエア構成は、一例であり、これに限られるわけではない。以下に、他のハードウエア構成の例を、第１変形例および第２変形例として示す。
・第１変形例：
図２６は、第１変形例に係るネットワーク中継装置１０００ａの基本構成を示すブロック図である。上記実施例に係るネットワーク中継装置１０００においては、制御ボード１０と、中継処理ボード１００とが分離していたが、第１変形例に係るネットワーク中継装置１０００ａにおいては、制御ボード１０が無く、装置制御部１１は中継処理ボード１００に搭載されている。それ以外の構成および各部の機能は、実施例と同一であるので、図２６において、図１と同一の符号を付し、その説明を省略する。変形例に係るネットワーク中継装置１０００ａにおいても、実施例と同様の作用・効果を得ることができる。また、図示は、省略するが、１つのボードに、図２６における中継処理ボード１００の構成要素と、インターフェースボード３００の構成要素を搭載することもできる。

・第２変形例：
図１２は、第２変形例に係るネットワーク中継装置１０００ｂの基本構成を示すブロック図である。上記実施例に係るネットワーク中継装置１０００においては、中継処理ボード１００が２つであったが、第２変形例に係るネットワーク中継装置１０００ｂにおいては、中継処理ボード１００が３つ備えられている。３つの中継処理ボード１００のうちの２つは、通常時にパケット中継処理を行う運用系のボードであり、残りの１つは、運用系の中継処理ボード１００に異常が発生した場合に、異常が発生した中継処理ボード１００の代わりに中継パケット処理を行う待機系のボードである。すなわち、中継処理ボード１００の１つは、冗長な中継処理ボード１００である。

ここで、通常の運転時、すなわち、待機系の中継処理ボード１００がパケット中継処理に用いられない期間には、装置制御部１１は、待機系の中継処理ボード１００の各構成要素（パケット処理回路１２０、転送先決定回路１３０、内部バス１４０など）に対するクロック信号の供給を停止する。こうすることによって、ネットワーク中継装置１０００全体の消費電力が抑制される。なお、運用系の中継処理ボード１００の１つに異常が発生した場合には、待機系の中継処理ボード１００の各構成要素に対するクロックの供給を再開して起動し、異常が発生していない運用系の中継処理ボード１００の設定（フォワーディングテーブル１３４や、ＩＰアドレステーブル１３５の内容など）を、制御バス４００を介して、待機系の中継処理ボード１００にコピーする。これにより、異常発生時には、速やかに、待機系の中継処理ボード１００を、運用系に交替させることができる。なお、この系交替を問題なく行うために、通常の運転時に、待機系の中継処理ボード１００において、制御ボード１０が待機系の中継処理ボード１００と通信するための制御バス４００の制御回路だけは、クロック信号を供給され動作できる状態にされていることが好ましい。そして、制御バス４００を介した通信については、通常の運転時において、正常であることを確認する処理を、定期的に行っておくことが好ましい。

上記実施例におけるネットワーク中継装置１０００は、中継処理ボード１００を２つ搭載しているが、第２変形例におけるネットワーク中継装置１０００ｂは、図２７に示すように、３つの中継処理ボード１００を搭載している。３つの中継処理ボード１００のうちの２つが運用系として並行してパケット中継処理を行うことにより、スイッチング容量を増大させることができる。３つの中継処理ボード１００のうちの１つは、運用系の２つの中継処理ボード１００のいずれかに障害が発生した場合に、障害が発生した中継処理ボード１００に代替して用いられる待機系の中継処理ボード１００である。

第２変形例におけるネットワーク中継装置１０００ｂにおいて、スイッチング容量があまり必要でない場合（例えば、図６における２０時頃から翌日７時頃まで）には、装置制御部１１は、運用系の中継処理ボード１００を１つにして、残りの２つを待機系の中継処理ボード１００とする。かかる場合において、待機系の中継処理ボードの各構成要素に対するクロック信号の供給を停止しても良い。こうすれば、１つの運用系の中継処理ボード１００が、単独で、パケット中継処理を行うため、ネットワーク中継装置１０００ｂ全体のスイッチング容量は小さくなるが、消費電力を抑制することができる。このような運用系と待機系との切換は、ネットワーク中継装置１０００ｂ全体のパケット流量の監視に基づいて、動的に実行されても良い。例えば、パケット流量が所定の閾値以上である場合には、２つの中継処理ボード１００を運用系として動作させ、パケット流量が所定の閾値未満である場合には、１つの中継処理ボード１００を運用系として動作させる。こうすれば、スイッチング容量が必要なときには、大きいスイッチング容量を確保すると共に、スイッチング容量が必要ないときには、消費電力を低減させることができる。

上記実施例における中継処理ボード１００は、パケット処理回路１２０と転送先決定回路１３０と内部バス１４０のセット（以下、中継処理セットと呼ぶ）を１つ搭載しているが、第２変形例における中継処理ボード１００は、図１２に示すように、２つの中継処理セットを搭載している。２つの中継処理セットが並行してパケット中継処理を行うことにより、スイッチング容量を増大させることができる。

第２変形例に係るネットワーク中継装置１０００において、スイッチング容量があまり必要でない場合（例えば、図６における２０時頃から翌日７時頃まで）には、装置制御部１１は、１つの中継処理セットに対するクロック信号の供給を停止しても良い。こうすれば、残りの１つの中継処理セットが、単独で、パケット中継処理を行うため、装置全体のスイッチング容量は小さくなるが、消費電力を抑制することができる。このようなクロック信号の停止・供給の切換は、ネットワーク中継装置１０００全体のパケット流量の監視に基づいて、動的に実行されても良い。例えば、パケット流量が閾値以上である場合には、２つの中継処理セットにそれぞれクロック信号を供給して動作させ、パケット流量が閾値以下である場合には、１つの中継セットに対するクロック信号の共有を停止する。こうすれば、スイッチング容量が必要なときには、大きいスイッチング容量を確保すると共に、スイッチング容量が必要ないときには、消費電力を低減させることができる。

・第３変形例：
上記実施例では、クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７に、２つの周波数発振器２２、２３を備えることにより、２種類の周波数のクロック信号を生成しているが、クロック信号の生成方法は、これに限られない。例えば、クロック生成部は、１つの周波数発振器と、クロック信号を所定の逓倍率で逓倍する逓倍回路を備えても良い。逓倍回路は、装置制御部１１の制御に応じて、逓倍率を変更することにより、２種類の周波数のクロック信号を生成することができる。なお、逓倍回路は、クロック信号の供給対象である要素（例えば、パケット処理回路１２０）の内部に備えられても良い。なお、装置制御部１１による逓倍回路の制御は、信号線を介して、ハイまたはローの制御信号を逓倍回路に対して送信することによって行われても良いし、逓倍回路に対するコントロールレジスタにフラグを書き込むことによって行われても良い。

・第４変形例：
上記実施例では、ネットワーク中継装置１０００の動作モードを、高クロック動作と低クロック動作の２段階に制御しているが、さらに、多段階の動作モードに制御しても良い。具体的には、クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７の全部または一部を、３種類以上の異なる周波数が生成できるように構成し、処理負荷あるいはユーザの設定に応じて、ネットワーク中継装置１０００を動作させるクロック信号の周波数を多段階に変更しても良い。あるいは、クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７を同時に変更せず、一部ずつ段階的に変更することによって、多段階の動作モードに制御しても良い。具体的には、クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７の全てに高クロック信号ＨＨを生成させて動作させる状態を第１の動作モードとする。パケット処理回路１２０と転送先決定回路１３０と内部バス１４０にクロック信号を供給するクロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ４に低クロック信号ＨＬを生成させ、外部バス５００および送受信処理回路３１０にクロック信号を供給するクロック生成部ＣＬ５〜ＣＬ７に高クロック信号ＨＨを生成させて動作させる状態を第２の動作モードとする。クロック生成部ＣＬ１〜ＣＬ７の全てに低クロック信号ＨＬを生成させて動作させる状態を第３の動作モードとする。そして、処理負荷またはユーザの設定に応じて、ネットワーク中継装置１０００を、第１〜第３の動作モードのいずれかで、選択的に運用することとしても良い。このように、中継処理ボード１００の動作、インターフェースボード３００の動作、さらには、外部バス５００の動作を、それぞれに供給されるクロック信号を独立して変更することができることにより、ネットワーク中継装置１０００の処理性能と、消費電力とのバランスを柔軟に変更することができる。

・第５変形例：
クロックに同期して動作する電子回路の中には、再起動（電源のリセット）をせずに、クロック周波数を変更することが可能なものがある。上記各実施例において、このような電子回路を用いて、中継処理ボード１００やインターフェースボード３００（図３）を構成してもよい。この場合には、各ボード１００、３００が利用するクロック周波数を変更する処理において（例えば、図１２のステップＳ２や図１５のステップＳ５）、各ボード１００、３００の電源をリセット（再投入）する処理を省略可能である。ただし、この場合も、中継処理を実行している最中にクロック周波数が切り替えられると、中継処理に不具合が生じる可能性がある。従って、中継決定処理に利用される中継処理ボード１００のクロック周波数を変更する場合には、上記各実施例と同様に、中継処理を実行していない中継処理ボード１００（待機系や予備系）のクロック周波数を変更した後に、クロック周波数が変更された中継処理ボード１００と、他の中継処理ボード１００（例えば、運用系１００）とを交替させることが好ましい。また、このような電源リセットが不要な電子回路を利用する場合であっても、クロック周波数を変更した後に論理リセットすることが好ましい。こうすれば、クロック周波数の変更に起因する不具合が、電子回路の動作に生じることを抑制できる。ただし、論理リセットを省略してもよい。

・第６変形例：
上記各実施例において、通常時には電源が切られている中継処理ボード１００を用いて、中継決定処理に利用される中継処理ボード１００の動作モードを変更することとしてもよい。例えば、図１１〜図１５に示す第１実施例において、待機している中継処理ボード１００の電源を、通常時には切ることとしてもよい。具体的には、ステップＳ１（図１１）では、第２中継処理ボード１００ｂの電源が切られていてもよい。次のステップＳ２（図１２）では、装置制御部１１は、第２中継処理ボード１００ｂの動作モードを切り替える代わりに、このボード１００ｂを「低電力モード」設定で起動する。そして、この起動が完了した後に、装置制御部１１は、第１中継処理ボード１００ａと第２中継処理ボード１００ｂとを交替させる（ステップＳ３（図１３））。そして、ステップＳ４（図１４）では、装置制御部１１は、第１中継処理ボード１００ａの動作モードを切り替える代わりに、このボード１００ａの電源を切る。逆に、中継処理ボード１００の動作モードを「通常モード」に変更する場合には、装置制御部１１は、待機している（電源が切られている）中継処理ボード１００を「通常モード」設定で起動すればよい。その後の処理は、逆の手順に従って実行すればよい。これらは、図１６〜図２０に示す第２実施例についても同様である。

また、図２１〜図２５に示す第３実施例においても同様である。具体的には、ステップＳ２１（図２１）では、予備系１００ｃの電源が切られていてもよい。次のステップＳ２２（図２２）では、装置制御部１１は、第３中継処理ボード１００ｃの動作モードを切り替える代わりに、このボード１００ｃを「低電力モード」設定で起動する。そして、この起動が完了した後に、装置制御部１１は、中継情報を、第１中継処理ボード１００ａから第３中継処理ボード１００ｃへコピーする。次のステップＳ２３（図２３）、ステップＳ２４（図２４）は、第３実施例と同じである。ステップＳ２３では、装置制御部１１は、第１中継処理ボード１００ａと第３中継処理ボード１００ｃとを交替させる。そして、次のステップＳ２４で、装置制御部１１は、第１中継処理ボード１００ａの動作モードを「低電力モード」に切り替える。この切り替えが完了したら、装置制御部１１は、第２中継処理ボード１００ｂの動作モードを切り替える代わりに、このボード１００ｂの電源を切り、そして、第１中継処理ボード１００ａを、新たな待機系として利用する。逆に、中継処理ボード１００の動作モードを「通常モード」に変更する場合には、装置制御部１１は、待機している（電源が切られている）中継処理ボード１００を「通常モード」設定で起動すればよい。その後の処理は、逆の手順に従って実行すればよい。

・第７変形例：
上記各実施例において、送受信処理回路３１０のコアクロックＣＣを、ネットワーク中継装置（例えば、図１のネットワーク中継装置１０００）の動作モードに拘わらずに、一定値に維持してもよい。こうすれば、ネットワーク中継装置の動作モードを変更する場合に、送受信処理回路３１０を再起動させずに済むので、パケット中継処理を中断させずに、ネットワーク中継装置の動作モードを変更することができる。例えば、ネットワーク中継装置１０００の動作モードに拘わらずに、送受信処理回路３１０のコアクロックＣＣが「高」であってもよい。この場合には、ステップＳ５（図１５）や、ステップＳ１５（図２０）、ステップＳ２５（図２５）が省略される。また、ネットワーク中継装置の動作モードに拘わらずに、インターフェースボード３００は「通常モード」で動作する。

ただし、上述の各実施例のように、ネットワーク中継装置の動作モードが「通常モード」である場合には、インターフェースボード３００の動作モードが「通常モード」であり、逆に、ネットワーク中継装置の動作モードが「低電力モード」である場合には、インターフェースボード３００の動作モードが「低電力モード」であることとしてもよい。こうすれば、ネットワーク中継装置の「低電力モード」において、ネットワーク中継装置の消費電力をさらに抑えることが可能となる。なお、インターフェースボード３００の動作モード変更（図１５のステップＳ５、図２０のステップＳ１５、図２５のステップＳ２５）のタイミングとしては、中継処理ボード１００の動作モードの変更が完了した後に限らず、任意のタイミングを採用可能である。例えば、中継処理ボード１００の動作モードの変更開始前であってもよく、中継処理ボード１００の動作モードの変更の最中であってもよい。

なお、装置制御部１１は、ネットワーク中継装置の動作モードの変更モードとして、インターフェースボード３００の動作モード変更を伴う第１変更モードと、インターフェースボード３００の動作モード変更を伴わない第２変更モードと、の両方を有することが好ましい。こうすれば、ネットワーク中継装置は、パケット中継処理の継続を重要視するユーザと、消費電力低減を重要視するユーザと、の両方のニーズに応えることが可能となる。なお、第１変更モードとは、上記各実施例と同様に、ネットワーク中継装置の動作モードの変更の際に、インターフェースボード３００の動作モードも変更されるモードである。一方、第２変更モードとは、ネットワーク中継装置の動作モードの変更の際に、インターフェースボード３００の動作モードが変更されずに維持されるモードである。

ここで、装置制御部１１は、動作モード変更処理に用いる変更モードを選択することをユーザに許容することが好ましい。こうすれば、変更モードをユーザの好みに合わせることが可能となる。具体的には、装置制御部１１は、ユーザの指示を受信し、ユーザの指示で第１変更モードが指定された場合には、第１変更モードによるモード変更処理を選択して実行し、ユーザの指示で第２変更モードが指定された場合には、第２変更モードによるモード変更処理を選択して実行すればよい。装置制御部１１は、装置制御部１１に接続された任意の入力部（例えば、操作パネルやマウス、キーボード）から、ユーザの指示を受信可能である。また、受信したユーザ指示の内容は、設定ファイル１７（図４）に記録しておけばよい。

なお、変更モードの選択の条件としては、上述のようなユーザの指示に従う条件に限らず、任意の条件を採用可能である。例えば、ネットワーク中継装置に接続されている回線数が所定の閾値以上の場合には、中断時間のより短い第２変更モードが選択され、この回線数がこの閾値未満の場合には、消費電力をより小さく抑えることが可能な第１変更モードが選択されることとしてもよい。ここで、装置制御部１１が、回線数（例えば、動作中の物理インターフェース部の数）と閾値とを比較することによって、自動的に変更モードを選択すればよい。

・第８変形例：
上記各実施例において、ネットワーク中継装置の各要素（例えば、図３の中継処理ボード１００とインターフェースボード３００）の「通常モード」および「低電力モード」の構成としては、「低電力モード」での消費電力が「通常モード」での消費電力よりも小さくなるような任意の構成を採用可能である。例えば、中継処理ボード１００（図１１）に関する各クロックのうちの一部のクロック（例えば、内部バスクロックＲＣ）の周波数が、中継処理ボード１００の動作モードに拘わらずに一定値に維持されてもよい。また、中継処理ボード１００が、独立に動作可能な複数の電子回路を含み、通常モードでは全ての電子回路が動作し、低電力モードでは、一部の電子回路への電力供給が止められることとしてもよい。

ただし、上記各実施例のように、中継処理部（例えば、図３の中継処理ボード１００）とインターフェース部（例えば、図３のインターフェースボード３００）とが、クロック信号に同期して動作する電子回路をそれぞれ含み、そのクロック周波数を切り替えることによって、動作モードが切り替わる構成を採用することが好ましい。こうすれば、電子回路の構成が複雑になることを抑制しつつ、容易に、消費電力を変更することができる。いずれの場合も、利用可能な動作モードの総数としては、２に限らず、３以上の任意の数を採用可能である。また、いずれの場合も、中継処理部の動作モードを設定した後に、中継処理部を論理リセットすることが好ましい。こうすれば、動作モードの設定に起因する不具合が中継処理部の動作に生じることを抑制できる。

・第９変形例：
上記各実施例において、中継情報としては、フォワーディングテーブル１３４とＩＰアドレステーブル１３５とを合わせた情報に限らず、パケットの宛先情報と、パケットを送出すべき回線と、の対応関係を定める任意の情報を採用可能である。例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）のＭＡＣアドレスと、パケットを送出すべき回線と、の対応関係を定める情報であってもよい。

また、複数の物理的な回線をまとめたものを、仮想的な１つの回線として利用する場合がある（例えば、リンクアグリゲーション機能を利用する場合）。このような場合には、この仮想的な１つの回線が接続されている複数の回線の全体が、パケットを送出すべき回線として選択されるように、中継情報が設定されていることが好ましい。

・その他の変形例：
上記実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えてもよい。例えば、上記実施例において、パケット処理回路１２０や転送先決定回路１３０は、ＡＳＩＣにより構成されているが、汎用プロセッサとプログラムにより構成されていても良い。

以上、実施例、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。

実施例に係るネットワーク装置の基本構成を示すブロック図である。 装置制御部の内部構成を示すブロック図である。 インターフェースボードと中継処理ボードを中心とした構成を示すブロック図である。 設定ファイルの内容の一部を示す説明図である。 起動処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 流量切換モードと定期切換モードについて説明する説明図である。 流量切換モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 定期切換モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 対向装置との間で回線の通信速度／通信モードを自動的に調整するオートネゴシエーション機能を説明する図である。 通信速度切換運転モードにおける周波数切換処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。 動作モード変更処理のより詳しい内容を示す概略図である。 動作モード変更処理のより詳しい内容を示す概略図である。 動作モード変更処理のより詳しい内容を示す概略図である。 動作モード変更処理のより詳しい内容を示す概略図である。 動作モード変更処理のより詳しい内容を示す概略図である。 第２実施例における動作モード変更処理の概要を示す概略図である。 第２実施例における動作モード変更処理の概要を示す概略図である。 第２実施例における動作モード変更処理の概要を示す概略図である。 第２実施例における動作モード変更処理の概要を示す概略図である。 第２実施例における動作モード変更処理の概要を示す概略図である。 第３実施例における動作モード変更処理の概要を示す概略図である。 第３実施例における動作モード変更処理の概要を示す概略図である。 第３実施例における動作モード変更処理の概要を示す概略図である。 第３実施例における動作モード変更処理の概要を示す概略図である。 第３実施例における動作モード変更処理の概要を示す概略図である。 第１変形例に係るネットワーク中継装置１０００ａの基本構成を示すブロック図である。 第２変形例に係るネットワーク中継装置１０００ｂの基本構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ…制御ボード
１１、１１ａ、１１ｂ…装置制御部
１２…ＣＰＵ
１３…メモリ
１４…制御プログラム
１５…流量管理モジュール
１６…周波数変更モジュール
１７…設定ファイル
２１…セレクタ
２２…高周波数発振器
２３…低周波数発振機
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ…中継処理ボード
１２０、１２０ａ、１２０ｂ…パケット処理回路
１２１…転送エンジン
１２２…メモリ
１３０、１３０ａ、１３０ｂ…転送先決定回路
１３１…転送先検索エンジン
１３２…メモリ
１３３…高速検索メモリ
１３４…フォワーディングテーブル
１３５…ＩＰアドレステーブル
１４０…内部バス
１６０…オンボード電源
３００…インターフェースボード
３１０…送受信処理回路
３１１…送受信エンジン
３１２…メモリ
３２０…物理インターフェース部
３６０…オンボード電源
４００…制御バス
５００…外部バス
６００…回線
７００…主電源部
１０００、１０００ａ、１０００ｂ、１００１、１００２…ネットワーク中継装置
ＣＬ１〜ＣＬ７…クロック生成部

Claims (16)

1. ネットワーク中継装置の制御方法であって、
   前記ネットワーク中継装置は、
   回線との接続のための物理インターフェース部を複数有するとともに、宛先情報が関連付けられているパケットを、前記回線を介して送受信するインターフェース部と、
   受信されたパケットに関連付けられた宛先情報に基づいて、前記受信されたパケットを送出すべき回線を決定する中継決定処理を実行する第１中継処理部と、
   前記第１中継処理部の代わりに前記中継決定処理を実行可能な１つ以上の第２中継処理部と、
   を備え、
   前記第１中継処理部および前記第２中継処理部は、前記中継決定処理の動作モードとして、第１決定動作モードと、前記第１決定動作モードよりも消費電力の少ない第２決定動作モードとを含む複数の切り替え可能な決定動作モードを有し、
   前記制御方法は、
   （Ａ）前記第１中継処理部が前記中継決定処理を担当している間に、前記第２中継処理部の中から選択された１つの中継処理部である対象中継処理部の決定動作モードを前記第１中継処理部の決定動作モードとは異なる決定動作モードに設定する処理を含むモード処理を実行する工程と、
   （Ｂ）前記対象中継処理部の決定動作モード設定処理の完了の後に、前記第１中継処理部の代わりに前記対象中継処理部による前記中継決定処理を開始させる交替処理を実行する工程と、
   を備える制御方法。
2. 請求項１に記載の制御方法であって、
   前記１つ以上の第２中継処理部は、前記第１中継処理部に不具合が生じたときに前記中継決定処理を実行するために前記第１中継処理部と同じ決定動作モードで起動しているとともに前記中継決定処理を実行していない待機中継処理部を少なくとも１つ含む、
   制御方法。
3. 請求項２に記載の制御方法であって、
   前記対象中継処理部として、前記待機中継処理部が利用される、制御方法。
4. 請求項２に記載の制御方法であって、
   前記第２中継処理部は、さらに、前記待機中継処理部よりも消費電力が小さい決定動作モードに設定されている予備中継処理部を少なくとも１つ含み、
   前記制御方法では、前記対象中継処理部として、前記予備中継処理部が利用される、
   制御方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の制御方法であって、さらに、
   前記対象中継処理部の決定動作モードを設定する処理は、前記決定動作モードの設定の後に、前記対象中継処理部を論理リセットする工程を含む、
   制御方法。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の制御方法であって、さらに、
   （Ｃ）前記交替処理の完了の後に、前記第１中継処理部の決定動作モードを、前記対象中継処理部と同じ決定動作モードに切り替える処理を実行する工程を含む、制御方法。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の制御方法であって、
   前記インターフェース部は、前記パケットの送受信の動作モードとして、第１転送動作モードと、前記第１転送動作モードよりも消費電力の少ない第２転送動作モードとを含む複数の切り替え可能な転送動作モードを有し、
   前記モード処理は、
   前記転送動作モードの変更を伴う第１変更モードと、
   前記転送動作モードの変更無しの第２変更モードと、
   を有し、
   前記第１変更モードによるモード処理を実行する工程は、
   （Ａ１−１）前記対象中継処理部の決定動作モードが前記第１決定動作モードに設定される場合には、前記インターフェース部の転送動作モードを前記第１転送動作モードに設定する工程と、
   （Ａ１−２）前記対象中継処理部の決定動作モードが前記第２決定動作モードに設定される場合には、前記インターフェース部の転送動作モードを前記第２転送動作モードに設定する工程と、
   を含む、制御方法。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の制御方法であって、
   前記第１中継処理部と前記第２中継処理部は、前記中継決定処理に利用される中継情報であって、前記宛先情報と前記回線とを対応付ける中継情報を格納する第１のメモリと第２のメモリをそれぞれ含み、
   前記制御方法は、さらに、
   （Ｄ）前記対象中継処理部の決定動作モード設定処理が完了した後の、前記対象中継処理部による前記中継決定処理の開始の前に、前記第１中継処理部の第１メモリに格納された前記中継情報を、前記対象中継処理部の第２メモリにコピーする工程を有する、
   制御方法。
9. ネットワーク中継装置であって、
   回線との接続のための物理インターフェース部を複数有するとともに、宛先情報が関連付けられているパケットを、前記回線を介して送受信するインターフェース部と、
   受信されたパケットに関連付けられた宛先情報に基づいて、前記受信されたパケットを送出すべき回線を決定する中継決定処理を実行する第１中継処理部と、
   前記第１中継処理部の代わりに前記中継決定処理を実行可能な１つ以上の第２中継処理部と、
   前記各部の動作を制御する装置制御部と、
   を備え、
   前記第１中継処理部および前記第２中継処理部は、前記中継決定処理の動作モードとして、第１決定動作モードと、前記第１決定動作モードよりも消費電力の少ない第２決定動作モードとを含む複数の切り替え可能な決定動作モードを有し、
   前記装置制御部は、
   （Ａ）前記第１中継処理部が前記中継決定処理を担当している間に、前記第２中継処理部の中から選択された１つの中継処理部である対象中継処理部の決定動作モードを前記第１中継処理部の決定動作モードとは異なる決定動作モードに設定する処理を含むモード処理を実行し、
   （Ｂ）前記対象中継処理部の決定動作モード設定処理の完了の後に、前記第１中継処理部の代わりに前記対象中継処理部による前記中継決定処理を開始させる交替処理を実行する、
   ネットワーク中継装置。
10. 請求項９に記載のネットワーク中継装置であって、
    前記１つ以上の第２中継処理部は、前記第１中継処理部に不具合が生じたときに前記中継決定処理を実行するために前記第１中継処理部と同じ決定動作モードで起動しているとともに前記中継決定処理を実行していない待機中継処理部を少なくとも１つ含む、
    ネットワーク中継装置。
11. 請求項１０に記載のネットワーク中継装置であって、
    前記装置制御部は、前記対象中継処理部として、前記待機中継処理部を利用する、ネットワーク中継装置。
12. 請求項１０に記載のネットワーク中継装置であって、
    前記第２中継処理部は、さらに、前記待機中継処理部よりも消費電力が小さい決定動作モードに設定されている予備中継処理部を少なくとも１つ含み、
    前記装置制御部は、前記対象中継処理部として、前記予備中継処理部を利用する、ネットワーク中継装置。
13. 請求項９ないし請求項１２のいずれかに記載のネットワーク中継装置であって、
    前記装置制御部は、前記対象中継処理部の決定動作モードを設定する処理において、前記決定動作モードの設定の後に、前記対象中継処理部を論理リセットする、ネットワーク中継装置。
14. 請求項９ないし請求項１３のいずれかに記載のネットワーク中継装置であって、
    前記装置制御部は、
    （Ｃ）前記交替処理の完了の後に、前記第１中継処理部の決定動作モードを、前記対象中継処理部と同じ決定動作モードに切り替える処理を実行する、
    ネットワーク中継装置。
15. 請求項９ないし請求項１４のいずれかに記載のネットワーク中継装置であって、
    前記インターフェース部は、前記パケットの送受信の動作モードとして、第１転送動作モードと、前記第１転送動作モードよりも消費電力の少ない第２転送動作モードとを含む複数の切り替え可能な転送動作モードを有し、
    前記モード処理は、
    前記転送動作モードの変更を伴う第１変更モードと、
    前記転送動作モードの変更無しの第２変更モードと、
    を有し、
    前記装置制御部は、前記第１変更モードによるモード処理において、
    （Ａ１−１）前記対象中継処理部の決定動作モードが前記第１決定動作モードに設定される場合には、前記インターフェース部の転送動作モードを前記第１転送動作モードに設定し、
    （Ａ１−２）前記対象中継処理部の決定動作モードが前記第２決定動作モードに設定される場合には、前記インターフェース部の転送動作モードを前記第２転送動作モードに設定する、
    ネットワーク中継装置。
16. 請求項９ないし請求項１５のいずれかに記載のネットワーク中継装置であって、
    前記第１中継処理部と前記第２中継処理部は、前記中継決定処理に利用される中継情報であって、前記宛先情報と前記回線とを対応付ける中継情報を格納する第１のメモリと第２のメモリをそれぞれ含み、
    前記装置制御部は、
    （Ｄ）前記対象中継処理部の決定動作モード設定処理が完了した後の、前記対象中継処理部による前記中継決定処理の開始の前に、前記第１中継処理部の第１メモリに格納された前記中継情報を、前記対象中継処理部の第２メモリにコピーする、
    ネットワーク中継装置。

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