JPH06232906A - パケット網インタフェースおよびインタフェース方法 - Google Patents
パケット網インタフェースおよびインタフェース方法Info
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Abstract
を実現する。 【構成】 非同期転送モード(ATM)レイヤインタフ
ェースチップよりなるパケット交換機インタフェースが
パケット交換機の入力および出力に接続される。このイ
ンタフェースチップは、交換機との間でやり取りされる
パケット内の仮想経路識別子および仮想チャネル識別子
を修正し、交換機内部でルーティング目的に用いられる
パケットルーティングタグを操作し、インタフェースの
メイン入力間を流れるパケットストリームからパケット
を抽出または追加するローカルインタフェースを含み、
処理中の相異なる通信チャネルを、これらのチャネルに
おけるトラフィックが網利用パラメータを超過している
か否かを検出することによって管理する。このインタフ
ェースは、網性能の評価を行うために、通信チャネルに
おけるトラフィックに係る統計情報を収集することがで
きる。
Description
特にパケット通信網において用いられるインタフェース
回路に関する。
ISDN)は、CCITTによって標準化されている非
同期転送モード(ATM)プロトコルに基づいたディジ
タルパケット網である。ATMにおいては、データは1
55Mb/秒あるいは155Mb/秒の整数倍のレート
で53バイトからなる固定されたサイズを有するセルと
して転送される。各ATMセルは48バイトのデータか
らなり、それに5バイトのヘッダが付加されている。A
TMセルのヘッダは、そのセルが属している通話あるい
は接続(仮想回線)を規定している仮想経路識別子(V
PI)および仮想チャネル識別子(VCI)を含む一群
の識別子を有する。ATMセルがATM網内の交換機の
入力に到達すると、交換機への入力回線上でそのセルが
属している仮想経路および仮想チャネルを表すVPIお
よびVCIを含むヘッダが、そのセルが転送されるべき
宛先を決定するために調べられる。このヘッダは、交換
機からの出力回線上でのそのセルの属する仮想経路およ
び仮想チャネルを表す新たなVPIおよびVCIを含む
ように変更される。
集積回路チップは通常ヘッダ翻訳ユニットと呼称され、
ヘッダ修正およびローカルルーティングタグの操作とい
う2つの機能を実行する。ヘッダ翻訳ユニットは、AT
Mヘッダ中の仮想経路識別子および仮想チャネル識別子
(VPI/VCI)のいずれかあるいは双方を修正す
る。従来技術に係るヘッダ翻訳ユニットは、このことを
実現するために、通常テーブルルックアップを行ってい
る。より詳細に述べれば、これらのユニットは各ATM
セルに対して付加されるべき新たなヘッダを含むランダ
ムアクセスメモリを有している。ATMセルの古いヘッ
ダのうちの所定の部分は、そのATMセルの新たなヘッ
ダの位置に対応するランダムアクセスメモリを指し示す
ように用いられている。各ATMセルに対して新たなヘ
ッダを供給することに加えて、ヘッダ翻訳ユニットは、
ATM交換機がセルを適切な交換機出力および出力回線
へ導くように、各ATMセルに対してルーティングタグ
を付加する。この第一の操作は、ATMセルを相異なる
回線上の相異なる仮想回線を介して導くためにB−IS
DN標準によって要求されるものである。第二の操作は
ATM交換機の内部でなされるものであり、用いられる
交換機の型に依存している。これら2つの操作は、網を
介してATMセルを伝達するために必要とされる最小の
操作である。しかしながら、その他の操作もATMイン
タフェースにおいては有用である。その他の操作には、
ATM交換機間のATM回線に対してセルを挿入したり
そこからセルを抽出したりする操作、ATM交換機間の
通信チャネルおよびユーザ/網間の通信チャネルの帯域
利用を管理する操作、および網の性能を評価するための
統計資料を収集する操作等が含まれる。従来は、これら
の機能は、それが完全に実行されるためには、ヘッダ翻
訳ユニット以外の個別のチップによって実行されなけれ
ばならなかった。すなわち、ヘッダ翻訳ユニットのラン
ダムアクセスメモリにおけるテーブルルックアップ以外
に複数個のランダムアクセスメモリテーブルルックアッ
プが要求される。これら複数個のチップとテーブルルッ
クアップにより、前述された機能を実現するためには、
大きな容積を占有する複雑な回路が必要となりかつ大き
な時間遅延がもたらされた。さらに、従来技術に係る回
路は、必ずしもすべてのATMヘッダがテーブルルック
アップ操作を実行するために用いられる必要が無いとい
う点でフレキシビリティに欠けていた。また、従来技術
に係る回路は、ATM交換機を介して流れているセルス
トリームからATMセルを選択的に除去したりセルスト
リームに対してATMセルを選択的に付加する便利な機
能を有していなかった。よって、従来技術に係る回路
は、本質的に分散交換機制御に向いてはいなかった。セ
ル処理速度をリミットするような集中コントローラが求
められていた。
点は、本発明に係る方法およびそれを実現する装置によ
り解決される。本発明に係る方法においては、非同期転
送モードインタフェース(ATMレイヤインタフェー
ス)が用いられるが、これはインタフェースによって受
信されたATMセルの選択可能な所定の部分に対応する
内容アドレシング可能なメモリを有している。この内容
アドレシング可能メモリは、ATMセルに関連する少な
くとも一つのパラメータブロックを生成する、ランダム
アクセスメモリに対するアドレス信号を生成する。本発
明の一実施例においては、このパラメータブロックはそ
のセルに対する新たなATMヘッダを構成している。本
発明の他の実施例においては、パラメータブロックはA
TMセルに付加されたローカルヘッダを構成している。
本発明の別の実施例においては、パラメータブロックは
ATM網を介したトラフィックフローを管理するために
用いられうる網利用パラメータを構成している。代表的
な利用パラメータは、帯域利用パラメータあるいはバー
スト度パラメータを含んでいる。網における通信トラフ
ィックによってこれらのパラメータの障害を検出して管
理するための適切な処置がなされる。例えば、網利用障
害を検出するために漏れバケツアルゴリズムが用いられ
る。本発明のいくつかの実施例においては、ATMイン
タフェース回路は、ATMインタフェース回路の主要な
入力から主要な出力に対して流れるATMセルストリー
ムに対するATMセルの選択的な付加を可能にするロー
カル入出力インタフェースが備えられている。このロー
カル入出力インタフェースにより、ATMセルストリー
ムからのATMセルの選択的抽出も可能になる。よっ
て、ATMセル処理のうちのある量がATMインタフェ
ース集積回路チップ内でハードウエア的に実行され、A
TMセル処理のうちのまたある量がローカルコントロー
ルプロセッサ内でソフトウエア的に実行されることにな
る。ヘッダ翻訳、エラーチェック、および管理などは、
最も頻繁に用いられるような仮想回線においてはハード
ウエア的に実行され、その他の仮想回線においてはロー
カルコントロールプロセッサによってソフトウエア的に
実行される。このことにより、ATMインタフェースが
仮想回線のすべてに係る情報を保持/処理する能力を有
していない場合にあっても、ATM網が仮想経路および
仮想回線空間のすべて(ATMヘッダにおいて28ビッ
トがVCI/VPIに対して割り当てられている場合に
は228個の仮想回線が対応する)を利用することが可能
になる。加えて、シグナリングおよび帯域管理およびル
ーティング機能はローカル制御プロセッサによって実行
される。このようにしてATM交換機の分散制御が実現
される。
TMパケット交換機10の入力および出力に接続された
複数個のATMレイヤインタフェース回路(ALI)を
示した図である。パケット交換機10は、例えば相互に
接続された複数個のパケット交換機であり、パケット通
信網を構成している。これらの交換機は各々対応する入
力および出力を有しており、それら入出力の一部あるい
はすべてにALIが接続されている。本明細書における
記述は本発明がATM通信網に関連して用いられた場合
を扱っているが、本発明はあらゆるパケット網さらには
他の同様の通信網に対しても適用可能であることに留意
されたい。ATMパケット交換機10は、その入力にお
いて受信したパケットを選択された出力に導く。このA
TMパケット交換機10は、ATMプロトコルを用いる
通信網において用いられる、例えばヴィ.クマー(V. Ku
mar)らによる「フェニックス(Phoenix):フォールトト
レラントな広帯域パケット交換機向けの構成ブロックチ
ップ」(グローブコム(Globecom)、フェニックス、19
91年12月)という参照文献に記述されたATMパケ
ット交換機などのあらゆる種類の交換システムである。
び13上でALI14、15、および16への入力とし
て供給される。これらのATMセルはALI14、1
5、および16によって処理され、それぞれ交換機10
の入力17、18、および19へ供給される。交換機1
0は入力17、18、および19において受信したAT
Mセルを適切な交換機出力20、21、および22へと
導く。交換機出力20、21、および22上のセルはそ
れぞれALI23、24、および25の入力へ供給され
る。ALI23、24、および25は受信したセルを処
理し、それらを出力回線26、27、および28へそれ
ぞれ導く。図1に示されている交換機10の入力および
出力の数、およびALIの数は単に説明用のものであ
る。本発明は、交換機がどのような数の入出力を有し、
どのような数のALIを用いようとも適用可能である。
ンタフェース(UNI)および網ノードインタフェース
(NNI)の双方をインプリメントするために用いられ
ている。一般的なATMプロトコルあるいは既に参照し
たフェニックス交換システム用のATMプロトコルのい
ずれかがALIによってサポートされる。具体的には、
ALIは50MHz、8ビットの入力ポートおよび出力
ポートを有している。以下に詳細に記述されるように、
ALIは、共有アドレス/データプロトコルを用いるこ
とによって、35MHzの32ビットローカルポートを
有することも可能である。
のALIは、各々、ATMヘッダ修正、ローカルルーテ
ィングタグの付加および削除、帯域利用管理、ATM回
線との間のATMセル挿入/削除を行なうローカルプロ
セッサインターフェーシング、およびALIによって取
り扱われる各々の仮想チャネル(VC/VP)に関する
統計の取得等を実行する。
の一つALI14の詳細なブロック図である。他のAL
I15、16、23、24、および25も同様に構成さ
れている。図2に示されているALI14は、ALI1
4へのATMセルが受信されるメイン入力11と処理さ
れたATMセルがALI14を離れるメイン出力17を
有している。ATMセルは、メイン入力11とメイン出
力17との間で、ローカルインタフェース宛にメインセ
ルストリームから抽出されたりコピーされたりすること
も可能である。ATMセルは、前記ローカルインタフェ
ースによってメインセルストリーム中に挿入されること
も可能である。メイン入力およびメイン出力には、2つ
の相異なったレートのクロック信号が供給される。前述
されているフェニックス交換機などのATM交換機は、
交換機内でのブロッキングを低減するため、入力回線の
スピードの2倍あるいは3倍で駆動されうる。よって交
換機10のエントリに位置するALIはその出力がその
入力よりも高速でなければならず、同様に交換機の出力
に位置するALIはその入力がその出力よりも高速でな
ければならない。ALIは、受信された場合よりもより
遅くALIを離れるセルのバースト状態を平滑化するた
めに、所定の個数、例えば10個、のATMセルを保持
することが可能な出力バッファを有している。それ以外
の付加的なバッファリングはALIの外部に提供され得
る。バッファリングは、入力セルをローカルインタフェ
ースを介してローカルプロセッサに係るランダムアクセ
スメモリに迂回させ、後にこれらのセルを出力ATMセ
ルストリーム中に適切なレートで挿入することによって
も実現されうる。
LIのメイン出力から送出されるATMセルには2つの
タイプがある。これらのセルは、ALIがATM交換機
の入力に位置している場合には53バイトよりなるプレ
ーンATMセルであり、ALIがATM交換機の出力に
位置している場合にはATM交換機によって内部ルーテ
ィングタグとして用いられるローカルヘッダ(エルヘッ
ダ)を含むATMセルである。メイン入力に到達するす
べてのATMセルは同一の長さのエルヘッダを有してい
なければならない;同様に、メイン出力から出力される
すべてのATMセルは同一の長さのエルヘッダを有して
いなければならないが、これはメイン入力におけるエル
ヘッダの長さとは相異なっていても良い。ALIの内部
においては、ATMセルはヘッダエラーチェックビット
(HEC)を含むATMヘッダのうちの1バイトを除い
て処理される。このHECコードはセルが受信されると
直ちにチェックされて取り除かれ、メイン出力において
ALIから出力される前に再計算されてセルに付加され
る。このHECバイトを除くと、ATMセルは52バイ
トよりなる。前記ローカルインタフェースは32ビット
幅のバスを有しており、ALIにおいてATMセルをロ
ーカルインタフェースに転送するために13回のアクセ
スが必要となる。
場合を考える。このセルはALI14の入力に155M
b/sのレートで到達し、そのHECがチェックされて
セルから除去され、52バイトのATMセルとしてスト
アされる。以下により詳細に記述されているように、こ
のセルに属する漏洩バケット情報が更新され、バケット
オーバーフローの場合にはこのセルは振り落とされる
か、振り落としうるものとしてマーキングされるか、あ
るいはローカルインタフェースに迂回させられる。セル
がALIのメイン出力に進む場合には、適切なローカル
ヘッダが付加され、セルは適切な交換機出力に導かれ
る。さらに、ヘッダ内のVCI/VPIフィールドが修
正されてALIの出力FIFOにストアされる。セルが
ALIを出て交換機に入ると、新たなHECが計算され
てATMヘッダの最後部に挿入される。
LI23などの出力ALIにおいては、HECバイトが
ATMヘッダから再び除去され、ATMヘッダが修正さ
れ(例えばATMヘッダに新たなVPI/VCIフィー
ルドが付加される)、ローカルヘッダ部の残りの1バイ
トが除去されて0バイトローカルヘッダによって置換さ
れる。その後、セルは新たなHECと共に出力回線、例
えば出力回線26、に送出される。この実施例において
は、ATMヘッダは、交換機10に入る直前に一度、交
換機10を出る直前に一度、総計二度修正されている。
セルは、交換機10の内部において用いられるVCI/
VPIを有することが可能である。この機能により、交
換機内のすべての接続に対してそれぞれ独自のATMヘ
ッダを割り当てることが可能になる。各々の接続に対す
る独自の識別子は、交換機内での欠陥のために誤って転
送されたセルの再転送を可能にするための、入力ポート
あるいは出力ポートのアドレスを含むことが可能であ
る。
述される。図2に示されている本発明の実施例における
主たるコンポーネントには、ストアされている28ビッ
ト仮想チャネル/仮想経路タグとALI14に流入して
くるATMセルに係るATMヘッダの対応する部分との
間の一致を検索するルックアップ操作において用いられ
る33ビット幅1024ワードの内容アドレス可能メモ
リ(CAM)32が含まれている。図2に示されている
ALI14のもう一つの主要なコンポーネントは、置換
されるATMヘッダおよびローカルルーティングヘッダ
をストアする128ビット幅1024ワードのランダム
アクセスメモリ(RAM)である。RAMは、管理パラ
メータや管理状態、およびALI14を通過するトラフ
ィックフローに関連する統計情報をも記憶している。図
2のALI14は、さらに、複数個の先入れ先出し(F
IFO)バッファを実現するための2688バイトのラ
ンダムアクセスメモリを有している。より詳細に述べれ
ば、これらのFIFOは、バッファバースト用に4プラ
イオリティ8セルFIFO、ローカルに生成されたAT
Mセル用の4プライオリティ2セルFIFO、およびロ
ーカルポートに対して割り当てられたバッファセル用の
2セルFIFOを含んでいる。入力ATMヘッダはAT
M標準に従ってエラー修正され、エラー修正が出力AT
Mセルに付加される。図2に示されているプログラムレ
ジスタ29がスタートアップにセットされ、ALI14
の動作が制御される。
までのレートを有する8ビットデータストリームを受信
しそれをFIFOにストアされる32ビットデータに変
換するメイン入力ブロック30が含まれている。メイン
入力ブロック30は、ATMヘッダと多ビットエラーフ
ラグとに含まれるすべての単ビットエラーを修正する。
それはさらにCAM32、RAM34、および管理ユニ
ット36の動作のシーケンスを制御する。また、メイン
出力FIFO38およびローカル出力FIFO40に対
する情報の書き込みも制御する。
イトセルを保持しているバッファであり、メイン入力ブ
ロック30によって書き込まれ、ローカルインタフェー
ス42によって読み出される。メイン出力FIFO38
は、4つのプライオリティの各々に対して8個のセルを
保持しており、メイン入力ブロック30によって書き込
まれ、メイン出力ブロック44によって読み出される。
ローカル入力FIFO46は、4つのプライオリティの
各々に対して3つのセルを保持しており、ローカルイン
タフェース42によって書き込まれ、メイン出力ブロッ
ク44によって読み出される。
2は、各々ALI14において処理される仮想回線の一
つ一つに対応する1024個のエントリを有している。
各々のエントリは32ビットのヘッダパターンおよび1
ビットのアクティブチャネルフラグを有している。32
ビットヘッダはマスクレジスタ(図3)と比較され、ア
クティブなCAMエントリ内での一致を検索するために
用いられる入力ヘッダビットが選択される。マスクされ
たヘッダパターンは、CAM32内の一つのエントリ以
外に一致してはならない。有効なマッチングにより、C
AM32内での一致検索に用いられたATMヘッダに関
連するパラメータブロックを含むRAM34内のロケー
ションを指し示す10ビットアドレス信号が回線48上
に生成される。一致が見られない場合には、デフォール
トのRAMアドレスが生成される。ローカル入出力ブロ
ック42の1024個のフラグすべてが不活性化され
る。
4は、各々CAM32内にストアされている各々の仮想
回線表現に対する1024個のエントリを有している。
RAM34内の各々のエントリは128ビットから成り
立っており、各々1.32ビットATM置換ヘッダ;
2.新たな32ビットローカルルーティングヘッダ;
3.バケットサイズおよびリークレートを規定している
15ビットの管理パラメータ;4.バケット内容に係る
測度および少なくとも一つのタイムスタンプパラメータ
を含む27ビット管理状態情報;5.管理モードを表現
する2ビット;6.16ビットのセルカウントパラメー
タ;7.2ビットのプライオリティフィールド;およ
び、8.2ビットのルーティングフィールド;から成り
立っている。
ク中のATM置換ヘッダ、入力ATMセルヘッダ、およ
び32ビットヘッダ置換マスクレジスタは、関連するペ
イロードとともにローカル出力FIFO40あるいはメ
イン出力FIFO38内に配置される新たなATMヘッ
ダを生成するために用いられる。メイン出力FIFO3
8内のセルに対しては新たなルーティングヘッダが付加
される。
タおよび管理状態情報は、管理ユニット36によって、
網利用パラメータの違反を検出しかつ管理状態情報を更
新するために用いられる。管理ユニット36は3種のモ
ードのうちの一つにおいて動作する。管理モードは、パ
ラメータブロックにおいて利用パラメータが違反したA
TMセルが欠落したか、ローカル入出力インタフェース
42に迂回させられたか、あるいは欠落可能なものとし
てマーキングされたか否かを決定する。上記パラメータ
ブロック中のセルカウントは、各々の仮想回線に関して
いくつのATMセルが欠落させられていないでいるかを
追跡している。セルカウントは、ローカル入出力インタ
フェース42に導かれたATMセルのヘッダに含まれ
る。パラメータブロック内のプライオリティおよびルー
ティング情報は、入力ATMセルを適切なFIFO38
あるいは40に配置するために、メイン入力ブロック3
0によって用いられる。
よって割り当てられた帯域すなわちバースト度を仮想回
線が超過しないことを保証するために、漏れバケツ手順
(アルゴリズム)を実現している。この漏れバケツプロ
シージャは、ATMセルが仮想回線に到達した時点で各
々の仮想回線に対して適用される。管理ユニット36
は、状態情報がオーバーフローするのを防止するため
に、この漏れバケツ手順を1024ATMセル期間毎に
一度実行する。入力ATMセルの属するプライオリティ
に対するメイン出力FIFO38が一杯の場合には、そ
のセルはローカル入出力インタフェース42に迂回させ
られるか、あるいは入力セルをアクノレッジしないこと
によってATMセルフローが制御される。
FIFO38および46から出力するATMセルを選択
することである。ATMセルは、メイン出力FIFO3
8あるいはローカル入力FIFO46によって扱われる
4つのプライオリティのうちの一つから選択される。F
IFO38および40が空である場合には、空のセルが
選択される。メイン出力ブロック44は、ATMヘッダ
エラー修正バイト(HEC)を計算し、それを出力AT
Mセルに付加する。メイン出力ブロック44は、さらに
32ビットデータを、例えば最大50MHzのレートを
有するATM交換機入力17上の8ビット出力データに
変換する。実際のレートは、メイン出力ブロック44に
接続された外部クロックによって決定される。
2は、ローカル制御プロセッサに対するインタフェース
を実現する。このインタフェース42を介して、プログ
ラムレジスタ29、CAM32、RAM34、およびマ
スクレジスタが読み書きされる。加えて、ローカル出力
FIFO40からセルが読み出され、またローカル入力
FIFO46の4つのプライオリティのうちの一つにセ
ルが書き込まれる。
動作がより詳細に記述される。図1に示されているその
他のALIの動作も同様である。図2のALI14は、
まず、ATMセルヘッダの関連する部分、すなわち仮想
経路識別子(VPI)フィールドおよび仮想チャネル識
別子(VCI)フィールド、を調査することによって各
々の入力セルを識別する。この識別は、この実施例にお
いては、RAM34中の総計1024個のエントリのう
ちからその中にストアされた対応するパラメータブロッ
クを選択するために用いられる。このパラメータブロッ
ク中のパラメータにより、そのATMセルがALI14
において如何に処理されるべきであるかということが規
定される。パラメータブロックの例に関しては前述され
ているとおりである。ATMヘッダのうちの(HECを
除く)32ビットのあらゆる組み合わせがATMセルを
識別するために用いられる。セルを識別するために実際
に用いられるビットは、図3に示されているマスクレジ
スタ52によって規定される。このマスクレジスタは、
CAM32内部あるいはATMセルヘッダとCAM32
との間の都合のよい位置に配置されている。このマスク
レジスタ52は、入力ATMセルに関して、ある種の接
続に関するヘッダを含むCAM32に係るルックアップ
を実行するために用いられる。マスクレジスタ52は、
ATMヘッダ中のいくつかのビットがマスクされて一致
検索には用いられないようにするように配置されてい
る。これらのビットは、図3に示されたマスクレジスタ
52中のハッチングがかけられている領域に対応する。
マルクレジスタ52中のハッチングがかけられていない
領域は、CAM32の内容に関する一致検索を行なうた
めに用いられるATMヘッダ中の予め選択されたビット
に対応する。マスクレジスタ52においてハッチングが
かけられた領域に対応するヘッダビットは、一致検索の
際には無視される。一致検索は、ATMヘッダ中の仮想
経路識別子ビット、仮想チャネル識別子ビット、あるい
はこれらのビットの組み合わせを用いてなされる。CA
M32の内容の一致検索を行なうために、ペイロード型
(PTI)あるいはセルロスプライオリティ(CLP)
ビットを用いることも可能である。CAM32に関して
ルックアップを実行することにより、一致が見い出され
た場合には、回線48上に0から1022の間のアドレ
ス信号が生成される。一致がなかった場合には、回線4
8上にアドレス信号1023が生成される。回線48上
のアドレス信号は、RAM34にストアされたパラメー
タ54に関するポインタとして用いられる。
LI14を通過して流れるATMセルのヘッダの修正も
行なう。各々のATMセルに対して、2つの相異なった
修正が実行される。その一つはローカルヘッダへの変更
であり、残りの一つは標準ヘッダそのものへの変更であ
る。
いるローカルヘッダを有するものとして取り扱われる。
例えば回線11からALI14に入るATMセルなど、
ALIに入るATMセルは、長さがゼロのローカルヘッ
ダを有している。ALI14などの入力ALIを離れて
交換機入力、例えば交換機入力17、を介してATM交
換機10に入るATMセルは、1バイトから4バイトの
間の長さを有するローカルヘッダを有している。ATM
交換機10から交換機出力20を介してALI23に入
るATMセルなどの出力ALIに入るATMセルは、0
バイトから4バイトの長さを有するローカルヘッダを有
している。(ローカルヘッダはATM交換機内で修正さ
れうる。)ALI23などの出力ALIから出て回線2
6等に現れるATMセルは、長さがゼロのローカルヘッ
ダを有している。ATMセルに関連しているローカルヘ
ッダは、新たなローカルヘッダによって置換されるかあ
るいは完全に除去される。ローカルヘッダの除去は、元
のローカルヘッダを長さがゼロのローカルヘッダによっ
て置換することにより実行される。ローカルヘッダの付
加は、長さがゼロのローカルヘッダを所定の非零長を有
するローカルヘッダによって置換することにより実現さ
れる。
ALI14は、CAM32にストアされているものと一
致するヘッダを有する各々のセルのヘッダを修正する。
図4に示されている修正回路58内に位置する個々の修
正マスクレジスタ56は、これらATMヘッダのうちの
選択されたビットの置換を実現する。修正回路58は、
例えば、図2に示されているメイン入力ブロック30内
に配置される。修正回路58は、ALI14によって受
信されたATMセルから獲得された古いヘッダ60およ
びRAM34から読み出されたパラメータブロック54
から獲得された置換ヘッダ62を受容する。修正マスク
レジスタ56は、例えばATMヘッダ内の32ビットに
対応する32ビットを有している。マスクレジスタ56
は、新たなヘッダ64内の適切な位置へコピーされる置
換ヘッダ内の位置に対応する位置にストアされた、例え
ばビット「1」の、マークを有している。マスクレジス
タ56は、新たなヘッダ64中の対応する位置にコピー
される古いヘッダ内の位置に対応する位置にストアされ
た、例えばビット「0」の、マークを有している。この
ようにしてマスクレジスタ56は古いATMヘッダの置
換さるべきビットを規定する。古いATMヘッダ中のマ
スクレジスタ56によって規定されていないビットは不
変である。
中でセルが転送されるべき場所を規定する2つのルーテ
ィングフラグを有している。これらのビットは、セルが
メイン出力ブロック44とローカル入出力インタフェー
ス42のうちの一方あるいはその双方に転送されるべき
であるか否かを規定する。メイン出力に対応するビット
の値が例えば「1」である場合は、そのセルはメイン出
力ブロック44に対してコピーされる。ローカル入出力
インタフェースに対応するビットの値が例えば「1」で
ある場合には、そのセルはローカル入出力インタフェー
スに対してコピーされる。この例では、例えば双方のビ
ットが「1」である場合には、そのセルはインタフェー
ス42とメイン出力ブロック44の双方に対してコピー
される。メイン出力ブロック44とローカル入出力イン
タフェース42に対応する双方のビットが「0」である
場合には、そのセルは振り落とされる。すなわち、セル
は一方あるいは双方の出力にコピーされるかあるいは振
り落とされることになる。
るセルに関する4つの可能なプライオリティのうちの一
つを規定する2つのビットを有している。メイン出力F
IFO38は、プライオリティの4つのレベルに対応す
る4つの個別のFIFOバッファより構成されている。
メイン出力FIFO38に転送されるセルは、その規定
されたプライオリティに対応するFIFOバッファにス
トアされる。その一方、ローカル入出力インタフェース
42に転送されるセルは、ローカル出力FIFO40内
の単一のFIFOにストアされる。FIFOバッファ4
0中のセルに関しては次のセルが到達する以前にローカ
ル制御プロセッサ50に対して転送されることが保証さ
れており、FIFO40における複数個のプライオリテ
ィの必要性が除去されている。
IFOしか存在しない。セルは14個の32ビットワー
ドとしてローカル制御プロセッサ50に転送される。第
一のワードは、そのATMセルに対する一致が見い出さ
れたCAMを示す10ビットCAMアドレスを含んでい
る。これは、一致が見い出された場合にRAM34へ入
力される回線48上の信号と同一である。この値は、そ
のセルに対応する制御プロセッサ50にストアされるあ
るデータあるいはコードへのポインタとして直接用いら
れうる。このことにより、プロセッサ50における付加
的なルックアップが回避される。転送されるセルの第一
ワードには、個の仮想チャネルおよび仮想経路に属する
RAM34のパラメータブロックにおける前述されたセ
ルカウンタの現時点での値が含まれている。次のワード
はそのセルに対するHECビット無しのATMヘッダを
含んでおり、残りの12ワードはペイロードを含んでい
る。
った場合には、回線48上にアドレス信号1023が生
成されて2つのルーティングビットをふくむパラメータ
ブロックがRAM34から読み出される。ルーティング
ビットは、例えば、このATMセルはローカル入出力イ
ンタフェース42へ転送されてローカル制御プロセッサ
50によって処理されるべきであることを示している。
CAM32において一致が見い出されなかったセルは、
適切な場合には振り落とされる。
び最大バースト長などの網利用パラメータが、新たな接
続が設定される度毎に協議されなければならない。通信
の間、これらの特性はモニタされることが必要であり、
接続中の通信トラフィックがその接続に関連して協議さ
れたパラメータに違反した場合にはなんらかのアクショ
ンが取られなければならない。前述されているように、
本発明に従って3つの可能なアクション、すなわち障害
を起こしたセルを振り落とす、障害を起こしたセルを振
り落としうるものとしてマークする(すなわちCLPビ
ットを「1」にする)、およびその接続に係る連続した
セルのすべてをローカルインタフェース42に転送す
る、がトラフィック障害に応答してALIによって取ら
れうる。セルがローカルインタフェース42に転送され
ると、これらのセルはバッファリングされ、通信が協議
された利用パラメータに従うように、これらのセルが適
切なレートでセルストリームに再挿入される。
って通信トラフィックが協議された利用パラメータを超
過するか否かを効率的に決定する漏洩バケットプロシー
ジャに基づいている。漏れバケツ手順は、「漏洩レー
ト」パラメータおよび「バケツサイズ」パラメータを含
む複数個のパラメータを利用する。「漏洩レート」パラ
メータは、通信が設定された時点で協議されたピーク帯
域に関連している。「バケツサイズ」パラメータは、回
線レートにおける最大バースト長の許容値を決定する。
加えて、漏れバケツ手順は、「実時刻」パラメータおよ
び「最終」パラメータという2つのタイミングパラメー
タを用いる。「実時刻」は、セルがある特定の仮想経路
および仮想チャネルから受信された時刻を表すタイムス
タンプである。「最終」は、その特定の仮想経路および
仮想チャネルから直前のセルが受信された時刻を表すタ
イムスタンプである。このプロシージャにおいては、セ
ルのバケット中での現時点のレベルを示す「現時点」と
呼称される別のパラメータも用いられる。
らセルが受信されると、その経路に対して以下のオペレ
ーションが実行される:「現時点」=「現時点」+1−
[(「実時刻」−「最終」)*レート]。「現時点」と
いう変数は、ゼロから「バケツサイズ」パラメータの値
までの間のあらゆる値を取りうる。「現時点」変数が
「バケツサイズ」変数よりも大きくなった場合は、設定
時にその接続に対して協議されたピーク帯域あるいはバ
ースト度等の網利用パラメータの障害が発生している。
上記計算式において定義されている+1というインクリ
メントは、丁度到達したセルの加算によるものである。
「(「実時刻」−「最終」)*レート」は、漏洩レート
にバケツレベルが更新されてからの経過時間を掛けたも
のに等しい総減算分である。
ットを用いて符号化されているため、(「実時刻」−
「最終」)が曖昧なものになってしまうことを防止する
ためにはバケツレートの更新が少なくとも1024セル
期間に一回はなされなければならない。この更新操作は
以下のようになされる:「現時点」=「現時点」−
[(「実時刻」−「最終」)*レート]、この際、「現
時点」≧0である。一更新操作はセル期間毎に実行され
る。よって、1024セル期間の後にはすべての接続変
数が更新されていることになる。
在する。例えば、32個の可能な漏洩レートが存在し、
各々2nによって分割されうる最大レートおよび最大レ
ートの3/4のレートが存在する。最大レートは、15
5Mb/sであるかあるいはこのレートの整数倍であ
る。
のカウンタが存在しており、その内容はCAM32内に
ストアされている対応する仮想経路および仮想チャネル
に係る統計情報を表現している。これらのカウンタは、
セルが対応する仮想回線および仮想チャネルから受信さ
れる度毎にインクリメントされる。カウンタの値はロー
カルインタフェース42に転送されるすべてのセルに付
加される。この情報は、網管理目的で用いられる。
セルのペイロードタイプフィールド(PTI、3ビッ
ト)を用いて実行されうる。PTIフィールドの「1」
という値は、ローカルインタフェースへ送出された対応
するセル(マーカーセル)のコピーがなされるもの、と
いうように規定されうる。例えば、その値がF5エンド
・ツー・エンドOAMセルの値(PTI=101)にセ
ットされている場合は、これらのマーカーセルのうちの
一つが接続の一端から他端に送出される度毎にそのセル
のコピーがそれが通過するALIにおいて生成される。
セルのコピーと共に、この接続に係るセルカウンタの値
もローカルインタフェースへ送出される。これらのカウ
ンタの値は通信経路に沿って比較されて各々の回線上で
失われるセルの数が決定される。相異なった値を有する
カウンタの位置はセルが失われた位置を示しており、こ
れらのセル損失が管理および伝送エラーによって生じた
か、あるいは交換機におけるブロッキングによるもの
か、ということはカウンタの値が異なる位置に依存して
いる。ALIにおける管理に起因するセル損失は、AL
Iによって検出された障害を管理するためにセルが振り
落とされた場合には個別のカウンタが増大する、という
ことにより、伝送エラーに起因するセル損失と区別され
うる。
ン入力30からメイン出力44へのATMセルストリー
ムに挿入されうる。セルストリームに挿入されるATM
セルは、ローカルインタフェース42においてALI1
4に与えられうる。これらのセルは、セルのプライオリ
ティレベルに依存して、ローカル入力FIFO46にお
ける4つのFIFOバッファのうちの一つに導かれる。
メイン出力ブロック44における管理ロジックにより、
メイン出力FIFO38の4つのFIFOバッファおよ
びローカルFIFO46の4つのFIFOバッファのう
ちから一つのFIFOバッファが選択され、メイン出力
17上で伝達されるセルが引き抜かれる。
たってセットされる: ・メイン入力におけるエルヘッダの長さ(0−4バイ
ト) ・メイン出力におけるエルヘッダの長さ(0−4バイ
ト) ・CAM32内の一致検索のために用いられるATMヘ
ッダビットを選択する識別マスクの特性 ・ATMヘッダのうちの置換さるべきビットを選択する
修正マスクの特性 ・管理がイネーブルされるかディセーブルされるか ・メイン出力においてセルが得られない場合に空のセル
の生成がなされるか否かおよび、 ・ローカルインタフェース42に対して常にコピーされ
なければならないセルのペイロードタイプ(PTI)フ
ィールドの値。
図2に示されているようなALIがユーザ網インタフェ
ースおよび網ノードインタフェースにおいて用いられる
様子を例示した図である。ALIは、それぞれ対応する
ローカルインタフェース42を介して、プログラミング
およびデータ転送に関してアクセスされる。高効率を実
現するために、プロセッサにインタラプトをかけること
なくセルをRAMとALIとの間で直接転送するための
専用ホストインタフェース(HI)チップが用いられ
る。
フェース66およびRAM68を有するユーザ網インタ
フェース(UNI)の構成が図5に示されている。図5
に示された装置は、ユーザのワークステーションに差し
込まれるボードの形態を取ることがある。
は図6に示されている。図6のNNIは、図1に示され
たALI14および23を含んでいる。NNIは、さら
に、図2に示されている制御プロセッサと同一のマイク
ロプロセッサ70を有している。NNIは、さらに、ホ
ストインタフェース72およびRAM74を有してい
る。NNIには、入力ATM回線11、出力ATM回線
26、ATM交換機10への出力17、およびATM交
換機10からの出力20が接続されている。NNIは、
ユーザあるいは他のNNIと、ATM回線11および2
6を介して通信することが出来る。ATM交換機の入力
17および出力20を用いることによって、NNIはA
TM交換機に接続された他のNNIと通信することが出
来る。よって、交換機による制御および管理は、ATM
交換機に接続されたNNI全体に分配される。
フェースあるいはユーザ網インタフェースを実現するた
めに利用されるいくつかの基本的な操作を実行するイン
タフェース回路が記述される。これらの機能には、パケ
ットヘッダの修正、ローカルヘッダルーティングタグの
付加あるいは除去、網利用パラメータの障害の検出およ
びその時の対応、パケットストリームへのパケットの挿
入およびパケットストリームからのパケットの除去、お
よび統計情報収集などが含まれる。インタフェース回路
はパケットが属する接続を識別するために内容アドレス
可能メモリに関連するマスクレジスタを利用し、このこ
とによって、パケットヘッダ、例えば32ビットATM
ヘッダ、内のビットのあらゆる組み合わせによりパケッ
トが属する仮想回線を識別することを可能にしている。
このアプローチはフレキシブルであり、非同期転送モー
ド(ATM)標準等の標準を開発するように適合させる
ことを可能にしている。
ースにおいては、チャネル番号がローカルプロセッサに
転送されつつある特定の接続のパケットと関連付けられ
ている。ローカルプロセッサは、このチャネル番号を、
ヘッダテーブルの新たな検索を実行する代わりにそのパ
ケットに関するデータあるいはコードへの指数として用
いる。このインタフェース回路は、ユーザ網インタフェ
ースあるいは網ノードインタフェースの実現の際にホス
トインタフェース回路と共に用いられる。インテリジェ
ントノードインタフェースにより、ATMパケット交換
機等のパケット交換機が、回線当たりに最大の処理能力
を与えるような制御を完全に分配することが可能にな
る。
もので,この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
散交換機制御に適したインタフェース回路およびそれを
実現する方法が提供される。
よび出力に位置している複数個のATMレイヤインタフ
ェース回路を模式的に示した図である。
ス回路のうちの一つを詳細に示したブロック図である。
よびランダムアクセスメモリの動作を表す詳細なブロッ
ク図である。
ATMヘッダ修正を示す図である。
ザ網インタフェースの一例を示す図である。
ードインタフェースの一例を示す図である。
ンタフェース回路 17、18、l9 交換機入力 20、21、22 交換機出力 26、27、28 出力回線 29 プログラムレジスタ 30 メイン入力ブロック 32 内容アドレス可能メモリ 34 RAM 36 管理ユニット 38 メイン出力FIFO 40 ローカル出力FIFO 42 ローカル入出力インタフェース 44 メイン出力ブロック 46 ローカル入力FIFO 48、49 回線 50 制御プロセッサ 52 マスクレジスタ 54 パラメータブロック 56 修正マスクレジスタ 58 修正回路 60 古いヘッダ 62 (RAMからの)置換ヘッダ 64 新たなヘッダ 65 ATMレイヤインタフェース回路 66、72 ホストインタフェース 68、74 RAM 70 マイクロプロセッサ
Claims (25)
- 【請求項1】 パケットを受信する入力と、 前記パケットの選択可能な所定の部分に応答してアドレ
ス信号を生成する内容アドレス可能メモリと、 前記アドレス信号に応答して前記パケットに対応する少
なくとも一つのパラメータを生成するランダムアクセス
メモリとからなることを特徴とするパケット網インタフ
ェース。 - 【請求項2】 前記パラメータが前記パケットに対する
新たなヘッダからなることを特徴とする請求項1のパケ
ット網インタフェース。 - 【請求項3】 前記パラメータが前記パケットに対する
ローカルヘッダからなることを特徴とする請求項1のパ
ケット網インタフェース。 - 【請求項4】 前記パケットの前記所定の部分が前記パ
ケットのヘッダ部分からなることを特徴とする請求項1
のパケット網インタフェース。 - 【請求項5】 前記パケットの前記所定の部分が前記パ
ケットの前記ヘッダ部分内の仮想経路識別子からなるこ
とを特徴とする請求項4のパケット網インタフェース。 - 【請求項6】 前記パケットの前記所定の部分が前記パ
ケットの前記ヘッダ部分内の仮想回線識別子からなるこ
とを特徴とする請求項5のパケット網インタフェース。 - 【請求項7】 前記パラメータが前記パケットの前記ヘ
ッダ部分内の前記仮想経路識別子および前記仮想チャネ
ル識別子を置換する新たな仮想チャネル識別子および新
たな仮想経路識別子からなることを特徴とする請求項6
のパケット網インタフェース。 - 【請求項8】 前記パラメータが網利用パラメータから
なることを特徴とする請求項1のパケット網インタフェ
ース。 - 【請求項9】 前記利用パラメータが帯域利用パラメー
タからなることを特徴とする請求項8のパケット網イン
タフェース。 - 【請求項10】 前記利用パラメータがバースト度パラ
メータからなることを特徴とする請求項8のパケット網
インタフェース。 - 【請求項11】 前記利用パラメータの違反が生じたか
否かを決定する手段をさらに有することを特徴とする請
求項8のパケット網インタフェース。 - 【請求項12】 前記決定手段が漏れバケツプロセスを
実行する手段を有することを特徴とする請求項11のパ
ケット網インタフェース。 - 【請求項13】 前記実行手段が、 漏洩レートおよびバケツサイズを規定する手段と、 前記漏洩レートおよび前記インタフェースによって受信
されたパケットの到達に応答してバケツレベルを決定す
る手段とからなることを特徴とする請求項12のパケッ
ト網インタフェース。 - 【請求項14】 前記網利用パラメータの違反に応答し
て前記パケットを捨てる手段をさらに有することを特徴
とする請求項11のパケット網インタフェース。 - 【請求項15】 前記網利用パラメータの違反に応答し
て前記パケットを捨てうるものであるとしてマーキング
する手段をさらに有することを特徴とする請求項11の
パケット網インタフェース。 - 【請求項16】 前記利用パラメータの違反に応答して
前記インタフェースからの出力トラフィックを整形する
手段をさらに有することを特徴とする請求項11のパケ
ット網インタフェース。 - 【請求項17】 前記パラメータに応答して前記パケッ
トの所定の部分を修正する手段をさらに有することを特
徴とする請求項1のパケット網インタフェース。 - 【請求項18】 前記内容アドレス可能メモリ中の一致
を決定するために前記パケットの所定の部分を選択する
手段をさらに有することを特徴とする請求項1のパケッ
ト網インタフェース。 - 【請求項19】 前記修正手段が修正マスクからなるこ
とを特徴とする請求項17のパケット網インタフェー
ス。 - 【請求項20】 前記選択手段が識別マスクであること
を特徴とする請求項18のパケット網インタフェース。 - 【請求項21】 網において通信経路とパケット交換機
との間のインタフェースを接続するステップと、 前記インタフェースにおいてパケットを受信するステッ
プと、 前記インタフェースによって受信された前記パケットの
所定の部分を前記インタフェースにおいて前記パケット
が属する仮想回線を表現するものとして識別するステッ
プと、 前記インタフェースにおいて前記パケットの所定の部分
を修正するステップと、 前記インタフェースにおいて前記パケットが網利用パラ
メータに違反しているか否かを検出するステップと、 前記パケットを前記インタフェースの出力へ導くステッ
プとからなることを特徴とする、通信網においてパケッ
ト交換機への通信経路をインタフェースする方法。 - 【請求項22】 前記パケット内のルーティング情報を
検出するステップと、 前記検出ステップに応答して前記パケットを前記インタ
フェースのメイン出力の一つと前記インタフェースのロ
ーカル出力とへ選択的に導くステップとをさらに有する
ことを特徴とする請求項21の方法。 - 【請求項23】 網において通信経路とパケット交換機
との間のインタフェースを接続するステップと、 前記インタフェースにおいてパケットを受信するステッ
プと、 前記インタフェースによって受信された前記パケットの
所定の部分を前記インタフェースにおいて識別するステ
ップと、 前記識別ステップに応答して前記インタフェースにおい
て前記パケットが属する通信チャネルに関する統計情報
を収集するステップと、 前記収集ステップの後に前記パケットを前記インタフェ
ースの出力へ導くステップとからなることを特徴とす
る、通信網においてパケット交換機への通信経路をイン
タフェースする方法。 - 【請求項24】 前記インタフェースによって収集され
た前記統計情報に応答して前記通信網によって失われて
しまったパケット数を決定するステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項23の方法。 - 【請求項25】 前記統計情報に応答して前記網内のパ
ケットが失われた位置を決定するステップをさらに有す
ることを特徴とする請求項24の方法。
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