JP4923628B2 - ネットワークカードセレクタ - Google Patents

Description

本発明はネットワークカードセレクタに関し、特にネットワークカードとネットワーク機器とを接続するためのネットワークカードセレクタに関する。

オープン系サーバは、この十数年の間に、急速に普及してきている。これは企業に軽快なフットワークをもたらし、システムコストを大きく低減させている。その反面、遠隔地に多くのサーバが存在することによって、分散化以前に比べ運用管理コストが相対的に増加することがわかってきている。そこで、分散したサーバを統合して集中管理できるようにするサーバ統合がコスト削減の手段として注目されている。

サーバ統合の一手段として、複数の小型サーバを一つの大型のサーバに統合する物理統合がある。しかしながら、複数台のサーバを１台の大型サーバに集約するため、大型サーバには高い信頼性や可用性が求められている。この種のシステムにおけるネットワーク管理に関しては、統合前において、サーバ毎に管理されていたネットワーク接続も、１台の大型サーバで集中管理が可能となるが、その反面、ネットワークへの物理的接続が複雑になる。

１台の大型サーバにネットワークカードが数十枚実装されるケースもある。これらネットワークカードとネットワーク機器との接続はネットワークケーブルによる物理的な接続が必要であり、ネットワークカード実装数の増加に伴い、複雑かつ煩雑になる。１台のサーバに複数のネットワークカードを搭載する例としては、下記の特許文献１記載の技術がある。

もし、このような大型サーバのネットワークカードの接続構成を変更（システム構成変更）する場合、これらネットワークカードへの物理的配線を変更する必要があり、多大な労力が必要となる。大型サーバのネットワークカードの物理的な接続はそのままに、ネットワーク機器とネットワークカードとの接続を自由に変更することができれば、大型サーバの可用性が一段と高まる。

特開２００２−１７５１３０号公報

従来のネットワークでは、サーバ搭載のＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）が、ネットワークケーブルを用いて、スイッチングハブやルータ等のネットワーク機器に直接接続されているため、接続変更への対応が困難である。また、大規模サーバには数十枚のＮＩＣが接続される場合もあり、ネットワークケーブルの接続が複雑かつ煩雑となる問題がある。さらに、一度繋ぎ込んでしまったネットワークケーブルは、システム構成変更時に繋ぎ直す必要があり、フレキシブルなシステム構成変更が難しい。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、サーバに搭載されたＮＩＣとネットワーク機器との接続をネットワークケーブルの繋ぎ換えを行うことなく、接続状態の変更を行うことができるネットワークカードセレクタを提供することにある。

本発明によるネットワークカードセレクタは、サーバに搭載された複数のネットワークカードと複数のネットワーク機器とを接続する接続手段と、
前記複数のネットワークカードと前記複数のネットワーク機器との接続を予め設定された指定内容に応じて組み合わせる組み合わせ手段とを有し、
自機器内部において、前記複数のネットワークカードと前記複数のネットワーク機器とをバス接続し、前記ネットワークカードと前記ネットワーク機器とのバス接続を切断可能とし、
前記接続手段は、前記複数のネットワークカード各々に接続される第１のポートと、前記複数のネットワーク機器各々に接続される第２のポートとを含み、
前記組み合わせ手段は、前記第１のポート及び前記第２のポートが接続可能な複数のバスラインと、前記指定内容に応じて前記第１のポート及び前記第２のポートの接続先を前記複数のバスラインのいずれかへの接続及び前記複数のバスラインへの未接続のいずれかに切換えるスイッチ手段とを含んでいる。

すなわち、本発明のネットワークカードセレクタは、サーバ搭載のＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ：ネットワークカード）とネットワーク機器との間に、それぞれの接続を指定可能な機能を有するネットワークカードセレクタを接続することで、複数枚のＮＩＣを実装するサーバクラスのコンピュータにおいて、サーバに搭載されたＮＩＣとネットワーク機器との接続をネットワークケーブルの繋ぎ換えを行うことなく、接続状態の変更が可能となる。

また、本発明のネットワークカードセレクタでは、その内部でＮＩＣとネットワーク機器との接続を切断（ケーブル抜きと同等）が可能なため、サーバを危険なネットワークから完全に隔離することが可能であり、セキュリティ面でも有効である。さらに、本発明のネットワークカードセレクタでは、単純なバス接続方式のため、パケットの伝播速度に影響を与えない。

本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、サーバに搭載されたＮＩＣとネットワーク機器との接続をネットワークケーブルの繋ぎ換えを行うことなく、接続状態の変更を行うことができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例によるネットワークの構成を示すブロック図である。図１においては、本発明の一実施例としてのネットワークカードセレクタを用いた接続例を示している。サーバ１はＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ：ネットワークカード）２−１〜２−６を搭載し、それらＮＩＣ２−１〜２−６をネットワークカードセレクタ３を介してネットワーク（Ａ〜Ｄ）１０１〜１０４に接続している。

ネットワーク（Ａ）１０１においては、端末（ネットワーク機器）４−１〜４−３とプリンタ５−１とが互いに接続され、ネットワーク（Ｂ）１０２においては、端末（ネットワーク機器）４−４〜４−６が互いに接続され、ネットワーク（Ｃ）１０３においては、端末（ネットワーク機器）４−７〜４−９，４−１１〜４−１３とプリンタ５−２とが互いに接続され、ネットワーク（Ｄ）１０４においては、端末（ネットワーク機器）４−１４〜４−１６が互いに接続されている。

図２は図１のネットワークカードセレクタ３の構成を示すブロック図である。図２において、ネットワークカードセレクタ３は、セレクタ制御部３１と、ＮＩＣ２−１〜２−６とネットワーク機器とをＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ケーブルを用いて接続するポート３２−１〜３２−４と、バスセレクタスイッチ３３−１〜３３−４とを備えている。

ポート３２−１からの信号線２２１は、バスセレクタスイッチ３３−１を介してバスライン２１１〜２１４と接続される。バスセレクタスイッチ３３−１は、制御信号２３１によって、信号線２２１とバスライン２１１〜２１４との接続を変更する機能を有しており、セレクタ制御部３１からの制御信号２３１によって信号線２２１とバスライン２１１〜２１４との接続を制御する。

同様に、他のポート３２−２〜３２−４においても、セレクタ制御部３１からの制御信号２３２〜２３４によって、信号線２２２〜２２４とバスライン２１１〜２１４との接続が制御される。

図３は図２のバスセレクタスイッチ３３−１〜３３−４の構成を示すブロック図である。以下の説明ではバスセレクタスイッチ３３−１〜３３−４をバスセレクタスイッチ３３とし、信号線２２１〜２２４を信号線２２０とし、制御信号２３１〜２３４を制御信号２３０としている。

図３においては、バスセレクタスイッチ３３は、ポート３２−１〜３２−４からの信号線２２０とバスライン２１１〜２１４とを制御信号２３０によって接続制御するセレクタ３３ａで構成されている。セレクタ３３ａは、バスライン数をｎ本とすると、（ｎ＋１）段で構成される。このセレクタ３３ａの１段毎にポート３２−１〜３２−４から信号線２２０とバスライン２１１〜２１４とを接続し、制御信号２３０によってセレクタ３３ａの接続段を制御することで、ポート３２−１〜３２−４からの信号線２２０とバスライン２１１〜２１４との接続を制御している。

セレクタ３３ａの各段は、それぞれのバスライン２１１〜２１４への接続に対応しているが、最後の１段はバスライン２１１〜２１４には接続していない。セレクタ３３ａにおいてこの段が選択されることで、ポート３２−１〜３２−４からの信号線２２０は全てのバスライン２１１〜２１４から切り離された状態になる。

図４は図２のセレクタ制御部３１の構成を示すブロック図である。図４において、セレクタ制御部３１は、制御情報入力Ｉ／Ｆ（インタフェース）３１１と、接続情報テーブル３１２と、制御信号生成部３１３とから構成されている。

セレクタ制御部３１は、接続情報テーブル３１２の格納内容を基に、制御信号生成部３１３によって生成された制御信号２３１〜２３４にて各バスセレクタスイッチ３３−１〜３３−４を制御する機能を有している。

制御情報入力Ｉ／Ｆ３１１は、ポート３２−１〜３２−４とバスライン２１１〜２１４との接続情報を入力する機能と、入力された情報を接続情報テーブル３１３に反映する機能とを有している。接続情報テーブル３１２は、ポート３２−〜３２−４の接続先のバスライン２１１〜２１４を指定している情報テーブルである。

制御信号生成部３１３は、接続情報テーブル３１２の接続情報を基に、バスセレクタスイッチ３３−１〜３３−４を制御する制御信号２３１〜２３４を生成／送信する機能を有している。

図５〜図８は本発明の一実施例によるネットワークカードセレクタ３の動作を説明するための図である。図５を参照すると、サーバ１に実装されているＮＩＣ（１）２−１をネットワークカードセレクタ３のポート３２−１に、ＮＩＣ（２）２−２をポート３２−２に、ネットワークＡ１０１をポート３２−３に、ネットワークＢ１０２をポート３２−４にそれぞれ物理的に接続している状態を示している。この状態でのネットワークカードセレクタ３の動作について説明する。

まず、ＮＩＣ（１）２−１をネットワークＡ１０１に、ＮＩＣ（２）２−２をネットワークＢ１０２にそれぞれ接続する動作（ネットワーク接続動作）について図６を用いて説明する。

まず、制御情報入力Ｉ／Ｆ３１１からは、ポート３２−１をバスライン（１）２１１に、ポート３２−３をバスライン（１）２１１に、ポート３２−２をバスライン（２）２１２に、ポート３２−４をバスライン（２）２１２にそれぞれ接続する指示が行われる。この指示は、接続情報テーブル３１２の接続情報に反映される。

制御信号生成部３１３は接続情報テーブル３１２の接続情報を基に各バスセレクタスイッチ３３−１〜３３−４を制御する制御信号２３１〜２３４を生成し、各バスセレクタスイッチ３３−１〜３３−４に送信する。

バスセレクタスイッチ３３−１は制御信号２３１にしたがって、バスライン（１）２１１をＯＮにするセレクタを選択する。バスセレクタスイッチ３３−２は制御信号２３２にしたがって、バスライン（２）２１２をＯＮにするセレクタを選択する。バスセレクタスイッチ３３−３は制御信号２３３にしたがって、バスライン（１）２１１をＯＮにするセレクタを選択する。バスセレクタスイッチ３３−４は制御信号２３４にしたがって、バスライン（２）２１２をＯＮにするセレクタを選択する。

これによって、ポート３２−１とポート３２−３とがバスライン（１）２１１を介して接続される。同様に、ポート３２−２とポート３２−４とがバスライン（２）２１２を介して接続される。すなわち、ＮＩＣ（１）２−１はネットワークＡ１０１に接続され、ＮＩＣ（２）２−２はネットワークＢ１０２に接続される。

次に、ＮＩＣ（１）２−１をネットワークＡ１０１からネットワークＢ１０２への接続に切替える動作（ネットワーク接続切替え動作）について図７を用いて説明する。

接続情報入力Ｉ／Ｆ３１１からは、ポート３２−１をバスライン（２）２１２に接続する指示が、ポート３２−３をバスラインと未接続にする指示がそれぞれ行われる。この指示は接続情報テーブル３１２の接続情報に反映される。

制御信号生成部３１３は接続情報テーブル３１２の接続情報の変更に連動して、制御信号２３１，２３３を生成し直し、バスセレクタスイッチ３３−１，３３−３にそれぞれ送信する。

バスセレクタスイッチ３３−１は制御信号２３１にしたがって、バスライン（２）２１２をＯＮにするセレクタを選択する。バスセレクタスイッチ３３−３は制御信号２３３にしたがって、バスラインをＯＦＦにするセレクタを選択する。これによって、ポート３２−１はバスライン（２）２１２に接続され、ポート３２−３はバスラインから切り離される。すなわち、ＮＩＣ（１）２−１はネットワークＡからネットワークＢへの接続に変更される。

続いて、ＮＩＣ（２）２−２をネットワークＢ１０２から切り離す動作（ネットワーク接続切り離し動作）について図８を用いて説明する。

接続情報入力Ｉ／Ｆ３１１からは、ポート３２−２をバスラインと未接続にする指示が行われる。この指示は、接続情報テーブル３１２の接続情報に反映される。制御信号生成部３１３は接続情報テーブル３１２の接続情報の変更に連動して、制御信号２３２を生成し直し、バスセレクタスイッチ３３−２に送信する。

バスセレクタスイッチ３３−２は制御信号２３２にしたがって、バスラインをＯＦＦにするセレクタを選択する。これによって、ポート３２−２はバスラインから切り離される。すなわち、ＮＩＣ（２）２−２はネットワークＡ１０１にも、ネットワークＢ１０２に未接続状態となる。

このように、本実施例では、ネットワークカードセレクタ３を操作することによって、物理的にネットワーク配線を変更することなく、ネットワーク構成を変更することができる。

図９及びは図１０は本発明の一実施例によるネットワークカードセレクタ３を用いて遠隔地からネットワーク構成を変更する方法を示す図である。これら図９及び図１０を参照して本発明の一実施例によるネットワークカードセレクタ３を用いて遠隔地からネットワーク構成を変更する方法について説明する。

まず、セレクタ制御部３１は、図９に示すように改良する。すなわち、セレクタ制御部３１には接続情報入力Ｉ／Ｆ３１１に外部入力Ｉ／Ｆ３１１ａと接続情報テーブル制御部３１４とを機能追加する。

外部入力Ｉ／Ｆ３１１ａはＰＣ（パーソナルコンピュータ）との接続Ｉ／Ｆ（例えば、シリアルポート）を有しており、ＰＣからの信号を受信する機能を有している。接続情報テーブル制御部３１４は外部入力Ｉ／Ｆ３１１ａから受信したセレクタ制御情報を接続情報テーブル３１２に登録する機能を有している。

これら機能を追加することによって、セレクタ制御部３１（外部入力Ｉ／Ｆ３１１ａ）に接続されたＰＣからの制御信号に応じてネットワークカードセレクタ３の制御が可能となる。また、このネットワークカードセレクタ３を制御するＰＣをネットワークに接続することによって、ネットワークを介してＰＣを遠隔操作することができる。

上述したネットワークカードセレクタ３を用いて、図１０に示すようなシステムを組むことによって、遠隔地よりネットワーク構成を変更することが可能なシステムを構築することが可能となり、遠隔地からもネットワークカードセレクタ３を制御し、ネットワーク構成の変更が動的に可能となる。

本発明の一実施例によるネットワークの構成を示すブロック図である。 図１のネットワークカードセレクタの構成を示すブロック図である。 図２のバスセレクタスイッチの構成を示すブロック図である。 図２のセレクタ制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例によるネットワークカードセレクタの動作を説明するための図である。 本発明の一実施例によるネットワークカードセレクタの動作を説明するための図である。 本発明の一実施例によるネットワークカードセレクタの動作を説明するための図である。 本発明の一実施例によるネットワークカードセレクタの動作を説明するための図である。 本発明の一実施例によるネットワークカードセレクタを用いて遠隔地からネットワーク構成を変更する方法を示す図である。 本発明の一実施例によるネットワークカードセレクタを用いて遠隔地からネットワーク構成を変更する方法を示す図である。

符号の説明

１ サーバ
２−１〜２−６ ＮＩＣ
３ ネットワークカードセレクタ
４−１〜４−９，
４−１１〜４−１６ 端末（ネットワーク機器）
５−１，５−２ プリンタ
６ 制御用パーソナルコンピュータ
３１ セレクタ制御部
３２−１〜３２−４ ポート
３３−１〜３３−４ バスセレクタスイッチ
３３ａ セレクタ
１０１〜１０４ ネットワーク（Ａ〜Ｄ）
１０５ ネットワーク
２１１〜２１４ バスライン（１）〜（４）
２２０〜２２４ 信号線
２３０〜２３４ 制御信号
３１１ 制御情報入力Ｉ／Ｆ
３１１ａ 外部入力Ｉ／Ｆ
３１２ 接続情報テーブル
３１３ 制御信号生成部
３１４ 接続情報テーブル制御部

Claims (6)

1. サーバに搭載された複数のネットワークカードと複数のネットワーク機器とを接続する接続手段と、
   前記複数のネットワークカードと前記複数のネットワーク機器との接続を予め設定された指定内容に応じて組み合わせる組み合わせ手段とを有し、
   自機器内部において、前記複数のネットワークカードと前記複数のネットワーク機器とをバス接続し、前記ネットワークカードと前記ネットワーク機器とのバス接続を切断可能とし、
   前記接続手段は、前記複数のネットワークカード各々に接続される第１のポートと、前記複数のネットワーク機器各々に接続される第２のポートとを含み、
   前記組み合わせ手段は、前記第１のポート及び前記第２のポートが接続可能な複数のバスラインと、前記指定内容に応じて前記第１のポート及び前記第２のポートの接続先を前記複数のバスラインのいずれかへの接続及び前記複数のバスラインへの未接続のいずれかに切換えるスイッチ手段とを含むことを特徴とするネットワークカードセレクタ。
2. 前記指定内容に応じて前記スイッチ手段を制御する制御手段を含むことを特徴とする請求項１記載のネットワークカードセレクタ。
3. 前記制御手段は、前記複数のネットワークカードと前記複数のネットワーク機器との接続の情報を保持するテーブルの内容に応じて前記スイッチ手段への切替え制御信号を生成する手段を含むことを特徴とする請求項２記載のネットワークカードセレクタ。
4. 前記制御手段は、外部から指示信号を入力する入力手段を含み、前記入力手段から入力される指示信号に応じて前記テーブルに保持された接続の情報を更新することを特徴とする請求項３記載のネットワークカードセレクタ。
5. 前記入力手段に接続される情報機器から前記指示信号が入力されることを特徴とする請求項４記載のネットワークカードセレクタ。
6. 前記情報機器が他のネットワークに接続され、当該他のネットワークを介して遠隔操作されることを特徴とする請求項５記載のネットワークカードセレクタ。

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