JP3545653B2 - Packet switch - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケットをスイッチングするパケットスイッチ及びパケット交換方法関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インターネット(Internet)の利用が普及するにつれて、インターネット・トラフィックの伸びが目覚ましくなってきている。
【0003】
このトラフィックは、ルータやレイヤ3スイッチなどによって、スイッチングされる(以下、ルータやレイヤ3スイッチなどのようなパケットをスイッチングする装置を総称してパケットスイッチと呼ぶこととする)。このため、パケットスイッチに対するスループット拡張の要求が高まっている。この要求に対し、単位スイッチを多段に接続して規模を拡張できる多段接続構成のパケットスイッチが、1つの解として知られている。例えば、図9は、4×4単位スイッチ1001を用いて3段クロス網で構成した、16×16のパケットスイッチである。
【0004】
インターネットトラフィックの特徴は、経路上の帯域を予約しないベストエフォート性にある。このベストエフォートの性質のために、パケットスイッチでは、その内部において、複数のパケットが衝突する。この現象は従来からよく知られており、この衝突の際の競合で負けるパケットが発生する。ここで負けたパケットは、バッファを持たないスイッチでは廃棄されてしまう。一方、バッファを有するスイッチでは、バッファ量にまだ余裕があれば、そのようなパケットは一時的に保存された後に宛先の出力ポートを目指すが、すでに余裕がなければやはり廃棄されることになる。
【0005】
このような廃棄は望ましくないため、単位スイッチ間でフロー制御を働かせてスイッチ内部で廃棄が起きないように入力を抑制する方法や、廃棄されたパケットが宛先の出力ポートに届くまで再送制御をスイッチ内部で働かせる方法などが、これまでに考えられている。
【0006】
しかしながら、フロー制御を利用する方法は、制御遅延の大きさや制御情報量などがネックとなって、図9に例示したような単位スイッチを多段接続して構成した大規模なスイッチにはあまり適さない。したがって、大規模なスイッチでは、再送制御機能が要求される場合が多い。この再送制御では、パケットが廃棄されたときは、もう一度入力ポートから再送する。この再送により、スイッチの入力ポートに到着したパケットは、宛先の出力ポートに必ず届けられることが保証される。
【0007】
通常、スイッチの出力ポートでは、同じフローに属するパケットは、このフローの入力ポートにおける順序を守らなければならない。しかしながら、上述のような再送によって、宛先の出力ポートには順序が逆転して到着する可能性がある。例えば、同じフローの前のパケットが廃棄されたことを知らずに、後続のパケットを宛先の出力ポートへと送出して、その後続のパケットの方が先に到着してしまう。また、別の例では、スイッチ内部において、入力ポートと出力ポートの任意の対に対して、複数の経路(マルチパス)が設定できるケースがある。このケースでは、それぞれの経路が互いに同じ遅延時間を持たないと、パケットの順番が逆転する可能性がある。これらの場合には、入力ポートでの順序を、シーケンス番号として、パケットのヘッダに埋め込むなどの方法をとって、宛先の出力ポートへ伝え、正しく並べ替える機能が必要とされる。このようなシーケンス番号は、再送だけでなく、誤配送などによって、出力ポートで発生し得るパケットの重複を処理するためにも、利用できる。
【0008】
こうした中、この衝突の発生確率をできるだけ下げて、廃棄や再送を減らし、スイッチの転送効率を高める方法について、検討が進められている。
【0009】
例えば、スイッチのポートが、複数の物理的な通信路を有している、単位スイッチが知られている。このようなポートは、その通信路の数だけ、パケットを転送させることが可能なため、衝突の確率を減らすことができる。なお、このようなアイディアは、例えば、文献“The Performance of Multistage Interconnection Networks for Multiprocessors”(Clyde.P.Kruskal, IEEE Trans. Comput. Vol.C−32, no.12,pp.1091−1098, Dec.1983)や、文献“Design of a broadcast packet network”(Jonathan.S.Turner, IEEE INFOCOM’86,pp.667−675,1986)などに見られる。
【0010】
図10に示した単位スイッチ1003は、155Mbpsのリンク(通信路)1005を物理的に32本持つものとする。図10のように、もし、4本のリンクを1つのポート1007にグルーピングすると、ポート数8のスイッチを構成することができる。このとき、どの出力ポートへも、同時に最大4個のパケットを、衝突なく転送することが可能である。また、このグルーピングによって、8本のリンクをまとめる場合はポート数4のスイッチができ、さらに、16本のリンクをまとめる場合はポート数2のスイッチができる。これらの場合、それぞれ、最大8個もしくは最大16個のパケットを、衝突なく、同時に転送することが可能である。
【0011】
しかしながら、この単位スイッチが用いている方法は、柔軟性という面から、以下に述べるような問題点を抱えている。すなわち、1本のポートが有することのできる通信路の数は、高々リンクの本数に制限される。つまり、この通信路の数は、物理的に用意されたリンクの本数を上回ることができない。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、1本のポートに物理的な複数の通信路を設定して、スイッチ内部での衝突確率を低減する、という既存の方式において、通信路を柔軟に設定することができないという問題点が存在する。
【0013】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、通信路の設定を、物理的な制約を受けることなく、柔軟に行うことができるようにすることによって、スイッチ内部での衝突をより回避しやすくするとともに、スイッチのスループットをより向上させることを可能とするパケットスイッチ及びパケット交換方法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】
本発明(請求項1)は、複数の入側の物理リンクと複数の出側の物理リンクとの間でパケットを交換するパケットスイッチであって、接続された入側の物理リンクから、複数のパケットがパケット長より短い所定の単位に細分化されたデータの状態で且つそれら細分化されたデータがサイクリックな順番で転送されてきたところを受信する、複数の受信手段と、前記受信手段において受信された前記細分化されたデータを、該細分化されたデータの属するパケットに対する転送先に転送する交換手段と、前記交換手段により転送されてきた前記細分化されたデータを、接続された出側の物理リンクに送信する、複数の送信手段とを備えたことを特徴とする。
好ましくは、1つの入側の物理リンクから同一の機会に転送されてくるパケットの数をn個とし、前記交換手段は、同一の機会に同一の送信手段に対して、n個のパケットを上限として転送するようにしてもよい。
また、好ましくは、前記交換手段は、同一の機会に同一の送信手段に対してn個を越えるパケットを転送すべき場合には、n個を越えた分のパケットを廃棄するようにしてもよい。
【0015】
本発明によれば、スイッチの1つの物理的なポートを複数の論理的な通信路に分割し、この複数の論理的な通信路を用いて複数のパケットを並行して送受信することができる。この結果、スイッチ内部でのパケットの衝突確率を低減し、スイッチのスループットを向上させることができる。
【0016】
本発明(請求項4)は、入側の物理リンクを複数束ねた物理リンク・グループを複数持つとともに、出側の物理リンクを複数束ねた物理リンク・グループを複数持ち、複数の入側の物理リンク・グループと複数の出側の物理リンク・グループとの間でパケットを交換するパケットスイッチであって、接続された入側の物理リンクから、複数のパケットがパケット長より短い所定の単位に細分化されたデータの状態で且つそれら細分化されたデータがサイクリックな順番で転送されてきたところを受信する、複数の受信手段と、前記受信手段において受信された前記細分化されたデータを、該データの属するパケットを転送すべき出側の物理リンク・グループに属する複数の物理リンクから選択された一つに向けて転送する交換手段と、前記交換手段により転送されてきた前記細分化されたデータを、接続された出側の物理リンクに送信する、複数の送信手段とを備えたことを特徴とする。
好ましくは、1つの入側の物理リンクから同一の機会に転送されてくるパケットの数をn個、1つの物理リンク・グループに属する物理リンクの数をm個とし、前記交換手段は、同一の機会に同一の送信手段に対して、n×m個のパケットを上限として転送するようにしてもよい。
また、好ましくは、前記交換手段は、同一の機会に同一の送信手段に対してn×m個を越えるパケットを転送すべき場合には、n×m個を越えた分のパケットを廃棄するようにしてもよい。
【0017】
本発明によれば、スイッチの複数の物理的なポートを束ねて1本の太いポートとして扱うとともに、この太いポートを複数の論理的な通信路に分割し、この複数の論理的な通信路を用いて複数のパケットを並行して送受信することができる。この結果、パケット転送サイクルの延びを防ぎまたは抑えつつ、スイッチ内部でのパケットの衝突確率を低減し、スイッチのスループットを向上させることができる。
【0018】
本発明(請求項7)は、請求項1または2に記載のパケットスイッチを単位スイッチとして多段接続したスイッチ網と、前記スイッチ網の前段に前記入側の物理リンクごとに接続された入力バッファ手段と、前記スイッチ網の後段に前記出側の物理リンクごとに接続された出力バッファ手段と、パケットを転送するに先だって、該パケットの転送元となる前記入力バッファ手段から該パケットの転送先となる出力バッファ手段へ前記スイッチ網を経由して、リクエストを伝える手段と、前記出力バッファ手段へ前記リクエストが到達した場合に、該リクエストが前記スイッチ網中を通過した経路を前記パケットの転送のために確保する手段と、前記転送先となる出力バッファ手段へ到着した前記リクエストに対するレスポンスを、前記転送元となる前記入力バッファ手段へ伝える手段とを備えたことを特徴とする。
好ましくは、各入力バッファ手段から送り出される複数のパケットに対応する複数のリクエストは、前記所定の単位に細分化された状態で且つ前記サイクリックな順番に対応した順番で送り出されるようにしてもよい。
【0019】
本発明によれば、リクエスト・レスポンス制御方式のスイッチにおいて、スイッチの1つの物理的なポートもしくは複数の物理的なポートを束ねた1本の太いポートを複数の論理的な通信路に分割し、この複数の論理的な通信路を用いて複数のパケットを並行して送受信することができる。この結果、スイッチ内部でのリクエストの衝突確率を低減させ(これによって同時に送信できるパケット数が増加する)、スイッチのスループットを向上させることができる。
【0020】
本発明(請求項9)は、請求項1または2に記載のパケットスイッチを単位スイッチとして多段接続したスイッチ網と、前記スイッチ網の前段に前記入側の物理リンクごとに接続された入力バッファ手段と、前記スイッチ網の後段に前記出側の物理リンクごとに接続された出力バッファ手段とを備えたパケットスイッチにおけるパケット交換方法であって、パケットを転送するに先だって、該パケットの転送元となる前記入力バッファ手段から該パケットの転送先となる出力バッファ手段へ前記スイッチ網を経由して、リクエストを伝え、前記出力バッファ手段へ前記リクエストが到達した場合に、該リクエストが前記スイッチ網中を通過した経路を前記パケットの転送のために確保するとともに、前記転送先となる出力バッファ手段へ到着した前記リクエストに対するレスポンスを、前記転送元となる前記入力バッファ手段へ伝えることを特徴とする。
【0021】
なお、装置に係る本発明は方法に係る発明としても成立し、方法に係る本発明は装置に係る発明としても成立する。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら発明の実施の形態を説明する。
【0023】
図1に、本発明の一実施形態に係る単位スイッチの例を示す。
【0024】
図1の単位スイッチ1は、複数の入側の物理的なリンク(通信路)に受信部11で接続されるとともに、複数の出側の物理的なリンク(通信路)に送信部12で接続され、1つの物理的なリンクを1つのポートとして、入力ポートと出力ポートとの間をスイッチングするものである。入出力ポート数は任意であるが、図1では2入力ポート×2出力ポートの場合を例示している。
【0025】
ここで、図1を参照しながら、本実施形態の基本的な原理について説明する。
【0026】
本実施形態の特徴は、図1に示すようなインタリーブの手法を用いて、物理的に1本のポートにおいて、複数のパケットを同時に転送できるようにする方法を、パケットスイッチへ導入することである。すなわち、複数の固定長パケットを、所定の単位にインタリーブして、1本のポートへ多重し、パケットスイッチは、1周期において各パケットの所定の単位に細分化されたデータをスイッチングするものである。
【0027】
ここで、インタリーブを行う単位すなわち該所定の単位は、ビットごと、あるいはバイトごとなど、基本的には任意の値をとることが可能である。一つの極端な例として、インタリーブの単位をパケット単位として本発明を実施することもできる。この場合は、パケットの分割数が1個となり、インタリーブという語も適当ではないが、以降の説明の単純な延長線上にあり、本発明の有効性もそのまま適用できる。また、1本のポートへ多重するパケット数も、基本的には任意の値をとることが可能である。
【0028】
図1では、4個の固定長パケットをインタリーブして、1本のポートへ多重する例を示している。第1の入力ポートについては、4個のパケットA,B,C,Dを、例えばビットごとのデータに分割し、この順番で、A1,B1,C1,D1,A2,B2,C2,D2,…、というようにサイクリックにならべて、転送する。同様に、第2の入力ポートについては、4個のパケットE,F,G,Hを、例えばビットごとのデータに分割し、この順番で、E1,F1,G1,H1,E2,F2,G2,H2,…、というようにサイクリックにならべて、転送する。
【0029】
ここで、一例として、パケットA,C,F,Gの宛先が第1の出力ポート、パケットB,D,E,Hの宛先が第2の出力ポートとすると、単位スイッチ1は、ビットやバイトなどの単位に細分化されたデータA1,C1,F1,G1を第1の出力ポートへスイッチングし、細分化されたデータB1,D1,E1,H1を第2の出力ポートへスイッチングする。以降のサイクルも同様に行われる。
【0030】
そして、第1の出力ポートからはインタリーブされたパケットA,F,C,Gが出力され、第2の出力ポートからはインタリーブされたパケットE,B,H,Dが出力される。ただし、図1の各サイクル内における各パケットの細分化されたデータを出力する順番は一例であり、この他の順番で出力するようにすることも可能である。
【0031】
一つのフローに属する複数のパケットが、インタリーブされて同時にスイッチの一つの入力ポートに到着する可能性がある。この場合、スイッチの入力ポートにおけるサイクル内の入力順序が逆転しないようにスイッチの各出力ポートのサイクル内の出力順序を決定することにより、同一フローのパケットがスイッチを経由することによって転送順序が逆転することを防止できる。
【0032】
このような方法によって、1本の物理的なポートを、複数の仮想的な(論理的な)通信路とみなしてスイッチ処理することが可能である。
【0033】
以下では、このような仮想的な通信路を、「パーティション」と呼ぶこととする。つまり、本実施形態の方法は、1本の物理的なポートを複数のパーティションに分割し、それぞれのパーティションへパケットを分配することによって、複数のパケットを同時に並行して転送できるようにする、というものである。
【0034】
次に、図2、図3を参照しながら、パーティションを設けた場合について、パーティションを設けない場合と比較しつつ説明する。
【0035】
図2のパイプ形状の図形は1本のポートを、矩形はパケットを示しており、(a)はパーティションを設定していない場合を、(b)は本実施形態のパーティションを設定している場合をそれぞれ示している。また、図2の矩形の面積がそのパケットのデータ量、矩形の横の長さがそのパケットの転送に要する時間を表しており、(a)の矩形の面積と(b)の矩形の面積は同じで、(b)の矩形の横の長さは(a)の矩形の横の長さの4倍であるものとする。
【0036】
ここで、図2のポートに4個のパケットを同時に転送したい場合を仮定する。もし、図2(a)のように、パーティションが設定されていない場合には、同時には1パケットしか転送できない(このとき、残りの3パケットは廃棄されてしまう可能性がある)。
【0037】
一方、図2(b)のように、4本のパーティションが設定されている場合には、この4本のパーティションへパケットを分配することによって、4個のパケットを同時に転送することができる。なお、図2(b)の細長い矩形を4個積んだ状態は4個のパケットがインタリーブされている様子すなわち4本のパーティションが設定されている様子を表している(この表記の仕方は後に示す各図についても同様である)。
【0038】
このように、パーティションが設定されている場合の方が、設定されていない場合に比べて、同時に到着したパケットを同時に“パーティションの本数”倍(この例の場合、4倍)まで転送する能力があり、廃棄確率を下げることができる。
【0039】
図3は、2入力ポート×2出力ポートのバッファを持たないスイッチ(バッファレススイッチ)を示しており、(a)はパーティションを設定していない場合を、(b)は本実施形態のパーティションを設定している場合をそれぞれ示している。また、(b)の場合において、パーティション数=4とする。
【0040】
図3(a)のようにパーティションなしのスイッチの場合は、ポート0とポート1へ向かうパケットが、入力ポート0と入力ポート1から、パケット単位でスイッチに送られてくる。ここでは、入力ポート0からは、宛先出力ポート0,1,0,1の順番で4つのパケットが入力し、入力ポート1からは、宛先出力ポート1,0,0,1の順番で4つのパケットが入力するものとする。このとき、3番目のパケット周期では、ポート0行きの2つのパケットがスイッチ内で衝突して、敗れた方が廃棄されてしまう。同様に、4番目のパケット周期では、ポート1行きの2つのパケットが衝突して、敗れた方が廃棄されてしまう。
【0041】
一方、図3(b)のようにパーティションありのスイッチの場合は、同時にインタリーブされた4個のパケットがスイッチへ転送されてくる。なお、図3(b)において、ハッチングされたパケットがポート0行き、ハッチングされていないパケットがポート1行きを表すものとする。これらのパケットはそれぞれの宛先の出力ポートにスイッチングされる。そして、出力ポートでも4本のパーティションが設定されているので、この場合には同一の出力ポートに同時に(インタリーブされた状態で)最大4個のパケットを転送することができる。この例のように、ポート0行きとポート1行きがともに4パケットずつの場合には、何の廃棄もなく、すべてのパケットを同時にスイッチングすることができる。
【0042】
ところで、上記のようにパーティションが設定されていても、同一の出力ポートを宛先とするパケットの個数がパーティション設定数を越える場合には、それらのパケットすべてを同時に転送することはできない。例えば、図2(b)や図3(b)の例の場合には、パーティション設定数が4であるので、5個以上のパケットが1つの出力ポートに集中したときには、それら全てのパケットを同時に転送することはできない。すなわち、同時転送の際に選ばれなかったパケット(パーティション設定数を越える分のパケット;この例の場合、1個のパケット)は、バッファを持つスイッチの場合にはバッファにとどめておかれる(またはその可能性がある)が、図3のようにバッファを持たないスイッチの場合には廃棄されてしまうことになる。そこで、パケットの廃棄確率を下げるためには、パーティション設定数を大きな数に設定すればよいことになる。
【0043】
一方、物理的なポートの情報転送速度が一定の場合、パーティション設定数を大きくすると、インタリーブによって、1パケットの転送時間(パケット転送サイクル)が延びる。例えば、図1のように、もともとのパケット転送サイクルがTの場合に、パーティション数を4に設定すると、パケット転送サイクルは4倍に延びて4Tになる。
【0044】
したがって、物理的なポートの情報転送速度が一定の場合、パケットの廃棄確率と1パケットの転送時間とはトレード・オフの関係になる。
【0045】
ここで、パケット長を100バイトとして、ポートの速度を変化させて、パケット転送サイクルを比較してみると次のようになる。
・ポート速度が10Mbpsの場合、
パーティションを導入しないときは約80μsで、
パーティション数4のときは約320μsかかる。
・ポート速度が622Mbpsの場合、
パーティションを導入しないときは約1.3μsで、
パーティション数4のときは約5.2μsである。
【0046】
このように、ポートの速度が速くなるにつれ、パケット転送サイクルの延び、およびそれに応じた固定遅延時間の延びは小さくなる。したがって、一般的に、ポートの速度が速くなるにつれ、パーティション設定数は大きく設定することが可能である、といえる。
【0047】
以上から、パーティション数は、廃棄確率とパケット転送サイクルとの兼ね合いで、柔軟に設定できることが望ましい。もし、固定的にしか設定できなければ、廃棄確率を下げることができなかったり、パケット転送サイクルが長すぎてアプリケーションの品質に悪影響が出たりしてしまう。この点、本実施形態の方法によれば、インタリーブ手法により、自由にパーティション数を設定できるので、所望の廃棄確率やパケット転送サイクルを得ることが可能である。
【0048】
以上、2×2単位スイッチを例にとって本実施形態の基本的な構成について説明したが、以下では上記の基本的な構成を応用した種々のバリエーションについて説明する。
【0049】
まず、図1では物理的なポートに対してインタリーブ手法を適用する例を示したが、図4のように、物理的に複数のポートを1束にまとめ、1本の太いポート(スーパーポートと呼ぶこととする)として扱い、スーパーポートに対してインタリーブ手法を適用し、複数本のパーティションを設定することも可能である。
【0050】
図4では、2ポートを一束にして(スーパーポート化して)、通常の2倍の速度を収容できるようにした4×4のスイッチにおいて、このスーパーポートの単位でパーティション数を8に設定した場合を示している(各ポートについてはパーティション数=4)。ポート0とポート1をまとめてスーパーポートAとし、ポート2とポート3をまとめてスーパーポートBとする。2ポートを一束にしたスーパーポートA,Bはそれぞれ通常のポートの2倍の速度をインタフェースすることが可能である。
【0051】
ここで、図4において、ハッチングされたパケットが出側スーパーポートA行き、ハッチングされていないパケットが出側スーパーポートB行きを表すものとする。すなわち、入側スーパーポートAには、出側スーパーポートA行きのパケットが5つ、出側スーパーポートB行きのパケットが3つ入力され、入側スーパーポートBには、出側スーパーポートA行きのパケットが3つ、出側スーパーポートB行きのパケットが5つ入力されている。
【0052】
この場合、出側スーパーポートA行きのパケットは合計8つ、出側スーパーポートB行きのパケットは合計8つとなり、16個すべてのパケットが転送可能となる。
【0053】
なお、入側スーパーポートAを宛先とするパケットは、出力ポート0に転送されても出力ポート1に転送されても構わない。したがって、図4の例の場合、入側スーパーポートAを宛先とする8つのパケットについては、所定の基準で、出力ポート0と出力ポート1に4つずつ振り分ければよい。入側スーパーポートBを宛先とするパケットについても、同様に、出力ポート2に転送されても出力ポート3に転送されても構わない。したがって、図4の例の場合、入側スーパーポートBを宛先とする8つのパケットについては、所定の基準で、出力ポート2と出力ポート3に4つずつ振り分ければよい。
【0054】
もちろん、同一のスーパーポートを宛先とするパケットが、スーパーポートについてのパーティション設定数を越える場合には、それらのパケットすべてを同時に転送することはできない点は、前述と同様である。
【0055】
このように、スーパーポートの単位でパーティションを導入することによって、パーティション設定数を仮想的に大きくし、且つパケット転送サイクルの延びを防ぐまたは抑えることができる。
【0056】
次に、図5は、8×8のスイッチの各ポートにおいて、図1のようなパーティション数4のインタリーブ手法を採り入れた、単位スイッチの例を示す。
【0057】
この単位スイッチ31は、インタリーブ手法の結果、図9に示した単位スイッチと、同数(32本)のポートを有するものと考えてよい。このような本実施形態のインタリーブ手法を採り入れた単位スイッチを用いて、デルタ網やクロス網やバンヤン網などの多段接続構成により、多ポートのスイッチを作れば、単位スイッチ間の配線数を削減できるという実装上のメリットがある。具体的には、図9のような単位スイッチを用いた場合に比べ、“パーティション数”分の1(この例の場合、4分の1)の配線数で済むことになる。
【0058】
次に、図6に、本実施形態のインタリーブ手法を採り入れた単位スイッチを多段結合して構成したパケットスイッチの例を示す。
【0059】
図6では、図1や図4のようにインタリーブ手法を採り入れた8×8単位スイッチ41を用いて3段クロス網接続によってスイッチ網45を構成した64×64スイッチの例を示している(図6において単位スイッチ間の接続の記述は一部省略している)。各単位スイッチ41でのパーティション設定数は同一にするとともに、この設定数は前述したように廃棄確率とパケット転送サイクルとの兼ね合いを考慮に入れて決定する。
【0060】
また、このパケットスイッチでは、各入力ポート毎に入力バッファ43が設けられ、各出力ポート毎に出力バッファ47が設けられている。各入出力バッファ43,47はプロトコル変換やプロトコル処理などを行う。例えば、IPプロトコルの可変長パケットが入力される場合、入力バッファ43では、IPプロトコルの可変長パケットをスイッチ固有の固定長のパケットにセグメンテーションし、当該複数の固定長のパケットをインタリーブしたりするとともに、出力バッファ47では、その逆のアセンブリを行うなどして、IPプロトコルの可変長パケットとして出力する。この入出力バッファ43,47には、また、後述のように、リクエスト・レスポンス制御の機能が実装されることもある。
【0061】
さて、これまではパケットに対して制御を行う例を説明してきたが、以下では、リクエスト・レスポンス制御方式を用いたスイッチにインタリーブ手法を適用した例について説明する。
【0062】
図7は、図6のような多段接続構成のスイッチに、リクエスト・レスポンス制御方式を導入した場合を模式的に示したものである。
【0063】
図7において、53は入力バッファ、55はスイッチ網、57は出力バッファを示す。なお、スイッチ網55内部の単位スイッチは省略している。
【0064】
リクエスト・レスポンス制御方式では、パケットの転送の前に次のような基本手順を踏む。
・送信元の入力バッファはパケットに対応する「リクエスト」をスイッチング網を使って宛先の出力バッファへ送る。
・「リクエスト」を受け取った出力バッファはこの「リクエスト」に対する「レスポンス」を送信元の入力バッファに返す。
・この「レスポンス」を受け取った入力バッファは該当するパケットを転送する。
【0065】
本実施形態の場合、より詳しくは次のようになる。
【0066】
インタリーブ手法を適用した本実施形態のスイッチでは、パケットに対してだけではなく、リクエストやレスポンスに対しても、パーティションを設定することができる。すなわち、本実施形態では、リクエストにもインタリーブが適用され、リクエストは、対応するパケットを転送すべきパーティションと同じパーティションによって転送される。
【0067】
その際、インタリーブ手法の効果によってスイッチ網内におけるリクエスト同士の衝突確率が従来よりも低減され、この結果、リクエストの出力バッファへの到達確率が従来よりも高くなる。
【0068】
リクエストが入力バッファから出力バッファへ到達した場合には、スイッチ網内において、当該リクエストが実際に経由した経路を、当該入力ポート且つ当該パーティションで転送すべきパケットのために確保する。本実施形態では、リクエストが経由した経路として、入力ポートとパーティションの組が、各単位スイッチの入口と出口とで保持されるものとする。
【0069】
レスポンスは、スイッチ網を使って(例えば、リクエストの経由した経路を逆方向にたどって)、送信元の入力ポートへと返される。例えば、1組の入力ポートと出力ポートが1つのモジュールとして実装される場合には、リクエストを受け取った出力ポートと同じモジュールに実装される入力ポートから、スイッチ網を介し、リクエストを送り出した入力ポートと同じモジュールに実装される出力ポートへの経路で、レスポンスが返されるようにしてもよい。このレスポンスの経路は、リクエストが宛先の出力ポートに到達したときに、同時に確保されているものとする。なお、レスポンスは、スイッチ網を使わずに、別線を用いて返すようにしてもよい。
【0070】
入力バッファがレスポンスを受け取ると、さきほどスイッチ網内に保持された(リクエストが経由した)ポートとパーティションの組で構成された経路に従って、該当するパケットが転送される。これによって、該パケットは途中で他のパケットと衝突することなく安全に出力バッファへ到達することになる。
【0071】
なお、リクエスト・レスポンス制御方式はバッファレスの単位スイッチによって構成される多段接続のスイッチに適用され、構成要素である単位スイッチがバッファを持たないので基本手順に要する時間は容易に予測できる。
【0072】
リクエストは、宛先の出力ポートに届く前に、途中で発生した衝突によって競合に負け、スイッチ網内で廃棄される可能性がある。しかし、もし廃棄されたとしても、リクエスト・レスポンスの基本手順に要する時間は、上述のように予測できるので、簡単に検出できる。そして、廃棄が検出された場合には、次の機会にリクエストを宛先の出力ポートへ再送する(レスポンスが得られるまで再送を繰り返す)。
【0073】
このように、リクエスト・レスポンスという手順を順に踏むことによって、パケットの経路を確保してからパケットを送るので、レスポンスを受け取ったならば必ず宛先に届けられることが保証される。いわば、リクエスト・レスポンス制御方式は、パケット毎に経路を設定している、といえる。
【0074】
さらに、送出可能リクエスト数と送出可能パケット数とを、入力バッファでフロー毎に正確に管理しており、入力バッファにエンキューされたパケットは、宛先の出力バッファへ必ず届けられるように制御される。送出可能なリクエスト数は、パケットが入力バッファにエンキューされたときと、リクエストの廃棄が検出されたときには、1つ増やされる。逆に、リクエストを送出したときには1つ減らされる。一方、送出可能なパケット数は、レスポンスを受信したときに1つ増やされ、パケットを送出したときに1つ減らされる。このようにすると、送信元の入力バッファにエンキューされたパケット数と、宛先の出力ポートに届けられるパケット数とは、必ず等しくなるようにすることが可能である。
【0075】
また、送出可能パケット数のように個数だけを管理していることと、レスポンスを受信してからパケットを送信することから、必ず順番どおりに宛先の出力ポートへパケットを転送することが可能であるので、出力ポートでのパケットの並べ替え制御を不要にすることができる。
【0076】
ここで、リクエスト・レスポンス制御方式のスイッチに、本発明のインタリーブ手法を採り入れると、次のような利点がある。
すなわち、複数のパーティションを設定すると、これと同数のリクエストを同時に流すことが可能なため、リクエストがスイッチ網内部で衝突して廃棄される確率は減少する。リクエストの衝突確率が減少すると、結果として、同時に送信できるパケット数が増加する。これらのパケットは経路が確保されているので、絶対に廃棄されない。また、入力バッファにおいて、同時に送信できるパケット数が増加すると、これらのパケットが占有していたメモリ領域は、送信とともに解放可能なため、増加する。
このように、リクエスト・レスポンス制御方式のスイッチに、ポートを複数の通信路(パーティション)に見せることが可能な本発明を組み合わせると、スイッチの効率をさらに上昇させることができる。
【0077】
次に、上述の基本手順において、リクエストに優先度を示す情報を付与し、リクエストが衝突した場合には、リクエストに付与された優先度に基づいていずれのパケットを廃棄させるかを決定する制御をさらに行うことが考えられる。
【0078】
優先度の決定手順としては、例えば、図7に示すように、レスポンスに出力ポート(バッファ)の輻輳情報を付加して入力ポートに返し、当該入力ポートでは、以降に当該出力ポートを宛先とするパケットに対応するリクエストに付与する優先度を、該輻輳情報に基づいて求める。
【0079】
輻輳情報としては、例えば輻輳状況に関する所定の測定値、具体的には、単位時間に到着したパケットの個数もしくはバイト数、パケットキューのキュー長(パケット数もしくはバイト数)、パケットキューから廃棄されたパケット数もしくはバイト数など)など、あるいは輻輳のレベルを示す値、あるいは輻輳状態であるか否かを示すビットデータなどが考えられる。
【0080】
優先度の設定については、基本的な考え方としては、例えば、輻輳情報が高い輻輳度を示しているほど優先度を低く設定し、低い輻輳度を示しているほど優先度を高く設定する。
【0081】
単位スイッチにおけるリクエストの選択については、基本的な考え方としては、例えば、衝突したリクエストのうち最も高い優先度を持つリクエストから順に選択するというものである。
【0082】
さて、前述のようにしてリクエストが宛先の出力ポートに到着すると、この出力ポートでは、バッファの状況に応じて、輻輳状態であるか否かを判断する。図7に示したように、この判断にもとづき決定された輻輳情報をレスポンスに含ませる。このレスポンスは、前述のように例えばスイッチ網を使って送信元の入力ポートへと返される。
【0083】
送信元の入力ポートは、レスポンスを受けると、前述のようにパケットを送信する。このパケット自体は、例えば先程のリクエストが確保した経路を通って、宛先の出力ポートに必ず到達する。一方、この送信元の入力ポートでは、レスポンスから、出力ポートの輻輳情報を取り出し、この情報に基づいて、この出力ポートへ向かう次のパケットの優先度を決定する。次のパケットは、この優先度が付与されたリクエストによって、経路を確保しようとする。確保に成功した場合には、そのリクエストと同じ経路をたどって、宛先の出力ポートに届けられる。
【0084】
このような制御方式を用いれば、例えば、輻輳状態に陥っている出力ポートの影響で、他の出力ポート行きのパケットの特性、特に遅延特性が劣化しないので、ベストエフォート性の高いトラフィックを収容するパケットスイッチの場合には特に有効と考えられる。
【0085】
ここで、優先度によるスイッチ内パケット転送制御のいくつかの例について説明する。
【0086】
まず、最も代表的な制御、すなわち輻輳状態に応じて行う優先度制御について説明する。
例えば、輻輳している到達先(輻輳ポートとする)行きのパケットに対するリクエストは優先度を低くする。優先度の高いリクエストはスイッチ網内部で衝突しても優先されるため、優先度の高いリクエストにとって輻輳しているポート行きの優先度の低いリクエストは存在しないのと同じことになる。言い換えると、優先度の高いパケットにとって輻輳しているポート行きの優先度の低いパケットは存在しないのと同じことになる。
【0087】
これによって、輻輳していないポート行きのパケットの流れが輻輳ポート行きのパケットの流れによって乱されることが非常に少なくなるという効果がある。輻輳ポート行きのパケットにとっても、優先度が変化させられるだけで、その転送速度は抑制されていないため、優先度の高いパケットの転送のすき間を利用して出力ポートへ転送する試みを継続することができる。そのため、輻輳ポートへもスイッチ網の転送能力の限りパケットを転送し続けることができる。
【0088】
次に、再送に対する優先度制御について説明する。
【0089】
スイッチ網内部の衝突で廃棄されたリクエストを入力バッファが再送する方式のパケットスイッチでは、同じリクエストが連続して廃棄されてしまうと、そのリクエストに対応するパケットの後で転送を待っているパケット全体の流れが悪くなってしまうおそれがある。
【0090】
これを解決する方法として、スイッチ網の内部でリクエストが廃棄された場合に、図7に示すように、その再送リクエストの優先度をもとのリクエストの優先度よりも高くするようにしてもよい。このような制御によって、再送リクエストが再び廃棄されることが少なくなる利点がある。もし再送リクエストが再び廃棄された場合には、それに対する再送リクエストの優先度を更に高くするようにしてもよい。これによって、何度も再送され続けている不運のリクエストを優先して転送することが可能となる。
【0091】
ところで、インタリーブの手法を用いた本実施形態の方法では、インタリーブされた複数のパケットに付与された各種の制御信号は、時間的にほぼ同じ位置に存在する、という特徴を利用することが可能である。
【0092】
例えば、パケット同期をとるための信号(情報)を全パーティション間で共用することができる。このようにすれば、パケット同期のための信号を、各パーティションごとに用意する場合に比べ、“パーティション数”分の1に減らすことが可能である。
【0093】
もちろん、上記のような或る情報の全パーティション間での共用については、伝送路誤りを検出するための符号(例えば、パリティ符号)などにも適用することができる。すなわち、パケット毎にパリティ符号を付けるのではなく、インタリーブされた複数のパケットを単位として、パリティ符号を付与することが可能である。このようにすれば、パリティ符号によるオーバーヘッドを削減することができる。
【0094】
図8は、単位スイッチのパーティション設定数が4で、このリクエスト・レスポンス制御方式を利用したとき、単位スイッチ間で交わされるフォーマットの一例である。図8の例の場合、同期用信号、リクエスト、レスポンス、パケット本体、パリティ符号を、同時転送することができる。図8は、一見すると、同期用信号やパリティ符号は、パケット(パーティション)ごとに用意されているように見えるが、上述のように、同じ位相に位置しているために、一つに連結して4つのパーティションで共用することによって、使用する情報量を削減することが可能である(もちろん、同期用信号やパリティ符号をパケット(パーティション)ごとに用意することも可能である)。
【0095】
なお、図8のフォーマットは、図3(b)や図4のような実施形態において、採用することが可能な一例であって、同期用信号やパリティ符号などの位置を入れ換えたフォーマット、他の情報が加わったフォーマット、一部が他の情報と入れ替わったフォーマットなどでも、全パーティション間での共用はもちろん可能である。
【0096】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において種々変形して実施することができる。
【0097】
【発明の効果】
本発明によれば、各物理リンクについて複数のパケットをインタリーブしてスイッチ処理するようにしたので、スイッチ内部での衝突をより柔軟に回避し、また、スイッチのスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るパケットスイッチの構成例を示す図
【図2】パーティションがある場合についてパーティションがない場合と比較して説明するための図
【図3】パーティションがあるパケットスイッチについてパーティションがないパケットスイッチと比較して説明するための図
【図4】スーパーポートにパーティションを設定したパケットスイッチの例を示す図
【図5】パーティション設定可能な単位スイッチの例を示す図
【図6】パーティション設定可能な単位スイッチによる多段接続スイッチの一例を示す図
【図7】リクエスト・レスポンス制御方式を適用したパーティション設定可能な単位スイッチによる多段接続スイッチの例を示す図
【図8】パーティション設定とリクエスト・レスポンス制御方式を適用したパケットスイッチの内部データフォーマットの例を示す図
【図9】従来のスイッチの一例を説明するための図
【図10】従来のスイッチの他の例を説明するための図
【符号の説明】
1,21,31,41…単位スイッチ
11…受信部
12…送信部
43,53…入力バッファ
45,55…スイッチ網
47,57…出力バッファ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a packet switch for switching packets and a packet switching method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as the use of the Internet has spread, the growth of Internet traffic has been remarkable.
[0003]
This traffic is switched by a router, a layer 3 switch, or the like (hereinafter, a device that switches a packet, such as a router or a layer 3 switch, is generally referred to as a packet switch). For this reason, there is an increasing demand for packet switches to expand throughput. In response to this requirement, a packet switch having a multi-stage connection configuration capable of expanding the scale by connecting unit switches in multiple stages is known as one solution. For example, FIG. 9 shows a 16 × 16 packet switch configured in a three-stage cross network using a 4 × 4 unit switch 1001.
[0004]
Internet traffic is characterized by best effort, which does not reserve bandwidth on the route. Due to this best-effort property, a plurality of packets collide inside the packet switch. This phenomenon has been well known in the past, and a packet that loses due to contention in the collision occurs. The lost packet is discarded by the switch having no buffer. On the other hand, in a switch having a buffer, if there is still room for the buffer amount, such a packet is temporarily stored and then aimed at the output port of the destination. However, if there is not enough room, the packet is also discarded.
[0005]
Since such discarding is not desirable, the flow control is applied between the unit switches to suppress the input so that discarding does not occur inside the switch, or the retransmission control is performed until the discarded packet reaches the destination output port. Methods of working internally have been considered so far.
[0006]
However, the method using the flow control is not suitable for a large-scale switch configured by connecting the unit switches in multiple stages as illustrated in FIG. 9 due to the size of the control delay and the amount of control information. . Therefore, a large-scale switch often requires a retransmission control function. In this retransmission control, when a packet is discarded, the packet is retransmitted from the input port again. This retransmission guarantees that a packet arriving at the input port of the switch will always reach the destination output port.
[0007]
Normally, at the output port of a switch, packets belonging to the same flow must observe the order at the input port of this flow. However, due to the retransmission as described above, the order may arrive at the destination output port in reverse order. For example, a subsequent packet is sent to a destination output port without knowing that a previous packet of the same flow has been discarded, and the subsequent packet arrives first. In another example, a plurality of paths (multipath) can be set for an arbitrary pair of an input port and an output port inside a switch. In this case, if the routes do not have the same delay time, the order of the packets may be reversed. In these cases, a function of transmitting the order at the input port to the destination output port as a sequence number by embedding the sequence number in the header of the packet or the like, and performing a correct rearrangement is required. Such a sequence number can be used not only for retransmission but also for processing packet duplication that may occur at an output port due to erroneous delivery or the like.
[0008]
Under these circumstances, studies are being made on a method of reducing the occurrence probability of the collision as much as possible, reducing discarding and retransmission, and improving the transfer efficiency of the switch.
[0009]
For example, a unit switch in which a switch port has a plurality of physical communication paths is known. Since such a port can transfer packets by the number of the communication paths, the probability of collision can be reduced. Such an idea can be found, for example, in the document "The Performance of Multistage Interconnection Networks for Multiprocessors" (Clyde. P. Kruskal, IEEE Trans. Comp. 1983) and the document "Design of a Broadcast Packet Network" (Jonathan. S. Turner, IEEE INFOCOM'86, pp. 667-675, 1986).
[0010]
It is assumed that the unit switch 1003 shown in FIG. 10 physically has 32 links (communication paths) 1005 of 155 Mbps. As shown in FIG. 10, if four links are grouped into one port 1007, a switch having eight ports can be configured. At this time, up to four packets can be simultaneously transferred to any output port without collision. Also, by this grouping, a switch having four ports can be formed when eight links are combined, and a switch having two ports can be formed when sixteen links are combined. In these cases, up to eight or up to sixteen packets can be transferred simultaneously without collision.
[0011]
However, the method used by this unit switch has the following problems in terms of flexibility. That is, the number of communication paths that one port can have is limited at most to the number of links. That is, the number of communication paths cannot exceed the number of physically prepared links.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the problem that the communication path cannot be flexibly set in the existing method of setting a plurality of physical communication paths in one port to reduce the probability of collision inside the switch. There is a point.
[0013]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and enables a flexible setting of a communication path without being physically restricted, thereby further avoiding a collision inside a switch. It is an object of the present invention to provide a packet switch and a packet switching method which facilitate the switching and further improve the throughput of the switch.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention (Claim 1) is a packet switch for exchanging packets between a plurality of incoming physical links and a plurality of outgoing physical links. A plurality of receiving means for receiving a packet in a state of data subdivided into predetermined units shorter than the packet length and receiving the subdivided data transferred in a cyclic order; and Switching means for transferring the received fragmented data to a destination for a packet to which the fragmented data belongs; and connecting the fragmented data transferred by the switching means to a connected output. And a plurality of transmitting means for transmitting to the physical link on the side.
Preferably, the number of packets transferred from one incoming physical link at the same opportunity is set to n, and the exchange means sets an upper limit of n packets to the same transmission means at the same opportunity. It may be transferred as
Preferably, when more than n packets are to be transferred to the same transmitting means at the same opportunity, the switching means may discard more than n packets. .
[0015]
According to the present invention, one physical port of a switch can be divided into a plurality of logical communication paths, and a plurality of packets can be transmitted and received in parallel using the plurality of logical communication paths. As a result, the probability of collision of packets inside the switch can be reduced, and the throughput of the switch can be improved.
[0016]
The present invention (claim 4) has a plurality of physical link groups that bundle a plurality of incoming physical links and a plurality of physical link groups that bundle a plurality of outgoing physical links. A packet switch for exchanging packets between a link group and a plurality of outgoing physical link groups, wherein a plurality of packets are subdivided into predetermined units shorter than the packet length from a connected incoming physical link. Receiving in the state of the fragmented data and where the fragmented data has been transferred in a cyclic order, a plurality of receiving means, and the fragmented data received in the receiving means, Switching means for transferring a packet to which the data belongs to one selected from a plurality of physical links belonging to an outgoing physical link group to be transferred; The data the subdivided which are transferred by means transmits to the connected outlet side of the physical link, characterized in that a plurality of transmission means.
Preferably, the number of packets transferred from one incoming physical link at the same opportunity is n, the number of physical links belonging to one physical link group is m, and the switching means is the same. At the opportunity, n × m packets may be transferred to the same transmitting unit with the upper limit.
Preferably, when more than n × m packets are to be transferred to the same transmitting means at the same opportunity, the switching means discards more than n × m packets. It may be.
[0017]
According to the present invention, a plurality of physical ports of a switch are bundled and treated as one thick port, and the thick port is divided into a plurality of logical communication paths, and the plurality of logical communication paths are divided. Can be used to transmit and receive a plurality of packets in parallel. As a result, while preventing or suppressing the extension of the packet transfer cycle, the collision probability of the packet inside the switch can be reduced, and the throughput of the switch can be improved.
[0018]
The present invention (claim 7) provides a switch network in which the packet switch according to claim 1 or 2 is connected in multiple stages as a unit switch, and input buffer means connected to a preceding stage of the switch network for each of the incoming physical links. Output buffer means connected to each output physical link at a subsequent stage of the switch network; and before transferring a packet, the input buffer means from which the packet is transferred becomes a transfer destination of the packet. Means for transmitting a request to the output buffer means via the switch network; and, when the request arrives at the output buffer means, a path through which the request has passed through the switch network for transferring the packet. Securing a response to the request arriving at the output buffer means serving as the transfer destination by the transfer source Characterized by comprising a means for communicating to become the input buffer means.
Preferably, a plurality of requests corresponding to a plurality of packets sent from each input buffer means may be sent in an order corresponding to the cyclic order in a state subdivided into the predetermined units. .
[0019]
According to the present invention, in a switch of a request / response control method, one physical port of a switch or one thick port obtained by bundling a plurality of physical ports is divided into a plurality of logical communication paths, A plurality of packets can be transmitted and received in parallel using the plurality of logical communication paths. As a result, it is possible to reduce the collision probability of requests inside the switch (this increases the number of packets that can be transmitted at the same time) and improve the throughput of the switch.
[0020]
The present invention (claim 9) provides a switch network in which the packet switch according to claim 1 or 2 is connected in multiple stages as a unit switch, and input buffer means connected to a preceding stage of the switch network for each of the incoming physical links. And a packet switching method in a packet switch comprising output buffer means connected to each of the outgoing physical links at a subsequent stage of the switch network, wherein the packet is a transfer source before the packet is transferred. A request is transmitted from the input buffer means to the output buffer means to which the packet is transferred via the switch network, and when the request reaches the output buffer means, the request passes through the switch network. Route for the transfer of the packet and arrives at the output buffer means as the transfer destination. A response to the request was characterized by transmitting to said input buffer means to be the transfer source.
[0021]
Note that the present invention relating to the apparatus is also realized as an invention relating to a method, and the present invention relating to a method is also realized as an invention relating to an apparatus.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 shows an example of a unit switch according to an embodiment of the present invention.
[0024]
The unit switch 1 in FIG. 1 is connected to a plurality of incoming physical links (communication paths) by a receiving unit 11 and connected to a plurality of outgoing physical links (communication paths) by a transmitting unit 12. One physical link is used as one port to switch between an input port and an output port. Although the number of input / output ports is arbitrary, FIG. 1 illustrates a case of 2 input ports × 2 output ports.
[0025]
Here, the basic principle of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0026]
The feature of the present embodiment is that a method for simultaneously transferring a plurality of packets at one physical port by using an interleaving method as shown in FIG. 1 is introduced into a packet switch. . That is, a plurality of fixed-length packets are interleaved in a predetermined unit and multiplexed to one port, and the packet switch switches data subdivided into a predetermined unit of each packet in one cycle. .
[0027]
Here, the unit for performing the interleaving, that is, the predetermined unit can basically take an arbitrary value such as every bit or every byte. As one extreme example, the present invention can be implemented with a unit of interleaving being a packet unit. In this case, the number of packet divisions is one, and the term interleaving is not appropriate, but it is a simple extension of the following description, and the effectiveness of the present invention can be applied as it is. Also, the number of packets multiplexed to one port can basically take any value.
[0028]
FIG. 1 shows an example in which four fixed-length packets are interleaved and multiplexed into one port. For the first input port, the four packets A, B, C, and D are divided into, for example, data for each bit, and in this order, A1, B1, C1, D1, A2, B2, C2, D2, …, And transfer them in a cyclic manner. Similarly, for the second input port, the four packets E, F, G, and H are divided into, for example, data for each bit, and in this order, E1, F1, G1, H1, E2, F2, and G2 , H2,..., And cyclically transfer.
[0029]
Here, as an example, if the destination of the packets A, C, F, and G is the first output port and the destination of the packets B, D, E, and H is the second output port, the unit switch 1 The data A1, C1, F1, and G1 subdivided into units such as are switched to a first output port, and the subdivided data B1, D1, E1, and H1 are switched to a second output port. Subsequent cycles are performed similarly.
[0030]
Then, the interleaved packets A, F, C, and G are output from the first output port, and the interleaved packets E, B, H, and D are output from the second output port. However, the order in which the fragmented data of each packet is output in each cycle in FIG. 1 is an example, and it is also possible to output in another order.
[0031]
A plurality of packets belonging to one flow may be interleaved and arrive at one input port of the switch at the same time. In this case, by determining the output order within the cycle of each output port of the switch so that the input order within the cycle at the input port of the switch is not reversed, the transfer order is reversed by the packets of the same flow passing through the switch. Can be prevented.
[0032]
With such a method, it is possible to perform switch processing by regarding one physical port as a plurality of virtual (logical) communication paths.
[0033]
Hereinafter, such a virtual communication channel is referred to as a “partition”. In other words, the method of the present embodiment divides one physical port into a plurality of partitions and distributes the packets to the respective partitions so that a plurality of packets can be transferred simultaneously in parallel. Things.
[0034]
Next, a case where a partition is provided will be described in comparison with a case where no partition is provided, with reference to FIGS.
[0035]
The pipe-shaped figure in FIG. 2 shows one port, the rectangle shows a packet, (a) shows a case where no partition is set, and (b) shows a case where a partition of this embodiment is set. Are respectively shown. The area of the rectangle in FIG. 2 indicates the data amount of the packet, the horizontal length of the rectangle indicates the time required for transferring the packet, and the area of the rectangle in FIG. 2A and the area of the rectangle in FIG. Similarly, it is assumed that the horizontal length of the rectangle in (b) is four times the horizontal length of the rectangle in (a).
[0036]
Here, it is assumed that four packets are to be simultaneously transferred to the port shown in FIG. If a partition is not set as shown in FIG. 2A, only one packet can be transferred at the same time (at this time, the remaining three packets may be discarded).
[0037]
On the other hand, when four partitions are set as shown in FIG. 2B, by distributing packets to these four partitions, four packets can be transferred simultaneously. The state in which four elongated rectangles are stacked in FIG. 2B indicates a state in which four packets are interleaved, that is, a state in which four partitions are set (this notation will be described later). The same applies to each figure).
[0038]
Thus, the ability to transfer simultaneously arriving packets up to “the number of partitions” times (in this example, four times) the case where partitions are set, compared to the case where partitions are not set. Yes, the probability of disposal can be reduced.
[0039]
FIGS. 3A and 3B show a switch (bufferless switch) having no buffer of 2 input ports × 2 output ports. FIG. 3A shows a case where no partition is set, and FIG. 3B shows a partition of this embodiment. Each case is shown. In the case of (b), the number of partitions is set to four.
[0040]
In the case of a switch without partitions as shown in FIG. 3A, packets destined for ports 0 and 1 are sent from the input ports 0 and 1 to the switch in packet units. Here, four packets are input from input port 0 in the order of destination output ports 0, 1, 0, and 1, and four packets are input from input port 1 in the order of destination output ports 1, 0, 0, and 1. Assume that a packet is input. At this time, in the third packet cycle, two packets bound for port 0 collide in the switch, and the lost packet is discarded. Similarly, in the fourth packet cycle, two packets destined for port 1 collide and the lost one is discarded.
[0041]
On the other hand, in the case of a switch having partitions as shown in FIG. 3B, four packets interleaved at the same time are transferred to the switch. In FIG. 3B, it is assumed that a hatched packet indicates a port 0 and an unhatched packet indicates a port 1. These packets are switched to their respective destination output ports. Since four partitions are set in the output port, a maximum of four packets can be transferred to the same output port at the same time (in an interleaved state). As in this example, when both the port 0 and the port 1 have four packets each, all packets can be switched at the same time without any discard.
[0042]
By the way, even if the partitions are set as described above, if the number of packets destined for the same output port exceeds the number set in the partitions, all the packets cannot be transferred simultaneously. For example, in the case of FIGS. 2B and 3B, since the number of partitions set is 4, when five or more packets are concentrated on one output port, all the packets are simultaneously transmitted. Cannot be transferred. That is, packets that are not selected at the time of simultaneous transfer (packets exceeding the number of partitions set; one packet in this example) are retained in the buffer in the case of a switch having a buffer (or However, if the switch does not have a buffer as shown in FIG. 3, it will be discarded. Therefore, in order to reduce the packet drop probability, the number of partition settings should be set to a large number.
[0043]
On the other hand, when the information transfer speed of the physical port is constant, if the number of partitions set is increased, the transfer time of one packet (packet transfer cycle) is extended by interleaving. For example, as shown in FIG. 1, when the original packet transfer cycle is T and the number of partitions is set to 4, the packet transfer cycle extends four times to 4T.
[0044]
Therefore, when the information transfer speed of the physical port is constant, there is a trade-off between the packet drop probability and the transfer time of one packet.
[0045]
Here, assuming that the packet length is 100 bytes, the speed of the port is changed and the packet transfer cycle is compared as follows.
When the port speed is 10 Mbps,
About 80μs when no partition is installed,
When the number of partitions is 4, it takes about 320 μs.
If the port speed is 622 Mbps,
When no partition is introduced, it takes about 1.3 μs.
When the number of partitions is 4, it is about 5.2 μs.
[0046]
Thus, as the port speed increases, the packet transfer cycle and the corresponding increase in the fixed delay time decrease. Therefore, in general, it can be said that the partition setting number can be set to be larger as the port speed increases.
[0047]
From the above, it is desirable that the number of partitions can be set flexibly in consideration of the drop probability and the packet transfer cycle. If the setting can be made only fixedly, the drop probability cannot be reduced, or the packet transfer cycle is too long, which adversely affects the quality of the application. In this regard, according to the method of the present embodiment, the number of partitions can be freely set by the interleaving method, so that it is possible to obtain a desired discard probability and a packet transfer cycle.
[0048]
As described above, the basic configuration of the present embodiment has been described using the 2 × 2 unit switch as an example, but various variations to which the above basic configuration is applied will be described below.
[0049]
First, FIG. 1 shows an example in which the interleaving method is applied to physical ports. However, as shown in FIG. 4, a plurality of ports are physically combined into one bundle and one thick port (super port and It is also possible to set a plurality of partitions by applying the interleaving method to the superport.
[0050]
In FIG. 4, the number of partitions is set to 8 in units of a superport in a 4 × 4 switch in which two ports are bundled (superported) to accommodate twice the normal speed. A case is shown (the number of partitions = 4 for each port). Port 0 and port 1 are collectively referred to as superport A, and port 2 and port 3 are collectively referred to as superport B. The superports A and B, which combine two ports, can interface at twice the speed of a normal port.
[0051]
In FIG. 4, it is assumed that a hatched packet indicates an egress superport A and an unhatched packet indicates an egress superport B. That is, five packets destined for the egress superport A and three packets destined for the egress superport B are input to the ingress superport A, and the egress superport B is input to the egress superport B. And three packets destined for the egress superport B are input.
[0052]
In this case, there are a total of eight packets destined for the egress superport A and a total of eight packets destined for the egress superport B, so that all 16 packets can be transferred.
[0053]
Note that a packet destined for the incoming super port A may be transferred to the output port 0 or the output port 1. Therefore, in the case of the example of FIG. 4, eight packets destined to the inbound superport A may be distributed to the output port 0 and the output port 1 by four on a predetermined basis. Similarly, a packet destined for the incoming super port B may be forwarded to the output port 2 or forwarded to the output port 3. Therefore, in the case of the example of FIG. 4, eight packets destined to the inbound superport B may be distributed to the output port 2 and the output port 3 by four on a predetermined basis.
[0054]
Of course, if packets destined for the same superport exceed the number of partitions set for the superport, all of those packets cannot be transferred simultaneously as described above.
[0055]
In this way, by introducing partitions in units of superports, it is possible to virtually increase the number of partitions to be set and to prevent or suppress the extension of the packet transfer cycle.
[0056]
Next, FIG. 5 shows an example of a unit switch adopting the interleaving method of 4 partitions as shown in FIG. 1 in each port of the 8 × 8 switch.
[0057]
As a result of the interleaving method, this unit switch 31 may be considered to have the same number (32) of ports as the unit switch shown in FIG. By using such unit switches adopting the interleaving method of the present embodiment and forming a multi-port switch with a multi-stage connection configuration such as a delta network, a cross network, or a banyan network, the number of wires between the unit switches can be reduced. There is an implementation advantage. Specifically, the number of wirings is one-sixth of the number of partitions (one-fourth in this example) as compared with the case where the unit switches as shown in FIG. 9 are used.
[0058]
Next, FIG. 6 shows an example of a packet switch in which unit switches employing the interleaving method of the present embodiment are connected in multiple stages.
[0059]
FIG. 6 shows an example of a 64 × 64 switch in which a switch network 45 is configured by a three-stage cross network connection using an 8 × 8 unit switch 41 adopting the interleaving method as in FIG. 1 and FIG. In FIG. 6, the description of the connection between the unit switches is partially omitted.) The number of partitions set in each unit switch 41 is the same, and this set number is determined in consideration of the balance between the discard probability and the packet transfer cycle as described above.
[0060]
In this packet switch, an input buffer 43 is provided for each input port, and an output buffer 47 is provided for each output port. The input / output buffers 43 and 47 perform protocol conversion and protocol processing. For example, when a variable-length packet of the IP protocol is input, the input buffer 43 segments the variable-length packet of the IP protocol into fixed-length packets unique to the switch, and interleaves the plurality of fixed-length packets. The output buffer 47 performs the reverse assembly and outputs the packet as a variable length packet of the IP protocol. The input / output buffers 43 and 47 may also have a request / response control function, as described later.
[0061]
Although an example in which control is performed on a packet has been described above, an example in which an interleave method is applied to a switch using a request-response control method will be described below.
[0062]
FIG. 7 schematically shows a case where a request / response control method is introduced into a switch having a multi-stage connection configuration as shown in FIG.
[0063]
In FIG. 7, 53 indicates an input buffer, 55 indicates a switch network, and 57 indicates an output buffer. Note that unit switches inside the switch network 55 are omitted.
[0064]
In the request-response control method, the following basic procedure is performed before transferring a packet.
The source input buffer sends a "request" corresponding to the packet to the destination output buffer using the switching network.
-The output buffer receiving the "request" returns a "response" to the "request" to the input buffer of the transmission source.
-The input buffer receiving this "response" transfers the corresponding packet.
[0065]
In the case of the present embodiment, the details are as follows.
[0066]
In the switch of the present embodiment to which the interleave method is applied, partitions can be set not only for packets but also for requests and responses. That is, in the present embodiment, interleaving is also applied to the request, and the request is transferred by the same partition as the partition to which the corresponding packet is to be transferred.
[0067]
At this time, the effect of the interleaving method reduces the probability of collision between requests in the switch network as compared with the conventional case, and as a result, the probability of the request reaching the output buffer becomes higher than before.
[0068]
When the request arrives from the input buffer to the output buffer, a route actually passed by the request is reserved in the switch network for a packet to be transferred by the input port and the partition. In the present embodiment, it is assumed that a set of an input port and a partition is held at the entrance and the exit of each unit switch as a route through which the request has passed.
[0069]
The response is returned to the input port of the transmission source using a switch network (for example, following the route through which the request has been made). For example, if one set of input port and output port is implemented as one module, the input port that sent the request via the switch network from the input port implemented in the same module as the output port that received the request A response may be returned via a route to an output port implemented in the same module as. It is assumed that this response route is secured at the same time when the request reaches the destination output port. The response may be returned using a separate line without using the switch network.
[0070]
When the input buffer receives the response, the corresponding packet is transferred according to the path configured by the pair of the port and the partition (passed by the request) held in the switch network. As a result, the packet safely reaches the output buffer without colliding with another packet on the way.
[0071]
Note that the request-response control method is applied to a multi-stage switch composed of bufferless unit switches, and the time required for the basic procedure can be easily predicted because the unit switch which is a component does not have a buffer.
[0072]
Before the request reaches the destination output port, the request may lose contention due to a collision that occurred on the way, and may be discarded in the switch network. However, even if it is discarded, the time required for the basic procedure of the request / response can be easily detected because it can be predicted as described above. When the discard is detected, the request is retransmitted to the destination output port at the next opportunity (retransmission is repeated until a response is obtained).
[0073]
As described above, by sequentially performing the procedure of request / response, the packet is transmitted after the path of the packet is secured. Therefore, if the response is received, it is guaranteed that the response is always delivered to the destination. In other words, in the request-response control method, a route is set for each packet.
[0074]
Further, the number of requests that can be transmitted and the number of packets that can be transmitted are accurately managed in the input buffer for each flow, and packets enqueued in the input buffer are controlled so as to be surely delivered to the output buffer of the destination. The number of requests that can be sent is increased by one when a packet is enqueued in the input buffer and when discard of the request is detected. Conversely, when a request is sent out, it is decremented by one. On the other hand, the number of packets that can be transmitted is increased by one when a response is received, and reduced by one when a packet is transmitted. In this way, the number of packets enqueued in the input buffer of the transmission source and the number of packets delivered to the output port of the destination can always be equal.
[0075]
In addition, since only the number is managed, such as the number of packets that can be transmitted, and the packet is transmitted after receiving the response, it is possible to transfer the packet to the destination output port without fail in order. This eliminates the need for packet rearrangement control at the output port.
[0076]
Here, adopting the interleaving method of the present invention in a switch of the request / response control method has the following advantages.
In other words, when a plurality of partitions are set, the same number of requests can be sent at the same time, so that the probability that requests collide inside the switch network and be discarded decreases. As the request collision probability decreases, the number of packets that can be transmitted simultaneously increases. These packets are never discarded because the route is secured. When the number of packets that can be transmitted simultaneously in the input buffer increases, the memory area occupied by these packets increases because they can be released together with the transmission.
As described above, when the present invention that allows a port to appear as a plurality of communication paths (partitions) is combined with a request / response control type switch, the efficiency of the switch can be further increased.
[0077]
Next, in the above-described basic procedure, information indicating a priority is added to the request, and when the requests collide, control is performed to determine which packet should be discarded based on the priority given to the request. More could be done.
[0078]
As a procedure for determining the priority, for example, as shown in FIG. 7, the congestion information of the output port (buffer) is added to the response, and the response is returned to the input port. The priority given to the request corresponding to the packet is obtained based on the congestion information.
[0079]
As the congestion information, for example, a predetermined measurement value related to the congestion situation, specifically, the number or number of packets arriving in a unit time, the queue length of the packet queue (the number of packets or the number of bytes), discarded from the packet queue For example, the number of packets or the number of bytes), a value indicating a congestion level, or bit data indicating whether or not a congestion state exists.
[0080]
Regarding the setting of the priority, as a basic idea, for example, the priority is set lower as the congestion information indicates a higher congestion degree, and the priority is set higher as the congestion information indicates a lower congestion degree.
[0081]
As for the selection of requests in the unit switch, the basic idea is that, for example, requests having the highest priority are selected in order from among conflicting requests.
[0082]
Now, when the request arrives at the destination output port as described above, this output port determines whether or not it is in a congestion state according to the buffer status. As shown in FIG. 7, the congestion information determined based on this determination is included in the response. This response is returned to the input port of the transmission source using, for example, a switch network as described above.
[0083]
Upon receiving the response, the input port of the transmission source transmits the packet as described above. The packet itself always arrives at the destination output port, for example, via the route secured by the previous request. On the other hand, the input port of the transmission source extracts the congestion information of the output port from the response, and determines the priority of the next packet destined for this output port based on this information. The next packet attempts to secure a route by the request given this priority. If the reservation is successful, the request is delivered to the destination output port by following the same route as the request.
[0084]
If such a control method is used, for example, the characteristics of packets destined for other output ports, especially the delay characteristics are not deteriorated by the influence of the output port that is in a congested state, so that traffic having a high best-effort property is accommodated. It is considered to be particularly effective in the case of a packet switch.
[0085]
Here, some examples of the intra-switch packet transfer control based on the priority will be described.
[0086]
First, the most typical control, that is, the priority control performed according to the congestion state will be described.
For example, a request for a packet destined for a congested destination (congested port) has a low priority. Since a high-priority request is prioritized even if it collides inside the switch network, it is the same as a high-priority request having no low-priority request to a congested port. In other words, it is the same as there is no low-priority packet destined for a congested port for a high-priority packet.
[0087]
This has the effect that the flow of packets destined for non-congested ports is significantly less disturbed by the flow of packets destined for congested ports. Even for packets destined for a congested port, since the priority is only changed and the transfer speed is not suppressed, it is necessary to continue trying to transfer to the output port using the gap of the transfer of high priority packets Can be. Therefore, packets can be continuously transferred to a congested port as long as the transfer capability of the switch network is maintained.
[0088]
Next, priority control for retransmission will be described.
[0089]
In a packet switch in which the input buffer retransmits a request discarded due to a collision inside the switch network, if the same request is discarded continuously, the entire packet waiting to be transferred after the packet corresponding to the request Flow may be worsened.
[0090]
As a method of solving this, when a request is discarded inside the switch network, the priority of the retransmission request may be made higher than the priority of the original request as shown in FIG. . Such control has an advantage that retransmission requests are less likely to be discarded again. If the retransmission request is discarded again, the priority of the retransmission request for the retransmission request may be made higher. As a result, it is possible to preferentially transfer unfortunate requests that have been retransmitted many times.
[0091]
By the way, in the method of the present embodiment using the interleaving method, it is possible to use a feature that various control signals given to a plurality of interleaved packets exist at substantially the same position in time. is there.
[0092]
For example, a signal (information) for achieving packet synchronization can be shared between all partitions. By doing so, it is possible to reduce the signal for packet synchronization to 1 / “the number of partitions” as compared to the case where a signal is prepared for each partition.
[0093]
Of course, sharing of certain information among all partitions as described above can be applied to a code (for example, a parity code) for detecting a transmission path error. That is, instead of attaching a parity code to each packet, a parity code can be assigned in units of a plurality of interleaved packets. By doing so, it is possible to reduce the overhead due to the parity code.
[0094]
FIG. 8 shows an example of a format exchanged between unit switches when the number of partitions set in the unit switch is 4 and this request / response control method is used. In the example of FIG. 8, the synchronization signal, the request, the response, the packet body, and the parity code can be transferred simultaneously. FIG. 8 shows that, at first glance, the synchronization signal and the parity code appear to be prepared for each packet (partition). However, as described above, since they are located at the same phase, they are connected together. By sharing the information among the four partitions, the amount of information to be used can be reduced (of course, a synchronization signal and a parity code can be prepared for each packet (partition)).
[0095]
The format shown in FIG. 8 is an example that can be adopted in the embodiments as shown in FIGS. 3B and 4, and is a format in which the position of a synchronization signal or a parity code is replaced, and other formats. Even in a format in which information is added or a format in which a part is replaced with other information, it is of course possible to share the data among all partitions.
[0096]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications within the technical scope thereof.
[0097]
【The invention's effect】
According to the present invention, since a plurality of packets are interleaved for each physical link and subjected to switch processing, collisions inside the switch can be more flexibly avoided, and the throughput of the switch can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a packet switch according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a case where there is a partition as compared with a case where there is no partition;
FIG. 3 is a diagram for explaining a packet switch having partitions in comparison with a packet switch having no partitions;
FIG. 4 is a diagram showing an example of a packet switch in which a partition is set in a super port.
FIG. 5 is a diagram showing an example of a unit switch in which a partition can be set;
FIG. 6 is a diagram showing an example of a multi-stage connection switch using unit switches for which partitions can be set;
FIG. 7 is a diagram showing an example of a multi-stage connection switch using unit switches that can be set to partitions to which a request-response control method is applied.
FIG. 8 is a diagram showing an example of an internal data format of a packet switch to which a partition setting and a request / response control method are applied;
FIG. 9 illustrates an example of a conventional switch.
FIG. 10 is a diagram for explaining another example of a conventional switch.
[Explanation of symbols]
1, 21, 31, 41 ... unit switch
11 receiving unit
12 ... Transmission unit
43, 53 ... input buffer
45, 55 ... Switch network
47, 57 ... output buffer

Claims (4)

複数の入側の物理リンクと複数の出側の物理リンクとの間でパケットを交換するパケットスイッチであって、
接続された入側の物理リンクから、複数のパケットがパケット長より短い所定の単位に細分化されたデータの状態で且つそれら細分化されたデータがサイクリックな順番で転送されてきたところを受信する、複数の受信手段と、
前記受信手段において受信された前記細分化されたデータを、該細分化されたデータの属するパケットに対する転送先に転送する交換手段と、
前記交換手段により転送されてきた前記細分化されたデータを、接続された出側の物理リンクに送信する、複数の送信手段と、
1つの入側の物理リンクから同一の機会に転送されてくるパケットの数をn個とした場合、同一の機会に同一の送信手段に対してn個のパケットを上限として転送するときの、前記n個を越えるパケットを一時的に記憶するバッファと
を具備することを特徴とするパケットスイッチ。
A packet switch for exchanging packets between a plurality of incoming physical links and a plurality of outgoing physical links,
Receives a state in which a plurality of packets are fragmented into predetermined units shorter than the packet length from the connected incoming physical link, and where the fragmented data is transferred in a cyclic order. A plurality of receiving means;
Exchange means for transferring the fragmented data received by the receiving means to a transfer destination for a packet to which the fragmented data belongs;
A plurality of transmission means for transmitting the fragmented data transferred by the exchange means to the connected physical link on the outgoing side,
When the number of packets transferred from one physical link on the ingress side at the same opportunity is set to n, when transferring up to n packets to the same transmitting means at the same opportunity as the upper limit, a buffer for temporarily storing more than n packets.
複数の入側の物理リンクと複数の出側の物理リンクとの間でパケットを交換するパケットスイッチであって、
接続された入側の物理リンクから、複数のパケットがパケット長より短い所定の単位に細分化されたデータの状態で且つそれら細分化されたデータがサイクリックな順番で転送されてきたところを受信する、複数の受信手段と、
前記受信手段において受信された前記細分化されたデータを、該細分化されたデータの属するパケットに対する転送先に転送する交換手段と、
前記交換手段により転送されてきた前記細分化されたデータを、接続された出側の物理リンクに送信する、複数の送信手段とを備え、
1つの入側の物理リンクから同一の機会に転送されてくるパケットの数をn個とした場合、前記交換手段は、同一の機会に同一の送信手段に対して、n個のパケットを上限として転送するときの、前記n個を越えた分のパケットを廃棄することを特徴とするパケットスイッチ。
A packet switch for exchanging packets between a plurality of incoming physical links and a plurality of outgoing physical links,
Receives a state in which a plurality of packets are fragmented into predetermined units shorter than the packet length from the connected incoming physical link, and where the fragmented data is transferred in a cyclic order. A plurality of receiving means;
Exchange means for transferring the fragmented data received by the receiving means to a transfer destination for a packet to which the fragmented data belongs;
A plurality of transmitting means, which transmits the fragmented data transferred by the switching means to a connected physical link on the outgoing side,
Assuming that the number of packets transferred from one incoming physical link at the same opportunity is n, the switching means sends the same transmission means at the same opportunity to the same transmission means with n packets as an upper limit. A packet switch for discarding a packet exceeding n in forwarding.
入側の物理リンクを複数束ねた物理リンク・グループを複数持つとともに、出側の物理リンクを複数束ねた物理リンク・グループを複数持ち、複数の入側の物理リンク・グループと複数の出側の物理リンク・グループとの間でパケットを交換するパケットスイッチであって、
接続された入側の物理リンクから、複数のパケットがパケット長より短い所定の単位に細分化されたデータの状態で且つそれら細分化されたデータがサイクリックな順番で転送されてきたところを受信する、複数の受信手段と、
前記受信手段において受信された前記細分化されたデータを、該データの属するパケットを転送すべき出側の物理リンク・グループに属する複数の物理リンクから選択された一つに向けて転送する交換手段と、
前記交換手段により転送されてきた前記細分化されたデータを、接続された出側の物理リンクに送信する、複数の送信手段と、
1つの入側の物理リンクから同一の機会に転送されてくるパケットの数をn個、1つの物理リンク・グループに属する物理リンクの数をm個とした場合、同一の機会に同一の送信手段に対してn×m個のパケットを上限として転送するときの、前記n個を越えるパケットを一時的に記憶するバッファと
を備えたことを特徴とするパケットスイッチ。
It has multiple physical link groups that bundle multiple physical links on the ingress side and multiple physical link groups that bundle multiple physical links on the outgoing side. A packet switch for exchanging packets with a physical link group,
Receives a state in which a plurality of packets are fragmented into predetermined units shorter than the packet length from the connected incoming physical link, and where the fragmented data is transferred in a cyclic order. A plurality of receiving means;
A switching unit for transferring the fragmented data received by the receiving unit to one selected from a plurality of physical links belonging to an outgoing physical link group to which a packet to which the data belongs is to be transferred; When,
A plurality of transmission means for transmitting the fragmented data transferred by the exchange means to the connected physical link on the outgoing side,
If the number of packets transferred from one incoming physical link at the same opportunity is n, and the number of physical links belonging to one physical link group is m, the same transmission means is used at the same opportunity. And a buffer for temporarily storing packets exceeding the number of n when transferring data with an upper limit of n × m packets.
入側の物理リンクを複数束ねた物理リンク・グループを複数持つとともに、出側の物理リンクを複数束ねた物理リンク・グループを複数持ち、複数の入側の物理リンク・グループと複数の出側の物理リンク・グループとの間でパケットを交換するパケットスイッチであって、
接続された入側の物理リンクから、複数のパケットがパケット長より短い所定の単位に細分化されたデータの状態で且つそれら細分化されたデータがサイクリックな順番で転送されてきたところを受信する、複数の受信手段と、
前記受信手段において受信された前記細分化されたデータを、該データの属するパケットを転送すべき出側の物理リンク・グループに属する複数の物理リンクから選択された一つに向けて転送する交換手段と、
前記交換手段により転送されてきた前記細分化されたデータを、接続された出側の物理リンクに送信する、複数の送信手段とを備え、
1つの入側の物理リンクから同一の機会に転送されてくるパケットの数をn個、1つの物理リンク・グループに属する物理リンクの数をm個とした場合、前記交換手段は、同一の機会に同一の送信手段に対して、n×m個のパケットを上限として転送するときの、前記n×m個を越えた分のパケットを廃棄することを特徴とするパケットスイッチ。
It has multiple physical link groups that bundle multiple physical links on the ingress side and multiple physical link groups that bundle multiple physical links on the outgoing side. A packet switch for exchanging packets with a physical link group,
Receives a state in which a plurality of packets are fragmented into predetermined units shorter than the packet length from the connected incoming physical link, and where the fragmented data is transferred in a cyclic order. A plurality of receiving means;
A switching unit for transferring the fragmented data received by the receiving unit to one selected from a plurality of physical links belonging to an outgoing physical link group to which a packet to which the data belongs is to be transferred; When,
A plurality of transmitting means, which transmits the fragmented data transferred by the switching means to a connected physical link on the outgoing side,
If the number of packets transferred from one incoming physical link at the same opportunity is n, and the number of physical links belonging to one physical link group is m, the switching unit will be able to use the same opportunity. A packet switch for discarding more than n × m packets when transferring up to n × m packets to the same transmission means.
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