(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回線対応ユニットそれぞれに備えられた入力側サブユニットに、この入力側サブユニットに収容されたノード間パスからＩＰパケットをカプセル化した一連のＡＴＭセルが入力され、これらのＡＴＭセルをスイッチ回路を介して前記複数の回線対応ユニットそれぞれに備えられた適切な出力側サブユニットに転送し、その出力側サブユニットに収容された適切なノード間パスに送出するＩＰｏｖｅｒ ＡＴＭスイッチにおいて、
前記各入力側サブユニットは、
前記一連のＡＴＭセルが入力されるノード間パスを示す入力元情報と前記一連のＡＴＭセルから再構成されるべきＩＰパケットの宛先を示す宛先情報との組み合わせについて、当該入力側サブユニットと前記宛先情報に対応する出力側サブユニットとの間に設定されるべき内部パスを示す内部パス識別子を含む情報を格納する内部パステーブルと、
前記複数の回線対応ユニットに収容される全てのノード間パスについてそれぞれに対応するＩＰアドレスを示す情報と、前記各ノード間パスにおけるＡＴＭセルの伝送に関する情報とに基づいて、自ユニットに収容している入力元情報と前記宛先情報との組み合わせについて、それぞれ該当する入力側サブユニット１０１と出力側サブユニット１０３とを結ぶ内部パスを示す内部パス識別子を所定の規則に従って割り当てることにより、前記内部パステーブルを作成する内部パス管理手段と、
各ノード間パスからそれぞれ入力される一連のＡＴＭセルに含まれる情報に基づいて、前記一連のＡＴＭセルから再構成されるべきＩＰパケットの宛先を示す宛先情報を入力側のノード間パスごとに検出する宛先情報検出手段と、
前記一連のＡＴＭセルそれぞれに対応する入力元情報と宛先情報との組み合わせに基づいて、前記内部パステーブルから対応する内部パス識別子を含む情報を検索し、この情報を用いて、前記一連のＡＴＭセルに含まれるヘッダを変換して前記スイッチ回路に入力する内部変換手段とを備えた構成であり、
前記各出力側サブユニットは、
当該出力側サブユニットに収容される各内部パスを示す内部パス識別子に対応して、ＡＴＭセルのヘッダ変換に必要なヘッダ変換情報として、適切な宛先に至るノード間パスを示す仮想チャネル識別子を含む情報を格納するヘッダ変換テーブルと、
前記各ノード間パスにおけるＡＴＭセルの伝送に関する情報と、前記内部パス管理手段によって各宛先情報に割り当てられた内部パス識別子を示す情報とに基づいて、前記各内部パス識別子に対応するヘッダ変換情報を作成し、前記ヘッダ変換テーブルを作成する変換管理手段と、
前記スイッチ回路から前記各内部パスを介して受け取った一連のＡＴＭセルについて、前記各内部パスを示す内部パス識別子に対応して前記ヘッダ変換テーブルに格納されたヘッダ変換情報を用いて、これらのＡＴＭセルのヘッダをそれぞれ変換するヘッダ変換手段とを備えた構成である
ことを特徴とするＩＰ ｏｖｅｒＡＴＭスイッチ。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭスイッチにおいて、
各入力側サブユニットに備えられた宛先情報検出手段は、
各ノード間パスに対応して、入力された複数のＡＴＭセルをそれぞれ保持するセルバッファと、
前記セルバッファに各ノード間パスに対応して蓄積された複数のＡＴＭセルに含まれるデータからＩＰアドレスを抽出し、対応するノード間パスを示す入力元情報とともに出力する宛先情報抽出手段とを備えた構成であり、
各入力側サブユニットに備えられた内部パス管理手段は、
入力される可能性のある全てのＩＰアドレスと、各回線対応ユニットにそれぞれ収容されているノード間パスに付与された宛先番号との対応関係を保持する宛先テーブルと、
前記宛先情報抽出手段によって各ノード間パスについて抽出されたＩＰアドレスに基づいて前記宛先テーブルを検索し、得られた宛先番号と対応する入力元情報とに基づいて内部パス識別子を作成し、ヘッダ変換に必要な情報とともに前記入力元情報で示される入力側のノード間パスに対応して内部パステーブルに登録する内部パス登録手段と、
前記各ノード間パスから入力される一連のＡＴＭセルを監視し、ＩＰパケットの末尾を示す情報を検出したときに、該当するノード間パスに対応して前記内部パステーブルに保持された内部パス識別子を含む情報をクリアするとともに、前記セルバッファに以降に該当するノード間パスから入力されるＡＴＭセルを新たなＩＰパケットに対応する一連のＡＴＭセルとして保持する旨を指示する構造検出手段とを備えた構成であり、
前記内部パステーブルは、入力側の各ノード間パスに対応して、前記内部パス登録手段によって作成された内部パス識別子を含む情報を保持する構成であり、
内部変換手段は、各ノード間パスから入力される一連のＡＴＭセルについて、当該ノード間パスに対応して前記内部パステーブルに登録された前記内部パス識別子を含む情報を用いてヘッダ変換を行なう構成である
ことを特徴とするＩＰ ｏｖｅｒＡＴＭスイッチ。
【請求項３】
請求項２に記載のＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭスイッチにおいて、
内部パス登録手段は、
前記各出力側サブユニットに収容されている全てのノード間パスを示す宛先番号ごとにそれぞれ対応する一群の動的番号を保持する番号ＦＩＦＯと、
宛先情報抽出手段によって各ノード間パスについて検出されたＩＰアドレスに基づいて、宛先テーブルから対応する宛先番号を検索する宛先検索手段と、
前記宛先検索手段によって各ノード間パスに対応して検索された宛先番号に応じて、対応する前記番号ＦＩＦＯから動的番号を順次に取り出して、それぞれのノード間パスから入力される一連のＡＴＭセルに対応するＩＰパケットに割り当てて前記宛先番号とともに出力し、ＩＰパケットの末尾を検出した旨の検出信号の入力に応じて、対応するノード間パスから入力された一連のＡＴＭセルに対応するＩＰパケットに割り当てられた動的番号を解放し、当該ＩＰパケットの宛先に対応する番号ＦＩＦＯに入力する番号管理手段と、
前記番号管理手段によって出力される宛先番号と動的番号との組み合わせに基づいて内部パス識別子を作成し、ヘッダ変換に必要な情報とともに、それぞれの入力側のノード間パスに対応して内部パステーブルに登録する登録手段とを備えた構成であり、
構造検出手段は、前記各ノード間パスから入力される一連のＡＴＭセルからＩＰパケットの末尾を示す情報を検出したときに、該当するＩＰパケットの末尾を検出した旨の検出信号を前記番号管理手段に入力するとともに、該当するノード間パスに対応して内部変換テーブルに登録された情報をクリアする構成である
ことを特徴とするＩＰ ｏｖｅｒＡＴＭスイッチ。
【請求項４】
請求項３に記載のＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭスイッチにおいて、
宛先テーブルは、ＩＰアドレスと、各回線対応ユニットにそれぞれ収容されているノード間パスに付与された宛先番号との対応関係に加えて、各ノード間パスへＡＴＭセルを出力する際に適用されるサービス品質を示す出力側の品質情報を保持する構成であり、
登録手段は、各ノード間パスについて通知される品質クラスに関する情報を対応する内部パス識別子とともに内部パステーブルに登録する構成であり、
番号ＦＩＦＯは、各宛先番号に対応する一群の動的番号として、それぞれ当該入力側サブユニットに収容可能な最大の入力ノード間パス数に所定の係数を乗じた数に相当する数の動的番号を保持する構成であり、
宛先情報検出手段は、セルバッファに各ノード間パスに対応して蓄積された複数のＡＴＭセルに含まれるデータからサービス品質に関する情報を抽出し、対応するノード間パスを示す入力元情報とともに出力する品質情報抽出手段とを備えた構成であり、
内部パス管理手段は、各ノード間パスに対応して、宛先情報抽出手段によって抽出された宛先情報に対応して宛先テーブルから出力側の品質情報を検索し、この出力側の品質情報と前記品質情報抽出手段によって抽出された品質情報とに基づいて、各入力元情報に対応する品質クラスを決定し、登録手段に通知する品質クラス決定手段を備えた構成である
ことを特徴とするＩＰ ｏｖｅｒＡＴＭスイッチ。
【請求項５】
それぞれがＡＴＭスイッチである複数のノードから構成される基幹網であって、各ノードに接続されたアクセス網からＩＰパケットをカプセル化したＡＴＭセルを受け取り、これらのＡＴＭセルを伝送するＩＰｏｖｅｒ ＡＴＭネットワークシステムにおいて、
前記各ＡＴＭスイッチは、
複数の回線対応ユニットそれぞれに備えられた入力側サブユニットに、この入力側サブユニットに収容されたノード間パスからＩＰパケットをカプセル化した一連のＡＴＭセルが入力され、これらのＡＴＭセルをスイッチ回路を介して前記複数の回線対応ユニットそれぞれに備えられた適切な出力側サブユニットに転送し、その出力側サブユニットに収容された適切なノード間パスに送出するＩＰｏｖｅｒ ＡＴＭスイッチであって、
前記各入力側サブユニットは、
前記一連のＡＴＭセルが入力されるノード間パスを示す入力元情報と前記一連のＡＴＭセルから再構成されるべきＩＰパケットの宛先を示す宛先情報との組み合わせについて、当該入力側サブユニットと前記宛先情報に対応する出力側サブユニットとの間に設定されるべき内部パスを示す内部パス識別子を含む情報を格納する内部パステーブルと、
前記複数の回線対応ユニットに収容される全てのノード間パスについてそれぞれに対応するＩＰアドレスを示す情報と、前記各ノード間パスにおけるＡＴＭセルの伝送に関する情報とに基づいて、自ユニットに収容している入力元情報と前記宛先情報との組み合わせについて、それぞれ該当する入力側サブユニット１０１と出力側サブユニット１０３とを結ぶ内部パスを示す内部パス識別子を所定の規則に従って割り当てることにより、前記内部パステーブルを作成する内部パス管理手段と、
各ノード間パスからそれぞれ入力される一連のＡＴＭセルに含まれる情報に基づいて、前記一連のＡＴＭセルから再構成されるべきＩＰパケットの宛先を示す宛先情報を入力側のノード間パスごとに検出する宛先情報検出手段と、
前記一連のＡＴＭセルそれぞれに対応する入力元情報と宛先情報との組み合わせに基づいて、前記内部パステーブルから対応する内部パス識別子を含む情報を検索し、この情報を用いて、前記一連のＡＴＭセルに含まれるヘッダを変換して前記スイッチ回路に入力する内部変換手段とを備えた構成であり、
前記各出力側サブユニットは、
当該出力側サブユニットに収容される各内部パスを示す内部パス識別子に対応して、ＡＴＭセルのヘッダ変換に必要なヘッダ変換情報として、適切な宛先に至るノード間パスを示す仮想チャネル識別子を含む情報を格納するヘッダ変換テーブルと、
前記各ノード間パスにおけるＡＴＭセルの伝送に関する情報と、前記内部パス管理手段によって各宛先情報に割り当てられた内部パス識別子を示す情報とに基づいて、前記各内部パス識別子に対応するヘッダ変換情報を作成し、前記ヘッダ変換テーブルを作成する変換管理手段と、
前記スイッチ回路から前記各内部パスを介して受け取った一連のＡＴＭセルについて、前記各内部パスを示す内部パス識別子に対応して前記ヘッダ変換テーブルに格納されたヘッダ変換情報を用いて、これらのＡＴＭセルのヘッダをそれぞれ変換するヘッダ変換手段とを備え、
前記各ノードとその他のノードとの間に、それぞれ所定の数の網内パスを形成しており、入力されるＡＴＭセルのヘッダに内部パス識別子として含まれる網内パス識別子に基づいて、網内パス識別子で示された入力側サブユニットおよび出力側サブユニットの間に、網内パス識別子に一意に対応する網内パスを形成するルーティング手段と、
前記基幹網を構成する各ノードに対応して設けられ、対応するノードとこのノードに接続されるアクセス網との間におけるＡＴＭセルのやりとりを管理するアクセス管理手段とを備え、
前記アクセス管理手段は、
対応するアクセス網において設定された各ノード間パスから入力される一連のＡＴＭセルに、これらのＡＴＭセルから再構成されるべきＩＰパケットの宛先に応じた網内パスをそれぞれ割り当て、前記網内パスを示す網内パス識別子を前記一連のＡＴＭセルそれぞれのヘッダに書き込んで、対応するノードに入力する網内パス割当手段と、
網内パスを介して対応するノードに到達した一連のＡＴＭセルであって、対応するアクセス網に出力すべき一連のＡＴＭセルを受け取り、これらのＡＴＭセルから再構成されるべきＩＰパケットの宛先に応じて、適切なノード間パスを前記一連のＡＴＭセルのヘッダに書き込んで、これらのＡＴＭセルを対応するアクセス網に出力する出力手段とを備えた構成である
ことを特徴とするＩＰ ｏｖｅｒＡＴＭネットワークシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭネットワークシステムにおいて、
ルーティング手段は、各ノードからその他のノードへの伝送経路として、各ノードに収容可能な最大のノード間パスに相当する数の網内パスを、その他の各ノードに備えられた出力手段から出力されるＡＴＭセルの宛先ごとに、それぞれ形成しており、
アクセス管理手段は、アクセス網において設定されたノード間パスにかかわらず、同一の宛先に送られるべきＡＴＭセルに、該当する同一のノードへ至る網内パスのいずれかを割り当てる構成である
ことを特徴とするＩＰ ｏｖｅｒＡＴＭネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰ（ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に従うパケットをＡＴＭ  （ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｍｏｄｅ）技術が適用されたネットワークにおいて伝送するためのＡＴＭスイッチ（以下、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチと称する）およびこのようなＩＰ    ｏｖｅｒ    ＡＴＭスイッチからなるＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭネットワークシステムに関し、特に、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチおよびＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭネットワークシステム内部においてＡＴＭセルのヘッダを変換する技術に関する。
インターネットの急速な普及に伴って、ＩＰに従って伝送されるデータ量は急速に増大しており、今や、ＩＰパケット交換はデータ通信の主流となりつつある。特に、動画像データの伝送などのようにリアルタイム性が強く要求されるサービスに対する需要の高まりは顕著である。
これに伴って、ＩＰパケットにカプセル化された動画像データや音声データなどを、高品質を保って伝送するための技術（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）が要望されている。そのような技術の一つとして、ＩＰパケットをＡＴＭネットワークを介して伝送する技術（ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭ）があり、ＩＰパケットを伝送する際に発生する遅延および揺らぎを、ＡＴＭネットワークの機能を利用して低減することが期待されている。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰパケットをＡＴＭスイッチから構成されるネットワークを介して伝送する場合には、ＩＰパケットは、複数のＡＴＭセルに分解されて伝送される。このとき、この通信に対して、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭ  を管理するソフトウェアにより、仮想的な伝送路（ＶＣ：Ｖｉｒｔｕａｌ  ｃｈａｎｎｅｌ）が割り当てられ、このＶＣを示す識別子（ＶＰＩ：Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐａｔｈ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ，ＶＣＩ：Ｖｉｒｔｕａｌ  ｃｈａｎｎｅｌ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）が各ＡＴＭセルのヘッダに書き込まれて、ＡＴＭスイッチにおけるルーティング処理に利用されている。
【０００３】
ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などによって、発信端末と着信端末とを結ぶコネクションが確立される場合は、ＡＴＭセルの伝送を管理するソフトウェアによって、ＡＴＭセルが発信端末から着信端末まで伝送される経路上に存在する全てのＡＴＭスイッチなどのノードそれぞれの間について、個別にノード間ＶＣが割り当てられるのが普通である。このとき、上述したソフトウェアは、各ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの出力側に収容されたノード間ＶＣごとに、それぞれ適切なＩＰアドレスの集合を対応付けている。
【０００４】
このため、各ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチは、回線対応ユニットに備えられた入力側サブユニットに各ノード間ＶＣから入力されるＩＰパケットに対応する一連のＡＴＭセルを、それぞれ異なる内部パスを介して適切な出力側サブユニットに渡し、各出力側サブユニットにおいて、ＩＰパケットに対応する一連のＡＴＭセルごとに出力側の適切なノード間ＶＣに送出する処理を行う必要がある。なぜなら、上述したように、出力側のノード間ＶＣは、必ずしも一意のＩＰアドレスに対応していないので、単純に、入力側のノード間ＶＣと出力側ＶＣとを対応付けたのでは、異なるＩＰアドレスを宛先とするＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群が、出力側サブユニットから一つのノード間ＶＣに入り混じって出力されてしまう可能性があるからである。
【０００５】
図２１に、従来のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの第１の構成例を示す。
図２１に示したスイッチ回路には、予め、各回線対応ユニットに備えられた入力側サブユニット（ＬＵＩ）から各回線対応ユニットに備えられた出力側サブユニット（ＬＵＯ）への伝送経路が、内部パスとして設定されている。例えば、Ｌ個の回線対応ユニットを備えている場合は、スイッチ回路においてＬ×Ｌ本の内部パスが設定される。また、各入力側サブユニットには、ＩＰアドレスとそれぞれが収容している内部パスを示す内部パス識別子との入力側対応表および各内部パスに関する情報（ルーティング情報など）が、各出力側サブユニットには、ＩＰアドレスと出力側のノード間ＶＣを示すＶＰＩ、ＶＣＩとの出力側対応表が、それぞれ上位のソフトウェアから渡されている。
【０００６】
この場合に、ＩＰパケットをカプセル化した一連のＡＴＭセルは、まず、パケット組み立て部４１１によって入力側のノード間ＶＣごとにＩＰパケットに組み立てられる。このとき、パケット組み立て部４１１は、ＩＰパケットに入力側のノード間ＶＣを示す内部ヘッダを付加して内部パケットを形成し、この内部パケットをパケット処理部４１２に送る。このパケット処理部４１２において、方路検索部４１３は、各ＩＰパケットに含まれるＩＰアドレスを抽出し、上述した入力側対応表からこのＩＰアドレスに対応する内部パス識別子を検索する。次に、ヘッダ置換部４１４は、この内部パス識別子を含む情報を用いて上述した内部ヘッダを置き換え、この内部ヘッダを含む内部パケットをパケット分解部４１５に渡す。パケット分解部４１５は、内部パケットに含まれるＩＰパケットをＡＴＭセルに分解するとともに、内部ヘッダとして付加された内部パス識別子を用いて、ＡＴＭセルのヘッダを書き換えて、スイッチ回路に送出する。このようにして、入力されたＩＰパケットの宛先に応じて、対応するＡＴＭセル群をそれぞれ適切な内部パスに入力し、適切な出力側サブユニットに渡すことができる。一方、出力側サブユニットにおいて、パケット組み立て部４２１は、内部パスごとにＡＴＭセルからＩＰパケットを組み立て、内部パスを示す内部ヘッダを付加して内部パケットを形成し、この内部パケットをパケット処理部４２２に渡す。そして、このパケット処理部４２２において、方路検索部４２３は、各ＩＰパケットに含まれるＩＰアドレスを抽出し、上述した出力側対応表からこのＩＰアドレスに対応するＶＰＩ，ＶＣＩを検索する。次に、ヘッダ置換部４２４は、このＶＰＩ，ＶＣＩを含む情報を用いて内部ヘッダを置き換え、この内部パケットをパケット分解部４２５に渡す。パケット分解部４２５は、内部パケットに含まれるＩＰパケットをＡＴＭセルに分解するとともに、内部ヘッダとして付加されたＶＰＩ，ＶＣＩを用いて、ＡＴＭセルのヘッダを書き換えて、それぞれ該当するノード間ＶＣに送出する。このようにして、出力側サブユニットは、内部パスを介して入力されたＩＰパケットの宛先に応じて、対応するＡＴＭセル群をそれぞれ適切なノード間ＶＣに送出することができる。
【０００７】
また、図２２に、従来のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの第２の構成例を示す。
図２２に示したスイッチ回路には、予め、各回線対応ユニットに備えられた入力側サブユニット（ＬＵＩ）に収容されているノード間ＶＣ（図において、符号ＮＣＩｉ  として示す）に対応して、Ｌ個の出力側サブユニットに収容されている全てのノード間ＶＣ（図において、符号ＮＣＯとして示す）に対する伝送経路が、内部パスとして設定されている。すなわち、各入力側サブユニットに収容されているノード間ＶＣの総和をＮＣＩとすれば、スイッチ回路においてはＮＣＩ×ＮＣＯ本の内部パスが設定され、各入力側サブユニットに収容されたノード間ＶＣから一連のＡＴＭセルとして入力されたＩＰパケットの宛先に応じて、これらのＡＴＭセル群をそれぞれ適切な内部パスに入力することにより、適切な出力側サブユニットによって、宛先に対応するノード間ＶＣにこれらのＡＴＭセルを出力することができる。したがって、各入力側サブユニットには、ＩＰアドレスとそれぞれが収容している内部パス識別子との入力側対応表および各内部パスに関する情報（ルーティング情報など）が、各出力側サブユニットには、内部パス識別子と出力側のＶＰＩ、ＶＣＩとの出力側対応表が、それぞれ上位のソフトウェアから渡されている。
【０００８】
この場合は、入力側サブユニットに備えられたパケット処理部において、ＩＰパケットの宛先に対応する出力側のノード間ＶＣに対応して設定された内部パスを示す内部パス識別子が内部ヘッダとして付加されるので、分解部によって、この内部ヘッダにしたがってＩＰパケットを分解しつつヘッダ変換を行なうことにより、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群を出力側のノード間ＶＣに応じた内部パスにそれぞれ入力することができる。したがって、出力側サブユニットに備えられたパケット処理部において方路検索を行なう必要はなく、出力側対応表から内部パスに対応する出力側のノード間ＶＣを示すＶＰＩ、ＶＣＩを検索し、このＶＰＩ、ＶＣＩを含む内部ヘッダをＩＰパケットに付加する処理を行えばよい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２１に示した第１の構成では、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチ内部において設定される内部パス数を最小限度に抑えることができる反面、入力側サブユニットと出力側サブユニットの双方に、ＡＴＭセルからＩＰパケットを組み立てるパケット組立部と、ＩＰヘッダに基づいて方路検索を行なう方路検索部を備えたパケット処理部と、組み立てられたＩＰパケットを再びＡＴＭセルに分解するパケット分解部とを備える必要がある。このため、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチのハードウェア量が非常に大きくなってしまっていた。
【００１０】
また、図２２に示した第２の構成を採用した場合は、出力側サブユニットに備えるパケット処理部において方路検索処理が不要となる代わりに、内部パス数が爆発的に増大するため、内部パスの管理に非常に大きな処理能力が必要となってしまう。また、この場合においても、各入力側サブユニットおよび出力側サブユニットの双方に、パケット組み立て部およびパケット分解部が必要であることに変わりはない。特に、出力側サブユニットに備えられるパケット組み立て部およびパケット分解部は、出力側のノード間ＶＣにＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群をまとめて出力するために必須である。
【００１１】
また、上述したように、従来のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチは、いずれの構成においても、ＩＰアドレスと内部パスとの対応関係を示す入力側対応表および内部パスと出力側のノード間ＶＣとの対応を示す出力側対応表は、上位のソフトウェアから与えられており、内部パスの管理を完全に上位のソフトウェアに依存していた。
【００１２】
このため、装置に収容されるノード間ＶＣ数の増大に伴って、内部パス数が増大すると、コネクション管理リソース数が莫大な数となり、処理の遅延やリソース超過などが発生してしまう。つまり、上位のソフトウェアによって、内部パスを集中して管理する方式では、ソフトウェアの処理能力にかかる負担が大きくなり、装置の規模や処理能力が大幅に制限されてしまう。
【００１３】
したがって、ＩＰパケット交換処理に対する需要の増大に対応するためには、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチのハードウェアによって、自律的に内部パスを管理する技術が必要である。
本発明は、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチ内部において設定される内部パスを、ハードウェアによって自律的に管理可能なＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチおよびＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭネットワークシステムを提供することを目的とする。更に、本発明は、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチおよびＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭネットワークシステムにおいて、ハードウェアを削減する技術を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
図１に、請求項１のＩＰ ｏｖｅｒＡＴＭスイッチの原理ブロック図を示す。
請求項１の発明は、ＩＰ ｏｖｅｒＡＴＭスイッチにおいて、各入力側サブユニット１０１は、一連のＡＴＭセルが入力されるノード間パスを示す入力元情報と一連のＡＴＭセルから再構成されるべきＩＰパケットの宛先を示す宛先情報との組み合わせについて、適切な内部パスを示す内部パス識別子を含む情報を格納する内部パステーブル１１１と、自ノードが収容している全てのノード間パスとＩＰアドレスとの対応関係および各ノード間パスに関する情報に基づいて、自ユニットに収容している入力元情報と宛先情報との組み合わせごとに適切な内部パス識別子を割り当てて内部パステーブル１１１を作成する内部パス管理手段１１２と、各ノード間パスからそれぞれ入力される一連のＡＴＭセルに含まれる情報に基づいて、宛先情報を入力側のノード間パスごとに検出する宛先情報検出手段１１３と、一連のＡＴＭセルそれぞれに対応する入力元情報と宛先情報との組み合わせに基づいて、内部パステーブル１１１から対応する内部パス識別子を含む情報を検索し、この情報を用いて、一連のＡＴＭセルに含まれるヘッダを変換してスイッチ回路に入力する内部変換手段１１４とを備えた構成であり、各出力側サブユニット１０３は、当該出力側サブユニット１０３に収容される各内部パスを示す内部パス識別子に対応して適切な仮想チャネル識別子を含む情報を格納するヘッダ変換テーブル１１５と、各ノード間パスにおけるＡＴＭセルの伝送に関する情報と、内部パス管理手段１１２によって各宛先情報に割り当てられた内部パス識別子を示す情報とに基づいて、ヘッダ変換テーブル１１５を作成する変換管理手段１１６と、スイッチ回路１０２から各内部パスを介して受け取った一連のＡＴＭセルについて、各内部パスを示す内部パス識別子に対応してヘッダ変換テーブル１１５に格納されたヘッダ変換情報を用いて、これらのＡＴＭセルのヘッダをそれぞれ変換するヘッダ変換手段１１７とを備えた構成であることを特徴とする。
【００１５】
請求項１の発明は、各入力側サブユニット１０１に備えられた内部パス管理手段１１２において、予め考えられる入力元と宛先との組み合わせについて、ＩＰアドレスとノード間パスとの対応関係を利用して体系的に内部パス識別子を割り当てることにより、各入力側サブユニット１０１において、自律的に内部パステーブル１１１を作成することができ、宛先情報検出手段１１３によって得られる宛先情報とともに、内部変換手段１１４によるヘッダ変換処理に供することができる。また、各ノード間パスに関する情報を利用することにより、各出力側サブユニット１０３に備えられた変換管理手段１１６により、上述したようにして割り当てられた内部パス識別子と宛先となる出力側のノード間パス識別子との対応関係に基づいてヘッダ変換テーブル１１５を作成し、ヘッダ変換手段１１７の処理に供することができる。したがって、請求項１の発明によれば、ＡＴＭスイッチ内部において、内部パスの管理に必要な内部パステーブル１１１およびヘッダ変換テーブル１１５を作成することができるので、上位のソフトウェアからの関与を不要とすることができる。
【００１６】
図２に、請求項２のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの原理ブロック図を示す。請求項２は、請求項１に記載のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチにおいて、各入力側サブユニット１０１に備えられた宛先情報検出手段１１３は、各ノード間パスに対応して、入力された複数のＡＴＭセルをそれぞれ保持するセルバッファ１２１と、セルバッファ１２１に各ノード間パスに対応して蓄積された複数のＡＴＭセルに含まれるデータからＩＰアドレスを抽出する宛先情報抽出手段１２２とを備えた構成であり、各入力側サブユニット１０１に備えられた内部パス管理手段１１２は、ＩＰアドレスと各ノード間パスに付与された宛先番号との対応関係を保持する宛先テーブル１２３と、ＩＰアドレスに基づいて宛先テーブル１２３を検索し、得られた宛先番号と対応する入力元情報とに基づいて内部パス識別子を作成して、入力元情報で示される入力側のノード間パスに対応して内部パステーブル１１１に登録する内部パス登録手段１２４と、ＩＰパケットの末尾を示す情報を検出したときに、該当するノード間パスに対応して内部パステーブル１１１に保持された内部パス識別子を含む情報をクリアするとともに、セルバッファ１２１に以降に該当するノード間パスから入力されるＡＴＭセルを新たなＩＰパケットに対応する一連のＡＴＭセルとして保持する旨を指示する構造検出手段１２５とを備えた構成であり、内部パステーブル１１１は、入力側の各ノード間パスに対応して、内部パス登録手段１２４によって作成された内部パス識別子を含む情報を保持する構成であり、内部変換手段１１４は、各ノード間パスから入力される一連のＡＴＭセルについて、当該ノード間パスに対応して内部パステーブル１１１に登録された内部パス識別子を含む情報を用いてヘッダ変換を行なう構成であることを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明は、セルバッファ１２１に蓄積された情報から、各ノード間パスについて、宛先情報抽出手段１２２により新たなＩＰアドレスを抽出するごとに、内部パス登録手段１２４により、このＩＰアドレスと入力側のノード間パスとに対応する内部パスを示す内部パス識別子を内部パステーブル１１１に入力側のノード間パスに対応して登録することができる。また、構造検出手段１２５により、ＩＰパケットの末尾を含むＡＴＭセルの到着に応じて、対応するノード間パスに対応して内部パステーブル１１１に登録された情報をクリアすることができる。すなわち、各ノード間パスから入力されるＩＰパケットをカプセル化した一連のＡＴＭセルごとに、内部パステーブル１１１を書き換えて、内部変換手段１１４によるヘッダ変換処理に供することができる。したがって、入力されたＡＴＭセルに対して、内部変換手段１１４により、それぞれの入力元に対応して内部パステーブル１１１に登録された内部パス識別子を用いたヘッダ変換を行なうことにより、スイッチ回路１０２を介して適切な出力側サブユニット１０３に転送することができる。すなわち、入力側サブユニット１０１におけるＡＴＭセルからＩＰパケットを組み立てる処理および再びＡＴＭセルに分解する処理を不要とすることが可能となり、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチのハードウェアを削減することができる。
【００１８】
図３に、請求項３および請求項４のＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭスイッチの原理ブロック図を示す。
請求項３の発明は、請求項２に記載のＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭスイッチにおいて、内部パス登録手段１２４は、宛先番号ごとにそれぞれ対応する一群の動的番号を保持する番号ＦＩＦＯ１２７と、宛先情報抽出手段１２２によって検出されたＩＰアドレスに基づいて、宛先テーブル１２３から対応する宛先番号を検索する宛先検索手段１２６と、各ノード間パスに対応する宛先番号の検索およびＩＰパケットの末尾を検出した旨の検出信号の入力に応じて、対応する番号ＦＩＦＯ１２７について動的番号の獲得および解放を管理する番号管理手段１２８と、宛先番号と動的番号との組み合わせに基づいて内部パス識別子を作成して内部パステーブルに登録する登録手段１２９とを備えた構成であり、構造検出手段１２５は、各ノード間パスについてＩＰパケットの末尾を示す情報を検出したときに、該当するＩＰパケットの末尾を検出した旨の検出信号を番号管理手段１２８に入力するとともに、該当するノード間パスに対応して内部パステーブル１１１に登録された情報をクリアする構成であることを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明は、宛先情報抽出手段１２２によって新たなＩＰパケットに対応するＩＰアドレスが抽出されるごとに、番号管理手段１２８により、そのＩＰアドレスに対応する宛先番号について用意された動的番号群から一つの番号を割り当て、この番号と宛先番号との組み合わせに基づいて、登録手段１２９により、対応する内部パス識別子を内部パステーブル１１１に登録する。また、このＩＰパケットの末尾を検出したときに、構造検出手段１２５によって、該当するノード間パスに対応して内部パステーブル１１１に登録された内容をクリアし、また、番号管理手段１２８により、該当する番号を解放する。このようにして、各ノード間パスから入力されるＩＰパケットをカプセル化した一連のＡＴＭセルごとに、各ＩＰパケットの宛先に対応する宛先番号ごとに動的な番号をそれぞれ割り当て、この番号と宛先番号との組み合わせに対応する内部パス識別子を割り当てる。つまり、一連のＡＴＭセルの入力元を示す入力元情報の代わりに、上述した動的番号をＩＰパケットごとに割り当てることにより、同一のノード間パスに出力される複数のＩＰパケットに対応するＡＴＭセルに、それぞれ異なる内部パス識別子を割り当てることが可能となる。これにより、各ＡＴＭセルに付与された内部パス識別子に基づいて、出力側サブユニット１０３において、ＩＰパケットを識別することが可能である。
【００２０】
ここで、番号ＦＩＦＯ１２７に宛先番号ごとに用意すべき動的番号の数は、回線対応ユニットに収容されるノード間パス数があれば十分であるので、入力元情報に基づいて同一の宛先に向かうＡＴＭセル群から各ＩＰパケットを識別する場合に比べて、動的番号を用いてＩＰパケットを識別する構成を採用することにより、内部パス数を削減することができる。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項３に記載のＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭスイッチにおいて、宛先テーブル１２３は、ＩＰアドレスと宛先番号との対応関係に加えて、出力側の品質情報を保持する構成であり、登録手段１２９は、各ノード間パスについて通知される品質クラスに関する情報を対応する内部パス識別子とともに内部パステーブル１１１に登録する構成であり、番号ＦＩＦＯ１２７は、各宛先番号に対応する一群の動的番号として、それぞれ当該入力側サブユニット１０１に収容可能な最大の入力ノード間パス数に所定の係数を乗じた数に相当する数の動的番号を保持する構成であり、宛先情報検出手段１１３は、セルバッファ１２１に蓄積されたデータからサービス品質に関する情報を抽出する品質情報抽出手段１３１を備えた構成であり、内部パス管理手段１１２は、宛先情報に対応して宛先テーブル１２３に保持された出力側の品質情報と品質情報抽出手段１３１によって抽出された品質情報とに基づいて品質クラスを決定し、登録手段１２９に通知する品質クラス決定手段１３２を備えた構成であることを特徴とする。
【００２２】
請求項４の発明は、品質情報抽出手段１３１によって各ＩＰパケットのＩＰヘッダに含まれる品質情報を抽出し、この品質情報と宛先テーブル１２３に保持された出力側の品質情報とに基づいて、品質クラス決定手段１３２により、各ＩＰパケットに対応する一連のＡＴＭセルに適用すべき品質クラスを決定し、登録手段１２９を介して内部パステーブル１１１に登録することができる。つまり、請求項４の発明によれば、各回線対応ユニットに収容されているノード間パスについての品質情報とＩＰパケットをカプセル化した一連のＡＴＭセルに含まれる情報とに基づいて、各入力側サブユニット１０１において、各ＩＰパケットごとに適切な品質クラスを自律的に決定し、この品質クラスをヘッダ変換に用いる情報の一部として内部パステーブル１１１に登録することにより、内部パスにおいて各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群に、上述した品質クラスを設定することができる。また、所定の係数として適切な値を設定すれば、番号ＦＩＦＯ１２７に各宛先番号について用意した動的番号を順次に割り当てていくことにより、同じ宛先に向かう品質クラスの異なるＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群に、それぞれ異なる動的番号を確実に割り当てることができるので、出力側サブユニット１０３において、各ＡＴＭセルが属するべきＩＰパケットを確実に判別することができる。
【００２３】
図４に、請求項５および請求項６のＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭネットワークシステムの原理ブロック図を示す。
請求項５の発明は、ＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭネットワークシステムにおいて、各ＡＴＭスイッチを、複数の回線対応ユニットそれぞれに備えられた入力側サブユニットに、この入力側サブユニットに収容されたノード間パスからＩＰパケットをカプセル化した一連のＡＴＭセルが入力され、これらのＡＴＭセルをスイッチ回路を介して複数の回線対応ユニットそれぞれに備えられた適切な出力側サブユニットに転送し、その出力側サブユニットに収容された適切なノード間パスに送出するＩＰ ｏｖｅｒ ＡＴＭスイッチとし、各入力側サブユニットは、一連のＡＴＭセルが入力されるノード間パスを示す入力元情報と一連のＡＴＭセルから再構成されるべきＩＰパケットの宛先を示す宛先情報との組み合わせについて、当該入力側サブユニットと宛先情報に対応する出力側サブユニットとの間に設定されるべき内部パスを示す内部パス識別子を含む情報を格納する内部パステーブルと、複数の回線対応ユニットに収容される全てのノード間パスについてそれぞれに対応するＩＰアドレスを示す情報と、各ノード間パスにおけるＡＴＭセルの伝送に関する情報とに基づいて、自ユニットに収容している入力元情報と宛先情報との組み合わせについて、それぞれ該当する入力側サブユニット１０１と出力側サブユニット１０３とを結ぶ内部パスを示す内部パス識別子を所定の規則に従って割り当てることにより、内部パステーブルを作成する内部パス管理手段と、各ノード間パスからそれぞれ入力される一連のＡＴＭセルに含まれる情報に基づいて、一連のＡＴＭセルから再構成されるべきＩＰパケットの宛先を示す宛先情報を入力側のノード間パスごとに検出する宛先情報検出手段と、一連のＡＴＭセルそれぞれに対応する入力元情報と宛先情報との組み合わせに基づいて、内部パステーブルから対応する内部パス識別子を含む情報を検索し、この情報を用いて、一連のＡＴＭセルに含まれるヘッダを変換してスイッチ回路に入力する内部変換手段とを備えた構成であり、各出力側サブユニットは、当該出力側サブユニットに収容される各内部パスを示す内部パス識別子に対応して、ＡＴＭセルのヘッダ変換に必要なヘッダ変換情報として、適切な宛先に至るノード間パスを示す仮想チャネル識別子を含む情報を格納するヘッダ変換テーブルと、各ノード間パスにおけるＡＴＭセルの伝送に関する情報と、内部パス管理手段によって各宛先情報に割り当てられた内部パス識別子を示す情報とに基づいて、各内部パス識別子に対応するヘッダ変換情報を作成し、ヘッダ変換テーブルを作成する変換管理手段と、スイッチ回路から各内部パスを介して受け取った一連のＡＴＭセルについて、各内部パスを示す内部パス識別子に対応してヘッダ変換テーブルに格納されたヘッダ変換情報を用いて、これらのＡＴＭセルのヘッダをそれぞれ変換するヘッダ変換手段とを備えており、各ノード１００とその他のノード１００との間に、それぞれ所定の数の網内パスを形成しており、入力されるＡＴＭセルのヘッダに内部パス識別子として含まれる網内パス識別子に基づいて、網内パス識別子で示された入力側サブユニットおよび出力側サブユニットの間に、網内パス識別子に一意に対応する網内パスを形成するルーティング手段１４１と、基幹網を構��する各ノード１００に対応して設けられ、対応するノード１００とこのノード１００に接続されるアクセス網との間におけるＡＴＭセルのやりとりを管理するアクセス管理手段とを備え、アクセス管理手段１４２は、各ノード間パスから入力される一連のＡＴＭセルに対応するＩＰパケットの宛先に応じた網内パスをそれぞれ割り当てる網内パス割当手段１４３と、対応するアクセス網に出力すべき一連のＡＴＭセルのヘッダに、対応するＩＰパケットの宛先に応じたノード間パスを書き込んで、これらのＡＴＭセルを対応するアクセス網に出力する出力手段１４４とを備えた構成であることを特徴とする。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項２の発明の技術をＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチからなる基幹網に拡張して適用し、基幹網における中継線のネットワークを請求項１乃至請求項２において述べた内部パスに相当する網内パスとして扱い、各アクセス網に対応する網内パス割当手段１４３により、これらの網内パスを各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセルに割り当て、また、各網内パスを介して出力手段１４４に到達したＡＴＭセルのヘッダを、適切なノード間パスによって変換することができる。これにより、ＡＴＭセルにカプセル化されたＩＰパケットに含まれる情報に基づいて、これらのＡＴＭセルの伝送経路を自律的にルーティングし、適切な宛先に伝送するＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭネットワークシステムを実現することができる。
【００２５】
請求項６の発明は、請求項５に記載のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭネットワークにおいて、ルーティング手段１４１は、各ノード１００に収容可能な最大のノード間パスに相当する数の網内パスを、その他の各ノード１００に備えられた出力手段１４４から出力されるＡＴＭセルの宛先ごとにそれぞれ形成しており、アクセス管理手段１４２は、アクセス網において設定されたノード間パスにかかわらず、同一の宛先に送られるべきＡＴＭセルに、該当する同一のノード１００へ至る網内パスのいずれかを割り当てる構成であることを特徴とする。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項３および請求項４の発明の技術をＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチからなる基幹網に拡張して適用し、網内パス割当手段１４３により、各ＩＰパケットにルーティング手段１４１に形成された適切な網内パスの中の一つを動的に割り当てることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
図５に、請求項１のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの実施形態を示す。
図５に示したＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチにおいて、入力側サブユニット（入力側ＳＵ）２１０ａ，２１０ｂは、図２１に示した入力側サブユニットに備えられたパケット処理部４１２に代えてパケット処理部２１１を備えるとともに、入力側管理部２１２および内部パステーブル２１３を備えている。また、図５に示したＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチにおいて、出力側サブユニット（出力側ＳＵ）２２０ａ，２２０ｂは、図２１に示した出力側サブユニットに備えられた出力側対応表に代えてヘッダ変換テーブル２２１を備えるとともに、出力側管理部２２２を備えている。
【００２９】
なお、図５において、図２１に示した各部と同等のものについては、同一の符号を付して示し、説明を省略する。また、以下、ＩＰｏｖｅｒ ＡＴＭスイッチを、ＡＴＭスイッチと称する。
図５に示した入力側管理部２１２は、上位のソフトウェアから受け取った情報に基づいて、パケット処理部２１１における方路検索処理に必要な情報を作成するとともに、自ユニットに収容されたノード間ＶＣから各出力側サブユニット２２０に収容された全てのノード間ＶＣへの内部パスを設定し、必要な情報を内部パステーブル２１３に登録する。
【００３０】
また、図５に示した出力側管理部２２２は、上位のソフトウェアから受け取った情報に基づいて、自ユニットに到達する全ての内部パスと、自ユニットが収容しているノード間ＶＣとの対応関係を示すヘッダ変換テーブル２２１を作成する。
図５において、符号＃Ａ１、＃Ａ２、＃Ｂ１および＃Ｂ２は、各回線対応ユニットに収容されたノード間ＶＣに上位のソフトウェアによって与えられた宛先番号を示している。この宛先番号は、それぞれノード間ＶＣが設定される際に、上位のソフトウェアから通知される通し番号であり、各ノード間ＶＣに対して各ＡＴＭスイッチにおいて一意となっている。
【００３１】
図６に、入力側サブユニットの詳細構成を示す。
図６に示した入力側管理部２１２において、宛先登録部２１４は、ＩＰアドレスとノード間ＶＣとの対応関係を示す情報と各ノード間ＶＣに関する情報に含まれる宛先番号とを上位のソフトウェアから受け取り、これらの情報に基づいて、宛先テーブル２１５に、ＩＰアドレスと宛先番号との対応関係を示す情報を登録する。また、内部パス情報作成部２１６は、ノード間ＶＣに関する情報として、各ユニットが収容しているノード間ＶＣに対応する宛先番号を上位のソフトウェアから受け取り、自ユニットが収容しているノード間ＶＣに対応する各宛先番号を入力元情報とし、全ての宛先番号を出力先情報として、この入力元情報と出力先情報とをそれぞれ組み合わせて内部パス識別子を作成し、各内部パス識別子について、自ユニットと出力先情報で示される出力側サブユニット２２０とを結ぶ内部パスを設定するために必要な設定情報を作成する。上述した内部パス識別子とこれに対応する設定情報とを受け取って、内部パス登録部２１７は、例えば、内部パス識別子で示される入力側のノード間ＶＣと出力側の宛先番号との組み合わせに対応して、各内部パス識別子と設定情報とを内部パステーブル２１３に登録する。
【００３２】
例えば、図５に示したように、符号＃Ａ１、＃Ａ２で示した宛先番号が与えられたノード間ＶＣが、入力側サブユニット２１０ａおよび出力側サブユニット２２０ａを備えた回線対応ユニットに収容されており、符号＃Ｂ１、＃Ｂ２で示した宛先番号が与えられたノード間ＶＣが、入力側サブユニット２１０ｂおよび出力側サブユニット２２０ｂを備えた回線対応ユニットに収容されている場合に、入力側サブユニット２１０ａに備えられた入力側管理部２１２によって作成される内部パステーブルを図７（ａ）に示す。このように、内部パス情報作成部２１６は、入力元のノード間ＶＣおよび出力先のノード間ＶＣをそれぞれ宛先番号で示し、これらの組み合わせそのものを内部パス識別子（図７において、例えば、符号＃Ａ１：＃Ａ２として示した）とすればよい。このようにして、入力元情報と出力先情報との組み合わせについて、明確な規則に従って体系的に内部パス識別子を与え、自ユニットと宛先番号で示されるノード間ＶＣを収容している出力側サブユニット２２０とを結ぶ内部パスを設定することにより、各入力側サブユニット２１０において、内部パステーブル２１３を自律的に作成することが可能となる。なお、図７において、各内部パス識別子に対応する設定情報は、例えば、符号Ｐ（＃Ａ１：＃Ａ２）として示した。
【００３３】
また、図６に示したパケット処理部２１１において、宛先検索部２１８は、ＩＰパケットに含まれるＩＰヘッダからＩＰアドレスを抽出し、このＩＰアドレスに基づいて、上述した宛先テーブル２１５から該当する宛先番号を検索する。また、図６に示した内部パス検索部２１９は、ＩＰパケットに付加された内部ヘッダに示された入力側のノード間ＶＣを示す情報と、宛先検索部２１８によって検索された宛先番号との組み合わせに基づいて、内部パステーブル２１３から適切な内部パス識別子を検索し、この内部パス識別子をヘッダ置換部４１４に渡して、ヘッダ変換処理に供する。
【００３４】
図８に、出力側サブユニットの詳細構成を示す。
図８に示した出力側管理部２２２において、識別子作成部２２３は、ノード間ＶＣに関する情報として、各ノード間ＶＣに対応する宛先番号を上位ソフトウェアから受け取り、自ユニットが収容している宛先番号を出力先情報として含む内部パス識別子を作成する。また、変換情報作成部２２４は、ノード間ＶＣに関する情報として、自ユニットが収容する各ノード間ＶＣに対応するＶＰＩおよびＶＣＩを上位ソフトウェアから受け取り、識別子作成部２２３によって作成された内部パス識別子それぞれについて、出力先情報で示されるノード間ＶＣに対応するＶＰＩ、ＶＣＩを含む変換情報を作成し、内部パス識別子とともに変換情報登録部２２５に渡す。この変換情報登録部２２５は、受け取った内部パス識別子に対応して、変換情報をヘッダ変換テーブル２２１に登録する。
【００３５】
上述した識別子作成部２２３により、各ノード間ＶＣに対応する宛先番号と自ユニットが収容しているノード間ＶＣに対応する宛先番号との組み合わせそのものを内部パス識別子として変換情報作成部２２４に渡し、これに応じて、変換情報作成部２２４によって、該当するＶＰＩ、ＶＣＩを含んだ変換情報を作成すれば、図７（ｂ）に示すようなヘッダ変換テーブル２２１を、出力側サブユニット２２０において、自律的に作成することができる。
【００３６】
ここで、図５、図６および図８に示す各部と、図１に示した各手段との対応関係を説明する。
図５に示した入力側ＳＵ２１０、スイッチ回路２００および出力側ＳＵ２２０は、それぞれ図１に示した入力側サブユニット１０１、スイッチ回路１０２および出力側サブユニット１０３に相当するものである。また、図６に示した入力側ＳＵ２１０において、パケット組み立て部４１１によって組み立てられたパケットに含まれる情報に基づいて、宛先検索部２１８が宛先テーブル２１５から宛先情報を検索することにより、図１に示した宛先情報検出手段１１１の機能を果たしている。また、図１に示した内部パステーブル１１１およびヘッダ変換テーブル１１５は、図５に示した内部パステーブル２１３およびヘッダ変換テーブル２２１に対応している。一方、図１に示した内部変換手段１１４の機能は、図６に示したヘッダ置換部４１４およびパケット分解部４１５によって果たされており、内部パス管理手段１１２の機能は、図６に示した入力側管理部２１２を形成する各部、即ち、宛先登録部２１４、内部パス情報作成部２１６および内部パス登録部２１７と宛先テーブル２１５とによって果たされている。また、図１に示したヘッダ変換手段１１７の機能は、図５に示したパケット組立部４２１、ヘッダ変換部４２７およびパケット分解部４２５によって果たされている。また、図８に示した出力側ＳＵ２２０において、出力側管理部２２２を形成する各部、即ち、識別子作成部２２３、変換情報作成部２２４および変換情報登録部２２５は、図１に示した変換管理手段１１６の機能を果たしている。
【００３７】
上述した各部の機能により、ノード間ＶＣを追加して設定する場合にも、柔軟に対応することができる。
図９に、ノード間ＶＣの追加設定に伴う処理を説明する図を示す。
【００３８】
以下、例えば、入力側ＳＵ２１０ａおよび出力側ＳＵ２２０ａに収容されるべきノード間ＶＣとして、宛先番号＃Ａ３が与えられたノード間ＶＣが新たに設定された場合について説明する。
この場合に、入力側サブユニット２１０ａに備えられた内部パス情報作成部２１６（図６参照）は、宛先番号＃Ａ３を入力元情報とし、この入力元情報と全ての既存宛先番号のそれぞれを出力先情報として組み合わせて新たな内部パス識別子を作成するとともに、自ユニットが収容している既存の宛先番号および新規の宛先番号＃Ａ３をそれぞれ入力元情報および出力先情報として新規の内部パス識別子を作成する。また、内部パス情報作成部２１６は、これらの内部パス識別子に対応する設定情報として、図９に示したスイッチ回路２００において点線で示したように、宛先番号＃Ａ３から全ての既存宛先番号への内部パスを設定するためのルーティング情報および宛先番号＃Ａ１、＃Ａ２から宛先番号＃Ａ３への内部パスを設定するためのルーティング情報を作成し、内部パス登録部２１７を介して内部パステーブル２１３に登録する。
【００３９】
また、このとき、追加設定されるノード間ＶＣを収容していない入力側サブユニット(例えば、入力側サブユニット２１０ｂ)に備えられた内部パス情報作成部２１６は、自ユニットが収容している各宛先番号を入力元情報とし、これらの入力元情報それぞれと上述した宛先番号＃Ａ３を出力先情報として組み合わせて新たな内部パス識別子を作成するとともに、これらの内部パス識別子に対応する情報として、図９に示したスイッチ回路２００において点線で示したように、自ユニットが収容している各宛先番号から宛先番号＃Ａ３への内部パスを設定するためのルーティング情報を作成し、内部パス登録部２１７を介して内部パステーブル２１３に登録する。また、この入力側サブユニット２１０に備えられた宛先登録部２１４は、上位のソフトウェアから該当するノード間ＶＣに対応する宛先アドレスＤＡを受け取り、パケット処理部２１１に備えられた宛先テーブル２１５に対応するエントリーを追加する。
【００４０】
一方、追加設定されるノード間ＶＣを収容する出力側サブユニット（例えば、出力側サブユニット２２０ａ）に備えられた識別子作成部２２３は、宛先番号＃Ａ３を出力先情報とし、この出力先情報と全ての既存宛先番号のそれぞれを入力元情報として組み合わせて新たな内部パス識別子を作成するとともに、宛先番号＃Ａ３および自ユニットが収容する既存の宛先番号をそれぞれ入力元情報および出力先情報として新たな内部パス識別子を作成する。これに応じて、変換情報作成部２２４は、宛先番号＃Ａ３を出力先とする内部パスを示す内部パス識別子に対応して、上述した宛先番号＃Ａ３で示されるノード間ＶＣに与えられた仮想チャネル識別子（ＶＰＩ＃Ａ３，ＶＣＩ＃Ａ３）を含むヘッダ変換情報を作成するとともに、宛先番号＃Ａ３を入力元情報とする内部パス識別子に対応して、それぞれの出力先情報に対応する仮想チャネル識別子に対応して適切な変換情報を作成し、変換情報登録部２２５を介してヘッダ変換テーブル２２１に登録する。また、追加設定されるノード間ＶＣを収容していない出力側サブユニット（例えば、出力側サブユニット２１０ｂ）に備えられた識別子作成部２２３は、宛先番号＃Ａ３および自ユニットが収容する既存の宛先番号をそれぞれ入力元情報および出力先情報として新たな内部パス識別子を作成する。これに応じて、変換情報作成部２２４は、宛先番号＃Ａ３を入力元とする内部パスを示す内部パス識別子に対応して、それぞれ該当する宛先番号で示されるノード間ＶＣに与えられた仮想チャネル識別子を含むヘッダ変換情報を作成し、変換情報登録部２２５を介してヘッダ変換テーブル２２１に登録する。
【００４１】
このようにして、ノード間ＶＣの追加に応じて、各入力側サブユニット２１０および各出力側サブユニット２２０において、それぞれ自律的に内部パステーブル２１３およびヘッダ変換テーブル２２１にそれぞれ適切な情報を追加することができる。
上述したようにして、各入力側サブユニット２１０および各出力側サブユニット２２０において、それぞれ自律的に内部パステーブル２１３およびヘッダ変換テーブル２２１を作成可能としたことにより、上位のソフトウェアにかかる処理負担を大幅に軽減することができる。したがって、ＡＴＭスイッチに収容されるＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭコネクション数の増大に伴う内部パス数の増大にかかわらず、処理遅延の発生やリソース不足の発生を防ぐことができるので、ＡＴＭスイッチの大容量化を推進することができる。
【００４２】
ところで、上述したように、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチにおいて、各入力側ノード間ＶＣと各出力側ノード間ＶＣとを結ぶ内部パスを設定している場合は、内部パスによってＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群をそれぞれ分離して転送することができる。したがって、図５に示した入力側サブユニット２１０において、パケット組み立て部４１１によりＩＰパケットを組み立てる処理は、単に、ＩＰアドレスを抽出するために行なわれており、ＩＰパケットを単位とする処理は、必ずしも必要ではない。
【００４３】
次に、入力側サブユニットにおいて、ＡＴＭセル群からＩＰパケットを組み立てる処理を不要とし、ＡＴＭセル群に対して直接にヘッダ変換を行なう方法について説明する。
図１０に、ＡＴＭセルにカプセル化されたＩＰパケットを説明する図を示す。
図１０に示すように、ＩＰパケットに対応する一連のＡＴＭセルの中で、ＩＰパケットの宛先を示すＩＰアドレスが記述されているＩＰヘッダ再構成するために必要なＡＴＭセルは、先頭の数個のＡＴＭセルのみである。したがって、これらのＡＴＭセルを蓄積すれば、蓄積された情報からＩＰアドレスを抽出することが可能である。また、図１０に示すように、ＩＰパケットに対応する一連のＡＴＭセルは、ユーザ情報領域に、セグメンテーション機能のための情報領域（図１０においては、セグメンテーション情報として示した）を含んでおり、ＩＰパケットの末尾のＡＴＭセルには、この情報領域に、このＡＴＭセルがＩＰパケットの末尾であることを示す情報と有効なデータ長を示す情報とが記述されているので、この情報領域を監視することにより、ＩＰパケットの境界を検出することが可能である。
【００４４】
図１１に、入力側サブユニットの別実施形態を示す。
なお、図１１において、図５、図６に示した各部と同等のものについては、同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
図１１に示した入力側サブユニットに備えられたアドレス検出部２３１において、バッファ２３２は、転送制御部２３３からの指示に応じて、各ノード間ＶＣから受け取ったＡＴＭセルをそれぞれ保持する。また、このアドレス検出部２３１において、アドレス抽出部２３４は、バッファ２３２に各ノード間ＶＣに対応して蓄積された情報からＩＰパケットのヘッダに含まれるＩＰアドレスを抽出し、これらのＩＰアドレスを内部パス割当部２３５に渡す。
【００４５】
図１１に示した内部パス割当部２３５において、宛先検索部２３６は、上述したアドレス抽出部２３４によって各ノード間ＶＣに対応して抽出されたＩＰアドレスに基づいて、宛先テーブル２１５から対応する宛先番号を検索し、この宛先番号と対応するノード間ＶＣを示す宛先番号とを、出力先情報および入力元情報として内部パス検索部２１９に渡す。この内部パス検索部２１９は、受け取った入力元情報および出力先情報に基づいて、内部パステーブル２１３から適切な内部パス識別子を含む設定情報を検索し、得られた設定情報をテーブル登録部２３７に渡す。このテーブル登録部２３７は、内部パス検索部２１９から受け取った設定情報を、入力元情報で示されるノード間ＶＣに対応して入力変換テーブル２３８に登録するとともに、該当するノード間ＶＣについて、設定情報が登録された旨を転送制御部２３３に通知する。
【００４６】
また、図１１に示した入力側サブユニット２１０において、セルヘッダ変換部２３９は、入力変換テーブル２３８にノード間ＶＣに対応して登録された設定情報を用いて、各ノード間ＶＣから転送制御部２３３あるいはバッファ２３２を介して渡されるＡＴＭセルそれぞれのヘッダを変換し、スイッチ回路２００に入力する。
【００４７】
また、図１１において、構造検出部２４０は、各ノード間ＶＣから入力されるＡＴＭセルの中のセグメンテーション機能のための情報領域を監視し、ＩＰパケットの末尾を示す情報を検出した際に、該当するノード間ＶＣについてＩＰパケットの境界を検出した旨の検出信号を出力して、上述した転送制御部２３３および入力変換テーブル２３８に通知する。
【００４８】
図１１において、転送制御部２３３は、上述した構造検出部２４０による検出信号およびテーブル登録部２３７からの通知に応じて、バッファ２３２に蓄積されたＡＴＭセルあるいは各ノード間ＶＣから入力されるＡＴＭセルをセルヘッダ変換部２３９に入力する。また、入力変換テーブル２３８は、上述した構造検出部２４０による検出信号に応じて、該当するノード間ＶＣに対応して登録された設定情報をクリアする。
【００４９】
ここで、図１１に示した各部と、図２に示した各手段との対応関係を説明する。
図１１に示したアドレス検出部２３１は、図２に示した宛先情報検出手段１１３に相当しており、図１１に示したバッファ２３２および転送制御部２３３は、図２に示したセルバッファ１２１の機能を果たしている。また、アドレス抽出部２３４は、宛先情報抽出手段１２２に対応する。図１１に示した入力変換テーブル２３８およびセルヘッダ変換部２３９は、図２に示した内部パステーブル１１１および内部変換手段１１４にそれぞれ対応する。また、図２に示した内部パス管理手段１１２の機能は、図１１に示した内部パス割当部２３５、入力側管理部２１２および構造検出部２４０とによって果たされている。この構造検出部２４０は、図２に示した構造検出手段１２５に相当するものであり、宛先テーブル２１５は、図２に示した宛先テーブル１２３に相当する。また、図２に示した内部パス登録手段１２４の機能は、図１１に示した内部パス検索部２１９が、内部パステーブル２１３から検索して得られた設定情報をテーブル登録部２３７によって入力変換テーブル２３８に登録することによって実現されている。
【００５０】
以下、図１１に示した入力側サブユニットにおけるヘッダ変換動作について説明する。
各ノード間ＶＣから入力されるＡＴＭセルは、バッファ２３２にノード間ＶＣに対応して保持されていき、ＩＰヘッダを再構成するために十分な情報が蓄積されたときに、アドレス抽出部２３４は、各ノード間ＶＣに対応して保持された情報からＩＰアドレスを抽出する。
【００５１】
このようにして各ノード間ＶＣに対応して抽出されたＩＰアドレスに基づいて、宛先検索部２３６により、宛先テーブル２１５から宛先番号が検索され、ノード間ＶＣに対応して内部パス検索部２１９に渡される。これに応じて、内部パス検索部２１９により、該当するＡＴＭセル群の入力元と宛先とに対応する内部パス識別子を含む設定情報が内部パステーブル２１３から検索され、テーブル登録部２３７により、入力元のノード間ＶＣに対応して入力変換テーブル２３８に登録される。
【００５２】
このとき、テーブル登録部２３７により、該当するノード間ＶＣについて設定情報の登録が完了した旨が転送制御部２３３に通知される。これに応じて、転送制御部２３３は、まず、バッファ２３２に該当するノード間ＶＣに対応して保持されたＡＴＭセルを、当該ノード間ＶＣからのＡＴＭセルとしてセルヘッダ変換部２３９に入力する旨を指示し、これらのＡＴＭセルの出力が完了した後は、該当するノード間ＶＣから入力される各ＡＴＭセルをそのままセルヘッダ変換部２３９に転送する。
【００５３】
各ノード間ＶＣからのＡＴＭセルとしてセルヘッダ変換部２３９に入力された各ＡＴＭセルは、このセルヘッダ変換部２３９により、対応するノード間ＶＣについて入力変換テーブル２３８に登録された設定情報を用いて逐次にヘッダ変換され、スイッチ回路２００に転送される。
その後、構造検出部２４０によって、ＩＰパケットの境界が検出されたときに、その旨を示す検出信号に応じて、入力変換テーブル２３８の該当するノード間ＶＣに対応する設定情報がクリアされるとともに、転送制御部２３３により、該当するノード間ＶＣに対応して新たにＡＴＭセルを蓄積する旨がバッファ２３２に対して指示される。
【００５４】
これにより、新たなＩＰパケットをカプセル化したＡＴＭセル群の到着に応じて、その先頭のＡＴＭセルをバッファ２３２にノード間ＶＣに対応して保持することができる。また、このようにして、新たに保持されたＡＴＭセル群に含まれる情報に基づいて、上述したようにして、アドレス抽出部２３４によってＩＰアドレスを抽出し、このＩＰアドレスに基づいて、内部パス割当部２３５により、該当するノード間ＶＣに適切な内部パスを割り当てて、新たな設定情報を入力変換テーブル２３８に登録することにより、新たなＩＰパケットをカプセル化したＡＴＭセル群の到着に応じて、入力変換テーブル２３８の内容を更新することができる。
【００５５】
このようにして、ＩＰパケットごとに、入力変換テーブル２３８を書き換えることにより、ＩＰパケットをカプセル化したＡＴＭセル群について、同一の内部パス識別子を含んだ設定情報を用いたヘッダ変換を適用することが可能となる。即ち、ＩＰパケットごとに内部パスを割り当てて、各ＩＰパケットをカプセル化したＡＴＭセル群をそれぞれ異なる内部パスを用いて分離して転送することができる。
【００５６】
これにより、ＡＴＭセルのままでヘッダ変換を行なうことが可能となるので、入力側サブユニットにおけるパケット組み立て処理およびパケット分解処理を不要とし、これらの処理に供されていたハードウェアを削減するとともに、これらの処理のために生じていた遅延を除去し、処理の高速化を図ることができる。
ところで、出力側サブユニット２２０において、ＩＰパケットを分離するためには、同一の入力側サブユニット２１０から同一の宛先番号に向かうＩＰパケットに対応する一連のＡＴＭセルをそれぞれ異なる内部パスを介して伝送すればよいので、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセルが入力されたノード間ＶＣに対応して異なる内部パスを用いること、すなわち、入力側のノード間ＶＣに関する情報を内部パス識別子に含めて出力側の渡すことは、必ずしも必要ではない。
【００５７】
次に、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群に内部パスを動的に割り当てる方法について説明する。
図１２に、入力側サブユニットの別実施形態を示す。
図１２に示した入力側サブユニットの内部パス割当部２３５は、図１１に示した入力側サブユニットの内部パス割当部２３５に備えられた内部パス検索部２１９に代えて、動的パス割当部２４１を備えて構成されている。
【００５８】
図１３に、動的パス割当部の詳細構成を示す。
なお、図１１に示した各部と同等のものについては、図１２および図１３において同じ符号を付して示し、その説明は省略する。
図１３に示した動的パス割当部２４１において、各番号ＦＩＦＯ２４２は、ＡＴＭスイッチに備えられる全ての回線対応ユニットによって収容されている各ノード間ＶＣ、即ち各宛先番号に対応しており、各番号ＦＩＦＯ２４２は、自ユニットが収容しているノード間ＶＣ数に相当する数の動的番号を保持している。また、図１３に示した番号管理部２４３は、識別子作成部２４４からの要求に応じて、指定された宛先番号に対応する番号ＦＩＦＯ２４２から動的番号を獲得して識別子作成部２４４に渡すとともに、構造検出部２４０からの検出信号に応じて該当する動的番号を解放し、適切な番号ＦＩＦＯ２４２に戻す。図１３において、この識別子作成部２４４は、宛先検索部２３６から受け取った宛先番号と、番号管理部２４３によってこの宛先番号に対応する番号ＦＩＦＯ２４２から得られた動的番号とを組み合わせて内部パス識別子を作成し、設定情報検索部２４５に入力する。この設定情報検索部２４５は、受け取った内部パス識別子に対応して内部パステーブル２１３に保持されている設定情報を検索し、上述した内部パス識別子とともに、テーブル登録部２３７に入力する。
【００５９】
なお、上述したように、内部パス識別子を宛先番号と動的番号との組み合わせによって表す場合に、入力側管理部２１２は、例えば、各宛先番号を内部パス識別子の上位ｍビットとし、宛先番号それぞれに対応する各動的番号を内部パス識別子の下位ｋビットとするとともに、それぞれの内部パス識別子に対応して、自ユニットから宛先番号を収容する出力側サブユニットへの伝送経路を設定するためのルーティング情報を作成し、上述した内部パス識別子に対応して内部パステーブル２１３に格納することにより、各宛先番号について、上述した動的番号の数の内部パス群を設定すればよい。
【００６０】
次に、上述した動的パス割当部２４１の動作について説明する。
宛先検索部２３６により、入力側の各ノード間ＶＣから入力されるＡＴＭセル群についてＩＰアドレスに対応する宛先番号が検索されると、識別子作成部２４４は、宛先検索部２３６から受け取った宛先番号を番号管理部２４３に渡して動的番号の割り当てを要求する。これに応じて、番号管理部２４３は、当該宛先番号に対応する番号ＦＩＦＯ２４２から動的番号の払い出しを受け、この動的番号を識別子作成部２４４に返す。このとき、番号管理部２４３は、動的番号を払い出した番号ＦＩＦＯ２４２および払い出された動的番号と、この動的番号が割り当てられたＡＴＭセル群の入力元との対応関係を保持する。
【００６１】
識別子作成部２４４は、例えば、上述したようにして割り当てを受けた動的番号を内部パス識別子の下位ｋビットとして用い、ＡＴＭセル群の出力先を示す宛先番号を内部パス識別子の上位ｍビットとして用いることにより、動的番号と宛先番号とを組み合わせた内部パス識別子を作成して、設定情報検索部２４５に渡す。
【００６２】
これに応じて、設定情報検索部２４５により、内部パステーブル２１３から適切な設定情報が検索され、テーブル登録部２３７を介して入力変換テーブル２３８に登録される。これにより、ＡＴＭセル群の入力元にかかわらず、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群は、ＩＰアドレスに対応する宛先番号と動的番号の組み合わせで示される内部パスを介して、該当する出力側サブユニット２２０に転送される。
【００６３】
その後、番号管理部２４３は、構造検出部２４０からＩＰパケットの境界を検出した旨の検出信号が入力されたときに、該当するＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群に割り当てられた動的番号を、払い出し元の番号ＦＩＦＯ２４２に払い戻す。
このようにして、各宛先番号に対応する動的番号の払い出しおよび払い戻しを制御することにより、宛先番号と動的番号との組み合わせによって、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群を確実に分離するとともに、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群の転送終了とともに、このＩＰパケットに割り当てられた動的番号を解放し、再使用可能とすることができる。
【００６４】
また、上述したように、内部識別子を宛先番号と動的番号との組み合わせで表すことにより、内部パスを経由する転送されるＡＴＭセルのヘッダにおいて、内部識別子が占めるフィールドを小さくすること可能となる。なぜなら、ＡＴＭスイッチにおいて一意である宛先番号に比べて、動的番号は各回線対応ユニットにおいて一意であればよいので、各段に少ないビット数で表現することが可能だからである。
【００６５】
次に、上述した内部パスの動的割り当て技術を利用して、品質クラスに応じた転送制御を実現する方法について説明する。
従来は、品質クラスに応じた転送制御を実現するために、品質クラスごとに内部パスを分離する手法が用いられている。この場合は、入力元と宛先との組み合わせそれぞれについて、各品質クラス用の内部パスを設ける必要があるため、内部パス数が爆発的に増大してしまう。
【００６６】
ところで、ＡＴＭセルに含まれるヘッダにおいて、品質クラスを示す情報は、内部パス識別子とは別のフィールドに配置されているので、このフィールドの内容を適宜書き換えれば、同一の内部パス識別子で示される内部パスを、異なる品質クラスが適用される転送において使い分けることができる。
図１４に、入力側サブユニットの別実施形態を示す。
【００６７】
図１４に示した入力側サブユニットにおいて、品質情報抽出部２４６は、バッファ２３２にノード間ＶＣごとに蓄積されたＡＴＭセルに含まれる情報から、ＩＰヘッダの所定のフィールドに配置された品質制御情報を抽出し、内部パス割当部２３５に備えられた品質情報設定部２４７にこの品質制御情報を渡す。この品質情報設定部２４７は、後述するようにして、各ＡＴＭセル群に割り当てた内部パスを介する転送に適用すべき品質クラスを示す品質情報を作成し、各内部パスに対応する設定情報の一部としてテーブル登録部２３７に渡す。
【００６８】
図１５に、品質情報設定部の詳細構成を示す。
なお、図１１に示した各部と同等のものについては、図１４および図１５において同じ符号を付して示し、その説明は省略する。
図１５に示した品質情報設定部２４７において、品質情報決定部２４８は、上述した品質情報抽出部２４６から入力側品質制御情報を受け取るとともに、アドレス抽出部２３４（図１４参照）からＩＰアドレスを受け取り、このＩＰアドレスに基づいて、宛先テーブル２１５から対応する出力側のノード間ＶＣに適用される品質クラスを示す出力側品質制御情報を検索し、この出力側品質制御情報と入力側品質制御情報とに基づいて、所定の規則に従って品質情報を決定する。また、図１５において、品質情報登録部２４９は、品質情報決定部２４８で決定された品質情報をテーブル登録部２３７に渡す。
【００６９】
ここで、図１５に示した宛先テーブル２１５は、ＩＰアドレスと宛先番号との対応関係に加えて、各宛先番号が与えられた出力側のノード間ＶＣにおいて適用される品質クラスを示す品質制御情報を登録している。なお、各ノード間ＶＣに対応する品質制御情報は、各ノード間ＶＣに関する情報の一部として、上位のソフトウェアから入力側管理部２１２に渡されるので、この入力側管理部２１２により、上述したような宛先テーブル２１５を容易に作成することができる。
【００７０】
次に、この品質情報設定部を備えたパス割当部の動作を説明する。
品質情報抽出部２４６から受け取った入力側の品質制御情報と、宛先テーブル２１５から検索された出力側の品質制御情報とに基づいて、品質情報決定部２４８により、各内部パスに対応する品質情報が決定され、この品質情報がテーブル登録部２３７に渡される。これに応じて、テーブル登録部２３７は、動的パス割当部２４１から受け取った設定情報の適切なフィールドにこの品質情報を挿入し、この設定情報を入力変換テーブル２３８に登録する。
【００７１】
このようにして、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群の転送に適用すべき品質情報を、このＡＴＭセル群に割り当てられた内部パスに対応する設定情報の一部として、内部パス識別子とは独立に入力変換テーブル２３８に登録することができる。
これにより、各内部パスをＡＴＭセル群に割り当てるごとに、それぞれ適切な品質情報を含んだ設定情報を入力変換テーブル２３８に登録し、この設定情報を用いてＡＴＭセル群に含まれる各ＡＴＭセルのヘッダを変換することができるので、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群に割り当てられる内部パスにかかわらず、各ＡＴＭセル群ごとに、それぞれ適切な品質情報で示される品質制御を適用することが可能となる。
【００７２】
このとき、動的パス割当部２４１（図１３参照）の番号ＦＩＦＯ２４２に用意すべき動的番号の数は、各回線対応ユニットに収容可能な最大のノード間ＶＣ数に、上述した品質制御に伴うマージンを見込んで決定した所定の係数を乗じた数で十分であり、ノード間ＶＣ数の品質クラス数倍を用意する必要はない。
以下に、その理由を説明する。
【００７３】
図１６に、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群にバッファ番号を割り当てる動作を説明する図を示す。
図１６においては、説明を簡単にするために、回線対応ユニットに収容可能なノード間ＶＣの数を４とし、番号ＦＩＦＯ２４２に５つの動的番号（図において、符号▲１▼〜▲５▼を付して示す）を用意した場合について説明する。また、図１６（ａ）において、各ノード間ＶＣからのＡＴＭセルは、それぞれ網掛けの種類を変えて示し、また、各ＩＰパケットを番号＃１〜＃８を付して示すとともに、各ＩＰパケットの先頭のＡＴＭセルを符号Ｓを付して示し、各ＩＰパケットの末尾のＡＴＭセルを符号Ｅを付して示した。
【００７４】
図１６（ａ）に示した順序で、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群が入力側サブユニットに到達すると、図１６（ｂ）に示すように、番号＃１〜＃４で示した各ＩＰパケットに順次にバッファ番号▲１▼〜▲４▼が割り当てられ、その後、番号＃２、番号＃４および番号＃３で示したＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群の末尾がそれぞれ入力されたときに、これらのＩＰパケットに割り当てられたバッファ番号▲２▼、▲４▼および▲３▼が順次に解放されて番号ＦＩＦＯ２４２に戻される。したがって、番号＃５で示した新たなＩＰパケットが入力されたときには、未使用のバッファ番号であるバッファ番号▲５▼に加えて、３つのバッファ番号（バッファ番号▲２▼、▲３▼および▲４▼）が割り当て可能なバッファ番号として番号ＦＩＦＯ２４２に格納されている。
【００７５】
このように、ノード間ＶＣ数よりもわずかに多い数だけ動的番号を用意したことにより、たとえ、図１６（ａ）に示した全てのＩＰパケットの宛先が同一であったとしても、同一の内部パスが割り当てられる間隔を十分に広げることができる。これにより、異なる品質クラスが設定されたＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群が入力側サブユニット２１０から出力側サブユニット２２０に転送されるまでの期間のばらつきにかかわらず、ＡＴＭスイッチ内部において、同一の内部パスが割り当てられた異なるＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群が並行して存在することを防ぐことができる。故に、上述した品質制御に伴うマージンを見込んで決定した所定の係数ｃは、品質クラス数に比べて小さい数で十分である。
【００７６】
したがって、請求項４で述べた構成を採用することにより、単純に、品質クラスごとに内部パスを分離した場合に比べて、各段に少ないハードウェア量で同等の品質制御を実現することができる。
更に、入力されるＩＰパケットのパケット長に応じて、対応するＡＴＭセル群を転送する内部パスを切り替えることにより、転送遅延を保証することが可能である
図１７に、内部パス割当部の別構成例を示す。
【００７７】
図１７に示した内部パス割当部２３５において、品質情報設定部２４７は、各ＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群に適用すべき品質クラスを示す品質情報をテーブル登録部２３７に渡すとともに、動的パス割当部２４１に備えられた番号管理部２４３に渡す。また、図１７に示した動的パス割当部２４１において、各番号ＦＩＦＯ２４２は、宛先番号と品質クラス数の組み合わせそれぞれに対応しており、それぞれ自ユニットに備えているノード間ＶＣ数に相当する数の動的番号を保持している。また、図１７に示した内部パステーブル２１３は、宛先番号と品質クラスと動的番号との組み合わせで表される内部パス識別子に対応して、自ユニットと各宛先番号で示される出力側サブユニット２２０とを結ぶ内部パスに関する設定情報を保持している。
【００７８】
次に、この内部パス割当部２３５によって内部パスを割り当てる動作について説明する。
品質情報抽出部２４６は、バッファ２３２にノード間ＶＣごとに保持された情報から、ＩＰパケットのパケット長を含む品質制御情報を抽出し、品質情報設定部２４７に入力する。この品質情報設定部２４７は、品質制御情報に含まれるパケット長と、各品質クラスについて設定したパケット長の上限値とを比較し、この比較結果に基づいて、各パケットに対応するＡＴＭセル群に適用すべき品質クラスを決定する。このとき、品質情報設定部２４７は、例えば、入力されたパケット長が上限値以下である最も優先度の高い品質クラスを判別し、この品質クラスに対応する品質情報を作成して、テーブル登録部２３７に渡すとともに、この判別結果を番号管理部２４３に渡す。
【００７９】
これに応じて、番号管理部２４３は、識別子作成部２４４から受け取った宛先番号と上述した品質クラスとの組み合わせで示される番号ＦＩＦＯ２４２から動的番号を獲得し、この動的番号および品質クラスを識別子作成部２４４に渡す。
【００８０】
したがって、この場合は、識別子作成部２４４により、宛先番号と品質クラスと動的番号との組み合わせで表される内部パス識別子が作成され、設定情報検索部２４５に渡されて、内部パステーブル２１３から設定情報を検索する処理に供される。
このようにして、ＩＰパケットのパケット長に応じて、対応するＡＴＭセル群に割り当てる内部パスを選択することにより、各品質クラスにおいて、転送可能なパケット長に制限を設け、それぞれの品質クラスにおける転送遅延を保証することが可能となる。
【００８１】
更に、各入力側サブユニットと各出力側サブユニットとの間に設定された内部パスを利用すれば、入力側サブユニットに備えた仮想発信端末（ＶＳ：ｖｉｒｔｕａｌ  ｓｏｕｒｃｅ）と、出力側サブユニットに備えた仮想着信端末（ＶＤ：ｖｉｒｔｕａｌ  ｄｉｓｔｉｎａｔｉｏｎ）との間においてフィードバック制御を行なうことも可能である。
図１８に、ＶＳ／ＶＤ制御を説明する図を示す。
【００８２】
図１８に示した入力側サブユニットにおいて、セル挿入部２５１は、転送バッファ２５２から各ノード間パスに送出されるＡＴＭセル群に、所定の形式の上りリソース管理セルを挿入する。一方、出力側サブユニットにおいて、情報収集部２５３は、出力回線への送信バッファの空き状況などを含む輻輳情報を収集し、上述した輻輳情報を用いて下りリソース管理セルを作成する。また、セル折り返し部２５４は、上述した上りリソース管理セルが内部パスを介して到達したときに、情報収集部２５２によって作成された下りリソース管理セルを用いて、この上りリソース管理セルを折り返す。また、図１８において、セル検出部２５５は、上述したようにして折り返されたリソース管理セルを検出し、このリソース管理セルに含まれる輻輳情報をフィードバック制御部２５６に通知する。これに応じて、フィードバック制御部２５６は、必要に応じて、転送バッファ２５２からの読出速度を調整する。
【００８３】
これにより、出力側サブユニットにおける輻輳情報に基づいて、入力側サブユニットにおけるセルの読出速度を動的に調整することができる。
次に、上述したＡＴＭスイッチについての技術を、ＡＴＭスイッチからなる基幹網に適用する方法について説明する。
図１９に、ＡＴＭネットワークシステムの実施形態を示す。
【００８４】
図１９に示したＡＴＭネットワークシステムにおいて、ノードＡ、ノードＢおよびノードＣは基幹網を構成しており、また、これらの各ノードは、それぞれアクセス網を収容している。なお、図１９においてノードＡ、ノードＢおよびノードＣは同等な構成を備えており、ノードＡについてのみ詳細な構成を示した。また、図５に示した各部と同一の構成要素については、図１９において同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
【００８５】
図１９に示した各ノード間について、網内パス群としてそれぞれ所定の数（例えば、Ｎａｂ、Ｎｂｃ、Ｎｃａ）のノード間ＶＣを予めそれぞれ設定しておき、各ノードにおいて、自ノードが収容しているアクセス網内に含まれていない宛先に向かうＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群に、それぞれのノードが網内パスとして収容しているノード間ＶＣを割り当てる方法について説明する。
【００８６】
図１９に示したノードＡにおいて、中継サブユニット（ＳＵ）２６０は、網内パスとしてノードＡとノードＢとの間に設定したノード間ＶＣを収容している。
この中継サブユニット２６０において、ヘッダ変換テーブル２６１は、この中継サブユニット２６０に到達する内部パスを示す内部パス識別子に対応して、ノードＡとノードＢとの間に設定された網内パスのいずれかとして収容されたノード間ＶＣを示すＶＰＩ、ＶＣＩを格納し、ヘッダ変換部２６２の処理に供している。
【００８７】
また、図１９に示した各入力側サブユニット２１０に備えられた宛先テーブル２１５(図６参照)は、ノードＡに収容されたアクセス網に含まれていない宛先アドレスに対応して、上述した網内パスとして中継サブユニット２６０に収容されたノード間ＶＣを示す宛先番号のいずれかを格納している。また、これらの入力側サブユニット２１０に備えられた内部パステーブル２１３(図５参照)には、これらの宛先番号に対応して、中継サブユニット２６０に至る内部パスを示す内部パス識別子が格納されている。
【００８８】
また、図１９に示した各出力側サブユニット２２０に備えられたヘッダ変換テーブル２６１は、自ノードが収容しているアクセス網に含まれる宛先アドレスに対応して設定された宛先番号についてスイッチ回路２００において設定された内部パスを示す内部パス識別子に対応して、対応する宛先に至るノード間ＶＣを示すＶＣＩ、ＶＰＩを格納している。
【００８９】
したがって、例えば、ノードＢに収容されたアクセス網に含まれる宛先を示す宛先アドレスを含むＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群がいずれかの入力側サブユニット２１０に入力された場合に、このＡＴＭセル群は、スイッチ２００において網内パスを示す宛先番号に対応して設定された内部パスを介して中継サブユニット２６０に転送され、更に、この中継サブユニット２６０により、対応する網内パスとして収容されたノード間ＶＣを介してノードＢに送られる。そして、これらのＡＴＭセル群は、ノードＢにおいて、網内パスを収容している入力側サブユニット２１０から該当する宛先番号を収容している出力側サブユニット２２０に転送され、この出力側サブユニット２２０により、アクセス網に出力される。
【００９０】
このようにして、これらのノードからなる基幹網をあたかも一つのＡＴＭスイッチ内部のスイッチ回路のように扱い、宛先を含むアクセス網を収容しているノードに至る網内パスを自律的に設定することができる。
また、この場合は、中継サブユニット２６０から網内パスにＡＴＭセル群を出力する際には、ＩＰパケットを組み立てる必要がないので、ノード間を中継する際のオーバーヘッドを削減することができる。
【００９１】
ここで、図１９に示した各部と、図４に示した各手段との対応関係を説明する。
図１９に示した入力側サブユニット２１０と出力側サブユニット２２０と中継サブユニット２６０とにより、図４に示したアクセス管理手段１４２の機能が果たされており、特に、入力側サブユニット２１０および中継サブユニット２６０により、網内パス割り当て手段１４３の機能が果たされている。また、図４に示した出力手段１４４の機能は、主に、図１９に示した出力側サブユニット２２０によって果たされている。また、図４に示したルーティング手段１４１の機能は、図１９に示した各ノードに備えられたスイッチ回路２００および中継サブユニット２６０と、これらの中継サブユニット２６０に収容されたノード間ＶＣとによって果たされている。
【００９２】
更に、図１９に示した入力側サブユニット２１０に、図１２に示した構成を適用することにより、請求項６において述べた網内パス割り当て手段１４３の機能を実現し、網内パスを動的に割り当てることが可能である。
また、図１９に示した入力側サブユニット２１０に、図１４に示した構成を適用することにより、品質クラスごとに内部パスを分離した場合と同等の品質制御を、各段に少ないハードウェア量で実現することができる。更に、図１７に示した内部パス割当部の構成を適用することにより、品質クラスごとにパケット長を制限することができるので、品質クラスごとに転送遅延を保証することができる。
【００９３】
更に、各入力側サブユニット２１０および各出力側サブユニット２２０に、図１８に示したＶＳおよびＶＤの機能を組み込むことにより、各内部パスおよび網内パスに送出されるトラフィックを調整することができる。
また、図２０に示すように、例えば、ノードＡの入力側サブユニットから他のノードの出力側サブユニットに至る網内パスを設定することもできる。この場合に、網内パスを終端する必要がない入力側サブユニットおよび出力側サブユニットでは、ＩＰパケットをカプセル化したＡＴＭセルも通常のＡＴＭセルと同様に扱うことができる。したがって、収容しているノード間ＶＣの全てが網内パスの一部である回線対応ユニット（図２０において、網掛けを付して示す）は、従来のＡＴＭスイッチに備えられている回線対応ユニットをそのまま利用することができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチによれば、ＩＰパケットをカプセル化したＡＴＭセル群の入力元を示す情報と出力先を示す情報とに対して、所定の規則を適用することにより、体系的な内部パス識別子を回線対応ユニットにおいて自律的に作成し、内部パスを自律的に管理することができるので、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの大容量化に伴って増大する上位のソフトウェアの処理負担を大幅に軽減し、処理の遅延やリソース超過などの問題の発生を防ぐことができる。
【００９５】
更に、請求項２の発明を適用すれば、入力側サブユニットにおいて、方路検索のためにＩＰパケットを組み立てる処理を省略し、ＡＴＭセルのままでヘッダ変換処理を行なうことが可能となるので、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチのハードウェア量の削減を図るとともに、より一層の高速化を図ることが可能である。
また、請求項３の発明を適用し、ＩＰパケットをカプセル化した一連のＡＴＭセルの入力元を示す情報の代わりに動的番号を用い、内部パスをＩＰパケットごとに動的に割り当てることにより、入力元を示す情報を内部パス識別子に含めた場合に比べて、内部パス識別子に割り当てるべきフィールドを各段に小さくすることができる。
【００９６】
一方、請求項４の発明を適用すれば、品質クラスに関する情報を内部パス識別子とは異なるフィールドを割り当てることにより、ＡＴＭセル群に適用される品質クラスに応じて、同一の内部パスを使い分けることができる。このとき、同一の内部パスが割り当てられた異なるＩＰパケットに対応するＡＴＭセル群が同時にＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチ内に発生することを防ぐためには、各回線対応ユニットに収容可能なノード間パス数に所定の係数を乗じた数分の動的番号を用意すれば十分であるので、内部パスを品質クラスごとに分離する構成に比べて、小規模なハードウェアによって、品質制御を実現することができる。
【００９７】
一方、請求項５および請求項６の発明によれば、ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチからなる基幹網において、各ノード間を結ぶ複数の網内パスを設定し、各ノードに入力されるＡＴＭセル群に対するこれらの網内パスの割り当てを自律的に管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの原理ブロック図である。
【図２】請求項２のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの主要構成を示す図である。
【図３】請求項３および請求項４のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの主要構成を示す図である。
【図４】請求項５のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭネットワークシステムの原理ブロック図である。
【図５】請求項１のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの実施形態を示す図である。
【図６】入力側サブユニットの詳細構成を示す図である。
【図７】内部パステーブルおよびヘッダ変換テーブルの例を示す図である。
【図８】出力側サブユニットの詳細構成を示す図である。
【図９】ノード間ＶＣの追加設定に伴う処理を説明する図である。
【図１０】ＡＴＭセルにカプセル化されたＩＰパケットを説明する図である。
【図１１】入力側サブユニットの別実施形態を示す図である。
【図１２】入力側サブユニットの別実施形態を示す図である。
【図１３】動的パス割当部の詳細構成を示す図である。
【図１４】入力側サブユニットの別実施形態を示す図である。
【図１５】品質情報設定部の詳細構成を示す図である。
【図１６】ＡＴＭセル群に動的に内部パスを割り当てる動作を説明する図である。
【図１７】内部パス割当部の別構成例を示す図である。
【図１８】ＶＳ／ＶＤ制御を説明する図を示す図である。
【図１９】ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭネットワークシステムの実施形態を示す図である。
【図２０】ＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭネットワークシステムの別実施形態を示す図である。
【図２１】従来のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの第１の構成例を示す図である。
【図２２】従来のＩＰ  ｏｖｅｒ  ＡＴＭスイッチの第２の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１００  ノード
１０１、２１０  入力側サブユニット
１０２、２００，４１３  スイッチ回路
１０３、２２０，４１６  出力側サブユニット
１１１、２１３  内部パステーブル
１１５、２２１，２６１，４１１  ヘッダ変換テーブル
１１３  宛先情報検出手段
１１２  内部パス管理手段
１１４  内部変換手段
１１６  変換管理手段
１１７  ヘッダ変換手段
１２１  セルバッファ
１２５  構造検出手段
１２２  宛先情報抽出手段
１２４  内部パス登録手段
１２５  宛先テーブル
１２６  宛先検索手段
１２７  番号ＦＩＦＯ
１２８  番号管理手段
１２９  登録手段
１３１  品質情報抽出手段
１３２  品質クラス決定手段
１４１  ルーティング手段
１４２  アクセス管理手段
１４３  網内パス割当手段
１４４  出力手段
２１１  パケット処理部
２１２  入力側管理部
２１３  内部パステーブル
２１４  宛先登録部
２１５  宛先テーブル
２１６  内部パス情報作成部
２１７  内部パス登録部
２１８  宛先検索部
２１９  内部パス検索部
２２１  ヘッダ変換テーブル
２２２  出力側管理部
２２３  識別子作成部
２２４  変換情報作成部
２２５  変換情報登録部
２３１  アドレス検出部
２３２  バッファ
２３３  転送制御部
２３４  アドレス抽出部
２３５  内部パス割当部
２３６  宛先検索部
２３７  テーブル登録部
２３８  入力変換テーブル
２３９  セルヘッダ変換部
２４０  構造検出部
２４１  動的パス割当部
２４２  番号ＦＩＦＯ
２４３  番号管理部
２４４  識別子作成部
２４５  設定情報検索部
２４６  品質情報抽出部
２４７  品質情報設定部
２４８  品質情報決定部
２４９  品質情報登録部
２５１  セル挿入部
２５２  転送バッファ
２５３  情報収集部
２５４  セル折り返し部
２５５  セル検出部
２５６  フィードバック制御部
２６０  中継サブユニット（ＳＵ）
４１０  回線対応ユニット
４１１  パケット組み立て部
４１２  パケット処理部
４１３  方路検索部
４１４  ヘッダ置換部
４１５  パケット分解部
４２１  パケット組み立て部
４２２、４２６  パケット処理部
４２３  方路検索部
４２４、４２７  ヘッダ変換部
４２５  パケット分解部
【図１】
0003634276.tif 000002
【図２】
0003634276.tif 000003
【図３】
0003634276.tif 000004
【図４】
0003634276.tif 000005
【図５】
0003634276.tif 000006
【図６】
0003634276.tif 000007
【図７】
0003634276.tif 000008
【図８】
0003634276.tif 000009
【図９】
0003634276.tif 000010
【図１０】
0003634276.tif 000011
【図１１】
0003634276.tif 000012
【図１２】
0003634276.tif 000013
【図１３】
0003634276.tif 000014
【図１４】
0003634276.tif 000015
【図１５】
0003634276.tif 000016
【図１６】
0003634276.tif 000017
【図１７】
0003634276.tif 000018
【図１８】
0003634276.tif 000019
【図１９】
0003634276.tif 000020
【図２０】
0003634276.tif 000021
【図２１】
0003634276.tif 000022
【図２２】
0003634276.tif 000023