(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチキャストセルの処理の際にスループットの低下を抑えるセル処理技術を提供すること。【解決手段】宛先に対応する複数のキューと、受信したセルを宛先数コピーして、対応する宛先のキューに格納する格納手段と、前記宛先に対応する複数のキューに格納されたセルを、予め定められたキューの読み出し順序に従って、前記キューからセルを読み出す読出制御手段とを有する複数の中間段バッファと、予め定められた中間段バッファへの出力の切替順序に従って、受信したセルを前記中間段バッファに出力する切替処理を行う第１のスイッチ処理手段と、前記中間段バッファと宛先に対応づけられた出力インタフェースとの入出力の切替順序が予め定められ、この切替順序に従って、前記読出制御手段によって読み出されたセルを入力して前記出力インタフェースに出力する第２のスイッチ処理手段とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2008252753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
宛先に対応する複数のキューと、受信したセルを宛先数コピーして、対応する宛先のキューに格納する格納手段と、前記宛先に対応する複数のキューに格納されたセルを、予め定められたキューの読み出し順序に従って、前記キューからセルを読み出す読出制御手段とを有する複数の中間段バッファと、
予め定められた中間段バッファへの出力の切替順序に従って、受信したセルを前記中間段バッファに出力する切替処理を行う第１のスイッチ処理手段と、
前記中間段バッファと宛先に対応づけられた出力インタフェースとの入出力の切替順序が予め定められ、この切替順序に従って、前記読出制御手段によって読み出されたセルを入力して前記出力インタフェースに出力する第２のスイッチ処理手段と
を有することを特徴とするセル処理装置。
【請求項２】
前記中間段バッファは、宛先とセルのマルチキャスト番号とを関連づけて宛先管理情報として記憶し、マルチキャストセルを受信した場合に、そのセルのマルチキャスト番号に対応する宛先の数セルをコピーするように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のセル処理装置。
【請求項３】
前記宛先に対応づけられた出力インタフェースの各々は、格納されているセルの順番を示すシーケンス番号をチェックし、シーケンス番号順に並んでいない場合にはシーケンス番号順にセルを並びかえる再配列処理手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセル処理装置。
【請求項４】
前記中間段バッファにユニキャスト用の宛先毎のキューを設け、
受信したセルを、セル種別に基づいて、前記ユニキャスト用のキュー又は、前記格納手段のいずれかに出力する判別手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のセル処理装置。
【請求項５】
前記第１のスイッチ処理手段に接続される入力インタフェース、及び、前記出力インタフェースにおいて、ユニキャストセルとマルチキャストセルを別々に管理することを特徴とする請求項1から請求項４のいずれかに記載のセル処理装置。
【請求項６】
宛先に対応する複数のキューを設けた複数の中間段バッファと、前記複数の中間段バッファにセルを出力する第１のスイッチ処理手段と、前記複数の中間段バッファから読み出されたセルを、宛先に対応づけられた出力インタフェースに出力する第２のスイッチ処理手段とを備えたスイッチ処理装置におけるセルのスイッチ処理方法であって、
前記第１のスイッチ処理手段は、予め定められた中間段バッファへの出力の切替順序に従って、受信したセルを前記中間段バッファに出力し、
前記中間段バッファは、受信したセルを宛先数コピーして対応する宛先のキューに格納し、前記宛先に対応する複数のキューに格納されたセルを、予め定められたキューの読み出し順序に従ってセルを読み出し、
前記第２のスイッチ処理手段は、予め定められた前記中間段バッファと前記出力インタフェースとの入出力の切替順序に従って、前記中間段バッファから読み出されたセルを入力して前記出力インタフェースに出力する
ことを特徴とするセルのスイッチ処理方法。
【請求項７】
前記中間段バッファは、宛先とセルのマルチキャスト番号とを関連づけて宛先管理情報として記憶し、マルチキャストセルを受信した場合に、そのセルのマルチキャスト番号に対応する宛先の数セルをコピーすることを特徴とする請求項６に記載のセルのスイッチ処理方法。
【請求項８】
前記出力インタフェースにおいて、格納されているセルの順番を示すシーケンス番号をチェックし、シーケンス番号順に並んでいない場合にはシーケンス番号順にセルを並びかえることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のセルのスイッチ処理方法。
【請求項９】
前記中間段バッファにユニキャスト用の宛先毎のキューを設け、
セル種別に基づいて、受信したセルの種別を判別し、前記セルがユニキャスト用セルである場合にはコピーせずに前記ユニキャスト用の対応する宛先のキューに出力することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載のセルのスイッチ処理方法。
【請求項１０】
前記第１のスイッチ処理手段に接続される入力インタフェース、及び、前記出力インタフェースにおいて、ユニキャストセルとマルチキャストセルを別々に管理することを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載のセルのスイッチ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はセル処理技術に関し、特に、マルチキャストセルの処理の際にスループットの低下を抑えるセル処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークを行き交うデータの通信量が年々増大するなか、ネットワークスイッチに対しては、より高速で大容量の処理が求められている。
【０００３】
ルータ等に代表される従来の固定長セル(可変長パケットを固定長セル化したものを含む)スイッチとして、クロスバスイッチの各入力ポートにバッファを設け、各入力ポートからのデータの出力調整を行うスケジューラを配備した入力バッファ型スイッチがある。
【０００４】
この入力バッファ型スイッチとしては、例えば、図８、図９の構成例で示されるものがある。図８は、ユニキャストセルを処理する場合における従来のスイッチの構成例であり、入力ポート１からセルＡ、入力ポート２からセルＢ、入力ポートＮからセルＣが入力され、それぞれ出力ポート１，２，３に出力される場合の例が示されている。また、図９は、マルチキャストセルを処理する場合における従来のスイッチの構成例である。図９には、入力ポート1から入力されたセルＡが全出力ポートからマルチキャスト出力される場合の例が示される。
【０００５】
まず、このような従来の入力バッファ型スイッチにおけるユニキャスト処理について図８を用いて説明する。
【０００６】
各入力インタフェースに入力されたセルはＶＯＱ［Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｑｕｅｕｅ］（仮想出力キュー）の該当宛先キューに格納される。各入力ポートは、スケジューラ１に対し、セル送出のrequest信号としてセルの宛先を通知する。スケジューラ１では、request信号に基づいて、複数の入力ポートから同一宛先のセルが送出されないように調停処理を行い、各入力ポートに対してどこの宛先に対するセル送出を許可するかを示すgrant信号を送出する。grant信号を受けた各入力ポートでは、該当する宛先のセルを出力する。スケジューラ１では各入力grantを出力すると同時にクロスバスイッチに対して設定を行い、これにより各入力ポートから送出されたセルは所定の出力ポートに到着することになる。
【０００７】
続いて、入力バッファ型スイッチにおけるマルチキャスト処理の例について図９を用いて説明する。
【０００８】
入力ポート１に入力されたセルＡは、入力ポート１側にて宛先数分（本例の場合はＮ個）コピーされてＶＯＱの各キューに格納される。このとき、ＶＯＱの各キューに格納されたセルの送出要求をするためのrequest信号がスケジューラ２に送出される。すなわち、１つの宛先につき１つのrequest信号が送出されるので、複数のrequest信号がスケジューラ２に対し送出されることになる。
【０００９】
スケジューラ２では、各入力ポートから同一宛先のセルが送出されないように調整処理を行い、各入力に対してどこの宛先に対するセル送出を許可するかを示すgrant信号を送出する。grant信号を受けた各入力ポートでは該当する宛先のセルを出力する。
【００１０】
このような従来のマルチキャスト処理の場合、宛先数が増えると、入力ポートに負荷が集中し、装置全体のスループットが低下するという問題点があった。このスループットの低下を抑える為には、ポート側で広帯域を確保しなければならなかった。例えば、マルチキャストの宛先数をＭ個とした場合、入力ポート側にてセルコピーをＭ回行うため、入力ポート側のＶＯＱに入力レートのＭ倍のセルが蓄積されることになる。しかしながら、転送路幅（ポートの帯域幅）は変わらないので、このままでは転送路がボトルネックとなりスループットの低下を招いてしまう。このときスループットの低下を抑えるためには、クロスバスイッチの各ポートの帯域を入力レートのＭ倍確保する必要があるが、大容量ポートの収容はコスト的にも設置スペースの面からも実現は困難であった。
【００１１】
上述した問題点を解消すべく、図１０の入力型バッファスイッチに示されるように、マルチキャストセル用のキューを別途設けてマルチキャスト処理をおこなう手法がみられた。図１０には、入力ポート1から入力されたセルＡが、全出力ポートに対してマルチキャストされる場合が示されている。
【００１２】
図１０の構成例に示す入力型バッファスイッチでは、各入力ポートに、ＶＯＱとは別にマルチキャストセル用のマルチキャストキューが設けられ、このマルチキャストキューにマルチキャストセルが格納される。ここでは、マルチキャストセルのスケジューラ３へのrequest信号は、1つのrequest信号にマルチキャスト先の全宛先情報(本例の場合は全出力ポートが宛先)が搭載される形態となる。そして、スケジューラ３では、マルチキャスト先となる複数の宛先に同時にセルＡを出力できるようにスケジューリングを行う。
【００１３】
このように、図１０の構成例に示す入力型バッファスイッチの場合、スケジューラによる調整処理により、セルＡが出力されるタイミングでは他のポートからはセル出力は行われないよう制御される(すなわち、grant信号は他の入力ポートへは行かない)。そして、クロスバスイッチでは、入力ポート1が全出力ポート側で選択され、全出力ポートからセルＡが送出されることになる。この場合は、前述したようなポートの帯域がボトルネックになるという問題は改善される。
【００１４】
しかしながら、図１０に示すようなマルチキャストキューを設けたマルチキャスト処理方式においても依然として問題点があった。その問題点とは、多ポート化するとスケジューラの処理負荷が高まるという問題である。すなわち、ポート数を増やし宛先数が増えると、同時に複数の出力ポートを予約する処理が必要になりスケジューラの処理負荷が高まるため、スループットの低下につながってしまう。
【００１５】
上述の如く、従来の入力バッファ型スイッチにおけるマルチキャスト処理では、セル入力側にてセルコピーするために生じるスループットの低下やスケジューラ処理の複雑化などの問題があり、多ポート収容化、大容量ポート収容化が困難であった。
【００１６】
こうした中、最近では、多ポート化した際のスループットの低下を抑える他の手法も提案されてきている。
【００１７】
例えば、特許文献１では、マルチキャストパケットを複数のクロスバスイッチへ振り分けることで、クロスバスイッチ数の増加とともにパケットの転送帯域を増加させるクロスポイント型スイッチが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−４５６２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
特許文献１の発明では、複数のクロスバスイッチが設けられ、セル入力側から独立したクロスバスイッチ部でセルをコピーすることで、セル入力側でのコピー処理の負荷を軽減させている。
【００１９】
しかしながら、特許文献１の発明では、収容するポート数が多くなるにつれ、処理内容や回路構成が複雑化するという別の問題点があった。特許文献１の発明では、クロスバスイッチ部内、または、入出力制御部とクロスバスイッチ部との間に亘ってセルを入出力制御する際、複雑なスケジュール処理・振分け処理が必要であった。具体的には、特許文献１の発明では、クロスバスイッチ内、及び、入出力制御部間に亘ってセルを振り分ける際、キューを入出力制御するためのスケジューラ（ラウンドロビン回路）を設ける手法がとられ、このスケジューラは、入力制御部、クロスバスイッチ部、出力制御部のそれぞれに設けなければならなかった。このため、多ポート化するにつれて回路が複雑化し、製造コストも嵩むといった問題点があった。
【００２０】
従って、本発明が解決しようとする課題は、マルチキャストセルの処理の際にスループットの低下を抑えるセル処理技術を提供することである。
【００２１】
さらに、本発明が解決しようとする課題は、装置構成を簡素化してセル処理をおこなうセル処理技術を提供することでもある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決する本発明は、セル処理装置であって、宛先に対応する複数のキューと、受信したセルを宛先数コピーして、対応する宛先のキューに格納する格納手段と、前記宛先に対応する複数のキューに格納されたセルを、予め定められたキューの読み出し順序に従って、前記キューからセルを読み出す読出制御手段とを有する複数の中間段バッファと、予め定められた中間段バッファへの出力の切替順序に従って、受信したセルを前記中間段バッファに出力する切替処理を行う第１のスイッチ処理手段と、前記中間段バッファと宛先に対応づけられた出力インタフェースとの入出力の切替順序が予め定められ、この切替順序に従って、前記読出制御手段によって読み出されたセルを入力して前記出力インタフェースに出力する第２のスイッチ処理手段とを有することを特徴とする。
【００２３】
また、上記課題を解決する本発明は、セルのスイッチ処理方法であって、宛先に対応する複数のキューを設けた複数の中間段バッファと、前記複数の中間段バッファにセルを出力する第１のスイッチ処理手段と、前記複数の中間段バッファから読み出されたセルを、宛先に対応づけられた出力インタフェースに出力する第２のスイッチ処理手段とを備えたスイッチ処理装置におけるセルのスイッチ処理方法であって、前記第１のスイッチ処理手段は、予め定められた中間段バッファへの出力の切替順序に従って、受信したセルを前記中間段バッファに出力し、前記中間段バッファは、受信したセルを宛先数コピーして対応する宛先のキューに格納し、前記宛先に対応する複数のキューに格納されたセルを、予め定められたキューの読み出し順序に従ってセルを読み出し、前記第２のスイッチ処理手段は、予め定められた前記中間段バッファと前記出力インタフェースとの入出力の切替順序に従って、前記中間段バッファから読み出されたセルを入力して前記出力インタフェースに出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、スループットの低下を抑えるセル処理技術を提供することができる。
【００２５】
その理由は、本発明のセル処理装置は、入出力インタフェース部の間にスイッチを介して複数の中間段バッファを設け、マルチキャスト処理の際には、セルのコピー処理をこの中間段バッファで行う。すなわち、コピー処理は、中間段バッファの閉じた構成部内で行われ、異なるインタフェース間に亘ってセルのコピー処理が行われないので、セルの転送路の帯域がコピー処理による増分のセルによって圧迫されず転送遅延の発生を抑えることができるからである。
【００２６】
さらに、本発明によれば、簡便な装置構成でスループットの低下を抑えるセル処理技術を提供することができる。
【００２７】
その理由は、本発明のセル処理装置は、予め定められた切替順序に従って中間段バッファの入出力切替処理を行うスイッチを介してセルの処理をおこなうので、スケジューラを設けて複雑な振分け処理をする必要がなく、その装置構成を簡素化できるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
＜構成の説明＞
【００２９】
本発明の第１の実施の形態について図を用いて説明する。
【００３０】
図１は全体のブロック図である。図１に示されるように、本発明のセル処理装置は、Ｎ個の入力インタフェースからなる入力インタフェース部Ａと、Ｎ個の中間段バッファからなる中間段バッファ部Ｂと、Ｎ個の出力インタフェースからなる出力インタフェース部Ｃとから構成される。
【００３１】
ここで、入力インタフェース部Ａを構成する各入力インタフェースの内部構成は図２に、また、中間段バッファ部Ｂを構成する中間段バッファの内部構成は図３に、出力インタフェース部Ｃを構成する出力インタフェースの内部構成は図４に示される。これら内部構成について詳述する前に、まずは全体の構成について図１を用いて説明する。
【００３２】
尚、ここでは、各ブロックに入力されてくるセルのセル種別(ユニキャストセル又はマルチキャストセル)、セルの送出元、送出先の宛先情報（入出力インタフェース番号）は、あらかじめセルに付加されているものとする。
【００３３】
図１を見ると、Ａは入力インタフェース部であり、複数の入力インタフェースａ１−１〜ａ１−Ｎからなる。各入力インタフェースａ１−１〜ａ１−Ｎ（入力インタフェースａ１とも記載）は、受信した可変長パケットを固定長セルに分割し、分割されたセルのそれぞれにシーケンス番号を付加する。
【００３４】
ここで、シーケンス番号とは、セルの順序を示す番号である。ユニキャストセルの場合、宛先毎（入力インタフェースから出力インタフェースの全経路毎）にこのシーケンス番号を付与する。マルチキャストセルの場合、マルチキャスト番号毎にシーケンス番号を付与する。また、マルチキャスト番号とは、マルチキャストパタン毎に割り振られる固有の番号である。ここで、マルチキャストパタンとは、ある入力インタフェースから複数の出力インタフェースに出力するマルチキャスト形態のことを意味する。例えば、入力インタフェースＸから出力インタフェースＹ，Ｚへのマルチキャストがある場合、このマルチキャストに対しマルチキャスト番号が一つ付加される。このマルチキャスト番号毎に予め複数の宛先を関連付けておく。
【００３５】
また、入力インタフェースａ１は、ユニキャストセル蓄積用のＶＯＱ［Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｑｕｅｕｅ］ａ１３−１〜ａ１３−Ｎとマルチキャストセル蓄積用のマルチキャスト入力キュー（ａ１４−１〜ａ１４−Ｎ）とを有し、分割したセルを、セル種別に応じてこれらのキューに蓄積する。
【００３６】
Ｄは、前段クロスバスイッチである。前段クロスバスイッチＤは、周期的な固定設定で動作するクロスバスイッチである。入力インタフェース（ａ１−１〜ａ１−Ｎ）から受信したセルを予め設定された設定情報に基づいてスイッチ処理し、中間段バッファ部Ｂにセルを送出する。前段クロスバスイッチＤは、複数の入力ポート１〜Ｎ、複数の出力ポート１〜Ｎを有する。入力ポート１〜Ｎは、それぞれ入力インタフェース１〜Ｎに接続され、出力ポート１〜Ｎは、それぞれ中間段バッファｂ１−１〜ｂ１−Ｎに接続される。
【００３７】
Ｂは中間段バッファ部であり、複数の中間段バッファ（ｂ１−１〜ｂ１−Ｎ）からなる。中間段バッファｂ１−１〜ｂ１−Ｎは、セルを蓄積するためのＶＯＱ（ｂ１３−１〜ｂ１３−Ｎ）を有する。ＶＯＱ（ｂ１３）のそれぞれは、内部に複数のキューを有する。これら複数のキューのそれぞれは、宛先となる出力インタフェースに対応している。前段クロスバスイッチＤより受信したセルは、各中間段バッファ（ｂ１−１〜ｂ１−Ｎ）でコピーされ、ＶＯＱ（ｂ１３−１〜ｂ１３−Ｎ）の内部の各キューに宛先毎に格納される。
【００３８】
Ｅは、後段クロスバスイッチである。後段クロスバスイッチＥは周期的な固定設定で動作するクロスバスイッチであり、中間段バッファのＶＯＱ（ｂ１３−１〜ｂ１３−Ｎ）から受信したセルをスイッチ処理し、出力インタフェース部Ｃにセルを送出する。後段クロスバスイッチＥは、複数の入力ポート１〜Ｎ、複数の出力ポート１〜Ｎを有する。入力ポート１〜Ｎは、それぞれ中間段バッファｂ１−１〜ｂ１−Ｎに接続され、出力ポート１〜Ｎは、それぞれ出力インタフェース１〜Ｎに接続される。
【００３９】
Ｃは出力インタフェース部であり、宛先に対応づけられた複数の出力インタフェース（ｃ１−１〜ｃ１−Ｎ）からなる。出力インタフェース（ｃ１−１〜ｃ１−Ｎ）は、ユニキャストセル蓄積用のユニキャスト用ＶＩＱ［Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｉｎｐｕｔ  Ｑｕｅｕｅ］（ｃ１３−１〜ｃ１３−Ｎ）とマルチキャストセル蓄積用のマルチキャスト出力キュー（ｃ１４−１〜ｃ１４−Ｎ）とを有する。後段クロスバスイッチＥから受信したセルを、セル種別に応じて、ＶＩＱ（ｃ１３）又はマルチキャスト出力キューｃ１４に蓄積する。
【００４０】
また、出力インタフェース（ｃ１−１〜ｃ１−Ｎ）は、後段クロスバスイッチＥから受信したセル順序に順序の逆転があった場合には、正しいセル順に並び替える。
【００４１】
次に、入力インタフェース部Ａ、中間段バッファ部Ｂ、出力インタフェース部Ｃの各内部構成について詳しく説明する。
【００４２】
まずは、入力インタフェース部Ａの内部構成について図２に示すブロック図を用いて説明する。
【００４３】
入力インタフェース部Ａは、入力インタフェースａ１−１〜ａ１−Ｎからなり、各入力インタフェースａ１は、セル情報検出部ａ１１と、書込制御部ａ１２と、ユニキャスト用ＶＯＱ（ａ１３）と、マルチキャスト入力キューａ１４と、選択部ａ１５と、読出セル選択部ａ１６とを有する。
【００４４】
セル情報検出部ａ１１は、入力されてくるセル情報を検出し、検出したセル情報を他の構成部に通知する。
【００４５】
ここで、セル情報とは、セルに関する情報であって、例えば、セル種別、セル送出元の入力インタフェース、セルの宛先となる出力インタフェース、マルチキャスト番号等の情報である。このセル情報は、セルのヘッダやセルの併走信号として入力される。
【００４６】
書込制御部ａ１２は、セル情報検出部ａ１１からセル及びセル情報を受信する。そして、受信したセル情報に基づいて、セルをユニキャスト用ＶＯＱ（ａ１３）の該当宛先キュー又はマルチキャスト入力キューの該当領域にセルを書き込む。
【００４７】
ユニキャスト用ＶＯＱ（ａ１３）は、ユニキャストセルを一時格納するメモリである。ユニキャスト用ＶＯＱ［Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｑｕｅｕｅ］（ａ１３）は、内部に複数のキューを有し、これら複数のキューのそれぞれは宛先（出力インタフェース）に対応している。
【００４８】
マルチキャスト入力キューａ１４は、マルチキャストセルを一時格納するメモリである。マルチキャスト入力キューａ１４も、内部に複数のキューを有し、これら複数のキューのそれぞれは、マルチキャスト番号に対応している。
【００４９】
読出セル選択部ａ１６は、ユニキャスト用ＶＯＱ（ａ１３）、マルチキャスト入力キューａ１４の蓄積状態を管理し、キューから出力するセルを決定する。具体的には、セル情報検出部ａ１１からセル情報を受信し、このセル情報に基づいて出力セルを決定し、ユニキャスト用ＶＯＱ（ａ１３）またはマルチキャスト入力キューａ１４に対してセルの読み出し制御を行う。この読出セル選択部ａ１６からの読出制御によって、ユニキャスト用ＶＯＱ（ａ１３）、マルチキャスト入力キューａ１４のいずれかよりセルが読み出される。さらに、この読み出したセルを、前段クロスバスイッチＤで予め設定された設定情報に基づいて、前段クロスバスイッチＤに送出する。
【００５０】
選択部ａ１５は、ユニキャスト用ＶＯＱ（ａ１３）、又はマルチキャスト入力キューａ１４のいずれかよりセルを受信した場合に有効なセルを選択して出力する。
【００５１】
次に、中間段バッファ部Ｂの内部構成について、図３に示すブロック図を用いて説明する。
【００５２】
中間段バッファ部Ｂは、宛先検出/セルコピー部ｂ１１と、書込制御部ｂ１２と、ＶＯＱ（ｂ１３）と、読出制御部ｂ１４と、マルチキャスト宛先管理部ｂ１５とを有する。
【００５３】
マルチキャスト宛先管理部ｂ１５は、マルチキャストセルのマルチキャスト番号と、該マルチキャスト番号に対応する宛先情報（出力先となるインタフェースの情報）とを少なくとも対応づけて宛先管理情報として記憶する。
【００５４】
宛先検出／セルコピー部ｂ１１は、受信したセルがマルチキャストセルの場合、マルチキャスト宛先管理部ｂ１５を参照してマルチキャスト番号に対応する宛先数を取得し、セルを宛先数分コピーする。さらに、宛先検出/セルコピー部ｂ１１は、マルチキャスト宛先管理部ｂ１５を参照し、マルチキャスト番号に対応する宛先情報も取得する。コピー処理後のセルは、宛先となる出力インタフェース毎に書込制御部ｂ１２に送出される。
【００５５】
書込制御部ｂ１２は、宛先検出/セルコピー部ｂ１１でコピー処理されたセルと宛先情報とを受信すると、このコピー処理されたセルを、宛先となる出力インタフェースに対応するキューに格納する。また、読出制御部ｂ１４に対し、ＶＯＱ（ｂ１３）に書き込みを行ったセルの宛先情報を通知する。
【００５６】
ＶＯＱ（ｂ１３）は、宛先となる出力インタフェース毎にセルを格納するメモリである。具体的には、ＶＯＱ［Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｑｕｅｕｅ］は、セルの宛先（出力インタフェース）に対応する複数のキューを内部に有し、これら複数のキューのそれぞれにセルが格納される。
【００５７】
読出制御部ｂ１４は、書込制御部ｂ１２から受信した宛先情報に基づいて、キューのセル蓄積状態を把握する。また、後段クロスバスイッチＥの設定情報を参照し、設定情報で定義されたタイミングでキューからセルを読み出して後段クロスバスイッチＥに送出する。
【００５８】
次に、出力インタフェース部Ｃの内部構成について、図４に示すブロック図を用いて説明する。
【００５９】
出力インタフェース部Ｃは、ユニキャスト／マルチキャスト検出部ｃ１１と、書込制御部ｃ１２と、ユニキャスト用ＶＩＱ（ｃ１３）と、マルチキャスト出力キューｃ１４と、選択部ｃ１５と、再配列処理部ｃ１６とを有する。
【００６０】
ユニキャスト／マルチキャスト検出部ｃ１１は、受信したセルに関するセル情報(セル種別、セル送出元の入力インタフェース、マルチキャスト番号など)を検出する。また、検出したセル情報とセルとを書込制御部ｃ１２に出力する。
【００６１】
ユニキャスト用ＶＩＱ（ｃ１３）は、ユニキャストセルを格納するためのバッファであり、内部にはセル送出元の入力インタフェース毎にセルを格納する複数のキューを有する。
【００６２】
マルチキャスト出力キューｃ１４は、マルチキャストセルを格納するためのバッファであり、内部にはマルチキャスト番号毎に複数のキューを有する。
【００６３】
書込制御部ｃ１２では、セル情報に基づいて、ユニキャスト／マルチキャスト検出部ｃ１１から受信したセルを、ユニキャスト用ＶＩＱ（ｃ１３）又はマルチキャスト出力キューｃ１４に書き込む。更に、書込制御部ｃ１２は、書き込みを行ったセル情報を再配列処理部ｃ１６に出力する。
【００６４】
再配列処理部ｃ１６では、書込制御部ｃ１２から受信したセル情報に基づいて、正しいセル順序でセルが出力されるようにユニキャスト用ＶＩＱ（ｃ１３）、マルチキャスト出力キューｃ１４に対してセルの読み出し制御を行う。具体的には、ユニキャスト用ＶＩＱ（ｃ１３）内に設けられたキュー、又は、マルチキャスト出力キューｃ１４内に設けられたキューに格納された複数のセルがシーケンス番号順に並んでいるか否かをチェックし、シーケンス番号順に並んでいない場合に、これをシーケンス番号順に並びかえる。
【００６５】
選択部ｃ１５は、ユニキャスト用ＶＩＱ（ｃ１３）、又はマルチキャスト出力キューｃ１４のいずれかよりセルを受信した場合に有効なセルを選択して出力する。
【００６６】
次に、上記のように構成させたセル処理装置の動作について、図５〜図７を適宜用いて説明する。
【００６７】
ここでは、入力された可変長パケットが４つの固定長セルに分割される場合を例にとって説明するが、分割される固定長セル数は４つに限られない。
【００６８】
また、以下では、マルチキャスト番号が“Ｍ１”で、宛先を“ｄ１〜ｄ４”とするパケットが入力インタフェースａ１−１から入力された場合を例にとって説明する。尚、以下では説明の便宜のため、マルチキャスト番号は＜Ｍ１＞で、シーケンス番号は(1)などと表す。
【００６９】
また、以下では、入力インタフェースの数、中間段バッファの数、出力インタフェースの数がいずれも４つである場合を例にとって説明するが、これに限る必要はない。
【００７０】
図５を見ると、入力インタフェースａ１−１に到着した可変長パケットは、４つの固定長のセルに分割され、シーケンス番号が付与される。ここでは、セル１，２，３，４に分割される（ステップＳ１）。
【００７１】
このとき、図２で示されるセル情報検出部ａ１１によってセル情報が検出される。ここでは、セル種別の検出の結果は、マルチキャストセルである。続いて、セル種別(ここでは、マルチキャストセル)とマルチキャスト番号の情報とを含むセル情報が、図２の読出セル選択部ａ１６に出力される。さらに、書込制御部ａ１２に、セル情報とともにセルが送出される。
【００７２】
次に、固定長セル１，２，３，４は、書込制御部ａ１２によって、マルチキャスト入力キューａ１４−１のマルチキャスト番号＜Ｍ１＞に対応する領域に格納される（ステップＳ２）。
【００７３】
このマルチキャスト入力キューａ１４−１に格納されている固定長セル１，２，３，４は、読出セル選択部ａ１６によってマルチキャスト入力キューａ１４−１から出力制御される。このとき、前段クロスバスイッチＤには、図１１の「前段クロスバスイッチの選択」欄に示される設定がされている。すなわち、Ｎ＝４のセル時間周期で各出力ポートが1セル時間ずつ各入力ポートを選択していく設定がされている。このため、マルチキャスト入力キューａ１４−１からのセルは、該設定情報を参照した読出セル選択部ａ１６によって1セル時間づつずらして４セル連続で読み出されることになる（ステップＳ３）。
【００７４】
尚、本実施の形態では、読出セル選択部ａ１６を入力インタフェース側に設け、格納されたセルを入力インタフェース側から読み出す構成をとったが、読出セル選択部ａ１６を前段クロスバスイッチＤに設け、マルチキャスト入力キューａ１４−１に格納されたセルを前段クロスバスイッチＤ側から読み出すようにしてもよい。
【００７５】
読出セル選択部ａ１６によって読み出されたセルは、選択部ａ１５による選択処理を経て前段クロスバスイッチＤに出力される。尚、ここでは、ユニキャスト用ＶＯＱ（ａ１３）とマルチキャストインプットキューａ１４とからは同時にセルを受信することはないので、選択処理は特に行われない。
【００７６】
次に、前段クロスバスイッチＤでは、図１１の「前段クロスバスイッチの選択」欄に示される設定内容に従い切替処理を行い、受信したセルを中間段バッファに出力する。ここで、この図１１に示される設定内容であるが、例えばセル時間が３である場合、出力ポート１では入力ポート３を選択し、出力ポート２では入力ポート２を選択し、出力ポート３では入力ポート１を選択し、出力ポート４では入力ポート４を選択する設定がなされている。すなわち、前述の如く、マルチキャスト入力キューａ１４−１から1セル時間づつずらして４セル連続で入力されたセルは、出力ポート1を起点に前段クロスバスイッチＤの各出力ポートに1セルずつ均等に出力され、中間段バッファｂ１−１〜ｂ１−４で受信される（ステップＳ４）。
【００７７】
続いて、図６を見ると、中間段バッファｂ１−１で受信したマルチキャスト番号＜Ｍ１＞のセルは、シーケンス番号及びマルチキャスト番号とともに宛先検出／コピー部ｂ１１で４つにコピーされる（ステップＳ５）。そして、書込制御部ｂ１２によりＶＯＱ（ｂ１３−１）のキューに宛先毎に書き込まれる（ステップＳ６）。他の中間段バッファのＶＯＱ（ｂ１３−２〜ｂ１３−４）のそれぞれにおいても、これと同様のコピー処理が行われる。
【００７８】
こうして、各中間段バッファｂ１−１〜ｂ１−４のＶＯＱ（ｂ１３−１〜ｂ１３−４）には、マルチキャスト番号＜Ｍ１＞に関連付けられたセルが、宛先となる出力インタフェースに対応付けられた複数のキューに格納されていく。具体的には、図６に示されるように、中間段バッファｂ１−１でコピーされたｄ１を宛先とするセルは、中間段バッファｂ１−１の宛先ｄ１に対応するキューに格納される。同様に、中間段バッファｂ１−１でコピーされたｄ２を宛先とするセルは、中間段バッファｂ１−１の宛先ｄ２に対応するキューに格納される。ｄ３、ｄ４を宛先とするセルも同様にして宛先ｄ３、ｄ４に対応するキューに格納される。この中間段バッファｂ１−１における格納処理と同様の処理は、中間段バッファｂ１−２、中間段バッファｂ１−３、中間段バッファｂ１−４でも行われる（ステップ６）。
【００７９】
ここで、前述したコピー処理であるが、具体的には以下のように行われる。中間段バッファのマルチキャスト宛先管理部ｂ１５には、図７に示されるように、マルチキャスト番号に対応する宛先管理情報がテーブルに定義されている。ここでは、マルチキャスト番号＜Ｍ１＞に対応する宛先はｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４に設定されている。宛先検出セルコピー部ｂ１１によってこのテーブルが参照され、マルチキャスト番号＜Ｍ１＞に対応する宛先数４が取得される。そして、マルチキャスト番号が＜Ｍ１＞でシーケンス番号が(1)であるセルは、この宛先数４に相当する分だけコピーされ、ＶＯＱ（ｂ１３−１）の宛先ｄ１〜ｄ４に対応するキューに格納される。マルチキャスト番号が＜Ｍ１＞でシーケンス番号(2)，(3)，(4)の残りのセルも、それぞれ同様に４つ分コピーされ、ＶＯＱ（ｂ１３−２〜ｂ１３−４）の宛先ｄ１〜ｄ４に対応するキューに格納される。
【００８０】
次に、各中間段バッファのＶＯＱ（ｂ１３−２〜ｂ１３−４）に格納されているセルは、読出制御部ｂ１４によってＶＯＱ（ｂ１３−２〜ｂ１３−４）から出力制御される。ここで、後段クロスバスイッチＥには、図１２の「後段クロスバスイッチの選択」欄に示される設定がされている。すなわち、Ｎ＝４のセル時間周期で各出力ポートが1セル時間ずつ各入力ポートを選択していく設定がされている。このため、各中間段バッファのそれぞれの読出選択部ｂ１４によって該設定情報が参照され、ＶＯＱ（ｂ１３−１〜ｂ１３−４）のセルは、1セル時間づつずらして４セル連続で各キューから順次読み出される（ステップＳ７）。
【００８１】
次に、後段クロスバスイッチＥでは、図１２の「後段クロスバスイッチの選択」欄に示される設定内容に従い切替処理を行い、ステップＳ７で読み出され受信したセルを、宛先ｄ１〜ｄ４に対応づけられた出力インタフェースに出力する（ステップＳ８）。
【００８２】
ここで、図１２の「後段クロスバスイッチの選択」を見ると、Ｎ(この場合、Ｎ＝４)セル時間周期で各出力ポートが1セル時間ずつ各入力ポートを選択していく設定がされている。また、出力ポート間で選択する入力ポートは1セル時間ずつシフトさせる設定が施される。すなわち、図１２に示されるように、「１−＊」のセルは出力ポート１に、「２−＊」のセルは出力ポート２に、「３−＊」のセルは出力ポート３に、「４−＊」のセルは出力ポート４がそれぞれ宛先ポートになるような設定が施されている。
【００８３】
このように設定された後段クロスバスイッチＥで切替処理された結果、各中間バッファのＶＯＱ（ｂ１３−１〜ｂ１３−４）に分散されていたセルは、図６に示されるように、宛先ｄ１〜ｄ４に対応する出力インタフェースｃ１−１〜ｃ１−４にマルチキャスト番号毎に格納される。すなわち、中間段バッファのセルは、出力インタフェースｃ１−１〜ｃ１−４のマルチキャスト出力キュー内に複数設けられたマルチキャスト番号に対応するキューに、それぞれシーケンス番号順に格納されることになる（ステップＳ８）。
【００８４】
そして、マルチキャスト番号に対応する各キューでは、再配列処理部ｃ１６によってシーケンス番号に基づいてセル順序が確認される。ここで、セルの順序逆転があった場合には、正しいセル順に再配列される。このようにセルが再配列処理された後、宛先ｄ１〜ｄ４に対応する各出力インタフェース（ｃ１−１〜ｃ１−Ｎ）においてパケットが再構築され、出力される（ステップＳ９）。
【００８５】
上記実施の形態では、入力インタフェース１から入力された場合を例にとって説明したが、セルの入力されるインタフェースは、入力インタフェース１〜Ｎのいずれであっても構わない。
【００８６】
上記第１の実施の形態では、本発明のセル処理装置が、入出力インタフェース部の間にスイッチを介した中間段バッファ部を有し、マルチキャスト処理の際には、この中間段バッファ部の複数の中間段バッファでセルのコピー処理を行う。すなわち、セルのコピー処理は、中間段バッファ部の複数の中間段バッファの構成部内で行われ、異なるインタフェース間に亘ってセルのコピー処理がされることがないので、セルの転送路の帯域がコピー処理後の増分のセルによって圧迫されることがなく、セルの転送遅延の発生を抑えることができる。
【００８７】
また、上記第１の実施の形態では、中間段バッファ部に加えて前段及び後段クロスバスイッチを設け、これらのクロスバスイッチに予め設定された設定情報に従って中間段バッファの入出力切替え処理を行わせることで、中間段バッファに格納されているセルを、セルの宛先に対応づけられた出力インタフェースに出力するよう構成させた。すなわち、上記第１の実施の形態では、各種バッファに加え、単純な切替処理を行うスイッチを設けて入出力の切替処理を行わせるだけマルチキャスト処理ができるので、スケジューラや優先制御用の振分回路といったものを設けて複雑な処理をさせる必要がなく、装置構成を簡素化できる。
【００８８】
上記の実施の形態では、分割されたセル数が４であり、中間段バッファの個数Ｎも４である場合（Ｎ＝４）を例にとって説明したが、中間段バッファの数Ｎをセルの数に合わせる必要は特にない。Ｎ個（Ｎ：自然数）の中間段バッファで構成させ、各中間段バッファの内部に、宛先に対応したキューを宛先数分（出力インタフェース数分）設けておけば、分割されたセル数が何セルであってもセル処理は可能である。例えば、３つの中間段バッファを設けておき、１００個に分割されたセルを処理させても構わない。この場合の処理フローの例は、図１５〜図１７で示される。処理フローは前述した動作と同様になるため、詳細な説明については省略する。
【００８９】
さて、上記実施の形態では、受信したセルがマルチキャストセルである場合を例にとって説明したが、セル種別がユニキャストセルであった場合でもセル処理はむろん可能である。
【００９０】
次に、入力されたセルがユニキャストセルであった場合の処理の動作について図１４を用いて説明する。尚、以下では、ユニキャストセルの送出元がｓ１であり、宛先がｄ１であるものとして説明する。また、ここでも、可変長パケットが４つのセルに分割される場合を例にとって説明する。
【００９１】
図１の構成(インタフェース数Ｎ＝４の場合を想定)において、入力インタフェースａ１−１に可変長パケットが到着すると、入力インタフェースａ１−１によって、このパケットは４つの固定長セル１，２，３，４に分割され、シーケンス番号が付与される（ステップＴ１）。この分割されたセルの各々は、図２のセル情報検出部ａ１１によってセル種別・宛先情報等がチェックされる。ここでは、セル種別の検出結果はユニキャストセルとなる。
【００９２】
さらに、この４つの固定長セル１，２，３，４は、書込制御部ａ１２によってユニキャストＶＯＱ（ａ１３−１）の宛先ｄ１に対応するキューに格納され（ステップＴ２）、前段クロスバスイッチＤの設定に合わせて均等に各中間段バッファｂ１−１〜ｂ１−４に出力される。すなわち、シーケンス番号(1)のセル1は中間段バッファｂ１−１に、シーケンス番号(2)のセル２は中間段バッファｂ１−２に、シーケンス番号(3)のセル３は中間段バッファｂ１−３に、シーケンス番号(4)のセル４は中間段バッファｂ１−４に出力される（ステップＴ３）。
【００９３】
セル１を受信した中間段バッファｂ１−１では、このセルをコピーせずにＶＯＱ（ｂ１３−１）の宛先ｄ１に対応するキューに格納する。具体的には、まず、中間段バッファｂ１−１の宛先検出／セルコピー部ｂ１１によって宛先情報が検出されると、検出された宛先情報及びセルが書込制御部ｂ１２に出力される。このとき、受信したセルはユニキャストセルであるので、宛先検出／セルコピー部ｂ１１ではコピー処理がされない。ここで、コピー処理をさせない構成をとったのは、ユニキャストセルの場合、セルと宛先となる出力インタフェースとが１：１で対応するのでコピーの必要がないからある。
【００９４】
次に、書込制御部ｂ１２によって、このセル１は、ＶＯＱ（ｂ１３−１）の宛先ｄ１に対応するキューにそのまま格納される。
【００９５】
同様にして、中間段バッファｂ１−２〜ｂ１−４でも、セル２〜４がＶＯＱ（ｂ１３−２〜ｂ１３−４）の宛先ｄ１に該当するキューに格納される（ステップＴ４）。
【００９６】
こうして格納された各セルは、後段クロスバスイッチＥの設定に合わせて宛先ｄ１〜ｄ４に対応する出力インタフェース（ｃ１−１〜ｃ１−４）に出力される。そして、各ユニキャスト用ＶＩＱに複数設けられたキューのうち、送信元の入力インタフェースｓ１に対応するキューに格納され（ステップＴ５）、パケットが再構築されて出力される（ステップＴ６）。
【００９７】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図１３のブロック図を用いて説明する。
【００９８】
尚、第２の実施の形態を構成する各部は、中間段バッファ部ｂ２（ｂ２−１〜ｂ２−Ｎ）が、コピー部ｂ２１（ｂ２１−１〜ｂ２１−Ｎ）、分離部ｂ２６（ｂ２６−１〜ｂ２６−Ｎ）を有する他、ＶＯＱ（ｂ１３）に替えてユニキャスト用ＶＯＱ（ｂ２８）及びマルチキャスト用ＶＯＱを有する点を除いては第１の実施の形態の構成と同じである。このため、同一の構成部分には同一の符号番号を施し、詳細な説明は省略する。
【００９９】
各中間段バッファｂ２−１〜ｂ２−Ｎの分離部ｂ２６−１〜ｂ２６−Ｎでは、受信セルをユニキャストセルとマルチキャストセルに分離する。
【０１００】
分離されたユニキャストセルはユニキャストＶＯＱに格納される。具体的には、ユニキャストＶＯＱ（ｂ２８−１〜ｂ２８−Ｎ）のそれぞれは、宛先に対応するキューを複数有し、ユニキャストセルは、このキューに宛先別に格納される。
【０１０１】
一方、分離されたマルチキャストセルは、コピー処理部ｂ２１−１〜ｂ２１−Ｎにて宛先数分コピーされ、中間段バッファのマルチキャストＶＯＱに格納される。具体的には、マルチキャストＶＯＱ（ｂ２９−１〜ｂ２９−Ｎ）のそれぞれも宛先に対応するキューを複数有し、マルチキャストセルは、このキューに宛先毎に格納される。
【０１０２】
ユニキャストＶＯＱ（ｂ２８−１〜ｂ２８−Ｎ）に蓄積されたユニキャストセル、又はマルチキャストＶＯＱ（ｂ２９−１〜ｂ２９−Ｎ）に蓄積されたマルチキャストセルは、後段クロスバスイッチＥの設定に合わせて切替え処理され、出力インタフェースに出力される。ここで、ユニキャストＶＯＱ（ｂ２８−１〜ｂ２８−Ｎ）またはマルチキャストＶＯＱ（ｂ２９−１〜ｂ２９−Ｎ）のいずれかから出力するセルを決定する方法であるが、ＶＯＱを優先的に読み出す方法や順番に1セルずつ読み出す方法などが考えられる。
【０１０３】
続いて、出力されたセルは、再配列処理部ｃ１６により、シーケンス番号順に並んでいるか否かがチェックされる。ここで、シーケンス番号順に並んでいないと判断された場合には、再配列処理部ｃ１６によってシーケンス番号順に並び替えられる。
【０１０４】
上記第２の実施の形態では、コピー処理を行う前に、受信したセルをセル種別に基づいてマルチキャストセルとユニキャストセルとに分別する分離手段を有する。このため、セル種別に応じた出力制御が容易になる。すなわち、受信したセルは、該分離手段によってセルの種別毎に分離して格納されるので、例えば、「ユニキャストセルに優先してマルチキャストセルだけを最初に出力する」といったような出力制御が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明におけるセル処理装置の第１の実施形態の全体ブロック図。
【図２】入力インタフェース部の内部構成を示すブロック図。
【図３】中間段バッファ部の内部構成を示すブロック図。
【図４】出力インタフェース部の内部構成を示すブロック図。
【図５】本発明における第１の実施形態のマルチキャスト処理の例を示す図。
【図６】本発明における第１の実施形態のマルチキャスト処理の例を示す図。
【図７】宛先管理情報の例を示す図。
【図８】従来における入力バッファ型スイッチの構成例を示す図。
【図９】従来における入力バッファ型スイッチにおいて、マルチキャストセルの処理を行う場合の構成例を示す図。
【図１０】従来における入力バッファ型スイッチにおいて、マルチキャストセルの処理を行う場合の構成例を示す図。
【図１１】前段クロスバスイッチにおけるスイッチ処理の例を示す図。
【図１２】後段クロスバスイッチにおけるスイッチ処理の例を示す図。
【図１３】本発明におけるセル処理装置の第２実施形態の全体ブロック図。
【図１４】本発明における第１の実施形態のユニキャスト処理の例を示すブロック図。
【図１５】本発明の第１の実施の形態の変形例を示す図。
【図１６】本発明の第１の実施の形態の変形例を示す図。
【図１７】本発明の第１の実施の形態の変形例を示す図。
【符号の説明】
【０１０６】
Ａ    入力インタフェース部
Ｂ    中間段バッファ部
Ｃ    出力インタフェース部
Ｄ    前段クロスバスイッチ
Ｅ    後段クロスバスイッチ
ａ１−１  入力インタフェース１
ａ１−２  入力インタフェース２
ａ１−３  入力インタフェース３
ａ１−Ｎ  入力インタフェースＮ
ａ１１    セル情報検出部
ａ１２    書込制御部
ａ１３    ユニキャスト用ＶＯＱ
ａ１４    マルチキャスト入力キュー
ａ１５    選択部
ａ１６    セル選択部
ｂ１−１  中間段バッファ
ｂ１−２  中間段バッファ
ｂ１−３  中間段バッファ
ｂ１−Ｎ  中間段バッファ
ｂ１１    宛先検出／セルコピー部
ｂ１２    書込制御部
ｂ１３    ＶＯＱ
ｂ１３−１〜ｂ１３−Ｎ  ＶＯＱ
ｂ１４    読出制御部
ｂ１５    マルチキャスト宛先管理部
ｂ２１    コピー処理部
ｂ２６    分離部
ｂ２８−１〜ｂ２８−Ｎ  ユニキャストＶＯＱ
ｂ２９−１〜ｂ２９−Ｎ  マルチキャストＶＯＱ
ｃ１−１  出力インタフェース１
ｃ１−２  出力インタフェース２
ｃ１−３  出力インタフェース３
ｃ１−Ｎ  出力インタフェースＮ
ｃ１１    ユニキャスト／マルチキャスト検出部
ｃ１２    書込制御部
ｃ１３    ユニキャストＶＩＱ
ｃ１３−１〜ｃ１３−Ｎ  ユニキャストＶＩＱ
ｃ１４    マルチキャスト出力キュー
ｃ１４−１〜ｃ１４−Ｎ  マルチキャスト出力キュー
ｃ１５    選択部
ｃ１６    再配列処理部
【図１】
2008252753.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008252753.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2008252753.tif 000017
【図１６】
2008252753.tif 000018
【図１７】
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