(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークを通してコネクションレスデータグラムを送信し、コネクションレスデータグラムはコネクションレスデータグラムのルーティング情報を含むヘッダを有し、ネットワークは、入力インターフェースと、出力インターフェースと、少なくとも１つの中間ノードとを有する方法において、
入力インターフェースにおいて、一連のパケットを構成するパケット構造にコネクションレスデータグラムを分解し、各パケットはヘッダ（４０）とペイロード（４２）とを有し、コネクションレスデータグラムのヘッダをパケット構造の第１のパケットのペイロード（４２）にマッピングし、
ネットワークの中間ノードにおいて、パケット構造の第１のパケットにコネクションレスルーティング機能を実行し、パケット構造の残りのパケットはＯＳＩ基準モデルのデータリンクレイヤーに対応するレイヤーに残ったままである方法。
【請求項２】
ネットワークはＡＴＭネットワークであり、
入力インターフェースにおいて、コネクションレスデータグラムを一連のＡＴＭセルを構成するセル構造に分解し、各セルはヘッダ（４０）とペイロード（４２）とを有し、コネクションレスデータグラムのヘッダを第１のセルのペイロード（４２）にマッピングし、
中間ノードにおいて、セル構造の第１のセルにコネクションレスルーティング機能を実行し、残りのセルがＡＴＭレイヤーに残ったままである請求項１記載の方法。
【請求項３】
入力インターフェースにおいて実行されるＡＡＬ（ＡＴＭアダプテーションレイヤー）プロセスにより、コネクションレスデータグラムをＡＴＭセル構造にセグメント分けする請求項２記載の方法。
【請求項４】
セル構造の長さを検出し、中間ノードにおけるバッファスペースを予約し、予約したスペースがＡＴＭセル構造全体を保持するのに不十分である場合にそのセル構造のセルを廃棄することを含む請求項２または請求項３記載の方法。
【請求項５】
中間ノードまたは各中間ノードにおいて、セル構造の第１のセルのペイロード（４２）にコネクションレスデータグラムヘッダエラーチェックプロセスを実行する請求項３または請求項４記載の方法。
【請求項６】
コネクションレスデータグラムヘッダにおけるエラーを中間ノードにおいて検出した場合に、パケット構造のすべてのパケットをその中間ノードにおいて廃棄する請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
入力インターフェースにおいて、オリジナルコネクションレスデータグラムヘッダの長さをチェックし、この長さが設定値を超えた場合に、新しい部分的なＣＲＣフィールドをオリジナルコネクションレスデータグラムヘッダフィールドに挿入し、中間ノードまたは各中間ノードにおいて、エラーがないかこの部分的なＣＲＣフィールドをチェックする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
コネクションレスデータグラムのルーティング情報を含むヘッダを有するコネクションレスデータグラムを送信するためのマルチレイヤーデータネットワークにおいて、
ネットワークは、
入力インターフェースと、
出力インターフェースと、
少なくとも１つの中間ノードとを有し、
入力インターフェースは、コネクションレスデータグラムを一連のパケットを構成するパケット構造に分解し、コネクションレスデータグラムのヘッダをパケット構造の第１のパケットのペイロード（４２）にマッピングするように適合され、各パケットはヘッダ（４０）とペイロード（４２）とを有し、
ネットワークの中間ノードは、パケット構造の第１のパケットにコネクションレスルーティング機能を実行するように適合され、パケット構造の残りのパケットはＯＳＩ基準モデルのデータリンクレイヤーに対応するレイヤーに残ったままであるマルチレイヤーデータネットワーク。
【請求項９】
ネットワークはＡＴＭネットワークであり、
入力インタフェースは、コネクションレスデータグラムを一連のＡＴＭセルを構成するセル構造に分解し、コネクションレスデータグラムのヘッダを第１のセルのペイロード（４２）にマッピングするように適合され、各セルは、ヘッダ（４０）とペイロード（４２）とを有し、
中間ノードは、セル構造の第１のセルにコネクションレスルーティング機能を実行するように適合され、残りのセルがＡＴＭレイヤーに残ったままである請求項８記載のネットワーク。
【請求項１０】
データネットワークのためのスイッチングノードにおいて、
スイッチングノード（２００，２０１，２０２）は、
ＡＴＭスイッチ（２０１）と、
コネクションレスデータグラムを受け入れ、コネクションレスデータグラム中のヘッダ情報がＡＴＭセル構造の第１のセルのペイロード（４２）に挿入される複数のＡＴＭセルにデータグラムを変換する手段と、
コネクションレスデータグラムのヘッダフィールドの長さを検出し、これらのフィールドの長さが、ＡＴＭセル構造の第１のセルのペイロードに含めるには大きすぎる場合に、宛先アドレスまでおよび宛先アドレスを含むコネクションレスデータグラムのヘッダフィールドに対してのみ計算された部分的なヘッダチェックサムを生成し、第１のＡＴＭセルのペイロード（４２）にこのチェックサムを挿入する手段（２０２）とを具備するスイッチングノード。
【請求項１１】
抽出されたヘッダ命令が誤っている場合にすべてのセルを廃棄する手段（２０２）を含む請求項１０記載のノード。
【発明の詳細な説明】
この発明はネットワークを通してデータを送信することに関する。
従来のほとんどのネットワークは電話ネットワークである。ＩＳＤＮの到来により電話の能力は大きく向上し、特にユーザにとって利用可能な帯域幅が大きく向上した。電話、ＦＲ（フレームリレー）およびＸ２５のような電気通信ネットワークは、“コネクション志向”として知られているものである。したがって、コネクション志向ネットワークを通して情報を送信する前に、ユーザは供給または需要により回線の割当を受けなければならない。いったんこれが行われると、ユーザはホストマシーン間のネットワークを通して情報を送受信することができる。
広帯域電話信号の到来と並行して、“コネクションレス”ネットワークとして知られているものが実質的に大きく成長してきている。コネクションレスネットワークにはＬＡＮが含まれているが、特に最も重要なコネクションレスネットワークはインターネットである。
コネクションレスネットワークでは、ユーザはネットワークを通して情報を送信する前に所要の目的地との回線接続を獲得する必要がない。これは、中間ノードがルーティング目的のために使用するヘッダフィールド情報を含むデータグラムで情報が送信されるからである。コネクションレスネットワークパラダイムに対して設計されている多数のネットワークプロトコルがある。これらには、インターネットプロトコル（ＩＰ）や、ＳＮＡ（システムネットワークアーキテクチャー）や、アップルトークや、ＩＰＸや、データグラムの形態のすべての転送データが含まれる。このようなデータグラムは以後コネクションレスデータグラムと呼ぶ。
先の２つの基本タイプのネットワークに加えて、光ファイバの導入に先導された広帯域ネットワークの到来は電話回線を通して送ることができるデータの範囲および性質を実質的に増加させた。したがって、ユーザの中には一定のビットレートで音声接続を単に維持することで満足するものもあるが、可変ビットレートのビデオやデータのような他の接続タイプにアクセスしようとするユーザもいる。したがって、ユーザは今では自分達のニーズにしたがって多数の接続タイプから選択する能力を要求する。ＡＴＭ（非同期転送モード）ネットワークとして知られているものがこの需要を満たすために開発された。一般的なＡＴＭネットワークでは、複数の可能性ある接続タイプから、例えば固定レート音声リンク、１０メガビットにピークを持つ平均５メガビットの可変帯域幅リンク、および２０メガビットにピークを持つ平均８メガビットの第３の可変帯域幅リンクからユーザは選択することができる。これらの接続タイプの第２のものは高速データ転送に対して使用することができ、これらの接続タイプの第３のものはビデオ画像の送信に使用することができる。
ユーザにとって利用可能な潜在的帯域幅を最大にするために、電気通信工業は仮想パス（ＶＰ）ネットワークとして知られているものを開発した。ＶＰネットワークは、既に説明した従来の電話ネットワークと２つの点で異なっている。ＶＰネットワークでは、さまざまな接続タイプにおけるユーザの仮定ニーズに適切な帯域幅が各ユーザに割り当てられ、ＡＴＭネットワーク管理はネットワーク中で利用可能なすべてのパスからルートを選択することにより帯域幅を提供する。ユーザが要求するかもしれない最大帯域幅のすべてをいつも各ユーザに提供するのは不経済であることは理解できるであろう。したがって、ＶＰネットワークでは、ネットワークで接続されているユーザに割り当てられている公称帯域幅の合計は、実質的にネットワークの総帯域幅よりも大きい。
したがって、ＡＴＭネットワークは、その多重サービス能力のために電話において基本的となる可能性がある高速技術を提供する。しかしながら、ＡＴＭはインターネットや他のＬＡＮタイプネットワークのコネクションレスパラダイムに基づいているトラフィックをサポートする際の困難性をいまだかかえている。
本発明の第１の観点にしたがうと、一連のパケットの形態を持つパケット構造でネットワークを通してコネクションレスデータグラムを送信する方法が提供され、コネクションレスデータグラムのルーティング情報を含むヘッダを第１のパケット構造のペイロードにマッピングし、ネットワークの中間ノードにおいて第１のパケットにコネクションレスルーティング機能を実行する。
本発明の第２の観点にしたがうと、データネットワーク用のスイッチングノードが提供され、このスイッチングノードは、ＡＴＭスイッチと、コネクションレスデータグラムを受け入れ、コネクションレスデータグラム中のヘッダ情報がＡＴＭセル構造の第１のセルのペイロードに挿入されるようにこのデータグラムを複数のＡＴＭセルに変換する手段と、コネクションレスデータグラムのヘッダフィールドの長さを検出し、これらのフィールドの長さが、ＡＴＭセル構造の第１のセルのペイロードに含むには大きすぎる場合に部分的なヘッダチェックサムを生成し、宛先アドレスまでと宛先アドレスを含むコネクションレスデータグラムのヘッダフィールドのみとともに第１のＡＴＭセルのペイロードにこのチェックサムを挿入する手段とを具備する。
本発明の第３の観点にしたがうと、データネットワーク用のスイッチングノードが提供され、このスイッチングノードは、ＡＴＭスイッチと、コネクションレスデータグラムを受け入れ、コネクションレスデータグラム中のヘッダ情報がＡＴＭセル構造の第１のセルのペイロードに挿入されるようにこのデータグラムを複数のＡＴＭセルに変換する手段と、コネクションレスデータグラムのヘッダフィールドの長さを検出し、これらのフィールドの長さが、ＡＴＭセル構造の第１のセルのペイロードに含むには大きすぎる場合に部分的なヘッダチェックサムを生成し、宛先アドレスまでと宛先アドレスを含むコネクションレスデータグラムのヘッダフィールドのみとともに第１のＡＴＭセルのペイロードにこのチェックサムを挿入する手段とを具備する。
この発明は先に述べたようなスイッチングノードを組み込んだデータネットワークにも向けられている。
本発明をより容易に理解するために、本発明の実施形態を例としてそして添付した図面を参照して説明する。
図１は、典型的なＡＴＭネットワークを示している。
図２は、典型的なＡＴＭセルを示している。
図３は、ＡＴＭネットワークを通してＩＰを転送する既知の方法を示している図である。
図４は、発信ホストと宛先ホストとの間のダイレクト接続を達成する方法を示している同様な図である。
図５は、本発明にしたがってコネクションレスデータグラムトラフィックとＡＴＭとを統合するプロセスを示している、図３および図４に類似した図である。
図６および図７は、それぞれＩＰｖ４とＩＰｖ６用のプロトコルを示している。
図８および図９は、本発明にしたがって生成されたＡＴＭセルを示している。
添付図面の図１を参照すると、従来のＡＴＭネットワークのブロック図が示されている。このＡＴＭネットワークは、ＡＴＭスイッチ１０〜１８の形態で部分的に相互接続されたスイッチングノードのネットワークから構成されている。ＡＴＭネットワーク中のトラフィックは、ネットワーク中のノードからノードへ送られるセルから構成されている。図１のネットワークでは、スイッチ１０，１１，１２，１３，１５，１６，１７および１８はアクセススイッチとしても機能する。各アクセススイッチは１組のアクセスラインに接続されており、このアクセスラインはスイッチを他のネットワークにまたはダイレクトに顧客装置に接続する。例として、図１は１つのアクセスラインによりコンピュータ２２に、そして他のアクセスラインによりマルチプレクサ２４に接続されたスイッチ１７を示している。コンピュータ２２にはＡＴＭカードが備え付けられており、このＡＴＭカードによりコンピュータはＡＴＭセル形態でデータを送受信することができる。マルチプレクサ２４はビデオ信号、データ信号および音声信号を受け取り、これらを多重化方法でＡＴＭセルに変換することができる。同様に、マルチプレクサ２４はスイッチ１７からＡＴＭセルを受け取り、これらをビデオ信号、データ信号および音声信号に変換することができる。一般的に、マルチプレクサ２４はＡＴＭネットワークユーザの施設に配置される。
当業者に知られているように、ＡＴＭ入力インターフェースとＡＴＭ出力インターフェースとの間でＡＴＭセルを送信する時に、初期値がヘッダ中の仮想パス識別子（ＶＰＩ）フィールドおよび仮想チャネル識別子（ＶＣＩ）フィールドに挿入される。ＡＴＭの入出力インターフェースは、アクセスノードの中にあるいはＡＴＭネットワークの外に例えばコンピュータ２２またはマルチプレクサ２４にある。そして各スイッチングノードにおいてＶＰＩおよび／またはＶＣＩフィールドの値が読まれ、その一方または両方の値がルーティングテーブルとともに使用されて出力ポートが選択される。ＡＴＭセルがスイッチを離れる前に、ＶＰＩおよびＶＣＩフィールドの一方または両方の値がルーティングテーブルに含まれているデータにしたがって更新される。ＶＰＩフィールドは粗レベルのルーティングを提供する一方、ＶＣＩフィールドは詳細レベルのルーティングを提供する。ルーティングテーブルは一部にはネットワーク管理により、そして一部には通話設定の間に設定される。主にしかしながら全部ではないが、仮想パスルーティングテーブルはネットワーク管理により設定され、仮想チャネルルーティングテーブルは通話設定中に信号送信により設定される。
基本的なＡＴＭセルおよびヘッダフィールドの構造をこれから説明する。
図２を参照すると、基本的なＡＴＭセルは５オクテットヘッダ４０と４８オクテットユーザペイロード部４２とを含んでいる。セルヘッダ４０はネットワークを通してスイッチ間でセルをルーティングするのに使用され、ユーザペイロード部４２にはユーザデータが含まれており、これはネットワークを通してトランスペアレントに運ばれ、遠くの終端まで変更されることなく送られる。明らかになったように、この基本セルは一般的にコネクションレスデータグラムよりかなり小さい。
添付図面の図３を参照すると、これはＡＴＭスイッチ２０１に接続されたＩＰルータ２００のネットワークを示している。ＡＴＭに対してＩＰをサポートする古典的なアプローチは、ＡＴＭレイヤーにおいて、常設仮想回線（ＰＶＣ）、常設仮想パス（ＰＶＰ）またはチェーン内の隣接ルータ間の仮想回線交換（ＳＶＣ）リンクを確立することである。したがって、発信ホストがコネクションレスデータグラムを宛先ホストに送る時に、図２に示されている種類のＡＴＭセルが使用されてチェーン内の中間ノード間でホップバイホップベースでデータグラム情報が転送され、オリジナルデータグラムは、中間ノードにおけるＡＴＭスイッチ間で移動する時に複数のＡＴＭセルにセグメント分けされる。このモードでは、ＡＴＭネットワークはリースラインサービスタイプまたはＬＡＮ間相互接続サービスタイプを提供するために使用されている。ＡＴＭセルを発生させるために、ＡＴＭアダプテーションレイヤーとして知られているものが使用されてＩＰデータグラムをＡＴＭセルに分解する。
このアプローチの問題は、中間ノードのＩＰルータ２００がヘッダフィールド情報を利用できるように、各ノードにおいてオリジナルＩＰデータグラムを再組立てしなければならず、そしてＡＴＭスイッチによる次のノードへの先の送信のためにＡＡＬレイヤーを通して戻さなければならないことである。図３において理解できるように、これにはＩＰレイヤーにおけるＩＰレイヤールータを使用して、使用されるべきルータの出力ポートを決定することや、関係するＡＴＭスイッチによる先への送信のためにＡＡＬプロセスを使用してＩＰデータグラムをＡＴＭセルフォーマットに再セグメント分けすることが含まれている。このアプローチは、ＩＰデータグラムを再組立てし、それをＡＴＭセルに再セグメント分けする時間のために終端間遅延が中間ノードの数で増加する欠点がある。したがって、ＡＴＭに対するＩＰに関係するこの既知のアプローチは、短い遅延要求および／または長い持続時間を持つＩＰフローに適しておらず、２つのホスト間のダイレクト接続が望ましくなる。その理由は、これは終端間遅延とネットワークリソース利用の両者においてさらに効率がよいからである。さらに、チェーン中の中間ノードにおける各ＩＰルータ２００は、処理するために直接必要がないデータをバッファする必要がある。
添付図面の図４は図３に示されている構成の問題を対処するために提案されているアプローチを示している。このアプローチはＡＴＭカットスルーとして知られており、発信ホストと宛先ホスト間のＡＴＭレイヤーに対してダイレクト接続を使用することを提案している。これはＩＰアドレスとＡＴＭアドレスとの間のマッピングを提供することにより達成される。このマッピングにより図４の発信ホストは宛先ホストに接続されたＡＴＭスイッチのアドレスを発見して、ＡＴＭネットワークを通してすべてのセルをダイレクトにこのスイッチにルーティングすることができ、したがってすべての中間ノードをバイパスすることができる。しかしながらこのアプローチは今だ問題をかかえている。第１に、これはすべてのＩＰセッションに適しているわけではない。特に、適用されているカットスルーからの利点を得るためにＩＰセッションがそれらに対して適切なように長い持続時間を持っている場合のみＡＴＭカットスルーの効果が実現される。さらに、接続を設定した後にはデータグラムは中間ルータに送られないので、再ルーティングやヘッダエラーチェックなどのようなルータ機能はアクセス不能になる。第３の問題は、ＡＴＭカットスルーを達成するためにＩＰアドレス指定方法とＡＴＭネットワークアドレス指定方法との間にマッピングが必要とされることである。この結果は、ＡＴＭカットスルーが長い期間のセッションに対してのみ有用であり、より短く、ますます高くなるデータレートのセッションに対する要求を取扱わないことである。
これらの既知の両アプローチの問題は、添付図面の図５において開示されているシステムおよび方法において対処される。前に説明した方法から本発明の方法を区別するために、本発明の方法を以後ＡＴＭの部分的なカットスルーと呼ぶ。
図５に示されているように、ＡＴＭの部分的なカットスルーシステムは、すべての中間ノードが完全に含まれているＡＴＭ用の典型的なＩＰと、ホストと宛先との間のダイレクトマッピングがあるＡＴＭカットスルーの２つの両極端間の中間的な位置を占めている。図５に見られるように、ＩＰレイヤールータ２００とＡＴＭスイッチ２０１とから構成されている各ノードが、２０２において提供されている付加的な機能を持っており、これは以後「第１のセル処理」と呼ぶ。したがって、図５に示されているシステムでは、データがデータグラムにより宛先ホストに送られるべきＩＰセッションを発信ホストが開始する時に、オリジナルデータグラムから得られた構造の第１のセルのみがルーティング情報を伝え、この第１のセルに続くすべてのセルはオリジナルデータグラムのペイロード情報のみを伝えるように、ＡＴＭセル構造が構成される。各中間ノードでは、そのノードにおけるルータが第１のセル処理機能を使用して複数のＡＴＭセルにより表されるような全データグラムのルートを決定する一方、ＡＴＭセルの送信データはＡＴＭレイヤー（レイヤー２またはＯＳＩ基準モデルのデータリンクレイヤー）に残される。したがって第１のＡＴＭセルのペイロードがＩＰヘッダ内のすべての関連ルーティング情報を含んでいるとの知識に基づいて、第１のセルを検出し、ペイロードを開くことにより、すべてのＡＴＭセルをルーティングすることができるＩＰレイヤー情報を抽出することができるようになる。各中間ノードにおいてデータグラムを再組立ておよび再セグメント分けする必要がないことから、これは非常に効率のよいデータグラム送信を可能とし、後に説明するように、ＡＴＭレイヤー内でのデータグラムの廃棄も可能とする。
部分的なカットスルーを実現するために、「第１のセル処理機能」を実現する付加的なソフトウェア機能およびハードウェア機能が要求される。これらの機能には、ＩＰヘッダを含むセルの識別、ＩＰフィールドの読み取り、このような読み取りの結果、データグラムの残りを含むＡＴＭセルのバッファリング、送信パスの計算、送信プロセスの管理が含まれている。しかしながら、この機能は標準的なＡＴＭプロセスに影響を与えないので、標準的なＡＴＭ ＶＰＩ／ＶＣＩセル送信プロセスに影響を与えることなく各ＡＴＭスイッチ内で実現することができる。
説明している実施形態にしたがうと、ＩＰデータグラムの第１のセルを検出する手段は、ＡＴＭネットワークを通してのＩＰデータ送信のために既に確立されているＡＴＭアダプテーションレイヤー（ＡＡＬ）プロセスの１つを使用することにより提供される。これらの既に存在しているＡＡＬプロセスの例はＡＡＬ３／４とＡＡＬ５である。
添付図面の図６を参照すると、この図はＩＰｖ４プロトコルに適合したフィールドを持つデータグラムを表しており、この図では太線により境界付けられたフィールドはＩＰデータグラムヘッダを構成する。フィールドに対する略語表は以下の表１に列挙されている。
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典型的なコネクションレスダイアグラムのペイロードはＡＴＭセルのペイロード容量よりも実質的に大きくすることができる。例えば、ＩＰプロトコルにより約６５キロバイトまでのペイロードが可能となる。
図面の図７は図６と同様の表示であり、ＩＰｖ６プロトコルに対応したフィールドを持つデータグラムを示している。再度説明すると、太線により境界付けられているフィールドはＩＰデータグラムヘッダを表している。次の表２はこれらのフィールドを記述しており、図６のフィールドとは異なっている。
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コネクションレスデータグラム、この実施形態ではＩＰデータグラムがＡＡＬレイヤーにおいて処理される時に、可変長データグラムが図２に記載されている種類のＡＴＭセルにセグメント分けされる。したがって、ＡＡＬレイヤーは図８および図９に示されている種類のＡＴＭセルを発生する。これらの図では、太線内にはＡＴＭセルヘッダが含まれている。図６および図７を参照して説明したＩＰデータグラムに共通でない他のフィールドを表３に記述する。
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図８に示されているセルは、ＡＡＬ５を使用してＩＰｖ４データグラムからＡＡＬレイヤーにおいて生成される。既に説明したように、ＩＰデータグラムと他の任意のタイプのコネクションレスデータグラムは、ＡＴＭセルよりも実質的に大きい可能性がある。
ＡＡＬレイヤーでは、ＩＰデータグラムが図２で説明した種類のＡＴＭセルにセグメント分けされ、このセグメント分けの結果としてＩＰデータグラムのヘッダ部は、多くのケースではいくつかのペイロードとともに第１のＡＴＭセルのペイロードに挿入される。すなわちＩＰデータグラムの第１の４８オクテットは第１のＡＴＭセルのペイロードになり、ＩＰデータグラムの第２の４８オクテットは第２のＡＴＭセルのペイロードになり、全ＩＰデータグラムがＡＴＭセル構造に変換されるまで同様である。各ＡＴＭセルはもちろん太線中に示しているように適切なＡＴＭヘッダを持っている。
図９に示されているセル構造はこれもＡＡＬ５を使用してＩＰｖ６から生成されたものであり、同様な考えが適用される。
両方のケースにおいて、すべてのＩＰルーティング情報を含んでいるＩＰデータグラムのヘッダが、ＡＡＬレイヤーにおいて発生されたＡＴＭセルの第１のもののペイロード内に含まれていることが理解できるであろう。同様に理解できるように、オリジナルＩＰデータグラムからの情報はオリジナルデータグラムの全長を示すフィールドも含んでいる。この実施形態ではＩＰヘッダにはヘッダオプション部（ＩＰｖ４）またはヘッダ拡張部（ＩＰｖ６）が含まれていないことに留意すべきである。これらはヘッダのサイズを拡大するので、ＩＰデータグラムがＡＡＬにおいて処理された後に、ＡＴＭ構造の第１のセル内に必ずしも完全に存在しない。したがって部分的なカットスルーのために、これらのオプション部と拡張部はペイロードの一部として取扱われ、ＡＴＭカットスルーの場合のように、中間ルータにより処理されない。
ＡＡＬレイヤーにおいて発生される後続セルはＩＰデータグラムペイロードを伝えるセルの４８オクテットペイロード部を持つ通常のＡＴＭセルであることからこれらのセルは示されていない。
いったんＩＰデータグラムがＡＴＭセル構造に変換されると、図５に示されている第１のＡＴＭスイッチから中間ノードの第１のものに送られる。この中間ノードでは、ＡＴＭセル構造の第１のセルはそのノードにおいて第１のセル処理機能２０２を受ける。これらの機能にはＩＰヘッダ情報を含むセルの識別、ＩＰフィールドの読み取り、送信パスの計算、および送信プロセスの管理が含まれている。これは、ＡＴＭセルの第１のもののＩＰヘッダの内容を、ＡＴＭセルをバッファしながら記録プロセスを実行する第１のセル処理機能にコピーすることにより達成することができる。したがって、部分的なカットスルーを実行する時、ＩＰヘッダ情報だけがＩＰレイヤーにおいて処理されることが分かるであろう。結果として、抽出されたＩＰヘッダ情報において実行される付加的な第１のセル処理機能は、後続セルをバッファする必要性を除いて、標準的なＡＴＭスイッチングプロセスに影響を与えない。第１のセル処理機能がオリジナルデータグラムの長さに対するアクセスを持っており、ＩＰヘッダ情報を含むこのデータグラムが４８オクテットセグメントに分けられていることから、第１のセル処理機能には発信ノードのＡＡＬレイヤーにおいて発生されたＡＴＭセルの数も分かる。これは、第１のセル処理機能がＡＴＭレイヤーにおけるデータグラムの廃棄を実現する能力を提供するという効果を奏する。その理由は、ＡＴＭスイッチに到着しているセルの総数を計算し、データグラムセルのすべてを記憶するのに余分なバッファ容量が十分にあるか否かをチェックすることができるからである。
図５において示されているシステムにより提供される他の特徴は、中間ノードにおいてＩＰレイヤールータによりエラーチェックを実行できることである。ＡＴＭカットスルーが適用される時、図４に示されているシステムな場合のように、ＩＰｖ４によりサポートされているＩＰヘッダエラーチェックの特徴は失われる。しかしながら、第１のＡＴＭセルが、すべてのオプションを含むすべてのＩＰヘッダ情報を含んでいるのであれば、図５に示されているようなＡＴＭの部分的なカットスルーにより、通常のＩＰヘッダエラーチェックプロセスは保護される。ＩＰｖ４ＣＲＣチェックはヘッダとすべてのオプションに渡るものであり、これらのオプションのいくつかは第２のセルに入ることがあることから、これは必要なことである。
ある状況ではこの条件が破られるかもしれない。このために、図５に示されている発信ホストと宛先ホストには、ＡＡＬ内にサービス依存部コンバージェンスサブレイヤー（ＳＳＣＳ）プロセスが含まれ、長さを越えたヘッダや、ＩＰｖ４ヘッダや、またはＩＰｖ６ヘッダ用のオプションＣＲＣの挿入に対する何らかの要求を検出する。このＣＲＣはオプション的なものである。その理由はＩＰｖ４と異なりＩＰｖ６ヘッダはその自己のＣＲＣを持たないからである。ヘッダエラーに関係しており完全なデータグラムのペイロードを伝えるセルを破棄できるようにＡＴＭネットワーク内においてヘッダエラーを検出するために、ＣＲＣのオプション的な挿入は有益である。このようなケースでは、ＳＳＣＳプロセスが新しいＣＲＣフィールドをオリジナルＩＰヘッダに挿入する。この新しいフィールドは、宛先アドレスまでおよび宛先アドレスを含むＩＰヘッダフィールドに対してのみ計算された部分的なヘッダチェックサムである。この新しいフィールドがＩＰヘッダフィールドに挿入される時、図８において示されているように、宛先アドレスフィールドのすぐ後に配置される。
ＡＴＭの部分的なカットスルーを使用している時に、発信ホスト、中間ノードおよび宛先ホストにより呼び出される必要がある処理を以下にリストアップする。単に例示目的のために、標準的なＡＡＬタイプを使用してＩＰｖ４とＩＰｖ６の両方に対してＳＳＣＳプロセスが適用されることを仮定している。バッファスペースの利用可能性が各データグラム内のセル数に対してチェックされ、予約されたあるいはすべてのセルのいずれかが必要に応じて廃棄されることも仮定している。
発信ノード
ＩＰデータグラムを受信
ＡＡＬ処理に送る
プロセスのＳＳＣＳ部分
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中間ノード
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宛先ノード
ＡＴＭ受信
ＡＡＬ処理に送る
ＡＡＬプロセスのＳＳＣＳ部分
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部分的なカットスルーとして説明したシステムは、ＡＴＭカットスルーに対し多くの利点を持っている。
第１に、ＡＴＭスイッチはＩＰアドレスとルーティング情報に基づいてＡＴＭセルを送ることができる。
第２に、ＩＰデータグラム長情報フィールドへのアクセスによりＡＴＭスイッチがバッファリソースの利用可能性をチェックしてＡＴＭレイヤーにおいてデータグラム破棄方針を適用できる。
第３に、ＩＰヘッダチェックサム情報へのアクセスにより、ヘッダにエラーがある場合にＡＴＭスイッチがすべてのデータグラムセルを直ちに破棄できる。
第４に、ＩＰアドレスを使用してＡＴＭネットワークを通るルートを決定して、アドレス解決プロセス（ＡＲＰ）に対する必要性をなくし、結果としてＩＰのＥ１６４アドレスマッピングに対する必要性がない。
第５に、通常のＡＴＭプロセスは影響を受けない。
コネクションレスデータグラムを一連のパケットとしてネットワークを通して送信するために本発明を使用できることが理解できるであろう。このようにコネクションレスデータグラムを送信するために本発明を使用する時、コネクションレスデータグラムのヘッダは、一連のパケットの第１のパケットのペイロードにマッピングされる。ネットワークの中間ノードでは、コネクションレスルーティング機能が一連のパケットの第１のパケットにおいて実行され、残りのパケットはＯＳＩ基準モデルのレイヤー２（データリンクレイヤー）に対応するレイヤーに残ったままである。
【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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