(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスイッチポートを収容することにより、スイッチポート速度よりも高速なデータ転送を行うインターフェースを形成するスイッチング方式であって、
入力インターフェースが宛先情報毎にセルを一時的に保管しておくキューを有し、スケジューラ部に送出要求信号を送出し、
前記スケジューラ部は接続割当を行うとともに前記入力インターフェースに送出許可信号を送出し、スイッチ部に接続情報を送信してスイッチ部の切換を行い、
前記入力インターフェースが前記スイッチ部に前記キューに保管されているセルを前記送出許可信号に基づいて送出し、前記スイッチ部の切換に従って前記データが出力インターフェースに送出され、
複数の出力ポートを収容した出力インターフェースの一の出力ポート番号を代表ポート番号として定義し、前記宛先情報を代表ポート番号とすることを特徴とするスイッチング方式。
【請求項２】
複数のスイッチポートを収容することにより、スイッチポート速度よりも高速なデータ転送を行うインターフェースを形成するスイッチング方式であって、
入力インターフェースが宛先情報毎にセルを一時的に保管しておくキューを有し、スケジューラ部に送出要求信号を送出し、
前記スケジューラ部は接続割当を行うとともに前記入力インターフェースに送出許可信号を送出し、スイッチ部に接続情報を送信してスイッチ部の切換を行い、前記入力インターフェースが前記スイッチ部に前記キューに保管されているセルを前記送出許可信号に基づいて送出し、前記スイッチ部の切換に従って前記データが出力インターフェースに送出され、
前記入力インターフェースは、回線収容部と、宛先判定部と、ＶＯＱ管理部と、スケジューラＩＮＦとで構成され、
前記回線収容部はパケットデータを固定長のセルに変換し、
前記宛先判定部はセル毎の出力ポート番号を宛先情報としてセルに付与し、
前記ＶＯＱ管理部は、前記宛先情報毎にセルをキューに保管し、前記スケジューラＩＮＦを介して前記スケジューラ部に送出要求を送信し、前記スケジューラＩＮＦを介して前記スケジューラ部から送出許可を受信し、前記送出許可に基づいて入力ポートにセルの送出を行い、
複数の出力ポートを収容した出力インターフェースの一の出力ポート番号を代表ポート番号として定義し、前記宛先情報を代表ポート番号とすることを特徴とするスイッチング方式。
【請求項３】
前記スケジューラ部が、リクエスト管理部と、リクエスト変換部と、スイッチ接続決定部と、接続割当変換部とで構成され、
前記リクエスト管理部が、前記キューに保管されたセルの数を入力ポートと宛先情報に対応させて記憶する行列であるリクエストカウンタを有し、前記リクエストカウンタの情報に基づき接続割当要求を生成して前記リクエスト変換部に送信し、
前記リクエスト変換部が前記接続割当要求を第２の接続割当要求に変換して前記スイッチ接続決定部に送信し、
前記スイッチ接続決定部が、前記第２の接続割当要求を基に接続割当結果を生成して前記スイッチ部に通知して前記スイッチ部の切換を行い、前記接続割当結果を前記接続割当変換部に送信し、
前記接続割当変換部が、前記接続割当結果を第２の接続割当結果に変換して前記入力インターフェースに前記送出許可信号として送出するとともに、前記第２の接続割当結果を前記リクエスト管理部に送信し、
前記リクエスト管理部が、前記第２の接続割当結果をもとに前記リクエストカウンタの内容を更新することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスイッチング方式。
【請求項４】
前記スケジューラ部が、スイッチ接続決定部を有し、
前記入力インターフェースがリクエスト管理部と、リクエスト変換部と、接続割当変換部とを有し、
前記リクエスト管理部が、前記キューに保管されたセルの数を入力ポートと宛先情報に対応させて記憶する行列であるリクエストカウンタを有し、前記リクエストカウンタの情報に基づき接続割当要求を生成して前記リクエスト変換部に送信し、
前記リクエスト変換部が前記接続割当要求を第２の接続割当要求に変換して前記スイッチ接続決定部に送信し、
前記スイッチ接続決定部が、前記第２の接続割当要求を基に接続割当結果を生成して前記スイッチ部に通知して前記スイッチ部の切換を行い、前記接続割当結果を前記接続割当変換部に送信し、
前記接続割当変換部が、前記接続割当結果を第２の接続割当結果に変換して前記入力インターフェースに前記送出許可信号として送出するとともに、前記第２の接続割当結果を前記リクエスト管理部に送信し、
前記リクエスト管理部が、前記第２の接続割当結果をもとに前記リクエストカウンタの内容を更新することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスイッチング方式。
【請求項５】
前記接続割当要求が代表出力ポートを宛先情報としたのセルの有無を示す行列であり、前記第２の接続割当要求への変換は、代表出力ポートで表現される出力インターフェースに収容されている全ての出力ポートに代表出力ポートを宛先情報としたセルの有無をコピーすることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のスイッチング方式。
【請求項６】
前記接続割当結果から前記第２の接続割当結果への変換は、前記接続割当結果の代表ポート番号への集約であることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れか一に記載のスイッチング方式。
【請求項７】
同時に同一の代表出力ポートを宛先情報としたセルを送出する場合、所定の順番に従って入力ポートにセルを送出し、出力インターフェースにおいて所定の順番に従ってセルを出力回線に出力することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一に記載のスイッチング方式。
【請求項８】
前記所定の順番は、キューの先頭から順に若番の入力ポートにセルを送出し、出力インターフェースにおいて若番の入力ポートから送信されたセルから順に出力回線に出力するものであることを特徴とする請求項７に記載のスイッチング方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ：非同期転送モード）方式により通信を行うネットワークシステムにおけるＡＴＭスイッチもしくはパケットスイッチに関し、特に、回線速度の異なる回線を収容するために、複数の低速回線を１つの高速回線として収容するスイッチ方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音声や映像のように連続的に発生する情報の転送には、ＳＴＭ（ＳｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ：同期転送モード）が適しているが、コンピュータのデータのようなバースト的な情報を転送するにはＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ：非同期転送モード）が適しており、低速から高速までの回線が混在する様な場合に情報を効率よく転送するのにもＡＴＭが適している。
ＡＴＭにおいては情報は全てセルと呼ばれる一定長のブロックに分割される、セルは情報４８バイトと転送先およびラベルを含むヘッダ５バイトの合計５３バイトであり、セルを単位とした時分割多重で転送される。
転送されるセルはＡＴＭスイッチにおいて入力端子（入力ポート）に入り、ヘッダのアドレスに従ってルートを選びながらスイッチが接続され、ヘッダの回線番号に対応した出力端子（出力ポート）に送出される。
【０００３】
ＡＴＭスイッチの切換速度以上の回線速度を接続して情報伝達を行う場合や、異なる回線速度の回線を接続する場合には、複数の入出力ポートを一回線として割り当てて使用する方法が使用される。従来から用いられてきた高速回線を収容する場合のＡＴＭスイッチの動作を図９を用いて説明する。従来手法としては入出力ポートを１ポート毎に個別に扱うだけのスケジューラを用いて高速インタフェースを収容し、入力インタフェースでスケジューラに送出要求を送出する前にどの入力ポートからセルを出力するかをセル毎にあらかじめ決定しておく方法がある。たとえば、入力インタフェースはスケジューラに送出要求を送出する前に、どの入力ポートからどの出力ポートへセルを送信するかを決定しておく必要がある。
【０００４】
図９（ａ）でスイッチ部１４は入力ポートＩＮ０〜７とＯＵＴ０〜７を有し、ＩＮ０は入力インターフェース１１１が、ＩＮ１は入力インターフェース１１２が、ＩＮ２〜５は入力インターフェース１１３が、ＩＮ６〜７は入力インターフェース１１４が接続され、ＯＵＴ０〜３は出力インターフェース１２１が、ＯＵＴ４は出力インターフェース１２２が、ＯＵＴ５は出力インターフェース１２３が、ＯＵＴ６〜７は出力インターフェース１２４が接続されている。ある時点で、入力インタフェース１１１に出力インタフェース１２１宛のセル９１があり、入力ポート０→出力ポート０の接続割当要求を生成し、入力インタフェース１１３にも出力インタフェース１２１宛のセル９２、９３、９４があり、セル９２は入力ポート３→出力ポート０の接続割当要求、セル９３は入力ポート４→出力ポート１の接続割当要求、セル９２は入力ポート５→出力ポート２の接続割当要求を生成したとする。
【０００５】
この時点における、接続割当要求は図９（ｂ）のようになる。この接続割当要求に対し接続割当を行うと、出力ポート０への接続要求が重複しているために図９（ｃ）のような割当結果となり、入力ポート３→出力ポート０への接続割当要求に対しては接続割当がなされない。入力インタフェース１１３から出力インタフェース１２１への転送経路として入力ポート３→出力ポート３も存在するが、この経路には割当がなされておらず、無駄が発生して転送効率を悪化させる原因となる。このような無駄が発生するのは、出力インタフェース１２１へ転送する際にどの出力ポートを使用するかを入力インタフェース側で決定しているためである。
【０００６】
また、スイッチ内でのセルの順序を保証するために、入力インタフェースでシーケンス番号を付与し、スイッチでの転送後、出力インタフェースでシーケンス番号を見てセルの並び替えを行う必要があり、セル順序の保証方法が複雑になってしまい転送に遅れが生じてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の従来技術の問題点を解決するために本願発明は、複数の入出力ポートを割り当てて高速な回線を収容するＡＴＭスイッチにおいて、セルの順序保証を簡単な制御で行い、かつ、効率良く接続割当を実施することが可能なＡＴＭスイッチング方式を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための本願発明のスイッチング方式は、複数のスイッチポートを収容することにより、スイッチポート速度よりも高速なデータ転送を行うインターフェースを形成するスイッチング方式であって、入力インターフェースが宛先情報毎にセルを一時的に保管しておくキューを有し、スケジューラ部に送出要求信号を送出し、前記スケジューラ部は接続割当を行うとともに前記入力インターフェースに送出許可信号を送出し、スイッチ部に接続情報を送信してスイッチ部の切換を行い、前記入力インターフェースが前記スイッチ部に前記キューに保管されているセルを前記送出許可信号に基づいて送出し、前記スイッチ部の切換に従って前記データが出力インターフェースに送出され、複数の出力ポートを収容した出力インターフェースの一の出力ポート番号を代表ポート番号として定義し、前記宛先情報を代表ポート番号とすることを特徴とする。
【０００９】
入力インターフェースのキューにセルを一時的に保管し、スケジューラ部がセルの送出順番および送出先を管理することが可能となるため、複数のポートをまとめて１つの高速論理ポートとして利用する場合においてのスイッチ接続割当を効率的に行うことが可能となる。
また、複数のポートを収容して論理ポートを形成している場合に、収容されているポートの代表値を宛先情報とすることにより、論理ポートに収容されているポートのいずれに送出するかをスケジューラ部が管理することが可能になるため、出力ポート指定の重複による送出遅延等を減少することが可能となり、効率的なスイッチ接続割当を実現することが出来る。
【００１０】
また前記課題を解決するためのスイッチング方式は、複数のスイッチポートを収容することにより、スイッチポート速度よりも高速なデータ転送を行うインターフェースを形成するスイッチング方式であって、入力インターフェースが宛先情報毎にセルを一時的に保管しておくキューを有し、スケジューラ部に送出要求信号を送出し、前記スケジューラ部は接続割当を行うとともに前記入力インターフェースに送出許可信号を送出し、スイッチ部に接続情報を送信してスイッチ部の切換を行い、前記入力インターフェースが前記スイッチ部に前記キューに保管されているセルを前記送出許可信号に基づいて送出し、前記スイッチ部の切換に従って前記データが出力インターフェースに送出され、前記入力インターフェースは、回線収容部と、宛先判定部と、ＶＯＱ管理部と、スケジューラＩＮＦとで構成され、前記回線収容部はパケットデータを固定長のセルに変換し、前記宛先判定部はセル毎の出力ポート番号を宛先情報としてセルに付与し、前記ＶＯＱ管理部は、前記宛先情報毎にセルをキューに保管し、前記スケジューラＩＮＦを介して前記スケジューラ部に送出要求を送信し、前記スケジューラＩＮＦを介して前記スケジューラ部から送出許可を受信し、前記送出許可に基づいて入力ポートにセルの送出を行い、複数の出力ポートを収容した出力インターフェースの一の出力ポート番号を代表ポート番号として定義し、前記宛先情報を代表ポート番号とすることを特徴とする。
【００１１】
宛先判定部によりセルの送出先である出力ポート番号を宛先情報としてセルに付与し、宛先情報毎にセルをＶＯＱ管理部のキューに保管することで、出力ポート毎にセルを蓄積することが可能になり、送出許可に従ってセルを送出する際に、１つのキューから複数のセルを同時に送出することが可能となり、効率的なスイッチ接続割当を実現することが出来る。
【００１３】
複数のポートを収容して論理ポートを形成している場合に、収容されているポートの代表値を宛先情報とすることにより、論理ポートに収容されているポートのいずれに送出するかをスケジューラ部が管理することが可能になるため、出力ポート指定の重複による送出遅延等を減少することが可能となり、効率的なスイッチ接続割当を実現することが出来る。
【００１４】
また前記課題を解決するためのスイッチング方式は、前記スケジューラ部が、リクエスト管理部と、リクエスト変換部と、スイッチ接続決定部と、接続割当変換部とで構成され、前記リクエスト管理部が、前記キューに保管されたセルの数を入力ポートと宛先情報に対応させて記憶する行列であるリクエストカウンタを有し、前記リクエストカウンタの情報に基づき接続割当要求を生成して前記リクエスト変換部に送信し、前記リクエスト変換部が前記接続割当要求を第２の接続割当要求に変換して前記スイッチ接続決定部に送信し、前記スイッチ接続決定部が、前記第２の接続割当要求を基に接続割当結果を生成して前記スイッチ部に通知して前記スイッチ部の切換を行い、前記接続割当結果を前記接続割当変換部に送信し、前記接続割当変換部が、前記接続割当結果を第２の接続割当結果に変換して前記入力インターフェースに前記送出許可信号として送出するとともに、前記第２の接続割当結果を前記リクエスト管理部に送信し、前記リクエスト管理部が、前記第２の接続割当結果をもとに前記リクエストカウンタの内容を更新することを特徴とする。
【００１５】
スケジューラ部がリクエストカウンタを更新することでキューに保管されているセルを管理し、接続割当を行うことにより、入力ポートのＶＯＱ管理部に保管されているセルを正確に把握し、効率的なスイッチ接続割当を行うことが可能になる。
【００１６】
また前記課題を解決するためのスイッチング方式は、前記スケジューラ部がスイッチ接続決定部を有し、前記入力インターフェースがリクエスト管理部と、リクエスト変換部と、接続割当変換部とを有し、前記リクエスト管理部が、前記キューに保管されたセルの数を入力ポートと宛先情報に対応させて記憶する行列であるリクエストカウンタを有し、前記リクエストカウンタの情報に基づき接続割当要求を生成して前記リクエスト変換部に送信し、前記リクエスト変換部が前記接続割当要求を第２の接続割当要求に変換して前記スイッチ接続決定部に送信し、前記スイッチ接続決定部が、前記第２の接続割当要求を基に接続割当結果を生成して前記スイッチ部に通知して前記スイッチ部の切換を行い、前記接続割当結果を前記接続割当変換部に送信し、前記接続割当変換部が、前記接続割当結果を第２の接続割当結果に変換して前記入力インターフェースに前記送出許可信号として送出するとともに、前記第２の接続割当結果を前記リクエスト管理部に送信し、前記リクエスト管理部が、前記第２の接続割当結果をもとに前記リクエストカウンタの内容を更新することを特徴とする。
【００１７】
入力インターフェース部がリクエストカウンタを更新することでキューに保管されているセルを管理し、接続割当を行うことにより、入力ポートのＶＯＱ管理部に保管されているセルを正確に把握し、効率的なスイッチ接続割当を行うことが可能になる。
【００１８】
また前記課題を解決するためのスイッチング方式は、前記接続割当要求が代表出力ポートを宛先情報としたのセルの有無を示す行列であり、前記第２の接続割当要求への変換は、代表出力ポートで表現される出力インターフェースに収容されている全ての出力ポートに代表出力ポートを宛先情報としたセルの有無をコピーすることを特徴とする。
【００１９】
接続割当要求がセルの有無を示す行列で、第２の接続割当要求が代表出力ポートを宛先情報としたセルの有無をコピーしたものであることを特徴とするために、スケジューラ部はキューに保管されているセルを出力先である論理ポートの何れかに送出するものであるとして扱うことが可能となる。これにより、スケジューラ部が効率的なスイッチ接続割当を行う際に、どの入力ポートから送出するかを判断するための情報が得られる。
【００２０】
また前記課題を解決するためのスイッチング方式は、前記接続割当結果から前記第２の接続割当結果への変換は、前記接続割当結果の代表ポート番号への集約であることを特徴とする。
【００２１】
接続割当を代表ポートに集約することにより、宛先情報毎にキューに蓄えられたセルを代表ポート番号を宛先として送出することが可能となり、効率的なスイッチ接続割当を行うことが可能となる。
【００２２】
また前記課題を解決するためのスイッチング方式は、同時に同一の代表出力ポートを宛先情報としたセルを送出する場合、所定の順番に従って入力ポートにセルを送出し、出力インタフェースにおいて所定の順番に従ってセルを出力回線に出力することを特徴とする。
【００２３】
宛先情報毎にキューに蓄えられていたセルを送出許可に従って送出する際に、同一の代表ポート宛の送出が複数存在する場合、予め定められた所定の順番に従ってセルの受け渡しを行うことになり、入力インターフェースに蓄積されたセルの順番と出力インターフェースから送出されるセルの順序保証を容易に行うことが可能となる。
【００２４】
また前記課題を解決するためのスイッチング方式は、前記所定の順番は、キューの先頭から順に若番の入力ポートにセルを送出し、出力インタフェースにおいて若番の入力ポートから送信されたセルから順に出力回線に出力するものであることを特徴とする。
【００２５】
宛先情報毎にキューに蓄えられていたセルを送出許可に従って送出する際に、同一の代表ポート宛の送出が複数存在する場合、収容されている入力ポートの若番から順にセルの送出を行い、出力インターフェースにおいて入力ポート番号順にセルを送出することにより、キューに蓄積された順に出力インターフェースから送出を行うことができるために、入力インターフェースに蓄積されたセルの順番と出力インターフェースから送出されるセルの順序保証を容易に行うことが可能となる。
【００２６】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。図１は本発明におけるスイッチング装置構造を示した図である。図１では、入出力ポートともに８本の場合の構成例を示す。但し、入力ポート数、出力ポート数は任意の自然数をとることができ、必ずしも入力ポート数と出力ポート数が同じである必要はない。また、固定長セルのスイッチングを例として示しているが、可変長のデータを扱うスイッチとしても適用可能である。
【００２７】
スイッチング装置は各種回線を収容する入力インタフェース１１１〜１１４と、出力インタフェース１２１〜１２４と、スイッチ部１４の接続を決定するスケジューラ部１３と、入力ポートＩＮ０〜８と出力ポートＯＵＴ０〜８の間のクロスコネクトを行う機能を持つスイッチ部１４とから構成される。以下の説明において、高速入力インタフェース、高速出力インタフェースと表記した場合、複数のスイッチポートを使用してスイッチに収容されたインタフェースを表すものとする。ポートと表記した場合、物理的なスイッチポートを表すものとする。
【００２８】
入力インタフェース１１１、１１２はスイッチポート速度以下の速度の回線を収容可能であり、１本のスイッチポートを用いてスイッチ部１４と接続される。入力インタフェース１１３、１１４はスイッチポート速度のＡ倍（Ａ：１以上Ｎ以下の自然数、Ｎ：全スイッチポート数以下の自然数）の速度を持つ回線を収容することが可能であり、Ａ本のスイッチポートを使用してスイッチ部１４と接続される。Ａの値は各入力インタフェースが収容する回線速度に応じた値をとり、入力インタフェース毎に異なる値をとることができる。
【００２９】
図１では連続した複数の入力ポートを使用して高速入力インタフェースを収容しているが、高速入力インタフェース収容時に使用する入力ポートは必ずしも連続した入力ポートである必要はない。入力インタフェース１１１〜１１４は、各種の回線（ＰＯＳ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＡＴＭなど）を収容し、受信したデータがパケットのように可変長データの場合は固定長のセル（以下、セルと記す）に分割し、セルを宛先毎に管理し、この管理情報をもとにスケジューラ部１３へスイッチへの送出要求１５１を送信し、スケジューラ部１３から受信した送出許可１５２に基づいてスイッチ部１４へセルの送出を行う。
【００３０】
出力インタフェース１２２、１２３はスイッチポート速度以下の速度の回線を収容可能であり、１本のスイッチポートを用いてスイッチ部１４と接続される。出力インタフェース１２１、１２４はスイッチポート速度のＡ倍（Ａ：１以上Ｎ以下の自然数、Ｎ：全スイッチポート数以下の自然数）の速度を持つ回線を収容することが可能であり、Ａ本のスイッチポートを使用してスイッチ部１４と接続される。Ａの値は各出力インタフェースが収容する回線速度に応じた値をとり、出力インタフェース毎に異なる値をとることができる。
【００３１】
図１では連続した複数の出力ポートを使用して高速出力インタフェースを収容しているが、高速出力インタフェース収容時に使用する出漁ポートは必ずしも連続した出力ポートである必要はない。出力インタフェース１２１〜１２４は、スイッチ部１４からセルの受信を行い、回線側へデータを送出する。
【００３２】
スイッチ部１４は、スケジューラ部１３より入力ポートと出力ポート間の接続情報１７を受信し、入力される主信号データ１６１のスイッチングを行い、所定の出力ポートへ主信号データ１６２を出力するブロックである。図１では８入力×８出力スイッチになっているが、入力ポート数、出力ポート数は任意であり、入力ポート数と出力ポート数は異なっていてもよい。
【００３３】
スケジューラ部１３は、リクエスト管理部１３１、リクエスト変換部１３２、スイッチ接続決定部１３３、接続割当変換部１３４より構成される。
リクエスト管理部１３１は、すべての入力インタフェースから送出要求１５１を受信し（ＲＥＱ０〜７）、接続割当のなされていない送出要求１５１の数を管理し、接続割当要求を生成し、リクエスト変換部１３２へ送信する（Ｒ３１）。リクエスト変換部１３２は、入力インタフェースおよび出力インタフェースの収容状況に基づいて受信した接続割当要求を変換し、変換結果をスイッチ接続決定部１３３へ通知する（Ｒ３２）。
スィッチ接続決定部１３３は、受信した接続割当要求に基づいてスイッチ部１４の入力ポートと出力ポートの接続を決定し、接続情報１７をスイッチ部１４に送信すると共に、接続割当変換部１３４およびスイッチ部１４へ接続割当結果を送信する（Ｇ３３）。
接続割当結果変換部１３４は、入力インタフェースおよび出力インタフェースの収容状況に基づいて受信した接続割当結果を変換し、入力インタフェース部１１１〜１１４へ送出許可１５２を通知し、同時に変換後の接続割当結果をリクエスト管理部１３１へ通知する（Ｇ３４）。
【００３４】
ここでは、スケジューラ部１３内にリクエスト管理部１３１、リクエスト変換部１３２、スイッチ接続決定部１３３、接続割当変換部１３４の全てが含まれている例を示した。しかし、リクエスト管理部１３１、リクエスト変換部１３２、接続割当変換部１３４は入力インターフェースに配備して、スイッチ接続決定部１３３のみをスケジューラ部に含ませる様な構成であっても、他の配備の形態であっても、各部の接続関係および動作が上述した例と同一であればよい。
【００３５】
入力インタフェースの詳細な構成を図２に示す。入力インタフェースは回線収容部２１と、宛先判定部２２と、ＶＯＱ管理部２３と、スケジューラＩＮＦ２４とで構成される。
回線収容部２１は回線２１１を収容し、受信したデータを固定長のセルに分割し、宛先判定部２２へセルを送信する（２１２）。
宛先判定部２２は受信したセルがどの出力インタフェースに出力されるかを判定し、判定結果による宛先と主信号データ（セル）をＶＯＱ管理部２３へ送信する（２１３）。
ＶＯＱ管理部２３は宛先毎にセルを管理し、この管理情報をもとにスィッチへの送出要求２２１をスケジューラＩＮＦ２４へ送信し、またスケジューラＩＮＦ２４より受信した送出許可に基づいて、主信号データ（セル）をスイッチ部へ出力する（２１４）。
スケジューラＩＮＦ２４は、ＶＯＱ管理部２３より受信した送出要求２２１に対して変換作業を行い、変換後の送信要求２２２をスケジューラ部１３へ送信する。またスケジューラ１３より受信した送信許可２２３をＶＯＱ管理部２３へ送信する（２２４）。
【００３６】
次に本発明の実施の形態の入力インタフェースの動作を図２を用いて詳細に説明する。回線収容部２１は回線２１１からデータを受信し、収容している回線固有の処理を行い、受信したデータがパケットのように可変長のデータの場合は固定長のセルに分割し、宛先判定部２２へセルを送信する。宛先判定部２２は、受信したセルがどの出力インタフェースに転送されるのかを判定した後、ＶＯＱ管理部２３へセルと宛先情報を送信する（２１３）、以下の説明では宛先の出力インタフェースは、スイッチの出力ポート番号を用いて表す。
【００３７】
図３を用いて具体例を述べる。１本のスイッチポートで接続されている出力インタフェース１２２へ転送する場合は、宛先は出力ポートＯＵＴ４となる。４本のスイッチポートで接続されている出力インタフェース１２１へ出力したい場合、主信号データは４つの出力ポートＯＵＴ０〜ＯＵＴ３いずれの出力ポートを経由しても出力インタフェース１２１へ到達することができ、４つの出力ポートＯＵＴ０〜ＯＵＴ３は１つの論理ポートとみなすことができる。そこで、４つの出力ポートＯＵＴ０〜ＯＵＴ３からいずれか１ポートを「代表ポート」として選択し、宛先は代表ポートを用いて定義する。
【００３８】
図３の例では、出力ポートＯＵＴ０〜ＯＵＴ３は代表ポートＯＵＴ０で表される。したがって、出力インタフェース１２１宛のセルの宛先はＯＵＴ０となる。同様に出力ポートＯＵＴ６、ＯＵＴ７の代表ポートをＯＵＴ６とすると、出力インタフェース２２４宛のセルの宛先はＯＵＴ６となる。ここでは、出力ポートＯＵＴ０〜ＯＵＴ３の代表ポートとして、もっともポート番号の小さいＯＵＴ０を選択しているが、代表ポートは同じ出力インタフェースに接続されている出力ポートであれば、どれを選択しても問題ない。つまりＯＵＴ０〜ＯＵＴ３の代表ポートとして、ＯＵＴ０の代りにＯＵＴ２を選択したとしても全く問題は無い。また、１本のスイッチポートで接続されている出力インタフェースの場合、代表ポートは出力ポートと同じであると考える。
【００３９】
図２において、ＶＯＱ管理部２３は、宛先判定部２２よりセルおよび宛先情報２１３を受信し、セルを宛先毎つまり出力インタフェース毎のキュー（図４の４１〜４４）に格納し、スケジューラＩＮＦ１４にセルの送出要求２２１を送出する。また、スケジューラＩＮＦ１４からセルの送出許可２２４を受信し、送出を許可された出力ポート宛のセルをスイッチ部へ送出する（２１４）。
【００４０】
ＶＯＱ管理部が、出力許可を受信した際のセルの送出で、スイッチポートを１本しか持たない入力インタフェース１１１の場合の動作について図４を用いて以下に説明する。
スイッチポートＩＮ０から出力ポートＯＵＴ０への出力許可（以下、ＩＮ０→ＯＵＴ０と記す）を受信すると、ＯＵＴ０宛のキュー４１から先頭のセル４０１を読み出して、入力ポートＩＮ０へ出力する。入力ポートＩＮ０へ出力されたセルは、スイッチ部を経由し、代表出力ポートＯＵＴ０で表される４つの出力ポートＯＵＴ０〜３のいずれかを通り出力インタフェース１２１へ転送される。例として図４においてはＯＵＴ１を通っている。
【００４１】
次に、出力許可を受信した際のセルの送出で、スイッチポート４本と接続されている入力インタフェース１１３が出力許可を受信した場合の動作について図５を用いて以下に説明する。
入力インタフェース１１３の場合には、スイッチポートが４本接続されているために
、複数の送出許可を同時に受信することになる。同時に受信する送出許可の最大数は入力インタフェースに接続されている入力ポート数であり、入力インタフェース１１３の場合は最大４個の送出許可を同時に受信する可能性がある。
【００４２】
例えば、ＩＮ２→ＯＵＴ４、ＩＮ３→ＯＵＴ０、ＩＮ４→ＯＵＴ０、ＩＮ５→ＯＵＴ６の４個の送出許可を受信したとすると、スイッチポートＩＮ２には出力ポートＯＵＴ４宛のキュー５２の先頭のセル５２１が出力され、スイッチ部を経由して出力インタフェース１２２へ転送される。同様に、スイッチポートＩＮ５には出力ポートＯＵＴ６宛のキュー５４の先頭のセル５４１が出力され、スイッチ部を経由して出力インタフェース１２４へ転送される。
【００４３】
出力ポートＯＵＴ０宛の送出許可はＩＮ３→ＯＵＴ０、ＩＮ４→ＯＵＴ０のように複数個存在するので、出力ポートＯＵＴ０宛のキュー５１の先頭から順に送出許可の個数分のセル（図５の例で５１１、５１２の２つのセルは）を読み出し、送出許可が得られた入力ポートに出力する。このとき、先にキューに到着したセル（キューの先頭にあるセル）から順に若番の入力ポートに出力され、後で到着したセルほどポート番号の大きい入力ポートに出力されるように、入力ポートの割り当てを行う。
【００４４】
出力インタフェースでは、若番の入力ポートから受信したセルから順に回線側へ出力する。これにより、同じ出力インタフェース宛の複数個のセルを同時に送出してもセルの順序を保証することができる。図５の例で述べると、出力ポートＯＵＴ０宛のキュー５１の先頭にあるセル５０１を若番の入力ポートＩＮ３に出力し、キュー５１の２番目に入っていたセル５０２を入力ポートＩＮ４へ出力する。出力インタフェース１２１では、入力ポートＩＮ３から送られてきたセル５１１と入力ポートＩＮ４から送られてきたセル５１２を同時に受信するが、出力回線５５へ出力するときには若番の入力ポートから送られてきたセルから順に多重する。図５の例では、入力ポートＩＮ３から送られてきたセル５１１を先に出力回線５５へ出力し、次に入力ポートＩＮ４から送られてきたセル５１２を出力回線５５へ出力する。このように出力インタフェースでは若番の入力ポートから送られてきたセルから順に出力回線に出力することで、セルの順序を保証することが可能になる。
【００４５】
ここでは、複数の送出許可が得られた時に入力インタフェースのキューの先頭のセルを若番の入力ポートから順に出力する場合の例を説明しているが、送出許可が得られた複数のセルを複数の入力ポートにどのように出力するかを決定するルールが規定され、入力インタフェースと出力インタフェースがともに同じルールに従ってセルの転送を行えば順序保証を行うことが可能である。ルールの例としては、上記説明に用いたようにキューの先頭にあるセルから順に若番の入力ポートに出力する方法、キューの先頭にあるセルから順に番号の大きな入力ポートに出力する方法が挙げられる。
【００４６】
図２に示されるスケジューラＩＮＦ２４は、ＶＯＱ管理部２３より送出要求２２１を受信しスケジューラ１３へ送出要求２２２を送信する機能と、スケジューラ１３から送出許可２２３を受信しＶＯＱ管理部２３へ送出許可２２４を通知する機能をもつ。
【００４７】
まず、スケジューラＩＮＦの送信要求２２２の送信について説明する。スイッチポートを１本しか持たない入力インタフェース１１１や１１２の場合、スケジューラＩＮＦ２４はＶＯＱ管理部２３より受信した送出要求２２１に対して特別な処理は行わず、受信した送出要求２２１をそのまま送出要求２２３としてスケジューラ１３へ送信する。高速入力インタフェース１１３や１１４の場合、複数の入力ポートに接続されているので、ＶＯＱ管理部２３より受信した送出要求２２１を接続されている複数の入力ポートに振り分けて、入力ポート単位に送出要求２２２をスケジューラ部１３へ送信する。
【００４８】
入力インタフェース１１３の場合の例を図６に示す。スケジューラＩＮＦ２４は送出要求２２１を受信する。送出要求２２１は出力ポート毎の送出要求数から構成される。図６で送出要求数が斜線になっている出力ポートは、代表ポートでない出力ポートであり、代表ポートに対してのみ送出要求が出力されるため、代表ポートでない出力ポートには送出要求は発生しない。高速入力インタフェースは４本の入力ポートＩＮ２〜ＩＮ５と接続されているため、受信した送出要求２２１を４本の入力ポートに振り分けて、スケジューラ部１３へ出力する。送出要求の入力ポートへの振り分けアルゴリズムは任意のアルゴリズムが使用できるが、できるだけ送出要求が均一に分散するように振り分けるのが望ましい。
スケジューラＩＮＦが受信した送信許可２２３は、変換を行わずそのまま送信許可２２４としてＶＯＱ管理部２３へ送信する。
【００４９】
次に、スケジューラ部１３の動作を説明する。リクエスト管理部１３１は、接続割当の完了していない送出要求の数を管理するリクエストカウンタを持つ。リクエストカウンタは図７（ａ）に示す行列の構成となっており、接続割当待ちの送出要求数が入力ポート、出力ポートの組単位に管理されている。
【００５０】
例えば、入力ポート５から出力ポート６への送出要求が４個あることを示している。リクエスト管理部１３１は、入力インタフェース１１１〜１１４から送出要求１５１を受信すると、送出要求１５１の内容をリクエストカウンタに加算する。また、スイッチ接続決定部１３３より接続割当結果Ｇ３４を受信しリクエストカウンタを減算する。リクエスト管理部１３１は、リクエストカウンタの状態に基づいて、接続割当要求Ｒ３１を生成し、リクエスト変換部１３２へ送信する。接続割当要求Ｒ３１の生成方法は、図７（ｂ）に示す構成となっており、接続要求が存在する個所には１がセットされ、接続要求が存在しない個所には０がセットされていることを表している。
【００５１】
リクエスト変換部１３２は、出力インタフェースの収容状況に応じてリクエスト管理部１３１から受信した接続割当要求Ｒ３１の変換を行い、スイッチ接続決定部１３３へ変換後の接続割当情報Ｒ３２を送信する。例えば、リクエスト管理部１３１より受信した接続割当要求Ｒ３１が図７（ｂ）のようになっていたとする。この接続割当要求Ｒ３１によると、入力ポート０→出力ポート０へ接続割当要求があることが分かる。前述のように、どの出力ポートに出力するかは代表ポートで表すことになっているので、代表出力ポート０への接続割当要求は出力インタフェース１２１への出力要求である。
【００５２】
出力インタフェース１２１は出力ポート０〜３に接続されているので、入力ポート０→代表出力ポート０への接続割当要求があった場合、ＩＮ０→ＯＵＴ０、ＩＮ０→ＯＵＴ１、ＩＮ０→ＯＵＴ２、ＩＮ０→ＯＵＴ３のうち、いずれか一つに対して接続割当が行われればよい。そこで、出力ポート０宛の接続割当要求を同じ出力インタフェースに属すする出力ポート１〜３にもコピーする。１個の接続割当要求がコピーされて、合計４個の接続割当要求になっているが、これら４個の接続割当要求はすべて同じ入力ポートに所属しているため、実際に接続割当が行われる接続割当要求は多くとも１個であることが保証されている。
【００５３】
同様に、ＩＮ０→ＯＵＴ６の接続割当要求も、ＩＮ０→ＯＵＴ７にもコピーする。同様の変換作業を、すべての入力ポートについて行う。変換後の接続割当要求は、図７（ｃ）のようになる。図７（ｃ）で太線で囲まれた四角は、代表出力ポートに対する接続割当要求をコピーした範囲を表す。
【００５４】
スイッチ接続決定部１３３は、受信した接続割当情報Ｒ３２を基にスイッチの入力ポートと出力ポート間の接続割当を行う、なおこの接続割当には、任意の割当アルゴリズムを使用することができる。その後、接続割当を行った結果である接続割当結果Ｇ３３を接続割当変換部１３４へ通知し、同時に接続割当結果をスイッチ部１４へ通知する。接続割当結果の一例を図８（ａ）（ｂ）に示す。
【００５５】
接続割当変換部１３４は、接続割当結果Ｇ３３を代表出力ポートに関する情報に変換し、入力インタフェースに送信許可１５２を送信する（ＧＮＴ０〜７）。同時に、変換した接続割当結果をリクエスト管理部１３１へ送信する（Ｇ３４）。
【００５６】
接続割当結果の変換方法を図８を用いて説明する。リクエスト変換部１３２が変換した接続割当情報Ｒ３２が図８（ａ）に示される内容で、スイッチ接続決定部１３３から受信した接続割当結果Ｇ３３が図８（ｂ）であったとする。図８（ｂ）で、１が書かれている個所が接続割当の行われた入力ポートと出力ポートの組み合せである。接続割当結果Ｇ３３では、出力ポートは代表ポートではなく、実際のスイッチポートの番号でしていされている。これに対して、入力インタフェース１１１〜１１４やリクエスト管理部１３１では出力ポートは代表ポートを用いて管理されている。したがって、接続割当結果Ｇ３３を代表ポートを用いて表した接続割当結果に変換する必要がある。具体的には、同じ出力インタフェース１２１に属する出力ポート０〜３の接続割当結果を、代表ポート０に集約する。
【００５７】
つまり、入力ポート０→出力ポート０、入力ポート０→出力ポート１、入力ポート０→出力ポート２、入力ポート０→出力ポート３のいずれか一つに接続割当がなされていれば、入力ポート０→代表出力ポート０に接続割当がなされたこととする（すなわち、入力ポート０、出力ポート０の個所に１を設定する）。代表ポートでない出力ポートについては、すべて０を設定する。同様の処理をすべての代表ポート、すべての入力ポートについて行う。その結果、変換後の接続割当情報は図８（ｃ）のようになる。
【００５８】
変換後の接続割当情報を元に各入力インタフェースに送出許可１５２を送信する。例えば、入力ポート０には出力ポート０への送出許可が送信され、入力ポート４には出力ポート６への送出許可が送信される。また、変換後の接続割当情報をリクエスト管理部１３１へ通知し、リクエスト管理部１３１にてリクエストカウンタの減算処理を行う。
【００５９】
スイッチ部１４はスケジューラ部１３から受信した接続割当結果１７に基づき、入力ポートから入力される主信号データ１６１のスイッチングを行い、出力ポートから主信号データ１６２を出力インタフェース１２１〜１２４へ出力する。
【００６０】
図１では、リクエスト管理部１３１、リクエスト変換部１３２、接続割当変換部１３４をスケジューラ部１３に配備しているが、機能を入力インタフェース単位に分割し、入力インタフェース上に分散して配置することも可能である。
【００６１】
図１０に本願発明のスイッチング装置模式図を示す。各スイッチポートの通信速度が２．４Ｇｂｉｔ／ｓｅｃであるスイッチにおいて、上述した本願発明を用いることにより、４本のスイッチポートを収納したインターフェースを形成することで、１０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃの通信速度を備えたインターフェースとすることができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明を用いることで、複数のスイッチポートを使用して高速インタフェースを収容することができ、高速インタフェースを収容した場合においてもスイッチ接続割り当てを効率的に行うことが可能になる。この効果は、入力インタフェースは代表ポートに対して接続割当要求を行い、スケジューラ部において代表ポートで表される出力ポートのグループ全体に接続割当要求のコピーをスイッチ接続割当を行う前に行うことによって得られる。
【００６３】
また、入力インタフェースで若番の入力ポートから順に古いセルを送出し、出力インタフェースにおいて出力回線にセルを出力する際に若番の入力ポートから転送されたセルから順に出力回線への出力を行うことにより、セルの順序保証を容易に行うことが可能になる。
【００６４】
入力インタフェースはスケジューラ部にセルの送出要求（接続割当要求）を行う際に出力ポートの指定を行うが、セルが転送される宛先が高速出力インタフェースの場合、代表ポートを用いて出力ポートの指定を行う。代表ポートは、高速出力インタフェースが接続されている複数の出力ポートの中から一つを用いて表現する。
スケジューラ部では、スイッチの接続割当を行う前に、代表ポート宛の接続割当要求を代表ポートが属する高速出力インタフェースに接続されているすべての出力ポートにコピーを行う。この変換作業により、宛先の高速出力インタフェースに接続されているいずれかの出力ポートに接続割当を行うことが可能である。さらに、一つの入力ポートに対しては割当てられる出力ポートは一つなので、接続割当要求のコピーを行っても接続割当が余計に行われることはない。
【００６５】
接続割当が行われると入力インタフェースは送出許可をスケジューラ部より受信し、送出許可が得られた出力ポート宛のセルを古いセルから順に送出する。高速入力インタフェースは複数の入力ポートと接続されているため、同時に複数の入力ポートから同じ出力ポート宛の送出許可を受信することがある（最大数は接続されている入力ポート数）。この場合、送出許可を受信した出力ポート宛のセルのキューの先頭から送出許可数分だけ順番に送出する。その際、古いセルから順番に若番の入力ポートに出力され、送出するセルの中で最も新しいセルが最もポート番号の大きい入力ポートに出力されるように入力ポートの割り当てを行い、出力インタフェースでは若番の入力ポートから受信したセルから順に回線側へ出力することで、セルの順序を保証することが可能である。
【００６６】
このようなスイッチング制御を行うことにより、スイッチポート速度よりも高速なインタフェースをスイッチに収容した場合に、スイッチの接続割当を効率的に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】スイッチング装置全体構成図
【図２】入力インターフェース構成図
【図３】スイッチ部と入出力インターフェースとの接続例
【図４】１つの入力ポートと接続された入力インターフェースの動作例
【図５】複数の入力ポートと接続された入力インターフェースの動作例
【図６】スケジューラＩＮＦの動作例
【図７】リクエストカウンタの変換方法の例
【図８】接続割当の変換方法の例
【図９】従来のスイッチング方式の構成と動作を示す図
【図１０】スイッチング装置模式図
【符号の説明】
１１１〜１１４…入力インターフェース
１２１〜１２４…出力インターフェース
１３１…リクエスト管理部
１３２…リクエスト変換部
１３３…スイッチ接続決定部
１３４…接続割当変換部
１４…スイッチ部
１５１…送出要求
１５２…送出許可
１６１、１６２…主信号データ
１７…接続情報
Ｒ３１…接続割当要求
Ｒ３２…接続割当情報
Ｇ３３、Ｇ３４…接続割当結果
ＩＮ０〜７…入力ポート
ＯＵＴ０〜７…出力ポート
２１…回線収容部
２２…宛先判定部
２３…ＶＯＱ管理部
２４…スケジューラＩＮＦ
２１１…パケット
２１２…セル
２１３…セル及び宛先情報
２１４…セル
２２１、２２２…送出要求
２２３、２２４…送出許可
４１〜４４…キュー
４０１〜４６４…セル
５１〜５４…キュー
５５…出力回線
５１１〜５４４…セル
９１〜９４…セル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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