JP2000183886A

JP2000183886A - 通信装置

Info

Publication number: JP2000183886A
Application number: JP36023298A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Yamashita; 和寿山下
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】一部の選択されたフローに関してのみバック
プレッシャに基づくフロー制御を効率良く行う選択的バ
ックプレッシャを実現する。【解決手段】スイッチコア４１の入力ポートから入力
されたパケット又はセルは、フロー毎に設けたキューに
一旦記憶された後、マルチプレクサを経て出力ポートか
ら出力される。本通信装置の後段の装置からフローの停
止要求があると、バックプレッシャモジュール１１は、
「キューが空になった」旨の通知をスケジューラ４３に
送ることでフローを止める。後段の装置からフローの再
開要求があると、バックプレッシャモジュール１１は、
「キューが空でなくなった」旨の通知をスケジューラ４
３に送ることでフローを再開する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルデータ
を伝送する際のパケットやＡＴＭ(AsynchronousTransfe
r Mode：非同期転送モード)セルを中継する通信装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータやデータ端末などを通信装
置で接続してネットワークを形成し、各コンピュータ間
でデータを伝送することが行われている。図３にその構
成を例示する。コンピュータ３１〜３４は、直接的には
通信装置３５〜３７に接続されている。通信は双方向に
行われるので、接続には少なくとも一対の伝送路が必要
である。接続は、複数対の伝送路を用いても良く、ネッ
トワーク全体として迂回路やループがあっても良い。後
の説明の都合上、図３の通信装置では、左側に入力ポー
トを、右側に出力ポートを記載している。通信装置３５
〜３７は、互いに接続されており、コンピュータからの
通信を他のコンピュータ又は通信装置に伝送する。この
様に通信装置で中継することにより、コンピュータ間で
の通信を可能にする。通信は、データをパケットに区切
り、パケットを単位として伝送することで行う。ＡＴＭ
技術を使う場合は、パケットをさらに細分化したセルを
単位として伝送する。本発明に関する通信装置は、パケ
ットを伝送する場合でもセルを伝送する場合でも適用可
能である。パケットとセルと特に区別して説明する必要
がないので、以下では、「パケット又はセル」を「パケ
ット／セル」と表記する。

【０００３】図３のネットワークでは、通信装置を介し
てコンピュータとコンピュータの間で通信が行われる。
この通信の流れをフローと呼ぶ。通信の対象となるデー
タには、リアルタイムの動画や音声の様に、通信の遅延
や伝送レートが一定以下に劣化すると困るものがある。
また、一方、ファイル転送の様になるべく高い伝送レー
トで送りたいが、遅延や伝送レートの劣化があっても差
し支えないものがある。前者は、ＱｏＳ（Quality of S
ervice：サービス品質）が一定以上に保たれる必要があ
る。後者は、ＱｏＳを一定以上に保つ必要がない。一
方、ネットワークの使用効率はなるべく高めたい。すな
わち、通信できる最大の伝送レート（伝送帯域）で、通
信したい。

【０００４】そこで、通信装置においては、まずＱｏＳ
を一定以上に保つべき通信に伝送レートを割り当てた
後、残る伝送帯域についてはＱｏＳを保たなくて良い通
信に伝送レートを割り当てる。この様に、通信の対象と
なるデータの性質に合わせて伝送レートを割り当てるこ
とで、ネットワークの使用効率を高めることができる。

【０００５】さて、途中でパケット／セルが廃棄される
ことなく装置間で通信が行われるためには、後段の装置
が受け取ることができる量に合わせて前段の装置が送信
を行わなければならない。これをフロー制御と呼ぶ。具
体的には、後段の装置がパケットを受け取れるか否かを
その前段の装置に通知することで行う。例えば、後段の
装置内に設けてあるパケット／セルを受け取るバッファ
（一時的な記憶領域）に溜まっているパケット／セルの
量を監視し、所定の閾値以上になれば、後段の装置から
前段の装置へ送信を停止するよう通知する。逆に、バッ
ファに溜まっているパケットの量が、別の所定の閾値以
下になれば、後段の装置から前段の装置へ送信を再開す
るよう通知する。この様な、後段の状態による前段の送
信の制御をバックプレッシャと呼ぶ。

【０００６】ところで、通信装置の間をつなぐ伝送路に
は、コンピュータ間の通信が複数含まれる。フローに必
要なＱｏＳは前述した様に種々に異なりうる。すなわ
ち、ＱｏＳの異なる複数のフローが同じ通信装置の経路
を通る。また、バックプレッシャの生じ方は個々のフロ
ー毎に異なる。従って、フロー毎にバックプレッシャを
制御できる必要がある。これを選択的バックプレッシャ
と呼ぶ。

【０００７】従来技術により選択的バックプレッシャを
行う通信装置３６の構成を図４に示す。通信装置３６
は、ｎ本の入力ポートとｎ本の出力ポートを備えてお
り、ｎ個の別の装置と通信を行うことができる。

【０００８】４１はスイッチコアであり、ｎ＋１本の入
力ポートとｎ＋１本の出力ポートを備える。ｎ＋１番目
の入力ポート（入力ポートｘ）と出力ポート（出力ポー
トｚ）は、この通信装置３６自身が、別の装置と通信す
るために用いる。例えば、選択的バックプレッシャに基
づくフロー制御のためには、この通信装置と別の装置の
間での連携が必要である。この入力ポートｘと出力ポー
トｚを使って制御用パケット／セルを通信することで、
この連携を取る。

【０００９】スイッチコア４１に入ってから出るまでの
パケットの流れを図５に模式的に示す。入力されたパケ
ット／セルは、クラシフィケーション５１〜５３によっ
て、どのフローに対応するものかが特定され、どの出力
ポートから出力すべきかが定められる。クラシフィケー
ション５１〜５３で特定されたフローは、本通信装置内
ではフローＩＤ（Identifier）を付して表すことにす
る。パケット／セルは、フロー毎に設けたキュー（待ち
行列）５５〜５９に一旦蓄えられる。キューは、ＦＩＦ
Ｏ（First In First Out：先に入れたものから先に取り
出される）形式で動作する記憶手段で実施される。スイ
ッチマトリックス５４は、フローＩＤに基づいてパケッ
ト／セルをそれぞれのキューに割り振って書き込む。マ
ルチプレクサ６１は、フロー毎に設けたキュー５５〜５
７から、逐次的にパケット／セルを取り出すことで時分
割多重化して出力する機能を有する。マルチプレクサと
フロー毎のキューは、出力ポートそれぞれに対して用意
されている（６４〜６６）。

【００１０】図４のキューコントローラ４２は、スイッ
チマトリックス５４を経てキューにパケット／セルを入
れる操作や、マルチプレクサがキューからパケット／セ
ルを取り出す操作を指示する。すなわち、キューコント
ローラ４２からは、どのキューに入れるべきかが伝えら
れ、これに基づいてパケット／セルがキューに入れられ
る。また、キューコントローラ４２は、出力すべきパケ
ット／セルをスイッチコア４１に伝える。これらに基づ
いて、スイッチコア４１内部のマルチプレクサ６１〜６
６は、パケット／セルをキュー５５〜５９から取り出し
て所定の出力ポートから出力する。

【００１１】図５で模式的に示した様に、パケット／セ
ルの全体をキューに入れる構成も可能である。しかし、
キューの記憶場所の節約やキューの処理を容易にするた
め、パケット／セルの順序を記憶するキューとは別に、
パケット／セルを記憶する共用メモリを設けるのでも良
い。この場合の構成を図６に示す。図６において、共用
メモリ７１は、共用メモリコントローラ７２によって書
き込みと読み出しが制御されている。共用メモリ７１の
どこにパケット／セルを記憶したかは、共用メモリコン
トローラ７２が生成するパケット識別子で表すこととす
る。キューコントローラ４２の内部には、フロー毎に対
応したキューを設けておき、このキューにパケット識別
子を記憶する。パケット識別子の大きさ（バイト数）
は、パケット／セル全体に比べて小さいので、パケット
／セル全体をキューに記憶する場合に比べて、キューの
記憶や操作が容易である。

【００１２】図６において、クラシフィケーション５１
〜５３によってフローが特定されたパケット／セルがス
イッチマトリックス５４に入力されたら、スイッチマト
リックス５４はそのフローＩＤをキューコントローラに
通知する。一方では、スイッチマトリックス５４は、共
用メモリコントローラ７２を制御してそのパケット／セ
ルを共用メモリ７１に書き込む。そして、共用メモリコ
ントローラ７２は、パケット識別子をキューコントロー
ラ４２に通知する。キューコントローラ４２は、フロー
ＩＤとパケット識別子を受け取って、フローＩＤで示さ
れるキューにパケット識別子を書き込む。キューからパ
ケット識別子が取り出されるときは、そのパケット識別
子とキューに付されたフローＩＤがキューコントローラ
４２から共用メモリコントローラ７２に通知され、共用
メモリ７１から該当するパケット／セルが取り出され
る。取り出されたパケット／セルはフローＩＤに基づい
て対応する出力バッファ７３〜７５に一旦書き込まれた
後、出力される。

【００１３】以下では、説明の容易化のために、パケッ
ト／セルを図５のキュー５５〜５９に記憶する場合では
なく、図６の共有メモリ７１に記憶する場合を代表して
説明する。

【００１４】図４のキューコントローラ４２とスケジュ
ーラ４３の間の通信は、双方向の信号線であるフローＩ
Ｄ信号４４、この信号線を制御するＱバリッド信号４
５、Ｓバリッド信号４６、及び、エンプティ信号４７に
よって、行われる。キューコントローラ４２からスケジ
ューラへフローＩＤを伝えるときは、キューコントロー
ラ４２がフローＩＤを双方向の信号線である４４に出力
し、Ｑバリッド信号４５をアサートする。逆に、スケジ
ューラからキューコントローラ４２にフローＩＤを伝え
るときは、キューコントローラ４２がフローＩＤを双方
向の信号線である４４に出力し、Ｓバリッド信号４６を
アサートする。

【００１５】キューコントローラ４２は、キューに入っ
ているパケット識別子の状態の変化をスケジューラ４３
に伝える。キューが空（キューに記憶されているパケッ
ト識別子がない状態）のときに、新たなパケット識別子
がキューに入れられたなら、キューコントローラ４２は
スケジューラ４３にその旨を通知する。具体的には、フ
ローＩＤを双方向の信号線である４４に出力し、Ｑバリ
ッド信号４５をアサートする。

【００１６】スケジューラ４３はキューコントローラ４
２に、出力すべきフローに対応したフローＩＤを伝え
る。具体的には、フローＩＤを双方向の信号線である４
４に出力し、Ｓバリッド信号４６をアサートする。キュ
ーコントローラ４２は、キューからパケット識別子を取
り出して、フローＩＤと共に共用メモリコントローラ７
２に送り、そのパケット／セルを共用メモリ７１から取
り出して出力バッファ７３を経て出力させる。キューか
らパケット識別子を取り出すことでキューが空になった
場合は、キューコントローラ４２はスケジューラ４３に
その旨を通知する。具体的には、キューコントローラ４
２は、エンプティ信号４７をアサートする。

【００１７】本例では、一組のキューコントローラ４２
とスケジューラ４３が、全ての出力ポートに対応する、
キューを管理する場合を示している。キューそれぞれに
パケット識別子を入れたり取り出したりする指示は、決
められた周期で逐次的に行っている。すなわち、キュー
コントローラ４２とスケジューラ４３は、時分割で各ポ
ートに対するサービスを行っている。共用メモリ７１か
ら出力バッファ７３〜７５へのパケット／セルの転送
は、出力バッファ７３〜７５からパケット／セルが出力
ポートに送出されるよりも速く行われる。つまり、共用
メモリ７１から出力バッファ７３〜７５への転送は時分
割で行われるが、出力バッファ７３〜７５からパケット
／セルが送出されるのは伝送路に対して定められた速度
で連続して行われる。なお、出力ポートからパケット／
セルを出力する動作は、互いに独立しているので、キュ
ーコントローラ及びスケジューラは出力ポート毎に用意
しても良い。

【００１８】スケジューラ４３の機能について、より詳
しく説明する。スケジューラ４３は、フローＩＤと出力
ポートとの対応、出力ポートの有する伝送帯域から各フ
ローにどれだけの伝送帯域を割り当てるか、を管理する
機能を有している。スケジューラ４３は、キューコント
ローラ４２からフローＩＤを受け取ることで「キューが
空でなくなった」ことを知ると、そのフローＩＤで示さ
れるキューに対する指示（サービス）を、スケジューラ
４３の処理対象に加える。サービスの対象となっている
キューに関しては、伝送帯域を割り当てる所定の方針
（ポリシー）に従って、パケット／セルを取り出すタイ
ミングをスケジューラ４３は決める。このタイミングに
なれば、対応するフローＩＤをスケジューラ４３はキュ
ーコントローラ４２に伝え、これによりスイッチコア４
１ではキューからパケット／セルが取り出される。この
際、もし、キューコントローラ４２からのエンプティ信
号４７がアサートされたなら、「キューが空になった」
ことをスケジューラ４３が知り、このキューはサービス
の対象から除外される。

【００１９】伝送帯域を割り当てるポリシーの代表的な
ものとして、パケットの場合はＤＤＲ(Deficit Round R
obin)が、セルの場合はＷＲＲ(Weighted Round Robin)
がある。これらは、各フローに重みを設定し、その重み
の割合に従って、出力ポートの伝送帯域をフローの間で
分け合うというものである。ラウンドロビンによる伝送
帯域の割り当ては、例えば、サービスの対象となってい
る全てのキューを循環的に検査し、それぞれのキューか
らはフローの重みに比例した数だけパケット／セルを出
力させることで実現する。

【００２０】図４のＣＰＵ（Central Processing Uni
t：マイクロコンピュータ等により実施される中央処理
装置）４８は、通信装置３６全体を管理する。特に、バ
ックプレッシャに関しては、ポートｚから受けた制御用
パケット／セルを解釈してフローを制御する機能を有す
る。すなわち、出力先からバックプレッシャを受けて出
力を停止するフローは、スケジューラ４３に設けてある
制御ポートを通して、ＣＰＵ４８がそのフローの重みを
０にする。出力先のバックプレッシャが解除されて出力
を再開するフローについては、ＣＰＵ４８がそのフロー
の重みを通常の値に戻す。この様に、スケジューラ４３
内部にあるフローの重みをＣＰＵ４８が書き換えること
で、バックプレッシャによるフローの停止・再開を制御
する。

【００２１】図４の制御パケット／セル生成部４９は、
通信装置３６が他の機器に出力する制御用パケット／セ
ルを生成する。例えば、通信装置３６内のキューに記憶
されているパケット／セルの量に応じてバックプレッシ
ャによるフローの停止・再開を、本通信装置３６の入力
先へ伝えるための制御用パケット／セルを生成する。制
御パケット／セル生成部４９を別に設けずに、ＣＰＵ４
８がこの働きを兼ね備える構成も、もちろん可能であ
る。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】かかる構成の通信装置
では、各フローの停止・再開によって選択的バックプレ
ッシャを実現しようとすると、後段の通信装置には、大
きなバッファ（例えば、キューや共用メモリ）が必要で
ある。以下に、より詳述する。

【００２３】もし、後段の通信装置からのフローの停止
要求が即応されず、パケット／セルの出力が続くと、後
段の通信装置はそれだけ余分なパケット／セルを一時的
に受け取らなければならない。さもないと、バッファの
オーバーフローのため、パケット／セルの廃棄が生じ
る。これを避けるためには、バッファの容量を大きくす
る必要がある。

【００２４】一般に、フローｉの伝送レートをＲ_iと
し、後段の通信装置がフロー停止又は再開を要求する制
御用パケット／セルを送信して、本通信装置から実際に
フローが停止又は再開するまでのラウンドトリップ時間
をＴ_rttとする。後段の通信装置のバッファがバックプ
レッシャすべきと判断する閾値（停止閾値）を越えた後
フロー停止を要求する制御用パケット／セルを生成して
本通信装置に送信するまでに必要な処理時間をＴ_procN
とし、本通信装置でフロー停止を要求する制御用パケッ
ト／セルを受信してから、実際にフローを止めるまでに
必要な処理時間をＴ_procSとする。すると、後段の装置
においてはフローｉのキューをオーバーフローさせない
ためには、停止閾値の上に、Ｒ_i×（Ｔ_rtt＋Ｔ_procN＋Ｔ_procS） (1) だけのバッファが必要である。

【００２５】逆に、後段の通信装置からのフローの再開
要求に即応できずにパケット／セルを停止し続けると、
後段の通信装置のバッファにあったパケット／セルはさ
らに次段の通信装置に送られて一時的に減ってしまう。
もし、この後段の通信装置のバッファが空になったな
ら、フローが一時的に止まってしまう。すなわち、アン
ダーランが生じて、パケット／セルの流れのＱｏＳが保
てないことになる。これを避けるためには、後段の通信
装置のバッファの容量を大きくし、パケット／セルが常
に多めに残っている様にしなければならない。

【００２６】一般に、本通信装置でフロー再開を要求す
る制御用パケット／セルを受信してから、実際にフロー
を再開するまでに必要な処理時間をＴ_procRとする。す
ると、次段の装置においてはフローｉを途切れさせない
ためには、再開閾値の下に、Ｒ_i×（Ｔ_rtt＋Ｔ_procN＋Ｔ_procR） (2) だけのバッファが必要である。

【００２７】選択的バックプレッシャは、従来技術にお
いては、スケジューラ４３の帯域割り当ての設定を帯域
０（バックプレッシャによるフロー停止時）、本来の帯
域（フローを停止していない時）のいずれかに変更する
ことで実現している。重みを変更するには、スケジュー
ラ４３から変更前の重みを読み取って記憶した後に、変
更後の重みを書き込む等の処理を行う時間や、重みを書
き換えるタイミングと重みを検査で参照するタイミング
とが重ならない様にタイミングを制御する時間等が必要
である。すなわち、各フローの重み付けの設定変更には
時間がかかる。つまり、Ｔ_procSとＴ_procRが大きく、従
来技術による通信装置は後段の通信装置からのバックプ
レッシャに即応することができない。そのため、従来技
術による通信装置では、フローの停止・再開の応答性が
悪く、次段の通信装置には大きなバッファ容量を必要と
していた。

【００２８】また、ラウンドロビンによる伝送帯域の割
り当てのため、前述の様にサービスの対象となっている
全てのキューを循環的に検査すると、重みが０のフロー
に対しても検査が行われることになり、その検査時間が
無駄である。重み０のフローが多くなると、実際には出
力しないフローの検査にスケジューラ４３の時間が使わ
れてしまい、本来出力すべきフローを十分には処理でき
なくなってしまう。

【００２９】本発明は、これらの点を解決するために創
作されたものであり、選択的バックプレッシャによるフ
ローの停止・再開を効率良く行うことを目的としてい
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】かかる目的に対して、請
求項１の通信装置は、パケット又はセルを入力し、複数
のフローそれぞれに対応して設けてあるキューに一旦記
憶した後に出力する通信装置において、前記キューの実
際の状態を通知するキューコントローラと、前記キュー
の擬似的な状態を通知するバックプレッシャモジュール
であって、出力先から前記フローのパケット又はセルの
出力を停止する要求があれば擬似的な状態を空とし、出
力先から前記フローのパケット又はセルの出力を再開す
る要求があれば擬似的な状態を空でないとする、バック
プレッシャモジュールと、前記キューコントローラ及び
前記バックプレッシャモジュールから通知を受け、前記
実際の状態又は前記擬似的な状態が空の場合はパケット
又はセルをキューから取り出さず、前記実際の状態及び
前記擬似的な状態が空でない場合はパケット又はセルを
キューから取り出す制御を行うスケジューラと、を有す
ることを特徴とする。

【００３１】かかる様に構成されているので、スケジュ
ーラはキューコントローラからの通知と同様にバックプ
レッシャモジュールからの通知にも従う。これにより、
キューコントローラの通知による場合と同様のやり方
で、バックプレッシャモジュールの通知によるパケット
又はセルの出力の停止・再開が制御できる。

【００３２】請求項２の通信装置は、パケット又はセル
を入力し、複数のフローそれぞれに対応して設けてある
キューに一旦記憶した後に出力する通信装置において、
前記キューの状態をバックプレッシャモジュールへ通知
するキューコントローラと、出力先から前記フローのパ
ケット又はセルの出力を停止する要求があれば、キュー
が空の状態をスケジューラに通知し、出力先から前記フ
ローのパケット又はセルの出力を再開する要求があれ
ば、前記キューコントローラからの前記キューの状態を
スケジューラへ通知するバックプレッシャモジュール
と、前記バックプレッシャモジュールから受けた通知に
よりキューの状態が空の場合はパケット又はセルをキュ
ーから取り出さず、前記バックプレッシャモジュールか
ら受けたキューの状態が空でない場合はパケット又はセ
ルをキューから取り出す制御を行うスケジューラと、を
有することを特徴とする。

【００３３】かかる様に構成されているので、スケジュ
ーラはキューコントローラの発する通知と共にバックプ
レッシャモジュールの発する通知を、バックプレッシャ
モジュールから受け取る。これにより、キューコントロ
ーラの通知による場合と同様のやり方で、バックプレッ
シャモジュールの通知によるパケット又はセルの出力の
停止・再開が制御できる。さらに、キューコントローラ
から通知を受ける信号線とは別にバックプレッシャモジ
ュールから通知を受ける信号線をスケジューラに設ける
必要がない。

【００３４】請求項３の通信装置は、請求項１又は２に
記載の通信装置において、出力先から前記フローのパケ
ット又はセルの出力を停止又は再開する要求が、パケッ
ト又はセルによって送付されるものであり、このパケッ
ト又はセルをバックプレッシャモジュールが受け取って
前記要求を判断することを特徴とする。

【００３５】かかる様に構成されているので、バックプ
レッシャモジュールは出力先からフローの停止・再開要
求をパケットで受け取ってすみやかに判断することがで
きる。

【００３６】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を図１に示す。こ
の実施例は、従来のキューコントローラ及びスケジュー
ラが有していた信号線を利用して、選択的バックプレッ
シャによるフローの停止及び再開を行っている。そのた
め、従来のキューコントローラ及びスケジューラを変更
する必要がなく、装置の設計が容易である。

【００３７】図１において、３６以上の符号を付した部
分は、図４における同符号の部分と同じ機能構成であ
る。すなわち、４１はスイッチコアであり、入力ポート
からパケット／セルを入力し、フロー毎に設けたキュー
に蓄えた後、マルチプレクサによる時分割多重を経て、
出力ポートから出力する。図５の様にスイッチコア４１
内部にパケット／セル全体を記憶するキューを設ける
他、図６に示した様に、パケット／セルを示すパケット
識別子を作成してキューコントローラ４２内に設けたキ
ューにパケット識別子を記憶することでも本発明は実施
できる。キューコントローラ４２とスケジューラ４３を
つなぐ信号線には途中にバックプレッシャモジュール１
１を設けてある。

【００３８】図６のキューコントローラ４２は、内部に
設けたフロー毎のキューにパケット識別子を記憶し、ス
イッチコア４１（具体的には、図６の共用メモリコント
ローラ７２）に対してパケット／セルの出力を指示す
る。さらに、キューコントローラ４２は、キューの状態
を図１のバックプレッシャモジュール１１を経てスケジ
ューラ４３へ伝える。スケジューラ４３は、各フローに
対して設定した重み付けに従って出力ポートの伝送帯域
を各フローに割り当て、キューからパケット／セルを取
り出すタイミングをバックプレッシャモジュール１１を
経てキューコントローラ４２へ伝える。制御パケット／
セル生成部４９は、通信装置３６から他の機器に伝送す
る制御のためのパケット／セルを生成する。

【００３９】選択的バックプレッシャによるフローの停
止・再開を行わない時は、バックプレッシャモジュール
１１は、キューコントローラ４２とスケジューラ４３の
間の通知を素通しする（信号をそのまま通す場合の他
に、通知を一旦受け取ってから送る場合も含む）。選択
的バックプレッシャを行うために、バックプレッシャモ
ジュール１１は、出力ポートｚから制御用パケット／セ
ルを受け取り、フローを停止・再開させるべきキューを
判断する。

【００４０】従来技術で述べた様に、キューコントロー
ラ４２は、スケジューラ４３からフローＩＤを受け取る
と、キューコントローラ４２内部の対応するキューから
パケット識別子を取り出し、スイッチコア４１に指示し
てパケット／セルを出力させる。この時、キューが空で
なければキューコントローラ４２はエンプティ信号１３
をアサートしないが、キューが空になればエンプティ信
号１３をアサートする。

【００４１】バックプレッシャモジュール１１は、受け
取った制御用パケット／セルに基づいてフローを停止す
べきと判断したときは、キューコントローラ４２がスケ
ジューラ４３からフローＩＤを次に受け取るタイミング
に合わせて、エンプティ信号１４をアサートする。すな
わち、実際のキューが空でなくても（エンプティ信号１
３がアサートされなくても）、バックプレッシャモジュ
ール１１は「キューは空になった」という通知をスケジ
ューラ４３に送る。すると、スケジューラ４３は、その
フローをサービス対象から除外するので、以降はそのフ
ローの出力が行われなくなる。

【００４２】キューコントローラ４２とスケジューラ４
３の間の通信は、双方向の信号線であるフローＩＤ信号
１５と１６、Ｑバリッド信号１７と１８、Ｓバリッド信
号１９と２０を用いて、時分割で行われる。この通信
は、パケット／セルのタイミングに同期して生じるの
で、時間的な隙間がある。

【００４３】バックプレッシャモジュール１１は、受け
取った制御用パケット／セルに基づいてフローを再開す
べきと判断したときは、この隙間を使って、スケジュー
ラ４３に、フローＩＤを通知する。すなわち、キューコ
ントローラ４２からの双方向の信号線である１５にはフ
ローＩＤが示されず、Ｑバリッド信号１７がアサートさ
れていないにも拘わらず、バックプレッシャモジュール
１１は、フローＩＤを双方向の信号線である１６に示
し、Ｑバリッド信号１８をアサートする。

【００４４】すると、バックプレッシャモジュール１１
は、「キューは空でなくなった」と判断してそのフロー
をサービス対象に加えるので、以降はそのフローの出力
が行われる。

【００４５】この様に、バックプレッシャモジュール１
１は、選択的バックプレッシャによるフローの停止・再
開の操作を、スケジューラ４３への「キューは空になっ
た」・「キューは空でなくなった」という擬似的な通知
によって実現する。

【００４６】なお、選択的バックプレッシャによりフロ
ーの停止・再開の操作を行う以外の時は、バックプレッ
シャモジュール１１は、スケジューラ４３からの通知を
そのままキューコントローラ４２に送り、キューコント
ローラ４２からの通知はそのままスケジューラ４３に送
る。すなわち、通知を素通しするので、従来技術と同様
に「キューは空になった」・「キューは空でなくなっ
た」という実際の通知に応じてフローの制御は行われ
る。

【００４７】以上を整理して説明する。バックプレッシ
ャモジュール１１からスケジューラ４３に通知される擬
似的な状態が「キューは空である」又は、キューコント
ローラ４２からスケジューラ４３に通知される実際の状
態が「キューは空である」ならば、スケジューラ４３は
そのフローを制御対象から除外しているので、そのフロ
ーのパケット／セルは出力されない。逆に、バックプレ
ッシャモジュール１１からスケジューラ４３に通知され
る擬似的な状態が「キューは空でない」かつ、キューコ
ントローラ４２からスケジューラ４３に通知される実際
の状態が「キューは空でない」ならば、スケジューラ４
３はそのフローを制御対象に含めているので、そのフロ
ーのパケット／セルは出力されうる。

【００４８】ここで、「キューは空である」あるいは
「キューは空でない」という状態は、「キューは空にな
った」あるいは「キューは空でなくなった」という通知
を受けることによってスケジューラは把握している。キ
ューコントローラ４２からのこの通知は、バックプレッ
シャモジュール１１を経てスケジューラ４３に伝えられ
る。フローの停止・再開のためのこの通知はバックプレ
ッシャモジュール１１からスケジューラ４３に伝えられ
る。

【００４９】なお、キューコントローラ４２内のキュー
が空になった直後に、フローの再開を要求する制御用パ
ケット／セルをバックプレッシャモジュール１１が受け
取る場合がある。この場合は、キューの実際の状態に鑑
みて、「キューは空でなくなった」という通知をバック
プレッシャモジュール１１は発行しなくても良い。ある
いは、あえてバックプレッシャモジュール１１からスケ
ジューラ４３に「キューは空でなくなった」と通知して
おき、スケジューラ４３がそのキューからのパケット識
別子の取り出しをキューコントローラ４２に指示したと
きに、キューコントローラ４２がこの指示を無視する一
方「キューは空になった」ことをスケジューラ４３へ通
知し直すのでも良い。

【００５０】１２は装置全体を管理するＣＰＵである。
本実施例の場合は、初期設定を除いて、バックプレッシ
ャによるフローの停止・再開処理を装置の稼働時にＣＰ
Ｕ１２が行う必要はない。ＣＰＵ１２の処理すべき事項
が図４に比べて少ないので、このＣＰＵを他の用途にも
用いることが可能である。また、制御パケット／セル生
成部４９が行う制御用パケット／セルの生成処理をこの
ＣＰＵ１２に行わせる実施例も可能である。

【００５１】以上の説明において、キューコントローラ
４２、バックプレッシャモジュール１１、スケジューラ
４３間のフローＩＤ信号１５と１６は、双方向の信号線
になっている。これは、キューコントローラ４２からバ
ックプレッシャモジュール１１を経てスケジューラ４３
へフローＩＤが通知される期間と、逆にスケジューラ４
３からバックプレッシャモジュール１１を経てキューコ
ントローラ４２へフローＩＤが通知される期間が明瞭に
分離されている場合の実施例である。もちろん、これ以
外に、フローＩＤの信号を方向別に分け、両方向の通知
を同時に行いうる様にしても良い。

【００５２】他の実施例として、出力ポートｚからの制
御パケット／セルを一旦ＣＰＵで解釈し、ＣＰＵが動作
をバックプレッシャモジュールに通知する構成もある。
また、図１の実施例ではバックプレッシャモジュール１
１がキューコントローラ４２とスケジューラ４３間の信
号すべてを分断している様に見えるが、バックプレッシ
ャモジュール１１が変更しなくて良い信号は、キューコ
ントローラ４２とスケジューラ４３とを直接接続しても
良い。例えば、Ｓバリッド信号をバックプレッシャモジ
ュール１１は変更しない。これらを考慮した実施例を図
２に示す。

【００５３】図２において、バックプレッシャモジュー
ル２１はＳバリッド信号４６を参照のみ行う。ＣＰＵ２
２は、出力ポートｚからの制御パケット／セルを受け取
って、フローの停止・再開をすべきフローＩＤをバック
プレッシャモジュール２１に通知する。スケジューラ４
３に対しては、ＣＰＵ２２は図１のＣＰＵ１２と同様の
装置起動時の初期設定を行う。

【００５４】また、出力ポートｚからの制御パケット／
セルにフローの停止・再開要求が複数含まれている場合
は、ＣＰＵ２２からバックプレッシャモジュール２１へ
は、フローを停止する複数のフローＩＤや、フローを再
開する複数のフローＩＤをリスト形式に整理し、一括し
て通知する実施例も可能である。すると、ＣＰＵ２２か
らバックプレッシャモジュール２１への通知が効率良く
行える。

【００５５】また、従来技術で述べた様に、出力ポート
からパケット／セルを出力する動作は、互いに独立して
いる。従って、出力ポート毎に、キューコントローラと
バックプレッシャモジュールとスケジューラを設ける実
施例も可能である。

【００５６】

【発明の効果】本発明では、フローの停止及び再開を、
スケジューラの重み設定を変更することなく、キューの
状態を擬似的に変更することで行う。そのため、フロー
停止を要求する制御用パケット／セルを受信してから実
際にフローを止めるまでに必要な処理時間Ｔ_procS、及
び、フロー再開を要求する制御用パケット／セルを受信
してから実際にフローを再開するまでに必要な処理時間
Ｔ_procRを小さくすることができる。つまり、(1)式のＴ
_procS及び(2)式のＴ_procRが小さくなるので、本通信装
置の出力先に繋がる後段の装置が用意すべきバッファ量
を小さくできる。

【００５７】また、ラウンドロビンにより循環的にサー
ビスの対象となるフローを検査する場合には、重みを０
に設定したフローを含めることがないので、スケジュー
ラの時間が無駄に使われることがない。

【００５８】キューコントローラからバックプレッシャ
モジュールを経由してスケジューラへの通知を行う構成
においては、キューコントローラから通知を受ける信号
線とは別にバックプレッシャモジュールから通知を受け
る信号線をスケジューラに設ける必要がない。そのた
め、従来技術で用いていたスケジューラをそのまま使う
ことができるので、設計が容易となる。

【００５９】フローの停止及び再開のパケット／セル
を、ＣＰＵが介在することなく直接バックプレッシャモ
ジュールが受け取る場合には、ＣＰＵの処理が不要とな
ってより高速に処理できるので、さらにＴ_procS及びＴ
_procRを小さくすることができる。そのため、後段の装
置が用意すべきバッファ量をさらに小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による通信装置の実施例を示す図であ
る。

【図２】本発明による通信装置の他の実施例を示す図で
ある。

【図３】通信ネットワークの例を示す図である。

【図４】従来技術による通信装置の構成を示す図であ
る。

【図５】パケットの流れを示す模式図である。

【図６】スイッチコア４１の内部構成の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１、２１……バックプレッシャモジュール１２、２２、４８……ＣＰＵ１３、１４、４７……エンプティ信号１５、１６、４４……フローＩＤ信号１７、１８、４５……Ｑバリッド信号１９、２０、４６……Ｓバリッド信号３１、３２、３３、３４……コンピュータ３５、３６、３７……通信装置４１……スイッチコア４２……キューコントローラ４３……スケジューラ４９……制御パケット／セル生成部５１、５２、５３……クラシフィケーション５４……スイッチマトリックス５５、５６、５７、５８、５９……キュー６１、６２、６３……マルチプレクサ６４、６５、６６……キューとマルチプレクサの組み合
わせ７１……共用メモリ７２……共用メモリコントローラ７３、７４、７５……出力バッファ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パケット又はセルを入力し、複数のフロ
ーそれぞれに対応して設けてあるキューに一旦記憶した
後に出力する通信装置において、前記キューの実際の状
態を通知するキューコントローラと、前記キューの擬似
的な状態を通知するバックプレッシャモジュールであっ
て、出力先から前記フローのパケット又はセルの出力を
停止する要求があれば擬似的な状態を空とし、出力先か
ら前記フローのパケット又はセルの出力を再開する要求
があれば擬似的な状態を空でないとする、バックプレッ
シャモジュールと、前記キューコントローラ及び前記バ
ックプレッシャモジュールから通知を受け、前記実際の
状態又は前記擬似的な状態が空の場合はパケット又はセ
ルをキューから取り出さず、前記実際の状態及び前記擬
似的な状態が空でない場合はパケット又はセルをキュー
から取り出す制御を行うスケジューラと、を有すること
を特徴とする通信装置。
【請求項２】パケット又はセルを入力し、複数のフロ
ーそれぞれに対応して設けてあるキューに一旦記憶した
後に出力する通信装置において、前記キューの状態をバ
ックプレッシャモジュールへ通知するキューコントロー
ラと、出力先から前記フローのパケット又はセルの出力
を停止する要求があれば、キューが空の状態をスケジュ
ーラに通知し、出力先から前記フローのパケット又はセ
ルの出力を再開する要求があれば、前記キューコントロ
ーラからの前記キューの状態をスケジューラへ通知する
バックプレッシャモジュールと、前記バックプレッシャ
モジュールから受けた通知によりキューの状態が空の場
合はパケット又はセルをキューから取り出さず、前記バ
ックプレッシャモジュールから受けたキューの状態が空
でない場合はパケット又はセルをキューから取り出す制
御を行うスケジューラと、を有することを特徴とする通
信装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の通信装置におい
て、出力先から前記フローのパケット又はセルの出力を
停止又は再開する要求が、パケット又はセルによって送
付されるものであり、このパケット又はセルをバックプ
レッシャモジュールが受け取って前記要求を判断するこ
とを特徴とする通信装置。