(57)【要約】【課題】ノード装置を並列多重伝送路で接続し、送信パケットは順序番号を付加した後並列多重伝送路に振り分けて伝送され、受信時に該順序番号に基づいてパケットを送信順に並べ替えるパケット伝送システムにおいて、受信パケットの並べ替え能力が異なる受信処理部を混在させることが可能なノード装置を実現することを目的とする。【解決手段】受信部毎に識別子を設定し、ノード装置に各受信部の識別子を読み取る手段と、該識別子をノード間で共有する手段と、パケットの宛先端末が接続されている受信部の識別子に応じて該パケットのスイッチング条件を可変とするスイッチ手段を設け、パケットの宛先端末が接続されている受信部のパケット並べ替え能力が小さいほど該パケットを振り分ける伝送路の本数を小さくする。【選択図】        図１
2004248176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノード装置間を複数Ｎ個のチャネルで接続してパケットの伝送を行うネットワークシステムを構成するためのノード装置において、
送信パケットに送信順序番号を挿入するヘッダ変換手段と、
受信処理手段の種別を特定する識別子を保持する受信部情報通知手段と、
受信部情報通知手段を有する受信部とによって構成される端末に対応した送受信インタフェース手段と、
該受信部情報通知手段から識別子を読み取る受信部情報読取手段と、
該受信部情報読取手段によって読み取られた識別子を他のノード装置との間で送受信する制御情報通信手段と、
該受信部情報読取手段によって読み取られた自ノード装置の受信部の識別子と、該制御情報通信手段によって受信された他ノード装置の受信部の識別子を記憶する受信情報記憶手段と、
端末と接続されるＮ個のサブ伝送路と、
送信すべきパケットを送出チャネルに対応したＮ個の領域に一時記憶するＮ個のバッファ手段と、
該各バッファ手段からのパケットをＮ個のチャネルに送出できる送信手段と、該送信手段を制御して、各バッファ手段からのパケットを送出できるチャネルを、所定のチャネル変更パターンを元に、同時に同じチャネルに２つ以上のバッファ手段からめパケットが送出されないようにして変更するチャネル変更制御手段と、
該各バッファ手段を制御して、該受信部情報記憶手段に記憶されている識別子を元に、パケットの宛先の端末が接続されている受信部の種別に応じてパケットを書き込む記憶領域を制限するとともに、各バッファ手段からのパケットを送出できるチャネルが所望のチャネルに変更されるのに同期して、該所望のチャネルで読み出すべきパケットを読み出すバッファ制御手段と、
該Ｎ個のチャネルをそれぞれ受信し、該受信したパケットから、分離すべきパケットを分離してサブ伝送路を介して接続される端末に出力するとともにその他のパケットを該バッファ手段に出力する分離手段と、
該端末からサブ伝送路を介して伝送されてくるパケットを該分離手段から該バッファ手段に出力されるパケット流に挿入する挿入手段を有していることを特徴とするノード装置。
【請求項２】
複数のノード装置間を複数Ｎ個のチャネルで接続してパケットの伝送を行うネットワークシステムを構成するためのノード装置において、
送信パケットに送信順序番号を挿入するヘッダ変換手段と、
受信処理手段の種別を特定する識別子を保持する受信部情報通知手段と、
受信部情報通知手段を有する受信部とによって構成される端末に対応した送受信インタフェース手段と、
該受信部情報通知手段から識別子を読み取る受信部情報読取手段と、
該受信部情報読取手段によって読み取られた識別子を他のノード装置との間で送受信する制御情報通信手段と、
該受信部情報読取手段によって読み取られた自ノード装置の受信部の識別子と、該制御情報通信手段によって受信された他ノード装置の受信部の識別子を記憶する受信情報記憶手段と、
端末と接続されるＮ個のサブ伝送路と、
送信すべきパケットを送出チャネルに対応するＮ個の領域に一時記憶するＮ個のバッファ手段と、
Ｎ個のチャネルのうちＭ≦ＮなるＭ個のチャネルを選択するチャネル選択手段と、
該各バッファ手段からのパケットをＮ個のチャネルに送出できる送信手段と、該送信手段を制御して、各バッファ手段からのパケットを送出できるチャネルを、所定のチャネル変更パターンを元に、同時に同じチャネルに２つ以上のバッファ手段からのバケットが送出されないようにして変更するチャネル変更制御手段と、
該各バッファ手段を制御して、該受信部情報記憶手段に記憶されている識別子を元に、パケットの宛先の端末が接続されている受信部の種別に応じてパケットを書き込む記憶領域を該チャネル選択手段によって選択されたチャネルに対応する領域に制限するとともに、各バッファ手段からのパケットを送出できるチャネルが所望のチャネルに変更されるのに同期して、該所望のチャネルで読み出すべきパケットを読み出すバッファ制御手段と、
該Ｎ個のチャネルをそれぞれ受信し、該受信したパケットから、分離すべきパケットを分離してサブ伝送路を介して接続される端末に出力するとともにその他のパケットを該バッファ手段に出力する分離手段と、
該端末からサブ伝送路を介し伝送されてくるパケットを該分離手段から該バッファ手段に出力されるパケット流に挿入する挿入手段を有していることを特徴とするノード装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信ネットワークに関し、更に詳しくは、受信側における受信パケットの順序が送信側における送信パケットの順序と一致することが保証されないネットワークにおける伝送制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、簡易な構成の大容量ネットワークシステムとして、ノード装置を並列多重伝送路でリング状に接続したネットワークシステムが検討されている。このネットワークシステムの詳細は、特開平８−１７２３９４号公報「ネットワークシステム及びノード装置及びコンセントレ一夕及びネットワークシステムにおける伝送制御方法」、特開平８−２３７３０６号公報「ネットワークシステム及びノード装置及び伝送制御方法」において述べられている。以下に、特開平８−２３７３０６号公報「ネットワークシステム及びノード装置及び伝送制御方法」で述べられているネットワークシステムを例として挙げる。
【０００３】
図８は従来のネットワークにおけるノード装置の構成図であり、ノード装置８００にサブ伝送路を介して端末８５１〜８５８を接続している例を示している。符号８０１〜８０８は、分離挿入手段であるところの分離挿入部であり、並列多重伝送路から入力されるパケットのアドレスを検出し、サブ伝送路を介して端末へ伝送させるパケットとバッファへ入力させるパケットに分離すると共に、端末から伝送されてくるパケットを、並列多重伝送路から人力されるパケット流に挿入する機能を有している。符号８１１〜８１８は、バッファ手段であるところのバッファであり、分離挿入部から出力されるパケットをスイッチ８４１の出力端に対応した記憶領域に一時記憶する機能を有している。符号８２１〜８２８、８３１、８３８はノード間を接続するための並列多重伝送路であり、例えば空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路であったり、あるいは１本の光ファイバ上に波長分割されて多重化された波長多重伝送路であったりする。符号８４１はスイッチであり、スイッチ制御部８４２に制御されて、入力端ＩＮ１〜ＩＮ８に入力したパケットを任意の出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８へ接続するものである。スイッチ８４１は、並列多重伝送路に複数の光ファイバ伝送路を用いるときには、空間スイッチ等を用いて交換を行う。また、波長多重伝送路を用いる場合には、図８とは若干構成が異なるが、複数の可変波長レーザダイオードと合波器からなる送信部を波長多重伝送路へ接続し、波長多重伝送路の受信部で分波器により各波長を分離することでノード間でスイッチを構成し、可変波長レーザダイオードの送信波長を波長λ１〜λ８の任意の波長に設定することで交換を行う。符号８４２はスイッチ制御部であり、例えば図１１の制御パターンに従ってスイッチを制御する。符号８４３はバッファ制御部であり、各バッファに接続されたスイッチの入力端が所望の出力端に接続されたときに、バッファから記憶されているパケットを読み出すように制御するものである。
【０００４】
図９は分離挿入部８０１〜８０８の内部構成を示す図であり、９０１はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、９０２、９０３は入力信号を出力または遮断するためのゲート、９０４は２つの入力信号のどちらか一方を出力するセレクタ、９０５はパケットを一時記憶するためのＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）である。分離挿入轡８０１〜８０８において、並列多重伝送路より入力したパケットはヘッダ検出部９０１においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりゲート９０２と９０３の開閉の処理を行う。ヘッダ検出部９０１にはあらかじめその分離挿入部に接続されている端末のアドレスが記憶されており、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致したときには、ゲート９０３を開き且つゲート９０２を閉じて端末方向のみにそのバケットを出力する。また、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しない場合は、ゲート９０２を開き且つゲート９０３を閉じて、セレクタ９０４のみにそのパケットを出力してセレクタ９０４を通ってバッファへ送られる。一方端末から伝送されてきたパケットはＦＩＦＯ９０５に一時記憶し、ゲート９０２からセレクタ９０４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ９０５から読み出され、セレクタ９０４を通ってバッファへ送られるように動作する。
【０００５】
図１０はバッファ８１１〜８１８の内部構成であり、１００１はスイッチ８４１の出力端に対応した記憶領域１〜記憶領域８からなるバッファメモリ、１００２はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、１００３はバッファメモリ１００１に書き込みアドレスを供給するためのアドレスカウンタである。バッファ８１１、８１８において、分離挿入部より入力したパケットはヘッダ検出部１００２においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのバケットを記憶する記憶領域が決定される。ヘッダ検出部１００２にはあらかじめ隣接する下流ノードに接続される端末のアドレスが記憶されており、検出した宛先が記憶しているアドレスと一致したときには、その端末が接続されている伝送路つまりスイッチ８４１の出力端に対応した記憶領域を指定し、アドレスカウンタ１００３より書き込みアドレスを発生させてバッファメモリ１００１に記憶させる。また、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しないときには、任意の記憶領域にそのパケットを記憶させるごとく制御する。
【０００６】
図１１はスイッチ８４１の入出力の接続関係を示す制御パターンであり、制御アドレスＡｌ〜Ａ８によりスイッチの入出力接続関係が変更される。入力端ＩＮ１〜ＩＮ８はバッファ８１１〜８１８に対応しており、出力端ＯＵＴ１、ＯＵＴ８（または送信波長λ１〜λ８）は各バッファの記憶領域１〜記憶領域８に対応している。
【０００７】
図１２は、図８に示したノード装置を用いたネットワークシステムの構成例であり、４つのノード装置１２０１〜１２０４を並列多重伝送路１２０５〜１２０８によってリング型に接続し、各ノード装置にはそれぞれ８本のサブ伝送路を介して８台の端末が接続されている。端末１２１１〜１２１８は端末８５１〜８５８に対応し、同様に１２２１〜１２２８、１２３１〜１２３８、１２４１〜１２４８も端末８５１〜８５８に対応している。
【０００８】
図１３はこのネットワークの通信原理を説明するための図であり、１３０１〜１３０４はノード装置、１３０５〜１３０８はスイッチ８４１に対応した交換スイッチ、１３０９〜１３１２はバッファ８１１〜８１８に対応したバッファ、１３２１〜１３３６は端末、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはリングを成す並列伝送路である。
【０００９】
まず、図１３を用いてこのネットワークの通信原理について説明する。このネットワークは複数のリングＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有し、各リング間は交換スイッチ１３０５〜１３０８によって相互に接続されている。各端末は並列伝送路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの中の１つのリング伝送路に接続されており、他のリングに接続された端末と通信を行う場合は、少をくとも１回、任意の交換スイッチで他のリングに交換されることで通信が行われる。交換が行われる位置は特定されないが、宛先ノードの１つ手前のノードで宛先の伝送路へ乗り換えて、他のノードでは任意の伝送路へ乗り換えるようにすると通信制御が容易になる。このネットワークはノード装置を簡略化するため、交換スイッチ１３０５〜１３０８は入力信号とは無関係に入出力の接続関係を特定の巡回パターンにしたがって一定周期に変更し、バッファ１３０９〜１３１２で入力信号を一時蓄積して、交換スイッチの入出力接続関係が所望の関係になったときにバッファからパケットを読み出すようにして交換が行われる。
【００１０】
例えば、端末１３２２から端末１３３２へ通信する場合は、端末１３２２から出力されたパケットはノード１３０１のバッファ１３０９に蓄積され、スイッチ１３０５の入力端ＩＮ２が例えば出力端ＯＵＴ２に接続されたときにバッファから読み出されて伝送路Ｂに出力され、ノード１３０２のバッファ１３１０へ入力してスイッチ１３０６のＩＮ２とＯＵＴ４が接続されたときにバッファから読み出されることにより、伝送路Ｄへ出力されて端末１３３２へパケットが送られる。
【００１１】
このように、それぞれのノード装置で任意のリング伝送路に乗り換えることにより通信が行われる。
【００１２】
次に、図８〜図１２を用いて詳細を説明する。説明において並列多重伝送路は空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路、スイッチは空間スイッチとして説明するが、波長多重伝送路を用いる場合も上記原理に基づいており、ほぼ同様の動作が行われる。仮に、端末１２１２から端末１２３５へ通信する場合の動作例について説明する。
【００１３】
端末１２１２からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに宛先アドレスが記載されて出力される。出力されたパケットはサブ伝送路を通ってノード装置１２０１へ入力し、分離送入部８０２のＦＩＦＯ９０５に一時記憶される。記憶されたパケットは、ゲート９０２からセレクタ９０４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ９０５から読み出され、セレクタ９０４を通ってバッファへ送られる。
【００１４】
バッファ８１２のヘッダ検出部１００２は、入力したパケットのヘッダを検出すると検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しないので、任意の記憶領域を指定する。書き込みアドレスカウンタ１００３はその情報を受けて書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ１００１の記憶領域に書き込ませる。ここでは仮に記憶領域１に記憶されるとする。
【００１５】
バッファ制御部８４３はスイッチ８４１の入力端ＩＮ２が出力端ＯＵＴ１に接続されるまでそのパケットの読み出しを待機させ、接続された時にパケットを読み出す。
【００１６】
スイッチ制御部８４２は、図１１に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８と順次供給してスイッチ８４１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを例えば１パケット長周期に供給することで、８パケット周期で同じパターンを繰り返すように制御している。その情報をバッファ制御部８４３へ通知することでバッファからの読み出しタイミングが制御される。ここではスイッチ８４１の入力端ＩＮ２が出力端ＯＵＴ１に接続されたときにバッファ８１２の記憶領域１からパケットが読み出されることにより、そのパケットはスイッチ８４１を通って伝送路８３１へ出力される。
【００１７】
伝送路８３１を伝送されたパケットは、ノード装置１２０２の分離送入部８０１に入力し、ヘッダ検出部９０１においてパケットのヘッダが検出されるま検出した宛先アドレスは記憶しているアドレスと一致しないので、ゲート９０２を開きゲート９０３を閉じてセレクタ９０４へそのパケットを出力する。分離挿入部８０１のセレクタ９０４へ出力されたパケットは、セレクタ９０４を通りバッファ８１１へ入力する。
【００１８】
ヘッダ検出部１００２はヘッダを検出すると検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しているので、宛先アドレスの端末が接続される伝送路に対応する記憶領域を指定する。ここでは宛先の端末が伝送路８３５に接続されているので記憶領域５に記憶させる。
【００１９】
バッファ制御部８４３はスイッチ８４１のＩＮ１がＯＵＴ５に接続されたときにバッファ８１１の記憶領域５からパケットを読み出すことで、パケットはスイッチ８４１を通って伝送路８３５へ出力される。伝送路を通ってノード装置１２０３の分離送入部８０５に入力したパケットは、ヘッダ検出部９０１でヘッダが検出され、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致したので、ゲート９０３を開き且つゲート９０２を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。分離挿入部８０５から端末方向へ出力されたパケットは、サブ伝送路を通って端末１２３５へ送られ受信される。
【００２０】
このようにして通信が行われる。
【００２１】
しかしながら、図１３を用いて説明したようなネットワークシステムにおいてパケットの送受信を行う場合、送信側におけるパケットの送出順序と受信側におけるパケットの受倍順序とが必ずしも一致しないという問題がある。そこで、「ノード装置及び複数のノード装置を有する通信ネットワーク及びそれらの制御方法」Ｆｉｌｅ  Ｎｏ．１７７１８８において図１４に示すように分離挿入部と端末との問に並べ替え処理部１４０１〜１４０８を設けたノード装置１４００が提案されている。ノード装置１４００の内部では、パケット送信時にはヘッダ変換部１４１１〜１４１８において送出パケットのヘッダにモジュロｎ（ｎ＝１，２，…）のシーケンシャル番号を付与し、受信時には並べ替え処理部１４０１〜１４０８において分離挿入部から受信したパケット列を一時蓄積し該シーケンシャル番号順に並べ替えて端末へ送出することにより、送受信間でのパケットの順序を一致させている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例における交換処理ではノード装置からの送信パケットを複数のチャネルに分配するため、各チャネルの混雑度が異なるとパケット順序の入れ替わりが生じ、各チャネルの混雑度の違いが大きいほどパケット順序の入れ替わり幅は大きくなるという傾向がある。また、チャネル数が多いほど混雑度の異なるチャネルを通過する確率が高くなると考えられる。従って、従来例では各受信処理部に、パケット順序を元に戻すために受信パケットを一時記憶しておくための十分な容量のメモリが必要であった。
【００２３】
そこで本発明では、小容量なメモリを用いた受信処理部を扱うことが可能なネットワークシステム、さらには大容量なメモリを用いた受信処理部と小容量なメモリを用いた受信処理部を混在させることが可能なネットワークシステムおよびそのための伝送制御方法を提供することを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
受信セル並べ替え処理機能の有無や並べ替えのためのメモリ容量を特定する識別子を保持・通知する受信部情報通知部を有する受信部と、受信部情報通知部から受信部情報を読み出す受信部情報読取部と、各ＨＵＢ間での受信部情報と隣接ＨＵＢ間でのバッファ情報を通知する制御情報通知部と、全ＨＵＢの受信部情報を記憶する受信部情報記憶部と、受信セル並べ替え能力の低い受信部（並べ替え機能を有していないあるいは並べ替えのためのメモリ容量が小さい受信部）に接続された端末宛てのパケットに関しては、受信パケットの並べ替え能力に応じて一部のチャネルにのみ送出するように制御する制御部を設ける。
【００２５】
（作用）
パケットを並列チャネルのうち一部のチャネルにのみ振り分けることにより、パケット順序が入れ替わる確率を低減させることが期待できる。さらに、各チャネルの混雑度を観測し、混雑度が同程度のチャネルを選択して、該選択されたチャネルにのみパケットを振り分けることにより確実にパケットが入れ替わる幅を低減させる。
【００２６】
従って、受信パケットの並べ替え能力の低い受信処理部を用いることが可能となり、さらには受信処理部を識別して、パケットの宛先となる受信処理部の受信パケット並べ替え能力に応じて適宜パケットを振り分けるチャネルを制御することにより、システム全体の性能を著しく劣化させることなく受信パケット並べ替え能力の異なる受信処理部を混在させることが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
図１は実施形態１のネットワークにおけるノード装置の構成図であり、ノード装置１００にサブ伝送路を介して端末１９１〜１９４を接続している例を示している。符号１１１〜１１４は、分離挿入手段であるところの分離挿入部であり、並列多重伝送路から入力されるパケットのアドレスを検出し、サブ伝送路を介して端末に受信させるパケットとバッファへ入力させるパケットに分離すると共に、端末から伝送されてくるパケットを、並列多重伝送路から入力されるパケット流に挿入する機能を有している。符号１２１〜１２４は、バッファ手段であるところのバッファであり、分離挿入部から出力されるパケットをスイッチ１８１の入力端に対応した記憶領域に一時記憶する機能を有している。符号１３１〜１３４、１４１〜１４４はノード間を接続するための並列多重伝送路であり、例えば空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路である。符号１５１〜１５４はヘッダ変換部であり、端末１９１〜１９４からのパケットのへッダにシーケンシャル番号を付加する。符号１６１〜１６４は受信処理部であり、順序の入れ替わったパケットを元の順序に並べ替える機能を有しており、チャネルおよびシーケンシャル番号毎にパケットの到着を監視するテーブルと受信パケットを一時記憶しておくメモリと受信情報通知部１７１〜１７４とにより構成される（ただし並べ替え機能を持たない場合も有り得る。その場合該テーブルとメモリはなくてもよい）。符号１７１〜１７４は受信部情報通知部であり、受信処理部１６１〜１６４の有する並べ替え機能の有無やメモリの容量を特定する識別子を保持しており、受信部情報読取部１８４からの問い合わせに応答して該識別子を通知する機能を有する。また、ヘッダ変換部１５１〜１５４と受信処理部１６１〜１６４はそれぞれ対を成しており一つの送受信モジュールを構成している。符号１８１はスイッチであり、スイッチ制御部１８２に制御されて、入力端ＩＮ１−ＩＮ４に入力したパケットを任意の出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４へ接続するものである。スイッチ１８１は、並列多重伝送路に複数の光ファイバ伝送路を用いるときには、空間スイッチ等を用いて交換を行う。符号１８２はスイッチ制御部であり、所定の制御パターンに従ってスイッチを制御する。符号１８３はバッファ制御部であり、受信部情報記憶部１８５の情報を受け、並べ替えメモリを持たない受信処理部に接続されている端末宛てのパケットは伝送路１４１〜１４４のいずれか１チャネルに送出されるように、また並べ替えメモリ容量が小さい受信処理部に接続されている端末宛てのパケットは伝送路１４１〜１４４のうちｎ個のチャネル（１＜ｎ＜４）に送出されるようにバッファへの書き込みを制御するとともに、バッファに接続されたスイッチの人力端が所望の出力端に接続されたときに、バッファから記憶されているパケットを読み出すように制御する。符号１８４は受信部情報読取部であり、各受信処理部１７１〜１７４の識別子を読み取る機能を有する。符号１８５は受信部情報記憶部であり、接続されているすべてのノード装置１００の受信部情報通知部１７１〜１７４が有する識別子を記憶する機能を有する。符号１８６は制御情報通信部であり、他のノード装置１００と受信部情報読取部１８４で読み取った識別子を送受しあう機能を有する。符号１８７は制御情報伝送経路であり、主に受信部情報読取部１８４で読み取った識別子を送受しあうための伝送路である。
【００２８】
図２は、図１に示したノード装置を用いたネットワークシステムの構成例であり、４つのノード装置２１１〜２１４を並列多重伝送路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによってリング型に接続し、各ノード装置にはそれぞれ４本のサブ伝送路を介して４台の端末が接続されている。端末２２１〜２２４は端末１９１〜１９４に対応し、同様に２２５〜２２８、２２９〜２３２、２３３〜２３６も同様に端末１９１〜１９４に対応している。
【００２９】
図３は分離挿入部１１１〜１１４の内部構成を示す図であり、３０１はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、３０２、３０３は入力信号を出力または遮断するためのゲート、３０４は２つの入力信号のどちらか一方を出力するセレクタ、３０５はパケットを一時記憶するためのＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）である。分離挿入部１１１〜１１４において、並列多重伝送路より入力したパケットはヘッダ検出部３０１においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりゲート３０２と３０３の開閉の処理を行う。ヘッダ検出部３０１にはあらかじめその分離挿入部に接続されている端末のアドレスが記憶されており、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致したときには、ゲート３０３を開き且つゲート３０２を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。また、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しない場合は、ゲート３０２を開き且つゲート３０３を閉じて、セレクタ３０４のみにそのパケットを出力してセレクタ３０４を通ってバッファへ送られる。一方端末から伝送されてきたバケットはＦＩＦＯ３０５に一時記憶し、ゲート３０２からセレクタ３０４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ３０５から読み出され、セレクタ３０４を通ってバッファへ送られるように動作する。
【００３０】
図４はバッファ１２１〜１２４の内部構成であり、４０１はスイッチ１８１の出力端に対応した記憶領域１、記憶領域４からなるバッファメモリ、４０２はパケットのヘッダから宛先アドレスを検出するヘッダ検出部、４０３はバッファメモリ４０１に書き込みアドレスを供給するためのアドレスカウンタである。バッファ１２１〜１２４において、分離挿入部より入力したパケットはヘッダ検出部４０２においてヘッダが検出され、ヘッダの内容によりそのパケットを記憶する記憶領域が決定される。ヘッダ検出部４０２にはあらかじめ隣接する下流ノードに接続される端末のアドレス（例えば、図２におけるノード２１１では、ノード２１２に接続されている端末２２５〜２２８のアドレス）が記憶されており、検出した宛先が記憶しているアドレスと一致したときには、その端末が接続されている伝送路つまりスイッチ１８１の出力端に村応した記憶領域を指定し、アドレスカウンタ４０３より書き込みアドレスを発生させてバッファメモリ４０１に記憶させる。また、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しないときには、受信部情報記憶部１８５を参照して、並べ替えメモリを実装していない受信処理部１６１〜１６４に接続されている端末宛てのパケットは一つの記憶領域に、並べ替えメモリ容量が小さい受信処理部１６１〜１６４に接続されている端末宛てのパケットは特定のｎ個（１＜ｎ＜４）の記憶領域に、それ以外の端末宛てのバケットは任意の記憶領域にそれぞれ記憶させるごとく制御される。
【００３１】
図５はスイッチ１５１の入出力の接続関係を示す制御パターンであり、制御アドレスＡ１〜Ａ４によりスイッチの入出力接続関係が変更される。入力端ＩＮ１〜ＩＮ４はバッファ１２１〜１２４に対応しており、出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４は各バッファの記憶領域１〜記憶領域４に対応している。
【００３２】
まず、図２を用いてこのネットワークの通信原理について説明する。このネットワークは複数のリング状伝送路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有し、各ノード間は交換スイッチ１８１によって相互に接続されている。各端末は並列伝送路Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの１つのリング伝送路に接続されており、他のリングに接続された端末と通信を行う場合は、少なくとも１回、任意の交換スイッチで他のリングに交換されることで通信が行われる。交換が行われる位置は特定されないが、宛先ノードの１づ手前のノードで宛先の伝送路へ乗り換えて、他のノードでは任意の伝送路へ乗り換えるようにすると通信制御が容易になる。このネットワーークはノード装置を簡略化するため、交換スイッチ１８１は入力信号とは無関係に入出力の接続関係を特定の巡回パターンにしたがって一定周期に変更し、バッファ１２１〜１２４で入力信号を一時蓄積して、交換スイッチの入出力接続関係が所望の関係になったときにバッファからパケットを読み出すようにして交換が行われる。
【００３３】
次に図２のネットワークシステムの元で端末２２１から端末２３２へ通信する場合を例に挙げ、図１、図３、図４、図５をともに用いて説明する。図２において端末２２１〜２２４、２２５〜２２８、２２９、２３２、２３３〜２３６は伝送路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに接続されているものとする。受信部情報より見取部１８４は各受信部情報通知部１７１〜１７４から識別子を読み取り、受信部情報記憶部１８５に記憶させる。制御情報通信部１８６は自ノード装置の受信部情報を、伝送路１８７を介して他のノード装置に送信するとともに、他ノードの受信部情報を受信して受信部情報記憶部１８５に記憶させる。以上の動作の結果受信部情報記憶部１８５はネットワークシステムを構成する全ノード装置の受信部情報を記憶することになる。端末２２１からの送信データは固定長のパケットに分割され、各パケットのヘッダに宛先アドレスが記載されて出力される。出力されたパケットはサブ伝送路を通ってノード装置２１１へ入力され、ヘッダ変換部１５１でシーケンシャル番号が付加された後、分離送入部１１１のＦＩＦＯ３０５に一時記憶される。記憶されたパケットは、ゲート３０２からセレクタ３０４に入力したパケット流にすき間があるときにＦＩＦＯ３０５から読み出され、セレクタ３０４を通ってバッファ１２１へ送られる。
【００３４】
バッファ１２１のヘッダ検出部４０２は、入力したバケットのヘッダを検出すると検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しないので、受信部情報記憶部１８５の情報を受けたバッファ制御部１８３の制御の元に以下のごとく動作する。
【００３５】
▲１▼端末２３２が接続されている受信処理部１６４が並べ替えメモリをもたない場合：一連のすべてのパケットは記憶領域１〜記憶領域４のうちのいずれか一つに書き込まれる。
【００３６】
▲２▼端末２３２が接続されている受信処理部１６４の並べ替えメモリが小容量の場合：一連のすべてのパケットは記憶領域１〜記憶領域４のうちｎ個の記憶領域に振り分けて書き込まれる。
【００３７】
▲３▼端末２３２が接続されている受信処理部１６４の並べ替えメモリが大容量の場合：一連のすべてのパケットは記憶領域１〜記憶領域４のうち任意の記憶領域に振り分けて書き込まれる。
【００３８】
書き込みアドレスカウンタ４０３はその情報を受けて書き込みアドレスを発生させ、そのパケットをバッファメモリ４０１の記憶領域に書き込ませる。ここでは仮に着目する１個のパケットは記憶領域１に記憶されるとする（着日するパケットに続くパケットは受信処理部１６４の種別により、同記憶領域１のみに記憶されるかもしれないし、他の記憶領域にも記憶されるかもしれない）。
【００３９】
バッファ制御部１８３はスイッチ１８１の入力端ＩＮｌが出力端ＯＵＴ１に接続されるまでそのパケットの読み出しを待機させ、接続された時にパケットを読み出す。
【００４０】
スイッチ制御部１８２は、図５に示すテーブルのように制御アドレスをＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と順次供給してスイッチ１８１の接続関係を変更させ、かつ制御アドレスを例えば１パケット長周期に供給することで、４パケット周期で同じパターンを繰り返すように制御している。その情報をバッファ制御部１８３へ通知することでバッファからの読み出しタイミングが制御される。ここではスイッチ１８１の入力端ＩＮ１が出力端ＯＵＴ１に接続されたときにバッファ１２１の記憶領域１からパケットが読み出されることにより、そのパケットはスイッチ１８１を通って伝送路１４１（Ａ）へ出力される。
【００４１】
伝送路Ａを伝送されたパケットは、ノード装置２１２の分離送入部１１１に入力し、ヘッダ検出部３０１においてパケットのヘッダが検出される。検出した宛先アドレスは記憶しているアドレスと一致しないので、ゲート３０２を開きゲート３０３を閉じてセレクタ３０４へそのパケットを出力する。分離挿入部１１１のセレクタ３０４へ出力されたパケットは、セレクタ３０４を通りバッファ１２１へ入力される。
【００４２】
ヘッダ検出部４０２はヘッダを検出すると検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致しているので、宛先アドレスの端末が接続される伝送路に対応する記憶領域を指定する。ここでは宛先の端末が伝送路１４４（Ｄ）に接続されているので記憶領域４に記憶させる。
【００４３】
バッファ制御部１８３はスイッチ１８１のＩＮ１がＯＵＴ４に接続されたときにバッファ１２１の記憶領域４からパケットを読み出すことで、パケットはスイッチ１８ｌを通って伝送路１４４（Ｄ）へ出力される。伝送路を通ってノード装置２１３の分離送入部１１４に入力したパケットは、ヘッダ検出部３０１でヘッダが検出され、検出した宛先アドレスが記憶しているアドレスと一致したので、ゲート３０３を開き且つゲート３０２を閉じて端末方向のみにそのパケットを出力する。分離挿入部１１４から端末方向へ出力されたパケットは受信処理部１６４において並べ替え処理を受けた後（受信処理部１６４が並べ替えメモリを有する場合のみ）、サブ伝送路を通って端末２３２へ送られ受信される。
【００４４】
〔実施形態２〕
図６は実施形態２のネットワークにおけるノード装置の構成図であり、ノード装置６００にサブ伝送路を介して端末１９１〜１９４を接続している例を示している。符号１１１〜１１４は、分離挿入手段やあるところの分離挿入部であり、並列多重伝送路から入力されるパケットのアドレスを検出し、サブ伝送路を介して端末に受信させるパケットとバッファへ入力させるパケットに分離すると共に、端末から伝送されてくるパケットを、並列多重伝送路から入力されるパケット流に挿入する機能を有している。符号１２１〜１２４は、バッファ手段であるところのバッファであり、分離挿入部から出力されるパケットをスイッチ１８１の入力端に対応した記憶領域に一時記憶する機能を有している。符号１３１〜１３４、１４１〜１４４はノード間を接続するための並列多重伝送路であり、例えば空間的に分離された複数の光ファイバ伝送路である。符号１５１〜１５４はヘッダ変換部であり、端末１９１〜１９４からのパケットのヘッダにシーケンシャル番号を付加する。符号１６１〜１６４は受信処理部であり、順序の入れ替わったパケットを元の順序に並べ替える機能を有しており、チャネルおよびシーケンシャル番号毎にパケットの到着を監視するテーブルと受信パケットを一時記憶しておくメモリと受信部情報通知部１７１〜１７４とにより構成される（ただし並べ替え機能を持たない場合も有り得る。その場合該テーブルとメモリはなくてもよい）。符号１７１〜１７４は受信部情報通知部であり、受信処理部１６１〜１６４の有する並べ替え機能の有無やメモリの容量を特定する識別子を保持しており、受億部情報読取部１８４からの問い合わせに応答して該識別子を通知する機能を有する。また、ヘッダ変換部１５１、１５４と受信処理部１６１〜１６４はそれぞれ対を成しており一つの送受信モジュールを構成している。符号１８１はスイッチであり、スイッチ制御部１８２に制御されて、入力端ＩＮ１〜ＩＮ４に入力したパケットを任意の出力端ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４へ接続するものである。スイッチ１８１は、並列多重伝送路に複数の光ファイバ伝送路を用いるときには、空間スイッチ等を用いて交換を行う。符号１８２はスイッチ制御部であり、所定の制御パターンに従ってスイッチを制御する。符号１８４は受信部情報読取部であり、各受信処理部１７１〜１７４の識別子を読み取る機能を有する。符号１８５は受信部情報記憶部であり、接続されているすべてのノード装置１００の受信部情報通知部１７１〜１７４が有する識別子を記憶する機能を有する。符号１８６は制御情報通信部であり、他のノード装置１００と受信部情報読取部１８４で読み取った識別子を送受しあう機能を有する。符号１８７は制御情報伝送経路であり、主に受信部情報読取部１８４で読み取った識別子を送受しあうための伝送路である。符号６１はバッファ制御部であり、受信部情報記憶部１８５およびチャネル選択部６２の情報を受け、並べ替え機能を持たない受信処理部に接続されている端末宛てのパケットは伝送路１４１〜１４４のいずれか１チャネルに送出されるように、また並べ替えメモリー容量が小さい受億処理部に接続されている端末宛てのパケットは伝送路１４１〜１４４のうちチャネル選択部６２によって選択されたチャネルに送出されるように、通常の容量の並べ替えメモリを有する受信処理部に接続されている端末宛てのパケットは任意のチャネルに送出されるようにバッファへの書き込みを制御するとともに、バッファに接続されたスイッチの入力端が所望の出力端に接続されたときに、バッファから記憶されているパケットを読み出すように制御する。符号６２はチャネル選択部であり、自ノード装置あるいは他ノード装置のバッファ１２１〜１２４の各記憶領域を監視することにより、パケット送信経路上のバッファ内に一時記憶されているパケット数が同程度になるような複数のチャネルを選択する機能を有する。
【００４５】
図７はチャネル選択部の構成図やある。符号７１１〜７１４は各チャネルのバッファ１２１〜１２４に対応する監視部であり、記憶領域１〜４に対応する監視部が一組となっている。符号７２１〜７２４は記憶領域１〜４に対応する監視部である。符号７３は書き込みカウンタであり、記憶領域に書き込まれたパケット数をカウントする。符号７４は読み出しカウンタであり、記憶領域から読み出されたパケット数をカウントする。符号７５はパケット数算出部であり、書き込みカウンタ７３の値と読み出しカウンタ７４の値とを比較（減算）して記憶領域内に一時記憶されているパケット数を算出する。符号７６は比較部であり、各バッファ毎に記憶領域１〜４における一時記憶パケット数の比較を行い、新規入力パケットが記憶領域から読み出されるタイミングがほぼ等しくなるチャネルを選択する。
【００４６】
実施形態２のネットワークシステムの動作は実施形態１のネットワークシステムの動作とほぼ同様である。並べ替えメモリ容量が小さい受信処理部に接続された端末宛てのパケットを一時記憶する記憶領域を、チャネル選択部によって決定することにおいて実施形態１と異なる。また、図７を用いて説明したチャネル選択部は一例であり、動的にチャネルを選択する手段であれば、その構造や方法を問わない。
【００４７】
【発明の効果】
パケットを並列チャネルのうち一部のチャネルにのみ振り分けることにより、パケット順序が入れ替わる確率を低減させることが期待できる。さらに、各チャネルの混雑度を観測し、混雑度が同程度のチャネルを選択して、該選択されたチャネルにのみパケットを振り分けることにより確実にパケットが入れ替わる幅を低減させる。
【００４８】
従って、受信パケットの並べ替え能力の低い受信処理部を用いることが可能となり、さらには受信処理部を識別して、パケットの宛先となる受信処理部の受信パケット並べ替え能力に応じて適宜パケットを振り分けるチャネルを制御することにより、システム全体の性能を著しく劣化させることなく受信パケット並べ替え能力の異なる受信処理部を混在させることが可能となる。
【００４９】
その結果、受信処理部の並べ替えに用いていたメモリを一部削減することができ、システム全体としてコスト削減が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のネットワークシステムにおけるノード装置の構成図。
【図２】実施形態１のネットワークシステムの構成図。
【図３】図１のノード装置内の分離挿入部の内部構成図。
【図４】図１のノード装置内のバッファ部の内部構成図。
【図５】実施形態１のノード装置のスイッチの入出力の接続関係を示す制御パターン。
【図６】実施形態２のネットワークシステムにおけるノード装置の構成図。
【図７】チャネル選択部の内部構成図。
【図８】従来例のネットワークにおけるノード装置の構成図。
【図９】図８のノード装置内の分離挿入部の内部構成図。
【図１０】図８のノード装置内のバッファ部の内部構成図。
【図１１】従来例のノード装置のスイッチの入出力の接続関係を示す制御パターン。
【図１２】従来例のネットワークシステムの構成図。
【図１３】従来例のネットワークの通信原理を説明するための図。
【図１４】並べ替え処理を有する従来例のノード装置の構成図。
【符号の説明】
６１  バッファ制御部
６２  チャネル選択部
７３  書き込みカウンタ
７４  読み出しカウンタ
７５  パケット数算出部
７６  比較部
１００  ノード装置
１１１〜１１４  分離挿入部
１２１〜１２４  バッファ部
１３１〜１３４  伝送路
１４１〜１４４  伝送路
１５１  スイッチ
１５２  スイッチ制御部
１５３  バッファ制御部
１５４  バッファ監視部
１５５  制御情報通信部
１５６  優先度決定部
１５７  制御情報伝送経路
１６１〜１６４  端末装置
２１１〜２１４  ノード装置
２２１〜２３６  端末装置
Ａ〜Ｄ  並列多重伝送路
３０１  ヘッダ検出部
３０２  ゲート
３０３  ゲート
３０４  セレクタ
３０５  ＦＩＦＯ
４０１  バッファメモリ
４０２  ヘッダ検出部
４０３  アドレスカウンタ
６００  ノード装置
７１１〜７１４  チャネルに対応監視ユニット
７２１〜７２４  記憶領域に対応した監視ユニット
８００  ノード装置
８０１〜８０８  分離挿入部
８１１〜８１８  バッファ部
８２１〜８２８  伝送路
８３１〜８３８  伝送路
８４１  スイッチ
８４２  スイッチ制御部
８４３  バッファ制御部
９０１  ヘッダ検出部
９０２  ゲート
９０３  ゲート
９０４  セレクタ
９０５  ＦＩＦＯ
１００１  バッファメモリ
１００２  ヘッダ検出部
１００３  アドレスカウンタ
１２０１〜１２０４  ノード装置
１２１１〜１２１８  端末
１２２１〜１２２８  端末
１２３１〜１２３８  端末
１２４１〜１２４８  端末
１２０５〜１２０８  並列多重伝送路
１３０１〜１３０４  ノード装置
１３０５〜１３０８  スイッチ
１３０９〜１３１２  バッファ部
１３２１〜１３３６  端末
１４０１〜１４０８  並べ替え処理部
１４１１〜１４１８  ヘッダ変換部
【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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【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】
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【図１４】
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