(57)【要約】【課題】優先度の高いパケットの転送待ち時間を減少させることができ、かつ装置内セルの数を減少させるため効率的なデータ転送を行なうことができるパケット交換装置及びパケット交換方法を提供する。【解決手段】パケットを受信する複数の受信インターフェースからパケットを送信する複数の送信インターフェースにパケットを転送する際、所定の固定長セルに変換して転送するパケット交換装置であって、前記受信インターフェースは、受信パケットを転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に分類して格納するメモリ手段と、前記メモリ手段により格納された所定の送信インターフェース宛の受信パケットのうち、優先度の高い受信パケットを優先して連結し前記固定長セルに変換するセル化手段とを備える。【選択図】　　　　図２
2004015152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットを受信する複数の受信インターフェースからパケットを送信する複数の送信インターフェースにパケットを転送する際、所定の固定長セルに変換して転送するパケット交換装置であって、
前記受信インターフェースは、
受信パケットを転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に分類して格納するメモリ手段と、
前記メモリ手段により格納された所定の送信インターフェース宛の受信パケットのうち、優先度の高い受信パケットを優先して連結し前記固定長セルに変換するセル化手段と
を備えることを特徴とするパケット交換装置。
【請求項２】
前記受信インターフェースは、
前記メモリ手段に格納された未転送の同一送信インターフェース宛の同一優先度のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、メモリ手段に格納された未転送の同一送信インターフェース宛の同一優先度の最も古いパケットを受信した時点からの経過時間が、転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に設定されたタイムアウト閾値のうち対応するタイムアウト閾値を超過するか否かを監視するタイマ手段を備えるとともに、
前記セル化手段は、前記タイマ手段によりタイムアウト閾値を超えたと判断されたパケットをセル化することを特徴とする請求項１記載のパケット交換装置。
【請求項３】
前記メモリ手段は、受信したマルチキャストパケットを転送先送信インターフェースの組別かつパケットの優先度別に分類して格納し、
前記セル化手段は、同一送信インターフェースの組の同一優先度のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、同一送信インターフェースの組宛の優先度の異なるパケットを読み出してセル化する、または前記送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の同一優先度のパケットを読み出してセル化する、または前記送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の異なる優先度のパケットを読み出してセル化するというセル化の動作のうち、少なくともいずれか１つを選択してセル化することを特徴とする請求項１記載のパケット交換装置。
【請求項４】
前記メモリ手段は、分割メモリで構成することを特徴とする請求項１記載のパケット交換装置。
【請求項５】
パケットを受信する複数の受信インターフェースからパケットを送信する複数の送信インターフェースにパケットを転送する際、所定の固定長セルに変換して転送するパケット交換装置であって、
前記受信インターフェースは、
受信したマルチキャストパケットを転送先送信インターフェースの組別に分類して格納するメモリ手段と、
同一送信インターフェースの組のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、同一送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛のパケットを読み出して連結し前記固定長セルに変換するセル化手段と
を備えることを特徴とするパケット交換装置。
【請求項６】
パケットを受信する複数の受信インターフェースからパケットを送信する複数の送信インターフェースにパケットを転送する際、所定の固定長セルに変換して転送するパケット交換方法であって、
前記受信インターフェースは、
受信パケットを転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に分類して格納し、
前記格納された所定の送信インターフェース宛の受信パケットのうち、優先度の高い受信パケットを優先して連結し前記固定長セルに変換することを特徴とするパケット交換方法。
【請求項７】
前記受信インターフェースは、
前記格納された未転送の同一送信インターフェース宛の同一優先度のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、メモリ手段に格納された未転送の同一送信インターフェース宛の同一優先度の最も古いパケットを受信した時点からの経過時間が、転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に設定されたタイムアウト閾値のうち対応するタイムアウト閾値を超過するか否かを監視するとともに、
前記タイムアウト閾値を超えたと判断されたパケットをセル化することを特徴とする請求項６記載のパケット交換方法。
【請求項８】
受信パケットを転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に分割メモリを用いて分類して格納することを特徴とする請求項６記載のパケット交換方法。
【請求項９】
受信したマルチキャストパケットを転送先送信インターフェースの組別かつパケットの優先度別に分類して格納し、
同一送信インターフェースの組の同一優先度のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、同一送信インターフェースの組宛の優先度の異なるパケットを読み出してセル化する、または前記送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の同一優先度のパケットを読み出してセル化する、または前記送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の異なる優先度のパケットを読み出してセル化するというセル化の動作のうち、少なくともいずれか１つを選択してセル化することを特徴とする請求項６記載のパケット交換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可変長パケットを交換するパケット交換方法及びパケット交換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は例えば、特開２００１−３２６６８３号公報に示された従来のパケット交換装置における可変長パケットを装置内転送用のセルに変換する装置内セル変換部の構成を示す説明図である。
図７において、７００は装置内セル変換部、７０１はパケット書き込み制御部、７０２は入力バッファ、７０３はパケット読み出し分割部である。
【０００３】
次に動作について説明する。装置内セル変換部７００が適用されたパケット受信インターフェースでは、パケット書き込み制御部７０１は、パケットを受信すると該パケットを入力バッファ７０２に格納する。入力バッファ７０２は該受信パケットを転送先送信インターフェース毎に分類して格納する。同一転送先送信インターフェースのパケットデータは、入力バッファ７０２において連結される。入力バッファ７０２に格納されているパケットデータは、パケット読み出し分割部７０３が装置内転送セルに分解して出力する。
【０００４】
図８は従来の受信した可変長パケットを装置内転送用セルに分割する様子を示す説明図である。図８において、８０１は１番目に受信される第１受信パケット、８０２は２番目に受信される第２受信パケット、８０３は３番目に受信される第３受信パケットで、全て同一送信インターフェースに転送されるパケットである。受信した第１受信パケット８０１と第２受信パケット８０２と第３受信パケット８０３は、パケット書き込み制御部７０１により入力バッファ７０２に連結パケット８１０として格納される。
【０００５】
次に、連結パケット８１０は、パケット読み出し分割部７０３で装置内転送用の第１固定長セル８２１と第２固定長セル８２２と第３固定長セル８２３に分割され、装置内セル変換部７００から出力される。
【０００６】
従来のパケット交換装置によれば、受信パケットは同一転送先送信インターフェースのパケットを連結してから装置内転送セル変換している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のパケット交換装置においては、装置内セルにおける空き領域を抑えるために受信パケットを送信インターフェース毎に受信した順に連結してからセル化を行ない、送信インターフェースへの転送が可能になるまで転送先送信インターフェース毎に受信インターフェースで蓄積してるので、同一転送先送信インターフェース宛で蓄積されているパケットデータをパケットの優先度に応じた装置内転送順序に変更することができない。
例えば、遅延時間に対する要求が厳しい優先度の高いパケットを受信した時点で、既に転送先送信インターフェースへ転送可能になるのを待っている優先度の低いパケットが受信インターフェースに蓄積されていると、後から受信した優先度の高いパケットは、先に蓄積されている優先度の低いパケットが送信インターフェースへ転送されるまで受信インターフェースで待たされてしまうという問題があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、装置内で優先度の高いパケットを優先的に送信インターフェースに転送させることで、優先度の高いパケットの転送待ち時間を減少させることができ、かつ装置内セルにおける空き領域を抑えることで、装置内セルの数を減少させるため効率的なデータ転送を行なうことができるパケット交換装置及びパケット交換方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るパケット交換装置は、パケットを受信する複数の受信インターフェースからパケットを送信する複数の送信インターフェースにパケットを転送する際、所定の固定長セルに変換して転送するパケット交換装置であって、前記受信インターフェースは、受信パケットを転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に分類して格納するメモリ手段と、前記メモリ手段により格納された所定の送信インターフェース宛の受信パケットのうち、優先度の高い受信パケットを優先して連結し前記固定長セルに変換するセル化手段と
を備えるものである。
【００１０】
また、前記受信インターフェースは、前記メモリ手段に格納された未転送の同一送信インターフェース宛の同一優先度のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、メモリ手段に格納された未転送の同一送信インターフェース宛の同一優先度の最も古いパケットを受信した時点からの経過時間が、転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に設定されたタイムアウト閾値のうち対応するタイムアウト閾値を超過するか否かを監視するタイマ手段を備えるとともに、前記セル化手段は、前記タイマ手段によりタイムアウト閾値を超えたと判断されたパケットをセル化するものである。
【００１１】
また、前記メモリ手段は、受信したマルチキャストパケットを転送先送信インターフェースの組別かつパケットの優先度別に分類して格納し、前記セル化手段は、同一送信インターフェースの組の同一優先度のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、同一送信インターフェースの組宛の優先度の異なるパケットを読み出してセル化する、または前記送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の同一優先度のパケットを読み出してセル化する、または前記送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の異なる優先度のパケットを読み出してセル化するというセル化の動作のうち、少なくともいずれか１つを選択してセル化するものである。
【００１２】
また、前記メモリ手段は、分割メモリで構成するものである。
【００１３】
この発明に係るパケット交換装置は、パケットを受信する複数の受信インターフェースからパケットを送信する複数の送信インターフェースにパケットを転送する際、所定の固定長セルに変換して転送するパケット交換装置であって、前記受信インターフェースは、受信したマルチキャストパケットを転送先送信インターフェースの組別に分類して格納するメモリ手段と、同一送信インターフェースの組のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、同一送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛のパケットを読み出して連結し前記固定長セルに変換するセル化手段とを備えるものである。
【００１４】
この発明に係るパケット交換方法は、パケットを受信する複数の受信インターフェースからパケットを送信する複数の送信インターフェースにパケットを転送する際、所定の固定長セルに変換して転送するパケット交換方法であって、前記受信インターフェースは、受信パケットを転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に分類して格納し、前記格納された所定の送信インターフェース宛の受信パケットのうち、優先度の高い受信パケットを優先して連結し前記固定長セルに変換するものである。
【００１５】
また、前記受信インターフェースは、前記格納された未転送の同一送信インターフェース宛の同一優先度のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、メモリ手段に格納された未転送の同一送信インターフェース宛の同一優先度の最も古いパケットを受信した時点からの経過時間が、転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に設定されたタイムアウト閾値のうち対応するタイムアウト閾値を超過するか否かを監視するとともに、前記タイムアウト閾値を超えたと判断されたパケットをセル化するものである。
【００１６】
また、受信パケットを転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に分割メモリを用いて分類して格納するものである。
【００１７】
また、受信したマルチキャストパケットを転送先送信インターフェースの組別かつパケットの優先度別に分類して格納し、同一送信インターフェースの組の同一優先度のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、同一送信インターフェースの組宛の優先度の異なるパケットを読み出してセル化する、または前記送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の同一優先度のパケットを読み出してセル化する、または前記送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の異なる優先度のパケットを読み出してセル化するというセル化の動作のうち、少なくともいずれか１つを選択してセル化するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１におけるパケット交換装置の構成を示す説明図である。図１において、１０はパケット交換装置、１１はスイッチ部、１２ａと１２ｂと１２ｃは送信インターフェース、１３はスケジューラ、２０ａと２０ｂと２０ｃは受信インターフェースである。
【００１９】
図２は、図１におけるパケット交換装置の受信インターフェース２０の構成を示す説明図である。図２において、２０は受信インターフェース、２１はパケット格納制御部、２２はメモリ部、２３は蓄積量制御部、２４はセル化部、２１２ａ−１は送信インターフェース１２ａに転送する優先度１のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ａ−２は送信インターフェース１２ａに転送する優先度２のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ａ−３は送信インターフェース１２ａに転送する優先度３のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｂ−１は送信インターフェース１２ｂに転送する優先度１のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｂ−２は送信インターフェース１２ｂに転送する優先度２のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｂ−３は送信インターフェース１２ｂに転送する優先度３のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｃ−１は送信インターフェース１２ｃに転送する優先度１のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｃ−２は送信インターフェース１２ｃに転送する優先度２のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｃ−３は送信インターフェース１２ｃに転送する優先度３のパケットを蓄積するための入力バッファである。なお、どの送信インターフェースに転送するどの優先度のパケットをどの入力バッファに蓄積するかという格納規則は、あらかじめ定めておくこととする。
【００２０】
まず、図１を用いてパケット交換装置１０の動作について説明する。各受信インタフェース２０ａ〜２０ｃから入力される可変長パケットは、スケジューラ１３が許可すると、スイッチ部１１を介して、出力する送信インタフェース１２ａ〜１２ｃのいずれかに転送される。この転送の際、各受信インターフェース２０ａ〜２０ｃでは、受信した可変長パケットを固定長のセルにして変換して、スイッチ部１１に出力する。
【００２１】
次に、本発明の特徴部分である受信インターフェース２０の動作について、バッファ格納の動作とセル化の動作とに分けて説明する。まずバッファ格納の動作について説明する。受信インターフェース２０によりパケットを受信すると、パケット格納制御部２１は、ヘッダ等を参照して受信パケットの転送先送信インターフェースと優先度を判別する。そしてパケット格納制御部２１は、判別した前記転送先送信インターフェースと優先度により、メモリ部２２の入力バッファ２１２ａ−１〜２１２ａ−３または入力バッファ２１２ｂ−１〜２１２ｂ−３または入力バッファ２１２ｃ−１〜２１２ｃ−３のいずれに格納するかを決定する。
【００２２】
例えば、パケット格納制御部２１は、第１受信パケットが送信インターフェース１２ａへ転送する優先度２のパケットであると判別すると、この第１受信パケットを入力バッファ２１２ａ−２に格納する。続いて新たに受信した第２受信パケットについて、パケット格納制御部２１が送信インターフェース１２ａへ転送する優先度２のパケットであると判別すると、この第２受信パケットを入力バッファ２１２ａ−２に既に格納されている第１受信パケットの後ろに連結して格納する。更に新たに受信した第３受信パケットについて、パケット格納制御部２１が送信インターフェース１２ａへ転送する優先度１のパケットであると判別すると、この第３受信パケットを入力バッファ２１２ａ−１に格納する。
【００２３】
次にセル化の動作について説明する。受信インターフェース２０において、入力バッファ２１２ａ−１等に格納されているパケットを、スイッチ部１１を介して送信インターフェース１２に転送する際には、セル化部２４により固定長セルに変換を行なう。セル化部２４は、複数のパケットを連結して格納している入力バッファ２１２ａ−１等から、固定長セル作成に必要なデータ量を読み出してセル化を実施する。
【００２４】
前記セル化時において、セル化部２４は、入力バッファ２１２ａ−１に固定長セル作成に必要なデータ量未満のパケットデータしか格納されていなければ、同一転送先送信インターフェースのパケットが格納されている、２１２ａ−２または２１２ａ−３からパケットデータを読み出し、前記２１２ａ−１から読み出したパケットデータに連結してセルを作成する。
【００２５】
図３は、受信インターフェース２０が受信したパケットをセル化する動作を示す説明図である。図３において、受信インターフェース２０は、送信インターフェース１２ａへ転送する優先度２の第１受信パケット３１を受信し、次に同一送信インターフェース１２ａへ転送する優先度２の第２受信パケット３２を受信し、次に同一送信インターフェース１２ａへ転送する優先度１の第３受信パケット３３を受信した例を示している。優先度１のパケットは優先度２のパケットよりも優先的に転送されるパケットである。受信インターフェース２０の入力バッファにおいては、優先度１のパケットを格納するための入力バッファ２１２ａ−１に第３受信パケット３３が格納され、優先度２のパケットを格納するための入力バッファ２１２ａ−２に第１受信パケット３１と第２受信パケット３２が格納される。このように格納された状態で送信インターフェース１２ａへの転送が３セル分許可された場合には、第１固定長セル３０１には第３受信パケット３３の前の部分が格納され、第２固定長セル３０２には第３受信パケット３３の後の部分と第１受信パケット３１の前の部分が格納され、第３固定長セル３０３には第１受信パケット３１の後の部分と第２受信パケット３２が格納される。図３の例では、第３受信パケット３３はセルの固定長よりも大きいデータ長のパケットであり、第１受信パケット３１は第３受信パケットを格納した第２固定長セル３０２の空き領域よりも大きいデータ長のパケットである場合を示している。
【００２６】
最後に蓄積制御部２３の動作について説明する。受信パケット格納制御部２１がメモリ部２２にパケットを格納するとき、蓄積量制御部２３では転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎、つまり入力バッファ毎にパケットデータ長を記憶する。蓄積量制御部２３は、１つの入力バッファのパケットデータだけで固定長セルを生成可能な場合、スケジューラ１３に対してその入力バッファに蓄積されたパケットデータのセル送信要求を発行する。スケジューラ１３から転送が許可されると、セル化部２４がその入力バッファに蓄積されたパケットデータをセル化してスイッチ部１１に出力する。このように入力バッファに蓄積されたパケットデータのセル送信要求を行なうことにより、スケジューラ１３は、受信インターフェースと転送先送信インターフェースとパケットの優先度を加味した交換転送のスケジューリングを行うことができる。
【００２７】
以上のように、受信インターフェース内の同一送信インターフェースへ転送するための入力バッファを優先度毎に備え、スイッチ部へ装置内セルを出力する時に、優先度の高い入力バッファに蓄積されたパケットデータを優先して連結し装置内セルを作成しするようにしているので、優先度の高いパケットが優先して受信インターフェースから送信インターフェースに転送され、優先度の高いパケットの転送待ち時間を減少させることができ、かつパケットデータの連結により装置内セルにおける空き領域を抑えることで、装置内セルの数を減少させるため効率的なデータ転送を行なうことができる。特に受信インターフェースから、送信インターフェースへの交換転送時に、受信インターフェースで転送待ちが発生する交換転送方法において有効で、セルの優先転送を実施できかつセル転送の効率を向上できる。
【００２８】
なお、本実施の形態１では、スケジューラ１３が、受信インターフェースと転送先送信インターフェースとパケットの優先度を加味した交換転送をスケジューリングする場合について説明したが、単純に受信インターフェースと転送先送信インターフェースの情報だけでスケジューラ１３がスケジューリングしてもよい。この場合、蓄積量制御部２３は、同一転送先送信インターフェースの入力バッファに蓄積されている全てのパケットデータを加算し、加算したパケットデータ量で固定長セルを生成可能なら、スケジューラ１３に対して該当する転送先送信インターフェースのセルの送信要求を発行する。この場合においても同一転送先送信インターフェースへのパケットのうち優先度の高いパケットデータを優先して連結し装置内セルを作成するようにしているので、優先度の高いパケットが優先して受信インターフェースから送信インターフェースに転送され、優先度の高いパケットの転送待ち時間を減少させることができる。またさらに、パケットデータの連結により装置内セルにおける空き領域を抑えることで、装置内セルの数を減少させるため効率的なデータ転送を行なうことができる効果がある。
【００２９】
またさらに、送信インターフェース側が転送を希望しない優先度のパケットの情報を蓄積量制御部２３に通知するようにすれば、蓄積量制御部２３は、転送先送信インターフェースの入力バッファに蓄積されているパケットデータの加算時に該送信インターフェース側が転送を希望しない優先度のパケットのデータを加算しないようにすることによって、スケジューラ１３のスケジューリングをその時点で転送されるべき優先度のパケットデータ量によって判断できる。
【００３０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、１つの入力バッファのパケットデータだけで固定長セルを生成可能なら、スケジューラ１３に対してその入力バッファに蓄積されたパケットデータのセル送信要求を発行する場合について説明したが、本実施の形態２では、入力バッファに蓄積された固定長に満たないパケットデータについて、所定時間以上経過したら転送する場合について説明する。
【００３１】
図４は、本実施の形態２における受信インターフェースの構成を示す説明図である。図４において、２５はタイマ部である。その他同じ符号を付したものは図２と同様のため、説明は省略する。
【００３２】
図５は、図４におけるタイマ部２５の構成を示す説明図である。図５において、タイマ部２５は、タイムアウト閾値管理部５１と、パケット受信時刻管理部５２と、タイムアウト判定部５３で構成されている。
【００３３】
本実施の形態２においては、蓄積量制御部２３は、１つの転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組のパケットデータ、つまり１つの入力バッファのパケットデータだけで固定長セルを生成可能な場合、スケジューラ１３に対して該当する入力バッファのパケットデータのセル送信要求を発行するため、送信インターフェースの数や受信インターフェースの数や扱うパケットの優先度の数が多くなると入力バッファで蓄積されて転送を待っている時間が長くなる場合がある。さらに、１つの入力バッファのパケットデータだけで固定長セルを生成できない場合、この入力バッファに蓄積されたパケットデータは固定長セルを生成できるだけの後続のパケットデータが蓄積されないと、スケジューラに対してセル送信要求が長時間発行されなくなることがある。この場合、優先度の高いパケットデータの遅延時間を保証することができない可能性がある。このため、本実施の形態２では、タイマ部２５は、この転送待ちの時間が一定時間を超えないよう制御するために、１つの入力バッファのパケットデータだけで固定長セルを生成できない入力バッファについて、該当する入力バッファに蓄積されている最も古いパケットデータを受信した時点からの経過時間を監視する。
【００３４】
受信インターフェース２０がパケットを受信するたびに、パケット格納制御部２１からパケット受信時刻管理部５２に転送先送信インターフェースとパケットの優先度の情報であるパケット受信情報を通知する。また、セル化部２４からは、パケット１個分のパケットデータを読み出す毎にパケット受信時刻管理部５２に転送先送信インターフェースとパケットの優先度の情報であるパケット読み出し情報を通知する。パケット受信時刻管理部５２は、通知されたパケット受信情報とパケット読み出し情報とにより、それぞれの入力バッファに蓄積されている最も古いパケットデータを受信した時刻を管理する。
【００３５】
また、タイムアウト閾値管理部５１は、転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組、すなわちそれぞれの入力バッファに対応したタイムアウトの閾値を格納する。そして、タイムアウト判定部５３は、パケット受信時刻管理部５２に格納されているそれぞれの入力バッファに蓄積されている最も古いパケットデータを受信した時刻と、現在時刻とから、それぞれの入力バッファに蓄積されている最も古いパケットの転送待ち時間を算出し、その転送待ち時間がタイムアウト閾値管理部５１に格納されている該入力バッファに対応したタイムアウトの閾値を超過したならば、蓄積量制御部２３にその入力バッファに対応した転送先送信インターフェースとパケットの優先度を通知する。この通知を受けた蓄積量制御部２３は、スケジューラ１３に対して該当する入力バッファに蓄積された固定長に満たないパケットデータのセル送信要求を発行する。
【００３６】
そして、スケジューラ１３により該当する入力バッファに蓄積されたパケットデータの転送が許可されると、該当する入力バッファに蓄積されたパケットデータを取り出し、更に該当する入力バッファと同一転送先送信インターフェースの他の優先度のパケットデータが蓄積されている場合、優先度の高いパケットデータから取り出して連結し、装置内セルを作成して転送する。あるいは、スケジューラ１３により蓄積されたパケットデータの転送が許可されると、該当する転送先送信インターフェースへのパケットデータのうち優先度の高いパケットデータを優先して連結し、装置内セルを作成して転送してもよい。
【００３７】
以上のように、転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に転送されず入力バッファに蓄積されている時間を監視するので、上記実施の形態１における効果を有するとともに、さらに転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に装置内交換の遅延時間を制御することができ、優先度の高いパケットの転送待ち時間を減少させることができる。
【００３８】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、メモリ部２２に転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に入力バッファを設け、セル化部２４がセル化時に同一送信インターフェースへの異なる優先度のパケットを連結する場合について説明したが、本実施の形態３では、複数の送信インターフェースに同一パケットを転送するようなマルチキャストパケットを受信して連結する場合について説明する。
【００３９】
本実施の形態３と実施の形態１とでは、受信インターフェース２０におけるマルチキャストパケット受信時の動作が異なる。以下に図２における入力バッファの使用方法について説明する。
【００４０】
本実施の形態３では、図２において、２１２ａ−１は送信インターフェース１２ａに転送する優先度１のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ａ−２は送信インターフェース１２ａに転送する優先度２のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ａ−３は送信インターフェース１２ａと送信インターフェース１２ｂと送信インターフェース１２ｃに同時に同一のパケットを転送するためのマルチキャストパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｂ−１は送信インターフェース１２ｂに転送する優先度１のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｂ−２は送信インターフェース１２ｂに転送する優先度２のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｃ−１は送信インターフェース１２ｃに転送する優先度１のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｃ−２は送信インターフェース１２ｃに転送する優先度２のパケットを蓄積するための入力バッファ、２１２ｂ−３と２１２ｃ−３は未使用の入力バッファとする。
【００４１】
なお、マルチキャストパケットにおいても優先度が複数存在するが、本実施の形態３では、マルチキャストパケットの優先度が１つである場合について説明する。
また、マルチキャストパケットは、送信インターフェース１２ａ、１２ｂ、１２ｃに同時に同一のパケットを転送する以外に、送信インターフェース１２ａと１２ｂ、送信インターフェース１２ａと１２ｃ、送信インターフェース１２ｂと１２ｃに同時に同一のパケットを転送する場合も存在するが、本実施の形態３では、マルチキャストパケットは送信インターフェース１２ａ、１２ｂ、１２ｃに同時に同一のパケットを転送するもののみの場合について説明する。
【００４２】
図２に示す受信インターフェース２０において、受信した可変長マルチキャストパケットを固定長のセルにして変換して、スイッチ部１１に出力する。スイッチ部１１ではマルチキャストパケットが格納されたマルチキャストセルを指定された全ての送信インターフェースへコピーして転送する。受信インターフェース２０が受信したパケットをスイッチ部１１に出力する動作は次のように行なわれる。
【００４３】
受信インターフェース２０がパケットを受信すると、最初に受信パケット格納制御部２１は、受信パケットのヘッダ等を参照して転送先送信インターフェースとパケットの優先度を判別する。例えば本実施の形態３では、送信インターフェース１２ａと送信インターフェース１２ｂと送信インターフェース１２ｃとから出力するマルチキャストパケットであると判別した場合、受信パケット格納制御部２１はその受信パケットを入力バッファ２１２ａ−３に格納する。
【００４４】
続いて受信パケット格納制御部２１が、送信インターフェース１２ａと送信インターフェース１２ｂと送信インターフェース１２ｃとから出力する新たなマルチキャストパケットを受信すると、入力バッファ２１２ａ−３に既に格納されている以前のマルチキャストパケットの後ろに連結して格納する。
【００４５】
上述したように受信インターフェース２０は、スイッチ部１１を介して前記入力バッファ２１２ａ−３に格納されているマルチキャストパケットを転送する際、セル化部２４により固定長セルを生成する。セル化部２４は、複数のパケットを連結して格納している入力バッファ２１２ａ−３から、固定長セル作成に必要なデータ量を読み出してセル化を実施して、スイッチ部１１に転送する。
【００４６】
上記セル化時において、セル化部２４は、入力バッファ２１２ａ−３に固定長セル作成に必要なデータ量未満のパケットデータしか格納されていなければ、マルチキャストパケットの複数の転送先送信インターフェースいずれかと同じ転送先送信インターフェースのパケットが格納されている、入力バッファ２１２ａ−１、入力バッファ２１２ａ−２、入力バッファ２１２ｂ−１、入力バッファ２１２ｂ−２、入力バッファ２１２ｃ−１、入力バッファ２１２ｃ−２のいずれかのバッファからパケットデータを読み出し、入力バッファ２１２ａ−３から読み出したパケットデータに連結してセルを作成して、スイッチ部１１に転送する。例えば、入力バッファ２１２ａ−２のバッファに格納されたデータパケットを、入力バッファ２１２ａ−３から読み出したパケットデータに連結すると固定長セルを作成できる場合、この連結を行ってセルを作成してスイッチ部１１に転送する。
【００４７】
セル化されたマルチキャストパケットが転送された、送信インターフェース１２ａと送信インターフェース１２ｂと送信インターフェース１２ｃでは、自送信インターフェース宛のパケットのみをセルから抽出する。
【００４８】
つまり、セル化部２４が、複数のパケットを連結して格納している入力バッファ２１２ａ−３から、固定長セル作成に必要なデータ量を読み出してセル化を実施して、スイッチ部１１に転送した場合、送信インターフェース１２ａ、１２ｂ、１２ｃでは、それぞれ自送信インターフェースが宛先として含まれているマルチキャストパケットのセルを受信するため、受信したマルチキャストパケットのセルからパケットを抽出する。
また、セル化部２４が、入力バッファ２１２ａ−２のバッファに格納されたデータパケットを、入力バッファ２１２ａ−３から読み出したマルチキャストパケットに連結して固定長セルを作成し、転送した場合、送信インターフェース１２ａでは、自送信インターフェース宛のセル、すなわち入力バッファ２１２ａ−２に格納されていたデータパケットのセルと、マルチキャストパケットのセルとからパケットを抽出する。そして、送信インターフェース１２ｂ、１２ｃでは、自送信インターフェースが宛先として含まれているセルはマルチキャストパケットのセルのみであるため、受信したマルチキャストパケットのセルのみからパケットを抽出する。
【００４９】
以上のように、マルチキャストパケットの場合、スイッチ部への装置内セルの出力時に、マルチキャストパケットが出力する複数の転送先送信インターフェースのいずれかと同じ転送先送信インターフェースへのパケットデータを連結し装置内セルを作成することにより、装置内セルにおける空き領域を抑えられ、装置内セルの数を減少させるため効率的なデータ転送を行なうことができる。
【００５０】
なお、本実施の形態３では、マルチキャストパケットの優先度が１つである場合について説明したが、複数存在しても同様の効果を得ることができる。この場合、同一送信インターフェースの組の同一優先度のパケットだけではセル化時に所定の固定長セルを生成できない場合、同一送信インターフェースの組宛で優先度の異なるパケットを読み出して、固定長セルを生成してもよい。
【００５１】
また、本実施の形態３では、マルチキャストパケットは送信インターフェース１２ａ、１２ｂ、１２ｃに同時に同一のパケットを転送するもののみの場合について説明したが、送信インターフェース１２ａと１２ｂ、送信インターフェース１２ａと１２ｃ、送信インターフェース１２ｂと１２ｃに同時に同一のパケットを転送するマルチキャストパケットを組み合わせても、同様の効果を得ることができる。この場合、上述のように送信インターフェースの組のマルチキャストパケットだけではセル化時に所定の固定長セルを生成できない場合、送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛のパケットを読み出して、固定長セルを生成してもよい。
またさらに、上述のようにマルチキャストに複数の優先度が存在する場合、同一送信インターフェースの組の同一優先度のパケットだけではセル化時に所定の固定長セルを生成できない場合、送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の同一優先度のパケットや、該送信インターフェース宛の異なる優先度のパケットを読み出して、固定長セルを生成してもよい。
【００５２】
また、本実施の形態３では、送信インターフェース１２ａ、１２ｂ、１２ｃそれぞれに転送するパケットが優先度を持つ場合について説明したが、優先度を持たなくてもよく、優先度を持たない場合でも、装置内セルにおける空き領域を抑えられ、装置内セルの数を減少させるため効率的なデータ転送を行なうことができる。
【００５３】
実施の形態４．
上記実施の形態１では、メモリ部２２に転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に入力バッファを設ける場合について説明したが、本実施の形態４では、前記メモリ部２２に複数に分割された分割メモリを設ける場合について説明する。
【００５４】
図６は、本実施の形態４におけるメモリ部２２の構成を示す説明図である。図６において、６００は入力バッファ管理部、６０−１は第１分割メモリ、６０−２は第２分割メモリ、６０−３は第３分割メモリ、６０−ｎは第ｎ分割メモリであり、分割メモリはｎ個あるものとする。
【００５５】
上記実施の形態１の場合と同様に、図２における受信インターフェース２０がパケットを受信すると、最初にパケット格納制御部２１は、受信パケットのヘッダ等を参照して転送先送信インターフェースとパケットの優先度を判別する。この判別した転送先送信インターフェースとパケットの優先度により、メモリ部２２の対応する入力バッファにパケットデータを格納するが、本実施の形態４では入力バッファとして複数に分割された未使用の分割メモリを使用する。本実施の形態４では、全ての分割メモリが未使用であるものとして説明する。受信したパケットは、まず第１分割メモリ６０−１に格納するが、受信したパケットが１個の分割メモリで格納できる大きさよりも大きい場合には、続けて第２分割メモリ６０−２に格納する。第２分割メモリ６０−２に空きがある場合、次に受信した同一送信インターフェース宛でかつ同一の優先度のパケットを連結して、第２分割メモリ６０−２に続けて格納する。送信インターフェースあるいは優先度の異なるパケットを受信した場合は、別の未使用の分割メモリ、例えば第３分割メモリ６０−３に格納する。
【００５６】
第１分割メモリ６０−１と第２分割メモリ６０−２は、入力バッファ管理部６００で同一の送信インターフェースとパケットの優先度の組に対応する入力バッファとして管理し、第３分割メモリ６０−３は、また別の送信インターフェースとパケットの優先度の組に対応する入力バッファとして管理する。
【００５７】
受信インターフェース２０において、受信したパケットを送信インターフェースに転送する際、セル化部２４は前記第１分割メモリ６０−１と前記分割メモリ６０−２とからパケットデータを読み出し固定長セルに変換して転送する。入力バッファ管理部６００により同一の送信インターフェースとパケットの優先度の組に対応する入力バッファとして管理された第１分割メモリ６０−１と第２分割メモリ６０−２とからパケットデータを連結して読み出すこと以外は、上記実施の形態１と同様である。
【００５８】
以上のように、複数の分割メモリにパケットデータを分割しながら格納し、続けて受信する同一送信インターフェースの同一優先度のパケットを順次分割メモリで連結して格納するので、入力バッファの大きさを可変にすることができ、受信パケットのトラヒックパターンに柔軟に対応しながらパケットを効率よく蓄積できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、この発明のパケット交換装置によれば、パケットを受信する複数の受信インターフェースからパケットを送信する複数の送信インターフェースにパケットを転送する際、所定の固定長セルに変換して転送するパケット交換装置であって、前記受信インターフェースは、受信パケットを転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に分類して格納するメモリ手段と、前記メモリ手段により格納された所定の送信インターフェース宛の受信パケットのうち、優先度の高い受信パケットを優先して連結し前記固定長セルに変換するセル化手段とを備えることにより、優先度の高いパケットが優先して受信インターフェースから送信インターフェースに転送され、優先度の高いパケットの転送待ち時間を減少させることができ、かつパケットデータの連結により装置内セルにおける空き領域を抑えることで、装置内セルの数を減少させるため効率的なデータ転送を行なうことができる。
【００６０】
また、前記受信インターフェースは、前記メモリ手段に格納された未転送の同一送信インターフェース宛の同一優先度のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、メモリ手段に格納された未転送の同一送信インターフェース宛の同一優先度の最も古いパケットを受信した時点からの経過時間が、転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に設定されたタイムアウト閾値のうち対応するタイムアウト閾値を超過するか否かを監視するタイマ手段を備えるとともに、前記セル化手段は、前記タイマ手段によりタイムアウト閾値を超えたと判断されたパケットをセル化することにより、転送先送信インターフェースとパケットの優先度の組毎に装置内交換の遅延時間を制御することができ、優先度の高いパケットの転送待ち時間を減少させることができる。
【００６１】
また、前記メモリ手段は、受信したマルチキャストパケットを転送先送信インターフェースの組別かつパケットの優先度別に分類して格納し、前記セル化手段は、同一送信インターフェースの組の同一優先度のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、同一送信インターフェースの組宛の優先度の異なるパケットを読み出してセル化する、または前記送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の同一優先度のパケットを読み出してセル化する、または前記送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛の異なる優先度のパケットを読み出してセル化するというセル化の動作のうち、少なくともいずれか１つを選択してセル化することにより、装置内セルにおける空き領域を抑えられ、装置内セルの数を減少させるため効率的なデータ転送を行なうことができる。
【００６２】
また、前記メモリ手段は、分割メモリで構成することにより、入力バッファの大きさを可変にすることができ、受信パケットのトラヒックパターンに柔軟に対応しながらパケットを効率よく蓄積できる。
【００６３】
また、この発明のパケット交換装置によれば、パケットを受信する複数の受信インターフェースからパケットを送信する複数の送信インターフェースにパケットを転送する際、所定の固定長セルに変換して転送するパケット交換装置であって、前記受信インターフェースは、受信したマルチキャストパケットを転送先送信インターフェースの組別に分類して格納するメモリ手段と、同一送信インターフェースの組のパケットだけで所定の固定長セルを生成できない場合、同一送信インターフェースの組に含まれる送信インターフェース宛のパケットを読み出して連結し前記固定長セルに変換するセル化手段とを備えることにより、装置内セルにおける空き領域を抑えられ、装置内セルの数を減少させるため効率的なデータ転送を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１におけるパケット交換装置の構成を示す説明図
【図２】パケット交換装置の受信インターフェース２０の構成を示す説明図
【図３】受信インターフェース２０が受信したパケットをセル化する動作を示す説明図
【図４】実施の形態２における受信インターフェースの構成を示す説明図
【図５】タイマ部２５の構成を示す説明図
【図６】実施の形態４におけるメモリ部２２の構成を示す説明図
【図７】従来のパケット交換装置における可変長パケットを装置内転送用のセルに変換する装置内セル変換部の構成を示す説明図
【図８】従来の受信した可変長パケットを装置内転送用セルに分割する様子を示す説明図
【符号の説明】
１０　パケット交換装置
１１　スイッチ部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ　送信インターフェース
１３　スケジューラ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ　受信インターフェース
２１　パケット格納制御部
２２　メモリ部
２３　蓄積量制御部
２４　セル化部
２５　タイマ部
３１、３２、３３　受信パケット
５１　タイムアウト閾値管理部
５２　パケット受信時刻管理部
５３　タイムアウト判定部
６０−１〜６０−ｎ　分割メモリ
２１２ａ−１〜２１２ａ−３、２１２ｂ−１〜２１２ｂ−３、２１２ｃ−１〜２１２ｃ−３　入力バッファ
３０１、３０２、３０３　固定長セル
６００　入力バッファ管理部
【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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