JP6109954B2 - 仮想シャーシシステムにおけるパススルーモードのためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般的にデータネットワークに関するものであり、特に、１つまたは複数のデータネットワークのノード間にトポロジー的冗長性および回復力をもたらすためのシステムおよび方法に関するものである。

データネットワークは、互いに通信する、および／またはネットワークにアタッチされているさまざまな他のネットワーク要素もしくはリモートサーバーと通信するさまざまなコンピューティングデバイス、例えば、パーソナルコンピュータ、ＩＰテレフォニーデバイス、またはサーバーを含む。例えば、データネットワークは、限定することなく、例えば、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）、データ、およびビデオアプリケーションを含む複数のアプリケーションをサポートするメトロイーサネット（登録商標）またはエンタープライズイーサネットネットワークを含み得る。そのようなネットワークは、通常、ネットワークを通るトラフィックをルーティングするために、スイッチまたはルーターとして一般に知られている、相互接続されたノードを含む。

ＩＥＥＥ ８０２．１ＡＸ−２００８、２００８年１１月３日 ＩＥＥＥ規格８０２．１Ｑ、仮想ブリッジローカルエリアネットワーク、２００３年版

データネットワークが直面している重要な難題の１つは、満足の行くネットワーク性能を提供するうえで欠かせない、ネットワーク回復力、すなわち、コンポーネント故障、リンク障害、または同様のものが結果として生じたとしても高い可用性を維持する能力が要求されることである。ネットワーク回復力は、一部は、トポロジー的冗長性を通じて、すなわち、単一障害点が生じるのを防ぐために冗長ノード（およびノード内の冗長コンポーネント）およびノード間の複数の物理的経路を用意することによって、また一部は、障害が発生すると、冗長性を利用して代替経路にコンバージしネットワークを通るトラフィックの流れのスイッチング／ルーティングを行うＬ２／Ｌ３プロトコルを利用して、達成され得る。これから理解されるように、代替経路へのシームレスな遷移を達成するためには、検出およびコンバージェンス時間は、ネットワーク内で短時間（有利には、１秒より短く）でなければならない。リングネットワーク、部分的メッシュネットワーク、完全メッシュネットワーク、ハブネットワークなどの、さまざまな種類のネットワークトポロジーが、ネットワーク要素間に冗長性を付与するためにネットワーク内に実装される。ネットワーク要素間のコンバージェンス時間および冗長性は、多くの場合、ネットワーク内に実装されているネットワークトポロジーの種類により異なる。

ネットワーク要素のアーキテクチャも様々で、ネットワーク回復力に影響を及ぼす。例えば、さまざまなノードアーキテクチャは、単一スイッチング要素、スタッカブルスイッチング要素（ｓｔａｃｋａｂｌｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）、マルチスロットシャーシベースのネットワーク要素などを含む。一般に、コストおよびネットワークニーズに応じて、これらの種類のノードアーチテクスチャのうちの１つが選択され、これらの種類のネットワークトポロジーのうちの１つに実装される。しかし、実装された後、一方の種類のネットワークトポロジーから他方の種類のネットワークトポロジーにアップグレードまたは遷移するのが困難であるときもある。また、ネットワークトポロジー内で一方の種類のノードアーキテクチャから他方の種類のノードアーキテクチャに遷移すること、またはさまざまな種類のノードアーキテクチャを１つのネットワーク内に組み込むことも困難である。

したがって、１つまたは複数の異なる種類のネットワークトポロジーにおいて１つまたは複数の異なる種類のノードアーキテクチャを有するノード間に回復力を実現するためのシステムおよび方法が必要である。

本発明による仮想シャーシシステムの実施形態の概略ブロック略図である。 本発明による仮想シャーシシステムの実施形態の概略ブロック略図である。 本発明による仮想シャーシシステムの実施形態の概略ブロック略図である。 本発明による仮想シャーシシステムにおけるネットワークトポロジー発見プロセスの一実施形態の論理フロー図である。 本発明による仮想シャーシシステムにおけるネットワークノード内のトポロジーデータベースの一実施形態の概略ブロック図である。 本発明による仮想シャーシシステムにおけるネットワークノードの一実施形態の概略ブロック図である。 本発明による仮想シャーシシステムにおけるネットワークノードのネットワークインターフェースモジュールの一実施形態の概略ブロック図である。 本発明による仮想シャーシシステムにおけるパケットのプリペンデッドヘッダー（ｐｒｅ−ｐｅｎｄｅｄ ｈｅａｄｅｒ）の一実施形態の概略ブロック図である。 本発明による仮想シャーシシステムにおけるネットワークノードを通るパケットフローの一実施形態の概略ブロック図である。 本発明による仮想シャーシマネージャアプリケーションの一実施形態の概略ブロック図である。 本発明による仮想シャーシシステムにおけるネットワークノードのパススルーモードのための方法の一実施形態の論理フロー図である。 本発明による仮想シャーシシステムの実施形態の概略ブロック略図である。 本発明による仮想シャーシシステムの実施形態の概略ブロック略図である。 本発明による仮想シャーシシステムの実施形態の概略ブロック略図である。 本発明による仮想シャーシシステムの実施形態の概略ブロック略図である。 本発明によるネットワークノードの構成をパススルーモードに更新するための方法の一実施形態の論理フロー図である。 本発明による仮想シャーシシステム内にネットワークノードが過剰にあった場合のパススルーモードのための方法の一実施形態の論理フロー図である。 本発明による仮想シャーシシステムにおいて動作シャーシ（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｃｈａｓｓｉｓ）識別子の重複構成があった場合のパススルーモードのための方法の一実施形態の論理フロー図である。 本発明によりネットワークノードに対してパススルーモードを決定するための方法の一実施形態の論理ブロック図である。 本発明によるパススルー割り当てコマンドの一実施形態の概略ブロック図である。

以下の規格は、本出願において参照され、引用により本明細書に組み込まれている：１）以前にはＩＥＥＥ ８０２．３ａｄタスクフォースによって２０００年３月に追加されたＩＥＥＥ ８０２．３規格の第４３項であった、現在は２００８年１１月３日にＩＥＥＥ ８０２．１ＡＸ−２００８に組み込まれているとおりのものであるリンクアグリゲーション制御プロトコル（ＬＡＣＰ）、および２）ＩＥＥＥ規格８０２．１Ｑ、仮想ブリッジローカルエリアネットワーク、２００３年版。

図１ａは、仮想ファブリックリンク（ＶＦＬ）１２０と称される制御およびアドレッシング情報を伝達するために専用リンクアグリゲートグループによって動作可能に結合された複数のネットワークノード１１０を備える仮想シャーシシステム１００の一実施形態を示している。ＶＦＬ１２０およびその動作は、引用により本明細書に組み込まれ、すべての目的に関して本米国特許出願の一部を成す、２０１１年１月２０日に出願された係属中の米国特許出願第１３／０１０，１６８号、名称「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＣＨＡＳＳＩＳ ＬＩＮＫ ＡＧＧＲＥＧＡＴＩＯＮ」においてより詳しく説明されている。ＶＦＬ１２０は、トラフィック転送、ＭＡＣアドレッシング、マルチキャストフロー、アドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）テーブル、レイヤ２制御プロトコル（例えば、スパニングツリー、イーサネットリング保護、論理リンク検出プロトコル）、ルーティングプロトコル（例えば、ＲＩＰ、ＯＳＰＦ、ＢＧＰ）、ならびにネットワークノードおよび外部リンクのステータスに関係する情報の交換のためネットワークノード１１０間の接続を構成する。

一実施形態において、複数のネットワークノード１１０は、統合された管理機能を持つ単一の仮想ネットワークノードとして動作する。マスターネットワークノード、例えば、ネットワークノード１１０ａが、選択され、マスターネットワークノード１１０のローカルＭＡＣアドレスが、他のネットワークノード１１０によって仮想シャーシシステム１００のマスターＭＡＣアドレスとして採用される。マスターＭＡＣアドレスは、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０をアドレッシングするために外部ノード１１２によって利用される。したがって、ネットワークノード１１０は、外部ノード１１２に対して透過的に動作し、外部ノード１１２によって単一の論理デバイスとして扱われる。

外部ノード１１２は、単一のトランクもしくはリンク、リンクアグリゲートグループ（ＬＡＧ）１１６、または仮想シャーシリンクアグリゲートグループ（ＶＣ−ＬＡＧ）１１４を使用して仮想シャーシシステム１００内の１つまたは複数のネットワークノード１１０に結合するように動作可能である。回復力を高め、単一障害点、さらには２つの障害点を取り除くために、ＶＣ−ＬＡＧ１１４は、外部ノードを仮想シャーシシステム１００内の２つまたはそれ以上のネットワークノード１１０に結合するように動作可能である。外部ノードは、トラフィックをＶＣ−ＬＡＧ１１４の利用可能なリンクにまたがって分散させるためにロードバランシング技術を使用することができる。例えば、ＶＣ−ＬＡＧ１１４の物理リンクのうちの１つは、帯域幅をより効果的に使用できるようにするロードバランシングアルゴリズム（通常は送信元および送信先のインターネットプロトコル（ＩＰ）または媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレス情報に作用するハッシュ関数を伴う）に基づきパケットを送信するため外部ノードによって選択される。

通常動作では、仮想シャーシシステム内のネットワークノード１１０は、広範なレイヤ２およびレイヤ３のプロトコルによるシステム識別のためにマスターＭＡＣアドレスを共有する。例えば、スパニングツリープロトコルおよびＬＡＣＰプロトコルは、マスターＭＡＣアドレスを仮想シャーシシステム１１０の識別子として使用する。インターネットプロトコル（ＩＰ）ルーティングでも、マスターＭＡＣアドレスを利用して、ネットワーク内の外部ネットワーク要素に対して仮想シャーシシステム１００を識別する、例えば、ピアがマスターＭＡＣアドレスを、仮想シャーシシステム１００を宛先とするパケットに対するイーサネット送信先アドレスとして使用する。したがって、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０は、外部ノード１１２によって単一の論理ノードとしてみなされる。それに加えて、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０は、統合されたアドミニストレーション、オペレーション、およびメンテナンスマネジメントシステムにより単一の論理ノードとして管理される。

仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０は、外部ノード１１２によって単一の論理デバイスとして扱われるので、外部ノード１１２は、ＶＣ−ＬＡＣ１１４のすべてのリンク上でトラフィックをアクティブに転送するように動作可能である。この機能は、キャリアグレード検出およびエッジアップリンク障害さらにはネットワークノード１１０の障害までのコンバージェンス時間を円滑にしながら外部ノードとネットワークノードとの間のスパニングツリープロトコルを必要とすることなくネットワークノード１１０への外部ノード１１２のマルチホーミングを可能にする。仮想シャーシシステム１００へのＶＣ−ＬＡＣ１１４のすべてのアップリンクのアクティブ転送モードの別の利点は、ＶＣ−ＬＡＣ１１４のリンクの帯域幅の使用効率が高まることである。

仮想シャーシシステム１００内で、ネットワークノード１１０は、シャーシ識別子またはシャーシＩＤと称されるグローバルに一意的な識別子を割り当てられる。ネットワークノード１１０は、内部ＶＦＬ識別子（ＶＦＩＤ）を仮想シャーシシステム１００内の構成されたＶＦＬ１２０のそれぞれに割り当てる。ＶＦＬに対するＶＦＩＤは、ＶＦＬ１２０の内部識別および構成のために利用されるので、ネットワークノード１１０は、同じ、または異なるＶＦＩＤを、別のネットワークノード１１０によって割り当てられるようにＶＦＬ１２０に割り当てることができる。ＶＦＬ１２０は、２０１１年１月２０日に出願された米国特許出願第１３／０１０，１６８号、名称「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＣＨＡＳＳＩＳ ＬＩＮＫ ＡＧＧＲＥＧＡＴＩＯＮ」でさらに詳しく説明されているように、トラフィック転送、ＭＡＣアドレッシング、マルチキャストフロー、アドレス解決プロトコル（ＡＲＰ）テーブル、レイヤ２制御プロトコル（例えば、スパニングツリー、イーサネットリング保護、論理リンク検出プロトコル）、ルーティングプロトコル（例えば、ＲＩＰ、ＯＳＰＦ、ＢＧＰ）に関する情報をネットワークノード１１０の間で交換するための接続を提供する。一実施形態において、ネットワークノード１１０間の媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレステーブルなどのレイヤ２アドレステーブルの同期化は、ＶＦＬ１２０上のレイヤ２パケットフローによって、さらには定期的なキープアライブメカニズムによって駆動され、これにより、所定のＭＡＣアドレスを所有するネットワークノード１１０は、送信元アドレスなどのＭＡＣアドレスを運ぶ特定のパケットのフラッディングを引き起こす。同期化メカニズムは、また、ネットワークノード１１０またはそのコンポーネントのうちのいくつかが故障した場合に対処する標準的なＭＡＣフラッシングメカニズムを実装する必要もある。ＭＡＣアドレス送信元学習が、未知の送信先ＭＡＣアドレスのフラッディングを通じてＶＦＬ１２０上で有効化される。送信元学習において、ネットワークノード１１０は、送信元シャーシＩＤ、送信元ネットワークインターフェース識別子、および送信元ポート識別子情報などの、送信元ＭＡＣアドレスおよび関連するハードウェアデバイス情報を含むプリペンデッドヘッダーを備えるパケットをＶＦＬ１２０を介して交換する。ネットワークノード１１０は、この情報を使用して、最低限のメッセージングベースＭＡＣテーブル同期化で同期化されたＭＡＣアドレステーブルを維持する。同期化されたＭＡＣアドレステーブルを利用することで、ネットワークノード１１０は、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０の間でパケットを処理し、転送するように動作可能である。

図１ａは、部分的メッシュネットワークトポロジーにおいてネットワークノード１１０が結合される状況を示している。しかし、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０は、仮想シャーシシステム１００の動作に影響を及ぼすことなく複数の種類のネットワークトポロジーのうちのどれかにおいて結合され得る。図１ｂは、複数のネットワークノード１１０がＶＦＬ１２０によって結合されたリングネットワークトポロジーで構成されている仮想シャーシシステム１００を示している。図１ｃは、複数のネットワークノード１１０がハブアンドスポーク型またはスター型ネットワークトポロジーで構成されている仮想シャーシシステム１００を示している。線状、ツリー型、完全メッシュ、ハイブリッドなどの、図示されていない他のネットワークトポロジーも、仮想シャーシシステム１００によってサポートされる。複数の異なる種類のネットワークトポロジーをサポートするために、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０は、ネットワークトポロジー発見プロセスを実行するように動作可能である。

図２は、仮想シャーシシステム１００におけるネットワークトポロジー発見プロセス１３０の一実施形態の論理フロー図を示している。このプロセスは、起動時に、リブート時に、ネットワークのステータス変化の指示があると、または所定の時間的周期で、仮想シャーシシステム１００内のアクティブネットワークノード１１０によって実行される。ステップ１３２において、ネットワークノード１１０は、それが仮想シャーシモード（ＶＣＭ）で動作していることを検出する。例えば、ネットワークノード１１０の１つまたは複数のパラメータは、仮想シャーシ動作モードを指示するように構成される。ネットワークノード１１０は、それらのパラメータが仮想シャーシモード動作（例えば、スタンドアロンモードまたはマルチシャーシモードではなく）を指示していることを、検出する。次いで、ネットワークノード１１０は、ステップ１３４で、仮想シャーシシステム１００内の他のネットワークノード１１０を発見し、トポロジーおよび構成情報を交換するために１つまたは複数の制御プロトコルを実行する。ネットワークノード１１０は、この情報を使用して、仮想シャーシシステム１００のトポロジーデータベースを構築する。トポロジーデータベースは：他のネットワークノード１１０に対する識別情報（例えば、ローカルＭＡＣアドレス、シャーシ識別子）、アクティブＶＦＬ１２０（または他のアクティブスイッチ間リンク）をホストするネットワークインターフェースに対する識別情報、ＶＦＬ１２０およびネットワークノード１１０上のその関連するメンバーポートに対する識別情報を含む。ネットワークノード１１０は、こうして、ネットワークノード１１０間のアクティブ接続および仮想シャーシシステム１００内の他のネットワークノード１１０の構成情報を学習する。以下の表１は、発見フェーズの後の、この例では例えばシャーシＩＤ＝１を有する、ネットワークノード１１０ａに対するトポロジーデータベースの一例である。表１は、トポロジーデータベース内に格納されている例示的な情報を含むが、図示されていない他の情報およびデータも、トポロジーデータベースに含まれ得る。それに加えて、トポロジーデータベースは、別のデータベースもしくはテーブル内に格納されるか、またはネットワークノード１１０内の他のテーブルまたはデータベースと組み合わされ得る。

図２のステップ１３６において、マスターネットワークノードは、仮想シャーシシステム１００に対する管理および他のタスクを実行するように選択される。次いで、マスターネットワークノードのローカルＭＡＣアドレスが、他のネットワークノード１１０によって採用される。以下の表２は、シャーシＩＤ＝１である選択されたマスターネットワークノード１１０に対するトポロジーデータベースの一例である。表２を見るとわかるように、シャーシＩＤ＝１であるネットワークノードは、マスターの役割を有するものとして指示され、他のノードは、トポロジーデータベース内のスレーブの役割を有するものとして指示される。

マスターネットワークノード１１０の選択は、シャーシ優先度、アップタイム、シャーシＩＤ、およびシャーシＭＡＣアドレスを含むパラメータの優先順位付きされたリストに基づく。アップタイムのパラメータは、より長い期間にわたって動作しているネットワークノード１１０に優先付けする。シャーシ優先度のパラメータは、シャーシＩＤまたはアップタイムに関係なくマスターネットワークノード１１０のユーザープリファレンスを定義するユーザー構成優先度である。さまざまなパラメータを使用することで、マスターネットワークノード１１０の選択の柔軟性を高める。トポロジーデータベースに示されているシャーシグループパラメータは、仮想シャーシシステム１００を識別する。異なるシャーシグループ識別を有する１つまたは複数の追加の仮想シャーシシステム１００も、ネットワーク内で動作可能であるものとしてよい。トポロジーデータベースは、ネットワークノード１１０内のアクティブまたはプライマリ制御マネージャモジュール（ＣＭＭ）、およびネットワークノード１１０のシャーシタイプを識別する。

ネットワークトポロジー発見プロセス１３０のステップ１３８において、ネットワークノード１１０は、１つまたは複数のプロトコルを実行して、仮想シャーシシステム１００内の接続およびネットワークノード１１０の状態もしくはステータスを監視する。ネットワークノード１１０の現在の状態は、トポロジーデータベース内に維持される。仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０における検出されたステータスの変化は、ルーティングの変更、マスターノードの変更、などを開始し得る。ネットワークノード１１０のトポロジー自己発見および監視を通じて、仮想シャーシシステム１００は、最低限度の事前構成および介入で複数の異なる種類のネットワークトポロジーをサポートするように動作可能である。

図３は、マスターネットワークノード１１０の選択の後、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０におけるトポロジーデータベース１４４の一例を示している。この例では、ネットワークノード１１０ａは、マスターネットワークノードとして採用され、ネットワークノード１１０ｂおよび１１０ｃはスレーブノードである。ネットワークノード１１０ａのローカルＭＡＣアドレス（例えば、マスターＭＡＣアドレス＝Ａ）は、ネットワークノード１１０ａ−ｃによって仮想シャーシＭＡＣアドレスとして採用される。それに加えて、マスターＭＡＣアドレス（ＭＡＣ＝Ａ）は、管理アプリケーションのアプリケーションＭＡＣアドレスとして採用される。

仮想シャーシシステム１００は、ネットワークノード１１０に、単一のモジュール、スタッカブル、またはマルチスロットシャーシベースのアーキテクチャなどの、１つまたは複数の異なる種類のノードアーキテクチャを含めるようにも動作可能である。図４は、異なる種類のノードアーキテクチャを使用する仮想シャーシシステム１００におけるネットワークノード１１０の一実施形態の概略ブロック図を示している。この例では、ネットワークノード１１０ａは、複数のネットワークインターフェースモジュール１５２ａ−ｎを備えるマルチスロットシャーシベースのアーキテクチャを有する。一般に、マルチスロットシャーシベースのアーキテクチャは、回線カードまたはポートモジュールなどの、１つまたは複数のネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭ）１５２ａ−ｎと、１つのエンクロージャ、制御マネージャモジュール（ＣＭＭ）１５０ａ−ｂ、および共通電源を共有する。ネットワークインターフェースモジュール１５２ｎは、キューイングモジュール２１２およびスイッチングモジュール２１０を備え、シャーシのバックプレーンに一体化されたファブリックスイッチ２１４によって接続される。

この例におけるネットワークノード１１０ｂは、スタッカブルノードアーキテクチャを有し、バックプレーン接続１４２によって結合された複数のネットワーク要素１４０ａ−ｎを備える。それぞれのネットワーク要素１４０ａ−ｎは、スタンドアロンノードとして動作可能であり、それ専用のエンクロージャ、制御マネージャモジュール（ＣＭＭ）１５０、スイッチングモジュール２１０、キューイングモジュール２１２、および電源を備える。いくつかのスタックアーキテクチャでは、１つのネットワーク要素（この例におけるネットワーク要素１４０ａ）は、管理を目的としてスタックの主またはマスターユニットとして指定される。

ネットワークノード１１０ｃは、単一のスタッカブル要素１４０などの単一モジュールノードアーキテクチャ、または代替的に、単一のネットワークインターフェースモジュール１５２を備えるマルチスロットシャーシベースのアーキテクチャを有する。

ネットワークノード１１０ａ−ｃは、図１ａ−ｃの仮想シャーシシステム１００内のネットワーク要素１１０のうちの１つまたは複数に対応する。例えば、仮想シャーシシステム１００は、マルチスロットシャーシベースのノードアーキテクチャのみを有するネットワークノード１１０を備えるか、またはスタッカブルノードアーキテクチャのみを有するネットワークノード１１０を備えるか、またはマルチスロットシャーシベースのアーキテクチャ、スタッカブルノードアーキテクチャ、および単一モジュールノードアーキテクチャなどの、２つまたはそれ以上の種類のノードアーキテクチャを有するネットワークノード１１０の組み合わせを備えるように動作可能である。図示されていないけれども、仮想シャーシシステム１００は、他の種類のノードアーキテクチャおよび構成からなるネットワークノード１１０を備えることもできる。

ネットワークノード１１０ａおよびネットワークノード１１０ｂは、ＶＦＬ１２０ａによって動作可能に結合される。ネットワークノード１１０ａおよび１１０ｂは、ネットワークノード１１０ａに対するＶＦＩＤ＝３、および図３に示されているようなネットワークノード１１０ｂによるＶＦＩＤ＝０などの、内部ＶＦＬ識別子（ＶＦＩＤ）を有するＶＦＬ１２０ａを指定する。ネットワークノード１１０ａおよびネットワークノード１１０ｃは、ＶＦＬ１２０ｂによって動作可能に結合される。ネットワークノード１１０ａおよび１１０ｃは、ネットワークノード１１０ａに対するＶＦＩＤ＝２、および図３に示されているようなネットワークノード１１０ｃによるＶＦＩＤ＝１などの、内部ＶＦＬ識別子（ＶＦＩＤ）を有するＶＦＬ１２０ｂを指定する。それに加えて、ネットワークノード１１０ａ−ｃは、図１ａ−ｃに示されているように追加のＶＦＬ１２０によって１つまたは複数の他のネットワークノード１１０に結合されるように動作可能でもある。ネットワークノード１１０ａと１１０ｂとの間のＶＦＬ１２０ａは、仮想シャーシシステム１００内のさまざまなネットワークノード１１０の間のＶＦＬ１２０の動作および構成の一般化として以下で説明されている。

ネットワークノード１１０ａとネットワークノード１１０ｂとの間のＶＦＬ１２０ａは、１つまたは複数のスイッチングモジュール２１０における１つまたは複数のＶＦＬメンバーポートに動作可能に結合される。１つまたは複数のポート、リンクまたはモジュールに障害が発生した場合に冗長性を利用できるようにするため、ＶＦＬ１２０ａは、ネットワークノード１１０ａおよび１１０ｂの異なるスイッチングモジュール２１０の間のＬＡＣＰまたは類似のアグリゲートプロトコルを使用して生成される複数のアグリゲートリンクを含むように動作可能である。例えば、図４では、ＶＦＬ１２０ａは、ネットワークノード１１０ａのＮＩＭ１５２ａとネットワークノード１１０ｂのスタッカブルネットワーク要素１４０ａとの間の物理リンクの第１のサブセットＡ、およびネットワークノード１１０ａのＮＩＭ１５２ｂとネットワークノード１１０ｂのスタッカブルネットワーク要素１４０ｂとの間の物理リンクの第２のサブセットＢを備える。

ネットワークノード１１０は、仮想シャーシシステム１００内で一意的なシャーシ識別子を割り当てられる。それぞれのネットワークノード１１０に対するシャーシＩＤは、一意的かつグローバルであり、トポロジー発見を通じて、ネットワークノード１１０は、仮想シャーシシステム１００内のピアネットワークノード１１０のシャーシＩＤを認識する。それに加えて、ネットワークノード１１０内のスイッチングモジュール２１０およびポートインターフェースなどのさまざまなコンポーネントに対する一意的なハードウェアデバイス識別子またはモジュール識別子（ＭＩＤ）が生成され、これにより、ローカルおよびリモートのオブジェクトの管理が可能になる。一実施形態において、スイッチングモジュール２１０に対するハードウェアデバイス識別子ＭＩＤは、仮想シャーシシステム内でグローバルな意味を有するが、キューイングモジュール２１２などの他のコンポーネントに対するＭＩＤは、ローカルな意味しか有し得ない。例えば、スイッチングモジュール２１０に割り当てられたハードウェアデバイス識別子は、他のネットワークノード１１０によって知られるが、他のデバイスに対するハードウェアデバイス識別子は、ローカルネットワークノード１１０に制限され、他のネットワークノード１１０に対しては意味がない。例えば、スイッチングモジュール２１０のポートインターフェースは、シャーシＩＤ、スイッチングモジュールＩＤ、およびポートインターフェースＩＤを含むグローバルな一意的ハードウェアデバイス識別子を割り当てられる。一実施形態において、仮想シャーシシステム内のネットワークノード１１０は、プリペンデッドヘッダーモードで動作し、ＶＦＬ１２０を介してデータおよび制御パケットを交換する。

図５は、プリペンデッドヘッダーモードで動作するネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭ）１５２の一実施形態の概略ブロック図をより詳細に示している。ネットワークインターフェースモジュール１５２が図示されているけれども、スタッカブルネットワーク要素１４０または単一のモジュールネットワーク要素は、プリペンデッドヘッダーモードで動作するために類似の機能を実行するように動作可能である。スイッチングモジュール２１０は、仮想シャーシシステム１００から外部ノード１１２に接続されている複数の外部ポート２４０を備える。外部ポート２４０の１つまたは複数は、ＶＣ−ＬＡＧ１１４、ＬＡＧ１１６、単一のトランクまたはその他のトランクグループ、固定リンクなどに対するメンバーポートを備えることができる。外部ポート２４０は、銅線ポート（ＣＡＴ−５Ｅ／ＣＡＴ−６）、マルチモードファイバーポート（ＳＸ）、またはシングルモードファイバーポート（ＬＸ）などの、同じ物理インターフェースタイプを有するものとしてよい。別の実施形態において、外部ポート２４０は、１つまたは複数の異なる物理インターフェースタイプを有することができる。

外部ポート２４０は、スイッチングモジュール２１０に関連付けられているｇｐｏｒｔおよびｄｐｏｒｔ値などの、外部ポートインターフェース識別子（ＰｏｒｔＩＤ）、例えば、デバイスポート値を割り当てられる。一実施形態において、ネットワークノード１１０のシャーシＩＤ、スイッチングモジュール２１０のＭＩＤ、および外部ポートインターフェース識別子（ＰｏｒｔＩＤ）は、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０における物理外部ポートインターフェース２４０のグローバルな一意的識別子として使用される。

パケットが、外部ポートインターフェース２４０上で受信されると、スイッチングモジュール２１０は、そのパケットを、パケットの送信元および／または送信先ＭＡＣアドレスに関連付けられているハードウェアデバイス情報（ＨＤＩ）を含むようにプリペンデッドヘッダーを追加する（か、または他の何らかの形でパケットヘッダーを修正する）プリペンデッドパケットヘッダーインターフェース（ＰＰＨＩ）２４６に転送する。一実施形態において、プリペンデッドヘッダーは、パケット優先度およびロードバランス識別子などの他の情報を含み得る。パケットのＭＡＣアドレスに関連付けられているＨＤＩ情報を取得するために、ＰＰＨＩは、ＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０でルックアッププロセスを実行する。アドレステーブルメモリ２４８に記憶されるＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０は、ＭＡＣアドレスおよび関連するハードウェアデバイス情報のリストを含む。ハードウェアデバイス情報は、ネットワークノード１１０、スイッチングモジュール２１０、および／またはパケットをルーティングするためのポートインターフェース２４０を一意的に識別する。ハードウェアデバイス情報は、例えば、シャーシＩＤ、スイッチングモジュール２１０のＭＩＤ、および送信先ＭＡＣアドレスに関連付けられている外部ポートインターフェース２４０のポートインターフェースＩＤを含む。ＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０は、送信元トランクマップ（ｓｏｕｒｃｅ ｔｒｕｎｋ ｍａｐ）、トランクビットマップテーブル（ｔｒｕｎｋ ｂｉｔｍａｐ ｔａｂｌｅ）、トランクグループテーブル（ｔｒｕｎｋ ｇｒｏｕｐ ｔａｂｌｅｓ）、ＶＬＡＮマッピングテーブル、などの、１つまたは複数のテーブルを含み得る。一実施形態において、ＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０またはその一部は、ＮＩＭ１５２のキューイングモジュールまたは他のモジュールにも配置され得る。

トポロジーデータベース１４４に基づき、ＶＦＬルーティング構成テーブル２５４がネットワークノード１１０側で生成され、ユニキャストトラフィックのルーティングを決定する。ＶＦＬルーティング構成テーブル２５４は、シャーシＩＤおよび関連付けられているＶＦＬ ＩＤ（ＶＦＩＤ）を含む。シャーシＩＤに関連付けられているＶＦＩＤは、送信先シャーシＩＤによって識別されたネットワークノード１１０にパケットをルーティングするために仮想シャーシシステム１００内のＶＦＬ１２０を識別する。一実施形態において、ＶＦＬルーティング構成テーブル２５４は、最短経路アルゴリズム、トラフィックベースのアルゴリズム、または他の種類のルーティングアルゴリズムを使用して生成される。図１ａに示されている仮想シャーシシステム１００に対するＶＦＬルーティング構成テーブル２５４の一例が、以下の表３に示されている。

ＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０およびＶＦＬルーティングテーブル２５４は、アドレステーブルメモリ２４８内の独立したテーブルとして示されているけれども、これらのテーブルは組み合わされるか、またはデータがテーブルの１つから他のテーブルに含められるか、またはテーブルは１つまたは複数の他のテーブルに分けて配置され得る。

一実施形態において、パケットのプリペンデッドヘッダー内のハードウェアデバイス情報ＨＤＩは、表３に示されているように、送信先シャーシＩＤに関連付けられているＶＦＬポート２５２に対する送信ＶＦＩＤを含む。プリペンデッドヘッダーは、ポートインターフェースＩＤ、スイッチングモジュール２１０のＭＩＤ、およびシャーシＩＤなどの、パケットを受信する送信元ポートに関連付けられているハードウェアデバイス情報ＨＤＩも含む。ＶＬＡＮ ＩＤ、パケットタイプ（マルチキャスト、ユニキャスト、ブロードキャスト）、パケット優先度、およびロードバランス識別子などの追加情報も、一実施形態におけるプリペンデッドヘッダーに追加される。

次いで、プリペンデッドヘッダーを持つパケットは、ファブリックスイッチ２１４を介してのルーティングのためにキューイングモジュール２１２に送信される。ＶＦＬルーティング構成テーブル２５４に基づき、キューイングモジュール２１２は、プリペンデッドヘッダーを持つパケットを、送信ＶＦＬ１２０に接続されているスイッチングモジュール２１０にルーティングする。

キューイングモジュール２１２は、パケットバッファ２６０、トラフィックおよびバッファ管理を行うためのキュー管理部２６２、ならびにグローバルＨＤＩアドレステーブル２６４を備える。グローバルＨＤＩアドレステーブル２６４は、送信ＶＦＬ ＩＤを他のＮＩＭ１５２のうちの１つまたは複数におけるキューイングモジュール２１２内の適切なキューにマッピングする。例えば、キューイングモジュール２１２は、送信ＶＦＬ１２０を介して送信するためにＶＦＬポートインターフェース２５２のうちの１つまたは複数に対する適切な出口キューにパケットを切り替える。一実施形態において、特定のＶＦＬポートインターフェースに対応する出口キューの決定は、プリペンデッドヘッダー内のロードバランス識別子に動作可能に基づく。

スイッチングモジュール２１０およびキューイングモジュール２１２は、別の集積回路もしくはモジュールとして図示されているけれども、モジュールの１つまたは複数の機能もしくはコンポーネントは、他のモジュール上に含まれるか、または代替的モジュールに組み合わされるか、または他の何らかの方法で１つまたは複数の集積回路で実装され得る。

図６は、仮想シャーシシステム１００におけるパケットのプリペンデッドヘッダーの一実施形態の概略ブロック図を示している。プリペンデッドヘッダー３００は、送信元ＨＤＩ３０２、送信先ＨＤＩ３０４、ＶＬＡＮ ＩＤ３０６、パケットタイプ３０８、送信元ＭＡＣアドレス３１０、および送信先ＭＡＣアドレス３１２に対するフィールドを備える。一実施形態において、プリペンデッドヘッダーは、ロードバランス識別子３１４およびパケット優先度３１６も含み得る。送信先ＨＤＩ３０４は、例えば、ポート識別子（デバイスポート（ｄｐｏｒｔ）および／またはグローバルポート値（ＧＰＶ））、スイッチングモジュール２１０のＭＩＤ、および送信先ＭＡＣアドレスに関連付けられている送信先ネットワークノード１１０のシャーシＩＤを含む。送信元ＨＤＩ３０２は、例えば、ポート識別子（デバイスポート（ｄｐｏｒｔ）および／またはグローバルポート値（ＧＰＶ））、スイッチングモジュール２１０のＭＩＤ、および送信元ＭＡＣアドレスに関連付けられている送信元ネットワークノードのシャーシＩＤを含む。ロードバランス識別子３１４は、送信ＶＦＬ１２０を介してパケットを送信するためのＶＦＬメンバーポートを決定するためにキューイングモジュール２１２によって利用される。パケット優先度３１６は、特定の優先キューを決定するためにキューイングモジュール２１２によって利用される。類似の、または追加の情報と共にプリペンデッドヘッダー３００内に追加の、または代替的なフィールドも収められ得る。

図７は、仮想シャーシシステム１００におけるネットワークノード１１０ａを通って別のネットワークノード１１０ｂに流れるパケットフローの一実施形態の概略ブロック図を示している。この例では、送信元ＭＡＣアドレスが「ＭＡＣ１」である外部ノード１１２は、送信先ＭＡＣアドレスが「ＭＡＣ２」であるデータパケットを送信する。この例ではシャーシＩＤ＝１のネットワークノード１１０ａは、例えば、スイッチングモジュール２１０ｎ上でポートＩＤ＝２、例えば、ＭＩＤ＝３１である、外部ポートインターフェース２４０でパケットを受信する。スイッチングモジュール２１０ｎは、送信先ＭＡＣアドレスＭＡＣ２を抽出し、ＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０においてアドレステーブル探索を実行して送信先ＭＡＣアドレスＭＡＣ２に関連付けられているハードウェアデバイス情報（ＨＤＩ）を決定する。送信先ＨＤＩは、例えば、送信先シャーシＩＤおよびデバイスモジュール識別子（ＭＩＤ）ならびに送信先ＭＡＣアドレスに関連付けられているポート識別子を含む。送信先ＨＤＩは、送信先ＭＡＣアドレスに関連付けられている送信先デバイスへの経路内の１つまたは複数の他のネットワークノードもしくはハードウェアモジュールの識別子も含み得る。送信先ＭＡＣアドレスが、別のネットワークノードに関連付けられている場合、例えば、送信先シャーシＩＤがローカルシャーシＩＤでない場合、スイッチングモジュール２１０は、送信先シャーシＩＤに関連付けられている送信ＶＦＬ ＩＤを決定する。送信ＶＦＬ ＩＤは、プリペンデッドヘッダー内の送信先ＨＤＩに追加され得る。例えば、図５では、ＶＦＬルーティングテーブル２５４は、送信先シャーシＩＤ＝２がＶＦＩＤ＝３を有するＶＦＬ１２０に関連付けられていることを示す。

スイッチングモジュール２１０ｎは、プリペンデッドヘッダー内に、発信元外部ポートインターフェースに関連付けられている送信元ハードウェアデバイス情報（ＨＤＩ）、例えば、ポートＩＤ＝２も含む。送信元ＨＤＩは、発信元スイッチングモジュール２１０のＭＩＤ、送信元ポート識別子、送信元ＮＩＭ１５２に対するＭＩＤ、送信元シャーシＩＤなどの１つまたは複数のハードウェアデバイス識別子を含み得る。さらに、一実施形態では、プリペンデッドヘッダーは、パケット優先度、および元のパケットから取り出されたパラメータ（送信元ＭＡＣアドレス、送信先ＭＡＣアドレス、送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス）に基づき決定されるロードバランス識別子を含む。

プリペンデッドヘッダーを有するパケットはキューイングモジュール２１２ｎに送信され、次いで、このモジュールが、送信先ＨＤＩに基づきパケットを送信するためにネットワークノード１１０上のＮＩＭ１５２を決定する。送信先ＨＤＩが、ネットワークノード上のローカル外部ポートインターフェースを指示する場合（例えば、プリペンデッドヘッダーに収容される送信先ＭＩＤに基づき）、キューイングモジュールは、ローカル外部ポートインターフェースの対応するＮＩＭ１５２に送信するためにパケットを出口キューに入れる。図５に例示されている別の例では、送信先ＨＤＩが、パケットが仮想シャーシシステム１００内の別のネットワークノード１１０にＶＦＬ１２０を介して送信される必要のあることを指示する場合、キューイングモジュールは、ＶＦＬ ＩＤから、パケット送信するための送信ＮＩＭ１５２を決定する。この例では、キューイングモジュールは、ＶＦＩＤ＝３がＮＩＭ１５２ａに動作可能に結合されることを決定し、ファブリックスイッチ２１４を介してプリペンデッドヘッダーを有するパケットをＮＩＭ１５２ａに送信する。複数のスイッチングモジュール２１０が、送信ＶＦＬ１２０に動作可能に結合されている場合、送信されるべきトラフィックは、ロードバランシング方法で複数のスイッチングモジュール２１０間に分散され得る。それに加えて、スイッチングモジュール２１０上のＶＦＬメンバーポートの選択（高優先キュー、低優先度など）は、プリペンデッドヘッダーで運ばれるロードバランス識別子パラメータに動作可能に基づく。ＮＩＭ１５２ａ上のモジュール２１２ａが、プリペンデッドヘッダーを有するパケットを受信し、ＶＦＩＤ＝３を有するＶＦＬ１２０を介して送信するためパケットをキューに入れる。次いで、スイッチングモジュール２１０ａは、送信元および／または送信先ＨＤＩを含むプリペンデッドヘッダーを有するパケットを、シャーシＩＤ＝２を有するネットワークノード１１０ｂに、ＶＦＩＤ＝３を有するＶＦＬ１２０を介して送信する。

一実施形態において、スイッチングモジュール２１０ａは、ＶＦＬ１２０を介して送信する前にプリペンデッドヘッダーを改変することができる。例えば、スイッチングモジュール２１０ａは、ローカルでの意味を有する送信先ＨＤＩ（例えば、ｇｐｏｒｔ値またはローカルハードウェアデバイス識別子ＭＩＤ）を、グローバルでの意味を有するＨＤＩに翻訳するか、またはプリペンデッドヘッダーから送信ＶＦＩＤを取り除くことができる。

一実施形態において、ＮＩＭ１５２におけるＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０はポピュレートされ、仮想シャーシシステム１００を流れるレイヤ２のパケットフローに応答して更新される。プリペンデッドヘッダーは、送信元ＭＡＣアドレスおよび送信元ＨＤＩ情報を含むので、ＮＩＭＳ１５２は、例えば、一実施形態における特定のスイッチングモジュール２１０で、ＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０にこの情報をポピュレートすることができる。プリペンデッドヘッダーモードで動作し、送信元ＭＡＣアドレスおよび送信元ＨＤＩを有するレイヤ２のパケットをＶＦＬ１２０を介して交換することによって、スイッチングモジュール２１０は、仮想シャーシシステム１００内のネットワークモジュール１１０の間のＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０を同期化することができる。ＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０およびＶＦＬルーティングテーブル２５４は、スイッチングモジュール２１０内に配置されていると記述されているけれども、これらのテーブルは、代替的に、またはそれに加えて、ネットワークノード１１０のキューイングモジュール２１２ｎまたは他のモジュール内に含まれ得る。別の実施形態において、ＣＭＭ１５０（プライマリおよびセカンダリ）も、ＭＡＣ／ＨＤＩ転送テーブル２５０およびＶＦＬルーティングテーブル２５４を含むことができる。

図８は、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０で動作可能な仮想シャーシマネージャアプリケーション４００の一実施形態の概略ブロック図を示している。マルチスロットシャーシベースのノードアーキテクチャを備えるネットワークノード１１０の一実施形態において、仮想シャーシマネージャアプリケーション４００は、ネットワークノード１１０の中央管理モジュール（ＣＭＭ）１５０（ＶＣＭ−ＣＭＭ４０２と称される）とネットワークノードの指定されたネットワークインターフェースモジュール（ＮＩＭ）１５２内の処理モジュール２６６（ＶＣＭ−ＮＩＭ４０４と称される）との間の機能性の分散を含む。スタッカブルノードアーキテクチャにおいて、指定されたまたはマスタースタッカブルネットワーク要素１４０は、ＶＣＭ−ＮＩＭ４０４を操作する。指定されたＮＩＭ１５２またはスタッカブル要素１４０の使用は、ＶＣＭアプリケーション４００の機能をＣＭＭ１５０にのみ集中させることを回避する。仮想シャーシマネージャアプリケーション４００の機能性の分散の一例は、表４に示されている。

一実施形態において、ＶＣＭ−ＣＭＭ４０２は、仮想シャーシマネージャアプリケーション４００と要素および／またはネットワークマネージャモジュール４０６との間のインターフェース、さらには、ネットワークノード１１０上で動作可能であるＶＣＭ４００に登録された他のアプリケーション４０８へのインターフェースを備える。仮想シャーシマネージャアプリケーション４００は、仮想シャーシモードで動作すべきときにそのことを登録されたアプリケーション４０８に通知する。より一般的に、仮想シャーシマネージャアプリケーション４００は、関与しているアプリケーションに、仮想シャーシシステム１００内のローカルノードおよび他のネットワークノード１１０の両方の関連において仮想シャーシシステムのステータスを知らせるためにさまざまな通知手段を備える。ステータス情報の一部は、管理構成によって駆動されるが、他のステータス情報は、制御データ交換、ネゴシエーション、および同意が行われると、仮想シャーシシステム内でネットワークノードによって個別に、または複数のネットワークノード１１０によって下される実行時決定によってトリガーされる。仮想シャーシマネージャアプリケーション４００は、ＶＬＡＮマネージャアプリケーションモジュール４１０、スパニングツリープロトコル（ＳＴＰ）アプリケーションモジュール４１２、送信元学習アプリケーションモジュール４１４、リンクアグリゲーションアプリケーションモジュール４１６、およびこれらのシステムコンポーネントにサービスを要求するためのポートマネージャアプリケーションモジュール４１８ともインターフェースする。例えば、ＶＣＭアプリケーションは、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０の間のプロセス間通信チャネルをセットアップできるようにするため、ＶＬＡＮマネージャに、ＶＦＬメンバーポートを制御ＶＬＡＮのメンバーとして構成するように要求することができる。

ＶＣＭ−ＮＩＭ４０４は、ハードウェアモジュールのモジュール識別構成（例えば、ＭＩＤ）を実行する。ＶＣＭ−ＮＩＭ４０４は、ハードウェアデバイス／キューマッピング機能およびシャーシ間ループ回避機能を実行するためキューイングモジュール２１２内のキュー管理部２６２ともインターフェースする。ＶＣＭ−ＮＩＭ４０４は、ＶＦＬ１２０の制御および管理用の仮想シャーシ状態機能性も備える。仮想ファブリックリンク制御部は、ＶＦＬ１２０を管理し、構成し、ポートマネージャアプリケーションモジュール４１８とインターフェースして、ＶＦＬ１２０およびその対応するメンバーポートの状態を監視し、および／または制御する。また、ＶＦＬ１２０のステータスを追跡し、更新することも行う。ＶＣＭ−ＮＩＭ４０４は、標準のＬＡＣＰプロトコル、または他の類似のプロトコルを、物理レベルのリンクの状態と共に使用してそれぞれのＶＦＬメンバーポートの状態を追跡する。ＬＡＣＰプロトコルに加えて、仮想シャーシステータスプロトコルは、両方の仮想シャーシスイッチ上の指定されたＮＩＭ上で実行しているコンポーネントのステータスおよび／または動作可能性をチェックするために定期的キープアライブチェック（ｈｅｌｌｏプロトコル）を実行する。すべての仮想シャーシプロトコルパケットは、誤った／早すぎる故障検出を回避するためにシステムにおいて高い優先度を割り当てられなければならないが、それは、そのような故障の早すぎる検出は、システムにおいて非常に高い崩壊効果を有し得るからである。プライマリ指定ＮＩＭ１５２上で仮想シャーシステータスプロトコルを実行することによって、バックアップ指定ＮＩＭモジュールは、故障が発生した場合にステータスプロトコル処理の制御を引き継ぐことができる。

ＶＣＭ−ＣＭＭ４０２およびＶＣＭ−ＮＩＭ４０４は、ＶＦＬ１２０のメンバーポートおよびリンクに関してポート状態およびリンク状態イベントを受信するためにポートマネージャアプリケーションモジュール４１８に登録する。別の実施形態において、仮想シャーシマネージャアプリケーション４００は、ＶＦＬ１２０のポートおよびリンク状態を監視するためのポートマネージャアプリケーションモジュールを備えることができる。仮想シャーシマネージャアプリケーション４００は、ＶＦＬ１２０の動作状態を追跡し、ＶＦＬステータス、すなわち、アグリゲート作成済み／削除済み／アップ／ダウンに関するイベントを処理する。ポートマネージャアプリケーションモジュール４１８は、ＶＣＭ−ＣＭＭ４０２およびＶＣＭ−ＮＩＭ４０４の両方にリンク状態通知を送る。

一実施形態において、トランスポート制御プロトコルは、ネットワークノード１１０の指定されたＮＩＭ１５２またはスタッカブルネットワーク要素１４０の間で制御プロトコルパケットをトランスポートするために仮想シャーシシステム１００内に実装される。トランスポート制御プロトコルは、異なるノードアーキテクチャを有するネットワークノード１１０内で動作可能である。マルチスロットシャーシベースのノードアーキテクチャでは、指定されたＮＩＭ１５２は指定された処理モジュール２６６と共にトランスポート制御プロトコルを、例えば、ＶＣＭ−ＮＩＭ４０４の一部として運用する。スタッカブルノードアーキテクチャにおいて、指定されたまたはマスタースタッカブルネットワーク要素１４０は、トランスポート制御プロトコルを操作する。

シャーシスーパーバイザーモジュール４２０は、ネットワークノード１１０のハードウェアへのインターフェースを提供し、さまざまなアプリケーションモジュールの監視およびブートアップもしくは再起動を制御し、要素マネージャモジュール４０６に対するコマンドラインインターフェース（ＣＬＩ）を提供する、ソフトウェアリロードおよびソフトウェアアップグレード（サービス内ソフトウェアアップグレードＩＳＳＵなど）を制御し、ネットワークノード１１０のシステムのステータスまたはイメージファイルへのアクセスを制御する。仮想シャーシモードにおいて、シャーシスーパーバイザーモジュール４２０は、ブートシーケンスを制御し、ソフトウェアリロードおよびＩＳＳＵを制御し、仮想シャーシパラメータにアクセスするためのインターフェースを提供する。

構成マネージャモジュール４２２は、ネットワークノード１１０の動作を仮想シャーシモードからスタンドアロンモードに変換するか、またはネットワークノード１１０の動作をスタンドアロンモードから仮想シャーシモードに変換するように動作可能である。構成マネージャモジュールは、仮想シャーシマネージャ４００およびマルチシャーシマネージャ４２４を構成するようにも動作可能である。構成マネージャモジュール４２２の動作およびネットワークノード１１０の動作状態について、以下でさらに詳しく説明する。

仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０は、仮想シャーシモード、スタンドアロンモード、およびマルチシャーシ（ＭＣ−ＬＡＧ）モードを含む、複数の動作モードで動作し得る。さまざまなパラメータおよび構成が、動作モードに応じて修正される。表５は、動作モードに応じたネットワークノード１１０へのシャーシＩＤの割り当てを示している。

スタンドアロンモードでは、ネットワークノード１１０は、単一ノードとして運用され、グローバル仮想シャーシＭＡＣアドレスではなくその構成されたローカルＭＡＣアドレスを利用する。マルチシャーシモードでは、２つのネットワークノードは、ＭＡＣ転送テーブルおよびＡＲＰテーブルが同期される仮想ノードとして構成されるが、それでも、個別のブリッジおよびルーターとして動作し、それぞれ、２０１１年１月２０日に出願された米国特許出願第１３／０１０，１６８号、名称「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＭＵＬＴＩ−ＣＨＡＳＳＩＳ ＬＩＮＫ ＡＧＧＲＥＧＡＴＩＯＮ」においてより詳しく説明されているように、それ専用のローカルシャーシＭＡＣアドレスを使用する。本明細書で説明されているような仮想シャーシモードでは、複数の、Ｎ個のネットワークノードが、仮想シャーシシステム１００内の仮想シャーシにノードとして構成される。１からＮまでのグローバルに一意的なシャーシＩＤが、仮想シャーシシステム１００内の複数のネットワークノードのそれぞれに割り当てられる。

スタンドアロンモード、マルチシャーシモード、および仮想シャーシモードに加えて、ネットワークノード１１０は、仮想シャーシシステム１００においてパススルーモードでも動作可能である。パススルーモードでは、ネットワークノード１１０は、ＶＦＬ１２０を介してパケットフローを受信し、別のＶＦＬ１２０を介してパケットフローを仮想シャーシシステム１００内の別のネットワークノードに転送する。しかし、ネットワークノード１１０は、外部ノード１１２に接続された外部ポートインターフェース２４０などの、他の外部ポートインターフェース２４０を無効化する。パススルーモードのネットワークノード１１０は、プリペンデッドヘッダーを修正することなく透過的にネットワークノード１１０間においてＶＦＬを介してデータパケットフローを転送する。また、要素マネージャから発行されるか、またはマスターネットワークノードから発行され、ＶＦＬ１２０を介してネットワークノード１１０に送信された管理コマンドを受信するように動作可能でもある。そのため、パススルーモードのネットワークノード１１０は、管理コマンドを通じてそのまま管理されるものとしてよく、ＶＦＬ１２０を介してネットワークノード１１０間においてデータパケットを透過的に転送するように動作可能であるが、データパケットをポートインターフェース２４０を介して外部ノード１１２に送信するか、または外部ノード１１２から受信するようには動作可能ではない。

ネットワークノード１１０は、ハードウェアもしくはソフトウェア障害、ネットワークノード１１０間の重複するシャーシ識別子、過剰に多いネットワークノード１００、いくつかの関連する構成パラメータ間のまたは明示的管理コマンドを介したユーザー要求があると、ミスマッチもしくは不整合などの１つまたは複数の理由からパススルーモードに入れられ得る。ネットワークノード１１０のパススルーモードは、要素マネージャまたはマスターネットワークノードが最小の構成コマンドセットを監視し、ネットワークノード１１０に発行することをそのまま可能にしながら仮想シャーシシステム１２０内のネットワークノード１１０間の仮想シャーシの分割または接続障害を防ぐためのメカニズムを実現する。

図９は、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０のパススルーモードための方法５００の一実施形態の論理フロー図を示している。ステップ５０２において、ネットワークノード１１０は、パススルーモードに入るための管理コマンドを受信する。管理コマンドは、仮想シャーシシステム１００においてネットワークもしくは要素マネージャによって発行されるか、またはマスターネットワークノードによって発行され得る。ネットワークノード１１０は、ＶＦＬ１２０を介して管理コマンドを受信し、パススルーモードへとその状態を構成する。このステップ５０２は、本明細書において図１１を参照しつつ以下でさらに詳しく説明される。ステップ５０４において、パススルーモードのネットワークノード１１０は、１つまたは複数のＶＦＬ１２０上の１つまたは複数のＶＦＬメンバーポートが特定のパケットフローを転送することを可能にする。例えば、ネットワークノード１１０は、第１のネットワークノード１１０と第２のネットワークノードとの間の、ＶＦＬ１２０を介するデータパケットフローを可能にする。一実施形態において、一方のＶＦＬ１２０に入るデータパケットは、パケットのプリペンデッドヘッダーを修正することなく他方のＶＦＬ１２０に自動的に転送される。それに加えて、パススルーモードのネットワークノード１１０は、１つまたは複数のＶＦＬ１２０を介して管理コマンドを受信する。例えば、ネットワークまたは要素マネージャは、ＶＦＬ１２０を介してマスターネットワークノードによってネットワークノード１１０に送信される管理コマンドを発行することによってパススルーモードでネットワークノード１１０を管理するようにそのまま動作可能である。ステップ５０６において、パススルーモードのネットワークノード１１０は、１つまたは複数の外部ノード１１２に接続された他の外部ポートインターフェース２４０を無効化する。

図１０ａ−ｄは、仮想シャーシシステム１００の実施形態の概略ブロック略図を示している。ネットワークノード１１０を仮想シャーシモードにするかどうかの決定は、仮想シャーシトポロジーに依存する。一実施形態において、ネットワークノード１１０は、本明細書で説明されているように仮想シャーシトポロジーをトポロジーデータベース１４４に格納する。トポロジーデータベース１４４に基づき、ネットワークノード１１０は、例えば、ＶＦＬルーティングテーブル２５４で計算されるように、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０の間の経路を決定するように動作可能である。したがって、ネットワークノード１１０は、ネットワークノード１１０の間のＶＦＬ接続、およびネットワークノード１１０の対の間の最短経路を決定するように動作可能である。一実施形態において、ネットワークノード１１０をパススルーモードにするかどうかの決定は、仮想シャーシトポロジーにおけるネットワークノード１１０の配置に依存する。

例えば、図１０ａにおいて、ネットワークノード１１０ｂは、ネットワークノード１１０ａ、１１０ｂ、および１１０ｃの間の単一の経路の一部であるため、（例えば、シャットダウンモードではなく）パススルーモードにされる。ネットワークノード１１０ａ、１１０ｂ、および１１０ｃを接続する他の経路はない。ネットワークノード１１０ｂがシャットダウンモードにされると、ネットワークノード１１０ａ、１１０ｂ、および１１０ｃは、仮想シャーシシステム１００内で通信することができなくなる。仮想シャーシシステム１００は、ネットワークノードの２つまたはそれ以上のサブセットに分割される。この状態は、仮想シャーシの分割または破壊（ｖｉｒｔｕａｌ ｃｈａｓｓｉｓ ｓｐｌｉｔ ｏｒ ｆｒａｃｔｕｒｅ）と称される。仮想シャーシトポロジーが分割された場合、仮想シャーシシステム１００は、重複ＭＡＣアドレス、重複構成可能リソース（例えば、ＩＰインターフェース）、接続性の喪失、管理アクセスの喪失、および複数のノードリセットイベントによる不安定性などさまざまな問題に直面する。図１０ａのこの例では、パススルーモードのネットワークノード１１０ｂは、ネットワークノード１１０ａ、１１０ｂ、および１１０ｃの間のデータパケットおよび制御パケットのスイッチングをＶＦＬ１２０ａ、１２０ｂ、および１２０ｃを介して行うように有効化される。しかし、外部ノード１１２への他の外部ポートインターフェース２４０は、他のトラフィックがネットワークノード１１０ｂに入るのを防ぐように無効化される。図１０ａのこの例では、ネットワークノード１１０ａは、マスターネットワークノードである。一実施形態において、パススルーモードのネットワークノード１１０ｂは、マスターネットワークノードとして動作可能でない。役割がスレーブであるか、または未割り当ての役割（例えば、ノードブリングアップ（ｎｏｄｅ ｂｒｉｎｇ ｕｐ）の早期段階）を有しているネットワークノード１１０は、パススルーモードに遷移するように動作可能である。

図１０ｂは、仮想シャーシシステム１００の別の実施形態の概略ブロック図を示している。この例では、ネットワークノード１１０ｅは、ネットワークノードがネットワークノード１１０ａと１１０ｄとの間の最短経路の一部であるため、（例えば、シャットダウンモードではなく）パススルーモードにされる。仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０ａと１１０ｄとの間に他の経路が存在しているけれども、ネットワークノード１１０ｅを含むネットワークノード１１０ａとネットワークノード１１０ｄとの間の経路は、最短ホップカウントを有する。したがって、一実施形態では、ネットワークノード１１０ｅは、ＶＦＬ１２０ｄおよび１２０ｅを介して、パケットをネットワークノード１１０ａとネットワークノード１１０ｄとの間で転送するためにパススルーモードにされる。しかし、ネットワークノード１１０ｂおよびネットワークノード１１０ｃを他のネットワークノードに接続するために類似のホップカウントを有する代替的ルートが利用可能であるため、ネットワークノード１１０ｅにおけるＶＦＬ１２０ｉおよびＶＦＬ１２０ｊに対するＶＦＬポートインターフェースは無効化される。パケットは、ＶＦＬ１２０ｉおよびＶＦＬ１２０ｊを介してネットワークノード１１０ｂまたはネットワークノード１１０ｃへも、そこからも転送されない。それに加えて、ネットワークノード１１０ｅの他の外部ポートインターフェース２４０は、トラフィックが外部ノード１１２からネットワークノード１１０ｅに入るのを防ぐように無効化される。

図１０ｃは、仮想シャーシシステム１００の別の実施形態の概略ブロック図を示している。この実施形態では、ネットワークノード１１０ｂは、ネットワークノード１１０ｂが障害が発生した場合に代替的経路を用意するので、（例えば、シャットダウンモードではなく）パススルーモードにされる。例えば、ＶＦＬ１２０ｂが故障した場合、ネットワークノード１１０ｂを通る経路は、ネットワークノード１１０ａがネットワークノード１１０ｃおよびネットワークノード１１０ｄと通信するための代替的経路となる。したがって、仮想シャーシシステム１００の回復力を改善するために、ネットワークノード１１０ｂは（例えば、シャットダウンモードではなく）パススルーモードにされる。パススルーモードのネットワークノード１１０ｂは、ＶＦＬ１２０ａおよびＶＦＬ１２０ｃを介して、トラフィックをネットワークノード１１０ａとネットワークノード１１０ｄとの間で転送するために有効化される。他の外部ポートインターフェース２４０は、トラフィックが外部ノード１１２からネットワークノード１１０ｅに入るのを防ぐように無効化される。

図１０ｄは、別の仮想シャーシシステム１００の一実施形態の概略ブロック図を示している。この実施形態では、ネットワークノード１１０ｂは、パススルーモードではなくシャットダウンモードにされる。ネットワークノード１１０ｂは、２つのネットワークノード１１０の間の単一の経路の一部または２つのネットワークノード１１０の間の最短経路の一部でない。それに加えて、１つまたは複数のＶＦＬの障害が発生した場合のネットワークノード１１０または仮想シャーシシステム１００内の他のネットワークノード１１０の間に代替的経路が存在する。そこで、ネットワークノード１１０ｂは、シャフトダウンモードにされ、ＶＦＬ１２０を介して、または外部ポートインターフェース２４０を介してデータパケットを転送するように有効化されない。しかし、シャットダウンモードのネットワークノード１１０は、それでも、ネットワークもしくは要素マネージャまたはマスターネットワークノードから発行された制御パケットを受信し、処理するように動作可能である。それに加えて、シャットダウンモードのネットワークノード１１０は、例えば、仮想シャーシトポロジーまたはパラメータが変化した場合に、パススルーモードに、またその逆に遷移するように動作可能である。

一実施形態において、２種類のシャーシ識別子（シャーシＩＤ）が定義される。第１の種類のシャーシ識別子は、動作シャーシ識別子として定義される。ネットワークノード１１０の動作シャーシ識別子は、ネットワークノード１１０を識別するために仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０および他のネットワークノード１１０およびそれらの関連付けられているモジュールによって使用される実行時値である。ネットワークノード１１０の動作シャーシ識別子は、ネットワークノード１１０を識別するために他のネットワークノードのトポロジーデータベース１４４内に格納される。第２の種類のシャーシ識別子は、構成済みシャーシ識別子として定義される。構成済みシャーシ識別子は、ネットワークノード１１０の永続的メモリ内に記憶され、維持される。構成済みシャーシ識別子は、ノードのリブート時などの、起動時にネットワークノードによって使用される。構成済みシャーシ識別子は、ネットワークノード１１０において変更または再構成されない。しかし、動作シャーシ識別子はネットワークノード１１０に割り当てられ、構成済みシャーシ識別子の代わりに使用され得る。ネットワークノード１１０が、リブートまたは再起動する場合、構成済みシャーシ識別子は、新しい動作シャーシ識別子がネットワークノード１１０に割り当てられるまで、ネットワークノード１１０に対する動作シャーシ識別子として再び使用される。

ネットワークノード１１０がパススルーモードに割り当てられた場合、新しい動作シャーシ識別子もネットワークノード１１０に割り当てられる。新しい動作シャーシ識別子は、パススルーモードのネットワークノードに割り当てられたシャーシ識別子の範囲内にある。例えば、パススルーモードのネットワークノード１１０は、所定の範囲の動作シャーシ識別子、例えば、１００１から（最大＿シャーシ＿ＩＤ（ＭＡＸ＿ＣＨＡＳＳＩＳ＿ＩＤ）＋１０００）に割り当てられる。ネットワークノード１１０がパススルーモードに遷移する場合、所定の範囲内のパススルーシャーシ識別子が、ネットワークノード１１０に割り振られ、割り当てられる。このパススルーシャーシ識別子が、ネットワークノード１１０の新しい動作シャーシ識別子になる。パススルーシャーシ識別子は、動作シャーシ識別子であるため、永続的メモリ内に記憶されず、またネットワークノード１１０の構成済みシャーシ識別子の代替にならない。

図１１は、ネットワークノード１１０の構成をパススルーモードに更新するための方法５２０の一実施形態の論理流れ図を例示している。ステップ５２２において、ネットワークノード１１０は、パススルーモードに入るためのコマンドを受信する。コマンドは、仮想シャーシシステム１００においてネットワークもしくは要素マネージャモジュール４６０またはマスターネットワークノード１１０によって発行され得る。このコマンドは、パススルーモードに対する動作シャーシ識別子の所定の範囲内のパススルーシャーシ識別子を含む。ステップ５２４において、ネットワークノードは、その動作シャーシ識別子を割り当てられたパススルーシャーシ識別子に更新する。

ネットワークノード１１０は、ステップ５２６でも、図８で説明されているようなさまざまなアプリケーションモジュールをパススルー構成で更新する。ネットワークノード１１０のＶＣＭ−ＣＭＭ４０２が、パススルーモードに入るためのコマンドを受信した場合、図８のアプリケーションモジュール４０８−４１８などのアプリケーションモジュールに、ネットワークノード１１０が、もはや、標準仮想シャーシノード（スレーブまたはマスターノードなどの）として稼働しておらず、現在は、パススルーモードで動作であることを知らせる。このアクションは、いくつかのアプリケーションモジュールがその通常の機能を実行することを妨げ、例えば、送信元学習アプリケーションモジュール４１４は送信元学習をもはや実行せず、アプリケーションモジュールを仮想シャーシシステム１００内の他のネットワークノード１１０と相互作用することのないように分離する。ネットワークノード１１０のＶＣＭ−ＣＭＭ４０２は、外部ノード１１２に結合されている外部ポートインターフェース２４０を無効化するようＶＣＭ−ＮＩＭ４０４に通知し、いくつかのＶＦＬ１２０に対するＶＦＬメンバーポートのみを有効化する。有効化されたＶＦＬ１２０について、ＶＣＭ−ＮＩＭ４０４は、プリペンデッドヘッダーを改変することなく、データパケットフローを一方の指定されたＶＦＬ１２０に転送し、また一方の指定されたＶＦＬ１２０から他方のＶＦＬ１２０に転送するようにスイッチングモジュール２１０に命令する。

データパケットのパススルーは、フロー毎に有効化される。例えば、特定のデータパケットフローのパススルーは、例えば、パススルーモードのネットワークノード１１０が２つのネットワークノードの間の最短経路の一部である場合に、２つのＶＦＬ１２０によってネットワークノード１１０に結合されている２つのネットワークノードの間のトラフィックに関して有効化され得る。しかし、他のネットワークノード１１０の間の、または異なるＶＦＬ１２０を介して他のデータパケットフローは、無効化され得る。有効化されたＶＦＬメンバーポートに対するスイッチングモジュール２１０は、データパケットのプリペンデッドヘッダーを修正することなく有効化されたＶＦＬと別の有効化された送信ＶＦＬとの間でユーザーデータパケットを転送することを知らされる。そこで、データパケットのプリペンデッドヘッダー内の送信先シャーシ識別子に基づきデータパケットを一方の有効化されたＶＦＬから他方の有効化されたＶＦＬに転送するためにスイッチングモジュール２１０によってＶＦＬルーティングテーブル２５４が使用される。しかし、スイッチングモジュール２１０は、送信元または送信先ＭＡＣアドレスをハードウェアデバイス情報で更新するかまたはデータパケットのプリペンデッドヘッダーを修正するために、ＭＡＣ／ＨＤＩテーブル２５０を更新することも使用することももはやしない。

ネットワークノード１１０は、ステップ５２８において、トポロジーステータスへの更新を他のネットワークノードに、またネットワークもしくは要素マネージャモジュール４０６に送信する。他のネットワークノード１１０は、パススルーネットワークノード１１０のステータス、パススルーモードに対する理由、パススルーネットワークノード１１０に対する更新された動作シャーシ識別子（例えば、パススルーシャーシ識別子）、およびパススルーネットワークノード１１０の元の動作シャーシ識別子のトポロジー更新を受信する。仮想シャーシシステム内の他のネットワークノード１１０は、この情報でトポロジーデータベース１４４を更新する。

それに加えて、パススルーモードに入る前に、ネットワークノードは、適切なログおよび管理トラップ（または他の種類の管理プロトコルメッセージ）を生成して、ネットワークまたは要素マネージャモジュール４０６にイベントをアラートする。ネットワークまたは要素マネージャモジュール４０６は、パススルーモードへの遷移を開始することにつながったコンフリクトまたは構成または他の問題を解決するために介入し得る。

ネットワークノード１１０は、ハードウェアもしくはソフトウェア障害、ネットワークノード１１０間の重複するシャーシ識別子、過剰に多いネットワークノード１００、いくつかの関連する構成パラメータ間のまたは明示的管理コマンドを受けた後のミスマッチもしくは不整合などの１つまたは複数の問題からパススルーモードに入れられ得る。例えば、ネットワークノードは、以下の構成パラメータのうちの１つまたは複数の不整合に応答してパススルーモードに入れられ得る：ノードモード／種類、ライセンス設定、仮想シャーシグループ識別子、または通信プロトコルパラメータの構成間違い（例えば、仮想シャーシシステム１００内で使用されるｈｅｌｌｏプロトコルまたは他の通信プロトコル）。

図１２は、仮想シャーシシステム１００内にネットワークノード１１０が過剰にあった場合のパススルーモードための方法５４０の一実施形態の論理フロー図を示している。仮想シャーシシステム内のマスターネットワークノード１１０は、仮想シャーシシステム１００内に過剰のネットワークノード１１０が存在することを判定する。例えば、マスターネットワークノード１１０は、ネットワークノード１１０のうちの１つまたは複数が、外部ポートインターフェース２４０を外部ノード１１２に結合させることに失敗しており、外部ノード１１２との接続に必要ないと判定する。１つまたは複数の過剰なネットワークノードが識別された場合、マスターネットワークノード１１０は、１つまたは複数の過剰なネットワークノード１１０に対してパススルーモードを開始することを決定する。マスターネットワークノード１１０は、仮想シャーシシステム１００内の複数のネットワークノード１１０にパススルー割り当てコマンドを分配する。割り当てコマンドは、パススルーコマンドに関連付けられている過剰なネットワークノード（ＭＡＣアドレスまたはシャーシ識別子によって識別された）のリストおよびリストに載っているそれぞれのノードに割り当てられたパススルーシャーシ識別子を含む。それに加えて、割り当てコマンドは、パススルーモードコマンドに対する理由コードを有するフィールドを備える。理由コードは、この場合にはネットワークノードが過剰であるなどの、パススルーコマンドに対する１つまたは複数の理由のコードを含む。

図１２のステップ５４２において、パススルー割り当てコマンドを受信すると、ネットワークノードは、ステップ５４６で割り当てコマンドがノード識別子を含むかどうかを判定する。もしそうであれば、ネットワークノード１１０は、パススルー割り当てコマンドから割り当てられたパススルーシャーシ識別子および理由コードを決定する。ネットワークノードは、ステップ５４８において、構成をパススルーモードに更新する。例えば、ネットワークノード１１０は、動作シャーシ識別子を割り当てコマンドで指定されたパススルーシャーシ識別子に変更し、動作モードをパススルーモードに更新する。ネットワークノード１１０は、アプリケーションモジュールにパススルーモードを通知する。ステップ５５０において、ネットワークノードは、仮想シャーシシステム１００内のネットワークノード１１０の間で１つまたは複数のデータパケットフローを２つまたはそれ以上のＶＦＬ１２０が転送することを有効化する。ネットワークノード１１０は、データパケットフローが一方のＶＦＬ１２０から他方のＶＦＬ１２０に転送されるように１つまたは複数のＶＦＬ１２０が有効化されたことをスイッチモジュールに知らせる。ステップ５５２において、ネットワークノードは、他の外部ポートインターフェース２４０を無効化する。

パススルーモードをサポートするために、ネットワークノード１１０は、不整合または重複シャーシノード識別子が現れた場合であっても互いに通信するように動作可能である。１つまたは複数の通信プロトコルが、本出願と同日に出願され、係属中である、引用により本明細書に組み込まれている、すべての目的に関して本米国特許出願の一部をなす、米国特許出願第１３／６７４，３１５号、名称「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＴＲＯＬ ＰＲＯＴＯＣＯＬＳ ＩＮ Ａ ＶＩＲＴＵＡＬ ＣＨＡＳＳＩＳ ＳＹＳＴＥＭ」でより詳しく説明されているようにネットワークノード１１０の間で通信を行うために使用される。

図１３は、仮想シャーシシステム１００内に動作シャーシ識別子の重複構成がある場合のパススルーモードための方法５６０の一実施形態の論理フロー図を示している。ステップ５６２において、ネットワークノード１１０は、別のネットワークノード１１０が同じ動作シャーシ識別子を有すると判定する。例えば、トポロジー発見を通じて、ネットワークノード１１０は、同じ動作シャーシ識別子による仮想シャーシシステム１００内の別のネットワークノード１１０のトポロジー更新を受信する。ユーザーデータパケットおよび制御パケットは、動作シャーシ識別子に基づきＶＦＬ１２０を介してルーティングされるため、重複動作シャーシ識別子は、仮想シャーシシステム１００内でパケットのミスルーティングおよび喪失を引き起こし得る。そのため、一実施形態では、それぞれのネットワークノード１１０が一意的な動作シャーシ識別子で構成されることが重要である。

重複動作シャーシ識別子がステップ５６２で判定された場合、ステップ５６４で、ネットワークノード１１０は、どのネットワークノードがその動作シャーシ識別子を変更する必要があるかを決定する。一実施形態において、ネットワークノード１１０は、それが、または別のノードが、複数のパラメータに基づき重複動作シャーシ識別子を変更するかどうかを選択する。これらの複数のパラメータは、重複動作シャーシ識別子を有するそれぞれのネットワークノード１１０に対する選択キーを決定するために使用され、次いで、選択キー同士が比較され、それにより、どのネットワークノード１１０が重複動作シャーシ識別子を放棄するかを決定する。例えば、一実施形態では、ネットワークノード１１０の選択キーは、例えば、シャーシ優先度、アップタイム、シャーシＩＤ、シャーシＭＡＣアドレスを含む、パラメータの優先順位付けされたリストに基づき決定される。これらのパラメータの使用で、選択に柔軟性が加わる。アップタイムのパラメータは、より長い期間にわたって動作しているネットワークノード１１０を優先する。シャーシ優先度のパラメータは、シャーシＩＤまたはアップタイムに関係なくユーザープリファレンスを定義するユーザー構成優先度である。パラメータの優先順位付けされたリストは、選択キーを決定するために本明細書で開示されているけれども、どのネットワークノード１１０が重複動作シャーシ識別子を放棄するかを決定するために他のパラメータまたは方法が使用され得る。

ネットワークノードの選択キーが、重複動作シャーシ識別子を有する他のネットワークノードの選択キーと比較して有利でない場合、ネットワークノード１１０は、重複動作シャーシ識別子を放棄することが必要であると判定する。ネットワークノード１１０は、動作シャーシ識別子を所定の重複シャーシ識別子値に変更する。例えば、特定の識別子値（例えば、値１５４など）が、仮想シャーシシステム１００のネットワークノード１１０内の所定の重複シャーシ識別子値として構成される。次いで、ネットワークノード１１０は、トポロジー更新をＶＦＬ１２０を介して他のネットワークノード１１０に新しい動作シャーシ識別子（所定の重複シャーシ識別子値に等しい）と共に送信する。他のネットワークノード１１０は、そのトポロジーデータベース１４４をネットワークノードの新しい動作シャーシ識別子で更新する。

マスターネットワークノード１１０は、例えば、トポロジー更新または他の制御プロトコルメッセージを通じて、重複シャーシ識別子値に等しい動作シャーシ識別子を有するネットワークノードがあることを検出した場合、マスターネットワークノード１１０は、重複シャーシ識別子を有するネットワークノードをパススルーモードにするかどうかを決定する。もしそうであれば、マスターネットワークノード１１０は、パススルー割り当てコマンドを送信する。パススルー割り当てコマンドは、ノード識別子（ＭＡＣアドレスまたはシャーシ識別子など）およびパススルーモードに対する動作シャーシ識別子の所定の範囲内のパススルーシャーシ識別子を含む。このコマンドは、パススルーモードに対する理由コード、この場合には例えば、重複動作シャーシ識別子も含む。

図１３のステップ５６８において、パススルー割り当てコマンドを受信すると、ネットワークノード１１０は、ステップ５７０でコマンドがノード識別子を含むかどうかを判定する。もしそうであれば、ネットワークノード１１０は、パススルー割り当てコマンドから割り当てられたパススルーシャーシ識別子および理由コードを決定する。ネットワークノードは、ステップ５７２において、その構成をパススルーモードに更新する。例えば、ネットワークノード１１０は、その動作シャーシ識別子を重複シャーシ識別子値から割り当てコマンドで指定されたパススルーシャーシ識別子に変更する。ネットワークノード１１０は、そのモードをパススルーに更新し、アプリケーションモジュールにパススルーモードを通知する。ステップ５７４において、ネットワークノード１１０は、ＶＦＬ１２０で１つまたは複数のデータパケットフローを転送することを有効化する。ネットワークノード１１０は、データパケットフローが入力ＶＦＬ１２０から別の指定された出力ＶＦＬ１２０に転送されるように１つまたは複数のＶＦＬ１２０が有効化されたことをスイッチモジュール２１０に知らせる。ステップ５７６において、ネットワークノードは、他の外部ポートインターフェース２４０を無効化する。

パススルーモードのネットワークノード１１０は、候補としてマスター選択プロセスに参加しない。しかし、トポロジー更新を受信し、マスターネットワークノードのシャーシ識別子をトポロジーデータベース１４４に格納する。パススルーモードのネットワークノード１１０は、重複マスターネットワークノードおよび重複シャーシ識別子を識別するプロセスに参加するようにも動作可能である。一実施形態において、パススルーモードのネットワークノード１１０は、それでも、重複パススルーシャーシ識別子を有する別のネットワークノードを検出しうる。例えば、マスターネットワークノード１１０が、重複パススルーシャーシ識別子をうっかり割り当ててしまうことがあり得る。あるいは、２つまたはそれ以上の仮想シャーシグループ（それぞれがそれ固有の仮想シャーシグループ識別子を有する）が単一の仮想シャーシシステム１００内にマージする場合、重複パススルーシャーシ識別子を有するネットワークノード１１０が検出され得る。

図１４は、ネットワークノード１１０に対するパススルーモードを決定するための方法５８０の一実施形態の論理ブロック図を例示している。一実施形態において、マスターネットワークノードは、ステップ５８２において、仮想シャーシシステム１００およびそのネットワークノードのトポロジーを監視する。ステップ５８４において、マスターネットワークノード１１０は、過剰なネットワークノードがあるなどの、１つまたは複数の問題がトポロジー全体にわたって存在するかどうか、または重複シャーシ識別子などの、１つまたは複数のネットワークノード１１０の１つまたは複数の問題が存在するかどうかを判定する。それに加えて、マスターネットワークノード１１０は、以下の構成パラメータのうちの１つまたは複数の不整合などの、いくつかの関連する構成パラメータの間のミスマッチまたは不整合が生じているかどうかを判定する：ノードモード／種類、ライセンス設定、仮想シャーシグループ識別子、または通信プロトコルパラメータの構成間違い（例えば、仮想シャーシシステム１００内で使用されるｈｅｌｌｏプロトコルまたは他の通信プロトコル）。ステップ５８４において問題が存在しているとマスターネットワークノード１１０が判定した場合、マスターネットワークノード１１０は、１つまたは複数のネットワークノード１１０をパススルーモードに割り当てるかどうかを決定する。例えば、マスターネットワークノード１１０は、仮想シャーシトポロジーに基づき、ネットワークノード１１０が単一の経路の、もしくは他のネットワークノードヘの最短経路の一部であるかどうか、またはネットワークノード１１０が障害時に他のネットワークノード間の代替的経路の一部であるかどうかを判定する。それに加えて、マスターネットワークノード１１０は、選択キーに基づき、１つまたは複数のネットワークノードがパススルーモードにされるべきかどうかを決定することができる。代替的に、マスターネットワークノード１１０は、明示的な管理コマンドをネットワークまたは要素マネージャモジュール４０６から受信して、特定のネットワークノードをパススルーモードに割り当てることができる。

マスターネットワークノード１１０が、ステップ５８６において、１つまたは複数のネットワークノードがパススルーモードに割り当てられるべきと判定した場合、これは、ステップ５８８において、パススルーモードに対する動作シャーシ識別子の所定の範囲内のパススルーシャーシ識別子、およびパススルーモードに割り当てられるべきそれぞれのネットワークノードに対する理由コードを決定する。次いで、マスターネットワークノード１１０は、この情報と共に、仮想シャーシシステム１００内の複数のネットワークノードにパススルー割り当てコマンドを送信する。

マスターネットワークノードは、図１４のステップまたはプロセスを実行するものとして説明されているけれども、ネットワークまたは要素マネージャモジュール４０６は、図１４に関して説明されているステップまたはプロセスのうちの１つまたは複数も実行するか、または代替的に実行することができる。例えば、一実施形態では、ネットワークまたは要素マネージャモジュール４０６は、仮想シャーシシステムのトポロジーおよびネットワークノードを監視して、問題が発生しているかどうかを判定する。次いで、ネットワークまたは要素マネージャモジュール４０６は、仮想シャーシシステムのトポロジーに基づき１つまたは複数のネットワークノード１１０に対するパススルーモードを開始するかどうかを決定し、もしそうであれば、管理コマンドをマスターネットワークノードに発行する。

図１５は、パススルー割り当てコマンド６００の一実施形態の概略ブロック図を示している。パススルー割り当てコマンド６００は、制御パケットとしてのパケットの識別を含むパケットタイプフィールド６０２、および制御パケットをパススルー割り当てとして識別するコマンドタイプフィールド６０４を含む。パススルー割り当てコマンド６００は、ノード識別子シールド６０６を含む。ノード識別子フィールド６０６は、パススルーモードに割り当てられている１つまたは複数のネットワークノードの識別子（ＭＡＣアドレスまたはシャーシ識別子など）を含む。パススルーシャーシ識別子フィールド６０８は、パススルーモードに割り当てられているそれぞれの識別されたネットワークノードに対するパススルーシャーシ識別子を含み、理由コードフィード６１０は、パススルーモードに割り当てられているそれぞれの識別されたネットワークノードに対するパススルーモードへの割り当ての理由に対するコードを含む。類似の、または追加の情報と共にパススルー割り当てコマンド６００内に追加の、または代替的なフィールドも収められ得る。

パススルーモードは、ネットワークノードにおける構成の間違い、不整合、または障害の検出に応答して仮想シャーシシステム内のネットワークノードを流れるユーザーデータおよび制御トラフィックに対するシステムおよび方法を提供する。したがって、パススルーモードは、仮想シャーシシステムにおけるトポロジー破壊およびサービス中断を回避するのに役立つ。

本明細書で使用され得るように、「動作可能に結合される」、「結合される」、および／または「結合する」という言い回し（複数可）は、項目間の直接的結合および／または介在する項目を介した項目間の間接的結合を含み（例えば、項目は、限定はしないが、コンポーネント、要素、回路、および／またはモジュールを含む）、ただし、間接的結合については、介在する項目は信号の情報を修正しないが、その電流レベル、電圧レベル、および／または電力レベルを調整し得る。本明細書でさらに使用され得るように、推論される結合（つまり、一方の要素が、推論によって他方の要素に結合される）は、「結合される」と同じようにして２つの項目間の直接的および間接的結合を含む。

本明細書でなおも使用され得るように、「するように動作可能である」または「動作可能に結合される」という言い回しは、項目が、対応する機能のうちの１つまたは複数を、活性化されたときに、実行するための電源接続部、入力（複数可）、出力（複数可）などのうちの１つまたは複数を含み、１つまたは複数の他の項目への推論される結合をさらに含み得ることを示す。本明細書でさらに使用され得るように、「関連付けられている」という言い回しは、個別の項目の直接的および／または間接的結合、および／または一方の項目が他方の項目の中に埋め込まれていること、または一方の項目が他方の項目と共に、または他方の項目によって使用されるように構成されていることを含む。本明細書で使用され得るように、「比較して有利である」という言い回しは、２つまたはそれ以上の項目、信号などの間の比較が所望の関係をもたすことを示す。例えば、所望の関係が、信号１の大きさが信号２の大きさより大きいという関係である場合、比較して有利であることは、信号１の大きさが信号２の大きさより大きいか、または信号２の大きさが信号１の大きさより小さいときに達成され得る。

また本明細書で使用され得るように、「処理モジュール」、「処理回路」、および／または「処理ユニット」という用語は、単一の処理デバイスまたは複数の処理デバイスであってよい。そのような処理デバイスは、マクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ、マイクロコンピュータ、中央演算処理装置、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラム可能論理デバイス、状態機械、論理回路、アナログ回路、デジタル回路、および／または回路のハードコーディングおよび／または操作命令に基づき信号（アナログおよび／またはデジタル）を操作するデバイスであってよい。処理モジュール、モジュール、処理回路、および／または処理ユニットは、メモリおよび／または集積化メモリ要素であるか、またはさらに備えることができ、これらは単一のメモリデバイス、複数のメモリデバイス、および／または別の処理モジュール、モジュール、処理回路、および／または処理ユニットの埋め込み回路であってよい。このようなメモリデバイスは、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、スタティックメモリ、ダイナミックメモリ、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、および／またはデジタル情報を記憶する任意のデバイスであってよい。処理モジュール、モジュール、処理回路、および／または処理ユニットが複数の処理デバイスを備える場合、処理デバイスは集中的に配置され得るか（例えば、有線および／またはワイヤレスバス構造を介して直接的に１つに結合される）、または分散配置にすることができる（例えば、ローカルエリアネットワークおよび／またはワイドエリアネットワークを介した間接的結合を用いるクラウドコンピューティング）ことに留意されたい。さらに、処理モジュール、モジュール、処理回路、および／または処理ユニットが、その機能の１つまたは複数を、状態機械、アナログ回路、デジタル回路、および／または論理回路を介して実装する場合、対応する操作命令を記憶するメモリおよび／またはメモリ要素は、状態機械、アナログ回路、デジタル回路、および／または論理回路を含む回路内に埋め込まれるか、またはその回路の外部にあってもよいことに留意されたい。また、メモリ要素は、図の１つまたは複数に示されているステップおよび／また機能のうちの少なくともいくつかに対応するハードコーディングおよび／または操作命令を記憶し、処理モジュール、モジュール、処理回路、および／または処理ユニットは、これらを実行することにさらに留意されたい。そのようなメモリデバイスまたはメモリ要素は、製造品に含まれ得る。

本発明は、指定された機能の実行およびこれらの機能の関係を示す方法ステップの助けを借りて説明されている。これらの機能構成ブロックおよび方法ステップの境界および順序は、説明の便宜のために本明細書で任意に定義されている。代替的境界および順序は、指定された機能および関係が適切に実行される限り定義され得る。したがって、そのような代替的境界または順序はどれも、請求されている発明の範囲および精神のうちにある。さらに、これらの機能構成ブロックの境界は、説明の便宜のために任意に定義されている。代替的境界は、特定の重要な機能が適切に実行される限り定義される可能性がある。同様に、流れ図ブロックも、いくつかの重要な機能性を例示するために本明細書において任意に定義され得る。使用される範囲において、流れ図ブロックの境界および順序は、他の何らかの方法で定義されている可能性もあり、それでもその特定の重要な機能性を実行することができる。したがって、機能構成ブロックおよび流れ図ブロックの両方および順序のそのような代替的定義は、請求されている発明の範囲および精神のうちにある。当業者であれば、機能概略ブロック、ならびに本明細書の他の例示的なブロック、モジュール、およびコンポーネントは、例示されているように実装され得るか、または離散コンポーネント、特定用途向け集積回路、適切なソフトウェアおよび同様のものを実行するプロセッサ、またはこれらの任意の組み合わせで組み合わされるか、または分離され得ることが理解されよう。

本発明は、少なくとも一部は１つまたは複数の実施形態に関して本明細書で説明されている。一実施形態は、本発明、その一態様、その特徴、その概念、および／またはその例を示すため本明細書で説明されている。本発明を具現化する装置、製造品、機械、および／またはプロセスの物理的実施形態は、本明細書で説明されている実施形態のうちの１つまたは複数を参照しつつ説明されている態様、特徴、概念、例などのうちの１つまたは複数を備えることができる。さらに、図から図へ移る間に、これらの実施形態は、同じまたは異なる参照番号を使用し得る同じ、または類似の名前の機能、ステップ、モジュールなどを組み込むものとしてもよく、また、したがって、機能、ステップ、モジュールなどは、同じ、もしくは類似の機能、ステップ、モジュールなど、または異なるものであってもよい。

特に断りのない限り、本明細書に提示されている図中の要素への、要素からの、および／または要素間の信号は、アナログまたはデジタル、連続時間または離散時間、およびシングルエンドまたは差動であってよい。例えば、信号経路が、シングルエンド経路として示されている場合、これは、差動信号経路も表す。同様に、信号経路が、差動経路として示されている場合、これは、シングルエンド信号経路も表す。本明細書において１つまたは複数の特定のアーキテクチャが説明されているが、図に明示されていない１つまたは複数のデータバス、要素間の直接接続、および／または他の要素間の間接結合を使用する他のアーキテクチャも同様に実装され得る。

「モジュール」という用語は、本発明のさまざまな実施形態の説明で使用されている。モジュールは、本明細書で説明されているような１つまたは複数の機能を実行するように動作可能な処理モジュール（上で説明されているような）、機能ブロック、ハードウェア、および／またはメモリ上に記憶されているソフトウェアを含む。モジュールがハードウェアを介して実装される場合、ハードウェアは、ソフトウェアおよび／またはファームウェアと独立して、および／または連携して動作し得る。モジュールがメモリ内に記憶されているソフトウェアとして実装される場合、モジュールが、処理モジュールもしくは他のハードウェアを使用してモジュール内のメモリに記憶されているソフトウェアを実行し本明細書で説明されているような機能を実行するように動作可能である。本明細書で説明されているモジュールは、１つまたは複数のサブモジュールを備えるものとしてよく、それぞれは１つまたは複数のモジュールであるか、１つまたは複数の他のモジュールに組み込まれ得るか、または１つまたは複数の他のモジュールを備えるものとしてよい。

本発明のさまざまな機能および特徴の特定の組み合わせが、本明細書で明示的に説明されているが、これらの特徴および機能の他の組み合わせも同様に可能である。本明細書で説明されている実施形態は、説明されている特定の例によって制限されず、他の組み合わせおよび実施形態を含み得る。

Claims (10)

1. 仮想シャーシシステム内のネットワークノードであって：
   １つまたは複数の外部ポートインターフェースを通じて、仮想シャーシシステム外にある１つまたは複数の外部ノードからデータパケットを受信し、
   送信先シャーシ識別子を含むプリペンデッドヘッダーを有するパケットを生成するようにデータパケットを修正し、
   送信先シャーシ識別子に基づいて、仮想シャーシシステム内の複数のネットワークノード間でプリペンデッドヘッダーを有するパケットを送信するように動作可能である１つまたは複数のネットワークインターフェースモジュールであって、複数のネットワークノードが複数の仮想ファブリックリンク（ＶＦＬ）によって動作可能に結合される、１つまたは複数のネットワークインターフェースモジュールと、
   少なくとも１つの管理モジュールであって：
   複数のネットワークノードのうちの１つをパススルーモードに割り当てることを決定し、
   パススルーシャーシ識別子を複数のネットワークノードのうちの１つに割り当て、
   パススルーコマンドを複数のネットワークノードのうちの１つに、対応するネットワークインターフェースモジュールを通じて送信し、パススルーコマンドがパススルーシャーシ識別子を含むように動作可能である
   少なくとも１つの管理モジュールとを備える、ネットワークノード。
2. 少なくとも１つの管理モジュールが、仮想シャーシシステム内に過剰なネットワークノードがあることに応答して複数のネットワークノードのうちの１つをパススルーモードに割り当てることを決定するように動作可能である、請求項１に記載のネットワークノード。
3. 少なくとも１つの管理モジュールが、複数のネットワークノードのうちの１つおよび複数のネットワークノードのうちの別の１つの重複シャーシ識別子に応答して複数のネットワークノードのうちの１つをパススルーモードに割り当てることを決定するように動作可能である、請求項１に記載のネットワークノード。
4. 少なくとも１つの管理モジュールが、複数のネットワークノードのうちの１つの障害に応答して複数のネットワークノードのうちの１つをパススルーモードに割り当てることを決定するように動作可能である、請求項１に記載のネットワークノード。
5. 少なくとも１つの管理モジュールが、トポロジーデータベース内のトポロジー情報に応答して複数のネットワークノードのうちの１つをパススルーモードに割り当てることを決定するように動作可能であり、トポロジー情報が、複数のネットワークノードのうちの１つが複数のネットワークノードのうちの他の２つの間の単一の経路の一部であることを示す、請求項１に記載のネットワークノード。
6. 仮想シャーシシステム内にあるネットワークノードで動作可能である方法であって：
   １つまたは複数の外部ポートインターフェースを通じて、仮想シャーシシステムの外にあるノードである１つまたは複数の外部ノードからデータパケットを受信することと、
   プリペンデッドヘッダーを有するパケットを生成するためにデータパケットを修正することであって、プリペンデッドヘッダーが送信先シャーシ識別子を含む、修正することと、
   複数の仮想ファブリックリンク（ＶＦＬ）のうちの１つまたは複数のリンクを介してプリペンデッドヘッダーを有するパケットを仮想シャーシシステム内の送信先シャーシ識別子に対応する複数のネットワークノードのうちの１つまたは複数に送信することと、
   パススルーコマンドを受信することと、
   パススルーコマンドに応答してネットワークノードをパススルーモードに構成することと、
   １つまたは複数の外部ポートインターフェースが１つまたは複数の外部ノードからデータパケットを受信することを無効化することと、
   ネットワークノードに結合された複数のＶＦＬのうちの少なくとも２つまたはそれ以上を有効化することであって、少なくとも２つまたはそれ以上の有効化されたＶＦＬによってネットワークノードに動作可能に結合された少なくとも２つのネットワークノードの間でプリペンデッドヘッダーを有するパケットを送信するためである有効化することとを含む、方法。
7. 第１の有効化されたＶＦＬを介してプリペンデッドヘッダーを有する第１のパケットを受信することと、
   プリペンデッドヘッダーから送信先シャーシ識別子を決定することと、
   アドレステーブルにアクセスすることであって、アドレステーブルが送信先シャーシ識別子および送信先シャーシ識別子に関連付けられている対応するＶＦＬ識別子を含み、対応するＶＦＬ識別子が送信先シャーシ識別子を有する別のネットワークノードに結合された第２のＶＦＬを識別する、アクセスすることと、
   プリペンデッドヘッダーを有する第１のパケットを第２のＶＦＬを介して送信先シャーシ識別子を有する別のネットワークノードに透過的に転送することとをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. トポロジーステータス更新を仮想シャーシシステム内の複数のネットワークノードに送信することであって、トポロジーステータス更新がネットワークノードに対するパススルーシャーシ識別子を含む、送信することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
9. 複数のネットワークノードのうちの別のネットワークノードが、重複動作シャーシ識別子をネットワークノードの第１のシャーシ識別子として有すると判定することと、
   ネットワークノードまたは別のネットワークノードが複数の優先順位付けされたパラメータに基づき重複シャーシ識別子を変更するかどうかを決定することとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 複数の優先順位付けされたパラメータに基づいて、ネットワークノードの第１のシャーシ識別子を所定の重複シャーシ識別子値に変更することを決定することと、
    トポロジーステータス更新を仮想シャーシシステム内の複数のネットワークノードに送信することであって、トポロジーステータス更新が所定の重複シャーシ識別子値を含む、送信することとを含む、請求項９に記載の方法。

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